KR100899389B1 - 극자외선리소그래피 장비 - Google Patents

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Abstract

극자외선(EUV)을 노광광으로 제공하는 소스(source), 노광광이 입사되는 마스크(mask), 입사되는 노광광을 제한하는 슬릿(slit)부, 슬릿부를 통해 마스크로부터 반사되는 노광광이 웨이퍼 상에 도달하게 광 경로를 제공하는 반사형 렌즈(lens)들, 및 반사된 노광광이 렌즈에 입사되는 노광 영역의 위치가 다른 영역으로 이동되게 반사형 렌즈를 이동시키는 위치 변경 구동부를 포함하는 극자외선리소그래피 장비를 제시한다.
극자외선리소그래피, 반사형 렌즈, 거울, 스캔 방식

Description

극자외선리소그래피 장비{EUV lithography equipment}
도 1 내지 도 3은 종래의 극자외선리소그래피 장비의 렌즈 시스템(lens system)을 설명하기 위해서 제시한 도면들이다.
도 4 내지 도 6은 본 발명의 실시예에 따른 극자외선리소그래피 장비를 설명하기 위해서 제시한 도면들이다.
본 발명은 반도체 장비에 관한 것으로, 특히, 극자외선리소그래피 (EUV lithography)장비에 관한 것이다.
반도체 소자의 패턴 크기가 작아짐에 따라, 설계된 회로 레이아웃을 웨이퍼 상에 패턴으로 전사하는 과정에 극자외선을 적용하는 리소그래피 기술이 제시되고 있다. 극자외선의 파장은 상당히 짧아 굴절형 렌즈 시스템에 의해 극자외선광의 경로 바꾸거나 집속시키기 어려워, 반사형 거울(mirror) 렌즈들을 다수 배치한 렌즈 시스템이 고려되고 있다. 이러한 반사형 렌즈는 기본적으로 입사된 극자외선광을 반사시키므로, 웨이퍼에까지 극자외선광이 도달하도록 광 경로를 구성하기 위해서 다수 개, 예컨대, 적어도 4개의 반사형 렌즈들이 조합되고 있다.
그런데, 극자외선광 자체의 에너지(energy)가 상당히 높아, 렌즈의 광이 실질적으로 입사되는 노광영역에 불량이 유발될 수 있다. 이에 따라, 렌즈의 노광영역에 반응물이 원하지 않게 증착되어 국부적으로 반사율이 떨어지는 문제점이 발생할 수 있다. 결국 어떤 한계 노광횟수를 넘게 되면 렌즈를 교체하고 있어, 유지비용이 크게 증가하게 된다
도 1 내지 도 3은 종래의 극자외선리소그래피 장비의 렌즈(lens) 시스템을 설명하기 위해서 제시한 도면들이다.
도 1을 참조하면, 극자외선리소그래피 과정은 마스크(10)에 극자외선광의 입사광(20)이 조사되고, 반사형 마스크(10) 표면에 반사된 반사광(22)이 마스크 패턴의 이미지(image)를 가지고 웨이퍼(wafer) 상에 도달하여, 패턴 전사가 이루어진다. 이때, 입사광(21)이 도 2에 제시된 바와 같은 슬릿(30)의 개구(31)를 통해 마스크(도 1의 10)의 표면에 입사되고, 이러한 입사광(21)이 마스크(10) 상을 스캔(scan)하는 스캔 방식을 극자외선리소그래피 장비는 채용하고 있다.
이때, 슬릿 개구(31)의 형상은 직사각형이 아니라 도 2에 제시된 바와 같이 원호 형상을 이루고 있다. 이에 따라, 반사광(도 1의 22)이 웨이퍼 상에 도달하는 광 경로를 제공하는 렌즈 시스템의 어느 하나의 렌즈(도 3의 40)에는 제한된 국부적인 영역에만 반사광(22)이 입사하고 반사하게 된다. 이러한 반사광(22)이 입사하고 반사하는 노광 영역(41)은 전체 렌즈(40)의 일부 국한된 영역으로, 이러한 노광 영역(41)에만 계속적으로 반사광(22), 즉, 노광광이 입사되게 된다.
노광영역(41)에 집중되는 노광 에너지와 고진공 상태에서도 존재하는 미세한 농도의 반응물의 반응에 의해, 노광영역(41)에 반응 부산물의 증착이 발생될 수 있다. 반응물의 증착에 의해 렌즈(40)의 노광영역(41)의 반사율이 떨어지게 된다. 이에 따라, 어떤 한계 노광 횟수를 넘게 되면 렌즈(40)를 교체해야 하므로, 유지 비용이 증가되게 된다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, 반사형 렌즈의 수명을 개선할 수 있는 극자외선리소그래피 장비를 제시하는 데 있다.
상기의 기술적 과제를 위한 본 발명의 일 관점은, 극자외선(EUV)을 노광광으로 제공하는 소스(source), 상기 노광광이 입사되는 마스크(mask), 상기 입사되는 노광광을 제한하는 슬릿(slit)부, 상기 슬릿부를 통해 상기 마스크로부터 반사되는 상기 노광광이 웨이퍼 상에 도달하게 광 경로를 제공하는 반사형 렌즈(lens)들, 및 상기 반사된 노광광이 상기 렌즈에 입사되는 노광 영역의 위치가 다른 영역으로 이동되게 상기 반사형 렌즈를 이동시키는 위치 변경 구동부를 포함하는 극자외선리소그래피 장비를 제시한다.
