KR20000006155A - 전사투영장치와상기장치를이용한디바이스제작방법및상기방법에의하여만들어진디바이스 - Google Patents

전사투영장치와상기장치를이용한디바이스제작방법및상기방법에의하여만들어진디바이스 Download PDF

Info

Publication number
KR20000006155A
KR20000006155A KR1019990022040A KR19990022040A KR20000006155A KR 20000006155 A KR20000006155 A KR 20000006155A KR 1019990022040 A KR1019990022040 A KR 1019990022040A KR 19990022040 A KR19990022040 A KR 19990022040A KR 20000006155 A KR20000006155 A KR 20000006155A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
mask
substrate
scanning
light
illumination
Prior art date
Application number
KR1019990022040A
Other languages
English (en)
Other versions
KR100539667B1 (ko
Inventor
브리커아르노얀
Original Assignee
에이에스엠 리소그라피 비.브이.
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 에이에스엠 리소그라피 비.브이. filed Critical 에이에스엠 리소그라피 비.브이.
Publication of KR20000006155A publication Critical patent/KR20000006155A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR100539667B1 publication Critical patent/KR100539667B1/ko

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/20—Exposure; Apparatus therefor
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/70—Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
    • G03F7/70058—Mask illumination systems
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/70—Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
    • G03F7/70216—Mask projection systems
    • G03F7/70358—Scanning exposure, i.e. relative movement of patterned beam and workpiece during imaging

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
  • Electron Beam Exposure (AREA)
  • Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)

Abstract

불투과 지지부(opaque support)와 패턴 영역으로 구성된 마스크 위의 패턴을, 예를 들면 전자광선을 이용하여, 감광층(radiation sensitive layer)을 갖는 기판에 노출시키는 전사장치이며, 본 장치는 불투과 지지부를 조명하지 않으면서 패턴 영역의 에지 부분에 균일한 노출을 제공하기 위해서 다양한 형상의 광선을 이용한다.

