KR20010015157A - 노광장치 및 디바이스의 제조방법 - Google Patents

노광장치 및 디바이스의 제조방법 Download PDF

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KR20010015157A
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Abstract

소정의 패턴을 기판상에 프린트하기 위한 노광장치는, 기판의 복수의 장착방향에 대응하도록 배열된 기판유지수단을 구비한 것을 특징으로 한다. 이것에 의해, 기판의 장착방향에 관계없이 기판의 노광을 행할 수 있어, 기판상에 프린트될 패턴레이아웃의 자유도가 충분히 확대되고, 패턴레이아웃의 최적화를 확보할 수 있다.

Description

노광장치 및 디바이스의 제조방법{EXPOSURE APPRATUS AND DEVICE MANUFACTURING METHOD}
본 발명은 소정의 패턴을 기판상에 리소그라피방식으로 프린트(즉, 노광)하기 위한 노광장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 원판상에 형성되어 있는 패턴을, 투영계를 통해서 기판스테이지상에 유지된 기판상에 투영노광하는 노광장치에 있어서의 기판유지장치 및 기판유지방법에 관한 것이다.
종래의 노광장치에 있어서는, 기판을 일정방향으로 기판스테이지위에 놓아 장착하고 있다.
한편, 노광장치, 특히 주사형 노광장치에 있어서는, 노광영역의 가로방향폭은 노광슬릿폭의 길이에 의해 결정되고, 해당 노광영역의 세로방향폭은 주사거리에 의해 결정되고 있다, 또, 상기 슬릿폭의 길이는 고정되어 있으므로, 기판장착방향이 한 방향으로 고정되어 있어, 노광되는 패턴레이아웃에 커다란 제한이 있다고 하는 불편이 있었다.
이러한 패턴레이아웃에 대한 바람직하지 않은 제한은 비주사형 노광장치에 있어서도 초래된다.
본 발명의 목적은 상기 문제를 해소하기 위한 것이다.
본 발명에 의하면, 상기 문제는 하기 어느 한 항의 특징에 의해 해소될 수 있다.
(1) 소정의 패턴을 기판상에 프린트하기 위한 노광장치는, 기판의 복수의 장착방향에 대응하도록 배열된 기판유지수단을 구비한 것을 특징으로 한다.
(2) 상기 기판유지수단은, 상기 기판의 복수의 장착위치에 대해서 각각 배치된, 기판위치검출용의 센서수단과 기판흡착용의 진공수단을 구비한다.
(3) 상기 기판유지수단은 어느(즉, 소정의) 기판장착방향에 대응해서 작동가능한 진공수단을 구비한다.
(4) 상기 기판장착방향은 세로방향 및 가로방향의 어느 한 방향이다.
(5) 상기 진공수단은, 소정의 방향을 따라 장착된 기판의 대각선방향을 따라 실제로 배치된 복수의 진공소자를 포함한다.
(6) 소정의 패턴을 기판상에 프린트하기 위한 노광장치는, 기판이 장착되는 방향을 판별하기 위한 판별수단과, 기판의 복수의 장착방향에 대응하도록 배치된 기판유지수단을 구비한 것을 특징으로 한다.
(7) 상기 판별수단은 상기 노광장치의 외부로부터의 입력에 응답한다.
(8) 상기 판별수단에 의한 기판장착방향의 판별은 자동적으로 수행된다.
(9) 상기 기판유지수단은, 기판의 장착위치에 대응해서 배치된 진공센서를 포함한다.
(10) 상기 노광장치는, 원판이 놓여 있는 마스크스테이지와 상기 기판이 장착되어 있는 기판스테이지를 동시에 구동시켜, 원판상에 형성되어 있는 패턴을 상기 기판상에 주사전사하는 주사형 노광장치인 것을 특징으로 하는 노광장치이다.
