KR100614635B1 - A exposure system for a semiconductor device fabrication installation - Google Patents
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Abstract
본 발명은 반도체 제조 공정에서 빛으로 웨이퍼의 표면을 노광시키기 위한 반도체 노광 시스템에 관한 것으로, 어퍼쳐를 통하여 소정의 패턴을 갖는 포토 마스크에 대하여 노광을 행하는 반도체 노광 시스템은 어퍼쳐들이 놓여지는 슬롯들을 갖는 케이스와, 슬롯들에 놓여진 어퍼쳐들 중 선택된 어퍼쳐가 로딩위치에 위치되도록 케이스를 이동시키기 위한 제 1 이동부재 및 제 1 이동부재에 의해 이동된 케이스에서 로딩위치에 위치된 선택된 어퍼쳐를 슬롯으로부터 인출하여 빛이 지나가는 경로상의 세팅위치로 이동시키기 위한 제 2 이동부재를 구비한다.
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a semiconductor exposure system for exposing a surface of a wafer with light in a semiconductor manufacturing process, wherein a semiconductor exposure system for exposing a photomask having a predetermined pattern through an aperture includes slots in which the apertures are placed. A slot having a first moving member for moving the case and a selected aperture positioned at the loading position in the case moved by the first moving member such that the selected aperture among the apertures placed in the slots is positioned at the loading position. And a second moving member for drawing out from and moving to a setting position on a path through which light passes.
Description
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 노광 시스템의 광학계를 간략하게 나타낸 도면;1 is a simplified illustration of an optical system of an exposure system according to an embodiment of the invention;
도 2는 도 1에 도시된 어퍼쳐 교체 수단을 설명하기 위한 도면;FIG. 2 is a view for explaining the aperture replacement means shown in FIG. 1; FIG.
도 3a 내지 도 3c는 도 2에 도시된 어퍼쳐 교체 수단에 의한 어퍼쳐 교체를 순차적으로 설명하기 위한 도면들;3A to 3C are views for sequentially explaining aperture replacement by the aperture replacement means shown in FIG. 2;
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 어퍼쳐 교체 수단을 설명하기 위한 블록도이다.4 is a block diagram illustrating an aperture replacement means according to another embodiment of the present invention.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for the main parts of the drawings
12 : 빔소스부 30 : 케이스12: beam source unit 30: case
32 : 슬롯 40 : 제 1 이동부재32: slot 40: first moving member
42 : 리드 스크류 44 : 모터42: lead screw 44: motor
46 : 가이드 레일 48 : 이동판46: guide rail 48: moving plate
50 : 제 2 이동부재 52 : 구동장치50: second moving member 52: drive device
54 : 아암 56 : 핸들러54: arm 56: handler
60 : 어퍼쳐 60: aperture
본 발명은 반도체 노광 시스템에 관한 것으로, 좀 더 구체적으로는 반도체 제조 공정에서 빛으로 웨이퍼의 표면을 노광시키기 위한 반도체 노광 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a semiconductor exposure system, and more particularly to a semiconductor exposure system for exposing a surface of a wafer with light in a semiconductor manufacturing process.
256M DRAM, 1G DRAM 등의 고접적화 디바이스가 개발됨에 따라 그에 상응하는 리소그라피(lithography) 기술도 그 해상도가 더욱 향상된 수준을 요구하고 있다. As high-integration devices such as 256M DRAM and 1G DRAM are developed, the corresponding lithography technology also demands a higher level of resolution.
이에 따라 포토 리소그라피(photo lithography)도 공정 진행에 필요한 마진을 확보하기 위해서 몇 해 전부터 변형 조명계(이하 '어퍼쳐'라 함)를 도입하여 그 요구에 부합하고 있는 실정이다. 그것은 노광하는 빛의 경로를 조절 및 변형하여 해상력과 DOF(depth of focus) 마진을 향상시키는 기술이고, 현재에는 전통적인 어퍼쳐(aperture)에서 다양한 어퍼쳐들이 개발되어 해상도를 향상시키고 있다. 더불어서 앞으로 같은 어퍼쳐이지만 그 빛의 경로와 크기를 조절하는 어퍼쳐 사이즈가 더욱 더 다양하고 종류로 다양화될 것으로 보인다. Accordingly, photo lithography also meets the needs by introducing a modified illumination system (hereinafter referred to as "aperture") several years ago in order to secure a margin necessary for the process. It is a technology that improves resolution and DOF (depth of focus) margin by adjusting and modifying the path of light to be exposed. Currently, various apertures have been developed in the conventional aperture to improve resolution. In addition, the same aperture in the future, but the aperture size to control the path and size of the light seems to be more and more diversified into various types.
