KR100589207B1 - Modified aperture in exposure equipment for semiconductor device fabrication - Google Patents

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KR100589207B1
KR100589207B1 KR1020040049917A KR20040049917A KR100589207B1 KR 100589207 B1 KR100589207 B1 KR 100589207B1 KR 1020040049917 A KR1020040049917 A KR 1020040049917A KR 20040049917 A KR20040049917 A KR 20040049917A KR 100589207 B1 KR100589207 B1 KR 100589207B1
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  • Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)

Abstract

본 발명은 반도체 제조 기술에 관한 것으로, 특히 반도체 소자 제조용 노광 장비의 조명계에 관한 것이며, 더 자세히는 반도체 소자 제조용 노광장비의 변형 어퍼쳐(aperture)에 관한 것이다. 본 발명은 노광원의 한계 해상도 이하의 패턴 피치를 구현할 수 있는 반도체 소자 제조용 노광장비의 변형 어퍼쳐를 제공하는데 그 목적이 있다. 본 발명의 일 측면에 따르면, X축 방향의 양극에 대칭적으로 배치된 부채꼴의 호 형상('( )' 형상)의 제1 및 제2 개구와, Y축 방향의 양극에 대칭적으로 배치된 부채꼴의 호 형상('( )' 형상)의 제3 및 제4 개구를 구비하며, 상기 제1 및 제2 개구의 개구각이 35∼45°이며, 상기 제3 및 제4 개구의 개구각이 5∼25°인 것을 특징으로 하는 반도체 소자 제조용 노광장비의 변형 어퍼쳐가 제공된다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to semiconductor manufacturing technology, and more particularly, to an illumination system of exposure equipment for manufacturing semiconductor devices, and more particularly, to a deformation aperture of exposure equipment for manufacturing semiconductor devices. SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a deformation aperture of exposure equipment for manufacturing a semiconductor device capable of realizing a pattern pitch below the limit resolution of an exposure source. According to an aspect of the present invention, the first and second openings of a fan-shaped arc shape ('()' shape) symmetrically disposed at the anode in the X-axis direction, and symmetrically disposed at the anode in the Y-axis direction. And the third and fourth openings having a circular arc shape ('()' shape), wherein the opening angles of the first and second openings are 35 to 45 °, and the opening angles of the third and fourth openings are There is provided a deformation aperture of exposure equipment for manufacturing a semiconductor device, which is 5 to 25 degrees.

리소그래피, 조명계, 변형 어퍼쳐, 개구각, 회절빔Lithography, Illumination System, Strain Aperture, Opening Angle, Diffraction Beam

Description

반도체 소자 제조용 노광장비의 변형 어퍼쳐{MODIFIED APERTURE IN EXPOSURE EQUIPMENT FOR SEMICONDUCTOR DEVICE FABRICATION} Deformation aperture of exposure equipment for semiconductor device manufacturing {MODIFIED APERTURE IN EXPOSURE EQUIPMENT FOR SEMICONDUCTOR DEVICE FABRICATION}             

도 1은 노광장비의 조명계 구성을 나타낸 도면.1 is a view showing the configuration of an illumination system of the exposure equipment.

도 2a는 일반적인 어퍼쳐의 레이아웃을 나타낸 도면.2A is a view showing a layout of a general aperture.

도 2b는 각종 변형 어퍼쳐의 레이아웃을 나타낸 도면.2B illustrates the layout of various strain apertures.

도 3은 일반 조명과 변형 조명의 원리를 나타낸 도면.3 shows the principle of general illumination and modified illumination;

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 변형 어퍼쳐의 레이아웃을 나타낸 도면.4 is a view showing the layout of the deformation aperture according to an embodiment of the present invention.

도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 변형 어퍼쳐의 레이아웃을 나타낸 도면.5 is a view showing a layout of a deformation aperture according to another embodiment of the present invention.

도 6은 본 발명을 적용한 조명계를 사용하여 얻은 에어리얼 이미지를 나타낸 도면.6 is a view showing an aerial image obtained using an illumination system to which the present invention is applied.

