KR19990086512A - 복굴절 물질로 만들어진 투과형 광학부품을 사용한 리소그래피장비용 광학계의 초점심도 확장 방법 및 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 리소그래피 장비의 광학계가 갖는 초점심도를 확장하여 광학계 광축 방향의 보다 넓은 범위에서 원하는 해상도의 상을 얻을 수 있도록 하는, 복굴절 물질로 만들어진 투과형 광학부품을 사용하여 리소그래피 장비용 광학계의 초점심도를 확장하는 방법 및 장치에 관한 것이다.
본 발명은, 조명광으로 원본인 마스크를 조명하고 광학계를 사용하여 이를 작업물 위에 전사하여 미세 형상을 만들어주는 리소그래피 장비에 있어서,
상기 광학계는, 부품 또는 유니트의 일부로서 복굴절 물질로 제작된 투과형 복굴절 광학부품 또는 이들의 결합으로 이루어지는 복굴절 광학유니트를 포함하여,
상기 복굴절 광학유니트에 의해 맺히는 상이 조명광의 편광 성분에 따라 광학계의 광축 방향으로 서로 다른 위치에 맺히게 하여 초점심도를 확장하도록 하는 방법 및 장치로서 이루어지고,
이러한 복굴절 물질로 평행평판 또는 렌즈와 같은 광학부품을 제작하여 광학계를 구성하는 부분품으로서 광학계 내에 설치하면 입사한 빛의 편광방향에 따라서 그 굴절률에 차이가 나타나게 되어 빛이 지나가게 되는 경로가 달라지게 되고 그 결과 광학계의 광축 방향을 따라 상을 맺는 위치가 달라지게 되어 일정한 범위에서 연속적으로 상을 맺게 됨으로써 이 범위에서 원하는 해상도의 상을 얻을 수 있게 되므로써,
리소그래피 장비에 장착되는 광학계에 적용되어 반도체나 디스플레이 소자, 미소 기전 소자(micro electro-mechanical system) 등을 사진 전사적 방법에 의해 제작할 때 원하는 해상도의 상이 맺히는 범위를 광축방향으로 확장하여 생산성을 높이는 데 사용하거나 두께가 두꺼운 감광물질의 전체 두께를 감광시키기 위하여 사용할 수 있다.

Description

복굴절 물질로 만들어진 투과형 광학부품을 사용한 리소그래피 장비용 광학계의 초점심도 확장 방법 및 장치
본 발명은 리소그래피 장비에서 사진 전사하고자 하는 원본인 마스크의 상을 광학계를 사용하여 기판 위에 도포된 감광제 층에 맺히게 함에 있어서, 상이 맺히는 위치를 광학계의 광축과 동일한 방향으로 어느 정도의 범위에 걸쳐서 형성되게 함으로써 광학계의 초점심도를 확장하는 복굴절 물질로 만들어진 투과형 광학부품을 사용한 리소그래피 장비용 광학계의 초점심도 확장 방법 및 장치에 관한 것이다.
리소그래피 장비용 광학계의 통상적인 방법에서는 광학계에 의한 상이 한 점에 모인 후 다시 퍼져 나가게 되는 데, 이 경우 빛이 퍼져 나감에 따라 점차 강도가 약해지게 되어 어느 정도 이상이 되면 감광제를 감광시킬 수 없게 된다. 또한 감광제를 감광시키는 강도를 갖는 범위 안이라 할지라도 빛이 퍼지는 정도에 따라 광학계의 광축에 수직한 방향으로 상이 퍼지게 되면 상이 커져서 원하는 해상도의 상이 맺히지 않게 된다. 이와 같은 두 가지 관점에서 상이 형성되면서 그 상의 해상도가 원하는 값을 만족시키는 광축 방향으로 상이 맺히는 범위를 초점심도라 하는데, 이러한 초점심도는 통상적으로 조명에 사용되는 빛의 파장에 비례하고, 사용되는 광학계의 상대적인 크기라 할 수 있는 개구수의 제곱에 반비례하므로 리소그래피에 사용되는 파장이 점차 짧아짐에 따라 초점심도도 좁아져서 공정상의 여유도가 작아지게 된다. 따라서 이 문제는 생산라인에서 생산성을 낮추는 한 원인이 되고 있다.
