KR20220128036A - Method of exposure using disital image - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 디지털 이미지 노광방법에 관한 것으로 보다 상세하게는 노광마스크를 사용하지 않고 디지털 이미지(단색 파장 레이저, 엘이디(LED) 광원 등을 컴퓨터로 조정되는 마이크로 미러 혹은 LCD 장치에 반사 혹은 투과시켜 발생시킨 이미지)를 감광층에 조사하고 현상하는 디지털 포토리소그래피 기술에서의 디지털 이미지 노광방법에 관한 것이다.The present invention relates to a digital image exposure method, and more specifically, a digital image (monochromatic wavelength laser, LED light source, etc.) is reflected or transmitted through a computer-controlled micromirror or LCD device without using an exposure mask. It relates to a digital image exposure method in digital photolithography technology of irradiating and developing an image) on a photosensitive layer.
일반적으로 반도체 공정이나 평판 디스플레이 제작공정 등에서 하나의 공정 단계로 이루어질 수 있는 포토리소그래피 공정을 통해 기판에 미세패턴을 제작하게 된다. 대개는 미세패턴을 형성하기 위해서는 유리, 석영 등 투명한 기판 위에 구현하고자 하는 미세패턴을 비투광층인 금속층을 이용하여 그려 노광마스크를 제작한다. 제작된 노광마스크를 미세패턴을 가공하고자 하는 기판에 코팅된 감광물질인 포토레지스트 상에 위치시키고, 그 위로 빛을 쬐어 빛이 노광마스크를 통해 감광물질에 닿게 함으로서 노광마스크의 미세패턴이 감광물질층에 전사되도록 한다. 빛을 받은 감광물질은 특성에 따라 현상액에 녹기 쉬운 물질이 되거나 현상액에 녹기 어려움 물질이 되고, 이 상태에서 현상액으로 현상을 하면 포토레지스트 층으로 이루어진 미세패턴이 남게 된다. 이 미세패턴을 식각마스크로 기판을 식각시키면 기판에 미세패턴이 형성된다. In general, a micropattern is manufactured on a substrate through a photolithography process that can be performed in one process step in a semiconductor process or a flat panel display manufacturing process. In general, in order to form a fine pattern, an exposure mask is manufactured by drawing a fine pattern to be implemented on a transparent substrate such as glass or quartz using a metal layer, which is a non-transmissive layer. The prepared exposure mask is placed on the photoresist, which is a photosensitive material coated on a substrate to be processed with a fine pattern, and light is irradiated thereon so that the light hits the photosensitive material through the exposure mask, so that the micropattern of the exposure mask is formed on the photosensitive material layer. to be transferred to The photosensitive material that receives the light becomes a material that is easy to dissolve in a developer or a material that is difficult to dissolve in a developer depending on its characteristics, and when developed with a developer in this state, a micropattern consisting of a photoresist layer remains. When the substrate is etched using the fine pattern as an etch mask, a fine pattern is formed on the substrate.
노광마스크를 사용하는 이러한 방식의 포토리소그래피 공정에서는 공정을 통해 얻고자 하는 미세패턴이 변경되면 노광마스크를 새로 제작하여야 하며 매번 이렇게 노광마스크를 만드는 번거로움의 문제를 해결하고자 최근에는 별도의 노광마스크를 사용하지 않고 컴퓨터로 발생시킨 디지털 이미지를 직접 감광물질층에 투영하여 노광마스크 없이 식각마스크를 형성하고 이를 이용하여 식각을 실시하고 기판에 미세패턴을 얻는 방법이 개발되었으며 이를 마스크리스 디지털 포토리소그래피(Maskless Digital Photolighography)라 한다In this type of photolithography process using an exposure mask, if the fine pattern to be obtained through the process is changed, an exposure mask must be newly manufactured. A computer-generated digital image without use was directly projected onto the photosensitive material layer to form an etching mask without an exposure mask, and a method was developed to perform etching and obtain a fine pattern on the substrate using the maskless digital photolithography method. It is called Digital Photolithography).
그런데, 마스크리스 디지털 포토리소그래피 기법을 이용하여 식각마스크를 만드는 노광작업을 할 때 공간 해상도를 높이기 위해 디지털 이미지를 현미경과 비슷한 렌즈 시스템 등을 이용하여 이미지를 축소하고 이를 기판 표면의 감광물질층에 투사하는 것이 일반적이다. 그 결과로 한번에 노광시킬 수 있는 기판 상의 영역 크기가 일반적으로 가로세로 1mm x 1mm 혹은 그 이하인 경우가 대부분이다. However, when exposing an etch mask using a maskless digital photolithography technique, in order to increase spatial resolution, the digital image is reduced by using a lens system similar to a microscope, and the image is projected onto the photosensitive material layer on the substrate surface. it is common to do As a result, in most cases, the size of the area on the substrate that can be exposed at one time is generally 1 mm x 1 mm or less.
따라서 도면 1에서와 같이 획득하고자 하는 전체 패턴 a의 크기가 투영 렌즈의 유효한 초점 이미지 영역인 b보다 큰 경우에는 도1에서와 같이 전체 이미지를 여러 부분으로 분할하여 얻어지는 분할 이미지들을 기판 상의 대응 영역(분할 영역)들에 순차적으로 투사함으로써 결과적으로 전체 이미지가 기판에 투영되도록 하고 이로써 전체 이미지에 따른 패턴이 기판 상의 감광물질층에 구현되도록 하는 분할 노광을 실시할 수 있다. Therefore, as in FIG. 1, when the size of the entire pattern a to be acquired is larger than b, which is an effective focal image area of the projection lens, the divided images obtained by dividing the entire image into several parts as shown in FIG. By sequentially projecting to the divided regions), as a result, the entire image is projected onto the substrate, thereby performing divided exposure in which a pattern according to the entire image is realized on the photosensitive material layer on the substrate.
분할 이미지의 순차적인 투사를 위해서는 가령, 통상의 스탭퍼 장치에서와 같이 광원을 포함하는 디지털 이미지 프로젝터 및 주변의 렌즈 시스템은 고정시키고 이미지가 도달하는 기판(웨이퍼)을, 도2에서 보이듯이 노광 격자 간격만큼씩 혹은 유효 노광 영역(분할 영역: a)의 크기만큼씩 가로 혹은 세로로 정확하게 움직인 후 이미 노광된 영역 다음 차례의 새로운 영역에 노광을 시켜 기판 상에 전체 패턴(b)를 얻어야 한다. 하지만 이때 웨이퍼(기판)를 이동시키는 스테이지가 정확하게 격자 간격만큼 움직이지 않고 과도하게 이동하거나 이동이 부족한 경우, 투영된 전체 이미지에서 도3이나 도4에서 보이는 것과 같이 분할 이미지 사이의 간격이 발생하거나 분할 이미지 사이에서 중복된 영역이 형성될 수 있고, 이에 따라 형성된 전체 패턴에서도 간격(c)이 발생하거나 중복된 영역(d)이 형성될 수 있다.For sequential projection of divided images, for example, as in a conventional stepper device, a digital image projector including a light source and a surrounding lens system are fixed, and the substrate (wafer) to which the image arrives is fixed, and the exposure grid spacing as shown in FIG. The entire pattern (b) must be obtained on the substrate by exposing a new area next to the already exposed area after moving it horizontally or vertically by the amount or the size of the effective exposure area (divided area: a). However, at this time, if the stage that moves the wafer (substrate) does not move exactly by the grid spacing and moves excessively or lacks movement, a gap between the split images occurs or splits as shown in FIGS. 3 or 4 in the entire projected image. An overlapping region may be formed between images, and thus a gap c may occur in the entire pattern formed as a result, or an overlapping region d may be formed.
