KR100285927B1 - 위상시프트마스크,노광방법및구면수차량측정방법 - Google Patents

위상시프트마스크,노광방법및구면수차량측정방법 Download PDF

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Abstract

투과 렌즈 시스템에 0.1 λ의 구면 수차를 부가시켜, 구면 수차량에 대응하는 20 도의 위상 오차가 제공된 200 도의 위상차를 가진 위상 시프트 마스크를 이용하여 노광을 실행한다. 따라서, 마스크의 위상차를 180 도로 설정하고, 투영 렌즈 시스템의 구면 수차를 제로로 설정한 종래 기술과 비교하여, 포커스 특성을 현저하게 평탄화시킬 수 있기 때문에, 포커스 심도를 약 0.2 미크론 만큼 확대할 수 있고, 노광 방법을 이용하여 제조된 반도체 장치의 패턴 크기의 정밀도를 향상시킬 수 있다.

Description

위상 시프트 마스크, 노광 방법 및 구면 수차량 측정 방법{PHASE-SHIFTING MASK, EXPOSURE METHOD AND METHOD FOR MEASURING AMOUNT OF SPHERICAL ABERRATION}
본 발명은 반도체 장치 제조 공정에 이용되는 광리소그래피 공정의 노광방법, 노광 시스템에 이용되는 위상 시프트 마스크, 및 노광 시스템의 투영 렌즈 시스템의 구면수차량을 구하는 구면 수차량 측정 방법에 관한 것이다.
현재, 반도체 장치 제조 공정에서 반도체 기판상에 패턴을 형성하는데 광리소그래피 기술을 이용하고 있다. 이 광리소그래피 기술은, 포토마스크의 패턴 (투명영역 및 차광영역을 포함한 패턴이 형성된 노광용 원판으로서, 축소율이 1:1 이 아닌 경우를, 특히 "레티클" 이라 하고, 다음의 설명에서는 이를 "포토마스크" 또는 간단히 "마스크" 라 지칭한다)을, 감광성 수지로 덮인 반도체 기판 상으로 축소 투영 노광 시스템에 의해서 투영한 다음, 현상하여 감광성 수지의 소정의 패턴을 형성하고 있다.
광리소그래피 기술은 현재까지 노광 시스템을 개발하여 왔으며, 특히, 투영 렌즈 시스템의 NA (개구수) 를 증가시킴으로써, 반도체 장치 패턴의 미세화를 도모하였다. 여기서, NA 는 렌즈에 의해서 집광할 수 있는 광분산도를 나타낸다. 개구수가 클수록, 더 많은 분산광을 집광할 수 있으며 렌즈 성능이 높아진다.
더욱이, 통상적으로 레이레이 (rayleigh) 식으로 공지된 바와 같이, 한계 해상도 (R) (해상할 수 있는 미세 패턴의 한계 크기) 및 NA 는 하기식 R = K1× λ / NA (여기서, K1은 감광성 수지의 성능 등과 같은 공정 의존상수임)을 가지며, 한계해상도는, NA 가 증가함에 따라 더욱 미세해진다.
그러나, 노광 시스템의 NA 를 증가시킴으로서 해상도를 향상시키는 경우에는 포커스 심도 (포커스 위치로부터의 이탈이 가능한 범위) 가 감소되므로, 포커스 심도의 관점에서 더욱 미세한 설계를 달성하기가 어렵다. 물리적 설명은 생략했지만, 포커스 심도 (DOF) 및 NA 는 상술한 경우와 같은 레이레이식인 이하의 관계 즉, DOF = K2×λ / NA2(여기서, K2는 공정의존상수임) 를 갖는다. 즉, NA 가 증가함에 따라, 포커스 심도가 더욱 협소해짐으로써, 포커스 위치로부터의 소정의 이탈도 허용되지 않는다.
따라서, 포커스 심도를 확대하기 위해 구면 수차의 검토가 행해졌다. 구면 수차를 검토한 효과는 일본국 특개평 제 2-166719 호 공보에 기재되어 있다. 구면 수차를 과도 상태로 보정하는 경우, 최상의 포커스 상태에서 콘트라스트는 감소하지만, 디포커스로 인한 저하를 억제하여, 포커스 심도를 확대할 수 있다. 또, 마스크와 투영 렌즈 시스템 사이의 광경로를 변화시킴으로서 구면수차를 변화시킬 수 있는 것으로 알려져 있다. 구체적인 방법중 한 방법으로, 일본 특개평 제 2-166719 호 공보는, 마스크 측부에도 텔레센트릭 (telecentric) 구조를 갖는 투영 렌즈를 설계하여, 마스크와 투영 렌즈 시스템 사이에 투명 평행 평면판을 삽입하는 방법을 개시하고 있다. 광이 텔레센트릭되는 부분으로, 평행평면판을 삽입하면, 다른 수차에 영향을 주지 않고 구면 수차만 변화시킬 수 있다. 또한, 종래 공지된 방법으로서 마스크를 투영 렌즈에 근접시키거나 투영 렌즈로부터 이격시킴으로써 구면 수차를 변화시키는 방법이 이용되고 있다. 또한, 일본국 특개평 제 6-97040 호 공보에는 적용된 구면 수차의 부호를 감광성 수지의 포지티브 또는 네거티브형에 따라 선택하는 방법이 개시되어 있다.
구면 수차 보정 기구를 갖는 노광 시스템을 제외하고는 반도제 장치 제조 라인에 이용하는 동안 구면수차를 변경하지 않고, 변경 양을 측정하지 않는다. 왜곡, 필드의 만곡 또는 코마 (coma) 와 같은 수차를 주기적으로 측정한 후, 그값을 소정값 이하가 되도록 조정한다. 그러나, 구면 수차는 거의 영향을 받지 않으므로, 구면 수차의 조정을 고려할 필요는 없다. 또한, 노광 시스템에 설치된 투영 렌즈의 구면 수차를 측정하는 방법이 없다. 따라서, 설치된 투영 렌즈의 구면 수차량에 대하여 어떠한 변화도 이루어지지 않는다. 통상적으로는, 투영 렌즈를 노광 시스템에 설치하기 전에 투영 렌즈의 구면수차를 조절한 투영 렌즈를 노광 시스템에 설치하면 임의로 조절하지 않고 이용한다. 한편, 구면 수차 보정 기구를 갖는 노광 시스템에서는, 수차 변경 기구가 이동할 때의 마스크와 투영 렌즈 간의 광경로의 변화랑에 기인하여, 부가할 구면 수차량을 계산한다.
