KR100832078B1 - 디바이스 제조방법 및 컴퓨터 프로그램 제품 - Google Patents
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Abstract
감소된 피치로 피처들을 프린트하기 위한 더블 노광 공정에서, 제 1 노광으로 프린트된 피처들의 임계 치수가 측정되고 제 2 노광에 대한 타겟으로서 사용된다.
Description
이하 대응하는 참조 부호들이 대응하는 부분들을 나타내는 첨부된 개략적인 도면들을 참조하여, 단지 예시의 방식으로만 본 발명의 실시예들을 설명할 것이다:
도 1은 본 발명의 실시예들에서 사용가능한 리소그래피 장치를 도시하는 도면;
도 2는 더블 노광에 의해 만들어진 피처들을 도시하는 도면;
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 방법을 도시하는 도면; 및
도 4는 본 발명의 일 실시예에서 사용가능한 리소클러스터(lithocluster)를도시하는 도면이다.
본 발명은 리소그래피 장치를 이용한 디바이스 제조방법, 및 컴퓨터 프로그램 제품들에 관한 것이다.
리소그래피 장치는 기판 상에, 통상적으로는 기판의 타겟부 상에 원하는 패턴을 적용시키는 기계이다. 리소그래피 장치는, 예를 들어 집적 회로(IC)의 제조시 에 사용될 수 있다. 그 상황에서, 대안적으로 마스크 또는 레티클이라 칭하는 패터닝 디바이스가 IC의 개별층 상에 형성될 회로 패턴을 생성하기 위해 사용될 수 있다. 이 패턴은 기판(예컨대, 실리콘 웨이퍼) 상의 (예를 들어, 한 개 또는 수 개의 다이의 부분을 포함하는) 타겟부 상으로 전사될 수 있다. 패턴의 전사는 통상적으로 기판 상에 제공된 방사선-감응재(레지스트)층 상으로의 이미징(imaging)을 통해 수행된다. 일반적으로, 단일 기판은 연속하여 패터닝되는 인접한 타겟부들의 네트워크를 포함할 것이다. 공지된 리소그래피 장치는, 한번에 타겟부 상으로 전체 패턴을 노광함으로써 각각의 타겟부가 조사(irradiate)되는 소위 스테퍼, 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, 소위 스캐너를 포함한다. 또한, 기판 상에 패턴을 임프린트(imprint)함으로써 패터닝 디바이스로부터 기판으로 패턴을 전사할 수도 있다.
집적 회로 상에서의 디바이스의 밀도를 증가시키기 위하여, 라인(line)들 및 다른 피처(feature)들의 피치(pitch) 및 크기를 감소시키는 것이 필수적이다. 하지만, 대부분의 리소그래피 장치는 그것의 분해능 한계(resolution limit)에서, 또는 그 부근에서 작동한다. 리소그래피 장치에 의해 이미지가능한 최소 크기보다 더 작은 피처들이 생성될 수 있도록 다양한 공정 기술들이 개발되었다. 예를 들어, 레지스트 내의 라인 폭보다 더 좁은 라인들을 에칭하기 위해, 노광된 레지스트는 전자빔을 이용하여, 남은 레지스트가 노광된 라인들을 부분적으로 메우도록(close) 용 해(liquefy)시키거나 가소화(plasticize)하여 흐르게 할 수 있다. 그 후, 레지스트 내에 프린트된 라인들보다 더 좁은 라인들이 아래놓인 기판으로 에칭될 수 있다. 리소그래피 장치에 의해 이미지가능한 최소 피치보다 작은 피치로 라인들을 노광하기 위해, 라인들의 제 1 세트가 원하는 피치의 두 배로 이미징되고, 그 후 제 2 세트가 다시 원하는 피치의 두 배지만 원하는 피치와 동일한 위치 오프셋을 이용하여 이미징되는 - 더블 노광 기술들이 사용될 수 있다. 미국 특허 제 6,589,713호는 감소된 폭과 피치의 피처들을 프린트하기 위해 이러한 2 가지 기술을 이용하는 방법을 개시하고 있다. 이러한 기술들은, 특히 게이트 정의(gate definition)에 대해 유용하지만 다른 피처 형태들에 대해서도 이용될 수 있다.
더블 노광 기술들을 이용하여 일어날 수 있는 문제점은, 2 개의 노광 단계에서 프린트된 피처들의 폭이 다르다는 것이다. 이는, 제 1 단계에서 2P의 피치로 이미징되었던 피처들 A, 및 제 2 단계에서 다시 2P의 피치지만 P의 위치 오프셋으로 이미징되었던 피처들 B를 나타내는 첨부된 도면들의 도 2에 예시되어 있다. 결과적인 패턴은 P의 피치를 갖는다. A 피처들은 W1의 폭(임계 치수(critical dimension)-CD)을 가지며, B 피처들은 W2의 폭을 갖는다. 이미징 또는 공정 변화들, 예를 들어 포커스 및 도즈(dose) 변화들로 인해, W1는 W2와 동일하지 않을 수 있다. CD의 이러한 변화는, 그렇게 만들어진 디바이스들이 올바로 기능하지 못하게 하여 공정의 수율(yield)을 감소시킬 수 있다.
