KR100228570B1 - 반도체 기판 노출 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 노출 시스템의 처리량 감소와 반도체 장치의 제조비용의 증가없이 리지스트 필름의 비전달 영역을 제거할 수 있는 방법에 관한 것이다.

기하학적 형상의 패턴 세트를 준비한 다음, 레티클상의 패턴 세트를 사용해 리지스트 필름의 영상 형성 영역을 노출시키고, 이로써 패턴 세트를 영상 형성 영역에 전달한다. 다음에, 패턴 세트를 전달하는 단계에서와는 다른 조건으로, 레티클상의 동일 패턴 세트를 사용해 리지스트 필름의 비전달 영역을 노출시킨다. 상기 노출 조건은, 레티클상의 패턴 세트가 비전달 영역으로 전달되지 않도록 결정된다. 바람직하게 리지스트 필름은 파지티브 형이다.

Description

반도체 기판 노출 방법

제1도는 축소 스텝-앤드-리피트 투사 노광 시스템을 사용하는 종래의 반도체 디바이스의 노광 방법을 보여주는 흐름도.

제2도는 축소 스텝-앤드-리피트 투사 노광 시스템을 보여주는 개략도.

제3도는 제2도의 노광 시스템에 사용되는 레티클의 개략적 평면도.

제4도는 패턴 세트가 전사된 반도체 웨이퍼의 개략적 평면도.

제5도는 본 발명의 제1실시예에 따른 반도체 디바이스의 노광 방법을 보여주는 흐름도.

제6도는 본 발명의 제1실시예에 따른 노광 방법에서 노광용 광의 디포커싱 상태를 보여주는 개략도.

제7도는 본 발명의 제1실시예에 따른 노광 방법에서 노광용 광의 다른 디포커싱 상태를 보여주는 개략도.

제8도는 본 발명의 제2실시예에 따른 반도체 디바이스의 노광 방법을 보여주는 흐름도.

제9도는 본 발명의 제3실시예에 따른 반도체 디바이스의 노광 방법을 보여주는 흐름도.

제10도는 웨이퍼에 대한 노광용 광의 상대적 이동을 보여주는, 제4도의 반도체 웨이퍼에 대한 부분 평면도.

제11도는 본 발명의 제4실시예에 따른 반도체 디바이스의 노광 방법을 보여주는 흐름도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

7 : 레티클 9 : 레티클 블라인드

11 : 웨이퍼 12 : 포토레지스트 필름

14 : 영상 형성 영역

본 발명은 반도체 기판의 노광 방법에 관한 것으로, 구체적으로 말하면 자외선을 사용해 스텝-앤드-리피트(step-and-repeat) 방식 노광에서 광학적 노광 방법에 유효한 반도체 기판의 노광 방법에 관한 것이다.

반도체 기판 또는 웨이퍼 상에 집적회로 디바이스(IC)를 형성하기 위해, 일반적으로 축소 스텝-앤드-리피트 투사 노광 시스템이, 노광 마스크 또는 레티클 상의 기하학적 형상의 패턴을 웨이퍼에 전사하기 위해 사용되고 있다.

특히, 포지티브 포토레지스트 필름을 웨이퍼의 전 표면에 형성하고, 다음에 작은 영상 필드 또는 필름의 칩 사이트가 한 번에 자외선의 투사에 노광된다. 영상 필드가 노광된 후, 웨이퍼는 다음 영상 필드로 이동하고, 그 과정이 반복된다. 따라서, 포토레지스트 필름이 자외선의 스텝-앤드-리피트 투사에 의해 다수의 영상 필드로 분할된다.

본 명세서에서는, 패턴이 전사되는 영역 즉 다수의 칩 사이트 또는 영상 필드가 형성된 영역을 "영상 형성 영역"이라 한다. 한편, 패턴들은 웨이퍼의 주변에 전사되지 않는다. 그래서 패턴이 전사되지 않은 영역은 "비전사 영역"이라 부른다.

전형적으로, 포토레지스트 필름이 비전사 영역은, 이 스텝-앤드-리피트 투사 과정에 후속하는 현상 과정 동안에 웨이퍼로부터 제거된다.

