KR19990016926A - 웨이퍼 노광장치 및 그에 의한 웨이퍼 노광방법 - Google Patents

Abstract

웨이퍼 노광 장치 및 그에 의한 웨이퍼 노광 방법을 개시한다. 본 발명에 따르면, 광원, 상기 광원으로부터 발생되는 비임을 물체파와 기준파로 분리하는 비임 스프리터 수단, 제 1 면에 홀로그램 기록용 물질이 코팅되는 프리즘 부재, 상기 프리즘의 제 1 면에 대향하도록 배치된 크롬 마스크 부재, 상기 크롬 마스크 부재를 통해서 상기 프리즘 부재의 제 1 면에 코팅된 상기 홀로그램 기록용 물질에 상기 물체파를 유도하는 제 1 광학계, 상기 프리즘 부재의 다른 제 2 면을 통해서 상기 기준파를 유도하는 제 2 광학계, 상기 프리즘 부재와 일체로 제작되는 홀로그램 마스크 및, 상기 홀로그램 마스크를 통해 웨이퍼 노광용 비임을 유도하는 제 3 광학계를 포함하는 웨이퍼 노광 장치와 그에 의한 웨이퍼 노광 방법이 제공된다. 본 발명에 따른 웨이퍼 노광 장치 및 그에 의한 웨이퍼 노광 방법은 프리즘에 대한 크롬 마스크 및 웨이퍼의 정렬이 용이하며 굴절률 정합액의 사용이 배제된다는 장점을 가진다.

Description

웨이퍼 노광 장치 및 그에 의한 웨이퍼 노광 방법

본 발명은 웨이퍼 노광 장치 및 그에 의한 웨이퍼 노광 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 육각 프리즘의 일측면에 형성된 홀로그램을 이용하는 웨이퍼 노광 장치 및, 그에 의한 웨이퍼 노광 방법에 관한 것이다.

일반적으로 초고집적 회로를 구비한 반도체 팩키지용 웨이퍼를 제작하는 과정에는 웨이퍼에 도포된 포토레지스터에 미세한 패턴을 노광하는 공정이 포함된다. 웨이퍼에 대한 노광은 사용되는 마스크의 종류에 따라 크롬 마스크 방식과 홀로그램 마스크 방식으로 구분된다. 크롬 마스크 방법은 크롬 마스크와 축소 투영 렌즈를 사용하는 반면에, 홀로그램 마스크 방법은 홀로그램이 형성된 마스크를 통해 비임을 입사함으로써 웨이퍼에 도포된 포토레지스터를 노광시키게 된다.

홀로그램을 제작하는 기본적인 원리는 가간섭성(coherence)을 가지는 광원에서 발생되는 비임(beam)을 비임 스프리터(splitter)를 이용하여 경로가 다른 두 개의 비임으로 분할하고, 이것을 포토 레지스터와 같은 기록 물질상에 교차되도록 입사함으로써 미세한 간섭 무늬(interference fringe)를 만드는 것이다. 이때 간섭 무늬는 기록 물질의 굴절률 변조(refractive index modulation) 형태로 기록된다.웨이퍼 노광 방법들중 홀로그램 마스크 방식을 이용하는 노광 공정은 미세한 패턴이 형성된 크롬 마스크를 이용하여 유리 기판에 도포된 홀로그램 기록 물질을 노광시킴으로써 홀로그램 마스크를 제작하는 홀로그램 마스크 제작 공정과, 크롬 마스크의 패턴이 기록된 홀로그램을 웨이퍼 위에 재생하는 이메이지 재생 공정을 포함한다.

종래 기술에 따르면, 홀로그램 마스크는 홀로그램 기록 물질인 포토 폴리머(photopolymer)를 코팅한 유리판을 프리즘의 일면에 부착하여 프리즘의 내부 전반사를 이용하여 제작하였으며, 이렇게 제작된 홀로그램 마스크를 다시 프리즘의 일면에 부착하여 웨이퍼에 홀로그램을 재생하게 된다. 이를 보다 상세히 설명하면 다음과 같다.

