KR100609220B1 - Apparatus for providing a liquid, and exposing system including the same - Google Patents
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Abstract
침지식 노광 시스템용 액체 공급 장치가 개시된다. 본 장치는, 액상 굴절 물질을 수용하는 베쓰와, 상기 베쓰의 하면에 설치되고 그 위에 반도체 기판이 안착되는 지지대와, 상기 베쓰의 일측면에 설치되어 상기 베쓰 내부로 상기 액상 굴절 물질을 공급하는 인입관과, 상기 베쓰의 타측면에 설치되어 상기 베쓰 외부로 상기 액상 굴절 물질을 배출하는 배출관과, 상기 액상 굴절 물질을 상기 베쓰에 공급 및 배출하기 위하여 상기 액상 굴절 물질을 순환시키는 펌프와, 상기 순환되는 액상 굴절 물질 내에 포함된 오염물을 제거하는 오염물 제거 수단을 포함한다. 그리하여, 액상 굴절 물질 내부에 함유된 오염물이 제거되므로 공정 효율이 향상되고, 또한 액상 굴절 물질을 계속하여 사용할 수 있으므로 제조 비용이 절감될 수 있다.Disclosed is a liquid supply apparatus for an immersion exposure system. The apparatus includes a bath accommodating a liquid refractive material, a support installed on a lower surface of the bath, and a semiconductor substrate mounted thereon, and a drawer installed on one side of the bath to supply the liquid refractive material to the bath. A pipe, a discharge pipe installed at the other side of the bath to discharge the liquid refractive material out of the bath, a pump for circulating the liquid refractive material to supply and discharge the liquid refractive material to the bath, and the circulation And contaminant removal means for removing contaminants contained in the liquid refractory material. Thus, the contaminants contained in the liquid refractory material are removed, thereby improving process efficiency, and the manufacturing cost can be reduced because the liquid refractory material can be continuously used.
Description
도 1은 종래의 침지식 노광 시스템에 사용된 액체 공급 장치의 개요도이다.1 is a schematic diagram of a liquid supply apparatus used in a conventional immersion exposure system.
도 2는 본 발명에 따른 침지식 노광 시스템용 액체 공급 장치의 개요도이다.2 is a schematic view of a liquid supply apparatus for an immersion exposure system according to the present invention.
본 발명은 반도체 소자의 제조 장치에 관한 것으로서, 더욱 자세하게는, 침지 방식에 의한 포토리소그래피(Photolithography) 시스템에서 액상 굴절 물질을 공급하는 장치에 관한 것이다.The present invention relates to an apparatus for manufacturing a semiconductor device, and more particularly, to an apparatus for supplying a liquid refractive material in a photolithography system by an immersion method.
반도체 산업을 흔히 장치 산업이라고 일컫는데, 이는 장비가 비용적인 측면이나 기술적인 측면에서 매우 큰 비중을 차지하고 있기 때문이다. 최근, 반도체 소자의 제조 공정에서 기판 상에 형성되는 패턴의 크기가 매우 작아지고 있으며, 그에 따라 장비의 성능에 대한 요구 조건도 엄격해지고 있다. 특히, 노광 시스템은 마스크 패턴을 빛을 통해 웨이퍼 상에 전달하는 장치이므로, 반도체 소자의 고집적화를 선도하는 중요한 장비라고 할 수 있다. The semiconductor industry is often referred to as the device industry because equipment is a big part of cost and technology. In recent years, the size of the pattern formed on the substrate in the manufacturing process of the semiconductor device is very small, and accordingly the requirements for the performance of the equipment is also becoming strict. In particular, since the exposure system is a device for transferring a mask pattern onto a wafer through light, it can be said to be an important device leading to high integration of semiconductor devices.
종래의 노광 시스템은, 감광 재료의 광화학 반응을 유도하는 특정 파장의 빛 을 균일한 조도 분포로 발생하는 조명계와, 조명계로부터 발산되는 빛이 투영되는 마스크와, 마스크를 통해 형성된 소정의 패턴 영상을 집광하여 웨이퍼 표면에 도포된 감광 재료 상에 축소시켜 투영하는 렌즈 시스템으로 구성된다.Conventional exposure systems condense an illumination system that generates light of a particular wavelength with a uniform illuminance distribution that induces a photochemical reaction of a photosensitive material, a mask on which light emitted from the illumination system is projected, and a predetermined pattern image formed through the mask. And a lens system which projects by shrinking and projecting onto the photosensitive material applied to the wafer surface.