제1도에 도시된 바와 같이, 먼저 적어도 한 칩 사이트에 대한 특정 패턴을 갖는 레티클을 축소 스텝-앤드-리피트 투사 노광 시스템에 부가한다(단계 101). 다음에, 이 레티클의 위치를 시스템의 기준 위치와 정렬시킨다(단계 102). 그 위에 포지티브 포토레지스트 필름을 갖는 반도체 웨이퍼를 시스템의 웨이퍼 스테이지 위에 놓고, 기준 위치에 정렬시킨다(단계 103).

다수의 광학적 노광 과정이 포토레지스트 필름의 각 영상 필드 또는 칩 사이트에 대해 스텝-앤드-리피트 방식으로 수행된다(단계 104). 따라서, 레티클 상의 패턴은 각각의 영상 필드에 전사된다.

패턴화된 레티클은 제거하고, 블랭크 레티클을 노광 시스템에 부가한다(단계 105 및 106). 이 블랭크 레티클은 그 위에 패턴이 없으며 결과적으로 레티클을 통과하는 자외선은 광축에 수직인 전체 단면에 걸쳐 균일한 강도를 갖게 된다.

레티클 정렬 및 웨이퍼 정렬 과정은 블랭크 레티클에 대해 수행된다(단계 107 및 108). 다음에, 다수의 광학적 노광 과정이 포토레지스트 필름의 비전사 영역에 대해 스텝-앤드-리피트 방식으로 수행된다(단계 109). 따라서, 전체 비전사 영역이 자외선에 노광되게 된다.

마지막으로, 포토레지스트 필름이 현상된다(단계 110). 이 현상 과정을 통해, 레티클상의 패턴은 필름의 영상 형성영역의 각각의 영상 필드에 전사된다. 동시에 필름의 비전사 영역은 전체적으로 제거된다.

이상과 같은 종래의 노광 방법에서는, 블랭크 레티클은 레티클 교체 시간(약5분)과 웨이퍼 정렬시간 (한 웨이퍼당 약1분)이 필요케 되며, 결과적으로 노광 시스템의 처리량이 감소하게 되는 문제가 발생한다.

블랭크 레티클은 ICs의 제조비용 증가라는 또 다른 문제를 야기시킨다.

이와같은 문제를 해결하기 위해, 다른 종래의 방법이 개발되었는데, 여기서는 패턴 전사를 위한 패턴화된 영역과 비전사 영역 노광을 위한 블랭크 영역이 동일한 레티클에 제공되어 있다. 이 방법은 1990년 3월에 공표된 일본 특허 공개공보 제 2-62541호에 개시되어 있다.

이 방법에서는, 레티클상의 패턴이 포토레지스트 필름의 패턴형성 영역에 전사되면, 스텝-앤드-리피트 노광 단계들이 패턴화된 영역을 사용해 수행된다. 레티클의 블랭크 영역은 필름의 비전사 영역의 스텝-앤드-리피트 노광 단계시에 사용된다.

그러나, 이 종래의 방법은 레티클이 적어도 두 개의 ICs 칩에 대한 패턴 형성이 가능해야 한다는 것을 필요로 하고 있기 때문에, 레티클이 단지 하나의 칩에 대한 패턴형성만이 가능한 경우에는 이 방법은 적용할 수 없다는 문제가 생긴다.

또한, 블랭크 영역의 필요성은 각 단계 또는 스텝-앤드-리피트 노광 과정시 노광될 수 있는 칩의 갯수를 감소시키게 된다. 이 방법은 또한 노광 시스템의 처리량의 감소라는 다른 문제도 발생시킨다.

예컨대 레티클이 두 개의 ICs에 대해 두 개의 패턴 영역을 가진다면, 스텝-앤드-리피트 노광 과정의 각 노광 샷(shot)은 한 번에 두 개의 영상 필드를 비출 수 있으며, 그러므로 노광 샷은 100 칩당 50회식 반복되어야 한다. 그러나, 패턴 영역과 블랭크 영역을 갖는 레티클의 경우는, 각 노광 샷은 단 하나의 영상 필드만 비추게 되며, 결과적으로 노광 단계는 100 칩당 100회식 반복되어야 한다.

따라서, 본 발명의 목적은, 노광 시스템의 처리량이 감소함이 없이 또한 반도체 디바이스의 제조비용을 증가시키지 않고 레지스트 필름의 비전사 영역을 제거할 수 있는 방법을 제공하는 것이다.

당업자들에게는 이 목적과 기타 목적을 이하의 상세한 설명으로부터 명백히 알 수 있을 것이다.