상기 위치 변경 구동부는 상기 반사형 렌즈를 회전시켜 상기 노광 영역의 위치가 초기 위치에 대해 180° 회전된 반대측에 위치하게 하는 극자외선리소그래피 장비를 제시한다.
상기 위치 변경 구동부는 상기 반사형 렌즈를 수평 이동시켜 상기 노광 영역의 위치가 초기 위치에 대해 반대측 영역에 위치하게 하는 극자외선리소그래피 장 비를 제시한다.
본 발명에 따르면, 반사형 렌즈의 수명을 개선할 수 있는 극자외선리소그래피 장비의 렌즈 시스템을 제시할 수 있다.
본 발명의 실시예에서는, 마스크에서 반사된 노광광이 입사되는 노광 영역의 위치를 변경시키도록, 극자외선리소그래피 장비의 반사형 렌즈를 회전시키거나 위치를 이동시키는 렌즈 위치 변경 구동부를 도입한다. 오랜 노광 시간으로 인해 반사율이 감소하는 경우에, 렌즈를 회전시키거나 위치를 예컨대 수평 이동시켜, 이제까지 노광되지 않은 렌즈 영역이 새로운 노광 영역으로 설정되게 하여, 반사형 렌즈의 수명을 예컨대 두 배정도 증가시킬 수 있다.
도 4 내지 도 6은 본 발명의 실시예에 따른 극자외선리소그래피 장비를 설명하기 위해서 제시한 도면들이다.
도 4를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 극자외선리소그래피 장비는, 노광을 위한 극자외선(EUV)을 노광광으로 제공하는 소스(source: 100)를 포함하여 구성된다. 웨이퍼(200) 상으로 전사할 회로 패턴이 마스크 패턴으로 구현된 반사형 마스크(300) 상에 노광광의 크기를 제한하는 슬릿부(400)가 도입되고, 노광광은 이러한 슬릿부(400)를 통해 마스크(300) 표면에 입사한다. 입사된 노광광은 마스크(300) 표면에서 반사되어, 슬릿부(400)를 통해 마스크(300)로부터 마스크 패턴의 이미지(image)를 가지고 반사된다.
반사된 노광광이 웨이퍼(200) 상에 도달하게 광 경로를 제공하게 다수의 반사형 렌즈(500)들이 조합되어 렌즈 시스템(system)이 구성된다. 이때, 반사형 렌 즈(500)는 4개 정도 조합되어 웨이퍼(200) 상에 패턴 이미지를 가지는 반사된 노광광을 전달하는 광 경로를 제공할 수 있다. 이러한 반사형 렌즈(500)의 예컨대 수평 위치 이동 또는 회전을 위해 위치 변경 구동부(600)가 도입된다. 이러한 구동부(600)는 구동 모터(motor) 및 렌즈(500)로의 구동력을 제공하는 연결 구동축(601)을 포함하여 구성될 수 있다. 이때, 연결 구동축(601)이 연결되는 렌즈(500)는 반사된 노광광이 렌즈(500)에 입사되는 노광 영역의 위치가 국부적인 영역으로 제한되는 일부 렌즈들일 수 있다.
위치 변경 구동부(600)에 의해 렌즈(500)의 위치는 수평 이동하거나 회전될 수 있다. 이에 따라, 반사된 노광광이 렌즈(500)에 입사되는 노광 영역의 위치가, 초기에 설정된 초기 영역이 아닌 다른 영역, 즉, 노광광이 입사되지 않은 다른 영역으로 이동될 수 있다.
도 5를 참조하면, 노광광이 입사되는 노광 영역이 초기 위치(502)로 국부적으로 제한되는 반사형 렌즈(501)를 회전시킴으로써, 새로운 위치(503)에 노광광이 입사되는 노광 영역이 설정되게 유도할 수 있다. 노광광의 입사 경로 및 위치는 실질적으로 변경되지 않지만, 렌즈(501)의 회전 이동에 의해, 노광 영역이 초기 위치(502)에서 새로운 위치(503)로 변경된다. 이에 따라, 실질적으로 렌즈(501)의 수명을 2배정도 연장한 효과를 구현할 수 있다.
도 6을 참조하면, 노광광이 입사되는 노광 영역이 초기 위치(602)로 국부적으로 제한되는 반사형 렌즈(601)를 예컨대 수평 이동시킴으로써, 새로운 위치(603)에 노광광이 입사되는 노광 영역이 설정되게 유도할 수 있다. 노광광의 입사 경로 및 위치는 실질적으로 변경되지 않지만, 렌즈(601)의 수평 이동에 의해, 노광 영역이 초기 위치(602)에서 새로운 위치(603)로 변경된다. 이에 따라, 실질적으로 렌즈(601)의 수명을 2배정도 연장한 효과를 구현할 수 있다.
상술한 본 발명에 따르면, 극자외선리소그래피 장비의 반사형 렌즈의 수명을 효과적으로 연장시킬 수 있다. 이에 따라, 장비의 유지비용을 절감할 수 있다.
이상, 본 발명을 구체적인 실시예를 통하여 상세히 설명하였으나, 본 발명은 이에 한정되지 않고, 본 발명의 기술적 사상 내에서 당 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 그 변형이나 개량이 가능함이 명백하다.

