KR20090003801A - 리소그라피 장치 및 리소그라피 방법 - Google Patents

리소그라피 장치 및 리소그라피 방법 Download PDF

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Abstract

리소그라피(lithography) 장치 및 리소그라피 방법에 대해 개시한다. 본 발명의 리소그라피 장치는 기판에 대한 리소그라피 공정을 수행하기 위한 리소그라피 장치에 있어서, 상기 기판의 결정 구조를 분석하기 위한 분석 장치를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

리소그라피 장치 및 리소그라피 방법{Lithography apparatus and lithography method}
도 1 내지 도 7은 본 발명의 실시예들에 따른 리소그라피 장치를 보여주는 단면도이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 리소그라피 방법을 단계별로 보여주는 블록도이다.
도 9a 및 도 9b는 본 발명의 실시예에 따른 리소그라피 방법에서 하부구조물의 위치 조정 전과 후의 모습을 각각 보여주는 평면도이다.
도 10은 본 발명의 다른 실시예에 따른 리소그라피 방법을 단계별로 보여주는 블록도이다.
*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*
1 : 챔버 5, 5' : 구조물
10 : 받침대 20 : 스테이지
30 : 전자총 40 : 제1 검출기
50 : 제2 검출기 60 : 제1 광소오스
70 : 제3 검출기 80a, 80b : 전용창
90 : 제2 광소오스 100 : 제4 검출기
150 : 컨트롤러 200 : 산란 패턴
P1 : 제1 부분
본 발명은 리소그라피 장치 및 리소그라피 방법에 관한 것으로서, 보다 자세하게는 기판 상에 형성된 물질막의 결정 구조를 고려하여 리소그라피를 수행할 수 있는 리소그라피 장치 및 리소그라피 방법에 관한 것이다.
리소그라피(lithography) 공정은 하부막(예, 웨이퍼) 상에 회로 패턴을 전사(transfer)하는 공정이다. 반도체 소자의 집적도가 높아짐에 따라, 보다 미세한 회로 패턴을 구현하기 위한 다양한 리소그라피 공정이 개발되어 왔다.
그러나 현재까지 개발된 리소그라피 공정(이하, 종래의 리소그라피 공정)은 하부구조물의 결정 구조 및 방향과는 무관하게 수행되었다.
반도체 소자가 소형화되면서, 소자를 구성하는 물질뿐 아니라, 상기 물질이 갖는 결정 구조 및 방향도 고려될 필요가 있다. 이것은 소자를 구성하는 물질의 결정 방향이 소자의 특성에 영향을 줄 수 있기 때문이다. 예를 들어, 채널을 형성하는 물질의 결정 방향에 따라 전하 이동도(charge mobility) 특성이 달라질 수 있다.
그런데, 종래의 리소그라피 공정은 하부구조물의 결정 구조 및 방향과는 무관하게 수행되었기 때문에, 우수한 특성을 갖는 소자를 구현하는데 한계가 있다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 상술한 종래 기술의 문제점을 개선하기 위한 것으로서, 기판 상에 형성된 물질막의 결정 구조 및 방향을 고려하여 상기 물질막을 패터닝할 수 있는 리소그라피 장치 및 리소그라피 방법을 제공하는데 있다.
상기 기술적 과제를 달성하기 위하여, 본 발명은 기판에 대한 리소그라피 공정을 수행하기 위한 리소그라피 장치에 있어서, 상기 기판의 결정 구조를 분석하기 위한 분석 장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 리소그라피 장치를 제공한다.
상기 기판은 상기 리소그라피 장치의 임의 방향으로 이동되는 스테이지 상에 로딩(loading)될 수 있다.
상기 기판은 반도체기판과 상기 반도체기판 상에 순차적으로 형성된 물질막 및 레진막(resin layer)을 포함할 수 있고, 상기 분석 장치는 상기 물질막의 결정 구조를 분석하는 장치일 수 있다.
상기 리소그라피 장치는 전자빔 리소그라피 장치 또는 포토 리소그라피 장치일 수 있다.
상기 포토 리소그라피 장치는 적외선, 가시광선, 자외선 및 X-선 중 어느 하나를 방출하는 광소오스를 포함할 수 있다.
상기 분석 장치는 전자 또는 광의 회절 또는 산란 방법을 이용하는 분석 장치일 수 있다.
상기 분석 장치는 전자, 중성자, X-선, 자외선, 가시광선 및 적외선 중 어느 하나를 방출하는 소오스를 포함할 수 있다.
상기 레진막에 대한 리소그라피 공정을 수행하기 위한 소오스와 상기 분석 장치의 소오스는 동일할 수 있다.
