KR100566152B1 - 리소그래피장치 및 디바이스 제조방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명에 따르면, 센서(4)를 이용하여, 반사기(3)의 영역(3a)에 입사하는 방사선빔(2)에 의하여 유기된 상태변화의 결과로서 반사기(3)로부터 방사되는 발광방사선(5)을 검출한다. 특정 파장에서의 발광방사선(5)의 세기는 방사선빔(2)의 세기를 측정하는데 사용된다.
Description
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 리소그래피 투영장치의 도면;
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 센서의 배치를 나타내는 도면;
도 3은 반사기들로 이루어진 투영시스템의 도면이다.
도면에서, 대응하는 참조부호는 대응하는 부분을 나타낸다.
본 발명은,
- 방사선의 투영빔을 공급하는 방사선시스템;
- 소정의 패턴에 따라 투영빔을 패터닝하는 역할을 하는 패터닝수단을 지지하는 지지구조체;
- 기판을 잡아주는 기판테이블;
- 기판의 타겟부상으로 패터닝된 투영빔을 투영시키는 투영시스템;
- 패터닝되지 않은 투영빔 및 패터닝된 투영빔 중의 상기 하나가 가로지르는 장치의 구성요소상의 구역의 적어도 일부의 영역에 의하여 방사되는 발광방사선(luminescent radiation)을 검출하는 센서; 및
- 상기 구역에서, 상기 검출된 발광방사선으로부터 상기 패터닝되지 않은 투영빔 및 패터닝된 투영빔 중의 상기 하나의 세기를 측정하는 수단을 포함하는 리소그래피 투영장치에 관한 것이다.
"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 타겟부상으로 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 스 캐닝방향과 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.
레지스트가 올바른 노광도즈를 받아들이도록 보장하기 위하여, 노광시에 기판레벨에서 방사선빔의 세기가 제어되는 것이 중요하다. 불행히도, 노광시에 세기의 측정은 세기 또는 세기분포(균일성)를 변화시키지 않으면서 수행하는 것이 매우 어렵다. 따라서, 종래의 리소그래피장치에서는, 외란을 최소화시키기 위하여 일반적으로 센서의 조합이 사용된다 - 노광시에, 빔의 영역의 세기를 측정하기 위하여, 제1센서는 노광들간의 측정을 위하여 빔내에 위치될 수 있도록 일반적으로 기판테 이블에 부착되고, 제2센서는 광학경로내의 적절한 위치 예를 들어, 반사기의 일부에 장착된다. 노광들 사이의 제1센서를 이용하여, 빔세기 및 빈세기분포에 대한 매우 정확한 측정이 이루어질 수 있고, 상이한 조건하의 상이한 센서들에 의하여 측정된 상대세기를 측정하여 장치의 특성이 해석될 수 있다. 그런 다음, 이러한 데이터가 사용되어, 제2센서에 의한 측정값 만을 이용하는 기판레벨에서의 세기를 예측할 수 있다. 이것의 단점은 제2센서가 존재하기 때문에, 세기의 여하한의 외란이 항상 존재한다는 것이다.
대안적으로, 장치내의 반사기들 중의 하나가 부분적으로 은도금되어, 입사방사선의 일부를 반사기를 통하여 반사기 뒤의 센서로 통과시키거나 빔의 일부를 센서로 재지향시킬 수 있다. 이러한 배열은 투영빔의 세기를 본질적으로 감소시키고, 이는 장치의 스루풋도 또한 감소시킨다. EUV반사기들은 원래 매우 비효율적이기 때문에, EUV방사선을 이용하는 장치는 이러한 문제에 특히 예민하다. EUV방사선에 대하여 높은 반사성을 갖는 거울은 현재로는 이용할 수 있는 것이 없다. 또한, EUV방사선을 채택하는 리소그래피 투영장치에서, 세기의 손실을 방지하기 위하여 배기된 시스템에서 투영빔이 방사된다. 따라서, 빔세기센서는 배기된 시스템내에 위치되어야만 하며, 따라서 진공에 놓여질 때, 진공을 견뎌내고 가스를 방출하지 않도록 설계되어야만 한다.
