KR101820558B1 - 넓은 영역에 나노 구조체를 생산하기 위한 시스템 및 방법 - Google Patents

넓은 영역에 나노 구조체를 생산하기 위한 시스템 및 방법 Download PDF

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Abstract

감광층에 주기 피처의 패턴을 인쇄하기 위한 방법 및 장치는 상기 층을 지지하는 기판을 제공하는 단계, 마스크를 제공하는 단계, 상기 마스크가 기판에 직교하는 제1 평면에서 상기 기판에 대하여 틸트 각도를 갖도록 기판을 마련하는 단계, 탤벗 거리만큼 분리된 탤벗 평면 사이에서 횡방향 강도 분포의 범위로 구성된 투과 광시야를 발생시키기 위하여 상기 마스크 패턴을 조사하기 위한 콜리메이트 광을 제공하여 상기 투과 광시야가 제1 평면에서 강도 엔벨로프를 갖도록 하는 단계, 및 상기 제1 평면 및 기판과 평행한 방향으로 상기 마스크에 대하여 기판을 변위시키면서 상기 광으로 마스크를 조사하는 단계를 포함하고, 상기 틸트 각도 및 강도 엔벨로프는 상기 층이 횡방향 강도 분포 범위의 평균으로 대략 노광되도록 마련된다.

Description

넓은 영역에 나노 구조체를 생산하기 위한 시스템 및 방법{SYSTEM AND METHOD FOR PRODUCTION OF NANOSTRUCTURES OVER LARGE AREAS}
본 발명은 일반적으로 마이크로 및 나노 구조체에 제조에 이용되는 바와 같은 포토리소그래피의 분야에 관한 것으로, 특히 탤벗 효과(Talbot effect)에 기초한 포토리소그래피 또는 자가 영상의 분야에 관한 것이다.
통상적으로 10nm-10um 범위의 피처(feature) 크기를 갖는 마이크로 또는 나노 구조체는 여러 어플리케이션에 필요하다. 이러한 구조체는 표면에 형성되어야 하며 상기 표면 영역은 수 평방 밀리미터에서 수 평방 미터로 다르다. 어플리케이션은 평판 패널 디스플레이 및 태양광 패널을 포함한다.
리소그래피 기술, 예를 들어 마스터 스탬프를 이용하는 나노 임프린트 리소그래피 및 롤러 마스크를 이용하는 접촉 포토리소그래피는 넓은 영역에 이러한 구조체를 제조하기 위해 제안되어 왔다. 나노 임프린트 리소그래피는 인쇄될 기판과 마스크 간의 접촉을 필요로 하고, 그러므로 상기 마스터와 기판 간의 비완전(non-perfect) 접촉이 인쇄 패턴의 균일성을 저하시키기 때문에 결함에 민감하다. 결함은 패턴화될 기판과 마스터에 의해 도입될 수 있는 입자 때문에 발생한다. 더 나아가, 상기 기판에 가해진 불균일한 압력 또는 상기 기판이나 마스터의 변형은 바람직하지 않은 결함을 도입할 수도 있다. 또한, 임프린트 공정 후에 상기 마스터에 남겨진 잔류 폴리머는 상기 패턴을 후속 기판에 전달하기 전에 제거되어야 한다. 이러한 잔류물은 흔히 이런 문제를 더 악화시키는 불균일 두께를 갖는다. 최근에 소개된 투명 롤러 마스크를 통한 포토리소그래피는 상기 마스크와 기판 간의 물리적 접촉에 또한 의존한다. 이 경우, 비완전 접촉은 상기 마스크와 기판 사이에서 광의 회절로 인하여 화상의 대비 및 화질을 감소시키게 된다.
마스크에서 소형 패턴으로부터 대형의 고해상도 격자 패턴을 인쇄하기 위한 포토리소그래피 방법은 E. Gamet 등의 "긴 초미세 기간 스티치없는 격자의 인쇄를 위한 비행 위상 마스크(Flying phase mask for the printing of long submicron-period stitch-less gratings)", Microelectronic Engineering 83 (2006) 734-737, 및 Jourlin 등에 의한 국제 특허 출원 WO 2010/060741 A1호에 기재되어 있다. 이러한 스키마에 따르면, 비교적 작은 영역의 격자를 지지하는 위상 마스크는 포토레지스트 층이 코팅된 보다 큰 기판에 근접하여 상기 기판과 평행하게 위치된다. 상기 마스크를 강도가 변조된 레이저 빔으로 조사하면서 격자 라인과 직교하는 방향으로 상기 마스크에 대하여 측방향으로 기판을 병진시킴으로써 노광이 수행된다. 변조 주파수는 변위 속도와 동기화되어서 상기 기판은 연속적인 조사 펄스 사이에서 상기 격자의 주기에 대응하는 거리만큼 변위되고, 이에 의하여 연속적인 펄스에 의해 상기 마스크로부터 투사된 인터페로그램에서의 강도 최대치가 기판에 중첩된다. 상기 변조 주파수가 요구되는 정확도와 동기화되는지를 확인하기 위하여 인코더 기반의 광학 시스템이 기판 변위 속도를 측정하는데 추가적으로 활용된다. 또한, 센서는 변위 동안에 스테이지의 가능한 요(yaw)를 측정하기 위하여 통합되어 상기 기판의 병진 시에 위상 마스크의 방향을 약간 조정하는 틸트 액츄에이터에 의해 보상될 수 있다. 이러한 사실은 상기 마스크가 0번째 및 두개의 1차 회절 차수가 발생되는 수직 입사로 또는 상기 0번째 및 하나의 1차 차수만이 전파하도록 리트로 각도(Littrow angle)로 조사될 수 있는 것을 더 설명한다.
본 발명자들 중 한 명은 비용 효율이 높은 방식으로 고해상도 주기 패턴을 인쇄하기 위한 탤벗 효과에 기초한 두 방법을 고안하였다. 이 중에서 첫 번째는 무색 탤벗 리소그래피이다(H. H. Solak 등의 "무색 공간 주파수 체배: 나노미터 규모 주기 구조체를 생산하기 위한 방법(Achromatic Spatial Frequency Multiplication: A Method for Production of Nanometer-Scale Periodic Structures)", J. Vac. Sci. Technol., 23, pp. 2705-2710(2005), 및 유럽 특허 제EP1810085호를 참조). 이는 리소그래피 어플리케이션에 대한 두가지의 상당한 이점을 제공한다. 첫째로, 이는 고전적인 탤벗 방법을 이용하여 부딪히게 되는 피사계 심도(depth-of-field) 한계를 극복하고; 그리고, 둘째로는, 여러 패턴 유형에 대하여, 공간 주파수 체배를 가능하게 하고, 즉 인쇄 피처의 주기가 마스크에서 피처의 주기보다 더 작아지게 한다. 무색 탤벗 리소그래피(ATL; achromatic Talbot lithography)에서, 상기 마스크는 비교적 넓은 스펙트럼 대역폭을 갖는 콜리메이트 빔으로 조사되고, 상기 마스크로부터 일정 거리를 넘어 상기 투과 광시야(light-field)는 이른바 정지 화상을 형성하고 상기 정지 화상의 강도 분포는 거리의 추가적인 증가에 대해 변화하지 않는다. 이것이 발생하는 상기 마스크로부터의 최소 거리인 dmin은 상기 마스크에서 패턴의 주기인 p 및 조사의 스펙트럼 대역폭인 △λ와 관련된다. 일차원 주기 패턴, 즉 선형 격자의 경우, 다음과 같이 주어진다:
dmin
Figure 112013065689675-pct00001
2p2/△λ 식 (1)
이러한 거리를 넘어서, 상이한 파장에 대한 탤벗 화상 평면은 정지 화상을 발생시키는 연속적인 방식으로 분포된다. 따라서, 포토레지스트 코팅된 기판을 ≥dmin인 마스크로부터 거리를 두어 배치하는 것은 상기 마스크를 단일 파장으로 조사할 때에 연속적인 탤벗 평면 사이에 형성되는 횡방향 강도 분포의 전체 범위에 대해 포토레지스트 코팅된 기판을 노광시키는 것에 상응한다. 그러므로, 상기 기판에 인쇄된 패턴은 이러한 횡방향 강도 분포 범위의 평균 또는 적분(integration)이고, 이는 상기 마스크에 대한 기판의 종방향 변위에 대해 대체로 둔감하다. 상기 기술은 표준적인 탤벗 영상보다 더 큰 피사계 심도를 가능하게 하고, 종래의 투사, 근접, 또는 접촉 인쇄보다 더 큰 피사계 심도를 가능하게 한다.
특정 마스크 패턴으로부터 ATL 화상의 강도 분포는 마스크를 통한 후에 전자기파의 전파를 시뮬레이션하는 모델링 소프트웨어를 이용하여 결정될 수 있다. 이러한 시뮬레이션 도구는 기판 표면에서 특정 인쇄 패턴을 얻기 위하여 상기 마스크에서 패턴의 설계를 최적화하는데 사용될 수 있다.
상기 ATL 방법은 적어도 일 방향으로 일정한 기간 반복하는 단위 셀을 포함하는 주기 패턴을 인쇄하도록 주로 개발되어 왔다. 그러나, 상기 기술은 패턴의 주기가 마스크에 걸쳐 충분히 "느린" 점진적인 방식으로 공간적으로 달라지는 패턴에 성공적으로 적용될 수도 있고, 이에 따라 상기 주기가 대략 일정한 마스크의 일부에 의해 상기 정지 화상의 특정 부분을 형성하는 회절 차수가 발생된다. 이러한 패턴은 준주기적(quasi-periodic)인 것으로 설명될 수 있다.