Description

전사투영장치와 상기 장치를 이용한 디바이스 제작 방법 및 상기 방법에 의하여 만들어진 디바이스{LITHOGRAPHIC PROJECTION APPARATUS AND METHOD OF MANUFACTURING A DEVICE AND THE DEVICE MANUFACTURED BY THE METHOD}
본 발명은 전사 장치에 있어서 조명 시스템의 효과적인 제어에 관련한다. 이를 보다 상세히 언급하자면,
방사원과 방사선 투영 제공을 위한 조명 시스템으로 구성된 방사 시스템;
마스크 고정을 위한 마스크-홀더를 보유하는 제 1 가동 대물테이블;
기판 고정을 위한 기판-홀더를 보유하는 제 2 가동 대물테이블; 및
기판 타겟 영역 위에 마스크의 노출 부위의 결상(結像)을 위한 투영 시스템으로 이루어진 전사투영장치(lithographic projection apparatus)의 조명 시스템의 제어에 관련된 것이다.
본 명세서에서는 설명을 간단하게 하기 위해, 이하의 설명에 있어 투영 시스템(projection system)을 단지 "렌즈"로 지칭하나, 이하의 설명에서 사용된 "렌즈"라는 용어는 예를 들어 굴절광학요소(refractive optics), 반사광학요소 (reflective optics)과 반사굴절 시스템(catadioptric system)을 포함하여 다양한 형태의 투영 시스템을 모두 포함하는 것으로 폭넓게 해석되어야 한다. 방사 시스템(radiation system) 역시, 이들 원리 중 어느 하나를 따라 방사선 투영 광선의 방향을 결정하거나 형상을 정하거나 또는 제어하도록 작동하는 요소(element)를 포함하고, 이러한 요소는 이하에서 집합적으로 또는 단독적으로 "렌즈"라 지칭될 것이다. 방사 또는 조명 시스템에 있어서 어떠한 굴절 소자, 반사 소자, 또는 반사굴절 소자도 유리 또는 기타 적정 재료의 기판을 베이스로 할 수 있고, 필요에 따라 단일 또는 다중층 피복이 제공될 수 있다. 또한, 제 1 및 제 2 대물스테이지는 각각 "마스크 스테이지" 및 "기판 스테이지"로 지칭될 수 있다. 나아가, 전사 장치는 둘 이상의 마스크테이블 및/또는 둘 이상의 기판테이블을 갖는 형태일 수 있다. 이러한 "다중스테이지"장치에서는 부가적인 테이블들이 병렬로 사용되거나, 하나 이상의 다른 스테이지가 노광(露光)에 사용되는 동안 하나 이상의 스테이지상에서 준비단계가 수행될 수 있다. 2중 스테이지(twin stage) 전사 장치는 국제특허출원 WO98/28665 및 WO98/40791에 개시되어 있다.
전사 투영장치는, 예를 들면, 집적회로의 제작에 사용될 수 있다. 집적회로의 제작에 사용되는 경우, 마스크(레티클)는 집적회로의 각 층에 대응하는 회로패턴을 포함하고, 이 패턴은 감광물질(레지스트)층으로 피복된 기판(실리콘 웨이퍼)상의 타겟 영역(다이) 위에 상을 형성할 수 있다. 대개 단일 웨이퍼는 레티클을 통해 한번에 하나씩 연속적으로 조사(照射)받는 인접한 다이들의 전체적인 연결망을 갖는다. 일 형태의 전사투영장치에서는 전체 레티클 패턴을 다이 상에 한번에 노출함으로써 각각의 다이가 조사받게 되며, 이러한 장치를 통상 웨이퍼 스테퍼(wafer stepper)라 칭한다. 이와 달리, 통상 스텝-앤드-스캔 장치(step-and-scan apparatus)로 불리는 장치에서는 투영광선 하에서 소정의 기준방향("주사(走査)"방향)으로 레티클 패턴을 점진적으로 주사하면서 상기 주사방향에 평행 또는 평행하지 않게 웨이퍼테이블을 동시에 주사함으로써 각 다이가 조사받게 된다. 일반적으로 투영 시스템은 배율인자(magnification factor:Ｍ)(대개<1)를 가지므로 웨이퍼테이블이 주사되는 속도(v)는 레티클 테이블이 주사되는 속도의 Ｍ배가 된다. 여기에서 설명된 전사장치에 관한 상세한 정보는 국제특허출원 WO97/33205에서 찾을 수 있다.
전사장치에 있어서 웨이퍼 상에 맺히는 상의 크기는 투영되는 방사선의 파장에 의해 제한된다. 고밀도, 고속 처리능력을 갖는 직접회로를 제작하기 위해서는 좀더 작은 상을 맺히게 할 수 있어야한다. 현재 사용되고 있는 전사투영장치는 수은램프 또는 엑시머 레이저로부터 발생되는 자외선을 이용해 왔으나, EUV 혹은 X-ray같은 높은 진동수(에너지)의 방사광, 혹은 전자 또는 이온 등의 입자광 등이 전사투영장치의 조명 방사선으로 사용하는 것이 제안되고 있다. 그러나, 통상적인 레티클 패턴이 형성되는 유리나 수정판은 일반적으로 조사되는 방사선이 투과되지 않는다. 대안의 예로서, 하전입자 전사의 경우 사용된 방사파는 통과시키지 않는 금속 등으로 레티클이 형성되며, 그 안에는 레티클 패턴을 이루는 구멍들이 만들어진다. 패턴내의 불투과 아일랜드(opaque islands)를 위해 옵스큐어링 써포트 암(obscuring support arms)을 제공할 필요를 없애기 위해, 레티클은 지주(supporting strut)에 의해 분리되는 복수의 서브패턴(sub-pattern)으로 나누어진다. 패턴 전체는 각 서브패턴을 통과한 조명광선을 연속적으로 시프트 시킴으로써, 웨이퍼 상에 정확하게 맞추어진다. 이러한 종류의 장치는 지지형 마스크(strutted mask)라고 언급되어지며 US 5,079,112에 그 예가 공개되어있다.
