KR100719975B1 - 리소그래피 시스템에서 초점 정확도 개선을 위한 시스템및 방법 - Google Patents

리소그래피 시스템에서 초점 정확도 개선을 위한 시스템및 방법 Download PDF

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에이에스엠엘 유에스, 인크.
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Abstract

본 발명은 캘리브레이션 서브시스템 및 제어 서브시스템을 포함하는 초점 시스템에 관한 것이다. 제어 센서를 포함하는 제어 서브시스템은 화상의 노광에 가까이 인접한다. 캘리브레이션 센서 및 제어 센서를 포함하는 캘리브레이션 서브시스템은 화상 노광으로부터 이격되거나 그에 대해 축이 벗어나서 위치된다. 캘리브레이션 및 제어 기능을 분리함으로써, 기능 요구조건이 두 개(이상)의 종류의 센서로 분리될 수 있다.
리소그래피 시스템, 초점 시스템, 제어 서브시스템, 캘리브레이션 서브시스템, 노광 영역

Description

리소그래피 시스템에서 초점 정확도 개선을 위한 시스템 및 방법{Method and System for Improving Focus Accuracy in a Lithography System}
도1은 예시적 초점 시스템의 기능 블록도.
도2는 본 발명의 실시예에 따른, 예시적 초점 센서 캘리브레이션 서브시스템의 기능 블록도.
도3a 및 도3b는 본 발명의 실시예에 따른, 리소그래피 시스템에서의 초점 정확도를 개선하기 위한 방법의 흐름도.
도4는 본 발명의 실시예에 따른, 초점 거리를 조정하기 위해 사용되는 측정치를 저장하는 예시적 표.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
100 : 초점 시스템
102 : 투사 광학부
108 : 노광 영역
104, 106, 204, 206 : 제어 센서
112 : 기판
114, 214 : 웨이퍼 척
116, 216 : 웨이퍼 스테이지
200 : 캘리브레이션 서브시스템
208 : 캘리브레이션 센서
본 발명은 일반적으로 리소그래피 시스템에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 리소그래피 시스템에서 초점을 맞추기 위해 사용되는 센서에 관한 것이다.
리소그래피는 기판의 표면 상에 형상을 형성하기 위해 사용되는 프로세스이다. 이러한 기판으로는 평판 디스플레이, 회로 기판, 여러 가지 집적 회로 등의 제조에 사용되는 것을 들 수 있다. 이러한 적용예들을 위해 빈번히 사용되는 기판은 반도체 웨이퍼이다. 이러한 설명은 예시적인 목적으로 반도체 웨이퍼라는 용어로 기재되었지만, 본 기술 분야에서 숙련된 자들은 이러한 설명이 본 기술 분야에서 숙련된 자들에게 공지된 다른 종류의 기판에도 적용할 수 있다는 것을 알 수 있을 것이다.
리소그래피 중, 웨이퍼와 같은 기판에 소정의 패턴을 전사하기 위해 레티클이 사용된다. 레티클은 사용되는 리소그래피 파장을 통과시키는 재료로, 예를 들어, 가시 광선의 경우에 유리로, 형성된다. 또한, 레티클은 사용되는 특정 시스템을 위해 선택된 리소그래피 파장을 반사하는 재질로 형성될 수도 있다. 조명원(illumination source)(예를 들어 리소그래피 장치 내에 위치된 노출 장치)은 레티클 스테이지 상에 배치된 레티클을 조명한다. 이러한 조명에 의해 기판 스 테이지 상에 배치된 기판에 화상이 노출된다. 기판에서 노출된 화상은 레티클 상에 인쇄된 화상에 대응한다. 포토리소그래피의 경우에 노광 장치가 사용되지만, 특정 적용예에 따라 다른 종류의 노출 장치가 사용될 수도 있다. 본 기술 분야에서 숙련된 자들에게 공지된 바와 같이, 예를 들어, X-레이, 이온, 전자 또는 양자 리소그래피는 각각 다른 노출 장치를 필요로 한다. 예시를 위해, 이하 포토리소그래피의 특정 예를 설명하기로 한다.
투사된 화상은 예를 들어 포토레지스트와 같은, 기판의 표면 상에 적층된 층의 특성에 변화를 야기시킨다. 이러한 변화는 노광 중 기판에 투사된 형상에 대응한다. 노광 후, 패터닝된 층을 형성하도록 층은 에칭될 수 있다. 패턴은 노광 중 기판에 투사된 이러한 형상에 대응한다. 그 후, 도전성, 반도체성 또는 절연 층과 같은 기판 내의 하부 구조 층의 노광된 부분의 제거 또는 추가 처리를 위해, 이러한 패터닝된 층이 사용된다. 그 후, 소정의 형상이 기판 상에 또는 기판의 여러층에 형성될 때까지 다른 단계와 함께 이러한 프로세스가 반복된다.
스텝 및 주사 기술(step and scan technology)은 좁은 화상 슬롯을 갖는 투사 광학 시스템과 함께 작용한다. 한 번에 전체 기판의 노광보다는, 한 번에 개별 필드들이 기판에서 스캐닝된다. 이는 다른 속도지만 동시에 기판 및 레티클을 이동시킴으로써 수행되어, 화상 슬롯이 주사 중 필드에 대해 이동된다. 그 후, 기판 스테이지는 필드 노광부들 사이에 비동기적으로 스텝핑되어, 복수의 카피의 레티클 패턴이 기판 표면 위로 노광될 수 있게 하여야 한다. 이러한 방식으로 웨이퍼에 투사된 화상의 품질은 최대화된다. 스텝 및 주사 기술을 사용하면 전체 화상 품질 을 개선시키는 데 도움을 주지만, 사용되는 투사 광학 시스템, 조명 시스템 및 입자 레티클 내의 결함과 같은 결함으로 인해 이러한 시스템에서 화상 악화가 일반적으로 발생한다.
리소그래피에서 중요한 특징은 기판의 표면 상에 형성된 형상의 크기의 불균일성을 유지한다는 것이다. 형상 크기에서의 편차에 대한 현재의 요구조건(임계 치수로도 알려짐)은 이들이 공칭 치수의 약 ±5 % 미만인 것이다. 이는 예를 들어 100 nm의 절연된 라인에 대해 ±5 nm이하, 70 nm의 절연된 라인에 대해 ±3.5 nm 이하 그리고 30 nm의 절연된 라인에 대해 ±1.5 nm의 임계 치수의 편차를 의미한다. 이러한 레벨의 성능을 달성하는 데 중요한 것은 초점 시스템이다.
현재의 몇몇 초점 시스템의 기술 상태는 커패시턴스 게이지 센서를 사용한다. 초점 센서 커패시턴스 게이지 측정 기술은 판 이격이 변화될 때 편평한 평행 판 커패시터의 커패시티의 변화에 기초한다. 도전성 기판에 대해 균일한 유전층으로 충전된 판 직경에 대해 작은 판 이격을 갖는 편평 평행 판 커패시터의 커패시티는 판의 이격에 반비례한다. 이러한 현재의 초점 시스템의 기술 상태는 현재의 리소그래피의 수요를 만족시킬 수 있다. 그러나, 랜덤 및 시스템 에러 모두의 감소는 차세대 리소그래피의 사용을 위해 필요로 한다. 현재의 랜덤 에러는 서보 대역폭에 대해 2 nm-rms(평균 제곱근) 정도이다. 웨이퍼 처리에 관련되지 않은 현재의 평균 이동(current mean shifts)는 25 nm 정도이다. 현재의 시스템 에러는 100 nm를 초과한다. 현재의 웨이퍼 처리 에러는 미소값으로부터 100 nm까지의 범위일 수 있다.
