KR100554247B1 - 리소그래피장치, 디바이스 제조방법 및 이에 따라 제조된디바이스 - Google Patents

Abstract

본 발명은, 간섭계시스템(6,8,14,15,16)이 제1측정스테이션(4) 및 제2노광스테이션(2)에 걸쳐 확장되는 범위를 갖는 리소그래피 투영장치(1) 및 방법에 관한 것이다. 상기 장치는 초기에 마스크테이블(MT)에 대한 마스크(MA)의 위치를 저장한다. 웨이퍼테이블(WT)은 전적으로 간섭계시스템의 제어하에 있는 동안 평면모터에 의해 제1스테이션으로부터 제2스테이션으로 이송될 수 있다. 그 때에 노광 스테이지(2)를 통한 임계경로가 줄어들 수 있다. 상기 장치는 측정 스테이지 동안 웨이퍼테이블(WTa)에 대한 웨이퍼(W)의 위치를 저장한다. 그 다음, 마스크테이블에 대한 마스크의 위치를 알고 있다면 노광 스테이지의 후속 정렬이 보다 짧은 시간내에 수행될 수 있다.

Description

리소그래피장치, 디바이스 제조방법 및 이에 따라 제조된 디바이스 {Lithographic Apparatus, Device Manufacturing Method, and Device Manufactured Thereby}

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 리소그래피 투영장치의 도면;

도 2는 도 1의 리소그래피 투영장치내의 스테이션들간의 기판테이블의 이동을 나타내는 도면이다.

도면에서, 동일한 참조부호는 동일한 부분을 나타낸다.

본 발명은,

- 기판을 잡아주는 1이상의 기판테이블;

- 예를 들어, 기판의 측정이 이루어질 수 있는 제1스테이션;

- 기판이 노광되는 제2스테이션;

- 상기 제1 및 제2스테이션의 상기 기판테이블의 변위를 측정하는 변위측정시스템;

- 상기 제1스테이션과 제2스테이션 사이로 상기 기판을 이송하는 이송수단;

- 상기 제2스테이션과 관련되는, 방사선의 투영빔을 제공하는 방사선시스템;

- 소정의 패턴에 따라 투영빔을 패터닝시키는 역할을 하는 패터닝수단을 지지하는 지지구조체;

- 상기 기판이 상기 제2스테이션에 있을 때, 기판의 타겟부상으로 패터닝빔을 투영시키는 투영시스템을 포함하는 리소그래피 투영장치에 있어서,

- 상기 변위측정시스템은 상기 제1스테이션과 제2스테이션 사이로의 이송시에, 적어도 2방향에서 상기 기판테이블의 변위를 연속적으로 측정하도록 되어 있는 것을 특징으로 한다.

"패터닝수단(patterning means)"이라는 용어는 기판의 타겟부에 형성되어야 할 패턴에 대응하는 패터닝된 단면을 입사하는 방사빔에 부여하도록 사용될 수 있는 수단을 의미하는 것으로서 폭넓게 해석되어야 하며, 본 명세서에서는 "광 밸브(light valve)"라는 용어로도 사용될 수 있다. 일반적으로, 상기 패턴은 집적회로 또는 기타 디바이스와 같이 타겟부에 형성될 디바이스 내의 특정기능층에 해당할 것이다(이하 참조). 그러한 패터닝수단의 예로는 다음과 같은 것들이 포함된다.

- 마스크. 이 마스크의 개념은 리소그래피분야에서 이미 잘 알려져 있고, 바이너리(binary)형, 교번위상-시프트(alternating phase-shift)형 및 감쇠위상-시프트형과 같은 마스크형식과 다양한 하이브리드 마스크형식을 포함한다. 방사빔내에 이러한 마스크가 놓이면, 마스크의 패턴에 따라 마스크로 입사되는 방사선의 선택적인 투과(투과형 마스크의 경우) 또는 반사(반사형 마스크의 경우)가 이루어진다. 마스크의 경우에는, 일반적으로 지지구조체는 마스크테이블이 되고, 상기 마스크테이블은 입사되는 투영빔내의 소정위치에 마스크가 고정될 수 있게 하며, 필요한 경우에는 마스크를 상기 빔에 대하여 상대적으로 이동시킬 수 있도록 한다.