이런 경우에 기판의 패턴 영역에서 감지되는 광량 혹은 광도즈는 도 5 및 도6과 같이 표현될 수 있다. 도 5 및 도6에서 횡축은 도 3, 도4의 개별 분할 이미지를 통합하여 얻은 전체 이미지에서 전체 패턴을 횡으로 절단하는 직선상의 위치를, 종축은 그 직선상의 각 위치에서의 광도즈 크기를 나타낸다. In this case, the amount of light or the light dose sensed in the pattern region of the substrate may be expressed as shown in FIGS. 5 and 6 . 5 and 6, the abscissa axis represents the position on a straight line cutting the entire pattern transversely in the entire image obtained by integrating the individual segmented images of FIGS. 3 and 4, and the ordinate axis represents the light dose size at each position on the straight line .
분할 노광이 이루어질 때 정확한 위치에서 분할 영역에 대한 분할 이미지 노광이 이루어지는 경우, 패턴 영역의 광도즈 (optical doze) 레벨을 선으로 나타내면 전체 패턴 영역에 걸쳐서 광도즈 레벨은 하나의 연속된 수평선으로 나타나 광도즈가 균일한 수준으로 유지될 수 있다. 그렇지만, 도3 및 도4의 경우에 대응하는 도5 및 도6에서는, 광도즈 레벨을 나타내는 선은 노광이 되지 않은 간격 부분(b)에서 급감하여 광도즈가 0이 되거나 아니면 중복된 영역(c)에서는 중복 노광으로 인하여 광도즈가 급증하여 2배 수치가 되는 것을 볼 수 있다. 그 결과 기판 상에 제대로 된 이미지가 투영되지 않게 되고, 기판 상의 감광물질층에는 제대로된 식각마스크 패턴이 형성될 수 없게 되는 문제점이 발생할 수 있다. When segmented exposure is performed, when segmented image exposure is performed on a segmented area at the correct position, if the optical dose level of the pattern area is indicated by a line, the light dose level appears as one continuous horizontal line over the entire pattern area. can be maintained at a uniform level. However, in Figs. 5 and 6 corresponding to the cases of Figs. 3 and 4, the line indicating the luminous dose level sharply decreases in the unexposed gap portion b so that the luminous dose becomes 0 or otherwise overlaps the region c ), it can be seen that the luminous dose is doubled due to the overlapping exposure. As a result, a proper image is not projected on the substrate, and a proper etch mask pattern cannot be formed on the photosensitive material layer on the substrate.
이러한 문제점을 막기 위해서는 기판이 놓이는 스테이지의 이동 정밀도가 매우 높아야 한다. 따라서 스테이지의 위치를 실시간으로 파악하고 피드백을 통하여 위치를 정밀하게 제어할 수 있는 고가의 노광장비 스테이지가 필요한 데 결과적으로 장비의 단가 상승을 초래한다.In order to prevent such a problem, the movement precision of the stage on which the substrate is placed must be very high. Therefore, an expensive exposure equipment stage that can grasp the position of the stage in real time and precisely control the position through feedback is required, which results in an increase in the unit price of the equipment.
본 발명은 상술한 종래의 마스크리스 디지털 포토리소그래피 공정에 있어서, 노광 장비에 고가의 스테이지를 채택하지 않고도 분할노광시 기판에서 전체 이미지를 구성하는 분할 이미지들 사이에 겹침이나 이격의 문제가 발생하고 그에 따라 기판에 형성되는 전체 이미지 내의 패턴 영역에서 이격(틈새)이나 중복(겹침)에 의해 정상적인 형상의 식각마스크가 형성되지 못하는 문제를 경감 혹은 해결할 수 있는 노광 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다. According to the present invention, in the conventional maskless digital photolithography process described above, a problem of overlap or spacing occurs between the divided images constituting the entire image on the substrate during divided exposure without employing an expensive stage in the exposure equipment. Accordingly, an object of the present invention is to provide an exposure method capable of alleviating or solving the problem that an etch mask of a normal shape cannot be formed due to spacing (gap) or overlap (overlapping) in the pattern area in the entire image formed on the substrate.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 노광 방법은 마스크리스 디지털 포토리소그래피 공정에서 전체적 이미지를 영역별로 분할하여 얻는 각 분할 이미지를 기판에 분할 영역마다 순차적으로 전사하는 분할 노광 방법을 실시함에 있어서 The exposure method of the present invention for achieving the above object is a divided exposure method of sequentially transferring each divided image obtained by dividing the entire image by area in a maskless digital photolithography process to a substrate for each divided area.
각 분할 이미지 내에서 광이 조사되는 영역인 패턴 영역의 경계선 가운데 적어도 인접 분할 이미지의 패턴 영역과 연결되는 구간에서 경계선을 중심으로 내측 및 외측으로 각각 일정 폭을 가지도록 범위를 정하고 그 범위 내에서 내측에서 외측으로 가면서 광량 혹은 광도즈(optical dose)를 감소시킨 상태의 가공된 분할 이미지를 형성하고, 이 가공된 분할 이미지를 이용하여 기판 상의 해당 분할 영역에 대한 노광을 실시하는 과정을 가지는 것을 특징으로 한다.Among the boundary lines of the pattern area, which is the area to which light is irradiated in each divided image, at least in a section connected to the pattern area of the adjacent divided image, a range is determined so as to have a certain width inside and outside the boundary line, respectively, and inside the range Forming a processed divided image in a state in which the amount of light or optical dose is reduced while going outward from the do.
이때, 가공된 분할 이미지는 상기 구간에서 분할 이미지의 패턴 경계를 중심으로 외측 일정 폭만큼 확장되어, 그 분할 이미지의 해당 분할 영역보다 조금 더 넓은 면적의 기판에 대해 가공된 분할 이미지의 투영이 이루어질 수 있다. At this time, the processed divided image is extended by a predetermined width outside the pattern boundary of the divided image in the section, so that the projection of the processed divided image can be made on a substrate having a slightly larger area than the corresponding divided area of the divided image. have.
이런 경우, 기판상의 정확한 위치에 가공된 분할 이미지의 전사 혹은 투영이 이루어지는 것을 전제로, 하나의 가공된 분할 이미지의 패턴 영역은 상기 구간에서 분할 이미지의 패턴 경계를 중심으로 외측 일정 폭만큼 확장되어, 내외 일정 폭만큼의 범위에서는 서로 인접한 위치에 있는 다른 가공된 분할 이미지의 패턴 영역과 겹치도록, 가공된 분할 이미지들의 기판에 대한 투영이 이루어지게 된다.In this case, assuming that the transfer or projection of the processed divided image is made at an accurate position on the substrate, the pattern area of one processed divided image is extended by a predetermined width outside the pattern boundary of the divided image in the section, In a range of a predetermined width inside and outside, the processed divided images are projected onto the substrate so as to overlap the pattern regions of other processed divided images located adjacent to each other.
