KR101043122B1 - 리소그래피 방법 및 장치 - Google Patents

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Abstract

다양한 듀티비(duty ratio)를 갖는 패턴을 형성할 수 있는 간섭 리소그래피 방법 및 장치가 개시된다. 듀티비를 자유롭게 조절할 수 있는 리소그래피 방법은, 상기 기판에 도포된 레지스트에 광을 조사하여 레지스트 패턴을 형성하는 노광 시간을 T라 할 때, 상기 노광 시간 T 동안 n(여기서, n은 자연수)개의 서로 다른 입사각을 갖는 간섭광을 순차적으로 조사하여 패턴을 형성할 수 있다.
리소그래피(lithography), 듀티비(duty ratio)

Description

리소그래피 방법 및 장치{LITHOGRAPHY APPARATUS AND LITHOGRAPHY METHOD}
본 발명은 반도체 장치의 제조를 위한 리소그래피 방법과 장치에 관한 것으로, 간섭 리소그래피 공정에서 패턴의 듀티비(duty ratio)를 조정하기 위한 리소그래피 방법 및 장치에 관한 것이다.
일반적으로 반도체 장치(semiconductor device)는 반도체 기판에 증착, 리소그래피(lithography), 식각, 화학기계적 연마(chemical mechanical polishing), 세정 및 건조, 이온주입, 그리고 검사 등과 같은 단위 공정들이 반복 수행됨에 따라 제조된다.
최근 반도체 장치는 집적도, 신뢰도 및 응답 속도 등을 향상시키는 방향으로 제조 기술이 발전되고 있으며, 미세 가공 기술에 대한 디자인 룰(design rule)이 엄격해지고 있다.
일반적으로, 반도체 장치의 제조를 위해서는 마이크로미터 혹은 나노미터 수준의 미세한 구조물을 제작해야 하는데, 마스크(Mask) 혹은 스탬프(Stamp)를 이용하여 구조물의 형상을 전사시켜 대량으로 생산하는 방법과 마스크 혹은 스탬프 없이 임의의 형상을 제작하는 방법이 있다. 여기서, 전자의 경우, 마스크에 광을 조 사하여 전사시키는 포토 리소그래피와 스탬프를 사용하여 물리적으로 압착시켜 전사시키는 임프린트 리소그래피가 있다.
한편, 레이저 간섭 리소그래피(laser interference lithography) 공정은 레이저와 같이 가간섭성(coherence)이 높은 광원을 이용하여 광의 중첩 영역에서 발생하는 간섭 신호(interference fringe)를 광경화성 재료(photo-resist)가 도포된 기판(substrate)에 조사함으로써 간섭 신호의 광강도 분포(intensity distribution)에 따른 레지스트에 소정 패턴을 노광하는 기술이다. 또한, 간섭 리소그래피는 대면적의 고해상도(Sub-Micrometer) 패턴을 쉽고 값싸게 구현할 수 있는 장점이 있어 최근 들어 주목을 받고 있다.
그러나 기존의 간섭 리소그래피는 2개의 레이저 빔의 보강 간섭에 의한 광강도 변화 현상을 이용하는 것으로, 리소그래피에 의해 형성되는 패턴에서 선 폭과 스페이스(space) 폭 사이의 비율인 듀티비(duty ratio)가 레이저 빔의 파장의 1/2을 갖는 패턴만 형성된다는 점과, 보강 간섭 신호에 따라 패턴이 형성되므로 규칙적인 패턴 형성만 가능하다는 단점이 있다.
상술한 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 실시예들은 듀티비를 자유롭게 조절할 수 있는 리소그래피 방법 및 장치를 제공하기 위한 것이다.
상술한 본 발명의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예들에 따르면, 듀티비를 자유롭게 조절할 수 있는 리소그래피 방법은, 상기 기판에 도포된 레지스트에 광을 조사하여 레지스트 패턴을 형성하는 노광 시간을 T라 할 때, 상기 노광 시간 T 동안 n(여기서, n은 자연수)개의 서로 다른 입사각을 갖는 간섭광을 순차적으로 조사하여 패턴을 형성할 수 있다.
