KR20140036027A - 리소그래피 장치 및 디바이스 제조 방법 - Google Patents

리소그래피 장치 및 디바이스 제조 방법 Download PDF

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KR20140036027A
KR20140036027A KR1020147003810A KR20147003810A KR20140036027A KR 20140036027 A KR20140036027 A KR 20140036027A KR 1020147003810 A KR1020147003810 A KR 1020147003810A KR 20147003810 A KR20147003810 A KR 20147003810A KR 20140036027 A KR20140036027 A KR 20140036027A
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아르노 블리커
빈터 로렌티우스 드
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에이에스엠엘 네델란즈 비.브이.
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Abstract

리소그래피 장치가 제공되며 패터닝된 방사선 빔을 기판 상에 투영하도록 구성된다. 이러한 장치는 상기 기판 상의 레지스트층의 두께에 관련된 측정 데이터를 제공하기 위한 측정 시스템, 및 기판 상에 투영될 패터닝된 빔의 방사선 세기 레벨이 측정 데이터에 기반하여 측정되도록, 리소그래피 장치의 동작을 제어하기 위한 콘트롤러를 포함한다.

Description

리소그래피 장치 및 디바이스 제조 방법{LITHOGRAPHIC APPARATUS AND DEVICE MANUFACTURING METHOD}
이 출원서는 2011 년 8 월 18 일 목요일자로 출원된 미국 가출원 제 61/525,029 호를 우선권 주장한다. 이 가출원은 그 전체로서 본 명세서에 원용에 의하여 통합된다.
분야
본 발명은 리소그래피 장치, 및 디바이스를 제조하는 방법에 관한 것이다.
리소그래피 장치는 원하는 패턴을 기판 또는 기판의 부분 상에 도포하는 기계이다. 리소그래피 장치는, 예를 들어 집적 회로(ICs), 평판 패널 디스플레이 및 미세 피처를 가지는 다른 디바이스 또는 구조체의 제조에 사용될 수 있다. 기존의 리소그래피 장치에서는, 마스크 또는 레티클로 지칭될 수 있는 패터닝 디바이스가 IC, 평판 패널 디스플레이, 또는 다른 디바이스의 개별 층에 대응하는 회로 패턴을 생성하기 위해 이용될 수 있다. 이 패턴은 예컨대 기판 상에 제공된 방사선 감응성 재료(레지스트)의 층 상에의 이미징을 통해 기판(예컨대 실리콘 웨이퍼 또는 유리 플레이트)(또는 기판의 일부분)에 전사될 수 있다.
회로 패턴 대신에, 패터닝 디바이스는 다른 패턴, 예를 들어 컬러 필터 패턴, 또는 도트의 매트릭스를 생성하는데 사용될 수 있다. 기존 마스크 대신에, 패터닝 디바이스는 회로 또는 다른 도포가능한 패턴을 생성하는 개별적으로 제어가능한 요소의 어레이를 포함하는 패터닝 어레이를 포함할 수 있다. 기존 마스크 기반 시스템에 비하여 이러한 "마스크 없는" 시스템의 장점은, 패턴이 보다 신속하고 적은 비용으로 제공 및/또는 변화될 수 있다는 점이다.
따라서, 마스크 없는 시스템은 프로그램가능 패터닝 디바이스(예를 들어, 공간 광 변조기, 콘트라스트 디바이스 등)를 포함한다. 이러한 프로그램가능 패터닝 디바이스는, 개별적으로 제어가능한 요소의 어레이를 이용하여 요구되는 패터닝된 빔을 형성하도록 프로그램(예를 들어, 전자적으로 또는 광학적으로)된다. 프로그램가능한 패터닝 디바이스의 유형은, 마이크로 미러 어레이, 액정 디스플레이(LCD) 어레이, 격자 광 밸브 어레이, 자기 발광 콘트라스트 디바이스의 어레이, 등을 포함한다.
리소그래피 프로세스에서, 기판 상에 형성된 레지스트층 상으로 투영되는 방사선의 일부는 레지스트층으로부터 되돌아서 리디렉팅(예를 들어, 반사)될 수 있다. 예를 들어, 몇몇 방사선은 레지스트의 더 낮은 표면으로부터, 즉 레지스트와 기판 또는 레지스트와 기판 사이에 위치된 다른 층 사이의 인터페이스에서 반사될 수 있다. 입사 방사선 및 리디렉팅된 방사선이 중첩하면 레지스트층 내에 정상파가 발생될 수 있다. 이것은 하나 이상의 문제를 야기할 수 있다.
예를 들어, 레지스트층의 표면에서의 정상파의 세기, 및 따라서 레지스트층으로부터 되돌아 리디렉팅되는 방사선의 세기는 레지스트층 및 선택적으로 기판 상에 형성된 하나 이상의 다른 층의 두께에 의존할 수 있다. 레지스트층 두께에 작은 변화가 발생되면 리디렉팅된 방사선의 세기에 상당한 변화가 발생될 수 있다. 이러한 리디렉팅된 방사선은 레지스트의 노광 도즈에 기여하지 않을 것이다. 따라서 레지스트의 두께에서의 차이는 레지스트층 상에 투영되는 방사선의 빔의 주어진 강도에 대하여 레지스트에 의하여 수광되는 노광 도즈에서의 변화를 야기할 수 있다. 이제 이것은 형성되는 중인 패턴의 피처의 임계 치수(CD)에 영향을 줄 수 있다. 따라서, 기판 상의 레지스트층의 두께의 변동은 임계 치수 균일성(critical dimension uniformity; CDU)의 파괴를 야기할 수 있으며, 이것은 바람직하지 않다.
임계 치수 균일성의 감소를 회피하기 위하여, 기판에 걸친 레지스트층의 두께의 변동을 감소시키는 것이 바람직할 수 있다. 그러나, 이것은 특히 상대적으로 큰 기판에 대해서는 난해하고 및/또는 고비용일 수 있다.
이를 대체하여 또는 이에 더하여, 소위 하단 반사방지 코팅(bottom anti reflection coating; BARC)이 레지스트층의 더 낮은 표면으로부터의 방사선의 반사를 감소시키기 위하여 사용될 수 있다. 그러나, 기판에 추가적 처리를 수행할 필요가 있기 때문에 이것은 추가적 처리 비용을 야기할 수 있다.
이를 대체하여 또는 이에 더하여, 상대적으로 넓은 대역폭을 가지는 방사원의 사용에 의하여 이러한 문제점은 감소되거나 극복될 수 있다. 이것은, 레지스트층으로부터의 방사선의 리디렉션이 방사선의 파장에 상대적으로 레지스트층의 두께에 의존하기 때문이다. 따라서, 방사원이 상대적으로 넓은 대역폭을 가지는 경우, 레지스트층의 임의의 특정 두께에 대하여 그 방사선의 몇몇 파장은 상대적으로 강하게 리디렉팅될 것이고 다른 파장은 상대적으로 약하게 리디렉팅될 것이다. 따라서, 광대역 방사선의 전체적인 리디렉션은 레지스트층의 두께의 변동에 따라 크게 변동하지 않을 수 있다. 그러나, 상대적으로 좁은 대역폭 방사원, 예컨대 레이저 다이오드를 사용하는 것이 바람직할 수 있다.
