KR100563776B1 - 공간 주파수 2배가 기술을 활용하여 마스크패턴을형성하는 방법 및 장치 - Google Patents

공간 주파수 2배가 기술을 활용하여 마스크패턴을형성하는 방법 및 장치 Download PDF

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에이에스엠엘 마스크툴즈 비.브이.
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Abstract

기판상에 타겟패턴을 인쇄하는데 사용되는 마스크를 생성하는 방법을 개시한다. 상기 방법은 (a) 상기 기판상에 인쇄될 회로 디자인을 나타내는 타겟패턴을 결정하는 단계; (b) 팩터 0.5로 상기 타겟패턴을 스케일링함으로써 제1패턴을 생성하는 단계; 및 (c) 상기 타겟패턴과 상기 제1패턴을 결합하는 부울 연산을 수행함으로써 제2패턴을 생성하는 단계를 포함한다. 그리고 나서 상기 기판상에 상기 타겟패턴을 인쇄하는데 상기 제2패턴이 이용된다.

Description

공간 주파수 2배가 기술을 활용하여 마스크패턴을 형성하는 방법 및 장치{A Method And Apparatus For Defining Mask Patterns Utilizing A Spatial Frequency Doubling Technique}
도 1은 동일한 라인:스페이스 패턴을 갖는 마스크 레티클을 활용하여 생성된 예시적인 회절패턴을 예시한 도면,
도 2는 동일한 라인:스페이스 비를 갖는 예시적인 타겟 라인-스페이스 패턴을 예시한 도면,
도 3은 본 발명에 따라 형성된 예시적인 마스크 및 상기 마스크를 묘화하여 얻어진 결과를 도시한 도면,
도 4는 본 발명에 따라 형성된 또 다른 예시적인 마스크 및 상기 마스크를 묘화하여 얻어진 결과를 도시한 도면,
도 5는 크롬의 사용을 포함하도록 수정된 도 3의 예시적인 마스크 및 상기 마스크를 묘화하여 얻어진 결과를 도시한 도면,
도 6은 크롬의 사용을 포함하도록 수정된 도 4의 예시적인 마스크 및 상기 마스크를 묘화하여 얻어진 결과를 도시한 도면,
도 7a 및 도 7b는 복합 콘택트 홀 패턴 및 상기 복합 콘택트 홀 패턴으로부터 직접 형성된 마스크 레티클로 패턴을 묘화하여 얻어진 결과를 도시한 도면,
도 8은 타겟 콘택트 홀 패턴의 상단에 겹쳐진 도 7a의 타겟 콘택트 홀 패턴에 대응하는 본 발명에 따라 생성된 공간 주파수 2배가 패턴을 예시한 도면,
도 9a 및 도 9b는 도 8에 예시된 공간 주파수 2배가 패턴에 대응하는 본 발명에 따라 생성된 결합패턴 및 상기 결합패턴을 묘화하여 얻어진 결과를 도시한 도면,
도 10은 도 9a의 마스크 디자인에 대해 대응하는 노광-도즈 관용도를 예시한 도면,
도 11a 및 도 11b는 크롬을 활용하는 도 7a의 콘택트 홀 패턴을 패터닝하기 위한 본 발명에 따라 생성된 결합마스크 및 도 11a의 마스크를 묘화하여 얻어진 에어리얼 이미지를 도시한 도면,
도 12는 도 11a의 마스크 디자인에 대해 대응하는 노광-도즈 관용도를 예시한 도면,
도 13a 및 도 13b는 수평 피치의 1/4만큼 x 방향으로 시프트된 도 9a의 마스크를 형성하도록 공간 주파수 2배가 패턴이 활용된 경우의 그 결과적인 마스크패턴 및 도 13a의 마스크를 묘화하여 얻어진 에어리얼 이미지를 도시한 도면,
도 14는 도 7a의 콘택트 홀 패턴의 2배가 및 4배가 성분으로부터 도출된 CPL 마스크 디자인의 이미지를 예시한 도면,
도 15는 본 발명의 도움을 받아 설계된 마스크를 사용하기에 적합한 리소그래피 투영장치의 개략도이다.
본 발명은 일반적으로 무크롬상(chromeless phase) 리소그래피 기술을 사용하기 위한 마스크패턴을 생성하는 방법에 관한 것으로서, 특히 공간 주파수 2배가 기술을 활용하여 타겟패턴에 기초한 마스크패턴을 생성하는 방법에 관한 것이다. 또한, 본 발명은, 방사선투영빔을 공급하는 방사선시스템; 투영빔을 패터닝시키는 역할을 하는 마스크를 지지하는 마스크테이블; 기판을 잡아주는 기판테이블; 및 기판의 타겟부상으로 패터닝된 투영빔을 투영시키는 투영시스템을 포함하는 리소그래피 장치를 사용하는 디바이스 제조방법에 관한 것이다.
예를 들어, 리소그래피 투영장치(툴)는 집적회로(IC)의 제조에 사용될 수 있다. 이 경우에, 마스크는 IC의 각각의 층에 대응되는 회로패턴을 포함할 수 있으며, 이 패턴은 이후에 방사선 감응재(레지스트)층으로 도포된 기판(실리콘 웨이퍼)상의 타겟부(예를 들어, 1이상의 다이로 구성되는)상으로 묘화될 수 있다. 일반적으로, 단일 웨이퍼는 인접해 있는 타겟부들의 전체적인 네트워크를 포함하고, 이들 타겟부는 투영시스템에 의하여 한번에 하나씩 연속적으로 조사된다. 어느 한 형식의 리소그래피 투영장치에서는 타겟부상으로 전체 마스크패턴을 한번에 노광함으로써 각 타겟부가 조사되는데, 이러한 장치를 통상적으로 웨이퍼 스테퍼(wafer stepper)라고 한다. 통상, 스텝-앤드-스캔 장치(step-and-scan apparatus)라고 불리워지는 대체 장치에서는 소정의 기준 방향("스캐닝 방향")으로 투영빔 하의 마스크패턴을 점진적으로 스캐닝하는 한편, 상기 스캐닝 방향과 같은 방향 또는 반대 방향으로 기판테이블을 동기적으로 스캐닝함으로써 각 타겟부가 조사된다. 일반적으로, 투영시스템은 배율인자 M(일반적으로 < 1)을 가지므로 기판테이블이 스캐닝되는 속도 V는 마스크테이블이 스캐닝되는 속도의 인자 M배가 된다. 본 명세서에 참고자료로 채택되고, 여기서 서술된 리소그래피장치에 관한 보다 상세한 정보는, 예를 들어 미국특허 US 6,046,792호에서 찾을 수 있다.
