KR100643225B1 - 리소그래피 투영장치, 기판정렬 마크의 위치를 결정하는방법, 디바이스 제조방법 및 그 디바이스 - Google Patents

리소그래피 투영장치, 기판정렬 마크의 위치를 결정하는방법, 디바이스 제조방법 및 그 디바이스 Download PDF

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Abstract

묻힌 층을 도포하는 층에 파동을 유도하도록 전자기 방사선을 사용하여 묻힌 마크에 대한 정렬이 수행된다. 음향 또는 열적 파동은, 위치 및/또는 시간 의존성이 묻힌 정렬 마크의 실제 위치를 드러나게 하는 반사율 변화 및 표면에서의 변위를 유발한다. 묻힌 정렬 마크는, 예를 들어, 도포층에 유도된 정상파의 붕괴의 시간 의존성을 측정하거나 도포층과 다른 도포층간의 경계면에서 생겨난 진행파의 반향의 지연 시간을 측정함으로써, 그 부근에 있는 도포층의 두께를 맵핑하여 드러나게 된다. 대안적으로는, 마크의 전면에 걸쳐 진행파가 생겨나서, 묻힌 마크의 최상단과 바닥간의 반향이 마크의 양성 및 음성 이미지를 가져다줄 수도 있다. 이들은 그들이 정렬될 수 있는 표면에 도달하는 때에 반사율 차이 및 변위를 야기한다.

Description

리소그래피 투영장치, 기판정렬 마크의 위치를 결정하는 방법, 디바이스 제조방법 및 그 디바이스{LITHOGRAPHIC PROJECTION APPARATUS, A METHOD FOR DETERMINING A POSITION OF A SUBSTRATE ALIGNMENT MARK, A DEVICE MANUFACTURING METHOD AND DEVICE MANUFACTURED THEREBY}
도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 리소그래피 투영장치를 나타내는 도면,
도 2는 PVD 유도 정렬 쉬프트(PVD induced alignment shift)를 예시하는 알루미늄층으로 도포된 웨이퍼상의 제로 마크를 나타내는 도면,
도 3은 PVD 유도 정렬 쉬프트의 원인을 설명하는 데 사용되는 도면,
도 4는 본 발명의 제1실시예에서 사용되는 레이저 유도 표면 격자(laser-induced surface grating)를 나타내는 도면,
도 5는 PVD 유도 정렬 쉬프트를 예시하는 알루미늄층으로 도포된 웨이퍼상의 제로 마크 및 대응하는 층의 두께를 나타내는 도면,
도 6a 내지 도 6d는 본 발명의 제2실시예에서 사용되는 두께 측정기술을 나타내는 도면,
도 7a 내지 도 7e는 본 발명의 제3실시예의 묻힌 마크를 드러내 보이는 과정을 나타내는 도면.
본 발명은 몇몇의 처리층이 정렬 마크의 위에 퇴적(deposit)된 후의 리소그래피 투영장치에서의 기판의 정렬에 관한 것이다. 특히, 본 발명은,
방사 투영 빔을 공급하는 방사 시스템;
투영 빔을 소정 패턴에 따라 패터닝하는 역할을 하는 패터닝 수단을 지지하는 지지 구조체;
기판을 고정시키는 기판 테이블;
패터닝된 빔을 기판의 목표영역에 투영시키는 투영 시스템; 및
상기 패터닝 수단에 기판을 정렬시키는 정렬 시스템을 포함하여 이루어진 리소그래피 투영장치의 정렬 시스템에 관한 것이다.
여기서 "패터닝 수단(patterning means)"이라는 용어는 입사하는 방사선 빔에 기판의 목표영역에 생성될 패턴에 대응하는 패터닝된 단면을 부여하는 데 사용될 수 있는 수단을 의미하는 것으로서 광범위하게 해석되어야 하며, 본 명세서에서는 "광 밸브(light valve)"라는 용어로도 사용된다. 일반적으로, 상기 패턴은 집적회로 또는 기타 디바이스와 같이 상기 목표영역에 형성될 디바이스내의 특정 기능층에 해당할 것이다(이하 참조). 그러한 패터닝 수단의 예로는 다음과 같은 것들이 포함된다.
- 마스크. 마스크의 개념은 리소그래피 분야에서 이미 잘 알려져 있고, 바이너리(binary)형, 교번 위상-쉬프트(alternating phase-shift)형 및 감쇠 위상-쉬프트형 마스크와 다양한 하이브리드 마스크 유형도 포함된다. 방사 빔 영역내에 이러한 마스크가 놓이면, 마스크의 패턴에 따라 마스크에 부딪치는 방사선의 선택적인 투과(투과형 마스크의 경우) 또는 반사(반사형 마스크의 경우)가 이루어진다. 마스크의 경우에 있어서, 지지 구조체는 입사하는 투영 빔 영역내의 소정 위치에 마스크를 고정시키면서 필요한 경우에는 마스크를 상기 빔에 대하여 상대적으로 이동시킬 수 있게 해 주는 마스크 테이블이 될 것이다.
- 프로그래밍 가능한 거울 배열. 이러한 장치의 예로는, 점탄성 제어층(viscoelastic control layer)과 반사면을 구비한 매트릭스-어드레서블 표면이 있다. 이러한 장치의 기본 원리는, (예를 들어) 반사면의 어드레스된 영역에서는 입사광인 회절광으로 반사되는 한편, 어드레스되지 않은 영역에서는 입사광인 비회절광으로 반사되는 것이다. 적절한 필터를 사용하면, 반사된 빔 중에서 상기 비회절광을 필터링하여 회절광만 남게 할 수 있다. 이러한 방식으로, 상기 빔은 상기 매트릭스-어드레서블 표면의 어드레싱 패턴에 따라 패터닝된다. 이때 요구되는 매트릭스 어스레싱은 적절한 전자적 수단을 사용하여 수행될 수 있다. 이러한 거울 배열에 관한 더 많은 정보는, 예를 들어 본 명세서에서 참고자료로 활용되고 있는 미국 특허 US 5,296,891호 및 US 5,523,193호로부터 얻을 수 있다. 프로그래밍 가능한 거울 배열의 경우에 있어서, 상기 지지 구조체는 예컨대 필요에 따라 고정되거나 이동될 수 있는 프레임 또는 테이블로서 구현될 수 있다.
- 프로그래밍 가능한 LCD 배열. 이러한 구조의 일례는 본 명세서에서 참고자료로 활용되고 있는 미국 특허 US 5,229,872호에 있다. 이 경우에도 상술한 바와 마찬가지로 지지 구조체는 예컨대 필요에 따라 고정되거나 이동될 수 있는 프레임 또는 테이블로서 구현될 수 있다.