도 1은 통상적인 광학계에서 사용되고 있는, 빛의 편광방향에 관계없이 동일한 굴절률을 갖는 이른바 등방성 광학계의 원리를 개략적으로 도시한 것으로서, a는 등방성 물질로 만들어진 등방성 광학부품(110), b는 상기 등방성 광학부품(110)으로 구성된 등방성 광학유니트(100)의 원리를 나타낸 것이다.
도 1에 도시된 바와 같이 등방성 광학부품(110) 또는 상기 등방성 광학부품(110)으로 구성된 등방성 광학유니트(100)는 조명되는 광선이 어느 한 방향의 직선편광(112), 또는 이에 수직한 다른 방향의 직선편광(113)을 갖느냐에 상관없이 광학계의 광축(1)을 따라 동일한 위치에 상점(115)을 형성하게 된다.
이 때 상점(115)에 수렴된 빛은 상점(115)을 지난 후 다시 퍼지게 되며, 이에 따라서 감광시키는 데 필요한 만큼의 빛의 강도를 갖는 영역인 광학계의 광축(1) 방향으로 일정한 범위에서 원하는 상을 얻을 수 있게 되고, 광학계의 광축 방향의 이 범위를 초점심도(117)라 한다.
상기 등방성 광학부품(110) 또는 등방성 광학유니트(100)가 생성하는 초점심도(117)는 원하는 정도의 해상도를 갖는 상을 맺게 해줄 수 있는 범위가 좁아 해상도가 낮아지게 된다.
이러한 초점심도상의 문제를 해결하기 위하여 종전의 방법에서는 감광제의 표면에서만 감광하도록 하는 공정상의 기법을 사용하거나 상하방향으로 움직이는 스테이지를 사용하여 기계적인 방법으로 작업물인 웨이퍼를 광축 방향으로 이동시켜 가면서 여러 번에 걸쳐서 노광시킴으로써 초점심도를 확장하는 방법을 사용하여 왔다. 이밖에도 마스크에서 인접한 패턴간에 위상차를 일으키는 구조로 마스크를 제작하여 상점에 수렴하는 광속이 이루는 원뿔을 가늘게 하여 초점심도를 확장하는 방법 등이 사용되어 왔다.
종전의 방법 중 첫번째 방법은 얇은 표면층에서만 감광이 일어나도록 하기 위하여 이미 도포되어 있는 감광층을 변성시키는 추가적인 공정이 필요하고, 감광층 형성에 특수한 재료를 써야 하므로 공정이 번거로워지고 공정비용이 올라간다는 문제가 있다.
두번째 방법은 통상적인 공정과 감광제를 사용하지만 기계적인 수단을 사용하여 웨이퍼를 광학계의 광축 방향으로 움직여 가며 여러 번에 걸쳐 노광을 시켜야 하기 때문에 웨이퍼 이동시 장비가 불안정해지기 쉽고, 여러 번의 노광으로 인해 공정에 소요되는 시간이 길어진다는 단점이 있다. 또한, 최근에는 리소그래피 장비로 노광하여야 하는 면적이 넓어짐에 따라 종전의 정지한 상태에서 노광하는 방식에서 스테이지를 움직여가면서 주사에 의해 노광하는 방식으로 바뀜에 따라서 이 방식을 사용할 수 없게 되었다.
세번째 방법에서는 마스크 자체의 제작이 통상적인 마스크에 비해서 기술적으로 상당히 어려우며, 이러한 마스크를 사용하였을 때의 상은 어떤 한 상점에 수렴하는 빛들이 이루는 원뿔형의 광속에서 그 중심되는 광선에 대해 대칭적이 아니게 되어 상당량의 수차가 발생하게 된다.
