KR20040048355A - 리소그래피장치 및 디바이스제조방법 - Google Patents

Abstract

리소그래피장치에서, 기판에서의 투영빔의 세기분포의 각도종속성이 제어된다. 빔분할기는 퓨필평면 주변의 빔내에 고정적으로 위치된다. 빔분할기는 퓨필평면에서 빔의 공간 세기분포에 관한 정보를 측정하는 데 사용되는 보조빔으로 분할시킨다. 바람직하게, 보조빔의 측정된 위치종속성은 일루미네이터에 대하여 고유한 경계조건을 이용하여 디콘볼루션되어, 퓨필평면과 검출요소 사이의 오프셋을 보상한다. 측정된 위치종속성은 퓨필평면내의 위치종속성을 조작하는 광학요소의 파라미터들을 제어하는 데 사용된다. 이러한 광학요소의 일례는 빔의 일부 방향을 제어가능하게 조향시키는 요소들의 매트릭스이다. 따라서, 연속적인 피드백루프가 실현될 수 있다.

Description

리소그래피장치 및 디바이스제조방법{Lithographic Apparatus and Device Manufacturing Method}

본 발명은,

방사선의 투영빔을 제공하는 방사선시스템을 포함하되, 상기 방사선시스템은 퓨필평면에서의 빔의 위치종속성 세기분포를 형성하며;

- 패터닝수단을 지지하는 지지구조체를 포함하되, 상기 조명시스템은 상기 퓨필평면에서의 상기 위치종속성 세기분포에 종속되는 상기 패터닝수단에서의 상기 빔의 각도종속성 세기분포를 형성하고;

- 기판을 잡아주는 기판테이블; 및

- 상기 기판의 타겟부상에 패터닝된 빔을 투영하는 투영시스템을 포함하는리소그래피장치에 관한 것이다.

여기서 사용되는 "패터닝수단(patterning means)" 이라는 용어는 기판의 타겟부에 생성되어야 할 패턴에 대응하는 패터닝된 단면을 입사하는 방사선빔에 부여하도록 사용될 수 있는 수단을 의미하는 것으로 폭넓게 해석되어야 하며, 본 명세서에서는 "광 밸브(light valve)"라는 용어로도 사용될 수 있다. 일반적으로, 상기 패턴은 집적회로 또는 기타 디바이스와 같이 타겟부에 생성될 디바이스내의 특정기능층에 해당할 것이다(이하 참조). 그러한 패터닝수단의 예로는 다음과 같은 것들이 포함된다.

- 마스크. 마스크의 개념은 리소그래피 분야에서 잘 알려져 있으며, 바이너리(binary)형, 교번 위상시프트(alternating phase-shift)형 및 감쇠 위상시프트형 마스크와 다양한 하이브리드 마스크형식도 포함된다. 방사선빔내에 이러한 마스크가 놓이면, 마스크상의 패턴에 따라 마스크에 입사되는 방사선의 선택적인 투과(투과마스크의 경우) 또는 반사(반사마스크의 경우)가 이루어진다. 마스크의 경우, 상기 지지구조체는 일반적으로 마스크테이블이 될 것이며, 이것은 입사되는 투영빔 내의 소정위치에 마스크가 잡혀 있을 수 있게 하며, 필요한 경우에는 마스크가 상기 빔에 대하여 이동될 수 있다.

- 프로그램가능한 거울배열. 이러한 장치의 예로는, 점탄성제어 층(viscoelastic control layer)과 반사면을 구비한 매트릭스-어드레서블 표면이 있다. 이러한 장치의 기본원리는, (예를 들어) 반사면의 어드레스된 영역(addressed area)에서는 입사광을 회절광으로 반사하는 한편, 어드레스되지 않은 영역에서는 입사광을 비회절광으로 반사하는 것이다. 적절한 필터를 사용하면, 반사된 빔 중에서 상기 비회절광을 필터링하여 회절광만 남게 할 수 있다. 이러한 방식으로 빔은 매트릭스-어드레서블 표면의 어드레싱 패턴에 따라 패터닝된다. 프로그램가능한 거울배열의 대안적인 실시예는 적절히 국부화된 전기장을 가하거나 압전작동수단(piezoelectric actuation mean)을 채용하여 축을 중심으로 각각의 거울이 개별적으로 기울어질 수 있는 작은 거울들의 매트릭스 배치를 채용하는 것이다. 마찬가지로, 상기 거울은 매트릭스-어드레서블이며, 어드레스된 거울은 입사되는 방사선빔을 어드레스되지 않은 거울과는 다른 방향으로 반사한다. 이러한 방식으로, 상기 반사된 빔은 상기 매트릭스-어드레서블 거울의 어드레싱 패턴에 따라 패터닝된다. 이때 요구되는 매트릭스 어스레싱은 적절한 전자수단을 사용하여 수행될 수 있다. 상기에 서술된 두 가지 상황 모두에서, 패터닝수단은 1이상의 프로그래밍가능한 거울배열을 포함할 수 있다. 이러한 거울배열에 관한 더 많은 정보는, 예를 들어 미국특허 US 5,296,891호, US 5,523,193호 및 PCT 특허출원 WO 98/38597호, WO 98/33096호로부터 얻을 수 있으며, 본 명세서에서 인용참조되고 있다. 프로그래밍가능한 거울배열의 경우, 상기 지지구조체는 예를 들어, 필요에 따라 고정되거나 움직일 수 있는 프레임 또는 테이블로써 구현될 수 있다.

- 프로그래밍가능한 액정표시(LCD) 패널. 이러한 구조의 일례는 본 명세서에서 참조자료로 채용되고 있는 미국특허 US 5,229,872호에 개시되어 있다. 상기와 마찬가지로, 이 경우의 상기 지지구조체는 예를 들어, 필요에 따라 고정되거나 움직일 수 있는 프레임 또는 테이블로써 구현될 수 있다.

설명을 간단히 하기 위하여, 본 명세서의 나머지 부분 중 어느 곳에서는 그 자체가 마스크 및 마스크테이블을 포함하는 예시적인 용어로서 지칭될 수도 있다. 하지만, 그러한 예시에서 논의된 일반적인 원리는 상술한 바와 같은 패터닝수단의 광의의 개념으로 이해되어야 한다.

예를 들어, 리소그래피 투영장치는 집적회로(IC)의 제조에 사용될 수 있다. 이러한 경우, 상기 패터닝수단은 IC의 개별층에 해당하는 회로패턴을 생성할 수 있으며, 상기 패턴은 한 층의 방사선감응재(레지스트)로 코팅된 기판(실리콘웨이퍼)상의 타겟부(예를 들면, 1이상의 다이로 구성되는)에 묘화될 수 있다. 일반적으로 한장의 웨이퍼에는 인접하여 있는 여러 개의 타겟부로 구성된 전체적인 네트워크를 포함하며, 이들 타겟부는 투영시스템을 통하여 한번에 하나씩 연속적으로 조사된다. 현재 통용되는 장치에서, 마스크테이블상의 마스크에 의한 패터닝을 채택하는 데에는, 두 가지 서로 다른 형식의 기계로 구분될 수 있다. 한 가지 형태의 리소그래피 투영장치에서는 타겟부상에 전체 마스크패턴을 한번에 노광함으로써 각 타겟부가 조사되는데, 이러한 장치를 통상 웨이퍼 스테퍼(wafer stepper)라고 한다. 통상, 스텝-앤드-스캔 장치(step-and-scan apparatus)라고 불리워지는 대체장치에서는 투영빔하에서 소정의 기준방향("스캐닝" 방향)으로 마스크 패턴을 점진적으로 스캐닝하는 한편, 이 방향과 같은 방향 또는 반대방향으로 기판을 동기화시켜 스캐닝함으로써 각 타겟부가 조사된다. 일반적으로 투영시스템은 배율인자 Ｍ(일반적으로 <1)을 가지므로 기판테이블이 스캐닝되는 속도 V는 마스크테이블이 스캐닝되는 속도의 인자 Ｍ배가 된다. 여기에 서술된 리소그래피장치와 관련된 보다 많은정보는 예를 들어, US 6,046,792호로부터 얻을 수 있으며, 본 명세서에서도 인용참조되고 있다.