전사에 있어서 전자광선의 사용법에 대한 일반적인 정보는 US 5,260,151에서 찾아볼 수 있다.
지주형 마스크를 이용한 전사장치에 있어서는 열에 의한 마스크의 뒤틀림에 의해 상의 품질이 떨어지며, 하전입자장치의 경우에는 불규칙한 산란입자의 존재에 의해 감소된다.
본 발명의 목적은 전사투영장치에 있어서 상의 품질을 격하시키는 요소를 줄이는 것이다.
본 발명에서는 마스크에 있는 마스크 패턴의 상을 감광층을 가진 기판 위로 주사하기 위한 전사투영장치를 제시한다. 마스크가 주사방향으로 불투과부와 경계를 이루는 하나이상의 투과부를 갖는 상기 전사투영장치는 다음과 같이 구성되어있다.
조명광선을 생성하는 조명 시스템과 방사원을 포함해서 구성되며, 상기 불투과부 사이의 상기 투과부를 주사하기 위해 상기 조명부를 제어하는 방사 시스템;
마스크 고정을 위한 마스크-홀더를 보유하는 제 1 가동 대물테이블;
기판 고정을 위한 기판-홀더를 보유하는 제 2 가동 대물테이블; 및
감광층이 제공된 기판 타겟 영역 위에 마스크의 노출 부위를 결상(結像)하기 위한 투영 시스템으로 구성되어있으며, 상기 조명시스템은 상기 불투과부들 중 하나에 인접하여 비교적 폭이 좁은 광선을 생성함으로써 주사를 시작하고, 상기 광선이 상기 불투과부 근처에 유지되는 동안 상기 광선 폭을 증가시키며, 또 다른 상기 불투과부를 향해 상기 광선을 주사하는 방법으로, 상기 기판상에 실질적으로 균일한 노출을 제공하는 것을 특징으로 한다.
"투과부"라는 용어는, 마스크의 부분중에서, 사용된 전사 방사선에 사실상 투명한 영역을 지칭하기 위해 사용된다.
본 발명에 의하면, 전사광선이 불투과부(지지대 혹은 스컷트)에 충돌했을 때 발생하는 문제-예를 들면 과열 및 입자 산란에 의해 야기되는 기주의 뒤틀림-를 피할 수 있으며, 이와 동시에 각 투과부의 말단부(extreme)에서도 정확한 양의 노출이 보장된다.
본 발명이 제공하는 더욱 큰 장점은 기다란 서브필드의 길이를 전자 공학적으로 조사하는 한편, 서브필드간을 기계 공학적으로 조사할 수 있다는 것이다. 이에 대해서는 후술하는 실시예에서 더 자세히 설명된다.
본 발명의 또 다른 특징은:
조명광선을 생성하는 조명 시스템과 방사원으로 구성되는 방사 시스템 ;
마스크 고정을 위한 마스크홀더를 보유하는 제 1 가동 대물테이블;
기판 고정을 위한 기판홀더를 보유하는 제 2 가동 대물테이블; 및
감광층이 제공된 기판의 타겟 영역 위에 마스크의 노출 부위를 결상(結像)하기 위한 투영 시스템으로 구성된 전사투영장치를 사용하여 디바이스를 제조하는 방법으로서, 상기 마스크가 갖는 적어도 하나의 투과영역이 적어도 주사 방향으로 불투과영역에 인접하며, 상기 마스크내의 마스크 패턴을 상기 기판의 타겟 부분 위로 주사결상하는 단계를 포함하며, 상기 주사결상 단계에서는, 주사의 시작시 상기 불투과부 중 하나에 인접해 상대적으로 폭이 좁은 광선을 생성하고, 상기 광선이 상기 불투과부에 접근한 채 유지되는 동안 상기 광선의 폭을 증가시킨 후, 상기 불투과부중 다른 하나를 향해 상기 광선을 주사하여, 기판상에는 사실상 균일한 노출이 제공되도록 하는 방법이다.
본 발명에 따른 전사투영장치를 사용하는 제조공정에서, 적어도 부분적으로 에너지 감지 물질(레지스트)의 층으로 도포된 기판 위로 마스크의 패턴이 결상(imaged)된다. 결상단계에 앞서, 기판은 준비작업(priming) , 레지스트 도포 및 소프트 베이크(soft bake)와 같은 다양한 공정을 거치게 된다. 노광 후에 기판은 노광후 베이크(post-exposure bake : PEB), 현상(development), 하드 베이크 (hard bake) 및 결상 형태의 측정/검사와 같은 나머지 공정을 거친다. 이러한 일련의 공정은, 예를 들어 집적회로와 같은 소자의 개개의 층을 패턴화 하는 기초로서 사용된다. 이렇게 패턴화된 층은 개개의 층을 마무리하기 위해 에칭, 이온주입(도핑), 금속화, 산화, 화학기계적 연마 등과 같은 다양한 공정을 거칠 수 있다. 여러 개의 층이 필요한 경우에는, 전체 공정 또는 공정의 변형이 새로운 각 층마다 반복되어야 한다. 결과적으로, 소자의 배열이 기판(웨이퍼) 위에 나타나게 된다. 이들 소자는 다이싱 또는 소잉과 같은 방법으로 서로 분리되고, 개개의 소자는 이송장치(carrier) 상에 장착된 후 핀 등으로 접속된다. 이러한 공정에 관한 상세한 정보는 예를 들면, "Microchip Fabrication: A Practical Guide to Semiconductor Processing (3판, 저자 Peter van Zant, 맥그로힐 출판사, 1997, ISBN 0-07-067250-4)" 으로부터 입수할 수 있다.