- 프로그래밍 가능한 거울배열. 이러한 장치의 예로는, 점탄성 제어층 (viscoelastic control layer)과 반사면을 구비한 매트릭스-어드레서블 표면이 있다. 이러한 장치의 기본원리는, (예를 들어)반사면의 어드레스된 영역(addressed area)에서는 입사광이 회절광으로 반사되는 반면, 어드레스되지 않은 영역에서는 입사광이 비회절광으로 반사되는 것이다. 적절한 필터를 사용하면, 상기 비회절광을 필터링하여 회절광만 남게 할 수 있다. 이러한 방식으로, 상기 빔은 상기 매트릭스-어드레서블 표면의 어드레싱 패턴에 따라 패터닝된다. 프로그래밍 가능한 거울배열의 대안적인 실시예는 작은 거울의 매트릭스 배치를 채택하는 것인데, 상기 각각의 작은 거울은 국부화된 적절한 전기장을 가하거나 또는 압전작동수단(piezoelectric actuation means)을 채택하여 축에 대하여 개별적으로 기울어질 수 있다. 또한, 상기 거울은 매트릭스-어드레서블이고, 이러한 어드레싱된 거울은 입사하는 방사빔을 어드레싱되지 않은 거울에 대하여 다른 방향으로 반사할 것이다. 이러한 방식으로, 반사된 빔은 매트릭스-어드레서블 거울의 어드레싱 패턴에 따라 패터닝된다. 이때 요구되는 매트릭스 어드레싱은 적당한 전자수단을 사용하여 수행될 수 있다. 상술된 두가지 상황 모두에 있어서, 패터닝수단은 1이상의 프로그래밍가능한 거울배열로 이루어질 수 있다. 이러한 거울배열에 관한 보다 상세한 정보는, 예를 들어 본 명세서에서 참조자료로 채용되고 있는 미국특허 US 5,296,891호 및 US 5,523,193호와 PCT특허출원 WO 98/38597호 및 WO 98/33096호로부터 얻을 수 있다. 프로그래밍 가능한 거울배열의 경우에, 상기 지지구조체는 필요에 따라 고정되거나 또는 이동할 수 있는, 예를 들어, 프레임 또는 테이블로 구현될 수 있다.

- 프로그래밍 가능한 LCD 배열. 이러한 구조의 일례는 본 명세서에서 참조자료로 채용되고 있는 미국특허 US 5,229,872호에 개시되어 있다. 상술된 바와 같이, 이러한 경우에서의 지지구조체는 필요에 따라 고정되거나 또는 이동할 수 있는, 예를 들어, 프레임 또는 테이블로 구현될 수 있다.

설명을 간단히 하기 위하여, 본 명세서의 나머지 부분 중 어느 곳에서는 그 자체가 마스크와 마스크테이블을 포함하는 예시적인 용어로서 특정적으로 지칭될 수도 있다. 하지만, 그러한 예시에서 논의된 일반적인 원리는 상술한 바와 같은 패터닝수단의 광의의 개념으로 이해되어야 한다.

예를 들어, 리소그래피투영장치는 집적회로(IC)의 제조에 사용될 수 있다. 이 경우에, 패터닝수단은 IC의 각각의 층에 대응되는 회로패턴을 형성할 수 있으며, 이 패턴은 감응재(레지스트)층으로 도포된 기판(실리콘 웨이퍼)상의 타겟부(예를 들어, 1이상의 다이로 구성되는)상으로 묘화될 수 있다. 일반적으로, 단일 웨이퍼는 인접해 있는 타겟부들의 전체적인 네트워크를 포함하고, 이들 타겟부는 투영시스템에 의하여 한번에 하나씩 연속적으로 조사된다. 현재 통용되는 장치에서, 마스크테이블상의 마스크에 의한 패터닝을 채택하는 데에는, 두 가지 상이한 형식의 기계로 구분될 수 있다. 어느 한 형식의 리소그래피투영장치에서는 타겟부상으 로 전체 마스크 패턴을 한번에 노광함으로써 각 타겟부가 조사되는데, 이러한 장치를 통상적으로 웨이퍼 스테퍼(wafer stepper)라고 한다. 통상, 스텝-앤드-스캔 장치(step-and-scan apparatus)라고 불리워지는 대체장치에서는 소정의 기준방향("스캐닝방향")으로 투영빔 하의 마스크 패턴을 점진적으로 스캐닝하는 한편, 상기 스캐닝방향과 동일방향 또는 반대방향으로 기판테이블을 동기적으로 스캐닝함으로써 각 타겟부가 조사된다. 일반적으로, 투영시스템은 배율인자 M(일반적으로 < 1)을 가지므로 기판테이블이 스캐닝되는 속도 V는 마스크테이블이 스캐닝되는 속도의 인자 M배가 된다. 본 명세서에 참조자료로 채택되고, 여기서 서술된 리소그래피장치에 관한 보다 상세한 정보는, 예를 들어 미국특허 US 6,046,792호에서 얻을 수 있다.

리소그래피투영장치를 사용하는 제조공정에서, (예를 들어, 마스크의) 패턴은 방사선 감응재(레지스트)층에 의하여 적어도 부분적으로 도포되는 기판상으로 묘화된다. 이 묘화단계에 앞서, 기판은 전처리(priming), 레지스트 코팅 및 소프트 베이크와 같은 여러가지 과정을 거칠 수 있다. 노광 후에는, 노광후 베이크(PEB), 현상, 하드 베이크 및 묘화된 피쳐의 측정/검사와 같은 또 다른 과정을 거치게 된다. 이러한 일련의 과정은, 예를 들어 IC와 같은 디바이스의 각각의 층을 패터닝하는 기초로서 사용된다. 이렇게 패터닝된 층은 에칭, 이온 주입(도핑), 금속화, 산화, 화학-기계적 폴리싱 등과 같은, 각각의 층을 마무리하기 위한 여러 공정을 거친다. 여러 개의 층이 요구된다면, 새로운 층마다 전체공정 또는 그것의 변형된 공정이 반복되어져야만 할 것이다. 그 결과로, 기판(웨이퍼)상에는 집적회로 디바이스의 배열이 존재하게 될 것이다. 이들 집적회로 디바이스는 다이싱 또는 소잉 등의 기술에 의하여 서로 분리되고, 이들 각각의 디바이스는 캐리어에 장착되고 핀 등에 접속될 수 있다. 본 명세서에서 참조자료로 채택되고 있는 이와 같은 공정에 관한 추가정보는 예를 들어, "Microchip Fabrication: A Practical Guide to Semiconductor Processing" (3판, Peter van Zant 저, McGraw Hill출판사, 1997, ISBN 0-07-067250-4)으로부터 얻을 수 있다.

