KR100850390B1 - 노광장치, 노광방법 및 노광마스크 - Google Patents

노광장치, 노광방법 및 노광마스크 Download PDF

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Abstract

본 발명에는 광학 리소그래피를 향상시키기 위한, 노광장치, 노광방법 및 노광마스크가 개시되어 있다. 구체적으로, 본 발명의 하나의 바람직한 형태에 따르면, 노광장치는 탄성변형 가능한 유지부재 및 유지부재 상에 설치되고 개구패턴이 형성된 차광막을 가진 노광마스크를 사용하도록 배치되어 있고, 상기 노광마스크를 휘게하여 피노광물에 접촉시켜서 노광을 실시한다. 상기 노광장치는 상기 노광마스크를 휘게하기 전의 노광마스크와 피노광물 간의 거리를 검출하는 거리검출시스템과, 상기 거리검출시스템으로부터의 신호에 의거하여 상기 노광마스크를 휘게하기 전의 노광마스크와 피노광물 간의 거리를 제어하는 거리제어시스템을 포함하고 있다.

Description

노광장치, 노광방법 및 노광마스크{EXPOSURE APPARATUS, EXPOSURE METHOD, AND EXPOSURE MASK}
본 발명은, 노광장치, 노광방법 및 노광마스크에 관한 것이다. 보다 구체적으로는, 본 발명은 근접장광에 의거한 리소그래피 노광에 대한 기술에 관한 것이다.
리소그래피 기술이 진전되고 다양화되어, 새로운 리소그래피 방법이 이머징(emerging) 리소그래피 기술로서 제안되고 있다. 일 예로서는, 광의 회절한계를 초과하는 극미세 가공이 가능해지는 근접장광을 이용한 리소그래피 노광방법이 있다.
미국 특허 US 6,171,730호 공보에는 근접장광을 이용한 노광방법에 의거한 노광장치를 제안하고 있으며, 노광마스크를 탄성체로 구성하고, 레지스트면 형상을 따르도록 마스크를 탄성변형 시킴으로써, 노광마스크 전체면을 레지스트면에 밀착시켜서, 근접장광을 이용한 노광을 실시한다.
상술한 미국 특허공보에 개시된 노광장치 및 노광방법에서는, 우선 노광마스크와 피노광물를 미리 설정된 거리까지 서로 접근시키고, 이 후 노광마스크를 탄성변형시켜(휘게하여), 노광마스크와 피노광물을 서로 접촉시킨다. 그러나, 이와 같 은 구성에서는, 노광마스크와 피노광물간의 거리가 미리 설정된 거리로부터 어긋나면, 탄성변형 되는 노광마스크의 신장하는 양이 변화하고, 피노광물에 노광하는 패턴의 크기나 간격을 변화시키게 된다.
근접장 노광기술에서는, 이러한 문제점에 대해서 전혀 고려되지 않았다.
[발명의 개시]
따라서, 본 발명의 목적은 근접장광에 의거한 향상된 노광장치 및/또는 노광방법을 제공하는 데 있다.
본 발명의 제1 측면에 따르면, 탄성변형 가능한 유지부재 및 유지부재 상에 설치되고 개구패턴이 형성된 차광막을 구비한 노광마스크를 사용하도록 배치되어 있고, 상기 노광마스크를 휘게하여 피노광물에 접촉시켜서 노광을 실시하는 노광장치로서, 상기 노광마스크를 휘게 하기전의 노광마스크와 피노광물 간의 거리를 검출하는 거리검출수단과; 상기 거리검출수단으로부터의 신호에 의거하여 상기 노광마스크를 휘게 하기 전의 노광마스크와 피노광물 간의 거리를 제어하는 거리제어수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 노광장치를 제공한다.
본 발명의 다른 측면에 따르면, 탄성변형 가능한 유지부재 및 유지부재 상에 설치된, 개구패턴이 형성된 차광막을 구비한 노광마스크를 휘게하여 피노광물에 접촉시켜서 노광을 실시하는 노광방법으로서, 상기 노광 전에 상기 노광마스크와 상기 피노광물 간의 거리를 검출하는 스텝과, 상기 노광마스크의 휨량을 제어하기 위해 상기 노광마스크와 상기 피노광물간의 거리를 제어하는 스텝을 포함하는 것을 특징으로 하는 노광방법을 제공한다.
