KR900007900B1 - X선 전사 장치 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

X선 전사 장치

제1도는 본 발명에 관한 X선 전사 장치의 1실시예를 도시하는 정면 일부 단면도.

제2도는 제1도에 도시하는 검출 광학계 및 촬영 장치의 부분을 확대해서 도시한 도면.

제3도는 종래의 X선 전사 장치의 개요를 도시하는 평면 일부 단면도이다.

본 발명은 연성 X선을 사용하여 미세한 패턴을 전사하는 X선 전사 장치에 관한 것이다.

종래의 X선 전사 장치는, 일본국 특허공개공보 소화 57-169242호(미국 특허 No.4403336)에 기재하여, 제3도에 도시하는 바와같이 연성 X선 발생 장치(1)의 X선 방출 창쪽에, 내부에 X선을 투과시키는 기체를 수용한 대기 챔버(2)를 배치하여, 이 대기 챔버의 X선 방출 창과 대향하는 면에 형성된 구멍을 덮도록, 필요한 패턴을 형성한 마스크(3)을 부착하고, 대기 챔버 바깥에서 마스크와 대향하도록 유지한 웨이퍼(4)를 이동시키는 스테이지(5)를 마련하여 대기중에 웨이퍼를 배치하고 노광하도록 하고 있다.

대기 챔버(2)내에는 마스크(3)의 패턴과 웨이퍼(4)의 위치를 일치시키기 위한 관찰 광학계(6)을 마련하고 있다. 마스크 교환시에 혼입하는 공기에 의한 He 가스 순도의 저하를 방지하기 위해서, 대기 챔버내에 통상 He 가스를 봄(7)에서 공급하여, 드레인 구멍(8)에서 배출하고 있지만, 유량은 적고, 대기 챔버내의 가스는 거의 유동하지 않는다.

대기 챔버내의 관찰 광학계(6)의 조명 광원 텔레비젼 카메라(9), 관찰 광학계 위치 결정 장치(10), 마스크(3)의 위치 결정 장치(11)등의 발열부가 있고, 또, 연성 X선 발생 장치(1)의 X선 방출 창(12)에서도 열이 유입한다.

상기 종래 기술은, 대기 챔버내의 촬영 수단에서 발생하는 열의 냉각에 대하여 배려가 되어 있지 않고 광학계등에 열 변형이 생겨, 마스크(4)과 웨이퍼(4)의 위치 검출값의 드리프트 현상이 발생하고, 위치 맞춤 정밀도가 저하한다는 문제가 있어, 열에 의한 온도 상승이 포화할때까지, 수시간 예비 운전을 한후 운전을 하지 않으면 사용할수 없었다.

이때문에 주야 연속 운전이 필요하게 되고, 또 사용 조건의 변경시등에 드리프트가 재발하는 일이 있었다.

또, 종래 기술로서 X선 노광 장치에 있어서, 마스크의 온도 상승을 방지하는 것이 일본국 특허공개공보 소화 58-191433호에 의해 알려져 있다.

본 발명의 목적은 얼라인먼트 검출 촬영 수단등의 온도 상승에 의한 위치 검출값의 드리프트 현상을 방지하여, 전원 투입후 단시간에서 높은 정밀도로 사용할수 있는 X선 전사 장치를 제공하는 것에 있다.

즉, 본 발명은 상기 목적을 달성하기 위해서, X선의 감쇠를 방지하기 위해 He 등의 가스를 채우고, 한쪽에서 X선이 조사되고, 다른쪽에 마스크가 마련된 대기 챔버내에, 마스크와 웨이퍼(기판)를 얼라인먼트한다. 얼라인먼트 마크를 검출하는 촬영 수단을 마련하여, 이 촬영 수단에서 발생하는 열에 의해서 검출 광학계가 열 변형하는 것을 방지하기 위해 상기 대기 챔버내의 상기 촬영 수단이 마련된 부근에 배출구를 마련하고, 한편 냉각된 He 등의 가스를 대기 챔버내를 한결같이 순환하는 위치에 취출구(吹出口)를 마련하고, 이들 배출구와 송출구의 사이에 송풍기와 열교환기를 접속하여 He 등의 가스를 순환시켜 냉각하는데에 있다.

상기 구성에 의해 촬영 수단에서 발생한 열이 대기 챔버내에 전파하여 온도 상승하는 것이 방지되며, 그결과, 검출 광학계등의 열 변형이 방지되어 위치 검출값의 드리프트가 없어지고 마스크와 웨이퍼를 높은 정밀도로 얼라인먼트 할수 있다.

