KR20150046212A - 패턴을 준비하는 방법, 마스크 세트를 형성하는 방법, 디바이스 제조 방법 및 컴퓨터 프로그램 - Google Patents

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Abstract

디바이스의 단일 층을 형성하기 위해 2 이상의 노광들이 사용되는 다중 패터닝 기술들에서, 다중 노광들 사이에 단일 층의 피처들의 분할은 다른 연계된 층의 피처들을 참조하여 추가적으로 수행되며, 별도의 노광을 위해 피처들의 2 이상의 세트들로 그 층을 분할한다. 다중 노광 공정은 바람직하게는 반복되는 리소-에치 단계들을 수반하는 공정일 수 있으며, 분할된 층들의 노광 중에 이용되는 정렬 방식은 분할 접근법을 참조하여 최적화된다.

Description

패턴을 준비하는 방법, 마스크 세트를 형성하는 방법, 디바이스 제조 방법 및 컴퓨터 프로그램{METHOD OF PREPARING A PATTERN, METHOD OF FORMING A MASK SET, DEVICE MANUFACTURING METHOD AND COMPUTER PROGRAM}
본 출원은 2012년 8월 20일에 출원된 미국 가출원 61/691,231의 이익을 주장하며, 이는 본 명세서에 전문이 인용 참조된다.
본 발명은 리소그래피 장치를 이용하는 디바이스 제조 방법을 위한 패턴을 준비하는 방법, 특히 디바이스의 단일 층의 피처들(features)이 다중 노광 단계들에서 패터닝되는 방법, 마스크 세트를 형성하는 방법, 디바이스 제조 방법, 및 컴퓨터 프로그램에 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 개별층에 형성될 회로 패턴을 생성하기 위해 사용될 수 있다. 이 패턴은 기판(예컨대, 실리콘 웨이퍼)의 (예를 들어, 다이의 일부분, 한 개 또는 수 개의 다이들을 포함하는) 타겟부 상으로 전사(transfer)될 수 있다. 패턴의 전사는, 통상적으로 기판에 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 조사되는(irradiated), 소위 스테퍼, 및 방사선 빔을 통해 주어진 방향("스캐닝"- 방향)으로 패턴을 스캐닝하는 한편, 이 방향과 평행한 방향(같은 방향으로 평행한 방향) 또는 역-평행 방향(반대 방향으로 평행한 방향)으로 기판을 동기적으로 스캐닝함으로써 각각의 타겟부가 조사되는, 소위 스캐너를 포함한다. 또한, 기판 상에 패턴을 임프린트(imprint)함으로써, 패터닝 디바이스로부터 기판으로 패턴을 전사할 수도 있다.
리소그래피 투영 장치에서 투영 시스템의 최종 요소와 기판 사이의 공간을 채우기 위해 비교적 높은 굴절률을 갖는 액체(예를 들어, 물)에 기판을 침지(immerse)시키는 것이 제안되었다. 일 실시예에서, 액체는 증류수이지만, 다른 액체가 사용될 수 있다. 본 발명의 일 실시예는 액체에 관련하여 설명될 것이다. 하지만, 또 다른 유체, 특히 습식 유체(wetting fluid), 비압축성 유체(incompressible fluid), 및/또는 공기보다 높은 굴절률을 갖고, 바람직하게는 물보다 높은 굴절률을 갖는 유체가 적합할 수 있다. 가스들을 배제시킨 유체들이 특히 바람직하다. 이것의 핵심은, 노광 방사선이 액체 내에서 더 짧은 파장을 가지기 때문에 더 작은 피처들을 이미징할 수 있다는 것에 있다[또한, 액체의 효과는 시스템의 유효 개구수(NA)를 증가시키고 초점심도(depth of focus)를 증가시키는 것으로도 간주될 수 있다]. 고체 입자들(예를 들어, 석영)이 부유되어 있는 물, 또는 나노-입자 부유물(예를 들어, 10 nm 이하의 최대 치수를 갖는 입자들)을 갖는 액체를 포함하는 다른 침지 액체들이 제안되었다. 부유된 입자들은 입자들이 부유된 액체와 유사하거나 동일한 굴절률을 가질 수 있거나 또는 가질 수 없다. 적합할 수 있는 다른 액체로는, 탄화수소, 예컨대 방향족, 불화탄화수소(fluorohydrocarbon), 및/또는 수용액이 있다.
리소그래피 공정들에서는, 다수의 층들이 서로에 대해 정확히 패터닝되어야 한다. 오버레이 오차들로 알려져 있는 디바이스 층들 간의 위치설정 오차들은 허용가능한 한계 내에서 유지되어야 하며, 이는 형성되어야 할 피처들의 크기가 감소함에 따라 더 엄격해지고 있는 추세이다. 또한, 리소그래피를 이용하여 형성될 수 있는 피처들의 크기를 감소시키기 위해, 소위 다중 패터닝 기술들이 개발되었다. 리소-에치-리소-에치(litho-etch-litho-etch) 및 스페이서-기반 공정들(spacer-based processes)과 같은 다중 패터닝 기술들은 다중 리소그래피 패터닝 단계들을 이용하여 디바이스의 단일 층의 피처들을 정의한다. 또한, 이러한 기술들이 이용될 때, 단일 층을 형성하는데 이용되는 다중 패터닝 단계들 간의 오버레이 오차들은, 흔히 별도의 디바이스 층들 간의 오버레이 오차보다 더 엄격하게 최소화되어야 한다. 또한, 이는, 더 작은 피처들이 형성되기 때문에 오버레이 요건들이 불가피하게 더 엄격해지는 사실 이외에도, 단일 층을 형성하게 하는 다중 패터닝 단계들 간의 오버레이 오차들이 CD 균일성 또는 라인 에지 거칠기(line edge roughness) 문제들을 유도하기 때문이다.
오버레이 오차들을 감소시키는 다수의 기술이 알려져 있다. 예를 들어, 리소그래피 장치의 메트롤로지 성능 및 위치설정 성능을 개선하기 위한 노력이 행해질 수 있다. 리소그래피 장치의 그룹이 공동의 성능 레벨(common performance level)로 작동하는 것을 보장하기 위해 캘리브레이션 시스템(calibration system)이 사용될 수 있다. 디바이스의 임계 층들은, 특정 장치의 특정 기판 테이블이 항상 모든 기판들의 임계 층들의 패터닝을 위해 사용되는 전용-척 공정(dedicated-chuck process)을 이용하여 제조될 수 있다. 하지만, 이러한 기술들 중 어느 것도 오버레이 성능의 충분한 개선을 제공하지 않는다. 또한, 이러한 모든 기술들은 단점들을 가지며, 특히 이러한 단점들은 스루풋(throughput)을 감소시키고, 이에 의해 장치의 소유 비용(cost of ownership)을 증가시킨다.
그러므로, 디바이스의 단일 층의 피처들이 다중 노광 단계들에서 패터닝되고, 동일한 디바이스의 다른 층들의 피처들에 대해 상호관련되는(correlated) 다중 패터닝 기술들에서, 오버레이 오차들을 감소시키는 기술을 제공하는 것이 바람직하다.
본 발명의 일 실시형태에 따르면, 리소그래피 장치를 이용하는 디바이스 제조 방법을 위한 노광 패턴을 준비하는 방법이 제공되며, 상기 방법은, 상기 리소그래피 장치를 이용하여 디바이스의 제 1 층을 정의하는데 사용될 제 1 패턴을 나타내는 제 1 데이터를 수신하는 단계; 상기 리소그래피 장치를 이용하여 디바이스의 제 2 층을 정의하는데 사용될 제 2 패턴을 나타내는 제 2 데이터를 수신하는 단계 - 상기 제 2 층은 상기 제 1 층과 연계됨 -; 제 1 규칙에 따라 제 1 세트 및 제 2 세트에 상기 제 1 패턴의 피처들을 할당하는 제 1 할당 단계; 제 2 규칙에 따라 제 3 세트 및 제 4 세트에 상기 제 2 패턴의 피처들을 할당하는 제 2 할당 단계 - 상기 제 2 규칙은 상기 제 1 할당 단계의 결과들을 고려함 - 를 포함한다.
본 발명의 일 실시형태에 따르면, 마스크 세트를 형성하는 방법이 제공되며, 상기 방법은, 앞서 설명된 바와 같은 방법에 따라 노광 패턴을 준비하는 단계; 마스크들의 세트를 형성하는 단계를 포함하고, 상기 마스크들의 세트는 복수의 마스크들을 포함하며, 각각의 마스크는 피처들의 세트들의 각각의 세트를 구현한다.
본 발명의 일 실시형태에 따르면, 리소그래피 장치를 이용하는 디바이스 제조 방법이 제공되며, 상기 방법은, 앞서 설명된 바와 같은 마스크들의 세트를 형성하는 단계; 기판을 각각의 패턴에 노출시키기 위해 상기 기판 상으로 복수의 마스크들 중 하나에 의해 패터닝된 빔을 투영하는 단계; 상기 기판 위에 노출된 패턴을 고정시키기 위해 상기 기판을 처리하는 단계; 및 상기 복수의 마스크들의 각기 다른 것을 이용하여 상기 투영하는 단계 및 처리하는 단계를 반복하는 단계를 포함한다.
본 발명의 일 실시형태에 따르면, 리소그래피 장치를 이용하는 디바이스 제조 방법을 위한 노광 패턴을 프로그램하는 컴퓨터 프로그램이 제공되며, 상기 프로그램은, 컴퓨터 시스템에 의해 실행될 때, 상기 리소그래피 장치를 이용하여 디바이스의 제 1 층을 정의하는데 사용될 제 1 패턴을 나타내는 제 1 데이터를 수신하고, 상기 리소그래피 장치를 이용하여 디바이스의 제 2 층을 정의하는데 사용될 제 2 패턴을 나타내는 제 2 데이터를 수신하며 - 상기 제 2 층은 상기 제 1 층과 연계됨 -, 제 1 규칙에 따라 제 1 세트 및 제 2 세트에 상기 제 1 패턴의 피처들을 할당하는 제 1 할당을 수행하고; 제 2 규칙에 따라 제 3 세트 및 제 4 세트에 상기 제 2 패턴의 피처들을 할당하는 제 2 할당을 수행하도록 - 상기 제 2 규칙은 상기 제 1 할당의 결과들을 고려함 -, 상기 컴퓨터 시스템에게 지시하는 코드를 포함한다.