설명을 간단히 하기 위하여, 상기 투영시스템은 이후에 "렌즈"라고 언급 될 것이다; 하지만 이 용어는 예를 들어, 굴절광학기, 반사광학기, 카타디옵트릭 (catadioptric) 시스템을 포함하는 다양한 형태의 투영시스템을 포괄하는 것으로서 폭 넓게 해석되어야 한다. 또한 상기 방사선시스템은 방사투영빔의 지향, 성형 또는 제어하는 이들 설계형식 중의 어느 하나에 따라 동작하는 성분를 포함할 수 있고, 이후에 설명에서는 이러한 성분들을 집합적으로 또는 개별적으로 "렌즈"라고 언급할 것이다. 나아가, 상기 리소그래피장치는 2이상의 기판테이블 (및/또는 2이상의 마스크테이블)을 구비하는 형태가 될 수도 있다. 이러한 "다수 스테이지" 장치에서, 추가테이블이 병행으로 사용될 수 있으며, 1이상의 스테이지가 노광에 사용되고 있는 동안, 1이상의 다른 스테이지에서는 준비작업단계가 수행될 수 있다. 본 명세서에서 참조자료로 채택되는 듀얼 스테이지 리소그래피장치는, 예를 들어, 미국특허 US 5,969,441호 및 국제특허출원 WO 98/40791호에 개시되어 있다.

상기 듀얼 스테이지 장치에는 2개의 스테이션이 존재한다. 우선, 처리될 기판이 기판테이블상에 로드된다. 그런 다음, 이 테이블이 제1스테이션으로 이동된 다. 제1스테이션에서는, 기판의 물리적인 특성의 측정이 이루어지며 저장된다. 측정이 완료되면, 기판테이블이 제2스테이션으로 이송된다. 상기 이송단계는 제1스테이션의 포지셔닝수단으로부터의 기판테이블의 해제 및 제2스테이션의 포지셔닝수단으로의 기판테이블의 클램핑과 관련이 있다. 제2스테이션에서는, 기판이 대략 10㎛이내로 개략적으로 마스크와 정렬된다. 그런 다음, 마스크는 노광공정이 시작되기 전에 최종적으로 정렬된다. 노광이 완료되면, 기판테이블이 제2스테이션의 이동장치로부터 해제되고, 노광된 기판이 제거된다. 이러한 장치는, 한 기판의 노광이 발생하는 동안, 처리될 다음 기판이 측정스테이션에 있을 수 있기 때문에, 기판의 스루풋을 개선시킨다. 따라서, 제1웨이퍼가 처리된 후에, 기판의 처리가 완료되자 마자 노광스테이션이 다시 사용될 수 있다.

또 다른 듀얼스테이지 장치가 US 5,715,064호에 개시되어 있다. 이러한 장치에서는, 기판테이블이 제1스테이션으로부터 제2스테이션으로 이동하는 내내, 기판테이블의 위치가 연속적으로 모니터링된다. 제1 및 제2스테이션내의 2개의 기판테이블은 밀집행진법(lock step)의 이동으로 제한된다. 단지, 테이블들의 5가지 상대적인 이동이 가능하다. 이것은 스루풋 및 노광시에 가능한 스캐닝경로를 제한한다.

스루풋의 제한요인은 임계경로이다. 듀얼 웨이퍼스테이지 웨이퍼스캐너는 투영시스템을 최적으로 사용하도록 설계된다. 따라서, 노광사이클(노광공정)이 임계경로를 형성한다. 임계경로는 기판테이블을 측정스테이션으로부터 노광스테이션으로 이송하는 단계, 기판테이블을 개략적으로 마스크와 정렬시키는 단계를 포함하 며, 미세정렬 및 실제로 기판을 노광시키는 최종단계가 뒤이어 수행된다. 노광공정 자체가 변경되지는 않는 것으로 가정하면, 임계경로내의 여타의 단계에서의 소요시간을 감소시킴으로써, 장치의 스루풋이 개선될 수 있다.

본 발명의 목적은 다수 스테이지 리소그래피장치의 스루풋을 향상시키는 것이다.

상기 및 기타 목적은 서두에 명기된 바와 같은 본 발명에 따른 리소그래피장치에 의하여 달성되며, 상기 이송수단은 플래너모터인 것을 특징으로 한다.

따라서, 제1스테이션과 제2스테이션 사이에서의 이송시에, 항시 기판테이블의 위치를 알고 있기 때문에, 상기 장치의 스루풋이 향상될 수 있다. 이것은, 이미 고도의 정확성으로 위치를 알고 있기 때문에, 기판테이블이 제2스테이션에 도착할 때, 조준(zeroing)할 필요가 없음을 의미한다.