본 발명에 따른 장치의 사용을 여기서는 집적회로의 제조에 대해서만 언급하였으나, 이러한 장치가 다른 곳에 적용될 수도 있음은 명백히 이해될 것이다. 예를 들어, 상기 장치는 집적 광학 시스템, 자기영역 기억장치의 유도 및 검출패턴, 액정표시패널, 박막 자기헤드 등의 제조에도 채용될 수 있다. 본 기술분야의 당업자라면, 전술한 기타 응용분야들을 고려할 때, 본 명세서에서 사용된 "레티클", "웨이퍼" 또는 "다이"와 같은 용어가 "마스크", "기판" 및 "목표위치" 등과 같은 좀 더 일반적인 용어로 대체될 수 있음이 이해될 것이다.
도 1은 본 발명의 제 1 실시예에 대한 전사투영장치를 나타내는 도;
도 2의 A부터 G까지는 본 발명의 조명 주사된 입자광선의 윤곽을 나타내는 도;
도 3 내지 5는 편향장치를 구비한 본 발명에 있어서의 조명 시스템의 개략도;
도 6 과 7은 본 발명에서 사용될 수 있는 배열의 주사가 보이는 레티클 일부분의 개략도; 및
도 8A 와 8B는 대안된 광선의 형태를 보이는 기판의 일부의 개략도 이다.
이하 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명한다.
도면에서 동일 부분은 같은 참조 번호를 사용한다.
< 실시예 1 >
도1은 본 발명에 있어서 전사투영장치를 개략적으로 도시하고 있다. 그 장치는 다음과 같이 구성되어있다.
· UV나 EUV와 같은 방사선의 투영광선(PB)의 제공을 위한 방사 시스템(LA, Ex, IN, CO);
· 레티클과 같은 마스크(MA)의 유지를 위한 마스크 유지부를 구비하고, 투영시스템(PL)과 관련하여 마스크의 정확한 위치를 지정하기 위한 제 1 위치지정 수단과 연결된 제 1 대물 테이블(마스크 테이블)(MT);
· 레지스트 코팅된 실리콘웨이퍼와 같은 기판(W)를 유지하기 위한 기판 유지부를 구비하고, 투영시스템(PL)과 관련된 기판의 정확한 위치 지정을 위한 제 2 위치지정 수단과 연결된 제 2 대물 테이블(기판 테이블)(WT);
· 기판(W)의 타겟 부위(다이)(C) 위의 마스크(MA)의 노출 부위 결상(結像)을 위한 투영시스템("렌즈")(PL).
도면에 도시된 장치는 투과 마스크를 포함한 투과체 형태이다. 그러나, 일반적으로, 반사체 형태도 있다.
방사 시스템은 방사광선을 만드는 방사원(LA)[수은램프, 엑시머 레이저, 보존링(storage ring) 또는 하전입자발생기(synchrotron)에서의 전자광선 궤도주변에 제공되는 파동기(undulator), 또는 전자 혹은 이온 광선원]으로 구성되어 있다. 이광선은 조명 시스템 안에 구성된 다양한 광학 장치-예를 들면, 광성형렌즈(beam shaping optics)(EX), 적분기 (IN), 집광렌즈 (CO)-를 따라 통과하게 되며, 최종 광선(PB)는 사실상 조정되며 그 단면 전반에 걸쳐 균일한 강도를 갖는다.
그 후 광선(PB)는 마스크 테이블 (MT)위의 마스크 유지부에 고정되어 있는 마스크(MA)로 차단된다. 마스크(MA)를 통과한 광선(PB)은 기판(W) 상의 타겟 영역 (C) 위에 광선(PB)를 조준시키는 렌즈(PL)을 통과한다. 이동 간섭기 및 측정 수단인 보조 장치 (IF)에 의해, 기판 테이블(WT)는 정확하게 움직일 수 있어, 예를 들면, 광선(PB)의 궤도를 상이한 타겟 영역인 (C)에 위치시킬 수 있다. 이와 유사하게, 예를 들면 마스크 라이브러리로부터 마스크를 기계적으로 복구한 후, 광선 (PB)의 궤도에 대해 마스크(MA)를 정확하게 위치시키기 위해 제 1 위치지정수단이 사용될 수 있다. 일반적으로, 대물 테이블(MT,WT)의 이동은 도 1에는 정확히 묘사되지는 않았지만 대강의 위치지정을 하는 롱 스트로크 모듈과 미세한 위치지정을 하는 쇼트 스트로크 모듈의 도움으로 이루어진다. 묘사된 장치는 두 가지 다른 모드로 이용된다.
· 스텝 모드에서는, 마스크 테이블 MT는 기본적으로 고정되어 있으며, 마스크 상(象) 전체는 타겟 영역 C위에 한번에(즉 단일의 "플래쉬"로) 투영된다. 그런 후 기판 테이블(WT)이 x 및/또는 y 축 방향으로 움직여 또, 다른 타겟 영역 (C)가 광선 (PB)에 노출될 수 있도록 한다;
· 주사(走査)모드에서는, 근본적으로 스텝모드와 똑같은 방법이 제공되나 주어진 타겟 영역(C)가 단일의 플래쉬로 노출되지 않는 대신에 마스크 테이블 (MT)가 예를 들면 x 방향과 같은 "주사 방향"으로 불리는 주어진 방향으로 속도 v로 이동이 가능하기 때문에 투영광선(PB)이 마스크 상(像)을 주사할 수 있도록 한다. 이와 병행하여, 기판 테이블(WT)는 V=Mv의 속도로 동일 혹은 반대 방향으로 동시에 이동한다. 이때의 (M)은 렌즈(PL)의 배율(일반적으로, M=1/4 또는 1/5)이다. 이러한 방식으로, 상대적으로 큰 타겟 영역(C)는 해상도의 영향 없이 노출될 수 있다.