상기 레진막에 대한 리소그라피 공정을 수행하기 위한 소오스와 상기 분석 장치의 소오스가 동일할 때, 상기 소오스는 전자총일 수 있다. 이때, 상기 리소그라피 장치는 제1 및 제2 검출기를 더 포함하되, 상기 제1 검출기는 상기 기판 및/또는 상기 기판이 로딩(loading)되는 스테이지의 표면에서 반사되는 이차전자를 검출하여 상기 기판 및/또는 상기 스테이지의 위치 정보를 제공하는 이차전자검출기일 수 있고, 상기 제2 검출기는 상기 분석 장치의 전자검출기일 수 있다.
상기 레진막에 대한 리소그라피 공정을 수행하기 위한 소오스와 상기 분석 장치의 소오스가 동일할 때, 상기 소오스는 광소오스일 수 있다. 이때, 상기 분석 장치는 광검출기를 포함할 수 있고, 상기 광소오스는 상기 기판의 위치 정보를 제공하는 광학 현미경을 포함할 수 있다.
상기 레진막에 대한 리소그라피 공정을 수행하기 위한 소오스와 상기 분석 장치의 결정 구조 분석을 위한 소오스를 포함하되, 상기 레진막에 대한 리소그라피 공정을 수행하기 위한 소오스와 상기 분석 장치의 결정 구조 분석을 위한 소오스는 서로 다를 수 있다.
상기 레진막에 대한 리소그라피 공정을 수행하기 위한 소오스는 전자총이고, 상기 분석 장치의 소오스는 광소오스 또는 중성자총일 수 있다. 이때, 상기 리소그 라피 장치는 제1 및 제3 검출기를 더 포함하되, 상기 제1 검출기는 상기 기판 및/또는 상기 기판이 로딩(loading)되는 스테이지의 표면에서 반사되는 이차전자를 검출하여 상기 기판 및/또는 상기 스테이지의 위치 정보를 제공하는 이차전자검출기일 수 있고, 상기 제3 검출기는 상기 분석 장치의 검출기로서 광검출기 또는 중성자검출기일 수 있다.
상기 분석 장치의 소오스는 상기 광소오스이고, 상기 제3 검출기는 상기 광검출기이며, 상기 광소오스와 상기 기판 사이에 제1 전용창이 더 구비되고, 상기 광소오스와 상기 제1 전용창 및 상기 기판은 동일 직선 상에 배치될 수 있다. 상기 광검출기와 상기 기판 사이에 제2 전용창이 구비되고, 상기 광검출기와 상기 제2 전용창 및 상기 기판은 동일 직선 상에 배치될 수 있다.
상기 레진막에 대한 리소그라피 공정을 수행하기 위한 소오스는 광소오스이고, 상기 분석 장치의 소오스는 다른 광소오스, 전자총 및 중성자총 중 어느 하나일 수 있다. 이때, 상기 분석 장치는 광검출기, 전자검출기 및 중성자검출기 중 어느 하나를 포함할 수 있고, 상기 레진막에 대한 리소그라피 공정을 수행하기 위한 상기 광소오스는 상기 기판의 위치 정보를 제공하는 광학 현미경을 더 포함할 수 있다.
상기 리소그라피 장치는 상기 레진막에 대한 리소그라피 공정 및 상기 분석 장치의 결정 구조 분석을 위한 소오스로서 전자총을 포함하고, 상기 분석 장치의 결정 구조 분석을 위한 다른 소오스로서 광소오스 및 중성자총 중 어느 하나를 더 포함할 수 있다. 이때, 상기 리소그라피 장치는 제1 내지 제3 검출기를 포함하되, 상기 제1 검출기는 상기 기판 및/또는 상기 기판이 로딩(loading)되는 스테이지의 표면에서 반사되는 이차전자를 검출하여 상기 기판 및/또는 상기 스테이지의 위치 정보를 제공하는 이차전자검출기일 수 있고, 상기 제2 검출기는 상기 분석 장치의 전자검출기일 수 있으며, 상기 제3 검출기는 상기 분석 장치의 광검출기 또는 중성자검출기일 수 있다.
상기 분석 장치의 상기 다른 소오스는 상기 광소오스이고, 상기 제3 검출기는 상기 광검출기이며, 상기 광소오스와 상기 기판 사이에 제1 전용창이 더 구비되고, 상기 광소오스와 상기 제1 전용창 및 상기 기판은 동일 직선 상에 배치될 수 있다. 상기 광검출기와 상기 기판 사이에 제2 전용창이 더 구비되고, 상기 광검출기와 상기 제2 전용창 및 상기 기판은 동일 직선 상에 배치될 수 있다.
상기 다른 기술적 과제를 달성하기 위하여, 본 발명은 기판에 대한 리소그라피 공정을 수행하기 위한 리소그라피 방법에 있어서, 상기 기판의 결정 구조를 분석하는 제1 단계; 상기 분석된 결정 구조를 기초하여 상기 기판의 위치를 조정하는 제2 단계; 및 상기 기판에 대한 리소그라피 공정을 수행하는 제3 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 리소그라피 방법을 제공한다.
