KR100724050B1 - 기판에 대한 정보를 측정하는 방법 및 리소그래피 장치에서사용하기 위한 기판 - Google Patents

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데 빈 코엔 반
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에이에스엠엘 네델란즈 비.브이.
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Abstract

기판에 의해 제공되는 정보를 측정하는 방법이 개시되어 있다. 상기 기판은, 리소그래피 장치에 의해 생성된 피처를 포함한다. 상기 방법은, 상기 기판 상의 상기 피처 위쪽에 및/또는 근처에 배치된 마커 상으로 광 빔을 투영하는 단계; 및 상기 마커에 의해 제공되는 정보를 센서로 검출하는 단계를 포함한다. 코팅이 기판 상에 배치되어, 상기 코팅이 상기 광 빔과 상기 피처 사이에 놓이도록 하여, 상기 광 빔이 상기 피처에 의해 반사되는 것과 상기 마커에 의해 제공되는 정보의 부정확한 판독을 야기하는 것을 실질적으로 방지하도록 하는 것을 특징으로 한다.

Description

기판에 대한 정보를 측정하는 방법 및 리소그래피 장치에서 사용하기 위한 기판{A METHOD FOR MEASURING INFORMATION ABOUT A SUBSTRATE, AND A SUBSTRATE FOR USE IN A LITHOGRAPHIC APPARATUS}
이하 본 발명의 실시예들을, 단지 예시의 방법으로서, 대응하는 참조 기호들이 대응하는 부분들을 나타내는 개략적인 첨부도면들을 참조하여 설명할 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 리소그래피 장치를 도시한 도;
도 2는 도 1의 장치에 얼라인먼트 정보(alignment information)를 제공하도록 사용되는 기판의 마커 구조체의 개략적인 단면도;
도 3은 도 1의 장치에 얼라인먼트 정보를 제공하도록 사용되는 기판의 일 실시예의 개략적인 단면도;
도 4는 도 1의 장치에 얼라인먼트 정보를 제공하도록 사용되는 기판의 또 다른 실시예의 개략적인 단면도;
도 5는 도 1의 리소그래피 장치에 의해 생성된 피처를 포함하는 기판에 대한 정보를 측정하는 방법의 일 실시예를 도시한 도이다.
본 출원은 본 명세서에서 그 전문이 인용참증되는 2004년 12월 29일에 출원된, "A METHOD FOR MEASURING INFORMATION ABOUT A SUBSTRATE, AND A SUBSTRATE FOR USE IN A LITHOGRAPHIC APPARATUS" 란 제목의 미합중국 가특허출원 일련번호 제 60/639,847호를 우선권 주장한다.
본 발명은 기판에 관한 정보를 측정하는 방법, 리소그래피 장치에서 사용하기 위한 기판 및 리소그래피 장치와 기판의 조합예에 관한 것이다.
리소그래피 장치는 기판상에, 통상적으로는 기판의 타겟부상에 원하는 패턴을 적용시키는 기계이다. 리소그래피 장치는, 예를 들어 집적 회로(IC)의 제조시에 사용될 수 있다. 그 예시에서, 대안적으로 마스크 또는 레티클이라 칭하는 패터닝 디바이스가 IC의 개별층상에 형성될 회로 패턴을 생성하기 위해 사용될 수 있다. 이 패턴은 기판(예컨대, 실리콘 웨이퍼)상의 (예를 들어, 1개 또는 수개의 다이의 부분을 포함하는) 타겟부상으로 전사(transfer)될 수 있다. 상기 패턴의 전사는, 통상적으로 기판상에 제공된 방사선-감응재(레지스트)층상으로의 이미징(imaging)을 통해 수행된다. 일반적으로, 단일 기판은 연속하여 패터닝되는 인접한 타겟부들의 네트워크를 포함할 것이다. 공지된 리소그래피 장치는, 한번에 타겟부상의 전체패턴을 노광함으로써 각각의 타겟부가 조사되는 스테퍼들, 및 방사선 빔을 통해 주어진 방향("스캐닝"- 방향)으로 패턴을 스캐닝하는 한편, 이 방향과 평행한 방향(같은 방향으로 평행한 방향) 또는 역-평행 방향(반대 방향으로 평행한 방향)으로 기판을 동기적으로 스캐닝함으로써 각각의 타겟부가 조사되는 스캐너들을 포함한다. 또한, 기판상에 패턴을 임프린트(imprint)함으로써, 패터닝 디바이스로부터 기 판으로 패턴을 전사할 수 있다.
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, 자기도메인메모리용 유도 및 검출패턴, 액정표시(LCD), 박막자기헤드 등의 제조에도 이용될 수 있다. 당업자라면, 이러한 대안적인 적용례와 관련하여, 본 명세서에서 사용된 "웨이퍼" 또는 "다이"와 같은 용어가 각각 "기판" 및 "타겟부" 등과 같은 좀 더 일반적인 용어로 대체되고 있음을 이해할 수 있다. 여기서 언급된 기판은 노광 전 또는 노광 후에, 예컨대 트랙(track)(통상적으로 레지스트층을 기판에 도포하고 노광된 레지스트를 현상하는 툴)이나 메트롤로지 또는 검사 툴에서 처리될 수 있다. 적용가능한 경우에, 본 명세서는 상기 및 기타 기판처리 툴에 적용될 수 있다. 또한, 상기 기판은 예를 들어 다중층 IC를 형성하기 위하여 2번 이상 처리될 수 있으므로, 본 명세서에서 기판이란 용어는 다수의 처리된 층들을 이미 포함하는 기판을 칭할 수도 있다.
본 명세서에서 사용되는 "방사선" 및 "빔"이라는 용어는, (예를 들어, 파장(λ)이 365, 248, 193, 157 또는 126㎚인) 자외(UV)방사선, 및 (예를 들어, 파장이 5 내지 20㎚의 범위인) 극자외(EUV)방사선을 포함하는 모든 형태의 전자기방사선 뿐만 아니라, 이온 빔 또는 전자 빔과 같은 입자 빔을 포함한다.
본 명세서에서 사용되는 "패터닝 디바이스"라는 용어는, 기판의 타겟부에 패턴을 생성하기 위해서, 방사선 빔의 단면에 패턴을 부여하는데 사용될 수 있는 여 하한의 디바이스를 의미하는 것으로 폭넓게 해석되어야 한다. 방사선 빔에 부여된 패턴은, 예를 들어 상기 패턴이 위상-시프팅 피처(phase-shifting feature)들 또는 소위 어시스트 피처(assist feature)들을 포함하는 경우, 기판의 타겟부내의 원하는 패턴과 정확히 일치하지 않을 수도 있다는 것을 유의한다. 일반적으로, 방사선 빔에 부여된 패턴은 집적 회로와 같이 타겟부에 생성될 디바이스내의 특정 기능층에 해당할 것이다.
패터닝 디바이스는 투과형 또는 반사형일 수 있다. 패터닝 디바이스의 예로는 마스크, 프로그램가능한 거울 어레이 및 프로그램가능한 LCD 패널을 포함한다. 마스크들은 리소그래피 분야에서 잘 알려져 있으며, 바이너리형, 교번 위상-시프트형 및 감쇠 위상-시프트형 마스크와 다양한 하이브리드 마스크 형식도 포함한다. 프로그램가능한 거울 어레이의 일례는 작은 거울들의 매트릭스 구성을 채택하며, 그 각각은 입사하는 방사선 빔을 상이한 방향으로 반사시키도록 개별적으로 기울어질 수 있고; 이러한 방식으로, 상기 반사된 빔이 패터닝된다. 패터닝 디바이스의 각각의 예시에 있어서, 상기 지지 구조체는 예컨대 고정되거나 이동될 수 있는 프레임 또는 테이블일 수도 있고, 이는 패터닝 디바이스가 예를 들어 투영 시스템에 대해 원하는 위치에 있을 것을 보장할 수도 있다. 본 명세서의 "레티클" 또는 "마스크"라는 어떠한 용어의 사용도 "패터닝 디바이스"와 같은 좀 더 일반적인 용어와 동의어로도 간주될 수 있다.
