KR100585208B1 - 리소그래피 투영장치와 상기 장치를 이용한 디바이스 제조방법 및 상기 방법에 의해 제조된 디바이스 - Google Patents

리소그래피 투영장치와 상기 장치를 이용한 디바이스 제조방법 및 상기 방법에 의해 제조된 디바이스 Download PDF

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Abstract

본 발명은, 방사선 투영 빔을 공급하는 방사선계; 마스크를 고정하는 마스크홀더가 제공된 마스크테이블; 기판을 고정하는 기판홀더가 제공된 기판테이블; 기판의 목표영역에 마스크 조사부를 묘화하는 투영계; 테이블 평면에 거의 평행한 소정의 기준방향으로 마스크테이블을 이동시키는 제 1 구동수단; 및 기준방향에 평행한 기판테이블을 마스크테이블의 작동과 동기하여 이동시키는 제 2 구동수단 등을 포함하는 리소그래피 투영장치에 있어서,
고정된 기준점에 대한 마스크테이블의 순간적 위치를 결정하는 제 1 측정수단; 고정된 기준점에 대한 기판테이블의 순간적 위치를 결정하는 제 2 측정수단; 및 기판테이블의 측정된 순간위치와 기판테이블의 바람직한 순간위치(설정점)를 비교하고, 상기 두 위치 사이의 차이에 따른 위치에러 신호를 생성하고, 상기 차이를 보상하기 위해 마스크테이블의 순간위치를 조정하는 정정수단으로 상기 신호를 보내는 수단 등을 포함하는 것을 특징으로 하는 리소그래피 투영장치에 관한 것이다. 우선적인 실시예에서, 위치에러 신호의 적어도 일부는 정정수단으로 이송되기 전에 시간에 대하여 2회 미분되어 정정수단에 가속도에러 신호를 제공하고, 그 후에 이는 마스크테이블의 요구되는 정정 가속도를 직접 달성하는데 사용될 수 있다.

Description

리소그래피 투영장치와 상기 장치를 이용한 디바이스 제조방법 및 상기 방법에 의해 제조된 디바이스{LITHOGRAPHIC PROJECTION APPARATUS AND METHOD OF MANUFACTURE USING THE APPARATUS AND DEVICE MANUFACTURED BY THE METHOD}
도 1은 본 발명에 따른 장치의 구현에 적합한 제어이론 회로의 개략도이고,
도 2는 본 발명에 따른 장치의 특정 실시예에서 마스크테이블 및 기판테이블의 주파수 응답을 나타내고,
도 3은 본 발명에 따른 장치의 전반적인 모식도를 나타낸다.
본 발명은, 방사선 투영 빔을 공급하는 방사선계; 마스크를 고정하는 마스크홀더가 제공된 마스크테이블; 기판을 고정하는 기판홀더가 제공된 기판테이블; 기판의 목표영역에 마스크 조사부를 묘화(imaging)하는 투영계; 테이블 평면에 거의 평행한 소정의 기준방향으로 마스크테이블을 이동시키는 제 1 구동수단; 및 기준방향에 평행한 기판테이블을 마스크테이블의 작동과 동기하여 이동시키는 제 2 구동수단을 포함하는 리소그래피 투영장치에 관한 것이다.
상기 형태의 리소그래피 투영장치는, 예를 들면, 집적회로의 제작에 사용될 수 있다. 집적회로의 제작에 사용되는 경우, 마스크(레티클)는 집적회로의 각 층에 대응하는 회로패턴을 포함하고, 이 패턴은 감광물질(레지스트)층이 코팅된 기판(실리콘 웨이퍼) 위의 목표 영역(다이)에 묘화될 수 있다. 대개 단일 웨이퍼는 레티클을 통해 한번에 하나씩 연속적으로 조사되는 인접한 다이들의 전체 연결망을 갖는다. 각 다이가 투영빔 하에서 소정의 기준방향("스캐닝" 방향)으로 레티클 패턴을 점진적으로 스캐닝함으로써 조사되는 반면 동기하여 상기 스캐닝방향에 평행 또는 평행하지 않게 웨이퍼테이블을 스캐닝하고, 이로써 조사된사 레티클 패턴의 이미지가 다이 위로 전사된다. 일반적으로 투영계는 배율인자(magnification factor:Ｍ)(대개<1)를 가지므로 웨이퍼테이블이 스캐닝되는 속도는 레티클테이블이 스캐닝되는 속도보다 작은 배율인자 Ｍ이 된다. 여기에서 설명되는 리소그래피 장치에 관한 상세한 정보는 국제특허출원 WO97/33205에서 찾을 수 있다.
