KR20080046765A - Optical system for manufacturing semiconductor device - Google Patents
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Abstract
Description
도 1은 종래 기술에 따른 반도체 노광설비의 광학 시스템을 개략적으로 나타낸 다이아 그램.1 is a diagram schematically showing an optical system of a semiconductor exposure apparatus according to the prior art.
도 2 본 발명의 실시예에 따른 반도체 노광실비의 광학 시스템을 개략적으로 나타낸 다이아그램.2 is a diagram schematically illustrating an optical system of a semiconductor exposure chamber ratio according to an embodiment of the present invention.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *Explanation of symbols on the main parts of the drawings
110 : 광원 120 : 조명계110: light source 120: illumination system
130 : 레티클 140 : 투영렌즈130: reticle 140: projection lens
150 : 히터150: heater
본 발명은 반도체 제조설비에 관한 것으로서, 더 상세하게는 웨이퍼 상에 형성되는 포토레지스트를 감광시키는 반도체 노광설비의 광학 시스템에 관한 것이다. BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to semiconductor manufacturing equipment, and more particularly, to an optical system of semiconductor exposure equipment for photosensitive photoresist formed on a wafer.
일반적으로 반도체 제조 공정은 증착 공정, 사진 공정, 식각공정 및 이온주입 공정 등의 일련의 단위 공정으로 이루어진다. 상기 사진 공정은 포토리소그래피(photo-lithography) 공정이라고도 일컬어지며, 고집적화가 요구되는 반도체 소자의 설계에 있어서 필수적인 공정중의 하나이다.In general, the semiconductor manufacturing process consists of a series of unit processes, such as a deposition process, a photographic process, an etching process, and an ion implantation process. The photolithography process is also referred to as a photo-lithography process and is one of the essential processes in the design of semiconductor devices requiring high integration.
이와 같은 상기 사진 공정은 반도체 기판 상에 소정의 포토레지스트를 도포하고, 상기 포토레지스트 상에 스테퍼와 같은 노광장치를 이용하여 소정파장의 빛을 특정 회로가 형성된 포토 마스크 또는 레티클에 통과시켜 상기 포토레지스트를 노광 및 현상함으로서 상기 반도체 기판 상에 패턴을 형성하는 공정이다.In the photolithography process, a predetermined photoresist is coated on a semiconductor substrate, and light of a predetermined wavelength is passed through a photomask or reticle in which a specific circuit is formed using an exposure apparatus such as a stepper on the photoresist. Exposing and developing the pattern to form a pattern on the semiconductor substrate.
이러한 사진 공정 과정에서는, 패턴이미지를 갖는 조사광이 정확한 초점(focus)과 감광막이 소망하는 형상을 이루도록 화학 변화시키기 위한 광에너지로 감광막 상에 전사될 것을 요구하고 있다. 또한, 반도체 소자의 집적도가 더욱 요구됨으로서, 상기 반도체 소자의 기억용량 증가와 패턴의 미세화에 따라 상기 노광장치의 광원 및 해상도(resolution)를 향상하기 위한 기술들이 개발되고 있는 추세이다. In such a photolithography process, the irradiation light having a pattern image is required to be transferred onto the photosensitive film with light energy for chemically changing to give a precise focus and the photosensitive film to a desired shape. In addition, as the degree of integration of semiconductor devices is further required, technologies for improving the light source and resolution of the exposure apparatus are being developed as the storage capacity of the semiconductor device increases and the pattern becomes smaller.
상기 노광 장치의 광원으로는 단일 파장의 광선을 생성하는 각각 g-line, i-line, DUV, KrF 엑시머 레이저 , 및 ArF 엑시머 레이저등이 사용되고 있다. 또한, 상기 노광 장치의 해상도 및 초점심도를 높이기 위한 기술로서 상기 광원에서 생성되는 상기 광선을 회절시킨 회절광을 이용한 노광 공정에 대한 연구개발이 활발히 이루어지고 있다.As the light source of the exposure apparatus, g-line, i-line, DUV, KrF excimer laser, ArF excimer laser, and the like, which generate light of a single wavelength, are used, respectively. In addition, research and development of an exposure process using diffracted light diffracted by the light beams generated by the light source has been actively conducted as a technique for increasing the resolution and the depth of focus of the exposure apparatus.