리소그래피 투영장치를 사용하는 제조공정에서, 마스크패턴은 방사선 감응재(레지스트)층에 의하여 적어도 부분적으로 도포되는 기판상으로 묘화된다. 이 묘화 단계에 앞서, 기판은 전처리(priming), 레지스트 코팅 및 소프트 베이크와 같은 여러가지 과정을 거칠 수 있다. 노광 후에는, 노광후 베이크(PEB), 현상, 하드 베이크 및 묘화된 형상의 측정/검사와 같은 또 다른 과정을 거치게 된다. 이러한 일련의 과정은, 예를 들어 IC의 각각의 층을 패터닝하는 기초로서 사용된다. 이렇게 패터닝된 층은 에칭, 이온주입(도핑), 금속화, 산화, 화학-기계적 폴리싱 등과 같은, 각각의 층을 가공하기 위한 여러 공정을 거친다. 여러 개의 층이 요구된다면, 새로운 층마다 전체공정 또는 그것의 변형된 공정이 반복되어져야만 할 것이다. 그 결과로, 기판(웨이퍼)상에는 디바이스의 배열이 존재하게 될 것이다. 이들 디바이스는 다이싱 또는 소잉 등의 기술에 의하여 서로 분리된다. 그 후, 각각의 디바이스는 캐리어에 장착되고 핀 등에 접속될 수 있다. 이와 같은 공정에 관한 추가정보는, 본 명세서에서 참고자료로 채택되고 있는 예를 들어, "Microchip Fabrication: A Practical Guide to Semiconductor Processing (3판, Peter van Zant 저, McGraw Hill출판사, 1997, ISBN 0-07-067250-4)"으로부터 얻을 수 있다.
상기 리소그래피 툴은 2이상의 기판테이블(및/또는 2이상의 마스크테이블)을 구비하는 형태가 될 수도 있다. 이러한 "다수 스테이지" 장치에서, 추가테이블이 병행으로 사용될 수 있으며, 1이상의 테이블이 노광에 사용되고 있는 동안, 1이상의 다른 테이블에서는 준비작업단계가 수행될 수 있다. 본 명세서에서 참고자료로 채택되는 트윈스테이지 리소그래피 툴은, 예를 들어, 미국특허 US 5,969,441호 및 국제특허출원 WO 98/40791호에 개시되어 있다.
상기 언급된 포토리소그래피 마스크는 실리콘 웨이퍼상으로 집적될 회로 구성요소에 대응하는 기하학적 패턴을 포함한다. 이러한 마스크를 만드는데 사용되는 패턴들은 CAD(computer-aided design) 프로그램을 활용하여 생성되고, 이 과정은 종종 EDA(electronic design automation)로 언급되고 있기도 하다. 대부분 CAD 프로그램은 기능적인 마스크를 만들기 위하여 한 세트의 소정의 설계 규칙을 따른다. 이들 규칙은 처리 및 설계 제한사항에 의하여 설정된다. 예를 들어, 설계 규칙은 (게이트, 캐패시터 등과 같은) 회로 디바이스들간 또는 배선 라인들간의 공간 톨러런스를 규정하여, 회로 디바이스 또는 라인들이 바람직하지 않은 방식으로 서로 작용하지 않도록 보장한다.
물론, 집적회로 제조에 있어서의 목표 가운데 하나는 웨이퍼상의 원래의 회로 설계를 충실하게 재현하는 것이다(마스크를 통하여). 또 다른 목표는 반도체 웨이퍼 실면적(real estate)을 가능한 한 넓게 사용하는 것이다. 집적회로의 크기가 감소됨에 따라 그 밀도는 커지지만, 그 대응하는 마스크패턴의 CD(critical dimension)는 광학 노광툴의 해상도 제한에 접근한다. 노광툴용 해상도는 상기 노 광툴이 반복적으로 웨이퍼상에서 노광될 수 있는 최소 피처로서 정의된다. 현재의 노광설비의 해상도값은 종종 진보된 IC의 많은 회로 설계에 있어서 CD에 제약을 가한다.
나아가, 마이크로프로세서 속도, 메모리 패킹 밀도 및 마이크로-전자구성요소의 저전력소비에 있어서의 끊임없는 개선사항들은, 반도체 디바이스의 다양한 층들상으로의 패턴 전사 및 형성을 위한 리소그래피 기술의 능력에 직접 관련된다. 최신기술은 가용 광원 파장 훨씬 아래의 CD의 패터닝을 요구한다. 예를 들어, 248nm의 현재생성파장은 100nm보다 작은 CD의 패터닝쪽으로 나아간다. 이러한 산업 동향은 ITRS 2000(International Technology Roadmap for Semiconductors)에 기술된 바와 같이 계속되어 향후 5~10년간 가속화될 것이다.
포토리소그래피 장비의 해상도/인쇄 능력을 더욱 향상시키기 위하여, 포토리소그래피 커뮤니티에서 현재 수용하면서도 주목하고 있는 하나의 기술은, 무크롬상리소그래피(chromeless phase lithography) "CPL"로 언급된다. CPL은 현재의 모든 위상시프팅마스크(PSM)기술과는 달리, 이미지가 레티클상에 형성되는 방법을 재정의하는 새로운 기술이다. CPL은 트루 3진(true ternary) 마스크를 제공하면, 0(레티클을 통해 투과되는 광이 없음), +1(100% 투과, 위상시프트 없음) 및 -1(100% 투과, 180도 위상시프트)의 3가지 가능한 상태를 사용하여 레티클상에 패턴을 형성하는 것에 있어 완전한 자유를 허용하는 기술이다. 이로써, 부가된 자유도는 소정의 디자인에 의해 형성된 바이너리 타겟 디자인을 적절한 마스크패턴으로 변환시키는 방법에 새로운 시도가 이루어진다. 실제로, 마스크 설계자에게는, 다양한 기술을 활용하는 마스크 구조들이 모두 허용가능한 방식으로 서로 작용한다는 것을 입증하여, 소정의 패턴이 웨이퍼상에 인쇄되도록 하는 것이 요구된다. 하지만, 오늘날에는 마스크의 복잡성으로 인하여, 오랜 시간이 걸리고 지루하며 어려운 과정이 되기도 한다.
더욱이, 현재 마스크 설계 과정은 실질적으로 마스크 설계자의 지식 및 경험에 전적으로 의지하는 시행착오를 기반으로 수행되는 수동 과정이다. 그 결과, 적절한 마스크를 설계하는데 필요한 시간 및 최종 마스크의 성능은 마스크 설계자의 경험에 따라 매우 달라질 것이다.
이에 따라, 기판상에 타겟패턴을 재생성하는 마스크 디자인을 마스크 설계자에게 제공하는 실질적으로 자동화된 마스크 설계용 접근법을 제공하는 방법이 요구된다.
상기 요구사항을 해결하고자, 본 발명의 일 목적은 타겟패턴을 재생성하기 위한 마스크 디자인을 제공하는 소정의 타겟패턴을 기초로 하여 마스크패턴을 생성하기 위한 실질적으로 자동화된 접근법을 제공하는 것이다.
더욱 상세하게는, 예시적인 일 실시예에서, 본 발명은 기판상에 타겟패턴을 인쇄하는데 사용하기 위한 마스크를 생성하는 방법에 관한 것이다. 상기 방법은, (a) 기판상에 인쇄될 회로 디자인을 나타내는 타겟패턴을 결정하는 단계; (b) 팩터 0.5로 타겟패턴을 스케일링하여 제1패턴을 생성하는 단계; 및 (c) 상기 타겟패턴과 상기 제1패턴을 결합하는 Boolean 연산을 수행하여 제2패턴을 생성하는 단계를 포함한다. 그 후, 상기 제2패턴은 기판상에 타겟패턴을 인쇄하는데 활용된다.
