KR0184033B1

KR0184033B1 - Magnification alignment apparatus

Info

Publication number: KR0184033B1
Application number: KR1019950027156A
Authority: KR
Inventors: 정연욱
Original assignee: 이대원; 삼성항공산업주식회사
Priority date: 1995-08-29
Filing date: 1995-08-29
Publication date: 1999-04-15
Also published as: KR970012975A

Abstract

이 발명은 피사체로부터 입사되는 주광선을 결상시키는 결상 렌즈와; 상기 결상 렌즈의 상면측에 위치하며, 쐐기 형태의 2개의 프리즘이 일정한 기울기를 가지는 경사면을 중심으로 서로 접합되어 있으며, 상기 2개의 프리즘 중 하나의 프리즘이 접합면을 따라 상하로 이동하여 상기 결상 렌즈를 통하여 결상되는 주광선의 위치를 가변시키는 프리즘을 포함하며, 반도체 노광 장치의 노광 렌즈의 상형성면측에 별도의 프리즘을 장착시켜 입사하는 주광선의 위치를 가변시키므로써, 간단한 구동 장치로 용이하게 형성되는 패턴의 중첩 밀도를 가변시킬 수 있다.The present invention relates to an imaging lens for forming a chief ray incident from a subject; Located in the image plane side of the imaging lens, the two wedge-shaped prism is bonded to each other around the inclined surface having a constant inclination, one prism of the two prism is moved up and down along the bonding surface to form the imaging lens It includes a prism for varying the position of the chief ray formed through the image, and by mounting a separate prism on the image forming surface side of the exposure lens of the semiconductor exposure apparatus to change the position of the incident chief ray, it is easily formed by a simple drive device The overlap density of the pattern can be varied.

Description

Magnification correction device

제1도는 일반적인 반도체 노광 장치의 구성도이고,1 is a configuration diagram of a general semiconductor exposure apparatus,

제2도는 이 발명의 실시예에 따른 배율 보정 장치의 구성도이고,2 is a configuration diagram of a magnification correction device according to an embodiment of the present invention,

제3도는 이 발명의 실시예에 따른 배율 보정 장치의 배율 변화를 나타낸 상태도이고,3 is a state diagram showing a change in magnification of the magnification correction device according to the embodiment of the present invention,

제4도는 이 발명의 실시예에 따른 프리즘의 연속적인 두께 변화를 나타낸 상태도이다.4 is a state diagram showing a continuous thickness change of the prism according to an embodiment of the present invention.

이 발명은 배율 보정 장치에 관한 것으로 더욱 상세하게 말하자면, 반도체 공정에 사용되는 노광 장치에 의하여 형성되는 패턴의 중첩 정밀도를 향상시키기 위하여 사용되는 배율 보정 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a magnification correction device, and more specifically, to a magnification correction device used to improve the overlapping accuracy of a pattern formed by an exposure device used in a semiconductor process.

일반적으로 반도체 웨이퍼위에 전자 회로를 생성하거나 액정 표시 장치 기판 위에 전자 회로를 생성시키기 위해서는 전자 회로를 새긴 패턴이 필요한데, 상기와 같은 패턴이 새겨져 있는 유리 원판을 레티클(reticle)이라고 한다.In general, in order to generate an electronic circuit on a semiconductor wafer or to generate an electronic circuit on a liquid crystal display device substrate, a pattern in which an electronic circuit is engraved is required. A glass original on which the pattern is engraved is called a reticle.

상기 레티클을 어떤 기판에 형성하는 방법 중에서 현재 널리 이용되고 있는 방법으로 포토 리소그래피(photo lithography)가 있다.Photolithography is a widely used method of forming the reticle on a substrate.