이하, 도면을 참조하여 종래 기술에 따른 반도체 노광설비의 광학 시스템을 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, an optical system of a semiconductor exposure apparatus according to the prior art will be described with reference to the accompanying drawings.
도 1은 종래 기술에 따른 반도체 노광설비의 광학 시스템을 개략적으로 나타낸 다이아 그램이다.1 is a diagram schematically showing an optical system of a semiconductor exposure apparatus according to the prior art.
도 1에 도시된 바와 같이, 종래 기술에 따른 반도체 노광설비의 광학 시스템은, 웨이퍼(60) 표면에 형성된 포토레지스트를 감광시키는 소정 단일 파장을 갖는 광선(12)을 생성하는 광원(10)과, 상기 광원(10)에서 생성된 상기 광선(12)을 회절시키는 조명계(20)와, 상기 조명계(20)에서 회절된 회절광을 이용하여 소정의 이미지를 전사시키도록 형성된 레티클(30)와, 상기 레티클(30)에서 상기 이미지가 전사되는 상기 회절광을 투과시키면서 상기 이미지를 소정의 배율로 투영시키도록 형성된 투영렌즈(40)를 포함하여 구성된다.As shown in FIG. 1, an optical system of a semiconductor exposure apparatus according to the prior art includes a
여기서, 상기 조명계(20)는 상기 광원(10)에서 생성된 광선(12)이 상기 광원(10)을 기준으로 소정의 공간으로 발산되기 때문에 상기 광원(10)의 후단에 설치되고, 소정 크기의 구멍(hole)에 통과되면서 회절되는 상기 광선(12) 중에서 직진성이 높은 광선(12)을 선택적으로 추출되도록 형성되어 있다. 예컨대, 상기 조명계(20)(illumination)는 노광이 광축을 중심으로 대칭적으로 입사되는 일반 조명계(conventional illumination)와, 상기 노광이 광축을 중심으로 비대칭적으로 입사되는 사입사 조명계(off-axis illumination)로 분류된다. 여기에서는 상기 사입사 조명계에 대하여 설명하기로 한다. 상기 조명계(20)는 상기 광축을 중심으로 대칭적으로 형성된 구멍의 개수에 따라 고리 조명계(annula aperture), 쌍극자 조명계(dipole aperture), 사극자 조명계(quadrupole aperture) 등과 같은 다중극자 조 명계등의 종류로 구분될 수 있다. 특히, 쌍극자 조명계 및 사극자 조명계와 같은 조명계(20)는 상기 광선(12)의 0차광 또는 1차 회절광을 이용하기 때문에 직진성이 높이고, 상기 투영렌즈(40)에서 투영되는 이미지의 초점이 상기 웨이퍼(60) 상에 형성된 포토레지스트의 표면에서 바닥까지 맺혀지도록 함으로서 상기 회절광의 초점심도를 높일 수 있다. 상기 조명계(20)에서 생성된 복수개의 회절광은 레티클(30)에 수렴된 후 상기 투영렌즈(40)에 발산되어 입사된다. Here, the
또한, 상기 투영렌즈(40)는 상기 레티클(30)을 거쳐 입사되는 상기 복수개의 회절광을 상기 웨이퍼(60) 표면으로 입사시키고, 웨이퍼(60)의 표면을 확대 투영시키도록 형성되어 있다. 예컨대, 상기 투영렌즈(40)는 상기 레티클(30)에서 전사되는 패턴 이미지를 축소 투영시키도록 형성된 복수개의 고차색지움 대물렌즈로 이루어진다. 이때, 상기 투영렌즈(40)는 상기 레티클(30)에 형성되는 패턴 이미지를 약 1/4배로 축소 투영시킬 수 있다. 여기서, 미설명 부호'70'은 웨이퍼 스테이지이다.In addition, the
따라서, 종래 기술에 따른 반도체 노광설비의 광학 시스템은, 광원(10)에서 생성된 광선(12)을 회절시켜 레티클(30) 및 투영렌즈(40)를 투영렌즈(40)를 통해 웨이퍼(60)에 입사시켜 상기 웨이퍼(60) 표면에 형성된 포토레지스트를 감광시키도록 형성되어 있다. Accordingly, the optical system of the semiconductor exposure apparatus according to the prior art diffracts the light beams 12 generated by the
하지만, 종래 기술에 따른 반도체 노광설비의 광학 시스템은 다음과 같은 문제점이 있다.However, the optical system of the semiconductor exposure apparatus according to the prior art has the following problems.