실시예에서, 각 간섭광을 기판에 조사하는 시간은 각각 T/n 시간 동안이다. 또한, 상기 기판으로 입사되는 간섭광의 광경로가 동일한 지점에 대해서 상기 각 간섭광이 중첩되게 조사될 수 있다.
한편, 상술한 본 발명의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 실시예들에 따르면, 듀티비를 자유롭게 조절할 수 있는 리소그래피 장치는, 입사광을 좌우 간섭광으로 분할하는 광분할기, 상기 분할된 간섭광의 방향을 조절하는 광방향 조절부 및 상기 광방향 조절부에서 조절된 상기 간섭광을 상기 기판으로 입사시키는 입사각 조절부를 포함하여 구성될 수 있다. 여기서, 상기 레지스트에 광을 조사하여 레지스트 패턴을 형성하는 노광 시간을 T라 할 때, 상기 광방향 조절부 및 상기 입사각 조절부는 상기 노광 시간 T 동안 n(여기서, n은 자연수) 회 상기 간섭광의 입 사각을 변화시킬 수 있다.
실시예에서, 상기 입사각 조절부는, 상기 광방향 조절부 상부에 배치된 다수의 실린더형 미러, 상기 각 실린더형 미러에 구비되어 상기 실린더형 미러를 이동시키는 미러 가이드 및 상기 미러 가이드가 구비되어 이동 경로를 제공하고 원 또는 타원의 일부 형태를 갖는 가이드 레일을 포함하여 구성될 수 있다. 여기서, 상기 광방향 조절부는 다수의 조절 미러를 포함하고, 상기 조절 미러 중 하나 이상의 조절 미러의 회전축이 상기 실린더형 미러의 광축 상에 배치될 수 있다. 그리고 상기 광방향 조절부는 중 하나 이상의 조절 미러가 병진 운동이 가능하게 형성될 수 있다.
이상에서 본 바와 같이, 본 발명의 실시예들에 따르면, 광을 중첩시킴으로써 듀티비가 0.5 이상 또는 이하의 패턴을 자유롭게 제작할 수 있다.
또한, 레이저 빔의 파장보다 작은 미세 패턴을 형성할 수 있으며, 반도체 장치의 집적도와 정밀도를 향상시킬 수 있다.
이하 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 실시예들을 상세하게 설명하지만, 본 발명이 실시예에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다. 본 발명을 설명함에 있어서, 공지된 기능 혹은 구성에 대해 구체적인 설명은 본 발명의 요지를 명료하게 하기 위하여 생략될 수 있다.
이하, 도 1과 도 2를 참조하여 본 발명의 실시예들에 따른 리소그래피 장치에 대해 상세하게 설명한다. 참고적으로, 도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 리소그래피 장치(10)를 설명하기 위한 요부 사시도이고, 도 2는 도 1의 리소그래피 장치(10)의 동작을 설명하기 위한 개념도이다.
도 1을 참조하면, 간섭 리소그래피 장치(10)는 대상이 되는 기판(1)을 지지하는 기판 지지대(15)와 기판(1)에 광을 조사하기 위한 다수의 반사 미러(11), 입사광(E)을 2개의 좌우 간섭광(E1, E2)으로 분할하기 위한 광분할기(112), 분할된 좌우 간섭광(E1, E2)이 기판(1)에 입사되는 입사각을 조절하기 위한 광방향 조절부(13) 및 좌우 간섭광(E1, E2)이 항상 기판(1) 상에 입사되도록 광경로를 조절하는 입사각 조절부(14)를 포함하여 구성된다.