설명을 간단히 하려는 목적에서, 본 명세서의 나머지 부분 중 어느 곳에서는 그 자체가 마스크 및 마스크 테이블을 포함하는 예시적인 용어로서 지칭될 수도 있다. 하지만, 그러한 예시에서 논의된 일반적인 원리는 상술한 바와 같은 패터닝 수단의 광의의 개념으로 이해되어야 한다.
예컨대, 리소그래피 투영장치는 집적회로(IC)의 제조에 사용될 수 있다. 이 경우에, 패터닝 수단은 집적회로의 개별층에 대응되는 회로패턴을 만들어낼 수 있고, 이 패턴은 방사선 감지재료(레지스트)층으로 코팅된 기판(실리콘 웨이퍼)상의 (1이상의 다이로 이루어진) 목표영역에 묘화될 수 있을 것이다. 일반적으로 한 장의 웨이퍼에는 목표영역들이 인접해 있는 전체적인 네트워크가 형성되며, 이들 목표영역은 투영시스템을 통해 한번에 하나씩 연속적으로 조사된다. 마스크 테이블상의 마스크에 의한 패터닝을 채용하는 근래의 장치는 두 가지 형태의 장치로 구분할 수 있다. 일 형태의 리소그래피 투영장치에서는 한 번에 목표영역상에 전체 마스크 패턴을 노광함으로써 각 목표영역이 조사되는데, 이러한 장치를 통상 웨이퍼 스테퍼(wafer stepper)라고 한다. 통상 스텝-앤드-스캔 장치(step-and-scan apparatus)로 불리워지는 대체장치에서는 투영 빔 하에서 소정의 기준방향("스캐닝" 방향)으로 마스크 패턴을 점진적으로 스캐닝하는 한편, 상기 스캐닝 방향과 같은 방향 또는 반대 방향으로 기판 테이블을 동기화시켜 스캐닝함으로써 각 목표영역이 조사된다. 일반적으로 투영 시스템은 배율인자(magnification factor:Ｍ)(일반적으로 <1)를 가지므로 기판 테이블이 스캐닝되는 속도(V)는 마스크 테이블이 스캐닝되는 속도의 인자 Ｍ배가 된다. 여기에 서술된 리소그래피 디바이스와 관련된 보다 상세한 정보는 본 명세서에서 참조하고 있는 US 6,046,792호에서 찾을 수 있다.
리소그래피 투영장치를 사용하는 제조 공정에서, 패턴(예를 들어, 마스크 패턴)은 방사선 감지재료(레지스트)층이 최소한의 부분에라도 도포된 기판상에 묘화된다. 이 묘화단계(imaging step)에 앞서, 기판은 전처리(priming), 레지스트 코팅 및 소프트 베이크와 같은 다양한 절차를 거칠 수 있다. 노광후에는, 노광후 베이크(PEB), 현상, 하드 베이크 및 묘화된 피처(imaged feature)의 측정/검사와 같은 또 다른 절차를 거칠 것이다. 이러한 일련의 절차는, 예를 들어 IC 디바이스의 개별 층을 패터닝하는 기초로서 사용된다. 그런 다음, 이렇게 패터닝된 층은 에칭, 이온주입(도핑), 금속화, 산화, 화학-기계적 연마 등과 같은 개별층을 마무리하기 위한 다양한 모든 공정을 거친다. 여러 층이 요구된다면, 새로운 층마다 전체 공정 또는 그 변형 공정이 반복되어져야만 할 것이다. 종국에는, 디바이스의 배열이 기판(웨이퍼)상에 존재하게 될 것이다. 이들 디바이스는 다이싱 또는 소잉 등의 기술에 의해 서로 분리된 후에, 각각의 디바이스가 운반 장치에 탑재되고 핀에 접속될 수 있다. 이와 같은 공정에 관한 추가 정보는 예를 들어, "Microchip Fabrication: A Practical Guide to Semiconductor Processing"(3판, Peter van Zant 저, McGraw Hill 출판사, 1997, ISBN 0-07-067250-4)으로부터 얻을 수 있으며, 본 명세서에서도 참조된다.
설명을 간단히 하기 위해, 상기 투영 시스템은 이후에 "렌즈"라고 언급될 것이다. 하지만 이 용어는 예를 들어, 굴절 광학, 반사 광학 및 카타디옵트릭 시스템을 포함한 다양한 형태의 투영 시스템을 내포하는 것으로서 폭넓게 해석되어야 한다. 또한 상기 방사 시스템은 방사 투영 빔의 지향, 성형 또는 제어하는 설계 유형들 중의 어느 하나에 따라 동작하는 구성요소를 포함할 수 있고, 이후의 설명에서는 이들 구성요소에 대하여도 집합적으로 또는 개별적으로 "렌즈"라고 언급할 것이다. 또한, 상기 리소그래피 장치는 두 개이상의 기판 테이블(및/또는 두 개이상의 마스크 테이블)을 구비하는 형태가 될 수도 있다. 이러한 "다중 스테이지" 장치에서는, 추가 테이블을 병행하여 사용하거나 또는 하나 이상의 다른 테이블이 노광을 위하여 사용되고 있는 동안에 다른 하나 이상의 테이블에서 그 예비단계를 수행할 수 있을 것이다. 예를 들어, US 5,969,441호 및 WO 98/40791호에는 트윈 스테이지 리소그래피 장치가 개시되어 있으며 본 명세서에서 참조된다.
반도체 제조에 있어서 매우 중요한 기준은 기판상에 프린팅된 연속된 층들이 서로 얼마나 잘 정렬되어 있는지의 정확성이다. 층들의 오정렬(mis-alignment)은 오버레이 에러로 불리는데, 집적회로를 만드는 데 요구되는 많은 층들 모두에 대하여 상기 오버레이 에러는 최종적인 디바이스가 올바르게 기능할 수 있는 엄격한 제한 범위내에 유지되어야한다. 기판을 마스크에 대하여 올바르게 정렬시키고 결과적으로 오버레이 에러를 최소화하기 위해서, 일반적으로 회절격자의 형태를 취하고 있는 정렬 마크가 베어 실리콘 기판(bare silicon substrate)내에 에칭된다. 이들 정렬 마크("제로 마크(zero mark)"라고 칭함)는 스루 더 렌즈(through the lens;TTL) 정렬 시스템 및 오프-엑시스(off-axis) 정렬 시스템을 포함한 다양한 기술을 사용하여 마스크상에 제공된 대응하는 마크에 정렬된다. 후자의 예는 EP-A-0 906 590호에 개시되어 있다. 하지만, 일단 기판상에 소수개의 처리층(process layer)이 퇴적되거나 성장하게 되면, 베어 기판내에 에칭된 제로 마크는 불명료해지고 정렬 공정에서 사용되는 방사선에 대해 더 이상 가시적이지 않다. 완전히 불명료하지 않더라도, 정렬 마크의 최상단에 있는 층의 성장이 평탄(even)하지 않으면 정렬 마크의 식별위치가 쉬프트될 수도 있다. 제로 마크가 불명료해진 후에 정렬을 가능하게 하기 위해서, 디바이스의 적당한 층을 퇴적시키는 동안에 또 다른 정렬 마크가 프린팅된다. 하지만, 비제로 마크(non-zero mark)라고 불리는 후속 마크는 후속 처리단계 동안 손상을 입기 쉽고 이전 처리층으로부터의 오버레이 에러를 누적시킬 것이다. 집적회로의 배선을 형성하기 위해 블랭킷 알루미늄층(blanket aluminum layer)을 에칭하는 경우에는 최초의 제로 마크에 정렬시키는 것이 바람직하지만, 이렇게 하는 것은 위에 있는(overlying) 알루미늄층들, 또한 가능하게는 절연층들도 제거할 필요가 있다. 그러한 제거 단계는 바람직하지 않다.
