KR101703830B1 - 리소그래피 장치 및 디바이스 제조방법 - Google Patents

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고쎄 데 브리스
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에이에스엠엘 네델란즈 비.브이.
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Abstract

리소그래피 장치에서, 조명 모드는 퓨필 면 거울 상의 선택가능한 위치들로 방사선을 지향시키기 위한 복수의 이동가능한 면들을 포함하는 필드 거울을 이용하여 설정된다. 필드 면 거울이 결함이 있고 원하는 위치에 설정될 수 없는 경우, 이동가능한 면 거울들 중 다른 거울이 원하는 위치와는 상이한 보정 위치에 설정되어 결함이 있는 면 거울의 악영향을 적어도 부분적으로 완화시킨다.

Description

리소그래피 장치 및 디바이스 제조방법{LITHOGRAPHIC APPARATUS AND DEVICE MANUFACTURING METHOD}
관련 출원들에 대한 원용
본 출원은 2009년 11월 18일에 출원되었고 본 명세서에서 인용참조 되는 미국 가출원 61/262,225의 우선권을 주장한다.
본 발명은 리소그래피 장치 및 디바이스 제조방법에 관한 것이다.
리소그래피 장치는 기판 상에, 통상적으로 기판의 타겟부 상에 원하는 패턴을 적용시키는 기계이다. 리소그래피 장치는, 예를 들어 집적 회로(IC)의 제조에 이용될 수 있다. 그 경우, 대안적으로는 마스크 또는 레티클이라 언급되는 패터닝 디바이스는 IC의 개별 층 상에 형성될 회로 패턴을 생성하는 데 이용될 수 있다. 이 패턴은 기판(예를 들어, 실리콘 웨이퍼) 상의 타겟부(예를 들어, 다이어의 일부, 하나의 다이, 또는 수 개의 다이를 포함함) 상으로 전사될 수 있다. 패턴의 전사는 통상적으로 기판 상에 제공되는 방사선-감응재(레지스트) 층 상으로의 이미징을 통해 이루어진다. 일반적으로, 단일 기판은 연속적으로 패터닝되는 인접한 타겟부들의 네트워크를 포함한다.
리소그래피는 IC 및 다른 디바이스들 및/또는 구조체들의 제조에 있어서 핵심 단계들 중 하나로서 널리 인식된다. 하지만, 리소그래피를 이용하여 구성되는 피처들의 치수들이 더 작아짐에 따라, 리소그래피는 소형 IC 또는 다른 디바이스들 및/또는 구조체들을 제조하는 데 있어 보다 결정적인 인자가 되고 있다. 패턴 프린팅의 한계들의 이론적 추정은 수학식(1)에 나타낸 바와 같은 분해능에 대한 레일리 기준(Rayleigh criterion)에 의해 설명될 수 있다:
Figure 112012047561055-pct00001
이때, λ는 사용되는 방사선의 파장이고, NA는 패턴을 프린트하는 데 사용된 투영 시스템의 개구수(numerical aperture)이고, k1은 레일리 상수라고도 칭하는 공정 의존성 조정 인자(process dependent adjustment factor)이며, CD는 프린트된 피처의 피처 크기(또는 임계 치수)이다. 수학식(1)에 따르면, 피처들의 프린트가능한 최소 크기의 감소는 세 가지 방식으로: 즉, 노광 파장 λ를 단축하거나, 개구수 NA를 증가시키거나, 또는 k1의 값을 감소시킴으로써 얻어질 수 있다.
노광 파장을 단축시키고, 이로 인해 최소 프린트가능한 크기를 줄이기 위하여, 극자외(EUV) 방사선 소스의 사용이 제안되어 왔다. EUV 방사선은 10 내지 20 nm 범위 내의 파장, 예를 들어 13 내지 14 nm 범위 내의 파장을 갖는 전자기 방사선이다. 나아가, 10 nm 보다 작은 파장을 갖는 EUV 방사선, 예를 들어 5 내지 10 nm의 범위 내의 파장, 예컨대 6.7 nm 또는 6.8 nm의 파장을 갖는 EUV 방사선의 이용이 제안되어 왔다. 이러한 방사선은 극자외 방사선 또는 연질 x-레이 방사선이라 지칭된다. 가능한 소스들에는, 예를 들어 레이저-생성 플라즈마 소스들, 방전 플라즈마 소스들, 또는 전자 저장 링에 의해 제공되는 싱크로트론 방사선(synchrotron radiation)을 기반으로 하는 소스들이 포함된다.
EUV 방사선은 플라즈마를 이용하여 생성될 수 있다. EUV 방사선을 생성하는 방사선 시스템은 플라즈마를 제공하기 위한 연료를 활성화(excite)시키기 위한 레이저, 및 플라즈마를 포함시키기 위한 소스 컬렉터 장치를 포함할 수 있다. 플라즈마는, 예를 들어 적합한 재료(예를 들어, 주석)의 입자와 같은 연료, 또는 Xe 가스 또는 Li 증기와 같은 적합한 가스 또는 증기의 스트림에 레이저 빔을 지향시킴으로써 생성될 수 있다. 이로 인해 생성된 플라즈마는 출력 방사선, 예를 들어 EUV 방사선을 방출하며, 이는 방사선 컬렉터를 이용하여 수집된다. 방사선 컬렉터는 방사선을 수용하고 상기 방사선을 빔으로 포커스하는 거울 수직 입사 방사선 컬렉터(mirrored normal incidence radiation collector)일 수 있다. 소스 컬렉터 모듈은 플라즈마를 지지하기 위한 진공 환경을 제공하도록 배치되는 인클로징 구조체(enclosing structure) 또는 챔버를 포함할 수 있다. 이러한 방사선 시스템은 통상적으로 레이저 생성 플라즈마(LPP) 소스라 지칭된다.
리소그래피 기술에서, 기판 상으로 투영되는 패터닝 디바이스의 이미지는 패터닝 디바이스가 조명되는 각도들을 적절하게 선택함으로써, 즉 패터닝 디바이스를 조명하는 방사선의 각도 분포를 적절하게 선택함으로써 개선될 수 있다는 것이 잘 알려져 있다. 쾰러 조명 시스템(Koehler illumination system)을 구비한 리소그래피 장치에서, 패터닝 디바이스를 조명하는 방사선의 각도 분포는 조명 시스템의 퓨필 평면에서 조명 빔의 공간 세기 분포에 의하여 결정된다. 이는 퓨필 평면에서의 조명 빔이 패터닝 디바이스 상에 입사되는 조명 빔을 생성하는 2차 또는 가상의(virtual) 방사선 소스로서 효과적으로 작용하기 때문이다. 조명 시스템 내의 퓨필 평면에서 조명 빔의 공간 세기 분포의 형상은 통상적으로 조명 모드 또는 프로파일이라 언급된다. 또한, 조명 시스템의 퓨필 평면은 패터닝 디바이스의 퓨필 평면이라 언급될 수 있다.
퓨필 평면에서 특정 공간 세기 분포들을 갖는 조명 빔들은 패터닝 디바이스의 이미지가 기판 상에 투영될 때 처리 관용도(processing latitude)를 향상시킨다. 특히, 2중극, 환형, 또는 4중극 오프-액시스 조명 모드를 갖는 공간 세기 분포를 갖는 조명 빔은 분해능, 및/또는 투영의 다른 파라미터들, 예컨대 투영 시스템 광학 수차들에 대한 민감도, 노광 관용도, 및 초점 깊이를 개선시킬 수 있다. 또한, 특정 "연질-극(soft-pole)" 조명 모드들은 기판 상에 투영되는 패터닝 디바이스의 이미지에 관해 유리한 효과를 가질 수 있다. 따라서, 통상적으로 조명 시스템은 조명 빔을 지향시키고, 성형하고, 제어하여 퓨필 평면에서 원하는 공간 세기 분포/조명 모드를 가질 수 있도록 하는 1 이상의 디바이스들 또는 구조체들을 포함한다.