그러므로, 더블 노광에 의해 디바이스를 제조하기 위해 개선된 방법을 제공 하는 것이 바람직하다.
본 발명의 일 실시형태에 따르면, 리소그래피를 이용한 디바이스 제조방법이 제공되고, 상기 방법은 기판의 타겟부 상에 피처들의 제 1 세트를 프린트하는 단계, 피처들의 제 1 세트의 임계 치수를 측정하는 단계, 피처들의 제 1 세트의 측정된 임계 치수에 매칭(match)하는 임계 치수로 타겟부 상에 피처들의 제 2 세트를 프린트하는 프린팅 공정을 위한 세팅(setting)들을 계산하는 단계, 및 계산된 세팅들을 이용하여 피처들의 제 1 세트와 인터리브(interleave)되는 피처들의 제 2 세트를 프린트하는 단계를 포함한다.
본 발명의 일 실시형태에 따르면, 리소그래피 투영 장치를 이용한 디바이스 제조방법이 제공되고, 상기 방법은 잠재 이미지(latent image)를 형성하기 위해 기판의 방사선-감응재 층 상으로 피처들의 제 1 세트의 이미지를 투영하는 단계, 피처들의 제 1 세트를 실제 이미지로 드러내기 위해 잠재 이미지를 현상하는 단계, 실제 이미지의 1 이상의 피처의 임계 치수를 측정하는 단계, 측정된 임계 치수에 매칭하는 타겟 임계 치수로 피처들의 제 2 세트를 이미징하기 위해 이미징 파라미터들의 일 세트를 계산하는 단계, 및 계산된 세팅들을 이용하여, 그리고 피처들의 제 2 세트가 피처들의 제 1 및 제 2 세트들 모두의 피치보다 작은 피치를 갖는 피처들의 일 어레이를 형성하기 위해 피처들의 제 1 세트와 전체적으로 또는 부분적으로 인터리브되도록, 기판의 방사선-감응재 층 상으로 피처들의 제 2 세트의 이미지를 투영하는 단계를 포함한다.
본 발명의 일 실시형태에 따르면, 기판의 타겟부 상에 피처들의 제 1 세트를 프린트하는 단계, 피처들의 제 1 세트의 임계 치수를 측정하는 단계, 피처들의 제 1 세트의 측정된 임계 치수에 매칭하는 임계 치수로 타겟부 상에 피처들의 제 2 세트를 프린트하는 프린팅 공정을 위한 세팅들을 계산하는 단계, 및 계산된 세팅들을 이용하여 피처들의 제 1 세트와 인터리브되는 피처들의 제 2 세트를 프린트하는 단계를 포함하는 디바이스 제조방법을 수행하기 위해, 기판 상에 프린트된 피처의 임계 치수를 측정하도록 배치된 측정 디바이스 및 리소그래피 장치를 포함한 리소그래피 클러스터(lithographic cluster)를 제어하기 위한 프로그램 코드를 포함하는 컴퓨터 프로그램 제품(computer program product)이 제공된다.
본 발명의 일 실시형태에 따르면, 잠재 이미지를 형성하기 위해 기판의 방사선-감응재 층 상으로 피처들의 제 1 세트의 이미지를 투영하는 단계, 피처들의 제 1 세트를 실제 이미지로 드러내기 위해 잠재 이미지를 현상하는 단계, 실제 이미지의 1 이상의 피처의 임계 치수를 측정하는 단계, 측정된 임계 치수에 매칭하는 타겟 임계 치수로 피처들의 제 2 세트를 이미징하기 위해 이미징 파라미터들의 일 세트를 계산하는 단계, 및 계산된 세팅들을 이용하여, 그리고 피처들의 제 2 세트가 피처들의 제 1 및 제 2 세트들 모두의 피치보다 작은 피치를 갖는 피처들의 일 어레이를 형성하기 위해 피처들의 제 1 세트와 전체적으로 또는 부분적으로 인터리브되도록, 기판의 방사선-감응재 층 상으로 피처들의 제 2 세트의 이미지를 투영하는 단계를 포함하는 디바이스 제조방법을 수행하기 위해, 기판 상에 프린트된 피처의 임계 치수를 측정하도록 배치된 측정 디바이스 및 리소그래피 장치를 포함한 리소그래피 클러스터를 제어하기 위한 프로그램 코드를 포함하는 컴퓨터 프로그램 제품 이 제공된다.