ATL의 단점은 마스크와 기판 사이에 요구되는 분리가 불리하게 크지 않게 하기 위하여 충분한 스펙트럼 대역폭을 갖는 광원을 필요로 하는 점이다. 상기 마스크로부터 전파하는 상이한 회절 차수의 각도 발산은 불완전한 중첩 및 이로 인하여 상기 패턴의 에지에서 자가 화상의 불완전한 복원을 야기하고, 이는 분리의 증가와 함께 악화된다. 상기 마스크 패턴의 에지에서 상기 투과 광시야의 프레넬 회절은 인쇄 패턴의 에지를 또한 저하시키고, 유사하게 이는 분리의 증가와 함께 악화된다. 이러한 이유로, 비교적 작은 스펙트럼 대역폭을 갖는 레이저원은 대부분의 경우에 ATL에 대해 적합하지 않다.
아크 램프나 발광 다이오드와 같은 비레이저원을 ATL에 적용하는 어려움은 (생산 공정에서 높은 처리량을 확보하기 위한) 높은 동력 및 (고대비 영상을 확보하고 피처 해상도의 손실을 최소화하기 위한) 양호한 콜리메이션의 조합을 갖는 조사 빔을 얻는다. 이러한 공급원로부터 양호한 콜리메이션을 얻기 위해서는 허용가능하지 않은 동력 손실을 야기할 수 있는 출력 빔의 공간적인 필터링을 필요로 한다.
상기 ATL 기술의 이점은 발명자 중 한 명에 의해 최근에 도입된 두 기술 중 두번째를 이용하여 얻어질 수 있다(미국 특허 출원 제2008/0186579호 참조). 이러한 스키마에서, 상기 마스크에서의 주기 패턴은 단색 광의 콜리메이트 빔에 의해 조사되고, 노광 시에 상기 마스크로부터 기판의 거리는 탤벗 간의 강도 분포의 평균이 기판에 인쇄되기 위하여 연속적인 탤벗 화상 평면 사이에서 분리의 정수 배수에 대응하는 범위에 대하여 달라진다. 그러므로, 이용될 수 있는 가장 작은 변위는 (정수 = 1일 때) 연속적인 탤벗 평면의 분리와 같다. 노광 시에 이러한 변위와 관련해서, 상기 기판에 인쇄된 패턴은 상기 ATL 기술을 이용하여 인쇄된 패턴과 대략 동일하다. 상기 변위가 범위에 대하여 다수의 이산 위치에서 기판을 노광시킴으로써 연속적으로 또는 이산 방식으로 수행될 수 있는 것이 밝혀져 있다. 상기 연속적인 변위를 이용하면, 횡방향 강도 분포의 요망 평균이 얻어지기 위하여 상기 변위의 속도는 반드시 일정하고, 상기 이산이나 단차진 변위를 이용하면, 각 이산 위치에 노광 선량은 같은 이유로 반드시 동일해야 한다. 일반적인 기술은 변위 탤벗 리소그래피(DTL; displacement Talbot lithography)라 할 수 있다.
상기 ATL 및 DTL 기술을 이용하여 상기 기판에 발생된 평균 강도 분포는 본질적으로 동등하고, 양자는 큰 피사계 심도 및 인쇄 패턴에 대한 공간 주파수 체배를 가능하게 한다. 상기 DTL 스키마에는 ATL 스키마보다 기판과 마스크의 더 작은 분리가 이용될 수 있다. 이는 패턴 에지의 저하를 감소시키며 콜리메이션에서 덜 엄격한 요건 때문에 상기 광원으로부터 출력을 보다 효율적으로 활용할 수 있다. 또한, 상기 DTL 기술은 생산 공정에 대해 바람직할 수 있는 레이저원의 사용을 가능하게 한다. 이러한 공급원으로부터의 광은 무시해도 될 정도의 동력 손실을 갖는 적절한 콜리메이트 빔으로 형성될 수 있어서, 피처 해상도의 손실을 최소화하며 화상 대비를 극대화시킨다.
특정 마스크 패턴으로부터 DTL을 이용하여 인쇄된 패턴의 구조는 시뮬레이션 소프트웨어를 이용하여 이론적으로 결정될 수도 있다.
미국 특허 출원 제2008/0186579호에 기재된 DTL 기술은 노광 동안에 상기 마스크에 대한 기판의 종방향 변위가 탤벗 거리의 정수 배수에 대응할 것을 요구한다. 상기 변위가 정수 배수인 경우, 상기 기판을 노광시키는 평균 강도 분포는 상기 기판과 마스크의 초기 분리와 관계가 없어서, 상기 마스크와 기판이 정확하게 평탄하고 평행하지 않더라도 상기 기판에 패턴 피처의 균일한 노광을 만든다. 반면에, 예를 들어 변위 액츄에이터의 기계적 히스테리시스나 제한된 스테핑 해상도 또는 조사 시스템에 의한 노광의 지속 기간과 기판의 변위 사이의 부정확한 동기화로 인하여 상기 변위가 탤벗 거리의 정수 배수가 아닌 경우, 이때 상기 평균 강도 분포는 초기 분리에 따라 좌우된다. 이 경우, 상기 마스크와 기판이 정확하게 평탄하고 평행하지 않으면, 이때 피처 크기의 공간적 변화가 인쇄 패턴에 도입되고; 또는, 상기 마스크와 기판이 정확하게 평탄하고 평행하지만 그 분리가 기판에 따라 달라지는 경우, 이때 상기 인쇄된 피처의 크기는 기판에 따라 달라지고; 양자는 일부 어플리케이션에 대해 문제일 수 있다. 이러한 피처 크기의 변화는 마스크에 대하여 다수의 탤벗 거리만큼 상기 기판을 종방향으로 변위시킴으로써 감소될 수 있지만, 이는 (상기 조사 빔이 적절하게 조준되지 않는 경우에) 피처 해상도의 저하, (변위 방향이 정확하게 종방향이 아닌 경우에) 피처 형상의 왜곡, (갭이 너무 큰 경우에) 패턴 에지의 저하, 및 기계 시스템에서 큰 이동 범위를 불리하게 필요로 하는 것과 같은 다른 문제점을 도입할 수 있다.
국제 특허 출원 제PCT/IB2011/054509호는 노광 시에 마스크에 대한 기판의 종방향 변위가 탤벗 거리의 정수 배수에 대응할 필요 없이 주기나 준주기 패턴이 균일하며 재현가능하게 인쇄되게 하기 위하여 이러한 한계를 극복하기 위한 DTL 기술의 변경을 나타내고 있다. 상기 특허는 마스크가 변화하는 분리에 대해 달라지는 분리의 증분 변화당 에너지 밀도만큼 조사되도록 상기 마스크와 기판의 분리 변화율 및 조사 빔의 강도 중 적어도 하나가 노광 동안에 달라져야 한다는 것을 나타내고 있다. 상기 특허는 분리의 증분 변화당 에너지 밀도가 가우스 분포에 따라 달라지는 경우에 특히 유리하다는 것을 나타내고 있다.
미국 특허 출원 제12/706,081호는 마스크에서 피처의 주기나 준주기 패턴이 각도 분포를 갖는 조사 빔으로 대신에 조사되고, 이에 의해 상기 조사 빔의 각도 성분 각각은 연속적인 탤벗 화상 평면 사이에서 발생하는 측방향 강도 분포의 범위에 대해 포토레지스트를 노광시켜서, 그 결과에 의한 상기 포토레지스트를 노광시키는 강도 분포는 콜리메이트 조사를 이용하여 생성된 평균 강도 분포를 갖는 조사 빔의 각도 분포의 컨벌루션에 대응하는 ATL 및 DTL 기술의 향상을 나타내고 있다. 이러한 방법은 인쇄 피처의 형상에 대한 더 큰 유연성을 가능하게 하고, 주기 패턴의 각 단위 셀 내에서 인쇄 피처의 개수의 증가 및 적어도 일 방향으로 주기 패턴의 감소를 또한 가능하게 한다. 그러나, 후자는 상기 마스크에서 투명 피처에 대한 비교적 작은 듀티 사이클을 필요로 하고, 이는 상기 마스크가 제조 공정 동안에 짧은 인쇄 시간을 달성하기 위하여 높은 투과성을 가질 필요가 있는 경우에 바람직하지 않을 수 있다.
국제 특허 출원 제PCT/IB2011/052977호는 평행선의 격자 패턴 및 마스크 내의 공간이 격자 라인에 평행한 평면에서 입사각 범위에 대하여 대략 단색 광으로 조사되고, 직교 입사 평면에서 대략 단일 입사각으로 조사되어 각 마스크에 의해 투과된 각 입사각의 광이 상기 마스크에 평행하며 근접하게 위치된 기판 상의 감광층에 광시야 성분을 형성하고, 이에 의해 상기 성분의 적분은 요망 패턴을 인쇄하고; 상기 각도 범위는 파장, 마스크와 기판의 분리, 및 격자의 주기와 관련하여 선택되어 상기 성분의 적분은 입사각 중 하나의 입사각으로 광에 의해 탤벗 화상 평면 사이에 형성된 횡방향 강도 분포의 범위의 평균과 대략 동등한 ATL 및 DTL과 관련된 기술을 나타내고 있다.
종래 기술 및 전술한 미공개된 특허 출원에 기재된 ATL 및 DTL 기술의 특징은 마스크에서 주기 패턴의 전체 크기가 기판에 요구되는 패턴의 크기와 같아야 하는 점이다. 반면에, 이는 고해상도 패턴이 요구되는 영역이 상당히 작은 경우(예를 들면, 100mm × 100mm)에 대체로 허용될 수 있고, 이는 마스크의 비용 및/또는 제조성 때문에 보다 큰 패턴에 대해서는 심각한 문제일 수 있다. 이러한 문제에 대한 해결책으로 마스크에서 더 작은 영역 패턴을 사용하고 기판 상의 보다 큰 영역에 인쇄하기 위한 스텝 앤 리피트(step-and-repeat) 노광 전략을 활용할 수 있지만, 이는 노광을 수행하며 하위 분야와 함께 정확하게 스티칭하기 위한 복잡한 기계 시스템을 필요로 하고, 상기 기판(또는 마스크)의 스테핑 운동은 높은 생산성 공정에 대해 바람직하지 않고; 스텝 앤 리피트 노광 스키마에도 불구하고 상기 마스크에서 패턴의 크기는 노광 단계의 수를 적정한 수로 제한하기 위하여 커질 필요가 있을 수 있다.
