KR100549776B1 - 공간필터링을 통한 이미지향상의 장치 및 방법 - Google Patents

공간필터링을 통한 이미지향상의 장치 및 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR100549776B1
KR100549776B1 KR1020017016861A KR20017016861A KR100549776B1 KR 100549776 B1 KR100549776 B1 KR 100549776B1 KR 1020017016861 A KR1020017016861 A KR 1020017016861A KR 20017016861 A KR20017016861 A KR 20017016861A KR 100549776 B1 KR100549776 B1 KR 100549776B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
abandoned
payment
registration fee
filter
radiation
Prior art date
Application number
KR1020017016861A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20020060076A (ko
Inventor
스미스브루스더블유.
Original Assignee
에이에스엠엘 네델란즈 비.브이.
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 에이에스엠엘 네델란즈 비.브이. filed Critical 에이에스엠엘 네델란즈 비.브이.
Publication of KR20020060076A publication Critical patent/KR20020060076A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR100549776B1 publication Critical patent/KR100549776B1/ko

Links

Images

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
    • G03F7/70058—Mask illumination systems
    • G03F7/70125—Use of illumination settings tailored to particular mask patterns
    • 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
    • G03F7/70308—Optical correction elements, filters or phase plates for manipulating imaging light, e.g. intensity, wavelength, polarisation, phase or image shift

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
  • Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
  • Diffracting Gratings Or Hologram Optical Elements (AREA)

Abstract

이미지향상장치 및 방법이 개시된다. 상기 장치는 0차수마스크회절정보가 대물렌즈(9), 특히 마스크평면을 바로 넘은 대안적인 퓨필평면에서 줄어드는 공간주파수필터(12)로 이루어진다. 마스크(8)의 Fraunhofer 회절필드에 각도 특정 투과필터(12)를 도입함으로써, 사용자의 접근성이 도입되어, 주파수 필터링으로의 실용적인 접근을 허용한다. 상기 주파수 필터링은 투명기판(16)에 걸쳐 코팅된 특별히 설계된 간섭필터(interference filter)(14, 15)를 사용하여 이루어진다. 대안적으로, 필터링은 또한 웨이퍼 이미지평면 근처의 상보지역(complementary region)내 또는 근사-마스크 및 근사-웨이퍼평면내 모두에서 이루어질 수 있다.