도 2는 본 발명의 주사 조명 방법의 원리를 도시하고 있다. 도 2A에 보이는 것은 마스크 서브필드의 세로방향 단면도로서, 서브필드(1)은 각 끝단에서 지지대(2)와 만나고 있다. 여기서 사용되는 '지지대'(strut)라는 용어는 마스크에 있어서 임의의 불투과부를 지칭하는 것으로 파악되어야 한다. 도 2B에서 2F에서는 서브필드의 길이와 함께 광폭을 보이고 있다. 초기에는 광선이 상대적으로 좁지만(도 2B), 주사 방향(4)으로 증가하여(도 2C와 2D) 최종 광폭(도 2E)까지 도달한다. 도 2F에서 보여지듯, 최종 광폭까지 도달한 광선은 그 광폭으로 서브필드의 길이 영역을 주사하기 위해 이동하게 된다. 서브필드의 끝단에서는 본 과정이 역으로 진행된다(도시되지 않음). 본 발명에 따르면, 광폭의 증가(감소) 비율과 광선의 세기(전류의 세기)는 도 2G에서 보이는 바와 같이 서브필드의 길이 방향을 따라 일정함을 보장할 수 있도록 제어되어 진다.
다른 예에서는, 주사 방향과 평행한 광선의 윤곽(profile)이 계단형이 아니라 부등변(不等邊)형(trapezoidal)이 될 것이다. 이러한 경우, 부등변형이지만 광폭보다 훨씬 더 좁은 경사부(sloped portion)를 갖는 기판으로 주사되는 총 양(dose)을 제공하는데 본 발명이 적용될 수 있다.
하전입자 광선이 이용되는 경우에는, 서브필드의 시작과 끝단에서 광폭이 증감되는동안, 투영 시스템은 광선 흐름의 변동과 같은 공간 하전 변화의 영향을 동적으로 보상한다.
만일, 서브필드가 그 길이 방향이 아니라 폭 방향으로 "전자적 주사(즉 광학 요소의 제어를 통해 광선의 위치가 이동)"된다면, 본 발명은 위에서 언급한 바와 동일한 효과를 성취하기 위해 사용될 수 있다. 광폭의 제어장치는 서브필드들을 서로 스티치 시키는데 사용되는 광성형 제어장치와 결합될 수 있다.
본 발명의 실제적인 구현이 도 3에서 개략적으로 도시되어 있다. 방사원(혹은 방사원의 상(image))(10)은 조명광선(11)을 방출하는데, 이때 조명광선(11)의 폭은 제 1 성형개구부(first shaping aperture)(12)에 의해 최초로 제어된다. 제 1 성형개구부(12)는 사각(혹은 정사각) 광선을 생성한다. 제 1 집광렌즈(13)은 점선(15)으로 표시되는, 제 2 성형개구부(14)의 평면 위에 제 1 성형개구부(12)의 실상(real image)을 투사한다. 제 2 성형개구부(14)에 의해 형성되는 개구부도 사각 또는 정사각 형상이다. 제 1 집광렌즈(13) 역시 성형변광기(shaping deflector) (16)의 피봇지점 위에 상을 투사하도록 구현되며, 이때의 성형변광기(16)은 광축(17)에서 광선의 교차(원상)를 유지하는 동안 제 1 성형개구부(12)에서의 상을 제 2 성형개구부(14)에 대하여 이동 가능하게 제어한다.
제 2 집광렌즈(18)는 레티클(20)위에 형상화된 광선을 맺게 하는 제 3 집광렌즈(19)의 초점 평면에 다음 광선의 교차 초점을 맞춘다. 배향변광기(alignment deflector)(21)은 제 3 집광렌즈(19)의 초점 평면에 제공되며 레티클 위에서의 광선 위치를 제어한다.
도 4는 성형변광기(16)이 광폭을 어떻게 제어하는지를 보이고 있다. 적절히 에너지를 받았을 때, 제 1 성형개구부(12)의 상은 이동(shift)되어 더 이상 제 2 성형개구부(14)와 일치하지 않는다. 따라서, 광선의 일부가 차단되고, 레티클(20)에 맺힌 광선은 그 폭이 좁아진다. 그와 동시에 광선의 중심은 이 경우에 있어서는 오른쪽으로 이동된다.
도 5는 배향변광기(21)가 어떻게 광선의 중심을 광축 17위로 원위치 시키는지를 보인다. 광선은 성형변광기에서와 동일한 방법으로 피봇지점에서 구부러진다. 따라서 성형변광기(16)과 배향변광기(21)는 레티클(20)에서 광선의 폭과 위치를 제어하는데 이용될 수 있다.
도 3에서 5는 광학원(optics source)과 배향 장치를 생략하였고 성형변광기 및 배향변광기를 단순한 형태로 보이고 있다. 또한, 총 광선의 흐름(flux)은 성형개구부 사이에서 피봇지점을 움직이거나, 부가적인 집광렌즈를 도입하거나, 방사원의 파라메터를 조절함으로써 제어될 수 있다. 웨이퍼 위에 레티클(20)의 상을 투영시키는 투영 시스템 또한 도면에 도시를 생략하였다.
조명 시스템의 구성 요소들은 기능적인 용어들로 설명되었다. 그들의 실제 물리적 실시예는 조명광선의 성질에 의존할 것이다. 본 발명의 바람직한 실시예에 있어서, 조명광선은 전자광선이다. 그러한 경우에는 방사원(10)이 전자총과 집광광학요소로 구성되며, 그리고 집광렌즈(condenser lenses) (13),(18) 및 (19),그리고 변광기 (16) 및 (21)은 적절한 전지 및/또는 자기장 발생기로 구성되어질 것이다.성형개구부는 전도판으로 구성될 것이다. 예를 들어 성형 빔 전자광선 기록자들로부터 적절한 구성요소들이 알려져 있다.
조명광선이 이온광선 또는 하전입자광선이라면, 전계극성과 강도의 적절한 변화가 필요할 것이다. 자외선 혹은 X선과 같은 전자파 광선에 있어서는 적절한 굴절 또는 여입사(餘入射)반사(glancing incidence reflective ) 부품이 이용될 수 있다.
< 실시예 2 >
