KR20050103057A - 반도체 기판 노광 장치 - Google Patents

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KR20050103057A
KR20050103057A KR1020040028453A KR20040028453A KR20050103057A KR 20050103057 A KR20050103057 A KR 20050103057A KR 1020040028453 A KR1020040028453 A KR 1020040028453A KR 20040028453 A KR20040028453 A KR 20040028453A KR 20050103057 A KR20050103057 A KR 20050103057A
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심우석
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삼성전자주식회사
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    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/70—Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
    • G03F7/70058—Mask illumination systems
    • G03F7/70091—Illumination settings, i.e. intensity distribution in the pupil plane or angular distribution in the field plane; On-axis or off-axis settings, e.g. annular, dipole or quadrupole settings; Partial coherence control, i.e. sigma or numerical aperture [NA]
    • G03F7/701—Off-axis setting using an aperture

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  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
  • Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)

Abstract

반도체 기판 상에 포토레지스트 패턴을 형성하기 위한 노광 장치에 있어서, 다수의 애퍼처 플레이트는 광원에서 생성된 광의 진행 방향과 수직하도록 중복되어 배치되고, 상기 광의 진행 방향과 평행한 중심축을 기준으로 각각 회전 가능하다. 상기 회전을 통해 다수의 애퍼처 플레이트는 다양한 형태의 애퍼처를 형성할 수 있고, 상기 애퍼처를 통해 상기 광을 선택적으로 통과시켜 다양한 형태의 폴을 갖는 오프 액시스 조명 빔으로 형성한다. 따라서 상기 노광 장치는 애퍼처 플레이트의 교체 없이 다양한 형태의 애퍼처를 형성할 수 있다.

Description

반도체 기판 노광 장치{Apparatus for fixing a wafer carrier}
본 발명은 반도체 장치를 제조하기 위한 노광 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 반도체 기판 상에 포토레지스트 패턴을 형성하기 위한 노광 장치에 관한 것이다.
일반적으로 반도체 장치는 반도체 기판으로 사용되는 실리콘웨이퍼 상에 전기적인 회로를 형성하는 팹(Fab) 공정과, 상기 팹 공정에서 형성된 반도체 장치들의 전기적인 특성을 검사하는 EDS(electrical die sorting)공정과, 상기 반도체 장치들을 각각 에폭시 수지로 봉지하고 개별화시키기 위한 패키지 조립 공정을 통해 제조된다.
상기 팹 공정은 다양한 단위 공정들을 포함하며, 상기 단위 공정들은 반도체 기판 상에 전기적 소자를 형성하기 위해 반복적으로 수행된다. 상기 단위 공정들은 증착 공정, 포토리소그래피 공정, 식각 공정, 화학적 기계적 연마 공정, 이온 주입 공정, 세정 공정 등을 포함한다.
상기 포토리소그래피 공정은 증착 공정을 통해 반도체 기판 상에 형성된 막을 전기적 특성을 갖는 패턴으로 형성하기 위한 포토레지스트 패턴을 상기 막 상에 형성하기 위해 수행된다. 상기 포토레지스트 패턴은 상기 패턴을 형성하기 위한 식각 공정에서 마스크로써 사용된다.
상기 포토리소그래피 공정은 반도체 기판 상에 포토레지스트 막을 형성하기 위한 포토레지스트 코팅 공정과, 상기 포토레지스트 막을 경화시키기 위한 베이킹 공정과, 상기 경화된 포토레지스트 막을 포토 마스크를 사용하여 포토레지스트 패턴으로 형성하기 위한 노광 공정 및 현상 공정을 포함한다.
최근, 반도체 장치의 집적도가 높아짐에 따라 반도체 기판 상에 형성되는 패턴들의 크기가 점차 작아지고 있으며, 이에 따라 상기 포토리소그래피 공정의 해상도(resolution) 및 초점 심도(depth of focus; DOF)의 중요성이 더욱 커지고 있다.