탄성계수 및 열확산율과 같은 음향적 및 열적 필름 특성을 측정하는 충격자극열적산란(Impulsive Stimulated Thermal Scattering;ISTS)이라고 알려진 기술이 J.A.Rogers 등의 Appl.Phys.Lett71(2), 1997; A.R.Duggal 등의 J.APPl.Phys.72(7), 1992; R.Logan 등 저, Mat.Res.Soc.Symp.Proc.440, 347쪽, 1997; L Dhar 등의 J.Appl.Phy.77(9), 1995; 및 J.A.Rogers 등 저, Physica B 219 및 220, 1996;과 같은 여러 출판물에 개시되어 있다. 이 방법에서는, 시간과 공간에서 중첩하는 두 개의 여기 펄스(excitation pulse)가 약간 다른 각도로 시료에 입사된다. 상기 두 개의 펄스는 간섭하면서 그들간의 간섭 패턴에 대응하는 패턴으로 시료를 가열한다. 국부적 가열은 여기 펄스 바로 다음에 시료에 입사하는 프로브 펄스(probe pulse)에 대한 회절 격자로서 작용하는 시료의 결정구조에 진동을 준다. 여기 펄스의 회 절은 시료에서 조사되고 있는 성질을 표시하기 위해 측정된다.
본 발명의 목적은 예컨대, 후속되는 처리단계에 의해 묻혀 있더라도 기판 표면에 또는 기판 표면상에 직접 형성되는 정렬 마크에 대한 정렬을 가능하게 하는 정렬 시스템을 제공하는 것이다.
본 발명에 따르면,
방사 투영 빔을 공급하는 방사 시스템;
투영 빔을 소정 패턴에 따라 패터닝하는 역할을 하는 패터닝 수단을 지지하는 지지 구조체;
기판을 고정시키는 기판 테이블;
기판의 목표영역에 패터닝된 빔을 투영하는 투영 시스템; 및
상기 패터닝 수단에 상기 기판을 정렬시키는 정렬 시스템을 포함하는 리소그래피 투영장치로서,
상기 정렬 시스템은 적어도 부분적으로는 묻힌 기판 정렬 마크의 영역내에 파동(wave)을 유도하도록 상기 기판의 표면에 전자기 방사선을 지향시키는 여기 소스와, 상기 표면에서 반사되도록 측정 빔을 지향시키고 상기 파동으로 인한 표면 효과를 검출함으로써 상기 기판 정렬 마크에 대한 정렬을 수행하는 측정 시스템을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 리소그래피 투영장치가 제공된다.
본 발명은 기판 정렬 마크를 도포(covering)하거나 부분적으로 도포하는 처리층내에 유도된 음향적 또는 열적 파동을 이용하여 정렬 마크의 실제 위치를 드러내게 한다. 상기 기판 정렬 마크는 기판 그 자체내에 또는 기판상에 제공되거나, 또는 퇴적된 처리층에 형성된 것일 수 있다. 따라서, 초기단계에서부터 오버레이 에러를 누적시키지 않으면서도 마크를 도포하고 있는 층의 제거단계가 필요없이, 제조과정에서의 임계적인 공정단계를 위한 정확한 정렬이 가능해진다. 상기 파동은 표면의 위치 및 시간 의존도가 묻힌 기판 정렬 마크의 실제 위치를 드러나게 하는 표면에서의 표면 변위 및 반사도 차를 유발한다. 묻힌 기판 정렬 마크는 그 부근에 있는 도포층들의 두께를 매핑(mapping)함으로써, 예를 들어, 도포층내에 유도된 정상파(standing wave)의 붕괴의 시간 의존도를 측정하거나 서로 다른 도포층들 간의 경계면에서 생성된 진행파의 반향의 시간지연을 측정함으로써 드러날 수 있다. 대안적으로는, 진행파면이 마크의 전체 범위에 걸쳐 생성되어 묻힌 마크(buried mark)의 최상단과 바닥에서의 반향이 마크의 음양적 이미지(positive and negative image)를 지니도록 할 수도 있다; 이들은 그것들이 정렬될 수 있는 표면에 다다르는 때에 표면 변위를 유발한다.
본 발명의 또 다른 형태에 따르면, 기판 정렬 마크의 위치를 결정하는 방법으로서,
적어도 부분적으로 기판 정렬 마크를 도포하는 기판의 표면층내에 파동을 유도하는 단계;
상기 파동이 유도된 상기 기판의 표면의 표면 효과를 측정하는 단계; 및
상기 표면 효과를 측정하는 상기 단계의 결과를 이용하여 상기 기판 정렬 마크의 위치를 결정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법이 제공된다.
묻힌 기판 정렬 마크의 위치는 기판이나 기판이 위치되어 있는 테이블에 대하여 결정될 수 있다. 이렇게 결정된 위치는 리소그래피 투영장치 또는 노광된 기판의 품질을 모니터링하는 모니터링장치에서 사용될 수 있다.
또한 본 발명은, 상술한 방법의 단계들을 포함하며 기판의 목표영역에 마스크의 조사된 부분을 묘화하는 또 다른 단계를 포함하는 디바이스 제조방법을 제공한다.
본 발명에 따른 방법 및 장치를 사용함에 있어 본 명세서에서는 집적회로의 제조에 대해서만 특정하여 언급하였으나, 이러한 장치가 다른 여러 응용례를 가지고 있음은 명백히 이해될 것이다. 예를 들어, 상기 장치는 집적 광학 시스템, 자기영역 메모리용 유도 및 검출 패턴, 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 "노광영역" 등과 같은 좀 더 일반적인 용어로 각각 대체될 수 있음이 이해될 것이다.