Description

공간필터링을 통한 이미지향상의 장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD OF IMAGE ENHANCEMENT THROUGH SPATIAL FILTERING}
관련 명세서의 원용
본 명세서는 1999년 7월 1일 출원된 미국 임시출원 번호 제60/142,010호 및 2000년 4월 11일에 출원된 제60/196,621의 변형이다. 본 특허는 이들 미국 출원의 우선일의 이익을 청구한다.
본 발명은 반도체 디바이스를 제조하기 위하여 투영노광시스템을 사용하는 마이크로리소그래피의 이미지를 형성하기 위한 방법에 관한 것이다.
반도체 리소그래피는 광중합 코팅이나 포토레지스트 코팅의 양각(relief)구조체로서 작은 3차원 피쳐(feature)의 생성을 포함한다. 이들 피쳐는 일반적으로 그들을 패터닝하는데 사용되는 자외(UV)선의 파장의 크기범위에 속한다. 현재, 노광 파장은 150 내지 450nm 정도, 보다 구체적으로는 157nm, 293nm, 248nm, 365nm 및 436nm이다. 가장 두드러지는 리소그래피의 피쳐는 0.5λ/NA에 대응하는 크기 근처 또는 그 이하에 있는 것들이며, 여기서 λ는 노광 파장이고, NA는 노광툴의 대물렌즈의 개구수이다. 예를 들어, 0.60NA 대물렌즈를 포함하는 248nm 파장의 노광시스템에 대하여, 0.25마이크로미터 또는 그 이하에서의 피쳐의 이미징은 최신기술로 여기어 진다. 도 1은 투영노광시스템의 구성을 도시한다. 이러한 노광시스템은 스텝-앤-리피트모드(step-and-repeat mode)(스테퍼 툴이라 칭함) 또는 스텝-앤-스캔모드 (step-and-scan mode)(스캐너 툴이라 칭함)에서 사용될 수 있다. UV원 또는 진공 자외선(VUV)원(1)은 콘덴서렌즈시스템(3) 및 플라이스아이(fly's eye)마이크로렌즈어레이(4)를 사용하는 조명시스템(2)를 통하여 방사선을 통과시키는데 사용된다. 어퍼처(5)는 조명 프로파일을 규정된 영역에 형성하고 방사선은 포토리소그래피 마스크(8)를 조명하기 위해서 조명렌즈(7)를 통과하도록 거울(6)로부터 반사된다. 포토마스크(8)의 조명시, 상기 포토마스크(8)의 공간주파수 디테일로서 분포된 회절필드(11)는 포토레지스트 코팅된 반도체기판(10)상에서 이미징되도록 대물렌즈시스템(9)을 통하여 지향된다. 이러한 노광시스템은 대물렌즈(9)를 구비한 포토마스크(8)로부터 적어도 회절필드의 0th-차수보다 큰 차수를 수집함으로써 이미지를 형성한다. 광학시스템에서 이미징될 수 있는 가장 작은 피쳐의 절대한계(absolute limitation)는 0.25λ/NA에 해당한다. 또한, 이러한 노광툴을 위한 초점심도(DOF)는 +/- k2λ/NA2로서 정의될 수 있으며, 여기서, k2는 일반적으로 0.5 근처의 값을 가지는 처리인수이다.
기하학적 크기가 0.5λ/NA 보다 더 아래로 계속 수축됨에 따라서, (에어리얼이미지(aerial images)로도 알려진) 강도 이미지(intensity images)가 적절한 충실도(fidelity)를 갖고 포토레지스트 물질내에서 캡쳐되는 것을 보장하기 위해서 분해능향상의 방법이 요구되고 있다. 수년에 걸쳐 진보된 상기 분해능향상의 방법은 추가적으로 개선되어, 더 짧은 노광파장 및 더 많은 개구수를 가질 수 있도록 한다. 사실상 이들 방법은 이미징하는데 사용되는 회절에너지의 웨이팅(weighting)을 제어하는 일을 한다. 상기 회절에너지는 포토마스크의 공간주파수의 디테일에 대응한다. 위상시프트마스킹(phase-shife masking : PSM), 오프-액시스조명(off-axis illumination : OAI), 및 광학근접보정(optical proximity correction : OPC) 모두는 대물렌즈에 의하여 수집되는 회절에너지 또는 공간주파수 웨이팅의 제어를 통하여 이미지의 향상을 하도록 한다. 예를 들어, 감쇠된 위상시프트 포토마스크는 2 또는 그 이상의 투과레벨을 가지는 인접한 피쳐 사이에서 위상시프트를 수행한다[B. W. Smith et al. J. Vac. Sci. Technol. B. 14(6), 3719,(1996)참조]. 이러한 형태의 위상시프트 마스크는 예를 들어 미국 특허 4,890,309호 및 5,939,227호에 기술되어 있다. 이러한 마스크의 명영역(clear region)을 통과하는 방사선은 굴절률 및 마스크기판의 두께에 의존적인 위상(φ)을 가진다. 또한, 방사선은 일반적으로 1.0 보다 적은 감광 계수(extinction factor)값을 가지는 물질의 적절한 선택에 의하여 감쇠물질내에 형성된 암피쳐(dark feature)를 통하여 투과된다. 이들 암피쳐을 통과하는 방사선은 마스크기판 및 감쇠물질의 굴절률 및 감광계수값에 의존적인 위상을 가진다. 그것은 180° 위상시프트(△φ)가 명영역과 암영역(dark region) 사이에서 만들어지도록 선택된다. 180° 위상시프트 및 0%보다 더 큰 소정 값의 투과율 모두를 허용하기 위해서 적절한 광학적 특성을 가지는 마스크물질의 선택은 마스크의 조명에 의하여 만들어진 영(zero)회절차수의 진폭을 감소시킬 것이다. 그에 따른 생성 주파수평면분포와 종래의 바이너리 마스크의 그것과의 대조는 상기 효과를 증명할 수 있다. 도 2a로부터 알 수 있는 바와 같이 바이너리 마스크를 위한 정규화된 영 회절차수진폭은 0.5이며 1차수진폭은 1/π이다. 10% 감쇠된 위상시프트마스크를 사용하면, 도 2b에서 도시된 바와 같이 정규화된 영 회절차수 진폭은 0.4이며 제1차수진폭은 1.1/π이다. 영 회절차수의 이러한 감소는 더 높은 차수의 주파수성분의 진폭 바이어싱을 줄여주며, 현저한 음(negative) 전기장에너지를 가지는 이미지진폭기능을 발생시킨다. 이것은 (진폭이미지의 제곱인)에어리얼이미지강도(aerial image intensity)를 유도하고, 상기 에어리얼 이미지 강도는 불투명한(opaque) 피쳐의 에지에서 영 값을 보유한다. 이러한 에지 명확 효과(edge sharpening effect)는 높은 대비의 포토레지스트 물질에 이미징하는 경우에 더 높은 분해능을 가져온다.
감쇠된 위상시프트마스크는 석영바이너리포토마스크 처리에서 발달한 크롬(mature chromium)을 대체하기 위해서 물질의 하부구조, 퇴적, 에칭, 검사 및 수리 기술(repair techniques)을 필요로 한다. 이러한 분야는 10여년간에 연구되어 왔으며, 248nm, 193nm 또는 더 짧은 파장을 위한 적합한 물질이 존재할지는 아직 확실하지 않다. 더 강한 위상시프트마스킹은 기하학적 형상, 재질 및 공정문제점과, 이미징시 생성된 회절 구조(artifacts) 및 산란 구조로 인하여 곤란하다. 결과적으로, 위상시프트 마스킹이 집적회로(IC) 제조에서 실질적으로 얼마나 이용될 수 있는가는 의문시된다.
포토마스크의 오프-액시스(off-axis) 또는 수정된 조명은 유사한 주파수 수정효과(similar frequency modifying effect)를 발생시킬 수 있다[B. J. Lin, Proc. SPIE 1927, 89, (1993) 참조 및 B. W. Smith, 마이크로 리소그래피 : 사이언스 앤드 테크놀러지, Marcel Dekker : 뉴욕, Ch. 3, 235(1998) 참조]. 도 3은 종래기술의 예시를 도시하고, 고리모양 및 사중극(quadrupole) 조명 프로파일을 가진 조명을 묘사한다. 예를 들어, 조명 형상의 형성은 도 1에 도시된 셰이핑 어퍼처(shaping aperture)(5)의 위치에서 수행될 수 있다. 기타의 성형(shaping)방법은 빔 스프리터, 회절광학요소 또는 여타의 광학적 접근법의 사용이 포함될 수 있다. 이러한 고리모양 또는 사중극 조명의 사용을 통하여, 회절차수는 대물렌즈퓨필의 중심부의 최소 샘플링을 구비한 도 1의 대물렌즈(9)내에 분포될 수 있다. 고리모양의, 사중극, 및 약한 사중극 조명에 대한 예시가 도 4a 내지 4c에 도시된다. 임팩트는 위상 시프트 마스킹에 의해서 발생된 주파수 또는 영 회절차수의 감소와 유사하다. 이 경우에, 영 차수는 콘덴서렌즈퓨필의 조명분포의 형상을 가진다. 적절하게 설계된다면, 대물렌즈퓨필의 중심부는 회절에너지에 의하여 회피될 수 있다.
수정된 또는 오프-액시스 조명은 노광스루풋, 방위, 및 근접성효과 문제를 겪을 수 있다. 예를 들어, 콘텍트마스크피쳐는 오프-액시스 조명에 의해서는 거의 개선되지 않는다. 따라서, 많은 응용에 있어서 구현이 한정되며, 또한 실용성을 제한한다.
또한, 광학근접성보정(optical proximity correction : OPC)의 사용은 주파수평면에서 영 차수 회절에너지의 감소를 초래할 수 있다. 때때로 OPC 어시스트피쳐(assist feature)라 칭하고, 추가적인 라인(lines)으로 구성되는 근접효과감소의 방법이 마스크 패턴으로 도입되어 왔다. 이것은 US 5,242,770에 제일 먼저 개시되었다. 패터닝은 격리된 라인이 상기 라인의 어느 한 쪽의 하위-분해능(sub-resolution) OPC 어시스트라인피쳐에 의하여 둘러싸여지며, 마스크상의 피쳐를 더욱 촘촘히 하기 위해서 마스크상의 격리된 피쳐의 에지강도경사도를 더 잘 정합시키게 된다. 도 5a는, 도 5b의 고밀도 라인(1 : 1 듀티비(duty ratio))(도 5b)의 주파수평면분포와 비교되는 반격리된(semi isolated) 라인(1 : 7 듀티비)용 대물렌즈퓨필내의 주파수평면분포를 도시하고 있다. 회절차수의 수의 증가는 (고밀도 피쳐를 위한 피치값보다 더 큰 피치값을 초래하는) 더욱 격리된 피쳐을 나타낼 뿐만 아니라, 0차수항에서의 현저한 증가가 존재한다. 격리된 라인의 각 측상의 작은 어시스트피쳐의 사용을 통하여, 도 5c에서 알 수 있듯이, 한 쌍 및 두 쌍의 어시스트피쳐 각각에 대하여 더 높은 주파수콘텐트가 증가됨에 따라 0회절차수의 진폭은 감소될 수 있다.
OPC 방식은 극소 기하학적 형상을 위한 마스크 제작능력 및 인근의 기하학적 형상에 의하여 부과되는 한계에 의하여 제한된다. 구현(implementation)은 크기가 180nm 아래인 기하학적 형상에 대하여 특히 어려워지며, 실용성을 제한한다.