본 발명의 일 실시형태에 따르면, 피처들의 일 어레이를 감소된 피치로 프린트하기 위해 더블 노광 공정을 이용하는 디바이스 제조방법에서, 더블 노광의 제 1 노광으로 프린트된 피처들의 임계 치수를 측정하는 단계, 및 측정된 임계 치수에 매칭하는 타겟 임계 치수를 제공하기 위한 세팅들로 더블 노광의 제 2 노광을 수행하는 단계가 개선된다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에서 사용될 수 있는 리소그래피 장치를 개략적으로 도시한다. 상기 장치는:
- 방사선 빔(B)(예를 들어, UV 방사선 또는 DUV 방사선)을 컨디셔닝(condition)하도록 구성된 조명 시스템(일루미네이터)(IL);
- 패터닝 디바이스(예를 들어, 마스크)(MA)를 지지하도록 구성되고, 소정 파라미터들에 따라 패터닝 디바이스를 정확히 위치시키도록 구성된 제 1 위치설정기(PM)에 연결된 지지 구조체(예를 들어, 마스크 테이블)(MT);
- 기판(예를 들어, 레지스트-코팅된 웨이퍼)(W)을 유지하도록 구성되고, 소정 파라미터들에 따라 기판을 정확히 위치시키도록 구성된 제 2 위치설정기(PW)에 연결된 기판 테이블(예를 들어, 웨이퍼 테이블)(WT); 및
- 기판(W)의 (예를 들어, 1 이상의 다이를 포함하는) 타겟부(C) 상으로 패터닝 디바이스(MA)에 의해 방사선 빔(B)에 부여된 패턴을 투영하도록 구성된 투영 시스템(예를 들어, 굴절 투영 렌즈 시스템)(PS)을 포함한다.
조명 시스템은 방사선을 지향, 성형, 또는 제어하기 위하여, 굴절, 반사, 자기, 전자기, 정전기 또는 다른 타입의 광학 구성요소들, 또는 여하한의 그 조합과 같은 다양한 타입의 광학 구성요소들을 포함할 수 있다.
지지 구조체는 패터닝 디바이스를 지지, 즉 그 무게를 견딘다. 이는 패터닝 디바이스의 방위, 리소그래피 장치의 디자인, 및 예를 들어 패터닝 디바이스가 진공 환경에서 유지되는지의 여부와 같은 다른 조건들에 의존하는 방식으로 패터닝 디바이스를 유지한다. 지지 구조체는 패터닝 디바이스를 유지하기 위해 기계적, 진공, 정전기, 또는 다른 클램핑 기술들을 이용할 수 있다. 지지 구조체는, 예를 들어 필요에 따라 고정되거나 이동가능할 수 있는 프레임 또는 테이블일 수 있다. 지지 구조체는, 패터닝 디바이스가 예를 들어 투영 시스템에 대해 원하는 위치에 있을 것을 보장할 수 있다. 본 명세서의 "레티클" 또는 "마스크"라는 용어의 어떠한 사용도 "패터닝 디바이스"라는 좀 더 일반적인 용어와 동의어로 간주될 수 있다.
본 명세서에서 사용되는 "패터닝 디바이스"라는 용어는, 기판의 타겟부에 패턴을 생성하기 위해서, 방사선 빔의 단면에 패턴을 부여하는데 사용될 수 있는 여하한의 디바이스를 언급하는 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 타겟부 내의 원하는 패턴과 정확히 일치하지 않을 수도 있다는 것을 유의하여야 한다. 일반적으로, 방사선 빔에 부여된 패턴은 집적 회로와 같이 타겟부에 생성될 디바이스 내의 특정 기능 층에 해당할 것이다.
패터닝 디바이스는 투과형 또는 반사형일 수 있다. 패터닝 디바이스의 예로는 마스크, 프로그램가능한 거울 어레이, 및 프로그램가능한 LCD 패널들을 포함한다. 마스크는 리소그래피 분야에서 잘 알려져 있으며, 바이너리(binary)형, 교번 위상-시프트형 및 감쇠 위상-시프트형과 같은 마스크 타입뿐만 아니라, 다양한 하이브리드(hybrid) 마스크 타입들을 포함한다. 프로그램가능한 거울 어레이의 일 예시는 작은 거울들의 매트릭스 구성을 채택하며, 그 각각은 입사하는 방사선 빔을 상이한 방향으로 반사시키도록 개별적으로 기울어질 수 있다. 기울어진 거울들은 거울 매트릭스에 의해 반사되는 방사선 빔에 패턴을 부여한다.
본 명세서에서 사용되는 "투영 시스템"이라는 용어는, 사용되는 노광 방사선에 대하여, 또는 침지 액체의 사용 또는 진공의 사용과 같은 다른 인자들에 대하여 적절하다면, 굴절, 반사, 카타디옵트릭(catadioptric), 자기, 전자기 및 정전기 광학 시스템, 또는 여하한의 그 조합을 포함하는 여하한의 타입의 투영 시스템을 내포하는 것으로서 폭넓게 해석되어야 한다. 본 명세서의 "투영 렌즈"라는 용어의 어떠한 사용도 "투영 시스템"이라는 좀 더 일반적인 용어와 동의어로 간주될 수 있다.
