KR19980057579A - 반도체 노광 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 반도체 노광 장치에 관한 것으로 특히, 포토 마스크가 필요없이 빔(beam)간의 간섭을 이용하여 레지스트 패턴을 형성할 수 있는 반도체 노광 장치에 관한 것이다.

본 발명에 따른 반도체 노광 장치는 광을 조사하는 광원과, 상기 광원의 광을 집광하는 대물 렌즈와, 상기 대물 렌즈의 광을 평행광으로 조사하는 콜리메이터 렌즈와, 상기 콜리메이터 렌즈의 광을 분배시키는 빔 스프리터와, 상기 빔 스프리터의 광을 수직 및 수평 이동하거나 회전하여 웨이퍼에 반사하는 제1 및 제2 토탈리플렉션 미러와, 상기 제1 및 제2 토탈 리플렉션 미러를 조정하는 제1 및 제2 모터로 구성되어 다음과 같은 효과를 갖는다.

첫째, 빔 스프리터에 의해 분배된 광을 토탈 리플렉션 미러를 이용하여 수직 및 수평으로 필요한만큼 이동시키거나 또는 회전시킬수 있도록하여 감광막이 도포된 기판에 입사하는 광의 기울기를 다양하게 조절하여 필요한 부분에만 선택적인 노광이 가능하도록 하여 여러주기를 갖는 패턴을 선택적으로 형성할 수 있다.

둘째, 포토마스크가 필요없으므로 코스트면에서 유리하다.

Description

반도체 노광 장치

본 발명은 반도체 노광 장치에 관한 것으로, 특히 포토 마스크가 필요없이 빔(beam)간의 간섭을 이용하여 레지스트 패턴을 형성할 수 있는 반도체 노광 장치에 관한 것이다.

리소그래피(lithography)라는 말을 원래 석판 인쇄법을 의미하지만, 반도체 기술 분야에서는 패턴을 전사(轉寫)한다는 의미로 사용되어 오고 있는 용어이며 빛을 이용해서 패턴을 식각(蝕刻)하는 것에서, 포토리소그래피, 포토프로세스, 포토에칭 등으로도 부른다.

현재는 자외선을 이용한 노광기술에 의해서 패턴을 인화하는 것에서, 조사하는 에너지원으로서 원자외광(Deep ultraviolet)이나 전자빔, X선(X-ray), 이온빔, 레이저(laser)등도 사용되고 있다.

이와 같은 리소그래피공정은 감광막에 마스크 패턴을 전사한 후 감광막 패턴을 현상하여 현상된 감광막 패턴을 마스크로 이용한 식각공정을 진행하여 웨이퍼에 필요한 패턴을 형성하는데 필수적인 기술이라 하겠다.

이하에서, 첨부된 도면을 참조하여 종래 반도체 노광 장치에 대하여 설명하기로 한다.

도 1은 종래 반도체 노광장치의 구성도이고, 도 1b는 종래 반도체 노광 장치를 이용한 노광도이다.

종래 반도체 노광 장치의 구성은, 도 1a에 나타낸 바와 같이 래퍼런스(reference) 빔을 노광시키기 위한 광원(1)과, 상기 광원(1)의 광을 포토마스크(3)와 레코딩 플레이트(recording plate)(4)에 분배하는 빔 스프리터(beam splitter)(2)와, 상기 빔 스프리터(2)를 통해 직접 주사된 레퍼런스 빔과 포토마스크(3)을 통해 조사된 오브젝션 빔(objection beam)을 받아 포토마스크(3)의 형상을 기억시키는 레코딩 플레이트(recording plate)(4)로 구성된다.

상기와 같은 구성을 갖는 종래 반도체 노광 장치는 웨이퍼(6)에 도포된 감광막(5)에 노광하기 위하여 광원(1)으로부터 레퍼런스 빔(reference beam)이 조사되고, 이와 같이 조사된 레퍼런스 빔이 빔을 분배하는 빔 스프리터(2)를 통해 일부는 레퍼런즈 빔 그대로 레코딩 플레이트(4)로 조사되고, 다른 일부는 형상하고자 하는 패턴이 형성된 포토마스크(3)에서 오브젝션 빔으로 조사되어 상기 두 빔간의 간섭에 의해 레코딩 플레이트(4)에 마스크 패턴을 형상기억 시키는 것이다.

