KR0174300B1 - 주사형 투영노광장치 및 이를 사용한 마이크로디바이스의 제조방법 - Google Patents

주사형 투영노광장치 및 이를 사용한 마이크로디바이스의 제조방법 Download PDF

Info

Publication number
KR0174300B1
KR0174300B1 KR1019950009494A KR19950009494A KR0174300B1 KR 0174300 B1 KR0174300 B1 KR 0174300B1 KR 1019950009494 A KR1019950009494 A KR 1019950009494A KR 19950009494 A KR19950009494 A KR 19950009494A KR 0174300 B1 KR0174300 B1 KR 0174300B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
scanning
exposure apparatus
optical
projection exposure
point
Prior art date
Application number
KR1019950009494A
Other languages
English (en)
Other versions
KR950030215A (ko
Inventor
야수유키 운노
Original Assignee
미타라이 하지메
캐논 가부시기가이샤
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 미타라이 하지메, 캐논 가부시기가이샤 filed Critical 미타라이 하지메
Publication of KR950030215A publication Critical patent/KR950030215A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR0174300B1 publication Critical patent/KR0174300B1/ko

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/70—Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
    • G03F7/70216—Mask projection systems
    • G03F7/70325—Resolution enhancement techniques not otherwise provided for, e.g. darkfield imaging, interfering beams, spatial frequency multiplication, nearfield lenses or solid immersion lenses
    • G03F7/70333—Focus drilling, i.e. increase in depth of focus for exposure by modulating focus during exposure [FLEX]
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/027—Making masks on semiconductor bodies for further photolithographic processing not provided for in group H01L21/18 or H01L21/34
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/70—Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
    • G03F7/70216—Mask projection systems
    • G03F7/70241—Optical aspects of refractive lens systems, i.e. comprising only refractive elements
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/70—Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
    • G03F7/70216—Mask projection systems
    • G03F7/70358—Scanning exposure, i.e. relative movement of patterned beam and workpiece during imaging
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/70—Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
    • G03F7/70691—Handling of masks or workpieces
    • G03F7/70733—Handling masks and workpieces, e.g. exchange of workpiece or mask, transport of workpiece or mask

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
  • Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
  • Projection-Type Copiers In General (AREA)
  • Light Sources And Details Of Projection-Printing Devices (AREA)

Abstract

본 발명의 주사형 투영노광장치는, 물체면상에 놓여 있는 원고의 패턴을 기판상에 결상하는 결상수단과, 상기 결상수단에 대해서 상기 원고와 기판을 상대적으로 주사하는 주사수단을 구비하고, 상기 결상수단은, 상기 물체면위에 주사방향을 따라 인접하여 배치된 복수의 영역에, 광축의 방향에 대해서 상이한 결상위치를, 형성하는 것을 특징으로 한다.

