KR20070037876A - 노광 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 노광 장치에 관한 것이다. 본 발명에 따른 노광 장치는 기판이 안착되는 테이블, 상기 기판에 투영빔을 투영시키는 투영렌즈, 및 상기 기판과 상기 투영렌즈 사이의 공간에 액체를 한정하는 한정부재를 포함한다. 상기 한정부재는 상기 액체가 위치하는 공간을 한정한다. 상기 한정부재의 일측에 장착되고, 상기 공간을 벗어난 액체의 잔류물을 제거할 수 있는 제거수단이 구비된다. 본 발명에 의하면, 웨이퍼 상에 액체 잔류물이 발생하지 않아 이로 인하여 발생할 수 있는 결함 등을 방지할 수 있다.

침지 노광 장치, 한정부재, 투영렌즈

Description

노광 장치{Lithography Apparatus}

도 1은 종래 기술에 따른 침지 노광 장치를 개략적으로 보여주는 도면,

도 2는 본 발명에 따른 침지 노광 장치를 개략적으로 보여주는 도면,

도 3은 도 2의 A부분을 확대하여 도시한 도면이다.

♧ 도면의 주요부분에 대한 참조부호의 설명 ♧

110 : 테이블 130 : 투영렌즈

150 : 한정부재 160 : 제거수단

170 : 액체주입구 180 : 제1 진공흡입구

185 : 제2 진공흡입구 190 : 제1 가스주입구

195 : 제2 가스주입구

W : 웨이퍼 R : 액체 잔류물

L : 액체(물)

본 발명은 반도체 제조 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 노광 장치에 관한 것이다.

사진 공정(photolithography)은 웨이퍼 상에 감광막(photoresist)를 균일하게 도포하는 공정과 스텝퍼(stepper)와 같은 노광장비를 사용하여 마스크 또는 레티클(reticle) 상의 패턴을 웨이퍼 상의 감광막에 축소 투영 노광시키는 공정과 노광된 감광막을 현상(developing)하여 원하는 패턴의 감광막을 형성하는 공정을 포함한다.

이 중에서 노광 공정은 반도체의 집적도를 높이기 위한 핵심 공정이다. 특히, 패턴의 크기를 줄이기 위해서는 사용되는 광원의 파장이 짧아져야 한다. 최근에 노광 광원은 파장이 248nm인 KrF 엑시머(excimer) 레이저에서 파장이 193nm인 ArF 엑시머 레이저로 변경되고 있다. 더 나아가 선폭이 100nm 이하의 나노 반도체 소자를 개발하기 위해 EUV(Extreme Ultra-Violet) 광원으로 X선, 전자빔, 이온빔 등과 같은 새로운 광선의 이용에 대한 연구가 진행되고 있다.

이에 더하여, 투영렌즈와 웨이퍼 사이에 일정한 굴절률을 갖는 액체를 배치하여 해상도(resolution)와 초점 심도(depth of focus)를 향상시키는 침지(immersion) 노광 기술이 개발되고 있다. 현재 ArF용 침지 노광 장치는 투영렌즈를 통과하는 투영광의 굴절률을 높이기 위해 물을 사용한다. 물은 투영렌즈와 웨이퍼 상의 감광막과 직접 접해야 하는데, 이를 위하여 침지 노광 장치는 물을 투영렌즈와 웨이퍼 사이에 한정할 수 있는 침지 후드(immersion hood)를 구비한다.

도 1은 종래 기술에 따른 침지 노광 장치를 개략적으로 보여주는 도면이다.

도 1을 참조하면, 침지 노광 장치(10)는 웨이퍼(W)가 안착되는 테이블(11)과 웨이퍼(W)에 조사되는 빛이 투영되는 투영렌즈(13)를 포함한다. 침지 노광 장치 (10)는 일반적인 노광 장치와 달리 침지 후드(15)를 구비한다. 침지 후드(15)는 웨이퍼(W)와 투영렌즈(13) 사이에 공급되는 물(L)이 외부로 흘러나가는 것을 차단한다. 이러한 침지 후드(15)에는 액체주입구(17), 진공흡입구(19), 및 가스주입구(18)가 배치된다. 액체주입구(17)는 액체공급부(미도시)로부터 침지 후드(15) 내로 물(L)을 공급하며, 가스주입구(18)는 공급된 물(L)이 침지 후드(15) 내부를 벗어나지 못하도록 가스를 주입시킨다. 그리고, 진공흡입구(19)는 침지 후드(15) 내부를 벗어나는 물(L)을 흡입한다. 따라서, 가스주입구(18)와 진공흡입구(19)는 노광 공정이 진행된 후 웨이퍼(W)가 이동됨에 따라 웨이퍼(W) 상에 물방울(R)이 발생하는 것을 방지하는 역할을 한다. 그러나, 가스주입구(18)와 진공흡입구(19)에 의해 침지 후드(15) 내부의 물(L)이 외부로 흘러나가는 것을 완전히 차단할 수 없다. 이렇게 외부로 흘러나간 물(R)은 웨이퍼(W) 상의 감광막과 반응하는 등 결함(defect)을 발생시킨다. 이로 인해 수율이 감소될 수 있다.

