KR20070107935A - 액침 리소그래피 장치 - Google Patents

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Abstract

침전액내의 에어 버블을 제거함과 동시에 웨이퍼 뒷면 오염을 방지할 수 있는 액침 리소그라피 장치를 개시한다. 개시된 본 발명은, 웨이퍼와 렌즈 사이에 침전액을 충진시킨 상태에서 노광을 실시하는 액침 리소그라피 장치로서, 상기 웨이퍼를 수용하는 홈을 가지는 스테이지, 및 상기 스테이지의 홈의 측벽부 및 바닥부 가장자리에 각각 설치되는 배수구를 포함한다.
액침(immersion), 배수구, 에어 버블

Description

액침 리소그래피 장치{An apparatus for immersion lithography}
도 1a 및 도 1b는 종래의 액침 리소그라피 공정을 수행한 웨이퍼를 보여주는 사진이다.
도 2는 종래 기술에 따른 웨이퍼 뒷면과 스테이지 사이에 침전액이 잔류되는 것을 보여주는 단면도이다.
도 3은 본 발명에 따른 액침 리소그라피 장치의 웨이퍼 스테이지를 보여주는 단면도이다.
도 4는 웨이퍼 가장자리를 노광하기 시작할 때의 상태를 보여주는 도면이다.
도 5는 웨이퍼 가장자리 노광 공정을 진행하는 상태를 보여주는 도면이다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
100 : 스테이지 110a,110b: 배수구
120 : 펌프 130 : 배수관
본 발명은 리소그라피 장치에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 렌즈와 웨이퍼 사이에 침전액이 개재되는 액침(immersion) 리소그라피 장치에 관한 것이다.
반도체 디바이스 및 액정 디바이스 등 각종 전자 디바이스에서 패턴을 형성하는 데에 리소그라피(lithography) 공정이 이용되고 있다. 현재 리소그라피 공정은 반도체 디바이스의 고집적화에 더불어 미세화된 패턴을 제작하기 위하여 여러가지 방안이 연구되고 있다.
현재 리소그라피 공정에 의해 90nm 정도의 미세 레지스트 패턴을 형성할 수 있지만, 반도체 디바이스의 집적 밀도가 상승됨에 따라 더욱 미세한 패턴 형성이 요구된다.
미세한 패턴을 제작하기 위하여는, 노광 장치의 광원의 파장을 감소시키고, 렌즈의 구경수를 증대시키는 것이 중요하다. 하지만, 단파장의 광원을 사용하려면 고액의 노광 장비를 새로 구입하여야 하고, 렌즈의 구경수를 증대시키는 것은 초점심도의 폭을 감소시키는 문제점이 있다.
이러한 문제점들을 해결하기 위한 리소그라피 공정으로 액침 리소그라피 법이 보고되었다(J.Vac. Sci. Technol. B(1999) 17(6) p3306-3309). 상기 액침 리소그라피 방법은 노광시 렌즈와 기판상의 레지스트막 사이에 적어도 레지스트막 상에 소정 두께의 순수 또는 불소계 불활성 액체(침전액)을 개재시킨다. 이 방법은 공기나 질소등의 불활성 가스였던 노광 광로 공간을 불활성 가스보다 굴절율(η)이 큰 액체, 예를 들어 순수등으로 치환함으로써, 같은 파장의 광원을 이용하여도 더욱 높은 해상도(보다 미세한 선폭)를 갖는 패턴을 형성할 수 있다. 이러한 액침 리소그라피 방법은 해상도를 개선시키면서도 초점 심도 폭의 저하가 없다.
이러한 액침 리소그라피 공정을 이용하면 현 장치에 장착되어 있는 렌즈를 이용하여 저비용으로 보다 고해상도를 갖으면서 초점 심도도 뛰어난 레지스트 패턴을 형성할 수 있다는 잇점이 있다.
그런데, 상기 침전액 역시 액체이므로 에어 버블이 발생될 수 있으며, 이러한 에어 버블은 도 1a 및 도 1b에 도시된 바와 같이 웨이퍼를 스캐닝하는 과정 중 웨이퍼의 가장자리에 주로 발생된다. 이러한 에어 버블은 웨이퍼 가장자리의 디펙트를 유발할 수 있다. 여기서 도 1b는 도 1a의 "A" 를 확대하여 나타낸 사진이다.
또한, 상기 침전액은 도 2에 도시된 바와 같이 웨이퍼(20)와 웨이퍼(20)가 안치되는 스테이지(10) 사이에 잔류할 수 있으며, 이러한 잔류 침전액은 웨이퍼의 뒷면 오염을 유발할 수 있으며, 오염된 웨이퍼로 인해 후속 공정 장비를 오염시킬 수 있다. 미설명 도면 부호 30은 액침 후드(hood)를 나타낸다.
따라서, 본 발명의 목적은 침전액내의 에어 버블을 제거함과 동시에 웨이퍼 뒷면 오염을 방지할 수 있는 액침 리소그라피 장치를 제공하는 것이다.
