KR20040026106A - 노광방법, 마스크 제조방법, 반도체 장치의 제조방법, 및노광장치 - Google Patents

Abstract

포토리토그래피(photolithography)공정에 제공되는 한 쌍의 반사형 마스크에 있어서, 패턴구성요소는 EUV광의 투영벡터에 비례하여 각 방향으로 분할되어, 각각의 반사형 마스크는 한 방향으로 확장되는 패턴구성요소를 가지게 된다. 노광공정은 각각의 반사형 마스크를 이용하여 노출된 피노광체에 연속적으로 수행되며, 반사형 마스크가 어느 것에서 다른 것으로 변화할 때 수행되며, 피노광체와 다른 반사형 마스크는 회전되어, 피노광체와 투영벡터의 각도가 변화하기 전의 반사형 마스크에서와 동일한 각도로 된다.

Description

노광방법, 마스크 제조방법, 반도체 장치의 제조방법, 및 노광장치{Exposure method, mask fabrication method, fabrication method of semiconductor device, and exposure apparatus}

본발명은 반도체 장치의 회로패턴을 구성하는 리토그래피(lithography) 공정에 사용되는 노광방법, 이 리토그래피 공정에 사용되는 노광 마스크의 마스크 제조방법, 이 리토그래피 공정을 포함하는 반도체 장치의 제조방법, 및 노광장치에 관한 것이다.

반도체 장치의 제조에 사용되는 한 공정인 리토그래피(lithography) 공정에 있어서, 노광장치에서 광원의 파장은 구성패턴의 소형화와 함께 짧아지는 경향이 있다. 예를 들면, 광원은 i-광(파장=365㎚)에서 KrF 엑시머(excimer)(파장=248㎚) 변화하며, 또 ArF엑시머(파장=93㎚)로, 또 F2(파장=53㎚)로 변화한다. 이것은 해상도를 향상시키기 위함을 의미하며, 투영 광학계의 개구수(NA)의 증대와 노광파장의 단축화에 의해 수행된다. 일반적으로, 해상도는 노광의 파장에 의해 결정되며 레이레이의 공식(Rayleigh's formula), w=K1 ×(λ/NA)로 표현되고, 여기서 w는 패턴의 해상도, NA는 투영광학계의 개구수, λ는 노광의 파장이다.

게다가, K1은 저항에 의해 결정된 1보다 작은 정(正)의 정(定)수(positive constant)이며, 이 방법은 노광공정에 이용된다.

게다가, 최근에는 패턴의 최소화를 위하여 노광으로써 파장 5-15㎚을 갖는 소프트 X-광영역의 광과 같은 소위 극단자외광(Extreme Ultra Violet ray)(EUV)이 제안되었다. EUV광이 사용되면, 해상도는 상기 레이레이의 공식에 의해 w=43㎚로 얻어지며, 이때 K1=0.8, NA=0.25, 노광으로써의 EUV파장은 13.5㎚로 제공된다.

그리고 나서, 50㎚패턴폭의 디자인 룰로 매칭하는 패턴의 가공이 수행될 수 있게 된다. 마침내, EUV노광기술은 차세대 노광기술로 예견된다.

이경우, EUV광과 관련하여, EUV광을 흡수하진 않으나 전송하는 어떤 물체나 물질도 없으며, 따라서 EUV광에 대하여 종래 리토그래피 공정에서 널리 적용된 광투과형 투영광학계의 구성이 적용이 불가능하다. 따라서, EUV광을 이용하는 경우, 반사형 투영광학계(빛을 반사하는 반사형 마스크와 반사형 광학계를 포함하는)의 구성이 필요하다.

도 3은 반사형 투영광학계를 가진 노광장치의 일예를 나타낸 개략도이다.

