KR20080059625A - 리소그래피 장치 및 제어 방법 - Google Patents

리소그래피 장치 및 제어 방법 Download PDF

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KR20080059625A
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베른트 게흐
에릭 로에로프 루프스트라
도니스 플라겔로
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칼 짜이스 에스엠테 아게
에이에스엠엘 네델란즈 비.브이.
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Abstract

리소그래피 장치에 있어서 노출을 제어하는 시스템 및 방법은 조명 분포를 조정하기 위해 중심 분산될 수 있는 조정 가능한 광학 요소(46)를 갖는 광학 시스템을 포함한다. 추가적인 실시예들은 예를 들어 리소그래피 시스템의 광학 부품들의 편광 상태 및 복굴절률의 공간적인 변동에 응답하여 X 및 Y의 함수에 따라 공간적인 조사량 제어를 고려하도록 구성되고 배열된 리소그래피 장치 구조체를 포함한다.
리소그래피 장치, 조명 분포, 광학 요소, 복굴절, 조사량 제어

Description

리소그래피 장치 및 제어 방법 {LITHOGRAPHIC APPARATUS AND METHOD OF CONTROLLING}
본 발명은 리소그래피 장치 및 방법에 관한 것이다.
리소그래피 장치는 기판(substate)의 목표부 상에 소정의 패턴을 형성시키는 기계이다. 리소그래피 장치는, 예를 들어 집적 회로(ICs; Integrated Circuits)의 제조에 사용될 수 있다. 이런 환경에서, 마스크와 같은 패터닝 디바이스는 IC의 개별 층에 상응하는 회로 패턴을 생성하는데 사용될 수 있고, 이러한 패턴은 복사선 감지 물질[레지스트(resist)] 층을 갖는 기판(예를 들어 실리콘 웨이퍼) 상의 목표부(예를 들어 하나 이상의 다이들의 일부를 포함함) 상에 결상(image)될 수 있다. 일반적으로, 단일 기판은 연속적으로 노출되는 인접 목표부들의 네트워크를 포함할 것이다.
종래의 리소그래피 장치는 각각의 목표부가 동시에 목표부 상에 전체 패턴을 노출시킴으로써 조사되는 소위 스테퍼(stepper)와, 각각의 목표부가 소정 방향("스캐닝" 방향)으로 복사선의 비임을 통해 패턴을 스캐닝하면서 동시에 이 방향에 평행하거나 또는 역평행한(antiparallel) 기판을 스캐닝함으로써 조사되는 소위 스캐너를 포함한다.
조명 도사량(illumination dose)의 변동은 결상된 구조체의 치수 변동을 초래할 수 있다. 특히, 조사량(dose)이 감소되면, 구조체는 의도된 것보다 다소 얇게 나타나기 쉽다. 유사하게, 증가된 조사량은 구조체가 의도된 것보다 더 넓게 결상되게 할 수 있다. 어느 경우이든지, 치수 변동(임계 치수 변동 또는 CD 변동)은 완성된 미세 전자 장치에 결함을 초래할 수 있다.
본 발명자들은 다른 효과들보다도 화상 영역을 가로질러 편광(polarization) 상태의 변동이 조사량의 변경에 대한 효과와 유사한 CD 변동을 초래할 수 있는 것을 판별하였다.
본 발명의 실시예들은 복사선의 투영 비임을 조절하는 조명 시스템과, 소정 패턴에 따라 투영 비임을 패터닝할 수 있는 패터닝 디바이스를 유지하기 위한 제1 대물 테이블과, 기판을 유지하기 위한 제2 대물 테이블과, 기판의 목표부 상에 패터닝된 비임을 결상시키는 투영 시스템과, 기판의 일 면에서 비임의 편광에서의 공간적 변동에 기인하는 임계적 치수 오차에 응답하여 기판 상에 가해지는 복사선 조사량을 제어하도록 구성되고 배열된 제어기를 포함하는 리소그래피 투영 장치를 포함한다.
본 발명의 다른 실시예는 복사선의 투영 비임을 조절하는 조명 시스템과, 소정 패턴을 따라 투영 비임을 패터닝할 수 있는 패터닝 디바이스를 유지하기 위한 제1 대물 테이블과, 기판을 유지하기 위한 제2 대물 테이블과, 기판의 목표부 상에 패터닝된 비임을 결상시키는 투영 시스템과, 패터닝 전에 기판의 일 면에서 복사선의 투영 비임의 강도의 국부적인 변동에 기인하는 측정된 임계적 치수 오차에 응답하여 조명 시스템의 적어도 하나의 광학 요소를 중심 분산(decenter)시키도록 구성되고 배열된 작동기를 포함하는 리소그래피 투영 장치를 포함한다.
이제 첨부된 개략적인 도면들을 참조하여 본 발명의 실시예들을 예시로서 설명하고, 대응 참조 부호들은 대응하는 부품들을 지시한다.
도1은 본 발명의 일 실시예에 따른 리소그래피 장치를 도시한 것이다.
도2는 본 발명의 일 실시예에 따른 리소그래피 시스템의 임계적 치수 오차의 임의의 원인들을 개략적으로 도시한 것이다.
