KR20140041847A - 리소그래피 시스템, 리소그래피 장치의 제어 방법 및 디바이스 제조 방법 - Google Patents

리소그래피 시스템, 리소그래피 장치의 제어 방법 및 디바이스 제조 방법 Download PDF

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KR20140041847A
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야거 피터 빌렘 허만 드
아르노 얀 블리커
뵈프 아리에 제프리 덴
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니테쉬 판데이
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에이에스엠엘 네델란즈 비.브이.
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Abstract

리소그래피 시스템은 리소그래피 장치, 검사 시스템 및 콘트롤러를 가진다. 리소그래피 장치는 방사선 빔을 기판 상의 또는 그 위의 재료층 상에 투영하도록 구성된 투영 시스템을 포함한다. 검사 시스템은 기판 상에 형성된 패턴을 검사하도록 구성된다. 패턴은 방사선 빔의 적용에 의하여 기판 상에 형성된다. 콘트롤러는, 이전에 노광된 패턴의 검사 시스템에 의한 검사로부터의 데이터에 기반하여 패턴을 형성하게 리소그래피 장치를 제어하도록 구성된다.

Description

리소그래피 시스템, 리소그래피 장치의 제어 방법 및 디바이스 제조 방법{LITHOGRAPHIC SYSTEM, METHOD OF CONTROLLING A LITHOGRAPHIC APPARATUS AND DEVICE MANUFACTURING METHOD}
관련 출원들에의 상호-참조
본 출원은 2011 년 8 월 30 일자로 출원된 미국 가특허 출원 번호 제 61/529,064 호의 우선권을 주장하며, 이것은 그 전체 내용이 참조에 의해 본 명세서에 원용된다. 본 출원은 또한 2011 년 10 월 13 일자로 출원된 미국 가특허 출원 번호 제 61/546,801 호의 우선권을 주장하며, 이것은 그 전체 내용이 참조에 의해 본 명세서에 원용된다. 그리고 또한 2012 년 5 월 24 일자로 출원된 미국 가특허 출원 번호 제 61/651,449 호의 우선권을 주장하는데, 이것은 그 전체 내용이 참조에 의해 본 명세서에 원용된다.
분야
본 발명은 리소그래피 장치, 리소그래피 장치의 제어 방법, 및 디바이스 제조 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.
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 프로그램가능한 패터닝 디바이스(예를 들어, 공간 광 변조기, 콘트라스트 디바이스 등)를 포함한다. 이러한 프로그램가능한 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.
마스크 없는 리소그래피 장치에는, 상기 기판의 타겟부에 패턴을 생성할 수 있는, 예를 들어 광 컬럼이 제공될 수 있다. 이러한 광 컬럼에는, 예를 들어 빔을 방출하도록 구성되는 자기 발광 콘트라스트 디바이스, 및 타겟부 상에 빔의 적어도 일부를 투영하도록 구성되는 투영 시스템이 구비될 수 있다. 이러한 장치에는 기판을 광 컬럼 또는 이의 일부에 대하여 이동시키기 위한 액추에이터 시스템이 구비될 수 있다. 이에 의하여, 빔은 기판에 대하여 이동될 수 있다. 자기 발광 콘트라스트 디바이스를 이동 동안에 스위치 "온" 또는 "오프"함으로써, 기판 상에 패턴이 생성될 수 있다. 이 패턴은 예컨대 기판 상에 제공된 방사선 감응성 재료(레지스트)의 층 상에의 이미징을 통해, 또는 재료(예컨대 금속)의 액적의 국지적 증착에 의하여 기판(예컨대 실리콘 웨이퍼 또는 유리 플레이트)(또는 기판의 일부분)에 전사될 수 있다.
리소그래피 공정에서, 리소그래피 장치에 의하여 생산된 디바이스는 충분한 품질을 가져야 한다. 제품에서의 결함은, 생성되도록 의도된 패턴 및 기판의 타겟부 상에 실제로 생성된 패턴 간의 불일치에 대응할 수 있다. 몇 가지 경우들에서(예를 들어 평판 패널 디스플레이의 제조), 이러한 결함은 스크린에 걸친 바람직하지 않은 세기 변동을 야기할 수 있다. 만일 제품이 불충분한 품질을 가진다면, 제조 공정의 수율이 감소된다.
따라서, 예를 들어 더 적은 결함을 가지는 디바이스를 제조할 수 있는 리소그래피 시스템을 제공하는 것이 바람직하다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 리소그래피 장치, 검사 시스템 및 콘트롤러를 포함하는 리소그래피 시스템이 제공된다. 리소그래피 장치는 적어도 하나의 방사선 빔을 기판 상의 또는 그 위의 재료층 상에 투영하도록 구성된 투영 시스템을 포함한다. 검사 시스템은 기판 상에 형성된 패턴을 검사하도록 구성된다. 패턴은 적어도 하나의 방사선 빔의 적용에 의하여 기판 상에 형성된다. 콘트롤러는, 이전에 노광된 패턴의 검사 시스템에 의한 검사에 기반하여 패턴을 형성하게 리소그래피 장치를 제어하도록 구성된다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 리소그래피 장치의 제어 방법이 제공된다. 이 방법은, 적어도 하나의 방사선 빔을 상기 기판 상의 또는 그 위의 재료층 상에 투영하는 단계, 상기 기판 상에 형성된 패턴을 검사하는 단계로서, 상기 패턴은 상기 적어도 하나의 방사선 빔의 적용에 의하여 상기 기판 상에 형성되는, 단계, 및 상기 리소그래피 장치가 이전에 노광된 패턴의 검사로부터의 데이터에 기반하여 패턴을 형성하도록 제어하는 단계를 포함한다.
본 발명의 실시예가 오직 예시를 통하여, 대응하는 참조 심벌들이 대응하는 부분을 표시하는 첨부된 개략도를 참조하여 이제 설명될 것이다.
도 1 은 본 발명의 일 실시예에 따른 리소그래피 장치의 부분을 묘사한다;
도 2 는 본 발명의 일 실시예에 따른 리소그래피 장치의 일부의 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 장치의 일부의 평면도를 묘사한다;
도 6 은 재료 증착 장치 및 공정의 측면도를 묘사한다;
도 7 은 본 발명의 일 실시예에 따른 검사 공정의 평면도를 묘사한다;
도 8 은 본 발명의 일 실시예에 따른 검사 시스템을 묘사한다;
도 9 는 본 발명의 일 실시예에 따른 정렬 센서를 묘사한다;
도 10 은 본 발명의 일 실시예에 따른 리소그래피 장치의 일부의 평면도를 묘사한다.
도 1 은 리소그래피 장치의 부분의 개략적인 측단면도를 개략적으로 묘사한다. 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 범위에서 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 회전가능하게 될 수 있다. 필드 렌즈(14)와 이미징 렌즈(18)의 조합은 이동가능한 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 모터를 이용하여 축(10) 주위에서 회전된다. 또한, 프레임(8)은 이동가능한 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 재료층 내에 이미징될 수 있다. 형성된 패턴은, 예를 들어 기판 상의 포토레지스트층 내에 형성된 잠상 이미지 이미지이거나, 또는 방사선 빔의 기판 상으로의 적용에 의하여 국부적으로 증착된 재료(예를 들어, 금속)의 액적으로부터 형성될 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. 제 2 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(abutting) 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 실질적으로 인접한 영역(A21, A22, A23 및 A24)(도 4에 도시된 것처럼 영역(A21, A22, A23)은 이전에 스캐닝되고 영역(A24)은 현재 스캐닝되는 중), 및 빔(B3)에 대한 실질적으로 인접한 영역(A31, A32, A33 및 A34)(도 4에 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.
더 나아가, 이러한 효과는 각각이 빔의 개별 하나를 수광하기 위한 복수의 입력을 가지는 집적된 광 도파관 회로를 사용하여 달성될 수 있다. 집적된 광 도파관 회로는, 광로를 따라, 집적된 광 도파관 회로의 상류에서의 빔 사이의 간격에 대하여, 집적된 광 도파관 회로의 하류에서의 빔 사이의 간격이 줄어들도록 구성된다.
일 실시예에서 리소그래피 시스템은 리소그래피 장치(1), 검사 시스템(40) 및 콘트롤러(500)를 포함한다. 리소그래피 장치(1)는 복수의 방사선 빔을 기판(17) 상의 또는 그 위의 재료층 상에 투영하도록 구성된 투영 시스템(12, 14, 18)을 포함한다.
일 실시예에서 투영 시스템은 복수의 방사선 빔을 투영하도록 구성된다. 콘트롤러(500)는 복수의 방사선 빔이 기판(17) 상에 패턴을 형성하도록, 복수의 방사선 빔의 적어도 두 개 사이의 각도 분리를 제어하도록 구성될 수 있다.
일 실시예에서 투영 시스템은 패터닝된 단일 방사선 빔을 투영하도록 구성된다. 예를 들어, 일 실시예에서 리소그래피 시스템은 패터닝된 방사선 빔을 제공하도록 구성된 공간 광 변조기를 포함하는 프로그램가능한 패터닝 디바이스를 포함한다.
일 실시예에서 투영 시스템은 포토레지스트층에 잠상 이미지를 형성하기 위하여 적어도 하나의 방사선 빔을 기판(17) 상의 포토레지스트층 상에 투영한다. 잠상 이미지는 기판(17)의 다른 처리가 일어나기 이전에 카메라에게 가시화될 수 있다.
일 실시예에서 투영 시스템 투영은 레이저 유도 재료 전사에 의하여 재료(예를 들어 금속)의 액적의 국지적 증착을 야기하기 위하여 적어도 하나의 방사선 빔을 기판(17) 위의 재료층 상에 투영한다.
도 6 을 참조하면, 레이저 유도 재료 전사의 기계적 메커니즘이 묘사된다. 일 실시예에서, 방사선 빔(200)은 재료(202)의 플라즈마 브레이크다운 아래의 세기에서 실질적으로 투과성을 나타내는 재료(202)(예컨대, 글래스)를 통해 포커싱된다. 재료(202) 위에 있는 도너 재료층(204)(예컨대, 금속막) 상에서 표면 열 흡수가 발생한다. 열 흡수는 도너 재료(204)의 용융을 야기한다. 또한, 발열은 전방 방향으로의 유도 압력 구배를 야기하여, 도너 재료층(204)으로부터 및 그에 따라 도너 구조체(예컨대, 플레이트)(208)로부터의 도너 재료 액적(206)의 순방향 가속을 야기한다. 그러므로, 도너 재료 액적(206)은 도너 재료층(204)으로부터 해방되고, 기판(17)을 향하여 기판 상으로 이동된다(중력의 도움으로 또는 중력의 도움 없이). 빔(200)을 도너 플레이트(208) 상의 적정 위치에 포인팅함으로써, 도너 재료 패턴이 기판(17) 상에 증착될 수 있다. 일 실시예에서, 빔은 도너 재료층(204) 상에 포커싱된다.
일 실시예에서, 도너 재료의 전사를 야기하기 위해 하나 이상의 짧은 펄스가 이용된다. 일 실시예에서, 펄스는 준 일차원 전방 가열(quasi one dimensional forward heat) 및 용융된 재료의 물질 이동(mass transfer)을 획득하기 위해 수 피코초(㎰) 또는 펨토초의 길이로 될 수 있다. 이러한 짧은 펄스는 재료층(204)에서의 측방향의 열 흐름을 거의 없거나 전혀 없게 하고, 그러므로 도너 구조체(208) 상에 열부하를 거의 없게 하거나 전혀 없게 한다. 짧은 펄스는 재료의 급속한 용융 및 전방 가속을 가능하게 한다(예컨대, 금속과 같은 기화된 재료가 자신의 전방 지향성을 상실하여 스플래터링 증착(splattering deposition)이 초래된다). 짧은 펄스는 가열 온도 바로 위이지만 기화 온도보다 낮은 온도로의 재료의 가열을 가능하게 한다. 예를 들어, 알루미늄에 대하여, 섭씨 약 900 내지 1000 도의 온도가 바람직하다.
