KR20050062411A

KR20050062411A - 리소그래피장치 및 디바이스 제조방법

Info

Publication number: KR20050062411A
Application number: KR1020040107586A
Authority: KR
Inventors: 판디요셀동크안토니우스요한네스요제푸스; 디리히스마르첼마티스테오도레마리에; 부르마하름-얌
Original assignee: 에이에스엠엘 네델란즈 비.브이.
Priority date: 2003-12-18
Filing date: 2004-12-17
Publication date: 2005-06-23
Also published as: US20050134818A1; CN1641482B; EP1544678A1; JP2005183982A; EP1544678B1; TWI249655B; CN1641482A; US7023524B2; SG112973A1; DE602004024366D1; TW200528932A; JP4303192B2; KR100670397B1

Abstract

리소그래피장치는, 마스킹 블레이드와 같이 투영시스템의 중간 포커스내에 또는 근처에 배치된 방사선 감쇠기 또는 가변 어퍼처 시스템을 포함한다. 방사선 감쇠기 또는 가변 어퍼처 시스템 이외에도, 측정 시스템이 중간 포커스내에 배치될 수 있다. 조명 시스템내의 레티클 근처가 아닌 투영시스템의 중간 포커스내에 이러한 시스템을 1이상 배치시키면, 보다 넓은 공간을 이용할 수 있어 디자인 제약들이 보다 적게 되어, 설계 비용을 줄일 수 있다.

Description

리소그래피장치 및 디바이스 제조방법{LITHOGRAPHIC APPARATUS AND DEVICE MANUFACTURING METHOD}

본 발명은 리소그래피장치 및 디바이스 제조방법에 관한 것이다.

리소그래피장치는 기판의 타겟부상에 원하는 패턴을 적용시키는 기계이다. 리소그래피장치는, 예를 들어 집적회로(IC)의 제조시에 사용될 수 있다. 이 상황에서, 마스크와 같은 패터닝 구조체가 IC의 개별층에 대응하는 회로 패턴을 생성하기 위해 사용될 수 있으며, 이 패턴은 방사선감응재(레지스트)층을 갖는 기판(예를 들어, 실리콘 웨이퍼)상의 (예를 들어, 1 또는 수개의 다이의 부분을 포함하는) 타겟부상에 이미징될 수 있다. 일반적으로, 단일 기판은 연속하여 노광되는 인접한 타겟부들의 네트워크를 포함할 것이다. 공지된 리소그래피장치는, 한번에 타겟부상에 전체 패턴을 노광함으로써 각각의 타겟부가 조사되는, 소위 스테퍼, 및 투영빔을 통해 주어진 방향("스캐닝"- 방향)으로 패턴을 스캐닝하는 한편, 이 방향과 평행한 방향 또는 반대 방향으로 기판을 동기적으로 스캐닝함으로써 각각의 타겟부가 조사되는, 소위 스캐너를 포함한다.

리소그래피장치는 레티클에 방사선의 투영빔을 제공하도록 구성된 조명 시스템을 포함할 수 있다. 레티클은 반사형 또는 투과형으로 구성될 수 있다. 빔이 레티클에 의해 반사되거나 또는 투과된 후에는, 상기 빔에 상기 레티클상에 존재했던 패턴이 제공된다. 그 후, 소위 '패터닝된 빔'이 투영시스템에 의해 기판의 타겟부상에 투영된다. EUV 리소그래피에서, 조명 시스템 및 투영시스템은 방사선 빔을 처리하는 광학 거울을 포함한다. 현재 통용되는 조명 시스템에는, 방사선 빔을 감쇠하기 위해 방사선 감쇠기가 위치되어 레티클상의 타겟부상의 빔의 크기 및 위치설정을 조작(manipulate)할 수 있다. EUV 리소그래피장치에서, 조명 시스템내에 방사선 감쇠기를 배치하는 가장 적절한 장소는 반사성 레티클에 매우 가깝다. 하지만, 예를 들어 레티클 마스킹 블레이드 시스템(reticle masking blades system)은 비교적 클 수 있다. 이러한 레티클 마스킹 블레이드의 비교적 큰 치수와 함께 제한된 공간 때문에, 이러한 시스템의 디자인이 제한된다.

본 발명의 측면은, 보다 적은 제약들(fewer restrictions)을 실현하여 리소그래피장치의 제조비용을 감소시키는 것이다.