본 명세서에서 사용되는 "투영 시스템"이라는 용어는, 사용되는 노광 방사선에 대하여, 또는 침지 유체의 사용 또는 진공의 사용과 같은 여타의 인자들에 대하 여 적절하다면, 굴절, 반사, 카타디옵트릭, 자기, 전자기 및 정전기 광학 시스템들 또는 그 조합을 포함하는 여하한의 타입의 투영 시스템을 내포하는 것으로서 폭넓게 해석되어야 한다. 본 명세서의 "렌즈"라는 용어의 어떠한 사용도 "투영 시스템"과 같은 좀 더 일반적인 용어와 동의어로도 간주될 수 있다.
상기 조명 시스템은 방사선 투영빔의 지향, 성형 또는 제어를 위한 굴절형, 반사형 및 카타디옵트릭 광학 구성요소들을 포함하는 다양한 타입의 광학 구성요소들을 포괄할 수도 있으며, 이후에는 이러한 구성요소들을 집합적으로 또는 개별적으로 "렌즈"라고 언급할 수도 있다.
상기 리소그래피 장치는 2(듀얼 스테이지) 이상의 기판테이블(및/또는 2 이상의 마스크 테이블)을 갖는 타입일 수도 있다. 이러한 "다수 스테이지" 기계들에서는 추가 테이블이 병렬로 사용될 수 있거나, 또는 1 이상의 테이블이 노광에 사용되고 있는 동안 1 이상의 다른 테이블에서는 준비작업 단계가 수행될 수도 있다.
또한, 리소그래피장치는 투영시스템의 최종요소와 기판 사이의 공간을 채우도록 비교적 높은 굴절률을 가지는 액체(예를 들어, 물)에 기판이 침지되는 타입일 수도 있다. 침지액(immersion liquid)은 리소그래피장치내의 여타의 공간, 예를 들어 마스크와 투영시스템의 제1요소 사이에 적용될 수도 있다. 당업계에서 투영시스템의 개구수를 증가시키기 위한 침지 기술(immersion technology)의 사용은 잘 알려져 있다.
리소그래피 투영장치를 사용하는 제조공정에서, (예를 들어, 마스크의) 패턴은 방사선감응재(예를 들어, 레지스트)층이 적어도 부분적으로 도포된 기판상에 이 미징된다. 이 이미징 단계에 앞서, 기판은 전처리(priming), 레지스트 도포 및/또는 소프트 베이크와 같은 여러가지 다른 과정을 거칠 수 있다. 노광 후 기판은, 노광후 베이크(PEB), 현상, 하드 베이크 및/또는 이미징된 피처들의 측정/검사와 같은 또 다른 과정을 거치게 된다. 이러한 일련의 과정은, 디바이스(예를 들어 IC)의 각각의 층을 패터닝하는 기초로서 사용된다. 예를 들어, 이들 이송 과정들(transfer procedures)에 의해 결과적으로 기판상의 패터닝된 레지스트 층이 생길 것이다. 증착, 에칭, 이온주입(도핑), 금속화, 산화, 화학-기계적 연마 등과 같은 1 이상의 패턴 프로세스가 이어지며, 이들 모두는 각각의 층을 생성, 수정 또는 마무리하기 위해 의도될 수 있다. 여러 개의 층이 요구된다면, 새로운 층마다 전체공정 또는 그것의 변형된 공정이 반복될 수 있다. 그 결과로, 기판(웨이퍼) 상에는 디바이스의 어레이가 존재하게 될 것이다. 이들 디바이스들은 다이싱 또는 소잉 등의 기술에 의해 서로 분리되고, 이들 각각의 디바이스는 캐리어에 장착되고 핀 등에 접속될 수 있다.
예를 들어, IC의 제조공정 동안에는, 디바이스 구조체들을 형성하기 위하여 특정 프로세스 플로우(process flow)들이 디자인된다. 상기 디바이스의 적절한 작업은 종종 개별적인 스택킹된 층들의 얼라인먼트에 좌우된다. 이러한 목적을 위하여, 얼라인먼트 마크들은 종종 디바이스 구조체들이 바로 밑에 존재하지 않는 위치들에 있는 레지스트에서 노광된다. 현상 후에 위치 결정을 위하여 얼라인먼트 마크들의 판독(readout)을 하는데 얼라인먼트 센서가 사용될 수도 있다.
얼라인먼트의 목적을 위하여, 얼라인먼트 마크들, 또는 마커 구조체들이 사 용될 수 있는데, 이는 침투하고 있는 광 빔(또는 얼라인먼트 빔)과의 상호작용에 의하여 1이상의 회절된 빔들을 생성한다. 1이상의 회절된 빔들로부터 수집된 정보로부터, 마스크 상의 패턴의 위치에 대한 마커의 위치가 결정될 수 있다. 통상적으로, 마커는 라인들과 트렌치들의 시퀀스를 포함하는 그레이팅과 같은 일부 주기적인 구조체로 이루어진다.
디바이스 구조체들의 최상부 상에 있는 마크들의 얼라인먼트 동안, 얼라인먼트 빔의 반사들은 디바이스-특정 언더-층(device-specific under-layer)들로부터 일어날 수도 있다. 상이한 신호 응답들을 유도하기 위해 알려져 있는, 아래에 있는 및/또는 둘러싸는 피처들은 그 크기와 밀도가 변하기 때문에, 하나의 다이 내에서도 다양한 크로스-토크(cross-talk)가 종종 발생한다. 이러한 크로스-토크는 위치 시프트를 유도할 수도 있는데, 이는 얼라인먼트 센서에 의한 판독 후에 부정확한 마크 위치 정보를 유발할 수도 있다.
물론, 포커스 정보, 오버레이 정보, 노광 도즈 정보 등과 같은 여타의 정보를 제공하기 위해 마크들이 사용될 수도 있다. 상기 아래에 있는 및/또는 둘러싸는 피처들로 인한 크로스-토크 또한 마크에 의해 제공되는 여하한의 정보의 에러들을 생성할 수도 있다.
본 발명의 일 실시형태는, 판독하는 동안에 레지스트 마크들과 아래에 있는 구조체들 및/또는 둘러싸고 있는 구조체들간의 크로스-토크를 방지하기 위한 방법을 제공하는 것이다.
일 실시예에서, 기판에 의해 제공되는 정보를 측정하기 위한 방법이 제공된다. 상기 기판은 리소그래피 장치에 의해 생성된 피처를 포함한다. 상기 방법은, 상기 기판 상의 상기 피처 위쪽에 및/또는 근처에 배치된 마커 상으로 광 빔을 투영하는 단계, 및 상기 마커에 의해 제공되는 정보를 센서로 검출하는 단계를 포함한다. 코팅이 기판 상에 배치되어, 상기 코팅이 상기 광 빔과 상기 피처 사이에 놓이도록 하여, 상기 광 빔이 상기 피처에 의해 반사되는 것과 상기 마커에 의해 제공되는 정보의 부정확한 판독을 야기하는 것을 실질적으로 방지하도록 한다.
일 실시예에서는, 리소그래피 장치에서 사용하기 위한 기판이 제공된다. 상기 기판은 리소그래피 장치에 의해 생성되는 피처 및 상기 피처 위쪽 및/또는 근처 레지스트의 층에 형성된 마커를 포함한다. 상기 마커는 상기 기판에 관한 정보를 제공하도록 배치된다. 상기 기판은 또한 상기 마커에 의해 제공되는 상기 정보를 검출하는데 사용되는 광 빔이 상기 피처에 의해 반사되는 것과 상기 마커에 의해 제공되는 상기 정보의 부정확한 판독을 야기하는 것을 실질적으로 방지하기 위한 코팅을 포함한다.