일 실시예에서, 레이저 펄스의 사용을 통해, 일정한 양의 재료(예컨대, 금속)가 100-1000 nm 액적의 형태로 도너 구조체(208)로부터 기판(17)으로 전사된다. 일 실시예에서, 도너 재료는 금속을 포함하거나 근본적으로 금속으로 구성된다. 일 실시예에서, 이 금속은 알루미늄이다. 일 실시예에서, 금속층(204)은 막의 형태이다. 일 실시예에서, 막은 또 다른 몸체 또는 층에 부착된다. 전술한 바와 같이, 몸체 또는 층은 글래스이어도 된다.
방사선 빔이 포토레지스트층을 기판(17) 상에 노광시키는 일 실시예 및 방사선 빔이 기판(17) 상으로의 국지적 증착을 위하여 사용되는 일 실시예 모두에서, 패턴은 적어도 하나의 방사선 빔의 직접 적용에 의하여 기판 상에 형성된다. 패턴이 가시화됨으로써 이것이 예를 들어 카메라 또는 다른 적합하게 구성된 검사 시스템에 의하여 이미징될 수 있도록 하기 위하여, 예컨대 현상 동작과 같은 다른 동작이 요구되지 않는다.
검사 시스템(40)은 적어도 하나의 방사선 빔의 적용에 의하여 직접적으로, 기판(17) 상에 형성된 이러한 패턴, 즉 기판(17) 상에 형성된 상에 형성된 패턴을 검사하도록 구성된다. 일 실시예에서 검사 시스템(40)은 기판(17) 상에 형성된 패턴의 이미지를 캡쳐하도록 구성된다. 일 실시예에서 검사 시스템(40)은 카메라 어레이를 포함한다. 일 실시예에서 검사된 패턴은 기판(17) 상의 포토레지스트층에 있는 잠상 이미지이거나, 또는 기판(17) 상에 국지적으로 증착된 재료(예를 들어 금속)의 액적으로부터 형성된다.
콘트롤러(500)는, 이전에 노광된 패턴의 검사로부터 얻어지는 검사 시스템(40)에 의하여 형성된 데이터에 기반하여 패턴을 형성하게 리소그래피 장치(1)를 제어하도록 구성된다. 리소그래피 장치(1)에 의하여 형성된 패턴에 대한 정보(예를 들어 하나 이상의 결함 및/또는 부정확성)가 리소그래피 장치(1)가 후속 노광 동작에서 그 패턴의 후속 버전을 형성할 때 고려될 수 있다. 이에 더하여 또는 이를 대체하여, 리소그래피 장치(1)에 의하여 형성된 패턴에 대한 정보(예를 들어 하나 이상의 결함 및/또는 부정확성)가 리소그래피 장치(1)가 후속 노광 동작에서 상이한 패턴의 후속 버전을 형성할 때 고려될 수 있다. 예를 들어, 만일 패턴의 검사로부터, 방사선의 세기가 기판의 어떤 섹션에서 너무 낮았다고, 예를 들어 광 컬럼의 단일 하나에 관련하여 여겨지면, 이러한 정보는, 예를 들어 이러한 광 컬럼의 방사선의 세기를 증가시킴으로써 후속 상이한 패턴을 형성할 때 고려될 수 있다.
리소그래피 시스템의 동작의 일 예가 제공된다. 리소그래피 장치는 패턴을 기판(17) 상에 형성한다. 검사 장치(40)는 패턴을 검사한다. 검사 시스템(40)은 검사 정보를 콘트롤러(500)로 출력한다. 콘트롤러(500)는 패턴을 검사 정보에 기반하여 형성하도록 리소그래피 장치(1)를 제어한다. 리소그래피 장치(1)는 패턴의 반복을 형성하여 이것이 형성하는 패턴의 결함 또는 부정확성을 적어도 부분적으로 정정한다. 콘트롤러(500)는 후속 노광 동작에서 형성되는 패턴의 품질을 개선하기 위하여, 노광된 패턴의 이전의 반복에 대한 정보를 피드백으로서 사용하도록 구성된다.
리소그래피 장치(1)에 의한 패턴의 형성을 개선하면 리소그래피 장치(1)에 의하여 제조된 디바이스의 정확도를 개선할 수 있다. 이것은 충분히 정확한 디바이스의 퍼센티지를 증가시킬 수 있다. 이것은 리소그래피 장치(1)를 사용한 디바이스 제조 방법의 수율을 증가시킬 수 있다.
특히, 평판 패널 디스플레이를 제조하는 콘텍스트에서는, 스크린은 시청자에게 균일한 외관을 제공해야 한다. 이것은 리소그래피 장치(1)에서 사용되는 많은 개수의 광 요소들(예를 들어 렌즈) 간의 변동에 기인하여 특히 어려울 수 있다. 이러한 바람직하지 않은 변동은, 리소그래피 장치(1)에 의하여 기판(17) 상에 형성된 패턴이 패턴의 의도된 형태로부터 원치 않게 열화되도록 야기한다. 리소그래피 장치(1)의 특성으로부터 야기된, 리소그래피 장치(1)에 의해 형성된 패턴의 부정확성은 총괄하여 리소그래피 장치(1)의 지문(fingerprint)이라고 알려진다. 본 발명의 일 실시예에 따르면, 수율은 리소그래피 장치(1)의 지문을 정정함으로써 개선될 수 있다.
검사 시스템(40)은 패턴을 방사선 빔이 재료층 상에 투영된 실질적으로 즉시 바로 직후에(예를 들어, 노광 동작의 실질적으로 직후에) 검사할 수 있다. 검사 시스템(40)은 다른 동작, 예컨대 패턴의 성질을 실질적으로 변화시키는 현상 동작이 기판(17) 상에 수행되기 이전에 패턴을 검사하도록 구성될 수도 있다. 패턴은 방사선 빔의 적용에 의하여 직접적으로 형성된다.
그러므로 일 실시예에 따른 리소그래피 시스템 및 이전의 리소그래피 시스템 간의 차이는, 검사 시스템(40)이 방사선 빔의 적용에 의하여 형성된 패턴을 검사한다는 것이다. 이전의 리소그래피 시스템에서는, 계측 시스템이, 예를 들어 IC의 층의 파라미터를 측정하기 위하여 사용될 수 있다. 그러나, IC의 층은 방사선 빔에 의하여 직접적으로 형성되는 것이 아니라 포토레지스트의 현상 및 에칭에 의하여 형성된다.
예를 들어, EUV 리소그래피 또는 액침 리소그래피에서는, 방사선 빔은 기판 상의 포토레지스트에 보이지 않는 패턴을 생성한다. 포토레지스트, 예컨대 I-라인 포토레지스트가 예를 들어 LCD의 제조를 위하여 사용될 수 있다. 포토레지스트는 화학적으로 증폭되어 방사선 빔에 대한 민감도를 증가시킬 수 있다. 이러한 공정에서, 방사선 빔은 포토레지스트로부터 H+ 만을 해방시킨다. 폴리머 사슬의 화학 결합은 후 노광 베이크(bake) 도중에만 파괴되는데, 이 과정 도중에 H+가 폴리머 사슬을 상승된 온도에서 공격한다. H+만의 해방은 거의 보이지 않는다.
노광 직후의 방사선 빔의 적용의 직접적 결과는 본 발명의 일 실시예에 따라서 더 가시적이 된다. 그 이유는, 본 발명의 일 실시예에서, 방사선 빔이 포토레지스트 내의 폴리머 사슬 내의 화학 결합을 직접적으로 파괴하여 결과적으로 포토레지스트의 국지적 수축(shrinkage)을 야기하는데, 이것이 H+의 해방보다 더 가시적이기 때문이다. 본 발명의 일 실시예에서, 적어도 하나의 방사선 빔(예를 들어 레이저 방사선)이 기판(17)의 바로 위에 있는 도너 플레이트로부터 재료의 액적을 해방시키기 위하여 사용된다. 그러한 액적은 기판(17) 상에 떨어져서 결과적으로 재료 패터닝을 야기하는데, 이것은 H+의 해방보다 더 가시적이다.
일 실시예에서 검사 시스템(40)은 적어도 하나의 슬릿 카메라를 포함한다. 카메라의 다른 유형 및 형상이 검사 시스템(40)의 일부로서 사용될 수 있다. 그러나, 슬릿 카메라를 사용하면 검사 시스템(40)이 노광된 패턴 및/또는 기판이 상대적으로 큰 경우에도 전체 패턴을 효율적으로 검사할 수 있도록 한다. 일 실시예에서 적어도 하나의 슬릿 카메라는 리소그래피 장치 내의 기판의 스캐닝 방향(도 2 및 도 5 의 X-방향)에 대해 실질적으로 수직으로 연장한다. 이것은 슬릿 카메라에 의하여 검사될 수 있는 기판(17)의 영역을 최대화한다.
일 실시예에서 검사 시스템(40)은 스캐닝 방향에 수직인 방향에서 기판(17)의 타겟부(패턴이 형성되는 곳)의 너비와 적어도 나란하게 연장하는 단일 슬릿 카메라를 포함한다. 일 실시예에서 검사 시스템(40)은 스캐닝 방향에 수직인 방향에서 기판(17)의 타겟부의 너비와 적어도 나란하게 결합되어 연장하는 복수의 슬릿 카메라를 포함한다. 슬릿 카메라는 스캐닝 방향에 수직인 방향에서 서로 중첩되어 타겟부의 모든 부분이 노광 동작 도중에 슬릿 카메라 중 적어도 하나의 바로 아래에서 지나가야 하도록 할 수 있다. 도 2 및 도 5 에서 묘사되는 바와 같이, 검사 시스템(40)은 3 개의 슬릿 카메라를 포함할 수 있다. 그러나, 검사 시스템(40)에 포함되는 슬릿 카메라의 개수는 특별히 제한되지 않는다.
일 실시예에서 검사 시스템(40)은 시간 지연 및 적분(integration) 전하-결합 디바이스(CCD)를 사용하여 패턴을 검사한다. 시간 지연 및 적분 CCD를 사용하면 기판(17) 상의 층에 형성되는 패턴의 높은 분해능 이미징을 가능하게 할 수 있다. 이러한 높은 분해능 이미징은 심지어 스캐닝 이동 도중에 검사 시스템(40)에 대한 기판(17)의 상대적으로 높은 속도에도 가능할 수 있다. 일 실시예에서 검사 시스템(40)은 노광된 패턴의 선폭을 표시하는 기판(17) 상의 마크를 측정하는 적어도 하나의 카메라를 포함한다.
지문을 정정 및/또는 보상하기 위하여, 리소그래피 장치(1)의 지문이 측정될 수 있다. 일 실시예에서 지문은 검사된 패턴 및 타겟 패턴 간의 비교에 의하여 적어도 부분적으로 결정된다. 타겟 패턴은 패턴의 의도된 폼, 즉 이상적인 경우에 검사 시스템(40)에 의하여 검사될 패턴이다. 일 실시예에서 콘트롤러(500)는 검사 및 타겟 패턴 간의 비교에 기반하여 리소그래피 장치(1)가 패턴을 형성하게 제어하도록 구성된다. 일 실시예에서 검사 시스템(40)은 비교를 수행하고 비교 데이터를 콘트롤러(500)로 제공하도록 구성된다. 일 실시예에서 콘트롤러(500)는 비교를 수행하고 비교 데이터를 생성하도록 구성된다.
비교는 그 패턴의 검사 및 타겟 패턴의 하나 이상의 특정한 파라미터를 비교하는 것을 포함할 수 있다. 일 실시예에서 비교는 다음으로부터 선택된 하나 이상의 식별에 기반한다: 패턴의 결함, 패턴의 선폭 편차, 패턴의 배치 편차 및/또는 패턴의 측벽 각도 편차. 이러한 특정 파라미터의 임의의 것 또는 이들 모두는 개별적으로 또는 서로 조합되어 사용될 수 있다. 일 실시예에서 콘트롤러(500)는, 패턴의 감소, 결함 및/또는 부정확성을 정정하거나 감소시키기 위하여, 리소그래피 장치(1)가 그 패턴을 형성하게 제어하도록 구성된다.