특히, 렌즈 시스템의 최종 렌즈와 반도체 기판 사에의 공간을 충전시키기 위하여 비교적 높은 굴절 지수를 가진 액체, 예컨대 물에 반도체 기판을 침지하는 방법이 제안되어 왔다. 이 방법은, 노광 방사선이 액체에서 보다 짧은 파장을 갖기 때문에 해상도(Resolution capability)가 향상될 수 있다. 도 1에는 종래의 침지식 노광 시스템의 개요를 도시하였다. 도 1에서, 도면 부호 10은 액상 굴절 물질(40)을 수용하는 용기를 가리키고, 도면 부호 12는 용기(10) 내부에 액상 굴절 물질(40)을 공급하는 인입관을 가리키며, 도면 부호 14는 용기(10) 외부로 액상 굴절 물질(40)을 배출하는 배출관을 가리킨다. 여기서, 용기(10)의 바닥에는 반도체 기판(W)이 안착되는 지지대(20)가 설치되어 있다. 그리고, 렌즈 시스템(30)의 일단이 액상 굴절 물질(40)을 개재하여 반도체 기판(W)의 상면과 근접하게 배치되어 있다.In particular, a method of immersing a semiconductor substrate in a liquid, such as water, having a relatively high refractive index has been proposed in order to fill the space between the final lens of the lens system and the semiconductor substrate. This method can improve resolution since exposure radiation has a shorter wavelength in the liquid. 1 shows an overview of a conventional immersion exposure system. In FIG. 1,
이러한, 침지식 노광 시스템에서, 반도체 기판(W)은 액상 굴절 물질(40) 내에 침지되어 있다. 반도체 기판(W)에는 감광 재료가 도포되어 있는데, 이 감광 재료는 많은 유해 성분을 포함하고 있다. 따라서, 반도체 기판(W)이 노광되는 동안에 감광 재료에 포함된 많은 유해 성분들이 액상 굴절 물질 내부로 용해될 수 있다. 특히, 스텝 또는 스캔 방식에 의한 노광 시스템에서는 반도체 기판(W)이 수평 방향으로 이동하기 때문에, 반도체 기판(W)과 액상 굴절 물질(40) 사이의 마찰이 심해져서 보다 많은 유해 성분들이 빠른 속도로 용해되거나, 또는 감광 재료의 미세 파티클 등의 오염물이 이탈되어 액상 굴절 물질 내에 잔류하게 된다. 따라서, 액상 굴절 물질을 장시간 사용하게 되면 공정 효율이 저하될 수 있다. 또한, 종래의 액체 공급 장치에서는 한번 사용된 액상 굴절 물질을 별도로 보관한 뒤 이를 폐기하고 있으나, 만약 이 액상 굴절 물질을 그대로 방류하게 되면 심각한 환경 오염원으로 작용할 수 있다.In such an immersion exposure system, the semiconductor substrate W is immersed in the liquid
본 발명은 상술한 문제를 해결하기 위하여 창안된 것으로서, 액상 굴절 물질을 장시간 사용하더라도 오염으로 인한 공정 효율의 저하를 방지할 수 있는 침지식 노광 시스템용 액체 공급 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.The present invention has been made to solve the above-described problem, and an object of the present invention is to provide a liquid supply apparatus for an immersion type exposure system that can prevent a decrease in process efficiency due to contamination even when a liquid refractive material is used for a long time.
또한, 본 발명의 다른 목적은 상술한 액체 공급 장치를 포함하는 침지식 노광 시스템을 제공하는 것이다. 그리하여, 액상 굴절 물질 내부에 함유된 오염물이 제거되므로 공정 효율이 향상되고, 또한 액상 굴절 물질을 계속하여 사용할 수 있으므로 제조 비용이 절감될 수 있다.It is another object of the present invention to provide an immersion exposure system comprising the liquid supply apparatus described above. Thus, the contaminants contained in the liquid refractory material are removed, thereby improving process efficiency, and the manufacturing cost can be reduced because the liquid refractory material can be continuously used.