상기한 문제점들을 해소하기 위하여 고안된 본 발명은,
통상의 광학계를 사용하여 복사하고자 하는 원본인 마스크의 상을 기판 위에 맺도록 할 때, 상이 한 점에서만 맺힘으로 인해 원하는 해상도를 얻을 수 있는 범위가 좁은 것을, 즉, 초점심도가 좁은 것을 복굴절 물질의 광학적 원리를 이용하여 광축 방향으로 일정한 범위에서 연속적으로 상이 맺게 함으로써 원하는 해상도의 상을 상대적으로 확장된 범위에서, 즉, 확장된 초점심도에서 얻을 수 있도록 하는 복굴절 물질로 만들어진 투과형 광학부품을 사용한 리소그래피 장비용 광학계의 초점심도 확장 방법을 제공함을 목적으로 한다.
본 발명의 또 다른 목적은, 전술한 마스크의 상을 기판 위에 맺힐 때 초점심도가 광축방향 일정한 범위에서 연속적으로 상이 맺게 함으로써 해상도를 개선하도록 하는 복굴절물질로 만들어진 투과형 광학부품을 사용한 리소그래피 장비용 광학계의 초점심도 확장 장치를 제공함을 목적으로 한다.
도 1은 종래의 등방성 광학계의 원리도로서,
a는 등방성 광학부품의 특성을,
b는 등방성 광학유니트의 특성을 도시한 설명도.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 개략적인 구성도.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 복굴절 광학계의 원리도로서,
a는 복굴절 광학부품의 특성을,
b는 복굴절 광학유니트의 특성을 도시한 설명도.
도 4는 임의 광선의 편광 방향을 2개의 성분으로 분해할 수 있음을 보이는 설명도.
도 5는 리소그래피 장비에 사용되는 텔레센트릭 광학계의 특성을 나타낸 설명도.
도 6은 감광물질의 특성을 나타내는 설명도로서,
a는 일반적인 감광물질의 광감도곡선을,
b는 리소그래피에 사용되는 감광물질의 광감도곡선도.
*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명
1: 광학계의 광축 10: 일반적인 빛
11: 빛의 임의의 하나 20: 조명광선
30: 마스크 40: 기판
50: 감광물질의 막 100: 등방성 광학유니트
110: 등방성 광학부품 115: 등방성 광학부품에 의한 상점
116: 등방성 광학부품에 의한 광속
117: 등방성 광학부품에 의한 초점심도
200: 복굴절 광학유니트 210: 복굴절 광학부품
211: 복굴절 물질의 광축
212: 복굴절 물질의 광축에 평행한 직선편광성분
213: 복굴절 물질의 광축에 수직한 직선편광성분
213a: 복굴절 물질의 광축에 수직한 직선편광에 의한 상의 위치
212a: 복굴절 물질의 광축에 평행한 직선편광에 의한 상의 위치
217: 복굴절 광학부품에 의한 초점심도
300: 텔레센트릭 광학계 330: 마스크
331: 마스크 중심 물체점
331a: 마스크 중심에 있는 물체점에서 광학계로 들어가는 광속의 중심선
331b: 마스크 중심에 있는 물체점에서 광학계로 들어가는 광속
332: 마스크 가장자리와 중심 사이에 있는 물체점
333: 마스크 가장자리에 있는 물체점
340: 상면 341: 상면 중심에 있는 상점
341a: 상면 중심에 있는 상점에 수렴하는 광속의 중심선
341b: 상면 중심에 있는 상점에 수렴하는 광속
342: 상면 중심과 가장자리 사이에 있는 상점
343: 상면 가장자리에 있는 상점
401: 일반적인 감광물질의 광감도곡선
402: 리소그래피에 사용되는 감광물질의 광감도곡선
상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은,
조명광으로 원본인 마스크를 조명하고 광학계를 사용하여 이를 작업물 위에 전사하여 미세 형상을 만들어주는 리소그래피 장비에 있어서,
상기 광학계는, 부품 또는 유니트의 일부로서 복굴절 물질로 제작된 투과형 복굴절 광학부품 또는 이들의 결합으로 이루어지는 복굴절 광학유니트를 포함하여,
상기 복굴절 광학유니트에 의해 맺히는 상이 조명광의 편광 성분에 따라 광학계의 광축 방향으로 서로 다른 위치에 맺히게 하여 초점심도를 확장하도록 하는 방법 및 장치로서 이루어진다.