렌즈내의 및 상세하게는 렌즈퓨필내의 0차수회절에너지의 직접적인 감소는 퓨필의 중심축 부분을 물리적으로 차폐함(obscuring)으로써 수행될 수 있다. 이러한 인-퓨필 필터(in-pupil filter)(퓨필-필터링으로도 알려짐)를 사용하는 개념은 그 결과가 공간주파수필터링효과인 다양한 광학적 응용에 적용되어 왔다. 또한, 이것은 반도체 리소그래피에서의 적용을 위하여 다양한 연구자에 의하여 연구되어 왔다( W.T . Welford, J. O. S. A., Vol.50, No.8(1960), 749 및 H. Fukuda, T. Terasawa, 및 S. Okazaki, Vac. Sci, Tech, B 9(1991)3113 및 R. M von Bunau, G. Owen, R. F. Pease, Jpn. J. Appl. Phys., Vol.32(1993)5850. 참조). 상기 인-퓨필 필터링은 미국 특허 US 5,595,857, US 5,863,712, US 5,396,311 및 US 5,677,757에서도 제안되어 있다. 미세한 기하학적 형상(일반적으로 0.5λ/NA 에서 또는 그 보다 작은 피쳐)의 이미징 특성은 다양한 퓨필 필터의 사용을 통하여 향상되는 것을 보여주고 있다. 퓨필 필터(38)가, 0차수회절에너지가 필터의 중심영역을 통과하는 것을 차단하는 방사선-차단부(radiation-blocking portion)(39) 및 방사선 또는 광차단부(39)를 둘러싸는 주변영역에서 회절에너지를 투과시키는 방사선이나 방사선 또는 광의 투과부(radiation or radiation or light transmitting portion)(40)를 가지는 종래기술의 간단한 예시가 도 6에 도시된다. 도 1의 투영이미징시스템에 관해서는, 이러한 종래기술의 필터(14)가 노광시스템의 대물렌즈의 퓨필평면으로 삽입된다. 대물렌즈퓨필의 중심부를 차폐함으로써, 0회절차수에너지가 감소된다. 필터의 공간주파수필터링이 어떤 이미징목적을 만족시키기 위하여 특정 조명 및 마스킹 상황을 위하여 맞춰지는 경우에 퓨필의 70%까지 불투명하게 또는 부분적으로 투과하는(잿빛(gray)) 차폐가 좀 더 복잡한 퓨필필터와 함께 사용되어 왔다. 반도체 리소그래피를 위한 이러한 인-퓨필 필터링의 구현은 대물렌즈의 성능에 근거한 엄격한 요건이 주어져 대물렌즈퓨필로의 접근을 어렵게 하기 때문에 실제적이거나 실현가능하지 않다. 대물렌즈퓨필의 필터링 또는 차폐는 위상, 흡수 또는 평면도 변화를 허용할 만큼 충분히 퓨필 및 렌즈설계로의 적극적인 접근을 필요로 한다. 어떤 리소그래피 렌즈를 위하여 영구 필터링값을 선택한다는 것은 쉽지 않다.
기타 분해능향상방법으로는 실현시키기 어려운 분해능 및 초점심도를 초래할 수 있는 공간주파수 필터링에 대한 실용적인 해결책이 필요하다. 이상적인 해결책은 리소그래피의 현재의 제조가능한 방법의 대부분의 속성을 보존할 수 있으며 많은 응용을 하여 적용할 수 있는 유연성을 허용할 수 있는 것이다. 또한, 기타의 분해능향상방법과 함께 사용될 수 있는 공간주파수 필터링 해결책은 그들이 적용될 수 있게하기 위해서 이들 방법에 대한 수요를 줄일 수 있다.
본 발명은 대안적인 퓨필평면, 웨이퍼 평면 또는 마스크 근처에서의 공간주파수 필터링에 의하여 0회절차수에너지를 감소시키기 위한 독특한 접근법이며, 종래 리소그래피시스템의 사용자에게 이용될 수 있다. 종래의 바이너리 마스크는 이러한 접근법에 의하여 사용될 수 있다. 또한, 종래의 만원형(full circular) 퓨필은 회절정보가 렌즈퓨필내에서 필터링되지 않을 때 사용될 수 있다. 또한, 위상시프트마스킹, 수정된 조명 또는 광학근접성보정이 조합된다면, 추가적인 향상이 가능해진다.
본 발명의 목적은, 분해능 및 초점심도의 관점에서, 스테퍼 또는 스캐너시스템의 대물렌즈를 통하여 포토마스크로부터 변환된 0차수회절에너지의 양을 줄임으로써, 1차원 및 2차원의 기하학적구조를 포함하는 다양한 미세 리소그래피피쳐를 위한 이미지개선을 제공할 수 있는 실용적인 투영노광방법 및 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 두번째 목적은 기타 분해능 향상 기술을 사용해서는 이미징하기 어려운 작은 콘텍트 또는 비아 개구(via opening)의 성능을 향상시킬 수 있는 실용적인 투영노광방법 및 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 추가 목적은, 단일 노광값에서 또는 좁은 범위의 노광에 걸쳐 모든 피쳐에 가장 유리한 포토레지스트에서의 이미지가 생성될 수 있도록, 그들의 광학적 성능이 서로 다른 피쳐의 이미지형성특성(image forming characteristics)을 개선시키기 위한 수단을 제공할 수 있는 실용적인 투영노광방법 및 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 노광시스템에서 상기 시스템에서의 현저한 수정없이 구현될 수 있는 이미징개선을 제공할 수 있는 실용적인 투영노광방법 및 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 또다른 목적은 마스크 피쳐 유형, 마스크 유형, 조명, 또는 다른 이미징조건을 기초로한 맞춤식 이미지 수정을 제공할 수 있으며, 노광시스템에 쉽게 삽입되거나 제거될 수 있는 실용적인 투영노광방법 및 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 수차(aberration), 왜곡(distortion), 분극(polarization) 및 디포커스(defocus)에서 오는 제어불가능한 영향을 포함하는 현저한 측정될 정도의 또는 보정불가능한 에러의 발생원(sources)을 노광툴에 발생시키지 않는 실용적인 투영노광방법 및 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 마스크 피쳐유형, 마스크유형, 조명 또는 기타 이미징조건의 소정 이미지형성특성에 따라 특별히 설계될 수 있는 실용적인 투영노광방법 및 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 이미징시 단일 위치 또는 복수의 위치가 이용될 수 있는 대물렌즈의 바깥쪽에 있는 1이상의 위치에서 이미징개선을 허용하는 실용적인 투영노광방법 및 장치를 제공하는 것이다.
상술된 목표를 달성하기 위하여, 본 발명에 의해서 대물렌즈 바깥쪽의 위치 및 대물렌즈퓨필의 대안적인 평면에서 공간주파수 필터링이 수행된다. 이것은 물리적 렌즈퓨필로의 접근을 필요로 하지 않고 회절필드에너지 또는 주파수정보로의 접근을 허용한다. 대안적인 퓨필평면은 각각 대물 및 이미지평면 또는 마스크 및 반도체기판평면과 인접하여 위치된다. 이들 위치로부터의 소정 거리에서는, 이들 위치에 놓인 각도 특정 공간주파수 필터링장치는 공간 콘텐트(즉, 위치 또는 간격)보다는 오히려 이미지의 주파수 콘텐트상에 선택적으로 작용할 수 있도록 충분히 멀리 떨어진다. 포토마스크 기하학적 형상로부터 회절필드의 각도 특성의 기능으로서 투과를 제어하는 필터가 제공된다. 상기 필터는, 수직 또는 수직에 가까운 입사 방사선이 소정량만큼 감쇠된 필터를 통과하는 한편, 더 큰 빗각(oblique angle)에서는 방사선이 감쇠되지 않거나 약하게 감쇠된 필터를 지나도록 투명기판상의 소정 두께를 가진 소정 투명물질의 코팅으로 이루어진다. 상기 필터의 각도 투과특성은 생성 이미지(resulting image) 및 포토마스크 패턴의 공간주파수 콘텐트상에 작용하고, 여기서 0차회절필드에너지가 가장 큰 정도로 감쇠된다.
부가적으로, 본 발명은 소정 분리 간격으로 필터링장치 또는 장치들을 유지하기 위한 방법을 제공한다. 본 발명의 한 가지 형태는 요구되는 분리간격으로 필터를 유지하며, 포토마스크와 필터 모두에 고정되는 소요분리간격에 대응하는 폭을 갖는 고정링(fixed ring)으로 이루어지는 스페이싱요소(spacing element)를 제공한 다. 대안적으로, 투영노광장치에는 포토마스크 피쳐 중 적어도 하나의 광학적 특성을 위하여 바람직한 이미지 수정을 제공하는 복수의 필터의 수 중 하나를 선택하기 위한 광학적 교환 부재(optical changing member)가 제공된다. 대안적으로, 상기 필터는 노광시스템의 이미지평면에 가장 인접한 대물렌즈열의 가장 바닥의 위치에 고정된다.
도 1은 반도체 리소그래피를 위하여 사용되는 투영노광시스템의 개략도;
도 2a, 2b 및 2c는 (A) 종래의 조명, (B) 강한 위상시프트 마스크, 및 (C) 감쇠된 위상시프트 마스크를 위한 회절에너지의 분포를 도시한 도면;
도 3은 고리모양 및 사중극의 구성을 포함하는 투영리소그래피시스템을 위하여 수정된 오프-액시스 조명을 위한 몇가지 종래기술의 배치를 도시한 도면;
도 4a, 4b 및 4c는 (A) 고리모양, (B) 사중극, 및 (C) 약한 사중극 조명을 위한 회절에너지의 분포를 도시한 도면,
도 5a는 반 격리된 라인(semi-isolated lines)의 회절패턴을 나타낸 그래프,
도 5b는 고밀도 라인을 위한 회절패턴을 나타낸 그래프,
도 5c는 중밀도 라인의 회절패턴을 한 쌍(오른쪽) 및 두 쌍(왼쪽)의 OPC 어시스트 라인과 비교한 그래프,
도 6은 종래기술의 인-퓨필 방사선 차단 필터의 예시를 도시한 도면,
도 7은 본 발명에 따른 투영노광시스템의 배치를 도시한 도면,
도 8a, 8b, 8c 및 8d는 각도 투과 공간주파수 필터 디자인 유형을 도시한 도 면,
도 9는 248nm 및 365nm용 주파수 필터 디자인의 성능을 나타낸 그래프,
도 10은 큰 각도로 작동하기 위해서 설계된 용융실리카 각도 주파수 필터의 성능을 도시한 도면,
도 11은 각도 주파수 필터를 가지는 경우와 없는 경우의 결과를 비교한 라인폭 선형성 플롯(linewidth linearity plot)을 나타낸 그래프,
도 12a 및 도 12b는 248nm 파장과 0.63NA를 사용하는 150nm 1:1.5 라인에서의 에어리얼 이미지 시뮬레이션을 나타낸 그래프(도 12a에서의 결과는 종래 이미징에 대한 것이고 도 12b에서의 결과는 25% 필터에 의한 이미징에 대한 것임),
도 13은 본 발명의 필터링에 의하여 조합된 강한 오프-액시스 조명을 위한 에어리얼 이미지 시뮬레이션을 나타낸 그래프(왼쪽의 결과는 종래의 이미징에 대한 것이고 오른쪽의 결과는 25% 필터에 의한 이미징에 대한 것임),