본 발명은 이상에서 언급한 상황을 고려하여 제안된 것으로, 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 침지 노광 공정에서 사용되는 액체에 의해 웨이퍼 상에 결함이 발생하는 것을 방지할 수 있는 노광 장치를 제공하는 것이다.

상기한 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 노광 장치는 웨어퍼에 결함을 유발할 수 있는 액체 잔류물을 제거할 수 있는 제거수단을 구비한다. 본 발명의 일 실시예에 따른 노광 장치는 기판이 안착되는 테이블; 상기 기판에 투영 빔을 투영시키는 투영렌즈; 상기 기판과 상기 투영렌즈 사이의 공간에 액체를 한정하는 한정부재; 및 상기 한정부재의 일측에 장착되고, 상기 공간을 벗어난 액체의 잔류물을 제거할 수 있는 제거수단을 포함한다.

본 발명에 의하면, 상기 제거수단에 의하여 액체의 잔류물이 제거되기 때문에 웨이퍼에 결함이 발생하지 않는다.

이 실시예에서, 상기 한정부재는 상기 액체를 공급하는 액체주입구와 상기 액체를 상기 공간에 한정시키는 가스를 주입하는 제1 가스주입구와 상기 액체가 상기 공간을 벗어나는 액체를 흡입하는 제1 진공흡입구를 포함한다. 그리고, 상기 제거수단은 상기 제1 진공흡입구에 의해 흡입되지 않고 상기 공간을 벗어난 액체의 잔류물을 흡입하는 제2 진공흡입구를 포함한다.

또한, 상기 제거수단은 제2 가스주입구를 더 포함할 수 있으며, 상기 제2 가스주입구는 상기 제2 진공흡입구 일측에 위치하여 상기 액체의 잔류물을 상기 제2 진공흡입구 방향으로 밀어내는 가스를 주입할 수 있다. 이 실시예에서 상기 제2 가스주입구는 상기 제2 진공흡입구와 상기 한정부재 사이에 위치할 수 있으며, 상기 가스가 주입되는 방향과 반대 방향으로 경사지도록 배치될 수 있다.

그리고, 상기 액체는 물이거나 물보다 굴절률이 큰 유체일 수 있다.

이하에서는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 설명하기로 한다. 그러나, 본 발명은 여기서 설명되어지는 실시예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 오히려, 여기서 소개되는 실시예는 개시된 내용이 철저하고 완전해질 수 있도록 그리고 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 제공되어지는 것이다.

본 명세서의 실시예에서 제1, 제2 등의 용어가 진공흡입구 또는 가스주입구 등을 기술하기 위해서 사용되었지만, 진공흡입구 또는 가스주입구가 이 같은 용어들에 의해서 한정되어서는 안 된다. 이러한 용어들은 단지 어느 소정의 진공흡입구 또는 가스주입구를 다른 진공흡입구 또는 가스주입구와 구별시키기 위해서 사용되었을 뿐이다.

도면들에 있어서, 구성요소들의 크기 등은 명확성을 기하기 위하여 과장되게 표현될 수 있다. 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조부호로 표시된 부분들은 동일한 구성요소들을 나타낸다.

도 2는 본 발명에 따른 침지 노광 장치를 개략적으로 보여주는 도면이고, 도 3은 도 2의 A부분을 확대하여 도시한 도면이다.

도 2 및 도 3을 참조하면, 침지 노광 장치(100)는 테이블(110), 투영렌즈(130), 및 한정부재(150)를 포함한다. 도시되지 않았지만, 침지 노광 장치(100)는 투영광을 제공하는 조명계, 소정 패턴에 따라 투영광을 패터닝하는 역할을 하는 포토마스크, 및 포토마스크를 지지하는 지지구조체 등을 더 포함할 수 있다.

테이블(110) 상에 안착된 웨이퍼(W)와 투영렌즈(130) 사이에 액체(L)가 공급된다. 액체(L)는 물이거나 물보다 굴절률이 큰 유체일 수 있다. 액체(L)는 액체 공급부(미도시)로부터 액체주입구(170)를 통해 한정부재(150) 내부로 주입된다. 주입된 액체(L)는 투영렌즈(130) 및 웨이퍼(W)와 직접 접촉하게 된다. 투영렌즈(130)를 통과한 투영광은 굴절률이 큰 액체(L) 매질에 의해 굴절이 되기 때문에, 디자인 룰이 감소하더라도 해상도와 초점 심도를 확보할 수 있다.

