KR100412017B1 - 노광방법 및 이 방법용 ｘ선마스크구조체 - Google Patents

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Abstract

피노광체에 패턴을 전사하는 노광방법은 상기 피노광체상에 노광에 의해, 마스크상에 형성된 비주기구조를 가진 제 1흡수체의 전사상을 형성하는 제 1노광스텝과, 상기 피노광체상에 노광에 의해, 마스크상에 형성된 주기구조를 가진 제 2흡수체패턴에 기인하는 프레넬회절에 의해 발생되는 회절패턴을 전사하는 제 2노광스텝을 포함하고, 상기 회절패턴은 상기 주기구조패턴의 전사상의 주기의 1/n(단, n은 2이상의 정수)에 해당하는 주기를 가지며, 상기 제 1 및 제 2노광스텝은 동시에 행해진다.

Description

노광방법 및 이 방법용 Ｘ선마스크구조체{EXPOSURE METHOD AND X-RAY MASK STRUCTURE FOR USE WITH THE SAME}
본 발명은 노광방법, 더 상세하게는, 예를 들면 X선을 사용하는 근접노광방법에 관한 것이다. 본 발명의 노광방법은, 예를 들면 반도체칩(예를 들면, IC 또는 LSI), 표시소자(예를 들면, 액정패널), 검출소자(예를 들면, 자기헤드), 및 촬상소자(예를 들면, CCD)등의 각종 마이크로디바이스의 제조에 적절히 사용할 수 있다.
도 1은 공지된 형의 X선 근접노광장치의 예(일본국 특개평 2-100311호)의 예를 표시한다. 이 도면에서, (1)은 SOR(synchrotron orbital radiation)등의 X선원(발광점)이고, (2)는 슬릿형상으로 X방향으로 확대된 SORX선빔이다. (3)은 슬릿형상X선빔(2)을 Y방향으로 확대하기 위한, 예를 들면 SiC등으로 만들어진 볼록면 거울이다. (2a)는 볼록면거울(3)에 의해 면형상으로 확대된 X선빔이다. (7)은, 예를 들면 레지스트로 피복된 반도체웨이퍼 등의 피노광체이다. (10)은 마스크이다. (4)는 SOR쪽의 분위기와 마스크(및 피노광체)쪽의 분위기를 분리하는 베릴리움박막이다. (5)는 노광량조절을 위한 초점면형의 셔터이다. 노광에 있어서, 마스크(10)와 피노광체(7)를 10㎛정도의 간격(갭)을 두어서 배치한다. 셔터(5)를 열어서, SOR등으로부터의 슬릿형상고휘도X선(2)을 볼록면거울(3)에 의해 면형상으로 확대한 X선(2a)을 마스크(10)를 개재해서 피노광체(7)상에 조사해서 마스크(10)의 패턴상을 피노광기판(7)상에 등배(等倍;unit magnification)로 전사한다.
이 경우 X선으로서는 파장 0.5㎚∼20㎚정도의 것이 사용된다. 따라서, 파장만으로 생각하면 이론적으로 0.05㎛(50㎚)이하의 고해상도를 얻을 수 있을 것이다. 그러나, 실제로는 이와 같은 고해상도의 마스크는 제작이 곤란하다. 종래의 최소선폭 0.1㎛(100㎚)의 마스크를 제작하는 기술에 의해, 예를 들면 명목적인 최소선폭이 0.05㎛의 마스크를 제작했을 경우, 완성된 패턴의 라인앤드스페이스(선폭 및 간격)나 위치 등의 오차가 마스크의 결함으로서 그대로 전사되게 되어서, 형성해야할 패턴이 결여되거나, 위치일탈을 일으킨다고 하는 문제가 있었다. 또한, 실제의 마스크패턴이 충분한 선폭 또는 두께로 제작되어 있지 않을 수도 있다. 이 경우에 충분한 콘트라스트가 얻어지지 않고 만족할 만한 해상을 얻을 수 없다.