도3은 본 발명의 일 실시예에 따른 리소그래피 시스템의 임계적 치수 오차의 다른 유형을 개략적으로 도시한 것이다.
도4는 본 발명의 일 실시예에 따른 조명 분포 불균형을 보정하는 동적 필터를 개략적으로 도시한 것이다.
도5는 본 발명의 일 실시예에 따른 조명 분포 불균형을 보정하는 대안적인 동적 필터를 개략적으로 도시한 것이다.
도6a 및 도6b는 본 발명의 일 실시예에 따른 조사량을 변화시키는 방법을 도시한 것이다.
도7a 및 도7b는 측정된 마스크 복굴절에 기초한 모델 CD 변동 맵을 도시한 것이다.
도1은 본 발명의 일 실시예에 따른 리소그래피 장치를 개략적으로 도시한 것이다. 리소그래피 장치는 복사선(예를 들어 UV 복사선)의 비임(B)을 제공하도록 구성된 조명 시스템(조명기, IL)과, 패터닝 디바이스(MA)(예를 들어 마스크)를 지지하도록 구성되고 투영 시스템(PS)("렌즈")에 대해 패터닝 디바이스를 정확하게 위치 선정하도록 구성된 제1 위치 선정 디바이스(PM)에 연결된 제1 지지 구조체(MT)(예를 들어 마스크 테이블)를 포함한다. 리소그래피 장치는 또한 기판(W)(예를 들어 레지스트 코팅된 웨이퍼)을 유지하도록 구성되고 투영 시스템(PS)("렌즈")에 대해 기판이 정확하게 위치 선정되도록 구성된 제2 위치 선정 디바이스(PW)에 연결된 기판 테이블(WT)(예를 들어 웨이퍼 테이블)을 포함하고, 투영 시스템(PS)(예를 들어 굴절 투영 렌즈)은 기판(W)의 목표부(C)(예를 들어 적어도 하나 이상의 다이들을 포함함) 상에 패터닝 디바이스(MA)에 의해 복사선의 비임(B)에 부과된 패턴을 결상시키도록 구성된다.
본 명세서에 도시된 바와 같이, 리소그래피 장치는 투과형(예를 들어 투과 마스크를 사용함)이다. 대안적으로, 리소그래피 장치는 반사형(예를 들어 상기한 바와 같은 유형의 프로그램 가능한 미러 어레이를 사용함)일 수 있다.
조명기(IL)는 복사선 공급원(SO)으로부터 복사선의 비임을 수용한다. 예를 들어 복사선 공급원이 엑시머 레이저인 경우, 복사선 공급원 및 리소그래피 장치는 분리식 독립체일 수 있다. 이러한 경우에, 복사선 공급원은 리소그래피 장치의 일부를 형성하는 것으로 간주되지 않고, 복사선 비임은 예를 들어 적합한 지향성 미러들을 포함하는 비임 전달 시스템(BD) 및/또는 비임 확대기에 의해 복사선 공급 원(SO)으로부터 조명기(IL)까지 통과된다. 다른 경우에 있어서, 예를 들어 복사선 공급원이 수은 램프인 경우, 복사선 공급원은 리소그래피 장치의 일체형 부품일 수 있다. 필요하다면 비임 전달 시스템(BD)과 함께, 복사선 공급원(SO) 및 조명기(IL)는 복사선 시스템으로 지칭될 수 있다.
조명기(IL)는 복사선 비임(B)을 조절한다(condition). 조명기(IL)는 비임의 각(angular) 강도 분포를 조정하도록 구성된 조정 디바이스(AD)를 포함할 수 있다. 일반적으로, 조명기의 동공(pupil) 면의 강도 분포의 적어도 외부 및/또는 내부 반경 범위(통상 σ-외부 및 σ-내부로 각각 언급됨)는 조정될 수 있다. 또한, 조명기(IL)은 일반적으로 인터그레이터(IN) 및 응축기(CO)와 같은 다양한 다른 부품들을 포함한다. 조명기는 단면 방향으로 소정의 균일성 및 강도 분포를 갖는 복사선의 비임(B)으로 지칭된 복사선의 조절된 비임을 제공한다.
복사선의 비임(B)은 마스크 테이블(MT) 상에 유지된 마스크(MA) 상에 입사된다. 복사선의 비임(B)은 마스크(MA)를 가로지르면서 판(W)의 목표부(C) 상에 비임을 포커싱하는 투영 시스템(PS)("렌즈")을 통과한다. 제2 위치 선정 디바이스(PW) 및 위치 센서(IF)[예를 들어 간섭(interferometric) 디바이스]에 의해서, 기판 테이블 또는 기판 지지부(WT)는, 예를 들어 비임(B)의 경로에 다른 목표부(C)를 위치 선정하도록 정확하게 이동될 수 있다. 유사하게, (도1 명확하게 도시되지 않은) 제1 위치 선정 디바이스(PM) 및 또 다른 위치 센서는, 예를 들어 마스크 라이브러리로부터의 기계적인 회수 후에 또는 스캔 시에 비임(B)의 경로에 대해 마스크(MA)를 정확하게 위치 선정하는데 사용될 수 있다. 일반적으로, 대물 테이블(MT 및 WT)의 이동은 위치 선정 디바이스(PM 및 PW)의 일부를 형성하는 긴 스트로크 모듈(대략적인 위치 선정) 및 짧은 스트로크 모듈(미세 위치 선정)에 의해서 실현될 것이다. 그러나, (스캐너에 대향되는) 스테퍼의 경우에, 마스크 테이블(MT)은 짧은 스트로크 작동기에만 연결될 수 있거나, 또는 고정될 수 있다. 마스크(MA) 및 기판(W)은 마스크 정렬 마크(M1, M2) 및 기판 정렬 마크(P1, P2)를 사용하여 정렬될 수 있다.