검사된 패턴 및 타겟 패턴의 비교는, 지문을 결정하기 위하여, 타겟 패턴으로부터의 그 패턴의 하나 이상의 편차 및/또는 그 편차의 정도를 나타내는 기판(17)의 맵을 제공하기 위하여 사용될 수 있다. 예를 들어, 일 실시예에서 검사 시스템(40) 또는 콘트롤러는 지문을 결정하기 위하여 타겟 패턴으로부터의 그 패턴의 선폭 편차를 보여주는 기판(17)의 맵을 생성하도록 구성된다. 일 실시예에서, 예를 들어, 패턴 배치 편차가 획득되어 그 결과로서 지문을 결정하기 위한 패턴 배치 편차를 가지는 기판(17)의 맵이 얻어진다. 일 실시예에서, 예를 들어, 측벽 각도 편차가 획득되어 그 결과로서 지문을 결정하기 위한 측벽 각도 편차를 가지는 기판(17)의 맵이 얻어진다.
리소그래피 장치(1)의 지문은 위에서 설명한 바와 같은 하나 이상의 파라미터를 사용하여 측정될 수 있다. 측정된 지문의 반복적 부분은 후속 노광 동작에서 형성된 패턴을 조정하기 위하여 리소그래피 장치(1)를 제어함에 의하여 적어도 부분적으로 정정되고 및/또는 보상될 수 있다.
콘트롤러(500)는 후속 기판 상에 형성되는 패턴에 영향을 주기 위하여 리소그래피 장치의 다양한 파라미터를 제어할 수 있다. 일 실시예에서 콘트롤러(500)는 복수의 방사선 빔의 각각의 세기를 검사로부터의 데이터에 기반하여 제어하도록 구성된다. 일 실시예에서 자기 발광 콘트라스트 디바이스(4)는 방사선 빔을 제공한다. 콘트롤러(500)는 자기 발광 콘트라스트 디바이스(4)의 하나 이상의 출력 세기를, 원하는 패턴을 형성하기 위하여 공칭으로 사용되는 값으로부터 검사로부터의 데이터에 기반하여 변동시키기 위하여 자기 발광 콘트라스트 디바이스(4)를 제어하도록 구성될 수 있다. 위에서와 같이 결정된 리소그래피 장치(1)의 지문을 적어도 부분적으로 정정하기 위하여 세기가 변경될 수 있다.
일 실시예에서 콘트롤러(500)는 복수의 방사선 빔의 각각을 제공하는 타이밍을 검사로부터의 데이터에 기반하여 제어하도록 구성된다. 복수의 방사선 빔을 제공하는 타이밍은 자기 발광 콘트라스트 디바이스(4) 중 하나 이상을 스위치 온 및 스위치 오프하는 것의 타이밍을 제어함으로써 제어될 수 있다. 일 실시예에서 콘트롤러(500)는 하나 이상의 자기 발광 콘트라스트 디바이스(4)를 검사로부터의 데이터 및 원하는 패턴 데이터에 기반하는 타이밍에서 스위치 온 및 스위치 오프하도록 구성된다.
방사선 빔의 세기 및/또는 방사선 빔을 제공하는 타이밍을 측정된 지문을 정정하기 위하여 제어하는 것은 방사선 빔이 기판(17) 상의 포토레지스트층을 투광하기 위하여 사용되는 리소그래피 장치(1)의 콘텍스트에서 특히 유용할 수 있다. 위에서 언급된 바와 같이, 일 실시예에서, 방사선 빔은 재료의 액적의 형성을 부분적으로 기판(17) 상에서 제어하기 위하여 사용될 수 있다. 이 경우에 지문을 정정하기 위하여 방사선 빔들 사이의 각도 분리가 제어되는 것이 특히 유용할 수 있다. 일 실시예에서 콘트롤러(500)는 복수의 방사선 빔 중 적어도 두 개 사이의 각도 분리를 검사에 기반하여 제어하도록 구성된다.
방사선 빔이 포토레지스트층을 노광하기 위하여 사용되는지, 또는 재료의 액적을 기판(17) 상에 국지적으로 증착시키기 위하여 사용되는지, 또는 다른 이미지 형성 공정에서 사용되는 지와 무관하게, 다음 중 임의의 것 또는 전부가 측정된 지문을 정정하기 위하여 검사로부터의 데이터에 기반하여 콘트롤러(500)에 의해 제어될 수 있다: 방사선 빔의 세기, 방사선 빔을 제공하는 타이밍 및/또는 방사선 빔들 사이의 각도 분리.
일 실시예에서, 노광된 패턴을 형성했던 리소그래피 장치(1)가 온-라인인 동안 검사 시스템(40)이 노광된 패턴을 검사하는 것이 가능하다. 패턴을 검사하기 위하여 리소그래피 장치(1)의 동작을 중단할 필요가 없다. 따라서, 콘트롤러(500)는 리소그래피 장치(1)의 동작을 중단시킬 필요가 없이 지문을 정정하기 위하여 인-라인인 리소그래피 장치(1)를 조정할 수 있다.
일 실시예에서 리소그래피 장치(1)는 검사되는 패턴의 형성 이후 및 콘트롤러(500)가 리소그래피 장치(1)를 제어하여 그 패턴을 형성하기 전의 시간 기간 도중에 실질적으로 연속적으로 동작하도록 구성된다. 이러한 시간 기간 동안에, 리소그래피 장치(1)는 노광 동작을 하나 이상의 기판 상에 수행할 수 있다. 이전의 패턴을 검사하고 리소그래피 장치(1)를 검사에 기반하여 제어하여 패턴을 형성하는 것의 반복 사이클은 리소그래피 장치(1)의 연속 동작 도중에 반복될 수 있다. 리소그래피 장치(1)에 의하여 기판의 시리즈 상에 형성된 패턴은 이러한 공정을 통하여 반복적으로 정정될 수 있다.
도 2 및 도 5 에서 묘사되는 바와 같이, 일 실시예에서 검사 시스템(40)은 리소그래피 장치(1)에 또는 그 부분에 부착된다. 달리 말하면, 리소그래피 장치(1)는 검사 시스템(40)을 포함할 수 있다. 그러나, 일 실시예에서 검사 시스템(40)은 리소그래피 장치(1)와는 별개이다. 콘트롤러(500)에 대해서도 마찬가지로, 일 실시예에서 콘트롤러(500)는 리소그래피 장치(1)에 부착된다. 그러나, 일 실시예에서 콘트롤러(500)는 리소그래피 장치(1)와는 별개이다.
검사 시스템(40) 및 콘트롤러(500)가 리소그래피 장치(1)의 일부인 것이 이로울 수 있는데, 그 이유는 이것이 단일 리소그래피 장치(1)가 리소그래피 장치(1)에 의하여 연속 기판 상에 형성되는 패턴의 정확도를 개선하기 위하여 자기 자신의 지문을 반복적으로 정정할 수 있을 수 있다는 것을 의미하기 때문이다.
위에서 설명된 바와 같이, 기판(17)은 리소그래피 장치(1)의 노광 동작 도중에 투영 시스템에 상대적으로 이동할 수 있다. 일 실시예에서 리소그래피 장치(1)는 기판(17)의 투영 시스템에 상대적인 단일 순방향 스캐닝 이동 도중에 패턴을 기판(17) 상에 형성하도록 구성된다. 도 2 에서 묘사되는 일 실시에서 그리고 도 5 에서 묘사되는 일 실시예에서, 단일 순방향 스캐닝은 기판(17)이 투영 시스템에 상대적으로 양의 X-방향으로 이동하는 것을 포함한다. 다른 실시예에서 투영 시스템은 기판(17)을 실질적으로 고정되도록 남겨둔 채 기판(17) 위에서 이동할 수 있다.
일 실시예에서 리소그래피 시스템은, 기판 상의 패턴의 형성 이후에, 기판(17)의 투영 시스템에 상대적인 단일 역방향 스캐닝 이동(즉 도 2 및 도 5 의 음의 X-방향) 도중에 검사 시스템(40)이 그 패턴을 검사하게 하도록 구성된다. 그러므로, 검사 시스템(40)은 기판(17) 상의 패턴을, 예를 들어 기판(17)의 적재/양하 위치로의 되돌아가는 이송 도중에 검사할 수 있다.
그러나, 반드시 그래야 하는 것은 아니다. 일 실시예에서 리소그래피 시스템은, 기판(17)의 투영 시스템에 상대적인 단일 순방향 스캐닝 이동 도중에 검사 시스템(40)이 노광된 패턴을 검사하게 하도록 구성된다. 도 2 에서 묘사되는 바와 같이 검사 시스템(40)은 투영 시스템에 상대적인 기판(17)의 이동에 대한 투영 시스템의 하류에 있을 수 있다. 검사 시스템(40)은 실질적으로 패턴이 기판(17) 상에 형성된 직후에 그 패턴을 검사할 수 있다.
일 실시예에서 검사로부터의 데이터는 검사 시스템(40)이 부착된 리소그래피 장치(1)의 후속 노광 동작에 대하여 사용될 수 있다. 검사 시스템(40)이 노광된 패턴을 검사한 이후에, 검사 시스템(40)은 검사로부터의 데이터를 콘트롤러(500)로 출력할 수 있는데, 이것은 위에서 설명된 바와 같이 선택적으로 동일한 리소그래피 장치(1)의 일부일 수 있다. 그러면, 콘트롤러(500)는 후속 기판 상의 동일한 패턴의 후속 노광 동작에서 그 지문을 정정하기 위하여 그 리소그래피 장치(1)를 제어할 수 있다.
일 실시예에서, 검사는 검사 시스템(40)이 부착된 리소그래피 장치(1)와는 상이한 리소그래피 장치의 후속 노광 동작에 대해서 사용될 수 있다. 일 실시예에서, 검사 시스템(40)은 임의의 리소그래피 장치에 부착되지 않을 수 있다. 일 실시예에서 검사 시스템(40)은 리소그래피 장치가 아닌 툴에 부착되거나, 또는 임의의 다른 툴과는 별개일 수 있다.
본 발명의 일 실시예는 디바이스를 제조하기 위하여 서로 조합되어 사용되는 리소그래피 장치의 시리즈의 콘텍스트에서 사용될 수 있다. 예를 들어, 그 시리즈 내의 각각의 리소그래피 장치는 기판(17)의 특정층에 대한 특정 패턴을 형성하기 위하여 사용될 수 있다. 어느 패턴이 그 시리즈 내의 하나의 리소그래피 장치에 의하여 특정 층에 대하여 노광되었다면, 기판(17)은 그 시리즈 내의 다음 리소그래피 장치로 이송된다.
검사 시스템(40)은 제 2 리소그래피 장치가 후속(예를 들어 상재하는(overlying)) 층을 형성하기 이전에 제 1 리소그래피 장치에 의하여 형성된 패턴을 검사할 수 있다. 일 실시예에서 검사 시스템(40)은 검사 정보를 콘트롤러(500)로 출력하도록 구성된다. 콘트롤러(500)는 패턴을 검사로부터의 데이터에 기반하여 형성하기 위하여 제 1 리소그래피 장치(1)를 제어하도록 구성될 수 있다. 그러므로 이 정보는 검사된 패턴을 형성했던 제 1 리소그래피 장치(1)로 공급될 수 있다. 그러면, 이 정보는 제 1 리소그래피 장치에 의하여 후속 기판 상에 형성되는 가시 패턴의 품질을 개선하기 위하여 콘트롤러(500)에 의하여 고려될 수 있다.
검사 시스템(40)은 제 2 리소그래피 장치에 부착될 수 있거나, 또는 제 1 리소그래피 장치 및 제 2 리소그래피 장치 모두로부터 별개일 수 있고, 예를 들어 검사 시스템(40)은 독립형 장치일 수 있다.