상기 포토 리소그래피 공정은, 먼저 포토 레지스트가 도포된 어떤 재료 표면에 노광 광학계를 이용하여 레티클상의 패턴을 노광시키면, 포토 레지스트는 레티클상의 패턴 형태로 감광이 되고, 포토 레지스트가 도포된 재료는 현상 과정(developing process)과 식각 과정(etching process)을 거쳐서 그 표면상에 레티클상의 패턴이 형성되고, 상기 공정을 반복함으로써 여러 측의 패턴들이 재료 표면상에 적층되게 된다.In the photolithography process, when a pattern on a reticle is exposed to a surface of a material to which photoresist is applied using an exposure optical system, the photoresist is photosensitive in a pattern form on a reticle, and the material on which the photoresist is applied is developed. A pattern on the reticle is formed on the surface through a developing process and an etching process, and by repeating the above process, the patterns on the various sides are stacked on the material surface.

이러한 공정에는 일반적으로 노광 장치가 사용된다.In this process, an exposure apparatus is generally used.

첨부한 도1에 일반적인 노광 장치의 구조가 도시되어 있다.1, the structure of a general exposure apparatus is shown.

노광 장치는, 제1도에 도시되어 있듯이, 초고압 수은등으로 이루어진 광원(1)과, 반사경(2)과, 컨덴서 렌즈(3)와, 블라인드(4)와, 레티클(5)과, 결상렌즈(6)와, 플레이트(7)로 이루어진다.As shown in FIG. 1, the exposure apparatus includes a light source 1 made of ultra-high pressure mercury lamp, a reflector 2, a condenser lens 3, a blind 4, a reticle 5, and an imaging lens ( 6) and the plate 7.

상기 광원(1)에서 출력된 점광원은 반사경(2)에 의하여 면광원으로 확산되어 컨덴서 렌즈(3)로 입사되고, 상기 컨덴서 렌즈(3)는 입사되는 광을 집광하여 노광하고자 하는 패턴이 새겨진 레티클(5)상으로 조사한다.The point light source output from the light source 1 is diffused into the surface light source by the reflector 2 and is incident on the condenser lens 3, and the condenser lens 3 collects the incident light and engraves a pattern to be exposed. Irradiate onto the reticle (5).

상기 컨덴서 렌즈(3)를 통해 조사되는 빛에 의하여 노광된 레티클(5)상의 패턴은 결상 렌즈(6)를 매개로 하여 플레이트(7) 면상에 결상되어 레지스트상에 노광된다.The pattern on the reticle 5 exposed by the light irradiated through the condenser lens 3 is formed on the surface of the plate 7 via the imaging lens 6 and exposed on the resist.

상기와 같은 공정으로 만들어진 재료는 여러 분야에 활용되며, 특히, 반도체 집적 회로, 인쇄 회로 기판(PCB) 등이 이와 같은 방법으로 만들어진다.Materials made by such a process are utilized in various fields, and in particular, semiconductor integrated circuits, printed circuit boards (PCBs), etc. are made in this manner.

그런데, 상기와 같이 다층막을 형성하는 과정에서 중요한 것은 인접한 각각의 층에 형성된 패턴들이 요구되는 편차 범위이내로 중첩되어야 하는 것이다. 이를 중첩 밀도라고 하는데 패턴이 미세해질수록 중첩밀도는 중요한 요소로 작용된다.However, in the process of forming the multilayer film as described above, it is important that the patterns formed on each adjacent layer overlap each other within the required deviation range. This is called the overlap density, and the finer the pattern, the more important the overlap density.

상기의 포토 리소그래피 공정에서 현상 과정과 식각 과정은 고온에서 수행되므로, 이로 인하여 포토 레지스트에 도포된 재료에 열변형이 발생하여 다음 노광 공정에서 그 윗층의 패턴이 중첩될 때 중첩밀도가 저하된다.In the photolithography process, the developing process and the etching process are performed at a high temperature, and thus, thermal deformation occurs in the material applied to the photoresist, so that the overlap density decreases when the pattern of the upper layer overlaps in the next exposure process.