우선, 홀로그램을 제작하기 위해서 홀로그램 기록용 유리판을 마련한다. 홀로그램 기록용 유리판은 홀로그램이 기록될 수 있도록 감광성을 가지는 포토폴리머등을 유리판에 코팅시켜서 제작된다. 홀로그램 기록용 유리판은 기록 물질이 코팅되어 있지 않는 배면을 프리즘의 일측면에 부착시킨다. 이때 사용되는 프리즘은 단면이 이등변 직각 삼각형의 것이 사용되며, 홀로그램 기록용 유리판은 프리즘에서 직각을 이루는 2 개의 면중 한면에 부착된다. 홀로그램 기록용 유리판을 프리즘에 부착시킬때는 굴절률 정합액을 사용하는데, 굴절률 정합액은 그 굴절률이 프리즘의 굴절률과 같다. 홀로그램 기록용 유리판에 코팅된 기록 물질은 동일한 광원으로부터 분할된 두 개의 비임에 의해 노광된다.

홀로그램 마스크를 제작하기 위한 광원은 가간섭성(coherence)을 가지며, 그러한 광원으로부터 발생된 비임은 비임 스프리터(beam splitter)에 의해 두 개의 비임으로 분할된다. 두 개의 비임중 하나는 물체파(object beam)가 되고, 다른 하나는 기준파(reference beam)가 된다. 비임 스프리터에 의해 형성된 물체파는 집속 렌즈를 통해 집속되고, 미러에 의해 반사되어 미세한 패턴이 형성되어 있는 크롬 마스크를 통해서 유리판에 코팅된 홀로그램 기록 물질에 수직으로 입사된다.

한편, 기준파는 홀로그램 기록 물질에 도달하였을 때 물체파와 간섭을 일으키게 된다. 기준파는 프리즘의 직각이 아닌 면을 통해 수직으로 입사되며, 따라서 유리판이 부착된 직각면에 대해서는 45 도의 각도로 입사된다. 기준파는 유리판 위에 코팅된 홀로그램 기록 물질과 공기와의 경계층에서 전반사를 일으키게 된다. 이때 홀로그램 기록 물질층에서는 위에 설명된 물체파와 기준파가 상호 간섭되어 홀로그램 회절발(grating)이 나타나고, 이러한 홀로그램 회절발은 기록 물질의 굴절률 변조에 의해 홀로그램 기록 물질에 기록된다. 유리판의 기록 물질에 기록된 홀로그램은 후공정에서 원자외선의 소나기 노광(flood exposure)에 의해 안정화됨으로써 홀로그램 마스크가 완성된다.

홀로그램 이메이지를 웨이퍼에 재생하는 공정은 위와 같이 제작된 홀로그램 마스크를 이용하여 진행된다. 우선, 홀로그램 마스크를 프리즘에 부착하게 되는데, 이때 홀로그램 마스크의 제작시 위치에 대하여 180 도로 회전시킨 상태로 부착한다. 또한 홀로그램 마스크의 제작시와 마찬가지로 굴절률 정합액을 사용하여 마스크를 부착시킨다. 웨이퍼의 위치는 홀로그램 마스크의 제작시에 크롬 마스크의 위치에 해당한다. 즉, 홀로그램 마스크의 제작시에 물체파가 통과했던 크롬 마스크의 위치에 웨이퍼를 배치하여야 하는데, 웨이퍼의 위치와 높이를 제어할 수 있도록 별도의 정렬계와 자동 초점 장치를 이용한다. 위에 설명된 바와 같이 웨이퍼와 홀로그램 마스크를 마련한 후에, 재생파(reproduction)를 입사한다. 재생파는 프리즘에 부착된 홀로그램 마스크를 통과할 때 회절됨으로써, 해당 회절광이 웨이퍼 면에 입사된다. 회절광은 웨이퍼에 코팅된 기록 물질에 결상되어 1:1의 비율로 원래의 크롬 마스크에 형성된 미세 패턴을 재생하게 된다.

위에 설명된 종래 기술의 웨이퍼 노광 장치 및 노광 방법은 다음과 같은 문제점을 가진다.

