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KR100699144B1 - Stepper for wafer exposure and exposure method using the same - Google Patents

Stepper for wafer exposure and exposure method using the same Download PDF

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KR100699144B1 KR1020050131227A KR20050131227A KR100699144B1 KR 100699144 B1 KR100699144 B1 KR 100699144B1 KR 1020050131227 A KR1020050131227 A KR 1020050131227A KR 20050131227 A KR20050131227 A KR 20050131227A KR 100699144 B1 KR100699144 B1 KR 100699144B1
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Abstract

A stepper for a wafer exposure and an exposing method using the same are provided to perform an I-line exposure process and a DUV exposure process in one stepper by arranging selectively a first and second polarization filters between a light source and a wafer. A stepper for a wafer exposure includes a light source, a first polarization filter and a second polarization filter. The light source(110) generates a wideband light including a first and second wavelengths. The first polarization filter(121) transmits the first wavelength component alone of the wideband light. The second polarization filter(122) transmits the second wavelength component alone of the wideband light.

Description

웨이퍼 노광을 위한 스텝퍼 및 이를 이용한 노광 방법{Stepper for exposing wafer and exposure method using the same}Stepper for exposing wafer and exposure method using the same

도 1은 본 발명에 따른 웨이퍼 노광을 위한 스텝퍼를 나타내 보인 도면이다.1 is a view showing a stepper for wafer exposure according to the present invention.

도 2 및 도 3은 도 1의 스텝퍼를 이용한 노광 방법을 설명하기 위하여 나타내 보인 도면들이다.2 and 3 illustrate the exposure method using the stepper of FIG. 1.

본 발명은 반도체 제조설비 및 이를 이용한 제조 방법에 관한 것으로서, 특히 웨이퍼 노광을 위한 스텝퍼 및 이를 이용한 노광 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a semiconductor manufacturing apparatus and a manufacturing method using the same, and more particularly, to a stepper for exposing a wafer and an exposure method using the same.

일반적으로 반도체 소자를 제조하는데 있어서 패턴 형성을 위한 포토리소그라피 공정이 필수적으로 요구된다. 포토리소그라피 공정을 위해서는 먼저 웨이퍼 상에 포토레지스트막을 코팅하고, 통상의 노광 및 현상 공정을 수행하여 포토레지스트막 패턴을 형성한다. 특히 포토레지스트막의 일부에 광을 조사하는 노광 공정은 스텝퍼(stepper)를 사용하여 수행된다.In general, a photolithography process for pattern formation is essential in manufacturing a semiconductor device. For the photolithography process, a photoresist film is first coated on a wafer, and a photoresist film pattern is formed by performing a normal exposure and development process. In particular, an exposure step of irradiating a part of the photoresist film with light is performed using a stepper.

스텝퍼는 특정 파장의 광만을 사용하며, 따라서 365㎚ 파장의 광을 사용하는 아이-라인(i-line) 스텝퍼와 248㎚ 파장의 광을 사용하는 디유브이(DUV) 스텝퍼로 구별될 수 있다. 아이-라인 스텝퍼의 경우 아이-라인에 반응하는 아이-라인 포토레지스트막을 사용하며, 디유브이 스텝퍼의 경우 디유브이에 반응하는 디유브이 포토레지스트막을 사용한다. 통상적으로 아이-라인 스텝퍼보다는 상대적으로 단파장의 광을 사용하는 디유브이 스텝퍼를 사용하는 경우, 미세 패턴의 형성이 용이하다.The stepper uses only a specific wavelength of light, and thus can be distinguished into an i-line stepper using 365 nm wavelength light and a DUV stepper using 248 nm wavelength light. In the case of the eye-line stepper, an eye-line photoresist film reacting to the eye-line is used. In general, in the case of using a deuive stepper which uses light having a relatively short wavelength rather than an eye-line stepper, formation of a fine pattern is easy.

따라서 미세 패턴을 형성하는 공정에서는 상대적으로 고가인 디유브이 스텝퍼와 디유브이 포토레지스트막을 사용하며, 덜 미세한 패턴을 형성하는 공정에서는 상대적으로 저가인 아이-라인 스텝퍼와 아이-라인 포토레지스트막을 사용하고 있다. 그러나 이와 같이 아이-라인과 디유브이 스텝퍼를 별도로 구비하고, 또한 별도로 운용함에 따라 장비 투자 및 공정 수행에 있어서의 유연성이 떨어지는 단점이 있다.Therefore, a relatively expensive deyuv stepper and a deyuv photoresist film are used in the process of forming a fine pattern, and a relatively inexpensive eye-line stepper and an eye-line photoresist film are used in a process of forming a finer pattern. . However, as described above, the eye-line and the deuive stepper are separately provided, and separately operated, there is a disadvantage in that the flexibility in equipment investment and process performance is inferior.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, 아이-라인과 디유브이를 모두 사용할 수 있는 웨이퍼 노광을 위한 스텝퍼를 제공하는 것이다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in an effort to provide a stepper for exposing a wafer that can use both an eye-line and a deyuv.