상기 복굴절 광학유니트는, 조명광으로써 편광이 되지 않은 빛을 사용하여 광학계의 광축 방향으로 연속적으로 상점을 형성하도록 하고,
이러한 상점으로 수렴하거나 이러한 상점들로부터 발산하는 광속들이 공간적으로 서로 결합하여 광축 방향의 특정한 지점에서 감광을 위해 필요한 최소한의 강도 이상의 강도를 갖도록 하여 초점심도를 확장하도록 이루어질 수 있다.
상기 복굴절 광학유니트는, 조명광으로써 한 방향 또는 그 이상의 방향으로 편광된 빛을 이용하여 두 개 이상의 지점에서 상이 형성되도록 하고,
이러한 상점들로 수렴하거나 이러한 상점들로부터 발산하는 광속들이 공간적으로 서로 결합하여 광축 방향의 특정한 지점에서 감광을 위해 필요한 최소한의 강도 이상의 강도를 갖도록 하여 초점심도를 확장하도록 할 수도 있다.
상기 복굴절 광학유니트는, 조명광으로써 원편광인 빛을 사용하여 두 개 이상의 지점에서 상이 형성되도록 하고,
이러한 상점들로 수렴하거나 이러한 상점들로부터 발산하는 광속들이 공간적으로 서로 결합하여 광축 방향의 특정한 지점에서 감광을 위해 필요한 최소한의 강도 이상의 강도를 갖도록 하여 초점심도를 확장하도록 이루어질 수도 있다.
상기 조명광은, 복굴절 물질의 광축과 45도를 이루는 방향으로 선편광된 빛을 사용하여도 무방하다.
상기 복굴절 물질은, 수정, 방해석, 운모, 또는 복굴절성 폴리머 등으로 형성함이 바람직하다.
상기 복굴절 물질로 제작되는 광학부품은, 평행 평면판, 렌즈, 프리즘, 광학쐐기 중 하나 또는 그 이상의 종류를 2개 이상 결합하여 이루어질 수도 있다.
이하 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 보다 상세히 설명하기로 한다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 복굴절 물질로 만들어진 투광형 광학부품을 사용한 리소그래피 장비용 광학계의 초점심도 확장 방법 및 장치의 개략적인 구성도이다.
도 2에 도시된 바와 같이 본 발명은 조명광(20)으로 원본인 마스크(30)를 조명하고 광학계를 사용하여 이를 작업물 위에 전사하여 미세 형상을 만들어주는 리소그래피 장비에 있어서,
상기 광학계는, 부품 또는 유니트의 일부로서 복굴절 물질로 제작된 투과형 복굴절 광학부품(210) 또는 이들의 결합으로 이루어지는 복굴절 광학유니트(200)를 포함하여,
상기 복굴절 광학유니트(200)에 의해 맺히는 상이 조명광의 편광 성분에 따라 광학계의 광축 방향으로 서로 다른 위치(213a)(212a)에 맺히게 하여 초심도를 확장하도록 이루어진다.
상기한 복굴절 물질로서는 수정, 방해석, 운모, 복굴절성 폴리머 등을 이용할 수 있다.
상기 복굴절 물질로 만들어진 투과형 복굴절 광학부품(210)은, 평행평판, 렌즈, 프리즘, 광학쐐기 등으로 형성되거나, 이들의 결합체인 복굴절 광학 유니트(200) 형태로 광학계 내에 설치하여 빛의 편광 성분에 따른 굴절률의 차이를 이용하여 빛의 경로를 변화시켜서 광학계의 광축 방향으로 상이 맺히는 곳을 다르게 하여 확장된 범위에서 원하는 해상도의 상을 얻을 수 있도록 한다.
상기한 구성을 지닌 본 발명의 작용상태를 살펴본다.
