KR101158498B1 - 리소그래피 장치 및 디바이스 제조방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 일반적으로 제 1 방향으로 연장되는 적어도 하나의 라인에 의하여 형성되는 연장 패턴의 특성을 검출하는 검출 방법에 관한 것이다. 연장 패턴은 기판 또는 기판 테이블 상에 형성되며 적어도 라인 폭 50배의 길이에 걸쳐 연장되는 것이 바람직하다. 상기 검출 방법은 제 1 방향으로 기판 테이블을 이동시키고 제 1 방향을 따라 연장 패턴의 특성을 측정하는 단계를 포함한다. 상기 특성은 제 1 방향에 수직한 제 2 방향에서의 상기 연장 패턴의 물리적 특성의 결과일 수 있다. 다음 단계에서, 기판 테이블 위치의 캘리브레이션은 상기 연장 패턴의 측정 위치로부터 유도될 수 있다.
Description
본 발명은 검출 방법에 관한 것으로, 특히 스테이지 위치설정 방법에 관한 것이다. 또한, 본 발명은 리소그래피 장치의 스테이지 위치를 캘리브레이션(calibration)하는 캘리브레이션 방법, 및 리소그래피 장치에 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. 이러한 경우에, 대안적으로 마스크 또는 레티클이라 칭하는 패터닝 디바이스가 IC의 개별 층 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 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. 종래의 리소그래피 장치는, 한번에 타겟부 상으로 전체 패턴을 노광함으로써 각각의 타겟부가 조사(irradiate)되는 스 테퍼들, 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, 기판 상에 패턴을 임프린트(imprint)함으로써 패터닝 디바이스로부터 기판으로 패턴을 전사할 수도 있다.
리소그래피 장치에서 (기판 스테이지 또는 패터닝 디바이스 스테이지와 같은) 스테이지의 위치를 측정하기 위해 인코더 측정 시스템을 사용하는 것이 제안되었다. 또한, (예를 들어, 2 차원) 인코더 그리드(encoder grid)가 리소그래피 장치의 제 1 부분에 적용되는 한편, 인코더 센서 헤드들은 리소그래피 장치의 제 2 부분에 연결된다. 일 실시예에서, 인코더 그리드는 리소그래피 장치의 기준 구조체에 연결되는 한편, 인코더 센서 헤드들은 그 위치를 따르도록 스테이지에 연결된다. 또 다른 실시예에서, 인코더 그리드는 스테이지에 연결되며, 인코더 센서 헤드들은 기준 구조체에 연결된다. 인코더 측정 시스템을 캘리브레이션하기 위해, 복수의 캘리브레이션들이 수행되는데, 이는 긴 캘리브레이션 시간을 소요하게 하며, 다양한 주파수 대역들에 대해 상이한 캘리브레이션 결과들을 함께 스티칭(stitch)함으로써 정확성의 손실을 초래할 수 있다.
리소그래피 장치의 적용에서, 정렬 및 오버레이 측정들과 같은 상이한 검출 방법들에 마크들이 사용된다. 리소그래피 장치의 성능과 기판에 관한 더 상세한 정보가 요구될 수 있으며, 관련 특성을 검출하는 것은 매우 시간 소모적이다.
기판 상에 형성되는 구조체의 특성을 검출하기 위한 개선된 검출 방법을 제공하는 것이 바람직하다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 일반적으로 제 1 방향으로 연장되는 1 이상의 라인 - 각각의 라인은 1 이상의 피처들을 포함함 - 에 의하여 형성되는 연장 패턴의 특성을 측정하기 위한 방법이 제공되며, 상기 방법은,
상기 1 이상의 피처들을 이용하여, 센서의 상대적인 위치들을 변경함으로써 상기 제 1 방향을 따르는 상이한 위치들에서 상기 연장 패턴의 특성을 센서를 이용하여 측정하는 단계를 포함한다.
본 발명의 또 다른 실시예에서는, 리소그래피 장치가 제공되며, 상기 장치는:
기판을 유지하도록 구성되는 기판 테이블 - 상기 기판 테이블 및 상기 기판 중 적어도 하나는 제 1 방향으로 연장되는 적어도 하나의 라인에 의해 형성되는 연장 패턴을 가짐 -; 및
상기 기판 테이블을 이동시키고 상기 연장 패턴의 제 1 방향을 따라 상기 연장 패턴 특성의 측정을 제어하도록 구성되는 제어기를 포함한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 리소그래피 장치를 개략적으로 도시한 다. 상기 장치는 방사선 빔(B)(예를 들어, UV 또는 EUV 방사선 또는 여타의 적절한 방사선)을 컨디셔닝하도록 구성된 조명 시스템(일루미네이터)(IL), 패터닝 디바이스(예를 들어, 마스크)(MA)를 지지하도록 구성되고, 소정 파라미터들에 따라 패터닝 디바이스를 정확히 위치시키도록 구성된 제 1 위치설정 디바이스(PM)에 연결된 패터닝 디바이스 지지체 또는 지지 구조체(예를 들어, 마스크 테이블)(MT)를 포함한다. 또한, 상기 장치는 기판(예를 들어, 레지스트-코팅된 웨이퍼)(W)을 유지하도록 구성되고, 소정 파라미터들에 따라 기판을 정확히 위치시키도록 구성된 제 2 위치설정 디바이스(PW)에 연결된 기판 테이블(예를 들어, 웨이퍼 테이블)(WT) 또는 "기판 지지체"를 포함한다. 또한, 상기 장치는 기판(W)의 타겟부(C)(1 이상의 다이를 포함) 상에 패터닝 디바이스(MA)에 의하여 방사선 빔(B)에 부여된 패턴을 투영하도록 구성된 투영 시스템(PS)을 포함한다.
조명 시스템은 방사선을 지향, 성형 또는 제어하기 위하여, 굴절, 반사, 자기, 전자기, 정전기 또는 여하한의 타입의 광학 구성요소들, 또는 그 조합과 같은 다양한 타입의 광학 구성요소를 포함할 수 있다.
패터닝 디바이스 지지체는 패터닝 디바이스의 방위, 리소그래피 장치의 디자인, 및 예를 들어 패터닝 디바이스가 진공 환경에서 유지되는지의 여부와 같은 다른 조건들에 의존하는 방식으로 패터닝 디바이스를 유지한다. 패터닝 디바이스 지지체는 패터닝 디바이스를 유지하기 위해 기계적, 진공, 정전기, 또는 다른 클램핑 기술들을 이용할 수 있다. 패터닝 디바이스 지지체는, 예를 들어 필요에 따라 고정되거나 이동가능할 수 있는 프레임 또는 테이블일 수 있다. 패터닝 디바이스 지 지체는, 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 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 것과 같은 타입의 프로그램가능한 거울 어레이를 채택하거나, 반사 마스크를 채택하는) 반사형으로 구성될 수 있다.
리소그래피 장치는 2 개(듀얼 스테이지) 이상의 기판 테이블 또는 "기판 지지체"(및/또는 2 이상의 마스크 테이블 또는 "마스크 지지체")를 갖는 형태로 구성될 수 있다. 이러한 "다수 스테이지" 기계에서는 추가 테이블이 병행하여 사용될 수 있으며, 또는 1 이상의 테이블 또는 지지체가 노광에 사용되고 있는 동안 1 이상의 다른 테이블 또는 지지체에서는 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 증가시키는데 사용될 수 있다. 본 명 세서에서 사용되는 "침지"라는 용어는 기판과 같은 구조체가 액체 내에 담그어져야 함을 의미하는 것이라기보다는, 노광시 액체가 예를 들어 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 레이저인 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 조정하도록 구성된 조정기(AD)를 포함할 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 패터닝 디바이스 지지체(예를 들어, 마스크 테이블)(MT) 상에 유지되어 있는 패터닝 디바이스(예를 들어, 마스크)(MA) 상에 입사되며, 패터닝 디바이스에 의해 패터닝된다. 패터닝 디바이스(예를 들어, 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 위치설정 디바이스(PW) 및 위치 센서(IF)(예를 들어, 간섭계 디바이스, 리니어 단차원 또는 다차원 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 위치설정 디바이스(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 패터닝 디바이스(예를 들어, 마스크)(MA)를 정확히 위치시키는데 사용될 수 있다.
일반적으로, 패터닝 디바이스 지지체(예를 들어, 마스크 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 위치설정 디바이스(PM)의 일부분을 형성한다. 이와 유사하게, 기판 테이블(WT) 또는 "기판 지지체"의 이동은 장-행정 모듈 및 단-행정 모듈을 이용하여 실현될 수 있으며, 이는 제 2 위치설정 디바이스(PW)의 일부분을 형성한다. (스캐너와는 달리) 스테퍼의 경우, 패터닝 디바이스 지지체(예를 들어, 마스크 테이블)(MT)는 단-행정 액추에이터에만 연결되거나 고정될 수 있다. 패터닝 디바이스(예를 들어, 마스크)(MA) 및 기판(W)은 패터닝 디바이스 정렬 마크들(M1, M2) 및 기판 정렬 마크들(P1, P2)을 이용하여 정렬될 수 있다. 비록, 예시된 기판 정렬 마크들은 지정된(dedicated) 타겟부들을 차지하고 있지만, 그것들은 타겟부들 사이의 공간들 내 에 위치될 수도 있다[이들은 스크라이브-레인 정렬 마크(scribe-lane alignment mark)들로 알려져 있다]. 이와 유사하게, 패터닝 디바이스(예를 들어, 마스크(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, 패터닝 디바이스 지지체(예를 들어, 마스크 테이블)(MT) 또는 "마스크 지지체", 및 기판 테이블(WT) 또는 "기판 지지체"는 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) 또는 "기판 지지체"는 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, 패터닝 디바이스 지지체(예를 들어, 마스크 테이블)(MT) 또는 "마스크 지지체", 및 기판 테이블(WT) 또는 "기판 지지체"는 방사선 빔에 부여된 패턴이 타겟부(C) 상에 투영되는 동안에 동기적으로 스캐닝된다[즉, 단일 동적 노광(single dynamic exposure)]. 패터닝 디바이스 지지체(예를 들어, 마스크 테이블)(MT) 또는 "마스크 지지체"에 대한 기판 테이블(WT) 또는 "기판 지지체"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 타겟부 의 (스캐닝 방향으로의) 높이를 결정한다.
3. 또 다른 모드에서, 패터닝 디바이스 지지체(예를 들어, 마스크 테이블)(MT) 또는 "마스크 지지체"는 프로그램가능한 패터닝 디바이스를 유지하여 기본적으로 정지된 상태로 유지되며, 방사선 빔에 부여된 패턴이 타겟부(C) 상에 투영되는 동안, 기판 테이블(WT) 또는 "기판 지지체"가 이동되거나 스캐닝된다. 이 모드에서는, 일반적으로 펄스화된 방사선 소스(pulsed radiation source)가 채택되며, 프로그램가능한 패터닝 디바이스는 기판 테이블(WT) 또는 "기판 지지체"가 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.
리소그래피 장치는 기판을 지지하는 기판 테이블을 이동시키면서, 연장 패턴들의 1 이상의 특성들을 측정하는 정렬 센서와 같은 메트롤로지 디바이스를 포함하며, 상기 기판은 상기 메트롤로지 디바이스에 대해 연장 패턴을 갖는다. 상기 메트롤로지 디바이스는 상기 측정된 특성과 기판 및/또는 기판 테이블의 위치를 조합하도록 구성된다.
정렬 센서는 (CCD 카메라, 다이오드 및 간섭계를 포함하는) 비전 타입(vision type), 또는 본 명세서에서 전문이 인용 참조 되는 EP 0906590 또는 EP 1 372 040호에 개시된 바와 같은 회절 기반 타입으로 구성될 수 있다. 몇몇 실시예들은 회절 기반 타입들과 같은 특정 타입들을 요구한다.
또한, 상술된 사용 모드들의 조합 및/또는 변형, 또는 완전히 다른 사용 모드들이 채택될 수도 있다.
이후, 연장 패턴, 및 상기 연장 패턴의 판독을 돕도록 구성된 보조 요소들을 형성하는 방법이 먼저 설명된다. 그 후, 연장 패턴의 특성을 검출하는 방법의 몇몇 실시예들이 설명된다. 정렬 및 캘리브레이션 방법에 대해 특별히 언급될 것이다.
일 실시예에서, (1-차원, 2-차원 또는 다-차원) 캘리브레이션 맵을 계산하는 방법이 제공되고, 상기 방법은 연장 패턴을 따라 제 1 방향으로 이동시킴으로써, 연장 패턴의 특성을 제 2 방향으로 검출하는 단계를 포함하며, 상기 두 방향들은 일반적으로 수직이다.
도 3에 도시된 바와 같이, 도 2에 도시된 바와 같은 패터닝 디바이스(MA)를 이용하여, 기판 상에 형성된 바와 같은 연장 패턴의 일 예시가 도 3에 상세하게 도시된다. 먼저, 패터닝 디바이스(MA)의 실시예들이 설명되고, 그 후 연장 패턴의 실시예들이 설명될 것이다.
연장 패턴을 형성; 패터닝 디바이스
리소그래피 장치 및 상기 방법의 일 실시예는 기판 상에 연장 패턴을 형성하는 것을 포함한다. 도 2는 패턴을 갖는 패터닝 디바이스(예를 들어, 마스크)(MA)를 도시하며, 상기 패턴은 투영 시스템(도시되지 않음)을 통해, 그리고 연장 패턴을 형성하는데 사용될 수 있는 방사선 빔(또한, 도 2에 도시되지 않음)을 생성하는 조사 소스(irradiation source)를 이용하여 기판(W) 상으로 투영된다.
도 2의 실시예에 따른 패터닝 디바이스(MA)는 5 개의 등거리 지점들을 포함한다. 일 실시예에서, 상기 지점들은 상기 지점들의 크기와 같은 거리만큼 이격된다.
상기 지점들 사이의 거리, 즉 y-방향으로의 거리는 50 nm 내지 10 mm 사이, 일 실시예에서 50 nm 내지 0.5 mm 사이에서 변동할 수 있다. 상기 지점들의 크기는 50 nm 내지 10 mm 사이, 일 실시예에서 50 nm 내지 0.5 mm 사이에서 변동할 수 있다. 일 실시예에서, 상기 거리/크기는 1000 nm 내지 0.05 mm 범위 내에 있다.
도 2에 따른 실시예에서, 상기 지점들은 직사각형 형상을 가지며, 일 실시예에서 x 방향으로 더 긴 길이를 갖는다. 도 9a에 예시들이 도시되어 있으며, 도 9a를 참조하여 설명될 것이다. 일 실시예에서, 상기 지점들은 정사각형 형상을 갖는다. 상기 지점들의 형상은 기판 상에 구조체를 형성하는데 적합화(adapt)되며, 상기 구조체는 투영된 지점 전반에 걸쳐 고르게 형성된다.
일 실시예에서, 패터닝 디바이스(MA)는 다수의 세트의 지점(set of point)들을 포함한다. 상기 세트의 지점들은 패터닝 디바이스(MA) 상의 상이한 위치들에서 집단화(cluster)된다. 상기 세트의 지점들은 상이한 크기들, 예를 들어 상이한 크기의 지점들 및 상기 지점들 사이의 상이한 거리들을 가질 수 있다. 일 실시예에서, 상기 세트의 지점들의 중심선은 평행하다. 상이한 크기의 지점들을 이용함으로써, 상이한 크기의 라인들을 갖는 연장 패턴들이 얻어질 수 있다. 이는 기판 상의 상이한 크기의 표면 영역들을 조명하는 것에 대한 렌즈 특성들을 측정하게 하거 나 디바이스 특성들을 조명하게 할 수 있다.
단일 세트의 지점들의 지점들은 도 2에 점선으로 표시된 동일한 중심선(20) 상에 위치된다. 일 실시예에서, 단일 세트의 지점들은 적어도 3 이상의 지점들, 특정 실시예에서 적어도 5 이상의 지점들, 그리고 특정 실시예에서 적어도 7 이상의 지점들을 포함한다.
일 실시예에서, 패터닝 디바이스는 마스크없는 모드(maskless mode)에 제공된다. 마스크없는 패터닝 디바이스는 조명 동안에 변화하는 조명용 패턴들을 제공할 수 있다. 본 명세서에 따른 연장 패턴들의 범위 내에서, 마스크없는 패터닝 디바이스의 상이한 실시예들이 실현될 수 있다. 일 실시예에서, 마스크없는 패터닝 디바이스는 조명 동안에 가변적인 형상, 길이 및 상호-거리(inter-distance)를 제공한다.
일 실시예에서, 프로그램가능한 패터닝 디바이스를 포함하는 마스크없는 모드는 기판 테이블을 이동시킴으로써 연장 패턴을 형성하는데 사용된다. 또 다른 실시예에서, 프로그램가능한 패터닝 디바이스를 포함하는 마스크없는 모드는 기판 테이블을 이동시키지 않고 연장 패턴을 형성하는데 사용된다. 패터닝 디바이스의 지점들은 상기 패터닝 디바이스의 표면에 걸쳐 '이동'하도록 프로그램된다. 이 방법은 연장 패턴을 형성하게 하고, 상기 형성된 연장 패턴의 특성을 검출하게 하여, 프로그램가능한 패터닝 디바이스의 캘리브레이션을 허용하게 한다.
도 9a는 본 발명의 실시예들에 따른 연장 패턴을 형성하는 한 세트의 상이한 패턴들을 갖는 패터닝 디바이스(30)를 도시한다. 그룹(M1)은 패터닝 디바이스(30) 상에서 상이한 각도로 위치된 한 세트의 직사각형 형상 패턴들이다. 서브 그룹(M11)은 기판을 x11 방향으로 이동시킴으로써 x11 방향으로 패턴들을 생성하는데 사용될 수 있다. 기판이 x12에 따라 이동되는 경우, 패턴들의 서브그룹(M12)은 그룹(M11)에 수직인 방향으로 기판 상에 연장 패턴들을 생성할 것이다. 조사 동안에, 3 개의 연장 패턴들이 동시에 기판 상에 생성될 것이다. 3 개의 패턴들을 동시에 조명함으로써, 정렬/캘리브레이션에 있어 유사한 오차들을 갖는 3 개의 연장 패턴들이 생성될 것이며, 이는 특성, 특히 위치설정 특성과 같은 정렬 오차에 관한 특성을 검출하는 후속 검출 방법에서 오차들에 대해 스캐닝될 것이다.
패턴 그룹들(M13 및 M14)을 이용하여, 3 개의 연장 패턴들이 생성될 수 있으며, 위치설정에 있어서 가능한 정렬/캘리브레이션은 생성된 연장 패턴을 따라 각각의 방향들(x13, x14)로 상기 위치에 대해 시프트될 것이다. 이는 후속 검출 방법에서 상기 생성된 연장 패턴들을 허용할 것이며, 상기 생성된 연장 패턴 내에서 각각의 방향들(x13, x14)로 상이한 위치들에서 반복 오차의 검출을 허용할 것이다.
패터닝 디바이스 내의 직사각형 형상의 패턴은 더 긴 시간 주기 동안에 기판 상의 일 위치를 조사하게 한다. 기판(W)이 패터닝 디바이스(30)에 대해 이동되는 동안에, 길이(L11)(및 이동하는 기판 테이블의 속도)에 의존하여 기판 상의 일 위치가 선형으로 조명될 것이다. 상기 형성된 연장 패턴의 소정 위치에 유사한 노광 에너지가 조사되더라도, 상기 패턴이 더 길면(L11이 더 길면), 기판 테이블(WS)의 더 높은 속도가 가능하다. 더 긴 패턴은 더 높은 속도로 기판 테이블을 이동하게 할 것이다.
나아가, 기판 상의 생성된 연장 패턴의 위치에서 (위치설정 등의) 가능한 오차가 평균화될 것이다. 과장된 실시예에서, 도 9a에 따른 y11 방향으로의 가능한 위치설정 오차는 오차 위치에서 상기 형성된 그리드 라인의 국부적 확대(및 더 낮은 노광)를 유도할 것이다. 상기 위치에서의 더 낮은 평균 노광은, 형성된 연장 패턴의 특성을 검출하는 후속 검출 방법과 리소그래피 장치의 관련 특성에 대한 후속 캘리브레이션에서 검출될 수 있는 연장 패턴의 추가적인 특성일 수 있0다.
도 9a에 따른 실시예에서, 연장 패턴들은 기판 스테이지(WS) 또는 패터닝 디바이스(MA)의 중간 회전(intermediate rotation) 없이 기판 상에 형성될 수 있다.
또한, 도 9a에 따른 패터닝 디바이스(300)는 등거리로 이격된 직사각형 형상의 그룹(M21 및 M23)을 포함한다. 직사각형 형상의 요소들의 길이는 상이한 세트의 라인들이 상이한 길이로 되어 있다. 그룹(M21 및 M23)의 조사 시, 기판 테이블을 각각 x21 및 x23 방향으로 이동시킴에 따라, 상이한 시간 간격 동안에 노광된 라인들을 포함하는 x21 및 x23 방향으로 연장된 연장 패턴들을 유도한다. M21의 우측 패턴들은 좌측 패턴들보다 더 적은 조명을 가질 것이다. 형성된 연장 마크들의 이러한 노광 변동은 후속 검출 방법에서 측정될 수 있다. 후속 검출 단계에서, 패터닝 디바이스에 사용된 패턴들의 상이한 길이로 인한 노광 변화는 리소그래피 장치에서 Z 포커스의 캘리브레이션에 사용될 수 있다.
일 실시예에서, 패턴(M4)은 그리드 라인들의 연장 패턴을 형성하는데 사용된다. 이 실시예에서, 형성된 연장 패턴은 연장 패턴의 형성된 그리드 라인들의 상이한 노광 주기로 인해 연장 패턴 상에서 x4 방향으로 가변 회절을 가질 것이다. 도 5b와 유사한 회절 패턴의 기울기는 형성된 그리드 라인들의 상이한 노광 길이들로 인해 각각의 0 교차(zero crossing)에 대해 약간 상이할 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 연장 패턴을 형성하는데 사용될 패턴의 또 다른 예시는 삼각형 형상의 지점들에 의해 형성된 패턴(M3)으로서 도 9a에 도시된다. 삼각형 형상의 지점들을 사용하는 기판의 조명은 그리드 라인들의 연장 패턴을 유도할 것이며, 각각의 라인 자체가 상이한 노광 특성들을 나타낼 것이다. 패턴(M3)에 따른 실시예에서, 연장 패턴의 형성된 라인들은 마크의 아랫면보다 훨씬 더 짧은 주기 동안에 조명되는 최상면을 가질 것이다. 이는, 후속 검출 단계에서 검출 및 측정될 수 있고, 예를 들어 Z 포커스를 캘리브레이션하는 캘리브레이션 방법의 후속 캘리브레이션 단계에서 사용될 수 있는, 형성된 연장 패턴에 노광 특성들이 존재하게 할 것이다.
형성, 검출 및 캘리브레이션하는 유사한 실시예들을 얻기 위해 상이한 형상의 지점들이 가능하다. 상기 지점들은 원형, 모래시계형 또는 제 1(x) 방향으로 상이한 길이를 갖는 유사한 형상들을 가질 수 있다.
도 9c에 개략적으로 도시된 또 다른 실시예에서, 패터닝 디바이스(31)는 일 지점(32)을 포함한다. 상기 일 지점(32)은 단일 라인에 의해 형성된 기판 상에 연장 패턴을 형성하는데 사용될 수 있다. 도 9c에 도시된 실시예에서, 패터닝 디바이스(31)는 2 개의 단일 지점(32, 33)을 포함한다. 또 다른 실시예에서, 패터닝 디바이스는 상기 지점들의 크기의 적어도 10 배 이상의 거리만큼 이격된 하나 또는 수개의 단일 지점들을 포함한다. 이 패턴은, 기판 테이블(WT)을 이동시킴으로써 기판 상으로 조사된다면, 단일 라인들의 다수의 연장 패턴들을 형성할 것이다.