(11) 상기 (1)항에 기재된 노광장치를 이용해서 디바이스를 제조하는 것을 특징으로 하는 디바이스제조방법.
상기 구성에 의하면, 기판의 장착방향에 관계없이 노광을 행할 수 있다.
본 발명의 상기 및 기타 목적과, 특징 및 이점 등은 첨부도면과 관련하여 취한 이하의 바람직한 실시형태예의 설명을 고려하면 더욱 명백해질 것이다.
도 1은 본 발명의 일실시형태예에 의한 기판유지장치의 개략도
도 2는 본 발명의 일실시형태예에 의한 주사노광장치의 개략도
도 3은 본 발명의 일실시형태예에 의한 순서도
도 4(a) 및 도 4(b)는 각각 패널레이아웃예의 개략도
도 5는 반도체디바이스의 제조방법의 순서도
도 6은 웨이퍼처리공정의 상세를 표시한 순서도
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
1, 207: 기판 100: 기판처리장치
101: 외부입력장치 102: 기억수단
103: 장착방향지정회로 104: 기판스테이지
105, 107: 센서 106, 108, 109: 진공구멍
110: 진공센서 201: 조명광학계
202: 관찰광학계 203: 원판(마스크)
2.4: 마스크스테이지 205: 본체구조체
206: 투영광학계 209, 210: 레이저간섭계
211, 212: 모터 213: 제어회로
214: 화상처리장치 403: 노광슬릿
404: 패턴
이하, 첨부도면을 참조해서 본 발명의 바람직한 실시형태예에 대해 설명한다.
[제 1실시형태예]
도 1은 본 발명에 의한 기본 구성을 설명하기 위한 개략도이다. 도 1에 있어서, 외부입력장치(101)에 의해 기판스테이지(기판유지수단)(104)상에 장착될 기판(1)을 세로(수직)방향 또는 가로(수평)방향을 따라 놓는 것을 지정하는 입력신호가 공급되고, 이와 같이 공급된 데이터는, 기판처리장치(100)내의 기억수단(102)에 보존되며, 이와 같이 해서 보존된 데이터는 장착방향지정회로(103)에서 판단된다. 그 판단결과에 따라, 기판스테이지(104)상의 각 센서(105), (107) 및 진공구멍(106), (108), (109)이 제어된다. 센서(105), (107)는 각각 이상적인 장착위치를 참조해서 기판의 현재의 장작위치의 일탈량을 계측한다. 다음에, 이들 센서에 의해 계측된 일탈량은 노광조작에 의해 보정됨으로써, 기판(1)은 이상적인 위치에 유지될 수 있게 된다.
진공구멍(106), (108) 및 (109)은 기판스테이지(104)상에 놓인 기판(1)을 고정해서 유지한다. 진공구멍(106)은 기판스테이지(105)상에 가로방향으로 놓인 기판(1)을 흡착하고, 또한, 이들은 실제로 기판의 대각선을 따라 배치되어 있다. 진공구멍(108)은 세로방향으로 놓인 기판(1)을 흡착하고, 또한, 이들은 실제로 기판의 대각선을 따라 배치되어 있다. 진공구멍(109)은 가로방향장착 및 세로방향장착의 양 경우의 기판(1)을 흡착한다. (110)은 진공흡인상태를 검출하는 진공센서이다.
외부입력장치(101)로부터 세로방향장착지령이 인가된 경우에는, 3개의 세로방향장착센서(107), 2개의 세로방향장착센서 및 3개의 공통진공구멍(109)이 제어된다. 한편, 외부입력장치(101)로부터 가로방향장착지령이 입력되면, 3개의 가로방향장착센서(105), 2개의 가로방향장착진공구멍(106) 및 3개의 공통진공구멍(109)이 제어된다.
이하, 이 동작을 더욱 상세히 설명한다.
