KR200301918Y1

KR200301918Y1 - Stepper for manufacturing semiconductor wafer

Info

Publication number: KR200301918Y1
Application number: KR20-2002-0033459U
Authority: KR
Inventors: 김우용; 하정혁
Original assignee: 아남반도체 주식회사
Priority date: 2002-11-08
Filing date: 2002-11-08
Publication date: 2003-01-29

Abstract

본 고안은 집속렌즈의 구면수차로 인하여 발생될 수 있는 반도체 소자의 품질 저하를 방지하기 위해 제안된 것으로, 이를 위한 노광장치는 레티클을 안착하는 위치조정수단을 평면상에서 x축 및 y축으로 이동가능하게 하여 구면수차가 없는 렌즈의 중심부분을 통과하는 빛을 이용하여 노광을 실시하도록 한다.The present invention is proposed to prevent the deterioration of the quality of the semiconductor device that may be caused by the spherical aberration of the focusing lens, the exposure apparatus for this can move the position adjusting means for seating the reticle on the plane in the x-axis and y-axis The exposure is performed by using light passing through the central portion of the lens without spherical aberration.

Description

Exposure apparatus for semiconductor wafer fabrication {STEPPER FOR MANUFACTURING SEMICONDUCTOR WAFER}

본 고안은 반도체 제조장비에 관한 것으로서, 좀 더 상세하게는 포토리소그래피(photolithography) 공정에서 사용되는 노광장치에 관한 것이다.The present invention relates to a semiconductor manufacturing equipment, and more particularly to an exposure apparatus used in a photolithography process.

일반적으로 반도체 제조 공정 중에서 노광공정은 반도체 칩에 형성될 패턴과 동일한, 또는 위상반전된 패턴이 형성된 마스크에 광을 조사하여 그 광으로 웨이퍼에 도포된 감광막을 노광하는 공정으로 반도체 제조 과정에서 매우 중요한 공정이다.In general, the exposure process in the semiconductor manufacturing process is a process of irradiating a photosensitive film coated on the wafer with the light by irradiating light to a mask having the same pattern as the pattern to be formed on the semiconductor chip, or a phase inverted pattern is very important in the semiconductor manufacturing process It is a process.

노광공정에서, 감광막을 패턴화하기 위해 먼저 웨이퍼에 감광막을 도포한 후 스텝퍼(stepper)라는 노광장치를 이용하여 감광막에 빛을 주사하여 형성한다. 이후 빛과 반응된 감광막 패턴 영역을 제거하거나 남겨 둠으로써 감광막 패턴을 형성하게 된다. 감광막 패턴이 형성되면 이를 식각 마스크로 하여 후공정으로 식각 공정이 실시하게 된다.In the exposure step, in order to pattern the photoresist film, the photoresist film is first applied to the wafer and then formed by scanning light onto the photoresist film using an exposure apparatus called a stepper. Thereafter, the photoresist pattern is formed by removing or leaving the photoresist pattern region reacted with light. When the photoresist pattern is formed, the etching process is performed in a later step by using this as an etching mask.

식각 공정에서 감광막 패턴을 식각 마스크로 사용되는 경우에 정확한 감광막 패턴이 요구되며 이를 위해 노광장치에서 보다 정밀한 초점 조정이 요구되고 있다.When the photoresist pattern is used as an etching mask in the etching process, an accurate photoresist pattern is required, and more precise focus adjustment is required in the exposure apparatus.

종래 노광장치는 조명원으로부터 조사된 빛이 렌즈를 통해 레티클(reticle)로 조사되고, 레티클을 투과한 빛은 레티클에 형성된 일정한 패턴대로 웨이퍼에 형성된 감광막을 노광하게 된다.In the conventional exposure apparatus, light irradiated from an illumination source is irradiated to a reticle through a lens, and light passing through the reticle exposes the photosensitive film formed on the wafer in a predetermined pattern formed on the reticle.

