KR20020041413A - 광영상을 형성하는 방법, 이 방법에 사용하는 마스크, 이방법을 사용하는 소자를 제조하는 방법 및 이 방법을수행하는 장치 - Google Patents

광영상을 형성하는 방법, 이 방법에 사용하는 마스크, 이방법을 사용하는 소자를 제조하는 방법 및 이 방법을수행하는 장치 Download PDF

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KR20020041413A KR1020027002238A KR20027002238A KR20020041413A KR 20020041413 A KR20020041413 A KR 20020041413A KR 1020027002238 A KR1020027002238 A KR 1020027002238A KR 20027002238 A KR20027002238 A KR 20027002238A KR 20020041413 A KR20020041413 A KR 20020041413A
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롤페스 요하네스 게라투스 알베르투스
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Abstract

근접인쇄 방법 및 장치에 의해 달성할 수 있는 분해능은, 포토마스크 대신에 인쇄될 최소 형상 크기보다 작은 크기를 가지는 영상 셀들 (37)의 2차원 배열로 영상정보가 그 안에 인코딩된 회절 마스크 (30)를 사용함으로써 상당히 증가할 수 있는데, 여기서 각 영상 셀은 적어도 2개의 진폭 레벨 중 하나와 적어도 3개의 위상 레벨 중 하나를 가지고 있다. 이 마스크는 하나의 영상 필드 내에 복수의 촛점 평면을 가지고 있는 복수초점마스크일 수 있다.

Description

광영상을 형성하는 방법, 이 방법에 사용하는 마스크, 이 방법을 사용하는 소자를 제조하는 방법 및 이 방법을 수행하는 장치{METHOD OF FORMING OPTICAL IMAGES, MASK FOR USE IN THIS METHOD, METHOD OF MANUFACTURING A DEVICE USING THIS METHOD, AND APPARATUS FOR CARRYING OUT THIS METHOD}
본 발명은 조사광에 민감한 선택된 재질 표면상에 소정의 최소 크기를 갖는 원하는 광영상을 형성하는 방법에 관한 것이다.
이 방법은
- 적어도 하나의 미리 결정된 파장 λ를 갖는 광조사원을 마련하는 단계와,
- 파장 λ의 조사광에 민감한 재질층을 그 위에 광 영상을 받아들일 선택된 표면에 제공하는 단계와,
- 조사원이 민감층 쪽으로 마스크를 통과하도록, 영상정보를 포함하면서 적어도 부분적으로 조사원에 대해 투명한 마스크를, 조사광원과 상기 민감재질층의 사이에 위치하게 하는 단계와,
- 원하는 광 영상을 만들어내기 위하여, 상기 선택된 표면을 상기 마스크를 투과하여 받아들여진 광원으로부터의 조사광으로 조사하는 단계를 포함한다.
본 발명은 또한 이 방법에 사용하는 마스크, 이 방법을 사용하여 소자를 제조하는 방법 및 이 방법을 수행하는 장치에 관한 것이다.
근접 인쇄 방법 및 장치라고 불리는 본 발명의 방법 및 장치는 액정디스플레이 패널, 커스터머(customer) IC 및 인쇄회로기판의 제조에 사용된다. 근접 인쇄는 기판 상의 조사민감(radiation sensitive)층에 기판의 한 층에 구현될 소자형상에 대응하는 형상을 구성하는 영상을 빠르고 저렴하게 형성할 수 있는 방법이다. 근접 갭(gap)이라고 불리는 짧은 거리만큼 기판에서 떨어져 배치된 포토마스크가 이용되며, 기판은 포토마스크를 경유하여 조사되는데 예를 들면 자외선 조사를 사용한다. 이 방법의 중요한 장점은 영상 필드(image field)가 크다는 점으로서, 큰 소자 패턴들이 한 번의 영상화 단계로 영상화될 수 있다. 근접인쇄에 사용되는 통상적인 포토 마스크의 패턴은 기판상에 요구되는 영상(image)의 사실적인(true) 일대일 조사이다. 즉 이 영상의 각 사진 요소(화소)는 마스크 패턴에 있어서의 대응하는 화소와 동일하다.
근접인쇄는 제한적인 분해능을 가진다. 즉 마스크 패턴에 있는 점이나 선 또는 기타 일반적인 형상을 기판 상의 민감층에 분리된 개체로서 재생하는 능력이 제한되어 있다. 이는 형상의 크기가 영상화에 사용되는 빛의 파장에 대하여 감소할 때 발생하는 회절현상 때문이다. 예를 들면, 100 ㎛의 근접갭에 대하여 분해능은 10 ㎛인데 이는 서로 10 ㎛만큼 떨어진 거리에서의 패턴 형상이 분리된 요소로 영상화될 수 있다는 것을 의미한다. 광 리소그래피에서의 분해능을 증가시키기 위해서는 실사장치(real projection apparatus) 즉 렌즈 프로젝션 시스템이나 거울 프로젝션 시스템과 같은 실사 시스템을 가지는 장치가 사용된다. 그러한 장치의 예는 웨이퍼 스텝퍼 또는 웨이퍼 스텝-앤드-스캐너를 들 수 있다. 웨이퍼 스텝퍼에서,마스크 패턴, 예를 들면 IC 패턴은 기판의 첫번째 IC 영역 위에 프로젝션 렌즈 시스템에 의하여 단지 한 번의 단계를 거쳐 영상이 형성된다. 그리고 나서, 마스크와 기판은 서로에 대하여 이동하고, 두번째 IC 영역이 프로젝션 렌즈 아래에 오게 된다. 그리고 마스크 패턴이 두 번째 IC 영역 위에 영상화된다. 이러한 단계들이 기판의 모든 IC 영역들에 마스크 패턴의 이미지가 형성될 때까지 반복된다. 이것은 시간을 소비하는 공정인데 이는 이동, 정렬 및 조사라는 부공정(sub-step)들 때문이다. 스텝-앤드-스케너의 경우에는, 단지 작은 부분의 마스크 패턴이 조사되고 그 조사 도중에 마스크와 기판은 동시에 조사광선에 대하여 이동되어 전체의 마스크 패턴이 조사되고 패턴의 전체 이미지가 기판의 IC 영역에 형성된다. 그리고 나서, 마스크와 기판은 서로에 대하여 이동하여 다음 IC 영역이 프로젝션 렌즈 아래에 위치하게 되고 마스크 패턴이 스캔 조사되어 마스크 패턴의 전체 이미지가 다음 IC 자리에 형성된다. 이러한 단계들이 반복되어 기판의 모든 IC 자리가 마스크 패턴의 전체 이미지를 공급받는다. 이러한 스텝-앤드-스캐닝 공정은 스텝핑 공정에 비하여 훨씬 더 시간을 소비한다.