종래 기술에 따른 반도체 노광설비의 광학 시스템은 반도체 생산라인에서 지속적으로 노광공정이 이루어질 경우, 회절광이 입사되는 투영렌즈(40)를 국부적으 로 가열시켜 해당 위치에서의 구면을 변형시키고, 상기 투영렌즈(40)의 구면 변형에 의해 상기 투영렌즈(40)에 입사되는 상기 회절광의 초점이 상기 웨이퍼(60) 표면에서 정확하게 일치되지 않는 비점 수차가 발생되어 노광공정의 불량을 야기 시키기 때문에 생산수율이 떨어지는 단점이 있었다.The optical system of the semiconductor exposure apparatus according to the prior art deforms a sphere at a corresponding position by locally heating a
본 발명의 목적은 종래 기술에 따른 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 반도체 생산라인에서 지속적으로 노광공정이 이루어지더라도 투영렌즈(40)의 국부적인 가열에 의한 구면 변형을 방지하고, 회절광의 초점이 웨이퍼(60) 표면에 정확하게 일치되지 않는 비점 수차의 발생에 의한 노광공정의 불량을 방지하여 생산성을 증대 또는 극대화할 수 있는 반도체 노광설비의 광학 시스템을 제공하는 데 있다.SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to solve a problem according to the prior art, and prevents spherical deformation caused by local heating of the
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 양상(aspect)에 따른 반도체 노광설비의 광학 시스템은, 소정 단일 파장을 갖는 광선을 생성하는 광원; 상기 광원에서 생성된 상기 광선을 회절시키는 조명계; 상기 조명계에서 회절된 회절광을 이용하여 소정의 이미지를 전사시키도록 형성된 레티클; 및 상기 레티클에서 전사되는 상기 이미지를 소정의 배율로 투영시키기 위해 상기 회절광을 투과시키고, 상기 회절광이 투과되지 않는 부분을 소정의 온도로 가열시키는 히터가 형성된 투영렌즈를 포함함을 특징으로 한다.An optical system of a semiconductor exposure apparatus according to an aspect of the present invention for achieving the above object comprises a light source for generating light rays having a predetermined single wavelength; An illumination system diffracting the light beams generated by the light source; A reticle formed to transfer a predetermined image using diffracted light diffracted by the illumination system; And a projection lens having a heater configured to transmit the diffracted light to project the image transferred from the reticle at a predetermined magnification and to heat a portion where the diffracted light is not transmitted to a predetermined temperature. .
이하, 본 발명의 실시예에 반도체 노광설비의 광학 시스템에 대하여 첨부된 도면을 참조하여 설명하기로 한다. 본 발명은 구체적인 실시예에 대해서만 상세히 설명하였지만 본 발명의 기술적 사상의 범위 내에서 변형이나 변경할 수 있음은 본 발명이 속하는 분야의 당업자에게는 명백한 것이며, 그러한 변형이나 변경은 본 발명의 특허청구범위에 속한다 할 것이다.Hereinafter, an optical system of a semiconductor exposure apparatus in an embodiment of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. Although the present invention has been described in detail only with respect to specific embodiments, it will be apparent to those skilled in the art that modifications and variations can be made within the scope of the technical idea of the present invention, and such modifications or changes belong to the claims of the present invention. something to do.
도 2 본 발명의 실시예에 따른 반도체 노광실비의 광학 시스템을 개략적으로 나타낸 다이아그램이다.2 is a diagram schematically illustrating an optical system of a semiconductor exposure chamber ratio according to an embodiment of the present invention.