Description

주사형 투영노광장치 및 이를 사용한 마이크로디바이스의 제조방법
제1도는 종래의 스탭 앤드 스캔방식의 노광장치의 개략도.
제2도(a) 및 제2도(b)는 스테퍼에 의해 형성된 노광영역과 스텝 앤드 스캔방식의 노광장치에 의해 형성된 노광영역간의 차이를 설명하는 개략도.
제3도는 종래의 다중노광처리의 원리를 설명하는 개략도.
제4도는 종래의 다중노광처리에 의해 얻어지는 광강도분포를 설명하는 개략도.
제5도는 종래의 다중노광처리에 의해 얻어지는 전체의 광강도분포를 설명하는 개략도.
제6도는 종래의 다중노광처리에 의해 얻어지는 광강도분포의 다른 예를 설명하는 개략도.
제7도는 본 발명의 제1실시예에 의한 투영노광장치의 주요부의 개락도.
제8도는 제7도의 투영노광장치의 일부분의 평면도.
제9도는 제7도의 투영노광장치의 일부분을 설명하는 개략도.
제10도는 제7도의 투영노광장치의 상면위의 광강도분포를 설명하는 개략도.
제11도는 본 발명에 의해서 얻어지는 패턴위의 광강도분포를 설명하는 개략도.
제12도는 제7도의 투영노광장치의 상면위의 광강도분포를 설명하는 개략도.
제13도는 제7도의 투영노광장치의 상면위의 광강도분포의 다른 예를 설명하는 개략도.
제14도는 본 발명의 다른 실시예에 의한 투영노광장치의 일부분의 개략도.
제15도는 본 발명의 또 다른 실시예에 의한 투영노광장치의 일부분의 개략도.
제16도는 본 발명의 일실시예의 의한 디바이스의 제조방법의 순서도.
제17도는 제16도의 방법에 포함된 하나의 공정의 상세를 설명하는 순서도.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
1 : 레티클 2,22 : 투영광학계(투영렌즈)
3 : 스테이지 4 : 조명광
5 : 슬릿개구 6 : 개구부재
8 : 광축 9,22,31,32 : 유전체부재
W : 웨이퍼
본 발명은, 예를 들면 반도체디바이스(예를 들면 IC나 LSI), 촬상디바이스(예를 들면 CCD), 표시디바이스(예를 들면 액정패널) 또는 자기헤드 등의 디바이스를 제조하는 공정중에서 리소그래피공정에 적합하게 사용가능한 주사형 투영노광장치 및 이를 사용한 마이크로디바이스의 제조방법에 관한 것이다.
최근, IC, LSI등의 반도체디바이스의 고집적화에 따라, 반도체웨이퍼의 미세가공기술의 진전도 현저하다. 이 미세가공기술로서는, 마스크(레티클)의 회로패턴의 상을 투영광학장치에 의해 감광기판상에 형성하고, 이 감광기판을 스텝 앤드 리피트방식으로 노광하는 축소투영노광장치(스테퍼)가 여러종류 제안되어 있다.
이 스테퍼에 있어서는, 소정의 축소배율을 지닌 투영광학계를 통해서 레티클의 회로패턴을 웨이퍼면상의 소정위치(샷(shot))에 축소투영해서 패턴전사처리를 행하고, 이 패턴투영 및 전사동작의 종료후, 웨이퍼가 놓여있던 스테이지를 소정량 이동해서 상기 패턴전사동작을 반복하여 웨이퍼의 다른 위치상에 패턴을 인쇄한다. 이 동작을 반복해서, 웨이퍼의 전체면의 노광을 행하고 있다.
한편, LSI의 칩면적의 확대에 부응하기 위하여, 최근 고해상력을 얻을 수 있는 동시에 화면 크기를 확대할 수 있는 스텝 앤드 스캔방식의 노광장치로 칭하는 타입의 투영노광장치가 다수 제안되고 있다.
이 스텝 앤드 스캔방식은 투영노광장치에서는, 슬릿형상의 노광영역을 형성하고, 웨이퍼의 1개의 샷의 노광은, 레티클과 웨이퍼를 투영광학계에 대해서 주사이동함으로써, 행하고 있다.
그래서, 1개의 샷의 주사노광이 종료되면, 웨이퍼가 놓여 있던 스페이지를 소정량 이동하여 웨이퍼의 다음 샷의 주사노광을 행하고 있다. 이 동작을 반복해서 웨이퍼전체면의 노광을 행하고 있다.
제1도는 종래의 스텝 앤드 리피트방식의 투영노광장치의 주요부를 개략적으로 도시한 사시도이다.
동도면에 있어서, (101)은 회로패턴이 형성되어 있는 레티클, (102)는 투영렌즈, (103)은 웨이퍼(W) 가 놓여 있는 가동스테이지, (106)은 슬릿개구(105)를 지니고 레티클(101)위쪽에 근접하여 배치되어 있는 개구부재(aperture member)이다. (104)는 조명광이다.
조명광(104)에 의해서 조명된 레티클(101)의 회로패턴을, 투영렌즈(102)를 사용해서, 스테이지(103)상에 놓여 있는 웨이퍼(W)에 투영·전사할 때, 슬릿개구(105)를 지닌 개구부재(106)에 의해 슬릿형상의 조명광을 레티클(101)에 조명하고 있다. 이것에 의해, 레티클(101)중 슬릿형상의 조명광이 닿는 회로패턴의 부분만이 웨이퍼(W)면상에 투영전사되도록 하고 있다.
