KR100697268B1 - 반도체 제조 공정에 사용되는 노광 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 반도체 제조 공정에서 빛으로 웨이퍼의 표면을 노광시키기 위한 반도체 노광 장치에 관한 것으로, 본 발명의 반도체 노광 장치는 제 1 원주상에 배열되는 제 1 군의 어퍼쳐들과 제 2 원주상에 배열되는 제 2 군의 어퍼쳐들을 구비한 리벌버와, 빛이 지나가는 경로상의 세팅 위치에 제 1 군 또는 제 2군의 어퍼쳐들이 위치되도록 리벌버를 전후 이동시키기 위한 수단 및 제 1 군 또는 제 2 군의 어퍼쳐들 중 하나의 선택된 어퍼쳐를 세팅 위치로 이동시키기 위하여 리벌버를 회동시키는 수단을 구비한다.

Description

반도체 제조 공정에 사용되는 노광 장치{A EXPOSURE APPARATUS FOR A SEMICONDUCTOR DEVICE FABRICATION INSTALLATION}

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 노광 장치의 개략도;

도 2는 도 1에 도시된 리벌버를 보여주는 도면;

도 3 및 도 4는 도 1에 도시된 리벌버에서 어퍼쳐의 세팅 과정을 설명하기 위한 도면들이다.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

40 : 어퍼쳐 50 : 리벌버

52 : 제 1 원주 54 : 제 2 원주

60 : 전후 이동수단 62 : 리드 스크류

64 : 제 2 모터 66 : 이동 프레임

68 : 가이드 레일 70 : 회전 수단

72 : 축 74 : 제 1 모터

80 : 콘트롤러 90 : 컴퓨터

본 발명은 반도체 노광 시스템에 관한 것으로, 좀 더 구체적으로는 반도체 제조 공정에서 빛으로 웨이퍼의 표면을 노광시키기 위한 반도체 노광 시스템에 관한 것이다.

256M DRAM, 1G DRAM 등의 고접적화 디바이스가 개발됨에 따라 그에 상응하는 리소그라피(lithography) 기술도 그 해상도가 더욱 향상된 수준을 요구하고 있다.

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.

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, 가장자리 부분으로 6개의 어퍼쳐가 부착된 원형의 리벌버(revolver)는 선택하는 번호에 따라 자동적으로 회전되게 되어 있다. 그러나, 이러한 회전만 가능한 리벌버는 사용할 수 있는 어퍼쳐의 개수가 6개로 한정되어 있다.

본 발명은 이와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 그 목적은 하나의 리벌버에서 어퍼쳐의 선택 폭을 넓힐 수 있는 새로운 형태의 반도체 노광 시스템을 제공하는데 있다.

상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징에 의하면, 반도체 제조를 위하여 어퍼쳐를 통하여 소정의 패턴을 갖는 포토 마스크에 대하여 노광을 행하는 반도체 노광 장치는 제 1 원주상에 배열되는 제 1 군의 어퍼쳐들과 제 2 원주상에 배열되는 제 2 군의 어퍼쳐들을 구비한 리벌버와; 빛이 지나가는 경로상의 세팅 위치에 상기 제 1 군 또는 제 2군의 어퍼쳐들이 위치되도록 상기 리벌버를 전후 이동시키기 위한 수단 및; 상기 제 1 군 또는 제 2 군의 어퍼쳐들 중 하나의 선택된 어퍼쳐를 상기 세팅 위치로 이동시키기 위하여 상기 리벌버를 회동시키는 수단을 포함한다.

이와 같은 본 발명에서 상기 회전 수단은 상기 리벌버의 중심에 설치되는 축 및; 상기 축을 회전시키기 위한 제 1 모터를 구비하고, 상기 전후 이동 수단은 리드 스크류와; 상기 리드 스크류의 일단에 설치되고 상기 리드 스크류를 전/역회전시키기 위한 제 2 모터와; 상기 리드 스크류에 맞물려 설치되고 상기 리드 스크류의 회전에 의해 이동되는 그리고 상기 제 1 모터가 설치되는 이동프레임을 구비한다.

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.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 노광 장치를 간략하게 나타낸 것이다. 도 2는 도 1에 도시된 리벌버를 보여주는 도면이다. 도 3 및 도 4는 도 1에 도시된 리벌버에서 어퍼쳐의 세팅 과정 설명하기 위한 도면이다.

도 1에서 보인 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 노광 장치(100)는 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(40)을 구비한 리벌버(50), 그리고 전후 이동수단(60) 및 회전 수단(70)을 갖는다.

예컨대, 상기 통상적인 구성들과 관련된 기술은 이 분야의 일반적인 방법을 사용할 수 있으므로 상세한 설명은 생략하고 가장 특징적인 구성들에 대해 상세히 설명한다.

도 2에서와 같이, 상기 리벌버(50)는 총 19개의 어퍼쳐들을 구비하고 있다. 상기 리벌버(50)의 제 1 원주(52)상에는 12개의 어퍼쳐들이 한 군을 이루며 배열되어 있고, 제 2 원주(54)상에는 7개의 어퍼쳐들이 또 다른 군을 이루며 배열되어 있다. 예컨대, 상기 제 1 원주(52)와 제 2 원주(54)는 동심원을 갖는 것이 바람직하다. 상기 리벌버(50)는 본 발명의 기술적 사상이 벗어나지 않는 범위내에서 다양한 구조적인 변화 및 변경이 가능함은 물론이다.