도 7 내지 도 9는 각각 본 발명을 적용한 조명계를 사용하여 얻은 실제 패턴의 전자현미경 사진.7 to 9 are electron micrographs of actual patterns obtained using the illumination system to which the present invention is applied, respectively.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for the main parts of the drawings

θ1 : 개구각(X축 방향)θ1: Opening angle (X axis direction)

θ2 : 개구각(Y축 방향)θ2: Opening angle (Y axis direction)

본 발명은 반도체 제조 기술에 관한 것으로, 특히 반도체 소자 제조용 노광 장비의 조명계에 관한 것이며, 더 자세히는 반도체 소자 제조용 노광장비의 변형 어퍼쳐(aperture)에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to semiconductor manufacturing technology, and more particularly, to an illumination system of exposure equipment for manufacturing semiconductor devices, and more particularly, to a deformation aperture of exposure equipment for manufacturing semiconductor devices.

DRAM(Dynamic Random Access Memory)을 핵심으로 하는 반도체 제품의 양산이 시작된 이후로 리소그래피(lithography) 기술 개발이 비약적으로 이루어져 왔다. 리소그래피 공정은 반도체 제품의 집적도를 결정하는 핵심 공정이라 할 수 있다.Since mass production of semiconductor products based on DRAM (Dynamic Random Access Memory) has begun, development of lithography technology has been rapidly made. Lithography is a key process for determining the density of semiconductor products.

DRAM의 집적도는 3년 주기로 거의 4배씩 증가하여 왔으며, 이에 따른 제품의 디자인 룰(design rule, 최소 패턴 사이즈) 역시 4Mb DRAM의 0.8㎛에서 1Gb DRAM의 0.18㎛까지 축소되어 왔고, 현재는 비광학 리소그래피(non optical lithography) 기술을 준비해야 하는 단계에 놓여 있다.The density of DRAM has increased almost fourfold every three years, and the design rule (minimum pattern size) of the product has also been reduced from 0.8 µm for 4Mb DRAM to 0.18 µm for 1Gb DRAM, and is now non-optical lithography. (non optical lithography) technology is in the stage of preparation.

광학 리소그래피(optical lithography)에서의 해상력(resolution)은 노광 광원의 파장에 반비례 하는데 "스텝 앤드 리피트(step and repeat)"의 노광방식을 채택한 초기의 스테퍼(stepper)에서 사용한 광원의 파장은 436㎚(g-line)에서 365㎚(i-line)을 거쳐 현재는 248㎚(KrF 엑시머 레이저) 파장의 DUV를 이용하는 스테퍼나 스캐너(scanner) 타입의 노광장비를 주로 사용하고 있다. The resolution in optical lithography is inversely proportional to the wavelength of the exposure light source. The wavelength of the light source used in the initial stepper employing the "step and repeat" exposure method is 436 nm ( It is mainly used as a stepper or scanner type exposure equipment that uses a DUV with a wavelength of 248 nm (KrF excimer laser) through 365 nm (i-line) to g-line).

광학 리소그래피는 그 동안 0.6 이상의 높은 구경수(Numerical Aperture, NA)의 렌즈와 어퍼쳐 등의 노광 시스템 자체의 발전은 물론이고, 화학증폭형 레지스트(Chemically Amplified Resist, CAR)형 레지스트와 같은 포토레지스트 물질의 개발, 그리고 프로세스 측면에서의 TLR(Tri Layer Resist), TSI(Top Surface Imaging), ARC(Anti Reflective Coating), 마스크(mask) 측면에서는 PSM(Phase Shift Mask)과 OPC(Optical Proximity Correction) 등의 많은 기술 개발들이 이루어져 왔다. 248㎚의 파장을 가지는 KrF 엑시머 레이저는 초기에 공정 시간 지연, 기판 의존성 등과 같은 많은 문제들이 발생하였지만, 0.18㎛ 디자인 룰을 구현할 수 있었다. 그러나, 그 이하의 디자인 룰을 구현하기 위해서는 ArF 엑시머 레이저(193㎚), F2(157㎚) 등의 차세대 광원에 대한 기술 개발이 이어져야 한다.Optical lithography has been used to develop photoresist materials such as chemically amplified resist (CAR) type resists as well as the development of exposure systems such as lenses and apertures of high apertures (NA) of 0.6 or more. In terms of the development and process aspects, such as Tri Layer Resist (TLR), Top Surface Imaging (TSI), Anti Reflective Coating (ARC), and Phase Shift Mask (PSM) and Optical Proximity Correction (OPC) in terms of masks. Many technological developments have been made. KrF excimer lasers with a wavelength of 248 nm initially had many problems such as process time delay and substrate dependence, but were able to implement a 0.18 μm design rule. However, in order to implement the design rules below, technology development for next-generation light sources such as ArF excimer laser (193 nm) and F2 (157 nm) must be continued.

