KR20070033136A - 노광 장치의 초점 거리 보정 방법 - Google Patents

노광 장치의 초점 거리 보정 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR20070033136A
KR20070033136A KR1020050087494A KR20050087494A KR20070033136A KR 20070033136 A KR20070033136 A KR 20070033136A KR 1020050087494 A KR1020050087494 A KR 1020050087494A KR 20050087494 A KR20050087494 A KR 20050087494A KR 20070033136 A KR20070033136 A KR 20070033136A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
light
focal length
aperture plate
projection
graph
Prior art date
Application number
KR1020050087494A
Other languages
English (en)
Inventor
김은성
Original Assignee
삼성전자주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 삼성전자주식회사 filed Critical 삼성전자주식회사
Priority to KR1020050087494A priority Critical patent/KR20070033136A/ko
Publication of KR20070033136A publication Critical patent/KR20070033136A/ko

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • 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
    • G03F7/70216—Mask projection systems
    • G03F7/70308—Optical correction elements, filters or phase plates for manipulating imaging light, e.g. intensity, wavelength, polarisation, phase or image shift
    • G—PHYSICS
    • 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
    • G03F7/20—Exposure; Apparatus therefor
    • G—PHYSICS
    • 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
    • G03F7/70216—Mask projection systems
    • G03F7/70258—Projection system adjustments, e.g. adjustments during exposure or alignment during assembly of projection system
    • G—PHYSICS
    • 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
    • G03F7/70483—Information management; Active and passive control; Testing; Wafer monitoring, e.g. pattern monitoring
    • G03F7/70605—Workpiece metrology
    • G03F7/70616—Monitoring the printed patterns
    • G03F7/70641—Focus
    • G—PHYSICS
    • 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
    • G03F9/00—Registration or positioning of originals, masks, frames, photographic sheets or textured or patterned surfaces, e.g. automatically
    • G03F9/70—Registration or positioning of originals, masks, frames, photographic sheets or textured or patterned surfaces, e.g. automatically for microlithography
    • G03F9/7003—Alignment type or strategy, e.g. leveling, global alignment
    • G03F9/7023—Aligning or positioning in direction perpendicular to substrate surface
    • G03F9/7026—Focusing

Landscapes

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

Abstract

노광 장치의 초점 거리 보정 방법에 있어서, 광원으로부터 광을 생성하는 단계와 상기 광을 선택적으로 통과시키며, 원형의 차광 영역과 상기 차광 영역의 중심으로부터 소정의 거리를 두고 형성된 두 개의 서로 다른 형상의 개구를 갖는 애퍼처 플레이트로 상기 광을 조사하고, 상기 애퍼처 플레이트를 통과한 광을 라인형 광투과 패턴들이 형성된 광투과 부재 상으로 유도하고, 상기 광투과 부재를 통과한 투영광의 세기를 측정하여 상기 투영광의 초점 거리에 대한 검사 정보를 획득하는 단계와 상기 검사 정보를 기 설정된 기준 검사 정보와 비교하여 투영광의 초점 거리를 보정한다. 따라서, 상기 노광 장치의 초점 거리에 대한 검사 정보와 기준 검사 정보를 비교하여, 노광 장치의 초점 거리를 보정할 수 있다.