상술한 구면 수차에 의한 포커스 심도의 확대 이외에, 각종 수퍼해상도 방법을 고려하여 왔다. 통상적으로, 수퍼해상도 방법은 조명광학 시스템의 위상 및 투과율을 제어하고 투영 렌즈 시스템의 퓨필 (pupil) 면 및 포토마스크를 제어함으로서 결상면 (結像面) 상의 광강도 분포를 향상시키는 방법이다.
이하, 포토마스크의 측부 향상에 기초하여 수퍼해상도 방법을 구현하는데 이용하는 위상 시프트 마스크를 설명한다.
위상 시프트 마스크는 마스크를 통과하는 광의 위상을 제어하여 결상면 상의 광강도 분포를 향상시키는데 이용한다.
이러한 위상 시프트 마스크로는 다양한 형태가 있다. 우선, 일본국 특개소 제 57-62052 호 공보에 개시된 시부야레벤슨 (Shibuya-Levenson) 형의 위상 시프트 마스크를 설명한다. 이 유형은 주기적인 패턴에서 투명영역을 통과하는 광의 위상을 180 도로 교대로 변경하는 시스템이다.
도 1a 및 도 1b 는 시부야레벤슨형 위상시프트 마스크를 나타낸 평면도 및 종단면도이다. 투명 기판 (101) 상에 차광막 (102) 을 형성한 후, 그 차광막 (102) 을 선택적으로 제거하여 스페이스 패턴 (11) (개구부) 을 주기적으로 형성한다. 스페이서 패턴 (11) 에는 투명막 (104) 을 하나씩 걸러서 배치한다. 광이 전파되는 매질에서, 광파장 (λ) 은 λ/n 으로 표시되며 (n 은 매질의 굴절률을 나타냄) 따라서, 공기 (n=1) 를 통과하는 광과 투명막 (104) 을 통과하는 광 사이에 위상차가 발생하게 된다. 투명막 (104) 의 막두께를 t = λ/2(n1-1) (여기서, λ 는 노광의 파장을 나타내고, n1은 투명막 (104) 의 굴절율을 나타낸다) 로 설정함으로서, 위상차를 180 도로 설정한다.
따라서, 도 1c 에 나타낸 바와 같이, 시부야레벤슨형 마스크를 통과하는 투과광의 진폭 분포는 위상이 교대로 반전하는 분포를 가지게 되며, 이러한 진폭 분포는 초기진폭 분포의 2 배의 주기를 갖는다. 따라서, 마스크로부터 회절광의 회절 각도는 일반적 회절각도의 1/2 로 설정된다. 종래 한계 해상도만큼 미세한 패턴을 갖는 마스크에 의해서 회절된 광은 투영 렌즈를 통해 집광할 수 있다. 위상이 반전되는 광빔 사이의 간섭으로 인하여, 인접 개구부 사이에서 광강도가 감소됨으로써 미세 패턴을 분리시킬 수 있다. 투명막 (104) 은 위상 시프터라 하고 통상적으로 실리콘 산화물 (SiO2) 로 이루어진다.
위상 시프트 마스크의 다른 유형은 일본국 특개소 제 62-67514 호 공보에 개시된 분리 패턴에 적용 가능한 보조 패턴형이 알려져 있다. 이 마스크에서는, 초기 패턴 (이하 "메인 패턴" 이라 한다) 의 주변에 해상하지 않는 미세 패턴을 제공한다. 메인 패턴부와 보조 패턴부 사이에 광의 위상을 반전시켜, 위상 시프트의 효과를 부여한다.
도 2a 는 보조 패턴형 위상 시프트 마스크를 도시한 평면도이고, 도 2b 는 도 2a 에 도시한 보조 패턴형 위상 시프트 마스크를 도시한 종단면도이다. 도 2a 내지 2b 에 나타낸 바와 같이, 투명 기판 (101) 상의 차광막 (102) 상에 전사할 초기 패턴인 스페이스 패턴 (11) 및 노광 장치의 한계 해상도 이하의 미세 패턴인 보조 패턴 (12) 을 형성한다. 또한, 보조 패턴 (12) 상에 투명막 (104) 을 형성하여, 스페이스 패턴 (11) 을 통과한 광과 보조 패턴 (12) 을 통과한 광사이에 180 도의 위상차를 제공한다.
또한, 현재 가장 주목을 받고 있는, 일본국 특개평 제 2-256985 호 공보에 개시된 하프톤형 위상 시프트 마스크는 마스크 설계 및 제조 공정이 간단한 것으로 공지되어 있다. 하프톤형에 대한 고려는 홀패턴에 대하여 이루어져 왔다. 또한, 하프톤형과 변형 조명 방법의 결합이 통상의 라인형 패턴에 영향을 미치는 것도 제시되었다.
도 3a 및 3b 는 하프톤형 위상시프트 마스크를 나타낸 것이다. 도 3a 및 3b 에 도시한 바와 같이, 반투명막 (103) 을 통과하는 광과 반투명막 (103) 주변의 투명 영역을 통과하는 광사이에 180 도의 위상차가 발생하도록, 통상의 마스크의 차광막 대신 반투명막 (103) 을 제공하고 있다. 이 반투명막은 크롬 산화물 질화물, 몰리브덴 실리사이드 산화물 질화물, 크롬 풀루오르화물 등으로 형성되며, 그의 투과율은 통상적으로 4% 내지 20% 범위로 설정한다.
우선, X 선 노광 시역에 시부야레벤슨형 및 하프톤형을 적용하였다. X 선 노광에서는, "멤브레인" 이라 하는 SiC 다이아몬드 등의 박막 상에, 금, 텅스텐 등의 중금속으로 형성한 패턴을 갖는 마스크를 이용한다. SiC 등 X 선을 거의 흡수하지 않고, 중금속 패턴을 형성한 부분에 의해서 대부분의 X 선을 차폐하여 패턴을 전사할 수 있다. 그러나, X 선을 완벽하게 차폐시키기 위해서는 중금속을 비교적 큰 두께로 형성하여야 하고, 이러한 막두께를 증가시키는 것은 그 공정을 어렵게 한다. 따라서, 마스크를 통해 광을 약간 투과시키게 된다. 그러나, 광을 약간 투과시킬 때에도 위상차가 180 도이며, 광을 완벽하게 차단한 경우보다 콘트라스트가 향상되는 것을 알 수 있었다. 이것이 하프톤 위상시프트 마스크의 제 1 안이었다.