도 2 및 도 5 에서 묘사되는 바와 같이, 일 실시예에서 리소그래피 장치(1)는 투영 시스템이 부착되는 고립된 프레임(15)을 포함한다. 검사 시스템(40)은 동일한 고립된 프레임(15)에 부착될 수 있다. 이것이 투영 시스템에 상대적인 검사 시스템(40)의 위치를 실질적으로 고정시킬 수 있다. 이와 같이, 시스템은 노광된 패턴을 노광된 패턴이 형성된 이후에 일관적인 타이밍에서 검사할 수 있다. 고립된 프레임은 프레임의 각 부분이 그 패턴의 모든 다른 부분에 상대적으로 고정되는 패턴이다. 고립된 프레임은 장치의 다른 부분이 프레임에 상대적으로 이동하게 하지 않는 방식으로 그 장치의 다른 부분에 상대적으로 고정되지 않는다.
일 실시예에서 리소그래피 장치(1)는 기판(17)의 위치를 측정하도록 구성된 적어도 하나의 정렬 센서(19)를 포함한다. 콘트롤러(500)는 투영 시스템을 기판(17)의 측정된 위치에 기반하여 제어함으로써, 투영 시스템이 가시 패턴을 기판(17) 상의 타겟 위치 상에 형성하게 하도록 구성될 수 있다. 일 실시예에서 리소그래피 장치(1)는 정렬 센서(19)가 부착되는 고립된 프레임(15)을 포함한다. 검사 시스템(40)은 동일한 고립된 프레임(15)에 부착될 수 있다. 투영 시스템은 동일한 고립된 프레임(15)에 부착될 수 있다. 이를 대체하여, 정렬 센서(19) 및 검사 시스템(40)은 투영 시스템이 상이한 프레임에 부착된 채 동일한 고립된 프레임에 부착될 수 있다.
일 실시예에서 리소그래피 장치(1)는 두 개의 검사 시스템(40, 41)을 포함한다. 각각의 검사 시스템(40, 41)은 기판(17) 상에 형성된 패턴을 검사하도록 구성되는데, 여기에서 그 패턴은 방사선 빔의 적용에 의하여 기판(17) 상에 형성된다. 투영 시스템에 상대적인 기판(17)의 이동에 대하여, 검사 시스템의 하나(41)는 투영 시스템의 상류 또는 그의 일측에 있을 수 있고, 다른 투영 시스템(40)은 그 검사 시스템의 하류 또는 그의 타측에 있을 수 있다. 도 5 는 두 개의 검사 시스템(40, 41)을 가지는 이러한 일 실시예를 묘사한다.
각각의 검사 시스템(40, 41)은 기판(17)의 타겟부의 전체 너비에 걸친 전체 노광된 패턴을 검사하도록 구성될 수 있다. 투영 시스템의 상류에 위치된 상류 검사 시스템(41)은 역방향 스캐닝 이동 동안에 노광된 패턴을 검사하도록 구성된다. 이것은, 순방향 스캐닝 이동 도중에, 기판(17)이 상류 검사 시스템(41) 아래를 통과할 때 노광된 패턴은 아직 기판 상에 형성되지 않았기 때문이다.
일 실시예에서, 상류 검사 시스템(41)은 투영 시스템이 방사선 빔을 디렉팅하여 후속층을 형성하는 것에 앞서서 기판(17) 상의 이전층의 노광된 패턴을 검사하도록 구성된다. 상류 검사 시스템(41)을 사용하면, 리소그래피 장치의 시리즈의 콘텍스트에서 특히 이로울 수 있다. 상류 검사 시스템(41)은 위에 제공된 리소그래피 장치의 시리즈의 예에서 제 2 리소그래피 장치에 부착될 수 있다. 상류 검사 시스템(41)은 제 1 리소그래피 장치의 지문을 측정하도록 구성된다. 이 정보는, 지문이 후속 기판에 대하여 수용(accommodate)될 수 있도록 제 1 리소그래피 장치를 제어하는 콘트롤러(500)로 출력될 수 있다.
위에서 설명된 리소그래피 시스템 및 리소그래피 장치의 제어 방법을 사용함으로써, 제조된 디바이스, 예컨대 평판 패널 디스플레이의 픽셀-대-픽셀 균일성이 개선될 수 있다. 픽셀-대-픽셀 비-균일성은, 예를 들어 노광 공정들 사이의 패턴 피쳐의 임계 치수(CD)에서의 변동을 야기하는 노광 조건을 천천히 변경시킴으로써 야기될 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따르면, 검사 시스템(40)은 기판 상에 형성된 패턴을 이것이 형성된 거의 직후에 검사한다. 이것은 그 패턴의 후속 형성에 대하여 임의의 원하는 정정이 신속하게 수행되도록 한다.
패턴은 기판(17) 상에 써진 복수의 스팟을 포함할 수 있다. 예를 들어, 투영 시스템에 의하여 기판(17) 상에 투영되고 이를 따라 스캔되는 각각의 방사선 빔에 대응하는 하나의 기록된 스팟이 존재할 수 있다. 도 7 은 예를 들어 하나의 기록된 스팟(70)을 가지는 기판(17)의 개략적인 평면도를 묘사한다. 기록된 스팟(70)은 X-방향에서 속도 VSP로 기판(17)을 따라 스캔하는 방사선 빔에 대응한다.
일 실시예에서 방사선 빔이 기판(17)을 따라 스캔되는 것과 동시에, 기판(17)은 선형 속도 VSB에서 Y-방향으로 리소그래피 장치(1)의 다른 컴포넌트에 상대적으로 이동한다. 일 실시예에서, VSB는 VSP보다 적다. 예를 들어, 일 실시예에서 VSP는 약 10 m/s 내지 약 100 m/s의 범위 안에 있다. 일 실시예에서, VSB는 약 10 mm/s 내지 약 100 mm/s의 범위 내에, 예를 들어 약 17 mm/s의 범위 안에 있다.
기록된 스팟, 예컨대 기판(17) 상의 기록된 스팟(70)으로부터 형성된 패턴을 측정하는 것이 바람직하다. 그러나, 이것은 표면을 패턴 아래로 변동시킴으로써 어려워질 수 있다. 예를 들어, 측정될 패턴 아래에 다른 패턴이 존재할 수 있다. 두 개의 상이한 패턴은 동일한 기판(17) 상의 두 개의 상이한 층에 대응할 수 있다. 패턴을 측정하는 방법이 이하 설명된다.
일 실시예에서, 기록된 스팟(70)이 기판(17) 상에 형성되기 이전에, 기판(17)의 이미지가 측정되어 제 1 측정을 생성한다. 제 1 측정은, 예를 들어 리소그래피 장치(1)의 메모리에 저장된다. 제 1 측정은 패턴이 형성되기 직전의 기판을 대표한다. 일 실시예에서, 검사 시스템(40)은 제 1 판독 방사선 빔을 기판(17) 상에 투영한다. 도 7 에서, 제 1 판독 방사선 빔은 제 1 독출(read) 스팟(71)에 대응한다.
제 1 측정 이후에, 패턴은 기판(17) 상에 형성된다. 예를 들어, 투영 시스템은 기록된 스팟(70)을 형성하기 위하여 방사선 빔을 기판(17) 상에 투영한다.
기록된 스팟(70)이 기판(17) 상에 형성된 이후에, 그 위에 기록된 스팟(70)이 형성된 기판의 부분(17)의 하나 이상의 광 성질이 변화할 수 있다. 예를 들어, 굴절률, 흡수(absorption) 및/또는 기판(17)의 두께에 변화가 있을 수 있다.
기록된 스팟(70)이 기판(17) 상에 형성된 이후에, 기판(17)의 이미지가 다시 측정되어 제 2 측정을 생성한다. 예를 들어, 검사 시스템(40)은 제 2 판독 방사선 빔을 기판(17) 상에 투영할 수 있다. 도 7 에서, 제 2 판독 방사선 빔은 제 2 독출 스팟(72)에 대응한다. 제 2 측정은, 예를 들어 리소그래피 장치(1)의 메모리에 저장될 수 있다.
기록된 스팟(70), 제 1 독출 스팟(71) 및 제 2 독출 스팟(72)은 기판(17) 상의 실질적으로 동일한 위치에 있다. 도 7 에서, 기록된 스팟(70), 제 1 판독 방사선 빔 및 제 2 판독 방사선 빔을 형성하는 방사선 빔이 서로 공간적으로 상이한 광 경로를 가지기 때문에 이들은 상이한 위치에 있는 것으로 보인다. 그러나, 스팟들은, 스팟들이 동작 도중에 이동하는 기판(17) 상의 실질적으로 동일한 포인트에서 형성되도록 상이한 타이밍에 형성된다.
콘트롤러(500)는 제 2 측정을 제 1 측정과 비교하도록 구성된다. 예를 들어, 제 1 측정은 제 2 측정으로부터 감산될 수 있다. 비교의 결과는 기판(17) 상에 형성된 패턴(예를 들어 기록된 스팟(70))을 대표한다. 검사 시스템의 콘트롤러는 리소그래피 장치(1)의 콘트롤러(500)와 동일할 수 있다.
제 1 독출 스팟(71)의 기판(17) 상으로의 투영 및 제 2 독출 스팟(72)의 기판(17) 상으로의 투영 사이에 시간 지연이 있다. 이러한 시간 지연의 지속기간에 대한 제 1 측정을 저장함으로써, 제 1 측정 및 제 2 측정 사이의 비교가 편리하게 수행될 수 있다.
제 1 측정을 제 2 측정과 비교함으로써, 제 1 측정 및 제 2 측정에 의하여 공유되는 공통 또는 시스템 수차(systematic aberration)가 적어도 일정 부분 서로를 상쇄한다. 일 실시예에서, 제 2 독출 스팟(72)을 형성하기 위하여 사용되는 판독 방사선 빔의 성질은 제 1 독출 스팟(71)을 형성하기 위하여 사용되는 판독 방사선 빔의 성질과 실질적으로 동일하다. 예를 들어, 일 실시예에서 제 2 판독 방사선 빔의 사이즈 및/또는 파장은 제 1 판독 방사선 빔의 사이즈 및/또는 파장과 실질적으로 동일하다.
기판(17) 상에 형성된 패턴은 기록된 스팟(70)을 포함하는 복수의 기록된 스팟을 포함한다. 노광 동작 동안에, 기록된 스팟(70)이 형성되는 타이밍은 기록된 스팟(70)이 기판(17) 상에 형성될 위치에 의존한다. 그러므로, 노광 도중에, 복수의 기록된 스팟은 시간 순서대로 기판(17) 상에 형성된다. 제 1 독출 스팟(71)은 기록된 스팟(70)이 형성되기 이전에 기록된 스팟(70)에 대응하는 기판의 부분(17) 상에 투영된다. 제 2 독출 스팟(72)은 기록된 스팟(70)이 형성된 이후에 기록된 스팟(70)에 대응하는 기판의 부분(17) 상에 투영된다.
도 7 에서 묘사되는 바와 같이, 일 실시예에서 제 1 판독 방사선 빔, 기록된 스팟(70)을 형성하는 방사선 빔, 및 제 2 판독 방사선 빔은 기판 레벨에서의 실질적으로 직선인 라인 내에 형성된다. 그러나, 반드시 이래야 하는 것은 아니다. 제 1 독출 스팟(71) 및 제 2 독출 스팟(72)을 형성하는 방사선 빔의 기록된 스팟(70)을 형성하는 방사선 빔에 상대적인 공간적 위치가 알려져야 한다. 이것은 제 1 측정 및 제 2 측정에 대응하는 데이터가 비교를 위하여 정확하게 상호 링크되도록 한다.
두 개의 독출 스팟(71, 72)이 기록된 스팟(70)이 형성되기 이전에 그리고 이후에 투영된다면, 대응하는 방사선 빔의 상대적인 위치에 특별한 제한사항이 없다. 물론, 기판(17) 및 스캐닝 방사선 빔의 상대적인 이동 때문에 3 개의 방사선 빔들 각각이 기판(17) 상에 입사하는 위치는 동일한 위치이다.
