KR100649719B1 - Apparatus of Focusing Adjustment for Exposer - Google Patents

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    • G03F7/70—Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
    • G03F7/70483—Information management; Active and passive control; Testing; Wafer monitoring, e.g. pattern monitoring
    • G03F7/7055—Exposure light control in all parts of the microlithographic apparatus, e.g. pulse length control or light interruption

Abstract

본 발명은 기판에 조사되는 광빔의 초점을 정확하게 조정하도록 구성된 노광기 초점 조절장치에 관한 것이다.The present invention relates to an exposure apparatus focusing device configured to precisely adjust the focus of a light beam irradiated onto a substrate.

본 발명의 노광기 초점 조절장치는 경통의 일측면에 부착된 측면센서와, 경통의 상부면에 부착된 상부센서를 구비한다.The exposure apparatus focusing apparatus of the present invention includes a side sensor attached to one side of the barrel, and an upper sensor attached to the upper surface of the barrel.

이에 따라, 본 발명의 노광기 초점 조절장치는 기판의 표면에 조사되는 광빔의 초점을 정확하게 형성하게 된다. Accordingly, the exposure apparatus focusing apparatus of the present invention accurately forms the focus of the light beam irradiated onto the surface of the substrate.

Description

노광기 초점 조절장치{Apparatus of Focusing Adjustment for Exposer}Apparatus of Focusing Adjustment for Exposer

도 1은 종래의 노광기 초점 조절장치의 구성을 도시한 도면.1 is a diagram showing the configuration of a conventional exposure apparatus focusing apparatus.

도 2는 본 발명의 노광기 초점 조절장치의 구성을 도시한 도면.2 is a diagram illustrating a configuration of an exposure apparatus focusing apparatus of the present invention.

도 3은 반사미러의 전후위치 변화에 대하여 설명하기 위해 도시한 도면.3 is a diagram for explaining changes in the front and rear positions of the reflection mirror.

도 4는 반사미러의 좌우위치 변화에 대하여 설명하기 위해 도시한 도면.
< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >4 is a diagram for explaining the change in the left and right positions of the reflection mirror.
<Description of Symbols for Main Parts of Drawings>

삭제delete

10,50 : 광원 12,52 : 마스크10,50 light source 12,52 mask

20,60 : 경통 22,62 : 반사미러20,60: barrel 22,62: mirror

24,64 : 볼록미러 26,66 : 오목미러24,64: convex mirror 26,66: concave mirror

28,72 ; 하부센서 30,80 : 스테이지28,72; Lower Sensor 30,80: Stage

32,82 : 기판 34,84 : 축32,82: substrate 34,84: axis

40,90 : 모터 42,92 : 모터구동부40,90: Motor 42,92: Motor drive part

44,94 : 제어부 74 : 측면센서44,94 control unit 74 side sensor

76 : 상부센서76: upper sensor

본 발명은 노광기에 관한 것으로, 특히 기판에 조사되는 광빔의 초점을 정확하게 조정하도록 구성된 노광기 초점 조절장치에 관한 것이다.TECHNICAL FIELD The present invention relates to an exposure apparatus, and in particular, to an exposure apparatus focusing apparatus configured to accurately adjust the focus of a light beam irradiated onto a substrate.

통상적으로, 사진식각법은 기판이나 웨이퍼 상에 에칭재료에 내성이 있는 물질, 즉 포토레지스트를 도포한 후, 이들 기판(또는 웨이퍼)의 상부에 마련된 마스크에 광을 조사하여 마스크에 형성된 패턴을 기판에 전사시켜 원하는 패턴을 기판을 형성하게 된다. 이 과정에서 마스크에 광을 조사하여 패턴을 전사하는 것을 노광이라 하며, 이를 위한 장비를 노광기(Exposer)라 한다. 이하, 도 1을 결부하여 종래의 노광기에 대하여 살펴보기로 한다.In general, a photolithography method applies a material resistant to an etching material, that is, a photoresist, onto a substrate or a wafer, and then irradiates light on a mask provided on the substrate (or wafer) to form a pattern formed on the mask. The substrate is transferred to a desired pattern. In this process, the light is irradiated onto the mask and the pattern is transferred, and the equipment for this is called an exposure. Hereinafter, a conventional exposure apparatus will be described with reference to FIG. 1.

