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KR100727700B1 - Illumination system of stepper for semiconductor manufacturing - Google Patents

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Publication number
KR100727700B1
KR100727700B1 KR1020050130341A KR20050130341A KR100727700B1 KR 100727700 B1 KR100727700 B1 KR 100727700B1 KR 1020050130341 A KR1020050130341 A KR 1020050130341A KR 20050130341 A KR20050130341 A KR 20050130341A KR 100727700 B1 KR100727700 B1 KR 100727700B1
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KR
South Korea
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reticle
lens
microscope
illumination system
reflector
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Application number
KR1020050130341A
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Korean (ko)
Inventor
백승원
Original Assignee
동부일렉트로닉스 주식회사
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Publication date
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    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03FPHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/70Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
    • G03F7/70058Mask illumination systems
    • G03F7/70091Illumination settings, i.e. intensity distribution in the pupil plane or angular distribution in the field plane; On-axis or off-axis settings, e.g. annular, dipole or quadrupole settings; Partial coherence control, i.e. sigma or numerical aperture [NA]

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  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
  • Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)

Abstract

An illumination system of semiconductor manufacturing exposure equipment is provided to restrain the generation of a ghost image by installing a light shielding plate under an upper reticle microscope. An illumination system of semiconductor manufacturing exposure equipment includes a lamp, a first reflector, a shutter, an input lens, a filter unit, a fly's eye lens, a reticle blind, a relay lens, a second reflector, a condenser lens, and a reticle microscope projection lens sequentially connected with each other. The reticle microscope(110) is composed of a reticle(111) with a semiconductor circuit pattern, an upper unit, a lower unit and a light shielding plate. The upper unit(112) is installed between the reticle and the condenser lens. The lower unit(113) is installed between the reticle and the projection lens. The light shielding plate(114) is installed between the upper unit and reticle and between the lower unit and the reticle, respectively.

Description

반도체 제조용 노광장비의 조명 시스템{Illumination system of Stepper for semiconductor manufacturing}Lighting system of exposure equipment for semiconductor manufacturing {Illumination system of Stepper for semiconductor manufacturing}

도 1은 종래의 기술에 따른 노광장비의 조명 시스템을 나타낸 개략도,1 is a schematic view showing an illumination system of an exposure apparatus according to the prior art,

도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 레티클 마이크로스코프의 구성도,2 is a block diagram of a reticle microscope according to an embodiment of the present invention,

도 3은 본 발명의 또다른 일실시예에 따른 레티클 마이크로스코프의 구성도.3 is a block diagram of a reticle microscope according to another embodiment of the present invention.

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명** Explanation of symbols for main parts of drawings *

10 : 램프 20, 90 : 반사경10: lamp 20, 90: reflector

30 : 셔터 40 : 인풋 렌즈30: shutter 40: input lens

50 : 필터 60 : 플라이즈아이 렌즈50 filter 60 fly-eye lens

70 : 레티클 블라인드 80 : 릴레이 렌즈70: reticle blind 80: relay lens

100 : 콘덴서 렌즈 110 : 레티클 마이크로스코프100 condenser lens 110 reticle microscope

111 : 레티클 112 : 상부 유닛111: reticle 112: upper unit

113 : 하부 유닛 114 : 차광판113: lower unit 114: shading plate

120 : 프로젝션 렌즈 130 : 웨이퍼120: projection lens 130: wafer

본 발명은 반도체 제조용 노광장비에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 원하지 않는 패턴이 형성되는 고스트 이미지를 방지할 수 있는 반도체 제조용 노광장비의 조명 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to an exposure apparatus for manufacturing a semiconductor, and more particularly, to an illumination system of an exposure apparatus for manufacturing a semiconductor that can prevent a ghost image in which an unwanted pattern is formed.

일반적으로 반도체 노광 장비는 반도체 제조공정 중의 하나인 노광 공정을 진행하는 장비이며, 여기서 노광 공정이란 감광제가 도포된 웨이퍼의 상측에 회로패턴이 형성된 레티클(reticle)을 위치시키고 웨이퍼를 일정한 피치(pitch)만큼 이동하며 조명 시스템으로부터 상기 레티클을 통과한 빛을 웨이퍼에 조사하여 패턴을 이식하는 공정을 말한다.In general, semiconductor exposure equipment is an equipment for performing an exposure process, which is one of semiconductor manufacturing processes, wherein an exposure process is to place a reticle on which a circuit pattern is formed on a wafer on which a photosensitive agent is applied, and to position the wafer at a constant pitch. A process of implanting a pattern by irradiating the wafer with light passing through the reticle from the illumination system to the wafer.

