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KR950033689A - 노광장치 및 이를 이용한 회로패턴 형성방법 - Google Patents

노광장치 및 이를 이용한 회로패턴 형성방법 Download PDF

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KR950033689A
KR950033689A KR1019950004259A KR19950004259A KR950033689A KR 950033689 A KR950033689 A KR 950033689A KR 1019950004259 A KR1019950004259 A KR 1019950004259A KR 19950004259 A KR19950004259 A KR 19950004259A KR 950033689 A KR950033689 A KR 950033689A
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projection optical
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노부유키 이리에
노부타카 마고메
야수아키 타나카
나오마사 시라이시
시게루 히루카와
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오노 시게오
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Abstract

본 발명은 마크가 동공 필터가 설치된 투영 광학계를 통해 투영되거나 관측되는 경우, 선택된 마크에 대한 탁월한 관측 또는 투영을 수행할 수 있는 투영 노광 장치에 관한 것이다. 본 발명의 투영 노광 장치는 마스크 위의 패턴을 투영 광학계를 통해 투영 광학계의 광측에 수직인 평면에서 이동할 수 있는 기판 스테이지에 고정된 감광성 기판 위에 투영되며, 투영 광학계의 동공면 위 또는 근처에 설치된 동공 필터(광학 교정 플레이트), 동공 필터의 형상에 따르는 크기 인자로 기판 스테이지상에 형성된 기준 마크, 조명광으로 기준 마크를 조명하기 위한 조명수단, 및 기준 마크로부터 방출된 조명광을 수광한 다음 투영 광학계를 통과시키기 위한 광-수광 수단을 갖는다.

Description

노광장치 및 이를 이용한 회로패턴 형성방법
본 내용은 요부공개 건이므로 전문내용을 수록하지 않았음
제3도는 본 발명에 따른 노광 장치의 제1실시예를 나타내는 개략적인 구성도.

Claims (32)