또한, 상기와 같이 분할 이미지의 크기를 확장시키는 경우 노광될 영역의 차이가 존재하므로, 종래의 분할 이미지가 투영될 기판의 분할 영역에 가공된 분할 이미지를 투영하는 것은, 종래의 분할 이미지의 중심이 가공된 분할 이미지의 중심이 되도록 하고, 그 중심 위치가 기판의 해당 분할 영역의 중심 위치에 놓이도록 하는 투영으로 생각할 수 있다. In addition, since there is a difference in the area to be exposed when the size of the divided image is expanded as described above, projecting the processed divided image on the divided area of the substrate on which the conventional divided image is to be projected is the center of the conventional divided image. It can be thought of as a projection that is made to be the center of the processed segmented image, and its center position is placed at the center position of the corresponding segmented area of the substrate.
본 발명의 방법에서, 가공된 분할 이미지의 패턴 경계선의 내외 일정 폭의 범위에 해당하는 경계부에서의 광도즈는 원래의 패턴 영역에 대한 광도즈 레벨에서 0까지 점차적으로 감소되는 것일 수 있다.In the method of the present invention, the luminous dose at the boundary corresponding to the range of a predetermined width inside and outside the pattern boundary of the processed divided image may be gradually decreased from the luminous dose level of the original pattern region to 0.
본 발명 방법에서 일정 폭은 패턴 영역의 경계선과 수선 방향으로 산정되며 패턴 영역의 모서리에는 외측으로 경계부 형성을 위한 일정 폭의 노광 영역 확장이 이루어지지 않아 광 조사에 의한 노광이 이루어지지 않도록 할 수 있다. In the method of the present invention, the predetermined width is calculated in the direction perpendicular to the boundary line of the pattern area, and the exposure area with a predetermined width for forming the boundary portion is not extended to the outside at the edge of the pattern area, so that exposure by light irradiation can be prevented. .
본 발명에서 가공된 분할 이미지는, 분할 이미지에서 컴퓨터 이미지 프로세싱 작업을 통해 가공된 분할 이미지를 산출하고, 광원을 포함하는 1차적 디지털 이미지 프로젝터에 의해 초기 광빔이 투사되는 상태에서 이를 DMD(digital micromirror device)를 통한 DLP(digital light processing) 이용하여 경계부를 가지는 패턴을 포함하는 이미지로 구현함으로써 얻어질 수 있고, 이런 이미지 구현을 위한 DMD의 조절 혹은 조작은 전체 이미지에서의 패턴을 고려한 컴퓨터 이미지 프로세싱을 통해 가공된 분할 이미지를 얻은 상태에서 이를 데이터 신화화하여 DMD로 전달함으로써 이루어질 수 있다. 따라서, 광의로 볼 때, 분할 이미지와 가공된 분할 이미지 모두가 컴퓨터 이미지 프로세싱을 통해 얻어진다고 말할 수 있다. The divided image processed in the present invention is a divided image processed through a computer image processing operation from the divided image, and it is converted into a digital micromirror device (DMD) in a state in which an initial light beam is projected by a primary digital image projector including a light source. ) through digital light processing (DLP) through which it can be obtained by implementing an image including a pattern having a border, and the control or manipulation of the DMD for realizing such an image is through computer image processing that considers the pattern in the entire image. This can be done by obtaining the processed segmented image and transferring it to the DMD by demystifying the data. Therefore, in a broad sense, it can be said that both the divided image and the processed divided image are obtained through computer image processing.
본 발명에서 광도즈가 분할 이미지의 패턴 영역의 경계선을 중심으로 내외 일정 폭에서 조정(감소)되어 가공된 분할 이미지를 형성하는 작업은 분할 이미지의 패턴 영역의 모든 경계선 구간에서 이루어지고, 광도즈는, 가공전의 상기 패턴 영역에 대한 광도즈 레벨의 절반 이상인 광도즈 레벨로 노광되는 영역까지 감광물질층의 유효 노광이 이루어져 식각마스크가 형성되는 양으로 노광이 이루어지도록 결정될 수 있다. In the present invention, the operation of forming a processed divided image by adjusting (reducing) the luminous dose at a predetermined width inside and outside the boundary of the pattern region of the divided image is performed in all boundary lines of the pattern region of the divided image, and the luminous dose is , it may be determined such that the photosensitive material layer is effectively exposed to an area exposed at a light dose level equal to or greater than half the light dose level of the pattern area before processing, so that the exposure is performed in an amount to form an etch mask.
부언하면, 본 발명에서 광도즈가 경계선을 중심으로 내외 일정 폭에서 조정(감소)되는 영역은 경계선의 상기 구간을 포함하지만 반드시 상기 구간에 한정되어야 하는 것은 아니며, 전체 이미지를 기판에 원상에 가깝게 재현시키기 위해 필요에 따라 구간은 상기 구간을 중심으로 가감될 수 있고, 가공된 분할 이미지를 쉽게 얻기 위해 모든 패턴 경계에 대해 광도즈의 내외 일정 폭의 감소가 이루어지도록 할 수도 있다. Incidentally, in the present invention, the area in which the luminous dose is adjusted (reduced) in a predetermined width inside and outside the boundary line includes the above section of the boundary line, but it is not necessarily limited to the section, and the entire image is reproduced close to the original shape on the substrate. In order to achieve this, the section may be added or subtracted based on the section as needed, and a predetermined width inside and outside the luminous dose may be reduced for all pattern boundaries to easily obtain a processed divided image.
본 발명에 따르면 디지털 이미지(Digital Image)를 기판에 투영하여 포토리소그래피(photolithography)를 실시하는 장치에서 노광하고자 하는 이미지의 크기가 한번에 노광할 수 있는 이미지 영역보다 커서 여러 영역으로 분할하여 노광해야 할 때, 즉 분할 노광을 할 때, 이미지를 투사하는 부분(가령 디지털 이미지 프로젝터 및 렌즈 시스템)에 대한 스테이지의 부정확한 상대적 이동으로 인해서 서로 인접한 분할 영역의 경계에서의 노광이 되지 않거나 이중 노광이 되는 문제점과 이런 부정확한 이동으로 인하여 기판에 얻어지는 이미지가 정확하지 못하게 되는 문제를 효과적으로 해결하여 분할 노광시 기판에 정확한 패턴이 노광되게 한다.According to the present invention, when the size of the image to be exposed is larger than the image area that can be exposed at once in an apparatus for performing photolithography by projecting a digital image onto a substrate, it is necessary to divide the image into several areas for exposure. , that is, when performing divided exposure, exposure is not performed or double exposure occurs at the boundary of adjacent divided areas due to inaccurate relative movement of the stage with respect to the image-projecting part (such as a digital image projector and lens system); It effectively solves the problem that the image obtained on the substrate is not accurate due to such inaccurate movement, so that the correct pattern is exposed on the substrate during divided exposure.
본 발명에 따르면 한번에 투영할 수 있는 이미지 영역보다 큰 이미지를 기판에 투사하기 위해 분할 노광을 할 때 분할 이미지가 기판에서 정확히 분할 영역에 전사되지 않고 일정 범위 내에서 오차가 발생하여 겹침이나 이격이 발생할 때에도 패턴 영역에서의 광도즈가 정상 레벨에서 크게 벗어나지 않도록 할 수 있다. According to the present invention, when performing divided exposure to project an image larger than the image area that can be projected at once on a substrate, the divided image is not accurately transferred from the substrate to the divided area, and an error occurs within a certain range, resulting in overlap or separation. Even when the luminous dose in the pattern area does not deviate significantly from the normal level, it can be maintained.
