KR20030004053A - 노광 방법 - Google Patents

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KR20030004053A
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Abstract

본 발명의 과제는 3θ 수차 등의 영향을 저감하여 원하는 패턴을 정밀도 좋게 전사하는 것이 가능한 노광 방법을 제공하는 것이다.
조명계로부터의 조명광을 마스크 패턴이 형성된 노광 마스크에 조사하고, 노광 마스크를 투과한 빛의 상을 투영 렌즈를 통해 기판 상에 투영하는 노광 방법으로서, 마스크 패턴은 체크 격자형으로 배열된 복수의 단위 회로 패턴(11)과, 단위 회로 패턴(11) 사이에 배치된 복수의 단위 보조 패턴(12)을 포함하고, 복수의 단위 회로 패턴(11) 및 복수의 단위 보조 패턴(12)에 따라서 생기는 회절광에 의거하는 투영 렌즈의 동공면 상에서의 복수의 광스폿 중, 광강도가 가장 강한 쪽의 4개의 광스폿이 동공면 상에 있어서 90도 주기로 위치하도록, 보조 패턴(12)을 배치한다.

Description

노광 방법 {Exposing Method}
본 발명은, 노광 방법, 특히 반도체 제조의 리소그래피 공정에서의 수차의 영향을 저감하는 기술에 관한 것이다.
최근, 회로 패턴의 미세화에 수반하여 노광 장치에 있어서의 투영 렌즈의 수차 영향이 문제가 되고 있다.
투영 렌즈의 수차가 작아지게 되면, 물리 광학적인 취급이 필요해지므로, 광학계의 수차를 파면 수차 형태로 변환한다. 파면 수차를 동공 좌표의 함수로 나타내는 방법으로서, 체르니케(Zernike) 다항식이 널리 이용되고 있다. 이 체르니케(Zernike) 다항식을 제16항까지 기재하면,
Z1 : 1
Z2 : rcosθ
Z3 : rsinθ
Z4 : 2r2- 1
Z5 : r2cos2θ
Z6 : r2sin2θ
Z7 : (3r2- 2r)cosθ
Z8 : (3r3- 2r)Sinθ
Z9 : 6r4- 6r2+ 1
Z10 : r3cos3θ
Z11 : r3sin3θ
Z12 : (4r4- 3r2)cos2θ
Z13 : (4r4- 3r2)sin2θ
Z14 : (10r5- 12r3+ 3r)cosθ
Z15 : (10r5- 12r3+ 3r)sinθ
Z16 : 20r6- 30r4+ 12r2- 1
로 나타낸다.
여기서, Z10 및 Z11은 일반적으로 3θ 수차라 불리우고, 패턴의 비대칭이나 DOF(Depth Of Focus) 저하의 원인이 된다. 이하, 이에 대해 도12 및 도13을 참조하여 설명한다.
도12는, Z10의 동공면 상의 분포를 모식적으로 나타낸 것으로, X축의 정방향을 기준으로 하여 주위 방향으로, 0도, 120도 및 240도로 위상 진행이 피크가 되고, 60도, 180도 및 300도로 위상 지연이 피크가 된다.
여기서, 래티클에 형성된 패턴에 의해 X축 방향으로 회절광이 생긴 경우를 생각하면, 도13에 도시한 바와 같이 웨이퍼 상에 있어서의 0차광과 1차 회절광의 결상 위치가 다르게 된다. 그로 인해, 웨이퍼 상에 있어서의 광강도 분포는 좌우 비대칭이 되므로, 좌우 비대칭인 패턴이 웨이퍼 상에 전사되어 버려 원하는 패턴을 얻을 수 없게 된다.
렌즈 수차에 기인하여 원하는 패턴을 얻을 수 없게 되는 문제에 대해서는, 종래는 렌즈 조정을 행함으로써 해결을 도모하고 있었다. 그러나, 3θ 수차에 대해서는 렌즈 조정을 행하는 것이 매우 어렵고, 상술한 바와 같은 좌우 비대칭의 패턴이 전사되게 되는 문제를 해결하는 것은 매우 곤란하였다.