따라서, 예를 들어 임계 치수 균일성이 레지스트층의 두께의 변동에 덜 민감한 시스템을 제공하는 것이 바람직하다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 방사선의 패터닝된 빔을 기판 상에 투영하도록 구성되는 리소그래피 장치로서,
기판 상의 레지스트층의 두께에 관련된 측정 데이터를 제공하도록 구성되는 측정 시스템; 및
기판 상에 투영될 패터닝된 빔의 방사선 세기 레벨이 측정 데이터에 기반하여 제어되도록, 리소그래피 장치의 동작을 제어하도록 구성되는 콘트롤러를 포함하는 리소그래피 장치가 제공된다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 디바이스 제조 방법으로서,
리소그래피 장치를 사용하여 방사선의 패터닝된 빔을 기판 상에 투영하는 단계;
기판 상의 레지스트층의 두께에 관련된 측정 데이터를 획득하는 단계; 및
리소그래피 장치의 동작을 제어하여 기판 상에 투영될 패터닝된 빔의 방사선 세기 레벨을 측정 데이터에 기반하여 제어하는 단계를 포함하는 디바이스 제조 방법이 제공된다.
본 발명의 실시예가 오직 예시를 통하여, 대응하는 참조 심벌들이 대응하는 부분을 표시시하는 첨부된 개략도를 참조하여 이제 설명될 것이다.
도 1 은 본 발명의 일 실시예에 따른 리소그래피 장치의 일부를 묘사한다;
도 2 는 본 발명의 일 실시예에 따른 도 1 의 리소그래피 장치의 일부에 대한 평면도를 묘사한다;
도 3 은 본 발명의 일 실시예에 따른 리소그래피 장치의 일부에 대한 고도로 개략적인 사시도를 묘사한다;
도 4 는 본 발명의 일 실시예에 따르는, 도 3 에 따른 리소그래피 장치에 의한 기판 상으로의 투영에 대한 개략적인 평면도를 묘사한다;
도 5 는 본 발명의 일 실시예에 따른 리소그래피 장치를 개략적으로 묘사한다;
도 6 은 도 5 에 도시된 구성의 변형을 묘사한다; 그리고
도 7 은 본 발명의 일 실시예에 따른 리소그래피 장치의 일부를 묘사한다.
본 발명의 일 실시예는 예를 들어 자기-발광 콘트라스트 디바이스의 어레이로 구성될 수 있는 프로그램가능한 패터닝 디바이스를 포함할 수 있는 리소그래피 장치에 관한 것이다. 이러한 리소그래피 장치에 대한 다른 정보는 PCT 특허 출원 공개 번호 WO 2010/032224 A2 및 미국 특허 출원 공개 번호 US 2011-0188016 에서 발견될 수 있는데, 이들은 그 전체로서 본 명세서에 참조되어 원용된다.
도 1 은 리소그래피 장치의 일부에 대한 개략적인 측단면도이다. 이러한 실시예에서, 리소그래피 장치는 아래에서 더 상세히 논의되는, X-Y 평면에서 실질적으로 고정된 개별적으로 제어가능한 요소를 가지는데, 반드시 그래야 하는 것은 아니다. 리소그래피 장치(1)는 기판을 홀딩하기 위한 기판 테이블(2), 및 기판 테이블(2)을 6 까지의 자유도로 이동시키기 위한 위치 설정기(3)를 포함한다. 기판은 레지스트코팅된 기판일 수 있다. 일 실시예에서, 기판은 웨이퍼이다. 일 실시예에서, 기판은 다각형(예를 들어 사각형) 기판이다. 일 실시예에서, 기판은 유리 플레이트이다. 일 실시예에서, 기판은 플라스틱 기판이다. 일 실시예에서, 기판은 호일이다. 일 실시예에서, 리소그래피 장치는 롤-투-롤 제조에 적합하다.
리소그래피 장치(1)는 또한 복수의 빔을 방출하도록 구성되는 복수의 개별적으로 제어가능한 자기 발광 콘트라스트 디바이스(4)를 포함한다. 일 실시예에서, 자기 발광 콘트라스트 디바이스(4)는 발광 다이오드(LED), 유기 LED(OLED), 폴리머 LED(PLED), 또는 레이저 다이오드(예컨대, 솔리드 스테이트 레이저 다이오드)와 같은 방사선 방출 다이오드이다. 일 실시예에서, 개별적으로 제어가능한 요소(4)의 각각은 청자색 레이저 다이오드(예를 들어, Sanyo 모델 번호 DL-3146-151)이다. 이러한 다이오드는 Sanyo, Nichia, Osram, 및 Nitride와 같은 회사에 의해 공급될 수 있다. 일 실시예에서, 다이오드는, 예를 들어 약 365 nm 또는 약 405 nm의 파장을 갖는 UV 방사선을 방출한다. 일 실시예에서, 다이오드는 0.5 - 200 mW 범위에서 선택된 출력 파워를 제공할 수 있다. 일 실시예에서, 레이저 다이오드(순수한(naked) 다이)의 크기는 100 - 800 마이크로미터의 범위로부터 선택된다. 일 실시예에서, 레이저 다이오드는 0.5 - 5 마이크로미터2에서 선택된 발광 면적을 갖는다. 일 실시예에서, 레이저 다이오드는 5 - 44 도의 범위에서 선택된 발산각을 갖는다. 일 실시예에서, 다이오드는 약 6.4 x 108(W)/(m2·sr)보다 크거나 동일한 전체 휘도를 제공하기 위한 구성(예컨대, 발광 면적, 발산각, 출력 파워 등)을 갖는다.
자기 발광 콘트라스트 디바이스(4)는 프레임(5) 상에 배치되고 Y-방향 및/또는 X-방향을 따라 연장할 수 있다. 하나의 프레임(5)만 도시되어 있지만, 리소그래피 장치는 도 2 에 도시된 바와 같이 복수의 프레임(5)을 가질 수 있다. 더 나아가, 렌즈(12)가 프레임(5) 상에 배치된다. 프레임(5) 및 그에 따른 자기 발광 콘트라스트 디바이스(4)와 렌즈(12)는 X-Y 평면에서 실질적으로 정지 상태이다. 프레임(5), 자기 발광 콘트라스트 디바이스(4) 및 렌즈(12)는 액추에이터(7)에 의해 Z-방향으로 이동될 수 있다. 이와 달리 또는 이에 추가하여, 렌즈(12)는 특정한 렌즈에 관련된 액추에이터에 의해 Z-방향으로 이동될 수 있다. 필요한 경우, 각각의 렌즈(12)에는 액추에이터가 제공될 수 있다.
자기 발광 콘트라스트 디바이스(4)는 빔을 방출하도록 구성될 수 있으며, 투영 시스템(12, 14, 18)은 빔을 기판의 타겟부 상으로 투영하도록 구성될 수 있다. 자기 발광 콘트라스트 디바이스(4) 및 투영 시스템은 광 컬럼을 형성한다. 리소그래피 장치(1)는 광 컬럼 또는 그 일부를 타겟에 대해 이동시키기 위한 액추에이터(11)(예컨대, 모터)를 포함할 수 있다. 필드 렌즈(14) 및 이미징 렌즈(18)가 위에 배치된 프레임(8)은 액추에이터로써 회전 가능하게 될 수 있다. 필드 렌즈(14)와 이미징 렌즈(18)의 조합은 이동 가능한 광학장치(9)를 형성한다. 사용 시에, 프레임(8)은 자신의 축(10)을 중심으로, 예를 들어 도 2 의 화살표에 의하여 표시된 방향으로 회전한다. 프레임(8)은 액추에이터(11)(예컨대, 모터)를 이용하여 축(10)을 중심으로 회전된다. 또한, 프레임(8)은 이동 가능한 광학장치(9)가 기판 테이블(2)에 관하여 변위될 수 있도록 모터(7)에 의해 Z-방향으로 이동될 수 있다.