본 발명의 일 태양에 따른 노광 방법은 기하학적 형상의 패턴 세트가 있는 레티클을 준비하는 단계; 상기 레티클상의 패턴 세트를 사용해 레지스트 필름의 영상 형성 영역을 노광시켜, 패턴 세트를 영상 형성 영역에 전사하는 단계; 패턴 세트를 전사하는 단계와는 다른 노광 조건하에서 레티클상의 패턴세트를 사용해 레지스트 필름의 비전사 영역을 노광시키는 단계를 포함한다.

상기 노광 조건은, 레티클상의 패턴 세트가 비전사 영역으로 전사되지 않도록 결정된다.

본 발명에 따른 노광 방법에서는, 레지스트 필름의 비전사 영역은 레티클상의 동일한 패턴 세트를 이용해 노광된다. 그러므로, 비전사 영역을 노광시키는데 패턴이 필요없게 된다. 다시 말하면, 본 방법은 비전사 영역의 노광에 블랭크 레티클과 같은 전용 레티클과, 기하학적 형상의 블랭크 패턴과 같은 전용 패턴 세트가 필요없게 된다.

결과적으로, 레지스트 필름의 비전사 영역은, 노광 시스템의 처리량 감소와 반도체 디바이스의 제조비용의 증가없이 제거할 수 있다.

바람직하게는 상기 레지스트 필름은 포지티브 형이다. 이 경우, 레지스트 필름의 현상 과정 동안에, 레티클상의 패턴 세트는 레지스트 필름의 영상 형성 영역에 전사되며, 동시에 레지스트 필름의 비전사 영역은 전체적으로 제거된다.

본 발명의 한 바람직한 실시예에서는, 비전사 영역을 노광시키는 단계에 대한 상이한 노광 조건이, 비전사 영역에 노광용 광을 디포커싱되게 투사하므로써 얻어진다.

노광용 광의 디포커싱은, 레티클 블라인드의 투명 영역을 변경시키거나, 그 광의 광축을 따라 레지스트 필름을 이동시킴으로써 이루어진다.

본 발명의 다른 실시예에서는, 비전사 영역을 노광시키는 단계에 대한 상이한 노광조건이, 비전사 영역에 노광용 광의 강도를 증대시킴으로써 얻어진다.

노광용 광의 강도가 레지스트 필름상에 몇 개의 영상이 형성될 수 있는 정도로 증가하면, 레지스트 필름은 패턴의 불투명 부분에 상응하는 패턴에서도 광을 받게 된다. 이것은 전체 레지스트 필름에 블랭크 레티클을 사용하여 광이 비춰지는 경우와 거의 같다.

따라서, 레지스트 필름의 비전사 영역을 광의 강도를 증대시켜 제거할 수 있다.

다른 바람직한 실시예에서는, 레티클과 레지스트 필름 중 적어도 하나가 노광용 광의 광축에 수직인 한 평면에서 이동하며 이때 레지스트 필름은 노광용 광에 노광된다.

노광시의 상기 이동 때문에, 레지스트 필름의 비전사 영역은 강도가 다른 노광용 광을 받는 경향이 있다. 그러므로, 이 이동은 레티클상의 패턴이 비전사 영역에 전사되지 않는 상기 노광 조건을 실현할 수 있다.

레티클의 각 불투명 부분에 대응하는 레지스트 필름의 각 부분이 노광용 광을 받을 수 있도록 하기 위해, 상기 이동의 거리는 레티클상의 패턴 세트의 최대 선폭보다 바람직하게 길게 되어 있는 것이 바람직하다.

본 발명의 바람직한 실시예들을 첨부된 도면을 이하 상세히 설명한다.

[실시예 1]

본 발명의 제1실시예에 따른 반도체 디바이스의 노광 방법은, 제2도에 도시된 것과 같은 축소 스텝-앤드-리피트 투사 노광 시스템을 사용하여 수행된다. 이 노광 시스템은 광원장치(2), 반사경(3), 플라이 아이 렌즈(4), 구멍스탑(5), 레티클 블라인드(9), 컨덴서 렌즈(6), 축소 투사 렌즈 시스템(8) 및 웨이퍼 스테이지(10)를 구비하고 있다.