만일 1:1 스텝퍼, 즉 1의 확대도를 가지는 스텝퍼가 LCD패턴을 형성하는데 사용된다면 3 ㎛의 분해능이 얻어지지만 패턴전사에 훨씬 많은 시간이 소비된다. 게다가, 이미지 필드가 서브필드로 나누어짐에 따라 스티칭 문제(stitching problem)가 발생할 수도 있는데, 스티칭 문제라 함은 인접하는 서브필드가 서로 정확히 맞아떨어지지 아니하는 것을 의미한다.
본 발명의 목적은, 동일한 목적을 위한 광리소그래픽 프로젝션 장치로 얻을수 있는 해상도의 증가를 가능하게 하고 더 나아가 기존의 근접인쇄 방법이나 스텝퍼 또는 스텝-앤드-스케너에 의하여 실현될 수 없는 새로운 가능성을 향한 길을 여는 근접인쇄 방법과 이에 사용되는 마스크를 제공하는 것이다. 본 발명의 방법은 영상 정보가 최소 형상 사이즈보다 작은 크기를 가지는 영상 셀들의 2차원 배열로 인코딩된 회절소자의 형태로 마스크가 사용되며, 각 영상 셀은 적어도 2개의 특정 투과 레벨 중의 하나의 레벨과 적어도 세개의 위상 레벨 중의 하나의 레벨을 가진다는 점에서 구별된다.
영상 셀의 진폭 레벨과 위상 레벨은 이 영상 요소에 입사하는 빛 부분의 진폭과 위상이 각각 영상 셀에 의하여 바뀌는 정도의 척도이다.
본 발명의 방법은 기존의 방법에 있어서 분해능의 제한 요소가 된 회절 현상을 효과적으로 이용한다. 마스크 패턴은 더이상 화소x 화소(pixel-by-pixel) 베이스에서 요구되는 이미지와 동일하지 아니하고 작은 영상 셀에 인코딩된다. 그러한 영상 셀은 요구되는 영상에서의 주어진 화소와 동일하지 아니하며, 인접하는 영상 셀들과 협력하여 그 영상 셀의 자리를 통과하는 조사광선 부분의 진폭과 위상을 변화시키는데, 그럼으로써 요구되는 영상의 부분이 기판상의 민감한 층에 형성된다. 이 방법은 영상 셀의 진폭과 위상이라는 두 개의 독립적인 코딩 파라미터를 사용하는데 이는 마스크 디자인 가능성을 증대시킨다. 진폭 레벨의 수는 2이거나 그보다 크며 위상 레벨의 수는 3이거나 그보다 크다. 마스크 디자인은 컴퓨터에 의하여 생성된 홀로그램의 기술과 유사한 컴퓨터기술의 결과이다. 각 영상 요소의 결과적인 진폭레벨은 마스크에서 영상 정보를 전달하는 투명한 마스크 기판 위에 있는 특정투과율을 가지는 코팅층에 의하여 구현될 수 있고 위상 레벨은 이 기판의 두께를 조절함에 의해서 구현될 수 있다.
SPIE Vol.3183(1997년) 2-13페이지에 개재된 논문 "X-ray holography for VLSI using synthetic bilevel holograms" 에 의하면 1 nm정도 오더의 매우 짧은 파장의 싱크로트론 조사를 사용하는 특정의 X레이 근접 인쇄법을 기술하고 있다. 여기서 VLSI 전자회로의 제조를 위한 싱크로트론 조사는 100 nm 오더의 가장 작은 형상 크기를 가진다. 4 ㎛의 비싱용적인 수치으로부터 더 실용적인 10 ㎛ 또는 그 이상의 수치로 갭의 너비를 증가시키기 위해, 형성될 영상의 모양과 동일한 패턴의 모양을 가지고 있는 기존의 X레이 마스크는 소위 바이레벨(bilevel) 컴퓨티드(computed) 홀로그램으로 대체된다. 이 공지된 방법은 본 발명과 가장 작은 형상 사이즈의 비와 사용된 파장과 갭의 너비가 완전히 다르다는 점에서 차이가 있으며 그 뿐 아니라 마스크 요소들이 X레이 파장의 수백 배에 달할 정도로 두껍고 그럼으로써 도파(waveguide) 효과가 발휘될 수 있다는 점에서 차이가 있다. 게다가 X레이법에서 사용된 홀로그램은 단지 두 개의 위상레벨을 가지고 있는데 이는 각각 0 과 π라디안만큼의 위상쉬프트를 가져온다.
또한 미국-A 5,612,986은 마스크를 경유하여 그리고 X레이 조사에 의하여 기판 위에 IC 마스크 패턴을 형성하는 방법에 대하여 기술하고 있다. 기존의 X레이 마스크는 몇 개의 진폭 단계들과 몇 개의 위상 단계들을 가지고 있는 회절 요소에 의하여 대치되어 왔다. 그러나 진폭 단계들은 위상 단계들을 위하여 필요한 마스크 기판의 서로 다른 두께의 결과이고 그에 의하여 서로 다른 진폭 감쇄가 유도된다.영상 셀의 위상 레벨과 진폭 레벨은 서로에 대하여 독립적으로 선택될 수는 없다.
본 발명의 방법은 조사 단계가 수 도(degree) 정도의 오더를 가지는 개구각을 가지는 광선을 가지고 마스크를 조사하는 것을 포함한다는 것이 주된 특징이다.
조사광선의 개구각은 이 광선의 가장 바깥 쪽 광선들 사이의 각을 의미한다. 여기서 광선은 완전히 줄맞춤되지 않아서 줄맞춤각(collimation angle)을 가지는데 이 줄맞춤각은 개구각의 절반이다. 예를 들어 100㎛보다 작은 갭 너비에 대하여 줄맞춤각은 1 또는 1.5도이고 따라서 개구각은 2 또는 3도일 수 있다. 더 큰 갭 너비에 대하여 개구각은 1도보다 작을 수 있다. 그렇게 작은 개구각을 가지는 조사광선의 사용은 상기 방법을 개선시키는데 이는 인쇄된 영상에 있어서 얼룩 패턴이 출현할 위험을 감소시키기 때문이다.
본 발명의 방법은 적어도 두 개의 따로 떨어진 파장의 빛을 발산하는 조사원을 사용한다는 점에서 더 특징지워질 수 있다.
기존의 근접 인쇄장치에서는 수은 아크 방전 램프가 조사원으로 사용된다. 이 램프는 다른 파장들의 빛을 방출하는데 이는 다른 스펙트럼 선으로 불린다. 보통은 그 파장들 중 하나에 해당하는 빛이 선택되어 마스크를 조사하고 다른 파장들에 해당하는 빛은 마스크에 도달하지 못하게 방지된다. 본 발명의 방법은 다른 파장의 조사광을 동시에 사용할 수 있게 하는데 이는 다른 파장에 대하여 마스크의 디자인을 적응시킴으로써 가능하다. 그러므로 조사광의 더 효율적인 사용이 가능하다.
