KR0184278B1 - 반사형 마스크 및 마스크 제조방법과 그것을 사용한 패턴 형성방법 - Google Patents

반사형 마스크 및 마스크 제조방법과 그것을 사용한 패턴 형성방법 Download PDF

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Abstract

파장이 λ인 진공 자외선 또는 연성 X선을 사용하는 반사 축소 투영 노출용 반사형 마스크로서, 투영 노출의 해상도를 향상시키기 위해, 인접 또는 근접하는 패턴 사이의 반사면의 높이를 상기 반사면의 법선과 진공 자외선 또는 X선의 입사방향이 이루는 각 θ에 대해 약 (2n-1)x λ/ (4cosθ)로 어긋나도록 해서 인접하는 반사영역에 의해 반사된 진공 자외선 또는 x선의 위상을 반전시킨다.
이러한 반사형 마스크를 사용하는 것에 의해, 축소 투영 노출의 적용 범위를 0.1㎛ 이하로 할 수 있다.

Description

반사형 마스크 및 마스크 제조방법과 그것을 사용한 패턴 형성방법
제1도는 본 발명의 원리를 설명하는 모식도.
제2a도 ~d도는 본 발명의 1실시예에 의한 반사형 마스크의 제조 공정을 도시한 구조단면도.
제3도는 본 발명에 의한 마스크를 사용하는 반사축소투영 노출법의 개략도.
제4a도 ~d도는 본 발명의 다른 실시예에 의한 반사형 마스크의 제조공정을 도시한 구조단면도.
제5도는 본 발명에 의한 마스크를 사용하는 반사축소스캔형 투영노출법의 개념도.
제6a도는 LSI의 제조공정시 특히 게이트패턴에 대해 사용하는 마스크의 위상을 도시한 상면도.
제6b도는 a도와 동일한 LSI의 제조공정시 캐패시터에 대해 사용하는 마스크의 위상을 도시한 상면도.
제7도는 LSI의 제조시 제6a도 및 b도의 마스크를 사용하는 스캔 장치의 개략도.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
1 : 실리콘(Si)기판 6 : 반사형 마스크
8 : 반사형 투영광학계 9 : 피노출 기판
본 발명은 각종 고체소자의 미세패턴을 형성하는 투영노출장치용 마스크 및 마스크 제조방법과 그것을 사용한 패턴형성방법에 관한 것이다.
LSI 등의 고체소자의 집적도를 증가시키고 회로의 동작속도를 향상시키기 위해서 회로패턴의 미세화가 진행되고 있다. 그러한 패턴을 형성하기 위해서는 양산성과 해상성능이 우수한 축소투영 노출법이 널리 사용되고 있다. 이 방법에 의하면, 해상성능은 노출파장에 비례하고 투영광학계의 개구수(NA)에는 반비례해서 변화한다. 종래에는 개구수를 늘려(고NA화)해상한계를 향상시키고 있었다. 그러나, 이 방법은 초점의 심도가 감소되고 렌즈의 설계 및 렌즈의 제조기술이 곤란하여 한계에 도달했다. 이 때문에, 최근 노출광의 파장을 짧게 하는 접근법이 주목받고 있다.
단파장 광원으로서 레이저빔 등의 진공자외선 또는 SR광(싱키로트론 방사광) 등의 연X선(soft X-ray)을 사용한 경우, 지금까지 사용되어 온 굴절광학계(렌즈)에 적합한 재료가 얻어지지 않으므로 반사광학계를 사용하는 것이 필요하게 된다. 정밀도 및 기계적 강도의 면에서 투과형 마스크보다 반사형 마스크가 바람직하다. 진공자외선 또는 연X선을 사용한 반사축소투영 노출법에 대해서는 예를 들면 일본 전기학회 연구회자료, EDD-90-40, 1990, pp.47-54와 Ceglio, N. M. 등의 Soft X-ray Projection Lithography, J. Vac Science Technology, B8(6), Nov/Dec 1990. pp.1325-1328에 기재된 것이 있다.
굴절광학계를 사용하는 종래의 축소투영 노출법에 있어서의 해상한계를 더욱 향상시키기 위해서 위상시프트법이 제안되었다. 이 방법에 따르면 인접하는 개구패턴을 통과하는 광빔의 위상을 서로 반전시키는 것에 의해서, 반복패턴에 대한 광학계의 공간주파수 응답을 약 2배로 향상시키는 것이다. 이 방법에서는 투과형 마스크의 소정의 개구부에 적당한 굴절률 및 적당한 두께를 갖는 위상반전판(위상시프터)을 선택적으로 마련하고, 인접하는 개구패턴을 통과하는 광빔에 실효적인 광로차를 부여하는 것에 의해 광빔의 위상을 반전시키고 있다.