현재 이해하기로는 이러한 에러는 커패시턴스 게이지 전자 장치에 대한 랜덤 에러 때문이다. 평균 이동은 레지스트 하부층의 두께 또는 성질의 시스템적 변화에 의한다. 웨이퍼 프로세스 에러는 웨이퍼 회로층 및 패턴에 기인된다. 소정의 집적 회로에서, 웨이퍼 프로세스 에러는 각 필드에 대해 통상 동일한 시스템적 오프셋이다. 커패시턴스 초점 센서 판독은 특수 분포 패턴 및 도체 위에 적층된 유전체층의 함수이다. 예를 들어, 목표 웨이퍼가 넓은 면적의 유전성 막으로부터 동일한 표면 및 동일한 두께의 도전성 막으로 변화될 때 커패시턴스 센서는 거리 변화를 표시할 것이다. 또한, 커패시턴스 게이지는 동일한 평균 도체 충전 인자에 대해 도체 형상 크기의 함수인 판독치를 나타낼 것이다.
따라서, 초점 시스템이 차세대 리소그래피 사용을 위한 요구조건을 만족시키도록 초점 시스템을 개선할 필요성이 있다. 특히, 기판의 표면 상에 형성된 형상의 크기의 균일성을 유지하기 위해 사용될 수 있는 개선된 초점 시스템에 대한 필요성이 있다.
본 발명은 기판의 상부 표면에 화상을 노광하기 위한 렌즈를 포함하는 리소그래피 시스템에서 초점 정확도를 개선하기 위한 시스템 및 방법에 관한 것이다.
본 발명의 실시예에 따르면, 렌즈 아래에 기판의 상부 표면 상의 특정 영역을 위치시키기 전에, 특정 영역을 위한 적절한 초점 거리가 캘리브레이션 센서를 사용하여 결정된다. 매우 높은 초점 정확도를 갖는 캘리브레이션 센서는 화상의 노광으로부터 이격되거나 그에 대해 축이 벗어나서 위치된 캘리브레이션 서브시스 템의 일부이다. 따라서, 적절한 초점 거리에서 특정 영역에 대한 제1 측정치가 산출된다. 제1 측정치는, 캘리브레이션 센서보다 낮은 초점 정확도를 갖는 2차 제어 센서를 사용하여 산출된다.
기판에 화상을 실제로 노광시킬 때에, 1차 센서 시스템(제어 서브시스템이라고도 함)의 일부인 렌즈 아래에 특정 영역이 위치된다. 특정 영역이 렌즈 아래에 위치되면서, 특정 영역에 대한 제2 측정치는 1차 제어 센서를 사용하여 산출된다. 또한, 1차 제어 센서는 캘리브레이션 센서보다 낮은 초점 정확도를 갖는다. 양호하게는, 1차 제어 센서는 2차 제어 센서와 대체로 동일하다. 그 후, 실제 초점 거리가 제1 및 제2 측정치에 기초하여 조정된다. 초점 거리가 정확하게 조정되면, 화상의 일부가 특정 영역 상에 노광된다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 여러 가지 실시예의 구조 및 작동뿐만 아니라 본 발명의 다른 특징 및 장점이 상세히 설명될 것이다.
본 발명의 특징, 목적 및 장점은 도면과 관련되어 고려될 때 이하의 상세한 설명으로부터 더욱 명확해질 것이고, 상기 도면들에서 동일한 도면 부호들은 그에 상응하는 요소들을 지시한다.
전형적으로 리소그래피 공구는 투사 시스템의 원하는 화상 평면(초점 평면으로도 불림)에 실리콘 웨이퍼 포토레지스트 표면을 유지하는 초점 시스템을 포함한다. 전형적으로 이러한 초점 시스템은 1) 기판 표면 위치를 감지하는 요소, 2) 작동을 실행하는 요소로 분류될 수 있는 부품으로 제작되는 서보 시스템이다. 본 발 명은 기판 표면 위치를 감지하는 초점 시스템의 요소에 관한 것이다.
초점 시스템에 대해 중요한 성능 요건은 초점 정확도 및 정밀도, 주사 시간의 대역폭 및 개시, 동적 및 유효 범위(working range), 열 손실, 선형 범위 및 레지스트 효과에 대한 무감도에 관련이 있다. 이러한 성능 요건 각각은 이하에서 설명된다. 이러한 설명에서 기판은 웨이퍼인 것으로 가정된다.
본 발명은 차세대 리소그래피 사용을 위해 필요한 성능 요건을 달성하기 위해 사용될 수 있다. 그러나, 본 발명은 이하의 성능 요건 각각이 충족되는 것을 필요로 하지 않는다. 즉, 본 발명의 범위 및 영역은 이하의 성능 요건에 대한 논의 사항에 한정되지 않고, 청구항 및 그에 상응하는 것에 따라 한정되어야 한다.
1. 성능 요건의 설명
A. 초점 정확도 및 정밀도
초점 시스템은 기판이 공기, 가스, 또는 진공에 위치되는지가 상관 없이 기판의 상단 포토레지스트를 정확하고 정밀하게 위치시켜야 한다. 초점 정확도는 화상 초점 평면에 대한 웨이퍼 평면 초점을 결정하는 초점 시스템의 능력을 말한다. 정밀도는 주어진 초점 측정치를 반복하는 능력(즉, 측정치의 반복 능력)을 말한다.
초점 시스템의 정확도 및 정밀도는 리소그래피 장치에 대한 임계 치수 균일성 요건과 양립해야 한다. 초점 변경은 평균 이동, 체계적 및 무작위 에러원으로 분류될 수 있는 다양한 에러로부터 기인될 수 있다. 가장 양호한 초점으로부터의 거리가 멀수록 임계 치수에서의 변경은 더욱 커진다. 투사 광학부(projection optics)의 임계 치수 균일성은 주어진 특징 유형에 대한 투사 광학부 및 레지스트 특성의 함수이다. 수차 없이 설계되도록 제작된 투사 광학부는 가장 양호한 초점에서 거의 "0" 일 것이다. 초점 범위에 대해 임계 치수를 그래프화하고, 평균 이동, 체계적 및 무작위 에러를 야기하는 인자를 검사함으로써, 임계 치수와 초점 에러 사이의 관계가 설정될 수 있다. 초점 에러를 야기하는 것은 십자선 스테이지, 오토칼 에러(autocal error), 투사 광학부 에러, 초점 제어 에러, 웨이퍼 두께 에러, 측정 및 공구 기구를 포함한다. 십자선 스테이지는 십자선 평면 편평도 에러, 십자선과 십자선 평면 사이의 오염, 십자선 스테이지 위치 측정 에러, 및 열 유도 십자선 위치 드리프트(drift)에 기인한 초점 에러를 야기할 수도 있다. 오토칼 에러는 공구 드리프트 및 오토칼 드리프트를 포함한다. 투사 광학부 에러는 비점수차 및 영역 곡률에 관련이 있다. 대략 30%의 초점 에러의 원인이 되는 초점 제어 에러는 웨이퍼 처킹(chucking), 후평면 편평도, 초점 정밀도, 초점 오프셋 및 초점 안정성에 관련이 있다.
B. 대역폭
대역폭은 두 부분을 포함한다. 하나는 주사 중 토포그래피 변화에 응답하는 능력이다. 요구되는 대역폭은 주사 방향으로의 조도 슬롯 치수의 주사 속도에 비례한다. 전형적으로 이것은 50Hz로 이동된다. 다른 하나는 웨이퍼 에지 상으로 주사할 때, 전형적인 웨이퍼 주사 중 여러 번 발생하는 상태를 시작(주사 시간의 개시)하는 능력이다. 이러한 전환 중, 정상적으로 초점 시스템은 웨이퍼 상으로 이동되기 바로 전에 초점 위치로 안내될 것이고, 그래서 일단 초점 센서(들)가 웨이퍼 표면을 통과할 때 요구되는 초점 조정의 양을 감소시킨다. 초점 시스템이 얼 마나 빨리 실제 초점 환경으로 이주되는가는 얼마나 많은 에지 영역 주사가 "초점 외"에 있게 될 것인가를 결정한다. 주사 속도에 따라, 영향을 받는 영역 거리를 일 밀리미터 이하로 유지하는 것이 바람직하다면, 대역폭은 200 Hz보다 더 커야만 한다.