도시된 리소그래피 장치는 이하의 모드들에서 사용될 수 있다.
스텝 모드: 복사선의 비임에 부과된 전체 패턴이 동시에 목표부(C) 상에 투영되는 동안(즉, 단일 정적 노출), 마스크 테이블 또는 패턴 지지부(MT) 및 기판 테이블 또는 기판 지지부(WT)는 필수적으로 고정된다. 그 후, 기판 테이블 또는 기판 지지부(WT)는 다른 목표부(C)가 노출될 수 있도록 X 및/또는 Y 방향으로 이동된다. 스텝 모드에서, 노출 영역의 최대 크기는 단일 정적 노출에서 결상된 목표부(C)의 크기를 제한한다.
스캔 모드: 복사선의 비임에 부과된 패턴이 목표부(C) 상에 투영되는 동안(즉, 단일 동적 노출), 마스크 테이블 또는 패턴 지지부(MT) 및 기판 테이블 또는 기판 지지부(WT)는 동시에 스캐닝된다. 마스크 테이블(MT)에 대한 기판 테이블 또는 기판 지지부(WT)의 속도 및 방향은 투영 시스템(PS)의 확대(축소) 및 화상 반전 특성들에 의해 결정된다. 스캔 모드에서, 노출 영역의 최대 크기는 단일 동적 노출에서의 목표부의 (비 스캐닝 방향으로의) 폭을 제한하는 반면, 스캐닝 이동의 길이는 목표부의 (스캐닝 방향으로의) 높이를 결정한다.
또 다른 모드: 마스크 테이블 또는 패턴 지지부(MT)는 필수적으로 프로그램 가능한 패터닝 디바이스를 정적으로 유지하고, 기판 테이블 또는 기판 지지부(WT)는 복사선의 비임에 부과된 패턴이 목표부(C) 상에 투영되는 동안 이동되거나 또는 스캐닝된다. 이 모드에서, 일반적으로 펄스식 복사선 공급원이 사용되고, 프로그램 가능한 패터닝 디바이스는 기판 테이블 또는 기판 지지부(WT)의 각각의 이동 후에 또는 스캔 시의 연속적인 복사선 펄스들 사이에서 요구되는 대로 갱신된다. 이 모드의 작동은 상기한 바와 같은 유형의 프로그램 가능한 미러 어레이와 같은 프로그램 가능한 패터닝 디바이스를 사용하는 비마스크(maskless) 리소그래피에 용이하게 적용될 수 있다.
상기한 사용 모드들 또는 완전히 다른 사용 모드들의 조합 및/또는 변형예도 사용될 수 있다.
도2는 결상 시의 임계적 치수 오차의 임의의 원인을 개략적으로 도시한 것이다. 도2에 도시된 바와 같이, 이상적인 조사량 분포(10)는 웨이퍼의 일 영역을 통해 고른 조사 적량(dosage)을 나타내면서 완벽히 고를 것이다. 실제로 조사 적량은 일반적으로 임의의 변동을 가질 것이고, 조사량 분포(12)에서와 같이 고르지 않을 것이다. 조사량(12a)의 국부적인 감소는 감소된 조사량을 수용하는 웨이퍼 영역의 일부를 나타낸다. 도2에 도시된 맵들은 X 방향을 취하고 있고, Z는 수직 방향이고, Y는 스캔 방향이며, X는 스캔 방향에 수직하는 방향이다. X 방향만 도면에 도시되어 있다.
마스크(14)는 다수의 특징부들(16a-16d)을 포함한다. 이들 마스크 특징부들 각각은 레지스트 층(18) 상에 결상되고, 그에 따라 선(20)으로 개략적으로 도시된 바와 같이 레지스트를 노출시킨다. 20a에서 특징부(16a)가 결상된다. 조사량이 정확하고 균질이기 때문에 그리고 다른 오차의 원인이 없기 때문에, 특징부(16a)는 20a에서 정확하게 결상된다. 특징부가 정확하게 결상되기 때문에, 오차(△CD)는 없고, 특징부는 임계적 치수와 동일하다. 유사하게, 특징부(16d)는 20d에서 정확하게 결상되고, 폭은 임계적 치수와 동일하다.