노광 과정에서, 기하학적 형상의 패턴을 갖는 레티클(7)은 컨덴서 렌즈(6)와 축소 투사 렌즈 시스템(8)사이에 놓인다. 포토레지스트 필름(12)이 그 위에 있는 반도체 웨이퍼(11)는 웨이퍼 스테이지(10) 위에 놓인다.

상기 웨이퍼 스테이지(10)는 X 및 Y 축을 따라 수평면 위에서 이동될 수 있으며, Z 축을 따라 수직으로 이동할 수도 있다. 이 이동은 구동 장치(10a)에 의해 이루어진다.

광원 장치(2)은 노광용 자외선을 발생시키고 이 노광용 광의 한 비임(1)을 반사경(3)쪽으로 방출한다. 이 비임(1)은 다수의 광선(1a)을 포함하고 있다. 반사경(3)은 비임(1)을 반사시켜 그의 방향을 상기 플라이아이 렌즈(4) 쪽으로 변경시킨다.

상기 플라이 아이 렌즈(4)는 비임(1)을 받아 그의 조명 변이 또는 변동을 최소화하며, 이로써 렌즈(4)의 출구에서의 단면에서 비임(1)의 강도를 균일하게 만든다.

상기 구멍 스탑(5)은 플라이 아이 렌즈(4)를 통과하는 노광용 광의 비임(1)의 직경을 축소시킨다. 또한, 스탑(5)은 비임(1)의 단면에서 강도 분포를 조정한다.

레티클 블라인드(9)는 노광용 광의 비임(1)의 둘레부분을 차폐하여 레지스트 필름(12) 상의 조명 영역 또는 칩 사이트의 크기에 맞게 조정한다. 이 레티클 블라인드(9)는 비임(1)의 광축에 평행하게 Z축을 따라 상하 이동할 수 있다.

상기 컨덴서 렌즈(6)는 비임(1)을 레티클(7) 상에 집중시킨다.

제3도에 도시된 바와 같이, 레티클(7)은 서로 인접해서 형성된 두 개의 사각형 노광 영역(16)과, 이 노광 영역을 둘러싸면서 형성된 사각형 링 모양의 차폐 영역(17)을 갖고 있다. 각 노광 영역(16)은 전사될 기하학적 형상의 패턴 세트를 갖고 있다. 노광용 광의 비임(1)은 노광 영역(16)을 통과해 투사 렌즈 시스템(8)으로 들어간다. 비임(1)은 차폐 영역(17)에 의해 차폐, 즉 컷오프된다.

상기 축소 투사 렌즈 시스템(8)은, 각 노광 단계 동안에 레티클(7) 상의 두 패턴 세트의 영상을 1/5와 같은 특정의 축소율로 반도체 웨이퍼(11)상의 포토레지스트 필름(12)에 투사시킨다. 각 패턴 세트는 임플랜테이션 영역과 컨택트 윈도우와 같은 IC 칩에서의 여러 영역을 규정한다.

제4도에 도시된 바와 같이, 웨이퍼(10) 상의 포토레지스트 필름(12)은 매트릭스 배열로된 다수의 영상 필드(13a)로 분할되어 있다. 상기 레티클(7)이 두 개의 노광 영역(16)을 갖고 있기 때문에, 한 번에 두 개의 영상 필드(13a)가 비임(1)에 노광된다. 각 영상 필드(13a)의 형상은 레티클(7)의 노광영역(16)의 것과 동일하다. 각 영상 필드(13a)의 크기는 축소비율에 따라 노광 영역(16)의 크기에 비례한다.

웨이퍼(6)에 있는 레지스트 필름(12)의 영상 필드(13a)의 표면 위로, 수평면에서 웨이퍼(6)가 2차원 병진이동을 하는데, 이것은 X 및 Y 축 방향으로 웨이퍼 스테이지(10)의 이동으로 이루어진다.

따라서, 모든 영상 필드(13a)는 스텝-앤드-리피트 방식으로 노광용 광의 비임(1)에 연속적으로 노광되는데, 이로써 레티클(7)상의 패턴들이 모든 영상 필드(13a)에 각각 전사된다.

다음에, 본 발명의 제1실시예에 따른 노광 방법을 제5도를 참조로 설명하는데, 이 방법은 제2도의 노광 시스템을 사용하고 있다.