따라서 본 발명은, 현재의 기술로 제작가능한 마스크와 현재의 X선 노광장치를 사용해서 현재보다 높은 해상도 및 정밀도로 패턴을 형성하는 것이 가능한 노광방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
현재로는 콘트라스트가 낮고, 해상이 곤란한 조건에서의 해상이 가능한 노광방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
도 1은 공지된 형의 X선 근접노광장치의 개념도
도 2a는 본 발명의 일시예에 관한 반도체디바이스의 제조용 마스크의 구성을 설명하는 개념평면도
도 2b는 반도체웨이퍼상의 얼라인먼트마크의 위치를 설명하는 평면도
도 3은 도 2a의 A-A'단면에 있어서의 전사상을 설명하는 개념도
도 4는 도 2a의 마스크의 주기구조부의 단면구성 및 그 마스크를 사용해서 노광되는 미세패턴의 개념도
도 5는 도 4에 표시한 노광상태의 노광강도분포의 시뮬레이션도
도 6은 피노광체표면에 있어서의 X선스펙트럼의 일례의 그래프
도 7은 도 4와 패턴형상이 동일하고 X선흡수체의 재질 및 두께가 다른 마스크에 의한 노광강도분포를 시뮬레이션한 도
도 8은 도 2a의 마스크를 사용해서 행해지는 이중노광의 원리를 설명하기 위한 미세패턴의 노광강도분포도
도 9는 상기 이중노광공정의 원리를 설명하기 위한 러프패턴의 노광강도분포도
도 10은 도 8의 미세패턴과 도 9의 러프패턴을 합친 노광강도분포도
도 11은 도 10의 노광강도분포에 따라서 노광공정 후 행해지는 현상공정에 의해 제조되는 레지스트패턴의 예의 개념도
도 12는 도 10에 있어서 도 9의 러프패턴의 위치가 벗어난 경우를 설명하는 노광강도분포도
도 13은 도 9에 있어서 러프패턴의 위치가 벗어난 경우를 설명하는 노광강도분포도
도 14는 마이크로디바이스제조공정의 흐름도
도 15는 도 14의 순서에 있어서의 웨이퍼공정의 상세를 설명하는 흐름도
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
1: X선원 2, 2a: X선
3: 볼록면거울 4: 베릴리움막
5: 셔터 7: 웨이퍼
8: 레지스트 10: 마스크
11: 멤브레인 12: X선흡수체
100: 마스크 101: 멤브레인
102: 주기구조부
103: 얼라인먼트마크부(주기구조부)
104: 비주기구조부 105: 미세패턴이 필요한 장소
201: 칩영역 300: 웨이퍼
301: 1/2배의 주기의 회절상(스트라이프형상패턴)
302: 등배패턴
본 발명의 이들 목적 및 다른 목적, 특징 및 특장은 첨부도면과 관련한 본 발명의 바람직한 실시예의 다음 설명을 고려할때 명백해질 것이다.
본 발명의 바람직한 실시예를 첨부도면을 참조해서 설명한다.
(제 1실시예)
도 2a는 본 발명의 일실시예에 의한, 반도체디바이스의 제조에 사용하는 마스크의 구조를 설명하는 개념도이다. 도 2b는 반도체웨이퍼상의 얼라인먼트마크의 위치를 설명하는 평면도이다. 도 3은 도 2a의 A-A'단면에 있어서의 전사상을 설명하는 개념도이다.