상기 결정 구조 분석은 상기 기판을 임의 방향으로 이동시킬 수 있는 스테이지를 포함하는 분석 장치에서 수행할 수 있다.
상기 기판은 반도체기판과 및 상기 반도체기판 상에 순차적으로 형성된 물질막 및 레진막을 포함할 수 있고, 상기 분석 장치는 상기 물질막의 결정 구조를 분석하는 장치일 수 있다.
상기 제1 내지 제3 단계는 상기 분석 장치를 포함하는 전자빔 리소그라피 장치 또는 포토 리소그라피 장치에서 수행할 수 있다.
상기 레진막은 상기 제1 단계 전에 도포하고, 상기 제3 단계는 상기 레진막에 대한 리소그라피 공정일 수 있다.
상기 제1 단계와 상기 제2 단계 사이에 상기 레진막을 도포하고, 상기 제3 단계는 상기 레진막에 대한 리소그라피 공정일 수 있다. 이때, 상기 레진막을 도포하기 전과 후에 상기 기판의 정렬 상태는 동일한 것이 바람직하다.
상기 레진막을 도포하기 전과 후에 상기 기판의 정렬 상태를 동일하게 하기 위해, 상기 기판의 측면 중 곡률이 0인 부분을 기준으로 삼을 수 있다.
상기 레진막을 도포하기 전과 후에 상기 기판의 정렬 상태를 동일하게 하기 위해, 상기 기판에 형성된 패턴을 기준으로 삼을 수 있다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 리소그라피 장치 및 리소그라피 방법을 첨부된 도면들을 참조하여 상세하게 설명한다. 이 과정에서 도면에 도시된 층이나 영역들의 두께는 명세서의 명확성을 위해 과장되게 도시된 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 리소그라피 장치를 보여준다.
도 1을 참조하면, 챔버(1)의 바닥에 받침대(pedestal)(10)가 구비되고, 받침대(10) 상에 스테이지(20)가 구비된다. 받침대(10)는 스테이지(20)를 임의의 방향으로 움직일 수 있도록 설계되어 있고, 소정의 컨트롤러(controller)(미도시)와 연결될 수 있다. 스테이지(20)는 회전, 수평 및 수직 이동될 수 있고, 기울기도 조절될 수 있다. 스테이지(20) 상에는 리소그라피 공정의 대상을 포함하는 소정의 구조 물(5)이 로딩(loading)된다. 구조물(5)은 반도체기판 및 상기 반도체기판 상에 형성된 물질막을 포함할 수 있고, 상기 물질막 상에는 레진막(resin layer)이 더 구비될 수 있다. 상기 레진막은 전자빔 레지스트막(E-beam resist layer)일 수 있다.
스테이지(20) 위쪽의 챔버(1)의 천정에 전자빔(electron beam)을 발생시키는 전자총(electron gun)(30)이 구비된다. 챔버(1)의 양측벽, 예컨대, 서로 마주보는 양측벽 각각에 제1 및 제2 검출기(40, 50)가 구비될 수 있다. 제1 검출기(40)는 구조물(5) 및/또는 스테이지(20)의 표면에서 반사되는 이차전자를 검출하여 구조물(5) 및/또는 스테이지(20)의 위치 정보를 제공하는 이차전자검출기일 수 있다. 예를 들면, 제1 검출기(40)는 SEM(scanning electron microscope)의 검출기일 수 있다. 제2 검출기(50)는 구조물(5)에서 회절(또는 산란)되는 전자의 회절 패턴(또는 산란 패턴)을 검출하는 전자검출기일 수 있다. 제2 검출기(50)는 상기 컨트롤러를 사이에 두고 받침대(10)와 연결될 수 있다. 전자총(30)과 제2 검출기(50)는 구조물(5)의 결정 구조를 분석하는 분석 장치를 구성한다. 따라서 전자총(30)은 상기 분석 장치의 소오스이면서 상기 레진막을 패터닝하기 위한 리소그라피 공정에서의 전자 방출 소오스이다.
도 1의 리소그라피 장치에서는 구조물(5)의 결정 구조를 분석하는 상기 분석 장치의 소오스와 리소그라피 공정의 소오스가 동일하지만, 상기 분석 장치의 소오스와 리소그라피 공정의 소오스는 서로 다를 수 있다.
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 리소그라피 장치를 보여준다. 도 1과 도 2에서 동일한 도면 번호는 동일한 구성 요소를 나타내므로, 중복되는 구성 요소 에 대한 설명은 생략한다.