최근까지, 이러한 형태의 장치는 단일 마스크테이블과 단일 기판테이블을 포함하였으나, 최소 2개의 독립적인 가동 기판테이블을 장착한 기계도 이용가능하다; 예를 들어, 지금은 국제특허출원 WO98/28665 및 WO98/40791에 기술된 다중 스테이지장치를 볼 수 있다. 이러한 다중 스테이지장치의 기본적인 작동원리는, 제 1 기판테이블이 제 1 기판테이블상에 위치하는 제 1 기판의 노광을 허용하도록 투영계 하부에 있는 동안, 제 2 기판테이블은 로딩위치로 이동하고, 노광된 기판을 방출하고, 새로운 기판을 집어올려, 새 기판상에 몇몇 초기 정렬측정을 수행하고 나서, 제 1 기판의 노광이 완료하는 대로 투영계 하부의 노광위치로 이 새 기판을 이동시키기 위해 대기하여, 상기 싸이클이 반복된다. 이러한 방식으로, 실질적으로 증가된 기계의 스루풋을 달성하여, 기계 소유 비용을 점차로 개선하는 것이 가능하다.
리소그래피 장치는 예를 들면, 자외선, 극자외선, X 선, 이온 빔, 또는 전자 빔 등과 같은 다양한 형태의 투영 방사선을 채용할 수 있다. 사용하는 방사선의 형태 및 장치의 특수한 설계요건에 따라 방사선계는 예를 들면, 굴절(refractive), 반사(reflective) 또는 카타디옵트릭(catadioptric)일 수 있으며, 예를 들어, 유리질 구성요소, 그레이징 입사미러(grazing incidence mirrors), 선택적 다중층 코팅, 자계 및/또는 정전계 필드 렌즈 등을 포함할 수도 있다. 이 장치는 진공에서 작동되는 구성요소를 포함할 수 있어, 진공중에 사용이 가능하다. 전문에서 언급한 바와 같이, 이 장치는 하나 이상의 웨이퍼테이블 및/또는 마스크테이블을 구비할 수 있다.
이러한 장치에 의한 집적회로 및 다른 디바이스의 제조는 대개 극히 높은 위치 정확도로 극세 서브 미크론 패턴(extremely fine sub-micron patterns)의 복사(replication)와 관계있다. 이러한 이유로, 이 장치의 여러 중요부품(예를 들면, 기판테이블과 마스크테이블)을 의사 이동(spurious motion), 진동, 기계적 충격 등으로부터 적절히 격리시키는 것이 필수적이다. 대개, 이는 바람직하지 않은 기계적 영향으로부터 장치의 중요부품을 격리시키는 역할을 하는 세밀하게 설계된 도량형 프레임(metrology frames), 공기 마운트(air-mounts), 가동 균형추(motional counterweights) 및 댐퍼(damper)와 같은 수단을 사용하여 달성된다. 하지만, 그러한 조치는 예를 들어 다음과 같은 다수의 바람직하지 않은 영향의 제거에 있어서 완벽하게 효과적이지는 않다.
1. 마스크 핸들링 디바이스(로봇)로 인한 진동,
2. 레티클 마스킹 블레이드의 이동으로 인한 진동,
3. 공기 샤워의 존재로 인한 공진효과,
4. 마스크테이블의 이동으로 인한 기판테이블의 진동 및 이와 반대인 경우의 진동
이들의 영향이 비교적 작기는 하지만, 더 높은 해상도를 갖는 장치에 대한 생산요구에 따라 점점 더 중시 되어, 현재는 0.15μm 이하의 임계치수를 갖는 대면적 IC의 실현 가능성에 대한 실제적인 장벽이 되고 있다.
이러한 문제점을 경감하고자 하는 것이 본 발명의 목적이다. 더 구체적으로는, 전술한 교란(disturbance)의 영향이 감소된 스텝-앤드-스캔 리소그래피 투영장치를 제공하는 것이다. 특히, 상기 장치가, 이러한 교란의 결과로 기판테이블과 마스크테이블 사이에서 발생하는 작동의 비동기성에 대처하는 수단을 포함하도록 하는 것이 본 발명의 목적이다.