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 2 및 도 3은 리소그래피 투영 장치에서 사용하기 위한 액체 공급 시스템을 도시하는 도면;
- 도 4는 리소그래피 투영 장치에 사용하기 위한 또 다른 액체 공급 시스템을 도시하는 도면;
- 도 5는 침지 액체 공급 시스템으로서 본 발명의 일 실시예에서 사용될 수 있는 방벽 부재(barrier member)의 단면도;
- 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 리소그래피 장치를 도시하는 도면;
- 도 7은 도 6의 장치의 상세도;
- 도 8은 도 6 및 도 7의 장치의 소스 컬렉터 장치의 상세도;
- 도 9는 각각의 층이 두 노광들 사이에서 분할되는 방식을 나타내는 디바이스 패턴의 2 개의 연계 층들을 도시하는 도면;
- 도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른, 각각의 층의 피처들이 2 개의 패터닝 층들 사이에서 분할되는 방식을 나타내는 디바이스 패턴의 2 개의 연계 층들을 도시하는 도면;
- 도 11은 종래의 정렬 방식(alignment scheme)을 도시하는 도면;
- 도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 정렬 방식을 도시하는 도면;
- 도 13은 본 발명의 일 실시예에 따른 정렬 방식을 도시하는 도면;
- 도 14는 본 발명의 일 실시예에 따른 정렬 방식을 도시하는 도면;
- 도 15는 본 발명의 일 실시예에 따른 패턴 분할 방법을 도시하는 도면;
- 도 16은 본 발명의 일 실시예에 따른 디바이스 제조 방법을 도시하는 도면;
- 도 17은 형성될 디바이스 패턴을 도시하는 도면;
- 도 18a 내지 도 18e는 도 17의 디바이스 패턴을 형성하는 방법의 단계들을 도시하는 도면들;
- 도 19는 본 발명의 일 실시예에 따른 다중 노광 단계들 사이에서 도 17의 패턴을 형성하는데 사용되는 피처들의 분류(division)를 도시하는 도면;
- 도 20은 본 발명의 일 실시예에 따른 디바이스 패턴을 형성하는데 사용될 피처들의 분류를 도시하는 도면;
- 도 21은 본 발명의 일 실시예에 따른 다중 노광 단계들 사이에서 분류되는 피처들을 갖는 패턴을 도시하는 도면; 및
- 도 22는 도 21의 패턴의 몇몇 피처들의 단면도이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 리소그래피 장치를 개략적으로 도시한다. 상기 장치는:
- 방사선 빔(B)(예를 들어, UV 방사선, DUV 방사선 또는 EUV 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 타입의 광학 구성요소들, 또는 그 여하한의 조합과 같은 다양한 타입들의 광학 구성요소들을 포함할 수 있다.
지지 구조체(MT)는 패터닝 디바이스를 유지한다. 지지 구조체(MT)는 패터닝 디바이스의 방위, 리소그래피 장치의 디자인, 및 예를 들어 패터닝 디바이스가 진공 환경에서 유지되는지의 여부와 같은 다른 조건들에 의존하는 방식으로 패터닝 디바이스를 유지한다. 지지 구조체(MT)는 패터닝 디바이스를 유지하기 위해 기계적, 진공, 정전기, 또는 다른 클램핑 기술들을 이용할 수 있다. 지지 구조체(MT)는, 예를 들어 필요에 따라 고정되거나 이동가능할 수 있는 프레임 또는 테이블일 수 있다. 지지 구조체(MT)는, 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 피처들(phase-shifting features) 또는 소위 어시스트 피처들(assist features)을 포함하는 경우, 기판의 타겟부의 원하는 패턴과 정확히 일치하지 않을 수도 있다는 것을 유의하여야 한다. 일반적으로, 방사선 빔에 부여된 패턴은 집적 회로와 같이 타겟부에 생성될 디바이스의 특정 기능 층에 대응할 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 이의 여하한의 조합을 포함하는 여하한 타입의 시스템을 포괄하는 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, 투과 마스크를 채택하는) 투과형으로 구성된다. 대안적으로, 상기 장치는 (예를 들어, 앞서 언급된 바와 같은 타입의 프로그램가능한 거울 어레이를 채택하거나, 반사 마스크를 채택하는) 반사형으로 구성될 수 있다.
리소그래피 장치는 기판 스테이지 또는 기판 테이블과 같은 2 이상의 기판 지지 구조체들, 및/또는 패터닝 디바이스들을 위한 2 이상의 지지 구조체들을 갖는 형태로 구성될 수 있다. 다수의 기판 스테이지들을 갖는 장치에서는, 모든 기판 테이블들이 동등하며 상호교환가능할 수 있다. 일 실시예에서, 다수의 기판 스테이지들 중 적어도 하나는 노광 단계들을 위해 특별히 구성되고, 다수의 기판 스테이지들 중 적어도 하나는 측정 또는 준비 단계들을 위해 특별히 구성된다. 본 발명의 일 실시예에서는 다수의 기판 스테이지들 중 1 이상이 측정 스테이지에 의해 대체된다. 측정 스테이지는, 센서 시스템의 타겟 및/또는 센서 검출기와 같은 1 이상의 센서 시스템들을 적어도 부분적으로 포함하지만, 기판을 지지하지는 않는다. 측정 스테이지는 패터닝 디바이스를 위한 지지 구조체 또는 기판 스테이지 대신 투영 빔에 위치가능하다. 이러한 장치에서는 추가 스테이지들이 병행하여 사용될 수 있거나, 1 이상의 스테이지들이 노광에 사용되고 있는 동안 1 이상의 다른 스테이지들에서는 준비작업 단계가 수행될 수 있다.
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, 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 시스템이라고도 칭해질 수 있다.
일루미네이터(IL)는 방사선 빔의 각도 세기 분포를 조정하도록 구성된 조정기(AM)를 포함할 수 있다. 일반적으로, 일루미네이터의 퓨필 평면의 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. 소스(SO)와 유사하게, 일루미네이터(IL)는 리소그래피 장치의 일부분을 형성하는 것으로 간주될 수 있거나 간주되지 않을 수도 있다. 예를 들어, 일루미네이터(IL)는 리소그래피 장치의 통합부일 수 있거나, 리소그래피 장치로부터 별도의 개체일 수 있다. 후자의 경우, 리소그래피 장치는 일루미네이터(IL)가 그 위에 장착되도록 구성될 수 있다. 선택적으로, 일루미네이터(IL)는 분리가능하며(detachable), (예를 들어, 리소그래피 장치 제조업자 또는 다른 공급자에 의해) 별도로 제공될 수도 있다.
방사선 빔(B)은 지지 구조체(예를 들어, 마스크 테이블)(MT)에 유지되어 있는 패터닝 디바이스(예를 들어, 마스크)(MA)에 입사되며, 패터닝 디바이스에 의해 패터닝된다. 패터닝 디바이스(Ma)를 가로질렀으면, 방사선 빔(B)은 투영 시스템(PS)을 통과하여 기판(W)의 타겟부(C) 상에 상기 빔을 포커스한다. 기판(W)은 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 홀더에 의해 기판 테이블(WT)에 유지되며, 아래에 더 자세히 설명된다. 제 2 위치설정기(PW) 및 위치 센서(IF)[예를 들어, 간섭계 디바이스(interferometric device), 리니어 인코더(linear encoder) 또는 용량성 센서(capacitive sensor)]의 도움으로, 기판 테이블(WT)은 예를 들어 방사선 빔(B)의 경로에 상이한 타겟부들(C)을 위치시키도록 정확하게 이동될 수 있다. 이와 유사하게, 제 1 위치설정기(PM) 및 (도 1에 명확히 도시되지 않은) 또 다른 위치 센서는, 예를 들어 마스크 라이브러리(mask library)로부터의 기계적인 회수 후에, 또는 스캔하는 동안, 방사선 빔(B)의 경로에 대해 패터닝 디바이스(Ma)를 정확히 위치시키는데 사용될 수 있다. 일반적으로, 지지 구조체(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, 지지 구조체(MT)는 단-행정 액추에이터에만 연결되거나 고정될 수 있다. 패터닝 디바이스(Ma) 및 기판(W)은 패터닝 디바이스 정렬 마크들(M1 및 M2) 및 기판 정렬 마크들(P1 및 P2)을 이용하여 정렬될 수 있다. 비록, 예시된 기판 정렬 마크들이 지정된(dedicated) 타겟부들을 차지하고 있지만, 그들은 타겟부들 사이의 공간들에 위치될 수도 있다[이들은 스크라이브-레인 정렬 마크들(scribe-lane alignment marks)로 알려져 있다]. 이와 유사하게, 패터닝 디바이스(MA)에 1 이상의 다이가 제공되는 상황들에서, 패터닝 디바이스 정렬 마크들은 다이들 사이에 위치될 수 있다.
도시된 장치는 다음 모드들 중 적어도 하나에 사용될 수 있다:
1. 스텝 모드에서, 지지 구조체(MT) 및 기판 테이블(WT)은 본질적으로 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, 지지 구조체(MT) 및 기판 테이블(WT)은 방사선 빔에 부여된 패턴이 타겟부(C) 상에 투영되는 동안에 동기적으로 스캐닝된다[즉, 단일 동적 노광(single dynamic exposure)]. 지지 구조체(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, 지지 구조체(MT)는 프로그램가능한 패터닝 디바이스를 유지하여 본질적으로 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)의 매 이동 후에, 또는 스캔 중에 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.
다수의 리소그래피 장치들에서는, 더 작은 피처들의 이미징을 가능하게 하고 및/또는 장치의 유효 NA를 증가시키기 위해 액체 공급 시스템(IH)을 이용하여 투영 시스템의 최종 요소 사이에 유체, 특히 액체가 제공된다. 본 발명의 일 실시예는 이러한 침지 장치를 참조하여 아래에 더 자세히 설명되지만, 비-침지 장치에도 동일하게 구현될 수 있다. 투영 시스템의 최종 요소와 기판 사이에 액체를 제공하는 구성들은 적어도 2 개의 일반적인 카테고리들로 분류될 수 있다. 이들은 배스 타입 구성(bath type arrangement) 및 소위 국부화된 침지 시스템(localized immersion system)이다. 배스 타입 구성에서는, 기판의 실질적으로 전체 및 기판 테이블의 선택적인 부분이 액체 배스에 담가진다(submersed). 국부화된 침지 시스템은 기판의 국부화된 영역에만 액체가 제공되는 액체 공급 시스템을 이용한다. 후자의 카테고리에서, 액체에 의해 채워진 공간은 평면에서 기판의 최상부 표면보다 작으며, 액체로 채워진 영역은 기판이 상기 영역 밑으로 이동하는 동안 투영 시스템에 대해 실질적으로 정지한 상태로 유지된다. 본 발명의 일 실시예가 추구하는 또 다른 구성은 액체가 비-한정되는(unconfined) 완전 습식 솔루션(all wet solution)이다. 이 구성에서는, 기판의 실질적으로 전체 최상부 표면, 및 기판 테이블의 전체 또는 일부분이 침지 액체로 덮인다. 적어도 기판을 덮는 액체의 깊이는 얕다. 이러한 액체는 기판 상의 액체의 막, 예컨대 박막일 수 있다.