그러므로, 본 발명의 제1 목적은 주기 및 준주기 피처의 일차원 및 이차원 패턴이 큰 기판에 인쇄되게 하고 높은 생산성 공정에 적합한 (큰 초점 심도를 비접촉 노광에 제공하도록) ATL 및 DTL 기술에 기초한 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 제2 목적은 주기 및 준주기 피처의 일차원 및 이차원 패턴이 큰 기판에 인쇄되게 하고 높은 생산성 공정에 적합한 (큰 초점 심도를 비접촉 노광에 제공하도록) ATL 및 DTL 기술에 기초한 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 제3 목적은 큰 패턴을 인쇄하는데 적합하고 비교적 작으면서 쉽게 제조가능한 진폭 또는 위상 시프팅형 마스크를 필요로 하는 (큰 초점 심도를 비접촉 노광에 제공하도록) ATL 및 DTL 기술에 기초한 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 제4 목적은 큰 패턴을 인쇄하는데 적합하고 비교적 작은 조사 빔을 필요로 하는 (큰 초점 심도를 비접촉 노광에 제공하도록) ATL 및 DTL 기술에 기초한 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 제5 목적은 큰 패턴을 인쇄하는데 적합하고 레이저 광원에 의해 생성될 수 있는 바와 같은 간섭성 스펙클(coherent speckle)의 억제를 가능하게 하는 (큰 초점 심도를 비접촉 노광에 제공하도록) ATL 및 DTL 기술에 기초한 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 제1 관점에 따르면, 감광층에 주기 피처의 목표 패턴을 인쇄하기 위한 방법이 제공되고, 상기 방법은,
a) 상기 감광층을 지지하는 기판을 제공하는 단계;
b) 주기 피처의 마스크 패턴을 지지하는 마스크를 제공하는 단계;
c) 상기 마스크에 근접하게 기판을 마련하여 상기 마스크가 기판에 직교하는 제1 평면에서 상기 기판에 대하여 틸트 각도를 갖도록 하는 단계;
d) 탤벗 거리만큼 분리된 탤벗 평면 사이에서 횡방향 강도 분포의 범위로 구성된 투과 광시야를 발생시키기 위하여 상기 마스크 패턴을 조사하기 위한 대략 콜리메이트 광을 제공하여, 상기 투과 광시야가 제1 평면에서 강도 엔벨로프를 갖도록 하는 단계; 및
e) 상기 제1 평면 및 기판 양자와 대략 평행한 방향으로 상기 마스크에 대하여 기판을 변위시키면서 상기 광으로 마스크를 조사하고, 이에 의하여 상기 목표 패턴이 감광층에 인쇄되는 단계를 포함하고,
상기 틸트 각도 및 강도 엔벨로프는 상기 감광층이 횡방향 강도 분포 범위의 평균으로 대략 노광되도록 탤벗 거리와 관련해서 마련된다.
본 발명의 제2 관점에 따르면, 감광층에 주기 피처의 목표 패턴을 인쇄하기 위한 장치가 제공되고, 상기 장치는,
a) 상기 감광층을 지지하는 기판;
b) 주기 피처의 마스크 패턴을 지지하는 마스크;
c) 상기 마스크에 근접하게 기판을 마련하여 상기 마스크가 기판에 직교하는 제1 평면에서 상기 기판에 대하여 틸트 각도를 갖도록 하기 위한 수단;
d) 탤벗 거리만큼 분리된 탤벗 평면 사이에서 횡방향 강도 분포의 범위로 구성된 투과 광시야를 발생시키기 위하여 상기 마스크 패턴을 대략 콜리메이트 광으로 조사하여, 상기 투과 광시야가 제1 평면에서 강도 엔벨로프를 갖도록 하기 위한 수단; 및
e) 상기 제1 평면 및 기판 양자와 대략 평행한 방향으로 상기 마스크에 대하여 기판을 변위시키고, 이에 의하여 상기 목표 패턴이 감광층에 인쇄되게 하기 위한 수단을 포함하고,
상기 틸트 각도 및 강도 엔벨로프는 상기 감광층이 횡방향 강도 분포 범위의 평균으로 대략 노광되도록 탤벗 거리와 관련해서 마련된다.
이하, 본 발명의 바람직한 예시를 다음의 도면을 참조하여 설명할 것이다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예를 도시하고 있다.
도 2는 본 발명의 제2 실시예를 도시하고 있다.
도 3은 본 발명의 제3 실시예를 도시하고 있다.
도 4는 본 발명의 제5 실시예를 도시하고 있다.
도 5는 제5 실시예의 변형에서 이용된 대안적인 기판 지지부를 도시하고 있다.
도 6은 본 발명의 제7 실시예를 도시하고 있다.
도 7은 본 발명의 제8 실시예를 도시하고 있다.
본 발명의 제1 실시예에서, 도 1을 참조하면, 포토마스크(9)는 1μm의 주기를 갖는 불투명 라인과 투명 공간을 교대시키는 일차원 주기 패턴(10)을 지지한다. 상기 패턴(10)의 영역은 2mm × 100mm(lx × ly)이고, 상기 패턴(10)의 라인과 공간은 xz 평면과 평행하게 배향된다. 상기 마스크(9)는 표준 마스크 제조 기술을 이용하여 제조되고, 상기 패턴의 라인은 투명 기판에 크롬 층으로 형성된다. 상기 패턴(10)을 둘러싸는 마스크(9)의 표면은 또한 크롬으로 덮인다. 상기 마스크 패턴(10)이 노광 빔(11)에 의해 위에서부터 조사되게 하는 중앙 구멍을 갖는 진공 척(vacuum chuck)(12)에 의해 상기 마스크(9)가 유지된다. 상기 마스크(9) 아래에서 진공 척(18) 상에 위치되는 250mm × 100mm(Lx × Ly) 치수의 큰 포토레지스트 코팅된 기판(16)에 대하여 상기 마스크(9)가 정확하게 위치되게 하는 액츄에이터를 포함하는 위치결정 시스템(13)에 상기 마스크 척(12)이 장착되고; 구체적으로, 상기 마스크 척(12)은 마스크(9)가 상기 기판(16)에 대하여 xz 평면에서 요망되는 틸트 각도인 φ로 상기 기판(16)에 근접하게 그리고 직교 yz 평면에서 상기 기판(16)과 대략 평행하게 위치되는 것을 가능하게 한다.
상기 마스크(9)에서의 패턴(10)은 아르곤-이온 레이저(1)로부터 파생되는 363.8nm의 파장을 갖는 대략 콜리메이트 광선(11)에 의해 조사된다. 상기 레이저(1)로부터의 빔은 TEM00 모드에 있고(즉, 가우스 강도 프로파일을 갖고), ~ 2mm(1/e2 값)의 직경을 갖고, z축과 평행하게 선형으로 편광된다. 상기 레이저(1) 후의 빔 경로에 위치된 셔터(2)는 상기 빔이 노광 작동 전후에 차단되게 한다. 상기 셔터가 개방됨에 따라, 처음에 상기 빔은 빔 직경을 확대하는 오목 및 볼록 렌즈를 포함하는 제1 빔 확장기(3)에 입사된다. 그리고 나서, 이러한 빔은 콜리메이트 출력 빔의 강도가 그의 원형 단면에 대해 대략 균일하도록 상기 빔의 강도를 재분배하는 굴절 빔 변압기(4)에 입사된다. 적합한 빔 변압기(4)는 MolTech GmbH 회사로부터 입수가능한 piShaper 상품 세트 중 하나이다. 그 후, 상기 출력 빔은 미러(8)에 의해 대략 반사되는 xy 평면에서 빔을 확장하는 한 쌍의 원통형 렌즈를 포함하는 제2 빔 확장기(7)를 통과하여 ~ 6mm × 110mm(wx × wy)의 치수를 갖는 타원 단면에 대해 대략 균일한 빔을 생성한다. 상기 빔(11)의 단면은 마스크 패턴(10)의 대략 균일한 조사를 제공한다. 상기 마스크 패턴(10)에 의해 투과되고 회절된 광시야는 패턴(10)의 한 세트의 자가 화상을 형성하고, 이의 평면은 마스크(9)와 평행하고 탤벗 거리만큼 종방향으로 분리된다. 상기 마스크 패턴(10)의 균일한 조사, 상기 패턴(10)을 둘러싸는 마스크(9) 상의 크롬의 존재, 및 상기 마스크 패턴(10)의 폭 및 마스크(9)와 기판(16)의 분리에 대해 선택된 값으로 인하여, 상기 포토레지스트(15)를 노광시키는 xz 평면에서 광시야의 강도 엔벨로프(intensity envelope)는 대략 직사각형이다(프레넬 회절에 의한 미미한 왜곡이 있음).
상기 위치결정 시스템(13)을 이용하여, 상기 마스크(9)와 기판(16) 간의 틸트 각도인 φ는 이의 분리가 xz 평면에서 패턴(10)의 폭인 wx에 대해 탤벗 거리인 T의 대략 정수 배수인 N(N=1을 포함함)에 의해 변화하도록 마련된다. 이는 수학적으로 다음과 같이 표현될 수 있다.
φ
Figure 112013065689675-pct00002
NT/wx 식(2)
실제, N이 큰 경우, (xz 평면에서 상기 패턴의 폭에 대한 분리의 변화가 탤벗 거리의 정수 배수에 대략 대응하는) 이러한 요건은 비적분인 N의 중간 값이 사용될 수도 있도록 완화될 수 있다. 대략 적분 값이 식(2)에 적용되어야 하는 N의 최대 값은, 특히 인쇄 패턴의 요망되는 균일성 및 재현성에 대하여 관련된 어플리케이션의 요건에 따라 좌우되지만; 예를 들어, 이는 5일 수 있다.
라인과 공간의 선형 격자에 대해, 상기 탤벗 거리는 다음의 식에 의해 격자 주기인 p 및 노광 파장인 λ와 관련된다.