도 3은 본 발명에 따른 복굴절 물질로 만들어진 광학부품(210)의 원리를 이용하여 광학계의 초점심도를 확장하는 원리를 개략적으로 도시한 설명도로서,
도 3의 a는 복굴절 물질로 이루어진 광학부품(210)이 나타내는 특성을 나타낸 것이다.
도시된 바와 같이 복굴절 물질로 만들어지는 광학부품(210)은 복굴절 물질의 광축(211)에 평행한 방향의 직선 편광을 갖는 광선(212)과, 수직한 방향의 직선 편광이 갖는 광선(213)에 대해 복굴절 물질이 서로 다른 굴절률을 나타내므로, 평행한 방향의 직선편광을 갖는 광선(212)이 이루는 상점(212a)의 위치와 수직한 방향의 직선편광을 갖는 광선(213)이 이루는 상점(213a)의 위치가 광학계의 광축(1)을 따라 소정 간격을 두고 서로 다른 위치에 놓이게 된다.
도 4는 임의 광선의 편광방향을 2개의 편광성분으로 분해할 수 있음을 보이기 위한 설명도이다.
도 4의 a에 도시된 바와 같이, 통상적인 빛(10)은 임의의 방향으로 편광된 빛(11)들이 모여서 이루어진다. 이러한 임의의 방향으로 편광된 빛(11)은 도 4의 b에 도시된 바와 같이 두 개의 성분(11a)(11b)으로 나눌 수 있다.
이 때 한 편광 방향(11a)을 전술한 복굴절 물질의 광축(211)에 수직한 편광(213)이라 하고 다른 한 편광(11b)은 이에 수직한 편광(212)이라 할 때, 통상적인 빛(10)은 임의의 방향으로 편광된 빛(11)들이 모여서 된 것이므로 그 빛 중의 하나인 임의의 방향으로 편광된 빛(11)은 두 성분(11a)(11b)으로 분해할 수 있다.
도 3의 b는 복굴절 물질로 만들어진 광학부품(210)이 포함된 복굴절 광학유니트(200)에서 초점심도(217)가 확장되는 원리를 보이기 위한 설명도로서,
도시된 바와 같이, 상기한 복굴성 물질로 만들어진 광학부품(210)이 포함된 복굴절 광학유니트(200)는, 도 4에서 설명한 두 편광성분(11a),(11b)이 각각의 상점(213a)(212a)에 수렴하게 광속(213b)(212b)을 형성하게 되고 이들 각각은 각각의 상점(213a)(212a)을 지난 후 다시 퍼져 나가게 되는데,
이와 같이 편광 방향에 따라서 상점이 소정간격을 두고 (213a)과 (212a)에 형성되면 어떤 임계치 이상으로 빛의 강도가 유지되는 영역이 광학계의 광축 방향으로는 확대되고, 광축에 수직한 방향으로는 축소되게 된다.
이와 같은 원리에 의해서 원하는 분해능을 갖는 상을 광학계의 광축 방향으로 보다 넓은 영역에서 얻을 수 있게 되므로써, 감광물질에 상이 형성되기 위해서 요구되는 일정한 수준 이상의 빛을 받아야 하는 빛의 강도가 이와 같은 조건을 만족시키는 일정한 범위인 초점심도(217) 내에서 상이 형성되게 된다.
이 때 형성되는 초점심도(217)는 도 1의 b에 도시된 등방성 광학유니트(100)가 형성하는 초점심도(117) 범위보다 넓게 형성되므로 본 발명의 목적을 달성하게 된다.
즉, 도 2에 도시된 바와 같이 편광되지 않은 빛(20)으로 마스크(30)를 조명하여 주면 이 빛은 등방성 물질로 만들어진 광학부품(110)들로 구성되는 등방성 광학유니트(100)를 지나는 동안은 편광에 의한 효과가 전혀 나타나지 않고 동일한 경로를 지나가게 된다. 이러한 빛이 복굴절 물질로 된 광학부품(210)으로 구성된 복굴절 광학유니트(200)를 지나면서 편광에 의한 효과를 나타나게 된다. 즉, 당초의 빛은 복굴절 물질의 광축에 수직한 편광과 이에 수직한 편광성분으로 나뉘게 되며 이에 따라 복굴절 물질로 만들어진 광학부품(210)의 굴절률이 서로 다른 값을 갖게 되므로 그 경로가 바뀌게 된다. 이와 같이 경로가 바뀐 빛이 다시 등방성 광학부품(110)으로 구성된 등방성 광학유니트(100)를 지난 후 복굴절 물질의 광축에 평행한 방향의 편광 성분이 형성하는 수렴 광속(213b)과 광축에 수직한 방향의 편광성분이 형성하는 수렴 광속(212b)을 이루어 각각의 상점 (213a)와 (212a)를 기판(40) 위에 도포된 감광물질의 막(50) 내에 형성하게 된다.
