KR100986791B1 - 리소그래피 장치 및 디바이스 제조방법 - Google Patents

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유도쿠스 마리에 도미니쿠스 스토엘드라이예르
에릭 로엘로프 루프스트라
얀 베르나르트 플레첼무스 반 슈트
디에데릭 얀 마스
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에이에스엠엘 네델란즈 비.브이.
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Abstract

기판 상의 1 이상의 에지 디바이스들을 사전-(후-)노광함으로써 메인 리소그래피 장치 내에서 기판이 소비하는 노광시간을 단축시키기 위한 리소그래피 장치 및 방법이 개시된다. 에지 디바이스는 궁극적으로 유용한 디바이스를 생성하지 못하기 때문에, 기판으로부터 생산되는 다른 완전한 디바이스들 중 1 이상을 노광시키는데 사용되는 것보다 작은 분해능을 갖는 제 1 리소그래피 다바이스로 노광될 수 있다. 따라서, 에지 디바이스의 사전-(또는 후-)노광은 덜 복잡하고 더 저렴한 리소그래피 디바이스를 이용하여 수행될 수 있다.

Description

리소그래피 장치 및 디바이스 제조방법{LITHOGRAPHIC APPARATUS AND DEVICE MANUFACTURING METHOD}
본 발명은 리소그래피 장치 및 리소그래피 기술을 이용하는 디바이스 제조방법에 관한 것이다.
리소그래피 장치는 기판 상에, 통상적으로는 기판의 타겟부 상에 원하는 패턴을 적용시키는 기계이다. 리소그래피 장치는, 예를 들어 집적 회로(IC)의 제조시에 사용될 수 있다. 그 경우, 대안적으로 마스크 또는 레티클이라 칭하는 패터닝 디바이스가 IC의 개별층 상에 형성될 회로 패턴을 생성하는데 사용될 수 있다. 이 패턴은 기판(예컨대, 실리콘 웨이퍼) 상의 (예를 들어, 1 개 또는 수개의 다이의 부분을 포함하는) 타겟부 상으로 전사(transfer)될 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 방향 과 평행한 방향 또는 역-평행한 방향으로 기판을 동기적으로 스캐닝함으로써 각각의 타겟부가 조사되는 소위 스캐너를 포함한다. 또한, 기판 상에 패턴을 임프린트(imprint)함으로써, 패터닝 디바이스에서 기판으로 패턴을 전사하는 것이 가능하다.
기판 및 후속하는 처리 단계들(예컨대 에칭)의 노광에 따라, 기판 상에 통상적으로 1 이상의 디바이스들이 생성된다. 이러한 디바이스들은 "다이"라 칭해질 수 있다. 이러한 디바이스들은, 예를 들어 IC의 제조에 사용될 수 있다. 1 이상의 디바이스들은 실질적으로 정사각형 또는 직사각형의 형상이나, 기판 자체는 통상적으로 실질적으로 원형이다. 따라서, 실질적으로 원형 기판의 주변부 주위(또는 비원형 기판의 주변부 주위)에 1 이상의 불완전한 디바이스(이후 에지 디바이스라 칭함)가 형성된다. 타겟부는 에지 디바이스만을 포함할 수도 있고, 타겟부는 에지 디바이스와 완전한 디바이스 둘 모두를 포함할 수도 있으며, 타겟부는 완전한 디바이스만을 포함할 수도 있다. 에지 디바이스로부터는 유용한 디바이스는 생성될 수 없으며, 따라서 기판의 이러한 부분은 낭비된다.
그럼에도 불구하고, 예를 들어 기판에 걸친 후속하는 처리 단계들[예컨대 에칭 및 화학적-기계적 폴리싱(CMP)]의 균일성을 높이고 아웃-오브-필드 스트래이 방사선 효과들(out-of-field stray radiation effects)을 저감시키거나 및/또는 균질화시키기 위하여 에지 디바이스를 포함하는 타겟부들을 노광시키는 것이 바람직하다. 따라서, 기판의 에지 영역을 노광시키는 것은, 예를 들어 보다 적은 수의 디바이스들만 결함을 갖도록 함으로써 기판으로부터 생성되는 완전한 디바이스들의 전 체 수율을 높일 수 있지만, 또한 스루풋을 상당히 떨어뜨린다.
예를 들어, 기판들의 스루풋을 증대시키는 것이 바람직하다.
본 발명의 일 실시형태에 따르면,
기판 상에 제 1 패턴을 투영하도록 구성되는 제 1 리소그래피 디바이스; 및
상기 기판 상에 제 2 패턴을 투영하도록 구성되는 제 2 리소그래피 디바이스를 포함하는 리소그래피 장치가 제공되며,
상기 제 1 리소그래피 디바이스 및 제 2 리소그래피 디바이스는 동일한 하우징 내에 포함된다.
본 발명의 일 실시형태에 따르면, 제 1 패턴을 기판 상에 투영하도록 구성되는 제 1 리소그래피 디바이스, 및 제 2 패턴을 상기 기판 상에 투영하도록 구성되는 제 2 리소그래피 디바이스를 포함하는 리소그래피 장치가 제공되며,
- 상기 제 1 리소그래피 디바이스 및 상기 제 2 리소그래피 디바이스는 상기 동일한 하우징 내에 포함되고,
- 상기 제 1 디바이스는 상기 제 1 패턴을 제 1 분해능(resolution)으로 투영하도록 구성되고, 상기 제 2 리소그래피 디바이스는 상기 제 2 패턴을 제 2 분해능으로 투영하도록 구성되며, 상기 제 2 분해능은 상기 제 1 분해능보다 낮고,
- 상기 제 1 리소그래피 디바이스는 기판을 노광시키도록 구성되는 노광 스테이션, 및 기판을 노광시키도록 구성되는 제 2 리소그래피 디바이스와 기판 상에서의 측정들을 수행하도록 구성되는 측정 디바이스를 포함하는 측정 스테이션을 포함하여 이루어지는 듀얼 스테이지 리소그래피 장치이다.
본 발명의 일 실시형태에 따르면, 제 1 리소그래피 디바이스를 이용하여 상기 기판의 주변부 내에 전체적으로 포함되는 기판의 타겟부는 노광시키지만, 상기 제 1 리소그래피 디바이스를 이용하여 상기 기판의 주변부를 교차하는 타겟부는 노광시키지 않는 단계; 및
제 2 리소그래피 디바이스를 이용하여 상기 제 1 리소그래피 디바이스에 의하여 노광되지 않는 기판의 타겟부를 노광시키는 단계를 포함하는 디바이스 제조방법이 제공되며,
상기 제 1 리소그래피 디바이스를 이용하여 노광하는 단계는 상기 제 2 리소그래피 디바이스를 이용하여 노광하는 단계와 같은 레지스트 층 상의 타겟부를 노광시키고, 상기 제 2 리소그래피 디바이스는 상기 제 1 리소그래피 디바이스에 의해 노광되는 경우 상기 기판의 에지를 넘어서 연장되는 타겟부의 일부인 상기 기판의 영역을 노광시키는데 사용된다.