상기한 바와 같이, 특징부(16b)의 위치에 위치된 국부적인 조사량 구배(12a)가 있다. 따라서, 특징부(16b)가 결상된 20b에서, 임계적 치수 오차(△CD)가 있다. 이러한 경우에, 우리는 조사량의 변동에 의해 야기되는 효과 이외에 결상 시의 다른 효과는 없는 것으로 가정한다. 이러한 경우에, 조사량은 웨이퍼 및 마스크의 X 및 Y 위치의 함수로서 측정될 수 있다. 따라서, 이러한 오차를 보정하기 위해서, 조사량 변동이 매핑될 수 있고, 웨이퍼 상에 구조체(16b)를 적절하게 결상시키기 위해서 조사량 분포에 보정이 가해질 수 있다.
특징부(16c) 상으로 이동하면서, 공급원에서 조사량 내에서 명백한 오차는 없으며, 즉, 특징부(16c)가 조명되는 지점에서 선(12)이 국부적으로 균질이다. 그러나, 20c는 변동(△CD)를 나타낸다. 이러한 경우에, 우리는 16b, 20b에서의 오차와 같이 조사량(X, Y)에 대해 가변적인 오차가 있는 것으로 추측할 수 있다. 상기한 바와 같이, 이는 예를 들어 특히 조명광이 강한 편광 성분을 갖는 마스크(14)의 고유 복굴절에 의해 유발될 수 있다. 한편, 결상 시스템(도2에는 미도시)의 하나 이상의 성분들의 복굴절로 인해 또한 발생할 수 있다. 이러한 유형의 오차 보정은 예를 들어 파선(12c)으로 표시된 바와 같이 국부적인 조사량 보정에 의해 달성될 수 있다.
적절한 조사량에도 불구하고 CD 오차를 초래할 수 있는 또 다른 결상 효과가 도3에 도시되어 있다. 도3은 동공 면에서 일정한 조사량(30)을 갖는 시스템을 도시한 것이다. 그러나, 이러한 경우의 조명 분포는 2개의 극들 사이의 강도 차이를 갖는 이중극(dipole)으로 취해진다. 이러한 불균형한 극들의 경우에, 특징부들(32a-32c)의 화상(34)은 34a-34c에 도시된 바와 같이 톱니 형상으로 되기 쉬울 것이다. 모든 다른 요소들이 동일하다고 가정하면, 특징부들(34a-34c) 각각에 대한 화상 치수는 동일한 오차(△CD)를 가질 것이다. 즉, 동일한 특징부들(32a-32c)에 대해서, 톱니 화상(34a-34c) 각각은 소정 폭에 대해 실질적으로 동일한 오차인 폭을 가질 것이다. 또한, 결상된 특징부 각각의 중심선은 몇몇 잠재적인 오버레이 오차를 도입하면서 의도된 목표로부터 오프셋될 것이다.
이러한 오차에 대한 하나의 해결책은 2개의 극들 중 더 강한 극으로부터 에너지를 감쇠시키는 구조체를 도입하는 것이다. 본 발명의 일 실시예에 따르면, 이런 감쇠는 예를 들어 시스템의 광학 요소들을 중심 분산(decentering)시킴으로써 발생될 수 있다. 특히, 조명 시스템의 광학 요소들은 조명 분포를 더 균형잡을 수 있도록 중심 분산될 수 있다. 이해되는 바와 같이, 유사한 효과들이 4개의 극들이 정밀하게 균형잡히지 않은 4중극 조명 분포에서 초래될 수 있다. 유사하게, 개념은 다른 조명 패턴들로 연장될 수 있다.
광학 요소들의 중심 분산은 렌즈 요소들의 XY 조작에 의해, 즉 중심 위치로 부터 하나 이상의 요소를 물리적으로 이동시킴으로써 달성되거나 또는 하나 이상의 요소들에 경사를 도입함으로써 달성될 수 있다. 이해되는 바와 같이, 이러한 조작들은 반사 및 굴절 광학 시스템에 동일하게 적용한다.
조사량 맵 및/또는 편광 맵이 주어진 장비에 대해서 또는 주어진 공정에 대해서 준비될 수 있다. 이러한 맵은 국부적인 조명 강도 변동에 대해서 상기한 중심 분산 접근법 또는 편광 유도식 CD 변동에 대해 서술된 조사량 제어 접근법을 포함하는 보정 알고리즘에 대한 기초로서 사용될 수 있다.
레티클(reticle)의 복굴절이 논쟁 대상인 경우에, 레티클을 사용하는 공정에 대한 리소그래피 장치를 제어하는 레시피의 일부로서 저장된 레티클 복굴절 맵이 산출될 수 있다. 이런 레시피를 산출하기 위해 레지스트에 결상된 실제 구조체들이 측정될 수 있다. 대안으로서, 동공 매핑 센서를 사용하는 시스템에 대해서, 동공에서의 조명 분포는 실시간으로 또는 시스템 및 공정의 예비 특성으로서 직접 측정될 수 있다.