패터닝 디바이스(31)에 대해 기판(W)을 지지하는 기판 테이블(WT)을 x31 방향으로 이동시킴으로써, x31 방향으로 연장된 2 개의 연장 패턴들이 동시에 형성될 것이다.
도 9d에 도시된 상이한 실시예에서, 1 이상의 연장된 라인들(36)의 패턴을 가지며 상기 라인의 폭에 적어도 100 배 이상인 거리상에서 연장되는 패터닝 디바이스(35)가 제공된다. 도 9d는 개략도이다. 일 실시예에서, 연장된 라인들(36)은 200 mm 이상으로 연장되며, 100 nm 내지 10000 nm의 폭을 갖는다.
기판 상으로의 연장된 라인들(36)의 투영은 기판 상에 연장 패턴을 형성할 것이다. 연장된 라인의 패턴을 갖는 패터닝 디바이스(35)를 이용하여 연장 패턴을 형성하는 것은, 예를 들어 렌즈 가열에 대한 보정 및/또는 검출 방법과 관련된 본 발명의 특정 실시예에서 유익하며, 이는 이후 더 상세히 설명될 것이다.
일 실시예에서, 연장된 라인(36)은 y35 방향으로의 변조를 포함한다. 이 변조는 (x35 방향으로 연장된) 소정 파장, 및 연장된 라인(36) 상에 중첩된 y35 방향으로 연장된 진폭을 갖는 파형 변조와 같은 규칙적인 변조일 수 있다.
투영 시, 기판(W)은 x 방향으로 이동되지만, 패터닝 디바이스(MA)는 이동되지 않는데, 패턴이 복수의 예를 들어 등거리 지점들을 포함하는 실질적으로 평행한 라인들인 도 2에 따른 실시예들의 경우에, 패턴이 연장된 형태로 기판(W) 상에 조사되게 한다.
x 방향은 리소그래피 장치의 여하한의 방향일 수 있다. 이는 장-행정 및 단 -행정 모듈의 여하한의 방향일 수 있다. 일 실시예에서, x 방향은 두 장-행정 모듈들이 일반적으로 유사한 전력(power)에서 작동되는 방향이다. 기판 스테이지(WS)의 단일 이동 방향으로 두 장-행정 모듈들을 조합하면, 단일 장-행정 모듈 속도의 1,414 배일 수 있는 조합된 속력을 유도한다. 이는 도 2와 유사한 실시예에 따른 패터닝 디바이스를 이용하여 웨이퍼 스테이지(WS)의 더 빠른 이동, 및 이에 따른 연장 패턴의 더 빠른 형성을 허용할 것이다.
일 실시예에서, x 방향은 패터닝 디바이스(MA) 상의 상기 세트의 지점들의 중심선(20)에 수직이다. 일 실시예에서, 패터닝 디바이스(MA) 상의 지점들은 평행사변형 형상을 가질 수 있으며, 평행사변형의 각도는 x-방향에 대응한다.
비-등거리 라인들을 갖는 패터닝 디바이스(30)의 일 예시가 도 9a에서 그룹(M2)의 실시예에 도시된다. 도 9a에서, 직사각형 형상의 라인들(M22, M24)의 도시된 실시예에서 지점들의 패턴을 갖는 패터닝 디바이스(30) 상의 상이한 패턴들이 도시된다. 그룹들(M22 및 M24)은 유사한 거리에서 2 세트의 라인들의 8 개의 라인들을 포함한다. 그룹들(M22 및 M24)은 비-등가 거리 그리드 라인들의 연장 패턴들을 형성하는데 사용될 수 있다.
일 실시예에서, 연장 패턴은 2 개의 단계들에서 형성된다. 일 실시예에서, 제 1 단계에서는 도 2, 도 9a 및 도 9d에 도시된 실시예들 중 어느 하나에 따른 패턴의 지점들의 절반을 갖는 패터닝 디바이스가 제공되고, 제 2 단계에서는 상기 패턴의 지점들의 다른 절반이 제공된다. 2 개의 단계들에서 연장 패턴을 형성함으로써, 오버레이 오차들을 갖는 연장 패턴이 생성되는데, 이는 후속 검출 단계에서 검 출될 수 있고 후속 캘리브레이션 단계에서 캘리브레이션될 수 있다.
일 실시예에서, 연장 패턴의 2 개의 단계화된 형성을 수행하기 위해 그룹들(M22 및 M24)과 유사한 이중 라인의 그리드 패턴이 사용되는데, 제 1 단계에서는 제 1 연장 패턴의 그리드 라인들이 형성되고, 제 2 단계에서는 다른 연장 패턴의 그리드 라인들이 형성된다.
연장 패턴의 형성; 기판
도 2에 따라 패터닝 디바이스(MA)에 대해 기판 테이블(WT)을 이동시키거나, 연장된 라인 형태로 된 패턴을 기판 상으로 투영함으로써 형성된 형성 패턴은 일반적으로 제 1 방향(본 명세서에서는 x-방향으로 도시됨)으로 연장된다.
일 실시예에서, 제 1 방향으로 연장된 그리드 라인들은 도 2에 도시된 바와 같은 등거리 지점들의 패턴을 이용하여 형성된다. 일 실시예에서, 상기 지점들은 비-등거리이며, 상기 형성된 패턴은 이와 유사하게 비-등거리이다.
따라서, 도 2의 실시예에 따른 투영된 위치들은 기판(테이블)의 이동 방향으로 연장되어, 연장 패턴을 형성하며, 이 예시에서 실질적으로 평행한 라인들을 제공한다. 이 기술을 이용하면, 도 2에 개략적으로 나타낸 바와 같이 기판의 표면상에 래스터(raster)가 생성될 수 있다.
기판 테이블(WT)은 일반적으로 일정한 속력으로 제 1 방향으로 이동된다. 특히, 연장 패턴을 형성하는 것은, 기판 테이블을 원하는 일정한 속력으로 가속한 후에만 시작되며, 기판이 감속되기 이전에 조명이 중지된다. 제 1 방향으로의 일 정한 속력은 기판(W)의 조사된 영역당 일정한 조명을 유도한다.
또 다른 실시예에서, 기판(W) 상에 형성된 연장 패턴은 불연속 라인 또는 불연속 (그리드) 라인들을 포함한다. 이러한 불연속 연장 패턴은 기판 테이블(WT)을 제 1 방향으로 이동시키고 온(on) 및 오프(off)로 스위칭함에 의하여 형성될 수 있다. 펄스화된 레이저 소스가 사용될 수도 있다.
불연속 연장 패턴의 형성 시 조명이 오프일 때, 리소그래피 장치의 동적 특성, 예를 들어 기판 테이블의 이동 속도 또는 조명 시스템의 전력(도즈)이 변화될 수 있다.
기판 테이블(WT)은 연장 패턴을 조명하는 동안에 가속/감속될 수 있다. 이는 연장된 마크의 제 1 방향을 따라 도즈 변동을 유도할 것이다. 이는 소정 타입의 마크 또는 구조체에 대해 최적의 도즈를 결정하는데 사용될 수 있다.
도 2 및 도 3에 도시된 실시예에 따라 y 방향으로 라인들을 생성하기 위해, 조사 시, 도 3에 개략적으로 도시된 바와 같이 y 방향을 따라 패턴을 연장하도록 기판이 y 방향을 따라 이동되는 동안에, 패터닝 디바이스는 90°로 회전될 수 있다(또는, 대안적으로 또 다른 패터닝 디바이스 또는 동일한 패터닝 디바이스의 다른 부분이 적용될 수 있다). 래스터의 일부분의 확대 상세도에 도시된 바와 같이, 래스터의 각각의 라인들은 도 5a 또는 도 5b에 도시된 바와 같은 응답 이미지를 달성하기 위해 실질적으로 평행한 복수의 라인들을 포함하며, 이는 이후 더 상세히 설명될 것이다. 본 발명에 따르면, 도 3에 따른 제 2 연장 패턴들이 제 1 연장 패턴들에 대해 정확히 수직으로 연장될 필요는 없다.
또한, 상기 패턴은 제 2 방향으로 기판을 이동시키면서 기판 상에 추가로 투영되어 상기 투영된 패턴을 제 2 방향으로 연장시킬 수 있으며, 이 연장 패턴은 제 1 방향으로 연장된 패턴의 위치를 측정하기 위하여 제 2 방향을 따라 측정될 수 있다. 이에 따라, 두 x 및 y 방향으로의 편차(deviation)들이 검출되고 캘리브레이션될 수 있다. 이 방식으로, 검출 방법은 다수의 방향들로 관련 특성의 검출을 허용할 수 있으며, 특히 다차원 캘리브레이션이 가능하다.
비-등거리 라인들을 갖는 기판(W2) 상의 형성된 패턴의 일 예시가 도 9b에 도시된다. 기판(W2)은 지점들 또는 직사각형 형상들의 패턴을 갖는 패터닝 디바이스(30)를 이용하여 형성될 수 있는 상이한 연장 패턴들(G11 및 G22)을 나타낸 도 9b에 도시된다.
일 실시예에서, 도 9b에 도시된 바와 같은 기판(W2)이 형성되며, 다수의 연장 패턴들을 갖는다. 그룹(G22)은 도시된 실시예에서 4 개의 라인들 또는 8 개의 라인들을 포함하는 상이한 길이의 연장 패턴들을 포함한다. 4 개의 라인들에 의해 형성된 연장 패턴들은 등거리이다. 또한, 그룹(G22)은 두 그룹의 등거리 그리드 라인들을 포함하는 이중 연장 패턴들을 포함한다. 이중 연장 패턴은 2 개의 스트로크(stroke)로 형성될 수 있거나, 또는 2 개의 등거리 세트의 지점들의 유사하게 이격된 지점들을 포함하는 패터닝 디바이스 내의 단일 패턴을 이용하여 형성될 수 있다.
또한, 도 9b는 기판(W2) 상에 형성된 3 개의 연장 패턴들의 4 개의 그룹을 포함하는 그룹(G11)을 도시한다. 그룹(G11)은 x11 방향으로 연장된 3 개의 연장 패턴을 포함한다. 그룹(G11)의 각각의 연장 패턴들은, 패터닝 디바이스 내의 4 개의 지점들의 동일한 패턴을 이용하여, 패턴(M1)을 조사하면서 x11 방향으로 기판 테이블(WT)을 이동시키고, 또한 그룹(G11)의 제 2 및 제 3 연장 패턴을 형성하기 위해 기판 테이블(WT)을 이동시킴으로써 형성될 수 있다.
또 다른 실시예에서, 패터닝 디바이스는 4 개의 지점들로 각각 구성된 한 세트의 3 개의 그룹들을 포함한다. 이 실시예에서, 전체 그룹(G11)이 패터닝 디바이스(MA)에 대해 기판 테이블(WT)의 x11을 따라 단일 스트로크로 형성된다. 이러한 실시예는 3 개의 연장 패턴들이 노광 시에 형성되기 때문에 유익하며, 그 각각은 예를 들어 위치설정 시스템에서의 노광 그리드 오차들로 인해 동일하거나 실질적으로 동일한 오차들을 갖는다. 연장 패턴들의 특성의 측정 동안에, 3 개의 별도의 측정들이 상기 그룹상에서 각각의 연장 패턴들에 대해 수행될 수 있다. 비록, 상기 측정들은 각각, 예를 들어 측정 측면 그리드 인코더 오차들로 인해 발생한 상이한 위치 오차들을 겪을 수 있지만, 각각의 연장 패턴에 동일한 노광 오차가 존재하며, 기록된 데이터로부터 노광 그리드 오차들을 추출하기 위해 적절한 필터(컴비네이션/컨볼루션)가 사용될 수 있다. 이러한 기술의 일 예시는 본 명세서에서 전문이 인용 참조 되는 US 7,102,736호에 개시되어 있다.
G1 그룹 내의 다른 그룹들은 형성된 연장 패턴들의 각각의 방향들로 지점들의 그룹을 위치시키기 위해 패터닝 디바이스를 회전시키거나 또는 기판 테이블을 회전시킴으로써 이와 유사한 방식으로 형성될 수 있다. 일 실시예에서, 패터닝 디바이스(30)는 그룹(M1)과 같은 상이한 방향들로 연장된 지점들을 포함한다.
또 다른 실시에에서, 패터닝 디바이스는 도 9b에 따라 y11, y12, y13 및 y14 방향들로 연장된 중심선을 따라 배치된 지점들의 4 개의 그룹들을 포함하며, 기판(W2) 상의 패턴들은 기판 테이블(WT) 또는 패터닝 디바이스(MA)의 회전으로 형성된다.
일 실시예에서, 기판(W) 상의 연장 패턴들의 그룹들은 리소그래피 장치의 노광 스테이지에서 단일 동작으로 형성된다. 기판(W)이 패터닝 디바이스 아래에 노출되면, 예를 들어 패터닝 디바이스에 대해 웨이퍼 테이블(WT)을 위치시키는 인코딩 시스템에서의 여하한의 오차들이 웨이퍼 상에 형성된 연장 패턴의 오차들로 변환되며, 또한 연장 패턴들의 그룹을 형성하는 경우에는 이들 그룹들의 오차들로 변환된다.
리소그래피 장치의 일 실시예에서, 기판 상으로 패턴의 조사 시, 기판이 이동되며, 간섭계, 인코더-기반 또는 포토다이오드(CCD) 시스템과 같은 위치설정 디바이스로 기판 테이블의 위치가 측정된다. 일 실시예에서, 기판 테이블은 인코더/간섭계를 이용하여 위치를 설정함으로써 제어된다. 그 결과, 인코더 그리드, 특히 노광 인코더 그리드의 부정확성, 편차들이 기판 상에 생성된 래스터의 라인들의 변차들로 병진될 수 있다. 상기 라인의 이러한 편차의 일 예시는 도 3에서 확대된 개략도에 도시된다. 특히, 패터닝 디바이스를 이동시키지 않고 패터닝 디바이스에 대해 기판 테이블을 이동시킨 결과로, 기판 상에 형성된 연장 패턴은 기판 테이블의 이동 시 위치 인코딩 오차들에 의해 유도된 여하한의 오차들을 따를 것이다.
일 실시예에서, 이중 그리드 라인들(G22)의 연장 패턴은 도 9a에 따른 M22를 조명함으로써 단일 동작으로 형성된다. 또 다른 실시예에서, 이중 그리드 패턴(G22)은 2 개의 단계들로 형성되는데, 제 1 그룹의 제 1 등거리 그리드 라인들이 형성되며, 그 후 이중 그리드 라인 연장 패턴(G22)을 생성하는 제 2 그룹의 등거리 드룹들이 형성된다. 이중 연장 패턴의 개략적인 디테일이 도 12에 도시된다.
제 1 단계에서, 연장 패턴(90)이 형성된다. 제 2 단계에서, 가능하게는 훨씬 더 이후의 스테이지에서, 제 2 연장 패턴(91)이 형성된다. 위치 오차(오버레이 오차 또는 스티칭 오차(stitching error)의 결과로, 제 2 연장 패턴의 그리드 라인들이 시프트된다.
G22는 연장 패턴 기술을 이용하여 형성된 스티치된 마크들의 일 예시이다. 2 개의 연장 패턴들을 스티치함으로써, 노광 오차가 계속 측정될 수 있으며, 모든 종류의 보간(interpolation)들을 쇠퇴시킨다. 이는 2 개의 라인들을 서로 프린팅함으로써, 그리고 유지보수 테스트(maintenance test)로서 연장 패턴(들)을 이미 포함하는 캘리브레이션 기판 상에 제 2 층을 스티칭함으로써, 두 캘리브레이션에 대해 사용될 수 있다.
일 실시예에서, 오버레이 패턴(형성된 제 2 연장 패턴)은 동일한 등거리 라인들을 포함한다. 하지만, 오버레이 오차들의 결과로, G22에 따른 연장된 패턴이 형성된다. 후속 검출 방법에서, 제 1 패턴에 대한 제 2 패턴의 시프트가 측정될 수 있으며, 이후 보정될 수 있다.
또 다른 실시예에서, 도 9d에 도시된 실시예에 따른 패터닝 디바이스(35)를 이용하여, 적어도 1 이상의 라인, 그리고 특히 적어도 몇몇 라인들 및 바람직하게 는 그리드 라인들을 포함하는 연장 패턴은, 라인, 라인들 및/또는 그리드 라인들의 이미지를 포함하는 패터닝 디바이스를 이용하여 형성된다. 패터닝 디바이스(35)가 반복적으로 사용되는 경우, 렌즈 가열이 발생할 수 있으며, 렌즈 가열 오차의 결과로, 기판 상에 형성된 연장 패턴이 형성되는데, 예를 들어 도 3의 확대도에 도시된 바와 같은 편차들에 대비될 수 있는 편차들을 나타낸다.
본 발명의 범위 내에서, 여하한의 적용에 대해, 조사 단계에서 여하한의 관련 파라미터로 인해 발생한 오차가 기판 상에 형성된 연장 패턴 상으로 병진될 수 있다. 관련 파라미터들의 예시로는: 위치설정 및 상대 위치설정과 같은 기판 테이블 특성들뿐만 아니라, 렌즈 가열, 레티클 가열 및 웨이퍼 가열과 같은 조명 구동 형향들, 도즈 제어, 노광 시 포커스이다. 실시예들의 어느 하나에 따른 연장 패턴들을 이용하여 측정/캘리브레이션될 수 있는 또 다른 관련 파라미터는 노광 시 기판 클램핑이다.
본 발명의 일 실시예에서, 기판 상에 지점 등과 같은 연장 패턴(들)을 투영하고 형성하기 위해, 여하한의 패턴이 적용될 수 있다. 기판의 이동 방향에 실질적으로 수직인 방향으로 이격된 복수의 지점들을 이용하면, 복수의 평행한 라인들의 패턴이 생성되는데, 이는, 예를 들어 간섭계 검출 원리들 또는 CCD 카메라 기술들을 이용한 정렬 센서에 의해 매우 민감한 검출을 허용한다. 정렬 센서를 사용하면, 리소그래피 장치의 기존의 정확한 센서들을 사용하여 캘리브레이션을 수행할 수 있다. 대안적으로, 상기 라인 또는 그 길이에 따른 평행한 라인들의 위치를 검출하는 다른 위치 감지 디바이스들((CCD) 카메라 기술들)이 적용될 수 있다.
일 실시예에서, 예를 들어 상술된 실시예들 중 어느 하나에 따른 패터닝 디바이스의 세팅의 조합을 이용하여, 사전정의된 세트의 파라미터들에 따라 형성된 사전설정된 세트의 연장 패턴들을 갖는 기준 기판이 형성된다. 이러한 기판은 리소그래피 장치를 캘리브레이션하는데 사용될 수 있다.
또 다른 실시예에서, 또 다른 연장 패턴들을 형성하는 후속 단계에서 이러한 기준 기판이 노광될 수 있다. 또 다른 연장 패턴들이 기준 기판 상에 형성될 수 있으며, 후속 검출 방법 및/또는 캘리브레이션 방법에서, 예를 들어 오버레이 오차들이 검출될 수 있고 보정될 수 있다.
일 실시예에 따른 연장 패턴은 제 1 방향으로 연장되며, 2 이상의 그리드 라인들을 포함할 수 있지만, 본 발명의 범위 내에서 단일 라인이 연장 패턴일 수도 있다. 기판은 다수의 연장 패턴들을 포함할 수 있다. 또한, 1 이상의 라인들은 가변 폭을 가질 수 있으며, 및/또는 제 1 방향에 수직인 제 2 방향으로 활성적으로(actively) 생성된 편차들을 가질 수 있다. 기판 상에 형성된 구조체는 연장 패턴이며, 이는 라인의 단면 길이의 적어도 35 배 이상, 또 다른 실시예에서 적어도 100 배 이상, 또 다른 실시예에서 적어도 200 배 이상의 길이를 갖는 일반적으로 제 1 방향으로 연장된 적어도 1 이상의 라인을 포함한다.
일 실시예에서, 지점들을 갖는 패터닝 디바이스를 조명하고 기판 테이블(WT)을 제 1 방향으로 이동시킴으로써 연장 패턴이 생성된다.
일 실시예에서, 기판 상의 연장 패턴은 그 위치에서 기판의 폭에 가까운 제 1 방향으로 길이를 갖는다.
일 실시예에서, 기준 기판(W)은 상이한 방향들로 연장되고 기판(W)의 더 큰 부분 상에서 연장되는 2 이상의 연장 패턴들을 포함한다.
비록, 기판 크기, 캘리브레이션 속도, 요구되는 정확성 등에 의존하여 다른 피치들이 동일하게 적합할 수 있지만, 실질적으로 8 미크론 또는 0.5 밀리미터의 피치를 갖는 래스터가 선택될 때, 캘리브레이션 시간과 캘리브레이션 데이터의 밀도 사이의 실제적 균형이 달성될 수 있다.
특수 목적 패턴을 형성
일 실시예에서, 캘리브레이션 맵, 바람직하게는 z-그리드 캘리브레이션과 같은 리소그래피 장치의 특정한 비-XY-특성에 대한 2 차원 캘리브레이션 맵을 얻기 위해 연장 패턴이 사용된다. 비-XY-특성들은 X 및 Y 좌표 그리고 Rz 위치설정과 같은 1 차(primary) 위치 특성들보다는 리소그래피 장치의 또 다른 측면에 관계된 특성들이다. 비-XY-특성의 일 예시는 Z-좌표 위치설정과 같은 2 차(secondary) 위치 특성이다.
일 실시예에서, 특수 연장 패턴은 원하는 특성에 대해 이러한 캘리브레이션 맵을 얻게 하기 위해 연장 패턴을 형성하는 방법에 따라 형성된다. 특수 연장 패턴은 특정 단계를 이용하여 원하는 특성의 측정을 허용하도록 형성된다. 특정 단계는, 노광 시 웨지(wedge) 또는 연장 패턴을 형성하는 특정 패턴을 추가하는 것과 같이, 연장 패턴을 형성하는 방법에서 추가 단계일 수 있으며, 이후 더 자세히 설명될 것이다. 몇몇 실시예들에서, '정상(normal)' 연장 패턴과 유사한 특정 단계 들이 특수 파라미터를 측정하게 한다.
일 실시예에서, 원하는 특성과 관계된 파라미터를 검출하기 위해 특수 측정 툴이 사용된다. 두 실시예들에서, 특수한 비-XY-특성의 검출을 허용하는 연장 패턴은 본 명세서에 개시된 단계들 중 어느 것에 따른 피처들의 조합 또는 실시예들을 이용하여 형성될 수 있다. 특수한 특성은 Z 또는 Rx 또는 Ry와 같은 포커스 파라미터일 수 있다.
일 실시예에서, 형성된 연장 패턴은 단일 샷 포컬 방법(single shot focal method)을 허용하는 포컬 마스크를 포함할 수 있다. 단일 샷 포컬 방법은 US 출원 번호 제 60/996,506호에 개시되어 있으며, 상기 문서는 본 명세서에서 그 전문이 인용 참조 된다.
도 13a에 도시된 일 실시예에서, 연장 패턴(119)은 주요 라인(main line: 120) 및 인접한 수개의 미세 라인(fine line: 121)들을 포함한다. 상기 특수 연장 패턴의 실시예에서, 주요 라인(120) 및 미세 라인들(121)은 조명 시 기판 테이블을 이동시키는 동안에 제 1 방향(x110)으로 연장되고 적절한 패터닝 디바이스를 이용하여 형성된다. 특수 연장 패턴은 기판의 큰 부분 상에서 연장될 수 있다. 특수 연장 패턴은 개시된 방법들 또는 그 등가론 중 어느 하나를 이용하여 형성된다.