외부입력장치(101)에 세로방향장착정보가 입력되면, 이 정보는 기억수단(102)에 기억되고, 이와 같이 해서 보존(즉, 기억)된 정보는 장착방향지정회로(103)에서 판단된다. 이 경우, 외부입력장치(101)에 공급된 정보는, 기판을 세로방향으로 장착하는 것에 관한 것이므로, 상기 지정회로(103)는, 도시하지 않은 기판반송장치로, 기판을 세로방향으로 장착하기 위한 해당 정보를 공급한다. 이에 응해서, 기판반송장치는, 기판(1)을 반송하여, 기판스테이지(104)상에 해당 기판을 도면에 실선으로 표시한 바와 같은 세로방향위치로 장착한다.
한편, 장착방향지정회로(103)는 3개의 세로방향장착센서(107)를 작동상태로 동작시키는 동시에 각 진공구멍(108), (109)을 작동상태로 동작시킨다. 그 결과, 도면에 실선으로 표시한 위치에 놓인 기판(1)은, 각 포트(108), (109)에 흡인됨으로써, 장착위치에 고정유지된다.
이와 같이 해서 장착된 기판(1)이 이상적인 위치가 아닌 경우, 세로방향장착센서(107)는 이상적인 상태에 대한 일탈신호를 제어회로(도시생략)로 공급한다. 이에 응해서, 제어회로는 기판스테이지(104)를 작동기(도시생략)를 통해 제어해서, 기판(1)을 이상적인 위치에 정확히 위치시킬 수 있도록 한다.
이하, 외부입력장치(101)에 가로방향장착정보가 공급되는 동작을 상세히 설명한다.
외부입력장치(101)에 가로방향장착정보가 공급되면, 해당 정보는 기억수단(102)에 기억되고, 이와 같이 해서 기억된 정보는 장착방향지정회로(103)에서 판단된다. 이 경우, 외부입력장치(101)에 공급된 정보는, 기판을 가로방향으로 장착하는 것에 관한 것이므로, 상기 지정회로(103)는, 도시하지 않은 기판반송장치로, 기판을 가로방향으로 장착하기 위한 해당 정보를 공급한다. 이에 응해서, 기판반송장치는, 기판(1)을 반송하여, 기판스테이지(104)상에 해당 기판을 도면에 파선으로 표시한 바와 같은 가로방향위치로 장착한다.
한편, 장착방향지정회로(103)는 3개의 가로방향장착센서(105)를 작동상태로 동작시키는 동시에 각 진공구멍(106), (109)을 작동상태로 동작시킨다. 그 결과, 도면에 파선으로 표시한 위치에 놓인 기판(1)은 각 구멍(106), (109)에 흡인되어, 장착위치에 고정유지된다.
이와 같이 해서 장착된 기판(1)이 이상적인 위치가 아니면, 가로방향장착센서(105)는 이상적인 상태에 대한 일탈신호를 제어회로(도시생략)로 공급한다. 이에 응해서, 제어회로는 기판스테이지(104)를 작동기(도시생략)를 통해 제어해서, 기판(1)을 이상적인 위치에 정확히 위치시킬 수 있도록 한다.
도 2는 주사형 노광장치의 개략도이다. 도 2에 있어서, (203)은 기판(207)에 전사될, 예를 들면 액정패널화소 등의 패턴이 형성되어 있는 원판이다. (204)는 마스크를 탑재하고, X, Y 및 θ방향으로 이동가능하며, Y방향을 따른 주사노광가능을 지닌 마스크스테이지이다. (207)은 액정표시판을 제조하기 위한, 예를 들면 트랜지스터 등의 패턴이 통상의 리소그라피프로세스에 의해 형성되는 유리기판이다. (208)은 상기 기판(207)을 유지하고, X, Y 및 θ방향으로 이동가능하며, Y방향을 따른 주사노광기능을 지닌 기판스테이지이다.