도4는 중심 분산 및 국부적인 필터링의 조합을 사용하여 조명 비임의 강도의 국부적인 변동을 보정하는 하나의 기술을 도시한다. 도4에서, 조명 영역(43) 내의 2개의 극들(40, 42)은 초기에 동일하지 않으며, 극(42)이 다소 큰 강도를 갖는다. 광학 요소[파선(44)으로 개략적으로 도시됨]의 중심 분산은 극(42, 44)의 내경에 영향을 주는데 사용된다. 조명 영역(43)의 외경 주위에 배열된 다수의 스포크들(46)은 조명광을 감쇠시키기 위해 조명 영역(43)의 내외로 이동 가능하다. 스포크들은 예를 들어 완전히 또는 부분적으로 불투명할 수 있다. 도4에 도시된 바와 같이 우측의 다수의 스포크들(46)은 영역 면 내로 삽입되고 극(42)의 강도를 줄인다. 이러한 필터링은 조명 시스템의 동공 면에서 물리적으로 발생할 수 있거나, 또는 그 면에 광학적으로 켤레적(conjugate)이거나 또는 적어도 이러한 면에 인접하는 면에서 수행될 수 있다.
도5는 일련의 핑거들(60)을 이루는 제어 가능한 필터의 일 실시예를 도시한 것이다. 각각의 핑거(60)는 Y 방향으로 제어 가능하고 100% 미만인 조명 복사선에 대한 투과성을 갖는다. 스캐닝 영역(62)에 대해 핑거들(60)의 Y 위치를 변화시킴으로써, 얼마간의 광은 결상을 제공하도록 관통을 허용할 수 있다. 결과적으로, X 함수로서의 조사량은 제어될 수 있다. 또한, 핑거들의 위치가 스캔 시에 동적으로 제어되면, Y 방향으로의 조사량도 또한 제어될 수 있다. 스캐닝 영역의 에지 각각에 핑거들(60)을 제공함으로써, 즉 스캔 축을 중심으로 도6을 미러링함으로써, 스캔 영역의 두 에지들은 독립적으로 제어될 수 있다.
또 다른 실시예에 있어서, 스캐닝 슬릿은 폭이 변화될 수 있다. 명백한 바와 같이, 스캔 영역의 어느 한 에지 상의 한 쌍의 핑거 세트는 이러한 결과를 달성하는데 사용될 수 있다. 유사하게, 슬릿 마스킹 블레이드는 동일한 목적으로 사용될 수 있다. 조명된 스캔 영역의 폭을 스캔 시에 동적으로 변화시키는 것은 도6a 및 도6b에 도시된 바와 같이 Y의 함수로서 조사량을 제어하는 것을 허용한다. 3개의 예시적인 Y 위치들에 대해서, 도6b에 도시된 슬릿 폭(70a-70c)은 도6a에 도시된 바와 같이 각각의 조사량들(65a-65c)을 초래한다. 특히, 슬릿이 70c에서 더 넓어지면, 상응하는 조사량(65c)은 더 커진다.
도7a 및 도7b는 측정된 마스크 복굴절에 근거한 모델 CD 변동 맵을 도시한 것이다. 도7a에는 마스크의 복굴절이 도시되어 있지만, 도7b에는 X 및 Y 방향으로의 CD 변동 맵이 도시되어 있다. 알 수 있는 바와 같이, CD 변동은 안장형이고, (+,-) 4분면 및 (-,+) 4분면은 임계적 치수의 감소를 도시하고 있는 반면, (-,-) 및 (+,+) 4분면들은 증가를 도시하고 있다. 편광된 광이 약간 타원형인 경우에, 타원 편광의 잘 쓰는 쪽(handedness)(우측 원 또는 좌측 원)의 조작은 또 다른 해결책을 허용할 수 있다. 마스크의 포지티브 X부에 대해 잘 쓰는 쪽을 역전시킴으로써, 안장은 경사진 면에 더 근접하게 된다. 이러한 경사진 CD 변동은 공지된 방법들을 사용하여 보정될 수 있다.
집적 회로의 제조에 있어서 리소그래피 장치의 사용에 본 명세서가 특별히 참조될 수 있지만, 본 명세서에 서술된 리소그래피 장치는 통합 광학 시스템의 제조, 자기 도메인 메모리용 안내 및 검출 패턴, 액정 디스플레이(LCD; Liquid-Crystal Display), 박막 자기 헤드 등과 같은 다른 용도들을 가질 수 있을을 이해될 것이다. 당업자들은 이러한 대안적인 용도들의 상황에 비추어, 본 명세서에서 "웨이퍼(wafer)" 또는 "다이(die)"라는 용어들의 임의의 사용은 보다 일반적인 용어들인 "기판(substrate)" 또는 "목표부(target portion)"와 각각 동일한 의미로서 간주됨을 이해할 것이다. 본 명세서에서 언급된 기판은 노출 전 또는 노출 후, 예를 들어 트랙(통상 기판에 레지스트 층을 도포하고 노출 레지스트를 현상하는 도구) 또는 계측 또는 검사 도구로 처리될 수 있다. 도포 가능한 곳에서, 본 명세서의 개시는 이러한 그리고 다른 기판 처리 도구에 도포될 수 있다. 또한, 기판은 본 명세서에서 사용된 기판이라는 용어가 또한 복수의 처리된 층들을 이미 포함하는 기판으로 언급될 수 있도록 예를 들어 복수 층 IC를 생성하도록 1회 이상 처리될 수 있다.