Claims (3)

  1. 극자외선(EUV)을 노광광으로 제공하는 소스(source);
    상기 노광광이 입사되는 마스크(mask);
    상기 입사되는 노광광을 제한하는 슬릿(slit)부;
    상기 슬릿부를 통해 상기 마스크로부터 반사되는 상기 노광광이 웨이퍼 상에 도달하게 광 경로를 제공하는 반사형 렌즈(lens)들; 및
    상기 반사된 노광광이 상기 렌즈에 입사되는 노광 영역의 위치가 다른 영역으로 이동되게 상기 반사형 렌즈를 이동시키는 위치 변경 구동부를 포함하는 극자외선리소그래피 장비.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 위치 변경 구동부는
    상기 반사형 렌즈를 회전시켜 상기 노광 영역의 위치가 초기 위치에 대해 180° 회전된 반대측에 위치하게 하는 극자외선리소그래피 장비.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 위치 변경 구동부는
    상기 반사형 렌즈를 수평 이동시켜 상기 노광 영역의 위치가 초기 위치에 대해 반대측 영역에 위치하게 하는 극자외선리소그래피 장비.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR20000022951A (ko) * 1998-09-08 2000-04-25 오노 시게오 투영노광장치 및 투영노광방법과 조명 광학계
KR20040041080A (ko) * 2002-11-08 2004-05-13 캐논 가부시끼가이샤 투영광학계와 노광장치
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