미세 라인들(121)은 주요 라인보다 폭이 좁으며, 상기 폭은 일반적으로 제 2 방향, 여기는 y110 방향으로 연장된다. 일 실시예에서, 주요 라인(120)은 약 5 ㎛, 구체적으로는 5.8 ㎛의 폭(L120)을 갖는 한편, 미세 라인들(121)은 약 20 내지 1000 nm, 일 실시예에서 40 내지 600 nm, 또한 특정 실시예에서 50 내지 400 nm, 또한 구체적으로는 0.2 ㎛의 폭을 갖는다. 미세 라인들의 개수는 4 개 내지 30 개 사이, 일 실시예에서는 10 개 내지 20 개 사이, 구체적으로는 18 개일 수 있다. 주요 라인과 1 이상의 인접한 미세 라인들의 조합은 포컬 마크 유닛으로서 언급된다. 일 실시예에서, 포컬 마크 유닛은 수개의 주요 라인들(120)을 포함한다. 일 실시예에서, 주요 라인 및 미세 라인들의 유닛은 10 내지 30 배, 구체적으로는 17 배의 패턴 내에 서로 인접하여 형성된다.
연장 패턴은 2 이상의 인접한 포컬 마크 유닛들을 포함할 수 있다. 포컬 마크 유닛들은 제 1 방향, 노광 시 기판 테이블의 이동 방향으로 연장된다. 포컬 마크 유닛들은 상기 제 1 방향으로, 예를 들어 포컬 마크 유닛의 적어도 40 배, 일 실시예에서 적어도 80 배의 긴 길이에 걸쳐 연장될 수 있다.
주요 라인들, 및 주요 라인당 수 개의 인접한 미세 라인들을 포함하는 포컬 마크 유닛은 약 5 내지 50 ㎛의 폭(L119)을 가질 수 있다. 형성된 특수 연장 패턴에서, 상기 폭은 제 2 방향으로 연장된다. 일 실시예에서, 연장 패턴은 제 2 방향, 일반적으로 연장 패턴의 제 1 방향에 수직인 방향으로 등가의 상호 거리에서 평행한 그리고 서로 나란한 수 개의 포컬 마크 유닛들을 포함한다. 도 13a에 따른 실시예에서, 제 2 방향으로의 상기 유닛들 사이의 상호 거리(L119)는 10 내지 50 ㎛, 바람직하게는 약 15 내지 20 ㎛일 수 있다.
노광 시, 주요 라인(120)은 종래에 사용된 공지된 마크들과 유사하게, 일반적으로 포커스에 대해 독립적으로 형성된다. 리소그래피 장치의 분해능에 대해 일반적으로 큰 크기를 갖는 주요 라인(120)은 표준 정렬 구조체의 일 예시이다.
하지만, 미세 라인들(121)은 노광 시 노광의 포커스에 의존적으로 형성되는 포커스 감지 마크들의 일 예시이다. 노광이 포커스를 벗어나면(out of focus), 미세 라인들(121)은, 만약 있다면, 부분적으로만 형성된다. 미세 라인들은 리소그래피 장치의 원하는 분해능 급의 폭을 가질 수 있다.
더 미세한 라인들은 포커스에 더 민감할 것이다. 포커스가 더 좋을수록 더 미세한 라인들이 형성될 것이다. 형성된 미세 라인들의 폭은 노광 시 로컬 포커스의 표시(indication)이다. 일 실시예에서, 상이한 폭들의 한 세트의 미세한 라인들이 후속 측정 단계에서 로컬 포커스와 관련된 파라미터를 얻게 할 것이다.
일 실시예에서, 미세 라인들(121)은 상이한 라인 폭을 갖는 한 세트의 라인들을 포함한다. 일 실시예에서, 이러한 세트의 인접한 미세 라인들은 증가 또는 감소 라인 폭을 갖도록 서로 나란히 위치된다. 감소 라인 폭을 가지면, 미세 라인들(121)은 포커스에 더 민감해진다. 포커스 감도는, 예를 들어 회절 특성들을 측정함으로써 측정될 수 있으며, 이는 이후에 더 상세히 설명될 것이다.
제 1 방향으로 연장된 그리고 제 2 방향으로 서로에 대해 인접하게 위치된 라인들을 갖는 수개의 포컬 마크 유닛들을 포함하는 연장된 패턴은 제 2 방향으로 회절 패턴을 유도할 것이며, 상기 회절 패턴의 최대 세기의 위치는, 특히 형성된 미세 라인의 로컬 포커스에 의존할 것이다. 회절 특성들이 측정될 수 있으며, 캘리브레이션 맵을 생성하는데 사용될 수 있다.
포컬 마크 유닛은 적절한 지점들을 갖는 패터닝 디바이스를 이용하여 형성될 수 있고, 기판은 제 1 방향으로 이동되며, 상기 지점들은 제 2 방향으로 서로 인접 하여 형성된다.
이 실시예에서, 패터닝 디바이스는 포컬 마크 유닛들의 집합(collection)을 포함할 수 있으며, 도 13a에 따른 실시예에서 패터닝 디바이스 내의 각각의 포컬 마크 유닛은 하나의 주요 지점 및 수개의 미세 지점들을 포함하는데, 상기 지점들은 제 2 방향으로 서로 인접하여 위치된다. 또한, 다른 포컬 마크 유닛들도 가능하다. 미세 지점들은 상이한 크기, 특히 제 2 방향으로 상이한 폭의 지점들일 수 있다. 노광 시에 그리고 제 1 방향으로의 기판 테이블의 후속 이동 시에, 상기 지점들은 제 1 방향으로 연장된 패턴을 조명하여, 포커스 감지 연장 패턴을 형성할 것이다.
단일 포컬 마크 유닛을 형성하는 패터닝 디바이스의 일 예시가 도 15에 도시된다. 조명 시에 그리고 도 15에서 x150으로 표시된 제 1 방향으로의 기판 테이블(WT)의 이동 시에, 주요 라인(120) 및 미세 라인들(121)을 각각 형성하는 지점들(151 및 152)을 갖는 패터닝 디바이스(150)가 도시된다. 주요 지점(151)은 원하는 폭을 갖는 주요 라인(120)을 형성하기 위해 폭(156)을 갖는다. 지점들(152)은 더 좁은 폭을 갖는 원하는 미세 라인들을 형성하기 위해 제 2 방향으로 연장된 폭을 갖는다.
미세 지점(153)은 미세 지점(154)보다 더 넓은 폭을 갖는다. 비록, 4 개의 미세 지점들(152)이 도시되지만, 더 많은 지점들도 가능함은 분명하다.
일 실시예에서, 미세 지점들(152) 및 특히 미세 지점(154)은 제 2 방향보다 제 1 방향(x150)으로 더 많이 연장되어, 노광 시 기판의 더 긴 조명을 허용한다. 제 2 방향보다 제 1 방향으로의 더 긴 길이로 인해, 기판의 관련 부분은 더 오랜 시간 동안 노광될 것이다. 이는 미세 구조체들의 형성을 개선할 수 있다.
도 13a에 따른 연장 패턴의 실시예는 단일 포커스 감지 격자를 포함하는 포커스 감지 연장 패턴의 일 예시이다. 또한, 이러한 단일 격자는 스캐터로메트리 시스템(scatterometry system)과 같은 특수 측정 툴에서 판독하기 위해 사용될 수 있다. 연장 패턴을 형성하고 포커스 측정 및 후속 캘리브레이션을 허용하는 방법에 따라 기판에 적용되는 단일 포커스 감지 격자들에 관해 당업자에 의해 공지된 또 다른 실시예들이 본 발명의 범위 내에 있다.
포커스 감지 연장 패턴의 또 다른 예시는 FOCAL 마크들과 같은 미세 라인들(부분적으로는 점선들)(도 13d의 좌측 참조)과 조합하여 넓은 라인을 갖는 마크를 포함하는 패턴, 또는 PreFoc/LVT 마크들을 포함하는 패턴이다. PreFoc/LVT 마크는 패터닝 디바이스 상의 마크의 최상부 상의 웨지들에 의해 생성된 비-텔레센트릭 광(non-telecentric light)에 의해 조명된 (패터닝 디바이스 내의 연장 패턴 지점들에 대한) 표준 정렬 마크일 수 있다. PreFoc/LVT 마크들의 패턴은 도 13d의 우측에 도시된다. 상술된 바와 같은 패터닝 디바이스는 연장된 마크를 형성하기 위해 유사한 방식으로 사용될 수 있다. 웨지의 결과로, 연장 패턴은 포커스에 민감할 것이다. 상기 형성된 포커스 감지 연장 패턴은 음의 또는 양의 감도를 가질 수 있다.
단일 FOCAL 마크들 및 LVT 마크들의 일 예시가 도 13d에 도시된다. 넓은 라인 및 미세 라인들에 의해 형성된 다수의 세트의 포컬 마크 유닛을 포함하는 FOCAL 마크들이 좌측에 도시된다. 2 개의 포컬 마크 유닛들은 원 부분 내에 상세하게 도시된다. 제 1 방향은 상기 라인들의 방향으로, 도면에서는 좌측에서 우측으로 연장된다.
적절한 패턴을 갖는 패터닝 디바이스를 이용하고, 또한 상기 패턴을 노광하는 동안에 기판을 이동시켜, 연장된 포커스 감지 패턴을 형성하는데 사용될 수 있으며, 포커스 감도는 XY 변위를 유도한다. '불량한(bad)' 포커스의 결과로, 패터닝 디바이스 내의 지점 또는 또 다른 유사한 형상을 이용하여 형성된 연장 패턴은 변위를 나타낼 것이다.
일 실시예에서, 포커스 감지 연장 패턴은 일반적으로 2 개의 수직 방향들로 기판 상에 형성된다. 이로 인해, Z 캘리브레이션, 그리고 Rx 및 Ry 캘리브레이션을 얻을 수 있다.
일 실시예에서, 패터닝 디바이스의 포커스 감응 노광은 연장 패턴이 제 1 방향으로 연장되게 하고, 제 2 방향으로 포커스 감지 변위를 갖게 한다. 포커스 감지 변위는 제 2 방향으로만 존재하는 것이 바람직하다. 하지만, 이는 필수적인 것은 아니다.
일 실시예에서, 포커스 감지 연장 패턴은 표준 연장 패턴과 조합하여 형성된다. 일 실시예에서, 상이한 연장 패턴은 제 1 방향으로의 기판 테이블의 동일한 이동 동안에 단일 동작으로 형성된다. 도 14a는 표준 정렬 연장 패턴(130) 및 포커스 감지 연장 패턴(131)을 갖는 연장 패턴을 개략적으로 도시한다.
기판 상에 형성된 포커스 감지 연장 패턴(131)은 노광 시 오차들의 조합의 결과로 위치된다. '정상' 연장 패턴(130)과 유사하게, 포커스 감응 연장 패턴은 일반적으로 x130 방향으로 연장되며, 그리드 오차들 또는 다른 원인들의 결과로 제 2 방향(y130)으로 변위를 나타낼 것이다. 또 다른 포커스 감응 연장 패턴(131)은 포커스 오차들의 결과로 제 2 방향(y130)으로 적어도 부분적으로 변위된다. 높이 변동들(기판 테이블에 대해 xyz 좌표계에서 z-방향)의 결과로, 포커스 감지 연장 패턴은 추가 변위들을 나타낼 것이다. 추가 변위는 '정상' 연장 패턴(130)에 대해 측정될 수 있으며, 필터링되어, 높이 변위 및 노광 캘리브레이션에 대한 캘리브레이션 맵을 유도할 수 있다.
도 14b는 2 개의 포커스 감지 연장 패턴들(132 및 133)을 포함하는 연장 패턴을 개략적으로 도시하며, 상기 연장 패턴(132)은 음의 포커스 감도를 갖고, 상기 연장 패턴(133)은 양의 감도를 갖는다. 두 패턴들은 단일 동작으로 형성되는 것이 바람직하다. 여하한의 포커스 오차들이 인접한 연장 패턴들 사이의 라인 절반에 대해 거울 대칭적으로 나타나는 한편, XY-인코더 오차들은 두 연장 패턴들에 유사한 시프트를 유도한다.
포커스 감지 연장 패턴들은 도 3에 도시된 실시예와 유사한 기판의 표면상에서 적어도 2 이상의 방향들로 형성될 수 있다. 이는 기판의 포커스 캘리브레이션에 대한 2 차원 맵을 얻게 할 것이다.
연장 패턴의 형성의 반복
캘리브레이션하는 방법의 일 실시예에서, 상기 방법은 후속 진행(run)에서 다수의 연장 패턴들을 형성하는 단계를 포함한다. 연장 패턴은 여러 번 형성된다. 일 실시예에서, 동일한 연장 패턴이 여러 번 형성된다. 상기 동일한 연장 패턴은 유사한 구성을 갖는 패터닝 디바이스를 이용하여 형성된다. 패터닝 디바이스 내의 유사한 세트의 지점들이 반복적으로 사용된다.
또 다른 실시예에서, 특수 목적 연장 패턴이 상기 방법의 후속 단계들에서 반복적으로 형성된다. 이는 다수의 연장 패턴들 각각에 대해 측정 결과들을 얻게 할 것이며, 캘리브레이션, 및 특히 더 양호한 결과들을 얻는 평균 캘리브레이션 결과들을 반복하게 할 것이다.
또 다른 실시예에서, 연장 패턴을 형성하는 반복된 단계들은 다소 상이한 환경들 하에서, 특히 상이한 리소그래피 장치 셋 업으로 수행된다. 유사한 연장 패턴을 형성하는 동안에, 리소그래피 장치에 대한 상이한 셋업 파라미터들이 사용될 수 있다. 동일한 패터닝 디바이스를 이용하여 상이한 셋업 파라미터들 하에서 동일한 연장 패턴이 반복되는 것이 바람직하다. 일 실시예에서, 여러 개의, 예를 들어 10 개의 연장 패턴들이 서로 인접하여 형성된다.
형성된 연장 패턴들은 상이한 Z 셋업으로 형성될 수 있다. 기판 테이블(WT)이 노광 시 그리고 노광 시 기판 테이블의 후속 이동 동안에 상이한 높이에 배치되도록, 기판 테이블의 높이 파라미터는 리소그래피 장치의 셋업 모듈을 이용하여 조정된다. 이는 상이한 셋업 파라미터들로 형성된 연장 패턴들을 형성하게 하며, 파라미터에 대해 더 특정한 캘리브레이션을 얻게 한다.
특수 목적 연장 패턴의 형성을 반복하는 것은 특수 목적 연장 패턴으로 캘리 브레이션될 파라미터의 셋업의 변동들과 조합되는 것이 바람직하다. 연장 패턴들의 상이한 노광 동안에 Z를 변동시킴으로써, 이 연장 패턴들은 상이한 Z 셋업 환경 하에서 형성되며, 이 연장 패턴들은 상이한 셋업 환경들의 결과들을 측정하게 할 것이다. 예를 들어, LVT 마크들이 형성될 때, 결과적인 LVT 마크 연장 패턴의 시프트는 Z 셋업의 변동 결과와 상이할 것이다. 이는 리소그래피 장치의 더 세분화된 셋업 튜닝/캘리브레이션을 허용한다.
일 실시예에서, 상이한 위치들에서 상이한 셋업으로 연장 패턴들을 형성하는 상기 반복적인 단계들을 이용하여 형성된 연장된 패턴들은 캘리브레이션 필드(calibration field)로서 간주될 수 있다. 더욱이, 상이한 셋업으로 형성된 상기 연장 패턴들은 판독(readout)과 캘리브레이션될 파라미터 사이, 특정 실시예에서 수평 시프트와 Z, Rx 및 Ry 파라미터들 사이의 개선된 관계를 얻게 할 수 있다.
기판 테이블 상의 연장 패턴
일 실시예에서, 기판 테이블 상에 연장 패턴이 형성되고 위치된다. 이는 연장 패턴의 특성 및 이에 따른 기판 테이블(WT)의 직접 검출을 허용한다. 연장 패턴은 기판을 지지하는 지지 디바이스 외부의 기판 테이블 상에 위치되는 기판 상에 형성될 수 있다. 기판(테이블)W(T)은 기준 마크들로서 연장 패턴(들)을 포함한다.
기판 테이블 상의 연장 패턴은 앞서 설명된 여하한의 기술들을 이용하여 형성될 수 있다(또는 형성되었다).
일 실시예에서, 기판 테이블 상의 연장 패턴은 리소그래피 장치의 작동 시설 들에 리소그래피 장치를 설치한 이후의 작동 중에 형성된다. 연장 패턴은 작동 시 유지를 위해 사용될 수 있다. 연장 패턴은 온사이트 캘리브레이션(on-site calibration)들, 특히 위치 캘리브레이션들을 위해 사용될 수 있다.
설명된 여하한의 방법들에 따라 형성된 기판 또는 기판 테이블 상의 연장 패턴들은 연장 패턴의 제 1 방향을 따라 스캔되는 검출 방법의 일 실시예에서 구성된다. 스캐닝 이전에, 상기 스캐닝을 개선하는 보조 단계들이 수행될 수 있으며, 이제 설명될 것이다.
노광 변조
일 실시예에서, 연장 패턴은 기판 상에 형성되어, 일반적으로 제 1 방향으로 연장된다. 변조를 갖는 연장 패턴이 형성될 수 있다. 상기 패턴은 일반적으로 제 1 방향으로 연장되며, 변조는 제 2 방향으로 중첩(superimpose)된다. 알려진 변조에 패턴에 적용하는 것은 잡음 감소를 위해 사용될 수 있다. 또한, 알려지고 사전설정된 신호를 기판 테이블에 적용하는 것도 측정된 신호 내의 잡음을 감소시킨다. 변조는 알려져 있기 때문에, 신호로부터 제거될 수 있다. 일 실시예에서, 연장 패턴의 형성 공정 시 제 2 방향으로의 상호 이동이 제공된다.
일반적으로 장-행정 또는 단-행정 모듈의 이동 방향에 평행이거나, 일반적으로 전체적인 웨이퍼 스테이지 좌표계의 축선에 평행인 제 1 방향을 따라 기판 테이블을 이동시킴으로써 기판 상에 연장 패턴이 형성된다. 동시에 또 다른 실시예에서, 제 1 방향에 수직인 제 2 방향으로 기판 테이블을 동시에 이동시킴으로써, 변 조가 연장 패턴 상에 중첩된다. 상기 제 2 방향으로의 이동은 단-행정 및 장-행정 모듈들의 제 2 세트를 작동시킨 결과일 수 있다.
일 실시예에서, 변조는 만곡 파형(sinus wavelike) 패턴과 같은 규칙적인 패턴일 수 있다. 변조는 바람직하게는 연장 패턴의 그리드 라인들 간의 거리의 적어도 0.5 이상의 진폭을 가질 수 있다. 일 실시예에서, 변조는 더 큰 진폭을 갖는다. 변조는 제 1 방향으로 연장되는 파장을 가질 수 있으며, 이 파장은 바람직하게는 그리드 라인 패턴의 크기의 10 배 이상이다.
일 실시예에서, 제 2 방향으로의 변조는 단지 기판 테이블을 이동시키는데 단-행정 모듈을 작동시킴으로써 제공된다.
알려진 변조가 연장 패턴 상에 중첩되기 때문에, 연장 패턴의 후속한 측정들 동안 상기 변조는 측정 신호에서 설명될 수 있으며, 후속하여 보정되어 잡음 감소를 유도할 수 있다.
또한, 노광 변조의 또 다른 예시를 위해, 도 9d의 앞선 설명이 참조된다.
보조 요소들 형성
기판 상에 연장 패턴을 더 형성하기 위하여, 여하한의 알려진 기술들을 이용함으로써 기판 상에 정렬 마크들이 형성될 수 있다. 일 실시예에서, 정렬 마크들은 연장 패턴을 형성하기 이전에 기판 상에 제공된다.
적어도 2 이상, 바람직하게는 적어도 10 이상의 정렬 마크들이 기판 상에 형성되며, 기판을 0 위치에 대한 소정 위치에 정렬시키는 것을 허용한다. 기판을 정 렬시키는 것은 알려진 방법이며, 기판 상에 형성된 정렬 마크들을 사용한다. 정렬된 위치로부터, 기판 상의 알려진 위치에 연장 패턴을 조사하고 형성할 수 있다. 상기 방법의 후속 단계들에서, 정렬 마크들에 대한 연장 패턴의 상대 위치가 알려지고, 연장 패턴을 위치시키는데 사용될 수 있다.
일 실시예에서, 연장 패턴 및 정렬 마크들은 리소그래피 장치의 노광 측에서 단일 작업으로 형성된다. 일 실시예에서, 정렬 마크들 및 연장 패턴은 단일 이미지 노광 단계에서 기판 상에 형성된다. 연장 패턴 및 정렬 마크들은 단일 단계에서 현상된다. 정렬 마크들 내의 여하한의 위치 인코딩 오차(positional encoding error)들은 정렬 마크들 내에 존재할 것이며, 이와 유사하게 연장 패턴 내에 존재할 것이다.
또 다른 실시예에서, 정렬 마크들 및 연장 패턴은 각각의 위치들로 기판 테이블을 이동시킴으로써 기판 상에 투영된다. 연장 패턴의 위치설정은 단지 정렬 마크들에 대한 상대적인 위치설정이다. 실제로, 연장 패턴은 정렬 마크들에 대한 정의되지 않은 위치에 형성된다. 이는 정렬 마크들과 함께 단일 단계에서 연장 패턴을 형성하게 한다. 위치 오차들에 대한 여하한의 보정은 후속 검출 단계 및/또는 캘리브레이션 단계에서 검출되고, 및/또는 측정되며, 및/또는 보정된다.
일 실시예에서, 적어도 2 이상의 마크들이 연장 패턴의 시작 위치 및 끝 위치 부근에 형성된다. 이 마크들은 연장 패턴 정렬 마크들이라고 칭할 것이다. 이 마크들은, 연장 패턴 자체의 여하한의 특성들이 측정되기 이전에, 기판 상에 형성된 연장 패턴을 정렬하는데 사용될 수 있다. 마크들은 연장 패턴에 평행하게 위치 된다. 당업자라면, 기판 스테이지 상에 유지된 기판 상에 형성된 연장 패턴과 리소그래피 장치를 정렬시키기 위해 다른 기술들을 제공할 수 있을 것이다.
일 실시예에서, 연장 패턴 정렬 마크들은 기판 상의 연장 패턴을 따라 한쪽 또는 양쪽에 위치된다. 일 실시예에서, 연장 패턴 정렬 마크들은 연장 패턴과 일직선으로 형성된다. 이러한 위치는 도 6에 도시되어 있다.
도 6은 연장 패턴(103)의 끝 부분을 나타내며, 이때 마크들(104)이 연장 패턴 정렬 마크들로서 기판 상에 형성된다. 개략적인 기판 정렬 단계에서, 리소그래피 장치의 정렬 디바이스가 연장 패턴(103)의 양쪽 끝에서 마크들(104)의 위치를 측정하고, 제 1 방향(102)을 따라 연장 패턴을 스캔하기 위하여 기판을 정렬시킬 수 있다.
