KR100338932B1 - Expose apparatus for wafer - Google Patents
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Abstract
본 발명은 웨이퍼 노광 장치에 관한 것으로, 종래의 기술에 있어서는 상부 또는 하부 반사 방지막을 사용하지 않을 경우에는 포토레지스트의 높이에 따라 임계치수(CD)가 변화되고, 이를 개선하기 위해 상부 또는 하부 반사 방지막을 증착할 경우에는 그만큼 부가 공정이 늘어나게 되는 문제점이 있었다. 따라서, 본 발명은 웨이퍼에 입사되는 레이저 광의 위상을 변화시킬 수 있는 위상 조절 수단 또는 레이저 광의 입사 주기를 조절해 줄 수 있는 입사 조절 수단을 더 포함하여 구성함으로써, 웨이퍼에 입사되는 레이저 광의 위상을 시간적으로 변화시키거나 또는 편광면을 시간에 따라 변화시킴으로써 정현파 간섭을 억제할 수 있는 효과가 있다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a wafer exposure apparatus. In the prior art, when the upper or lower anti-reflection film is not used, the critical dimension (CD) is changed according to the height of the photoresist, and the upper or lower anti-reflection film is used to improve this. In the case of depositing, there was a problem in that an additional process was increased. Accordingly, the present invention further comprises a phase adjusting means capable of changing the phase of the laser light incident on the wafer or an incidence adjusting means capable of adjusting the incidence period of the laser light, thereby temporally adjusting the phase of the laser light incident on the wafer. It is possible to suppress sinusoidal interference by changing the polarization plane or changing the polarization plane with time.
Description
본 발명은 웨이퍼 노광 장치에 관한 것으로, 특히 포토레지스트의 높이에 따라 임계치수가 변화되는 것을 방지하기 위한 웨이퍼 노장 장치 및 방법에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a wafer exposure apparatus, and more particularly, to a wafer exposing apparatus and method for preventing the change of the critical dimension in accordance with the height of a photoresist.
일반적으로, 포토레지스트(1)에 레이저를 이용하여 패턴을 형성할 때는 도1의 (a)에 도시된 바와 같이 포토레지스트의 밑면에서 반사되어 나오는 파와 입사되는 파가 서로 간섭을 일으켜 정현파(standing wave)를 형성하게 된다.In general, when a pattern is formed using a laser on the photoresist 1, the wave reflected from the bottom surface of the photoresist and the incident wave interfere with each other, as shown in FIG. ).
이러한 상황에서 노광된 포토레지스트는 높이에 따라서 패턴 폭에 정현파의 증폭 파형에 변화를 반영하게 되어 미세한 공정에서의 임계치수(CD : Critical dimension) 조절이 힘들게 된다.In this situation, the exposed photoresist reflects the change in the amplification waveform of the sine wave in the pattern width according to the height, which makes it difficult to control the critical dimension (CD) in a fine process.
따라서, 종래에는 도1의 (b),(c)에 도시된 바와 같이 포토레지스트(1) 증착 전 또는 후에 반사 방지막을 증착시키는 부가 공정(BARC : Bottom antireflect coating, TARC : Top antireflect coating)을 통해 정현파의 발생을 억제하였다.Therefore, conventionally, as shown in FIGS. 1B and 1C, an additional process of depositing an anti-reflection film before or after the deposition of the photoresist 1 is performed through a bottom antireflect coating (TARC) and a top antireflect coating (TARC). The generation of sinusoidal waves was suppressed.
즉, 종래에는 포토레지스트의 윗면 또는 아랫면에 레이저광의 반사를 억제하는 얇은 막을 코팅하여 입사파와의 간섭을 줄여 정현파(standing wave)의 발생을 억제하였다.That is, conventionally, by coating a thin film to suppress the reflection of the laser light on the upper or lower surface of the photoresist to reduce the interference with the incident wave to suppress the generation of the standing wave (standing wave).
이와 같이, 상기 종래의 기술에 있어서는 상부 또는 하부 반사 방지막을 사용하지않을 경우에는 포토레지스트의 높이에 따라 임계치수(CD)가 변화되고, 이를 개선하기 위해 상부 또는 하부 반사 방지막을 증착할 경우에는 그만큼 부가 공정이 늘어나게 되는 문제점이 있었다.As described above, in the conventional technology, when the upper or lower anti-reflection film is not used, the critical dimension (CD) is changed according to the height of the photoresist. There was a problem that the additional process is increased.