본 발명에 따른 침지식 노광 시스템용 액체 공급 장치는, 액상 굴절 물질을 수용하는 베쓰와, 상기 베쓰의 하면에 설치되고 그 위에 반도체 기판이 안착되는 지지대와, 상기 베쓰의 일측면에 설치되어 상기 베쓰 내부로 상기 액상 굴절 물질을 공급하는 인입관과, 상기 베쓰의 타측면에 설치되어 상기 베쓰 외부로 상기 액상 굴절 물질을 배출하는 배출관과, 상기 액상 굴절 물질을 상기 베쓰에 공급 및 배출하기 위하여 상기 액상 굴절 물질을 순환시키는 펌프와, 상기 순환되는 액상 굴절 물질 내에 포함된 오염물을 제거하는 오염물 제거 수단을 포함한다.The liquid supply apparatus for an immersion exposure system according to the present invention includes a bath for accommodating a liquid refractive material, a support installed on a bottom surface of the bath, and a semiconductor substrate mounted thereon, and a bath provided on one side of the bath. An inlet pipe for supplying the liquid refractive material to the inside, a discharge pipe disposed on the other side of the bath to discharge the liquid refractive material to the outside of the bath, and the liquid to supply and discharge the liquid refractive material to the bath And a pump for circulating the refractive material and contaminant removal means for removing contaminants contained in the circulated liquid refractory material.
또한, 본 발명에 따른 침지식 노광 시스템은, 감광 재료의 광화학 반응을 유도하는 특정 파장의 빛을 발생하는 조명계; 상기 조명계로부터 발산되는 빛이 투영되는 마스크; 상기 마스크를 통해 형성된 소정의 패턴 영상을 집광하여 반도체 기판의 표면에 도포된 상기 감광 재료 상에 축소시켜 투영하는 렌즈부; 및 상기 렌즈부의 일단과 상기 반도체 기판 사이에 액상 굴절 물질을 공급하는 액상 공급 장치;를 포함하는데, 여기서 액상 공급 장치는, 상기 액상 굴절 물질을 수용하는 베쓰; 상기 베쓰의 하면에 설치되고 그 위에 상기 반도체 기판이 안착되는 지지대; 상기 베쓰의 일측면에 설치되어 상기 베쓰 내부로 상기 액상 굴절 물질을 공급하는 인입관; 상기 베쓰의 타측면에 설치되어 상기 베쓰 외부로 상기 액상 굴절 물질을 배출하는 배출관; 상기 액상 굴절 물질을 상기 베쓰에 공급 및 배출하기 위하여 상기 액상 굴절 물질을 순환시키는 펌프; 및 상기 순환되는 액상 굴절 물질 내에 포함된 오염물을 제거하는 오염물 제거 수단;을 포함한다.In addition, the immersion exposure system according to the present invention includes an illumination system for generating light of a specific wavelength inducing a photochemical reaction of the photosensitive material; A mask on which light emitted from the illumination system is projected; A lens unit for condensing and projecting a predetermined pattern image formed through the mask on the photosensitive material applied to a surface of a semiconductor substrate; And a liquid supply device for supplying a liquid refractive material between one end of the lens unit and the semiconductor substrate, wherein the liquid supply device includes: a bath that accommodates the liquid refractive material; A support installed on the bottom surface of the bath and on which the semiconductor substrate is mounted; An inlet pipe installed on one side of the bath to supply the liquid refractive material to the inside of the bath; A discharge pipe installed at the other side of the bath to discharge the liquid refractive material to the outside of the bath; A pump for circulating the liquid refractive material to supply and discharge the liquid refractive material to the bath; And contaminant removal means for removing contaminants contained in the circulating liquid refractory material.
이하에서는, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명에 따른 침지식 노광 시스템용 액체 공급 장치의 바람직한 실시예를 설명하기로 한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described a preferred embodiment of the liquid supply apparatus for an immersion exposure system according to the present invention.