일 실시예에서는, 리소그래피 장치에서 사용하기 위한 기판과 조합된 리소그래피 장치가 제공된다. 상기 리소그래피 장치는, 방사선 빔을 컨디셔닝하기 위한 조명 시스템 및 패터닝 디바이스를 지지하기 위한 지지체를 포함한다. 상기 패터닝 디바이스는 상기 방사선 빔의 단면에 패턴을 부여하는 역할을 한다. 상기 장치는 또한 상기 기판을 지지하는 기판 테이블, 상기 기판의 타겟부 상으로 상기 패터닝된 방사선 빔을 투영하는 투영 시스템, 및 상기 기판에 관한 정보를 측정하는 센서 를 포함한다. 상기 기판은, 상기 패터닝 디바이스로 상기 방사선 빔을 패터닝하고 상기 투영 시스템으로 상기 패터닝된 방사선 빔을 상기 기판의 타겟부 상으로 투영하여 생성되는 피처 및 상기 피처 위쪽 및/또는 근처 레지스트의 층에 생성되는 마커를 포함한다. 상기 마커는 상기 기판에 관한 정보를 제공하도록 배치된다. 상기 기판은 또한 상기 리소그래피 장치의 상기 센서로부터의 광 빔이 상기 피처에 의해 반사되는 것과 상기 마커에 의해 제공되는 상기 정보의 부정확한 판독을 야기하는 것을 실질적으로 방지하기 위한 코팅을 포함한다.
도 1은 본 발명의 특정 실시예에 따른 리소그래피 장치(10)를 개략적으로 도시하고 있다. 상기 장치(10)는, 방사선 투영빔(PB)(예를 들어, UV 방사선 또는 EUV 방사선)을 제공하는 조명시스템(일루미네이터)(IL), 패터닝 디바이스(예를 들어, 마스크)(MA)를 지지하고, 아이템(PL)에 대하여 상기 패터닝 디바이스를 정확히 위치시키는 제1의 위치설정 디바이스(PM)에 연결된 제1의 지지 구조체(예를 들어, 마스크 테이블)(MT), 기판(예를 들어, 레지스트-코팅된 웨이퍼)(W)을 유지하고, 아이템(PL)에 대하여 상기 기판을 정확히 위치시키는 제2의 위치설정 디바이스(PW)에 연결된 기판 테이블(예를 들어, 웨이퍼 테이블)(WT), 및 상기 기판(W)의 타겟부(C)(1이상의 다이를 포함)상에 상기 패터닝 디바이스(MA)에 의하여 상기 투영빔(PB)에 부여된 패턴을 이미징하는 투영 시스템(예를 들어, 굴절 투영 렌즈)(PL)을 포함한다.
본 명세서에 도시된 바와 같이, 상기 장치는 (예를 들어, 투과 마스크를 채 택하는) 투과형으로 구성된다. 대안적으로, 상기 장치는 (예를 들어, 상기 언급된 바와 같은 타입의 프로그램가능한 거울 어레이를 채택하거나, 반사 마스크를 채택하는) 반사형으로 구성될 수도 있다.
상기 일루미네이터(IL)는 방사선 소스(SO)로부터의 방사선 빔을 수용한다. 상기 소스 및 리소그래피 장치는, 예를 들어 상기 소스가 엑시머 레이저인 경우에, 별도의 개체(entity)들일 수 있다. 이 경우, 상기 소스는 리소그래피 장치의 일부를 형성하는 것으로 간주되지 않으며, 상기 방사선 빔은 예컨대 적절한 지향 거울 및/또는 빔 익스팬더(beam expander)를 포함하는 빔 전달 시스템(BD)의 도움을 받아 상기 소스(SO)로부터 일루미네이터(IL)로 들어간다. 다른 경우에, 상기 소스는, 예컨대 상기 소스가 수은램프인 경우에는, 상기 장치와 일체로 된 부분일 수도 있다. 필요하다면, 상기 소스(SO) 및 일루미네이터(IL)는, 상기 빔 전달 시스템과 함께 방사선 시스템으로 명명될 수도 있다.
상기 일루미네이터(IL)는 상기 빔의 각도 세기 분포(angular intensity distribution)를 조정하는 조정 디바이스(AM)를 포함할 수도 있다. 일반적으로, 적어도 일루미네이터의 퓨필평면내의 세기 분포의 외반경 및/또는 내반경 크기(통상 각각 외측-σ 및 내측-σ라 함)가 조정될 수 있다. 또한, 상기 일루미네이터(IL)는 일반적으로 인티크레이터(IN) 및 콘덴서(CO)와 같은 다양한 기타 구성요소들을 포함한다. 상기 일루미네이터는, 투영빔(PB)으로 명명되는, 그 단면에 소정의 균일성 및 세기 분포를 갖는 방사선의 컨디셔닝된 빔을 제공한다.
상기 투영빔(PB)은 마스크테이블(MT)상에 잡혀있는 패터닝 디바이스(MA) 위 에 입사된다. 상기 패터닝 디바이스(MA)에 의해 반사된 후 상기 투영빔(PB)은 렌즈(PL)를 통과하여 상기 기판(W)의 타겟부(C)상으로 상기 빔을 포커싱한다. 제2위치설정디바이스(PW) 및 위치 센서(IF)(예를 들어, 간섭계 디바이스)의 도움으로, 기판테이블(WT)은, 예컨대 상기 빔(PB)의 경로내에 상이한 타겟부(C)를 위치시키도록 정확하게 이동될 수 있다. 이와 유사하게, 제1위치설정디바이스(PM) 및 또 다른 위치 센서(도시되지 않음)는, 예를 들어, 마스크 라이브러리로부터 기계적으로 회수된 후 또는 스캔하는 동안, 상기 빔(PB)의 경로에 대하여 패터닝 디바이스(MA)를 정확히 위치시키도록 사용될 수 있다. 일반적으로, 지지구조체(MT) 및 기판테이블(WT)의 이동은, 상기 위치설정디바이스(PM, PW)의 일부를 형성하는, 장행정모듈(long-stroke module)(개략 위치설정) 및 단행정모듈(미세 위치설정)의 도움을 받아 실현될 것이다. 하지만, (스캐너와는 대조적으로) 스테퍼의 경우, 지지구조체(MT)는 단지 단행정 액추에이터에 연결되거나 또는 고정될 수도 있다. 상기 패터닝 디바이스(MA) 및 기판(W)은 패터닝 디바이스 얼라인먼트 마크(M1, M2) 및 기판 얼라인먼트 마크(P1, P2)를 이용하여 정렬될 수도 있다.
서술된 장치는 다음과 같은 모드들 중 1이상에서 사용될 수 있다:
1. 스텝 모드에서, 지지 구조체(MT) 및 기판 테이블(WT)은 기본적으로 정지상태로 유지되는 한편, 방사선 빔에 부여되는 전체 패턴은 한번에 타겟부(C)상에 투영된다(즉, 단일 정적 노광(single static exposure)). 그런 후, 기판 테이블(WT)은 다른 타겟부(C)가 노광될 수 있도록 X 및/또는 Y 방향으로 시프트된다. 스텝 모드에서, 노광 필드의 최대 크기는 단일 정적 노광시에 이미징되는 타겟부(C) 의 크기를 제한한다.
2. 스캔 모드에서, 지지 구조체(MT) 및 기판 테이블(WT)은, 방사선 빔에 부여된 패턴이 타겟부(C)상에 투영되는 동안에 동기적으로 스캐닝된다(즉, 단일 동적 노광(single dynamic exposure)). 지지 구조체(MT)에 대한 기판 테이블(WT)의 속도 및 방향은 확대(축소) 및 투영 시스템(PS)의 이미지 반전 특성에 의하여 결정된다. 스캔 모드에서, 노광 필드의 최대 크기는 단일 동적 노광시 타겟부의 (스캐닝되지 않는 방향으로의) 폭을 제한하는 반면, 스캐닝 동작의 길이는 타겟부의 (스캐닝 방향으로의) 높이를 결정한다.