스루풋은 플래너모터를 사용함으로써 더 향상된다. 이것은 측정스테이션의 이동장치로부터의 기판테이블의 해제 및 노광스테이션의 이동장치로의 기판테이블의 클램핑과 관련된 지연없이, 기판테이블을 측정스테이션으로부터 노광스테이션으로 직접 이송시키게 한다. 따라서, 기판테이블들 간의 안전거리만 제공될 필요가 있어, 임계경로가 시간적으로 더욱 감소된다. 플래너모터를 이용하는 또 다른 이점은 변위측정장치들 사이의 평활한 렌드오버(lendover)를 가능하게 하면서, 급격한 이동없이 기판테이블을 이송할 수 있다는 것이다. 부가적으로, 상이한 스테이 션내의 또 다른 테이블과 함께 밀집행진법으로 기판테이블을 이동시키는 것에는 제한이 없다.

바람직하게는, 상기 장치는,

- 상기 기판테이블에 대한 상기 기판의 제1상대위치를 측정하기 위한 상기 제1스테이션내의 제1측정시스템;

- 그 지지구조체에 대한 상기 패터닝수단의 제2상대위치를 측정하기 위한 상기 제2스테이션내의 제2측정시스템;

- 상기 제1 및 제2상대위치를 저장하기 위한 저장수단; 및

- 상기 제1 및 제2상대위치들을 토대로 노광위치를 산출하는 산출수단을 부가적으로 포함할 수 있다.

2가지 상대위치들을 저장함으로써, 노광위치가 용이하게 산출될 수 있다. 그런 다음, 이것이 제1스테이션으로부터 제2스테이션으로 이송될 때, 상기 테이블이 노광위치로 직접 이동될 수 있다.

변위측정시스템은 간섭계를 이용하는 것이 바람직하다. 이들은 리소그래피에 요구되는 공차내에서, 기판의 상대변위의 정확한 트래킹(tracking)을 하게 한다.

본 발명의 또 다른 형태에 따르면,

- 적어도 부분적으로 방사선감응재로 덮인 기판을 제공하는 단계;

- 기판의 측정이 이루어질 수 있는 제1스테이션내의 기판테이블상에 상기 기판을 위치시키는 단계;

- 기판이 노광되는 제2스테이션으로 상기 기판테이블을 이송시키는 단계;

- 상기 제1 및 제2스테이션내의 기판테이블의 변위를 측정하는 단계;

- 방사선시스템을 사용하여 방사선의 투영빔을 제공하는 단계;

- 패터닝수단을 사용하여 투영빔의 단면에 패턴을 부여하는 단계;

- 상기 기판이 상기 제2스테이션내의 노광위치에 있는 동안, 방사선감응재층의 타겟부상에 방사선의 패터닝된 빔을 투영하는 단계;

- 상기 이송시키는 단계시에, 상기 기판테이블의 변위값을 연속적으로 측정하는 단계를 포함하여 이루어지는 디바이스 제조방법에 있어서,

- 상기 기판테이블이 상기 제1스테이션에 있는 동안, 상기 기판테이블에 대한 상기 기판의 제1상대위치를 측정 및 저장하는 단계를 더 포함하고,

상기 제1기판에 있어서,

- 그 지지구조체에 대한 상기 패터닝수단의 제2상대위치를 측정 및 저장하는 단계를 더 포함하고,

각각의 이어지는 기판에 있어서,

- 상기 저장된 제1 및 제2상대위치를 이용하여 노광위치를 산출하는 단계; 및

- 상기 이송하는 단계시에, 상기 노광위치를 목적지로 이용하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

따라서, 조준단계를 임계경로로부터 제거하는 상기의 이점이 달성될 수 있다.

처리될 제1기판에 대하여, 그 지지구조체에 대한 패터닝수단의 상대위치가 저장된다. 배치(batch)내의 여러개의 기판들이 처리될 때, 각각의 기판은 동일한 마스크를 사용한다. 따라서, 각각의 기판이 노광스테이션에 들어가고 나오더라도, 마스크가 바뀌지 않는다. 따라서, 제1웨이퍼를 위한 그 지지수단에 대한 패터닝수단의 상대위치를 측정 및 저장함에 따라, 이 정보는 기판테이블을 노광위치로 이동시키도록 기판테이블상의 각각의 연이은 기판의 위치에 관한 정보와 결합될 수 있다. 약간의 정렬이 여전히 필요할 수 있지만, 예를 들어, 간섭계시스템 드리프트 또는 간섭계들 간의 핸드-오버로 인해 일어나는 어떠한 에러도 보정할 수 있을 만큼 매우 작을 뿐이다.

본 명세서에서는 IC의 제조에 있어서의 본 발명에 따른 장치의 사용례에 대하여 언급하였으나, 이러한 장치가 다른 여러 가능한 응용례를 가지고 있음이 명백히 이해되어야 할 것이다. 예를 들어, 상기 장치는 집적 광학시스템, 자기영역메모리용 유도 및 검출패턴, 액정표시패널, 박막자기헤드 등의 제조에도 이용될 수 있다. 당업자라면, 이러한 대안적인 적용례와 관련하여, 본 명세서에서 사용된 "레티클", "웨이퍼" 또는, "다이"와 같은 용어가 각각 "마스크", "기판" 및 "타겟부" 등과 같은 좀 더 일반적인 용어로 대체되고 있음을 이해할 수 있다.

