KR20020094898A - 리소그래피장치, 디바이스 제조방법 및 이에 따라 제조된디바이스 - Google Patents

리소그래피장치, 디바이스 제조방법 및 이에 따라 제조된디바이스 Download PDF

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에이에스엠엘 네델란즈 비.브이.
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Abstract

본 발명에 따른 리소그래피투영장치는 방사선의 투영빔을 공급하는 방사선시스템; 소정의 패턴에 따라 투영빔을 패터닝하는 역할을 하는 패터닝수단을 지지하는 지지구조체; 기판을 잡아주는 기판테이블; 기판의 타겟부상으로 패터닝된 빔을 투영시키는 투영시스템; 및 패터닝된 투영빔내의 패턴을 측정하는 이미지감응장치를 포함한다. 상기 이미지감응장치는, 그것의 제1면상에 적어도 하나의 방사선감응센서가 제공된 슬랩으로서, 상기 센서는 상기 슬랩의 일체형부분이고, 상기 투영빔의 방사선에 감응하는 상기 슬랩; 및 상기 투영빔의 방사선에 대하여 투명하지 않은 재료의 막으로서, 상기 센서위의 상기 슬랩의 제1면상에 제공되며 투영빔의 방사선을 상기 센서로 선택적으로 통과시키도록 상기 센서위쪽에 패터닝된 세그먼트가 제공되는 상기 막을 포함한다. 상기 슬랩에는 중간판의 슬랩-베어링 표면상의 제1표면에 대향하는 제2표면이 장착된다.

Description

리소그래피장치, 디바이스 제조방법 및 이에 따라 제조된 디바이스 {Lithographic Apparatus, Device Manufacturing Method, and Device Manufactured Thereby}
본 발명은,
-방사선의 투영빔을 공급하는 방사선시스템;
-소정의 패턴에 따라 투영빔을 패터닝하는 역할을 하는 패터닝수단을 지지하는 지지구조체;
-기판을 잡아주는 기판테이블; 및
-기판의 타겟부상으로 패터닝된 투영빔을 투영시키는 투영시스템을 포함하는 리소그래피투영장치에 관한 것이다.
"패터닝수단(patterning means)"이라는 용어는 기판의 타겟부에 형성되어야 할 패턴에 대응하는 패터닝된 단면을 입사하는 방사빔에 부여하도록 사용될 수 있는 수단을 의미하는 것으로서 폭넓게 해석되어야 하며, 본 명세서에서는 "광 밸브(light valve)"라는 용어로도 사용될 수 있다. 일반적으로, 상기 패턴은 집적회로 또는 기타 디바이스와 같이 타겟부에 형성될 디바이스 내의 특정기능층에 해당할 것이다(이하 참조). 그러한 패터닝수단의 예로는 다음과 같은 것들이 포함된다.
- 마스크. 이 마스크의 개념은 리소그래피분야에서 이미 잘 알려져 있고, 바이너리(binary)형, 교번위상-시프트(alternating phase-shift)형 및 감쇠위상-시프트형과 같은 마스크형식과 다양한 하이브리드 마스크형식을 포함한다. 방사빔내에 이러한 마스크가 놓이면, 마스크의 패턴에 따라 마스크로 입사되는 방사선의 선택적인 투과(투과형 마스크의 경우) 또는 반사(반사형 마스크의 경우)가 이루어진다. 마스크의 경우에는, 일반적으로 지지구조체는 마스크테이블이 되고, 상기 마스크테이블은 입사되는 투영빔내의 소정위치에 마스크가 고정될 수 있게 하며, 필요한 경우에는 마스크를 상기 빔에 대하여 상대적으로 이동시킬 수 있도록 한다.
- 프로그래밍 가능한 거울배열. 이러한 장치의 예로는, 점탄성 제어층 (viscoelastic control layer)과 반사면을 구비한 매트릭스-어드레서블 표면이 있다. 이러한 장치의 기본원리는, (예를 들어)반사면의 어드레스된 영역(addressed area)에서는 입사광이 회절광으로 반사되는 반면, 어드레스되지 않은 영역에서는 입사광이 비회절광으로 반사되는 것이다. 적절한 필터를 사용하면, 상기 비회절광을 필터링하여 회절광만 남게 할 수 있다. 이러한 방식으로, 상기 빔은 상기 매트릭스-어드레서블 표면의 어드레싱 패턴에 따라 패터닝된다. 프로그래밍 가능한 거울배열의 대안적인 실시예는 작은 거울의 매트릭스 배치를 채택하는 것인데, 상기 각각의 작은 거울은 국부화된 적절한 전기장을 가하거나 또는 압전작동수단(piezoelectric actuation means)을 채택하여 축에 대하여 개별적으로 기울어질 수 있다. 또한, 상기 거울은 매트릭스-어드레서블이고, 이러한 어드레싱된 거울은 입사하는 방사빔을 어드레싱되지 않은 거울에 대하여 다른 방향으로 반사할 것이다. 이러한 방식으로, 반사된 빔은 매트릭스-어드레서블 거울의 어드레싱패턴에 따라 패터닝된다. 이때 요구되는 매트릭스 어드레싱은 적당한 전자수단을 사용하여 수행될 수 있다. 상술된 두가지 상황 모두에 있어서, 패터닝수단은 1이상의 프로그래밍가능한 거울배열로 이루어질 수 있다. 이러한 거울배열에 관한 보다 상세한 정보는, 예를 들어 본 명세서에서 참조자료로 채용되고 있는 미국특허 US 5,296,891호 및 US 5,523,193호와 PCT특허출원 WO 98/38597호 및 WO 98/33096호로부터 얻을 수 있다. 프로그래밍 가능한 거울배열의 경우에, 상기 지지구조체는 필요에 따라 고정되거나 또는 이동할 수 있는, 예를 들어, 프레임 또는 테이블로 구현될 수 있다.
- 프로그래밍 가능한 LCD 배열. 이러한 구조의 일례는 본 명세서에서 참조자료로 채용되고 있는 미국특허 US 5,229,872호에 개시되어 있다. 상술된 바와 같이, 이러한 경우에서의 지지구조체는 필요에 따라 고정되거나 또는 이동할 수 있는, 예를 들어, 프레임 또는 테이블로 구현될 수 있다.
설명을 간단히 하기 위하여, 본 명세서의 나머지 부분 중 어느 곳에서는 그 자체가 마스크와 마스크테이블을 포함하는 예시적인 용어로서 특정적으로 지칭될 수도 있다. 하지만, 그러한 예시에서 논의된 일반적인 원리는 상술한 바와 같은 패터닝수단의 광의의 개념으로 이해되어야 한다.