본 명세서에서는 IC의 제조에서의 본 발명에 따른 장치의 사용에 있어서, 특정한 적용예에 대하여 언급하였으나, 이러한 장치는 다른 여러 가능한 응용예를 가지고 있음이 명백히 이해되어야 한다. 예를 들어, 상기 장치는 집적광학시스템, 자기영역메모리용 유도 및 검출패턴, 액정표시패널, 박막자기헤드 등의 제조에도 이용될 수 있다. 당업자라면, 이러한 대안적인 적용예와 관련하여, 본 명세서에서 사용된 "레티클", "웨이퍼" 또는 "다이"와 같은 용어가 각각 "마스크", "기판" 또는 "타겟부" 등과 같은 좀 더 일반적인 용어로 대체되고 있음을 고려하여야 할 것이다.
본 명세서에서, "방사선" 및 "빔" 과 같은 용어는, (예를 들어 365nm, 248nm, 193nm, 157nm 또는 126nm 파장을 갖는) 자외선 및 (예를 들어 5~20nm 범위내의 파장을 갖는 극자외선) EUV을 포함하는 모든 종류의 전자기 방사선을 포괄하도록 사용된다.
본 명세서에서 채택된 마스크라는 용어는 기판의 타겟부에 형성되어야 할 패턴에 대응하는 패터닝된 단면을 입사하는 방사빔에 부여하도록 사용될 수 있는 일반적인 패터닝 수단을 의미하는 것으로서 폭넓게 해석되어야 하며, 본 명세서에서는 "광밸브(light valve)"라는 용어로도 사용된다. 고전적인 마스크(투과형 또는 반사형; 바이너리, 위상-시프팅, 하이브리드 등) 이외에, 기타 상기 패터닝 수단의 예로는 다음과 같은 것을 포함한다.
a) 프로그래밍 가능한 거울배열. 이러한 장치의 예로는, 점탄성 제어층 (viscoelastic control layer)과 반사면을 구비한 매트릭스-어드레서블 표면이 있다. 이러한 장치의 기본원리는, (예를 들어) 반사면의 어드레스된 영역(addressed area)에서는 입사광이 회절광으로 반사되는 반면, 어드레스되지 않은 영역에서는 입사광이 비회절광으로 반사되는 것이다. 적절한 필터를 사용하면, 상기 비회절광을 필터링하여 회절광만 남게 할 수 있다. 이러한 방식으로, 상기 빔은 상기 매트릭스-어드레서블 표면의 어드레싱 패턴에 따라 패터닝된다. 이때 요구되는 매트릭스 어드레싱은 적당한 전자수단을 사용하여 수행될 수 있다. 이러한 거울배열에 관한 보다 상세한 정보는, 예를 들어 본 명세서에서 참고자료로 채택되고 있는 미국특허 제5,296,891호 및 제5,523,193호로부터 얻을 수 있다.
b) 프로그래밍 가능한 LCD 배열. 이러한 구조의 일례는 본 명세서에서 참고자료로 채용되고 있는 미국특허 제5,229,872호에 개시되어 있다.
본 발명의 방법은 종래기술을 뛰어넘는 중요한 장점들을 제공한다. 예를 들어, 본 발명은 타겟패턴을 재생성하기 위한 마스크 디자인을 생성하는 자동화된 접근법을 제공한다. 상기 마스크 디자인은 주어진 타겟 디자인을 위한 마스크의 성능을 더욱 최적화하기 위하여, 원한다면, 마스크 설계자에 의하여 계속해서 수정될 수 있다는 점에 유의한다. 하지만, 타겟패턴을 재생성하기에 적합한 초기 디자인을 형성하는 자동화된 접근법을 제공하여, 과거에 마스크 설계자의 시행착오과정을 거쳐 행해졌던 마스크 설계 노력의 상당한 부분이 생략된다는 점이 중요하다. 이에 따라, 마스크 설계와 관련된 시간 및 노력을 덜 수 있다는 장점이 있다. 더욱이, 본 발명에 따른 방법으로 생산된 초기 마스크를 최적화하는데 필요한 숙련도는 완전한 마스크를 설계하는데 필요한 것보다 덜 요구됨에 따라, 양질의 마스크를 생산하는 데에 고도로 숙련된 마스크 설계자들이 더 이상 필요하지 않게 되었다.
본 발명의 또 다른 장점은, 상기 과정은 종래기술을 활용하여 마스크 디자인을 생성하는 경우에 요구되는 수많은 시행착오단계를 생략할 수 있기 때문에, 마스크 디자인을 생성하는데 필요한 시간을 상당히 줄일 수 있다는 점이다.
본 발명의 추가 장점은 당업자라면 아래의 본 발명에 따른 예시적인 실시예의 상세 기술로부터 명백해질 것이다.
본 발명 자체는, 추가 목적 및 장점과 함께, 아래의 상세한 기술 및 첨부된 개략적인 도면을 참조하여 더 잘 이해될 수 있다.
본 발명의 바람직한 실시예는 타겟패턴을 재생성하기 위한 마스크패턴을 자동으로 생성하는 과정에 관한 것이다. 아래에 상세히 설명되는 바와 같이, 본 발명의 방법은 본질적으로 조밀한 주기적인 패턴을 묘화하는 경우에 유용하다(예를 들면, DRAM 디자인). 더욱이, 본 발명에 따른 방법은 아래의 기술에 따라 동작하도록 프로그램되는 (상술된 것과 같은) 스탠다드 CAD 시스템을 활용하여 수행될 수 있다는 점에 유의한다.
본 발명에 따라 마스크를 생성하는 방법을 상세히 설명하기에 앞서, 본 발명의 배후 이론에 관한 간략한 논의를 언급한다. 광학 리소그래피에서, 주기적인 패턴은, 광의 코히어런트 빔으로 노광될 때에 주어진 회절패턴을 생성하도록 공지된다. 이 회절패턴은 공간 주파수에 직접 관련된 각도로 광을 회절시키는 복합(complex)패턴의 여러 공간 주파수 성분을 갖는 주기적인 패턴의 공간주파수의 직접적인 결과이다. 예를 들어, 가장 간단한 주기적인 구조는 라인 및 스페이스 패턴일 것이다. 상기 패턴은 라인-스페이스 패턴의 방향(즉, 수직, 수평, 수평으로부터 +x 도, 수직으로부터 -y도 등), 피치 및 듀티 사이클(즉, 스페이스 크기에 대한 라인 크기의 비)에 의해 형성될 수 있는 단지 하나의 공간 주파수 성분이다.
상기 라인-스페이스 패턴에 의해 생성된 회절패턴은 라인-스페이스 패턴의 방향에 수직인 하나의 방향 및 다음과 같은 각도를 따를 것이다:
Figure 112003010440635-pat00001
도 1에 도시된 바와 같이, θ는 회절된 광의 각도, n은 회절차수, λ는 광의 파장, P는 라인-스페이스 패턴의 피치이다. 도 1을 참조하면, 콘덴서 렌즈(11)는 레티클(12)상에 광원을 포커싱한다. 주어진 예시에서, 레티클(12)은 동일한 라인:스페이스 패턴을 나타내며, 투영렌즈(13)에 의해 일부 캡처되고 기판(14)상에 일부 묘화되는 광의 여러 회절차수(m)를 생성한다.
주기적인 라인-스페이스 패턴의 제3성분은 듀티 사이클이다. 공간 주파수 성분의 듀티 사이클이 변경되면, 그 결과 회절차수에 있어 광의 분포 및 세기가 변한다. 이러한 사실은 공간 주파수 2배가 패턴의 회절차수내의 세기가 패턴을 사이징(sizing)하여(즉, 듀티 사이클을 변경하여) 제어되도록 하기 때문에 중요하다. 그 결과, 패턴의 듀티 사이클을 제어함으로써, 주기적인 구조체에 대한 CPL 패턴을 형성함에 있어 또 다른 자유도가 생긴다.