상기 및 기타의 목적들은, 고정된 기준점에 대한 마스크테이블의 순간위치를 결정하는 제 1 측정수단; 고정된 기준점에 대한 기판테이블의 순간위치를 결정하는 제 2 측정수단; 및 기판테이블의 측정된 순간위치와 기판테이블의 바람직한 순간위치(설정점)를 비교하고, 상기 두 위치 사이의 차이에 따른 위치에러 신호를 생성하고, 상기 차이를 보상하기 위해 마스크테이블의 순간위치를 조정하는 정정수단으로 상기 신호를 전송(pass)하는 수단을 더욱 포함하는 것을 특징으로 하는 전술한 장치로써 달성된다.
본 발명은, 상기에서 언급한 교란은 리소그래피 장치에 대한 구조적 변경을 전적으로 사용하여 제거하는 것이 불가능하고, 제어 이론(Control Theory)에 입각한 접근법을 채용하는 것만이 유일한 실질적인 해결책이라는 인식에 기초를 두고 있다. 본 발명에 이르는 실험으로, 발명자들은 (기판테이블의 측정위치 및 바람직한 위치를 비교하여) 상기 에러를 정량화하는 제 2 측정수단을 사용하고, 상기 에러를 반복적으로 제거하기 위해 제 2 구동수단에 피드백 루프(feedback loop)를 채용하여, 기판테이블에서 서보에러를 정정하고자 시도하였다. 하지만, 이러한 접근법이 어느 정도 개선을 나타내었음에도 불구하고, 바람직하지 않은 모든 교란을 제거하는 데는 실패하였고; 저주파 교란(예로, 20-80㎐)이 감소된 진폭을 나타내기는 했지만, 이러한 퇴치방안을 사용하여 약 200㎐ 정도의 특성주파수를 갖는 교란이 만족스럽게 감쇠될 수 없음이 자세한 분석으로 나타나게 되었다.
상기 문제에 대한 새로운 접근으로, 발명자들은 기판테이블의 바람직하지 않은 작동 교란의 효과를 완전히 제거하려는 방안을 버리고, 대신에 마스크테이블로 주의를 돌렸다. 대개 마스크테이블은 기판테이블에 비해 덜 복잡하고 더 가벼운 구조를 가지므로, 전자가 후자보다 덜 복잡한 공진신호를 갖는 것이 예상되었다. 이러한 사실이 실험으로 입증되었지만, 200㎐ 정도의 주파수에서 마스크테이블 교란의 진폭은 기판테이블의 것과 거의 동등하였다.
그러나, 이 후에 발명자들은 마스크 형태가 배율 M < 1(전형적으로 M = 1/4 또는 1/5)되어 기판 상으로 투영되었으므로, 기판테이블에서 보여지는 마스크테이블 교란의 크기는 상당히 축소될 것이라는 인식에 도달하였다. 기판테이블로부터 바람직하지 않은 교란을 완전히 제거하려는 시도 대신에, 대안적으로 마스크테이블의 적절한 조정을 이용하여 잔존하는 교란을 보상하고자 하는 시도가 가능하고, 이로부터 본 발명이 착안되었다. 이러한 접근법을 이용한 후속 실험은 탁월한 결과를 나타내었다.
본 발명에 의한 특정 실시예에서, 마스크테이블에서의 위치에러는, (마스크테이블의 측정 위치와 의도되는 위치를 비교하여) 상기 에러를 정량화하는 제 1 측정수단을 사용하고 반복적으로 상기 에러를 감소시키는 피드백루프를 제 1 구동수단에 채용함으로써 제거될 수 있다.
이전 단락에서 논의된 실시예의 결함은, 이러한 마스크테이블 피드백루프의 대역폭이 대개 약 150-175㎐ 정도이고, 이는 장치에서 가장 지속적인 작동교란의 특성 주파수 범위인 175-225㎐ 아래에 있다는 사실에 기인하여 일어날 수 있다; 결과적으로, 후자의 주파수 범위에서 교란이 마스크테이블 피드백루프의 입력에 제공된다면, 이들은 적절히 대처될 수 없다. 이러한 문제점을 극복하기 위하여, 본 발명에 의한 장치의 우선적 실시예는 위치에러 신호의 적어도 일부가 정정수단으로 이송되기 전에 시간에 대하여 2회 미분되어, 정정수단에 가속도에러 신호를 제공하는 것을 특징으로 한다. 그 후에 이는 마스크테이블 피드백루프의 입력에 제공되는 대신 제 1 구동수단으로 직접 공급되고, 마스크테이블의 질량에 가속도에러를 곱함으로써 마스크테이블 위치를 정정하는데 필요한 힘을 즉시 얻을 수 있다.