그래서, 제1도에 도시한 바와 같이, 레티클(101)을 화살표(107)방향으로 소정의 속도로 주사이동함과 동시에, 상기 레티클(101)의 주사속도와 투영렌즈(102)의 상배율과의 곱에 상당하는 속도로 스테이지(103)를 화살표(108)방향으로 주사이동함으로써, 레티클(101)의 회로패턴전체를 웨이퍼(W)의 1개의 샷에 투영전사하고 있다.
제1도에 도시한 노광장치에 있어서, 좌표축을 (109)로 표시한 바와 같이 설정한 때, 투영렌즈(102)의광축(110)은 Z축방향을 따라 연장되고, 슬릿개구(105)의 길이방향은 Y축방향에 놓이며, 레티클(101)과 스테이지(103)의 주사방향은 X축방향에 놓인다. 레티클(101)의 회로패턴전체를 웨이퍼의 1개의 샷의 전사한 후에, 스테이지(103)를 소정량 이동(즉, 단계적으로이동)해서 웨이퍼(W)의 다른 샷에 상기 방식으로 레티클(101)의 회로패턴을 인쇄하도록 패턴전사를 반복한다.
다음에, 스텝 앤드 스캔방식의 투영노광방법이 스테퍼방법(주사를 행하지 않는 방법)에 비해서 노광영역을 넓힐 수 있는 이유에 대해, 제2도(a) 및 제2도(b)를 참조해서 설명한다.
노광영역은 투영렌즈의 수차가 양호하게 보정된 범위내로 제한된다. 그래서, 이제, 투영렌즈의 수차가 양호하게 보정되어 있는 범위를 제2도(a)의 원(121)(반경:r)으로 표시하고, 회로패턴의 정사각형내에 수용하도록 형성되는 것으로 한다. 그러면, 노광영역은 원(121)에 내접하는 최대의 정사각형, 즉 제2도(a)중의 선분(122)으로 표시한 바와 같이 각 변의 길이가정사각형으로 된다. 이 정사각형의 면적 2r2이 통상의 스테퍼에 있어서의 노광영역에 상당한다. 여기에서, 좌표축(123)의 X,Y축을 도시한 바와 같이 정사각형(122)의 직교하는 2개의 변의 방향에 일치하도록 정하고 있다.
한편, 제2도(b)에 도시한 바와 같이, 수차가 보정된 범위의 원(121)에 내접하는 정사각형의 형상을 직사각형으로 변화시키면, 직사각형(124)의 장변(Y축방향)의 길이는 2r에 가깝게 된다. 여기에서, 이 직사각형(124)으로 X축방향을 따라 회로패턴을 주사하여 회로패턴전체를 전사하면, 이 경우, 노광영역은 상기 면적 2r2보다 큰 면적 2rs(s는 주사가능한 길이이다)로 결정된다. 따라서, 스텝 앤드스캔방식의 투영노광방법은 이상과 같이 해서 노광영역을 확대할 수 있다.
이와 같은 스텝 앤드 스캔방식의 투영노광장치에 있어서는 일반적으로 높은 해상도를 얻기 위하여 큰 N.A.(Numerical Aperture)를 가진 투영렌즈를 이용하고 있다. 이 때, 노광파장을 λ라하면, 초점심도는 λ/N.A.에 의해서 결정되어 매우작게된다. 웨이퍼면에 다소의 표면불균일(요철)이 있어도 양호한 노광을 얻기 위해서는, 어느 정도 크기의 초점심도가 유지될 필요가 있다.
겉보기상의 초점심도를 크게 하기 위하여 레티클과 웨이퍼의 광축방향의 상대위치를 변화시켜서 복수개의 상을 다중으로 인쇄하는 다중노광방식이 유효하다는 것은 공지되어 있다.
예를들면, 일본국 특개평 4-277612호공보에는, 웨이퍼를 레티클에 대해서 소정의 각도만큼 경사지게 해서 유지하면서 주사노광을 행하는 스텝 앤드 스캔형노광장치의 다중노광방법이 제안되어 있다.
다음에, 상기 공보에 제안되어 있는 다중노광방법에 대해서 제3도 내지 제6도를 이용해서 설명한다.
제3도는 제1도의 스텝 앤드 스캔형 노광장치를 X-Z평면을 따라 2차원적으로 도시한 개략도이다. 동도에 있어서는, 웨이퍼(W)가 투영렌즈(102)의 상(像)평면(131)에 대해서 소정각도 θ만큼 경사진 위치(103)에 배치되어 있는 점이 특징이다. 또, 문자H,I,J는 각각 투영렌즈(102)의 물체평면위의 점을 표시하고, 이들 점으로부터 사출된 결상광(132),(133),(134)은 상평면(131)위의 점H',I',J'에 결상되고 있다. 여기에서는, 웨이퍼(W)의 표면은 점I'에서 상평면(131)에 일치하나, 점H',J'에서는 Z방향으로 어느 정도의 양만큼 벗어나 있다.
다음에, 웨이퍼(W)를 경사지게 해서 화살표(136)방향으로 주사이동함으로써 다중노광이 행해지는 것을 설명하기 위하여, 레티클(101)위의 한 점 Q에대한 결상과정에 대해서 설명한다. 점Q'는 점Q의 상이 전사되는 웨이퍼(W)위의 점인 것으로 가정한다.
먼저, 레티클(101)이 화살표(135)방향으로 주사이동되어서 점Q가 점H의 위치에 온 순간에, 점Q'는 점H'의 위치에 있고, 이 위치에 상이 전사된다. 이 때, 점Q'는 상평면(131)위에 있지 않으므로, 점Q'에서의 광강도분포는 제4e의 (a)에 도시한 바와 같이 저콘트라스트를 지닌다. 점Q가 점I의 위치까지 이동하면, 점Q'도 I'의 위치까지 이동하나, 이 위치I'에서는 웨이퍼(W)의 면과 상평면(131)이 일치하므로, 점Q'에서의 광강도분포는 제4도의 (b)에 도시한 바와 같이 샤프한 것이된다.