안에 개구부를 갖는 개구부 구조체(13)가 렌즈(12) 위에서 렌즈(12) 및 자기 발광 콘트라스트 디바이스(4) 사이에 위치될 수 있다. 개구부 구조체(13)는 렌즈(12), 연관된 자기 발광 콘트라스트 디바이스(4), 및/또는 인접한 렌즈(12)/자기 발광 콘트라스트 디바이스(4)의 회절 효과를 제한할 수 있다.
도시된 장치는 프레임(8)을 회전시키고 동시에 광 컬럼 아래의 기판 테이블(2) 상의 기판을 이동시킴으로써 사용될 수 있다. 자기 발광 콘트라스트 디바이스(4)는 렌즈(12, 14, 18)가 서로 실질적으로 정렬되면 이러한 렌즈를 통과하여 빔을 방출할 수 있다. 렌즈(14 및 18)를 이동시킴으로써, 기판 상의 빔의 이미지가 기판의 부분 상에서 스캔된다. 광 컬럼 아래의 기판 테이블(2) 상에서 기판을 동시에 이동시킴으로써, 자기 발광 콘트라스트 디바이스(4)의 이미지에 노출되는 기판의 부분도 역시 이동한다. 컨트롤러의 제어 하에 자기 발광 콘트라스트 디바이스(4)를 고속으로 "온" 및 "오프"로 스위칭함으로써(예컨대, 이것이 "오프"일 때에는 출력이 없거나 임계치 아래의 출력을 갖고, 이것이 "온"일 때에는 임계치 위의 출력을 가짐), 자기 발광 콘트라스트 디바이스(4)의 세기를 제어함으로써, 그리고 기판의 속도를 제어함으로써, 요구된 패턴이 기판 상의 레지스트층 내에 이미징될 수 있다.
도 2 는 자기 발광 콘트라스트 디바이스(4)를 가지는 도 1 의 리소그래피 장치의 개략적 평면도를 묘사한다. 도 1 에 도시된 리소그래피 장치(1)와 마찬가지로, 리소그래피 장치(1)는 기판(17)을 홀딩하기 위한 기판 테이블(2), 기판 테이블(2)을 6 자유도로까지 이동시키기 위한 위치 설정기(3), 자기 발광 콘트라스트 디바이스(4)와 기판(17) 간의 정렬을 판정하고 그리고 기판(17)이 자기 발광 콘트라스트 디바이스(4)의 투영에 대하여 레벨(level) 상태인지 여부를 판정하기 위한 정렬/레벨 센서(19)를 포함한다. 묘사된 바와 같이, 기판(17)은 사각형 형상을 가지는데, 하지만 이에 추가하거나 이를 대체하여 원형의 기판이 처리될 수 있다.
자기 발광 콘트라스트 디바이스(4)는 프레임(15) 상에 배치된다. 자기 발광 콘트라스트 디바이스(4)는 방사선 방출 다이오드, 예를 들어, 레이저 다이오드, 예컨대 청자색 레이저 다이오드이다. 도 2 에 도시된 바와 같이, 자기 발광 콘트라스트 디바이스(4)는 X-Y 평면에서 연장하는 개별적으로 어레이(21)로 배치될 수 있다.
일 실시예에서, 이러한 어레이(21)는 기다란 라인일 수 있다. 일 실시예에서, 어레이(21)는 자기 발광 콘트라스트 디바이스(4)의 단일 차원 어레이일 수 있다. 일 실시예에서, 어레이(21)는 자기 발광 콘트라스트 디바이스(4)의 이차원 어레이일 수 있다.
화살표에 표시된 방향으로 회전할 수 있는 회전하는 프레임(8)이 제공될 수 있다. 회전하는 프레임에는 각각의 자기 발광 콘트라스트 디바이스(4)의 이미지를 제공하기 위한 렌즈(14, 18)(도 1 에 도시함)가 제공될 수 있다. 장치에는 프레임(8) 및 렌즈(14, 18)를 포함하는 광 컬럼을 기판에 대하여 회전시키기 위한 액추에이터가 제공될 수 있다.
도 3 은 그 둘레에 렌즈(14, 18)가 제공된 회전하는 프레임(8)의 매우 개략적인 사시도를 묘사한다. 복수의 빔, 이 예에서는 10 개의 빔이 렌즈 중 하나 상에 입사하고, 기판 테이블(2)에 의하여 홀딩되는 기판(17)의 타겟부 상에 투영된다. 일 실시예에서, 복수의 빔은 직선으로 배치된다. 회전가능한 프레임은 액추에이터(미도시)를 사용하여 축(10) 주위에서 회전가능하다. 회전가능한 프레임(8)의 회전의 결과로서, 빔은 연속 렌즈(14, 18)(필드 렌즈(14) 및 이미징 렌즈(18)) 상에 입사할 것이고, 각각의 연속 렌즈 상에 입사하면, 그에 의하여 편향되어 기판(17)의 표면의 부분을 따라 이동할 것인데, 이는 도 4 를 참조하여 더 상세하게 설명되는 바와 같다. 일 실시예에서, 각각의 빔은 개별적인 소스, 즉 자기 발광 콘트라스트 디바이스, 예를 들어 레이저 다이오드(도 3 에는 미도시)에 의하여 발생된다. 도 3 에서 묘사되는 구성에서, 빔들 사이의 거리를 감소시키기 위하여 세그먼트화된 미러(30)에 의하여 편향되고 함께 모아져서, 이를 통하여 많은 수의 빔이 동일한 렌즈를 통하여 투영되게 하고 아래에서 논의될 분해능 요구사항을 달성한다.
회전가능한 프레임이 회전함에 따라, 빔은 연속하는 렌즈 상에 입사하고, 렌즈에 빔이 조사될 때마다 빔이 렌즈 표면 상에 입사하는 지점이 이동한다. 빔이 렌즈에의 빔의 입사 지점에 따라 상이하게(예컨대, 상이한 편향으로) 기판 상에 투영되므로, 빔(기판에 도달할 때의)은 후속 렌즈의 각각의 통과로 스캐닝 이동을 만들게 될 것이다. 이러한 원리는 도 4 를 참조하여 더 설명된다. 도 4 는 회전가능한 프레임(8)의 부분의 매우 개략적인 평면도를 묘사한다. 빔의 제 1 세트는 B1 으로 표시되고, 빔의 제 2 세트는 B2 로 표시되며, 빔의 제 3 세트는 B3 으로 표시된다. 빔의 각 세트는 회전가능한 프레임(8)의 각 렌즈 세트(14, 18)를 통해 투영된다. 회전가능한 프레임(8)이 회전함에 따라, 빔(B1)은 스캐닝 이동 시에 기판(17) 상으로 투영되고, 이에 의해 영역(A14)을 스캐닝하게 된다. 유사하게, 빔(B2)은 영역(A24)을 스캐닝하고 빔(B3)은 영역(A34)을 스캐닝한다. 대응하는 액추에이터에 의해 회전가능한 프레임(8)이 회전되는 것과 동시에, 기판(17) 및 기판 테이블은 방향(D)으로 이동되고, 이러한 방향은 도 2 에 도시된 것처럼 X 축과 나란할 수 있으며, 따라서 영역(A14, A24, A34) 내의 빔의 스캐닝 방향에 실질적으로 수직하다. 제2 액추에이터에 의한 방향(D)으로의 이동의 결과로서(예를 들면, 대응하는 기판 테이블 모터에 의한 기판 테이블의 이동), 회전가능한 프레임(8)의 연속되는 렌즈에 의해 투영될 때의 빔의 연속되는 스캔은 서로 실질적으로 인접하도록 투영되고, 그 결과 빔(B1)의 각각의 연속되는 스캔에 대한 실질적으로 인접한 영역(A11, A12, A13, A14)(도 4 에 도시된 것처럼 영역(A11, A12, A13)은 이전에 스캐닝되고 영역(A14)은 현재 스캐닝되는 중), 빔(B2)에 대한 영역(A21, A22, A23 및 A24)(도 4 에 도시된 것처럼 영역(A21, A22, A23)은 이전에 스캐닝되고 영역(A24)은 현재 스캐닝되는 중), 및 빔(B3)에 대한 영역(A31, A32, A33 및 A34)(도 4 에 도시된 것처럼 영역(A31, A32, A33)은 이전에 스캐닝되고 영역(A34)은 현재 스캐닝되는 중)이 얻어진다. 이에 의해, 기판 표면의 영역(A1, A2 및 A3)은 회전가능한 프레임(8)을 회전시키는 동안 방향(D)으로의 기판의 이동으로써 커버될 수 있다. 동일한 렌즈를 통해 다수의 빔이 투영되면, 렌즈의 각각의 통과에 대하여, 복수의 빔이 각 렌즈로 기판을 스캔하여, 연속되는 스캔 동안 방향(D)으로의 변위가 증가될 수 있기 때문에, 보다 짧은 시간프레임 내에(회전가능한 프레임(8)과 동일한 회전 속도로) 전체 기판을 처리할 수 있게 된다. 달리 말하면, 주어진 처리 시간 동안, 회전가능한 프레임의 회전 속도는 다수의 빔이 동일한 렌즈를 통해 기판 상으로 투영될 때 감소될 수 있고, 따라서 높은 회전 속도에 기인하는 회전가능한 프레임의 변형, 마모, 진동, 난류 등과 같은 영향을 줄이는 것이 가능해진다. 일 실시예에서, 복수의 빔은 도 4 에 도시된 것처럼, 렌즈(14, 18)의 회전에 대한 접선에 대하여 일정 각도로 배열된다. 일 실시예에서, 복수의 빔은 각 빔이 인접하는 빔의 스캐닝 경로와 중첩되거나 인접하도록 배열된다.