그러므로, 본 발명의 측면에 따르면, 방사선의 투영빔을 제공하도록 구성된 조명 시스템; 상기 투영빔의 단면에 패턴을 부여하도록 구성된 패터닝 구조체를 지지하도록 구성된 지지체; 기판을 잡아주도록 구성된 기판테이블; 및 상기 기판의 타겟부상에 상기 패터닝된 빔을 투영하도록 구성된 투영시스템을 포함하는 리소그래피장치가 제공되고, 상기 투영시스템은 중간 포커스를 가지며, 상기 장치는, 상기 중간 포커스내에 또는 근처에, 패터닝 빔을 감쇠하도록 구성된 1이상의 방사선 감쇠기, 상기 패터닝된 빔의 전체 또는 일부분을 통과(pass)시키도록 구성된 1이상의 가변 어퍼처, 및 상기 패터닝된 빔의 세기를 측정하도록 구성된 1이상의 방사선 측정 시스템 중 1이상을 포함한다.

조명 시스템내의 레티클 근처 대신에, 투영시스템의 중간 포커스(IF)내에 방사선 감쇠기, 가변 어퍼처 시스템 및/또는 측정 시스템을 배치시킴으로써, 보다 넓은 공간을 이용할 수 있고 보다 적은 제약들이 존재하게 되는데, 이는 상기 장치의 비용을 감소시킨다.

투영시스템의 IF내에 세기 모니터 센서와 같은 방사선 측정 시스템을 배치시키면, 기판에 비교적 가까운 곳에서 방사선이 측정될 수 있고, 따라서 이 IF와 기판 사이의 광학기의 등급저하 영향(degradation effect)들만이 측정되지 않는다. 중간 포커스내에, 1이상의 방사선 시스템이 1이상의 방사선 측정 시스템과 조합하여 배치될 수 있음을 유의한다.

가변 어퍼처 시스템과 방사선 측정 시스템 둘 모두가 투영시스템의 IF 내에 또는 IF 근처에 배치되는 경우, 방사선 측정 시스템은 레티클과 가변 어퍼처 시스템 사이에 위치되는 것이 바람직하다. 이 방식으로, 가변 어퍼처 시스템은 패터닝된 빔의 측정에 영향을 주지 않는다.

가변 어퍼처 시스템은 마스킹 블레이드 시스템을 포함할 수도 있으며, 방사선 감쇠기는 균일성 보정 디바이스(uniformity correction device)를 포함할 수도 있다. 균일성 보정 디바이스는 특정 위치들에서 패터닝된 빔의 방사선 투과율(radiation transmittance)을 동적으로 조정하도록 배치될 수도 있다. 기판 표면에 전달되는 도즈의 균일성은 리소그래피장치내의 이미징 품질(imaging quality)을 결정하는데 중요하다. 이미징된 영역에 걸쳐 웨이퍼 레벨에 전달된 에너지 밀도의 편차(variation)가 존재하는 경우, 이는 레지스트의 현상 후, 이미지 피처의 크기의 편차를 유발할 수 있다. 웨이퍼 레벨에서의 균일성은, 마스크 레벨에서의 조명 필드(슬릿)가 균일하게 조명되는 것을 보장함으로써 고도로(high degree) 보장될 수 있다. 현재의 기술 수준에서, 이는 조명빔을, 예를 들어 빔이 그 내부에서 여러번 반사되는 쿼츠 로드(quartz rod)와 같은 인티그레이터(integrator), 또는 소스의 복수의 오버랩핑 이미지들을 생성하는 플라이스 아이 렌즈(fly's eye lens)를 통해 조명 빔을 통과시킴으로써 달성된다. 그럼에도 불구하고, 패터닝된 빔의 균일성은 조정이 필요할 수도 있다. 일 실시예에 따르면, 이는 균일성 보정 디바이스를 수단으로 하여 행해진다.

방사선 측정 시스템은 패터닝된 방사선 빔의 세기를 모니터링하는 다이오드 센서와 같은 세기 모니터 센서를 포함할 수도 있다.

또 다른 실시예에서, 방사선 감쇠기 자체가 투영시스템의 중간 포커스내에서 또는 근처에서 방사선을 측정하도록 배치된다. 이 방식으로, 추가 측정 시스템이 요구되지 않는다. 방사선 감쇠기는 균일성 보정 디바이스의 블레이드들을 포함할 수도 있으며, 이 경우 블레이드들은 예를 들어 광 유도 전류(photo induced current)를 측정하는 전기 회로에 연결된다.

또 다른 측면에 따르면, 상기 서술된 바와 같은 리소그래피장치가 제공되고, 투영시스템은 중간 포커스를 가지며, 투영시스템은, 중간 포커스내에 또는 근처에, 패터닝 빔을 감쇠하도록 구성된 1이상의 방사선 감쇠기, 상기 패터닝된 빔의 전체 또는 일부분을 통과하도록 구성된 1이상의 가변 어퍼처, 및 상기 패터닝된 빔의 세기를 측정하도록 구성된 1이상의 방사선 측정 시스템 중 1이상을 포함한다.