도 2를 참조하면, 챔버(1)의 양측벽, 예컨대, 서로 마주보는 양측벽 각각에 제1 광소오스(60)와 제3 검출기(70)가 구비되어 있다. 제1 광소오스(60)와 제3 검출기(70)는 구조물(5)의 상기 물질막의 결정 구조를 분석하기 위한 분석 장치를 구성할 수 있다. 제1 광소오스(60)는 X-선, 자외선, 가시광선 및 적외선 중 어느 하나를 방출하는 소오스일 수 있다. 제3 검출기(70)는 구조물(5)에서 회절(또는 산란)되는 광의 회절 패턴(또는 산란 패턴)을 검출하는 광검출기일 수 있다. 도 2의 리소그라피 장치는 도 1의 제2 검출기(50)를 포함하지 않을 수 있다. 전자총(30)은 리소그라피 공정을 위한 소오스로서 사용된다.
도 2의 리소그라피 장치에서 회절(또는 산란) 패턴을 얻기 위한 소오스로서 제1 광소오스(60) 대신에 중성자총(neutron gun)이 사용될 수 있다. 이 경우, 제3 검출기(70)는 중성자검출기일 수 있다.
도 2에서 받침대(10)와 제3 검출기(70)는 컨트롤러(미도시)를 사이에 두고 서로 연결될 수 있다.
한편, 도 2의 리소그라피 장치는 도 1의 제2 검출기(50)를 포함할 수도 있다. 그 예가 도 3에 도시되어 있다. 도 3의 리소그라피 장치에서는 전자총(30)과 제1 광소오스(60) 중 어느 하나를 상기 분석 장치의 소오스로 사용할 수 있다. 상기 분석 장치의 소오스로 전자총(30)을 사용할 경우, 검출기로서 제2 검출기(50)가 사용될 수 있고, 상기 분석 장치의 소오스로 제1 광소오스(60)를 사용할 경우, 검출기로서 제3 검출기(70)가 사용될 수 있다.
도 3에서 받침대(10)와 제2 검출기(50) 및 제3 검출기(70)는 컨트롤러(미도시)를 사이에 두고 서로 연결될 수 있다.
제1 광소오스(60)와 제3 검출기(70)는, 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 챔버(1) 외부에 위치할 수도 있다. 이 경우, 챔버(1)의 양측벽에 투명한 전용창들(80a, 80b)을 설치하는 것이 바람직하다. 전용창들(80a, 80b) 중에서 제1 전용창(80a)의 중심부는 구조물(5)과 제1 광소오스(60)를 잇는 제1 직선 상에 위치하고, 제2 전용창(80b)은 구조물(5)과 제3 검출기(70)를 잇는 제2 직선 상에 위치하는 것이 바람직하다.
전술한 본 발명의 리소그라피 장치들은 전자총(30)을 전자 방출 소오스로 사용하는 전자빔 리소그라피 장치들이지만, 본 발명의 리소그라피 장치는 전자총(30) 대신에 광을 방출하는 광소오스를 사용하는 포토 리소그라피 장치일 수도 있다.
본 발명의 실시예들에 따른 포토 리소그라피 장치가 도 6 및 도 7에 도시되어 있다. 도 2, 도 6 및 도 7에서 동일한 도면 부호는 동일한 구성 요소를 나타내므로, 중복되는 구성 요소에 대한 설명은 생략한다.
도 6을 참조하면, 구조물(5)은 반도체기판과 상기 반도체기판 상에 형성된 물질막을 포함할 수 있고, 상기 물질막 상에는 레진막이 도포될 수 있다. 여기서, 상기 레진막은 포토 레지스트막(photo resist layer)일 수 있다. 구조물(5) 위에 구조물(5)과 소정 간격 이격된 제2 광소오스(90)가 배치된다. 제2 광소오스(90)는 적외선, 가시광선, 자외선 및 X-선 중 어느 하나를 이용할 수 있다. 제2 광소오스(90)는 포토 리소그라피 공정을 위한 소오스이면서 구조물(5)의 결정 구조를 분 석하기 위한 분석 장치의 소오스이다. 상기 분석 장치의 검출기로서 광검출기인 제4 검출기(100)가 존재한다. 제4 검출기(100)의 위치는 도 1의 제2 검출기(50)의 위치와 유사할 수 있다. 제4 검출기(100)는 또하느 도 1의 제1 검출기(40)의 위치에 있을 수도 있다. 제2 광소오스(90)는 구조물(5)의 위치 정보를 제공하는 광학 현미경의 역할을 겸할 수 있다. 이러한 목적으로, 제2 광소오스(90)는 광학 현미경을 내장할 수 있다. 도 6에서 받침대(10)와 제4 검출기(100)는 컨트롤러(150)를 사이에 두고 서로 연결될 수 있다.