리소그래피 투영장치를 사용하는 제조공정에서, (예를 들어, 마스크의) 패턴은 방사선감응재(레지스트)의 층이 최소한의 부분에라도 도포된 기판상에 묘화된다. 이 묘화단계(imaging step)에 앞서, 기판은 전처리(priming), 레지스트도포 및 소프트 베이크와 같은 여러가지 과정을 거칠 수 있다. 노광 후에는, 노광후 베이크(PEB), 현상, 하드 베이크 및 묘화된 피처(imaged feature)의 측정/검사와 같은 또 다른 과정을 거치게 된다. 이러한 일련의 과정은, 예를 들어 IC 디바이스의 개별층을 패터닝하는 기초로서 사용된다. 그런 다음 이렇게 패터닝된 층은 에칭, 이온주입(도핑), 금속화, 산화, 화학-기계적 폴리싱 등과 같은, 모두가 개별층을 마무르도록 하는 여러 공정을 거친다. 여러 개의 층이 요구된다면, 새로운 층마다 전체공정 또는 그것의 변형된 공정이 반복되어져야만 할 것이다. 그 결과로, 기판(웨이퍼)상에는 디바이스의 배열이 존재하게 될 것이다. 이들 디바이스는 다이싱 또는 소잉 등의 기술에 의하여 서로 분리되고, 이들 각각의 디바이스는 캐리어에 장착되고 핀 등에 접속될 수 있다. 이와 같은 공정에 관한 추가 정보는, 예를 들어, 본 명세서에서 참조자료로 채용되고 있는 "Microchip Fabrication: A Practical Guide to Semiconductor Processing" (3판, Peter van Zant 저, McGraw Hill출판사, 1997년, ISBN 0-07-067250-4)으로부터 얻을 수 있다.

설명을 간단히 하기 위하여, 상기 투영시스템은 이후에 "렌즈"라고 언급될 것이다. 하지만 이 용어는 예를 들어, 굴절광학, 반사광학 및 카타디옵트릭(catadioptric) 시스템을 포함한 다양한 형태의 투영시스템을 내포하는 것으로서 폭넓게 해석되어야 한다. 또한, 상기 방사선시스템은 방사선 투영빔의 지향, 성형 또는 제어하기 위한 임의의 설계방식에 따라 동작하는 구성요소를 포함할 수 있고, 이후의 설명에서는 이러한 구성요소들을 집합적으로 또는 개별적으로 "렌즈"라고 언급할 것이다. 더 나아가, 상기 리소그래피장치는 2이상의 기판테이블(및/또는 2 이상의 마스크테이블)을 구비하는 형태가 될 수도 있다. 이러한 "다수 스테이지" 장치에서는 추가 테이블이 병행으로 사용될 수 있으며, 1이상의 테이블이 노광에서 사용되고 있는 동안 1이상의 다른 테이블에서는 준비작업 단계가 수행될 수 있다. 예를 들어 US 5,969,441호 및 WO 98/40791호에는 듀얼스테이지 리소그래피장치가 개시되어 있으며, 본 명세서에서도 인용 참조되고 있다.

본 명세서에서는 IC의 제조에 있어서의 본 발명에 따른 장치의 사용례에 대하여 언급하였으나, 이러한 장치가 다른 여러 가능한 응용례를 가지고 있음이 명백히 이해되어야 할 것이다. 예를 들어, 상기 장치는 집적 광학시스템, 자기영역메모리용 유도 및 검출패턴, 액정표시패널, 박막자기헤드 등의 제조에도 이용될 수 있다. 당업자라면, 이러한 대안적인 적용례와 관련하여, 본 명세서에서 사용된 "레티클", "웨이퍼" 또는, "다이"와 같은 용어가 각각 "마스크", "기판" 및 "타겟부" 등과 같은 좀 더 일반적인 용어로 대체되고 있음을 이해할 수 있다.

본 명세서에서, "방사선" 및 "빔"이란 용어는 (예를 들어, 파장이 365, 248, 193, 157 또는 126㎚ 인) 자외선 및 EUV(극자외선, 예를 들어 파장이 5 내지 20㎚ 범위인)를 포함한 모든 형태의 전자기방사선 뿐만 아니라 이온빔이나 전자빔과 같은 입자빔까지도 포괄하여 사용된다.

방사선시스템은 빔에 걸친 위치의 함수로서, 그리고 빔내의 광선의 입사각도의 함수로서 원하는 세기분포의 실현을 보장하여야 한다. 세기분포는 마스크(레티클) 레벨에서 또는 기판(웨이퍼) 레벨에서 정의될 수 있다. 마스크생성 패턴들을 제외한, 원하는 위치종속성은 일반적으로 기판상의 위치의 함수로서 일정 세기로 균일해야 하며, 원하는 각도종속성은 소정 각도에서 최대가 되어야 한다. 원하는 각도종속성은 마스크상의 패턴 성질에 따라 달라질 수 있다. 그러므로, 마스크의 조명 특성을 변화시켜, 적절하고 원하는 각도종속성이 실현될 수 있어야 한다. 매우 복잡한 조명시스템은 원하는 세기분포의 실현을 보장하여야 한다.

본 명세서에서 인용참조되고 있는 유럽특허출원 1304850.9호(대응하는 US 출원 제 10/157,033호는 본 출원으로서 동일한 양수인에게 양수되고 발명자는 동일함)는 조명시스템의 예시를 설명한다. 어떤 조명시스템은 레이저소스를 가지며, 그 다음에는 회절광학요소(DOE), 액시콘(axicon) 및 줌렌즈와 같은 광학요소가 후속된다. DOE, 액시콘 및 줌렌즈를 따라, 빔이 광학 인티그레이터 로드(integrator rod)를 통과한다. 상기 빔은 위치의 함수로서 각도종속성의 대부분을 보존시키면서 세기분포를 고르게 스미어한다(smear out). 이것은 로드의 출구쪽에서, 로드의 완전한 단면에 걸친 공간세기분포가 거의 완벽히 균일하다는 것을 의미한다.