C. 동적 및 유효 범위
초점 시스템 동적 범위는 웨이퍼 표면 두께 변경 및 렌즈 대 웨이퍼 위치에서의 유닛 대 유닛 편차에 의해 구동되고(±100㎛ 초점 범위), 유효 범위는 대략 ±20㎛ 이다.
D. 선형 범위
초점 시스템 선형성은 직선으로부터 ±5㎚ 이상 벗어나서는 안되며 또는 이 수준으로 교정될 수 있어야 한다.
E. 열 손실
투사 광학부 근처의, 초점 시스템에 의한 (전력 손실으로도 알려진) 열 손실은 0.1 와트 이하로 유지되어야 한다.
F. 웨이퍼 가공 및 레지스트 효과에 대한 무감도
초점 시스템은 패터닝, 막 및 레지스트 층을 포함하여, 웨이퍼 가공의 현 상태에 최소 감도를 가져야 한다.
2. 예시적 초점 시스템
도1은 정렬 및 노광 작동 중 웨이퍼(110)의 웨이퍼 표면(112)을 투사 광학부(102)의 실제 초점 평면에 유지하기 위해 폐쇄 루프 서보를 이용하는 예시적 초점 시스템(100)[주 초점 시스템(100)라고도 함]의 기능 블록도이다. 웨이퍼(110)는 웨이퍼 스테이지(116) 상의 웨이퍼 척(chuck)(114)에 의해 지지된다. 이 예시적 시스템에서, 제어 센서(104, 106)는 투사 광학부(110)의 노광 영역(108)(즉, 노광 슬롯, 노광되는 표면에 가장 가까운 노광 렌즈, 또는 노광되는 표면에 가장 가까운 임의의 다른 유형의 노광 영역)의 양 측 및 노광 영역(108)에 매우 가까운 근처에 위치된다. (집합적으로 1차 제어 센서라 하는) 제어 센서(104, 106)는, 예를 들면, 웨이퍼(110)의 웨이퍼 표면(112)의 위치(즉, 웨이퍼 표면에 대한 거리)를 측정하는 커패시턴스 게이지일 수 있다. 그러한 실시예에서, 초점면(또한, 초점 거리라 함)은, 예컨대 제어 센서(104, 106)에 의해 측정된 평균 치수로 예측될 수 있다. 두 개의 제어 센서[예컨대, 센서(104, 106)]의 사용은 2차원면 폐쇄 루프를 지지한다. 노광 영역(108)의 각각의 측면에 두 개의 센서가 위치된 네 개의 제어 센서가 사용된다면, 3차원면 폐쇄 루프가 지지될 수 있다. 그러나, 본 발명은 단지 하나의 센서가 사용된 경우도 포함할 수 있음을 알 수 있다. 완전하게 하기 위하여, 머누버 웨이퍼(110, maneuvor wafer)에 사용되는 웨이퍼 척(114)과 웨이퍼 스테이지(116)도 도시된다. 웨이퍼 척(114) 및 웨이퍼 스테이지(116)는 주 초점 시스템(100)과 관련하여 기판을 조정하는 예시적인 초점 조정기의 일부이다.
유사한 초점 시스템이 비광학 시스템에 사용될 수 있다. 예컨대, 광학 비임을 투사하는 대신에, 예컨대 X-레이 리소그래피 시스템에서와 같이 노광 영역(108)이 전자 비임을 투사할 수 있다. 또한, 노광 영역(108)은 예컨대 밀착 인쇄를 사 용하는 리소그래피 시스템 내에 그림자를 투사할 수 있다.
위에서의 설명으로부터, 웨이퍼가 평탄하지 않기 때문에 예측된 초점면이 실제 초점면과 다를 수 있다는 것은 명백하다. 본 발명의 목적은 그러한 웨이퍼 토포그래피 에러를 최소화하는 것이다. 특히, 본 발명의 목적은 센서가 노광 영역(108)에 위치된 경우에 노광 영역(108)으로부터 소정 거리로 이격되어 위치된 하나 이상의 센서로부터 취해진 웨이퍼 표면 치수를 센서가 측정하는 치수에 정확히 일치되도록 수정하는 것이다.
제어 센서가 노광 영역에 매우 근접하여 위치되기 때문에, 도1에 도시된 구조물은 차세대 리소그래피 시스템의 요구 사항을 충족시킨다면 거의 이상적인 센서(104, 106)를 요구하는 심각한 단점이 있다. 특히, 차세대 리소그래피 시스템의 요구 사항을 충족시키기 위해, 센서(104, 106)는 충분히 정확하고 정밀한 초점, 충분히 높은 대역폭, 허용 가능한 고정(settle out) 특성, 허용 가능한 동적 및 유효 범위 특성, 허용 가능한 열 손실, 허용 가능한 선형 범위 및 충분한 저항 효과의 무감각성을 제공해야 한다. 따라서, 차세대 리소그래피 시스템을 위해 부과된 일련의 구속 조건들은 매우 달성하기 어렵다.
본 발명은 위에서 언급된 센서의 몇가지 요구 사항을 감소시킨다. 이는 주 초점 시스템을 이중으로 함으로써 달성되지만, 배치된 노광 렌즈[108; 즉, 웨이퍼(110)의 표면에 가장 인접한 투사 광학계(102)의 렌즈]는 노광 영역에서 초점 에러를 결정하도록 사용될 수 있는 하나 이상의 추가 센서이다. 이는 이하에서 더욱 상세하게 설명된다.
1차 제어 센서[예컨대, 센서(104, 106)]에 의해 수행된 기능은 리소그래피 시스템 내에 위치된 노광 광학계[즉, 렌즈(108)]의 온라인 작동 초점 제어에 관한 것이다. 따라서, 1차 제어 센서는 리소그래피 시스템의 렌즈(108)에 매우 근접하게 위치된다. 따라서, 1차 제어 센서의 요구 사항은 기밀 공간 구속 조건에 대한 것이다. 리소그래피 시스템의 렌즈에 인접한 한정된 물리적 공간은 항상 문제가 된다. 초점 센서에 부가하여, 리소그래피 시스템은, 예컨대 오염물을 저항으로부터 누출시켜 제거하도록 추가의 하드웨어를 요구할 수 있다. 누출물은 통상 렌즈 환경의 오염을 방지하기 위해 제거된다. 따라서, 리소그래피 시스템[즉, 인접 렌즈(108)]의 이러한 매우 민감한 영역 내에서 둘러싸여야 하는 서브시스템의 개수를 한정하는 것이 중요하다.
코팅, 기판 재료, 패턴 및 웨이퍼 토폴로지에 민감한 임의의 초점 센서에 대한 포텐셜(potential)이 있다. 이는 특히 커패시턴스 게이지 센서에서 명확하다. 예컨대, 커패시턴스 게이지 센서는 기판 재료에의 민감성 때문에 오차를 감지할 수 있다. 특히, 기재된 기판의 전기 전도성 및 유전체 상수는 커패시턴스 게이지 센서의 기판 위치 인식에 영향을 끼친다. 이는 패턴 민감성으로 설명된다.