예를 들어, 리소그래피투영장치는 집적회로(IC)의 제조에 사용될 수 있다.이 경우에, 패터닝수단은 IC의 각각의 층에 대응되는 회로패턴을 형성할 수 있으며, 이 패턴은 감응재(레지스트)층으로 도포된 기판(실리콘 웨이퍼)상의 타겟부(예를 들어, 1이상의 다이로 구성되는)상으로 묘화될 수 있다. 일반적으로, 단일 웨이퍼는 인접해 있는 타겟부들의 전체적인 네트워크를 포함하고, 이들 타겟부는 투영시스템에 의하여 한번에 하나씩 연속적으로 조사된다. 현재 통용되는 장치에서, 마스크테이블상의 마스크에 의한 패터닝을 채택하는 데에는, 두 가지 상이한 형식의 기계로 구분될 수 있다. 어느 한 형식의 리소그래피투영장치에서는 타겟부상으로 전체 마스크 패턴을 한번에 노광함으로써 각 타겟부가 조사되는데, 이러한 장치를 통상적으로 웨이퍼 스테퍼(wafer stepper)라고 한다. 통상, 스텝-앤드-스캔 장치(step-and-scan apparatus)라고 불리워지는 대체장치에서는 소정의 기준방향("스캐닝방향")으로 투영빔 하의 마스크 패턴을 점진적으로 스캐닝하는 한편, 상기 스캐닝방향과 동일방향 또는 반대방향으로 기판테이블을 동기적으로 스캐닝함으로써 각 타겟부가 조사된다. 일반적으로, 투영시스템은 배율인자 M(일반적으로 < 1)을 가지므로 기판테이블이 스캐닝되는 속도 V는 마스크테이블이 스캐닝되는 속도의 인자 M배가 된다. 본 명세서에 참조자료로 채택되고, 여기서 서술된 리소그래피장치에 관한 보다 상세한 정보는, 예를 들어 미국특허 US 6,046,792호에서 얻을 수 있다.
리소그래피투영장치를 사용하는 제조공정에서, (예를 들어, 마스크의) 패턴은 방사선 감응재(레지스트)층에 의하여 적어도 부분적으로 도포되는 기판상으로 묘화된다. 이 묘화단계에 앞서, 기판은 전처리(priming), 레지스트 코팅 및 소프트 베이크와 같은 여러가지 과정을 거칠 수 있다. 노광 후에는, 노광후 베이크(PEB), 현상, 하드 베이크 및 묘화된 피쳐의 측정/검사와 같은 또 다른 과정을 거치게 된다. 이러한 일련의 과정은, 예를 들어 IC와 같은 디바이스의 각각의 층을 패터닝하는 기초로서 사용된다. 이렇게 패터닝된 층은 에칭, 이온 주입(도핑), 금속화, 산화, 화학-기계적 폴리싱 등과 같은, 각각의 층을 마무리하기 위한 여러 공정을 거친다. 여러 개의 층이 요구된다면, 새로운 층마다 전체공정 또는 그것의 변형된 공정이 반복되어져야만 할 것이다. 그 결과로, 기판(웨이퍼)상에는 집적회로 디바이스의 배열이 존재하게 될 것이다. 이들 집적회로 디바이스는 다이싱 또는 소잉 등의 기술에 의하여 서로 분리되고, 이들 각각의 디바이스는 캐리어에 장착되고 핀 등에 접속될 수 있다. 본 명세서에서 참조자료로 채택되고 있는 이와 같은 공정에 관한 추가정보는 예를 들어, "Microchip Fabrication: A Practical Guide to Semiconductor Processing" (3판, Peter van Zant 저, McGraw Hill출판사, 1997, ISBN 0-07-067250-4)으로부터 얻을 수 있다.
설명을 간단히 하기 위하여, 상기 투영시스템은 이후에 "렌즈"라고 언급 될 것이다; 하지만 이 용어는 예를 들어, 굴절광학기, 반사광학기, 카타디옵트릭 (catadioptric) 시스템을 포함하는 다양한 형태의 투영시스템을 포괄하는 것으로서 폭 넓게 해석되어야 한다. 또한 상기 방사선시스템은 방사투영빔의 지향, 성형 또는 제어하는 이들 설계형식 중의 어느 하나에 따라 동작하는 성분를 포함할 수 있고, 이후에 설명에서는 이러한 성분들을 집합적으로 또는 개별적으로 "렌즈"라고 언급할 것이다. 나아가, 상기 리소그래피장치는 2이상의 기판테이블 (및/또는 2이상의 마스크테이블)을 구비하는 형태가 될 수도 있다. 이러한 "다수 스테이지" 장치에서, 추가테이블이 병행으로 사용될 수 있으며, 1이상의 스테이지가 노광에 사용되고 있는 동안, 1이상의 다른 스테이지에서는 준비작업단계가 수행될 수 있다.본 명세서에서 참조자료로 채택되는 듀얼 스테이지 리소그래피장치는, 예를 들어, 미국특허 US 5,969,441호 및 국제특허출원 WO 98/40791호에 개시되어 있다.
기판테이블에 장착될 수 있는 이미지감응장치는 패터닝수단에 존재하는 마크패턴을 측정하는데 사용되어, 렌즈의 최적초점의 평면 및 렌즈수차를 판정하고, 패터닝수단에 대하여 기판테이블을 정렬시킨다. 현재, 이미지센서는 격자의 형태로 취해질 수 있는 검출구조체들 뒤에 위치된 몇몇 별개의 센서들로 이루어진다. 일반적으로, 한 종류의 검출구조체는 단일 센서 및 몇몇 검출구조체들의 위쪽에 존재하고, 각각의 센서들은 설명된 바와 같은 패턴특성을 판정하기 위하여 필요하다. 검출구조체는 일반적으로 별개의 센서들이 위치되는 단일판 뒤에서 처리될 수 있다. 별개의 센서들의 사용에는 이웃하는 센서들 사이에 다소 넓은 거리가 필요하다. 이것은 몇몇 보충센서 및 다소 큰 검출구조체들을 포함하는 묘화장치를 만들어, 좁은 조명필드가 사용될 때 문제가 되고, 이미지필드의 에지에서의 측정에도 한계가 있다. 또한, 기존의 센서위쪽에 구성된 판은 검출구조체를 만들고, 별개의 센서위쪽에 그것을 장착하기 위한 기계적 처리로 인하여 평탄하지 않다. 이것은 모든 검출구조체가 동시에 최적초점에 있을 수 없게 하므로, 캡쳐링문제를 일으킨다.
특히, 10nm 내지 15nm의 범위에 있는 극자외선 방사선과 같은, 단파장 방사선이 사용되면, 조명필드는 더 좁아질 것이고, 검출구조체가 존재하는 평면의 평탄도에 대한 요구조건이 더욱 엄격해질 것이다. 더 짧은 파장의 방사선은 또한 검출구조체가 존재하는 판이 더 얇아지고, 검출구조체의 선폭이 더 작아질 것을 요구한다. 또한 기판테이블의 높이 및 기울기를 판정하는데 사용될 수 있는 레벨센서를위하여 매우 평탄한 이미지감응판이 필요하다.
본 발명의 목적은 별개의 센서 및 각각의 검출구조체가 한정된 크기를 갖도록 매우 가깝게 위치될 수 있는 이미지감응장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 1개의 잘 형성된(well-defined) 평면내에 다양한 검출구조체를 갖도록 전면이 매우 평탄한 이미지감응장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 크기가 온도 변화에 매우 민감하지 않은 이미지감응장치를 제공하는 것이다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 리소그래피투영장치의 개략도,
도 2는 도 1의 장치의 부분인 이미지감응장치의 개략적인 단면도,
도 3은 도 1에 도시된 기판테이블상에 장착된 도 2의 이미지감응장치의 개략도,
도 4는 이미지감응장치의 부분인 센서의 상세도,
도 5a는 이미지감응장치내의 각각의 센서위쪽에 이웃하는 이미지센서마크의 구현도,
도 5b 및 도 5c는 도 5a의 센서마크와 상호작용하는 다양한 마크의 도면,
도 6은 이미지센서마크 및 이웃하는 정렬마크의 또 다른 2개의 세트의 도면,
도 7은 이미지센서마크 및 정렬마크의 몇몇 세트를 포함하는 이미지센서판의 영역을 도시한 도면,
도 8은 기판 및 이미지센서판을 잡아주는 기판테이블의 평면도,
도 9a는 6인치 웨이퍼로부터 가공되는 본 발명에 따른 2개의 이미지센서판을 나타내는 도면, 및
도 9b는 4인치 웨이퍼로부터 가공되는 본 발명에 따른 1개의 이미지센서판을 도시한다.
