KR200196613Y1

KR200196613Y1 - Adjusting device of relay lens in stepper

Info

Publication number: KR200196613Y1
Application number: KR2020000000976U
Authority: KR
Inventors: 이인호
Original assignee: 아남반도체주식회사
Priority date: 2000-01-14
Filing date: 2000-01-14
Publication date: 2000-09-15

Abstract

본 고안은 반도체 제조 공정에 사용되는 스테퍼의 릴레이 렌즈 조정장치에 관한 것으로, 릴레이 렌즈를 이용한 조도 분포의 조정시 종래에는 릴레이 렌즈를 좌우로 회전시켜 회전 방향에 따라 렌즈가 상측 또는 하측 방향으로 이동하면서 높이를 조정할 수 있게 하였으나, 렌즈를 수동으로 직접 조작하게 됨으로써 조작 과정에서 렌즈 표면과의 접촉에 의한 오염의 문제점이 있고, 공간상의 제약으로 인해 정밀한 조정이 어려웠다.The present invention relates to a stepper relay lens adjusting device used in a semiconductor manufacturing process, and when adjusting the illuminance distribution using a relay lens, the relay lens is rotated left and right while moving the lens upward or downward depending on the rotation direction. Although the height can be adjusted, there is a problem of contamination by contact with the lens surface during the manipulation process by manually operating the lens, and precise adjustment is difficult due to space constraints.

본 고안은 구동수단인 모터(21), 모터(21)의 회전량을 검출하기 위한 로터리 엔코더(22), 모터(21)의 회전력을 감속 전달하는 커플링(23), 커플링(23)을 통해 모터 축과 연결되는 리드 스크류(24), 그리고 릴레이 렌즈(5)의 외주에 부착되는 렌즈 부착 기어(25)를 포함하는 구성으로, 모터의 회전량을 컨트롤하여 릴레이 렌즈의 위치를 조정함으로써 정밀하고 정확한 제어를 가능하게 하였고, 수동 조작 방식에서의 단점인 렌즈 표면과의 접촉에 의한 오염 문제를 해결할 수 있게 하였다.The present invention provides a motor 21, a driving means, a rotary encoder 22 for detecting the rotational amount of the motor 21, a coupling 23 for reducing and transmitting the rotational force of the motor 21, and a coupling 23. The lead screw 24 connected to the motor shaft through the lens, and the lens attachment gear 25 is attached to the outer periphery of the relay lens 5, the control by adjusting the amount of rotation of the motor to adjust the position of the relay lens It is possible to control precisely and to solve the problem of contamination by contact with the lens surface, which is a disadvantage of the manual operation method.

Description

Relay lens adjuster of stepper {ADJUSTING DEVICE OF RELAY LENS IN STEPPER}

본 고안은 반도체 소자의 제조(Fabrication)를 위한 광 리소그래피 공정에 사용되는 스테퍼에 관한 것으로, 더 상세하게는 스테퍼에서 광원을 균일하게 보내주는 릴레이 렌즈를 적정한 위치로 조절할 수 있게 해 줌으로써 균일한 조도 분포를 이룰 수 있게 하는 스테퍼의 릴레이 렌즈 조정장치에 관한 것이다.The present invention relates to a stepper used in an optical lithography process for fabrication of a semiconductor device, and more particularly, uniform illuminance distribution by allowing the relay lens to uniformly send a light source from the stepper to be adjusted to an appropriate position. The present invention relates to a stepper's relay lens adjustment apparatus.

반도체 웨이퍼(Wafer) 제조 공정은 로트(Lot) 단위의 매 반도체 웨이퍼의 표면에 여러 종류의 막을 형성시키고 패턴 마스크를 이용하여 반도체 웨이퍼의 특정 부분을 선택적으로 깎아내는 작업을 되풀이 함으로써 웨이퍼 전면의 각 칩에 동일한 패턴을 갖는 전자회로를 구성해 나가는 전 과정을 의미한다.In the semiconductor wafer manufacturing process, various chips are formed on the surface of each semiconductor wafer in a lot unit, and each chip on the front surface of the wafer is repeatedly cut by using a pattern mask to selectively scrape specific portions of the semiconductor wafer. It means the whole process of constructing an electronic circuit having the same pattern in.