DOE, 액시콘 및 줌렌즈는 기판에서 투영빔의 각도종속성 세기분포를 형상화하는 데 사용된다(본 명세서의 "각도"는 빔의 주요방향에 대한 각도 및 그 주요방향을 중심으로 회전되는 각도를 칭할 수 있다). 적어도 DOE에 대한 대안례로서,개별적으로, 전자적으로 방위가능한 마이크로-거울 또는 마이크로-렌즈의 매트릭스가 제안되었다. 빔을 여러방향으로 반사시키는 거울들의 부분들(fractions)을 제어함으로써, 각도종속성 세기분포의 매우 세밀한 제어가 가능해진다. 또한, DOE에 의한 액시콘의 기능을 실행시키도록 제안되었다.

이러한 고도로 복잡한 조명시스템은 각도의 함수로서 원하는 균일성 및 세기분포를 기판에서 보장하도록 정확히 구성되어야 한다. 조명시스템내의 작은 일탈(deviation)은 세기분포에 영향을 줄 수 있다. 또한, 오염과 같은 특이한(erratic) 인자들이 중요할 수 있다.

일반적으로, 위치와 각도의 함수로서 원하는 세기분포가 실현되는 것을 보장하기 위해서, 정확한 세기분포는, 기판을 노광하기 이전에, 특정 마스크를 조명하는 데 필요한 구성요소들의 선택과 이들 구성요소의 파라미터의 조정에 관련된 셋업과정에 의하여 보장된다. 상기 파라미터는, 예를 들어 거울들의 매트릭스내의 거울들의 방위 및/또는 액시콘의 요소들 사이의 거리에 관련된다.

기판에서의 세기분포의 위치종속성을 측정할 수 있다는 것을 입증하였다. 이를 위해, 기판 주변에, 또는 마스크 주변에 검출기가 포함될 수 있으며, 그 주변에는 이러한 검출기를 위한 충분한 공간이 있다.

각도세기분포의 측정은 그다지 수월하지는 않다. 원칙적으로, 각도분포는 퓨필평면내에서 또는 그 주변에서, 즉 광학시스템의 내부에서 위치종속성 세기검출로 직접 측정될 수 있다. 대안적으로, 핀홀을 마스크레벨에 위치시키는 한편, 마스크레벨에서 각도세기분포에 대응하는 디포커스된 공간세기분포의 형태로 핀홀의디포커스된 이미지를 기판에서 측정할 수 있다. 하지만, 두 가지 시나리오에서, 수직 묘화 프로세스가 방해를 받는다. 퓨필평면과 마스크의 평면 사이의 관계는 퓨필평면에서의 위치의 함수로서의 세기분포가 마스크에서의 각도의 함수로서의 세기분포를 결정한다는 것이다. 그와 반대로, 퓨필평면에서의 각도의 함수로서의 세기분포는 마스크에서의 위치함수로서의 세기분포를 결정한다(리소그래피장치에서 내부반사로드를 통하여 투영빔을 통과시킴으로써 후자의 관계가 변경될 지라도). 퓨필평면이 광학구조체로부터 유효초점거리에 있도록 퓨필평면과 마스크 사이에서 광학구조체에 유효초점거리가 포함되기 때문에, 이 관계가 생긴다.

현재에는, 퓨필평면에서 위치종속성 세기의 측정은 검출기를 퓨필평면안에 놓는 것과 관련이 있을 수 있기 때문에, 장치의 정상작동의 방해를 수반한다. 정상작동을 위한 셋업에서, 조명시스템의 다수의 구성요소들은 일반적으로 퓨필평면의 부근에 있는 공간에 밀집되어 있는 데, 그 이유는 예를 들어, 상기 구성요소들이 퓨필평면에서 조명패턴을 제어하는 데 필요하기 때문이다. 명확하게, 퓨필평면에서의 위치종속성 세기의 측정이 대안적으로 물체 또는 이미지평면에서 검출기를 사용하여 실행되는 경우 또한, 장치의 정상작동이 방해를 받는다.

검출기로 측정된 퓨필평면에서의 세기분포를 점검하고 퓨필평면내의 세기분포에 영향을 주는 광학구성요소들의 파라미터를 조정한 후, 상기 장치는 빔이 기판에 도달할 수 있도록 정상작동 순서로 복귀된다. 퓨필평면내의 세기분포 영향을 주는 광학구성요소들은 셋업으로서 뒤이어 제거되어 요구되는 각도종속성을 보유한다.

이 과정은 마스크의 변경 후에 장치가 사용되기 이전의 시간을 증가시키는 단점이 있다. 더욱이, 방사선빔의 각도종속성 세기분포에 걸친 동적 제어(dynamic control)를 배제시킨다.

본 발명의 목적은 리소그래피장치의 작업성을 방해하지 않고 퓨필평면내의 세기분포에 관한 정보를 획득할 수 있게 하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 세기분포에 관한 측정된 정보에 종속하여 퓨필평면내의 원하는 세기분포를 제어하기 위해서 조명시스템의 구성을 언제라도 조정할 수 있게 하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 퓨필평면내의 세기분포에 구조적으로 영향을 주는 퓨필평면에 근접한 구성요소들에 의하여 사용되는 공간을 차지하지 않고 퓨필평면내의 세기분포에 관한 정보를 획득할 수 있게 하는 것이다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 리소그래피투영장치를 도시하는 도면;

도 2는 광경로내의 일 실시예를 개략적으로 도시하는 도면;

도 2a는 광경로의 세부사항을 개략적으로 도시하는 도면;

도 3은 광경로의 또 다른 실시예를 개략적으로 도시하는 도면이다.

본 발명에 따르면, 상기 목적들 및 그 밖의 목적들은 서두문에 서술된 바 있는 리소그래피장치에서 달성되며, 청구항 제1항부에서 특징으로 하는 것을 특징으로 한다. 퓨필평면내의 세기분포에 관한 정보를 획득하기 위해서 리소그래피장치의 투영빔의 안팎으로 이동되어야 하는 검출기 대신에, 투영빔으로부터 보조빔으로 분할시키는 빔분할기를 구비한 고정(permanent)장치가 사용된다. 퓨필평면내의 투영빔의 세기분포에 관한 정보는 보조빔에서의 측정들로부터 획득된다.

보조빔에 걸쳐 세기분포로부터 획득되는 정보는 퓨필평면내의 제기분포의 위치종속성을 조작하는 데 사용되는 광학구성요소들을 조정하는 데 사용될 수 있다. 따라서, 예를 들어, 소정 방향으로 투영빔을 반사시키는 매트릭스내의 거울들의 부분은 측정되는 분포가 요구되는 분포에 보다 더 근접하게 접근하도록 수정될 수 있다. 액시콘은 퓨필평면내의 광의 링(ring of light)의 직경을 변경하도록 조정될 수 있거나, 줌렌즈의 줌인자는 보조빔의 세기분포의 측정들로부터의 정보에 모두 종속하여 조정될 수 있다.

이를 위해, 검출기로부터 피드백루프가 사용되는 것이 바람직하다. 빔내에 빔분할기가 고정적으로 있기 때문에, 따라서 각도종속성에 걸친 제어가 언제나 가능하다. 이는 기판의 노광 중에 각도종속성에 걸친 동적 제어를 사용할 수 있게 한다. 또한, 원하는 세기분포의 신속한 변경 및 검증이 실현될 수 있다.

리소그래피장치에서 현재 사용되는 마스크에 대하여 원하는 조명패턴의 적어도 일부분을 형성하는 1이상의 설정값이 제공되고, 광학구성요소들의 파라미터가 측정된 값을 설정된 값쪽으로 변경시키도록 제어되는 것이 바람직하다.