X 선 노광에 대해서도, 반도체 기판과 마스크를 수마이크론의 거리만큼 서로 접근시키면서 동일확대 (equi-magnification) 로 전사 공정을 행하는 근사 노광 시스템과, 상이한 굴절률을 갖는 다중코팅 물질로 형성한 미러 (mirror) 를 이용하여 축소 전사 공정을 행하는 축소 노광 시스템을 고려하여 왔다. 또한, 마스크의 형태로는 투과형과 반사형이 알려져 있다. 상기 2 가지 형태 모두에 상술한 위상 시프트의 원리를 동일한 방식으로 적용할 수 있다.
상술한 위상 마스크의 최적 위상차는 원리적으로 180 도이고, 위상 오차 (180 도 위상차로부터 편차) 가 있는 경우 노광특성이 열화된다. 포커스 특성 (포커스 위치와 패턴 크기사이의 관계) 에 위상 오차가 현저한 영향을 미치며, 위상 오차에 의해서 포커스 특성이 기울어진다. 통상적으로, 이 위상 오차의 허용 범위는 ±5 도 범위내로 설정된다.
또한, 위상차를 정확하게 유지하기 위해 위상 시프트 마스크에 독점적으로 이용되는 위상차 측정 장치가 개발되었다. 현재, Mozojiri 옵틱사 (일본국) 에 의해 제조된 Phase-1 및 Lasertec (일본국) 에 의해 제조된 MPM-100/248 을 많은 위상 시프트 마스크 제조 라인에 도입하였으며, 이들을 표준 장치로서 이용하고 있다. 이들 측정 장치에서는, 노광과 동일한 파장을 갖는 광을 이용하고, 하나의 광빔을 2 개의 광빔으로 분리하여 마스크 상의 상이한 장소를 통해 투과한 다음, 그 투과한 광빔을 서로 간섭시킴으로서, 2 개의 장소에서 투과한 광빔 간의 위상차를 측정한다.
그러나, 일본국 특개평 제 8-114909 호 공보에서 지적된 바와 같이, 의도적으로 위상 오차를 발생시키는 것이 바람직한 경우가 있다. 여기서, 위상차가 180 도인 경우, 반도체 기판의 구조의 효율성, 감광성 수지막의 두께, 감광성 수지의 용해 특성, 투영 렌즈 시스템의 수차 등으로 인하여 최적 조건을 충족하지 못하게 된다.
상술한 바와 같은 종래 위상 시프트 마스크 및 노광 방법은 다음의 문제를 갖고 있다.
(1) 위상 시프트 마스크에서 위상차의 설정이 변동되면, 포커스 특성이 경사지게 된다. 위상차는 투명막 또는 반투명막의 굴절율 및 두께에 의존하기 때문에, 위상 오차가 다음의 두가지의 경우, 즉, 1) 굴절율의 변화, 및 2) 막두께의 분산에 기인하여, 발생하게 된다. 이러한 위상차는 투명막 또는 반투명막을 가공하여 위상 시프트 마스크를 최종적으로 완성하기 전까지는 정확하게 측정할 수 없다. 통상적으로, 스퍼터링법으로 형성한 막의 두께는 수 퍼센티지 만큼 변화하므로, 위상차에 있어 약 5 도의 위상 오차가 발생하게 된다. 이 위상 오차는, 다수의 마스크를 제조한 후 이들 마스크로부터 소망하는 위상에 근접하는 마스크를 선택함으로서 작은 값으로 억제할 수 있다. 그러나, 이 방법은, 위상 시프트 마스크의 가격이 증대하기 때문에, 실제로 이용할 수 없다.
(2) 위상 시프트 마스크에서 최적 위상차가 180 도가 아닌 경우가 있기 때문에, 종래 기술은 반도체 기판, 위상 시프트 마스크 및 노광 시스템을 실제로 이용하여 행한 실험 결과에 근거하여 최적 위상차를 결정할 필요가 있다.
(3) 노광 방법에 있어, 구면 수차의 효과가 거의 없고, 정확한 구면 수차의 측정을 실행하지 않는다. 따라서, 노광 시스템에 장착된 투영 렌즈 시스템의 구면 수차량을 측정할 수 있는 간단한 측정 방법이 존재하지 않는다.
본 발명의 목적은, 위상 시프트 마스크의 포커스 특성을 평탄화하는 것을 근거로하여, 포커스 심도를 확대할 수 있는 위상 시프트 마스크와 노광방법을 제공함으로써 그 마스크와 노광방법을 이용하여 제조되는 반도체 장치의 패턴 크기의 정밀도를 향상시키는데 있다.
본 발명의 다른 목적은, 노광 시스템에 장착된 투영 렌즈 시스템의 구면 수차량을 정확하고 간단하게 측정할 수 있는 구면 수차량 측정 방법을 제공하는데 있다.
도 1a 및 도 1b 는 종래 시부야레벤슨형 위상 시프트 마스크를 나타낸 평면도 및 종단면도.
도 1c 는 투과된 광의 진폭 분포를 도시한 도면.
도 2a 및 도 2b 는 종래 보조 패턴형 위상 시프트 마스크를 도시한 평면도 및 종단면도.
도 3a 및 도 3b 는 종래 하프톤형 위상 시프트 마스크를 나타낸 평면도 및 종단면도.
도 4 는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 노광 방법의 포커스 특성을 나타낸 그래프.
도 5a 는 구면 수차에 기인한 제 1 실시예의 노광 방법의 포커스 특성의 변화를 도시한 그래프.
도 5b 는 위상 오차에 기인한 포커스 특성의 변화를 도시한 그래프.
도 6a 내지 6e 는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 노광 방법에서 구면 수차에 기인하는 상이한 위상차를 갖는 위상 시프트 마스크의 포커스 특성의 변화를 도시한 그래프.
도 7a 는 본 발명의 제 3 실시예에 따른 위상 시프트 마스크를 도시한 평면도.
도 7b 는 본 발명의 제 3 실시예의 위상 시프트 마스크를 도시한 종단면도.
도 8a 내지 8e 는 도 7a 및 도 7b 에 도시한 위상 시프트 마스크의 제조 공정을 도시한 종단면도.
도 9 는 도 7a 및 7b 에 도시한 위상 시프트 마스크의 포커스 특성을 도시한 그래프.
도 10 은 본 발명의 제 4 실시예의 구면 수차량 측정 방법을 이용한 노광 시스템에 의해서 노출된 0.35 미크론 홀의 포커스 특성을 도시한 그래프.
도 11 은 포커스 특성의 기울기와 구면 수차량 사이의 관계를 나타낸 그래프.
도 12 는 종래 마스크의 구면 수차에 기인하는 포커스 특성의 변화를 도시한 그래프.