따라서 본 발명에 따르면 고가의 고정밀 이동 스테이지를 채택하지 않는 경우라도 분할 노광시 노출 방식 혹은 패턴의 경계부에서의 위치별로 부여되는 노광량 변화를 통해 패턴 영역에서 비교적 정확한 광도즈 수준을 유지할 수 있게 되며, 노광 장비에서 스테이지의 이동의 설정 조건이 다소 변화하는 경우에도 패턴 영역에서 이중 노광 및 비노광 영역이 생기는 것을 억제할 수 있다.Therefore, according to the present invention, it is possible to maintain a relatively accurate luminous dose level in the pattern area through the exposure method during divided exposure or by changing the exposure amount given to each position at the boundary of the pattern even when an expensive and high-precision moving stage is not adopted. It is possible to suppress the occurrence of double-exposed and non-exposed regions in the pattern region even when the setting conditions for movement of the stage in the equipment are slightly changed.
도 1은 노광하고자 하는 전체 이미지 a의 크기가 노광할 수 있는 최대 투사 영역 b보다 큰 경우 전체 이미지를 복수의 격자(점선으로 표시)로 구분되는 분할 이미지로 나누어 분할 노광한다는 개념을 설명하기 위한 설명도,
도 2는 분할 이미지로 기판 분할 영역에 순차적으로 분할 노광을 한 경우로서 정위치에서 노광이 이루어진 경우를 나타내는 설명도,
도 3은 분할 이미지로 기판 분할 영역에 순차적으로 분할 노광을 한 경우로서, 기판 스테이지의 이동 거리 오차로 분할 이미지 사이의 간격(틈새)가 발생한 경우를 나타내는 설명도,
도 4는 분할 이미지로 기판 분할 영역에 순차적으로 분할 노광을 한 경우로서, 기판 스테이지의 이동 거리 오차로 분할 이미지 사이의 중복 부분 혹은 이중 노광 부분이 발생한 경우를 나타내는 설명도,
도 5는 도3과 같은 분할 노광에 의해서 기판에 전체 이미지가 재구성된 경우의 각 분할 이미지의 패턴 영역 사이에 이격이 발생할 때 각각의 분할 이미지의 패턴 영역의 위치별 광도즈 레벨 변화와 분할 이미지의 패턴 영역들이 합해진 전체 패턴 영역에 대한 위치별 광도즈 레벨의 변화를 나타내는 그래프,
도 6은 도4와 같은 분할 노광에 의해서 기판에 전체 이미지가 재구성된 경우의 각 분할 이미지의 패턴 영역 사이에 중복이 발생할 때 각각의 분할 이미지의 패턴 영역의 위치별 광도즈 레벨 변화와 분할 이미지의 패턴 영역들이 합해진 전체 패턴 영역에 대한 위치별 광도즈 레벨의 변화를 나타내는 그래프,
도7은 발명 개념을 설명하기 위한 개념 설명도로 위쪽의 평면도 부분과 아래쪽의 사시도 부분을 가지는 개념 설명도,
도8은 본 발명 방법의 일 실시예에 의해 가공된 분할 이미지를 얻고, 가공된 분할 이미지들을 사용하면서 스테이지로 기판을 좌에서 우로 이동시키면서 순차적으로 노광을 실시하는 상태를 개념적으로 나타내는 평면도,
도 9는 본 발명의 방법의 일 실시예에 따라 가공된 분할 이미지를 얻고 이 가공된 분할 이미지로 노광을 실시할 때 각각의 가공된 분할 이미지의 패턴 영역 위치별 광도즈 레벨(d) 변화와 전체 패턴 영역의 위치별 광도즈 레벨(e) 변화를 나타내는 그래프로서, 정확한 위치에서 노광이 이루어지는 경우를 나타내는 그래프,
도10은 다른 사항은 도9와 같지만, 가공된 분할 이미지가 기판 분할 영역의 정위치에서 벗어난 곳에 투사되어 도3과 같은 이격이 발생하면서 노광이 이루어지는 경우를 나타내는 그래프,
도11은 다른 사항은 도9와 같지만, 가공된 분할 이미지가 기판 분할 영역의 정위치에서 벗어난 곳에 투사되어 도4와 같은 중첩이 발생하면서 노광이 이루어지는 경우를 나타내는 그래프이다. 1 is an explanation for explaining the concept of dividing and exposing the entire image by dividing the entire image into divided images divided by a plurality of grids (indicated by dotted lines) when the size of the entire image a to be exposed is larger than the maximum projection area b that can be exposed do,
2 is an explanatory diagram illustrating a case in which exposure is performed at a fixed position as a case in which divided exposures are sequentially performed on divided regions of a substrate as divided images;
3 is an explanatory diagram illustrating a case in which divided exposures are sequentially performed on divided regions of a substrate as divided images, and a gap (gap) between divided images occurs due to an error in the movement distance of the substrate stage;
4 is an explanatory diagram illustrating a case in which divided exposures are sequentially performed on divided regions of a substrate as divided images, and overlapping or double exposure between divided images occurs due to an error in the movement distance of the substrate stage;
5 is a diagram illustrating a change in luminous dose level for each position of a pattern region of each divided image and a change in luminance level of each divided image when a gap occurs between the pattern regions of each divided image when the entire image is reconstructed on the substrate by division exposure as in FIG. 3 A graph showing the change of the luminous dose level by position for the entire pattern area in which the pattern areas are added;
6 is a diagram illustrating a change in luminous dose level for each position of a pattern area of each divided image and a change in the divided image when overlap occurs between pattern areas of each divided image when the entire image is reconstructed on a substrate by division exposure as in FIG. 4 A graph showing the change of the luminous dose level by position for the entire pattern area in which the pattern areas are added;
7 is a conceptual explanatory diagram for explaining the concept of the invention;
8 is a plan view conceptually illustrating a state in which a divided image processed by an embodiment of the present invention is obtained, and exposure is sequentially performed while moving a substrate from left to right on a stage while using the processed divided images;
9 is a view showing the change in luminous dose level (d) for each pattern area position of each processed segmented image and the overall image when a processed segmented image is obtained according to an embodiment of the method of the present invention and exposure is performed with the processed segmented image. A graph showing the change in the luminous dose level (e) for each position of the pattern area, and a graph showing the case where exposure is performed at an accurate position;
10 is a graph showing a case in which exposure is performed while the separation as in FIG. 3 occurs while the processed divided image is projected out of the original position of the divided area of the substrate except for other matters as in FIG. 9;
FIG. 11 is a graph showing a case in which the processed divided image is projected out of the original position of the divided area of the substrate and exposure is performed while overlapping as shown in FIG. 4 is the same as in FIG.
이하 도면을 참조하면서 구체적 실시예를 통해 본 발명을 보다 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail through specific examples with reference to the drawings.
