KR100376867B1 - 스캔 방식 반도체 노광장치 및 노광 균일도 향상 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명에 따른 스캔 방식 반도체 노광장치는 노광 에너지를 공급하는 광원과 상기 공급되는 노광 에너지의 양을 조절하는 조리개와, 웨이퍼에 스캔된 패턴의 초점을 조절하는 투광렌즈를 포함하며 상기 조리개를 통하여 공급되는 노광 에너지를 투과시켜 마스크 패턴이 스캔 되는 스캔부와, 노광 에너지의 펄스 수와 세기에 따라 마스크 패턴이 스캔 되는 속도를 조정하는 제어부를 추가로 구성하며 상기 스캔부는 스캔부를 지지하고 노광 에너지의 투과를 차단하는 브레이드와, 노광 에너지를 투과시키는 슬릿과, 상기 슬릿을 투과한 노광 에너지의 펄스 수와 세기를 측정하여 상기 제어부로 전달하는 센서와, 제어부에 의하여 상기 슬릿 하부를 통과하는 속도가 조정되는 스테이지로 구성된 것이 특징인 스캔 방식 반도체 노광장치 및 마스크의 스캔 되는 슬릿의 구간(L)을 다수개의 작은 단위(ΔL)로 분할한 후 하나의 작은 단위(ΔL)동안 입사된 노광 에너지의 펄스 수와 세기를 설정된 노광 값과 비교하여 스캔 속도로 환산한 후 다음 하나의 작은 단위(ΔL) 동안에 적용하여 스캔 속도를 가감하여 스캔속도를 제어하여 노광 에너지의 양을 조정하는 것이 특징인 노광 균일도 향상 방법

Description

스캔 방식 반도체 노광장치 및 노광 균일도 향상 방법{SCANNER AND ILLUMINATION UPGRADE MEATHEAD}

본 발명은 반도체 노광장치에 관한 것으로서, 특히 노광영역이 이동하는 스캔방식의 반도체 노광장치의 노광 에너지의 균일도 향상에 관한 것이다.

도 1은 종래의 스캔 방식 반도체 노광장치의 구성도 이고, 도 2는 종래의 스캔 방식 반도체 노광장치의 노광 에너지 그래프이다.

종래의 스캔 방식 반도체 노광장치는 노광 에너지를 공급하는 광원(1)과 상기 공급되는 노광 에너지의 양을 조절하는 조리개(3)와, 공급되는 노광 에너지를 분할하여 통과시키는 브래이드 슬릿(5)과, 브래이드 슬릿(5)하부에 위치한 스캔 슬릿(7)과, 브래이드 슬릿(5)과 스캔 슬릿(7)에 의하여 스캔 되는 일정 패턴을 가진 렉티클(9)과, 웨이퍼(13)에 스캔된 패턴의 초점을 조절하는 투광렌즈(11)로 구성된다.

종래의 스캔 방식 반도체 노광장치는 렉티클(9)의 패턴을 웨이퍼(13)에 노광할 때 모든 부분이 동시에 노광 되지 않고, 브래이드 슬릿(5)과 스캔 슬릿(7)을 통하여 순차적으로 이동하며 렉티클(9)의 패턴을 분할하여 웨이퍼(13)를 노광 시킨다. 이때 광원(1)에서 공급되는 노광 펄스의 양은 스캔 슬릿(7)의 크기만큼이 입사되어야 하지만 브래이드 슬릿(5)과 스캔 슬릿(7)에 의하여 만들어지는 그림자 상에 의하여 직사각형이 아닌 사다리꼴 모양으로 입사가 이루어진다. 이 경우 실제 주입사가 이루어지는 스캔슬릿(7)크기의 입사지역 이외에도 앞뒤의 삼각형 지역에 적은 량의 노광이 이루어지고 이로 인하여 펄스주기의 비규칙성으로 발생하는 위치별 에너지 차이를 줄여준다. 예를 들어 스캔 되는 어느 한 부분의 시간이 1초이며 평균 35펄스의 노광에너지를 받는다고 할 때 다름 부분은 30내지 40펄스를 받는다면 이때의 오차는 30/50=0.857, 40/34=1.143 이다. 스캔슬릿(7)크기의 입사지역 이외의 앞뒤삼각형 지역에 의한 사전 사후 노광에 의하여 전체적으로 +2씩 펄스 양이 증가한다면 오차는 32/52=0.865, 42/37=1.135로 균일도가 향상된다.