본 명세서에서 사용된 용어들 "복사선(radiation)" 및 "비임(beam)"은 자외선(UV) 복사선(예를 들어 365, 248, 193, 157 또는 126 nm의 파장을 가짐) 및 극자외선(EUV; Extreme UltraViolet) 복사선(예를 들어 5 내지 20 nm의 범위의 파장을 가짐)뿐 아니라 이온 비임 또는 전자 비임과 같은 입자 비임을 포함하는 전자기적 복사선의 모든 유형들을 포함한다.
본 명세서에서 사용된 용어 "패터닝 디바이스(patterning device)"는 기판의 목표부에 패턴을 생성시키도록 단면에 패턴을 이용하여 투영 비임을 부과하는데 사용될 수 있는 디바이스를 언급하는 것으로서 광의적으로 해석되어야 한다. 복사선의 비임에 부과된 패턴이 기판의 목표부에 소정의 패턴에 정확하게 상응하지 않을 수 있다는 것을 주지해야 한다. 일반적으로, 복사선의 비임에 부과된 패턴은 집적 회로와 같이 목표부에 생성되는 디바이스의 특별한 기능 층에 상응할 것이다.
패터닝 디바이스는 투과형 또는 반사형일 수 있다. 패터닝 디바이스의 예들은 마스크, 프로그램 가능한 미러 어레이 및 프로그램 가능한 LCD 패널을 포함한다. 마스크는 리소그래피 분야에 공지되어 있고, 2진법적이고 교호적인 상 변화(phase-shift) 및 감쇠식 상 변화와 같은 마스크 유형뿐 아니라 다양한 하이브리드 마스크 유형을 포함한다. 프로그램 가능한 미러 어레이의 일 예는 작은 미러들의 매트릭스 배열을 사용하고, 각각의 미러들은 다른 방향으로 유입 복사선 비임을 반사하도록 개별적으로 경사될 수 있어서, 이 방식에서 반사된 비임이 패터닝된다. 패터닝 디바이스의 각각의 예에서, 지지 구조체는 예를 들어 투영 시스템에 대해서 예를 들어 요구된 바와 같이 고정되거나 또는 이동 가능할 수 있고, 소정 위치에 패터닝 디바이스가 있을 것을 보장할 수 있는 프레임 또는 테이블일 수 있다. 본 명세서에서 용어들 "레티클(reticle)" 또는 "마스크(mask)"의 임의의 사용은 보다 일반적인 용어 "패터닝 디바이스(patterning device)"와 동일한 의미로 간주될 수 있다.
본 명세서에서 용어 "투영 시스템(projection system)"은 사용되는 노출 복사선 또는 침지액의 사용 또는 진공의 사용과 같은 다른 인자들에 대해 적합한 굴절식 광학 시스템, 반사식 광학 시스템 및 반사 굴절식 광학 시스템을 포함하는 다양한 유형들의 투영 시스템을 포함하는 것으로 광의적으로 해석되어야 한다. 본 명세서에서 용어 "렌즈(lens)"의 임의의 사용은 보다 일반적인 용어 "투영 시스템(projection system)"과 동일한 의미로서 간주될 수 있다.
조명 시스템은 또한 복사선의 비임의 지향, 형상화 또는 제어를 위한 굴절식, 반사식 및 반사 굴절식 광학 부품들을 포함하는 다양한 유형들의 광학 부품들을 포함할 수 있고, 이러한 부품들은 또한 이하에 집합적으로 또는 단일적으로 "렌즈(lens)"로서 언급될 수 있다.
리소그래피 장치는 2개(2중 스테이지) 이상의 기판 테이블 또는 기판 지지부 (및/또는 2개 이상의 마스크 테이블들)을 갖는 유형일 수 있다. 이러한 "복수 스테이지(multiple stage)" 장비에 있어서, 추가적인 테이블들이 평행하게 사용될 수 있거나, 또는 하나 이상의 다른 테이블들 또는 지지부들이 노출을 위해 사용되고 있는 동안 하나 이상의 테이블들 또는 지지부들 상에서 준비 단계가 수행될 수 있다.
리소그래피 장치는 또한 기판이 투영 시스템의 최종(final) 요소와 기판 사이의 공간을 채우도록 상대적으로 높은 굴절률을 갖는 액체, 예를 들어 물에 침지되는 유형일 수 있다. 또한, 침지액은 예를 들어 투영 시스템의 제1 요소와 마스크 사이에 리소그래피 장치 내의 다른 공간들에 가해질 수 있다. 투영 시스템의 개구수(numerical aperture)를 증가시키기 위한 침지 기술은 당업계에 공지되어 있다.
본 발명은 임의의 도시된 실시예들을 참조하여 서술되었지만, 본 명세서에서 사용된 용어들은 제한의 용어들이기보다는 설명의 용어들이다. 이런 관점에서 본 발명의 사상 및 정신을 벗어나지 않고 관련 청구항들의 범위 내에서 변경이 이루어질 수 있다. 본 명세서에서 본 발명은 특정 구조체, 작용 및 물질을 참조하여 서술되었지만, 본 발명은 개시된 특정 예들에 제한되지 않고 개시된 실시예들과 크게 다를 수 있는 일부 다양한 형태로 실시될 수 있고, 관련 청구항들의 범주 내에서와 같이 모든 균등한 구조체, 작용 및 물질로 연장된다.