본 발명의 방법은 바람직하게, 영역들과 그 주변 영역들을 하나의 조사광선으로 조사하면 이들 영역들의 부영상(sub-images)이 주변 영역의 부영상이 형성된 평면들과 다른 평면들에 형성되도록 그 영상 정보가 인코딩된다는 점에서 서로 다른 영역들로 구성되는 마스크를 사용한다는 점에서 특징지워진다.
이 방법은 동시에 마스크 패턴의 서로 다른 부분을 다른 영상 평면들에 인쇄하는 것을 가능하게 하며 그럼으로써 하나의 소자의 다른 층들에 인쇄하는 것을 가능하게 하며, 그래서 소자 안의 다른 높이에 배치되는 부소자들(sub-devices)로 구성된 소자의 제조에 적합하다. 그러한 소자의 예로는 마이크로-옵티컬-일렉트리컬-미케니컬 시스템(MOEMS)를 들 수 있다. 회절 소자를 디자인할 때 또는 각 영상 셀의 진폭 레벨 또는 위상 레벨을 계산할 때, 제조될 소자의 특정한 설계와 조사 파장 뿐만 아니라 갭 너비 즉 영상 평면까지의 거리가 입력 파라미터이다. 그래서 단일 영상 필드 내에 복수의 촛점 평면을 가지는 회절 요소를 디자인하는 것이 가능한데 이것은 근접인쇄 또는 웨이퍼 스텝퍼나 웨이퍼 스텝-앤드-스케너의 기술에서 알려지지 아니한 독자적인 특성이다. 이 특성은 단차를 가지는 기판 상에 조립된 복수 평면 소자를 제조하는데에 대단히 유리하다. 다른 평면에 대한 소자 패턴 부분은 동시에 영상이 형성될 수 있는데. 이로 인해 많은 시간이 절약되고 정렬공정이 더 이상 필요없게 된다.
본 방법의 실시예로서 3 ㎛의 오더(order)의 최소 형상 크기를 가지고 원하는 영상을 형성하기 위한 실시예는 1 ㎛의 오더의 크기와 100%나 0%의 오더의 투과율을 가지며 0°, 90°, 180°또는 270°의 위상변이를 가져오는 영상 셀로 구성된 마스크를 사용한다는 점과 이 마스크의 정보를 전달하는 표면이 민감한 재질층의 선택된 표면으로부터 50 ㎛정도의 오더(order)만큼 떨어져서 배치되어 있다는 점과 수은 아크 램프가 마스크를 조사하기 위하여 사용된다는 점에서 특징지워진다.
근접인쇄에서의 분해능을 지금까지 실제의 프로젝션장치에 의하여서만 얻을 수 있는 수준까지 높일 수 있다는 것을 이 실시예는 보이고 있다.
이 실시예는 더 나아가 마스크가 365 nm 파장의 조사광 40%. 405 nm 파장의 조사광 20% 및 436 nm파장의 조사광 40%로 구성된 조사광에 의하여 조사된다는 점에서 특징지워진다.
이러한 복합광에 대해 적당한 회절 요소가 디자인될 수 있으며, 그러한 회절 요소가 사용된다면 수은 아크 램프가 효율적으로 사용될 것이다. 조사 성분의 40:20:40의 비율은 램프에 의하여 공급된 광선에 대해 유효한 것이다. 레지스트에서의 흡수로 인해 파장 성분들의 영상 형성에의 기여비율은 60:15:20이다.
본 발명은 또한 위에서 기술한 방법에서 사용하기 위한 광마스크에 관련된다. 이 마스크는 회절 요소의 형태를 가지고 있다는 점과 형성될 영상의 형태 사이즈보다 작은 크기을 가지고 있는 2차원 배열의 영상 셀로 영상 정보가 인코딩된다는 점에서 특징지워진다. 여기서 각 영상 셀은 적어도 2개의 특정 투과 레벨 중 하나를 가지고 있고 적어도 3개의 위상 레벨 중 하나를 가지고 있다.
제한된 수의 진폭과 위상 레벨들을 가지고 있으며 그럼으로써 상대적으로 단순한 디자인을 가지고 있는 그런 마스크를 가지고 훌륭한 영상을 얻을 수 있다는 것이 실제로 증명되었다. 4개의 위상 레벨을 가지는 마스크를 사용하여 앞에서 언급한 최소의 형상 폭인 3 ㎛을 가진 영상을 매우 훌륭하게 얻을 수 있다. 심지어 더 나은 영상이 필요한 경우, 2개의 진폭 레벨보다 많은 수의 진폭 레벨과 4개의 위상 레벨보다 많은 수의 위상 레벨을 가지는 회절 요소가 이 방법에서 설계되고 사용될 수 있다.
이러한 마스크의 실시예는, 감소된 투과율의 영상 셀들이 특정의 투과율을 가지는 층에 의하여 코팅되고 각 영상 셀의 위상 레벨이 이 셀의 위치에서의 마스크 기판의 두께에 의하여 결정된다는 점에서 특징지워진다.
코팅층은 크롬층일 수 있는데 크롬은 광리소그라피에서 완전히 만족스럽게 사용되는 재질이다. 석영의 경우를 예로 들면, 위상 구조는 이온 빔 기술에 의하여 마스크 기판에서 식각될 수 있다.
마스크는 영역들과 그 주위의 영역들이 하나의 조사광선으로 조사되면 이 영역들의 부영상들(sub-images)이 주변 영역들의 부영상들이 형성되어 있는 평면과 다른 평면에 형성되도록 그들의 영상 정보가 인코딩된다는 점에서 서로서로 차이가 있는 영역들로 구성된다는 점에서 더 특징지워진다.
앞에서 설명한 바와 같이, 이런 마스크는 단차가 있는 기판의 다른 높이에 있는 평면들에 동시에 영상 부분들을 인쇄하기에 적합하다.
마스크의 실시예는 1 ㎛의 오더의 크기와 0°, 90°, 180°또는 270°의 위상변이를 가져오는 100% 또는 0%의 오더의 투과율을 가지는 영상 셀들로 구성된다는 점이 특징이다.
본 발명은 또한 근접인쇄용 장치에 관한 것이다. 이 장치는
- 적어도 하나의 미리 정해진 파장의 빛을 방출하는 광원
- 영상 정보를 구성하고 광원에서 방출하는 빛에 대해 적어도 부분적으로 투명한 마스크를 지지하는 마스크 지지대와
- 광원으로부터 발산된 빛에 대하여 민감한 재질층이 제공된 기판을 지지하는 기판 지지대를 포함한다.
이 장치는, 이 마스크가 회절 요소의 형태를 가지고 있다는 점과 형성될 영상의 형상크기보다 작은 크기을 가지고 있는 2차원 배열의 영상 셀로 영상 정보가 인코딩된다는 점에서 이 장치는 특징지워진다. 여기서 각 영상 셀은 적어도 2개의 특정 투과 레벨 중 하나를 가지고 있고 적어도 3개의 위상 레벨 중 하나를 가지고 있다.
