KR100506809B1 - 사점조명장치 및 이를 이용한 변형조명방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 사점조명장치 및 이를 이용한 변형조명방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 반도체소자 제조 중 노광을 위한 변형 조명에서 빛의 세기 감소를 방지할 수 있는 변형된 사점조명장치와 이를 이용한 변형조명방법에 관한 것이다.
본 발명에 따른 반도체소자 제조를 위한 노광장비의 사점조명장치(Quadrupole Aperture)는 한쪽면이 평면인 오목렌즈와 상기 오목렌즈 앞쪽에 볼록렌즈가 한쌍으로 구성된 장치 4개를 같은 평면상에 정렬시켜 이루어진다.
본 발명에 따른 변형조명방법은 한쪽면이 평면인 오목렌즈와 상기 오목렌즈 앞쪽에 볼록렌즈가 한쌍으로 구성된 장치 4개를 같은 평면상에 정렬시켜 만든 사점조명장치를 사용하는 것을 특징으로 한다.
따라서, 사점조명장치를 볼록렌즈와 오목렌즈로 구성되도록 하므로써 종래의 빛의 일부분의 차단에 의한 상기 사점조명장치를 탈피하여 빛의 손실을 최대한 줄일 수 있고, 다양한 형태의 사점조명을 할 수 있는 효과가 있다.