이러한 노광 공정에 사용되는 스텝퍼(Stepper)는 노광장비의 일종으로서, 레티클의 패턴을 광학 렌즈를 이용하여 웨이퍼 상에 축소 투영하는 장비이다. 즉 노광장비는 조명 장치의 하측에 소정의 거리를 두고 레티클을 장착하기 위한 레티클 마이크로스코프(또는 레티클 스테이지, 이하 '레티클 마이크로스코프'라 한다), 상기 레티클 마이크로스코프의 하측에 웨이퍼를 안착시킬 수 있도록 설치되는 웨이퍼 스테이지, 레티클로 빛을 조사하기 위한 조명 시스템를 포함하여 구성된다.A stepper used in such an exposure process is a type of exposure equipment, and is a device that reduces and projects a pattern of a reticle onto a wafer using an optical lens. That is, the exposure apparatus is a reticle microscope (or a reticle stage, hereinafter referred to as a "reticle microscope") for mounting a reticle at a predetermined distance below the lighting device, so that the wafer can be placed under the reticle microscope. The wafer stage is installed, including an illumination system for irradiating light with the reticle.

도 1은 종래의 기술에 따른 노광 장비의 조명 시스템을 나타낸 개략도이다.1 is a schematic diagram showing an illumination system of exposure equipment according to the prior art.

첨부한 도 1에 도시한 바와 같이 종래의 기술에 따른 노광 장비의 조명 시스템은 램프(10), 반사경(20), 셔터(30), 인풋 렌즈(40), 필터(50), 플라이즈아이 렌즈(60), 레티클 블라인드(70), 릴레이 렌즈(80), 반사경(90), 콘덴서 렌즈(100), 레티클 마이크로스코프(110), 프로젝션 렌즈(120)로 구성되어 있다.As shown in FIG. 1, an illumination system of a conventional exposure apparatus includes a lamp 10, a reflector 20, a shutter 30, an input lens 40, a filter 50, and a fly's eye lens. 60, a reticle blind 70, a relay lens 80, a reflector 90, a condenser lens 100, a reticle microscope 110, and a projection lens 120.

따라서 램프(lamp, 10)에서 발생한 빛은 반사경(20)을 통하여 인풋렌즈(input lens, 40)로 입사된다. 셔터(shutter, 30)는 인풋 렌즈(40)와 반사경(20) 사이에 위치하면서 노출 시간(exposure time)을 결정하는 역할을 한다. 인풋 렌즈(40)로 입사된 빛은 플라이즈아이 렌즈(fly's eye lens, 60)를 통과하면서 빛의 조도가 균일하게 유지된다. 또한 레티클 블라인드(reticle blind, 70)는 노광이 필요하지 않은 지역인 레티클의 가장자리 부위를 가리는 역할을 하며, 따라서 최종적으로 입사되는 빔(beam)의 크기가 결정된다.Therefore, the light generated by the lamp 10 is incident to the input lens 40 through the reflector 20. The shutter 30 is positioned between the input lens 40 and the reflector 20 to determine an exposure time. Light incident on the input lens 40 passes through a fly's eye lens 60 to maintain uniform light intensity. In addition, the reticle blind 70 serves to cover the edge portion of the reticle, which is an area where no exposure is required, and thus the size of the beam that is finally incident is determined.

이후 릴레이 렌즈(relay lens, 80)를 통과한 빔은 반사경(90)에 의해 반사되어 콘덴서 렌즈(condensor lens, 100)로 입사되고, 콘덴서 렌즈(100)는 빛을 한곳으로 모아줌으로써 밝기를 증가시키는 역할을 한다. 콘덴서 렌즈(100)를 통과한 빛은 레티클 마이크로스코프(reticle microscope, 110)을 통과하여 프로젝션 렌즈(projection lens, 120)에 입사된다. 프로젝션 렌즈는 소정의 축소 비율에 따라 레티클의 회로 패턴을 웨이퍼(130)상으로 투영시키는 역할을 한다.Thereafter, the beam passing through the relay lens 80 is reflected by the reflector 90 to be incident on the condenser lens 100, and the condenser lens 100 increases brightness by collecting light in one place. Play a role. Light passing through the condenser lens 100 passes through a reticle microscope 110 and is incident on a projection lens 120. The projection lens serves to project the circuit pattern of the reticle onto the wafer 130 according to a predetermined reduction ratio.