상기 해상도 및 초점 심도는 노광 공정에 사용되는 광 빔의 파장 및 투영 렌즈(projection lens)의 수치구경(numerical aperture; NA)에 좌우된다. 현재, 노광 공정에 사용되는 광 빔의 예들은 수은 램프로부터 발생되는 436nm의 파장을 갖는 g-line 광 빔 및 365nm의 파장을 갖는 i-line 광 빔, KrF 엑시머 레이저(excimer laser)로부터 발생되는 248nm의 파장을 갖는 KrF 레이저 빔, ArF 엑시머 레이저로부터 발생되는 198nm의 파장을 갖는 ArF 레이저 빔, F2 엑시머 레이저로부터 발생되는 157nm의 파장을 갖는 F2 레이저 빔 등이 있다.
또한, 패턴의 크기가 작아짐에 따라 포토 마스크를 통과하는 광 빔의 산란 및 회절에 의해 발생하는 포토레지스트 패턴의 왜곡을 방지하기 위한 방법으로 위상 편이 마스크(phase shaft mask; PSM)를 사용하는 방법과 광학적 근접 보상(optical proximity correction; OPC) 방법이 있다.
한편, 해상도를 향상시키기 위하여 투영 렌즈의 수치구경을 증가시키면 초점 심도가 낮아지는 문제점이 발생한다. 오프 액시스 조명(off-axis illumination; OAI)은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 사용되며, 포토 마스크에 의해 회절된 광 빔의 0차와 +1차 광 빔만을 반도체 기판으로 조사함으로써 초점 심도를 향상시키는 방법이다.
오프 액시스 조명으로는 환형 조명(annular illumination; AI), 2중극 조명(dipole illumination), 4중극 조명(quadrupole illumination) 등이 있다. 상기 오프 액시스 조명의 일 예로써, 미합중국 특허 제6,388,736호에는 4중극 조명 패턴을 제공하는 투영 리소그래피 시스템이 개시되어 있다.
도 1은 종래 기술에 따른 반도체 기판 노광 장치를 설명하기 위한 개략적인 구성도이다.
도 1을 참조하면, 노광 장치는 일반적으로 광을 발생하는 광원(light source, 10), 상기 광원(10)으로부터 방사되는 빛을 집속시키는 집광 렌즈 유닛(20), 피사체의 전면에 균일하게 광을 입사시키는 파리눈 렌즈(30), 상기 광을 선택적으로 투과시켜 오프 액시스 조명 빔을 형성하기 위한 애퍼처 플레이트(40), 상기 오프 액시스 조명 빔을 포토 마스크(60)로 유도하기 위한 조명 렌즈(50) 및 상기 포토 마스크(60)를 통과한 오프 액시스 조명 빔을 반도체 기판(90)으로 유도하기 위한 투사 렌즈(70)를 포함한다.
도 2는 도 1에 도시된 애퍼처 플레이트의 개구 형상을 설명하기 위한 도면이다.
도 2를 참조하면, 반도체 제조 공정에 통상적으로 사용되고 있는 애퍼처 플레이트(40)의 애퍼처 형상들이 예시되어 있다. 도면에서 빗금 친 부분이 빛을 차단하는 블로킹 영역이다. 예시된 애퍼처 플레이트(40)의 애퍼처 형상은 그 명칭이 차례대로 서큘러(circular)형, 쿼드러플(quadruple)형, 다이폴(dipole)형 및 고리(annual)형이다. 도시된 것 외에도 다른 형상의 애퍼처 플레이트(40)도 사용되고 있다.
오프 액시스 조명법을 사용하여 최고의 해상도 및 최적의 DOF를 얻기 위해서는 포토 마스크(60)에 레이아웃된 패턴에 따라서 적합한 형상을 가진 애퍼처 플레이트(40)가 필요하다. 즉, 포토 마스크(60)에 레이아웃된 패턴의 크기, 모양 및 간격 등에 따라서 적절한 방향 및 에너지로 빛이 입사되어야 한다. 그래야 높은 해상도와 최적의 DOF를 얻을 수 있고 원하는 형태의 패턴을 웨이퍼 상에 형성시키는 것이 가능하다.