Description

사점조명장치 및 이를 이용한 변형조명방법
본 발명은 사점조명장치 및 이를 이용한 변형조명방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 반도체소자 제조 중 노광을 위한 변형 조명에서 빛의 세기 감소를 방지할 수 있는 변형된 사점조명장치와 이를 이용한 변형조명방법에 관한 것이다.
일반적으로 반도체소자는 증착공정, 사진공정, 식각공정 및 이온주입공정 등의 일련의 공정들을 수행하여 이루어진다.
상기 사진공정은 포토마스트를 사용하여 원하는 반도체 집적회로의 패턴을 상기 반도체 기판 상에 형성시키는 반도체소자 제조의 핵심기술로써 현재 상기 사진공정은 사용하는 광원에 따라 16Mb DRAM, 64Mb DRAM 나아가서 256Mb 및 1Gb DRAM 이상의 반도체소자 제조공정에 이용되고 있다. 그러므로 상기 용량증가와 패턴의 미세화에 따라 최근에는 노광장비의 각종 해상력(Resolution) 확보 기술들이 개발되고 있다.
상기 노광장비의 해상력 확보 기술로 가장 대표적인 것이 오에이아이 조명(OAI: Off-Axis Illumination)에 의한 변형조명방법이다. 상기 기술을 이용하여 한계 해상력의 초점심도(DOF: Depth of Focus)를 증대시킬 수 있으며, 상기 변형조명방법은 고집적 소자의 패턴 형성에 많이 응용되고 있다. 상기 대표적인 변형조명방법은 사점조명장치(Quadrupole Aperture) 또는 고리조명장치(Annula Aperture)에 의한 것으로 나눌 수 있다. 그러나, 기존의 상기 변형조명방법 기술들은 단지 광로의 일부를 차단하여 빛의 수직입사 대신에 경사입사를 이루도록 구성되어 일반적인 조명장치보다 빛의 세기(Intensity)가 저하되어 변형조명방법이 실제 공정에 적용됨에는 많은 문제점이 있다. 즉, 입사되는 빛의 상당 부분을 차단하므로 빛의 세기를 감소시켜서 노광시간을 상당히 필요로 하므로 공정 수행이 원할하지 않고, 도달하는 빛의 세기가 약해 미세 패턴 형성에 한계를 갖는 문제점이 있다.
도1은 종래의 방법에 의한 사점조명방법을 위한 개략적인 구성을 나타내는 도면이다.
도1에서 보는 바와 같이 사점조명방법은 광원(2)으로부터 빛을 마스크(8)로 집속시키기 위한 것으로서, 사점조명장치(4)와 콘덴서 렌즈(6)로 구성되어 있다. 즉, 광원(2)으로부터 주사되는 빛은 사점조명장치(4)를 통하여 콘덴서 렌즈(6)를 통하여 마스크(8)로 집속된다.
상기 마스크를(8)를 통과한 빛은 축소투영렌즈(Projection Lens)가 내장된 축소투영계(10)를 통과한다. 상기 축소투영계(10)는 상기 마스크(8)를 통과한 빛에 의한 패턴형상을 축소하여 웨이퍼(12) 상에 전사하는 기능을 수행한다. 상기 축소투영계(10)는 정밀한 축소 패턴을 정확히 상기 웨이퍼(12) 상에 전사하기 위하여 도시되지 않은 수십개의 렌즈로 구성되어 있다.
상기의 종래의 변형조명방법을 수행하기 위한 상기 사점조명장치(4)는 전술한 바와 같이 주사되는 빛의 상당 부분을 차단하도록 구성되어 있어 빛의 상당부분을 차단하므로 빛의 세기를 감소시켜서 노광시간을 상당히 필요로 하므로 공정 수행이 원할하지 않고, 미세 패턴 형성에 한계를 갖는 문제점이 있었다.
본 발명의 목적은, 상기 종래기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서 사점조명장치를 오목렌즈와 볼록렌즈에 의한 구조로 변경시켜 빛의 세기를 감소시키지 않으면서 상기 사점조명장치의 역할을 하는 변형조명방법을 제공하는 데 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 반도체소자 제조를 위한 노광장비의 사점조명장치(Quadrupole Aperture)는 한쪽면이 평면인 오목렌즈와 상기 오목렌즈 앞쪽에 볼록렌즈가 한쌍으로 구성된 장치 4개를 같은 평면상에 정렬시켜 구성되어 이루어진다.
상기 노광장비는 스텝퍼와 스케너일 수 있다.
상기 오목렌즈와 볼록렌즈의 거리는 임의로 조정가능하여 상기 볼록렌즈를 통과한 빛의 직경을 조절할 수 있다.
상기 볼록렌즈 앞에는 상기 볼록렌즈를 통과한 빛의 방향을 변화시킬 수 있는 플레이트(Plate)를 삽입할 수 있다.
상기 사점조명장치 앞에는 고리조명장치(Annula Aperture)가 구성되어 있어 상기 광원의 빛이 상기 고리조명장치를 통과하여 상기 오목렌즈로 입사되도록 할 수 있다.
상기 오목렌즈와 상기 볼록렌즈의 간격을 두지 않으면 단지 고리조명장치에 의한 변형조명방법이 될 수 있다.
본 발명에 따른 반도체소자 제조를 위한 노광장비의 변형조명방법은 한쪽면이 평면인 오목렌즈와 상기 오목렌즈 앞쪽에 볼록렌즈가 한쌍으로 구성된 장치 4개를 같은 평면상에 정렬시켜 구성되어 이루어진 사점조명장치를 사용한다.
이하, 본 발명의 구체적인 일 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도2는 본 발명에 의한 사점조명방법을 위한 개략적인 구성을 나타내는 도면이다.
도2에서 보는 바와 같이 노광장비인 스텝퍼의 사점조명방법은 광원(22)으로부터 빛을 마스크(36)로 집속시키기 위한 것으로서, 사점조명장치(30)와 콘덴서 렌즈(34)로 구성되어 있다. 즉, 광원(22)으로부터 주사되는 빛은 사점조명장치(30)를 통하여 콘덴서 렌즈(34)를 통하여 마스크(36)로 집속된다.
상기 마스크를(36)를 통과한 빛은 축소투영렌즈(Projection Lens)가 내장된 축소투영계(38)를 통과한다. 상기 축소투영계(38)는 상기 마스크(36)를 통과한 빛에 의한 패턴형상을 축소하여 웨이퍼(40) 상에 전사하는 기능을 수행한다. 상기 축소투영계(38)는 정밀한 축소 패턴을 정확히 상기 웨이퍼(40) 상에 전사하기 위하여 도시되지 않은 수십개의 렌즈로 구성되어 있다.
도3은 도2의 사점조명방법의 사점조명장치를 나타내는 단면도이다.
도3에서 보는 바와 같이 상기 사점조명장치(30)은 한쪽면이 평면인 오목렌즈(26)와 볼록렌즈(28)로 구성되어 있다. 그러므로 상기 오목렌즈(26)는 종래의 단지 빛의 광로 일부를 차단하는 것으로 부터 탈피하여 빛을 모두 수용할 수 있다. 따라서 상기 종래의 일부분의 차단에 의하여 손실되는 빛의 량을 감소시킬 수 있다. 또한 상기 오목렌즈(26)와 볼록렌즈(28)의 거리(L)를 조절하여 상기 사점조명장치(30)에 의한 빛의 직경(W)을 조절할 수 있다. 즉, 상기 오목렌즈(26)와 볼록렌즈(28)의 거리(L)가 멀어지면 상기 빛의 직경(W)은 좁아진다. 그러므로 다양한 사점조명장치(30)의 형태를 형성할 수 있다.
도4는 도3의 사점조명방법의 사점조명장치 앞에 빛의 방향을 변화시킬 수 있는 플레이트가 구성돤 것을 나타내는 단면도이다.
도4에서 보는 바와 같이 상기 볼록렌즈(28) 앞에는 빛의 방향을 변화시킬 수 있는 플레이트(32)를 더 형성시켜 상기 사점조명장치(30)의 각 분면을 통과한 빛의 방향을 변화시킴으로써 상기 오목렌즈(26)와 볼록렌즈(28)의 거리(L)조절에 의한 빛의 직경(W)을 조절과 더불어 다양한 사점조명방법을 취할 수 있다. 즉, 상기 플레이트(32)를 사용하여 빛의 방향을 A 방향에서 B 방향으로 조정할 수 있어 다양한 사점조명방법을 취할 수 있다.
도5는 본 발명에 의한 사점조명장치 앞에 고리조명장치가 형성된 사점조명방법을 위한 개략적인 구성을 나타내는 도면이다.
도5에서 보는 바와 같이 고리조명장치(24) 다음에 상기 사점조명장치(30)를 구성할 경우 상기 사점조명장치(30)의 상기 오목렌즈(26)와 볼록렌즈(28)의 거리(L)를 두지 않으면 상기 빛이 굴절없이 통과하므로 고리조명장치(24)와 동일한 조건을 얻을 수 있다. 그러므로 상기 사점조명장치(30)와 고리조명장치(24)를 손쉽게 변형하여 사용할 수 있다. 따라서 장비의 효율을 올릴 수 있다.
따라서, 본 발명에 의하면 상술한 바와 같이 사점조명장치를 볼록렌즈와 오목렌즈로 구성되도록 하므로써 종래의 빛의 일부분의 차단에 의한 상기 사점조명장치를 탈피하여 빛의 손실을 최대한 줄일 수 있고, 다양한 형태의 사점조명을 할 수 있는 효과가 있다.
이상에서 본 발명은 기재된 구체예에 대해서만 상세히 설명되었지만 본 발명의 기술사상 범위 내에서 다양한 변형 및 수정이 가능함은 당업자에게 있어서 명백한 것이며, 이러한 변형 및 수정이 첨부된 특허청구범위에 속함은 당연한 것이다.
도1은 종래의 방법에 의한 사점조명방법을 위한 개략적인 구성을 나타내는 도면이다.
도2는 본 발명에 의한 사점조명방법을 위한 개략적인 구성을 나타내는 도면이다.
도3은 도2의 사점조명방법의 사점조명장치를 나타내는 단면도이다.
도4는 도3의 사점조명방법의 사점조명장치 앞에 빛의 방향을 변화시킬 수 있는 플레이트가 구성돤 것을 나타내는 단면도이다.
도5는 본 발명에 의한 사점조명장치 앞에 고리조명장치가 형성된 사점조명방법을 위한 개략적인 구성을 나타내는 도면이다.
※도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
22 ; 광원 24 ; 고리조명장치
26 ; 오목렌즈 28 ; 볼록렌즈
30 ; 사점조명장치 32 ; 플레이트
34 ; 콘덴서 렌즈 36 ; 마스크
38 ; 축소투영계 40 ; 웨이퍼