T
Figure 112013065689675-pct00003
2p2/λ 식(3)
이를 p = 1μm 및 λ = 364nm로 평가하면 T = 5.5μm가 산출된다. 그래서, 상기 마스크(9)와 기판(16) 간의 분리가 ~ 2mm의 빔-폭에 대해 단일의 탤벗 거리만큼 달라지도록 상기 마스크(9)의 틸트 각도가 마련되면, 이때 요구되는 틸트 각도는 ~ 3mR이다. 상기 마스크 위치결정 시스템(13)은 마스크(9)의 위치를 조정하도록 또한 이용되어 직교 yz 평면에서 상기 기판(16)과 대략 평행하다. 상기 마스크(9)와 기판(16) 사이의 각각 xz 및 yz 평면에서 틸트 및 병렬은 이들을, 예를 들어 HeNe 레이저(포토레지스트는 이러한 레이저로부터의 633nm 파장광에 둔감함)로부터 좁은 빔으로 조사하여 상기 마스크(9)와 기판(16)으로부터 반사된 빔 사이에서 각도 발산을 결정함으로써 측정되어 확증될 수 있다. 상기 패턴(10)의 중심에서 상기 마스크(9)와 기판(16) 간의 분리는 ~ 200μm로 조정되고, 이는 공지된 두께의 기준 게이지를 이용하여 수행되어 상기 마스크(9)의 에지에서 상기 마스크(9)와 기판(16) 간의 분리를 측정할 수 있다. 특히, 백색광 간섭법에 기초한 하나인 간섭 측정 시스템은 대안적으로 이용되어 상기 마스크(9)에 걸쳐 상이한 위치에서 마스크(9)와 기판(16)의 국부적 분리를 보다 정확하게 측정할 수 있고, 이는 상기 마스크 위치결정 시스템(13)이 기판(16)에 대하여 마스크(9)의 위치를 더 정확하게 조정하게 한다. x방향으로의 마스크(9)의 폭 및 상기 마스크(9)에서 패턴(10)의 위치는 마스크 위치결정 및 노광 작동 양자 동안에 상기 마스크(9)와 기판(16) 간의 접촉을 회피하기 위하여 상기 마스크(9)와 기판(16)의 분리 및 틸트 각도와 관련하여 이전에 마련된다.
상기 포토레지스트 코팅된 기판(16)을 유지하는 진공 척(17)은 그의 진공 표면이 <±10μm로 평탄하도록 제조된다. 상기 척(17)은 마스크(9)에서 패턴(10) 아래의 전체 길이만큼 변위되는 것을 가능하게 하는데 충분한 이동 범위를 갖는 동력식 단일 축 병진 스테이지(17)에 장착된다. 상기 스테이지(18)는, 먼저 그의 변위 시에 요잉 운동이 <±50μR이 되게 하기 위하여; 둘째로, 상기 마스크 패턴(10)의 폭에 대응하는 변위 거리에 대한 기판(16)의 롤링 운동이 무시될 정도가 되게 하기 위하여; 셋째로, 스테이지 변위 시에 y방향 지터(jitter)가 무시될 정도가 되게 하기 위하여 설계되고 선택된다. 상기 기판 스테이지(18)의 변위 축은 <±25μR의 정확도로 x축과 평형하게 이전에 정렬되어, 상기 기판(16)은 마스크 패턴(10)의 라인과 평행하게 변위된다. 이러한 정렬은, 먼저 대신에 상면에 형성된 기준 마크를 갖는 기판을 상기 척(17)에 로딩함으로써; 둘째로, 상기 기준 마크가 제1 정렬 마크(19) 그런 다음 마스크 기판에 포함된 제2 정렬 마크 아래에 연속하여 위치되고, 상기 두 정렬 마크가 마스크(9)의 제조 시에 형성되어 이들이 마스크 패턴(10)의 라인과 평행한 축에 위치되도록 상기 척(17)을 변위시킴으로써; 화상 처리와 함께 통합적인 CCD 검출부(도 1에 미도시됨)를 갖는 현미경을 이용하여 각 중첩된 쌍에서 상기 정렬 및 기준 마크의 상대적인 위치를 측정함으로써(상기 현미경은 마스크 위치결정 시스템(13) 위의 위치에서 떨어진 미러(8)를 제거 또는 슬라이딩시킴으로써 상기 정렬 마크에 가깝게 도입될 수 있음); 마지막으로, 상기 마스크 위치결정 시스템(13)을 이용하여 z축을 중심으로 상기 마스크(9)를 회전시켜서 상기 병진 스테이지(18)의 변위 축이 xz 평면과 평행하게 되도록 수행될 수 있다. 이러한 작동에 대해, 이중 초점 현미경이 상기 기준 및 정렬 마크를 보는데 이용되어 날카로운 화상이 ~ 200μm만큼 종방향으로 분리되면서 동시에 양자로 형성될 수 있는 것은 특히 이점이 있다.
상기 포토레지스트 코팅된 기판(16)은 마스크 패턴(10)을 노광 빔(11)으로 조사하면서 상기 병진 스테이지(18)를 이용하여 대략 정속도로 기판을 변위시킴으로써 노광된다. 상기 마스크(9)와 기판(16) 간의 xz 평면에서 틸트의 크기로 인하여, y방향으로 기판(16)에 걸친 포토레지스트 층의 각 증분 스트립은 연속적인 탤벗 평면 간의 횡방향 강도 분포의 전체 범위에 대해 노광된다. 또한, 상기 마스크 패턴(10)에 의해 투과된 광의 xz 평면에서 직사각형 강도 프로파일로 인하여, 각 증분 스트립은 상기 범위에 걸쳐 횡방향 강도 분포의 각각으로부터 동일한 노광을 받는다. 그러므로, 포토레지스트의 각 스트립에 걸친 시간-적분 노광은 상기 기판이 정속도로 마스크를 향하면서 노광 동안에 탤벗 거리만큼 변위되는 DTL 기술에 따른 노광에 의해 생성된 것과 동등하고; 그러므로, 각 스트립에 인쇄된 패턴을 동일하고, 선형 격자는 마스크(9)에서 패턴(10)의 절반인 주기를 갖는다. 상기 DTL 및 ATL 기술에 관해서, 상기 적분 강도 분포는 큰 초점 심도를 갖고, 이는 절반 주기 격자가 기판(16)의 영역에 균일하게 인쇄되는 것을 가능하게 한다. 병진 시에 상기 스테이지(18)의 병진 축과 마스크 패턴의 라인 간에 마련된 각도 정렬 및 스테이지의 최대 요 각도는 상기 기판이 마스크 패턴(10)의 라인 아래를 통과함에 따라 상기 기판의 각 지점의 측방향 변위가 인쇄 패턴의 0.25μm 라인이 상당히 선명하게 되게 하는 ≤0.15μm인 것을 보장한다. 상기 노광 시에 조사 빔(11)의 강도 및 기판(16)의 속도는 개발된 포토레지스트에 형성된 패턴을 평가하기 위한 표준 방법을 이용하는 포토레지스트 공정에 대하여 선택되어 최적화된다.
본 실시예 및 차후의 실시예에서, 상기 노광 시에 기판(16)의 변위는 빔의 높은 간섭성 및 다양한 광학 표면 상의 입자와 결함에 의해 야기된 조사 빔(11)에서 스펙클 효과를 감소시키는 역할도 하고; 상기 포토레지스트의 각 지점은 이동하는 스펙클 패턴에 노광되고, 상기 스펙클에 의해 도입된 강도 변조는 상수 값으로 시간-평균화되는 것을 유념하여햐 한다.
제2 실시예에서, 도 2를 참조하면, 아르곤이온 레이저(20)는 ~ 2mm(1/e2 값)의 직경을 갖는 TEM00 모드에서 광선을 방출하고(즉, 가우스 강도 프로파일을 갖고), z축과 평행하게 선형으로 편광된다. 상기 레이저(20) 후의 빔 경로에 위치된 셔터(21)는 상기 빔이 노광 작동 전후에 차단되게 한다. 상기 셔터(21)가 개방됨에 따라, 처음에 상기 빔은 xy 평면에서 ~ ±1°의 좁은 각도 범위에 대해 상기 광을 대략 균일하게 산란시키는 라인 산광기(23)에 입사된다. 이러한 산광기(23)는 RPC Photonics 회사로부터 구할 수 있다. 상기 산광기(23)는 y방향으로 산광기(23)를 변위시키기 위한 동력식 병진 스테이지(24)에 장착된다. 상기 산광기(23)로부터 산란된 광은 xy 평면에서 광을 굴절시키도록 배향된 원통형 플라이-아이(fly's-eye) 마이크로 렌즈(25)의 어레이를 조사한다. 상기 플라이-아이인 탠덤형 마이크로 렌즈 어레이는 연속적으로 배열된 한 쌍의 원통형 마이크로 렌즈 어레이를 포함하고, 이들의 분리는 제1 어레이가 광을 제2 어레이에 맞추도록 되어 있다. 이러한 마이크로 렌즈의 배열은 xy 평면에서 ~ 10°의 각도 범위에 대해 대략 균일한 강도 분포를 갖고, 직교 xz 평면에서 가우스 강도 분포로 대략 계속해서 조준되는 출력 빔을 생성한다(이러한 평면에서 상기 빔의 크기 및 그 콜리메이션 정도는 xz 평면에서 레이저 후에 빔 치수를 변화시키는 장치에 원통형 빔 확장기를 포함함으로써 다른 실시예에서 채용될 수 있다는 것을 유념하여야 한다). 그러나, 상기 레이저 빔과 산광기의 높은 간섭성으로 인하여, 상기 발산하는 빔의 강도는 고대비 스펙클 패턴에 의해 변조된다. 그렇지만, 이는 병진 스테이지(24)를 이용하여 상기 라인 산광기(23)를 연속해서 변위시킴으로써 상기 노광 시에 효과적으로 제거되어 대략 균일한 시간-적분 분포를 발생시킨다. 상기 플라이-아이 마이크로 렌즈 어레이(23)로부터의 발산 빔은 yx 평면에서 광을 조준하는 원통형 렌즈(27)에 입사되어 미러(28)로부터의 반사 후에 치수 >2mm × 100mm(wx × wy)의 직사각형 단면을 갖는 빔(30)을 생성하고, 이의 강도 분포는 yz 평면에서 대략 균일하고 직교 xz 평면에서 가우스이다.