본 발명의 또 다른 측면에 따르면, 투영시스템을 이용하여 기판의 타겟부상에 방사선의 패터닝된 빔을 투영하는 단계; 상기 투영시스템의 중간 포커스내에서 또는 근처에서 상기 패터닝된 빔을 감쇠시키는 단계; 상기 중간 포커스내에서 또는 근처에서 가변 어퍼처 시스템을 수단으로 하여 상기 투영시스템의 상기 패터닝된 빔의 전체 또는 일부분을 통과시키는 단계; 및 상기 투영시스템의 상기 중간 포커스내에서 또는 근처에서 상기 패터닝된 빔의 세기를 측정하는 단계를 포함하는 디바이스 제조방법이 제공된다.

또한, 본 발명은 상술된 방법에 의해 제조되는 디바이스에 관한 것이다.

본 명세서에서는 IC의 제조에 있어서 리소그래피장치의 사용례에 대하여 언급하였으나, 본 명세서에서 서술된 리소그래피장치는 집적 광학시스템, 자기 도메인 메모리용 유도 및 검출패턴, 액정디스플레이(LCD), 박막 자기 헤드의 제조와 같이 여타의 응용례를 가짐을 이해하여야 한다. 당업자라면, 이러한 대안적인 적용례와 관련하여, 본 명세서에서 사용된 "웨이퍼" 또는 "다이"와 같은 용어의 어떠한 사용도 각각 "기판" 및 "타겟부" 등과 같은 좀 더 일반적인 용어와 동의어로 간주될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 또한, 본 명세서에서 언급되는 기판은, 노광 전후에, 예를 들어 트랙(전형적으로, 기판에 레지스트층을 도포하고 노광된 레지스트를 현상하는 툴), 또는 메트롤로지 또는 검사툴에서 처리될 수 있다. 적용가능하다면, 이러한 기판처리툴과 여타의 기판 처리툴에 본 명세서의 기재내용이 적용될 수도 있다.

본 명세서에서 사용되는 "방사선" 및 "빔"이란 용어는 (예를 들어, 파장이 365, 248, 193, 157 또는 126㎚인) 자외(UV)방사선, 및 (예를 들어, 파장이 5 내지 20㎚인) 극자외(EUV)방사선을 포함하는 모든 형태의 전자기방사선 뿐만 아니라, 이온 빔 또는 전자 빔과 같은 입자 빔을 포괄한다.

본 명세서에서 사용되는 "패터닝 구조체"라는 용어는, 기판의 타겟부에 패턴을 생성하기 위해서, 투영빔의 단면에 패턴을 부여하도록 사용될 수 있는 수단을 의미하는 것으로 폭넓게 해석되어야 한다. 투영빔에 부여된 패턴은 기판의 타겟부내의 원하는 패턴과 정확히 일치하지 않을 수도 있다는 것을 유의한다. 일반적으로, 투영빔에 부여된 패턴은 집적회로와 같이 타겟부에 생성될 디바이스내의 특정기능층에 해당할 것이다.

패터닝 구조체는 투과형 또는 반사형일 수 있다. 패터닝 구조체의 예로는 마스크 및 프로그램가능한 거울 어레이를 포함한다. 마스크는 리소그래피 분야에서 잘 알려져 있으며, 바이너리형, 교번 위상-시프트형 및 감쇠 위상-시프트형 마스크와 다양한 하이브리드 마스크형식도 포함한다. 프로그램가능한 거울 어레이의 일례는 작은 거울들의 매트릭스 구성(matrix arrangement)을 채택하며, 그 각각은 입사하는 방사선 빔을 상이한 방향들로 반사시키도록 개별적으로 기울어질 수 있다. 이 방식으로, 반사된 빔이 패터닝된다. 패터닝 구조체의 각각의 예시에서, 지지 구조체는, 예를 들어 고정되거나 이동할 수 있으며 패터닝 구조체가 예를 들어 투영시스템에 대하여 원하는 위치에 있을 것을 확실히 보장할 수 있는 프레임 또는 테이블일 수 있다. 본 명세서의 "레티클" 또는 "마스크"라는 용어의 어떠한 사용도 "패터닝 구조체"와 같은 좀 더 일반적인 용어와 동의어로 간주될 수 있다.

본 명세서에서 사용되는 "투영시스템"이라는 용어는, 예를 들어 사용되는 노광방사선에 대하여, 또는 침지유체(immersion fluid)의 사용 또는 진공의 사용과 같은 여타의 인자에 대하여 적절하다면, 굴절 광학시스템, 반사 광학시스템, 및 카타디옵트릭 광학시스템을 포함하는 다양한 형태의 투영시스템을 내포하는 것으로서 폭넓게 해석되어야 한다. 본 명세서의 "렌즈"라는 용어의 어떠한 사용도 "투영시스템"과 같은 좀 더 일반적인 용어와 동의어로 간주될 수도 있다.