도 2에 도시한 바와 같이, 본 발명에 따른 반도체 노광설비의 광학 시스템은, 소정 단일 파장을 갖는 광선(112)을 생성하는 광원(110)과, 상기 광원(110)에서 생성된 상기 광선(112)을 회절시키는 조명계(120)와, 상기 조명계(120)에서 회절된 회절광을 이용하여 소정의 이미지를 전사시키도록 형성된 레티클(130)과, 상기 레티클(130)에서 전사되는 상기 이미지를 소정의 배율로 투영시키기 위해 상기 회절광을 투과시키고, 상기 회절광이 투과되지 않는 부분을 소정의 온도로 가열시키는 히터(150)가 형성된 투영렌즈(140)를 포함하여 구성된다.As shown in FIG. 2, the optical system of the semiconductor exposure apparatus according to the present invention includes a
여기서, 상기 광원(110)은 스테이지 상에서 지지되는 웨이퍼(160) 상에 형성되는 포토레지스트를 감광시키는 소정 세기의 단일 파장을 갖는 상기 광선(112)을 생성한다. 도시되지는 않았지만, 상기 광원(110)은 외부 또는 전원전압 공급부(power supply)에서 인가되는 전원전압에 의해 소정 강도의 광을 생성하는 램프(lamp)와, 상기 레티클(130) 또는 웨이퍼(160)에 입사시키기 위해 집광시키는 집광 커버를 포함하여 이루어진다. 이때, 상기 램프는 상기 집광 커버의 가장자리에 형성된 광센서(도시하지 않음)에서 감지된 감지신호를 입력받아 전원전압 공급부의 출력을 제어하는 제어 신호를 발생시키는 광원(110) 제어부 또는 노광 제어부에 의해 광세기가 조절될 수 있다. 또한, 상기 노광 제어부는 상기 램프에서 발광되는 광의 세기를 조절하기 위해 인가되는 전원전압을 조절하는 전원공급장치(power supply)에 상기 제어 신호를 출력한다. 예컨대, 상기 램프는 특정 물질의 최외곽 전자가 준안정 상태에서 안정 상태로 천이되면서 일정한 파장의 광을 방출하는 i-line(365nm), KrF 엑시머 레이저(248nm), ArF 엑시머 레이저(193nm), 플로라이드 디머(F2, 157nm)와, 가속 입자의 충돌로부터 광을 방출하는 극자외선(EUV, 13nm)등이 사용될 수 있다. 또한, 상기 광원(110)에서 생성된 광선(112)은 셔터(shutter)와 같은 차폐 수단에 의해 상기 레티클(130)에 선택적으로 입사되어야만 상기 웨이퍼(160)의 노광공정이 완료되면 노광공정을 종료시킬 수 있다. Here, the
도시되지는 않았지만, 본 발명의 반도체 노광설비의 광학 시스템은, 상기 광원(110)에서 생성된 광선(112)을 상기 조명계(120)에 전달하고, 상기 조명계(120)에서 회절된 회절광을 상기 레티클(130)에 전달시키는 도광 유닛을 더 포함하여 이루어진다. 상기 도광 유닛은 상기 광원(110)에서 생성된 상기 광선(112)의 경로를 변경하면서 상기 광선(112)의 손실을 최소화하고 외부로부터의 간섭을 최소화하도록 형성되어 있다. 예컨대, 상기 도광 유닛은 상기 광원(110)에서 생성되어 소정의 방향으로 입사되는 상기 광선(112)을 소정의 각도로 반사시키는 복수개의 반사경과, 상기 반사경을 통해 반사되는 상기 광선(112)을 균등하게 혼합시켜 진행시키도 록 형성된 도광관을 포함하여 이루어진다. 여기서, 상기 반사경은 상기 광선(112)을 반사시키기 위해 사용하는 거울로서, 유리나 금속의 표면을 잘 연마하거나, 또는 그것들의 면에 은 ·알루미늄 ·금 ·황화아연 ·로듐 등을 증착(蒸着)시켜 만들며, 면의 모양에 따라 평면을 이용한 평면 거울과, 구면(球面)을 이용해서 렌즈와 같은 작용을 갖게 한 오목거울 또는 볼록거울을 포함하는 구면 거울과, 포물선 모양의 포물면(抛物面)거울을 포함하는 비구면(非球面) 거울 등으로 이루어진다. 또한, 상기 도광관은 상기 광선(112)을 균일하게 혼합하고 전송 효율을 높이기 위한 목적으로 형성된 도파관(導波管)으로서, 단면의 크기 면에서 일반적으로 상용화된 것에 비해 월등하게 큰 단면을 갖는 광섬유를 포함하여 이루어진다. 도시되지는 않았지만, 상기 도광관은 상기 광선(112)이 전달되는 코어가 투과도가 우수한 유리 또는 합성수지로 만들어진다. 또한, 상기 코어 중앙의 코어(core)라고 하는 부분을 주변에서 반사도가 우수한 알루미늄과 같은 재질의 클래딩(cladding)이라고 하는 부분이 감싸고 있는 이중원기둥 모양을 하고 있다. 그 외부에는 충격으로부터 보호하기 위해 합성수지 피복이 입혀지고, 상기 도광관의 전체 단면 크기는 약 15cm 정도로 되어 있다. 따라서, 상기 도광관은 투과도가 우수한 재질의 코어를 중심으로 반사도가 우수한 재질의 클래딩이 주변을 감싸도록 형성되어 상기 코어를 통해 전달되는 소정 크기의 단면을 갖는 상기 광선(112)이 균일한 세기를 갖도록 할 수 있다.Although not shown, the optical system of the semiconductor exposure apparatus of the present invention transmits the light beam 112 generated by the