기존의 노광 시스템에서는 어퍼쳐를 작업자가 매뉴얼(manual)로 교체하기 때문에 시간이 많이 소요되었고 특히, 이러한 매뉴얼 작업은 시스템 내부의 오염 및 에러를 유발시키는 주요 원인이 되어 왔다. 한편, 6개의 어퍼쳐가 부착된 원형의 리벌버(revolver)는 선택하는 번호에 따라 자동적으로 돌아가게 되어 있다. 그러 나, 이러한 리벌버는 사용할 수 있는 어퍼쳐의 개수가 6개로 한정되어 있다. Existing exposure systems are time consuming because the operator replaces the aperture with a manual, and in particular, such manual work has been a major cause of contamination and errors in the system. On the other hand, the circular revolver to which six apertures are attached turns automatically according to the number to select. However, the number of apertures that can be used is limited to six.
본 발명은 이와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 그 목적은 내부에 다량의 어퍼쳐들을 보유할 수 있으며, 그 다량의 어퍼쳐들 중에 원하는 어퍼쳐를 선택하여 쉽게 교체할 수 있는 새로운 형태의 반도체 노광 시스템을 제공하는데 있다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve such a conventional problem, and an object thereof is to provide a large amount of apertures therein, and a new type of semiconductor which can be easily replaced by selecting a desired aperture among the large amounts of apertures. An exposure system is provided.
상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징에 의하면, 반도체 노광 시스템은 어퍼쳐들이 놓여지는 슬롯들을 갖는 케이스와; 상기 슬롯들에 놓여진 어퍼쳐들 중 선택된 어퍼쳐가 로딩위치에 위치되도록 상기 케이스를 이동시키기 위한 제 1 이동부재 및; 상기 제 1 이송부재에 의해 이동된 상기 케이스에서 로딩위치에 위치된 상기 선택된 어퍼쳐를 슬롯으로부터 인출하여 빛이 지나가는 경로상의 세팅위치로 이동시키기 위한 제 2 이동부재를 포함한다.According to a feature of the present invention for achieving the above object, a semiconductor exposure system includes a case having slots in which apertures are placed; A first moving member for moving the case such that a selected one of the apertures placed in the slots is positioned at the loading position; And a second moving member for drawing the selected aperture positioned at a loading position in the case moved by the first transfer member from a slot to move to a setting position on a path through which light passes.
이와 같은 시스템에서 상기 제 1 이동부재는 리드 스크류와; 상기 리드 스크류의 일단에 설치되고 상기 리드 스크류를 전/역회전시키기 위한 모터와; 상기 리드 스크류에 맞물려 설치되고 상기 리드 스크류의 회전에 의해 이동되는 그리고 상기 케이스가 설치되는 이동판 및; 상기 이동판의 직선 이동되도록 가이드 해주는 레일을 포함한다.In such a system, the first moving member includes a lead screw; A motor installed at one end of the lead screw to rotate the lead screw forward / reversely; A moving plate installed in engagement with the lead screw and moved by rotation of the lead screw, and in which the case is installed; It includes a rail for guiding the linear movement of the moving plate.