본 명세서에서, "방사선" 및 "빔"이란 용어는 (예를 들어, 파장이 365, 248, 193, 157 또는 126㎚ 인)자외선 및 EUV(예를 들어 파장이 5 내지 20㎚ 범위인 극자외선)를 포함하는 모든 형태의 전자기방사선 뿐만 아니라 이온빔이나 전자빔과 같은 입자빔까지도 포괄하여 사용된다.

첨부된 개략적인 도면을 참조로 단지 예시의 방식으로 본 발명의 실시예를 서술한다.

제1실시예

도 1은 본 발명의 특정한 실시예에 따른 리소그래피 투영장치를 개략적으로 도시한다. 상기 장치는,

ㆍ방사선(예를 들어, UV 방사선)의 투영빔(PB)을 공급하는 방사선시스템(Ex, IL)(특별히 이 경우에 방사선시스템이 방사원(LA)도 포함한다);

ㆍ마스크(MA)(예를 들어, 레티클)를 잡아주는 마스크 홀더가 마련된, 아이템(PL)에 대하여 마스크를 정확히 위치시키는 제1위치설정수단에 연결된 제1대물테이블(마스크테이블)(MT);

ㆍ기판(W)(예를 들어, 레지스트 코팅된 실리콘 웨이퍼)을 잡아주는 기판 홀더가 마련된, 아이템(PL)에 대하여 기판을 정확히 위치시키는 제2위치설정수단에 연결된 제2대물테이블(기판테이블)(WT); 및

ㆍ기판(W)의 타겟부(C)(1이상의 다이를 포함)에 마스크(MA)의 조사된 부분을 묘화하는 투영시스템("렌즈")(PL)(예를 들어, 미러그룹)을 포함하여 이루어진다.

도시된 바와 같이, 상기 장치는 (반사마스크를 구비한)반사형이다. 하지만, 일반적으로는, 예를 들어 (투과마스크를 구비한)투과형일 수도 있다. 대안적으로, 상기 장치는 위에서 언급한 바와 같은 형태의 프로그램가능한 거울배열과 같은 그 밖의 다른 종류의 패터닝수단을 채용할 수도 있다.

방사원(LA)(예를 들어, 레이저생성 또는 방전 플라즈마원)은 방사선의 빔을 생성한다. 상기 빔은 곧바로 조명시스템(일루미네이터)(IL)에 들어 가거나, 예를 들어 빔 익스펜더(Ex)와 같은 컨디셔닝 수단을 거친 다음에 조명시스템으로 들어간다. 상기 일루미네이터(IL)는 빔내의 세기 분포의 외반경 및/또는 내반경 크기(통상 각각 외측-σ 및 내측-σ라고 함)를 설정하는 조정수단(AM)을 포함하여 이루어진다. 또한 그것은 일반적으로 인티그레이터(IN) 및 콘덴서(CO)와 같은 그 밖의 다른 다양한 구성요소들을 포함한다. 이러한 방식으로, 마스크(MA)에 입사하는 빔(PB)은 그 단면에 소정의 균일성과 세기분포를 갖게 된다.

도 1과 관련하여, 상기 방사원(LA)은 리소그패피투영장치의 하우징내에 놓이지만(예를 들어, 방사원(LA)이 흔히 수은 램프인 경우에서처럼), 그것이 리소그래피 투영장치로부터 멀리 떨어져 있어서 그것이 만들어 낸 방사선빔이 (가령, 적절한 지향거울에 의해) 장치 내부로 들어오게 할 수도 있다. 후자의 시나리오는 방사원(LA)이 엑시머레이저인 때에 흔한 경우이다. 본 발명과 청구범위는 이들 시나리오를 모두 포괄하고 있다.

이후, 상기 빔(PB)은 마스크테이블(MT)상에 잡혀있는 마스크(MA)를 통과한다. 마스크(MA)를 지난 빔(PB)은 렌즈(PL)를 통과하여 기판(W)의 타겟부(C)위에 빔(PB)의 초점을 맞춘다. 제2위치설정수단(및 간섭계측정수단(IF))에 의하여, 기판테이블(WT)은, 예를 들어 빔(PB)의 경로내에 상이한 타겟부(C)를 위치시키도록 정확하게 이동될 수 있다. 이와 유사하게, 제1위치설정수단은 예를 들어, 마스크 라이브러리로부터 마스크(MA)를 기계적으로 회수한 후에, 또는 스캔하는 동안, 빔(PB)의 경로에 대하여 마스크(MA)를 정확히 위치시키도록 사용될 수 있다. 일반 적으로 대물테이블(MT, WT)의 이동은, 도 1에 명확히 도시되지는 않았지만, 긴 행정모듈(long stroke module)(개략 위치설정) 및 짧은 행정모듈(미세 위치설정)의 도움을 받아 실현될 것이다. 하지만, (스텝-앤드-스캔장치와는 대조적으로) 웨이퍼스테퍼의 경우에는 마스크테이블(MT)이 단지 짧은 행정액츄에어터에만 연결될 수 있고 고정될 수도 있다.

