KR100842479B1 - 스캐너의 렌즈계의 오염 방지 방법 및 장치 - Google Patents

스캐너의 렌즈계의 오염 방지 방법 및 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명의 반도체 패턴 형성용 스캐너 렌즈계의 오염 방지 방법 및 장치는 제 1 릴레이 렌즈(12)와 제 2 릴레이 렌즈(14)의 사이, 구체적으로는 제 2 릴레이 렌즈(14) 하부에 장착된 WF 필터(10)와 제 1 릴레이 렌즈(12)사이에 흡착용 희생물질(20)이 삽입되고, 흡착용 희생물질(20)로서 글래스(glass)를 이용한다.
제 1 릴레이 렌즈(12)와 제 2 릴레이 렌즈(14)의 사이에 흡착용 희생물질로서 글래스가 삽입되면, 공기 중에서 활성화가 이루어진 NH3 나 SOxN등의 분자들을 렌즈(12,14)보다 가장 가깝게 위치된 글래스(20)에 흡착이 이루어지게 되어, 글래스의 교체가 용이하고 가격이 저렴하게 되는 효과를 가진다.
스캐너, 렌즈, 필터, 글래스, 오염 방지

Description

스캐너의 렌즈계의 오염 방지 방법 및 장치{Method for preventing a contamination of a Scanner Lens and apparatus thereof}
도 1은 종래 기술에 의한 반도체 패턴 형성용 스캐너 렌즈계의 구조를 보인 개략도이고,
도 2는 종래 기술에 의해 필터를 구비한 반도체 패턴 형성용 스캐너 렌즈계의 구조를 보인 개략도이고,
도 3의 원형 부분에 대한 상세도이고,
도 4은 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 반도체 패턴 형성용 스캐너 렌즈계의 구조를 나타내는 개략도이고,
도 5는 흡착용 희생물질의 교체를 나타내는 개략 구성도이다.
＜도면의 주요부분에 대한 부호의 설명＞
10 : WF 필터 12 : 제 1 릴레이 렌즈
14 : 제 2 릴레이 렌즈 16 : 커버 글래스
18 : 카트리지 20 : 흡착용 희생물질
22 : SiO2 흡착 24 : 노출 슬릿 영역
30 : 타이머 40 : 콘트롤러
50 : 구동수단
본 발명은 반도체 패턴 형성용 스캐너 노광장치의 투영렌즈의 오염 방지 방법 및 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, 스캐너(Scanner) 장비의 레이저에 의해 활성화된 분자들이 렌즈에 흡착되어 렌즈계를 오염하기 전에 글래스를 렌즈사이에 삽입하여 포집하는 스캐너 렌즈계의 오염 방지 방법 및 장치에 관한 것이다.
일반적으로 반도체 웨이퍼 제조 공정 중 노광공정은 반도체 웨이퍼에 포토레지스트를 도포하고, 노광장치의 조명계에서 발산한 광원은 상기 반도체 웨이퍼에 선택적으로 노광하여 그 반도체 웨이퍼의 패턴을 형성하는 것이다.
이러한 반도체 패턴 형성용 노광장치는 도 1에 도시한 바와 같이 반도체 웨이퍼에 패턴을 형성하기 위한 레티클(reticle)이 고정 설치되는 레티클 스테이지(stage)(9)가 설치되어 있으며, 그 레티클 스테이지 하부에 투영(projection) 렌즈계(5)가 설치되어 있고, 투영 렌즈계(5)의 하부에는 패턴을 형성한 반도체 웨이퍼가 위치하는 웨이퍼 스테이지(3)로 구성되어 있다.
이와 같이 구성된 종래의 반도체 패턴 형성용 노광장치는 조명계에서 광을 발산하면, 광은 레티클 스테이지를 거쳐 투영렌즈계를 투과한 후, 포토레지스트가 도포된 반도체 웨이퍼에 노광하고, 아울러 상기 레티클 스테이지에 형성된 패턴이 그 반도체 웨이퍼에 형성되게 된다.
이때, 상기 반도체 노광 공정에 사용되는 투영 렌즈계가 포함된 스캐너 렌즈 계는 고출력의 레이저 광원, 예를 들면 KrF 또는 ArF 등의 광원에 지속적으로 노출되면서 자연적인 렌즈계의 열화가 발생한다. 이러한 열화 현상은, 렌즈계 표면에 오염 물질이 서서히 부착되어 그 투과율을 저하시키고 산란광에 의한 여광 효과(Flare effect)를 일으키는 것으로, 도 1에 나타난 바와 같이 전형적인 노광장비의 구성 부분인 렌즈계의 상하부위에 오염물질이 침작되는 부수적인 반응들을 동반하여 렌즈계의 수명을 더욱 단축시킨다.
이와같이 렌즈계의 표면에 오염물질이 침작되는 경로는 KrF의 경우 광화학 반응에 의한 산소 라디칼계(oxygen radical species)가 관여하는 것이라 알려져 있지만, ArF의 경우에는 거의 모든 유기물질들이 렌즈에 흡착이 이루어지게 된다.
이를 구체적으로 설명하면, 하기 반응식과 같이 외부로부터 유입된 이산화황이 광화학 반응(hν)에 의해 황산(H2SO4)을 생성하고, 이렇게 생성된 황산은 다시 광화학반응에 의하여 암모니아와 반응하여 무기염의 일종인 황화암모늄(NH4)2SO4)을 생성하는 것이다.
[반응식 1]
SO4 + (1/2)O2 +H2O → H2SO4
[반응식 2]
H2SO4 + 2NH3 → (NH4)2SO4
