KR20040054559A

KR20040054559A - 리소그래피투영마스크, 리소그래피투영마스크를 이용한디바이스제조방법 및 그 제조된 디바이스

Info

Publication number: KR20040054559A
Application number: KR1020030092892A
Authority: KR
Inventors: 베스트카이스프랭크; 콘솔리니죠셉제이.; 프리츠알렉산더
Original assignee: 에이에스엠엘 네델란즈 비.브이.
Priority date: 2002-12-19
Filing date: 2003-12-18
Publication date: 2004-06-25
Also published as: KR100549781B1; DE60322331D1; US20040156027A1; TWI264619B; TW200424812A; JP4058405B2; US7019814B2; JP2004200701A; CN1508632A; SG123589A1; CN100335974C

Abstract

본 발명은 디바이스패턴상에 놓여져 있는 기준마크를 이용하는 기판상에 스텝모드를 사용하여 현상된 패턴들의 상대 위치들을 결정하는 방법에 관한 것이다. 또한, 본 발명에서 사용되는 기준마크를 포함하는 리소그래피투영장치의 마스크가 개시된다.

Description

리소그래피투영마스크, 리소그래피투영마스크를 이용한 디바이스제조방법 및 그 제조된 디바이스{A Lithographic Projection Mask, a Device Manufacturing Method Using a Lithographic Projection Mask and a Device Manufactured Thereby}

본 발명은, 적어도 부분적으로는 방사선감응재층으로 상기 기판을 도포하는 단계; 방사선시스템을 사용하여 방사선의 투영빔을 제공하는 단계; 디바이스패턴을 포함하는 1이상의 패터닝수단을 제공하는 단계; 상기 1이상의 패터닝수단을 사용하여 투영빔에 상기 디바이스패턴을 부여하는 단계; 상기 방사선감응재층의 복수의 타겟부상에 상기 방사선의 패터닝된 빔을 투영하는 단계를 포함하는 디바이스제조방법에 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 LCD 배열. 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.

일반적으로, 리소그래피장치내의 방사선빔은 웨이퍼의 작은 부분들을 한번에 노광시키기에 충분한 크기일 뿐이다. 이를 극복하여 웨이퍼의 전체가 노광될 수 있도록 2가지 방법이 사용된다. 첫번째는 기판의 큰 부분이 노광될 수 있도록 마스크 및 기판이 동시에 이동되는 소위 스캔모드이다. 두번째는 전체 마스크 이미지가 기판의 타겟부상에 한번에 투영된 다음, 상이한 부분이 방사선빔에 노출될 수 있도록 시프트되는 스텝모드이다. 기판테이블상에 노광된 부분들은 부분적으로 오버랩될 수 있거나, 맞대어질 수 있다. 오버랩되는 경우와 맞대어지는 경우(abutting case) 모두에서, 가능한 한 기판상의 공간의 사용을 최대화하여 스루풋을 최대화할 수 있도록 양호하게 정렬된 부분을 가지는 것이 매우 바람직하다. 제조되는 어떤 디바이스들은 수 개의 타겟부들을 커버하는 데, 디바이스의 올바른기능을 보장하기 위해서는 이들 타겟부의 정렬이 중요하다. 이 경우, 동일한 또는 상이한 마스크들이 인접한 타겟부들에 사용될 수 있다.

박스-인-박스(box-in-box) 또는 유사한 메트롤로지(metrology)는 2개의 공심 박스(concentric boxes) 또는 유사한 피처(5㎛ 내지 100㎛ 사이의 크기)의 특정한 상대 위치에 의존하여 정합오차(registration errors)를 판정한다. 이는 상이한 공정 단계들 중에 프린트된 상기 피처들의 상대 위치를 측정함으로써 행해진다. 유사하게, 이 방법은, 필요한 피처들이 측정에 요구되는 올바른 상대 위치를 가지도록 다이들 또는 필드들을 오버랩함으로써, 인접한 다이들 또는 필드들의 상대 위치/정합 오차들을 측정하는 데 사용될 수 있다.