기판에서의 빔의 세기분포의 각도종속성에 걸친 제어는 기판에서의 빔의 위치종속성 세기분포에 걸친 제어와 조합될 수 있다. 후자의 분포를 측정하기 위해서, 제2세기검출기가 기판 또는 마스크레벨에 사용되는 것이 바람직하다. 따라서, 2개이상의 피드백루프는 빔의 세기분포를 제어하고, 검출기를 구비한 그 각각의 루프는 빔에 대하여 상이한 위치에 위치된다.

세기분포를 조작하는 광학요소에 대하여 가능한 한 많은 공간을 남겨두기 위해서, 보조빔의 검출요소의 위치가 바로 는 퓨필평면내에 있지 아니한 것이 바람직하다. 그 결과로, 일반적으로는 보조빔에 걸쳐 측정된 세기분포와 퓨필평면내의 원하는 분포 사이의 불일치(discrepancy)가 있다. 이 불일치를 보상하기 위해서 보조빔에 걸쳐 측정된 세기분포에 디콘볼루션 연산자(deconvolution operation)가 적용되는 것이 바람직하다. 이 디콘볼루션 연산자에 사용되는 경계조건들(boundary conditions)은, 예를 들어 인티그레이터 로드의 출구측과 형상, 또는 예를 들어 빔경로내의 광학요소들을 나중에 통과하는 로드의 출구측에 위치된 포인트소스의 특정 광선 트레이싱(tracing)과 같은 조명시스템의 묘화성능을 포함한다. 디콘볼루션 연산자는 측정값들로부터 획득된 정보를 처리하는 적절히 프로그램된 컴퓨터를 이용하여 실행되는 것이 바람직하다.

검출기는 거울표면의 뒷쪽에 부착된 검출기로 투영빔의 일부를 반사시키는 부분적으로 투명한 거울 표면을 이용하여 실현될 수 있다. 검출기는, 필요하다면, CCD로 검출가능한 신호를 발생시키기 위한 형광층(fluorescent layer) 다음에 CCD 센서 매트릭스를 포함할 수 있다. 실질적으로 거울 바로 뒤의 검출기, 또는 적어도 형광층을 배치시킴으로써, 퓨필평면에서의 세기분포와 검출기에서의 세기분포 사이의 불일치가 최소화된다. 측정 평면과 퓨필의 이미지평면은 45도의 상대적인 각도하에서 방위가 잡혀질 수 있다는 것을 유의해야 한다. 그러므로, 퓨필평면내의 세기분포를 계산하기 위해서는, 사용시에 특정 일루미네이터의 사전설정된 광변환특성을 사용하는 여분의 계산단계를 필요로 한다. 이들 변환특성은, 본질적으로 알려진 바와 같이 본 명세서에서 고려되는 광선추적방법을 이용하여 수치적으로 결정될 수 있다.

공지된 리소그래피장치의 조명시스템에서, 퓨필평면 다음에는 마스크 이전의 빔 경로내에 커플링렌즈, 광균질화로드(light homogenizing rod) 및 콘덴서렌즈가 후속될 수 있다. 상기 로드는 마스크에 관한 위치 함수로서 세기를 더욱 고르게 분포시키는 한편, 대부분의 각도종속성을 유지한다. 상기 로드 뒤의 콘덴서렌즈에서, 빔이 마스크에 도달하기 전에 제2퓨필평면이 생긴다. 특정 실시예에서, 빔분할기는 콘덴서렌즈의 실질적으로 바로 뒤에 있는 투영빔의 경로내에 위치된다. 이 위치는, 세기분포에 걸친 제어가 감소되는 방식으로 조명시스템을 혼란시키지 않고, 사용가능한 검출정보를 확보한다는 것을 알게 되었다.

또 다른 실시예에서, 빔분할기는 각도종속성을 형상화하는 광학구조체(예를 들어, 거울들의 매트릭스, DOE, 액시콘 및/또는 줌렌즈를 포함)와 로드 사이에 상술된 퓨필평면의 앞에 위치된다. 이 위치는 투영빔의 퓨필평면과 동등한 보조빔내의 평면에 검출기를 위치시킬 수 있게 한다. 따라서, 검출된 세기분포와 실제 세기분포사이의 불일치가 덜 생겨야 한다.

또한, 본 발명은,

- 적어도 부분적으로는 방사선감응재층으로 도포된 기판을 제공하는 단계;

- 방사선시스템을 사용하여 방사선의 투영빔을 제공하는 단계를 포함하되, 상기 방사선 시스템은 퓨필평면내의 상기 투영빔의 세기분포의 위치종속성을 정의하는 조명시스템을 포함하고, 상기 위치종속성은 상기 기판에서 상기 투영빔의 상기 세기분포의 각도종속성을 결정하며;

- 패터닝수단을 사용하여 상기 퓨필평면으로부터의 상기 투영빔의 단면에 패턴을 부여하는 단계; 및

- 상기 방사선감응재층의 타겟부상에 방사선의 패터닝된 빔을 투영하는 단계를 포함하는 디바이스제조방법으로서,

- 상기 투영빔으로부터 보조빔으로 분할시키는 단계;

- 상기 보조빔에 걸쳐 세기분포를 측정하는 단계; 및

- 상기 보조빔에 걸쳐 측정되는 상기 세기분포에 종속하여 퓨필평면에서의 세기분포를 제어하는 단계를 특징으로 한다.

대응하는 참조부호가 대응하는 부분을 나타내는 첨부한 개략적인 도면을 참조하여, 단시 예시의 방식으로 본 발명의 실시예들을 설명한다.

제1실시예

도 1은 본 발명의 특정한 실시예에 따른 리소그래피 투영장치를 개략적으로 도시한다. 상기 장치는,

- 방사선(예를 들어, 자외선)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 마련된 제1대물테이블(마스크테이블)(MT);

- 기판(W)(예를 들어, 레지스트 코팅된 실리콘 웨이퍼)을 잡아주는 기판 홀더가 마련된 제2대물테이블(기판테이블)(WT); 및

- 기판(W)의 타겟부(C)(1이상의 다이를 포함)에 마스크(MA)의 조사된 부분을 묘화하는 투영시스템("렌즈")(PL)(예를 들어, 굴절, 반사 또는 카다디옵트릭 렌즈)을 포함하여 이루어진다.

도시된 바와 같이, 상기 장치는 (투과마스크를 구비한) 투과형이다. 하지만, 일반적으로는, 예를 들어 (반사마스크를 구비한) 반사형일 수도 있다. 대안적으로, 상기 장치는 위에서 언급한 바와 같은 형태의 프로그램가능한 거울배열과 같은 그 밖의 다른 종류의 패터닝수단을 채용할 수도 있다.