또한, 조명 시스템은 방사선 조명 빔의 지향, 성형 또는 제어를 위하여 굴절, 반사 및 카타디옵트릭 광학 구성요소를 포함하는 다양한 종류의 광학 구성요소를 포괄할 수 있으며, 이후의 설명에서는 이러한 구성요소들을 집합적으로 또는 개별적으로 "렌즈"라고 언급될 수도 있을 것이다.

리소그래피장치는 2개(듀얼 스테이지)이상의 기판테이블(및/또는 2이상의 마스크테이블)을 갖는 형태로 구성될 수도 있다. 이러한 "다수 스테이지" 장치에서는 추가 테이블이 병행하여 사용될 수 있으며, 1이상의 테이블이 노광에서 사용되고 있는 동안 1이상의 다른 테이블에서는 준비작업 단계가 수행될 수 있다.

또한, 리소그래피장치는, 투영시스템의 최종요소와 기판 사이의 공간을 채우기 위해 비교적 높은 굴절률을 가지는 액체, 예를 들어 물에 기판을 침지시키는 형태로 구성될 수도 있다. 침지 기술(immersion technique)은 투영시스템의 개구수 및 UV 투영시스템의 '초점심도(depth of focus)'를 증가시키는 기술로 본 발명이 속하는 기술 분야에 잘 알려져 있다.

이하, 대응하는 참조 부호가 대응하는 부분을 나타내는 첨부한 도면을 참조하여 단지 예시의 방식으로 본 발명의 실시예를 서술한다.

도 1은 본 발명에 따른 리소그래피장치(1)를 개략적으로 도시한다. 상기 장치는 방사선(예를 들어, UV 또는 EUV 방사선)의 투영빔(PB)을 제공하도록 구성된 조명 시스템(일루미네이터)(IL)를 포함한다.

제1지지구조체(예를 들어, 마스크테이블)(MT)는, 패터닝 구조체(예를 들어, 마스크)(MA)를 지지하도록 구성되고 투영시스템(렌즈)(PL)에 대하여 패터닝 구조체를 정확히 위치시키는 제1위치설정디바이스(PM)에 연결된다. 기판테이블(예를 들어, 웨이퍼테이블)(WT)은, 기판(예를 들어, 레지스트-코팅된 웨이퍼)(W)을 잡아주도록 구성되고 투영시스템(PL)에 대하여 기판을 정확히 위치시키는 제2위치설정디바이스(PW)에 연결된다.

투영시스템(예를 들어, 반사 투영 렌즈)(PL)은 기판(W)의 타겟부(C)(1이상의 다이를 포함)에 패터닝 구조체(MA)에 의하여 투영빔(PB)에 부여된 패턴을 이미징하도록 구성된다.

본 명세서에서 도시된 바와 같이, 상기 장치는 (예를 들어, 반사마스크 또는 위에서 언급한 바와 같은 형태의 프로그램가능한 거울 어레이를 채택하는) 반사형이다. 대안적으로, 상기 장치는 (예를 들어, 투과 마스크를 채택하는) 투과형으로 구성될 수도 있다.

일루미네이터(IL)는 방사선 소스(S0)로부터 방사선의 빔을 수용한다. 예를 들어, 상기 소스가 레이저 소스인 경우, 상기 소스 및 리소그래피장치는 별도의 개체(entity)들일 수 있다. 이러한 경우, 상기 소스는 리소그래피장치의 일부분을 형성하는 것으로 간주되지 않으며, 상기 방사선 빔은 일반적으로 빔 전달 시스템의 도움으로 소스(SO)로부터 일루미네이터(IL)로 통과된다. 다른 경우에는, 예를 들어 상기 소스가 수은 램프 또는 플라즈마 소스인 경우, 상기 소스는 상기 장치의 통합부일 수 있다.

일루미네이터(IL)는 빔의 각도 세기 분포를 조정하도록 구성된 조정 디바이스를 포함할 수도 있다. 일반적으로, 일루미네이터의 퓨필평면내의 세기분포의 적어도 외반경 및/또는 내반경 크기(통상적으로, 각각 외측-σ 및 내측-σ라 함)가 조정될 수 있다. 일루미네이터는 그 단면에 원하는 균일성과 세기 분포를 가지는, 투영빔(PB)이라 칭하는 컨디셔닝된 방사선의 빔을 제공한다.