극복하여야 하는 다른 문제는 웨이퍼 토폴로지의 공간 진동수이다. 특히, 1차 제어 센서[예컨대, 센서(104, 106)]는 웨이퍼의 형태를 실시간으로 따를 수 있고 웨이퍼를 초점 내에 유지하기 위해 웨이퍼의 위치를 조정하도록 요구되는 데이터를 제공할 수 있어야 한다. 따라서, 초점 시스템 제어 부조립체는 실시간 웨이퍼 표면 제어를 위하여 충분히 높은 대역폭을 가져야 한다. 즉, 1차 제어 센서는 (즉, 실시간 제어 센서로서의) 웨이퍼 저장 서보 루프 내의 피드백 제어 장치로 사용되기 때문에 높은 대역폭을 요구한다.
따라서, 본 발명에 따른 제어 및 캘리브레이션 기능의 분리는 완전한 공정 수준의 민감도를 위한 1차 제어 센서의 요구 사항을 감소시킨다. 또한, 제어 및 캘리브레이션 기능의 분리는 기밀 공간 구속 조건에 대한 (이하에서 설명되는) 본 발명의 캘리브레이션 서브시스템을 감소시킨다.
3. 캘리브레이션 서브시스템
도2는 본 발명의 예시적인 초점 센서 캘리브레이션 서브시스템[200, 또는, 간단히 캘리브레이션 서브시스템(200)이라 함]의 기능에 대한 블록 선도이다. 캘리브레이션 센서를 포함하는 캘리브레이션 서브시스템(200)은 렌즈(108)로부터 이격되게 위치되거나 렌즈(108)에 대해 축이 벗어나게 위치된다. 다시 말하면, 캘리브레이션 서브시스템(200)은 렌즈(108)로부터 이격되어 위치되어, 주 초점 시스템(100)으로부터 이격되어 위치된다. 일 실시예에서, 캘리브레이션 시스템(200)은 리소그래피 시스템으로부터 분리되어 시스템을 따라 유지될 수 있다. 또한, 캘리브레이션 서브시스템(200)은 리소그래피 시스템의 기정렬 시스템의 일부가 될 수 있다. 다른 실시예에서, 캘리브레이션 서브시스템(200)은 렌즈(108)와 동일한 챔버 내에 위치될 수 있지만, 렌즈(108)로부터 이격된다.
상기 기능은 기판(예컨대, 웨이퍼)의 상부 표면 위치(예컨대, 거리)의 정확한 치수에 대한 캘리브레이션 서브시스템(200)에 의해 수행된다. 이러한 기능들이 노광 화상으로부터 이격되어 수행되기 때문에, 초점 센서 캘리브레이션 서브시스템 요구 사항은 우선적인 공정 수준의 특성과 상관없다.
따라서, 제어 및 캘리브레이션 기능의 분리는 기밀 공간 구속 조건, 높은 대역폭 및 작동 환경에 관련된 캘리브레이션 서브시스템(200)의 요구 사항을 완화시킨다. 예컨대, 본 발명의 일실시예에서, 캘리브레이션 서브시스템(200)은 [렌즈(108)를 포함한] 투사 시스템이 진공 작동을 요구할지라도, 대기 중에서 작동될 수 있다.
캘리브레이션 서브시스템(200)은 배치된 렌즈(108)가 캘리브레이션 센서(208)인 것을 제외하면 주 초점 시스템(100)과 동일하다. 예컨대, [집합적으로 2차 제어 센서(204, 206)라 하는] 제어 센서(204, 206)는 캘리브레이션 센서(208)의 각각의 측면 상에 매우 근접하게 위치된다.
특히, 제어 센서(204, 206)는 제어 센서(104, 106)가 렌즈(108) 주위에 배열된 것과 동일한 방식으로 캘리브레이션 센서(208) 주위에 배열된다. 또한, 제어 센서(204, 206)는 제어 센서(104, 106)로서의 센서와 완전히 동일한 형태이다. 예컨대, 제어 서브시스템(100)의 제어 센서(104, 106)가 커패시턴스 게이지이면, 그 후에 캘리브레이션 서브시스템(200)의 제어 센서(204, 206)도 커패시턴스 게이지이다.
따라서, 일반적으로 [예컨대, 센서(204, 206)로 구성된] 2차 제어 센서는 바람직하게는 [예컨대, 센서(104, 106)로 구성된] 1차 제어 센서와 대체로 동일하다. 완전하게 하기 위하여, 머누버 웨이퍼(110) 또는 다른 유사한 웨이퍼로 사용되는 웨이퍼 척(214) 및 웨이퍼 스테이지(216)도 도시된다. 일실시예에서, 웨이퍼 척(214)은 웨이퍼 척(114)과 동일하고, 웨이퍼 스테이지(216)는 웨이퍼 스테이지(116)와 동일하다. 웨이퍼 척(214) 및 웨이퍼 스테이지(216)는 캘리브레이션 서브시스템(200)에 대해 기판을 조종하는 예시적인 초점 조정기의 일부이다.
하나 이상의 센서를 포함하는 캘리브레이션 센서(208)는 우수한 초점 정확도와 정밀도를 가져야 한다. 특히, 본 발명의 목적 중 하나가 [예컨대, 주 초점 시스템(100)인] 초점 시스템의 초점 정밀도를 향상시키는 것이기 때문에, 캘리브레이션 센서(208)는 [예컨대, 센서(104, 106)인] 1차 제어 센서 및 [예컨대, 센서(204, 206)인] 2차 제어 센서보다 높은 초점 정밀도를 가져야한다. 예를 들어, 캘리브레이션 센서(208)는 더 정확한 초점 거리 결정을 얻어내기 위해 1차 및 2차 제어 센서보다 기판(예컨대, 웨이퍼)의 상부 표면의 위치(예컨대, 상부 표면 까지의 거리)의 더 정확한 절대 측정치를 얻어내야 한다.
본 발명의 특정한 실시예에 따르면, 캘리브레이션 센서(208)는 하나 이상의 공기 게이지를 포함한다. 본 발명의 다른 실시예에서, 캘리브레이션 센서(208)는 하나 이상의 광학 게이지를 포함한다. 본 발명의 또 다른 실시예에서, 캘리브레이션 센서(208)는 하나 이상의 근접 탐침[예컨대, 근접 필드 광학 또는 원자 탐침(near field optical or atomic probes)]을 포함한다.
캘리브레이션 센서(208)와 1차 및 2차 제어 센서는 모두 우수한 반복성을 가져야 한다. 캘리브레이션 센서(208)는 렌즈(108)의 근접에는 사용되지 않기 때문에 캘리브레이션 센서(208)는 렌즈(108)의 근접 시 사용되는 1차 제어 센서[예컨대, 센서(104, 106)]에 비해 완화된 공간 제한 요구와, 완화된 대역폭과, 완화된 작동 환경 요구를 갖는다.
4. 본 발명의 작동
본 발명을 실시하기에 유용한 구성 요소가 도1 및 도2의 설명에서 상술되었다. 이제, 도3a 및 3b가 본 발명의 작동을 설명하기 위해 사용될 것이다. 도1 및 도2와 상응하는 구성요소에 도1 및 도2와 동일한 도면 번호가 사용된다.
도3a 및 도3b는 노광 패턴에 따라 기판[예컨대, 웨이퍼(110)]의 상부 표면[예컨대, 기판(112)]에 화상을 노광시키기 위한 렌즈[예컨대, 렌즈(108)]를 포함하는 리소그래피 시스템에서 초점의 정확도를 개선하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 방법(300)의 공정도를 도시한다. 노광 패턴은 화상이 기판[예컨대, 웨이퍼(110)]의 상부 표면[예컨대, 기판(112)]의 영역에 노광된 순서를 말한다.
도3a를 참조하면, 기판[예컨대, 웨이퍼(110)]의 상부 표면[예컨대, 기판(112)]이 노광 패턴에 기초하는 캘리브레이션 서브시스템(200)에 관하여 위치 설정될 때, 방법이 단계(302)에서 시작된다. 예컨대, 특정 영역은 캘리브레이션 센서(208) 아래에 직접 위치 설정된다.