이하, 대응되는 참조부호가 대응되는 부분들을 나타내는 개략적인 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들이 예시의 방법으로 설명될 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 리소그래피 장치(50)를 개략적으로 도시한다. 상기 장치는 제 1 리소그래피 디바이스(70) 및 제 2 리소그래피 디바이스(60)를 포함한다. 상기 제 1 리소그래피 디바이스(70)는:
- 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(PWa)에 연결된 기판 테이블(예를 들어, 웨이퍼 테이블)(WTa); 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)(PL)을 포함한다.
제 2 리소그래피 디바이스(60)는 보다 상세히 후술된다.
조명 시스템은 방사선을 지향, 성형, 또는 제어하기 위하여, 굴절, 반사, 자기, 전자기, 정전기 또는 다른 타입의 광학 구성요소들, 또는 여하한의 그 조합과 같은 다양한 타입들의 광학 구성요소들을 포함할 수 있다.
지지 구조체는 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 방사선 에 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 여하한 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, 제 1 리소그래피 디바이스(70)는 (예를 들어, 투과 마스크를 채택하는) 투과형으로 구성된다. 대안적으로, 상기 제 1 리소그래피 디바이스(70)는 (예를 들어, 앞서 언급된 바와 같은 타입의 프로그램가능한 거울 어레이를 채택하거나, 반사 마스크를 채택하는) 반사형으로 구성될 수 있다.
제 1 리소그래피 디바이스(70)는 2 개(듀얼 스테이지) 이상의 기판 테이블(및/또는 2 이상의 지지 구조체)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, 제 1 리소그래피 디바이스(70)는 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. 침지 기술은 투영 시스템의 개구수를 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 의 미한다.
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 제 1 리소그래피 디바이스(70)는 별도의 개체일 수 있다. 이러한 경우, 상기 소스는 제 1 리소그래피 디바이스(70)의 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 시스템이라고도 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 패터닝 디바이스(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 (도 1에 명확히 도시되지 않은) 또 다른 위치 센서는, 예를 들어 마스크 라이브러리(mask library)로부터의 기계적인 회수 후에, 또는 스캔하는 동안, 방사선 빔(B)의 경로에 대해 패터닝 디바이스(MA)를 정확히 위치시키는데 사용될 수 있다. 일반적으로, 지지 구조체(MT)의 이동은 장-행정 모듈(long-stroke module: 개략 위치설정) 및 단-행정 모듈(short-stroke module: 미세 위치설정)의 도움으로 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, 지지 구조체(MT)는 단-행정 액추에이터에만 연결되거나 고정될 수 있다. 패터닝 디바이스(MA) 및 기판(W)은 패터닝 디바이스 정렬 마크들(M1 및 M2) 및 기판 정렬 마크들(P1 및 P2)을 이용하여 정렬될 수 있다. 비록, 예시된 기판 정렬 마크들이 지정된(dedicated) 타겟부들을 차지하고 있지만, 그들은 타겟부들 사이의 공간들 내에 위치될 수도 있다(이들은 스크라이브-레인 정렬 마크(scribe-lane alignment mark)들로 알려져 있다). 이와 유사하게, 패터닝 디바이스(MA) 상에 1 이상의 다이가 제공되는 상황들에서, 패터닝 디바이스 정렬 마크들은 다이들 사이에 위치될 수 있다.
도시된 장치는 다음 모드들 중 1 이상에서 사용될 수 있다:
1. 스텝 모드에서, 지지 구조체(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, 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 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, 지지 구조체(MT)는 프로그램가능한 패터닝 디바이스를 유지하여 기본적으로 정지된 상태로 유지되며, 방사선 빔에 부여된 패턴이 타겟부(C) 상에 투영되는 동안 기판 테이블(WTa)이 이동되거나 스캐닝된다. 이 모드에서는, 일반적으로 펄스화된 방사선 소스(pulsed radiation source)가 채택되며, 프로그램가능한 패터닝 디바이스는 기판 테이블(WTa)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.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 도 4에 나타낸 바와 같이 2 개의 개별 리소그래피 디바이스들(70 및 60)이 기판들 상에 패턴들을 부여하는데 사용된다. 도 4에서는, 장치(50)가 2 개의 리소그래피 디바이스들(70 및 60)을 포함하는 것으로 예시되어 있다. 본 명세서에서는, 기판이 W라 칭해질 수도 있다. 하지만, 대안적으로 기판은 기판의 처리 상태 또는 기판의 위치에 따라 참조부호 10, 40, 140 또는 150이라 지칭될 수도 있다. 예를 들어, 노광 전이지만, 디바이스들이 나타나 있는 기판은 참조부호 10으로 지칭된다(도 2 참조). 복수의 에지 디바이스들의 노광 후의 기판은 참조부호 40으로 지칭된다. 도 4에서 기판테이블(120) 상에 배치되는 기판은 참조부호 140으로 지칭된다. 이와 유사하게, 도 4에서 기판테이블(130) 상에 배치되는 기판은 참조부호 150으로 지칭된다. 하나의 리소그래피 디바이스(60)는 1 이상의 에지 디바이스들을 노광하는데 사용되며, 다른 하나의 리소그래피 디바이스(70)는 기판 상의 나머지 디바이스들(즉, 1 이상의 완전한 디바이스들) 중 1 이상을 노광하는데 사용된다.
에지 디바이스는, 노광되는 경우 완전한 디바이스를 생성하지 않고, 그러므 로 결국엔 사용되지 않는 기판의 일부이다. 예를 들어, 통상적으로 기판은 원형의 형상이나, 완전한 디바이스는 실질적으로 정방형 또는 직사각형이기 때문에, 원형 기판의 주변부 주위에는 1 이상의 불완전한 디바이스들(또는 에지 디바이스들)이 형성된다. 이는, 기판(10)이 에지 디바이스들(20) 및 완전한 디바이스들(30)을 갖는 도 2에서 확인할 수 있다. 도 3에서, 에지 디바이스들(20)은 어둡게 나타나 있고 완전한 디바이스들(30)은 어둡지 않게 남아 있다.
결국, 에지 디바이스(20)는 완전한 디바이스(30)가 아니기 때문에 (예를 들어, 집적회로(IC)의 제조에) 사용될 수 없으나, (완전한 디바이스를 산출하는 기판의 일부를 포함하는) 기판(10) 상에서 수행되는 다른 프로세스들이 균일하거나 또는 대략적으로 균일해질 수 있도록 하기 위해 그 또한 노광된다. 이는, 기판(10) 상에서 수행되는 다른 프로세스들이 완전한 디바이스들 중 1 이상을 사용할 수 없게 만드는 방식으로 불리한 영향을 받지 않도록 되어 있다. 이러한 다른 프로세스들은, 예를 들어 에칭 및 화학적-기계적 폴리싱을 포함한다.