상술한 바와 같이, 상기 조명계(120)는 사입사 조명계로서, 상기 광원(110)에서 생성된 광선(112)이 상기 광원(110)을 기준으로 소정의 공간으로 발 산(emanation)되기 때문에 상기 광원(110)의 후단에 설치되어 0차, ±1차 회절광의 결상(結像)원리를 이용하여 상기 광원(110)에서 생성된 광선(112)을 회절시키고, 상기 회절된 광 중에서 직진성이 높은 광선(112)을 선택적으로 추출되도록 형성되어 있다. 또한, 상기 조명계(120)는 상기 광원(110)에서 생성된 광선(112)을 회절시키는 변형조명방법을 이용하여 초점심도(DOF : Depth Of Focus)를 증대시킬 수 있다. 예컨대, 상기 사입사 조명계(120)는 상기 광선(112)의 광축을 중심으로 대칭적으로 형성된 구멍의 개수에 따라 하나의 구멍을 갖는 고리 조명계(annula aperture), 두 개의 구멍을 갖는 쌍극자 조명계(dipole aperture), 4개의 구멍을 갖는 사극자 조명계(quadrupole aperture)를 포함하여 이루어진다. 예컨대, 상기 쌍극자 조명계의 경우, 상기 광선(112)을 두 개의 구멍에 통과시켜 0차, ±1차 회절광을 상기 레티클(130)에 입사시키도록 형성되어 있다. 이때, 상기 ±1차 회절광은 상기 레티클(130)에서 초점을 갖고 투과된 후, 상기 투영렌즈(140)에서 취합되어 다시 웨이퍼(160)의 표면에서 초점을 갖도록 입사될 수 있다. As described above, the
상기 레티클(130)은 웨이퍼(160) 상에 투영될 상기 패턴 이미지를 구비하여 형성되어 있다. 예컨대, 상기 레티클(130)은 상기 회절광을 투과시키는 유리판 상에 상기 회절광을 흡수하는 크롬 또는 몰리브덴과 같은 반사도가 우수한 금속 재질의 상기 패턴 이미지가 형성되어 있다. 이때, 반도체 노광설비는 상기 레티클(130)에 입사되는 상기 회절광에 따라 일정 모양으로 반복되는 상기 패턴 이미지에 대응되는 하나의 다이(die)가 한번에 상기 회절광이 전체 레티클(130)에 투영되도록 형성된 스텝퍼와, 상기 스텝퍼의 대안적인 수단으로 상기 패턴 이미지를 스캐닝하는 스텝 앤 스캔 노광설비(이하, 스캔설비라 칭함)등으로 이루어진다. 여기서, 상기 스캔설비는 상기 레티클(130)과 상기 웨이퍼(160)가 서로 평행한 방향으로 이동되면서 상기 투영렌즈(140)의 직경에 근접하는 가로길이를 갖는 직사각형 모양의 슬릿을 통과하는 광이 점진적으로 쬐여짐으로서 노광공정이 이루어진다. 도시되지는 않았지만, 상기 레티클(130)은 레티클 스테이지에 의해 지지되면서 수평 이동되고, 상기 웨이퍼(160)는 웨이퍼 스테이지(170)에 의해 지지되어 상기 레티클(130)과 서로 평행한 방향으로 이동된다. 예컨대, 상기 레티클(130)에 투영되는 패턴 이미지는 상기 투영렌즈(140)에 의해 약 1/4정도로 축소되어 상기 웨이퍼(160)에 투영된다. 따라서, 상기 레티클(130)은 상기 웨이퍼(160)가 이동되는 속도에 비해 4배정도 더 빠른 속도로 스캐닝 되어야만 한다. 이때, 상기 레티클(130)의 패턴 이미지를 전사시키는 상기 복수개의 회절광은 상기 레티클(130)의 상부에서 수렴된 후 상기 레티클(130)의 하부에서 방사된다.The
상기 투영렌즈(140)는 상기 웨이퍼(160)에 가까운 쪽에 위치되어 상기 레티클(130)에서 전사되는 패턴 이미지를 축소 투영시키도록 형성된 렌즈로서, 투명도가 우수한 유리 재질의 대물경(objective)이라고도 한다. 또한, 상기 투영렌즈(140)는 상기 웨이퍼(160)의 표면에 상기 패턴 이미지를 축소 투영시킬 뿐만 아니라, 상기 웨이퍼(160) 표면의 확대상(擴大像)을 만드는 것으로, 여러 가지 수차를 충분히 보정하기 위해서 복수개의 렌즈로 이루어져 있다. 저배율용(低倍率用)의 투영렌즈(140)는 색수차의 엄밀한 보정이 필요치 않으므로 색지움 대물렌즈가 사용되고, 고배율용의 투영렌즈(140)는 색수차가 충분히 보정되어 있는 고차색지 움(apochromatic) 대물렌즈가 사용된다. 예컨대, 상기 투영렌즈(140)는 복수개의 고차색지움 대물렌즈를 포함하여 이루어진다. The