도 14는 본 발명의 필터링에 의하여 연합된 약한 오프-액시스 조명에 대한 에어리얼 이미지 시뮬레이션을 나타낸 그래프(왼쪽의 결과는 종래의 이미징에 대한 것이고 오른쪽의 결과는 25% 필터에 의한 이미징에 대한 것임),
도 15는 248nm 파장 및 0.63NA를 사용한 160nm 1:1.5 콘텍트를 위한 에어리얼 이미지 시뮬레이션을 나타낸 그래프(왼쪽은 종래의 이미징에 대한 결과이고, 오른쪽의 결과는 25% 필터에 의한 이미징에 대한 결과임),
도 16은 필터링을 한 콘텍트 및 필터링을 하지 않은 콘텍트에서의 이미지 평면 분포를 도시한 그래프,
도 17은 석영 기판상의 통상적인 주파수 필터의 분극효과를 나타낸 그래프,
도 18은 조작된 각도 주파수 필터의 투과 대 조명각도의 플롯을 나타내는 그래프,
도 19는 마스크평면 부근의 주파수 필터링에 사용된 장착방법을 나타낸 도면,
도 20a 및 도 20b는 고밀도 콘텍트 F/E 매트릭스의 대조인 비교그래프((왼쪽) 필터링된 결과 및 (오른쪽) 제어(참조)),
도 21은 중밀도 콘텍트 F/E 매트릭스의 대조((왼쪽) 필터링된 결과 및 (오른쪽) 제어(참조)),
도 22는 중밀도 콘텍트 F/E 매트릭스의 대조((왼쪽) 필터링된 결과 및 (오른쪽) 제어(참조)).
도 23은 본 발명의 제2실시예를 사용하기 위한 각도 주파수 필터 디자인을 도시한 도면,
도 24는 본 발명의 제2실시예에 의한 사용을 위한 용융실리카 각도 주파수 필터 디자인의 투과 특성을 도시한 그래프,
도 25는 본 발명의 제3실시예를 사용하기 위한 각도 주파수 필터 코팅으로 코팅된 렌즈 요소를 나타낸 도면,
도 26은 본 발명의 제3실시예에 의한 사용을 위한 용융실리카 각도 주파수 필터의 투과 플롯을 도시한 그래프이다.
IC 포토마스크상의 피처는 일반적으로 회절한계(diffraction limit)에 가깝고 0.6에 근사한 또는 그 이상의 값을 갖는 개구수에 대해서는 그 크기가 종속파장(sub-wavelength)이 될 수 있다. 제로회절차수 에너지의 공간필터링은 스테퍼 또는 스캐너의 대물렌즈에 의하여 캡쳐된 한정된 수의 회절차수의 진폭 바이어싱을 효과적으로 감소시킬 것이다. 상기 제로회절차수가 줄어들 때, 불투명피처의 경계에서의 진폭은 0으로 되어지고, 불투명피처의 에지가 향상될 수 있다. 상기 효과는 이미지 디포커스를 통해서 또는 기타렌즈파면수차를 통해서 유지될 수 있다.
본 발명의 제1실시예
공간주파수필터링은 물체의 푸리에 변환 평면에서 수행될 수 있다. 이러한 평면은 전기장 M(u.v)이 다음과 같은 공간주파수의 형태를 취할 때 정의된다.
Figure 112001035247073-pct00001
여기서 m(x,y)는 마스크물체함수이다. 대물렌즈퓨필이 포토 마스크의 푸리에 변환평면에 있을지라도, 상기 시스템내의 기타 대안적인 위치에서 이러한 특성을 공유한다. 예를 들어, 마스크 회절을 위한 등가평면(equivalent plane)은 포토 마스크의 푸라운호퍼(Fraunhofer)회절영역 또는 원거리필드에 있다. 푸라운호퍼회절영역이 물체로부터 무한한 이격거리(z)로서 정의되지만, 더욱 실용적으로는 다음과 같이 정의되는 포토 마스크 대물평면으로부터의 충분히 떨어진 거리에서 존재한다.
Figure 112001035247073-pct00002
여기서, L 1 은 대물피처(x,y)의 최대 반지름 범위가 된다:
Figure 112001035247073-pct00003
일반적으로 10의 인수는 이격거리를 위하여 " 그 보다 더 큰" 조건을 만족시키기 위해서 이용된다. 몇 백 나노미터의 정도의 IC 포토마스크기하학구조의 경우에, 푸라운호퍼회절을 위한 최소거리의 요건은 몇 밀리미터의 거리에서 103 이상의 인수에 의하여 충족된다. 따라서, 이러한 위치에서의 필터링은 마스크물체의 푸라운호퍼 회절필드에서 작동하고 이러한 영역에서 행해지는 필터링은 상기 물체의 각도공간주파수에 작용할 것이다. 상기 위치에서 각도특정광학주파수를 위치시킴으로써, 더 높은 차수의 회절에너지가 통과하는 동안 0차수회절에너지가 감소되는 경우에 소정효과가 생성된다. 이미징에 대한 결과로 이미지 섬세화(image sharpening), 분해능의 개선, 및 초점심도의 증가가 나타난다.
본 발명의 제1실시예는 도 7에서 도시된 바와 같이 투영노광시스템을 제공한다. UV 또는 VUV원(1)은 콘덴서렌즈시스템(3)과 플라이의(fly's)마이크로렌즈 어레이(4)에 의해서 조명시스템(2)을 방사선이 통과하도록 사용된다. 어퍼처(5)는 정해진 영역으로 조명프로파일을 형성하고 방사선은 포토리소그래피마스크(8)를 조명시키기 위해서 조명렌즈(7)를 통과하도록 거울(6)로부터 반사된다. 포토마스크(8)의 조명시, 회절필드(11)는 포토레지스트가 코팅된 반도체기판(10)상에 이미징될 대물렌 즈(9)를 통하여 지향한다. 투영노광시스템에는 또한 포토마스크(8)로부터의 소정거리에서 대물렌즈(9 )의 바깥쪽에 놓인 필터(12)가 제공된다.
본 발명의 필터(12)는 수직 또는 수직에 가까운 조명은 더 큰 빗각조명보다 더욱 크게 감쇠되는 입사각을 기초로 필터를 통하여 투과가 제어되도록 투명기판상의 코팅 또는 코팅들을 포함한다. 상기 필터는 물체의 푸리에변환평면 및 이미지 평면에서 리소그래피 스테퍼 또는 스캐너의 광학요소열(optical train)에 위치된다. 이들 물체와 이미지 평면은 리소그래피노광시스템에서 포토마스크와 웨이퍼평면에 각각 대응한다.
본 발명의 필터링용 각도특정공간주파수는 무기물, 유기물의 하나 또는 그 이상의 코팅 또는 조합된 박막물질을 가진 기판을 포함한다. 150nm 내지 450nm의 범위를 갖는 UV 파장에서의 필터디자인은 독특한 재료형태와 디자인을 요구하지만, 본 발명은 반드시 이러한 파장에 제한되는 것은 아니며, 더 짧거나 더 긴 파장에 대해서도 해결가능하다. 상기 필터는 소정 시스템의 가장 높은 개구수(NA)에 의하여 분해될 수 있는 피처의 제1회절차수에 대응하는 각도에서 최대투과를 제공하도록 디자인된다. 이것은 0.70NA 시스템에서는 λ/p~NA 또는 대략 44˚에 해당한다. 투영스테퍼 또는 스캐너의 광학적감소가 고려되는 경우에, 상기 각도는 상기 값의 1/4 또는 1/5이 될 수 있다.
각도투과디자인
본 발명을 이용하기 위한 주파수필터는 스펙트럼의 전범위에 걸쳐 박막스택 또는 박막내에서 간섭특성의 특정디자인을 요구한다. 자체지지필터의 요구되는 구성요소는 투명기판 및 적절한 투명광학박막코팅물질을 포함한다. 몇가지 예시에서, 기판은, 디자인시에 그 두께가 고려되고 조명원의 스펙트럼 대역 또는 파장이 충분히 작으면 광학간섭층으로 작용될 수 있다. 주기적인 시스템의 가장 간단한 형태는 낮은 흡수율을 갖는 고(H) 및 저(L)굴절률물질이 번갈아 있는 주기적인 구조로된 1/4 파장 스택이다. 일반적으로 디자인은 s(HL) N 로 나타난 형태를 갖고 여기서 s는 기판재질이고 N은 1 과 같거나 더 큰 주기인자(periodicity factor)이다. 본 출원에서의 주기적인 디자인의 상기 독특한 변형례는 각도 간섭 필터링이고, 여기서 투과는 각도를 이루며 나뉜다. 상기 필터는 예를 들어 s[HLH(LL)HLH] 로 나타나고, 여기서 스택의 중앙부(LL)는 간섭캐비티(cavity)에 대응한다. 상기 캐비티의 두께는 수직입사에서의 간섭이 최소투과값을 초래하고 빗각에서의 투과가 최대가 되도록 디자인된다. 도 8a 내지 도 8d는 여러가지 디자인을 나타낸다. 도 8a는 두꺼운 저굴절률물질(12)의 양쪽에 각각 고굴절률코팅(11)을 기초로하는 단순한 각도 간섭필터디자인(10)을 나타낸다. 이러한 경우에, 저굴절률물질은 소정두께의 기판 그 자체일 수 있고, 저굴절률 물질은 비정질 또는 결정유리, 용융실리카 또는 플루오르화물계의 판 또는 플루오르중합체 또는 기타의 투명한중합성물질등의 투명한유기중합체의코팅일 수 있다. 도 8b는 용융된 실리카 기판(16)위에 코팅된 무기유전체고굴절률물질(14)과 저굴절률물질(15)로 활용될 수 있는 유전체디자인 (13)을 나타낸다. 도 8c는 수직입사에서 투과를 더욱 감소시키기 위해서 앞면코팅(18)이 기판(19)의 뒷면에 복제되는 양면디자인(double sided design)(17)이 되고, 도 8d는 저굴절류유전체간섭캐비티(21)을 사용하는 하이브리드 다층디자인(20)이 된다.
광학경로거리에서의 각도차는 간섭필터의 소정투과특성을 일으킨다. 이들 필터의 목적을 달성하기 위해서, 물질 및 코팅의 특성은 작동파장에서 잘 특성지어야 한다. 또한, 간섭이 물질의광학두께에 의존하기 때문에, 막은 0.02λ/n 1 (여기서 n1 은 굴절률) 이내로 제어될 필요가 있다. 이것은 리소그래피파장에서 몇 nm 의 물리적인 두께값과 연관된다.
필터코팅의 제작은, 유기물질 및 무기물질의 특성화하도록 고 및 저굴절률 물질로서 사용하기 위하여 UV 및 VUV 분광타원계(spectroscopic ellipsometry)의 사용을 필요로 한다. 울람(Woollam) WVASE VUV 분광 타원계는 산화하프늄(HfO2), 이산화규소 (SiO2), 및 산화알루미늄(Al2O3) 등의 무기 산화물 유전체 및 플루오르화 마그네슘(MgF2), 플루오르화란탄(LaF3), 플루오르화스트론튬(SrF2), 플루오르화하프늄(HfF4), 플루오르화바륨(BaF2), 플루오르화가돌리늄(GdF), 플루오르화리튬(LiF), 플루오르화이트륨 (YF3), 산화붕소(B2O3), 플루오르화크롬(CrF3), 플루오르화네오디늄(NdF3), 산화인 (P2O5), 및 플루오르화이테르븀(YbF) 등의 플루오르화물 유전체를 포함하는 이들 필터에 사용하기에 적당한 각종 투명물질의 광학특성을 추출하는데 사용된다. 리소그래피 파장(365nm, 248nm, 193m, 및 157nm)에서 굴절률(ni) 및 감광계수(k) 특성을 표 1에 나타내었다.
Figure 112001035247073-pct00004
다양한 유기 물질은 플루오르중합체 및 니트로셀룰로오스등의 투명한중합체물질을 포함하는 것을 또한 특징으로 한다.
