KR100295672B1 - 반도체노광장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 반도체 노광장치에 관한 것으로, 본 발명은 광원인 램프와, 그 램프로부터 생성된 빛 중에서 원하는 파장의 빛만을 투과시키도록 슬롯이 형성되는 아이라인 필터와, 그 아이라인 필터를 통과한 빛을 한정하는 어퍼츄어와, 그 어퍼츄어를 통과한 빛을 균일하게 투과시키는 특수렌즈와, 그 특수렌즈를 통과한 빛을 모으는 콘덴서 렌즈와, 상기 웨이퍼에 노광될 패턴이 형성된 마스크와, 그 마스크의 패턴을 통과한 빛을 차별적으로 통과시키는 어퍼츄어 플레이트와, 그 어퍼츄어 플레이트의 전,후측에 다수개 장착되어 빛을 웨이퍼에 결상시키는 투영렌즈가 연이어 배치된 반도체 노광장치에 있어서, 상기 램프와 아이라인 필터 사이에 고정 설치되고 램프로부터 나오는 빛의 광도가 강한 부위에는 상대적으로 짙은 색상이 도색되는 반면 광도가 상대적으로 낮은 부위에는 옅은 색상이 도색되어 빛의 강도를 균일하게 투과시키는 반투명렌즈가 부가됨으로써, 램프로부터 나오는 빛의 강도를 균일하게 보정하여 실제 마스크의 패턴이 웨이퍼의 피알층에 정확하게 이식되도록 할 수 있다.

Description

반도체 노광장치{OPTICAL EXPOSURE SYSTEM FOR SERAICONDUCTOR}

본 발명은 반도체 노광장치에 관한 것으로, 특히 램프로부터 나오는 빛의 강도를 균일하게 하여 마스크의 패턴이 웨이퍼에 정확하게 이식될 수 있도록 하는 반도체 노광장치에 관한 것이다.

일반적으로 반도체 제조공정 중에서 웨이퍼에 패턴을 형성시키는 노광장치에서는 그 노광장치의 램프로부터 발진되는 빛이 웨이퍼의 표면의 피알(Photo Resist)층에 일정한 강도로 조사되어야 균일한 패턴을 형성시킬 수 있다.

도 1은 종래 노광장치의 일례를 개략적으로 보인 종단면도로서, 이에 도시된 바와 같이 종래의 노광장치는, 마스크(M)를 기준으로 크게 조명계와 투영렌즈계로 구분될 수 있다.

상기 조명계는 광원인 램프(1)와, 그 램프(1)로부터 발진되는 빛 중에서 원하는 파장의 빛만을 투과시키는 아이라인 필터(I-Line Filter)(2)와, 그 아이라인 필터(2)를 통과한 빛을 한정하는 어퍼츄어(aperture)(3)와, 그 어퍼츄어(3)를 통과한 빛을 균일하게 투과시키는 특수렌즈(Special Lens)(4)와, 그 특수렌즈(4)를 통과한 빛을 모으는 콘덴서 렌즈(condensor lense)(5)로 이루어져 있다.

상기 특수렌즈(4)는 균일한 빛을 마스크(M)에 제공하는 투명렌즈로, 렌즈의 굴곡차이에 의한 전반적인 균일도만을 제공할 뿐 그 중앙부와 가장자리부의 광도차이를 보상하지는 못하게 된다.

도면중 미설명 부호인 6은 어퍼츄어 플레이트, 7은 투영렌즈, W는 웨이퍼이다.

상기와 같은 종래의 특수렌즈가 구비된 노광장치는 다음과 같이 동작된다.

상기 램프(1)로부터 발진되는 빛은 아이라인 필터(2)를 통과하면서 필요한 파장의 빛만이 선택되고, 그 선택된 빛은 어퍼츄어(3)를 거치면서 한정되어 특수렌즈(4)를 통해 곤덴서 렌즈(5)에서 모이게 된다.

이 빛은 마스크(M)의 패턴을 통과하여 어퍼츄어 플레이트(6) 및 투영렌즈(7)를 거쳐 웨이퍼(W)의 감광막층에 조사되어 상기한 마스크(M)의 패턴을 축소 이식시키게 되는 것이었다.