도 3의 노광장치는 EUV광에 대한 광원(1)과, 반사형 마스크(2)와, 반사형 광학계(3)(예를 들면, 복수의 반사 거울)과, 반사형 마스크(2)를 지지하는 마스크 홀더(4), 이동가능한 렉티클 스테이지(recticle stage)(5), 웨이퍼 홀더(wafer holder)(6), 이동가능한 웨이퍼 스테이지(7)로 구성된다. 피노광체로서의 웨이퍼(8)는 웨이퍼 홀더(6)의 방식에 의해 이동가능한 웨이퍼 스테이지(7)상에 보존된다(hold). EUV광의 광원(1)으로서, 레이저 플라즈마 시스템이 지적되고, 엑시마 레이저와 같은 고출력 레이저광이 노즐(도시안됨)으로부터 방출된 희귀 가스와 같은 EUV광 발산물질에 집광되어 조사되며, 낮은 전위로 트랜지스트 하게 하는 EUV광을 발생시켜 물질이 플라스마 상태에서 익사이티드되게 한다. 그리고 광원(1)으로부터 조사된 EUV광은 반사형 광학계(3)를 통과하며, 이에 의해 반사형 마스크(2)의 반사면상에 형성된 패턴(마스크 패턴)은 LSI패턴(반도체 장치의 구성에 필요한 회로 패턴)으로서의 웨이퍼(8)상에 투영된다. 이경우, 반사형 마스크(2)상의 밝은 영역은 링모양으로 형성되며, 게다가, 조사 노광방식을 채택하여, 상기 반사형 마스크(2)상의 패턴은 반사형 광학계(3)에 비례하여 반사형 마스크(2)와 웨이퍼(8)를 상대적으로 조사함으로써 웨이퍼(8)상에 연속적으로 투사된다.

도 4는 노광장치에 사용되는 반사형 마스크(2)의 구성예를 나타내는 투시도이다. 도에서 도시된 바와 같이, EUV광을 반사하기 위한 마스크 블랭크(blank)(2a)와 마스크 블랭크(2a)의 반사면을 덮기 위해 형성된 EUV광흡수필름이 설치되어 있는 마스크는 이미 알려져 있다. 마스크 블랭크(2a)는 Mo(Molybdenum)필름과 Si(silicon)필름을 반복적으로 교대로 쌓음으로써 형성된 다층 필름구조를 가지고 있으며, 더미의 교대 수는 보통 40층이다. 상기 기술한 다층 필름구조에 의해, 마스크 블랭크(2a)는 대략 70%의 파장반사력에서 13.5㎚를 갖는 EUV광을 반사한다.

게다가, 마스크 블랭크(2a)의 반사면을 그것에 대응하는 패턴을 갖는 흡수 필름(2b)으로 덮음으로써, EUV광의 반사는 선택적으로 수행된다. 이 경우, 만일 다층필름과 같은 반사 물질이 흡수 필름 블랭크에 패터닝(patterning)되면, 실패로부터의 회복은 불가능하나, 만일 패터닝이 흡수필름(2b)과 같은 것을 제공하여 수행된다면, 다시 시도하는 것이 가능해져서 그것의 패턴을 회복하는 것이 용이해지며, 따라서 마스크 블랭크(2a)를 흡수필름(2b)으로 덮는 것이 바람직하다.

이러한 반사 마스크(2)를 이용하는 경우, 반사면에서 반사된 빛은 반사면에 투사된 빛과 상호 간섭하지 않고 반사형 광학계(3)에 제공된다. 따라서, 반사형 마스크(2)에 입사된 광은 반사면의 정상선에 비례하여 입사각θ를 갖는 구부러진 입사광이 된다. 입사광의 입사각θ는 반사면에서 조명(illumination)의 NA(이하에서 NAill이라 언급됨)에 의해 결정되며, 이것은 반사형 투영광학계의 웨이퍼 표면에서의 NA와 소망하는 해상도(resolution)에 근거한 투영배율에 의해 결정된다.(3) 예를 들면, 투영배율은 종래의 조광장치의 투영배율보다 4배계(system)의 것이 제공되며, 반사형 마스크(2)에 입사되는 광의 입사각θ는 원하는 해상도에 의해 결정된 NA=0.2∼0.3의 레벨이 될 때 약 4°가 된다.

그러나, 상기와 같이 비스듬히 입사되는 경우에, 웨이퍼(8)에 투영되는 패턴은 투사광의 투영벡터에 비례하여 반사형 마스크(2)상의 마스크 패턴의 방향에 의존하여 변동된다.

이경우, 만일 마스크 패턴이 예를 들어 LSI패턴의 투영에 관한 것이라면, 마스크 패턴이 EUV광의 투영벡터방향에 대응하여 평행 또는 수직하게 됨에 의해 마스크 패턴의 방향이 분할된다. 즉, LSI패턴의 투영에 관한 마스크 패턴은 보통 투영벡터의 방향에 평행한 측면을 가지는 패턴 구성요소와 패턴벡터의 방향에 직각의 측면을 가지는 패턴구성요소로 분할된다. 따라서, 마스크 패턴을 구성하는 각각의 패턴구성요소는 본문에서 이하 기술되는 것처럼 정의된다.