상기 빔(30)은 영역 ~ 4mm × 100mm(lx × ly)를 갖는 1μm 주기 격자 패턴(32)을 지지하는 마스크(33)에 입사되고, 상기 영역의 라인과 공간은 xz 평면과 평행하다. 상기 조사 빔(30)은 마스크 패턴(32)의 중심에 위치된다. 상기 마스크 패턴(32)에 의해 투과되고 회절된 광시야는 한 세트의 자가 화상을 형성하고, 이의 평면은 마스크(33)와 평행하고 탤벗 거리만큼 종방향으로 분리된다. 상기 마스크(33)를 조사하는 빔(30)의 xz 평면에서의 가우스 강도 프로파일 및 이러한 평면에서 상기 빔(30)와 패턴(32)의 상대 치수로 인하여, 이러한 평면에서 상기 포토레지스트(36)를 노광시키는 투과된 광시야의 강도 엔벨로프는 또한 반드시 가우스이다.
상기 제1 실시예에서와 같이, 상기 마스크(33)는, 상기 마스크(33) 아래에 위치된 포토레지스트 코팅된 기판(37)에 대하여 상기 마스크(33)가 xz 평면에서 틸트되게 하고 yz 평면에서 대략 평행하게 마련되게 하는 마스크 위치결정 시스템(35)에 장착되는 진공 척(34)에 의해 유지된다. 상기 조사된 격자 패턴(32)은 간섭하는 투과 광시야에서 한 세트의 회절 차수를 생성하여 상기 마스크(33)와 평행하며 탤벗 거리만큼 종방향으로 분리되는 마스크 패턴(32)의 자가 화상을 발생시킨다. x방향으로 빔-폭의 FWHM(full-width half-maximum) 값에 대한 상기 마스크(33)와 기판(37) 간의 분리가 적어도 탤벗 거리인 T만큼 변화하도록 상기 마스크(33)와 기판(37) 간의 틸트 각도가 마련되는 것이 바람직하다. 상기 가우스 프로파일의 FWHM 폭인 wFWHM은 wFWHM
Figure 112017083410941-pct00004
0.6wx에 의해 1/e2 폭과 관련되므로, 상기 마스크는 각도에 의해 틸트되어야 한다.
φ ≥ T/0.6wx 식(4)
따라서, (364nm 파장에 의해 조사된 1um 주기 격자의 경우에) ~ 2mm의 1/e2 폭 및 5.5μm의 탤벗 거리에 대해, 요구되는 최소 틸트 각도는 ~ 4.6mR이다. yz 평면에서의 병렬 및 상기 마스크(33)와 기판(37) 간의 ~ 200μm 갭뿐만 아니라 이러한 틸트 각도는 상기 위치결정 시스템(35) 및 제1 실시예에서 설명된 바와 같은 동일한 측정 기술을 이용하여 얻어진다.
상기 포토레지스트 코팅된 기판은 x방향으로 기판(37)을 변위시키기 위한 동력식 단일 축 병진 스테이지(39)에 장착된 평탄한 진공 척(38)에 의해 유지된다. 상기 스테이지의 병진 축은 기준 및 정렬 마크를 이용하여 그리고 상기 제1 실시예에서 이용된 것과 동일한 절차를 이용하여 x축과 평행하게 정렬된다. 상기 기판(37)은 마스크(33)를 조사 빔(30)에 노광시키면서 대략 정속도로 x방향으로 변위됨으로써 인쇄된다. xz 평면에서 상기 마스크(33)와 기판(37) 간의 틸트 크기로 인하여, y축과 평행한 포토레지스트 층의 각 증분 스트립은 투과 광시야를 통해 변위함에 따라 연속적인 탤벗 평면 간의 것보다 큰 횡방향 강도 분포를 변화시키는 순서로 노광된다. 또한, xz 평면에서 상기 조사 빔(35)의 가우스 강도 프로파일로 인하여, 각 증분 스트립은 횡방향 강도 분포를 통해 변위함에 따라 증분 노광의 가우스 변화에 노광된다. 그러므로, 포토레지스트의 각 스트립에 걸친 시간-적분 노광은 분리의 변화와 함께 증분 노광 선량의 대략적인 가우스 변화에 상기 기판이 노광되도록 상기 마스크와 기판 간의 분리가 노광 동안에 변속으로 변화되고; 이에 따라, 각 스트립에 인쇄된 패턴이 마스크(33)에 패턴(32)의 주기의 절반을 갖는 선형 격자이고 상기 마스크(33)의 라인 폭은 노광 시에 마스크(33)와 기판(37)의 국부적 분리의 변화 및 요망 값으로부터 틸트 각도의 편차에 대략 둔감한 국제 특허 출원 제PCT/IB2011/054509호의 제시를 이용하여 생성된 것과 동등하다. 따라서, xz 평면에서 가우스 강도 프로파일을 갖는 빔으로 상기 마스크(33)를 조사하면 상기 절반 주기의 격자 패턴은 낮은 평탄도를 갖는 기판에 보다 균일하면서 보다 재현가능하게 인쇄될 수 있다.
제12/903,389호의 제시와 일치하면, 제2 실시예 및 전술한 관련 실시예에서 이용된 강도 프로파일은 정확하게 가우스일 필요가 없지만, 단지 근사하거나 유사할 수는 있고; 예를 들어, 절단된 가우스 프로파일, 절단된 코사인 프로파일, 또는 절단된 삼각형 프로파일이 이용될 수 있다.
상기 제1 또는 제2 실시예의 변형에서, 준주기 선형 격자를 지지하는 마스크는 상기 격자의 라인이 xz 평면과 평행하도록 관련되고 배향된 노광 장치에 대신 도입된다. 상기 준격자의 주기는 마스크 패턴에 걸쳐 일정하지 않지만 느리게 달라져서 상기 투과 광시야에서 자가 화상의 임의의 부분이 상기 주기가 대략 일정한 패턴의 일부로부터 형성된다. 상기 마스크의 틸트 각도는 식(2) 또는 (4) 각각에 의해 규정된 조건이 마스크에서 주기의 가장 큰 값에 대해 만족되도록 마련되는 것이 바람직하다.
상기 제1 또는 제2 실시예의 또 다른 변형에서, 상기 마스크는 복수의 서브 패턴을 지지하고, 상기 서브 패턴의 각각은 일정한 주기 및 상당히 상이한 주기의 범위를 갖는 선형 격자이다. 상기 상이한 서브 패턴의 라인은 평행하고 상기 서브 패턴은 라인에 직교하는 방향으로 일렬로 배열된다. 상기 완전한 패턴(lx × ly)의 치수는 각각의 제1 또는 제2 실시예에서의 패턴의 치수보다 크지 않다. 상기 마스크는 서브 패턴의 라인이 xz 평면과 평행하도록 관련된 노광 장치에 도입된다. 상기 마스크의 틸트 각도는 식(2) 또는 (4) 각각에 의해 규정된 조건이 마스크에서 주기의 가장 큰 값에 대해 만족되도록 마련되는 것이 바람직하다. 상기 서브 패턴은 조사 빔에 의해 동시에 조사되고, 상기 절반 주기의 서브 패턴은 마스크 아래에서 변위함에 따라 상기 기판에 동시에 인쇄된다. 상당히 상이한 주기의 범위를 갖는 서브 패턴을 포함하는 마스크 패턴을 노광시키는 것에 대해, 다른 유사한 프로파일이 대안적으로 이용될 수 있더라도 xz 평면에서 조사 빔의 강도 프로파일이 대략 가우스인 것은 특히 이점을 갖는다.
제3 실시예에서, 도 3을 참조하면, 마스크(52)는 4mm × 30mm(lx × ly)의 치수를 갖는 1μm 주기의 선형 격자 패턴(51)을 지지하고, 이의 라인 및 공간은 y축과 평행하게 배향된다. 상기 마스크(52)는 이전의 실시예에서와 같은 파장으로 콜리메이트 광선(50)에 의해 조사된다. 상기 빔은 xz 평면에서 가우스 강도 및 2mm(1/e2 값) 프로파일의 빔-폭을 갖고, yz 평면에서 직사각형 강도 프로파일 및 40mm의 빔 길이를 갖는다. 유사하게, 이전의 실시예와 동일한 방식으로 기능하는 셔터(41), 병진 스테이지(44)에 장착된 라인 산광기(43), 원통형 플라이-아이 마이크로 렌즈 어레이(45), 및 xy 평면에서 상기 플라이-아이 어레이(45)로부터 발산하는 콜리메이트 광을 위한 원통형 렌즈(47)를 포함하는 제2 실시예에서와 같은 유사한 빔 형성 광학 시스템에 의해 따른 아르곤-이온 레이저(40)로부터 상기 빔이 파생된다. 또한, 상기 광학 시스템에 포함된 것은 상기 마스크가 요구되는 반복률 및 요구되는 듀티 사이크로 전달되는 광의 펄스에 노광되도록 노광 빔(50)의 강도를 변조하기 위한 음향-광학 변조기(42)이다. 상기 마스크 패턴(51)에 의해 투과되고 회절된 광시야는 한 세트의 자가 화상을 형성하고, 이의 평면은 마스크(52)와 평행하고 탤벗 거리만큼 종방향으로 분리된다.