도 2a의 마스크(100)는 멤브레인(membrane)(101)상에 X선흡수체로 패턴을 형성한 것이다. X선흡수체의 패턴은 주기구조를 가진 흡수체패턴부인 주기구조부(102),(103)와, 주기구조를 가지지 않은 흡수체패턴부인 비주기구조부(104)로 이루어진다. 멤브레인으로서는, 예를 들면 2㎛두께의 SiC나 SiN등이 사용된다. X선 흡수체로서는, 텅스텐(W), 몰리브덴(Mo), 탄탈(Ta)등이 사용된다. 주기구조부(102)는 반도체디바이스의 디바이스내소자를 미세하게 형성하기 위한 부분으로, 미세패턴이 필요한 장소(105)보다 넓게 형성되어 있다. 주기구조부(103)는 반도체디바이스의 각 층을 고정밀도로 중합하거나, 후술하는 다중노광을 위한 각 마스크를 각 칩에 위치맞춤하기 위한 얼라인먼트마크부에 형성된다. 도 2b에 표시한 바와 같이, 얼라인마크부(103)는 각칩(201)마다 그 바깥쪽, 예를 들면 스크라이브라인상에 배치된다. 이 마스크(100)는 종래의 마스크제작기술을 사용해서 제작한 것이고, 주기구조부(102),(103)의 흡수체패턴은 100㎚의 라인앤드스페이스를 가지며, 비주기구조부(104)의 흡수체패턴의 최소라인앤드스페이스로 100㎚이다. 비주기구조부(104)에는 종래(현재)방법으로도 충분한 해상도가얻어지는 최소 라인앤드스페이스가 비교적 큰 전극 등의 패턴이 형성된다.
주기구조부(102),(103)는 회절격자형상의 흡수체패턴으로 이루어지며, 그 흡수체의 종류나 두께 및 X선노광시의 갭(이하, 노광갭이라 한다)을 설정함으로써 프레넬회절에 의한 간섭무늬를 형성할 수 있다. 본 실시예에서는 이 프레넬회절상의 주기가 흡수체패턴(102),(103)의 주기의 1/2배가 되도록 상기 흡수체의 종류나 두께 및 노광갭을 설정한다. 이에 의해, 도 3에 표시한 바와 같이, 마스크(100)와 웨이퍼(300)를 설정된 노광갭을 두고 중합해서 X선(2a)을 조사하면 웨이퍼(300)상에는 마스크(100)의 주기구조부의 범위(102)를 통과하는 X선에 의해서 주기구조부(102)의 주기(100㎚라인앤드스페이스=200㎚)의 1/2배의 주기(50㎚라인앤드스페이스=100㎚)의 회절상에 의한 스트라이프형상의 패턴(301)이 노광되고, 마스크(100)의 주기구조가 아닌 범위(104)를 통과하는 X선에 의해서 비주기구조부(104)의 패턴이 등배(최소 라인앤드스페이스=100㎚)로 등배패턴(302)으로서 노광된다. 또한, 도 3에는 도시하지 않았지만, 주기구조부(103)를 통과하는 X선에 의해서 주기구조부(103)의 주기의 1/2배의 주기(50㎚라인앤드스페이스=100㎚)의 스트라이프형상의 패턴이 노광된다.
(제 2실시예)
다음에, 상기 1/2배 주기의 스트라이프형상패턴(이하, 미세패턴이라고함)상의 제작예를 설명한다.
도 4는 상기 미세패턴을 형성하기 위한 미세패턴마스크 및 그것을 사용해서 X선노광되는 미세패턴(X선노광량)의 개념도를 표시한다. 동도면에 있어서, (10)은 미세패턴마스크, (11)은 멤브레인, (12)는 흡수체이다. 멤브레인(11)은 X선투과율이 높은 재료, 예를 들면 2㎛두께의 SiC 또는 SiN으로 이루어진다. X선흡수체(12)로서는 텅스텐, 몰리브덴 또는 탄탈 등이 사용된다. 멤브레인(11)상에 X선흡수체(12)를 사용해서 회절격자형상의 패턴을 형성해서 미세패턴마스크(10)가 제작된다.
여기서, X선흡수체(12)의 재질 및 두께, 및 노광시의 마스크(10)와 레지스트를 도포한 반도체웨이퍼와의 갭(노광갭)등을 흡수체(12)의 아래와 개구부(13)의 아래의 강도가 같게 되도록 설정한다. 이에 의해 종래(현재)의 기술로 대응가능한 200㎚주기(100㎚라인앤드스페이스)의 마스크패턴을 사용해서 100㎚주기(50㎚라인앤드스페이스)의 미세선패턴을 노광할 수 있다. 즉 종래의 기술로 대응가능한 최소선폭의 마스크를 사용해서, 그 1/2의 선폭을 가진 미세선패턴을 노광할 수 있다.