다수의 빔이 동일한 렌즈에 의해 한번에 투영되는 양상의 추가적인 효과는, 공차의 완화에서 찾을 수 있다. 렌즈의 공차에 기인하여(포지셔닝, 광학적 투영 등), 연속되는 영역(A11, A12, A13, A14)(및/또는 영역(A21, A22, A23, A24) 및/또는 영역(A31, A32, A33, A34))의 위치는 서로에 대하여 약간의 부정확한 포지셔닝을 보일 수 있다. 그러므로, 연속되는 영역(A11, A12, A13, A14) 사이에 약간의 중첩이 요구될 수 있다. 예를 들면, 하나의 빔 중 10%가 중첩되는 경우, 이에 의해 처리 속도는, 동일한 렌즈를 통해 한번에 하나의 빔이 통과하는 경우에 동일한 인자 10%만큼 감소할 것이다. 한번에 동일한 렌즈를 통하여 5개 이상의 빔이 투영되는 상황에서는, 5개 이상의 투영된 라인마다 동일한 10%의 중첩(유사하게도 상기 하나의 빔의 예를 참조)이 제공될 것이고, 따라서 전체 중첩을 대략적으로 5 이상의 인자를 2% 이하로 감소시켜, 전체 처리 속도에 대한 효과가 상당히 낮아질 것이다. 유사하게도, 적어도 10 개의 빔을 투영하게 되면, 대략 10 의 인자만큼 전체 중첩을 줄일 수 있다. 따라서, 기판의 처리 시간에 대한 공차의 영향은 동일한 렌즈에 의해 한번에 다수의 빔이 투영되는 특징에 의해 감소될 수 있다. 부가적으로 또는 대안적으로, 보다 많은 중첩(따라서 보다 큰 공차 대역)이 허용될 수 있고, 이는 다수의 빔이 동일한 렌즈를 통해 한번에 투영되는 경우 처리에 대한 공차의 영향이 낮기 때문이다.
한번에 동일한 렌즈를 통해 다수의 빔을 투영하는 것에 대한 대안으로서 또는 이에 부가하여, 인터레이싱(interlacing) 기술이 이용될 수 있지만, 이는 렌즈 사이에 비교적 더 엄격한 매칭을 요할 수 있다. 따라서, 렌즈 중 동일한 하나의 렌즈를 통해 한번에 기판 상으로 투영되는 적어도 2개의 빔은 상호 간격을 가지고, 리소그래피 장치는 빔의 다음 투영이 간격에 투영되도록 하기 위해 제 2 액추에이터를 동작시켜 광 컬럼에 대하여 기판을 이동시키도록 구성될 수 있다.
방향(D)으로 그룹 내의 연속되는 빔들 사이의 거리를 줄이기 위해서(이에 의해, 방향(D)으로 더 높은 분해능을 달성하기 위해서), 빔은 방향(D)에 대하여, 서로에 대해 사선으로 배열될 수 있다. 간격은 광 경로 상에 세그먼트화된 미러(30)를 제공함으로써 더 감소될 수 있고, 각 세그먼트는 각각의 빔을 반사시키며, 이러한 세그먼트는 미러 상에 입사될 때의 빔들 사이의 간격에 비해 미러에 의해 반사될 때의 빔들 사이의 간격을 감소시키도록 구성된다. 이러한 효과는 또한 복수의 광섬유에 의해 달성될 수 있고, 각각의 빔은 각각의 광섬유 상에 입사되며, 이러한 광섬유는 광섬유의 상류에서의 빔들 사이의 간격에 비하여 상기 광섬유의 하류에서의 빔들 사이의 간격을 광 경로에 따라 줄이도록 구성된다.
또한, 이러한 효과는 각각의 빔을 각각 수신하기 위한 복수의 입력을 갖는 통합된 광 도파관 회로를 이용하여 달성될 수 있다. 통합된 광 도파관 회로는 상기 통합된 광 도파관 회로의 상류에서의 빔들 사이의 간격에 비하여 상기 통합된 광 도파관 회로의 하류에서의 빔들 사이의 간격을 줄이도록 구성된다.
기판에 투영되는 이미지의 초점을 제어하는 시스템이 제공될 수 있다. 이러한 구성은, 위에서 논의된 바와 같은 구성에서 광 컬럼 중 일부 또는 광 컬럼 모두에 의해 투영되는 이미지의 초점을 조정하도록 제공될 수 있다.
도 5 는 본 발명의 일 실시예에 따른 리소그래피 장치를 묘사한다. 도시된 바와 같이, 리소그래피 장치는 복수의 레이저 다이오드 유닛을 가지며 방사선의 패터닝된 빔을 광 요소(51)의 고정되어 있는 세트로, 예를 들어 광섬유(52)를 이용하여 제공하도록 구성되는 레이저 유닛(50)을 포함한다. 광 요소(51)의 고정되어 있는 세트는 차례대로 패터닝된 빔 방사선을 광 요소(53)의 회전하는 세트, 예컨대 위에서 논의된 바와 같은 구성에 제공하는데, 이것은 방사선의 패터닝된 빔을 기판(W) 상에 형성된 레지스트층(56) 상에 투영한다. 콘트롤러(54)는 원하는 패턴을 기판(W) 상에 제공하기 위하여, 각 순간에 각각의 레이저 다이오드 유닛에 의하여 제공된 방사선의 세기를 제어하기 위한 제어 신호를 레이저 다이오드에 제공한다.
추가적으로, 리소그래피 장치는 측정 시스템의 일부이며, 기판(W) 상의 레지스트층(56)으로부터 되돌아 리디렉팅(예를 들어, 반사)되는 방사선의 패터닝된 빔으로부터 방사선의 세기를 측정하도록 구성되는 방사선 세기 센서(55)를 포함한다.
