KR20090095509A - 정렬 마크 제공 방법, 디바이스 제조 방법 및 리소그래피 장치 - Google Patents

정렬 마크 제공 방법, 디바이스 제조 방법 및 리소그래피 장치 Download PDF

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리카르트 요한네스 프란시스쿠스 반 하렌
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에이에스엠엘 네델란즈 비.브이.
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Abstract

실시예들은, 요소 크기의 요소들의 제 1 패턴을 기판의 층 상에 노광하고, 그리고 상이한 요소 크기의 제 2 패턴을 제 1 패턴 상에 노광하는 것을 포함하는, 정렬 마크들의 세트를 기판 상에 제공하는 방법에 관한 것이다. 제 1 및 제 2 패턴들의 요소들은 오버랩되고 그리고 정렬 마크들의 세트를 형성하고, 이의 에지들이 소형 요소들에 의해 형성된다. 실시예들은 또한 정렬 마크들의 이러한 세트를 제공하도록 배치된 리소그래피 장치에 관한 것이다. 실시예들은 또한 가열-관련된 왜곡을 설명하기 위해 리소그래피 장치를 캘리브레이팅하는 방법에 관한 것이다.

Description

정렬 마크 제공 방법, 디바이스 제조 방법 및 리소그래피 장치{METHOD OF PROVIDING ALIGNMENT MARKS, DEVICE MANUFACTURING METHOD AND LITHOGRAPHIC APPARATUS}
본 발명은 기판 상에 정렬 마크들의 세트를 제공하는 방법, 디바이스 제조 방법 및 리소그래피 장치에 관한 것이다. 본 발명은 또한 정렬 마크들이 제공된 둘 이상의 층들의 상대 변위(relative displacement)를 결정하는 방법에 관한 것이다.
리소그래피 장치는 기판 상에, 통상적으로는 기판의 타겟부 상에 원하는 패턴을 적용시키는 기계이다. 리소그래피 장치는, 예를 들어 집적 회로(IC)의 제조시에 사용될 수 있다. 그 경우, 대안적으로 마스크 또는 레티클이라 칭하는 패터닝 디바이스가 IC의 개별층 상에 형성될 회로 패턴을 생성하기 위해 사용될 수 있다. 이 패턴은 기판(예컨대, 실리콘 웨이퍼) 상의 (예를 들어, 한 개 또는 수 개의 다이의 부분을 포함하는) 타겟부 상으로 전사(transfer)될 수 있다. 패턴의 전사는 통상적으로 기판 상에 제공된 방사선-감응재(레지스트)층 상으로의 이미징(imaging)을 통해 수행된다. 일반적으로, 단일 기판은 연속하여 패터닝되는 인접한 타겟부들의 네트워크를 포함할 것이다. 공지된 리소그래피 장치는, 한번에 타겟부 상으로 전체 패턴을 노광함으로써 각각의 타겟부가 조사(irradiate)되는 소위 스테퍼, 및 방사선 빔을 통해 주어진 방향("스캐닝"-방향)으로 패턴을 스캐닝하는 한편, 이 방향과 평행한 방향 또는 역-평행 방향으로 기판을 동기적으로 스캐닝함으로써 각각의 타겟부가 조사되는 소위 스캐너를 포함한다. 또한, 기판 상에 패턴을 임프린트(imprint)함으로써 패터닝 디바이스로부터 기판으로 패턴을 전사할 수도 있다.
일반적으로, 웨이퍼는, 서로의 최상부 상에 위치된, 복수의 층들로 도포된다. 층들에서, 패턴이 노광되고, 여기서 층의 패턴은 이전 것 상에 정확히 맞아야(fit) 한다. 실제로, 연속적인 층들 사이에는 오프셋(offset)이 항상 존재할 것이다. 층들의 서로에 대한 오프셋 또는 변위는 본 명세서에서 오버레이 오차 또는 오버레이라고 칭한다. 오버레이는 층들 상에 이 목적을 위해 배치된 기판 정렬 마크들의 위치를 측정하기 위해 배치된 1 이상의 정렬 센서들에 의해 결정된다.
리소그래피 장치의 오버레이 능력(overlay capability)을 결정하기 위한 몇가지 방법이 존재한다. 무엇보다도, 전형적으로 리소그래피 장치 내에 존재하는 1 이상의 정렬 센서들이 사용될 수 있다. 정렬 센서는, 제 1 층의 최상부 상에 위치된, 제 2 층의 동일하거나 또는 유사한 정렬 마크의 위치에 대해 제 1 층의 정렬 마크의 상대 위치를 측정한다. 그러나, 오버레이 측정은, 기판 상에 제공되는 전형적인 제품 피처보다 훨씬 더 큰 치수들을 갖는 유사한 오버레이 타겟들 또는 정렬 마크들에 의존한다. 또한, 정렬 센서는 또한 전형적인 제품 피처들보다 훨씬 더 큰 정확도에 대해 디자인된다.
대안적으로, 개별 메트롤로지 툴(metrology tool)을 사용할 수 있다. 예를 들어, 메트롤로지 툴을 사용하여 제 2 층의 내부 박스의 위치에 대한 제 1 층의 외부 박스/프레임의 위치가 결정될 수 있다. 이 방법은 비교적 느리고, 그리고 기판 상에 제 1 층을 제공한 후 리소그래피 장치로부터 기판을 제거하는 것을 포함한다. 마지막으로, 오버레이의 측정은 SEM 툴에 기초할 수 있다. 제 1 층의 라인들의 세트의 위치는 제 2 층의 분해능(resolution)으로 라인들의 제 2 세트의 위치와 관련한 분해능으로(즉, 층의 전형적인 제품 피처들의 크기와 동일한 차수를 갖는 정확도로) 측정될 수 있다. 그러나, 또한 이러한 SEM 툴에 기초한 방법은, 제 1 층 타겟이 제품 층에 위치될 때, 비교적 시간 소모적이고 실시하기에 복잡하다(또는 심지어 불가능하다).
기판 상에 정확하고 그리고 고-품질인 정렬 마크들을 제공하는 방법 및 장치를 제공하는 것이 바람직하다.
오버레이 오차가 빠르고 그리고 높은 정확도로 결정될 수 있는 정렬 마크의 제공 방법 및 장치를 제공하는 것이 또한 바람직하다.
오버레이 오차가 그 분해능으로 결정될 수 있는 정렬 마크들을 제공하는 방법 및 장치를 제공하는 것이 또한 바람직하다.
본 발명의 한 측면에 따르면, 기판 상에 정렬 마크들의 세트를 제공하는 방 법이 제공되며, 상기 방법은 다음을 포함하고:
· 제 1 패턴을 기판의 층의 적어도 하나의 노광 영역 상에 노광시키는 단계 - 상기 제 1 패턴은 제 1 요소 크기를 갖는 요소들의 반복성(repetitive) 세트를 포함함 - ;
· 제 2 패턴을 상기 제 1 패턴의 최상부 상의 적어도 하나의 노광 영역 상에 노광시키는 단계 - 상기 제 2 패턴은 제 2 요소 크기의 반복성 세트 요소들을 포함하고, 상기 제 2 요소 크기는 상기 제 1 요소 크기보다 더 크거나 또는 더 작음 - ;
상기 제 1 및 제 2 패턴들의 요소들은 부분적으로 오버랩되고 그리고 결합되어 반복성 대형(large-sized) 정렬 마크들의 세트를 형성하여, 반복 방향의 정렬 마크들의 에지들이 소형 요소들에 의해 형성되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 다른 측면에 따르면, 리소그래피 장치의 투영 시스템을 캘리브레이션하는(calibrating) 방법이 제공되며, 상기 방법은 다음을 포함한다:
a) 투영 시스템이 초기 상태에 있는 경우, 제 1 패턴을 기판의 층의 적어도 하나의 노광 영역 상에 노광시키고 - 제 1 패턴은 소형 요소들의 반복성 세트를 포함함 - 그리고 대형 요소들의 세트를 포함하는 제 2 패턴을 상기 제 1 패턴의 최상부 상의 적어도 하나의 노광 영역 상에 노광시키는 - 여기서 상기 제 1 및 제 2 패턴들의 요소들은 부분적으로 오버랩되고 그리고 결합되어 반복성 대형(large-sized) 정렬 마크들의 세트를 형성하여, 반복 방향의 정렬 마크들의 에지들이 소형 요소들에 의해 형성됨 - 단계;
b) 투영 시스템이 가열된 상태에 있는 경우, 상기 노광 공정 a)을 반복하는 단계;
c) 상기 정렬 마크들의 왜곡(distortion)에 대한 정보를 투영 시스템의 적어도 일부분의 온도의 함수로서 결정하는 단계.
본 발명의 또다른 측면에 다르면, 정렬 마크들의 개별 세트들이 제공된 적어도 두 층의 상대적 변위를 결정하는 방법이 제공되며, 이 방법은 다음을 포함한다:
- 제 1 층 상의 결합된 정렬 마크들의 제 1 세트, 및 상기 제 1 층의 최상부 상에 제공된, 제 2 층 상의 결합된 정렬 마크들의 상보적인 제 2 세트를 생산하는 단계;
- 결합된 정렬 마크들의 두 세트들을 조사하는 단계;
- 상기 정렬 마크들의 제 1 및 제 2 세트들 사이의 상대 변위를 검출하는 단계.
본 발명의 또다른 측면에 따르면, 디바이스 제조 방법이 제공되며, 상기 방법은 적어도 하나의 패턴을 패터닝 디바이스로부터 상기 디바이스의 기판 상에 전사하는 단계를 포함하고, 여기서 패턴을 전사하는 것은 다음을 포함하고:
· 제 1 패턴을 기판의 층의 적어도 하나의 노광 영역 상에 전사하는 단계 - 상기 제 1 패턴은 제 1 요소 크기를 갖는 반복성 요소들의 세트를 포함함 - ;
· 제 2 패턴을 상기 제 1 패턴의 최상부 상의 적어도 하나의 노광 영역 상에 전사하는 단계 - 상기 제 2 패턴은 제 2 요소 크기의 반복성 요소들의 세트를 포함하고, 상기 제 2 요소 크기는 상기 제 1 요소 크기보다 더 크거나 또는 더 작 음 - ;
상기 제 1 및 제 2 패턴들의 요소들은 부분적으로 오버랩되고 그리고 결합되어 반복성 대형 정렬 마크들의 세트를 형성하여, 반복 방향의 정렬 마크들의 에지들이 소형 요소들에 의해 형성되는 것을 특징으로 한다.