이어서, 점Q가 점J가 위치까지 이동하면, 점Q'도 점J'의 위치까지 이동하고, 여기에서의 광강도분포는 제4도의 (c)에 도시한 바와 같이 된다. 실제로는 점Q에 조명광이 조사되고 있는 사이, 점Q'에 있어서의 광강도분포는 연속적으로 변화하나, 동도면에서는 설명을 간단히 하기 위하여 대표적인 3개의 점H,I,J에 대해서만 도시되어 있다.
패턴전사처리는 광강도의 축적에 의거해서 행하고 있으므로, 점Q'에서는 점H',I',J'에서 얻은 광강도분포의 중첩으로 인한, 제5도에 도시한 바와 같은, 광강도분포에 의해서 상이 형성된다.
다중노광방법의 이점은 다음과 같이 설명된다. 먼저, 웨이퍼(W)가 위치(103)로부터 Z축방향을 따라 △Z만큼 벗어난 경우에, 주사에 의해서 광강도분포는 H',I',J'의 위치에서의 분포형상은 제6도의 (a),(b) 및 (c)에 도시한 바와같이된다. 위치H',I'에서의 각각의 분포형상은 제4도에 비해서 열화하나, 위치J'에서는, 웨이퍼면과 상평면(131)이 일치하므로, 최량의 분포형상이 얻어져, 전체의 강도는 제5도에 도시한 것과 마찬가지로 된다. 웨이퍼의 벗어남이 역방향으로 된 경우에는 얻어지는 광감도는 제5도의 것과 마찬가지로된다. 그 결과, 2△Z의 범위내에서 양호한 광강도분포가 얻어진다. 그래서, 이 범위는 다중노광을 행하지 않은 경우에 비해서 넓게 얻어질수 있으므로, 실질적으로 초점심도가 증대한 것으로 된다.
그러나, 이러한 다중노광방식은 스테이지를 수평이 아니라 경사지게 해서 주사이동해야만 하므로 복잡한 주사노광처리를 필요로 한다.
본 발명의 목적은 개량된 주사형 투영노광장치를 제공하는 데 있다.
본 발명의 다른 목적은 간단한 방식으로 다중노광처리를 행할 수 있는 주사형 투영노광장치를 제공하는 데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 간단한 방식으로 다중노광처리를 행할 수 있는 개량된 디바이스의 제조방법을 제공하는 데 있다.
본 발명의 한 측면에 의하면, 물체면상에 놓여 있는 원고의 패턴을 기판상에 결상하는 결상수단과, 상기 결상수단에 대해서 원고와 기판을 상대적으로 주사하는 주사수단을 구비한 주사형 투영노광장치에 있어서, 상기 결상수단은 광축방향에 관해서, 물체면상의 주사방향을 따라 인접하여 배치된 복수의 영역에 대해 상이한 결상위치를 형성하는 것을 특징으로 하는 주사형 투영노광장치를 제공한다.
본 발명의 다른 측면에 의하면, 이러한 주사형 투영노광장치를 사용해서 기판상에 디바이스패턴을 인쇄하는 공정을 구비한 것을 특징으로 하는 디바이스의 제조방법을 제공한다.
본 발명의 이들 목적 및 기타목적과, 특징 및 이점 등은 첨부도면을 참조한 본 발명의 바람직한 실시예에 대한 이하의 설명으로부터 더욱 명백해질 것이다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예에 대해 상세히 설명한다.
제7도는 본 발명의 제 1실시예의 주요부의 개략도로서, 본 발명을 스텝 앤드 스캔방식으로 다중노광을 행하는 투영노광장치에 적용하고 있다.
동도면에 있어서, (1)은 회로패턴이 형성되어 있는 레티클 또는 마스크(제1물체), (2)는 투영렌즈(투영광학계), (3)은 웨이퍼(W)(제 2물체)가 놓여있는 가동스테이지, (4)는 조명계(도시생략)로부터 공급된 조명광이다. 레티클(1)은 가동스테이지(도시생략)위에 놓여 있으며, 이 스테이지에 의해서 레티클을 주사이동시킬 수 있다.
(6)은 그 일부의 슬릿개구(5)가 형성되어 있는 개구부재이다. 이 개구부재(6)는 레티클(1)위쪽에 근접하여 배치되어 있다. 또, 이 개구부재(6)(슬릿개구(5))를 레티클직전에 배치하는 대신에, 조명광학계중에서 레티클(1)과 광학적으로 공역인 위치에 배치해도 된다. (7)은 X,Y,Z축을 나타낸 좌표계이다.
(11)∼(14)는 광선이며, 레티클(1)의 회로패턴으로부터의 회절광이 스테이지(3)위에 놓인 웨이퍼(W)에 도달하기 까지는 개략적으로 도시한 것이다.
본 실시예에 있어서는, 조명광(4)의 슬릿형상의 광으로 회로패턴을 조명하여, 이 회로패턴을 투영렌즈(2)에 의해 웨이퍼(W)위에 투영하고 있다. 본 실시예에서는, 투영광학계(2)의 광축(8)을 Z축방향으로 하고, 슬릿개구(5)의 길이방향을 Y축방향으로 하고 있다. 또, 슬릿개구(5)의 단변방향(폭방향)뿐만 아니라 레티클(1)과 웨이퍼(W)의 주사방향(1a),(3a)은 각각 X축방향으로 하고 있다.
슬릿개구(5)의 X방향에 대해서는, 도면에서 (7a)로 표시한 바와 같이 X'좌표축을 정하여, 슬릿개구(5)의 대향단부의 좌표를 각각 X'=0, X'=a로 표현하고 있다.