도 5 에 도시된 바와 같이, 부분 반사체(57)가 레지스트층(56)으로부터 되돌아 리디렉팅되는 방사선을 방사선 세기 센서(55)로 디렉팅하기 위하여 제공될 수 있다. 부분 반사체(57)는, 방사선의 패터닝된 빔이 부분 반사체를 통과하여 지나가지만, 동일한 방사선 빔 경로를 따라 복귀할 수 있는, 레지스트층(56)으로부터 되돌아 리디렉팅되는 방사선은 방사선 세기 센서(55)로 반사되도록 구성될 수 있다. 비록 부분 반사체(57)가 도 5 에서 광 요소(51)의 고정되어 있는 세트의 최종 요소로서 묘사되지만, 이것은 다른 위치에 제공될 수 있다. 예를 들어, 부분 반사체(57)는 제 1 광 요소로서 광 요소의 고정되어 있는 세트 내에 배치될 수 있다. 더욱이, 레지스트층(56)으로부터 리디렉팅된 방사선을 방사선 세기 센서(55)로 디렉팅하기 위한 다른 구성이 사용될 수 있다.
위에서 설명된 바와 같이, 레지스트층(56)으로부터 되돌아 리디렉팅되는 방사선은 레지스트의 노광 도즈에 기여하지 않는다. 따라서, 콘트롤러(54)는, 이것이, 예를 들어 레지스트층(56)의 반사율(이것은 일반적으로 반사, 회절 등의 어느 것에 의해서든 레지스트층이 방사선을 되돌아 리디렉팅하는 능력의 척도인 것으로 간주됨)을 결정하기 위하여, 레지스트층(56)으로부터 되돌아 리디렉팅되며 방사선 세기 센서(55)에 의하여 측정되는 방사선의 세기를 기판 상에 투영된 방사선의 대응하는 세기와 비교하도록 구성될 수 있는데, 이것은 위에서 설명된 바와 같이 레지스트층(56)의 두께에 의존한다.
레지스트층(56)의 반사율의 값을 이용하여, 콘트롤러는 기판의 각 위치에서 레지스트층(56)에 의하여 수광되는 방사선의 전체 도즈가(즉 리디렉팅된 것을 제외함) 원하는 패턴을 형성하기 위하여 필요한 도즈에 가능한 가깝도록 레지스트층(56) 상에 투영된 방사선의 세기를 설정할 수 있다.
따라서 이러한 구성은 레지스트층(56)의 반사율이 크게 변동하더라도, 하단 반사방지 코팅을 사용하지 않고도, 예를 들어 원하는 임계 치수 균일성을 가진 패턴을 제공할 수 있으며, 비용을 절감한다. 예를 들어, 위에서 논의된 바와 같은 구성은 심지어 레지스트의 두께가 약 50 내지 70 nm만큼 변동하더라도 사용될 수 있는데, 이 경우 원하는 방사선 파장을 얻기 위해서는 0 내지 약 20 % 사이의 방사선의 리디렉션을 초래할 수 있다. 더욱이, 이러한 구성은 상대적으로 좁은 대역폭을 가진 방사원과 함께 사용될 수 있다. 예를 들어, 일 실시예에서, 약 405 nm의 파장 및 약 10 nm의 대역폭을 가진 방사선을 제공하는 레이저 다이오드가 사용될 수 있다.
리소그래피 장치, 예컨대 도 5 에서 묘사되는 장치에서, 방사선의 복수의 스팟이 기판 상에 동시에 투영될 수 있다. 따라서, 일 실시예에서, 방사선 세기 센서(55)는 스팟 중 하나 이상의 또는 모두로부터 되돌아 리디렉팅되는 방사선의 세기를 개별적으로 측정하도록 구성될 수 있다. 콘트롤러(54)는 이제 각각의 스팟으로부터 되돌아 리디렉팅되는 방사선의 측정된 세기를 레지스트층(56) 상에 투영된 방사선의 세기와 비교하여, 예를 들어 레지스트층(56)의 반사율의 여러 개의 별개의 값을 제공할 수 있다. 이러한 값들은 콘트롤러에 의하여 평균화되어 스팟이 투영된 레지스트층(56)의 지역의 반사율 값을 제공할 수 있다.
일 실시예에서, 방사선 세기 센서(55)는 레지스트층(56)으로부터 되돌아 리디렉팅되는 방사선의 총 세기 또는 방사선의 패터닝된 빔이 투영되는 레지스트층의 로컬 부분으로부터 되돌아 리디렉팅되는 방사선의 세기를 측정하도록 구성될 수 있다. 이러한 구성에서, 콘트롤러(54)는 전체 측정된 리디렉팅된 방사선 세기를 레지스트층(56)의 대응하는 로컬 부분 상에 투영된 방사선의 전체 세기와 비교하여, 예를 들어, 레지스트층(56)의 로컬 부분에 걸친 평균 반사율을 효과적으로 제공할 수 있다.
위에서 논의된 바와 같이, 콘트롤러(54)는 사용되는 방사선의 파장에 맞는 레지스트층(56)의 반사율을 결정하기 위하여, 레지스트층(56)으로부터 되돌아 리디렉팅되는 방사선의 측정된 세기를 레지스트층(56) 상에 투영된 방사선의 세기와 비교할 수 있다. 일 실시예에서, 콘트롤러(54)는 이러한 비교를, 방사선의 패터닝된 빔을 제공하기 위한 리소그래피 장치, 예를 들어 레이저 다이오드를 제어하기 위하여 사용되는 제어 데이터에 기반하여 수행할 수 있다. 달리 말하면, 레지스트층(56) 상에 투영된 방사선의 패터닝된 빔의 세기가 방사선의 패터닝된 빔의 의도된 세기에 대응한다고 가정할 수 있다. 이것은 타당한 가정일 수 있는데, 이는 레이저 다이오드 유닛의 제어는 주기적으로 교정될 수 있으며 사용 중의 교정에 임의의 손실이 생겨도 레지스트층(56)의 두께의 변동에 의하여 야기된 레지스트층(56)의 반사율의 변동보다 훨씬 더 작은 효과를 가질 수 있기 때문이다.
이를 대체하여 또는 이에 더하여, 도 6 에 도시된 바와 같이, 리소그래피 장치는 레지스트층(56) 상에 투영된 방사선의 세기를 측정하도록 구성된 제 2 방사선 세기 센서(60)를 가질 수 있다. 따라서 콘트롤러는 레지스트층(56)의 반사율을 결정하기 위하여, 레지스트층(56) 상에 투영된 방사선의 측정된 세기를 레지스트층으로부터 되돌아 리디렉팅되는 측정된 세기와 비교할 수 있다. 더욱이, 제 2 방사선 세기 센서는 방사선의 패터닝된 빔의 세기의 제어를 교정하고 및/또는 이의 교정을 업데이트하기 위하여 사용될 수 있다.
레지스트층(56)으로부터 되돌아 리디렉팅되는 방사선의 세기를 측정하기 위하여 사용되는 위에서 논의된 방사선 세기 센서(55)와 같이, 제 2 방사선 세기 센서(60)는 각각의 스팟을 레지스트층(56) 상에 형성하기 위하여 사용되는 방사선의 세기를 측정하도록 구성될 수 있으며 또는 방사선의 패터닝된 빔에 대한 측정 전체 방사선 세기 또는 그것의 일부를 측정하도록 구성될 수 있다.
