KR100746825B1 - 펠리클 및 이를 구비한 노광 장치 - Google Patents

Abstract

렌즈의 각 영역에서 서로 상이한 렌즈 성분으로 인해 발생된 디포커스를 방지할 수 있는 펠리클 및 이를 구비한 노광 장치가 개시된다.

본 발명은 렌즈 결함에 따라 각 영역에서 서로 상이한 초점 성분을 갖는 것을 보상하기 위해, 렌즈의 각 영역의 서로 상이한 초점 성분을 균일한 초점으로 보상하기 위해 렌즈의 각 영역의 서로 상이한 초점 성분에 대응되어 두께가 조절된 펠리클을 구비함으로써, 렌즈결함에 따른 웨이퍼 불량을 방지할 수 있다.

노광 장치, 레티클, 펠리클, 렌즈, 디포커스, 초점

Description

펠리클 및 이를 구비한 노광 장치{Pellicle and exposer having the same}

도 1은 노광 장치를 도시한 도면.

도 2a는 샷의 각 영역에 대응된 프로파일.

도 2b는 도 2a의 각 영역의 프로파일을 포커스 기호로 표시한 도면.

도 3은 본 발명에 따른 노광 장치를 도시한 도면.

도 4a는 각 영역에 서로 상이한 두께를 갖는 펠리클을 도시한 도면.

도 4b는 렌즈의 각 영역에서 서로 초점 성분이 상이한 것을 보여준 포커스 기호를 도시한 도면.

도 5a 및 도 5b는 각각 도 4a의 A-A'라인 및 B-B'라인을 따라 절단한 단면도.

도 6은 렌즈의 분할 정도에 대응하여 제작된 펠리클을 도시한 도면.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

20: 레티클 23: 광원

24: 렌즈 26: 웨이퍼

30: 펠리클

본 발명은 노광 장치에 관한 것으로, 특히 렌즈의 각 영역에서 서로 상이한 렌즈 성분으로 인해 발생된 디포커스를 방지할 수 있는 펠리클 및 이를 구비한 노광 장치에 관한 것이다.

일반적으로 반도체 제조 공정 중 포토마스크(photo mask)공정은 웨이퍼 상에 실제로 필요로 하는 회로를 구현하기위하여 설계하고자 하는 회로 패턴이 그려진 레티클(reticle) 또는 마스크(mask)에 빛을 조사하여 웨이퍼 상에 도포된 감광제(photo resist)를 감광시킴으로써 원하는 패턴을 웨이퍼 상에 형성할 수 있게 된다.

통상 '노광공정' 또는 '사진식각공정' 이라 불리는 이 공정은 웨이퍼 표면에 일정한 패턴을 형성하는 과정과 관련된 것이다. 즉, 포토마스크공정은 사진 기술과 화학적 부식법을 병용한 것으로, 웨이퍼 상에 감광제를 도포한 후, 상기 웨이퍼를 원하는 방향의 빛만 통과시키도록 패턴 정보가 담겨져 있는 레티클(reticle)을 투과한 빛에 노출시키면, 상기 감광제는 레티클에 담겨진 패턴에 따라 원하는 영역에서만 감광되므로, 감광된 영역의 감광제를 제거함으로써, 웨이퍼 표면에 원하는 패턴이 형성될 수 있는 것이다.

도 1에 도시된 바와 같이, Cr으로 이루어진 소정 패턴(2)이 설계된 레티클(1)에 소정 파장의 광원(3)을 조사하여 상기 광원(3)에 의해 상기 레티클(1)의 패 턴(2)이 그 하부에 위치한 렌즈(4)를 통해 감광막(Photoresist)이 도포된 웨이퍼(5)상에 전사되어 원하는 일정패턴이 형성된다.

광원(3)은 불화크립톤(KrF) 등이 주로 사용되고 있으며, 광원(3)에서 조사된 빛은 레티클(1)로 입사된다.