상기와 같이 열변형으로 인하여 패턴의 중첩밀도가 저하되는 것을 방지하기 위하여 대부분의 노광 장치는 배율 보정 장치를 별도로 장착하여 사용한다.As described above, in order to prevent the overlap density of the pattern from being lowered due to thermal deformation, most exposure apparatuses are used by separately installing a magnification correction apparatus.

종래의 배율 보정 장치는 열변형에 의한 패턴 크기의 변화를 보정하기 위하여 노광 장치의 결상 렌즈 즉, 노광 렌즈를 이동시켜 배율 보정을 수행한다.A conventional magnification correction device performs magnification correction by moving an imaging lens, that is, an exposure lens, of an exposure apparatus in order to correct a change in pattern size due to thermal deformation.

그러나, 노광 렌즈는 매우 정밀한 렌즈(회전한절 광학계)이기 때문에, 종래와 같이 렌즈 자체를 이동시켜 배율 보정을 수행하면서 형성되는 상의 품질에 영향을 끼치지 않기 위해서는 매우 정밀한 기계적 구동 장치가 필요한 단점이 있다.However, since the exposure lens is a very precise lens (rotational cut-away optical system), a very precise mechanical driving device is required in order not to affect the image quality formed while performing magnification correction by moving the lens itself as in the related art. .

또한, 노광 장치에 사용되는 대부분의 노광 렌즈의 무게가 무겁기 때문에, 노광 렌즈를 정밀하게 이동시키기가 어려운 문제점이 있다.In addition, since most of the exposure lenses used in the exposure apparatus are heavy, there is a problem that it is difficult to precisely move the exposure lens.

또한, 노광 광학계 자체가 구동하므로써, 물체면이나 상면에 대하여 틸트(tilt) 즉, 기울기가 발생하여 상면에 형성되는 패턴의 해상도를 저하시킬 가능성이 있는 문제점이 발생한다.In addition, when the exposure optical system itself is driven, a problem occurs in that a tilt, that is, inclination, occurs with respect to the object surface or the image surface, thereby reducing the resolution of the pattern formed on the image surface.

그러므로, 이 발명의 목적은 상기한 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 반도체 노광 장치의 노광 렌즈의 상형성면측에 별도의 프리즘을 장착시켜 입사하는 주광선의 위치를 가변시키므로써, 간단한 구동 장치로 용이하게 형성되는 패턴의 중첩 밀도를 가변시킬 수 있는 배율 보정 장치를 제공하고자 하는데 있다.Therefore, an object of the present invention is to solve the above-mentioned conventional problems, and by attaching a separate prism to the image forming surface side of the exposure lens of the semiconductor exposure apparatus, the position of the incident chief rays is varied, thereby making it easy to use a simple driving device. Another object of the present invention is to provide a magnification correction device capable of varying the overlap density of a pattern to be formed.

상기의 목적을 달성하기 위한 이 발명의 구성은, 피사체로부터 입사되는 주광선을 결상시키는 결상 렌즈와; 상기 결상 렌즈의 상면측에 위치하며, 쐐기 형태의 2개의 프리즘이 일정한 기울기를 가지는 경사면을 중심으로 서로 접합되어 있으며, 상기 2개의 프리즘 중 하나의 프리즘이 접합면을 따라 상하로 이동하여 상기 결상 렌즈를 통하여 결상되는 주광선의 위치를 가변시키는 프리즘을 포함한다.The configuration of the present invention for achieving the above object is an imaging lens for imaging the chief ray incident from the subject; Located in the image plane side of the imaging lens, the two wedge-shaped prism is bonded to each other around the inclined surface having a constant inclination, one prism of the two prism is moved up and down along the bonding surface to form the imaging lens It includes a prism for varying the position of the chief ray imaged through.