도 5는 마스크 패턴의 방향을 설명하는 개략도이다. 도에서 도시된 바와 같이, 반사형 마스크(2)상에 형성된 마스크 패턴은 이동가능한 렉티클 스테이지(5)가 이동(도 3에서 도시)하는 것과 같이 도에서 Y방향으로 조사되고, 따라서, 마스크 패턴은 웨이퍼(8)상에서 투사된다. 이때 비스듬히 들어오는 EUV광의 입사각θ는 (예를 들면, 4°)도에서 X축의 각이다. 따라서, 마스크 패턴의 조사방향에 평행한 방향으로 확장되는 패턴구성요소는, 즉 투영벡터의 방향에 평행한 측면을 가진 패턴구성요소는 V-선(경(수직)-선)으로 정의된다. 반대로, 마스크 패턴의 조사 방향에 수직인 방향에서 확장되는 패턴구성요소는, 즉 투영벡터의 방향에 수직한 측면을 가진 패턴구성요소는 H-선(횡(수평)-선)으로 정의된다.

도 6은 EUV광이 비스듬히 입사될 때 패턴투영후의 V-선과 H-선의 패턴폭차이를 시뮬레이팅함으로써 얻어진 일 구체예를 나타내는 개략도이다. 일반적으로, V-선과 H-선의 패턴폭차이를 엄격히 시뮬레이팅하는 경우, 반사형 마스크(2)상의 흡수필름(2b)(도 4)의 두께에 근거한 3차원 전자기장 시뮬레이션(three-dimensional electromagnetic field simulation)이 제공될 필요가 있으나, 도면에서는, 흡수필름(2b)의 두께가 0이 되면, 이 차원 바이너리(binary) 마스크상에 입사하는 EUV광의 경우에 의해 접근되며, 도 6에서 묘사된 시뮬레이션의 결과, 웨이퍼(8)상의 모든 V-선과 H-선의 공간과 선의 투영된 선폭은, EUV광의 파장=13.5㎚, NA=0.25, σ=0.70, 마스크상의 입사각=4˚(X축상), 투영배율=4, 웨이퍼상의 선과 공간의 패턴폭=50㎚인 조건하에서 계산되었다. 시뮬레이션 결과에 따르면, ±0.1㎛의 초점 영역의 범위에서 V-선과 H-선사이에 약4㎚의 선폭차가 있다는 것이 감지되었다. 게다가, 약 2배의 초점영역내에서 V-선과 H-선의 변동이 감지되었다.

상기 서술한 바와 같이, 반사형 마스크(2)상에 EUV광이 비스듬히 입사된 때에, 웨이퍼(8)상에 투영되는 선패턴의 폭은 투영벡터에 비례한 마스크 패턴의 방향에 의존하며, 그 결과, 투영상(image)의 해상도에 역효과를 야기시킬 수도 있다.

그러나, 투영된 V-선과 H-선의 폭간의 차이를 제거하여 보정하려는 것과 관련하여 종래에 다양한 기술들이 제안되어 왔으나, 투영된 V, H-선패턴의 폭에서 변동을 일으키는 노광공정상의 EUV광 입사각에 의존하는 해상도의 마진(margin) 차를 향상시키려는 제안은 특별히 시도되지 않았다. 게다가, 투영된 패턴의 폭은 또한 반사형 마스크(2)(이하에서는 OPE(optical proximity effect)특성이라 불림)상의 초기밀도나 반복율에도 의존하며, 이 OPE 특성은 또한 EUV광의 입사각에도 의존한다.

본발명에 따르면, V-선과 H-선 사이의 패턴폭의 차를 야기시키지 않게 배열하며, 즉 예를 들어 마스크 패턴의 정정에 의존하지 않고 투영벡터에 비례한 마스크 패턴의 방향에 의해 영향받게된다. 즉 본발명은 투영된 이미지의 왜곡이나 찌그러짐 등이 없이 투영상에서 해상도의 마진(margine)차를 향상시킬 수 있는 노광방법, 마스크 제조방법 및 반도체 장치의 제조방법을 제공한다.

이 발명은 상기 언급한 향상을 위해 소개된다.