여기에서, 레티클(1)과 스테이지(3)는 모두 XY평면에 평행하게 배치되어 있고, 제2도를 참조해서 설명한 바와 마찬가지로, 레티클(1)을 화살표(1a)로 표시한 바와 같이 X축방향으로 주사이동시킴과 동시에 스테이지(3)를 투영렌즈(2)의 투영배율과 상기 레티클(1)의 주사속도와의 곱에 해당하는 속도로 화살표(3a)로 표시한 바와같이 X축방향으로 동기해서 주사이동시킴으로써, 레티클(1)의 회로패턴전체를 스테이지(3)위에 놓인 웨이퍼(W)에 투영전사하고 있다. 이어서, 해당 웨이퍼를 처리(예를 들면 현상처리)해서 반도체디바이스를 제조한다.
(9)는 광학부재이며, 본 실시예에서는 X축방향에 대해서 두께가 균일한 직방체형상의 유전체부재로 이루어져 있다. 이 유전체부재(9)는 회로패턴으로부터의 회절광속의 광로길이를 변화시켜 결상위치를 Z축방향에 대해서 변화시키고 있다.
본 실시예의 투영노광장치의 주요특징으로서는, 레티클(1)의 직후에 유전체부재(9)를 부재하고 있는 점이다. 이 유전체부재(9)는 슬릿개구(5)를 따라서 Y방향으로 해당슬릿개구(5)의 길이보다 길게 연장되어 있고, X방향에는, 슬릿개구(5)의 절반의 폭, 즉 X'=a/2∼X'=a의 범위를 덮고 있다.
제8도는 레티클(1), 개구부재(6), 슬릿개구(5) 및 유전체부재(9)의 위치관계를 XY평면을 따라 도시한 것이다. 제7도중의 A,B는 각각 투영렌즈(2)의 물체평면위의 점이며, 점A로부터 사출된 광은 투영렌즈(2)에 의해 점A'의 동일한 X좌표를 지닌 점IA에 결상되고, 한편, 점B로부터 사출된 광은 유전체부재(9)를 투과해서 점B'의 동일한 X좌표를 지닌 점IB에 결상된다. 점 IA와 점IB는 도면으로부터 알 수 있는 바와 같이 Z좌표가 다르다.
제9도는 물체점D의 직후에 유전체부재(22)를 삽입함으로써 결상위치가 변화하는 상태를 개략적으로 도시한 것이다. 제9도에 있어서, (21)은 투영렌즈, (22)는 굴절률이 n(n1)이고 광축방향의 두께가 d인 유전체부재이다. 제9도의(a)에 있어서, 투영렌즈(21)에 의해 물체점C는 상점(像点)Ic위에 결상된다.
또, 제9도의 (b)에 도시한 바와 같이, 광로중에 유전체부재(22)가 삽입되면, 물체점D는 상점ID위에 결상된다. 물체점D로부터의 광은 굴절의 영향에 의해, 광(23)과 같이 편향되어, 실질적으로 상점이 광축방향을 따라 △1만큼 변동한 것이라고말할 수 있다. 여기에서 △1=(n-1)d/n의 관계가 있다.
물체점D가 광축방향으로 △1만큼 이동한 경우, 상점도 동일방향으로 △2만큼 이동한다.
여기에서 투영렌즈(21)의 투영배율을 m이라고 하면, △2=m2△1 의 관계가 있다. 구체적인 수치예로서, 1:4의 축소율을 지닌 축소결상광학계에 굴절률n=1.5인 유전체부재를 이용해서, 변위량 △2=1㎛로 하기 위해서는, 계산상 변위량△1을 16㎛로 하면 되고, 이를 위해서 두께d는 48㎛로 할 필요가 있다.
간단히 하기 위하여, 제7도에서 레티클(1)위의 한 점P의 결상과정에 대해 이하 설명한다.
웨이퍼(W)위의 점P'는 레티클(1)위의 점P의 상이 결상되어야 할 점이며, 여기에서는 점P'의 Z좌표는 점IA와 점IB사이의 중간에 위치하도록 스케이지(3)에 의해서 조정되어 있는 것으로한다. 레티클(1)이 화살표(1a)의 방향으로 주사이동되어서 점P가 위치A 에 온 때에, 스테이지(3)는 화살표(3a)의 방향으로 주사이동되어 점P'는 위치A'에 오게 된다. 이 상태에서, 점P'는 점IA와 일치하지 않으므로, 제10도의 (a)에 도시한 바와 같이 다소 열화한 광학상이 전사된다.
다음에, 레티클(1)이 더욱 이동해서 점P가 위치B에 온 때에, 점P'는 위치B'에 도달한다. 이 경우에도 점P'가 위치IB와 일치하지 않으므로, 제10도의 (b)에 도시한 바와 같이 다소 열화한 광학상이 전사된다. 상의 전사과정을 대표적인 2개의 점A,B에 대해서 설명했으나, 점P가 0≤X'≤a/2범위내에 있으면, 점P'에 전사되는 상은 제10도의 (a)와 마찬가지의 형상을 지닌다. 또 점P가 a/2≤X'≤a범위내에 있으면, 점P'에 전사되는 상은 제10도(b)와 마찬가지의형상을 지닌다. 그래서, 점P가 슬릿개구(5)의 범위를 주사이동하는 사이에 점P'에 전사되는 상은 제10도의 (a)와 (b)의 것을 합한 형태, 즉 제11도에 도시한 바와 같이 될 수 있다.
여기에서, 예를 들면 웨이퍼의 표면불균일 또는 스테이지(3)의 제어오차에 의해 상기 형성되어야 할 점P'가 상하로 변동한 경우에 대해서 설명한다.