그런데, 현재 집적 회로 제조 공정에 있어서는 하나의 디바이스를 제조하는데 패턴의 형상이 상이한 포토 마스크가 적어도 20 내지 30장이 필요하다. 반면, 애퍼처 플레이트(40)는 투영 노광 장치에 장착되어 있는 몇 개의 애퍼처만을 사용하거나, 장착되어 있는 않은 애퍼처를 가지는 애퍼처 플레이트(40)가 필요한 경우에는 해당 부품을 교체해 주어야 한다.
이와 같이 포토 마스크의 패턴에 따라서 다른 애퍼처를 갖는 애퍼처 플레이트(40)로 바꾸어 주거나 또는 교체해서 사용하는 노광 장치는 다음과 같은 문제점이 있다.
첫째, 사용할 수 있는 애퍼처의 형상이 한정되어 있다. 이미 만들어져 있는 애퍼처를 이용하기 때문에, 다양화되는 포토 마스크의 패턴에 대하여 최적의 형상을 가진 애퍼처를 사용할 수 없다. 지금 현재는 포토 마스크의 패턴에 따라 최선의 형상을 가진 애퍼처를 사용할 뿐, 언제나 최적의 형상을 가진 애퍼처를 사용할 수 없다. 따라서 종래의 방법에 의하면 다양한 패턴에 대하여 최고의 해상도와 최적의 DOF를 구현할 수가 없다.
둘째, 종래 기술에 의하면 비록 최적의 형상을 가진 애퍼처가 존재하여 이를 사용하고자 할 경우에도, 그 애퍼처를 갖는 애퍼처 플레이트(40)가 노광 장치에 장착되어 있지 않은 경우에는 장착되어 있는 기존의 애퍼처 플레이트(40)와 교체를 해주어야 한다. 애퍼처 플레이트(40)의 교체를 위해서는 해당 설비의 가동을 중단해야 한다. 설비의 가동이 중단되면 그 만큼 전체 공정 시간이 길어진다. 공정 시간이 길어지면 생산성은 그 만큼 감소하게 되는 문제가 있다.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은 애퍼처 플레이트를 교체하지 않고 최고의 해상도와 최적의 DOF를 구현하기 위한 다양한 애퍼처를 만들 수 있는 애퍼처 플레이트를 구비하는 노광 장치를 제공하는데 있다.
상기 본 발명의 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 포토레지스트 막이 형성된 반도체 기판 상에 제공되는 광을 생성하기 위한 광원과, 상기 광을 다수의 폴을 갖는 오프 액시스 조명 빔으로 형성하기 위한 다수의 개구들을 각각 갖고, 상기 폴의 위치와 크기를 조절하기 위해 상기 광의 중심축을 기준으로 각각 회전 가능하도록 상기 광의 진행 방향에 대하여 수직 방향으로 배치되는 다수의 애퍼처 플레이트와, 상기 오프 액시스 조명 빔을 소정의 마스크 패턴을 갖는 포토 마스크로 유도하기 위한 조명 렌즈 및 상기 반도체 기판 상에 상기 마스크 패턴과 대응하는 포토레지스트 패턴을 형성하기 위해 상기 포토 마스크를 통과한 상기 오프 액시스 조명 빔을 상기 반도체 기판으로 유도하기 위한 투사 렌즈를 포함하는 것을 특징으로 하는 노광 장치를 제공한다.
상기 노광 장치에서 상기 폴의 형태는 X축 다이폴(X-dipole), Y축 다이폴(Y-dipole), 쿼드러폴(quadrupole), 크로스폴(crosspole), 및 헥사폴(hexapole) 중 어느 하나의 형태를 갖는다.
상기 노광 장치는 각각의 애퍼처 플레이트의 가장자리를 따라 형성되며, 상기 애퍼처 플레이트들의 회전 각도를 확인하기 위한 눈금부를 더 구비한다.
상부 애퍼처 플레이트에 의해 하부 애퍼처 플레이트의 눈금부가 가려지는 것을 방지하기 위해 상기 상부 애퍼처 플레이트의 크기보다 상기 하부 애퍼처 플레이트의 크기가 더 크도록 형성된다.
이와 같이 구성된 본 발명에 따른 노광 장치는 각각의 애퍼처 플레이트가 회전 가능하므로 다양한 형태의 구경을 형성할 수 있다. 즉 폴의 형태를 X축 다이폴(X-dipole), Y축 다이폴(Y-dipole), 쿼드러폴(quadrupole), 크로스폴(crosspole) 및 헥사폴(hexapole) 등으로 형성할 수 있다.