Description

노광 장치의 초점 거리 보정 방법 {Method for adjusting focal length of an exposure apparatus}
도 1은 종래의 애퍼처 플레이트를 설명하기 위한 단면도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 애퍼처 플레이처 및 광투과 부재와 이를 갖는 노광 장치를 설명하기 위한 개략적인 구성도이다.
도 3은 도 2에 도시된 애퍼처 플레이트를 설명하기 위한 확대 단면도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 초점 거리 보정 방법을 설명하기 위한 개략적인 그래프이다.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *
100 : 노광 장치 102 : 조명 광학 시스템
104 : 투영 광학 시스템 106 : 레티클 스테이지
108 : 광투과 부재 110 : 기판 스테이지
112 : 센서 114 : 광원
120, 122, 128, 132 ,144, 146 : 렌즈부
124 : 노광 제어 시스템 136 : 애퍼처 플레이트
본 발명은 노광 장치의 노광 장치의 초점 거리 보정 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 반도체 소자를 제조하기 위한 노광 장치의 초점 거리 측정 후 최적 초점 거리로 보정하는 방법에 관한 것이다.
일반적으로, 반도체 장치는 이온주입 공정, 증착 공정, 확산 공정, 사진 식각 공정 등과 같은 다수의 공정을 통하여 제조된다. 이러한 공정들 중에서 사진 식각 공정은 웨이퍼 상에 소정의 회로 패턴을 형성하기 위하여 수행된다.
사진 식각 공정은 웨이퍼 상에 포토레지스트 조성물 층을 형성하기 위한 코팅 공정, 코팅된 포토레지스트 용액을 포토레지스트 막으로 경화시키기 위한 베이크 공정, 마스크 상에 형성된 패턴을 상기 포토레지스트 막에 전사하기 위한 노광 공정 및 웨이퍼에 전사된 마스크 패턴을 포토레지스트 패턴으로 형성하기 위한 현상 공정을 포함한다.
사진 식각 공정 중에서 노광 공정을 수행하기 위한 장치는, 기판 상에 형성된 포토레지스트 막을 노광하는데 필요한 광을 생성하는 광원과, 상기 광원으로부터 생성된 광을 제공받아 평행한 방향성을 갖는 광으로 형성하기 위한 정렬 렌즈와 상기 정렬 렌즈를 통해 형성된 광을 제공받아 링 형상을 갖는 광을 형성하는 애퍼처 플레이트, 링 형상을 갖는 광을 제공받아 집광시키기 위한 집광 렌즈, 상기 집광 렌즈로부터 집광된 광을 제공 받는 소정의 패턴이 형성된 레티클, 상기 레티클을 투과하여 상기 레티클 패턴의 형상을 갖는 광을 기판 상에 축소 투영시키는 프로젝션 렌즈 및 기판을 지지하는 스테이지 등을 포함한다.
노광 공정을 수행하는 동안 상기 광원으로부터 발생된 광은 상기 정렬 렌즈, 상기 애퍼처 플레이트 및 상기 집광 렌즈와 같은 투영 광학부를 통해 상기 레티클 상으로 조사되며, 상기 레티클을 통해 통과된 광은 프로젝션 렌즈를 통해 기판 상으로 조사된다. 이 경우, 레티클에는 기판 상에 설정된 다수의 샷(shot) 영역들에 전사되기 위한 이미지와 대응하는 레티클 패턴이 형성된다. 레티클 패턴을 기판의 샷 영역에 정확하게 전사하기 위해서는, 투영 광학부를 통과한 광의 초점이 기판 상면에 맺히도록 하는 것이 중요하다. 기판 상면에 대한 투영 광학 유닛을 통과한 광이 맺히는 위치를 초점심도(depth of focus, DoF)라고 한다.
현재 회로 패턴의 미세화가 가속화됨에 따라 디자인 룰(design rule)이 계속적으로 줄어들고 있으며, 미세한 선폭을 갖는 패턴을 구현하기 위해서는 포토리소그래픽 공정의 높은 해상도(resolution)와 적절한 초점 심도가 필요하다. 일반적으로 사진공정에 있어서, 패턴의 임계치수(Critical Dimension) 및 프로파일(profile)은 사용되는 노광 장치의 초점 거리 정도에 따라 크게 변화한다. 이러한 변화는 노광파장이 짧아질수록 더욱 심해지기 때문에 노광 장치의 초점 거리 측정 및 관리는 사진공정에 있어서 매우 중요하다.
이를 위해, 광원의 파장을 줄인 엑시머 레이저(Excimer Laser)를 이용하는 방법, 위상 반전 마스크(Phase Shift Mask)를 이용하는 방법 및 사입사 조명 방법(Tilted illumination)과 같은 변형 조명 방법(modified illumination method)등이 개발되었다.
이 중에서 사입사 조명 방법은 렌즈 및 조명계를 변형시키지 않으면서 단순 하게 애퍼처 플레이트를 변경함으로서, 미세한 선폭의 라인과 스페이서가 반복적으로 형성되어 있는 패턴에서의 초점 심도 및 해상도를 향상시킬 수 있다.