다음으로, 단계(304)에서, 특정 영역에 대한 적절한 초점 거리가 캘리브레이션 서브시스템(200)의 캘리브레이션 센서(208)를 사용하여 결정된다. 적절한 초점 거리는 초점 에러가 수용 가능한 경계점 이하로 감소될 때까지 웨이퍼(110)를 조정하여 결정될 수 있다. 다르게는, 캘리브레이션 센서(208)가 선형 작동 범위 내에서 작동될 때, 적절한 초점 거리는 본 기술 분야의 숙련자에게 자명한 바와 같이 웨이퍼(110)의 조정 없이 얻어질 수 있다. 이후에 설명되는 실시예에서, 2차 제어 센서[예컨대, 센서(204, 206)] 역시 선형 작동 범위 내에서 작동될 수 있다. 선형 작동 범위는 측정을 통해 선형된 범위를 포함한다.
적절한 초점 거리가 결정되면, 적절한 초점 거리에서 특정 영역에 대한 측정치가 2차 제어 센서[예컨대, 센서(204, 206)]를 사용하여 단계(306)에서 얻어진다. 그 후, 적절한 초점 거리에서의 특정한 영역에 대한 측정치가 예를 들어, 도4에 도시된 실험 표(400)에 저장된다.
도4를 참조하면, 표(400)는 영역 식별 칼럼(402)과, 광학 캘리브레이션 센서값 칼럼(404)과, 하나 이상의 제어 센서 칼럼(406A 내지 407N)을 포함한다. 영역 식별 칼럼(402A 내지 402N)의 각 열은 기판의 상부 표면 상의 영역(예컨대, X/Y 좌표에서)을 식별한다. 패턴이 노광 패턴에 기초하여 이들 영역 상에 노광될 것이다. 캘리브레이션 센서값 칼럼(404)의 각 열은 캘리브레이션 센서(208)가 대응 영역이 적절한 초점 거리일 때 출력하는 값을 포함한다. 캘리브레이션 센서(208)가 하나 이상의 센서를 포함하면, 하나 이상의 값이 칼럼(404)의 각 기장(entry)에 저장된다. (또는 추가적인 측정치 센서 칼럼이 추가될 수 있다.) 제어 센서 칼럼(406)의 각 열은 특정 제어 센서가 대응 영역이 적절한 초점 거리일 때 출력하는 값을 포함한다. 예를 들어, 칼럼(406A)의 값들은 제어 센서(206)가 출력하는 값에 비례하고, 칼럼(406B)의 값들은 캘리브레이션 센서(206)가 출력하는 값에 비례한다. 양호하게는, 표(400)는 2차 제어 센서의 각 제어 센서(예컨대, 204, 206)에 대한 제어 센서 칼럼을 포함한다. 표(400)의 사용은 본 발명이 상세하게 설명될 때 더욱 명확해 질 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 특정 영역이 단계(306)에서 얻어진 측정치에 앞서 적절한 초점 거리로 이동된다. 적절한 초점 거리는 캘리브레이션 센서(208)를 이용하여 결정된다. 그 후, 단계(306)에서 얻어진 측정치가 특정 영역이 적절한 초점 거리일 때 2차 제어 센서[예컨대, 제어 센서(204, 206)]의 실제 출력이다.
다른 실시예에서, 특정 영역은 단계(306)에서 얻어지는 측정치 전에 적절한 초점 거리로 이동될 필요가 없다. 오히려, 이 실시예에서 단계(306)에서 얻어진 측정치는 2차 제어 센서가 특정 영역이 적절한 초점 거리일 때 예측 가능하게 얻을 수 있는 출력에 대응한다. 이 실시예는 2차 제어 센서가 예측 가능할 때 (예컨대, 출력들이 선형 함수일 때) 가능하다. 예를 들어, 캘리브레이션 센서(208)를 사용하여 특정 영역에 대한 초점 거리가 결정되고, 특정 영역이 10 nm만큼 초점에서 벗어나는 것이 결정된다. 따라서, 2차 제어 센서의 출력이 조정되고, 그 결과 단계(306)에서 얻어진 측정치는 2차 제어 센서[예를 들어, 센서(204, 206)]가 특정 영역이 적절한 초점 거리인 경우 얻어질 수 있는 출력이다.
도3a를 참조하면, 다음 단계(308)에서 기판의 모사된 노광이 완전한지를 결정한다. 완전하지 않으면 [즉, 단계(308)에 대한 답이 아니오이면], 기판의 상부 표면 상의 다른 특정 영역은 캘리브레이션 서브시스템(200)에 대한 측정에 대해 위치 설정된다. 그 후, 단계(304, 306)는 현재 특정 영역에 대해 형성되고, 다른 측정치는 2차 제어 센서[예컨대, 센서(204, 206)]를 사용하여 얻어지고 [예컨대, 표(400) 내에] 저장된다. 단계(304, 306, 308, 310)는 전체 노광 패턴이 모사될 때까지 [단계(308)에 대한 답이 '예'가 될 때] 반복된다. 노광 패턴의 이러한 모 사 중 노광될 각각의 영역에 대한 측정치가 [단계(306)에서] 얻어져, [예컨대, 표(400) 내에] 저장된다. 단계(302 내지 310) 모두는 주 초점 시스템(100)의 렌즈(108)로부터 이격된 (예컨대, 렌즈에 대해 축이 벗어난) 위치에서 발생됐다. 따라서, 단계(302 내지 310) 중, 주 초점 시스템(100)은 다른 기판을 노광시킬 수도 있다. 즉, 주 초점 시스템(100)은 캘리브레이션 서브시스템(200)과 합체된 단계가 수행되는 동안 비작동 상태일 필요가 없다.
방법(300)의 나머지 단계들(즉, 312 내지 322)은 기판(110)이 주 초점 시스템(100)에 대해 위치 설정될 때 발생한다.
도3b를 참조하면, 다음 단계(312)에서 기판[즉, 웨이퍼(110)]의 상부 표면[즉, 표면(112)] 상의 특정 영역이 노광 패턴에 따라 렌즈(108) 아래에서 위치 설정된다. 예를 들어, 표(400)를 참조하면 좌표(X1/Y1)와 합체된 특정 영역이 렌즈(108) 아래에 위치 설정된다.
단계(314)에서 렌즈 아래에 위치 설정되는 동안, 특정 영역에 대한 측정치가 1차 제어 센서[예컨대, 센서(104, 106)]를 사용하여 얻어진다.
그 후, 단계(316)에서, 렌즈(108)와 기판의 표면 상의 특정 영역 사이의 실제 초점 거리가 특정 영역에 대응하는 단계(306, 314)에서 형성된 측정치를 기초로 조정된다. 예를 들어, 단계(312)에서 기판은 2차 제어 센서[예컨대, 센서(204, 206)]를 사용하는 단계(306)에서 얻어진 측정치와 1차 제어 센서[예컨대, 센서(104, 106)]를 사용하는 단계(314)에서 얻어지는 대응 측정치 사이의 거리에 기초하여 조정될 수 있다. 렌즈(108) 아래에 특정 영역이 좌표(X1/Y1)와 결합된다고 가정하면, 단계(306)에서 산출된 [측정치와 좌표(X1/Y1)와 관련한] 측정치와 단계(308)에서 산출된 [측정치와 좌표(X1/Y1)와 관련한] 측정치 사이의 차이는 표(400)에 저장된 적절한 값[예컨대 제어A1,1 및 제어B1,1]과 1차 제어 센서[예컨대 센서(104) 및 센서(106)]에 의해 현재 출력된 값을 사용하여 계산된다. 유사하게, 단계(312)에서 기판은 1차 제어 센서[예컨대 센서(104) 및 센서(106)]의 출력이 표(400)에 저장된 대응 측정치와 동일하게 될 때까지 조정될 수 있다.
