KR960002244B1

KR960002244B1 - 투영 노광장치

Info

Publication number: KR960002244B1
Application number: KR1019920019304A
Authority: KR
Inventors: 강호영
Original assignee: 삼성전자주식회사; 김광호
Priority date: 1992-10-21
Filing date: 1992-10-21
Publication date: 1996-02-13
Also published as: KR940010235A

Abstract

내용 없음.

Description

투영 노광장치

제1도는 종래 투영 노광장치의 변형조명계 설치시의 구조도.

제2도는 상기 제1도의 조명계에 장착되는 변형조명을 위한 필터 1예의 정면도.

제3도는 상기 제1도의 조명계에 장착되는 변형조명을 위한 필터 2예의 정면도.

제4도는 본 발명에 따른 투영 노광장치의 변형조명을 위한 조명계의 실시예의 개략적 측면도.

제5도는 제3도에 도시된 필터의 발췌도.

제6도는 본 발명에 따른 조명계의 다른 실시예의 개략적 측면도.

본 발명은 투영 노광방법 및 장치에 관한 것으로서, 특히 포토리소그래피(Lithography)법에 적용되는 높은 광이용효율의 투영 노광방법 및 장치에 관한 것이다.

액정표시소자나 반도체 소자등이 미세패턴을 얻는 방법으로 주로 포토리소그래피법이 적용된다. 이러한 포토리소그래피에 있어서, 투영광원을 얻는 투영광 형성 방법은, 얻을 수 있는 목적물의 집적도와 품질을 크게 좌우한다. 특히 서브미크론 이하의 패턴을 요구하는 반도체 소자는 더욱 광원의 품위에 크게 의존된다. 따라서, 투영 노광장치는 반도체 소자의 집적도의 향상에 따라 보다 고른 패턴의 투영이 가능함은 물론 그 강도에 있어서 보다 강화되어야 한다. 최근 64M DRAM 이후의 ULSI를 제조하기 위해 필요한 서브하프마이크론(Sub-half micron) 패턴을 형성하기 위하여 많은 새로운 기술이 개발되고 있다. 이중에는 광원의 파장을 줄인 엑시머 레이저(Excimer laser) 투영 노광장치(Stepper)와 위상반전마스크(Phase Shift Mask) 및 사입사조명(Tilted illumination) 등의 변형 조명 기술이 있다.

제1도 내지 제3도를 참조하여 종래의 변형조명기술을 설명한다.

종래의 변형 조명계는 제1도에 도시한 바와 같이 광원(1), 전달렌즈, 파리눈렌즈(Fly's eye lens ; 2) 및 콘덴서렌즈(4)로 구성된 기존의 조명장치에 필터(3)를 부착하여 구성한다. 여기서 필터의 모양은 제2도와 제3도에 도시된 바와 같은 형태로 주로 구성되는데 제2도는 고리(Annular) 조명계, 제3도는 4점(四點) 조명계를 각각 나타낸다. 이와 같은 필터에 의해 제1도에 도시된 바와 같이 입사되는 빛의 수직부분은 차단되고 빛의 경사진 부분만이 마스크(5)상에 도달하게 된다.

상기 종래의 사입사조명방식에 있어서는 제2,3도에 도시된 것의 경우, 빛의 투과하는 부위의 면적이 빛이 차단되는 면적에 비하여 훨씬 작다.

제2도의 경우에는 빛이 투과하는 비율은(σ₀ ²-σ₁ ²)/σ₀ ²이 되는데 일반적으로 σ₁=(2/3)σ가 가장 적절한 값으로 알려져 있으며, 이 경우 투과비율은 5/9가 되며 노광시간은 약 2배가 된다.

제3도와 같은 경우, 투과율은 4σ₁ ²/σ₀ ², σ₁=1/4σ₀정도가 되고 투과율은 1/4이 되어 노광시간은 약 4배가 늘어나게 되어 생산성이 상당히 감소한다.

즉, 종래의 변형조명장치는 기존의 조명장치에 필터를 부착하여 조명장치에 전달된 빛의 일부를 차단하는 형태이므로 변형조명시 노광량이 너무 작아 노광에 소요되는 시간이 길고 적산 노광기의 오류가 발생하며 균일성(Uniformity)이 저하되는 문제가 있다.

본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 투영 노광방법과 그 장치를 제공함에 그 목적이 있다.