상기 장치는 바람직하게, 광원이 수 도(degree)의 개구각을 가지고 있는 조사광을 방출하도록 구성되어 있다는 특징이 있다.
영상의 질은 그러한 상당히 줄맞춤된 광선에 의해 개선될 수 있다.
상기 장치는 더 나아가 적어도 2개의 따로 떨어진 파장의 빛이 마스크 평면에 입사한다는 점에서 특징지워진다.
그래서 광원으로부터의 빛이 효율적으로 이용된다.
이 장치의 실시예는 마스크의 영상 정보 전달 표면과 민감층 표면의 거리가 50 ㎛ 정도 오더라는 점에서 더 특징지워진다.
그러한 거리 또는 갭 너비에서 3 ㎛의 영상 본해능이 달성된다. 더 큰 분해능이 필요하다면 예를 들어 1.5-2 ㎛가 필요하다면 갭 너비는 예를 들어 25 ㎛까지축소될 수 있다.
이 장치는 조사광원이 365 nm 파장의 조사광 40%. 405 nm 파장의 조사광 20% 및 436 nm파장의 조사광 40%로 구성된 조사광을 방출한다는 점에서 특징지워진다.
이러한 장치에서 기존의 수은 아크 램프가 광원으로 이용된다.
이 발명은 또한 기판상에 적어도 하나의 층에 소자를 제조하는 방법에 관련되어 있는데, 그 방법은
- 상기 층에 구현될 소자 형상에 대응하는 형상들을 포함하는 영상을 상기 층 위에 제공된 조사광-민감층에 형성하는 단계와,
- 그 민감층에 형성된 영상에 의하여 윤곽모사된(delineated) 상기 층의 영역들로부터 재질을 제거하거나 재질을 부가하는 단계를 포함한다.
이 방법에 의하여 제조될 수 있는 소자는 액정 디스플레이 소자들, 커스터머 IC, 인쇄회로기판 등이다.
이 제조 방법은 영역들을 포함하는 마스크를 이용하는데 이 영역들은 이 영역들과 그 주변 영역들이 하나의 조사광선에 의하여 조사되면 이 영역들의 부영상들(sub-images)이 그 주변 영역들의 부영상들이 형성된 평면과 다른 평면에 형성되도록 그 영상정보가 인코딩된다는 점에서 서로 다르다. 이는 다른 레벨에 있는 부소자들(sub-devices)로 구성된 소자를 제조하는데 적합하다.
이런 소자의 예로는 마이크로옵티칼일렉트리칼(micro-optical-electrical) 시스템과 다이오드 레이저 또는 디텍터(detector) 그리고 광섬유 및 가능하게는 광섬유와 다이오드 레이저 또는 디텍터 사이의 렌즈를 포함하는 광통신 소자가 있다.
본 발명의 이런저런 면들은 다음에 기술되는 실시예를 참조하여 예를 통해 명확하게 설명될 것이지만, 본 발명이 이러한 예에 한정되는 것은 아니다.
도 1은 종래의 근접인쇄장치에 관한 도면이고,
도 2는 인쇄될 영상을 도시한 것이며,
도 2b 와 도 2c는 종래의 방법과 장치에 의해 얻어진 영상 평면에서의 인텐서티 분포와 레지스트층에 형성된 영상을 도시한 것이고,
도 3은 본 발명의 장치이며,
도 4a 및 도 4b는 본 발명의 방법과 장치에 의해 얻어진 영상 평면에서의 인텐서티 분포와 레지스트층에 형성된 영상을 도시한 것이고,
도 5a 및 도 5b는 본 발명에 따른 회절 마스크의 진폭 구조 및 위상 구조를 도시한 것이며,
도 6a 및 도 6b는 이 마스크에 의해 유도된 광도 모듈레이션(modulation) 및 위상 모듈레이션을 도시한 것이고,
도 7은 이 마스크의 SEM 사진이며,
도 8은 위상 구조를 가지는 마스크의 부분에 대한 단면도이고,
도 9a, 9b 및 9c는 각각 다른 갭 너비에 대한 레지스트층에 형성된 동일한 마스크의 영상을 도시한 것이다.
도 1은 매우 개략적으로 예를 들면 LCD 소자와 같은 것의 제조를 위한 종래의 근접 인쇄장치를 도시한 것이다. 이 장치는 그 위에서 소자가 제조될 기판 (3)을 운반하는 기판 홀더(1)을 포함한다. 이 기판은 광민감성 층 즉 레지스트로 코팅되어 있는데 이 층에 소자 형상에 대응하는 형상이 형성될 것이다. 영상 정보는 마스크 지지대(7)에 배치된 마스크(8)에 담겨있다. 이 마스크는 투명한 기판(9)을 포함하는데 이 기판의 하부면은 영상 정보가 담겨있는 투명하고 불투명한 스트립들(strips)과 영역들이 마련되어 있다. 패턴(10)은 100 ㎛의 오더의 갭 너비를 가지는 작은 에어 갭(11)에 의해 민감층(5)과 분리되어 있다. 이 장치는 조사광원(12)도 포함하는데 이는 예를 들어 수은 아크 램프 같은 램프와 반사기(reflector)를 포함한다. 뒤로 그리고 옆으로 방출하는 램프 조사는 이 반사기에 의해서 반사되어 마스크를 향하게 된다. 반사기는 파라볼릭 반사기일 수도 있고 램프는 반사기의 초점 위치에 자리잡게 할 수도 있는데 이는 광원으로부터 방출된 조사광선(17)이 실질적으로 줄맞춤된 광선이 되게 하기 위함이다. 광선(17)이 실질적으로 줄맞춤되도록 하기 위해서 하나 또는 그 이상의 렌즈와 같이 다른 또는 부가의 광 요소들이 광원에 배치될 수 있다. 광선은 상당히 넓고 7.5x 7.5 ㎠에서 18x 18 ㎠의 크기를 가질 수 있는 마스크 패턴(10) 전체를 조사한다. 조사 공정은 정렬을 포함하여 약 15초 정도밖에 걸리지 아니한다. 마스크 패턴이 레지스트층에 형성된 후에는 잘 알려진 방식대로 진행된다. 즉 이 층은 현상되고 식각되는데 이는 광 영상이 기판 위의 표면 구조로 전환되도록 하기 위함이다.
도 1의 장치는 상대적으로 단순한 구조를 가지고 있고 레지스트층의 넓은 영역의 마스크 패턴을 영상화하는데 적당하다. 그러나 이 영상의 분해능은 제한되는데 이는 패턴의 형상의 가장자리에서 발생하는 회절현상 때문이다. 예를 들어 w= 100 ㎛의 갭 너비에 대해 분해능은 10 ㎛이다.