첫째, 웨이퍼의 노광 공정에서는 홀로그램 마스크를 제작하거나 홀로그램 이메이지를 웨이퍼에 재생할 때 기준파 또는 재생파가 프리즘 내부에서 전반사될 수 있도록 직각 프리즘을 사용하게 된다. 또한 프리즘에 대한 크롬 마스크 또는 웨이퍼의 위치를 정렬하기 위해서 정렬계와 자동 초점 장치를 필요로 한다. 이때 정렬계 및 자동 초점 장치도 정렬용 비임을 이용하여 프리즘과 크롬 마스크 또는 웨이퍼의 상대 위치를 정렬하게 되며, 정렬용 비임도 프리즘을 통해서 입사되어 45 도 각도로 굴절된다. 따라서 정확한 정렬을 위해서는 프리즘의 직각면을 정확한 정도(精度)로 가공할 필요성이 있으며, 이것이 매우 곤란한 작업이다. 더욱이 직각 프리즘에는 실제의 노광 작업에 사용되지 않는 불필요한 부분이 포함된다는 문제점이 있다.

둘째, 기록용 물질이 코팅된 유리판과 그로부터 제작된 홀로그램 마스크는 프리즘의 일측면에 굴절율 정합액을 이용하여 부착되는데, 굴절율 정합액은 휘발성이 강하다. 따라서 노광 공정중에 굴절율 정합액을 지속적으로 보충하여 주어야 하며, 만일 적절한 굴절율 정합액의 보충이 이루어지지 않으면 홀로그램 이메이지의 재생중에 오차를 유발할 가능성이 있다.

본 발명은 위와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 육각 프리즘을 이용하는 웨이퍼 노광 장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 프리즘과 일체로 제작된 홀로그램 마스크를 이용하는 웨이퍼 노광 장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 육각 프리즘 및, 육각 프리즘과 일체로 제작된 홀로그램 마스크를 이용한 웨이퍼 노광 장치에 의해 웨이퍼를 노광시키는 방법을 제공하는 것이다.

도 1은 본 발명에 따른 웨이퍼 노광 장치의 일부를 도시하는 개략적인 설명도.

도 2는 본 발명에 따른 웨이퍼 노광 장치의 다른 일부를 도시하는 개략적인 설명도.

도 3은 도 1 및 도 2에 사용된 프리즘에 대한 단면도.

＊ 도면의 주요 부호에 대한 간단한 설명

11.11'. 광원 12. 비임 스프리터

13. 집광 렌즈 14. 결상 렌즈

15. 미러 16. 크롬 마스크

17. 홀로그램 기록 물질 18. 프리즘

19. 집광 렌즈 20. 결상 렌즈

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따르면, 홀로그램 마스크 제작용 비임과 웨이퍼 노광용 비임을 발생하는 광원, 상기 광원으로부터 발생되는 홀로그램 마스크 제작용 비임을 물체파와 기준파로 분리하는 비임 스프리터 수단, 육각형 단면을 가지며 상기 육각형을 이루는 변들중 하나에 해당하는 제 1 면에 홀로그램 기록용 물질이 코팅되는 프리즘 부재, 상기 프리즘의 제 1 면에 대향하도록 배치된 크롬 마스크 부재, 상기 크롬 마스크 부재를 통해서 상기 프리즘 부재의 제 1 면에 코팅된 상기 홀로그램 기록용 물질에 상기 물체파를 유도하는 제 1 광학계, 상기 프리즘 부재의 다른 제 2 면을 통해서 상기 기준파를 유도하는 제 2 광학계, 상기 프리즘 부재의 제 1 면에 코팅된 상기 홀로그램 기록용 물질을 감광시키고 이를 안정화시킴으로써 상기 프리즘 부재와 일체로 제작되는 홀로그램 마스크 및, 상기 크롬 마스크 부재의 위치에 상기 크롬 마스크 부재를 대체하여 배치된 웨이퍼상의 홀로그램 기록용 물질을 노광시킬 수 있도록, 상기 홀로그램 마스크를 통해 웨이퍼 노광용 비임을 유도하는 제 3 광학계를 포함하는 웨이퍼 노광 장치가 제공된다.

본 발명의 일 특징에 따르면, 상기 광원으로부터 발생되는 홀로그램 마스크 제작용 비임과 웨이퍼 노광용 비임은 파장이 원자외선 영역의 248 nm 이다.

본 발명의 다른 특징에 따르면, 상기 물체파는 비임 스프리터를 투과함으로써 형성되고, 상기 기준파는 비임 스프리터에 의해 반사됨으로써 형성된다.