본 발명의 또 다른 측면에 따르면, 탄성변형 가능한 유지부재: 유지부재 상에 설치되고, 개구패턴을 가지는 차광막; 및 상기 마스크와 피노광물 간의 거리를 검출하기 위한 기능을 하는 부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 노광마스크를 제공한다.
요약하면, 본 발명에 따르면, 휘기 전의 노광마스크와 피노광물과의 거리를 검출하고, 검출된 거리에 의거하여, 노광마스크를 휘게 하기 전의 노광마스크와 피노광물과의 거리를 제어한다. 이 절차에 의해, 노광마스크의 휨량을 제어할 수 있으므로, 피노광물에 노광하는 패턴의 크기, 간격 등을 정밀하게 제어할 수 있다.
본 발명의 이들 목적과 기타 목적, 특징 및 이점은 첨부 도면과 함께 주어진 이하의 본 발명의 바람직한 실시형태를 고려하면 한층 더 명백해질 것이다.
도 1은, 본 발명의 제1 실시형태에 의한 노광장치의 일반적인 구성을 나타내는 모식도;
도 2A 및 도 2B는 각각, 도 1의 노광장치에 이용될 수 있는 노광마스크를 설명하는 평면도 및 단면도;
도 3은 도 1의 노광마스크의 휨 및 신장과, 결과로서 발생하는 패턴의 신장 및 위치 어긋남을 설명하는 모식도;
도 4는 본 발명의 제2 실시형태에 의한 노광장치의 일반적인 구성을 나타내는 모식도;
도 5A 및 도 5B는 각각, 도 4의 노광장치에 이용될 수 있는 노광마스크를 설명하는 평면도 및 단면도.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
100: 노광마스크 101: 마스크모재
102: 차광막 103: 미세개구
104: 마스크지지체 105: 박막부
106: 투명영역부 200: 근접장 노광장치
201: 피드백제어부 204: 레지스트
205: 기판 206: 피노광물
207: 스테이지 208: 압력조정용기
209: 압력조정장치 210: 노광광원
211: 콜리메이터렌즈 212: 유리창
213: 전극패드 214: 거리측정장치
<본 발명을 실시하기 위한 최량의 모드>
이하, 본 발명의 바람직한 실시형태를 첨부도면을 참조하면서 설명한다.
도 1은, 본 발명의 제1 실시형태에 의한 노광장치의 일반적인 구성을 나타내는 모식도이다. 도 1에서, (200)은 근접장 노광장치이며, 이 근접장 노광장치(200)는 압력조정용기(208), 노광광원(210), 스테이지(207) 및 압력조정용기(208) 내의 압력을 조정하는 압력조정장치(209)를 구비하고 있다.
도 1에서, (100)은, 압력조정용기(208)의 저면에 장착되고 있는 노광마스크 이며, 이 노광마스크(100)는, 도 2A 및 도 2B에 가장 잘 알 수 있는 바와 같이, 마스크지지체(104), 마스크모재(101), 차광막(102)으로 구성되어 있다. 상기 차광막(102)은, 탄성체로 구성되는 박막인 마스크모재(101)에 의해 유지되도록 형성되어 있다. 그 차광막(102)에 미세개구(103)가 소망한 패턴으로 형성되어 있다.
이 노광마스크(100)의, 적어도 마스크지지체(104)로부터 벗어난 중앙부분은, 탄성변형 가능한 박막부(105)가 형성되어 있다. 이후에는, 노광마스크(100)의 도 2A에 도시된 면, 즉 차광막(102)이 설치된 한쪽 면을 표면, 다른쪽 면을 이면이라 칭한다. 노광마스크(100)는 마스크지지체(104)를 개재하여 압력조정용기(208)의 저면에 부착되어 있다.
도 1에서, (206)은, 마스크면 내 2 차원 방향 및 마스크면 법선 방향으로 이동 가능한 이동수단인 스테이지(207) 상에 장착된 피노광물이다. 이 피노광물(206)은 기판(205)과 기판(205)의 표면에 형성된 레지스트(204)로 구성된다. 이 피노광물(206)을 스테이지(207)상에 배치하고, 그 후에 스테이지(207)를 이동함으로써, 노광마스크(100)에 대한 기판(205)의 마스크면 내 2차원 방향의 상대위치 맞춤을 달성한다. 이 후, 상기 피가공물(206)이 마스크면 법선 방향으로 이동된다.
