KR101083746B1 - 리소그래피 장치 및 디바이스 제조 방법 - Google Patents

리소그래피 장치 및 디바이스 제조 방법 Download PDF

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요제프 마리아 핀더스
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에이에스엠엘 네델란즈 비.브이.
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Abstract

리소그래피 장치는 기판 상에 패턴을 노광하는 동안, 위상 조정기의 광학 요소를 가로지르는 광파의 위상을 조정하는 위상 조정기를 포함한다. 일 실시예에서, 광학 요소는 리소그래피 장치의 투영 시스템 내의 열 제어가능한 광학 요소이다. 사용 시, 패턴은 오프-액시스 방사선 빔을 포함한 조명 모드로 조명된다. 이 빔은 광학 축선에 대해 반대로, 또한 비대칭적으로 경사진 0-차 및 1-차 회절 빔들로 회절된다. 1-차 회절 빔이 광학 요소를 가로지르는 영역이 식별된다. 패턴의 이미지의 이미지 특성은 0-차 회절 빔의 광학 위상에 관하여 1-차 회절 빔의 바람직한 광학 위상을 계산함으로써 최적화된다. 위상 조정기는 1-차 회절 빔에 바람직한 광학 위상을 적용하도록 제어된다.

Description

리소그래피 장치 및 디바이스 제조 방법{LITHOGRAPHIC APPARATUS AND DEVICE MANUFACTURING METHOD}
본 발명은 리소그래피 장치 및 디바이스 제조 방법에 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 방사선 빔의 단면에 패턴을 부여하는데 사용될 수 있으며, 상기 패턴은 IC의 개별층 상에 형성될 회로 패턴에 대응한다. 이 패턴은 기판(예컨대, 실리콘 웨이퍼) 상의 (예를 들어, 1 개 또는 수개의 다이의 부분을 포함하는) 타겟부 상에 이미징(imaging)되거나 전사(transfer)될 수 있다. 패턴의 전사는 통상적으로 기판 상에 제공된 방사선-감응재(레지스트)층 상으로의 이미징을 통해 수행된다. 일반적으로, 단일 기판은 연속하여 패터닝되는 인접한 타겟부들의 네트워크를 포함할 것이다. 공지된 리소그래피 장치는, 한번에 타겟부 상으로 전체 패턴의 이미지를 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-평행한 방향(반대 방향으로 평행한 방향)으로 기판을 동기적으로 스캐닝함으로써 각각의 타겟부가 조사되는 소위 스캐너를 포함한다. 또한, 기판 상에 패턴을 임프린트(imprint)함으로써, 패터닝 디바이스에서 기판으로 패턴을 전사할 수도 있다.
반도체 제조 산업에서는, 훨씬 더 작은 피처들 및 피처들의 증가된 밀도에 대한 요구가 증가하고 있다. 임계 치수(CD)들은 빠르게 감소하고 있으며, 앞서 설명된 스테퍼 및 스캐너와 같은 최첨단 노광 툴들의 이론적 분해능 한계에 매우 가까워지고 있다. 분해능을 향상시키고 프린트가능한 CD를 최소화하려는 종래의 기술들은 노광 방사선의 파장을 감소시키는 것, 리소그래피 장치의 투영 시스템의 개구수(NA)를 증가시키는 것, 및/또는 기판 상에 프린트하지는 않지만 콘트라스트(contrast)를 개선하고 미세 피처들을 뚜렷하게 할 수 있는 회절 효과(diffraction effect)들을 야기하도록 패터닝 디바이스 패턴 내에 노광 툴의 분해능 한계보다 더 작은 피처들을 포함하는 것을 포함한다.
하지만, 이러한 종래의 분해능 향상 기술들의 적용은, 예를 들어 분해능 한계에서 원하는 패턴들의 이미징이 수행될 수 있는 초점 심도(depth of focus)의 감소를 초래할 수 있다. 감소된 초점 심도는, 예를 들어 잔여 기판 비평탄도(residual substrate unflatness)가 노광 시 보상될 수 없는 공차를 넘어선 패턴 오차들이 프린트되게 할 수 있다.
예를 들어, 본 발명의 일 실시예를 이용하여 이용가능한 초점 심도의 제한된 범위와 연계된 문제를 전체 또는 부분적으로 완화하는 것이 바람직하다.
본 발명의 일 실시형태에 따르면, 조명 폴(illumination pole)로부터 나타나고 광학 축선에 대해 경사진 오프-액시스(off-axis) 방사선 빔을 포함한 조명 모드로 방사선 빔을 컨디셔닝(condition)하도록 구성된 조명 시스템; 패터닝 디바이스를 지지하도록 구성된 지지체- 상기 패터닝 디바이스는 패터닝된 방사선 빔을 형성하기 위해 방사선 빔의 단면에 패턴을 부여할 수 있고, 오프-액시스 방사선 빔을 광학 축선에 대해 반대로, 또한 비대칭적으로 경사진 0-차 회절 빔 및 1-차 회절 빔으로 회절시킬 수 있음 -; 퓨필 평면을 갖고, 기판의 타겟부 상에 패터닝된 방사선 빔을 투영하도록 구성된 투영 시스템; 퓨필 평면 내에 배치된 위상 조정기(phase adjuster)의 광학 요소를 가로지르는 방사선 빔의 전기장의 위상을 조정하도록 구성되고 배치된 위상 조정기; 및 패턴 및 조명 모드를 나타내는 데이터를 회수(retrieve)하기 위해, 1-차 회절 빔이 퓨필 평면을 가로지르는 영역을 식별하기 위해, 0-차 회절 빔의 광학 위상에 관하여 1-차 회절 빔의 바람직한 광학 위상을 계산함으로써 패턴의 이미지의 이미지 특성을 최적화하기 위해, 광학 요소의 부분 상에 상기 영역을 맵핑(map)하기 위해, 및 바람직한 광학 위상에 따라 광학 요소의 부분의 굴절률을 변화시키도록 상기 부분에 열을 적용하거나 상기 부분으로부터 열을 추출하기 위해 구성되고 배치된 제어기를 포함한 리소그래피 장치가 제공된다.