방사원(LA)(예를 들어, 엑시머레이저)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 각도세기분포를 조정하는 조정수단(AM)을 포함하여 이루어진다. 일반적으로, 방사선시스템의 퓨필평면내의 세기분포의 적어도 외측반경 및/또는 내측반경 크기(통상 각각 외측-σ 및 내측-σ라고 함)가 조정될 수 있다. 또한, 일루미네이터(IL)는 일반적으로 인티그레이터(IN) 및 콘덴서(CO)와 같은 그 밖의 다른 다양한 구성요소들을 포함할 것이다. 이러한 방식으로, 마스크(MA)에 입사하는 빔(PB)은 그 단면에 소정의 균일성과 세기분포를 갖게 된다. 도 1과 관련하여, 상기 방사원(LA)은 리소그패피투영장치의 하우징내에 놓이지만(예를 들어, 흔히 방사원(LA)이 수은 램프인 경우에서처럼), 그것이 리소그래피 투영장치로부터 멀리 떨어져 있어서 그것이 만들어 낸 방사선빔이 (가령, 적절한 지향거울에 의해) 장치 내부로 들어오게 할 수도 있다. 후자의 시나리오는 방사원(LA)이 엑시머레이저인 때에 흔한 경우이다. 본 발명과 청구범위는 이들 시나리오를 모두 포괄하고 있다.

이후, 상기 빔(PB)은 마스크테이블(MT)상에 잡혀있는 마스크(MA)를 통과한다. 마스크(MA)를 지난 빔(PB)은 렌즈(PL)를 통과하여 기판(W)의 타겟부(C)위에 빔(PB)의 초점을 맞춘다. 제2위치설정수단(PW)(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, 제1위치설정수단(PM)은 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 행정모듈(long stroke module)(개략 위치설정) 및 짧은 행정모듈(미세 위치설정)의 도움을 받아 실현될 것이다. 하지만, (스텝-앤드-스캔장치와는 대조적으로) 웨이퍼스테퍼의 경우에는 마스크테이블(MT)이 단지 짧은행정액츄에어터에만 연결될 수 있고 고정될 수도 있다. 마스크(MA) 및 기판(W)은 마스크정렬마크(M1, M2) 및 기판정렬마크(P1, P2)를 각각 사용하여 정렬될 수 있다.

상술한 장치는 다음의 두가지 상이한 모드로 사용될 수 있다.

1. 스텝모드에서는, 마스크테이블(MT)은 기본적으로 정지상태로 유지되며, 전체 마스크이미지는 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, 소정 타겟부(C)가 단일 "섬광"으로 노광되지 않는 것을 제외하고는 기본적으로 동일한 시나리오가 적용된다. 그 대신에, 마스크테이블(MT)이v의 속도로 소정방향(소위 "스캔방향", 예를 들어 y 방향)으로 이동가능해서,투영빔(PB)이 마스크 이미지의 모든 부분을 스캐닝하도록 되고, 이와 함께 기판테이블(WT)은 속도 V=Mv로, 동일방향 또는 그 반대방향으로 동시에 이동하는 데, 이 때 M은 렌즈(PL)의 배율(통상 M=1/4 또는 1/5)이다. 이러한 방식으로, 해상도를 떨어뜨리지 않고 비교적 넓은 타겟부(C)가 노광될 수 있다.

도 2는 조명시스템을 포함하는 리소그래피장치의 광경로의 일 실시예의 보다 상세한 개략도를 도시한다. 빔(PB)은 점선으로 표시된다. 빔(PB)은 방사선소스(LA)로부터 각도종속성 형상화유닛(12), 로드(16), 제1콘덴서렌즈(180), 제2콘덴서렌즈(186), 위치종속성 제어유닛(24), 마스크(MA), 기판(W)상의 투영렌즈(PL)를 거쳐 통과한다. 위치종속성 세기검출기(22)는 (마스크(MA)에서 필드평면 비균일성을 보정하는)위치종속성 제어유닛(24)에 결합된 출력부를 구비하여 기판(W)의 주변에 포함되어 있다. 지금까지, 그리고 후속되는 "렌즈"라는 용어는 단지 광학적으로 형상화된 유리의 단일 조각을 말하는 것이 아니라, 단일 요소 또는 요소들의 조합으로 구성된 굴절광학기, 반사광학기 및 카타디옵트릭시스템을 포함하는 다양한 종류의 광학 활성시스템을 보다 일반적으로 포함하는 일반적인 용어로 이해되어야 한다.

빔(PB)의 경로내에서, 빔분할기(181)는 거울의 앞면(182)이 빔(PB)의 대부분을 반사시키고 보조빔으로서 빔의 일부를 거울의 뒷면으로 지나게 하는 거울의 형태로 삽입되며, 그 위에 형광시트(183)의 형태로 검출요소가 제공된다. CCD 카메라의 형태로 위치종속성 센서(184)가 형광시트(183)에 향해 있다. 센서(184)는 각도종속성 형상화유닛(12)에 결합된 출력부를 가지는 제어유닛(11)의 입력부에 결합된다. 예시의 방식으로, 각도종속성 형상화유닛(12)은 제1형상화요소(120), 줌렌즈(124) 및 액시콘(122)을 포함하여 도시되어 있다. 제1형상화요소(120)는, 예를 들어 마이크로 거울의 어레이를 포함하며, 그 각각은 제어가능한 방향으로 빔의 일부를 반사시킨다. 각도종속성 형상화유닛(12)은 초기 퓨필평면(14)에서의 제어된 위치종속성으로 세기분포를 생성한다. 커플링렌즈(126)는 퓨필평면(14)으로부터 로드(16)로 빔을 결합시킨다.

작동시에, 초기 퓨필평면(14) 앞에 있는 광학요소들은 퓨필평면내의 세기분포의 위치종속성을 조작하는 역할을 한다. 퓨필평면 뒤에 있는 광학요소(126, 180, 186)들은 마스크(MA)에서, 그리고 투영렌즈(PL)를 거쳐 기판(W)에서, 위치종속성을 빔(PB)의 세기의 입사종속성의 각도로 변환시킨다. 퓨필평면(14)에서의 세기분포의 각도종속성으로 인하여, 마스크(MA)에서의 빔(PB)의 세기분포의 위치종속성은 마스크(MA)에서 실질적으로 균일한 위치종속성이 생성되도록 로드(16)에 의하여 분포된 후에만 생긴다.

제1콘덴서렌즈(180)에서, 초기 퓨필평면(14)의 이미지(사실상, 로드(16)내의 반사들의 결과로서, 퓨필평면(14)의 복수의 오버랩핑 이미지들)가 생긴다. 이 제2퓨필평면으로부터 나타난 방사선은 반투명 거울(181)을 지나며, 상기 거울을 통하여 방사선의 일부(예를 들어, 1%)가 거울(181)의 뒷면에서 형광층(183)으로 전해진다. 형광층(183)에 닿는 방사선은 위치종속성 광패턴을 생성한다. 센서(184)는 이 패턴의 2차원 위치종속성을 측정한다. 센서(184)는 이 패턴에 관하여 측정된 정보를 제어유닛(11)으로 보낸다.

제어유닛(11)은 초기 퓨필평면(14)내의 세기분포의 위치종속성을 조작하는 1이상의 광학요소(120, 122, 124)들의 파라미터를 제어하기 위한 정보를 사용하므로, 빔(PB)을 패터닝하는 데 사용되는 특정 마스크(MA)를 위해 선택된 사전설정된 패턴에 위치종속성이 들어맞도록 되게 한다.

일례에서, 제1형상화요소(120)는 그 각각이 개별적으로 제어가능한 방위를 갖는 거울들의 매트릭스를 포함한다. 상기 방위는 빔의 일부의 반사방향에 형향을 준다. 따라서, 제1형상화요소(120)는 방사선의 초기 각도분포를 제공한다. 이 매트릭스와 초기 퓨필평면(14) 사이의 줌렌즈(124)와 같은 광학요소들은 방사선의 각도를 순차적으로 증가시키거나 감소시킬 수 있다.