특히, 래티클에 체크 격자형의 패턴이 형성되어 있는 경우, 후술하는 바와 같이, 회절광의 동공면 상에서의 강도 분포에 기인하여 3θ 수차의 영향이 증강되어 좌우 비대칭의 패턴이 전사된다는 문제가 보다 심각한 것이 된다.
이와 같이, 회로 패턴의 미세화에 수반하여 투영 렌즈의 수차에 의해 웨이퍼 상에서 원하는 패턴을 얻기 어려웠으며, 특히 3θ 수차의 영향을 저감하는 것은 매우 곤란하였다.
본 발명은 상기 종래의 과제에 대해 이루어진 것이며, 3θ 수차 등의 영향을 저감하여 원하는 패턴을 정밀도 좋게 전사하는 것이 가능한 노광 방법을 제공하는 것을 목적으로 하고 있다.
도1은 본 발명의 제1 및 제2 실시 형태에 관한 노광 장치의 개략 구성을 모식적으로 도시한 도면.
도2는 본 발명의 제1 실시 형태에 관한 것으로, 노광 마스크에 형성된 마스크 패턴을 도시한 도면.
도3은 본 발명의 제1 실시 형태에 관한 것으로, 도2에 도시한 마스크 패턴에 의한 회절광의 투영 렌즈의 동공면 상에서의 강도 분포를 나타낸 도면.
도4는 제1 실시 형태의 비교예에 관한 것으로, 노광 마스크에 형성된 마스크 패턴을 도시한 도면.
도5는 제1 실시 형태의 비교예에 관한 것으로, 도4에 도시한 마스크 패턴에 의한 회절광의 투영 렌즈의 동공면 상에서의 강도 분포를 나타낸 도면.
도6은 본 발명의 제2 실시 형태의 비교예에 관한 것으로, 노광 마스크에 형성된 마스크 패턴을 도시한 도면.
도7은 본 발명의 제2 실시 형태에 관한 것으로, 노광 마스크에 형성된 마스크 패턴을 도시한 도면.
도8은 본 발명의 제3 실시 형태에 관한 노광 장치의 개략 구성을 모식적으로 도시한 도면.
도9의 (a) 및 (b)는 본 발명의 제3 실시 형태에 관한 것으로, 3θ 수차와 조명계의 차광 영역과의 대응 관계를 나타낸 도면.
도10은 본 발명의 제3 실시 형태에 관한 것으로, 차광 영역의 변경예를 도시한 도면.
도11은 본 발명의 제3 실시 형태에 관한 것으로, 차광 영역의 변경예를 도시한 도면.
도12는 종래 기술에 관한 것으로, 동공면 상에서의 3θ 수차의 강도 분포를 나타낸 도면.
도13은 종래 기술의 문제점에 대해 도시한 도면.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
1 : 광원
2 : 조명 광학계
3 : 노광 마스크
4 : 투영 렌즈
5 : 웨이퍼
6 : 조정계
11, 13 : 단위 회로 패턴
12, 14 : 단위 보조 패턴
21 : 0차광의 스폿
22 : 회절광의 스폿
31 : 차광 영역
32 : 개구 영역
본 발명에 관한 노광 방법은, 조명계로부터의 조명광을 마스크 패턴이 형성된 노광 마스크에 조사하고, 상기 노광 마스크를 투과한 빛의 상을 투영 렌즈를 통해 기판 상에 투영하는 노광 방법으로서, 상기 마스크 패턴은 체크 격자형으로 배열된 복수의 단위 회로 패턴과, 상기 단위 회로 패턴 사이에 배치된 복수의 단위 보조 패턴을 포함하고, 상기 복수의 단위 회로 패턴 및 상기 복수의 단위 보조 패턴에 따라서 생기는 회절광에 의거하는 상기 투영 렌즈의 동공면 상에서의 복수의 광스폿 중, 광강도가 가장 강한 쪽의 4개의 광스폿이 상기 동공면 상에 있어서 90도 주기로 위치하도록, 상기 보조 패턴이 배치되어 있는 것을 특징으로 한다.