또다른 측면에 따르면, 정렬 마크들의 패턴을 패터닝 디바이스로부터 기판 상에 제공하기 위해 배치된 리소그래피 장치가 제공되며, 여기서 상기 장치는:
· 제 1 패턴을 상기 기판의 층의 적어도 하나의 노광 영역 상에 노광시키고 - 상기 제 1 패턴은 제 1 요소 크기를 갖는 요소들의 반복성 세트를 포함함 - ;
· 제 2 패턴을 상기 제 1 패턴의 최상부 상의 적어도 하나의 노광 영역 상에 노광시키도록 - 상기 제 2 패턴은 제 2 요소 크기의 반복성 세트 요소들을 포함하고, 상기 제 2 요소 크기는 상기 제 1 요소 크기보다 더 크거나 또는 더 작음 - 배치 및 구성되고;
상기 제 1 및 제 2 패턴들의 요소들은 부분적으로 오버랩되고 그리고 결합되어 반복성 대형 정렬 마크들의 세트를 형성하여, 반복 방향의 정렬 마크들의 에지들이 소형 요소들에 의해 형성되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 추가적인 상세설명, 특징 및 장점은 이의 실시예 다음 기재에서 설명될 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 리소그래피 장치를 개략적으로 도시한다. 상기 장치는:
- 방사선 빔(B)(예를 들어, UV 방사선)을 컨디셔닝(condition)하도록 구성된 조명 시스템(일루미네이터)(IL);
- 패터닝 디바이스(예를 들어, 마스크)(MA)를 지지하도록 구성되고, 소정 파라미터들에 따라 패터닝 디바이스를 정확히 위치시키도록 구성된 제 1 위치설정기(PM)에 연결된 지지 구조체(예를 들어, 마스크 테이블)(MT);
- 기판(예를 들어, 레지스트-코팅된 웨이퍼)(W)을 유지하도록 구성되고, 소정 파라미터들에 따라 기판을 정확히 위치시키도록 구성된 제 2 위치설정기(PW)에 연결된 기판 테이블(예를 들어, 웨이퍼 테이블)(WT); 및
- 기판(W)의 (예를 들어, 1 이상의 다이를 포함하는) 타겟부(C) 상으로 패터닝 디바이스(MA)에 의해 방사선 빔(B)에 부여된 패턴을 투영하도록 구성된 투영 시스템(예를 들어, 굴절 투영 렌즈 시스템)(PS)을 포함한다.
조명 시스템은 방사선을 지향, 성형 또는 제어하기 위하여, 굴절, 반사, 자기, 전자기, 정전기 또는 다른 형태의 광학 구성요소들, 또는 여하한의 그 조합과 같은 다양한 형태의 광학 구성요소들을 포함할 수 있다.
지지 구조체는 패터닝 디바이스를 지지, 즉 그 무게를 견딘다. 이는 패터닝 디바이스의 방위, 리소그래피 장치의 디자인, 및 예를 들어 패터닝 디바이스가 진공 환경에서 유지되는지의 여부와 같은 다른 조건들에 의존하는 방식으로 패터닝 디바이스를 유지한다. 지지 구조체는 패터닝 디바이스를 유지하기 위해 기계적, 진공, 정전기, 또는 다른 클램핑 기술들을 이용할 수 있다. 지지 구조체는, 예를 들어 필요에 따라 고정되거나 이동가능할 수 있는 프레임 또는 테이블일 수 있다. 지지 구조체는, 패터닝 디바이스가 예를 들어 투영 시스템에 대해 원하는 위치에 있을 것을 보장할 수 있다. 본 명세서의 "레티클" 또는 "마스크"라는 용어의 어떠한 사용도 "패터닝 디바이스"라는 좀 더 일반적인 용어와 동의어로 간주될 수 있다.
본 명세서에서 사용되는 "패터닝 디바이스"라는 용어는, 기판의 타겟부에 패턴을 생성하기 위해서, 방사선 빔의 단면에 패턴을 부여하는데 사용될 수 있는 여하한의 디바이스를 언급하는 것으로 폭넓게 해석되어야 한다. 방사선 빔에 부여된 패턴은, 예를 들어 상기 패턴이 위상-시프팅 피처(phase-shifting feature)들 또는 소위 어시스트 피처(assist feature)들을 포함하는 경우, 기판의 타겟부 내의 원하는 패턴과 정확히 일치하지 않을 수도 있다는 것을 유의하여야 한다. 일반적으로, 방사선 빔에 부여된 패턴은 집적 회로와 같이 타겟부에 생성될 디바이스 내의 특정 기능 층에 해당할 것이다.
패터닝 디바이스는 투과형 또는 반사형일 수 있다. 패터닝 디바이스의 예로는 마스크, 프로그램가능한 거울 어레이, 및 프로그램가능한 LCD 패널들을 포함한다. 마스크는 리소그래피 분야에서 잘 알려져 있으며, 바이너리(binary)형, 교번 위상-시프트형 및 감쇠 위상-시프트형과 같은 마스크 타입뿐만 아니라, 다양한 하이브리드(hybrid) 마스크 타입들을 포함한다. 프로그램가능한 거울 어레이의 일 예시는 작은 거울들의 매트릭스 구성을 채택하며, 그 각각은 입사하는 방사선 빔을 상이한 방향으로 반사시키도록 개별적으로 기울어질 수 있다. 기울어진 거울들은 거울 매트릭스에 의해 반사되는 방사선 빔에 패턴을 부여한다.
본 명세서에서 사용되는 "투영 시스템"이라는 용어는, 사용되는 노광 방사선에 대하여, 또는 침지 액체의 사용 또는 진공의 사용과 같은 다른 인자들에 대하여 적절하다면, 굴절, 반사, 카타디옵트릭(catadioptric), 자기, 전자기 및 정전기 광학 시스템, 또는 여하한의 그 조합을 포함하는 여하한 타입의 투영 시스템을 내포하는 것으로서 폭넓게 해석되어야 한다. 본 명세서의 "투영 렌즈"라는 용어의 어떠한 사용도 "투영 시스템"이라는 좀 더 일반적인 용어와 동의어로 간주될 수 있다.
본 명세서에 도시된 바와 같이, 상기 장치는 (예를 들어, 반사 마스크를 채택하는) 반사형으로 구성된다. 대안적으로, 상기 장치는 (예를 들어, 투과 마스크를 채택하는) 투과형으로 구성될 수 있다.
리소그래피 장치는 2 개(듀얼 스테이지) 이상의 기판 테이블 (및/또는 2 이상의 마스크 테이블)을 갖는 형태로 구성될 수 있다. 이러한 "다수 스테이지" 기계에서는 추가 테이블이 병행하여 사용될 수 있으며, 또는 1 이상의 테이블이 노광에 사용되고 있는 동안 1 이상의 다른 테이블에서는 준비작업 단계가 수행될 수 있다.
또한, 리소그래피 장치는 투영 시스템과 기판 사이의 공간을 채우기 위해서, 기판의 적어도 일부분이 비교적 높은 굴절률을 갖는 액체, 예컨대 물로 덮일 수 있는 형태로도 구성될 수 있다. 또한, 침지 액체는 리소그래피 장치 내의 다른 공간들, 예를 들어 마스크와 투영 시스템 사이에도 적용될 수 있다. 침지 기술은 투영 시스템의 개구수(numerical aperture)를 증가시키는 기술로 당업계에 잘 알려져 있 다. 본 명세서에서 사용되는 "침지"라는 용어는 기판과 같은 구조체가 액체 내에 담그어져야 함을 의미하는 것이라기보다는, 노광시 액체가 투영 시스템과 기판 사이에 놓이기만 하면 된다는 것을 의미한다.
도 1을 참조하면, 일루미네이터(IL)는 방사선 소스(SO)로부터 방사선 빔을 수용한다. 예를 들어, 상기 소스가 엑시머 레이저(excimer laser)인 경우, 상기 소스 및 리소그래피 장치는 별도의 개체일 수 있다. 이러한 경우, 상기 소스는 리소그래피 장치의 일부분을 형성하는 것으로 간주되지 않으며, 상기 방사선 빔은 예를 들어 적절한 지향 거울 및/또는 빔 익스팬더(beam expander)를 포함하는 빔 전달 시스템(BD)의 도움으로, 소스(SO)로부터 일루미네이터(IL)로 통과된다. 다른 경우, 예를 들어 상기 소스가 수은 램프인 경우, 상기 소스는 리소그래피 장치의 통합부일 수 있다. 상기 소스(SO) 및 일루미네이터(IL)는, 필요에 따라 빔 전달 시스템(BD)과 함께 방사선 시스템이라고 칭해질 수 있다.
상기 일루미네이터(IL)는 방사선 빔의 각도 세기 분포를 조정하는 조정기(AD)를 포함할 수 있다. 일반적으로, 일루미네이터의 퓨필 평면 내의 세기 분포의 적어도 외반경 및/또는 내반경 크기(통상적으로, 각각 외측-σ 및 내측-σ라 함)가 조정될 수 있다. 또한, 일루미네이터(IL)는 인티그레이터(IN) 및 콘덴서(CO)와 같이, 다양한 다른 구성요소들을 포함할 수도 있다. 일루미네이터는 방사선 빔의 단면에 원하는 균일성(uniformity) 및 세기 분포를 갖기 위해, 방사선 빔을 컨디셔닝하는데 사용될 수 있다.