도 1에서, (211)은 노광광원(210)으로부터 투영되는 노광광(EL)을 평행광으로 변환하는 기능을 하는 콜리메이터 렌즈이다. 이 콜리메이터렌즈(211)에 의해 평행광으로 변환된 노광광(EL)은, 압력조정용기(208)의 표면에 설치된 유리창(212)을 통과하여 압력조정용기(208) 내에 입사한다.
다음에, 상기와 같이 구성된 근접장 노광장치(200)에서의 노광방법에 대해 설명한다.
우선, 압력조정용기(208)의 저면에 노광마스크(100)를, 표면이 피노광물(206)에 접촉하는 상태로 부착한다. 이어서, 피노광물(206)을 스테이지(207)상에 배치하고, 스테이지(207)를 이동함으로써, 노광마스크(100)에 대한 기판(205)의 마스크면 내 2차원 방향의 상대 위치맞춤을 실시한다. 이 후, 노광마스크(100)로부터의 거리가 소정의 설정 거리가 될 때까지 마스크면 법선 방향으로 피가공물(206)을 이동시킨다.
이어서, 압력조정용기(208) 내에 압력조정수단(209)으로부터 기체를 공급하고, 노광마스크(100)에 대해서 그 이면에서 그 표면으로 향해 압력을 인가한다. 상기 압력을 인가하여 노광마스크(100)(그 박막부(105))를 피노광물 측을 향하여 탄성변형시켜(휘게하여), 노광마스크(100)의 표면과 기판(205) 상의 레지스트(204)면간의 간격이 마스크 전체면에 걸쳐서 100nm 이하가 유지되도록 노광마스크(100)와 피노광물(206)을 밀착(접촉)시킨다.
이어서, 이와 같이 노광마스크(100)을 피노광물(206)에 밀착시킨 후, 노광광원(210)으로부터 투영되고 콜리메이터렌즈(211)에 의해 평행광으로 변환된 노광광(EL)이, 유리창(212)을 개재하여 압력조정용기(208)내에 투영되고. 노광마스크(100)를 그 이면으로부터 조사한다. 이에 응하여, 노광마스크(100)의 마스크모재(101)상의 차광막(102)에 형성된 미세 개구패턴으로부터 근접장광이 누설되거나 또는 스며나와서, 이 근접장광에 의거하여 피노광물(206)의 노광을 행한다.
다음에, 이러한 상기 노광공정이 종료한 후, 압력조정용기(208) 내의 기체를 외부로 배출하여, 압력조정용기 외부의 기압과 동일한 압력이 상기 용기 내부에 생성된다. 이에 응하여, 노광마스크(100)의 휨이 해제되고 따라서 노광마스크(100)가 피노광물(206)로부터 분리된다. 노광마스크(100)와 피노광물(206)의 사이에 임의의 흡착력이 존재하는 경우, 압력조정용기 내외의 기압을 동일하게 형성하여도, 노광마스크(100)이 피노광물(206)로부터 분리되지 않을 수도 있다. 이 경우에는, 압력 조정용기 내의 압력을, 외부의 압력보다 낮게 하여 노광마스크(100)를 도면에 보이는 바와 같이 상방향으로 휘게함으로써 분리하는 힘을 강화한다.
이상의 공정에 의해, 노광 프로세스를 종료하고, 소망한 패턴을 피노광물(206)에 전사할 수 있다. 본 실시형태에서는, 압력인가 방법으로서는, 노광마스크(100)가 동일한 휨을 발생시키도록 압력을 인가하는 방법을 이용하였다. 이 대신에, 노광마스크(100)와 피노광물(206)간의 정전력을 발생시켜, 노광마스크(100)를 피노광물(206) 측을 향하여 휘게하여도 된다. 본 발명은 노광마스크(100)를 휘게하는 특별한 방법에 한정되는 것은 아니다.