예를 들어, 조명 빔(및 이에 따른 패터닝된 빔)으로서 EUV 방사선을 이용하는 리소그래피 장치에서는, EUV 방사선에 대해 투과적인 적합한 재료들이 존재하지 않기 때문에 투과성 광학 요소들, 예컨대 줌-액시콘(zoom-axicon) 및/또는 회절 광학 요소들은 조명 빔을 성형하는 데 이용될 수 없다. EUV 방사선을 위한 조명 시스템은 소스로부터의 방사선을 수집하고, 그를 조명 시스템의 퓨필 평면과 연관된 퓨필 거울로 지향시키는 필드 거울(field mirror)을 포함한다. 원하는 조명 모드를 형성하기 위하여 퓨필 거울의 대응되는 면들(facets) 상으로 방사선을 지향시키는 개별적으로 이동가능한 면들의 구성으로부터 필드 거울을 형성하는 방법이 제안되어 왔다. 예를 들어, 본 명세서에서 인용참조되는 미국특허출원 US 61/157,498 및 US 61/236,789를 참고하라. 일 구성에 있어, 각각의 이동가능한 필드 면은 2 개의 대응되는 퓨필 면들 중 선택된 하나의 면 상으로 방사선을 지향시키기 위하여 2 개의 위치들 간에 스위칭될 수 있다. 다른 구성에서, 각각의 이동가능한 필드 면은 방사선을 2 개의 대응되는 퓨필 면들 중 선택된 하나의 면이나 또는 방사선이 기판에 도달하지 않도록 하는 방향으로 지향시키기 위해 3 개의 위치들 간에 스위칭될 수 있다.
이동가능한 면 거울(movable facet mirror)은 기계적 구동 시스템 및 액추에이터, 통상적으로 몇몇 종류의 모터를 갖는다. 그러므로, 이는 고장이 날 수 있다. 고장은 사전결정된 위치들 중 하나 또는 사전결정된 위치들 사이의 소정 위치에 상기 면 거울이 갇힘(stuck)을 의미할 수 있다. 중간 위치에서 면 거울이 갇히는 것은 통상적으로 기판에 도달하지 않는 방향으로 방사선을 지향시키며 "오프" 상태로 갇히는 것이라 간주될 수 있다. "잘못된" 위치 또는 오프-상태로 면 거울이 갇히는 것은 원하는 조명 프로파일이 달성될 수 없음을 의미하며, 이는 이미징 품질에 있어서의 부정적인 영향을 갖는다. 특히, 결함이 있는 면 거울은 결함이 있는 디바이스들을 야기하기에 충분한 심각한 이미징 오차들을 유발시키는 텔레센트리시티 오차(telecentricity error)를 야기할 수 있다.
1 이상의 결함이 있는 면들에 대해 보다 탄성적인 이동가능한 면들을 포함하는 필드 면 거울을 갖는 리소그래피 장치를 제공하는 것이 바람직하다.
일 실시형태에 따르면, 패터닝 디바이스로부터의 패턴을 기판 상으로 투영하도록 배치되며, 방사선 빔을 컨디셔닝하고 상기 방사선 빔을 상기 패터닝 디바이스 상에 지향시키도록 구성되는 조명 시스템을 구비한 리소그래피 장치가 제공되며, 상기 조명 시스템은; 제 1 반사 구성요소 및 제 2 반사 구성요소 - 상기 제 1 반사 구성요소는 상기 방사선 빔의 방사선을 상기 제 2 반사 구성요소 상으로 지향시키도록 배치되고 복수의 이동가능한 반사 요소들을 포함하고 각각의 이동가능한 반사 요소는 조명 모드를 변화시키기 위해 적어도 제 1 위치와 제 2 위치 사이에서 이동가능하며, 상기 제 2 반사 구성요소는 상기 조명 시스템의 퓨필 평면과 연관됨 - ; 및 제어 시스템 - 상기 제어 시스템은, 원하는 조명 모드를 이행하기 위하여 복수의 이동가능한 반사 요소들을 각각의 원하는 위치들에 설정하도록 배치되며, 나아가 상기 이동가능한 반사 요소들 중 제 1 요소가 결함이 있고 각각의 원하는 위치에 설정할 수 없을 경우 상기 이동가능한 반사 요소들 중 제 2 요소를 원하는 위치와는 다른 보정 위치(corrective position)에 설정하여 상기 이동가능한 반사 요소들 중 제 1 요소의 악영향을 적어도 부분적으로 완화시키도록 배치됨 - 을 포함한다.
일 실시형태에 따르면, 디바이스 제조를 위한 리소그래피 방법이 제공되며, 상기 방법은: 방사선 빔을 제 1 반사 구성요소 상에 반사시켜, 상기 방사선 빔이 상기 제 1 반사 구성요소에 의해 반사되어 제 2 반사 구성요소 상에 입사되도록 하는 단계 - 상기 방사선 빔은 이후 패터닝 디바이스 상에 입사되고, 상기 제 1 반사 구성요소는 복수의 이동가능한 반사 요소들을 포함하고, 각각의 이동가능한 반사 요소는 상기 패터닝 디바이스의 조명 모드를 변화시키기 위해 제 1 위치와 제 2 위치 사이에서 이동가능함 - ; 상기 패터닝 디바이스를 이용하여 상기 방사선 빔을 패터닝하는 단계; 및 상기 패터닝된 방사선 빔을 기판 상으로 투영시키는 단계를 포함하며, 상기 방법은: 원하는 조명 모드를 형성하기 위해 상기 이동가능한 반사 요소들을 원하는 위치들에 설정하는 단계; 및 상기 이동가능한 반사 요소들 중 제 1 요소가 결함이 있고 상기 각각의 원하는 위치에 설정될 수 없을 경우, 상기 이동가능한 반사 요소들 중 제 2 요소를 원하는 위치와는 다른 보정 위치에 설정하여 상기 결함이 있는 이동가능한 반사 요소의 악영향을 적어도 부분적으로 완화시키는 단계를 더 포함한다.
이하, 대응되는 참조 부호들이 대응되는 부분들을 나타내는 개략적인 첨부도면들을 참조하여 본 발명의 실시예들이 예시의 방법으로 설명될 것이다.
- 도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 리소그래피 시스템을 나타낸 도;
- 도 2는 도 1의 장치를 보다 상세히 나타낸 도;
- 도 3은 도 1 및 도 2의 장치의 소스 컬렉터 모듈을 보다 상세히 나타낸 도;
- 도 4 및 도 5는 리소그래피 장치의 조명 시스템을 나타내며 이동가능한 필드 면 거울들의 기능을 예시한 도;
- 도 6 및 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 보정 작용의 효과를 나타낸 도;
- 도 8 및 도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 보정 작용의 효과를 나타낸 도;
- 도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 이동가능한 면들을 포함하는 필드 거울을 위한 제어 시스템을 나타낸 도이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 소스 컬렉터 모듈(SO)을 포함하는 리소그래피 장치(100)를 개략적으로 도시하고 있다. 상기 리소그래피 장치는:
- 방사선 빔(B)(예를 들어, EUV 방사선)을 컨디셔닝하도록 구성된 조명 시스템(일루미네이터)(IL);
- 패터닝 디바이스(예를 들어, 마스크 또는 레티클)(MA)를 지지하도록 구성되고 상기 패터닝 디바이스를 정확히 위치시키도록 구성된 제 1 위치설정기(PM)에 연결되는 지지 구조체(예를 들어, 마스크 테이블)(MT);
- 기판(예를 들어, 레지스트-코팅된 웨이퍼)(W)을 유지하도록 구성되고, 상기 기판을 정확히 위치시키도록 구성된 제 2 위치설정기(PW)에 연결되는 기판 테이블(예를 들어, 웨이퍼 테이블)(WT); 및
- 패터닝 디바이스(MA)에 의해 방사선 빔(B)에 부여된 패턴을 기판(W)의 (예를 들어, 1 이상의 다이를 포함하는) 타겟부(C) 상으로 투영하도록 구성된 투영 시스템(예를 들어, 반사 투영 시스템)(PS)을 포함한다.
