KR102013259B1 - 리소그래피 장치 및 방법 - Google Patents

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나탈리아 다비도바
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에이에스엠엘 네델란즈 비.브이.
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Abstract

패터닝된 EUV 방사선 빔을 형성하기 위해 EUV 방사선 빔의 단면에 격자를 부여할 수 있는 패터닝 디바이스를 지지하도록 구성된 지지 구조체, 및 기판의 타겟부 상으로 패터닝된 EUV 방사선 빔을 투영하도록 구성된 투영 시스템을 포함하는 리소그래피 장치가 개시되며, 상기 지지 구조체에는 일련의 제 2 반사 부분들과 번갈아 있는 일련의 제 1 반사 부분들을 포함한 격자가 제공되고, 상기 제 2 반사 부분들은 제 1 반사 부분들의 적어도 일부분의 반사율보다 작고 0보다 큰 반사율을 갖는다.

Description

리소그래피 장치 및 방법{LITHOGRAPHIC APPARATUS AND METHOD}
본 출원은 2011년 10월 20일에 출원된 미국 가출원 61/549,548의 이익을 주장하며, 이는 본 명세서에서 그 전문이 인용참조된다.
본 발명은 리소그래피 장치 및 방법에 관한 것이다.
리소그래피 장치는 기판 상에, 통상적으로는 기판의 타겟부 상에 원하는 패턴을 적용시키는 기계이다. 리소그래피 장치는, 예를 들어 집적 회로(IC)의 제조 시에 사용될 수 있다. 그 경우, 대안적으로 마스크 또는 레티클이라 칭하는 패터닝 디바이스가 IC의 개별층 상에 형성될 회로 패턴을 생성하기 위해 사용될 수 있다. 이 패턴은 기판(예컨대, 실리콘 웨이퍼) 상의 (예를 들어, 다이의 부분, 한 개 또는 수 개의 다이를 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.
리소그래피는 IC, 및 다른 디바이스들 및/또는 구조체들의 제조 시 핵심 단계들 중 하나로서 폭넓게 인식된다. 하지만, 리소그래피를 이용하여 구성되는 피처들의 치수들이 더 작아짐에 따라, 리소그래피는 소형 IC 또는 다른 디바이스들 및/또는 구조체들이 제조될 수 있게 하는 데 더 결정적인 인자(critical factor)가 되고 있다.
패턴 프린팅의 한계들의 이론적 추산은 수학식 1에 나타낸 바와 같은 분해능에 대한 레일리 기준(Rayleigh criterion)에 의해 설명될 수 있다:
Figure 112014046843048-pct00001
이때, λ는 사용되는 방사선의 파장이고, NA는 패턴을 프린트하는 데 사용되는 투영 시스템의 개구수(numerical aperture)이며, k1은 레일리 상수라고도 칭하는 공정 의존성 조정 인자(process dependent adjustment factor)이고, CD는 프린트된 피처의 피처 크기(또는 임계 치수)이다. 수학식 1에 따르면, 피처들의 프린트가능한 최소 크기의 감소는 세 가지 방식으로: 즉, 노광 파장 λ를 단축함으로써, 개구수 NA를 증가시킴으로써, 또는 k1의 값을 감소시킴으로써 얻어질 수 있다.
노광 파장을 단축하고, 이에 따라 프린트가능한 최소 크기를 감소시키기 위해, 극자외(EUV) 방사선 소스를 사용하는 것이 제안되었다. EUV 방사선은 5 내지 20 nm의 범위, 예를 들어 13 내지 14 nm의 범위, 또는 예를 들어 6.7 nm 또는 6.8 nm와 같이 5 내지 10 nm의 범위 내의 파장을 갖는 전자기 방사선이다. 가능한 소스들로는, 예를 들어 레이저-생성 플라즈마 소스, 방전 플라즈마 소스, 또는 전자 저장 링에 의해 제공되는 싱크로트론 방사선(synchrotron radiation)에 기초한 소스들을 포함한다.
EUV 방사선은 플라즈마를 이용하여 생성될 수 있다. EUV 방사선을 생성하는 방사선 시스템은 플라즈마를 제공하도록 연료를 여기(excite)시키는 레이저, 및 플라즈마를 수용하는 소스를 포함할 수 있다. 플라즈마는, 예를 들어 Xe 가스 또는 Li 증기와 같은 적절한 가스 또는 증기의 스트림, 또는 적절한 재료(예컨대, 주석)의 입자들과 같은 연료에 레이저 빔을 지향함으로써 생성될 수 있다. 결과적인 플라즈마는 출력 방사선(output radiation), 예를 들어 EUV 방사선을 방출하고, 이는 방사선 컬렉터를 이용하여 수집된다. 방사선 컬렉터는 거울로 이루어진 수직 입사 방사선 컬렉터(mirrored normal incidence radiation collector)일 수 있으며, 이는 방사선을 수용하고 방사선을 빔으로 포커스한다. 소스는 플라즈마를 지지하기 위해 진공 환경을 제공하도록 배치된 포위 구조체(enclosing structure) 또는 챔버를 포함할 수 있다. 이러한 방사선 시스템은 전형적으로 레이저 생성 플라즈마(LPP) 소스라고 칭해진다.
투영 시스템의 이미지 측 상의 리소그래피 장치의 투영 시스템의 초점면의 위치를 측정할 수 있는 것이 바람직할 수 있다. 리소그래피 장치에 의해 기판의 타겟부에 전달될 방사선의 도즈(dose)를 측정할 수 있는 것이 바람직할 수 있다.
본 발명의 제 1 실시형태에 따르면, 패터닝된 EUV 방사선 빔을 형성하기 위해 EUV 방사선 빔의 단면에 격자(grating)를 부여할 수 있는 패터닝 디바이스를 지지하도록 구성된 지지 구조체, 및 기판의 타겟부 상으로 패터닝된 EUV 방사선 빔을 투영하도록 구성된 투영 시스템을 포함한 리소그래피 장치가 제공되고, 상기 지지 구조체에는 일련의 제 2 반사 부분들과 번갈아 있는 일련의 제 1 반사 부분들을 포함한 격자가 제공되며, 상기 제 2 반사 부분들은 제 1 반사 부분들의 적어도 일부분의 반사율보다 작고 0(영)보다 큰 반사율을 갖는다.
제 1 반사 부분들은 패터닝되지 않은 영역들일 수 있으며, 제 2 반사 부분들은 패터닝되지 않은 영역들일 수 있다.
제 1 반사 부분들은 직사각형일 수 있다. 제 2 반사 부분들은 직사각형일 수 있다.
제 1 반사 부분들은 각각 반사 라인들 및 흡수 라인들을 갖는 서브-격자(sub-grating)를 포함할 수 있으며, 제 2 반사 부분들은 패터닝되지 않은 영역들을 포함할 수 있다.
격자는 제 1 반사 부분과 제 2 반사 부분 사이에 위치된 일련의 흡수 부분들을 더 포함할 수 있다.
격자는 제 1 반사 부분에 의해 반사되고 기판에 의해 수용된 방사선의 평균 세기(mean intensity)가 제 2 반사 부분에 의해 반사되고 기판에 의해 수용된 방사선의 평균 세기와 실질적으로 같도록 구성될 수 있다.
제 2 반사 부분은 거울에 걸쳐 위치된 흡수 재료 층을 포함할 수 있고, 흡수 재료 층은 일부 EUV 방사선의 투과를 허용하여, 일부 EUV 방사선이 거울로부터 반사되고 흡수 재료 층을 다시 통과하게 된다.
제 2 반사 부분의 반사율은 제 1 반사 부분의 적어도 일부분의 반사율의 절반 정도일 수 있다.
지지 구조체에는 격자와 반대 방위를 갖는 제 2 격자가 제공될 수 있다.
지지 구조체에는 격자를 가로질러(transverse) 연장되는 추가 격자가 제공될 수 있다.
제 2 반사 부분의 반사율은, 사용 시 상당한 양의 EUV 방사선이 제 2 반사 부분으로부터 반사되도록 충분히 높을 수 있다.
제 2 반사 부분의 반사율은, 사용 시 제 2 반사 부분으로부터 반사된 EUV 방사선이 기판 상의 레지스트 내에 형성된 격자의 이미지에 측정가능한 영향을 미치도록 충분히 높을 수 있다.
본 발명의 제 2 실시형태에 따르면, 일련의 제 2 반사 부분들과 번갈아 있는 일련의 제 1 반사 부분들을 포함한 격자가 제공된 패터닝 디바이스가 제공되고, 상기 제 2 반사 부분들은 제 1 반사 부분들의 적어도 일부분의 반사율보다 작고 0(영)보다 큰 반사율을 갖는다.
본 발명의 제 2 실시형태는 본 발명의 제 1 실시형태의 특징들을 포함할 수 있다.
본 발명의 제 3 실시형태에 따르면, 리소그래피 장치에 의해 기판 상으로 투영된 방사선의 도즈를 측정하는 방법이 제공되고, 상기 방법은 EUV 방사선 및 리소그래피 장치를 이용하여 본 발명의 제 1 실시형태에 따른 격자를 조명하여 기판 상의 레지스트 내로 상기 격자를 이미징한 후, 리소그래피 장치의 정렬 장치를 이용하여 이미징된 격자의 무게 중심을 측정하는 단계를 포함한다.
본 발명의 제 4 실시형태에 따르면, 리소그래피 장치의 초점면을 측정하는 방법이 제공되고, 상기 방법은 EUV 방사선 및 리소그래피 장치를 이용하여 본 발명의 제 1 실시형태에 따른 격자를 조명하여 기판 상의 레지스트 내로 상기 격자를 이미징한 후, 리소그래피 장치의 정렬 장치를 이용하여 이미징된 격자의 무게 중심을 측정하는 단계를 포함한다.
첨부된 도면들을 참조하여, 본 발명의 다양한 실시예들의 구조 및 작동뿐만 아니라, 본 발명의 또 다른 특징들 및 장점들이 아래에서 상세하게 설명된다. 본 발명은 본 명세서에서 설명되는 특정한 실시예들에 제한되지 않는다는 것에 유의한다. 이러한 실시예들은 본 명세서에서 단지 예시적인 목적으로만 제시된다. 당업자라면, 본 명세서에 포함되는 정보(teaching)들에 기초하여 추가적인 실시예들을 분명히 알 것이다.