도 1을 참고하면, 종래의 노광기는 광빔을 발생하는 광원(10)과, 기판(32)에 전사될 패턴이 형성된 마스크(12)와, 광빔의 초점을 기판(32) 표면에 형성하는 경통(20)과, 경통(20)의 하부면에 부착된 하부센서(28)와, 기판(32)이 안착된 스테이지(30)와, 스테이지(30)를 지지하는 축(34)과, 축(34)의 변위를 조절하도록 회전력을 발생하는 모터(40)와, 모터(40)를 구동하는 모터구동부(42)와, 각부를 제어하는 제어부(44)를 구비한다. 광원(10)에서 발생된 광빔은 경통(20)에 의해 초점이 조절되어 기판(32)에 조사되게 된다.Referring to FIG. 1, a conventional exposure machine includes a light source 10 for generating a light beam, a mask 12 having a pattern to be transferred to the substrate 32, and a barrel for forming a focus of the light beam on the surface of the substrate 32. 20, the lower sensor 28 attached to the lower surface of the barrel 20, the stage 30 on which the substrate 32 is seated, the shaft 34 supporting the stage 30, and the shaft 34. And a motor 40 for generating a rotational force to adjust the displacement of c), a motor driving part 42 for driving the motor 40, and a control part 44 for controlling each part. The light beam generated by the light source 10 is focused by the barrel 20 to be irradiated onto the substrate 32.

한편, 경통(20)의 구조에 대하여 살펴보기로 한다. 경통(20)은 자신에게 입사된 광빔을 수직으로 반사하는 반사미러(22)와, 반사미러(22)를 경유하여 진행된 광빔을 음(-)의 굴절력으로 반사시키는 오목미러(26)와, 오목미러(26)를 경유한 광빔을 양(+)의 굴절력으로 반사시키는 볼록미러(24)로 구성된다. 경통(20)에서의 광빔의 광경로에 대하여 살펴보기로 한다. 반사미러(22)에 의해 반사된 광빔은 오목미러(26) 쪽으로 진행하게 된다. 오목미러(26)에 의해 음(-)의 굴절력을 갖는 광빔은 볼록미러(24)로 진행하게 된다. 볼록미러(24)에 의해 양(+)의 굴절력을 갖는 광빔은 오목미러(26) 쪽으로 진행되게 된다. 이어서, 오목미러(26)에 의해 반사된 광빔은 반사미러(22)에 의해 수직으로 반사되어 기판(32)쪽으로 진행하게된다. 이 과정에서 경통(20)에서는 광원(10)에서 발생된 광빔의 초점을 조절하게 된다. 이 경우, 경통(20)의 하부면에 마련된 하부센서(28)와 기판(32)의 표면간의 간격이 일정하게 유지되어야 광빔의 초점이 기판(32)의 표면에 형성되어 설계자가 의도한바의 노광패턴을 얻을 수 있으며, 원하는 폭을 갖는 선을 형성하게 된다. 이와같이 광빔의 초점을 조절하기 위해, 종래의 노광기 초점 조절장치에는 하부센서(28)가 마련되어 있다. 이 경우, 제어부(44)에서는 하부센서(28)와 기판(32)간의 거리에 대응하도록 모터구동부(42)를 제어한다. 모터구동부(42)는 제어부(44)의 제어신호에 대응하는 구동신호를 모터(40)에 전달하게 된다. 모터(40)는 구동신호에 대응하는 회전력을 발생하여 스테이지(30)의 하부에 형성된 축(34)의 변위를 조절하게 된다. 즉, 하부센서(28)에서 감지된 높이(h)에 대응하여 기판(32)과의 거리를 조절하게 된다. Meanwhile, the structure of the barrel 20 will be described. The barrel 20 includes a reflection mirror 22 that reflects light beams incident to it vertically, a concave mirror 26 that reflects light beams that have traveled through the reflection mirror 22 with negative refractive power, and a concave mirror. It consists of the convex mirror 24 which reflects the light beam via the mirror 26 with positive refractive power. The optical path of the light beam in the barrel 20 will be described. The light beam reflected by the reflecting mirror 22 travels toward the concave mirror 26. The light beam having negative refractive power by the concave mirror 26 proceeds to the convex mirror 24. The convex mirror 24 causes the light beam with positive refractive power to travel toward the concave mirror 26. Subsequently, the light beam reflected by the concave mirror 26 is vertically reflected by the reflecting mirror 22 to travel toward the substrate 32. In this process, the barrel 20 adjusts the focus of the light beam generated by the light source 10. In this case, the distance between the lower sensor 28 provided on the lower surface of the barrel 20 and the surface of the substrate 32 must be kept constant so that the focus of the light beam is formed on the surface of the substrate 32 so that the designer intends to expose it. A pattern can be obtained, forming a line with the desired width. In order to adjust the focus of the light beam in this way, the conventional sensor focusing device is provided with a lower sensor 28. In this case, the controller 44 controls the motor driver 42 to correspond to the distance between the lower sensor 28 and the substrate 32. The motor driver 42 transmits a driving signal corresponding to the control signal of the controller 44 to the motor 40. The motor 40 generates a rotational force corresponding to the driving signal to adjust the displacement of the shaft 34 formed below the stage 30. That is, the distance from the substrate 32 is adjusted in response to the height h detected by the lower sensor 28.