조명 시스템은 방사선을 지향, 성형 또는 제어하기 위하여, 굴절, 반사, 자기, 전자기, 정전기 또는 다른 형태의 광학 구성요소들, 또는 여하한의 그 조합과 같은 다양한 형태의 광학 구성요소들을 포함할 수 있다.
지지 구조체(MT)는 패터닝 디바이스의 방위, 리소그래피 장치의 디자인, 및 예를 들어 패터닝 디바이스가 진공 환경에서 유지되는지의 여부와 같은 다른 조건들에 의존하는 방식으로 패터닝 디바이스(MA)를 유지시킨다. 지지 구조체는 패터닝 디바이스를 유지하기 위해 기계적, 진공, 정전기, 또는 다른 클램핑 기술들을 이용할 수 있다. 지지 구조체는, 예를 들어 필요에 따라 고정되거나 이동가능할 수 있는 프레임 또는 테이블일 수 있다. 지지 구조체는, 패터닝 디바이스가, 예를 들어 투영 시스템에 대해 원하는 위치에 있도록 보장할 수 있다.
"패터닝 디바이스"라는 용어는, 기판의 타겟부에 패턴을 생성하기 위해서 방사선 빔의 단면에 패턴을 부여하는 데 사용될 수 있는 여하한의 디바이스를 언급하는 것으로 폭넓게 해석되어야 한다. 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 리소그래피에서 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.
조명 시스템 같은 투영 시스템은 사용되는 노광 방사선에 대해 적절하다면, 굴절, 반사, 카타디옵트릭, 자기, 전자기 및 정전기 광학 구성요소들과 같은 다양한 타입의 광학 구성요소들이나 다른 타입의 광학 구성요소들, 또는 그들의 여하한의 조합을 포함할 수 있다. 다른 가스들은 너무 많은 방사선을 흡수할 수 있기 때문에 EUV 방사선을 위해 진공을 이용하는 것이 바람직할 수 있다. 그러므로, 진공 벽 및 진공 펌프들의 도움으로 전체 빔 경로에 진공 환경이 제공될 수 있다.
본 명세서에 도시된 바와 같이, 상기 장치는 장치는 (예를 들어, 반사 마스크를 채용한) 반사형으로 이루어진다.
리소그래피 장치는 2 개(듀얼 스테이지) 이상의 기판 테이블들(및/또는 2 개 이상의 마스크 테이블들)로 이루어질 수 있다. 이러한 "다수 스테이지" 기계에서는 추가 테이블들이 병행하여 사용되거나, 또는 1 이상의 테이블이 노광에 사용되고 있는 동안 1 이상의 다른 테이블 상에서는 준비작업 단계가 수행될 수 있다.
도 1을 참조하면, 일루미네이터(IL)는 일 실시예에서 소스 컬렉터 모듈(SO)로부터 극자외 방사선 빔을 수용한다. EUV 방사선을 생성하기 위한 방법들은 EUV 범위의 1 이상의 방출 라인들을 갖는, 적어도 하나의 요소, 예를 들어, 크세논, 리튬, 또는 주석을 갖는 플라즈마 상태로 재료를 전환시키는 단계를 포함하나, 상기 단계로만 제한될 필요는 없다. 이러한 한가지 방법에서, 흔히 레이저 생성 플라즈마("LLP")로 칭해지는 플라즈마는 필요한 라인-방출 요소(line-emitting element)를 갖는 재료의 액적(droplet), 스트림, 또는 클러스터와 같은 연료를 레이저 빔으로 조사함으로써 생성될 수 있다. 소스 컬렉터 모듈(SO)은 연료를 활성화시키는 레이저 빔을 제공하기 위해 도 1에는 도시되지 않은 레이저를 포함하는 EUV 방사선 시스템의 일부일 수 있다. 생성된 플라즈마는 출력 방사선, 예를 들어 EUV 방사선을 방출하며, 이는 소스 컬렉터 모듈에 배치되는 방사선 컬렉터를 이용하여 수집된다.
예를 들어, 연료 활성화를 위한 레이저 빔을 제공하는 데 CO2 레이저가 이용되는 경우, 레이저 및 소스 컬렉터 모듈은 별도의 개체들일 수 있다. 이러한 경우들에 있어, 레이저는 소스 컬렉터 모듈의 일부를 형성하는 것으로 간주되지 않으며, 방사선 빔은, 예를 들어 적합한 지향 거울들 및/또는 빔 익스펜더를 포함하는 빔 전달 시스템의 도움으로 레이저로부터 소스 컬렉터 모듈로 전달된다. 다른 경우들에 있어, 예를 들어 소스가 흔히 DPP 소스라 칭해지는 방전 생성 플라즈마 EUV 생성기(discharge produced plasma EUV generator)인 경우 상기 레이저는 소스 컬렉터 모듈의 통합부일 수도 있다. 이와 유사한 방식으로, 소스 컬렉터 모듈 및 리소그래피 장치는 별도의 개체들이거나, 또는 상기 소스 및 리소그래피 장치는 별도의 개체들일 수 있다.
상기 일루미네이터(IL)는 방사선 빔의 각도 세기 분포를 조정하는 조정기를 포함할 수 있다. 일루미네이터의 퓨필 평면 내의 세기 분포의 적어도 외부 반경 및/또는 내부 반경 크기(통상적으로, 각각 값 σouter 및 σinner라 함)가 조정될 수 있는 것이 바람직하다. 또한, 일루미네이터(IL)는 패싯 필드(facetted field) 및 퓨필 거울 디바이스들과 같은 다양한 다른 구성요소들을 포함할 수도 있다. 일루미네이터는 방사선 빔의 단면이 원하는 균일성(uniformity) 및 세기 분포를 갖도록, 방사선 빔을 컨디셔닝하는 데 사용될 수 있다.
상기 방사선 빔(B)은 지지 구조체(예를 들어, 마스크 테이블)(MT) 상에 유지되어 있는 패터닝 디바이스(예를 들어, 마스크)(MA) 상에 입사되며, 패터닝 디바이스에 의해 패터닝된다. 상기 패터닝 디바이스(예를 들어, 마스크)(MA)로부터 반사된 후, 상기 방사선 빔(B)은 투영 시스템(PS)을 통과하며, 이는 기판(W)의 타겟부(C) 상에 상기 빔을 포커스한다. 제 2 위치설정기(PW) 및 위치 센서(PS2)(예를 들어, 간섭계 디바이스, 리니어 인코더, 또는 용량성 센서)의 도움으로, 기판 테이블(WT)은, 예를 들어 방사선 빔(B)의 경로 내에 상이한 타겟부(C)들을 위치시키도록 정확하게 이동될 수 있다. 이와 유사하게, 제 1 위치설정기(PM) 및 또 다른 위치 센서(PS1)는, 방사선 빔(B)의 경로에 대해 패터닝 디바이스(예를 들어, 마스크)(MA)를 정확히 위치시키는 데 사용될 수 있다. 패터닝 디바이스(예를 들어, 마스크)(MA) 및 기판(W)은 패터닝 디바이스 정렬 마크들(M1 및 M2) 및 기판 정렬 마크들(P1 및 P2)을 이용하여 정렬될 수 있다.
도시된 장치는 다음 모드들 중 1 이상에서 사용될 수 있다:
1. 스텝 모드에서, 지지 구조체(예를 들어, 마스크 테이블)(MT) 및 기판 테이블(WT)은 기본적으로 정지 상태로 유지되는 한편, 방사선 빔에 부여되는 전체 패턴은 한번에 타겟부(C) 상에 투영된다[즉, 단일 정적 노광(single static exposure)]. 그 후, 기판 테이블(WT)은 상이한 타겟부(C)가 노광될 수 있도록 X 및/또는 Y 방향으로 시프트된다.