일 실시예에서, 연장 패턴 정렬 마크들은 도 7에 나타낸 바와 같이 연장 패턴의 연장된 중심선 부근의 위치의 끝 부분 부근에 위치된다. 연장 패턴 정렬 마크로서 0 마크(111)가 사용되는 것이 바람직하다. 연장 패턴(110)의 양쪽 끝에서 두 연장 패턴 정렬 마크들(111)을 스캐닝하는 정렬 측정을 이용하여, 2 개의 위치들이 얻어진다. 위치들 사이의 '직선'(112)이 연장 패턴(110)의 중심선을 나타낼 수 있다.
일 실시예에서, 연장 패턴에 가까운 웨이퍼 상에 다수 0 마크들이 형성된다. 일 실시예에서, 연장 패턴의 위치들 또는 또 다른 특성을 나타내기 위해 2 이상의 마크들의 세트들이 형성된다. 일 실시예에서, 연장 패턴 정렬 마크는 연장 패턴의 중심에서 벗어난(off-center) 위치를 나타낸다. 일 실시예에서, 중심에서 벗어난 위치는 아래에서 더 상세히 설명되는 본 발명의 일 실시예에 따른 플랭크 스캔(flank scan)을 수행하는 2 개의 피크 부근 0 교차점(near peak zero crossing) 중 하나의 위치와 대응한다.
사전-측정 단계들(정렬)
일 실시예에서, 연장 패턴의 특성을 검출하는 방법은 먼저 기판 및 연장 패턴을 정렬시키는 단계를 포함한다. 정렬시키는 단계는 적어도 제 1 방향을 따라 측정을 수행하는 정렬 센서와 연장 패턴의 적절한 상대 위치들을 발견하는 단계를 포함한다. 기판에는 제 1 및/또는 제 2 방향으로 센서에 대한 연장 패턴 및/또는 기판 테이블의 상대 위치들을 결정하는 것을 돕기 위해, 마크들과 같은 보조 요소들이 제공될 수 있다.
일 실시예에서, 기판 상에 형성된 연장 패턴의 특성을 검출/측정하는 단계(실제 측정 스캔)는 '0' 위치로 스테이지를 이동시킨 후 스테이지 정렬 및/또는 전체적인 기판 정렬을 수행한 이후에 수행될 수 있다. 일 실시예에서, 개략적인 웨이퍼 정렬 단계는 기판을 캡처하는데 사용된다. 개략적인 웨이퍼 정렬 이후에, 기판 그리드가 정밀한 웨이퍼 정렬을 위해 모든 마크 위치들을 예측하기에 충분히 정확하게 알려진다. 이러한 정렬들은, 특히 기판이 로딩 스테이션(loading station)으로부터 낮은 정확성으로 기판 테이블 상에 로딩되는 경우에 유리하다. 따라서, 로딩까지 모든 단계들이 비교적 낮은 정확성으로(고속 및/또는 저비용으로) 수행될 수 있다. 정밀한 웨이퍼 정렬 단계 시, 높은 정확성으로 연장 패턴의 방향/위치를 결정하기 위해 마크들이 측정된다. 제 1 방향을 결정하는 것은, 좌표계의 축선 중 하나를 따르는 기판 테이블의 이동이 연장 패턴의 제 1 방향과 대응하도록 좌표계를 생성하는데 사용된다.
기판 테이블(WT) 및 기판의 회전은 연장 패턴의 제 1 방향을 발견하는데 사용될 수 있다.
일 실시예에서, 기판은 연장 패턴 정렬 마크들과 같은 보조 마크들에 대해 스캔된다. 일 실시예에서 연장 패턴의 양쪽 끝의 연장된 중심선 위치들에 0 마크들이 위치되고, 특히 리소그래피 장치의 측정 측에서 웨이퍼의 신속한 스캔 시 그 위치들이 수집된다. 0 마크들의 위치들은 연장 패턴의 위치, 방향 및 특성들에 관한 많은 정보를 나타낼/제공할 수 있다. 상기 정보는 본 발명에 따른 방법의 일 실시예의 후속 단계들에서 수집되고 처리된다.
연장 패턴 정렬 마크들은 연장 패턴의 중심선의 위치, 또는 중심에서 벗어난 위치를 제공할 수 있다. 상기 마크들은 변조의 파장 또는 진폭에 관한 정보와 같은 연장 패턴에서의 변조의 특성들을 나타낼 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서, 연장 패턴의 사전스캔 또는 정렬 스캔이 제 2 방향으로 수행된다. 이 사전스캔은 제 2 방향으로 연장 패턴의 위치를 결정하는데 사용된다. 제 1 방향으로 상이한 위치에서 제 2 사전스캔과의 조합은 증가된 정확성으로 제 1 방향을 결정하는데 사용된다.
사전스캔은 제 2 방향으로의 연장 패턴의 물리적 파라미터와 관련된다. 일 실시예에서, 파라미터는 의도적으로 예상되는 제 1 및 제 2 방향으로 성분을 포함 한 방향으로 이동시킴으로써 검출된다. 이는 연장된 제 1 방향에 대한 비교적 큰 각도로의 스캐닝이, 단 한번의 스캔으로 연장 패턴의 위치가 제 1 및 제 2 방향으로 발견될 것을 보장하기 때문에 유리하다. 요구되는 단 한번의 스캔과 함께, 이는 비교적 시간 효율적인 방법이다.
이 사전스캔뿐만 아니라, (플랭크 스캔들과 같은) 실제 측정 스캔들에서도, 연장 패턴이 정렬 센서를 향해 돌출한 그리드 라인들의 세트를 포함하기 때문에 검출된 특성(세기)이 측정될 수 있다. 일 실시예에서, 정렬 센서는 회절 기반 타입(diffraction based type)으로 구성되며, 그리드 라인들은 격자로서 알려질 수 있다.
플랭크 스캔 위치설정
본 발명의 일 실시예에 따른 방법은 리소그래피 장치의 정렬 센서를 이용하여 연장 패턴의 특성을 검출하는 단계를 수반한다. 일 실시예에서, 제 1 방향으로 연장되는 연장 패턴의 특성은 연장 패턴의 제 1 방향을 따라 측정된다. 제 1 방향을 따라 측정하기 위해, 기판 테이블이 제 1 방향으로 이동되어, 연장 패턴과 정렬 센서의 상대 위치들을 변화시킨다.
일 실시예에서, 회절된 방사선의 세기와 같은 측정된 특성은 연장 패턴의 물리적 특성, 및 특히 제 2 방향으로 연장 패턴의 물리적 특성과 직접 관련된다. 상기 방법은 주로 제 1 방향으로 연장 패턴을 따라 링크된 연장 패턴의 물리적 특성을 측정하는 것을 허용한다.
기판 상에 형성된 연장 패턴의 여하한의 실시예의 스캐닝은 연장 패턴의 제 1 방향을 따르는 특성의 검출을 포함한다. 스캐닝은 센서 및 연장 패턴의 제 2 방향으로의 상대 위치들의 기준 위치에 위치된 일반적인 직선을 따라 수행된다. 도 4에 이러한 라인의 일 예시가 도시되며, 제 2 방향으로의 기준 위치는 Ys로 나타낸다. 위치들은 정렬 센서 내에 형성된 카메라 이미지의 중심점에 기준될 수 있다.
또 다른 사전-측정 단계로서, 연장 패턴은 본 명세서에서 이후 더 상세히 설명되는 실질적으로 평행한 라인들 또는 피크 부근 0 교차점들(ZC1 및 ZC2)의 중심에 도달하는 정렬 센서의 측정 빔에 대응하는 정렬 센서의 바람직한 출력이 달성되도록 위치된다.
일 실시예에서, 우선 정렬 센서의 측정 빔이 예를 들어 도 3에 따른 기판 또는 기판 테이블 상에 형성된 연장 패턴(그리드 라인들에 평행함)과 상호작용하도록 기판이 위치되며, 즉 패턴의 회절 특성들이 사용되고 바람직하게는 측정된다. 이는 바람직하게는 제 1 방향에 수직인 도 4에 개략적으로 나타낸 제 2 방향으로 기판(스테이지)을 이동시킴으로써 수행될 수 있다. 제 2 방향은 일반적으로 리소그래피 장치의 레티클 및/또는 메인프레임에 대해 기판 테이블을 이동시키는 제 2 장-행정 및 단-행정 모듈에 평행일 수 있다.
정렬 스캔은 제 2 방향으로 기판 테이블을 이동시킴으로써 수행되거나, 적어도 제 2 방향으로 구성요소를 갖는 이동에 의해 수행되는 것이 바람직하다. 동시에, 일 실시예에서 위치 인코더 또는 간섭계가 기판/기판 테이블 상의 위치에 얻어 진 회절 패턴을 링크하도록 제공된다.
일 실시예에서, 기판은 제 2 방향으로 상이한 위치들에 위치된 제 1 방향으로 연장된 다수 연장 패턴들을 포함한다. 일 실시예에서, 이 연장 패턴들은 평행하여 형성된다. 제 2 방향으로의 단일 행정에서, 이 다수 연장 패턴들에 대한 회절 패턴들이 얻어질 수 있다. 이 방식으로 이 다수 연장 패턴들에 대해 제 2 방향으로의 정렬 데이터 스캔이 더 빠르게 수행된다.
제 2 방향, 즉 연장 패턴에 수직인 방향을 따르는 정렬 센서 출력 신호의 응답 곡선(즉, 도 4에서 y 방향을 따르는 센서 신호)이 도 5a에 도시된다. 도 5a에서 알 수 있는 바와 같이, 피크 최대 출력 신호가 얻어지며, 이는 정렬 센서가 평행한 라인들의 중심과 정렬되는 경우에 일어난다. 이 중심으로부터 평행한 라인들의 외부 에지를 향해 이동하면, 간섭 효과들로 인해 피크 최대 출력 신호들 및 피크 최소 출력 신호들을 교번하여 제공하는 공간 주기적 패턴이 얻어진다.
도 5a에 도시된 예시는 몇 개의 그리드 라인들만의 그리드 패턴에 대한 응답을 나타낸다. 일 실시예에서, 10 개 이상의 그리드 라인들을 갖는 연장 패턴이 사용된다. 이 실시예에서, 주기적인 구조체는 덜 댐핑(damping)하는 것으로 도시되며, 더 안정적인 피크들을 가질 것이다. 이는 최대 피크를 발견하는 것이 덜 관련적이기 때문에 유리하다.
유리한 실시예에서, 검출 방법은 제 2 방향을 따르는 물리적 파라미터의 결과인 연장 패턴의 제 1 방향을 따르는 물리적 특성을 기록한다. 이 예시에서, 제 1 방향을 따라 기록된 특성은 제 2 방향을 따르는 연장 패턴의 회절 특성으로부터 발생한 세기일 수 있다. 회절 특성은 제 2 방향에 걸친 세기 프로파일의 플랭크들 상에서 가장 민감하며(최대 기울기 = 최대 감도), 이는 y 위치(제 2 방향)에 대한 세기의 미분이 플랭크들에서 가장 높기 때문이다. 또한, 측정된 세기들은 피크 최소 세기들이 음의 피크들로서 등록되고, 피크 최대 세기들이 양의 피크들로서 등록되어, 세기 프로파일들의 플랭크들이 0 교차점들(도 5a)을 포함하도록 사전-처리된다고 가정될 것이다. 회절 특성은, 특히 피크 최대 출력의 위치에 인접한 피크 부근 0 교차점들(ZC1 및 ZC2)에서 민감하다. 이는, 피크 최대 출력의 위치에서 가장 많은 수의 평행한 라인들이 피크의 세기에 기여하여 피크 값을 제공하는 반면, 교차점에서의 0 값들은 명백하게 같게 유지되기 때문이다. 피크들과 0 교차점들 간의 거리는 일정하다.
일 실시예에 따르면, 기준 위치들로서 제공되는 피크 부근 0 교차점들(ZC1 및 ZC2) 중 어느 한쪽에 가능한 한 가까운 라인들에 수직인 방향으로 기판을 위치시킨 이후에 측정이 수행된다. 이로 인해, 라인들에 수직인 방향으로의 최대 감도가 얻어질 수 있으며, 이는 응답 곡선의 기울기가 이 지점에서 최대일 수 있기 때문이다. 도 2에 나타낸 제 2 방향으로의 연장 패턴의 편차와 같은 인코더 오차들의 결과로서 형성된 연장 패턴 내의 여하한의 오차들이 이 위치에서 가장 정확하게 측정될 수 있다. 이제부터, 피크 부근 응답 0 교차 위치들에 의해 형성된 제 2 방향으로의 스캐닝 위치(Ys)는 '플랭크 스캔' 위치들이라고 칭할 것이다.
도 6에 따른 예시와 같은 7 이상의 그리드 라인들을 포함한 연장 패턴의 일 실시예에서, 도 5b와 유사한 사전스캔 결과가 얻어질 것이다. 여기에서는 회절 패턴의 피크들의 댐핑이 덜 보인다. 여기에서 나타낸 여하한의 0 교차점들(ZC10, ZC11, ZC12 및 ZC13)은 이후에 제 1 방향으로의 연장 패턴을 따라 측정을 수행하는 제 2 방향으로의 기준 위치들로서 취해질 수 있다. 제 1 사전스캔/플랭크 스캔이 수행되는 경우, 제 2 스캔은 반대 기울기를 갖는 0 교차점에서/부근에서 수행되어야 한다. 가능한 조합들의 예시들은 ZC10과 ZC11, 및 ZC10과 ZC13이다.
또 다른 실시예에서, 제 2 방향으로의 스캔은 자동 이득 제어(Automatic Gain Control) 세팅들에 대한 데이터를 제공한다. 이 세팅들은 신호 제어를 위해 세이브(save)되고 이용될 수 있다. 일 실시예에서, 연장 패턴은 제 2 방향으로 스캐닝된다. 스캔 시, 정렬 센서가 측정된 세기에 대응하는 전기 신호를 출력할 것이다. 이 전기 신호는, 이후에 수행될 제 1 방향으로의 실제 측정 스캔들 시 정렬 센서 내의 증폭기들의 이득을 결정하는데 사용된다. 이득은 신호가 최대 세기들에서 클리핑(clip)되지 않아, 세기가 최소(0) 및 최대 감도에 있는 경우에 최대 신호 대 잡음비를 제공하도록 결정된다. 대안적인 실시예에서, 이득은 기준(fiducial)에 걸쳐 스캐닝함으로써 결정된다. 기준은 기준 마커를 포함한다. 기준 및 기준 마커는 최대 및 최소 세기들이 이후에 수행될 제 1 방향으로의 실제 측정 스캔 시 예상되는 세기들보다 각각 더 높고 더 작도록 생성된다. 이득은 신호가 최대 세기들에서 클리핑되지 않아, 최대 신호 대 잡음비 및 최대 감도를 제공하도록 결정된다.
위치에 대한 세기 신호를 구성하기 위해, 정렬 센서에 의해 측정된 정렬 빔 및 기판 테이블의 위치의 세기들이 동시에 정확히 샘플링된다. 위치와 세기 샘플링 간의 동기화는 트리거 시나리오에 의해 구현된다. 일 실시예에서, 리소그래피 노광 장치의 메트롤로지 디바이스는 동기화 드라이버로부터 동기화 신호 및 스캔 상태 신호를 수신하는 정렬 툴을 포함한다. 스캔 시, 세기 샘플들이 측정되고, 위치 샘플들은 위치설정 시스템으로부터 수신된다. 세기 샘플들 및 위치설정 샘플들은 조합되어야 한다. 가속 오버슛(overshoot)의 영향을 감소시키기 위해, 위치/광 샘플링이 시작되기 전에 시간 지연이 삽입된다. 이 지연은 'Vc_settling' 또는 등속 세팅으로 표시된다.
회절 차수들에 기초하여 정렬 센서를 이용하는 일 실시예에서, 정확성을 더 개선하기 위해 피크-피크 신호가 최대 차수(즉, 7 차)에 대해 최대화된다. 일 실시예에서, 피크-피크 신호는 각각의 검출된 차수에 대해 최대화된다. 이는 스테이지를 스테이지 위치설정에 대해 훨씬 더 민감하게 한다.
일 실시예에서, 제 1 방향을 따르는 연장 패턴을 각각 검출하기 전에 자동 이득 제어 세팅이 수행된다. 이는 제 1 방향을 따르는 각각의 스캔에 대해 이득 세팅들을 보정하게 한다.
일 실시예에서, 연장 패턴들은 연장 패턴들의 완전한 세팅이 정렬 센서, 예를 들어 CCD 센서의 개구수에 꼭 맞도록 상당한 양의 패턴들을 포함한다. 그 후, 패턴의 이미지는 주기적인(사인파) 신호를 유도할 것이다. 그 후, 제 2 방향으로 스캐닝하는 동안 주기적인(사인) 피트를 수행할 수 있을 것이다.
일 실시예에서, 하나 또는 다수 연장 패턴들이 동시에 판독된다. 이는 캘리 브레이션 업데이트들 및 유지 특징들을 가능하게 한다. 이 마크들은 정렬 시스템의 개구수 내에서 적합하여야 한다.
연장 패턴을 따르는 측정
일 실시예에서, 제 1 정렬 및/또는 정렬 데이터 스캔과 같은 사전스캔 이후에, 연장 패턴이 일반적으로 연장 패턴의 라인들의 방향을 따라, 즉 일반적으로 제 1 방향(도 4를 이용하여 설명된 실시예에 따른 x 방향)을 따라 스캐닝된다. 일 실시예에서, 기판 테이블은 x 방향으로 이동된다. 이로 인해, 도 4뿐만 아니라 도 3의 확대도에도 도시된 바와 같이, 평행한 라인들의 여하한의 편차들이 정렬 센서의 출력 신호의 변화를 유도할 것이다(이는 정렬 빔 위치가 도 5a의 중심 피크에서 화살표들에 따라 변하기 때문이다). 이제 정렬 센서의 출력 신호가 평행한 라인들에 수직인 방향으로의 평행한 라인들 내의 여하한의 편차들에 대한 정보를 제공하는 평행한 라인들을 따르는 연속 신호를 제공한다. 상기 라인들의 이 편차들의 원인은 인코더 격자(즉, 인코더 타겟)의 오차들 내에서 발견될 수 있다. 이후 본 명세서에서 설명되는 정렬 센서 출력 신호를 이용하여, 인코더 스테이지 위치 측정 시스템의 캘리브레이션이 수행될 수 있다.
또한, 복수의 연장 패턴들(예를 들어, 도 3에 도시된 래스터(raster))을 사용함으로써, 비교적 짧은 상호 거리들에서 복수의 측정들이 얻어지며, 이는 종래의 스티칭 접근법(stitching approach)에 따라 서로 더 멀리 떨어진 캘리브레이션 지점들 사이에서 보간을 시도하는 경우에 얻어지는 보간 오차들을 감소시킬 수 있다. 따라서, 래스터를 따라 복수의 연장 패턴들에 대해 이 캘리브레이션 기술을 수행함으로써, 기판 스테이지의 복수의 위치들에 대해 캘리브레이션이 수행될 수 있으며, 래스터의 두 방향들을 이용함으로써 x 및 y 방향으로 수행될 수 있다.
일 실시예에서, 제 1 방향을 따르는 연장 패턴의 스캔은 장-행정 및 단-행정 모듈들 중 하나를 이용하여 기판 테이블을 이동시키고, 제 2 방향으로의 다른 장-행정 및 단-행정 모듈은 '고정'시키는 단계를 포함한다.
일 실시예에서, 기판 테이블은 제 2 방향(y)으로의 스캐닝 위치에 위치되며, 제 1 장-행정 및 단-행정 모듈을 이용하여 웨이퍼 상에 형성된 연장 패턴을 넘어선 위치로 이동된다.
제 1 방향을 따라 연장 패턴을 스캐닝하기 위해, 기판 테이블이 그 시작 위치로부터 제 1 방향으로 가속되며, 일 실시예에서 기판 테이블이 제 1 방향으로 안정된 스캐닝 속도로 되는 한편 고정된 위치에 제 2 좌표를 유지한다. 제 1 방향으로의 스캐닝 속력은 바람직하게는 100 mm/s 이상이고, 바람직하게는 200 mm/s 이상이다. 일 실시예에서, 장-행정 모듈의 거의 최대 속도를 이용하여, 250 mm/s 및 290 mm/s 이상의 속력들이 얻어질 수 있다. 이는 제 1 방향으로 연장 패턴을 스캐닝하게 할 것이며, 상기 연장 패턴은 기판의 더 큰 부분, 예를 들어 약 1 초에 300 mm에 걸쳐 형성된다. 앞선 구성들에서, 유사한 길이를 갖는 마크들의 라인은 1 mm 피치를 갖는 300 개의 마크들로 구성되며, 단지 이동하는 스캐닝 부분에 대해 적어도 15 초가 걸린다. 이는 각각의 마크가 개별적으로 스캐닝되기 때문이며, 각각의 시간은 기판 테이블의 속도가 측정들이 시작되기 전에 안정화될 것을 요구한다. 스캔들 사이사이에, 기판 테이블은 다음 측정 스캔을 위해 시작 위치로 스텝(step)된다. 스테핑 및 스캐닝 사이의 스위칭은 귀중한 시간을 소비한다. 90 % 이상의 시간 절약이 얻어진다.
불연속적인 연장 패턴(즉, 라인들이 예를 들어 수 개의 분리된 피처들로 형성되는 연장 패턴)의 일 실시예에서, 안정적이지 않은 속도에서 검출하는 것이 가능하다. 또한, 불연속적인 연장 패턴이 앞서 설명된 실시예에서 나타낸 바와 같이 변화하는 동적 특성들을 이용하여 형성된 경우, 이 상이한 동적 특성들은 불연속적인 연장 패턴을 스캐닝하는 경우에 검출가능하다.
안정된 속도에서 제 1 방향으로 기판 테이블을 이동시키는 동안, 일 실시예에서 연장 패턴의 회절 특성에 대한 제 1 방향을 따르는 세기들, 바람직하게는 회절 차수의 세기의 데이터 스캔을 유도하는 정렬 센서를 이용하여 데이터가 수집된다.
연장 패턴을 따르는 하나의 스캔에서의 일 실시예에서, 다수 회절 차수들 바람직하게는 5 차 회절 및 7 차 회절이 측정된다. 단일 스캔에서 다수 차수들에 대한 데이터를 얻는 것은 측정된 결과들의 보간을 허용하며, 몇몇 실시예들에서는 잡음 감소가 얻어질 수 있다. 회절 차수들은, 일반적으로 (웨이퍼 반사율과 같은) 기판 반사율에 대해 동일하게 동작한다. 기판 반사율이 증가함에 따라, 차수들의 세기들도 증가한다.
제 1 방향으로 연장 패턴의 끝 부분에 도달한 이후에, 기판 테이블이 감속된다. 얻어진 데이터는 리소그래피 노광 장치의 레지스터에 세이브된다. 일 실시예 에서, 이는 또 다른 처리를 위한 데이터를 준비하기 위해, 사전-처리된다. 사전-처리는 (피크 최소 세기들이 음의 세기들로서 표현되도록) 세기들로부터 일정한 값을 감산하여 보간할 수 있다.
정렬 신호는 정렬 센서의 광학 모듈 밑에 있는 마크의 공간 위치에 의존한다. 완벽히 직선인 연장 패턴의 제 1 방향으로의 스캐닝은 dc-신호를 유도한다.
연장 마크가 스캐닝 중에 약간 회전된 경우, 사인파 신호가 발생한다. 플랭크 스캔의 제 1 스캔은 (도 10의 라인 80에 대응하는) 제 2 방향으로의 위치 Ys,ZC1에서 수행되도록 의도된다. 이는 세기 프로파일의 플랭크에 있기 때문에, 플랭크 스캔이라고도 칭해진다. 명백히 플랭크 스캔이라고도 칭해지는 (도 10의 라인 81에 대응하는) Ys,ZC2에서 반대 스캔이 수행되어야 한다. 연장 마크가 여하한의 사전-측정 단계들에서 오정렬의 결과로서 회전하게 되는 경우, (라인 82에 대응하는) 제 2 방향(Y)으로의 회절 특성들의 결과로서 사인파 신호가 발생한다.