예시로서, 0에 가까운 값을 갖는 감광계수 및 굴절률이 1.480인 저굴절률물질로서는 실리콘이산화물과 결합된 고굴절률물질로서 감광계수가 0.00028이고 굴절률이 2.3215인 하프늄이산화물(HfO2)막을 사용하여 무기필터가 248nm 파장에서 사용되도록 디자인되고 제조된다. 또한 유기필터는 248nm 에서 굴절률이 2.007이고 365nm 에서 굴절률이 1.704인 고굴절률물질로서의 니트로셀룰로스막과 248nm에서 굴절률이 1.602이고 356nm 에서 굴절률이 1.521인 저굴절률물질로서의 플루오르중합체막을 사용하여 248nm와 365nm에서 디자인된다. 필터디자인은 도 8의 유형 B,C 및 D의 디자인이다. 모든 무기물질은 용융 실리카기판상에서 코팅된다. 유기필터는 독립형(stand-alone type)이어서, 지지층으로서 그들자신이 중합성막을 활용하고 어떠한 추가적인 지지기판을 필요로하지 않는다.
도 9는 UV/VUV 파장영역에서 사용하도록 특성화된 물질을 사용한 3개의 필터디자인에 대한 각도투과결과를 초래한다. 투과는 이미징시스템의 마스크쪽에서의 각도함수로 나타난다. 다음의 표 2a 및 표 2b에 상기 디자인과 층두께를 보여준다.
Figure 112001035247073-pct00005
Figure 112001035247073-pct00006
0.65 NA 5X 시스템의 경우에, 이 각은 sin-1(0.65)/5, 즉 8.11°에 해당한다. 4X 시스템의 경우에는 10.13°이다. 이들 값은 주어진 NA로 캡쳐될 수 있는 최대 회절각에 해당한다(σ로 분산된 부분 코히어런트 조명 또는 코히어런트 조명의 경우). 더 큰 NA나 더 작은 감소율을 통하여 최대경사회절각이 증가함에 따라, 캐비티층의 두께가 줄어들 수 있어서 30%를 넘는 정규화된 투과미분값을 허용한다. 일례가 도 10에 도시되어 있으며, 여기에서 필터는 용융실리카기판을 사용하여 35°와 45°사이의 각도에서 최대투과로 작동하도록 설계되었고, 이 각도는 감소가 생기지 않는 상황에서 예를 들어, 큰 NA(0.57 내지 0.71)에 해당한다.
노광시스템에 각 주파수필터가 포함되어 있으면, 더 많은 경사각에 비하여 수직입사의 투과가 더 낮아 0차 회절에너지는 감소될 수 있다. 이 공간주파수 필터링을 사용하여 실현될 수 있는 부가적인 이득은 피쳐 피치가 바뀜에 따라 임계치수(CD) 선형성(linearity)에서의 포텐셜 증가에 있다. 마스크 피쳐 피치값이 감소함에 따라 높은 주파수 회절 에너지가 손실되고 이로 인하여 이미지 충실도(image fidelity)에서의 손실을 초래한다는 것을 잘 알 수 있다. 추가적인 영향이 발생하여 CD 선형성에서의 또 다른 손실, 즉 감소하는 피치값과 함께 렌즈 퓨필에서의 총 에너지의 감소를 초래하게 된다. 도 11의 선형성 도표는 0.61 NA 및 0.7 σ를 가진 248nm 리소그래피 시스템에서 500nm 내지 150nm의 범위에 있는 조밀한(1:1) 라인 기하학적 형태의 상황을 도시한다. 마스크 피쳐 사이즈가 감소함에 따라 포지티브 포토레지스트에서는 레지스트 피쳐 사이징의 증가가 생긴다. 본 발명의 각도 공간주파수 필터링을 통하여 퓨필의 중심에서의 에너지를 감소시키면 더 큰 범위의 피쳐 값에 대하여 CD 선형성이 증가될 수 있다. 도 11의 선형성 도표는 이 결과도 포함하고 있으며, 여기에서 레지스트 피쳐 사이징은 마스크 피쳐 사이즈가 감소함에 따라 점점 일정해진다.
포토마스크 주변 평면에서의 공간필터링의 장점은 사용자가 그것을 액세스할 수 있는 것이다. 종래의 퓨필평면 필터링이 노광툴 광학시스템에 주요 변경을 요구하는 경우에도, 이 접근법은 즉각 실행에 옮길 수 있다. 또한, 이 접근법의 융통성은 주파수 필터링을 마스크 및 이미징 요건에 기초하여 맞추어질 수 있게 한다.
본 발명에 의한 이미징의 이득은 리소그래피 결과의 검사를 통하여 실현된다. 248nm 파장과 0.63 NA를 이용하여 150nm 중밀도 라인(semi-dense line)(1:1.5)에 대한 리소그래피 이미징을 시뮬레이션(FINLE Technologies의 PROLITH/2, Version 6.05를 사용)하는 데에는 큰 NA의 스칼라 모델이 사용되었다. 에어리얼 이미지는 0.3 내지 0.8의 부분적 코히어런스값의 범위에 대한 포커스를 통하여 정규화된 이미지 로그 기울기(NILS-에어리얼 이미지의 기울기의 로그와 피쳐 사이즈의 곱)를 측정하여 평가되었다. 바람직하게는 NILS 값이 커야 한다. 도 9에 도시된 DUV-3 설계에 기초한, 25% 주파수 필터에 의한 결과를 상기 모델에 적용하여 필터가 없을 때의 결과와 비교한 것이 도 12에 도시되어 있다. 부분적 코히어런스의 모든 조건에 대하여 향상된 점이 있으며 더 작은 시그마값에서 최대의 향상이 생긴다. 이것은 코히어런트 조명 분석의 이용을 근거로 예측된다. 본 발명의 부가 이득은 오프액시스 조명과 같은 변형된 조명에 의한 이미징에서 보이는 향상이다. 도 13은 본 발명의 공간주파수 필터를 가진 강한 오프액시스 조명과 그를 갖지 않은 강한 오프액시스 조명의 모두에서 생성된 130nm 피쳐의 에어리얼 이미지를 비교한 결과를 도시한다. 도시된 모든 피쳐값에 대하여, 필터링된 결과가 필터링되지 않은 결과보다 월등하다. 도 14는 더 약한 또는 "소프트" 오프액시스 조명으로 이미징된 이들 라인에 대한 유사한 향상을 보이며, 여기에서 4극원(quadrupole source) 조명의 원형 극은 가우시안 형상으로 대치되었다. 도 15에는 160nm 1:1.5 콘텍트의 경우에 생긴 유사한 비교가 도시되며, 여기에서는 종래의 이미징에 대한 필터링된 상황에 대하여 DOF에서 35% 향상이 실현된다. 콘텍트에 대한 상황은 유일하게 라인 피쳐에 비교되어 있고 다음에 더욱 서술된다. 작은 콘텍트의 경우, 회절 패턴은 대물렌즈 퓨필을 과도 충전시킨다. 콘텍트의 최종 이미지는 의도된 콘텍트보다는 퓨필(포인트 스프레드 함수)의 변환과 더욱 근접하게 닮는다. 상기 결과는 특히 매우 낮은 부분적 코히어런스 값에서 작은 콘텍트에 대하여 보이는 특성 사이드로브(side-lobe) 또는 울림(ringing)이다. 하지만 상기 상황은 콘텍트 회절패턴을 가진 퓨필의 산물로부터 기인하는 렌즈 퓨필내에서의 저하(falloff)로부터 악화된다. 콘텍트 이미지 확장이 일어난다. 렌즈 퓨필내에서의 저하가 감소될 수 있다면, 콘텍트 이미지 사이즈에서의 부가적인 제한이 결과로서 생기며 피쳐는 더 작게 프린팅될 수 있게 된다. 이것은 렌즈 퓨필내에서의 저하의 반전과 유사한 특성을 가진 퓨필 필터링을 사용하여 성취될 수 있다. 이것은 정확하게는 여기에 서술된 주파수 필터링 접근법을 사용함으로써 수행되는 것이다. 퓨필의 에지에서 k1 = 0.5 콘텍트인 경우의 저하는 65% 이다. 따라서 필드의 중심에서 대략 65% 감쇠를 갖는 주파수 필터가 바람직하다. 248nm 파장과 0.63 NA를 사용한 200nm 콘텍트의 코히어런스 분석이 도 16에 도시된다. 25% 필터로의 필터링은 콘텍트 사이즈에서의 측정 가능한 감소를 가져온다. 앞에 서술된 향상과 더불어, 주파수 필터를 사용한 콘텍트 레벨 리소그래피에 대한 포텐셜 향상이 뚜렷하다.
투영 시스템의 광경로내에 놓인 간섭필터는 광 요소가 되고 리소그래피 공정상의 어떠한 임팩트도 간과할 수 없다. 도전할 과제는 에러의 포텐셜원을 지정(address)하고 이들 에러를 최소화하는 시스템을 설계하는 것이다. 필터링 장치를 사용하는 때에 4개의 영역, 특히 부가된 파면수차, 포커스 쉬프트, 분극효과, 및 왜곡이 관심사가 될 수 있다.
본 발명의 공간주파수 필터는 필수적으로 평행판 광학 구성요소로서 소정의 간섭 결과를 낳도록 적절히 코팅된다. 평행판 결과를 통한 이미징은 이미지 변위(하기에 상세히 서술됨)이지만, 그 임팩트는 이 효과에만 그치는 것은 아니다. 두 표면의 수차 이론을 적용함으로써 이미징 및 수차 결과를 평가할 수 있다(V. Mahajan, Aberration Theory Made Simple, SPIE 출판사, Vol TT(1991) 30 참조). 상기 판의 두 표면을 통한 파면수차 함수는 다음과 같이 쓸 수 있다:
Figure 112001035247073-pct00007
여기서, h 는 광축으로부터 대물 포인트의 떨어진 거리이며, α는 가중된 수차계수이고, ρ는 퓨필의 정규화 반경이다. 상기 함수의 5개 항은 각각 구면, 코마, 비점, 디포커스 및 틸트를 나타낸다. 코히어런트 또는 대칭 조명의 경우에, 파면수차 함수의 모든 항은 구면을 제외하고 소거된다. 평행판에 대하여, 상기 수차계수 α는 다음과 같다:
Figure 112001035247073-pct00008
여기서, t는 판두께이며, n은 굴절률이고, S는 마스크로부터 떨어진 거리이다. 상기 파면수차 함수는 아래와 같이 된다:
Figure 112001035247073-pct00009
3mm 떨어진 거리에서, 1.5의 굴절률 및 2㎛ 두께 필터의 경우, 유도된 자이델(Seidel) 구면수차는 1/5000 파장이다. 0.5mm 쿼츠판의 경우에는, 1/20 파장의 구면수차가 더해진다. 1/20 파장은 오늘날의 리소그래피 요건으로는 무시할 수 없는 구면파이긴 하지만, 이 수준의 수차를 보정할 만큼 현재의 툴에는 충분한 조정 및 보상 능력이 있다. 따라서 이것은 중요한 관심사가 아니다.
평행판이 광 경로에 놓이는 경우, 광 경로 길이에서의 변화로 인하여 포커스의 쉬프트가 발생한다. 렌즈 개구수는 이 효과에 영향을 미치게 되지만 그 기여는 작고 마스크 평면에서의 상기 쉬프트는 다음에 의하여 근사될 수 있다:
Figure 112001035247073-pct00010
여기서 δf 는 포커스 쉬프트이다. 일반적으로, 지수 1.5의 필터의 두께의 대략 3분의 1의 마스크 평면 포커스 쉬프트가 생기고, 이것은 웨이퍼 평면에서는 노광 툴에 의하여 쉽게 보정 가능하다.
큰 각도에서는 반사(또는 투과)에 의한 분극 효과가 뚜렷해지기 시작한다. 각도가 브루스터의 각에 접근함에 따라 분극은 증가한다. 간섭 필터의 경우에, 상기 과정은 다층 스택을 통하여 반복된다. 도 17은 20°까지의 각(4X 또는 5X 시스템의 경우 대략 1.0의 NA와 등가임)에서 종래의 주파수필터 간섭 코팅의 도표이다. 13°(4X 시스템의 경우 0.79의 NA와 등가임) 보다 큰 각도에서만 분극 효과가 인식 가능해지며, 여기서 s 및 p 분극상태는 상이한 투과특성을 보인다. 이것은 분극된 또는 부분 분극된 방사선을 사용하는 시스템에서는 관심이 적다. 변경된 필터 설계는 이 최대 각도를 18°가까이로 뻗칠 수 있다.