본 명세서에 통합되며 명세서의 일부분을 형성하는 첨부된 도면들은 본 발명을 예시하며, 또한 설명과 함께 본 발명의 원리들을 설명하고 당업자가 본 발명을 수행하고 사용할 수 있게 하는 역할을 한다:
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 리소그래피 장치를 개략적으로 도시하는 도면;
도 2는 DPP 소스를 포함한 리소그래피 장치의 더 세부적인 개략도;
도 3은 도 1의 장치의 대안적인 소스, 즉 LPP 소스의 개략도;
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 격자를 개략적으로 예시하는 도면;
도 5는 레지스트에 의해 수용된 방사선의 도즈의 함수로서 레지스트의 굴절률 변화를 나타내는 그래프;
도 6은 도 4에 나타낸 격자에 의해 반사된 방사선에 대한 레지스트의 응답(response)을 예시하는 그래프들의 세트로, 도 6a 및 도 6b는 레지스트에 의해 수용된 방사선 도즈들의 제 1 쌍 및 제 2 쌍을 나타내고, 도 6c 및 도 6d는 방사선 도즈들이 수용되는 경우 레지스트의 굴절률 변화를 나타내는 도면;
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 격자를 개략적으로 예시하는 도면;
도 8은 도 7에 나타낸 본 발명의 실시예에 따른 격자들의 쌍을 개략적으로 예시하는 도면;
도 9는 도 8에 나타낸 본 발명의 실시예의 격자들의 도즈 변동들에 대한 응답을 예시하는 그래프; 및
도 10은 도 7에 나타낸 격자의 일부분의 단면도이다.
전반에 걸쳐 동일한 참조 기호들이 대응하는 요소들을 식별하는 도면들에 관련하여 아래에서 설명되는 상세한 설명으로부터 본 발명의 특징들 및 장점들이 더 분명해질 것이다. 도면들에서 동일한 참조 번호들은 일반적으로 동일하거나 기능적으로 유사한, 및/또는 구조적으로 유사한 요소들을 나타낸다. 요소가 처음 나타나는 도면은 대응하는 참조 번호의 맨 앞자리 수(들)에 의해 나타내어진다.
본 명세서는 본 발명의 특징들을 통합하는 1 이상의 실시예들을 개시한다. 개시된 실시예(들)는 단지 본 발명을 예시한다. 개시된 실시예(들)에 본 발명의 범위가 제한되지는 않는다. 본 발명은 본 명세서에 첨부된 청구항들에 의해 정의된다.
본 명세서에서, "하나의 실시예", "일 실시예", "예시적인 실시예" 등으로 설명된 실시예(들) 및 이러한 언급들은, 설명된 실시예(들)가 특정한 특징, 구조 또는 특성을 포함할 수 있지만, 모든 실시예가 특정한 특징, 구조 또는 특성을 반드시 포함하는 것은 아닐 수 있음을 나타낸다. 또한, 이러한 어구들이 반드시 동일한 실시예를 칭하는 것은 아니다. 또한, 특정한 특징, 구조 또는 특성이 일 실시예와 관련하여 설명되는 경우, 다른 실시예들과 관련하여 이러한 특징, 구조 또는 특성을 초래하는 것은 명확하게 설명되든지 그렇지 않든지 당업자의 지식 내에 있음을 이해한다.
본 발명의 실시예들은 하드웨어, 펌웨어, 소프트웨어 또는 여하한의 그 조합으로 구현될 수 있다. 또한, 본 발명의 실시예들은 기계-판독가능한 매체 상에 저장된 명령어들로서 구현될 수 있으며, 이는 1 이상의 프로세서에 의해 판독되고 실행될 수 있다. 기계-판독가능한 매체는 기계[예를 들어, 연산 디바이스(computing device)]에 의해 판독가능한 형태로 정보를 저장하거나 전송하는 여하한의 메카니즘을 포함할 수 있다. 예를 들어, 기계-판독가능한 매체는 ROM(read only memory); RAM(random access memory); 자기 디스크 저장 매체; 광학 저장 매체; 플래시 메모리 디바이스들; 전기, 광학, 음향, 또는 다른 형태의 전파 신호들(예를 들어, 반송파, 적외선 신호, 디지털 신호 등), 및 이와 유사한 것을 포함할 수 있다. 또한, 펌웨어, 소프트웨어, 루틴(routine)들, 및 명령어들은 본 명세서에서 소정 동작을 수행하는 것으로서 설명될 수 있다. 하지만, 이러한 설명들은 단지 편의를 위한 것이며, 이러한 동작들은 사실상 연산 디바이스, 프로세서, 제어기, 또는 펌웨어, 소프트웨어, 루틴, 명령어 등을 실행하는 다른 디바이스에서 비롯된 것임을 이해하여야 한다.
하지만, 이러한 실시예들을 더 상세히 설명하기 전에, 본 발명의 실시예들이 구현될 수 있는 예시적인 환경으로서, 방사선 빔(B)(예를 들어, EUV 방사선)을 컨디셔닝(condition)하도록 구성된 조명 시스템(일루미네이터)(IL); 패터닝 디바이스(예를 들어, 마스크 또는 레티클)(MA)를 지지하도록 구성되고, 패터닝 디바이스를 정확히 위치시키도록 구성된 제 1 위치설정기(PM)에 연결된 지지 구조체(예를 들어, 마스크 테이블)(MT); 기판(예를 들어, 레지스트-코팅된 웨이퍼)(W)을 유지하도록 구성되고, 기판을 정확히 위치시키도록 구성된 제 2 위치설정기(PW)에 연결된 기판 테이블(예를 들어, 웨이퍼 테이블)(WT); 및 기판(W)의 (예를 들어, 1 이상의 다이를 포함하는) 타겟부(C) 상으로 패터닝 디바이스(MA)에 의해 방사선 빔(B)에 부여된 패턴을 투영하도록 구성된 투영 시스템(예를 들어, 반사 투영 시스템)(PS)을 제시하는 것이 유익하다.
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 유지한다. 지지 구조체는 패터닝 디바이스를 유지하기 위해 기계적, 진공, 정전기, 또는 다른 클램핑 기술들을 이용할 수 있다. 지지 구조체는, 예를 들어 필요에 따라 고정되거나 이동가능할 수 있는 프레임 또는 테이블일 수 있다. 지지 구조체는, 패터닝 디바이스가 예를 들어 투영 시스템에 대해 원하는 위치에 있을 것을 보장할 수 있다.
"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 리소그래피 분야에서 잘 알려져 있으며, 바이너리(binary)형, 교번 위상-시프트형 및 감쇠 위상-시프트형과 같은 마스크 타입들, 및 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 시스템과 같이 투영 시스템은, 사용되는 노광 방사선에 대하여, 또는 진공의 사용과 같은 다른 인자들에 대하여 적절하다면, 굴절, 반사, 자기, 전자기, 정전기 또는 다른 타입의 광학 구성요소들, 또는 여하한의 그 조합과 같은 다양한 타입의 광학 구성요소들을 포함할 수 있다. 다른 가스들은 너무 많은 방사선을 흡수할 수 있기 때문에, EUV 방사선에 대해 진공을 사용하는 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 (예를 들어, 반사 마스크를 채택하는) 반사형으로 구성된다.
리소그래피 장치는 2 개(듀얼 스테이지) 이상의 기판 테이블(및/또는 2 이상의 마스크 테이블)을 갖는 형태로 구성될 수 있다. 이러한 "다수 스테이지" 기계에서는 추가 테이블이 병행하여 사용될 수 있으며, 또는 1 이상의 테이블이 노광에 사용되고 있는 동안 1 이상의 다른 테이블에서는 준비작업 단계가 수행될 수 있다.
도 1을 참조하면, 일루미네이터(IL)는 소스(SO)로부터 극자외(EUV) 방사선 빔을 수용한다. EUV 광을 생성하는 방법들은 EUV 범위 내의 1 이상의 방출선을 갖는 적어도 1 이상의 원소, 예를 들어 크세논, 리튬 또는 주석을 갖는 재료를 플라즈마 상태로 전환하는 단계를 포함하며, 반드시 이에 제한되는 것은 아니다. 흔히 레이저 생성 플라즈마("LPP")라고 칭하는 이러한 한 방법에서, 요구되는 플라즈마는 요구되는 선-방출 원소를 갖는 재료의 액적, 스트림, 또는 클러스터(cluster)와 같은 연료를 레이저 빔으로 조사함으로써 생성될 수 있다. 소스(SO)는 연료를 여기시키는 레이저 빔을 제공하는 레이저(도 1에 나타내지 않음)를 포함한 EUV 방사선 시스템의 일부분일 수 있다. 결과적인 플라즈마는 출력 방사선, 예를 들어 EUV 방사선을 방출하며, 이는 소스에 배치된 방사선 컬렉터를 이용하여 수집된다. 예를 들어, CO2 레이저가 연료 여기를 위한 레이저 빔을 제공하는 데 사용되는 경우, 상기 레이저 및 소스는 별도의 개체일 수 있다.
이러한 경우, 상기 레이저는 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 시스템의 도움으로, 레이저로부터 소스로 통과된다. 다른 경우, 예를 들어 상기 소스가 흔히 DPP 소스라고 칭하는 방전 생성 플라즈마 EUV 발생기인 경우, 상기 소스는 소스의 통합부일 수 있다.
상기 일루미네이터(IL)는 방사선 빔의 각도 세기 분포를 조정하는 조정기를 포함할 수 있다. 일반적으로, 일루미네이터의 퓨필 평면 내의 세기 분포의 적어도 외반경 및/또는 내반경 크기(통상적으로, 각각 외측-σ 및 내측-σ라 함)가 조정될 수 있다. 또한, 일루미네이터(IL)는 패싯 필드 및 퓨필 거울 디바이스들(facetted field and pupil mirror devices)과 같이, 다양한 다른 구성요소들을 포함할 수도 있다. 일루미네이터는 방사선 빔의 단면에 원하는 균일성(uniformity) 및 세기 분포를 갖기 위해, 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) 상으로 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 마스크 정렬 격자들(M1 및 M2) 및 기판 정렬 격자들(P1 및 P2)을 이용하여 정렬될 수 있다.