4 개의 상이한 타입의 국부화된 액체 공급 시스템들이 도 2 내지 도 5에 도시된다. 도 2 내지 도 5의 액체 공급 디바이스들 중 어느 것이라도 비-한정된 시스템에서 사용될 수 있다; 하지만, 시일링 특징부(sealing feature)들이 존재하지 않거나, 활성화되지 않거나, 정상만큼 효율적이지 않거나, 아니면 국부화된 영역에 대해서만 액체를 시일링하기에는 비효과적이다.
국부화된 침지 시스템에 제안된 구성들 중 하나는, 액체 공급 시스템이 액체 한정 시스템(liquid confinement system)을 이용하여 투영 시스템의 최종 요소와 기판 사이에 그리고 기판의 국부화된 영역에만 액체를 제공하는 것이다(일반적으로, 기판은 투영 시스템의 최종 요소보다 큰 표면적을 갖는다). 이처럼 배치하기 위해 제안된 한가지 방식이 PCT 특허 출원 공개공보 WO 99/49504에 개시된다. 도 2 및 도 3에 예시된 바와 같이, 적어도 하나의 유입구에 의해 기판 상으로, 바람직하게는 최종 요소에 대한 기판의 이동 방향을 따라 액체가 공급되고, 투영 시스템 아래를 통과한 후에는 적어도 하나의 유출구에 의해 제거된다. 즉, 기판이 요소 밑에서 -X 방향으로 스캐닝됨에 따라, 액체는 상기 요소의 +X 측에서 공급되고 -X 측에서 흡수(taken up)된다.
도 2는 액체가 유입구를 통해 공급되고, 저압력원에 연결되어 있는 유출구에 의해 요소의 다른 측에서 흡수되는 구성을 개략적으로 도시한다. 기판(W) 위의 화살표들은 액체 유동 방향을 예시하고, 기판(W) 아래의 화살표는 기판 테이블의 이동 방향을 예시한다. 도 2의 예시에서, 액체는 최종 요소에 대해 기판의 이동 방향을 따라 공급되지만, 반드시 이와 같을 필요는 없다. 최종 요소 주변에 위치된 유입 및 유출구들의 다양한 방위들 및 개수들이 가능하며, 양측에 유출구를 갖는 유입구의 4 개의 세트가 최종 요소 주변에 규칙적인 패턴으로 제공된 일 예시가 도 3에 예시된다. 액체 공급 및 액체 회수 디바이스들에서의 화살표들은 액체 유동 방향을 나타낸다.
국부화된 액체 공급 시스템을 갖는 또 다른 침지 리소그래피 솔루션이 도 4에 도시된다. 투영 시스템(PS)의 양측 상의 2 개의 홈형 유입구에 의해 액체가 공급되고, 유입구들의 반경 방향 바깥쪽으로(radially outwardly) 배치된 복수의 개별 유출구들에 의해 제거된다. 유입구들 및 유출구들은 그 중심에 홀(hole)을 갖는 플레이트에 배치될 수 있고, 그 홀을 통해 투영 빔이 투영된다. 투영 시스템(PS)의 일 측 상의 하나의 홈형 유입구에 의해 액체가 공급되고, 투영 시스템(PS)의 다른 측 상의 복수의 개별 유출구들에 의해 제거되어, 투영 시스템(PS)과 기판(W) 사이에 박막의 액체 유동을 유도한다. 유입구 및 유출구들의 어떤 조합을 사용할지에 관한 선택은, 기판(W)의 이동 방향에 의존할 수 있다(유입구 및 유출구들의 다른 조합은 비활성이다). 도 4의 단면도에서, 화살표들은 유입구들 안으로의 액체 유동 방향과 유출구들로부터 나가는 액체 유동 방향을 예시한다.
제안된 또 다른 구성은 액체 공급 시스템에 액체 한정 부재를 제공하는 것이며, 액체 한정 부재는 투영 시스템의 최종 요소와 기판 테이블 사이의 공간의 경계의 적어도 일부분을 따라 연장된다. 이러한 구성은 도 5에 예시된다. 액체 한정 부재는 Z 방향(광축 방향)으로 약간의 상대 이동이 있을 수 있지만, XY 평면에서는 투영 시스템에 대해 실질적으로 정지 상태이다. 액체 한정 부재와 기판의 표면 사이에 시일이 형성된다. 일 실시예에서는, 액체 한정 부재와 기판의 표면 사이에 시일이 형성되며, 가스 시일과 같은 무접촉 시일일 수 있다. 이러한 시스템은 미국 특허 출원 공개공보 US 2004-0207824에 개시되어 있다.
유체 핸들링 구조체(12)는 액체 한정 부재를 포함하고, 투영 시스템(PS)의 최종 요소와 기판(W) 사이의 공간(11)에 적어도 부분적으로 액체를 수용한다. 기판(W)에 대한 무접촉 시일(16)이 투영 시스템의 이미지 필드 주위에 형성될 수 있어, 기판(W) 표면과 투영 시스템(PS)의 최종 요소 사이의 공간 내에 액체가 한정되게 된다. 상기 공간은 투영 시스템(PS)의 최종 요소 아래에, 그리고 이를 둘러싸서 위치된 유체 핸들링 구조체(12)에 의해 적어도 부분적으로 형성된다. 액체 유입구(13)에 의해 투영 시스템 아래의 그리고 유체 핸들링 구조체(12) 내의 공간(11)으로 액체가 유입된다. 이 액체는 액체 유출구(13)에 의해 제거될 수 있다. 유체 핸들링 구조체(12)는 투영 시스템의 최종 요소 위로 약간 연장될 수 있다. 액체 수위가 상기 최종 요소 위로 상승하여 액체의 버퍼가 제공된다. 일 실시예에서, 유체 핸들링 구조체(12)는 상단부에서 투영 시스템 또는 그 최종 요소의 형상에 거의 들어맞고(closely conform), 예를 들어 원형일 수 있는 내측 주변부(inner periphery)를 갖는다. 최하부에서, 내측 주변부는 이미지 필드의 형상, 예를 들어 직사각형에 거의 들어맞지만, 반드시 이와 같을 필요는 없다.
일 실시예에서, 사용 시 유체 핸들링 구조체(12)의 최하부와 기판(W)의 표면 사이에 형성된 가스 시일(16)에 의해 액체가 공간(11) 내에 수용된다. 가스 시일은 가스, 예를 들어 공기, 합성 공기(synthetic air), N2 또는 또 다른 불활성 기체에 의해 형성된다. 가스 시일의 가스는 유입구(15)를 통해 압력 하에서(under pressure)으로 유체 핸들링 구조체(12)와 기판(W) 사이의 갭에 제공된다. 상기 가스는 유출구(14)를 통해 추출된다. 가스 유입구(15) 상의 과대압력(overpressure), 유출구(14) 상의 진공 레벨, 및 갭의 지오메트리(geometry)는, 액체를 한정하는 안쪽으로의 고속 가스 유동(16)이 존재하도록 배치된다. 유체 핸들링 구조체(12)와 기판(W) 사이의 액체 상의 가스의 힘은 공간(11)에 액체를 수용한다. 유입구들/유출구들은 상기 공간(11)을 둘러싸는 환형의 홈일 수 있다. 상기 환형의 홈은 연속적이거나 불연속적일 수 있다. 가스의 유동(16)은 공간(11)에 액체를 수용하는데 효과적이다. 이러한 시스템은 미국 특허 출원 공개공보 US 2004-0207824에 개시되어 있다.
도 5의 예시는, 어느 한 순간에 기판(W)의 최상부 표면의 국부화된 영역에만 액체가 제공되는 국부화된 영역 구성이다. 예를 들어, 미국 특허 출원 공개공보 US 2006-0038968에 개시된 바와 같이, 단-상 추출기(single phase extractor) 또는 2-상 추출기를 이용하는 유체 핸들링 시스템들을 포함하는 다른 구성들이 가능하다.
액체 공급 시스템의 다수의 다른 타입들이 가능하다. 본 발명은 여하한의 특정한 타입의 액체 공급 시스템으로도 그리고 침지 리소그래피로도 제한되지 않는다. 본 발명은 여하한의 리소그래피에 동일하게 적용될 수 있다. EUV 리소그래피 장치에서, 빔 경로는 실질적으로 진공상태이며(evacuated), 앞서 설명된 침지 구성들이 사용되지 않는다.
도 1에 도시된 제어 시스템(500)은 리소그래피 장치의 전반적인 작동들을 제어하며, 특히 아래에 더 자세히 설명되는 최적화 공정을 수행한다. 제어 시스템(500)은 중앙 처리 유닛과 휘발성 및 비-휘발성 스토리지를 포함하는 적절히 프로그램된 범용 컴퓨터(suitably-programmed general purpose computer)로서 구현될 수 있다. 선택적으로, 제어 시스템은 키보드 및 스크린과 같은 1 이상의 입력 및 출력 디바이스들, 1 이상의 네트워크 연결부들, 및/또는 리소그래피 장치의 다양한 부분들에 대한 1 이상의 인터페이스들을 더 포함할 수 있다. 제어하는 컴퓨터와 리소그래피 장치 간의 일-대-일 관계(one-to-one relationship)가 필수적이지 않음을 이해할 것이다. 본 발명의 일 실시예에서는, 하나의 컴퓨터가 다수의 리소그래피 장치들을 제어할 수 있다. 본 발명의 일 실시예에서는, 하나의 리소그래피 장치를 제어하기 위해 다중 네크워킹된 컴퓨터들(multiple networked computers)이 사용될 수 있다. 또한, 제어 시스템(500)은, 리소그래피 장치가 일부분을 형성하는 리소셀(lithocell) 또는 클러스터(cluster)에서 1 이상의 연계된 프로세스 디바이스들 및 기판 핸들링 디바이스들을 제어하도록 구성될 수도 있다. 또한, 제어 시스템(500)은 리소셀 또는 클러스터의 감독 제어 시스템(supervisory control system) 및/또는 팹(fab)의 전반적인 제어 시스템에 종속하도록(subordinate) 구성될 수 있다.