3. 또 다른 모드에서, 지지 구조체(MT)는 프로그램가능한 패터닝 디바이스를 유지하여 기본적으로 정지된 상태로 유지되며, 방사선 빔에 부여된 패턴이 타겟부(C)상에 투영되는 동안, 기판 테이블(WT)이 이동되거나 스캐닝된다. 이 모드에서는, 일반적으로 펄스화된 방사선 소스(pulsed radiation source)가 채용되며, 프로그램가능한 패터닝 디바이스는 기판 테이블(WT)이 각각 이동한 후, 또는 스캔중에 계속되는 방사선 펄스 사이사이에 필요에 따라 업데이트된다. 이 작동 모드는 상기 언급된 바와 같은 타입의 프로그램가능한 거울 어레이와 같은 프로그램가능한 패터닝 디바이스를 이용하는 마스크없는 리소그래피(maskless lithography)에 용이하게 적용될 수 있다.
또한, 상술된 모드들의 조합 및/또는 변형, 또는 완전히 다른 상이한 사용 모드들을 채용할 수 있다.
최근까지, 리소그래피 장치는 통상적으로 단 하나의 마스크 테이블 및 단 하 나의 기판 테이블을 포함하였다. 하지만, 현재에는 독립적으로 이동가능한 2이상의 기판 테이블들이 있는 기계들이 이용가능하다: 예컨대, 미합중국 특허번호 제 5,969,441호, 제 6,262,796호 및 제 6,710,849호에 기재된 멀티-스테이지 장치 참조. 이러한 멀티-스테이지 장치 이면의 기본 작동 원리는, 제1기판테이블이 상기 테이블 상에 위치한 제1기판의 노광을 위하여 투영 시스템 바로 밑 노광 위치에 있는 한편, 제2기판테이블이 로딩 위치로 이동하고, 앞서 노광된 기판을 배출하고, 새로운 기판을 집어 올리고, 상기 새로운 기판 상에서 소정의 초기 측정들을 수행한 다음, 상기 새로운 기판을 상기 투영 시스템 바로 밑 노광 위치로 이송하도록 준비되자마자 제1기판의 노광이 완료되며; 그 후에 이 사이클이 반복된다. 이러한 방식으로, 실질적으로 기계 스루풋을 증가시키는 것이 가능하며, 이는 상기 기계의 소유 비용을 개선시킨다. 동일한 원리가 노광 및 측정 위치들간에 이용되는 단 하나의 기판 테이블과 함께 사용될 수 있다는 점을 이해하여야만 한다.
상기 장치(10)에는 또한 패터닝 디바이스 및 투영시스템(PL)에 대한 기판의 위치에 관한 정보를 제공하는 다양한 시스템들의 일부분인 복수의 센서(50)들이 제공된다. 예를 들어, 상기 장치(10)는 XY 평면에서 서로에 대하여 기판(W) 및 패터닝 디바이스(MA)를 정렬하기 위한 얼라인먼트 시스템(60)과 상기 기판(W)의 표면과 투영시스템(PL)의 초점 또는 이미지 평면 사이의 차이를 결정하는 포커스 에러 검출 시스템(70), 및 상기 기판(W)의 토포그래피를 매핑하기 위한 레벨 센서(80)를 포함할 수도 있다.
상기 얼라인먼트 시스템(60)은 미합중국 특허 제 6,297,876호에 기재된 간접 오프-액시스 얼라인먼트 시스템(indirect off-axis alignment system)과 같은 여하한의 구성예일 수도 있는데, 상기 특허는 본 명세서에서 인용참증되고, 별도의 얼라인먼트 유닛에 의해 방사되고 기판(W) 상의 그레이팅(grating)의 형태로 마커 상에 입사되는 방사선의 얼라인먼트 빔을 채택한다. 추가로 후술하는 바와 같이, 그레이팅은 상기 얼라인먼트 빔을 상기 그레이팅의 법선(normal)에 대하여 상이한 각도들로 연장되는 여러 서브-빔들로 회절시킨다. 상기 구별된 서브-빔들은 소정 평면에서 상이한 위치들에 대하여 상기 얼라인먼트 유닛의 렌즈에 의해 지향될 것이다. 이러한 평면에서는, 상이한 서브-빔들을 더욱 분리시키기 위하여 요소가 제공될 수도 있다. 상기 렌즈 시스템은 또한 마크의 이미지를 생성하기 위하여 기준 플레이트(reference plate) 상에 상이한 서브-빔들을 최종적으로 이미징하는데 사용될 것이다. 이러한 기준 플레이트에서는, 기준 마크가 제공될 수도 있고, 상기 기준 마크 너머로 방사선 감지 검출기(즉, 센서)가 배치될 수도 있다. 상기 검출기의 출력 신호는 기판 마크의 이미지와 상기 기준 마크가 일치하는 정도에 종속될 것이다. 이러한 방식으로, 상기 얼라인먼트 유닛에서의 기준 마커와 상기 기판(W) 상의 마커의 얼라인먼트의 정도가 측정되고 최적화될 수 있다. 상기 검출기는 상이한 순서들로 세기 및 정렬된 위치를 측정하기 위한 별도의 개별적인 검출기들을 포함할 수도 있다. 상기 얼라인먼트를 끝내기 위하여, 상기 얼라인먼트 유닛에서의 기준은 예컨대, 상기 얼라인먼트 유닛과 함께 기판 테이블에 제공된 제2기준마커에 대해 정렬되어야만 한다. 이러한 제2기준마커는 그 후에 노광 광을 이용하여 패터닝 디바이스(MA)내의 마커에 대해 정렬될 수도 있다. 본 명세서에서 인용참증되고 있는 미합중국 특허 제 5,144,363호에 기재된 장치 및 방법은 상기 목적을 위하여 사용될 수도 있다.
대안적으로, 투영시스템(PL)을 통하여 기판(W) 상에 제공되는 마커 상에 직접 얼라인먼트 빔을 지향시키는 직접 온-액시스 얼라인먼트 시스템(direct on-axis alignment system)이 사용될 수도 있다. 이 빔은 기판(W) 상의 마커에 의해 상이한 서브-빔들로 회절될 것이며, 상기 투영시스템(PL) 안으로 반사될 것이다. 상기 투영시스템(PL)을 가로지른 후에, 상이한 서브-빔들이 상기 패터닝 디바이스(MA)에 제공된 기준 얼라인먼트 마커 상에 포커싱될 것이다. 상기 서브-빔들에 의해 형성된 기판 마커의 이미지는 상기 패터닝 디바이스(MA) 내의 기준 마커 상에 이미징될 수도 있다. 이러한 방식으로, 상기 기판(W) 상의 마커 및 상기 패터닝 디바이스(MA) 내의 기준 마커의 얼라인먼트 정도가 측정 및 최적화될 수 있다. 이것은 상기 패터닝 디바이스(MA) 내의 상기 마커를 가로지르는 얼라인먼트 빔을 검출하도록 구성 및 배치된 방사선 감지 검출기(즉, 센서)를 이용하여 행해질 수도 있다. 본 명세서에 기재된 온-액시스 얼라인먼트 시스템에 대한 보다 많은 정보를 위해서는, 예컨대 본 명세서에서 인용참증되고 있는 미합중국 특허 제 4,778,275호를 참조한다.
상기 장치(10)는 또한 기판(W)의 표면과 투영시스템(PL)의 초점 평면 사이의 편차를 결정하기 위한 포커스 에러 검출 시스템(70)을 포함할 수도 있어, 상기 편차가 예컨대 그 축선, 즉 Z 축선을 따라 투영시스템(PL)을 이동시켜 보정될 수 있도록 한다. 포커스 에러 검출 시스템의 예시의 상세한 설명을 위하여, 본 명세서에 서 인용참증되고 있는 미합중국 특허 제 4,356,392호를 참조한다.