이러한 공간 주파수의 개념을 이용하면, 피치(P1)를 갖는 패턴으로부터 나온 +2 회절차수의 각도는 P1/2의 피치를 갖는 패턴으로부터 나온 +1 회절차수의 각도와 정확히 같게 도시될 수 있다. 패턴의 공간 주파수를 배가시키는 결과로서(피치를 2로 나눔) 겹치는 회절차수의 상기 개념은 예를 들어, 원래의 주기적인 패턴의 강화된 해상도를 제공하는 CPL 기술들을 활용하여, 마스크 레티클 패턴을 형성하도록 본 발명의 방법에 의하여 실행된다.
상기 언급된 바와 같이, 무크롬상 리소그래피는 레티클을 통과하는 0(0% 투과), +1(100% 투과 및 제로 위상-시프트) 및 -1(100% 투과 및 180도 위상-시프트) 광의 패턴을 기초로 하는 이미지를 형성한다. 이에 따라, 소정의 이미지를 달성하기 위하여 CPL 기술을 활용하는 경우, 의도된 패턴(또는 디자인)은 이들 성분의 3진 패턴으로 분해되어야 하는데, 이는 원래의 패턴과 매우 유사하지 않을 수도 있다. 본 발명은 조밀한 주기적인 패턴을 포함하여, 다양한 패턴에 대한 상기 태스크를 달성하는 방법을 다룬다.
도 2는 동일한 라인:스페이스 비를 갖는 예시적인 라인-스페이스 패턴을 예시한 도면이다. 이 예시적인 패턴은, 본 발명에 따른 방법이 원래의 타겟패턴에 기초하여 기판을 묘화하기 위한 마스크 레티클을 생성하도록 공간 주파수 2배가의 상기 개념을 어떻게 활용하는가를 예시하는데 사용된다. 도 2를 참조하면, 타겟패턴은 라인(23) 및 스페이스(21)를 포함하고, 그 각각은 동일한 너비(즉, 동일한 라인 및 스페이스 비)을 가진다. 하지만, 마스크가 상기 패턴을 묘화하도록 생성되었다 면, 상기 마스크는 단지 (라인에 대응하는) +1 영역 및 (스페이스에 대응하는) -1 영역만을 포함하고, 동일한 라인:스페이스 비를 가지며, 웨이퍼에 형성되는 이미지는 없다. 이것은 또한 도 2에 예시되어 있는데, 도면번호 25는 상기 마스크를 묘화하여 얻어진 에어리얼 이미지를 예시한다. 더욱이, +1 영역과 0 영역이 각각 라인 및 스페이스 피처에 사용되도록 마스크가 수정되면, 그 결과는 간단한 바이너리 패턴이고 해상도는 향상되지 않는다. 또한, +1 영역을 -1 영역으로 변경하고, 0 영역은 그대로 남겨두면, 효과가 전혀 없고, 이는 여전히 바이너리 패턴으로 남는다. 상기 예시는 소정의 타겟패턴을 기초로 하여 마스크를 간단히 생성하는 것이 웨이퍼상에 타겟패턴을 생성/묘화할 수 있는 마스크를 발생시키지 않으므로, 마스크 설계와 연관된 어려움들을 해결하게 한다.
도 2에 도시된 라인 스페이스 패턴을 인쇄하기 위하여, 라인을 "0" 영역으로 형성한 후, 기타 모든 스페이스를 교번 PSM을 구성하는 "+1" 영역 및 "-1" 영역으로 교대로 일어나게 할 수 있다는 점에 유의한다. 하지만, 이는 마스크 설계자로 하여금 설계과정의 초기단계에서 마스크 디자인을 타겟패턴과 다르게할 것을 요구한다. 상술된 바와 같이, 이러한 설계과정에서는, 인쇄될 패턴이 복잡해 질수록, 상기 과정에 있어 마스크 설계자의 지식과 능력이 더욱 중요한 요소가 된다.
대조적으로, 본 발명의 방법에 따르면, 타겟패턴의 시스템적인 조작에 의하여 소정의 타겟패턴을 인쇄하기에 적합한 마스크를 생성할 수 있다. 본 과정에서 제1단계는 타겟패턴의 공간 주파수를 배가시켜 제2패턴을 생성한다. 이는 타겟패턴을 원래 크기의 1/2로 스케일링하여 달성된다. 예를 들어, 타겟패턴이 200nm의 피 치를 나타낸다면(즉, 너비가 100nm인 각각의 라인 및 스페이스를 가진다면), 상기 타겟패턴과 제2패턴간의 차이는 단지 상기 제2패턴이 100nm의 피치를 나타내는 것이다(즉, 너비가 50nm인 각각의 라인 및 스페이스를 가짐).
상기 제1단계는 타겟패턴의 복잡성에 관계없이 타겟패턴내에 포함된 어떠한 주기적인 구조의 모든 공간 주파수 성분을 배가시키는 기능을 한다. 동일한 라인-스페이스 패턴을 활용하는 상기 예시에서, 단순히 패턴을 50%만큼 스케일링하여 피치를 1/2로 변경하는 것은 듀티 사이클 또는 라인-스페이스 패턴의 방향에 효과가 없다. 그 결과, 상기 스케일링된 패턴의 제1회절차수는 타겟패턴의 제2회절차수를 오버랩시키고, 상기 스케일링된 패턴의 제2회절차수는 타겟패턴의 제4회절차수를 오버랩시키며, 상기 스케일링된 패턴의 제3회절차수는 타겟패턴의 제6회절차수를 오버랩시킨다. 후술하는 바와 같이, 상기 과정의 제2단계에서, 스케일링된 패턴은 기판상에 타겟패턴을 묘화시키는데 활용될 수 있는 마스크패턴(예를 들어, +1 및 -1 CPL 패턴(무크롬) 또는 0, +1, -1 CPL 패턴(3진))을 형성하기 위하여 타겟패턴으로 머지된다.
언급된 바와 같이, 상기 과정의 제2단계에서는, 스케일링된 패턴(즉, 공간 주파수가 배가된 패턴)은 기판상에 타겟패턴을 묘화시키는데 활용될 수 있는 제3패턴을 생성하도록 원래의 패턴과 결합된다. 후술하는 바와 같이, 상기 패턴들을 결합하는 방법은, 밝은 필드(clear field) 또는 어두운 필드(dark field) 타겟패턴이 활용되는지의 여부와 같은 다양한 인자들에 따라 좌우된다. 하지만, 주 목적은 공간 주파수가 배가된 패턴으로 하여금 어떤 것이 타겟패턴의 어두운 부분인지를 나 타내도록(또는 수정하도록) 하는 방식으로 상기 타겟패턴과 스케일링된 패턴이 머지되는 것이다. 콘택트 예시의 경우에는, 그것이 패턴의 어두운 부분이기 때문에 머징으로 바뀌는 것이 배경(background)(그들 자체가 콘택트 홀이 아님)이다. 라인 스페이스 예시에서는, 어두워지는 라인이 공간 주파수가 배가된 성분들을 가진다. 이는 무크롬 디자인 및 3진 디자인에 들어맞는다.