그러나, 스텝퍼에서는 레티클이 레티클 스테이지 위에 고정되어 있기 때문에 레티클의 일부분만을 사용하여 노광하고자 할 경우 레티클을 투과한 빛은 렌즈를 통과하는 과정에서 정해진 위치로만 투과될 수밖에 없다.However, in the stepper, since the reticle is fixed on the reticle stage, when the exposure is to be performed using only a part of the reticle, the light passing through the reticle must be transmitted only to a predetermined position in the process of passing through the lens.

따라서 렌즈 자체의 고유한 성질인 구면수차에 대해 렌즈의 가장자리에 해당하는 일부분에 대해서는 정확한 평가 또는 노광이 이루어지지 못하게 된다. 그렇다고 해서 구면수차가 거의 없는 렌즈의 중심부분만을 사용하려고 해도 레티클 자체가 고정되어 있기 때문에 종래에는 상술한 문제점을 극복하기가 용이하지 못하다.Therefore, a portion corresponding to the edge of the lens with respect to spherical aberration, which is inherent in the lens itself, cannot be accurately evaluated or exposed. Even so, even if only the central portion of the lens with little spherical aberration is used, the reticle itself is fixed, and thus it is not easy to overcome the above-mentioned problems.

본 고안은 이와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위해 제안된 것으로, 노광을 실시하기 위해 사전에 실시되는 테스트나 실제 노광과정에서 렌즈의 중심부를 이용한 노광이 가능하도록 하여 정확한 노광결과를 얻을 수 있도록 한 노광장치를 제공하는 데 있다.The present invention has been proposed to solve the problems of the prior art, and it is possible to obtain an accurate exposure result by enabling exposure using the center of the lens in a test or an actual exposure process performed in advance to perform exposure. An exposure apparatus is provided.

도 1은 본 고안에 따른 노광장치를 개략적으로 도시한 측면도이고,1 is a side view schematically showing an exposure apparatus according to the present invention,

도 2는 본 고안에 따른 노광장치의 주요 구성을 도시한 평면도이다.2 is a plan view showing the main configuration of the exposure apparatus according to the present invention.

상술한 기술적 과제를 달성하기 위한 본 고안의 노광장치는,The exposure apparatus of the present invention for achieving the above technical problem,

광원으로부터 조사된 빛을 레티클 및 집속렌즈를 통과하여 웨이퍼 스테이지에 장착된 웨이퍼로 조사하여 노광하게 되는 노광장치에서, 상기 레티클을 고정하는 복수개의 레티클 지지대; 상기 복수개의 레티클 지지대가 제2리니어모터의 양측에 고정되고, 상기 제2리니어모터가 x축 방향으로 이동되도록 설치되는 크로스지지대; 및 상기 크로스지지대의 양끝에 각각 고정된 제1리니어모터가 y축으로 이동 가능하도록 각각에 설치되는 좌측 지지대 및 우측 지지대를 포함한다.An exposure apparatus for irradiating light irradiated from a light source through a reticle and a focusing lens to a wafer mounted on a wafer stage, the exposure apparatus comprising: a plurality of reticle support for fixing the reticle; A cross support on which the plurality of reticle supports are fixed to both sides of the second linear motor and installed such that the second linear motor is moved in the x-axis direction; And a left support and a right support installed on each of the first linear motors fixed to both ends of the cross support so as to be movable in the y-axis.

이하 본 고안에 따른 바람직한 일 실시예를 첨부된 도면에 의거하여 상세히 설명한다.Hereinafter, a preferred embodiment according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 고안에 따른 노광장치를 개략적으로 도시한 측면도이고, 도 2는 본 고안에 따른 노광장치의 주요 구성을 도시한 평면도이다.1 is a side view schematically showing an exposure apparatus according to the present invention, Figure 2 is a plan view showing the main configuration of the exposure apparatus according to the present invention.

본 고안의 노광장치는 광원(1)과, 광원(1)으로부터 조사된 빛을 레티클을 향해 반사 또는 집속하는 미러(3) 및 통합렌즈(5)와, 레티클(7)의 움직임을 조정하는 위치조정수단과, 레티클(7)을 투과한 빛을 집속하는 집속렌즈(9)와, 집속렌즈(9)를 통과한 빛이 도달하는 웨이퍼(11)를 안착시키는 웨이퍼 스테이지(13)를 포함한다.The exposure apparatus of the present invention is a position for adjusting the movement of the light source 1, the mirror 3 and the integrated lens 5 and the reticle 7, which reflect or focus the light irradiated from the light source 1 toward the reticle. The adjusting means, the focusing lens 9 for focusing the light transmitted through the reticle 7, and the wafer stage 13 for seating the wafer 11 through which the light passing through the focusing lens 9 arrives.