(206)은 예를 들면 오목거울 및 볼록거울을 지닌 미러(mirror)계를 포함하는 투영광학계로, 마스크스테이지(204)에 의해 소정의 위치에 위치결정된 마스크(203)상에 형성되어 있는 패턴을 기판(207)상에 투영한다. (201)은, 소정 파장의 광으로 노광위치에 놓인 마스크(203)를 조명하는 조명광학계로, 마스크(203)의 패턴을 기판(207)상에 형성된 감광층상에 리소그라피방식으로 전사하는 기능을 지닌다. (205)는 기판스테이지(208)와 마스크스테이지(204)를 탑재하고 있는 본체구조체이다.
(211) 및 (212)는 각각 스테이지(204), (208)를 도면에 화살표로 표시한 바와 같은 수평방향(Y방향)으로 이동시키는 모터이다. (209) 및 (210)은 각각 스테이지(204), (208)의 위치를 모니터하기 위한, 예를 들면 레이저간섭계 등의 계측기이다. 제어회로(213)는 주사노광시에 레이저간섭계(209), (210)로부터 공급된 스테이지위치정보에 의거해서 모터(211), (212)의 구동량을 제어함으로써, 스테이지(204), (208)를 서로 동기시키면서 이동시키는 기능을 지닌다. 실제의 제어방법의 예로서는, 모터(211)는 일정 전압에 의해 구동되어 마스크스테이지(204)를 일정 속도로 이동시켜도 된다. 레이저간섭계(209), (210)에 의해 측정된 스테이지(204), (208)의 위치에 대응하는 구동량을 모터(212)에 공급해서 기판스테이지(208)를 이동시켜도 된다.
(202)는 마스크스테이지상에 놓인 마스크와 기판스테이지상에 놓인 기판상에 형성된 얼라인먼트마크를 촬상하는 관찰광학계이다. (214)는 관찰광학계(202)를 특정 위치로 이동시키는 처리장치이다.
이하, 본 발명의 제 1실시형태예에 대해 보다 상세히 설명한다.
도 3은 본 실시형태예에 의한 순서도이고, 도 4(a) 및 도 4(b)는 패널레이아웃예이다.
도 4(a) 및 도 4(b)에 있어서, (403)은 주사노광중에 노광광이 통과하는 노광슬릿이다. 이 슬릿의 폭의 길이는 고정되어 있다. (404)는 기판상에 노광되는, 예를 들면 액정패널화소 등의 패턴이다.
도 4(a)에 표시한 바와 같은 패널레이아웃에 의해 노광을 행할 경우, 노광슬릿(403)의 폭은, 330mm로 고정되어 있으므로, 기판스테이지상에 설치되는 기판은 가로방향설치밖에 행할 수 없다. 한편, 도 4(b)에 표시한 바와 같은 패널레이아웃에 의해 노광을 행할 경우, 마찬가지 이유에 의해, 기판은 세로방향설치밖에 행할 수 없다.
도 3의 순서도에 있어서, 상기 조건을 고려하면서 취할 패널레이아웃을 검토하고(S301), 이어서, 적절한 기판장착위치를 지정한다(S302). 이와 같이 해서 입력된 정보를 기억수단에 보존한다(S303). 그 후, 기억수단내에 보존된 기판장착위치에 관한 정보를 판단한다(S304). 세로방향설치가 지정되면, 세로방향장착센서와 진공구멍을 제어하고(S305), 가로방향설치가 지정되면, 가로방향장착센서와 포트를 제어한다(S306). 다음에, 주사노광을 행한다. 노광이 모두 완료되면(S307), 처리를 종료한다. 완료되지 않았으면, 스텝 S304로 귀환하여 기억수단에 보존된 정보에 의거해서 주사노광처리를 반복한다.
본 실시형태예에서는 주사형 노광장치를 참조해서 설명하였으나, 본 발명은 이것으로 한정되는 것은 아니고, 예를 들면, 투영노광장치(스테퍼) 또는 전자빔패턴묘화(drawing)장치에도 적용할 수 있다. 이 때, 마스크의 패턴이 프린트 및 전사될 기판은 웨이퍼이다.