도 1은 종래의 애퍼처 플레이트를 설명하기 위한 단면도이다.
도 1을 참조하면, 상기 사입사 조명 방법은 애퍼처 플레이트의 형상에 따라서 양극형(dopole)(도 1a), 사극형(quadrupole)(도 1b), 고리형(Annular)(도 1c) 등으로 구분된다. 상기 애퍼처 플레이트는 차광 영역과 투과 영역으로 나누어져 있으며 이에 의해 광은 부분적으로 제한된다. 상기 애퍼처 플레이트는 광의 수직 입사 성분을 차단하고, 광의 사입사 성분만이 레티클에 도달하도록 한다. 상기 레티클에 도달한 광은 회절되고, 프로젝션 렌즈를 통과하여 기판을 노광한다.
상기와 같은 노광 공정에서 포토레지스트 패턴의 해상도 및 광 빔의 초점 심도는 레티클을 통과한 광의 초점의 변화에 크게 의존하게 되고 이에 따라 해상도 및 초점 심도 향상이 여전히 필요하고 이에 따라 노광 장치의 최적 초점 거리 측정 및 보정이 요구된다.
이를 위해, 현재 사용되는 노광 시스템은 대부분 자동 포커싱 장치를 구비하여 노광 공정이 진행되는 동안 최적의 포커싱이 이루어지도록 조절된다. 그러나, 노광 공정이 계속적으로 진행됨에 따라 자동 포커싱 장치가 최적의 초점 거리로 감지하였음에도 불구하고, 실제 패턴에서는 최적의 포커싱이 이루어지지 않아 불량한 패턴이 형성될 수 있다.
따라서, 본 발명의 목적은, 노광 장치의 초점 거리 여부를 간편하고 효율적 으로 검사하여 효과적으로 보정할 수 있는 노광 장치의 초점 거리 보정 방법을 제공하는 것이다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 노광 장치의 초점 거리 보정 방법은 광원으로부터 광을 생성하는 단계와 상기 광을 선택적으로 통과시키며, 원형의 차광 영역과 상기 차광 영역의 중심으로부터 소정의 거리를 두고 형성된 두 개의 서로 다른 형상의 개구를 갖는 애퍼처 플레이트로 상기 광을 조사하는 단계와 상기 애퍼처 플레이트를 통과한 광을 라인형 광투과 패턴들이 형성된 광투과 부재 상으로 유도하는 단계와 상기 광투과 부재를 통과한 투영광의 세기를 측정하여 상기 투영광의 초점 거리에 대한 검사 정보를 획득하는 단계와 상기 검사 정보를 기 설정된 기준 검사 정보와 비교하여 투영광의 초점 거리를 보정하는 단계를 포함한다.
본 발명의 바람직한 일 측면에 따르면, 상기 검사 정보는 상기 측정된 투영광의 세기와 대응하는 검사 그래프를 포함하며, 상기 초점 거리는 검사 그래프와 기 설정된 기준 그래프와의 위상을 비교하여, 상기 검사 그래프와 기준 그래프와의 위상이 일치하도록 보정된다.
또한, 상기 광투과 부재는 기판 상에 전사되기 위한 이미지와 대응하는 투영 패턴을 갖는 레티클을 지지하는 레티클 스테이지에 의해 지지되며, 상기 투영광의 세기는 기판을 지지하는 기판 스테이지 상에 구비된 센서를 통해 측정된다.
상술한 바와 같은 본 발명의 일 실시예에 의하면, 상기 애퍼처 플레이트는 차광 영역과 투과 영역으로 나뉘어져 있다. 빛이 차단되는 원형의 차광 영역과 상기 차광 영역의 중심으로부터 소정 거리를 두고 X축 방향으로 소정의 거리로 이격되어 각각 1개의 투과 영역이 구비된다. 상기 투과 영역은 서로 X축과 Y축이 연장된 길이가 서로 다르게 비대칭으로 형성되어 있다. 따라서, 상기 광은 상기 애퍼처 플레이트의 비대칭적으로 형성되어 있는 상기 투과 영역을 통과하면 x방향과 y방향에 대하여 서로 다른 양의 빛이 통과하게 된다. 상기 애퍼처 플레이트를 통과한 광을 광투과 부재에 통과시키고, 상기 광투과 부재를 통과한 투영광의 세기를 측정하여 상기 투영광의 초점 거리에 대한 검사 정보에 대응하는 검사 그래프와 기 설정된 기준 검사 그래프와의 위상을 비교하여, 상기 검사 그래프와 기준 그래프와의 위상이 일치하도록 보정하여. 상기 노광 장비가 최적의 공정을 수행할 수 있는 초점 거리를 갖도록 보정한다.
또한, 전형적인 노광 장비에 본 발명의 실시예에 의한 초점 거리 검사용 애퍼처 플레이트와 광투과 부재를 장착하여, 최적의 초점 거리를 갖도록 보정한다.
따라서, 이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하고자 한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 애퍼처 플레이트 및 광투과 부재와 이를 갖는 노광 장치를 설명하기 위한 개략적인 구성도이다.
도 2에 도시된 바에 의하면, 노광 장치(100)는 조명 광학 시스템(102)과 투영 광학 시스템(104)을 포함한다.