본 발명의 다른 특징에 따르면, 상기 프리즘 부재의 단면은 평행한 장변과 단변, 상기 장변의 양단으로부터 각각 직각으로 연장되는 평행한 한쌍의 등변 및, 상기 한쌍의 등변의 일단으로부터 상기 단변의 양단으로 각각 연장되는 제 1 및 제 2 경사변에 의해서 형성되는 육각형이다.

본 발명의 다른 특징에 따르면, 상기 홀로그램 기록용 기록용 물질이 코팅되는 상기 프리즘 부재의 제 1 면은 상기 프리즘 부재의 장변에 해당하는 면이다.

본 발명의 다른 특징에 따르면, 상기 기준파는 상기 프리즘 부재의 제 1 경사변에 해당하는 면을 통해서 입사되어, 상기 프리즘 부재의 장변에 해당하는 면에 코팅된 홀로그램 기록용 물질에 도달한다.

본 발명의 다른 특징에 따르면, 상기 기준파는 상기 프리즘 부재의 제 1 경사변에 해당하는 면에 대하여 수직으로 입사되며, 상기 프리즘 부재의 제 1 경사변은, 상기 홀로그램 기록용 물질과 공기와의 경계면에 상기 기준파가 도달하였을때 내부 전반사가 발생하는 소정의 각도로, 상기 프리즘 부재의 장변의 연장선에 대하여 경사진 것이다.

본 발명의 다른 특징에 따르면, 상기 프리즘 부재의 제 1 및 제 2 경사변은 상기 프리즘 부재의 장변의 연장선에 대하여 45 도 각도로 경사진 것이다.

본 발명의 다른 특징에 따르면, 상기 웨이퍼 노광용 비임은, 상기 홀로그램 마스크와 일체인 프리즘 부재의 제 2 경사변에 해당하는 면을 통해서 입사된다.

본 발명의 다른 특징에 따르면, 상기 제 1 광학계는 상기 비임 스프리터를 투과한 물체파를 확대 시준시키는 제 1 집광 렌즈 및 제 1 결상 렌즈와, 상기 물체파가 상기 크롬 마스크 부재에 입사되도록 반사시키는 제 1 미러를 구비한다.

본 발명의 다른 특징에 따르면, 상기 제 2 광학계는 상기 비임 스프리터에 의해 반사된 기준파를 확대 시준시키는 제 2 집광 렌즈 및 제 2 결상 렌즈와, 상기 기준파가 상기 프리즘 부재의 제 1 경사변에 해당하는 면에 입사되도록 반사시키는 제 2 미러를 구비한다.

본 발명의 다른 특징에 따르면, 상기 제 3 광학계는 상기 광원으로부터 발생된 웨이퍼 노광용 비임의 경로를 변경시키는 제 3 미러와, 상기 웨이퍼 노광용 비임을 확대 시준시키는 제 3 집광 렌즈 및 제 3 결상 렌즈와, 상기 웨이퍼 노광용 비임을 홀로그램 마스크와 일체인 프리즘 부재의 제 2 경사변에 해당하는 면에 입사되도록 반사시키는 제 4 미러를 구비한다.

또한 본 발명에 따르면, 평행한 한쌍의 장변과 단변, 상기 장변의 양단으로부터 각각 수직으로 연장되는 한쌍의 평행한 등변 및, 상기 한쌍의 평행한 등변의 일단으로부터 상기 단변의 양단으로 각각 경사지게 연장되는 제 1 경사변 및 제 2 경사변으로 이루어지는 육각형의 단면을 가지는 프리즘 부재의 장변에 해당하는 제 1 면에 홀로그램 기록용 물질을 코팅하고, 상기 제 1 면에 대향하도록 배치된 크롬 마스크를 통해서 물체파를 입사하며, 상기 홀로그램 기록용 물질과 공기의 경계에서 내부 전반사가 발생하도록 상기 프리즘 부재의 제 1 경사변에 해당하는 면을 통해서 기준파를 입사함으로써 상기 프리즘 부재와 일체로 홀로그램 마스크를 제작하는 단계 및, 상기 크롬 마스크 부재가 배치되었던 위치에 홀로그램 기록용 물질이 코팅된 웨이퍼를 대체하여 배치하고, 상기 프리즘 부재와 일체로 제작된 홀로그램 마스크를 최초의 위치로부터 180 도 회전시키고, 상기 프리즘 부재의 제 2 경사변에 해당하는 면을 통해서 웨이퍼 노광용 비임을 입사함으로써 상기 웨이퍼의 홀로그램 기록용 물질을 노광시키는 단계를 포함하는 웨이퍼 노광 방법이 제공된다.