본 발명의 목적은 그 단면적에 걸쳐 빔의 세기를 측정할 수 있고, EUV장치에 사용하기 적절한 투영빔의 세기를 측정하기 위한 수단을 제공하는 것이다.
상기 및 기타 목적은,
- 패터닝되지 않은 투영빔 및 패터닝된 투영빔 중의 상기 하나가 입사하는 구성요소상의 구역의 복수의 영역으로부터 발광방사선을 검출하는 센서; 및
- 상기 각각의 구역에서, 패터닝되지 않은 투영빔 및 패터닝된 투영빔 중의 상기 하나의 세기를 측정하는 빔세기측정용 수단을 포함하는, 서두에 명기된 바와 같은 리소그래피 투영장치에 의하여 달성된다.
상기 구역내의 패터닝되지 않은 투영빔 및 패터닝된 투영빔 중의 상기 하나의 세기는 검출된 발광방사선으로부터 측정될 수 있다. 루미네슨스(luminescence)는 열에 의하여 여기된 물질로부터 자생적으로 방출되는 방사선이다. 여러가지 상이한 종류의 루미네슨스가 알려져 있으며, 열적으로 여기된 상태가 생성되는 메카니즘을 토대로, 광루미네슨스(photoluminescence; 광자의 흡수에 의하여 여기된 상태가 생성됨), 방사성루미네슨스(radioluminescence; 고에너지 입자 또는 방사선에 의하여 여기됨), 음파루미네슨스(sonoluminescence; 음파에 의하여 여기됨), 마찰루미네슨스(triboluminescence; 소정의 고체의 표면과의 마찰에 의하여 발생됨) 및 화학적루미네슨스(chemiluminscence; 화학반응에 의하여 발생됨)로 식별된다. 부가적으로, 루미네슨스는 또한 여기와 방출간의 관계에 따라, 예를 들어, 형광발광(fluorescence; 방출이 물질의 여기시에만 발생) 및 인광(phosphorescence; 방출이 물질의 여기가 끝난 후에 발생하거나 계속됨)으로 식별될 수 있다.
투영빔의 입사에 의하여 장치의 구성요소에 의하여 생성되는 루미네슨스(방사선의 입사빔에 의하여 유기되는 표면내의 원자의 상태변화에 의하여 생성되는 것으로 추측됨)의 정도는 입사 에너지빔(예를 들어, 광자에너지 및 파장)의 특성 및 구성요소(예를 들어, 사용되는 재료)의 특성을 포함하는 몇몇 인자들에 의하여 결정된다.
발광방사선의 분포는 일반적으로 랜덤하기 때문에, 센서가 빔경로내에 있을 필요는 없다. 따라서, 센서의 존재에 의하여 방사선의 빔이 변화되지 않을 것이다. 따라서, 센서는 빔의 전체 단면에 걸쳐 방사선의 빔의 세기를 검출하는데 사용될 수 있으며, 빔의 전체 세기 뿐만 아니라 세기의 분포가 결정될 수도 있다.
발광방사선이 검출되는 요소는 분포된 브레그반사기(Bragg reflector) 또는 그레이징 입사제어기를 형성하는 다중층 스택일 수 있다. 특히, 상기 요소는 투영시스템의 일부 및/또는 방사선시스템의 일부일 수 있고 및/또는 패터닝되지 않은 투영빔이 입사하는 제1반사기일 수 있다. 상기 요소는 특히, 일루미네이터의 일부일 수 있다.
센서는 광대한 스펙트럼에 걸쳐 발광방사선의 통합세기를 검출할 수 있다. 대안적으로, 방사선빔의 세기를 보다 정확하게 검출하기 위하여, 센서는, 방사선의 빔에 의하여 유기된 반사기내의 원자의 상태변화의 결과로서 방출되는 방사선의 예상되는 파장에 대응하는 1이상의 좁은 파장의 밴드내에서 발광방사선의 세기를 검출할 수도 있다.