예를 들어, 기판(1)은 반도체 장치를 제조하기 위한 실리콘 웨이퍼(silicon wafer)일 수 있다. 그러나 본 발명의 대상이 실리콘 웨이퍼에 한정되는 것은 아니며, 기판(1)은 LCD(liquid crystal display), PDP(plasma display panel)와 같은 평판 디스플레이 장치용으로 사용하는 유리를 포함하는 투명 기판일 수 있다. 또한, 기판(1)의 형상 및 크기가 도면에 의해 한정되는 것은 아니며, 원형 및 사각형 플레이트 등 실질적으로 다양한 형상과 크기를 가질 수 있다.
간섭 리소그래피 장치(10)는 광 발진기(미도시)에서 발진된 레이저 등의 입사광(E)을 제1 미러(111)에서 90° 방향으로 굴절되도록 반사시키고, 반사된 입사광(E)은 집광렌즈(12)를 통과한 후 광분할기(112)에서 좌우 간섭광(E1, E2)으로 분 할된 후 기판(1)에 소정 각도로 입사되어 기판(1) 표면에 패턴을 형성한다. 여기서, 분할된 좌측 간섭광(E1)은 제2 미러(113)에서 반사되어 광경로가 90° 방향으로 변환되고, 광방향 조절 미러(131, 132)와 실린더형 미러(141, 142)에서 소정 각도로 반사되어 기판(1) 표면에 소정 입사각으로 좌우 간섭광(E1, E2)이 입사된다. 한편, 설명의 편의를 위해 본 실시예에서는, 도면 상에서 좌측에 도시된 광경로와 구성요소를 '좌측'이라 하고 우측에 도시된 광경로와 구성요소를 '우측'이라 한다
여기서, 입사광(E)은 레이저 소스에서 발진된 레이저 빔을 사용할 수 있고, 입사광(E)의 조도를 균일하게 조절하기 위해서 시준기(collimator)를 통과시켜 일정한 지름으로 증폭된 레이저 빔을 사용할 수도 있다.
한편, 본 실시예에 따르면, 리소그래피 장치(10)는 입사광(E)이 집광렌즈(12)를 통과한 후 광분할기(112)에서 분기되므로 이러한 조건으로 인해 다양한 광학장치의 구성이 가능하다는 장점이 있다. 집광렌즈(12)는 입사광이 일련의 광학부품을 거친 후 기판(1) 위 일정 면적에 광이 퍼지도록 하는 역할을 하는데, 레이저 빔이 집광렌즈(12)를 통과하면 집광렌즈(12)의 초점에 레이저 빔이 수렴되므로 레이저 빔의 광경로가 평행빔과 유사하게 형성할 수 있다. 그러나 본 발명이 도면에 의해 한정되는 것은 아니며, 2개의 동일한 집광렌즈를 광분할기(112) 이후에 설치하는 것도 본 실시예와 동일한 결과를 얻을 수 있다. 즉, 집광렌즈(12)의 위치는 광분할기(112) 이전 또는 이후에 설치될 수 있으며, 광분할기(112) 이전에 설치하는 경우에는 1개의 집광렌즈를 설치할 수 있고, 광분할기(112) 이후에 설치 하는 경우에는 동일한 사양의 집광렌즈 2개를 설치할 수 있다. 여기서, 일반적인 경우에는 광분할기(112) 이전에 1개의 집광렌즈(12)를 설치하는 것이 유리할 수 있다.
광방향 조절부(13)는 광분할기(112)와 제2 미러(113) 하부에 각각 구비되어 광분할기(112)와 제2 미러(113)에서 반사된 광을 소정 각도로 반사시키는 광방향 조절 미러(131, 132)로 구성된다.