이하, 본 발명의 1실시예를 제1도에 의해 설명한다. 연성 X선 발생 장치(1), 대기 챔버(2)의 내부, 스테이지(5)등은 종래 일본국 특허공개공보 소화 57-169242호(미국 특허 No.4403336)와 마찬가지이다.

그런데, 촬영 장치등의 발열부를 대기 챔버 (2)의 바깥에 설치할수 있으면, 자연 대류에 의한 냉각이 기대할수 있지만 마스크와 웨이퍼의 얼라인먼트 마크를 촬영 장치(9)에서 촬영하기 위한 검출 광학계(6)은 마스크의 크기에 맞추어서, X-Y 스테이지(약 5mm 이상의 스트로우크를 갖는다)로 구성된 위치 결정 장치(10)에 의해서 그 위치를 바꿀 필요가 있다. 또, 검출 광학계(6) 및 촬영 장치(9)는 마스크와 웨이퍼를 X축 및 Y축 방향, 또는 θ되는 회전 방향에 대하여 위치를 맞출 필요가 있어, 적어도 3조가 필요하게 된다. 제1도에 있어서는 1조만 도시하고 있다. 그리고, 제1도에 도시하는 바와같이, 조명 광학계의 미러(27) 및 조명 렌즈(28)도 각각 배치할 필요가 있다. 따라서, 이들 검출 광학계(6) 및 촬영 장치(9)를 대기 챔버(2)기내에 설치하는 것이 실(seal)을 하는데 바람직하게 된다.

그러나 텔레비젼 카메라등의 촬영 장치(9)는 발열원이며, 이것에서 발생한 열은 대기 챔버(2)내에 가득채워진 He 등의 가스에 전파하여 가열되고, 온도가 상승하며, 대기 챔버(2)내에 장치된 검출 광학계(6)이 가열되어 드리프트가 생기는 결과로 된다.

그래서, 대기 챔버(2)내의 텔레비젼 카메라, 전하 결합 장치등의 고체 촬영 소자등으로 구성된 촬영 장치(9)의 주된 발열원의 근처에 내부의 He 가스를 흡인 배출하는 덕트(13)을 마련하여, 플렉시블 덕트(14)를 중개해서 송풍기(15)에 접속하고, 열교환기(16)과 플렉시블 덕트(14')를 거쳐서 취입 덕트(17)로서 대기 챔버(2)로 되돌린다. 열교환기(16)의 출구 온도를 센서(18)로서 측정하고, 열교환기의 교환 열량을 조정하어, 출구 온도가 일정하게 되도록 한다.

제2도는 촬영 장치(9)의 부착부의 1실시예를 도시한 도면이다. 즉 촬영 장치(9)는 고체 촬영 소자(19)와 제어 기판(20)으로 되어 검출 광학계(6)의 상부에 배치하고, 단열재(21)를 거쳐서 검출 광학계(6)의 지지부재(30)에 고정한다. 미러(22)에 의해 검출 광학계(6)의 광축을 위쪽으르 구부리고 고체 촬영 소자(19)로 위치 검출용의 상을 투여한다. 제1도에 도시한 바와같이 (25)는 대기 챔버(2)의 바깥쪽에 마련된 조명용 광원이다. (26)은 조명용 광원(25)로부터의 조명광을 유도하는 글라스 화이버로, 사출 부분을 검출 광학(9)에 고정되어 있다. (27)은 미러로, 상기 글라스 화이버(26)의 사출구에서 사출된 광을 마스크(3) 및 웨이퍼(4)상의 얼라인먼트 패턴에 대하여 경사진 방향에서 조사하도록 배치되어 있다.

발열원인 제어 회로 기판(20)을 상자로 둘러싸고 그 상부에 흡인 배출 덕트(13)을 접속해서, 화살표(24)로 표시한 바와같이 기판 주변의 가스가 흡인 배출 덕트(13)으로 흡입되도록 한다. 그리고 대기 챔버(2)내를 한결같이 He 가스가 흡인 배출 덕트(13)으로 흐르도록 취입 덕트(17)을 배치하는 것이 좋다. 그리고 대기 챔버(2)내에 Hc 가스가 한결같이 흐르도록 정류판(도시하시 않음)을 마련하면 가장 바람직하다. 텔레비젼 카메라등의 촬영 장치(9)의 발열부는 단열재(21)을 거쳐서 지지하도록 하여 열이 직접 다른 검출 광학계(6)에 전하는 것을 방지한다.