본 실시형태의 근접장광을 이용한 근접장 노광장치(200)에서는, 노광마스크(100)를 피노광물(206)에 밀착시킬 때에, 노광마스크 자체가 휘게된다. 여기서, 노광마스크 자체는 탄성재료로 구성되어 있으므로, 노광마스크의 휨에 의해 노광마스크(100)(특히 그 박막부(105))의 신장을 발생시킨다. 이것에 의해 도 3에 도시된 바와 같이 노광마스크의 확장을 발생시킨다: 즉, 도 3A에 도시된 노광마스크(100)가 신장하기 전의 패턴영역(2d)로부터, 도 3B에 도시된 확장된 패턴영역(2D)으로 확장된다. 이 결과, 미세 개구패턴의 크기나 위치 등이 확장된다.
상기 노광마스크(100)의 신장량에 관해서는, 노광마스크(100)가 도 2에 도시된 바와 같이 원형상의 경우, 그 반경을 d, 노광마스크 중심의 변위량을 t로 하고, 노광마스크(100)에 의해 형성된 원호의 형상을 직선에 근사하는 것으로 하면, 신장 후의 노광마스크(100)의 반경길이 대략 D = d ／［cos(t／d)］로 주어질 수 있다.
이를 고려하여, 노광마스크(100)의 미세 개구패턴을 설계할 때는, 노광마스크(100)와 피노광물(206)간의 간격의 설계치에 따라서, 노광마스크(100)의 신장하는 양을 미리 실험이나 박막의 탄성변형에 관한 수치계산으로부터 결정한다. 다음에, 노광마스크의 미세 개구패턴을 이와 같이 결정된 신장량을 고려한 보정에 의해 설계한다.
예를 들면, 노광마스크(100)와 피노광물(206)간의 간격(거리)의 설정치가 100㎛이며, 이때 노광마스크의 미세 개구패턴이 1.001배로 신장가능한 경우는, 노광마스크의 미세 개구패턴을 0.999(≒ 1／1.001)배로 축소한 보정에 의해 설계하여도 된다.
마스크지지체(104)가 지지하는 박막상태의 마스크모재(101)를 법선 방향에서 본 형상이 원의 형상인 경우, 노광마스크는 마스크면을 따라서 등방적으로 신장할 수 있다. 그러므로, 이 경우는, 전체 형상의 보정은 불필요하다. 마스크모재(101)를 법선 방향에서 본 형상이, 예를 들면 사각형인 경우는, 상기 마스크는 스핀들 형상과 같이 마스크의 면을 따라서 비등방적으로 신장가능하다. 따라서, 이 경우는, 미리, 개구패턴의 전체 배치를 스핀들 형상으로 배치하는 보정을 하여야 한다.
그러나, 상기와 같이 설계된 노광마스크(100)를 이용하는 경우에도, 노광처 리시에 휘기 전의 노광마스크(100)와 피노광물(206)간의 간격(거리)가, 미리 설정되어 있는 거리와 다르게 되면, 노광마스크(100)의 신장량도 변화한다.
예를 들면, 노광마스크-피노광물간의 거리가 설정 거리보다 짧아지면, 휨량도 설정된 휨량보다 작아진다. 반대로, 노광마스크-피노광물간 거리가 설정 거리보다 길어지면, 휨량도 설정된 휨량보다 커진다.
노광마스크의 휨량(신장량)이, 노광마스크-피노광물간 거리에 의존하여 변화하면, 노광되는 패턴 크기 및 간격이 마찬가지로 변화하고, 이 결과, 소망한 노광의 실패를 초래한다.
노광되는 패턴 크기 및 간격의 정밀도를 높이기 위해서는 노광마스크-피노광물간의 거리를 정밀하게 제어하는 것이 필요하다. 이 때문에, 노광마스크-피노광물간 거리를 정밀하게 측정하는 것이 필요하다.
본 실시형태에서는, 이를 고려하여, 도 1에 도시된 바와 같이 압력조정용기(208) 내부에 거리검출수단으로서 설치된 거리측정장치(214)가 있다.
이 거리측정장치(214)는, 예를 들면 레이저빔을 이용한 삼각 측거식에 의거하여 거리를 측정하는 구성을 가진다. 이와 관련하여, 도 2에 도시된 바와 같이, 거리측정장치(214)에 대응하는 위치에 노광마스크(100)의 투명영역이 형성되어 있다. 상기 투명영역(106)은 각 광투과창으로 이루어지고, 거리측정의 기준점이 형성되어 있다.