이에 도 2에 도시된 바와 같이, 제 1 릴레이 렌즈(Relay lens)(12)와 제 2 릴레이 렌즈(14)의 각 커버 그래스(Cover glass)(16)의 사이에 WF 필터(10)를 부착 하였으나, NH3 나 SOx와 같은 분자량이 작은 물질은 필터(10)에 의해서도 걸러지기 힘들어, 스캐너 장비안에 떠돌아 다니게 된다. 도면 중 미설명부호(13), (15) 및 (17)은 각각 플래밍 블레이드(Flaming blade)와, 청정공기 흐름출구 및 청정공기 영역을 나타낸다.
한편, 도 3에 도시된 바와 같이 제 1 및 제 2 렌즈(12,14)에 이물질로서 SiO2가 붙게 되어 노출 슬릿 영역(Exposure Slit Area)(24)의 경우, 빛의 통과가 이루어지는 부분으로 레이저가 동일한 투과도를 가지면서 지나가야함에도 어느 한쪽에만 SiO2가 흡착(22)이 이루어지게 되어 레이저의 투과도를 떨어뜨리게 되며, 레이저의 균일성 또한 나빠지게 된다. 그 결과 웨이퍼의 CD에 변동이 있어 그 균일성의 저하로 나타나게 된다. 이에 따라 투과도가 낮아짐에 따라 전원의 드롭(power drop)이 이루어지게 되고, 이를 해소하고자 렌즈의 교체가 주기적으로 이루어져야 하지만, 이는 가격적인 측면에서 문제가 있다.
따라서, 본 발명의 목적은 렌즈의 오염물질을 희생물질에 흡착하도록 하여 렌즈의 오염을 방지할 수 있는 스캐너 렌즈계의 오염 방지 방법 및 장치를 제공함에 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 있어서의 스캐너 렌즈계의 오염 방지 방법 및 장치는 제 1 릴레이 렌즈와 제 2 릴레이 렌즈의 사이에서 발생하는 오염물질이 가장 가까운 물질에 흡착하도록 상기 제 1 및 제 2 릴레이 렌즈의 사이에 흡착용 희생물질을 삽입하여 렌즈의 오염을 방지하는 것을 특징으로 한다.
여기에서, 본 발명은, 오염물질 흡착용 희생물질로서 글래스를 이용하는 것이 바람직하다.
본 발명에 의하면, 공기 중에서 활성화가 이루어진 NH3 나 SOxN등의 분자들을 렌즈사이에 삽입된 희생물질로서의 글래스가 가장 가까우므로 렌즈자체가 아닌 글래스에 흡착이 이루어지게 된다.
본 발명의 상기 및 기타 목적과 여러 가지 장점은 이 기술분야에 숙련된 사람들에 의해 첨부된 도면을 참조하여 하기에 기술되는 본 발명의 바람직한 실시 예로부터 더욱 명확하게 될 것이다. 도면중 종래와 동일한 구성요소에는 동일한 참조부호를 병기하였고 그 상세한 설명은 생략하였다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예에 대하여 상세하게 설명한다.
도 4에는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 반도체 패턴 형성용 스캐너 렌즈계의 구조를 나타내는 것으로, 도시된 바와 같이 본 발명의 반도체 패턴 형성용 스캐너 렌즈계의 오염 방지 방법 및 장치는 제 1 릴레이 렌즈(12)와 제 2 릴레이 렌즈(14)의 사이, 구체적으로는 제 2 릴레이 렌즈(14) 하부에 장착된 WF 필터(10)와 제 1 릴레이 렌즈(12)사이에 흡착용 희생물질(20)이 삽입된다.
흡착용 희생물질(20)로서 글래스(glass)를 이용하는 것이 바람직하다.
제 1 릴레이 렌즈(12)와 제 2 릴레이 렌즈(14)의 사이에 흡착용 희생물질로서 글래스가 삽입되면, 공기 중에서 활성화가 이루어진 NH3 나 SOxN등의 분자들을 렌즈(12,14)보다 가장 가깝게 위치된 글래스(20)에 흡착이 이루어지게 된다.
이렇게 되면, 글래스의 경우, 교체가 용이하고 가격이 저렴하게 된다.
글래스의 교체에 있어서, 도 5에 개략적으로 도시된 바와 같이, 장비내에 리볼버(revolver) 방식으로 복수개의 글래스중의 어느 하나가 상기와 같이 렌즈(12,14)사이에 위치되도록 구동수단(50)에 의해 회전가능하게 장착된 카트리지(18)내에 수납하였다가, 타이머(30)에 의해 일정시간이 경과되면, 콘트롤러(40)가 구동수단(50)으로서의 모터를 구동하여 카트리지(18)를 회전함으로서 새로운 글래스로 자동으로 교체할 수도 있을 것이다.
이와 달리 도시하지는 않았지만, 장비를 오픈하는 방법들도 사용할 수 있을 것이다.
이상의 설명에서는 본 발명의 바람직한 실시 예를 제시하여 설명하였으나 본 발명이 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능함을 것을 쉽게 이해할 수 있을 것이다.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 따르면, 공기 중에서 활성화가 이루어진 NH3 나 SOxN등의 분자들이 렌즈 자체보다 흡착용 희생물질로서의 글래스에 흡착이 이루어짐에 따라 렌즈의 오염을 방지하게 되는바, CD 균일도를 증가시킬 수 있고, 장비에서의 렌즈의 교체에 대한 고비용을 줄일수 있는 효과를 가긴다.