상기 방사선 빔(B)은 지지 구조체(예를 들어, 마스크 테이블)(MT) 상에 유지 되어 있는 패터닝 디바이스(예를 들어, 마스크)(MA) 상에 입사되며, 패터닝 디바이스에 의해 패터닝된다. 상기 마스크(MA)를 가로질렀으면, 상기 방사선 빔(B)은 투영 시스템(PS)을 통과하여 기판(W)의 타겟부(C) 상에 상기 빔을 포커스한다. 제 2 위치설정기(PW) 및 위치 센서(IF2)(예를 들어, 간섭계 디바이스, 리니어 인코더, 또는 용량성 센서)의 도움으로, 기판 테이블(WT)은 예를 들어 방사선 빔(B)의 경로 내에 상이한 타겟부(C)들을 위치시키도록 정확하게 이동될 수 있다. 이와 유사하게, 제 1 위치설정기(PM) 및 또 다른 위치 센서(IF1)는, 예를 들어 마스크 라이브러리(mask library)로부터의 기계적인 회수 후에, 또는 스캔하는 동안, 방사선 빔(B)의 경로에 대해 마스크(MA)를 정확히 위치시키는데 사용될 수 있다. 일반적으로, 마스크 테이블(MT)의 이동은 장-행정 모듈(long-stroke module: 개략 위치설정) 및 단-행정 모듈(short-stroke module: 미세 위치설정)의 도움으로 실현될 수 있으며, 이는 제 1 위치설정기(PM)의 일부분을 형성한다. 이와 유사하게, 기판 테이블(WT)의 이동은 장-행정 모듈 및 단-행정 모듈을 이용하여 실현될 수 있으며, 이는 제 2 위치설정기(PW)의 일부분을 형성한다. (스캐너와는 대조적으로) 스테퍼의 경우, 마스크 테이블(MT)은 단-행정 액추에이터에만 연결되거나 고정될 수 있다. 마스크(MA) 및 기판(W)은 마스크 정렬 마크들(M1 및 M2) 및 기판 정렬 마크들(P1 및 P2)을 이용하여 정렬될 수 있다. 비록, 예시된 기판 정렬 마크들은 지정된(dedicated) 타겟부들을 차지하고 있지만, 그들은 타겟부들 사이의 공간들 내에 위치될 수도 있다[이들은 스크라이브-레인 정렬 마크(scribe-lane alignment mark)들로 알려져 있다]. 이와 유사하게, 마스크(MA) 상에 1 이상의 다이가 제공되는 상황들에서, 마스크 정렬 마크들은 다이들 사이에 위치될 수 있다.
도시된 장치는 다음 모드들 중 1 이상에서 사용될 수 있다:
1. 스텝 모드에서, 마스크 테이블(MT) 및 기판 테이블(WT)은 기본적으로 정지 상태로 유지되는 한편, 방사선 빔에 부여되는 전체 패턴은 한번에 타겟부(C) 상에 투영된다[즉, 단일 정적 노광(single static exposure)]. 그 후, 기판 테이블(WT)은 상이한 타겟부(C)가 노광될 수 있도록 X 및/또는 Y 방향으로 시프트된다. 스텝 모드에서, 노광 필드의 최대 크기는 단일 정적 노광시에 이미징되는 타겟부(C)의 크기를 제한한다.
2. 스캔 모드에서, 마스크 테이블(MT) 및 기판 테이블(WT)은 방사선 빔에 부여된 패턴이 타겟부(C) 상에 투영되는 동안에 동기적으로 스캐닝된다[즉, 단일 동적 노광(single dynamic exposure)]. 마스크 테이블(MT)에 대한 기판 테이블(WT)의 속도 및 방향은 투영 시스템(PS)의 확대(축소) 및 이미지 반전 특성에 의하여 결정될 수 있다. 스캔 모드에서, 노광 필드의 최대 크기는 단일 동적 노광시 타겟부의 (스캐닝 되지 않는 방향으로의) 폭을 제한하는 반면, 스캐닝 동작의 길이는 타겟부의 (스캐닝 방향으로의) 높이를 결정한다.
3. 또 다른 모드에서, 마스크 테이블(MT)은 프로그램가능한 패터닝 디바이스를 유지하여 기본적으로 정지된 상태로 유지되며, 방사선 빔에 부여된 패턴이 타겟부(C) 상에 투영되는 동안 기판 테이블(WT)이 이동되거나 스캐닝된다. 이 모드에서는, 일반적으로 펄스화된 방사선 소스(pulsed radiation source)가 채택되며, 프로그램가능한 패터닝 디바이스는 기판 테이블(WT)이 각각 이동한 후, 또는 스캔 중 에 계속되는 방사선 펄스 사이사이에 필요에 따라 업데이트된다. 이 작동 모드는 앞서 언급된 바와 같은 타입의 프로그램가능한 거울 어레이와 같은 프로그램가능한 패터닝 디바이스를 이용하는 마스크없는 리소그래피(maskless lithography)에 용이하게 적용될 수 있다.
또한, 상술된 사용 모드들의 조합 및/또는 변형, 또는 완전히 다른 사용 모드들이 채택될 수도 있다.
일반적으로, 웨이퍼 또는 기판은 다수의 층들로 도포된다. 각 층은 우선 기판 상에 패턴 노광된다. 패턴은 이전 것 상에 정확히 맞춰야 한다. 실제로, 연속적인 층들 사이에 오프셋이 항상 존재할 것이다. 이 오프셋은 예를 들어, 기판이 화학 처리를 위해 외부에 있은 후에, 개별 층들의 모든 패턴들이 서로의 최상부에 정확히 맞도록 기판이 노광 유닛 내부에 재위치되는 경우에 기판의 약간의 오정렬(misalignment)에 의해 유발될 수 있다. 층들의 서로에 대한 오프셋 또는 변위는 본 명세서에서 오버레이 오차 또는 오버레이라 한다.
오버레이는 기판 정렬 마크들의 위치를 측정하기 위해 배치된 1 이상의 정렬 센서들에 의해 결정된다. 도 2는 레이저 스텝 정렬 배치의 일례를 도시한다. 도 2에 도시된 배치는 레이저 소스(2), 미러(10), 반투명 미러(12), 미러(14), 검출기(4), 및 프로세서(6)를 포함한다. 도 2에는 또한 투영 시스템(PS), 기판(W) 및 기판 테이블(WT)과, 액추에이터(8)이 도시된다.
사용시, 레이저 소스(2)는 미러(10)로 지향되는 레이저 빔(15)을 발생시킨다. 미러(10)는 레이저 빔(16)을 반투명 미러(12)로 반사한다. 반투명 미러(12)에 의해 반사된 레이저 빔(16)은 미러(14)로 지향된다. 미러(14)에 의해 반사된 레이저빔(16)은 정렬 빔(18)으로서 기판(W) 상의 기판 정렬 마크(P1)에 지향된다. 정렬 빔(18)은, 마크(P1)에 의해 수용될 때, 마크(P1)에 의해 회절된 방사선(16')으로서 미러(14)로 다시 회절된다. 미러(14)는 회절된 방사선(16')을 반투명 미러(12)로 반사한다. 미러(12)는 반투명하고 그리고 회절된 방사선(16')의 일부를 검출기(4)로 통과시킨다. 검출기(4)는 회절된 방사선(16')의 일부를 수용하고 그리고 프로세서(6)에 대한 출력 신호를 발생시킨다.
도 2에 도시된 액추에이터는, 기판 테이블(WT)이, 마크(P1)가 정렬 빔(18)과 정렬될 수 있는 위치로 이동될 수 있다는 것을 설명하기 위한 것이다. 또한, 액추에이터(8)는, 당업자에게 공지된 바와 같이, 기판 테이블(WT)을 이동시켜 투영 시스템(PS)을 통해 노광시킴으로써 기판(W)의 노광을 허용하도록 배치된다. 액추에이터(8)는 프로세서(6)에 의해 조절된다. 물론, 실제로, 복수의 방향으로 기판 테이블(WT)의 이동을 허용하도록 1 이상의 액추에이터가 존재할 수 있다. 프로세서(6)는 검출기(4) 및 액추에이터(8) 모두에 연결된 단일 프로세서 유닛으로서 도시된다는 것을 유념한다. 그러나, 필요시, 프로세서(6)의 다수의, 상이한 기능들이 상이한 프로세서들에서 실시될 수 있다. 이러한 프로세서들은 리소그래피 장치 내에 반드시 필요하지 않으며 리소그래피 장치 외부에 위치될 수 있다.
프로세서(6)에 의해 수용된 신호는 마크(P1)가 위치된 층을 정렬하기 위해 프로세서(6)에 의해 사용될 수 있다. 이 목적을 위해, 다양한 알고리즘이 당업자에게 공지된 대로 사용될 수 있다.
본 발명은 또한 다른 종류의 정렬 셋업들에, 예를 들어 소위 "아테네(Athena)" 센서를 사용한 셋업에 적용가능하다. 이 정렬 센서는 정렬 마크의 위치를 측정한다. 정렬 동안, 정렬 마크는 방사선의 정렬 빔으로 조명된다. 방사선의 정렬 빔은 정렬 마크에 의해 +1, -1, +2 및 -2와 같은 몇가지 회절 차수(diffraction order)로 회절된다. 광학 요소들을 사용하여, 대응하는 회절 차수들(말하자면 +1 및 -1)의 각 세트가 기준 플레이트(reference plate) 상으로 정렬 마크의 이미지를 형성하기 위해 사용될 수 있다. 기준 플레이트는 측정되는 대응하는 회절 차수들의 각 세트에 대한 기준 격자들을 포함할 수 있다. 각 기준 격자 뒤에, 개별 검출기가 배치되어 기준 격자들을 통과하는 이미지 내 방사선의 세기를 측정할 수 있다. 기준 플레이트에 대해 정렬 마크를 움직임으로써, 1 이상의 이미지에 대해 가장 높은 세기를 갖는 위치를 찾을 수 있고, 이를 통해 정렬 위치가 얻어진다.
성능 강화를 위해, 몇가지 이미지의 세기가 측정될 수 있고 그리고 방사선의 정렬 빔은 다수의 색상들로 구성될 수 있다. 용량(capacitive) 또는 음파(acoustic) 측정 원리에 기초한 센서를 포함하는, 또다른 형태의 센서들을 사용하는 것은 배제되지 않는다.