본 발명의 일 실시형태에 따르면, 제 1 및 인접한 제 2 폴 각각으로부터 나타나고 광학 축선에 대해 경사진 제 1 및 제 2 빔을 포함한 쿼드러폴(quadrupole) 조명 모드로 방사선 빔을 컨디셔닝하도록 구성된 조명 시스템; 패터닝 디바이스를 지지하도록 구성된 지지체- 상기 패터닝 디바이스는 패터닝된 방사선 빔을 형성하기 위해 방사선 빔의 단면에 패턴을 부여할 수 있고, 제 1 빔을 광학 축선에 대해 반대로, 또한 대칭적으로 경사진 제 1_0-차 빔 및 제 1_1-차 빔으로 회절시키고, 제 2 빔을 광학 축선에 대해 반대로, 또한 비대칭적으로 경사진 제 2_0-차 빔 및 제 2_1-차 빔으로 회절시킬 수 있음 -; 퓨필 평면을 갖고, 기판의 타겟부 상에 패터닝된 방사선 빔을 투영하도록 구성된 투영 시스템; 퓨필 평면 내에 배치된 위상 조정기의 광학 요소를 가로지르는 방사선 빔의 전기장의 위상을 조정하도록 구성되고 배치된 위상 조정기; 및 패턴 및 쿼드러폴 조명 모드를 나타내는 데이터를 회수하기 위해, 제 2_1-차 빔이 퓨필 평면을 가로지르는 영역을 식별하기 위해, 제 2_1-차 빔의 바람직한 광학 위상을 계산함으로써 패턴의 이미지의 초점 심도를 최 적화하기 위해, 광학 요소의 부분 상에 상기 영역을 맵핑하기 위해, 및 바람직한 광학 위상에 따라 광학 요소의 부분의 굴절률을 변화시키도록 상기 부분에 열을 적용하거나 상기 부분으로부터 열을 추출하기 위해 구성되고 배치된 제어기를 포함한 리소그래피 장치가 제공된다.
본 발명의 일 실시형태에 따르면, 패터닝 디바이스로부터 기판 상에 패턴을 전사하는 단계를 포함하는 디바이스 제조 방법이 제공되고, 상기 방법은 조명 폴로부터 나타나고 광학 축선에 대해 경사진 오프-액시스 방사선 빔을 포함한 조명 모드를 갖는 방사선 빔으로 패터닝 디바이스를 조명하는 단계- 상기 패터닝 디바이스는 패터닝된 방사선 빔을 형성하기 위해 방사선 빔의 단면에 패턴을 부여하고, 오프-액시스 방사선 빔을 광학 축선에 대해 반대로, 또한 비대칭적으로 경사진 0-차 회절 빔 및 1-차 회절 빔으로 회절시킴 -; 퓨필 평면을 통해 기판의 타겟부 상에 패터닝된 방사선 빔을 투영하는 단계; 및 퓨필 평면 내에 배치된 광학 요소를 가로지르는 방사선 빔의 전기장의 위상을 조정하는 단계를 포함하며, 상기 조정하는 단계는 패턴 및 조명 모드를 나타내는 데이터를 회수하는 단계, 1-차 회절 빔이 퓨필 평면을 가로지르는 영역을 식별하는 단계, 0-차 회절 빔의 광학 위상에 관하여 1-차 회절 빔의 바람직한 광학 위상을 계산함으로써 패턴의 이미지의 이미지 특성을 최적화하는 단계, 광학 요소의 부분 상에 상기 영역을 맵핑하는 단계, 및 바람직한 광학 위상에 따라 광학 요소의 부분의 굴절률을 변화시키도록 상기 부분에 열을 적용하거나 상기 부분으로부터 열을 추출하는 단계를 포함한다.
