KR100726610B1 - Exposure apparatus and method thereof - Google Patents
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Abstract
Description
도 1은 일반적인 노광장치를 개략적으로 나타내 보인 도면이다.1 is a view schematically showing a general exposure apparatus.
도 2는 도 1의 노광장치를 사용한 웨이퍼 가장자리에 대한 노광을 설명하기 위하여 나타내 보인 도면이다.FIG. 2 is a view illustrating exposure of a wafer edge using the exposure apparatus of FIG. 1.
도 3 내지 도 5는 본 발명에 따른 노광장치 및 노광방법을 설명하기 위하여 나타내 보인 도면들이다.3 to 5 are views for explaining the exposure apparatus and the exposure method according to the present invention.
본 발명은 반도체소자 제조를 위한 노광장치 및 노광방법에 관한 것으로서, 특히 웨이퍼 가장자리에서의 디포커스 방지를 위한 노광장치 및 노광방법에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an exposure apparatus and an exposure method for manufacturing a semiconductor device, and more particularly, to an exposure apparatus and an exposure method for preventing defocus at a wafer edge.
도 1은 일반적인 노광장치를 개략적으로 나타내 보인 도면이다.1 is a view schematically showing a general exposure apparatus.
도 1을 참조하면, 웨이퍼(100)는 웨이퍼스테이지(wafer stage)(210) 위에 안착된다. 정확한 노광이 이루어지기 위해서는, 웨이퍼(100)가 웨이퍼스테이지(210)상에 정확하게 정렬된 상태로 안착되어야 한다. 따라서 웨이퍼(100)의 정렬을 위해 웨이퍼(100)상에는 정렬마크(120)가 형성되어 있으며, 이 정렬마크(120)를 이용하 여 웨이퍼(100)를 웨이퍼스테이지(210)상에 정확하게 정렬시킨다. 구체적으로 웨이퍼스테이지(210)로부터 일정간격 이격되도록 배치되는 레이저(220)로부터 발생되는 레이저가 제1, 제2 및 제3 미러(231, 232, 233)로 구성되는 렌즈부(230)를 통해 웨이퍼(100)상의 정렬마크(120)의 위치를 검출하여, 각각 x방향, y방향 및 z방향으로 웨이퍼(100)가 정렬되도록 한다. 웨이퍼(100)에 대한 정렬이 이루어진 후에는, 광원(미도시)으로부터 발생되는 광(240)이 전사하고자 하는 패턴을 구비한 레티클(미도시)을 통과하여 웨이퍼(100)의 이미지필드(image field)(110)로 조사된다. 비록 도면에 나타내지는 않았지만, 웨이퍼(100) 위에는 포토레지스트막이 도포되어 있다는 것은 당연하다.Referring to FIG. 1, the
도 2는 도 1의 노광장치를 사용한 웨이퍼 가장자리에 대한 노광을 설명하기 위하여 나타내 보인 도면이다.FIG. 2 is a view illustrating exposure of a wafer edge using the exposure apparatus of FIG. 1.
도 2를 참조하면, 광원으로부터 출사되어 레티클을 통과한 광(도 1의 240)이 웨이퍼스테이지(210) 위에서 정렬되어 안착되는 웨이퍼(100) 표면을 조사함에 따라 노광이 이루어진다. 이때 광(240)이 조사되는 샷(shot)이 웨이퍼(100)의 안쪽과 가장자리에 걸쳐서 이루어질 수 있는데, 웨이퍼(100) 안쪽에서 이루어지는 제1 샷(130)과 웨이퍼(100) 가장자리에서 이루어지는 제2 샷(140) 사이에는 편차가 발생할 수 있다. 이와 같은 편차는 웨이퍼(100)의 안쪽과 가장자리에서의 반사율의 차이 등의 원인에 의해 발생한다. 즉 반사율의 차이로 인하여 노광에너지 구배가 발생하고, 이 노광에너지 구배에 의해 패턴의 프로파일 및 임계치수(CD; Critical Dimension) 편차가 발생되며, 웨이퍼(100) 가장자리에서의 디포커스(defocus)현상 이 발생되기도 한다.Referring to FIG. 2, an exposure is performed as light (240 of FIG. 1) emitted from a light source and passed through a reticle is irradiated on the
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, 웨이퍼의 안쪽과 가장자리에 대한 노광시 반사율의 차이가 존재하지 않도록 하여 웨이퍼 가장자리에서의 디포커스가 방지되도록 하는 노광장치를 제공하는 것이다.An object of the present invention is to provide an exposure apparatus which prevents defocus at the edge of a wafer so that there is no difference in reflectance during exposure to the inside and the edge of the wafer.