위에서 논의된 바와 같이, 콘트롤러(54)는 사용될 방사선의 패터닝된 빔의 세기를 레지스트층(56)의 결정된 반사율에 기초하여 조정하도록 구성될 수 있다. 이러한 콘텍스트에서, 방사선의 패터닝된 빔은 어떠한 경우에서도 원하는 패턴을 기판 상에 제공하기 위하여 필요한 세기의 변화를 가질 것이다. 따라서 콘트롤러(54)는 레지스트층(56)의 결정된 반사율에 기초하여, 방사선의 패터닝된 빔의 최대 세기, 방사선의 패터닝된 빔의 최소 세기 및 방사선의 패터닝된 빔 내의 하나 이상의 중간 세기 값 중 적어도 하나를 제어하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 콘트롤러(54)는 원하는 패턴을 기판(W) 상에 제공하기 위한 방사선의 패터닝된 빔의 공칭 방사선 세기 레벨의 세트 및 레지스트층(56)의 반사율을 보상하기 위하여 각각의 이러한 세기 레벨에 적용될 공통 정정 인자를 결정하도록 구성될 수 있다.
도 5 및 도 6 에서 묘사되는 바와 같은 장치는 기판의 제 1 지역에서의 레지스트층(56)의 반사율을 방사선의 패터닝된 빔으로부터 되돌아 리디렉팅되는 방사선에 기반하여 결정할 수 있다. 이러한 반사율 값은 기판의 제 2 지역 상에 후속하여 투영될 방사선의 패터닝된 빔의 생성을 제어하기 위하여 콘트롤러(54)에 의하여 사용될 수 있다. 그러므로, 비록 제 1 지역에 대한 반사율 값이 제 2 지역에 대하여 사용될 방사선의 패터닝된 빔의 생성을 제어하기 위하여 사용될 수 있지만, 기판에 걸친 레지스트층(56)의 두께의 변동이 속성 상 점진적일 것으로 기대되기 때문에 이것도 충분한 정확도를 제공할 수 있다.
따라서, 제 1 및 제 2 지역이 상대적으로 근접하다면, 즉 제 1 지역 내의 레지스트층의 반사율의 결정 및 제 2 지역에 대한 패터닝된 빔을 제공하기 위한 제어 신호의 후속 생성 또는 변경이 상대적으로 신속하게 수행될 수 있다면, 제 1 지역의 반사율은 제 2 지역의 반사율에 대한 근접한 근사화를 제공할 것이다.
일 실시예에서, 리소그래피 장치는 방사선의 패터닝된 빔이 레지스트층(56) 또는 이것의 특정한 부분 상에 투영되기 이전에 레지스트층(56)의 두께에 관련된 데이터, 예컨대 레지스트층(56)의 반사율을 획득하는 측정 시스템을 포함할 수 있다. 따라서, 방사선의 패터닝된 빔은 레지스트층(56)의 각각의 영역에 대하여 그 특정 영역(56)에 대한 데이터를 사용하여 생성될 수 있다.
일 실시예에서, 측정 시스템은 방사선의 패터닝된 빔이 기판의 임의의 부분 상에 투영되기 이전에 전체 기판을 검사하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 기판은 방사선의 패터닝된 빔이 기판 상에 투영되는 장치의 부분으로 이송되기 이전에 측정국(measurement station)에서 검사될 수 있다. 이러한 구성은 측정 데이터를 분석하고 방사선의 패터닝된 빔을 생성하기 위하여 사용되는 제어 데이터를 생성하고 변경할 더 많은 시간을 허용할 수 있다. 따라서, 분석을 수행하기 위하여 사용되는 장비의 비용이 절감될 수 있다.
일 실시예에서, 측정 시스템은 방사선의 패터닝된 빔을 생성 또는 제공하기 위하여 사용되는 컴포넌트에 인접하게 제공될 수 있다. 특히, 리소그래피 장치는, 기판(W)이 리소그래피 장치 내에서 스캔되어 방사선의 패터닝된 빔이 기판(W)의 각각의 영역 상에 투영되도록 할 때, 측정 시스템이 기판의 어느 영역 상의 레지스트층(56)의 두께에 관련된 데이터를, 방사선의 패터닝된 빔이 그 영역 상에 투영되기 직전에 측정할 수 있도록 구성될 수 있다. 따라서, 그 영역에 투영된 방사선의 패터닝된 빔의 제어는 그 영역에 대하여 획득된 데이터를 고려할 수 있다.
도 7 은 특정한 노광 이전에 이러한 장치에 의하여 사용될 수 있는 측정 시스템의 일 구성을 묘사한다. 도시된 바와 같이, 측정 시스템은 기판(W)의 레지스트층(56) 상에 투영된 방사선 빔을 생성하는 방사원(65)을 포함한다. 측정 시스템에 의하여 제공된 방사선의 이러한 빔의 세기는 충분히 낮게 설정됨으로써 이것이 레지스트를 노광하지 않으며 또는 논-액티닉(non-actinic) 파장이 되게 할 수 있다.
도시된 바와 같이, 방사원(65)은 방사선의 패터닝된 빔을 제공하기 위하여 사용되는 방사원과 별개일 수 있다. 그러나, 측정 시스템의 방사원(65)은 방사선의 패터닝된 빔의 파장과 동일한 파장의 방사선을 제공할 수 있다. 그 경우에, 레지스트층(56)의 반사율 데이터가 방사선의 패터닝된 빔의 세기를 제어할 때 콘트롤러(54)에 의하여 직접적으로 사용될 수 있다.
만일 상이한 파장이 사용된다면, 콘트롤러는 방사선의 패터닝된 빔의 파장에 대한 레지스트층(56)의 기대된 반사율을 측정 시스템의 방사선의 반사율에 기반하여 결정하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 변환은 룩업 테이블에 기반할 수 있고 또는 레지스트층(56)의 두께를 결정하기 위하여 측정된 반사율 데이터를 사용함으로써 결정될 수 있다. 이러한 결정된 두께는 이제 방사선의 패터닝된 빔에 대한 레지스트층(56)의 기대된 반사율을 결정하기 위하여 사용될 수 있다.
도 7 에 도시된 바와 같이, 측정 시스템은 기판(W) 상의 레지스트층(56)으로부터 리디렉팅된 방사선의 세기를 결정하도록 구성되는 제 1 방사선 검사 시스템(67)을 포함할 수 있다. 콘트롤러(54)는 레지스트층(56)의 반사율을 결정하기 위하여 이것을 소스(65)에 의하여 제공된 방사선의 빔의 공지된 세기와 비교할 수 있다. 이 경우에, 방사원(65)은 출력 방사선의 세기가 실질적으로 일정하게 유지하도록 보장하기 위하여 주기적 재교정을 요할 수 있다.
이를 대체하여, 또는 이에 더하여, 일 실시예에서, 도 7 에서 묘사되는 바와 같이, 제 2 방사선 검사 시스템(68)이 레지스트층(56) 상에 투영된 방사선의 세기를 측정 시스템에 의하여 측정하기 위하여 제공될 수 있다. 따라서, 콘트롤러(54)는 레지스트층(56) 상에 투영된 측정된 방사선의 세기를 레지스트층(56)으로부터 리디렉팅된 방사선의 측정된 세기와 비교할 수 있다.
도 7 에서 묘사되는 바와 같이, 이러한 실시예의 측정 시스템의 구성에서, 부분 반사체(66)가 제공될 수 있다. 방사원(65) 으로부터의 방사선 빔은 부분 반사체를 통하여 지나감으로써, 공지된 비율이 부분 반사체(66)를 통하여 지나가고 레지스트층(56) 상에 투영되며, 공지된 비율이 제 2 방사선 빔 검사 시스템(68)으로 반사되어 레지스트층 상에 투영된 방사선의 세기의 측정을 제공하게 할 수 있다. 레지스트층(56)으로부터 되돌아 리디렉팅되는 방사선은 부분 반사체(66)에 의하여 제 1 방사선 검사 시스템(67)으로 반사되어 리디렉팅된 방사선의 세기의 측정을 제공한다. 다른 구성도 사용 가능하다.