※ 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명
1 : 홀 패턴 103 : 반투명막
101 : 투명 기판 104 : 투명막
102 : 차광막 105 : 감광성막
상술한 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 제 1 양태에 의하면, 인접 영역을 통과한 투과 광빔들 간에 소정의 위상차를 발생시키는 위상 시프트 마스크를 투과조명으로 조명한 후 그 광빔을 투영 렌즈 시스템을 통해 포커싱하는 노광 방법은, 투영 렌즈 시스템에 구면수차를 부가한 후, 그 부가한 구면 수차량에 대응하는 위상오차를 위상 시프트 마스크의 위상차에 더하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 제 1 양태의 노광 방법에 따르면, 투영 렌즈 시스템에 구면수차를 부가한 후, 그 구면 수차량에 대응하는 위상 오차를 제공한 위상 시프트 마스크를 이용하여 노광을 행한다. 따라서, 포커스 특성을 평탄화시킴으로서 포커스 심도를 확대할 수 있으며, 노광 방법을 이용하여 측정된 반도체 장치의 패턴 크기의 정밀도를 향상시킬 수 있다.
본 발명의 제 2 양태에 따르면, 인접한 영역을 투과한 광빔들 간에 소정의 위상차를 발생시키는 위상 시프트 마스크를 투과 조명으로 조명한 후, 그 광빔을 투영 렌즈 시스템을 통해 포커싱하는 노광 방법은, 위상 시프트 마스크의 위상차를 측정한 후 그 측정결과에 기초하여 투영 렌즈 시스템의 구면 수차량을 설정하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 제 2 양태에 따른 노광 방법은, 구면 수차를 설정하는 방법으로서 위상 시프트 마스크의 위상 오차에 비례하여 구면 수차를 설정한다.
상술한 노광 방법에서는, 사용한 위상 시프트 마스크의 위상 오차에 기초하여 구면 수차의 설정을 행한다. 따라서, 사용된 위상 시프트 마스크에서 위상 오차가 발생하는 경우에도, 포커스 특성을 평탄화시킴으로서, 포커스의 심도를 확대하고 반도체 장치의 패턴 크기의 정밀도를 향상시킬 수 있게 된다.
본 발명의 제 3 양태에 따르면, 인접 영역을 투과한 광빔들 간에 소정의 위상차를 발생시키는 위상 시프트 마스크는, 사용하는 노광 시스템의 구면 수차량에 기초하여 위상차를 설정하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 제 3 양태의 위상 시프트 마스크에 따르면, 위상차에 구면 수차량에 비례하는 위상 오차를 부가함으로서 위상차의 설정을 행한다.
상술한 위상 시프트 마스크는, 사용할 노광 시스템의 구면 수차량에 대응하는 위상차를 위상 시프트 마스크에 설정한다. 따라서, 사용하는 노광 시스템에 구면 수차가 있는 경우에도, 포커스 특성을 평탄화시킴으로써 포커스 심도를 확대하고 반도체 장치의 패턴 크기의 정밀도를 향상시킬 수 있다.
본 발명의 제 4 양태에 따르면, 인접 영역을 통해 투과한 광빔들 간에 소정의 위상차를 발생시키는 위상 시프트 마스크를 투과한 조명광을 포커싱 하기 위해, 투영 렌즈 시스템의 구면 수차량을 측정하는 구면 수차량 측정 방법은, 구면 수차량의 변화에 대한 포커스 특성의 기울기를 미리 결정한 후, 그 기울기에 기초하여 구면수차를 결정하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 제 4 양태의 측정 방법에 따르면, 측정될 투영 렌즈 시스템의 구면 수차량의 변화에 대한 포커스 특성의 기울기를 미리 결정한 후, 그 기울기에 기초하여 구면 수차량을 측정한다. 또한, 정상 마스크보다 구면수차가 위상 시프트 마스크의 포커스 특성에 상당한 영향을 미치므로, 위상 시프트 마스크를 이용한 노광 시스템에서 구면 수차량을 정확하게 측정할 수 있다.
본 발명의 제 5 양태에 따르면, 인접 영역을 투과한 광빔들 간에 소정의 위상차를 발생시키는 위상 시프트 마스크를 투과한 조명광을 포커싱하기 위해, 투영 렌즈 시스템의 구면 수차량을 측정하는 구면 수차량 측정 방법은, 위상차가 상이한 복수의 위상 시프트 마스크를 이용하여 노광을 행한 후, 포커스 특성이 평탄한 위상 시프트 마스크의 위상차에 기초하여 구면 수차량을 결정하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 제 5 양태의 구면 수차량 측정 방법에 따르면, 위상차가 상이한 복수의 위상 시프트 마스크에 의해서 노광을 실행한 후, 포커스 특성이 평탄한 위상 시프트 마스크를 조사하여, 그의 위상차에 기초하여 구면 수차량을 결정한다.
따라서, 독점적으로 사용한 측정 장치에 투영 렌즈 시스템을 고정하지 않고, 노광 시스템에 설치하는 동안에, 투영 렌즈 시스템의 구면 수차량을 측정할 수 있기 때문에, 구면 수차량을 정확하게 측정할 수 있게 된다.
본 발명은 다음의 효과를 갖는다.
(1) 본 발명의 제 1 양태의 노광 방법에 따르면, 노광 시스템에 구면 수차를 부가한 후, 그 구면수차에 대응하는 위상 오차를 위상 시프트 마스크에 정함으로써, 종래보다 포커스 특성을 더 평탄화시킬 수 있기 때문에 (180 도의 위상을 갖는 위상 시프트 마스크가 주로 이용되는 경우), 반도체 장치의 패턴 크기의 정밀도를 향상시킬 수 있으며 포커스 심도를 확대할 수 있다.
(2) 본 발명의 제 2 양태의 노광 방법에 따르면, 사용하는 위상 시프트 마스크에서 위상 오차가 발생하는 경우에도, 위상 오차에 대응하는 구면 수차를 노광 장치에 정함으로서, 포커스 특성을 평탄화시킬 수 있기 때문에 반도체 장치의 패턴 크기의 정밀도를 향상시킬 수 있으며 포커스 심도를 확대할 수 있다.
(3) 본 발명의 제 3 양태의 위상 시프트 마스크에 따르면, 사용하는 노광 시스템에 구면 수차가 남아있는 경우, 구면 수차량에 따라 위상차를 정하기 때문에, 포커스 특성을 평탄화시킴으로써 반도체 장치의 패턴 크기의 정밀도를 향상시킬 수 있으며 포커스 심도를 확대할 수 있다.