특정 영역이 적절한 초점 거리에 있도록 조정되면, 화상의 일부가 단계(318)에서 노광 렌즈(108)를 사용하는 기판의 상부 표면 상에 노광된다.
다음 단계(320)에서, 기판의 전체 표면 상에 화상의 노광이 완료되었는지를 결정한다. 그렇지 않다면 [즉, 단계(320)의 응답이 아니오이면], 기판의 상부 표면 상의 다른 특정 영역이 주 초점 시스템(100)에 대한 캘리브레이션과 관련하여 위치 설정된다. 단계(314, 316, 318)들이 현재의 특정 영역에 대해 수행된 후, 화상의 다른 부분이 단계(318)에서 기판의 상부 표면 상에 노광된다. 단계(314, 316, 318, 320, 322)는 [단계(320)의 응답이 예가 되도록] 전체 노광 패턴이 완료될 때까지 반복된다. 기판 상의 화상의 이러한 실제 노광 중에, 노광될 영역 각각에 대한 측정이 수행되고[단계(314)], 초점 거리가 조정되고[단계(316)], 화상의 일부가 노광된다[단계(320)].
본 발명의 전술된 방법(300) 및 시스템은 차세대 리소그래피 시스템과 연관 된 요구를 달성하도록 사용될 수 있다. 전술한 바와 같이, 이것은 주 초점 시스템(100)으로부터 조건을 어느 정도 완화시키기 위해 캘리브레이션 시스템(100)을 사용함으로써 달성된다.
본 발명의 전술한 방법(300) 및 시스템은, 캘리브레이션을 위해 사용되는 [즉, 단계(302) 내지 단계(310) 내의] 동일 기판이 화상이 노광되는 [즉, 단계(312) 내지 단계(320) 내의] 동일 기판으로 설명된다. 따라서, 본 발명의 일 실시예에서, 단계(302) 내지 단계(310) 및 단계(312) 내지 단계(320)는 각각의 기판 (즉, 웨이퍼)에 대해 수행된다. 그러나, 본 발명의 다른 실시예에서, 단계(302) 내지 단계(310)는 캘리브레이션을 위한 하나의 기판(또는 소량의 기판)만을 사용하여 실시되고, 화상은 하나의 기판(또는 소량의 기판)에 기초한 캘리브레이션을 사용하는 다른 기판[즉, 단계(312) 내지 단계(320)] 상에 노광된다. 이러한 다른 기판들은 상이한 웨이퍼일 수 있다. 이러한 다른 기판들은 동일 웨이퍼 상에서 다른 영역일 수 있다. 예컨대, 웨이퍼가 동일 특징을 포함해야 하는 50개의 영역을 포함한다면, 단계(302) 내지 단계(310)는 영역들 중 하나 또는 2개를 사용하여 수행된다(만약 복수개의 영역에 대해 수행된다면, 평균 캘리브레이션이 결정된다). 그리고, 하나 또는 2개의 영역을 사용하여 수행된 캘리브레이션은 50개의 영역 각각의 위에 화상을 노광할 때 사용된다. 이러한 다른 실시예에서는 캘리브레이션이 노광보다 더 많은 시간이 걸리므로 더 긴 시간이 효과적이다. 그러나, 다른 실시예는 캘리브레이션 및 노광이 각각의 기판에 대해 수행되는 실시예보다는 정확하거나 정밀하지 않을 수 있다.
본 발명은 광학 리소그래피 시스템에 대해 우선 설명하였지만, 다른 형태의 시스템에도 동일하게 적용될 수 있다. 예컨대, 전술된 바와 같이 광학 비임을 투사하는 대신, 노광 영역(108)은 X-레이 리소그래피 시스템에서와 같이 전자 비임을 투사할 수 있다. 다르게는, 노광 영역(108)은 예를 들면 밀착 인쇄를 이용하는 리소그래피 시스템에서 그림자를 투사할 수 있다.
5. 제어 시스템 설정
전술한 바와 같이, 본 발명의 특징들은 도면과 관련하여 설명된 구성 요소들을 이용하여 수행될 수 있다. 본 발명의 특별한 특징들은 컴퓨터 시스템에 의해 제어될 수 있음을 또한 알 수 있다. 이러한 컴퓨터 시스템은 예컨대 통신 버스에 연결된 하나 이상의 프로세서를 포함할 수 있다. 컴퓨터 시스템은 또한 메모리, 바람직하게는 랜덤 액세스 메모리(RAM)를 포함할 수 있고, 2차 메모리를 또한 포함할 수 있다. 표(400)는 메모리 장치들 중 하나에 저장될 수 있다.
2차 메모리는 예컨대, 플로피 디스크 드라이브, 자기 테이프 드라이브, 광학 디스크 드라이브 등을 재생하는 제거 가능한 저장 드라이브 및/또는 하드 디스크를 포함할 수 있다. 제거 가능한 저장 드라이브는 공지된 방식으로 제거 가능한 저장 유닛으로부터 판독 및/또는 저장 유닛에 기록한다. 제거 가능한 저장 유닛은 플로피 디스크, 자기 테이프, 광학 디스크 등을 재생시켜서 제거 가능한 저장 드라이브에 의해 판독 및 기록된다. 제거 가능한 저장 유닛은 내부에 저장된 컴퓨터 소프트웨어 및/또는 데이터를 갖는 컴퓨터용 저장 매체를 포함한다. 2차 메모리는 컴퓨터 프로그램 또는 다른 지시들이 컴퓨터 시스템 내에 로딩되는 것을 허용하는 다 른 유사한 수단을 포함할 수 있다. 이러한 수단은 예컨대 제거 가능한 저장 유닛 및 인터페이스를 포함할 수 있다. 이러한 예들은 프로그램 카트리지 및 카트리지 인터페이스(비디오 게임 장치에서 발견되는 것과 같은), 제거 가능한 메모리 칩(EPROM 또는 PROM과 같은)과 결합된 소켓, 그리고 소프트웨어 및 데이터가 제거 가능한 저장 유닛으로부터 컴퓨터 시스템으로 전송되는 것을 허용하는 다른 제거 가능한 저장 유닛 및 인터페이스를 포함할 수 있다. 컴퓨터 시스템은 또한 통신 인터페이스를 포함할 수 있다. 통신 인터페이스는 소프트웨어 및 데이터가 컴퓨터 시스템 및 외부 장치 사이로 전송되는 것을 허용한다.
다른 실시예에서, 본 발명의 특징은 예컨대 적용 특정 집적 회로(ASICs)와 같은 하드웨어 성분을 사용하는 하드웨어에서 우선 실현된다. 본 명세서에 설명된 기능들을 실행하기 위한 하드웨어 상태의 구현은 당해 기술 분야의 숙련자에 의해 명백할 것이다. 다른 실시예들에서도, 본 발명의 특징은 하드웨어 및 소프트웨어 모두의 조합을 이용하여 구현될 수 있다.
6. 결론
본 발명의 다양한 실시예들이 전술되었지만, 이들은 예로서 표현된 것이며 이에 한정되지 않음을 이해해야 한다. 본 발명의 사상 및 범주로부터 벗어나지 않고 그 형태 및 세부 사항에 있어서 다양한 변경이 가능함은 당해 기술 분야의 숙련자들에게 명백하다.
