KR100244286B1 - Semiconductor fabricating apparatus - Google Patents

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Abstract

본 발명은 반도체 제조장치에 관한 것으로, 특히 사진 식각 공정 (photolighograhy)중 사진 식각 장치에서 촛점심도(Depth of focus)를 증가 시키기 노광장비에 관한 것이다.The present invention relates to a semiconductor manufacturing apparatus, and more particularly, to an exposure apparatus for increasing a depth of focus in a photolithography apparatus during a photolighograhy.

이를위한 본 발명의 반도체 제조장치는 사진 식각 장치의 노광장비에 있어서, 광원에서 나온 빛의 양과 각도를 조절하여 두개의 차수광을 투사하는 존 플레이트형 어퍼쳐와, 상기 존 플레이트형 어퍼쳐를 통과한 빛을 접속 시키는 집광렌즈와, 상기 집광렌즈의 집광된 빛에 의해 원하는 이미지를 마스킹하는 마스크와, 상기 마스크를 통과한 두개의 차수광을 웨이퍼에 포커싱하는 투영렌즈로 구성됨을 특징으로 한다.The semiconductor manufacturing apparatus of the present invention for this purpose in the exposure equipment of the photolithography apparatus, the zone plate aperture for projecting two orders of light by adjusting the amount and angle of light emitted from the light source, and through the zone plate aperture A condenser lens for connecting one light, a mask for masking a desired image by the condensed light of the condenser lens, and a projection lens for focusing two incident light beams passing through the mask on a wafer.

Description

반도체 제조장치Semiconductor manufacturing device

본 발명은 반도체 제조장치에 관한 것으로, 특히 사진 식각 공정(photolighograhy)중 사진 식각 장치에서 촛점심도(Depth of focus)를 증가 시키기 위한 노광장비에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a semiconductor manufacturing apparatus, and more particularly, to an exposure apparatus for increasing a depth of focus in a photolithography apparatus during a photolithography process.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 종래의 반도체 제조장치에 대하여 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, a conventional semiconductor manufacturing apparatus will be described with reference to the accompanying drawings.

제1도는 종래의 사진 식각 장치의 노광장비의 개략 구성도이고, 제2도는 종래의 다른 노광장비의 개략 구성도이다.1 is a schematic configuration diagram of an exposure apparatus of a conventional photolithography apparatus, and FIG. 2 is a schematic configuration diagram of another conventional exposure apparatus.

먼저, 제1도에 도시한 바와같이 광원(1)으로 부터 나온 빛의 양과 각도를 조절하는 어퍼쳐(Aperture : 2)와, 상기 어퍼쳐(2)를 통과한 빛을 접속 시키는 집광렌즈(3)와, 상기 집광렌즈(3)의 집광된 빛에 의해 원하는 이미지를 마스킹하는 마스크(4)와, 상기 마스크(4)를 통과한 3개의 차수광을 웨어퍼(6)에 포커싱하는 투영렌즈(5)로 구성된다.First, as shown in FIG. 1, an aperture (2) for adjusting the amount and angle of light emitted from the light source 1 and a condenser lens 3 for connecting the light passing through the aperture 2 ), A mask 4 for masking a desired image by the focused light of the condenser lens 3, and a projection lens for focusing three light beams passing through the mask 4 on the wafer 6 5) consists of.

여기서 종래의 사진 식각 장치의 노광장비의 동작을 설명하면 다음과 같다.Herein, the operation of the exposure apparatus of the conventional photolithography apparatus will be described.

광원(1)으로 부터나온 빛이 어퍼쳐(2)를 통과하여 웨이퍼(6)상에 전사될때 이미지 형성에 기여하는 광은 +1, 0, -1차 광으로 3개 차수의 광이 모두 일치될때만이 비로소 베스트 포커스(Best focus)가 되어 이미지가 형성된다.When the light from the light source 1 passes through the aperture 2 and is transferred onto the wafer 6, the light contributing to image formation is +1, 0, -1 order light, and all three orders of light match. Only when the image becomes the best focus, the image is formed.

이에반해 종래의 다른 노광장비는 제2도에 도시한 바와같이 광원(1)으로 부터 나온 빛의 양과 각도를 조절하는 4중극 어퍼쳐(7)와, 상기 4중극 어퍼쳐(7)를 통과한 빛을 접속 시키는 집광렌즈(3)와, 상기 집광렌즈(3)의 집광된 빛에 의해 원하는 이미지를 마스킹하는 마스크(4)와, 상기 마스크(4)를 통과한 2개의 차수광을 웨어퍼(6)에 포커싱하는 투영렌즈(5)로 구성된다.On the other hand, another conventional exposure apparatus passes through the quadrupole aperture 7 and the quadrupole aperture 7 for adjusting the amount and angle of the light emitted from the light source 1, as shown in FIG. A condenser lens 3 for connecting light, a mask 4 for masking a desired image by the condensed light of the condenser lens 3, and two light-receiving beams passing through the mask 4 And a projection lens 5 focusing on 6).