본 명세서에서, "방사선" 및 "빔"은 모든 형태의 전자기 방사선 또는 입자 플럭스를 내포하는 것으로 사용되는 용어이며, 자외선 방사선(예를 들어 365㎚, 248㎚, 193㎚, 157㎚ 또는 126㎚의 파장을 갖는), 극자외선(EUV) 방사선, X-레이, 전자 및 이온 등을 포함하나, 여기에 한정되는 것은 아니다. 또한 여기서 본 발명은 직교하는 X, Y 및 Z 방향의 좌표 시스템을 사용하여 기술되어 있고, I 방향과 평행한 축 주위로의 회전은 Ri로 표기되어 있다. 또한, 문장에서 달리 요구하지 않는다면, 여기서 사용된 "수직"(Z)이라는 용어는 기판 또는 마스크 표면에 대한 법선 방향을 의미하는 것이지 장치의 어떤 특정 방향을 지칭하는 것은 아니다.
이하, 예시적인 실시예와 첨부된 개략적인 도면을 참고로 본 발명이 서술될 것이다.
제1실시예
도 1은 본 발명의 특정 실시예에 따른 리소그래피 투영장치를 개략적으로 나타내고 있다. 상기 장치는,
ㆍ방사선(예를 들어, UV 또는 EUV 방사선)의 투영 빔(PB)을 공급하는 방사 시스템(Ex, IL)(특별한 경우에는 상기 방사 시스템에 방사원(LA)도 포함된다).
ㆍ마스크(MA)(예를 들어, 레티클)를 잡아주는 마스크 홀더가 제공되며, 아이템 PL에 대하여 마스크를 정확히 위치시키는 제1위치결정수단에 연결된 제1대물테이블(마스크 테이블)(MT);
ㆍ기판(W)(예를 들어, 레지스트 코팅된 실리콘 웨이퍼)을 잡아주는 기판 홀더가 제공되며, 아이템 PL에 대하여 기판을 정확히 위치시키는 제2위치결정수단에 연결된 제2대물테이블(기판 테이블)(WT); 및
ㆍ기판(W)의 목표영역(C)(예를 들어, 하나이상의 다이로 이루어진)에 마스크(MA)의 조사된 부분을 묘화하는 투영 시스템("렌즈")(PL)(예를 들어, 굴절형 또는 카타디옵트릭 시스템, 거울그룹이나 필드 디플렉터의 배열)을 포함하여 이루어진다.
도시된 바와 같이, 상기 장치는 (예컨대, 투과 마스크를 구비한) 투과형(transmissive type)이다. 하지만, 일반적으로는 예를 들어, (반사형 마스크 를 구비한) 반사형일 수도 있다. 대안적으로는, 상기 장치가 위에서 언급한 형태의 프로그래밍 가능한 거울 배열과 같은 또 다른 종류의 패터닝 수단을 사용할 수도 있다.
방사원(LA)(예컨데, Hg 램프, 엑시머 레이저, 싱크로트론이나 스토리지 링내의 전자 빔의 경로 주위에 제공된 언듈레이터, 레이저 플라즈마 생성 소스, 방전 소스 또는 전자나 이온 빔 소스)은 방사선의 빔을 만든다. 상기 빔은 곧바로 조명 시스템(일루미네이터)(IL)에 들어 가거나, 예를 들어 빔 익스팬더(beam expander)(Ex)와 같은 컨디셔닝 수단을 거친 다음에 조명 시스템으로 들어온다. 상기 일루미네이터(IL)는 빔 강도 분포의 외측 및/또는 내측 반지름 크기(통상 각각 σ-외측 및 σ-내측라고 함)를 설정하는 조절 수단(AM)을 포함하여 이루어진다. 또한 그것은 일반적으로 인티그레이터(IN) 및 콘덴서(CO)와 같은 그 밖의 다른 다양한 기기들을 포함하고 있다. 이러한 방식으로, 마스크(MA)에 부딪치는 빔(PB)은 그 단면이 소정의 균일성과 강도 분포를 갖게 된다.
도 1과 관련하여, 상기 방사원(LA)은 리소그패픽 투영장치의 하우징내에 놓이지만(예컨대, 방사원(LA)이 수은 램프인 경우에서 처럼), 그것이 리소그래피 투영장치와 멀리 떨어져서 그것이 만들어 낸 방사 빔이 (가령, 적당한 지향 거울에 의해) 장치 내부로 들어오게 할 수도 있다. 방사원(LA)이 엑시머 레이져인 경우에는 후자 쪽이기 쉽다. 본 발명과 청구 범위는 이러한 두 경우를 모두 포함하고 있다.
계속하여, 상기 빔(PB)은 마스크테이블(MT)상에 고정된 마스크(MA)를 거친다. 마스크(MA)를 가로 지른 빔(PB)은 렌즈(PL)를 통과하여 기판(W)의 목표영역(C)위에 빔(PB)의 초점을 맞춘다. 제 2위치결정수단(및 간섭계 측정수단(IF))에 의해, 기판테이블(WT)은, 예를 들어 빔(PB)의 경로내에 상이한 목표영역(C)을 위치시키도록 정확하게 이동될 수 있다. 이와 유사하게, 제 1위치결정수단은 예를 들어, 마스크 라이브러리로부터 마스크(MA)를 기계적으로 회수한 후에, 또는 스캐닝하는 동안에 빔(PB)의 경로에 대하여 마스크(MA)를 정확히 위치시킬 수 있도록 사용될 수 있다. 일반적으로 대물테이블(MT, WT)의 이동은, 도 1에 명확히 도시되지는 않았지만, 긴 행정 모듈(long stroke module)(개략 위치결정) 및 짧은 행정 모듈(short stroke module)(미세 위치결정)의 도움을 받아 행해질 것이다. 하지만, (스텝-앤드-스캔 장치와는 대조적으로)웨이퍼 스테퍼의 경우 마스크 테이블(MT)은 짧은 행정 액추에이터에만 연결되어 있거나 고정되어 있을 수도 있다.
상술한 장치는 다음의 두가지 상이한 모드로 사용될 수 있다.
1. 스텝 모드에서는, 마스크테이블(MT)은 기본적으로 정지상태로 유지되며, 전체 마스크 이미지는 한 번에(즉, 단일 "섬광"으로) 목표영역(C)으로 투영된다. 이후 기판테이블(WT)이 x 및/또는 y 방향으로 쉬프트되어 상이한 목표영역(C)이 빔(IB)에 의해 조사될 수 있다.
2. 스캔 모드에서는, 소정 목표영역(C)이 단일 "섬광"으로 노광되지 않은 것을 제외하고는 동일한 시나리오가 적용된다. 그 대신에, 마스크테이블(MT)이 ν의 속도로 소정 방향(소위 "스캐닝 방향", 예를 들어 y 방향)으로 이동 가능해서, 투영 빔(PB)이 마스크 이미지의 모든 부분을 스캐닝하도록 되고, 동시에 기판테이블(WT)은 속도 V=Mv로, 동일한 방향 또는 그 반대 방향으로 동시에 이동하며,이 때 M은 렌즈(PL)의 배율(통상 M=1/4 또는 M=1/5)이다. 이러한 방식으로, 해상도를 떨어 뜨리지 않고도 비교적 넓은 목표영역(C)이 노광될 수 있다.