이때 등방성 광학부품들로 만들어져 상하에 위치된 등방성 광학유니트(100)의 존재는 광학계 설계상 필요할 수도 있고 필요하지 않을 수도 있다. 즉, 본 발명에서 의도하는 효과는 등방성 물질로 만들어진 광학부품(110) 또는 등방성 광학 유니트(100)들의 존재 여부에 관계없이 나타난다.
즉, 편광방향에 따라서 상점이 달라지는 효과는 전적으로 복굴절 물질로 된 광학부품(210)에 의한 것이며 등방성 물질로 된 광학부품(110)과는 관련이 없다.
한편 리소그래피 장비에 사용되는 광학계는 도 5에서 보는 바와 같은 텔레센트릭 광학계(300)가 주로 사용되어지며 물체 평면인 마스크(330) 상에 있는 각각의 점 (331),(332),(333)에서 나온 빛은 광학계(300)를 지나서 상면(340) 상의 각각의 점 (341),(342),(343)에 그 상이 맺히게 된다. 이때 물체점 (331),(332),(333)에서 나온 광선 중 텔레센트릭 광학계(300)를 지나가는 빛이 이루는 광속(331b),(332b),(333b)의 중심선은 각각 (331a),(332a),(333a)가 된다. 이들 중심선은 물체 평면 중심에 있는 점 (331)에 대한 것을 제외하고는 광학계의 광축에 대해서 평행하지 않으나 이들이 텔레센트릭 광학계(300)를 지난 후 형성하게 되는 상점 (341),(342),(343)에 집속되는 광속(341b),(342b),(343b)의 중심선(341),(342),(343) 은 광축에 평행하게 된다. 이와 같이 되는 것이 텔레센트릭 시스템의 한 특성이다. 따라서 이러한 텔레센트릭 광학계(300)에 의한 상의 중심은 항상 광학계의 광축과 상면이 만나는 점(341)에서 일정한 거리에 있게 된다. 이에 따라 광축 방향으로 여러개의 상을 중첩하여 만들어주면 상점의 위치가 다소 달라지더라도 그 상의 형태는 변화시키지 않으면서 좋은 상을 얻을 수 있다.
도 6은 리소그래피 공정에 흔히 사용되는 감광물질인 포토레지스트의 특성을 설명하고 있다. 일반 사진기용 필름과 같은 통상적인 감광제는 도 6의 (a)와 같이 쪼여주는 빛의 강도가 증가함에 따라 현상 후에 남는 감광물질의 밀도가 서서히 변화하는 특성을 가지는 광감도 곡선(401)을 나타낸다. 따라서 카메라와 같은 광학계를 사용하여 상을 맺게 하면 그 상의 콘트라스트가 낮아지게 된다. 반면에 리소그래피 공정에 사용되는 감광제는 도 6의 (b)와 같이 노광해주는 빛의 강도가 증가하더라도 어느 정도의 영역까지는 거의 변화가 없다가 일정한 강도 이상에서 급격히 밀도가 증가하는 광감도 곡선(402)을 나타나게 된다. 따라서 이러한 감광물질에 상이 맺게 하면 그 상의 콘트라스트가 높아서 현상 후 감광물질이 남는 곳과 남지 않는 곳의 경계가 뚜렷해진다. 이와 같은 특성은 반도체나 디스플레이 소자를 제작할 때 필요로 하는 패턴을 명확하게 구현할 수 있도록 해준다.