통상적으로, 노광장비의 조명계에는 Kohler 조명법(illumination)이 적용되고 있다.Typically, Kohler illumination is applied to an illumination system of an exposure apparatus.

도 1은 노광장비의 조명계 구성을 나타낸 도면이다.1 is a diagram illustrating a configuration of an illumination system of an exposure apparatus.

도 1을 참조하면, 유효광원에서 출발한 빛이 프로젝션 렌즈(projection lens)의 입사동(entrance pupil)에 상이 맺히도록 꾸미는 조명법으로, 마스크가 놓여진 면에서는 균일한 조도를 얻어낼 수 있다. 유효광원이 위치한 곳에는 어퍼쳐를 두어 최적의 노광조건을 선택한다.Referring to FIG. 1, an illumination method in which light starting from an effective light source forms an image in an entrance pupil of a projection lens may be obtained to obtain uniform illuminance on a surface on which a mask is placed. Wherever the effective light source is located, an aperture is placed to select the optimum exposure condition.

도 2a는 일반적인 어퍼쳐(conventional aperture)의 레이아웃을 나타낸 도면이며, 도 2b는 각종 변형 어퍼쳐의 레이아웃을 나타낸 도면이다.FIG. 2A illustrates a layout of a conventional aperture, and FIG. 2B illustrates a layout of various deformation apertures.

도 2a 및 도 2b를 참조하면, 일반적인 어퍼쳐는 원형의 개구를 가지는 형태 이며, 이를 제외한 형태의 어퍼쳐는 모두 변형 어퍼쳐라 할 수 있다.Referring to FIGS. 2A and 2B, a general aperture is a shape having a circular opening, and all of the apertures except this may be referred to as deformation apertures.

현재 사용되고 있는 변형 어퍼쳐로는, 도 2b에 도시된 바와 같이 둥근 띠 형태의 개구를 가지는 환형(annular) 어퍼쳐(a), 정방형으로 배치된 네 개의 작은 원형 개구를 가지는 4극자(quadrupole) 어퍼쳐(b), 십자로 배치된 네 개의 작은 원형 개구를 가지는 십자극(crosspole) 어퍼쳐(c), 두 개의 타원형 개구를 가지는 2극자(dipole) 어퍼쳐(d) 등이 있다.Currently used deformation apertures include an annular aperture (a) having an opening in the form of a round band as shown in FIG. 2b, and a quadrupole upper having four small circular openings arranged in a square. (B), a crosspole aperture (c) having four small circular openings arranged crosswise, a dipole aperture (d) having two elliptical openings, and the like.

도 3은 일반 조명(conventional illumination)과 변형 조명(off-axis illumination)의 원리를 나타낸 도면이다.FIG. 3 shows the principle of conventional illumination and off-axis illumination.

도 3을 참조하면, 일반 조명의 경우, 0차 회절광이 패턴 형성에 기여하여 패턴의 공간 이미지 상에서 DC 성분만 증가시켜 공간 이미지 MTF(Modulation Transfer Function) 값의 저하를 가져온다. 또한, 패턴 크기가 작을 경우는 1차 회절광이 투영 렌즈를 통과하지 못하게 되어 패턴을 형성할 수 없게 되는 단점이 있다(점선 화살표 참조).Referring to FIG. 3, in the case of general illumination, the zero-order diffracted light contributes to the pattern formation and increases only the DC component on the spatial image of the pattern, resulting in a decrease in the spatial image MTF (Modulation Transfer Function) value. In addition, when the pattern size is small, there is a disadvantage in that the first diffracted light does not pass through the projection lens and thus the pattern cannot be formed (see dotted arrow).