전형적인 노광 장치(100)는 실리콘 웨이퍼와 같은 반도체 기판(미도시) 상에 전사하고자 하는 레티클 패턴을 갖는 레티클(미도시됨)을 지지하는 레티클 스테이지(106)를 사이에 두고 배치되며, 상기 반도체 기판을 지지하기 위한 기판 스테이지(110)는 투영 광학 시스템 아래에 배치된다.
하지만, 본 발명에 일 실시예에 따르면, 상기 레티클 스테이지(106)에는 라인형 광투과 패턴들이 형성된 광투과 부재(108)가 배치되며, 상기 기판 스테이지(110)에는 상기 광투과 부재(108)를 투과한 광의 초점 거리에 대한 검사 정보를 획득하기 위한 센서(112)가 구비된다.
상기 조명 광학 시스템(102)은 상기 레티클 패턴에 따라 선택된 형태를 갖는 조명광을 상기 광투과 부재(108) 상으로 유도하기 위하여 사용되며, 다수의 광학 부재들을 포함할 수 있다.
광원(114)으로부터 조사된 광 빔은 상기 다수의 광학 부재들을 통해 상기 선택된 형태를 갖는 조명광으로 형성되며, 광투과 부재(108)를 통과함으로써 상기 광투과 부재(108) 상에 형성된 라인형 광투과 패턴에 대한 이미지 정보를 얻는다. 상기 광투과 부재(108)를 통과한 광은 투영 광학 시스템(104)을 통해 기판 스테이지(110) 상에 배치된 센서로 투영되어, 상기 광투과 부재(108)를 통과한 광의 세기를 측정하여 상에 광의 초점 거리에 대한 검사 정보를 획득한다.
상기 광원(114)으로는 ArF 엑시머 레이저, F2 레이저, KrF 엑시머 레이저, 야그(YAG) 레이저 또는 수은 램프 등이 사용될 수 있다. 상기 광원(114)으로부터 조사된 광 빔은 상기 노광 장치(100)의 바디에 대하여 광 경로를 정합하기 위한 빔 매칭 유닛(116, beam matching unit; BMU)과 광 감쇠기(118, light attenuator)를 통해 빔 형상화 유닛(beam shaping unit)으로 입사된다. 상기 빔 형상화 유닛은 기 설정된 광축을 따라 배열된 제1 렌즈부(120)와 제2 렌즈부(122)를 포함할 수 있다. 상기 노광 장치를 가동하여 노광 공정을 수행할 시 노광량을 제어하는 노광 제어 시스템(124, exposure control system)은 상기 광원(114)의 광 방출의 시작과 종료 및 출력(진동 주파수(oscillation frequency) 및 펄스 에너지)을 제어하며, 광 감쇠기(118)의 감쇠 비율(dimming ratio)을 연속적으로 또는 단계적으로 조절한다.
상기 빔 형상화 유닛을 통과한 광 빔은 일차 광학 적분기(first stage optical integrator) 또는 균일화 부재(uniformizer or homogenizer)로서 기능하는 제1 플라이 아이 렌즈(126, first fly's eye lens)로 입사된다. 상기 제1 플라이 아이 렌즈로(126)부터 출사된 광 빔은 제3 렌즈부(128)를 통해 광 경로 변환 부재(optical path-bending member)로서 기능하는 제1 반사경(130)으로 입사되며, 상기 제1 반사경(130)에 의해 반사된 광은 제4 렌즈부(132)를 통해 이차 광학 적분기로서 기능하는 제2 플라이 아이 렌즈(134)로 입사된다. 광 집적 광학 유닛(light-collecting optical unit)으로서 기능하는 릴레이 광학 유닛(relay optical unit)은 상기 제3 렌즈부(128) 및 제4 렌즈부(132)에 의해 구현될 수 있다.
상기 제2 플라이 아이 렌즈(134)를 통해 출사된 광 빔은 본 발명의 일실시예에 구비된 상기 애퍼처 플레이트(136)를 통과함으로써 특정 형태를 갖는 조명광으로 형성된다.
본 발명의 바람직한 실시예들에 따르면, 상기 애퍼처 플레이트(136)는 차광 영역과 투과 영역으로 나뉘어져 있으며, 빛이 차단되는 원형의 차광 영역과 상기 차광 영영의 중심으로부터 소정 거리를 두고 X축 방향으로 소정의 거리로 이격되어 각각 1개의 투과 영역이 구비된다. 상기 투과 영역은 서로 X축과 Y축이 연장된 길이가 서로 다르게 비대칭으로 형성되어있다. 따라서, 상기 광은 상기 애퍼처 플레이트(136)의 비대칭적으로 형성되어 있는 투과 영역을 통과하면 x방향과 y방향에 대하여 서로 다른 양의 빛이 통과하게 된다.
이와는 다르게 상기 애퍼처 플레이트는 또한 상기 선택된 애퍼처 플레이트(136)는 조명광 형성 부재로서 기능하며, 원반 형상을 갖는 지지부재(134)에 의해 지지될 수 있다.
상기 선택된 애퍼처 플레이트(136)를 통과한 조명광은 (138, beam splitter)로 입사된다. 상기 빔 스플리터(138)에 의해 반사된 조명광은 광 집적 렌즈(140, light-collecting lens)를 통해 광전 검출기(photoelectric detector)로 구성된 적분 센서(142)로 입사되며, 상기 적분 센서(142)의 검출 신호는 노광 제어 시스템(124)으로 제공된다. 상기 노광 제어 시스템(124)은 상기 검출 신호에 따라 상기 조명광의 조도와 그의 적분값을 간접적으로 모니터링한다.