그러므로 리소그래피 장비에 사용되는 텔레센트릭 광학계에 본 발명의 복굴절 광학부품(210)의 특성을 이용하여, 전체 광학계를 구성하는 광학부품 중 일부를 복굴절 광학부품(210)을 사용해주면 사진 전사해 주고자 하는 원본인 마스크(30)의 상은 조명해주는 빛(20)의 편광방향에 따라 광학계의 광축 방향으로 여러개가 형성되어 초점심도가 확장되므로써 그 상의 형태는 변화시키지 않으면서 보다 향상된 해상도의 좋은 상을 얻을 수 있게 하는 것이다.
이상에서 상세히 살펴본 바와 같이 본 발명에 의한 복굴절 물질로 만들어진 투과형 광학부품을 사용한 리소그래피 장비용 광학계의 초점심도 확장방법 및 장치는,
어떤 광학계에 의해서 어떤 물체의 상이 맺을 때 사용되는 조명광의 편광 성분에 따라 상이 맺히는 위치가 광축 방향으로 소정의 간격을 가지는 다른 위치에 형성되게 함으로써 통상의 광학계로 얻을 수 있는 초점심도 보다 확장된 초점심도를 얻을 수 있도록 하여,
리소그래피 장비에 장착되는 광학계에 적용되어 반도체나 디스플레이 소자, 미소 기전 소자(Micro electro-mechanical system) 등을 사진 전사적 방법에 의해 제작할 때 원하는 해상도의 상이 맺히는 범위를 광축방향으로 확장하여 생산성을 높이는 데 사용하거나 두께가 두꺼운 감광물질의 전체 두께를 감광시킴에 있어서 보다 개선된 해상도의 좋은 상을 얻을 수 있는 효과를 가진다.

Claims (15)

  1. 조명광으로 원본인 마스크를 조명하고 광학계를 사용하여 이를 작업물 위에 전사하여 미세 형상을 만들어주는 리소그래피 장비에 있어서,
    상기 광학계는, 부품 또는 유니트의 일부로서 복굴절 물질로 제작된 투과형 복굴절 광학부품 또는 이들의 결합으로 이루어지는 복굴절 광학유니트를 사용하여,
    상기 복굴절 광학유니트에 의해 맺히는 상이 조명광의 편광 성분에 따라 광학계의 광축 방향으로 서로 다른 위치에 맺히게 하여 초점심도를 확장하도록 하는 복굴절 물질로 만들어진 투과형 광학부품을 사용한 리소그래피 장비용 광학계의 초점심도 확장방법.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 복굴절 광학유니트는, 조명광으로써 편광이 되지 않은 빛을 사용하여 광학계의 광축 방향으로 연속적으로 상점을 형성하도록 하고,
    이러한 상점으로 수렴하거나 이러한 상점들로부터 발산하는 광속들이 공간적으로 서로 결합하여 광축 방향의 특정한 지점에서 감광을 위해 필요한 최소한의 강도 이상의 강도를 갖도록 하여 초점심도를 확장하도록 함을 특징으로 하는 복굴절 물질로 만들어진 투과형 광학부품을 사용한 리소그래피 장비용 광학계의 초점심도 확장방법.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 복굴절 광학유니트는, 조명광으로써 한 방향 또는 그 이상의 방향으로 편광된 빛을 이용하여 두 개 이상의 지점에서 상이 형성되도록 하고,
    이러한 상점들로 수렴하거나 이러한 상점들로부터 발산하는 광속들이 공간적으로 서로 결합하여 광축 방향의 특정한 지점에서 감광을 위해 필요한 최소한의 강도 이상의 강도를 갖도록 하여 초점심도를 확장하도록 함을 특징으로 하는 복굴절 물질로 만들어진 투과형 광학부품을 사용한 리소그래피 장비용 광학계의 초점심도 확장방법.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 복굴절 광학유니트는, 조명광으로써 원편광인 빛을 사용하여 두 개 이상의 지점에서 상이 형성되도록 하고,
    이러한 상점들로 수렴하거나 이러한 상점들로부터 발산하는 광속들이 공간적으로 서로 결합하여 광축 방향의 특정한 지점에서 감광을 위해 필요한 최소한의 강도 이상의 강도를 갖도록 하여 초점심도를 확장하도록 함을 특징으로 하는 복굴절 물질로 만들어진 투과형 광학부품을 사용한 리소그래피 장비용 광학계의 초점심도 확장방법.