여기서 종래의 다른 노광장비의 동작을 설명하면 다음과 같다.Herein, the operation of another conventional exposure apparatus will be described.

광원(1)으로 부터 나온 빛의 양과 각도를 조절하는 4중극 어퍼쳐(7)를 통해 웨어퍼(6)상에 전사될 때 이미지 형성에 기여하는 광은 0, -1차 광이므로, 상기 이 2개 차수의 광만이 웨이퍼(6)상에서 일치되어 베스트 포커스가 되므로 일반적인 어퍼쳐보다 그만큼 촛점심도가 증가하게 된다.The light that contributes to image formation when transferred onto the wafer 6 through the quadrupole aperture 7 that controls the amount and angle of the light emitted from the light source 1 is 0, -1st order light. Since only two orders of light are matched on the wafer 6 to become the best focus, the depth of focus increases by that much more than a normal aperture.

그러나 상기와 같은 종래의 반도체 제조장치에 있어서는 다음과 같은 문제점이 있었다.However, the above conventional semiconductor manufacturing apparatus has the following problems.

촛점심도를 증가 시키기 위해 4중극 어퍼쳐를 사용하면 수평, 수직라인과 스페이스 형태의 패터닝에는 잇점이 있으나 대각선 형태의 패터닝에는 촛점심도가 떨어진다.The use of quadrupole apertures to increase the depth of focus has advantages for horizontal, vertical line and space patterning but has a low depth of focus for diagonal patterning.

본 발명은 이와같은 문제점을 해결하기 위하여 안출한 것으로 존 플레이트 형태와 투과형 회절 격자, 반사형 회절 격자등의 어퍼쳐를 사용하여 촛점심도를 증가 시키는 사진 식각 장치의 노광장비를 제공하는데 그 목적이 있다.An object of the present invention is to provide an exposure apparatus of a photolithography apparatus that increases the depth of focus by using an aperture such as a zone plate type, a transmission diffraction grating, and a reflection diffraction grating. .

제1도는 종래의 사진 식각 장치의 노광장비의 개략 구성도.1 is a schematic configuration diagram of an exposure apparatus of a conventional photolithography apparatus.

제2도는 종래의 다른 노광장비의 개략 구성도.2 is a schematic configuration diagram of another conventional exposure apparatus.

제3도는 본 발명의 제1실시예에 따른 사진 식각 장치의 노광장비의 개략 구성도.3 is a schematic configuration diagram of an exposure apparatus of a photolithography apparatus according to a first embodiment of the present invention.

제4도는 본 발명의 제2실시예에 따른 노광장비의 개략 구성도.4 is a schematic configuration diagram of an exposure apparatus according to a second embodiment of the present invention.

제5도는 본 발명의 제3실시예에 따른 노광장비의 개략 구성도.5 is a schematic structural diagram of an exposure apparatus according to a third embodiment of the present invention.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for main parts of the drawings

30 : 광원 31 : 존 플레이트형 어퍼쳐30 light source 31 zone plate type aperture

32 : 집광렌즈 33 : 마스크32: condenser lens 33: mask

34 : 투영렌즈 35 : 웨이퍼34: projection lens 35: wafer

36 : 투과형 회절 격자 37 : 반사형 회절 격자36: transmission diffraction grating 37: reflection diffraction grating

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 반도체 제조장치는 사진 식각 장치의 노광장비에 있어서, 광원에서 나온 빛의 양과 각도를 조절하여 두개의 차수광을 투사하는 존 플레이트형 어퍼쳐와, 상기 존 플레이트형 어퍼쳐를 통과한 빛을 접속시키는 집광렌즈와, 상기 집광렌즈의 집광된 빛에 의해 원하는 이미지를 마스킹하는 마스크와, 상기 마스크를 통과한 두개의 차수광을 웨이퍼에 포커싱하는 투영렌즈로 구성됨을 특징으로 한다.The semiconductor manufacturing apparatus of the present invention for achieving the above object is a zone plate-type aperture for projecting two orders of light by adjusting the amount and angle of light emitted from the light source in the exposure equipment of the photolithography apparatus, the zone It consists of a condenser lens for connecting the light passing through the plate-type aperture, a mask for masking a desired image by the condensed light of the condenser lens, and a projection lens for focusing two incident light beams passing through the mask onto the wafer. It is characterized by.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 반도체 제조장치를 보다 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, a semiconductor manufacturing apparatus of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

제3도는 본 발명의 제1실시예에 따른 사진 식각 장치의 노광장비의 개략 구성도이고, 제4도는 본 발명의 제2실시예에 따른 노광장비의 개략 구성도이다. 제5도는 본 발명의 제3실시예에 다른 노광장비의 개략 구성도이다.3 is a schematic configuration diagram of an exposure apparatus of a photolithography apparatus according to a first embodiment of the present invention, and FIG. 4 is a schematic configuration diagram of an exposure apparatus according to a second embodiment of the present invention. 5 is a schematic configuration diagram of an exposure apparatus according to a third embodiment of the present invention.