반면, 변형 조명의 경우, DC 성분의 0차 회절광이 광축으로부터 벗어나 사입사 된다. 그 결과 입사광은 레티클상에 있는 패턴에서 회절하지 않고 직진한 0차광과, 패턴에 의해 회절된 ±1차광, 그리고 그 이상의 고차 광으로 갈라진다. 이중에서 0차광과 +1차광의 두 광속을 이용하여 마스크 상의 패턴을 웨이퍼에 결상하는 것이다. 이에 따라, 공간 이미지 상에 DC 성분이 제거되어 MTF 값을 증가시켜 해상도 향상과 초점심도(Depth Of Focus, DOF) 마진의 증가를 가져온다.On the other hand, in the case of modified illumination, the zero-order diffracted light of the DC component is incident off the optical axis. As a result, the incident light splits into zero order light that is straight without diffraction in the pattern on the reticle, ± 1 order light that is diffracted by the pattern, and higher order light. Among them, the pattern on the mask is formed on the wafer by using two luminous fluxes, 0th order light and + 1th order light. Accordingly, the DC component is removed from the spatial image to increase the MTF value, resulting in an improvement in resolution and an increase in depth of focus (DOF) margin.

현재 양산에 적용 중인 KrF 엑시머 레이저를 노광원으로 사용하는 경우, 전 술한 변형 어퍼쳐를 사용하더라도 구현할 수 있는 제품은 패턴의 하프 피치(half pitch)가 100nm 이상인 제품으로 한정된다. 만일, 패턴의 하프 피치가 100nm 이하로 줄어들면, 그만큼 줄어든 마스크 상의 패턴 사이즈로 인하여 입사광의 회절각이 커지고, 이에 따라 충분한 콘트라스트(contrast)를 얻지 못해 패터닝이 어렵게 된다.In the case of using KrF excimer laser, which is currently being applied in mass production, as an exposure source, the product that can be implemented even with the aforementioned deformation aperture is limited to a product having a half pitch of the pattern of 100 nm or more. If the half pitch of the pattern is reduced to 100 nm or less, the diffraction angle of the incident light becomes large due to the reduced pattern size on the mask, thereby making it difficult to pattern due to insufficient contrast.

아래의 표 1은 KrF 엑시머 레이저를 노광원으로 사용하는 경우의 어퍼쳐/디자인 별 회절빔의 양을 나타낸 것이며, 표 2는 KrF 엑시머 레이저를 노광원으로 사용하는 경우의 2극자형 어퍼쳐의 개구각/디자인 별 회절빔의 양을 나타낸 것이다.Table 1 below shows the amount of diffraction beams per aperture / design when the KrF excimer laser is used as the exposure source, and Table 2 shows the aperture of the dipole aperture when the KrF excimer laser is used as the exposure source. It shows the amount of diffraction beam for each design.

AnnularAnnular Quadrupole 25Quadrupole 25 Dipole 90Dipole 90 100nm 하프 피치100nm half pitch 18.3%18.3% 6.7%6.7% 73.2%73.2% 90nm 하프 피치90nm half pitch 7.6%7.6% 0.0%0.0% 30.2%30.2%

5050 5555 6060 6565 7070 8080 9090 190nm 하프 피치190nm half pitch 97.6%97.6% 94.8%94.8% 90.8%90.8% 85.4%85.4% 79.3%79.3% 69.4%69.4% 61.7%61.7% 180nm 하프 피치180 nm half pitch 68.3%68.3% 62.4%62.4% 57.2%57.2% 52.0%52.0% 49.1%49.1% 42.9%42.9% 38.2%38.2%