즉, 본발명은 노광에 대한 반사형 마스크를 이용하여 피노광체상의 소망의 패턴을 투사하는 노광방법이며, 상기 언급한 원하는 패턴에 대응하는 마스크 패턴의 패턴구성요소는 노광의 투영벡터에 비례하여 각각의 방향으로 분할되고, 오직 같은 방향의 패턴구성요소를 가지는 반사형 마스크 패턴의 세트가 제공된다. 그리고 나서, 피노광체상의 패턴투사는 각 방향의 반사형 마스크에 대한 노광의 반사와 조사에 의해 연속적으로 수행된다. 이경우, 어느 반사형 마스크가 다른 반사형 마스크로 변화할 때, 다른 반사형 마스크와 피노광체는 투영벡터에 비례하여 회전하여, 다른 반사형 마스크의 패턴구성요소의 각도와 투영벡터의 각도는 원래의 반사형 마스크의 패턴구성요소와 투영벡터의 각도와 같아진다.

게다가 본발명은 상기 언급한 개량을 위한 마스크 제조방법에 관한 것이다.

즉, 본발명은 노광을 반사함으로써 피노광체상의 소망의 패턴을 투사하는데 사용되는 반사형 마스크의 제조방법에 관한 것이며, 상기 언급한 원하는 패턴에 대응하는 마스크 패턴의 패턴구성요소는 그것의 투영벡터에 비례하여 각 방향으로 분할되고, 오직 같은 방향의 패턴구성요소를 가지는 반사형 마스크의 세트 각각에 제공된다. 각각의 반사형 마스크와 관련하여, 각각의 반사형 마스크와 상기 언급한 피노광체는 투영벡터에 비례하여 회전함으로써, 반사형 마스크와 투영벡터 각각의 각도는 항상 동일하게 된다.

게다가 본발명은 상기 언급한 개량을 위한 반도체 장치의 제조방법에 관한 것이다. 즉, 본발명은 노광에 관한 반사형 마스크를 이용함으로써 피노광체상의 소망의 패턴을 투사하는 리토그래피 공정을 포함하는 반도체 장치의 제조방법에 관한 것이며, 상기 언급한 소망의 패턴에 대응한 마스크 패턴의 패턴구성요소는 노광의 투영벡터에 비례하여 각 방향으로 분할되고 오직 같은 방향의 패턴구성요소를 갖는 반사형 마스크 패턴의 세트가 제공된다. 그리고 나서, 피노광체상의 패턴 투사는 각 방향의 반사형 마스크에 대한 노광의 반사와 조사에 의해 연속적으로 수행된다. 이경우, 어느 반사형 마스크는 다른 반사형 마스크로 변화하고, 다른 반사형 마스크와 피노광체는 투영벡터에 비례하여 회전하여 다른 반사형 마스크의 패턴구성요소와 투영벡터의 각도가 처음 반사형 마스크의 패턴구성요소와 투영벡터의 각도와 동일해진다.

상기 언급한 노광방법, 마스크 제조방법, 반도체 장치의 제조방법에 따라, 피노광체상에 형성된 소망하는 패턴에 대응한 마스크 패턴은 각 방향에 대해 V-선과 H-선 패턴구성요소로 분할되며, 각 방향에 대하여 각각의 마스크 패턴의 쌍이 분할된다. 그리고 나서, 어느 반사형 마스크가 다른 반사형 마스크로 변할 때, 다른 반사형 마스크와 피노광체는 회전된다. 그렇게 하여, 반사형 마스크의 패턴구성요소와 투영벡터의 각도는 항상 동일하게 된다. 따라서, 심지어 노광이 반사형 마스크상에 비스듬히 입사되는 경우에도, 패턴구성요소와 투영벡터간의 각도에 의존한 투영패턴의 폭차이는 발생하지 않는다.

도 1은 본발명에 따른 노광방법의 간단한 개략도를 나타내며, 여기서 (a), (b), (c)는 노광방법의 공정을 나타낸다;

도 2는 본발명에 따른 마스크 제조방법의 절차적 흐름을 나타내는 프로우차트이다;

도 3은 본발명에 따른 반사형 투사 광학계를 갖는 노광장치의 일 실시예를 나타내는 개략도이다;

도 4는 도 3에서 노광장치에 사용된 반사형 마스크의 일 구성예를 나타내는 투시도이다.

도 5는 마스크의 방향을 설명하는 개략도이며;

도 6은 노광이 비스듬히 입사할 때 투사후의 V-선과 H-선의 패턴폭의 차를 시뮬레이팅하여 얻어진 일 구체예를 나타내는 개략도이다.

이하에서는, 본발명에 따른 노광방법, 마스크 제조방법, 반도체 장치의 제조방법, 그리고 노광장치가 도면을 참조하여 구체적으로 설명될 것이다. 그러나, 종래의 것과 관련한 차이만 설명될 것이며, 종래의 것과 유사한 노광장치의 구성에 대한 설명(도 3)과 반사형 마스크 자체의 구성(도 4)에 대한 설명은 여기서 생략된다.