본 발명의 제1실시예에 따른 노광장비는 제3도에 도시한 바와같이 광원(30)으로 부터 나온 빛의 양과 각도를 조절하는 존 플레이트형 어퍼쳐(Zone plate Aperture : 31)와, 상기 존 플레이트형 어퍼쳐(31)를 통과한 빛을 접속 시키는 집광렌즈(32)와, 상기 집광렌즈(32)의 집광된 빛에 의해 원하는 이미지를 마스킹하는 마스크(33)와, 상기 마스크(33)를 통과한 두개의 차수광을 웨이퍼(35)에 포커싱하는 투영렌즈(34)로 구성된다.The exposure apparatus according to the first embodiment of the present invention includes a zone plate aperture (31) for controlling the amount and angle of light emitted from the light source 30, as shown in FIG. A condenser lens 32 for connecting the light passing through the plate-type aperture 31, a mask 33 for masking a desired image by the condensed light of the condenser lens 32, and the mask 33 It consists of a projection lens 34 that focuses the two received light beams on the wafer 35.

여기서 상기 존 플레이트형 어퍼쳐(32)는 투과성 물질과 비투과성 물질이 교번하여 형성된다. 즉, 비투과성 물질이 원점을 중심으로 일정간격을 갖고 물결무늬모양으로 형성되고, 각 비투과성 물질 사이에 투과성 물질이 형성된다.Here, the zone plate-type aperture 32 is formed by alternating a permeable material and a non-permeable material. That is, the non-permeable material is formed in a wavy pattern with a predetermined interval around the origin, and a permeable material is formed between each of the non-permeable materials.

상기와 같이 구성된 본 발명의 제1실시예의 동작을 설명하면 다음과 같다.Referring to the operation of the first embodiment of the present invention configured as described above are as follows.

먼저, 광원(30)으로 부터 나온 빛의 양과 각도를 조절하는 존 플레이트형 어퍼쳐(32)를 통해 집광렌즈(32)에 직접 들어오는 빛을 차단하여 원하는 이미지를 마스킹하기 위한 마스크(33)에 입사하는 빛을 측면으로만 입사하도록 하면, 상기 마스크(33)에서 회절된 2개 차수(0, -1)의 빛만이 웨이퍼(35)상에 전사되어 2개 차수의 광으로만 이미지가 형성되어 촛점심도가 증가한다.First, incident light enters the mask 33 for masking a desired image by blocking light directly entering the condenser lens 32 through the zone plate-type aperture 32 that adjusts the amount and angle of the light emitted from the light source 30. When the incident light is incident only on the side surface, only light of two orders (0, -1) diffracted by the mask 33 is transferred onto the wafer 35 to form an image with only two orders of light. Depth increases.

그리고 제2실시예의 노광장비는 제4도에 도시한 바와같이 광원(30)으로 부터 나온 빛의 양과 각도를 조절하는 투과형 회절 격자(Jransmission diffraction grating : 36)와, 상기 투과형 회절 격자(36)를 통과한 빛을 접속 시키는 집광렌즈(32)와, 상기 집광렌즈(32)의 집광된 빛에 의해 원하는 이미지를 마스킹하는 마스크(33)와, 상기 마스크(33)를 통과한 두개의 차수광을 웨이퍼(35)에 포커싱하는 투영렌즈(34)로 구성된다.The exposure apparatus of the second embodiment uses a transmission diffraction grating 36 for adjusting the amount and angle of the light emitted from the light source 30, and the transmission diffraction grating 36 as shown in FIG. The condenser lens 32 connects the light passing through, the mask 33 masks a desired image by the condensed light of the condenser lens 32, and the two light-receiving light passing through the mask 33 are wafers. And a projection lens 34 that focuses on 35.

여기서 투과형 회절 격자(36)는 투과성 물질이 물결무늬 모양으로 형성된다.Here, the transmission diffraction grating 36 is formed of a transmissive material in a wavy pattern.

상기와 같이 구성된 본 발명의 제2실시예의 동작을 설명하면 다음과 같다.Referring to the operation of the second embodiment of the present invention configured as described above are as follows.