입사각 조절부(14)는 광분할기(112)와 제2 미러(113) 상부에 구비되어 광방향 조절 미러(131, 132)에서 반사된 광을 기판(1)에 소정 각도로 입사되도록 반사시키고, 광경로가 바뀌어도 항상 기판(1)에 좌우 간섭광(E1, E2)이 입사되도록 조절하는 역할을 한다. 예를 들어, 입사각 조절부(14)는 광을 반사시키는 실린더형 미러(141, 142)와 실린더형 미러(141, 142)의 이동을 가이드하는 미러 가이드(143, 144)와 가이드 레일(145)로 구성될 수 있다.
한편, 입사각 조절부(14)는 180° 전체 입사각에 대해 적용할 수 있는 형태를 갖는 것이 이상적이지만, 현실적으로는 불가능하므로, 도 1에 도시한 바와 같이 실린더형 미러(141, 142)를 좌우에 배치하여 두 실린더형 미러(141, 142)의 광축이 공간상에서 일치하도록 배치하여 형성할 수 있다.
또한, 실린더형 미러(141, 142)에 구비된 미러 가이드(143, 144)가 가이드 레일(145)을 따라 이동함으로써 기판(1)에 입사되는 광의 입사각을 다양하게 변경할 수 있다. 또한, 가이드 레일(145)은 기판(1) 또는 광방향 조절부(13)를 중심으 로 하는 원호 형태로 형성되므로 실린더형 미러(141, 142)에서 반사된 좌우 간섭광(E1, E2)이 항상 기판(1)으로 입사될 수 있도록 한다. 또한, 가이드 레일(145)과 실린더형 미러(141, 142)의 중심이 일치하도록 형성함으로써 실린더형 미러(141, 142)가 가이드 레일(145)의 임의의 위치에 있다 하더라도 광경로가 자동으로 조절될 수 있다. 또한, 실린더형 미러(141, 142)는 미러 가이드(143, 144)에 고정 구비되거나 미러 가이드(143, 144)의 일 축을 중심으로 회전 운동하도록 형성되는 것도 가능하다. 한편, 미러 가이드(143, 144) 일측에는 미러 가이드(143, 144)를 가이드 레일(145)을 따라 임의의 위치로 자동 조절하기 위한 구동부(미도시)가 구비될 수 있다.
한편, 본 실시예에서는 2개의 실린더형 미러(141, 142)가 구비되는 것을 예시하였으나, 본 발명이 도면에 의해 한정되는 것은 아니며 3개 이상 복수의 실린더형 미러가 구비되는 것도 가능하다. 동일한 실린더형 미러를 원형의 가이드 레일(145)의 원주 방향을 따라 다수 개 설치함으로써 좌우 간섭광(E1, E2)이 항상 기판(1)으로 입사되도록 할 수 있다.
리소그래피 장치(10)에서 좌우 간섭광(E1, E2)이 기판(1)에 입사되는 동작은 도 2에 도시하였다. 여기서, 도 2에서 실선은 광방향 조절 미러(131, 132)에서 제1 입사각 θ1일 때의 좌우 간섭광의 경로(E11, E12) 및 광방향 조절 미러(131, 132)를 도시한 것이고, 점선은 제1 입사각과 다른 제2 입사각 θ2일 때의 좌우 간섭광 의 경로(E11, E12) 및 광방향 조절 미러(131, 132)를 도시한 것이다. 또한, 상부의 원호는 실린더형 미러(141, 142)의 반사면을 연장한 가상의 반사면을 도시한 것이고, 중간의 수직선은 실린더형 미러(141, 142)의 광축 A와 기판(1)의 광축 C를 연결한 직선이다. 우측 조절 미러(131)는 광축을 연결한 직선 AC 상의 점 B를 기준으로 회전하도록 구비된다.
여기서, 광방향 조절 미러(131, 132)의 위치 B와 기판(1) 상의 광축 C의 관계는 아래의 수학식 1로 표현된다.
[수학식 1]
Figure 112009047665393-pat00001
참고적으로, 수학식 1에서 B는 점 B에서 실린더형 미러(141, 142)의 광축 A까지의 거리, C는 기판(1)에서 점 A까지의 거리를 나타내며, f는 실린더형 미러(141, 142)의 초점 거리를 나타내는데, 실린더형 미러(141, 142) 반경의 1/2에 해당하는 값을 갖는다.