도 6은 상기 분석 장치의 소오스와 리소그라피 공정의 소오스가 동일한 포토 리소그라피 장치를 도시하지만, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 포토 리소그라피 장치에서는 상기 분석 장치의 소오스와 리소그라피 공정의 소오스가 다를 수 있다. 그 예가 도 7에 도시되어 있다.
도 7의 포토 리소그라피 장치는 제1 광소오스(60)와 제3 검출기(70) 및 제2 광소오스(90)를 구비한다. 제1 광소오스(60)와 제3 검출기(70)는 구조물(5)의 결정 구조를 분석하기 위한 분석 장치를 구성한다. 제2 광소오스(90)는 포토 리소그라피 공정을 위한 소오스이면서 구조물(5)의 위치 정보를 제공하는 광학 현미경의 역할을 겸할 수 있다. 도 7의 리소그라피 장치에서, 제1 광소오스(60)는 중성자총 또는 전자총으로 대체될 수 있다. 이때, 제3 검출기(70)는 중성자검출기 또는 전자검출기일 수 있다. 도 7에서 받침대(10)와 제3 검출기(70)는 컨트롤러(미도시)를 사이에 두고 서로 연결될 수 있다.
한편, 도 1 내지 도 5의 전자빔 리소그라피 장치는 진공 분위기를 위한 챔 버(1)를 포함하지만, 도 6 및 도 7의 포토 리소그라피 장치는 챔버(1)를 구비하지 않을 수 있다.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 리소그라피 방법을 단계별로 보여준다. 본 실시예에서는 도 1 내지 도 7의 리소그라피 장치가 이용될 수 있다.
도 8을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 리소그라피 방법(이하, 제1 방법)은 하부구조물 상에 형성된 레진막을 패터닝하기 위한 리소그라피 방법이다. 상기 제1 방법은 상기 하부구조물 상에 레진막을 도포하는 제1 단계(S1), 상기 레진막이 도포된 상기 하부구조물을 스테이지에 로딩(loading)한 후, 분석 장치로 상기 하부구조물의 결정 구조를 분석하는 제2 단계(S2), 상기 분석된 결정 구조를 기초하여 상기 하부구조물의 위치를 조정하는 제3 단계(S3) 및 상기 레진막을 패터닝하기 위한 리소그라피 공정을 수행하는 제4 단계(S4)를 포함한다.
여기서, 상기 하부구조물 및 상기 스테이지는 도 1 또는 도 6의 구조물(5) 및 스테이지(20)와 각각 대응될 수 있다. 상기 스테이지는 도 1의 받침대(10) 상에 구비된 것으로서 임의의 방향으로 이동될 수 있다. 상기 분석 장치는 도 1 내지 도 7의 분석 장치 중 어느 하나이거나 그로부터 변형된 것 일 수 있고, 상기 리소그라피 공정은 전자빔 리소그라피 공정 또는 포토 리소그라피 공정일 수 있다. 상기 분석 장치의 분석 대상은 상기 하부구조물에 포함된 소정의 물질막일 수 있다.
상기 제1 방법에서는 상기 레진막을 상기 하부구조물 상에 도포한 후 상기 하부구조물의 결정 구조를 분석한다. 그러므로, 상기 분석 장치의 소오스는 상기 레진막의 특성에 영향을 주지 않는 소오스인 것이 바람직하다. 예컨대, 상기 분석 장치의 소오스가 X-선이고, 상기 레진막이 전자빔 레지스트막일 경우, X-선은 상기 전자빔 레지스트막의 특성에 영향을 주지 않을 수 있다. 만약, 상기 분석 장치의 소오스가 상기 레진막의 특성에 좋지 않은 영향을 줄 수 있는 경우라면, 상기 분석을 수행하기 전, 상기 레진막의 일부를 벗겨내고, 그에 따라 노출된 상기 하부구조물에 대해 상기 분석을 수행할 수 있다. 여기서, 상기 레진막을 벗겨내는 부분은 실제 소자로 사용되지 않는 더미(dummy) 부분인 것이 바람직하다.
상기 분석을 완료한 후, 제3 단계(S3)에서 상기 분석된 결정 구조를 기초하여 상기 하부구조물의 위치를 조정한다.
도 9a 및 도 9b는 상기 제3 단계(S3) 전과 후의 하부구조물(5')의 위치를 각각 보여준다. 도 9a 및 도 9b 각각에는 상기 분석 장치에 의해 검출된 산란 패턴(200)이 도시되어 있다. 예컨대, 산란 패턴(200)은 TEM(transmission electron microscope) 장비를 이용하여 얻은 것으로서, 푸리에 디프렉토그램(fourier diffractogram)일 수 있다. 푸리에 디프렉토그램(fourier diffractogram)에서는 면이 스폿(spot)으로 나타난다. 산란 패턴(200)으로부터 하부구조물(5')의 결정 구조 및 방향에 대한 정보를 얻을 수 있다.