도 3a 및 3b는 본 방법의 일실시예에 따른 정렬 마크들을 형성하는 정렬 패턴들의 세트들의 일례를 도시한다. 이 방법은 제 1 층(20)의 노광 영역에 반복적으로 배치된 패턴 요소들의 제 1 조밀 패턴(21)을 노광하는 것을 포함한다. 나타낸 실시예에서, 패턴(21)은 본질적으로 평행한 요소들(22)(다른 실시예에서 유사한 요 소들 또는 라인들이 적용될 수도 있는 것으로 이해된다 할지라도 이하에서 "트렌치들"이라 칭함)의 어레이로 이루어진다. 트렌치들은 일정한 피치(27) 로 이격되어 있고 그리고 각 트렌치(22)는 제 1 폭(F1)을 갖는다. 제 1 폭은 대략 전형적인 제품 피처들의 크기일 수 있다. 리소그래피에서 요즈음 얻어지는 치수는 45 nm 이하의 범위이고 그리고 미래에는 심지어 32 nm 이하와 같은 보다 작은 값에 이를 수 있다. 그러나, 다른 실시예에서 제 1 폭은 그 분해능으로 피치보다 훨씬 더 클 수도 있다. 예를 들어, 그 분해능으로 피치로부터 출발하여 피치를 확대함으로써, 이하 논의되는 바와 같이, 피치의 함수로서의 프린트 오차가 결정될수 있다.
제 1 패턴(21), 즉 그 분해능으로 트랜치들(22)을 노광한 후, 포토 레지스트층(22)이 현상된다. 노광동안, 제 1 층 패턴(21)은, 예를 들어 렌즈 왜곡, 레티클 라이팅(writing) 오차, 또는 어떤 다른 툴 유도된 오프셋(예를 들어, 침지 관련된 시프트 또는 렌즈 가열)으로 인해 시프트되었다. 층(20)을 노광한 후, 제 2 정렬 패턴(23)이 제 1 패턴(21)의 최상부 상의 노광 영역 상에 노광된다. 도 3b에 도시된 바와 같이, 제 2 패턴(23)은 또한 본질적으로 평행한 제 2 트렌치들(24)의 어레이로 이루어지고, 상기 제 2 트렌치들(24)은 제 1 요소들(22)의 폭(F1)보다 큰 폭(F2)을 갖는다. 제 2 정렬 패턴(23)의 트렌치들(24)은 부분적으로 제 1 정렬 패턴(21)의 트렌치들(22)과 오버랩되어, 도 3b에 도시된 바와 같이, 복수의 결합된 정렬 마크들(25)을 형성한다. 제 2 트렌치들은, 결합된 정렬 마크들(25)의 에지들이 제 1 요소들(22)의 에지들(26)에 의해(반복의 방향(Pr)으로, 도 3a 참조) 형성 되는 식으로 제 1 트렌치들과 오버랩되도록 크기화 및 배치된다. 이런 식으로, 이들의 크기의 결과로서 표준 정렬 센서에 의해 검출될 수 있는 대형 정렬 마크들(25)이 생산될 수 있으며, 정렬 마크들(25)의 정확도, 그리고 이에 의해 정렬된 위치가 제 1 패턴(21)의 소형 요소들(22)에 의해 결정된다. 즉, 다시 말해, 노광 영역 상의 패턴들(이미지들)의 이중 노광에 의해, 1 이상의 이중 노광 정렬 마크들(25)이 생성될 수 있고, 여기서 정렬 마크들의 정확도가 상당히 개선될 수 있고 그리고 정렬 마크의 위치가 표준 정렬 마크들의 낮은 분해능이 허용하는 것보다 훨씬 더 높은 분해능으로 결정될 수 있다.
추가 실시예에서, 소형 요소들이 그 분해능으로, 즉 리소그래피 툴에 의해 이미지화되거나 또는 보일 수 있는 가장 작은 수준의 디테일로, 앞서 언급된 대로, 요즈음 전형적으로 약 45 nm로 크기화될 수 있다. 소형 패턴 요소들이 그 분해능으로 크기화되는 실시예들의 예는 이하에 나타낸다.
상기된 실시예에서, 제 1 패턴 및 제 2 패턴은 모두 동일한 층에서 노광된다. 동일한 층에서의 이러한 이중 노광(즉, 이중 패터닝(DPT) 적용예) 대신, 제 1 패턴이 제 1 층에서 노광될 수 있고 그리고 제 2 패턴이 제 2 층을 오버레잉하는 제 2 층에서 노광될 수 있다. 이런 식으로, 정렬 마크의 콘트라스트가 개선될 수 있다. 제 2 층의 제 2 패턴을 제 1 층의 제 1 패턴과 결합시킴으로써, 얻어지는 마크는 제 1 층에서 정의된 표준 마크보다 더 높은 콘트라스트를 가질 수 있다. 디자인 요건으로 인해, 충분한 콘트라스트를 갖는 제 1 층 내 마크를 정의하는 것이 심지어 불가능할 수 있다. 특히, 경질 마스크(Hard Mask)가 제 3 층 노광에 사용되고 그리고 제 1 층에 대한 정렬이 요구되는 경우, 본 발명에 따른 정렬 마크가, 이하 논의되는 바와 같이 적용될 수 있다.
심지어, 예를 들어 DPT 공정에서, 이전 층의 위치를 이 층에 정렬 패턴을 실제로 갖지 않고 결정할 수 있다.
또한, 상이한 층들에 제 1 및 제 2 패턴들을 노광하는 경우, 얻어지는 정렬 마크들은, 리소그래피 장치에 이미 존재하는 정렬 시스템을 사용하여 정렬될 수 있다. 제 2 층 노광에 의해 콘트라스트라 만들어지고 그리고 제 1 층 노광에 의해 정렬된 위치가 결정된다. 오차가 ±F/2 (여기서, F는 제 1 층에 프린트된 가장 작은 패턴 요소 크기이다) 보다 작다면, 제 2 층 오버레이 오차는 정렬된 위치에 효과를 갖지 않는 것으로 이해되어야 한다.
이하 논의되는 바와 같이, 1 이상의 층들 상에 제 1 및 제 2 패턴들을 적용하는 전체 시퀀스가 반전될 수 있다, 즉 대형 패턴 요소가 제 1 층에 노광되고 그리고 소형 요소들(예를 들어 트렌치들)의 조밀한 패턴이, 제 1 층의 최상부 상에 위치된 제 2 층에 노광된다. 이 경우, 정렬된 위치는 제 2 층 패턴에 의해 결정된다.
본 발명의 실시예에서, 정렬 마크는 적어도 두 소형 요소들과 부분적으로 오버랩되는 단일 대형 패턴 요소로 이루어진다. 보다 구체적으로, 대형 요소는 연속적인 소형 요소들 간의 상호 거리보다 큰 폭을 가져, 대형 요소는 적어도 어느 정도, 소형 요소들의 적어도 둘까지 오버랩 될 것이다. 그러나, 다른 실시예에서, 1 이상의 대형 패턴 요소 및 다수의 소형 패턴 요소들이 사용된다. 후자의 실시예에 서, 제 1 및 제 2 패턴들이 서로 매치되는 것을 보장하기 위해, 연속적인 대형 패턴 요소들 간의 공간의 폭(W, 도 3b 참조)은 소형 패턴 요소(22)의 피치(27)의 정수배가 되도록 선택된다.
도 4a 및 4b에, 정렬 마크들의 추가적인 예가 도시된다. 도 4a는 단일 노광의 결과인 정렬 마크들(25)의 세 세트(30)가 도시된다. 마지막 트렌치(라인) 이미징 효과로 인해, 외부 두 트렌치들(또는 라인들)(25')의 품질이 열등할 수 있다. 트렌치들(25')의 품질은 정렬된 위치를 결정하기에 그리고 따라서 고도 정렬 정확도를 보장하기에 매우 중요하다. 이러한 두 트렌치들은 반-조밀하므로(semi-dense), 이는 실시하기 쉬운 일이 아니다. 도 4b는, 본 발명의 일 실시예에 따른 이중 노출의 결과인 정렬 마크들(25)의 세 세트(30)가 도시한다. 외부 트렌치들(또는 라인들)(25')은 여기서 조밀한 패턴(21)의 결과이고 그리고 마지막 트렌치들(25')에 의해 형성된 패턴들의 에지들은, 고품질 정렬 마크들이 기판 상에 형성되도록 잘 정의된다.
도 3a 및 3b와 관련하여 기재된 실시예에서, 제 1 노광은 비교적 소형인 패턴 요소들(22)의 제 1 패턴을 생성하고, 반면에 제 2 노광은 비교적 대형인 패턴 요소들(23)의 제 2 패턴을 생성한다. 그러나, 다른 실시예에서, 상황은 반전된다. 제 1 노광에서, 비교적 대형인 패턴 요소들(22)의 제 1 패턴이 생성되고, 한편 제 2 노광은 비교적 소형인 패턴 요소들(22)의 제 2 패턴을 생성한다.
본 발명의 추가 실시예에서, 정렬 마크들의 개별 세트들이 제공된 적어도 두 층들의 상대적인 변위를 결정하는 방법이 제공된다. 이 방법은 제 1 층 상의 결합 된 정렬 마크들의 제 1 세트, 및 제 1 층의 최상부 상에 제공된, 제 2 층 상의 결합된 정렬 마크들의 상보적인 제 2 세트를 생산하는 것을 포함한다. 이후, 결합된 정렬 마크들의 두 세트들이 조사되고 그리고 정렬 마크들의 제 1 및 제 2 세트의 간의 상대 변위가 높은 정확도로 결정된다. 이러한 실시예의 예가 도 5a-5f에 도시된다. 도 5a는 기판의 제 1 층(20)의 제 1 노광 영역에 생성된 제 1 패턴(21)을 도시한다. 첫번째 패턴은 복수의 연속적인 소형 요소들(22)을 포함하는 형태이고, 이는 그 분해능으로 조밀한 패턴의 형태일 수 있다. 동일한 제 1 층(20)의 또다른 노광 영역에서, 복수의 연속적인 대형 요소들(24)을 포함하는 형태의 제 2 패턴이 도 5d에 도시된 바와 같이 노광된다. 이어서, 제 2 층(29)이 제 1 층(20)의 최상부 상에 위치된다. 도 5a의 동일한 노광 영역에서, 제 3 패턴이 제 2 층(29) 상에 노광되고, 여기서 제 3 패턴은 제 1 패턴과 부분적으로 오버랩되는 복수의 대형 요소들(24)을 갖는 형태이다(도 5b 참조). 유사하게, 도 5d의 동일한 노광 영역의 대형 요소들(24)의 최상부 상에, 복수의 소형 요소들(22)이 도 5e에 도시된 바와 같이 노광된다. 도 5c 및 5f는 여기서 두 노광 영역들 모두에서 얻어지는 정렬 마크들(30, 31)을 보여준다. 정렬 마크(30)는 제 1 층(20)의 (그 분해능으로) X, Y 위치를 나타내고, 반면에 정렬 마크(31)는 제 2 층(29)의 (그 분해능으로) X, Y 위치를 나타낸다. 두 위치들 간의 차이로 그 분해능으로 오버레이 오프셋 또는 오버레이가 만들어진다. 결과적으로, 그 분해능으로 오버레이를 결정하기 위해, 리소그래피 장치에 존재하는 오버레이 센서들, 예를 들어 SMASH 형태(EP 1 372 040 A2 참조) 또는 아테네 형태(EP 0 906 590 A1 참조) 또는 검출 시스템의 어떤 다른 회절/ 상 격자 형태의 정렬 센서들이 사용될 수 있다. 또한, 카메라 또는 이미지에 기초한 시스템이 또한 사용되어 그 분해능으로 구조의 위치를 검출할 수 있다. 이런 식으로, 보다 낮은 분해능으로만 측정할 수 있는 정렬 센서에 의해 (기판의 피처들의) 그 분해능으로 오버레이를 측정할 수 있다.