도 1은 본발명에 따른 노광방법의 간단한 개략도를 나타낸다. 반도체 장치를 제조하는 공정 중 하나인 리토그래피 공정에서, 여기서 설명된 노광방법은 피노광체로서 웨이퍼상에 있는 반도체 장치의 구성에 필요한 LSI패턴의 투사에 적용된다. 더 구체적으로는, 이 노광방법은 , 웨이퍼상의 반사형 마스크상에 형성된 마스크 패턴을 투사하기 위해 EUV광 (예를 들면, 파장=13.5㎚)에 대한 반사형마스크를 사용하며 따라서 웨이퍼상에 LSI패턴을 형성시키는 때에 적용된다. 노광은 하전입자광, X-광, 극단자외광, 자외광, 그리고 가시광 중 하나일 수도 있으나, 본문에서는 노광의 일예로서 EUV광을 설명하게 될 것이다.

마스크형 패텬은 도 1에서 도시된 바와 같이 비스듬히 입사된 EUV광의 투영벡터방향에 비례하여 평행방향으로 확장되는 V-선의 패턴구성요소(11a)와, 투영벡터에 비례하여 수직방향으로 확장되는 H-선의 패턴구성요소 (11b)로 구성된다. 그러한 마스크 패턴을 웨이퍼상에서 투사하기 위하여, 반사형 마스크는 이하의 절차에 의해 준비되고 형성된다.

도 2는 본발명에 따른 마스크 제조방법의 절차적 흐름을 도시한 프로우차트이다. 도에서 도시된 바와 같이. 본 실시예의 반사형 마스크의 패턴을 구성할 때, 입력설계데이터(전 패턴을 위한 데이터)가 단계(S101)에서 웨이퍼상에 형성되는 LSI패턴에 대응한 마스크 패턴을 얻게 된다. 입력설계데이터로서, 예를 들어 CAD(Computer Aided Design)데이터가 그것에 대응한다.그리고 나서, 입력설계데이터는 V-선의 패턴구성요소(11a)에 대응하는 V-선 데이터와 H-선의 패턴구성요소(11b)에 대응하는 H-선 데이터로 분할된다.

더 구체적으로는, 단계(102)에서 오직 X방향에 대한 오버(over)-사이즈와 언더(under)-사이즈의 사이즈데이터를 삭제함으로써, 오직 X방향에 대한 도형 데이터가 단계(103)에서 추출된다. 이경우, 입력설계데이터상의 좌표공간은 노출된 좌표공간과 일치된다. 따라서 X방향으로 확장된 도형데이터는 H-선 데이터에 대응하고, Y방향(즉, 노광장치의 작동 방향)으로 확장하는 도형데이터는 V-선에 대응한다. 오직 X방향에 대한 도형데이터가 추출된 후, 오직 X방향에 대한 도형데이터가 단계 (S104)에서 입력설계데이터로부터 감해지고(subtract), 나머지 도형데이터가 단계 (S105)로부터 추출(extract)된다. 이런 도형 데이터의 나머지는 Y방향으로 확장되는 도형데이터에 대응하며, 즉, V-선 데이터이다. 상기 언급한 바와 같이, 그러한 반사형 마스크를 형성하는 경우, 마스크 패턴에 대한 입력설계데이터를 EUV광의 투영벡터의 방향과 관련하여 각 방향에 관련된 V-선 데이터와 H-선데이터로 분할하는 것이 필요하다.

그리고 나서, 분할된 V-선 데이터와 H-선 데이터에 근거하여, 오직 V-선에 대한 패턴구성요소(11a)로 구성되는 마스크 패턴을 가진 V-선 마스크 (12a)와, 오직 H-선에 대한 패턴구성요소(11b)로 구성되는 마스크 패턴을 갖는 H-선 마스크(12b)가 각각 형성된다. 따라서, 각각의 방향에 대한 반사형 마스크 (12a)와 (12b)가 준비된다.

이경우, V-선 마스크(12a)와 H-선 마스크(12b)는 종래의 방법으로 형성될 수도 있으며, 따라서 그것에 대한 설명은 여기서 생략한다. 더구나, 입력설계데이터를 V-선 데이터와 H-선 데이터로 분할하는 것에 대하여는, 상기 언급한 절차에 의해 수행할 필요가 없으며, 이미 알려진 다른 도형 처리 기술이 적용될 수 있다.