이 방법의 단점은, 필드들이 오버랩되어야 하고 중요한 영역이 메트롤로지에 사용되고 있는 영역과 상이하기 때문에, 실제 필드 버팅(butting) 또는 스티칭(stitching)이 정량화될 수 없다는 것이다. 다시 말해, 메트롤로지 피처들이 배치되는 영역은 디바이스가 실제로 스티치되지 않은 오버랩영역이다.

본 발명의 목적은 상기의 단점들을 극복하고 기판상에 현상되는 복수의 패턴들의 상대 위치를 판정하는 개선된 방법을 제공하는 것이다.

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

도 2는 본 발명의 마스크에 따른 리소그래피디바이스패턴을 도시하는 도면;

도 3은 기판표면상에 복수의 현상된 패턴들을 도시하는 도면;

도 4는 기판의 표면상에 인접한 패턴들의 오정렬의 측정을 예시하는 도면;

도 5는 본 발명에 따른 기준마크를 예시하는 도면이다.

본 발명에 따르면, 상기 목적 및 또 다른 목적들은 서두문에 서술된 바와 같은 방법으로 달성되며, 상기 디바이스패턴은 패턴내에 1이상의 기준마크를 가지고, 2개의 타겟부들의 상기 1이상의 기준마크의 정렬을 측정함으로써 상기 복수의 타겟부 중 2개의 타겟부의 상대 위치를 판정하는 단계를 특징으로 한다.

따라서, 상기 방법은 맞대어진 디바이스패턴의 정렬을 측정하는 데 사용될 수 있다. 그 결과, 위치오차의 정확성이 보다 정확하게 평가될 수 있다. 또한, 본 발명은 오버랩핑 디바이스패턴들과 함께 사용될 수 있다.

이 시스템은, 리소그래피투영장치내의 여타의 구성요소들의 정렬을 측정하기 위해서 정렬시스템을 이미 일반적으로 포함하는 기존의 리소그래피투영장치에서 상기 판정하는 단계가 수행될 수 있다는 장점을 가진다. 따라서, 정렬의 정도 및 필요한 보정은 리소그래피투영장치에서 직접 측정될 수 있고, 그 결과들이 피드백될 수 있어 측정된 오정렬을 고려하여 다음 웨이퍼가 상이하게 스텝핑되고 또한 보정이 행해지는 효율성이 증가된다. 제조될 디바이스가 수개의 타겟부들에 걸쳐 연장되는 경우, 상기 방법은 디바이스가 올바르게 기능하는 것을 보장하는 품질제어단계로서 작용한다. 오정렬이 검출되면, 레지스트가 제거되고, 올바른 정렬이 달성될 때까지 공정이 다시 수행될 수 있다.

본 발명의 또 다른 실시형태에 따르면, 방사선의 빔에 패턴을 부여하는 리소그래피투영마스크가 제공되며, 상기 마스크는 디바이스패턴을 포함하고, 상기 디바이스패턴은 그 안에 1이상의 기준마크를 가지는 것을 특징으로 한다.

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 수있다. 당업자라면, 이러한 대안적인 적용례와 관련하여, 본 명세서에서 사용되는 "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 자외선(예를 들어, 파장이 365, 248, 193, 157 또는 126㎚ 인) 및 EUV(극자외선, 예를 들어 파장이 5 내지 20㎚ 범위인)를 포함한 모든 형태의 전자기방사선 뿐만 아니라 이온빔이나 전자빔과 같은 입자빔까지도 포괄하여 사용된다.

첨부된 도면을 참조하여, 예시의 방식으로만 본 발명의 실시예를 서술한다.

제1실시예

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

ㆍ방사선(예를 들어, UV, DUV 또는 EUV 방사선)의 투영빔(PB)을 공급하는 방사선시스템(Ex, IL)(특별히 이 경우에 방사선시스템이 방사선소스(LA)도 포함한다);

ㆍ마스크(MA)(예를 들어, 레티클)를 잡아주는 마스크 홀더가 마련된, 아이템 PL에 대하여 마스크를 정확히 위치시키는 제1위치설정수단에 연결된 제1대물테이블(마스크테이블)(MT);

ㆍ기판(W)(예를 들어, 레지스트 코팅된 실리콘 웨이퍼)을 잡아주는 기판 홀더가 마련된, 아이템 PL에 대하여 기판을 정확히 위치시키는 제2위치설정수단에 연결된 제2대물테이블(기판테이블)(WT); 및

ㆍ기판(W)의 타겟부(C)(1이상의 다이를 포함)에 마스크(MA)의 조사된 디바이스패턴(DP)을 묘화하는 투영시스템("렌즈")(PL)(예를 들면, 굴절형)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 프로그램 가능한 거울 배열과 같은 그 밖의 다른 종류의 패터닝수단을 채용할 수도 있다.