(4) 본 발명의 제 4 양태의 구면 수차량 측정 방법에 따르면, 노광 시스템의 구면 수차량의 변화에 대한 위상 시프트 마스크의 포커스 특성의 기울기를 기초로하여 구면수차를 측정하여, 노광 시스템의 구면 수차량을 고정밀도로 측정할 수 있다.
(5) 본 발명의 제 5 양태의 구면 수차량 측정 방법에 따르면, 독점적으로 사용하는 측정 장치에 고정된 상태에서 구면 수차량을 측정하는 것이 아니라 노광 시스템에 장착된 상태에서 구면 수차량을 측정하기 때문에, 실제 사용 상태에서 투영렌즈 시스템의 구면 수차량을 정확하게 측정할 수 있다.
이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 도면을 참조하여 설명한다.
(제 1 실시예)
제 1 실시예의 노광 방법에서, 노광 시스템으로 축소율은 5 이고 (마스크 패턴 크기 : 포커스 (화상) 면상의 패턴 크기 = 5 : 1), NA = 0.6 이고, 간섭 계수 σ= 0.3 인 머큐리 i 라인 (파장 λ= 365 nm) 노광 시스템을 이용한다.
우선, 포커스 심도를 확대하기 위해 투영 렌즈 시스템에 부가하는 구면 수차를 0.1 λ 로 설정한다. 사용하는 위상 시프트 마스크는 하프톤형 위상 시프트 마스크이고, 그의 투과율 및 위상차는 각각 8% 및 200 도로 설정한다. 위상차는 다음과 같이 정의한다. 즉, 위상차는 하프톤의 반투명막의 두께가 증가함에 따라 커지고, 막두께가 소망하는 막두께보다 작은 경우에는 네거티브 위상 오차로 설정하고, 막두께가 소망하는 막두께보다 큰 경우에는 포지티브 위상 오차로 설정한다. 또한, 통상적으로 하프톤 위상 시프트 마스크에서는 마스크 바이어스가 필요하다. 이 실시예에서는, 반도체 기판상에 0.35 미크론의 홀패턴을 형성하기 위해 0.05 미크론의 바이어스를 적용하고, 마스크 패턴을 0.4 미크론 홀 패턴으로 설정한다 (마스크상에, 5 배 즉, 2.0 미크론으로 설정한다).
도 4 는 이 실시예의 노광 방법에 의해서 획득된 0.35 미크론 홀의 포커스 특성에 대한 시뮬레이션 결과를 나타낸 것이다. 리소그래피 시뮬레이터, 즉, FINLE Technologies 사에 의해서 제조된 Porlith/2 를 시뮬레이션에 이용하며, 다른 조건으로서는, 실리콘 (Si) 기판 상에 감광성 수지 (레지스트) 를 1 미크론의 두께로 패터닝한다.
또한, 포커스 위치의 정의를 다음과 같이 정한다. 감광성 수지의 표면상에 포커스를 설정할 때, 그 포커스 위치를 0 미크론으로 정한다. 포커스면이 상방으로 이동하는 방향을 "+" 로 정하고, 포커스면이 하방으로 이동하는 방향을 "-" 로 정한다. 또한, 도 4 는 종래 노광 방법의 포커스 특성을 비교하여 나타낸 것이다. 종래의 노광 방법 (180 도의 위상차, 0 의 구면 수차) 에 기초한 포커스 특성에서는, 포커스 심도는 -1.1 내지 0.2 미크론이다. 한편, 본 발명의 노광 방법 (200 도의 위상차, 0.1 λ 의 구면 수차) 에 기초하는 포커스 특성에서, 포커스 심도는 -1.3 내지 0.2 미크론이고, 포커스 심도는 0.2 미크론 만큼 확대되는 것으로 나타난다.
다음에, 본 실시예의 원리 및 효과를 상세하게 설명한다.
먼저, 하프톤 위상 시프트 마스크에서의 구면 수차의 효과를 설명한다. 도 5a 및 5b 는 0.35 미크론 홀의 포커스 특성의 시뮬레이션 결과를 나타내며, 도 5a 는 180 도 위상차에서 구면 수차에 기인하는 포커스 특성의 변화를 나타내며, 도 5b 는 위상오차에 기인하는 포커스 특성의 변화를 나타낸 것이다.
도 5a 및 5b 에 나타낸 바와 같이, 포커스 특성은 구면 오차가 부가됨에 따라 기울어지고, 포커스 특성의 기울기 방향은 구면 수차의 포지티브 및 네거티브 값 사이의 전환점에서 반전한다. 따라서, 정상 포토마스크의 경우와 마찬가지로, 포커스 심도를 구면 수차에 의해서 확장하는 방법을 하프톤형 위상 시프트 마스크에 직접 적용할 수가 없다.
도 5a 와 도 5b 를 비교하면, 위상 오차의 영향 및 구면 수차의 영향은 서로 거의 일치하는 것이 명백하다. 따라서, 위상 오차가 구면 수차의 영향에 대하여 반대방향으로 기울어지도록 위상 오차를 제공함으로서, 포커스 특성을 평탄화시킬 수 있다. 도 5a 및 도 5b 에서, 0.1 λ 의 구면 수차는 포커스 특성에 대하여 -20 도의 위상 오차 (160 도의 위상차) 가 있는 경우와 동일한 효과를 갖고 있으므로, +20 도의 위상차 보정을 실행함으로서 평탄한 포커스 특성을 획득할 수 있게 된다. 도 4 는 상술한 방법을 적용한 노광 방법에 의해서 획득한 포커스 특성을 나타낸 것으로, 구면 수차에 기초한 포커스 특성의 기울기를 위상 오차에 의해서 보정한다. 따라서, 이 실시예에서는, 포커스 특성을 평탄화시킴으로써, 종래 노광 방법과 비교하여 이 실시예의 노광 방법을 이용하여 제조한 반도체 장치의 패턴 크기의 정밀도를 크게 향상시키고 포커스 심도를 현저하게 확장시킬 수 있다.
이 실시예의 노광 방법은 노광상 자체에 제한이 없기 때문에, 상이한 파장을 갖는 KrF, X 선 등을 이용한 노광 공정에 적용할 수 있다. 노광 투영 렌즈를 사용하지 않는 반사형 광학 시스템을 갖는 노광 시스템에도 적용할 수 있다.
(제 2 실시예)
다음으로, 본 발명에 따른 제 2 실시예의 노광 방법을 설명한다. 이 실예에서는, 특정하지 않은 한 노광 조건은 제 1 실시예와 동일하다.