V-선 마스크(12a)와 H-선 마스크(12b)가 준비된 후에, 마스크 패턴은 처음에 두 개의 마스크 중 하나를 이용하여 웨이퍼(8)상에 투영된다. 즉, V-선 마스크(12a)와 H-선 마스크(12b) 중 하나에 EUV광이 조사되고, 오직 V-선에 대한 패턴구성요소(11a)로 구성되는 마스크 패턴이나, 오직 H-선에 대한패턴구성요소(11b)로 구성되는 마스크 패턴 중에 하나를 웨이퍼상에 반사광이 도착되도록 함으로써 웨이퍼상에 형성시킨다.

패턴상(pattern image)중 하나가 투사된 후에, 다른 반사형 바스크(12a) 또는 (12b)가 웨이퍼(8)상에 투사된다. 예를 들어, 만일 V-선 마스크(12a)를 이용하여 노광과 투사가 실행되었다면, 그 다음에는 H-선 마스크(12b)를 이용하여 노광과 투사가 수행된다. 이경우, 다른 반사형 마스크에 대응하는 H-선 마스크(12b)의 상대적인 위치는 EUV광의 투영벡터와 비례하여 약 90°만큼 회전된다. 게다가 도 1(c)에서 도시한 바와 같이, 패턴이 투사된 웨이퍼(8)의 상대적인 위치도 EUV광의 투영벡터에 비례하여 약 90°만큼 회전된다.

따라서, 심지어 EUV광의 조사 피노광체가 다른 반사형 마스크 즉 H-선 마스크(12b)로, 변화하는 경우라도, H-선 마스크 (12b)의 패턴구성요소(11b)와 EUV광의 투영벡터의 각도는 V-선 마스크 (12b)의 패턴구성요소(11b)와 EUV광의 투영벡터의 각도와 동일해지며, V-선 마스크(12b)를 이용한 노광은 이미 끝난다. 게다가, 웨이퍼(8) 또한 약 90°만큼 회전하므로, 원하는 패턴의 투영상은 웨이퍼(8)상에 정확하게 형성되며, H-선 마스크(12b)로 마스크가 변하는 때에도 H-선 마스크(12b)는 약 90°만큼 회전된다.

상기 설명한 바대로, 본 실시예에 따르면, V-선 마스크(12a)와 H-선 마스크(12b)는 EUV광의 투영벡터에 비례하여 각 방향에 대한 마스크 패턴으로 분할됨에 의해 형성된다. 그리고 나서, 반사형 마스크 (12a)와 (12b)각각을 이용한 노광과 투사는 연속적으로 수행된다. 이경우, 반사형 마스크(12a)와 (12b)가어느 것에서 다른 것으로 변화되면, 다른 마스크와 웨이퍼(8)을 회전시킴으로써 두번(doubled)의 노광이 수행된다. 이를 위하여, 심지어 EUV광이 반사형 마스크(12a)와 (12b) 각각에 비스듬히 들어오는 경우에도, 반사형 마스크(12a)와 (12b) 각각의 패턴구성요소(11a)와 (11b)와 EUV광의 투영벡터의 각도는 동일하다.

따라서, 마스크 패턴의 정정에 의존하지 않고 패턴구성요소(11a)와 (11b)와 투영벡터의 각도에 의한 어떠한 역효과도 발생하지 않으며, 따라서 투영상의 왜곡(패턴폭의 왜곡)이나 비뚤어짐(일렬로 정리되지 못하는것; misalignmrnt)의 발생을 막는 것이 가능하다. 결과적으로, 투영상의 해상도에 대한 마스크 패턴 방향의 역효과를 방지한다.

특히, 만일 상기 언급한 실시예에서와 같이 노광공정이 V-선 마스크와 H-선 마스크를 이용하여 이런 순서로 두 번 수행된다면, 그리고 패턴구성요소(11a)와 (11b)의 확장 방향이 EUV광의 투영벡터의 방향과 일직선이 된다면, 심지어 EUV광이 비스듬히 들어오는 경우에라도 웨이퍼(8)상의 투영상의 해상도를 향상시키는 것이 효과적으로 될 것이다.