광 리소그래피 공정(optical lithography process)은 반도체 웨이퍼 가공 과정에서 스테퍼(Stepper)로부터 평행광을 발생시켜 패턴 마스크에 그려진 회로패턴을 반도체 웨이퍼 표면에 전사해 주는 공정을 말하는 것으로, 이러한 공정을 수회 내지 수십회 반복함으로써 반도체 소자의 회로가 완성된다.An optical lithography process refers to a process of transferring parallel circuits drawn on a pattern mask onto a surface of a semiconductor wafer by generating parallel light from a stepper in a semiconductor wafer processing process. By repeating, the circuit of a semiconductor element is completed.

광 리소그래피 공정을 진행하기 위해서는 크롬이나 산화철 같은 물질에 의해 투명 또는 불투명 패턴이 형성된 레티클(Reticle) 또는 마스크를 준비한다. 웨이퍼 위에는 감광막을 얇게 입히고 미리 제작한 패턴 마스크를 웨이퍼 위에 올려놓고 빛을 투과시킨다. 마스크 패턴에 따라 빛을 받은 부분과 받지 않은 부분이 생기고 현상액(Developer)으로 처리하면 현상액의 특성에 따라 즉, 현상액이 양성(Positive type)이고 감광된 부분이 음성이면 감광되지 않은 부분이 제거된다. 이처럼 감광막으로 마스크의 패턴이 옮겨지면 이 감광막 패턴을 이용하여 식각이나 불순물 도핑을 선택적으로 할 수 있게 된다.In order to proceed with the photolithography process, a reticle or mask in which a transparent or opaque pattern is formed of a material such as chromium or iron oxide is prepared. On the wafer, a thin film is coated and a pre-fabricated pattern mask is placed on the wafer to transmit light. According to the mask pattern, the lighted part and the unreceived part are generated and treated with the developer, and according to the characteristics of the developer, that is, if the developer is positive type and the photosensitive part is negative, the unsensitized part is removed. When the pattern of the mask is transferred to the photoresist as described above, etching or impurity doping can be selectively performed using the photoresist pattern.

광 리소그래피 공정 중에서 마스크와 웨이퍼를 정렬하고 광노출(Exposure)하는 과정은 통상적으로 스테퍼(Stepper)를 통해 이루어지며, 도 1에는 스테퍼의 조명 광학계가 개략적으로 도시되어 있다.In the photolithography process, the process of aligning and exposing the mask and the wafer is typically performed through a stepper, and the illumination optical system of the stepper is schematically illustrated in FIG. 1.

도시된 바와 같이, 스테퍼의 광학계는 노광용 광원을 발생하는 초고압 수은등(1), 노광 또는 차광을 위한 셔터(Shutter: 2), 여러 가지 파장의 광중에서 특정한 파장대역의 광만을 투과시키는 간섭필터(filter: 3), 광을 균일하게 분산시키는 플라이 아이 렌즈(Fly eye lens: 4), 플라이 아이 렌즈(4)에서 받은 광을 균일하게 보내주는 릴레이 렌즈(5), 노광에 불필요한 부분의 광을 컷트(Cut)하는 레티클 블라인드(Reticle blind: 6), 레티클 블라인드(6)를 빠져나온 광을 집광시켜 보내주는 콘덴서 렌즈(Condenser lens: 7), 패턴이 형성된 레티클(8), 레티클(8)의 패턴을 웨이퍼(10)면 위에 축소 투영하는 축소투영렌즈(9)가 광로를 따라 구성된 형태로 되어 있다. 설명되지 않은 부분은 광로를 전환시키기 위한 반사경(11)을 나타낸다.As shown, the stepper optical system includes an ultra-high pressure mercury lamp (1) generating an exposure light source, a shutter (2) for exposure or shading, and an interference filter for transmitting only light of a specific wavelength band among light of various wavelengths. 3) a fly's eye lens 4 for uniformly dispersing light, a relay lens 5 for uniformly transmitting the light received from the fly's eye lens 4, and cutting the light of a portion unnecessary for exposure. Reticle blind (6) to cut, a condenser lens (7) for condensing the light exiting the reticle blind (6), patterned reticle (8), pattern of the reticle (8) A reduction projection lens 9 which projects in a reduced direction on the surface of the wafer 10 is configured along the optical path. The portion not described represents the reflector 11 for switching the optical path.

릴레이 렌즈(5)를 통한 조도의 조절은 릴레이 렌즈(5)를 플라이 아이 렌즈(4)로부터 멀어지거나 가까워지게 하는 방법에 의해 원하는 조도 분포를 유지할 수 있게 하고 있다.The adjustment of illuminance through the relay lens 5 makes it possible to maintain a desired illuminance distribution by moving the relay lens 5 away from or close to the fly's eye lens 4.