상기 투영빔(PB)은 마스크테이블(MT)상에 유지되어 있는 마스크(MA)상에 입사된다. 마스크(MA)에 의해 반사되면, 상기 투영빔(PB)은 렌즈(PL)를 통과하여 기판(W)의 타겟부(C)상에 상기 빔을 포커스한다. 제2위치설정디바이스(PW) 및 위치센서 IF2(예를 들어, 간섭계 디바이스)의 도움으로, 기판테이블(WT)은, 예를 들어 빔(PB)의 경로내에 상이한 타겟부(C)들을 위치시키도록 정확하게 이동될 수 있다. 이와 유사하게, 제1위치설정디바이스(PM) 및 위치센서 IF1은, 예를 들어 마스크 라이브러리로부터의 기계적인 회수 후에, 또는 스캔하는 동안, 빔(PB)의 경로에 대하여 마스크(MA)를 정확히 위치시키는데 사용될 수 있다. 일반적으로, 대물테이블(MT, WT)의 이동은, 긴 행정 모듈(long stroke module)(개략 위치설정) 및 짧은 행정 모듈(미세 위치설정)의 도움을 받아 실현될 것이며, 이는 위치설정디바이스(PM, PW)의 일부분을 형성한다. 하지만, (스캐너와는 대조적으로) 스테퍼의 경우, 상기 마스크테이블(MT)은 단지 짧은 행정 액츄에이터에만 연결되거나 고정될 수도 있다. 마스크(MA) 및 기판(W)은 마스크 정렬마크(M1, M2) 및 기판 정렬마크(P1, P2)를 이용하여 정렬될 수 있다.

상술한 장치는 다음의 바람직한 모드로 사용될 수 있다.

1. 스텝 모드에서, 마스크테이블(MT) 및 기판테이블(WT)은 기본적으로 정지상태로 유지되는 한편, 투영빔에 부여되는 전체 패턴은 한번에 타겟부(C)상에 투영된다(즉, 단일 정적노광(single static exposure)). 그런 후, 기판테이블(WT)은 X 및/또는 Y 방향으로 시프트되어 다른 타겟부(C)가 노광될 수 있다. 스텝 모드에서, 노광필드의 최대 크기는 단일 정적노광시에 이미징된 타겟부(C)의 크기를 제한한다.

2. 스캔 모드에서, 마스크테이블(MT)과 기판테이블(WT)은 투영빔에 부여되는 패턴이 타겟부(C)상에 투영되는 동안에 동기적으로 스캐닝된다(즉, 단일 동적노광(single dynamic exposure)). 마스크테이블(MT)에 대한 기판테이블(WT)의 속도 및 방향은 확대(축소) 및 투영시스템(PL)의 이미지반전특성에 의하여 판정된다. 스캔 모드에서, 노광필드의 최대 크기는 단일 동적노광시 타켓부의 (스캐닝되지 않는 방향으로의) 폭을 제한하는 반면, 스캐닝동작의 길이는 타겟부의 (스캐닝방향으로의) 높이를 결정한다.

3. 또 다른 모드에서, 마스크테이블(MT)은 프로그램가능한 패터닝 구조체를 유지하여 기본적으로 정지된 상태로 유지되며, 투영빔에 부여되는 패턴이 타겟부(C)상에 투영되는 동안, 기판테이블(WT)이 이동되거나 스캐닝된다. 상기 모드에서는, 일반적으로 펄스 방사선 소스(pulsed radiation source)가 채용되며, 프로그램가능한 패터닝 구조체는 기판테이블(WT)이 각각 이동한 후, 또는 스캔중에 계속되는 방사선펄스 사이사이에 필요에 따라 업데이트된다. 상기 작동 모드는 상기 언급된 바와 같은 종류의 프로그램가능한 거울 어레이와 같은 프로그램가능한 패터닝 구조체를 활용하는 마스크없는 리소그래피(maskless lithography)에 용이하게 적용될 수 있다.

또한, 상술된 모드들의 조합 및/또는 변형, 또는 완전히 다른 상이한 사용 모드들을 채용할 수 있다.