그러나, 상기와 같은 종래의 반도체 노광장치에 있어서는, 램프(1)로부터 발진되어 웨이퍼(W)에 조사되는 빛은 경로차 등의 이유로 그 강도가 균일하지 못함에도 불구하고 특수렌즈(4) 등을 그대로 통과하여 웨이퍼(W)에 조사되므로 인해, 실제 마스크(M)의 패턴이 웨이퍼(W)의 감광막층에 정확하게 이식되지 못하고 광도가 강한 부위는 실제 패턴에 비해 크게 노광되는 반면 광도가 약한 부위는 실제 패턴에 비해 작게 노광되어 결국 패턴불량을 초래하게 되는 문제점이 있었다.

따라서, 본 발명은 상기와 같은 종래 노광장치의 조명계가 가지는 문제점을 감안하여 안출한 것으로, 램프로부터 나오는 빛의 강도를 균일하게 보정하여 실제 마스크의 패턴이 웨이퍼의 피알층에 정확하게 이식되도록 할 수 있는 반도체 노광장치를 제공하려는데 본 발명의 목적이 있다.

도 1은 종래 반도체 노광장치의 일례를 측면에서 보인 개략도.

도 2는 본 발명 반도체 노광장치의 일례를 측면에서 보인 개략도.

도 3a 및 도 3b는 본 발명 반도체 노광장치의 반투명렌즈에 대한 일례들을 보인 평면도.

***도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명***

1 : 램프 2 : 아이라인 필터

3 : 어퍼츄어 4 : 특수렌즈

5 : 콘덴서 렌즈 6 : 어퍼츄어 플레이트

7 : 투영렌즈 10 : 반투명렌즈

M : 마스크 W : 웨이퍼

이와 같은 본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 광원인 램프와, 그 램프로부터 생성된 빛 중에서 원하는 파장의 빛만을 투과시키도록 슬롯이 형성되는 아이라인 필터와, 그 아이라인 필터를 통과한 빛을 한정하는 어퍼츄어와, 그 어퍼츄어를 통과한 빛을 균일하게 투과시키는 특수렌즈와, 그 특수렌즈를 통과한 빛을 모으는 콘덴서 렌즈와, 상기 웨이퍼에 노광될 패턴이 형성된 마스크와, 그 마스크의 패턴을 통과한 빛을 차별적으로 통과시키는 어퍼츄어 플레이트와, 그 어퍼츄어 플레이트의 전,후측에 다수개 장착되어 빛을 웨이퍼에 결상시키는 투영렌즈가 연이어 배치된 반도체 노광장치에 있어서, 상기 램프와 아이라인 필터 사이에 고정 설치되고 램프로부터 나오는 빛의 광도가 강한 부위에는 상대적으로 짙은 색상이 도색되는 반면 광도가 상대적으로 낮은 부위에는 옅은 색상이 도색되어 빛의 강도를 균일하게 투과시키는 반투명렌즈가 부가된 것을 특징으로 하는 반도체 노광장치가 제공된다.

이하, 본 발명에 의한 반도체 노광장치를 첨부도면에 도시된 일실시예에 의거하여 상세하게 설명한다.

도 2는 본 발명 반도체 노광장치의 일례를 측면에서 보인 개략도이고, 도 3a 및 도 3b는 본 발명 반도체 노광장치의 반투명렌즈에 대한 일례들을 보인 평면도이다.

이에 도시된 바와 같이 본 발명에 의한 광도 보상구조가 구비된 반도체 노광장치는, 광원인 램프(1)와, 그 램프(1)로부터 발진되는 빛의 강도를 균일하게 투과시키는 반투명렌즈(10)와, 그 반투명렌즈(10)를 통과한 빛 중에서 원하는 파장의 빛만을 투과시키는 아이라인 필터(2)와, 그 아이라인 필터(2)를 통과한 빛을 한정하는 어퍼츄어(3)와, 그 어퍼츄어(3)를 통과한 빛을 균일하게 투과시키는 특수렌즈(4)와, 그 특수렌즈(4)를 통과한 빛을 모으는 콘덴서 렌즈(5)와, 상기 웨이퍼(W)에 노광될 패턴이 형성된 마스크(M)와, 그 마스크(M)의 패턴을 통과한 빛을 차별적으로 통과시키는 어퍼츄어 플레이트(6)와, 그 어퍼츄어 플레이트(6)의 전,후측에 다수개 장착되어 빛을 웨이퍼에 결상시키는 투영렌즈(7)로 구성된다.