싱글 텔레센트릭 시스템의 경우, 방사선 또는 광이 마스크 펠리클 평면내의 평행판을 통해 지나감에 따라 왜곡이 유발될 것이다. 왜곡의 정도는 판의 두께와 굴절률, 배율, 및 판을 통한 최대 광선각에 의존한다. 이 포텐셜 문제는 현대적 더블-텔레센트릭 스테퍼 및 스캐너가 지배하는 현재의 리소그래피 요건에서는 제거된다.
일반적으로, 리소그래피 적용례에서 본 발명의 사용에 따라 유도된 에러는 모두 현대적 툴과 이미징 시스템의 통제하에 있고 이 기술의 구현에는 아무런 쟁점이 없다.
필터 제작
공간주파수필터의 제작은 용융실리카기판상의 무기물 다층스택으로서 DUV(248nm)의 노광에서의 적용을 위하여 실행되었다. 기판은 4" 직경의 둥근 고품질 UV 용융실리카를 ~0.5mm 두께로 폴리싱한 것이다. 광학 특성(ni, k, 및 투과)이 190 내지 500nm의 파장에 대하여 울람(Woollam) UV/VUV 분광타원계(WVASE)를 사용하여 측정되고 이들 기판을 위하여 맞추어졌으며, 그 결과 248nm 에서 1.480의 굴절률과 0의 감광계수(extinction coefficient)를 나타내었다. 도 9에 도시된 DUV-3 설계에 기초하여 세 개의 층을 가진 필터가 제작되었다. 낮은 흡수와 열기계적 특성을 바탕으로 한 높은 굴절률의 재료로서 하프늄옥사이드가 선정되었다. 낮은 굴절률의 재료로는 다른 대체재에 비하여 낮은 스트레스 특성을 갖는다는 이유로 실리콘디옥사이드가 선정되었다. Leybold APS 1104 이온 지원 증발 시스템을 사용하여 박막이 디포짓되었다. 하프늄옥사이드는 하프늄 금속 타겟으로부터 반동적으로 디포짓되었고 실리콘디옥사이드는 옥사이드 타겟으로부터 디포짓되었다. 목표된 바닥부의 고 굴절률층 두께는 32nm이었고, 두꺼운 낮은 굴절률 캐비티층의 목표된 두께는 2548nm이었으며, 목표 높은 굴절률 최상층 두께는 41nm이었다. 스택 제작 동안에 여러 지점에서 메트롤로지를 수행함으로써 다층의 반복이 행해졌다. 처음에는, 최종 상단 HfO2 층 없이 용융실리카기판 위에 두 개의 층 스택이 생성되었다. 타원계와 피팅(fitting)은 실제의 SiO2 두께값에 대하여 풀었고, 그 값은 목표값보다 7nm 작았다. 다층 스택을 다시 설계하고 새로운 해결 방안을 찾기 위해서 WVASE와 함께, 유통되고 있는 광 박막 설계 소프트웨어인 TfCalc가 사용되었다. 필터상에 추가적인 소량의 SiO2(7nm) 및 최종 HfO2 최상층으로 두 번째 코팅 세트가 수행되었다. 투과 결과는 도 18에 도시되어 있다.
0.63의 NA를 가진 248nm ASML 5500/300 노광 툴로 리소그래피 시험이 행해졌다. 시험용으로 선정된 부분적 코히어런스 값은 0.3 및 0.5 이었다. 평가된 마스크 피쳐는 1:1, 1:5의 듀티비(duty ratio)에 따른 250nm 콘텍트로 구성되고 격리되었다. 이미징을 위해서 DUV ARC 재료 위에 1.42㎛의 두께로 Shipley UV110 레지스트가 코팅되었다. 도 19에 도시된 바와 같이, 알루미늄 3.28" 직경 링에, 1mm 두께로, 3mm 높이 또는 그 만큼 떨어진 거리에 쿼츠 필터가 장착되었다. 장착은 시아노아크릴레이트 시멘트로 필터(42)에 링(40)을 접착하여 이루어지고, 착탈 가능한 접착제를 사용하여 콘텍트 포토마스크(44)에 링(40)과 필터(42)를 장착하였다. 상기 필터는 마스크상의 고정된 거리에 장착되었지만, 마스크 프라운호퍼 회절영역에(적어도 수 mm의 거리에) 그러한 필터를 놓는 다른 방법도 있다. 예컨대, 포토마스크 피쳐의 적어도 하나의 광 특성을 위한 더 나은 이미지 변경을 제공하는 많은 복수의 필터 중 하나를 선택하고 선택된 필터를 마스크 및 광학 구성요소에 대하여 소정의 떨어진 거리 및 위치에 놓기 위하여 광학적 변경부재(예를 들어, 복수의 필터를 가진 터릿(turret))이 제공될 수 있다. 마스크와 필터간의 평행도의 제어를 이용하여 광학 평면내에 필터를 장착시키기 위해서 링 방법은 편리한 수단이 된다. 리소그래피 시험 동안의 비교를 위하여 코팅되지 않은 용융실리카판도 포토마스크상에 장착용으로 구성되었다.
포커스 노출 도표가 도 20 내지 도 22에 도시되어 있다. 도 20은 제어 "기준"과 비교되는 필터링된 고밀도 콘텍트 이미징(1:1)의 결과를 도시한다. 필터링된 결과에 대한 도즈 범위는 제어(각각 1.52X 대 1.20X)에 대한 것보다 더 크다. 각각의 경우에 대하여, 최소 콘텍트 사이즈 및 DOF는 10% 도즈 변동 및 10% 사이즈 변동으로 나타난다. 필터링된 경우에 대한 콘텍트 사이징은 제어에 대한 것보다 220nm 대 260nm 로 확실히 더 작다. 도 21에 도시된 중밀도 콘텍트(1:5)의 경우, 필터링된 콘텍트는 마찬가지로 더 작은 사이징을 보이는 결과로 나타난다. 도 22에 도시된 고 밀도 콘텍트의 경우, 가장 뚜렷한 향상을 보일 것이라 예상되는데, DOF에서 제어의 경우보다 향상된 더 작은 사이징을 가져온다. 또한 필터링된 결과를 제어의 결과와 비교할 때, 모든 충격비간의 공정 오버랩에서 뚜렷한 향상이 있다. 이것은 표 3에 요약되어 있으며, 여기서 필터링된 콘텍트에 대한 사이징 범위는 210 내지 220nm 이고 제어에 대한 사이징 범위는 220 내지 260nm 이다. 이것은 의미있는 결과이다.
공정 오버랩에서의 향상을 보인, 공간 필터링 대 언필터링(제어)에 대한 결과의 비교
필터링 제어
고밀도 사이징(1:1) 220nm 260nm
세미-아이소 사이징(1:5) 215nm 235nm
아이소 사이징 210nm 220nm
사이징 범위 10nm 40nm
제2실시예
본 발명의 제2실시예는 도 7에 도시된, 회절 필드 에너지(11)가 대물렌즈(10) 쪽으로 지향하게 되도록 포토마스크(8)를 조명하는 조명시스템(2)을 갖는 투영 노광시스템을 제공한다. 또한, 상기 투영 노광시스템에는 대물렌즈(9)의 바깥 쪽, 및 포토레지스트가 코팅된 반도체 기판(10)으로부터 소정의 최소 거리에서 마스크 평면에 대한 것과 유사한 도는 상보적 위치에 놓인 필터(13)가 마련된다. 상기 필터(13)는 투명한 기판을 한 번 또는 여러 번 코팅하여, 수직 또는 근사 수직의 조명이 더 비스듬한 조명보다 더 많이 감쇠되는 입사각에 의거한 필터를 통하여 투과가 제어되게 하여 이루어진다. 이 위치에 필터를 놓음으로써, 0차 회절 에너지가 감소된 곳에서 소정 효과도 생겨난다. 상기 필터의 설계는 1/4 또는 1/5 감소율이 사용되지 않는, 그 각도 요건에서의 마스크측 필터와는 상이하다. 본 발명에 한 상기 접근법의 이득은 이미 투명한 기판이 렌즈 시스템의 성분이 될 수 있고, 바닥부 요소를 오염으로부터 보호하며 렌즈 시스템을 대기로부터 격리시키는 데 사용될 수 있다는 것이다. 공간필터의 특성을 보이도록 이 투명기판을 코팅함으로써 이미지 향상을 가져올 수 있다.
도 23은 도 7의 웨이퍼측 공간주파수필터(13)로 사용하기 위한 앵귤러 필터 설계를 도시한다. 상기 필터(10)는 투명기판(13)상의 택일적인 투명한 높은 굴절율 코팅 재료의 층(11)과 낮은 굴절률 코팅 재료의 층(12)으로 이루어진다. 도 24는 하프늄디옥사이드 및 실리콘디옥사이드를 사용하여 설계되고 제작된 248nm 용융실리카 필터의 주차수에서의 투과특성을 도시한다. 상기 층의 두께는 주어져 있다. 각도 범위도 0.70 NA 대물렌즈에 상응하여 수직 입사(0˚)에서 44˚까지 도시된다. 축소 대물렌즈의 큰 NA 쪽의 각을 더 크게 하면 수직에 가까운 입사 방사선의 감쇠가 더 커지고, 따라서 필요한 만큼 0차 회절에너지의 더 큰 감쇠를 가져온다. 나아가, 대물렌즈의 마스크측에서의 사용을 위한 주파수필터의 감쇠에 맞는 감쇠는 층 두께값을 더 낮게 하고 필터 코팅의 총 두께값을 더 낮게 하여 얻어질 수 있다. 이것은 필터 제작시 더 많은 공정관리의 원인이 될 수 있다.
또한, 필터는 도 7의 두 위치(12, 13) 모두에 있는 대물렌즈의 상보적 웨이퍼측 및 마스크측에서 모두 구현될 수 있어, 공간주파수 필터링에 대한 제어의 정도를 증가시킨다. 이 능력은 대부분의 리소그래피 이미징의 경우 일반적으로 어떤 최소량의 필터링이 요구될 수 있고 필터링 평면 중 하나에 반영구적 필터가 위치될 수 있다는 유용함을 증명할 수 있다. 필터링은 두 번째 상보적 필터링 위치에서의 필터를 포함시킴으로써 어떤 소정의 이미징 상황을 위하여 증가될 수 있다. 이것은 또한 이미징 향상을 위한 확실한 조건이다.
제3실시예
대물렌즈의 성분으로 위치된 렌즈 요소의 코팅은 그 자체로 여기에 서술된 것과 유사한 결과를 가져온다는 것을 발견하였다. 수직에 가까운 입사에서의 회절 에너지를 필터링하고 큰 각도에서 에너지를 강화하기 위해서 박막간섭코팅이 광학 요소상에 사용되도록 설계되고 제작될 수 있다. 이것은 큰 NA 렌즈가 만들어지고 있을 때 특히 유용하며, 종래의 AR 코팅은 모든 각도에서 낮은 반사율을 얻도록 설계하는 데 더 큰 어려움이 있다. 도 25는 본 발명의 이 실시예를 도시한다. 대물렌즈(11)로부터 광학 요소(10)는 어느 한 쪽 면상에 또는 두 면상에 하나의 층으로 이루어진, 또는 차례로 높은 굴절률 박막(13)과 낮은 굴절률 박막(14)이 번갈아 있는 하나 이상의 층의 주기적 구조로 이루어진 간섭 필터(12)로 코팅된다. 도 26은 하프늄옥사이드와 실리콘디옥사이드 코팅으로 이루어진 용융실리카필터의 수직 내지 44°입사각에 대한 투과의 도표를 도시한다. 박막 두께도 역시 도시되어 있다. 렌즈 시스템에서 반사 감소의 정도 즉 비반사(anti-reflection, AR)는 시스템의 전체 NA에 상응하는 최대 경사각에서 최적이다. 렌즈 요소의 특수한 각도 요건은 특수한 렌즈 요소 특성에 의존한다. 본 발명을 사용하면, 더 낮은 투과 및 작은 각도를 갖는 최대 경사각에서 반사의 최대 감소 또는 AR이 성취되도록 코팅이 설계될 수 있다. 이것은 설계 제약사항을 완화하는 동시에 상술된 바와 같이 개선된 성능을 이끌어낼 수 있다. 이것은 의미있는 결과이다.
대안적 푸리에변환 평면에서의 공간주파수 필터링은 본 발명을 이미징 향상의 실제적 방법으로서 보여주었다. 상기 설계 및 제작 결과는 분해능 향상에 대한 이 새로운 접근을 위하여 매우 고무적인 것이다. 본 발명은 서술된 예시에만 국한되는 것은 아니다. 상기 서술된 실시예가 필히 배타적이지는 않으며, 본 발명의 범위로부터 벗어나지 않고도 거기에 다양한 변화와, 재료, 설계, 및 배치의 개조가 있을 수 있고 다만 다음의 청구항에 의하여 한정된다.