도 6a-6d에 도시된 실시예에서, 패턴의 소형 요소들이 오버레이 타겟 영역에서 제품 피처들에 의해 형성된다. 도 6a는 노광되는 다수의 다이들을 갖는 웨이퍼(40)를 도시한다. 도 6b는 웨이퍼(40)의 다이들(41') 중 하나의 확대된 디테일을 도시한다. 이는 다이(41')의 제품 피처들(44), 예를 들어 DRAM 메모리의 다수의 평행한 워드 라인들, 트렌치들, 비트 라인들 또는 제어 게이트들을 도시한다. 예를 들어, 렌즈 및 레티클 왜곡으로 인한 평행 요소들의 왜곡, 침지 관련되는 오차, 마스크, 기판 테이블의 오차, 또는 렌즈 가열로 인한 오차가 존재한다. 도 6b의 포토레지스트 피처들의 최상부 상에서, 제 2 층이 노광되며, 여기서 다수의 정렬 패턴들(42)이 제공되고, 각각은 반복성 정렬 패턴 요소들(43)의 세트를 갖는다. 얻어지는 제품이 도 6d에 도시된다. 각각의 정렬 패턴(42)은 존재하는 제품 피처들(44)과 함께, 다이의 국부 왜곡을 결정하기 위해 사용될 수 있는 정렬 마크를 형성한다. 사실, 왜곡은 다이 상의 위치의 함수로서 결정될 수 있다. 도 6d에서 세 정렬 마크들(42)이 설명되지만, 정렬 마크들의 수는, 제품 특성에 따라 변화될 수 있다.
렌즈 가열 효과에 대해 캘리브레이션하기 위한 방법도 사용될 수 있다. 기판 상의 연이은 필드들을 노광하는 동안, 투영 시스템의 렌즈 또는 렌즈들이 가열된다. 가열 처리는 렌즈의 특성에 영향을 준다. 즉, 렌즈가 노광 처리에서 가열될 때, 렌즈 왜곡이 변화된다. 따라서, 제 1 필드가 노광되는 경우 렌즈 왜곡은 일반적으로 추가 필드가 노광되는 경우 렌즈 왜곡과 상이하다. 결과적으로, 기판 상에 노광된 패턴은 렌즈 왜곡에 미치는 가열의 효과에 대한 정보를 결정하기 위해 사용될 수 있다. 이 정보에 기초하여, 투영 시스템의 캘리브레이션이, 예를 들어 기판의 노광동안 렌즈 왜곡의 예상된 변화들을 설명하기 위해 투영 시스템을 조작함으로써 수행될 수 있다.
상기 실시예에서 일정한 피치가 사용되었지만, 다른 실시예에서 소형 요소들의 변화되는 피치가, 예를 들어 거의 분리된(isolated)(ISO) 라인들, 즉 비교적 큰 피치를 가지되 대형 요소들(정렬 마크)의 피치보다 작은 라인들으로부터 도 6에 도시된 조밀한 라인들까지 변화되는 것이 또한 사용될 수 있다. 이러한 소형 요소들이 노광에 의해 노광되며, 노광은 일반적으로 비교적 짧은 파장, 예를 들어 약 193 nm의 "청색" 광 파장(λ)을 갖는다. 기판 상의 소형 요소들을 형성하기 위한 구조가 마스크(또는 레티클) 상에 존재하고, 그리고 "청색" 광의 회절이 일어난다. 이어서, 회절된 빛은 노광 렌즈를 통과한다. ISO 구조로부터 회절된 빛 및 조밀한 구조로부터의 빛은 상이한 방식으로 렌즈를 통과한다.
따라서, 상이한 피치들(즉, 보다 큰 피치 또는 정렬 마크를 형성하는 대형 요소들의 정렬 피치에 비해 소형인 피치들)을 갖는 패턴들은 노광에 의해 상이하게 회절되고 그리고 상이한 렌즈 왜곡을 겪는다(광학 경로는 노광 렌즈들을 통해 상이하다). 상이한 렌즈 왜곡은 기판 상의 피처들의 상이한 변위(오프셋)를 유발한다. (소형 요소들을 갖는) 제 1 패턴 상에 대형 피치를 갖는 제 2 패턴을 노광함으로 써, 변위(오프셋)가 결정될 수 있다.
정렬은 일반적으로 1 이상의 정렬 센서들에 의해 수행되며, 여기서 정렬 센서는 비교적 큰 파장을 갖는 빛, 예를 들어 633 nm의 파장을 갖는 "적색" 광을 발생하는 광원을 갖는다. 이 빛은 대형 피치를 갖는 요소들, 즉 대형 요소들의 피치의 회절을 유발한다. 정렬 센서들은, 대형 피치를 갖는 대형 요소들로부터 회절된 빛을 검출하도록 구성되고 그리고 따라서 정렬 처리를 수행할 수 있다. 그러나, 일실시예에 따르면, 정렬 마크들의 위치는 소형 요소들의 패턴에 의해 그리고 따라서 상이한 소형 요소들에 의해 결정된다. 각각의 개별 소형 피치들은 기판(수차 유도된 변위)에서 상이하게 끝나므로, 상이한 피치들을 갖는 패턴들의 세트는, 정렬 센서들에 의해 센싱된 정렬 신호에 미치는 피처들(예를 들어, 분리된(ISO) 라인들 및 조밀한 라인들)의 피치들의 영향에 대한 정보를 결정하기 위해 사용될 수 있다. 이러한 정보에 기초하여, ISO-조밀 캘리브레이션이 수행될 수 있다.
도 7a-7b는 본 발명의 추가 실시예에 관한 것이다. 이 실시예에서, 이중 패터닝(DPT) 적용예에서 정렬 마크들이 정의된다. 도면들은 기판(45)을 도시하며, 이의 최상부 상에 경질 마스크(46)가 적용되었다. 제 1 패터닝 단계에서, 비교적 소형인 패턴 요소들 또는 트렌치들(48)을 갖는 제 1 패턴이 층(46)에 패터닝된다. 제 1 패터닝 처리 후 결과는 도 7a에 도시된다. 이어서, 제 2 패터닝 단계가 수행되고, 그리고 비교적 대형인 요소들(49)을 갖는 제 2 패턴이 층(46)에 패터닝된다. 도 7b를 참조하면, 소형 요소들(48) 및 대형 요소들(49)의 조합이 정렬 마크를 만든다. 보다 구체적으로, 정렬 마크 자체는 제 2 패터닝 처리에서 정의되고, 반면에 정렬된 위치는 제 1 패터닝 처리에서 정의된다.
도 7c는, 제 2 패터닝 처리 후에 도 7b의 대형 패턴 요소들(49)에 의해 점유된 영역에 약간의 돌출부들(라인들)(47)이 존재하는 대안적인 실시예를 도시한다. 즉, 다시말해, 대형 요소들의 패터닝동안, 대형 요소들의 영역들의 소형 요소들의 서브세트가 실질적으로 그대로 유지된다. 돌출부들의 수는, 생성되는 결합된 정렬 마크에 대해 충분한 콘트라스트를 생성하기에 충분하게 작게 유지되어야 하고, 동시에 그 수는, 예를 들어 칩 제조업자들에 의해 요구되는, 패턴 밀도 요건을 충족하기 충분하게 커야 한다.
도 8a-8e는 본 발명의 추가 실시예에 관한 것이며, 여기서 도 7a-7c와 관련하여 기재된 실시예와 유사하게, 정렬 패턴이 이중 패터닝(DPT) 적용예에서, 보다 구체적으로 이중 노광 적용예에서 경질 마스크 층에 생성된다. 본 실시예의 목적은 제 1 노광에서 우수한 콘트라스트를 갖는 패턴(마스크)을 정의하고, 이어서, 제 2 노광에서, 개별 처리 분할(segmentation)을 가하여, 패턴 밀도 요건을 충족시키는 것이다. 도면들은 기판(45)을 도시하고, 이의 최상부에 경질 마스크(46)가 적용되었다. 제 1 패터닝 단계에서, 비교적 대형인 패턴 요소들 또는 트렌치들(50)을 갖는 제 1 패턴이 층(46)에 패터닝된다. 제 1 패터닝 처리 후의 결과가 도 8a 및 8b에 도시된다. 도 8a에서, 다수의 대형 패턴 요소들(50)이 제공되며, 도 8b에서 대형 패턴 요소들(51)을 갖는 유사한 패턴이 제공되고, 여기서 다수의 소형 요소들, 예를 들어 라인들(52)이 그대로 유지된다. 그러나, 소형 요소들(52) 사이의 영역들(53)은 본질적으로 대형 패턴 요소들(51)을 갖는 패턴을 유지하기에 충분하게 크 다. 이런 식으로, 어떤 패턴 밀도 요건이 충족될 수 있다.