본 발명의 일 실시형태에 따르면, 패터닝 디바이스로부터 기판 상에 패턴을 전사하는 단계를 포함하는 디바이스 제조 방법이 제공되고, 상기 방법은 제 1 및 인접한 제 2 폴 각각으로부터 나타나고 광학 축선에 대해 경사진 제 1 및 제 2 빔을 포함한 쿼드러폴 조명 모드를 갖는 방사선 빔으로 패터닝 디바이스를 조명하는 단계- 상기 패터닝 디바이스는 패터닝된 방사선 빔을 형성하기 위해 방사선 빔의 단면에 패턴을 부여하고, 제 1 빔을 광학 축선에 대해 반대로, 또한 대칭적으로 경사진 제 1_0-차 빔 및 제 1_1-차 빔으로 회절시키고, 제 2 빔을 광학 축선에 대해 반대로, 또한 비대칭적으로 경사진 제 2_0-차 빔 및 제 2_1-차 빔으로 회절시킴-; 퓨필 평면을 통해 기판의 타겟부 상에 패터닝된 방사선 빔을 투영하는 단계; 및 퓨필 평면 내에 배치된 광학 요소를 가로지르는 방사선 빔의 전기장의 위상을 조정하는 단계를 포함하며, 상기 조정하는 단계는 패턴 및 쿼드러폴 조명 모드를 나타내는 데이터를 회수하는 단계, 제 2_1-차 빔이 퓨필 평면을 가로지르는 영역을 식별하는 단계, 제 2_1-차 빔의 바람직한 광학 위상을 계산함으로써 패턴의 이미지의 초점 심도를 최적화하는 단계; 광학 요소의 부분 상에 상기 영역을 맵핑하는 단계; 및 바람직한 광학 위상에 따라 광학 요소의 부분의 굴절률을 변화시키도록 상기 부분에 열을 적용하거나 상기 부분으로부터 열을 추출하는 단계를 포함한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 리소그래피 장치(100)를 개략적으로 도시한다. 상기 장치는:
- 방사선 빔(B)[예를 들어, 248 nm 또는 193 nm의 파장에서 작동하는 엑시머 레이저(excimer laser)에 의해 생성된 UV 방사선, 또는 예를 들어 약 13.6 nm 파장 에서 작동하는 레이저 플라즈마 소스(laser-fired plasma source)에 의해 생성된 EUV 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 타입들의 광학 구성요소들을 포함할 수 있다.
지지 구조체(MT)는 패터닝 디바이스를 유지한다. 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 구조체(MT)는 패터닝 디바이스를 유지하기 위해 기계적, 진공, 정전기, 또는 다른 클램핑 기술들을 이용할 수 있다. 지지 구조체(MT)는, 예를 들어 필요에 따라 고정되거나 이동가능할 수 있는 프레임 또는 테이블일 수 있다. 지지 구조체(MT)는, 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, 상기 장치(100)는 (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 장치(100)는 2 개(듀얼 스테이지) 이상의 기판 테이블(및/또는 2 이상의 패터닝 디바이스 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 장치(100)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. 또한, 침지 액체는 리소그래피 장치 내의 다른 공간들, 예를 들어 마스크와 투영 시스템 사이에도 적용될 수 있다. 침지 기술들은 투영 시스템의 개구수(numerical aperture)를 증가시키는 것으로 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 시스템이라고도 칭해질 수 있다.
상기 일루미네이터(IL)는 방사선 빔의 각도 세기 분포를 조정하도록 구성된 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 유지 되어 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, 패터닝 디바이스 테이블(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, 패터닝 디바이스 테이블(MT)은 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 마크들은 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 장치(100)는 다음 모드들 중 적어도 1 이상에서 사용될 수 있다:
1. 스텝 모드에서, 지지 구조체(MT) 및 기판 테이블(WT)은 기본적으로 정지 상태로 유지되는 한편, 방사선 빔에 부여된 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(WT)이 이동되거나 스캐닝된다. 이 모드에 서는, 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 1의 장치의 광학 구성은 퀼러 조명(Koehler illumination)을 사용한다. 퀼러 조명을 이용하면, 조명 시스템(IL) 내의 퓨필 평면(PPi)이 투영 시스템(PS)의 퓨필 평면(PPp)과 켤레(conjugate)이다. 퓨필 평면(PPp)은, 패터닝 디바이스(MA)가 위치되는 대상물 평면의 푸리에 변환(Fourier transform) 평면이다. 종래와 같이, 조명 시스템의 퓨필 평면(PPi)에서의 빔(B)의 방사선 세기의 분포를 참조하여 이 장치의 조명 모드가 설명될 수 있다. 투영 시스템(PS)의 퓨필 평면(PPp)에서의 세기 분포는, 패터닝 디바이스(MA)의 패턴의 회절 효과들을 거쳐야 하는 조명 시스템의 퓨필 평면(PPi)에서의 세기 분포와 실질적으로 동일할 것이다.
투영 시스템(PS)은 투영 시스템을 가로지르는 광학 방사선 빔의 전기장의 위상을 조정하도록 구성되고 배치된 위상 조정기(phase adjuster: 110)를 포함한다. 도 2에 개략적으로 나타낸 바와 같이, 위상 조정기(110)는 빔(B)의 방사선에 대해 실질적으로 투과형인 재료의 광학 요소(310)를 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 광학 요소(310)는 빔(B)의 방사선에 대해 반사형일 수 있다. 위상 조정기(110)는 제어기(340)를 더 포함할 수 있다. 제어기(340)에 의해 공급되는 신호에 응답하여, 광학 요소(310)를 가로지르는 파동에 대한 광학 경로 길이가 조정가능하다. 광학 요소(310)는, 예를 들어 실질적으로 퓨필 PPp와 같은 푸리에 변환 평면에, 또한 - 사용 시 - 패터닝 디바이스로부터 방사하는 회절 빔(DB)에 의해 가로질러지도록 배치되거나 배치가능할 수 있다.