이미 서술한 바와 같이, 예를 들어 3θ 수차는 위상 어긋남(위상 진행 및 위상 지연)의 피크 위치가 동공면 상에 있어서 60도 주기로 분포하고 있다. 또한, 후술하는 바와 같이 노광 마스크에 형성된 체크 격자형의 패턴을 기판 상에 전사하는 경우에는, 회절광의 동공면 상에서의 강도 분포에 기인하여 3θ 수차의 영향이 강하게 반영된다. 본 발명에서는, 상기한 바와 같은 단위 보조 패턴을 설치함으로써, 체크 격자형의 패턴에 의한 회절광의 동공면 상에서의 강도 분포가 수정되므로, 3θ 수차의 영향을 저감하는 것이 가능해지며, 패턴 치수의 변동을 대폭으로 저감할 수 있다.
또한, 본 발명에 관한 노광 방법은 조명계로부터의 조명광을 마스크 패턴이 형성된 노광 마스크에 조사하고, 상기 노광 마스크를 투과한 빛의 상을 투영 렌즈를 통해 기판 상에 투영하는 노광 방법으로서, 상기 조명계는 차광 영역을 갖는 조명 형상이며, 상기 투영 렌즈의 주위 방향으로 분포하는 수차의 위상 어긋남량이 최대가 되는 적어도 하나의 위치에 상기 차광 영역이 겹치도록, 상기 조명계와 상기 투영 렌즈와의 상기 투영 렌즈의 주위 방향에 있어서의 상대 각도를 조정하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면, 조명계와 투영 렌즈와의 주위 방향에 있어서의 상대 각도를 상기와 같이 조정함으로써, 3θ 수차의 영향을 억제할 수 있어 패턴 치수의 변동을 대폭으로 저감할 수 있다.
이하, 본 발명의 실시 형태를 도면을 참조하여 설명한다.
<제1 실시 형태>
도1은, 본 실시 형태에 관한 노광 장치의 개략 구성을 모식적으로 도시한 도면이다. 기본적으로는 통상의 노광 장치와 마찬가지이며, 광원(1) 및 조명 광학계(2)로 이루어지는 조명계로부터의 조명광을, 원하는 마스크 패턴이 형성된 노광 마스크(3)에 조사하고, 노광 마스크(래티클, 3)를 통과한 빛에 의한 패턴 상을 투영 렌즈(투영 광학계, 4)를 통해 웨이퍼(반도체 기판, 5) 상에 투영하는 것이다. 또, 여기서 말하는 투영 렌즈(4)는 투영 광학계에 복수의 렌즈가 포함되는 경우에는 그들 복수의 렌즈 집합을 의미하는 것이며, 그들 복수의 렌즈에 의해 얻을 수 있는 광학 특성과 등가인 광학 특성을 갖는 렌즈로서 상정된 것이다.
우선, 본 실시 형태의 특징을 명확화하기 위해, 도4 및 도5에 도시한 비교예에 대해 설명한다.
도4는, 비교예에 있어서 노광 마스크(3)에 형성된 마스크 패턴을 도시한 것이다. 마스크 패턴은 체크 격자형으로 배열된 복수의 단위 회로 패턴(11)으로 이루어지며, 각 단위 회로 패턴(11)은 X 방향 및 Y 방향 모두 일정한 주기로 배열되어 있다[X 방향의 주기(Px), Y 방향의 주기(Py)]. 각 단위 회로 패턴(11)은 반도체 집적 회로에서 널리 이용되고 있는, 소위 2개선 패턴이다. 즉, 각 단위 회로 패턴(11)은 기본적인 형상이 직사각형 형상인 동일 형상의 2개의 직사각형 형상 패턴이 X 방향으로 배열된 것이다. 또, 실제적으로는 각 단위 회로 패턴(11)은 광근접 효과 보정이 실시된 복잡한 다각 형상으로 되어 있지만, 여기서는 간단하게 하기 위해, 광근접 효과 보정이 실시되어 있지 않은 경우에 대해 설명한다.