위에서 논의된 바와 같이, 본 발명의 실시예 중 임의의 것의 측정 시스템은 레지스트층(56)의 반사율을 결정하기 위하여 사용되는 측정 데이터를 제공하도록 구성될 수 있는데, 이것은 위에서 논의된 바와 같이 레지스트층의 두께에 관련된다. 그러나, 위의 실시예의 변형예에서, 측정 시스템은 레지스트층(56)의 두께를 직접적으로 또는 간접적으로 결정하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 측정 시스템은 레지스트층의 두께를 산란계, 용량성 센서 또는 초음파 센서를 사용하여 측정할 수 있다.
그러면, 콘트롤러(54)는 방사선의 패터닝된 빔의 형성을 두께 데이터를 사용하여 제어할 수 있다. 예를 들어, 콘트롤러(54)는 레지스트층(56)의 두께로부터 레지스트층(56)의 기대된 반사율을 결정하고 이에 따라서 방사선의 패터닝된 빔의 형성을 제어하도록 구성될 수 있다. 이를 대체하여, 콘트롤러(54)는 콘트롤러(54)에게 레지스트층의 주어진 두께에 대한 패터닝된 빔의 방사선 세기에 관련된 데이터를 제공하는 알고리즘을 사용하고 및/또는 룩업 테이블을 포함할 수 있다.
본 발명이 위에서 설명된 실시예 및 변형예로 한정되지 않는다는 것이 인정되어야 한다. 예를 들어, 본 발명의 일 실시예는 레이저 다이오드가 아닌 방사원을 사용하는 리소그래피 장치와 함께 사용될 수 있다. 특히, 본 발명의 일 실시예는 방사선 빔을 제공하는 방사원 및 별개의 프로그램가능한 패터닝 디바이스, 예컨대 패턴을 방사선 빔에 부여하기 위하여 사용되는 변형가능 미러의 어레이를 가지는 리소그래피 장치에 적용될 수 있다.
더욱이, 본 발명의 일 실시예는 기판에 도포될 패턴을 제공하기 위하여 프로그램가능한 패터닝 디바이스를 사용하지 않는 리소그래피 장치에 적용될 수 있다. 달리 말하면, 본 발명의 일 실시예는 패턴을 방사선 빔에 부여하기 위하여 고정된 패터닝 디바이스, 예컨대 레티클을 사용하는 리소그래피 장치와 함께 사용될 수 있다. 이러한 리소그래피 장치에서, 방사원은 레지스트층에 제공된 방사선 도즈를 제어하기 위하여 바람직한 바에 따라 방사선 빔의 세기를 변경하도록 제어될 수 있다. 이를 대체하여 또는 이에 더하여, 필요할 때에 방사선 빔의 세기를 제어하는 가변 감쇄기가 제공될 수 있다.
사용될 선택된 처리에 의존하여, 재료의 하나 이상의 추가 층이 레지스트층 자체와 함께 기판 상에 형성되어 그 기판 상에 층의 스택을 형성할 수 있다. 방사선의 패터닝된 빔에 대한 반사율을 결합된 스택, 즉 레지스트 자체와 함께 제공된 추가 층을 포함하는 스택의 두께에 의존할 수 있다. 본 출원에서 레지스트층의 두께라고 언급하는 모든 것은 결합된 스택의 두께를 언급할 수 있다.
디바이스 제조 방법에 따르면, 디스플레이, 집적 회로 또는 임의의 다른 아이템은 그 위에 패턴이 투영된 기판으로부터 제조될 수 있다.
비록 본문에서 IC의 제조에서 리소그래피 장치를 사용하는 것에 대해서 특별히 언급하였지만, 본 명세서에서 설명되는 리소그래피 장치는 다른 응용 분야, 예컨대 집적 광 시스템의 제조, 자기장 도메인 메모리용 유도 및 검출 패턴, 평판-패널 디스플레이, 액정 디스플레이(LCD), 박막 자기 헤드, 등을 가질 수 있다는 것이 이해되어야 한다. 당업자는, 이러한 다른 응용예의 문맥에서, 본 명세서에서 사용된 "웨이퍼" 또는 "다이"와 같은 어떠한 용어의 사용도 각각 "기판" 또는 "타겟부"와 같은 좀 더 일반적인 용어와 동의어로 간주될 수 있음을 이해할 것이다. 본 명세서에서 언급되는 기판은, 노광 전후에, 예컨대 트랙(예를 들어, 통상적으로 기판에 레지스트층을 도포하고 노광된 레지스트를 현상하는 툴), 계측 툴 및/또는 검사 툴에서 처리될 수 있다. 적용 가능한 범위에서, 본 명세서에서의 개시물은 이러한 기판 처리 툴 및 다른 기판 처리 툴에 적용될 수 있다. 또한, 예컨대 다층 집적회로를 생성하기 위하여 기판이 복수 회 처리될 수 있으므로, 본 명세서에 사용되는 기판이라는 용어는 이미 여러 번 처리된 층들을 포함한 기판을 지칭할 수 있다.
비록 본 발명의 특정한 실시예가 위에서 설명되었지만, 본 발명은 설명된 것과 다르게 실시될 수 있다는 것이 이해될 것이다. 예컨대, 본 발명의 실시예는 위에서 개시된 바와 같은 방법을 기술하는 기계 판독 가능한 명령어들의 하나 이상의 시퀀스들을 포함하는 컴퓨터 프로그램, 또는 이러한 컴퓨터 프로그램이 저장되는 데이터 저장 매체(예컨대, 반도체 메모리, 자기 디스크 또는 광 디스크)의 형태를 취할 수 있다. 더 나아가, 기계 판독 가능한 명령어는 두 개 이상의 컴퓨터 프로그램에서 구현될 수 있다. 두 개 이상의 컴퓨터 프로그램은 하나 이상의 상이한 메모리 및/또는 데이터 저장 미디어에 저장될 수 있다.
본 명세서에 사용된 "렌즈"라는 용어는, 문맥이 허용한다면, 굴절, 회절, 반사, 자기, 전자자기, 및 정전기 광 컴포넌트 또는 이들의 조합을 포함하는 다양한 타입의 광 컴포넌트 중 임의의 것을 가리킬 수 있다.
위의 설명은 한정적인 것이 아니라 예시적인 것이 의도된다. 따라서, 다음 진술되는 청구항의 범위로부터 벗어나지 않으면서, 설명된 바와 같은 본 발명에 변경이 이루어질 수 있다는 것이 당업자에게는 명백할 것이다.

Claims (19)

  1. 방사선의 패터닝된 빔을 기판 상에 투영하도록 구성된 리소그래피 장치로서,
    상기 기판 상의 레지스트층의 두께에 관련된 측정 데이터를 제공하도록 구성된 측정 시스템; 및
    상기 기판 상에 투영될 상기 패터닝된 빔의 방사선 세기 레벨이 상기 측정 데이터에 기반하여 측정되도록, 상기 리소그래피 장치의 동작을 제어하도록 구성된 콘트롤러를 포함하는, 리소그래피 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    방사선의 상기 패터닝된 빔을 제공하도록 구성된 프로그램가능한 패터닝 디바이스를 더 포함하고,
    상기 콘트롤러는 방사선의 상기 패터닝된 빔의 방사선 세기 레벨을 제어하기 위하여 상기 프로그램가능한 패터닝 디바이스의 동작을 제어하도록 구성되는, 리소그래피 장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 콘트롤러는, 상기 리소그래피 장치가 상기 기판 상에 상기 방사선의 세기가 최소와 최대 세기 레벨 사이에서 원하는 패턴에 따라 변동하는 패터닝된 빔을 투영하도록 상기 프로그램가능한 패터닝 디바이스를 제어하도록 구성되고,
    상기 콘트롤러는, 방사선의 상기 패터닝된 빔의 방사선 세기 레벨을 조정하기 위하여, 원하는 패턴을 제공하는 데에 사용될, 최소 방사선 세기 레벨, 최대 방사선 세기 레벨, 중간 세기 레벨, 또는 이들의 임의의 조합을 조정하도록 구성되는, 리소그래피 장치.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 측정 시스템은 방사선의 상기 패터닝된 빔이 상기 제 1 지역 상에 투영되는 동안에 실시된 측정에 기반하여 상기 기판 상의 제 1 지역 내에서의 상기 기판 상의 상기 레지스트층의 두께에 관련된 측정 데이터를 제공하도록 구성되고,
    상기 콘트롤러는, 방사선의 상기 패터닝된 빔이 상기 기판의 제 2 지역 상에 후속하여 투영될 때 상기 제 1 지역에 대한 측정 데이터에 기반하여 상기 리소그래피 장치의 동작을 제어하도록 구성되는, 리소그래피 장치.