도 6은 소스 컬렉터 장치(SO)를 포함하는 EUV 리소그래피 장치(4100)를 개략적으로 도시한다. 상기 장치는:
- 방사선 빔(B)(예를 들어, EUV 방사선)을 컨디셔닝하도록 구성된 조명 시스템(일루미네이터)(EIL);
- 패터닝 디바이스(예를 들어, 마스크 또는 레티클)(Ma)를 지지하도록 구성되고 패터닝 디바이스를 정확히 위치시키도록 구성된 제 1 위치설정기(PM)에 연결되는 지지 구조체(예를 들어, 마스크 테이블)(MT);
- 기판(예를 들어, 레지스트-코팅된 웨이퍼)(W)을 유지하도록 구성되고, 기판을 정확히 위치시키도록 구성된 제 2 위치설정기(PW)에 연결되는 기판 테이블(예를 들어, 웨이퍼 테이블)(WT); 및
- 패터닝 디바이스(MA)에 의해 방사선 빔(B)에 부여된 패턴을 기판(W)의 (예를 들어, 1 이상의 다이를 포함하는) 타겟부(C) 상으로 투영하도록 구성된 투영 시스템(예를 들어, 반사 투영 시스템)(PS)을 포함한다.
EUV 리소그래피 장치의 이러한 기본 구성요소들은 도 1의 리소그래피 장치의 대응하는 구성요소와 기능 면에서 유사하다. 이하의 설명은 주로 차이가 있는 영역들을 다루며, 동일한 구성요소들의 실시형태들에 관한 중복 설명은 생략하기로 한다.
EUV 리소그래피 장치에서는, 가스들이 너무 많은 방사선을 흡수할 수 있기 때문에, 진공 또는 저압 환경을 이용하는 것이 바람직하다. 그러므로, 진공 벽 및 1 이상의 진공 펌프들의 도움으로 전체 빔 경로에 진공 환경이 제공될 수 있다.
도 6을 참조하면, EUV 일루미네이터(EIL)는 소스 컬렉터 장치(SO)로부터 극자외(EUV) 방사선 빔을 수용한다. EUV 방사선을 생성하기 위한 방법들은 EUV 범위에서 1 이상의 방출 라인들을 갖는 적어도 하나의 원소, 예를 들어 크세논, 리튬 또는 주석을 갖는 플라즈마 상태로 재료를 전환시키는 단계를 포함한다(단, 이로 제한되지 않음). 흔히 레이저 생성 플라즈마("LPP")로 칭해지는 이러한 방법에서, 플라즈마는 원하는 라인-방출 요소를 갖는 재료의 액적, 스트림 또는 클러스터와 같은 연료를 레이저 빔으로 조사함으로써 생성될 수 있다. 소스 컬렉터 장치(SO)는 연료를 여기시키는 레이저 빔을 제공하기 위해 도 6에는 도시되지 않은 레이저를 포함하는 EUV 방사선 시스템의 일부일 수 있다. 이로 인해 생성된 플라즈마는 출력 방사선, 예를 들어 EUV 방사선을 방출하며, 이는 소스 컬렉터 장치에 배치된 방사선 컬렉터를 이용하여 수집된다. 예를 들어, 연료 여기를 위해 레이저 빔을 제공하는 데 CO2 레이저가 사용되는 경우, 레이저 및 소스 컬렉터 장치는 별도의 개체들일 수 있다.
이러한 경우, 레이저는 리소그래피 장치의 일부분을 형성하는 것으로 간주되지 않으며, 방사선 빔은 예를 들어 적절한 지향 거울 및/또는 빔 익스팬더를 포함하는 빔 전달 시스템의 도움으로 레이저로부터 소스 컬렉터 장치로 통과된다. 다른 경우, 예를 들어 상기 소스가 방전 생성 플라즈마 EUV 생성기(흔히, DPP 소스라고도 함)인 경우, 상기 소스는 소스 컬렉터 장치의 통합부일 수 있다.
EUV 일루미네이터(EIL)는 방사선 빔(EB)의 각도 세기 분포를 조정하는 조정기를 포함할 수 있다. 일반적으로, 일루미네이터의 퓨필 평면의 세기 분포의 적어도 외반경 및/또는 내반경 크기(통상적으로, 각각 외측-σ 및 내측-σ라 함)가 조정될 수 있다. 또한, EUV 일루미네이터(EIL)는 패싯 필드 및 퓨필 거울 디바이스(facetted field and pupil mirror device)들과 같은 다양한 다른 구성요소들을 포함할 수 있다. EUV 일루미네이터(EIL)는 방사선 빔(EB)의 단면에 원하는 균일성 및 세기 분포를 갖기 위해, 방사선 빔(EB)을 컨디셔닝하는데 사용될 수 있다.
방사선 빔(EB)은 지지 구조체(예를 들어, 마스크 테이블)(MT)에 유지되어 있는 패터닝 디바이스(예를 들어, 마스크)(Ma)에 입사되며, 패터닝 디바이스에 의해 패터닝된다. 패터닝 디바이스(예를 들어, 마스크)(Ma)로부터 반사된 후, 방사선 빔(EB)은 투영 시스템(PS)을 통과하여 기판(W)의 타겟부(C) 상으로 상기 빔을 포커스한다. 제 2 위치설정기(PW) 및 위치 센서(PS2)[예를 들어, 간섭계 디바이스, 리니어 인코더 또는 용량성 센서]의 도움으로, 기판 테이블(WT)은 예를 들어 방사선 빔(EB)의 경로에 상이한 타겟부(C)들을 위치시키도록 정확하게 이동될 수 있다. 이와 유사하게, 제 1 위치설정기(PM) 및 또 다른 위치 센서(PS1)는 방사선 빔(EB)의 경로에 대해 패터닝 디바이스(예를 들어, 마스크)(Ma)를 정확히 위치시키는 데 사용될 수 있다. 패터닝 디바이스(예를 들어, 마스크)(Ma) 및 기판(W)은 마스크 정렬 마크들(M1 및 M2) 및 기판 정렬 마크들(P1 및 P2)을 이용하여 정렬될 수 있다.
도시된 장치는 도 1의 장치와 동일한 모드들에 사용될 수 있다.
도 7은 소스 컬렉터 장치(SO), EUV 조명 시스템(EIL) 및 투영 시스템(PS)을 포함하는 EUV 장치(4100)를 더 자세하게 도시한다. 소스 컬렉터 장치(SO)는 소스 컬렉터 장치(SO)의 인클로징 구조체(enclosing structure; 4220)에 진공 환경이 유지될 수 있도록 구성되고 배치된다. EUV 방사선 방출 플라즈마(4210)는 방전 생성 플라즈마 소스에 의해 형성될 수 있다. EUV 방사선은 전자기 스펙트럼의 EUV 범위의 방사선을 방출하기 위해 플라즈마(4210)가 생성되는 가스 또는 증기, 예를 들어 Xe 가스, Li 증기, 또는 Sn 증기에 의해 생성될 수 있다. 플라즈마(4210)는, 예를 들어 적어도 부분적으로 이온화된 플라즈마를 유도하는 전기 방전에 의해 생성된다. 방사선의 효율적인 생성을 위해서는 Xe, Li, Sn 증기 또는 여타 적합한 가스 또는 증기의, 예를 들어 10 Pa의 분압이 요구될 수 있다. 일 실시예에서, EUV 방사선을 생성하기 위해 여기된 주석(Sn)의 플라즈마가 제공된다.
플라즈마(4210)에 의해 방출되는 방사선은 소스 챔버(4211)의 개구부 안이나 뒤에 위치되는 선택적 가스 방벽 및/또는 오염물 트랩(contaminant trap: 4230)[몇몇 경우에는, 오염물 방벽 또는 포일 트랩(foil trap)이라 지칭되기도 함]을 통해 소스 챔버(4211)로부터 컬렉터 챔버(4212) 내로 전달된다. 오염물 트랩(4230)은 채널 구조체를 포함할 수 있다. 또한, 오염물 트랩(4230)은 가스 방벽, 또는 가스 방벽과 채널 구조체의 조합을 포함할 수 있다. 또한, 본 명세서에 기술된 오염물 트랩 또는 오염물 방벽(4230)은 적어도 당업계에 알려진 바와 같은 채널 구조체를 포함한다.
컬렉터 챔버(4212)는 방사선 컬렉터(CO)를 포함할 수 있으며, 이는 소위 스침 입사 컬렉터(grazing incidence collector)일 수 있다. 방사선 컬렉터(CO)는 상류 방사선 컬렉터 측(4251) 및 하류 방사선 컬렉터 측(4252)을 갖는다. 컬렉터(CO)를 가로지르는(traverse) 방사선은 격자 스펙트럼 필터(4240)에 의해 반사되어 가상 소스 지점(IF)에 포커스될 수 있다. 가상 소스 지점(IF)은 통상적으로 중간 포커스라고도 칭해지며, 소스 컬렉터 장치는 중간 포커스(IF)가 인클로징 구조체(4220)의 개구부(4221)에 또는 그 부근에 배치되도록 구성된다. 가상 소스 지점(IF)은 방사선 방출 플라즈마(4210)의 이미지이다.
후속하여, 방사선은 조명 시스템(IL)을 가로지르며, 상기 조명 시스템은 패터닝 디바이스(Ma)에서 방사선 세기의 원하는 균일성뿐만 아니라, 패터닝 디바이스(Ma)에서 방사선 빔(421)의 원하는 각도 분포를 제공하도록 배치된 패싯 퓨필 거울 디바이스(facetted pupil mirror device: 424) 및 패싯 필드 거울 디바이스(facetted field mirror device: 422)를 포함할 수 있다. 지지 구조체(MT)에 의해 유지된 패터닝 디바이스(Ma)에서 방사선 빔(421)이 반사될 때, 패터닝된 빔(426)이 형성되며, 패터닝된 빔(426)은 투영 시스템(PS)에 의해 반사 요소들(428, 430)을 거쳐 기판 스테이지 또는 기판 테이블(WT)에 의해 유지된 기판(W) 상으로 이미징된다.
일반적으로, 조명 광학 유닛(IL) 및 투영 시스템(PS)에는 도시된 것보다 많은 요소들이 존재할 수 있다. 리소그래피 장치의 타입에 따라, 선택적으로 격자 스펙트럼 필터(4240)가 존재할 수 있다. 도면들에 도시된 것보다 더 많은 거울들이 존재할 수 있으며, 예를 들어 투영 시스템(PS)에는 추가 반사 요소들이 도 7에 도시된 것보다 1 내지 6 개 더 많이 존재할 수 있다.
도 7에 예시된 바와 같은 컬렉터 광학기(CO)는 컬렉터(또는 컬렉터 거울)의 단지 일 예시로서 스침 입사 반사기들(4253, 4254 및 4255)을 갖는 네스티드 컬렉터(nested collector)로서 도시된다. 스침 입사 반사기들(4253, 4254 및 4255)은 광축(O)을 중심으로 축방향 대칭으로 배치되며, 이러한 타입의 컬렉터 광학기(CO)는 흔히 DPP 소스라 칭해지는 방전 생성 플라즈마 소스와 조합하여 사용되는 것이 바람직하다.