도 2는 웨이퍼(W)의 기판내에 에칭되고 알루미늄층(Al)으로 도포된 제로 마크(M0)를 보여준다. 도시된 바와 같이, 만일 알루미늄층(Al)이 제로 마크(M0)상에 비스듬히(at an angle) 퇴적되어 있다면, 알루미늄 도포된 마크의 중심은 밑에 있는(underlying) 제로 마크(M0)의 중심에 대하여 크기 d 만큼 쉬프트된다. 정렬 센서는 효과적으로 마크의 중심 위치를 검출해서 실제 위치에서 크기 d 만큼 쉬프트된 위치를 전해줄 것이다. 마크가 격자인 경우에 정렬 센서는 격자내의 모든 선들의 평균 위치를 효과적으로 측정한다. 하지만, 모든 격자선들이 다함께 근접되어 있어서, 그들 모두는 유사하게 쉬프트된 알루미늄 퇴적층을 가지며 평균 위치에도 동일한 쉬프트가 있게 될 것이다.
물리적기상퇴적(PVD)에서 유발될 가능성이 있는 비대칭 알루미늄 퇴적이 웨이퍼의 에지 부근에 있는 마크(M0)와 관계되어 도 3에 도시되어 있다. PVD에서는 알루미늄 입자의 부착(accretion)에 의해 알루미늄층이 성장한다. 각각의 입자가 퇴적됨에 따라, 상기 층은 그 입자의 입사 방향으로 성장할 것이다. 상기 층은 많은 입자로부터 완성되기 때문에, 층의 순방향 성장은 그 층을 구성할 입자들의 평균적인 입사 방향과 관계될 것이다. 도 3으로부터 알 수 있듯이, 웨이퍼의 에지 부근에 있는 마크(M0)위에서 입자들의 평균적인 입사각은 수직에서 약간 기울어진 각도(A1)일 것이며, 한편 웨이퍼의 중심 부근에 있는 마크(M0')위에서 입자들의 평균적인 입사각(A2)은 수직이거나 대략 그 정도일 것이다. 따라서, 알루미늄은 웨이퍼의 중심을 향하여 비스듬히 마크(M0)위에서 성장할 것이며 그 결과 사실상 마크의 쉬프트를 초래한다.
본 발명의 제1실시예에서는, 충격자극열적산란(ISTS) 기술을 사용하여 마크의 전 범위에 걸친 알루미늄층의 두께가 측정된다. 이것이 도 4에 도시되어 있다. 두 개의 여기 펄스(EP)가 여기 소스(excitation source)(11)에서 방출되어 법선에 대한 미소각(a)으로 웨이퍼 표면에 동시에 상호 입사되도록 쏘아진다. 상기 두 개의 여기 펄스(EP)는 나노초 이하의, 예를 들어 400ps의 지속시간을 가지며, 상기 여기 소스(11)는 수동적으로 Q-스위칭된, 단일 모드의, 1.2W 다이오드 레이저로 펌핑된(pumped) Nd YAG 마이크로칩 레이저일 수 있다. 상기 여기 펄스 파장은 예를 들어, 1064nm일 수 있다. 적합한 레이저 소스가 J.J.Zayhowski의, Laser Focus World, 1996년 4월, pp 73-78에 개시되어 있으며, 본 명세서에서도 인용된다. 필름(알루미늄층)내에서는, 두 개의 여기 펄스가 보강 간섭하는 경우에 필름의 국부적 가열에 의해 유도된 열적 팽창이 음향적 및 열적 응답을 유도하여 열격자(thermal grating)의 형성을 초래한다. 음향파동(acoustic wave)은 역전파(counter-propagating)되면서 약화되며, 격자를 형성하는 열파동은 준-정상 상태 재료 응답(quasi-steady state material response)이고 열확산이 사라질 때까지 지속된다.
열격자가 지속되고 있는 동안에, 프로브 펄스(PP)가 프로브 소스(12)에 의해 법선에 대해 상대적으로 큰 각도로 방출되어 열격자에 의해 회절된다. 프로브 펄스(PP)의 회절량은 검출기(13)에 의해 검출되어 열적 회절격자의 상태를 실시간으로 모니터링할 수 있게 된다. 상기 프로브 소스(12)는 준-연속적 파동 모드로 작동하는 860nm 다이오드 레이저일 수 있다. 상기 검출기 및 데이터 기록/처리 전자기기는 나노초 시간 분해능(nanosecond time resolution)을 갖는다.
여기 영역은 통상적으로 프로브 스폿(probe spot)이 20㎛ 직경의 원을 그릴 수 있으면서 한 번의 여기로부터 수 회의 측정이 이루어질 수 있는 25㎛ x 500㎛ 이다.
유도된 격자의 프린지 간격(fringe spacing)은 여기 펄스의 파장과 교차각(a)에만 의존한다. 필름은, 전단력(shear)과 압축을 모두 포함하는 변위를 갖는 도파관 모드(waveguide mode)를 지원하는 음향 도파관(acoustic waveguide)으로서 작용한다. 각각의 모드는 파동 벡터의 함수로서 음향 속도를 부여하는 특유한 분산관계(dispertion relation)를 갖는다. 각각의 모드는 파동 벡터와 필름 두께에 동일한 의존성을 갖는다; 분산관계는 필름과 밑에 있는 기판의 밀도 및 탄성계수(elastic modulus)에 의해 결정된다. 예를 들어, AlCu와 같은 필름의 특성은 이미 알고 있으므로, 본 발명에서 프로브 빔의 시간-의존 회절은 음향 주파수 및 그에 따른 필름 두께를 측정하는 데 사용될 수 있다.
이격되어 있는 복수의 필름 두께 측정은 정렬 마크를 이분(bisecting)하는 선을 따라가며 이루어진다. 도 5에 도시된 바와 같이, Al층의 두께 프로파일은 제로 마크(M0)의 양쪽에서 하나의 얇은 영역(t1)과 하나의 두꺼운 영역(t2)으로 나타날 것이다. 얇은 영역 및 두꺼운 영역(t1, t2)은 제로 마크(M0)상에 있는 Al 퇴적에 대응하며, 그들의 폭은 불명료해진 마크에 대하여 정렬할 때 관찰되는 뚜렷한 정렬 쉬프트를 표시할 것이다. 그 결정된 폭은 마크의 표면 모습에 대하여 수행되는 정렬을 보정하는 데 사용될 수 있다.