또한, 마스크의 라인앤드스페이스의 1/n(n은 3이상의 정수)주기의 회절상을 얻도록 해도 된다.
도 5는 도 1에 표시한 X선원(1)으로서 585MeV, 반경 0.593m의 SOR을 사용하고, SiC거울(3)의 시사각(視斜角)을 15mrad, 베릴리움막(4)의 막두께를 18㎛로하고, 도 4에 표시한 마스크(10)는 멤브레인(11)을 2㎛두께의 SiC로하고, 그 위에, 0.40㎛두께의 텅스텐(W)을 흡수체(12)로 해서, 라인앤드스페이스 100㎚:100㎚의 스트라이프형상패턴을 형성하고, 마스크(10)와 피노광체(7)와의 갭(노광갭)을 32㎛로 했을 경우의 X선의 프레넬회절에 의한 피노광체(7)상의 노광강도(노광량)분포를 시뮬레이션한 그래프이다. 또한, 마스크(10)에 입사하는 X선의 스펙트럼은 도 6에표시한 실측치를 사용했다. 이 시뮬레이션결과로부터 100㎚주기(라인앤드스페이스=50㎚)의 미세선패턴이 높은 콘트라스트로 얻어지는 것을 알 수 있다.
또한, 도 7은 마스크의 흡수체(12)를 0.70㎛두께의 탄탈(Ta), 노광갭을 20㎛로한 이외에는 도 5와 마찬가지의 조건에서 피노광체(7)상의 X선회절상의 (노광량)분포를 시뮬레이션한 그래프이다.
이들의 시뮬레이션결과로부터 흡수체(12)의 재질 및 두께 및 노광갭을 적절히 설정함으로써 100㎚주기의 미세선패턴이 높은 콘트라스트로 얻어지는 것을 알 수 있다.
(제 3실시예)
다음에, 도 2a의 마스크와 후술하는 러프패턴(rough pattern)을 중합노광해서 최소선폭(최소라인앤드스페이스)이 50㎚인 반도체디바이스를 제조하는 방법을 설명한다.
러프패턴은 미세패턴을 나믹고 싶은 개소에서 소망의 마스크패턴을 사용해서 노광한다. 미세패턴과 러프패턴을 각각 한편쪽의 노광만으로는 피노광체상의 레지스트의 노광문턱치에 달하지 않지만, 쌍방의 노광량을 합계하면 상기 노광문턱치를 초과하는 노광량으로 노광함으로써 중합노광된 부분에만 패턴을 형성할 수 있다. 즉 이 부분은 미세패턴의 정밀도로 패턴을 형성할 수 있다. 또한, 미세패턴과 러프패턴의 노광은 어느쪽을 먼저 행해도 된다. 또한, 러프패턴의 노광은 미세패턴의 노광과는 다른 노광조건, 예를 들면 마스크흡수체의 종류나 두께 및 노광갭을 선택할 수 있다. 이들은 소망하는 러프패턴이 얻어지는 조건에 따라서 결정하면 된다.
또한, 상기 러프패턴이 형성되는 러프패턴마스크의 상기 미세패턴과 중합노광되는 부분이외의 부분 및 도 2a의 마스크의 비주기구조부(104)의 패턴은 종래의 마스크패턴의 해당부분과 동일한 구성으로 되어 있다.
소망하는 러프패턴이란, 예를 들면 큰 개구부를 가진 패턴, 종래의 기술을 사용해서 제작한 작은 패턴, 프레넬회절의 피크를 이용한 패턴이다.
즉 러프패턴을 미세패턴보다 큰 개구부로 형성해서 러프패턴의 개구부의 위치에 대응하는 패턴을 전사함으로써 종래의 마스크제작기술에 의해 고콘트라스트화 및 고정밀도화를 도모할 수 있다.