[제 2실시형태예]
상기 제 1실시형태예에 있어서는, 기판장착위치를 장치의 외부로부터 공급된 정보에 의거해서 제어하였으나, 이하, 기판장착위치를 자동으로 판단하는 예에 대해서 설명한다.
도 1에 있어서, 노광장치의 기판스테이지(104)상에 기판(1)이 놓인 경우, 가로방향장착진공구멍(106)과 세로방향장착진공구멍(108)을 동시에 작동시키고, 진공센서(110)에 의한 검출결과로부터, 기판(1)의 장착방향을 자동으로 판단할 수 있다. 이 판단에 의해 얻어진 정보는 기억수단(102)에 보존한 후, 해당 기억수단에 보존되어 있는 기판장착위치에 대한 판단을 행하여, 세로방향설치가 지정되어 있으면, 세로방향장착센서(107), 세로방향장착진공구멍(108) 및 공통진공구멍(109)을 작동시키는 한편, 가로방향장착진공구멍(106)을 정지시킨다. 반면에, 가로방향설치가 지정되어 있으면, 가로방향장착센서(105), 가로방향장착진공구멍(106) 및 공통진공구멍(109)을 작동시키는 한편, 세로방향장착진공구멍(108)을 정지시킨다. 상기 설명한 바와 같이 기판(1)을 유지한 후, 주사노광처리, 투영노광처리 또는 전자빔패턴묘화처리를 행한다.
이상 설명한 바와 같은 본 발명에 의하면, 기판상에 프린트될 패턴의 레이아웃에 대한 자유도가 보다 확대되므로, 해당 레이아웃의 최적화를 행할 수 있다. 그 결과, 액정패널 등의 반도체디바이스의 생산성이 증대될 수 있고, 생산비도 삭감될 수 있다.
[디바이스제조의 실시형태예]
다음에, 전술한 바와 같은 반도체노광장치를 이용하는 반도체디바이스의 제조방법의 실시형태예를 설명한다.
도 5는 예를 들면, 반도체칩(예를 들면, IC나 LSI 등), 액정패널, CCD, 박막자기헤드 또는 마이크로머신 등의 마이크로디바이스의 제조방법의 순서도이다.
스텝 1은 반도체디바이스의 회로를 설계하는 설계공정이고, 스텝 2는 설계한 회로패턴에 의거해서 마스크를 제작하는 공정이며, 스텝 3은 실리콘 등의 재료를 이용해서 웨이퍼를 제조하는 공정이다. 스텝 4는 이와 같이 해서 준비한 마스크와 웨이퍼를 이용해서 리소그라피기술에 의해 웨이퍼상에 실제의 회로를 형성하는 웨이퍼처리공정(전(前)공정이라 불림)이고, 다음의 스텝 5는 스텝 4에서 처리된 웨이퍼를 반도체칩으로 형성하는 조립공정(후공정이라 불림)이다. 이 공정은 어셈블링(다이싱 및 본딩)공정과 패키징(칩봉인)공정을 포함한다. 스텝 6은 스텝 5에서 작성된 반도체디바이스의 동작체크, 내구성 체크 등을 수행하는 검사공정이다. 이들 공정에 의해 반도체디바이스가 완성되어 출하된다(스텝 7).
도 6은 웨이퍼처리공정의 상세를 표시한 순서도이다.