상기한 구성에 의하여, 이 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 이 발명의 용이하게 실시할 수 있는 가장 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조로 하여 상세히 설명한다.With the above configuration, the most preferred embodiment which can be easily carried out by those skilled in the art will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

제2도는 이 발명의 실시예에 따른 배율 보정 장치의 구성도이고, 제3도는 이 발명의 실시예에 따른 배율 보정 장치의 배율 변화를 나타낸 상태도이고, 제4도는 이 발명의 실시예에 따른 프리즘의 연속적인 두께 변화를 나타낸 상태도이다.2 is a configuration diagram of a magnification correction device according to an embodiment of the present invention, and FIG. 3 is a state diagram showing a change in magnification of the magnification correction device according to an embodiment of the present invention, and FIG. 4 is a prism according to an embodiment of the present invention. Is a state diagram showing a continuous change in thickness.

첨부한 제2도에 도시되어 있듯이 이 발명의 실시예에 따른 배율 보정 장치의 구성은, 노광되는 대상면(10), 즉 원하는 패턴이 형성되어 있는 레티클쪽으로부터 노광되는 패턴상을 결상시키는 결상 렌즈(20)와, 상기 결상 렌즈(20)의 상면측에 장착된 프리즘(30)으로 이루어진다.As shown in FIG. 2, the magnification correcting apparatus according to the embodiment of the present invention is an imaging lens that forms an image pattern exposed from an object surface 10 to be exposed, that is, a reticle on which a desired pattern is formed. And a prism 30 mounted on an image surface side of the imaging lens 20.

상기 프리즘(30)은 쐐기 형태의 두개의 프리즘으로 이루어지며, 상기 두개의 프리즘은 경사면(A)에 대하여 접촉되어 있으며, 첨부한 제4도에 도시되어 있듯이, 별도의 기계적 구동 장치(도시하지 않음)에 의하여 경사면(A)에 평행하게 한개의 프리즘이 이동가능하도록 구성되어 있다.The prism 30 is composed of two wedge-shaped prisms, the two prisms are in contact with the inclined surface (A), as shown in the accompanying Figure 4, a separate mechanical drive device (not shown) It is configured so that one prism is movable in parallel to the inclined surface A by ().

상기 구성에 의한 이 발명의 실시예에 따른 배울 보정 장치의 작용은 다음과 같다.The operation of the learn correction device according to the embodiment of the present invention by the above configuration is as follows.

상기한 일반적인 노광 장치에서, 광원에서 출력된 광에 의하여 노광된 레티클상의 패턴을 결상시키는 결상 렌즈(20)의 상면측에 별도의 프리즘(30)을 장착시켜 입사되는 주광선의 위치를 가변시켜 상의 배율 변화를 발생시킨다.In the above general exposure apparatus, an additional prism 30 is mounted on an image surface side of an imaging lens 20 that forms an image of a pattern on a reticle exposed by light output from a light source, thereby varying the position of the incident chief ray. Causes a change.

즉, 광학계에 있어서 임의의 평면이 설치되면 광의 경로가 변경되므로, 레티클 상의 패턴을 결상시키는 결상 렌즈(20)의 상면측에 쐐기 형태의 프리즘(30)을 장착시킨 다음, 프리즘(30)의 두께를 연속적으로 가변시켜 상의 배율을 발생시키므로써, 다층막을 형성하는 과정에서 인접한 각각의 층에 형성된 패턴들이 요구되는 편차 범위이내로 중첩되도록 한다.That is, since a path of light is changed when an arbitrary plane is provided in the optical system, the prism 30 having a wedge shape is mounted on the image surface side of the imaging lens 20 for forming a pattern on the reticle, and then the thickness of the prism 30. By continuously varying to generate the magnification of the image, the patterns formed in the adjacent layers in the process of forming the multilayer film overlap within the required deviation range.

첨부한 제3도에 도시되어 있듯이 광학 결상계에 있어서 두께 T의 평행판이 삽입되어 장착되는 경우에, 평행판에 의한 배율 변화량 △M은 다음과 같은 식으로 나타낼 수 있다.As shown in FIG. 3, when the parallel plate of thickness T is inserted and mounted in the optical imaging system, the magnification change amount ΔM due to the parallel plate can be expressed by the following equation.