본 실시형태의 근접장 노광장치(200)에서, 상술한 노광을 실시하기 전에, 거리측정장치(214)를 이용하여 노광마스크(100)와 피노광물(206)간의 거리를 측정 한다. 다음에, 상기 거리측정장치(214)로부터의 신호를 이용하여 피드백 제어에 의해 스테이지(207)을 구동하여, 피노광물(206)을 노광마스크(100)와 미리 설정한 간격까지 매우 정밀하게 근접할 수 있다.
다음에, 상기 거리측정장치(214)의 거리측정동작에 대해서 설명한다.
이 거리측정장치(214)에서, 거리를 측정하기 위해서는, 우선 레이저빔을 노광마스크(100)의 각 투명영역부(106)를 향해서 투영한다. 이와 같이 투영된 레이저빔은, 투명영역부(106)에 의해 반사되는 성분과 투명영역부(106)을 투과하는 성분으로 나누어진다. 레이저빔의 반사된 성분은, 거리측정장치(214)에 입사한다. 이와같이 입사된 반사광의 위치에 의거하여, 투명영역부(106)까지의 거리, 즉 노광마스크(100)까지의 거리를 측정할 수 있다.
한편, 레이저빔의 투명영역부(106)를 투과한 성분은, 이 후, 피노광물(206)에 도달하여 이에 의해 반사된다. 이와같이 반사된 레이저빔이 다시 투명영역부(106)를 투과하고, 다음에 거리측정장치(214)에 입사한다. 이 입사한 반사광의 위치에 의거하여, 피노광물(206)까지의 거리를 측정할 수 있다.
상기와 같이 각각 측정된 노광마스크(100)까지의 거리와 피노광물(206)까지의 거리와의 차분을 취함으로써, 노광마스크(100)와 피노광물(206)간의 거리를 검출할 수 있다.
이와 같이 검출된 거리에 의거하여, 근접장 노광장치(200) 내부의 소정의 위치에 설치된 거리제어수단인 피드백제어부(201)에 의해 스테이지(207)의 피드백 제어를 실시한다. 이 구성에 의해, 노광마스크(100)와 피노광물(206)간의 거리가 소 망한 설정치가 되도록 정밀하게 제어할 수 있다.
이 노광마스크(100)와 피노광물(206)간의 거리를 측정하기 위한 측정점으로서 기능하는 투명영역부(106)에 대해서는, 마스크면 상에 복수 배치되어 있고, 본 실시형태에서 도 2에 도시된 바와 같이 4개소에 형성되어 있다. 이에 의해 한층 더 정확한 거리를 측정할 수 있다. 부가적으로는, 4개의 투명영역부(106)를 균등하게 배치하고, 이경우에, 노광마스크(100)와 피노광물(206)의 상대적인 기울기도 측정할 수 있다.
이와 같이 측정한 노광마스크(100)와 피노광물(206)간의 모든 상대적인 기울기를, 스테이지(207)를 이용하여 보정하여, 노광마스크(100)와 피노광물(206)을 정확히 서로 평행하게 유지할 수 있다. 기울기 보정 후, 근접장광에 의거하여 피노광물(206)의 노광을 실시함으로써 패턴의 노광 정밀도를 크게 향상시킬 수 있다.
투명영역부(106)가 형성되어야할 위치에 대해서, 박막부(105)는 거리 측정시에 굴곡이 생길 가능성이 있고, 굴곡이 발생할 경우에는 정확한 거리측정에 방해된다. 이를 고려하여, 노광마스크(100)와 피노광물(206)간의 거리의 정확한 측정을 확보하기 위해서는, 투명영역의 위치를 휘지않는 마스크 지지체 상에 형성하는 것이 바람직하다.
휘기 전의 노광마스크(100)와 피노광물(206)간의 거리를 검출하고, 다음에 상기와 같이 휘기 전의 노광마스크(100)와 피노광물(206)간의 거리를 제어함으로써, 노광마스크(100)의 휨량을 제어할 수 있다. 이에 의해 피노광물(206)에 전사되는 패턴의 크기, 간격 등을 제어할 수 있다.