두 상황에서 모두, 비교적 큰 콘트라스트를 갖는 패턴이 얻어진다. 이어서, 제 2 패터닝 단계가 수행되고, 그리고 비교적 소형인 요소들 또는 트렌치들(54)을 갖는 제 2 패턴이 층(46)에 패터닝된다. 도 8a의 상황으로부터 출발하여, 트렌치들(54)이 격자 주기와 평행한 방향으로 패터닝되어, 도 8c에 도시된 레이아웃이 얻어진다. 소형 요소들(54) 및 대형 요소들(50)의 조합은 정렬 마크를 만든다. 도 8a에 도시된 정렬 마크는 제 2 노광을 수행할 수 있기 위해 요구되는 높은 콘트라스트를 갖는다. 그러나, 마크(8a)는 소비자 디자인 규정을 위반할 수 있다. 이는 특별히 DPT 적용예에서 또는 마스크에 소위 트림 마스크(trim mask)가 뒤따를 때 사용될 수 있다.
도 8B의 상황으로부터 출발하여, 여기서 원래의 라인들 또는 소형 요소들(52)의 일부 부분들이 그대로 유지되었음, 트렌치들은 격자 주기와 평행한 방향으로 패터닝될 수 없다. 대신에 트렌치들(55)은 격자 주기에 수직인 방향으로 패터닝되고(회색 영역 참조), 도 8d의 단면도 및 도 8e의 평면도에서 볼 수 있는 바와 같은 정렬 마크들이 얻어진다. 이 시점에서, 정렬 마크는 디자인 규정에 따르고 그리고 기부 기판(underlying substrate)은 에칭될 수 있다.
도 9a-9c는 본 발명의 추가 실시예를 설명한다. 도 9a는 기판(45)을 도시하고, 이의 최상부 상에 경질 마스크(60)가 적용되어 있다. 이 기술분야에서 이와 같이 공지된 방식으로, 경질 마스크(60)에 복수의 스페이서들(62)이 제공되었다. 다시 말해, 경질 마스크(60) 상에 피처들이 패터닝되고, 필름이 경질 마스크 및 이의 피처들 상에 형성되고, 필름이 부분적으로 에칭되어, 피처들의 수평 표면들이 이의 사이드워크들(sidewalks) 상의 필름 물질만을 남기면서 노출되고, 그리고 원래의 패터닝된 피처들이 제거된다. 그 결과, 필름 물질만이 남겨지고, 도 9a에 도시된 바와 같이, 필름 물질은 스페이서들(62)을 형성한다. 스페이서들은 제 1 패턴의 소형 패턴들 요소들을 구성한다.
추가 단계에서, 스페이서들의 일부를 제거하면서(트리밍하면서) 그리고 도 9b에 도시된 패턴을 얻으면서, 트림 마스크가 적용된다. 트림 마스크는 부분적으로 스페이서들(62)을 제거하고 그리고 따라서 비교적 대형의 패턴 요소들(63)의 반복성 세트를 생산한다. 소형 패턴 요소들(스페이서들(62)) 및 대형 패턴 요소들(63)의 결합은 정렬 마크를 형성한다. 또다시, 정렬 마크가 트림 마스크에서 정의되고 반면에 정렬된 위치는 스페이서들의 층에 의해 정의된다.
도 9c는 대안적 레이아웃을 갖는 또다른 실시예를 도시한다. 트림 마스크는 다수의 스페이서들(62)을 제거하지만, 도 9b의 대형 요소(63)에 의해 점유된 영역의 수개의 스페이서들(64)을 그대로 유지하여, 특정 패턴 밀도 요건을 따를 수 있다.
도 10a 및 10b는 본 발명의 추가 실시예를 설명한다. 도면들은 기판, 전형적으로 다수의 커패시터들을 갖는 메모리 칩의 일부를 도시하며, 이 기판에 딥 트렌치 층(65)이 존재한다. 딥 트렌치 층(65)은, 비교적 소형인 패턴 요소들의 반복성 세트를 형성하기 위해 배치된, 다수의 딥 트렌치들(67)(깊이 전형적으로 8 ㎛ 이상)을 포함한다. 또한, 딥 트렌치들(67)(즉, 소형 패턴 요소들)은 딥 트렌치들(67) 의 그룹들 내에 배치되어, 반복성 대형 패턴 요소들의 세트를 형성한다. 딥 트렌치들(67)의 그룹들은 함께 정렬 마크를 형성한다. 도 10 a에서, 정렬 마크는 세 그룹의 딥 트렌치들(67)로 이루어진다. 이 수는 변화될 수 있고 그리고 대부분의 적용예에서 3보다 더 클 것이다. 이제, 정렬 마크의 콘트라스트를 증진시키기 위해, 딥 트렌치들의 위치에서, 딥 트렌치 층(65)의 상부의 일부가, 예를 들어 활성 영역(Active Area) 노광 처리에 의해, 제거될 수 있다. 얻어지는 패턴은 도 10b에 도시된다. 제거는, 대형 패턴 요소들(69)이 부분적으로 복수의 소형 패턴 요소들(67)과 오버랩되는 방식으로 다수의 대형 패턴 요소들(69)이 생성되는 방식으로 수행되고, 대형 요소들(69)의 에지들은 원래의 딥 트렌치들(67)에 의해 형성된다. 대형 패턴 요소들의 존재가 정렬 마크의 콘트라스트를 개선하지만, 정렬 마크의 위치화는 여전히 딥 트렌치들(67)에 의해 결정된다.
콘트라스트 개선은, 정렬 마크가 연이은 층들 중 하나의 경질 마스크 아래 딥 트렌치 층에서 정의되는 상황에서 특히 유리할 수 있다. 이 상황은 도 10c에 개략 도시된다. 도 10c는 도 10a의 레이아웃을 설명하며, 여기서 딥 트렌치 층(65)의 최상부 상에 추가 층(76) 및 경질 마스크(70)가 적용되었다. 추가 층(76) 및 특히 경질 마스크(70)의 존재로 인해, 정렬 마스크의 콘트라스트(도 10c 참조)가 너무 저하될 수 있다. 딥 트렌치 층(65)의 상부의 일부를 제거하는 콘트라스트 개선 처리, 보다 구체적으로 활성 영역 노광 처리(또는 콘트라스트를 개선하기 위해 사용될 수 있는 어떤 다른 처리 단계)가 적용되고(도 10b 참조) 그리고 연이은 층(76) 및 경질 마스크(70)가 딥 트렌치 층(65)의 최상부 상에 제공되는 경우, 이를 통해 보다 우수한 콘트라스트를 갖는 정렬 마크가 얻어진다(도 10d 참조). 콘트라스트는 심지어, (제 3 층을 형성하는) 경질 마스크가 존재한다 할지라도 정렬된 위치가 제 1 층(즉, 딥 트렌치 층(65))의 딥 트렌치들에 의해 결정될 수 있는 정도까지 개선될 수 있다.
도 11a 및 11b는 도 10a-10d와 관련하여 기재된 구성과 유사한 구성으로 본 발명의 추가 실시예를 설명한다. 본 실시예에서, 기판은 복수의 딥 트렌치들(72)이 제공된 딥 트렌치 층(71)을 포함한다. 딥 트렌치들(72)은 그룹화되는 것이 아니라 딥 트렌치 층(71)을 따라 다소 고르게 분포된다. 딥 트렌치 층(71)의 최상부 상에, 추가 층(74) 및 경질 마스크(75)가 적용된다. 어떤 정렬 마크도 정의되지 않는 이 구성이 도 11a에 도시된다. 기판에 정렬 마크를 제공하기 위해, 몇몇 위치에서, 다수의 대형 요소들 또는 함몰부들(recesses)(77)이 딥 트렌치 층(71)의 상부에 존재하도록 딥 트렌치들(72)의 상부가 제거된다. 함몰부는 어떤 처리, 예를 들어 활성 영역 노광 처리에 의해 만들어질 수 있다. 함몰부가 만들어진 경우, 추가 층(74) 및 연이어 경질 마스크(75)가 딥 트렌치 층(71)의 최상부 상에 적용된다. 함몰부(77)는 딥 트렌치들(72)과 함께 정렬 마크를 형성한다. 이 정렬 마크의 콘트라스트는 함몰부(77)에 의해 결정되며, 정렬된 위치는 딥 트렌치 층(71)의 트렌치들(72)에 의해 결정된다.
도 12a-12c는 본 발명의 추가 실시예를 설명하며, 여기서 정렬 마크를 형성하기 위해 상이한 정렬 패턴들을 결합시키는 개념이 비아(via) 층들에 적용된다. 도 12a는 서로의 최상부 상에 위치된 복수의 층들(78-84)로 이루어진 기판(89)을 도시한다. 층들(81 및 82)에는 금속 층들(80 및 82)을 상호연결하기 위한 금속 콘트라스트들 또는 비아들(vias)(86)의 그룹들(85)이 제공되었다. 본 발명의 의미에서 비아들(86)은 소형 패턴 요소들의 반복성 세트를 형성한다. 비어들은 또한 그룹들(85)로 배치되며, 각 그룹은 비교적 대형인 요소들의 세트의 요소를 형성한다. 이러한 소형 패턴 요소들이 추가 처리되지 않는 상황에서, 이들은 정렬 마크를 형성하는 것으로 간주될 수 있다. 실제로 함께 정렬 마크를 형성하는 그룹들의 수가 상이할 수 있다 할지라도, 도 12a에는 세 그룹의 비어들(86)이 도시된다. 그러나, 이러한 형태의 정렬 마크의 콘트라스트는 불충분한 것으로 판명될 수 있다. (비어들(86)에 의해 정의된 원래의 정렬 마크의 정확도를 유지하면서) 정렬 마크의 콘트라스트를 개선하기 위하여, 도 12b에 도시된 구조가 되도록 비어들의 상부가 금속 노광 처리될 수 있다.
금속 노광 처리는, 비아들의 상부가 대형 요소들(87)의 반복성 세트를 정의하도록 하며, 각 요소(87)는 비아들(86)의 그룹(85)과 부분적으로 오버랩하도록 크기화 및 배치된다. 소형 패턴 요소들(즉, 비아들(86)) 및 대형 요소들(즉, 금속 노광된 부분들)의 결합은 정렬 마크를 형성한다. 이 정렬 마크의 콘트라스트는, 이것이 대형 금속 노광부(87)에 의해 결정되므로 개선되고, 정확도(정렬된 위치)는, (도 12b에서 알 수 있는 바와 같이, 정렬 마크의 에지들이 비아들(86)에 의해 형성되므로) 소형 비아들(86)에 의해 결정된다.