먼저, 레티클(7)을 컨덴서 렌즈(6)와 투사 렌즈 시스템(8) 사이에서 노광 시스템 위에 부가한다(단계 S1). 다음에, 이 레티클(7)의 위치를 시스템의 기준 위치에 정렬시킨다(단계 S2).

그 위에 포지티브 포토레지스트 필름(12)이 있는 반도체 웨이퍼(11)를 웨이퍼 스테이지(10) 위에 놓고, 웨이퍼(11)의 위치를 기준 위치에 정렬시킨다(단계 S3).

이어서, 다수의 광학적 노광 과정을 포토레지스트 필름(12)의 영상 필드(13a)에 대하여 스텝-앤드-리피트 방식으로 수행한다(단계 S4). 이 스텝-앤드-리피트 이동은 수평면에서 웨이퍼 스테이지(10)의 변위로 이루어진다.

따라서, 레티클(7) 상의 두 개의 패턴 세트가 개개의 영상 필드(13a)에 전사된다. 다시말하면, 전체 영상 형성 영역(13)이 노광되어 패턴을 전사 받게 된다.

상기 단계 S1~S4는 종래의 방법과 동일하다.

다음에, 종래의 방법과는 다르게, 웨이퍼 스테이지(10)와 레티클(7) 중 적어도 하나가 Z축 방향으로 따라 수직으로 이동되며, 이로써 노광용 광의 비임(1)을 포토레지스트 필름(12)에 디포커싱 되게 투사한다(단계 S5).

제6도는, 필름(12)에 대해 비임(1)의 초점이 맞춰진 상태를 도시하고 있다. 제7도는, 필름(12) 위에 비임(1)의 디포커싱의 다른 상태를 도시하고 있다.

비임(1)의 디포커싱 상태를 유지시키면서, 포토레지스트 필름(12)의 비전사 영역(14)에 대하여 다수의 광학적 노광 과정을 스텝-앤드-리피트 방식으로 수행한다(단계 S6). 따라서, 전체 비전사 영역(14)이 노광용 광의 비임(1)에 노광되게 된다. 상기 스텝-앤드-리피트 이동은 수평면에서 웨이퍼 스테이지(10)의 변위로 이루어지는데, 이것은 단계 S4의 것과 동일하다.

단계 S6에서, 레티클(7)은 다른 것으로 교체되지 않는다. 다시 말하면, 패턴 세트가 있는 레티클(7)은 패턴이 없는 블랭크 레티클 대신에, 비전사 영역(14)을 위해 사용된다. 그러므로, 상기 영역(14)에 방사되는 노광용 광의 비임(1)은, 그의 광축에 수직인 전체 단면에서 균일한 강도를 갖지 않게 된다. 그러나, 레티클(7) 상의 패턴들은 영역(14)에 거의 전사되지 않는데, 그 이유는 비임(1)이 디포커싱 상태에서 영역(14)에 방사되기 때문이다.

이동 거리 즉 디포커싱 거리는, 실질적으로 패턴이 비전사 영역(14)에 전사되지 않고 이 영역(14)이 다음의 현상 과정 동안에 전체적으로 제거될 수 있도록 결정될 수 있다.

상기 이동 거리는 바람직하게 5~10㎛ 인데, 그 이유는 올바른 초점 맞춤 상태에 대한 공차가 전형적으로 ±0.1㎛이기 때문이다.

상기 단계 S6에서의 노광 과정에서, 노광용 광의 비임(1)이 레티클(7)의 노광 영역(16)의 주변에서 누출되지 않아야 한다. 이것은 레티클 블라인드(9)가 Z축을 따라 수직 이동함으로써 그리고/또는 블라인드(9)의 투명 부분의 크기를 변경시킴으로써 이루어진다.

마지막으로, 이렇게 해서 노광된 포토레지스트 필름(12)은 널리 이용되는 현상액으로 현상된다(단계 S7). 이 현상 과정에서 포토레지스트 필름(12)의 노광 부분이 제거된다; 이로써 레티클(7) 상의 패턴이 필름(12)의 영상 형성 영역(13)에 있는 개개의 영상 필드(13a)에 전사된다. 동시에, 필름(12)의 비전사 영역(14)은, 노광용 광의 디포커싱된 비임(1)에 노광 되었기 때문에 전체적으로 제거된다.