Claims (4)

  1. 반도체 패턴 형성용 스캐너 렌즈계의 오염 방지 방법에 있어서,
    제 1 릴레이 렌즈와 제 2 릴레이 렌즈의 사이에서 발생하는 오염물질이 가장 가까운 물질에 흡착하도록 상기 제 1 및 제 2 릴레이 렌즈의 사이에 흡착용 희생물질을 삽입하여 렌즈의 오염을 방지하되,
    상기 오염물질 흡착용 희생물질로서 글래스를 이용하며, 상기 글래스는 회전가능하게 설치된 카트리지내에 복수개가 수납되는 것을 특징으로 하는
    스캐너 렌즈계의 오염 방지 방법.
  2. 삭제
  3. 반도체 패턴 형성용 스캐너 렌즈계의 오염 방지 장치에 있어서,
    제 1 릴레이 렌즈와 제 2 릴레이 렌즈의 사이에서 발생하는 오염물질이 가장 가까운 물질에 흡착하도록 상기 제 1 및 제 2 릴레이 렌즈의 사이에 흡착용 희생물질을 삽입하여 렌즈의 오염을 방지하되,
    상기 오염물질 흡착용 희생물질로서 글래스를 이용하며, 상기 글래스는 회전가능하게 설치된 카트리지내에 복수개가 수납되는 것을 특징으로 하는
    스캐너 렌즈계의 오염 방지 장치.
  4. 삭제
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