도시되지는 않았지만, 상기 복수개의 고차색지움 대물렌즈는 각각의 초점거리 이상으로 이격되어 상기 복수개의 회절광을 수렴시키고 방사시킬 수 있도록 상기 복수개의 회절광을 통과시킨다. 이때, 상기 고차색지움 대물렌즈는 상기 복수개의 회절광이 위치에 지속적으로 입사될 경우, 해당 위치가 국부적으로 가열되어 변형이 일어나기 때문에 비점 수차가 발생될 수 있다. 왜냐하면, 이론적으로 고차색지움 대물렌즈는 투과율이 100%이지만, 자연계에 존재하는 어떠한 물질도 100%의 투과율을 갖는 물질은 존재하지 않는다. 또한, 투과율에 기여하지 못하고 상기 고차색지움 대물렌즈에 흡수되는 회절광은 발열되어 상기 고차색지움 대물렌즈의 구면을 국부적으로 변형시키면서 복수개의 회절광이 웨이퍼(160) 표면의 한점에서 초점을 갖지 못하도록 하여 비점 수차를 유발시킬 수 있다. 따라서, 본 발명의 실시예에 따른 반도체 노광설비의 광학시스템은, 회절광이 입사되지 않는 부분을 소정의 온도로 가열시키는 히터(150)가 형성된 투영렌즈(140)를 구비하여 상기 투영렌즈(140)가 상기 회절광에 의해 국부적으로 변형되는 것을 방지하고 비점 수차가 발생되는 것을 방지토록 할 수 있기 때문에 생산수율을 증대 또는 극대화할 수 있다.Although not shown, the plurality of high-order color reduction objectives pass through the plurality of diffracted light so that the plurality of diffracted light may be spaced apart beyond their respective focal lengths to converge and emit the plurality of diffracted light. In this case, when the plurality of diffractive light lenses are continuously incident at the position, the aberration aberration may occur because the position is locally heated and deformation occurs. Theoretically, the high-order chromatic objective lens has a transmittance of 100%, but no material existing in nature has a material having a transmittance of 100%. In addition, the diffracted light that does not contribute to the transmittance and is absorbed by the high-order color objective lens is generated to locally deform the spherical surface of the high-order color objective lens, thereby preventing the plurality of diffracted light from focusing at one point on the surface of the
예컨대, 상기 히터(150)는 외부에서 인가되는 전원전압에 의해 발열되는 열선으로, 상기 고차색지움 대물렌즈의 표면에서 소정의 두께를 갖도록 형성된 투명 재질의 산화아연(ZnS) 박막을 포함하여 이루어진다. 상기 산화아연 박막은 주로 액정표시장치의 투명전극으로 사용되는 소재로서 비저항이 높은 열선으로서 사용될 수 있다. 상기 산화아연 박막의 길이에 비례하고 선폭에 반비례하여 저항을 갖는다. 도시되지는 않았지만, 복수개의 고차색지움 대물렌즈의 주변을 감싸는 하우징과, 상기 하우징 내에서 상기 복수개의 고차색지움 대물렌즈의 발열을 계측하여 온도 감지신호를 출력하는 온도 계측기가 형성되어 있다. 상기 온도 계측기는 상기 복수개의 고색차 지움 대물렌즈의 표면온도를 계측토록 형성되어 있다. 또한, 제어부는 상기 온도 계측기에서 출력되는 온도 감지신호를 이용하여 상기 회절광에 의해 가열되는 상기 복수개의 고차색지움 대물렌즈의 발열 정도를 판단하고, 상기 회절광에 의한 발열에 대응되는 온도로 상기 히터(150)를 가열시키는 전원전압을 인가하도록 제어신호를 출력한다. 따라서, 상기 회절광에 의해 상기 복수개의 고차색지움 대물렌즈가 국부적으로 가열되는 온도와 대등하게 상기 히터(150)가 상기 복수개의 고차색지움 대물렌즈의 전면을 가열함으로서 비점 수차의 유발을 방지토록 할 수 있다.For example, the
결국, 본 발명의 실시예에 따른 반도체 노광설비의 광학시스템은, 회절광이 입사되지 않는 부분을 가열하는 히터(150)를 구비하는 투영렌즈(140)를 구비하여 반도체 생산라인에서 지속적으로 노광공정이 이루어지더라도 투영렌즈(140)의 국부적인 가열에 의한 구면 변형을 방지하고, 회절광의 초점이 웨이퍼(160) 표면에 정확하게 일치되지 않는 비점 수차의 발생에 의한 노광공정의 불량을 방지하여 생산성을 증대 또는 극대화할 수 있다.As a result, an optical system of a semiconductor exposure apparatus according to an embodiment of the present invention includes a