대안적으로, 소스 컬렉터 장치(SO)는 도 8에 도시된 바와 같은 LPP 방사선 시스템의 일부분일 수 있다. 레이저(LA)는 크세논(Xe), 주석(Sn) 또는 리튬(Li)과 같은 연료 내로 레이저 에너지를 축적(deposit)하도록 배치되어, 수십 eV의 전자 온도(electron temperatures)를 갖는 고도로 이온화된 플라즈마(4210)를 생성한다. 이러한 이온들의 탈-여기(de-excitation) 및 재조합(recombination) 동안 생성된 활성 방사선(energetic radiation)이 플라즈마로부터 방출되고, 근 수직 입사 컬렉터 광학기(near normal incidence collector optic: CO)에 의해 수집되며, 인클로징 구조체(4220)의 개구부(4221) 상으로 포커스된다.
리소그래피 분야에서는, 이미징될 수 있는 피처의 최소 크기를 감소시키기 위한 계속적인 압력이 존재한다. 노광 방사선의 주어진 파장에 대하여, 기본 물리학(basic physics)은 단일 노광에서 이미징될 수 있는 피처 크기에 관한 최소 한계를 설정한다. 그러므로, 단일 디바이스 층을 생성하기 위해 다수의, 통상적으로는 2 개의 노광 단계들을 수반하는 다양한 기술들이 개발되었다.
한 가지 다중-패턴 기술은 리소-에치-리소-에치(LELE) 공정이다. 이러한 공정에서, 단일 노광 단계에서 이미징하기에 너무 작고 너무 근접하게 이격되어 있는 피처들의 어레이는 인접한 피처들이 상이한 세트에 있도록 2 개의 세트로 분류된다. 피처들의 각 세트는 단일 노광에서 이미징될 수 있는 피치(pitch)로서 별도로 고려되었다. 궁극적으로 요구되는 것보다 큰 피처들을 유도하는데 필요한 피처들의 제 1 세트가 노광된다. 이후, 피처들의 제 1 세트는 원하는 크기로 다시 에칭된다. 이후, 이들은 보호된다. 피처들의 제 2 세트는 피처들의 제 1 세트 사이에 노광된다. 마찬가지로, 이들은 통상적으로 크게 치수 설정될 것이며, 원하는 크기로 다시 에칭된다. 2 개의 리소그래피(노광) 및 에칭 단계들이 보편적이지만, 각 단계가 수월하게 이미징될 수 있는 것을 보장하도록 요구되는 경우, 이 기술은 3 개 또는 4 개 이상의 리소-에치 단계들을 이용하도록 확대될 수 있다.
스페이서-기반 기술들에서, 초기 피처들이 기판에 형성된 후, 초기 피처들 주변에 스페이서 층이 성장되고, 다른 피처들의 형성을 제어하기 위한 마스크로서 사용된다. 리소-에치 다중 패터닝 기술들과 마찬가지로, 스페이서들의 형성은 피처 크기 및/또는 피치를 더 감소시키도록 반복될 수 있다. 때로는, 스페이서 층들이 제공되는 추가 안내 피처들을 정의하기 위해 제 2 리소그래피 단계가 수행된다. 또한, 피처 크기를 최종적으로 정의하기 위해 트림 단계(trim step)가 요구될 수 있으며, 1 이상의 추가 노광 단계를 요구할 수 있다.
잘 알려진 바와 같이, 반도체 디바이스는 다수의 디바이스 층들을 생성함으로써 형성된다. 상이한 층들의 피처 크기들 및 그들의 공차가 변동하더라도, 2 개의 임계 층들, 즉 작은 피처 크기 및 빡빡한 공차(tight tolerances)를 갖는 층들이 서로 인접하고 서로에 대해 정확히 위치되어야 하는 것이, 즉 오버레이 오차에 대해 낮은 공차를 갖는 것이 일반적이다. 이러한 연계된 층들은 디바이스의 구성요소들의 하나의 층 내에 연결부들을 만드는 금속 층과, 디바이스 층들 사이에 연결부들을 만드는 비아 층(via layer)을 형성할 수 있다. 디바이스의 적절한 기능을 위해 비아들이 접촉해야 하는 금속 층의 전도성 트랙들에 대해 정확히 위치되는 것이 중요하다. 오정렬은 디바이스의 전기적 특성을 바꿀 수 있으며, 몇몇 경우에는 디바이스 불량(device failure)을 유도하기에 충분하다. 이와 유사한 문제들이 다른 층들 및 층의 쌍들, 예를 들어, 국부적 상호연결 층들, 접촉 층들의 형성 시에 그리고 트랜지스터들의 드레인 및 소스의 형성 시에 발생한다. 이러한 문제는, 메모리 셀들 및 어레이들과 같이 고도의 규칙성을 갖는 디바이스 타입들뿐만 아니라 프로세서들 및 로직 셀들과 같이 덜 규칙적인 디바이스 타입들을 포함하는 모든 타입의 디바이스들에서 발생한다.
복수의 피처들을 포함하는 디바이스 층이 다수의 이미징 단계들에서 이미징되어야 하는 경우, 통상적으로 피처들을, 수행될 노광 횟수에 대응하는 2 이상의 세트들로 분류하기 위해 지오메트리 규칙(geometric rule)이 사용된다. 이는 첨부한 도면들 중 도 9에 나타낸 예시를 참조함으로써 가장 잘 설명될 수 있다. 이 도면은, 디바이스의 구성요소들 사이를 연결하는, 예를 들어 금속으로 형성된 전도성 트랙들인 피처들(101 내지 107)을 포함하는 금속 상호연결 층을 나타낸다. 또한, 디바이스의 다른 층들의 피처들과 금속 상호연결 전도체들 사이에 연결부들을 만드는 피처들(201 내지 208)을 포함하는 비아 층이 도시된다. 결과적인 회로가 올바르게 형성되도록 하기 위해, 금속 상호연결부들과 비아들 사이에 일관적인 전기 연결부들이 만들어져야 한다.
이중 패터닝 기술을 이용하여 도 9에 도시된 것과 같은 패턴을 형성하기 위해, 각 층의 상이한 피처들이 상이한 노광들에 할당되어야 한다. 이 예시에서는, 금속 상호연결부들을 정의하는 2 개의 노광들(Ma, Mb) 및 비아들을 정의하는 2 개의 노광들(Va, Vb)을 고려한다. 도 9의 상이한 방위의 선영(hatching)에 의해 나타내어진 바와 같이 각 노광에 피처들을 할당하기 위해 각 층에 작용하는 지오메트리 규칙이 사용된다. 지오메트리 규칙은, 예를 들어 인접한 피처들이 상이한 노광들에 할당되거나, 사전설정된 최소 거리 또는 간격보다 서로 더 근접한 피처들이 상이한 노광들에 할당되는 것을 규정할 수 있다.
도 9의 예시에서, 금속 상호연결 피처들(102, 103, 104)은 제 1 금속 노광(Ma)에 할당된다. 금속 상호연결 피처들(101, 107 및 105)은 제 2 금속 노광(Ma)에 할당된다. 금속 상호연결부(106)는, 제 1 및 제 2 금속 노광들(Ma, Mb)에 각각 할당된 2 개의 부분들(106a, 106b)로 분할된다. 이는 접합부에서 스티칭 공정(stitching process)을 필요로 한다. 비아 층에서, 비아들(201, 203, 205, 207)은 제 1 비아 노광(Va)에 할당되는 한편, 비아들(202, 204, 206 및 208)은 제 2 비아 노광(Vb)에 할당된다.
도 9에 도시된 종래의 접근법의 피처들의 할당에 따르면, 궁극적으로 생성되는 디바이스의 성능은 6 개의 상이한 오버레이 오차: Ma와 Mb 간의 오버레이 오차, Va와 Vb 간의 오버레이 오차, Ma와 Va 간의 오버레이 오차, Ma와 Vb 간의 오버레이 오차, Mb와 Va 간의 오버레이 오차 및 Mb와 Vb 간의 오버레이 오차에 의존적이다. 특히, 이는 두 노광들(Va, Vb)에서 형성된 비아들이 노광들(Ma, Mb)의 각각에서 형성된 금속 상호연결부들과 접촉해야 하기 때문이다. 특정 예시는 단계 Vb에서 형성된 비아(203) 및 단계 Va에서 형성된 비아(204)를 나타내며, 둘 모두는 상호연결부(107)와 접촉한다.
본 발명에 따르면, 다중 노광 단계들에 정의될 단일 디바이스 층의 피처들을 분할하는 공정에서, 연계된 디바이스 층의 피처들이 고려된다. 특히, 다중 노광 단계들에 대한 제 1 디바이스 층의 피처들의 할당은 제 1 디바이스 층과 연계된 제 2 디바이스 층의 피처들의 다중 노광에 대한 할당을 고려한다. 본 발명에 의해 다루어지는 층의 "피처"는 최종 생성물에 나타나는 디바이스 피처에 직접적으로 대응할 필요는 없음을 이해하여야 한다. 디바이스 피처는 1 이상의 노광들의 1 이상의 피처들로부터 형성될 수 있다. 하나의 노광에서 형성된 단일 피처는 다중 디바이스 피처들이 될 수 있다. 예를 들어, 하드 마스크 또는 에치 마스크의 일부분을 정의함으로써 디바이스 피처의 특성 또는 형상을 바꾸기 위해, 노광의 피처가 사용될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서는, 제 1 디바이스 층의 피처들의 제 1 세트가 제 1 노광에 할당되고, 제 1 디바이스 층의 피처들의 제 2 세트가 제 2 노광에 할당된다. 제 2 디바이스 층의 피처들의 제 3 세트는 제 3 노광에 할당되고, 제 2 디바이스 층의 피처들의 제 4 세트는 제 4 노광에 할당된다. 피처들의 할당은, 제 1 디바이스 층의 제 1 세트의 피처들과 접촉하는 제 2 디바이스 층의 모든 피처들(바람직하게는 모든 피처들)이 제 3 세트에 포함되고, 제 1 디바이스 층의 제 2 세트의 피처들과 접촉하는 제 2 디바이스 층의 모든 피처들(바람직하게는 모든 피처들)이 제 4 세트에 포함되도록 배치된다. 상기의 명칭에 의해 암시되는 순서로 노광이 수행될 필요는 없음을 유의하여야 한다.