도 2는 방사선 유닛(3), 조명 시스템(IL), 및 투영시스템(PL)을 포함하는 리소그래피장치(1)를 도시한다. 방사선 유닛(3) 및 조명 시스템(IL)은 방사선 시스템(2)이라고도 칭해진다. 방사선 유닛(3)에는 방전 플라즈마에 의해 형성될 수 있는 방사선 소스(SO)가 제공된다. 방사선 유닛(3)으로부터의 방사선은 중간 포커스 지점(21)에서 가상 소스(virtual source)를 생성한다. 방사선 시스템(2)은 제1중간 포커스(21)가 조명 시스템(IL)내의 어퍼처에 배치되도록 구성된다. 투영 빔(PB)은 반사 요소 13을 거쳐, 또한 반사 요소 14를 거쳐, 레티클 또는 마스크 테이블(MT)상에 위치된 레티클 또는 마스크(미도시됨)상으로 반사된다. 투영시스템(PL)내에서 반사 요소 18 및 19를 거쳐 제2중간 포커스(23)를 통과하고 반사 요소 12 및 11을 거쳐 웨이퍼 스테이지 또는 기판테이블(WT)상으로 이미징되는 패터닝된 빔(17)이 형성된다. 일반적으로, 방사선 유닛(3), 조명 시스템(IL), 및 투영시스템(PL)내에는 도시된 것보다 많은 요소들이 존재할 수 있다.

리소그래피장치(1)는 실질적으로 투영시스템(PL)의 제2중간 포커스(23)내에 배치된 방사선 감쇠기(25)를 포함한다. 도 2에서, 방사선 감쇠기(25)는 제2중간 포커스(23) 내에 또는 근처에 위치된다. 투영시스템(PL)은 여러 개의 중간 포커스를 가질 수도 있으며, 방사선 감쇠기(25)는 상기와 달리 투영시스템(PL)의 또 다른 중간 포커스에 위치될 수 있음을 이해하여야 한다. 방사선 감쇠기(25)는 패터닝된 빔(17)을 감쇠하도록 구성된다. 감쇠는, 예를 들어, 방사선의 흡수 또는 재지향(redirection)에 의해 수행될 수 있다. 패터닝된 빔(17)을 감쇠함으로써, 기판(W)상의 패터닝된 빔(17)의 세기 및 분포가 제어될 수 있다. 빔은 0 내지 100 퍼센트 범위내에서 감쇠될 수 있다. 100 퍼센트 감쇠의 경우, 빔은 완전히 차단된다.

가변 어퍼처 시스템(30)이 제2중간 포커스내에 또는 근처에 위치될 수도 있다. 상기 시스템(30)은 마스킹 블레이드를 포함한다. 도 3은 패터닝된 빔의 일부분을 마스킹하도록 구성된 2개의 마스킹 블레이드(31, 32)를 포함하는 마스킹 블레이드 시스템의 일례를 도시한다. 패터닝된 빔(17)의 일부분을 마스킹함으로써, 다이의 노광 영역(36)만이 기판(W)상에 조명된다. 마스킹 블레이드(31, 32)는 노광 영역(36)을 조정하기 위해 X 방향으로 이동될 수 있다. 레티클(38)이 조명되면, 패터닝된 빔(17)은 도 3에 도시된 바와 같이 각각 라인들(41, 42)간의 패턴 정보를 포함하게 될 것이다. 실제로, 바나나형상인 패터닝된 빔(17)은 라인(41, 42)을 초과한다. 이는 아웃-오브-필드 영역(out-of-field area; 51, 52)들도 방사선을 수용한다는 것을 의미한다. 본 발명의 일 실시예에 따르면, 이들 아웃-오브-필드 영역(51 및/또는 52)은 패터닝된 빔(17)의 세기를 측정하는 세기 모니터 센서(61)를 배치하는데 사용된다. 세기 모니터 센서(61)는, 예를 들어 다이오드 센서일 수 있다. 아웃-오브-필드 영역(51 또는 52)내에 세기 모니터 센서(61)를 위치시킴으로써, 패터닝된 빔(17)의 세기는 기판(W)상에서의 패터닝된 빔(17)의 세기에 영향을 주지 않고 측정될 수 있다. 세기 모니터 센서(61)는 도 3에 도시된 X 및 Y 방향과 수직인 Z 방향으로 레티클과 가변 어퍼처 시스템 사이에 위치될 수 있다: 이 방식으로, 가변 어퍼처 시스템(25)은 패터닝된 빔의 측정에 영향을 주지 않으므로 유익하다. 상기 실시예에서, 노광 영역(36)을 Y 방향으로 제한하기 위한 마스킹 블레이드가 추가될 수도 있음을 유의하여야 한다. X 및 Y 마스킹 블레이드를 물리적으로 분리하기 위해서, 예를 들어 Y 블레이드가 조명 시스템내의 레티클 근처에 있지만, X 블레이드는 투영시스템의 중간 포커스에 있는 것이 유익할 수 있다.