상기 및 기타 목적은,
방사선의 투영빔을 공급하는 방사선시스템;
패터닝된 투영빔을 만들어 내도록 소정의 패턴에 따라 투영빔을 패터닝하는 역할을 하는 패터닝수단을 지지하는 지지구조체;
기판을 잡아주는 기판테이블;
기판의 타겟부상으로 패터닝된 빔을 투영시키는 투영시스템; 및
패터닝된 투영빔내의 패턴을 측정하는 이미지감응장치를 포함하는 리소그래피투영장치에 있어서,
상기 이미지감응장치는,
그것의 제1면상에 적어도 하나의 방사선감응센서가 제공된 슬랩으로서, 상기 센서는 상기 슬랩의 일체형부분이고, 상기 투영빔의 방사선에 감응하는 상기 슬랩;및
상기 투영빔의 방사선에 대하여 투명하지 않은 재료의 막으로서, 상기 슬랩의 제1면상에 있는 상기 센서위에 제공되며, 투영빔의 방사선을 상기 센서로 선택적으로 통과시키도록 상기 센서위쪽에 패터닝된 세그먼트가 제공되는 상기 막을 포함하고,
상기 슬랩에는 대략 12x10-6K-1이하의 열팽창계수를 갖는 재료로 만들어진 중간판의 슬랩-베어링 표면상의 제1표면에 대향하는 제2표면이 장착되는 것을 특징으로 하는 본 발명에 따른 리소그래피투영장치에 의하여 달성된다.
이것은 센서가 재료의 슬랩, 바람직하게는 반도체제조기술을 사용하여, 실리콘 웨이퍼와 같은 반도체재료의 웨이퍼로 정밀하게 만들어지도록 하고, 상기 슬랩은 매우 평탄한 표면을 갖도록 폴리싱되는 것이 바람직하다. 그런 다음, 매우 평탄한 슬랩-베어링 표면을 갖도록 폴리싱되는 것이 바람직한 중간판상으로 슬랩을 장착시켜, 기계적 안정성 및 매우 양호한 전체 평탄도가 달성된다. 중간판에 슬랩을 직접접합(bonding)하는 것은 매우 견고하여, 효과적인 부착수단임이 입증되었다. 센서로의 전기적인 접속은 기타 전자수단으로 슬랩 및 중간판을 통하여 유리하게 제공될 수 있다.
본 발명의 또 다른 형태에 따르면,
방사선의 투영빔을 공급하는 방사선시스템;
패터닝된 투영빔을 만들어 내도록 소정의 패턴에 따라 투영빔을 패터닝하는역할을 하는 패터닝수단을 지지하는 지지구조체;
기판을 잡아주는 기판테이블;
기판의 타겟부상으로 패터닝된 투영빔을 투영시키는 투영시스템; 및
패터닝된 투영빔내의 패턴을 측정하는 이미지감응장치를 포함하는 리소그래피투영장치에 있어서,
상기 이미지감응장치는,
그것의 제1면상에 적어도 하나의 방사선감응센서가 제공된 슬랩으로서, 상기 센서는 상기 슬랩의 일체형부분이고, 상기 투영빔의 방사선에 감응하는 상기 슬랩; 및
상기 투영빔의 방사선에 대하여 투명하지 않은 재료의 막으로서, 상기 슬랩의 제1면상에 있는 상기 센서위에 제공되며 투영빔의 방사선을 상기 센서로 선택적으로 통과시키도록 상기 센서위쪽에 패터닝된 세그먼트가 제공되는 상기 막을 포함하고,
적어도 2개의 이웃하는 센서가 제공되고, 상기 센서중의 하나는 상기 패터닝된 투영빔의 단면에서 패터닝되지 않은 영역의 세기를 측정하도록 배치되고, 다른 하나는 상기 패터닝된 투영빔의 상기 단면에서 이웃하는 패터닝된 영역을 측정하도록 배치되며, 상기 재료의 막 및 패터닝된 세그먼트는 양쪽 센서위쪽에 제공되고, 상기 막의 상기 패터닝된 세그먼트는 상기 세그먼트를 가로질러 적어도 실질적으로 동일한 너비의 투과형구조체를 포함하는 것을 특징으로 하는 리소그래피투영장치가 제공된다.
본 발명의 또 다른 형태에 따르면,
적어도 부분적으로 방사선감응재층으로 덮인 기판을 제공하는 단계;
방사선시스템을 사용하여, 방사선의 투영빔을 제공하는 단계;
패터닝수단을 사용하여, 투영빔의 단면에 패턴을 부여하는 단계;
방사선감응재층의 타겟부상으로 방사선의 패터닝된 빔을 투영시키는 단계; 및
그것의 제1면상에 적어도 하나의 방사선감응센서가 제공된 슬랩으로서, 상기 센서는 상기 슬랩의 일체형부분이고, 상기 투영빔의 방사선에 감응하는 상기 슬랩; 및
상기 투영빔의 방사선에 대하여 투명하지 않은 재료의 막으로서, 상기 센서위의 상기 슬랩의 제1면상에 제공되며 투영빔의 방사선을 상기 센서로 선택적으로 통과시키도록 상기 센서위쪽에 패터닝된 세그먼트가 제공되는 상기 막을 포함하는 이미지감응장치를 사용하여, 패터닝된 투영빔내의 패턴을 측정하는 단계를 포함하는 디바이스 제조방법에 있어서,
상기 슬랩에는 대략 12x10-6K-1이하의 열팽창계수를 갖는 재료로 만들어진 중간판의 슬랩-베어링 표면상의 제1표면에 대향하는 제2표면이 장착되는 것을 특징으로 하는 디바이스제조방법이 제공된다.
본 명세서에서는 IC의 제조에서의 본 발명에 따른 장치의 사용에 있어서, 특정한 적용예에 대하여 언급하였으나, 이러한 장치는 다른 여러 가능한 응용예를 가지고 있음이 명백히 이해되어야 한다. 예를 들어, 상기 장치는 집적광학시스템, 자기영역메모리용 유도 및 검출패턴, 액정표시패널, 박막자기헤드 등의 제조에도 이용될 수 있다. 당업자라면, 이러한 대안적인 적용예와 관련하여, 본 명세서에서 사용된 "레티클", "웨이퍼" 또는 "다이"와 같은 용어가 각각 "마스크", "기판" 또는 "타겟부" 등과 같은 좀 더 일반적인 용어로 대체되고 있음을 고려하여야 할 것이다.
본 명세서에서, "방사선" 및 "빔" 과 같은 용어는(예를 들어, 365nm, 248nm, 193nm, 157nm 또는 126nm 파장의)자외선(UV)방사선 및 (예를 들어, 5~20nm 범위의 파장을 갖는)극자외선(EUV)방사선과 함께 이온빔 또는 전자빔과 같은 입자빔을 포함하는 모든 형식의 전자기 방사선을 포괄하는 것으로 사용된다.