본 발명이 이루고자 하는 다른 기술적 과제는, 상기와 같이 웨이퍼 가장자리에서의 디포커스가 방지되도록 하는 노광방법을 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide an exposure method for preventing defocus at the wafer edge as described above.
상기 기술적 과제를 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 노광장치는, 광원; 웨이퍼를 지지하는 웨이퍼스테이지; 상기 광원과 웨이퍼스테이지 사이에 배치되어 상기 광원으로부터의 광을 상기 웨이퍼스테이지상의 웨이퍼에 일정패턴형태로 전사되도록 하는 레티클; 및 상기 웨이퍼 가장자리에 대한 노광시 상기 웨이퍼 가장자리를 둘러싸도록 배치되는 가장자리 노광 서포터를 구비하는 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above technical problem, an exposure apparatus according to the present invention, a light source; A wafer stage for supporting a wafer; A reticle disposed between the light source and the wafer stage to transfer light from the light source to a wafer on the wafer stage in a predetermined pattern; And an edge exposure supporter disposed to surround the wafer edge during exposure to the wafer edge.
상기 가장자리 노광 서포터는 폴리머 재질로 이루어질 수 있다.The edge exposure supporter may be made of a polymer material.
이 경우, 상기 폴리머 재질의 가장자리 노광 서포터는 상기 웨이퍼 가장자리에서의 반사율과 유사한 반사율을 갖는 것이 바람직하다.In this case, it is preferable that the edge exposure supporter of the polymer material has a reflectance similar to that of the wafer edge.
상기 다른 기술적 과제를 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 노광방법은, 웨이퍼 가장자리에서의 디포커스 방지를 위한 노광방법에 있어서, 상기 웨이퍼와 유사한 반사율을 갖는 가장자리 노광 서포터를 상기 웨이퍼 가장자리를 둘러싸도록 배치한 상태에서 상기 웨이퍼 가장자리에 대한 노광을 수행하는 것을 특징으로 한 다.In order to achieve the above technical problem, the exposure method according to the present invention, in the exposure method for preventing defocus at the wafer edge, the edge exposure supporter having a similar reflectance to the wafer is arranged to surround the wafer edge It is characterized in that the exposure to the wafer edge in the state.
상기 가장자리 노광 서포터는 폴리머 재질로 이루어질 수 있다.The edge exposure supporter may be made of a polymer material.
이하 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 그러나, 본 발명의 실시예들은 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래에서 상술하는 실시예들로 인해 한정되어지는 것으로 해석되어져서는 안된다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. However, embodiments of the present invention may be modified in many different forms, and the scope of the present invention should not be construed as being limited by the embodiments described below.
도 3 내지 도 5는 본 발명에 따른 노광장치 및 노광방법을 설명하기 위하여 나타내 보인 도면들이다.3 to 5 are views for explaining the exposure apparatus and the exposure method according to the present invention.