수학식 1을 만족하도록 설계된 리소그래피 장치(10)는 우측 광방향 조절 미러(131)가 회전하여 간섭광(E11, E12)의 광경로가 변경되어도 실린더형 미러(141, 142)에서 반사된 후에는 기판(1) 상의 점 C점을 통과하게 되므로 광방향 조절 미 러(131, 132)의 회전 운동만으로 우측 간섭광(E1)의 입사각을 자유롭게 조절할 수 있다.
좌측 광방향 조절 미러(132)의 경우에는 우측 광방향 조절 미러(131)와 마찬가지로 점 B를 기준으로 회전하여야 하지만 구조적으로 좌우 광방향 조절 미러(131, 132)가 동일한 점 B를 기준으로 회전하도록 구성하는 것은 불가능하므로, 도 2에 도시한 바와 같이, 우측 광방향 조절 미러(131)와 동일 평면 상에서 측부에 설치할 수 있다. 여기서 간섭광(E1, E2)의 방향을 조절하기 위해서 광방향 조절 미러(131, 132)가 회전하면 광축 상의 광의 시작점이 변하고, 이는 수학식 1에서 B와 C의 거리 값이 변 거리가 변함을 의미한다. 그러므로 좌측 광방향 조절 미러(132)는 회전 시 광진해 방향이 광축 상의 점 B에 항상 위치하도록 광방향 조절 미러(131, 132)의 높이를 도 2에 도시한 바와 같이 차이를 두고 설치한다.
그러나 본 발명이 도면에 의해 한정되는 것은 아니며 광방향 조절 미러(131, 132)의 위치와 높이 등은 모두 실질적으로 다양하게 변경될 수 있으며, 좌우 광방향 조절 미러(131, 132)의 위치를 바꾼다거나 회전 및 병진 운동이 가능하도록 구성할 수 있다.
이하, 도 3 내지 도 6c를 참조하여 본 발명의 실시예들에 따른 리소그래피 방법에 대해 상세하게 설명한다. 참고적으로 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 간섭광에 의한 간섭 신호의 강광도 분포 및 패턴 형성 방법을 설명하기 위한 단면 모식도이고, 도 4a 내지 도 4c는 본 발명의 일 실시예에 따른 리소그래피 방법에서 광강도 분포 곡선의 일부를 도시한 그래프들이다. 그리고 도 5a와 도 5b는 도 4a에 의해 노광된 레지스트 및 패턴의 모식도들이고, 도 5c와 도 5d는 도 4c에 의해 노광된 레지스트 및 패턴의 모식도들이다.
기판(1)에 입사된 좌우 간섭광(E1, E2)의 경로차(optical path difference)에 의해 간섭 신호의 광강도(intensity)가 결정되고, 광강도를 기판(1)에 전체에 대해 도시하면 도 3에 도시한 바와 같이 정현파(sinusoidal) 형태를 갖는다. 그리고 기판(1)에 도포된 레지스트(2)에 Z축을 기준으로 좌우 간섭광(E1, E2)이 입사각 θ로 조사되면 좌우 간섭광(E1, E2)의 광강도 분포에 따라 레지스트(2)가 노광된다. 예를 들어, 간섭 신호에서 보강간섭 또는 상쇄간섭이 발생하는 곳이 경화되어 선(21)이 되고 나머지 부분은 현상(develop) 후 제거되어 스페이스(22)가 되어 레지스트 패턴(2)을 형성된다.
한편, 간섭광(E1, E2)의 광강도 분포 주기는 아래 수학식 2와 같다.
[수학식 2]
Figure 112009047665393-pat00002
참고적으로, 수학식 2에서 λ는 간섭광(E1, E2)의 중심 파장이고, θ는 좌우 간섭광(E1, E2)의 입사각을 나타낸다.