여기서, 상기 반투명렌즈(10)는 램프(1)로부터 발진되는 빛이 균일하게 투과되도록 광도가 강한 빛이 통과되는 부위는 상대적으로 짙은 색상을 띠는 반면, 광도가 낮은 빛이 통과되는 부위는 상대적으로 옅은 색상을 띠게 되도록 명암차를 유도시키는 물질이 첨가되는 색렌즈가 적용된다.

예를 들어 상기 램프(1)의 중앙부 광도가 강하고 가장자리부로 갈 수록 약한 경우에는 도 3a 및 도 3b에서와 같이 렌즈(10)의 중앙부가 짙은 색상을 띠고 가장자리로 갈 수록 점차 옅은 색상을 띠는 원형 또는 사각형으로 형성되거나, 조명계의 특성에 맞는 다양한 형태로 형성될 수 있다.

이러한, 상기 반투명렌즈(10)에 주입되는 색상은 명암차이에 의해 빛의 세기를 조절할 수 있으면 어느 색이든 가능하다.

도면중 종래와 동일한 부분에 대하여는 동일한 부호를 부여하였다.

상기와 같은 본 발명 반도체 노광장치는 다음과 같은 작용효과를 갖는다.

즉, 상기 램프(1)에서 나오는 빛은 반투명렌즈(10)를 통해 아이라인 필터(2)로 입사되어 노광에 필요한 파장의 광원만이 선택되고, 그 선택된 광원은 어퍼츄어(3) 및 특수렌즈(4)를 거쳐 콘덴서 렌즈(5)에서 집중되고, 그 콘덴서 렌즈(5)를 거치면서 집중된 광원은 마스크(M)의 패턴을 통과하여 어퍼츄어 플레이트(6)가 포함된 투영렌즈(7)를 거쳐 웨이퍼(W)의 감광막층에 조사되면서 마스크(M)의 패턴이 이식된다.

이때, 상기 램프(1)에서 나오는 빛은 그 특성상 각 부위별로 광도차가 발생되나, 이 광도차는 반투명렌즈(10)를 거치면서 균일하게 보상된다. 즉, 강도가 강한 부위의 광원은 반투명렌즈(10)의 짙은 색상을 띠는 부위를 통과하게 되어 그 광도가 낮아지게 되는 반면, 강도가 약한 부위의 광원은 반투명렌즈(10)의 옅은 색상을 띠는 부위를 통과하게 되어 그 광도가 보존되므로, 결국 광도의 균일성을 향상시키게 되는 것이다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 의한 반도체 노광장치는, 상기 램프로부터 나오는 빛이 균일한 강도를 가지고 웨이퍼에 조사되도록 명암 처리된 반투명렌즈를 상기한 램프와 아이라인 필터의 사이에 위치시킴으로써, 상기 램프로부터 나오는 빛의 강도를 균일하게 보정하여 실제 마스크의 패턴이 웨이퍼의 피알층에 정확하게 이식되도록 할 수 있다.

Claims (1)

1. 광원인 램프와, 그 램프로부터 생성된 빛 중에서 원하는 파장의 빛만을 투과시키도록 슬롯이 형성되는 아이라인 필터와, 그 아이라인 필터를 통과한 빛을 한정하는 어퍼츄어와, 그 어퍼츄어를 통과한 빛을 균일하게 투과시키는 특수렌즈와, 그 특수렌즈를 통과한 빛을 모으는 콘덴서 렌즈와, 상기 웨이퍼에 노광될 패턴이 형성된 마스크와, 그 마스크의 패턴을 통과한 빛을 차별적으로 통과시키는 어퍼츄어 플레이트와, 그 어퍼츄어 플레이트의 전,후측에 다수개 장착되어 빛을 웨이퍼에 결상시키는 투영렌즈가 연이어 배치된 반도체 노광장치에 있어서,

   상기 램프와 아이라인 필터 사이에 고정 설치되고 램프로부터 나오는 빛의 광도가 강한 부위에는 상대적으로 짙은 색상이 도색되는 반면 광도가 상대적으로 낮은 부위에는 옅은 색상이 도색되어 빛의 강도를 균일하게 투과시키는 반투명렌즈가 부가된 것을 특징으로 하는 반도체 노광장치.