위상시프트법은 예를 들면 IEEE Transaction on Electron Devices, Vol. ED-29. No.12, pp.1828-1835(1982)에 기재되어 있다.
종래의 굴절축소투영을 위한 위상시프트법의 원리는 진공자외선 또는 연X선을 사용한 본 발명의 반사축소투영 노출법에 있어서도 유효하다. 상술한 바와 같이, 종래의 위상시프트법은 투과형 마스크의 사용을 전제로 하고 있다. 그러나, 진공자외선 또는 연X선을 사용한 반사축소투영 노출법에 있어서의 위상시프트법을 적용한 경우, 상술한 바와 같이 투과형 마스크의 사용은 바람직하지 않다. 투과법을 위한 파장영역에 있어서 위상시프터로서 사용하는데 적당한 굴절률 및 투과율을 갖는 재료는 없다. 투과형 위상시프트마스크과 마찬가지의 위상시프터를 반사형 마스크의 표면에 마련하고자 한 경우에도 마찬가지이다.
본 발명의 목적은 5nm~200nm범위내의 바람직한 파장의 진공자외선 또는 연X선을 사용한 반사축소투영 노출법에 적합한 반사형 마스크를 제공하는 것이며, 특히 실현가능한 위상시프트법을 가능하게 하는 새로운 구조를 특징으로 하는 반사형 마스크 및 마스크 제조방법과 그것을 사용한 패턴형성방법을 제공하는 것이다.
상기 목적은 파장이 λ인 진공자외선 또는 연X선을 사용한 반사축소투영 노출법용 반사형 마스크에 있어서, 인접 또는 근접한 패턴 사이의 반사면이 높이를 상기 반사면의 법선과 상기 자외선 또는 연X선의 입사방향이 이루는 각θ에 대해서 대략 (2n-1) ×λ/(4cosθ)(여기서, n=1,2,3,..)만큼 다르게(어긋나게) 한 반사형 마스크를 마련하는 것에 의해서 달성된다.
본 발명의 상기 및 그 밖의 목적과 새로운 특징은 본 명세서 및 첨부도면에 의해 명확하게 될 것이다.
이하, 본 발명의 실시예를 도면을 사용해서 설명한다.
본 발명의 작용에 대해서는 본 발명의 원리를 설명하는 모식도인 제1도에 따라 설명한다.
균일한 파면(동일 시간에 동일 위상을 갖는 초점)을 갖는 파장λ의 광빔이 화살표방향에서 입사각θ(반사면의 법선과 광의 입사방향이 이루는 각)로 마스크의 반사면에 입사한다. 여기서, 반사면 Ⅱ는 반사면 Ⅰ보다 법선방향에서 높이 h만큼 낮다. 이하, 반사면에 의해 반사된 간섭성 광빔의 위상에 대해 설명한다.
균형잡힌(nrat)위상관계(가장 바람직하게는 진행방향에 대해 수직인 2차원 평면상이 파면)를 갖는 입사파면상의 점P 및 P' 를 통과한 광빔은 각각 반사면 Ⅰ및 반사면Ⅱ에 의해 반사되고, 이 반사된 광빔은 반사된 광빔의 진행방향과 수직인 면내의 점R 및 R'에 도달한다. 점P 및 P'에 있어서의 광빔이 동일위상 sin(w·t)를 갖는 것으로 하면, 점R 및 R'에 있어서의 광빔의 위상은
R : sin(w·t-k·PQR)
R' : sin(w·t-k·P' Q' R')로 된다(여기서, w는 광의 진동수, t는 시간, k=2π/λ)는 파수(λ는 광빔의 파장이다).
여기서, S 및 T를 각각 점Q에서 선P' Q' 및 Q' R' 로 그은 수선의 교점으로 하면, P' SQP 및 RQTR' 가 직사각형으로 되므로, P' Q' R'=P' S+SQ' T +TR' 이다.
또, P' S=PQ이고 TR'=QR이므로,
P' Q' R' =PQ+SQ' T+QR
=PQR+SQ' T(왜냐하면 PQ+QR=PQR)
=PQR+2hcosθ로 된다.