수학식 2에서 알 수 있는 바와 같이 기판(1)에 입사되는 입사각과 간섭광(E1, E2)의 파장이 결정되면 기판(1)에 형성되는 패턴의 피치를 알 수 있다. 여기서, 레지스트(2)는 일반적으로 수 ㎛ 에서 수백 ㎚ 두께로 도포되므로 그 두께가 매우 얇기 때문에 레지스트(2) 내부에서의 광강도 변화는 무시할 수 있으며, 레지스트(2) 표면에서의 광강도 분포에 의해서만 레지스트(2)가 노광된다.
여기서, 일반적인 간섭 리소그래피 공정에서는 도 5a 및 도 5b에 도시한 바와 같이, 입사광(E) 파장의 1/2에 해당하는 단일 피치의 패턴이 제작되고, 제작된 레지스트 패턴(21a)에서 선 폭 A와 스페이스(space) 폭 B의 비율인 듀티비(duty ratio) A/(A+B)는 대략 0.5가 된다.
한편, 기판(1)에 형성되는 패턴의 피치를 변화시키기 위해서는 간섭광(E1, E2)의 파장이나 입사각을 변경해야 하는 데 간섭광(E1, E2)의 파장을 바꾸기 위해서는 광원을 변경해야 하므로 실질적으로 작업이 번거롭고 시간이 오래 걸린다. 그러나 본 실시예에 따르면 리소그래피 장치(10)는 짧은 시간 동안 용이하게 간섭광(E1, E2)의 입사각을 변경할 수 있다. 또한, 본 실시예에 따른 리소그래피 장치(10)는 기판(1)에서 간섭 신호의 위치를 조절하는 것이 가능하다. 따라서, 본 실시예에 따르면 리소그래피 장치(10)는 레지스트(2)에 광을 조사하여 패턴이 형성 되는 노광 시간을 T라 했을 때 입사각 θ1의 간섭광을 T/2 동안 조사하고, 입사각 θ2의 간섭광을 T/2 동안 조사하여 기판(1) 표면에서 2가지 간섭 신호를 중첩시킴으로써 변형된 주기의 간섭 신호에 따른 패턴을 형성할 수 있다.
상세하게는, 도 4a에 도시한 바와 같이 입사각이 θ1인 제1 간섭광을 T/2 시간 동안 기판(1)에 조사하고, 도 4b에 도시한 바와 같이 입사각을 θ2인 제2 간섭광을 T/2 시간 동안 조사하여, 기판(1) 표면에서 제1 간섭광에 따른 간섭 신호와 제2 간섭광에 따른 간섭 신호를 중첩시킨다. 여기서, 제1 간섭 신호와 제2 간섭신호가 중첩되면서 도 4c에 도시한 바와 같이 주기가 변화된 간섭 신호가 발생하게 된다.
한편, 두 간섭 신호가 임의의 지점에서 중첩되는 경우 불규칙한 간섭 신호가 발생하므로 정확한 패턴을 형성하기 위해서는 두 간섭 신호는 특정 지점을 기준으로 중첩될 수 있다. 일 예로 두 간섭 신호는 기판(1)의 중심인 C점을 중심으로 중첩된다. 그러나 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며 실질적으로 다양한 위치를 기준으로 간섭 신호가 중첩될 수 있다. 참고적으로, 도 4a 내지 도 4c에서 그래프 상의 C 점은 기판(1)의 중간 부분으로 좌우 간섭광(E1, E2)의 광경로(optical path)가 동일한 지점을 의미한다. 즉, 이 C지점에서는 도면에 도시된 바와 같이 항상 보강간섭(constructive interference)이 발생한다.