상기 빔 스플리터(138)를 통과한 조명광은 제5 렌즈부(144)와 제6 렌즈부(146)를 순차적으로 통과한 후, 제2 반사경(148)에 의해 이미지 형성 렌즈 유닛(150, image-forming lens unit)으로 입사되며, 상기 이미지 형성 렌즈 유닛(150)을 통과한 조명광은 보조 집광 렌즈 유닛(152)과 주 집광 렌즈 유닛(154)을 순차적으로 통과하여 상기 광투과 부재(108) 상으로 입사된다.
한편, 도시되지는 않았으나, 상기 제2 플라이 아이 렌즈(134)와 제5 렌즈부(144) 및 제6 렌즈부(146)는 상기 조명광의 광속 밀도(flux density), 크기, 위치 등을 조절하기 위하여 구동 시스템(140)에 의해 제어되는 구동부들(미도시)에 의해 상기 조명광의 광축을 따라 이동될 수 있다.
상기 레티클 스테이지(106)는 상기 주 집광 렌즈 유닛(154) 아래에서 레티클 베이스(156) 상에 이동 가능하도록 배치된다. 전형적인 노광 장치에서는 상기 레티클 스테이지(106)는 레티클을 지지하지만 본 발명의 실시예에서는 상기 레티클 스테이지(106)에는 광투과 부재(108)가 장착되어 있다.
상기 광투과 부재(108)는 라인형 광투과 패턴이 형성되어 상기 광을 슬릿 형태의 광으로 변환한다.
일반적으로, 상기 레티클 스테이지(106)는 미세하게 X축 방향, Y축 방향 및 회전 가능하게 배치된다. 상기 레티클 스테이지(106)의 위치와 회전 각도는 제1 구동 제어 시스템(158)의 레이저 간섭계에 의해 실시간으로 측정될 수 있으며, 측정 결과와 주 제어 시스템(160)으로부터의 제어 정보에 따라 제1 구동 제어 시스템(158)의 구동 모터(예를 들면, 리니어 모터(linear motor) 또는 보이스 코일 모터(voice coil motor))는 레티클 스테이지(106)의 스캐닝 속도와 위치를 제어한다.
상기 광투과 부재(108)을 통과한 투영광은 투영 광학 시스템(104)을 통해 센서(112)로 조사된다. 일반적으로는 상기 기판 스테이지(110)는 반도체 기판을 지지하기 위하여 구비되어 있으나 본 발명에 실시예에 따르면, 상기 기판 스테이지(110) 상에는 상기 투영광에 대한 검사 정보를 획득하기 위한 센서(112)가 구비되 어 있다. 구체적으로, 상기 센서(112)는 상기 노광 장치 내의 노광 과정이 수행될 기판 스테이지(110) 상에 의해 지지되는 기판이 도입될 위치에 도달하는 상기 투영광에 대한 세기를 측정하여 상기 측정된 투영광의 세기와 대응하는 검사 그래프를 통하여 상기 투영광의 초점 거리에 대한 검사 정보를 획득한다.
도시하지는 않았지만, 상기 센서(112)는 상기 투영광의 초점 거리에 대한 검사 정보를 나타내기 위한 디스플레이부를 더 구비할 수 있다. 기판 스테이지(110)는 기판 베이스(162) 상에서 이차원적으로 이동 가능하게 배치되며, 상기 노광 공정이 수행되는 동안 상기 레티클 스테이지(106)의 이동 방향에 대하여 반대 방향으로 이동한다. 또한, 상기 반도체 기판의 노광 공정 수행 영역들에 대하여 반복적으로 노광 공정을 수행하기 위하여 X축 방향 및 Y축 방향으로 스텝핑 방식(stepping manner)으로 이동한다. 또한, 기판 스테이지(110)의 레벨링 메커니즘은 자동 초점 거리 센서(112)의 측정값에 기초하여 구동되며, 이에 따라 초점 거리 위치가 조절될 수 있다. 상기 기판 스테이지(110)의 위치와 회전 각도는 구동 제어 시스템(164)의 레이저 간섭계에 의해 실시간으로 측정될 수 있으며, 측정 결과와 주 제어 시스템(160)으로부터의 제어 정보에 따라 구동 제어 시스템(164)의 구동 모터(예를 들면, 리니어 모터 또는 보이스 코일 모터는 기판 스테이지(110)의 스캐닝 속도와 위치를 제어한다.
도 3은 도 2에 도시된 애퍼처 플레이트를 설명하기 위한 확대 단면도이다.