도 9a 및 도 9b를 참조하면, 산란 패턴(200)을 근거로 하부구조물(5')의 결정 구조를 분석하고, 하부구조물(5')의 위치를 제1 각도(θ1)만큼 회전시켰다. 이때 필요에 따라서는 하부구조물(5')의 수직 및/또는 수평 이동이 이루어질 수도 있고, 하부구조물(5')의 경사각이 조절될 수도 있다. 도 9a 및 도 9b에서 도면 부호 D1 및 D2는 각각 제1 및 제2 방향을 나타낸다. 이와 같은 방법으로 하부구조물(5') 의 위치를 조정한 후, 리소그라피 공정을 수행한다.
도 10은 본 발명의 다른 실시예에 따른 리소그라피 방법(이하, 제2 방법)을 단계별로 보여준다. 상기 제1 방법에서는 레진막을 도포한 후 분석 단계를 수행하였지만, 도 10의 제2 방법에서는 분석 단계를 수행한 후 레진막을 도포한다.
도 10을 참조하면, 상기 제2 방법은 하부구조물 상에 형성된 레진막을 패터닝하기 위한 리소그라피 방법으로서, 상기 제2 방법은 분석 장치로 상기 하부구조물의 결정 구조를 분석하는 제1 단계(S1'), 상기 하부구조물 상에 레진막을 도포하는 제2 단계(S2'), 상기 분석된 결정 구조를 기초로 상기 하부구조물의 위치를 조정하는 제3 단계(S3') 및 상기 레진막을 패터닝하기 위한 리소그라피 공정을 수행하는 제4 단계(S4')를 포함한다.
제1, 제3 및 제4 단계(S1', S3', S4')는 도 1 내지 도 7의 리소그라피 장치 내에서 수행될 수 있고, 제2 단계(S2')는 별도의 증착 장비에서 수행될 수 있다. 그러므로, 제1 단계(S1') 이후, 상기 하부구조물은 스테이지에서 언로딩(unloading)되고, 제3 단계(S3') 전 상기 하부구조물은 다시 상기 스테이지에 로딩(loading)된다. 그 후, 제3 단계(S3')가 수행된다. 따라서, 상기 제2 방법에서 상기 레진막을 도포하기 전과 후의 상기 스테이지 상의 상기 하부구조물의 위치는 동일해야 한다. 상기 레진막을 도포하기 전과 후의 상기 스테이지 상의 상기 하부구조물의 위치를 동일하게 맞추기 위해, 상기 하부구조물의 측면 중 곡률이 0인 부분, 예컨대, 도 9a의 제1 부분(P1)을 기준으로 삼을 수 있다. 또는, 상기 레진막을 도포하기 전과 후의 상기 스테이지 상의 상기 하부구조물의 위치를 동일하게 맞추 기 위해, 상기 하부구조물에 패턴을 형성하고, 상기 패턴을 기준으로 삼을 수도 있다. 이때, 상기 패턴은 실제 소자로 사용되지 않는 더미(dummy) 영역에 형성하는 것이 바람직하다.
상기한 설명에서 많은 사항이 구체적으로 기재되어 있으나, 그들은 발명의 범위를 한정하는 것이라기보다, 바람직한 실시예의 예시로서 해석되어야 한다. 예를 들어, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면, 도 1 내지 도 7에 도시된 본 발명의 리소그라피 장치의 각 구성 요소들의 위치는 다양하게 변형될 수 있고, 본 발명의 리소그라피 장치를 구성하는 구성 요소는 다양화될 수 있음을 알 수 있을 것이다. 때문에 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 의하여 정하여 질 것이 아니고 특허 청구범위에 기재된 기술적 사상에 의해 정하여져야 한다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 리소그라피 장치 및 방법을 이용하면, 기판 상에 형성된 물질막의 결정 구조 및 방향을 고려하여 상기 물질막 상에 패턴된막을 형성할 수 있다. 따라서 본 발명을 이용하면, 채널의 전하 이동도와 같은 소자의 특성을 향상시킬 수 있다.

Claims (32)

  1. 기판에 대한 리소그라피 공정을 수행하기 위한 리소그라피 장치에 있어서,
    상기 기판의 결정 구조를 분석하기 위한 분석 장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 리소그라피 장치.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 기판은 상기 리소그라피 장치의 임의 방향으로 이동되는 스테이지 상에 로딩(loading)되는 것을 특징으로 하는 리소그라피 장치.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 기판은 반도체기판과 상기 반도체기판 상에 순차적으로 형성된 물질막 및 레진막(resin layer)을 포함하고, 상기 분석 장치는 상기 물질막의 결정 구조를 분석하는 장치인 것을 특징으로 하는 리소그라피 장치.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 리소그라피 장치는 전자빔 리소그라피 장치 또는 포토 리소그라피 장치인 것을 특징으로 하는 리소그라피 장치.