점P'가 아래쪽으로 변동한 것으로 하면, 점A'에 있어서의 상은 제12도의 (a)에 도시한 바와 같이 크게 열화되나, 점B'에서는 결상점(이상적인 상점)IB에 가까우므로, 여기에서 형성된 상은 제12도의 (b)에 도시한 바와 같이 매우 샤프하게 된다. 그래서, 점P가 슬릿개구(5)의 범위를 통해서 주사이동하는 사이에 점P'에 전사되는 상의 형상은 제12도의 (a)와 (b)의 것을 합한 것에 상당하며, 이것은 제11도에 도시한 바와 같이 될 수 있다.
점P'가 위쪽으로 변동한 경우는, 점A'에서 전사되는 상과 점B'에서 전사되는 상이 제12도와는 역관계인 제13도에 도시한 바와 같이 되나, 점P의 상으로서 최종적으로 형성되는 것은 제11도에 도시한 것과 마찬가지이다. 즉, 점P'가 어느정도 상하방향(광축방향)으로 변동한 경우에는 항상 마찬가지의 상이 얻어질 수 있으며, 이것은 실질적으로 초점심도가 확대된 것을 의미한다.
본 실시예의 광학부재로서 사용되는 유전체부재(9)는, 물체점의 위치를 광축방향으로 소정량 변위시키는 즉 결상점위치를 광축방향으로 소정량 변위시키는데 유효한 것이면 어떠한 형상이어도 된다.
제14도 및 제15도는 각각, 본 발명에 사용가능한 유전체부재(31),(32)의 다른 예와, 유전체부재(31),(32)와 개구부재(6)의 슬릿개구(5)와의 관계를 설명하는 개략도이다.
제14도의 유전체부재(31)는 슬릿개구(5)의 범위내에서 레티클(1)의 주사방향(1a)을 따라 연속적으로 두께가 변화하는 형상으로 이루어져 있다. 유전체부재(31)의 주사방향과 직교하는 Y축방향을 따른 두께분포는 균일하므로, 해당 유전체부재(31)는 쐐기형상으로 되어 있다. 이것은 투영렌즈(2)의 상공간(image space)에서의 결상위치를, 광축방향을 따라, 연속적으로 변화시키는 데 효과적이므로, 전술한 바와 마찬가지로 다중노광의 효과에 의해서 실질적인 초점심도의 확대가 가능해진다.
제15도의 유전체부재(32)는 슬릿개구(5)의 범위내에서 레티클(1)의 주사방향을 따라 단계적으로 두께가 변화하는 형상(계단형상)을 이루고 있다. 이것에 의해 다중노광방식에 대한 전술한 바와 마찬가지의 효과를 얻을 수 있다. 또 유전체부재의 주사방향(1a)과 직교하는 Y축방향을 따른 두께분포는 균일하다.
본 발명의 실시예에서는, 주사에 의한 다중노광처리는 전술한 바와 같이 유전체부재의 두께의 차이를 이용하고 있으나, 레티클의 주사방향을 따라 굴절률분포를 지닌 (굴절귤이 변화하는)유전체부재를 이용해도 마찬가지 결과를 얻을 수 있다.
또, 레티클의 주사방향과 직교하는 방향에 대해서, 유전체부재는 반드시 균일한 두께 또는 균일한 굴절률분포를 지닐 필요가 없다.
또한, 슬릿개구를 이용하는 대신에, 예를 들면 원통형상의 렌즈를 이용해서 슬릿형상의 조명광을 얻도록 해도 된다.
다음에, 상기 설명한 투영노광장치를 이용한 디바이스의 제조방법의 일실시예를 설명한다.
제16도는 예를 들면 반도체칩(예를 들면 IC 또는 LSI), 액정패널 또는 CCD등의 마이크로디바이스를 제조하는 순서의 순서도이다. 스텝1은 예를 들면 반도체디바이스의 회로를 설계하는 설계공정이고, 스텝2는 상기에서 설계한 회로패턴에 의거해서 마스크를 제작하는 공정이며, 스텝3은 실리콘 등의 재료를 이용해서 웨이퍼를 제조하는 공정이다.
스텝4는 전(前)공정이라 불리며, 상기에서 제작된 마스크와 웨이퍼를 이용해서, 리소그래피기술에 의해서 웨이퍼상에 실제의 회로를 형성하는 웨이퍼처리 공정이다. 다음의 스텝5는 후공정이라 불리는 조립공정으로서, 스텝4에서 제작된 웨이퍼를 반도체칩화하는 공정이며, 이 공정은 조립(다이싱 및 본딩) 및 패키징(칩실링)공정을 포함한다. 스텝6은 스텝5에서 제작된 반도체디바이스의 동작성검사, 내구성검사 등을 행하는 검사공정이다. 이들 공정을 거쳐서, 반도체디바이스가 완성되어, 출하된다(스텝7).
제17도는 웨이퍼처리공정의 상세를 도시한 순서도이다. 스텝11은 웨이퍼의 표면을 산화시키는 산화공정이고, 스텝12는 웨이퍼표면에 절연막을 형성하는 CVD공정이며, 스텝13은 웨이퍼상에 전극을 증착에 의해서 형성하는 전극형성공정이다. 스텝14는 웨이퍼에 이온을 주입하는 이온주입공정이고, 스텝15는 웨이퍼에 레지스터(감광체)를 도포하는 레지스트처리공정이며, 스텝16은 상기 설명한 노광장치에 의해서 마스크의 회로패턴을 웨이퍼에 노광인쇄하는 노광공정이다. 또, 스텝17은 노광된 웨이퍼를 현상하는 현상공정이고, 스텝 18은 현상한 레지스트상 이외의 부분을 제거하는 에칭공정이며, 스텝 19는 에칭처리가 실시된 후 웨이퍼상에 남아있는 레지스트를 제거하는 레지스트박리공정이다. 이들 공정을 반복해서 행함으로써, 웨이퍼상에 다중으로 회로패턴이 형성된다.
이상 본 발명은 여기에 개시된 참조해서 설명하였으나, 본 발명은 이것에 한정되지 않고, 본 출원은 개량의 목적이나 이하의 특허청구의 범위내에 있는 모든변형예나 수정예도 포함하고자 의도되어 있다.