이것에 의해 발생한 열은 주변의 He 가스의 온도를 상승시키지만, 그 가스를 즉시 흡인 배출 덕트(13)에 의해 내보내고, 열교환기(16)으로 일정 온도로 냉각하여 되돌릴수 있으므르, 열이 대기 챔버(2)내에 머물러서, 검출 광학계(6)의 위치 검출값의 드리프트 현상이 장시간 계속되는 것을 방지할수 있는 효과가 있다. 또, 송풍기(15)등을 플렉시블 덕트(14)를 중개해서 접속하고 있으므로, 송풍기(15)의 진동이 검출 광학계(6) 및 마스크(3)에 전해셔서, 위치 검출값의 불안정 및 웨이퍼(4)에 대한 마스크(3)의 위치 뻗어남을 발생하시키는 것을 방지할수 있다.

그리고 실시예에서는 열교환기(16)을 송풍기(15)에 인접하여 배치했지만 열교환기(16)은 진동이 적기 때문에, 스페이스가 있으면, 대기 챔버(2)에 인접하여 배치하고, 송풍기(15)와의 사이를 플렉시블 덕트(14)로 접속해도 좋다. 또, 송풍기(15)와 열교환기(16)을 대기 챔버(2)의 내부에 배치해서, 송풍기(15)를 진동 방지 기구(도시하지 않음)에 의해 지지하여 검출 광학계(6)의 진동을 방지할수도 있다.

또한, 실시예에시는 열교환기(16)의 출구 온도에 의해 교환 열량을 조정했지만, 열교환기(16)의 용량이 충분히 크면, 열교환기(16)에 일정 온도의 냉각수를 공급하는 것만으로, 출구 온도를 일정하게 할수 있다. 또 열교환기(16)과 온도 센서(18)의 사이의 히터(도시하지 않음)를 배치하여 온도 센서(18)에 의해 히터의 가열량을 제어하는 것에 의해 되돌아가는 가스의 온도를 일정하게 할수도 있다.

그리고, 검출 광학계(6), 촬영 장치(9)등에 대해서는 구체적으로 미국 특허출원 No.789778, 한국 출원번호 85-7814에 기재되어 있다.

이상 설명한 바와같이 본 발명에 의하면 검출 광학계의 위치 검츨값의 드리프트를 단시간에 멈출수 있으므르, 주야 연속 운전이 불필요하게 되고, 조건 변경시의 안정이 빨라, 장치의 가동율이 향상하는 등의 경제적 효과가 있다.

Claims (4)

1. 연성 X선을 사용해서 마스크에 헝성된 패턴을 웨이퍼에 전사하는 X선 전사 장치에 있어서, 연성 X선 발생 장치, 상기 X선 발생 장지의 X선 방출 창에 접속되고, 내부에 X선의 투과율이 높은 기체를 채운 대기 챔버와 상기 대기 챔버에 부착되는 마스크, 상기 마스크에 대향시켜 미소한 간극을 두어 웨이퍼를 장치하는 스테이지, 상기 대기 챔버내에 마련되고 또한 마스크 및 웨이퍼의 얼라인먼트의 상을 결합시키는 검출광학계 및 상시 검출 광학계에서 상을 결합시킨 얼라인먼트의 상을 촬영하여 영상 신호로 변환하는 촬영 장치, 상기 촬영 장치에서 발생하는 열에 의해 상기 챔버내의 기체의 온도 상승을 방지하여 상기 검출 광학계의 드리프트를 없애게 하고 상기 촬영 장치가 설치된 부근의 기체를 배출시키는 배출구, 상기 배출구에서 배출된 기체를 냉각해서 보내는 열교환기와 송풍기, 상기 열교환기와 송풍기로부터의 기체를 대기 챔버내로 되돌려서 순환시키는 취출구를 구비하여 설치한 것을 특징으로 하는 X선 전사 장치.
2. 특허청구의 범위 제1항에 있어서, 상기 송풍기에서 발생하는 진동을 대기 챔버에 전파하지 않도록 용수철성을 갖는 부재로 송풍기와 내기 챔버를 접속하는 것을 특징으로 하는 X선 전사 장치.
3. 특허청구의 범위 제1항에 있어서, 상기 열교환기와 송풍기를 상기 대기 쳄버의 바깥쪽에 배치하고, 이들과 배출구 및 취출구를 덕트로 접속한 것을 특징으로 하는 X선 전사 장치.
4. 특허청구의 범위 제1항에 있어서, 상기 검출 광학계 및 촬영 장치는 X,Y 테이블 상에 설치한 것을 특징으로 하는 X선 전사 장치.

Images