Claims (63)

  1. 감광화된(photosensitized) 반도체웨이퍼상으로 이미지를 투영시키는 방법에 있어서,
    패턴을 지닌 포토마스크를 조명시키기 위한 방사빔을 생성하는 단계;
    포토마스크쪽으로 상기 방사빔을 향하게 하는 단계;
    상기 포토마스크를 사용하여 복수의 회절각도를 갖는 회절필드로 방사선을 회절시키는 단계;
    상기 회절된 이미지의 회절각도에 따라 상기 포토마스크로부터 회절된 필드를 대물렌즈의 외부에서 필터링하는 단계;
    상기 회절필드를 상기 대물렌즈로 향하게 하는 단계; 및
    회절된 이미지 및 각을 이루게 필터링된 이미지로 상기 감광화된 반도체웨이퍼를 조명시키는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 감광화된 반도체웨이퍼상으로 이미지를 투영시키는 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 필터링 단계는 회절차수에 반비례하게 회절필드를 감쇠시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 감광화된 반도체웨이퍼상으로 이미지를 투영시키는 방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 필터링 단계는 회절각도에 반비례하게 회절필드를 감쇠시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 감광화된 반도체웨이퍼상으로 이미지를 투영시키는 방법.
  4. 청구항 4은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.
    제1항에 있어서,
    상기 회절필드는 상기 대물렌즈로 입사하기 전에 필터링되는 것을 특징으로 하는 감광화된 반도체웨이퍼상으로 이미지를 투영시키는 방법.
  5. 청구항 5은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.
    제1항에 있어서,
    상기 회절필드는 상기 대물렌즈에서 필터링되는 것을 특징으로 하는 감광화된 반도체웨이퍼상으로 이미지를 투영시키는 방법.
  6. 청구항 6은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.
    제1항에 있어서,
    상기 회절필드는 대물렌즈를 통과한 후에 필터링되는 것을 특징으로 하는 감광화된 반도체웨이퍼상으로 이미지를 투영시키는 방법.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 회절필드는 기판 및 상기 기판상에 코팅된 1 이상의 박막으로 필터링되며, 상기 기판 및 상기 박막은 방사선의 선택된 파장에 대하여 고도로 투명하고, 입사 방사선을 각을 이루게 필터링하기 위하여 그들 각각의 굴절률에 있어 상대적으로 상이한 것을 특징으로 하는 감광화된 반도체웨이퍼상으로 이미지를 투영시키는 방법.
  8. 청구항 8은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.
    제7항에 있어서,
    상기 기판 및 상기 박막은 0.5보다 작은 감광계수를 가지는 것을 특징으로 하는 감광화된 반도체웨이퍼상으로 이미지를 투영시키는 방법.
  9. 청구항 9은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.
    제8항에 있어서,
    상기 감광계수는 바람직하게는 0.1보다 작은 것을 특징으로 하는 감광화된 반도체웨이퍼상으로 이미지를 투영시키는 방법.
  10. 청구항 10은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.
    제7항에 있어서,
    상기 각각의 굴절률간의 차이는 조명의 파장에서 0.2보다 큰 범위에 있는 것을 특징으로 하는 감광화된 반도체웨이퍼상으로 이미지를 투영시키는 방법.
  11. 청구항 11은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.
    제10항에 있어서,
    상기 굴절률들은 0.84 또는 0.34 만큼의 차이가 있는 것을 특징으로 하는 감광화된 반도체웨이퍼상으로 이미지를 투영시키는 방법.
  12. 청구항 12은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.
    제7항에 있어서,
    상기 박막의 각각의 굴절률간의 차이는 조명의 파장에서 0.2보다 큰 범위에 있는 것을 특징으로 하는 감광화된 반도체웨이퍼상으로 이미지를 투영시키는 방법.
  13. 청구항 13은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.
    제12항에 있어서,
    상기 굴절률들은 0.84 또는 0.34 만큼의 차이가 있는 것을 특징으로 하는 감광화된 반도체웨이퍼상으로 이미지를 투영시키는 방법.
  14. 제7항에 있어서,
    근사 수직 방사선이 경사 방사선(oblique radiation)보다 비례적으로 더 많이 감소되는 것을 특징으로 하는 감광화된 반도체웨이퍼상으로 이미지를 투영시키는 방법.
  15. 제14항에 있어서,
    수직 및 경사 입사간의 필터링에서의 차이는 5% 내지 50%의 범위내에 있는 것을 특징으로 하는 감광화된 반도체웨이퍼상으로 이미지를 투영시키는 방법.
  16. 청구항 16은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.
    제15항에 있어서,
    수직 및 경사 입사간의 필터링에서의 차이는 16% 내지 30%의 범위내에 있는 것을 특징으로 하는 감광화된 반도체웨이퍼상으로 이미지를 투영시키는 방법.
  17. 제7항에 있어서,
    상기 기판 및 상기 박막은 유기 또는 무기물질을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 감광화된 반도체웨이퍼상으로 이미지를 투영시키는 방법.
  18. 청구항 18은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.
    제17항에 있어서,
    상기 무기물질은 표 1에 도시된 그룹을 구성하는 그룹으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 감광화된 반도체웨이퍼상으로 이미지를 투영시키는 방법.
  19. 청구항 19은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.
    제17항에 있어서,
    상기 유기물질은 중합체를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 방법.
  20. 청구항 20은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.
    제19항에 있어서,
    상기 중합체는 플루오르화중합체 또는 니트로셀룰로스중합체를 구성하는 그룹으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 감광화된 반도체웨이퍼상으로 이미지를 투영시키는 방법.
  21. 감광화된 반도체웨이퍼상으로 이미지를 투영시키는 장치에 있어서,
    패턴을 지닌 포토마스크를 조명시키는 방사빔을 생성하기 위한 방사원;
    소정의 조명패턴으로 방사선을 분배하기 위한 조명광학시스템;
    포토마스크상으로 방사선의 조명패턴을 지향하게 하는 수단;
    패턴을 가지고 입사 방사선을 복수의 회절각도를 갖는 회절필드로 회절시키기 위하여 상기 지향된 조명의 경로에 배치되는 포토마스크;
    감광화된 반도체웨이퍼 표면의 위치에 대응하는 평면상으로 상기 이미지를 포커싱하기 위한 대물렌즈시스템; 및
    필터를 통과하는 방사선의 회절각도에 따라 투영된 회절필드의 세기를 변화시키는 상기 감광화된 반도체웨이퍼의 평면 및 포토마스크 사이에, 그리고 상기 대물렌즈시스템의 외부에 배치되는 각도 필터(angular filter)를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 감광화된 반도체웨이퍼상으로 이미지를 투영시키는 장치.
  22. 제21항에 있어서,
    상기 포토마스크는 1 이상의 회절차수로 방사선을 회절시키고, 상기 필터는 상기 방사선의 투과를 방사선의 회절차수에 반비례하게 감소시키는 것을 특징으로 하는 감광화된 반도체웨이퍼상으로 이미지를 투영시키는 장치.
  23. 제22항에 있어서,
    상기 필터는 회절된 방사선의 투과를 상기 방사선의 회절각도에 반비례하게 감소시키는 것을 특징으로 하는 감광화된 반도체웨이퍼상으로 이미지를 투영시키는 장치.
  24. 청구항 24은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.
    제23항에 있어서,
    회절의 0th 차수는 최대의 투과 감소비율을 차지하고, 각각의 후속하는 회절의 높은 차수는 대응하는 투과의 높은 비율을 차지하는 것을 특징으로 하는 감광화된 반도체웨이퍼상으로 이미지를 투영시키는 장치.
  25. 청구항 25은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.
    제21항에 있어서,
    상기 필터는 상기 포토마스크와 상기 대물렌즈 사이에 배치되는 것을 특징으로 하는 감광화된 반도체웨이퍼상으로 이미지를 투영시키는 장치.
  26. 청구항 26은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.
    제21항에 있어서,
    상기 필터는 상기 대물렌즈 안에 또는 상기 대물렌즈 상에 배치되는 것을 특징으로 하는 감광화된 반도체웨이퍼상으로 이미지를 투영시키는 장치.
  27. 청구항 27은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.
    제21항에 있어서,
    상기 필터는 상기 대물렌즈와 상기 감광화된 반도체웨이퍼 사이에 배치되는 것을 특징으로 하는 감광화된 반도체웨이퍼상으로 이미지를 투영시키는 장치.
  28. 제21항에 있어서,
    (a) 포토마스크와 대물렌즈 사이, (b) 대물렌즈 안 또는 대물렌즈 상에, (c) 대물렌즈와 감광화된 반도체웨이퍼 사이로 구성되어 있는 그룹으로부터 선택된 2 이상의 각각의 위치에 배치되는 2 이상의 필터를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 감광화된 반도체웨이퍼상으로 이미지를 투영시키는 장치.
  29. 제21항에 있어서,
    상기 필터는 기판 및 상기 기판상에 코팅된 1 이상의 박막을 포함하여 이루어지고, 상기 기판 및 상기 박막은 방사선의 선택된 파장에 대하여 고도로 투명하고, 입사 방사선을 각을 이루게 필터링하기 위하여 그들 각각의 굴절률에 있어 상대적으로 상이한 것을 특징으로 하는 감광화된 반도체웨이퍼상으로 이미지를 투영시키는 장치.
  30. 청구항 30은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.
    제27항에 있어서,
    상기 기판 및 상기 박막은 0.5보다 작은 감광계수를 가지는 것을 특징으로 하는 감광화된 반도체웨이퍼상으로 이미지를 투영시키는 장치.
  31. 청구항 31은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.
    제29항에 있어서,
    상기 감광계수는 바람직하게는 0.1보다 작은 것을 특징으로 하는 감광화된 반도체웨이퍼상으로 이미지를 투영시키는 장치.
  32. 청구항 32은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.
    제29항에 있어서,
    상기 각각의 굴절률간의 차이는 조명의 파장에서 0.2보다 큰 범위에 있는 것을 특징으로 하는 감광화된 반도체웨이퍼상으로 이미지를 투영시키는 장치.
  33. 청구항 33은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.
    제32항에 있어서,
    상기 굴절률들은 0.84 또는 0.34 만큼의 차이가 있는 것을 특징으로 하는 감광화된 반도체웨이퍼상으로 이미지를 투영시키는 장치.
  34. 청구항 34은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.
    제29항에 있어서,
    상기 박막의 각각의 굴절률간의 차이는 조명의 파장에서 0.2보다 큰 범위에 있는 것을 특징으로 하는 감광화된 반도체웨이퍼상으로 이미지를 투영시키는 장치.
  35. 청구항 35은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.
    제34항에 있어서,
    상기 굴절률들은 0.84 또는 0.34 만큼의 차이가 있는 것을 특징으로 하는 감광화된 반도체웨이퍼상으로 이미지를 투영시키는 장치.
  36. 청구항 36은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.
    제29항에 있어서,
    근사 수직 방사선이 경사진 방사선보다 비례적으로 더 많이 감소되는 것을 특징으로 하는 감광화된 반도체웨이퍼상으로 이미지를 투영시키는 장치.
  37. 청구항 37은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.
    제36항에 있어서,
    수직 및 경사 입사간의 필터링에서의 차이는 5% 내지 50%의 범위내에 있는 것을 특징으로 하는 감광화된 반도체웨이퍼상으로 이미지를 투영시키는 장치.
  38. 청구항 38은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.
    제37항에 있어서,
    수직 및 경사 입사간의 필터링에서의 차이는 16% 내지 30%의 범위내에 있는 것을 특징으로 하는 감광화된 반도체웨이퍼상으로 이미지를 투영시키는 장치.
  39. 청구항 39은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.
    제29항에 있어서,
    상기 기판 및 상기 박막은 유기 또는 무기물질을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 감광화된 반도체웨이퍼상으로 이미지를 투영시키는 장치.
  40. 청구항 40은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.
    제38항에 있어서,
    상기 무기물질은 표 1에 도시된 그룹을 구성하는 그룹으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 감광화된 반도체웨이퍼상으로 이미지를 투영시키는 장치.
  41. 청구항 41은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.
    제29항에 있어서,
    상기 유기물질은 중합체를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 감광화된 반도체웨이퍼상으로 이미지를 투영시키는 장치.
  42. 청구항 42은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.
    제41항에 있어서,
    상기 중합체는 플루오르화중합체 또는 니트로셀룰로스중합체를 구성하는 그룹으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 감광화된 반도체웨이퍼상으로 이미지를 투영시키는 장치.
  43. 청구항 43은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.
    기판 및 상기 기판상에 코팅된 1 이상의 박막을 포함하여 이루어지는 필터에 있어서,
    상기 기판 및 상기 박막은 방사선의 선택된 파장에 대하여 고도로 투명하고, 입사 방사선을 각을 이루게 필터링하기 위하여 그들 각각의 굴절률에 있어 상대적으로 상이한 것을 특징으로 하는 필터.
  44. 청구항 44은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.
    제43항에 있어서,
    상기 기판 및 상기 박막은 0.1보다 작은 감광계수를 가지는 것을 특징으로 하는 필터.
  45. 청구항 45은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.
    제44항에 있어서,
    상기 감광계수는 바람직하게는 0.1보다 작은 것을 특징으로 하는 필터.
  46. 청구항 46은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.
    제43항에 있어서,
    상기 각각의 굴절률간의 차이는 조명의 파장에서 0.2보다 큰 범위에 있는 것을 특징으로 하는 필터.
  47. 청구항 47은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.
    제43항에 있어서,
    상기 박막의 각각의 굴절률간의 차이는 조명 파장에서 0.2보다 큰 범위에 있는 것을 특징으로 하는 필터.
  48. 청구항 48은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.
    제47항에 있어서,
    상기 굴절률들은 0.84 또는 0.34 만큼의 차이가 있는 것을 특징으로 하는 필터.
  49. 청구항 49은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.
    제45항에 있어서,
    상기 굴절률들은 0.84 또는 0.34 만큼의 차이가 있는 것을 특징으로 하는 필터.
  50. 청구항 50은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.
    제43항에 있어서,
    근사 수직 방사선이 경사 방사선보다 비례적으로 더 많이 감소되는 것을 특징으로 하는 필터.
  51. 청구항 51은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.
    제46항에 있어서,
    수직 및 경사 입사간의 필터링에서의 차이는 5% 내지 50%의 범위내에 있는 것을 특징으로 하는 필터.
  52. 청구항 52은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.
    제51항에 있어서,
    수직 및 경사 입사간의 필터링에서의 차이는 16% 내지 30%의 범위내에 있는 것을 특징으로 하는 필터.
  53. 청구항 53은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.
    제43항에 있어서,
    상기 기판 및 상기 박막은 유기 또는 무기물질을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 필터.
  54. 청구항 54은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.
    제53항에 있어서,
    상기 무기물질은 표 1에 도시된 그룹을 구성하는 그룹으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 필터.
  55. 청구항 55은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.
    제53항에 있어서,
    상기 유기물질은 중합체를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 필터.
  56. 청구항 56은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.
    제55항에 있어서,
    상기 중합체는 플루오르화중합체 또는 니트로셀룰로스중합체를 구성하는 그룹으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 필터.
  57. 제1항에 있어서,
    상기 조명단계는 강한 오프-액시스 조명(strong off-axis illumination)을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 감광화된 반도체웨이퍼상으로 이미지를 투영시키는 방법.
  58. 제1항에 있어서,
    상기 조명단계는 약한 오프-액시스 조명을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 감광화된 반도체웨이퍼상으로 이미지를 투영시키는 방법.
  59. 청구항 59은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.
    제21항에 있어서,
    상기 조명광학시스템은 강한 오프-액시스 조명광학시스템을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 감광화된 반도체웨이퍼상으로 이미지를 투영시키는 장치.
  60. 청구항 60은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.
    제21항에 있어서,
    상기 조명광학시스템은 약한 오프-액시스 조명광학시스템을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 감광화된 반도체웨이퍼상으로 이미지를 투영시키는 장치.
  61. 청구항 61은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.
    제1항에 있어서,
    상기 필터와 상기 포토마스크 사이에 배치된 링에 상기 필터를 장착시키는 단계를 더 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 감광화된 반도체웨이퍼상으로 이미지를 투영시키는 방법.
  62. 청구항 62은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.
    제21항에 있어서,
    상기 포토마스크상에 장착된 링 및 상기 포토마스크로부터 떨어진 링에 장착된 필터를 더 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 감광화된 반도체웨이퍼상으로 이미지를 투영시키는 장치.
  63. 청구항 63은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.
    제21항에 있어서,
    상기 회절필드로 이동가능한 복수의 필터를 수용하는 필터하우징을 더욱 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 감광화된 반도체웨이퍼상으로 이미지를 투영시키는 장치.
KR1020017016861A 1999-07-01 2000-06-29 공간필터링을 통한 이미지향상의 장치 및 방법 KR100549776B1 (ko)