상기 식에서 알 수 있듯이 배율 변화량 △M은 투명 평행판의 두께 T의 함수로 나타낼 수 있으며, 두께 T를 연속적으로 변화시켜 배율 보정을 수행한다.As can be seen from the above equation, the magnification change amount ΔM can be expressed as a function of the thickness T of the transparent parallel plate, and the magnification correction is performed by continuously changing the thickness T.

다시 말하자면, 프리즘(30)을 구성하는 두개의 쐐기 형태의 프리즘 중에서, 임의의 프리즘을 선택하여, 첨부한 제4도에 도시되어 있듯이, 접촉되어 있는 경사면(A)을 따라서 위아래로 이동시킨다.In other words, from among the two wedge-shaped prisms constituting the prism 30, an arbitrary prism is selected and moved up and down along the inclined surface A in contact, as shown in FIG.

상기 경사면(A)에 대하여 접합되어 있는 프리즘(30)에서, 임의의 프리즘을 경사면(A)을 따라 위아래로 이동시킴에 따라, 결상 렌즈(20)를 통한 주광선이 입사하는 위치에 해당하는 프리즘(30)의 두께가 가변된다.In the prism 30 bonded to the inclined surface A, as the prism is moved up and down along the inclined surface A, the prism corresponding to the position where the chief ray through the imaging lens 20 is incident ( 30) vary in thickness.

상기에서 프리즘(30)의 두께가 가변되므로써, 도시하지 않은 광원으로부터 출력되어 대상면(10)과 결상 렌즈(20)를 통하여 프리즘(30)으로 입사하는 주광선의 위치가 가변되어 상면(40)에 형성되는 상의 배율이 변화된다.Since the thickness of the prism 30 is variable in the above, the position of the chief ray output from the light source (not shown) and incident on the prism 30 through the target lens 10 and the imaging lens 20 is changed to the image surface 40. The magnification of the formed phase is changed.

이상에서와 같이 이 발명의 실시예에 따라, 반도체 노광 장치의 결상 렌즈 즉, 노광 렌즈의 상형성면측에 별도의 프리즘을 장착시켜 입사하는 주광선의 위치를 가변시키므로써, 상면에 원하는 양만큼의 배율 조정을 수행할 수 있다.As described above, according to the exemplary embodiment of the present invention, an additional prism is mounted on the imaging lens of the semiconductor exposure apparatus, that is, the image forming surface side of the exposure lens, thereby varying the position of the incident primary light, thereby increasing the magnification by the desired amount on the image surface. Adjustments can be made.

또한, 노광 렌즈의 자체 이동에 의하여 배율 보정을 수행하는 경우와 같이 정밀한 구동 장치가 아니라, 프리즘을 경사면에 평행하게 이동시킬 수 있는 간단한 구동 장치에 의하여 용이하게 배율 보정을 수행할 수 있다.In addition, the magnification correction can be easily performed by a simple driving device capable of moving the prism in parallel with the inclined plane, rather than a precise driving device as in the case of performing magnification correction by the self-movement of the exposure lens.

또한, 기준이 되는 한개의 프리즘을 고정시키고, 경사면에 따라 다른 프리즘을 이동시키므로써, 틸트 발생에 따른 상의 화질 저하를 방지할 수 있는 효과를 가진 배율 보정 장치를 제공할 수 있다.In addition, by fixing one prism as a reference and moving another prism according to the inclined surface, it is possible to provide a magnification correction device having an effect of preventing the deterioration of the image quality due to the tilt.

Claims

An imaging lens for forming a chief ray incident from the subject; Located in the image plane side of the imaging lens, the two wedge-shaped prism is bonded to each other around the inclined surface having a constant inclination, one prism of the two prism is moved up and down along the bonding surface to form the imaging lens A magnification correction device comprising a prism for changing the position of the chief ray formed through the.

The magnification correction device according to claim 1, further comprising mechanical driving means for moving one prism up and down among the two wedge-shaped prisms.