상기 식3을 식2에 대입하면, 점R' 에 있어서의 반사 광빔의 위상은
R' : sin(w·t-k·P' Q' R')
=sin(w·t-k·PQR-2khcos θ)로 된다.
상기 수학식 1과 수학식 4를 비교하면, 반사면 Ⅰ과 반사면 Ⅱ에 의해 반사된 광빔의 위상차는 2khcos θ로 된다.
따라서, R 및 R'에 있어서의 상기 광빔의 위상이 180°의 위상차(360°=2πrad이므로, (2n-1)π rad은 180°의 기수곱이다)를 갖는 라디안(rad)에서의 위상각인
2khcos θ=(2n-1)·π
또는
h=(2n-1)×λ/(4cos θ)
(여기서, n=1,2,3,..)로 하는 것에 의해 (k-2π/λ를 대입해서 h에 대해 풀면), 반사면 Ⅰ에 의해 반사된 광빔의 위상과 반사면Ⅱ에 의해 반사된 광빔의 위상을 역전시킬 수가 있다. 그러므로, 위상시프트법은 제1도의 반사형 마스크를 사용하는 것에 있어서도 실현할 수가 있다.
[실시예 1]
이하, 본 발명의 제1실시예에 의한 반사형 마스크의 제조공정에 대해서 제2도에 따라 설명한다.
먼저, 실리콘(Si)기판(1)상에 이온빔 스퍼터법에 의해 SiO2막(2)를 4.6nm의 두께로 성막했다(제2a도). 이 막두께는 파장이 16nm인 연X선에 대해 약30도의 마스크 입사각 θ를 이용하는 것을 상정하고 있다. 상기 SiO2막상에는 레지스트를 도포했다. 반사패턴 영역중 위상을 반전시키는 부분을 포함하는 영역내에 있어서의 소정의 패턴에 대해서 전자빔(EB)묘화 및 소정의 레지스트처리를 실행했다. 형성된 레지스트패턴을 마스크로서 사용하여 SiO2막을 에칭하고 레지스트마스크를 제거하는 것에 의해서, 원하는 SiO2상승(단차)패턴(3)을 형성했다(제2b도). 다음에, 전면에 Si/Mo다층막(4)를 도포했다(제2c도). 여기서, 다층막(4)의 주기(즉, 반복패턴)및 층수는 상기 광빔의 파장과 상기 광빔의 마스크입사각 θ에 가장 적합한 것을 선택하였다. 다시 상기 다층막상에 레지스트를 도포하고, 소정의 패턴(반사패턴영역)에 대해서 전자빔묘화 및 소정의 레지스트처리를 실행하고 레지스트패턴을 형성했다. 다음에, 전면에 연X선 흡수체로서 금(Au)을 증착하고, 레지스트패턴을 리프트오프(lifted off)하고, 비반사영역에 금흡수체 패턴(5)를 형성해서 인접하는 면 Ⅰ및 면Ⅱ를 형성했다(제2d도).
이와 같이 해서 형성된 제2d도의 반사형 마스크(6)을 사용하는 것에 의해, 제3도에 도시한 바와 같은 반사형 축소투영 노출장치를 사용해서 패턴전사를 실행했다. 노출SR광(7)로서는 SR(싱크로트론 궤도방사)링에 의해 얻어진 16nm 파장의 연X선을 사용하고, 광학계(8)로서는 NA=0.1을 가진 슈바르츠슈르드형(Schwarzchild's) 반사렌즈(축소율=1/20)을 사용하며, 피노출기판(9)로서는 실리콘 웨이퍼에 PMMA(polymethlmetharylate)를 약 0.1㎛의 두께를 유지해서 도포한 것을 사용하였다. 노출실험의 결과, 0.05㎛ 라인앤드스페이스(line and space)패턴을 포함하는 치수 0.1㎛이하의 각종 패턴을 형성할 수 있었다. 반사면의 어긋남에 의한 결상위치의 변화는 측정가능한 한계 이하로서 전혀 문제는 없었다.
이 실시예에서는 마스크기판으로서 실리콘기판을 사용하였지만, 상기 기판에 부가해서 합성석영기판 등 다른 기판을 사용하거나 기판상의 1이상의 층중 임의의 층에 마스크를 형성할 수도 있다.