정렬은 직접적으로 신호의 기울기에 대한 위치 잡음에 민감하다. 이는 위치에 대한 미분이 신호의 기울기에 대한 최대치에 있다는 사실에 의해 야기된다. 위치에 있어서 여하한의 작은 편차는 세기 신호의 최대 편차를 유도한다.
반면에, 위치에 대한 미분은 0이기 때문에, 신호 정렬의 피크는 위치 잡음에 민감하지 않다. 이제, 레이저에 의해 야기된 신호 강도의 여하한의 변동이 두드러진다. 일 실시예에서, 검출 방법은 도 10에 Ys,peak로 나타낸 피크 부근의 상대적인 제 2 위치에서 제 1 방향을 따라 연장 패턴의 특성을 검출하는 단계를 포함한다. 얻어진 신호에서, 레이저 잡음이 두드러지고, 상기 신호는 다른 제 2 위치들에서 신호들 내의 가능한 잡음 감소를 위해 사용될 수 있다.
설명된 바와 같이, 공간 세기 프로파일의 기울기에 대해 측정하고 적어도 35 mm 이상, 적어도 45 mm 이상, 적어도 90 mm 이상, 적어도 190 mm 이상, 적어도 290 mm 이상 및 적어도 440 mm 이상의 격자를 따라 긴 연장 패턴을 이동시킴으로써, 기판 테이블(WT) 위치의 함수로서 세기 변동들이 최대 감도에서 측정될 수 있다. 플랭크 스캔 시- 이때, 연장 패턴이 상대 위치 Ys,ZC1에서 스캔됨 - 측정된 세기들은 잡음 성분을 포함한다. 본 발명의 실시예들은 제 1 방향을 따르는 연장 패턴의 스캐닝에서 잡음을 감소시키는 단계들을 포함한다.
다른 피크 부근 응답 0 교차점으로부터 시작하여 측정이 반복될 수 있다: 이에 따라, 동일한 평행한 라인들을 따르는 2 개의 측정들이 얻어지며, 이는 기판 표면의 반사 변동들로 관찰된 여하한의 차이들을 설명하게 하므로, 2 개의 측정들이 이러한 기판 표면의 반사율의 변동들을 고려하게 한다. 도 5a에 도시된 바와 같이, 회절 신호의 기울기는 상이한 부호를 갖는다. 도 4에 개략적으로 예시된 바와 같이, 연장 패턴이 기판 상에 연장 패턴을 형성하는 동안 오차들의 결과로서 변형되는 경우, Ys,ZC1 및 Ys,ZC2 위치들 부근의 그리드 오차들이 반대 변화들을 갖는 신호들을 유도할 것이다. 절대 스케일 상에서 변화들은 유사하지만, 상이한 부호(양, 음)로 구성된다.
플랭크 스캐닝의 또 다른 실시예에서, 2 개의 일반적으로 평행인 연장 패턴 들(148 및 149)이 사용된다(도 11). 제 1 사전스캔 이후에, 위치 A가 2 개의 일반적으로 평행인 연장 패턴들의 제 1 연장 패턴(148)의 0 교차점의 위치로서 발견된다. 위치 A(도시된 x-y 좌표계에서 y 방향으로의 좌표)로부터, 제 1 연장 패턴(148)의 제 1 방향을 따라 x 방향으로의 스캔이 수행된다. 리소그래피 장치는 A로부터 기판 테이블(WT)이 정렬 센서에 대해 연장 패턴에 평행인 방향으로 이동되도록 제어된다. 검출된 특성은 우선 0에 가까운 신호이지만(0 교차점이기 때문임), 제 2 방향으로의 연장 패턴의 편차들로 인해 기판 테이블 및 기판이 제 1 방향으로 이동되는 경우에 신호는 변화할 것이다.
A로부터 x 방향으로 이동시킴으로써, 결과적으로 전체 연장 패턴이 스캔되고, 위치 B에 도달한다. 위치 B(다시 y-방향으로의 좌표에 의해 특성화됨)가 반드시 0 교차점인 것은 아니며, 이는 연장 패턴이 그 위치에서 편차를 가질 수 있기 때문이다. 일 실시예에서, 그리드 크기와 같은 거리만큼 제 2 방향으로 측정 스폿이 이동된다. 하지만, 도 11에 따른 실시예는 다르다.
B로부터 기판 테이블이 제 2 연장 패턴(149)을 제 2 방향으로 스캐닝할 수 있도록 이동되어, 도 11에 C로 나타낸 0 교차점을 발견하기 위해 사전스캔을 수행한다. 정렬 센서는 C로부터 연장 패턴(149)을 따라 x 방향으로 D를 향해 연장 패턴(149)을 스캔하도록 설정된다.
D로부터 기판 테이블이 다시 이동되고, 일 실시예에서 A와 상이한 0 교차점, 여기에서는 A*을 발견하기 위해 또 다른 사전스캔이 수행된다. 후속하여, 연장 패턴(148)의 제 1 스캔의 방향과 완전히 같은 방향으로 A*에서 B*까지 스캔이 수행된 다. 그 후, 상이한 0 교차점 C*에서의 제 2 스캔이 D*를 향하는 방향으로 연장 패턴(149) 상에서 수행된다.
도 11에 따른 방법은 반사율 및 회절 세기를 분리하게 하는 2 개의 플랭크 스캔 데이터 세트들을 유도할 것이다.
마크를 앞뒤로(back and forth) 스캐닝하는 것은 기판 테이블의 이동에 의해 유도된 잡음, 레이저 잡음, 제어 및 온도에 관한 잡음을 감소시킬 수 있다.
일 실시예에서, 연장 패턴의 특성을 검출하는 검출 방법은 회절 특성을 검출하는 단계를 포함하며, 다수 차수들의 회절 신호가 측정되는 것이 바람직하다. 연장 패턴의 특성을 검출하는 메트롤로지 디바이스는 회절 응답 신호 내의 5 차 및 7 차 신호와 같이 다수 차수들을 측정하고 분리하도록 배치되고 구성되는 정렬 센서와 같은 툴을 포함한다. 단일 스캔에서, 그리드 라인들에 의해 형성된 연장 패턴의 회절 특성으로부터 발생된 다수 신호들이 얻어질 수 있다.
일 실시예에서, 제 1 방향을 따르는 연장 패턴의 다음 스캔은 Ys,ZC1로부터 Ys,ZC2로 재위치시키는 단계(예를 들어, 8 um 정렬 구조체의 경우에는 8 um), 및 역 이동을 행하는 한편 세기 프로파일을 측정하는 단계가 연장 패턴(예를 들어, 200 mm이거나 더 김)의 2 개의 신호들을 산출하는 단계를 포함한다. 이 재위치설정은 제 2 방향으로의 스캔 동안 얻어진 회절 신호의 다른 피크 부근 0 교차점의 위치에서의 스캔을 초래한다.
제 1 방향을 따르는 연장 패턴의 앞뒤로의 스캔은 2 개의 신호들(S1 및 S2) 을 산출한다. 신호들(S1 및 S2)의 합의 절반이 기판 반사율로서 표현될 수 있다. 원래 신호(S1 및 S2)로부터 기판 반사율을 감산하는 것은 이 효과에 대해 보정될 수 있게 한다. 대안적으로, 신호 S1 및 S2의 차이는 신호의 원래 경향의 2 배로서 표현될 수 있으며, 이 경향에 대한 보정은 잡음을 산출한다.
잡음을 훨씬 더 감소시키는 일 실시예에서, 하나의 스캔 내의 샘플 지점들이 1 mm의 피치에 대해 평균될 수 있다. 전체 스캔은 300 mm 범위- 몇몇 적용예에서는 450 mm 범위 -에 16000 개의 샘플 지점들, 즉 밀리미터당 53 개의 샘플 지점들을 포함할 수 있다. 이는 팩터 7로 잡음을 감소시키는데 사용될 수 있다.
또한, 정규화는 잡음(레이저 잡음) 감소를 위해 알려진 기술이다. 일 실시예에서, 정규화 및 잡음 감소를 위해 주파수 변환, 푸리에 변환이 적용될 수 있다.
변조된 연장 패턴 측정
일 실시예에서, 연장 패턴은 변조 기술을 이용하여 형성되었거나, 예를 들어 도 9d와 조합하여 설명된 제 2 방향으로의 변조를 갖는 연장 패턴을 조명하는데 사용되도록 배치된 패터닝 디바이스를 이용하여 형성되었다. 알려지고 사전설정된 신호를 기판 테이블 위치 드라이버에 적용하는 것은 제 1 방향을 따라 연장 패턴을 스캐닝하는 측정된 신호 내의 잡음을 감소시킬 수도 있다. 신호가 알려져 있기 때문에, 신호로부터 제거될 수 있다. 정렬 센서에 의해 측정될 신호를 변조하는 것의 이점은, 대부분의 시간에 0이 아닌 값이 측정될 수 있기 때문에 신호 대 잡음비 가 증가한다는 것이다. 피크(도 10에서 Ys,peak)에서 측정하는 대안예에서, 측정들은 덜 민감하다.
일 실시예에서, 제 1 방향으로 일반적으로 연장된 형태를 갖는 연장 패턴이 제 2 방향으로의 변조를 갖는 기판 상에 형성된다. 일 실시예에서, 평형 위치의 연장 중심선을 형성하는 위치들에서 기판 상에 연장 패턴 정렬 마크들이 형성되며, 이는 변조된 연장 패턴의 기준 위치로서 제공된다. 이는 사전-정렬 단계에서 평형 위치를 판독하게 한다. 또 다른 실시예에서, (기준 위치로서) 평형 위치에 대한 데이터를 얻기 위해 제 2 방향으로의 다수 스캔들이 수행된다. 다수 스캔들은 제 1 방향으로의 이 위치에 대응하는 변조의 위상이 미리 알려져 있지 않기 때문에 사용된다. 그러므로, 제 1 방향으로의 상이한 위치들에서 제 2 방향으로의 스캐닝은 제 1 방향으로의 위치에 대한 변조의 위상을 결정하고 커플링하는데 사용될 수 있다.
일 실시예에서, 연장 패턴은 평형 위치를 얻게 하고, 제 2 방향으로 연장 패턴을 스캐닝하는 경우에 회절 데이터로부터 얻어질 수 있는 더블 0 피크 부근 위치들로부터 플랭크 스캐닝 위치들을 얻게 하기 위해, 적어도 변조가 없는 부분 예를 들어 연장 패턴의 끝 부분에 가까운 처음 10 mm을 포함한다.
일 실시예에서, 제 1 방향으로의 연장 패턴은 사전-정의된 변조 진폭을 갖는 다수 부분들을 포함한다. 일 실시예에서, 상이한 종류의 변조들이 제 1 방향으로 상이한 길이들 만큼 연장된다. 상이한 종류의 변조들 또는 상이한 변조 주파수들 또는 진폭들은 상이한 목적을 위한 최적화를 허용한다.
변조를 이용한 연장 패턴의 제 1 방향을 따르는 측정
연장 패턴의 특성을 측정하는 검출 방법 및 리소그래피 장치의 일 실시예에서, 변조는 특성을 측정하는데 사용된다. 연장 패턴은 변조 없이 형성될 수 있다.
검출 방법에서 변조를 이용하는 예시들은 제 1 방향으로 연장 패턴을 따라 특성을 검출하는 동안, 및/또는 기판 테이블의 고유 주파수를 이용하여 y 방향으로의 서보(servo) 제어된 변조를 포함한다.
일 실시예에서, 기판 테이블은 고유 주파수로 진동하고 있다. 기판 테이블을 진동 상태가 되게 하는 에너지를 발생시키기 위해 수 개의 방법들이 이용가능하다. 고유 주파수로 진동하는 기판 테이블(WT) 및 기판(W)은 알려진 주파수 및 비교적 안정된 진폭을 가질 것이다. 일 실시예에서, 기판 테이블 및 기판은 적어도, 또한 바람직하게 대부분의 부분에 대해 연장 패턴의 제 1 방향에 수직인 제 2 방향으로의 진동 움직임을 포함하는 진동을 갖는다. 기판 테이블을 이동시키고 연장 패턴의 특성을 검출하는 동안, 기판 및 기판 테이블이 정렬 센서 및 위치 센서(IF)(도 1)에 대한 고유 주파수를 이용하여 이동할 것이다. 후속 단계에서, 이 진동은 신호로부터 분리될 수 있으며, 잡음 감소를 초래할 것이다. 기판 테이블(WT)의 이동은 위치 센서(IF)를 이용하여 검출될 수 있다. 측정된/결정된 위치는 검출된 특성에 커플링될 수 있다.
도 8d는 5 개의 그리드 라인들을 포함한 연장 패턴(50)을 예시한다. 이는 노광 측에서 형성되었으며, 확대된 스케일로 위치설정에 있어서 인코딩 오차들의 결과로서 제 2 방향(y)으로의 편차가 도시된다. 측정 측에서는, 정렬 센서와 같은 메트롤로지 디바이스가 연장 패턴(50)에서 지향되며, 기판 테이블(WT)이 메트롤로지 디바이스에 대해 이동되고, 위치 오차들이 발생하지 않은 경우에 기판 테이블 및 기판이 라인 51에 따라 툴에 대해 이동된다. 기판 테이블 및 기판이 고유 주파수로 진동하는 경우, 진동 움직임(52)이 라인 51 상에 중첩된다. 수신된 신호는 진폭(53)을 갖는 고유 주파수의 결과로서 화살표 53의 양 끝 사이에서 도 5a에 걸쳐 이동하는 신호와 유사한(필요한 변경을 가하여) 검출된 신호를 유도하여 그리드 라인들에 걸쳐 앞뒤로 이동할 것이다. 연장 패턴의 편차들의 결과로서, 이 신호는 약간 다를 것이며, 이 오차들은 후속한 캘리브레이션에서 보정될 수 있다. 고유 주파수는 검출된 신호로부터 분리될 수 있다.
본 발명에 따른 방법을 이용하여 8 nm의 정확성이 얻어질 수 있다. 적어도 변조 기술을 포함한 잡음 감소 방법들의 2 이상의 조합을 이용하여 보정되는 경우, 서브-나노미터 정확성이 얻어질 수 있다.
스티칭된 마크 측정들
일 실시예에서, 제 1 층에 그리드 라인들의 제 1 세트가 생성되고, 제 2 층에 그리드 라인들의 제 2 세트가 생성된다. 그리드 라인들의 두 세트들은 제 2 방향으로 동일한 주기로 주기적이다. 그리드 라인들의 제 1 세트 및 제 2 세트는 교착(interlace)된다. 이 스티칭된 연장 패턴의 조합은 스티칭 마크라고도 칭해진 다. 스티칭 오차가 0인 경우(또는 완벽한 오버레이의 경우), 그리드 라인들의 제 2 세트는 스티칭 마크가 제 1 및 제 2 세트들의 주기의 절반으로 주기적이도록 그리드 라인들의 제 1 세트 사이에 위치된다. 이 경우, 그리드 라인들의 제 2 세트의 그리드 라인들은 그것을 둘러싸는 그리드 라인들의 제 1 세트의 이웃하는 그리드 라인들에 대해 동일한 거리를 갖는다. 예를 들어, 그리드 라인들의 제 1 및 제 2 세트의 생성 시의 편차들로 인한 스티칭 오차(또는 오버레이 오차)의 경우, 그리드 라인들의 제 2 세트가 제 2 방향으로 배치된다. 결과로서, 그리드 라인들의 제 2 세트의 그리드 라인과 그리드 라인들의 제 1 세트의 이웃하는 제 1 그리드 라인 간의 거리는 그리드 라인들의 제 2 세트의 그리드 라인과 그리드 라인들의 제 1 세트의 이웃하는 제 2 그리드 라인 간의 거리보다 더 작다. 이제, 스티칭 마크는 그리드 라인들의 제 1 또는 제 2 세트의 주기로 주기적이며, 그 주기의 절반을 갖지 않는다.
일 실시예에서, 정렬 방사선 빔으로 스티칭 마크를 조사하도록 배치되고, 스티칭 마크에 의해 회절된 정렬 방사선 빔의 회절 차수들의 세기들을 측정할 수 있는 정렬 센서가 사용된다. 0 스티칭 오차(완벽한 오버레이)의 경우, 정수 회절 차수들(즉, 1 차, 2 차, 3 차, 5 차, 7 차 등)만이 생성된다. 회절 차수들이 정렬 방사선 빔에 대해 상이한 각도로 회절되는 경우, 상기 차수들은 그 각도(또는 당업자라면 알 수 있는 바와 같이, 정렬 방사선 빔에 대한 거리, 및 이에 따른 정렬 센서의 수신부 상의 위치)에 의해 식별될 수 있다. 스티칭 오차(오버레이 오차)의 경우, 그리드 라인들의 제 2 세트의 그리드 라인들과 그리드 라인들의 제 1 세트의 이웃하는 2 개의 그리드 라인들 간의 거리가 다르기 때문에, 회절된 방사선이 정수 회절 차수들 옆에 분수 회절 차수들, 즉 {0.5, 1.5, 2.5, 3.5 …}을 포함한다. 그것들은 제 1 정수 회절 차수에 대해 분수이다. 스티칭 마크의 라인들 사이에 동일한 거리들을 갖는 것으로부터 오프셋(스티칭 오차 또는 오버레이 오차)이 높을수록, 정수 회절 차수들의 세기에 대한 분수 회절 차수들의 세기가 더 크다.
그리드 라인들의 제 1 세트 및 그리드 라인들의 제 2 세트가 정확히 동일한 방향으로 주기적이지 않은 경우, 분수 및 정수 회절 차수들 간의 세기 비가 제 1 방향으로 변한다.
적어도 1 이상의 분수 회절 차수에 대응하는 세기 및 적어도 1 이상의 정수 회절 차수의 세기를 측정할 수 있는 정렬 센서를 이용함으로써, 스티칭 마크의 라인들의 간격(즉, 그리드 라인들의 제 1 세트 및 그리드 라인들의 제 2 세트 간의 오버레이)이 결정될 수 있다. 이는 적어도 1 이상의 분수 회절 차수의 세기 및 정수 회절 차수의 세기를 포함함으로써 행해진다.
스티칭 오차 또는 오버레이 오차에 따라, 도 12에 개략적으로 예시된 연장 패턴의 스캔(또는 도 9b에 따른 연장 패턴 G22의 사전스캔)이 이러한 분수 회절 차수들을 포함한 회절 패턴을 검출하는 단계를 유도한다.
일 실시예에서, 통상적인(스티칭되지 않은) 연장 패턴의 플랭크 스캔에 대한 제 2 좌표와 유사한 스티칭된 연장 패턴의 제 2 방향으로의 좌표를 갖는 또 다른 기준 위치가 제외(deduct)된다는 점에서 정렬 단계가 수행된다. 스티칭된 연장 패턴에 대해 제 2 방향으로 다시 위치설정하는 것은, 회절 패턴의 세기의 실제 측정 들의 감도가 제 1 방향으로 스캐닝되는 경우에 최대이도록 선택된다. 설명된 바와 같이, 예를 들어 돌출한 그리드 라인들의 플랭크 상의 0 교차점에 가까운 감도가 최대화될 수 있다.
이 실시예의 장점은, 2 개의 연장 패턴들이 제 1 방향으로 이동시킴으로써 하나의 스캔(검출 단계)에서 측정되기 때문에 메트롤로지가 더 정확해진다는 것이다. 스티칭된 연장 패턴들은 예를 들어 두 층들에 대한 기판 정렬 단계를 수행하는 단계를 허용하는 한편, 동시에 그 상대 동작을 측정한다.
2 개의 층들을 동시에 측정하는 것은 두 층들의 판독에 있어서 연대성(communality)을 증가시킨다. 단일 판독에서, 온도 및 변동들이 같다. 반복된 스캔에서, 온도 변화들 및 변동들은 두 판독들 동안 상이한 잡음 기여를 초래할 것이다. 단일 스캔에서는, 잡음 기여가 공유된다.
2 개의 전체적인 웨이퍼 좌표계들의 웨이퍼 정렬 방법 동안, 5 차 층(x/5 폭의 그리드 라인) 및 7 차 층(x/7 폭의 그리드 라인)을 갖는 연장 패턴이 두 층들에 대해 계산될 수 있다. 하지만, 두 층들 간의 상대적인 차이는 분수 차수들에 의해 측정될 수 있으며, 이는 분수 차수들의 정보가 서로에 대한 두 층들의 상대 동작에 대한 측정이기 때문이다.
2 개의 연장 패턴들이 동일한 전체적인 웨이퍼 좌표들 상에 있기 때문에, 그것들은 동일한 그리드 피처들 또는 거울 피처들을 공유한다. 동시에 판독하는 것은, 동일한 그리드 또는 거울 위치를 공유하여 추가 오차를 방지하게 한다.
2 개의 층들 상에서 동시에 측정 스캔을 수행하기 위해, 7 차 및 5 차에 대 해 '플랭크'가 선택될 수 있다. 이 2 개의 층들은 동일한 전체적인 웨이퍼 좌표계를 공유하여야 한다. 제 2 방향으로의 초기 캘리브레이션 스캔 시, 이러한 위치가 앞서 나타낸 바와 같이 결정될 수 있다.
기판 테이블을 이동시키는 단계 제어
일 실시예에서, 기판 테이블의 이동을 제어하는, 또한 특히 리소그래피 장치의 측정 스테이지에서의 서보 제어는 제 1 방향으로 연장 패턴을 스캐닝하기 위해 적어도 2 이상의 모드를 갖는다. 일 실시예에서, 모드들 중 하나는 제 1 방향으로 연장 패턴을 스캐닝하는데 사용된다. 일 실시예에서, 모드들의 조합이 사용된다. 기판 테이블의 이동을 작동시키는 모드들은 리소그래피에서 광범위하게 사용되는 캘리브레이션 기술들로부터 알려져 있다.
일 실시예에서, 기판 테이블의 이동이 제어되는 한편, 그리드 플레이트와 같은 기준에 대해 기판 테이블의 위치를 제어한다. 이 방식으로, 기판 테이블이 기준 내의 오차들을 따를 것이다. 이 모드는 높은 대역폭 제어로서 알려진다. 도 8b는 기판 테이블(WT; 도 1)이 높은 대역폭 제어를 받는 경우의 정렬 스캔을 개략적으로 나타낸다. 연장 패턴이 높은 대역폭 제어를 받아 스캔되는 경우, 측정될 신호는 광 세기의 변동이다. 높은 대역폭 제어 동안, 측정 그리드 및 노광 그리드에 의존하여 광 세기를 나타내는 신호가 얻어진다. 기판 테이블의 위치설정에서의 오차들- 아직 알려지지 않음 -의 결과로서, 연장 마크를 갖는 기판 테이블(WT) 및 기판(W)이 정렬 툴과 같은 메트롤로지 디바이스에 대해 이동하여, 제 1(x) 방향으 로의 직선으로부터 벗어날 수 있다.