표 1을 참조하면, KrF 엑시머 레이저 광원으로 0.80 NA(내부 σ 0.65, 외부 σ 0.89)의 렌즈를 사용하여 노광을 실시할 때(레일리 공정 팩터 k1=0.322), 예컨대, 2극자 어퍼쳐(개구각 90)를 사용하는 경우에는, 100nm 하프 피치의 라인-스페이스 패턴을 형성하기 위한 마스크를 적용하면 첫번째 회절빔이 입사동에 도달하는 비율은 73.2%이고, 90nm 하프 피치의 라인-스페이스 패턴을 형성하기 위한 마스크 를 적용하면 그 비율이 30.2% 정도까지 떨어진다. 통상적으로, 안정적인 패턴을 구현하기 위해서는 첫번째 회절빔의 도달 비율이 70% 이상이어야 한다.Referring to Table 1, when performing exposure using a KrF excimer laser light source with a lens of 0.80 NA (internal sigma 0.65, external sigma 0.89) (Reiley process factor k1 = 0.322), for example, dipole aperture (opening angle) 90), when applying a mask for forming a 100-nm half pitch line-space pattern, the rate at which the first diffracted beam reaches incident pupil is 73.2%, and a 90-nm half pitch line-space pattern is formed. If you apply the mask for the ratio drops to about 30.2%. Typically, to achieve a stable pattern, the arrival rate of the first diffraction beam should be 70% or more.

표 2는 KrF 엑시머 레이저 광원으로 내부 σ 0.70, 외부 σ 0.90의 구경을 갖는 렌즈를 사용하여 노광을 실시하는 경우, 같은 타입의 어퍼쳐를 사용하는 경우에도 디자인(하프 피치) 및 개구각에 따라 첫번째 회절빔의 도달 비율이 달라짐을 확인할 수 있다.Table 2 shows the KrF excimer laser light source using the lens with the aperture sigma 0.70 and the outer sigma 0.90, even if the same type of aperture is used, depending on the design (half pitch) and the opening angle. It can be seen that the arrival rate of the diffraction beam is different.

한편, 100nm 하프 피치 이하의 패턴을 구현하기 위해서는 KrF 엑시머 레이저 보다 파장이 더 짧은 노광원을 사용하면 되지만, 이 방법은 고가의 노광장비를 도입해야 하는 부담이 따를 뿐만 아니라 레지스트 등에 대한 개발 및 검증이 선행되어야 하는 문제점이 따른다.On the other hand, in order to realize a pattern below 100 nm half pitch, an exposure source having a shorter wavelength than that of a KrF excimer laser may be used. However, this method is not only expensive, but also requires development and verification of resists. There is a problem that must be preceded.

본 발명은 상기와 같은 종래기술의 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로, 노광원의 한계 해상도 이하의 패턴 피치를 구현할 수 있는 반도체 소자 제조용 노광장비의 변형 어퍼쳐를 제공하는데 그 목적이 있다.
The present invention has been proposed to solve the above problems of the prior art, and an object thereof is to provide a deformation aperture of exposure equipment for manufacturing a semiconductor device capable of realizing a pattern pitch of less than the limit resolution of an exposure source.

상기의 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 일 측면에 따르면, X축 방향의 양극에 대칭적으로 배치된 부채꼴의 호 형상('( )' 형상)의 제1 및 제2 개구와, Y축 방향의 양극에 대칭적으로 배치된 부채꼴의 호 형상('( )' 형상)의 제3 및 제4 개구를 구비하며, 상기 제1 및 제2 개구의 개구각이 35∼45°이며, 상기 제3 및 제4 개구의 개구각이 5∼25°인 것을 특징으로 하는 반도체 소자 제조용 노광장비의 변형 어퍼쳐가 제공된다.According to an aspect of the present invention for achieving the above technical problem, the first and second openings of the fan-shaped arc ('()' shape) arranged symmetrically to the anode in the X-axis direction, and the Y-axis direction The third and fourth openings having a fan-shaped arc ('()' shape) symmetrically disposed at an anode of the opening, and the opening angles of the first and second openings are 35 to 45 °, and the third And a deformation aperture of the exposure apparatus for manufacturing a semiconductor element, wherein the opening angle of the fourth opening is 5 to 25 degrees.