또, 단차(높이가 다른 인접면)패턴으로서는 SiO2막을 에칭하여 얻은 것에 부가해서, 다른 방법 및 다른 재료를 사용하여 형성한 것이어도 좋다. 예를 들면, 열산화막 또는 금, 텅스텐 등의 금속의 진공증착, 스퍼터증착, 이온크리스터빔(ICB)증차과 리프트오프의 조합 등을 사용할 수가 있다. 그러나, 여기서 단차는 충분히 높고 정밀해야 하며 표면은 평탄해야 한다. 즉, 각 면의 높이변동(평탄성)은 인접면 사이의 단차h의 10%(본 실시예에서는 약4Å의 변동)이하이어야 한다. 본 예에서의 단차 또는 높이는 식5의 n이 1인 경우에 상당한다. 물론, 본 발명은 n의 값이 다른 어떤 자연수이더라도 적용할 수가 있다.
다층막 재료 및 흡수체도 상술한 것에 한정될 필요는 없고, 각종 조합의 것을 사용할 수 있다. 흡수체패턴의 형성방법으로서는 리프트오프법에 한정될 필요는 없고, 다층막의 전면에 성막한 후 통상의 리도그래피, 에칭에 의해 단차패턴을 형성해도 좋다. 단차 또는 높이h는 다층막의 주기의 1/2에 상당하는 것이 바람직하다. 따라서, X선이 반사되면 X선의 일부는 미러(거울)의 제1계면(interface)에서 반사되고 나머지부분은 미러로 진행하므로, 다층미러에 대해서는 전체 또는 주요부분 또는 X선 빔을 효율적으로 반사시키는데 충분한 층을 마련한다. 층의 계면 사이의 층의 두께 또는 공간이 전체층에 대해 균일하고 h가 1/2주기에 상당하는 상기 관계를 갖고 있으면, 각 계면에서의 반사부분은 면Ⅰ 및 면Ⅱ의 인접면의 반사된 부분에 대해 여전히 위상변화를 갖게 되므로 간섭이 발생하게 된다. 또한, 면Ⅰ을 형성하는 층수는 면Ⅱ를 형성하는 층수와 동일하고, 그들이 상기와 같이 설정한 주기관계를 갖고 있으면, 미러면(여기서 사용한면은 다층미러의 여러개의 적층면이다)의 임의의 경계면에 있어서 X선의 반사부분은 면Ⅰ및 면Ⅱ의 다른면에 대해 동일 깊이를 갖고 미러 경계면에서 반사된 X선 빔의 대응하는 부분과 180°의 위상차로 된다. 따라서, 다층막 자체를 에칭하여 형성된 단차에서는 본 발명의 효과를 얻을 수 없다. 반사율의 균일성 관점에서도 패턴(3)상의 다층막의 층수는 인접한 기판(1)상의 층수와 동일해야 한다.
본 실시예에 따르면, 다층막에서 소수의 미소한 결함이 발견되기는 했지만, 반사광학계의 해상한계 이하이었으므로 반사된 광의 패턴전사시에 문제로 되지는 않았다. 그것은 웨이퍼상에 축소투영했을 때의 크기가 0.25×λ/NA이하로 되는 빔결함은 실질적으로 전사되지 않는 것에 기인한다. 반대로, 축소배율 r(1)이 d×r 0.25×λ/NA로 되도록 선택하는 것에 의해, 이 결함의 영향을 회피할 수가 있다. 그러나, 본래 이들 결함이 존재하지 않는 것이 좋다.
본 발명에 있어서는 인접하는 반사영역 사이만의 위상차가 문제로 된다.
그러므로, 마스크상의 패턴치수의 약 수배정도의 파장에 대한 평탄성이 기판, 단차패턴 및 다층막 중의 어느 1개에 있어서도 특히 중요한 규칙으로 작용한다.
구면 또는 비구면 기판을 반사마스크기판으로서 사용할 수 있다. 이 경우, 인접하는 반사면은 정확하게 평행하지 않다. 그러나, 각 반사패턴의 크기는 구면기판의 반경보다 더 작다. 그러므로, 인접하는 반사면이 평행하다고 고려할 수 있다.
노출파장, 반사투영 광학계의 종류 또는 방식, NA, 축소율 r 및 노출광의 마스크입사각 θ에 대해서도 상기 실시예에서 언급한 것에 한정될 필요는 없다.