여기서 본 고안의 특징에 따라 제안되는 위치조정수단은 다음과 같은 구성을 가진다.The position adjusting means proposed according to the features of the present invention has the following configuration.

도 2에 도시한 바와 같이, 위치조정수단은 제1리니어모터(15)가 각각 설치되는 좌측(17) 및 우측 지지대(19)와, 좌우측 두 지지대(17,19)를 가로질러 배치되고 두 지지대(17,19)를 따라 y축 방향으로 이동하는 크로스 지지대(21)와, 크로스 지지대(21)에 설치되는 제2리니어모터(23)와, 크로스 지지대(21)에서 x축 방향으로 이동하게 되는 복수개의 레티클 지지대(25)와, 복수개의 레티클 지지대(25)와 연결된 배기라인(27)으로 구성된다.As shown in Fig. 2, the position adjusting means is arranged across the left and right supports 19 and 19, on which the first linear motor 15 is installed, and the two supports 17 and 19, respectively. A cross support 21 moving in the y-axis direction along the 17 and 19, a second linear motor 23 installed in the cross support 21, and the cross support 21 move in the x-axis direction. It is composed of a plurality of reticle support 25, and the exhaust line 27 connected to the plurality of reticle support (25).

여기서 언급된 좌측 지지대(17), 우측 지지대(19) 및 크로스 지지대(21)에는 제1 및 제2리니어모터(23)에 대응되는 자기(磁氣)레일이 설치된다.The left support 17, the right support 19 and the cross support 21 mentioned herein are provided with magnetic rails corresponding to the first and second linear motors 23.

크로스 지지대(21)의 양끝은 좌측 지지대(17) 및 우측 지지대(19)에 설치된 제1리니어모터(15)와 연결됨으로써, 제1리니어모터(15)의 작동에 따라 y축 방향으로 왕복 이동하게 된다.Both ends of the cross support 21 are connected to the first linear motor 15 provided in the left support 17 and the right support 19, thereby reciprocating in the y-axis direction according to the operation of the first linear motor 15. do.

그리고 크로스 지지대(21)에 설치된 제2리니어모터(23)의 양측에는 레티클 지지대(25)가 연결 설치되어 제2리니어모터(23)를 따라 x축 방향으로 왕복 이동이 가능하다.The reticle support 25 is connected to both sides of the second linear motor 23 installed in the cross support 21 to reciprocate in the x-axis direction along the second linear motor 23.

레티클 지지대(25) 각각의 상면에 배기공(25a)이 2개씩 형성되고, 각각의 배기공(25a)은 배기라인(27)과 연결된다.Two exhaust holes 25a are formed on the upper surface of each of the reticle supports 25, and each of the exhaust holes 25a is connected to the exhaust line 27.

배기라인(27)은 진공펌프(27a)와 연결되는 것으로, 레티클(7)을 흡착하여 고정할 때 사용하게 되고, 밸브(27b)를 개폐시켜 배기여부를 결정하게 된다.The exhaust line 27 is connected to the vacuum pump 27a and used when the reticle 7 is adsorbed and fixed. The exhaust line 27 opens and closes the valve 27b to determine whether the exhaust line 27 is exhausted.

그리고 웨이퍼 스테이지(13)는 상술한 위치조정수단과 마찬가지로 평면상에서 x축, y축 방향으로 이동이 가능하다. 따라서 노광작업 전에 레티클(7)과 웨이퍼(11)의 위치에 대한 기준점을 설정하고 작업이 진행되어야 한다.The wafer stage 13 is movable in the x-axis and y-axis directions in a plane similar to the position adjusting means described above. Therefore, the reference point for the position of the reticle 7 and the wafer 11 must be set before the exposure operation and the operation must proceed.