본 발명의 효과는, 도 9와, 본 발명의 일 실시예에 따라 달성된 노광 할당들을 나타내는 도 10을 비교함으로써 알 수 있다.
예를 들어, 두 비아들(203 및 204)이 제 2 금속 노광(Mb)에서 형성되는 상호연결부(107)와 접촉함에 따라, 비아들(203 및 204)은 이제 동일한 노광, 제 2 노광에 할당됨을 알 수 있다. 도 9에 예시된 종래의 공정에서, 이러한 비아들은 상이한 노광들에 할당된다. 도 10에서는, 본 발명의 이 실시예에서 제 1 금속 노광(Ma)에서 형성되는 상호연결부들과 접촉하는 모든 비아들이 제 1 비아 노광(Va)에서 형성되고, 제 2 금속 노광(Mb)에서 형성되는 상호연결부들과 접촉하는 모든 비아들이 제 2 비아 노광(Va)에서 형성됨을 알 수 있다. 그 결과, 디바이스의 성능은 더 적은 수의 오버레이 오차들에 의존적이다. 디바이스의 성능은 더 이상 제 1 금속 노광(Ma)과 제 2 비아 노광(Vb) 사이의 오버레이 오차에도 제 2 금속 노광(Mb)과 제 1 비아 노광(Va) 사이의 오버레이 오차에도 의존적이지 않다. 오버레이 오차들의 감소된 의존성이 가져오는 수율의 직접적인 개선(및 이에 따른 소유 비용의 감소)뿐만 아니라, 본 발명은 다른 오버레이 감소 기술들의 성능을 개선할 수 있는데, 이는 성능이 노광들 또는 층들 간의 더 적은 관계에 대해 최적화되어야 하기 때문이다. 또한, 본 발명은 최적화된 정렬 방식들의 사용이 오버레이를 더욱 감소하게 한다.
물론, 상기의 규칙들의 엄격한 적용(rigid application)은 몇몇 상황에서 적절히 이미징되어야 할 서로 너무 근접한 제 2 층의 피처들이 동일한 노광 단계에 할당되게 할 수 있다. 이러한 경우, 제 2 층의 2 개의 피처들에 더 적극적인 광 근접성 보정(optical proximity correction: OPC)을 적용할 수 있다. 대안적으로, 제 1 층의 피처들의 할당을 재추적할(revisit) 수 있다. 일 실시예에서는, 더 편리한 할당을 가능하게 하기 위해 제 1 층의 피처에 분할을 도입할 수도 있다.
본 발명의 실시예들은 층들 간의 그리고 각 층의 다중 노광들의 상대 위치설정을 제어하기 위해 여하한의 적합한 정렬 방식을 이용할 수 있다. 하지만, 이는 아래에 더 자세히 설명하기로 한다. 최적화된 정렬 방식들을 이용하여 추가 개선들이 달성될 수 있다.
도 11에 예시된 바와 같은 종래의 정렬 방식에서, 제 1 금속 층(Ma)은 기준(R)에 대해 정렬되고, 제 2 금속 노광(Mb)은 제 1 금속 노광(Ma)에 대해 정렬되며, 제 1 비아 노광(Va)은 제 2 금속 노광(Mb)에 정렬되고, 제 2 비아 노광(Vb)은 제 1 비아 노광(Va)에 대해 정렬된다. 상호-노광 오버레이 성능(inter-exposure overlay performance)이 E인 경우, 각 층 내에만 지오메트리 규칙을 이용하는 종래의 패턴 분할 공정으로 도 11에 예시된 바와 같은 일련의 정렬 기술의 사용은 √3E의 제 1 금속 노광과 제 2 비아 노광 간의 오버레이 성능을 유도할 것이다. 오버레이 성능은 여하한의 적합한 기술에 의해 측정될 수 있다. 특정화된 측정 방식들의 통계 처리를 이용하는 다양한 방법들이 당업계에 알려져 있다. 본 발명의 패턴 분할 접근법을 이용하면, 가장 큰, 즉 최악의 오버레이 성능은 제 1 비아 노광과 제 1 금속 노광 간의 오버레이 성능 그리고 제 2 비아 노광과 제 2 금속 노광 간의 오버레이 성능이다. 이러한 오버레이 성능들은 √2E로, 본 발명을 이용하면 가장 큰 평균 오버레이 오차는 약 18 %만큼 감소된다.
예를 들어, 직접 정렬이라고도 칭해지는 도 12에 도시된 정렬 방식에서, 제 1 금속 노광(Ma)은 기준(R)에 대해 정렬되고, 제 2 금속 노광(Mb)은 제 1 금속 노광(Ma)에 대해 정렬되며, 제 1 비아 노광은 제 1 금속 노광(Ma)에 대해 정렬되고, 제 2 비아 노광(Vb)은 제 2 금속 노광(Mb)에 대해 정렬된다. 이러한 접근법을 이용하면, 오버레이 성능은 E이다. 그러므로, 도 11의 접근법을 넘어서는 30 %의 개선이 존재한다.
도 13에 도시된 병렬 방식은, 오버레이 성능이 제 2 비아 층(Vb)과 제 2 금속 층(Mb) 사이에서 √3E임에 따라 본 발명에 비해 덜 유익하다. 모든 노광들이 기준(R)에 대해 직접 정렬되는 도 14에 도시된 타겟 타입 정렬 방식은 √2E의 오버레이 성능을 유도하며, 이는 마찬가지로 종래의 방법을 넘어서는 18 %의 개선을 제공한다. 본 발명의 일 실시예에 따른 정렬 공정은 종래의 정렬 디바이스들 및 마커들을 이용하여 수행될 수 있다. 정렬 마커들은 각각의 노광 단계들에서 형성되며, 필요하다면 측정을 위해 덮이지 않는다.
도 15는 본 발명의 일 실시예에 따른 패턴-분할 방법을 더 자세히 도시한다. 본 발명의 일 실시예에서 도 15의 방법은 컴퓨터-구현된다. 본 발명의 일 실시예는 적합한 컴퓨터에서 실행될 때 도 15의 방법을 수행하는 컴퓨터 코드를 포함한다. 제 1 단계(S1)에서는, 2 개의 노광들 사이에서 분할되어야 하는 여하한의 피처 쌍들을 결정하기 위해 제 1 층, 예를 들어 비아 층의 피처들이 고려된다. 쌍들이 분할되어야 하는지 여부를 결정하기 위해 적용되는 기준은 에지-대-에지 및 코너-대-코너 근접성 규칙들에 기초할 수 있다. 또한, 중심-대-중심 거리 및 피치가 사용될 수 있다. 최소 간격은, 사용될 리소그래피 공정의 이용가능한 k1 값을 참조하여 또는 리소그래피 시뮬레이션에 의해 결정될 수 있다. 분할되어야 하는 쌍들의 기록은, 예를 들어 데이터베이스에 플래그를 설정함으로써 행해질 수 있다.
단계 S2에서는, 연계된 제 2 층의 여하한의 피처가 분할되도록 요구되는 제 1 층의 피처들의 쌍의 둘 모두와 접촉하는지를 검출하기 위해, 연계된 층, 예를 들어 아래놓인 금속 상호연결 층의 피처들이 고려된다. yes이면, 단계 S3에서, 예를 들어 데이터베이스에 플래그를 설정함으로써, 분할되어야 하는 제 1 층의 2 개의 피처들과 접촉하는 연계된 제 2 층의 피처가 이후 서로 스티칭되는 2 개의 피처들로 분류되는 것에 대해 기록이 행해진다. 분할되어야 하는 제 1 층의 2 개의 피처들이 연계된 제 2 층의 동일한 피처들과 접촉하지 않는 경우, 분할되어야 하는 2 개의 피처들의 각각에 의해 접촉되는 피처들은, 예를 들어 데이터베이스에 플래그를 설정함으로써, 분할되도록 요구되는 것과 유사하게 표시된다(S4). 이와 달리, S5에서는 추가 고려사항들이 연계된 제 2 층을 분할하는데 고려될 필요가 없음이 결정된다. 단계들 S2, S3, S4 및 S5는 분할되도록 요구되는 제 1 층의 피처 쌍들의 각각에 대해 반복된다.
분할되어야 하는 제 1 층의 모든 피처 쌍들이 고려되었으면, 피처들이 분할되어야 하는 것에 관한 제약들을 고려하지 않고, 종래의 패턴 분할 툴을 이용하여, 연계된 제 2 층이 분할된다(S6). 이것이 행해질 때, 분류된 피처의 2 개의 부분들 또는 분할을 위해 표시된 피처 쌍과 접촉하는 2 개의 피처들이 상이한 노광들로 분리될 수 없는지를 결정하기 위해, 검사(S7)가 행해진다. 검사(S7)의 결과가 yes이면, 이후 S8에서 이러한 부분들 또는 피처들이 표시된다. 검사 및 표시 단계(S7 및 S8) 후 제 1 층 패턴은 추가 처리를 위해 이후 다루어지고(highlighted) 고려되는 단계 S8에서 표시된 여하한의 부분들을 갖는 2 개의 부분들로 분할된다. 분할 공정의 출력은 디바이스 패턴들의 2 개의 쌍이며, 각각의 쌍은 마스크의 제조를 위해 사용가능한 포맷, 예를 들어 GDSII 포맷으로 단일 디바이스 층에 대응한다.
도 16은 본 발명의 일 실시예의 패턴 분할 방법이 전체 디바이스 디자인 및 제조 공정 내에 놓이는 방식을 예시한다. 단계 S100에서는, 제조되어야 할 디바이스가 디자인된다. 단계 S101에서, 디바이스의 디자인은 제조 공정에서 형성될 각 층을 설명하는 데이터로 전환되며, 함께 고려되어야 하는 연계된 층들이 식별된다. 단계 S102에서, 2 개의 노광들로 분할되어야 하는 여하한의 층들이 식별되고, 앞서 설명된 바와 같은 분할 공정이 수행되며, 연계된 층들의 피처들을 고려한다. 단계 S103에서, 노광 패턴들에 광 근접성 보정(OPC)이 적용된다. 적용된 OPC의 정도는 패턴 분할 단계의 결과들에 따라 바뀔 수 있다. 특히, 분할이 가능하지 않음에 따라 다루지 않았던 피처들에 추가 보정들이 적용될 수 있다. OPC가 적용되었으면, 요구되는 마스크들이 제조되고, 팹에 공급된다. 디바이스를 제조하기 위해, 요구된다면 일련의 노광 단계들(104a, 104b...) 및 현상/처리 단계들(105a, 105b...)이 수행된다. 단계 S106에서, 디바이스들이 완성되며, 패키징을 위해, 예를 들어 다이싱(dicing)에 의해 분리된다.