도 7 에서, 제 1 독출 스팟(71) 및 제 2 독출 스팟(72)이 기록된 스팟(70)과 함께 한 라인에 형성된다. 이 라인의 방향은 실질적으로 기록된 스팟(70)을 형성하는 스캐닝 방사선 빔의 방향에 있다. 위에서 언급된 바와 같이, 스캐닝 속력 VSP는 기판 속력 VSB보다 더 클 수 있다. 일 실시예에서, 제 1 독출 스팟(71) 및/또는 제 2 독출 스팟(72)은 실질적으로 기판 스캐닝 방향에 대응하는 방향에서 기록된 스팟(70)과 함께 직선 라인에 형성된다. 이 경우에, 독출 스팟(71, 72) 및 기록된 스팟(70) 사이의 주어진 거리에 대하여, 더 큰 시간 지연이 존재한다.
기록된 스팟(70)을 형성하는 방사선 빔이 기판(17)의 성질(예를 들어, 광 성질)의 변화에 영향을 주기 이전에 요구된다면 더 큰 시간 지연을 가지는 것이 이로울 수 있다. 예를 들어, 일 실시예에서, 패턴은 포토레지스트층 내에 형성된 잠상 이미지이다. 이 경우에, 기록된 스팟(70)이 측정가능하도록 포토레지스트의 광 성질이 변하게 하기 위하여 화학적 반응이 포토레지스트 내에서 발생하려면 소정 시간 기간이 요구된다.
도 7 에서, 제 1 독출 스팟(71) 및 기록된 스팟(70) 사이의 거리는 제 2 독출 스팟(72) 및 기록된 스팟(70) 사이의 거리와 동일하다. 그러나, 반드시 그럴 필요는 없다. 일 실시예에서, 제 1 독출 스팟(71) 및 기록된 스팟(70) 사이의 거리는 제 2 독출 스팟(72) 및 기록된 스팟(70) 사이의 거리보다 더 크거나 이보다 적다. 기판 레벨에서 방사선 빔들 사이의 이러한 거리는 각각의 방사선 빔이 기판(17)의 타겟 위치에 입사하는 시간점들 사이의 시간 지연을 대표한다.
제 1 독출 스팟(71)에 대응하는 제 1 판독 방사선 빔 및 제 2 독출 스팟(72)에 대응하는 제 2 판독 방사선 빔의 성질, 예컨대 세기 및/또는 파장은, 이러한 빔들 자체가 이미지 형성에 적용될 수 있는 기판(17)의 성질을 변경하지 않도록 선택된다. 달리 말하면, 판독 방사선 빔은 그들 스스로 이미지 또는 검출가능한 패턴을 기판(17) 상에 형성하지 않는다.
일 실시예에서, 측정될 패턴은 포토레지스트층 내의 잠상 이미지이다. 포토레지스트는 약 350 nm부터 약 450 nm까지의 범위 내의 파장을 가지는 방사선에 민감하고 약 500 nm보다 더 큰 파장을 가지는 방사선에 대해서는 둔감한 I-라인 포토레지스트를 포함할 수 있다. 기록된 스팟(70)에 대응하는 방사선 빔은 그 포토레지스트가 민감한 범위 내의 파장을 가질 수 있다. 기록된 스팟(70)에 대응하는 방사선 빔은 약 405 nm의 파장을 가질 수 있다. 일 실시예에서, 판독 방사선 빔은 그 포토레지스트가 둔감한 파장을 가진다. 예를 들어, 판독 방사선 빔은 약 633 nm의 파장을 가질 수 있다.
도 8 은 본 발명의 일 실시예에 따르는 검사 시스템(40)의 일 예 및 일부 투영 시스템을 묘사한다. 시스템은 방사선 빔을 기판(17) 상의 또는 그 위의 재료층 상에 투영하도록 구성된 쓰기(write) 빔 출력(80)을 포함한다. 시스템은 출력(80)에 연결된 방사원, 예컨대 레이저를 포함할 수 있다. 시스템은 독출 빔 출력(83)을 더 포함한다. 시스템은 출력(83)에 연결된 방사원, 예컨대 레이저를 포함할 수 있다. 두 개의 판독 방사선 빔은 상이한 방사원에 의하여 제공될 수 있다. 도 8 에서 묘사되는 일 실시예에서, 두 개의 판독 방사선 빔은 동일한 방사원에 의하여 제공된다. 독출 빔 출력(83)은 제 1 및 제 2 판독 방사선을 빔 기판(17) 상에 투영하도록 구성된다.
일 실시예에서 독출 빔 출력(83)은 쓰기 빔 출력(80)에 의하여 투영된 방사선 빔과는 상이한 성질을 가지는 판독 방사선 빔을 투영한다. 일 실시예에서, 판독 방사선 빔의 세기는 쓰기 출력(80)에 의하여 투영된 쓰기 방사선 빔의 세기보다 더 적다.
일 실시예에서 시스템은 쓰기 빔 출력(80)에 의하여 투영된 방사선 빔의 높은 비례(proportion)를 송신하도록 구성된 이색성 빔 스플리터(85)를 포함한다. 이색성 빔 스플리터(85)는 독출 빔 출력(83)에 의하여 투영된 판독 방사선 빔의 높은 비례를 반사하도록 구성될 수 있다. 방사선 빔 및 판독 방사선 빔은 포커싱 시스템(84), 예컨대 적어도 하나의 렌즈에 의하여 포커싱된다.
방사선 빔 및 판독 방사선 빔은 기판(17) 상에 형성된 패턴으로부터 리디렉팅된다(예를 들어, 반사된다). 각각의 리디렉팅된 판독 방사선 빔의 세기는 제 1 측정 및 제 2 측정 각각을 생성하기 위하여 측정된다. 세기는 형성된 패턴에 기인한 기판(17)의 성질(예를 들어, 광 성질)의 변화를 대표한다.
사용된 판독 방사선 빔의 파장에 의존하여, 기판에서의 위상 변화 및/또는 흡수 레벨의 변화가 측정될 수 있다. 일 실시예에서, 판독 방사선 빔의 파장은, 리디렉팅된 판독 방사선 빔이 위상 변화 및 흡수 레벨의 변화 모두에 대해 민감하도록 선택된다. 위상 변화는, 예를 들어 포토레지스트층에서의 다중 반사에 기인하여 발생될 수 있다. 이러한 위상 변화는 리디렉팅된 판독 방사선 빔의 세기에서의 변동을 야기한다.
도 8 에서 묘사되는 바와 같이, 리디렉팅된 제 1 판독 방사선 빔은 제 1 포토다이오드(81)에 의하여 검출될 수 있다. 리디렉팅된 제 2 판독 방사선 빔은 제 2 포토다이오드(82)에 의하여 검출될 수 있다. 도 8 에서, 제 1 판독 방사선 빔은 파선에 의하여 표현된다. 제 2 판독 방사선 빔은 점선에 의하여 표현된다. 기록된 스팟(70)에 대응하는 방사선 빔은 실선에 의하여 표현된다.
도 8 에서 묘사되는 바와 같이, 리디렉팅된 판독 방사선 빔은 위상 그레이팅(86)을 통과하여 지날 수 있다. 위상 그레이팅 대신에 방사선 빔 스플리터의 하나 이상의 다른 또는 추가적 유형이 사용될 수 있다. 일 실시예에서, 각각의 독출 스팟(71, 72) 및 기록된 스팟(70) 사이의 거리는 적어도 기판(17) 상의 회절-제한된 스팟 사이즈만큼 크다. 이것은 기판(17) 상의 상이한 스팟이 이들이 측정될 때 서로로부터 분리되게 허용한다. 그러나, 스팟들 사이의 간격은 이미징 광학장치의 시야(field of view)의 크기보다는 더 적어야 한다. 스팟들 사이의 거리는, 예를 들어 약 10 μm 내지 약 20 μm의 범위 내에, 그리고 이에 옵션으로 약 12 μm일 수 있다.
일 실시예에서, 독출 빔 출력(83)은 제 1 포토다이오드(81) 및/또는 제 2 포토다이오드(82)에 섬유-커플링된다. 일 실시예에서, 위상 그레이팅(86)은 약 50%의 듀티 사이클을 가지는 사각형 그레이팅이다. 일 실시예에서, 위상 그레이팅(86)은, 위상 그레이팅(86)이 더 높은 차수(제로 차수보다 더 큰 차수)인 판독 방사선 빔에 대하여 최대 효율을 가지고 제로 차수에 대해서는 최소 효율을 가지도록 치수결정된다. 일 실시예에서, 위상 그레이팅의 피치는 기판 레벨에서의 방사선 빔들 사이의 분리(separation)와 거의 동일하게 선택된다.
위에서 언급된 바와 같이, 일 실시예에서 판독 방사선 빔의 파장은 기록된 스팟(70)에 대응하는 방사선 빔의 파장과는 상이하다. 이것은 판독 방사선 빔들이 이미지 또는 검출가능한 패턴을 기판(17) 상에 형성하는 것을 방지할 수 있다. 그러나, 일 실시예에서, 판독 방사선 빔들의 파장은 기록된 스팟(70)을 형성하는 방사선 빔의 파장과 유사하거나 이와 같다. 이 경우에, 판독 방사선 빔의 세기는 노광을 위하여 사용되는 방사선 빔의 세기보다 더 적을 수 있다. 판독 방사선 빔의 세기는, 이들이 검출가능한 패턴을 기판(17) 상에 형성하지 않도록 충분히 낮을 수 있다.
판독 방사선 빔의 파장이 기록된 스팟(70)을 형성하는 방사선 빔의 파장과 동일한 경우, 도 8 에서 묘사되는 이색성 빔 스플리터(85)가 사용되지 않을 수 있다. 대신, 사분의 일 파장판(quarter-waveplate)과 조합된 편광 빔 스플리터가 상이한 방사선 빔을 분리하기 위하여 사용될 수 있다.
일 실시예에서, 리디렉팅된 판독 방사선 빔의 각각의 실질적으로 전부가 제 1 측정 및 제 2 측정을 수행하기 위하여 검출된다. 빔의 전부를 검출하는 이러한 방법은 명-필드(bright-field) 검출이라고 명명된다. 그러나, 암-필드(dark-field) 검출이 이 대신 또는 이에 더하여 사용될 수 있다. 암-필드 검출의 경우, 오직 중앙 조명 영역 외부로 산란된 방사선에 대응하는 리디렉팅된 판독 방사선 빔만이 검출된다. 중앙 조명 영역 내부에서 산란된 방사선은 검출되지 않는다. 중앙 조명 영역 내부에서 산란된 방사선은 차폐(blocking)에 의하여 검출되지 않도록 방해될 수 있다. 이러한 암-필드 검출을 사용함으로써, 기판(17)의 성질(예를 들어, 광 성질)의 최소 검출가능한 변동이 낮아질 수 있다.
일 실시예에서 검사 시스템(40)은 예를 들어 도 8 에서 묘사되는 바와 같이 빔 프로파일 검출기(86)를 포함한다. 일 실시예에서 빔 프로파일 검출기(86)는 제 1 판독(read out) 방사선 빔의 프로파일을 검출하도록 구성된다. 일 실시예에서 빔 프로파일 검출기(86)는 제 2 판독 방사선 빔의 프로파일을 검출하도록 구성된다.
빔 프로파일 검출기(86)는 제 1 판독 방사선 빔 및/또는 제 2 판독 방사선 빔의 세기를 이것이 시간이 지남에 따라서 변동할 때 측정하도록 구성된다. 예를 들어, 빔 프로파일 검출기(86)는 시간이 지남에 따라서 방사선 빔의 세기가 처음에는 빠르게 상승하고 후속하여 천천히 하강한다고 결정하기 위하여 사용될 수 있다.
일 실시예에서 검사 시스템의 콘트롤러는 제 1 방사선 빔 및/또는 제 2 판독 방사선 빔의 투영의 타이밍을 빔 프로파일 검출기(86)에 의하여 검출된 프로파일에 기초하여 제어하도록 구성된다. 빔 프로파일 검출기(86)에 의하여 검출된 프로파일을 고려함으로써, 방사선 빔을 제공하는 타이밍의 정확도를 증가시키는 것이 가능하다.