바람직하게, 상기 X축 방향은 소자 내에서 상대적으로 밀하게 배치된 라인 패턴의 피치 방향에 대응한다.Preferably, the X-axis direction corresponds to the pitch direction of the line pattern disposed relatively densely in the device.

또한, 본 발명의 다른 측면에 따르면, 상기의 변형 어퍼쳐를 포함하는 노광 시스템에 있어서, 노광원으로 KrF 엑시머 레이저를 사용하고, 0.80NA(내부 σ 0.70, 외부 σ 0.90) 조건을 적용한 것을 특징으로 하는 노광 시스템이 제공된다.According to another aspect of the present invention, in the exposure system including the deformation aperture, a KrF excimer laser is used as the exposure source, and 0.80NA (internal sigma 0.70, external sigma 0.90) is applied. An exposure system is provided.

본 발명은 최적화된 회절빔을 얻을 수 있는 변형 어퍼쳐를 제안한다. DRAM을 비롯한 대부분의 반도체 소자는 특정한 방향으로 조밀하게 배열된 라인 구조를 가지기 때문에 그 방향에 대하여 더 많은 회절빔을 얻을 수 있도록 변형 어퍼쳐를 설계하였으며, 물론 전술한 방향과 수직한 방향으로 배치된 패턴에 대해서도 고려하였다.The present invention proposes a deformation aperture capable of obtaining an optimized diffraction beam. Since most semiconductor devices including DRAM have a line structure densely arranged in a specific direction, the deformation aperture is designed to obtain more diffraction beams in that direction. The pattern was also considered.

이하, 본 발명이 속한 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 보다 용이하게 실시할 수 있도록 하기 위하여 본 발명의 바람직한 실시예를 소개하기로 한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be introduced in order to enable those skilled in the art to more easily carry out the present invention.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 변형 어퍼쳐의 레이아웃을 나타낸 도면이다.4 is a view showing the layout of the deformation aperture according to an embodiment of the present invention.

도 4를 참조하면, 본 실시예에 따른 변형 어퍼쳐는, X축 방향의 양극과 Y축 방향의 양극에 각각 부채꼴의 호 형태의 대칭적인 개구를 갖는다. 이는 마치 환형 어퍼쳐의 개구를 십자형 어퍼쳐의 개구 영역으로 한정한 것과 같은 형태이며, 서로 마주 보는 개구가 '( )' 형상을 이루고 있다고 생각하면 이해가 쉬울 것이다.Referring to FIG. 4, the deformation aperture according to the present embodiment has a fan-shaped symmetrical opening in the anode in the X-axis direction and the anode in the Y-axis direction, respectively. This is as if the opening of the annular aperture is limited to the opening area of the cruciform aperture, and it will be easy to understand that the openings facing each other form a '()' shape.

한편, X축 방향에 배치된 개구의 개구각(θ1)은 40°, Y축 방향에 배치된 개구의 개구각(θ2)은 10°가 바람직하다.On the other hand, the opening angle θ1 of the opening arranged in the X-axis direction is 40 °, and the opening angle θ2 of the opening arranged in the Y-axis direction is preferably 10 °.

도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 변형 어퍼쳐의 레이아웃을 나타낸 도면이다.5 is a view showing the layout of the deformation aperture according to another embodiment of the present invention.

도 5를 참조하면, 본 실시예에 따른 변형 어퍼쳐는, X축 방향의 양극과 Y축 방향의 양극에 각각 부채꼴의 호 형태의 대칭적인 개구를 갖는다. 전술한 일 실시예의 변형 어퍼쳐와 비교할 때, Y축 방향의 개구각이 달라진 것을 제외하곤 동일하다고 할 수 있다.Referring to FIG. 5, the deformation aperture according to the present embodiment has a fan-shaped symmetrical opening in the anode in the X-axis direction and the anode in the Y-axis direction, respectively. Compared with the deformation aperture of the above-described embodiment, it can be said to be the same except that the opening angle in the Y-axis direction is changed.