  1. 마스크 패턴 상을 기판 상에 투영하기 위한 투영 광학계 ; 및 상기 투영 광학계에 놓인 광학 보정 플레이트로 이루어지며, 상기 투영 광학계의 물체면측 또는 결상면측에 놓이는 마크로부터 방출되며 상기 투영 광학계를 통과하는 조명광부의 광학 경로가 상기 광학 보정 플레이트를 피하여 가동됨을 특징으로 하는 투영 노광 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 광학 보정 플레이트가 실질적으로 상기 투영 광학계의 동공면상에 놓이고 상기 투영 광학계의 광축 주위에 원형 광-차단 부재를 가짐을 특징으로 하는 장치.
  3. 제2항에 있어서, 마크가 조명광부의 광학 경로가 상기 원형 광-차단 부재 외부에 설치된 상기 원형 광-차단 부재의 직경을 따르는 크기 인자를 가짐을 특징으로 하는 장치.
  4. 제2항에 있어서, 상기 조명광을 상기 마크에 경사지게 투영하기 위한 조명계를 추가로 포함함으로써 상기 마크로부터 방출된 조명광이 상기 원형 광-차단 부재 외부룰 거치며, 상기 투영 광학계를 거치는 조명광을 수광하기 위한 광-수광계를 추가로 포함함을 특징으로 하는 장치.
  5. 제4항에 있어서, 상기 조명계가 상기 마크에 관해서 상기 투영 광학계의 반대측상에 놓이고 상기 마크가 소정의 평면에 의해 푸리에 변환의 관계로 있도록 하는 광학계, 및 환상 영역 또는 상기 광학계의 광학축으로부터 편심된 적어도 하나의 국소 영역에서 상기 소정 면을 지나는 조명광을 한정하기 위한 광학 부재로 이루어짐을 특징으로 하는 장치.
  6. 제2항에 있어서, 추가로 소정의 측정 방향에서 상기 마크의 위치를 관측하기 위한 시스템으로 이루어지며, 상기 검출 시스템은 상기 마크를 상기 원형 광-차단 부재 외부를 통해 상기 조명광으로 조사함하기 위한 것으로서, 조명광이 상기 원형 광-차단 부재 외부를 통해 상기 마크로부터 방출되는 조명계, 및 상기 마크로부터 방출된 조명광을 수광하여 상기 투영 광학계를 통과시키기 위한 광-수광계로 이루어짐을 특징으로 하는 장치.
  7. 제6항에 있어서, 상기 조명계가 상기 조명광을 상기 투영 광학계로 상기 광-차단 부재의 외부이고 상기 투영 광학계의 광축으로부터 상기 측정 방향에 수직인 방향과는 떨어진 위치에서 들어가게 하기 위한 광학 부재를 가짐을 특징으로 하는 장치.
  8. 제1항에 있어서, 상기 마크가 회절 격자이며, 그 핏치가 대략(1 내지 1.4)×λ/NA로 결정되며, 이때에 λ는 상기 조명광의 파장이며 NA는 상기 투영 광학계의 개구수임을 특징으로 하는 장치.
  9. 제1항에 있어서, 추가로 상기 기판을 고정시키면서 상기 광학계의 광축에 실질적으로 수직인 방향으로 이동할 수 있는 스테이지 ; 여기에서 상기 마크는 상기 마크상, 상기 기판상 또는 상기 스테이지상에 제공되는 스테이지로 이루어지며, 상기 장치는 추가로 상기 조명광으로 상기 마크를 조사하기 위한 조명계 및 상기 마크로부터 방출된 조명광을 수광하여 상기 투영 광학계를 통과시키기 위한 광-수광계로 이루어짐을 특징으로 하는 장치.
  10. 제9항에 있어서, 조명계가 대략 10 내지 200nm의 파장대를 갖는 조명과을 방출하기 위한 광원으로 이루어짐을 특징으로 하는 장치.
  11. 기판상에 마스크 패턴 상을 투영하기 위한 투영 광학계 ; 진폭 투과도, 투과광의 위상, 및 투과광의 간섭 상태 중 적어도 하나로 이루어진 광학 특성을 일부 변화시키기 위한, 상기 투영 광학계에 놓인 광학 필터 ; 및 조명광이 상기 광학 필터 상에서 상기 과학 특성이 실질적으로 일정한 영역에서 통과되도록 투영관학계의 결상면측 또는 물체면측 상에 놓인 마크로부터 조명광이 방출되도록 하기 위한 검출계로서, 마크로부터 방출된 조명광을 광전적으로 검출하여 투영 광학계를 통과시키는 검출계로 이루어짐을 특징으로 하는 투영 노광 장치.