이전의 실시예에서와 같이, 상기 마스크(52)는 마스크 페턴(52)이 마스크(52) 아래에 위치된 포토레지스트 코팅된 기판(55)에 대하여 정확하게 위치되게 하는 마스크 위치결정 시스템(54)에 장착된 진공 척(53)에 의해 유지된다. 상기 마스크(52)는 제2 실시예에서와 같은 4.6mR의 각도만큼 상기 포토레지스트 코팅된 기판(55)에 대하여 xz 평면에서 틸팅되어 상기 마스크(52)와 기판(55) 간의 분리가 xz 평면에서 빔의 FWHM 치수에 대하여 탤벗 거리만큼 변화하고; 상기 마스크 패턴(51)의 중심에서 ~ 200μm의 분리로 yz 평면에서 기판(55)과 평행하게 마련된다.
반면에, 본 실시예의 마스크 패턴(51)은 xz 평면에서 광을 회절시키고, 회절 차수의 각도 및 상기 마스크 패턴(51)과 기판(55) 간의 분리는 xz 평면에서 포토레지스트를 노광시키는 광시야의 강도 엔벨로프가 상기 마스크를 조사하는 것과 같은 FWHM 값을 갖는 대략 가우스일 것을 보장한다. 본 실시예에서, 상기 자가 화상 및 탤벗 평면 간의 중간 횡방향 강도 분포는 높은 공간 주파수 강도 변조가 xz 평면에서 전술한 강도 분포의 가우스 엔벨로프 내에 있더라도 xz 평면에 있도록 배향된다.
250mm × 50mm(Lx × Ly)의 치수를 갖는 포토레지스트 코팅된 기판(55)은 병진 스테이지(57)에 장착된 진공 척(56) 상에 유지된다. 상기 스테이지는 요잉에 의해 야기된 인쇄 패턴의 에지에서 기판 변위의 성분이 인쇄 패턴의 주기와 관련하여 무시될 정도가 되도록 설계되고 선택된다. 상기 스테이지(57)의 병진 축은 마스크 패턴(51)의 라인에 대략 직교하게 마련된다. 또한, 상기 척 플레이트(56)에 장착된 것은 병진 스테이지(57) 상에 기판(55)을 갖고 변위하는 광학 인코더(59)이다. (Gamet 등에 더 상세하게 설명된 유형의) 단일 처리와 함께 인코더(59) 위에 위치된 광학 판독 헤드(58)는 상기 기판(55)의 변위 속도가 정확하게 측정되는 것을 가능하게 한다. 상기 측정된 속도는 변조 제어 시스템(46)을 통해 음향-광학 변조기의 반복률과 듀티 사이클, 및 이에 따른 노광 빔(50)의 펄스 특성을 제어하도록 제공된다.
상기 포토레지스트 코팅된 기판(55)은 마스크(51)를 강도 변조 빔(50)에 노광시키면서 상기 틸팅된 마스크(51) 아래에서 대략 정속도로 변위됨으로써 노광된다. 상기 펄스된 조사의 주파수와 듀티 사이클은 판독 헤드(58)와 음향-광학 변조기(42) 사이의 피드백 루프에서 연속적으로 제어되어, 상기 기판(55)은 연속적인 펄스 사이에서 인쇄 패턴의 주기만큼 변위한다. 그래서, 상기 인쇄 격자의 주기가 0.5μm이고 상기 기판의 변위 속도가 1mm/s이면, 이때 상기 음향-광학 변조기는 조사 빔을 2kHz의 주파수로 펄스시켜야 한다. 상기 펄싱의 듀티 사이클(펄스 주기에 대한 펄스의 지속기간 비율)은 인쇄 패턴의 해상도를 허용할 수 없을 정도로 저하시키지 않도록 <0.25인 것이 바람직하다. 상기 인쇄 격자의 주기인 ppr은 격자 패턴(51)의 주기의 절반이고, 이는 상기 조사 빔(50)의 연속적인 펄스에 의해 인쇄된 격자의 라인이 병진하는 기판(55) 상에 정확하게 중첩되는 것을 가능하게 한다. 상기 기판(55)이 연속적인 펄스 사이에서 인쇄 패턴의 다수의 주기(즉, 2ppr, 3ppr,...)만큼 변위하도록 상기 펄스 주파수가 대안적으로 선택될 수 있고, 이 경우 상기 듀티 사이클은 인쇄 패턴의 해상도를 유지하도록 덜 비례되어야 한다. 상기 펄싱의 주파수는 포토레지스트의 각 지점이 바람직하게는 조사의 적어도 10 펄스로 노광되는데 충분하게 되어 탤벗 평면 사이에서 횡방향 강도 분포 범위의 충분한 샘플링이 된다.
상기 제2 실시예와 관련해서, xz 평면에서 상기 틸팅된 마스크(52)와 조사 빔(50)의 대략적인 가우스 강도 프로파일의 조합은 투과 광시야를 통해 변위함에 따라 연속적인 탤벗 평면 사이에서보다 큰 횡방향 강도 분포를 변화시키는 순서, 및 증분 노광의 가우스 변화에 노광되는 기판(55)에 걸쳐 y방향으로 포토레지스트의 각 스트립을 발생시키고, 이에 따라 상기 기판(55)의 표면 위의 마스크(52)에서 격자의 주기의 절반을 갖는 격자를 균일하게 인쇄한다.
반면에, 본 실시예에서 이용된 레이저원은 외부 변조기에 의해 펄스 빔으로 변환되는 지속파 빔을 생성하고, 다른 관련된 실시예에서, 상기 강도 변조는 레이저 그 자체 내에 통합된 강도 변조기에 의해 대신에 생성될 수 있다. 예를 들어, 주파수가 세배인 DPSS 레이저가 이용되어 355nm의 파장에서 펄스 광선을 생성할 수 있다.
상기 실시예의 변형에서, 상기 포토레지스 코팅된 기판이 노광 시에 정지되어 있는 동안에 상기 기판의 길이에 대응하는 거리에 대해 x방향으로 대략 정속도로 상기 마스크와 조사 빔 양자를 변위시킴으로써 상기 노광이 대안적이면서 동등하게 수행된다. 이러한 실시예에서, 상기 마스크 위치결정 시스템(13, 35, 54) 각각 및 폴드 미러(8, 28, 48) 각각은 긴 이동 병진 스테이지에 장착되는 반면에, 상기 포토레지스트 코팅된 기판은 불가동 진공 척에 의해 유지된다.
상기 제3 실시예의 변형에서, 상기 마스크에서 일차원 격자 패턴의 라인은 y축과 평행하지 않고 xz 평면과도 평행하지 않게 배향되지만, 둘 사이에서 중간인 경사각으로 배향되고; 예를 들어, y축에 대하여 45°의 각도를 이룬다. 본 실시예에서, 상기 조사의 펄스 주파수는 기판이 연속적인 펄스 사이에서 거리(ppr/cosω)의 정수 배수만큼 변위하도록 기판 스테이지의 병진 속도와 관련해서 선택되어야 하고, 여기서 ω는 라인과 y축 간의 각도이다.
상기 제3 실시예의 다른 변형에서, (WO 2010/060741 A1에 더 상세하게 기재된 유형의) 센서가 병진 시에 상기 척의 임의의 요를 정확하게 측정하기 위하여 병진 스테이지 시스템에 부가적으로 장착되고, 이때 운동은 노광 동안에 연속적인 피드백 루프에서 위치 스테이지에 의한 마스크 패턴의 적절한 회전에 의해 보상된다. 이는 인쇄 패턴의 라인 폭 균일성을 더 향상시키는데 이로울 수 있고, 특히 yz 평면에서 큰 치수를 갖는 패턴에 대해 이로울 수 있다.
상기 실시예에서, 상기 인쇄 패턴의 주기가 마스크와 기판의 분리가 하나의 탤벗 주기인 T에 의해 변화하는 xz 평면에서 조사 빔의 치수보다 더 작은 것이 바람직하다, 즉 ppr ≪ T/φ.
본 발명의 제4 실시예에서, 피처의 이차원 주기 패턴을 갖는 마스크가 도 3의 노광 장치에서 마스크(52)로서 대신에 도입된다. 상기 패턴은 용융 실리카 기판에 크롬 층으로 형성된 1μm의 최근린 거리로 6각형 그리드에 마련된 홀 어레이를 포함한다. 상기 패턴의 치수는 역시 4mm × 30mm(lx × ly)이다. 상기 패턴 설계 및 마스크 방향은 6각형 패턴의 3개의 축 중 하나가 스테이지(57)의 병진 축과 평행하도록 더 마련된다(상기 축은 최근린 피처의 중심을 결합하는 라인과 평행함). 상기 제3 실시예에서와 같이, 상기 스테이지 축과 마스크 축의 각도 정렬은 상기 마스크에 포함된 부가적인 정렬 마크, 상기 척(56)에 로딩된 전용 기판 상의 기준 마크, 및 상기 정렬 및 기준 마크를 보기 위한 정렬 현미경의 도움으로 얻어진다. 유사하게, 상기 마스크는 포토레지스트 코팅된 기판에 대하여 xz 평면에서 틸팅되어 상기 마스크와 기판 간의 분리가 관련된 패턴에 대하여 xz 평면에서 빔의 FWHM 치수에 걸쳐 적어도 탤벗 거리만큼 변화한다. 이차원 마스크 패턴의 경우, 상기 마스크를 조사하는 빔이 회절 차수의 효율성에 대칭성을 도입하지 않도록 편광되지 않거나 원형으로 편광되는 것이 더 유리하다. 이러한 목적을 위하여, 4분의 일 파형 리타더(quarter-wave retarder)가 원형 편광 빔을 생성하기 위하여 레이저(40) 후의 빔 경로에, 예를 들어 포함될 수 있다. 상기 기판이 인쇄 패턴의 최근린 거리에 대응하는 거리(또는 그의 배수)만큼 연속 펄스 사이에서 변위하도록 주파수로 상기 조사를 펄스하면서 상기 마스크 패턴의 축에 평행한 포토레지스트 코팅된 기판을 변위시킴으로써 노광이 제3 실시예와 같은 방식으로 수행된다.