일 실시예에서, 기판 테이블의 이동을 제어하는 서보 제어는 기판 테이블이 측정된 위치로부터 독립적이다. 이러한 제어 세팅들은 낮은 대역폭 제어를 받는 것으로 언급될 수 있다. 서보 제어는 측정된 위치의 피드백 없이 수행된다. 낮은 대역폭 제어 중에, 신호가 노광 그리드에만 의존하는 제 1 방향으로 연장 패턴을 스캐닝함으로써 광 세기 신호가 얻어진다. 도 4는 기판 테이블이 낮은 대역폭 제어를 받는 경우의 정렬 스캔을 개략적으로 나타낸다. 연장 패턴이 낮은 대역폭 제어를 받아 스캔되는 경우, 측정될 신호는 광 세기의 변동이다. 기판 테이블 및 이에 따른 기판의 위치 및 연장 패턴이 위치설정 시스템으로 제어되지 않기 때문에, 기판/연장 패턴의 이동은 행정 모듈들만을 이용하여 제어된다. 낮은 대역폭 제어 동안, 노광 그리드에 의존하여 광 세기를 나타내는 신호가 얻어진다.
일 실시예에서, 기판 테이블에 대한 서보 제어는, 특히 변조를 갖는 연장 패턴이 형성되는 경우에 연장 패턴을 따라 검출된 신호의 기울기를 따르도록 배치된다. 일 실시예에서, 기판 테이블을 이동시키는 서보 제어는 정렬 센서로부터의 피드백 신호를 이용하여 제어된다. 한편, 정렬 센서로 측정된 신호를 스캐닝하는 것은 일정하게 유지된다. 일 실시예에서, 센서 내에서 감지된 광 세기를 나타내는 정렬 센서에 수신된 신호의 미분이 계산된다. 미분 신호의 변화는, 예를 들어 기판 테이블의 보정 이동에 의해, 바람직하게는 제 2 방향으로의 서보 제어를 이용함으로써 즉시 해결된다.
이 실시예에서, 연장 패턴을 이용하여 캘리브레이션 측정을 결정하기 위해 노광 및 측정 그리드가 사용된다. '플랭크를 따르는' 일 예시가 도 8c에 도시되며, 이때 제 2 방향으로 편차들을 갖는 연장 패턴이 형성되지만, 그리드의 최상부 상의 상대 위치가 유지되거나 제 2 및 제 3 그리드 라인에 가까이 집중(center)된다. 제 2 방향으로 물리적 특성의 측정될 특성에 대해 상대 위치를 유지함으로써, 플랭크를 따르는 것이 가능해진다. 측정된 데이터로부터, 또한 특히 검출되었던 위치 데이터로부터, 노광 스테이지의 오차들의 결과인 연장 패턴의 오차들이 직접 얻어질 수 있다.
기판 테이블에 대한 서보 제어가 연장 패턴을 따르도록 배치되는 경우, 측정 그리드를 이용한 기판 테이블의 위치를 따를 수 있으며, 기판 상에 형성된 연장 패턴의 위치와 비교할 수 있다. 변조를 갖는 연장 패턴이 형성되는 경우, 이 변조는 두 데이터 세트들에 존재할 것이므로, 상쇄될 수 있다. 2 개의 데이터 세트들을 비교하는 것은 웨이퍼 상에 형성된 연장 패턴 및 인코더 위치의 편차를 유도할 것이다.
또 다른 실시예에서, 연장 패턴의 특성 샘플링이 앞서 언급된 여하한의 방법 단계들과 유사한 이미지 센서를 이용하여 가능하다. 연장 패턴의 최상부 상에 이미지가 샘플링되고, 제 1 방향을 따라 수 개의 이미지들이 샘플링될 수 있다. 이미지에 대한 여하한의 편차는 6 DOF에서 보정되며, IFM/인코더 시스템에 추가되고, 이러한 이미지는 카메라의 관점으로 유지된다. 이 방법은, 예를 들어 정렬 시스템에 대해 IFM/인코더 시스템을 보정하는 단계를 허용한다.
기판의 이동은, 예를 들어 스테이지로 하여금 높은 정확성으로 인코더 시스 템에 의해 측정된 바와 같은 측정된 인코더 그리드 오차들을 따르게 하기 위해, 기판 상에 패턴을 투영하는 경우에 리소그래피 장치의 스캐닝 최대 속력의 절반으로, 또한 높은 서보 제어 대역폭으로 수행될 수 있다.
캘리브레이션
일 실시예에서, 기판 상에 연장된 패턴을 생성하는 것은 듀얼 스테이지 리소그래피 장치의 노광 측에서 수행되는 한편, 측정은 측정 측에서 수행된다. 일 실시예에서, 도 1에 따른 리소그래피 장치는 측정 그리드 및 노광 그리드를 포함한다. 측정 측에서 기판 테이블(WT)의 위치는 측정 그리드를 이용하여 측정된다. 이 실시예에서, 제 2 위치설정 디바이스(PW)는 측정 그리드를 포함한다.
따라서, 측정 측에서 인코더 그리드 오차들은 또한 라인을 따라 측정을 수행할 경우 관측되는 편차들로 바뀔 수 있다. 오차의 이러한 소스들(노광 측 및 측정 측에서의 인코더 그리드)을 구별할 수 있도록 하기 위해, 기판은 도 3 및 4의 도면의 평면에서 실질적으로 90°만큼 더 회전될 수 있으며, 다른 방향으로 연장된 라인들을 따라 측정이 반복된다. 이에 의하여, 기판 상의 연장된 라인들의 오차들은 측정 측에서 인코더 위치 센서의 오차들과 구별될 수 있어서, 각각 적절하게 고려될 수 있다. 오차의 이러한 소스들을 더 잘 구별하기 위하여, 기판이 더욱 병진되고(translate) 측정이 반복될 수 있다.
상기 병진은 실제 실시예에서 패턴이 다른 패턴에 대해 병진되는 기판 상에 제 2 패턴을 투영하고, 이후의 측정을 위해 병진된 패턴을 이용함으로써 달성되며, 이에 의해 그 스테이지 상에서 기판을 변위시킬 필요성을 제거한다(따라서 오차들의 추가적인 소스를 제거한다).
일 실시예에서는, 2 개의 패턴이 서로의 최상부 상에서 약간 병진하여 노광됨으로써 2 개의 패턴 모두가 스테이지를 병진시키지 않고 단일 스캔으로 판독될 수 있도록 한다. 검출된 특성들은 오버레이를 위해 캘리브레이션 맵을 구성하는데 사용될 수 있다. 일 실시예에서, 제 2의 노광되고 연장된 패턴은 유지 절차의 부분으로서 리소그래피 장치에 배치되는 기판 상에 형성되는 기준 연장 패턴 다음에 위치된다. 연장된 패턴(이 실시예에서는 평행한 라인들)을 따르는 연속적 또는 반 연속적 측정이 수행되면, 넓은 공간 주파수 범위 내의 데이터가 얻어질 수 있으며, 이는 복수의 상이한 캘리브레이션 기술들을 이용해야 할 필요성을 제거하며, 이에 의해 신속한 캘리브레이션을 달성할 수 있고 상이한 캘리브레이션들의 상이한 캘리브레이션 결과들을 함께 스티칭(stitch)할 필요성을 제거할 수 있어, 처리 시간을 절감하고 상이한 캘리브레이션들의 캘리브레이션 결과들 간의 모호성들을 회피할 수 있다. 본 발명의 일 실시예에서는 불연속적인 측정 또한 가능하다는 것에 유의해야 한다.
높이 측정들 및 Z-그리드
캘리브레이션
리소그래피 장치 및 특별하게는 그리드 플레이트들을 포함하는 인코더 시스템을 구비한 위치설정 시스템을 포함하는 리소그래피 장치(이것으로 제한되는 것은 아님)에 대해 리소그라피 장치에 대한 기판 또는 기판 테이블의 높이 측정들(Z-좌 표) 및 보다 구체적으로는 2 차원 Z-그리드 캘리브레이션이 바람직하다. Z-그리드 캘리브레이션은 그리드 플레이트들에 대한 기판 테이블(WT) 또는 인코더 시스템에 대한 그리드 플레이트들을 포함하는 기판 테이블(WT)의 z(높이), Rx 및 Ry에 대한 오차 보정들을 포함할 수 있다. 캘리브레이션에 대한 높은 분해능이 바람직하다. 기술들의 조합은 싱글 샷 포컬 방법(single shot focal method) 및 레벨 센서와 같은 캘리브레이션을 수행하는데 사용될 수 있다. 하지만, 기술들의 조합은 시간 소모적이며 전체 캘리브레이션에 최대 5-6 시간이 걸릴 수 있다.
현재 캘리브레이션 기술들, 특히 Z-그리드 캘리브레이션의 문제들 중 하나는 모든 캘리브레이션 측정들 및 계산들을 수앵하기 위한 노광 시간 및 총 판독 시간이 일반적으로 원하는 분해능에 비례한다는 것이다. 분해능에 대한 요구들이 증가하면, 캘리브레이션에는 더 많은 시간이 걸린다.
종래 기술의 해법들보다 더욱 신속하게 z-그리드 캘리브레이션을 수행하는 방법이 제공된다. 상기 방법은 노광 동안 패터닝 디바이스에 대해 기판 테이블을 이동시켜 포커스 감지 연장 패턴을 생성함으로써 기판 테이블에 의하여 지지되는 기판 상에 포커스 감지 연장 패턴을 형성하는 단계를 포함한다. 패턴은 기판 상에 노광되는 한편, 기판 테이블은 제 1 방향으로 이동하여 상술된 바와 같이 연장 패턴을 형성한다. 상기 방법은 포커스 감지 마크를 형성하기 위한 알려진 기술을 이용하여 연장 패턴을 형성하는 단계를 포함한다. 포커스 감지 마크들의 예시에는 싱글 샷 포컬 방법에 따라 형성되는 미세 라인들 및/또는 마크들, FOCAL 마크들[부분적으로 끊어진(chopped) 라인들] 및/또는 PreFoc/LVT 마크들과 조합되는 와이드 라인을 포함하는 마크들이 있다. Prefoc/LVT 마크들의 포커스 감도는 비-텔레센트릭(non-telecentric)/경사(tilted) 조명을 이용함으로써 생성된다. 이는, 도 16a 및 16b에 개략적으로 도시되어 있다. 방사선 소스로부터의 방사선(B)의 빔들은 개략적으로 예시된 웨지(WDG)를 통해 안내되어 형성된 마크의 결산 위치의 시프팅을 유도한다. 적합한 포인트들(PMA)의 패터닝 디바이스를 이용하여, 마크들의 형성된 라인들의 방향으로 기판을 이동시킴으로써 연장된 패턴이 형성된다. 왼쪽의 측은 단일 Prefoc/LVT 마크를 나타내며, 오른쪽의 측은 이중 Prefoc/LVT 마크를 나타낸다.
일 실시예에서, 방법은 제 1 방향으로 연장되는 포커스 감지 연장 패턴을 형성하는 단계를 포함한다. 포커스 감지 연장 패턴은 리소그래피 장치에 대한 기판 및/또는 기판 테이블의 국부적 높이에 종속적으로 형성되며, 따라서 높이 오차들은 형성된 연장 패턴의 일부일 수 있다. 포커스 감지 연장 패턴은 높이 오차들의 측정을 가능하게 한다. 높이 오차들의 예시들에는:
- 인코더/그리드 오차들
- 기판 높이 측정의 오차들
- 스테이지 위치설정 오차들
- 열 및/또는 기계적 힘들로 인한 WT/척의 변형
- 이미지 높이 오차들
- 잔류 마스크 오차들이 있다.
일 실시예에서, 높이 오차들은 연장된 패턴의 형성 동안 제 2 방향으로 연장 된 패턴의 시프팅(위치 변위)을 유도한다. 이러한 포커스 감지 연장 패턴의 예시들은 상술된 도 14a 및 14b에 도시된다. 포커스 감지 파라미터는 제 1 방향으로의 패턴을 따라 제 2 방향으로 연장된 패턴의 특성을 측정함으로써 측정될 수 있다. 또한, 포커스 감지 파라미터는 도 13a의 예시와 같은 포커스 감지 구조를 이용하여 측정될 수 있다.
도 14a 및 14b에서, 각각의 라인은 포컬 마크 유닛으로부터 형성된 연장 패턴을 나타내며, 각각의 포컬 마크 유닛은 도 13a의 예시와 같은 포커스 감지 구조를 이용하여 측정될 수 있다.
높이 또는 Z-좌표들과 관련된 파라미터를 측정하는 것은 상이한 방법들에 따라 가능하다. 가능한 방법은 형성된 연장 패턴의 제 2-방향 파라미터를 측정하기 위한 직접적인 스캐닝 기술과 같은 직접적인 측정 툴을 이용한 위치 시프트의 직접적인 측정을 포함한다. 직접적인 측정 툴은 스캐닝 전자 현미경 또는 스캐터로미터를 포함할 수 있다.
직접적인 측정 툴에서, 연장 패턴 및 특히 포커스 감지 연장 패턴과 같은 특수 목적의 연장 패턴의 라인의 형성된 부분이 분석될 수 있다. 직접적인 측정 툴에 의하여, 형성된 폭 및/또는 형성된 라인이 측정/분석될 수 있고, 높이와 같은 특성을 계산하는데 사용될 수 있으며 z-그리드 캘리브레이션을 수행하는데 사용될 수 있다.
도 13a의 예시에서, 미세 라인들(121), 특히 y110 또는 제 2 방향으로 연속적으로 줄어드는 라인을 갖는 인접한 라인들의 세트를 포함하는 미세 라인들은 직 접적으로 포커스 감도를 나타낸다. 포커스의 부족은 가장 미세한 라인들(최소 라인 폭)이 형성되지 않도록 하는 한편, 보다 넓은 라인들이 형성된다. 제 1 방향으로 연장되는 형성된 미세 라인들의 라인 폭은 후속하는 방법 단계에서 측정될 수 있는 제 2 방향으로 연장되는 파라미터의 예시이다.
일 실시예에서, 제 2 방향-파라미터는 제 1 방향으로 연장된 패턴을 따르는 스캐닝에 의해 측정된다. 이는, 연장된 패턴 길이의 적어도 일부에 걸친, 일 실시예에서 적어도 40 배인 제 1 방향으로의 거리에 걸친, 추가 실시예에서 적어도 마크 폭의 80 배인 제 2 방향으로의 거리에 걸친 제 2-방향 파라미터에 대한 값(여기서는 포커스 감지 파라미터를 나타냄)을 획득할 수 있게 한다. 스캐닝은 상대적으로 짧은 시간 내에 많은 거리에 걸쳐 원하는 파라미터를 나타내는 값들을 획득할 수 있게 하여, 신속한 측정들 및 결과적으로 보다 빠른 캘리브레이션을 가능하게 한다.
일 실시예에서, 제 2 방향에서의 위치는 소위 플랭크-스캔(flank-scan)이라 불리는 도 3 및 4에 따른 실시예들과 유사하게 발견 및 사용될 수 있다.
일 실시예에서, 제 1 방향에 따른 스캐닝은 도 8a 및 8b에 따른 높거나 낮은 대역폭 모드를 이용하여 수행된다. 일 실시예에서, 연장된 패턴을 스캐닝하는 것은 형성된 연장 패턴의 라인을 따르는 것, 즉 예를 들어 라인의 라인 폭과 같은 제 2 방향으로의 변위를 측정하는 것을 포함한다. 또 다른 실시예에서, 스캐닝은 단지 제 1 방향으로는 소정의 움직임만을 그리고 제 2 방향으로는 특정 좌표에서의 연장된 패턴 파라미터의 측정을 포함한다.
일 실시예에서, 제 1 방향을 따르는 스캐닝은 도 8c 및 8d에 따라 변조된(modulated) 스캔을 수행하는 것을 포함한다. 일 실시예에서, 포커스 감지 연장 패턴은 상술된 실시예들 중 어느 실시예에 따른 변조를 이용하여 형성된다.
일 실시예에서는, 먼저 본 명세서에서 상술된 방법들 중 어느 방법에 따른 높이 캘리브레이션이 연장된 패턴을 이용하여 수행된다. 높이 캘리브레이션 직후, 이상의 목적으로 연장 패턴을 형성하고 원하는 파라미터를 측정함으로써 XY 캘리브레이션과 같은 추가적인 캘리브레이션이 수행된다. 포커스 감지 패턴들의 설계(즉 포커스 감지 패턴과 조합되는 직사각형 패턴의 조합 또는 반대되는 감도를 갖는 2 개의 포커스 감지 패턴들의 이용)는 포커스 측정이 (다소간) XY 오차들을 독립적으로 만든다. 이는 높이 오차들이 다른 위치 오차들과 보다 쉽게 분리될 수 있게 한다. 대안적으로, 스캐터로미터리 시스템을 이용하여 단지 포커스 감도에 대한 특성만을 측정할 수 있다.
또 다른 실시예에서, 상기 방법은 공간 목적 연장 패턴의 회절 특성들로부터 유도되는 제 2-방향 파라미터를 측정하는 것을 포함한다. 도 13a에 따른 특수 목적 연장 패턴은 도 3 및 4에 예시된 바와 같은 '정상' 연장 패턴과 유사한 제 2 방향으로의 회절 특성들을 갖는다. 이와 유사한 측정 방법들도 가능하다.
주요 라인(120) 및 미세 라인(121)을 포함하여 형성되는 연장 패턴은 제 1 방향을 따른 스캐닝에 의한 본 발명에 따른 방법을 이용하여 스캐닝될 수 있는 제 2 방향으로의 회절 특성들을 갖는다. 심한 비-포커스(non-focus)로 인해, 모든 미세 라인들(121)이 포커스를 벗어나 있고 그 결과로서 형성되지 않거나 적어도 완전 하지 않다면, 제 1 방향으로 연장되는 주요 라인들(120)의 회절 특성은 정상 연장 패턴의 회절 특성과 매우 유사하다. 도 13b에서, 형성된 연장 패턴의 회절 특성의 측정 결과는 도시된 제 2 방향(y110)에서 측정된다. 도 13b에 나타낸 바와 같이 결산 스펙트럼의 피크들(최대 세기들)(127)은 주요 라인들(120) 각각의 점선으로 나타낸 중심 라인(128)에 놓인다.
하지만, 미세 라인들(121) 중 몇몇 및 특히 미세 라인들(121) 세트의 보다 넓은 라인들 중 몇몇이 몇몇 포커스의 결과로서 형성된다면, 회절 스펙트럼에서의 결산 피크들이 도 13c에 나타낸 바와 같이 점선(129)으로 나타낸 위치를 향하여 시프팅된다. 중심 라인(128)으로부터 측정된 위치(129)로의 시프트는 직접적으로 국부적 포커스에 종속적이다.
LVT/Prefoc 마크는 직접적으로 시프팅된 패턴들을 유도한다. 직사각형 패턴의 시프트와 LVT/Prefoc 패턴의 시프트를 비교하거나 또는 LVT 마크들과 상이한 웨지들을 비교함으로써, 포커스(Z) 기여(contribution)는 XY 기여로부터 분리될 수 있다.
도 8에 따른 모드들 중 어느 모드에서 특수 목적의 연장 패턴을 따르는 스캐닝은 국부적 포컬 오차들의 결과로서 피크(127)의 시프트를 검출할 수 있게 한다.
일 실시예에서, 특수 목적의 연장 패턴(119)은 제 1 방향으로 연장되어 형성되며, 제 1 방향에 있어 패턴의 1 이상의 부분들은 미세 라인들(121)을 가지고 형성되며 1 이상의 부분들은 미세 라인들(121) 없이 형성된다. 제 1 방향에 있어, 패턴(119)은 포커스 감도를 나타내는 부분 및 비 포커스 감도를 나타내는 부분을 갖는다. 이는, 제 1 단계로서 제 1 방향으로의 스캔 동안 주요 라인들(120)의 중심 위치(128)를 결정하고 연장된 패턴의 나머지 부분에 대해 부분적으로 형성된 미세 라인들의 결과로서 포커스를 측정할 수 있게 한다.
본 발명 내에서 특수 목적의 연장 패턴들을 측정하기 위한 다른 실시예들도 가능하다.
리소그래피
장치
캘리브레이션
프로세스
리소그래피 장치에서, 예를 들어, 패터닝된 방사선 빔을 이용한 기판(웨이퍼)에 대한 다음의 조사는 웨이퍼 상에 이미 조성된 패턴과 매칭될 수 있도록 하기 위해 기판(웨이퍼)에 대한 패터닝 디바이스(마스크)의 정렬을 필요로 할 수 있다.
이에 대해, 일 실시예에서는 원하는 위치설정의 정확도를 얻기 위해 캘리브레이션들의 시퀀스를 이용한다. 이러한 시퀀스에 대한 설명은 후술된다.
패터닝 디바이스(예컨대 마스크)는 지지부(예컨대 마스크 테이블) 상에 로딩되며, 웨이퍼(또는 다른 타입의 기판)는 웨이퍼 스테이지(또는 다른 타입의 기판 스테이지) 상에 로딩된다. 웨이퍼의 노광 후에, 마스크 위치, 웨이퍼 위치 및 가능하다면 웨이퍼의 평탄도의 측정이 수행된다.
마스크 테이블 상으로의 마스크의 로딩은 마이크로미터 레벨의 마스크 테이블에 대한 마스크의 위치설정을 제공한다. 그 다음, 리소그래피 장치의 적합한 측정 시스템에 의하여, 마스크 레벨에서 마스크 테이블에 대한 마스크의 위치가 측정된다. 또한, 투영시스템에 대한 마스크 테이블의 위치는 리소그래피 장치의 적합 한 위치 측정시스템에 의하여 측정된다. 따라서, 마스크의 위치는 마이크로미터 레벨에서 투영시스템에 대해 알려져 있다.
또한, 웨이퍼 스테이지라 지칭되기도 하는 웨이퍼 스테이지 상의 웨이퍼의 로딩은 마이크로미터 레벨의 웨이퍼의 위치설정을 위해 제공된다. 웨이퍼 스테이지의 위치는 간섭계 및/또는 인코더 측정시스템에 의한 메트롤로지 프레임에 대해 측정된다.
나노미터 레벨 또는 서브-나노미터 레벨의 보다 정확한 위치 측정은 다음 단계로서 수행된다. 웨이퍼 스테이지의 기준 위치는 웨이퍼 스테이지의 기준과 협력하여 정렬 센서와 조합되는 인코더 또는 간섭계를 이용하여 차원들(x, y 및 Rz)에서 측정된다. 웨이퍼 상의 캘리브레이트된 그리드와 조합되는 동일한 측정 시스템을 이용하여, 웨이퍼의 x, y 및 Rz 위치들이 결정된다. 이에 의하여, 웨이퍼 및 웨이퍼 스테이지에 대한 수직방향 축선에 대한 회전 및 수평방향 평면의 위치가 측정된다. 그 다음, 평탄도 측정 시스템 및 웨이퍼 스테이지의 기준을 이용하여, 웨이퍼 스테이지의 위치들(z, Rx 및 Rz)이 결정되며, 이에 의해 웨이퍼 스테이지 높이 및 경사를 제공한다. 웨이퍼 상의 그리드 상에 적용되는 동일한 측정시스템은 웨이퍼 높이 및 경사(z, Rx, Ry)를 제공한다. 측정 측 및 노광 측을 갖는 듀얼 스테이지 시스템에서, 위의 측정들은 측정 측에서 수행된다. 웨이퍼의 위치 및 웨이퍼 스테이지 기준들의 위치가 알려져 있으면, 이하 웨이퍼의 위치는 웨이퍼 스테이지의 기준들에 대해 결정될 수 있다. 이후, 웨이퍼를 포함하는 웨이퍼 스테이지는 노광 측으로 이동된다. 노광 측에서, 웨이퍼의 위치는 웨이퍼 스테이지 기준들의 위치를 측정함으로써 정확하게 측정될 수 있다. 게다가, 마스크의 마스크 기준들이 투영시스템을 통해 웨이퍼 스테이지의 각각의 기준 상으로 투영되는 측정이 수행된다. 따라서, 마스크의 위치가 웨이퍼 스테이지의 기준들의 위치에 대해 정확하게 결정된다. 웨이퍼 스테이지의 다수의 기준들(예를 들어, 배치된 그것의 각각의 에지들) 상에서 이러한 측정을 수행함으로써, 마스크 테이블의 위치는 6 자유도로 결정되어, 웨이퍼와 웨이퍼 스테이지의 기준들 간의 위치 관계가 측정 측에서 결정되면 그로부터 웨이퍼의 위치를 계산할 수 있게 한다. 따라서, 6 자유도의 웨이퍼의 위치는 측정 측에서 웨이퍼 스테이지의 기준 위치와 웨이퍼의 위치 간의 델타를 기초로 하여 6 자유도의 마스크 이미지의 위치로부터 계산된다.