본 발명에 의한 다른 실시예는, 위치에러 신호의 적어도 일부가, 보상수단에 내재하는 어떤 일시적 관성(시간 지연)에 대한 보상을 하는데 기여하는 선도/지연 필터(lead/lag filter)를 거쳐 정정수단에 공급되는 것을 특징으로 한다. 이러한 조치는, 마스크테이블의 조정에 의해 생성된 보상이 장치의 이미지 위치설정 정확도(image positioning accuracy)를 상당히 감소시키는 정도로 기판테이블의 원 서보 에러(original servo error)로부터 지연되지 않는 것을 보장한다.
이전 단락의 논점의 견지에서, 에러 신호를 정정수단으로 이송하는 광 섬유 링크의 사용 역시 바람직하지 않은 시스템 지연의 발생을 감소시키는데 도움을 주는 것에 주목하여야 한다.
상기 실시예의 특정 완성형에서, 상기 선도/지연 필터는 위치에러 신호가 최대 진폭을 갖는 주파수 스펙트럼의 부분 내에서 최적의 성능이 되도록 조절된다. 특정 예에서, 상기 필터는 175-225㎐ 범위 내에서 최적의 성능이 되게 구현된다.
본 발명에 의한 장치의 또 다른 실시예에서, 기판테이블의 위치에러는 제 2 측정수단을 사용하여 (기판테이블의 측정된 위치와 의도되는 위치를 비교함으로써) 정량화 되고, 제 2 구동수단에 사용되는 피드백루프는 반복적으로 상기 에러를 감소시킨다. 이러한 조치는 마스크 및 기판테이블의 상대적 위치에서 비정확도를 축소하는데 도움을 주도록 기본적이고 진보적인 방법과 결합하여 작용한다.
위에서, 기판테이블 및/또는 마스크테이블의 소망 순간 위치(설정점)는 예를 들어, 두 테이블의 바람직한/지시된 동기화된 이동(synchronized motion)에 대한 (수학적) 프로파일을 생성하는 (소프트웨어) 설정점 발생기로부터 도출된다. 기판테이블이 측정되는 위치에 대해 고정된 기준점, 및 마스크테이블이 측정되는 위치에 대해 고정된 기준점은 선택에 따라 동일하거나 별개일 수 있다.
본 발명은, 적어도 부분적으로 방사선 감지 물질 층으로 도포된 기판을 제공하는 단계; 패턴을 내장하는 마스크를 제공하는 단계; 및 상기 마스크 패턴 중 적어도 일부의 이미지를 방사선 감지 물질 층의 목표 영역 위로 투영하는 방사선 투영 빔을 사용하는 단계를 포함하는 디바이스 제조방법에도 관련된다. 본 발명에 의하면 이러한 방법은, 마스크가 테이블 평면에 평행한 소정의 기준방향으로 마스크테이블을 이동시키는 제 1 구동수단에 연결된 마스크 테이블 위에서 고정되고; 기판이 기준방향에 평행한 기판테이블을 마스크테이블의 동작과 동기하여 이동시키는 제 2 구동수단에 연결된 기판테이블 위에 고정되고; 고정된 기준점에 대한 마스크테이블의 순간적 위치를 결정하는 제 1 측정수단을 사용하고; 고정된 기준점에 대한 기판테이블의 순간적 위치를 결정하는 제 2 측정수단을 사용하며; 기판테이블의 측정된 순간위치와 기판테이블의 바람직한 순간위치(설정점)를 비교하고, 상기 두 위치 사이의 차이에 따른 위치에러 신호를 생성하고, 상기 차이를 보상하기 위해 마스크테이블의 순간위치를 조정하는 정정수단으로 상기 신호를 전송하는 수단을 채용하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 리소그래피 투영장치를 사용하는 제조공정에서, 마스크의 패턴이 적어도 부분적으로 에너지 감지 물질(레지스트) 층으로 도포된 기판 위로 묘화(imaging)된다. 묘화단계에 앞서, 기판은 준비작업(priming), 레지스트 도포 및 소프트 베이크 (soft bake)와 같은 다양한 공정을 거치게 된다. 