여기서, X축 방향에 배치된 개구의 개구각(θ1)은 40°, Y축 방향에 배치된 개구의 개구각(θ2)은 20°가 바람직하다.Here, the opening angle θ1 of the opening disposed in the X-axis direction is 40 °, and the opening angle θ2 of the opening disposed in the Y-axis direction is preferably 20 °.

이상의 실시예를 종합하면, X축 방향에 배치된 개구의 개구각(θ1)은 35∼45°인 범위에서 결정할 수 있으며, Y축 방향에 배치된 개구의 개구각(θ2)은 5∼25°범위에서 결정할 수 있다.In summary, the opening angle θ1 of the opening arranged in the X-axis direction can be determined in a range of 35 to 45 °, and the opening angle θ2 of the opening arranged in the Y-axis direction is 5 to 25 °. You can decide in the range.

전술한 변형 어퍼쳐를 조명계에 도입하고, 노광원으로 KrF 엑시머 레이저를 사용하는 경우, X축 방향(게이트 셀 패턴의 피치 방향)으로 최대한의 콘트라스트를 유지할 수 있도록 첫번째 회절빔의 양을 증대시킬 수 있으며, Y축 방향으로도 적절한 첫번째 회절빔의 양을 확보할 수 있다.When the above-described deformation aperture is introduced into the illumination system and the KrF excimer laser is used as the exposure source, the amount of the first diffraction beam can be increased to maintain the maximum contrast in the X-axis direction (the pitch direction of the gate cell pattern). In addition, an appropriate amount of the first diffraction beam can be ensured even in the Y-axis direction.

도 6은 본 발명을 적용한 조명계를 사용하여 얻은 에어리얼 이미지(aerial image)를 나타낸 도면이며, 도 7 내지 도 9는 본 발명을 적용한 조명계를 사용하여 얻은 실제 패턴의 전자현미경 사진이다.6 is a view showing an aerial image obtained using an illumination system to which the present invention is applied, and FIGS. 7 to 9 are electron micrographs of actual patterns obtained using the illumination system to which the present invention is applied.

도 6 내지 도 9는 각각 노광원으로 KrF 0.80NA 시스템에서 내부 σ 0.70, 외부 σ 0.90 조건으로 상기 도 4에 도시된 변형 어퍼쳐(θ1=40°, θ2=10°)를 사용하여 얻은 결과이다.6 to 9 are results obtained by using the deformation apertures (θ1 = 40 ° and θ2 = 10 °) shown in FIG. 4 under the conditions of internal σ 0.70 and external σ 0.90 in the KrF 0.80NA system, respectively, as an exposure source. .

먼저, 도 6에서 (a)는 소자분리막 패턴의 에어리얼 이미지이며, (b)는 랜딩 플러그 콘택 패턴의 에어리얼 이미지이며, (c)는 스토리지 노드 콘택 패턴의 에어리얼 이미지이다.First, in FIG. 6, (a) is an aerial image of the device isolation layer pattern, (b) is an aerial image of the landing plug contact pattern, and (c) is an aerial image of the storage node contact pattern.

한편, 도 7은 실제 소자분리막이 형성된 기판의 전자현미경 사진이며, 도 8은 랜딩 플러그 콘택이 형성된 기판의 전자현미경 사진이며, 도 9는 스토리지 노드 콘택이 형성된 기판의 전자현미경 사진이다.7 is an electron micrograph of a substrate on which an actual device isolation layer is formed, FIG. 8 is an electron micrograph of a substrate on which a landing plug contact is formed, and FIG. 9 is an electron micrograph of a substrate on which a storage node contact is formed.