또한, 완전한 디바이스(30)가 노광되는 경우 기판(10)이 겪게 되는 아웃-오브-필드 스트래이 방사선 불-균일성(out-of-field stray radiation non-uniformity)을 감소시키기 위해 에지 디바이스의 노광이 사용된다. 이는 또한, 기판(10) 상에 형성되는 완전한 디바이스(30)의 균일성 및/또는 정확성에 영향을 미칠 수 있다. 아웃-오브-필드 스트래이 방사선의 제어는 극자외(EUV) 방사선을 사용하는 실시예에서 특히 중요할 수 있다.
기판(10) 상의 완전한 디바이스에 악영향을 미칠 수 있는 (상술된 것들과 같 은) 어떠한 현상도 잠재적으로는, 예를 들어 기판(10)으로부터 생산되는 1 이상의 유용한 디바이스들의 전체 수율을 감소시킬 수 있다. 따라서, 1 이상의 에지 디바이스들(20)을 적절하게 노광시킴으로써 이러한 현상들을 제어하는 것이 바람직하다.
상술된 이유들을 위해 에지 디바이스의 노광이 바람직하지만, 궁극적으로는 에지 디바이스(20)가 유용한 디바이스를 만드는데 사용되지 않기 때문에 기판(10) 상의 완전한 디바이스(30)의 노광에 필요한 것만큼의 정확도로 노광이 이루어질 필요는 없다. 에지 디바이스(20)는 완전한 디바이스(30)의 품질이 악영향을 받지 않도록 하기에 충분한 정확도로 노광되어야 한다. 따라서, 에지 디바이스(20)를 노광하는데 사용되는 패턴의 정확도 또는 분해능은 다른 완전한 디바이스(30)를 노광하는데 사용되는 것만큼 높을 필요는 없다. 그러므로, 일 실시예에서 1 이상의 에지 디바이스(20)를 노광하는데 사용되는 리소그래피 디바이스(60)는 1 이상의 완전한 디바이스(30)를 노광하는데 사용되는 것보다 낮은 분해능을 갖는 패턴을 생성한다. 따라서, 에지 디바이스를 노광하는데 사용되는 리소그래피 디바이스(60)는 완전한 디바이스를 노광하는데 사용되는 리소그래피 디바이스(70) 보다 낮은 품질로 이루어지거나(예를 들어, 그것은 보다 낮은 개구수를 가질 수 있음) 및/또는 보다 낮은 비용으로 이루어질 수 있다.
일 실시예에서, 에지 디바이스(20)는 기판(10) 상의 다른 디바이스들(30) 중 1 이상의 디바이스들에 앞서 노광된다(즉, 상기 1 이상의 에지 디바이스들은 사전-노광된다). 일 실시예에서는, 1 이상의 다른 완전한 디바이스들(30)이 마지막 에지 디바이스(20)가 노광되기에 앞서 노광될 수도 있으나, 에지 디바이스(들)(20) 모두는 1 이상의 다른 디바이스들(30) 중 여하한의 디바이스가 노광되기에 앞서 노광되는 것이 바람직하다. 완전한 디바이스(30)의 노광의 아웃-오브-필드 스트래이 방사선 특성들에 대해, 1 이상의 에지 디바이스들(20)이 완전한 디바이스가 노광되기 이전에 노광되도록 하는 것이 유리하다. 이는, 예를 들어, 최대 5-15%에 이를 수 있는 EUV와 관련하여 증가된 스트래이 방사선 레벨들로 인해 비 에지-디바이스(30)를 노광하기 위하여 극 자외선(EUV)를 사용하는 경우 특히 중요할 수 있다. 완전한 디바이스(30)에 앞서 에지 디바이스(20)를 노광하는 것은 완전한 디바이스(30)의 노광과 다음 처리 단계(예를 들어, 베이킹 단계일 수 있음) 사이의 시간을 최소화시키는 장점 또한 제공하거나 또는 대안적으로 상기 장점을 제공할 수 있다. 하지만, 일 실시예에서, 에지 디바이스들(20) 중 1 이상은 1 이상의 비-에지 디바이스들이 노광된 후에 에지 디바이스 리소그래피 디바이스(60)를 사용하여 노광될 수 있다(즉, 1 이상의 에지 디바이스들이 후-노광된다).
일 실시예에서, 완전한 디바이스를 노광하는데 사용되는 리소그래피 디바이스(70)의 각각의 타겟부에 대해 1 보다 많은 디바이스가 노광될 수 있다. 따라서, 완전한 디바이스를 노광하는데 사용되는 리소그래피 디바이스(70)는 단일 타겟부에서 1 이상의 에지 디바이스들 뿐만 아니라 1 이상의 완전한 디바이스들을 노광할 수 있다. 에지 디바이스를 노광하는데 사용되는 리소그래피 디바이스(60)는 또한 1 이상의 완전한 디바이스를 노광할 수 있다. 그러므로, 일 실시예에서, 1 이상의 에지 디바이스들(20)은 완전한 디바이스를 노광하는데 사용되는 리소그래피 디바이 스(70)에 의해 노광될 수 있다. 이는, 예를 들어 기판의 에지를 향하여 타겟부가 1 이상의 완전한 디바이스(30) 및 1 이상의 에지 디바이스(20)를 포함하도록 (완전한 디바이스를 노광하는데 사용되는) 리소그래피 디바이스(70)에 의하여 노광되는 단일 타겟부가 1 보다 많은 디바이스를 포함하는 경우의 상황일 수 있다.