2. 스캔 모드에서, 지지 구조체(예를 들어, 마스크 테이블)(MT) 및 기판 테이블(WT)은 방사선 빔에 부여된 패턴이 타겟부(C) 상에 투영되는 동안에 동기적으로 스캐닝된다[즉, 단일 동적 노광(single dynamic exposure)]. 지지 구조체(예를 들어, 마스크 테이블)(MT)에 대한 기판 테이블(WT)의 속도 및 방향은 투영 시스템(PS)의 확대(축소) 및 이미지 반전 특성에 의하여 결정될 수 있다.
3. 또 다른 모드에서, 지지 구조체(예를 들어, 마스크 테이블)(MT)는 프로그램가능한 패터닝 디바이스를 유지하여 기본적으로 정지된 상태로 유지되며, 방사선 빔에 부여된 패턴이 타겟부(C) 상에 투영되는 동안, 기판 테이블(WT)이 이동되거나 스캐닝된다. 이 모드에서는, 일반적으로 펄스화된 방사선 소스(pulsed radiation source)가 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 2는 소스 컬렉터 모듈(SO), 조명 시스템(IL), 및 투영 시스템(PS)을 포함하는 투영 장치(100)를 보다 상세히 도시하고 있다. 소스 컬렉터 모듈(SO)은 소스 컬렉터 모듈(SO)의 인클로징 구조체(enclosing structure; 220) 내에서 진공 환경이 유지될 수 있도록 구성되고 배치된다. EUV 방사선 방출 플라즈마(210)는 방전 생성 플라즈마 소스에 의하여 형성될 수 있다. EUV 방사선은 전자기 스펙트럼의 EUV 범위 내의 방사선을 방출하기 위한 초 고온 플라즈마(210)가 생성되는 가스 또는 증기, 예를 들어 크세논(Xe) 가스, 주석(Sn) 증기 또는 리튬(Li) 증기에 의하여 생성될 수 있다. 초 고온 플라즈마(210)는, 예를 들어 적어도 부분적으로 이온화된 플라즈마를 유도하는 전기적 방전에 의하여 생성된다. 방사선의 효율적인 생성을 위해서는 Xe, Li, Sn 증기 또는 여타 적합한 가스나 증기의 예를 들어, 10 Pa의 부분압이 요구될 수 있다. 일 실시예에서는, EUV 방사선을 생성하기 위해 활성화된 주석(Sn)의 플라즈마가 제공된다.
초 고온 플라즈마(210)에 의하여 방출되는 방사선은 소스 챔버(211)의 개구부 안이나 뒤에 위치되는 선택적 가스 방벽 또는 오염물 방벽(230)(몇몇 경우에는 오염물 트랩 또는 포일 트랩이라 지칭되기도 함)을 통해 소스 챔버(211)로부터 컬렉터 챔버(212) 내로 전달된다. 오염물 방벽(230)은 채널 구조체를 포함할 수 있다. 오염물 방벽(230)은 가스 방벽, 또는 가스 방벽과 채널 구조체의 조합을 포함할 수 있다. 또한 본 명세서에 개시된 오염물 방벽(230)은 당업계에서 알려진 바와 같은 채널 구조체를 포함한다.
컬렉터 챔버(211)는 방사선 컬렉터(CO)를 포함할 수 있으며, 이는 소위 그레이징 입사 컬렉터(grazing incidence collector)일 수 있다. 방사선 컬렉터(CO)는 상류 방사선 컬렉터 측(251) 및 하류 방사선 컬렉터 측(252)을 갖는다. 컬렉터(CO)를 횡단하는(traverse)방사선은 스펙트럼 필터(240)에 의해 반사되어 나가 가상의 소스 포인트(IF)에서 포커스될 수 있다. 가상의 소스 포인트(IF)는 통상적으로 중간 포커스라 칭해지며, 소스 컬렉터 모듈은 상기 중간 포커스(IF)가 인클로징 구조체(220)의 개구부(221)나 그 부근에 배치되도록 구성된다. 가상의 소스 포인트(IF)는 방사선 방출 플라즈마(210)의 이미지이다.
후속하여, 방사선은 조명 시스템(IL)을 횡단하며, 상기 조명 시스템은 패터닝 디바이스에서 방사선 빔(21)의 원하는 각도 분포와 더불어 패터닝 디바이스(MA)에서 방사선 세기의 원하는 균일성을 제공하도록 배치되는 패싯 퓨필 거울 디바이스(24) 및 패싯 필드 거울 디바이스(22)를 포함할 수 있다. 패터닝된 빔(26)은 지지 구조체(MT)에 의하여 유지되는 패터닝 디바이스(MA)에서의 방사선 빔(21)의 반사시 형성되며, 패터닝된 빔(26)은 투영 시스템(PS)에 의해 반사 요소들(28, 30)을 거쳐 기판 테이블(WT)에 의하여 유지되는 기판(W) 상으로 이미징된다.
일반적으로, 조명 시스템(IL) 및 투영 시스템(PS)에는 도시된 것보다 많은 요소들이 존재할 수 있다. 리소그래피 장치의 타입에 따라, 선택적으로 스펙트럼 필터(240)가 존재할 수도 있다. 또한, 도면에 도시된 것보다 많은 거울들이 존재할 수 있는데, 예를 들어 투영 시스템(PS)에는 도 2에 도시된 것보다 1 내지 6 개의 추가적인 반사 요소들이 더 존재할 수 있다.
도 2에 예시된 바와 같은 컬렉터 광학기(CO)는 컬렉터(또는 컬렉터 거울)의 예시로서, 그레이징 입사 반사기들(253, 254, 및 255)을 갖는 네스티드 반사기(nested reflectors)로서 정의된다. 그레이징 입사 반사기들(253, 254, 및 255)은 광학 축(O)을 중심으로 축방향 대칭으로 배치되며, 이 타입의 컬렉터 광학기(CO)는 흔히 DPP 소스라 칭해지는 방전 생성 플라즈마 소스와 조합하여 이용되는 것이 바람직하다.
대안적으로, 소스 컬렉터 모듈(SO)은 도 3에 도시된 바와 같은 LPP 방사선 시스템의 일부일 수 있다. 레이저(LA)는 수 십 eV의 전자 온도를 갖는 고도로 이온화된 플라즈마(210)를 생성하도록 크세논(Xe), 주석(Sn), 또는 리튬(Li)과 같은 연료에 레이저 에너지를 증착하기 위해 배치된다. 이들 이온들의 재조합 및 탈-여기(de-excitation) 동안 발생되는 활성 방사선(energetic radiation)은 플라즈마로부터 방출되고, 수직에 가까운(near normal) 입사 컬렉터 광학기(CO)에 의하여 수집되며, 인클로징 구조체(220)의 개구부(221) 상으로 포커스된다.
도 4 및 도 5는 어떻게 조명 빔이 컨디셔닝되고 제 1 반사 구성요소(22) 및 제 2 반사 구성요소(24)를 이용하여 패터닝 디바이스로 지향되는지를 나타내는 개략도들이다. 일루미네이터(IL)에는 다른 광학 구성요소들도 포함될 수 있으나, 간명히 하기 위해 후속 설명부에서는 생략되었다는 데 유의하여야 한다.
실시예에서, 제 1 반사 구성요소(22)는 통상적으로 필드 면 거울들(field facet mirrors; 110)로서 알려진 복수의 제 1 반사 요소들을 포함한다. 제 2 반사 구성요소(24)는 통상적으로 퓨필 면 거울들(120)로서 알려진 복수의 제 2 반사 요소들을 포함한다. 제 1 반사 요소들(110)은 제 2 반사 요소들(120)을 향하여 방사선을 지향(반사)시키도록 구성된다. 제 1 반사 구성요소의 제 1 반사 요소들은 방사선의 손실을 저감시키거나 또는 최소화시키기 위하여 그들 사이에 실질적으로 갭을 남기지 않도록 함께 충분히 가깝게 나란히 구성된다. 또한, 제 2 반사 구성요소의 제 2 반사 요소들은 방사선의 손실을 저감시키거나 최소화시키도록 구성된다.