위의 프로세스는 동일한 리소그래피 장치 및 동일한 웨이퍼 스테이지, 상기 동일한 리소그래피 장치 및 또 다른 웨이퍼 스테이지 또는 또 다른 리소그래피 장치 상에서 웨이퍼 상의 다음의 프로세스 층에 대해 반복될 수 있다.
리소그래피
장치 스테이지 위치 측정에 있어서의 정확도의 고려사항들
웨이퍼 상의 위치들은 인코더, 간섭계 또는 간섭계/인코더 조합과 같은 스테이지 위치 측정시스템을 사용하는 측정 및 노광 사이클 동안 결정된다. 일반적으로, 측정시스템은 소정 시간에 걸쳐 안정성이 보장되는 자체적인 길이 기준을 채용한다. 이러한 표준은 1 또는 2 차원과 같은 물리적 실체(physical entity) 또는 안정화 광 빔의 파장 등과 같은 물리적 속성을 토대로 할 수 있다. 웨이퍼의 타겟 측정 영역은 2 차원이기 때문에, 2차원의 스케일이 바람직할 수 있다. 파장이 측 정들의 기준을 제공하는 간섭계가 이용되는 경우, 단일 차원의 간섭계가 1 차원의 리플렉터 또는 거울에 의하여 2 차원으로 확장될 수 있다. 현재의 리소그래피 장치들에서, 웨이퍼의 노광에 요구되는 위치 정확도는 0.1 나노미터 크기 정도인 한편, 인코더의 그리드 또는 스케일이나 간섭계 거울의 거울 평탄도와 같은 표준의 정확도는 보다 큰 크기, 예를 들어 100 nm 이상의 크기 정도로 이루어질 수 있다. 케이스 f 간섭계들에서 이러한 스케일 오차들 또는 거울 맵들은 본 명세서에서 개략적으로 나타낸 캘리브레이션 방법들을 이용하여 캘리브레이트될 수 있다. 표준의 편차는 위치 측정의 편차로 변환될 수 있기 때문에, (재)캘리브레이션들, 트랙킹 등이 장기 관점의 안정성을 증대시키는데 필요할 수 있다. 이러한 트랙킹 및 재캘리브레이션을 위하여, 본 명세서에 개시된 캘리브레이션 방법들은 완전하게 또는, 예를 들어 제한된 양의 트랙들, 즉 연장된 패턴을 이용하는 보다 신속한 업데이트로서 사용될 수 있다.
노광 위치들 및 정렬 마크들은 웨이퍼 표면 영역의 어떠한 위치에도 있을 수 있다. 따라서, 이 영역에 걸친 정확한 위치설정이 요구될 수 있다. 이 노광 위치에서, X와 Y 및 수직방향 그리드 Z의 함수로서 수평 X, Y, Rz는 본 명세서에 기술된 캘리브레이션 방법들을 이용하여 캘리브레이트될 수 있다.
또한, 웨이퍼 스테이지의 틸팅(tilting)과 같은 로테이션들에 대한 감도가 발견될 수 있다: 웨이퍼 스테이지의 틸팅은 웨이퍼 표면의 비평탄성을 보상하기 위하여 수행될 수 있다. 이러한 틸팅은 스테이지 위치 측정의 위치 센서들의 출력 신호의 변화를 유도한다. 메트롤로지 모델 및 캘리브레이션 맵은 센서 출력에서의 이러한 변화들을 보상하기 위하여 적용될 수 있다. 이에 의하여, 매트릭스 형태의 메트롤로지 모델을 이용하여, 웨이퍼 스테이지의 틸팅된 위치에서의 위치 센서들의 웨이퍼 스테이지 위치 신호들이 경사지지 않은 위치에서의 위치 신호들(이후 캘리브레이트될 수 있음)로 계산될 수 있다, 즉 2 차원 캘리브레이션 맵에 의하여 그리드 오차들과 같은 오차들이 보정될 수 있다. 예를 들어, 측정 측 및 노광 측에서 X 및 Y의 함수로서 Z, Rx 및 Rz에 대한 이 캘리브레이션 맵은 본 명세서에서 기술된 캘리브레이션 기술들을 이용하여 캘리브레이트될 수 있다.
일 실시예에서, 복수의 고정된 위치들(예를 들어, 고정된 그리드 위치들)에서 위치 보정 항들의 매트릭스가 제공되며, 상기 위치 보정 항들은 캘리브레이트된 위치를 얻기 위하여 측정된 위치에 부가될 수 있다. 고정된 위치들 간의 캘리브레이션들을 제공하기 위하여 위치 보정 매트릭스에서 항들의 보간이 적용될 수 있다. x 및 y 방향으로의 위치 보정을 위한 보정 항들 외에, 캘리브레이션 매트릭스에서이 각각의 항은 다중 자유도로 보정들을 표현하기 위하여 1 이상의 하위항을 포함할 수 있다. 이에 의하여, 6 자유도의 캘리브레이션 보정이 얻어질 수 있다. 또한, 예를 들어 상이한 공간 파장 범위들에 대한 상이한 캘리브레이션 방법들로부터의 캘리브레이션 결과들을 포함하는 다중 보정 맵들이 이용될 수도 있다. 또한, 상이한 위치 센서들 또는 상이한 기준 그리드들 간의 스위칭 효과들이 캘리브레이션 매트릭스에서 고려될 수 있다.
리소그래피
장치 스테이지 위치 측정 프로세스들에서의 오차 소스들
이후, 상이한 구조들의 리소그래피 장치들에 대한 복수의 오차 소스들이 기술될 것이다.
단일 스테이지 간섭계 위치 측정
웨이퍼 스테이지의 위치를 측정하기 위한 단일 웨이퍼 스테이지 및 간섭계 기반 측정 시스템을 갖는 리소그래피 장치에 의하여 제 1 구조가 제공된다.
이 구조에서, 간섭계 빔들은 스테이지의 거울 블록 상으로 반사된다. X 또는 Y 방향으로의 스테이지의 병진은 거울 블록에 대한 간섭계 빔의 상대적인 변위를 유도한다. 거울 블록 반사면들의 비평탄성은 스테이지 위치 종속적 부정확성들을 초래할 수 있다.
이는, 예를 들어 거울 블록의 경사진 거울의 이용하여 수행되는 수직방향으로의 스테이지 위치의 측정들에 대해서 유지된다. 측정 및 노광뿐 아니라 노광 대 측정 보정치들(measure to expose corrections)에서의 수직방향 간섭계의 편차들은 Z 측정들에서 사용되는 거울(들)의 비평탄성에 의하여 야기되는 Z 방향으로의 측정에서의 부정확성들로부터 초래될 수 있다.
회전 편차들은, 예를 들어 공간적으로 이격된 간섭계 빔들에 의하여 수행되는 상이한 간섭계 측정들로부터 계산된다. 따라서, 이러한 간섭계 측정들의 부정확성들은 계산된 회전들에서의 부정확성들로 변환된다. 본 명세서에서 기술된 캘리브레이션 기술들은 6 자유도의 캘리브레이션들에 사용될 수 있다.
오차의 추가적인 소스는 침지 효과들로 인해 노광 동안 발생되는 그리드 변 형들에 의하여 제공될 수 있다. 위치 편차들을 유도하는 침지 특정 효과들의 캘리브레이션을 위해, 본 명세서에서 기술된 캘리브레이션 방법들은 그리드 상의 보정을 결정하는데 사용될 수 있다.
오차의 다른 추가적인 소스는 웨이퍼 지지부로 인한 웨이퍼의 변형, 웨이퍼 상의 클램핑 유도 힘들, 오염 및/또는 손상으로 인한 그리드 왜곡들 등에 의하여 제공될 수 있다. 이러한 편차들은 본 명세서에 기술된 캘리브레이션 방법을 이용하여 캘리브레이트될 수 있다.
듀얼
스테이지 간섭계 위치 측정
간섭계 스테이지 위치 측정시스템들을 갖는 듀얼 스테이지 리소그래피 장치에서, 기본적으로 오차들의 동일한 카테고리들이 발견될 수 있다. 거울 비평탄성의 결과로서, 오차들은 이격된 간섭계 빔들로부터의 측정들로부터 계산된 회전 위치들, X 및/또는 Y 위치 측정들, Z 위치 측정들에서 초래될 수 있다. 또한, 오차들은 웨이퍼 스테이지 액추에이터들에 의하여 웨이퍼 상으로 가해지는 힘들, 및 웨이퍼 클램핑 기구에 의하여 웨이퍼 상으로 가해지는 힘들에 의한 웨이퍼 스테이지 변형들로부터 초래될 수 있다. 6 자유도의 스테이지 대 스테이지의 차이가 검출될 수 있으며, 본 명세서에서 기술된 바와 같은 캘리브레이션 방법을 이용하여 보정될 수 있다.
스테이지 간섭계에 의하여 야기되는 위치 측정 오차들의 추가 예시가 도 17을 참조하여 기술된다. 스테이지 간섭계 시스템은 제 1 간섭계 방출 빔(B4) 및 제 2 간섭계 관련 빔들(B1, B2 및 B3)을 포함한다. 거울(43)의 경사면들(43b, 43c)로 인해, 소정 각도 하의 빔들이 제공되며 47A 및 47B 상에서 경사진다. 스테이지의 수직방향 변위 및 그에 따른 거울(43)의 수직방향 변위는 서로에 대한 B1 및 B2의 비례 길이들의 변화를 초래할 수 있다. 거울 편차들 및/또는 프리즘 편차들의 결과로서 Z 그리드의 편차들은 본 명세서에 기술된 캘리브레이션 방법을 이용하여 보정될 수 있다.
간섭계 기반 시스템들에서의 추가적인 오차 소스들은 구조에 있어 단일 리소그래피 장치 내의 2 개 이상의 웨이퍼 스테이지들에 의해 제공될 수 있다. 이러한 구조에서, 오차들은 각각의 스테이지와 연관된 그리드들 간의 그리드 편차들 및 침지 효과들로 인한 그리드 편차들로 인해 발생될 수 있다. 이러한 오차의 소스들은 본 명세서에 기술된 바와 같은 캘리브레이션 방법을 이용하여 보정될 수도 있다.
간섭계 기반 시스템들에서의 또 다른 추가 오차 소스들은 상이한 리소그래피 장치들의 그리드들 간의 그리드 편차들의 결과로서 상이한 리소그래피 장치들 간의 매칭으로부터 발생될 수 있다. 이러한 오차 소스들은 본 명세서에서 기술된 바와 같은 캘리브레이션 방법에 의하여 보정될 수 있다.
인코더 기반 스테이지 위치 측정
인코더 기반 스테이지 위치 측정에서는, 현재 기본적으로 2가지 구조가 적용된다. 제 1 구조에서, 그리드는 메트롤로지 프레임과 같은 정지 기준에 연결되는 한편, 센서들은 이동가능한 스테이지에 연결된다. A z 측정은 각각의 인코더 그리 드 상의 반사에 기초하여 수행될 수 있다.
제 2 구조(이후 "이동가능한 그리드 인코더 구조"라 지칭됨)에서는, 다수의 센서들이 메트롤로지 프레임과 같은 정지 기준에 연결되는 한편, 그리드는 스테이지 또는 스테이지의 형성 부에 연결된다. A z 측정은 각각의 인코더 그리드 상의 반사에 기초하여 수행될 수 있다. 이 이동가능한 그리드 인코더 구조에서, 심지어 스테이지의 큰 이동 범위들에서도 보다 작은 그리드가 사용될 수 있다.
오차의 잠재적인 다양한 소스들에 대해서는 이러한 구조 둘 모두에 대해 후술될 것이다.
정지 그리드 인코더 구조
이 구조에서는, 단일 스테이지 내에 국부적 그리드 변형, 생산 프로세스 공차들로 인한 글로벌 그리드 변형, 그리드 캐리어 공차들, 개별 그리드 플레이트의 장착 및 공차들, 센서 부정확성들 등을 포함하는(그러나 이들로 제한되는 것은 아님) 다양한 오차 소스들이 발견될 수 있다. 이러한 오차들은 x, y, z에서 측정되는 스테이지 위치들 및 회전들(Rx, Ry, Rz)에 관한 효과들을 가질 수 있다.
또한, 측정 및 노광에서 상이한 오차들이 발생될 수 있다. 또한, 오차들을 밝히기 위한 측정이 이루어질 수 있다. 침지 효과들로 인하여, 그리드 편차들이 발생될 수 있으며, 이는 측정 오차들로 변환된다. 또한, 스테이지 대 스테이지 편차들 및 머신 대 머신 편차들이 초래될 수도 있다.
오차의 또 다른 소스는 웨이퍼 스테이지의 각각의 에지에 4 개의 센서가 제 공되며, 그들 센서 중 2 개는 X 및 Z로의 측정을 위해 배치되는 한편, 나머지 2 개는 Y 및 Z로의 측정을 위해 배치되는 구조에서 발견될 수 있다. 정지 그리드는 노광 및 투영 렌즈 조립체를 위한 중심 개구부를 갖는 그리드 플레이트 조립체를 함께 형성하는 4 개의 그리드 플레이트들을 포함하는 그리드 조립체를 포함한다. 이 개구부로 인해, 웨이퍼 스테이지의 여러 위치들에서 4 개 중 3 개의 센서가 그리드 플레이트 조립체와 연동하기 위한 위치에 있다는 것이 관측된다. 총 6 개의 위치에서 3 개의 센서로부터 얻어진 측정들은 스테이지의 위치가 6 자유도인지를 결정할 수 있도록 한다. 그리드 플레이트 조립체에 개구부가 주어진 상황에서, 센서들 중 4번째 센서는 그리드 플레이트 조립체의 도달 범위를 벗어나 있다(out of reach). 스테이지를 이동시키는 동안, 스테이지의 위치에 따라 4 개의 센서 중 상이한 하나가 도달 범위를 벗어나 있을 수 있고, 이는 테이크오버 오차를 야기한다. 이러한 테이크오버는 편차들을 초래하며, 이 편차들은 본 명세서에 기술된 바와 같은 캘리브레이션 방법을 이용하여 캘리브레이트될 수 있다. 또한, 모든 다른 편차들은 본 명세서에 기술된 캘리브레이션 기술을 이용하여 보정될 수 있다.
이동가능한 그리드 인코더 구조
또한, 이 구조에서는 단일 스테이지 내에, 국부적 그리드 변형, 생산 프로세스 공차들로 인한 글로벌 그리드 변형, 그리드 캐리어 공차들, 개별 그리드 플레이트들의 장착 및 공차들, 센서 부정확성들 등을 포함하는(그러나 이들로 제한되지는 않는) 다양한 오차 소스들이 발견될 수 있다. 이들 오차들은 x, y, z 방향에서 측 정된 스테이지 위치들 및 회전들(Rx, Ry, Rz)에 관한 효과를 가질 수 있다. 또한, 그리드의 비평탄성은 z, Rx 및/또는 Ry에서의 측정 오차들로 변환될 수도 있다.
그리드의 크기와 비교하여 상대적으로 큰 이동 범위로 인해, 그리드 각각의 위치에서 그리드와의 연동을 위해 이용가능한 충분한 수의 센서들을 구비하기 위해 복수의 센서들이 제공될 수 있다. 이에 의하여, 스테이지, 및 그에 따른 그리드의 이동은 센서 스위칭을 초래할 수 있으며, 이는 측정 및/또는 노광에서의 측정 부정확성과 관련한 효과를 가질 수 있다. 또한, 오차들을 밝히기 위한 측정은, 예를 들어 웨이퍼 상의 그리드 편차로 인해 발생될 수 있다. 침지 효과들로 인해, 그리드 편차들이 발생될 수 있으며, 이는 측정 오차들로 변환된다. 또한, 스테이지 대 스테이지 편차들 및 머신 대 머신 편차들이 초래될 수 있다.
그리드 인코더 스테이지 위치 측정시스템의 예시가 도 18에 도시되어 있다. 또한, 이 구조는 본 명세서에서 참조로 채용되는 US 2008-0043212(A1)에 기술되어 있다. 도 18은 크로스 형상 구조체 상에 제공되는 64, 66 등에 의하여 지칭되는 것과 같은 인코더 헤드들(센서들), 웨이퍼 스테이지(WST)의 평면도를 도시하고 있다. 크로스 형상 구조체에 대한 스테이지의 위치에 따라, 센서들 중 몇몇은 웨이퍼 스테이지(WST) 상에 배치되는 그리드 구조체들과 연동할 수 있다. 이 구조에서, 간섭계는 스테이지의 위치를 측정하기 위해 제공되며, 간섭계 위치 측정이 인코더 위치 측정들을 캘리브레이트하기 위해 적용될 수 있다. 하지만, 이 캘리브레이션 기술은 간섭계 위치 측정을 기준으로 하여 상술된 것과 유사한 부정확성을 갖기 쉽다. 다시 말해, 간섭계 거울의 거울 비평탄도는 간섭계 캘리브레이션 측정들 의 정확성에 영향을 미칠 수 있다. 상술된 잠재적 인코더 및 간섭계 오차 소스들 이외에, 본 명세서에서 기술된 구조는 크로스 형상 기준 구조체 중심의 어느 한 측 상의 인코더들 간에 테이크오버 오차들을 갖기 쉬울 수도 있다. 이동가능한 그리드 인코더 구조의 6 자유도의 캘리브레이션은 본 명세서에 기술된 바와 같은 캘리브레이션 방법을 이용하여 수행될 수 있다. 이는, 또한 정렬 센서가 현미경 CCD 카메라 기반의 정렬 센서가 적용되는 구조의 경우에 해당될 수 있다.
연장
스티칭
마크들(
Extended
stitching
marks
)
도 19b에는 추가적인 캘리브레이션 방법이 기술되어 있다. 이 캘리브레이션 방법을 보다 상세히 기술하기 이전에, 본 명세서에서 참조로 채용된 US 7 102 736에 대해 언급된다. 이 종래기술의 문헌은 간섭계 기반 스테이지 위치 측정을 하는 리소그래피 장치들에 적용되는 캘리브레이션 방법을 개시하고 있으며, 상기 방법은 복수의 이격된 마스크들(이들 각각은, 예를 들어 복수의 포인트들을 포함함)이 마스크 상에 제공되며, 마크들이 스테이지의 이동 평면에서 스테이지 위치 측정의 두 측에 대해 마스크 상에 직교방향으로 배치된다. 이러한 마스크의 예시는 도 19a에 도시되어 있다. 도 19a에 도시된 바와 같이, 마스크들의 직교방향 배치는 기판 상의 직교방향 패턴의 노광을 유도할 수 있다. 이 노광은 반복되며, 웨이퍼 스테이지는 연속적인 노광들 사이에서 마스크에 대해 변위되며, 이에 의해 연속적인 상호 변위되는 직교방향 패턴들을 초래할 수 있다. 이 노광은 리소그래피 장치의 노광 측에서 수행될 수 있다. 리소그래피 장치의 측정 측에서 이행되는 판독은 도 19a 의 라인 A-A를 따라 이행된다. 이에 의하여, 수평방향 라인 A-A를 따르는 포인트들은 (제 1 방향을 따르는) 동일 위치에서의 측정 측에서 판독되는 한편, 제 1 방향을 따르는 상이한 위치들에서의 노광 측에서 노광되기 때문에, 측정 측 및 노광 측에서 위치설정 오차들은 서로 분리될 수 있다. 캘리브레이션들이 이행되는 위치들 사이에서의 캘리브레이션에 보간이 이용될 수 있다. 이하, 도 19b를 참조하여 기술되는 캘리브레이션 방법은 이러한 개념을 본 명세서에 기술된 바와 같은 연장 라인 측정들을 이용하는 캘리브레이션 원리에 적용한다.
도 19b는 복수의 포인트들을 각각 포함할 수 있는 복수의 마크들을 갖는 마스크 구조체를 개략적으로 도시하고 있다. 마스크들은 X 및 Y 방향에 대하여 대각선방향으로 정렬된다. 이들 마크들이 기판 상에 투영되는 경우, 동일한 대각방향 구조의 복수의 마크들을 포함하는 기판 상에 노광 패턴이 제공된다. 이 캘리브레이션 방법에 따르면, 노광 동안, 기판이 마스크에 대해 제 1 방향(이 예시에서는 화살표 ARW에 의하여 나타난 바와 같이 X 방향)으로 이동된다. 이에 의하여, 마스크들의 패턴들은 도 19b에 나타낸 바와 같이 기판 상의 복수의 연장 패턴들, 제 1 방향, 즉, 이 에시에서는 X 방향으로 연장되는 연장 패턴들을 제공한다. 이에 의하여, 마크들이 제 1 방향 및 제 2 방향(이 예시에서 Y 방향)으로 이격되는 마크들의 대각방향 구성은, 노광 동안 제 1 방향으로의 움직임을 수행하는 경우 복수의 연장 패턴들을 유도하며, 상기 연장 패턴들은 제 2 방향의 마크들의 간격에 따라 상기 제 2 방향으로 이격되고, 제 1 방향에서 서로에 대한 마크들의 간격에 따라 상기 제 1 방향으로 서로에 대해 병진된다. 상술된 측정 기술들과 유사하게, 측정 측에서의 위치 측정은 연장된 패턴들로 수행되어 제 1 방향을 따라 기판 상으로 노광되며, 패턴 위치 측정은 제 1 방향으로 수행된다. 이에 의하여, 상이한 마크들이 제 1 방향으로 이격된다는 사실이 이용될 수 있다. 그 결과로서, 연장 패턴 위치의 오차, 제 2(Y) 방향의 오차가 모든 연장 패턴들에 제공되지만, 제 1(X) 방향에서 서로에 대해 병진된다. 다시, 도 19a를 참조하여 기술된 방법들과 유사하게, 연장 패턴들은 노광 측에서 웨이퍼 상으로 노광되는 한편, 리소그래피 장치의 측정 측에서는 측정이 이행된다. 측정 측에서의 측정들은 평행한 연장 패턴들 각각에 대해 다시 수행되며, 이에 의해 (도 19a의 라인 A-A와 유사하게) 제 1 방향을 따르는 동일 위치에서의 패턴 부분들이 측정에서 같은 위치설정 오차를 갖는 것으로 판명되는 한편, 연장 패턴들의 이러한 부분들은 (제 1 방향을 따르는) 상이한 노광 위치들에서 노광된다. 이에 의하여, 측정 측 및 노광 측에서의 위치설정 오차들은 서로 분리될 수 있다. 이 방법은, 예를 들어 간섭계 거울의 비평탄도를 캘리브레이트하는데 채용될 수 있으며, 제 1(X) 방향을 따르는 상기 간섭계 거울의 비평탄도는, 예를 들어 제 2 방향에서의 스테이지의 위치 편차를 유발한다. 연장 패턴들의 연속적인 특정으로 인해, 보간이 생략될 수 있으며, 이는 정확성을 증대시키고 도 19a를 참조하여 기술된 바와 같은 개별 접근법과 비교해 상당한 시간을 절감할 수 있다. 또한, 캘리브래이션 결과들과 다른 측정 기술들을 조합해야 할 필요성이 제거될 수도 있다.