또한 다수의 애퍼처 플레이트를 동시에 회전시킬 수 있으므로 X축 다이폴과 Y축 다이폴을 서로 변환할 수 있고, 쿼드러폴과 크로스폴 역시 서로 변환 가능하다.
따라서 애퍼처 플레이트의 교환 없이 다양한 형태의 구경을 형성할 수 있으므로 반도체 제조 장치의 생산성을 향상시킬 수 있다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 노광 장치에 대해 상세히 설명한다.
도 3은 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 반도체 기판 노광 장치를 설명하기 위한 개략적인 구성도이다.
도 3을 참조하면, 반도체 기판(190) 상에 포토레지스트 패턴을 형성하기 위한 노광 장치(100)는 광원(110), 집광 렌즈 유닛(condenser lens unit, 120), 파리눈 렌즈 어레이(fly's eye lens array, 130), 조명 렌즈(illumination lens, 150), 포토 마스크(160) 및 투사 렌즈(projection lens, 170)를 포함한다.
광원(110)에는 수은 램프(112) 및 수은 램프(112)의 둘레에 배치된 반구형 미러(114)가 포함된다. 수은 램프(112)에서는 특정한 파장의 빛이 방사되는데, 집적도의 증가로 그 파장은 계속 짧아지고 있다. 수은 램프(112)로부터 발생되는 광 빔으로는 436nm의 파장을 갖는 g-line 광 빔, 365nm의 파장을 갖는 광 빔 등이 있다.
수은 램프(112)에서 사방으로 방사되는 빛은 반구형 미러(114)에 의하여 일 방향으로 방사되게 된다.
도면 부호 195는 광원(110)으로부터 반도체 기판(190) 상의 선택된 부위를 연결하는 광 축(optical axis)을 의미하며, 광 축(195)은 조명 렌즈(150)의 중심 및 투사 렌즈(170)의 중심을 통과한다.
집광 렌즈 유닛(120)은 광원으로부터 방사되는 빛을 집속시키며, 파리눈 렌즈 어레이(130)는 피사체의 전면에 균일한 입사가 될 수 있도록 한다.
파리눈 렌즈 어레이(130)를 통과한 빛은 조명 렌즈(150)에 도달하기 전에 애퍼처 플레이트(140)를 통과한다. 애퍼처 플레이트(140)는 빛을 통과시킬 수 있는 개구 영역과 빛을 차단하는 블로킹 영역으로 나누어지는데, 애퍼처 플레이트(140)의 개구 영역은 통상 특정한 형상으로 되어 있다. 오프 액시스 조명법에서는 개구 영역의 특정한 형상(애퍼처 플레이트(140)의 중심 부분은 막혀 있다)을 이용함으로써 입사광의 수직 부분 즉 0차광을 제거한다. 따라서, 이러한 애퍼처 플레이트(140)의 개구 영역을 통과하여 조명 렌즈(150) 즉 포토 마스크(160)에 입사되는 빛은 수직으로 입사되지 않고 소정의 경사도를 가지고 있다.
오프 액시스 조명법에 사용되는 애퍼처 플레이트(140)는 중앙 부분이 모두 블로킹 영역이기 때문에, 조명 렌즈(150) 즉 포토 마스크(160)에 수직으로 입사되는 광을 제거할 수 있다. 이러한 애퍼처 플레이트(140)의 형상은 통상적으로 포토마스크의 패턴에 따라 달라진다. 왜냐하면, 포토 마스크의 패턴에 따라서 최고의 해상도 및 최적의 DOF를 보여주는 어퍼쳐 형상이 존재하기 때문이다.
상기 애퍼처 플레이트(140)는 상기 광원(110)으로부터 발생된 빔을 다양한 폴(pole)을 갖는 오프 액시스 조명 빔으로 형성하기 위해 사용된다. 애퍼처 플레이트(140)는 파리눈 렌즈 어레이(130)와 조명 렌즈(150) 사이에 배치된다.