또한, 상기한 실시예의 설명은 본 발명의 더욱 철저한 이해를 제공하기 위하여 도면을 참조로 예를 든 것에 불과하므로, 본 발명을 한정하는 의미로 해석되어 서는 안될 것이다. 그리고, 본 발명의 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 본 발명의 기본적 원리를 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 변화와 변경이 가능함은 물론이다.In addition, the description of the above embodiment is merely given by way of example with reference to the drawings in order to provide a more thorough understanding of the present invention, it should not be construed as limiting the invention. In addition, for those skilled in the art, various changes and modifications may be made without departing from the basic principles of the present invention.
이상에서 상술한 바와 같이 본 발명에 의하면, 회절광이 입사되지 않는 부분을 가열하는 히터를 구비하는 투영렌즈를 구비하여 반도체 생산라인에서 지속적으로 노광공정이 이루어지더라도 투영렌즈의 국부적인 가열에 의한 구면 변형을 방지하고, 회절광의 초점이 웨이퍼 표면에 정확하게 일치되지 않는 비점 수차의 발생에 의한 노광공정의 불량을 방지하여 생산성을 증대 또는 극대화할 수 있는 효과가 있다.As described above, according to the present invention, a projection lens having a heater for heating a portion where diffracted light is not incident is provided, and even though the exposure process is continuously performed in a semiconductor production line, There is an effect of preventing spherical deformation and preventing the defect of the exposure process due to the generation of astigmatism, in which the focal point of the diffracted light does not exactly match the wafer surface, thereby increasing or maximizing productivity.
Claims (3)
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020060116149A KR20080046765A (en) | 2006-11-23 | 2006-11-23 | Optical system for manufacturing semiconductor device |
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KR1020060116149A KR20080046765A (en) | 2006-11-23 | 2006-11-23 | Optical system for manufacturing semiconductor device |
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Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR20180062370A (en) * | 2016-11-30 | 2018-06-08 | 캐논 가부시끼가이샤 | Exposure apparatus, and method of manufacturing article |
CN109752926A (en) * | 2017-11-01 | 2019-05-14 | 中芯国际集成电路制造(上海)有限公司 | The method for compensating the lens effect |
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- 2006-11-23 KR KR1020060116149A patent/KR20080046765A/en not_active Application Discontinuation
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CN109752926A (en) * | 2017-11-01 | 2019-05-14 | 中芯国际集成电路制造(上海)有限公司 | The method for compensating the lens effect |
CN109752926B (en) * | 2017-11-01 | 2020-12-18 | 中芯国际集成电路制造(上海)有限公司 | Method for compensating lens thermal effect |
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