이와 같은 시스템에서 상기 제 2 이동부재는 구동장치와; 상기 구동장치에 의해 이동되는 아암 및; 상기 아암의 일단에 설치되고 상기 선택된 어퍼쳐를 홀딩 하기 위한 핸들러를 포함한다. 이와 같은 시스템에서 상기 케이스의 슬롯에 놓여지는 어퍼쳐는 리벌버 모양으로 이루어져 한 리벌버 내에 여럿의 어퍼쳐를 끼울 수 있다.In such a system, the second moving member includes a driving device; An arm moved by the drive device; A handler installed at one end of the arm and for holding the selected aperture. In such a system, the apertures placed in the slots of the case may be formed in the shape of a reverberator to fit several apertures in one reverberator.
이하, 본 발명의 실시예를 첨부된 도면 도 1 내지 도 4에 의거하여 상세히 설명한다. 상기 도면들에 있어서 동일한 기능을 수행하는 구성 요소에 대해서는 동일한 참조 번호를 병기한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to FIGS. 1 to 4. In the drawings, components that perform the same function are denoted by the same reference numerals.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 노광 시스템의 광학계를 간략하게 나타낸 것이다. 도 2는 도 1에 도시된 어퍼쳐 교체 수단을 설명하기 위한 도면이다. 도 3a 내지 도 3c는 도 2에 도시된 어퍼쳐 교체 수단에 의한 어퍼쳐 교체를 순차적으로 설명하기 위한 도면들이다. 1 briefly illustrates an optical system of an exposure system according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 is a view for explaining the aperture replacement means shown in FIG. 1. 3A to 3C are views for sequentially explaining aperture replacement by the aperture replacement means shown in FIG. 2.
도 1에서 보인 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 노광 시스템(60)은 빔 소스부(12), 셔터(16), 인풋(input) 렌즈(18), 필터들(20a,20b), 플레이-이어(fly-eye) 렌즈들(22a,22b), 릴레이(relay) 렌즈들(24a,24b,24c,24d), 반사판들(14a,14b,14c) 등의 통상적인 구성과 본 발명의 가장 특징적인 다수의 어퍼쳐들(60)을 보관하는 케이스(30) 그리고 어퍼쳐 교체 수단인 제 1 이동부재(40) 그리고 제 2 이동부재(50)를 갖는다. 예컨대, 상기 통상적인 구성들과 관련된 기술은 이 분야의 일반적인 방법을 사용할 수 있으므로 상세한 설명은 생략하고 가장 특징적인 구성들에 대해 상세히 설명한다. 상기 케이스(30)에는 일정간격으로 12개의 슬롯들(32)이 형성되어 있다. 상기 슬롯들(32)에는 다양한 여러 종류의 어퍼쳐들(50)이 수납된다. 상기 어퍼쳐들(60)은 얇은 금속판에 원하는 부분에만 빛이 통과할 수 있도록 다양한 모양의 개구(62)를 갖는다. 예컨대, 상기 케이스(30)는 본 발명의 기술적 사상이 벗어나지 않는 범위내에서 다양한 구조적인 변화 및 변경이 가능함은 물론이다. 상기 제 1 이동부재(40)는 상기 슬롯들(32)에 놓여진 어퍼쳐들(60) 중 선택된 어퍼쳐(60')가 로딩위치(도 3a에 표시되어 있음;a)에 위치되도록 상기 케이스(30)를 X축 방향으로 이송시키기 위한 것이다. 그리고, 상기 제 2 이동부재(50)는 상기 제 1 이동부재(40)에 의해 이동된 상기 케이스(30)에서 로딩위치에 위치된 선택된 어퍼쳐(60')를 슬롯(32)으로부터 인출하고 그 어퍼쳐를 빛이 지나가는 경로상의 세팅위치(도 3a에 표시되어 있음;b)로 이송시키기 위한 것이다. 여기서 로딩위치(a)란 상기 제 2 이동부재(50)의 핸들러(56)가 어퍼쳐를 홀딩할 수 있는 위치를 뜻한다. 한편, 어퍼쳐의 세팅위치(b)는 도 3a에 도시된 바와 같이 플레이이어 렌즈(22b)와 릴레이 렌즈(24c) 사이에 해당된다. As shown in FIG. 1, an