도5는, 도4에 도시한 마스크 패턴에 의해 얻을 수 있는 회절광의 투영 렌즈(4) 동공면 상에서의 강도 분포를 나타낸 것이다. 여기서는, 간단하게 하기 위해 광원(1)을 점광원으로 하여, 시뮬레이션을 행한 결과를 나타내고 있다. 또한, 0차광의 동공면 상에서의 스폿(21)을 XY 좌표의 원점(0, 0)으로 하고 있다. 본 좌표계는 투영 렌즈의 NA를 1로 하여 규격화한 상대적인 위치 관계를 나타내고 있다.
도5에 도시한 바와 같이, 회절광의 스폿(22) 중, 광강도가 상대적으로 강한 회절광 스폿은 좌표 (1.2, 0), (-1.2, 0), (0.3, 0.7), (O.3, -0.7), (-0.3, 0.7) 및 (-0.3, -0.7)의 6군데에 분포하고 있다. 그로 인해, 도4에 도시한 바와 같은 마스크 패턴을 웨이퍼 상에 전사하는 경우, 60도 주기로 위상 어긋남(위상 진행 및 위상 지연)이 피크가 되는(도12 참조) 3θ 수차의 영향을 강하게 받게 된다. 따라서, 웨이퍼 상에 있어서의 광강도 분포가 좌우 비대칭이 되어, 좌우 비대칭인 패턴이 웨이퍼 상에 전사되어 버려 패턴 치수의 변동이 커진다.
그래서, 본 실시 형태에서는 동공면 상에서의 회절광의 강도 분포를 변화시키는 보조 패턴을 추가하도록 하고 있다.
도2는, 본 실시 형태에 있어서 노광 마스크(3)에 형성된 마스크 패턴을 도시한 것이다. 마스크 패턴은 체크 격자형으로 배열된 복수의 단위 회로 패턴(11, 도4의 비교예와 동일한 패턴) 외에, 단위 회로 패턴(11) 사이에 배치된 선형의 복수의 단위 보조 패턴(12)으로 이루어진다. 또, 비교예와 마찬가지로 단위 회로 패턴(11)은 실제로는 광근접 효과 보정이 실시된 복잡한 다각 형상으로 되어 있지만, 여기서는 간단하게 하기 위해 광근접 효과 보정이 실시되어 있지 않은 패턴을 나타내고 있다.
각 단위 보조 패턴(12)은, 웨이퍼(5)의 표면에 있어서 해상 한계 이하가 되는 선폭이며, 구체적으로는 단위 보조 패턴(12)의 선폭(W)은 광원(1)으로부터 생기는 조명광의 파장을 λ, 투영 렌즈(4)의 개구수를 NA로 하여, W ≤ 0.4 × λ/NA가 되는 관계를 충족시키고 있다. 또한, 단위 보조 패턴(12)의 길이(L)는 단위 회로 패턴(11)의 X 방향의 변의 길이(L)와 같게 되어 있다. 또, 도면에 도시한 예에서는 단위 보조 패턴(12)은 연속된 1개의 패턴으로 되어 있지만, 단위 회로 패턴(11)을 구성하는 2개의 직사각 형상 패턴의 각각의 짧은 변에 대응(대향)시켜 2개로 분할한 패턴이라도 좋다.
또한, 단위 보조 패턴(12)은 단위 회로 패턴(11)과 마찬가지로, X 방향 및 Y 방향 모두 일정한 주기로 배열되어 있다[X 방향의 주기(Px), Y 방향의 주기(Py)].그리고, 단위 보조 패턴(12)의 중심과, 상기 단위 보조 패턴(12)을 협지하는 2개의 단위 회로 패턴(11)의 각각 중심과의 거리는 서로 비슷하게 되어 있다. 즉, X 방향에 있어서의 각 중심간의 거리는 Px/2이며, Y 방향에 있어서의 각 중심간의 거리는 Py/2로 되어 있다.