도 1 내지 도 4를 참조하면, 상기 전후 이동수단(60)은 빛이 지나가는 경로 상의 세팅 위치(도 2에 표시되어 있음;a)에 상기 리벌버(50)의 어퍼쳐들(40) 중 선택된 어퍼쳐가 속해있는 제 1 군의 어퍼쳐들 또는 제 2 군의 어퍼쳐들이 위치되도록 상기 리벌버(50)를 X축 방향으로 이동시키기 위한 것이다. 이를 위해, 상기 전후 이동수단(60)은 X축 방향으로 서로 평행한 2개의 가이드 레일(68)(도 1에 도시되어 있음) 및 리드 스크류(62)를 갖는다. 그리고 상기 리드 스크류(62)를 회전시키기 위한 제 2 모터(64)와, 회전하는 리드 스크류(62)와 맞물려 상기 가이드 레일(68)을 따라 X축으로 슬라이드 이동되는 이동 프레임(66)을 갖는다. 상기 이동 프레임(66)에는 상기 회동 수단(70)이 고정 설치된다.

예컨대, 상기 리드 스크류(62)의 한쪽 끝단은 상기 제 2 모터(64)의 구동 축과 연결되고 다른 쪽 끝단은 고정단에 의하여 노광 시스템의 프레임(미도시 됨)에 고정되는 것이 바람직하다.

상기 제 2 모터(64)는 콘트롤러(80)에 접속되며 이 콘트롤러(80)는 노광 시스템의 컴퓨터(90)에 연결된다. 즉, 콘트롤러(80)를 통하여 컴퓨터(90)로부터 소정의 신호가 출력되면 이것에 따라 상기 제 2 모터(64)가 구동하여 상기 이동 프레임(66)이 X축으로 소정 거리만큼 슬라이드 이동되는 것이다.

한편, 상기 회동 수단(70)은 상기 원주상에 배열되어 있는 어퍼쳐들 중 선택된 어퍼쳐를 빛이 지나가는 경로(a)상에 위치되도록 상기 리벌버(50)를 회동시키기 위한 것이다. 상기 회동 수단(70)은 리벌버(50)의 중심에 설치되는 축(72)과 상기 축을 회전시키기 위한 제 1 모터(74)로 이루어진다. 한편, 상기 제 1 모터(74)는 상기 제 2 모터(64)와 마찬가지로 상기 노광 시스템의 컴퓨터(90)에 연결되며 상기 컴퓨터에 의해 제어된다.

도 3 및 도 4를 참조하면, 선택하고자 하는 어퍼쳐가 제 1 원주(52)상에 배열된 제 1 군의 어퍼쳐들에 속해있는 경우에는, 도 3에서와 같이, 먼저 이동 프레임(66)을 X축 방향으로 전진 이동시킨 후, 리벌버(50)를 회동시켜 그 선택된 어퍼쳐를 빛이 지나가는 경로상에 위치시킨다. 반대로 선택하고자 하는 어퍼쳐가 제 2 원주(54)상에 배열된 제 2 군의 어퍼쳐들에 속해있는 경우에는, 도 4에서와 같이, 이동 프레임(66)을 X축 방향으로 후진 이동시킨 후, 리벌버(50)를 회동시켜 그 선택된 어퍼쳐를 빛이 지나가는 경로상에 위치시키면 된다.

예컨대, 상기 노광 시스템(100)은 선택된 어퍼쳐가 세팅 위치로 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.

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.

이와 같은 본 발명을 적용하면 리벌버에 기존보다 많은 어퍼쳐를 장착할 수 있어 그에 따른 어퍼쳐의 선택 폭을 넓힐 수 있는 이점이 있다.

Claims (3)

1. 반도체 제조를 위하여 어퍼쳐를 통하여 소정의 패턴을 갖는 포토 마스크에 대하여 노광을 행하는 반도체 노광 장치에 있어서:

   제 1 원주상에 배열되는 제 1 군의 어퍼쳐들과 제 2 원주상에 배열되는 제 2 군의 어퍼쳐들을 구비한 리벌버와;

   빛이 지나가는 경로상의 세팅 위치에 상기 제 1 군 또는 제 2군의 어퍼쳐들이 위치되도록 상기 리벌버를 전후 이동시키기 위한 수단 및;

   상기 제 1 군 또는 제 2 군의 어퍼쳐들 중 하나의 선택된 어퍼쳐를 상기 세팅 위치로 이동시키기 위하여 상기 리벌버를 회동시키는 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 노광 장치.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 회전 수단은

   상기 리벌버의 중심에 설치되는 축 및;

   상기 축을 회전시키기 위한 제 1 모터를 포함하고,

   상기 전후 이동 수단은

   리드 스크류와;

   상기 리드 스크류의 일단에 설치되고 상기 리드 스크류를 전/역회전시키기 위한 제 2 모터와;

   상기 리드 스크류에 맞물려 설치되고 상기 리드 스크류의 회전에 의해 이동되는 그리고 상기 제 1 모터가 설치되는 이동프레임을 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 노광 장치.
3. 제 1 항에 있어서,

   상기 제 1 원주과 제 2 원주는 동심원을 갖는 것을 특징으로 하는 반도체 노광 장치.

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