여기서, 본 실시예에 따르면 리소그래피 장치(10)는 광방향 조절부(13)와 입사각 조절부(14)에 의해 입사각이 가변되는 경우에도 C 지점은 항상 일정하게 유지 된다. 그리고 광방향 조절부(13)와 입사각 조절부(14)에서 노광 시간 동안 여러 번 빠르고 용이하게 입사각을 가변시킬 수 있으므로 간섭 신호를 자유롭게 변경할 수 있으며 실질적으로 다양한 패턴을 형성할 수 있다.
이와 같이 2개의 간섭 신호를 기판(1)에 이중 노출시킴으로써 2개의 간섭 신호의 중첩되어 형성된 간섭 신호에 의해 도 5c와 도 5d에 도시한 바와 같이 레지스트 패턴(21b)이 형성된다. 예를 들어, 제2 간섭 신호는 제1 간섭 신호 주기의 1/2 주기를 갖고, 제1 및 제2 간섭 신호의 중첩에 따른 간섭 신호의 광강도 분포에 따라 레지스트를 노광하면, 도 5c 및 도 5d에 도시한 바와 같이, 듀티비가 0.5 이상인 레지스트 패턴(21b) 패턴을 제작할 수 있다. 여기서, 도 5a 내지 도 5d는 포지티브 레지스트(positive resist)를 사용하여 패턴을 형성하였으므로 듀티비가 0.5 이상인 패턴을 얻을 수 있었으나, 네거티브(negative) 레지스트를 사용하는 경우에는 동일한 간섭광과 중첩된 간섭 신호에 대해 듀티비가 0.5 이하인 패턴을 얻을 수 있다.
한편, 도 6a 내지 도 6c는 본 발명의 다른 실시예에 따른 리소그래피 방법에서 광강도 분포 곡선의 일부를 도시한 그래프들이다.
도 6a는 제1 간섭 신호의 광강도 분포 곡선이고 도 6b는 제2 간섭 신호의 광강도 분포 곡선이다. 그리고 상술한 바와 같이 기판(1)에 제1 간섭 신호와 제2 간섭 신호를 노광 시간의 1/2씩 조사하여 이중 노출시킴으로써 도 6c에 도시한 바와 같은 중첩 신호를 얻을 수 있다. 도 6a 내지 도 6c는 상술한 도 4a 내지 도 4c에서 설명한 실시예와 간섭 신호의 주기가 다르고 노광 방법은 실질적으로 동일하다.
예를 들어, 도 6a와 도 6b의 간섭 신호의 주기는 1:0.667일 수 있다. 그리고 도 6c에 도시한 바와 같이 중첩된 간섭 패턴에 의해 기판(1)을 노광하는 경우 상술한 실시예에 비해 더 큰(또는 더 작은) 듀티비를 갖는 패턴을 형성할 수 있다. 도 6c에서 포지티브 레지스트일 경우 A는 레지스트 패턴의 선 폭이고 B는 스페이스 폭이 되고, 네거티브 레지스트일 경우 반대로 A는 스페이스 폭이고 B가 선 폭이 된다.
그리고 L1, L2는 노광 시 레지스트가 경화되는 임계 값을 나타내는 것으로 임계 값 L1을 사용하는 경우 긴 주기의 패턴을 갖는 간섭 신호가 되므로 피치가 긴 패턴을 형성할 수 있으며, 임계 값 L2를 사용하는 경우에는 노광 면적이 두 종류인 주기적 패턴을 생성시킬 수 있다. 즉, 일정한 스페이스에 굵고 가는 선이 주기적으로 분포하는 특이한 형태의 패턴을 형성할 수 있다.
한편, 상술한 실시예들에서는 2개의 파형을 갖는 간섭 신호를 이용하여 레지스트를 이중 노출시킴으로써 중첩된 파형에 따른 패턴을 형성하는 방법에 대해 설명하였으나 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며, 상술한 방법과 실질적으로 동일한 방법으로 3개 이상의 파형을 노출할 경우 보다 다양한 듀티비를 갖는 패턴을 제작할 수 있다.