이하 본 발명을 첨부된 도면에 도시된 일 실시예를 참고로 보다 상세히 설명하기로 한다.

도 1에는 본 발명에 따른 웨이퍼 노광 장치의 일부에 대한 개략적인 설명도가 도시되어 있으며, 이것은 홀로그램 마스크 제작을 위한 것이다. 한편 도 2에는 본 발명에 따른 웨이퍼 노광 장치의 다른 일부에 대한 개략적인 설명도가 도시되어 있으며, 이것은 웨이퍼에 홀로그램 이메이지를 재생하기 위한 것이다. 도 1 및 도 2에 도시된 각각의 구성 요소들은 단일의 웨이퍼 노광 장치에 구현될 수 있다.

도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 노광 장치는, 비임을 발생시키는 광원(11)과, 상기 광원(11)으로부터 입사된 비임을 물체파와 기준파로 분할하는 비임 스프리터(12)와, 상기 물체파가 통과하는 크롬 마스크(16)와, 육각형 단면을 가지는 프리즘(18)과, 상기 비임 스프리터(12)에 의해 분할된 물체파를 상기 크롬 마스크(16)로 유도하도록 렌즈(13,14) 및 미러(15)를 가지는 제 1 광학계와, 상기 비임 스프리터(12)에 의해 분할된 기준파를 상기 프리즘의 일측면을 통해 유동하도록 렌즈(19,20) 및 미러(21)를 가지는 제 2 광학계를 포함한다.

광원(11)으로부터 발생되는 비임은 레이저 비임으로서, 본 발명에서는 레이저 비임의 파장이 248nm 인 것을 이용한다. 이것은 종래 기술에서 사용되던 레이저 비임의 파장이 364nm 인 것에 비해서, 파장이 더 짧은 원자외선 영역의 비임을 사용함으로써 집적도를 높일 수 있게 한 것이다.

광원(11)으로부터 발생된 비임의 일부는 비임 스프리터(12)를 통해서 투과되고 일부는 반사된다. 비임 스프리터(12)를 통해 투과된 비임은 도면 번호 12a 로 지시되었으며, 이것은 위에서 설명된 물체파가 된다. 한편, 비임 스프리터(12)에 의해 반사된 비임은 도면 번호 12b로 지시되었으며, 이것은 위에서 설명된 기준파가 된다.

물체파(12a)는 제 1 광학계를 통해서 크롬 마스크(16)로 유도된다. 제 1 광학계에는 집광 렌즈(13), 결상 렌즈(14) 및 미러(15)가 포함된다. 물체파(12a)는 집광 렌즈(13)와 결상 렌즈(14)에 의해 확대 시준되며, 미러(15)에 의해 반사되어 크롬 마스크(16)에 수직으로 입사된다. 크롬 마스크(16)에는 미세한 패턴이 형성되어 있으며, 크롬 마스크(16)를 통과한 물체파는 마스크의 투과성을 가진 패턴의 위상과 강도 정보를 가지고 프리즘(18)의 일면에 입사된다.

도 3에는 도 1 및 도 2에 도시된 프리즘(18)의 단면이 보다 상세하게 도시되어 있다.

도면을 참조하면, 프리즘(18)은 단면이 육각형으로 형성된다. 육각형은 두쌍의 평행한 대변(31,31',32,32')과, 경사진 다른 두변(33,33')으로 형성된다. 한쌍의 평행한 대변은 길이가 서로 다른 장변(31)과 단변(31')으로 형성되고, 다른 한쌍의 평행한 대변은 길이가 같은 등변(32,32')으로 형성된다. 한쌍의 평행한 등변(32,32')은 상기 장변(31)의 양단으로부터 각각 직각으로 연장된다. 또한 제 1 및 제 2 경사변(33,33')은 상기 한쌍의 평행한 등변(32,32')의 타단으로터 상기 단변(31')의 양단으로 각각 연장된다. 제 1 및 제 2 경사변(33,33')은 경사변에 해당하는 프리즘(18)의 면을 통해서 수직으로 입사되는 비임이 장변(31)에 코팅된 홀로그램 기록 물질에 대하여 내부 전반사될 수 있는 각도를 가져야 하며, 바람직스럽게는 상기 장변(31)의 연장선에 대하여 각각 45 도의 각도를 형성한다.