에지 디바이스(20)를 노광하는데 사용되는 패턴의 일부는 기판 상의 완전한 디바이스(30)를 노광하는데 사용되는 패턴의 일부와 유사한 것이 바람직하다. 에지 디바이스(20)를 노광하는데 사용되는 패턴이 다른 완전한 디바이스(30)를 노광하는데 사용되는 패턴과 유사하도록 하는데 있어 중요한 다수의 팩터들이 고려될 수 있다. 고려할 팩터들은, 예를 들어 "필링 팩터(filling factor)"일 수 있으며, 상기 필링 팩터는 노광되는 디바이스의 밀도 또는 비율, 또는 자체 패턴의 형상, 또는 패턴 피처들의 측방향 종횡비(lateral aspect ratio)이다. 일 실시예에서, 필링 팩터, 및/또는 자체 패턴의 형상, 및/또는 패턴 피처들의 측방향 종횡비는 또 다른 완전한 디바이스(30)를 노광하는데 사용되는 패턴 및 에지 디바이스(20)를 노광하는데 사용되는 패턴에 대해 동일하거나 또는 유사하다. 일 실시예에서, 에지 디바이스(20)의 일부 또는 모두를 노광하는데 사용되는 패턴의 일부 또는 모두는 기판 상의 다른 완전한 디바이스(30)의 일부 또는 모두를 노광하는데 사용되는 패턴의 일부 또는 모두와 동일하거나 유사하다. 100㎛의 치수를 갖는 완전한 디바이스(30) 상의 형상 피처들(shape features)은 에지 디바이스(20) 상에서 어느 정도까지 반복(replicate)되는 것이 바람직하다. 보다 바람직하게는, 5㎛ 내지 10㎛의 치수를 갖는 완전한 디바이스(30) 상의 형상 피처들이 에지 디바이스(20) 상에서 어느 정 도까지 반복되어야 한다. 따라서, 에지 디바이스(20)는 완전한 디바이스(30) 보다 낮은 분해능으로 노광될 수 있는 한편, 그들을 노광하는데 사용되는 패턴은 노광된 에지 디바이스(20)가 모든 처리 단계들[예컨대 에칭 및 화학적-기계적 폴리싱(CMP)] 동안 (예를 들어, 이웃하는 완전한 디바이스 상에서 갖는 효과에 있어) 완전한 디바이스(3)와 유사하게 거동하도록 선택된다.
일 실시예에서, 제 2 리소그래피 디바이스(60)는 방사선 빔 상에 패턴을 부여하도록 구성된 프로그램가능한 패터닝 디바이스를 포함하는 마스크 없는(maskless) 리소그래피 디바이스이다. 프로그램가능한 패터닝 디바이스는 프로그램가능한 거울 어레이를 형성하는 개별적으로 제어가능한 요소들의 어레이를 포함한다. 마스크 없는 리소그래피 디바이스(60)는 에지 디바이스(20)를 노광하는데 사용된다. 마스크 없는 리소그래피 디바이스(60) 이용의 장점은 그것이 에지 디바이스(20)가 노광되는 패턴을 조정하기 위해 쉽게 재-프로그램될 수 있다는 점이다. 이는, 완전한 디바이스(30)의 디자인의 변화들을 매칭시키는데 새로운 마스크(또는 레티클)이 요구되지 않다는 것을 의미한다.
에지 디바이스(20)를 노광시키는데 사용될 수 있는 마스크 없는 리소그래피 디바이스(60)의 일 예시로는 디지털 마이크로미러 디바이스(digital micromirror device:DMD)(80)가 있다. 상기 DMD(80)는 방사선 소스(90)에 의해 공급되는 방사선 상에 패턴을 부여하는데 사용된다.
통상적으로, 이러한 DMD(80)는 백만 내지 천만의 액추에이터들을 포함한다. 이러한 디바이스에 의하면, 대략 5-30㎛의 패턴 분해능이 달성될 수 있다. 일 실시 예에서는 5㎛ 보다 나은 분해능이 가능할 수 있으며, 일 실시예에서는 30㎛ 보다 떨어지는 패턴 분해능으로 충분할 수 있다. 리소그래피 디바이스(60)의 명세사항(specification)은 상술된 바와 같이 다른 프로세스들(예컨대, 에칭 및 화학적-기계적 폴리싱)의 균일성을 충분히 강화시키기 위해 원하는 패턴 분해능을 얻도록 선택될 수 있다. 통상적인 실시예에서, DMD(80)는 대략 2백만의 거울을 포함하며, 패턴 분해능은 대략 15-20㎛이다.
일 실시예에서는, 에지 디바이스 노광 동안 완전한 디바이스(30)가 노광되는 것을 방지하도록 에지 디바이스(20)를 노광하기 위해 리소그래피 디바이스(60)와 함께 사용하기 위한 마스킹 시스템(masking system;145)[예컨대, 마스킹 블레이드 시스템(masking blade system)]이 제공된다. 마스킹 시스템(145)은 기판(140)과 렌즈(155) 사이에 제공되는 것이 바람직하며, 상기 렌즈는 패터닝 디바이스(80)로부터 방사선을 수용한다. 이는 렌즈(155)가, 마스킹 시스템(145)이 패터닝 디바이스(80)와 렌즈(155) 사이에 배치되는 경우보다 낮은 품질로(그리고 그에 따라 더 저렴하게) 이루어지도록 한다. 대안적으로, 마스킹 시스템(145)은 패터닝 디바이스(80)와 렌즈(155) 사이에 배치될 수 있다. 대안적으로, 마스킹 시스템(145)은 방사선 소스(90)와 패터닝 디바이스(80) 사이에 배치될 수 있다. 본 명세서에 기술된 실시예들 중 여하한의 실시예는 마스킹 시스템(145)을 채용하거나 또는 채용하지 않을 수 있다.
도 5는 DMD(80)(도 4 참조)가 필요한 패턴을 기판 상에 투영하기 위한 데이터로 어떻게 프로그래밍될 수 있는지를 나타낸다. 도 5에 나타낸 실시예에서, 프로 세스에 대한 입력은 마스크(또는 레티클)을 생산하는데 통상적으로 사용되는 데이터를 포함하는 파일인 GDS Ⅱ 파일이다. 일 실시예에서, 방사선 빔 상에 부여될 패턴에 대한 정보를 포함하는 여하한의 파일 타입, 예컨대 OASIS 파일이 사용될 수 있다.
제 1 단계(180)에서, GDS Ⅱ(또는 동등한) 데이터는 비트맵 포맷으로 전환된다. 이 단계는 데이터가 DMD(80)으로 입력되기 이전에 수행되고, 여하한의 적합한 기술이 상기 데이터를 비트맵 포맷으로 전환하는데 사용될 수 있으며, 예를 들어 래스터라이저(rasterizer)가 사용될 수 있다. 다음으로, 예시된 실시예에서, 고속 푸리에 변환(Fast Fourier Transform:FFT)(190)이 래스터라이즈된 GDS Ⅱ 데이터와 관련하여 수행된다. 그 다음, 데이터 중 일부를 제거하기 위해 로우-패스 필터(200)가 사용된다. 이는, 원래의 GDS Ⅱ 파일은 기판(10) 상의 완전한 디바이스(30)를 위한 패턴들을 노광하기 위해 마스크를 생산하는데 통상적으로 사용되는 데이터 모두를 포함하기 때문에 가능하다. 하지만, 상술된 바와 같이, 에지 디바이스(20)에 요구되는 분해능은 완전한 디바이스(20)에 필요한 것 만큼 크지 않기 때문에, 원래의 GDS Ⅱ 파일 데이터 모두가 에지 디바이스(20)를 위해 필요한 것은 아니며, 따라서 로우-패스 필터는 파일 크기를 줄이는데 사용될 수 있다. 다음 단계는 고속 푸리에 역변환(iFFT)(210)을 수행하기 위한 것이다. 그 다음, iFFT로부터의 출력은, 도 4의 실시예에서 DMD(80)를 포함하는 에지 디바이스(20)를 노광하기 위하여 리소그래피 디바이스(60)에 직접적으로 넘어간다. 도 5에 나타낸 바와 같이, 이 데이터는 원하는 노광 패턴이 방사선 빔 상에 부여되고, 후속하여 에지 디바이스를 노광하는데 사용되도록 DMD(80)를 제어하는데 사용된다. 상술된 방법 및 장치를 사용하면, 에지 디바이스(20)를 노광하기 위해 리소그래피 디바이스(60)를 위한 마스크를 생산하는데 GDS Ⅱ 파일을 사용하기 위한 요건이 존재하지 않으며, 따라서 처리 시간 및 비용이 절감된다.