투영빔이 EUV방사선이기 때문에, EUV의 흡수로 인한 빔세기의 손실을 감소시 키기 위하여 패터닝수단, 투영시스템, 기판 및 적어도 일부의 방사선시스템이 배기된 챔버내에 포함된다. 그러나, 발광방사선은 상이한 파장 예를 들어, 가시광선스펙트럼내에 있을 것이기 때문에, EUV방사선과 동일한 정도로 흡수되지 않을 것이다. 따라서, 바람직한 실시예에서는, 센서가 배기된 챔버의 외부에 위치될 수 있다. 따라서, 센서는 진공에 적합할 필요가 없다.
발광방사선이 검출되는 패터닝되지 않은 투영빔 또는 패터닝된 투영빔의 구역(들)의 측정된 세기는 기판의 타겟부의 노광시간, 방사선시스템에 의하여 생성된 방사선빔의 세기를 조정하거나 또는 투영빔의 세기분포를 조정하는데 사용될 수 있다.
본 발명의 또 다른 형태에 따르면,
- 적어도 부분적으로는 한 층의 방사선감응재로 덮인 기판을 제공하는 단계;
- 방사선시스템을 사용하여 방사선의 투영빔을 제공하는 단계;
- 패터닝수단을 사용하여 투영빔의 단면에 패턴을 부여하는 단계;
- 방사선감응재층의 타겟부상에 방사선의 패터닝된 투영빔을 투영하는 단계;
- 센서를 이용하여, 패터닝되지 않은 투영빔 및 패터닝된 투영빔 중의 상기 하나가 가로지르는 표면상의 구역의 적어도 일부의 영역에 의하여 방사되는 발광방사선을 검출하는 단계;
- 상기 구역내에서, 상기 검출된 발광방사선으로부터 패터닝되지 않은 투영빔 및 패터닝된 투영빔 중의 상기 하나의 세기를 측정하는 단계를 포함하는 디바이스 제조방법에 있어서,
- 상기 센서를 이용하여, 패터닝되지 않은 투영빔 및 패터닝된 투영빔 중의 상기 하나가 입사하는 구성요소상의 복수의 구역의 영역으로부터 발광방사선을 검출하는 단계;
- 각각의 상기 구역에서 패터닝되지 않은 투영빔 및 패터닝된 투영빔 중의 상기 하나의 빔의 세기를 측정하는 단계를 더욱 포함하는 것을 특징으로 한다.
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 이루어 진다. 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. 일반적으로 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 2는 본 발명의 실시예를 도시한다. 방사선의 빔(2)은 반사기(3)를 가로지른다. 방사선은 반사기(3)의 표면(3a)의 원자내의 전자를 보다 높은 에너지상태로 이동시킨다. 전자가 보다 낮은 에너지레벨로 복귀함에 따라, 원자들이 발광방사선을 방사한다. 발광방사선의 파장은 전자가 보다 낮은 에너지레벨로 떨어질 때, 배출되는 에너지의 양에 따라 달라진다. 따라서, 방사선빔이 반사기상에 입사할 때, 반사기에 의하여 방출되는 발광방사선은 복수의 이산된 파장의 밴드내의 방사선으로 이루어진다. 각 주파대(waveband)내의 발광방사선의 세기 및 주파대의 위치는 반사기를 만드는 재료 및 입사빔의 세기에 따라 달라진다.
발광방사선은 모든 방향으로 방사된다. 따라서, 센서(4)는 방사선빔(2)의 입사경로(2a) 또는 반사경로(2b)내에 존재하지 않으면서, 상기 표면(3a)으로부터 발광방사선을 검출하도록 위치될 수 있다. 센서(4)는 CCD카메라 또는 단일 다이오드일 수 있다.