도 3은 위상 조정기(110)를 더 상세히 예시하며, 광학 요소(310)의 Z-축선을 따르는 평면도를 나타낸다. 광학 요소(310)의 부분(320)에 열을 적용하거나 그로부터 열을 제거하여, 상기 부분(320)에 인접한 재료의 굴절률에 대해 광학 요소의 재료의 굴절률의 국부 변화를 도입함으로써, 광학 요소(310)를 가로지르는 광파의 위상 조정이 얻어질 수 있다. 열의 적용은, 예를 들어 옴 저항(Ohmic resistance)을 갖는 와이어(330)를 통해 전류를 전달함으로써 실현될 수 있으며, 와이어는 와이어(330)에 전류를 제공하도록 배치된 제어기(340) 및 상기 요소의 부분(320)과 접촉하여 배치된다.
광학 요소의 복수의 인접부들에는 여하한의 다른 부분으로부터 독립적으로 여하한의 부분을 가열하기 위해 대응하는 복수의 와이어들이 제공될 수 있다. 예를 들어, 도 4에 개략적으로 예시된 바와 같이, 인접부들(320-1 내지 320-44)이 인접한 열(row)들로 배치되고, 왼쪽에서 오른쪽으로, 또한 위에서 아래로 번호가 매겨진다. 인접부들(320-1 내지 320-44)의 각각의 부분(320)에는 대응하여 번호가 매겨진 가열 와이어들(heating wire: 330-1 내지 330-44)이 제공된다(하지만, 도 4 는 간명함을 위해 320-4 및 320-37 부분들만을 예시함). 제어기(340)는, 각각의 와이어가 독립적으로 전류-활성(current-activate)될 수 있도록 구성되고 배치된다. 이는 X,Y 평면 내의 요소(310)에 걸친 온도의 공간 분포에 따라, 상기 요소(310)를 가로지르는 광파에 공간 위상 분포를 적용할 수 있게 한다.
추가적으로 또는 대안적으로, 광학 요소(310)는 냉각 유체를 포함하도록 배치된 채널을 포함할 수 있다. 위상 조정기(110)는 채널에 연결되고 채널을 통해 제어된 온도에서 냉각 유체를 순환시키도록 배치된 냉각 유체 공급기 및 회수 시스템을 포함할 수 있다. 와이어들(330)과 같이, 냉각 채널이 각각의 부분(320)과 연계될 수 있다; 하지만, 대안적으로 모든 부분들(320)에 대해 단일 냉각 채널이 배치될 수 있다. 광학 요소(310)의 부분(320)의 가열과 조합한 광학 요소(310)의 냉각이 공칭 온도 위아래로 연장되는 온도 범위 내에서 상기 부분(320)의 온도를 조정하게 할 수 있다. 공칭 온도는, 예를 들어 상기 장치(100) 또는 투영 시스템(PS)의 광학 요소들의 재료의 명시된 바람직한 작동 온도일 수 있다.
위상 조정기(110)의 실시예들은 미국 특허 출원 제 11/593,648호로부터 설명될 수 있다. 부분들(320)의 총 개수는 44 개로 제한되지 않는다. 그 대신에, 일반적으로 온도 분포들의 바람직한 공간 분해능에 의존할 수 있다. 예를 들어, 투영 시스템(PS)의 퓨필 평면(PPp) 내의 클리어 영역(clear area)의 크기에 대한 각각의 부분들(320)의 영역의 비는 100 내지 1000일 수 있다.
본 발명은 앞서 설명된 위상 조정기(110)의 특정한 실시예에 제한되지 않는다는 것을 유의한다. 본 명세서에서, 이러한 실시예는 예시를 위해서만 나타낸다. 당업자라면, 본 명세서에 포함된 정보(teaching)들에 기초하여 추가 실시예들을 알 것이다. 예를 들어, 대안적인 위상 조정기(110)는 렌즈 퓨필(PPp) 부근에 배치된 광학 요소(310)의 부분들(320)을 선택적으로 가열하도록 배치된 적외선 레이저를 포함할 수 있다. 적외 방사선은, 예를 들어 중공 광섬유(hollow optical fibers)에 의해 광학 요소의 선택된 부분들에 안내될 수 있다. 이 실시예의 세부내용들은 일본 특허 출원 공개공보 JP 2007317847 A로부터 설명될 수 있다. 냉각 수단들이 존재하지 않는 경우, 상이한 부분들(320)의 온도들은 대응하는 서로 상이한 양의 적외 방사선 에너지를 대응하는 상이한 부분들에 공급함으로써 서로 상이하게 배치될 수 있다. 공칭 온도는, 예를 들어 서로 상이한 온도들의 평균 온도 값으로서 명시될 수 있다.
패터닝 디바이스(MA)에 의해 제공된 패터닝 디바이스 패턴이 종래의 쿼드러폴(quadrupole) 조명 모드를 이용하여 예시되는 실시예가 도 5에 예시된다. 상기 빔(B)은 제 1 입사면(PI1) 내에 (패터닝 디바이스(MA)에 실질적으로 수직인) Z-축선에 대해 각도 α1로 경사진 제 1 방사선 빔(B1)을 포함하고, 제 2 입사면(PI2) 내에 패터닝 디바이스에 대해 역시 각도 α1로 경사진 제 2 방사선 빔(B2)을 포함한다. 제 2 입사면(PI2)은 제 1 입사면(PI1)에 대해 각도 φ로 배치된다. 또한, 상기 빔(B)은 각각의 빔들(B1 및 B2)에 대칭적으로 마주하여 배치된 빔들(B1' 및 B2')을 각각 포함한다. 각도 φ는 실시예에서 90 도이며, 이 값에 제한되지는 않는다. 입사면들(PI1 및 PI2)은 실시예에서 각각 X-Z 평면 및 Y-Z 평면이며, Z-축선에 대해 다른 회전 방위들로 선택될 수도 있다.