한정부재(150)에는 액체주입구(170)이외에도 제1 가스주입구(180) 및 제1 진공흡입구(190)가 배치된다. 또한, 주입된 액체(L)가 배출되는 액체유출구(미도시)가 배치될 수 있다. 제1 가스주입구(180)는 액체(L)가 한정부재(150) 내부를 벗어나지 못하도록 가스를 주입한다. 그리고, 제1 진공흡입구(190)는 한정부재(150) 내부를 벗어나는 액체(L)를 흡입한다. 이렇게 제1 가스주입구(180)와 제1 진공흡입구(190)는 액체(L)가 한정부재(150) 내부에서 이탈되는 것을 방지하지만, 이탈을 완전히 차단할 수 없다.

본 발명에 따른 노광 장치(100)의 한정부재(150) 일측에 제거수단(160)이 배치된다. 제거수단(160)은 제2 진공흡입구(195)를 포함한다. 또한, 제거수단(160)은 제2 가스주입구(185)를 더 포함할 수 있다. 이러한 제거수단(160)은 노광 공정 중에 웨이퍼(W)가 이동하는 방향에 위치한다. 즉, 도 2에 도시된 바와 같이 웨이퍼(W)가 좌측에서 우측으로 이동할 경우, 제거수단(160)은 한정부재(150) 우측에 위치하여 노광 공정이 진행된 웨이퍼(W)를 맨 마지막으로 통과하게 된다.

이때, 한정부재(150)를 이탈하는 액체 잔류물(R)들이 제거수단(160)에 의해 제거된다. 제2 가스주입구(185)에서 주입되는 가스가 액체 잔류물(R)을 건조시키면서 제2 진공흡입구(195)쪽으로 밀어내면, 제2 진공흡입구(195)가 건조되지 않고 남아있는 액체 잔류물(R)을 흡입하여 제거한다. 제2 가스주입구(185)에 의해 주입되는 가스가 액체 잔류물(R)을 제2 진공흡입구(195)쪽으로 효과적으로 밀어내기 위해서 경사지게 배치될 수 있다. 이때, 경사지는 방향은 웨이퍼(W)가 이동하는 방향과 반대 방향이다. 만약, 웨이퍼(W)가 이동하지 않고 침지 노광 장치(100)가 이동하는 경우에는 노광 장치(100)가 이동하는 방향이 경사지는 방향이 된다.

도 3에서 화살표는 액체 또는 가스의 이동 방향을 나타낸다.

한편, 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시예에 관하여 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다.

그러므로, 본 발명의 범위는 상술한 실시예에 국한되어 정해져서는 안되며 후술하는 특허청구범위 뿐만 아니라 이 발명의 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.

상술한 본 발명에 의하면, 침지 노광 장치에서 투영광을 굴절시키는 매질로 사용되는 액체가 한정부재에서 이탈되는 것을 방지할 수 있다. 따라서, 웨이퍼 상에 액체 잔류물이 발생하지 않아 이로 인하여 발생할 수 있는 결함 등을 방지할 수 있다.

Claims (7)

1. 기판이 안착되는 테이블;

   상기 기판에 투영빔을 투영시키는 투영렌즈;

   상기 기판과 상기 투영렌즈 사이의 공간에 액체를 한정하는 한정부재; 및

   상기 한정부재의 일측에 장착되고, 상기 공간을 벗어난 액체의 잔류물을 제거할 수 있는 제거수단을 포함하는 노광 장치.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 한정부재는,

   상기 액체를 공급하는 액체주입구와 상기 액체를 상기 공간에 한정시키는 가스를 주입하는 제1 가스주입구와 상기 액체가 상기 공간을 벗어나는 액체를 흡입하는 제1 진공흡입구를 포함하는 노광장치.
3. 제 2 항에 있어서,

   상기 제거수단은,

   상기 제1 진공흡입구에 의해 흡입되지 않고 상기 공간을 벗어난 액체의 잔류물을 흡입하는 제2 진공흡입구를 포함하는 노광 장치.
4. 제 3 항에 있어서,

   상기 제거수단은 제2 가스주입구를 더 포함하되,

   상기 제2 가스주입구는 상기 제2 진공흡입구 일측에 위치하여 상기 액체의 잔류물을 상기 제2 진공흡입구 방향으로 밀어내는 가스를 주입하는 노광 장치.
5. 제 4 항에 있어서,

   상기 제2 가스주입구는 상기 제2 진공흡입구와 상기 한정부재 사이에 위치하는 노광 장치.
6. 제 4 항에 있어서,

   상기 제2 가스주입구는 상기 가스가 주입되는 방향과 반대 방향으로 경사지도록 배치되는 노광 장치.
7. 제 1 항에 있어서,

   상기 액체는 물 또는 물보다 굴절률이 큰 유체인 것을 특징으로 하는 노광 장치.

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