또 다른 캘리브레이션 방법이 후술된다. 먼저, 종래 기술의 방법에 대해 참조한다. 종래기술의 방법에서, 이격된 마크들이 마스크 상에 제공된다(각각의 마 크가 1 이상의 포인트를 포함할 수 있다). 상기 마크들은, 예를 들어 도 20a에 기술된 마크들과 같은 제 1 및 제 2 방향 모두에서의 간격을 나타내며, 이에 의하여 마스크(MA)에 부호로 표시된 바와 같은 마스크의 크로스 형상의 구성을 생성하는 것이 바람직하다. 이러한 캘리브레이션 패턴들은 소위 "스티칭" 접근에 사용되며, 이에 의하여 이러한 패턴은 기판 상에 반복적으로 투영되며, 상기 기판은 패턴의 이웃하는 포인트들 간의 간격보다 약간 더 크거나 또는 약간 더 작은 거리에 걸친 연속적인 투영들 사이에서 변위된다. 상기 거리는 복잡한 셋업들 및 많은 수의 반복들에서의 오버랩을 회피하기 위하여 상기 간격보다 약간 더 큰 것이 바람직하다. 서로 아래에 연속적인 노광들이 도시된 도 20a에 나타낸 바와 같이, 다음에 투영되는 패턴의 중심 마크는 이전에 투영된 패턴의 외측 마크와 인접하게 노광된다. 예를 들어 웨이퍼 상에서의 2 차원 구성으로의 이러한 패터닝의 반복적인 노광에 의하여, 부근 클러스터들(상기 클러스터들은 패턴의 중심 마크 및 인접한 패턴들의 외측 마크들로 이루어짐)의 반복적인 패턴이 생성된다. 이러한 클러스터들 각각은 노광 측에서 상태의 상이한 위치들에서 기판 상으로 노광되는(즉, 투영되는) 마크들로 이루어지는 한편, 부근의 단일 위치의 리소그래피 장치의 측정 측에서 판독될 수 있다. 부근 동일 스테이지 위치에서의 측정에서 부근 마크들의 판독이 이행되는 한편, 상이한 부근 마크들은 노광에서의 상이한 스테이지 위치들에서 노광되는 마크들 상의 패턴들로부터 이행되기 때문에, 측정 및 노광에서의 위치설정 오차들을 서로로부터 구별할 수 있게 된다. 도 19a 및 19b를 참조하여 기술된 방법과 비교하여, 본 명세서에 기술된 방법은 (인코더 기반 스테이지 위치 측정에 특히 적합 하게 하는) 2 차원 캘리브래이션 그리드로서 지칭되기도 하는 2 차원 캘리브레이션 맵을 계산할 수 있는 가능성을 제공하는 한편, 도 19를 참조하여 기술되는 방법은 또한 2 개의 단일 차원 캘리브레이션 그리드들이라 지칭되는 2 개의 단일 차원 캘리브레이션 데이터를 제공할 수 있다. 도 20a를 참조하여 기술된 이 캘리브레이션 기술에서는, 개별 측정들 간의 위치 데이터를 얻기 위해 보간이 요구될 수도 있다. 또한, 상이한 공간 주파수 범위에서 캘리브레이션 데이터를 제공하기 위하여 다른 측정 기술들이 적용될 수도 있다. 그 다음, 상이한 측정 기술들이 조합될 수도 있다.
이하, 본 발명에 따른 추가적인 캘리브레이션 기술이 도 20b를 참조하여 기술될 것이다. 이 방법에서는, 제 2 방향으로 이격된 복수(바람직하게는 3, 4 또는 5 개)의 마크들 및 제 1 방향으로 이격된 복수(바람직하게는 3, 4 또는 5 개)의 마크들을 포함하는 제 1 패턴이 이용된다. 마크들은도 19b를 참조하여 개시된 것과 유사하게 대각선방향으로 배치될 수 있으나 반드시 그러한 것은 아니다. 제 1 패턴은 기판을 마스크에 대해 제 1 방향으로 이동시키는 동안 기판 상으로 노광되며, 이에 의하여 1로 지칭되는 패턴을 노광한다. 이 프로세스는 반복되며, 매 반복에 대해 기판은 제 1 패턴의 마크들 간의 간격에 대응되는 거리보다 바람직하게는 약간 더 긴 거리에 걸쳐 제 2 방향으로 변위된다. 이에 의하여, 도 20b에서 2 및 3으로 지칭되는 제 1 방향으로 따라 연장되는 복수의 연장 패턴이 생성된다. 제 2 패턴을 이용하여 같은 프로세스가 반복된다. 이에 의하여, 각각의 노광 동안 기판이 제 2 방향으로 이동되는 한편, 연속하는 노광들 사이에서 기판이 제 2 패턴의 마크들 사이의 간격에 대응되는 거리보다 바람직하게는 약간 더 긴 거리에 걸쳐 제 1 방향으로 변위된다. 이에 의하여 기판 상에는, 도 20b(저면도)에 예시된 바와 같이 제 1 및 제 2 방향 모두에 평행한 라인들의 패턴이 생성된다. 이 패턴은 노광 시 기판 테이블의 상이한 위치들에서 노광되지만, 거의 동일한 위치에서의 측정시 판독될 수 있는 인접한 연장 패턴들을 다시 제공한다. 이에 의하여, 다시 노광 및 측정 시의 위치 오차들은 서로 분리될 수 있다. 종래의 "스티칭" 접근법과 비교하여, 보간이 생략될 수 있으며, 이는 정확도를 증대시킨다. 또한, 캘리브레이션 결과들을 다른 측정 기술들과 조합해야 할 필요성이 제거될 수도 있다. 또한, 상당한 시간이 절감될 수 있다.
캘리브레이션
개요
이하, 본 명세서에 개시된 캘리브레이션 방법들의 실시예들을 이용하는 리소그래피 장치에 대한 (스테이지) 캘리브레이션 방법이 개시된다. 먼저, 간섭계 기반 스테이지 위치 측정을 하는 리소그래피 장치에 대한 캘리브레이션 방법이 개시되며, 이어서 인코더 기반 스테이지 위치 측정을 하는 리소그래피 장치에 대한 캘리브레이션 방법이 논의된다.
일반적으로, 리소그래피, 간섭계 또는 인코더 기반의 웨이퍼 스테이지 위치설정 시스템은 적어도 기판의 크기, 예를 들어 X 및 Y 방향으로 300 mm의 큰 2차원 범위를 필요로 한다. 일반적으로, 6 자유도가 측정된다.
이러한 큰 2D XY 범위에 대한 간섭계 위치 측정시스템은 측정 방향에 수직한 방향으로 이동하는 동안 추적하기 위해 간섭계 빔에 수직한 방향으로 연장되는 거울들을 이용할 수 있다. X 측정 간섭계에 대해, 이러한 반사 거울은 Y 방향으로 연장되며, 그 역도 가능하다. X 간섭계 시스템은 또한 추가적인 평행 간섭계들을 이용함으로써 Rz 및 Ry와 같은 추가적인 DOF를 규치적으로 측정한다. 이와 같은 내용은 Rz 및 Rx를 측정하는 Y에 대해서도 유지된다. 이들에 대하여 연장된 크기 또는 평행한 추가 반사면들을 이용하는 유사한 추가적 측정들이 이용된다. Z 방향에 대하여, 간섭계가 이용되며, 상기 간섭계의 간섭계 빔들은 척 Z 움직임이 빔 길이들(검출될 수 있음)을 변화시키도록 스테이지 거울에 의하여 기준 거울로 반사된다. 일반적으로, 간섭계 기반 스테이지 위치 측정 시스템은 모두 6 자유도에 대해 연장된 거울을 이용할 수 있다. 이러한 거울들은 필요한 그리드 정확성을 충족시키는데 필요한 평탄도를 갖지 않는다.
일 예시에서, 스테이지 캘리브레이션 방법은 다음과 같은 단계들을 포함한다.
제 1 단계에서, Y 움직임의 함수로서 X 보정 맵은 도 19b를 참조하여 기술된 캘리브레이션 방법을 이용하여 결정될 수 있다.
제 2 단계에서, X의 함수로서 Y 보정 맵은 동일한 방법을 이용하여 결정될 수 있다.
제 3 단계에서, XY 보정 맵의 함수로서 Rz는, 예를 들어 도 9a를 참조하여 개시된 것과 같은 이중 그리드라인들을 이용하는, 본 명세서에 개시된 캘리브레이션 방법들을 기초로 하여 결정될 수 있다.
제 4 단계에서, XY의 함수로서 Z는, 본 명세서에 개시된 바와 같이 특수 목적 Z 감지 연장 패턴을 이용하는, 본 명세서에 개시된 캘리브레이션 방법들을 이용하여 유도될 수 있다.
제 5 단계에서, XY의 함수로서 Rx 및 Ry 맵들은, 본 명세서에 개시된 바와 같이 이중 특수 목적 Z 감지 연장 그리드라인들을 이용하는, 본 명세서에 개시된 캘리브레이션 방법들을 이용하여 유도될 수 있다.
제 6 단계에서, X 및 Y 거울들 간의 비 직교 각도는, 본 명세서에 개시된 바와 같이 회전하는 90° 스티칭 패턴을 적용하는, 본 명세서에 개시된 캘리브레이션 방법들을 이용하여 결정될 수 있다.
상기 단계들은 개시된 순서로 수행될 수 있지만, 반드시 그럴 필요는 없다.
(상술된 정지 그리드 및 이동가능한 그리드 인코더 구조들 둘 모두에 대한) 인코더 기반 스테이지 위치 측정의 캘리브레이션은 간섭계 기반 상태 위치 측정 구조의 캘리브레이션과 유사할 수 있다. 따라서, 상술된 스테이지 캘리브레이션 방법은 간섭계 기반 스테이지 위치 측정에 적용될 수도 있다.
인코더 격자는 6 자유도(DOF) 스테이지 위치에 대한 기준으로 사용될 수 있다. 이 격자(그리드)는 이상적이지 않고 편평하지 않으며, 이는 6 DOF 스테이지 위치 오차들을 초래할 수 있다.
일반적으로, 스테이지 캘리브레이션 방법에서 도 20b를 참조하여 기술된 캘리브레이션은 (예를 들어, 인코더 기반 스테이지 구조에서) 선택적으로 도 19b를 참조하여 기술된 캘리브레이션을 대신할 수 있다.
보정 맵들은 간섭계 판독치들을 6 DOF 스테이지 위치들에 연결하는 간섭계 수학 모델에서와 같이 6 DOF 스테이지 위치에 인코더 측정치들을 연결하는 인코더 수학 모델에서 동일한 방식으로 수행될 수 있다.
일반적 사항들(
Genaral
remarks)
일 실시예에서, 본 발명에 따른 방법은 인코더 측정시스템, 및 특히 그리드를 포함하는 인코더의 캘리브레이션을 개선하도록 구성된다. 이러한 특수 인코더 측정시스템을 캘리브레이트하기 위하여, 복수의 캘리브레이션이 종래 기술로 수행된다:
낮은 공간 주파수의 그리드 오차들은 패턴들이 상호간의 거리에서 기판 상에 반복적으로 투영되는 종래 스티치 접근법에 의해 캘리브레이트될 수 있다. 또한, 스테이지의 관성을 이용하는 높은 공간 주파수 캘리브레이션을 이용할 수 있다: 높은 공간 주파수 그리드 오차들은 적은 제어 루프 밴드폭을 가지고 일정한 속도로 움직이는 경우의 스테이지가 이어지지 않는다. 세번째로, 척 대 척 핑거프린트의 저감을 목표로 하며, 또한 기판 클램핑으로 인한 척 종속적 변형들을 보상할 수 있는 2 차원 노광 그리드 캘리브레이션이 적용될 수 있으며, 또한 냉각 유도 그리드 변형들을 캘리브레이트할 수도 있다. 본 발명의 실시예들은 이러한 문제들을 경감시킨다.
종래기술 구성들에 있어 보다 특정한 목표는 리소그래피 장치의 스테이지 위치를 캘리브레이트하기 위한 캘리브레이션을 개선시키는 것이다. 또 다른 목표는 기판의 특정 표면 영역에 대해 보다 많은 정보를 제공하는 개선된 검출 방법을 제공하는 것이다. 표면 영역 당 정보 밀도를 개선시키는 것이 바람직하다. 보다 짧은 시간 길이(time span) 내에 큰 표면 영역에 대한 정보를 생성하는 검출 방법을 제공하는 것은 더욱 바람직하다. 본 명세서에 기술된 적어도 몇몇 실시예들은 이들 목표들에 따른 종래 기술의 구성들을 개선시킨다.
상술된 특정 예시에서는 검출 방법 및 특히 스테이지의 인코더 측정 시스템의 캘리브레이션이 제공되었으나, 본 명세서에 기술된 검출 및 캘리브레이션은 간섭계, 1 차원 인코더, 2 차원 인코더, 간섭계/인코더 조합들, 인덕티브, 캐패시티브 등과 같은 여하한의 타입의 위치 측정 시스템을 갖는 스테이지에 적용될 수 있다.
상술된 특정 예시에서는 검출 방법 및 특히 스테이지의 인코더 측정 시스템의 캘리브레이션이 제공되었으나, 본 명세서에 기술된 검출 및 캘리브레이션은 리소그래피 장치에서의 렌즈 가열을 제어 및 보정하는데 적용될 수 있다. 일 실시예에서, 연장 패턴은 기판을 지닌 기판 테이블이 이동하는 동안 동일한 패턴을 이용하여 반복적으로 형성된다. 반복적으로 패터닝하는 것은 렌즈 가열 및 국부적인 편차들을 초래한다. 제 1 방향을 따르는 연장 패턴의 특성이 측정되는 검출 방법은 렌즈 가열의 결과인 편차들에 대한 정보를 제공할 수 있으며 이러한 렌즈 가열을 보정하는데 사용될 수 있다.
상기 캘리브레이션은 리소그래피 장치에서, 예를 들어 리소그래피 장치의 작동을 제어하는 제어기의 적합한 프로그래밍에 의하여 구현될 수 있다. 적합한 프 로그래밍 명령들에 의하여 프로그래밍을 대신하거나 상기 프로그래밍에 부가하여, 캘리브레이션 방법이 수행되도록 제어기를 구성하기 위한 다른 방법(예를 들어, 전용 하드웨어 등)이 적용될 수도 있다.
공통의 노이즈 항들을 모니터링하기 위해서는 모든 순서의 인라인 트랙킹(inline tracking)이 필요하다.
플랭크 스캔이 수행되는 동안, 기판 테이블은 웨이퍼 유도 코히런스 오프셋(wafer induced coherence offset)으로서 알려진 효과를 보상하기 위하여 Z를 통해 이동할 수도 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 기판이 라는 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 레지스트로부터 벗어나 이동하며, 레지스트가 경화된 후에 그 안에 패턴을 남긴다.
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 컴퓨 터 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 변형례가 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 실시예가 제공될 수 있는 리소그래피 장치를 도시하는 도면;
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 캘리브레이션의 일부분을 도시하는 기판 상으로 투영된 패턴을 나타내는 도면;
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 상에 얻어진 래스터를 도시하는 도면;
도 4는 도 2에 도시된 기판 상으로 투영된 패턴을 따른 측정을 도시하는 도면;
도 5a는 정렬 센서가 도 4에 도시된 패턴을 측정하는데 적용된, 본 발명의 일 실시예에 따른 정렬 센서 출력 신호의 이미지를 도시하는 도면;
도 5b는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 정렬 센서 출력 신호의 이미지를 도시하는 도면;
도 6은 연장 패턴 및 정렬 마크의 일 실시예의 끝 부분의 현미경 이미지;
도 7은 또 다른 실시예에 따른 연장 패턴의 끝 부분을 도시하는 도면;
도 8a 내지 도 8d를 포함하는 도 8은 리소그래피 장치에 대해 연장 패턴을 갖는 기판의 개략적 실시예의 개략적 상대 이동들을 도시하는 도면;
도 9a는 본 발명의 일 실시예에 따른 연장 패턴들을 형성하는 패터닝 디바이 스를 도시하는 도면;
도 9b는 본 발명의 일 실시예에 따른 연장 패턴들을 갖는 기판을 도시하는 도면;
도 9c는 연장 패턴들을 형성하는 패터닝 디바이스의 또 다른 실시예를 도시하는 도면;
도 9d는 1 이상의 연장 라인들의 패턴을 갖도록 제공된 패터닝 디바이스의 또 다른 실시예를 도시하는 도면;
도 10은 검출 방법의 일 실시예에 따른 플랭크 스캔을 개략적으로 도시하는 도면;
도 11은 플랭크 스캔의 일 실시예를 도시하는 도면;
도 12는 연장 패턴의 상세부의 또 다른 실시예의 개략도;
도 13a는 초점 마크 유닛들 및 그 회절 패턴을 갖는 연장 패턴을 도시하는 도면;
도 13b 및 도 13c는 도 13a의 실시예에 따른 연장 패턴의 회절 패턴을 도시하는 도면;
도 13d는 연장 패턴에 대한 기초로 사용될 수 있는 포커스 감지 마크들의 실시예들의 또 다른 실시예를 도시하는 도면;
도 14a 및 도 14b는 포커스 감지 연장 패턴들의 실시예들의 개략도;
도 15는 패터닝 디바이스의 또 다른 실시예를 도시하는 도면;
도 16a 및 도 16b를 포함하는 도 16은 Prefoc/LVT 방법을 개략적으로 도시하 는 도면;
도 17은 웨이퍼 스테이지 간섭계 위치 측정 구성의 일 실시예를 도시하는 도면;
도 18은 웨이퍼 스테이지 인코더 기반 위치 측정 구성의 일 실시예를 도시하는 도면;
도 19a 및 도 19b는 캘리브레이션 방법의 일 실시예를 도시하는 도면; 및
도 20a 및 도 20b는 또 다른 캘리브레이션 방법의 일 실시예를 도시하는 도면이다.
Claims (15)
- 일반적으로 제 1 방향으로 연장되는 1 이상의 라인 - 각각의 라인은 1 이상의 피처들(features)을 포함함 - 에 의하여 형성되는 연장 패턴의 특성을 측정하기 위한 방법에 있어서,센서를 이용하며 상기 센서의 상대적인 위치들을 변경함으로써 상기 제 1 방향을 따르는 상이한 위치들에서 상기 연장 패턴의 특성을 측정하기 위한 상기 1 이상의 피처들 및 상기 연장 패턴을 포함하는 대상물을 지지하기 위한 지지 구조체를 이용하는 단계; 및상기 제 1 방향에 대해 수직한 방향인 제 2 방향에서 상기 센서 및 상기 지지 구조체의 상대적인 위치에 대한 기준 위치를 결정하며, 상기 기준 위치를 이용하여 상기 연장 패턴의 특성을 측정하는 단계를 포함하며,상기 측정하는 단계는 상기 센서로부터의 신호를 복조하는 것을 포함하는 방법.
- 삭제
- 제 1 항에 있어서,상기 제 2 방향의 기준 위치는 상기 측정된 특성에 대한 상기 센서로부터의 신호의 최대 감도를 기초로 하여 결정되는 방법.
- 삭제
- 제 1 항에 있어서,상기 지지 구조체의 고유 주파수로 진동하도록 에너지를 발생시키는 단계 또는 서보(servo)를 이용하여 상기 기준 위치 주위의 상기 센서 및 상기 지지 구조체의 제 2 방향으로의 상대 위치들을 변조하는 단계를 포함하는 방법.
- 제 1 항에 있어서,상기 측정된 특성은 상기 연장 패턴을 형성하는 그리드라인들에 의하여 회절되는 방사선의 적어도 회절 차수의 세기인 방법.
- 제 6 항에 있어서,적어도 하나의 추가 회절 차수의 세기들을 검출하는 단계, 및상기 회절 차수와 적어도 하나의 추가 회절 차수 사이의 상기 세기의 변화들의 차이들에 기초하여 연장 패턴의 제 2 특성을 결정하는 단계를 포함하는 방법.
- 제 7 항에 있어서,적어도 하나의 정수 회절 차수(integer diffraction order)의 세기에 대한 적어도 하나의 분수 회절 차수(fractional diffraction order)의 세기를 결정하는 단계를 포함하는 방법.
- 제 1 항, 제 3 항, 및 제 5 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서,상기 측정된 특성에 대한 상기 센서로부터의 신호의 최대 감도를 기초로 하여 상기 센서의 상대적인 위치들에 대한 추가 기준 위치를 결정하는 단계;상기 센서 및 지지 구조체를 추가 상대 위치들로 이동시킴으로써 상기 제 1 방향을 따르는 상이한 위치들에서 상기 연장 패턴의 특성을 상기 센서를 이용해 측정하는 단계;상기 상대적인 위치들의 상기 센서로부터의 신호 및 상기 추가 상대 위치들로부터의 신호를 기초로 하여 기판 반사율에 대한 식(expression)을 결정하는 단계; 및상기 결정된 기판 반사율을 이용하여 상기 상대 위치들에서의 측정된 특성을 보정하는 단계를 포함하는 방법.
- 제 1 항, 제 3 항, 및 제 5 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서,상기 대상물은 상기 센서와 마주하는 표면을 가지며, 상기 1 이상의 피처들은 상기 표면으로부터 돌출되는 방법.
- 제 1 항, 제 3 항, 및 제 5 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서,상기 대상물은 상기 연장 패턴의 위치에서 상기 제 1 방향으로 적어도 최소 크기를 가지며, 상기 라인들 중 적어도 하나는 상기 최소 크기의 주요 부분에 걸쳐 연장되는 피처를 포함하는 방법.
- 제 1 항, 제 3 항, 및 제 5 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서,상기 대상물은 상기 지지 구조체 또는 상기 지지 구조체 상에 해제가능하게 클램핑되는 방법.
- 삭제
- 리소그래피 노광 장치에 있어서,기판을 유지하도록 구성되는 기판 테이블 - 상기 기판 테이블 및 상기 기판 중 적어도 하나는 제 1 방향으로 연장되는 적어도 하나의 라인에 의해 형성되는 연장 패턴을 가짐 -; 및상기 기판 테이블을 이동시키고 상기 연장 패턴의 제 1 방향을 따라 상기 연장 패턴 특성의 측정을 제어하고; 상기 제 1 방향에 대해 수직한 방향인 제 2 방향에서 센서 및 상기 기판 테이블의 상대적인 위치에 대한 기준 위치를 결정하며, 상기 기준 위치를 이용하여 상기 센서로부터의 신호를 복조하여 상기 연장 패턴의 특성을 측정하도록 구성된 제어기를 포함하는 리소그래피 노광 장치.
- 리소그래피 노광 장치에 있어서,기판을 유지하도록 구성되는 기판 테이블; 및상기 기판과 단면에 패턴을 갖는 방사선 빔 간의 상대적인 위치들을 변경하도록 구성된 제어기를 포함하며,연장 패턴이 상기 기판 상에 생성되도록 상기 기판을 패터닝 디바이스에 대해 이동시키는 동안 상기 패터닝된 방사선 빔에 대해 상기 기판의 광활성 층(photoactive layer)을 노광하도록 구성되며,상기 제어기는 제 1 방향에 대해 수직한 방향인 제 2 방향에서 센서 및 상기 기판 테이블의 상대적인 위치에 대한 기준 위치를 결정하며, 상기 기준 위치를 이용하여 상기 센서로부터의 신호를 복조하여 상기 연장 패턴의 특성을 측정하도록 구성되는 리소그래피 노광 장치.
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