레티클(1)에 입사된 빛은 레티클(1)의 패턴(2) 사이에 형성된 회절격자를 통과하면서 0차광, 1차광, 2차광, 3차광 등으로 회절되어 레티클(1)에 담겨진 패턴에 따른 빛 이미지를 형성하고, 이러한 빛 이미지는 렌즈(4)에서 축소된 후 웨이퍼(5) 상에 형성된 감광막에 입사된다.

하나의 웨이퍼(5)에는 여러 개의 레티클(1)에서의 미세한 패턴(2)들이 선택적으로 노광됨으로써 필요한 전체 회로의 패턴이 형성되게 된다.

이와 같은 사진식각 공정에서, 렌즈(4)는 상기 레티클(1)을 경유한 빛 이미지를 축소시켜 상기 웨이퍼(5) 상에 전사시키는 것으로서, 이물에 매우 민감하므로 신중하게 취급되어야 한다. 하지만, 실제 공정을 진행하는 경우, 다양한 경로를 통해 렌즈(4)에 이물이 부착될 수 있고, 이러한 이물에 의해 렌즈(4)에 결함이 발생되게 된다.

이와 같이 렌즈(4)에 결함이 발생한 경우에, 웨이퍼 상에 샷을 주는 경우, 샷의 각 영역에 따라 서로 상이한 패턴이 상기 웨이퍼 상에 형성되게 된다.

예를 들어, 2a에 도시된 바와 같이 렌즈에 결함이 발생되었을 때 웨이퍼 상에 샷을 주는 경우, 이때 상기 샷을 제1, 제2, 제3 및 제4 영역(11,12,13,14)으로 구분하는 경우, 상기 웨이퍼 상에 상기 각 영역마다 서로 다른 프로파일을 갖는 패턴이 형성된다. 제2 및 제3 영역의 패턴은 거의 동일한 경사 프로파일을 가지지만, 제1 영역은 상기 제2 및 제3 영역보다 샤프(sharp)한 경사 프로파일을 가지며, 상기 제4 영영은 상기 제2 및 제3 영역보다 완만한 경사 프로파일을 갖는다.

이를 포커스 기호로 표시하면 도 2b와 같이 표현될 수 있다. 즉, 제2 및 제3 영역을 기준으로 '0'으로 표시하고, 제1 영역은 '-'로 표시하며, 제4 영역은 '++'으로 표시한다. 여기서, '-'은 샤프한 정도를 나타내고, '+'은 완만한 정도를 나타낸다. 따라서 '++'은 '+'보다 더 완만하다는 것을 의미한다.

이와 같이 샷 내의 각 영역에서 서로 상이한 프로파일을 갖는 패턴이 형성되는 것을 렌즈(4)결함에 따른 디포커스(defocus)에 기인한다. 즉, 상기 렌즈(24)를 경유한 빛 이미지의 초점이 상기 웨이퍼 상에 균일하게 형성되지 않기 때문이다. 예를 들어, 상기 제1 영역은 웨이퍼의 내면에 초점이 위치되고, 상기 제2 및 제3 영역은 상기 웨이퍼의 표면에 초점이 위치되며, 상기 제4 영역은 상기 웨이퍼의 표면으로부터 이격되어 초점이 위치된다.

이와 같이, 렌즈(4)결함으로 인해 샷 내의 각 영역에 서로 상이한 초점을 가짐에 따라 서로 상이한 프로파일을 가지게 되므로, 웨이퍼 상에 균일한 패턴이 형성되지 않게 되므로, 정확한 패턴 형성이 불가능하여 프로세스를 진행하지 못하거나 웨이퍼의 불량을 초래하는 문제가 있다.

본 발명은 샷 내의 각 영역의 서로 다른 렌즈성분을 보상할 수 있는 펠리클 을 제공하여, 샷 내의 각 영역에서 동일한 프로파일을 갖는 패턴을 형성하여 웨이퍼의 불량을 방지할 수 있는 펠리클 및 이를 구비한 노광 장치를 제공함에 그 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 제1 실시예에 따르면, 펠리클은 렌즈의 다수의 영역의 서로 상이한 초점 성분을 보상하기 위해, 상기 렌즈의 각 영역에 대응되어 서로 상이한 두께를 갖는다.