먼저 도 3에 도시된 바와 같이, 웨이퍼(100)는 웨이퍼스테이지(310) 위에 정렬되며, 이 상태에서 웨이퍼(100)에 대한 노광이 이루어진다. 노광은 복수회에 걸친 노광 샷(shot)에 의해 이루어지는데, 노광 샷은 광원으로부터 발생된 광이 레티클을 통과하여 웨이퍼(100)상의 일정영역인 이미지필드에 조사되는 것을 의미한다. 본 실시예에서는 웨이퍼(100)의 안쪽에 대한 노광 샷을 제1 샷(430)이라 하고 웨이퍼(100)의 가장자리에 대한 노광 샷을 제2 샷(440)이라 하기로 한다. 웨이퍼(100)에 대한 제1 샷(430)을 수행한 후에는, 인접한 웨이퍼(100) 가장자리에 대한 제2 샷(440)이 수행된다. 제1 샷(430)의 경우, 웨이퍼(100) 안쪽에 대한 노광이 이루어지는 것이기 때문에, 노광이 이루어지는 부분과 주변 부분의 반사율 차이가 실질적으로 거의 존재하지 않는다. 따라서 제1 샷(430)이 이루어진 부분에서는 반사율 차이가 거의 존재하지 않으므로 에너지 구배 또한 발생되지 않는다.First, as shown in FIG. 3, the
그러나 앞서 언급한 바와 같이, 웨이퍼(100) 가장자리에 대한 제2 샷(440)의 경우, 주변의 웨이퍼스테이지(310)와의 반사율 차이로 인하여 에너지 구배가 발생될 수 있다. 따라서 도 4에 도시된 바와 같이, 제2 샷(440)을 수행하기 전에 가장자리 노광 서포터(edge exposure supporter)(321, 322)를 웨이퍼스테이지(310)상에서 웨이퍼(100)를 향해 둘러싸도록 배치시킨다. 구체적으로 웨이퍼(100)의 양 측면에 배치되어 있는 제1 가장자리 노광 서포터(321)와 제2 가장자리 노광 서포터(322)를, 도면에서 화살표로 나타낸 바와 같이, 웨이퍼(100)를 향해 서서히 이동시킨다. 급격한 이동은 제1 가장자리 노광 서포터(321)와 제2 가장자리 노광 서포터(322)의 수직상 오정렬을 야기할 수 있으므로 자제하며, 따라서 오정렬을 야기하지 않을 정도의 속도로 서서히 이동시킨다.However, as mentioned above, in the case of the
이와 같은 이동에 의해, 도 5에 도시된 바와 같이, 제1 가장자리 노광 서포터(321) 및 제2 가장자리 노광 서포터(322)가 웨이퍼(100)의 양측면에 실질적으로 밀착되도록 배치시킨 후에 제2 샷(440)을 수행한다. 가장 바람직하게는 제1 가장자리 노광 서포터(321) 및 제2 가장자리 노광 서포터(322)가 웨이퍼(100)의 양 측면에 완전히 밀착되도록 하는 것이지만, 경우에 따라서 일정간격(d) 이격되도록 할 수도 있다. 그러나 이 경우에도 웨이퍼(100)와 가장자리 노광 서포터(321, 322) 사이의 간격(d)은, 에너지 손실이 최소화되도록 최대한 작게 한다.By this movement, as shown in FIG. 5, the second
가장자리 노광 서포터(321, 322)는 웨이퍼(100)와 반사율이 실질적으로 동일한 폴리머(polymer)로 이루어진다. 따라서 웨이퍼(100) 가장자리와 둘레에 배치되는 가장자리 노광 서포터(321, 322)의 반사율 차이는 거의 존재하지 않게 된다. 이 상태에서 웨이퍼(100) 가장자리에 대한 제2 샷(440)을 수행한다. 이 제2 샷(440)이 수행되는 과정에서, 웨이퍼(100) 가장자리에서의 반사율과 그 주변에서의 반사율의 차이가 실질적으로 거의 존재하지 않으므로, 웨이퍼(100) 안쪽에 대한 제1 샷(430)이 수행되는 조건과 동일한 조건으로 제2 샷(440)이 이루어질 수 있으며, 따라서 웨이퍼(100) 가장자리에 대해서도 에너지 구배 없이 노광을 수행할 수 있다.The
지금까지 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 노광장치 및 노광방법에 있어서, 웨이퍼 가장자리에 대한 노광이 이루어질 때 웨이퍼 주변을 웨이퍼와 실질적으로 동일한 반사율을 갖는 가장자리 노광 서포터를 배치시킨 상태에서 웨이퍼 가장자리에 대한 노광을 수행함으로써, 웨이퍼 안쪽에 대한 노광시의 조건과 실질적으로 동일한 조건으로 노광을 수행할 수 있으며, 결과적으로 웨이퍼 가장자리에서의 디포커스 발생현상을 억제시킬 수 있다는 이점이 제공된다.As described so far, in the exposure apparatus and the exposure method according to the present invention, when the exposure to the wafer edge is performed, the exposure to the wafer edge with the edge exposure supporter having substantially the same reflectance as the wafer is arranged around the wafer. By performing the above, the exposure can be performed under substantially the same conditions as the exposure to the inside of the wafer, and as a result, the advantage of suppressing defocus occurrence at the edge of the wafer is provided.
이상 본 발명을 바람직한 실시예를 들어 상세하게 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시예에 한정되지 않으며, 본 발명의 기술적 사상 내에서 당 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 여러 가지 변형이 가능함은 당연하다.Although the present invention has been described in detail with reference to preferred embodiments, the present invention is not limited to the above embodiments, and various modifications may be made by those skilled in the art within the technical spirit of the present invention. Do.
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