리소그래피 장치는 정렬 격자들(회절 격자들)의 위치들을 측정하도록 구성되는 정렬 장치(AS)를 포함하고, 이로 인해 기판(W)이 패터닝 디바이스(MA)로부터 투영될 패턴과 정렬되게 한다. 정렬 장치(AS)는 정렬 격자들로부터 회절되는 방사선을 검출하도록 구성되는 복수의 검출기들을 포함할 수 있다. 정렬 장치(AS)는 리소그래피 장치의 투영 시스템(PS)에 인접하는 것으로서 개략적으로 나타나지만, 정렬 장치는 여하한의 적절한 위치를 가질 수 있다. 예를 들어, 정렬 장치(AS)는 (예를 들어, 기판의 노광이 시작되기 전에 전체 기판의 정렬이 측정되는 소위 듀얼-스테이지 시스템에서) 투영 시스템(PS)으로부터 멀리 떨어져 위치될 수 있다.
도시된 장치는 다음 모드들 중 적어도 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) 상으로 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)의 매 이동 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(SO), 조명 시스템(IL), 및 투영 시스템(PS)을 포함하는 장치(10)를 더 상세히 나타낸다. 소스(SO)는, 소스(SO)의 포위 구조체(220) 내에 진공 환경이 유지될 수 있도록 구성되고 배치된다. EUV 방사선 방출 플라즈마(210)가 방전 생성 플라즈마 소스에 의해 형성될 수 있다. EUV 방사선은 전자기 스펙트럼의 EUV 범위 내의 방사선을 방출하도록 초고온 플라즈마(very hot plasma: 210)가 생성되는 가스 또는 증기, 예를 들어 Xe 가스, Li 증기 또는 Sn 증기에 의해 생성될 수 있다. 초고온 플라즈마(210)는, 예를 들어 적어도 부분적으로 이온화된 플라즈마를 발생시키는 전기적 방전에 의해 생성된다. 방사선의 효율적인 발생을 위해, Xe, Li, Sn 증기 또는 여하한의 다른 적절한 가스 또는 증기의, 예를 들어 10 Pa의 분압(partial pressure)이 필요할 수 있다. 일 실시예에서, EUV 방사선을 생성하기 위해 여기된 주석(Sn)의 플라즈마가 제공된다.
초고온 플라즈마(210)에 의해 방출된 방사선은, 소스 챔버(source chamber: 211)의 개구부(opening) 내에 또는 그 뒤에 위치되는 선택적인 가스 방벽 또는 오염물 트랩(contaminant trap: 230)[몇몇 경우에는, 오염물 방벽 또는 포일 트랩(foil trap)이라고도 함]을 통해, 소스 챔버(211)로부터 컬렉터 챔버(collector chamber: 212) 내로 통과된다. 오염물 트랩(230)은 채널 구조체를 포함할 수 있다. 또한, 오염물 트랩(230)은 가스 방벽, 또는 가스 방벽과 채널 구조체의 조합을 포함할 수 있다. 또한, 본 명세서에 나타낸 오염물 트랩 또는 오염물 방벽(230)은 적어도 당업계에 알려진 채널 구조체를 포함한다.
컬렉터 챔버(212)는 소위 스침 입사 컬렉터(grazing incidence collector)일 수 있는 방사선 컬렉터(CO)를 포함할 수 있다. 방사선 컬렉터(CO)는 방사선 컬렉터 상류 측(upstream radiation collector side: 251) 및 방사선 컬렉터 하류 측(downstream radiation collector side: 252)을 갖는다. 컬렉터(CO)를 가로지른 방사선은 격자 스펙트럼 필터(grating spectral filter: 240)로부터 반사되어 가상 소스점(virtual source point: IF)에 포커스될 수 있다. 가상 소스점(IF)은 통상적으로 중간 포커스라고 칭해지며, 소스는 중간 포커스(IF)가 포위 구조체(220)에서의 개구부(221)에, 또는 그 부근에 위치되도록 배치된다. 가상 소스점(IF)은 방사선 방출 플라즈마(210)의 이미지이다.
후속하여, 방사선은 조명 시스템(IL)을 가로지르며, 이는 패터닝 디바이스(MA)에서의 방사선 세기의 원하는 균일성뿐 아니라, 패터닝 디바이스(MA)에서의 방사선 빔(21)의 원하는 각도 분포를 제공하도록 배치된 패싯 필드 거울 디바이스(22) 및 패싯 퓨필 거울 디바이스(24)를 포함할 수 있다. 지지 구조체(MT)에 의해 유지된 패터닝 디바이스(MA)에서의 방사선 빔(21)의 반사 시, 패터닝된 빔(26)이 형성되고, 패터닝된 빔(26)은 투영 시스템(PS)에 의하여 반사 요소들(28, 30)을 통해 웨이퍼 스테이지 또는 기판 테이블(WT)에 의해 유지된 기판(W) 상에 이미징된다.
일반적으로, 나타낸 것보다 더 많은 요소들이 조명 광학기 유닛(IL) 및 투영 시스템(PS) 내에 존재할 수 있다. 격자 스펙트럼 필터(240)는 리소그래피 장치의 타입에 따라 선택적으로 존재할 수 있다. 또한, 도면들에 나타낸 것보다 더 많은 거울들이 존재할 수 있으며, 예를 들어 도 2에 나타낸 것보다 1 내지 6 개의 추가 반사 요소들이 투영 시스템(PS) 내에 존재할 수 있다.
도 2에 나타낸 컬렉터 광학기(CO)는 단지 컬렉터(또는 컬렉터 거울)의 일 예시로서 스침 입사 반사기들(253, 254 및 255)을 갖는 네스티드 컬렉터(nested collector)로 도시된다. 스침 입사 반사기들(253, 254 및 255)은 광학 축선(O) 주위에 축대칭으로 배치되며, 이 타입의 컬렉터 광학기(CO)는 바람직하게는 흔히 DPP 소스라고 하는 방전 생성 플라즈마 소스와 조합하여 사용된다.
대안적으로, 소스(SO)는 도 3에 나타낸 바와 같은 LPP 방사선 시스템의 일부분일 수 있다. 레이저(LA)가 크세논(Xe), 주석(Sn) 또는 리튬(Li)과 같은 연료에 레이저 에너지를 축적(deposit)하도록 배치되어, 수십 eV의 전자 온도를 갖는 고이온화 플라즈마(highly ionized plasma: 210)를 생성한다. 이 이온들의 하방천이(de-excitation) 및 재결합(recombination) 동안 발생된 활성화 방사선(energetic radiation)은 플라즈마로부터 방출되어, 근수직 입사 컬렉터 광학기(near normal incidence collector optic: CO)에 의해 수집되고, 포위 구조체(220)의 개구부(221) 상에 포커스된다.
리소그래피 장치에 의해 기판(W)의 타겟부 상에 제공되고 있는 EUV 방사선의 도즈를 측정하는 것이 바람직할 수 있다. 본 발명의 일 실시예에서, 이는 도 4에 개략적으로 예시된 격자(100)를 기판 상에 투영한 후, 격자의 이미지 특성들을 측정함으로써 행해질 수 있다.
도 4에 나타낸 도즈 측정 격자(100)는 일련의 제 1 반사 부분들(102) 및 일련의 제 2 반사 부분들(104)을 포함하고, 상기 반사 부분들은 서로 번갈아 나타나서 격자를 형성한다. 한 쌍의 반사 부분들(102, 104)이 도 4의 저부에 확대되어 도시된다. 각각의 반사 부분은 패터닝되지 않으며, 단지 사전설정된 형상 및 반사율을 갖는 구역을 포함한다. 일 실시예에서, 반사 부분들(102, 104)의 쌍은 격자 방향(즉, 도 4에서 x-방향)으로 약 16 미크론의 길이를 갖는다. 대안적으로, 반사 부분들의 쌍은 여하한의 다른 적절한 길이를 가질 수 있다. 도 4에서는 제 1 및 제 2 반사 부분들이 둘 다 격자 방향으로 동일한 길이를 갖지만, 이들은 상이한 길이들을 가질 수 있다. 도 4에 나타낸 도즈 측정 격자(100)는 8 쌍의 반사 부분들(102, 104)을 포함하지만, 격자는 여하한의 적절한 수의 반사 부분들을 포함할 수 있다. 도즈 측정 격자(100)는 흡수 재료에 의해 둘러싸일 수 있다.
앞서 언급된 치수들은, 격자가 리소그래피 장치에 의해 기판 상에 투영되는 경우에 형성될 이미지의 치수들이다. 리소그래피 장치는 4의 축소 인자(reduction factor)를 가질 수 있다. 따라서, 지지 구조체(MT) 상의[또는 패터닝 디바이스(MA) 상의] 도즈 측정 격자(100)의 치수들은 이보다 4 배 더 클 것이다.
제 1 반사 부분(102)은 약 60 %의 반사율을 갖고, 제 2 반사 부분(104)은 약 30 %의 반사율을 갖는다. 이 반사율들은 EUV 방사선을 반사시키기 위해 이용가능한 재료들의 특성들로부터 발생한다. 명확하게는, 약 60 %의 반사율이 EUV 방사선을 반사시키기 위해 통상적인 재료(예를 들어, 다층 거울)를 이용하여 가능한 최대 반사율일 수 있다. 제 2 반사 부분(104)은 제 1 반사 부분(102)의 반사율의 절반인 반사율을 갖는다. 제 1 반사 부분(102)이 상이한 반사율을 갖는 경우, 제 2 반사 부분(104)의 반사율은 여전히 제 1 반사 부분의 반사율의 절반이 되도록 선택될 수 있다.
제 2 반사 부분(104)은 제 1 반사 부분(102)의 반사율보다 작거나 0보다 큰 여하한의 적절한 반사율을 가질 수 있다. 제 2 반사 부분(104)의 반사율은 제 2 반사 부분으로부터 상당한 양의 EUV 방사선이 반사되도록 충분히 높을 수 있다[예를 들어, 기판(W) 상의 레지스트에서 검출가능한 변화를 야기하기에 충분함]. 제 2 반사 부분(104)의 반사율은 제 2 반사 부분으로부터 반사된 방사선이 레지스트에 형성된 도즈 측정 격자(100)의 이미지에 측정가능한 영향을 미치도록 충분히 높을 수 있다.