에지 디바이스(20)의 노광에 DMD(80)가 사용되는 일 실시예에서는, 방사선 빔 상에 부여될 패턴에 대한 정보를 포함하는 원래의 파일(예컨대 GDS Ⅱ)을 DMD(80)["DMD 여자(excitation) 패턴"]을 제어하는데 사용되는 데이터로 전환하기 위해 여하한의 다른 적합한 프로세싱 단계들이 사용될 수 있다. 따라서, DMD(80)의 픽셀들 상에 (예를 들어, 원하는 분해능으로) 적합하게 매핑되는 방사선 빔 상에 부여될 패턴에 대한 정보를 생성하는 여하한의 단계(들)이 채용될 수 있다. 또한, DMD(80)는 방사선 빔 상에 완전한 디바이스(30)를 노광하는데 사용되는 패턴과 (본 명세서에서 설명되는 바와 같이) 적절하게 유사한 패턴으로 노광되는 에지 디바이스(20)를 유도하는 여하한의 패턴을 부여하기 위하여 프로그램될 수 있다. 일 실시예에서, 이는 반드시, 완전한 다이들을 위한 마스크(또는 레티클)을 생산하는데 통상적으로 사용되는 데이터로부터 기인할 필요는 없다.
일 실시예에서, GDS Ⅱ 데이터와 관련하여 수행되는 사전-프로세싱 단계들(즉, 래스터라이징, FFT, 로우 패스 필터링, 및 iFFT)은 "오프라인"으로, 즉 기판(10) 자체가 에지 디바이스를 노광하는데 사용되는 리소그래피 디바이스(60)로 들어가기 전에 수행된다. 대안적으로 또는 추가적으로, GDS Ⅱ 데이터와 관련하여 수행되는 사전-프로세싱 단계들은 에지 디바이스(20)가 에지 디바이스를 노광하는 데 사용되는 리소그래피 디바이스(60)에 의하여 노광되기 이전의 또는 에지 디바이스(20)의 노광 동안의 여느 다른 시간에 수행될 수 있다.
일 실시예에서, 에지 디바이스를 노광하는데 사용되는 리소그래피 디바이스(60)는 스테퍼 모드에서 사용되는 DMD(80)를 포함한다. 대안적으로 또는 추가적으로, 에지 디바이스를 노광하는데 사용되는 리소그래피 디바이스(60)는 스캐너 모드, 또는 상술된 것들과 같은 여하한의 다른 적합한 모드로 사용될 수 있다.
상술된 실시예는 빔 상에 패턴을 부여하기 위해 프로그램가능한 DMD(80)를 포함하는 한편, 소정의 실시예는 노광 방사선 상에 원하는 패턴을 부여하는데 사용될 수 있는 여하한의 다른 프로그램가능한 디바이스를 갖는 방사선 소스를 사용할 수 있다.
일 실시예에서, 도 1에 상세히 나타낸 것과 같은 마스크 또는 레티클을 사용하는 통상적인 리소그래피 디바이스가 에지 디바이스(20)를 노광하는데 사용될 수 있다. 마스크는 라인들 및/또는 도트들을 포함하는 "더미" 패턴을 포함할 수 있다. 이러한 마스크를 이용하면, (마스크를 이용하여 빔 상에 부여되는 패턴과 관련하여) 에지 디바이스(20)가 노광되는 패턴이 마스크 상에 입사하는 방사선의 세기를 변화시킴으로써 조정될 수 있다. 이러한 시스템을 채용함으로써, 수 개의 상이한 에지 디바이스 패턴들의 노광에 단일 마스크가 사용될 수 있다.
일 실시예에서, 에지 디바이스 패턴을 생성하기 위해 간섭게 시스템이 사용될 수 있다. 이 시스템에서, 방사선 빔을 나누는데 격자가 사용될 수 있다. (단색) 방사선 빔은, 예를 들어 2 또는 4 개의 빔들로 나뉠 수 있다. 상기 빔들은, (2 개 의 간섭 빔들의 경우에) 라인 패턴, 또는 (4 개의 간섭 빔들의 경우에) 체커보드 패턴을 생성하기 위하여 그들이 서로를 간섭하도록 1 이상의 거울을 이용하여 기판 상으로 지향될 수 있다. 이 실시예에서는 제로 오더 스톱(zero order stop)이 사용되어, 제로 오더 방사선이 기판에 도달하는 것을 방지할 수 있다. 빔들의 간섭은 에지 디바이스(20)가 노광되는 패턴을 조정하기 위하여 (예를 들어, 거울(들)을 이용하여) 제어될 수 있다.
기판 상의 완전한 디바이스(30)를 노광하기 위해 어떠한 통상적인 타입의 리소그래피 디바이스도 사용될 수 있다. 완전한 디바이스(30)를 노광하는데 사용되는 리소그래피 디바이스의 선택이 반드시 에지 디바이스(20)를 노광하는데 사용되는 리소그래피 디바이스의 선택과 관련될 필요는 없으며, 그 역의 관계도 그러하다.
일 실시예에서, 에지 디바이스(20)를 노광하기 위한 리소그래피 디바이스(60)는 완전한 디바이스(30)를 노광하는데 사용되는 리소그래피 디바이스(70)와 같은 리소그래피 장치(50) 내에 하우징된다. 일 실시예에서, 에지 디바이스를 노광하기 위한 리소그래피 디바이스(60) 및 완전한 디바이스를 노광하기 위한 리소그래피 디바이스(70)를 하우징하는 리소그래피 장치(50)는 도 4에 나타낸 바와 같이 2 개의 스테이션(100, 110) 및 2 개의 기판테이블(120, 130)을 갖는 듀얼-스테이지 기계이다.