도 1은 본 발명에 특정 실시예에 따른 리소그래피투영장치를 개략적으로 도시한다. 상기 투영장치는,
방사선(예를 들어, UV 또는 EUV 방사선)의 투영빔(PB)을 공급하는 방사선시스템(Ex, IL). 특별히 이 경우에, 방사선시스템이 방사원(LA)도 포함한다;
마스크(MA)(예를 들어, 레티클)를 잡아주는 마스크 홀더가 제공되고, 아이템(PL)에 대하여 마스크를 정확히 위치시키는 제1위치설정수단에 연결된 제1대물테이블(마스크테이블)(MT);
기판(W)(예를 들어, 레지스트 코팅된 실리콘 웨이퍼)을 잡아주는 기판 홀더가 제공되고, 아이템(PL)에 대하여 기판을 정확히 위치시키는 제2위치설정수단에 연결된 제2대물테이블(기판테이블)(WT); 및
기판(W)의 타겟부(C)(1이상의 다이를 포함)에 마스크(MA)의 조사된 부분을 묘화하는 투영시스템("렌즈")(PL)(예를 들어, 반사, 굴절 또는 카타디옵트릭 렌즈설계)을 포함하여 이루어진다.
도시된 바와 같이, 상기 장치는 (반사형 마스크를 구비한) 반사형이다. 하지만, 일반적으로는, 예를 들어 (투과형 마스크를 구비한) 투과형일 수도 있다. 대안적으로, 상기 장치는 위에서 언급한 바와 같은 형태의 프로그램 가능한 거울배열과 같은 그 밖의 다른 종류의 패터닝수단을 채용할 수도 있다.
방사원(LA)(예를 들어, 엑시머 레이저, 레이저 생성 플라즈마원 또는 방전 플라즈마원)은 방사선의 빔을 생성한다. 상기 빔은 곧바로 조명시스템(일루미네이터)(IL)에 들어 가거나, 예를 들어 빔 익스펜더(Ex)와 같은 컨디셔닝 수단을 거친 다음에 조명시스템으로 들어간다. 상기 일루미네이터(IL)는 빔내의 세기분포의 외반경 및/또는 내반경 크기(통상 각각 외측-σ 및 내측-σ라 함)를 설정하는 조정수단(AM)을 포함하여 이루어진다. 또한 그것은 일반적으로 인티그레이터(IN) 및 콘덴서(CO)와 같은 그 밖의 다른 다양한 구성요소들을 포함하고 있다. 이러한 방식으로, 마스크(MA)에 도달하는 빔(PB)은 그 단면에 소정의 균일성과 세기 분포를 갖게 된다.
도 1과 관련하여, 상기 방사원(LA)은 리소그패피 투영장치의 하우징내에 놓이지만(흔히 예를 들어, 방사원(LA)이 수은 램프인 경우에서처럼), 그것이 리소그래피투영장치로부터 멀리 떨어져 있어서 그것이 만들어 낸 방사선빔이 (가령, 적절한 지향거울에 의해) 장치내부로 들어오게 할 수도 있다. 후자의 시나리오는 흔히,방사원(LA)이 엑시머레이저인 경우이다. 본 발명과 청구범위는 이들 시나리오 모두를 포함하고 있다.
이후, 상기 빔(PB)은 마스크테이블(MT)상에 잡혀있는 마스크(MA)를 가로지른다. 마스크(MA)에 의하여 선택적으로 반사된 빔(PB)은 렌즈(PL)를 통과하여 기판(W)의 타겟부(C)위에 빔(PB)을 포커스한다. 제2위치설정수단(및 간섭계측정수단(IF))에 의하여, 기판테이블(WT)은, 예를 들어 빔(PB)의 경로내에 상이한 타겟부(C)를 위치시키도록 정확하게 이동될 수 있다. 이와 유사하게, 제1위치설정수단은 예를 들어, 마스크 라이브러리로부터 마스크(MA)를 기계적으로 회수한 후에, 또는 스캔하는 동안, 빔(PB)의 경로에 대하여 마스크(MA)를 정확히 위치시키도록 사용될 수 있다. 일반적으로 대물테이블(MT, WT)의 이동은, 도 1에 명확히 도시되지는 않았지만, 긴 행정 모듈(long stroke module)(개략 위치설정) 및 짧은 행정 모듈(미세 위치설정)의 도움을 받아 실현될 것이다. 하지만, (스텝-앤드-스캔장치와는 대조적으로) 웨이퍼스테퍼의 경우에는 마스크테이블(MT)이 짧은행정 액추에이터에만 연결될 수도 있고, 고정될 수도 있다. 마스크(MA) 및 기판(W)은 마스크정렬마크(M1, M2) 및 기판정렬마크(P1, P2)를 사용하여 정렬될 수 있다.
상술한 장치는 다음의 두가지 상이한 모드로 사용될 수 있다.
1. 스텝 모드에서는, 마스크테이블(MT)은 기본적으로 정지상태로 유지되며, 전체 마스크 이미지는 한번에(즉, 단일 "섬광"으로) 타겟부(C)에 투영된다. 이후 기판테이블(WT)이 x 및/또는 y 방향으로 쉬프트되어 다른 타겟부(C)가 빔(PB)에 의하여 조사될 수 있다.
2. 스캔 모드에서는, 소정타겟부(C)가 단일 "섬광"으로 노광되지 않는 것을 제외하고는 기본적으로 동일한 시나리오가 적용된다. 그 대신에, 마스크테이블(MT)이 v의 속도로 소정방향(소위 "스캔방향", 예를 들어 y 방향)으로 이동 가능해서, 투영빔(PB)이 마스크 이미지의 모든 부분을 스캐닝하도록 되고, 이와 함께 기판테이블(WT)은 속도 V=Mv로, 동일방향 또는 그 반대 방향으로 동시에 이동하는데, 이 때 M은 렌즈(PL)의 배율(통상 M=1/4 또는 1/5)이다. 이러한 방식으로, 해상도를 떨어뜨리지 않고도 비교적 넓은 타겟부(C)가 노광될 수 있다.
이미지감응장치(이미지센서)(110)를 포함하는 센서판(100)은 기판테이블(WT)에 장착되고, 상기 이미지센서는 마스크테이블(MT)상에 제공되는 마스크상의 패턴의 에어리얼 이미지를 측정하는데 사용된다. 이러한 측정은 렌즈수차, 렌즈배율 및 렌즈의 초점평면을 판정하기 위하여 제공되지만, 또한 기판테이블 및 마스크패턴(마스크테이블)의 정렬을 하도록 한다.
도 2는 이미지센서의 단면도를 도시한다. 이미지센서는 다이오드기술을 기초로 한다. 실리콘 포토다이오드는 포톤(photon)에 응답하는 반도체디바이스이다. 포톤은 흡수되어, 입사력에 비례하는, 외부 전기회로내의 전류의 흐름을 발생시키기 위하여 전자-정공(electron-hole)의 쌍들을 생성한다. 포토다이오드는 미세한 양의 빛의 존재 또는 변화를 검출하는데 사용될 수 있고, 크기의 11차 정도의 동적 범위를 갖는 세기의 매우 정밀한 측정을 위하여 캘리브레이트될 수 있다.