도7은 이상에서 언급된 발명 개념을 보다 잘 설명하기 위한 개념 설명도로 위쪽의 평면도 부분과 아래쪽의 사시도 부분을 가진다. 여기서는, 서로 인접한 두 개의 가공된 분할 이미지를 차례로 기판 분할 영역에 투영시켜 노광을 실시하는 개념을 나타낸다. 여기서는 1차 노광되는 분할 이미지는 패턴 영역의 경계선 가운데 인접 분할 이미지(2차 노광되는 분할 이미지)의 패턴 영역과 연결되는 구간에서 일정 범위만큼 내측에서 외측으로 가면서 광량 혹은 광도즈(optical dose)를 점차로 감소시켜 가장 외측에서 0에 이르도록 이미지를 가공하여 가공된 분할 이미지를 형성하고, 2차 노광되는 분할 이미지도 마찬가지로 이미지를 가공하여 가공된 분할 이미지를 형성하고, 위의 일정 범위만큼 1차 노광되는 가공된 분할 이미지와 2차 노광되는 가공된 분할 이미지를 겹치도록 노광하는 것을 보여주고 있다. 7 is a conceptual explanatory diagram for better explaining the above-mentioned inventive concept, and has an upper plan view portion and a lower perspective view portion. Here, the concept of performing exposure by projecting two processed divided images adjacent to each other sequentially on a divided area of a substrate is shown. Here, the divided image to be first exposed is gradually increased in light quantity or optical dose from the inside to the outside by a certain range in the section connected to the pattern area of the adjacent divided image (segmented image to be secondly exposed) among the boundary lines of the pattern area. The image is processed so as to reach 0 from the outermost part to form a processed divided image, and the divided image that is secondarily exposed is also processed to form a processed divided image, and the first exposure is performed in a certain range above. It shows exposure to overlap the processed divided image and the processed divided image to be secondarily exposed.
이때, 위쪽의 평면도 부분에서는 일정 범위 겹친 부분에서 패턴 영역의 광도즈가 다른 패턴 영역의 광도즈와 차이가 없게 됨을 나타내고 있으며, 아래쪽 사시도 부분에서는 그 일정 범위에서 각각의 가공된 분할 이미지의 패턴 경계부가 내측에서 외측으로 광도즈가 점차로 감소하는 것을 보여주고 있다. At this time, in the upper plan view part, it is shown that the luminous dose of the pattern region does not differ from the luminous dose of other pattern regions in the overlapping part of a certain range, and in the lower perspective part, the pattern boundary of each processed divided image in the predetermined range is the inside It shows that the luminous dose gradually decreases from the to the outside.
도8은 본 발명 방법의 일 실시예에 의해 가공된 분할 이미지를 얻고, 이 가공된 분할 이미지로 노광을 실시하는 상태를 개념적으로 나타내는 평면도이다. 8 is a plan view conceptually illustrating a state in which a processed divided image is obtained according to an embodiment of the method of the present invention and exposure is performed with the processed divided image.
도 9 내지 도 11은 분할 노광시, 본 발명 방법의 일 실시예에 의해 가공된 분할 이미지를 얻고, 이 가공된 분할 이미지로 노광을 실시하여 기판에 전체 이미지가 재구성된 경우에 있어서, 각각의 가공된 분할 이미지의 패턴 영역 위치별 광도즈 레벨 변화와 각각의 가공된 분할 이미지의 패턴이 중첩되어 얻어진 전체 패턴 영역의 위치별 광도즈 레벨 변화를 나타내는 그래프이다. 9 to 11 show that in the case of obtaining a divided image processed according to an embodiment of the method of the present invention during division exposure, and exposing the processed divided image to reconstruct the entire image on the substrate, each processing It is a graph showing the change of the luminous dose level for each position of the pattern region of the divided image and the change of the luminance level for each position of the entire pattern region obtained by overlapping the patterns of each processed divided image.
특히 도9는 각각의 가공된 분할 이미지가 그에 대응하는 기판의 분할 영역에 대해 정확한 위치로 투사 혹은 투영되어 노광이 이루어지는 경우를 나타내고 있으며, 앞선 도8의 AA선을 따라 진행하면서 위치별 광도즈 레벨을 나타내고 있다. In particular, FIG. 9 shows a case in which each processed divided image is projected or projected to an accurate position with respect to the divided region of the substrate corresponding thereto and exposure is performed, and the luminous dose level for each position while proceeding along the line AA of FIG. represents
이러한 본 실시예의 분할 노광은 마스크리스 디지털 포토리소그래피 공정에서 원하는 패턴이 포함된 전체적 이미지를 영역별로 분할하여 분할 이미지를 얻고 이렇게 얻은 각각의 분할 이미지를 기판 상에 각 분할 이미지에 대응하는 분할 영역마다 순차적으로 전사하여 기판 상의 감광물질층에 원하는 패턴이 포함된 전체적 이미지를 구현하기 위해, 즉 원하는 패턴의 식각 마스크(반도체 공정에 따라 이온주입 마스크나 증착용 마스크 등이 될 수도 있다)를 얻기 위해 이루어진다. In the division exposure of this embodiment, a divided image is obtained by dividing the entire image including a desired pattern by area in a maskless digital photolithography process, and each divided image thus obtained is sequentially applied to each divided area corresponding to each divided image on a substrate. This is done to realize an overall image including a desired pattern on the photosensitive material layer on the substrate by transferring it to, that is, to obtain an etching mask of a desired pattern (which may be an ion implantation mask or a deposition mask depending on the semiconductor process).
종래의 분할 노광에서는 분할 이미지에서 패턴 영역은 노광이 이루어지는 영역, 빛이 조사되는 영역, 광량 혹은 광도즈가 큰 영역이고 잔여 영역은 광이 없거나 미약하여 노광이 이루어지지 않는 영역이고, 이런 구분은 이분법적으로 구분되는 것이지만, 본 실시예에서는 이런 분할 이미지를 변화시켜 가공된 분할 이미지(10, 20, 30)를 얻게 된다. 가공된 분할 이미지에서는 분할 이미지의 원래의 패턴 경계선(11, 21, 31)으로 구분되는 패턴 영역 가운데 중심부(13, 23)는 종래와 같이 일정한 큰 광량으로 노광이 이루어지는 부분이고, 경계선(11, 21, 31)에서 일정 폭 이상 떨어져 해칭으로 표시되지 않은 영역인 잔여부는 종래와 같이 광에 대한 노출이 이루어지지 않는 부분이지만, 이들 영역 사이의 경계부(15, 25)에서는 광도즈가 같은 비율로 0에 이르기까지 감소하고 있다. In the conventional divided exposure, in the divided image, the pattern area is the area where exposure is made, the area to which light is irradiated, the amount of light or the light dose is large, and the remaining area is the area where exposure is not performed because there is no or weak light. However, in this embodiment, the divided
여기서, 경계부(15, 25)는 원래의 분할 이미지에서 패턴 경계선(11, 21, 31)을 중심으로 패턴 내측으로 일정 폭에 해당하는 영역(15b, 25b)과 외측으로 일정 폭에 해당하는 영역(15a, 25a)이며 일정 폭은 패턴 경계선과 수선 방향으로 산정된다. 따라서 이 영역에서 광도즈는 내측 최대 거리 위치에서 외측 최대 거리 위치로 가면서 중심쪽에 비추는 광도즈와 같은 크기에서 0으로 같은 비율로 점차적으로 감소하게 된다. Here, the
그리고 여기서는 분할 이미지의 패턴의 경계선(11, 21, 31) 전체에 걸쳐 광도즈가 감소하는 경계부(15, 25)가 설정된다. 도8에서는 편의상 수평선과 수직선이 만나는 모서리 부분에서도 경계선 내, 외측으로 광도즈 변화가 있는 경계부가 형성되는 것으로 일괄적으로 도시되고 있지만 경계부는 경계선의 직선 부분에 대해서만 그 수선 방향으로 내외측 일정 폭 영역에만 설정하여 광도즈 변화가 있도록 할 수 있다. 이런 경우, 경계부는 선과 선이 만나는 모서리 부분에서는 설정되지 않고 따라서 모서리 부분에서는 경계선 외측으로 확장되어 광도즈가 배분되는 영역이 없게 된다. 이는 도8과 달리 2차원적으로 큰 패턴인 경우 모서리 부분에서는 4개의 패턴이 겹칠 수 있으므로 이것을 감안하여 모서리 부분의 광도즈를 배분한다는 의미에서 이해될 수 있을 것이다.And here, the
경계부(15, 25)는 경계선(11, 21, 31) 모든 직선 구간에서 패턴 경계선 외측으로 일정 폭에 해당하는 영역(15a, 25a)도 포함하며, 이 영역에도 광도즈가 점차 감소하지만 광도즈가 0이 아닌 광량을 갖도록 해야 하므로, 만약 분할 이미지의 패턴 경계선이 분할 이미지의 외곽선과 겹치는 부분이 있다면 가공된 분할 이미지는 원래의 분할 이미지가 커버하는 영역을 넘어서게 된다. 즉 가공된 분할 이미지의 영역은 원래의 분할 이미지의 외곽선을 넘어서는 부분을 가지게 된다. The
물론, 패턴 경계선 외측에 잔여부가 폭넓게 위치하여 패턴의 경계부가 패턴 영역과 잔여부 영역에만 있게 될 수도 있고 이런 경우는 가공된 분할 이미지는 원래의 분할 이미지가 커버하는 영역을 넘어 확장되지 않게 된다. Of course, since the residual portion is widely located outside the pattern boundary line, the boundary portion of the pattern may be located only in the pattern region and the residual portion region. In this case, the processed divided image does not extend beyond the area covered by the original divided image.