본 실시예에서, 거리측정장치(214)는 삼각 측거식에 의거한다. 그러나, 광학계의 포커스 위치에 의거하여 거리를 검출하는 방법이나 광의 간섭을 이용하는 방법 등, 다른 광학적인 거리 측정 방법을 이용해도 된다.
광학적인 거리 측정 방법의 대신에 또 하나의 부가적인 대안으로서는, 예를 들면, 노광마스크와 피노광물간의 정전용량을 측정함으로써 거리측정을 실시하여도 된다.
다음에, 이러한 거리측정방법으로서 정전용량에 의거한 거리측정 방법을 이용하는 본 발명의 제2 실시형태에 대해 설명한다.
도 4는, 제2 실시형태에 의한 노광장치의 개략 구성을 나타내는 모식도이다. 도 4에서, 구성요소는 도 1의 구성요소와 동일하거나 또는 대응하는 부분은 동일한 번호로 나타낸다.
도 4에서, (213)은 노광마스크(100)에 설치되어 정전용량을 측정하기 위한 전극패드이다. 이 전극패드(213)와 피노광물(206)의 사이에는 도시하지 않는 구동 회로가 접속되어 있다.
본 실시형태에서는, 이전에 기술한 바와 같이, 노광처리를 실시하기 전에 구동회로로부터 출력된 전압치를 도시하지 않는 검출부에 의해 검출하고, 이 전압치에 의거하여 정전용량을 검출한다. 본 실시형태에서는, 이들 전극패드(213), 도시하지 않는 구동회로 및 검출부에 의해 거리검출수단을 구성한다.
여기서, 이 정전용량은, 노광마스크(100)와 피노광물(206)간의 거리에 따르는 것이므로, 정전용량을 검출함으로써, 전극패드(213)와 피노광물(206)간의 거리 를 측정하는 것이 가능해진다.
다음에, 이와 같이 측정된 거리에 의거하여, 피드백제어부(201)에 의해 스테이지(207)의 피드백 제어를 실시함으로써, 노광마스크(100)와 피노광물(206)간의 거리를 소망한 값으로 정밀하게 제어할 수 있다.
이 노광마스크(100)와 피노광물(206)간의 거리를 측정하기 위한 기준점으로 기능하는 전극패드(213)에 관해서, 마스크면 상에 이러한 복수의 전극패드를 배치하여도 되고, 본 실시형태에서는 도 5에 도시된 바와 같이 4개소에 설치하였다. 이에 의해, 한층 더 정확한 거리를 측정할 수 있다. 부가적으로, 4개의 전극패드(213)을, 제1 실시형태와 마찬가지로, 균일하게 배치하여도 되고, 그 경우에, 노광마스크(100)와 피노광물(206)간의 모든 상대적인 기울기를 측정할 수 있다.
전극패드(213)가 형성되는 위치에 관해서는, 박막부(105)는 거리측정 시에 굴곡이 생길 가능성이 있고, 굴곡이 발생할 경우에는, 정확한 거리 측정에 방해가된다. 이를 고려하여, 노광마스크(100)와 피노광물(206)간의 거리의 정확한 측정을 확보하기 위해서는, 휘지 않는 마스크 지지체 상에 형성하는 것이 바람직하다.
지금까지의 두개의 예에서는, 노광마스크(100)와 피노광물(206) 간의 거리를, 광학적으로 측정하거나, 또는 정전용량에 의거하여 측정한다. 그러나, 본 발명은, 거리측정 방법에 관하여 이들에 한정되는 것이 아니다. 노광마스크와 피노광물 간의 거리를 그 방법에 의해 측정하는 것이 가능하다면, 어떤 측정방법을 사용하여도 된다.
본 발명에 따르면, 지금까지 제1 및 제2 실시형태에 관련하여 설명한 바와 같이, 노광마스크(100)와 피노광물(206)간의 거리를 측정한 후, 그 측정에 의거하여 노광마스크(100)와 피노광물(206)간의 거리를 소망한 값이 되도록 노광마스크(100)를 정확하게 제어한다. 이 절차에 의해, 설정된 양만큼 정확하게 노광마스크를 휘게할 수 있다. 그러나, 본 발명은, 이에 한정하지 않는 것에 유의해야 한다. 즉, 본 발명에서는, 노광마스크(100)을 소망하는 임의의 양만큼 휘게하도록, 노광마스크(100)와 피노광물(206) 간의 거리를 제어하여도 된다.