도 2는 기판 상의 광학 마커 구조체(200)의 일 실시예를 도시한다. 상기 기판(W)은 반도체 디바이스들의 제조 시에 사용되고 있는 반도체 웨이퍼일 수도 있다. 도 2에서 알 수 있는 바와 같이, 상기 마커(200)는 스펙트럼의 가시 범위 내에서 파장 λ로 침투하고 있는(impinging) 광 빔(100)의 회절에 적합한 주기성(periodicity) P를 갖는 그레이팅(202)을 포함한다. 상기 침투하고 있는 광(100)은 센서(50)에 의해 제공된다. 상기 센서(50)는 상기 얼라인먼트 시스템, 상기 포커스 에러 검출 시스템, 또는 상술된 레벨 센서일 수도 있고, 또는 상기 마커(200)에 의해 제공되는 정보를 측정하도록 구성 및 배치될 수도 있는 여타의 광학 센서일 수도 있다. 주기성 P가 가시 스펙트럼 내에서 광의 회절에 적합해야만 하고, 본 발명의 실시예들이 보다 짧은 파장들에 적합하거나 또는 보다 긴 파장들에 적합한 주기성 P로 구현될 수도 있다는 것은 필수적인 것이 아니라는 것을 이해할 수 있을 것이다. 본 명세서에 사용된 "광" 이라는 용어는 가시 스펙트럼 내의 파장들에 국한되는 것이 아니라, 가시 파장들보다 길거나 짧은 파장의 광을 포괄할 수도 있다.
상기 그레이팅(202)은 기판(W)의 표면에서 트렌치들(trenches; 206)이 개재된(interposed) 일련의 라인들(204)로 이루어진다. 상기 트렌치들(206)은 상기 라인들(204)의 최상면에 대하여 깊이 dt를 가진다. 상기 그레이팅의 주기성 P는 라인 폭 PI 및 트렌치 폭 PII로 이루어진다.
도 2에서, 파장 λ인 침투하고 있는 광 빔(100)은 상기 기판(W)의 표면에 실 질적으로 수직인 방향으로 지향된다. 대안적으로는, 상기 침투하고 있는 빔(100)의 비수직 경사도(non-perpendicular inclination) 뿐만 아니라 다수의 파장들이 사용될 수도 있다. 일 실시예에서, 화이트 광(white light), 즉 광대역(broadband) 파장을 갖는 광이 여타의 비회절 마커 패턴들(other, non-diffractive marker patterns) 상에 사용될 수도 있다.
도 2의 마커 그레이팅(202)은 소위 페이즈 그레이팅(phase grating)이다. 회절 패턴이 개략적으로 2개의 회절된 빔으로 도시되어 있는데, 그 각각은 표면에 대하여 회절각 θ를 가진다. 회절 패턴에서, 세기 최대 및 최소의 위치는 상기 그레이팅의 주기성에 의해 관리된다. 상기 침투하고 있는 광(100)의 파장 λ이 가시광의 범위 내에 있는 경우, 주기성 P는 얼라인먼트의 목적에 적합한 회절 패턴을 얻기 위하여 16/n 마이크론일 수도 있다(여기서, n은 1,2,...,7). 일 실시예에서, 라인 폭 PI 및 트렌치 폭 PII는 각각 8/n 마이크론이다(n ∈ {1,2,...,7}).
상기 그레이팅(202)으로부터 충분한 회절광을 얻기 위하여, 그리고 잘-정의된 회절 최대 및 최소의 각도 분포(회절 패턴)을 얻기 위하여, 상기 그레이팅(202)은 상기 침투하고 있는 광 빔에 의해 조명되는 최소 개수의 라인들과 중간 트렌치들을 포괄하는 것이 바람직할 수도 있다. 예를 들어, 이러한 타입의 마커는 조명된 영역 내에 10개 이상의 트렌치들을 포함할 수도 있다. 물론, 당업계의 당업자가 이해하는 바와 같이, 기타 타입의 마커들이 사용될 수도 있다.
상기 회절된 빔들의 세기는 또한 상기 라인들(204)의 최상면(208)에 대한 트 렌치들(206)의 깊이에 의해 결정된다. 회절된 광의 소정 방향에서, 상기 라인들(204)의 최상면(208)에서 스캐터링된 광 레이(light rays) 및 상기 트렌치들(206)의 저부(210)에서 스캐터링된 광 레이는, 상기 주기성 P로부터 독립하여, 상기 방향으로 이들 광 레이들간의 포지티브 간섭(positive interference)을 얻기 위하여 소정의 위상 관계를 가져야만 한다. 상기 라인들(204)의 최상면(208)에 대한 상기 트렌치들(206)의 깊이는 포지티브 간섭이 일어나도록, 그 외에 상기 간섭이 네거티브라면, 신호의 소멸(extinction)이 일어나도록 되어야 한다. 이것은 위상 깊이 조건(phase depth condition)으로 알려져 있다.
상기 페이즈 그레이팅(202)에 있어서, 회절 패턴에서의 간섭은 개략적으로 다음과 같이 추론(deduce)될 수도 있다: 각도 θ하에, 제1세트의 광자들이 상기 라인들(204)의 최상면(208)들 상에서 반사하는 한편, 제2세트의 광자들은 상기 트렌치들(206)의 플로어(floor; 210)에서 반사한다. 주어진 방향 θ에서는, 라인 최상면(208)들과 트렌치 플로어(210)들로부터 스캐터링되는 광 빔들의 위상차가 실질적으로 상기 회절된 빔의 프로퍼게이션 프론트(propagation front; PF)에서 제로인 경우에 세기 최대가 일어날 것이다.
물론, 측정을 위한 기준을 제공하기 위하여 여하한의 타입의 마커 구조체가 사용될 수도 있다. 도면들에 예시되고 본 명세서에 기술된 마커(200)는 얼라인먼트 목적들을 위해 사용될 수도 있지만, 어떠한 방식으로든 제한하려고 의도한 것은 아니다. 예를 들어, 기판(W)에 걸친 상기 장치(10)의 포커스 및/또는 레벨링 성능을 매핑하는 테스트를 수행하기 위하여, 상기 투영시스템(PL)의 입구 퓨필(entrance pupil)에서 이미지 소스를 시프팅하는데 특별한 패터닝 디바이스가 사용될 수도 있다. 이것은 포커스 의존 횡방향 시프트(focus dependent lateral shift)를 경험할 기판(W) 레벨에서, 즉 소정의 위치들에서 이미지를 제공할 수도 있다. 베스트 포커스에 있는 이미지에 대해서는, 횡방향 시프트가 없어야만 한다. 만일 이미지가 완벽한 포커스에 있지 않다면, X 및 Y 두 방향으로의 횡방향 시프트는 상기 센서(50)에 의해 검출될 것이다.
일 실시예에서, 상기 마커는 여타의 포커스 정보를 포함하도록 배치될 수 있어, 포커스 정보, 예컨대 투영시스템(PL)에 대한 기판(W)의 얼라인먼트를 추론하기 위하여 상기 포커스 에러 검출 시스템(70)과 함께 사용될 수도 있다. 아래에 논의되는 실시예들은 도 1의 상기 장치(10)와 연계하여 사용되거나 또는 본 명세서에 기재된 여타 타입의 리소그래피 장치에서 사용될 수도 있는 여타 타입의 마커에 적용된다.