상기 레티클이 놓여지는 레티클 마이크로스코프(110)는 첨부된 도 2에 도시한 바와 같이 상부 유닛(112)과 하부 유닛(113)으로 구성되어 있으며, 상기 레티클(111)은 상기 상부 유닛과 상기 하부 유닛의 사이에 놓인다.The reticle microscope 110 on which the reticle is placed is composed of an upper unit 112 and a lower unit 113 as shown in FIG. 2, and the reticle 111 is the upper unit and the lower unit. Lies in between.

상기 레티클 마이크로스코프(110)는 좌, 우측에 설치된 2개의 현미경을 통하여 보이는 레티클 정렬마크(reticle alignment mark)를 CCD(charge coupled device) 카메라를 통하여 보내진 이미지를 화상 처리함으로써 레티클의 정확한 정렬(alignment)을 하는 역할을 한다.The reticle microscope 110 images an image sent through a charge coupled device (CCD) camera with a reticle alignment mark visible through two microscopes mounted on the left and right sides of the reticle. It plays a role.

일반적으로 고스트 이미지(Ghost image) 현상의 원인이 되는 빛의 난반사는 전술한 각각의 렌즈, 렌즈를 고정하는 부분, 레티클, 또는 웨이퍼의 표면에서 발생되며, 특히 렌즈의 코팅 상태에 따라 반사율이 달라지기도 한다.In general, diffuse reflection of light, which is a cause of a ghost image, is generated on each of the aforementioned lenses, a part of fixing the lens, a reticle, or the surface of the wafer, and the reflectance may vary depending on the coating state of the lens. do.

그러나 종래의 레티클 마이크로스코프에서는 특히 상기 레티클 정렬마크(reticle alignment mark)로부터 발생된 난반사로 인하여 웨이퍼상에 패턴이 형성되는 고스트 이미지(Ghost image) 현상이 발생하는 문제점이 있다. However, in the conventional reticle microscope, there is a problem in that a ghost image phenomenon in which a pattern is formed on the wafer due to the diffuse reflection generated from the reticle alignment mark, in particular, occurs.

즉 레티클 블라인드를 통과한 빛은 레티클 마이크로스코프를 통과할 때 회절 및 산란되어 레티클의 원치않는 부분까지 전사되어 고스트 이미지가 발생되는 것이며, 이러한 고스트 이미지는 품질에 막대한 영향을 끼치므로 반드시 제거하여야 하는 것이다.That is, the light passing through the reticle blind is diffracted and scattered as it passes through the reticle microscope and transferred to the unwanted part of the reticle, which generates a ghost image. This ghost image has a great effect on quality and must be removed. .

따라서 본 발명은 상술한 제반 문제점을 해결하고자 안출된 것으로, 특히 높은 도스(high dose)가 필요한 감광제나 마이크로 렌즈(micro lens) 형성시 사용되는 고감도 감광제에서 원하지 않는 패턴이 형성되는 고스트 이미지를 방지할 수 있는 반도체 제조용 노광장비의 조명 시스템를 제공함에 그 목적이 있다.Accordingly, the present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and in particular, it is possible to prevent a ghost image in which an unwanted pattern is formed in a photosensitive agent which requires a high dose or a high sensitivity photosensitive agent used when forming a micro lens. It is an object of the present invention to provide an illumination system of exposure equipment for manufacturing a semiconductor.

상술한 바와 같은 목적을 구현하기 위한 본 발명의 반도체 제조용 노광장비의 조명 시스템은 반도체를 제조하기 위해 램프, 반사경, 셔터, 인풋 렌즈, 필터 유닛, 플라이즈아이 렌즈, 레티클 블라인드, 릴레이 렌즈, 반사경, 콘덴서 렌즈, 레티클 마이크로스코프, 프로젝션 렌즈를 순차로 연결하여 이루어진 반도체 제조용 노광장비의 조명 시스템에 있어서, 상기 레티클 마이크로스코프는 반도체 회로의 패턴이 형성된 레티클; 상기 레티클과 상기 컨덴서 렌즈 사이에 설치한 상부 유닛; 상기 레티클과 상기 프로젝션 렌즈 사이에 설치한 하부 유닛;을 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.The lighting system of the exposure apparatus for manufacturing a semiconductor of the present invention for achieving the above object is a lamp, a reflector, a shutter, an input lens, a filter unit, a fly's eye lens, a reticle blind, a relay lens, a reflector, An illumination system of an exposure apparatus for manufacturing a semiconductor formed by sequentially connecting a condenser lens, a reticle microscope, and a projection lens, the reticle microscope comprising: a reticle in which a pattern of a semiconductor circuit is formed; An upper unit disposed between the reticle and the condenser lens; And a lower unit installed between the reticle and the projection lens.