이상과 같은 상황에서 서로 인접한 두 개의 가공된 분할 이미지가 기판의 두 해당 분할 영역에 투영되면, 도8에서 보이듯이 이들 분할 영역 모두에 걸쳐 존재하는 패턴의 제1 가공된 분할 이미지(10)에 존재하는 제1 패턴 부분(12)은 제2 가공된 분할 이미지(20)에 존재하는 제2 패턴 부분(22)과 서로 인접한 부분에서 경계부(15, 25)가 서로 겹치게 된다. In the above situation, when two processed divided images adjacent to each other are projected on two corresponding divided regions of the substrate, as shown in FIG. The
그러나 경계부(15, 25)는 광도즈가 패턴 중심부(13, 23)에 해당하는 광도즈에서 0까지 점차 줄어드는 부분이므로 이들의 경계부(15, 25)가 정확한 폭으로 겹치면 이 경계부에서의 광도즈는 제1 패턴 부분(12)의 경계부(15)의 광도즈에 제2 패턴 부분(22)의 경계부(25)의 광도즈가 중첩되어도(더해져도) 경계부 내의 어느 위치에서든 패턴 중심부(13, 23)의 광도즈와 같은 광도즈를 가지게 된다. 결과로서 전체 패턴 영역에서 가공된 분할 패턴 부분(12, 22)의 경계부(15, 25)가 서로 겹치는 부분은 다른 부분과 같은 광도즈로 노광되어 경계선에서의 패턴 상태에 별다른 차이가 없고, 분할 노광에서도 분할 패턴 혹은 부분 패턴을 통해 전체 패턴이 자연스럽게 재구성 혹은 구현될 수 있다. However, in the
이때, 제1 패턴 부분(12)의 경계부(15)와 제2 패턴 부분(22)의 경계부(25)에서 경계부가 서로 겹치지 않는 부분은 외측으로 갈수록 패턴 중심부(13, 23)에서의 광도즈 레벨보다 점차 작아지는 광도즈가 배당되고, 이런 경계부가 투영된 영역에서 기판의 감광물질층은 일정 광도즈 레벨보다 큰 광도즈가 배분된 영역에서만 패턴을 형성하게 된다. 따라서, 원래의 패턴 형태, 원래의 패턴 영역 경계선(11, 21, 31)이 식각방지막 패턴에서도 유지되기 위해서는 패턴 중심부(13, 23)에서의 광도즈 레벨의 절반이 되는 기준 광도즈로 노광된 영역까지 식각마스크 패턴이 형성되도록 광도즈 레벨을 설정해야 된다. At this time, in the
그리고, 비록 제1 가공된 분할 이미지(10)와 제2 가공된 분할 이미지(20)가 정확히 기판의 해당 분할 영역에 투영되지 못하고 두 중심부 사이의 거리에 약간의 증가가 있는 도10과 같은 경우에도, 종래에는 도5와 같은 패턴 영역 내의 틈새가 발생하지만, 여기서는 가공된 분할 이미지 자체가 원래의 분할 이미지보다 일정 폭 확장된 것이고 패턴 영역도 경계부의 존재로 일정 폭 외측으로 연장된 것이므로 대개는 겹치는 부분이 생기고, 제1 패턴 부분과 제2 패턴 부분도 경계부에서 완전하게 겹치지 않아도 조금은 겹치게 된다. 그 결과, 통합된 패턴 영역에서는 광도즈가 다른 패턴 영역에 비해 다소 줄어드는 부분(f)이 생기지만 그 줄어드는 정도가 도5와 같이 완전한 갭이 생기는 경우에 비해 매우 작고, 이정도의 광도즈 차이는 광도즈가 줄어드는 부분(f)에도 식각마스크가 생길 수 있도록 한다. Also, although the first processed divided
반대로, 비록 제1 가공된 분할 이미지와 제2 가공된 분할 이미지가 정확히 기판의 해당 분할 영역에 투영되지 못하고 두 중심부 사이의 거리에 약간의 줄어드는 도11과 같은 경우에도, 종래에는 도6과 같이 중첩 혹은 중복이 발생하면 광도즈 레벨이 급격히 증가하지만, 여기서는 가공된 분할 이미지 자체가 원래의 분할 이미지보다 일정 폭 확장되지만 광도즈가 외측으로 가면서 점차 감소되는 것이므로 대개는 겹치는 부분에서도 광도즈 레벨이 급속히 상승하는 것이 아니고 조금 상승하는 부분(g)이 있게 된다. Conversely, even in the case of FIG. 11 where the first processed divided image and the second processed divided image are not accurately projected on the corresponding divided area of the substrate and the distance between the two central portions is slightly reduced, in the prior art, they overlap as in FIG. Alternatively, if overlap occurs, the luminance level increases rapidly, but here, the processed divided image itself expands by a certain width compared to the original divided image, but the luminance gradually decreases as it goes outward. There is a part (g) that rises slightly rather than doing it.