예를 들어, 방사선 빔을 생성하기 위하여 소스(80)를 제어하는 것과 방사선 빔의 세기가 효과적인 방사선 빔이 되기 위하여 충분히 높아지는 것 사이에는 잠재적 지연이 존재하는 것이 가능할 수 있다. 빔 프로파일 검출기(86)에 의하여 검출된 빔 프로파일을 고려함으로써, 이러한 잠재적 지연의 효과를, 예를 들어 소스(80)가 이에 상응하여 더 빨리 방사선 빔을 투영하도록 제어함으로써 감소시키는 것이 가능하다. 소스(80)로부터 방사선 빔을 제공하는 타이밍은 리소그래피 장치의 시스템 클록과 동기화될 수 있다.
도 9 는 본 발명의 일 실시예에 따른 정렬 시스템의 부분을 묘사한다. 일 실시예에서 리소그래피 시스템은 정렬 시스템을 포함한다. 정렬 시스템은 리소그래피 장치(1)의 패턴 형성 동작 도중에 투영 시스템에 상대적으로 기판(17)이 이동할 때 그 기판(17)의 위치, 또는 위치의 변화를 측정하도록 구성된다. 정렬 시스템은 복수의 정렬 센서(19)를 포함한다.
일 실시예에서 정렬 센서(19)는 방사선 빔을 기판(17) 상에 및/또는 기판 테이블(2) 상에 투영하도록 구성된 방사선 출력(예를 들어, 소스)(90)을 포함한다. 방사선 빔은 기판(17) 또는 기판 테이블(2)의 부분을 조명(illuminate)한다. 특히, 방사선 빔은 신탁 마커(102)를, 예를 들어 기판 테이블(2) 상에 조명하기 위한 것일 수 있다. 일 실시예에서 정렬 센서(19)는 방사선 빔을 기판(17) 및/또는 기판 테이블(2) 상에 포커싱하도록 구성된 적어도 하나의 렌즈(94)를 포함한다.
일 실시예에서 정렬 센서(19)는 빔 스플리터(95)를 포함한다. 일 실시예에서 빔 스플리터(95)는 편광 빔 스플리터이다. 빔 스플리터(95)는 방사선 출력(90)에 의하여 제공된 방사선 빔을 분할하도록 구성된다. 빔 스플리터(95)는 방사선 빔을 두 개의 별개의 빔으로 분할한다. 빔 중 하나는, 예를 들어 조명을 위하여 기판(17) 및/또는 기판 테이블(2)을 향하여 디렉팅된다. 다른 빔은 빔 프로파일 검출기(93)를 향하여 디렉팅되는데, 이에 대해서는 아래에서 설명될 것이다. 일 실시예에서 빔 스플리터(95)는 방사선 빔을 두 개의 실질적으로 동등한 빔으로 분할한다.
일 실시예에서 정렬 센서(19)는 빔 프로파일 검출기(93)를 포함한다. 빔 프로파일 검출기(93)는 방사선 빔의 프로파일을 검출하도록 구성된다. 빔 프로파일 검출기(93)는 시간이 지남에 따라 방사선 빔의 변동하는 세기를 측정한다.
일 실시예에서 콘트롤러(500)는 방사선 빔의 방사선 출력(90)에 의한 투영의 타이밍을 빔 프로파일 검출기(93)에 의하여 검출된 그 방사선 빔의 프로파일에 기반하여 제어하도록 구성된다. 이것은 유효 방사선 빔의 리소그래피 장치의 시스템 클록과의 및/또는 이미지 검출기(91)와의 동기화를 증가시키기 위한 것이다.
일 실시예에서 정렬 센서(19)는 이미지 검출기(91)를 포함한다. 이미지 검출기(91)는, 예를 들어, 카메라의 유형일 수 있다. 일 실시예에서 정렬 센서(19)는, 기판(17) 및/또는 기판 테이블(2)로부터 반사된 바 있는 방사선 빔을 이미지 검출기(91) 상에 포커싱하도록 구성된 적어도 하나의 렌즈(92)를 포함한다. 이미지 검출기(91)는, 예를 들어, 기판(17) 및/또는 기판 테이블(2)의 신탁 마커(102)를 이미징한다.
일 실시예에서 방사선 출력(90)은 발광 다이오드를 포함하거나 이에 연결된다. 일 실시예에서 방사선 출력은 625 nm의 파장을 가지는 방사선 빔을 방출한다. 일 실시예에서 콘트롤러(500)는 방사선의 펄스를 생성하기 위하여 방사선 출력(90)의 방사원을 제어하는데, 여기에서 각각의 펄스는 약 20 μs의 지속기간을 가진다.
방사원에 의하여 생성된 펄스의 타이밍은 이미지 검출기(91)의 시야 내의 이미지의 위치를 결정한다. 이 타이밍은 정확하게 제어되는 것이 바람직하다. 짧은 펄스는, 특히 이동 타겟을 이미징하기 위하여 바람직하다. 예를 들어 정렬 센서(19)는 기판 테이블(2)이 이동할 때 기판 테이블(2) 상의 하나 이상의 신탁 마커(102)를 이미징하기 위하여 사용될 수 있다. 효과적인 펄스 지속기간은 방사원의 트리거링과 이미지 검출기(91)의 트리거링 사이의 지연을 유도함으로써 더욱 단축될 수 있다. 이것은 펄스를 단축시키는 간접적 방법으로서 사용될 수 있다.
일 실시예에서 콘트롤러(500)는 패턴 형성 동작을 패턴 형성 동작 도중에 측정된, 정렬 시스템으로부터의 정렬 데이터에 기반하여 제어하여, 리소그래피 장치가 그 패턴을 기판(17) 상의 타겟 위치에 형성하게 하도록 구성된다.
따라서, 기판(17)의 오정렬이 즉시 고려될 수 있다. 패턴 형성 동작은, 오정렬이 검출된 동일한 패턴 형성 동작 도중에 기판 테이블(2) 상의 기판(17)의 오정렬을 고려하기 위하여 조정될 수 있다. 패턴 형성 동작은, 예를 들어 자기 발광 콘트라스트 디바이스(4)의 동작의 타이밍을 제어함으로써 조정될 수 있다.
도 2 에서 묘사되는 바와 같이, 일 실시예에서 자기 발광 콘트라스트 디바이스(4)를 포함하는 정렬 센서(19)가 동일한 프레임(15) 상에 제공된다. 일 실시예에서 정렬 시스템은 고립된 계측 프레임(101)에 부착된 복수의 정렬 센서(19)를 포함한다. 일 실시예에서 고립된 계측 프레임(101)은 자기 발광 콘트라스트 디바이스(4)가 부착되는 프레임(15)으로부터 고립된다. 고립된 계측 프레임(101)은, 정렬 센서(19)가 기판 테이블(2)의 주변부에 위치된 하나 이상의 신탁 마커(102)를 Y-방향에서 이미징하도록 구성되게 배치될 수 있다.
일 실시예에서 정렬 시스템은 X-방향으로 연장하는 행에 배치된 복수의 정렬 센서(19)를 포함한다. 기판 테이블(2)이 고립된 계측 프레임(101) 아래를 이동할 때, 각각의 신탁 마커(102)는 그 행에 있는 복수의 정렬 센서(19) 아래를 지나간다. 일 실시예에서 정렬 시스템은 X-방향으로 정렬된 복수의 정렬 센서를 각각 포함하는 두 개의 행을 포함한다.
정렬 센서(19)의 두 개의 행을 제공함으로써, 기판(17) 상의 정렬이 기판 테이블(2)의 양측에서 독립적으로 측정될 수 있다. 이것은, 정렬이 기판 테이블(2)의 다른 측에 대해 기판 테이블(2)의 일측에서 상이할 수 있기 때문에 유리하다. 이것은 특히 기판의 큰 사이즈, 예컨대 3 m x 3 m에 대해서 그러하다. 일 실시예에서 정렬 시스템은 X-방향으로 일렬로 정렬된 적어도 10 개의, 선택적으로 적어도 50 개의, 그리고 선택적으로 적어도 100 개의 정렬 센서(19)를 포함한다. 일 실시예에서 정렬 센서(19)는 행을 따라 균일하게 이격된다.
정렬 센서의 이러한 배치는 각각의 신탁 마커(102)가 그 행 내의 복수의 정렬 센서(19)에 의하여 이미징되도록 한다. 일 실시예에서 콘트롤러(500)는 기판 테이블(2) 상의 신탁 마커(102)의 이미징 제 1 시간에서, 그리고 기판(17) 상의 신탁 마커(102)의 이미징을 제 2 시간에서 제어하도록 구성된다.
일 실시예에서 콘트롤러(500)는 정렬 데이터를 형성하기 위하여 제 1 시간에서의 신탁 마커(102)의 이미지를 제 2 시간에서의 신탁 마커(102)의 이미지와 비교하도록 구성된다. 정렬 데이터는 기판 테이블(2) 상의 기판(17)의 오정렬을 표시한다.
일 실시예에서 정렬 데이터는 제 1 시간에서의 신탁 마커(102)의 이미지 및 제 2 시간에서의 신탁 마커(102)의 이미지 사이의 위치 천이를 포함한다. 기판(17) 또는 기판 테이블(2)의 오정렬을 결정하기 위하여 두 개의 이미지가 비교된다. 두 개의 이미지는 서로 상관되어 마커 위치에서의 천이를 찾아낼 수 있다. 두 개의 이미지는 상이한 이미지 검출기(91)에 의하여 기록될 수 있다. 바람직하게는, 각각의 이미징 검출기(91)는 이미징 방법 자체에 있는 임의의 불일치를 감소시키기 위하여 모든 다른 이미지 검출기(91)와 실질적으로 동일하다. 두 개의 이미지 간의 상관은 이미지 상관에 대한 공지된 기법에 의하여 수행될 수 있다. 예를 들어, 선형 상관 또는 포물선 피크 정합(parabolic peak fitting) 방법 또는 다른 이미지 분석 및 패턴 인식 알고리즘, 예컨대 상호 정보의 최대화가 사용될 수 있다. 이미지 분석은 디지털 이미지 향상 방법, 예컨대 노이즈제거(denoising), 에지 향상 및/또는 배경 감산을 포함할 수 있다. 검출기(93)에 의하여 검출된 프로파일도 역시 이미지 검출기(91)에 의하여 획득된 이미지에 이미지 처리 동작을 수행하는 동안 고려될 수 있다.
일 실시예에서 콘트롤러(500)는 제 1 시간에서의 신탁 마커(102)의 이미지 및 제 2 시간에서의 신탁 마커(102)의 이미지를 보간하도록 구성된다. 일 실시예에서 보간은 두 개의 이미지들 사이의 비교가 수행되기 이전에 완료된다. 이것은 이미지들 사이의 위치 천이를 서브-픽셀 정확도로 결정하기 위한 것이다. 공지된 기법이 보간을 수행하기 위하여 사용될 수 있다.
패턴을 형성할 때 기판(17)의 정렬을 고려하기 위한 예시적인 방법이 이하 설명된다. 리소그래피 장치에 대한 시스템 클록이 모니터링된다. 특정(예를 들어, 선-결정된) 펄스 시간 세트 포인트에 도달하면, 콘트롤러(500)는 방사선 출력(90)을 제어하여 측정용 방사선 빔을 투영한다. 펄스 시간 세트 포인트에 도달하면, 콘트롤러(500)는 또한 이미지 검출기(91)를 제어하여 기판 테이블(2) 및/또는 기판(17)의 표면으로부터 되돌아 반사된 방사선 빔으로부터의 이미지를 기록한다.
방사선 출력(90) 으로부터의 방사선의 출력의 트리거링의 타이밍 및 이미지 검출기(91) 로부터의 방사선의 출력의 트리거링의 타이밍은 빔 프로파일 검출기(93)에 의하여 검출되는 바와 같은 방사선 빔의 빔 프로파일에 기반하여 동기화된다.