또한, 종래의 (예를 들면, 100㎚라인앤드스페이스의)기술로 제작한 작은 패턴(예를 들면, 50㎚ 라인앤드스페이스)을 노광할때의 노광량변동의 허용도 또는 노광갭변동의 허용도를 얻을 수 있다. 즉 고해상도화를 도모할 수 있다. 또한, 러프패턴의 프레넬회절만으로는 콘트라스트가 낮아서 해상할 수 없는 경우에도, 러프패턴의 프레넬회절의 피크와 미세패턴의 프레넬회절의 피크를 일치시켜서 노광함으로써 높은 콘트라스트를 얻어서, 해상력을 높일 수 있다.
다음에, 본 발명의 이 실시예에 의한 미세패턴과 러프패턴과의 2중노광의 원리를 도 8∼도 11을 사용해서 상세히 설명한다.
예를 들면, 도 8에 표시한 바와 같이 미세패턴을 노광량(1)로 노광한다. 그후, 도 9에 표시한 바와 같이, 미세패턴의 3주기분의 선폭을 가진 러프패턴을 노광량(1)로 노광한다. 그러면, 도 10에 표시한 바와 같이, 미세패턴과 러프패턴을중합노광한 부분만이 노광량(2), 미세패턴 및 러프패턴의 어느 하나만을 노광한 부분의 노광량이(1), 다른 부분은 노광량(0)이 된다. 따라서, 도 10에 표시한 바와 같이, 노광문턱치(Ds)를 노광량(1)과 (2)와의 사이에 설정함으로써, 도 11에 표시한 바와 같이, 미세패턴과 러프패턴을 중합노광한 부분만을 현상할 수 있다. 또한, 여기에 표시한 노광량(1),(2)는 편의적인 것으로, 물리적인 의미는 없고 설명을 간단히 하기 위해서 사용하고 있는 것이다.
다음에, 이 이중노광의 장점을 설명한다. 도 12 및 도 13의 점선은 도 9에 표시한 러프패턴이 본래 예정하고 있었던 도 13 및 도 9에 실선으로 표시한 전사위치로부터 벗어나서 노광된 경우의 노광량분포를 표시한다. 이와 같이 러프패턴의 위치가 벗어난 경우, 노광량분포는 본래 예정하고 있었던 실선의 것과 다소 변화하지만, 노광량이 (2)가 되는 부분은 전혀 변화하지 않는다. 즉 러프패턴의 전사위치가 벗어나도, 현상후의 레지스트패턴은 러프패턴의 전사위치가 벗어나지 않았던 도 11에 표시한 경우와 아주 동일한 위치에 동일한 형으로 형성된다. 마찬가지로 러프패턴의 결여 등의 결함도 영향을 미치지 않는다.
본 실시예의 이중노광은, 노광영역을 미세패턴에 따라 영역분할해두고, 러프패턴에 의해 이 영역분할된 구역의 범위를 선택하는 것으로, 그 정밀도는 미세패턴에 의해 결정되고, 러프패턴에 의한 현상후의 패턴의 정밀도에의 영향은 거의 없다. 따라서, 종래의 X선노광장치를 사용하고 종래의 기술을 사용해서 제작한 패턴을 보다 높은 해상도로 노광할 수 있다고 하는 큰 장점을 가지고 있다.
본 실시예에 있어서는, 1개의 칩(201)의 미세패턴이 필요한 장소(105) 및 얼라인먼트마크부(103)에는 도 2a의 마스크(100)에 있어서의 주기구조부(102) 또는 (103)에 의한 미세패턴과 상기 러프패턴을 이중노광해서, 최소 라인앤드스페이스 50㎚의 패턴을 형성할 수 있다.