다시 도 1을 참조하면, 육각 프리즘(18)의 일면에는 홀로그램 기록용 물질(17)이 코팅된다. 홀로그램 기록용 물질(17)은 입사되는 비임에 감광성을 가지는 포토레지스트이며, 홀로그램 기록용 물질(17)이 코팅되는 프리즘(18)의 면은 도 3을 참고하여 설명된 장변(31)에 해당하는 면이다. 제 1 광학계의 미러(15)에 의해 반사된 물체파는 크롬 마스크(16)를 투과하여 프리즘(18)의 장변에 해당하는 일면에 코팅된 홀로그램 기록용 물질(17)을 감광시킨다.

한편, 비임 스프리터(12)에 의해 반사된 기준파(12b)는 제 2 광학계를 통해 프리즘(18)에 입사된다. 기준파(12b)는 집광 렌즈(19)와 결상 렌즈(10)에 의해 확대 시준되고, 미러(21)에 의해 반사됨으로써 프리즘(18)에 입사되다. 기준파(12b)는 도 3에서 설명된 프리즘(18)의 제 1 경사변(33')에 해당하는 면을 통해서 프리즘(18)의 내부로 입사된다. 프리즘(18)의 제 1 경사변(33')에 해당하는 면을 통해 입사된 기준파(12b)는 프리즘(18)의 일면에 코팅된 홀로그램 기록 물질(17)과 공기층의 경계에서 내부 전반사를 일으킨다. 즉, 물체파(12a)는 홀로그램 기록 물질(17)의 표면에 수직으로 입사되며, 기준파(12b)는 홀로그램 기록 물질(17)의 표면에서 전반사됨으로써, 물체파(12a)와 기준파(12b)가 홀로그램 기록 물질(17)의 표면에서 서로 간섭하게 된다.

위와 같은 물체파(12a)와 기준파(12b)의 상호 간섭 현상은 홀로그램 회절발을(hologram grating)을 형성하며, 이러한 홀로그램 회절발의 패턴은 홀로그램 기록 물질(17)에 기록된다. 홀로그램 기록 물질(17)에 기록된 소정 패턴은 현상 처리에 의해 프리즘(18)과 일체화된 홀로그램 마스크를 형성한다.

도 2를 참조하면, 이것은 도 1을 참고하여 그 제작 과정이 설명되었던 프리즘 일체형 홀로그램 마스크를 이용하여 웨이퍼에 홀로그램 이메이지를 재생하는 것을 나타낸 것이다.

도면을 참조하면, 본 발명에 따른 노광 장치는, 비임을 발생시키는 광원(11')과, 상기 광원(11)으로부터 발생된 비임을 홀로그램 마스크(27)로 유도하는 제 3 광학계를 포함한다. 웨이퍼(26)는 도 1에서 크롬 마스크가 배치되었던 위치에 정렬되며, 웨이퍼(26)가 홀로그램 마스크(17)를 대향하는 면에는 감광성을 가지는 포토폴리머가 코팅되어 있다.

광원(11')으로부터 발생되는 비임은 그 파장이 원자외선 영역에 해당하는 248 nm 인 것이 바람직스러우며, 광원(11')은 도 1에 도시된 것과 동일한 것을 사용해도 된다. 제 3 광학계는 미러(22,25)와, 집광 렌즈(23) 및, 결상 렌즈(24)를 구비하며, 제 3 광학계를 통해서 재생파(22a)는 홀로그램 마스크(27)로 입사된다.