오프 액시스 조명법을 사용하여 최고의 해상도 및 최적의 DOF를 얻기 위해서는 포토 마스크(160)에 레이아웃된 패턴에 따라서 적합한 형상을 가진 애퍼처 플레이트(140)가 필요하다. 즉, 포토 마스크(160)에 레이아웃된 패턴의 크기, 모양 및 간격 등에 따라서 적절한 방향 및 에너지로 빛이 입사되어야 한다. 이 경우 높은 해상도와 최적의 DOF를 얻을 수 있고 원하는 형태의 패턴을 웨이퍼 상에 형성시키는 것이 가능하다.
도 4는 도 3에 도시된 제1 애퍼처 플레이트를 설명하기 위한 개략적인 평면도이고, 도 5는 도 3에 도시된 제2 애퍼처 플레이트를 설명하기 위한 개략적인 평면도이다.
도 3, 도 4 및 도 5를 참조하면, 애퍼처 플레이트(140)는 제1 애퍼처 플레이트(142)와 제2 애퍼처 플레이트(144)로 구성된다. 제1 애퍼처 플레이트(142)와 제2 애퍼처 플레이트(144)는 각각 상기 광의 진행 방향과 수직하도록 배치된다. 즉 애퍼처 플레이트(140)는 제1 애퍼처 플레이트(142)가 상부에, 제2 애퍼처 플레이트(144)는 하부에 위치하도록 중복 배치된다. 제1 애퍼처 플레이트(142)에는 일정한 형태의 어펴쳐가 형성되고, 제1 애펴쳐 플레이트(142)는 상기 광의 진행 방향과 평행한 중심축, 즉 상기 광 축(195)을 기준으로 회전 가능하다. 제2 애퍼처 플레이트(144)에는 제1 애펴쳐 플레이트(142)에 형성된 어퍼쳐와 동일한 형태 또는 다른 형태 어펴쳐가 형성된다. 또한 제2 애퍼처 플레이트(144)는 상기 광 축(195)을 기준으로 회전 가능하다. 애퍼처 플레이트(140)는 제1 애퍼처 플레이트(142) 및 제2 애퍼처 플레이트(144)의 회전에 의해 애퍼처의 형상이 달라진다.
제1 애퍼처 플레이트(142)는 도 4에 도시된 바와 같이 원반 형태로 상하를 관통하여 다이폴(dipole) 형태의 애퍼처가 형성된다. 상기 다이폴 형태의 애퍼처는 사등분된 고리 형태의 애퍼처가 제1 애퍼처 플레이트(142)의 중심을 기준으로 서로 대칭되도록 2개 형성된다. 제1 애퍼처 플레이트(142)의 가장자리에는 회전 각도를 확인하기 위한 제1 눈금부(143)이 형성되어 있다. 상기 제1 눈금부(143)은 다양한 간격으로 형성될 수 있으나 30도 간격으로 형성되는 것이 바람직하다.
제2 애퍼처 플레이트(144)는 도 5에 도시된 바와 같이 원반 형태로 상하를 관통하여 부채꼴 형태의 애퍼처가 형성된다. 상기 부채꼴 형태의 애퍼처는 삼등분된 부채꼴 형태의 애퍼처가 제2 애퍼처 플레이트(144)의 중심을 기준으로 서로 대칭되도록 2개 형성된다. 제2 애퍼처 플레이트(144)의 가장자리에도 회전 각도를 확인하기 위한 제2 눈금부(145)이 형성되어 있다. 상기 제2 눈금부(145)은 다양한 간격으로 형성될 수 있으나 30도 간격으로 형성되는 것이 바람직하다.
제2 애퍼처 플레이트(144)의 지름은 제1 애퍼처 플레이트(142)의 지름보다 크게 형성된다. 그 이유는 제1 애퍼처 플레이트(142)의 크기와 제2 애퍼처 플레이트(144)의 크기가 동일할 경우 제1 애퍼처 플레이트(142)와 제2 애퍼처 플레이트(144)의 겹침으로 인해 제2 애퍼처 플레이트(144)의 제2 눈금부(145)이 제1 애퍼처 플레이트(142)에 의해 가려져 확인이 어렵기 때문이다. 따라서 제2 애퍼처 플레이트(144)의 지름을 제1 애퍼처 플레이트(142)의 지름보다 크게 형성하여 제2 눈금부(145)을 용이하게 확인한다.