도 2의 이미지센서는 소요 평탄도(울트라 플랫) 및 600㎛ 내지 1000㎛ 사이의 두께를 얻기 위하여 양면이 모두 폴리싱된 실리콘(또는 게르마늄(Ge)이나 갈륨비소(GaAs)와 같은 여타의 반도체재료)웨이퍼(101)로 만들어진다. (앞면으로 표시된)웨이퍼의 한 면에서, 1 내지 10㎛ 실리콘의 박층(102)은 리소그래피투영을 포함하는 공지된 반도체 제조과학기술 및 이온주입기술에 의하여 웨이퍼내의 소정 위치에서 다이오드(111)가 처리되는 에피택시얼 성장층(epitaxially grown layer)이다. 다이오드는 도 2에 개략적으로만 도시되어 있다. 다이오드로의 전자접촉부(120)는 웨이퍼의 다른면(뒷면으로 표시된)으로부터 처리된다. 접촉부는 뒷면의 홀들을 에칭하여 만들어지고, 앞면에 있는 다이오드의 이온주입영역(112)까지 웨이퍼를 통과하고, 에칭된 홀은 텅스텐으로 채워질 수 있어, 전기적으로 전도된다. 텅스텐기둥은 웨이퍼의 뒷면에 있는 더 큰 본드플랩(bond flap)(121)에 전기적으로 접속되고, 처리된 전자기기(electrons)에 접속된다. 또 다른 실시예에서, 에칭된 홀은 이 단계에서 개방된 상태로 남아있다. 몇단계 후에, 예를 들어, 중간기저판위에 장착되면, 그들은 완전히 또는 부분적으로(예를 들어, 벽위에서만) 전도성접착제로 채워질 수 있다.
다이오드가 처리된, 웨이퍼의 앞면은 플라즈마 에칭 방지(plasma etch stop) 및 보호층으로 작용하는 실리콘질화물(Si3N4)의 10nm 내지 20nm 두꺼운 층(103)으로 덮여진다. 이어서, 50nm 내지 100nm 두께의 금속층(104)이 실리콘질화물층의 최상부에 스퍼터링된다. 마커패턴(113)은 마커패턴을 형성하기 위하여 공지된 리소그래피 투영기술을 사용하여, 실리콘 다이오드(111)위쪽에 금속층으로 플라즈마-에칭된다. 포토다이오드 위쪽에 패터닝된 금속층은 금속층내의 패턴에 따라 EUV 방사선을통과시킨다. 또한, 100nm 정도의 추가 지르코늄(Zr)층이 다이오드의 위에, 예를 들어 실시예에 도시된 층(103)의 바로 아래에 제공될 수 있다. 이러한 지르코늄층은 깊은 자외선 및 가시광선(visible radiation)을 효과적으로 차단할 수 있고, 입사하는 EUV 방사선의 70%정도를 아래에 있는 다이오드로 통과시킨다. 따라서, 차단된 방사선은 동적 범위 및 상기 센서의 신호 대 노이즈의 비율을 감소시키지 않으면서, EUV방사선의 에어리얼 이미지의 검출을 수행한다.
센서판(100)은 마커패턴으로 덮인 몇몇 포토다이오드가 제공되는 실리콘 웨이퍼의 주요부를 포함한다. 도 3은, 이미지센서판(100)은 중간기저판(200)의 상면에 의하여 상기 센서판의 안정성을 제공하고 또한 상기 이미지센서용 처리전자수단(300)을 가지게 되는 것을 나타낸다. 기저판의 상면 및 하면 모두가 폴리싱되고, 상면은 울트라-플랫 시방으로 폴리싱된다. 이미지센서 및 기저판은 기판테이블(WT)상에 함께 장착된다. 기저판은 12x10-6K-1이하의 열팽창계수를 갖는 석영과 같은 유리 또는 Zerodure™(독일의 Mainz, Hattenbergstrasse 10, 55120소재의, Schott glass사에서 구입가능한 재료) 및 ULE™(NY 14831, 1 River Front Plaza소재의, 주식회사 Corning에서 구입가능한 재료)(유리한 특성을 산출하도록 약간의 세라믹을 첨가한 유리)유리세라믹재료와 같은 열팽창계수가 낮은 재료로 만들어지는 것이 바람직하다. 이들 재료의 센서판도 또한 고려될 수 있다.
도 3의 좌측에 도시된 바와 같이, 기저판(200)상에 이미지센서판(100)을 장착하는데 접착제가 사용될 수 있다. 이러한 목적을 위하여, 수축된 후에, 기저판에대하여 센서판을 잡아 당기는 접착제(130)를 수용하기 위하여 그루브(210)는 최상면에 제공된다. 센서판은 또한 (2개의 (매우 평탄한)표면간의 물리적인 인력인)직접접합에 의하여 기저판에 부착될 수 있고, 센서판(100)의 앞면의 더 나은 전체 평탄도를 제공할 수도 있다. 실리콘이산화물층의 물리적 특성이 석영기저판의 물리적 특성과 비슷하기 때문에, 석영기저판에 직접접합을 위하여, 직접접합에 적합한 실시예가 센서판의 뒷면에 실리콘이산화물층(예를 들어, 10nm와 1000nm 사이의 두께)을 제공한다. 직접접합을 위한 일반적인 요건은 접촉면의 양호한 청결상태 및 양호한 평탄도이다. 직접접합의 경우에, 도 3의 우측에 도시된 바와 같이, 매우 평탄한 표면이 그것의 지지를 위하여 센서판에 존재할 것이다.
이미지센서에 대한 전치증폭전자수단(pre-amplifying electronics)을 포함하는 전자회로도판(300)을 장착시키기 위하여, 공동(220)이 기저판에 제공된다. 예를 들어, 기저판은 두께가 6mm일 수 있고, 공동은 깊이가 3mm일 수 있다. 센서판과 전자회로도판간의 전기적인 접속을 하게 하도록 기저판에 홀을 뚫는다. 홀은 전체 유닛을 조립한 후에, 센서판 및 전자회로도판의 각각의 본드플랩을 접속시키는 몇가지 전도성접착제(에폭시)로 채워질 수 있다. 기저판은 전도성접착제를 사용하여 그들의 각각의 본드플랩에 연결되는 홀을 통하여 봉부재(230)(예를 들어, 금봉부재 또는 금도금강철봉부재)를 또한 제공한다. 전자회로도판(300)은 예를 들어 실리콘 겔을 사용하여, 기저판내의 공동에 다양한 방식으로 장착될 수 있다. 일반적으로, 센서판은 기저판위에 우선 장착된 다음에, 기저판내의 홀을 통하여 전기접속부를 제공하고, 전자회로도판을 장착시킨다. 전자회로도판으로부터 시스템내의 다른 곳에 여타의 처리 전자수단으로 더욱더 전기접속이 이루어진다.
기저판(200)은 예를 들어, 자석(250)에 의한 자기결합에 의하여, 기판테이블(WT)상에 몇가지 제거가능한 방식으로 장착되어, 유지보수의 목적으로 제거될 수 있다. 기판은 진공상태로 기판을 유지하기 위하여 척으로의 기판의 인력 및 기판으로의 척의 인력을 제공하는 양면 정전기 척(double-sided electrostatic chuck)을 사용하여 기판테이블상에 유지될 수 있다. 센서판(100)의 최상측면은 기판의 최상측면과 동일한 평면내에 있거나 또는 가능한한 가깝게 있는 것이 바람직하다. 다양한 형식 및 두께의 척이 이러한 목적을 위하여 채택될 수 있다. 기저판과 기판테이블 사이에 있는 스페이서판(260)은 센서판과 기저판의 조립체가 적절히 조정된 두께를 갖도록 사용될 수 있다. 이러한 스페이서는 기판테이블상의 기저판을 잡아주도록 자석(250)의 주위에 제공되는 것이 바람직하고, 또한 직접접합에 의하여 기저판에 부착될 수도 있다.