가령, 제1 패턴 부분과 제2 패턴 부분도 경계부에서만 중첩이 되는 것이 아니라 제1 패턴 부분의 중심부(경계부 내측 영역)에서도 제2 패턴 부분과 겹치는 부분이 존재할 수 있지만 이 부분은 광도즈가 매우 미약한 부분이라서 광도즈 증가가 크기 않게 된다. 그 결과, 통합된 패턴 영역에서는 광도즈 레벨이 다른 패턴 영역에 비해 다소 상승하는 부분(g)이 생기지만 그 상승하는 정도가 도6과 같이 완전히 배가되는 경우에 비해 매우 작고, 이정도의 광도즈 차이는 광도즈가 증가된 영역에도 식각마스크의 폭 증가와 같은 심각한 형태 변화가 생길 수 없게 된다. For example, the first pattern portion and the second pattern portion also overlap not only at the boundary portion, but also at the center of the first pattern portion (the region inside the boundary portion) overlapping the second pattern portion may exist, but this portion has a very weak luminous dose. As it is one part, the luminance increase is not large. As a result, in the integrated pattern area, a portion (g) in which the luminous dose level rises somewhat compared to other pattern regions occurs, but the increase is very small compared to the case where the luminous dose level is completely doubled as shown in FIG. 6, and the difference in luminous dose Even in the region where the luminance is increased, serious shape changes such as an increase in the width of the etch mask cannot occur.
한편, 본 실시예에서 가공된 분할 이미지는 먼저 전체 이미지에서 분할 이미지를 얻은 상태에서 전체 이미지를 고려하여 이미지 프로세싱 작업을 통해 가공된 분할 이미지를 산출하고, 이를 광원을 포함하는 1차적 디지털 이미지 프로젝터에 의해 초기 이미지가 투사되는 상태에서 이를 DMD를 통한 DLP를 이용하여 경계부를 가지는 패턴을 포함하는 이미지로 구현함으로써 얻어질 수 있다. 물론, 디지털 이미지 생성 과정에서 초기 광을 DMD의 마이크로미러에서 반사시키는 대신 LCD를 투과시키는 등의 방법이 대체적으로 이루어질 수 있다. Meanwhile, in the present embodiment, the processed divided image is first obtained from the entire image, and the processed divided image is calculated through an image processing operation in consideration of the entire image, and the divided image is transmitted to a primary digital image projector including a light source. It can be obtained by implementing this as an image including a pattern having a boundary portion using DLP through DMD in a state in which the initial image is projected by the Of course, in the digital image generation process, a method such as transmitting the LCD instead of reflecting the initial light from the micromirror of the DMD may be alternatively made.
이런 이미지 가공을 위한 DPD의 개별 화소부 조절 혹은 조작은 컴퓨터 이미지 프로세싱을 통해 산출된 가공된 분할 이미지의 데이터 신호화 및 DMD로의 전송을 통해 이루어질 수 있다. 즉, 이런 컴퓨터 이미지 프로세싱은 전체 이미지에서의 패턴을 고려하여 각각의 분할 이미지를 설정하고, 각 분할 이미지마다 가공된 분할 이미지를 얻기 위해 진행되며, 이렇게 얻은 가공된 분할 이미지는 분할 노광시 해당 분할 영역에 대한 순차적 노광시마다 디지털 데이터 신호 형태로 컴퓨터에서 DPD로 전달되어 기판에 투영되도록 할 수 있다. Adjustment or manipulation of individual pixel units of the DPD for image processing can be made through data signalization of the processed segmented image calculated through computer image processing and transmission to the DMD. That is, such computer image processing sets each segmented image in consideration of the pattern in the entire image, and proceeds to obtain a processed segmented image for each segmented image, and the processed segmented image thus obtained is divided into a corresponding segmented area during segment exposure. It can be transmitted from the computer to the DPD in the form of a digital data signal for each sequential exposure to be projected onto the substrate.
따라서, 이런 경우 광의로 볼 때, 분할 이미지와 가공된 분할 이미지 모두가 컴퓨터 이미지 프로세싱을 통해 얻어질 수 있다. Accordingly, in this case, in a broad sense, both the divided image and the processed divided image can be obtained through computer image processing.
이러한 가공된 분할 이미지 투영이 이루어지는 시스템은, DMD를 포함하여 이미 컴퓨터 프로세싱을 통해 분할된 이미지를 발생시키는 전체적 프로젝터 부분과, 이 프로젝터 부분에서 구성된 이미지를 확대 축소 등을 할 수 있는 렌즈 시스템을 구비하여 이루어질 수 있으며, 필요에 따라 광을 부분적 반사 및 투과로 분할할 수 있는 스플리터, 반사경 등을 필요에 따라 구비할 수 있다. 물론 DMD 등의 요소는 이를 조절할 수 있는 영상 관련 신호를 주는 컴퓨터 시스템 혹은 기타 영상 구성 장치와 결합될 것이다. A system for projecting such a processed divided image includes a whole projector part that generates a divided image through computer processing, including a DMD, and a lens system that can enlarge and reduce the image configured in the projector part. It can be made, and if necessary, a splitter, a reflector, and the like capable of splitting the light into partial reflection and transmission may be provided as needed. Of course, elements such as a DMD may be combined with a computer system or other image component that provides an image-related signal that can be adjusted.
가령 하나의 시스템의 예시를 통해 설명하면, RGB 별도 프로젝션 광원을 상정하고, 광원광은 반사경, 렌즈, 프리즘 등의 광학요소를 통해 DMD로 투사된다. 투사된 광원광은 DMD 내의 각 화소를 담당하는 마이크로미러에서 반사되며, 마이크로미러는 컴퓨터와 같은 이미지 프로세싱 장비에서 가공된 분할 이미지마다 오는 데이터 신호를 통해 정해진 각도로 반사를 실시한다. 디스플레이 장치에서 화면을 구성하기 위한 스캐닝과 비슷하게 전체 화소에 대한 투사 및 반사가 이루어지면서 하나의 가공된 분할 이미지가 기판의 분할 영역을 위주로 투영되고 이런 가공된 분할 이미지를 통해 기판 해당 부분에 대한 노광이 이루어진다. For example, if described through an example of one system, it is assumed that an RGB separate projection light source is used, and light from the light source is projected to the DMD through optical elements such as a reflector, a lens, and a prism. The projected light source is reflected by the micromirror in charge of each pixel in the DMD, and the micromirror reflects at a predetermined angle through the data signal that comes from each divided image processed by image processing equipment such as a computer. Similar to scanning to compose a screen in a display device, projection and reflection of all pixels are made, and one processed divided image is projected mainly on the divided area of the substrate. is done
이때, 통상적으로 DMD에서 반사된 화소별 투사광의 조합으로 이루어지는 가공된 분할 이미지는 기판에 비해 큰 면적이므로 현미경과 같은 축소 역할을 하는 렌즈 시스템을 거쳐 일정 비율로 축소된 상태로 기판에 도달하게 된다. 그리고, 노광을 통해 기판 상의 감광물질층에 식각 마스크를 형성하는 화학변화가 이루어져, 현상을 통해 기판상에 남겨지게 된다. 기판은 기판 스테이지에 놓여 분할 이미지가 순차적으로 투영될 때마다 일정한 위치 이동을 하게 된다. At this time, the processed divided image, which is typically made by combining the projected light for each pixel reflected from the DMD, has a larger area than the substrate, so it reaches the substrate in a reduced state at a certain rate through a lens system that serves as a reduction, such as a microscope. Then, a chemical change for forming an etch mask on the photosensitive material layer on the substrate is made through exposure, and is left on the substrate through development. The substrate is placed on the substrate stage and moves to a certain position each time the divided images are sequentially projected.