노광 후 기판은 노광후 베이크(post-exposure bake : PEB), 현상(development), 하드 베이크(hard bake) 및 묘화된 피처의 측정/검사와 같은 다른 공정들을 거친다. 이러한 일련의 공정은, 예를 들어 집적회로와 같은 디바이스의 개개의 층을 패턴화 하는 기초로서 사용된다. 이러한 패턴화된 층은 개개의 층을 마무리하기 위한 에칭, 이온주입(도핑), 금속화, 산화, 화학기계적 연마 등과 같은 다양한 공정을 거칠 수 있다. 여러 층이 요구되는 경우에는, 전체 공정 (또는 이들 공정의 변형)이 새로운 각 층마다 반복되어야 한다. 결과적으로, 디바이스의 배열이 기판(웨이퍼) 위에 나타나게 된다. 이들 디바이스는 다이싱(dicing) 또는 소잉(sawing)과 같은 방법으로 서로 분리되고, 따라서 개개의 디바이스는 이송장치(carrier) 상에 장착된 후, 핀 등으로 접속된다. 이러한 공정에 관한 상세한 정보는 예를 들면, "Microchip Fabrication: A Practical Guide to Semiconductor Processing"(3판, 저자 Peter van Zant, 맥그로힐출판사, 1997, ISBN 0-07-067250-4)으로부터 입수할 수 있다.
본 발명에 따른 장치의 사용에 대해 여기서는 집적회로의 제조에 대해서만 언급하였으나, 이러한 장치가 다른 곳에 적용될 수도 있음은 명백히 이해될 것이다. 예를 들어, 상기 장치는 집적 광학계, 자기영역 기억장치의 유도 및 검출패턴, 액정표시패널, 박막 자기헤드 등의 제조에도 이용될 수 있다. 당업자라면, 전술한 기타 응용분야들을 고려할 때, 본 명세서에서 사용된 "레티클", "웨이퍼" 또는 "다이"와 같은 용어가 "마스크", "기판" 및 "목표위치" 등과 같은 좀 더 일반적인 용어로 각각 대체될 수 있음이 이해될 것이다.
본 발명과 그에 따른 장점들이 첨부된 개략적인 도면 및 예시적인 실시예를 참조하여 설명될 것이다.
(제 1 실시예)
도 1은 본 발명에 따른 장치에 사용되는 특정 실시예의 수정된 모식도를 나타낸다. 최상부 루프는 기계적 이송(mechnical transfer)(HRS)과 제어기(GRS)로 이루어진 마스크테이블(또는 레티클 스테이지:RS)를 나타낸다. 하부 루프는 기계적 이송(HWS)과 제어기(GWS)로 이루어진 기판테이블(또는 웨이퍼 스테이지:WS) 이다. 레티클 스테이지는 웨이퍼 스테이지 설정점(SP)의 4배를 수신하는 반면, 그 출력은 관련된 WS/RS 에러에서 1/4만 계산에 포함시킨다.
WS에러(eWS)를 RS 설정점(SPR)으로 공급하는 저역통과 필터(HF: 게인 4)에 부가하여, 이중 미분기(D)가 WS 가속도 에러를 생성한다. RS 질량(m)에 이 가속도를 곱함으로써 잉여력(extra force)이 발생되는데, 이것이 레티클 스테이지에 가해지는 경우에는 WS와 동일한 가속도가 RS에 부여된다. 이후에 설명되는 제 2 실시예에서 더 설명되는 것 같이, HF는 특정 주파수 범위에서 피드스루(feedthrough)를 최적화하기 위한 선도/지연(lead/lag) 성분을 또한 포함할 수 있다.
RS 제어기는, 이 힘이 그 자신에게 가해진 경우 이 힘을 교란으로 취급하고, 반응 및 피드포워드(feedforward) 효과를 줄이려 할 것이다. 필터링된 WS 에러를 RS 설정점에 부가적으로 공급함으로써 이러한 문제는 해결된다. RS가 잉여 피드포워드 힘(extra feedforward force)에 1/ms2 의 이송률(transfer 1/ms2)로 반응하면, RS 에러(eRS)는 0의 상태로 유지되고, 따라서 RS 제어기는 잉여 힘 유입을 "감지하지 못하는 상태" 로 남아있게 된다.