Claims (4)

  1. 반도체 소자 제조를 위한 노광 장비의 사점조명장치(Quadrupole Aperture)에 있어서,
    한쪽면이 평면인 오목렌즈와 상기 오목렌즈 앞쪽에 볼록렌즈가 한쌍으로 구성된 장치 4개를 같은 평면상에 정렬시켜 만들고, 상기 사점조명장치 앞에는 상기 볼록렌즈를 통과한 빛의 방향을 변화시킬 수 있는 플레이트(Plate)를 구비하고, 상기 오목렌즈의 앞에는 고리조명장치(Annula Aperture)를 구비하여 상기 광원의 빛이 상기 고리조명장치를 통과하여 상기 오목렌즈로 입사되는 것을 특징으로 하는 사점조명장치.
  2. 제1 항에 있어서, 상기 노광장비는 스텝퍼와 스케너인 것을 특징으로 하는 상기 사점조명장치.
  3. 제1 항에 있어서, 상기 오목렌즈와 볼록렌즈의 거리는 임으로 조정가능하여 상기 볼록렌즈를 통과한 빛의 직경을 조절할 수 있는 것을 특징으로 하는 상기 사점조명장치.
  4. 제1 항에 있어서, 상기 오목렌즈와 상기 볼록렌즈의 간격을 두지 않으면 단지 고리조명장치에 의한 조명방법이 되는 것을 특징으로 하는 상기 사점조명장치.
KR1019980002919A 1998-02-03 1998-02-03 사점조명장치 및 이를 이용한 변형조명방법 KR100506809B1 (ko)

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