공동(220)내의 전자수단 및 기저판(200)을 통과하는 전기접속부를 외부의 전자기영향(예를 들어, EUV 플라즈마원의 작동으로 인하여 존재하는 전자기방사선)으로부터 보호하기 위하여, 기저판은 충분히 두꺼운 금속층(201)으로 전체적으로 또는 부분적으로 덮이는 것이 바람직하다. 대부분의 금속에 대하여, 1㎛ 정도의 층두께가 1㎐ 내지 1㎓체제의 라디오 주파수 전자기 방사선을 차단하는데 충분하다. 금속층은 기저판의 바깥면을 스퍼터링하여 제공될 수 있다. 높은 전기전도성, 낮은 산화 및 스퍼터링된 층의 높은 품질로 인하여, 크롬이 바람직한 금속이다. 센서판이 직접접합에 의하여 기저판에 부착되는 경우에는, 센서판이 다음 단계에서 직접접합될 수 있도록, 기저판표면의 접합부상으로 금속층이 제공되는 것을 막아야 한다. 이 때문에, 금속층(201)이 제공되는 동안 더미센서판이 기저판상에 위치된다. 실리콘질화물(Si3N4)표피층을 갖는 실리콘웨이퍼는 더미판의 제거 및 균일한 직접접합이 용이하므로, 이러한 목적으로 사용될 수 있다. 더미판은 보통의 기계적인 힘 또는 아-폴라 용액(a-polar fluid)을 사용하여 제거될 수 있다. 기저판(200)의 덮여지지 않은 부분에 센서판(100)을 부착시킨 후, 예를 들어, 센서판의 주위를 둘러싸는 전기전도성접착제에 의하여, 센서판과 금속층(201) 사이에 전기접속부가 제공된다. 층(201)은 예를 들어, 전체 조립체가 기판테이블(WT)상에 장착될 때의 접지전위에 접속된다. 이러한 판이 직접접합에 의하여 기저판에 접착될 경우에, 빈영역(clear area)에는 또한 스페이서판을 제공해야 한다.
도 4는 EUV 방사선을 검출하기 위하여 웨이퍼내에 처리된 포토다이오드의 예시의 더욱 상세한 단면도이다. p형 에피택시얼 성장실리콘층(102)은 p형 기판(실리콘웨이퍼)(101)상에 성장된다. n형 영역(105)은 p형 영역(107) 뿐만 아니라, 에피택시얼 성장층(102)내의 무결점 n형 영역(106)(defect-free n-type region)의 측면에 제공된다. 필드 산화물(108)은 n형 및 p형 영역을 덮고, 전기접속부(120)는 n형 및 p형 영역과 접촉하여 제공된다. 수 나노미터의 두께의 백금실리사이드층 또는 티타늄실리사이드층(109)은 방사선이 검출목적을 위하여 입사해야 하는 결점없는 n형 영역(106)위에 제공된다. 금속층(104)내의 패터닝된 영역(113)은 결점없는 n형 영역(106)위에 제공된다.
에어리얼 이미지감응의 목적을 위하여, 각각 최상부의 금속층내에 제공된 자체 패턴을 구비한, 센서판(100)상에 몇몇 포토다이오드가 제공된다. 도 5a는 각각의 포토다이오드위쪽에 각각 제공된 일련의 이웃하는 4개의 이미지센서마크패턴을 보여준다. 각각의 패턴은 예를 들어, 200㎛ x 200㎛의 정방형을 채우고, 상기 패턴(및 각각의 다이오드)은 예를 들어, 대략 200㎛로 떨어져 있다. 연속물은 각각 -45°마크(413), X방향 마크(411), Y방향 마크(412) 및 +45°마크(414)를 포함한다. 패턴은 소정의 피치 및 선폭을 갖고, 도면에 도시된 바와 같이 방위가 정해진 그들의 선을 갖는 격자이다. (본 명세서에서 그루브 너비 또는 선폭이라 불리는)투과형 구조체들의 너비는 30nm 내지 300nm사이의 예를 들어 100nm 정도이고, 피치는 0.3㎛ 내지 9㎛사이의 예를 들어 1㎛정도일 수 있다.
도 5b 및 도 5c는 도 5a의 일련의 센서마크패턴과 상호작용하기 위한 2개의 일련의 마스크마크패턴을 보여준다. 도 5b의 연속물은 각각 비율 마크(420), X방향 마크(421), Y방향 마크(422) 및 비율 마크(420)를 포함하는 한편, 도 5c의 연속물은 각각 -45°마크(423), 2개의 비율 마크(420) 및 +45°마크(424)를 포함한다. 다시, 마스크상에 제공된 일정한 반사영역인 비율 마크를 제외하고는, 상기와 같이 마크들이 격자이다. 그들은 예를 들어, 전반사 또는 50% 반사형일 수 있다. 일련의 마스크 마크의 각각의 제1마크는 일련의 센서마크의 제1마크상으로 묘화되고, 각각의 제2마스크 마크는 제2센서마크상으로 묘화되는 등이다. 마스크 마크의 이미지는 마스크 및 이미지센서마크의 상대적인 스캐닝이동을 하게 하기 위하여, 마스크 마크의 외측 치수는 일반적으로 그것의 대응하는 이미지센서마크보다 크거나 작도록선택된다. 그러나, 마스크마크의 이미지의 피치크기 및 선폭은 일반적으로 (렌즈 배율(축소율)을 고려하여) 각각 그것의 이미지센서마크에 대응할 것이다.
마크는 상기 마크에 걸쳐 일정한 피치 및 선폭을 갖는다. 일반적으로, 피치 및 선폭은 예를 들어, 상이한 선폭을 갖는 선(본 명세서의 문맥에서 그루브라 불리기도 하는)의 트리플을 나타내는 마크에 걸쳐 변할 수도 있다. 또한, 마크는 추가 기능을 위하여, 예를 들어, 마크를 가로질러 동일한 선폭 및 변화하는 피치를 가질수 있거나 또는 마크를 가로질러 변화하는 선폭 및 변화하는 피치 모두를 가질 수도 있다.
X 및 Y방향으로의 스캐닝 및 도 5b의 일련의 마스크 마크를 도 5a의 일련의 센서마크상으로 묘화시에는, X방향 및 Y방향 마크에 대한 에어리얼 이미지 정보를 생성하는 한편, -45°마크는 그들 각각의 포토다이오드와 함께 비율 센서로서 역할을 하도록 균일한 세기분포를 산출한다. 비율 센서에 의하여 검출된 신호들은 소스의 불안정(fluctuation)을 보정하기 위하여, 격자 및 그들 각각의 포토다이오드에 의하여 산출된 신호를 표준화시키는데 사용된다. 도 5c의 연속물은 45°방향에 대한 에어리얼 이미지 정보를 산출한다.
비율 마스크 마크(420)의 외측 치수는 (렌즈 배율(축소율)을 고려하여)격자 마스크 마크의 외측 치수와 일치하도록 나타난다. 그러나, 비율 마스크 마크 중의 하나의 치수가 그것의 각각의 이미지센서마크를 덜 채우도록 선택될 수도 있는 한편, 스캐닝하는 동안, 다른 비율 마스크 마크의 크기는 개략적인 캡처링 방법을 위하여 각각의 이미지센서마크를 과도하게 채우도록 선택될 수도 있다. 그 다음, 스캐닝이 그것의 각각의 이미지센서마크의 캡처범위이내의 작은 비율 마크 스폿의 위치를 산출하는 한편, 대응하는 신호는 과도하게 채워진 이미지센서마크의 신호를 사용하여 소스의 불안정을 보정할 수 있다.