이러한 피드스루 형식의 주된 장점은 RS 대역폭의 독립성에 있다. 낮은 밴드폭에서도, 잉여 피드포워드 힘은 요구되는 RS 응답을 창출한다. RS 역학(RS dynamics)이 이상적인 1/ms2 으로부터 이탈하는 경우에만 RS 응답이 이상적이지 않게 된다.
구현 목적으로, 실제 필터 구조는 약간 다르게 선택될 수도 있다는 것에 주목하자. 예를 들면, 동일 분모 다항식(denominator polynomial)을 갖는 두 필터가 사용될 수 있으며; 이 경우 분자(numerator)만이 상이하고, 저역통과 필터는 게인만을 가지며, 고역통과 필터는 m·s2 의 항(term)을 갖는다.
(제 2 실시예)
도 1에 나타낸 피드스루 법을 사용하는 경우, 잔존하는 WS/RS 에러의 주된 원인은 보다 높은 주파수에서의 위상차이다. 이러한 위상 지연은 WS 에러부터 RS 까지의 경로 상의 잔류 지연에 기인한다.
도 2는, WS 위치에러(상부 선), 4로 나누어진 RS 위치에러(상부 선 바로 아래) 및 WS 레벨의 순 에러(바닥선)의, S의 평면을 형성하는 X(상부 도) 및 Y(하부 도)의 직교방향들(Y는 스캐닝방향)에서의 주파수 스펙트럼을 나타낸다. 수평축은 ㎐의 주파수를 나타내고, 수직축을 따르는 숫자는 ×10-13 이다. 도면에서 알수 있는 바와 같이, 에러의 진폭의 경우는 RS 가 WS를 상당히 정확하게 추종한다. 특히 낮은 주파수에서 이는 상대적으로 작은 크기의 잔류 WS/RS 에러를 유발한다. 하지만, 175 내지 225㎐ 사이의 주파수에 대해 RS 에러와 WS 에러가 진폭면에서 상당히 잘 일치하지만 잔류 에러가 상대적으로 커진다. 이러한 효과는 Y방향에서 가장 명확하다. 이러한 순 에러의 증가는 WS 에러와 RS 반응 사이의 위상차에 기인한다.
선도/지연 필터를 부가하여 위상차를 줄이면 WS 레벨에서 순 에러가 개선된다. 다양한 최적화 싸이클 후에, (오버슈트를 낮게 유지하기 위해) 분자와 분모의 댐핑율(damping ratio)이 모두 0.3이고, 175㎐의 제로 주파수(zero frequency) 및 205㎐의 극 주파수(pole frequency)를 갖는 선도/지연 필터가 선택되었다.
아래의 표 1은 상기 필터를 사용하여 얻은 순 WS/RS 에러의 크기("필터" 열)를 도 1에 나타낸 구성을 사용하여 얻은 결과("루프" 열) 및 본 발명을 적용하지 않고 얻은 순수한 결과("수정되지 않음" 열)와 비교한 것을 나타낸다. MA 와 MSD는 각각 이동 평균 및 이동표준편차이다. 모든 수치는 nm 단위이고, 전술한 X 및 Y 방향이 인용되었다.
수정되지 않음 루프 필터
MA X 11.4 1.4 1.0
MSD X 14.9 7.9 6.9
MA Y 4.3 1.6 1.1
MSD Y 22.7 15.8 9.3
(제 3 실시예)
도 3은 본 발명에 의한 리소그래피 투영장치의 개략적인 사시도를 나타낸다. 이 장치는 방사선(예를 들면, 자외선, 극자외선, X 선, 또는 하전입자빔) 투영빔(33)을 공급하는 방사선계(7); 마스크(예를 들면, 레티클)(29)를 고정하는 마스크홀더(27)가 제공된 마스크테이블(5); 기판(예를 들면, 레지스트 코팅된 실리콘 웨이퍼)(19)을 고정하는 기판홀더(17)가 제공된 기판테이블(1); 및 기판(19)의 목표영역(다이)(35) 위로 마스크(29)의 조사부를 묘화하는 투영계(예를 들면, 렌즈 또는 카타디옵트릭 시스템, 미러군, 또는 하전입자 묘화 시스템)(3)를 포함한다. 전술한 바와 같이, 이 장치는 투과성, 즉, 투과성 마스크와 투영계를 포함한다. 하지만, 이 장치는 예를 들어 반사성 마스크 및/또는 투영계를 갖는 반사성일 수도 있다.