도 3을 참조하면, 상기 애퍼처 플레이트(136)는 차광 영역과 투과 영역으로 나뉘어져 있다. 구체적으로 상기 애퍼처 플레이트(136)는 빛이 차단되는 원형의 차 광 영역과 차광 영역의 중심으로부터 소정 거리를 두고 X,Y축 방향으로 각각 두개의 투과 영역이 구비된다. 상기 투과 영역은 차광 영역을 중심으로 좌, 우에 각 한 개씩 비대칭적으로 형성되어 있다. X 방향의 좌측에 있는 투과 영역은 우측에 있는 투과 영역보다 그 크기가 크고 Y방향으로 연장된 길이가 더 길다. 상기와 같이 비대칭적인 투과 영역들을 가진 애퍼처 플레이트(136)에 광원으로부터 생성된 광을 조사한다. 상기 애퍼처 플레이트(136)의 광투과 영역을 통과하는 입사광의 수직 부분, 즉 0차광을 제거한다. 따라서 이러한 애퍼처 플레이트(136)를 통과하여 집광렌즈 , 즉 포토 마스크에 입사되는 빛은 수직으로 입사되지 않고 소정의 경사도를 가지고 있다. 상기 애퍼처 플레이트(136)의 비대칭적으로 형성되어 있는 투과 영역을 통과하면 x방향과 y방향에 대하여 서로 다른 양의 빛이 통과하게 된다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 초점 거리 보정 방법을 설명하기 위한 개략적인 그래프이다.
도 4를 참조하면, 먼저 최적의 공정을 수행할 수 있는 초점 거리에 대한 광의 세기에 대응하는 기준 그래프(A)를 형성한다.
상기 애퍼처 플레이트(136) 및 상기 슬릿을 통과한 투영광은 상기 기판 스테이지(110)에 구비된 센서(112)에 의해 세기가 측정되며, 상기 투영광의 세기와 대응하는 검사 그래프(B)를 형성함으로써, 상기 노광 장치에 초점 거리에 대한 검사 정보를 획득할 수 있다. 상기 노광 장치의 투영광의 초점 거리가 이상이 있을 때에는 기 설정된 기준 그래프(A)와 상기 검사 그래프(B)를 비교하면, 상기 검사 그래프의 위상은 변이 또는 반전되는 등의 이상이 발생하게 되고, 이러한 비교 결과를 통해서 상기 노광 장치의 초점 거리를 검사할 수 있다. 또한 상기 기준 그래프(A)와 상기 검사 그래프(B)의 위상이 일치되도록 보정하여 상기 노광 장치의 초점 거리를 보정할 수 있다.
구체적으로 설명하면 다음과 같다.
먼저, 전형적인 노광 장치에 본 발명의 실시예에 의한 초점 거리 검사용 애퍼처 플레이트(136)와 광투과 부재(108)를 노광 장치에 장착한다. 이때 상기 애퍼처 플레이트(136)는 원형의 차광 영역과 상기 차광 영역의 중심으로부터 소정의 거리를 두고 형성된 두 개의 서로 다른 형상의 개구를 갖는다. 또한 상기 광투과 부재(108)는 상기 광투과 부재(108)는 기판 상에 전사되기 위한 이미지와 대응하는 투영 패턴을 갖는 레티클을 지지하는 레티클 스테이지(106)에 의해 지지된다.
그리고 노광 장치의 가동으로 상기 애퍼처 플레이트(136)와 상기 광투과 부재(108)에 실제 노광 과정에 사용될 노광 조건의 광을 광원으로부터 제공한다.
상기 애퍼처 플레이트(136)와 상기 광투과 부재(108)에 통과한 투영광의 세기를 기판 스테이지(110)에 구비된 센서(112) 통해 측정하여, 상기 투영광의 초점 거리에 대한 검사 정보를 획득한다. 일반적으로 기판 단에는 기판 스테이지(110) 상에 올려진 기판이 위치하게 되지만, 본 발명의 실시예에서는 기판 스테이지(110)의 기판 단에는 광세기를 측정하는 센서(112)가 기판 수위와 동일한 수위에 위치하게 된다. 이때 기판 수위는 실제 노광 과장이 수행될 때의 기판의 수위를 의미한다. 이어서 상기 투영된 광의 세기와 대응하는 검사 그래프를 얻는다. 상기 측정된 투영광의 세기와 대응하는 검사 그래프와 기준 그래프와의 위상을 비교하여, 상기 검사 그래프와 기준 그래프와의 위상이 일치하도록 보정하여 상기 노광 장치의 초점 거리를 보정한다.
이러한 초점 거리 또는 기판 정렬을 위한 센서(112)를 이용하여 광을 측정함으로써, 기존 노광 장치에 추가적인 부품의 도입 없이도 광의 세기를 측정하여 초점 거리의 이상 정도를 측정하는 것이 가능하다.
상기 노광 장치는 상기 투영광의 검사 그래프와 상기 기준 그래프와의 초점 거리 차이에 대응하는 위상 차이에 따라 상기 초점 거리를 보정하기 위한 보정기와, 상기 검사 그래프 및 상기 기준 그래프를 포함하는 상기 시험 그래프를 디스플레이하기 위한 디스플레이 유닛을 더 포함한다.
상기와 같은 본 발명의 실시예들에 따르면, 두 개의 서로 다른 형상을 갖는 애퍼처 플레이트와 라인형 광투과 패턴들이 형성된 광투과 부재를 통과한 투영광에 대한 검사 정보와 기 설정된 기준 검사 정보를 비교를 통해 노광 장치의 초점 거리를 확인 할 수 있으며, 상기 비교 결과에 따라 노광 장치의 초점 거리를 보정할 수 있다.
따라서, 노광 장치의 초점 거리를 보정함으로써, 공정 진행 중 발생하는 패턴 왜곡을 방지할 수 있으며, 노광 공정의 효율성을 높일 수 있는 효과가 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만 해당 기술 분야의 숙련된 당업자라면 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변 경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