광원(30)으로 부터 나온 빛의 양과 각도를 조절하여 투과형 회절 격자(36)를 통해 집광렌즈(32)에 2개 차수의 빛만을 통과시켜 이 빛이 마스크(33)에서 회절되어 웨이퍼(35)상에 이미지가 형성될 때 두차수의 빛만으로 이미지가 형성되므로 촛점심도가 증가한다.By adjusting the amount and angle of the light emitted from the light source 30 and passing only two orders of light through the condensing lens 32 through the transmission diffraction grating 36, the light is diffracted in the mask 33 and the wafer 35. When an image is formed on the image, the depth of focus increases because the image is formed using only two orders of light.

또한, 본 발명의 제3실시예는 제5도에 도시한 바와같이 광원(30)으로 부터 나온 빛의 양과 각도를 조절하는 반사형 회절 격자(Reffection diffraction gration : 38)와, 상기 반사형 회절 격자(38)를 통과한 빛을 접속 시키는 집광렌즈(32)와, 상기 집광렌즈(32)의 집광된 빛에 의해 원하는 이미지를 마스킹하는 마스크(33)와, 상기 마스크(33)를 통과한 두개의 차수광을 웨이퍼(35)에 포커싱하는 투영렌즈(34)로 구성된다.In addition, the third embodiment of the present invention is a reflection diffraction grating (38) for adjusting the amount and angle of the light emitted from the light source 30, as shown in FIG. Condensing lens 32 for connecting the light passed through the (38), a mask 33 for masking a desired image by the condensed light of the condensing lens 32, and two passing through the mask 33 A projection lens 34 that focuses the received light onto the wafer 35.

여기서 반사형 회절 격자(38)는 투과성 물질과 반사형 물질이 교번하여 형성되며, 반사형 물질은 물결무늬 모양으로 형성된다.The reflective diffraction grating 38 is formed by alternating a transmissive material and a reflective material, and the reflective material is formed in a wavy pattern.

상기와 같이 구성된 본 발명의 제3실시예의 동작은 제2실시예와 같다.The operation of the third embodiment of the present invention configured as described above is the same as the second embodiment.

이상에서 설명한 바와같이 본 발명의 반도체 제조장치에 있어서는 다음과 같은 효과가 있다.As described above, the semiconductor manufacturing apparatus of the present invention has the following effects.

일반적인 어퍼쳐를 사용할때와는 달리 한 차수의 광이 회절되어 사라지고, 단지 두 차수의 빛만으로 이미지가 형성되므로 그 만큼 촛점심도가 증가한다.Unlike the case of using a normal aperture, one order of light is diffracted and disappears, and since the image is formed by only two orders of light, the depth of focus increases by that amount.

그리고 존 플레이트형 어퍼쳐를 사용하면 촛점심도뿐 아니라 빛의 감도가 좋아져 광원의 수명도 증가하고, 존 플레이트가 렌즈 역할도 충분히 해내어 집광렌즈가 불 필요할 수도 있다.In addition, the use of the zone plate type aperture may increase the lifespan of the light source as well as the sensitivity of the light, and the zone plate may perform the role of the lens sufficiently so that a condenser lens may be unnecessary.

Claims (3)

사진 식각 장치의 노광장비에 있어서, 투과성 물질과 비투과성 물질이 서로 교번되도록 구성되며 상기 비투과성 물질이 원점을 중심으로 일정간격을 갖고 물결무늬 모양으로 형성되어 광원에서 나온 빛의 양과 각도를 조절하여 두 개의 차수광을 투사하는 존 플레이트형 어퍼쳐와, 상기 존 플레이트형 어퍼쳐를 통과한 빛을 집속시키는 집광렌즈와, 상기 집광렌즈의 집광된 빛에 의해 원하는 이미지를 마스킹하는 마스크와, 상기 마스크를 통과한 두 개의 차수광을 웨이퍼에 포커싱하는 투영렌즈로 구성됨을 특징으로 하는 반도체 제조장치.In the exposure apparatus of the photolithography apparatus, the transmissive material and the non-permeable material are configured to alternate with each other, and the non-permeable material is formed in a wavy pattern with a predetermined distance around the origin to adjust the amount and angle of light emitted from the light source A zone plate aperture for projecting two light-receiving light, a condenser lens for focusing light passing through the zone plate aperture, a mask for masking a desired image by the condensed light of the condenser lens, and the mask And a projection lens for focusing the two light beams passing through the wafer onto the wafer. 제1항에 있어서, 상기 존 플레이트형 어퍼쳐 대신에 투과형 회절 결자를 사용하는 것을 특징으로 하는 반도체 제조장치.The semiconductor manufacturing apparatus according to claim 1, wherein a transmissive diffraction defect is used instead of the zone plate type aperture. 제1항에 있어서, 상기 존 플레이트형 어퍼쳐 대신에 반사형 회절 격자를 사용하는 것을 특징으로 하는 반도체 제조장치.The semiconductor manufacturing apparatus according to claim 1, wherein a reflective diffraction grating is used instead of the zone plate type aperture.
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