종래 장치의 제한된 분해능은 도 2a, 2b 및 2c에 예시되어 있다. 도 2a는 1:1 축척으로 레지스트층에 영상화되어야 하는 마스크 패턴(20)을 도시하고 있는데 패턴(20)은 또한 요구되는 영상이다. 우하측 코너에 있는 스트립(21)은 3 ㎛의 너비를 가지고 있고 서로 3 ㎛ 만큼 떨어져 있다. 이 마스크가 레지스트층으로부터 50 ㎛ 떨어져 있고 고압 수은 아크 램프로부터 나온 광선에 의해 조사되고 1.5°의 개구각을 가지고 있다면 레지스트층의 평면에서의 광도 분포(23)는 도 2b에 도시된 바와 같을 것이다. 마스크가 25 mJ/㎠의 노출 선량(dose)에 의헤 조사되고 레지스트가 조사 후에 HPRD428 액체 속에서 현상되는 HiPR6512 레지스트라면, 레지스트에 형성된 패턴 25는 도 2c와 같이 보일 것이다. 원래의 패턴(20)과 비교할 때 레지스트 패턴(25)는 강하게 형태가 뒤틀리고 원래의 패턴(20)의 세부적인 것들이 더 이상 레지스트 패턴에 보이지 아니한다. 특히 원래 패턴의 21 선들은 더 이상 명확하고 분리되어 있는 선들이 아니다. 이것은 3 ㎛의 영상화 분해능이 종래의 근접인쇄법에서는 얻어질 수 없다는 것을 의미한다.
그 정도의 분해능과 심지어 더 나은 분해능이 본 발명에 의해서는 얻어질 수 있다. 이 방법에서는 마스크 패턴 형상에서의 회절이 효과적으로 이용되고 마스크 패턴은 영상 셀의 2차원 배열로 구성된 회절 요소의 형태를 가지고 있다. 영상 평면에서의 주어진 위치에 대한 영상 정보는 이제 하나의 영상 셀 이상에 분포되고 영상 평면에 형성된 영상은 이러한 영상 셀들의 결합된 영향의 결과이다. 종래의방법과 비교하면, 이 새로운 방법은 다음과 같은 효과를 가져온다. 회절의 효과를 보상하고 분해능을 개선하고 초점거리를 늘리고 마스크의 흠에 대해 덜 민감하고 하나의 영상 필드 내에 복수의 초점 평면을 가질 수 있는 가능성이 있다.
이 새로운 방법은 도 3에 도시되어 있는데 여기서 이 방법을 수행하는 장치를 매우 개략적으로 보여준다. 도 1의 종래의 마스크(8)은 회절 마스크(36)에 의하여 대체되었는데 이는 투명한 기판(31)과 회절 패턴(32)을 포함한다. 조사원, 기판 홀더 및 마스크 홀더는 이 새로운 방법을 이해하는데 덜 적절하기 때문에 이러한 요소들은 도 3에 도시되어 있지 아니하다.
회절 요소(30)은 예를 들어 1x 1 ㎛²의 크기를 가지는 따로 떨어진 영상 셀의 2차원 배열을 포한한다. 이러한 셀 각각은 주어진 진폭 레벨을 가지는데 즉 이 셀을 지나는 조사 광선 부분은 주어진 진폭 감쇄를 겪게 되며, 이러한 셀 각각은 주어진 위상 레벨을 가지는데 즉 이러한 광선의 부분은 주어진 위상 천이를 겪게 된다. 회절 요소의 설계 즉, 영상 셀들의 크기와 진폭 레벨의 수 및 위상 레벨의 수는 레지스트층에 셩성되는 영상의 질을 결정하고 애플리케이션이 달라짐에 따라 달라질 수 있다. 회절 요소(30)의 최적의 설계를 계산하는데, 요구되는 특정의 영상 패턴, 근접 갭의 너비 w 및 조사 광선의 파장이 입력 파라미터이다. 그러한 계산은 공지된 프로젝션스 온 콘벡스 세트 (Projections On Convex Sets) 방법에 기초하는데 이는 반복적인(iterative) 역푸리에 변환법이다.
계산 알고리즘은 레지스트 프로파일을 사용한다. 레지스트를 노출 선량(dose) D만큼 노광하고 현상한 후의 잔여 레지스트의 상대적인 두께 Rt는 다음의 식과 같이 주어진다.
Rt = 1 - (D/Do)η
D = I x t
여기서 Do는 레지스트를 완전히 제거하는 선량이고 η는 레지스트의 콘트래스트 파라미터이다. 레지스트 평면에서의 주어진 점에서 실제 노출 선량 D는 로컬 조사광 인텐서티 I와 노출 타임 t에 비례한다. 이러한 단순한 모델은 포지티브 레지스트의 경우 그리고 영상화되는 형상의 크기에 비하여 작은 레지스트 두께의 경우에 유효하다. 반복적인 마스크 패턴 디자인 알고리즘의 각 사이클에서 다음의 일반적인 단계들이 수행된다.
- 목표(target) 평면에서 즉 레지스트층의 평면에서 요구되는 진폭의 분포를 결정하고,
- 마스크 평면에서의 얻어진 진폭과 위상 분포를 이산 레벨 예를 들면 두 개의 진폭 레벨과 4개의 위상 레벨 그리고 1 제곱 마이크론의 영상 셀 사이즈로 변환시키고,
- 마스크 평면에서의 이러한 디지털화된 위상 및 진폭의 분포를 이용하여 목표 평면에서 순방향 영사를 적용하고 그럼으로써 목표 평면에서 위상과 진폭 분포를 얻고,
- 목표 평면에서의 진폭 분포로부터 이에 대응하는 인텐시티 프로파일을 결정하고,
- 이 프로파일을 상기한 식에 의해 레지스트 두께 Rt의 패턴으로 변환하고
- 계산된 디자인의 수행에 액세스한다.
마지막 단계는 각 영상 셀에 대하여 결과적인 레지스트 프로파일을 이에 대응하는 목표 패턴과 비교함을 포함한다. 이러한 동작을 수행하기 위해서 아날로그 레지스트 프로파일은 이진(binary) 프로파일로 변환된다. 레지스트를 포함하는 영상 셀은 Rt >= 0.5이면 "좋음"이라는 라벨이 붙고 레지스트를 가지고 있지 아니한 영상 셀은 Rt = 0이면 "좋음"이라는 라벨이 붙는다. 다른 경우에는 영상 셀은 "나쁨"이라는 라벨이 붙는다. 이러한 질 평가는 메리트(merit) 함수로 사용된다. 이 사이클 후에 새로운 위상과 진폭 분포가 생성되고 반복적인(iterative) 공정의 다음 사이클이 시작된다. 이 디자인 공정은 출력이 안정될 때까지 계속된다. 수행될 사이클의 수는 요구되는 목표 패턴의 복잡도에 의존한다. 보통은 5사이클 정도가 충분할 것이다.