공간 주파수가 배가된 패턴을 원래의 패턴으로 머징하는 것은, 공간 주파수들도 상기 공간 주파수가 배가된 패턴내에 있으므로, 타겟패턴내에 포함되는 원래의 공간 주파수를 강화할 뿐만 아니라, 보다 높은 주파수 차수를 원래의 패턴에 도입할 수 있게 된다는 점에 유의한다. 이러한 타겟패턴의 원래의 공간 주파수의 강화는 타겟패턴의 묘화 성능을 향상시킨다. 실제로, 아래에 보여지는 바와 같이, 초기에는 기판상에 묘화될 수 없는 타겟패턴들이 일단 상기 과정에 의하면 묘화될 수 있다.
상기 과정은 도 2 및 도 3에 설명된 예시에 의하여 도시된다. 본 예시에서, 도 2에 도시된 바와 같이, 인쇄될 타겟패턴은, 인쇄될 패턴으로서 +1 영역(23)(100% 투과 및 제로 위상 시프트) 및 필드로서 -1 영역(21)(100% 투과 및 180도 위상 시프트)을 가지는 CPL 패턴이다. 하지만, 상술된 바와 같이, 상기 타겟패턴으로부터 직접 마스크 레티클을 형성하는 것은 웨이퍼상에 타겟패턴의 묘화를 발생시키지 않는다. 도면번호 25는 도 2에 예시된 타겟패턴에 대응하는 마스크 레티클을 활용하여 기판을 묘화할 때에 얻어진 시뮬레이션된 에어리얼 이미지를 예시한다. 도시된 바와 같이, 형성된 에어리얼 이미지는 단순한 배경 광으로, 변조가 없으므로 묘화도 없다. 이러한 패턴은 제로 차수의 에너지를 0으로 가게 하기 때문에, 상기 패턴에 대한 묘화가 발생하지 않는다는 점에 유의한다. 패턴을 묘화하기 위하여, 제로 차수 및 +1 또는 -1 차수가 필요하다.
도 3은 본 발명에 따라 형성되는 마스크와 기판상에 상기 마스크를 묘화함으로써 얻어지는 결과들을 도시한다. 보다 상세하게는, 도 2의 실시예에 계속하여, 상술된 바와 같이, 상기 타겟패턴이 인쇄될 +1 영역(23) 및 필드로서 -1 영역(21)을 갖는 CPL 패턴이다. 첫번째 단계에서, 이 타겟패턴이 팩터 0.5로 스케일링되어 동일한 라인:스페이스 구성을 갖는 패턴이 형성되나, 피치는 팩터 0.5로 감소된다(예를 들면, 모든 100nm 라인들은 스케일링된 패턴에서는 50nm 라인들이다). 그리고 이렇게 스케일링된 패턴은 원래의 타겟패턴과 함께 결합(combine)된다. 본 실시예에서는, 상기 타겟패턴과 상기 스케일링된 패턴은 논리적 "합"("OR")이라는 부울(Boolean) 함수를 이용하여 결합된다. 이러한 부울 OR 함수를 수행하는 것은 본질적으로 상기 타겟패턴상에 상기 스케일링된 패턴을 오버레이시키는 것을 필요로 하고, 또한, +1 영역은 인쇄될 타겟패턴의 밝은 영역을 규정하기 때문에, -1 영역상에 +1 영역이 존재하는 경우에는 언제나 결합된 마스크패턴이 +1 영역을 포함한다. 상기 결합된 마스크패턴을 도시하는 도 3을 참조하면, 결과적으로 생기는 마스크패턴에는, 각각의 -1 영역(21) 내에 배치된 타겟패턴내의 원래의 라인의 너비의 1/2를 갖는 + 1영역(23)이 존재한다. 또한 바람직하게는 패턴들을 결합하기에 앞서 상기 스케일링된 패턴이 상기 타겟패턴과 관련되어 위치되도록 하여, 감소된 너비를 갖는 +1라인 영역(23)이 -1 영역(21)의 중간에 있도록 하는 것에 유의해야 한다. 도 3은 또한 상기 결합된 마스크패턴을 묘화함으로써 얻어지는 묘화결과들을 도시한다. 도시된 바와 같이, 도 3의 결합된 마스크를 이용하여 얻어지는 에어리얼 이미지는 타겟패턴내에 포함된 피처(27)의 묘화를 허용한다.
도 4는 도 3의 상기 마스크와 동일한 결과를 얻는 마스크를 도시한다. 도 4에 도시된 마스크는 도 2의 실시예에서의 타겟패턴으로부터 스케일링된 패턴을 뺄셈(subtract)함으로써 얻어질 수 있다. 보다 상세하게는, 상기 타겟패턴으로부터 상기 스케일링된 패턴을 뺄셈할 경우, +1 영역(23)보다도 -1 영역(21)이 결과적으로 더 생겨서 이미지가 역전될 것이다(+1 영역들이 어둡고 -1 영역들이 밝게 된다). 실제적으로 수행되는 동작은 다시 한번 타겟패턴과 스케일링된 패턴이 서로에 대해 오버레이되고, 그 다음에 -1 영역상에 +1영역이 존재하는 경우에는 언제나 뺄셈과정에 의하여 -1 영역이 되는 이러한 영역들이 생긴다. 도 4는, 패턴들을 서로에 대해 뺄셈한 결과들 및 도 4의 패턴을 갖는 마스크를 사용하여 기판상에 묘화함으로써 얻어지는 에어리얼 이미지를 도시한다. 도시된 바와 같이, 도 4의 마스크는 도 3의 마스크와 동일한 결과를 얻는다. 이 두 경우 모두, 이미지는 무(無)이미지에서 소정의 라인-스페이스 패턴으로 변형된다.
본 발명의 방법을 이용하여, 마스크 내에서 3개의 유형의 영역, 즉 +1 영역, -1 영역, 및 0 영역(제로 투과)을 포함하는 상술된 바와 같은 3진 CPL 레티클 디자인을 생성하는 것 또한 가능하다. 이러한 3진 CPL 마스크를 생성하기 위하여 실행되는 공정은 본질적으로 도 3 및 도 4에 도시된 마스크를 얻기 위해 수행된 공정과 동일한데, 다만 예외적으로 크롬영역(53)이 스케일링된 패턴내에서 +1 영역이나 -1 영역 중 하나를 대체한다.
보다 상세하게는, 도 2의 실시예에서와 같이, 타겟패턴이 인쇄될 +1 영역(59) 및 필드로서의 -1 영역(57)을 갖는 패턴이다. 첫번째 단계에서, 타겟패턴이 팩터 0.5로 스케일링되어 동일한 라인:스페이스 구성을 갖는 패턴을 형성하나, 피치는 팩터 0.5만큼 감소된다(예를 들면, 모든 100nm라인들이 스케일링된 패턴내에서는 50nm 라인이다). 그 다음에 스케일링된 패턴내의 +1 영역이 크롬 영역(53)으로 대체된다. 그 다음에 스케일링된 패턴은 원래의 타겟패턴과 결합된다. 본 실시예에서, 타겟패턴과 스케일링된 패턴은 "배타적 합(Exclusive OR)"의 부울 함수를 이용하여 결합된다. 이러한 부울 XOR 함수를 수행하는 것은 본질적으로 타겟패턴상에 스케일링된 패턴을 오버레이시키는 것을 필요로 하고, 따라서 크롬영역(53)이 -1 영역(55)상에 존재하는 경우에는 언제나 최종적인 마스크패턴내에 크롬영역(57)이 남게 된다. 그러나, 크롬영역(53)이 +1 영역(51)을 오버레이 하는 경우에는 언제나 크롬영역(53)이 제거된다. 상기 XOR 함수의 결과는 도 5에 도시된다. 도시된 바와 같이, 결합된 마스크패턴은, 각각의 -1 영역(55)내에 배치된 타겟패턴내에서의 원래의 라인의 1/2의 너비를 갖는 크롬영역(53)을 포함한다. 패턴들을 결합하기에 앞서 상기 스케일링된 패턴이 상기 타겟패턴과 관련되어 위치되도록 하여, 감소된 너비를 갖는 크롬영역(53)이 -1 영역(55)의 중간에 있도록 하는 것에 다시 한번 유의해야 한다. 도 5에 도시된 바와 같이, 도 5의 결합된 마스크를 이용하여 얻어지는 에어리얼 이미지는 타겟패턴내에 포함된 피처(59)의 묘화를 허용한다.