이 실시예에서는, 위상 시프트 마스크의 위상 오차와 투영 렌즈의 구면 수차 사이의 관계를 미리 결정한다. 도 6a 내지 6e 는 파라메터로서 구면 수차와 함께 위상 오차를 각각 갖는 위상 시프트 마스크의 포커스 특성을 나타낸 것이다. 도 6a 는 위상차가 160 도인 경우를 도시한 것이고, 도 6b 는 위상차가 170 도인 경우를 도시한 것이고, 도 6c 는 위상차가 180 도인 경우를 도시한 것이며, 도 6d 는 위상차가 190 도인 경우를 도시한 것이다. 도 6e 는 위상차가 200 도인 경우를 도시한 도면이다.
도 6a 내지 도 6e 로부터, -20 도의 위상 오차에 -0.1 λ 의 구면 수차, -10 도의 위상 오차에 -0.05 λ 의 구면 수차, +10 도의 위상 오차에 +0.05 λ 의 구면 수차, 및 +20 도의 위상 오차에 +0.1 λ 의 구면 수차를 적용함으로서, 포커스 특성이 평탄화되는 것을 명백히 알 수 있다. 따라서, 이 위상 오차의 범위에 있어, 위상 오차 △θ1및 포커스 특성을 향상시키기 위한 구면 수차량 △S1(λ) 은 다음 등식을 만족한다.
따라서, 위상 시프트 마스크를 반도체 제조 라인에 이용하는 경우, 각 마스크에서 위상 오차의 데이터를 관리하고, 마스크를 사용할 때 상기 식에 의해서 주어지는 구면 수차를 노광 시스템에 설정한다. 상술한 바와 같이, 반도체 제조 라인 상에 위상 시프트 마스크의 위상 오차의 데이터를 관리함으로서, 포커스 특성을 평탄화시켜 향상시키기 때문에, 포커스 심도가 증가하게 되므로 반도체 장치의 패턴 크기의 정밀도를 향상시킬 수 있게 된다.
본 실시예의 노광 조건하에서는 관계식의 계수를 0.005 로 하였지만, 이 값은 노광 시스템의 조건 (NA, σ 및 λ) 및 마스크 (패턴 크기, 패턴 레이아웃 및 투과율) 에 의존한다. 또한, 상기 조건에 따르면, 위상 오차의 비례 관계가 벌어지므로 실제 조건 하에서 확인하여야 한다.
이상 i 라인 노광에 대해 설명하였다. 그러나, 본 발명의 노광 방법은 노광에 대해서는 제한이 없으며, 투영 렌즈를 사용하지 않는 반사형 노광 시스템에도 적용할 수 있다.
또, 본 발명의 노광 방법을 보조 패턴형 위상 시프트 마스크, 림 (rim) 형 위상 시프트 마스크 등의 다른 형태의 위상 시프트 마스크에도 적용할 수 있다. 레벤슨 형에서는, 포커스 특성을 기울게 하는 것보다 포커스 위치를 시프트시키는데, 구면수차가 더욱 강한 효과를 갖고 있다. 상기 조건 하에서, 포커스 위치 시프트 = -1 × (구면 수차량) 을 만족한다. 이 효과에 의해서, 반도체 기판 상에 형성하는 스텝 (step) 을 처리하는데 구면 수차를 부가함으로써, 스텝의 상부 및 하부 측에 포커스 위치가 일치하도록 노광을 행할 수 있다.
(제 3 실시예)
다음으로, 본 실시예에 따른 위상 시프트 마스크를 설명한다. 다른 특별한 설명이 없는 한, 제 1 실시예와 동일한 노광 조건을 적용한다.
이 실시예의 위상 시프트 마스크는 잔여 구면 수차가 존재하는 노광 시스템에서 넓은 포커스 심도를 얻기 위한 것이다. 이 경우, 노광 시스템의 투영 렌즈 시스템에 +0.05 λ 의 구면 수차가 존재하는 것으로 가정한다.
도 7a 및 도 7b 는 이 실시예의 위상 시프트 마스크를 나타낸 평면도 및 종단면도이다. 상술한 바와 동일한 2 ㎛ 의 홀 패턴 (결상면상에 0.4 ㎛) 을 마스크 패턴으로 사용한다. 도 7b 에 도시한 바와 같이, 마스크 구조는 다음과 같다. 인조석영으로 이루어진 투명 기판 (101) 상에 크롬 산화물 질화물 (CrON) 로 이루어진 반투명막 (103) 을 형성한다. 반투명막 (103) 의 막 형성 조건은 종래 기술과 동일하며, 투과율 및 위상차는 각각 8% 및 180 도로 설정한다. 홀 패턴 (1) 이 형성된 부분의 투명 기판 (101) 을 21 nm 의 깊이로 에칭한다. 투명 기판 (101) 의 에칭된 스텝이 10 도의 위상차를 발생하며, 하프톤 위상 시프트 마스크의 위상차를 에칭된 스텝에 기초한 10 도의 위상차와 반투명막 (103) 의 위상차를 조합하여 190 도로 설정한다.
다음으로, 이 실시예의 위상 시프트 마스크의 제조 방법을 설명한다. 도 8a 내지 8e 는 위상 시프트 마스크를 제조하는 주 공정을 나타낸 것이다. 도 8a 에 나타낸 바와 같이, 종래 기술과 동일한 조건하에서 스퍼터링법에 의해서 투명 기판 (101) 상에 크롬 산화물 질화물로 이루어진 반투명막 (103) 을 형성한다. 이어서, 도 8b 에 나타낸 바와 같이, 감광성 수지 (105) 를 코팅하고, 전자빔 노광 시스템에 의해서 패턴을 묘화한다. 그 후, 도 8c 에 나타낸 바와 같이, 종래 기술의 경우와 마찬가지로 염소 가스 및 산소 가스를 이용하여 반투명막 (13) 을 RIE 드라이 에칭처리하여 에칭한다. 계속해서, 도 8d 에 나타낸 바와 같이, 감광성 수지 (105) 를 박리한 후, MPM-100 을 사용하여 위상차를 측정한다. 통상적으로, 반투명막 (103) 의 위상차에서 약 ±5 도의 분산이 발생하지만, 이 설명에서는 위상차 측정 결과가 180 도인 것으로 가정한다. 계속해서, 도 8e 에 나타낸 바와 같이, 홀패턴 (1) 이 형성된 부분에, 투명 기판 (101) 을 21 nm 의 깊이로 에칭한다. 이 에칭은, 묽은 불산 (diluted hydrofluoric acid; 10 이상의 희석율로 130BHF 를 순수로 희석시켜 얻은 액체) 을 이용하여, 반투명막 (103) 에 손상을 주지 않고, 투명 기판 (101) 만을 에칭한다. 최종적으로, 위상차가 190 도인 것을 확인하기 위해, MPM-100 로 다시 위상차를 측정한다.