도 6에 나타낸 바와 같이, 패터닝 디바이스 패턴(600)이 벽돌담(brick-wall)형 DRAM 패턴으로 구성될 수 있다. 라인 세그먼트들(line segment: 610)의 축선들(벽돌들의 가장 긴 축선들)은 Y-방향에 실질적으로 평행이다. 라인 세그먼트들(610)은 (벽돌들의 가장 긴 축선들에 수직인) X-방향을 따라 피치 Px로 배치된다. 단일 라인을 따르는 2 개의 인접한 라인 세그먼트들 간의 분리에 의해 갭들(620)이 정의된다. 갭들(620)의 배치는 Y-방향을 따라 피치 Py를 정의한다.
상기 실시예에서, 피치 Px의 값은 100 nm이고, 라인 세그먼트들(610)의 폭은 50 nm이다. 갭들(620)의 폭은 65 nm이다. 패턴(600)을 프린트하는 투영 공정은, 1.2의 NA를 갖는 투영 시스템(PS) 및 193 nm의 파장을 갖는 빔(B)의 방사선에 의해 특성화된다.
도 7에 예시된 바와 같이, 패터닝 디바이스 패턴(600)은 상기 빔(B1)을 0 차 및 1 차 회절 빔(각각 DB10 및 DB11)으로 회절시킨다. 상기 빔들(DB10 및 DB11)은 투영 시스템(PS) 내의 푸리에 변환 평면, 예를 들어 퓨필 평면 PPp를 가로지른다. 퓨필 평면(PPp)을 가로지르는 것이 (Z-축선에 평행인) 광학 축선 OA에 대해 대칭적으로 광학 축선(OA)으로부터 각각 등거리(d10 및 d11; d10 = d11)에 배치된 각각의 맞은편 영역들(AE10 및 AE11)에서 일어나도록 각도 α1가 배치된다.
또한, 도 8에 예시된 바와 같이, 패터닝 디바이스 패턴은 빔(B2)을 0 차 및 1 차 회절 빔(각각 DB20 및 DB21)으로 회절시킨다. 상기 빔들(DB20 및 DB21)은 각각의 맞은편 영역들(AE20 및 AE21)에서 투영 시스템(PS) 내의 푸리에 변환 평면, 예를 들어 퓨필 평면 PPp를 가로지른다. 영역들 AE10 및 AE11에 대조적으로, 영역 들 AE20 및 AE21은 광학 축선(OA)에 대해 비대칭적으로 광학 축선(OA)으로부터 각각 상이한 거리들(d20 및 d21)에 배치된다. B1 및 B2로부터 발생하는 회절 빔들 간의 차이는 라인 세그먼트들(610)과 갭들(620)의 피치들(Px 및 Py) 간의 차이와 관련된다. 특히, 보다 짧은 피치로 배치된 피처들에 비하여, 보다 긴 피치로 배치된 피처들은 패터닝 디바이스-조명 빔의 0 차 회절 빔 방향으로부터 방사선을 회절시키는데 있어서 덜 효과적이다.
도 5에 예시된 바와 같이 쿼드러폴 조명이 존재하는 경우, 라인 세그먼트(610) 및 갭(620)의 이미지는 4 개의 이미지들의 합으로서 표현될 수 있으며, 이 이미지들은 조명 퓨필 평면(PPi) 내의 쿼드러폴 조명 세기 분포의 4 개의 각 폴들로부터 방사하는 방사선에 의해 각각 발생된다. 제 1 이미지(im1)는 B1- 도 7 참조 -으로부터 회절된 빔들(DB10 및 DB11)의 재조합에 의해 기판(W) 바로 위에, 또한 기판(W)에 발생된다. 이 이미지는 주로 벽돌-패턴(600)의 이미지의 X-방향을 따르는 콘트라스트 및 분해능에 기여하여, 벽돌들(610) 사이의 갭들(620)보다 더 X-방향을 따르는 벽돌들(610) 사이의 라인형 공간(line shaped space)들을 분해한다. 이와 유사하게, 빔 B'의 회절에 의해 발생된 회절 빔들은 유사한 제 1 추가 이미지(im1')를 제공한다. 제 2 이미지(im2)는 B2- 도 8 참조 -으로부터 회절된 빔들(DB20 및 DB21)의 재조합에 의해 기판(W) 바로 위에, 또한 기판(W)에 발생된다. 이 제 2 이미지는 주로 패턴(600)의 이미지의 Y-방향을 따르는 콘트라스트 및 분해능에 기여하여, X-방향을 따르는 벽돌들(610) 사이의 라인형 공간보다 더 벽돌들(610) 사이의 갭들(620)을 분해한다. 유사한 제 2 추가 이미지(im2)는 패터닝 디바이스 패턴(600)에서 빔 B2'의 회절에 의해 발생된 회절 빔들로부터 발생한다.