도 6은, 도 5와 관련하여 상술된 방식으로 크롬영역(53)의 사용과 통합하여 스케일링된 패턴과의 부울 "곱(AND)" 함수를 수행함으로써 도 5에서 얻어진 결과와 동일한 결과를 얻을 수 있음을 도시한다. 보다 상세하게는, 부울 "곱" 함수를 수행할 경우, 결합된 마스크패턴은, 각각의 +1 영역(51)내에 배치된 타겟패턴내에서의 원래의 라인의 1/2의 너비를 가지며 각각 -1 영역(55)에 의해 분리되는 크롬영역(53)을 포함한다. 도 5의 실시예에서와 같이, 바람직하게는 패턴들을 결합하기에 앞서 상기 스케일링된 패턴이 상기 타겟패턴과 관련되어 위치되도록 하여, 감소된 너비를 갖는 크롬영역(53)이 +1 영역(51)의 중간에 있도록 한다. 도 6의 결합된 마스크를 사용하여 얻어지는 결과적인 에어리얼 이미지는 또한, 도 6에 도시된 바와 같이, 타겟패턴내에 포함되는 피처(59)의 묘화를 허용한다.
상시 실시예들은, 타겟패턴을 재생하기 위한 마스크 디자인(즉, 결합된 마스크)을 생성하기 위한 실질적으로 자동화된 공정에서 어떻게 타겟패턴이 이용되는 지를 도시한다. 본 발명은 동일한 라인:스페이스 비율을 갖는 패턴과 관련하여 설명되었으나, 본 발명은 이에 제한되지 않는다. 본 발명은 복합패턴 디자인과 관련하여 이용될 수도 있다.
또 다른 실시예로서, 도 7a는, 인쇄될 콘택트홀(71) 및 필드(72)를 포함하는 콘택트 홀 어레이를 포함하는 대표적인 타겟패턴을 도시한다. 도 7b는, 예를 들어 콘택트 홀(71)을 나타내는 + 1 영역 및 필드(72)를 나타내는 -1 영역을 사용하여 디자인된 타켓패턴을 구현하는 마스크를 이용하여 기판을 묘화한 결과를 도시한다. 도시된 바와 같이, 도 7b에서, 결과적인 이미지는 원하는 타겟패턴과는 유사성이 없다.
그러나, 본 발명에 따른 방법을 사용함으로써, 도 7a의 타겟패턴을 묘화할 수 있는 마스크패턴을 생성하는 것이 가능하다. 상술된 바와 같이, 공정에서의 첫번째 단계는 타겟패턴을 팩터 0.5로 스케일링하여, 타겟패턴의 공간주파수(spatial frequency)가 배가된(doubled) 패턴을 안출하는 것이다. 스케일링된 패턴은 도 8 에 도시된 바와 같이 원래의 패턴상에 오버레이된다. 도 8 을 참조하면, 원래의 패턴은 요소(71 및 72)로 표현되고, 상기 공간주파수가 배가된 패턴은 요소(75)로 표현된다. 다음 단계에서는 스케일링된 패턴과 원래의 패턴을 결합한다. 이는 도 3의 실시예와 관련하여 상술된 방식과 동일한 방식으로 달성된다. 상세하게는, 스케일링된 패턴과 타겟패턴이 함께 "논리합(OR)"된다. 따라서, 도 7a에서 도시된 원래의 콘택트홀(71)과 도 8에 도시된 콘택트홀(75)이 존재하는 경우에는 언제나 +1 영역이 결합된 마스크내에서 형성된다. 결합된 마스크인 결과는 도 9a에 도시된다. 상기 결합된 마스크를 사용하여 웨이퍼를 묘화하는 결과들은 도 9b에 보여진다. 도 9b의 에어리얼 이미지에서 도시된 바와 같이, 결합된 마스크는 타겟패턴을 묘화할 수 있다. 도 10은 도 9b의 시뮬레이션으로부터 도출된 공정 윈도우를 도시한다.
상기 실시예에서, 스케일링된 패턴과 타겟패턴을 결합하기 위해 수행되는 부울 함수는, 어두운 필드 마스크이고 무크롬 마스크 디자인을 얻는 것이 목적이라는 사실에 기인하여 "논리합(OR)" 함수라는 것에 유의해야 한다. 대안적으로, 만약 밝은 필드 마스크가 활용되고 있고 목적은 여전히 무크롬 마스크 디자인이라면, 결합된 마스크는 원래의 타겟패턴으로부터 스케일링된 패턴을 뺄셈함으로써 얻어질 것이다.
도 5 및 도 6에 도시된 실시예와 관련하여 상술된 방식과 유사한 방식으로 복합패턴을 처리하는 경우에는 결합된 마스크패턴에 크롬을 더하는 것도 가능하다. 일반적으로, 어두운 필드 마스크를 이용할 경우에는 배경에 크롬 피처를 더하는 것이 바람직하고, 밝은 필드의 경우에는 인쇄될 피처에 크롬이 더해져야 한다. 도 11a는 크롬을 이용하는 도 7a의 콘택트홀 패턴을 패터닝하기 위한 결합된 마스크(즉, 3진 마스크 디자인)를 도시한다. 도시한 바와 같이 마스크는 +1 영역(111), 크롬영역(112), 및 -1 영역(113)을 포함한다. 도 11b는 도 11a의 마스크를 묘화함으로써 생기는 에어리얼 이미지를 도시한다. 도시된 바와 같이 마스크는 정확히 타겟패턴을 재생한다. 도 12는 도 11b의 시뮬레이션으로부터 도출된 공정윈도우를 보여준다.
설계자에 의해 제어될 수 있는 또 다른 자유도는 공간주파수가 배가된 패턴이 원래의 패턴과 관련되어 위치되도록 하는 경우에 존재한다. 이는 더욱 제조가능성이 있는 패턴을 생성하는데 매우 유용하다. 도 9a와 대조적으로, 도 13a는 (도 9a에서의 마스크를 형성하는데 이용된) 공간주파수가 2배가 된 패턴이 x 방향으로 수평 피치의 1/4만큼 시프트된 경우의 결과적인 마스크패턴을 도시한다. 이러한 시프팅의 조건은 레티클 제조 제약조건들에 더욱 도움을 주는 패턴을 생기게 하는데, 그 이유는 결과적으로 생기는 기하학적 배열(즉, 패턴)이 더욱 커지고 작은 피처들의 수를 감소시킬 것이기 때문이다. 도 13b는 도 13a의 마스크를 묘화함으로부터 생기는 에어리얼 이미지를 도시한다.