도3은, 도2에 도시한 마스크 패턴에 의해 얻게 되는 회절광의 투영 렌즈(4)의 동공면 상에서의 강도 분포를 나타낸 것이다. 비교예와 마찬가지로, 광원(1)을 점광원으로 하여, 시뮬레이션을 행한 결과를 나타내고 있고, 0차광의 동공면 상에서의 스폿(21)을 XY 좌표의 원점(0, 0)으로 하고 있다.
도3에 도시한 바와 같이, 회절광에 의해 생기는 회절광 스폿(22) 중, 광강도가 상대적으로 강한 회절광 스폿은, 좌표 (1.2, 0), (-1.2, 0), (0, 1.4) 및 (O, -1.4)의 4군데에 분포하고 있다. 즉, 이들의 회절광 스폿(22)은 동공면 주위 방향에 있어서 90도 주기로 분포하고 있게 된다. 그로 인해, 60도 주기로 위상 어긋남(위상 진행 및 위상 지연)이 피크가 되는 3θ 수차의 영향을 완화하는 것이 가능하다. 따라서, 3θ 수차에 의한 웨이퍼 상의 광강도 분포의 비대칭성을 억제할 수 있어, 웨이퍼 상에 있어서의 패턴 치수의 변동을 대폭으로 저감하는 것이 가능해진다.
또, 본 예에서는 단위 회로 패턴(11)으로서 2개선 패턴을 이용하였지만, 또한 갯수를 늘린 패턴이라도 좋다. 또한, 단위 보조 패턴(12)의 형상, 갯수, 길이 등에 대해서도, 상술한 예에 한정되는 것이 아니며, 동공면 상에서의 복수의 광스폿 중, 광강도가 가장 강한 쪽의 4개의 광스폿이 동공면 상에 있어서 90도 주기로위치하는 것이면 된다.
<제2 실시 형태>
다음에, 제2 실시 형태에 대해 설명한다. 노광 장치의 구성에 대해서는 도1에 도시한 제1 실시 형태의 것과 마찬가지이다.
도6은, 본 실시 형태의 비교예에 있어서 노광 마스크(3)에 형성된 마스크 패턴을 도시한 것이다. 마스크 패턴은 체크 격자형으로 배열된 복수의 단위 회로 패턴(13)으로 이루어지며, 각 단위 회로 패턴(13)은 X 방향 및 Y 방향 모두 일정한 주기로 배열되어 있다[X 방향의 주기(Px), Y 방향의 주기(Py)]. 각 단위 회로 패턴(13)은 반도체 집적 회로에서 널리 이용되고 있다. 배선용의 소위 라인 패턴이고, X 방향으로 가늘고 긴 직사각 형상이다. 또, 실제로는 각 단위 회로 패턴(13)은 광근접 효과 보정이 실시된 복잡한 다각 형상으로 되어 있지만, 제1 실시 형태와 마찬가지로 간단하게 하기 위해, 광근접 효과 보정이 실시되어 있지 않은 패턴을 도시하고 있다.
도6에 도시한 마스크 패턴에 의해 얻게 되는 회절광의 투영 렌즈(4)의 동공면 상에서의 강도 분포도, 도5에 도시한 제1 실시 형태의 비교예와 유사한 경향을 나타낸다. 그로 인해, 3θ 수차의 영향을 강하게 받고, 웨이퍼 상에 있어서의 광강도 분포가 좌우 비대칭이 되므로, 좌우 비대칭인 패턴이 웨이퍼 상에 전사되어 버려 패턴 치수의 변동이 커진다.
그래서, 본 실시 형태에서는 동공면 상에서의 회절광의 강도 분포를 변화시키는 보조 패턴을 추가하도록 하고 있다.
도7은, 본 실시 형태에 있어서 노광 마스크(3)에 형성된 마스크 패턴을 도시한 것이다. 마스크 패턴은 체크 격자형으로 배열된 복수의 단위 회로 패턴(13, 도6의 비교예와 동일한 패턴) 외에, 단위 회로 패턴(13) 사이에 배치된 선형의 복수의 단위 보조 패턴(14)으로 이루어진다. 또, 비교예와 마찬가지로 단위 회로 패턴(13)은 실제로는 광근접 효과 보정이 실시된 복잡한 다각 형상으로 되어 있지만, 여기서는 간단하게 하기 위해 광근접 효과 보정이 실시되어 있지 않은 패턴을 도시하고 있다.