이상과 같이 구성되는 본 고안에 따른 노광장치는 다음과 같은 작용을 나타낸다.The exposure apparatus according to the present invention configured as described above has the following effects.

먼저 레티클(7)과 웨이퍼(11)의 작업 시작에 대한 기준점을 맞추기 위해서 웨이퍼 스테이지(13)와 위치조정수단의 제1 및 제2리니어모터(23)를 작동시켜 레티클(7)과 웨이퍼(11)의 동작 시작점이 집속렌즈(9)를 기준으로 수직되는 방향의 동일한 위치에서 시작되도록 세팅한다.First, the reticle 7 and the wafer 11 are operated by operating the wafer stage 13 and the first and second linear motors 23 of the positioning means to match the reference point for the start of the work of the reticle 7 and the wafer 11. Is set to start at the same position in the direction perpendicular to the focusing lens (9).

이렇게 세팅되면, 집속렌즈(9)의 구면수차가 발생되지 않는 집속렌즈(9)의 중심부로 빛이 통과하도록 세팅된 상태이다.When it is set in this way, it is a state set so that light may pass to the center part of the focusing lens 9 which the spherical aberration of the focusing lens 9 does not generate | occur | produce.

이 상태에서 광원(1)에서 빛을 조사하면, 빛은 미러(3)와 통합렌즈(5)를 통해 레티클(7)로 입사되고, 레티클(7)로 입사된 빛은 레티클(7)을 투과하여 집속렌즈(9)를 통과하게 된다.When light is irradiated from the light source 1 in this state, light is incident on the reticle 7 through the mirror 3 and the integrated lens 5, and the light incident on the reticle 7 passes through the reticle 7. By passing through the focusing lens (9).

집속렌즈(9)를 통과한 빛은 웨이퍼 스테이지(13)에 장착된 웨이퍼(11)의 감광막에 도달하여 감광막을 노광하게 된다.Light passing through the focusing lens 9 reaches the photosensitive film of the wafer 11 mounted on the wafer stage 13 to expose the photosensitive film.

이와 같은 과정을 통해 알 수 있는 것은 본 고안의 노광장치는 레티클(7)의 가장자리에 위치한 회로도를 이용하여 노광할 때 집속렌즈(9)의 중심부로 회로도가 위치되도록 한 상태에서 노광이 이루어지므로 렌즈의 구면수차에 관계없이 노광작업이 이루어진다는 것이다.It can be seen through such a process that the exposure apparatus of the present invention uses the circuit diagram located at the edge of the reticle 7 to expose the circuit diagram to the center of the focusing lens 9 when the exposure is performed. The exposure works regardless of the spherical aberration.

이상에서 살펴본 바와 같이 본 고안에 의하면, 레티클을 이동하여 집속렌즈의 중심부에 해당하는 위치에서 노광이 이루어지도록 함으로써 렌즈의 구면수차에 관계없이 노광이 가능하다.As described above, according to the present invention, the exposure may be performed regardless of the spherical aberration of the lens by moving the reticle so that the exposure is performed at a position corresponding to the center of the focusing lens.

따라서 레티클에 형성된 회로도는 왜곡없이 웨이퍼 상에 그대로 반영되기 때문에 반도체 소자의 품질을 향상시키는 효과를 나타낸다.Therefore, the circuit diagram formed on the reticle is reflected on the wafer without distortion, thereby improving the quality of the semiconductor device.

Claims

An exposure apparatus for irradiating light emitted from a light source through a reticle and a focusing lens to a wafer mounted on a wafer stage to expose the light.

A plurality of reticle supports fixing the reticle;

A cross support on which the plurality of reticle supports are fixed to both sides of the second linear motor and installed such that the second linear motor is moved in the x-axis direction; And

The left support and the right support are installed on each of the first linear motor fixed to both ends of the cross support so as to be movable in the y-axis

Exposure apparatus for manufacturing a semiconductor wafer comprising a.

The method of claim 1, wherein the reticle is fixed to a plurality of reticle supports,

And forming an exhaust hole in the reticle support and connecting an exhaust line to the exhaust hole.