제1실시예에 따른 노광 방법으로, 포토레지스트 필름(12)의 비전사 영역(14)이 레티클(7) 상의 동일 패턴세트를 사용해 노광된다. 그러므로, 비전사 영역(14)을 노광시키기 위해 패턴이 필요가 없다. 다시말해, 이 방법은 블랭크 레티클과 같은 레티클 및 기하학적 영상의 블랭크 패턴 세트와 같은 패턴 세트가 비전사 영역의 노광에 필요없다.

결과적으로, 비전사 영역(14)을, 노광 시스템의 처리량 감소 및 ICs 제조비용의 증가 없이 제거할 수 있다.

[실시예 2]

제8도는 본 발명의 제2실시예에 따른 노광 방법을 도시하고 있다.

단계 S1~S4 및 S7는 제5도의 제1실시예에 따른 방법의 단계와 같다. 그러므로, 설명의 간략성을 위해 이들 단계에 대한 설명은 생략한다.

제1실시예에서 노광용 광의 디포커싱 단계 S5는 생략되어 있다.

단계 S6a에서, 포토레지스트 필름(12)의 비전사 영역(14)에 대한 노광 과정은, 노광용 광의 비임(1)의 강도가 증대된다는 점을 제외하고는 제1실시예에서의 과정과 같다. 제2실시예에서의 강도는 제1실시예의 강도보다 약 5배 높다.

이와 같이 강도가 증대된 비임(1)을 사용함으로써, 단계 S7에서의 현상 과정에서 비전사 영역(14)을 전체적으로 제거할 수 있는데, 그 이유는 다음과 같다:

전형적으로, 레티클(7)의 각 노광 영역(16)은 투명한 부분, 반 투명 부분 및 불투명한 부분을 포함한다. 거의 모든 노광 비임(1)이 투명 부분을 통과해 레지스트 필름(12)에 도달한다. 비임(1)의 약 절반이 반투명 부분을 통과해 레지스트 필름(12)에 도달한다.

한편, 불투명 부분에서 거의 모든 비임(1)이 차폐된다. 다시 말해, 비임(1)의 작은 부분(예컨대, 누설 광)이, 형상이 형성되지 않을 정도로 극히 작은 강도로 통과해 레지스트 필름(12)에 도달한다.

비임(1)의 강도가 영상이 레지스트 필름(12) 상에 형성될 수 있는 정도로 증대되면, 필름(12)은 투명 및 반투명 부분에 대응하는 부분에서 뿐만 아니라, 불투명 부분에 대응하는 부분에서도 광학적 노광을 받게 된다. 이것은 패턴이 없는 레티클을 사용해 전체 레지스트 필름(12)이 비임(1)을 받는 경우와 같다. 다시말해, 이것은 블랭크 레티클을 사용해 레지스트 필름(12)이 비임(1)에 노광되는 경우와 같다.

따라서, 레지스트 필름(12)의 전체 비전사 영역(14)을 비임(1)의 강도를 증대시켜 제거할 수 있다.

제2실시예에 따른 노광 방법으로, 비임(1)의 강도 증대는 제1실시예에서 비임(1)의 디포커싱의 것과 같은 효과를 가져온다. 따라서, 제1실시예와 같은 이점을 얻을 수 있다.

[실시예 3]

제9도는 본 발명의 제3실시예에 따른 노광 방법을 도시하고 있다.

상기 단계 S1~S4 및 S7는 제5도의 제1실시예에 따른 방법과 같다. 그러므로, 설명의 간략성을 위해 이들 단계에 대한 설명은 생략한다.

제2실시예와 유사하게, 제1실시예에서 노광용 광의 디포커싱 단계 S5은 생략되어 있다.

단계 S6b에서, 포토레지스트 필름(12)의 비전사 영역(14)에 대한 노광 과정은, 웨이퍼(11)가 수평면에서 이동하는 동안 상기 영역(14)이 스텝-앤드-리피트 방식으로 노광된다는 점을 제외하고는 제1실시예와 같다.

제2실시예의 방법과는 다르게, 비임(1)의 강도가 증대되지 않는다. 이 단계 S6b에서 비임의 강도는 변하지 않는다.

제10도에서 보는 바와 같이, 비전사 영역(14)에 대한 각 노광 단계 동안, 웨이퍼(11)는 방향 플랫트(15)에 평행한 X의 방향과, 이 플랫트(15) 수직인 Y방향을 따라 연속적으로 이동한다.