도 2는 종래기술에 따른 릴레이 렌즈 조정 방법을 도시한 것으로, 릴레이 렌즈(5)는 외주에 조정레버(12)가 끼워져 있고 그 하부는 렌즈 하우징(13)에 나사 결합방식으로 조립되어 있어, 조도 조정시 조정레버(12)를 좌우로 회전시키면 회전 방향에 따라 렌즈(5)가 상측 또는 하측 방향으로 이동하면서 높이를 조정하는 구조로 되어 있다.Figure 2 shows a relay lens adjustment method according to the prior art, the relay lens 5 has an adjustment lever 12 is fitted on the outer circumference and the lower portion is assembled to the lens housing 13 by screwing, roughness When the adjustment lever 12 is rotated from side to side during adjustment, the lens 5 is moved in the upward or downward direction in accordance with the rotational direction to adjust the height.

그런데, 이와 같은 종래 기술의 경우, 렌즈를 수동으로 직접 조작하게 됨으로써 조작 과정에서 렌즈 표면과의 접촉에 의한 오염의 문제점이 있을 뿐만 아니라, 공간상의 제약으로 인해 정밀한 조정이 어려운 단점이 있었다.However, in the case of the prior art as described above, by directly operating the lens, not only there is a problem of contamination due to contact with the lens surface in the operation process, but also a disadvantage of precise adjustment due to space constraints.

본 고안은 상술한 바와 같은 종래의 문제점을 해소하기 위해 안출된 것으로, 본 고안은 정확한 조도 분포를 위한 릴레이 렌즈의 위치 조정을 편리하고 정확하게 할 수 있으며, 조작 과정에서 렌즈 표면의 오염을 방지할 수 있는 스테퍼의 릴레이 렌즈 조정장치를 제공함에 그 목적이 있다.The present invention is devised to solve the conventional problems as described above, the present invention can conveniently and accurately adjust the position of the relay lens for accurate illuminance distribution, and can prevent contamination of the lens surface during the operation process The purpose is to provide a stepper's relay lens adjustment device.

상술한 목적을 달성하기 위한 본 고안은, 회전력을 발생하는 모터 및 그 회전량을 검출하는 로터리 엔코더와, 모터의 회전력을 감속 전달하는 커플링과, 커플링을 통해 전달되는 모터의 회전력으로 회전하는 웜 타입의 리드 스크류와, 리드 스크류와 대응하여 릴레이 렌즈의 외주에 소정의 경사를 지니면서 설치되며, 리드 스크류의 회전에 의해 그 설치 방향과 동일한 방향으로 이동하는 렌즈 부착 기어를 포함하여 구성된다.The present invention for achieving the above object, a rotary encoder for detecting a rotational force and a rotary encoder for detecting the amount of rotation, a coupling for reducing the transmission of the rotational force of the motor, and rotates with the rotational force of the motor transmitted through the coupling It comprises a worm-type lead screw and a lens-attached gear which is provided with a predetermined inclination on the outer circumference of the relay lens in correspondence with the lead screw, and moves in the same direction as the installation direction by the rotation of the lead screw.

이와 같은 본 고안에 의하면, 조도 불량이 발생하였을 경우 테스트용 공정 소프트웨어를 통해 릴레이 렌즈의 적정 위치를 연산한 뒤, 그 결과값에 따라 장치를 구동시켜 렌즈를 적정 거리만큼 상측 또는 하측으로 이동시킴으로써 적정한 조도 분포를 유지할 수 있게 된다.According to the present invention, in the case of poor illuminance, the proper position of the relay lens is calculated through the test process software, and then the device is driven according to the result value to move the lens upward or downward by an appropriate distance. The illuminance distribution can be maintained.

렌즈 조정장치의 작동은 모터가 회전하면 모터의 회전력은 커플링을 통해 리드 스크류에 감속 전달되어 리드 스크류와 접한 렌즈 부착 기어를 대각선 방향으로 이동시키게 됨으로써, 릴레이 렌즈를 회전시킴과 더불어 이를 상측 또는 하측 방향으로 움직이게 된다.When the motor rotates, the rotational force of the motor decreases and is transmitted to the lead screw through the coupling to move the lens attachment gear in contact with the lead screw in a diagonal direction. As a result, the relay lens is rotated and the upper or lower side thereof is rotated. Will move in the direction.