도 6은 본 발명의 실시예에서 이용된 지지형 레티클과 주사 방향을 보이고 있다.
보이는 바와 같이, 레티클(30)은 지지대(32)에 의해 격리된 기다란 서브필드(예로써 12㎜의 길이로 된)(31)의 배열로 구성된다. 지지대는 예를 들면 1x1㎟ 크기의 정사각 광선으로 조사 받는다. 광선은 웨이퍼 기판 위의 레지스트를 노출시킬 만큼의 빛을 제공하기에 충분한 기간동안 각 서브필드를 조사하여야한다. 예를 들어, 레지스트의 민감도가 10μC/㎠이고 광선의 전류 세기는 10㎂이고 배율은 1/4이면 각 서브필드에 요구되는 노출 시간은 625㎲이다.
종래 기술에서 채택한 주사 장치는 과열을 피하기 위해 지지대를 가로지르며 화살표방향(34)으로 12개 영역의 폭을 가로질러 주사하고, 화살표방향(34)으로 서브필드의 길이를 따라 웨이퍼와 지지대를 기계적으로 주사한다.
이러한 방식은, 동일한 속도로 화살표방향(34)으로 주사가 유지하도록 수정될 수 있다. 이는 웨이퍼상의 조명이 0.25x0.25㎟의 정사각형이 아니라0.25x3.0㎟(배율 M=1/4)의 줄무늬(stripe)형태로부터 오는 것과 같다는 점에서 유리하다. 이것은 웨이퍼의 국부적인 가열을 격감시킨다.
본 발명에 의해 가능하게 되는 대안적인 주사 장치가 도 7에 도시되어 있다. 레티클(30)은 도 6에서의 것과 같다. 본 발명의 대안된 주사 장치에 있어서, 광선의 위치는 화살표방향(35)으로 각 서브필드(31)의 길이를 따라 주사하도록 전자적으로 제어된다. 그런 후 레티클과 웨이퍼는 화살표(36)로 나타나는 다음 번 서브필드로 (전자적이고) 기계적인 단계를 밟는다. 전자주사의 주파수는 높을 수 있으므로 각 서브필드는 레티클과 웨이퍼가 다음 번 서브필드의 단계를 밟기 전에 반복적인 주사를 받게된다. 이것 역시 웨이퍼 가열면에 관련하여 유리하다.
전단락에서 묘사된 주사 장치는 전체상의 각 조각을 결합하기 위해 요구되는 스티치 공정(stitching operation)의 수를 줄이는 강점을 갖는다. 스티치 공정에 대해서는 US5,260,151에 기재되어있으며, 이 스티치 공정에서는 굴절 광선의 편향을 위해 마스크 하단에 설치된 한 쌍의 변광기를 사용하여, 지지대에 의해 야기되는 그림자가 제거된다. 도 7의 주사 장치로는 방향(36)에서 각 영역을 주사하기 위해서 단지 12개의 수평방향 스티치만을 필요로 한다. 이보다 앞에서 설명한 방식에 있어서, 요구되는 스티치의 수는 통과횟수의 영역 개수 배(倍)와 수평조명스티치를 위한 통과횟수 11배(倍)의 합과 같다. 따라서, 스티치의 수가 전자 주사의 주파수와 함께 급격히 증가하게된다.
< 실시예 3 >
도 8A와 8B는 본 발명에서 사용될 수 있는 대안 광선의 형상과 주사 방식을나타낸다.
도 8A는 본 발명에서 사용될 수 있는기판 위에서 다이(45)상으로 투영되는 가늘고 긴 서브필드(41)의 몇 개의 행(도면에는 두 개만 도시)을 포함한 지지형 마스크의 일부를 도시하고 있는데, 이는 예를 들어 육각형인 조명광선(42)은 화살표(43) 방향으로 서브필드(41)의 길이를 따라 전자적으로 주사한다. 주사의 시작에 있어서, 광폭은 오직 주사 방향(화살표(43) 방향)과 평행한 방향에 있어서 감소된 상태이다. 본 발명의 다른 실시예에 따르면, 광선은 서브필드의 한쪽 끝에 인접하는 동안, 과정이 역전될 위치인 다른 쪽 끝이 주사 받기 전에 표준 폭까지 확장된다.
도 8B에 따르면, 마스크 서브필드(41)의 전자 주사는 기판 위의 다이(die) (45)에 유효필드(effective field)(46)를 프린트한다. 그런 후, 인접한 서브필드를 프린트하기 위해 마스크와 기판이 화살표 (44),(47) 방향으로 기계적인 주사를 받는다. 서브필드 한 행의 끝에서는 마스크와 기판이 기계적 주사 방향 (44),(47)에 수직인 방향으로 진행하며, 화살표(48)로 표시된 바와 같이 서브필드의 다음 행을 프린트하기 위해 기계적 주사 방향이 역전된다. 이 방법에 의하면 하나의 다이내에서 마스크와 기판이 조사된 후 진행되기(stepped) 때문에 "스캔-앤드-스텝"으로 불리며, 이는 마스크와 기판이 서브필드 사이에서 기계적으로 진행되고 기계적으로 주사되는 "스텝-앤드-스캔" 기술과는 구분된다. "스캔-앤드-스텝" 방법은 기판 레벨에서, 예를 들면, 0.25x0.25㎟의 크기의 유효 광선을 이용하여 25x25㎟의 다이를 조립할 수 있도록 한다.
위에서는 본 발명의 특별한 실시예를 설명했지만, 위에서 설명된 것과 다른 방법으로도 실시될 수 있음을 인식하여야할 것이다. 전술한 설명이 본 발명을 제한하는 것은 아니다.
본 발명으로써, 전사광선이 불투과부(지지대 혹은 스컷트)에 충돌했을 때 발생하는 문제-예를 들면, 과열 및 입자 산란에 의해 야기되는 기주의 뒤틀림-를 피할 수 있으며, 이와 동시에 각 투과부의 말단부에서도 정확한 양의 노출이 행해짐이 보장된다. 또한 본 발명이 제공하는 더욱 큰 장점은 전자 공학적으로 연장된 서브필드의 길이의 조사가 가능하고, 기계 공학적으로 서브필드간을 조사할 수 있다는 것이다.