그러나, 경통(20)의 내부에 마련된 반사미러(22)의 위치가 외부로 부터의 충격 또는 조임용 볼트(Bolt)들의 스트레스, 장비의 진동에 의해 전후 또는 좌우로 변할경우 기판(32)에 조사되는 광빔의 초점이 형성되지 않게 된다. 이로 인해, 기판(32)에는 설계자가 원하는 패턴이 정확하게 형성되지 못할 뿐만 아니라 선의 폭이 넓거나 좁아지는 문제점이 있다. However, when the position of the reflective mirror 22 provided inside the barrel 20 is changed back and forth or left and right due to the impact from the outside or the stress of the tightening bolts, the vibration of the equipment to irradiate the substrate 32 The focus of the light beam is not formed. As a result, not only the pattern desired by the designer may not be accurately formed on the substrate 32 but also the width or width of the line may be narrowed.

따라서, 본 발명의 목적은 기판에 조사되는 광빔의 초점을 정확하게 조정하도록 구성된 노광기 초점 조절장치를 제공하는데 있다.It is therefore an object of the present invention to provide an exposure apparatus focusing apparatus configured to precisely adjust the focus of a light beam irradiated onto a substrate.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 노광기 초점 조절장치는 경통의 일측면에 부착된 측면센서와, 경통의 상부면에 부착된 상부센서를 구비한다.In order to achieve the above object, the exposure apparatus focusing apparatus of the present invention includes a side sensor attached to one side of the barrel, and an upper sensor attached to the upper surface of the barrel.

상기 목적외에 본 발명의 다른 목적 및 특징들은 첨부도면을 참조한 실시예에 대한 설명을 통하여 명백하게 드러나게 될 것이다.Other objects and features of the present invention other than the above object will become apparent from the description of the embodiments with reference to the accompanying drawings.

도 2 내지 도 4를 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명하기로 한다.With reference to Figures 2 to 4 will be described a preferred embodiment of the present invention.