각 단위 보조 패턴(14)은 웨이퍼(5)의 표면에 있어서 해상 한계 이하가 되는 선폭이며, 제1 실시 형태와 같은 단위 보조 패턴(14)의 선폭(W)은 W ≤ 0.4 × λ/NA가 되는 관계를 충족시키고 있다. 또한, 단위 보조 패턴(14)의 길이(L)는 단위 회로 패턴(13)의 Y 방향 변의 길이와 같게 되어 있다.
또한, 단위 보조 패턴(14)은 단위 회로 패턴(13)과 같이, X 방향 및 Y 방향 모두 일정한 주기로 배열되어 있다[X 방향의 주기(Px), Y 방향의 주기(Py)]. 그리고, 단위 보조 패턴(14)의 중심과, 상기 단위 보조 패턴(14)을 협지하는 2개의 단위 회로 패턴(13) 각각의 중심과의 거리는 서로 같게 되어 있다. 즉, X 방향에 있어서의 각 중심간의 거리는 Px/2이며, Y 방향에 있어서 각 중심간의 거리는 Py/2로 되어 있다.
본 실시 형태에 있어서도, 도7에 도시한 마스크 패턴에 의해 얻을 수 있는 회절광의 투영 렌즈(4) 동공면 상에서의 강도 분포는 도3에 도시한 제1 실시 형태와 유사한 경향을 나타낸다. 즉, 회절광에 의해 생기는 회절광 스폿 중, 광강도가상대적으로 가장 강한 쪽의 4개의 회절광 스폿은 동공면 주위 방향에 있어서 90도 주기로 분포하고 있다. 그로 인해, 제1 실시 형태와 같이 3θ 수차의 영향을 완화하는 것이 가능하다. 따라서, 3θ 수차에 의한 웨이퍼 상의 광강도 분포의 비대칭성을 억제할 수 있어, 웨이퍼 상에 있어서의 패턴 치수의 변동을 대폭으로 저감하는 것이 가능해진다.
또, 본 실시 형태에 있어서도 제1 실시 형태와 같이, 단위 보조 패턴(14)의 형상, 갯수, 길이 등은 상술한 예에 한정되는 것이 아니며, 동공면 상에서의 복수의 광스폿 중, 광강도가 가장 강한 쪽의 4개의 광스폿이 동공면 상에 있어서 90도 주기로 위치하는 것이면 좋다.
<제3 실시 형태>
도8은, 본 실시 형태에 관한 노광 장치의 개략 구성을 모식적으로 도시한 도면이다.
도8에 도시한 노광 장치의 기본적인 구성은 도1에 도시한 노광 장치와 마찬가지이지만, 본 실시 형태에서는 도1에 도시한 각 구성 요소 외에, 광원(1) 및 조명 광학계(2)로 이루어지는 조명계와 투영 렌즈(4)와의 회전 방향[투영 렌즈(4)의 주위 방향]에 있어서의 상대 각도를 조정하기 위한 조정계(조정 기구, 6)를 구비하고 있다. 또한, 조명계는 차광 영역을 갖는 조명 형상으로 되어 있다.
노광 마스크(3)의 패턴으로서, 제1 실시 형태에서 나타낸 도4의 패턴 혹은 제2 실시 형태에서 나타낸 도6의 패턴을 이용한 경우, 이미 서술한 바와 같이 투영 렌즈(4)의 3θ 수차의 영향을 강하게 받기 때문에, 웨이퍼 상에 있어서 광강도 분포가 비대칭이 되어, 패턴 치수의 변동이 커진다.