실제로, 투명 기판 (101) 의 습식 에칭량은 반투명막의 위상차 측정결과에 따라 보정한다. 위상차 측정 결과는 θ1으로 표현되며 최종적으로 일치시킨 위상차를 θ2로 설정한 것으로 가정하면, 에칭 깊이 (d) 는 다음과 같이 표시된다.
d = (θ2- θ1)λ/360(n-1)
여기서, λ 는 노광의 파장을 나타내며, n 은 노광에 대한 투명 기판의 굴절율을 나타낸다. 이 경우, θ2는 190 도 이기 때문에 d 는 21 nm 이고, λ 는 365 nm 이고, n 은 1.48 이고, θ1은 180 도 이다. 따라서, 반투명막 (103) 의 위상차 θ1가 180 도 미만이면, 위상차를 θ2로 설정하기 위해 위상차의 감소율에 대응하는 양만큼 투명 기판 (101) 을 더 깊게 에칭한다. 또한, 타겟 위상차 θ2를 이하 설명에 이용되는 노광 시스템의 구면 수차량에 기인하여 설정한다.
다음으로, 본 실시예의 위상 시프트 마스크의 효과를 설명한다. 도 9 는 이 실시예의 위상 시프트 마스크로 얻은 0.35 미크론 홀 패턴의 포커스 특성을 나타낸 것이다. 도 9 에서는, 비교를 위해 180 도의 위상차를 갖는 종래 위상 시프트 마스크의 포커스 특성을 도시하였다. 이 실시예의 위상 시프트 마스크에서, 종래 위상 시프트 마스크에 비해 포커스 특성을 더 평탄화시킴으로써, 이 실시예의 위상 시프트 마스크를 이용하여 제조한 반도체 장치의 패턴 크기의 정밀도를 향상시킬 수 있다.
노광 시스템에 설치된 렌즈를 설치할 때 조절이 불충분하기 때문에 노광 시스템에 구면수차가 남게되며, 이것은 위상 시프트 마스크를 가지는 노광 공정에서 문제가 된다. 이는 노광 시스템에 설치할 때 렌즈의 조절을 노광 시스템의 제조자의 표준 조건 (NA , σ) 에서 실행하기 때문이다. 통상적으로, 위상 시프트 마스크는 정상 마스크 보다 낮은 NA 및 낮은 σ 의 노광 조건하에서 사용한다. 그러나, 조명 조건 및 NA 값이 변화하면, 구면수차의 값이 변화한다. 조명 조건 및 NA 값이 변화하면, 투영 렌즈를 통한 마스크 투과광의 광 경로가 변화한다. 구면 수차는 렌즈 제조 오차에 기인하여 주로 발생되기 때문에, 광이 통과하는 렌즈의 부분이 변화하면 구면 수차량도 변화하게 된다.
따라서, 이 실시예의 위상 시프트 마스크는, 각 노광 시스템에 대해 잔여 구면 수차량에 따라 위상 오차를 설정한다. 이 경우, 잔여 구면 수차량 △S2(λ) 및 보정 위상 오차 △θ2사이의 관계는 상기 식 1 에 기초하여 다음과 같이 표현된다.
이 위상 오차 △θ2를 타겟 위상차 θ2에 부가하면, 타겟 위상차 θ2= (180 + △θ2) 도가 된다.
이 실시예에서, 구면 수차가 잔여하는 노광 시스템에서도, 평탄 포커스 특성을 얻으므로, 포커스의 심도를 확대하여 반도체 장치의 패턴 크기의 정밀도를 향상시킬 수 있다.
△θ2와 △S2사이의 관계는 노광 조건에 따라 변화되며, 상기 조건과 이외의 다른 조건을 적용하여, 상기 조건하에서 식 2 와 같은 관계식을 미리 결정한다.
제 1 및 제 2 실시예의 경우와 마찬가지로, 이 실시예의 위상 시프트 마스크는 노광 및 노광 시스템에 제한 없이 적용 할 수 있다. 또한, 이 실시예는 보조 패턴형 위상 시프트 마스크, 림형 시프트 마스크 및 다른 형태의 위상 시프트 마스크에도 적용할 수 있다.
(제 4 실시예)
다음으로, 이 실시예의 구면 수차량의 측정 방법을 설명한다. 다른 포토 마스크를 설명한다. 이 경우, 축소율 = 5, NA =0.6 및 σ= 0.3 인 머큐리 i 라인 노광 시스템을 이용한다.
먼저, 위상차 및 투과율을 정확하게 측정한 하프톤 위상 시프트 마스크를 이용하여 노광특성을 측정한다. 예를들면, 8% 의 투과율 및 185 도의 위상차를 갖는 하프톤 마스크를 이용하고, 0.05 미크론의 마스크 바이어스를 적용하여, 0.35 미크론 홀 패턴을 형성한다. 도 10 은 이와 같이 얻어진 포커스 특성을 나타낸것이다. 디포커스 = 0 미크론의 부근에서의 선형 근사치는 -0.034 의 기울기를 갖는다.
계속해서, 이 조건하에서 시뮬레이션을 실행하여 포커스 특성을 구한다. 이 시뮬레이션은 구면 수차량을 변화시키면서 실행한다. 또한, 패턴 해상도의 중심에서 포커스 특성의 기울기가 상술한 바와 같이 노광 시스템의 결과와 일치하도록, 구면 수차량을 결정한다.
도 11 은 185 도의 위상차에서 포커스 특성의 기울기와 구면 수차량 사이의 관계를 나타낸 것이다. 도 11 에서, -0.034 의 기울기에 대응하는 구면 수차량을 계산하는 경우에는, 이 실시예의 노광 시스템의 잔여 구면 수차량은 0.0175 λ 이다.
이러한 시뮬레이션 대신에, 구면 수차량을 변화시킬 수 있는 노광 시스템을 이용하여 실험을 진행함으로써 각 구면 수차량에 대응하는 상술한 하프톤 시프트 마스크의 포커스 특성을 측정할 수 있다.
도 12 는 비교를 위해 정상 마스크의 포커스 특성을 나타낸 것이다. 또한, 도 12 는 구면 수차가 변화될 때 0.35 미크론 홀 패턴의 포커스 특성을 나타낸 것이다. 구면 수차가 약 0.1 λ인 경우, 정상 마스크의 경우 포커스 특성변화가 근소하므로, 그 변화를 기초로하여 구면 수차를 추정하는 것은 불가능하다.