도 6은 2개의 대안적인 일련의 이미지센서마크를 나타내며, 상부 세트는 각각 비율 마크(410), Y방향 마크(412), X방향 마크(411) 및 또 다른 비율 마크(410)을 포함하는 한편, 하부 연속물은 각각 비율 마크(410), -45°마크(413), +45°마크(414) 및 또 다른 비율 마크(410)를 포함한다. 정방형의 비율 마크(410)의 투과표면적은 X 및 Y방향 마크(411, 412)와 -45°및 +45°마크(413, 414)의 투과표면적과 동일하다. 일련의 이미지센서마크와 함께 사용될 일련의 마스크 마크는 일련의 이미지센서마크의 구성을 반영한다. 본 실시예는 X, Y, -45°,+45° 정보를 산출하기 위하여 2개의 일련의 이미지센서마크를 나타내는 한편, 앞선 실시예는 단지 하나만을 요구한다. 마크의 크기에 대한 고려는 상술된 바와 동일하다. 도 6은 또한 마크패턴의 아래에 있어 보이지 않는 포토다이오드 외부 치수를 나타낸다.
그러나, 비율 센서 및 이미지센서 양자 모두에 대하여 동일한 스펙트럼형 감도를 갖기 위하여, 이웃하는 이미지센서마크패턴의 선폭과 동일한 그루브 폭(본 명세서에서 선폭으로도 불려짐)을 갖는 포토다이오드위의 격자의 형태를 취하는 비율 마크를 가지는 이점이 있을 수 있다. 이것은 또한 동일한 편광의존성(polarization dependency)을 갖기 위하여, 동일한 방향으로 이들 격자를 갖는 것이 더욱 바람직하다. 피치들은 이미지센서와 대응하는 비율센서 사이에서 변화할 수 있다.
도 6으로 다시 돌아가보면, 이것은 기판테이블(WT)상에 존재하는 기판(W)을기판테이블(WT)에 대하여 정렬시키기 위하여 사용될 2개의 정렬마크(450)를 나타낸다. 이 때문에, 기판테이블상에(WT) 그리고 이미지센서판(100)에 모두 정렬마크가 제공된다. 정렬 모듈은 방사선의 정렬빔을 사용하여 기준에 대하여 정렬마크를 정렬시키는 한편, 간섭측정수단(IF)을 사용하여 기판테이블의 대응하는 위치를 판독하도록 한다. 이미지센서를 사용하여 기판테이블이 마스크에 대하여 정렬될 때, 마스크에 대한 기판의 위치도 알려진다. 본 실시예에서, 정렬마크는 에칭과 같은 리소그래피투영 및 제조기술을 채택하는 센서판의 전면에 제공되는 위상마크이다. 이러한 기술은 서로에 대하여 고도의 정밀성을 가지고 정렬 및 이미지센서마크의 처리를 할 수 있게 하고, 마스크내의 패턴에 대하여 기판을 정확하게 위치시킬 수 있는 고도의 이점을 갖는다.
이미지센서마크, 비율 마크, 아래에 있는 포토다이오드 및 정렬마크의 다수의 세트는 센서판상에 제공될 수도 있다. 각 세트의 마크들은 특정 목적 및/또는 측정을 위하여 설계될 수 있다. 도 7은 센서판상에 존재하는 도 6의 세트들에 해당하는 다수의 세트를 도시한다.
도 8은 기판(W)이 위치된 기판테이블(WT)의 평면도를 보여준다. 센서판(100)은 기판위치 옆의 기판테이블의 코너에 위치된다. 선택적으로, 또 다른 센서판이 또 다른 코너에 위치될 수도 있다. 다른 종류의 센서들은 다른 코너에 위치될 수 있다.
도 9a 및 도 9b는 각각 6인치 웨이퍼 및 4인치 웨이퍼로부터 절단하여 만들수 있다. 보이지 않는 영역에서, 상술된 바와 같은, 이미지센서 및 마크는 반도체제조기술을 사용하여 가공될 수 있다. 반사영역은 또한 기판테이블의 높이 및 기울기를 판정하기 위한 레벨센서(도시되지 않음)로 사용될 수도 있다.
상술된 바와 같은, 이미지센서 및 비율센서는 투영빔의 세기측정 및 묘화 공정시 기판상에 입사하는 방사선의 도스를 제어하는데 사용될 수도 있다. 그러나, 센서들은 EUV방사선하에서 분해되는 탄화수소 분자로 인한 (비정질)탄소층에 의하여 시간이 흐를수록 현저하게 오염될 것이다. 탄소는 EUV방사선의 높은 흡수를 나타낸다; 입사하는 EUV방사선의 1%가 0.5nm 두께의 탄소층에 흡수된다. 알려지지 않은 두께의 탄소층의 존재는 캘리브레이트된 EUV 도스 측정을 위한 이미지(및/또는 비율)센서의 사용을 방해한다. 가시광선 또는 적외선까지도 흡수되는 EUV방사선을 보정하고 짧은 시간간격에서 센서의 클리닝을 하지 않게 할수 있도록, 탄소층의 두께를 정확히 측정하는데 사용될 수 있다.
이는 방사선이 그루브에 수직으로 편광되는(TE 편광에 반대되는 TM편광) 경우에, 100nm정도의 너비를 갖는 그루브로 400nm 내지 1100nm 사이의 방사선이 어느 정도 침투될 수 있음을 나타낸다. 이러한 방사선은 상술된 바와 같이, 포토다이오드위쪽의 마크 구조체에 존재하고, 400nm이상의 방사선에 감응하는 포토다이오드에 의하여 검출될 것이다.
이는 400nm 내지 1100nm 범위의 방사선이 (비정질)탄소층에 의하여 쉽게 흡수되고(EUV방사선보다 훨씬 더 잘 흡수됨), 탄소층의 두께가 정확히 판정될 수 있다는 것을 보여준다. 400nm 내지 1100nm 범위의 방사선 빔의 일부는 빔 스플리터를 사용하여 쪼개질 수 있고 세기 불안정을 보정하기 위하여 기준검출기로 지향될 수있다. EUV 방사선은 이러한 기준센서상에 입사되지 않으므로, 입사하는 EUV방사선에 의한 탄화수소의 분해로 인한 기준센서상의 탄소축적(carbon build-up)이 발생하지 않는다. 따라서, 기준센서는 깨끗하게 유지될 것이다. 매우 안정된 광원의 경우에, 기준 브랜치 및 TM 편광된 방사선을 채택하지 않는 것을 고려할 수 있다.
본 발명의 특정 실시예를 기술하였지만, 본 발명은 상술된 것과 다르게 실시될 수 있다. 상기 설명은 본 발명을 제한하지 않는다.
본 발명에 따르면, 별개의 센서 및 각각의 검출구조체가 한정된 크기를 갖도록 매우 가깝게 위치될 수 있고, 1개의 잘 형성된 평면내에 다양한 검출구조체를 갖도록 전면이 매우 평탄하며, 크기가 온도 변화에 매우 민감하지 않은 이미지감응장치를 제공할 수 있다.