이러한 노광 작업에서 공정 상태를 체크하고 모니터링 하기 위해 기판에서의 반사광은 역으로 렌즈 시스템을 거치고, 스플리터를 통과하고, 반사경에서 반사되어 모니터링용 촬상장치 혹은 카메라로 투입되고, 이 카메라의 신호를 받는 컴퓨터 프로세싱 장치를 거쳐 디스플레이에 표시될 수 있다. In order to check and monitor the process status in this exposure operation, the reflected light from the substrate goes through the lens system in reverse, passes through the splitter, is reflected from the reflector, is input to the imaging device or camera for monitoring, and the computer that receives the signal from the camera may be displayed on a display via a processing device.
이상에서는 한정된 실시예를 통해 본 발명을 설명하고 있으나, 이는 본 발명의 이해를 돕기 위해 예시적으로 설명된 것일 뿐 본원 발명은 이들 특정의 실시예에 한정되지 아니한다.In the above, the present invention has been described through limited examples, but these are only illustratively described to help the understanding of the present invention, and the present invention is not limited to these specific examples.
따라서, 당해 발명이 속하는 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명을 토대로 다양한 변경이나 응용예를 실시할 수 있을 것이며 이러한 변형례나 응용예는 첨부된 특허청구범위에 속함은 당연한 것이다.Accordingly, those of ordinary skill in the art to which the present invention pertains will be able to make various changes or application examples based on the present invention, and it is natural that such modifications or application examples belong to the appended claims.
10, 20, 30: 가공된 분할 이미지 11, 21`, 31: 경계선 (패턴 경계선)
12: 제 1 패턴 부분 13, 23: 중심부
15, 25: 경계부 22: 제 2 패턴 부분 10, 20, 30: Processed divided
12:
15, 25: border portion 22: second pattern portion
Claims (5)
각 분할 이미지 내에서 광이 조사되는 영역인 패턴 영역의 경계선 가운데 적어도 인접 분할 이미지의 패턴 영역과 연결되는 구간에서 상기 경계선을 중심으로 내측 및 외측으로 각각 일정 폭을 가지도록 범위를 정하고 상기 범위 내에서 내측에서 외측으로 가면서 광량 혹은 광도즈(optical dose)를 점차 감소시킨 상태의 가공된 분할 이미지를 형성하고,
상기 가공된 분할 이미지를 이용하여 상기 기판 상의 해당 분할 영역에 대한 노광을 실시하는 과정을 가지는 것을 특징으로 하는 노광 방법.In carrying out the division exposure method of sequentially transferring each divided image obtained by dividing the entire image by area in a maskless digital photolithography process for each divided area to a substrate,
Among the boundary lines of the pattern area, which is the area to which light is irradiated in each divided image, at least in a section connected to the pattern area of the adjacent divided image, a range is determined so as to have a certain width inward and outward, respectively, with respect to the boundary line, and within the range Forming a processed divided image in a state in which the amount of light or optical dose is gradually reduced from the inside to the outside,
and exposing the divided area on the substrate by using the processed divided image.
상기 가공된 분할 이미지의 상기 패턴 영역의 경계선의 내외측 일정 폭의 범위에 해당하는 경계부에서의 광도즈는 가공전의 상기 패턴 영역에 대한 광도즈 레벨에서 0까지 점차적으로 감소되는 것을 특징으로 하는 노광 방법.The method of claim 1,
Exposure method, characterized in that the luminous dose in the boundary portion corresponding to the range of a predetermined width inside and outside the boundary line of the pattern region of the processed divided image is gradually decreased from the luminous dose level of the pattern region before processing to 0. .
상기 일정 폭은 상기 패턴 영역의 경계선과 수선 방향으로 산정되며 상기 패턴 영역의 모서리에는 외측으로 일정 폭의 노광 영역 확장이 이루어지지 않아 광 조사에 의한 노광이 이루어지지 않도록 하는 것을 특징으로 하는 노광 방법.3. The method of claim 2,
The predetermined width is calculated in a direction perpendicular to the boundary line of the pattern area, and the exposure area with a predetermined width is not extended to the outside at the edge of the pattern area so that exposure by light irradiation is not performed.
상기 광도즈가 상기 패턴 영역의 경계선을 중심으로 내외 일정 폭에서 조정(감소)되어 가공된 분할 이미지를 형성하는 작업은 상기 패턴 영역의 모든 경계선 구간에서 이루어지고,
광도즈는, 가공전의 상기 패턴 영역에 대한 광도즈 레벨의 절반 이상인 광도즈 레벨로 노광되는 영역까지 감광물질층의 유효 노광이 이루어져 공정용 마스크가 형성되는 양으로 노광이 이루어지도록 하는 것을 특징으로 하는 노광 방법.4. The method according to any one of claims 1 to 3,
The luminous dose is adjusted (reduced) in a predetermined width inside and outside around the boundary line of the pattern area to form a processed divided image is performed in all boundary line sections of the pattern area,
The light dose is an effective exposure of the photosensitive material layer up to an area exposed at a light dose level that is at least half of the light dose level of the pattern area before processing, so that the exposure is made in an amount to form a process mask. exposure method.
상기 가공된 분할 이미지는 DMD를 이용하여 형성하는 것을 특징으로 하는 노광 방법. 4. The method according to any one of claims 1 to 3,
The processed divided image is an exposure method, characterized in that formed using DMD.
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2024182306A1 (en) * | 2023-02-28 | 2024-09-06 | Applied Materials, Inc. | Digital lithography scan sequencing |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20010095798A (en) | 2000-04-12 | 2001-11-07 | 윤종용 | exposing method for stepper |
| KR20040014061A (en) * | 2002-08-09 | 2004-02-14 | 삼성전자주식회사 | Method of electron beam lithography |
| KR20050068418A (en) * | 2003-12-30 | 2005-07-05 | 엘지.필립스 엘시디 주식회사 | Exposure mask and exposure method using the same |
| KR20090076457A (en) | 2008-01-09 | 2009-07-13 | 주식회사 프로텍 | Exposure system of maskless type using digital micromirror device |
| KR20130073442A (en) * | 2011-12-23 | 2013-07-03 | 엘지디스플레이 주식회사 | Maskless exposure apparatus and method |
| KR20160124811A (en) * | 2014-02-21 | 2016-10-28 | 마퍼 리쏘그라피 아이피 비.브이. | ENHANCED STITCHING by overlap dose and Feature Reduction |
-
2021
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Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20010095798A (en) | 2000-04-12 | 2001-11-07 | 윤종용 | exposing method for stepper |
| KR20040014061A (en) * | 2002-08-09 | 2004-02-14 | 삼성전자주식회사 | Method of electron beam lithography |
| KR20050068418A (en) * | 2003-12-30 | 2005-07-05 | 엘지.필립스 엘시디 주식회사 | Exposure mask and exposure method using the same |
| KR20090076457A (en) | 2008-01-09 | 2009-07-13 | 주식회사 프로텍 | Exposure system of maskless type using digital micromirror device |
| KR20130073442A (en) * | 2011-12-23 | 2013-07-03 | 엘지디스플레이 주식회사 | Maskless exposure apparatus and method |
| KR20160124811A (en) * | 2014-02-21 | 2016-10-28 | 마퍼 리쏘그라피 아이피 비.브이. | ENHANCED STITCHING by overlap dose and Feature Reduction |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| https://www.artwork.com/raster/dmd/players.htm |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2024182306A1 (en) * | 2023-02-28 | 2024-09-06 | Applied Materials, Inc. | Digital lithography scan sequencing |
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| Publication number | Publication date |
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