  12. 제11항에 있어서, 광학 필터가 실질적으로 상기 투영 광학계의 동공면 상에 놓이며, 상기 투영 광학계의 광축 주위의 원형 영역에서의 광학 특성이 상기 원형 영역 외부 영역에 있는 것과는 다르도록 하고, 상기 마크로부터 방출된 조명광은 상기 원형 영역 및 상기 외부 영역 중 하나를 거쳐 통과함을 특징으로 하는 장치.
  13. 제12항에 있어서, 검출 장치가 상기 조명광을 상기 마크상에 경사지게 투영함으로써, 상기 마크로부터 방출된 조명광을 상기 외부 영역에 통과시키는 조명계, 및 상기 투영 광학계를 통과한 조명광을 수광하기 위한 광전 검출기로 이루어짐을 특징으로 하는 장치.
  14. 제13항에 있어서, 조명계가 상기 마크에 대해서 상기 광학계에 반대측에 놓이고 상기 마크를 소정 면으로 푸리에 변형의 관계로 있게 하는 광학계, 및 환형영역 또는 상기 광학계로부터 편심된 적어도 하나의 국소영역에서 상기 소정변을 통과하는 조명광을 한정하기 위한 광학 부재로 이루어짐을 특징으로 하는 장치.
  15. 제12항에 있어서, 검출계가 상기 광학 필터의 상기 외부 영역을 통해 상기 조명계로 상기 마크를 조사하기 위한 조명계로서, 상기 마크로부터 방출된 조명광이 상기 외부 영역을 통과하는 검출계, 및 상기 투영 광학계를 통과하는 조명광을 수광하기 위한 광 전기 검출기로 이루어짐을 특징으로 하는 장치.
  16. 제15항에 있어서, 마크가 상기 기판 상에 제공되며 상기 검출계는 상기 기판상에서 소정의 측정 방향으로 마크 위치를 검출하기 위한 정렬 감지기로 이루어짐을 특징으로 하는 장치.
  17. 제16항에 있어서, 조명광이 상기 조명광이 상기 외부 영역에서 상기 투영 광학계의 광축으로부터 떨어진 위치를 상기 측정 방향에 수직인 방향으로 통과하도록 상기 조명광을 상기 투영 광학계에 들어가도록 하기 위한 광학부재를 가짐을 특징으로 하는 장치.
  18. 제11항에 있어서, 추가로 상기 기판을 고정하면서 상기 투영 광학계의 광축에 실질적으로 수직인 방향으로 이동할 수 있는 스테이지로 이루어지며, 상기 지표가 상기 기판상, 또는 상기 스테이지 상에 제공됨을 특징으로 하는 장치.
  19. 제11항에 있어서, 검출계가 대략 10 내지 200nm의 파장대를 갖는 조명광을 방출하기 위한 광원으로 이루어짐을 특징으로 하는 장치.
  20. 마스크 패턴 상을 기판 상에 투영하기 위한 투영 광학계 ; 상기 패턴으로부터의 결상 광부를 실질적으로 간섭시키기 위한, 투영 광학계이 놓인 광학 필터 ; 및 조명광이 상기 광학 필터의 광-차단 영역을 피하도록 진행됨으로써, 투영 광학계 통과하는 조명광을 광전적으로 검출하도록 투영 광학계의 결상면측 또는 물체면측에 놓인 마크로부터 조명광을 방출시키도록 하는 검출계로 이루어짐을 특징으로 하는 투영 노광 장치.
  21. 제20항에 있어서, 광학 필터가 실질적으로 상기 투영 광학계의 공동면 상에 놓이는 상기 투영 광학계의 광축 주위의 원형 영역에 분포된 결상광을 간섭시키기 위한 부재를 가짐을 특징으로 하는 장치.
  22. 마스크를 조명광으로 조사하기 위한 조명계 ; 마스크에서의 패턴으로부터 방출된 광을 수광하여 기판상에 패턴상을 투영하기 위한 투영 광학계 ; 상기 투영 광학계 평면상에 놓이고, 상기 마스크에 대한 실질적인 광학 푸리에 변형면이며, 투과도, 투과광의 위상 및 투과광의 간섭 상태 중 적어도 하나로 이루어진 광학 특성을 상기 투영 광하계의 광축 주의에서 동심의 단계적인 방식으로 변화시키기 위한 공간 필터 ; 및 상기 조명계의 평면에 놓이고, 실질적으로 상기 마스크에 대해 광학 푸리에 변형면이며 상기 공간 필터와 실질적으로 결합하는 부재로서, 실질적으로 환형 영역을 차단하는 부재가 상기 공간 필터에서 상기 광학 특성의 단계적 변화의 경계 영역과 실질적으로 결상 관계인 부재로 이루어짐을 특징으로 하는 투영 노광 장치.
  23. 제22항에 있어서, 광-차단 부재가 상기 환형 영역에 분포된 조명광을 차단하기 위한 환형부를 가지며, 상기 환형부의 폭이 λ/6/M≤△ψ≤λ/3M의 관계를 실질적으로 만족시키도록 설정되고, 여기에서 λ는 상기 조명광의 파장이며, M은 상기 투영 광학계의 배열이고, △ψ는 상기 환형부의 폭에 상응하는 상기 마스크 상에 경사각의 사인 영역임을 특징으로 하는 투영 노 광장치.