이상과 같이 본 발명에서는 구체적인 구성 요소 등과 같은 특정 사항들과 한정된 실시예 및 도면에 의해 설명되었으나 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것일 뿐, 본 발명은 상술한 실시예들에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상적인 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양 한 수정 및 변형이 가능하다. 따라서, 본 발명의 사상은 상술한 실시예에 국한되어 정해져서는 아니 되며, 후술하는 특허청구범위뿐 아니라 특허청구범위와 균등하거나 등가적 변형이 있는 모든 것들은 본 발명 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 리소그래피 장치를 설명하기 위한 요부 사시도;
도 2는 도 1의 리소그래피 장치의 동작을 설명하기 위한 개념도;
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 간섭광에 의한 간섭 신호의 강광도 분포 및 패턴 형성 방법을 설명하기 위한 단면 모식도;
도 4a 내지 도 4c는 본 발명의 일 실시예에 따른 리소그래피 방법에서 광강도 분포 곡선의 일부를 도시한 그래프들;
도 5a와 도 5b는 도 4a에 의해 노광된 레지스트 및 패턴의 모식도들;
도 5c와 도 5d는 도 4c에 의해 노광된 레지스트 및 패턴의 모식도들;
도 6a 내지 도 6c는 본 발명의 다른 실시예에 따른 리소그래피 방법에서 광강도 분포 곡선의 일부를 도시한 그래프들이다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
1: 기판 2: 레지스트
10: 리소그래피 장치 11: 반사 미러
12: 집광렌즈 13: 광방향 조절부
14: 입사각 조절부 15: 기판 지지대
21: 선 21a, 21b: 레지스트 패턴
22: 스페이스 111: 제1 미러
112: 광분할기 113: 제2 미러
131, 132: 광방향 조절 미러 141, 142: 실린더형 미러
143, 144: 미러 가이드 145: 가이드 레일

Claims (7)

  1. 기판의 리소그래피 방법에 있어서 상기 기판에 도포된 레지스트에 광을 조사하여 레지스트 패턴을 형성하는 노광 시간을 T라 할 때,
    상기 노광 시간 T 동안 n(여기서, n은 자연수)개의 서로 다른 입사각을 갖는 간섭광을 순차적으로 조사하여 노광하는 리소그래피 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    각 간섭광을 조사하는 시간은 T/n인 리소그래피 방법.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 기판으로 입사되는 간섭광의 광경로가 동일한 지점에 대해서 상기 각 간섭광이 중첩되게 조사되는 리소그래피 방법.
  4. 기판에 광을 조사하여 레지스트 패턴을 형성하는 리소그래피 장치에 있어서,
    입사광을 좌우 간섭광으로 분할하는 광분할기;
    상기 분할된 간섭광의 방향을 조절하는 광방향 조절부; 및
    상기 광방향 조절부에서 조절된 상기 간섭광을 상기 기판으로 입사시키는 입사각 조절부;
    를 포함하고, 상기 레지스트에 광을 조사하여 레지스트 패턴을 형성하는 노 광 시간을 T라 할 때, 상기 광방향 조절부 및 상기 입사각 조절부는 상기 노광 시간 T 동안 n(여기서, n은 자연수) 회 상기 간섭광의 입사각을 변화시키는 리소그래피 장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 입사각 조절부는,
    상기 광방향 조절부 상부에 배치된 다수의 실린더형 미러;
    상기 각 실린더형 미러에 구비되어 상기 실린더형 미러를 이동시키는 미러 가이드; 및
    상기 미러 가이드가 구비되어 이동 경로를 제공하고 원 또는 타원의 일부 형태를 갖는 가이드 레일;
    을 포함하는 리소그래피 장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 광방향 조절부는 다수의 조절 미러를 포함하고, 상기 조절 미러 중 하나 이상의 조절 미러의 회전축이 상기 실린더형 미러의 광축 상에 배치되는 리소그래피 장치.
  7. 삭제
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