도 2를 참조하면, 본 발명의 노광기 초점 조절장치는 광빔을 발생하는 광원(50)과, 기판(82)에 전사될 패턴이 형성된 마스크(52)와, 광빔의 초점을 기판(82) 표면에 형성하는 경통(60)과, 경통(60)의 하부면에 부착된 하부센서(72)와, 경통의 일측면에 부착된 측면센서(74)와, 경통의 상부면에 부착된 상부센서(76)와, 기판(82)이 안착된 스테이지(80)와, 스테이지(80)를 지지하는 축(84)과, 축(84)의 변위를 조절하도록 회전력을 발생하는 모터(90)와, 모터(90)를 구동하는 모터구동부(92)와, 각부를 제어하는 제어부(94)를 구비한다. 광원(50), 경통(60), 하부센서(72), 스테이지(80), 축(84), 모터(90), 모터구동부(92) 및 제어부(94)의 기능 및 동작은 도 1에서 충분히 설명하였으므로 상세한 설명은 생략하기로 한다.Referring to FIG. 2, the exposure apparatus focusing apparatus of the present invention includes a light source 50 for generating a light beam, a mask 52 having a pattern to be transferred to the substrate 82, and a focus of the light beam on a surface of the substrate 82. A barrel 60 to be formed, a lower sensor 72 attached to the lower surface of the barrel 60, a side sensor 74 attached to one side of the barrel, and an upper sensor 76 attached to the upper surface of the barrel. ), The stage 80 on which the substrate 82 is seated, the shaft 84 supporting the stage 80, the motor 90 generating a rotational force to adjust the displacement of the shaft 84, and the motor ( The motor drive part 92 which drives 90, and the control part 94 which controls each part are provided. Functions and operations of the light source 50, the barrel 60, the lower sensor 72, the stage 80, the shaft 84, the motor 90, the motor driver 92 and the controller 94 are sufficiently shown in FIG. Since it has been described, a detailed description thereof will be omitted.

한편, 경통(60)의 측면 및 상부면에 각각 부착된 측면센서(74) 및 상부센서(76)에 대하여 도 3 및 도 4를 결부하여 상세하게 살펴보기로 한다. Meanwhile, the side sensor 74 and the upper sensor 76 attached to the side and the top surface of the barrel 60 will be described in detail with reference to FIGS. 3 and 4.

먼저, 측면센서(74)에 대하여 살펴보기로 한다. 도 3의 (a)에 도시된 바와같이 경통(60)의 일측면에 배치된 측면센서들(74a,74b)은 반사미러(62)의 전후위치 변화를 측정하게 된다. 도 3의 (b)에 도시된 바와같이 측면센서의 발광부(74a)에서 발생된 광은 반사미러(62)에 의해 반사되어 수광부(74a')로 진행하게 된다. 이때, 제어부(94)는 측면센서의 발광부(74a)에서 수광부(74a')에 도달하는 광경로차를 계산함에 의해 반사미러(62)의 전후 위치변화를 측정하게 된다. 이때, 제어부(94)에서 반사미러(62)의 전후 위치가 변화된 것으로 판단할 경우 경통(60)의 하부면과 기판(82)의 높이를 조절하여 광빔의 초점을 조절하게 된다. 이 경우, 경통(60)의 하부면과 기판(82)의 높이는 하부센서(72)에 의해 측정하게 된다. 이를 상세히 설명하면, 제어부(94)에서는 반사미러(62)의 전후 위치변화에 대응하도록 모터구동부(92)를 제어한다. 모터구동부(92)는 제어부(94)의 제어신호에 대응하는 구동신호를 모터(90)에 전달하게 된다. 모터(90)는 구동신호에 대응하는 회전력을 발생하여 스테이지(80)의 하부에 형성된 축(84)의 변위를 조절하게 된다. 즉, 측면센서(74)에서 감지된 반사미러(62)의 전후 위치변화에 대응하여 경통(60) 하부면과 기판(82)과의 거리를 조절하게 된다. First, the side sensor 74 will be described. As shown in (a) of FIG. 3, the side sensors 74a and 74b disposed on one side of the barrel 60 measure a change in the front and rear positions of the reflection mirror 62. As shown in FIG. 3B, the light generated by the light emitting part 74a of the side sensor is reflected by the reflecting mirror 62 and proceeds to the light receiving part 74a '. At this time, the control unit 94 measures the front and rear position changes of the reflection mirror 62 by calculating the optical path difference reaching the light receiving unit 74a 'from the light emitting unit 74a of the side sensor. In this case, when the controller 94 determines that the front and rear positions of the reflective mirror 62 are changed, the focus of the light beam is adjusted by adjusting the lower surface of the barrel 60 and the height of the substrate 82. In this case, the lower surface of the barrel 60 and the height of the substrate 82 are measured by the lower sensor 72. In detail, the control unit 94 controls the motor driving unit 92 to correspond to the front and rear position changes of the reflection mirror 62. The motor driver 92 transmits a driving signal corresponding to the control signal of the controller 94 to the motor 90. The motor 90 generates a rotational force corresponding to the driving signal to adjust the displacement of the shaft 84 formed below the stage 80. That is, the distance between the lower surface of the barrel 60 and the substrate 82 is adjusted in response to the front and rear position changes of the reflective mirror 62 detected by the side sensor 74.