이미지 평면 부근에서, 또한 이미지 평면에서 빔들(DB10 및 DB11)의 Z-축선에 대한 경사는 퓨필 평면(PPp)에서의 거리(d10 및 d11)에 각각 비례한다. 이에 따라, 이미지 평면 부근에서, 빔들(DB10 및 DB11)은 제 1 이미지를 형성하기 위해 Z-축선(이는 기판(W)에 실질적으로 수직임)에 대해 반대이고 실질적으로 동일한 경사들로 재조합한다. 2 개의 빔들을 동일하지만 반대인 경사각으로 재조합하는 이미징의 형태는 대칭적 2-빔 이미징이라고 칭해진다. 제 1 추가 이미지(im1')의 형성은 이러한 대칭적 2-빔 이미징에 의해서도 특성화된다.
조합된 2 개의 이미지들(im1 및 im1')과 함께, 본 명세서에서 DoFx로 표시된 초점 심도가 연계된다. 이는, 노광 시 기판(W)의 디포커스(defocus)가 레지스트에 프린트된 라인 세그먼트들(610)의 폭의 공차를 넘어선 오차를 야기하지 않는 Z-축선을 따르는 거리이다. 이 폭은 임계 치수(CD)이며, 패턴의 최소 프린트가능 치수이다. 초점 심도(DoFx)는 본 실시예에서 300 nm이다. 이와 유사하게, 초점 심도를 갭들(620)의 이미징과, 즉 조합된 이미지들 im2 및 im2'와 연계시킬 수 있다. 빔들 B1 및 B1'로부터 발생되는 방사선과 연계된 이미징과 대조적으로, (빔 B2로부터 발생되는) 빔들 DB20 및 DB21에 의한 이미지 im2의 이미지 형성은 대칭적 2-빔 이미징이 아니며, 이는 이미지 평면 부근에서 Z-축선에 대한 빔들(DB20 및 DB21)의 경사각들이 상이하기 때문이다. 이러한 비-대칭적 2-빔 이미징은 덜 바람직하며, 이는 대칭의 결여가 초점 심도의 감소를 초래할 수 있기 때문이다. 결과적으로, 본 실시예에서 조합된 이미지들 im1 및 im1'의 초점 심도는 조합된 이미지들 im2 및 im2'의 초점 심도보다 더 크다. 후자의 초점 심도는 DoFy라고 칭해진다. 본 실시예에서, 실질적으로 이러한 초점 심도 DoFx와 DoFy 간의 차이를 회피하기 위해, 광학 위상의 제 1 변화가 빔 DB21에 적용되고, 광학 위상의 제 2 변화가 빔 DB21'에 적용된다; 이 위상 변화들은 각각의 0 차 빔들(DB20 및 DB20')의 위상에 대한 변화들이다. 또한, 이러한 상대 위상 변화들은 다른 0 차 및 1 차 회절 빔들(DB10, DB11, DB10' 및 DB11')에는 적용되지 않는다.
빔들 DB21 및 DB21'에 바람직한 위상 변화들을 제공하기 위해, 위상 조정기(110)가 사용된다. 먼저, 제어기(340)에 의해 패터닝 디바이스 데이터-파일 및 조명 모드 세팅 데이터를 포함한 파일로부터 패터닝 디바이스 패턴(600) 및 조명 모드에 대해 나타내는 데이터가 회수된다. 그 다음, 패턴 및 조명 데이터를 포함한 데이터에 기초하여, 투영 시스템의 퓨필 평면(PPp) 내의 세기 분포가 예측된다. 영역들 AE21 및 AE21'(후자는 도 8에 도시되지 않음)은, 빔들 DB21 및 DB21'가 위상 조정기(110)의 광학 요소(310)를 가로지르는 경우에 식별된다. 예를 들어, 초점 심도를 최적화하도록 배치된 리소그래피 공정 최적화가 제어기(340)에 의해 실행된다. 최적화에서 사용되는 최적화 변수들은 앞서 언급된 광학 위상의 제 1 및 제 2 변화를 포함한다. 바람직한 제 1 및 제 2 광학 위상들이 계산되고 저장된다. 식별된 영역들(AE21 및 AE21')은 광학 요소(310)의 부분들(320) 상에 맵핑되며, 실질적으로 각각의 빔들 DB21 및 DB21'에 의해 가로질러지는 부분들(320)이 식별되고, 대응하는 가열 와이어들 및/또는 냉각 채널들에 관한 어드레스(address)들이 저장된다. 일 실시예에서, 영역 AE21은 도 9에 예시된 바와 같이 부분들 320-12 및 320-19에 대응하는 것으로 가정된다. 이와 유사하게, 영역 AE21'는 부분들 320-26 및 320-33에 대응하는 것으로 가정된다.
본 실시예에서, 빔 DB21에 대한 바람직한 위상 변화는 2π의 90/193이며, 빔 DB21'에 대한 바람직한 위상 변화는 제 1 위상 변화와 비교하여 동일한 매그니튜드 및 반대 부호로 구성된다. 제어기는 바람직한 위상 변화들을 320-12 및 320-19 부분들에 대해 바람직한 제 1 온도 및 320-26 및 320-33 부분들에 대해 바람직한 제 2 온도로 각각 전환하며, 여기서 상기 제 1 온도 및 제 2 온도는 여하한의 다른 320-1 내지 320-44 부분들에 대한 바람직한 공칭 온도와 대항하는 온도 구간이며, 또한 상기 제어기는 가열 와이어들에 대응하는 전류들을 결정하고 적용한다(및/또는 채널들에 냉각 유체 온도를 적용한다).