본 명세서에 도시된 바와 같이, 상기 장치는 (예를 들어, 투과 마스크를 채택하는) 투과형으로 구성된다. 대안적으로, 상기 장치는 (예를 들어, 앞서 언급된 바와 같은 타입의 프로그램가능한 거울 어레이를 채택하거나, 반사 마스크를 채택하는) 반사형으로 구성될 수 있다.
리소그래피 장치는 2 개(듀얼 스테이지) 이상의 기판 테이블 (및/또는 2 이 상의 마스크 테이블)을 갖는 형태로 구성될 수 있다. 이러한 "다수 스테이지" 기계에서는 추가 테이블이 병행하여 사용될 수 있으며, 또는 1 이상의 테이블이 노광에 사용되고 있는 동안 1 이상의 다른 테이블에서는 준비작업 단계가 수행될 수 있다.
또한, 리소그래피 장치는 투영 시스템과 기판 사이의 공간을 채우기 위해서, 기판의 전체 또는 일부분이 비교적 높은 굴절률을 갖는 액체, 예컨대 물로 덮일 수 있는 형태로도 구성될 수 있다. 또한, 침지 액체는 리소그래피 장치 내의 다른 공간들, 예를 들어 마스크와 투영 시스템 사이에도 적용될 수 있다. 침지 기술은 투영 시스템의 개구수(numerical aperture)를 증가시키는 기술로 당업계에 잘 알려져 있다. 본 명세서에서 사용되는 "침지"라는 용어는 기판과 같은 구조체가 액체 내에 담그어져야 함을 의미하는 것이라기보다는, 노광시 액체가 투영 시스템과 기판 사이에 놓이기만 하면 된다는 것을 의미한다.
도 1을 참조하면, 일루미네이터(IL)는 방사선 소스(SO)로부터 방사선 빔을 수용한다. 예를 들어, 상기 소스가 엑시머 레이저(excimer laser)인 경우, 상기 소스 및 리소그래피 장치는 별도의 개체일 수 있다. 이러한 경우, 상기 소스는 리소그래피 장치의 일부분을 형성하는 것으로 간주되지 않으며, 상기 방사선 빔은 예를 들어 적절한 지향 거울 및/또는 빔 익스팬더(beam expander)를 포함하는 빔 전달 시스템(BD)의 도움으로, 소스(SO)로부터 일루미네이터(IL)로 통과된다. 다른 경우, 예를 들어 상기 소스가 수은 램프인 경우, 상기 소스는 리소그래피 장치의 통합부일 수 있다. 상기 소스(SO) 및 일루미네이터(IL)는, 필요에 따라 빔 전달 시스템(BD)과 함께 방사선 시스템이라고 칭해질 수 있다.
상기 일루미네이터(IL)는 방사선 빔의 각도 세기 분포를 조정하는 조정기(AD)를 포함할 수 있다. 일반적으로, 일루미네이터의 퓨필 평면 내의 세기 분포의 적어도 외반경 및/또는 내반경 크기(통상적으로, 각각 외측-σ 및 내측-σ라 함)가 조정될 수 있다. 또한, 일루미네이터(IL)는 인티그레이터(IN) 및 콘덴서(CO)와 같이, 다양한 다른 구성요소들을 포함할 수도 있다. 일루미네이터는 방사선 빔의 단면에 원하는 균일성(uniformity) 및 세기 분포를 갖기 위해, 방사선 빔을 컨디셔닝하는데 사용될 수 있다.
상기 방사선 빔(B)은 지지 구조체(예를 들어, 마스크 테이블(MT)) 상에 유지되어 있는 패터닝 디바이스(예를 들어, 마스크(MA)) 상에 입사되며, 패터닝 디바이스에 의해 패터닝된다. 상기 마스크(MA)를 가로질렀으면, 상기 방사선 빔(B)은 투영 시스템(PS)을 통과하여 기판(W)의 타겟부(C) 상에 상기 빔을 포커스한다. 제 2 위치설정기(PW) 및 위치 센서(IF)(예를 들어, 간섭계 디바이스, 리니어 인코더 또는 용량성 센서)의 도움으로, 기판 테이블(WT)은, 예를 들어 방사선 빔(B)의 경로 내에 상이한 타겟부(C)들을 위치시키도록 정확하게 이동될 수 있다. 이와 유사하게, 제 1 위치설정기(PM) 및 또 다른 위치 센서(도 1에 명확히 도시되지 않음)는, 예를 들어 마스크 라이브러리(mask library)로부터의 기계적인 회수 후에, 또는 스캔하는 동안, 방사선 빔(B)의 경로에 대해 마스크(MA)를 정확히 위치시키는데 사용될 수 있다. 일반적으로, 마스크 테이블(MT)의 이동은, 장-행정 모듈(long-stroke module: 개략 위치설정) 및 단-행정 모듈(short-stroke module: 미세 위치설정)의 도움을 받아 실현될 수 있으며, 이는 제 1 위치설정기(PM)의 일부분을 형성한다. 이와 유사하게, 기판 테이블(WT)의 이동은 장-행정 모듈 및 단-행정 모듈을 이용하여 실현될 수 있으며, 이는 제 2 위치설정기(PW)의 일부분을 형성한다. (스캐너와는 대조적으로) 스테퍼의 경우, 마스크 테이블(MT)은 단-행정 액추에이터에만 연결되거나 고정될 수 있다. 마스크(MA) 및 기판(W)은 마스크 정렬 마커들(M1 및 M2) 및 기판 정렬 마커들(P1 및 P2)을 이용하여 정렬될 수 있다. 비록, 예시된 기판 정렬 마커들이 지정된(dedicated) 타겟부들을 차지하고 있지만, 그들은 타겟부들 사이의 공간들 내에 위치될 수도 있다(이들은 스크라이브-레인 정렬 마커(scribe-lane alignment marker)들로 알려져 있다). 이와 유사하게, 마스크(MA) 상에 1 이상의 다이가 제공되는 상황들에서, 마스크 정렬 마커들은 다이들 사이에 위치될 수 있다.