또한 스캔슬릿(7) 전후에서 발생하는 펄스간의 에너지의 차이는 뒤에 따라오는 펄스의 에너지를 실시간으로 조정하였다.

그러나 종래의 스캔 방식 반도체 노광장치에서는 광학적 현상을 이용하여 노광 에너지의 균일성을 유지하도록 하여 섬광잡음(flare noise)이 증가되는 문제점이 있다.

따라서 본 발명의 목적은 상기 종래 기술의 문제점인 섬광잡음(flare noise)을 증가시키지 않고도 노광 에너지를 균일하게 유지 할 수 있는 스캔 방식 반도체 노광장치를 제공하는데 있다.

상기 목적을 달성하기 위하여 안출된 본 발명에 따른 스캔 방식 반도체 노광장치는 노광 에너지를 공급하는 광원과 상기 공급되는 노광 에너지의 양을 조절하는 조리개와, 공급되는 노광 에너지를 투과시켜 마스크 패턴이 스캔 되는 스캔부와, 노광 에너지의 펄스 수와 세기에 따라 마스크 패턴이 스캔 되는 속도를 조정하는 제어부와 웨이퍼에 스캔된 패턴의 초점을 조절하는 투광렌즈를 포함한다.

상기 스캔부는 스캔부를 지지하고 노광 에너지의 투과를 차단하는 브레이드와, 노광 에너지를 투과시키는 슬릿과, 상기 슬릿을 투과한 노광 에너지의 펄스 수와 세기를 측정하여 제어부로 전달하는 센서와, 상기 제어부에 의하여 슬릿을 통과하는 속도가 조정되는 스테이지로 구성된다.

이하 도면을 참고하여 본 발명을 상세히 설명한다.

도 1은 종래의 스캔 방식 반도체 노광장치의 구성도

도 2는 종래의 스캔 방식 반도체 노광장치의 노광 에너지 그래프

도 3은 본 발명에 따른 스캔 방식 반도체 노광장치의 구성도

도 4는 본 발명에 따른 스캔 방식 반도체 노광장치의 노광 에너지 그래프

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

1, 101 : 광원 3, 103 : 조리개

5 : 브래이드 슬릿 7 : 스캔 슬릿

9 : 렉티클 11, 105 ; 투광렌즈

13, 107 : 웨이퍼 110 : 스캔부

111 : 슬릿 113 : 펄스센서

115 : 브래이드 117 : 스테이지

120 : 제어부

도 3은 본 발명에 따른 스캔 방식 반도체 노광장치의 구성도 이다.

본 발명에 따른 스캔 방식 반도체 노광장치는 노광 에너지를 공급하는 광원(101)과 상기 공급되는 노광 에너지의 양을 조절하는 조리개(103)와, 공급되는 노광 에너지를 투과시켜 마스크 패턴이 스캔 되는 스캔부(110)와, 노광 에너지의 펄스 수와 세기에 따라 마스크 패턴이 스캔 되는 속도를 조정하는 제어부(120)와 웨이퍼(107)에 스캔된 패턴의 초점을 조절하는 투광렌즈(105)를 포함한다.

상기 스캔부(110)는 스캔부를 지지하고 노광 에너지의 투과를 차단하는 브래이드(115)와, 노광 에너지를 투과시키는 슬릿(111)과, 슬릿(111)을 투과한 노광 에너지의 펄스 수와 세기를 측정하여 제어부(120)로 전달하는 센서(113)와, 제어부(120)에 의하여 슬릿(111) 하부를 통과하는 속도가 조정되는 스테이지(117)로 구성된다.

도 4는 본 발명에 따른 스캔 방식 반도체 노광장치의 노광 에너지 그래프이다.

본 발명에 따른 스캔 방식 반도체 노광장치는 다음과 같이 동작한다. 광원(101)에서 노광 에너지가 공급되면 먼저 조리개(103)를 통하여 그 빛의 세기가 광학적으로 조정된다.