이제, 스페이서-기반 다중 패터닝 접근법을 이용하는 본 발명의 일 실시예가 도 17 내지 도 19를 참조하여 설명된다.
형성되어야 할 패턴이 도 17에 도시된다. 이는 금속 상호연결부들(301, 302, 303, 304, 305 및 306)을 포함하며, 이들은 대개 피치 P1를 가지고 서로 평행하게 이어져 있다(run). 피치 P1은 의도된 공정을 위한 서브-분해능(sub-resolution)이므로, 상호연결부들은 스페이서-기반 공정에 따라 형성되어야 한다. 상호연결부(304)는 중심 수직 섹션(central vertical section)을 가져, 상호연결부가 개 다리 형상(dog leg shape)을 가지며, 상호연결부들(305 및 306)과 상호연결부들(302 및 303)을 분리한다. 이 패턴을 설명하는데 있어서, 수평 및 수직이라는 용어는 반드시 공간의 특정 방위를 나타낼 필요는 없으며, 단지 패턴의 평면 내의 2 개의 직교 방향을 나타내는 것임을 유의해야 한다. 또한, 도 17의 패턴은 금속 상호연결부(302, 303, 304 및 305)에 각각 연결된 비아들(401, 402, 403 및 404)을 포함한다. 비아들의 수직 피치 P2 또한 서브-분해능이어서, 비아들 또한 다중 노광 기술을 이용하여 형성되어야 할 필요가 있다.
도 18a 내지 도 18e는 도 17의 패턴을 형성하기 위한 방법의 단계들을 도시한다. 도 18a에 도시된 제 1 단계에서는, 초기 희생 피처(initial sacrificial feature: 310)가 형성된다. 희생이라는 용어는, 피처가 초기에 형성된 것과 최종적으로 형성된 것이 정확히 같게 디바이스 패턴에 유지되지 않음을 나타낸다. 이 경우, 상호연결 층의 일부분들을 형성하기 위해 희생 피처(310)의 일부분들이 남아 있게 됨을 알 수 있을 것이다. 희생 피처(310)는 H를 돌린 형상이거나, 최상부 및 최하부 부분이 긴 I 형상을 갖는다. 그 다음, 도 18b에 도시된 바와 같이, 스페이서 층(311)이 희생 피처(310) 주위에 형성되며, 다른 피처들은 도면들에 도시되어 있지 않다. 스페이서 층(311)의 두께는, 상호연결부들(301, 303, 306 및 307)에 대응하는 공간들(301' 303', 306' 및 307')을 남기도록 세심하게 제어된다. 이후, 이러한 상호연결부들은 이러한 공간들에 형성되며, 도 18c에 도시된 형태에 도달하기 위해 스페이서 층(311)이 제거된다.
도면에 도시된 바와 같이, 상호연결부들(301, 303, 306 및 307)은 그들의 최종 형태를 갖지만, 희생 피처(310)는 상호연결부들(302, 304 및 305)을 형성하기 위해 트리밍을 필요로 한다. 희생 피처(310)의 트리밍은 2 개의 어퍼처들(320, 321)이 위치된 트림 마스크를 증착시킴에 의해 수행되어, 트림 마스크를 통해 에칭이 수행될 때, 희생 피처(310)는 상호연결부들(302, 304 및 305)로 분리된다. 트림 마스크 어퍼처들(320, 321)의 간격 또한 서브-분해능이어서, 리소-에치-리소-에치 다중 패터닝 기술로 어퍼처들이 형성된다.
도 19는 트림 마스크 어퍼처들(320 및 321)을 포함하는 도 17의 패턴을 생성하는데 요구되는 모든 노광 피처들을 도시한다. 이러한 패턴에서, 비아들(401, 402, 403, 404), 및 희생 피처(310)를 트리밍함에 의해 형성된 상호연결부들(302, 304, 305)의 상대 위치설정은 중요하다. 따라서, 본 발명은 비아들(401 및 403)이 하나의 노광에서 형성되고 비아들(402 및 404)이 다른 노광에서 형성되게 함으로써 디바이스 형성을 개선할 수 있다. 또한, 트림 마스크 어퍼처(320), 및 상호연결부들(302)을 형성하는데 사용되는 여타의 피처들은 하나의 노광에서 형성되는 한편, 트림 마스크 어퍼처(321)는 다른 노광에서 형성된다. 제 1 실시예에서와 마찬가지로, 연계된 제 2 층의 디바이스 피처와 접촉하는 제 1 층의 디바이스 피처들을 형성하는데 사용되는 피처들은 제 1 층을 형성하는데 사용되는 다중 노광 공정의 동일한 노광에 할당된다.
도 20은 피처들이 본 발명의 일 실시예에 따른 다중 노광 공정의 노광들에 할당된 디바이스 패턴의 일부분을 예시한다. 이 패턴은 트림 마스크의 어퍼처들(620, 621, 622, 623)을 통한 에칭 공정에 의해 트리밍되어야 하는 제 1 층의 4 개의 평행한 금속 상호연결부들(601, 602, 603, 604)을 포함한다. 트림 마스크 어퍼처들(620, 621, 622, 623)은 소위 계단식 패턴(staircase pattern)으로 배열된다. 제 2 층에 5 개의 비아들(610 내지 614)이 존재하며, 이 중 4 개의 비아들(610, 612, 613, 614)은 트림 마스크 어퍼처들의 계단식 패턴이 인터리빙된(interleaved) 다이아몬드 패턴으로 배열된다. 트림 마스크 어퍼처들(622, 623)은 상호연결부(603)를 3 개의 부분들로 트리밍하는데 사용될 것이며, 비아들(611, 612)은 트리밍된 상호연결부의 부분들과 접촉한다. 따라서, 본 발명의 방법에 따르면, 트림 마스크 어퍼처들(622)은 트림 마스크를 형성하는데 사용되는 다중 노광 공정의 동일한 노광에 할당된다. 이와 유사하게, 비아들(611, 612)은 비아 층을 정의하는데 사용되는 다중 노광 공정의 동일한 노광을 이용하여 형성된다. 인접한 상호연결부(602)를 트리밍하는 트림 마스크 어퍼처(621)는 트림 마스크 어퍼처들(622, 623)과 상이한 노광에서 형성된다. 또한, 상호연결부(602)과 접촉하는 비아들(613, 614)은 다중 노광 공정, 예를 들어 리소-에치-리소-에치의 동일한 노광에서 정의되며, 서로에 대해 비아를 정의하기 위해, 비아들(622, 623)과 상이한 노광에서 정의된다. 동일한 장점들이 제 1 실시예에서와 같이 달성된다.
분할 공정이 디바이스의 3 개의 층들에 적용되는 본 발명의 일 실시예가 도 21 및 도 22를 참조하여 설명된다. 이 예시에서, 패턴은 편의상 M1 및 M2로 지칭되는 2 개의 금속 상호연결 층들, 및 상기 금속 상호연결 층들 사이에 층간 연결부들(interlayer connections)을 만드는 비아 층을 포함한다.
도 21은 금속 상호연결 층들 중 하나(예를 들어, M1) 및 비아 층을 도시한다. 피처들(701 내지 709)은 금속 상호연결 층의 피처들을 도시하는 한편, 피처들(710 내지 722)은 비아들을 도시한다.
금속 상호연결 피처들(701 내지 709)은 사전설정된 규칙에 따라, 예를 들어 지오메트리 및 최소 피처 간격에 기초하여 3 개의 세트들로 분류된다. 사전설정된 규칙은 피처들을 하위-피처들로 분류하는 하위-규칙들을 포함할 수 있다. 이 예시에서, 세트 1은 피처들(701, 702, 703 및 704)을 포함한다. 세트 2는 피처들(705 및 706)을 포함한다. 세트 3은 피처들(707, 708 및 709)을 포함한다. 비아들(710 내지 722)은, 제 1 사전설정된 규칙에 따른 피처들의 분류를 고려한 제 2 사전설정된 규칙에 따라 세트들에 할당된다. 이 예시에서, 제 1 층의 상호연결부들의 주어진 세트의 피처들과 접촉하는 비아들은 동일한 대응 세트에 할당된다. 이 예시에서, 비아들(710, 711, 712, 713, 714, 715 및 716) - 이 모두는 세트 2에 할당되는 상호연결 피처들(701, 702, 703 및 704)과 접촉함 - 은 세트 4에 할당됨을 알 수 있다. 이와 유사하게, 세트 2의 상호연결부들(705 및 706)과 접촉하는 비아들(717, 718 및 719)은 세트 5에 할당된다. 마지막으로, 세트 3의 상호연결부들(707, 708 및 709)과 접촉하는 비아들(720, 721 및 722)은 세트 6에 할당된다. 부연하면, 피처들의 세트 1(층 1)은 세트 4(층 2)와 연계되고, 세트 2(층 1)는 세트 5(층 2)와 연계되며, 세트 3(층 1)은 세트 6(층 2)과 연계된다.
도 22는 디바이스가 형성되는 기판의 표면에 수직인 단면도이며, 상호연결부들(730, 731 및 732)의 제 2 층이 비아들에 연결되는 방식을 예시한다. 이 도면에서는 간명함을 위해 상호연결부들의 제 2 상호연결 층(M2)의 각각으로부터 3 개의 피처들만이 3 개의 세트들, 세트 7, 세트 8 및 세트 9에 할당되는 반면, 세트 7의 상호연결부는 세트 4의 비아들과 접촉하고, 세트 8의 상호연결부는 세트 5의 비아들과 접촉하며, 세트 6의 상호연결부. 이러한 방식으로, 서로 접촉하는 3 개의 상이한 층들의 피처들이 하위-패턴들에 할당되며, 각 스택의 피처들 간의 전체 오버레이 오차는 단일 층의 오버레이 경우로 감소됨에 따라, 디바이스 수율이 증가된다. 부연하면, 다음과 같은 연계성이 만들어진다:
세트 1(층 1) - 세트 2(층 2) - 세트 7(층 3);
세트 2(층 1) - 세트 5(층 2) - 세트 8(층 3); 및
세트 3(층 1) - 세트 6(층 2) - 세트 9(층 3).
본 발명의 일 실시예에서 상이한 하위-패턴들에 대응하는 상이한 세트들에 피처들의 할당은 반복적일 수 있어, 예를 들어 제 1 상호연결 및 비아 층들의 할당에 기초한 제 2 상호연결 층의 할당이 이미징하기 어렵거나 불가능한 하위-패턴을 유도하는 경우, 이전에 할당된 층들의 할당이 재-추적될 수 있음을 이해할 것이다. 또한, 프린트가능한 하위-패턴에 도달하기 위해 상호연결 층들의 피처들을 분할할 수 있다.