이 예시에서, 콘트롤러(11)는 거울들의 방위를 제어하기 위한 측정된 위치종속성을 사용한다. 처리에 앞서, 콘트롤러(11)는 공간평균이 서로 같도록 측정된 세기패턴과 요구되는 패턴을 서로에 대하여 정규화할 수 있다. 콘트롤러(11)는 측정된 세기가 사전설정된 패턴을 초과하는 퓨필평면내의 영역을 결정한다. 그런 후, 콘트롤러(11)는 빔(PB)으로부터 그들 영역안으로 방사선을 반사시키는 거울수에 있어서의 필요한 감소를 연산하여, 이들 영역에 걸친 세기가 사전설정된 패턴에 따른 세기로 감소될 것이다. 이어서, 콘트롤러(11)는 대응하는 거울수만큼 이전에 반사된 방사선을 이들 영역안으로 재지향시키기 위하여 제어신호들을 제1형상화요소(120)로 보낸다. 반대로, 콘트롤러(11)는 패터닝된 빔을 그들 영역으로 지향시키기 위한 증가된 거울수를 제어함으로써, 사전설정된 패턴이 측정된 세기를 초과하는 영역을 취급할 수 있다.

더욱 일반적으로, 콘트롤러(11)는 거울들의 매트릭스용 재지향각도들의 일부 매트릭스를 검색함으로써 재지향을 연산하여, 사전설정된 패턴과 재지향 값들의 매트릭스의 예상된 효과 사이의 거리 기준(criterion)을 최소화할 수 있다.

다른 예시들에서, 콘트롤러(11)는 측정된 세기에 종속하여 줌렌즈(124)의 줌인자 및/또는 액시콘(122)의 요소들 사이의 거리를 제어할 수 있다. 줌인자는, 예를 들어, 측정된 세기의 가중평균에 종속하여 제어될 수 있으며, 줌배율의 중심으로부터의 거리의 함수로서 증가하는 가중치로 가중된 퓨필평면내의 상이한 위치들에 걸쳐 평균화될 수 있다. 가중된 평균이 기준값 이상 또는 이하인지의 여부레 따라, 줌인자가 감소되거나 증가될 수 있다. 퓨필평면내의 조명패턴에서 요구되는 링의 에지주변에서 양에서 음으로 변하는 가중치를 갖는 유사한 평균은 액시콘(122)을 제어하는 데 사용될 수 있다.

거울들의 매트릭스 대신에, 굴절 또는 회절요소들(예를 들어, 마이크로 렌즈 또는 홀로그래피 요소들)의 매트릭스가 사용될 수 있다. 대안적으로, 초기 퓨필평면(14) 주변에서 위치종속성 제어의 몇몇 형식, 예를 들어 프로그램가능한 투과도(degrees of transmissivity)를 갖는 제어가능한 요소들의 매트릭스의 형식이 도입될 수 있다.

도 2의 실시예에서, 검출요소(형광층(183))는 렌즈(180, 186)를 포함하는 컴파운드 렌즈(compound lense)내의 초기 퓨필평면(14)의 이미지평면에 근접하다(여기서, 물론 로드(16)내의 반사가 초기 퓨필평면(14)의 거울이미지의 수를 추가하는 영향을 갖는다 할 지라도, 초기 퓨필평면(14)과 이미지평면 사이의 광학적 거리 및그 사이의 다양한 광학요소들이 묘화 관계에 대응한다는 점에서 "이미지평면"이라는 용어가 사용된다). 이 방식으로, 빔(PB)의 경로내에서 로드(16) 다음에 검출요소를 배치함으로써, 마스크(MA)에서의 세기분포의 각도종속성에 대한 로드(16)의 여하한의 영향이 콘트롤러(11)에 의하여 보정될 수 있는 장점을 가진다. 퓨필평면의 이미지가 일반적으로 컴파운드 렌즈(180, 186)를 구성하는 렌즈들의 시스템내에 생기기 때문에, 초기 퓨필평면(14)의 이미지내에 검출요소를 고정적으로 정확히 위치시키는 것은 일반적으로 불가능하다.

그 결과, 퓨필평면내의 이미지의 위치종속성 세기분포와 검출된 세기분포 사이에는 소정의 불일치가 생긴다. 각도종속성 형상화유닛(12)의 1이상의 광학요소들(120, 122, 124)의 파라미터를 제어하기 위해서 세기분포를 사용하기 이전에, 콘트롤러(11)가 이들 불일치를 보정하는 것이 바람직하다. 보정은 검출요소(183)와 퓨필평면의 이미지 사이의 변위의 광학적 영향의 디콘볼루션에 관련된다. 조명시스템에 대한 고유한 이미지특성은 이 디콘볼루션 연산자의 경계조건으로서 사용된다. 경계조건은, 예를 들어 로드(16)의 출구의 크기와 형상, 및 예를 들어, 퓨필평면의 이미지 및 측정 평면을 향하여 방사하는 로드의 출구측에 위치된 포인트소스의 광선추적모델로부터 발견된 것들을 포함할 수 있다. 경계조건을 사용하는 디콘볼루션을 계산하는 수치적 방법은 기본적으로 공지되어 있다. 콘트롤러(11)는 각도종속성 형상화유닛(12)내의 광학요소들의 파라미터를 제어하는 데 사용되는 퓨필평면의 이미지평면내의 세기분포의 추정을 획득하기 위한 이러한 여하한의 방법을 사용할 수 있다.

디콘볼루션의 정확성을 증가시키기 위해서, 이미지를 형성하기 이전에 로드(16)를 거쳐 빔(PB)이 통과되었기 때문에, 제2퓨필평면에서의 세기분포는 2개의 직교방향으로 실질적으로 거울 대칭인 사실을 사용할 수 있다. 또한, 로드의 출구측에서의 상이한 지점들로부터 나오는 빔의 각도세기분포들은 같다. 또 다른 실시예에서, 또한 콘트롤러(11)는 마스크(MA) 또는 기판(W)에서의 위치의 함수로서 세기분포에 관한 정보를 수용할 수도 있다. 즉, 이 실시예에서, 콘트롤러는 디콘볼루션 연산자 또는 경계 조건들을 보정하기 위한 상기 정보를 사용한다.

도 2a는 도 2의 광경로의 수정된 형태의 상세도를 도시한다. 이 수정된 형태에서, 1이상의 추가 광학요소들(280)은 검출요소(282)에 의하여 이어지는 거울(181) 뒤에 포함된다. 이 실시예에서, 검출요소는 거울(181)의 바로 뒷면에 포함되지 않는다. 추가 광학요소 또는 요소들(280)은 (예를 들어, 퓨필의 또 다른 이미지를 생성함으로써) 퓨필평면과 검출요소 사이의 변위의 영향에 대하여 선택적으로 보정하도록 사용될 수 있거나, 적어도 이 영향이 보다 쉽게 구현되도록 보정을 행하는 데 사용될 수 있다.