위에서 설명한 바와 같이, 홀로그램 마스크(27)는 육각형 프리즘(18)의 장변(31, 도 3)에 코팅된 홀로그램 기록 물질을 소정 패턴으로 기록한 홀로그램(17')을 구비하는 것으로서, 소정 패턴을 가진 홀로그램과 프리즘(18)이 일체화된 것이다. 이러한 홀로그램 마스크(27)는 도 1에서 설명된 홀로그램 제작시의 프리즘(18)의 위치로부터 180 도로 회전된 상태로 배치된다. 따라서 재생파(22a)는 프리즘(18)의 제 2 경사변(33, 도 3)에 해당하는 면을 통해 입사되며, 홀로그램(17')에 도달했을 때 회절된다. 회절된 재생파(22b)는 웨이퍼(26)에 코팅된 포토레지스터를 감광시킴으로써 웨이퍼(26)의 표면에 홀로그램의 재생상이 결상될 수 있다.

본 발명에 따른 웨이퍼 노광 장치 및 그에 의한 웨이퍼 노광 방법은 육각형 프리즘을 이용하여 제작된 홀로그램 마스크를 이용하므로 자동 초점 장치의 초점 정렬용 비임의 입사가 용이해지며, 따라서 프리즘에 대한 크롬 마스크 및 웨이퍼의 정렬이 용이해진다는 장점을 가진다. 또한 홀로그램 마스크는 프리즘의 일면에 형성되므로, 굴절율 정합액의 배제된다. 웨이퍼를 재생광으로 노광시킬때는 재생광이 육각형 프리즘의 경사변중 하나를 이루는 면을 통해서 장변으로 입사되므로 프리즘 체적당 홀로그램을 만들 수 있는 면적이 증가한다.

본 발명은 도면에 도시된 일 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 해당 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 수 있을 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 보호 범위는 첨부된 청구 범위에 의해서만 정해져야 할 것이다.

Claims (13)

1. 홀로그램 마스크 제작용 비임과 웨이퍼 노광용 비임을 발생하는 광원,

   상기 광원으로부터 발생되는 홀로그램 마스크 제작용 비임을 물체파와 기준파로 분리하는 비임 스프리터 수단,

   육각형 단면을 가지며 상기 육각형을 이루는 변들중 하나에 해당하는 제 1 면에 홀로그램 기록용 물질이 코팅되는 프리즘 부재,

   상기 프리즘의 제 1 면에 대향하도록 배치된 크롬 마스크 부재,

   상기 크롬 마스크 부재를 통해서 상기 프리즘 부재의 제 1 면에 코팅된 상기 홀로그램 기록용 물질에 상기 물체파를 유도하는 제 1 광학계,

   상기 프리즘 부재의 다른 제 2 면을 통해서 상기 기준파를 유도하는 제 2 광학계,

   상기 프리즘 부재의 제 1 면에 코팅된 상기 홀로그램 기록용 물질을 감광시키고 이를 안정화시킴으로써 상기 프리즘 부재와 일체로 제작되는 홀로그램 마스크 및,