도 2 및 도 3a를 참조하면서 어퍼쳐 교체 수단인 상기 제 1 및 제 2 이동부재를 좀더 구체적으로 살펴보면, 상기 제 1 이동부재(40)는 X축 방향으로 서로 평행한 2개의 가이드 레일(46) 및 리드 스크류(42)를 갖는다. 그리고 상기 리드 스크류(42)를 회전시키기 위한 모터(44)와 회전하는 리드 스크류(42)와 맞물려 상기 가이드 레일(46)을 따라 X축으로 슬라이드 이동되는 이동판(48)을 갖는다. 상기 이동판(48)에는 상기 케이스(30)가 고정되어 설치된다. 상기 리드 스크류(42)의 한쪽 끝단은 상기 모터(44)의 구동축과 연결되고 다른 쪽 끝단은 고정단(42a)에 의하여 노광 시스템의 프레임(미도시됨)에 고정되는 것이 바람직하다. 상기 모터(44)는 콘트롤러(70)에 접속되며 이 콘트롤러(70)는 노광 시스템의 컴퓨터(80) 에 연결된다. 즉, 콘트롤러(70)를 통하여 컴퓨터(80)로부터 소정의 신호가 출력되면 이것에 따라 모터(44)가 구동하여 상기 이동판(48)이 X축 방향으로 선택된 어퍼쳐와 로딩위치의 거리만큼 슬라이드 이동되는 것이다. Referring to FIGS. 2 and 3A, the first and second moving members, which are aperture replacement means, will be described in more detail. The first moving
상기 제 2 이동부재(50)는 구동장치(52)와 이 구동장치(52)와 연결된 아암(54) 그리고 상기 아암(54)의 끝단에 설치되고 상기 로딩위치에 위치되어 있는 어퍼쳐를 홀딩하기 위한 핸들러(56)를 갖는다. 상기 핸들러(56)는 빛이 통과되는 어퍼쳐의 개구(62)부분이 가려지지 않도록 어퍼쳐의 가장자리부분을 홀딩하는 것이 바람직하다. 한편, 상기 구동장치(52)는 상기 모터와 마찬가지로 상기 노광 시스템의 컴퓨터(80)에 연결되며 상기 컴퓨터에 의해 제어된다. 예컨대, 도면에 도시된 상기 핸들러는 일 예에 불과하며 예컨대, 핸들러는 상기 어퍼쳐를 홀딩하기 좋은 구조로 이루어지는 것이 바람직하다. The second moving
도 3a 내지 도 3c는 이와 같은 구성으로 이루어진 어퍼쳐 교체 수단의 동작을 설명하기 위한 도면들이다. 3A to 3C are views for explaining the operation of the aperture replacement means having such a configuration.
상기 케이스(30)에 수납되어 있는 어퍼쳐들 중에 원하는 어퍼쳐를 사용하기 위해서는 먼저, 상기 이동판(30)을 그 선택된 어퍼쳐(60')와 로딩위치(a)의 거리만큼 X축으로 슬라이드 이동시킨다. 즉, 원하는 어퍼쳐(60')의 번호를 노광 시스템의 컴퓨터(80)에 입력하면 컴퓨터가 그 선택된 어퍼쳐(60')와 로딩위치(a)의 거리를 계산하여 상기 모터(44)를 구동시킨다. 결국, 도 3b에 도시된 바와 같이 상기 모터(44)의 구동에 의해 리드 스크류(42)가 회전하고 따라서 상기 이동판(48)이 이동되는 것이다. In order to use a desired aperture among the apertures stored in the
예컨대, 상기 노광 시스템(10)은 선택된 어퍼쳐(60')가 로딩위치(a)로 정확하게 이동되었는지를 감지하기 위한 센싱 부재를 더 구비할 수 있다. 이로 인하여 자동적인 어퍼쳐 이동 교체 중에 있어서의 미스 매칭(mis matching)을 미연에 방지할 수 있다. For example, the
이렇게 상기 로딩위치(a)에 선택된 어퍼쳐(60')가 위치되면 상기 제 2 이동부재(50)의 구동장치(52)에 의해 상기 핸들러(56)가 로딩위치(a)로 이동되고 상기 선택된 어퍼쳐(60')는 상기 핸들러(56)에 홀딩된다. 상기 핸들러(56)는 상기 어퍼쳐를 홀딩한 상태에서 상기 구동장치(52)에 의해 상기 빛이 지나가는 경로상의 어퍼쳐 세팅위치(b)로 상기 선택된 어퍼쳐(60')를 위치시킨다.(도 3c 참조) 본 발명의 실시예에서는 상기 어퍼쳐의 세팅위치(b)가 플레이이어 렌즈(22b)와 릴레이 렌즈(24c) 사이에 위치되지만 이는 예를 들어 설명한 것에 불과하며, 상기 어퍼쳐의 세팅 위치는 상기 빛이 지나가는 경로의 어느 위치로도 변경이 가능함은 물론이다.When the selected aperture 60 'is positioned at the loading position a, the
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 어퍼쳐 교체 수단을 설명하기 위한 블록도이다.4 is a block diagram illustrating an aperture replacement means according to another embodiment of the present invention.