웨이퍼(8)상에 LSI패턴을 형성하는 경우에, 패턴은 V-선과 H-선 방향으로 주로 확장되는 구성요소로 이루어져 있어서, 상기 언급한 실시예에서처럼 해상도의 관점, 공정의 효율성 및 기타의 면에서 V-선 마스크(11a)와 H-선 마스크(11b)를 이용하여 두 번 노광시키는 것이 효과적이나, 본발명은 V-선 마스크(11a)와 H-선 마스크(11b)를 이용하여 두 번 노광시키는 것에 그치지 않는다. 예를 들어, 만일 EUV광의 투영벡터에 대한 각 방향의 각각의 반사형 마스크를 제공함으로써 연속적인 노광과 상대적인 위치 회전이 각 방향으로 연속적으로 이루어진다고 해도, 노광공정은 3번이나 그 이상 수행될 것이다. 즉, 상기 언급된 바는 본발명의 한 실시예에 해당하며, 본발명의 측면은 이에 한정되지 않는다. 본발명의 노광은 EUV광에 한정되지 않으며, 노광은 하전입자빔, X-광, 극단자외광, 자외광, 가시광선 중 하나가 될 수 있을 것이다.

본발명에 따르면, V-선과 H-선 사이의 패턴폭의 차를 야기시키지 않게 배열하며, 즉 예를 들어 마스크 패턴의 정정에 의존하지 않고 투영벡터에 비례한 마스크 패턴의 방향에 의해 영향받게 된다. 즉 본발명은 투영된 이미지의 왜곡이나 찌그러짐 등이 없이 투영상에서 해상도의 마진(margine)차를 향상시킬 수 있는 노광방법, 마스크 제조방법 및 반도체 장치의 제조방법을 제공한다.

Claims (20)

1. 노광에 대한 반사형 마스크를 이용하여 피노광체상에 원하는 패턴을 투사하는 노광방법에 있어서;

   노광의 투영벡터에 비례하여 상기 소망 패턴에 대응한 마스크 패턴의 패턴구성요소를 분할함으로써 각 세로방향에 대한 동일한 방향의 패턴구성요소로만 구성되는 각각의 마스크패턴을 가진 반사형 마스크 각각을 제공하는 단계와;

   각각의 방향으로 반사형 마스크 각각에 대한 상기 노광과 그것의 반사광을 조사함으로써 상기 피노광체상에 상기 마스크 패턴의 투사를 연속적으로 수행하는 단계와;

   어느 반사형 마스크가 다른 반사형 마스크로 변화할 때, 상기 다른 반사형 마스크의 패턴구성요소와 투영벡터의 각도가 어느 반사형 마스크의 패턴구성요소와 투영벡터의 각도와 동일하게 되도록 상기 다른 반사형 마스크와 상기 피노광체를 회전시키는 단계로 이루어진 것을 특징으로 하는 노광방법.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 각 방향의 반사형 마스크는 상기 투영벡터에 수직한 패턴구성요소로만 이루어진 패턴을 갖는 V-선 마스크와, 상기 투영벡터에 수평한 패턴구성요소로만 이루어진 패턴을 갖는 H-선 마스크로 이루어진 것을 특징으로 하는 노광방법.
3. 제 1항에 있어서,

   상기 노광은 하전입자빔, X-광, 극단자외광, 자외광, 및 가시광 중의 하나인 것을 특징으로 하는 노광방법.
4. 제 3항에 있어서,

   상기 하전입자빔은 전자빔과 이온빔 중 하나인 것을 특징으로 하는 노광방법.
5. 제 2항에 있어서,

   상기 투영벡터에 비례하여 상기 V-선 마스크상에 형성된 패턴구성요소를 포함하는 마스크 패턴의 수직방향은 노광장치의 조사방향에 대응하는 것을 특징으로 하는 노광방법.
6. 제 1항에 있어서,

   상기 회전각은 상기 노출된 피노광체에 대하여 대략 90°인 것을 특징으로 하는 노광방법.
7. 제 1항에 있어서,

   상기 투사공정은 두번 이나 그 이상 연속적으로 수행되는 것을 특징으로 하는 노광방법.
8. 노광에 대한 반사형 마스크를 이용하여 피노광체상에 원하는 패턴을 투사하는 마스크 제조방법에 있어서,

   노광의 투영벡터에 비례하여 각 방향에 대하여 상기 소망 패턴에 대응한 마스크 패턴의 패턴구성요소를 분할하는 단계와;

   각 방향에 대하여 같은 방향의 패턴구성요소만을 포함하는 마스크 패턴을 갖는 각각의 반사형 마스크를 형성하는 단계와;