예를 들면, 마스크 및 기판을 서로 동기시키면서 이동시키는 스켄노출방식을 적용하는 것에 의해서 넓은 노출영역을 실현할 수 있다. 노출파장 및 마스크입사각θ에 따라서 단차패턴의 높이h, 다층막의 주기, 층수 및 그의 재료, 흡수체 재료 등을 최적화해야 한다.
또, 기판 및 레지스트프로세서에 대해서도 상기 실시예에서 언급한 것에 한정될 필요는 없다. 또한, 본 발명은 통상의 레지스트프로세스에 한정되지 않고, 다른 방사선 여기표면반응 프로세스 예를 들면 광여기CVD(chemical vapor deposition), 광여기에칭, 광여기MBE(molecular beam epitaxy) 또는 광여기 표면개질과 조합해서 사용해도 좋다. 특히, 진공자외선 및 연X선에 대해 레지스트재료는 극단적으로 낮은 투과율을 나타낸다. 그러므로, 이들 표면반응을 이용한 프로세스와 조합해서 사용하는 것이 유효하다.
[실시예 2]
이하, 본 발명의 다른 실시예에 의한 반사형 마스크의 제조공정을 제4도를 사용해서 설명한다.
먼저, 실리콘기판(11)상에 이온빔 스퍼터법에 의해 45.3㎚의 두께를 유지하는 SiO2막(12)를 형성했다(제4a도). 이 막두께는 파장157㎚의 F2레이저빔에 대해 약30도의 마스크입사각θ를 이용하는 것을 상정하고 있다. 상기 SiO2막상에 레지스트를 도포하고, 소정의 패턴(반사패턴 영역중 위상을 반전시키는 부분을 포함하는 영역)에 대해 전자빔묘화 및 소정의 레지스트처리를 실행했다.
형성된 레지스트패턴을 마스크로서 사용하여 SiO2막을 에칭하고 SiO2단차패턴(13)을 형성했다(제4b도). 다음에, 다시 레지스트를 도포하고, 소정의 패턴(비반사패턴영역)에 대해 전자빔묘화 및 소정의 레지스트처리를 실행하여 레지스트패턴(14)를 형성했다(제4c도). 그 후, 전면에 Pt박막을 증착하고, 레지스트패턴을 리프트오프하여 소정의 마스크반사영역에만 Pt반사막패턴(15)를 형성했다(제4d도). Pt반사막패턴을 제외한 영역은 상기 노출광(F2레이저빔)을 반사시키지 않고 흡수패턴으로서 작용한다. Pt반사막패턴은 인접 또는 근접하는 반사면 Ⅰ및 반사면Ⅱ에 단차를 형성한다.
이와 같이 형성된 마스크(6')를 사용해서 반사축소투영노출을 실행하였다. 노출광으로서는 파장이 157㎚인 F2레이저빔을 사용하고, 광학계로서는 NA=0.4를 갖는 슈바르츠슈르드형 반사렌즈를 사용하며, 피노출기판으로서는 실리콘웨이퍼에 약 0.1㎛의 PMMA를 도포한 것을 사용하였다. 노출실험의 결과, 라인 앤드스페이스 패턴을 도포하는 치수 0.2㎛이하의 각종 패턴을 형성할 수 있었다.
여기서, 기판, 단차패턴, 반사막의 재료 또는 그의 형성방법, 노출파장, 투영광학계의 종류, NA, 노출광의 마스크입사각 θ 및 레지스트프로세스 등은 제1실시예와 마찬가지이며, 상기 제2실시예의 것에 한정되지는 않는다.
[실시예 3]
본 발명에 위한 마스크(6) 및 (6')는 소위 축소스캔형 노출방식에 적합한 것이다. 통상 축소스캔형 노출방식은 투과형 마스크를 사용한다. 그러나, 제5도는 이것을 반사형 마스크(6) 및 (6')용으로 개조한 장치의 모식도이다. ArF 엑시머레이저(excimer laser)(21)에서 얻어진 진공자외선(파장 193㎚)은 조명광학계(22)를 거쳐 통과하고 본 발명의 반사형 마스크(23)((6), (6'))에 의해 반사되는 것에 의해서 패턴화됨과 동시에 위상차가 도입된 후, 또 측소스캔형 광학계(24)(NA=0.4)를 통과해서 피노출기판(25)상에 도달한다. 반사형 마스크(23) 및 피노출기판(25)의 표면이 축소스캔형 광학계(24)에 대해 서로 공액(共液)의 위치에 있다. 노출은 반사형 마스크(23)과 피노출기판(25)를 축소스캔형 광학계(24)에 대해서 서로 동기시켜 이동시키면서 실행한다.