또 다른 형태(도시되지 않음)에서, 검출기는 1이상의 투명한 핀홀을 가진 불투명한 시트를 더 포함한다. 단일 핀홀의 경우, 상기 시트는 보조빔 방향에 대하여 가로방향의 평면으로 이동할 수 있는 것이 바람직하다. 다수의 핀홀을 포함하는 시트의 경우, 상기 시트는 정지해 있는 것이 바람직하다. 핀홀시트는 검출요소(282)에 의하여 바로 후속되는(예를 들어, 1mm의 거리로) 거울(181)의 뒷면에 포함될 수 있다. 작동시에, 센서는 빔방향으로 지나는 위치의 함수로서 핀홀뒤의 소정 거리에서 세기를 검출함으로써, 핀홀을 통과하는 광의 세기의 각도종속성을 측정한다. 따라서, 검출기는 핀홀의 위치와 핀홀을 통과하는 방사선의 광선의 각도 둘 모두의 함수로서 세기를 측정한다.

콘트롤러(11)는 센서(184)로부터 데이터를 처리하고 제어신호들을 각도종속성 형상화유닛(12)으로 보내는 적절하게 프로그램된 컴퓨터로서 이행될 수 있다. 선택적으로, 디콘볼루션과 같은 처리의 일부가 디지털 신호 프로세서(도시되지 않음)에 의하여 실행될 수 있다. 콘트롤러(11)는, 빔(PB)에 삽입된 마스크(MA)에 관한, 더욱 상세하게는 그 특정마스크에 원하는 마스크(MA)에서의 세기분포의 각도종속성의 형태에 관한 정보를 수용하도록, 예를 들어 지역정보통신망(LAN)을 거쳐 입력을 가지는 것이 바람직하다. 새로운 원하는 각도종속성은 마스크가 변경될 때마다 선택될 수 있다.

상기 실시예에 따른 콘트롤러(11)는 소정 시간동안 각도종속성 형상화유닛(12)을 제어하는 데 능동적일 수 있다. 제1실시예에서, 콘트롤러(11)는 마스크(MA)가 변경된 후에, 하지만 여하한의 관련된 기판(W)이 노광되기 이전에만, 센서로(184)로부터 데이터에 종속적인 각도종속성 형상화유닛(12)을 제어한다. 각도종속성 형상화유닛(12)의 파라미터들의 적절한 세팅을 캡처한 후에, 이 세팅은 1이상의 기판(W)의 순차적인 노광 동안에 고정된다. 또한, 제2실시예에서, 콘트롤러는 기판(W)의 노광 중에 수용된 데이터에 따라 각도종속성 형상화유닛(12)을 계속 제어한다. 따라서, 각도종속성의 동적(dynamic) 실시간 제어가 실현되며, 이는 노광 중의 외란을 보상하는 데 사용될 수 있다.

제3실시예에서, 콘트롤러(11)는 기판의 노광 중에, 또는 순차적으로 상이한 각도종속성 세기분포를 갖는 방사선으로 기판을 노광하기 위해서 동일한 기판의 노광의 플래시 사이에서 각도종속성을 변경할 수 있다. 따라서, 예를 들어, 상이한 각도로부터 입사한 방사선 사이의 간섭영향들을 없애고, 이들 각도를 연속하여 조명함으로써, 보다 정확하게 제어가능한 조명이 실행된다. 퓨필형상의 고정적인 (실시간) 검출로 인하여, 이러한 제어가 정확하고 빠르게 실현될 수 있다.

도 3은 리소그래피장치의 상이한 실시예의 광경로를 개략적으로 도시한다. 여기서, 검출요소(30) 및 센서(184)는 빔(PB)의 경로내의 초기 퓨필평면(14) 앞에 있는 반투명 거울(32) 뒤에 배치된다. 검출요소(30)(예를 들어, 형광시트)가 거울(32)로부터 소정 거리에 배치되어, 거울(32)에서 초기 퓨필평면까지의 광학적 거리가 거울에서 검출요소까지의 거리와 실질적으로 같은 것이 바람직하다. 따라서, 디콘볼루션이 요구되지 않는다. 하지만, 검출요소(30)는 또한 거울(32)의 뒤에 제공될 수도 있다. 이 경우, 요구되는 정확성과 초기 퓨필평면에 대한 거리에 종속적인 디콘볼루션이 요구될 수 있다. 유사하게, 거울(32)로부터 원하는 거리에서 보다 정확한 퓨필이미지를 실현하도록 거울(32) 뒤에 광학요소들(도시되지 않음)이 포함될 수 있다.

본 실시예의 센서(184)는 검출요소(30)의 크기를 CCD 감응 표면적의 크기로 축소시키는 렌즈를 구비한 종래의 CCD 카메라인 것이 바람직하다. 하지만, 충분한 크기의 센서 어레이가 빔 직경에 걸쳐 퍼지게 할 수 있는 경우, 센서 어레이는 검출요소(30)의 바로 뒤에 포함될 수 있다. 센서(184)가 빔(PB)의 파장에서 방사선에 민감한 경우, 별도의 검출요소(30)마저 생략될 수 있다.

이상, 본 발명의 특정 실시예에 대하여 서술하였지만, 본 발명은 서술된 바와 다르게 실시될 수도 있다. 상기 서술내용은 본 발명을 제한하려는 것이 아니다. 예를 들어, 주요빔을 반사시키고 보조빔을 투과시키는 거울의 사용이 도시되었을 지라도, 대안적으로 주요빔을 투과시키고 보조빔을 반사시키는 거울이 사용될 수 있음을 이해하여야 한다. 이 경우, 검출요소가 거울에 바로 포함되는 것이 아니라, 주요빔을 가리지 않도록 그것으로부터 소정 거리에서 포함될 수 있음은 물론이다.

본 발명에 따르면, 리소그래피장치의 작동성을 방해하지 않고 퓨필평면내의 세기분포에 관한 정보를 획득하여, 퓨필평면내의 원하는 세기분포를 제어하도록 조명시스템의 구성을 조정할 수 있는 리소그래피장치가 제공된다.

Claims (18)

1. 방사선의 투영빔을 제공하는 방사선시스템을 포함하되, 상기 방사선시스템은 퓨필평면에서의 빔의 위치종속성 세기분포를 형성하며;

   - 패터닝수단을 지지하는 지지구조체를 포함하되, 조명시스템이 상기 퓨필평면에서의 상기 위치종속성 세기분포에 종속되는 상기 패터닝수단에서의 상기 빔의 각도종속성 세기분포를 정의하고;

   - 기판을 잡아주는 기판테이블; 및

   - 상기 기판의 타겟부상에 패터닝된 빔을 투영하는 투영시스템을 포함하는 리소그래피장치에 있어서,

   - 보조빔으로 분할시키고, 상기 투영빔의 경로내에 고정적으로 있는 빔분할기; 및

   상기 보조빔의 경로내에 상기 퓨필평면에 대응하는 위치종속성 세기분포에 관한 정보를 검출하는 검출요소를 구비한 검출기를 포함하는 것을 특징으로 하는 리소그래피장치.
2. 제1항에 있어서,

   광학요소를 포함하고, 제어가능한 파라미터와 상기 검출기에 결합된 입력부 및 상기 광학요소에 결합된 출력부를 갖는 콘트롤러로 상기 검출된 정보에 종속하여 상기 파라미터를 제어하는 것을 특징으로 하는 리소그래피장치.
3. 제2항에 있어서,