제2실시예
본 발명의 제2실시예에서는 필름 두께를 측정하는 데에는 다른 방법이 사용되지만, 그 밖에는 동일한 원리가 적용된다. 이 방법이 도 6a 내지 도 6d에 도시되어 있다.
도 6a는 펌프 소스(21)를 보여주는데, 이것은 예를 들어, TiS 레이저일 수 있고, 예를 들어 80MHz의 주파수로 150fs 지속시간(duration)의 펄스와 같은 초단 여기 펄스(ultra short excitation pulse)(EP)를 방출하여, 웨이퍼(W)로 지향시킴으로써 웨이퍼상의 최상층(L1)의 표면에 있는 스폿(HS)을 순간적으로 가열한다. 도 6b에 도시된 바와 같이, 표면의 가열은 음향 파동(S)을 만들어서 아래 쪽을 향해 웨이퍼 기판(W)상에 퇴적된 층들(L1 등)로 전달된다. 한편, 검출 빔 소스(22)는 웨이퍼 표면에 검출 빔(DB)을 쏘아주고 이 빔은 검출기(23)로 반사되며 검출기 출력은 층(L1)의 표면 변위의 측정값이다. 상기 검출 빔(DB)은 여기 펄스(EP)의 지연된 부분일 수도 있고 별도의 소스에 의해 발생될 수도 있다.
음향 파동(S)이 스택내의 제1경계면(L1과 L2의 사이)에 도달하면, 도 6c에서 반향(E1)으로 도시된 바와 같이, 에너지의 일부가 표면을 향해 다시 반사될 것이며 한편으로는 감쇠된 음향 파동(S)이 아래로 계속된다. 반사된 에너지의 비율은 두 층들의 음향 임피던스(acoustic impedance)에 의존할 것이다. 도 6d에 도시된 바와 같이, 반향(E1)이 최상층(L1)의 상부면에 이르면, 그 표면의 변위 및 반사도에서의 변화를 유발할 것이다. 반사도에서의 변화 또는 변위는 검출기(23)에 의해 검출될 수 있다. 변위의 부호 및 크기는 경계면에서의 두 물질의 접합(meeting)과 경계면의 거칠기(roughness)(국부적인 결정 구조(local crystal structure))와 같은 요인에 의존할 것이다. 물론, 음향 파동(S)이 웨이퍼상에 퇴적된 더 아래의 층들로 전파됨에 따라 다른 반향들도 발생될 것이다. 또한 도 6d는 층(L2)과 층(L3) 사이의 경계면에서 발생된 반향(E2)을 보여준다.
변위의 타이밍 및 반사도의 변화는 층들내에서의 소리의 속도 및 층 두께에 달려있는데, 전자는 알려져 있으므로 후자는 매우 간단히 계산될 수 있다.
예컨대, 20㎛의 직경을 가진 스폿(HS)을 향해 아래로 포커싱된, 펄스당 5nJ의 15펨토초 펄스(EP)를 사용할 수도 있다. 이 펄스는 부분적으로 흡수되어 순간적으로 최상층(L1)의 표면상에 약 50도의 국부적 가열을 일으킨다. 상기 펄스는 음향 펄스(S)를 매질 속으로 더욱 전파하는 극히 미세한 강타(microscopic hammerblow)와 같은 기능을 한다. 음향 펄스는 펄스 폭에 걸쳐 매질이 모든 방향에서 상대적인 길이 변화(또는 스트레인)(Δl/l)로 약간 변형되는 것을 의미하는 스트레인 펄스(strain pulse)이다. 최대 스트레인은 시작점에서의 열팽창 (Δl/l = β*ΔT, 여기서 β= 2.3 * 10-5K-1는 알루미늄의 열팽창계수)과 동일하다. 상기 스트레인 펄스는 퇴적된 층(L3)과 묻힌 마크가 에칭된 웨이퍼(W)간의 경계면을 포함한 모든 경계면으로부터 부분적으로 반사된다. 상기 반사된 펄스는 최상층(L1)의 표면으로 되돌아와 그곳에 표면 변위와 반사도의 변화를 발생시킬 것이다. 이것은 검출 빔 소스(22)와 검출기(23)를 통해 측정될 수 있다. 단위 스트레인당 표면 반사도의 계수는 알루미늄에 대하여 대략 2 * 10-3이다. 그러면 표면 반사도의 최대 변화는 2 * 10-3 * β* ΔT
Figure 112003042090877-pat00001
10-6 이다. 표면 변위는 최대 스트레인에 펄스 길이를 곱한 것(β* ΔT * ξ
Figure 112003042090877-pat00002
10-11, 여기서 ξ는 흡수 길이(15.1nm))과 같다. 이 계산 모형은 에너지 손실이 없다고 가정한 것이지만, 에너지 손실은 있을 것이며 따라서 측정된 반사도에서의 변화 및 표면 변위는 더 작아질 것이다.
제2실시예의 변형례에서는, 변위 데이터가 상대적으로 큰 스폿 크기를 보상하도록 처리될 수 있고, 마크 구조의 블레이드 부분에 대하여 제2격자를 사용하면 점 크기가 줄어들 수 있다.
제3실시예
본 발명의 제3실시예에서는 묻힌 마크가 음향적으로 도포층의 표면상에 드러나게 되며 따라서 직접 정렬될 수 있다. 이러한 과정은 도 7a 내지 도 7e에 도시되어 있다.
우선, 퇴적된 층 또는 마크(M)를 도포하는 층들의 외부면(OS)은, 예를 들어, 상술한 형태의 짧은 펄스 레이저를 사용하여 묻힌 마크(M)의 전체 면적에 걸쳐 여기된다. 이것은, 도 7a에 도시된 바와 같이 도포층들을 거쳐 아래로 전파되는 음향 파면(WF)을 발생시킨다. 상기 파면(WF)이 묻힌 마크(M)의 최상단의 높이에 이르면, 도 7b에 도시된 바와 같이, 마크가 돌출되어 있는 범위에서만 반사가 일어날 것이다. 따라서, 외부면(OS)을 향해 되돌아오는 제1반사(R1)는 묻힌 마크의 이미지를 지니게 될 것이다. 파면(WF)의 나머지는 계속해서 마크(M)의 에칭된 범위내에서 아래를 향해 전파될 것이다. 이러한 상태는 도 7c에 도시되어 있다.
도 7d에 도시된 바와 같이, 제1반사(R1)가 외부면(OS)에 도달하면, 상기 표면은 변위될 것이며 반사도는 묻힌 마크(M)에 대응하는 패턴으로 변화될 것이다. 상기 변위 및 표면의 변위된 영역과 변위되지 않은 영역간의 반사도에서의 차이는 마크(M) 자체와 같은 방식으로 정렬 빔을 회절시키는 회절격자를 형성한다. 그러면 묻힌 마크(M)의 음향적 표현에 따라 정렬이 수행될 수 있다.