도 12c에서 본발명의 또다른 실시예가 설명된다. 이 실시예에서, 비아들(86)은 도 12a와 관련하여 논의된 실시예와 유사한, 반복성 소형 패턴 요소들의 세트를 형성하도록 크기화 및 배치되지만, 소형 패턴 요소들은 비교적 대형인 요소들(85)을 형성하는 세트로 그룹화되지 않는다. 이 실시예에서, 정렬 마크는 금속 노광 처리 후에만 형성되어, 도 12c에 도시된 것과 같은 구성을 제공한다. 금속 노광부들(88)은, 비아들(86)에 의해 형성된 소형 요소들과 결합하여, 정렬 마크를 형성하는 대형 요소들의 세트를 정의한다. 금속 노광부들(88)은, 도 12에 도시된 바와 같이, 정렬 마크의 에지들이 금속 노광부들에 의해서가 아니고 비아들(86)에 의해 형성되도록 크기화 및 배치된다. 결과적으로, 정렬 마크는, 이것이 대형 금속 노광부들(88)에 의해 결정되므로 우수한 콘트라스트를 제공하고, 정확도(정렬된 위치)는, 이것이 소형 비아들(86)에 의해 결정되므로 고도이다. 이 실시예에서, 비아들은 트렌치들로서 노광되고, 다른 실시예들에서, 비아들은 콘택트 홀들로서 노광된다.
(도면들에 도시되지 않은) 추가 실시예에서, 이 방법은 기판의 노광 필드들 사이의 1 이상의 스크라이브 레인들(scribe lanes)에 제 1 및 제 2 패턴들을 제공하는 것을 포함한다. 예를 들어, 비교적 소형인 패턴 요소들의 제 1 패턴을 기판의 제 1 필드의 스크라이브 레인들 중 왼쪽 것에 제공하고, 비교적 대형인 패턴 요소들의 제 2 패턴을 제 1 필드의 오른쪽 스크라이브 레인에 제공하고 그리고 제 1 및 제 2 패턴을 기판의 제 2 필드의 스크라이브 레인들에 제공하는 단계를 반복함으로써, - 제 2 필드는, 제 1 필드의 스크라이브 레인들 중 하나에 제공된 패턴이, 예를 들어 제 1 및 제 2 필드를 오버래핑하면서 노광(스티칭) 함으로써 제 2 필드의 스크라이브 레인들 중 하나에 제공된 패턴과 오버랩되도록, 제 1 필드와 접함 - , 스크라이브 라인의 정렬 마크가 얻어질 수 있다. 필드의 상부 및 하부 스크라이브 레인에 제공된 정렬 마크의 경우에 유사한 처리가 가능하다.
이해되는 바와 같이, 도면에 설명된 몇가지의 실시예들에서, 마크들은 실질적으로 직사각형이다. 추가로 이해되는 바와 같이, 마크들은 완벽하게 직사각형일 필요가 없으며, 예를 들어, 완벽하게 정사각형이 아닌 코너들, 및 완벽하게 곧거나 평탄하지(even) 않은 측면들을 포함하는 형태의 약간의 불규칙성을 포함할 수 있다. 대신에, 이들은 다만 정렬 목적을 위한 격자로서 작용하기에 충분하게 직사각형이 되어야 한다.
본 명세서에서는, IC 제조에 있어서 리소그래피 장치의 특정 사용예에 대하여 언급되지만, 본 명세서에 서술된 리소그래피 장치는 집적 광학 시스템, 자기 도메인 메모리용 안내 및 검출 패턴, 평판 디스플레이(flat-panel display), 액정 디스플레이(LCD), 박막 자기 헤드 등의 제조와 같이 다른 적용예들을 가질 수도 있음을 이해하여야 한다. 당업자라면, 이러한 대안적인 적용예와 관련하여, 본 명세서의 "웨이퍼" 또는 "다이"라는 용어의 어떠한 사용도 각각 "기판" 또는 "타겟부"라는 좀 더 일반적인 용어와 동의어로 간주될 수도 있음을 이해할 것이다. 본 명세서에서 언급되는 기판은 노광 전후에, 예를 들어 트랙(전형적으로, 기판에 레지스트 층을 도포하고 노광된 레지스트를 현상하는 툴), 메트롤로지 툴 및/또는 검사 툴에서 처리될 수 있다. 적용가능하다면, 이러한 기판 처리 툴과 다른 기판 처리 툴에 본 명세서의 기재 내용이 적용될 수 있다. 또한, 예를 들어 다층 IC를 생성하기 위하여 기판이 한번 이상 처리될 수 있으므로, 본 명세서에 사용되는 기판이라는 용어는 이미 여러번 처리된 층들을 포함한 기판을 칭할 수도 있다.
이상, 광학 리소그래피와 관련하여 본 발명의 실시예들의 특정 사용예를 언급하였지만, 본 발명은 다른 적용예들, 예를 들어 임프린트 리소그래피에 사용될 수 있으며, 본 명세서가 허용한다면 광학 리소그래피로 제한되지 않는다는 것을 이해할 것이다. 임프린트 리소그래피에서, 패터닝 디바이스 내의 토포그래피(topography)는 기판 상에 생성된 패턴을 정의한다. 패터닝 디바이스의 토포그래피는 전자기 방사선, 열, 압력 또는 그 조합을 인가함으로써 레지스트가 경화되는 기판에 공급된 레지스트 층으로 가압될 수 있다. 패터닝 디바이스는 레지스트가 경화된 후에 그 안에 패턴을 남기는 레지스트로부터 이동된다.
본 명세서에서 사용된 "방사선" 및 "빔"이라는 용어는 (예를 들어, 365, 355, 248, 193, 157 또는 126 nm, 또는 그 정도의 파장을 갖는) 자외(UV)방사선 및 (예를 들어, 5 내지 20 nm 범위 내의 파장을 갖는) 극자외(EUV)방사선뿐만 아니라, 이온 빔 또는 전자 빔과 같은 입자 빔을 포함하는 모든 형태의 전자기 방사선을 포괄한다.
본 명세서가 허용하는 "렌즈"라는 용어는, 굴절, 반사, 자기, 전자기 및 정전기 광학 구성요소들을 포함하는 다양한 형태의 광학 구성요소들 중 어느 하나 또는 그 조합으로 언급될 수 있다.
이상, 본 발명의 특정 실시예가 설명되었지만 본 발명은 설명된 것과 다르게 실시될 수 있다는 것을 이해할 것이다. 예를 들어, 본 발명은 앞서 개시된 바와 같은 방법을 구현하는 기계-판독가능한 명령어의 1 이상의 시퀀스를 포함하는 컴퓨터 프로그램, 또는 이러한 컴퓨터 프로그램이 저장되어 있는 데이터 저장 매체(예 를 들어, 반도체 메모리, 자기 또는 광학 디스크)의 형태를 취할 수 있다.
상기 서술내용은 예시를 위한 것이지, 제한하려는 것이 아니다. 따라서, 당업자라면 아래에 설명되는 청구항들의 범위를 벗어나지 않고 서술된 본 발명에 대한 변형예가 행해질 수도 있음을 이해할 것이다.
이하 대응하는 참조 부호들이 대응하는 부분들을 나타내는 첨부된 개략적인 도면들을 참조하여, 단지 예시의 방식으로만 본 발명의 실시예들을 설명할 것이다:
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 리소그래피 장치를 도시하는 도면;
도 2는 레이저 스텝 정렬 장치의 개략도;
도 3a는 제 1 정렬 패턴의 일실시예의 개략도;
도 3b는, 정렬 마크를 형성하기 위해, 도 3a의 정렬 패턴과 결합된, 제 2 정렬 패턴의 일실시예의 개략도;
도 4a는 공지된 노광법으로부터 얻은 정렬 마크;
도 4b는 본 발명의 일실시예에 따른 노광 방법으로부터 얻은 정렬 마크의 일실시예;
도 5a-5f는 오버레이를 결정하기 위한 본 발명의 일실시예에 따른 다양한 정렬 패턴;
도 6a는 왜곡된 피처들을 갖는 다이를 포함하는 웨이퍼의 평면도;
도 6b는 도 6a의 다이의 보다 상세한 평면도;
도 6c는 도 6b의 다이 상에 적용되는 샘플 마크의 일례의 평면도;
도 6d는 제품 왜곡을 측정하기 위한 복수의 샘플 마크들이 제공된, 도 6b의 다이의 평면도;
도 7a-7c는 DPT 적용예의 추가 실시예의 각각의 단면 개략도;
도 8a-8d는 콘트라스트 대 패턴 밀도 요건을 보여주는 추가 실시예의 단면 개략도;
도 8e는 도 8d에 도시된 실시예의 평면도;
도 9a-9c는 스페이서 기술 적용예의 추가 실시예의 단면 개략도;
도 10a-10d는 딥 트렌치 적용예의 추가 실시예의 단면 개략도;
도 11a-11b는 딥 트렌치 적용예의 추가 실시예의 단면 개략도;
도 12a-12c는 비어 층(via layer) 적용예의, 추가 실시예의 단면 개략도이다.

Claims (26)

  1. 기판 상에 정렬 마크들의 세트를 제공하는 방법에 있어서:
    제 1 패턴을 기판의 층의 적어도 하나의 노광 영역 상에 노광시키는 단계 - 상기 제 1 패턴은 제 1 요소 크기를 갖는 반복성 요소들의 세트를 포함함 - ;
    제 2 패턴을 상기 제 1 패턴 상에 노광시키는 단계 - 상기 제 2 패턴은 제 2 요소 크기의 반복성 요소들의 세트를 포함하고, 상기 제 2 요소 크기는 상기 제 1 요소 크기와 상이하며, 상기 제 1 및 제 2 패턴들의 요소들은 적어도 부분적으로 오버랩되고 그리고 결합되어 반복성 대형 정렬 마크들의 세트를 형성하여, 반복 방향의 정렬 마크들의 에지들이 소형 요소들에 의해 형성됨 - 를 포함하는 기판 상에 정렬 마크들의 세트를 제공하는 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    연속적인 대형 패턴 요소들 사이의 공간의 폭(W)이 소형 패턴 요소들의 피치의 정수배인, 기판 상에 정렬 마크들의 세트를 제공하는 방법.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 제 1 패턴은 소형 요소들을 포함하고 그리고 상기 제 2 패턴은 대형 요소들을 포함하는, 기판 상에 정렬 마크들의 세트를 제공하는 방법.