본 발명이 이루고자 하는 다른 기술적 과제는, 상기와 같은 스텝퍼를 이용한 노광 방법을 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide an exposure method using the above stepper.

상기 기술적 과제를 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 스텝퍼는, 제1 파장 및 제2 파장을 포함하는 광대역 광을 발생시키는 광원; 상기 광원으로부터의 광대역 광을 상기 제1 파장의 광만 선택적으로 투과시키는 제1 광필터; 및 상기 광원으로부터의 광대역 광을 상기 제2 파장의 광만 선택적으로 투과시키는 제2 광필터를 구비하는 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above technical problem, the stepper according to the present invention, a light source for generating a broadband light including a first wavelength and a second wavelength; A first optical filter for selectively transmitting only the light of the first wavelength through broadband light from the light source; And a second optical filter for selectively transmitting only the light of the second wavelength through the broadband light from the light source.

상기 제1 파장은 365㎚ 파장의 아이-라인(i-line)이고 상기 제2 파장은 248㎚ 파장의 디유브이(DUV)인 것이 바람직하다.Preferably, the first wavelength is i-line of 365 nm wavelength and the second wavelength is DUV of 248 nm wavelength.

상기 제1 광필터 및 제2 광필터는 상기 광원과 노광되는 웨이퍼 사이의 광경로상에 선택적으로 배치되는 것이 바람직하다.Preferably, the first optical filter and the second optical filter are selectively disposed on an optical path between the light source and the exposed wafer.

상기 다른 기술적 과제를 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 노광 방법은 광원으로부터 제1 파장 및 제2 파장을 포함하는 광대역 광을 웨이퍼를 향해 발생시키는 단계; 및 상기 제1 파장의 광 및 제2 파장의 광만을 각각 투과시키는 제1 광필터 및 제2 광필터를 선택적으로 상기 광원과 웨이퍼 사이에 배치하여 상기 광대역 광 중 제1 파장 또는 제2 파장의 광을 선택적으로 상기 웨이퍼에 조사되도록 하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above another technical problem, an exposure method according to the present invention comprises the steps of generating a wideband light toward the wafer including a first wavelength and a second wavelength from a light source; And a first optical filter and a second optical filter selectively transmitting only the light of the first wavelength and the light of the second wavelength, respectively, between the light source and the wafer so that the light of the first or second wavelength of the broadband light is lighted. And selectively irradiating the wafer.

상기 제1 파장은 365㎚ 파장의 아이-라인(i-line)이고 상기 제2 파장은 248㎚ 파장의 디유브이(DUV)인 것이 바람직하다.Preferably, the first wavelength is i-line of 365 nm wavelength and the second wavelength is DUV of 248 nm wavelength.

이하 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 그러나, 본 발명의 실시예들은 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래에서 상술하는 실시예들로 인해 한정되어지는 것으로 해석되어져서는 안된다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. However, embodiments of the present invention may be modified in many different forms, and the scope of the present invention should not be construed as being limited by the embodiments described below.

도 1은 본 발명에 따른 웨이퍼 노광을 위한 스텝퍼를 나타내 보인 도면이다.1 is a view showing a stepper for wafer exposure according to the present invention.

도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 스텝퍼는, 하부에 배치되는 웨이퍼(100)를 향해 광을 조사하는 광원(110)을 포함한다. 광원(110)으로부터 발생되는 광은 광대 역(broad band) 광으로서, 적어도 365㎚ 파장의 아이-라인과 248㎚ 파장의 디유브이를 포함하는 248 내지 365㎚ 대역의 광이다. 광원(110)으로부터 발생된 광대역 광은 렌즈 시스템(130)을 통과해 웨이퍼(100) 상에 형성된 포토레지스트막에 조사된다.Referring to FIG. 1, the stepper according to the present invention includes a light source 110 for irradiating light toward the wafer 100 disposed below. The light generated from the light source 110 is broad band light, and is light in the range of 248 to 365 nm including an eye-line of at least 365 nm wavelength and deyuv of 248 nm wavelength. The broadband light generated from the light source 110 passes through the lens system 130 and is irradiated to the photoresist film formed on the wafer 100.