제 2 반사 부분(104)의 반사율은, 제 2 반사 부분으로부터 반사된 EUV 방사선에 의해 기판 상의 레지스트에 야기된 변화가 제 1 반사 부분으로부터 반사된 EUV 방사선에 의해 레지스트에 야기된 변화와 측정가능하게 상이하도록 제 1 반사 부분(102)의 반사율과 충분히 상이할 수 있다. EUV 방사선에 대한 레지스트의 비선형 응답(nonlinear response)은 레지스트에 전달된 EUV 방사선의 도즈에 관한 정보가 얻어지게 한다. EUV 방사선 도즈에 대한 정보는 EUV 방사선에 의해 야기된 레지스트의 굴절률 변화들을 측정하는 아래에서 더 설명되는 방법을 이용하여 얻어질 수 있다.
도즈 측정 격자(100)는 지지 구조체(MT) 상에 제공된다(도 1 및 도 2 참조). 사용 시, 리소그래피 장치에 의해 기판(W)에 전달되고 있는 방사선의 도즈를 측정하도록 요구되는 경우, 지지 구조체(MT)는 방사선 빔(B, 21)이 도즈 측정 격자(100) 상에 입사하여, 격자로부터 반사된 방사선이 기판(W) 상에 입사하도록 위치될 수 있다. 도즈 측정 격자(100)는 이로 인해 기판 상에 제공된 레지스트 내로 노광될 수 있다. 예를 들어, 격자는 기판(W) 상의 복수의 상이한 위치들에 노광될 수 있다.
선택적으로, 레지스트 내로의 격자의 노광에 이어 기판(W)이 베이킹(bake)될 수 있다. 이 베이킹은 노광후 베이크(post exposure bake)라고 칭해질 수 있다. 노광후 베이크는 잘 알려진 공정이며, 예를 들어 EUV 방사선 도즈에 의해 개시되었던 광-반응(photo-reaction)을 촉매 작용으로 수행하고 완료하는 데 사용될 수 있다. 또한, 노광후 베이크는 레지스트의 안정도를 개선하는 바와 같은 장점들을 제공할 수 있다. 노광후 베이크는, 예를 들어 1 내지 2 분 동안 약 110 ℃까지의 기판(W)에 대한 가열을 포함할 수 있다. 노광후 베이크는, 예를 들어 별도의 베이킹 장치에서 수행될 수 있으며, 이는 리소그래피 장치와 동일한 제조 공장에 위치될 수 있다.
기판(W)의 노광에 이어(및 필요에 따라 노광후 베이크에 이어), 리소그래피 장치의 정렬 장치(AS)(도 1 및 도 2 참조)에 의해 도즈 측정 격자(100)의 위치가 측정된다. 정렬 장치는, 방사선이 정렬 격자로부터의 회절 후 검출기들 상에 수용되는 위치들을 측정함으로써 정렬 격자(P1, P2)(도 1 참조)의 위치를 측정하도록 구성될 수 있다. 정렬 장치(AS)는 검출되는 회절된 방사선에 기초하여 정렬 격자의 중심이라고 간주되는 위치를 나타내도록 구성될 수 있다. 언급의 용이함을 위해, 이 위치는 정렬 격자의 무게 중심이라고 칭해질 수 있다. 정렬 장치(AS)는 동일한 방식으로 도즈 측정 격자(100)의 무게 중심을 측정할 수 있다.
기판(W) 상의 레지스트의 굴절률은 레지스트가 EUV 방사선에 의해 노광되는 경우 노광 도즈에 대해 비선형 방식으로 변화한다. 이 비선형 굴절률 변화로 인해, 정렬 장치(AS)에 의해 측정된 바와 같은 기판(W) 상의 레지스트 내에 형성된 노광 도즈 격자(100)의 이미지[예를 들어, 잠재 이미지(latent image)]의 무게 중심이 왼쪽 또는 오른쪽으로 이동될 것이다. 노광 도즈 격자(100)의 이미지의 왼쪽 또는 오른쪽으로의 이동은 기판 상에 투영된 EUV 방사선의 도즈에 의존할 것이다. 예를 들어, 노광 도즈 격자(100)의 이미지의 측정된 무게 중심은, EUV 방사선의 도즈가 증가되는 경우에 오른쪽으로 이동할 수 있고, EUV 방사선의 도즈가 감소되는 경우에 왼쪽으로 이동할 수 있다(하지만, 이동 방향은 EUV 방사선 도즈 및 레지스트의 특성들에 의존할 수 있음).
레지스트의 비선형 응답은 도 5에서 그래프로 나타내어지고, 노광 도즈 격자(100)의 이미지에 대한 이 비선형 응답의 영향은 도 6에 도시된다.
도 5는 레지스트에 의해 수용되는 도즈의 함수로서 레지스트의 굴절률이 변화하는 방식을 나타낸다. 그래프는 개략적인 그래프이고, 축선들 상의 단위들은 임의 단위들이다. 알 수 있는 바와 같이, 매우 낮은 도즈의 EUV 방사선이 레지스트 상에 입사하는 경우, 레지스트의 굴절율은 변화하지 않는다. 도즈가 증가함에 따라, 증가하는 비율로 귤절률 변화가 증가한다. 굴절률이 변화하는 비율은, 약 0.5의 굴절률 변화에 도달할 때까지 증가하며, 도달한 후 굴절률의 변화 비율은 감소하기 시작한다. 굴절률 변화는 높은 도즈들에서 1을 향하는 동향을 보인다.
레지스트의 비선형 굴절률 변화의 영향은 도 6에서 그래프들로 나타내어진다. 도 6a 및 도 6b는 도 4의 아래에 나타낸 반사 부분들(102, 104)의 쌍[즉, 노광 도즈 격자(100)의 한 쌍의 반사 부분들]에 의한 반사 후, (본 명세서에서 x-방향으로 표시된) 레지스트 상의 위치의 함수로서 레지스트에 전달된 방사선의 도즈를 나타낸다. 도 6c 및 도 6d는 그 도즈를 수용할 때 레지스트가 겪는 굴절률 변화를 나타내며, 이 또한 x-방향으로의 위치의 함수로서 나타내어진다.
먼저 도 6a를 참조하면, 레지스트의 왼쪽 구역이 격자(100)의 제 1 반사 부분(102)에 의해 반사된 방사선을 수용하고, 오른쪽 구역이 격자의 제 2 반사 부분(104)에 의해 반사된 방사선을 수용한다. 아래에서 더 언급되는 바와 같이, 제 1 반사 부분(102)의 반사율은 제 2 반사 부분(104)의 반사율의 2 배이다. 이에 따라, 레지스트의 왼쪽 구역에 의해 수용된 EUV 방사선의 도즈는 레지스트의 오른쪽 구역에 의해 수용된 EUV 방사선의 도즈의 2 배이다. 레지스트의 왼쪽 구역은 25 단위(units)의 방사선을 수용하는 반면, 오른쪽 구역은 12.5 단위의 방사선을 수용한다.
레지스트의 굴절률에 대한 도 6a에 나타낸 방사선의 영향은 도 6c에 나타내어진다. 도 5를 다시 참조하면, 레지스트가 25 단위의 방사선의 도즈를 수용하는 경우에 약 0.95의 굴절률 변화가 일어날 것을 알 수 있다. 이와 유사하게, 레지스트가 12.5 단위의 방사선의 도즈를 수용하는 경우, 약 0.8의 굴절률 변화가 일어날 것이다. 정렬 장치(AS)는 레지스트 내에 노광된 격자(이후 이미징된 격자라고 언급됨)의 무게 중심을 결정할 것이다. 이미징된 격자는 0.95의 굴절률 변화를 겪은 부분들이 0.8의 굴절률 변화를 겪은 부분들과 번갈아 나타나는 격자를 포함할 것이다. 즉, 이미징된 격자의 제 2 부분(104)은 이미징된 패턴의 제 1 부분(102)에 의해 수용된 도즈의 절반만을 수용했지만, 제 2 부분이 겪은 굴절률 변화는 제 1 부분이 겪은 굴절률 변화의 대략 80 %이다.
정렬 장치(AS)가 (검출되는 회절된 방사선을 이용하여) 이미징된 격자의 위치를 측정하는 방식은, 이미징된 격자의 상이한 부분들이 상이한 굴절률 변화들을 겪은 경우에 격자의 중심점(예를 들어, 이미징된 패턴의 에지들 사이의 중점)으로부터 이미징된 격자의 측정된 무게 중심의 편차가 일어나도록 이루어진다. 이 경우에 측정된 무게 중심은 점선에 의해 개략적으로 도시된다. 이미징된 격자의 제 1 및 제 2 부분들이 레지스트 내에서 동일한 굴절률 변화를 겪은 경우, 정렬 장치(AS)는 이미징된 패턴의 중심점에 있는 것으로서 이미징된 격자의 무게 중심을 측정할 것이다. 하지만, 이미징된 격자의 제 2 부분이 겪는 굴절률 변화가 감소되는 경우, 이는 이미징된 격자의 측정된 무게 중심이 왼쪽으로 이동하게 한다. 측정된 무게 중심의 왼쪽으로의 이동은 도 6c에서 상이한 도즈들에 대한 레지스트의 비선형 응답으로 인해 비교적 작다.
도 6b 및 도 6d는 레지스트에 의해 수용된 도즈의 차이가 굴절률 변화에 있어서 훨씬 더 큰 차이를 발생시키고, 그 결과 이미징된 패턴의 측정된 무게 중심의 훨씬 더 큰 시프트를 발생시키는 대조적인 상황을 예시한다.
먼저 도 6b를 참조하면, 격자의 제 1 부분(102)은 15 단위의 도즈를 수용하고, 격자의 제 2 부분(104)은 7.5 단위의 도즈를 수용한다. 이 도즈들의 영향은 도 5에 나타낸 그래프를 이용하여 결정될 수 있다. 도 6d를 참조하면, 이미징된 격자의 제 1 부분은 약 0.85의 굴절률 변화를 겪는 반면, 이미징된 격자의 제 2 부분은 약 0.45의 굴절률 변화를 겪는다. (도 6c에서 보이는 것과 비교하여) 굴절률 변화들 간의 이 더 큰 차이는 도즈들이 큰 기울기를 갖는 도 5의 곡선 부분에 놓이기 때문이다(즉, 도즈의 함수로서 굴절률의 변화 비율이 더 크기 때문이다). 감소된 도즈로 인해, 이미징된 격자의 제 1 부분(102)이 겪는 굴절률 변화와 이미징된 격자의 제 2 부분(104)이 겪는 굴절률 변화 사이에 더 큰 차이가 존재하기 때문에(차이가 대략 50 %임), 이미징된 격자의 측정된 무게 중심이 도 6c의 경우보다 왼쪽으로 더 멀리 시프트된다. 측정된 무게 중심은 점선에 의해 개략적으로 도시된다.