방사선계(7)는 광원(9)(예로, 수은 램프 또는 엑시머레이저, 열이온음극 (thermionic cathode)과 같은 하전입자원), 또는 방사선 빔(33)을 생성하는 저장 링(storage ring) 이나 싱크로트론내의 전자빔의 경로 주위에 제공되는 파동기 (undulator)를 포함한다. 이 빔(33)은 다양한 조명기 구성요소(11, 13, 15)을 따라 통과하고, 시스템(7)으로부터 나오는 빔(25)은 거의 시준(collimate)되어 그 단면 전체에 걸쳐 균일한 세기가 된다.
투영빔은 그 후에 마스크테이블(5) 위의 마스크홀더(27)에 고정된 레티클(29)로 나아간다. 제 1 구동수단(31)의 도움으로 인해 마스크테이블(5)은 Y 방향(이른바, 스캐닝방향)을 따라 전후로 정확하게 이동할 수 있다.
레티클(29)을 통과한 후에, 투영빔은 웨이퍼(19)의 다이(35) 상에 빔(25)을 집속하는 투영계(3)를 통과한다. 제 2 구동수단(21)의 도움으로 기판테이블(1) 역시 Y 방향(스캐닝방향)을 따라 전후로 정확하게 이동할 수 있다. 기판테이블(1)은 X 방향으로도 전후 이동이 가능하여 부가적으로 다른 자유도를 갖는다.
스캐닝 동안, 레티클테이블(5)은 스캐닝방향으로 속도(ν)로 이동하여, 투영빔이 레티클상을 스캐닝하게 한다. 동시에 기판테이블(1)은 동일한 방향 또는 반대 방향으로 Ｖ = Μν의 속도로 이동한다. 여기서, Μ은 투영계(3)의 배율이다.(대개 Μ = 1/4 또는 1/5이다) 이러한 방법으로, 해상도를 떨어뜨리지 않으면서도 비교적 큰 다이가 노광될 수 있다.
본 발명은 제 1 실시예에서 설명된 바와 같이, 마스크테이블(5)과 기판테이블(1)의 스캔닝 이동이 적절한 동기화를 보장하는데 도움을 주는 이러한 구성으로 구현된다.
고정된 기준점에 대한 마스크테이블의 순간적 위치를 결정하는 제 1 측정수단; 고정된 기준점에 대한 기판테이블의 순간적 위치를 결정하는 제 2 측정수단; 및 기판테이블의 측정된 순간위치와 기판테이블의 바람직한 순간위치(설정점)를 비교하고, 상기 두 위치 사이의 차이에 따른 위치에러 신호를 생성하고, 상기 차이를 보상하기 위해 마스크테이블의 순간위치를 조정하는 정정수단으로 상기 신호를 보내는 수단 등을 포함하는 것을 특징으로 하는 리소그래피 투영장치로 인해 기판테이블과 마스크테이블 사이에서 발생하는 작동의 비동기성에 대처할 수 있다.

Claims (10)

  1. 방사선 투영 빔을 공급하는 방사선계;
    마스크를 고정하는 마스크홀더가 제공된 마스크테이블;
    기판을 고정하는 기판홀더가 제공된 기판테이블;
    기판의 목표영역에 마스크의 조사부를 묘화하는 투영계;
    테이블 평면에 평행한 기준방향으로 상기 마스크테이블을 이동시키는 제 1 구동수단; 및
    상기 마스크테이블의 이동과 동기하여 상기 기준방향에 평행하게 상기 기판테이블을 이동시키는 제 2 구동수단 등을 포함하는 리소그래피 투영장치에 있어서,
    고정된 기준점에 대한 상기 마스크테이블의 순간적 위치를 결정하는 제 1 측정수단;
    고정된 기준점에 대한 상기 기판테이블의 순간적 위치를 결정하는 제 2 측정수단; 및
    상기 기판테이블의 측정된 상기 순간위치와 상기 기판테이블의 순간위치의 목표치를 비교하고, 상기 두 위치 사이의 차이에 따른 위치에러 신호를 생성하고, 상기 차이를 보상하도록 상기 마스크테이블의 순간위치를 조정하는 정정수단으로 상기 신호를 전송(pass)하는 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 리소그래피 투영장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 위치에러 신호의 적어도 일부가 상기 정정수단으로 전송되기 전에 시간에 대해 2회 미분되어, 상기 정정수단에 가속도에러 신호를 제공하는 것을 특징으로 하는 리소그래피 투영장치.