Claims (12)

  1. 물체면상에 놓여 있는 원고의 패턴을 기판상에 결상하는 결상수단과, 상기 결상수단에 대해서 상기 원고와 기판을 상대적으로 주사하는 주사수단을 구비한 주사형 투영노광장치에 있어서, 상기 결상수단은, 상기 물체면위에 주사방향을 따라 인접하여 배치된 복수의 영역에, 광축의 방향에 대해서 상이한 결상위치를, 형성하는 것을 특징으로 하는 주사형 투영노광장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 결상수단은, 상기 영역에 관련된 결상광용의 경로를 각각 형성하는 투영광학계와, 상기 결상광용의 상기 경로에 광로차를 형성하는 광학부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 주사형 투영노광장치.
  3. 제2항에 있어서, 상기 광학부재는 상기 물체면과 상기 투영광학계사이에 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 주사형 투영노광장치.
  4. 제2항에 있어서, 상기 결상수단은 물체면위에 주사방향을 따라 인접하여 배치된 2개의 영역에, 광축의 방향에 대해서, 상이한 결상위치를 형성하고, 상기 광학부재는 유전체로 이루어진 직방체부재로 이루어지고, 상기 직방체부재는 상기 2개의 영역으로부터의 결상광용의 경로중 1개의 경로에 배치되어 이들 경로간에 광로차를 형성하도록 구성된 것을 특징으로 하는 주사형 투영노광장치.
  5. 제 4항에 있어서, 상기 광학부재는 상기 물체면과 상기 투영광학계사이에 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 주사형 투영노광장치.
  6. 제 2항에 있어서, 상기 광학부재는, 주사방향으로 두께가 변화하고, 또한 유전체로 이루어진 쐐기형상부재로 구성되고, 상기 쐐기형상부재는 상기 영역에 관련된 결상광용의 경로를 가로질러서 배치되어 상기 경로에 대해 광로차를 형성하도록 구성된 것을 특징으로 하는 주사형 투영노광장치.
  7. 제 6항에 있어서, 상기 쐐기형상부재는 상기 물체면과 상기 투영광학계 사이에 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 주사형 투영노광장치.
  8. 제 2항에 있어서, 상기 광학부재는 주사방향으로 두께가 변화하고 또한 유전체로 이루어진 계단형상부재로 구성되고, 상기 계단형상부재는 상기 영역에 관련된 결상광용 경로를 가로질러서 배치되어 상기 경로에 대해 광로차를 형성하도록 구성된 것을 특징으로 하는 주사형 투영노광장치.
  9. 제 8항에 있어서, 상기 계단형상부재는 상기 물체면과 상기 투영광학계사이에 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 주사형 투영노광장치.
  10. 제2항에 있어서, 상기 광학부재는 주사방향을 따라 두께가 변화하고 또한 유전체로 이루어진 굴절률분포형 부재로 구성되고, 상기 굴절률분포형 부재는 상기 영역에 관련된 결상광용 경로를 가로질러서 배치되어 상기 경로에 대해 광로차를 형성하도록 구성된 것을 특징으로 하는 주사형 투영노광장치.
  11. 제 10항에 있어서, 상기 굴절률분포형부재는 상기 물체면과 상기 투영광학계 사이에 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 주사형 투영노광장치.
  12. 제 1항 내지 제 11항중 어느 한 항에 기재된 주사형 투영노광장치를 사용해서, 기판상에 디바이스패턴을 인쇄하는 공정을 구비한 것을 특징으로 하는 디바이스의 제조방법.
KR1019950009494A 1994-04-22 1995-04-22 주사형 투영노광장치 및 이를 사용한 마이크로디바이스의 제조방법 KR0174300B1 (ko)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP94-107867 1994-04-22
JP6107867A JP3028028B2 (ja) 1994-04-22 1994-04-22 投影露光装置及びそれを用いた半導体デバイスの製造方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR950030215A KR950030215A (ko) 1995-11-24
KR0174300B1 true KR0174300B1 (ko) 1999-04-01