제 2 반사 구성요소(24)는 퓨필 평면과 연관되며, 따라서 제 2 반사 구성요소는 가상의 방사선 소스로서 작용한다. 일 실시예에서, 제 2 반사 구성요소는 퓨필 평면 내에 위치되며 퓨필 평면과 일치한다. 일 실시예에서, 제 2 반사 구성요소는 퓨필 평면으로부터 짧은 거리에 배치될 수 있다. 제 2 반사 요소들은 패터닝 디바이스(MA)의 조명 필드를 적절히 채우도록 방사선을 지향시킨다. 일 실시예에서는 일루미네이터에, 패터닝 디바이스의 필드 면 거울들을 이미징하는 콘덴서 거울 또는 거울들의 시스템(도시 안됨)이 배치될 수 있다.
패터닝 디바이스를 조명하는 방사선의 각도 분포는 제 2 반사 구성요소에서의 방사선 빔의 공간 세기 분포에 의하여 결정된다. 공간 세기 분포는 제 2 반사 요소들 중 조명되는 요소, 즉 제 2 반사 구성요소에서의 조명 모드에 의하여 결정된다. 제 2 반사 요소들의 조명은 제 1 반사 요소들 각각의 위치에 의하여 차례차례(in turn) 결정된다.
조명 모드는 필요에 따라 제 1 위치 또는 제 2 위치 중 하나를 선택한 다음, 그 위치로 제 1 반사 요소들(110) 각각을 이동시킴으로써 제어된다. 제 1 반사 요소들(110A, 110B, 및 110C)이 그들의 제 1 위치들로 배향되는 경우, 방사선의 서브-빔들(B1, B2, B3)은 연관된 첫 번째 제 2 반사 요소들(120A', 120B', 및 120C')을 향하여 반사된다 - 도 4 참조. 제 1 반사 요소들(110A, 110B, 및 110C)이 그들의 제 2 위치들로 배향되는 경우, 방사선의 서브-빔들(B1, B2, B3)은 상이한 두 번째의 연관된 제 2 반사 요소들(120A", 120B", 및 120C")을 향하여 반사된다 - 도 5 참조.
제 2 반사 요소들(120A', 120B', 및 120C')은 본질적으로 제 2 반사 구성요소에서 연관된 제 1 장소들에 있다는 것을 이해할 것이다. 마찬가지로, 제 2 반사 요소들(120A", 120B", 및 120C")은 본질적으로 제 2 반사 구성요소에서 연관된 제 2 장소들에 있다.
각각의 제 1 반사 요소의 제 1 위치 및 제 2 위치는 상이하며 다른 제 1 반사 요소들의 위치들에 대해 고유하다. 마찬가지로, 각각의 제 1 반사 요소와 연관된 2 개의 제 2 반사 요소들은 상이하며 다른 제 1 반사 요소들과 연관된 제 2 반사 요소들에 대하여 고유하다. 각각의 제 1 반사 요소를 적절히 선택하고 이동시킴으로써, 방사선은 퓨필 평면의 필요한 제 2 반사 요소들을 향해 지향되어 특정 조명 모드를 갖는 특정하게 원하는 공간 세기 분포를 생성할 수 있다. 필요에 따라 각각의 제 1 반사 요소의 위치를 제어함으로써, 퓨필 평면에서의 방사선 빔의 공간 세기 분포가 상이한 조명 모드들을 갖는 다른 원하는 공간 세기 분포들로 스위칭, 즉 변화될 수 있다. 예를 들어, 서브-빔들은 퓨필 평면의 특정 장소들로 지향되어, 예를 들어 환형, 2중극, 4중극 등의 오프-액시스 형상 조명 모드를 갖는 공간 세기 분포들을 생성할 수 있다.
일 실시예에서, 제 2 반사 요소들은 제 2 반사 요소들 각각의 방위가 고정되어 변하지 않도록 영구적으로 장착된다. 각각의 제 1 반사 요소에 의한 2 개의 상이한 제 2 반사 요소들의 조명을 가능하게 하기 위해, 제 1 반사 요소들과 제 2 반사 요소들의 비는 적어도 1:2이다. 제 1 반사 요소들은 단지 어느 일 시간에 단일의 대응되는 제 2 반사 요소 상으로 방사선을 지향시키면 되도록 구성된다. 더욱이, 제 1 반사 요소의 광학적 힘은 제 1 반사 요소에 의하여 반사되는 방사선 빔이 어느 한 시간에 단일의 대응되는 제 2 반사 요소만 조명시킬 수 있게 충분히 작도록 보장하는 데 적합한 크기 및 에텐듀(etendue) 비를 갖는 방사선 빔을 생성하도록 선택되고 구성된다.
도 4 및 도 5는 소수의 제 1 반사 요소들 및 연관된 제 2 반사 요소들만을 도시하고 있으나, 일루미네이터는 보다 많은 수의 제 1 반사 요소들 및 보다 많은 수의 제 2 반사 요소들을 포함할 수 있다.
제 1 반사 요소들의 어레이가 배치될 수 있으며 및/또는 제 2 반사 요소들의 어레이가 방사선 빔의 평면을 통해 교차하는 평면에서 2 차원의 격자-형 형태로(in a two dimensional grid-like formation) 배치될 수 있다. 제 1 반사 구성요소는 제 1 반사 요소들의 1 이상의 어레이들을 포함할 수 있다. 마찬가지로, 제 2 반사 구성요소는 제 2 반사 요소들의 1 이상의 어레이들을 포함할 수 있다. 예를 들어, 리소그래피 장치는 제 2 반사 요소들의 32 개의 어레이들과 연계하여 이용되는 제 1 반사 요소들의 16 개의 어레이를 포함할 수 있다. 상술된 바와 같이, 본 명세서에서의 "어레이"는 단일 어레이 또는 어레이들의 그룹을 의미할 수 있다.
상술된 바와 같이, 리소그래피 장치는 각각의 반사 요소들의 필요한 위치를 선택하고 그에 따라 각각의 제 1 반사 요소들을 필요한 위치로 이동시킴으로써 일루미네이터의 퓨필 평면에서 원하는 조명 모드를 생성할 수 있다. 일 실시예에서, 각각의 제 1 반사 요소의 방위는 단 2 개의 위치 - 제 1 위치 및 제 2 위치 - 로만 제한되며, 정상적인 작업에서는 여하한의 다른 위치(예를 들어, 제 1 위치와 제 2 위치 사이의 위치)로 이동할 수 없다. 이러한 실시예는 2-위치 필드 면 거울(two-position field facet mirror)이라 후술된다.
다른 실시예에서, 각각의 제 1 반사 요소는, 예를 들어 제 1 위치와 제 2 위치 사이에 있을 수 있는 제 3 위치로 이동가능하다. 제 3 위치에서, 제 1 반사 요소에 의하여 반사된 방사선은 기판에 도달하지 않는다. 제 3 위치는 "오프" 위치로 간주될 수 있다. 이러한 실시예는 3-위치 필드 면 거울이라 후술된다.
일 실시예에서, 각각의 제 1 반사 요소는 그를 (사전결정된) 축을 중심으로 회전시킴으로써 위치들 사이에서 이동된다. 퓨필 평면에서의 제 1의 연관된 장소(예를 들어, 제 1의 연관된 제 1 반사 요소) 및 제 2의 연관된 장소(예를 들어, 제 2의 연관된 제 2 반사 요소)의 배치들은 (제 1 장소 및 제 2 장소와 연관된) 제 1 위치 및 제 2 위치에 대한 회전의 각도들에 따라 정해진다.