Claims (23)

  1. 방사선의 투영빔을 공급하는 방사선시스템;
    패터닝된 투영빔을 만들어 내도록 소정의 패턴에 따라 투영빔을 패터닝하는 역할을 하는 패터닝수단을 지지하는 지지구조체;
    기판을 잡아주는 기판테이블;
    기판의 타겟부상으로 패터닝된 투영빔을 투영시키는 투영시스템; 및
    패터닝된 투영빔내의 패턴을 측정하는 이미지감응장치를 포함하는 리소그래피투영장치에 있어서,
    상기 이미지감응장치는,
    그것의 제1면상에 적어도 하나의 방사선감응센서가 제공된 슬랩으로서, 상기 센서는 상기 슬랩의 일체형부분이고, 상기 투영빔의 방사선에 감응하는 상기 슬랩; 및
    상기 투영빔의 방사선에 대하여 투명하지 않은 재료의 막으로서, 상기 센서위의 상기 슬랩의 제1면상에 제공되며 투영빔의 방사선을 상기 센서로 선택적으로 통과시키도록 상기 센서위쪽에 패터닝된 세그먼트가 제공되는 상기 막을 포함하고,
    상기 슬랩에는 대략 12x10-6K-1이하의 열팽창계수를 갖는 재료로 만들어진 중간판의 슬랩-베어링 표면상의 제1표면에 대향하는 제2표면이 장착되는 것을 특징으로 하는 리소그래피투영장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 중간판의 상기 재료는 유리 또는 유리세라믹을 포함하는 것을 특징으로 하는 리소그래피투영장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 재료는 ULE™, Zerodur™ 또는 석영을 포함하는 것을 특징으로 하는 리소그래피투영장치.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 중간판의 슬랩-베어링 표면은 폴리싱되는 것을 특징으로 하는 리소그래피투영장치.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 슬랩의 제1표면 및 제2표면 중의 적어도 하나는 폴리싱되는 것을 특징으로 하는 리소그래피투영장치.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 슬랩은 직접접합에 의하여 상기 중간판에 부착되는 것을 특징으로 하는 리소그래피투영장치.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 방사선감응센서로의 상기 전기접속부는 상기 슬랩의 제2표면으로부터 상기 슬랩을 통하여 제공되는 것을 특징으로 하는 리소그래피투영장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 전기접촉부는 상기 제2표면으로부터 상기 슬랩을 통하여 제공된 금속으로 채워진 접촉홀을 포함하는 것을 특징으로 하는 리소그래피투영장치.
  9. 제7항 또는 제8항에 있어서,
    또 다른 전기접속부는 상기 중간판을 통하여 상기 슬랩의 제2표면으로부터 제공되는 것을 특징으로 하는 리소그래피투영장치.
  10. 제7항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 슬랩의 제2면에는 상기 전기접속부에 전기적으로 접속된 전기접촉패드가 제공되는 것을 특징으로 하는 리소그래피투영장치.
  11. 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 슬랩은 반도체제조기술을 사용하여 상기 센서가 만들어지는 반도체재료의 웨이퍼를 포함하는 것을 특징으로 하는 리소그래피투영장치.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 반도체재료는 실리콘을 포함하는 것을 특징으로 하는 리소그래피투영장치.
  13. 제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 센서는 방사선감응다이오드인 것을 특징으로 하는 리소그래피투영장치.
  14. 제1항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 슬랩은 복수의 방사선감응센서를 포함하는 것을 특징으로 하는 리소그래피투영장치.
  15. 제1항 내지 제14항 중 어느 한 항에 있어서,
    슬랩의 상기 제1면은 기준에 대하여 상기 기판테이블을 정렬시키는 적어도 하나의 정렬마크를 더욱 포함하는 것을 특징으로 하는 리소그래피투영장치.
  16. 방사선의 투영빔을 공급하는 방사선시스템;
    패터닝된 투영빔을 만들어 내도록 소정의 패턴에 따라 투영빔을 패터닝하는 역할을 하는 패터닝수단을 지지하는 지지구조체;
    기판을 잡아주는 기판테이블;
    기판의 타겟부상으로 패터닝된 빔을 투영시키는 투영시스템; 및
    패터닝된 투영빔내의 패턴을 측정하는 이미지감응장치를 포함하는 리소그래피투영장치에 있어서,
    상기 이미지감응장치는,
    그것의 제1면상에 적어도 하나의 방사선감응센서가 제공된 슬랩으로서, 상기 센서는 상기 슬랩의 일체형부분이고, 상기 투영빔의 방사선에 감응하는 상기 슬랩; 및
    상기 투영빔의 방사선에 대하여 투명하지 않은 재료의 막으로서, 상기 센서위의 상기 슬랩의 제1면상에 제공되며 투영빔의 방사선을 상기 센서로 선택적으로 통과시키도록 상기 센서위쪽에 패터닝된 세그먼트가 제공되는 상기 막을 포함하고,
    적어도 2개의 이웃하는 센서가 제공되고, 상기 센서중의 하나는 상기 패터닝된 투영빔의 단면에서 패터닝되지 않은 영역의 세기를 측정하도록 배치되고, 다른 하나는 상기 패터닝된 투영빔의 상기 단면에서 이웃하는 패터닝된 영역을 측정하도록 배치되며, 상기 재료의 막 및 패터닝된 세그먼트는 양쪽 센서 모두의 위쪽에 제공되고, 상기 막의 상기 패터닝된 세그먼트는 상기 세그먼트에 걸쳐 적어도 실질적으로 동일한 너비의 투과형 구조체를 포함하는 것을 특징으로 하는 리소그래피장치.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 세그먼트의 상기 투과형 구조체는 적어도 실질적으로 동일하게 방위를잡는 것을 특징으로 하는 리소그래피투영장치.
  18. 제16항 또는 제17항에 있어서,
    상기 세그먼트의 통합된 투과표면은 실질적으로 동일한 정도의 크기인 것을 특징으로 하는 리소그래피투영장치.
  19. 제16항 내지 제18항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 세그먼트 중의 적어도 하나는 각 세트가 별도의 피치를 갖는 그루브의 세트로 이루어지는 것을 특징으로 하는 리소그래피투영장치.
  20. 제16항 내지 제19항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 세그먼트의 투과형 구조체들의 너비는 30nm 내지 300nm의 범위내에 있는 것을 특징으로 하는 리소그래피투영장치.
  21. 제1항 내지 제20항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 방사선의 투영빔은 5nm 내지 20nm의 파장을 갖는 극자외선 방사선을 포함하는 것을 특징으로 하는 리소그래피투영장치.
  22. 적어도 부분적으로 방사선감응재층으로 덮인 기판을 제공하는 단계;
    방사선시스템을 사용하여 방사선의 투영빔을 제공하는 단계;
    패터닝수단을 사용하여 투영빔의 단면에 패턴을 부여하는 단계;
    방사선감응재층의 타겟부상으로 방사선의 패터닝된 빔을 투영시키는 단계; 및
    그것의 제1면상에 적어도 하나의 방사선감응센서가 제공된 슬랩으로서, 상기 센서는 상기 슬랩의 일체형부분이고, 상기 투영빔의 방사선에 감응하는 상기 슬랩과;
    상기 투영빔의 방사선에 대하여 투명하지 않은 재료의 막으로서, 상기 센서위의 상기 슬랩의 제1면상에 제공되며 투영빔의 방사선을 상기 센서로 선택적으로 통과시키도록 상기 센서위쪽에 패터닝된 세그먼트가 제공되는 상기 막을 포함하는 이미지감응장치를 사용하여, 패터닝된 투영빔내의 패턴을 측정하는 단계를 포함하는 디바이스 제조방법에 있어서,
    상기 슬랩에는 대략 12x10-6K-1이하의 열팽창계수를 갖는 재료로 만들어진 중간판의 슬랩-베어링 표면상의 제1표면에 대향하는 제2표면이 장착되는 것을 특징으로 하는 디바이스제조방법.
  23. 제22항의 방법에 따라 제조된 디바이스.
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