상기 2 개의 기판테이블(120, 130)은 2 개의 기판(140, 150)을 지지하는데 사용된다. 이러한 듀얼-스테이지 기계를 위해 통상적인 것으로서, 기판(140)이 일 스테이션(110)에서 완전한 디바이스(30)를 노광하는데 사용되는 리소그래피 디바이 스(70) 상으로 건네지기 이전에 다른 스테이션(100)에서 측정 디바이스(160)를 이용하여 준비 단계들(예컨대, 측정, 표면 매핑 및 정렬 단계들)이 수행된다.
일 실시예에서, 듀얼-스테이지 기계(50)가 사용되며 에지 디바이스(20)를 노광하기 위한 리소그래피 디바이스(60)가 일 스테이션(100)에 배치되도록 상기 듀얼-스테이지 기계가 구성된다. 이는, 일 스테이션(100)의 기판(140) 상에서 준비 단계들이 수행되고 있는 시간 동안, 같은 스테이션(100)의 기판(140) 상에서 에지 디바이스(20)가 노광될 수 있다는 것을 의미한다. 이러한 방식으로, 일 스테이션(110)의 일 기판(150) 상에서 완전한 디바이스(30)가 노광되고 있는 동시에, 다른 스테이션(100)의 기판(140) 상에서 준비 단계들이 수행되고 있고, 에지 디바이스(20)가 노광되고 있다. 1 이상의 에지 디바이스(20)가 노광된 다음, (기판테이블과 함께) 기판(140)은 제 1 스테이션(100)으로부터 완전한 디바이스(30)의 노광이 일어나는 제 2 스테이션(110)으로 전달된다. 스테이션들(100, 110) 사이에서 기판들(140, 150)을 이송하기 위하여, 기판테이블(120, 130)의 모터를 제어하는데 사용되는 로테이팅 아암 또는 제어기와 같은 여하한의 통상적인 이송 디바이스(170)가 사용될 수 있다.
대안적으로, 상이한 기판테이블들 상에서 및/또는 상이한 시간들에 준비 단계들 및/또는 에지 디바이스의 노광이 일어날 수 있다.
일 실시예에서, 리소그래피 장치(50)는 2 보다 많은 스테이션들 및/또는 2 보다 많은 기판테이블을 갖는 다중-스테이션 기계일 수 있다. 예를 들어, 일 실시예는, 일 스테이션에서 측정 디바이스를 이용하여 준비 단계들(예컨대, 측정, 표면 매핑 및 정렬 단계들)이 수행되고, 다른 스테이션에서 에지 디바이스를 노광하기 위한 리소그래피 디바이스(60)가 배치되며, 완전한 디바이스를 노광하기 위한 리소그래피 디바이스(70)가 또 다른 스테이션에 있는 다중-스테이션 리소그래피 기계를 포함할 수 있다. 이러한 실시예에서는, 완전한 디바이스를 노광하기 위하여 기판이 리소그래피 디바이스(70)로 이송되기 이전에 준비 단계들이 수행되는 한, 기판(140)이 여하한의 순서로 각 스테이션 사이를 이동할 수 있다.
일 실시예에서, 에지 디바이스를 노광하기 위한 리소그래피 디바이스(60)는 완전한 디바이스를 노광하기 위하여 리소그래피 디바이스(70)로부터 물리적으로 분리된 곳에 있을 수 있다.
듀얼-(또는 다중-) 스테이지 기계로 구체화될 수 있는 일 실시예에서는, 완전한 디바이스를 노광하기 위해 먼저 리소그래피 디바이스(70)에 의해 완전한 디바이스(30)가 노광되고, 상기 완전한 디바이스(30)가 노광된 후 에지 디바이스를 노광하기 위하여 리소그래피 디바이스(60)를 이용해 에지 디바이스(20)가 노광되도록 2 개의 리소그래피 디바이스(60, 70)가 구성될 수 있다.
일 실시예에서, 기판(40)은, 예를 들어 에지 디바이스를 노광하는데 사용되도록 리소그래피 디바이스(60)를 두는 경우, 예를 들어 도 3에 나타낸 바와 같이 나타난다. 도 3에서, 어두운 영역들은 에지 디바이스를 노광하는데 사용되는 리소그래피 디바이스(60)에 의해 노광된 에지 디바이스들(20)을 나타내고, 밝은 부분은 아직 노광되지 않았지만 완전한 디바이스(30)를 노광하는데 사용되는 리소그래피 디바이스(70)를 이용하여 노광될 디바이스들(30)을 나타낸다.
일 실시예에서, 에지 디바이스를 노광하는데 사용되는 리소그래피 디바이스(60)는 도 6에 나타낸 바와 같이 기판(10)을 회전시키는 기판테이블(220)과 연계하여 사용될 수 있다. 이 실시예에서, 기판(10)의 회전은 전체 기판테이블(220)을 회전시킴으로써 달성된다. 이 실시예에서는, 3개의 기판테이블이 제공되어, 어떠한 주어진 시간에, 하나는 듀얼-(또는 다중-) 스테이지 기계의 측정 스테이션(100)에 배치되고, 하나는 완전한 디바이스를 노광하기 위한 리소그래피 디바이스를 이용하는 노광을 위해 노광 스테이션(110)에 배치되며, 다른 하나는 에지 디바이스를 노광하기 위한 리소그래피 디바이스(60)를 이용하여 에지 디바이스를 노광하기 위한 스테이션(250)에 배치되도록 이루어질 수 있다.
회전가능한 기판테이블(220)로부터 그리고 상기 기판테이블(220)로 기판을 이송하기 위해 로봇(240)이 사용될 수 있다. 도 6에 나타낸 실시예에서, [완전한 디바이스(30)의 노광 동안 사용되는] 기판테이블(130)로부터 기판이 이송된다. 일 실시예에서, 기판(10)은 듀얼-(다중-) 스테이지 기계의 측정 스테이지에서 사용되는 기판테이블(120)로부터 회전가능한 기판테이블(220)로 이송될 수 있다. 일 실시예에서, 에지 디바이스(20)의 노광 후에, 기판(10)은 [동일한 로봇(240), 또는 상이한 로봇을 이용하여] 회전가능한 기판테이블(220)로부터, 측정 및 그 후의 완전한 디바이스(30)의 노광을 위해 사용되는 기판테이블(130)로 이송될 수 있다.
에지 디바이스의 노광을 위해 기판(10)을 회전시킬 수 있는 기판테이블(220)을 포함하는 이 실시예는 에지 디바이스가 기판의 주변부 주위에 배치되고, 따라서 테이블이 X-Y 평면에서 기판을 병진시킬 수 있기 위한 요건들이 존재하지 않거나 제한될 수 있는 장점을 갖는다. X-Y 평면에서의 기판의 희망하는 슬라이딩 또는 측방향의 움직임은, 예를 들어 리소그래피 디바이스(60)로부터 빔을 병진시키거나 및/또는 기판테이블(220)이 놓인 스몰-스트로크 슬라이딩 테이블을 이용하여 기판테이블(220)을 이동시킴으로써 달성될 수 있다. 따라서, 에지 디바이스의 노광 동안 기판을 지지하는데 사용되는 기판테이블(220)이 보다 단순해지고 통상적인 기판테이블에 비해 저렴할 수 있다.