일 실시예에서, 각각의 제 1 반사 요소의 제 1 위치 및 제 2 위치(및 순차적으로 제 1 및 제 2의 연관된 장소들)은 생성될 수 있는 유용한 조명 모드들의 수를 극대화하도록 선택된다.
제 1 반사 요소는 드라이버에 의해 제 1 위치와 제 2 위치 사이의 축을 중심으로 회전될 수 있다.
1 이상의 제 1 반사 요소들은 같은 축을 중심으로 회전하게 구동되도록 구성될 수 있다. 1 이상의 다른 제 1 반사 요소들은 다른 축들을 중심으로 회전하게 구동되도록 구성될 수 있다.
일 실시예에서, 각각의 제 1 반사 요소는 제 1 반사 요소를 구동하기 위한 드라이버 모터(111)를 포함한다. 제 1 및 제 2 위치는 2 가지 위치의 필드 면 거울에서, 드라이버 모터로 적용될 드라이버 신호가 이진 신호(binary signal)가 되도록 기계적 단부 스톱들(mechanical end stops)에 의하여 형성될 수 있다. 드라이버 모터들을 위한 이진[2-가(two-valued)] 드라이버 신호들의 이러한 이용은 각 거울의 방위의 피드백 제어를 제공하기 위한 제어 시스템의 복잡도를 완화시킨다는 것을 이해하여야 한다. 3 위치 필드 면 거울에 대해서는 보다 복잡한 제어 시스템이 필요하나, 이러한 거울은 추가적인 조명 모드들이 형성될 수 있게 하는 장점을 갖는다. 예를 들어, 다중극 조명 모두에서의 극들의 크기는 스루풋이 저감되는 비용을 치르고 제어될 수 있다.
도 6은 이동가능한 필드 면 거울들 중 하나에 결함이 있는 2-위치 필드 면 거울에 의하여 발생되는 예시적 조명 모드를 도시한다(예를 들어, 이는 위치에 갇히거나, 원하는 위치에 제 때에 도달하지 않거나 또는 전혀 도달하지 않는 등의 경우가 있다). 이 예시에서, 원하는 조명 모드는 X 축 상에 배치되는 극들(50)을 갖는 2중극 조명 모드이다. 결함이 있는 필드 면 거울은 원하는 조명 모드에서는 어두워야 하는 장소(51)에 원하는 극들로부터 벗어난 방사선을 지향시키는 위치에 있다. 예를 들어, 결함이 있는 필드 면 거울은 제 1 위치에 갇혀 있으나, 원하는 조명 모드는 그것이 제 2 위치에 있도록 할 필요가 있다. 대응되는 어두운 홀(52)은 극들(50) 중 하나 내에 남겨져 있다. 그러므로, 이 결함이 있는 거울의 영향은 텔레센트리시티 오차를 유발한다 - 다시 말해, 효과적인 조명 모드의 세기의 중심이 일루미네이터의 광학 축으로부터 변위되어 있다.
본 발명의 일 실시예에서, 결함 위치에 반응하여 보정 작업이 수행된다. 도 7에 도시된 바와 같이, 보정 작업은 다른 필드 면 거울을, 원하는 조명 모드를 이행하도록 놓여지는 위치와는 상이한 보정 위치로 전환시켜 주는 것이다. 보정 위치로 설정되는 필드 면 거울은 결함이 있는 면 거울에 의하여 방사선이 지향되는 지점(51)에 대한 조명 시스템의 광학 축에 대해 대칭방향 맞은편에 있는 퓨필 평면 내의 지점(53)으로 방사선을 지향시킨다. 일 실시예에서, 지점(53)은 광학 축(OA), 예를 들어 x 축이나 y 축 중 하나를 통과하는 퓨필 평면 내의 가상의 라인에 대해 지점(51) 맞은편에 배치될 수 있다. 일 실시예에서, 보정을 이행하는 데 이용되는 필드 면 거울은 결함이 있는 필드 면 맞은편에 배치될 필요는 없다는 데 유의하여야 한다. 이는, 채널 할당(channel assignment)으로서 알려진 필드 면들과 퓨필 면들 간의 관계가 대칭일 필요는 없기 때문이다. 또한, 결함이 있는 필드 면 거울에 의하여 생성되는 어두운 지점(52) 맞은편에 어두운 지점(54)이 생성된다. 도 7에 도시된 결과적인 조명 모드는 도 6에 도시된 보상되지 않은 모드보다 바람직한 모드로부터 더 많이 벗어난 것처럼 보일 수 있으나, 본 발명의 일 실시예에서 취해지는 보정 작업의 효과는 텔레센트리시티 오차를 저감시키거나 또는 제거하는 것이다. 텔레세트리시티 오차는 결함이 있는 디바이스들을 야기하기에 충분히 심각한 이미징 오차들을 유발할 수 있기 때문에, 이미지 상의 몇몇 다른 영향의 비용을 치르더라도, 예를 들어 콘트라스트의 손실이 있는 경우에도 이를 보정하는 것이 바람직하다.
도 8에는 결함이 있는 필드 면 거울의 다른 가능한 영향이 도시되어 있다. 여기서, 필드 면 거울, 예를 들어 3-위치 필드 면 거울은 "오프" 위치에 갇히며, 이에 의해 그로부터 반사되는 방사선은 기판에 도달하지 않는다. 사실상, 원하는 조명 모드 내에 어두운 지점(52)이 존재하며, 이는 다시 텔레센트리시티 오차를 유발한다. 이 경우에, 도 9를 참조하면, 보정 작업은 대칭방향 맞은편의 어두운 지점(54)을 생성하도록 대응되는 필드 면 거울을 "오프" 위치로 스위칭하는 것이다. 이는 기판 레벨에서의 빔 세기의 아주 작은 약화의 비용만을 치르고 텔레센트리시티 오차를 보정한다. 이는 노광 시간의 증가에 의해 쉽게 보상될 수 있다.
일 실시예에서는, 하나의 결함이 있는 필드 면을 보상하기 위하여, 2 개 이상의 필드 면들이 보정 위치들로 이동된다. 이는 결함이 있는 필드 면이 단 하나의 다른 필드 면을 이용해서는 보정될 수 없는 텔레센트리시티 오차를 유발하는 경우 바람직하다. 물론, 보정 작업을 위해 2 개 이상의 필드 면들을 이용하는 것은 원하는 조명 모드로부터 보다 큰 다이버전스(divergence)를 생성할 수 있으나, 전체적인 효과가 관련 특성들의 향상인 경우에는 훨씬 더 바람직하다. 모든 관련 변수들을 고려하는 최적의 보정 작업을 결정하기 위해 메리트 함수(merit function)가 이용될 수 있다.
따라서, 본 발명의 일 실시예를 이용하면, 1 이상의 결함이 있는 필드 면 거울들은 장치의 성능에 있어서 단지 작고 허용가능한 저하만이 용인될 수 있는 반면, 단 하나의 결함도 없는 필드 면 거울은 허용불가능한 이미징 오차들을 유발하여 필드 거울 시스템의 수리 또는 교체를 필요로 할 수 있다.
결함이 있는 필드 면 거울의 존재가 항상 보정이 필요함을 의미하는 것은 아니라는 데 유의하여야 한다. 특정 조명 모드들은 결함이 있는 필드 면 거울이 그것이 갇히는 위치에 놓이도록 할 필요가 있을 수 있다. 그러므로, 원하는 조명 프로파일을 기준으로 결함이 있는 필드 면 거울에 대한 보정 작업의 필요성을 결정하는 것이 바람직하다.