다음으로, 상부센서(76)에 대하여 살펴보기로 한다. 도 4의 (a)에 도시된 바와같이 경통(60)의 상부면에 배치된 상부센서들(76a,76b)은 반사미러(62)의 좌우위치 변화를 측정하게 된다. 도 4의 (b)에 도시된 바와같이 상부센서의 발광부(76a)에서 발생된 광은 반사미러(62)에 의해 반사되어 수광부(76a')로 진행하게 된다. 이때, 제어부(94)는 상부센서의 발광부(76a)에서 수광부(76a')에 도달하는 광경로차를 계산함에 의해 반사미러(62)의 좌우 위치변화를 측정하게 된다. 이때, 제어부(94)에서 반사미러(62)의 좌우 위치가 변화된 것으로 판단할 경우 반사미러(62)의 틸트량에 대응하도록 기판(82)의 틸트를 조절하여 광빔의 초점을 조절하게 된다. 이 경우, 기판(82)의 틸트량은 하부센서(72)에 의해 측정되어진다. 이를 상세히 설명하면, 제어부(94)에서는 반사미러(62)의 좌우 위치변화에 대응하도록 모터구동부(92)를 제어한다. 모터구동부(92)는 제어부(94)의 제어신호에 대응하는 구동신호를 모터(90)에 전달하게 된다. 모터(90)는 구동신호에 대응하는 회전력을 발생하여 스테이지(80)의 하부에 형성된 축(84)의 각각의 변위를 조절하게 된다. 즉, 상부센서(74)에서 감지된 반사미러(62)의 틸트량에 대응하여 기판(82)의 틸트량을 조절하게 된다. 상기와 같이 경통(60)의 내부에 마련된 반사미러(62)의 위치 변화를 측면센서(74) 및 상부센서(76)를 이용하여 측정하여 이에 대응하도록 기판(82)의 위치를 조절함에 의해 기판(82)의 표면에 조사되는 광빔의 초점을 정확하게 형성하게 된다. Next, the upper sensor 76 will be described. As shown in FIG. 4A, the upper sensors 76a and 76b disposed on the upper surface of the barrel 60 measure the change in the left and right positions of the reflection mirror 62. As shown in (b) of FIG. 4, the light generated by the light emitting unit 76a of the upper sensor is reflected by the reflecting mirror 62 to proceed to the light receiving unit 76a '. At this time, the control unit 94 measures the left and right position change of the reflection mirror 62 by calculating the optical path difference reaching the light receiving unit 76a 'from the light emitting unit 76a of the upper sensor. In this case, when the control unit 94 determines that the left and right positions of the reflective mirror 62 are changed, the focus of the light beam is adjusted by adjusting the tilt of the substrate 82 to correspond to the amount of tilt of the reflective mirror 62. In this case, the tilt amount of the substrate 82 is measured by the lower sensor 72. In detail, the control unit 94 controls the motor driving unit 92 to correspond to the left and right position changes of the reflection mirror 62. The motor driver 92 transmits a driving signal corresponding to the control signal of the controller 94 to the motor 90. The motor 90 generates a rotational force corresponding to the driving signal to adjust each displacement of the shaft 84 formed under the stage 80. That is, the tilt amount of the substrate 82 is adjusted in response to the tilt amount of the reflective mirror 62 detected by the upper sensor 74. By measuring the position change of the reflective mirror 62 provided inside the barrel 60 using the side sensor 74 and the upper sensor 76 and adjusting the position of the substrate 82 to correspond thereto. The focus of the light beam irradiated on the surface of 82 is accurately formed.