센서(4)는 방사선빔(2)이 입사하는 반사기(3)의 전체 영역(3a)으로부터 발광방사선(5)을 검출할 수 있다. 대안적으로, 렌즈(6)와 같은 적절한 광학기기를 사용하여, 방사선빔(2)이 입사하는 반사기(3)의 영역(3a)의 이미지가 센서(4)상에 투영될 수도 있다. 그런 다음, 센서(4)는 그 단면에 걸쳐 방사선빔의 세기를 모니터링하도록 사용될 수 있다. 이것은 예를 들어, 빔의 세기가 그 단면에 걸쳐 균일하도록 보장하는 것이 바람직한 투영빔내에 유용하다.
센서가, 빔(2)이 입사하는 반사기의 전체 영역(3a)으로부터 발광방사선을 검출하는지 또는 그 내부의 이산된 구역으로부터 검출되는지에 관계없이, 센서(4)는, 제어장치가 방사선빔의 세기 또는 방사선빔의 구역을 추정할 수 있는 반사기(3)로부터 전체 발광방사선(즉, 실질적으로 모든 파장)을 검출할 수 있다. 대안적으로, 센서는 반사기의 재료내의 전자상태변화와 관련된 복수의 특정 파장에서 발광방사선의 세기를 검출할 수도 있다. 그런 다음, 제어장치는 반사기의 원자내의 상태변화가능성 및 각각의 관련된 파장내의 발광방사선의 세기로부터 방사선빔의 세기 또는 방사선빔의 구역의 세기를 보다 정확하게 측정할 수 있다.
특정 파장의 세기를 모니터링하므로써, 반사기의 오염을 또한 특징화할 수 있다. 예를 들어, 오염물의 독특한 전자상태전하가 반사기의 것과 상이하기 때문에, 반사기의 표면상의 오염층의 두께 및/또는 조성을 측정할 수 있다.
센서는 방사선빔이 입사하는 어떠한 표면과도 연계하여 사용될 수 있다. 특히, 방사선의 패터닝되지 않은 투영빔 또는 패터닝된 투영빔과 연계하여 사용될 수 있다. 전자의 경우에는, 센서가 방사선소스에 근접한 반사기와 연계하여 사용되는 것이 바람직하다. 각각의 반사시에, 방사선빔의 세기가 감소되고, 따라서 각각의 표면으로부터 조사되는 발광방사선의 양도 감소한다. 따라서, 센서는 방사선시스템의 일부 즉, 방사선시스템의 바로 빔 아래에 있는(immediately down-beam) 반사기와 연계하여 사용될 수 있다.
특히, 센서는 조명시스템내의 필드 및/또는 퓨필패싯거울과 연계하여 사용될 수 있다. 이들은 투영빔의 단면에 걸쳐 세기의 분포를 향상시키기 위하여 사용된다. 패싯거울은 요구되는 필드의 세기균일성을 달성하기 위하여 조정될 필요가 있을 수도 있다. 센서는 패싯거울 또는 그 다음 요소에서 투영빔의 세기분포를 측정하는데 사용될 수도 있다. 따라서, 패싯거울에 대한 요구되는 조정이 결정될 수 있다. 필드 및 퓨필패싯거울에 대한 보다 상세한 정보는, 본 명세서에서도 참고자료로 채택되고 있는 유럽특허출원 제 02251933.4호에 설명되어 있다.
센서는 가능한 한 많은 반사기의 손실을 모니터링할 수 있도록 실질적인 만큼 먼 빔 아래에 있는 반사기와 연계하여 사용될 수도 있음을 이해할 것이다. 대안예로서, 센서는 패터닝수단의 바로 빔 아래에 있는 반사기와 연계하여 사용될 수 있다. 이것은 예를 들어, 패터닝수단이 프로그램가능한 패터닝수단인 경우에, 패 터닝수단에 걸친 세기분포가 기대되는 바와 같이 확인하고 및/또는 필요한 보정을 제공하도록 프로그램가능한 패터닝수단에 피드백을 제공하도록 사용될 수도 있다.