구체적으로, 비전사 영역(14)의 한 부분(21a)가 비임(1)에 노광되는 동안, 포토레지스트 필름(12)이 있는 웨이퍼(11)가 Y방향을 따라 참조부호 21b로 표시된 위치까지 이동하며, 그의 최초 위치(21a)로 복귀한다(첫번째 이동). 다음에, X 방향을 따라 부호 21c로 표시된 위치까지 다시 이동하여 그의 최초 (21a)로 복귀한다(두번째 동). 상기 첫 번째 및 두 번째 이동은 동일한 노광 단계에서 이루어진다.

첫 번째 및 두 번째 이동은 각 노광 단계당 각각 두 번 이상 수행될 수도 있다.

각 이동 거리는 약 2㎛인데, 이것은 레티클(7)상의 최대 선폭보다 길다.

각 이동 거리는 바람직하게는 레티클(7)상의 패턴의 최대 선폭보다 긴데, 그 이유는 레티클(7)상의 패턴의 각 불투명 부분에 대응하는 포토레지스트 필름(12)의 각 부분이, 적어도 한 번에 노광용 광의 비임(1)을 받을 수 있도록 하기 위해서이다. 이것은, 비임(1)이 그의 단면에서 균일한 강도를 갖지 않더라도 비전사 영역(14)의 전체 부분(21a)를 확실히 비추게 됨을 의미한다.

결과적으로, 제3실시예에 따른 노광 방법으로, 비임(1)에 대한 웨이퍼(11)의 상대적 이동은 제1실시예에서 비임의 디포커싱과 같은 효과를 가져오며, 따라서 제1실시예와 같은 이점을 얻을 수 있다.

[실시예 4]

제11도는 본 발명의 제4실시예에 따른 노광 방법을 도시하고 있다.

상기 단계 S1∼S4 및 S7는 제5도의 제1실시예에 따른 방법과 같다. 그러므로, 설명의 간략성을 위해 이들 단계에 대한 설명은 생략한다.

제2, 3실시예와 유사하게, 제1실시예에서 노광용 광의 디포커싱 단계 S5은 생략되어 있다.

단계 S6c에서, 포토레지스트 필름(12)의 비전사 영역(14)에 대한 노광 과정은, (웨이퍼(11)가 아닌)레티클(7)이 수평면에서 움직이는 동안 상기 영역(14)이 스텝-앤드-리피트 방식으로 노광된다는 점을 제외하고는 제1실시예와 같다.

제2실시예의 방법과는 다르게, 이 단계 S6b에서 비임의 강도는 변하지 않는다.

비전사 영역(14)에 대한 각 노광 단계 동안에, 레티클(7)은 제3실시예와 같은 방법으로 X, Y축을 따라 연속적으로 이동한다.

노광 시스템의 축소비율은 1/5이며, 레티클(7)의 이동 거리가 약 10㎛(=2×5)가 되는 것이 바람직하다. 이 경우, 레티클(7)의 이동은 웨이퍼(11)의 이동과 같다.

따라서, 제4실시예에 따른 노광 방법으로, 비임(1)에 대한 레티클(7)의 상대적 이동은 제1실시예에서 비임의 디포커싱과 같은 효과를 가져오며, 따라서 제1실시예와 같은 이점을 얻을 수 있다.

이상에서 본 발명의 바람직한 실시예들을 설명하였으나, 본 발명의 범위내에서 변형이 가능함을 알 수 있다. 따라서 본 발명의 범위는 단지 다음의 청구범위에 의해서만 결정된다.

Claims (14)