도 10에는 본 발명의 일 실시예를 구현하도록 배치되는 제어 시스템이 도시되어 있다. 제어기(60)는 인터페이스(61)로부터 원하는 조명 모드를 정의한 정보를 수신한다. 인터페이스(61)는 사용자가 원하는 조명 모드를 정의하기 위한 정보를 입력하는 사용자 인터페이스이거나, 또는 리소셀 또는 클러스터에서 전체 및/또는 다른 연관된 디바이스들로서 장치의 작동들을 연동시키는 감시 기계 제어 시스템(supervisory machine control system)에 대한 인터페이스일 수 있다. 또한, 인터페이스(61)는 조명 모드를 정의하는 정보가 저장되는 메모리를 포함할 수 있다. 조명 모드를 정의하는 정보를 토대로 하여, 제어기(60)는 원하는 조명 모드를 이행하는 데 필요한 위치들로 필드 면 거울들을 설정하도록 액추에이터(111)에 명령한다. 그렇게 함에 있어, 제어기(60)는 결함이 있는 필드 면 거울들을 식별하는 정보 및 그들 결함의 특징, 예를 들어 그들이 갇히는 위치를 저장하는 메모리(62)에 대한 기준을 갖는다. 제어기(60)는, 다른 필드 면 거울들이 상술된 원리들을 토대로 보정 위치들로 설정될 필요가 있는지의 여부를 결정하는 데 이 정보를 이용한다.
상술된 제어 시스템은 결함이 있는 필드 면 거울들이 존재하는지, 그럴 경우 어떤 것인지를 알아야 한다. 결함이 있는 필드 면 거울들의 검출은 몇 가지 상이한 방법들로 수행될 수 있다. 예를 들어, 기판 레벨에서의 센서(63)에는 기판 레벨에서 퓨필이 유효한지를 직접적으로 측정하기 위해 패터닝 디바이스 대신 적합한 어퍼처가 이용될 수 있으며, 이에 의해 결함이 있는 필드 면 거울들을 식별할 수 있다. 이 측정은 실제 노광 동안에는 수행될 수 없지만, 주기적인 캘리브레이션 또는 유지보수 과정 동안 또는 적합한 스왑 기간들 동안 수행될 수 있다.
결함이 있는 필드 면 거울들의 실-시간 검출은 이동가능한 필드 면 거울들의 액추에이터들로부터의 피드백 신호들(64)을 고려함으로써 수행될 수 있다. 이러한 피드백 신호들은 거울들을 이동시키는 데 이용되는 모터들에 부착되는 위치 센서로부터의 신호들을 포함하거나, 또는 구동 신호들이 액추에이터들에 적용될 때 전류 흐름 또는 역기전력을 측정하는 것으로부터 유도될 수 있다. 하지만, 이러한 접근법은 액추에이터와 실제 거울 간의 파단 연결(broken connection)에 의하여 야기되는 결함이 있는 필드 면 거울들을 신뢰성 있게 검출할 수 없다. 결함이 있는 필드 면 거울들을 검출하기 위한 다른 접근법은 필드 면 거울들을 관측하기 위한 카메라(65)를 이용하는 것이나, 이를 이용하기 위해서는 필드 거울을 조명하는 것은 바람직하지 않을 수 있다. 또 다른 접근법은 퓨필 거울(24)을 관측하기 위해 적외선 카메라(66)를 이용하는 것이다. 퓨필 거울은 완전하게 반사적이지 않고 불-균일하게 조명되기 때문에, 적외선 카메라에 의해 검출되는 온도 프로파일은 조명 패턴을 나타내며 원하는 조명 모드와 비교될 수 있다.
본 명세서에서의 설명은 필드 면 거울들을 기준으로 하였으나, 본 명세서의 개념들과 특징들은 퓨필 면 거울들 또는 비-반사성 광학 요소들에도 동등하게 적용될 수 있다.
본 명세서에서는, IC 제조에 있어서 리소그래피 장치의 특정 사용예에 대하여 언급되지만, 본 명세서에 기술된 리소그래피 장치는 집적 광학 시스템, 자기 도메인 메모리용 안내 및 검출 패턴, 평판 디스플레이(flat-panel display), 액정 디스플레이(LCD), 박막 자기 헤드 등의 제조와 같이 다른 적용예들을 가질 수도 있음을 이해하여야 한다. 당업자라면, 이러한 대안적인 적용예와 관련하여, 본 명세서의 "웨이퍼" 또는 "다이"라는 용어의 어떠한 사용도 각각 "기판" 또는 "타겟부"라는 좀 더 일반적인 용어와 동의어로 간주될 수도 있음을 이해할 것이다. 본 명세서에서 언급되는 기판은 노광 전후에, 예를 들어 트랙(전형적으로, 기판에 레지스트 층을 도포하고 노광된 레지스트를 현상하는 툴), 메트롤로지 툴 및/또는 검사 툴에서 처리될 수 있다. 적용가능하다면, 이러한 기판 처리 툴과 다른 기판 처리 툴에 본 명세서의 기재 내용이 적용될 수 있다. 또한, 예를 들어 다층 IC를 생성하기 위하여 기판이 한번 이상 처리될 수 있으므로, 본 명세서에 사용되는 기판이라는 용어는 이미 여러번 처리된 층들을 포함한 기판을 칭할 수도 있다.
이상, 광학 리소그래피와 관련하여 본 발명의 실시예들의 특정 사용예를 언급하였지만, 본 발명은 다른 적용예들, 예를 들어 임프린트 리소그래피에 사용될 수 있으며, 본 명세서가 허용한다면 광학 리소그래피로만 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 그들의 조합을 인가함으로써 레지스트가 경화되는 기판에 공급된 레지스트 층으로 가압될 수 있다. 패터닝 디바이스는 레지스트로부터 벗어나며, 레지스트가 경화된 후에 그 안에 패턴을 남긴다.
본 명세서가 허용하는 "렌즈"라는 용어는, 굴절, 반사, 자기, 전자기 및 정전기 광학 구성요소들을 포함하는 다양한 형태의 광학 구성요소들 중 어느 하나 또는 그들의 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)로서 채용될 수 있다. 상술된 설명들은 예시에 지나지 않으며, 제한하려는 것이 아니다. 따라서, 당업자라면 아래에 설명되는 청구 범위를 벗어나지 않는, 기술된 본 발명에 대한 변경이 가해질 수도 있음을 이해할 것이다.

Claims (16)

  1. 리소그래피 장치에 있어서,
    패터닝 디바이스로부터의 패턴을 기판 상으로 투영하도록 배치되고, 방사선 빔을 컨디셔닝하고 상기 방사선 빔을 상기 패터닝 디바이스 상에 지향하도록 구성되는 조명 시스템을 구비하며, 상기 조명 시스템은;
    제 1 반사 구성요소 및 제 2 반사 구성요소 - 상기 제 1 반사 구성요소는 상기 방사선 빔의 방사선을 상기 제 2 반사 구성요소 상으로 지향시키도록 배치되고 복수의 이동가능한 반사 요소들을 포함하고, 각각의 상기 이동가능한 반사 요소는 조명 모드를 변화시키기 위해 적어도 제 1 위치와 제 2 위치 사이에서 이동가능하며, 상기 제 2 반사 구성요소는 상기 조명 시스템의 퓨필 평면과 연관됨 - ; 및
    제어 시스템 - 상기 제어 시스템은, 원하는 조명 모드를 이행하기 위하여 복수의 이동가능한 반사 요소들을 각각의 원하는 위치들에 설정하도록 배치되며, 나아가 상기 이동가능한 반사 요소들 중 적어도 하나의 반사 요소가 결함이 있고 상기 각각의 원하는 위치에 설정할 수 없을 경우, 상기 이동가능한 반사 요소들 중 상기 결함이 있는(defective) 적어도 하나의 반사 요소와 상이한 적어도 하나의 다른 반사 요소를 원하는 위치와는 다른 보정 위치(corrective position)에 설정하여 상기 이동가능한 반사 요소들 중 상기 결함이 있는 적어도 하나의 반사 요소의 악영향을 적어도 부분적으로 완화시키도록 배치됨 - 을 포함하는 리소그래피 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제어 시스템은 상기 이동가능한 반사 요소들 중 상기 적어도 하나의 다른 반사 요소가, 원하는 위치에서, 상기 이동가능한 반사 요소들 중 상기 결함이 있는 적어도 하나의 반사 요소에 의하여 방사선이 지향된 상기 퓨필 평면 내의 제 1 지점 맞은편에 있는 상기 퓨필 평면 내의 제 2 지점으로, 방사선을 지향시키는 이동가능한 반사 요소가 되도록 배치되는 리소그래피 장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 제어 시스템은, 상기 이동가능한 반사 요소들 중 상기 결함이 있는 적어도 하나의 반사 요소가 상기 퓨필 평면 내의 제 1 지점으로 방사선을 지향시키는 경우에 상기 이동가능한 반사 요소들 중 상기 적어도 하나의 다른 반사 요소가 보정 위치에 설정되어 상기 제 1 지점 맞은편에 있는 상기 퓨필 평면 내의 제 2 지점으로 방사선을 지향시키도록 배치되는 리소그래피 장치.