또한, 상기 레티클 마이크로스코프는 상기 레티클; 상기 상부 유닛; 상기 하부 유닛; 상기 차광판(114)은 상기 상부 유닛(112)과 레티클(111) 사이 및 상기 하부 유닛(113)과 레티클(111) 사이에 각각 설치한 차광판;을 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.In addition, the reticle microscope is the reticle; The upper unit; The lower unit; The light blocking plate 114 includes a light blocking plate installed between the upper unit 112 and the reticle 111 and between the lower unit 113 and the reticle 111, respectively.

또한, 상기 차광판은 클린 페이퍼로 이루어진 것을 특징으로 한다.In addition, the light blocking plate is characterized in that consisting of clean paper.

이하 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대한 구성 및 작용을 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, the configuration and operation of the preferred embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

본 발명의 일실시예에 따른 반도체 제조용 노광장비의 조명 시스템은 램프(10), 반사경(20), 셔터(30), 인풋 렌즈(40), 필터(50), 플라이즈아이 렌즈(60), 레티클 블라인드(70), 릴레이 렌즈(80), 반사경(90), 콘덴서 렌즈(100), 레티클 마이크로스코프(110), 프로젝션 렌즈(120)를 순차로 연결하여 이루어져 있으며, 상기 램프(10), 반사경(20), 셔터(30), 인풋 렌즈(40), 필터(50), 플라이즈아이 렌즈(60), 레티클 블라인드(70), 릴레이 렌즈(80), 반사경(90), 콘덴서 렌즈(100), 프로젝션 렌즈(120)의 구성은 종래의 기술과 동일하므로 설명의 중복을 피하기 위하여 상세한 설명은 생략하고, 새로이 부가되는 구성부재들의 동작을 중심으로 하여 상세히 설명한다.The illumination system of the exposure apparatus for manufacturing a semiconductor according to an embodiment of the present invention is a lamp 10, a reflector 20, a shutter 30, an input lens 40, a filter 50, a fly's eye lens 60, The reticle blind 70, the relay lens 80, the reflector 90, the condenser lens 100, the reticle microscope 110, the projection lens 120 is made by connecting in sequence, the lamp 10, the reflector 20, shutter 30, input lens 40, filter 50, fly's eye lens 60, reticle blind 70, relay lens 80, reflector 90, condenser lens 100 Since the configuration of the projection lens 120 is the same as in the prior art, detailed descriptions will be omitted in order to avoid duplication of description, and will be described in detail with reference to operations of newly added components.

도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 레티클 마이크로스코프의 구성도이며, 도 3은 본 발명의 또다른 일실시예에 따른 레티클 마이크로스코프의 구성도이다.2 is a block diagram of a reticle microscope according to an embodiment of the present invention, Figure 3 is a block diagram of a reticle microscope according to another embodiment of the present invention.

첨부한 도 2에 도시한 바와 같이 본 발명의 일실시예에 따른 반도체 제조용 노광장비의 조명 시스템의 레티클 마이크로스코프(110)는 레티클(111), 상부 유닛(112), 하부 유닛(113)을 포함하여 이루어진 것이다.As shown in FIG. 2, the reticle microscope 110 of the lighting system of the exposure apparatus for manufacturing a semiconductor according to an embodiment of the present invention includes a reticle 111, an upper unit 112, and a lower unit 113. It is done by.

상기 레티클(111)은 석영기판(quartz plate)상에 반도체 회로의 크롬(chrome) 패턴이 형성된 것으로서, 상기 크롬 패턴은 웨이퍼상에 투영되는 이미지의 원판으로서 역할을 수행한다.The reticle 111 is formed of a chrome pattern of a semiconductor circuit on a quartz plate, and the chrome pattern serves as an original of an image projected on a wafer.

상기 상부 유닛(112)은 레티클(111)과 상기 컨덴서 렌즈(100) 사이에 설치한 것으로서 레티클(111)을 고정하는 역할을 한다.The upper unit 112 is installed between the reticle 111 and the condenser lens 100 and serves to fix the reticle 111.

상기 하부 유닛(113)은 상기 레티클(111)과 상기 프로젝션 렌즈(120) 사이에 설치한 것으로서 레티클(111)을 고정하는 역할을 한다.The lower unit 113 is installed between the reticle 111 and the projection lens 120 to fix the reticle 111.