또한, 도 2a의 마스크에 있어서의 비주기구조부(104)의 패턴은 상기 러프패턴과 함께 동일구성의 패턴이 각각 등배로 노광되고, 이 이중노광에 의해 패턴(104)의 개구부아래의 레지스트는 노광문턱치를 초과하는 노광량이 주어진다. 이에 의해 포지티브형 레지스트라면, 그 부분의 레지스트를 남길 수 있으며, 네거티브형레지스트라면, 그 부분의 레지스트를 제거할 수 있다.
또한, 러프패턴의 정밀도 또는 해상도만이 충분한 선택된 구역의 안쪽은 다시 그 부분에 X선을 투과시키는 제 3의 마스크(제 2의 러프패턴마스크)에 의해 노광문턱치이상이 되도록 노광하면 된다. 이 경우, 상기 2중노광에 사용한 (제 1의)러프패턴마스크와 제 2의 러프패턴마스크를 합성한 마스크, 즉 투과율을 부분마다 조정한 러프패턴마스크를 사용함으로써 2회의 노광만으로 소망의 패턴을 형성하는 것도 가능하다.
(실시예의 변형예)
상기한 실시예에 있어서, 미세패턴은 X선의 간섭에 의해서 라인앤드스페이스(주기)가 마스크패턴의 1/2의 강도패턴을 노광했지만, X선의 간섭에 의해서 라인앤드스페이스가 마스크패턴의 1/n(단, n은 3이상의 정수)의 패턴을 노광해도 된다.
또한, 러프패턴용의 흡수체, 비주기구조부용의 흡수체 및 주기구조부의 흡수체는 각각 재질이나 두께가 같거나, 달라도 된다. 미세패턴용의 주기구조부는 X선의 간섭에 의해서 n분의 1배 주기(n은 2이상의 정수)의 노광강도분포가 얻어지도록 흡수체의 재질이나 두께를 선택할 필요가 있으나, 러프패턴 또는 비주기구조부의 등배전사에 있어서는 미세패턴과 같은 간섭조건을 만족시킬 필요가 없기 때문에 콘트라스트가 높은 흡수체와 두께를 선택할 수 있다. 이에 의해 러프패턴전사시의 흑화(黑化;fogging)를 방지할 수 있다.
또한 도 2a의 마스크를 사용하는 노광시와 러프패턴의 노광시에서 노광갭은 같거나, 달라도 된다. 미세패턴의 전사시는 간섭조건을 만족하는 노광갭을 선택할 필요가 있으나, 러프패턴의 전사에 있어서는 미세패턴과 같이 간섭조건을 만족시킬 필요가 없기 때문에 패턴의 충실성이 높은 노광갭을 선택할 수 있다. 또는 미세패턴의 노광강도의 피크위치와 러프패턴의 노광강도의 피크위치를 일치시키도록 한 노광갭을 선택할 수 있다.
또한, 러프패턴의 노광량과 도 2a의 마스크를 사용한 노광량은 각각 실험 또는 계산 등에 의해 임의로 선택하면 된다.
또한, 상기한 실시예에서는 종래의 마스크제작기술을 사용해서 마스크를 제작하고, 종래의 노광장치를 사용해서 그것을 노광하고 있지만, 본 발명은 마스크제작기술이나 노광장치의 정밀도 및 해상도가 향상되어도 그들의 개선된 마스크제작기술이나 노광장치를 사용할 수 있고, 그 시점에서 같은 마스크제작기술이나 노광장치를 사용해서 통상의 노광방법을 실시함으로써 얻어지는 정밀도 및 해상도보다도 항상 일보 앞선 정밀도 및 해상도를 얻을 수 있다.
다음에, 상기한 노광방법에 의거한 디바이스제조방법의 일실시예를 설명한다.
도 14는, 예를 들면 반도체칩(예를 들면, ICs 또는 LSIs), 액정패널, CCDs, 박막자기헤드 또는 마이크로머신 등의 마이크로디바이스의 제조순서의 흐름도이다.