  4. 제 2 항 또는 제 3 항에 있어서,
    상기 제 2 지점은 상기 조명 시스템의 광학 축에 대해 상기 제 1 지점 맞은편에 있는 리소그래피 장치.
  5. 제 2 항 또는 제 3 항에 있어서,
    상기 제 2 지점은, 상기 퓨필 평면 내에 놓이고 상기 조명 시스템의 광학축을 통과하는 가상의 라인에 대해, 상기 제 1 지점 맞은편에 있는 리소그래피 장치.
  6. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제어 시스템은, 상기 이동가능한 반사 요소들 중 상기 결함이 있는 적어도 하나의 반사 요소가 텔레센트리시티 오차(telecentricity error)를 야기하도록 방사선을 지향시키는 경우에, 상기 이동가능한 반사 요소들 중 상기 적어도 하나의 다른 반사 요소를 보정 위치에 설정하여 상기 제 1 텔레센트리시티 오차 반대편에 있는 제 2 텔레센트리시티 오차를 야기하도록 방사선을 지향시키게 배치되는 리소그래피 장치.
  7. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제어 시스템은, 상기 이동가능한 반사 요소들 중 상기 결함이 있는 적어도 하나의 반사 요소가 상기 기판에 도달하지 않는 방향으로 방사선을 지향시키는 경우에, 상기 이동가능한 반사 요소들 중 상기 적어도 하나의 다른 반사 요소를 보정 위치에 설정하여 상기 기판에 도달하지 않도록 방사선을 지향시키게 배치되는 리소그래피 장치.
  8. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제어 시스템은:
    상기 결함이 있는 적어도 하나의 반사 요소 및 상기 결함이 있는 적어도 하나의 반사 요소의 결함 위치를 식별하는 정보를 저장하도록 구성되는 메모리; 및
    상기 결함이 있는 적어도 하나의 반사 요소의 결함 위치를 상기 결함이 있는 적어도 하나의 반사 요소의 원하는 위치와 비교하도록 구성되는 제어기를 포함하며,
    상기 제어 시스템은 상기 결함 위치가 상기 결함이 있는 적어도 하나의 반사 요소의 원하는 위치와 같지 않은 경우에만 상기 이동가능한 반사 요소들 중 상기 적어도 하나의 다른 반사 요소를 보정 위치에 설정하도록 배치되는 리소그래피 장치.
  9. 디바이스 제조를 위한 리소그래피 방법에 있어서,
    상기 방법은:
    방사선 빔을 제 1 반사 구성요소 상에 반사시켜, 상기 방사선 빔이 상기 제 1 반사 구성요소에 의해 반사되어 제 2 반사 구성요소 상에 입사되도록 하는 단계 - 상기 방사선 빔은 이후 패터닝 디바이스 상에 입사되고, 상기 제 1 반사 구성요소는 복수의 이동가능한 반사 요소들을 포함하고, 각각의 상기 이동가능한 반사 요소는 상기 패터닝 디바이스의 조명 모드를 변화시키기 위해 적어도 제 1 위치와 제 2 위치 사이에서 이동가능함 - ;
    상기 이동가능한 반사 요소들 중 적어도 하나의 반사 요소가 결함이 있고 원하는 조명 모드를 형성하기 위한 원하는 위치에 설정될 수 없는 경우, 상기 이동가능한 반사 요소들 중 상기 결함이 있는 적어도 하나의 반사 요소와 상이한 적어도 하나의 다른 반사 요소를 원하는 조명 모드를 형성하기 위한 원하는 위치와 상이한 보정 위치에 설정하여, 상기 이동가능한 반사 요소들 중 상기 결함이 있는 적어도 하나의 반사 요소의 악영향을 적어도 부분적으로 완화시키는 단계;
    상기 패터닝 디바이스를 이용하여 상기 방사선 빔을 패터닝하는 단계; 및
    상기 패터닝된 방사선 빔을 기판 상에 투영하는 단계를 포함하는 디바이스 제조를 위한 리소그래피 방법.
  10. 제 9 항에 있어서,
    원하는 위치의 상기 적어도 하나의 다른 반사 요소는, 상기 결함이 있는 적어도 하나의 반사 요소에 의하여 방사선이 지향된 상기 제 2 반사 구성요소 상의 제 1 지점 맞은편의 상기 제 2 반사 구성요소 상의 제 2 지점으로 방사선을 지향시키는 리소그래피 방법.
  11. 제 9 항에 있어서,
    상기 결함이 있는 적어도 하나의 반사 요소는 상기 제 2 반사 구성요소 상의 제 1 지점으로 방사선을 지향시키고, 상기 적어도 하나의 다른 반사 요소는 보정 위치에 설정되어 상기 제 1 지점 맞은편에 있는 상기 제 2 반사 구성요소 상의 제 2 지점으로 방사선을 지향시키는 리소그래피 방법.
  12. 청구항 12은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.
    제 10 항 또는 제 11 항에 있어서,
    상기 제 2 지점은 상기 제 1 반사 구성요소 및 상기 제 2 반사 구성요소가 일부를 형성하는 조명 시스템의 광학 축에 대해 상기 제 1 지점 맞은편에 있는 리소그래피 방법.
  13. 청구항 13은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.
    제 10 항 또는 제 11 항에 있어서,
    상기 제 2 지점은, 상기 제 2 반사 구성요소 상에 놓이고 그 중심을 통과하는 가상의 라인에 대해, 상기 제 1 지점 맞은편에 있는 리소그래피 방법.
  14. 제 9 항 내지 제 11 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 결함이 있는 적어도 하나의 반사 요소는 제 1 텔레센트리시티 오차를 야기하도록 방사선을 지향시키며, 상기 적어도 하나의 다른 반사 요소는 보정 위치에 설정되어 상기 제 1 텔레센트리시티 오차 맞은편의 제 2 텔레센트리시티 오차를 야기하도록 방시선을 지향시키는 리소그래피 방법.
  15. 제 9 항 내지 제 11 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 결함이 있는 적어도 하나의 반사 요소는 상기 기판에 도달하지 않는 방향으로 방사선을 지향시키고, 상기 적어도 하나의 다른 반사 요소는 보정 위치에 설정되어 상기 기판에 도달하지 않도록 방사선을 지향시키는 리소그래피 방법.
  16. 제 9 항 내지 제 11 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 결함이 있는 적어도 하나의 반사 요소, 및 상기 결함이 있는 적어도 하나의 반사 요소의 결함 위치를 식별하는 정보를 저장하는 단계;
    상기 결함이 있는 적어도 하나의 반사 요소의 결함 위치와 상기 결함이 있는 적어도 하나의 반사 요소의 원하는 위치를 비교하는 단계; 및
    상기 결함 위치가 상기 결함이 있는 적어도 하나의 반사 요소의 원하는 위치와 같지 않은 경우에만 상기 적어도 하나의 다른 반사 요소를 보정 위치에 설정하는 단계를 포함하는 리소그래피 방법.
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