이상의 결과는 본 발명에서 제안한 변형 어퍼쳐를 적용하고, 적절한 OPC를 수행함으로써 KrF 엑시머 레이저를 노광원으로 사용하는 경우에도 90∼100nm 급의 게이트 셀 피치를 구현할 수 있음은 물론, 모든 방향에 대해서 안정적인 프로파일을 확보할 수 있음을 증명하고 있다. 또한, 타겟 CD의 ±10% 허용 범위 내에서 셀의 DOF는 0.3㎛ 이상, 노출 레티튜드(exposure latitude)는 9% 이상을 얻을 수 있었다.The above results show that the gate cell pitch of 90-100 nm can be realized and stable in all directions even when the KrF excimer laser is used as the exposure source by applying the deformation aperture proposed in the present invention and performing appropriate OPC. Prove that you can get a profile. In addition, within a tolerance range of ± 10% of the target CD, the cell had a DOF of 0.3 µm or more and an exposure latitude of 9% or more.

본 발명의 기술 사상은 상기 바람직한 실시예에 따라 구체적으로 기술되었으 나, 상기한 실시예는 그 설명을 위한 것이며 그 제한을 위한 것이 아님을 주의하여야 한다. 또한, 본 발명의 기술 분야의 통상의 전문가라면 본 발명의 기술 사상의 범위 내에서 다양한 실시예가 가능함을 이해할 수 있을 것이다.Although the technical spirit of the present invention has been described in detail according to the above preferred embodiment, it should be noted that the above-described embodiment is for the purpose of description and not of limitation. In addition, those skilled in the art will understand that various embodiments are possible within the scope of the technical idea of the present invention.

예컨대, 전술한 실시예에서는 KrF 엑시머 레이저를 노광원으로 사용하는 경우를 일례로 들어 설명하였으나, 본 발명에 따른 변형 어퍼쳐는 ArF 엑시머 레이저, F2 레이저 등과 같이 KrF 엑시머 레이저에 비해 짧은 파장을 가지는 차세대 노광 시스템에도 적용할 수 있다.For example, in the above-described embodiment, the case where the KrF excimer laser is used as an exposure source has been described as an example, but the deformation aperture according to the present invention has a shorter wavelength than the KrF excimer laser, such as an ArF excimer laser and an F2 laser. It can also be applied to an exposure system.

전술한 본 발명은 노광원의 한계 해상도 이하의 패턴 피치를 구현할 수 있으며, 이에 따라 차세대 노광 시스템의 도입에 따른 원가 증가를 억제할 수 있다.
The above-described present invention can implement a pattern pitch of less than the limit resolution of the exposure source, thereby suppressing the cost increase due to the introduction of the next generation exposure system.

Claims (3)

삭제delete X축 방향의 양극에 대칭적으로 배치된 부채꼴의 호 형상('( )' 형상)의 제1 및 제2 개구와,First and second openings in a fan shape ('()' shape) symmetrically disposed at an anode in the X-axis direction, Y축 방향의 양극에 대칭적으로 배치된 부채꼴의 호 형상('( )' 형상)의 제3 및 제4 개구를 구비하며,The third and fourth openings of a fan-shaped arc ('()' shape) symmetrically disposed on the anode in the Y-axis direction, 상기 제1 및 제2 개구의 개구각이 35∼45°이며, 상기 제3 및 제4 개구의 개구각이 5∼25°이고, 상기 X축 방향은 소자 내에서 상대적으로 밀하게 배치된 라인 패턴의 피치 방향에 대응하는 것을 특징으로 하는 반도체 소자 제조용 노광장비의 변형 어퍼쳐.The opening angles of the first and second openings are 35 to 45 °, the opening angles of the third and fourth openings are 5 to 25 °, and the X-axis direction is relatively densely arranged in the device. The deformation aperture of the exposure apparatus for manufacturing a semiconductor element, corresponding to the pitch direction of the. 제2항의 변형 어퍼쳐를 포함하는 노광 시스템에 있어서,An exposure system comprising the deformation aperture of claim 2, 노광원으로 KrF 엑시머 레이저를 사용하고, 0.80NA(내부 σ 0.70, 외부 σ 0.90) 조건을 적용한 것을 특징으로 하는 노광 시스템.An exposure system using a KrF excimer laser as an exposure source and applying 0.80NA (internal sigma 0.70, external sigma 0.90) conditions.
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