반사형 마스크(23)은 기본적으로 제1실시예에서 설명한 마스크(6)과 같은 구조를 갖지만, 반사다층막으로서는 파장193㎚에 최적한 유전체다층막을 형성하고, 흡수체로서는 SiO2막을 사용하였다. 다층막 대신에 적당한 금속박막을 사용해도 좋고, 흡수체로서 실리콘질화막 등의 적당한 흡수재료를 사용해도 좋다.
또한, 마스크의 단차h는 제1실시예의 값보다 크고 제1의 실시예만큼의 평탄성도 요구되지 않는다. 그러므로, 기판 자체의 에칭에 의해 마스크의 단차를 형성해도 좋다.
위상시프트법에서는 거의 동일 시간에 반사되고 서로 위상이 반전된 인접광빔의 사이의 간섭을 이용한다. 이것에 의해, 단차를 갖는 적어도 2개의 인접 반사면은 1개의 노출영역내에 있는 것이 바람직하다. 따라서, 스캔할 입사빔 또는 슬릿의 폭이 마스크상의 패턴치수에 대해 충분히 크게, 바람직하게는 2배의 크기여야 한다. 또, 스캔방식을 사용하는 경우에는 스캔방향과 평행한 노출영역의 에지부분이 다음 스캔의 에지경사와 반(half)정도 중첩하는 광강도를 갖고, 중첩에지 경사는 적당한 노출량을 실현할 수 있는 노출영역 중요부분의 광강도와 동일하게 부가되는 것이 바람직하다. 이것에 의해, 스캔 연결부분에서 간섭이 발생하지 않게 되어 버린다는 문제를 회피할 수 있다.
본 발명에 있어서 실제로 패턴전사를 실행한 결과, 제2실시예와 마찬가지로 0.1㎛ 라인앤드스페이스 패턴을 포함하는 0.2㎛이하 크기의 각종 패턴을 형성할 수가 있었다.
여기서, 노출파장, 투영광학계의 NA 및 레지스트프로세스 등은 상기 실시예에 한정되지 않고, 제1실시예의 경우와 마찬가지이다.
[실시예 4]
제1실시예에서 형성한 것과 같은 반사 위상시프트마스크를 갖는 스캔형 연X선 축소투영 노출장치를 사용해서 제6a도 및 제6b도에 도시한 구조를 갖도록 1Gbit DRAM을 제조했다. 반사 위상시프트마스크는 특히 작은 형상의 크기가 요구되는 예를 들면 제6a도의 게이트패턴, 예를 들면 제6b도의 캐패시터패턴 및 라인앤드스페이스가 각종 배선패턴에 주로 적용된다. 제6a도의 게이트패턴 주기는 0.2미크론이다. 제7도에는 사용된 스캔형 연X선 축소투영 노출장치를 개략적으로 도시한다. 노출파장은 14㎚이고, 반사광학계의 개구수 NA는 0.08이다. 마스크패턴형상 및 광학계는 넓은 의미에서 상기 실시예에 한정되는 것은 아니다. 이 방법에 의하면, 메모리어레이영역 및 주변회로영역에 있어서의 레지스트패턴은 모두 양호한 윤곽 및 고충실도의 마스크패턴형상으로 얻어졌다. 또한, 이 실시예4에 따라 제조된 LSI장치는 양호한 전기적 특성을 나타내었다.
미세패턴을 필요로 하지 않는 층에 대해서는 반사된 광빔으로 위상변화가 도입되지 않는 통상의 반사마스크를 사용한다. 물론, 이들 패턴에 대해 자외선을 사용하는 종래의 광학 리도그래피 등과 같은 그 밖의 리도그래피기술을 사용할 수도 있다. 실시예4의 이 방법은 1Gbit DRAM을 제조하는데 유효하고, 다른 장치를 제조하기 위해서도 사용할 수 있다.
제6a도 및 제6b도에 있어서, 반사면Ⅰ및 반사면Ⅱ는 인접하는 반사면에 대해 교대로 마련되어 있고, 비반사면(도면에는 필드패턴이 없다)에 의해 서로 분리되어 있다.