Applications Claiming Priority (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US14201099P 1999-07-01 1999-07-01
US60/142,010 1999-07-01
US19662100P 2000-04-11 2000-04-11
US60/196,621 2000-04-11

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20020060076A KR20020060076A (ko) 2002-07-16
KR100549776B1 true KR100549776B1 (ko) 2006-02-06

Family

ID=26839676

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020017016861A KR100549776B1 (ko) 1999-07-01 2000-06-29 공간필터링을 통한 이미지향상의 장치 및 방법

Country Status (6)

Country Link
US (2) US6525806B1 (ko)
EP (1) EP1203264A4 (ko)
JP (1) JP2003504861A (ko)
KR (1) KR100549776B1 (ko)
AU (1) AU6061000A (ko)
WO (1) WO2001002907A1 (ko)

Families Citing this family (52)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7301605B2 (en) * 2000-03-03 2007-11-27 Nikon Corporation Projection exposure apparatus and method, catadioptric optical system and manufacturing method of devices
US6567155B1 (en) * 2000-03-16 2003-05-20 Intel Corporation Method for improved resolution of patterning using binary masks with pupil filters
TW530336B (en) * 2001-08-21 2003-05-01 Asml Masktools Bv Lithographic method and lithographic apparatus
US7233887B2 (en) * 2002-01-18 2007-06-19 Smith Bruce W Method of photomask correction and its optimization using localized frequency analysis
JP2003315973A (ja) * 2002-04-19 2003-11-06 Fujitsu Ltd マスク設計装置、マスク設計方法、プログラムおよび半導体装置製造方法
DE10218989A1 (de) * 2002-04-24 2003-11-06 Zeiss Carl Smt Ag Projektionsverfahren und Projektionssystem mit optischer Filterung
KR100866229B1 (ko) * 2002-12-11 2008-10-30 삼성전자주식회사 메시지 서비스에서 수신처 주소 입력 방법
US6703625B1 (en) * 2002-12-31 2004-03-09 Intel Corporation Methods and apparatus for off-axis lithographic illumination
US6842223B2 (en) 2003-04-11 2005-01-11 Nikon Precision Inc. Enhanced illuminator for use in photolithographic systems
JP2004335639A (ja) * 2003-05-06 2004-11-25 Fuji Photo Film Co Ltd 投影露光装置
US7932020B2 (en) * 2003-07-10 2011-04-26 Takumi Technology Corporation Contact or proximity printing using a magnified mask image
WO2005064407A2 (en) * 2003-12-22 2005-07-14 Koninklijke Philips Electronics N.V. Lithographic projection apparatus and device manufacturing method
WO2005069078A1 (en) * 2004-01-19 2005-07-28 Carl Zeiss Smt Ag Microlithographic projection exposure apparatus with immersion projection lens
WO2005106593A2 (en) * 2004-04-14 2005-11-10 Litel Instruments Method and apparatus for measurement of exit pupil transmittance
WO2005121903A2 (en) * 2004-06-03 2005-12-22 Board Of Regents, The University Of Texas System System and method for improvement of alignment and overlay for microlithography
US7768624B2 (en) * 2004-06-03 2010-08-03 Board Of Regents, The University Of Texas System Method for obtaining force combinations for template deformation using nullspace and methods optimization techniques
US8605257B2 (en) * 2004-06-04 2013-12-10 Carl Zeiss Smt Gmbh Projection system with compensation of intensity variations and compensation element therefor
US7785526B2 (en) * 2004-07-20 2010-08-31 Molecular Imprints, Inc. Imprint alignment method, system, and template
WO2006021406A2 (en) * 2004-08-23 2006-03-02 Micronic Laser Systems Ab Pupil improvement of incoherent imaging systems for enhanced cd linearity
US7771803B2 (en) * 2004-10-27 2010-08-10 Palo Alto Research Center Incorporated Oblique parts or surfaces
US7292326B2 (en) * 2004-11-30 2007-11-06 Molecular Imprints, Inc. Interferometric analysis for the manufacture of nano-scale devices
US20070231421A1 (en) * 2006-04-03 2007-10-04 Molecular Imprints, Inc. Enhanced Multi Channel Alignment
US7630067B2 (en) * 2004-11-30 2009-12-08 Molecular Imprints, Inc. Interferometric analysis method for the manufacture of nano-scale devices
US20070228608A1 (en) * 2006-04-03 2007-10-04 Molecular Imprints, Inc. Preserving Filled Features when Vacuum Wiping
US20070024835A1 (en) * 2005-08-01 2007-02-01 Kuo-Chun Huang Method for improving illumination uniformity in exposure process, and exposure apparatus
TWI299429B (en) * 2005-10-06 2008-08-01 Promos Technologies Inc Method of exposure
WO2007051574A1 (en) 2005-11-03 2007-05-10 Carl Zeiss Smt Ag Microlithographic projection exposure apparatus
CN101405596B (zh) * 2006-01-24 2012-07-04 北卡罗来纳大学查珀尔希尔分校 使用具有多色分布的x射线束检测对象图像的系统和方法
KR20090003153A (ko) 2006-04-03 2009-01-09 몰레큘러 임프린츠 인코퍼레이티드 다수의 필드와 정렬 마크를 갖는 기판을 동시에 패턴화하는방법
JP5027468B2 (ja) * 2006-09-15 2012-09-19 日本ミクロコーティング株式会社 プローブクリーニング用又はプローブ加工用シート、及びプローブ加工方法
US20080239263A1 (en) * 2007-03-29 2008-10-02 Asml Netherlands B.V. Lithographic system and device manufacturing method
US7561250B2 (en) * 2007-06-19 2009-07-14 Asml Netherlands B.V. Lithographic apparatus having parts with a coated film adhered thereto
JP5132284B2 (ja) * 2007-12-03 2013-01-30 キヤノン株式会社 回折光学素子およびそれを有する光学系並びに光学機器
US8237133B2 (en) * 2008-10-10 2012-08-07 Molecular Imprints, Inc. Energy sources for curing in an imprint lithography system
US8345242B2 (en) * 2008-10-28 2013-01-01 Molecular Imprints, Inc. Optical system for use in stage control
WO2010065532A2 (en) 2008-12-01 2010-06-10 The University Of North Carolina At Chapel Hill Systems and methods for detecting an image of an object using multi-beam imaging from an x-ray beam having a polychromatic distribution
CA2763367C (en) * 2009-06-04 2016-09-13 Nextray, Inc. Strain matching of crystals and horizontally-spaced monochromator and analyzer crystal arrays in diffraction enhanced imaging systems and related methods
US8204174B2 (en) * 2009-06-04 2012-06-19 Nextray, Inc. Systems and methods for detecting an image of an object by use of X-ray beams generated by multiple small area sources and by use of facing sides of adjacent monochromator crystals
JP5515147B2 (ja) * 2009-09-29 2014-06-11 日立化成株式会社 光学素子及び光源
CA2779965A1 (en) * 2009-12-17 2011-06-23 Alcon Research, Ltd. Photonic lattice leds for ophthalmic illumination
CA2780352A1 (en) * 2009-12-22 2011-06-30 Alcon Research, Ltd. Light collector for a white light led illuminator
US20110148304A1 (en) * 2009-12-22 2011-06-23 Artsyukhovich Alexander N Thermoelectric cooling for increased brightness in a white light l.e.d. illuminator
US9314374B2 (en) * 2010-03-19 2016-04-19 Alcon Research, Ltd. Stroboscopic ophthalmic illuminator
US8936377B2 (en) * 2010-03-31 2015-01-20 Alcon Research, Ltd. Apparatus for enhancing brightness of a wavelength converting element
US8573801B2 (en) 2010-08-30 2013-11-05 Alcon Research, Ltd. LED illuminator
US8928973B2 (en) * 2011-12-16 2015-01-06 Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. Microscope apparatus for phase image acquisition
US9835952B2 (en) * 2013-03-14 2017-12-05 Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. Systems and methods for a narrow band high transmittance interference filter
SG10201605683WA (en) 2015-07-22 2017-02-27 Ultratech Inc High-efficiency line-forming optical systems and methods using a serrated spatial filter
US11172560B2 (en) 2016-08-25 2021-11-09 Alcon Inc. Ophthalmic illumination system with controlled chromaticity
US11162897B2 (en) 2019-05-15 2021-11-02 Onto Innovation Inc. Optical metrology device using numerical aperture reduction
KR20210029495A (ko) 2019-09-06 2021-03-16 삼성전자주식회사 Opc 방법 및 그 opc 방법을 이용한 마스크 제조방법
US11614684B2 (en) * 2020-09-08 2023-03-28 Taiwan Semiconductor Manufacturing Company Ltd. Photomask inspection method and apparatus thereof

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5552856A (en) * 1993-06-14 1996-09-03 Nikon Corporation Projection exposure apparatus
US5638211A (en) * 1990-08-21 1997-06-10 Nikon Corporation Method and apparatus for increasing the resolution power of projection lithography exposure system

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS50139620A (ko) * 1974-04-24 1975-11-08
USRE36740E (en) * 1990-03-30 2000-06-20 Nikon Corporation Cata-dioptric reduction projection optical system
JP2847883B2 (ja) * 1990-03-30 1999-01-20 株式会社ニコン 反射屈折縮小投影光学系
JP3200894B2 (ja) * 1991-03-05 2001-08-20 株式会社日立製作所 露光方法及びその装置
WO1992021066A1 (en) * 1991-05-17 1992-11-26 E.I. Du Pont De Nemours And Company Pressure relieving pellicle
EP0562133B1 (en) * 1992-03-23 1998-02-25 Erland Torbjörn Sandström Method and apparatus for forming an image
US5337181A (en) * 1992-08-27 1994-08-09 Kelly Shawn L Optical spatial filter
JP2785757B2 (ja) * 1995-08-30 1998-08-13 日本電気株式会社 フォトマスク
KR0171947B1 (ko) * 1995-12-08 1999-03-20 김주용 반도체소자 제조를 위한 노광 방법 및 그를 이용한 노광장치
US5851701A (en) * 1997-04-01 1998-12-22 Micron Technology, Inc. Atom lithographic mask having diffraction grating and attenuated phase shifters
JP3784136B2 (ja) * 1997-06-02 2006-06-07 株式会社ルネサステクノロジ 投影露光装置および投影露光方法
US5888678A (en) * 1998-02-09 1999-03-30 Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. Mask and simplified method of forming a mask integrating attenuating phase shifting mask patterns and binary mask patterns on the same mask substrate

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5638211A (en) * 1990-08-21 1997-06-10 Nikon Corporation Method and apparatus for increasing the resolution power of projection lithography exposure system
US5552856A (en) * 1993-06-14 1996-09-03 Nikon Corporation Projection exposure apparatus

Also Published As

Publication number Publication date
KR20020060076A (ko) 2002-07-16
JP2003504861A (ja) 2003-02-04
EP1203264A4 (en) 2004-09-15
US6525806B1 (en) 2003-02-25
US20030112421A1 (en) 2003-06-19
AU6061000A (en) 2001-01-22
EP1203264A1 (en) 2002-05-08
WO2001002907A1 (en) 2001-01-11

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR100549776B1 (ko) 공간필터링을 통한 이미지향상의 장치 및 방법
KR101199076B1 (ko) 강도 변동이 보상된 투사 시스템 및 이를 위한 보상 요소
KR100588182B1 (ko) 노광장치와 노광방법
TW565706B (en) Reflective projection lens for EUV-photolithography
US20120162755A1 (en) Mask inspection microscope with variable illumination setting
JP2004258670A (ja) 高開口数システムの固定および動的ラジアル横方向電気偏光器
US5642183A (en) Spatial filter used in a reduction-type projection printing apparatus
US9146475B2 (en) Projection exposure system and projection exposure method
US8411356B2 (en) Catadioptric projection objective with tilted deflecting mirrors, projection exposure apparatus, projection exposure method, and mirror
US5717218A (en) Focal plane phase-shifting lithography
KR100597039B1 (ko) 높은 개구수 시스템을 위한 정적 및 동적 방사상 횡단 전자 편광기 디바이스, 리소그래피 투영장치 및 그 제조방법
TW508456B (en) Projection optical system with diffractive optical element
US7499149B2 (en) Holographic mask for lithographic apparatus and device manufacturing method
TW440925B (en) Methods and apparatus for integrating optical and interferometric lithography to produce complex patterns
JP3323815B2 (ja) 露光方法及び露光装置
KR100550715B1 (ko) 투영광학계
Smith et al. Spatial frequency filtering in the pellicle plane
KR20080045727A (ko) 마이크로리소그래픽 프로젝션 노광 장치 및 이 장치의 교정방법
Jewell et al. Spatial frequency doubling lithography (SFDL) of periodic structures for integrated optical circuit technology
Kang et al. Fabrication of small contact using practical pupil filtering
EP1700168A2 (en) Lithographic projection device, method and substrate for manufacturing electronic devices, and obtained electronic device

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
LAPS Lapse due to unpaid annual fee