특히, 센서는 투영시스템의 반사기와 연계하여 사용될 수 있다. EUV방사선에 쓸 수 있는 굴절렌즈를 제조하는데 적절한 재료가 알려져 있지 않으므로, 투영빔으로 EUV방사선을 이용하는 리소그래피장치의 투영시스템은 반사광학기기를 바탕으로 해야만 한다. 이러한 투영시스템의 예는 도 3에 도시되어 있다. 반사기(M1, M2, M3, M4)는 기판(W)상으로 패터닝수단(MA)의 이미지를 투영시키는데 사용된다. 반사광학기기를 이용하는 투영시스템에 관한 상세한 정보는 본 명세서에서도 참고자료로 채택되고 있는 EP 1,209,503A에 기술되어 있다.
EUV방사선을 이용하는 리소그래피 투영장치의 경우에, 반사기는 예를 들어, 몰르브덴 및 실리콘의 복수의 교번층으로 구성된 분산된 브레그반사기일 것이다. 이들 분산된 브래기반사기는 하부층을 보호하도록 덮혀질 수 있다. 대부분의 발광방사선이 상기 캡층으로부터 방사되므로, 캡층에 사용되는 재료는 발광방사선을 최대화시키도록 선택될 수 있다. 대안적으로, 본 발명에 또는 그들의 특정 영역에 사용될 수 있는 소정의 반사기가 부가적인 형광층으로 코팅되어 발광방사(luminescent irradiation)를 증강시킬 수 있다.
센서(4)는 단순히 반사기(3)의 근처에 놓여질 수 있다. 그러나, 반드시 그럴 필요는 없다. 방사선빔(2)이 EUV방사선인 장치에서는, 세기손실을 감소시키기 위하여 빔경로가 배기된 챔버내에 있을 수 있다. 그러나, 발광방사선(5)이 상이한 파장을 가지고 있으므로, 세기손실에 덜 영향을 받을 것이다. 따라서, 센서(4)는 발광방사선(5)이 발광방사선에 대하여 투명한 패널을 통과하는 배기된 챔버의 외측에 위치될 수 있다.
패터닝되지 않은 투영빔 또는 패터닝된 투영빔(즉, 전체 빔)의 구역의 세기의 측정은, 기판상의 레지스트가 올바른 노광을 받아들일 수 있게 보장하도록 사용될 수 있다. 이것은 예를 들어, 레지스트의 노광시간 또는 측정된 세기값에 대응하는 방사선시스템에 의하여 생성된 방사선빔의 세기를 조정하여 수행될 수 있다.
본 발명의 특정 실시예가 상술되었지만, 본 발명은 상술된 것과 다르게 실시될 수도 있음을 이해할 것이다. 상기 설명은 본 발명을 한정하지 않는다.
본 발명에 따르면, 그 단면적에 걸쳐 빔의 세기를 측정할 수 있고, EUV장치에 사용하기 적절한 투영빔의 세기를 측정하기 위한 수단을 제공할 수 있다.
Claims (10)
- 리소그래피 투영장치에 있어서,- 방사선의 투영빔을 공급하는 방사선시스템;- 소정의 패턴에 따라 투영빔을 패터닝하는 역할을 하는 패터닝수단을 지지하는 지지구조체;- 기판을 잡아주는 기판테이블;- 기판의 타겟부상으로 패터닝된 투영빔을 투영시키는 투영시스템;- 패터닝되지 않은 투영빔 및 패터닝된 투영빔 중의 상기 하나가 가로지르는 장치의 구성요소상의 구역의 적어도 일부의 영역에 의하여 방사되는 발광방사선(luminescent radiation)을 검출하는 센서; 및- 상기 구역에서, 상기 검출된 발광방사선으로부터 패터닝되지 않은 투영빔 및 패터닝된 투영빔 중의 상기 하나의 세기를 측정하는 수단을 포함하여 이루어지고,- 상기 센서는 패터닝되지 않은 투영빔 및 패터닝된 투영빔 중의 상기 하나가 입사하는 구성요소상의 복수의 구역의 영역으로부터 상기 발광방사선을 검출하며,- 상기 빔의 세기를 측정하는 상기 수단은 각각의 상기 구역에서 패터닝되지 않은 투영빔 및 패터닝된 투영빔 중의 상기 하나의 세기를 측정하는 것을 특징으로 하는 리소그래피 투영장치.