상기와 같이 레코딩 플레이트(4)에 대한 마스크 패턴의 형상기억후 도 1b에 나타낸 바와 같이, 상기 포토마스크(3)을 제거시키고나서 레코딩 플레이트(4)에 기억된 마스크 패턴에 광원(1)에서 리컨스트럭션 빔(reconstruction beam)을 입사시켜 레코딩 플레이트(4)뒤에 위치시키는 웨이퍼(5)상의 감광막(6)에 노광공정을 실시하는 것이다. 이때, 상기 리컨스트럭션 빔의 경로는 레퍼런스 빔과 같은 경로로 광을 입사시키는 것이다.

종래 반도체 노광 장치에 있어서는 포토마스크가 필요하여 코스트가 올라간다는 문제점과 오브젝션 빔과 레퍼런스 빔에 의해 레코딩 플레이트를 형성하는 공정과 리컨스트럭션 빔 자체에 의해서, 형성된 마스크 패턴이 원래의 모양과 달리 변형 될 수 있어 정확한 패턴 형성이 어려워 신뢰도에 문제가 있는 반도체 소자를 제공할 수 있는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기한 바와 같은 종래 반도체 노광 장치의 문제점을 해결하기 위하여 안출한 것으로 포토 마스크 없이 두 빔간의 간섭 효과만을 이용하여 노광공정을 진행할 수 있는 반도체 노광 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

도 1a는 종래 반도체 노광 장치의 구성도

도 1b는 종래 반도체 노광 장치를 이용한 노광도

도 2는 본 발명 반도체 노광 장치의 구성도

도 3은 도 2의 본 발명 반도체 노광 장치를 이용한 노광공정후의 현상 단면도

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

10 : 레이져 광원, 11 : 대물 렌즈, 12 : 콜리메이터 렌즈, 13 : 빔 스프리터, 14 : 제1토탈 리플렉션 미러, 15 : 제2토탈 리플렉션 미러, 16 : 제1모터, 17 : 제2모터, 18 : 감광막, 19 : 웨이퍼

본 발명에 따른 반도체 노광 장치는 광을 조사하는 광원과, 상기 광원의광을 집광하는 대물 렌즈와, 상기 대물 렌즈와 광을 평행광으로 조사하는 콜리메이터 렌즈와, 상기 콜리메이터 렌즈의 광을 분배시키는 빔 스프리터와, 상기 빔 스프리터의 광을 수직 및 수평 이동하거나 회전하여 웨이퍼에 반사하는 제1 및 제2 토탈리플렉션 미러와, 상기 제1 및 제2 토탈 리플렉션 미러를 조정하는 제1 및 제2 모터로 구성된다.

이와 같은 본 발명 반도체 노광 장치를 첨부된 도면을 참조하여 설명하기로 한다.

도 2 는 본 발명 반도체 노광 장치의 구성도이다.

본 발명에 따른 반도체 노광 장치는 마스크가 필요없이 2개의 빔간 간섭현상을 이용하여 간단하게 기판에 마스크 패턴을 형성하기 위한 것이다.

먼저, 광을 조사하는 광원(10)과, 상기 광원(10)의 광을 집광하는 대물 렌즈(11)와 , 상기 대물 렌즈(11)의 광을 평행광으로 조사하는 콜리메이터 렌즈(collimator lens)(12)와, 상기 콜리메이터 렌즈(12)의 광을 분배시키는 빔 스프리터(beam splitter)(13)와, 상기 빔 스프리터(13)의 광을 수직 및 수평 이동하거나 회전하여 웨이퍼에 반사하는 제1 및 제2 토탈 리플렉션 미러(total reflection miller)(14)(15)와, 상기 제1 및 제2 토탈 리플렉션 미러(14)(15)를 조정하는 제1 및 제2 모터(motor)(16)(17)로 구성된다.