광원(110)과 웨이퍼(100) 사이의 광 경로상에는 제1 편광필터(121) 및 제2 편광필터(122)가 선택적으로 배치된다. 비록 도면상에 제1 편광필터(121)가 광원(110)과 렌즈 시스템(130) 사이에 배치되고, 제2 편광필터(122)가 렌즈 시스템(130)과 웨이퍼(100) 사이에 배치되는 것으로 도시되어 있지만, 위치는 반대가 될 수도 있고, 또는 동일한 위치가 될 수도 있다.The first polarization filter 121 and the second polarization filter 122 are selectively disposed on the optical path between the light source 110 and the wafer 100. Although the first polarization filter 121 is disposed between the light source 110 and the lens system 130 and the second polarization filter 122 is disposed between the lens system 130 and the wafer 100 on the drawing. Although shown, the locations may be reversed or may be the same location.

제1 편광필터(121)는 광원(110)으로부터 발생된 광대역 광 중에서 365㎚ 파장의 아이-라인 광만을 선택적으로 통과시킨다. 반면에 제2 편광필터(122)는 광원(110)으로부터 발생된 광대역 광 중에서 248㎚ 파장의 디유브이 광만을 선택적으로 통과시킨다. 비록 도면에 제1 편광필터(121)와 제2 편광필터(122)가 함께 도시되어 있지만, 제1 편광필터(121)와 제2 편광필터(122)는 선택적으로 배치될 수 있을 뿐이다. 따라서 이를 위하여 제1 편광필터(121)와 제2 편광필터(122)는 각각 광원(110)과 웨이퍼(100) 사이의 광 경로상에 배치되거나 배치되지 않도록 이동 가능하게 설치된다.The first polarization filter 121 selectively passes only the eye-line light having a wavelength of 365 nm among the broadband light generated from the light source 110. On the other hand, the second polarization filter 122 selectively passes only the deuive light having a wavelength of 248 nm among the broadband light generated from the light source 110. Although the first polarization filter 121 and the second polarization filter 122 are shown together in the drawing, the first polarization filter 121 and the second polarization filter 122 may be selectively disposed. Therefore, for this purpose, the first polarization filter 121 and the second polarization filter 122 are installed to be movable or not disposed on the optical path between the light source 110 and the wafer 100, respectively.

도 2 및 도 3은 도 1의 스텝퍼를 이용한 노광 방법을 설명하기 위하여 나타내 보인 도면들이다. 도 2 및 도 3에서 도 1과 동일한 참조부호는 동일한 요소를 나타낸다.2 and 3 illustrate the exposure method using the stepper of FIG. 1. 2 and 3, the same reference numerals as used in FIG. 1 denote the same elements.

먼저 도 2를 참조하면, 제1 편광필터(121)를 이용하여 아이-라인 노광을 수행하는 경우, 웨이퍼(100)상에 아이-라인용 포토레지스트막을 코팅하고, 스텝퍼 내에 로딩시킨다. 이 상태에서 노광이 이루어지는데, 구체적으로 광원(110)으로부터 광대역 광이 발생된다. 이 광대역 광이 제1 편광필터(121)에 조사되면, 제1 편광필터(121)에 의해 아이-라인 광만 선택적으로 투과되고, 이 선택된 아이-라인 광은 렌즈시스템(130)을 통과해 웨이퍼(100) 상에 조사된다. 이 경우에는 아이-라인 노광을 수행하는 경우로서 노광이 시작되기 전에 제2 편광필터(도 1의 122)는 광원(110)과 웨이퍼(100) 상의 광경로 밖으로 이동된다.First, referring to FIG. 2, when performing eye-line exposure using the first polarization filter 121, an eye-line photoresist film is coated on the wafer 100 and loaded in a stepper. Exposure takes place in this state. Specifically, broadband light is generated from the light source 110. When the broadband light is irradiated to the first polarization filter 121, only the eye-line light is selectively transmitted by the first polarization filter 121, and the selected eye-line light passes through the lens system 130 to pass through the wafer ( 100). In this case, as the eye-line exposure is performed, the second polarization filter 122 of FIG. 1 is moved out of the light path on the light source 110 and the wafer 100 before the exposure is started.