방사선소스(LA)(예를 들어, Hg 램프)는 방사선의 빔을 생성한다. 상기 빔은 곧바로 조명시스템(일루미네이터)(IL)에 들어 가거나, 예를 들어 빔 익스펜더(Ex)와 같은 컨디셔닝수단을 거친 다음에 조명시스템으로 들어간다. 상기 일루미네이터(IL)는 빔내의 세기분포의 외측반경 및/또는 내측반경(통상 각각 외측-σ 및 내측-σ라 함)를 조정하는 수단(AM)을 포함하여 이루어진다. 또한 그것은 일반적으로 인티그레이터(IN) 및 콘덴서(CO)와 같은 그 밖의 다른 다양한 구성요소들을 포함한다. 이러한 방식으로, 마스크(MA)에 입사하는 빔(PB)은 그 단면에 소정의 균일성과 세기분포를 갖게 된다.

도 1과 관련하여, 상기 방사선소스(LA)는 리소그패피 투영장치의 하우징내에 놓이지만(예를 들어, 방사선소스(LA)가 흔히 수은램프인 경우에서처럼), 그것이 리소그래피 투영장치로부터 멀리 떨어져 있어서 그것이 만들어 낸 방사선빔이 (가령, 적절한 지향거울에 의해) 장치내부로 들어오게 할 수도 있다. 후자의 시나리오는 흔히 방사선소스(LA)가 엑시머레이저인 경우이다. 본 발명과 청구범위는 이들 두시나리오 모두를 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(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 행정모듈(long stroke module)(개략위치설정) 및 짧은 행정모듈(미세위치설정)의 도움을 받아 실현될 것이다. 하지만, (스텝-앤드-스캔장치와는 대조적으로) 웨이퍼스테퍼의 경우에는 마스크테이블(MT)이 단지 짧은 행정모듈에만 연결될 수도 있고 고정될 수도 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 시프트되어 다른 타겟부(C)가 빔(PB)에 의하여 조사될 수 있다.

2. 스캔모드에서는, 소정타겟부(C)가 단일 "섬광"으로 노광되지 않는 것을 제외하고는 기본적으로 동일한 시나리오가 적용된다. 그 대신에, 마스크테이블(MT)이v의 속도로 소정 방향(소위 "스캔방향", 예를 들어 y 방향)으로 이동가능해서, 투영빔(PB)이 마스크 이미지의 모든 부분을 스캐닝하도록 되고, 이와 함께 기판테이블(WT)은 속도V=Mv로, 동일한 방향 또는 그 반대방향으로 동시에 이동하는 데, 이 때M은 렌즈(PL)의 배율(통상M=1/4 또는 1/5)이다. 이러한 방식으로, 해상도를 떨어뜨리지 않고도 비교적 넓은 타겟부(C)가 노광될 수 있다.

우선적으로, 본 발명은 기판(W)상의 복수의 타겟부(C)들이 순서대로 노광되는 스텝모드와 관련된다. 기판상의 사용되는 표면적을 최대화하여 공정의 효율성을 최대화하기 위해서, 타겟부들이 맞대어지거나 소량만큼 오버랩되도록 (소위 패턴 스티칭) 정렬된다. 이러한 종류의 공정은, 타겟부(C)가 서로에 대하여 정확히 위치되는 경우에만 효율적이다. 본 발명은 스텝모드가 최적화될 수 있도록 이웃하는 타겟부들의 정렬을 판정하는 방법에 관한 것이다.