상기한 본 발명의 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 웨이퍼와 렌즈 사이에 침전액을 충진시킨 상태에서 노광을 실시하는 액침 리소그라피 장치로서, 상기 웨이퍼를 수용하는 홈을 가지는 스테이지, 및 상기 스테이지의 홈의 측벽부 및 바닥부 가장자리에 각각 설치되는 배수구를 포함한다.
상기 측벽부에 형성되는 배수구 및 상기 바닥부에 형성되는 배수구는 서로 통합되어 외부와 연결되어 있다. 상기 측벽부에 형성되는 배수구 및 상기 바닥부에 형성되는 배수구는 다수개임이 바람직하다. 상기 통합된 배수구는 펌프에 의해 흐름이 제어되는 배수관과 연결되어 있다.
이하 첨부한 도면에 의거하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하도록 한다.
도 3은 본 발명에 따른 액침 리소그라피 장치의 웨이퍼 스테이지를 보여주는 단면도이다.
도 3을 참조하면, 스테이지(100)는 웨이퍼(150)를 수용할 만큼의 크기를 갖는 홈(100a)을 구비한다. 홈(100a)의 측벽부(100b) 및 바닥부(100c) 각각에 배수구(110a,110b)가 설치된다. 홈(100a)의 측벽부(100b)에 형성되는 제 1 배수구(110a) 및 홈(100a)의 바닥부(100c)에 형성되는 제 2 배수구(110b)는 각각 적어도 하나 이상 형성될 수 있으며, 이들 제 1 및 제 2 배수구(110a,110b)는 홈(100a)의 모서리 부분에서 통합되어, 펌프(120)와 연결된 배수관(130)과 연결된다. 여기서, 도면 부호 200은 액침 후드를 나타내고, 도 3에서 화살표는 노광 스캔 방향을 나타낸다.
이와 같이, 스테이지(100) 내에 배수구(110a,110b)를 형성함에 따라, 웨이퍼 노광 전, 웨이퍼(150)와 스테이지(100) 사이에 잔류하는 침전액을 용이하게 배출시킬 수 있다. 즉, 노광 스캔이 웨이퍼(150) 가장자리를 지나기 전에 상기 펌프(120)를 개방하게 되면, 웨이퍼(150)와 스테이지(100) 사이에 잔류하는 침전액이 배수구(110a,110b) 및 배수관(110c)을 통해 빠져나가게 되므로, 웨이퍼(150) 뒷면의 오염을 감소시킬 수 있다.
한편, 도 4는 웨이퍼 가장자리를 노광하기 시작할 때의 상태를 보여주는 도면으로, 웨이퍼 가장자리를 노광하기 시작할 때(노광 스캔(300)이 진입되면), 웨이퍼(150) 가장자리에 에어 버블(160)을 제거하기 위하여 상기 펌프(130)를 개방시키고, 상기 배수구(110a,110b)를 통해 에어 버블(160)을 배출시킨다.
도 5는 웨이퍼 가장자리 노광 공정을 진행하는 상태를 보여주는 도면으로, 상기 도 4의 단계에서(노광 스캔(300)의 진입 단계에서), 에어 버블(160)이 모두 제거되었으므로, 에어 버블(160) 없이 침전액이 모두 침전된다. 이때에는 상기 펌프를 폐쇄시키므로써, 상기 배수구에 침전액이 충전된다. 이에 따라, 에어 버블로 인한 웨이퍼 가장자리의 디펙트를 감소시킬 수 있다.
이상에서 자세히 설명한 바와 같이, 본 발명에 의하면, 액침 리소그라피 장치의 스테이지에 배수구를 설치하여 웨이퍼 뒷면의 잔류 침전액 및 웨이퍼 가장자리의 에어 버블을 제거한다.
이에 따라, 에어 버블로 인한 웨이퍼 가장자리 디펙트를 제거할 수 있고, 침전액으로 인한 웨이퍼 뒷면 오염을 방지할 수 있다.
이상 본 발명을 바람직한 실시예를 들어 상세하게 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시예에 한정되지 않고, 본 발명의 기술적 사상의 범위 내에서 당 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 여러가지 변형이 가능하다.

Claims (4)

  1. 웨이퍼와 렌즈 사이에 침전액을 충진시킨 상태에서 노광을 실시하는 액침 리소그라피 장치로서,
    상기 웨이퍼를 수용하는 홈을 가지는 스테이지;
    상기 스테이지의 홈의 측벽부 및 바닥부 가장자리에 각각 설치되는 배수구를 포함하는 액침 리소그라피 장치.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 측벽부에 형성되는 배수구 및 상기 바닥부에 형성되는 배수구는 서로 통합되어 외부와 연결되는 액침 리소그라피 장치.
  3. 제 2 항에 있어서, 상기 측벽부에 형성되는 배수구 및 상기 바닥부에 형성되는 배수구는 다수개인 것을 특징으로 하는 액침 리소그라피 장치.
  4. 제 2 항에 있어서, 상기 통합된 배수구는 펌프에 의해 흐름이 제어되는 배수관과 연결되는 액침 리소그라피 장치.
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