다음에 도 3을 참조하면, 제2 편광필터(122)를 이용하여 디유브이 노광을 수행하는 경우, 웨이퍼(100)상에 디유브이용 포토레지스트막을 코팅하고, 스텝퍼 내에 로딩시킨다. 이 상태에서 노광이 이루어지는데, 구체적으로 광원(110)으로부터 광대역 광이 발생된다. 이 광대역 광이 렌즈 시스템(130)을 통과해 제2 편광필터(122)에 조사되면, 제2 편광필터(122)에 의해 디유브이 광만 선택적으로 투과되고, 이 선택된 디유브이 광은 웨이퍼(100) 상에 조사된다. 이와 같이 디유브이 노광을 수행하는 경우, 노광이 시작되기 전에 제1 편광필터(도 1의 121)는 광원(110)과 웨이퍼(100) 상의 광경로 밖으로 이동된다.Next, referring to FIG. 3, when de-uv exposure is performed using the second polarization filter 122, the de-uv photoresist film is coated on the wafer 100 and loaded into the stepper. Exposure takes place in this state. Specifically, broadband light is generated from the light source 110. When the broadband light passes through the lens system 130 and is irradiated to the second polarizing filter 122, only the deuive light is selectively transmitted by the second polarizing filter 122, and the selected deuive light is transferred to the wafer 100. Is investigated. As described above, when the deyube performs exposure, the first polarization filter 121 of FIG. 1 is moved out of the optical path on the light source 110 and the wafer 100 before the exposure starts.

지금까지 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 웨이퍼 노광을 위한 스텝퍼 및 이를 이용한 노광 방법에 의하면 광대역 광을 발생하는 광원과, 이 광대역 광 중에서 아이-라인 및 디유브이 광만을 투과시키는 제1 및 제2 광필터를 선택적으로 광 원과 웨이퍼 사이에 배치되도록 함으로써, 하나의 스텝퍼 내에서 아이-라인 노광공정과 디유브이 노광공정을 모두 수행할 수 있다는 이점이 있다.As described above, according to the stepper for exposing the wafer and the exposure method using the same according to the present invention, a light source for generating broadband light, and first and second light beams for transmitting only the eye-line and deuvew light of the broadband light By selectively placing the filter between the light source and the wafer, there is an advantage that both the eye-line exposure process and the de-uv exposure process can be performed in one stepper.

이상 본 발명을 바람직한 실시예를 들어 상세하게 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시예에 한정되지 않으며, 본 발명의 기술적 사상 내에서 당 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 여러 가지 변형이 가능함은 당연하다.Although the present invention has been described in detail with reference to preferred embodiments, the present invention is not limited to the above embodiments, and various modifications may be made by those skilled in the art within the technical spirit of the present invention. Do.

Claims (5)

제1 파장 및 제2 파장을 포함하는 광대역 광을 발생시키는 광원;A light source for generating broadband light including a first wavelength and a second wavelength; 상기 광원으로부터의 광대역 광을 상기 제1 파장의 광만 선택적으로 투과시키는 제1 편광필터; 및A first polarization filter for selectively transmitting only the light of the first wavelength through the broadband light from the light source; And 상기 광원으로부터의 광대역 광을 상기 제2 파장의 광만 선택적으로 투과시키는 제2 편광필터를 구비하는 것을 특징으로 하는 스텝퍼.And a second polarization filter for selectively transmitting only the light of the second wavelength through the broadband light from the light source. 제 1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 제1 파장은 365㎚ 파장의 아이-라인(i-line)이고 상기 제2 파장은 248㎚ 파장의 디유브이(DUV)인 것을 특징으로 하는 스텝퍼.Wherein said first wavelength is an i-line of 365 nm wavelength and said second wavelength is a DUV of 248 nm wavelength. 제 1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 제1 편광필터 및 제2 편광필터는 상기 광원과 노광되는 웨이퍼 사이의 광경로상에 선택적으로 배치되는 것을 특징으로 하는 스텝퍼.And the first polarization filter and the second polarization filter are selectively disposed on an optical path between the light source and the exposed wafer. 광원으로부터 제1 파장 및 제2 파장을 포함하는 광대역 광을 웨이퍼를 향해 발생시키는 단계; 및Generating broadband light toward the wafer comprising a first wavelength and a second wavelength from a light source; And 상기 제1 파장의 광 및 제2 파장의 광만을 각각 투과시키는 제1 편광필터 및 제2 편광필터를 선택적으로 상기 광원과 웨이퍼 사이에 배치하고, 상기 광대역 광 중 제1 파장 또는 제2 파장의 광을 선택적으로 상기 웨이퍼에 조사되도록 하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 노광 방법.A first polarizing filter and a second polarizing filter for transmitting only the light of the first wavelength and the light of the second wavelength, respectively, are selectively disposed between the light source and the wafer, and the light of the first or second wavelength of the broadband light. And selectively irradiating the wafer. 제 4항에 있어서,The method of claim 4, wherein 상기 제1 파장은 365㎚ 파장의 아이-라인(i-line)이고 상기 제2 파장은 248㎚ 파장의 디유브이(DUV)인 것을 특징으로 하는 노광 방법.And said first wavelength is an i-line of 365 nm wavelength and said second wavelength is a DUV of 248 nm wavelength.
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