예를 들어, 본 발명의 실시예들은 또한 본 명세서에서 서술된 바와 같은 장치를 실현하도록 그리고/또는 본 명세서에서 서술된 바와 같은 방법을 수행하도록 구성된 하나 이상의 논리 요소들(예를 들어 마이크로프로세서, ASICs, FPGAs 또는 유사한 디바이스들)의 어레이들을 갖는 회로들을 포함한다. 본 발명의 실시예들은 또한 이러한 방법(또는 그 부분)을 수행하는 장비 실행 기구의 하나 이상의 세트들(예를 들어 시퀀스)을 저장하는 데이터 저장 매체[예를 들어 반도체 메모리(휘발성 또는 비휘발성; SRAM, DRAM, ROM, PROM, 플래시 RAM 등), 자기 또는 광학 디스크 등]를 포함한다.

Claims (31)

  1. 복사선의 투영 비임을 조절하는 조명 시스템과,
    소정 패턴에 따라 투영 비임을 패터닝할 수 있는 패터닝 디바이스를 유지하기 위한 제1 대물 테이블과,
    기판을 유지하기 위한 제2 대물 테이블과,
    기판의 목표부 상에 패터닝된 비임을 결상시키는 투영 시스템과,
    기판의 일 면에서 비임의 편광(polarization)에서의 공간적 변동에 기인하는 임계적 치수 오차에 응답하여 기판 상에 가해지는 복사선 조사량을 제어하도록 구성되고 배열된 제어기를 포함하는 리소그래피 투영 장치.
  2. 제1항에 있어서, 기판의 일 면에서 임계적 치수 오차를 측정하도록 구성되고 배열된 검출기를 더 포함하는 리소그래피 투영 장치.
  3. 제1항에 있어서, 제어기는 복사선의 투영 비임의 공급원을 제어하도록 구성되고 배열된 리소그래피 투영 장치.
  4. 제1항에 있어서, 제어기는 결상 시에 패터닝 디바이스를 조명하는데 사용되는 복사선의 투영 비임의 스캐닝 조명 비임의 폭을 제어하는 가변 셔터를 제어하도록 구성되고 배열된 리소그래피 투영 장치.
  5. 제1항에 있어서, 제어기는 복사선의 투영 비임의 조명 강도를 국부적으로 조정하도록 구성되고 배열된 가변 필터를 제어하도록 구성되고 배열된 리소그래피 투영 장치.
  6. 제5항에 있어서, 가변 필터는 패터닝 디바이스의 일 면또는 패터닝 디바이스의 켤레 면에 또는 그에 인접하게 위치 선정되는 리소그래피 투영 장치.
  7. 제5항에 있어서, 가변 필터는 기판에 의해 수용된 조사량을 동적으로 가변시키기 위해 스캔 동안 제어 가능한 리소그래피 투영 장치.
  8. 제5항에 있어서, 가변 필터는 결상 전에 제어 가능하고 결상 시에 정적인 리소그래피 투영 장치.
  9. 제5항에 있어서, 가변 필터는 복수의 핑거들을 포함하고, 각각의 핑거는 1 미만인 복사선의 투영 비임의 파장에 대한 투과 계수를 가지며, 각각의 핑거는 투영 비임의 강도를 국부적으로 감쇠시키기 위해서 투영 비임의 내외로 이동 가능한 리소그래피 투영 장치.
  10. 제9항에 있어서, 복수의 핑거들은 스캔 영역의 일 에지에 인접하게 위치 선 정된 제1 세트의 핑거들 및 스캔 영역의 대향 에지에 인접하는 제2 세트의 핑거들을 포함하여, 제1 및 제2 세트의 핑거들이 공동으로 기판 레벨에서 조명 조사량을 국부적으로 제어하는데 사용될 수 있게 하는 리소그래피 투영 장치.
  11. 제5항에 있어서, 가변 필터는 1 미만인 복사선의 투영 비임의 파장에 대한 투과 계수를 갖는 적어도 하나의 필터를 포함하고, 상기 필터는 투영 비임의 강도를 국부적으로 감쇠시키도록 투영 비임의 내외로 이동 가능한 리소그래피 투영 장치.
  12. 제11항에 있어서, 상기 필터가 스캔 영역 내로 이동하고, 스캔 영역의 더 큰 영역이 감쇠되며, 스캔 영역의 에지에서 감쇠 비율이 증가되도록, 상기 필터는 스캔 영역의 일 에지에 인접하게 위치 선정되고 복수의 경사진 돌기들을 포함하는 리소그래피 투영 장치.
  13. 기판 상에 패턴을 결상시키는 방법이며,
    복사선의 비임을 공급하는 단계와,
    복굴절을 갖는 패터닝 디바이스를 사용하여 복사선의 비임을 패터닝하는 단계와,
    기판의 복사선 감지면 상에 패터닝된 비임을 투영시키는 단계와,
    복굴절에 의해 야기되는 임계적 치수 변동을 줄이기 위해 기판의 복사선 감 지면에 수용된 조사량을 조정하는 단계를 포함하는 패턴 결상 방법.