일 실시예에서, 상기 마커는 오버레이 및/또는 포커스 측정들에 사용될 박스-인-박스 구조체(box-in-box structure)일 수도 있다. 상기 박스-인-박스 구조체는 단일 라인들로 이루어지거나 그레이트들로 이루어질 수도 있다. 당업계의 당업자라면, 후술되는 기판(W)의 실시예들이 리소그래피 장치(10)에서 또는 여하한의 오프라인 광학 메트롤로지 툴(즉, 특별히 리소그래피 장치(10)에서가 아니라, 상기 장치와 연관됨)에서 사용되는 여하한의 광학 센서에 정보를 제공하는 여하한의 마커에 적용될 수 있다는 점을 이해할 수 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 기판(W)의 단면도를 보여준다. 상기 기 판(W)은 도 1의 리소그래피 장치를 이용하여 리소그래피 방법에 의해 생성된 1이상의 피처(300)를 포함한다. 즉, 상기 패터닝된 방사선 빔은, 당업계의 당업자가 이해하는 바와 같이, 피처(300)를 생성하기 위하여 투영시스템(PL)에 의해 상기 기판의 타겟부 상으로 투영되었다.
또한, 1이상의 피처(300) 위로 증착된 레지스트(310)가 도 3에 도시되어 있다. 상기 레지스트(310)는, 상기 레지스트(310)와 상기 1이상의 피처(300) 사이에 배치되는 흔히 "BARC"라 불리우는 저부 반-반사성 코팅(320)을 포함할 수도 있다. 상기 마커(200)는, 얼라인먼트 마커를 포함하는 패터닝 디바이스에 의해 방사선 빔을 패터닝함으로써 상기 피처(300) 위로 직접 상기 레지스트(310) 상으로 이미징된다. 상기 마커(200)가 현상된 후, 상기 레지스트(310)는 불투명한 코팅(330)으로 코팅되는데 상기 코팅(330)은 상기 마커(200)에 걸쳐 실질적으로 균일한 방식으로 이루어진다. 다시 말해, 상기 마커(200)의 트렌치들(206)이 완전히 충전되는 것은 아니며; 그 대신, 상기 트렌치들(206)의 저부면(210)이 상기 라인들(204)의 최상면(208)과 실질적으로 동일한 두께의 코팅(330)을 가진다. 이러한 방식으로, 상기 마커(200)의 프로파일은 상기 불투명한 코팅(330)의 존재로 인하여 실질적으로 변경되지 않는다.
일 실시예에서는, 상기 레지스트(310)가 제공될 수도 있고, 상기 마커(200)가 이미징되어 상기 마커(200)가 상기 피처(300) 근처에, 즉 그 옆에 있도록 한다. 상기 문맥에서 "근처에" 라는 말은, 상기 피처(300)가 센서(50)로부터 방출되는 광 빔(100)을 반사시킬 수 있도록, 상기 마커(200)가 상기 피처(300)에 충분히 근접하 여, 상기 마커(200)에 의해 제공되고 있는 정보의 측정에 있어 가능성 있는 에러에 기여할 수 있다는 것을 의미한다는 것을 이해하여야 한다.
상기 불투명한 코팅(330)은, 상기 센서(50)로부터 방출되는 광 빔(100)이 아래에 있는 피처(300)에 의해 반사되는 것과, 상기 패터닝 디바이스(MA)에 대한 기판(W)의 부정확한 얼라인먼트를 야기하는 것을 실질적으로 방지한다. 따라서, 상기 피처(300) 및 상기 센서(50)의 광 빔(100) 사이의 코팅을 제공함으로써, 상기 마커(200)는 피처들이 포함되지 않은 기판의 일부분에 대해 격리(isolated)되어 있다기 보다는 피처 위로 직접 이미징될 수도 있다. 이러한 능력은 보다 정확한 결과들을 이용하여 기판 제품의 품질이 좋도록 한다. 또한, 당업계의 당업자가 알 수 있는 바와 같이, 상기 제품의 품질을 더욱 좋게 하기 위하여 사용될 수 있는 디포커스 매핑을 위하여, 뿐만 아니라 오버레이 (X,Y) 정보 및 노광 도즈 정보를 얻기 위하여, 상기 제품이 사용되도록 할 수도 있다.
일 실시예에서, 상기 불투명한 코팅(330)은 알루미늄과 같은 금속을 포함하여 이루어지고, 20nm 정도보다 큰 두께를 가진 레지스트(310) 상으로 코팅될 수도 있다. 상기 불투명한 코팅(330)의 두께는 40nm 정도보다 큰 것이 바람직하다. 물론, 여타의 금속들과 재료들을 포함하는 코팅들이 사용될 수도 있으며, 상기 코팅의 두께는 최적 결과들을 위하여 바뀔 수도 있다. 이러한 예시들은 여하한의 방식이든 제한하려는 의도가 아니다.
일 실시예에서, 상기 불투명한 코팅(330)은, 불투명한 금속의 최적의 결정 성장(optimal crystal growth)을 허용할 수 있는 시드층을 먼저 성장시킴으로써 생 성될 수 있다. 예를 들어, 상기 시드층은 탄탈륨일 수도 있고, 및/또는 상기 불투명한 금속은 알루미늄일 수도 있다. 이는 그레인 사이즈들이 보다 작도록 하여, 상기 마커(200)에 의해 제공되는 정보의 판독에 대한 상기 그레인들의 가능성 있는 왜란(disturbance)을 감소시킬 수 있다. 이러한 예시는 여하한의 방식이든 제한하려는 의도가 아니라는 것을 이해하여야만 한다. 상기 시드층에 상이한 재료들이 사용될 수도 있으며, 상이한 금속들이 상기 불투명한 금속으로 사용될 수도 있다.
상기 얼라인먼트 및/또는 포커스 측정들이 취해진 후, 상기 코팅(330)이 제거되어 상기 기판(W)이 더욱 처리될 수 있도록 한다. 다시 말해, 본 발명에 의해 제공된 실시예들은, 당업계의 당업자가 이해할 수 있는 바와 같이, 상기 기판(W)을 테스트하기 위한 비-파괴적인 방식(non-destructive way)을 제공할 수도 있다. BARC(320)를 포함하는 것은 상기 코팅(330)이 제거되는 동안 상기 피처(300) 아래를 보호하는데 도움을 줄 수도 있다.
도 4에 도시된 또 다른 실시예에서는, 상기 기판(W)이 상술된 리소그래피 프로세스에 의해 생성된 피처(400)를 포함한다. 이 실시예에서는, 상기 센서(50)로부터의 광 빔(100) 사이에 코팅(420)이 배치되고, 상기 레지스트(410) 아래에 피처(400)가 제공된다. 이러한 코팅(420)은, 리소그래피 장치의 작동하는 노광 방사선에 대한, 그리고 얼라인먼트 센서에 의해 제공되는 광 빔에 대한 반-반사성 특성들을 제공하는 반-반사성 코팅("ARC")이 바람직하지만, 기판(W)의 토포그래피를 매핑하는데 사용되는 레벨 센서에 의해 사용되는 방사선 파장에 대해 투명한 것도 바람직하다. 예를 들어, 작동하는 노광 방사선은 파장이 248nm 이고, 상기 얼라인먼트 센서에 의해 제공되는 광 빔의 파장은 533nm 및/또는 632.8nm 일 수도 있으며, 상기 레벨 센서는 파장이 900nm - 1100nm 정도인 광 빔을 사용할 수도 있다. 따라서, 상기 ARC는 248nm, 533nm 및 632.8nm 를 포함하는 파장들에서 반-반사성(즉, 흡수성)이어야 하지만, 대략 900nm - 1100nm 사이의 파장들에서 투명하여야만 한다. 일 실시예에서, 상기 ARC는 비-감광성이다. 리소그래피에 사용된 ARC's는 종종 감광성이고, 상기 ARC가 상기 기판의 각각의 층 및 피처에 효과적이라는 것을 보장하기 위하여 굴절률 정합(refractive index matching)이 사용된다. 비-감광성인 ARC를 제공함으로써, 상기 ARC는 실질적으로 모든 층들과 피처들에 사용될 수 있다.