도 6 내지 도 8은 도 3에 도시된 애퍼처 플레이트의 회전에 의한 애퍼처 형성을 설명하기 위한 개략적인 평면도이다.
도 6에 도시된 애퍼처 플레이트(140)는 도 4에 도시된 제1 애퍼처 플레이트(142)와 도 5에 도시된 제2 애퍼처 플레이트(144)를 그대로 겹친 형태이다. 이 경우 애퍼처 플레이트(140)의 애퍼처 형상은 제1 애퍼처 플레이트(142)의 애퍼처 형상과 동일하다. 도 6에 도시된 애퍼처의 형상은 X축 다이폴 형태이다. 이 상태에서 제1 애퍼처 플레이트(142)와 제2 애퍼처 플레이트(144)를 동시에 시계 방향이나 반시계 방향으로 90도 만큼 회전하면 애퍼처 플레이트(140)의 애퍼처 형상을 X축 다이폴 형태에서 Y축 다이폴 형태로 변형할 수 있다.
도 7에 도시된 애퍼처 플레이트(140)는 도 6에 도시된 애퍼처 플레이트(140)에서 제1 애퍼처 플레이트(142)는 반시계 방향으로 22.5도 만큼 회전시키고, 제2 애퍼처 플레이트(144)는 시계 방향으로 37.5도 만큼 회전시킨 상태이다. 이 경우 애퍼처 플레이트(140)의 애퍼처 형상은 X축 다이폴 형태이다. 하지만 도 7에 도시된 애퍼처 플레이트(140)의 애퍼처 형상은 도 6에 도시된 애퍼처 형상보다 크기가 작다. 이 상태에서 제1 애퍼처 플레이트(142)와 제2 애퍼처 플레이트(144)를 동시에 시계 방향이나 반시계 방향으로 90도 만큼 회전하면 애퍼처 플레이트(140)의 애퍼처 형상을 X축 다이폴 형태에서 Y축 다이폴 형태로 변형할 수 있다.
도 8에 도시된 애퍼처 플레이트(140)는 도 6에 도시된 애퍼처 플레이트(140)에서 제1 애퍼처 플레이트(142)는 회전시키지 않고 고정하고, 제2 애퍼처 플레이트(144)는 시계 방향 또는 반시계 방향으로 90도 만큼 회전시킨 상태이다. 이 경우 애퍼처 플레이트(140)의 애퍼처 형상은 쿼드러폴 형태이다. 이 상태에서 제1 애퍼처 플레이트(142)와 제2 애퍼처 플레이트(144)를 동시에 시계 방향이나 반시계 방향으로 90도 만큼 회전하면 애퍼처 플레이트(140)의 애퍼처 형상을 쿼드러폴 형태에서 크로스폴 형태로 변형할 수 있다.
따라서 포토마스크(160)에 레이아웃된 패턴에 따라서 적합한 애퍼처 형상을 형성할 수 있으므로 높은 해상도와 최적의 DOF를 얻을 수 있고, 또한 원하는 형태의 패턴을 반도체 기판(190) 상에 형성시키는 것이 가능하다.
상기 도면에서는 애퍼처 플레이트(140)를 이용하여 다이폴 또는 쿼드러폴 형태의 애퍼처를 형성하는 것으로 도시되었지만, 제1 애퍼처 플레이트(142)의 애퍼처 형상이나 제2 애퍼처 플레이트(144)의 형상에 따라서는 핵사폴 형태의 애퍼처를 형성할 수도 있다.