에지 디바이스를 노광하기 위한 리소그래피 디바이스(60)의 노광부(230)는 기판테이블(220)이 회전할 때 기판(10)의 에지 영역만을 노광하기 위해 기판(10)의 주변부 위에 배치된다. 기판(10)을 회전시킬 수 있는 기판테이블(220)의 회전 위치설정의 제어는 실린더 인코더 그리드(cylindrical encoder grid) 및 Z, R 및 Phi 센서들을 이용함으로써 달성될 수 있다.
기판(10)을 회전시킬 수 있는 기판테이블(220)을 포함하는 일 실시예에서, 투영시스템의 개구수는 0.2의 오더로 이루어질 수 있으며, 조명 필드는 대략 26 mm × 33 mm일 수 있다. 통상적인 파장을 갖는 방사선 소스를 이용하면, 1 ㎛의 패턴 분해능이 달성될 수 있으며, 이는 통상적으로 에지 디바이스의 노광을 위해 충분하다.
기판(10)을 회전시킬 수 있는 기판테이블(220)을 포함하는 실시예에서, 방사선 빔 상에 패턴을 부여하기 위해 마스크가 사용될 수 있다. 마스크는 라인 패턴들 및/또는 도트 패턴들을 포함하는 "더미" 패턴을 포함할 수 있다. 이 때, 에지 디바이스 패턴은 상술된 바와 같이 방사선 소스의 세기를 조정함으로써 완전한 디바이 스 상에 패턴을 맞추도록(suit) 할 필요가 있을 때 조정될 수 있다(예를 들어, 패턴의 밀도가 조정될 수 있다). 기판(10)을 회전시킬 수 있는 기판테이블(220)을 포함하는 실시예에서, DMD(80)는 상술된 바와 같이 에지 디바이스(20)를 노광하기 위한 패턴을 생성하는데 사용될 수 있다. 일 실시예에서, (상술된 것과 같은) 간섭계 시스템은 에지 디바이스(20)를 노광하기 위한 패턴을 생성하는데 사용될 수 있다.
일 실시예에서, 에지 디바이스를 노광하기 위한 리소그래피 디바이스(60)는 기판테이블(220)과 함께 또는 기판테이블에 대해 대안적으로 회전될 수 있다. 이와 유사하게, "더미" 패턴을 갖는 마스크를 이용하는 실시예에서, 마스크를 잡아주는 조립체가 회전될 수도 있다. 사용되는 어떠한 마스크 디바이스(145)도 회전될 수 있다.
상술된 본 발명의 일 실시예를 구현함으로써, 완전한 디바이스를 노광하기 위해 보다 고가의 리소그래피 디바이스(70)에서 기판이 소비하는 시간이 현저히 단축되어 생산성을 증가시킨다. 예를 들어, 도 3에 나타낸 기판에서, 완전한 디바이스를 노광하는데 사용되는 리소그래피 디바이스에 의해 노광되는 디바이스들의 총 수는 에지 디바이스들을 사전-(또는 후-)노광함으로써 41로부터 19로 저감된다. 이는, 궁극적으로는 같은 수의 유용한 디바이스들이 생산된다 하더라도, 완전한 디바이스를 노광하는데 사용되는 리소그래피 디바이스(70)의 소요되는 노광 시간에 있어 54%의 저감을 유도한다.
본 명세서에서는, IC 제조에 있어서 리소그래피 장치의 특정 사용예에 대하여 언급되지만, 본 명세서에 서술된 리소그래피 장치는 집적 광학 시스템, 자기 도 메인 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, 248, 193, 157 또는 126 nm, 또는 그 정도의 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 허용하는 "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 프로그램물, 또는 이러한 컴퓨터 프로그램물이 저장되어 있는 데이터 저장 매체(예를 들어, 반도체 메모리, 자기 또는 광학 디스크)의 형태를 취할 수 있다. 1 이상의 제어기가 장치를 제어하기 위해 제공될 수 있다. 각각의 제어기는 본 발명을 구현하는 컴퓨터 프로그램물들 중 1 이상에 따라 장치의 적어도 일 구성요소를 작동시킬 수 있다.
앞선 서술내용은 예시를 위한 것이지, 제한하려는 것이 아니다. 따라서, 당업자라면, 아래에 설명되는 청구항들의 범위를 벗어나지 않고 서술된 본 발명에 대한 변형례가 행해질 수도 있음을 이해할 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 리소그래피 장치를 나타낸 도;
도 2는 노광 전이지만 디바이스들이 나타나 있는 기판을 나타낸 도;
도 3은 복수의 에지 디바이스들의 노광 후의 기판을 나타낸 도;
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 리소그래피 장치의 개략도;
도 5는 에지 디바이스를 노광시키는데 사용될 데이터를 준비하고 상기 에지 디바이스를 노광시키는데 상기 데이터를 이용하는 방법 및 디바이스를 나타낸 도;
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 리소그래피 장치를 나타낸 도이다.

Claims (20)

  1. 리소그래피 장치에 있어서,
    제 1 패턴을 기판 상에 투영하도록 구성되는 제 1 리소그래피 디바이스; 및
    제 2 패턴을 상기 기판 상에 투영하도록 구성되는 제 2 리소그래피 디바이스를 포함하고,
    상기 제 1 리소그래피 디바이스 및 상기 제 2 리소그래피 디바이스는 동일한 하우징 내에 포함되며,
    상기 제 2 리소그래피 디바이스는 상기 제 1 리소그래피 디바이스에 의해 노광되는 경우 상기 기판의 에지를 넘어서 연장되는 타겟부의 일부가 되는 상기 기판의 영역을 노광시키는데 사용되는 것을 특징으로 하는 리소그래피 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 리소그래피 디바이스는 제 1 분해능(resolution)으로 상기 제 1 패턴을 투영하도록 구성되고,
    상기 제 2 리소그래피 디바이스는 제 2 분해능으로 상기 제 2 패턴을 투영하도록 구성되며, 상기 제 2 분해능은 상기 제 1 분해능 보다 작은 것을 특징으로 하는 리소그래피 장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 제 2 리소그래피 디바이스는 상기 제 2 패턴을 방사선 빔 상에 부여하도록 구성되는 프로그램가능한 패터닝 디바이스를 포함하는 것을 특징으로 하는 리소그래피 장치.