제7도에서 스캔방향은 화살표로 나타내고 있으며, 광학계는 오목거울(31) 및 (32)를 포함하고, 이 오목거울(31), (32)는 볼록거울(33)과 협력하는 것이다.
이상 본 발명자에 의해서 이루어진 발명을 상기 실시예에 따라 구체적으로 설명했지만, 본 발명은 상기 실시예에 한정되는 것은 아니고 그 요지를 이탈하지 않는 범위내에서 여러가지로 변경가능한 것은 물론이다.

Claims (15)

  1. 패턴을 광학적으로 형성하기 위해 사용하는 반사형 마스크로서, 파장 λ의 X선과 자외선중의 1개를 반사시키는 여러개의 광학 반사면을 포함하며, 상기 반사면은 단차를 갖고 있으며, 상기 단차가 있는 반사면에 의해 각각 반사된 광선간의 위상관계를 변화시키고, 상기 반사면은 각각 다층미러로 이루어지고, 상기 반사면의 인접하는 면 사이의 단차는 상기 다층미러의 다층막의 주기의 1/2에 상당하는 반사형 마스크.
  2. 제1항에 있어서, 서로 인접하는 상기 반사면에 단차를 마련하고, 상기 인접하는 반사면에 의해 각각 반사된 자외선 및 X선중의 1개의 위상을 반전시키는 반사형 마스크.
  3. 제2항에 있어서, 상기 반사면의 각각은 단차방향으로 4Å 이하의 높이의 변동을 갖는 반사형 마스크.
  4. 제2항에 있어서, 상기 각각의 다층미러의 층수는 반사율의 균일화를 위해 서로 동일하게 되어 있는 반사형 마스크.
  5. 제1항에 있어서, 상기 인접하는 반사면 사이에서의 광선 흡수체를 더 포함하는 반사형 마스크.
  6. 제4항에 있어서, 상기 인접하는 반사면 사이에서의 광선 흡수체를 더 포함하는 반사형 마스크.
  7. 패턴을 광학적으로 형성하기 위해 사용하는 반사형 마스크로서, 파장 λ의 X선과 자외선중의 1개를 반사시키는 여러개의 광학 반사면을 포함하며, 상기 반사면은 단차를 갖고 있으며, 상기 단차가 있는 반사면에 의해 각각 반사된 광선간의 위상관계를 변화시키고, 상기 반사면은 각각 다층미러로 이루어지고, 상기 반사면의 인접하는 면 사이의 단차는 상기 다층미러의 다층막의 주기의 1/2에 상당하는 반사형 마스크에 의해서 패턴을 형성하는 방법으로서, 5㎚~200㎚ 범위내의 파장λ의 연성X선과 자외선중의 1개의 빔을 서로 평행하게 또한 인접하도록 2개 형성하는 스텝, 상기 인접하는 반사면의 각각에서 반사된 후 상기 인접하는 빔의 위상이 반전되도록 표면에서 반사된 빔을 위상시프트하기에 충분한 단차로 평행하게 상기 반사면을 유지하면서, 이 반사면의 법선과 상기 빔의 입사방향이 이루는 예각 θ로 상기 반사형 마스크의 인접하는 반사면상에 상기 빔을 각각 투영하는 스텝, 상기 반사된 빔을 광학계를 거쳐서 통과시키고 상기 반사된 빔을 광학적으로 축소하여 인접하는 축소빔을 생성하는 스텝, 상기 인접하는 축소빔을 기판상에 투영하여 상기 기판의 표면층을 노출시키는 스텝, 상기 노출된 표면층을 사용해서 반도체 집적회로를 형성하는 스텝을 포함하는 패턴형성방법.
  8. 제7항에 있어서, 상기 반사면의 각각에 인접하는 반사면 사이의 단차의 10% 이하의 높이변동을 부여하는 스텝을 더 포함하는 패턴형성방법.
  9. 제8항에 있어서, 상기 마련하는 스텝은 반사면의 각각에 대해 4Å 이하의 높이변동을 부여하는 패턴형성방법.
  10. 제7항에 있어서, 상기 인접하는 반사면 사이의 흡수영역내에 광을 흡수시키는 스텝을 더 포함하는 패턴형성방법.