도 4a와 도 4b는, 계산된 마크로스코픽 광강도 분포(40)과 레지스트에 형성된 영상(42)를 각각 도시하고 있는데 이는 도 2a에 도시된 바와 똑같이 요구되는 기판의 영상을 새로운 방법에 의하여 실현한 것이다. 3 ㎛ 폭의 스트립(21)은 명확하게 볼 수 있고 각각 분리되어 있다. 이는 마스크에 특별한 회절 요소가 이용된다면 근접인쇄를 통해 3 ㎛의 분해능도 가능하다는 것을 보여주는 것이다.
이 실시예를 위해 그 안에 영상 셀들이 1x 1 ㎛²의 크기를 가지고 2개의 진폭 레벨과 0, 90, 180 및 270도의 4개의 위상 레벨을 가지는 마스크가 사용된다. 도 5a는 마스크의 진폭 구조(34)를 도시하고 있고 도 5b는 그 위상 구조(35)를 도시하고 있다. 이 도면들로부터 명확하듯이 대부분의 영상 정보는 위상 구조에 들어 있고 단지 몇 개의 셀들(37)만이 다른 셀과 다른 진폭 레벨을 가지고 있다.
이 마스크에 의하여 제공되는 인텐시티 모듈레이션(44)와 위상 모듈레이션(45)는 각각 도 6a와 도 6b에 도시되어 있다.
도 7은 조립된 마스크의 사진(50)을 도시하고 있는데 이 사진은 스케닝 일렉트론 마이크로스코프(SEM)로 찍은 것이고 이 사진의 부분의 확대도는 (51)에 나와 있다.
2개의 진폭 레벨은 실질적으로 100%의 투과도를 가지는 것과 실질적으로 0%의 투과도를 가지는 것인데 상기 마스크의 실시예에서는 불투과 영상 셀들을 크롬층으로 덮음으로 구현될 수 있다. 크롬은 일반적으로 마스크에 진폭 구조를 형성할 때 사용되는 재질이다. 모든 불투과 셀들은 공지의 리소그래픽 기술을 사용하여 크롬을 이용하여 동시에 형성될 수 있다.
이 마스크에 대한 실시예에서 4개의 위상 레벨은 마스크 기판의 영상 정보 전달 표면에 단차 구조를 줆으로써 실현될 수 있는데 도 8에 도시된 바와 같이 각 영상 셀이 4개의 다른 높이의 레벨 중 하나를 가지도록 할 수 있다. 매우 개략적인 이 도면은 적은 수 (10)의 영상 셀을 가지고 있는 단면에서의 회절 마스크(30)의 작은 부분을 도시하고 있다. 점선(70)은 영상 정보를 전달하는 마스크기판(31)의 표면을 나타낸다. 셀 (60)과 (64)는 이 평면에 위치하는데 이는 지나가는 조사광선 부분이 영상 셀이 제공되지 아니한 마스크 영역을 지나가는 광선 부분에 대하여 위상 천이가 있지 아니하도록 하기 위함이다. 셀 (62)와 (63)은 90°의 위상 천이를가져오는 깊이 d1을 가지는데 이는 그 깊이가 ¼λ(n-1) 가 된다는 것을 의미한다. (여기서 λ는 조사광선의 파장이고 n은 기판재질의 굴절률이다) 셀 (61), (66) 및 (67)은 d2 = ½λ(n-1)의 깊이를 가지는데 이는 180˚의 위상 천이를 가져오기 위함이다. 셀 (65), (68) 및 (69)는 깊이 d3 = ¾λ(n-1)을 가지는데 이는 270˚의 위상 천이를 가져오기 위함이다.
복수레벨의 위상 구조를 가지고 있는 회절 마스크는 공지의 리소그래픽 기술에 의하여 제조될 수 있다. 예를 들면, 전자빔 패턴 제너레이터(generator)에 의하여 셀 패턴은 전자에 민감한 레지스트에 쓰여질 수 있고 다른 레벨들은 선택적 이온 식각에 의하여 실현될 수 있다. 마스크 기판 표면(70)에 복수레벨 위상 구조가 제공된 후 이 표면은 크롬에 의해 선택적으로 코팅되어 마스크에 요구되는 진폭 구조를 제공한다.
크롬 대신에 다른 불투과 재질이 선택적 마스크 코팅에 사용될 수 있다. 진폭 레벨로 100% 투과와 0%투과 대신에 다른 진폭 레벨들을 마스크가 가질 수도 있다.
위에서 보인 바와 같이 2개의 진폭 레벨과 4개의 위상레벨 그리고 1x 1 ㎛²의 영상 셀 크기를 가지는 회절 마스크 구조로 훌륭한 결과를 얻는다. 그러나 상기한 그리고 다른 애플리케이션을 위한 마스크 구조는 3개 또는 4이상의 위상 레벨 및/또는 2개보다 많은 진폭 레벨 및/또는 다른 크기의 영상 셀 영역을 가질 수도 있다. 일반적으로 감소된 셀 면적 크기와 증가된 수의 진폭 및 위상 레벨을 가지고 인쇄된 영상의 질이 나아진다.
영상화 공정을 위한 중요한 파라미터는 조사광선이 줄맞춤되는 각도이다. 광선이 완전히 줄맞춤되면 즉 이 광선의 구경이 영(zero)이면, 인쇄된 영상은 얼룩 패턴을 가질 수 있다. 이러한 효과는 마스크 구조에서 회절된 광선의 간섭에 의해 야기되는데 이 간섭은 인쇄된 영상에서 인텐시티 피크를 가져온다. 예를 들면 수 도 정도 오더의 작은 개구(aperture)각의 조사광선을 사용하면 그러한 피크의 인텐시티가 영상 주위에 퍼지고 얼룩패턴은 충분한 정도로 감소한다. 조사광선의 작은 개구각은 무시할 수 있을 것 같아 보이지만 간섭 현상에는 상당한 영향을 미친다.
영상화 공정의 필수적인 파라미터는 갭 너비 w이다. 갭 너비는 회절 마스크 구조를 계산하기 위한 입력 파라미터들 중 하나이고 요구되는 영상 분해능에 의해 결정된다. 주어진 갭 너비와 분해능에 대한 회절 마스크 구조가 계산되고 제조되면 이 분해능은 주어진 갭 너비에 대해서만 얻어질 수 있다. 실제 인쇄 환경에서 실제 갭 너비가 상기 주어진 갭 너비에서 일탈하면 요구되는 분해능은 달성할 수 없다. 이것이 도 9a, 9b 및 9c에 도시되어 있다. 이 도면들은 동일한 회절 마스크에 의해서 50 ㎛의 갭 너비에 디자인된 영상과 동일한 조사 조건하에서 다른 갭 너비에 대한 레지스트층에 형성된 영상을 도시하고 있다. 도 9a, 9b 및 9c는 각각 갭 너비 40 ㎛, 갭 너비 50 ㎛ 및 갭 너비 60 ㎛에 대해 얻은 영상을 도시하고 있다. 모든 경우에, 조사 선량은 25mJ/㎠이다. 단지 50 ㎛의 갭 너비를 가지고 형성된 도 9b의 영상 42는 3 ㎛ 너비의 충분히 예리하고 분리된 스트립을 도시하고 있다. 이런 스트립들은 40㎛의 갭 너비(도 9a) 및 60㎛의 갭 너비(도 9c)에 형성된 영상에는 존재하고 있지 아니하다.