   상기 콘트롤러는 상기 퓨필평면에서의 상기 세기분포의 원하는 위치종속성을 수용하는 인터페이스를 가지며, 상기 콘트롤러는 상기 원하는 위치종속성을 근사화하기 위해 상기 파라미터를 조절하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 리소그래피장치.
4. 제2항 또는 제3항에 있어서,

   상기 광학요소는 요소들의 매트릭스를 포함하고, 상기 요소들 각각은 각각 개별적으로 제어가능한 방향으로 상기 투영빔을 재지향시키며, 상기 콘트롤러는 상기 퓨필평면내의 영역으로 상기 영역에 걸쳐 원하는 세기와 측정된 세기 사이의 불일치에 종속하여 상기 빔을 재지향시키는 요소들의 일부를 적응시키도록(adapt) 구성되는 것을 특징으로 하는 리소그래피장치.
5. 제2항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 콘트롤러는 기판의 노광 중에 적어도 상기 측정된 위치종속성에 종속하여 상기 파라미터를 제어하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 리소그래피장치.
6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 빔분할기는 상기 투영빔의 상기 경로내에서 상기 퓨필평면으로부터 오프셋으로 위치되며, 상기 검출요소는 상기 보조빔을 가로질러 세기분포를 검출하도록 구성되고, 상기 장치는 상기 퓨필평면과 상기 검출요소 사이의 서브-경로(sub-path)를 따른 방사선의 전파로 인한 상기 퓨필평면과 상기 검출요소에서의 상기 세기분포들 사이의 불일치를 디콘볼루션하는 디콘볼루션유닛을 포함하는 것을 특징으로 하는 리소그래피장치.
7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 빔분할기는 상기 투영빔의 일부를 반사시키는 거울표면을 포함하고, 상기 거울표면은 상기 보조빔으로서 상기 투영빔의 또 다른 일부를 투과시키며, 상기 검출요소는 상기 거울표면의 실질적으로 뒷면에서 상기 보조빔을 인터셉트(intercept) 것을 특징으로 하는 리소그래피장치.
8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 빔분할기는 상기 투영빔의 일부를 반사시키는 거울표면을 포함하고, 상기 거울표면은 상기 보조빔으로서 상기 투영빔의 또 다른 일부를 투과시키며, 상기 검출요소는 상기 거울표면 뒤에서 상기 보조빔을 인터셉트하고, 보정광학수단 또는 광학요소들이 상기 거울표면과 상기 검출요소 사이에 포함되는 것을 특징으로 하는 리소그래피장치.
9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,

   초기 퓨필평면을 포함하고, 상기 빔의 상기 세기분포의 위치종속성을 스미어(smear out)하는 반사측벽을 구비한 광안내로드를 포함하되, 상기 로드는 상기 초기 퓨필평면과 상기 초기의 퓨필평면의 제1이미지평면 사이의 상기 투영빔의 상기 경로내에 포함되고, 및 상기 퓨필평면의 상기 제1이미지평면상으로 상기 초기 퓨필평면을 묘화시키는 1이상의 광학요소를 포함하되, 상기 빔분할기는 상기 빔의 일부내에서 상기 로드 뒤에 위치되는 것을 특징으로 하는 리소그래피장치.
10. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서,

    상기 빔분할기는 상기 초기 퓨필평면에 앞서서 상기 빔의 상기 경로내에 위치되는 것을 특징으로 하는 리소그래피장치.
11. - 적어도 부분적으로는 방사선감응재층으로 도포된 기판을 제공하는 단계;

    - 방사선시스템을 사용하여 방사선의 투영빔을 제공하는 단계를 포함하되, 상기 방사선 시스템은 퓨필평면내의 상기 투영빔의 세기분포의 위치종속성을 정의하는 조명시스템을 포함하고, 상기 위치종속성은 상기 기판에서 상기 투영빔의 상기 세기분포의 각도종속성을 결정하며;

    - 패터닝수단을 사용하여 상기 투영빔의 단면에 패턴을 부여하는 단계; 및

    - 상기 방사선감응재층의 타겟부상에 상기 방사선의 패터닝된 빔을 투영하는 단계를 포함하는 디바이스제조방법에 있어서,

    - 상기 투영빔으로부터 보조빔으로 분할시키는 단계;

    - 상기 보조빔을 가로질러 세기분포를 측정하는 단계; 및

    - 상기 보조빔을 가로질러 측정되는 상기 세기분포에 종속하여 상기 퓨필평면에서의 세기분포를 제어하는 단계를 특징으로 하는 디바이스제조방법.
12. 제11항에 있어서,

    상기 퓨필평면에서의 상기 세기분포의 원하는 위치정확성이 수용되고, 상기 빔의 상기 세기분포의 상기 위치종속성을 상기 원하는 위치종속성에 근사시키도록 하기 위해, 상기 조명시스템의 파라미터가 상기 측정된 위치종속성의 제어하의 피드백루프에 사용되는 것을 특징으로 하는 디바이스제조방법.
13. 제12항에 있어서,

    상기 조명시스템은 요소들의 매트릭스를 포함하고, 상기 요소들 각각은 각자 개별적으로 제어가능한 방향으로 상기 투영빔을 재지향시키며, 상기 방법은 상기 퓨필평면내의 영역으로 상기 영역에 걸쳐 원하는 세기와 측정된 세기 사이의 불일치에 종속하여 상기 빔을 재지향시키는 상기 요소들의 일부를 적응시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 디바이스제조방법.
14. 제11항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서,

    콘트롤러가 상기 방사선감응재층의 노광 중에 상기 측정된 위치종속성에 종속하여 파라미터를 제어하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 디바이스제조방법.
15. 제11항 내지 제14항 중 어느 한 항에 있어서,

    상기 보조빔은 상기 투영빔의 상기 경로내에서 상기 퓨필평면으로부터 오프셋으로 위치되며, 상기 측정하는 단계는 상기 보조빔을 가로지르는 소정 표면에서의 상기 세기분포를 측정하는 단계를 포함하고, 상기 퓨필평면과 상기 검출요소 사이의 서브-경로를 따른 방사선의 전파로 인한 상기 퓨필평면과 상기 표면에서의 상기 세기분포들의 불일치를 디콘볼루션하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 디바이스제조방법.
16. 제11항 내지 제15항 중 어느 한 항에 있어서,

    상기 분할하는 단계는, 상기 투영빔의 일부가 반사되고, 또 다른 일부가 상기 보조빔을 형성하여 투과되는 부분적으로 투명한 거울을 사용하여 실행되며, 이는 상기 세기분포의 검출을 위해 상기 거울표면의 실질적으로 뒷면에서 인터셉트되는 것을 특징으로 하는 디바이스제조방법.
17. 제11항 내지 제16항 중 어느 한 항에 있어서,

    상기 투영빔의 상기 세기분포를 균일화하는 단계를 포함하며, 상기 보조빔은 상기 균일화단계 후에 분할되는 것을 특징으로 하는 디바이스제조방법.
18. 제11항 내지 제17항 중 어느 한 항에 있어서,

    상기 퓨필평면에서의 상기 위치종속성을 조절함과 병행하여 상기 기판에서의 상기 투영빔의 세기분포의 위치종속성을 조절하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 디바이스제조방법.