제5 실시예에서, 도 4를 참조하면, 동력식 롤투롤(roll-to-roll) 기구(64)를 이용하여 틸팅된 마스크(63) 아래에서 변위하기 위하여 롤러(61, 62)에 로딩된 플라스틱 필름(60)과 같은 유연성 기판에 감광층이 코팅된다. 광원(64) 및 광학 시스템(63)은 마스크(63)에서 주기 패턴을 조사하기 위하여 xz 평면에서 FWHM 빔-폭을 갖는 빔 형상 및 직교 yz 평면에서 대략 균일한 분포를 갖는 콜리메이트 광선(66)을 발생시킨다. 노광되어 있는 필름(60)의 영역에 대한 상기 마스크(63)의 틸트 각도는 xz 평면에서 빔 프로파일의 FWHM에 걸친 분리의 변화가 상기 마스크(63)에서 주기 패턴의 탤벗 거리에 대응하도록 선택된다. 상기 필름(60)의 표면이 노광 시에 아래로 통과함에 따라 대략 평탄하고 마스크(63)로부터 대략 일정한 거리로 남기 위하여, 상기 필름(60)은 낮은 진공 압력을 이용하여 평탄 척(68)의 표면에 약간 흡입된다.
본 실시예의 변형에서, 도 5를 참조하면, 그 상면에 감광층을 갖는 유연성 필름(70)은 xz 평면에서 만곡되어 있지만 직교 평면에서 대략 평탄한 원통형 곡면과 같은 만곡 지지부(72)의 표면에 롤투롤 기구(미도시)에 의해 가이드된다. 피처의 주기 패턴(74)을 지지하는 마스크(73)는 만곡 지지부(72) 위에 위치된다. 위치결정 시스템은 마스크에서 패턴 직하의 필름에 대하여 xz 평면에서 각도로 마스크를 틸팅시켜 상기 마스크를 위치시키고, 이에 따라 상기 패턴(74)의 중심은 필름(70)으로부터 요구되는 분리를 갖는다. 이전의 실시예에서 설명된 이러한 유형의 조사 시스템은 마스크 패턴(74)을 노광시키기 위하여 콜리메이트 광선(76)을 발생시킨다. 상기 필름이 노광 시에 마스크 아래에서 병진되므로, 상기 가이드 기구는 만곡 지지부(72)에서와 같은 가벼운 장력 하에서 상기 필름(70)을 유지시켜, 노광되어 있는 필름의 부분에 대한 마스크 패턴의 틸트 각도와 분리는 계속해서 대략 일정하게 남게 된다. 유사하게, 이러한 정렬은 상기 필름(70)이 노광 시에 마스크(73)에 대하여 정확하게 위치되어 상기 감광층이 탤벗 평면 사이에서 횡방향 강도 프로파일의 요구되는 적분에 정확히 노광되는 것을 가능하게 하는 역할을 한다.
제6 실시예에서, 감광 재료가 코팅된 유연성 필름은 원통형 지지부 둘레에 배치된다. 실린더의 축은 제1 실시예에서 이용된 조사 시스템의 y축과 평행하게 마련되고 상기 마스크 아래에 위치되어 상기 마스크 패턴 직하의 필름 표면이 xz 평면에서 요구되는 틸트 각도를 갖고, yz 평면에서 마스크 패턴과 대략 평행하고, ~ 200μm만큼 마스크 패턴의 중심으로부터 분리된다. 상기 필름이 조사 시에 마스크 아래에서 측방향으로 변위되도록 상기 원통형 지지부를 회전시킴으로써 노광이 수행된다.
제7 실시예에서, 도 6을 참조하면, 마스크(80)는 투명 기판에 불투명한 재료로 형성된 라인과 공간의 일차원 주기 패턴(81)을 포함한다. 상기 마스크(80)의 상하면은 서로 대략 평행하지만 원통형 형상을 갖는다. 이러한 마스크는, 예를 들어 적절한 노광 후 처리에 의해 수반된 감광 플라스틱 필름에 종래의 강성 마스크로부터 패턴을 접촉 인쇄함으로써 수행된 후에 노광 시스템에서 원통형의 유리 지지부에 장착된다. 상기 마스크(80)는 패턴(81)의 라인과 공간이 y방향과 평행하도록 배향되고, 상기 마스크(80) 아래에 위치된 진공 척에 장착된 포토레지스트 코팅된 기판(82)과 관련해서 마련되어 상기 패턴(81)의 중심이 기판(82)과 대략 평행하며 기판(82)으로부터 200μm의 거리를 둔다. 조사 시스템은 콜리메이트 광선을 발생시키고, xz 평면에서 상기 광선의 빔-폭은 마스크(80)의 곡률에 의해 야기된 빔-폭에 걸쳐 마스크(80)와 기판(82) 간의 분리의 변화인 s가 상기 마스크(80)에서 주기 패턴에 의해 발생된 광시야의 적어도 탤벗 거리에 대응하도록 된다. 상기 콜리메이트 빔으로 마스크를 조사하면서 x방향으로 상기 기판(82)을 변위시킴으로써 노광이 수행된다. 평탄 표면 마스크보다 오히려 원통형을 갖는 마스크(80)를 이용하는 것은 상기 마스크와 기판 간의 접촉 위험 및 그에 따른 손상을 줄여서 마스크 패턴을 가능하게 하는 이점을 갖는다. 그러므로, 원통형 마스크 표면은 마스크와 기판 간의 분리를 가능하게 한다. 상기 포토레지스트 코팅된 기판에 대하여 틸팅된 평탄 기판에 마스크 패턴을 이용하는 경우, xz 평면에서 마스크의 치수 및 상기 마스크에서 패턴의 위치는 노광 시에 마스크 또는 포토레지스트 기판에 접촉 또는 손상이 없도록 선택되어야 한다.
제8 실시예에서, 도 7을 참조하면, 마스크(90)는 xz 및 yz 평면 양자에서 포토레지스트 코팅된 기판(92)과 대략 평행하게 마련되고 요구되는 분리를 갖는다. 레이저원(94) 및 광학 시스템(95)은 yz 평면에서 조준된 노광 빔(96)을 형성하고, 그 평면에서 이의 강도 프로파일 및 폭은 그 방향으로 마스크 패턴의 정도로 균일한 조사를 제공한다. xz 평면에서, 상기 광학 시스템(95)은 국제 특허 출원 제PCT/IB2011/052977호의 제시에 따라 선택된 마스크(90)에서 빔의 입사 각도 범위를 발생시켜서 상기 조사 빔의 상이한 각도 성분은 ATL 또는 DTL 기술에 의해 형성된 것과 대략 동등한 적분 강도 분포로 기판을 노광시킨다. 상기 포토레지스트 코팅된 기판(92)은 마스크(90)에서의 패턴을 빔(96)으로 조사하면서 x방향으로 대략 정속도로 변위됨으로써 노광되고, 이에 따라 상기 마스크 패턴 주기의 절반인 주기를 갖는 고해상도 격자 패턴이 기판(92)에 균일하게 인쇄된다. 본 실시예에서, 상기 조사는 적절한 레이저로부터 연속해서 또는 펄스될 수도 있는데, 이는 후자의 경우에 연속적인 펄스 사이에서 기판의 변위가 상기 기판을 노광시키는 적분된 횡방향 강도 분포가 DTL 또는 ATL 기술에 의해 생성된 것과 대응하도록 T/φ보다 더 작아져야 되는 경우에도 가능하다. 상기 기판 변위와 펄스의 동기화는 전술한 기구를 이용하여 얻어질 수 있다. 또한, 상기 병진 스테이지의 요잉 운동이 전술한 바와 같은 수단에 의해 충분히 작아지거나 충분히 보상되는 것을 중요하다.
본 발명의 다른 실시예에서, 상기 마스크는 제1 실시예에서와 같은 마스크에 대하여 틸팅되고 제8 실시예에서와 같은 각도 범위만큼 조사되지만, 틸트 정도와 각도 범위는 전술한 실시예에서 이용된 각 값과 관련해서 감소되어 상기 둘의 조합은 마스크에 대하여 기판을 주사하는 동안에 상기 포토레지스트 코팅된 기판에서 요구되는 적분 횡방향 강도 분포를 생성한다.
본 발명의 상기 또는 다른 실시예의 다른 변형에서, 상기 마스크와 기판 간의 평균 거리는 스페이서의 도움으로 조정되어 유지된다. 상기 스페이서는 쐐기 형상을 가질 수 있다. 상기 스페이서는 패턴 영역의 외부 영역에 또는 패턴 영역 내의 영역에 위치될 수 있다. 일 실시예에서, 상기 스페이서는 조사 파장에 투과하는 재료로 이루어진다.
반면에, 상기 실시예의 모두에서, 포토레지스트 코팅된 기판은 노광 시에 정속도로 변위하고, 다른 실시예에서, 상기 기판은, 예를 들어 기판의 일단으로부터 타단으로 노광 구배를 생성하기 위하여 x방향으로 가변 속도로 변위할 수 있다. 또 다른 실시예에서, 상기 기판은 정속도로 연속적인 순조로운 이동보다는 스테이지의 단계적인 변위로 노광될 수 있고, 상기 단계는 xz 평면에서 빔 크기에 대해 작아서 상기 횡방향 강도 분포의 요망 적분이 얻어진다.
반면에, 상기 실시예의 모두에서 이용된 광원은 바람직한 경우인 레이저이고, 다른 실시예에서, 상기 광원의 다른 유형, 예를 들어 대략 단색 광의 빔을 제공하도록 출력이 스펙트럼 여광되는 수은 램프와 같은 방전원이 이용될 수 있다.
상기 또는 다른 실시예의 변형에서, 상기 마스크와 기판 간의 갭에는 액체가 채워지고, 상기 액체의 굴절률은 소정의 조사 파장을 이용하여 고해상도로 격자를 인쇄하고 또한 상기 포토레지스트 코팅된 기판을 노광시키는 적분된 강도 분포의 대비를 향상시키기 위하여, 예를 들어 물의 굴절률인 1보다 크다. 또한, 상기 갭에 액체를 포함하는 것은 마스크와 기판 표면으로부터의 반사를 감소시켜, 상기 감광층에 광의 결합을 향상시킨다.