  5. 제 4 항에 있어서, 상기 포토 리소그라피 장치는 적외선, 가시광선, 자외선 및 X-선 중 어느 하나를 방출하는 광소오스를 포함하는 것을 특징으로 하는 리소그라피 장치.
  6. 제 1 항에 있어서, 상기 분석 장치는 전자 또는 광의 회절 또는 산란 방법을 이용하는 분석 장치인 것을 특징으로 하는 리소그라피 장치.
  7. 제 6 항에 있어서, 상기 분석 장치는 전자, 중성자, X-선, 자외선, 가시광선 및 적외선 중 어느 하나를 방출하는 소오스를 포함하는 것을 특징으로 하는 리소그라피 장치.
  8. 제 3 항에 있어서, 상기 레진막에 대한 리소그라피 공정을 수행하기 위한 소오스와 상기 분석 장치의 소오스는 동일한 것을 특징으로 하는 리소그라피 장치.
  9. 제 8 항에 있어서, 상기 소오스는 전자총인 것을 특징으로 하는 리소그라피 장치.
  10. 제 9 항에 있어서, 제1 및 제2 검출기를 더 포함하되, 상기 제1 검출기는 상기 기판 및/또는 상기 기판이 로딩(loading)되는 스테이지의 표면에서 반사되는 이차전자를 검출하여 상기 기판 및/또는 상기 스테이지의 위치 정보를 제공하는 이차전자검출기이고, 상기 제2 검출기는 상기 분석 장치의 전자검출기인 것을 특징으로 하는 리소그라피 장치.
  11. 제 8 항에 있어서, 상기 소오스는 광소오스인 것을 특징으로 하는 리소그라 피 장치.
  12. 제 11 항에 있어서, 상기 분석 장치는 광검출기를 포함하고, 상기 광소오스는 상기 기판의 위치 정보를 제공하는 광학 현미경을 포함하는 것을 특징으로 하는 리소그라피 장치.
  13. 제 3 항에 있어서, 상기 레진막에 대한 리소그라피 공정을 수행하기 위한 소오스와 상기 분석 장치의 결정 구조 분석을 위한 소오스를 포함하되, 상기 레진막에 대한 리소그라피 공정을 수행하기 위한 소오스와 상기 분석 장치의 결정 구조 분석을 위한 소오스는 서로 다른 것을 특징으로 하는 리소그라피 장치.
  14. 제 13 항에 있어서, 상기 레진막에 대한 리소그라피 공정을 수행하기 위한 소오스는 전자총이고, 상기 분석 장치의 소오스는 광소오스 또는 중성자총인 것을 특징으로 하는 리소그라피 장치.
  15. 제 14 항에 있어서, 제1 및 제3 검출기를 더 포함하되, 상기 제1 검출기는 상기 기판 및/또는 상기 기판이 로딩(loading)되는 스테이지의 표면에서 반사되는 이차전자를 검출하여 상기 기판 및/또는 상기 스테이지의 위치 정보를 제공하는 이차전자검출기이고, 상기 제3 검출기는 상기 분석 장치의 검출기로서 광검출기 또는 중성자검출기인 것을 특징으로 하는 리소그라피 장치.
  16. 제 13 항에 있어서, 상기 레진막에 대한 리소그라피 공정을 수행하기 위한 소오스는 광소오스이고, 상기 분석 장치의 소오스는 다른 광소오스, 전자총 및 중성자총 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 리소그라피 장치.
  17. 제 16 항에 있어서, 상기 분석 장치는 광검출기, 전자검출기 및 중성자검출기 중 어느 하나를 포함하고, 상기 레진막에 대한 리소그라피 공정을 수행하기 위한 상기 광소오스는 상기 기판의 위치 정보를 제공하는 광학 현미경을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 리소그라피 장치.
  18. 제 3 항에 있어서, 상기 레진막에 대한 리소그라피 공정 및 상기 분석 장치의 결정 구조 분석을 위한 소오스로서 전자총을 포함하고, 상기 분석 장치의 결정 구조 분석을 위한 다른 소오스로서 광소오스 및 중성자총 중 어느 하나를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 리소그라피 장치.
  19. 제 18 항에 있어서, 제1 내지 제3 검출기를 포함하되, 상기 제1 검출기는 상기 기판 및/또는 상기 기판이 로딩(loading)되는 스테이지의 표면에서 반사되는 이차전자를 검출하여 상기 기판 및/또는 상기 스테이지의 위치 정보를 제공하는 이차전자검출기이고, 상기 제2 검출기는 상기 분석 장치의 전자검출기이고, 상기 제3 검출기는 상기 분석 장치의 광검출기 또는 중성자검출기인 것을 특징으로 하는 리 소그라피 장치.