예를 들면, 어느 미세 개구패턴을 형성한 노광마스크를 이용하여 피노광물에 노광을 실시할 때, 상기 노광 공정과는 별도의, 미세 개구패턴의 제작 오차 등의 공정 팩터로 인하여, 미세 개구패턴 설계시의 결정된 노광마스크-피노광물간 거리에서는, 소망한 미세 개구패턴 크기 또는 간격을 얻을 수 없는 경우가 있다.
이러한 노광마스크 상의 미세 개구의 제작오차가 진정한 원인인 경우, 소망한 미세 개구패턴 크기 또는 간격을 얻기 위해서는, 노광마스크의 수정이나 재제작이 필요하다. 그러나, 본 발명에 따라서, 노광마스크-피노광물간 거리를 설정하고, 노광마스크 상태에 따라 노광마스크의 신장량을 변화시키도록, 제어할 수 있다. 그렇게 함으로써, 노광마스크의 미세 개구제작에 관련된 오차를 보정할 수 있다. 이에 의해, 노광마스크의 수정이나 재제작을 실시하는 일 없이 미세 개구패턴 의 크기 또는 간격을 변화시킬 수 있다.
또, 마스크 모재의 견고함이나 막 두께 등에 따라서 노광마스크의 신장의 방법이 변화하여도 된다. 또, 복수의 노광마스크를 이용하여 패턴을 중첩하는 노광을 실시할 경우, 개개의 노광마스크에 의해서 크기에 오차가 있어도 된다. 이들 경우 에는, 노광공정 이외의 공정시의 제작 오차 등에 기인하여, 소망한 미세 개구패턴의 크기 또는 간격을 얻을 수 없는 경우도 있다. 그러나, 본 발명에 따르면 이러한 경우에도, 각각의 노광마스크에 대해서 노광마스크-피노광물간 거리를 설정하고제어할 수 있고, 그렇게 함으로써, 상기 패턴 중첩 정밀도를 현저히 향상시킬 수 있다.
이와 같이, 노광마스크와 피노광물과의 간격을 제어함으로써, 소망한 각종의 마스크 휨량을 생성하고, 피노광물에 전사하는 패턴의 크기 또는 간격을, 소망하는 각종 값으로 조정하거나 보정을 실시할 수 있다.
한편, 노광마스크를 휘게하여, 피노광물에 밀착시켰을 때, 노광마스크의 개구패턴이 형성되는 영역의 대향측에 설치된 복수의 얼라이먼트 마크의 위치를 측정한 경우, 그 측정결과로부터 소망한 패턴보다 개구패턴이 1.001배 커지는 것이 검출되는 경우가 있다.
이러한 경우에서도, 일단 노광마스크를 피노광물로부터 분리시키고, 재차 밀착시킬 때, 계산에 의하면, 개구패턴이 피노광물 상에 정확히 1.000배가 되는 거리까지 노광마스크와 피노광물을 서로 근접시킨 후, 이후 노광마스크를 탄성변형 시켜 피노광물에 밀착시킨다. 다음에, 개구패턴의 정확한 크기가 확보되는 상태로 노광을 실시한다. 이와 같이, 노광처리에서의 노광마스크의 개구패턴의 배율조정을 달성할 수 있다.
또, 노광마스크와 피노광물의 사이를 서로 평행하게 배치하는 것에 의해, 서로 상대적으로 기울여 마스크 면을 따라서 비등방적인 배율보정을 실시하는 것도 가능하다. 이 보정에 의해, 예를 들면, 직사각형 형태로 배치된 패턴을 사다리꼴로 보정하는 것도 가능하다.
또, 피노광물로서 레지스트를 도포하는 기판(피노광물)의 재료의 물성치의 분산에 의존하여, 배율이 다른 경우가 있을 수 있다. 예를 들면, 도파로 디바이스 중에 회절격자를 제작하는 경우에, 도파로를 구성하는 기판재료의 굴절률이, 기판마다 분산되어 있어도 된다. 이러한 경우에, 실제의 굴절률에 따라서, 배율을 제어하여도 되고, 회절격자의 피치를 변화시키고, 그렇게 함으로써, 굴절률에 따른 피치의 회절격자를 제작하는 것이 가능하다.