방사선 빔이 디렉팅되었던 신탁 마커의 이미지(102)가 이미지 검출기(91)에 의하여 획득된다. 이미지는 제 1 시간에서 기록되었다. 제 1 시간에서 기록된 이미지는 저장된다.
후속하여, 기판 테이블(2)이 이동할 때, 신탁 마커(102)는 하나의 정렬 센서(19)의 범위로부터 다른 정렬 센서(19)의 범위로 이동한다. 신탁 마커의 이미지(102)는 제 2 시간에서 획득된다. 제 2 시간에서 획득된 이미지는 저장된다.
두 개의 이미지는 상관된다. 이것은 공지된 기법을 사용하여 행해질 수 있다. 이에 옵션으로, 이미지들 내의 검출된 위치 천이가 서브-픽셀 정확도까지 분해된다.
위치 천이를 포함하는 정렬 데이터가 데이터 경로의 제어로 공급되어, 이미지 형성 동작에 필요한 조정이 가해질 수 있게 한다.
일 실시예에서 동일한 신탁 마커(102)의 많은 개수의, 예를 들어 적어도 하나 10 개, 적어도 50 개, 또는 적어도 100 개의 이미지가 획득되고 기록될 수 있다. 일 실시예에서 각각의 후속 이미지는 제 1 시간에서 기록된 제 1 이미지에 대해 상관된다. 그러나, 반드시 그래야 하는 것은 아니다. 예를 들어, 각각의 이미지는 바로 선행하는 이미지, 또는 임의의 다른 선행하는 이미지와 상관될 수 있다. 복수의 상이한 신탁 마커(102)에 대응하는 정렬 데이터가 이러한 방법을 사용하여 고려될 수 있다.
디바이스 제조 방법에 따르면, 디스플레이, 집적 회로 또는 임의의 다른 아이템과 같은 디바이스는 그 위에 패턴이 투영된 기판으로부터 제조될 수 있다.
다른 실시예들은 아래의 번호가 매겨진 절에서 제공된다:
1. 리소그래피 시스템으로서,
방사선 빔을 기판 상의 또는 그 위의 재료층 상에 투영하도록 구성된 투영 시스템을 포함하는 리소그래피 장치;
상기 기판 상에 형성된 패턴을 검사하도록 구성된 검사 시스템으로서, 상기 패턴은 방사선 빔의 적용에 의하여 상기 기판 상에 형성되는, 검사 시스템; 및
상기 리소그래피 장치에 의한 패턴의 형성을 이전에 노광된 패턴의 검사에 관련된, 상기 검사 시스템으로부터의 데이터에 기반하여 제어하도록 구성된 콘트롤러를 포함하는, 리소그래피 시스템.
2. 제 1 절에 있어서,
상기 검사 시스템은 상기 기판 상의 포토레지스트층 내에 형성된 잠상 이미지를 검사하도록 구성되는, 리소그래피 시스템.
3. 제 1 절에 있어서,
상기 검사 시스템은 상기 기판 상의 상기 재료의 액적에 의하여 형성된 패턴을 검사하도록 구성되는, 리소그래피 시스템.
4. 제 1 절 내지 제 3 절 중 어느 하나에 있어서,
상기 콘트롤러는 리소그래피 장치를 제어하여 검사 및 타겟 패턴 간의 비교에 기반하여 패턴을 형성하도록 구성되는, 리소그래피 시스템.
5. 제 4 절에 있어서,
상기 비교는 다음: 검사된 패턴의 결함, 검사된 패턴의 선폭 편차, 검사된 패턴의 배치 편차 및/또는 검사된 패턴의 측벽 각도 편차로부터 선택된 하나 이상의 식별에 기반하는, 리소그래피 시스템.
6. 제 1 절 내지 제 5 절 중 어느 하나에 있어서,
상기 콘트롤러는 복수의 방사선 빔의 각각에 대하여 사용되는 세기를 상기 검사로부터의 데이터에 기반하여 제어하도록 구성되는, 리소그래피 시스템.
7. 제 1 절 내지 제 6 절 중 어느 하나에 있어서,
상기 콘트롤러는 방사선 빔을 제공하는 타이밍을 상기 검사로부터의 데이터에 기반하여 제어하도록 구성되는, 리소그래피 시스템.
8. 제 1 절 내지 제 7 절 중 어느 하나에 있어서,
상기 투영 시스템은 복수의 방사선 빔을 투영하도록 구성되고, 상기 콘트롤러는 검사로부터의 상기 데이터에 기반하여 복수의 방사선 빔의 적어도 두 개 사이의 각도 분리를 제어하도록 구성되는, 리소그래피 시스템.
9. 제 1 절 내지 제 8 절 중 어느 하나에 있어서,
상기 리소그래피 장치는 상기 방사선 빔을 상기 재료층 및/또는 다른 재료층 상에 검사된 패턴의 형성 이후 그리고 리소그래피 장치의 제어 이전에 실질적으로 연속적으로 투영하도록 동작하여 패턴을 상기 검사로부터의 데이터에 기반하여 형성하도록 구성되는, 리소그래피 시스템.
10. 제 1 절 내지 제 9 절 중 어느 하나에 있어서,
상기 검사 시스템은 카메라 어레이를 포함하는, 리소그래피 시스템.
11. 제 1 절 내지 제 10 절 중 어느 하나에 있어서,
상기 검사 시스템은,
제 1 판독 방사선 빔의 상기 기판 상으로의 투영을 상기 패턴이 상기 기판 상에 형성되기 이전에, 그리고 제 2 판독 방사선 빔의 상기 기판 상으로의 투영을 상기 패턴이 상기 기판 상에 형성된 이후에 제어하도록 구성되는 콘트롤러; 및
상기 기판에 의하여 리디렉팅된 상기 제 1 판독 방사선 빔을 검출하고, 그리고 상기 기판에 의하여 리디렉팅된 상기 제 2 판독 방사선 빔을 검출하도록 구성되는 검출기를 포함하고,
상기 검사 시스템의 콘트롤러는 검사 데이터를 형성하기 위하여, 상기 기판에 의하여 리디렉팅된 상기 제 1 판독 방사선 빔의 검출을 상기 기판에 의하여 리디렉팅된 상기 제 2 판독 방사선 빔의 검출과 비교하도록 구성되는, 리소그래피 시스템.
12. 제 11 절에 있어서,
상기 검사 시스템의 콘트롤러는, 상기 제 1 판독 방사선 빔 및 상기 제 2 판독 방사선 빔의, 상기 방사선 빔의 적용에 의해 상기 기판 상에 형성된 패턴과 상기 기판 상의 실질적으로 동일한 위치 상으로의 투영을 제어하도록 구성되는, 리소그래피 시스템.
13. 제 11 절 또는 제 12 절에 있어서,
상기 검사 시스템의 콘트롤러는, 제 1 판독 방사선 빔 및 제 2 판독 방사선 빔의 각각이 상기 방사선 빔보다 더 낮은 세기를 가지도록 방사원을 제어하도록 구성되는, 리소그래피 시스템.
14. 제 11 절 내지 제 13 절 중 어느 하나에 있어서,
상기 검사 시스템의 콘트롤러는, 제 1 판독 방사선 빔 및 제 2 판독 방사선 빔의 각각의 파장이 상기 방사선 빔의 파장과 상이하도록 방사원을 제어하도록 구성되는, 리소그래피 시스템.
15. 제 14 절에 있어서,
상기 재료층은 포토레지스트층이고;
상기 검사 시스템의 콘트롤러는 상기 제 1 판독 방사선 빔 및 제 2 판독 방사선 빔의 각각의 파장이 상기 포토레지스트층이 민감한 파장의 범위 밖에 있도록 방사원을 제어하도록 구성되는, 리소그래피 시스템.
16. 제 13 절 또는 제 14 절에 있어서,
상기 검사 시스템은 제 1 판독 방사선 빔 및 제 2 판독 방사선 빔으로부터 상기 투영 시스템에 의하여 투영된 방사선 빔을 분리하도록 구성되는 이색성 빔스플리터를 포함하는, 리소그래피 시스템.
17. 제 11 절 내지 제 16 절 중 어느 하나에 있어서,
상기 검사 시스템의 콘트롤러는 단일 방사원을 제어하여 상기 제 1 판독 방사선 빔 및 제 2 판독 방사선 빔을 투영하도록 구성되고; 그리고
상기 검사 시스템은 상기 단일 방사원에 의하여 투영된 방사선 빔을 상기 제 1 판독 방사선 빔 및 제 2 판독 방사선 빔으로 분할하도록 구성된 방사선 빔 스플리터를 포함하는, 리소그래피 시스템.
18. 제 11 절 내지 제 17 절 중 어느 하나에 있어서,
상기 검사 시스템은 상기 제 1 판독 방사선 빔 및/또는 제 2 판독 방사선 빔의 프로파일을 검출하도록 구성된 빔 프로파일 검출기를 포함하는, 리소그래피 시스템.
19. 제 18 절에 있어서,
상기 검사 시스템의 콘트롤러는 상기 제 1 판독 방사선 빔 및/또는 제 2 판독 방사선 빔의 투영의 타이밍을 상기 빔 프로파일 검출기에 의하여 검출된 제 1 판독 방사선 빔 및/또는 제 2 판독 방사선 빔의 프로파일에 기반하여 제어하도록 구성되는, 리소그래피 시스템.
20. 제 1 절 내지 제 19 절 중 어느 하나에 있어서,
상기 검사 시스템은 상기 리소그래피 장치에 부착되고 및/또는 상기 리소그래피 장치는 상기 콘트롤러를 포함하는, 리소그래피 시스템.
21. 제 20 절에 있어서,
상기 콘트롤러는 상기 리소그래피 장치가 상기 기판의 상기 투영 시스템에 상대적인 단일 순방향 스캐닝 이동 도중에 상기 패턴을 형성하게 제어하도록 구성되고,
상기 리소그래피 시스템은, 상기 검사 시스템이 상기 기판의 상기 투영 시스템에 상대적인 단일 역방향 스캐닝 이동 도중에 상기 패턴을 검사하도록 구성되는, 리소그래피 시스템.
22. 제 20 절 또는 제 21 절에 있어서,
상기 검사로부터의 데이터는 상기 검사 시스템이 부착되는 상기 리소그래피 장치의 후속 노광 동작을 위하여 사용되는, 리소그래피 시스템.
23. 제 20 절 내지 제 22 절 중 어느 하나에 있어서,
상기 검사로부터의 데이터는 상기 검사 시스템이 부착되는 상기 리소그래피 장치와 상이한 리소그래피 장치의 후속 노광 동작을 위하여 사용되는, 리소그래피 시스템.
24.
제 20 절 내지 제 23 절 중 어느 하나에 있어서,
상기 리소그래피 장치는 상기 투영 시스템이 부착된 고립된 프레임을 포함하고, 상기 검사 시스템은 상기 고립된 프레임에 부착되는, 리소그래피 시스템.
25. 제 20 절 내지 제 24 절 중 어느 하나에 있어서,
상기 검사 시스템은 상기 방사선 빔을 상기 재료층 상에 투영하는 공정 도중에 기판의 상기 투영 시스템에 상대적인 이동에 대하여 상기 투영 시스템의 하류에 있는, 리소그래피 시스템.
26. 제 20 절 내지 제 25 절 중 어느 하나에 있어서,
상기 리소그래피 장치는 상기 기판의 위치를 측정하도록 구성된 정렬 센서를 포함하고;
상기 콘트롤러는 상기 기판의 측정된 위치에 기반하여, 상기 리소그래피 장치가 상기 패턴을 상기 기판 상의 타겟 위치에 형성하도록 상기 리소그래피 장치를 제어하도록 구성되며; 그리고
상기 리소그래피 장치는 상기 정렬 센서가 부착되는 고립된 프레임을 포함하고, 상기 검사 시스템은 상기 고립된 프레임에 부착되는, 리소그래피 시스템.
27. 제 26 절에 있어서,
상기 투영 시스템은 상기 고립된 프레임에 부착되는, 리소그래피 시스템.