본 발명의 상기 또는 다른 실시예의 추가적인 변형에서, 상기 마스크 패턴에서의 피처는, 진폭 마스크의 경우에 용융 실리카 기판 상의 크롬 층에 홀을 개방시키는 대신에, 투명 기판에 적어도 하나의 위상 시프팅 재료를 이용하여 대안적으로 형성될 수 있다. 다른 실시예에서, 상기 마스크는 부분적으로 흡수 및 위상 시프팅 영역을 포함한다.
본 발명의 다양한 실시예는 큰 영역인 일차원 및 이차원 주기 패턴이 마스크에서 비교적 작은 주기 패턴으로부터 높은 균일성으로 인쇄되는 것을 가능하게 한다. 상기 다른 실시예에 의해 발생된 적분 횡방향 강도 분포는 상기 DTL 및 ATL 기술 및 전술한 바와 같은 확장된 형태에 의해 생성된 강도 분포와 동등하므로, 이는 큰 초점 심도를 갖는다. 상기 큰 초점 심도는 고해상도 패턴이 두꺼운 감광 필름에 인쇄되는 것을 가능하게 하고; 상기 마스크와 기판 간의 거리의 정밀한 조정을 불필요하게 하고; 큰 지형적 피처를 갖는 기판 및 비평탄 기판에 패턴이 인쇄되는 것을 가능하게 한다.
보다 일반적으로, 전술한 실시예는 본 발명의 바람직한 실시예로서 현재 간주될 수 있지만, 형태나 상세에 있어서 다양한 수정 및 변화가 본 발명의 범위로부터 벗어남이 없이 쉽게 이루어질 수 있다는 것을 물론 이해하여야 한다.

Claims (20)

  1. 감광층에 주기 피처의 목표 패턴을 인쇄하기 위한 방법으로서,
    a) 상기 감광층을 지지하는 기판을 제공하는 단계;
    b) 주기 피처의 마스크 패턴을 지지하는 마스크를 제공하는 단계;
    c) 상기 마스크에 근접하게 기판을 마련하여 상기 마스크가 기판에 직교하는 제1 평면에서 상기 기판에 대하여 틸트 각도를 갖도록 하는 단계;
    d) 탤벗 거리만큼 분리된 탤벗 평면 사이에서 횡방향 강도 분포의 범위로 구성된 투과 광시야를 발생시키고 상기 투과 광시야가 제1 평면에서 강도 엔벨로프를 갖도록 상기 마스크 패턴을 조사하기 위한 콜리메이트 광을 제공하는 단계; 및
    e) 상기 제1 평면 및 기판 양자와 평행한 방향으로 상기 마스크에 대하여 기판을 변위시키면서 상기 광으로 마스크를 조사하고, 이에 의하여 상기 목표 패턴이 감광층에 인쇄되는 단계
    를 포함하고,
    상기 틸트 각도 및 강도 엔벨로프는 상기 감광층이 횡방향 강도 분포 범위의 평균에 노광되도록 탤벗 거리와 관련해서 구성되는
    감광층에 주기 피처의 목표 패턴을 인쇄하기 위한 방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 마스크 패턴은 평행한 라인과 공간의 일차원 패턴을 포함하고, 상기 기판은 제1 평면이 상기 라인에 평행하도록 부가적으로 구성되는 방법.
  3. 제1항에 있어서, 상기 마스크 패턴은 주기를 갖는 평행한 라인과 공간의 일차원 패턴을 포함하고, 상기 기판은 제1 평면이 상기 라인과 직교하도록 부가적으로 구성되고, 상기 방법은 상기 기판이 주기의 절반 또는 상기 주기의 절반의 정수 배수와 같은 거리만큼 시간-주기 동안 변위하도록 선택된 시간-주기를 갖는 펄스에서 상기 마스크를 조사하는 광이 전달되도록 구성하는 단계를 더 포함하는 방법.
  4. 제1항에 있어서, 상기 마스크 패턴은 주기를 갖는 평행한 라인과 공간의 일차원 패턴을 포함하고, 상기 기판은 제1 평면이 상기 라인에 대하여 경사각을 이루도록 부가적으로 구성되고, 상기 방법은 기판에 연속적인 펄스에 의해 인쇄된 목표 패턴의 라인이 중첩되는 거리만큼 시간-주기 동안 상기 기판이 변위하도록 선택된 시간-주기를 갖는 펄스에서 상기 마스크를 조사하는 광이 전달되도록 구성하는 단계를 더 포함하는 방법.
  5. 제1항에 있어서, 상기 마스크 패턴은 일 방향으로 주기를 갖는 피처의 이차원 패턴을 포함하고, 상기 기판은 제1 평면이 상기 방향과 평행하도록 마련되고, 상기 방법은 상기 기판이 주기 또는 그의 정수 배수에 대응하는 거리만큼 시간-주기 동안 변위하도록 선택된 시간-주기를 갖는 펄스에서 상기 마스크를 조사하는 광이 전달되도록 구성하는 단계를 포함하는 방법.
  6. 제1항에 있어서, 상기 강도 엔벨로프는 빔-폭에 걸쳐 균일하도록 구성되고, 상기 틸트 각도는 탤벗 거리 또는 그의 정수 배수에 대응하는 빔-폭에 걸쳐 상기 마스크와 기판 간의 분리의 선형 변화를 생성하도록 구성되는 방법.
  7. 제1항에 있어서, 상기 강도 엔벨로프는 빔-폭에 걸쳐 균일하도록 구성되고, 상기 틸트 각도는 탤벗 거리보다 더 큰 빔-폭에 걸쳐 상기 마스크와 기판 간의 분리의 선형 변화를 생성하도록 구성되는 방법.
  8. 제1항에 있어서, 상기 강도 엔벨로프는 FWHM(full-width half-maximum) 빔-폭을 갖는 가우스(Gaussian)이도록 구성되고, 상기 틸트 각도는 적어도 탤벗 거리에 대응하는 빔-폭에 걸쳐 상기 마스크와 기판 간의 분리의 변화를 생성하도록 구성되는 방법.
  9. 제1항에 있어서, 상기 강도 엔벨로프는 FWHM(full-width half-maximum) 값을 갖고, 상기 틸트 각도는 적어도 탤벗 거리에 대응하는 빔-폭에 걸쳐 상기 마스크와 기판 간의 분리의 변화를 생성하도록 구성되는 방법.
  10. 제1항에 있어서, 상기 마스크에 대한 기판의 변위는 상기 기판이 정지되어 있는 동안 상기 마스크와 조사하는 광의 실제 변위에 의해 생성되는 방법.
  11. 제1항에 있어서, 상기 기판은 제1 평면 및 기판에 직교하는 제2 평면에서 상기 마스크와 평행하게 부가적으로 구성되는 방법.
  12. 제1항에 있어서, 상기 목표 패턴 및 마스크 패턴 양자의 주기 피처는 정확하게 주기이거나 또는 준주기인 방법.
  13. 제1항에 있어서, 상기 주기 피처의 목표 패턴은 상이한 주기를 갖는 복수의 서브 패턴을 포함하고, 상기 마스크 패턴은 상이한 주기를 갖는 복수의 서브 패턴을 포함하고, 각 서브 패턴은 탤벗 거리만큼 분리된 탤벗 평면으로 구성된 광시야를 발생시키고, 상기 틸트 각도와 강도 엔벨로프는 가장 큰 주기를 갖는 서브 패턴으로부터 상기 광시야의 탤벗 거리와 관련해서 마련되는 방법.
  14. 제1항에 있어서, 상기 b) 단계 이후에 상기 마스크와 기판 간에 유체를 도입하는 단계를 더 포함하는 방법.
  15. 감광층에 주기 피처의 목표 패턴을 인쇄하기 위한 장치이며,
    a) 상기 감광층을 지지하는 기판,
    b) 주기 피처의 마스크 패턴을 지지하는 마스크,
    c) 상기 마스크에 근접하게 기판을 배열하여 상기 마스크가 기판에 직교하는 제1 평면에서 상기 기판에 대하여 틸트 각도를 갖도록 하기 위한 기판 배열 수단,
    d) 탤벗 거리만큼 분리된 탤벗 평면 사이에서 횡방향 강도 분포의 범위로 구성된 투과 광시야를 발생시키기 위하여 상기 마스크 패턴을 콜리메이트 광으로 조사하여, 상기 투과 광시야가 제1 평면에서 강도 엔벨로프를 갖도록 하기 위한 조사 수단, 및
    e) 상기 제1 평면 및 기판 양자와 평행한 방향으로 상기 마스크에 대하여 기판을 변위시키고, 이에 의하여 상기 목표 패턴이 감광층에 인쇄되게 하기 위한 변위 수단
    을 포함하고,
    상기 틸트 각도 및 강도 엔벨로프는 상기 감광층이 횡방향 강도 분포 범위의 평균으로 노광되도록 탤벗 거리와 관련해서 구성되는
    감광층에 주기 피처의 목표 패턴을 인쇄하기 위한 장치.
  16. 제15항에 있어서, 상기 제1 평면과 기판의 변위 방향을 각도적으로 정렬하기 위한 수단을 더 포함하는 장치.
  17. 제15항에 있어서, 상기 조사 수단은 시간-주기를 갖는 펄스에서 상기 마스크를 조사하는 광을 전달하기 위한 수단을 더 포함하는 장치.
  18. 제15항에 있어서, 상기 마스크 패턴의 피처는 투명 기판에 불투명한 재료의 층 및 위상 시프팅 재료의 층 중 적어도 하나로 형성되는 장치.
  19. 제15항에 있어서, 상기 기판은 유연성 필름이고 상기 변위 수단은 롤투롤 기구인 장치.
  20. 제15항에 있어서, 상기 기판 배열 수단은 상기 기판이 조사 동안 그 위로 변위되는 제1 평면에서 만곡되는 지지부를 포함하는 장치.
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