이외에도 이용 목적은 다수 있지만, 본 발명은 이러한 이용목적으로 한정되는 것이 아니다. 본 발명은, 노광마스크-피노광물간 거리를 설정함으로써, 마스크의 신장량을 제어하고, 노광하는 패턴의 크기 또는 간격을 전사하는 것을 이에 의해 제어할 수 있는 경우이면 어느 경우도 이용가능하다.
본 발명에 의하면, 근접장광에 의거한 향상된 노광장치 및/또는 노광방법을 제공할 수 있다.
본 발명은 본 명세서에 개시된 구성에 관련하여 설명하였지만, 설명된 상세한 설명에 제한되는 것은 아니며, 본 출원은 이하 청구항의 범위 또는 개선의 목적 내에 들어갈 수 있는 변경 또는 수정을 포함하도록 의도된 것이다.

Claims (11)

  1. 탄성변형 가능한 유지부재 및 유지부재 상에 설치되고 개구패턴이 형성된 차광막을 구비한 노광마스크와 함께 사용되고, 상기 노광마스크를 휘게하여 피노광물에 접촉시켜서 노광을 실시하는 노광장치로서,
    휘기 전의 노광마스크와 피노광물 간의 거리를 검출하는 거리검출수단과;
    상기 거리검출수단으로부터의 신호에 의거하여 휘기 전의 노광마스크와 피노광물 간의 거리를 제어하는 거리제어수단
    을 포함하는 것을 특징으로 하는 노광장치.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 피노광물을 노광마스크 측으로 이동시키는 이동수단을 부가하여 포함하고, 상기 거리제어수단은 상기 거리검출수단으로부터의 신호에 의거하여 상기 이동수단을 구동하고, 이에 의해 휘기 전의 노광마스크와 피노광물 간의 거리를 제어하는 것을 특징으로 하는 노광장치.
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 제1 항에 있어서,
    상기 노광마스크는 기준점을 가지고 있고
    상기 거리검출수단은, 상기 노광마스크의 기준점으로부터 상기 피노광물까지의 거리를 검출하고, 상기 거리제어수단은, 상기 기준점으로부터 상기 피노광물까지의 거리를 제어하는 것을 특징으로 하는 노광장치.
  6. 제5 항에 있어서,
    상기 기준점은 상기 노광마스크에 형성된 광투과창이며, 상기 거리검출수단은 상기 광투과창과 상기 피노광물 간의 거리를 광을 이용하여 검출하는 것을 특징으로 하는 노광장치.
  7. 제5 항에 있어서,
    상기 기준점은 상기 노광마스크에 형성된 전극패드이며, 상기 거리검출수단은, 상기 전극패드와 상기 피노광물 간의 거리를 정전용량의 측정에 의거하여 검출 하는 것을 특징으로 하는 노광장치.
  8. 탄성변형 가능한 유지부재 및 유지부재 상에 설치되고 개구패턴이 형성된 차광막을 구비한 노광마스크를 휘게하여 피노광물에 접촉시켜서 노광을 실시하는 노광방법으로서,
    상기 노광 전에 상기 노광마스크와 상기 피노광물 간의 거리를 검출하는 스텝과,
    상기 노광마스크의 휨량을 제어하기 위해 상기 노광마스크와 상기 피노광물간의 거리를 제어하는 스텝
    을 포함하는 것을 특징으로 하는 노광방법.
  9. 탄성변형 가능한 유지부재:
    유지부재 상에 설치되고, 개구패턴을 가지는 차광막; 및
    노광 마스크와 피노광물 간의 거리를 검출하기 위한 기능을 하는 부재
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 노광마스크.
  10. 제9 항에 있어서,
    상기 부재는, 상기 거리를 측정하기 위한 기준점으로서 기능 하는 것을 특징으로 하는 노광마스크.
  11. 제8항에 있어서, 상기 노광마스크와 상기 피노광물 사이의 거리는 상기 노광마스크의 신장량을 고려해서 제어하는 것을 특징으로 하는 노광방법.
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