스텝 1은 반도체디바이스의 회로를 디자인하는 디자인공정이다. 스텝 2는 회로패턴디자인에 의거하여 마스크를 만드는 공정이다. 스텝 3은 실리콘 등의 재료를 사용해서 웨이퍼를 준비하는 공정이다. 스텝 4는 준비된 마스크 및 웨이퍼를 사용해서 리소그래피에 의해 실제로 웨이퍼위에 회로가 형성되는 웨이퍼공정(전공정이라함)이다. 이에 뒤이은 스텝 5는 스텝 4에 의해 처리된 웨이퍼가 반도체칩에 형성되는 조립공정(후공정이라함)이다. 이 스텝은 조립(다이싱 및 본딩)공정과 패키징(칩실링)공정을 포함한다. 스텝 6은 스텝 5에 의해 제작된 반도체디바이스에 대한 동작체크, 내구성체크 등이 행해지는 검사공정이다. 이들 공정에 의해 반도체디바이스는 완성되어 출하된다(스텝 7).
도 15는 웨이퍼공정의 상세를 표시하는 흐름도이다.
스텝 11은 웨이퍼의 표면을 산화하기 위한 산화공정이다.
스텝 12는 웨이퍼표면에 절연막을 형성하기 위한 CVD공정이다.
스텝 13은 증착에 의해 웨이퍼위에 전극을 형성하기 위한 전극형성공정이다. 스텝 14는 웨이퍼에 이온을 주입하기 위한 이온주입공정이다. 스텝 15는 웨이퍼에 레지스트(감광재)를 도포하기 위한 레지스트공정이다. 스텝 16은 노광에 의해 상기한 노광장치를 통해 웨이퍼위에 마스크의 회로패턴을 전사하기 위한 노광공정이다. 스텝 17은 노광된 웨이퍼를 현상하기 위한 현상공정이다. 스텝 18은 현상된 레지스트상 이외의 부분을 제거하기 위한 에칭공정이다. 스텝 19는 에칭공정후에 웨이퍼에 남아있는 레지스트재를 분리하기 위한 레지스트분리공정이다. 이들 공정을 반복함으로써 웨이퍼위에 회로패턴이 중첩해서 형성된다.
이들 공정에 의해 고밀도의 마이크로디바이스를 제조할 수 있다.
이상과 같이, 본 발명의 실시예에 의하면 종래의 기술로 대응가능한 마스크패턴과 노광장치를 사용해서, 그들을 사용한 통상의 노광방법에 의해 얻을 수 있는 최소선폭의 1/n배의 최소선폭을 가진 주기패턴을 일부에 포함한 패턴을 1회의 노광으로 형성할 수 있다. 또한, 상기의 노광을 제 1의 노광으로 행하고, 상기 주기패턴보다 최소선폭이 큰 러프마스크패턴을 사용해서 등배노광하는 제 2의 노광을 부가적으로 행하고, 각각 한편쪽의 노광만으로는 피전사체상의 레지스트의 노광문턱치에 달하지 않지만, 쌍방의 노광량을 합계하면 상기 노광문턱치를 초과하는 노광양으로 중합노광하도록 하면 상기 주기패턴의 최소선폭을 포함하는 임의의 패턴을 형성할 수 있다. 또한, 1/n배주기패턴상에 의해 얼라인먼트마크를 형성함으로써 마크의 오차가 평균화되고, 그 결과 고정밀도의 위치맞춤을 행할 수 있다.
또한, 제 1의 노광과 제 2의 노광에 있어서 사용하는 마스크의 등배전사부분을 동일구성으로 함으로써 아무런 특별한 수법을 사용하는 일이 없이 2회의 노광으로 상기 등배전사부분의 노광량을 상기 노광문턱치를 초과하는 것으로 할 수 있다.
또한, 본 발명은 현재 및 장래에 있어서의 각 시점에서 최고의 마스크제작기술이나 노광장치를 사용해서 실시할 수 있으며, 그 시점에서 같은 노광장치에 의해 같은 마스크제작기술로 제작한 등배전사용의 마스크를 사용해서 노광하는 경우보다도 항상 일보 앞선 정밀도 및 해상도를 얻을 수 있다.