본 발명에서, 마스크(MA)는 그 위에 기판(W)의 타겟부(C)상으로 투영되도록 의도된 디바이스패턴(DP)을 가진다(디바이스의 상세부들이 도시되어 있지 않는 도 2를 참조). 마스크(MA)의 디바이스패턴(DP)은 투영되지만 최종 제조된 디바이스의 작동부(working part)를 형성하지 않는 1이상의 기준마크(5)를 포함한다. 기준마크(5)는 하기에 설명되는 바와 같이, 타겟부(c)의 상대 위치를 판정하는 데 사용된다. 기준마크(5)는 디바이스패턴내에 있다. 즉, 마스크의 디바이스패턴의 부분들이 기준마크(5)의 모든 측면상에서 상기 기준마크를 완전히 둘러싸고, 기준마크(5)는 단지 디바이스패턴의 에지에만 있는 것은 아니다.

도 3에 도시된 바와 같이, 기판(W)이 스텝모드에 의하여 노광되었을 경우,도 2에 도시된 마스크(MA)의 디바이스패턴(DP)에 대응하는 복수의 패턴들은, 복수의 현상된 패턴(10, 20, 30, 40, 50)을 형성하도록 현상되는 기판의 표면상의 방사선감응재상의 타겟부(C)상으로 먼저 투영된다. 이들 패턴(10, 20, 30, 40, 50)은 예시된 바와 같이 맞대어 있거나, 상술된 바와 같이 약간 오버랩될 수 있다. 기판의 표면상의 평면내에서 XY 방향으로의 패턴들의 상대 정렬은 각각의 현상된 패턴(10, 20, 30, 40, 50)의 1이상의 기준마크(5, 51, 52)의 정렬을 측정함으로써 판정될 수 있다.

인접한 현상패턴(10, 20, 30, 40, 50)은 동일한 종류일 필요는 없으며, 특히 제조될 단일 디바이스가 수개의 타겟부에 걸쳐 연장되는 경우에 특히 그러하다. 이 경우, 상이한 디바이스패턴(DP)을 갖는 상이한 마스크들이 사용되겠지만, 인접한 디바이스패턴들은 양립할 수 있도록 배치된 정렬마크(5)를 포함할 필요가 있을 것이다. 정렬마크(5)는 완전히 현상 패턴(10, 20, 30, 40, 50)내에 있을 것이다.

도 4는 기준마크(51, 52)의 상대 위치들의 판정에 의하여 2개의 인접한 현상된 패턴(30, 40)의 오정렬의 측정을 상세히 도시한다. 이는 패턴의 현상 이전에 또는 이후에 수행될 수 있다. 인접한 현상된 패턴(30, 40)사이의 오프셋을 판정함으로써, 스텝모드시 기판테이블의 위치설정의 오차가 계산되고, 다음 기판을 제조하는 공정, 특히 스텝핑 중에 기판(W)의 이동은 이 정보를 기초로 최적화될 수 있다.

상기 방법은, 제조될 디바이스가 수개의 타겟영역에 걸쳐 연장되는 경우에, 품질제어방법으로서 사용될 수 있다. 이 경우, 결함이 있는 디바이스가 되게 하는오정렬의 정도가 검출되는 경우에, 노광된 방사선감응재층이 제거될 수 있고, 그 층에 대한 공정이 다시 수행될 수 있다. 이 방식으로, 이전에 증착된 층(deposited layer)들에 소비한 노력을 버릴 필요가 없으며, 오정렬로 인하여 디바이스가 어쨋든 제 기능을 하지 못하는 경우에는, 후속 층들에 노력을 쏟을 필요가 없다.

알 수 있는 바와 같이, 인접한 현상된 패턴의 1이상의 기준마크(5, 51, 52)가 서로에 대하여 근접하게 위치되는 경우, 인접한 현상된 패턴(30, 40)의 상대 위치의 판정은 대부분 정확히 달성된다. 이는, 일단 투영되고 현상되면 또 다른 디바이스패턴(DP)의 에지에 대하여 맞대어질 디바이스패턴(DP)의 각각의 에지를 상기 1이상의 기준마크(5, 51, 52) 중 1이상과 연관되게 함으로써 달성된다. 이는 기준마크(5)에 대하여 대칭인 2개 이상의 축선을 디바이스패턴(DP)에 제공함으로써 달성될 수 있다. 이는 이러한 2개의 축선(80, 85)이 존재하는 것을 볼 수 있는 도 2에 예시되어 있다. 디바이스패턴(DP)이 직사각형이면, 마크가 어느 곳에 위치되더라도 기준마크(5)를 각각의 에지를 따라 중간에 그리고 에지로부터 이격되도록 위치시키가 편리하다. 기준마크(5)가 실제 디바이스의 세부사항들을 포함하지 않은 디바이스패턴(DP)의 영역내에 위치되어야 함은 물론이다.