최대 분해능은 갭 너비에 관련된다. 갭 너비가 감소되면 분해능은 증가할 것이다. 더 작은 갭 너비는 이 폭을 더 우수하게 제어할 것을 요구한다. 상기 실시예에서 3 ㎛의 분해능이 50 ㎛의 갭 너비를 가지고 얻어지는데 반하여 25 ㎛의 갭 너비에 대해 1.5에서 2 ㎛의 분해능이 가능하다. 갭 너비를 더 우수하게 제어하면 더 작은 갭 너비와 더 높은 분해능을 가능하게 할 것이다.
예를 들면 0.1 ㎛까지 영상 셀의 크기를 줄이고 진폭 레벨과 위상 레벨의 수를 늘리고 예를 들어 10 ㎛까지 갭 너비를 줄임으로써 분해능을 상당히 증가시킬 수 있다.
이 발명의 마스크 안에서 인쇄될 영상의 한 화소에 관한 정보는 단일 사진 셀에 담겨있지 아니하고 많은 그런 셀들에 담겨 있음으로써, 영상화 공정은 먼지 입자와 긁힌 자국 같은 마스크의 흠결에 덜 민감하다. 이것은 이 새로운 마스크의 상당한 장점이다.
더 나아가 그리고 심지어 더 중요한 것은 본 발명의 마스크의 성질이 단일 영상 필드 내에 복수의 초점 평면을 창조할 유일한 가능성을 제공한다는 것이다. 앞에서 설명한 바와 같이, 마스크는 셀바이셀(cell-by-cell) 베이스에서 디자인되고 계산되는데, 여기서 마스크와 레지스트층간의 거리 즉 초점 거리는 입력 파라미터 중의 하나이다. 이것은 마스크 안에서 다수의 사진 셀을 포함하는 하나 또는 그 이상의 영역이 마스크의 나머지 부분과 다른 초점 거리에 맞도록 마스크를 디자인할 가능성을 제공한다. 이 복수 초점 마스크는 다른 레벨에 위치한 부소자(sub-devices)로 구성된 소자의 제조에 사용될 수 있다. 그런 소자는 순전히 전자소자이거나 전자, 기계 또는 광학 시스템에서 둘 또는 더 많은 다른 종류의 특징을 포함하는 소자일 수 있다. 예를 들면 마이크로메카니칼옵티칼일렉트리칼(micro-mechanical-optical-electrical)시스템(MOEM) 또는 다이오드 레이저 또는 디텍터(detector)와 파이버(fibre)와 가능하게는 레이저에서 파이버로 가거나 파이버에서 디텍터로 가는 빛을 결합(couple)하는 수단을 포함하는 소자가 있다.
렌즈 수단은 평면 회절 수단일 수 있다. 복수레벨 소자의 제조를 위해 다른 레벨들에 적용된 레지스트를 가지는 기판이 사용된다. 복수 초점 마스크 패턴을 사용함으로써, 모든 부영상(sub-images)은 적절한 레벨들로 동시에 인쇄될 수 있는데 이는 많은 시간을 절약시켜 준다.
본 발명의 방법은 스텝퍼 또는 스텝앤드스캔 리소그래픽 프로젝션장치에 비하여 매우 단순하기까지 한 견고한 장치에 의해 수행될 수 있다. 종래의 근접인쇄장치에서는 조사광원으로 수은 아크 방전 램프가 사용된다. 그런 램프는 다수의 스펙트럼 라인 즉 다수의 파장의 빛을 방출한다. 마스크를 조사하는데 한 파장 이상의 조사광이 사용될 수 있다면 그런 장치의 조사효율은 상당히 개선된다. 그런 램프가 본 발명을 위해 사용된다면, 조사광선의 40%가 365 nm의 파장을 가지고 조사광선의 20%는 405 nm의 파장을 가지고 조사광선의 40%는 436 nm의 파장을 가질 때 최고의 결과를 얻을 수 있다. 램프 조사의 영상형성에 대한 실질적인 기여도는 365 nm 성분이 60%, 405 nm 성분이 15%이고 436 nm 성분이 25%인데 이는 레지스트층의 흡수 때문이다. 더 나은 조사효율이라는 효과에 더하여 한 파장 이상의 빛을 방출하는 광원의 사용은 얼룩 패턴의 형성을 피할 수 있다는 효과를 가져온다. 서로다른 파장에 대한 얼룩 패턴의 강도(intensity) 피크는 각각에 대해 천이되고 이는 이러한 피크치를 평균하여 얼룩 패턴을 감소시키는 효과를 가져온다.
본 발명이 특정 파장(대)의 사용에 제한되지 아니한다는 것은 명백할 것이다. 400 nm 오더(order)의 파장의 조사광 대신에 자외선 영역 또는 디프(deep) 자외선(DUV) 영역의 다른 파장 예를 들어 243 nm, 193 nm 또는 157 nm의 리소그래픽 파장의 조사광이 사용될 수도 있다.
실제적으로, 본 발명의 방법은 기판 위의 적어도 한 층에 소자를 제조하기 위한 공정의 한 단계로서 적용될 것이다. 상기 층 위의 레지스트층에 영상이 인쇄된 후, 인쇄된 영상에 의해 윤곽모사된(delineated) 상기 층의 영역으로부터 재질이 제거되거나 부가된다. 이러한 영상화와 재질 제거 또는 부가의 공정단계들은 전체 소자가 끝날 때까지 모든 층에 대해 반복된다. 부소자들(sub-devices)이 다른 레벨에 형성되고 사용되는 경우에 복수 레벨 기판이 사용될 수 있고 영상 인쇄를 위해 다초점 마스크가 사용될 수 있다.
본 발명은 패턴의 인쇄에 사용될 수 있는데 그러므로 LCD, 플라즈마 디스플레이 및 폴리엘이디(PolyLed) 디스플레이 같은 디스플레이 소자들, 인쇄회로기판(PCB) 및 마이크로멀티플펑크션시스템(micro multiple function systems(MOEMS)) 의 제조에 사용될 수 있다.