상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 투영 노광장치는, 광원과, 파리눈렌즈와 필터를 구비하며, 상기 변형 조명 필터는 섬유상의 광전달 매체의 다발로 이루어지며, 광원측은 하나로 집적되어 있어서, 광원으로부터의 광을 받아들이며, 그 반대측은 소정형태로 변형 또는 분할되어 소정 형상의 광투사영역을 형성하도록 된 점에 그 특징이 있다.

이상과 같은 본 발명에 있어서, 상기 필터의 광투사측 단부가 여러 다발로 분기되면 2점 또는 4점 조명등의 형태의 조명광을 얻을 수 있고, 그리고 속이 빈 원통형(고리형)으로 조형되면 고리조명 형태의 조명광을 얻을 수 있다.

이하 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다.

제4도는 본 발명의 기본 개념을 보여준다.

광원(10)으로부터 광 진행 경로상에 파리눈렌즈(30) 및 접속렌즈(40)가 그 순서대로 마련되고, 상기 광원(10)과 상기 파리눈렌즈(30)의 사이에는 4점 조명방식의 본 발명 특징적 요소인 변형 조명 필터(20)가 마련된다. 상기 필터(20)는 다수의 광섬유가 하나의 다발로 묶이어 된 것으로서, 광원(10)측은 하나로 묶여있고, 파리눈렌즈(30)측 부분은 제6도에 도시된 바와같이 네갈래로 분기되어 각 분기된 부분이 하나로 묶여 있어서 전체적으로 4점 조명 필터를 구축하고 있다.

상기 필터의 광섬유 다발의 광원(10)측 직경은 광원(10)으로부터의 광이 모두 입사될 수 있는 정도의 크기로 결정함이 바람직하다. 그리고 그 반대편의 직경은 노광대상의 크기에 따라 그 크기를 적절히 조절한다.

여기에서 필터의 렌즈측 후단부, 즉 파리눈렌즈(30)측은 제5 도에 도시된 바와 같이 속이 빈 원통형으로 형성하여 고리조명 형식으로 변형할 수도 있다.

이상과 같은 본 발명에 적용되는 광섬유는 사용광원에 따라 그 재질이 변경되어야 한다. 통상 G선(436nm), I선(365nm)와 KrF 엑시머 레이져에 대해서는 순수 석영유리 파이버를 사용한다.

이러한 방식의 본 발명에서 광파이버가 원형이므로 여러개의 파이버가 집적될 때 형성되는 공간으로 인해 빈 공간상의 광손실이 우려된다. 그러나 이때에 생기는 손실면적은 3개의 원이 만날때 중심을 연결하는 삼각형과 원의 1/6이 3개 모인 면적의 차이이므로 아래의 계산에 의해 약 8%의 광손실이 산출된다.

≒8%

이상과 같은 본 발명은 결과적으로 손실률이 50 내지 80%에 이르는 종래 투영 노광장치에 비해 광이용효율이 매우 높다. 이상과 같은 본 발명의 노광장치는 종래 방식에 비해 광이용효율이 200 내지 400%가량 되어 노광시간이 결과적으로 종래에 비해 1/2 내지 1/4 정도 밖에 되지 않는다.

이상에서와 같이 본 발명의 투영장치는 2점, 4점 그리고 고리형 광원을 이용하는 조명장치로서 유용한데, 광원으로부터 입사된 광의 전량을 변형하여 이를 투사할 수 있다는 점에 특징이 있는 것이어서 그 광이용효율이 매우 높다. 따라서, 종래 조명장치에 비해 노광에 소요되는 시간이 매우 짧다.

Claims

광원과 변형조명을 위한 필터와, 그리고 파리눈렌즈 및 집속렌즈가 순서대로 배치되어 있는 투영 노광장치에 있어서, 상기 변형 조명 필터는 섬유상의 광전달 매체의다발로 이루어지며, 상기 변형 조명 필터의 광원측은 하나로 집적되어 있어서, 광원으로 부터의 광을 받아들이며, 상기 변형 조명 필터의 파리눈렌즈측은 소정형태로 변형 또는 분할되어 소정 형상의 광투사영역을 형성할 수 있도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 투영 노광장치.
제1항에 있어서, 상기 필터의 파리눈렌즈측 단부가 다수 다발로 분기되고, 각 다발이 하나로 묶여 있는 것을 특징으로 하는 투영 노광장치.
제1항에 있어서, 상기 필터의 파리눈렌즈측 단부가 속이 빈 원통형(고리형)으로 형성되어 고리 조명 형태의 조명광을 얻을 수 있도록 구성된 것을 특징으로 하는 투영 노광장치.