  3. 상기 제 1항 또는 제 2항에 있어서,
    상기 위치에러 신호의 적어도 일부가, 보상수단 내에 내재하는 일시적 관성에 대해 보상하는 역할을 하는 필터인 선도/지연 필터를 거쳐 상기 정정수단에 전송되는 것을 특징으로 하는 리소그래피 투영장치.
  4. 제 3항에 있어서,
    상기 선도/지연 필터는, 상기 위치에러 신호의 진폭이 최대가 되는 주파수 스펙트럼의 부분 내에서 최적의 성능이 되게 조정되는 것을 특징으로 하는 리소그래피 투영장치.
  5. 제 3항에 있어서,
    상기 선도/지연 필터가 175-225㎐의 주파수 범위 내에서 최적의 성능이 되게 조정되는 것을 특징으로 하는 리소그래피 투영장치.
  6. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,
    상기 마스크테이블의 측정된 상기 순간위치와 순간위치의 목표치를 비교하고, 상기 마스크테이블의 이들 두 위치 사이의 차이에 의존하는 제 1 신호를 생성하고, 상기 마스크테이블의 순간위치를 조정하여 상기 차이를 감소시키기 위해 상기 제 1 구동수단으로 상기 신호를 전송하는 제 1 비교기를 포함하는 것을 특징으로 하는 리소그래피 투영장치.
  7. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,
    상기 기판테이블의 측정된 상기 순간위치와 순간위치의 목표치를 비교하고, 상기 마스크테이블의 이들 두 위치 사이의 차이에 의존하는 제 2 신호를 생성하고, 상기 기판테이블의 순간위치를 조정하여 상기 차이를 감소시키기 위해 상기 제 2 구동수단으로 상기 신호를 전송하는 제 2 비교기를 포함하는 것을 특징으로 하는 리소그래피 투영장치.
  8. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,
    상기 위치에러 신호가 광 섬유 링크를 통해 상기 정정수단으로 전송되는 것을 특징으로 하는 리소그래피 투영장치.
  9. 적어도 부분적으로 방사선 감지 물질층으로 도포된 기판을 제공하는 단계;
    패턴을 내장하는 마스크를 제공하는 단계; 및
    방사선 투영 빔을 사용하여 상기 마스크 패턴중 적어도 일부의 이미지를 상기 방사선 감지 물질층의 목표 영역 위로 투영하는 단계를 포함하는 디바이스 제조방법에 있어서,
    상기 마스크는, 테이블 평면에 평행한 기준방향으로 마스크테이블을 이동시키는 제 1 구동수단에 연결된 상기 마스크 테이블 위에 고정되고;
    상기 기판은, 상기 기준방향에 평행한 기판테이블을 상기 마스크테이블의 이동과 동기하여 이동시키는 제 2 구동수단에 연결된 상기 기판테이블 위에 고정되고;
    고정된 기준점에 대한 상기 마스크테이블의 순간적 위치를 결정하는 제 1 측정수단을 사용하고;
    고정된 기준점에 대한 상기 기판테이블의 순간적 위치를 결정하는 제 2 측정수단을 사용하고; 또한
    상기 기판테이블의 측정된 상기 순간위치와 상기 기판테이블의 순간위치의 목표치를 비교하고, 상기 두 위치 사이의 차이에 따른 위치에러 신호를 생성하고, 상기 차이를 보상하기 위해 상기 마스크테이블의 순간위치를 조정하는 역할을 하는 정정수단으로 상기 신호를 전송하는 수단을 채용하는 것을 특징으로 하는 디바이스 제조방법.
  10. 제 9항의 방법에 의해 제조된 디바이스.
KR1019990023221A 1998-06-23 1999-06-21 리소그래피 투영장치와 상기 장치를 이용한 디바이스 제조방법 및 상기 방법에 의해 제조된 디바이스 KR100585208B1 (ko)

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