도 6c 및 도 6d의 비교에서, 이미징된 격자의 무게 중심의 위치를 측정하는 것이 리소그래피 장치에 의해 레지스트에 전달된 도즈의 표시(indication)를 제공할 것을 알 수 있다. 따라서, 기판 상에 도 4의 격자를 투영한 후 이미징된 패턴의 위치를 측정하는 것이 리소그래피 장치에 의해 기판에 전달되는 방사선 도즈의 측정을 제공한다.
EUV 방사선에 대한 레지스트의 비선형 응답은, EUV 방사선의 도즈가 주어진 인자만큼 증가되는 경우 이미징 격자(100)의 제 1 및 제 2 부분들(102, 104)의 굴절률이 상이한 인자에 따라 변화하도록 이루어진다. 이 차이는 이미징된 격자(100)의 무게 중심의 시프트를 발생시키고, 이는 정렬 장치(AS)에 의해 측정된다. 굴절률의 변화는 EUV 방사선 도즈의 비선형 함수이므로, 무게 중심의 시프트를 측정하는 것이 도즈로 하여금 결정되게 한다.
도즈 측정은 비선형인 레지스트의 응답에 의존하므로, 레지스트의 응답이 선형인 도즈들의 범위가 존재하는 경우, 이 범위는 도즈 측정을 수행할 때 회피될 수 있다.
도즈 측정은, 예를 들어 레지스트에 EUV 방사선의 상이한 측정된 도즈들을 전달하고, 결과적인 굴절률 변화를 측정함으로써 캘리브레이션(calibrate)될 수 있다. 이는, 예를 들어 전용 캘리브레이션 장치를 이용하여 행해질 수 있다.
일 실시예에서, 리소그래피 장치에 의해 전달되는 도즈의 측정 시, 도 4의 격자(100)는 레지스트 내에 패턴들을 이미징하기 위해 상이한 도즈들을 이용하여 기판 상에 투영될 수 있고, 이는 도 5의 곡선 상의 상이한 지점들에 대응한다. 예를 들어, 격자의 일련의 이미지들이 기판 상에 투영될 수 있고, 각각의 이미지는 앞선 이미지보다 더 높은 도즈로 투영된다. 도즈 측정들을 얻기 위해 도 4의 격자를 이용하는 다른 방식들이 사용될 수 있다.
기판에 전달된 방사선의 도즈를 측정하는 것은, 예를 들어 리소그래피 장치가 원하는 도즈 파라미터들 내에 유지될 것을 보장하기 위해 도즈로 하여금 조정되게 한다. 리소그래피 장치에 의해 전달된 도즈는 도즈의 드리프트(즉, 시간에 따른 변동)를 모니터링하기 위해 주기적으로 측정될 수 있다. 도즈의 드리프트가 검출되는 경우, 드리프트를 보정하기 위해 리소그래피 장치의 파라미터들이 조정될 수 있다.
본 발명의 일 실시예를 이용하여 수행된 방사선 도즈 측정들은 EUV 방사선 빔의 에너지를 측정하는 데 사용되는 포토다이오드 또는 다른 센서를 캘리브레이션하는 데 사용될 수 있다.
리소그래피 장치의 상이한 도즈-관련 파라미터들을 측정하기 위해, 여러 가지 상이한 방식으로 도즈의 측정들이 수행될 수 있다. 예를 들어, 리소그래피 장치의 노광 슬릿 내의 상이한 위치들에서의 도즈의 변동이 수행될 수 있다(노광 슬릿은 스캐닝 노광 시 조명되는 구역임). 도즈의 공간 안정성 및 시간적 안정성이 측정될 수 있다.
도 4에 나타낸 격자(100)는 서로 나란히 위치된 직사각형들의 쌍들을 포함하지만, 격자는 여하한의 적절한 형상을 가질 수 있다. 격자의 제 1 부분(102)은 제 1 반사율을 갖는 패터닝되지 않은 영역을 포함할 수 있고, 격자의 제 2 부분(104)은 제 2 반사율을 갖는 패터닝되지 않은 영역을 포함할 수 있다. 제 2 반사율은 제 1 반사율보다 작다.
본 발명의 상이한 실시예가 도 7에 개략적으로 도시된다. 상이한 실시예는, 격자의 각 주기가 제 1 반사 부분(112), 제 2 반사 부분(114) 및 흡수 부분(115)을 포함하는 격자(110)이다. 도 7에는 8 개의 격자 주기가 도시되지만, 격자는 여하한의 적절한 수의 주기들을 가질 수 있다. 격자(110)는 흡수 재료로 둘러싸일 수 있다. 격자(110)는 투영 시스템의 이미지 측[즉, 기판 테이블(WT)이 위치되는 측] 상의 투영 시스템(PS)(도 1 및 도 2 참조)의 초점면의 위치를 측정하는 데 사용될 수 있다. 격자는 포커스 측정 격자(110)라고 칭해질 수 있다.
단일 주기의 포커스 측정 격자(110)가 도 7의 하부에 확대되어 도시된다. 제 1 반사 부분(112)은 흡수 라인들(118)과 번갈아 있는 일련의 반사 라인들(116)을 포함하는 서브-격자이다. 반사 라인들(116)은 투영 시스템의 초점면에 형성된 이미지에서 분해(resolve)될 수 있도록 충분히 두껍다. 반사 라인들(116)은 약 60 %의 반사율을 갖고, 흡수 라인들은 무시해도 좋은 반사율을 갖는다. 제 2 반사 부분(114)은 약 30 %의 반사율을 갖는 패터닝되지 않은 영역을 포함한다. 흡수 부분(115)은 실질적으로 0인 반사율을 갖는다. 반사 라인들(116)은 여하한의 적절한 반사율을 가질 수 있다. 제 2 반사 부분(114)은 반사 라인들(116)의 반사율보다 작고 0보다 큰 여하한의 적절한 반사율을 가질 수 있다. 제 2 반사 부분(114)의 반사율은, 사용 시 이로부터 반사되는 EUV 방사선이 (예를 들어, EUV 방사선이 기판들의 패터닝 시 사용되는 세기로 제공되는 경우) 레지스트에 측정가능한 영향을 미치도록 충분히 높을 수 있다. 제 2 반사 부분(114)의 반사율은, 사용 시 제 2 반사 부분으로부터 반사된 EUV 방사선이 (예를 들어, EUV 방사선이 기판들의 패터닝 시 사용되는 세기로 제공되는 경우) 레지스트에 형성된 포커스 측정 격자(110)의 이미지에 측정가능한 영향을 미치도록 충분히 높을 수 있다.
일 실시예에서, 포커스 측정 격자(110)의 각 주기는 격자 방향(도 7에서 x-방향)으로 16 미크론의 길이를 가질 수 있다. 제 2 반사 부분(114)은 약 6 미크론의 길이를 가질 수 있고, 제 1 반사 부분(112)은 약 7 미크론의 길이를 가질 수 있으며, 흡수 부분(115)은 약 3 미크론의 길이를 가질 수 있다. 포커스 측정 격자(110)는 8 개의 주기들을 포함할 수 있다.
격자들 및 격자 구성요소들은 여하한의 적절한 길이들을 가질 수 있다. 여하한의 적절한 수의 격자 주기가 제공될 수 있다.
반사 라인들(116)은 예를 들어 50 nm의 폭을 가질 수 있고, 예를 들어 50 nm인 흡수 라인들(118)에 의해 분리될 수 있다. 대안적으로, 라인들은 여하한의 다른 적절한 폭들을 가질 수 있다. 도 7에는 7 개의 반사 라인들(116)이 도시되지만, 더 많은 반사 라인들이 제공될 수 있다. 예를 들어, 약 70 개의 반사 라인들이 제공될 수 있다.
앞서 언급된 치수들은, 리소그래피 장치에 의해 기판 상으로 격자가 투영되는 경우에 형성될 이미지의 치수들이다. 리소그래피 장치는 4의 축소 인자를 가질 수 있다. 따라서, 지지 구조체(MT) 상의[또는 패터닝 디바이스(MA) 상의] 포커스 측정 격자(110)의 치수들은 이보다 4 배 더 클 것이다.
제 2 반사 부분(114)의 반사율은 반사 라인들(116) 및 흡수 라인들(118)의 평균 반사율과 실질적으로 매칭하도록 선택된다. 즉, 제 2 부분(114)에 의해 반사되는 단위 영역당 총 방사선은 제 1 부분(112)에 의해 반사되는 단위 영역당 총 방사선과 실질적으로 같다. 따라서, 예를 들어 반사 라인들(116)이 80 %의 반사율을 갖는 경우, 제 2 반사 부분(114)에는 40 %의 반사율이 주어질 것이다. 이는 반사 라인들(116)이 제 1 반사 부분(112)의 표면적의 절반을 차지한다고 가정한다. 반사 라인들(116)이 제 1 반사 부분(112)의 상이한 비율을 차지하는 경우, 제 2 반사 부분(114)의 반사율은 이에 따라 조정될 수 있다. 예를 들어, 반사 라인들이 60 %의 반사율을 갖고 제 1 반사 부분(112)의 25 %를 차지하는 경우, 제 2 반사 부분에는 15 %의 반사율이 주어질 것이다. 제 2 반사 부분(114)의 반사율은, 제 2 반사 부분(114)으로부터 기판 상으로 투영된 단위 영역당 총 방사선 도즈가 제 1 반사 부분(112)으로부터 기판 상으로 투영된 단위 영역당 총 방사선 도즈와 실질적으로 같도록 선택될 수 있다.
일 실시예에서, 제 1 및 제 2 반사 부분들(112, 114)의 반사율들은 기판 상에 격자를 투영하는 경우에 일어날 수 있는 영향들을 보상하기 위해 수정될 수 있다. 예를 들어, 포커스 측정 격자(110)의 몇몇 부분들의 쉐도잉(shadowing)이 패터닝 디바이스(MA) 상의 구조체들에 의해 야기될 수 있다.
제 1 및 제 2 반사 부분들(112, 114)의 반사율들은, 제 1 반사 부분(112)의 이미지에 의해 수용된 단위 영역당 평균 방사선 세기가 제 2 반사 부분(114)의 이미지에 의해 수용된 단위 영역당 평균 방사선 세기와 실질적으로 같도록 선택될 수 있다. 포커스 측정 격자(110)는, 제 1 반사 부분(112)에 의해 반사되고 기판(W)에 의해 수용된 방사선의 평균 세기가 제 2 반사 부분(114)에 의해 반사되고 기판에 의해 수용된 방사선의 평균 세기와 실질적으로 같도록 구성될 수 있다.