도 1은 스테퍼의 조명 광학계를 나타내는 개략도,1 is a schematic diagram showing an illumination optical system of a stepper;

도 2는 종래기술에 따른 릴레이 렌즈 조정 방법을 도시한 개략도,2 is a schematic diagram showing a relay lens adjusting method according to the prior art;

도 3은 본 고안에 따른 릴레이 렌즈 조정장치를 도시한 사시도.Figure 3 is a perspective view showing a relay lens adjusting device according to the present invention.

＜도면의 주요부분에 대한 부호의 설명＞<Description of the code | symbol about the principal part of drawing>

5 ; 릴레이 렌즈(Relay lens) 21 ; 펄스모터(Pulse motor)5; Relay lens 21; Pulse motor

22 ; 로터리 엔코더(Rotary encoder) 23 ; 커플링(Coupling)22; Rotary encoder 23; Coupling

24 ; 리드 스크류(Lead screw) 25 ; 렌즈 부착 기어24; Lead screw 25; Lens attached gear

이와 같은 본 고안의 특징적인 구성 및 이에 따른 작용효과는 첨부된 도면을 참조한 실시예의 상세한 설명을 통해 더욱 명확해 질 것이다.Such a characteristic configuration and the effect according to the present invention will be more clear through the detailed description of the embodiments with reference to the accompanying drawings.

도 3은 본 고안에 따른 렌즈 조정장치의 구성을 나타낸 것이다.Figure 3 shows the configuration of the lens adjustment apparatus according to the present invention.

도시된 바와 같이, 본 고안에 따른 렌즈 조정장치는 구동수단인 모터(21), 모터(21)의 회전량을 검출하기 위한 로터리 엔코더(22)와, 모터(21)의 회전력을 감속 전달하는 커플링(23), 커플링(23)을 통해 모터 축과 연결되는 리드 스크류(24), 그리고 릴레이 렌즈(5)의 외주에 부착되는 렌즈 부착 기어(25)를 포함하는 구성으로 되어 있다.As shown, the lens adjustment device according to the present invention is a motor 21, a driving means, a rotary encoder 22 for detecting the rotation amount of the motor 21, and a couple for reducing the transmission of the rotational force of the motor 21 It comprises a ring 23, a lead screw 24 connected to the motor shaft via the coupling 23, and a lens attachment gear 25 attached to the outer circumference of the relay lens 5.

모터(21)는 리드 스크류(24)를 회전시키기 위한 구동력을 발생하는 부분으로 펄스신호에 의해 회전 속도와 동작을 제어하는 펄스모터가 사용되며, 파라메터(Parameter)에서 입력된 모터(21)의 필요 회전량은 로터리 엔코더(22)에서 확인된다.The motor 21 is a part that generates a driving force for rotating the lead screw 24 is used as a pulse motor for controlling the rotational speed and operation by a pulse signal, the need of the motor 21 input from the parameter (Parameter) The amount of rotation is checked at the rotary encoder 22.

커플링(23)은 웜 기어(Worm gear) 형태로 구성되고, 이를 통해 모터(21)의 회전력을 감속시켜 리드 스크류(24)에 전달하게 된다.Coupling 23 is configured in the form of a worm gear (Worm gear), thereby reducing the rotational force of the motor 21 is transmitted to the lead screw 24.

리드 스크류(24)는 축의 외주에 나사산이 형성된 형태로서 릴레이 렌즈(5)에 부착된 기어(25)와 접하게 되며, 리드 스크류(24)의 나사산과 대응하는 톱니 형상의 나사산이 형성된 렌즈 부착 기어(25)는 릴레이 렌즈(5)의 외주를 따라 소정의 경사로써 감겨지는 형태로 구비된다. 따라서, 리드 스크류(24)의 회전시 렌즈 부착 기어(25)는 일정한 경사각으로 상측 또는 하측으로 이동하게 되는데, 이때 리드 스크류(24)측 나사산과 렌즈 부착 기어(25)측 나사산의 접촉 경사각과 렌즈 부착 기어(25)의 이동 경사각이 서로 일치하도록 렌즈 부착 기어(25)가 설치됨으로써 렌즈 부착 기어(25)의 이동시 리드 스크류(24)와의 접촉 상태를 계속 유지할 수 있게 된다.The lead screw 24 is in the form of a screw thread formed on the outer circumference of the shaft and is in contact with the gear 25 attached to the relay lens 5, and the lens-attached gear formed with the tooth-shaped thread corresponding to the thread of the lead screw 24 ( 25 is provided in the form of being wound with a predetermined inclination along the outer circumference of the relay lens 5. Therefore, when the lead screw 24 is rotated, the lens attachment gear 25 moves upward or downward at a constant inclination angle, wherein the contact inclination angle and the lens of the lead screw 24 side thread and the lens attachment gear 25 side thread are Since the lens attachment gear 25 is installed so that the moving inclination angles of the attachment gear 25 coincide with each other, the contact state with the lead screw 24 can be maintained during the movement of the lens attachment gear 25.