도 5는 기판(W)에 의해 제공되는 정보를 측정하기 위한 방법(500)의 일 실시예를 도시한다. 상기 기판(W)은 도 1에 도시된 리소그래피 장치(10)에 의해 생성된 피처(300, 400)를 포함한다. 상기 방법(500)은 단계 510에서 시작한다. 단계 520에서, 광 빔(100)은 상기 기판(W) 상의 피처(300, 400) 위쪽 및/또는 근처에 배치된 마커(200) 상으로 투영된다. 상기 마커(200)에 의해 제공되는 정보는, 단계 520에서 센서(50)에 의해 검출된다. 상기 정보는 얼라인먼트 정보, 포커스 정보, 오버레이 정보, 노광 도즈 정보, 또는 센서와 연계하여 마커에 의해 제공될 수 있는 기타 타입의 정보일 수도 있다. 상기 광이 상기 마커(200) 상으로 투영되기 전에, 상기 코팅(330, 420)은 상기 기판(W) 상에 배치되어, 상기 코팅(330, 420)이 상기 광 빔(100)과 상기 피처(300, 400) 사이에 놓이도록 함으로써, 상기 광 빔(100)이 상기 피처(300, 400)에 의해 반사되는 것과 상기 마커(200)에 의해 제공되는 정보의 부정확한 판독을 야기하는 것을 실질적으로 방지하게 된다. 상기 방법은 단계 530에 서 종료된다.
일 실시예에서, 상기 마커(200)에 의해 제공되는 정보 타입에 따라, 상기 기판(W)의 위치가 검출을 토대로 조정될 수 있다. 예를 들어, 제공되고 있는 정보가 X-Y 평면에서의 패터닝 디바이스(MA)에 대한 기판(W)의 얼라인먼트 정보라면, 상기 기판(W)의 위치는 상기 X-Y 평면에서 조정될 수 있다. 또한, 만일 제공되고 있는 정보가 Z-축을 따르는 상기 투영시스템(PL)에 대한 상기 기판의 포커스 또는 얼라인먼트 정보라면, 상기 기판(W)의 위치는 상기 Z-축을 따르는 상기 투영시스템(PL)에 대하여 조정될 수도 있다.
당업계의 당업자에게는, 본 발명의 여타의 실시예들이 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않고도 실시하기 위하여 고려되고 축소될 수도 있다는 것은 자명한 사실이다. 본 명세서에서 기술된 방법들은 또한 소프트웨어, 펌웨어, 하드웨어 또는 이들의 소정의 조합예(예컨대, 디스크 또는 컴퓨터 메모리와 같은 데이터 저장 매체 상에 저장된 1이상의 세트의 기계-실행가능한 명령어들의 형태로)로서 구현될 수도 있다. 일 실시예에서는, 컴퓨터 시스템 상에서 실행되는 경우, 본 명세서에 기재된 1이상의 방법들을 수행하기 위하여 컴퓨터 시스템에 지시하는 프로그램 코드를 포함하여 이루어지는 컴퓨터 프로그램이 제공된다.
지금까지 본 발명의 바람직한 실시예들이 도시되고 기술되었지만, 그들을 여하한의 형태로든 제한하려는 의도는 전혀 없다. 그와 달리, 본 발명은 첨부된 청구범위의 기술적 사상 및 범위 내에 모든 변형예 및 수정예들을 포괄하고자 하는 의도를 가진다.
본 발명에 따르면, 판독하는 동안에 레지스트 마크들과 아래에 있는 구조체들 및/또는 둘러싸고 있는 구조체들간의 크로스-토크를 방지하기 위한 방법을 제공할 수 있다.

Claims (69)

  1. 기판에 의해 제공되는 정보를 측정하는 방법에 있어서,
    상기 기판은 리소그래피 장치에 의해 생성된 피처를 포함하여 이루어지고, 상기 방법은,
    상기 기판 상의 상기 피처 위쪽에 및/또는 근처에 배치된 마커 상으로 광 빔을 투영하는 단계; 및
    상기 마커에 의해 제공되는 정보를 센서로 검출하는 단계를 포함하여 이루어지며,
    코팅이 상기 기판 상에 배치되어, 상기 코팅이 상기 광 빔과 상기 피처 사이에 놓이도록 하여, 상기 광 빔이 상기 피처에 의해 반사되는 것과, 상기 마커에 의해 제공되는 정보의 부정확한 판독(readout)을 야기하는 것을 실질적으로 방지하도록 하는 것을 특징으로 하는 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 코팅은 상기 마커의 최상부에 증착되는 재료의 불투명한 층을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 방법.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 불투명한 층은 금속을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 방법.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 금속은 알루미늄을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 방법.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 코팅은 불투명한 금속의 성장하는 결정들을 위한 시드층(seed layer)을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 방법.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 시드층은 탄탈륨을 포함하여 이루어지고, 상기 금속은 알루미늄을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 방법.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 코팅은 상기 마커와 상기 피처 사이에 배치되는 반-반사성 코팅(anti-reflective coating)인 것을 특징으로 하는 방법.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 반-반사성 코팅은 비-감광성(non-photosensitive)인 것을 특징으로 하는 방법.
  9. 제7항에 있어서,
    상기 반-반사성 코팅은 상기 광 빔의 파장에 대해 반-반사성인 것을 특징으로 하는 방법.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 광 빔의 파장은 533nm 정도인 것을 특징으로 하는 방법.
  11. 제9항에 있어서,
    상기 광 빔의 파장은 632.8nm 정도인 것을 특징으로 하는 방법.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 센서는 얼라인먼트 센서(alignment sensor)인 것을 특징으로 하는 방법.
  13. 제1항에 있어서,
    상기 센서는 포커스 센서(focus sensor)인 것을 특징으로 하는 방법.
  14. 제1항에 있어서,
    상기 센서는 광학 센서인 것을 특징으로 하는 방법.
  15. 제1항에 있어서,
    상기 마커에 의해 제공되는 정보는, X-Y 평면에서의 상기 마커의 위치를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 방법.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 위치는 리소그래피 장치의 패터닝 디바이스에 대한 상기 기판의 얼라인된 위치를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 방법.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 검출하는 단계를 토대로 상기 기판의 위치를 조정하는 단계를 더 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 방법.
  18. 제1항에 있어서,
    상기 마커에 의해 제공되는 상기 정보는 포커스 정보를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 방법.
  19. 제18항에 있어서,
    상기 포커스 정보는, 기판에 대한 포커스 및/또는 레벨링 성능을 매핑하는 테스트에 사용되는 것을 특징으로 하는 방법.
  20. 제1항에 있어서,
    상기 마커에 의해 제공되는 상기 정보는 노광 도즈 정보를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 방법.
  21. 제1항에 있어서,
    상기 검출하는 단계는, 상기 마커에 의해 회절되는 광을 상기 센서로 검출하는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 방법.
  22. 제1항에 있어서,
    상기 방법은 상기 리소그래피 장치에서 수행되는 것을 특징으로 하는 방법.
  23. 제1항에 있어서,
    상기 방법은 메트롤로지 툴(metrology tool)에서 수행되는 것을 특징으로 하는 방법.
  24. 리소그래피 장치에서 사용하기 위한 기판에 있어서,
    상기 리소그래피 장치에 의해 생성되는 피처;
    상기 피처 위쪽 및/또는 근처 레지스트의 층에 생성되는 마커를 포함하되, 상기 마커는 상기 기판에 대한 정보를 제공하도록 배치되며;
    상기 마커에 의해 제공되는 상기 정보를 검출하는데 사용되는 광 빔이 상기 피처에 의해 반사되는 것과, 상기 마커에 의해 제공되는 상기 정보의 부정확한 판독을 야기하는 것을 실질적으로 방지하기 위한 코팅을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 기판.
  25. 제24항에 있어서,
    상기 코팅은 상기 마커 위쪽에 증착되는 불투명한 층을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 기판.
  26. 제25항에 있어서,
    상기 불투명한 층은 금속을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 기판.