Claims (4)

  1. 광원으로부터 광을 생성하는 단계;
    상기 광을 선택적으로 통과시키며, 원형의 차광 영역과 상기 차광 영역의 중심으로부터 소정의 거리를 두고 형성된 두 개의 서로 다른 형상의 개구를 갖는 애퍼처 플레이트로 상기 광을 조사하는 단계;
    상기 애퍼처 플레이트를 통과한 광을 라인형 광투과 패턴들이 형성된 광투과 부재 상으로 유도하는 단계;
    상기 광투과 부재를 통과한 투영광의 세기를 측정하여 상기 투영광의 초점 거리에 대한 검사 정보를 획득하는 단계; 및
    상기 검사 정보를 기 설정된 기준 검사 정보와 비교하여 투영광의 초점 거리를 보정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 노광 장치의 초점 거리 보정 방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 검사 정보는 상기 측정된 투영광의 세기와 대응하는 검사 그래프를 포함하며, 상기 초점 거리는 검사 그래프와 기 설정된 기준 그래프와의 위상을 비교하여 상기 검사 그래프와 기준 그래프와의 위상이 일치하도록 보정되는 것을 특징으로 하는 노광 장치의 초점 거리 보정 방법.
  3. 제1항에 있어서, 상기 광투과 부재는 기판 상에 전사되기 위한 이미지와 대 응하는 투영 패턴을 갖는 레티클을 지지하는 레티클 스테이지에 의해 지지되는 것을 특징으로 노광 장치의 초점 거리 보정 방법.
  4. 제1항에 있어서, 상기 투영광의 세기는 기판을 지지하는 기판 스테이지 상에 구비된 센서를 통해 측정되는 것을 특징으로 하는 노광 장치의 초점 거리 보정 방법.
KR1020050087494A 2005-09-21 2005-09-21 노광 장치의 초점 거리 보정 방법 KR20070033136A (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020050087494A KR20070033136A (ko) 2005-09-21 2005-09-21 노광 장치의 초점 거리 보정 방법