  20. 제 15 항에 있어서, 상기 분석 장치의 소오스는 상기 광소오스이고, 상기 제3 검출기는 상기 광검출기이며, 상기 광소오스와 상기 기판 사이에 제1 전용창이 더 구비되고, 상기 광소오스와 상기 제1 전용창 및 상기 기판은 동일 직선 상에 배치된 것을 특징으로 하는 리소그라피 장치.
  21. 제 15 항 또는 제 20 항에 있어서, 상기 광검출기와 상기 기판 사이에 제2 전용창이 구비되고, 상기 광검출기와 상기 제2 전용창 및 상기 기판은 동일 직선 상에 배치된 것을 특징으로 하는 리소그라피 장치.
  22. 제 19 항에 있어서, 상기 분석 장치의 상기 다른 소오스는 상기 광소오스이고, 상기 제3 검출기는 상기 광검출기이며, 상기 광소오스와 상기 기판 사이에 제1 전용창이 더 구비되고, 상기 광소오스와 상기 제1 전용창 및 상기 기판은 동일 직선 상에 배치된 것을 특징으로 하는 리소그라피 장치.
  23. 제 19 항 또는 제 22 항에 있어서, 상기 광검출기와 상기 기판 사이에 제2 전용창이 더 구비되고, 상기 광검출기와 상기 제2 전용창 및 상기 기판은 동일 직선 상에 배치된 것을 특징으로 하는 리소그라피 장치.
  24. 기판에 대한 리소그라피 공정을 수행하기 위한 리소그라피 방법에 있어서,
    상기 기판의 결정 구조를 분석하는 제1 단계;
    상기 분석된 결정 구조를 기초하여 상기 기판의 위치를 조정하는 제2 단계; 및
    상기 기판에 대한 리소그라피 공정을 수행하는 제3 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 리소그라피 방법.
  25. 제 24 항에 있어서, 상기 결정 구조 분석은 상기 기판을 임의 방향으로 이동시킬 수 있는 스테이지를 포함하는 분석 장치에서 수행하는 것을 특징으로 하는 리소그라피 방법.
  26. 제 25 항에 있어서, 상기 기판은 반도체기판과 및 상기 반도체기판 상에 순차적으로 형성된 물질막 및 레진막을 포함하고, 상기 분석 장치는 상기 물질막의 결정 구조를 분석하는 장치인 것을 특징으로 하는 리소그라피 방법.
  27. 제 26 항에 있어서, 상기 제1 내지 제3 단계는 상기 분석 장치를 포함하는 전자빔 리소그라피 장치 또는 포토 리소그라피 장치에서 수행하는 것을 특징으로 하는 리소그라피 방법.
  28. 제 26 항에 있어서, 상기 레진막은 상기 제1 단계 전에 도포하고, 상기 제3 단계는 상기 레진막에 대한 리소그라피 공정인 것을 특징으로 하는 리소그라피 방법.
  29. 제 26 항에 있어서, 상기 제1 단계와 상기 제2 단계 사이에 상기 레진막을 도포하고, 상기 제3 단계는 상기 레진막에 대한 리소그라피 공정인 것을 특징으로 하는 리소그라피 방법.
  30. 제 29 항에 있어서, 상기 레진막을 도포하기 전과 후에 상기 기판의 정렬 상태는 동일한 것을 특징으로 하는 리소그라피 방법.
  31. 제 30 항에 있어서, 상기 레진막을 도포하기 전과 후에 상기 기판의 정렬 상태를 동일하게 하기 위해, 상기 기판의 측면 중 곡률이 0인 부분을 기준으로 삼는 것을 특징으로 하는 리소그라피 방법.
  32. 제 30 항에 있어서, 상기 레진막을 도포하기 전과 후에 상기 기판의 정렬 상태를 동일하게 하기 위해, 상기 기판에 형성된 패턴을 기준으로 삼는 것을 특징으로 하는 리소그라피 방법.
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Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2813147B2 (ja) * 1995-02-14 1998-10-22 三菱電機株式会社 微小異物の分析方法、分析装置およびこれらを用いる半導体素子もしくは液晶表示素子の製法
DE60143527D1 (de) * 2000-07-28 2011-01-05 Jettec Ab Verfahren und vorrichtung zur erzeugung von röntgenstrahlung
US7330279B2 (en) * 2002-07-25 2008-02-12 Timbre Technologies, Inc. Model and parameter selection for optical metrology
EP1475668A1 (en) * 2003-05-09 2004-11-10 ASML Netherlands B.V. Method of preparing components for a lithographic apparatus

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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