   반사형 마스크와 상기 피노광체가 상기 투영벡터에 비례하여 회전될 때, 각각의 반사형 마스크의 패턴구성요소와 투영벡터의 각도가 항상 동일하도록 각 방향의 반사형 마스크 각각을 형성하는 단계로 이루어진 것을 특징으로 하는 마스크 제조방법.
9. 제 8항에 있어서, 상기 각 방향의 반사형 마스크는 상기 투영벡터에 수직한 패턴구성요소만을 포함하는 패턴을 갖는 V-선 마스크와, 상기 투영벡터에 수평한 패턴구성요소만을 포함하는 패턴을 갖는 H-선 마스크로 이루어진 것을 특징으로 하는 마스크 제조방법.
10. 제 8항에 있어서,

    상기 노광은 하전입자빔, X-광, 극단자외광, 자외광, 및 가시광 중의 하나인 것을 특징으로 하는 마스크 제조방법.
11. 제 10항에 있어서,

    상기 하전입자빔은 전자빔과 이온빔 중 하나인 것을 특징으로 하는 마스크 제조방법.
12. 제 9항에 있어서,

    상기 투영벡터에 비례하여 상기 V-선 마스크상에 형성된 패턴구성요소를 포함하는 마스크 패턴의 수직방향은 노광장치의 조사방향에 대응하는 것을 특징으로 하는 마스크 제조방법.
13. 제 9항에 있어서,

    상기 소망 패턴에 대응한 마스크 패턴에 관한 분할공정은;

    입력설계데이터로부터 X방향으로만의 언더사이즈 또는 오버 사이즈로 X방향에서의 원하는 사이즈 데이터를 삭제하는 단계와;

    오직 X방향의 도형 데이터인 H-선 데이터를 추출하는 단계와;

    V-선 데이터로서의 상기 입력설계데이터로부터 오직 X방향의 도형데이터를 감함으로써 상기 도형데이터의 나머지가 Y방향으로 확장되는 V-선 데이터에 대응하도록 나머지 도형데이터를 추출하는 단계로 이루어진 것을 특징으로 하는 마스크 제조방법.
14. 제 8항에 있어서,

    상기 회전각은 상기 피노광체에 대하여 대략 90°인 것을 특징으로 하는 마스크 제조방법.
15. 노광에 대한 반사형 마스크를 이용하여 피노광체상에 소망 패턴을 투사하는 리토그래피 공정을 포함하는 반도체 장치의 제조방법에 있어서,

    노광의 투영벡터에 비례하여 상기 소망 패턴에 대응한 마스크 패턴의 패턴구성요소를 분할함으로써 각 방향에 대한 동일한 방향의 패턴구성요소만으로 구성되는 마스크 패턴을 갖는 각각의 반사형 마스크를 제공하는 단계와;

    각각의 방향에으로 반사형 마스크 각각에 대한 상기 노광과 그것의 반사광을 조사함으로써 상기 피노광체상에 상기 마스크 패턴의 투사를 연속적으로 수행하는 단계와;

    어느 반사형 마스크가 다른 반사형 마스크로 변화할 때, 상기 다른 반사형 마스크의 패턴구성요소와 투영벡터의 각도가 상기 어느 반사형 마스크의 패턴구성요소와 투영벡터의 각도와 동일하게 되도록 상기 다른 반사형 마스크와 상기 피노광체를 회전시키는 단계로 이루어진 것을 특징으로 하는 반도체 장치의 제조방법.
16. 제 15항에 있어서,

    상기 각 방향의 반사형 마스크는 상기 투영벡터에 수직인 패턴구성요소로만 이루어진 패턴을 갖는 V-선 마스크와, 상기 투영벡터에 수평한 패턴구성요소로만이루어진 패턴을 갖는 H-선 마스크로 이루어진 것을 특징으로 하는 반도체 장치의 제조방법.
17. 제 15항에 있어서,

    상기 노광은 하전입자빔, X-광, 극단자외광, 자외광, 및 가시광 중의 하나인 것을 특징으로 하는 반도체 장치의 제조방법.
18. 제 17항에 있어서,

    상기 하전입자빔은 전자빔과 이온빔 중 하나인 것을 특징으로 하는 반도체 장치의 제조방법.
19. 제 16항에 있어서,

    상기 투영벡터에 비례하는 상기 V-선 마스크상에 형성된 패턴구성요소를 포함하는 마스크 패턴의 수직방향은 노광장치의 작동방향에 대응하는 것을 특징으로 하는 반도체 장치의 제조방법.
20. 제 15항에 있어서,

    회전각은 상기 피노광체에 대하여 대략 90°인 것을 특징으로 하는 반도체 장치의 제조방법.