도 2를 참조하면, 굴절 매체로서 비교적 높은 굴절 지수를 가지는 액상의 굴절 물질(40)이 베쓰(10)에 수용된다. 액상 굴절 물질(40)로는 예컨대, 물 또는 기름이 사용될 수 있으며, 액상 굴절 물질(40) 내에서는 노광 시스템의 렌즈 시스템(30)으로부터 입사되는 빛이 원래의 파장보다 더 작은 유효 파장으로 변하게 된다. Referring to FIG. 2, a liquid
한편, 베쓰(10)의 바닥에는 반도체 기판(W)이 안착될 수 있는 지지대(20)가 설치된다. 또한, 렌즈 시스템(30)의 일단이 액상 굴절 물질(40) 내에 침지된다. 따라서, 렌즈 시스템(30)의 최종 렌즈와 반도체 기판(W) 사이에는 액상 굴절 물질(40)이 개재된다.Meanwhile, a
그리고, 베쓰(10)의 일측면에는 인입관(12)이 설치되어 있다. 이 인입관(12)를 통해 액상 굴절 물질이 베쓰(10) 내부로 인입될 수 있다. 또한, 베쓰(10)의 타측면에는 배출관(14)이 설치되어 있다. 이 배출관(14)을 통해 액상 굴절 물질(40)이 베쓰(10)의 외부로 배출될 수 있다.And an
액상 굴절 물질(40)은 일정한 유속으로 베쓰(10) 내부를 통과하게 되는데, 배출관(14)으로부터 배출된 액상 굴절 물질(40)은 펌프(44)에 의하여 인입관(12)을 거쳐 다시 베쓰(10) 내부로 인입된다. 즉, 액상 굴절 물질(40)은 펌프(44)에 의해서 순환된다. 이러한 액상 굴절 물질(40)의 순환 라인 중에 액상 굴절 물질(40)에 함유된 오염물을 제거하는 오염물 제거 수단(42)이 개재된다. 오염물 제거 수단(42)은 필터링(filtering), 흡착(adsorption), 증류(distillation) 또는 추출(extraction) 방식 중 어느 하나의 방식을 이용한 여과 장치로 구성될 수 있다. The liquid
이와 같이 구성된 침지식 노광 시스템용 액체 공급 장치에서는, 반도체 기판위에 도포된 감광 재료로 인해 액상 굴절 물질이 오염되는 경우에도, 액상 굴절 물질을 교환하지 않고 계속적으로 사용할 수 있다. 즉, 액상 굴절 물질의 순환 라인 중에 설치된 오염물 제거 수단에 의해 액상 굴절 물질 속에 용해된 감광 재료의 유 해 성분 및/또는 감광 재료의 파티클(Particle)을 용이하게 제거할 수 있다. 따라서, 본 발명에 따른 액체 공급 장치가 설치된 노광 시스템을 사용하면, 액상 굴절 물질을 장시간 반복하여 사용하는 것이 가능하게 된다. 그러므로, 액상 굴절 물질을 여러번 교체 사용하는 것에 비하여 제조 비용을 절감할 수 있으며, 액상 굴절 물질의 반복 사용으로 인해 공정 효율이 저하되는 것을 효과적으로 방지할 수 있다.In the liquid supply apparatus for the immersion exposure system configured as described above, even when the liquid refractive substance is contaminated by the photosensitive material applied on the semiconductor substrate, the liquid refractive substance can be continuously used without replacing the liquid refractive substance. That is, it is possible to easily remove the harmful component of the photosensitive material and / or the particles of the photosensitive material by the contaminant removing means installed in the circulation line of the liquid refractive material. Therefore, when using the exposure system provided with the liquid supply apparatus which concerns on this invention, it becomes possible to repeatedly use a liquid refractive substance for a long time. Therefore, the manufacturing cost can be reduced as compared with the replacement of the liquid refractive material many times, and the process efficiency can be effectively prevented from being lowered due to the repeated use of the liquid refractive material.
지금까지 본 발명의 바람직한 실시예에 대해 설명하였으나, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 본질적인 특성을 벗어나지 않는 범위 내에서 변형된 형태로 구현할 수 있을 것이다. 그러므로 여기서 설명한 본 발명의 실시예는 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 하고, 본 발명의 범위는 상술한 설명이 아니라 특허청구범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.Although a preferred embodiment of the present invention has been described so far, those skilled in the art will be able to implement in a modified form without departing from the essential characteristics of the present invention. Therefore, the embodiments of the present invention described herein are to be considered in descriptive sense only and not for purposes of limitation. Should be interpreted as being included in.
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