본 실시예에 도시된 케이스(30')에는 6개의 어퍼쳐가 부착된 원형의 리벌버(revolver)들(90)이 각 슬롯에 수납된다.In the
도 4에 도시된 바와 같이, 어퍼쳐 교체 수단은 제 1 이동부재(40)와 제 2 이동부재(50'), 회전부재(100)로 이루어진다. 상기 제 1 이동부재(40)는 상기 케이스(30')에 수납된 리벌버들(90) 중 원하는 리벌버가 로딩위치에 위치되도록 상기 케이스(30')를 이동시키기 위한 것이다. 제 2 이동부재(50')는 상기 로딩 위치에 위치된 리벌버(90)를 상기 케이스(30')로부터 인출하여 상기 회전부재(100)로 로딩시킬 수 있도록 X축 방향과 Y축 방향으로의 동작이 가능하다. 상기 회전부재(100)는 리벌버(90)의 센터에 형성된 홀에 회전축(102)이 끼워지고 상기 리벌버(90)에 부착된 6개의 어퍼쳐들 중에 원하는 어퍼쳐가 세팅위치에 위치되도록 상기 리벌버(90)를 회전시키기 위한 것이다. 상기 제 1 이동부재는 첫 번째 실시예와 동일한 구성으로 이루어진다. As shown in FIG. 4, the aperture replacement means includes a first moving
이와 같이 본 발명의 실시예에서는 기존의 6개의 어퍼쳐가 부착된 리벌버를 케이스(30')에 다량으로 장착할 수 있으며, 그 중에 원하는 리벌버를 상기 어퍼쳐 교체수단인 제 1 이동부재(40)와 제 2 이동부재(50') 그리고 회전부재(100)를 이용하여 용이하게 교체할 수 있는 것이다. 리벌버(revolver)는 선택하는 번호에 따라 자동적으로 돌아가게 되어 있다. As described above, according to the exemplary embodiment of the present invention, the existing six-aperture reverberator may be mounted in a large amount on the case 30 ', and a desired reverberator may be installed in the first moving member as the aperture replacement means. 40) and the second moving member 50 'and the rotating
이상에서, 본 발명에 따른 노광 시스템의 구성 및 동작을 상기한 설명 및 도면에 따라 도시하였지만 이는 예를 들어 설명한 것에 불과하며 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 변화 및 변경이 가능함은 물론이다.In the above, the configuration and operation of the exposure system according to the present invention are shown in accordance with the above description and drawings, but this is merely an example, and various changes and modifications are possible without departing from the spirit of the present invention. to be.
이와 같은 본 발명을 적용하면 기존보다 2배에서 3배 이상의 많은 어퍼쳐를 장착할 수 있으며, 또한 자동으로 어퍼쳐를 교체하기 때문에 어퍼쳐 교체시간을 현저히 단축할 수 있으며, 교체시 작업자에 의한 시스템 내부의 오염이나 에러를 방지할 수 있다. Applying the present invention as described above can be equipped with more than two to three times more apertures than the existing, and also because it automatically replaces the aperture can significantly shorten the aperture replacement time, when replacing the system by the operator Internal contamination and errors can be prevented.
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