앞서 언급된 바와 같이, 본 발명은 위상 조정기(110)의 특정한 실시예에 제한되지는 않는다; 대안적인 위상 조정기(110)는 렌즈 퓨필(PPp) 부근에 배치된 광학 요소(310)의 부분들(320)을 선택적으로 가열하도록 배치된 적외선 레이저를 포함할 수 있다.
시뮬레이션은, 앞서 설명된 제 1 및 제 2 위상 변화들을 적용하는 것이 이미지들(im2 및 im2')에 대한 초점 심도를 증가시킬 수 있다고 예측한다.
도 10a는 적용되는 제 1 및 제 2 위상 변화들이 존재하는 경우, X-방향으로 라인 세그먼트들(610)의 폭들을 프린트하는 초점 심도(DoFx)에 대한 시뮬레이션된 노광 래티튜드(latitude)를 예시한다. 수직 축선을 따라, 노광 래티튜드가 백분율로 구성(plot)된다; 수평 축선을 따라, 초점 심도가 마이크로미터(㎛) 단위로 구성 된다.
도 10b는 적용되는 제 1 및 제 2 위상 변화들이 존재하는 경우, 라인 세그먼트들(610) 사이의 갭들(620)을 프린트하는 초점 심도(DoFy)에 대한 시뮬레이션된 노광 래티튜드를 예시한다. 수직 축선을 따라, 노광 래티튜드가 백분율로 구성된다; 수평 축선을 따라, 초점 심도가 마이크로미터(㎛) 단위로 구성된다.
도 10c는 제 1 및 제 2 위상 변화들을 적용시키지 않는 경우, X-방향으로 라인 세그먼트들(610)의 폭들을 프린트하는 초점 심도(DoFx)에 대한 시뮬레이션된 노광 래티튜드를 예시한다. 수직 축선을 따라, 노광 래티튜드가 백분율로 구성된다; 수평 축선을 따라, 초점 심도가 마이크로미터(㎛) 단위로 구성된다.
도 10d는 제 1 및 제 2 위상 변화들을 적용시키지 않는 경우, 라인 세그먼트들(610) 사이의 갭들(620)을 프린트하는 초점 심도(DoFy)에 대한 시뮬레이션된 노광 래티튜드를 예시한다. 수직 축선을 따라, 노광 래티튜드가 백분율로 구성된다; 수평 축선을 따라, 초점 심도가 마이크로미터(㎛) 단위로 구성된다.
도 10a 내지 도 10d에 예시된 바와 같이, 제 1 및 제 2 위상 변화들을 적용함으로써, 1 %의 노광 래티튜드에서 갭의 이미지에 대한 초점 심도(DoFy)가 약 125 nm에서 180 nm까지 증가하였다. 초점 심도의 증가는 실질적으로 오버레이 성능에 영향을 주지 않고, 즉 기판(W)의 X-Y 평면에서 갭(620)의 이미지의 위치의 연계된 시프트 없이 얻어질 수 있다. 또한, 초점 심도 DoFy의 증가는 공차 내의 위치에서 벽돌들(610)의 긴 축선을 따르는 라인 세그먼트들(610)의 에지들을 프린트하도록 요구되는, 패턴(600)의 이미지에서 X-방향을 따르는 콘트라스트와 연계된 초점 심 도 DoFx를 실질적으로 감소시키지 않고 얻어질 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.
본 명세서에서 사용된 "방사선" 및 "빔"이라는 용어는 (예를 들어, 365, 355, 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)방사선을 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 또 는 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.
이하 대응하는 참조 부호들이 대응하는 부분들을 나타내는 첨부된 개략적인 도면들을 참조하여, 단지 예시의 방식으로만 본 발명의 실시예들을 설명할 것이다:
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 리소그래피 장치를 도시하는 도면;
도 2는 리소그래피 장치의 투영 시스템을 가로지르는 전자기파의 위상을 변화시키도록 구성된 위상 조정기를 예시하는 도면;
도 3은 위상 조정기 내에 포함된 광학 요소를 예시하는 도면;
도 4는 위상 조정기 내에 포함된 광학 요소의 온도 제어가능한 부분들을 도시하는 도면;
도 5는 쿼드러폴 조명 모드를 나타내는 도면;
도 6은 패터닝 디바이스에 의해 발생된 패턴을 예시하는 도면;
도 7은 쿼드러폴 조명 모드의 단일 폴로부터 발생하는 회절 빔들을 도시하는 도면;
도 8은 도 7의 폴에 인접한 쿼드러폴 조명 모드의 폴로부터 발생하는 회절 빔들을 도시하는 도면;
도 9는 위상이 변화가 일 실시예에 적용되는 회절 빔들에 의해 가로질러지는 영역들을 도시하는 도면;
도 10a는 일 실시예에 따라 적용되는 위상 변화들이 존재하는 경우에, 도 6의 패턴을 프린트하는 초점 심도에 대한 노광 래티튜드의 제 1 실시형태를 예시하는 도면;
도 10b는 일 실시예에 따라 적용되는 위상 변화들이 존재하는 경우에, 도 6의 패턴을 프린트하는 초점 심도에 대한 노광 래티튜드의 제 2 실시형태를 예시하는 도면;
도 10c는 위상 변화들이 없는 경우에, 도 6의 패턴을 프린트하는 초점 심도에 대한 노광 래티튜드의 제 1 실시형태를 예시하는 도면; 및
도 10d는 위상 변화들이 없는 경우에, 도 6의 패턴을 프린트하는 초점 심도에 대한 노광 래티튜드의 제 2 실시형태를 예시하는 도면이다.