제2반사(R2)를 사용하여 제2정렬도 가능하다. 이것은 마크(M)의 에칭된 부분에 의해 반사되어 제1반사(R1) 직후에 외부면(OS)에 도달한다. 시간 지연은 마크(M)의 깊이와 도포층내에서 소리의 속도에 의존한다. 도 7e는 제2반사가 마크(M)에 대해 음(-)성적이지만 유사한 방식으로 정렬될 수 있는 격자 패턴으로 외부면(OS)을 어떻게 변위시키는가를 보여준다.
물론, 여기 및 정렬 과정이 소정 정확도로 정렬공정을 수행하는 데 요구되는 만큼 더욱 반복될 수 있다.
제3실시예의 변형례에서는, 묻힌 마크를 도포하는 층(들)에 음향적 진행파를 여기시키는 데 사용되는 펨토초 레이저를 저렴한 진폭변조 (반)연속 레이저(amplitude-modulated (semi-)continuous laser)로 대체한다. 연속 레이저의 진폭변조는, 표면층을 묻힌 마크의 공간으로부터 복귀하는 음향 파동과는 동위상으로, 묻힌 마크의 선과 벌크 재료로부터 되돌아오는 음향 파동과는 180°다른 위상으로 주기적으로 여기시키도록 구성된다. 그러면 반사도 변화로 정의되는 표면상의 마크의 음향 투영(acoustic projection)은 우수한 콘트라스트를 가지며 용이하게 정렬될 수 있다. 마크가 2.4km/s의 음속을 갖는 물질내의 120nm의 깊이에 묻혀 있는 경우에, 변조 주파수는 (2.4 x 103/240 x 10-9)Hz = 10GHz급이다. 이것은 묻힌 마크와 상이한 도포 재료의 깊이 차이에 대하여 적당히 튜닝될 수 있는 전기-광학적 변조기를 통해 쉽게 성취될 수 있다.
제4실시예
제4실시예에서는 열적 파동으로 기판의 표면을 탐지함으로써 묻힌 마크가 드러난다. 열적 파동은, 예를 들어, 조화 변조된(harmonically modulated) CW 레이저로부터 조화 변조된 강도를 갖는 표면의 조명에 의하여 발생된, 매질내에서 조화적으로 변하는 온도분포로서 정의된다. 열적 파동의 장점 중의 하나는 세기 변조된 CW 레이저가 음향 파동에 대한 소스로서 사용되는 고출력 피코초 또는 펨토초 레이저보다 훨씬 저렴하고 사용하기 쉽다는 것이다.
열적 파동은 고전적 의미에서의 파동은 아니며, 파동 방정식이 아닌 조화적으로 변하는 소스 항을 갖는 확산 방정식(diffusion equation)의 해이다. 그것은 파면을 갖지 않고, 방향성을 갖고 있지 않기 때문에 경계면에서의 반사나 회절도 없다. 다층 구조에 있어서의 열 분포는 각각의 층에서의 열확산 길이에 의하여 결정될 것이다. 열적 파동을 이용하여 매질의 열적 특성이 측정되는 한편, 음향 파동을 이용하여 시료의 기계적(탄성) 특성이 측정될 것이다. 조화적으로 변하는 소스는 도 4에서의 여기 소스(11), 도 6a의 펌프 소스(21)에 대한 대안으로 사용될 수 있고, 또는 도 7에서 외부면(OS)을 여기시키는 데 사용될 수도 있다. 음향 파동과 마찬가지로 열적 파동은 측정될 수 있는 반사율 변화 및 표면의 변위를 일으킨다.
알루미늄과 실리콘은 더 높은 열 전도도를 갖고 있어서 효과적인 열 절연체인 실리콘 산화물보다 더 큰 열확산 길이를 갖는다. 이것은 실리콘 산화물의 제1층과 알루미늄의 최상층 아래에 묻힌 실리콘 기판내에 존재하는 마크를 측정하는 것이 용이할 것이므로 유리하다. 실리콘 산화물은 효과적인 열 절연체로 기능하여 알루미늄 최상층에 대한 온도 증가는 상대적으로 높을 것이다. 예컨대, 100kHz 세기 변조 주파수를 가진 10㎛ 스폿 크기(spot size)에 걸쳐 흡수된 10mW의 전력에 대하여 100도의 알루미늄층에 대한 온도 증가를 측정하는 것이 가능하다. 열적 파동의 확산 특성은 열적 확산 길이가 변조 주파수에 반비례하게 만든다. 알루미늄 표면의 가열은 1MHz로는 30도이며 10MHz로는 2도이다. 온도 증가는 큰 열팽창 및 β* ΔT(여기서, β= 2.3 * 10-5K-1)의 스트레인(상대적인 길이 변화(Δl/l))을 초래한다. 웨이퍼는 조화적으로 팽창하며 웨이퍼가 기판 테이블에 고정되어 있는 웨이퍼의 배면측에서의 스트레인이 0이어야 하는 경계조건에 의해서만 수축되도록 한정될 것이다. 알루미늄 표면 변위는 0.5 * β* ΔT * dW
Figure 112003042090877-pat00003
1㎛(여기서, dW는 웨이퍼 두께)이다. 묻힌 마크의 선과 공간의 온도 차이는 10도일 것이며, 표면 변위에서는 센서에 의해 용이하게 측정될 수 있는 높이 프로파일인 100nm의 차이가 나게 된다.
열적 파동을 이용한 표면 변위는 더 높아서 음향 파동에 대한 것보다 측정하기가 더 쉽다. 따라서, 열적 파동을 통해 묻힌 마크를 탐지하여 생겨난 높이 프로파일을 측정함으로써 상기 마크의 위치를 측정할 수 있다. 또한, 10도의 온도차에 의해 야기된 반사율 변화를 측정하는 것도 가능하다. 반사율 온도계수가 3.7 * 10-5K-1이면, 반사율 변화는 3.7 * 10-4일 것이다. 다시 강조하지만, 이 계산 모형은 에너지 손실이 없다고 가정하지만, 에너지 손실은 발생할 것이며 따라서 측정된 반사도에서의 변화 및 표면 변위는 더 작을 것이다.
비록 본 발명의 특정 실시예에 대하여만 서술하였지만, 본 발명이 상술된 것과 다르게도 실행될 수 있음이 이해될 것이다. 서술된 내용은 본 발명을 한정하려는 것이 아니다. 특히, 본 발명이 묻힌 제로 마크에 대한 정렬에 관하여 서술하고 있지만 임의의 묻힌 마크나 피처(feature)에 대한 정렬에도 이용될 수 있음은 물론이다.
본 발명에 따르면, 기판 표면상에 또는 거기에 직접 형성되는 정렬 마크가 후속 공정단계에 의해 묻혀 있더라도 상기 정렬 마크에 정렬시킬 수 있다.