도시된 장치는 다음과 같은 모드들 중 1 이상에서 사용될 수 있다:
1. 스텝 모드에서, 마스크 테이블(MT) 및 기판 테이블(WT)은 기본적으로 정지 상태로 유지되는 한편, 방사선 빔에 부여되는 전체 패턴은 한번에 타겟부(C) 상에 투영된다(즉, 단일 정적 노광(single static exposure)). 그 후, 기판 테이블(WT)은 상이한 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, 마스크 테이블(MT) 및 기판 테이블(WT)은 방사선 빔에 부여된 패턴이 타겟부(C) 상에 투영되는 동안에 동기적으로 스캐닝된다(즉, 단일 동적 노광(single dynamic exposure)). 마스크 테이블(MT)에 대한 기판 테이블(WT)의 속도 및 방향은 투영 시스템(PS)의 확대(축소) 및 이미지 반전 특성에 의하여 결정될 수 있다. 스캔 모드에서, 노광 필드의 최대 크기는 단일 동적 노광시 타겟부의 (스캐닝 되지 않는 방향으로의) 폭을 제한하는 반면, 스캐닝 동작의 길이는 타겟부의 (스캐닝 방향으로의) 높이를 결정한다.
3. 또 다른 모드에서, 마스크 테이블(MT)은 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 채택되며, 프로그램가능한 패터닝 디바이스는 기판 테이블(WT)이 각각 이동한 후, 또는 스캔 중에 계속되는 방사선 펄스 사이사이에 필요에 따라 업데이트된다. 이 작동 모드는 앞서 언급된 바와 같은 타입의 프로그램가능한 거울 어레이와 같은 프로그램가능한 패터닝 디바이스를 이용하는 마스크없는 리소그래피(maskless lithography)에 용이하게 적용될 수 있다.
또한, 상술된 사용 모드들의 조합 및/또는 변형, 또는 완전히 다른 사용 모드들이 채택될 수도 있다.
도 3에 본 발명에 따른 방법이 도시되어 있다. 이 방법에서는, 디바이스의 통상적인 한계(normal limit)에 비해 감소된 피처 폭 및/또는 피치로 디바이스의 피처들을 프린트하기 위해 더블 노광 기술이 사용된다. 상기 공정은 피처들의 제 1 세트 또는 제 2 세트 중 하나의 피치보다 작은 피치를 갖는 피처들의 조합된 세트를 형성하기 위해, 피처들의 제 1 세트를 프린트하고, 그 후 제 1 세트와 인터리브 되는 피처들의 제 2 세트를 프린트하는 단계를 포함한다. 피처들의 제 2 세트는, 일반적으로 피처들의 제 1 세트와 상이하지만, 몇몇 경우에 비록 위치적으로 오프셋하지만 제 2 노광에 대해 동일한 패턴이 사용될 수 있다. 당업자라면, 이 기술 및 피처 폭을 감소시키는 기술들을 더 상세히 알 것이며, 그 설명은 간명함을 위해 생략할 것이다.
실시예에서, 방사선-감응재 층(예를 들어, 레지스트)에 피처들의 제 1 세트의 이미지를 프린트하기 위해 제 1 노광이 수행(S1)되고, 잠재 이미지를 실제 이미지로 드러내기 위해 레지스트가 현상(S2)된 이후에, 피처들의 제 1 세트에서의 1 이상의 피처의 임계 치수가 측정(S3)된다. 일 예시에서, 측정된 피처는 그 관련된 치수가 만들어질 디바이스의 적절하거나 개선된 기능을 위한 피처들의 제 2 세트 내의 1 이상의 피처들에 매칭되기 위한 것이다.