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020050087494A KR20070033136A (ko) 2005-09-21 2005-09-21 노광 장치의 초점 거리 보정 방법

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20070033136A true KR20070033136A (ko) 2007-03-26

Family

ID=41560700

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020050087494A KR20070033136A (ko) 2005-09-21 2005-09-21 노광 장치의 초점 거리 보정 방법

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR20070033136A (ko)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101976020A (zh) * 2010-10-12 2011-02-16 苏州苏大维格光电科技股份有限公司 一种光刻装置和光刻方法
KR101154929B1 (ko) * 2009-07-30 2012-06-13 에이에스엠엘 네델란즈 비.브이. 리소그래피 장치 및 모니터링 방법
KR20220043967A (ko) * 2020-09-28 2022-04-06 한국표준과학연구원 레이저 직접노광법과 후면 자동초점조절을 이용한 3d회절광학소자 제조장치

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101154929B1 (ko) * 2009-07-30 2012-06-13 에이에스엠엘 네델란즈 비.브이. 리소그래피 장치 및 모니터링 방법
CN101976020A (zh) * 2010-10-12 2011-02-16 苏州苏大维格光电科技股份有限公司 一种光刻装置和光刻方法
KR20220043967A (ko) * 2020-09-28 2022-04-06 한국표준과학연구원 레이저 직접노광법과 후면 자동초점조절을 이용한 3d회절광학소자 제조장치

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP2893778B2 (ja) 露光装置
JP2924344B2 (ja) 投影露光装置
KR100485314B1 (ko) 투영노광장치와 이것을 사용한 디바이스제조방법
JPWO2006085626A1 (ja) 露光方法及び装置、並びにデバイス製造方法
JPH10135123A (ja) 投影露光装置及びそれを用いた半導体デバイスの製造方法
JP3262039B2 (ja) 露光装置及びそれを用いたデバイスの製造方法
US5798838A (en) Projection exposure apparatus having function of detecting intensity distribution of spatial image, and method of detecting the same
JP3200244B2 (ja) 走査型露光装置
US7130024B2 (en) Exposure apparatus
KR100846337B1 (ko) 노광방법 및 노광장치
KR101708948B1 (ko) 조명 광학계, 노광 장치 및 디바이스의 제조 방법
KR20070033136A (ko) 노광 장치의 초점 거리 보정 방법
JP2005302825A (ja) 露光装置
JP2008124308A (ja) 露光方法及び露光装置、それを用いたデバイス製造方法
JP2000114164A (ja) 走査型投影露光装置及びそれを用いたデバイスの製造方法
KR100781297B1 (ko) 기판 노광 공정에서의 베스트 포커스 결정 방법 및 이의수행이 가능한 기판 노광 장치
JP3102077B2 (ja) 半導体デバイスの製造方法及び投影露光装置
JP2010118403A (ja) 走査型露光装置、及びデバイスの製造方法
KR20070109572A (ko) 기판 파지 장치 및 이를 갖는 노광 장치
JPH0729816A (ja) 投影露光装置及びそれを用いた半導体素子の製造方法
US11762298B2 (en) Exposure apparatus and method of manufacturing article
CN114286966B (zh) 曝光装置以及物品制造方法
KR100414575B1 (ko) 투영노광장치
JPH05182895A (ja) 投影露光装置及びそれを用いた半導体素子の製造方法
JPH10256150A (ja) 走査露光方法及び走査型露光装置

Legal Events

Date Code Title Description
WITN Withdrawal due to no request for examination