물론, 마스크패턴을 형성하는 상기한 방법의 변형 또한 가능하다. 예를 들 면, 스케일링된 패턴을 생성할 경우, 원래의 타겟의 동일한 라인:스페이스 치수를 변경하여 스케일링된 패턴내에서 라인들이 스페이스보다도 약간 큰 너비를 갖게 하는 것이나, 그 반대로 하는 것이 가능하다. 스케일링된 패턴의 이러한 "크기를 정하는 것(sizing)"은 회절차수의 최적의 균형을 제공하는 기능을 한다(즉, 묘화를 향상시키기는 데 필요한 바와 같이 제로 차수의 에너지의 양을 증가시키거나 감소시키는 것이 가능하다).
본 발명에 따른 마스크 생성공정의 또 다른 변형은, 타겟패턴의 주파수성분을 2번 배가시켜서, 스케일링된 패턴과 타겟패턴을 결합시키기 전에 스케일링된 패턴을 형성하는 것이다. 도 14는 도 7a의 콘택트 홀 패턴의 배가되고 4배가 된 성분들로부터 도출된 +1 영역(141) 및 -1 영역(142)을 갖는 CPL 디자인의 이미지를 포함한다. 그러나, 이러한 공간주파수들을 가진 패턴들이 사용되는 경우, 결과는 훨씬 더 복잡한 패턴이어서 현재의 레티클 제조 기술로는 제조할 수 없는 것일 수도 있다. 그러나 원칙적으로는, 공간주파수성분들을 매번 배가시킴으로써 50%만큼 반복적으로 패턴이 스케일링되어, 원래의 원하는 주기적 패턴을 인쇄할 CPL 디자인을 만들어 내는 방식으로 재구성된 패턴을 만들 수 있다.
도 15는 본 발명에 따라 설계된 마스크를 이용하는 데 적합한 리소그래피 투영장치를 개략적으로 도시한다. 상기 장치는:
· 방사선의 투영빔(PB)을 공급하는 방사선 시스템(Ex, IL)(특별히 이경우에 방사선 시스템은 방사원(LA)도 포함한다);
· 마스크(MA)(예를 들어, 레티클)를 잡아주는 마스크 홀더가 마련되고, 아이템(PL)에 대하여 마스크를 정확히 위치시키는 제1위치설정수단에 연결된 제1대물테이블(마스크테이블)(MT);
· 기판(W)(예를 들어, 레지스트 코팅된 실리콘 웨이퍼)을 잡아주는 기판 홀더가 마련되고, 아이템(PL)에 대하여 기판을 정확히 위치시키는 제2위치설정수단에 연결된 제2대물테이블(기판테이블); 및
· 기판(W)의 타겟부(C)(예를 들어, 1이상의 다이를 포함)에 마스크(MA)의 조사된 부분을 묘화하는 투영시스템("렌즈")(PL)(예를 들어, 반사형, 카톱트릭 또는 카타디옵트릭 광학 시스템);을 포함한다.
여기에 도시된 바와 같이, 상기 장치는 투과형(즉, 투과형 마스크를 가짐)이다. 그러나, 일반적으로, 예를 들어 반사형 마스크를 가진 반사형일 수도 있다. 대안적으로 상기 장치는 마스크의 사용에 대한 대안으로서의 다른 종류의 패터닝 수단을 채용할 수 있다; 예로는 프로그래머블 거울 어레이나 LCD 매트릭스를 포함한다.
방사원(LA)(예를 들어, 수은램프, 엑시머레이저, 또는 방전플라즈마원)은 방사선의 빔을 생성한다. 상기 빔은 곧바로 조명시스템(일루미네이터)(IL)에 들어가거나, 예를 들어 빔 익스펜더(Ex)와 같은 컨디셔닝 수단을 거친 다음에 조명시스템으로 들어간다. 상기 일루미네이터(IL)는 빔내의 세기 분포의 외반경 및/또는 내반경 크기(통상 각각 외측-σ 및 내측-σ라 함)를 설정하는 조정수단(AM)을 포함하여 이루어진다. 또한 그것은 일반적으로 인티그레이터(IN) 및 콘덴서(CO)와 같은 그 밖의 다른 다양한 구성요소를 포함한다. 이러한 방식으로, 마스크(MA)에 입사하는 빔(PB)은 그 단면에 소정의 균일성과 세기분포를 갖게 된다.
도 15와 관련하여, 상기 방사원(LA)은 리스그래피 투영장치의 하우징내에 놓이지만(예를 들어, 방사원(LA)이 흔히 수은램프인 경우에서처럼), 그것이 리소그래피 투영장치로부터 멀리 떨어져 있어서 그것이 만들어 낸 방사선빔이 (가령, 적절한 지향거울에 의해) 상기 장치 내부로 들어오게 할 수도 있다. 후자의 시나리오는 방사원(LA)이 엑시머레이저(예를 들어 KrF, ArF 또는 F2 레이징계)인 때에 흔한 경우이다. 본 발명은 이들 시나리오 모두를 포괄한다.
이후, 상기 빔(PB)은 마스크테이블(MT)상에 잡혀있는 마스크(MA)를 통과한다. 마스크(MA)를 지난 빔(PB)은 렌즈(PL)를 통과하여 기판(W)의 타겟부(C)위에 빔(PB)의 초점을 맞춘다. 제2위치설정수단(및 간섭계측정수단(IF))에 의하여, 기판테이블(WT)은, 예를 들어 빔(PB)의 경로 내에 상기한 타겟부를 위치시키도록 정확하게 이동될 수 있다. 이와 유사하게, 제1위치설정수단은, 예를 들어 마스크 라이브러리로부터 마스크(MA)를 기계적으로 회수한 후에, 또는 스캔하는 동안, 빔(PB)의 경로에 대하여 마스크(MA)를 정확히 위치시키도록 사용될 수 있다. 일반적으로, 대물테이블(MT, WT)의 이동은, 도 15에 명확히 도시하지는 않았지만, 긴 행정 모듈(long stroke module)(개략 위치설정) 및 짧은 행정 모듈(미세 위치설정)의 도움을 받아 실현될 것이다. 하지만, (스템-앤드-스캔장치와는 대조적으로) 웨이퍼스테퍼의 경우에는 마스크테이블(MT)이 단지 짧은 행정 액츄에이터에만 연결될 수 있거나 혹은 고정될 수 있다.
상술한 장치는 다음의 두가지 상이한 모드로 사용될 수 있다:
· 스텝 모드에서는, 마스크테이블(MT)은 기본적으로 정지상태로 유지되며, 전체 마스크 이미지는 한번에(즉, 단일 "섬광"으로) 타겟부(C)에 투영된다. 이후 기판테이블(WT)이 x 및/또는 y 방향으로 시프트되어 다른 타겟부(C)가 빔(PB)에 의하여 조사될 수 있다.
· 스캔 모드에서는, 소정 타겟부(C)가 단일 "섬광"으로 노광되지 않는 것을 제외하고는 기본적으로 동일한 시나리오가 적용된다. 그 대신에, 마스크테이블(MT)이 v의 속도로 소정 방향(소위 "스캔방향", 예를 들어 y 방향)으로 이동가능해서, 투영빔(PB)이 마스크 이미지의 모든 부분을 스캐닝하도록 되고, 이와 함께 기판테이블(WT)은 속도 V=Mv로, 동일방향 또는 그 반대방향으로 동시에 이동하는데, 이 때, M은 렌즈(PL)의 배율(통상 M=1/4 또는 1/5)이다. 이러한 방식으로, 해상도를 떨어뜨리지 않고도 비교적 넓은 타겟부(C)가 노광될 수 있다.