상술한 장치는 다음의 두가지 상이한 모드로 사용될 수 있다.

1. 스텝모드에서는, 마스크테이블(MT)은 기본적으로 정지상태로 유지되며, 전체 마스크이미지는 한번에(즉, 단일 "섬광"으로) 타겟부(C)에 투영된다. 이후 기판테이블(WT)이 x 및/또는 y 방향으로 쉬프트되어 다른 타겟부(C)가 빔(PB)에 의하여 조사될 수 있다.

2. 스캔 모드에서는, 소정 타겟부(C)가 단일 "섬광"으로 노광되지 않는 것을 제외하고는 기본적으로 동일한 시나리오가 적용된다. 그 대신에, 마스크테이블(MT)이 v의 속도로 소정방향(소위 "스캔방향", 예를 들어 y 방향)으로 이동가능해서, 투영빔(PB)이 마스크 이미지의 모든 부분을 스캐닝하도록 되고, 이와 함께 기판테이블(WT)은 속도 V=Mv로, 동일방향 또는 그 반대방향으로 동시에 이동하는 데, 이 때 M은 렌즈(PL)의 배율(통상 M=1/4 또는 1/5)이다. 이러한 방식으로, 해상도를 떨어뜨리지 않고 비교적 넓은 타겟부(C)가 노광될 수 있다.

도 1은 본 발명의 리소그래피장치의 노광스테이션만을 예시하며, 도 2는 제1측정스테이션(4) 및 제2노광스테이션(2)을 모두 나타낸다. 측정스테이션(4)에서는, 기판(W)의 특성 및 기판테이블(WTa)상의 그 상대위치가 기록된다. 노광스테이 션(2)에서는, 측정스테이션(4)에서 측정된 웨이퍼의 물리적 특성을 고려하여 기판(W)이 노광된다.

본 실시예에서는, XY테이블(10)이 측정스테이션(4) 및 노광스테이션(2)의 아래로 연장한다. 웨이퍼테이블(WT)에는 플래너모터의 자석어레이(고정자)가 제공되는 한편, 코일유닛(아마츄어)은 기판테이블(WT)로 내장되어, 기판테이블(WT)이 XY테이블(10)상의 어떠한 위치로도 이동될 수 있다. 장치에는 노광스테이션의 패터닝수단과 기판테이블을 정렬시키기 위한 정렬시스템(도시되지 않음)이 또한 제공된다. 기판테이블(WTa)의 상대적 변위는 간섭계시스템(6, 8, 14, 15, 16)에 의하여 측정된다. 간섭계시스템은 상대적 변위값만을 측정할 수 있으므로, 먼저 기판 및 기판테이블(WTa)의 절대위치가 측정스테이션(4)과 관련된 정렬시스템에 의하여 설정된다.

기판(W)을 처리하기 위하여, 우선 기판(W)이 기판테이블(WTa)상으로 클램핑된다. 그런 다음, 상기 기판테이블(WTa)은 측정스테이션(4)으로 이동되고, 그 절대위치가 확정된다. 그런 다음, 그 위의 기판테이블 및 기판(W)이 측정스테이션에서 스캐닝되어, 기판(W)의 물리적 특성 및 기판테이블(WTa)에 대한 상대위치를 측정한다. 이들 측정값은 노광스테이션(2)에서 추후에 사용될 수 있도록 저장된다.

측정공정이 완료되면, 기판테이블(WTa)이 플래너모터의 제어하에서 노광스테이션(2)으로 이송된다. 이 경로는 도 2의 화살표(18)로 표시된다. 기판테이블이 노광스테이션을 향하여 이동함에 따라, 기판테이블이 간섭계(15)의 측정범위로 들어가게 된다. 단기간 동안에, 기판테이블(WT)의 변위가 2개의 간섭계들(8, 15)에 의하여 측정될 수 있다. 이것은 간섭계(8)로부터 간섭계(15)로의 변위측정의 심리스이송(seamless transfer)을 하게 한다. 기판테이블(WTa)의 이동이 더욱 진행되어 간섭계(14)의 측정범위에 들어간다. 따라서, 그 변위가 간섭계(15)로부터 간섭계(14)로 이음매없이 이송된다.

상기 장치는 2개의 기판테이블(WTa, WTb)을 가지며, 그 중 하나는 노광용으로 사용되고, 나머지 하나에 의하여 유지되는 기판상에서 측정이 수행된다. 상기 처리중에 기판이 충동하는 지점이 있어서는 안된다. 이는 장치에 상당한 손상을 유발할 것이다. 충돌을 피하기 위하여, 기판테이블(WTa, WTb)이 XY테이블(10)을 중심으로 시계방향의 경로를 따른다. 이것이 도 2에 라인(20)으로 예시되어 있다. 따라서, 기판테이블(WTa)이 노광스테이션(2)으로 이동함에 따라, 이전 기판테이블(WTb)이 간섭계(16)의 측정범위를 벗어나는 지점이 있을 것이다. 이 지점에서, 기판테이블(WTa)의 변위가 2개의 간섭계(6, 16) 모두에 의하여 측정된다. 따라서, 이들 2개의 간섭계 사이의 이음매가 없는 인계(hand-over)가 달성될 수 있다.