본 발명은 특정 기능 및 연관성을 수행하는 기능 구성품의 도움으로 설명된다. 이들 기능 구성품의 범위는 설명의 편이를 위해 여기에서 임의로 한정된다. 다른 범위는 특정 기능 및 연관성이 적절하게 수행되는 한 한정될 수 있다. 이러한 임의의 다른 범위들은 본 발명의 특허청구범위의 사상 및 범주 내에 있다. 당업자는 임의의 기능 구성품이 별도의 구성 성분, 특정 적용 구성 성분, 적절한 소프트웨어 또는 임의의 조합 등을 실시하는 프로세서에 의해 구현될 수 있음을 인지할 것이다. 따라서, 본 발명의 범주 및 사상은 전술한 예시적인 실시예들 중 임의의 것에 한정되어서는 안되며 이하의 청구 범위 및 그와 등가의 것에 연관해서만 한정되어야 한다.
상기 구성에 의하여 기판의 상부 표면에 화상을 노광하기 위한 렌즈를 포함하는 리소그래피 시스템에서 초점 정확도를 개선할 수 있다.

Claims (51)

  1. 기판의 상부 표면 상에 화상을 노광시키는 노광 영역을 포함하는 리소그래피 시스템에서 초점 정밀도를 개선하기 위한 방법에 있어서,
    a. 특정 구역이 노광 영역 아래에 위치되지 않을 때 캘리브레이션 센서를 사용하여 기판의 상부 표면 상에서 특정 구역에 대한 적절한 초점 거리를 결정하는 단계와,
    b. 특정 구역이 노광 영역 아래에 위치되지 않을 때 2차 제어 센서를 사용하여 적절한 초점 거리에서 특정 구역에 관련된 제1 측정치를 산출하는 단계와,
    c. 특정 구역이 노광 영역 아래에 위치되는 동안 1차 제어 센서를 사용하여 특정 구역에 관련된 제2 측정치를 산출하는 단계와,
    d. 특정 구역이 노광 영역 아래에 위치되는 동안 제1 및 제2 측정치에 기초하여 실제 초점 거리를 조정하는 단계를 포함하고,
    캘리브레이션 센서는 2차 제어 센서 및 1차 제어 센서 각각보다 더 높은 초점 정밀도를 갖는 것을 특징으로 하는 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    e. 노광 영역을 사용하여 특정 구역 상에 화상의 적어도 일부를 노광시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  3. 제1항에 있어서, 제1 측정치는 2차 제어 센서가 특정 구역에 대한 적절한 초점 거리에 있을 때 2차 제어 센서가 산출해야 하는 출력에 대응하고,
    제2 측정치는 특정 구역이 노광 영역 아래에 위치되는 동안 1차 제어 센서의 출력에 대응하는 것을 특징으로 하는 방법.
  4. 제3항에 있어서, 단계(d)는 특정 구역이 노광 영역 아래에 위치되는 동안 1차 제어 센서가 제1 측정치를 산출할 때까지 특정 구역의 위치를 조정함으로써 실제 초점 거리를 조정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  5. 제3항에 있어서, 단계(d)는
    (i) 제2 측정치 및 제1 측정치 사이의 차이를 결정하는 단계와,
    (ii) 상기 차이에 기초하여 특정 구역의 위치를 조정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  6. 제1항에 있어서, 제1 측정치는 특정 구역을 노광 영역 아래에 위치시키기 이전에 2차 제어 센서와 특정 구역 사이의 거리(D1)에 관련하고,
    제2 측정치는 특정 구역이 노광 영역 아래에 위치되는 동안 1차 제어 센서와 특정 구역 사이의 거리(D2)에 관련하는 것을 특징으로 하는 방법.
  7. 제6항에 있어서, 단계(d)는 거리(D2)를 거리(D1)와 동일하게 조정하여 초점 거리를 조정함으로써 특정 구역을 노광 영역에 대한 적절한 초점 거리에 위치시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  8. 제1항에 있어서, 캘리브레이션 센서는 적어도 하나의 공기 게이지를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  9. 제8항에 있어서, 2차 제어 센서는 적어도 하나의 커패시턴스 게이지를 포함하고, 1차 제어 센서는 2차 제어 센서와 대체로 동일한 것을 특징으로 하는 방법.
  10. 제1항에 있어서, 캘리브레이션 센서는 적어도 하나의 광학 게이지를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  11. 제1항에 있어서, 캘리브레이션 센서는 적어도 하나의 근접 탐침을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  12. 제1항에 있어서, 노광 영역은 렌즈를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  13. 제1항에 있어서, 노광 영역은 전자 비임을 투사시키는 것을 특징으로 하는 방법.
  14. 제1항에 있어서, 노광 영역은 그림자를 투사시키는 것을 특징으로 하는 방법.
  15. 제1항에 있어서, 단계(a, b, c, d)들 각각에서 언급된 특정 구역은 동일 기판 상에 위치되는 것을 특징으로 하는 방법.
  16. 제1항에 있어서, 단계(c, d)에서 언급된 특정 구역은 단계(a, b)에서 언급된 특정 구역과 다른 기판 상에 위치되는 것을 특징으로 하는 방법.
  17. 제16항에 있어서, 다른 기판은 단계(a, b)에서 언급된 특정 구역과 다른 웨이퍼 상에 위치되는 것을 특징으로 하는 방법.
  18. 제1항에 있어서, 단계(c, d)에서 언급된 특정 구역은 웨이퍼의 제1 필드 상에 위치되고, 단계(a, b)에서 언급된 특정 구역은 웨이퍼의 제2 필드 상에 위치되는 것을 특징으로 하는 방법.
  19. 제1항에 있어서, 단계(a, b)는 노광 영역으로부터 이격된 위치에서 수행되는 것을 특징으로 하는 방법.
  20. 제1항에 있어서, 2차 제어 센서 및 1차 제어 센서는 대체로 서로 동일한 별 개의 센서인 것을 특징으로 하는 방법.
  21. 노광 패턴에 따라 기판의 상부 표면 상에 화상을 노광시키는 노광 영역을 포함하는 리소그래피 시스템에서 초점 정밀도를 개선하기 위한 방법에 있어서,
    a. 노광 패턴을 모사하는 방식으로 기판을 이동시키는 단계와,
    b. 기판이 노광 패턴을 모사하는 방식으로 이동될 때, 기판의 상부 표면 상의 구역이 노광 영역 아래에 위치되기 이전에 기판의 상부 표면 상의 구역에 각각이 대응하는 적절한 초점 거리를 제1 유형의 센서를 사용하여 결정하는 단계와,
    c. 기판이 노광 패턴을 모사하는 방식으로 이동될 때, 특정 구역이 제1 유형의 센서를 사용하여 결정된 적절한 초점 거리에 있을 때 기판의 상부 표면 상의 구역에 각각이 대응하는 일련의 측정치를 제2 유형의 센서를 사용하여 산출하는 단계와,
    d. 기판의 상부 표면 상의 특정 구역이 노광 영역 아래에 위치되도록 노광 패턴에 따라 기판을 이동시키는 단계와,
    e. 제2 유형의 센서를 사용하여 노광 영역 아래의 특정 구역에 대한 특정 측정치를 산출하는 단계와,
    f. 일련의 측정치 내에서의 특정 측정치 및 대응 측정치에 기초하여 초점 거리를 조정하는 단계를 포함하고,
    제1 유형의 센서는 제2 유형의 센서보다 더 높은 초점 정밀도를 갖는 것을 특징으로 하는 방법.