  5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 측정 시스템은 방사선의 상기 패터닝된 빔이 상기 기판의 일 지역에 투영되기 이전에 실시된 측정에 기반하여 상기 기판 상의 상기 지역 내에서의 상기 레지스트층의 두께에 관련된 측정 데이터를 제공하도록 구성되고,
    상기 콘트롤러는, 방사선의 상기 패터닝된 빔이 상기 기판의 상기 지역 상에 투영될 때 상기 측정에 기반하여 상기 리소그래피 장치의 동작을 제어하도록 구성되는, 리소그래피 장치.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 측정 시스템은 기판에 걸친 복수의 지역 내에서의 상기 기판 상의 레지스트층의 두께에 관련된 측정 데이터를, 방사선의 상기 패터닝된 빔이 상기 기판의 임의의 지역 상에 투영되기 이전에 실시된 복수의 측정에 기반하여 제공하도록 구성되고,
    상기 콘트롤러는, 방사선의 상기 패터닝된 빔이 상기 기판 상의 각각의 지역 상에 후속하여 투영될 때 각각의 개별 지역에 대한 상기 측정 데이터에 기반하여 상기 리소그래피 장치의 동작을 제어하도록 구성되는, 리소그래피 장치.
  7. 제 5 항에 있어서,
    상기 측정 시스템은, 방사선의 상기 패터닝된 빔이 상기 기판 상의 상이한 제 2 지역 상에 투영되는 동안 상기 기판 상의 제 1 지역에 대한 상기 레지스트층의 두께에 관련된 측정 데이터를 제공하기 위하여 측정을 실시하도록 구성되는, 리소그래피 장치.
  8. 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 측정 시스템은 상기 레지스트층으로부터 되돌아 리디렉팅되는 방사선의 상기 패터닝된 빔으로부터 유도된 상기 방사선의 세기를 측정하도록 구성되는, 리소그래피 장치.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 콘트롤러는 상기 레지스트층으로부터 되돌아 리디렉팅되는 상기 방사선의 측정된 세기 레벨을 상기 세기 레벨이 측정된 위치에 대응하는 위치에서 상기 기판 상으로 투영되도록 의도된 방사선의 상기 패터닝된 빔의 세기와 비교하여, 상기 레지스트층의 반사율의 척도(measure)를 결정하도록 구성되는, 리소그래피 장치.
  10. 제 9 항에 있어서,
    프로그램가능한 패터닝 디바이스를 더 포함하고,
    상기 콘트롤러는 상기 레지스트층으로부터 되돌아 리디렉팅되는 상기 방사선의 측정된 세기 레벨을, 상기 프로그램가능한 패터닝 디바이스로 제공되며 상기 프로그램가능한 패터닝 디바이스를 설정하기 위하여 사용되는 제어 신호에 대응하는 데이터와 비교하여 상기 측정된 세기 레벨에 대응하는 위치에 상기 기판 상에 투영되는 방사선의 상기 패터닝된 빔의 원하는 방사선 세기 레벨을 제공하도록 구성되는, 리소그래피 장치.
  11. 제 8 항에 있어서,
    상기 측정 시스템은 상기 레지스트층 상에 투영된 방사선의 상기 패터닝된 빔의 세기를 측정하도록 구성되고,
    상기 콘트롤러는 상기 레지스트층의 반사율의 척도를 결정하기 위하여, 상기 레지스트층 상의 일 위치 상으로 투영되는 방사선의 상기 패터닝된 빔의 측정된 세기를 상기 레지스트층 상의 상기 위치로부터 되돌아 리디렉팅되는 방사선의 측정된 세기와 비교하도록 구성되는, 리소그래피 장치.
  12. 제 1 항 내지 제 11 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 측정 시스템은 방사선의 상기 패터닝된 빔보다 더 낮은 세기를 가지는 상기 레지스트층 상에 방사선 빔을 투영하고, 상기 레지스트층으로부터 되돌아 리디렉팅되는 상기 더 낮은 세기 방사선의 세기를 측정하도록 구성되고,
    상기 콘트롤러는 상기 레지스트층의 반사율의 척도를 결정하기 위하여, 상기 레지스트층 상에 투영된 더 낮은 세기 방사선의 상기 빔의 세기를 상기 레지스트층으로부터 되돌아 리디렉팅되는 상기 더 낮은 세기 방사선의 세기와 비교하도록 구성되는, 리소그래피 장치.
  13. 제 9 항 내지 제 12 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 콘트롤러는 상기 기판 상에 투영될 방사선의 상기 패터닝된 빔의 세기를 제어하기 위하여 상기 레지스트층의 상기 척도를 사용함으로써, 상기 레지스트층에 의하여 수광되는 방사선 도즈의 원하는 패턴이 제공되도록 구성되는, 리소그래피 장치.
  14. 제 8 항 내지 제 11 항 중 어느 한 항에 있어서,
    부분 반사체로서, 방사선의 상기 패터닝된 빔이 상기 기판 상에 입사하기 이전에 상기 부분 반사체를 통하여 지나도록 그리고 상기 기판 상의 상기 레지스트층으로부터 되돌아 리디렉팅되는 방사선이 상기 부분 반사체에 의하여 방사선 세기 센서 내로 반사되도록 배치되는 부분 반사체를 포함하는, 리소그래피 장치.
  15. 제 11 항 및 제 14 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 부분 반사체는 방사선의 상기 패터닝된 빔의 부분을 상기 기판 상에 입사하기 이전에 제 2 방사선 세기 센서로 반사하도록 구성되는, 리소그래피 장치.
  16. 제 1 항 내지 제 15 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 측정 시스템은 상기 레지스트층의 두께를 측정하도록 구성되는, 리소그래피 장치.
  17. 제 16 항에 있어서,
    상기 콘트롤러는 상기 레지스트층의 기대된 반사율을 상기 레지스트층의 측정된 두께에 기반하여 결정하도록 구성되는, 리소그래피 장치.
  18. 제 16 항 또는 제 17 항에 있어서,
    상기 측정 시스템은 산란계(scatterometer)를 포함하는, 리소그래피 장치.
  19. 디바이스 제조 방법으로서,
    리소그래피 장치를 사용하여 방사선의 패터닝된 빔을 기판 상에 투영시키는 단계;
    상기 기판 상의 레지스트층의 두께에 관련된 측정 데이터를 획득하는 단계; 및
    상기 리소그래피 장치의 동작을 제어하여 상기 기판 상에 투영될 상기 패터닝된 빔 내의 방사선 세기 레벨을 상기 측정 데이터에 기반하여 제어하는 단계를 포함하는, 방법.
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