Claims (6)

  1. 리소그래피 장치에 있어서:
    조명 폴(illumination pole)로부터 나타나고 광학 축선에 대해 경사진 오프-액시스(off-axis) 방사선 빔을 포함한 조명 모드로 방사선 빔을 컨디셔닝(condition)하도록 구성된 조명 시스템;
    패터닝 디바이스를 지지하도록 구성된 지지체- 상기 패터닝 디바이스는 패터닝된 방사선 빔을 형성하기 위해 상기 방사선 빔의 단면에 패턴을 부여할 수 있고, 상기 오프-액시스 방사선 빔을 상기 광학 축선에 대해 반대 측면 상으로, 또한 비대칭적으로 경사진 0-차 회절 빔 및 1-차 회절 빔으로 회절시킬 수 있음 -;
    퓨필 평면을 갖고, 기판의 타겟부 상에 상기 패터닝된 방사선 빔을 투영하도록 구성된 투영 시스템;
    상기 퓨필 평면 내에 배치된 위상 조정기(phase adjuster)의 광학 요소를 가로지르는 방사선 빔의 전기장의 위상을 조정하도록 구성되고 배치된 상기 위상 조정기; 및
    상기 패턴 및 상기 조명 모드를 나타내는 데이터를 회수(retrieve)하기 위해, 상기 1-차 회절 빔이 상기 퓨필 평면을 가로지르는 영역을 식별하기 위해, 상기 0-차 회절 빔의 광학 위상에 관하여 상기 1-차 회절 빔의 사전설정된 광학 위상을 계산함으로써 상기 패턴의 이미지의 특성을 최적화하기 위해, 상기 광학 요소의 일부분 상에 상기 영역을 맵핑(map)하기 위해, 및 상기 사전설정된 광학 위상에 따라 상기 광학 요소의 일부분의 굴절률을 변화시키도록 상기 일부분에 열을 가하거나 상기 일부분으로부터 열을 빼앗기 위해 구성되고 배치된 제어기
    를 포함하는 리소그래피 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 조명 모드는 제 1 및 인접한 제 2 폴 각각으로부터 나타나고, 상기 광학 축선에 대해 경사진 제 1 및 제 2 빔을 포함하는 쿼드러폴(quadrupole) 조명 모드이고;
    상기 오프-액시스 방사선 빔은 상기 제 2 빔이며;
    상기 패터닝 디바이스는 상기 제 1 빔을 상기 광학 축선에 대해 반대 측면 상으로, 또한 대칭적으로 경사진 0-차 빔 및 1-차 빔으로 회절시킬 수 있는 리소그래피 장치.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 특성은 초점 심도(depth of focus)인 리소그래피 장치.
  4. 패터닝 디바이스로부터 기판 상에 패턴을 전사하는 단계를 포함한 디바이스 제조 방법에 있어서:
    조명 폴로부터 나타나고 광학 축선에 대해 경사진 오프-액시스 방사선 빔을 포함한 조명 모드를 갖는 방사선 빔으로 패터닝 디바이스를 조명하는 단계- 상기 패터닝 디바이스는 패터닝된 방사선 빔을 형성하기 위해 상기 방사선 빔의 단면에 패턴을 부여하고, 상기 오프-액시스 방사선 빔을 상기 광학 축선에 대해 반대 측면 상으로, 또한 비대칭적으로 경사진 0-차 회절 빔 및 1-차 회절 빔으로 회절시킴 -;
    퓨필 평면을 통해 기판의 타겟부 상에 상기 패터닝된 방사선 빔을 투영하는 단계; 및
    상기 퓨필 평면 내에 배치된 광학 요소를 가로지르는 상기 방사선 빔의 전기장의 위상을 조정하는 단계를 포함하고, 상기 조정하는 단계는:
    상기 패턴 및 상기 조명 모드를 나타내는 데이터를 회수하는 단계;
    상기 1-차 회절 빔이 상기 퓨필 평면을 가로지르는 영역을 식별하는 단계;
    상기 0-차 회절 빔의 광학 위상에 관하여 상기 1-차 회절 빔의 사전설정된 광학 위상을 계산함으로써 상기 패턴의 이미지의 특성을 최적화하는 단계;
    상기 광학 요소의 일부분 상에 상기 영역을 맵핑하는 단계; 및
    상기 사전설정된 광학 위상에 따라 상기 광학 요소의 일부분의 굴절률을 변화시키도록 상기 일부분에 열을 가하거나 상기 일부분으로부터 열을 빼앗는 단계
    를 포함하는 디바이스 제조 방법.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 조명 모드는 제 1 및 인접한 제 2 폴 각각으로부터 나타나고, 상기 광학 축선에 대해 경사진 제 1 및 제 2 빔을 포함한 쿼드러폴 조명 모드이고;
    상기 오프-액시스 방사선 빔은 상기 제 2 빔이며; 및
    상기 패터닝 디바이스는 상기 제 1 빔을 상기 광학 축선에 대해 반대 측면 상으로, 또한 대칭적으로 경사진 0-차 빔 및 1-차 빔으로 회절시키는 디바이스 제조 방법.
  6. 제 4 항 또는 제 5 항에 있어서,
    상기 특성은 초점 심도인 디바이스 제조 방법.
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