  24. 제22항에 있어서, 광-차단 부재가 상기 환형 영역에 분포된 조명광을 차단하기 위한 환형부를 가지며, 상기 환형부의 폭이 λ/PM≤△ψ≤2λ/PM의 관계를 실질적으로 만족시키도록 설정되고, 여기에서 λ는 상기 조명광의 파장이며, M은 상기 투영 광학계의 배율이고, △ψ는 상기 환형부의 폭에 상응하는 상기 마스크 상에 경사각의 사인 영역이고, P는 상기 기판상에 투영된 순간 구조 패턴상의 피치임을 특징으로 하는 투영 노광 장치.
  25. 제24항에 있어서, 순간 구조 패턴이 상기 기판상에 전이된 선-및-공간 패턴의 정렬 마크이며, 상기 정렬 마크의 패턴은 상기 마스크 상에 회로 소자로서 형성된 접촉 홀 패턴의 영역 주위에 부분적으로 형성됨을 특징으로 하는 투영 노광 장치.
  26. 제22항에 있어서, 추가로 상기 공간 필터 및 상기 광-차단 부재의 장착 또는 해체 및 교환할 수 있게 하는 교체 기구로 이루어짐을 특징으로 하는 투영 노광 장치,
  27. 제22항에 있어서, 공간 필터가 상기 투영 광학계에서 푸리에 변형면에 상응하는 동공면의 유효 반경의 0.3 내지 0.45배의 반경 내부 원형 영역을 차단하기 위한 광-차단형 필터임을 특징으로 하는 투영 노광 장치.
  28. 제22항에 있어서, 공간 필터가 상기 투영 광학계에서 푸리에 변형면에 상응하는 동공면의 유효 반경의 0.2 내지 0.25배 반경의 내부 원형 영역을 통과하는 광의 위상을 상기 원형 영역 이외의 영역을 통과하는 광의 위상에 대하여 π〔rad〕만큼 이동시키기 위한 위상 이동부를 갖는 위상이 상이한 유형의 동공 필터임을 특징으로 하는 투영 노광 장치.
  29. 제22항에 있어서, 추가로 상기 기판을 적어도 λ/NA2만큼 이동할 수 있게 하는 이동성 스테이지로 이루어지며, 여기에서 λ는 상기 조명광의 파장이며 NA는 상기 기판상에 투영 노광 조작동안 상기 투영 광학계의 상기 광축의 방향으로 연속적 또는 단계적인 방식으로 상기 투영 광학계의 기판-측 개구수임을 특징으로 하는 투영 노광 장치.
  30. 기판을 통해 패턴상을 형성하기 위한 조명 광학계로부터 조명 광속으로 별도의 패턴 및 순간 패턴이 혼합되는 회로 패턴의 제조용 마스크를 균일하게 조사함으로써 감광성 기판상에 회로 패턴을 형성시키는 데에 있어서, 방사 방향에서의 상기 투영 광학계에서 동공 면을 통과하는 결상 광속의 강도 분포 또는 광학 특성을 실질적으로 상기 동공면상에서 단계적으로 변화시키며, 상기 공간 필터가 실질적으로 상기 동공면상에 놓이는 상태로 상기조명 광학계에서 결합면을 통과하는 상기 조명광속이 상기 공간 필터가 실질적으로 결합하여, 상기 공간 필터상의 단계적인 변화의 경계부에 상응하는 범위 내에서 실질적으로 최소로 되도록 분포시키는 조절을 수행하기 위해 공간 필터를 배치하는 단계 ; 및 상기 조절된 조명광속을 상기 마스크상에 투영함으로써, 상기 별도의 패턴상을 투영하기 위한 촛점의 깊이가 확장된 반면, 상기 순간 패턴의 해상능이 개선됨을 특징으로 하는 회로 패턴을 형성하는 방법.
  31. 제30항에 있어서, 상기 조명광속의 분포를 조절하기 위해 상기 공간 필터의 단계적인 변화의 경계부에 상응하는 영역만을 차단하기 위한 광-차단 부재를 상기 조명 광학계에서 결합면에 장착 또는 해체될 수 있도록 제공함을 특징으로 하는 방법.
  32. 제31항에 있어서, 공간 필터가 상기 투영 광학계의 원형 동공의 중심부에 놓이고 상기 동공의 유효 반경의 0.3 내지 0.45배의 반경을 갖는 원형 광-차단부로 이루어지며, 상기 광-차단부는 소정의 폭 및 환형으로 그것의 주변 경계부에 상응하는 영역을 차단하기 위한 형상을 가짐을 특징으로 하는 방법.
    ※ 참고사항 : 최초출원 내용에 의하여 공개하는 것임.
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