즉, 리드 스크류(24)가 회전하면 렌즈 부착 기어(25)를 서로간의 접촉 경사각에 따라 일정한 각도로 밀어 올리거나 내려가게 함으로써 렌즈 부착 기어(25)를 부착한 릴레이 렌즈(5)를 리드 스크류(24)의 위치를 기준으로 대각선 방향으로 이동시키게 되지만, 릴레이 렌즈(5)는 회전 및 상하 방향으로의 이동만이 허용되므로 리드 스크류(24)의 회전력은 릴레이 렌즈(5)를 회전시키면서 이를 상측 또는 하측으로 이동시키는 형태로 작용하게 된다.That is, when the lead screw 24 rotates, the lens attachment gear 25 is pushed up or down at a predetermined angle according to the contact inclination angle with each other, thereby bringing the relay lens 5 with the lens attachment gear 25 into the lead screw ( 24 is moved diagonally with respect to the position of the 24, but since the relay lens 5 is allowed to rotate and move only in the up and down direction, the rotational force of the lead screw 24 is rotated while the relay lens 5 is rotated upward or downward. It works by moving downward.

따라서, 조도 불량이 발생하였을 경우, 공정 소프트웨어를 통해 연산된 결과값을 입력하면 펄스모터(21)가 일정량 회전하여 릴레이 렌즈(5)를 적정 거리만큼 상측 또는 하측으로 이동시킴으로써, 릴레이 렌즈(5)를 통한 조도 분포를 정확하게 유지할 수 있게 된다.Therefore, in the case of poor illuminance, when the result value calculated through the process software is inputted, the pulse motor 21 rotates by a predetermined amount to move the relay lens 5 upward or downward by an appropriate distance, thereby relaying the relay lens 5. Through the illumination distribution can be maintained accurately.

이상, 상기의 내용은 본 고안의 바람직한 일실시예를 단지 예시한 것이며, 본 고안의 요지를 변경하지 않는 범위내에서 수정 및 변경을 가할 수 있을 것이다.The foregoing is merely illustrative of a preferred embodiment of the present invention, and modifications and changes may be made without departing from the spirit of the present invention.

위에서 설명한 바와 같이, 본 고안에 의한 릴레이 렌즈 조정장치는 모터의 회전량을 컨트롤하여 릴레이 렌즈의 위치를 조정함으로써 정밀하고 정확한 제어가 가능하며, 수동 조작 방식에서의 단점인 렌즈 표면과의 접촉에 의한 오염 문제를 근본적으로 해소할 수 있는 효과를 제공한다.As described above, the relay lens adjustment device according to the present invention is capable of precise and accurate control by adjusting the position of the relay lens by controlling the amount of rotation of the motor, and by contact with the lens surface, which is a disadvantage of the manual operation method. It provides the effect that can fundamentally solve the pollution problem.

Claims

For adjusting the position of the relay lens used in the stepper which is a semiconductor exposure equipment,

A motor 21 for generating rotational force and a rotary encoder 22 for detecting an amount of rotation of the motor 21;

Coupling 23 for reducing and transmitting the rotational force of the motor 21,

Worm-type lead screw 24 that rotates with the rotational force of the motor 21 transmitted through the coupling 23,

The lens-attached gear is installed on the outer circumference of the relay lens 5 in correspondence with the lead screw 24 and moves in the same direction as the installation direction by the rotation of the lead screw 24 ( 25) relay lens adjusting device of the stepper, characterized in that it comprises a.

2. A stepper relay lens adjustment apparatus according to claim 1, wherein said motor (21) is a pulse motor.

2. The stepper relay lens adjustment device according to claim 1, wherein the coupling is made of a worm gear.