본 발명의 제2 실시예에 따르면, 소정의 광을 생성하는 광원; 상기 광원의 하부에 배치되어, 상기 광을 회절하기 위한 소정 패턴이 형성된 레티클; 상기 레티클 하부에 배치되어, 상기 회절된 광을 소정 비율로 축소하는 렌즈; 및 상기 렌즈의 하부에 배치되어, 상기 렌즈의 각 영역의 초점 성분을 보상하는 펠리클를 포함한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다.

본 발명은 렌즈 경함으로 인해 샷 내의 각 영역에서의 서로 상이한 렌즈 성분(예컨대, 초점 성분)을 균일하게 하여 주어 디포커싱이 발생되지 않도록 하여 주기 위해, 샷에 대응된 사이즈를 갖는 펠리클이 구비되고, 상기 펠리클의 각 영역이 서로 상이한 렌즈 성분을 보상하기 위해 서로 상이한 두께를 갖도록 하였다.

이러한 펠리클은 이미 종래에 널리 사용되었다. 즉, 종래의 펠리클은 사진식각 공정에 사용된 레티클에 먼지들의 입자가 묻어 설계된 패턴을 웨이퍼 상에 전사 하는 과정에서 상기 입자를 패턴으로 잘못 파악하여 설계 오류가 발생되는 것을 막기 위하여 상기 레티클을 먼지 등의 오염으로부터 보호하기 위한 막의 형태로 구비되어, 상기 레티클의 패턴이 형성된 면상에 배치된다.

본 발명에서는 이러한 펠리클을 변형시켜 사용한다.

도 3은 본 발명에 따른 노광 장치를 도시한 도면이다.

도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 노광 장치는 소정 파장의 광을 발생시키는 광원(23)과, 상기 광원(23)에서 발생된 광을 회절시켜 패턴에 따른 이미지 광을 생성하는 레티클(20)과, 상기 레티클(20)을 경유한 이미지 광을 수렴하는 렌즈(24)와, 상기 렌즈(24)의 후면에 배치되어 영역에 따른 상이한 렌즈(24)성분을 보상하는 펠리클(30)과, 상기 펠리클(30)에 보상된 이미지 광에 의해 소정의 패턴으로 전사된 웨이퍼(26)를 포함하여 구성된다.

상기 레티클(20)에는 웨이퍼(26) 상에 형성하고자 하는 패턴 정보가 설계되어 있다. 즉, 상기 레티클(20)에는 패턴 정보에 따른 소정의 패턴(22)이 설계되어 있다.

이러한 경우, 상기 레티클(20)을 광이 경유하는 경우, 상기 패턴(22) 사이의 회절격자에 의해 회절 광이 출사된다. 이러한 회절 광이 레티클(20)에 함축된 패턴 정보를 반영하게 된다.

상기 렌즈(24)는 이물에 의해 오염이 되어, 렌즈(24)의 각 영역에 따라 렌즈 성분이 달라질 수 있다. 상기 렌즈(24)는 예를 들어 각각 정사각형을 갖는 4개의 영역으로 구분될 수 있다.

이러한 경우, 각 영역의 렌즈 성분은 이물질의 양에 따라 달라진다. 여기서, 렌즈 성분은 초점 성분일 수 있다. 이에 따라, 렌즈(24)에 결함이 발생되는 경우, 렌즈(24)의 각 영역의 초점 성분이 달라지어, 결국 서로 상이한 초점을 갖게 된다. 즉, 렌즈(24)가 균일한 초점을 가지도록 설계되더라도, 이물에 의한 렌즈(24) 결함에 의해, 렌즈(24)의 각 영역에 서로 상이한 초점을 가지게 된다.

본 발명에서는 렌즈(24) 결함에 의해 렌즈(24)의 각 영역에서 서로 상이한 초점을 갖게 될 때, 서로 상이한 초점을 보상하여 각 영역에서 균일한 초점을 가지도록 한다.