Claims (17)

  1. 주어진 최소 형상 크기를 가지고 있는 원하는 광 영상을 광 조사에 민감한 재질층의 선택된 표면에 형성하는 방법으로서,
    - 적어도 하나의 미리 결정된 파장 λ를 가지고 있는 광조사원을 제공하는 단계와,
    - 그 위에 광 영상을 받아들일 선택된 표면에 상기 파장 λ의 조사광에 민감한 재질층을 제공하는 단계와,
    - 영상정보를 포함하고 상기 광원에 대해 적어도 부분적으로 투명한 마스크를 상기 조사광원과 상기 민감재질층의 사이에 위치하게 하여 상기 광원에서 방출된 조사광이 상기 마스크를 투과하여 상기 민감층을 향하도록 하는 단계와,
    - 원하는 광 영상을 생산하기 위하여, 최소 형상 크기보다 작은 크기를 가지고 있는 영상 셀들의 2차원 배열에 영상정보가 인코딩되어 있고 각 영상 셀은 적어도 2개의 특정 투과 레벨 중 하나와 적어도 3개의 위상 레벨 중 하나의 위상 레벨을 가지고 있는 상기 마스크를 회절 요소의 형태로 사용한다는 점에서 특징지워지는 상기 마스크를 투과하여 받아들여진 조사광원에서 방출된 조사광으로 상기 선택된 표면을 조사하는 단계를 포함하는 영상 형성 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 조사하는 단계는 수 도(degrees)의 오더(order)의 조사각을 가지고 있는 광선을 사용하여 상기 마스크를 조사하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 영상 형성 방법.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    적어도 2개의 따로 떨어진 파장의 빛을 방출하는 조사원을 사용하는 것을 그 특징으로 하는 영상 형성 방법.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    영역들과 그 주변 영역들을 하나의 조사광선으로 조사하면 이들 영역들의 부영상들(sub-images)은 상기 주변 영역들의 부영상들이 형성된 평면들과 다른 평면들에 형성되도록 그들의 영상 정보가 인코딩된다는 점에서 서로 다른 영역들을 포함하는 마스크를 사용한다는 점을 그 특징으로 하는 영상 형성 방법.
  5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    3 ㎛의 오더(order)의 형상크기를 가지는 원하는 영상을 형성하기 위하여 1 ㎛의 오더의 크기와 100%나 0% 둘 중 하나의 오더의 투과율을 가지고 0°, 90°,180°또는 270°의 위상천이를 가져오는 영상 셀들을 포함하는 마스크를 사용한다는 점과 상기 마스크의 상기 영상 정보 전달 표면이 상기 민감층의 선택된 표면으로부터 50 ㎛의 오더의 거리만큼 떨어져 배치되어 있다는 점과 수은 아크 램프가 상기 마스크를 조사하기 위해 사용된다는 점을 그 특징으로 하는 영상 형성 방법.
  6. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 마스크가 365 nm 파장의 조사광 40%. 405 nm 파장의 조사광 20% 및 436 nm파장의 조사광 40%로 구성된 조사광에 의하여 조사된다는 점을 그 특징으로 하는 영상 형성 방법.
  7. 영상 정보를 포함하는 마스크로서, 그 형태가 회절 요소의 형태를 가지고 있고, 상기 마스크 안에는 형성될 영상의 최소 크기보다 더 작은 크기를 가지고 있는 영상 셀들의 2차원 배열에 영상 정보가 인코딩되어 있되 여기서 각 영상 셀은 적어도 2개의 투과 레벨 중 하나와 적어도 3개의 위상 레벨 중 하나를 가지고 있는 제 1 항의 방법에서 사용하기 위한 광 마스크.
  8. 제 7 항에 있어서,
    감소된 투과율을 가지는 영상 셀들은 특정 투과율을 가지고 있는 층으로 코팅되어 있고 각 영상 셀의 위상 레벨은 이 셀 위치에서의 상기 마스크 기판의 두께에 의해 결정되는 것을 그 특징으로 하는 광 마스크.
  9. 제 7 항 또는 제 8 항에 있어서,
    영역들과 그 주변 영역들을 하나의 조사광선으로 조사하면 이들 영역들의 부영상들(sub-images)은 상기 주변 영역들의 부영상들이 형성된 평면들과 다른 평면들에 형성되도록 그들의 영상 정보가 인코딩된다는 점에서 서로 다른 영역들을 포함한다는 것을 그 특징으로 하는 광 마스크.
  10. 제 7 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서,
    1 ㎛의 오더의 크기와 100%나 0% 둘 중 하나의 오더의 투과율을 가지며 0°, 90°, 180°또는 270°의 위상천이를 가져오는 영상 셀들을 포함하는 광 마스크.
  11. 제 1 항에서 청구된 방법을 수행하는 장치로서,
    - 적어도 하나의 미리 정해진 파장의 빛을 방출하는 광원과,
    - 영상 정보를 포함하고 상기 광원에서 방출하는 빛에 대해 적어도 부분적으로 투명한 마스크를 지지하는 마스크 홀더(holder)와,
    - 상기 광원으로부터 방출된 빛에 대하여 민감한 재질층이 제공된 기판을 지지하는 기판 홀더를 포함하며,
    상기 마스크의 형태가 회절 요소의 형태를 가지고 있고, 상기 마스크 안에는 영상의 형상크기의 최소치보다 더 작은 크기를 가지고 있는 영상 셀들의 2차원 배열에 영상 정보가 인코딩되어 있되 여기서 각 영상 셀은 적어도 2개의 투과 레벨 중 하나와 적어도 3개의 위상 레벨 중 하나를 가지고 있는 그러한 마스크를 그 특징으로 하는 장치.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 조사광원은 수 도(degrees)의 개구각(aperture angle)을 가지는 조사광을 방출하도록 구성된 것을 그 특징으로 하는 장치.
  13. 제 11 항 또는 제 12 항에 있어서,
    적어도 2개의 분리된 파장의 조사광이 상기 마스크 평면에 입사하는 것을 그 특징으로 하는 장치.
  14. 제 11 항 내지 제 13 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 마스크의 영상 정보 전달 표면과 상기 민감층의 거리가 50 ㎛의 오더의 거리인 것을 그 특징으로 하는 장치.
  15. 제 11 항 내지 제 14 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 조사광원이 365 nm 파장의 조사광 40%. 405 nm 파장의 조사광 20% 및 436 nm파장의 조사광 40%로 구성된 조사광을 방출하는 것을 그 특징으로 하는 장치.
  16. 기판 위에 적어도 하나의 층에 소자를 제조하는 방법으로서
    - 상기 층에 구현될 소자 형상에 대응하는 형상을 포함하는 영상을 상기 층에 제공된 광민감층에 형성하는 단계와,
    - 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항의 방법에 일치하여 형성된 것을 그 특징으로 하는 영상으로서 상기 민감층에 형성된 상기 영상에 의하여 윤곽모사된 상기 층의 영역들로부터 재질을 제거하거나 이 영역들에 재질을 부가하는 단계를 포함하는 소자 제조 방법.
  17. 제 16 항에 있어서,
    영역들과 그 주변 영역들을 하나의 조사광선으로 조사하면 이들 영역들의 부영상들(sub-images)은 상기 주변 영역들의 부영상들이 형성된 평면들과 다른 평면들에 형성되도록 그들의 영상 정보가 인코딩된다는 점에서 서로 다른 영역들을 포함하는 마스크를 사용한다는 것을 그 특징으로 하는, 여러 층에 소자를 형성하는데 적합한 소자 제조 방법.
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