  4. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 제 1 패턴은 대형 요소들을 포함하고 그리고 상기 제 2 패턴은 소형 요소들을 포함하는, 기판 상에 정렬 마크들의 세트를 제공하는 방법.
  5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제 1 패턴은 제 1 층에서 노광되고 그리고 상기 제 2 패턴은 상기 제 1 층을 적어도 부분적으로 오버레이하면서 제 2 층에서 노광되는, 기판 상에 정렬 마크들의 세트를 제공하는 방법.
  6. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제 1 패턴 및 상기 제 2 패턴은 모두 동일한 층에서 노광되는, 기판 상에 정렬 마크들의 세트를 제공하는 방법.
  7. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 정렬 마크들은 그 분해능을 갖는 패턴의 이미징에 사용하기 위한 것이고 그리고 소형 요소들은 그 분해능으로 크기화되는, 기판 상에 정렬 마크들의 세트를 제공하는 방법.
  8. 제 7 항에 있어서,
    결합된 정렬 마크들을 소형 요소들의 분해능으로 정렬하는 것을 포함하는, 기판 상에 정렬 마크들의 세트를 제공하는 방법.
  9. 제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서,
    결합된 정렬 마크의 위치를 상기 소형 요소들의 분해능으로 결정하는 것을 포함하는, 기판 상에 정렬 마크들의 세트를 제공하는 방법.
  10. 제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서,
    결합된 정렬 마크 및 이의 주변들 사이의 콘트라스트를 상기 대형 요소들의 분해능으로 결정하는 것을 포함하는, 기판 상에 정렬 마크들의 세트를 제공하는 방법.
  11. 제 1 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 있어서,
    제 1 층의 제 1 패턴이 소형 요소들을 포함하고 그리고 제 2 층의 제 2 패턴이 대형 요소들을 포함하는 정렬 마크들의 제 1 세트를 제공하고;
    제 1 층의 제 1 패턴이 대형 요소들을 포함하고 그리고 제 2 층의 제 2 패턴이 소형 요소들을 포함하는 정렬 마크들의 제 2 세트를 제공하고;
    상기 제 1 층의 위치를 정렬 마크들의 제 1 세트로부터 결정하고;
    상기 제 2 층의 위치를 정렬 마크들의 제 2 세트로부터 결정하고; 그리고
    상기 제 1 층의 결정된 위치 및 상기 제 2 층의 결정된 위치로부터 오버레이 오프셋을 결정하는 것을 포함하는, 기판 상에 정렬 마크들의 세트를 제공하는 방 법.
  12. 제 1 항 내지 제 11 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 소형 요소들은 라인들 또는 트렌치들에 의해 형성된 조밀 패턴을 형성하는, 기판 상에 정렬 마크들의 세트를 제공하는 방법.
  13. 제 1 항 내지 제 12 항 중 어느 한 항에 있어서,
    각 요소는 실질적으로 직사각형이고, 그리고 상기 대형 요소들은 연속적인 소형 요소들 사이의 상호 거리보다 더 큰 폭을 갖는, 기판 상에 정렬 마크들의 세트를 제공하는 방법.
  14. 제 1 항 내지 제 13 항 중 어느 한 항에 있어서,
    패턴의 소형 요소들은 오버레이 타겟 영역에서 제품 피처들에 의해 형성되는, 기판 상에 정렬 마크들의 세트를 제공하는 방법.
  15. 제 1 항 내지 제 14 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 대형 요소들의 패터닝동안, 대형 요소들의 영역들에서의 소형 요소들의 서브셋은 실질적으로 그대로 유지되는, 기판 상에 정렬 마크들의 세트를 제공하는 방법.
  16. 제 1 항 내지 제 15 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 소형 패턴 요소들 사이에 변화하는 피치를 갖는 복수의 정렬 마크들을 제공하는 것을 포함하는, 기판 상에 정렬 마크들의 세트를 제공하는 방법.
  17. 리소그래피 장치의 투영 시스템을 캘리브레이션하는 방법에 있어서:
    a) 상기 투영 시스템이 초기 상태에 있는 경우, 제 1 패턴을 기판의 층의 적어도 하나의 노광 영역 상에 노광시키고 - 상기 제 1 패턴은 소형 요소들의 반복성 세트를 포함함 - , 그리고 대형 요소들의 세트를 포함하는 제 2 패턴을 상기 제 1 패턴의 최상부 상의 적어도 하나의 노광 영역 상에 노광시키는 - 상기 제 1 및 제 2 패턴들의 요소들은 부분적으로 오버랩되고 그리고 결합되어 반복성 대형 정렬 마크들의 세트를 형성하여, 반복 방향의 정렬 마크들의 에지들이 소형 요소들에 의해 형성됨 - 단계;
    b) 상기 투영 시스템이 가열된 상태에 있는 경우, 상기 노광 공정 a)를 반복하는 단계;
    c) 상기 정렬 마크들의 왜곡에 대한 정보를 상기 투영 시스템의 적어도 일부분의 온도의 함수로서 결정하는 단계를 포함하는, 리소그래피 장치의 투영 시스템을 캘리브레이션하는 방법.
  18. 제 17 항에 있어서,
    상기 투영 시스템의 특성을 상기 왜곡에 대한 미리정해진 정보에 기초한 온 도의 함수로서 적합화하는 것을 포함하는, 리소그래피 장치의 투영 시스템을 캘리브레이션하는 방법.
  19. 제 1 항 내지 제 18 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제 1 및 제 2 패턴은 상기 기판의 노광 필드들 사이에 1 이상의 스크라이브 레인들에 제공되는 방법.
  20. 제 1 항 내지 제 19 항 중 어느 한 항에 있어서,
    비교적 소형인 패턴 요소들의 제 1 패턴을 기판의 제 1 필드의 스크라이브 레인들 중 하나에 제공하고;
    비교적 대형인 패턴 요소들의 제 2 패턴을 제 1 필드의 반대편 스크라이브 레인에 제공하고; 그리고
    상기 제 1 및 제 2 패턴들을 상기 기판의 제 2 필드의 스크라이브 레인들에 제공하는 단계를 반복하는 것 - 상기 제 2 필드는, 상기 제 1 필드의 스크라이브 레인들 중 하나에 제공된 패턴이 상기 제 2 필드의 스크라이브 레인들 중 하나에 제공된 패턴과 오버랩되도록, 제 1 필드와 접함 - 을 포함하는 방법.
  21. 제 20 항에 있어서,
    상기 정렬 마크는 제 1 항 내지 제 19 항 중 어느 한 항에 청구된 바와 같은 방법에 따라 제공되는 방법.
  22. 정렬 마크들의 개별 세트들이 제공된 적어도 두 층들의 상대적 변위를 결정하는 방법에 있어서,
    제 1 층 상의 결합된 정렬 마크들의 제 1 세트, 및 제 1 항 내지 제 19 항 중 어느 한 항에 따른, 상기 제 1 층의 최상부 상에 제공된, 제 2 층 상의 결합된 정렬 마크들의 상보적인 제 2 세트를 생산하는 단계;
    결합된 정렬 마크들의 두 세트들을 조사하는 단계; 및
    정렬 마크들의 상기 제 1 및 제 2 세트들 사이의 상대 변위를 검출하는 단계를 포함하는, 정렬 마크들의 개별 세트들이 제공된 적어도 두 층들의 상대적 변위를 결정하는 방법.
  23. 적어도 하나의 패턴을 패터닝 디바이스로부터 상기 디바이스의 기판 상으로 전사하는 것을 포함하는 디바이스 제조 방법에 있어서, 패턴을 전사하는 것은:
    제 1 패턴을 기판의 층의 적어도 하나의 노광 영역 상에 전사하고 - 상기 제 1 패턴은 제 1 요소 크기를 갖는 요소들의 반복성 세트를 포함함 - ;
    제 2 패턴을 상기 제 1 패턴의 최상부 상의 적어도 하나의 노광 영역 상에 전사하는 것 - 상기 제 2 패턴은 제 2 요소 크기의 반복성 세트 요소들을 포함하고, 상기 제 2 요소 크기는 상기 제 1 요소 크기보다 더 크거나 또는 더 작고, 상기 제 1 및 제 2 패턴들의 요소들은 부분적으로 오버랩되고 그리고 결합되어 반복성 대형 정렬 마크들의 세트를 형성하여, 반복 방향의 정렬 마크들의 에지들이 소 형 요소들에 의해 형성됨 - 을 포함하는 디바이스 제조 방법.
  24. 제 23 항에 있어서,
    상기 정렬 마크들은 제 1 항 내지 제 22 항 중 어느 한 항에 따른 방법에 의해 제공되는 디바이스 제조 방법.
  25. 정렬 마크들의 패턴을 패터닝 디바이스로부터 기판 상에 제공하도록 배치된 리소그래피 장치에 있어서, 상기 장치는
    · 제 1 패턴을 상기 기판의 층의 적어도 하나의 노광 영역 상에 노광시키고 - 상기 제 1 패턴은 제 1 요소 크기를 갖는 요소들의 반복성 세트를 포함함 - ;
    · 제 2 패턴을 상기 제 1 패턴의 최상부 상의 적어도 하나의 노광 영역 상에 노광시키도록 배치 및 구성되고, 상기 제 2 패턴은 제 2 요소 크기의 반복성 세트 요소들을 포함하고, 상기 제 2 요소 크기는 상기 제 1 요소 크기보다 더 크거나 또는 더 작고, 상기 제 1 및 제 2 패턴들의 요소들은 부분적으로 오버랩되고 그리고 결합되어 반복성 대형 정렬 마크들의 세트를 형성하여, 반복 방향의 정렬 마크들의 에지들이 소형 요소들에 의해 형성되는 리소그래피 장치.
  26. 제 25 항에 있어서,
    상기 장치는 제 1 항 내지 제 22 항 중 어느 한 항에 따르는 정렬 마크들의 세트를 제공하도록 배치되는 리소그래피 장치.
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