도 7의 포커스 측정 격자(110)는 리소그래피 장치의 투영 시스템의 초점면의 위치를 측정하는 데 사용될 수 있다. 이것이 행해질 수 있는 한가지 방식은 리소그래피 장치를 이용하여 기판(W) 상에 포커스 측정 격자(110)를 투영함으로써 이루어지며, 상기 기판은 각각의 경우에 투영 시스템으로부터 상이한 거리에 위치된다. 이는 각각의 경우에 상이한 z-방향 위치(도 1 참조)를 갖는 기판으로 언급될 수 있다. 그 후, 기판(W) 상의 레지스트 내에 형성된 이미지들의 위치들이 리소그래피 장치의 정렬 장치(AS)를 이용하여 측정될 수 있다. 이미지들의 측정된 위치들은 리소그래피 장치의 투영 시스템의 초점면의 위치를 결정하는 데 사용될 수 있다. 기판(W)은 이미지들의 위치들이 측정되기 전에 노광후 베이크를 거칠 수 있다.
앞서 더 언급된 바와 같이, 리소그래피 장치의 정렬 장치(AS)는 격자들에 의해 회절된 방사선을 검출함으로써 정렬 격자들(P1, P2)(도 1 참조)의 위치를 측정하도록 구성될 수 있다. 정렬 장치는 정렬 격자의 중심(본 명세서에서는 무게 중심이라고 언급됨)의 위치를 결정하도록 구성될 수 있다.
정렬 장치에 의해 측정된 바와 같은 포커스 측정 격자(110)의 이미지의 무게 중심 위치는, 격자가 투영되었을 때 기판이 리소그래피 장치의 초점면에 있었는지의 여부에 의존할 것이다. 기판이 실제로 투영 시스템의 초점면에 있는 경우, 제 1 반사 부분(112)의 반사 라인들(116)이 레지스트 내에 형성된 이미지에 뚜렷하게 분해된 라인들(sharply resolved lines)을 형성할 것이다. 기판이 약간 포커스를 벗어난 경우, 라인들은 이미지에 형성되지만 뚜렷한 에지들을 갖지는 않을 것이다. 기판이 포커스를 더 벗어난 경우, 라인들은 더 흐려지고 서로 합쳐지기 시작할 것이다. 기판이 포커스를 훨씬 더 벗어난 경우, 라인들은 함께 흐려지고 단일 블록이 될 것이다. 이 단일 블록에 의해 수용된 방사선의 도즈는 제 2 반사 부분(114)으로부터 수용된 방사선의 도즈와 동일할 것이다. 따라서, 포커스 측정 격자(110)의 이미지는 동일한 굴절률을 갖는 연속적인 블록을 포함하고, 연속적인 블록은 제 1 및 제 2 반사 부분들(112, 114)에 의해 반사된 방사선으로부터 형성될 것이다. 격자(110)의 이미지의 측정된 무게 중심의 위치는 이 경우들 각각에 상이할 것이다.
도 7에 나타낸 격자(110)는, 예를 들어 도 8에 나타낸 바와 같은 한 쌍의 격자들 중 하나로서 제공될 수 있다. 도 8을 참조하면, 포커스 측정 격자(120)는 도 7에 나타낸 격자와 대응하는 왼쪽 격자(110a) 및 도 7에 나타낸 격자의 거울 이미지인 오른쪽 격자(110b)를 포함한다. 왼쪽 격자(110a) 및 오른쪽 격자(110b)는 서로 분리되어 있다.
격자들은 도 7에 관하여 앞서 설명된 것과 동일한 방식으로 작용한다. 하지만, 2 개의 격자들이 존재하기 때문에, 리소그래피 장치의 정렬 장치(AS)는 단일 격자 위치를 측정하는 대신에 2 개의 격자 위치들을 측정한다. 격자들(110a, 110b)이 서로의 거울 이미지들이기 때문에, 초점면으로부터의 기판의 변위가 각각의 이미징된 격자에 상반되는 영향(opposite effect)을 미칠 것이다. 따라서, 기판이 초점면으로부터 멀리 이동됨에 따라, 이미징된 왼쪽 격자의 측정된 무게 중심은 오른쪽으로 이동할 수 있고, 이미징된 오른쪽 격자의 측정된 무게 중심은 왼쪽으로 이동할 수 있다. 기판의 최적 초점면은 리소그래피 장치의 투영 시스템으로부터 상이한 거리들에서의 기판으로 형성된 이미징된 격자들의 측정된 위치들 간의 간격을 모니터링함으로써 결정될 수 있다. 리소그래피 장치의 투영 시스템의 초점면은 이미징된 격자들의 간격이 최대치(또는 최소치)를 통과하는 평면으로 확인될 수 있다.
도 8에 나타낸 방식으로 2 개의 격자를 제공하는 것은, 이미징된 격자의 절대 위치보다는 이미징된 격자들 간의 간격이 측정되게 하고, 이에 따라 격자들의 오정렬로부터 발생하는 오차들을 제거하기 때문에 유리하다.
대안적인 실시예에서, 격자들은 도 8에 나타낸 것과 비교하여 상반되는 방위들을 가질 수 있다. 즉, 제 2 반사 부분들(124a, 124b)이 제 1 반사 부분들(122a, 122b)보다 서로 더 가까이 위치될 수 있다. 이러한 경우, 이미징된 격자들의 측정된 위치들 간의 간격이 포커스의 함수로서 반대 방향으로 변할 것이다.
도 7 및 도 8에 나타낸 격자들로부터 발생하는 장점은, 격자에 의해 제공되는 포커스 측정이 리소그래피 장치에 의해 기판에 전달되는 방사선의 도즈와 실질적으로 독립적일 수 있다는 것이다. 이는 일부 알려진 포커스 측정 격자들의 경우에는 그렇지 않으며, 이들은 도즈 변동들로부터 발생하는 오차들로 시달릴 수 있다. 이 오차들은 EUV 리소그래피 장치에서 특히 두드러질 수 있는데, 이는 EUV 방사선 소스에 의해 생성된 방사선의 세기가 상당히 불규칙할 수 있기 때문이다. 그러므로, 도즈 변동들과 실질적으로 독립적인 방식으로 리소그래피 장치의 초점면의 위치를 측정할 수 있는 것이 EUV 리소그래피 장치에서 특히 유리하다.
노광에 대한 레지스트의 비선형 응답으로 인해, 도 7 및 도 8에 나타낸 격자들은 모든 가능한 상이한 도즈들에서 도즈와 독립적인 측정된 위치들을 제공하지 않을 수 있다. 그러므로, 격자들의 측정된 위치들이 변하지 않는(또는 이것이 포커스 측정들에 영향을 주지 않도록 충분히 작은 변동을 갖는) 도즈들의 범위가 캘리브레이션 방법을 이용하여 결정될 수 있다. 도 9는 이러한 일 범위의 도즈들을 예시하는 그래프이다.
도 9를 참조하면, 라인(120)은 방사선 도즈(D)(mJ/㎠ 단위로 나타냄)의 함수로서 도 8에 나타낸 형태의 2 개의 격자들 간의 측정된 간격(S)(미크론 단위)을 나타낸다. 알 수 있는 바와 같이, 측정된 간격은 방사선 도즈가 변화함에 따라 크게 변한다. 하지만, 도즈의 함수로서 변동은 (라인으로 나타낸 바와 같이) 포커스 측정 격자를 이용하는 경우에 보이는 도즈의 함수로서 변동보다 훨씬 더 작다. 또한, 도즈의 함수로서 변동은 최대치를 통과한다. 최대치 주위의 구역에서, 도즈의 함수로서 간격 변동은 작다. 즉, 도즈의 함수로서 측정된 간격은 약 22 mJ/㎠의 도즈와 약 26 mJ/㎠의 도즈 사이에서 약간만 변한다. 이 범위 내의 도즈들을 이용하여 수행되는 포커스 측정들은 도즈 변동으로 인한 측정 오차가 거의 없거나 전혀 없을 것이다. 도 9에 나타낸 도즈 범위는 일 예시에 불과하며, 다른 도즈 범위들이 사용될 수 있다. 예를 들어, 도즈 범위는 상이한 레지스트들에 대해 상이할 수 있다.
도 7 및 도 8에 나타낸 격자들은 알려진 포커스 측정 격자들보다 레지스트 두께 변동 또는 처리 변동들에 의해 야기되는 오차들에 덜 민감할 수 있다.
리소그래피 장치에 의해 제공된 바와 같은 노광 도즈는 도 4에 나타낸 격자를 이용하여 측정될 수 있다. 대안적으로, 개략적인 도즈 측정은 포토다이오드와 같은 센서를 이용하여 수행될 수 있다(개략적인 측정의 정확성은 도즈가 사전설정된 범위 내에 있을 것을 보장하기에 충분할 수 있음).
도 4에는 단일 격자(100)만이 도시되지만, 도 8에 나타낸 것과 유사한(예를 들어, 서로의 거울 이미지들인 격자들을 이용하는) 방식으로 한 쌍의 격자들이 제공될 수 있다. 이는 도즈 측정들이 격자들의 오정렬로부터 발생하는 오차들에 시달리지 않는다는 장점을 제공할 수 있다.
도면들에 나타낸 격자들은 모두 x-방향으로 연장되지만, 가로지르는 방향으로(예를 들어, y-방향으로) 연장되는 격자들이 제공될 수 있다. 2 이상의 방향들로 연장되는 격자들이 제공될 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따른 격자들은 지지 구조체(MT)(도 1 및 도 2 참조) 상에 제공될 수 있다. 격자들이 이 방식으로 지지 구조체(MT) 상에 제공되는 경우, 이들은 항상 리소그래피 장치에서의 사용을 위해 이용가능하다.