따라서, 본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여 창출한 것으로, 웨이퍼에 입사되는 레이저 광의 위상을 시간적으로 변화시키거나 또는 편광면을 시간에 따라 변화시킴으로써 정현파 간섭을 억제할 수 있는 웨이퍼 노광 장치를 제공함에 그 목적이 있다.Accordingly, the present invention has been made to solve the above-mentioned conventional problems, and the wafer exposure can suppress sinusoidal interference by changing the phase of the laser light incident on the wafer in time or changing the polarization plane with time. The object is to provide a device.
도 1은 종래의 웨이퍼 노광시 반사 방지막의 유,무에 따른 정현파 간섭의 차이를 보인 예시도.1 is an exemplary view showing a difference in sine wave interference with or without an anti-reflection film during conventional wafer exposure.
도 2a는 본 발명에 의한 웨이퍼 노광시 레이저 광의 위상을 변화시키기 위한 장치의 구성을 보인 예시도.Figure 2a is an exemplary view showing the configuration of an apparatus for changing the phase of the laser light during the wafer exposure according to the present invention.
도 2b는 본 발명에 의한 웨이퍼 노광시 레이저 광의 입사 주기를 변화시키기 위한 편광 장치의 구성을 보인 예시도.2B is an exemplary view showing the configuration of a polarizer for changing the incident period of laser light during wafer exposure according to the present invention.
***도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명****** Description of the symbols for the main parts of the drawings ***
10 : 압전 물질 20,40 : 전기장 발생 수단10 piezoelectric material 20,40 electric field generating means
30 : 유전 물질 50 : 코일30 dielectric material 50 coil
이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은 웨이퍼에 입사되는 레이저 광의 위상을 변화시킬 수 있는 위상 조절 수단 또는 레이저 광의 입사 주기를 조절해 줄 수 있는 입사 조절 수단을 더 포함하여 구성함으로써 달성되는 것으로 이하, 본 발명에 따른 일실시예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.The present invention for achieving the above object is achieved by further comprising a phase adjusting means for changing the phase of the laser light incident on the wafer or an incident adjusting means for adjusting the incident period of the laser light, When described in detail with reference to the accompanying drawings an embodiment according to the present invention.
일반적으로, 정현파는 입사파와 반사파간의 간섭에 의한 것으로 두 파가 간섭을 일으키기 위해서는 입사파와 반사파가 같은 편광(polarization)을 가져야 되고, 시간에 따른 위상의 변화가 없어야 하기 때문에, 본 발명에서는 위상 또는 편광면을 시간적으로 변화시켜 정현파의 발생을 근원적으로 막아주게 된다.In general, the sine wave is caused by the interference between the incident wave and the reflected wave, and in order to cause the two waves to interfere, the incident wave and the reflected wave must have the same polarization and there should be no phase change over time. By changing the plane in time to prevent the generation of sinusoids.
먼저, 첫 번째 방법으로는 도2a에 도시한 바와 같이 레이저 광로에 압전(Piezo Electric) 물질(10)을 놓고, 그 압전 물질(10)에 전기장 발생수단(20)에 의해 발생된 전기장을 걸어 시간적으로 두께를 변화시킴으로써 압전 물질(10)을 통과하는 레이저의 광로 길이를 변화시킨다.First, as shown in FIG. 2A, a piezoelectric material 10 is placed in a laser light path, and an electric field generated by the electric field generating means 20 is applied to the piezoelectric material 10. By changing the thickness, the optical path length of the laser beam passing through the piezoelectric material 10 is changed.
즉, 압전 물질(10)의 두께가 Δd만큼 바뀌면 위상의 변화(Δφ)는 다음 수학식 1과 같이 된다.That is, when the thickness of the piezoelectric material 10 changes by Δd, the change in phase Δφ is expressed by the following equation (1).
여기서, n : 압전 물질의 굴절율Where n is the refractive index of the piezoelectric material.
λ: 레이저의 파장λ: wavelength of the laser
±: 압전 물질의 두께가 늘거나 줄었을 경우를 표시한다.±: Indicates when the thickness of the piezoelectric material is increased or decreased.