그래서, 본 실시 형태에서는 도9의 (a) 및 (b)에 도시한 바와 같이 하여, 3θ 수차의 영향을 저감하도록 하고 있다. 도9의 (a)에 도시한 바와 같이, 3θ 수차는 60도 주기로 위상 어긋남(위상 진행 및 위상 지연)이 피크[피크 위치(피크 각도) A1 내지 A6]가 된다. 본 실시 형태에서는, 도9의 (b)에 도시한 바와 같이 적어도 하나의 피크 위치에 조명계의 차광 영역(31)이 대응하도록(겹치도록), 조정계(6)에 의해 조명계와 투영 렌즈와의 회전 방향에 있어서의 상대 각도를 조정한다.
이와 같이, 조명계와 투영 렌즈와의 위치 관계를 조정함으로써, 3θ 수차의 영향을 억제할 수 있다. 따라서, 3θ 수차에 의한 웨이퍼 상의 광강도 분포의 비대칭성을 수정할 수 있어, 웨이퍼 상에 있어서의 패턴 치수의 변동을 대폭으로 저감하는 것이 가능해진다.
또, 상술한 예에서는 도9의 (b)에 도시한 바와 같은 4중 극조명을 이용했지만, 이 이외에도 도10에 도시한 2중 극조명이나 도11에 도시한 5중 극조명 등, 여러 가지의 조명 형상을 이용하는 것이 가능하다. 또한, 차광 영역(31) 및 개구 영역(32)의 형상에 대해서도, 다양한 형상을 이용하는 것이 가능하다. 또한, 조명계와 투영 렌즈와의 회전 방향에 있어서 상대 각도의 조정에다가 다시 노광 마스크에 대한 조명계 및 투영 렌즈의 회전 방향에 있어서 상대 각도를 조정하도록 해도 좋다.
이상, 본 발명의 실시 형태를 설명하였지만, 본 발명은 상기 실시 형태에 한정되는 것이 아니며, 그 취지를 일탈하지 않은 범위 내에 있어서 여러 가지 변형하여 실시하는 것이 가능하다. 또, 상기 실시 형태에는 다양한 단계의 발명이 포함되어 있고, 개시된 구성 요건을 적절하게 조합함으로써 여러 가지 발명이 추출될 수 있다. 예를 들어, 개시된 구성 요건으로부터 몇개의 구성 요건이 삭제되어도, 소정의 효과를 얻을 수 있는 것이면 발명으로서 추출될 수 있다.
본 발명에 따르면, 3θ 수차 등의 영향이 저감되므로, 원하는 패턴을 정밀도 좋게 기판 상에 전사하는 것이 가능해진다.

Claims (12)

  1. 조명계로부터의 조명광을 마스크 패턴이 형성된 노광 마스크에 조사하고, 상기 노광 마스크를 투과한 빛의 상을 투영 렌즈를 통해 기판 상에 투영하는 노광 방법이며,
    상기 마스크 패턴은, 체크 격자형으로 배열된 복수의 단위 회로 패턴과, 상기 단위 회로 패턴 사이에 배치된 복수의 단위 보조 패턴을 포함하고,
    상기 복수의 단위 회로 패턴 및 상기 복수의 단위 보조 패턴에 따라서 생기는 회절광에 의거하는 상기 투영 렌즈의 동공면 상에서의 복수의 광스폿 중, 광강도가 가장 강한 쪽의 4개의 광스폿이 상기 동공면 상에 있어서 90도 주기로 위치하도록, 상기 보조 패턴이 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 노광 방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 단위 보조 패턴은 선형의 보조선 패턴인 것을 특징으로 하는 노광 방법.
  3. 제2항에 있어서, 상기 보조선 패턴은 상기 기판 표면에 있어서 해상 한계 이하가 되는 선폭인 것을 특징으로 하는 노광 방법.
  4. 제3항에 있어서, 상기 선폭(W)은 상기 조명광의 파장을 λ, 상기 투영 렌즈의 개구수를 NA로 하여, W ≤ 0.4 × λ/NA인 것을 특징으로 하는 노광 방법.
  5. 제2항에 있어서, 상기 보조선 패턴의 길이는 상기 단위 회로 패턴의 상기 보조선 패턴과 평행한 변의 길이와 같은 것을 특징으로 하는 노광 방법.