리소그래피투영기기는 마크(M1, M2)를 사용하는 마스크(MA) 및 정렬마크(P1, P2)를 사용하는 기판(W)과 같은 다양한 디바이스들의 정밀한 위치설정을 위한 정렬센서들을 이미 포함하고 있다. 이들 정렬시스템은 회절격자를 이용한 광학 회절방법에 기초한다. 도 5는 본 발명의 디바이스패턴(DP)에 사용될 수 있는기준마크(5)를 도시한다. 리소그래피투영장치내의 기존의 정렬시스템은 현상된 패턴(10, 20, 30, 40, 50)의 상대 변위를 측정하기 위해서 이러한 마크(5)를 사용할 수 있다. 이 정렬마크의 패턴은 알려져 있고, 본 명세서에서 인용참조되고 있는 WO 98/39689호에 상세히 설명되어 있으며, 또한 이 명세서는 이러한 마크를 사용하는 온-액시스 및 오프-액시스 정렬을 설명하고 있다.

이상, 본 발명의 특정 실시예가 서술되었지만, 본 발명은 상술된 바와 다르게 실행될 수도 있다. 상기 서술은 본 발명을 제한하려는 것이 아니다.

본 발명에 따르면, 필드 버팅 또는 스티칭이 정량화될 수 없는 단점을 극복하고 기판상에 현상되는 복수의 패턴들의 상대 위치를 판정하는 개선된 방벙이 제공된다.

Claims

- 부분적 또는 전체적으로는 방사선감응재층으로 기판을 도포하는 단계;

- 방사선시스템을 사용하여 방사선의 투영빔을 제공하는 단계;

- 디바이스패턴을 포함하는 1이상의 패터닝수단을 제공하는 단계;

- 상기 1이상의 패터닝수단을 사용하여 상기 투영빔에 상기 디바이스패턴을 부여하는 단계;

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

상기 디바이스패턴은 그 안에 1이상의 기준마크를 가지고,

상기 복수의 타겟부 중 2개의 타겟부들의 상기 1이상의 기준마크의 정렬을 측정함으로써 상기 2개의 타겟부들의 상대 위치를 판정하는 단계를 특징으로 하는 디바이스제조방법.
제1항에 있어서,

상기 복수의 타겟부는 계면들에서 서로에 대하여 맞대어지거나 오버랩되며, 상기 타겟부들상으로 투영된 상기 디바이스패턴은 상기 1이상의 기준마크 중 1이상을 상기 계면들 각각과 연관되게 하는 것을 특징으로 하는 디바이스제조방법.
제2항에 있어서,

상기 기준마크들은, 상기 패턴이 상기 기준마크들에 대하여 대칭인 2개 이상의 축선을 가지도록 상기 패턴내에 위치되는 것을 특징으로 하는 디바이스제조방법.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 기판상에 복수의 현상된 패턴들을 형성하도록 상기 방사선감응재를 현상하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 디바이스제조방법.
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 판정하는 단계에서 오정렬이 검출되는 경우, 상기 방사선감응재의 노광된 층이 제거되고, 상기 방법이 다시 수행되는 것을 특징으로 하는 디바이스제조방법.
제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 판정하는 단계를 기초로 후속하는 투영하는 단계를 최적화하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 디바이스제조방법.
제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 따라 제조된 디바이스.
방사선의 빔에 디바이스패턴을 부여하는 리소그래피투영마스크에 있어서,

상기 마스크는 디바이스패턴을 포함하고 상기 디바이스패턴은 그 안에 1이상의 기준마크를 가지는 것을 특징하는 리소그래피투영마스크.