   상기 크롬 마스크 부재의 위치에 상기 크롬 마스크 부재를 대체하여 배치된 웨이퍼상의 홀로그램 기록용 물질을 노광시킬 수 있도록, 상기 홀로그램 마스크를 통해 웨이퍼 노광용 비임을 유도하는 제 3 광학계를 포함하는 웨이퍼 노광 장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 광원으로부터 발생되는 홀로그램 마스크 제작용 비임과 웨이퍼 노광용 비임은 파장이 원자외선 영역의 248 nm 인 것을 특징으로 하는 웨이퍼 노광 장치.
3. 제1항에 있어서, 상기 물체파는 비임 스프리터를 투과함으로써 형성되고, 상기 기준파는 비임 스프리터에 의해 반사됨으로써 형성되는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 노광 장치.
4. 제1항에 있어서, 상기 프리즘 부재의 단면은 평행한 장변과 단변, 상기 장변의 양단으로부터 각각 직각으로 연장되는 평행한 한쌍의 등변 및, 상기 한쌍의 등변의 일단으로부터 상기 단변의 양단으로 각각 연장되는 제 1 및 제 2 경사변에 의해서 형성되는 육각형으로 것을 특징으로 하는 웨이퍼 노광 장치.
5. 제4항에 있어서, 상기 홀로그램 기록용 기록용 물질이 코팅되는 상기 프리즘 부재의 제 1 면은 상기 프리즘 부재의 장변에 해당하는 면인 것을 특징으로 하는 웨이퍼 노광 장치.
6. 제5항에 있어서, 상기 기준파는 상기 프리즘 부재의 제 1 경사변에 해당하는 면을 통해서 입사되어, 상기 프리즘 부재의 장변에 해당하는 면에 코팅된 홀로그램 기록용 물질에 도달하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 노광 장치.
7. 제5항에 있어서, 상기 기준파는 상기 프리즘 부재의 제 1 경사변에 해당하는 면에 대하여 수직으로 입사되며, 상기 프리즘 부재의 제 1 경사변은, 상기 홀로그램 기록용 물질과 공기와의 경계면에 상기 기준파가 도달하였을때 내부 전반사가 발생하는 소정의 각도로, 상기 프리즘 부재의 장변의 연장선에 대하여 경사진 것을 특징으로 하는 웨이퍼 노광 장치.
8. 제7항에 있어서, 상기 프리즘 부재의 제 1 및 제 2 경사변은 상기 프리즘 부재의 장변의 연장선에 대하여 45 도 각도로 경사진 것을 특징으로 하는 웨이퍼 노광 장치.
9. 제1항에 있어서, 상기 웨이퍼 노광용 비임은, 상기 홀로그램 마스크와 일체인 프리즘 부재의 제 2 경사변에 해당하는 면을 통해서 입사되는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 노광 장치.
10. 제1항에 있어서, 상기 제 1 광학계는 상기 비임 스프리터를 투과한 물체파를 확대 시준시키는 제 1 집광 렌즈 및 제 1 결상 렌즈와, 상기 물체파가 상기 크롬 마스크 부재에 입사되도록 반사시키는 제 1 미러를 구비하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 노광 장치.
11. 제1항에 있어서, 상기 제 2 광학계는 상기 비임 스프리터에 의해 반사된 기준파를 확대 시준시키는 제 2 집광 렌즈 및 제 2 결상 렌즈와, 상기 기준파가 상기 프리즘 부재의 제 1 경사변에 해당하는 면에 입사되도록 반사시키는 제 2 미러를 구비하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 노광 장치.
12. 제1항에 있어서, 상기 제 3 광학계는 상기 광원으로부터 발생된 웨이퍼 노광용 비임의 경로를 변경시키는 제 3 미러와, 상기 웨이퍼 노광용 비임을 확대 시준시키는 제 3 집광 렌즈 및 제 3 결상 렌즈와, 상기 웨이퍼 노광용 비임을 홀로그램 마스크와 일체인 프리즘 부재의 제 2 경사변에 해당하는 면에 입사되도록 반사시키는 제 4 미러를 구비하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 노광 장치.
13. 평행한 한쌍의 장변과 단변, 상기 장변의 양단으로부터 각각 수직으로 연장되는 한쌍의 평행한 등변 및, 상기 한쌍의 평행한 등변의 일단으로부터 상기 단변의 양단으로 각각 경사지게 연장되는 제 1 경사변 및 제 2 경사변으로 이루어지는 육각형의 단면을 가지는 프리즘 부재의 장변에 해당하는 제 1 면에 홀로그램 기록용 물질을 코팅하고, 상기 제 1 면에 대향하도록 배치된 크롬 마스크를 통해서 물체파를 입사하며, 상기 홀로그램 기록용 물질과 공기의 경계에서 내부 전반사가 발생하도록 상기 프리즘 부재의 제 1 경사변에 해당하는 면을 통해서 기준파를 입사함으로써 상기 프리즘 부재와 일체로 홀로그램 마스크를 제작하는 단계 및,

    상기 크롬 마스크 부재가 배치되었던 위치에 홀로그램 기록용 물질이 코팅된 웨이퍼를 대체하여 배치하고, 상기 프리즘 부재와 일체로 제작된 홀로그램 마스크를 최초의 위치로부터 180 도 회전시키고, 상기 프리즘 부재의 제 2 경사변에 해당하는 면을 통해서 웨이퍼 노광용 비임을 입사함으로써 상기 웨이퍼의 홀로그램 기록용 물질을 노광시키는 단계를 포함하는 웨이퍼 노광 방법.