임계 치수는 여하한의 적절한 디바이스, 예를 들어 스케터로미터(scatterometer), 주사 전자현미경(scanning electron microscope) 또는 듀얼 빔 디바이스(dual beam device)로 측정될 수 있다. 이는, 임계 치수를 측정하는데 사용되는 디바이스가 리소그래피 장치와 리소클러스터로 통합되는 경우에 유용하다. 이를 위해서는 스케터로미터가 유용하다. 이러한 구성은 도 4에 나타내어 있으며, 이는 리소그래피 장치(1) 및 처리부 또는 트랙(TR)을 포함하는 리소클러스터를 도시한다. 이는 다수의 처리 유닛(PU), 예를 들어 스핀 코터(spin coater), 베이크 및 칠 플레이트(bake and chill plate), 현상제 등을 포함하며, 이 중 몇몇은 다양한 목적으로 쓰일 수 있다. 로봇(R)들은 처리 유닛들에 따라 리소그래피 장치(1)로 부터 로드락(load lock: LL)으로, 그리고 로드락(LL)으로부터 리소그래피 장치(1)로 기판을 수송한다. 본 발명의 일 실시예에서, 기판들은 임계 치수를 측정하기 위해 통합된 스케터로미터 또는 다른 메트롤로지 디바이스(MET)로 수송될 수도 있다. 통합된 제어 시스템(도시되지 않음)은 다양한 디바이스를 제어하고, 리소그래피 장치로 필수 데이터를 전달한다. 또한, 이미징된 제 1 피처들의 CD를 측정하기 위해 독립조작가능한(standalone) 디바이스가 사용될 수도 있다.
본 발명의 일 실시예에서는, 측정된 임계 치수에 기초하여 피처들의 제 2 세트의 임계 치수를 제 1 세트의 임계 치수에 매칭하기 위해 제 2 노광에 대한 세팅들이 계산(S4)된다. 노광 단계의 다양한 파라미터는 이미징된 피처들의 임계 치수에 영향을 주며, 원하는 임계 치수를 제공하도록 조정될 수 있다. 편리한 파라미터는 노광 도즈이며, 이는 스텝 모드에서 소스 출력 또는 노광 시간을 조정하거나 스캔 모드에서 스캔 속력을 조정함으로써 제어될 수 있다. 잘 알려져 있듯이, 노광 도즈를 증가시키는 것은 포지티브 레지스트(positive resist) 또는 네거티브 레지스트(negative resist)의 사용 여부에 따라 임계 치수를 증가시키거나 감소시킨다. 포커스, 난시(astigmatism)(수평 및 수직 포커스 차이), 마스크 높이 및 기판 높이에 대한 세팅들이 CD를 제어하는데 사용될 수 있다.
그 후, 피처들의 제 1 세트의 임계 치수에 매칭하는 임계 치수를 갖는 피처들을 생성하기 위해, 계산된 세팅들을 이용하여 피처들의 제 2 세팅이 이미징(S5)된다. 단계 S6에서는, 적용된 보정이 원하는 결과를 제공하였다는 것을 증명하기 위해 측정들이 선택적으로 수행될 수 있다. 그러므로, 종래의 방식으로 공정이 완 료될 수 있다.
제 2 노광에 대한 타겟 CD는 제 1 노광시 이미징된 피처들의 측정된 CD에 의존하여 설정되며, 이에 따라 원래 결정된 타겟 CD 및 노광들의 제 1 세트에 대한 타겟 CD와 상이할 수 있다는 것을 알 것이다. 몇몇 경우에, 제 2 노광에 대한 타겟 CD는 제 1 노광들의 측정된 CD의 차이들을 반영하여 타겟부마다 상이할 수 있다. 더블 노광 공정의 제 1 및 제 2 노광들 간의 CD를 더 정확하게 매칭함으로써, 수율이 증가될 수 있으며, 몇몇 경우 더 빠른 작동 디바이스들이 만들어질 수 있다.
본 명세서에서는, IC 제조에 있어서 리소그래피 장치의 특정 사용예에 대하여 언급되지만, 본 명세서에 서술된 리소그래피 장치는 집적 광학 시스템, 자기 도메인 메모리용 안내 및 검출 패턴, 평판 디스플레이(flat-panel display), 액정 디스플레이(LCD), 박막 자기 헤드 등의 제조와 같이 다른 적용예들을 가질 수도 있음을 이해하여야 한다. 당업자라면, 이러한 대안적인 적용예와 관련하여, 본 명세서의 "웨이퍼" 또는 "다이"라는 용어의 어떠한 사용도 각각 "기판" 또는 "타겟부"라는 좀 더 일반적인 용어와 동의어로 간주될 수도 있음을 이해할 것이다. 본 명세서에서 언급되는 기판은 노광 전후에, 예를 들어 트랙(전형적으로, 기판에 레지스트 층을 도포하고 노광된 레지스트를 현상하는 툴), 메트롤로지 툴 및/또는 검사 툴에서 처리될 수 있다. 적용가능하다면, 이러한 기판 처리 툴과 다른 기판 처리 툴에 본 명세서의 기재 내용이 적용될 수 있다. 또한, 예를 들어 다층 IC를 생성하기 위하여 기판이 한번 이상 처리될 수 있으므로, 본 명세서에 사용되는 기판이라는 용어는 이미 여러번 처리된 층들을 포함한 기판을 칭할 수도 있다.