본 발명에 의하면, 다음과 같은 여러가지 유리한 효과가 있다.
(1) 미세패턴의 전사위치에 최종적인 패턴위치가 강하게 의존하기 때문에 미세패턴의 전사위치가 정확하면, 위치오차가 발생하기 어렵다.
(2) 미세패턴의 전사상에 최종적인 패턴상이 강하게 의존하기 때문에 미세패턴의 전사상이 균일하면 러프패턴의 결함이 전사되기 어렵다.
(3) 미세패턴의 전사상은 복수의 패턴의 간섭에 의해서 형성되기 때문에 미세패턴의 마스크의 특정의 결함(결여 등의 패턴결함 및 위치오차)이 전사되지 않는다.
본 발명을 여기에 기재된 구성을 참조해서 설명했지만, 여기에 기재된 상세에 한정되지 않으며, 본원은 개량의 목적 또는 다음 청구범위내에 들 수 있는 변형 또는 변경을 커버하려고 한 것이다.

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  16. 주기구조를 가진 제 1패턴과 주기구조를 가지지 않는 제 2패턴을 구비한 제 1마스크를 준비하는 준비스텝과;
    주기구조를 가진 제 1패턴에 대해서는, 제 1패턴의 주기의 1/n배주기(여기서 n은 2미만 정수)를 가진 주기패턴상을 프레넬회절에 의해 기판위에 형성하도록, 또한, 주기구조를 가지지 않는 제 2패턴에 대해서는, 제 2패턴의 등배패턴상을 등배로 기판위에 형성하도록, 제 1마스크와 피노광기판 사이에 갭을 소정의 값으로 설정하는 갭설정스텝과;
    주기패턴상과 등배상패턴상이 기판위에 동시에 전사되도록 갭을 소정의 값으로 유지한 상태에서 제 1마스크에 X선을 조사하는 제 1노광스텝과;
    제 1마스크와 상이한 제 2마스크를 사용하여, 상기 제 1노광스텝에 의해 기판에 전사된 주기패턴상과 등배패턴상 위에 제 2마스크의 패턴상을 중첩노광하는 제 2노광스텝과
    를 포함하는 근접노광방법에 있어서,
    상기 제 1노광스텝 또는 상기 제 2노광스텝에 의해 노광된 부분의 노광량은, 기판에 도포된 레지스트의 노광한계값보다 작으며,
    상기 제 1 및 제 2노광스텝에 의해 중첩노광된 부분의 노광량은 레지스트의 노광한계값보다 큰 것을 특징으로 하는 근접노광방법.
  17. 제 16항에 있어서,
    상기 제 2마스크는 주기구조를 가지지 않는 제 1마스크의 제 2패턴과 동일한 패턴을 가지는 것을 특징으로 하는 근접노광방법.
  18. 제 16항에 있어서, 주기구조를 가지는 제 1마스크의 제 1패턴은 기판위에 최소라인폭을 가진 패턴을 생성할 수 있는 것을 특징으로 하는 근접노광방법.
  19. 제 16항에 있어서,
    상기 기판의 위치정렬 얼라인먼트마크가 제 2마스크의 패턴상과 주기 패턴상의 중첩노광에 의해 형성되는 것을 특징으로 하는 근접노광방법.
  20. 제 16항에 있어서,
    상기 n은 2인 것을 특징으로 하는 근접노광방법.
  21. 마스크를 통하여, 피노광 기판에 X선원의 X선을 투영하고, 기판에 관련된 노광량을 조절하는 셔터를 가진 조사계를 포함하는 근접노광장치에 있어서,
    상기 노광장치는 제 16항에 기재된 근접 노광방법에 의해 기판을 노광하는 노광모드를 가지는 것을 특징으로 하는 노광장치.
  22. 제 16항에 기재된 근접노광방법에 의해 피노광 기판을 노광하는 스텝과;
    피노광 기판을 현상하는 현상스텝
    을 포함하는 것을 특징으로 하는 디바이스제조방법.
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