  5. 제 3항에 있어서,
    상기 조명광은, 복굴절 물질의 광축과 45도를 이루는 방향으로 선편광된 빛을 사용함을 특징으로 하는 복굴절 물질로 만들어진 투과형 광학부품을 사용한 리소그래피 장비용 광학계의 초점심도 확장방법.
  6. 조명광으로 원본인 마스크를 조명하고 광학계를 사용하여 이를 작업물 위에 전사하여 미세 형상을 만들어주는 리소그래피 장비에 있어서,
    상기 광학계는, 빛의 편광성분에 따른 굴절률의 차이를 이용하여 빛의 경로를 변화시켜서 광학계의 광출방향으로 상이 맺히는 곳을 다르게 하여 확장된 범위에서 원하는 해상도의 상을 얻을 수 있도록 복굴절물질로 만들어진 투과형 광학부품을 포함하여 설치하거나 또는 이들의 결합체인 광학유니트로 설치됨을 특징으로 하는 복굴절 물질로 만들어진 투과형 광학부품을 사용한 리소그래피 장비용 광학계의 초점심도 확장장치.
  7. 제 6항에 있어서,
    상기 복굴절 물질은, 수정으로 이루어짐을 특징으로 하는 복굴절 물질로 만들어진 투과형 광학부품을 사용한 리소그래피 장비용 광학계의 초점심도 확장장치.
  8. 제 6항에 있어서,
    상기 복굴절 물질은, 방해석으로 이루어짐을 특징으로 하는 복굴절 물질로 만들어진 투과형 광학부품을 사용한 리소그래피 장비용 광학계의 초점심도 확장장치.
  9. 제 6항에 있어서,
    상기 복굴절 물질은, 운모로 이루어짐을 특징으로 하는 복굴절 물질로 만들어진 투과형 광학부품을 사용한 리소그래피 장비용 광학계의 초점심도 확장장치.
  10. 제 6항에 있어서,
    상기 복굴절 물질은, 복굴절성 폴리머로 이루어짐을 특징으로 하는 복굴절 물질로 만들어진 투과형 광학부품을 사용한 리소그래피 장비용 광학계의 초점심도 확장장치.
  11. 제 6항에 있어서,
    상기 복굴절 물질로 제작되는 투과형 광학부품은, 평행 평면판인 것을 특징으로 하는 복굴절 물질로 만들어진 투과형 광학부품을 사용한 리소그래피 장비용 광학계의 초점심도 확장장치.
  12. 제 6항에 있어서,
    상기 복굴절 물질로 제작되는 투과형 광학부품은, 렌즈를 포함하여 되는 복굴절 물질로 만들어진 투과형 광학부품을 사용한 리소그래피 장비용 광학계의 초점심도 확장장치.
  13. 제 6항에 있어서,
    상기 복굴절 물질로 제작되는 광학부품은, 프리즘을 포함하여 되는 복굴절 물질로 만들어진 투과형 광학부품을 사용한 리소그래피 장비용 광학계의 초점심도 확장장치.
  14. 제 6항에 있어서,
    상기 복굴절 물질로 제작되는 광학부품은, 광학쐐기를 포함하여 되는 복굴절 물질로 만들어진 투과형 광학부품을 사용한 리소그래피 장비용 광학계의 초점심도 확장장치.
  15. 제 6항에 있어서,
    상기 복굴절 물질로 제작되는 복굴절 광학유니트는, 평행 평판, 렌즈, 프리즘, 광학쐐기 중 하나 또는 그 이상의 종류를 2개 이상 결합하여 되는 복굴절 물질로 만들어진 투과형 광학부품을 사용한 리소그래피 장비용 광학계의 초점심도 확장장치.
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