이후 조리개(103)를 통과한 노광 에너지는 스캔부(110)의 슬릿(111)을 통하여 마스크 패턴이 스테이지(117)의 이동속도에 스캔 되어 웨이퍼(13)에 노광 시킨다.

이때 제어부(120)는 마스크의 일정영역이 슬릿(111)을 통과하는 구간(L)을 작은 단위(ΔL)로 분할한다. 센서(113)에서 측정된 작은 단위(ΔL)동안 입사된 노광 에너지의 펄스 수와 세기를 설정된 노광 값과 비교하여 스캔 속도로 환산한 후 다음 작은 단위(ΔL) 동안에 적용한다. 즉 입사된 노광 에너지에 따라 슬릿(111) 하부를 통과하는 스테이지(117)의 이동속도(V)를 조정한다.

도 4에 도시된 그래프를 참조하여 이를 식으로 나타내면

Δt(펄스주기) = {L(슬릿구간)/V(이동속도)} / n

이동속도변화(ΔV) =

ΔL(작은 단위) / {ΔL(기준 값과의 펄스수 차)×Δt(펄스주기) +

ΔI(평균펄스세기의 변화) / I(평균펄스세기)}.

노광 되는 일정영역을 조사하는 동안의 노광 에너지를 일정하게 유지시킬 수 있으며 작은 단위(ΔL)의 크기를 세분할수록 노광에너지의 균일도는 향상된다.

따라서 본 발명에 따른 스캔 방식 반도체 노광장치는 노광 에너지의 균일도 향상을 위하여 섬광잡음(flare noise)영역을 사용하지 않고도 노관 에너지의 불규칙한 펄스와 세기에 적절하게 대응하여 웨이퍼의 노광 에너지를 균일하게 유지 할 수 있다.

Claims (3)

1. 노광 에너지를 공급하는 광원과,

   상기 공급되는 노광 에너지의 양을 조절하는 조리개와,

   웨이퍼에 스캔된 패턴의 초점을 조절하는 투광렌즈와,

   상기 조리개를 통하여 공급되는 노광 에너지를 투과시켜 마스크 패턴이 스캔되는 스캔부와,

   노광 에너지의 펄스 수와 세기에 따라 마스크 패턴이 스캔 되는 속도를 조정하는 제어부를 포함하여 구성되며,

   여기서, 상기 스캔부는,

   노광 에너지의 투과를 차단하는 브레이드와, 노광 에너지를 투과시키는 슬릿과, 상기 슬릿을 투과한 노광 에너지의 펄스 수와 세기를 측정하여 상기 제어부로 전달하는 센서와, 상기 제어부에 의하여 상기 슬릿 하부를 통과하는 속도가 조정되는 스테이지로 구성되는 것을 특징으로 하는 스캔 방식 반도체 노광장치.
2. 제1항에 있어서,

   상기 제어부는 마스크의 일정영역이 상기 스캔부의 슬릿을 통과하는 구간을 작은 단위로 분할하고, 상기 스캔부의 센서에서 측정된 작은 단위 동안 입사된 노광 에너지의 펄스 수와 세기를 설정된 노광값과 비교하여 스캔속도로 환산한 후 다음 작은 단위 동안에 적용하는 것을 특징으로 하는 스캔 방식 반도체 노광장치.
3. 청구항 1의 스캔 방식 반도체 노광 장치를 이용하여,

   광원으로부터 노광 에너지를 공급하는 단계;

   상기 공급된 노광 에너지를 조리개를 통하여 그 빛의 세기를 광학적으로 조정하는 단계; 및

   상기 조리개를 통과한 노광 에너지를 스캔부의 슬릿을 통하여 웨이퍼에 노광시키는 단계를 포함하며,

   상기 노광시키는 단계는, 마스크의 스캔 되는 슬릿의 구간(L)을 다수개의 작은 단위(ΔL)로 분할한 후 하나의 작은 단위(ΔL)동안 입사된 노광 에너지의 펄스 수와 세기를 설정된 노광 값과 비교하여 스캔 속도로 환산한 후, 다음 하나의 작은 단위(ΔL) 동안에 적용하여 스캔 속도를 가감하여 스캔속도를 제어하여 노광 에너지의 양을 조정하는 것을 특징으로 하는 노광 균일도 향상 방법.