  4. 제 2 항에 있어서,
    상기 제 2 리소그래피 디바이스는 상기 제 2 패턴을 방사선 빔 상에 부여하도록 구성되는 간섭계 시스템을 포함하고,
    상기 간섭계 시스템은:
    상기 방사선 빔을 2 이상의 방사선 빔으로 나누도록 구성되는 격자; 및
    상기 2 이상의 빔들이 상기 기판에서 간섭하도록, 상기 2 이상의 방사선 빔을 지향하게 구성되는 거울을 포함하는 것을 특징으로 하는 리소그래피 장치.
  5. 제 2 항에 있어서,
    상기 제 1 리소그래피 디바이스는 제 1 투영시스템을 포함하고,
    상기 제 2 리소그래피 디바이스는 제 2 투영시스템을 포함하며, 상기 제 2 투영시스템은 상기 제 1 투영시스템보다 작은 개구수를 갖는 것을 특징으로 하는 리소그래피 장치.
  6. 제 2 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제 1 및 제 2 리소그래피 디바이스들은 각각 제 1 및 제 2 기판을 동시에 노광하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 리소그래피 장치.
  7. 세 6 항에 있어서,
    상기 제 1 기판을 잡아주도록 구성되는 제 1 기판테이블;
    상기 제 2 기판을 잡아주도록 구성되는 제 2 기판테이블; 및
    각각 상기 제 2 리소그래피 디바이스로부터 상기 제 1 리소그래피 디바이스로 상기 제 1 및 제 2 기판테이블들의 이송을 가능하게 하도록 구성되는 이송 디바이스를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 리소그래피 장치.
  8. 제 2 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제 2 리소그래피 디바이스는 기판을 잡아주도록 구성되는 기판테이블을 포함하고, 상기 기판테이블은 상기 기판의 평면에 수직한 축선을 중심으로 회전가능한 것을 특징으로 하는 리소그래피 장치.
  9. 제 2 항에 있어서,
    상기 제 1 리소그래피 디바이스는 듀얼 스테이지 리소그래피 장치이며,
    기판을 노광하도록 구성되는 노광 스테이션; 및
    - 기판을 노광하도록 구성되는 제 2 리소그래피 디바이스와,
    - 기판 상에서의 측정들을 수행하도록 구성되는 측정 디바이스를 포함하는 측정 스테이션을 포함하는 것을 특징으로 하는 리소그래피 장치.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 제 2 리소그래피 디바이스는 상기 제 2 패턴을 방사선 빔 상에 부여하 도록 구성되는 프로그램가능한 패터닝 디바이스를 포함하는 것을 특징으로 하는 리소그래피 장치.
  11. 제 9 항에 있어서,
    상기 제 2 리소그래피 디바이스는 상기 제 2 패턴을 방사선 빔 상에 부여하도록 구성되는 간섭계 시스템을 포함하고,
    상기 간섭계 시스템은:
    상기 방사선 빔을 2 이상의 방사선 빔으로 나누도록 구성되는 격자; 및
    상기 2 이상의 빔이 상기 기판에서 간섭하도록 상기 2 이상의 방사선 빔을 지향하게 구성되는 거울을 포함하는 것을 특징으로 하는 리소그래피 장치.
  12. 제 9 항에 있어서,
    상기 제 1 리소그래피 디바이스는 제 1 투영시스템을 포함하고,
    상기 제 2 리소그래피 디바이스는 제 2 투영시스템을 포함하며, 상기 제 2 투영시스템은 상기 제 1 투영시스템보다 작은 개구수를 갖는 것을 특징으로 하는 리소그래피 장치.
  13. 제 9 항 내지 제 12 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제 2 리소그래피 디바이스는 기판을 잡아주도록 구성되는 기판테이블을 포함하고, 상기 기판테이블은 상기 기판의 평면에 수직한 축선을 중심으로 회전가능한 것을 특징으로 하는 리소그래피 장치.
  14. 디바이스 제조방법에 있어서,
    제 1 리소그래피 디바이스를 이용하여 기판의 주변부 내에 전체적으로 포함되는 상기 기판의 타겟부는 노광시키지만, 상기 제 1 리소그래피 디바이스를 이용하여 상기 기판의 주변부를 교차하는 타겟부는 노광시키지 않는 단계; 및
    제 2 리소그래피 디바이스를 이용하여 상기 제 1 리소그래피 디바이스에 의하여 노광되지 않는 기판의 타겟부를 노광시키는 단계를 포함하며,
    상기 제 1 리소그래피 디바이스를 이용하여 노광하는 단계는 상기 제 2 리소그래피 디바이스를 이용하여 노광하는 단계와 같은 레지스트 층 상의 타겟부를 노광시키고, 상기 제 2 리소그래피 디바이스는 상기 제 1 리소그래피 디바이스에 의해 노광되는 경우 상기 기판의 에지를 넘어서 연장되는 타겟부의 일부가 되는 상기 기판의 영역을 노광시키는데 사용되는 것을 특징으로 하는 디바이스 제조방법.
  15. 제 14 항에 있어서,
    상기 제 2 리소그래피 디바이스를 이용하여 노광하는 단계는 상기 제 1 리소그래피 디바이스를 이용하는 노광하는 단계 보다 작은 분해능으로 수행되는 것을 특징으로 하는 디바이스 제조방법.
  16. 제 15 항에 있어서,
    상기 기판의 현상(development)은 상기 두 노광하는 단계 사이에서는 수행되지 않는 것을 특징으로 하는 디바이스 제조방법.
  17. 제 14 항 내지 제 16 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제 2 리소그래피 디바이스를 이용하여 노광하는 단계는 프로그램가능한 패터닝 디바이스를 이용하여 방사선 빔 상에 패턴을 부여하는 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 디바이스 제조방법.
  18. 제 14 항 내지 제 16 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제 1 리소그래피 디바이스를 이용하여 노광하는 단계는 마스크를 이용하여 방사선 빔 상에 패턴을 부여하는 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 디바이스 제조방법.
  19. 제 14 항 내지 제 16 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제 1 리소그래피 디바이스를 이용하여 노광하는 단계가 기판 상에서 수행되기 전에 상기 제 2 리소그래피 디바이스를 이용하여 노광하는 단계가 상기 기판 상에서 수행되는 것을 특징으로 하는 디바이스 제조방법.
  20. 제 14 항 내지 제 16 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제 1 리소그래피 디바이스를 이용하여 노광하는 단계는 방사선 빔 상에 제 1 패턴을 부여하는 것을 포함하고, 상기 제 2 리소그래피 디바이스를 이용하여 노광하는 단계는 방사선 빔 상에 제 2 패턴을 부여하는 것을 포함하며,
    상기 제 2 패턴은:
    상기 제 1 패턴과 유사한 패턴을 가지며;
    상기 제 1 패턴의 결과로서 노광되는 각각의 타겟부 또는 디바이스의 비율과 유사한, 방사선으로 노광되는 각각의 타겟부 또는 디바이스의 비율을 유도하는 것을 특징으로 하는 디바이스 제조방법.
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