상술한 바와 같이, 본 발명의 노광기 초점 조절장치는 반사미러의 위치 변화에 대응하도록 기판의 위치를 조절함에 의해 기판의 표면에 조사되는 광빔의 초점을 정확하게 형성 할 수 있는 장점이 있다.As described above, the exposure apparatus focusing apparatus of the present invention has the advantage of accurately forming the focus of the light beam irradiated onto the surface of the substrate by adjusting the position of the substrate to correspond to the positional change of the reflecting mirror.

이상 설명한 내용을 통해 당업자라면 본 발명의 기술사상을 일탈하지 아니하는 범위에서 다양한 변경 및 수정이 가능함을 알 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 기술적 범위는 명세서의 상세한 설명에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허 청구의 범위에 의해 정하여 져야만 할 것이다.Those skilled in the art will appreciate that various changes and modifications can be made without departing from the technical spirit of the present invention. Therefore, the technical scope of the present invention should not be limited to the contents described in the detailed description of the specification but should be defined by the claims.

Claims (5)

광빔을 발생하는 광원과, 기판에 전사될 패턴이 형성된 마스크와, 광빔의 초점을 상기 기판의 표면에 형성하는 경통과, 상기 경통의 하부면에 부착된 하부센서와, 상기 기판이 안착된 스테이지와, 상기 스테이지를 지지하는 축과, 상기 축의 변위를 조절하도록 회전력을 발생하는 모터와, 상기 모터를 구동하는 모터구동부와, 각부를 제어하는 제어부를 구비하는 노광기에 있어서,A light source for generating a light beam, a mask having a pattern to be transferred to the substrate, a barrel for forming a focus of the light beam on the surface of the substrate, a lower sensor attached to the lower surface of the barrel, and a stage on which the substrate is seated; In the exposure machine having a shaft for supporting the stage, a motor for generating a rotational force to adjust the displacement of the shaft, a motor driving unit for driving the motor, and a control unit for controlling each part, 경통 내부에 수납되어 경통으로 입사된 광빔을 수직으로 반사하는 반사미러와,A reflection mirror which is stored inside the barrel and reflects the light beam incident to the barrel vertically; 상기 경통의 일측면에 부착되어 상기 반사미러의 전후 위치변화를 감지하는 측면센서와,A side sensor attached to one side of the barrel and detecting a front and rear position change of the reflective mirror; 상기 경통의 상부면에 부착되어 상기 반사미러의 틸트량을 감지하는 상부센서를 구비하는 것을 특징으로 하는 노광기 초점 조절장치.And an upper sensor attached to an upper surface of the barrel to sense a tilt amount of the reflective mirror. 삭제delete 제 1 항에 있어서, The method of claim 1, 상기 제어부가 상기 반사미러의 전후 위치변화에 대응하도록 상기 기판의 위치를 조절하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 노광기 초점 조절장치.And control the controller to adjust the position of the substrate to correspond to the front and rear position changes of the reflective mirror. 삭제delete 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 제어부가 상기 반사미러의 틸트량에 대응하도록 상기 기판의 틸트량을 조절하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 노광기 초점 조절장치. And control the controller to adjust the amount of tilt of the substrate to correspond to the amount of tilt of the reflecting mirror.
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