  27. 제26항에 있어서,
    상기 금속은 알루미늄을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 기판.
  28. 제24항에 있어서,
    상기 코팅은 불투명한 금속의 성장하는 결정들을 위한 시드층을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 기판.
  29. 제28항에 있어서,
    상기 시드층은 탄탈륨을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 기판.
  30. 제24항에 있어서,
    상기 코팅은 상기 마커와 상기 피처 사이에 배치되는 반-반사성 코팅을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 기판.
  31. 제30항에 있어서,
    상기 반-반사성 코팅은 비-감광성인 것을 특징으로 하는 기판.
  32. 제30항에 있어서,
    상기 반-반사성 코팅은 상기 광 빔의 파장에 대해 반-반사성인 것을 특징으로 하는 기판.
  33. 제32항에 있어서,
    상기 광 빔의 파장은 533nm 정도인 것을 특징으로 하는 기판.
  34. 제32항에 있어서,
    상기 광 빔의 파장은 632.8nm 정도인 것을 특징으로 하는 기판.
  35. 제24항에 있어서,
    상기 마커에 의해 제공되는 정보는, X-Y 평면에서의 상기 마커의 위치를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 기판.
  36. 제35항에 있어서,
    상기 마커의 상기 위치는, 리소그래피 장치의 패터닝 디바이스에 대한 상기 기판의 얼라인된 위치에 관한 정보를 제공하는 것을 특징으로 하는 기판.
  37. 제24항에 있어서,
    상기 마커에 의해 제공되는 상기 정보는 포커스 정보를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 기판.
  38. 제37항에 있어서,
    상기 포커스 정보는, 기판에 대한 포커스 및/또는 레벨링 성능을 매핑하는 테스트에 사용되는 것을 특징으로 하는 기판.
  39. 제24항에 있어서,
    상기 마커에 의해 제공되는 상기 정보는 노광 도즈 정보를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 기판.
  40. 제24항에 있어서,
    상기 마커는 복수의 라인 및 복수의 트렌치들을 포함하여 이루어지고, 상기 복수의 라인 및 트렌치는 상기 마커에서 반복적인 순서로 배치되는 것을 특징으로 하는 기판.
  41. 제24항에 있어서,
    상기 마커는 단일 라인들의 구성예로 이루어지는 것을 특징으로 하는 기판.
  42. 제24항에 있어서,
    상기 광 빔이 상기 리소그래피 장치에 제공되는 것을 특징으로 하는 기판.
  43. 제24항에 있어서,
    상기 광 빔이 메트롤로지 툴에 제공되는 것을 특징으로 하는 기판.
  44. 리소그래피 장치에서 사용하기 위한 기판과 조합된 리소그래피 장치에 있어서,
    상기 리소그래피 장치는,
    방사선 빔을 컨디셔닝하기 위한 조명 시스템;
    상기 방사선 빔의 단면에 패턴을 부여하는 역할을 하는 패터닝 디바이스를 지지하는 지지체;
    상기 기판을 지지하는 기판 테이블;
    상기 기판의 타겟부 상으로 상기 패터닝된 방사선 빔을 투영하는 투영 시스템; 및
    상기 기판에 관한 정보를 측정하는 센서를 포함하여 이루어지고,
    상기 기판은,
    상기 패터닝 디바이스로 상기 방사선 빔을 패터닝하고, 상기 투영 시스템으로 상기 패터닝된 방사선 빔을 상기 기판의 타겟부 상으로 투영하여 생성되는 피처;
    상기 피처 위쪽 및/또는 근처 레지스트의 층에 생성되는 마커를 포함하되, 상기 마커는 상기 기판에 대한 정보를 제공하도록 배치되며;
    상기 리소그래피 장치의 상기 센서로부터의 광 빔이 상기 피처에 의해 반사되는 것과, 상기 마커에 의해 제공되는 상기 정보의 부정확한 판독을 야기하는 것을 실질적으로 방지하기 위한 코팅을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 리소그래피 장치.
  45. 제44항에 있어서,
    상기 코팅은 상기 마커 위쪽에 증착되는 불투명한 층을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 리소그래피 장치.
  46. 제45항에 있어서,
    상기 불투명한 층은 금속을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 리소그 래피 장치.
  47. 제46항에 있어서,
    상기 금속은 알루미늄을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 리소그래피 장치.
  48. 제44항에 있어서,
    상기 코팅은 불투명한 금속의 성장하는 결정들을 위한 시드층을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 리소그래피 장치.
  49. 제48항에 있어서,
    상기 시드층은 탄탈륨을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 리소그래피 장치.
  50. 제44항에 있어서,
    상기 코팅은 상기 마커와 상기 피처 사이에 배치되는 반-반사성 코팅을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 리소그래피 장치.
  51. 제50항에 있어서,
    상기 반-반사성 코팅은 비-감광성인 것을 특징으로 하는 리소그래피 장치.
  52. 제50항에 있어서,
    상기 반-반사성 코팅은 상기 센서에 의해 제공되는 상기 광 빔의 파장에 대해 반-반사성인 것을 특징으로 하는 리소그래피 장치.
  53. 제52항에 있어서,
    상기 광 빔의 파장은 533nm 정도인 것을 특징으로 하는 리소그래피 장치.
  54. 제52항에 있어서,
    상기 광 빔의 파장은 632.8nm 정도인 것을 특징으로 하는 리소그래피 장치.
  55. 제44항에 있어서,
    상기 리소그래피 장치는 상기 기판의 토포그래피(topography)를 매핑하기 위한 레벨 센서를 더 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 리소그래피 장치.
  56. 제55항에 있어서,
    상기 반-반사성 코팅은 상기 레벨 센서에 의해 제공되는 광 빔의 파장에 대해 투명한(transparent) 것을 특징으로 하는 리소그래피 장치.
  57. 제56항에 있어서,
    상기 파장은 900nm 정도와 1100nm 정도 사이에 있는 것을 특징으로 하는 리소그래피 장치.
  58. 제44항에 있어서,
    상기 센서는 얼라인먼트 센서인 것을 특징으로 하는 리소그래피 장치.
  59. 제44항에 있어서,
    상기 센서는 포커스 센서인 것을 특징으로 하는 리소그래피 장치.
  60. 제44항에 있어서,
    상기 센서는 광학 센서인 것을 특징으로 하는 리소그래피 장치.
  61. 제44항에 있어서,
    상기 마커에 의해 제공되는 정보는, X-Y 평면에서의 상기 마커의 위치를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 리소그래피 장치.
  62. 제61항에 있어서,
    상기 마커의 상기 위치는, 리소그래피 장치의 패터닝 디바이스에 대한 상기 기판의 얼라인된 위치에 관한 정보를 제공하는 것을 특징으로 하는 리소그래피 장치.
  63. 제44항에 있어서,
    상기 마커에 의해 제공되는 상기 정보는 포커스 정보를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 리소그래피 장치.
  64. 제63항에 있어서,
    상기 포커스 정보는, 기판에 대한 포커스 및/또는 레벨링 성능을 매핑하는 테스트에 사용되는 것을 특징으로 하는 리소그래피 장치.
  65. 제44항에 있어서,
    상기 마커에 의해 제공되는 상기 정보는 도즈 정보를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 리소그래피 장치.
  66. 제44항에 있어서,
    상기 마커는 복수의 라인 및 복수의 트렌치들을 포함하여 이루어지고, 상기 복수의 라인 및 트렌치는 상기 마커에서 반복적인 순서로 배치되는 것을 특징으로 하는 리소그래피 장치.
  67. 제44항에 있어서,
    상기 마커는 단일 라인들의 구성예로 이루어지는 것을 특징으로 하는 리소그 래피 장치.
  68. 제28항 또는 제29항에 있어서,
    상기 금속은 알루미늄을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 기판.
  69. 제48항 또는 제49항에 있어서,
    상기 금속은 알루미늄을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 리소그래피 장치.
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