기판테이블(WTb)이 경로(20)를 따라 XY테이블(10)을 떠나면, 간섭계시스템으로 더이상 그 변위를 측정할 수 없음을 알 수 있다. 그러나, 예를 들어, 추측항법(dead reckoning)을 이용하여 충분한 정확성이 얻어질 수 있으므로 이것이 문제가 되지는 않는다.

기판(WTa)이 노광스테이션(2)에 도달하면, 상술된 바와 같이 간섭계(6, 8, 14, 15, 16)에 의하여 그 변위가 연속적으로 트래킹되므로, 그 정확환 위치가 알려 진다. 따라서, 초기의 영점조정단계가 필요없다.

또한, 본 실시예에서는, 그 지지구조체에 대한 패터닝수단의 정렬을 기록함으로써, 임계경로기간에 더 많은 감소가 달성된다. 배치내의 모든 기판은 내내 마스크테이블(MT)에 유지되는 동일한 마스크를 이용한다. 따라서, 배치내의 제1기판에 대하여만 그 위치가 측정될 필요가 있다. 모든 연이은 기판에 대하여도, 마스크가 변하지 않기 때문에, 그 측정이 여전히 유효하다. 데이터는, 노광을 위해 기판이 미리 위치될 수 있도록, 기판테이블(WT)의 소정의 목적지를 산출하기 위하여 측정스테이션(4)에서 측정된 기판테이블(WT)상의 기판(W)의 위치와 결합될 수 있다. 그러나, 예를 들어, 간섭계시스템 드리프트로 인한 부정확성으로 인해 약간의 정렬이 여전히 필요하다. 또한, 갑섭계들 사이의 인계시에 작은 에러가 발생할 수도 있다. 하지만, 이들 에러는 매우 작기 때문에, 마스크의 정렬을 위한 시간이 현저하게 감소되어, 임계경로의 지속시간은 이에 대응하여 감소된다.

기판이 노광스테이션(2)에 의하여 처리된 후에, 기판은 상술된 바와 같이, 시계방향경로(20)를 통하여 장치를 떠난다.

본 발명의 간섭계시스템의 디자인은, 기판이 측정스테이션으로부터 노광스테이션으로 이송될 때, 기판테이블(WTa, WTb)의 변위가 연속적으로 트래킹되도록 하는 것을 알 수 있다. 나아가, 하나가 측정스테이션에 있고, 나머지 하나는 노광스테이션에 있는 경우에도 역시, 간섭계시스템이 2개의 기판테이블을 트래킹할 수 있다. 측정스테이션내의 테이블의 변위는 간섭계(6, 8)에 의하여 측정된다. 노광스테이션(2)내의 테이블의 변위는 간섭계(14, 16)에 의하여 측정된다. 따라서, 높은 정확성이 요구되는 경우에, 그것의 처리시에 모든 지점에서 기판테이블(WT) 변위의 정확한 측정이 이루어지고, 더욱 양호하게 듀얼스테이지장치의 병렬처리의 모든 이점이 달성된다.

따라서, 상술된 실시예는, 장치를 통과하는 임계경로를 형성하는 노광스테이션에서 기판이 보내는 시간을 상당히 감소시킨다. 이전에, 측정스테이지로부터 노광스테이지로 기판을 이송할 때, 척을 교환하는 시간은 대략 4.7초이다. 노광스테이지에서의 기판테이블의 개략적인 정렬에 0.3초, 이어서 마스크를 노광위치에 미세정렬하는데에 2초가 소요된다. 결국, 29초의 노광사이클이 있다. 따라서, 노광시간이 종래의 장치를 통과하는 임계경로의 대략 80%를 차지한다.

임계경로(36)는 36초이며, 이는 안정된상태에서 작동할 때, 1시간당 100개의 웨이퍼를 처리할 수 있다.

본 실시예는 노광사이클 동안에, 노광되지 않는 시간을 현저하게 감소시킨다. 이송될 때에, 테이블의 해제 및 클램핑에 걸리는 시간이 플래너모터에 의하여 제거된다. 그러나, 측정스테이션으로부터 노광스테이션으로 테이블을 이동시키고, 그 앞의 테이블로부터 적절한 안전거리를 갖게하는 것과 관련된 짧은 시간주기가 여전히 존재한다. 일반적인 값은 대략 0.7초이다. 연속적인 간섭계제어하에서, 기판테이블(WT)에 대한 기판(W)의 위치 및 마스크테이블에 대한 마스크의 위치 모두를 저장함으로써, 테이블이 노광스테이션으로 이송될 때 영점조정이 제거될 수 있음이 상술되어 있다. 또한, 이동의 정확성은 미세 마스크정렬에 단지 대략 0.9초가 소요되는 정도이다. 이것은 보정될 에러가 비교적 작기 때문이다. 노광시간 은 29초로 변함이 없다. 따라서, 노광시간은 노광스테이지를 통한 임계경로의 대략 95%를 차지한다. 임계경로에 대한 전체 시간은 30.6초이며, 이는 안정된상태에서 1시간당 118개의 웨이퍼를 처리할 수 있다.