Claims (17)

  1. 방사 투영 빔을 공급하는 방사 시스템;
    상기 투영 빔을 소정 패턴에 따라 패터닝하는 역할을 하는 패터닝 수단을 지지하는 지지 구조체;
    기판을 고정시키는 기판 테이블;
    상기 기판의 목표영역에 패터닝된 빔을 투영하는 투영 시스템; 및
    상기 패터닝 수단에 상기 기판을 정렬시키는 정렬 시스템을 포함하는 리소그래피 투영장치로서,
    상기 정렬 시스템은, 적어도 부분적으로는 묻혀 있는 기판 정렬 마크의 영역내에 파동을 유도하도록 상기 기판의 표면에 전자기 방사선을 지향시키는 여기 소스와, 상기 표면에서 반사되도록 측정 빔을 지향시키고 상기 파동으로 인한 표면 효과를 검출함으로써 상기 기판 정렬 마크에 대한 정렬을 수행하는 측정 시스템을 포함하여 이루어지며,
    상기 측정 시스템은 상기 여기 소스에 의해 유도된 파동에 의해 유발된 상기 웨이퍼의 표면의 변위를 측정하도록 구성되고 배치되는 것을 특징으로 하는 리소그래피 투영장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 여기 시스템은 상기 기판내의 복수의 지점에서의 파동을 유도하도록 배치되며,
    상기 측정 시스템은 상기 복수의 지점에서의 표면 효과를 검출하여 상기 기판 정렬 마크를 도포하는 하나 이상의 층의 두께에 관한 두께 데이터를 생성하고 상기 기판 정렬 마크에 의해 유도된 표면 패턴을 이용하여 수행되는 정렬공정을 보정하도록 배치되는 것을 특징으로 하는 리소그래피 투영장치.
  3. 제1항 내지 제2항 중 어느 항에 있어서,
    상기 여기 소스는 상기 기판 정렬 마크를 불명료하게 하는 하나 이상의 도포층에 음향 파동을 유도하기 위해 1 나노초보다 짧은 펄스를 방출하는 레이저인 것을 특징으로 하는 리소그래피 투영장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 여기 소스는 서로 다른 입사각을 갖는 두 개의 일시적으로 일치하는 중첩(overlapping) 여기 펄스로 측정 범위를 조사하여 상기 기판의 표면에 정상 음향파 패턴을 유도하도록 배치되며; 상기 측정 빔은 상기 정상파 패턴에 의해 회절되고 상기 측정 시스템은 상기 측정 빔의 시간-의존 회절을 검출하는 것을 특징으로 하는 리소그래피 투영장치.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 여기 소스는 상기 기판내로 전파되는 음향 진행파를 발생시키기 위해 여기 펄스 또는 펄스 트레인으로 측정 범위를 조사하도록 배치되며, 상기 측정 시스템은 상기 기판의 표면에 의해 반사되도록 측정 빔을 지향시키는 측정 빔 소스 및, 상기 진행파의 되돌아오는 반향에 의해 생긴 상기 기판의 표면의 시간-의존 표면 효과를 검출하는 검출기를 포함하는 것을 특징으로 하는 리소그래피 투영장치.
  6. 제3항에 있어서,
    상기 여기 소스는 상기 기판 정렬 마크에 의해 선택적으로 반사되도록 상기 기판 정렬 마크를 불명료하게 하는 하나 이상의 도포층내에 음향 진행파를 유도하기 위해 상기 영역을 조사하도록 배치되며, 상기 정렬 시스템은 상기 기판 정렬 마크의 되돌아오는 반향에 의해 상기 도포층의 표면에 형성된 상기 기판 정렬 마크의 양성 및/또는 음성 이미지에 의해 회절되도록 정렬 빔을 지향시키는 정렬 빔 소스를 포함하는 것을 특징으로 하는 리소그래피 투영장치.
  7. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 여기 소스는 상기 기판 정렬 마크를 불명료하게 하는 하나 이상의 도포층내에 열적 파동을 유도하도록 조화적으로 변하는 방사 빔을 방출하는 변조된 연속 파동 소스인 것을 특징으로 하는 리소그래피 투영장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 파동 소스는 연속 파동 레이저인 것을 특징으로 하는 리소그래피 투영장치.
  9. 제7항에 있어서,
    상기 파동 소스는 10MHz미만의 주파수로 변조되는 것을 특징으로 하는 리소그래피 투영장치.
  10. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 측정 시스템은 상기 여기 소스에 의해 유도된 파동에 의해 유발된 상기 웨이퍼의 표면의 반사도에서의 변화를 측정하도록 구성되고 배치되는 것을 특징으로 하는 리소그래피 투영장치.
  11. 삭제
  12. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 지지 구조체는 마스크를 고정하는 마스크 테이블을 포함하는 것을 특징으로 하는 리소그래피 투영장치.
  13. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 방사 시스템은 방사원을 포함하는 것을 특징으로 하는 리소그래피 투영장치.
  14. 기판 정렬 마크의 위치를 결정하는 방법으로서,
    적어도 부분적으로는 상기 기판 정렬 마크를 도포하는 기판의 하나 이상의 표면층에 파동을 유도하는 단계;
    상기 파동이 유도된 상기 기판의 표면의 표면 효과를 측정하는 단계; 및
    상기 표면 효과를 측정하는 상기 단계의 결과를 이용하여 상기 기판 정렬 마크의위치를 결정하는 단계를 포함하여 이루어지며,
    상기 표면 효과를 측정하는 단계는 상기 유도된 파동에 의해 유발된 상기 웨이퍼의 표면의 변위를 측정하는 것을 특징으로 하는 리소그래피 투영장치.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 기판 정렬 마크를 도포하는 하나 이상의 층의 두께의 맵을 만들기 위해서 상기 기판 정렬 마크의 영역내의 복수의 이격된 위치에서 상기 파동을 유도하는 단계 및 상기 표면 효과를 측정하는 단계를 반복하고, 상기 맵은 상기 기판 정렬 마크의 위치를 결정하는 단계에서 사용되는 것을 특징으로 하는 방법.
  16. 적어도 부분적으로는 방사선 감지재료의 층으로 도포된 정렬 마크가 형성된 기판을 제공하는 단계;
    방사 시스템을 이용하여 방사 투영 빔을 제공하는 단계;
    패터닝 수단을 사용하여 상기 투영 빔의 단면에 패턴을 부여하는 단계;
    상기 패터닝된 방사 빔을 상기 방사선 감지재료층의 목표영역에 투영시키는 단계를 포함하는 디바이스 제조방법으로서,
    기판 정렬 마크의 위치를 결정하기 위해 제14항에 따른 방법이 사용되는 것을 특징으로 하는 방법.
  17. 제16항의 방법에 따라 제조된 디바이스.
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