Claims (16)

  1. 하나 이상의 투과 영역을 가지며 이들과 적어도 주사 방향으로 경계를 이루는 불투과 영역을 갖는 마스크 패턴을, 감광층을 가진 기판위로 주사결상하기 위한 전사투영장치로서,
    방사원과, 조명광선을 생성하고 상기 불투과부 사이의 상기 투과부를 조사하기 위해 상기 조명광선을 제어하는 조명 시스템으로 구성되는 방사 시스템;
    마스크 고정을 위한 마스크-홀더가 유지된 제 1 가동 대물테이블;
    기판 고정을 위한 기판-홀더가 유지된 제 2 가동 대물테이블; 및
    기판의 타겟 영역 위에 마스크의 노출 부위를 결상하기 위한 투영 시스템을 포함하여 이루어지고,
    상기 조명 시스템은 상기 불투과부들 중 하나에 근접하여 비교적 폭이 좁은 광선을 생성함으로써 주사를 시작하고, 상기 광선이 상기 불투과부 근처에 유지되는 동안 상기 광선 폭을 증가시키며, 또 다른 상기 불투과부를 향해 상기 광선을 주사함으로써, 상기 기판상에 사실상 균일한 노출을 제공하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 전사투영장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 조명 시스템은, 상기 주사가 끝나는 시점에서 상기 광선이 상기 다른 불투과부로 접근할 때, 상기 광선이 상기 다른 불투과부에 인접하는 동안 상기 광선의 폭을 감소시키는 것을 특징으로 하는 전사투영장치.
  3. 제 1항 내지 제 2항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 조명 시스템은 실질적으로 상기 불투과부를 조명하지 않는 것을 특징으로 하는 전사투영장치.
  4. 제 1항 내지 제 3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 조명 시스템에서 상기 광선 폭의 변화는, 상기 투과부를 주사하는 속도와 같은 비율로 사실상 선형적으로 구현되는 것을 특징으로 하는 전사투영장치.
  5. 제 1항 내지 제 4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 마스크는, 지지대에 의해 구분되는 다수의 기다란 서브필드로 나뉘는 레티클을 포함하며, 상기 투과 영역은 상기 서브필드를 포함하고 상기 불투과영역은 상기 지지대를 포함하는 것을 특징으로 하는 전사투영장치.
  6. 제 5항에 있어서,
    상기 조명 시스템은, 상기 서브필드의 길이 방향을 따라 주사하도록 구성되며, 상기 전사투영장치는 상기 서브필드에 수직인 방향으로 상기 마스크와 상기 기판을 주사하는 횡단 주사 수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전사투영장치.
  7. 제 6항에 있어서,
    상기 조명 시스템은, 상기 횡단 주사 수단의 작동사이에 서브필드의 길이 방향을 따라 복수 회 주사하는 것을 특징으로 하는 전사투영장치.
  8. 제 1항 내지 제 7항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 조명 시스템은 하전입자를 포함하는 조명광선을 발생시키도록 구성되는 것을 특징으로 하는 전사투영장치.
  9. 제 1항 내지 7항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 조명 시스템은, X-선 또는 극자외선(extreme UV radiation)으로 구성된 조명광선을 발생시키도록 구성되는 것을 특징으로 하는 전사투영장치.
  10. 제 1항 내지 9항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 조명 시스템은, 제 1,제 2 성형개구부(shaping aperture)와, 상기 제 1 성형개구부의 상의 이동을 위한 제 1 편향(변광) 수단을 포함하여 상기 조명광선의 폭을 조정하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 전사투영장치.
  11. 제 10항에 있어서,
    상기 조명 시스템은, 상기 마스크 상에서 상기 조명광선의 이동을 위한 제 2 편향 수단이 추가 구성되는 것을 특징으로 하는 전사투영장치.
  12. 제 10항 내지 11항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 조명 시스템은, 제 2 성형개구부의 평면 위에 상기 제 1 성형개구부의 상을 투영하기 위한 제 1 초점수단이 추가 구성되는 것을 특징으로 하는 전사투영장치.
  13. 제 1항 내지 12항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 투영 시스템은, 투영광선의 세기 혹은 폭에 따라서 조정되도록 구성되는 투영초점 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 전사투영장치.
  14. 제 1항 내지 13항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 조명광선은, 마스크에서 육각형의 단면을 갖는 상기 조명광선과, 상기 조명 시스템은, 상기 주사 방향과 평행한 상기 조명광선의 폭을 변경시킬 수 있도록 구현되는 것을 특징으로 하는 전사투영장치.
  15. 전사투영장치를 이용한 디바이스 제작 방법에 있어서,
    방사원과 조명광선을 생성하는 조명 시스템으로 구성된 방사 시스템;
    마스크 고정을 위한 마스크-홀더를 보유한 제 1 가동 대물테이블;
    기판 고정을 위한 기판-홀더상기를 보유한 제 2 가동 대물테이블; 및
    감광층이 제공된 기판의 타겟 영역 위에 마스크의 노출 부위를 결상하기 위한 투영 시스템으로 구성되고,
    상기 마스크가 갖는 적어도 하나의 투과영역이 적어도 주사 방향으로 불투과영역에 인접하며, 상기 마스크내의 마스크 패턴을 상기 기판의 타겟 부분 위로 주사결상 단계를 포함하며, 상기 주사결상 단계에서는, 주사의 시작시 상기 불투과부 중 하나에 인접해 상대적으로 폭이 좁은 광선을 생성하고, 상기 광선은 상기 불투과부에 접근한 채 유지되는 동안 상기 광선의 폭을 증가시킨 후, 상기 불투과부중 다른 하나를 향해 상기 광선은 주사하여, 기판상에 사실상 균일한 노출을 제공하는 것을 특징으로 하는 디바이스 제작 방법.
  16. 제 15항의 방법에 의해서 제작되는 디바이스.
KR10-1999-0022040A 1998-06-16 1999-06-14 리소그래피 투영장치와 상기 장치를 이용한 디바이스 제작 방법 및 상기 방법에 의하여 만들어진 디바이스 KR100539667B1 (ko)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP98201997.8 1998-06-16
EP98201997 1998-06-16