이를 위해, 도 4a에 도시된 와 같이, 상기 펠리클(30)은 제1 내지 제4 영역(32, 34, 36, 38)을 가지고, 각 영역(32, 34, 36, 38)에서 서로 상이한 두께를 가질 수 있다. 여기서, 펠리클(30)의 각 영역(32, 34, 36, 38)의 두께는 상기 렌즈(24)의 각 영역(32, 34, 36, 38)의 서로 상이한 초점 성분에 대응되어 설계될 수 있다.

예컨대, 도 4b에 도시된 바와 같이, 렌즈(24)의 각 영역(42, 44, 46, 48)에서의 초점 성분이 서로 달라질 수 있다. 즉, 제1 영역(42)의 초점성분은 깊숙한 초점(-)을 가지고, 제2 및 제3 영역(46)의 초점성분은 적당한 초점(0)을 가지며, 제4 영역(38)의 초점성분은 매우 얕은 초점(++)을 가질 수 있다.

여기서, 깊숙한 초점이라 함은 웨이퍼(26) 내부에 초점이 형성되는 것을 의미하고, 적당한 초점이라 함은 웨이퍼(26)의 표면에 초점이 형성되는 것을 의미하고, 얕은 초점이라 함은 웨이퍼(26) 상에 초점이 형성되는 것을 의미한다.

이와 같이 렌즈(24)의 각 영역(42, 44, 46, 48)의 초점 성분이 상이한 경우, 이에 대응된 펠리클(30)의 각 영역(42, 44, 46, 48)의 두께는 렌즈(24)의 각 영역의 초점 성분을 보상하도록 두께가 정해질 수 있다.

즉, 펠리클(30)의 제1 영역(32)은 렌즈(24)의 제1 영역의 깊숙한 초점(-)을 보상하기 위해 두꺼운 두께를 가지게 되어, 상기 렌즈(24)의 제1 영역의 깊숙한 초점을 적당한 초점으로 변화시킨다.

펠리클(30)의 제2 영역(34)은 렌즈(24)의 제2 영역의 적당한 초점(0)을 보상하기 위해 적당한 두께를 가지게 되어, 상기 렌즈(24)의 제2 영역(34)의 적당한 초점을 유지하도록 한다. 여기서, 적당한 두께는 상기 두꺼운 두께보다는 작은 폭을 갖는 것을 의미한다.

렌즈(24)의 제3 영역(46) 또한 상기 제2 영역(44)과 동일한 초점(0)을 가지므로, 상기 펠리클(30)의 제3 영역(36)은 적당한 두께를 가지게 된다.

펠리클(30)의 제4 영역(38)은 렌즈(24)의 제4 영역의 매우 얕은 초점(++)을 보상하기 위해 매우 얇은 두께를 가지게 되어, 상기 렌즈(24)의 제4 영역(48)의 매우 얕은 초점을 적당한 초점으로 변화시킨다.

예컨대, 렌즈(24)가 각 영역(42, 44, 46, 48)에서 도 4b에 도시된 바와 같은 초점 성분을 가지는 경우, 상기 펠리클(30)의 각 영역(32, 34, 36, 38)의 두께는 다음과 같이 정해질 수 있다.

1/4d4<d2=d3<2d1

펠리클(30)의 제2 영역(34)의 두께(d2)와 제3 영역의 두께(d3)는 동일하고, 상기 제1 영역(32)의 두께(d1)는 상기 제2 영역(34)의 두께(d2)의 2배에 해당하고, 상기 제4 영역(38)의 두께(d4)는 상기 제2 영역(34)의 두께(d2)의 0.25배에 해당한다.

이러한 예는 하나의 예로서, 얼마든지 다른 변형이 가능함을 밝혀둔다.

도 5a 및 도 5b는 각각 도 4a의 A-A'라인 및 B-B'라인을 따라 절단한 단면도이다.

도 5a 및 도 5b에 도시된 바와 같이, 펠리클(30)의 각 영역에 따라 서로 상이한 두께를 가지게 됨을 알 수 있다.