이때, 상기 광원(10)은 레이저 광(laser beam)을 이용하며, 상기 빔 스프리터(13)는 상기 콜리메이터 렌즈(12)의 광을 받아 50%씩 분배하여 제1 및 제2 토탈 리플렉션 미러(14)(15)로 조사하는 것이다.

상기와 같이 구성된 본 발명 반도체 노광 장치는 레이져(laser)광을 조사하는 광원(10)의 광을 대물 렌즈(11)를 통해 집광시킨후 집광된 광을 평행하게 조사하는 콜리메이터 렌즈(12)로 조사한다.

이어서, 상기 콜리메이터 렌즈(12)의 광이 빔 스프리터(13)로 조사되어 분배되는데 이때, 상기 빔 스프리터(13)는 50% 빔 스프리터를 사용하여 콜리메이터 렌즈(12)의 광을 두 개로 분배하여 각각 제1 및 제2 토탈 리플렉션 미러(14)(15)로 보낸다. 이때, 상기 제1 및 제2 토탈 리플렉션 미러(14)(15)는 수평 및 수직한 방향으로 이동할 수도 있고, 회전할 수 있도록 구성되어 있으며, 이와 같은 제1 및 제2 토탈 리플렉션 미러(14)(15)를 수평, 수직 및 회전이 가능하도록 구동시키는 제1 및 제2 모터(16)(17)가 각각 제1 및 제2 토탈 리플렉션 미러(14)(15)에 연결되어 있다. 즉, 수평 및 수직한 방향으로도 이동할 수 있고 또한 회전도 가능한 제1 및 제2 토탈 리플렉션 미러(14)(15)를 이용하여 레이져 광의 입사각도(θ)를 조절하므로 레이져 광의 주기(∧)=에 의해 필요에 따라서 선택적인 노광이 가능하도록 한 것이다. 이때, λ는 입사광의 파장이다.

이와 같이 수평, 수직 및 회전이 가능한 토탈 리플렉션 미러를 이용하여 입사광 주기(∧)를 다르게 하여 웨이퍼(19)상에 도포된 감광막(18)에 대한 선택적인 노광이 가능하다.

도 3은 도 2의 본 발명 노광 장치를 이용한 노광공정후의 현상단면도이다.

즉, 도면에 나타낸 바와 같이, 필요에 따라 주기를 다르게하여 선택적인 노광으로 웨이퍼(19)상에 도포된 감광막(18)이 선택적으로 패터닝된 것을 알 수 있다.

본 발명에 따른 반도체 노광 장치에 있어서는 다음과 같은 효과가 있다.

첫째, 빔 스프리터에 의해 분배된 레이져 광을 토탈 리플렉션 미러를 이용하여 수직 및 수평으로 필요한 만큼 이동시키거나 또는 회전시킬수 있도록하여 감광막이 도포된 기판에 입사하는 광의 각도를 다양하게 조절하여 필요한 부분에만 선택적인 노광이 가능하도록 하여 여러주기를 갖는 감광막 패턴을 선택적으로 형성할 수 있다.

둘째, 포토마스크가 필요없으므로 코스트면에서 유리하다.

Claims (3)

1. 광을 조사하는 광원과;

   상기 광원의 광을 집광하는 대물 렌즈와;

   상기 대물 렌즈의 광을 평행광으로 조사하는 콜리메이터 렌즈와;

   상기 콜리메이터 렌즈의 광을 분배시키는 빔 스프리터와;

   상기 빔 스프리터의 광을 수직 및 수평 이동하거나 회전하여 웨이퍼에 반사하는 제1 및 제2 토탈리플렉션 미러와;

   상기 제1 및 제2 토탈 리플렉션 미러를 조정하는 제1 및 제2 모터로 구성되는 것을 특징으로 하는 반도체 노광 장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 광원은 레이져 광인 것을 특징으로 하는 반도체 노광 장치.
3. 제1항에 있어서, 상기 빔 스프리터는 50% 빔 스프리터인 것을 특징으로 하는 반도체 노광 장치.