이와 같이 압전 물질은 걸어주는 전기장에 의해 수축 또는 신장하는 특징이 있기 때문에 이 물질을 통하여 레이저가 지나가게 하고, 압전 물질에 교류 전기장을 걸어 주어 시간적으로 두께를 변화시키고, 그에 따라서 레이저의 광로를 시간적으로 변화시켜 레이저의 위상을 시간적으로 변화시킬 수 있게 된다.In this way, the piezoelectric material is characterized by contraction or extension by a walking electric field, which causes the laser to pass through the material, and alters the thickness in time by applying an alternating electric field to the piezoelectric material. The phase of the laser can be changed in time.
따라서, 반사파와 입사파는 간섭을 일으키더라도 정현파의 보강 간섭 부위와 상쇄 간섭하는 부위가 시간적으로 위치를 이동하게 되어 패턴의 두께에 따른 임계치수(CD)의 변화가 없어지게 된다.Therefore, even though the reflected wave and the incident wave cause interference, the portion of the sine wave and the portion of the interference interfering with each other are shifted in time so that the change of the critical dimension CD according to the thickness of the pattern is eliminated.
다음, 두 번째 방법으로는 도2b에 도시한 바와 같이 레이저 광로에 유전 물질(30)을 놓고, 유전 물질(30)에 레이저의 광로와 평행한 자기장을 걸어주면 레이저의 편광면은 회전하게 되고, 그 회전량은 광로의 길이와 자기장의 세기에 비례하게 된다.Next, as shown in FIG. 2B, the dielectric material 30 is placed on the laser light path, and when the magnetic material is placed on the dielectric material 30 in parallel with the optical path of the laser, the polarization plane of the laser is rotated. The amount of rotation is proportional to the length of the optical path and the strength of the magnetic field.
자기장을 시간적으로 변화시킴에 따라 편광면을 시간에 따라 변화시킬 수 있고 따라서, 입사파와 반사파간의 편광면이 일치하지 않아 간섭이 일어나지 않게 된다.As the magnetic field changes in time, the polarization plane can be changed over time, so that the polarization plane between the incident wave and the reflected wave does not coincide so that no interference occurs.
이때, 편광면의 회전량은 (유전체의 특성 상수 × 자장의 세기 × 레이저가 통과하는 유전물질의 광로 길이)이다.At this time, the amount of rotation of the polarization plane is (characteristic constant of dielectric × intensity of magnetic field × optical path length of dielectric material through which laser passes).
이와 같이, 상기 두 경우 모두 노광에 의해서 포토레지스트가 화학적인 반응을 일으키는 시간보다 짧은 시간에 충분히 변화시켜 주면 된다.As described above, in both cases, the photoresist may be sufficiently changed in a short time than the time at which the photoresist causes a chemical reaction by exposure.
즉, 포토레지스트의 화학적 반응 시간을 T라고 하면 (주파수＞1/T)이 된다.In other words, if the chemical reaction time of the photoresist is T, it is (frequency> 1 / T).
따라서, 상기의 방법은 유전 물질을 통과하는 빛의 진행 방향과 평행한 방향으로 자기장을 걸어 주면 편광면이 회전하게 되는 효과를 이용하여 유전물질(30)에 솔레노이드형 코일(50)을 감고 전기장 발생수단(40)에서 발생한 고주파 전기장을 흘려 줌으로써 변화하는 자기장을 얻을 수 있고, 편광면의 회전각을 시간적으로 변화시킬 수 있게 된다.Therefore, the above method uses the effect that the polarization plane is rotated by applying a magnetic field in a direction parallel to the propagation direction of light passing through the dielectric material, so that the solenoid coil 50 is wound around the dielectric material 30 to generate an electric field. By flowing the high frequency electric field generated by the means 40, a varying magnetic field can be obtained, and the rotation angle of the polarization plane can be changed in time.
이에 따라 입사파와 반사파는 간섭을 일으킬 수 없고 따라서, 임계치수(CD)의 변화가 없는 노광이 가능하게 된다.As a result, the incident wave and the reflected wave cannot cause interference, so that exposure without change in the critical dimension CD can be performed.
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명 웨이퍼 노광 장치는 웨이퍼에 입사되는 레이저의 위상을 시간적으로 변화시키거나 또는 편광면을 시간에 따라 변화시킴으로써 정현파 간섭을 억제할 수 있는 효과가 있다.As described above, the wafer exposure apparatus of the present invention has the effect of suppressing sinusoidal interference by changing the phase of the laser incident on the wafer in time or changing the polarization plane with time.
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