추가적으로 또는 대안적으로, 본 발명의 실시예들에 따른 격자들은 패터닝 디바이스(MA) 상에 제공될 수 있다. 예를 들어, 격자들은 패터닝 디바이스 상의 스크라이브 레인들 내에 제공될 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따른 격자들이 형성될 수 있는 한가지 방식이 도 10에 개략적으로 도시된다. 도 10은 도 7에 나타낸 단일 주기의 격자의 단면을 나타낸다. 격자 주기는 다층 거울(130)의 최상부 상에 흡수 재료를 제공함으로써 형성된다. 제 1 반사 부분(112)은 흡수 라인들(118)에 의해 분리되는 일련의 반사 라인들(116)을 포함한다. 흡수 라인들은 흡수 재료의 라인들(131)을 제공함으로써 형성되고, 상기 라인들은 격자를 형성하도록 배치된다. 흡수 재료의 라인들(131)은 이들 상에 입사하는 EUV 방사선이 이들에 의해 실질적으로 완전히 흡수되도록 충분히 두껍다. 흡수 재료(131)의 라인들 사이에서 통과하는 EUV는 (예를 들어, 60 %의 반사율을 갖는) 다층 거울(130)에 의해 반사된다. 그러므로, 흡수 재료의 라인들(131) 사이의 공간들이 반사 라인들(116)로서 작용한다.
제 2 반사 부분(114)은 흡수 재료 층(132)에 의해 제공된다. 흡수 재료 층(132)은 일부 EUV 방사선이 흡수 재료를 통과하고 다층 거울(130)로부터 반사되어 다시 흡수 재료 층을 통과하도록 충분히 얇다. 일부 EUV 방사선은 흡수 재료 층(132)에 의해 흡수된다. 흡수 재료 층(132)의 두께는 입사하는 EUV 방사선의 30%가 제 2 반사 부분(114)으로부터 반사되도록 선택될 수 있다.
격자 주기의 흡수 부분(115)은, 그 위에 입사하는 실질적으로 모든 EUV 방사선이 흡수 재료에 의해 흡수되도록 충분히 두꺼운 흡수 재료 층(133)으로부터 형성된다.
다층 거울(130) 및 흡수 재료(131 내지 133)의 조합된 효과는, 도 7에 관하여 앞서 더 설명된 바와 같은 반사율을 갖는 격자 주기를 제공하는 것이다.
도 4에 나타낸 격자는 흡수 재료의 라인들(131) 대신에 흡수 재료를 제공하지 않고, 흡수 부분(115)을 생략함으로써 형성될 수 있다.
흡수 재료(131 내지 133)에 상이한 두께들이 제공될 수 있는 한가지 방식은 에칭 정지부(etch stop)를 이용함으로써 이루어진다. 이러한 경우, 흡수 재료의 제 1 층이 다층 거울 상에 제공될 수 있다. 그 후, 에칭 정지부가 흡수 재료의 제 1 층의 최상부 상에 제공되고, 이어서 에칭 정지부의 최상부 상에 추가적인 흡수 재료가 제공된다. 그 후, 리소그래피 패터닝 및 에칭이 원하는 격자를 형성하는 데 사용될 수 있다. 에칭 정지부에 의해 정지되는 제 1 에칭은 흡수 층의 중간 두께가 요구되는 위치들에서 사용되고, 에칭 정지부를 통해 에칭하는 제 2 에칭은 흡수 재료가 요구되지 않는 위치들에서 사용된다.
대안적인 접근법에서, 에칭 정지부를 이용하는 대신에 흡수 재료의 주어진 부분이 에칭 물질과 접촉하는 시간 주기가 흡수 재료의 원하는 두께를 얻도록 선택될 수 있다. 예를 들어, 더 적은 에칭 시간이 흡수 재료의 중간 두께가 요구되는 위치에서 사용될 수 있고, 더 긴 에칭 시간이 흡수 재료가 요구되지 않는 위치에서 사용될 수 있다.
리소그래피 장치의 초점면의 위치를 측정하는 알려진 방법은 반사 격자를 포함한 제 1 반사 부분 및 반사 영역을 포함한 제 2 반사 부분을 포함하는 격자를 이용한다. 이 격자를 이용하여 수행된 포커스 측정들은 도즈 변동들로 인해 오차들에 시달릴 수 있다. 일 실시예에서, 도 4에 나타낸 격자는 이 알려진 격자를 이용하여 측정된 바와 같은 포커스로부터 도즈 변동의 영향을 제거하거나 감소시키는 데 사용될 수 있다. 이것이 달성될 수 있는 한가지 방식은 알려진 포커스 측정 격자에 인접하여 도 4의 격자를 제공함으로써 이루어진다. 도 4의 격자 및 포커스 측정 격자의 측정된 위치들은 둘 다 (이들이 동일한 방위들을 갖는다면) 도즈 변동들에 대해 동일한 감도를 가질 것이다. 그러므로, 도 4의 격자의 측정된 위치는 포커스 측정 격자의 측정된 위치로부터 감해져서 도즈에 민감하지 않은 포커스 측정을 제공할 수 있다.
본 발명의 실시예들은 기판의 베이킹 후 격자들의 위치들을 측정한다고 언급되었다. 일 실시예에서, 베이킹 이외의 또는 베이킹에 추가한 공정들이 격자들의 위치들이 측정되기 전에 기판에 적용될 수 있다. 일 실시예에서, 격자들의 위치들은 어떠한 공정들도 기판에 적용되지 않고 측정될 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따른 격자들을 이용하여 수행되는 측정들은 1 이상의 포토다이오드를 이용하여 수행되는 도즈 측정들과 조합하여 수행될 수 있다.
본 발명의 실시예들은, 격자(100, 110)가 일련의 제 2 반사 부분들(104, 114)과 번갈아 나타나는 일련의 제 1 반사 부분들(102, 112)을 포함하고, 제 2 반사 부분들(104, 114)은 제 1 반사 부분들(102, 112)의 적어도 일부분의 반사율보다 작고 0보다 큰 반사율을 갖는다는 공통점을 갖는다. 노광 도즈 격자(100)와 관련하여, 제 1 반사 부분(104)의 적어도 일부분은 제 1 반사 부분(104)일 수 있다. 포커스 측정 격자(110)와 관련하여, 제 1 반사 부분의 적어도 일부분은 반사 라인들(116)일 수 있다.
본 명세서에서는, IC 제조에 있어서 리소그래피 장치의 특정 사용예에 대하여 언급되지만, 본 명세서에 서술된 리소그래피 장치는 집적 광학 시스템, 자기 도메인 메모리용 안내 및 검출 패턴, 평판 디스플레이(flat-panel display), 액정 디스플레이(LCD), 박막 자기 헤드 등의 제조와 같이 다른 적용예들을 가질 수도 있음을 이해하여야 한다. 당업자라면, 이러한 대안적인 적용예와 관련하여, 본 명세서의 "웨이퍼" 또는 "다이"라는 용어의 어떠한 사용도 각각 "기판" 또는 "타겟부"라는 좀 더 일반적인 용어와 동의어로 간주될 수도 있음을 이해할 것이다. 본 명세서에서 언급되는 기판은 노광 전후에, 예를 들어 트랙(전형적으로, 기판에 레지스트 층을 도포하고 노광된 레지스트를 현상하는 툴), 메트롤로지 툴 및/또는 검사 툴에서 처리될 수 있다. 적용가능하다면, 이러한 기판 처리 툴과 다른 기판 처리 툴에 본 명세서의 기재내용이 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 포함하는 기판을 칭할 수도 있다.
이상, 광학 리소그래피와 관련하여 본 발명의 실시예들의 특정 사용예를 언급하였지만, 본 발명은 다른 적용예들, 예를 들어 임프린트 리소그래피에 사용될 수 있으며, 본 명세서가 허용한다면 광학 리소그래피로 제한되지 않는다는 것을 이해할 것이다. 임프린트 리소그래피에서, 패터닝 디바이스 내의 토포그래피(topography)는 기판 상에 생성된 패턴을 정의한다. 패터닝 디바이스의 토포그래피는 전자기 방사선, 열, 압력 또는 그 조합을 인가함으로써 레지스트가 경화되는 기판에 공급된 레지스트 층으로 가압될 수 있다. 패터닝 디바이스는 레지스트가 경화된 후에 그 안에 패턴을 남기는 레지스트로부터 이동된다.
본 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.
"EUV 방사선"이라는 용어는 5 내지 20 nm의 범위, 예를 들어 13 내지 14 nm의 범위, 또는 예를 들어 6.7 nm 또는 6.8 nm와 같이 5 내지 10 nm의 범위 내의 파장을 갖는 전자기 방사선을 포괄하는 것으로 간주될 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 설명하는 기계-판독가능한 명령어의 1 이상의 시퀀스를 포함하는 컴퓨터 프로그램, 또는 이러한 컴퓨터 프로그램이 저장되어 있는 데이터 저장 매체(예를 들어, 반도체 메모리, 자기 또는 광학 디스크)의 형태를 취할 수 있다. 상기 서술내용은 예시를 위한 것이지, 제한하려는 것이 아니다. 따라서, 당업자라면 아래에 설명되는 청구항들의 범위를 벗어나지 않고 서술된 본 발명에 대한 변형예가 행해질 수 있다는 것을 분명히 알 것이다.
요약 및 초록 부분(Summary and Abstract sections)이 아닌, 발명의 상세한 설명 부분(Detailed Description section)이 청구항을 해석하는 데 사용되도록 의도된다는 것을 이해하여야 한다. 요약 및 초록 부분은 1 이상을 설명할 수 있지만, 발명자(들)에 의해 의도된 본 발명의 모든 예시적인 실시예를 설명하지는 않으며, 이에 따라 어떠한 방식으로도 본 발명 및 첨부된 청구항을 제한하도록 의도되지 않는다.
이상, 본 발명은 명시된 기능들 및 그 관계들의 구현을 예시하는 기능 구성 요소(functional building block)들의 도움으로 설명되었다. 본 명세서에서, 이 기능 구성 요소들의 경계들은 설명의 편의를 위해 임의로 정의되었다. 명시된 기능들 및 그 관계들이 적절히 수행되는 한, 대안적인 경계들이 정의될 수 있다.
특정 실시예들의 앞선 설명은 당업계의 지식을 적용함으로써, 다양한 적용들을 위해 본 발명의 일반적인 개념을 벗어나지 않고 지나친 실험 없이 이러한 특정 실시예들을 쉽게 변형하고, 및/또는 응용할 수 있는 본 발명의 일반적인 성질을 전부 드러낼 것이다. 그러므로, 이러한 응용예들 및 변형예들은 본 명세서에 나타낸 개시내용 및 안내에 기초하여, 기재된 실시예들의 균등물의 의미 및 범위 내에 있도록 의도된다. 본 명세서에서, 어구 또는 전문 용어는 설명을 위한 것이며 제한하려는 것이 아니므로, 당업자라면 본 명세서의 전문 용어 또는 어구가 개시내용 및 안내를 고려하여 해석되어야 한다는 것을 이해하여야 한다.