스텝 11은 웨이퍼의 표면을 산화하는 산화공정이고, 스텝 12는 웨이퍼표면에 절연막을 형성하는 CVD공정이고, 스텝 13은 증착법에 의해 웨이퍼상에 전극을 형성하는 전극형성공정이다. 스텝 14는 웨이퍼에 이온을 주입하는 이온주입공정이고, 스텝 15는 웨이퍼에 레지스트(감광재)를 도포하는 레지스트공정이며, 스텝 16은 전술한 노광장치에 의해 웨이퍼상에 마스크의 회로패턴을 노광에 의해 형성하는 노광공정이다. 스텝 17은 노광한 웨이퍼를 현상하는 현상공정이고, 스텝 18은 현상한 레지스트상이외의 부분을 제거하는 에칭공정이고, 스텝 19는 에칭공정후 웨이퍼상에 남아있는 레지스트재를 박리하는 레지스트박리공정이다. 이들 공정을 반복함으로써, 웨이퍼상에 회로패턴이 중첩형성된다.
이들 처리에 의해, 고집적도의 마이크로디바이스를 제조할 수 있다.
본 발명의 노광장치에 의하면, 기판의 장착방향에 관계없이 노광을 행할 수 있어, 기판상에 프린트될 패턴의 레이아웃에 대한 자유도가 보다 확대되므로, 해당 레이아웃의 최적화를 행할 수 있다. 그 결과, 액정패널 등의 반도체디바이스의 생산성이 증대될 수 있고, 생산비도 저감될 수 있다. 또한, 이러한 본 발명의 노광장치를 이용함으로써 고집적도의 마이크로디바이스를 제조할 수 있다.
이상, 본 발명은 여기에 개시된 구조를 참조해서 설명하였으나, 본 발명은 이로써 한정되지 않고, 개량목적이나 이하의 특허청구범위의 범위내에 들어가는 그러한 모든 변형이나 수정도 포함하는 것임은 물론이다.

Claims (11)

  1. 소정의 패턴을 기판상에 프린트하기 위한 노광장치에 있어서, 기판의 복수의 장착방향에 대응하도록 배열된 기판유지수단을 구비한 것을 특징으로 하는 노광장치.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 기판유지수단은, 상기 기판의 복수의 장착위치에 대해서 각각 배치된, 기판위치검출용의 센서수단과 기판흡착용의 진공수단을 구비한 것을 특징으로 하는 노광장치.
  3. 제 1항에 있어서, 상기 기판유지수단은 소정의 기판장착방향에 대응해서 작동가능한 진공수단을 구비한 것을 특징으로 하는 노광장치.
  4. 제 1항에 있어서, 상기 기판장착방향은 세로방향 및 가로방향의 어느 한 방향인 것을 특징으로 하는 노광장치.
  5. 제 2항에 있어서, 상기 진공수단은, 소정의 방향을 따라 장착된 기판의 대각선방향을 따라 실제로 배치된 복수의 진공소자를 포함하는 것을 특징으로 하는 노광장치.
  6. 기판상에 소정의 패턴을 프린트하기 위한 노광장치에 있어서, 기판이 장착되는 방향을 판별하기 위한 판별수단과, 기판의 복수의 장착방향에 대응하도록 배치된 기판유지수단을 구비한 것을 특징으로 하는 노광장치.
  7. 제 6항에 있어서, 상기 판별수단은 상기 노광장치의 외부로부터의 입력에 응답하는 것을 특징으로 하는 노광장치.
  8. 제 6항에 있어서, 상기 판별수단에 의한 기판장착방향의 판별은 자동적으로 수행되는 것을 특징으로 하는 노광장치.
  9. 제 8항에 있어서, 상기 기판유지수단은, 기판장착위치에 대응해서 배치된 진공센서를 포함하는 것을 특징으로 하는 노광장치.
  10. 제 1항에 있어서, 상기 노광장치는, 원판이 놓여 있는 마스크스테이지와 상기 기판이 장착되어 있는 기판스테이지를 동시에 구동시켜, 원판상에 형성되어 있는 패턴을 기판상에 주사전사하는 주사형 노광장치인 것을 특징으로 하는 노광장치.
  11. 제 1항에 기재된 노광장치를 이용해서 디바이스를 제조하는 것을 특징으로 하는 디바이스제조방법.
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