  6. 제1항에 있어서, 상기 단위 보조 패턴은 상기 단위 보조 패턴을 협지하는 2개의 상기 단위 회로 패턴과의 각 거리가 서로 같아지도록 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 노광 방법.
  7. 제1항에 있어서, 상기 단위 회로 패턴은 기본 형상이 직사각형 형상인 동일 형상의 복수의 직사각형 형상 패턴이 상기 직사각 형상 패턴의 짧은 변에 평행한 방향으로 배열한 것을 특징으로 하는 노광 방법.
  8. 제7항에 있어서, 상기 단위 보조 패턴은 상기 직사각형 형상 패턴의 짧은 변과 평행하게 배치된 선형 패턴인 것을 특징으로 하는 노광 방법.
  9. 제1항에 있어서, 상기 단위 회로 패턴은 기본 형상이 직사각형 형상인 직사각형 형상 패턴인 것을 특징으로 하는 노광 방법.
  10. 제9항에 있어서, 상기 단위 보조 패턴은 상기 직사각형 형상 패턴의 짧은 변과 평행하게 배치된 선형 패턴인 것을 특징으로 하는 노광 방법.
  11. 조명계로부터의 조명광을 마스크 패턴이 형성된 노광 마스크에 조사하고, 상기 노광 마스크를 투과한 빛의 상을 투영 렌즈를 통해 기판 상에 투영하는 노광 방법이며,
    상기 조명계는 차광 영역을 갖는 조명 형상이며, 상기 투영 렌즈의 주위 방향으로 분포하는 수차의 위상 어긋남량이 최대가 되는 적어도 하나의 위치에 상기 차광 영역이 겹치도록, 상기 조명계와 상기 투영 렌즈와의 상기 투영 렌즈의 주위 방향에 있어서 상대 각도를 조정하는 것을 특징으로 하는 노광 방법.
  12. 제11항에 있어서, 상기 마스크 패턴은 체크 격자형으로 배열된 복수의 단위 회로 패턴을 포함하는 것을 특징으로 하는 노광 방법.
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Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3875158B2 (ja) * 2002-08-09 2007-01-31 株式会社東芝 露光装置判定システム、露光装置判定方法、露光装置判定プログラム及び半導体装置の製造方法
KR100929287B1 (ko) * 2007-12-31 2009-11-27 주식회사 하이닉스반도체 마스크 및 그 제조 방법
US7934173B2 (en) * 2008-01-14 2011-04-26 Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. Reverse dummy insertion algorithm
JP5356114B2 (ja) 2009-05-29 2013-12-04 株式会社東芝 露光用マスク及び半導体装置の製造方法
CN102193307B (zh) * 2010-03-15 2013-07-31 中芯国际集成电路制造(上海)有限公司 用于增强待量测图案的可辨认度的方法

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3293882B2 (ja) 1992-03-27 2002-06-17 株式会社東芝 投影露光装置
US5638211A (en) * 1990-08-21 1997-06-10 Nikon Corporation Method and apparatus for increasing the resolution power of projection lithography exposure system
US5305054A (en) * 1991-02-22 1994-04-19 Canon Kabushiki Kaisha Imaging method for manufacture of microdevices
JP2890892B2 (ja) 1991-04-30 1999-05-17 キヤノン株式会社 露光装置及びそれを用いた素子製造方法
JP2633091B2 (ja) 1991-02-22 1997-07-23 キヤノン株式会社 像投影方法、回路製造方法及び投影露光装置
US5357311A (en) * 1991-02-25 1994-10-18 Nikon Corporation Projection type light exposure apparatus and light exposure method
JPH0677111A (ja) 1992-08-27 1994-03-18 Nec Corp 縮小投影露光装置
KR960002536A (ko) * 1994-06-29 1996-01-26
KR960006686A (ko) 1994-07-22 1996-02-23 신동율 써라운드 형 무선 송수신 헤드폰 장치
JPH08123007A (ja) * 1994-10-18 1996-05-17 Fujitsu Ltd 位相シフトレチクル
JP3119217B2 (ja) 1997-10-31 2000-12-18 日本電気株式会社 フォトマスクおよびフォトマスクを使用した露光方法

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