방사선 액츄에이터는 제2중간 포커스(23)내에 또는 근처에 배치된 균일성 보정 디바이스를 포함할 수도 있다. 균일성 보정 디바이스는 패터닝된 빔의 세기의 균일성을 보정하도록 배치된다. 도 4는 패터닝된 빔(17)의 일부분을 차단하는 블레이드(70)들을 포함하는 균일성 보정 디바이스(68)의 일례를 도시한다. 제2중간 포커스(23)내에 바나나-형상으로 패터닝된 빔(17)의 윤곽(contour; 72)이 도 4에 도시된다. 균일성 보정 디바이스(68)의 블레이드(70)들은, 특정 위치들에서 패터닝된 빔의 투과율을 동적으로 변경시키는 미도시된 구동 유닛에 의해 동적으로 조정될 수 있다. 구동 유닛은 블레이드(70)들을 도 3에 나타낸 바와 같이 Y 방향으로 이동시키도록 배치된다. 어떤 이유 때문에 소정 X 위치내의 세기가 높아야 하는 경우, 그 X 위치내에 위치된 소정 블레이드(70)들은 오른쪽, 즉 Y 방향으로 더 이동될 것이다. 이 방식으로, 기판에 도달하는 패터닝된 빔(17)의 세기의 균일성이 보정될 것이다.

방사선 감쇠기 자체가 패터닝된 빔의 세기를 측정하도록 구성될 수도 있다. 도 5는 균일성 보정 디바이스의 요소, 예를 들어 블레이드(70)의 저항을 측정하도록 구성된 전기 회로의 일례를 도시한다. 상기 요소는, 패터닝된 빔(17)이 방사선 감쇠기상에 입사되는 경우 상기 요소의 전기적 특성, 즉 저항이 변하도록 배치된다. 예를 들어, 상기 요소의 저항을 측정함으로써, 패터닝된 빔(17)의 세기가 간접적으로 측정된다. 도 5에서, 전류계(93) 및 전압원(94)이 도시된다. 당업자라면, 이와 다른 전기적 구성들이 가능함을 이해할 수 있을 것이다. 방사선 감쇠기(25)가 라멜라 또는 와이어와 같은 복수의 요소들을 포함하는 경우, 각 요소들의 전기적 특성이 측정될 수 있다. 이 방식으로, 방사선 빔의 공간 세기 분포가 결정될 수 있다.

본 발명의 특정 실시예들에 대해 상술하였으나, 본 발명은 설명된 것과 달리 실행될 수도 있다는 것을 이해해야 한다. 상기 설명은 본 발명을 제한하려는 것이 아니다.

본 발명에 따르면, 투영시스템의 중간 포커스(IF)내에 방사선 감쇠기, 가변 어퍼처 시스템 및/또는 측정 시스템을 배치시킴으로써, 보다 넓은 공간을 이용하여 제조 비용을 절감시키는 리소그래피장치 및 디바이스 제조방법이 제공된다.

도 1은 본 발명에 따른 리소그래피장치를 도시하는 도면;

도 2는 본 발명에 따른 리소그래피 투영장치의 EUV 조명 시스템 및 투영 광학기의 측면도를 도시하는 도면;

도 3은 노광 영역 및 레티클과 함께 마스킹 블레이드 시스템(masking blades system)을 개략적으로 나타낸 도면;

도 4는 중간 포커스(intermediate focus)내에서 투영빔의 일부분을 차단(blocking)하는 균일성 보정 시스템(uniformity correction system)의 평면도; 및

도 5는 방사선 감쇠기(radiation attenuator)의 요소의 임피던스를 측정하도록 구성된 회로(circuitry)를 도시하는 도면이다.

Claims

리소그래피장치에 있어서,

방사선의 투영빔을 제공하도록 구성된 조명 시스템;

상기 투영빔의 단면에 패턴을 부여하도록 구성된 패터닝 구조체를 지지하도록 구성된 지지체;

기판을 잡아주도록 구성된 기판테이블; 및

상기 기판의 타겟부상에 상기 패터닝된 빔을 투영하도록 구성된 투영시스템을 포함하되, 상기 투영시스템은 중간 포커스를 가지고,

상기 장치는, 상기 중간 포커스내에 또는 근처에,

상기 패터닝된 빔을 감쇠하도록 구성된 1이상의 방사선 감쇠기;

상기 패터닝된 빔의 전체 또는 일부분을 통과시키도록 구성된 1이상의 가변 어퍼처; 및

상기 패터닝된 빔의 세기를 측정하도록 구성된 1이상의 방사선 측정 시스템 중 1이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 리소그래피장치.
제1항에 있어서,

상기 1이상의 가변 어퍼처 시스템은 상기 패터닝된 빔의 일부분을 마스킹하도록 구성된 2개 이상의 마스킹 블레이드를 포함하는 것을 특징으로 하는 리소그래피장치.
제1항에 있어서,