Family

ID=14470098

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1019950009494A KR0174300B1 (ko) 1994-04-22 1995-04-22 주사형 투영노광장치 및 이를 사용한 마이크로디바이스의 제조방법

Country Status (5)

Country Link
US (1) US5706077A (ko)
EP (1) EP0681220B1 (ko)
JP (1) JP3028028B2 (ko)
KR (1) KR0174300B1 (ko)
DE (1) DE69523810T2 (ko)

Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH09167735A (ja) * 1995-12-15 1997-06-24 Canon Inc 投影露光装置及びそれを用いた半導体デバイスの製造方法
US6356340B1 (en) 1998-11-20 2002-03-12 Advanced Micro Devices, Inc. Piezo programmable reticle for EUV lithography
TW473823B (en) * 1999-11-18 2002-01-21 Nippon Kogaku Kk Exposure method as well as exposure apparatus, and method for manufacturing device
WO2009018846A1 (en) * 2007-08-09 2009-02-12 Carl Zeiss Smt Ag Method of structuring a photosensitive material
CN102414623A (zh) * 2009-04-27 2012-04-11 Asml荷兰有限公司 光刻设备和方法
JP5328512B2 (ja) * 2009-06-24 2013-10-30 富士フイルム株式会社 露光装置
CN102314095B (zh) * 2011-09-05 2013-05-08 中国科学院上海光学精密机械研究所 自适应定心的光刻机投影物镜波像差检测方法
CN112731775B (zh) * 2021-01-06 2023-07-04 华虹半导体(无锡)有限公司 超高深宽比图形的光刻工艺方法

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4688932A (en) * 1985-02-12 1987-08-25 Canon Kabushiki Kaisha Exposure apparatus
JP2693805B2 (ja) * 1989-02-21 1997-12-24 沖電気工業株式会社 レチクル及びこれを用いたパターン形成方法
EP0480616B1 (en) * 1990-10-08 1997-08-20 Canon Kabushiki Kaisha Projection exposure apparatus with an aberration compensation device of a projection lens
JP2830492B2 (ja) * 1991-03-06 1998-12-02 株式会社ニコン 投影露光装置及び投影露光方法
US5459000A (en) * 1992-10-14 1995-10-17 Canon Kabushiki Kaisha Image projection method and device manufacturing method using the image projection method

Also Published As

Publication number Publication date
JPH07297117A (ja) 1995-11-10
US5706077A (en) 1998-01-06
EP0681220A1 (en) 1995-11-08
DE69523810D1 (de) 2001-12-20
DE69523810T2 (de) 2002-06-13
JP3028028B2 (ja) 2000-04-04
EP0681220B1 (en) 2001-11-14
KR950030215A (ko) 1995-11-24

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR100554887B1 (ko) 리소그래피 장치
US6040909A (en) Surface position detecting system and device manufacturing method using the same
KR100583694B1 (ko) 정렬마크가 제공된 기판, 마스크 설계방법, 컴퓨터프로그램, 상기 마크를 노광하는 마스크, 디바이스제조방법 및 그 디바이스
KR100961019B1 (ko) 묘화 방법 및 하전 입자 빔 묘화 장치
US5751404A (en) Exposure apparatus and method wherein alignment is carried out by comparing marks which are incident on both reticle stage and wafer stage reference plates
US6281965B1 (en) Exposure method and exposure system using the exposure method
US5872617A (en) Scanning type exposure apparatus and device manufacturing method
EP1293834B1 (en) Illumination apparatus
KR100517159B1 (ko) 노광장치 및 방법
KR100548713B1 (ko) 디바이스제조방법, 이것에 의하여 제조된 디바이스 및상기 방법에 사용하기 위한 마스크
US5926257A (en) Illumination optical system and exposure apparatus having the same
KR100215329B1 (ko) 주사노광장치 및 이것을 사용한 디바이스 제조방법
JP3060357B2 (ja) 走査型露光装置及び該走査型露光装置を用いてデバイスを製造する方法
US6999157B2 (en) Illumination optical system and method, and exposure apparatus
KR0164647B1 (ko) 투영노광장치 및 이를 이용한 디바이스제조방법
KR100485314B1 (ko) 투영노광장치와 이것을 사용한 디바이스제조방법
US5666205A (en) Measuring method and exposure apparatus
KR100222195B1 (ko) 노광장치 및 이 장치를 이용한 디바이스의 제조방법
KR0174300B1 (ko) 주사형 투영노광장치 및 이를 사용한 마이크로디바이스의 제조방법
US6738129B2 (en) Illumination apparatus, exposure apparatus, and device fabricating method using the same
JPH0737774A (ja) 走査型露光装置
US5946138A (en) Illumination optical system, exposure device and device manufacturing method
US6182369B1 (en) Pattern forming apparatus
JPH0917718A (ja) 露光装置及びこれを用いたデバイス生産方法
KR100539665B1 (ko) 리소그래피 투영장치와 상기 장치를 이용한 디바이스 제조방법 및 상기 방법에 의하여 제조된 디바이스

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20051025

Year of fee payment: 8

LAPS Lapse due to unpaid annual fee