1. 반도체 디바이스를 노광시키는 방법에 있어서, 기하학적 형상의 패턴 세트가 있는 레티클을 준비하는 단계; 상기 레티클상의 상기 패턴 세트를 사용해 레지스트 필름의 영상 형성영역을 노광시켜, 상기 패턴 세트를 상기 영상 형성 영역에 전사하는 단계; 상기 패턴 세트를 전사할 때의 단계와는 다른 노광 조건하에서, 상기 레티클상의 상기 패턴 세트를 사용해 상기 레지스트 필름의 비전사 영역을 노광시키는 단계를 포함하며, 상기 노광 조건은, 상기 레티클상의 상기 패턴 세트가 상기 비전사 영역으로 전사되지 않도록 결정되는 것을 특징으로 하는 반도체 디바이스 노광 방법.
2. 제1항에 있어서, 상기 레지스트 필름은 포지티브 형이며, 그리고 상기 레지스트 필름의 상기 비전사 영역이 후속하는 현상 과정에서 제거되는 것을 특징으로 하는 방법.
3. 제1항에 있어서, 상기 비전사 영역을 노광시키는 단계에 대한 상기 다른 노광 조건이 상기 비전사 영역에 노광용 광을 디포커싱(defocusing)시킴으로써 얻어지는 것을 특징으로 하는 방법.
4. 제3항에 있어서, 상기 노광용 광의 상기 디포커싱이 상기레지스트 필름을 상기 노광용 광의 광축을 따라 이동시킴으로써 이루어지는 것을 특징으로 하는 방법.
5. 제3항에 있어서, 상기 노광용 광의 상기 디포커싱이 레티클 블라인드의 영역을 변화시킴으로써 이루어지는 것을 특징으로 하는 방법.
6. 제1항에 있어서, 상기 비전사 영역을 노광시키는 단계에 대한 상기 다른 노광 조건이 상기 비전사 영역에서의 상기 노광용 광의 강도를 변화시킴으로써 이루어지는 것을 특징으로 하는 방법.
7. 제1항에 있어서, 상기 비전사 영역을 노광시키는 단계에 대한 상기 다른 노광 조건이, 상기 레지스트 필름을 상기 노광용 광에 노광시키면서 상기 레티클과 상기 레지스트 필름 중 적어도 하나를 상기 노광용 광의 광축에 수직인 평면에서 이동시킴으로써 얻어지는 것을 특징으로 하는 방법.
8. 반도체 디바이스를 노광시키는 방법에 있어서, 기하학적 형상의 패턴 세트를 갖는 레티클을 준비하는 단계; 그 위에 레지스트 필름을 가진 반도체 웨이퍼를 준비하는 단계; 상기 레티클상의 상기 패턴 세트를 사용해 레지스트 필름의 영상 형성 영역의 영상 필드를 스텝-앤드-리피트 방식으로 노광시켜, 상기 패턴 세트를 상기 영상 필드에 각각 전사하는 단계; 상기 패턴 세트를 상기 영상 형성 영역에 전사하는 단계에서와는 다른 노광 조건으로, 상기 레티클상의 상기 패턴 세트를 사용해 상기 레지스트 필름의 상기 비전사 영역의 부분을 스텝-앤드-리피트 방식으로 노광시켜, 상기 비전사 영역 전체를 노광시키는 단계를 포함하며, 상기 노광 조건은, 상기 레티클상의 상기 패턴 세트가 상기 비전사 영역의 상기 각 부분으로 전사되지 않도록 결정되는 것을 특징으로 하는 반도체 디바이스 노광 방법.
9. 제8항에 있어서, 상기 레지스트 필름은 포지티브 형이며, 그리고 상기 레지스트 필름의 상기 비전사 영역이 후속하는 현상 과정에서 제거되는 것을 특징으로 하는 방법.
10. 제8항에 있어서, 상기 비전사 영역을 노광시키는 단계에 대한 상기 다른 노광 조건이 상기 비전사 영역에 노광용 광을 디포커싱시킴으로써 얻어지는 것을 특징으로 하는 방법.
11. 제10항에 있어서, 상기 노광용 광의 상기 디포커싱이 웨이퍼를 상기 노광용 광의 광축을 따라 이동시킴으로써 이루어지는 것을 특징으로 하는 방법.
12. 제10항에 있어서, 상기 노광용 광의 상기 디포커싱이 레티클 블라인드의 영역을 변화시킴으로써 이루어지는 것을 특징으로 하는 방법.
13. 제8항에 있어서, 상기 비전사 영역을 노광시키는 단계에 대한 상기 다른 노광 조건이 상기 비전사 영역에서의 상기 노광용 광의 강도를 변화시킴으로써 이루어지는 것을 특징으로 하는 방법.
14. 제8항에 있어서, 상기 비전사 영역을 노광시키는 단계에 대한 상기 다른 노광 조건이, 상기 레지스트 필름을 상기 노광용 광에 노광시키면서 상기 레티클과 상기 웨이퍼 중 적어도 하나를 상기 노광용 광의 광축에 수직인 평면에서 이동시킴으로써 얻어지는 것을 특징으로 하는 방법.