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20000006155A true KR20000006155A (ko) 2000-01-25
KR100539667B1 KR100539667B1 (ko) 2005-12-28

Family

ID=8233812

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR10-1999-0022040A KR100539667B1 (ko) 1998-06-16 1999-06-14 리소그래피 투영장치와 상기 장치를 이용한 디바이스 제작 방법 및 상기 방법에 의하여 만들어진 디바이스

Country Status (5)

Country Link
US (1) US6429440B1 (ko)
JP (1) JP3904765B2 (ko)
KR (1) KR100539667B1 (ko)
DE (1) DE69938885D1 (ko)
TW (1) TWI233536B (ko)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101476370B1 (ko) * 2010-02-19 2014-12-24 에이에스엠엘 네델란즈 비.브이. 리소그래피 장치, 디바이스 제조 방법 및 연계된 데이터 처리 장치 그리고 컴퓨터 프로그램 제품

Families Citing this family (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3930411B2 (ja) * 2002-09-30 2007-06-13 株式会社東芝 荷電ビーム描画装置及び描画方法
US7456933B2 (en) * 2004-09-08 2008-11-25 Carl Zeiss Smt Ag Method for improving the imaging properties of a projection objective for a microlithographic projection exposure apparatus
US20070085984A1 (en) * 2005-10-18 2007-04-19 Asml Netherlands B.V. Lithographic projection apparatus, device manufacturing method and device manufactured thereby
US7548302B2 (en) * 2005-03-29 2009-06-16 Asml Netherlands B.V. Lithographic apparatus and device manufacturing method
SG126120A1 (en) * 2005-03-29 2006-10-30 Asml Netherlands Bv Lithographic device, device manufacturing method and device manufactured thereby
US7317506B2 (en) * 2005-03-29 2008-01-08 Asml Netherlands B.V. Variable illumination source
US7626682B2 (en) * 2006-04-13 2009-12-01 Infineon Technologies Ag Reticle stages for lithography systems and lithography methods
JP5162113B2 (ja) * 2006-08-07 2013-03-13 ギガフォトン株式会社 極端紫外光源装置
KR100836924B1 (ko) 2006-12-12 2008-06-11 현대자동차주식회사 전자빔 용접장치의 용접초점 제어장치 및 그 제어방법
US7829249B2 (en) * 2007-03-05 2010-11-09 Asml Netherlands B.V. Device manufacturing method, computer program and lithographic apparatus
US8900982B2 (en) 2009-04-08 2014-12-02 Varian Semiconductor Equipment Associates, Inc. Techniques for processing a substrate
US9006688B2 (en) * 2009-04-08 2015-04-14 Varian Semiconductor Equipment Associates, Inc. Techniques for processing a substrate using a mask
US9076914B2 (en) * 2009-04-08 2015-07-07 Varian Semiconductor Equipment Associates, Inc. Techniques for processing a substrate
JP5448586B2 (ja) * 2009-06-05 2014-03-19 キヤノン株式会社 光学素子の製造方法
US9960013B2 (en) * 2016-01-13 2018-05-01 Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. Continuous writing of pattern

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6132422A (ja) 1984-07-24 1986-02-15 Hitachi Ltd 電子線描画装置
US4688932A (en) 1985-02-12 1987-08-25 Canon Kabushiki Kaisha Exposure apparatus
US5473410A (en) 1990-11-28 1995-12-05 Nikon Corporation Projection exposure apparatus
IL97021A0 (en) * 1991-01-24 1992-03-29 Ibm Israel Partitioning method for e-beam lithography
US5266445A (en) 1991-10-31 1993-11-30 Intel Corporation Method of selectively irradiating a resist layer using radiation pulses
US5291240A (en) * 1992-10-27 1994-03-01 Anvik Corporation Nonlinearity-compensated large-area patterning system
US5401972A (en) * 1993-09-02 1995-03-28 Schlumberger Technologies, Inc. Layout overlay for FIB operations
US5532496A (en) * 1994-12-14 1996-07-02 International Business Machines Corporation Proximity effect compensation in scattering-mask lithographic projection systems and apparatus therefore
US6225637B1 (en) 1996-10-25 2001-05-01 Canon Kabushiki Kaisha Electron beam exposure apparatus
JP3689516B2 (ja) * 1997-01-29 2005-08-31 キヤノン株式会社 電子ビーム露光装置
JPH11142121A (ja) * 1997-11-11 1999-05-28 Nikon Corp レチクルの歪み計測方法および歪み計測装置

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101476370B1 (ko) * 2010-02-19 2014-12-24 에이에스엠엘 네델란즈 비.브이. 리소그래피 장치, 디바이스 제조 방법 및 연계된 데이터 처리 장치 그리고 컴퓨터 프로그램 제품

Also Published As

Publication number Publication date
DE69938885D1 (de) 2008-07-24
US6429440B1 (en) 2002-08-06
TWI233536B (en) 2005-06-01
JP3904765B2 (ja) 2007-04-11
JP2000031043A (ja) 2000-01-28
KR100539667B1 (ko) 2005-12-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP3278896B2 (ja) 照明装置及びそれを用いた投影露光装置
KR100536631B1 (ko) 극자외선 방사선용 조명시스템 및 리소그래피투영장치에의 그 적용
JP3259657B2 (ja) 投影露光装置及びそれを用いたデバイスの製造方法
US6038279A (en) X-ray generating device, and exposure apparatus and semiconductor device production method using the X-ray generating device
US20060158631A1 (en) Method and apparatus for irradiating a microlithographic substrate
KR20000006155A (ko) 전사투영장치와상기장치를이용한디바이스제작방법및상기방법에의하여만들어진디바이스
JP3057998B2 (ja) 照明装置及びそれを用いた投影露光装置
KR100609109B1 (ko) 디바이스 제조방법, 상기 방법에 사용되는 마스크 세트,프로그램가능한 패터닝 디바이스를 제어하는 데이터 세트,마스크 패턴을 생성하는 방법 및 컴퓨터 프로그램
JP3200244B2 (ja) 走査型露光装置
KR100535205B1 (ko) 리소그래피 투영 장치
JP4545854B2 (ja) 投影露光装置
JP4111631B2 (ja) リソグラフィ投影装置及びデバイスの製造方法
JP3000502B2 (ja) 照明装置及びそれを用いた投影露光装置
JP3618856B2 (ja) Ｘ線露光装置、及びこれを用いたデバイス生産方法
EP0965888B1 (en) Lithography apparatus
KR100700369B1 (ko) 리소그래피 장치, 조명시스템 및 ｅｕｖ 방사선의투영빔을 제공하는 방법
US8178280B2 (en) Self-contained proximity effect correction inspiration for advanced lithography (special)
EP0969326B1 (en) Lithographic apparatus
EP1030222B1 (en) Lithographic projection apparatus
JP3376043B2 (ja) 照明装置及びそれを用いた投影露光装置
JP3223646B2 (ja) 投影露光装置及びそれを用いた半導体素子の製造方法
JP2005056995A (ja) パターン描画方法、及びパターン描画装置
JP2006128366A (ja) 露光装置、露光方法、およびデバイスの製造方法

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20081124

Year of fee payment: 4

LAPS Lapse due to unpaid annual fee