이 실시예에 따른 구면 수차량을 측정하는 방법에서는, 위상 시프트 마스크를 이용하는 경우 포커스 특성의 기울기에 기초하여 구면 수차량을 계산함으로써, 반도체 장치 제조 라인에 설치되는 노광 시스템에 대해서도 간단하게 측정할 수 있다.
이상 머큐리 i 라인 노광 시스템에 대해서 설명하였다. 그러나, 이 실시예는 임의의 파장 (예를들면, KrF 엑시머 레이저, X 선등) 을 갖는 노광에도 적용할 수 있다. 또한, 하프톤 위상 시프트 마스크에 더하여, 예를 들면, 보조 패턴형 위상 시프트 마스크등과 같은 다른 형태의 위상 시프트 마스크를 이용할 수도 있다. 또한, 홀 패턴 이외의 패턴을 예측 패턴으로서 이용할 수도 있다. 패턴 크기가 노광 시스템의 한계 해상도에 근접할 수록, 측정 정밀도를 향상시키는데 구면 수차의 영향이 더욱 현저하다. 그러나, 패턴 크기가 너무 작으면, 포커스 위치를 포함한 미소 범위에서만 해상도를 구현할 수 있기 때문에, 포커스 특성의 기울기를 측정할 수 없게 된다. 따라서, 패턴 크기는 어느 정도의 포커스 심도를 얻을 수 있는 값으로 설정하는 것이 바람직하다.
이상의 설명에 따르면, 본 발명은 이하의 효과를 갖는다.
(1) 본 발명의 제 1 실시예의 노광 방법에 따르면, 노광 시스템에 구면 수차를 부가한 후, 그 구면 수차에 대응하는 위상 오차를 위상 시프트 마스크에 정함으로써, 종래보다 포커스 특성을 더 평탄화시킬 수 있기 때문에 (180 도의 위상을 갖는 위상 시프트 마스크가 주로 이용되는 경우), 반도체 장치의 패턴 크기의 정밀도를 향상시킬 수 있으며 포커스 심도를 확대할 수 있다.
(2) 본 발명의 제 2 실시예의 노광 방법에 따르면, 사용하는 위상 시프트 마스크에서 위상 오차가 발생하는 경우에도, 위상 오차에 대응하는 구면 수차를 노광 장치에 정함으로서, 포커스 특성을 평탄화시킬 수 있기 때문에 반도체 장치의 패턴 크기의 정밀도를 향상시킬 수 있으며 포커스 심도를 확대할 수 있다.
(3) 본 발명의 제 3 실시예의 위상 시프트 마스크에 따르면, 사용하는 노광 시스템에 구면 수차가 남아있는 경우, 구면 수차량에 따라 위상차를 정하기 때문에, 포커스 특성을 평탄화시킴으로써 반도체 장치의 패턴 크기의 정밀도를 향상시킬 수 있으며 포커스 심도를 확대할 수 있다.
(4) 본 발명의 제 4 실시예의 구면 수차량 측정 방법에 따르면, 노광 시스템의 구면 수차량의 변화에 대한 위상 시프트 마스크의 포커스 특성의 기울기를 기초로하여 구면수차를 측정하여, 노광 시스템의 구면수차량을 고정밀도로 측정할 수 있다.
(5) 본 발명의 제 5 실시예의 구면 수차량의 측정 방법에 따르면, 독점적으로 사용하는 측정 장치에 고정된 상태에서 구면 수차량을 측정하는 것이 아니라 노광 시스템에 장착된 상태에서 구면 수차량을 측정하기 때문에, 실제 사용 상태에서 투영렌즈 시스템의 구면 수차량을 정확하게 측정할 수 있다.

Claims (7)

  1. 인접 영역을 통해 투과한 광빔들 간에 소정의 위상차를 발생시키는 위상 시프트 마스크를 투과조명으로 조명한 후, 그 광빔을 투영 렌즈 시스템을 통해 포커싱하는 노광 방법으로서,
    상기 투영 렌즈 시스템에 구면수차를 부가한 후, 상기 부가한 구면 수차량에 대응하는 위상 오차를 상기 위상 시프트 마스크에 의해 발생된 위상차에 더하는 것을 특징으로 하는 노광 방법.
  2. 인접 영역을 통해 투과한 광빔들 간에 소정의 위상차를 발생시키는 위상 시프트 마스크를 투과조명으로 조명한 후, 그 광빔을 투영 렌즈 시스템을 통해 포커싱하는 노광 방법으로서,
    상기 위상 시프트 마스크의 위상차를 측정한 후 상기 측정한 위상차의 양에 기초하여 상기 투영 렌즈 시스템의 구면 수차를 설정하는 것을 특징으로 하는 노광 방법.
  3. 제 2 항에 있어서, 상기 구면 수차는 상기 위상 시프트 마스크의 위상 오차에 비례하여 설정되는 것을 특징으로 하는 노광 방법.
  4. 인접 영역을 통해 투과한 광빔들 간에 소정의 위상차를 발생시키는 위상 시프트 마스크로서,
    상기 위상 시프트 마스크가 설치된 노광 시스템의 구면 수차량에 기초하여 상기 위상차를 설정하는 것을 특징으로 하는 위상 시프트 마스크.
  5. 제 4 항에 있어서, 상기 위상차는 노광 시스템의 상기 구면 수차량에 비례하는 위상 오차를 상기 위상차에 부가함으로서 설정되는 것을 특징으로 하는 위상 시프트 마스크.
  6. 인접 영역을 통해 투과한 광빔들 간에 소정의 위상차를 발생시키는 위상 시프트 마스크를 투과한 조명광을 포커싱하기 위해, 투영 렌즈 시스템의 구면 수차량을 측정하는 구면 수차량 측정 방법으로서,
    상기 구면 수차량의 변화에 대한 포커스 특성의 기울기를 미리 결정한 후, 상기 기울기에 기초하여 상기 구면 수차량를 결정하는 것을 특징으로 하는 구면 수차량 측정 방법.
  7. 인접 영역을 통해 투과한 광빔들 간에 소정의 위상차를 발생시키는 위상 시프트 마스크를 투과한 조명광을 포커싱하기 위해 투영 렌즈 시스템의 구면 수차량을 측정하는 구면 수차량 측정 방법으로서,
    상이한 위상차를 발생시키는 복수의 위상 시프트 마스크를 이용하여 노광을 행한 후, 포커스 특성이 평탄한 상기 위상 시프트 마스크의 위상차에 기초하여 구면 수차량을 결정하는 것을 특징으로 하는 구면 수차량 측정 방법.
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