  11. 패턴을 광학적으로 형성하기 위해 사용하는 반사형 마스크로서, 파장 λ의 X선과 자외선중의 1개를 반사시키는 여러개의 광학 반사면을 포함하며, 상기 반사면은 단차를 갖고 있으며, 상기 단차가 있는 반사면에 의해 각각 반사된 광선간의 위상관계를 변화시키고, 상기 반사면은 각각 다층미러로 이루어지고, 상기 반사면의 인접하는 면 사이의 단차는 상기 다층미러의 다층막의 주기의 1/2에 상당하는 반사형 마스크를 구비한 집적회로 형성장치로서, 5㎚~200㎚ 범위내의 파장λ의 연성X선과 자외선중의 1개 및 균일한 파면으로서의 간섭광의 노출빔을 투영하는 광원수단, 인접하는 반사된 빔부분을 광학적으로 축소하여 축소된 사이즈의 노출패턴을 형성하는 광학계수단 및 상기 축소된 사이즈의 노출패턴의 경로내에 부분적으로 형성된 집적회로를 유지하고 상기 빔부분을 상기 부분적으로 형성된 집적회로의 표면과 광반응시키는 수단을 포함하며, 상기 반사형 마스크는 단차가 있는 반사면에 의해 상기 노출빔의 인접하는 부분을 동시에 반사시키고, 상기 인접하는 반사빔부분이 대응하는 파면을 갖고 서로에 대해 180°의 위상차를 가지며, 또한 상기 빔의 입사각이 상기 반사면의 법선에 대해 예각으로 되도록 탑재되는 집적회로 형성장치.
  12. LSI제조시에 집적회로 부분상에 광반응 표면패턴을 형성하는 방법으로서, 파장 λ의 연성 X선의 빔을 형성하는 스텝, 서로 인접하는 면의 높이가 (2n-1)×λ/(4cos θ)(여기서, n=1,2,3,..이고, 각도θ는 단차면의 법선과 상기 연성 X선의 입사방향이 이루는 각도이다)만큼 다르도록 서로 다른 면으로 이루어진 마스크기판을 패턴내에 마련하는 스텝, 다층미러의 다층막의 주기의 1/2에 상당하는 분만큼 각각 다른 단차가 있는 인접하는 반사면으로서 상기 단차면상에 다층의 연성X선 미러를 적층해서 마련하여 반사형 마스크를 마련하는 스텝, 상기 반사면의 각각에 반사된 후 상기 빔의 인접하는 반사 단차부분의 위상이 서로 반전되도록 상기 표면에서 반사된 빔의 단차부분을 위상시프트하기에 충분한 각각의 단차로 반사면을 유지하면서, 상기 반사면의 법선과 상기 반사면으로의 상기 빔의 입사방향이 이루는 예각θ로 상기 반사형 마스크의 인접하는 반사면상에 상기 빔을 동시에 투영하는 스텝, 상기 반사된 빔부분을 반사축소광학계를 거쳐서 통과시키고 상기 반사된 빔 부분을 광학적으로 축소하여 인접하는 축소빔 부분을 생성하는 스텝, 상기 인접하는 축소빔 부분을 피노출 기판상에 투영하여 피노출 기판의 표면층을 노출시키는 스텝 및 상기 노출된 표면층을 사용해서 반도체 집적회로를 형성하는 스텝을 포함하는 패턴형성방법.
  13. 제12항에 있어서, 반사율의 균일화를 위해서 상기 인접하는 반사면의 다층막의 층수가 서로 동일하게 되어 있는 다층미러를 마련하는 스텝을 더 포함하는 패턴형성방법.
  14. LSI제조시에 집적회로부상에 광반응 표면패턴을 생성하도록 파장 λ의 반사형 마스크를 형성하는 방법으로서, 마스크기판의 전면에 걸쳐서 서로 인접하는 반사면의 높이가(2n-1)×λ/(4cos θ)(여기서, n=1,2,3,..이고, 각도 θ는 상기 반사면의 법선과 상기 파장 λ의 방사의 입사방향이 이루는 각도이다)만큼 다르게 패턴내에 면을 형성하는 스텝 및 다층미러의 다층막의 주기의 1/2에 상당하는 분만큼 각각 다른 단차가 각각 있는 인접하는 반사면으로서 상기 면상에 다층의 연성X선 미러를 적층하는 스텝을 포함하는 마스크 형성방법.
  15. 제14항에 있어서, 반사율의 균일화를 위해서 상기 인접하는 반사면의 다층막의 층수가 서로 동일하게 되어 있는 다층미러를 마련하는 스텝을 더 포함하는 마스크 형성방법.
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