첨부한 도 3에 도시한 바와 같이 본 발명의 또다른 일실시예에 따른 반도체 제조용 노광장비의 조명 시스템의 레티클 마이크로스코프(110)는 레티클(111), 상부 유닛(112), 하부 유닛(113), 차광판(114)을 포함하여 이루어진 것이다.As shown in FIG. 3, the reticle microscope 110 of the lighting system of the exposure apparatus for manufacturing a semiconductor according to another embodiment of the present invention includes a reticle 111, an upper unit 112, and a lower unit 113. , Including the light blocking plate 114.

상기 차광판(114)은 상기 상부 유닛(112)과 레티클(111) 사이 및 상기 하부 유닛(113)과 레티클(111) 사이에 각각 설치한 것으로서 상기 레티클 마이크로스코프로부터 발생한 빛의 난반사를 차단함으로써 고스트 이미지를 제거하는 역할을 하는 것이다.The light blocking plate 114 is installed between the upper unit 112 and the reticle 111 and between the lower unit 113 and the reticle 111, and blocks ghost reflection by blocking the reflection of light generated from the reticle microscope. It is to remove the role.

즉 상기 레티클(111)에 형성된 정렬마크로부터 발생된 난반사를 상기 차광 판(114)이 차단함으로써 웨이퍼상에 패턴이 형성되는 고스트 이미지의 형성을 억제하는 역할을 하는 것이다. That is, the light blocking plate 114 blocks the diffuse reflection generated from the alignment mark formed on the reticle 111, thereby suppressing the formation of a ghost image in which a pattern is formed on the wafer.

또한, 상기 차광판(114)은 빛을 투과시키지 않는 물질로 이루어진 것으로 클린 페이퍼(clean paper)로 제작하는 것이 바람직하다.In addition, the light blocking plate 114 is made of a material that does not transmit light, and is preferably made of clean paper.

본 발명은 상기 실시 예에 한정되지 않고 본 발명의 기술적 요지를 벗어나지 아니하는 범위 내에서 다양하게 수정/변형되어 실시될 수 있음은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 있어서 자명한 것이다.It will be apparent to those skilled in the art that the present invention is not limited to the above embodiments and can be practiced in various ways within the scope not departing from the technical gist of the present invention. will be.

이상에서 상세히 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 반도체 제조용 노광장비의 조명 시스템에 의하면 상부 레티클 마이크로스코프의 아랫면에 설치한 차광판을 구비함으로써 특히 높은 도스(high dose)가 필요한 감광제나 마이크로 렌즈(micro lens) 형성시 사용되는 고감도 감광제에서 원하지 않는 패턴이 형성되는 고스트 이미지를 방지하여 품질을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.As described in detail above, according to the illumination system of the exposure apparatus for manufacturing a semiconductor according to the present invention, by having a light shielding plate installed on the lower surface of the upper reticle microscope, a photoresist or a micro lens that requires a particularly high dose is required. There is an effect that can improve the quality by preventing the ghost image that the unwanted pattern is formed in the high sensitivity photosensitive agent used during formation.

Claims (3)

반도체를 제조하기 위해 램프, 반사경, 셔터, 인풋 렌즈, 필터 유닛, 플라이즈아이 렌즈, 레티클 블라인드, 릴레이 렌즈, 반사경, 콘덴서 렌즈, 레티클 마이크로스코프, 프로젝션 렌즈를 순차로 연결하여 이루어진 반도체 제조용 노광장비의 조명 시스템에 있어서, 상기 레티클 마이크로스코프는 반도체 회로의 패턴이 형성된 레티클; 상기 레티클과 상기 컨덴서 렌즈 사이에 설치한 상부 유닛; 상기 레티클과 상기 프로젝션 렌즈 사이에 설치한 하부 유닛; 그리고 상기 상부 유닛과 상기 레티클 사이 및 상기 하부 유닛과 레티클 사이에 각각 설치한 차광판;을 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 반도체 제조용 노광장비의 조명 시스템.In order to manufacture semiconductors, the exposure equipment for semiconductor manufacturing is formed by connecting lamp, reflector, shutter, input lens, filter unit, fly's eye lens, reticle blind, relay lens, reflector, condenser lens, reticle microscope, and projection lens. An illumination system, wherein the reticle microscope comprises: a reticle in which a pattern of a semiconductor circuit is formed; An upper unit disposed between the reticle and the condenser lens; A lower unit disposed between the reticle and the projection lens; And a light shielding plate disposed between the upper unit and the reticle and between the lower unit and the reticle, respectively. 삭제delete 제2항에 있어서, 상기 차광판은 클린 페이퍼로 이루어진 것을 특징으로 하는 반도체 제조용 노광장비의 조명 시스템.The illumination system of claim 2, wherein the light shielding plate is made of clean paper.
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