임계경로의 시간만을 살펴보면, 본 발명의 스루풋에서 이익이 얻어짐을 보여준다. 그러나, 장치의 성능을 조사하기 위한, 합격판정시험성능(ATP)방법론을 고려하는 것이 유익하다. ATP방법론은 웨이퍼에 단지 하나의 마스크만 필요할 때의 스루풋을 고려한다. 15개의 웨이퍼로트가 처리되고, 안정된상태상황이 측정되는 것을 보장하기 위하여, 3번째 내지 12번째 웨이퍼들에 대한 평균시간이 산출된다. 따라서, 임계경로는 상기에 산출된 바와 동일하며, 1시간당 18개의 웨이퍼, 즉 18%의 스루풋증가를 제공한다.

본 발명의 특정실시예가 상술되었지만, 본 발명은 상술된 것과 다르게 실시될 수 있음을 이해할 것이다. 상기 설명은 본 발명을 제한하지 않는다.

본 발명에 따르면 다수 스테이지 리소그래피장치의 스루풋을 향상시킬 수 있다.

Claims (6)

1. - 기판을 잡아주는 1이상의 기판테이블;

   - 예를 들어, 기판의 측정이 이루어질 수 있는 제1스테이션;

   - 기판이 노광되는 제2스테이션;

   - 상기 제1 및 제2스테이션의 상기 기판테이블의 변위를 측정하는 변위측정시스템;

   - 상기 제1스테이션과 제2스테이션 간에 상기 기판을 이송하는 이송수단;

   - 상기 제2스테이션과 관련되는, 방사선의 투영빔을 제공하는 방사선시스템;

   - 소정의 패턴에 따라 투영빔을 패터닝시키는 역할을 하는 패터닝수단을 지지하는 지지구조체;

   - 상기 기판이 상기 제2스테이션에 있을때, 기판의 타겟부상으로 패터닝빔을 투영시키는 투영시스템을 포함하는 리소그래피 투영장치에 있어서,

   - 상기 변위측정시스템은 상기 제1스테이션과 제2스테이션 사이의 이송시에, 적어도 2방향에서 상기 기판테이블의 변위를 연속적으로 측정하도록 되어 있고,

   상기 이송수단은 플래너모터인 것을 특징으로 하는 리소그래피 투영장치.
2. 제1항에 있어서,

   - 상기 기판테이블에 대한 상기 기판의 제1상대위치를 측정하기 위한 상기 제1스테이션내의 제1측정시스템;

   - 그 지지구조체에 대한 상기 패터닝수단의 제2상대위치를 측정하기 위한 상기 제2스테이션내의 제2측정시스템;

   - 상기 제1 및 제2상대위치를 저장하기 위한 저장수단; 및

   - 상기 제1 및 제2상대위치들을 토대로 노광위치를 산출하는 산출수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 리소그래피 투영장치.
3. 제2항에 있어서,

   상기 제1 또는 제2측정시스템은 또한 각각 상기 제1 또는 제2스테이션내의 상기 기판을 정렬하기 위한 정렬시스템인 것을 특징으로 하는 리소그래피 투영장치.
4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 변위측정시스템은 간섭계를 포함하는 것을 특징으로 하는 리소그래피 투영장치.
5. - 적어도 부분적으로 방사선감응재로 덮인 기판을 제공하는 단계;

   - 예를 들어 기판의 측정이 이루어질 수 있는 스테이션인 제1스테이션내의 기판테이블상에 상기 기판을 위치시키는 단계;

   - 기판이 노광되는 스테이션인 제2스테이션으로 상기 기판테이블을 이송시키는 단계;

   - 상기 제1 및 제2스테이션내의 기판테이블의 변위를 측정하는 단계;

   - 방사선시스템을 사용하여 방사선의 투영빔을 제공하는 단계;

   - 패터닝수단을 사용하여 투영빔의 단면에 패턴을 부여하는 단계;

   - 상기 기판이 상기 제2스테이션내의 노광위치에 있는 동안, 방사선감응재층의 타겟부상에 방사선의 패터닝된 빔을 투영하는 단계;

   - 상기 이송시키는 단계시에, 상기 기판테이블의 변위값을 연속적으로 측정하는 단계를 포함하여 이루어지는 디바이스 제조방법에 있어서,

   - 상기 기판테이블이 상기 제1스테이션에 있는 동안, 상기 기판테이블에 대한 상기 기판의 제1상대위치를 측정 및 저장하는 단계를 더 포함하고,

   상기 제1기판에 대하여,

   - 그 지지구조체에 대한 상기 패터닝수단의 제2상대위치를 측정 및 저장하는 단계를 더 포함하고,

   후속되는 각각의 기판에 대하여,

   - 상기 저장된 제1 및 제2상대위치를 이용하여 노광위치를 산출하는 단계; 및

   - 상기 이송하는 단계시에, 상기 노광위치를 목적지로 이용하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 디바이스 제조방법.
6. 리소그래피 투영장치를 제어하는 컴퓨터시스템에서 수행될 때, 제5항의 단계를 수행하도록 상기 리소그래피 투영장치에 명령을 내리는 프로그램 코드수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 컴퓨터프로그램이 기록된 저장매체.

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