애퍼처 플레이트(140)를 통과한 빛은 조명 렌즈(150)에 집광이 되어, 포토 마스크(160)에 입사된다. 포토 마스크(160)에는 전사하고자 하는 패턴이 레이 아웃되어 있다. 계속해서 포토 마스크(160)를 통과한 빛은 투사 렌즈(projecting lens, 170)를 통과하고, 최종적으로 웨이퍼 스테이지(180)에 놓여 있는 반도체 기판(190)상에 포커싱된다. 이러한 과정을 거침으로써 포토 마스크(160)의 패턴이 반도체 웨이퍼(190) 상에 도포되어 있는 포토레지스트에 전사된다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 노광 장치는 다수의 애퍼처 플레이트를 겹치도록 배치하고 각각의 애퍼처 플레이트를 회전시켜 다양한 애퍼처 형상을 구현한다. 따라서 포토 마스크의 레이아웃된 패턴에 적합한 애퍼처 형상을 구현할 수 있으므로 높은 해상도와 최적의 DOF를 얻을 수 있다. 또한 애퍼처 플레이트의 교체 없이도 애퍼처 형상을 변환이 가능하므로 반도체 장치 제조 공정의 생산성을 향상시킬 수 있다.
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
도 1은 종래 기술에 따른 반도체 기판 노광 장치를 설명하기 위한 개략적인 구성도이다.
도 2는 도 1에 도시된 애퍼처의 형상을 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 반도체 기판 노광 장치를 설명하기 위한 개략적인 구성도이다.
도 4는 도 3에 도시된 제1 애퍼처 플레이트를 설명하기 위한 개략적인 평면도이다.
도 5는 도 3에 도시된 제2 애퍼처 플레이트를 설명하기 위한 개략적인 평면도이다.
도 6 내지 도 8은 도 3에 도시된 애퍼처 플레이트의 회전에 의한 애퍼처 형성을 설명하기 위한 개략적인 평면도이다.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *
110 : 광원 112 : 수은 램프
114 : 반구형 미러 120 : 집광렌즈 유닛
130 : 플라이아이즈 렌즈 어레이 140 : 애퍼처 플레이트
142 : 제1 애퍼처 플레이트 143 : 제1 눈금부
144 : 제2 애퍼처 플레이트 145 : 제2 눈금부
150 : 조명 렌즈 160 : 포토 마스크
170 : 투사 렌즈 180 : 스테이지
190 : 반도체 기판 195 : 광축

Claims (4)

  1. 포토레지스트 막이 형성된 반도체 기판 상에 제공되는 광을 생성하기 위한 광원;
    상기 광을 다수의 폴을 갖는 오프 액시스 조명 빔으로 형성하기 위한 다수의 개구들을 각각 갖고, 상기 폴의 위치와 크기를 조절하기 위해 상기 광의 중심축을 기준으로 각각 회전 가능하도록 상기 광의 진행 방향에 대하여 수직 방향으로 배치되는 다수의 애퍼처 플레이트;
    상기 오프 액시스 조명 빔을 소정의 마스크 패턴을 갖는 포토 마스크로 유도하기 위한 조명 렌즈; 및
    상기 반도체 기판 상에 상기 마스크 패턴과 대응하는 포토레지스트 패턴을 형성하기 위해 상기 포토 마스크를 통과한 상기 오프 액시스 조명 빔을 상기 반도체 기판으로 유도하기 위한 투사 렌즈를 포함하는 것을 특징으로 하는 노광 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 폴의 형태는 X축 다이폴(X-dipole), Y축 다이폴(Y-dipole), 쿼드러폴(quadrupole), 크로스폴(crosspole), 및 헥사폴(hexapole) 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 노광 장치.
  3. 제1항에 있어서, 각각의 애퍼처 플레이트의 가장자리를 따라 형성되며, 상기 애퍼처 플레이트들의 회전 각도를 확인하기 위한 눈금부를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 노광 장치.
  4. 제3항에 있어서, 상부 애퍼처 플레이트에 의해 하부 애퍼처 플레이트의 눈금부가 가려지는 것을 방지하기 위해 상기 상부 애퍼처 플레이트의 크기보다 상기 하부 애퍼처 플레이트의 크기가 더 크도록 형성되는 것을 특징으로 하는 노광 장치.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR100643684B1 (ko) * 2005-11-04 2006-11-10 한국과학기술원 폴리머 또는 레지스트 패턴 및 이를 이용한 금속 박막패턴, 금속 패턴, 플라스틱 몰드 및 이들의 형성방법
KR20180043159A (ko) * 2016-10-19 2018-04-27 최진우 곡면형 반도체 생산 장치 및 곡면형 반도체를 이용한 이미지 센서

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