  22. 제21항에 있어서,
    g. 노광 영역을 사용하여 특정 구역 상에 화상의 적어도 일부를 노광시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  23. 제22항에 있어서,
    h. 상부 표면 상의 다른 특정 구역이 노광 영역 아래에 위치되도록 노광 패턴에 따라 기판을 이동시키는 단계와,
    i. 단계(e, f, g, h)들을 복수회 반복하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  24. 제21항에 있어서, 단계(f)는 특정 구역이 노광 영역 아래에 위치되는 동안 제2 유형의 센서가 대응 측정치를 산출할 때까지 특정 구역의 위치를 조정함으로써 초점 거리를 조정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  25. 제21항에 있어서, 단계(f)는
    (i) 일련의 측정치 내에서 특정 영역에 관련된 특정 측정치와 대응 측정치 사이의 차이를 결정하는 단계와,
    (ii) 상기 차이에 기초하여 특정 영역의 위치를 조정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  26. 제21항에 있어서, 제1 유형의 센서는 적어도 하나의 공기 게이지를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  27. 제26항에 있어서, 제2 유형의 센서는 적어도 하나의 커패시턴스 게이지를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  28. 제21항에 있어서, 단계(a, b, c)는 노광 영역으로부터 이격된 위치에서 수행되는 것을 특징으로 하는 방법.
  29. 제21항에 있어서, 일련의 측정치를 결정하는데 사용되는 제2 유형의 센서는 특정 측정치를 결정하는데 사용되는 제2 유형의 센서와 대체로 동일하지만 별개인 것을 특징으로 하는 방법.
  30. 제21항에 있어서, 노광 영역은 렌즈를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  31. 노광 패턴에 따라 기판 상에 화상을 노광시키는 노광 영역을 포함하는 리소그래피 시스템에의 사용을 위한 초점 시스템에 있어서,
    기판의 상부 표면 상의 특정 영역을 노광 영역 아래에 위치시키기 전에 기판의 상부 표면 상의 특정 영역과 관련된 적절한 초점 영역을 결정하는 캘리브레이션 센서와,
    특정 영역이 노광 영역 아래에 위치되기 전에 적절한 초점 거리에서 특정 영역과 관련된 제1 측정치를 산출하는 2차 제어 센서와,
    특정 영역이 노광 영역 아래에 위치되는 동안 특정 영역과 관련된 제2 측정치를 산출하는 1차 제어 센서와,
    특정 영역이 노광 영역 아래에 위치되는 동안 상기 제1 및 제2 측정치에 기초하여 실제 초점 거리를 조정하는 초점 조정기를 포함하고,
    캘리브레이션 센서는 2차 제어 센서 및 1차 제어 센서 각각보다 높은 초점 정밀도를 갖는 것을 특징으로 하는 시스템.
  32. 제31항에 있어서,
    제1 측정치는 2차 제어 센서가 특정 영역에 대한 적절한 초점 거리에 있을 때 2차 제어 센서가 산출해야 하는 출력에 대응하고,
    제2 측정치는 특정 영역이 노광 영역 아래에 위치되는 동안 1차 제어 센서의 출력에 대응하는 것을 특징으로 하는 시스템.
  33. 제32항에 있어서, 초점 조정기는 특정 영역이 노광 영역 아래에 위치되는 동안 1차 제어 센서가 제1 측정치를 산출할 때까지 특정 영역의 위치를 조정하는 것을 특징으로 하는 시스템.
  34. 제32항에 있어서, 조정기는 제2 측정치과 제1 측정치 사이의 차이에 기초하여 특정 영역의 위치를 조정하는 것을 특징으로 하는 시스템.
  35. 제31항에 있어서,
    제1 측정치는 특정 영역을 노광 영역 아래에 위치시키기 전에 2차 제어 센서와 특정 영역 사이의 거리(D1)에 관련하고,
    제2 측정치는 특정 영역이 노광 영역 아래에 위치된 동안 1차 제어 센서와 특정 영역 사이의 거리(D2)에 관련하는 것을 특징으로 하는 시스템.
  36. 제35항에 있어서, 조정기는 거리(D2)를 거리(D1)에 동일하게 조정하여 초점 거리를 조정함으로써, 적절한 초점 거리에서 특정 영역을 노광 영역에 대해 위치시키는 것을 특징으로 하는 시스템.
  37. 제31항에 있어서, 캘리브레이션 센서는 적어도 하나의 공기 게이지를 포함하는 것을 특징으로 하는 시스템.
  38. 제37항에 있어서, 2차 제어 센서는 적어도 하나의 커패시턴스 게이지를 포함하고, 1차 제어 센서는 2차 제어 센서와 대체로 동일한 것을 특징으로 하는 시스템.
  39. 제31항에 있어서, 캘리브레이션 센서와 2차 제어 센서는 노광 영역으로부터 이격되어 위치되고, 1차 제어 센서는 노광 영역에 근접하여 위치되는 것을 특징으로 하는 시스템.
  40. 제31항에 있어서, 캘리브레이션 센서는 적어도 하나의 광학 게이지를 포함하는 것을 특징으로 하는 시스템.
  41. 제31항에 있어서, 캘리브레이션 센서는 적어도 하나의 근접 탐침을 포함하는 것을 특징으로 하는 시스템.
  42. 제31항에 있어서, 노광 영역은 렌즈를 포함하는 것을 특징으로 하는 시스템.
  43. 제31항에 있어서, 노광 영역은 전자 비임을 투사하는 것을 특징으로 하는 시스템.
  44. 제31항에 있어서, 노광 영역은 그림자를 투사하는 것을 특징으로 하는 시스템.
  45. 제31항에 있어서, 캘리브레이션 센서, 2차 제어 센서, 1차 제어 센서 및 초점 조정기와 관련된 특정 영역은 동일한 기판 상에 위치된 것을 특징으로 하는 시 스템.
  46. 제31항에 있어서, 캘리브레이션 센서 및 2차 제어 센서와 관련된 특정 영역은 1차 제어 센서 및 초점 조정기와 관련된 특정 영역과는 다른 기판에 위치된 것을 특징으로 하는 시스템.
  47. 제46항에 있어서, 상기 다른 기판은 캘리브레이션 센서 및 2차 제어 센서와 관련된 특정 영역과는 다른 웨이퍼 상에 위치된 것을 특징으로 하는 시스템.
  48. 제31항에 있어서, 1차 제어 센서 및 초점 조정기와 관련된 특정 영역은 웨이퍼의 제1 필드 상에 위치되고, 캘리브레이션 센서 및 2차 제어 센서와 관련된 특정 영역은 웨이퍼의 제2 필드 상에 위치된 것을 특징으로 하는 시스템.
  49. 제31항에 있어서, 캘리브레이션 센서 및 2차 제어 센서는 노광 영역로부터 이격된 위치에 있는 것을 특징으로 하는 시스템.
  50. 제31항에 있어서, 2차 제어 센서 및 1차 제어 센서는 대체로 서로 동일한 별개의 센서인 것을 특징으로 하는 시스템.
  51. 노광 패턴에 따라 기판 상에 화상을 노광시키는 노광 영역을 포함하는 리소그래피 시스템에 사용하기 위한 초점 시스템에 있어서,
    기판이 노광 영역 아래에 위치되기 전에 기판이 노광 패턴을 모사하는 방식으로 이동될 때, 상부 표면 상의 영역에 각각이 대응하는 적절한 초점 거리를 결정하는 캘리브레이션 센서와,
    기판이 노광 영역 아래에 위치되기 전에 기판이 노광 패턴을 모사하는 방법으로 이동될 때, 특정 영역이 캘리브레이션 센서를 사용하여 결정된 바와 같이 적절한 초점 거리에 있을 때 기판의 상부 표면 상의 영역에 각각이 대응하는 일련의 측정치를 산출하는 2차 제어 센서와,
    노광 영역 아래에 위치된 기판의 표면 상의 특정 영역에 관련하여 특정 측정치를 산출하는 1차 제어 센서와,
    일련의 측정치 내의 특정 측정치와 대응 측정치에 기초하여 초점 거리를 조정하는 조정기를 포함하고,
    상기 캘리브레이션 센서는 2차 제어 센서 및 1차 제어 센서 각각보다 높은 초점 정밀도를 갖는 것을 특징으로 하는 시스템.
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