이상, 광학 리소그래피와 관련하여 본 발명의 실시예들의 특정 사용예를 언급하였지만, 본 발명은 다른 적용예들, 예를 들어 임프린트 리소그래피에 사용될 수 있으며, 본 명세서가 허용한다면 광학 리소그래피로 제한되지 않는다는 것을 이해할 것이다. 임프린트 리소그래피에서, 패터닝 디바이스 내의 토포그래피(topography)는 기판 상에 생성된 패턴을 정의한다. 패터닝 디바이스의 토포그래피는 전자기 방사선, 열, 압력 또는 그 조합을 인가함으로써 레지스트가 경화되는 기판에 공급된 레지스트 층으로 가압될 수 있다. 패터닝 디바이스는 레지스트가 경화된 후에 그 안에 패턴을 남기는 레지스트로부터 이동된다.
본 명세서에서 사용된 "방사선" 및 "빔"이라는 용어는 (예를 들어, 365, 355, 248, 193, 157 또는 126 nm, 또는 그 부근의 파장을 갖는) 자외(UV)방사선 및 (예를 들어, 5 내지 20 nm 범위 내의 파장을 갖는) 극자외(EUV)방사선뿐만 아니라, 이온 빔 또는 전자 빔과 같은 입자 빔을 포함하는 모든 형태의 전자기 방사선을 포괄한다.
본 명세서가 허용한다면, "렌즈"라는 용어는 굴절, 반사, 자기, 전자기 및 정전기 광학 구성요소들을 포함하는 다양한 형태의 광학 구성요소들 중 어느 하나 또는 그 조합으로 언급될 수 있다.
이상, 본 발명의 특정 실시예가 설명되었지만 본 발명은 설명된 것과 다르게 실시될 수 있다는 것을 이해할 것이다. 예를 들어, 본 발명은 앞서 개시된 바와 같은 방법을 구현하는 기계-판독가능한 명령어의 1 이상의 시퀀스를 포함하는 컴퓨터 프로그램, 또는 이러한 컴퓨터 프로그램이 저장되어 있는 데이터 저장 매체(예를 들어, 반도체 메모리, 자기 또는 광학 디스크)의 형태를 취할 수 있다.
상기 서술내용은 예시를 위한 것이지, 제한하려는 것이 아니다. 따라서, 당업자라면, 아래에 설명되는 청구항들의 범위를 벗어나지 않고 서술된 본 발명에 대한 변형예가 행해질 수도 있음을 이해할 것이다.
본 발명에 따르면, 감소된 피치로 프린트하기 위해 개선된 더블 노광 방법을 이용하는 디바이스 제조방법 및 리소그래피 장치가 제공된다.
Claims (14)
- 리소그래피 장치를 이용한 디바이스 제조방법에 있어서:기판의 타겟부 상에 피처들의 제 1 세트를 프린트하는 단계;상기 피처들의 제 1 세트의 임계 치수(critical dimension)를 측정하는 단계;상기 피처들의 제 1 세트의 측정된 임계 치수에 매칭(match)하는 임계 치수로 타겟부 상에 피처들의 제 2 세트를 프린트하는 프린팅 공정에 대한 세팅(setting)들을 계산하는 단계; 및상기 계산된 세팅들을 이용하여 상기 피처들의 제 1 세트와 인터리브(interleave)되는 상기 피처들의 제 2 세트를 프린트하는 단계를 포함하여 이루어지는 디바이스 제조방법.
- 제 1 항에 있어서,상기 피처들의 제 1 및 제 2 세트는 라인(line)들을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 디바이스 제조방법.
- 제 1 항에 있어서,상기 피처들의 제 1 및 제 2 세트는 집적 회로의 게이트(gate)들을 정의하는 것을 특징으로 하는 디바이스 제조방법.
- 제 1 항에 있어서,상기 피처들의 제 1 세트의 임계 치수를 측정하기 위해 스케터로미터(scatterometer)가 사용되는 것을 특징으로 하는 디바이스 제조방법.
- 제 4 항에 있어서,상기 스케터로미터는 상기 리소그래피 장치를 포함한 리소클러스터(lithocluster)로 통합된 것을 특징으로 하는 디바이스 제조방법.
- 제 1 항에 있어서,상기 피처들의 제 1 세트를 프린트하는 단계는 상기 기판의 방사선-감응재 층(radiation-sensitive layer)을 상기 피처들의 제 1 세트를 나타내는 패턴으로 노광하는 단계 및 상기 방사선-감응재 층을 현상하는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 디바이스 제조방법.
- 제 1 항에 있어서,상기 피처들의 제 2 세트를 프린트하는 단계는 상기 기판의 방사선-감응재 층을 상기 피처들의 제 2 세트를 나타내는 패턴으로 노광하는 단계 및 상기 방사선-감응재 층을 현상하는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 디바이스 제조방법.