이미 설명한 바와 같이, 펠리클(30)의 각 영역(32, 34, 36, 38)의 두께는 렌즈(24)의 각 영역(42, 44, 46, 48)의 초점 성분에 의해 결정될 수 있다.

지금까지는 렌즈(24)를 4분할함에 따라 펠리클(30) 또한 4분할 된 것을 가정하여 설명하였지만, 렌즈(24)의 분할 정도에 대응하여 펠리클(30)의 분할도 9분할, 16분할 등으로 정의될 수 있다.

따라서 렌즈(24)의 각 영역의 초점 성분이 이물에 따라 수시로 변할 수 있기 때문에, 필요에 따라 다양한 펠리클(30)이 제작되어 구비되어질 수 있다.

도 6은 렌즈의 분할 정도에 대응하여 제작된 펠리클을 도시한 도면이다.

도 6에 도시된 바와 같이, 렌즈가 4분할 또는 9분할 될 수 있고, 이와 같이 분할된 렌즈에 대응하여 펠리클이 제작될 수 있다.

또한, 서로 상이한 초점 성분을 갖는 다수의 렌즈가 구비되고, 이러한 렌즈에 대응하기 위해 각 렌즈의 초점 성분을 보상하기 위해 두께가 조절된 펠리클이 상기 각 렌즈에 대응되어 구비될 수 있다.

이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명은 렌즈 결함에 따라 각 영역에서 서로 상이한 초점 성분을 갖는 것을 보상하기 위해, 렌즈의 각 영역의 서로 상이한 초점 성분을 균일한 초점으로 보상하기 위해 렌즈의 각 영역의 서로 상이한 초점 성분에 대응되어 두께가 조절된 펠리클을 구비함으로써, 렌즈결함에 따른 웨이퍼 불량을 방지할 수 있다.

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 정하여져야만 할 것이다.

Claims (10)

1. 레티클을 경유한 이미지 광을 수렴하는 렌즈의 다수의 영역의 서로 상이한 초점 성분을 보상하기 위해, 상기 렌즈의 각 영역에 대응되어 서로 상이한 두께를 갖는 것을 특징으로 하는 펠리클.
2. 제1항에 있어서, 상기 초점 성분이 깊숙할수록 상기 두께는 두꺼워지는 것을 특징으로 하는 펠리클.
3. 제1항에 있어서, 상기 초점 성분이 얕을수록 상기 두께는 얇아지는 것을 특징으로 하는 펠리클.
4. 제1항에 있어서, 상기 펠리클은 정방형을 갖는 다수의 영역으로 분할되는 것을 특징으로 하는 펠리클.
5. 소정의 광을 생성하는 광원;

   상기 광원의 하부에 배치되어, 상기 광을 회절하기 위한 소정 패턴이 형성된 레티클;

   상기 레티클 하부에 배치되어, 상기 회절된 광을 소정 비율로 축소하는 렌즈; 및

   상기 렌즈의 하부에 배치되어, 상기 렌즈의 각 영역의 초점 성분을 보상하는 펠리클를 포함하는 것을 특징으로 하는 노광 장치.
6. 제5항에 있어서, 상기 펠리클은 상기 렌즈의 각 영역의 초점 성분을 보상하기 위해, 상기 렌즈의 각 영역에 대응되어 서로 상이한 두께를 갖는 것을 특징으로 하는 노광 장치.
7. 제5항에 있어서, 상기 렌즈의 초점 성분은 각 영역의 이물 정도에 따라 달라지는 것을 특징으로 하는 노광 장치.
8. 제5항에 있어서, 상기 초점 성분이 깊숙할수록 상기 두께는 두꺼워지는 것을 특징으로 하는 노광 장치.
9. 제5항에 있어서, 상기 초점 성분이 얕을수록 상기 두께는 얇아지는 것을 특징으로 하는 노광 장치.
10. 제5항에 있어서, 상기 펠리클은 정방형을 갖는 다수의 영역으로 분할되는 것을 특징으로 하는 노광 장치.

Images