상술된 바와 같이, 본 발명은 종래 기술에 비하여 중요한 장점을 제공한다. 가장 중요하게는, 최초의 마스크 디자인을 형성하는 자동화된 접근법을 제공함으로써, 종래에는 마스크 설계자에 의한 시행 착오적 공정에 의하여 수행되었던 실질적인 부분의 마스크 디자인 노력(effort)이 생략된다. 따라서, 마스크 디자인에 관련된 시간 및 노력이 유리하게 줄어든다. 게다가, 본 발명에 의한 방법에 의해 생산된 최초의 마스크를 최적화하는데 필요한 정도의 기술수준은 완성된 마스크를 설계하는데 필요한 기술수준보다 낮기 때문에, 양질의 마스크를 생산하는데 고도의 기술을 가진 마스크 디자이너가 필요하지 않게 된다.
비록 지금까지 본 발명의 특정한 실시예와 관련하여 기재되었지만, 본 발명은 본 발명의 정신 및 본질적 특징들을 벗어나지 않으면서 다양한 형태로 구현될 수 있음에 유의해야 한다. 따라서, 본 발명의 실시예들은 모든 점에서 제한적인 아닌 예시적으로 간주되어야 하며, 본 발명의 범위는 첨부된 청구항에 의하여 나타내어지고, 청구항의 균등의 의미 및 범위에 드는 모든 변형도 본 발명의 범위에 포함된다.

Claims (18)

  1. 묘화시스템에 사용되는 마스크를 생성하는 방법에 있어서,
    (a) 기판상에 인쇄될 회로 디자인을 나타내는 타겟패턴을 결정하는 단계;
    (b) 1 미만의 팩터로 상기 타겟패턴을 스케일링함으로써 제1패턴을 생성하는 단계; 및
    (c) 상기 타겟패턴과 상기 제1패턴을 결합하는 부울 연산을 수행함으로써 제2패턴을 생성하는 단계를 포함하여 이루어지고,
    상기 제1패턴은, 상기 제1패턴을 생성하는데 사용되는 상기 타겟 패턴의 동일한 부분과 결합되는 것을 특징으로 하는 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 타겟패턴이 팩터 0.5로 스케일링되어 상기 제1패턴이 생성되는 것을 특징으로 하는 방법.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 타겟패턴은 공간주파수 성분을 가지고, 상기 제1패턴은 상기 타겟패턴의 상기 공간주파수 성분의 2배가 되는 공간주파수 성분을 가지는 것을 특징으로 하는 방법.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 타겟패턴은 복수의 라인 및 스페이스를 갖는 라인-스페이스 패턴이고, 상기 라인 및 상기 스페이스는 동일한 너비 치수를 갖는 것을 특징으로 하는 방법.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 제2패턴은 상기 타겟패턴을 인쇄하기 위한 마스크패턴을 나타내는 것을 특징으로 하는 방법.
  6. 기판상에 타겟패턴을 인쇄하는데 사용되는 마스크를 생성하는 장치에 있어서,
    (a) 상기 기판상에 인쇄될 회로 디자인을 나타내는 타겟패턴을 결정하는 수단;
    (b) 1 미만의 팩터로 상기 타겟패턴을 스케일링함으로써 제1패턴을 생성하는 수단; 및
    (c) 상기 타겟패턴과 상기 제1패턴을 결합하는 부울 연산을 수행함으로써 제2패턴을 생성하는 수단을 포함하여 이루어지고,
    상기 제1패턴은, 상기 제1패턴을 생성하는데 사용되는 상기 타겟 패턴의 동일한 부분과 결합되는 것을 특징으로 하는 장치.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 타겟패턴이 팩터 0.5로 스케일링되어 상기 제1패턴이 생성되는 것을 특징으로 하는 장치.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 타겟패턴은 공간주파수 성분을 가지고, 상기 제1패턴은 상기 타겟패턴의 상기 공간주파수 성분의 2배가 되는 공간주파수 성분을 가지는 것을 특징으로 하는 장치.
  9. 제 6 항에 있어서,
    상기 타겟패턴은 복수의 라인 및 스페이스를 갖는 라인-스페이스 패턴이고, 상기 라인 및 상기 스페이스는 동일한 너비 치수를 갖는 것을 특징으로 하는 장치.
  10. 제 6 항에 있어서,
    상기 제2패턴은 상기 타겟패턴을 인쇄하기 위한 마스크패턴을 나타내는 것을 특징으로 하는 장치.
  11. 리소그래픽 묘화공정에 사용되는 마스크에 대응하는 1이상의 파일을 생성하도록 상기 컴퓨터에 지시하기 위하여 컴퓨터를 제어하기 위한 컴퓨터 프로그램을 기록한 기록매체에 있어서,
    상기 파일의 상기 생성은,
    (a) 기판상에 인쇄될 회로 디자인을 나타내는 타겟패턴을 결정하는 단계;
    (b) 1 미만의 팩터로 상기 타겟패턴을 스케일링함으로써 제1패턴을 생성하는 단계; 및
    (c) 상기 타겟패턴과 상기 제1패턴을 결합하는 부울 연산을 수행함으로써 제2패턴을 생성하는 단계를 포함하여 이루어지고,
    상기 제1패턴은, 상기 제1패턴을 생성하는데 사용되는 상기 타겟 패턴의 동일한 부분과 결합되는 것을 특징으로 하는 컴퓨터 프로그램을 기록한 기록매체.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 타겟패턴이 팩터 0.5로 스케일링되어 상기 제1패턴이 생성되는 것을 특징으로 하는 컴퓨터 프로그램을 기록한 기록매체.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 타겟패턴은 공간주파수 성분을 가지고, 상기 제1패턴은 상기 타겟패턴의 상기 공간주파수 성분의 2배가 되는 공간주파수 성분을 가지는 것을 특징으로 하는 컴퓨터 프로그램을 기록한 기록매체.
  14. 제 11 항에 있어서,
    상기 타겟패턴은 복수의 라인 및 스페이스를 갖는 라인-스페이스 패턴이고, 상기 라인 및 상기 스페이스는 동일한 너비 치수를 갖는 것을 특징으로 하는 컴퓨터 프로그램을 기록한 기록매체.
  15. 제 11항에 있어서,
    상기 제2패턴은 상기 타겟패턴을 인쇄하기 위한 마스크패턴을 나타내는 것을 특징으로 하는 컴퓨터 프로그램을 기록한 기록매체.
  16. 제 3항에 있어서,
    상기 제2패턴은, 상기 타겟패턴의 공간 주파수 성분들보다 높은 공간 주파수 성분들을 가지는 것을 특징으로 하는 방법.
  17. 제 8항에 있어서,
    상기 제2패턴은, 상기 타겟패턴의 공간 주파수 성분들보다 높은 공간 주파수 성분들을 가지는 것을 특징으로 하는 장치.
  18. 제 13항에 있어서,
    상기 제2패턴은, 상기 타겟패턴의 공간 주파수 성분들보다 높은 공간 주파수 성분들을 가지는 것을 특징으로 하는 컴퓨터 프로그램을 기록한 기록매체.
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