하기의 번호가 매겨진 항목들에 의해 추가 실시예들이 제공될 수 있다:
1. 리소그래피 장치로, 이는:
패터닝된 EUV 방사선 빔을 형성하기 위해 EUV 방사선 빔의 단면에 패턴을 부여할 수 있는 패터닝 디바이스를 지지하도록 구성된 지지 구조체; 및
기판의 타겟부 상으로 패터닝된 EUV 방사선 빔을 투영하도록 구성된 투영 시스템을 포함하며,
상기 지지 구조체에는 일련의 제 2 반사 부분들과 번갈아 있는 일련의 제 1 반사 부분들을 포함한 격자가 제공되고, 상기 제 2 반사 부분들은 제 1 반사 부분들의 적어도 일부분의 반사율보다 작고 0보다 큰 반사율을 갖는다.
2. 상기 1의 장치에서, 제 1 반사 부분들은 패터닝되지 않은 영역들이고, 제 2 반사 부분들은 패터닝되지 않은 영역들이다.
3. 상기 2의 장치에서, 제 1 반사 부분들은 직사각형이고, 제 2 반사 부분들은 직사각형이다.
4. 상기 1의 장치에서, 제 1 반사 부분들은 각각 반사 라인들 및 흡수 라인들을 갖는 서브-격자를 포함하고, 제 2 반사 부분들은 패터닝되지 않은 영역들을 포함한다.
5. 상기 4의 장치에서, 격자는 제 1 및 제 2 반사 부분들 사이에 위치된 일련의 흡수 부분들을 더 포함한다.
6. 상기 4의 장치에서, 격자는 제 1 반사 부분에 의해 반사되고 기판에 의해 수용된 방사선의 평균 세기가 제 2 반사 부분에 의해 반사되고 기판에 의해 수용된 방사선의 평균 세기와 실질적으로 같도록 구성된다.
7. 상기 1의 장치에서, 제 2 반사 부분은 거울에 걸쳐 위치된 흡수 재료 층을 포함하고, 흡수 재료 층은 일부 EUV 방사선의 투과를 허용하여 일부 방사선이 거울로부터 반사되고 다시 흡수 재료 층을 통과하도록 한다.
8. 상기 1의 장치에서, 제 2 반사 부분의 반사율은 제 1 반사 부분의 적어도 일부분의 반사율의 거의 절반이다.
9. 상기 1의 장치에서, 지지 구조체에는 격자와 상반되는 방위를 갖는 제 2 격자가 제공된다.
10. 상기 1의 장치에서, 지지 구조체에는 격자를 가로질러 연장되는 추가 격자가 제공된다.
11. 상기 1의 장치에서, 제 2 반사 부분의 반사율은 사용 시 상당한 양의 EUV 방사선이 제 2 반사 부분으로부터 반사되도록 충분히 높다.
12. 상기 1의 장치에서, 제 2 반사 부분의 반사율은 사용 시 제 2 반사 부분으로부터 반사된 EUV 방사선이 기판 상의 레지스트 내에 형성된 격자의 이미지에 측정가능한 영향을 미치도록 충분히 높다.
13. 격자가 제공된 패터닝 디바이스로:
일련의 제 1 반사 부분들; 및
일련의 제 2 반사 부분들을 포함하며,
일련의 제 1 반사 부분들은 일련의 제 2 반사 부분들과 번갈아 있고,
제 2 반사 부분들은 제 1 반사 부분들의 적어도 일부분의 반사율보다 작고 0보다 큰 반사율을 갖는다.
14. 리소그래피 장치에 의해 기판 상으로 투영된 방사선의 도즈를 측정하는 방법으로, 이는:
일련의 제 2 반사 부분들과 번갈아 있는 일련의 제 1 반사 부분들을 포함한 격자를 조명하는 단계 -제 2 반사 부분들은 제 1 반사 부분들의 적어도 일부분의 반사율보다 작고 0보다 큰 반사율을 가짐- ;
기판 상의 레지스트 내로 격자를 이미징하도록 리소그래피 장치를 이용하는 단계; 및
리소그래피 장치의 정렬 장치를 이용하여 이미징된 격자의 무게 중심을 측정하는 단계를 포함한다.
15. 상기 14의 방법에서, 제 1 반사 부분들은 패터닝되지 않은 영역들이거나 직사각형이고, 제 2 반사 부분들은 패터닝되지 않은 영역들이거나 직사각형이다.
16. 리소그래피 장치의 초점면의 위치를 측정하는 방법으로, 상기 방법은:
EUV 방사선을 이용하여 일련의 제 2 반사 부분들과 번갈아 있는 일련의 제 1 반사 부분들을 포함한 격자를 조명하는 단계 -제 2 반사 부분들은 제 1 반사 부분들의 적어도 일부분의 반사율보다 작고 0보다 큰 반사율을 가짐- ;
기판 상의 레지스트 내로 격자를 이미징하도록 리소그래피 장치를 이용하는 단계; 및
리소그래피 장치의 정렬 장치를 이용하여 이미징된 격자의 무게 중심을 측정하는 단계를 포함한다.
본 발명의 범위와 폭은 상술된 예시적인 실시예들 중 어느 것에 의해서도 제한되지 않아야 하며, 하기의 청구항 및 그 균등물에 따라서만 정의되어야 한다.

Claims (15)

  1. 삭제
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 리소그래피 장치에 있어서:
    패터닝된 EUV 방사선 빔을 형성하기 위해 EUV 방사선 빔의 단면에 패턴을 부여할 수 있는 패터닝 디바이스를 지지하도록 구성된 지지 구조체; 및
    기판의 타겟부 상으로 상기 패터닝된 EUV 방사선 빔을 투영하도록 구성된 투영 시스템
    을 포함하며, 상기 지지 구조체에는 일련의 제 2 반사 부분들(a series of second reflective portions: 104, 114)과 번갈아 있는 일련의 제 1 반사 부분들(102, 112)을 포함한 격자(grating: 100, 110)가 제공되고, 상기 제 2 반사 부분들(104, 114)은 상기 제 1 반사 부분들(102, 112)의 적어도 일부분의 반사율보다 작고 0(영)보다 큰 반사율을 갖고,
    상기 제 1 반사 부분들은 각각 반사 라인들(116) 및 흡수 라인들(118)을 갖는 서브-격자(sub-grating)를 포함하며, 상기 제 2 반사 부분들은 패터닝되지 않은 영역들을 포함하는 리소그래피 장치.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 격자(110)는 상기 제 1 및 제 2 반사 부분들(112 및 114) 사이에 위치된 일련의 흡수 부분들(115)을 더 포함하는 리소그래피 장치.
  6. 제 4 항에 있어서,
    상기 격자(110)는 상기 제 1 반사 부분(112)에 의해 반사되고 상기 기판(W)에 의해 수용된 방사선의 평균 세기(mean intensity)가 상기 제 2 반사 부분(114)에 의해 반사되고 상기 기판에 의해 수용된 방사선의 평균 세기와 같도록 구성되는 리소그래피 장치.
  7. 제 4 항에 있어서,
    상기 제 2 반사 부분은 거울에 걸쳐 위치된 흡수 재료 층을 포함하고, 상기 흡수 재료 층은 일부 EUV 방사선의 투과를 허용하여 일부 방사선이 상기 거울로부터 반사되고 상기 흡수 재료 층을 다시 통과하도록 하는 리소그래피 장치.
  8. 제 4 항에 있어서,
    상기 제 2 반사 부분(104, 114)의 반사율은 상기 제 1 반사 부분의 적어도 일부분의 반사율의 절반인 리소그래피 장치.
  9. 제 4 항에 있어서,
    상기 지지 구조체에는 상기 격자와 상반되는 방위를 갖는 제 2 격자가 제공되는 리소그래피 장치.
  10. 제 4 항에 있어서,
    상기 지지 구조체에는 상기 격자(100, 110)를 가로질러(transverse) 연장되는 추가 격자가 제공되는 리소그래피 장치.
  11. 삭제
  12. 제 4 항에 있어서,
    상기 제 2 반사 부분(104, 114)의 반사율은, 사용 시 상기 제 2 반사 부분으로부터 반사된 EUV 방사선이 상기 기판(W) 상의 레지스트 내에 형성된 상기 격자(100, 110)의 이미지에 측정가능한 영향을 미치도록 높은 리소그래피 장치.
  13. 일련의 제 2 반사 부분들과 번갈아 있는 일련의 제 1 반사 부분들을 포함한 격자가 제공된 패터닝 디바이스에 있어서,
    상기 제 2 반사 부분들은 상기 제 1 반사 부분들의 적어도 일부분의 반사율보다 작고 0(영)보다 큰 반사율을 갖고,
    상기 제 1 반사 부분들은 각각 반사 라인들 및 흡수 라인들을 갖는 서브-격자를 포함하며, 상기 제 2 반사 부분들은 패터닝되지 않은 영역들을 포함하는 패터닝 디바이스.
  14. 리소그래피 장치에 의해 기판 상으로 투영된 방사선의 도즈(dose)를 측정하는 방법에 있어서, 상기 방법은:
    EUV 방사선을 이용하여 제 4 항 내지 제 10 항 및 제 12 항 및 제 13 항 중 어느 한 항에 따른 격자를 조명하고, 상기 리소그래피 장치를 이용하여 기판 상의 레지스트 내로 상기 격자를 이미징한 후, 상기 리소그래피 장치의 정렬 장치를 이용하여 상기 이미징된 격자의 무게 중심을 측정하는 단계를 포함하는 방사선 도즈 측정 방법.
  15. 리소그래피 장치의 초점면의 위치를 측정하는 방법에 있어서, 상기 방법은:
    EUV 방사선을 이용하여 제 4 항 내지 제 10 항 및 제 12 항 및 제 13 항 중 어느 한 항에 따른 격자를 조명하고, 상기 리소그래피 장치를 이용하여 기판 상의 레지스트 내로 상기 격자를 이미징한 후, 상기 리소그래피 장치의 정렬 장치를 이용하여 상기 이미징된 격자의 무게 중심을 측정하는 단계를 포함하는 초점면 위치 측정 방법.
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