28. 제 1 절 내지 제 27 절 중 어느 하나에 있어서,
상기 리소그래피 장치는 기판 상의 노광된 패턴을 검사하도록 각각 구성되는 두 개의 검사 시스템을 포함하고,
상기 방사선 빔을 상기 재료층 상에 투영하는 공정 도중에 기판의 상기 투영 시스템에 상대적인 이동에 대하여, 상기 검사 시스템 중 하나는 상기 투영 시스템의 상류에 있고 다른 검사 시스템은 상기 투영 시스템의 하류에 있는, 리소그래피 시스템.
29. 제 1 절 내지 제 28 절 중 어느 하나에 있어서,
상기 리소그래피 장치는 상기 방사선 빔을 제공하도록 구성된 프로그램가능한 패터닝 디바이스를 포함하는, 리소그래피 시스템.
30. 제 29 절에 있어서,
상기 투영 시스템은 상기 기판의 노광 동안에 프로그램가능한 패터닝 디바이스에 대하여 이동하도록 구성되는, 리소그래피 장치.
31. 제 29 절 또는 제 30 절에 있어서,
상기 리소그래피 장치는 상기 투영 시스템의 적어도 일부가 상기 평면 투영 시스템의 광축에 대해 실질적으로 수직인 평면에서 상기 프로그램가능한 패터닝 디바이스에 상대적으로 회전하게 하도록 구성되는 액추에이터를 포함하는, 리소그래피 시스템.
32. 제 1 절 내지 제 31 절 중 어느 하나에 있어서,
상기 기판의 위치, 또는 위치의 변화를 상기 리소그래피 장치의 패턴 형성 동작 도중에 상기 기판이 상기 투영 시스템에 상대적으로 이동할 때 측정하도록 구성된 정렬 시스템; 및
상기 리소그래피 장치가 상기 패턴을 상기 기판 상의 타겟 위치 상에 형성하도록, 상기 패턴 형성 동작 도중에 측정된, 상기 정렬 시스템으로부터의 정렬 데이터에 기반하여 상기 패턴 형성 동작을 제어하도록 구성되는 콘트롤러를 포함하는, 리소그래피 시스템.
33. 제 32 절에 있어서,
상기 정렬 시스템은 고립된 계측 프레임에 부착된 복수의 정렬 센서를 포함하는, 리소그래피 시스템.
34. 제 32 절 또는 제 33 절에 있어서,
상기 정렬 시스템은 제 1 시간에서의 상기 기판 또는 기판 테이블 상의 신탁 마커의 이미징, 및 제 2 시간에서의 상기 기판 또는 기판 테이블 상의 상기 신탁 마커의 이미징을 제어하도록 구성되는 정렬 콘트롤러를 포함하고,
상기 정렬 시스템의 콘트롤러는, 정렬 데이터를 형성하기 위하여, 상기 제 1 시간에서의 상기 신탁 마커의 이미지를 상기 제 2 시간에서의 상기 신탁 마커의 이미지와 비교하도록 구성되는, 리소그래피 시스템.
35. 제 34 절에 있어서,
상기 정렬 데이터는 상기 제 1 시간에서의 상기 신탁 마커의 이미지 및 상기 제 2 시간에서의 상기 신탁 마커의 이미지 사이의 위치 천이를 표시하는, 리소그래피 시스템.
36. 제 35 절에 있어서,
상기 정렬 시스템의 콘트롤러는 천이를 서브-픽셀 정확도로 결정하기 위하여, 비교를 수행하기 이전에 제 1 시간에서의 신탁 마커의 이미지 및 제 2 시간에서의 신탁 마커의 이미지를 보간하도록 구성되는, 리소그래피 시스템.
37. 제 32 절 내지 제 36 절 중 어느 하나에 있어서,
상기 검사 시스템은,
방사선 빔을 투영하여 상기 기판 또는 기판 테이블의 위치, 또는 위치의 변화를 측정하도록 구성되는 방사선 출력; 및
상기 방사선 빔의 프로파일을 검출하도록 구성되는 빔 프로파일 검출기를 포함하는, 리소그래피 시스템.
38. 제 37 절에 있어서,
상기 검사 시스템의 콘트롤러는 상기 방사선 빔의 투영의 타이밍을 상기 빔 프로파일 검출기에 의하여 검출된 상기 방사선 빔의 프로파일에 기반하여 제어하도록 구성되는, 리소그래피 시스템.
39. 제 37 절 또는 제 38 절에 있어서,
상기 검사 시스템은 상기 신탁 마커를 검출하기 위한 빔의 일부를 상기 빔 프로파일 검출기로 우회(divert)시키도록 구성되는 빔 스플리터를 포함하는, 리소그래피 시스템.
40. 리소그래피 장치의 제어 방법으로서,
방사선 빔을 상기 기판 상의 또는 그 위의 재료층 상에 투영하는 단계;
상기 기판 상에 형성된 패턴을 검사하는 단계로서, 상기 패턴은 상기 방사선 빔의 적용에 의하여 상기 기판 상에 형성되는, 단계; 및
상기 리소그래피 장치가 이전에 노광된 패턴의 검사로부터의 데이터에 기반하여 패턴을 형성하도록 제어하는 단계를 포함하는, 방법.
41. 디바이스 제조 방법으로서,
제 40 절에 따른 리소그래피 장치의 제어 방법; 및
디바이스를 제조하는 공정을 일부로서, 상기 리소그래피 장치를 사용하여 패턴을 기판 상에 형성하는 단계를 포함하는, 방법.
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 좀더 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.
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.
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.
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 (15)

  1. 리소그래피 시스템으로서,
    방사선 빔을 기판 상의 또는 그 위의 재료층 상에 투영하도록 구성된 투영 시스템을 포함하는 리소그래피 장치;
    상기 기판 상에 형성된 패턴을 검사하도록 구성된 검사 시스템으로서, 상기 패턴은 방사선 빔의 적용에 의하여 상기 기판 상에 형성되는, 검사 시스템; 및
    상기 리소그래피 장치에 의한 패턴의 형성을 이전에 노광된 패턴의 검사에 관련된, 상기 검사 시스템으로부터의 데이터에 기반하여 제어하도록 구성된 콘트롤러를 포함하는, 리소그래피 시스템.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 검사 시스템은 상기 기판 상의 상기 재료의 액적에 의하여 형성된 패턴을 검사하도록 구성되는, 리소그래피 시스템.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 투영 시스템은 복수의 방사선 빔을 투영하도록 구성되고, 상기 콘트롤러는 검사로부터의 상기 데이터에 기반하여 복수의 방사선 빔의 적어도 두 개 사이의 각도 분리를 제어하도록 구성되는, 리소그래피 시스템.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 검사 시스템은,
    제 1 판독 방사선 빔의 상기 기판 상으로의 투영을 상기 패턴이 상기 기판 상에 형성되기 이전에, 그리고 제 2 판독 방사선 빔의 상기 기판 상으로의 투영을 상기 패턴이 상기 기판 상에 형성된 이후에 제어하도록 구성되는 콘트롤러; 및
    상기 기판에 의하여 리디렉팅된 상기 제 1 판독 방사선 빔을 검출하고, 그리고 상기 기판에 의하여 리디렉팅된 상기 제 2 판독 방사선 빔을 검출하도록 구성되는 검출기를 포함하고,
    상기 검사 시스템의 콘트롤러는 검사 데이터를 형성하기 위하여, 상기 기판에 의하여 리디렉팅된 상기 제 1 판독 방사선 빔의 검출을 상기 기판에 의하여 리디렉팅된 상기 제 2 판독 방사선 빔의 검출과 비교하도록 구성되는, 리소그래피 시스템.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 검사 시스템의 콘트롤러는, 상기 제 1 판독 방사선 빔 및 상기 제 2 판독 방사선 빔의, 상기 방사선 빔의 적용에 의해 상기 기판 상에 형성된 패턴과 상기 기판 상의 실질적으로 동일한 위치 상으로의 투영을 제어하도록 구성되는, 리소그래피 시스템.
  6. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 검사 시스템은 상기 리소그래피 장치에 부착되고 및/또는 상기 리소그래피 장치는 상기 콘트롤러를 포함하는, 리소그래피 시스템.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 콘트롤러는 상기 리소그래피 장치가 상기 기판의 상기 투영 시스템에 상대적인 단일 순방향 스캐닝 이동 도중에 상기 패턴을 형성하게 제어하도록 구성되고,
    상기 리소그래피 시스템은, 상기 검사 시스템이 상기 기판의 상기 투영 시스템에 상대적인 단일 역방향 스캐닝 이동 도중에 상기 패턴을 검사하도록 구성되는, 리소그래피 시스템.
  8. 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 리소그래피 장치는 기판 상의 노광된 패턴을 검사하도록 각각 구성되는 두 개의 검사 시스템을 포함하고,
    상기 방사선 빔을 상기 재료층 상에 투영하는 공정 도중에 기판의 상기 투영 시스템에 상대적인 이동에 대하여, 상기 검사 시스템 중 하나는 상기 투영 시스템의 상류에 있고 다른 검사 시스템은 상기 투영 시스템의 하류에 있는, 리소그래피 시스템.
  9. 제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 리소그래피 장치는 상기 방사선 빔을 제공하도록 구성된 프로그램가능한 패터닝 디바이스를 포함하는, 리소그래피 시스템.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 리소그래피 장치는 상기 투영 시스템의 적어도 일부가 상기 평면 투영 시스템의 광축에 대해 실질적으로 수직인 평면에서 상기 프로그램가능한 패터닝 디바이스에 상대적으로 회전하게 하도록 구성되는 액추에이터를 포함하는, 리소그래피 시스템.
  11. 제 1 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 기판의 위치, 또는 위치의 변화를 상기 리소그래피 장치의 패턴 형성 동작 도중에 상기 기판이 상기 투영 시스템에 상대적으로 이동할 때 측정하도록 구성된 정렬 시스템; 및
    상기 리소그래피 장치가 상기 패턴을 상기 기판 상의 타겟 위치 상에 형성하도록, 상기 패턴 형성 동작 도중에 측정된, 상기 정렬 시스템으로부터의 정렬 데이터에 기반하여 상기 패턴 형성 동작을 제어하도록 구성되는 콘트롤러를 포함하는, 리소그래피 시스템.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 정렬 시스템은 제 1 시간에서의 상기 기판 또는 기판 테이블 상의 신탁 마커의 이미징, 및 제 2 시간에서의 상기 기판 또는 기판 테이블 상의 상기 신탁 마커의 이미징을 제어하도록 구성되는 정렬 콘트롤러를 포함하고,
    상기 정렬 시스템의 콘트롤러는, 정렬 데이터를 형성하기 위하여, 상기 제 1 시간에서의 상기 신탁 마커의 이미지를 상기 제 2 시간에서의 상기 신탁 마커의 이미지와 비교하도록 구성되는, 리소그래피 시스템.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 정렬 데이터는 상기 제 1 시간에서의 상기 신탁 마커의 이미지 및 상기 제 2 시간에서의 상기 신탁 마커의 이미지 사이의 위치 천이를 표시하는, 리소그래피 시스템.
  14. 리소그래피 장치의 제어 방법으로서,
    방사선 빔을 상기 기판 상의 또는 그 위의 재료층 상에 투영하는 단계;
    상기 기판 상에 형성된 패턴을 검사하는 단계로서, 상기 패턴은 상기 방사선 빔의 적용에 의하여 상기 기판 상에 형성되는, 단계; 및
    상기 리소그래피 장치가 이전에 노광된 패턴의 검사로부터의 데이터에 기반하여 패턴을 형성하도록 제어하는 단계를 포함하는, 방법.
  15. 디바이스 제조 방법으로서,
    제 40 항에 청구된 바와 같은, 리소그래피 장치의 제어 방법; 및
    디바이스를 제조하는 공정의 일부로서, 기판 상에 패턴을 형성하기 위하여 상기 리소그래피 장치를 사용하는 단계를 포함하는, 방법.
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