- 제 1 항에 있어서,상기 세팅들은 노광 도즈(exposure dose)를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 디바이스 제조방법.
- 제 1 항에 있어서,상기 피처들의 제 1 세트는 상기 피처들의 제 2 세트와 상이한 것을 특징으로 하는 디바이스 제조방법.
- 제 1 항에 있어서,상기 피처들의 제 2 세트는 상기 피처들의 제 1 세트와 동일하지만 상기 피처들의 제 1 세트로부터 위치적으로 오프셋(off-set)하는 것을 특징으로 하는 디바이스 제조방법.
- 리소그래피 장치를 이용한 디바이스 제조방법에 있어서:잠재 이미지(latent image)를 형성하기 위해 기판의 방사선-감응재 층 상으로 피처들의 제 1 세트의 이미지를 투영하는 단계;상기 피처들의 제 1 세트를 실제 이미지로 드러내기 위해 잠재 이미지를 현상하는 단계;상기 실제 이미지의 1 이상의 피처의 임계 치수를 측정하는 단계;상기 측정된 임계 치수에 매칭하는 타겟 임계 치수로 피처들의 제 2 세트를 이미징하기 위해 이미징 파라미터들의 일 세트를 계산하는 단계; 및상기 계산된 세팅들을 이용하여, 그리고 상기 피처들의 제 2 세트가 상기 피처들의 제 1 및 제 2 세트들 모두의 피치보다 작은 피치를 갖는 피처들의 일 어레이를 형성하기 위해 상기 피처들의 제 1 세트와 전체적으로 또는 부분적으로 인터리브되도록, 상기 기판의 방사선-감응재 층 상으로 상기 피처들의 제 2 세트의 이미지를 투영하는 단계를 포함하여 이루어지는 디바이스 제조방법.
- 디바이스 제조방법을 수행하기 위해, 기판 상에 프린트된 피처의 임계 치수를 측정하도록 배치된 측정 디바이스 및 리소그래피 장치를 포함한 리소그래피 클러스터(lithographic cluster)를 제어하기 위한 프로그램 코드를 포함하여 이루어지는 컴퓨터 프로그램이 들어있는 기록매체(a medium cotaining a computer program)에 있어서, 상기 방법은:기판의 타겟부 상에 피처들의 제 1 세트를 프린트하는 단계;상기 피처들의 제 1 세트의 임계 치수를 측정하는 단계;상기 피처들의 제 1 세트의 측정된 임계 치수에 매칭하는 임계 치수로 타겟부 상에 피처들의 제 2 세트를 프린트하는 프린팅 공정을 위한 세팅들을 계산하는 단계; 및상기 계산된 세팅들을 이용하여 상기 피처들의 제 1 세트와 인터리브되는 상기 피처들의 제 2 세트를 프린트하는 단계를 포함하여 이루어지는 컴퓨터 프로그램이 들어있는 기록매체.
- 디바이스 제조방법을 수행하기 위해, 기판 상에 프린트된 피처의 임계 치수를 측정하도록 배치된 측정 디바이스 및 리소그래피 장치를 포함한 리소그래피 클러스터를 제어하기 위한 프로그램 코드를 포함하여 이루어지는 컴퓨터 프로그램이 들어있는 기록매체에 있어서, 상기 방법은:잠재 이미지를 형성하기 위해 기판의 방사선-감응재 층 상으로 피처들의 제 1 세트의 이미지를 투영하는 단계;상기 피처들의 제 1 세트를 실제 이미지로 드러내기 위해 상기 잠재 이미지를 현상하는 단계;상기 실제 이미지의 1 이상의 피처의 임계 치수를 측정하는 단계;상기 측정된 임계 치수에 매칭하는 타겟 임계 치수로 피처들의 제 2 세트를 이미징하기 위해 이미징 파라미터들의 일 세트를 계산하는 단계; 및상기 계산된 세팅들을 이용하여, 그리고 상기 피처들의 제 2 세트가 상기 피처들의 제 1 및 제 2 세트들 모두의 피치보다 작은 피치를 갖는 피처들의 일 어레이를 형성하기 위해 상기 피처들의 제 1 세트와 전체적으로 또는 부분적으로 인터리브되도록, 상기 기판의 방사선-감응재 층 상으로 상기 피처들의 제 2 세트의 이미지를 투영하는 단계를 포함하여 이루어지는 컴퓨터 프로그램이 들어있는 기록매체.
- 감소된 피치로 피처들의 일 어레이를 프린트하기 위해 더블 노광 공정을 이용하는 디바이스 제조방법에 있어서, 상기 더블 노광의 제 1 노광으로 프린트된 상 기 피처들의 임계 치수를 측정하는 단계, 및 상기 측정된 임계 치수에 매칭하는 타겟 임계 치수를 제공하기 위한 세팅들로 상기 더블 노광의 제 2 노광을 수행하는 단계가 개선된 것을 특징으로 하는 디바이스 제조방법.
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