  14. 제13항에 있어서, 상기 조정 단계는 기판 상의 적어도 하나의 선택된 위치에서 수용된 조사량을 줄이기 위해서 복사선의 비임을 국부적으로 필터링하는 단계를 더 포함하는 패턴 결상 방법.
  15. 제14항에 있어서, 상기 국부적인 필터링 단계는 패터닝 디바이스의 일 면 또는 패터닝 디바이스의 켤레 면에서 또는 그에 인접하게 수행되는 패턴 결상 방법.
  16. 제14항에 있어서, 상기 국부적인 필터링 단계는 기판의 일 면에서 또는 그에 인접하게 수행되는 패턴 결상 방법.
  17. 제14항에 있어서, 상기 패턴 결상 방법은,
    결상 시에 패터닝 디바이스 및 기판을 상대적으로 스캐닝하는 단계를 더 포함하고,
    상기 국부적인 필터링 단계는 조사량을 동적으로 조정하기 위해 스캐닝 시에 적어도 하나의 필터 부재를 비임의 일부 내로 이동시키는 단계를 포함하는 패턴 결상 방법.
  18. 제14항에 있어서, 상기 국부적인 필터링 단계는 조사량을 조정하기 위하여 스캐닝 시에 하나 이상의 복수의 핑거들을 비임의 일부 내로 이동시키는 단계를 포함하는 패턴 결상 방법.
  19. 제14항에 있어서, 상기 국부적인 필터링 단계는 조사량을 조정하기 위하여 적어도 하나의 필터 부재를 비임의 일부 내로 이동시키는 단계를 포함하는 패턴 결상 방법.
  20. 복사선의 투영 비임을 조절하는 조명 시스템과,
    소정 패턴에 따라 투영 비임을 패터닝할 수 있는 패터닝 디바이스를 유지하기 위한 제1 대물 테이블과,
    기판을 유지하기 위한 제2 대물 테이블과,
    기판의 목표부 상에 패터닝된 비임을 결상시키는 투영 시스템과,
    패터닝 전에 기판의 일 면에서 복사선의 투영 비임의 강도의 국부적인 변동에 기인하는 측정된 임계적 치수 오차에 응답하여 조명 시스템의 적어도 하나의 광학 요소를 중심 분산(decenter)시키도록 구성되고 배열된 작동기를 포함하는 리소그래피 투영 장치.
  21. 제20항에 있어서, 패터닝 전에 복사선의 투영 비임의 강도의 국부적인 변동을 측정하도록 구성되고 배열된 조명 모니터를 더 포함하는 리소그래피 투영 장치.
  22. 제20항에 있어서, 복사선의 투영 비임의 적어도 일부를 감쇠시킴으로써 복사선 투영 비임의 조명 분포를 국부적으로 조절하기 위해서, 조명 시스템의 동공 면 내 또는 조명 시스템의 켤레 면에서 또는 그에 인접하게 이동 가능하게 위치 선정된, 복수의 가동식 감쇠기들을 포함하는 가변 감쇠기를 더 포함하는 리소그래피 투영 장치.
  23. 제22항에 있어서, 가동식 감쇠기들은 복사선의 투영 비임 내외로 이동 가능한 복수의 삼각형 스포크들을 포함하는 리소그래피 투영 장치.
  24. 제23항에 있어서, 상기 스포크들은 복사선의 투영 비임의 방사상 둘레에 배열되는 리소그래피 투영 장치.
  25. 제20항에 있어서, 작동기는 적어도 하나의 광학 요소를 투영 시스템의 광학 축에 수직하는 방향으로 이동시키도록 구성되고 배열된 리소그래피 투영 장치.
  26. 제20항에 있어서, 작동기는 적어도 하나의 광학 요소를 경사시키도록 구성되고 배열된 리소그래피 투영 장치.
  27. 기판 상에 패턴을 결상시키는 방법이며,
    복사선의 비임을 공급하는 단계와,
    복사선의 비임을 패터닝하는 단계와,
    기판의 복사선 감지면 상에 패터닝된 비임을 투영시키는 단계와,
    임계적 치수 오차가 감소되도록 복사선의 비임의 공간적 강도 분포를 국부적으로 조정하기 위해 상기 공급 단계에서 사용된 조명 시스템의 적어도 하나의 광학 요소를 중심 분산시키는 단계를 포함하는 패턴 결상 방법.
  28. 제27항에 있어서, 기판의 일 면에서 임계적 치수 오차를 측정하는 단계를 더 포함하는 패턴 결상 방법.
  29. 제27항에 있어서, 상기 중심 분산 단계는 적어도 하나의 광학 요소를 조명 시스템의 광학 축에 수직하는 방향으로 이동시키는 단계를 포함하는 패턴 결상 방법.
  30. 제27항에 있어서, 상기 중심 분산 단계는 적어도 하나의 광학 요소를 경사시키는 단계를 포함하는 패턴 결상 방법.
  31. 제27항에 있어서, 복사선의 투영 비임의 적어도 일부를 가변적으로 감쇠시킴으로써 복사선 투영 비임의 조명 강도를 국부적으로 조정하는 단계를 더 포함하는 패턴 결상 방법.
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