상기 1이상의 방사선 감쇠기는 상기 패터닝된 빔의 일부분을 차단하도록 구성된 복수의 블레이드를 포함하는 균일성 보정 디바이스를 포함하고, 상기 균일성 보정 디바이스는 상기 기판상에서의 상기 패터닝된 빔의 세기의 균일성을 향상시키도록 구성되는 것을 특징으로 하는 리소그래피장치.
제3항에 있어서,

상기 균일성 보정 디바이스는 특정 위치들에서 상기 패터닝된 빔의 방사선 투과율을 동적으로 조정하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 리소그래피장치.
제1항에 있어서,

상기 방사선 측정 시스템은 세기 모니터 센서를 포함하는 것을 특징으로 하는 리소그래피장치.
제5항에 있어서,

상기 세기 모니터 센서는 다이오드 센서를 포함하는 것을 특징으로 하는 리소그래피장치.
제1항에 있어서,

상기 1이상의 방사선 감쇠기는 상기 패터닝된 빔의 세기를 측정하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 리소그래피장치.
제7항에 있어서,

상기 패터닝된 빔의 상기 세기를 결정하기 위해 상기 1이상의 방사선 감쇠기의 요소들의 전기적 특성을 측정하도록 구성된 전기 회로를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 리소그래피장치.
제1항에 있어서,

상기 방사선의 투영빔은 5 내지 20㎚ 범위의 파장을 가지는 것을 특징으로 하는 리소그래피장치.
리소그래피장치용 투영시스템에 있어서,

상기 투영시스템은 중간 포커스를 가지고,

상기 투영시스템은, 상기 중간 포커스내에 또는 근처에,

패터닝된 빔을 감쇠하도록 구성된 1이상의 방사선 감쇠기;

상기 패터닝된 빔의 전체 또는 일부분을 통과시키도록 구성된 1이상의 가변 어퍼처; 및

상기 패터닝된 빔의 세기를 측정하도록 구성된 1이상의 방사선 측정 시스템 중 1이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 투영시스템.
디바이스 제조방법에 있어서,

투영시스템을 이용하여 기판의 타겟부상에 방사선의 패터닝된 빔을 투영하는 단계;

상기 투영시스템의 중간 포커스내에서 또는 근처에서 상기 패터닝된 빔을 감쇠시키는 단계;

상기 투영시스템의 상기 중간 포커스내에서 또는 근처에서 상기 패터닝된 빔의 전체 또는 일부분을 통과시키는 단계; 및

상기 투영시스템의 상기 중간 포커스내에서 또는 근처에서 상기 패터닝된 빔의 세기를 측정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 디바이스 제조방법.
제11항에 따라 제조된 디바이스.
리소그래피장치에 있어서,

방사선의 투영빔을 제공하는 수단;

상기 투영빔의 단면에 패턴을 부여하는 패터닝수단을 지지하는 수단;

기판을 잡아주는 수단; 및

상기 기판의 타겟부상에 상기 패터닝된 빔을 투영하는 수단을 포함하되, 상기 투영하는 수단은 중간 포커스를 가지고,

상기 장치는, 상기 중간 포커스내에 또는 근처에,

상기 패터닝된 빔을 감쇠하는 수단;

상기 패터닝된 빔의 전체 또는 일부분을 통과시키는 수단; 및

상기 패터닝된 빔의 세기를 측정하는 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 리소그래피장치.
제13항에 있어서,

상기 감쇠하는 수단은 상기 패터닝된 빔의 일부분을 마스킹하도록 구성된 2개 이상의 마스킹 블레이드를 포함하는 것을 특징으로 하는 리소그래피장치.
제13항에 있어서,

상기 감쇠하는 수단은 상기 기판상에서의 상기 패터닝된 빔의 세기의 균일성을 향상시키는 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 리소그래피장치.
제15항에 있어서,

상기 균일성을 향상시키는 수단은 상기 패터닝된 빔의 일부분을 차단하도록 구성된 복수의 블레이드를 포함하는 것을 특징으로 하는 리소그래피장치.
제15항에 있어서,

상기 균일성을 향상시키는 수단은 특정 위치들에서 상기 패터닝된 빔의 방사선 투과율을 동적으로 조정하는 것을 특징으로 하는 리소그래피장치.
제13항에 있어서,

상기 측정하는 수단은 세기 모니터 센서를 포함하는 것을 특징으로 하는 리소그래피장치.
제18항에 있어서,

상기 세기 모니터 센서는 다이오드 센서를 포함하는 것을 특징으로 하는 리소그래피장치.
제13항에 있어서,

상기 감쇠하는 수단은, 상기 패터닝된 빔의 세기를 결정하기 위해 상기 감쇠하는 수단의 요소들의 전기적 특성을 측정하도록 구성된 전기 회로를 포함하는 것을 특징으로 하는 리소그래피장치.