- 제1항에 있어서,상기 구성요소는 반사기이고 상기 센서는 패터닝되지 않은 투영빔 및 패터닝된 투영빔 중의 상기 하나의 입사경로 또는 반사경로에 있지 않은 것을 특징으로 하는 리소그래피 투영장치.
- 제1항 또는 제2항에 있어서,상기 구성요소는 분산된 브레그반사기(Bragg reflector)를 형성하는 다중층 스택인 것을 특징으로 하는 리소그래피 투영장치.
- 제3항에 있어서,상기 구성요소는 상기 투영시스템 및 상기 방사선시스템 중의 하나의 내부에 있는 반사기인 것을 특징으로 하는 리소그래피 투영장치.
- 제3항에 있어서,상기 구성요소는 상기 패터닝되지 않은 투영빔이 입사하는 제1반사기인 것을 특징으로 하는 리소그래피 투영장치.
- 제3항에 있어서,상기 센서는 상기 구역(들)에 의하여 방사되는 발광방사선의 전체 세기를 검출하는 것을 특징으로 하는 리소그래피 투영장치.
- 제3항에 있어서,상기 센서는 1이상의 특정 파장에서 상기 구역(들)에 의하여 방사된 발광방사선의 세기를 검출하는 것을 특징으로 하는 리소그래피 투영장치.
- 제3항에 있어서,- 상기 패터닝수단, 상기 투영시스템, 상기 기판 및 상기 방사선시스템의 적어도 일부는 배기된 챔버내에 포함되고,- 상기 센서가 발광방사선을 검출하는 상기 표면의 구역은 상기 배기된 챔버내에 있으며,- 상기 센서는 상기 배기된 챔버의 외부에 놓여지는 것을 특징으로 하는 리소그래피 투영장치.
- 제3항에 있어서,상기 검출된 발광방사선에 대응하여, 상기 기판의 타겟부의 노광시간, 상기 방사선시스템에 의하여 생성된 방사선빔의 세기 및 상기 투영빔의 세기분포 중의 하나를 조정하는 수단을 더욱 포함하는 것을 특징으로 하는 리소그래피 투영장치.
- 디바이스 제조방법에 있어서,- 적어도 부분적으로는 한 층의 방사선감응재로 덮인 기판을 제공하는 단계;- 방사선시스템을 사용하여 방사선의 투영빔을 제공하는 단계;- 패터닝수단을 사용하여 투영빔의 단면에 패턴을 부여하는 단계;- 방사선감응재층의 타겟부상에 방사선의 패터닝된 빔을 투영하는 단계;- 센서를 이용하여, 패터닝되지 않은 투영빔 및 패터닝된 투영빔 중의 상기 하나가 가로지르는 표면상의 구역의 적어도 일부의 영역에 의하여 방사되는 발광방사선을 검출하는 단계;- 상기 구역내에서, 상기 검출된 발광방사선으로부터 패터닝되지 않은 투영빔 및 패터닝된 투영빔 중의 상기 하나의 세기를 측정하는 단계를 포함하여 이루어지고,- 상기 센서를 이용하여, 패터닝되지 않은 투영빔 및 패터닝된 투영빔 중의 상기 하나가 입사하는 상기 구성요소상의 복수의 구역의 영역으로부터 상기 발광방사선을 검출하는 단계;- 각각의 상기 구역에서 패터닝되지 않은 투영빔 및 패터닝된 투영빔 중의 상기 하나의 빔의 세기를 측정하는 단계를 더욱 포함하는 것을 특징으로 하는 디바이스 제조방법.
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