또한, 본 발명의 방법은 3 이상의 패터닝 단계들이 각 층에 대해 사용되는 다중 패터닝 공정들로 확대될 수 있다. 상호연결부 및 비아들에 특정적으로 적용가능하더라도, 3 이상의 하위-패턴들로의 분할 층들 또한 다른 층의 조합들에 적용될 수 있다. 분할된 층들은 연속하여 형성될 필요는 없으며, 예를 들어 1 이상의 추가 디바이스 층들이 제 1 상호연결 층 위에 형성될 수 있고, 비아들은 제 1 금속 상호연결 층들과 접촉하기 위해 이러한 층들을 통해 에칭된다.
이해되는 바와 같이, 앞서 설명된 특징부들 중 어느 것도 여하한의 다른 특징부와 함께 사용될 수 있으며, 본 명세서에서 다루어지는 명시적으로 설명된 이러한 조합들에만 한정되는 것은 아니다.
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 같은, 마이크로스케일(microscale) 또는 심지어는 나노스케일(nanoscale) 피처들을 갖는 구성요소들을 제조하는데 있어 다른 적용들을 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.
본 명세서에서 사용되는 "방사선" 및 "빔"이라는 용어는 (예를 들어, 약 365, 248, 193, 157 또는 126 nm, 또는 그 정도의 파장을 갖는) 자외(UV) 방사선을 포함하는 모든 형태의 전자기 방사선을 포괄한다.
본 명세서가 허용하는 "렌즈"라는 용어는, 굴절 및 반사 광학 구성요소들을 포함하는 다양한 형태의 광학 구성요소들 중 어느 하나 또는 그 조합으로 언급될 수 있다.
이상, 본 발명의 특정 실시예가 설명되었지만, 본 발명은 적어도 본 명세서에 설명된 바와 같은 장치의 작동 방법의 형태로, 설명된 것과 다르게 실시될 수 있다는 것을 이해할 것이다. 예를 들어, 본 발명의 실시예들은, 적어도 장치의 작동 방법의 형태로, 앞서 개시된 바와 같은 장치의 작동 방법을 구현하는 기계-판독가능한 명령어의 1 이상의 시퀀스를 포함하는 1 이상의 컴퓨터 프로그램, 또는 이러한 컴퓨터 프로그램이 저장되어 있는 데이터 저장 매체(예를 들어, 반도체 메모리, 자기 또는 광학 디스크)의 형태를 취할 수 있다. 또한, 기계 판독 가능한 명령어는 2 이상의 컴퓨터 프로그램들에서 구현될 수 있다. 2 이상의 컴퓨터 프로그램들은 1 이상의 상이한 메모리 및/또는 데이터 저장 매체에 저장될 수 있다.
1 이상의 컴퓨터 프로그램이 리소그래피 장치의 적어도 하나의 구성요소 내에 위치된 1 이상의 컴퓨터 프로세서에 의해 판독될 때, 본 명세서에 설명된 여하한의 제어기들은 각각 또는 조합하여 작동할 수 있다. 제어기들은 각각 또는 조합하여 신호들을 수신하고, 처리하며, 보내는 여하한의 적합한 구성을 가질 수 있다. 1 이상의 프로세서들이 제어기들 중 적어도 하나와 통신하도록 구성된다. 예를 들어, 각각의 제어기는 앞서 설명된 바와 같은 장치의 작동 방법을 위해 기계-판독가능한 명령어들을 포함하는 컴퓨터 프로그램들을 실행하는 1 이상의 프로세서들을 포함할 수 있다. 또한, 제어기들은 이러한 컴퓨터 프로그램들을 저장하는 데이터 저장 매체, 및/또는 이러한 매체를 수용하는 하드웨어를 포함할 수 있다. 따라서, 제어기(들)는 1 이상의 컴퓨터 프로그램의 기계-판독가능한 명령어들에 따라 작동할 수 있다.
본 발명의 일 실시예는 300 mm 또는 450 mm 또는 여하한의 다른 크기의 폭(예를 들면, 직경)을 갖는 기판에 적용될 수 있다.
본 발명의 1 이상의 실시예들은 여하한의 침지 리소그래피 장치, 특히 배타적인 것은 아니지만, 앞서 언급된 타입들에 적용될 수 있으며, 침지 액체가 배스의 형태로 기판의 국부화된 표면 영역 상에만 제공되는지 또는 기판 및/또는 기판 테이블 상에 한정되지 않는지에 따라 적용될 수 있다. 한정되지 않는 구성에서는, 기판 및/또는 기판 테이블의 덮이지 않은 전체 표면이 실질적으로 습식 상태가 되도록, 기판 및/또는 기판 테이블의 표면에 걸쳐 침지 액체가 유동할 수 있다. 이러한 한정되지 않은 침지 시스템에서, 액체 공급 시스템은 침지 액체를 한정하지 않을 수 있거나, 침지 액체의 일부분을 한정하지만, 실질적으로 침지 액체를 완전하게 한정하지 않을 수도 있다. 또한, 본 발명은 비-침지 리소그래피 장치에도 적용될 수 있다.
본 명세서에서 고려되는 액체 공급 시스템은 폭넓게 해석되어야 한다. 몇몇 실시예들에서, 이는 투영 시스템과 기판 및/또는 기판 테이블 사이의 공간에 액체를 제공하는 메커니즘 또는 구조체들의 조합일 수 있다. 이는 1 이상의 구조체, 1 이상의 액체 유입구, 1 이상의 가스 유입구, 1 이상의 가스 유출구, 및/또는 상기 공간에 액체를 제공하는 1 이상의 액체 유출구의 조합을 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 상기 공간의 표면은 기판 및/또는 기판 테이블의 일부분일 수 있거나, 상기 공간의 표면은 기판 및/또는 기판 테이블의 표면을 완전히 덮을 수 있거나, 상기 공간은 기판 및/또는 기판 테이블을 에워쌀 수 있다. 액체 공급 시스템은, 선택적으로 위치, 양, 질, 형상, 유속 또는 액체의 여타의 특징들을 제어하는 1 이상의 요소들을 더 포함할 수 있다.
본 발명은 다음의 조항들을 이용하여 더욱 설명될 수 있다:
1. 리소그래피 장치를 이용하는 디바이스 제조 방법을 위한 노광 패턴을 준비하는 방법에서, 상기 방법은:
상기 리소그래피 장치를 이용하여 디바이스의 제 1 층을 정의하는데 사용될 제 1 패턴을 나타내는 제 1 데이터를 수신하는 단계;
상기 리소그래피 장치를 이용하여 디바이스의 제 2 층을 정의하는데 사용될 제 2 패턴을 나타내는 제 2 데이터를 수신하는 단계 - 상기 제 2 층은 상기 제 1 층과 연계됨 -;
제 1 규칙에 따라 제 1 세트 및 제 2 세트에 상기 제 1 패턴의 피처들을 할당하는 제 1 할당 단계; 및
제 2 규칙에 따라 제 3 세트 및 제 4 세트에 상기 제 2 패턴의 피처들을 할당하는 제 2 할당 단계 - 상기 제 2 규칙은 상기 제 1 할당 단계의 결과들을 고려함 - 를 포함한다.
2. 조항 1에서, 상기 제 2 규칙은, 상기 제 1 패턴에 의해 정의된 하나의 디바이스 피처와 접촉하는 상기 제 2 층의 디바이스 피처들을 정의하는 상기 제 2 패턴의 복수의 피처들이 상기 제 3 및 제 4 세트들 중 동일한 세트에 할당되는 것이다.
3. 조항 1 또는 2에서, 상기 제 2 규칙은, 피처들의 제 1 세트에 의해 정의된 상기 제 1 층의 디바이스 피처들과 접촉하는 상기 제 2 층의 디바이스 피처들을 정의하는 상기 제 2 패턴의 모든 피처들이 상기 제 3 세트에 할당되고, 피처들의 제 2 세트에 의해 정의된 상기 제 1 층의 디바이스 피처들과 접촉하는 상기 제 2 층의 디바이스 피처들을 정의하는 상기 제 2 패턴의 모든 피처들이 상기 제 4 세트에 할당되는 것이다.
4. 조항 1 내지 3 중 어느 하나에서, 상기 제 1 규칙은, 에지-대-에지 거리; 코너-대-코너 거리; 중심-대-중심 거리; 및 피치로 구성된 그룹의 적어도 하나에 기초한 조건을 포함한다.
5. 조항 1 내지 4 중 어느 하나에서, 상기 제 2 할당 단계가 제 3 규칙에 의해 임계 세트보다 서로 더 근접한 상기 제 3 및 제 4 세트들 중 동일한 세트에 2 개의 피처들을 할당하는 경우, 교정 조치(remedial action)를 취하는 단계를 더 포함한다.
6. 조항 5에서, 상기 교정 조치는, 상기 제 1 및 제 2 세트들에 피처들의 할당의 조정; 피처에 광 근접성 보정의 추가 또는 조정; 및 수동 개입(manual intervention)으로 구성된 그룹으로부터 선택된다.
7. 조항 5 또는 6에서, 상기 제 3 규칙은, 에지-대-에지 거리; 코너-대-코너 거리; 중심-대-중심 거리; 및 피치로 구성된 그룹의 적어도 하나에 기초한 조건을 포함한다.
8. 조항 1 내지 7 중 어느 하나에서,
상기 제 1 할당 단계는 제 5 세트에 상기 제 1 패턴의 피처들을 할당하는 단계를 더 포함하고;
상기 제 2 할당 단계는 제 6 세트에 상기 제 2 패턴의 피처들을 할당하는 단계를 더 포함하며, 상기 방법은:
상기 리소그래피 장치를 이용하여 상기 디바이스의 제 3 층을 정의하는데 사용될 제 3 패턴을 요청하는 제 3 데이터를 수신하는 단계; 및
제 3 규칙에 따라 제 7 세트, 제 8 세트 및 제 9 세트에 상기 제 3 패턴의 피처들을 할당하는 제 3 할당 단계를 더 포함하고, 상기 제 3 규칙은 상기 제 1 및/또는 제 2 할당 단계들의 결과들을 고려한다.
9. 조항 8에서, 상기 제 2 및 제 3 규칙들은,
제 1 세트(제 1 층), 제 4 세트(제 2 층) 및 제 7 세트(제 3 층)의 피처들이 서로 접촉하고;
제 2 세트(제 1 층), 제 5 세트(제 2 층) 및 제 8 세트(제 3 층)의 피처들이 서로 접촉하며;
제 5 세트(제 1 층), 제 6 세트(제 2 층) 및 제 9 세트(제 3 층)의 피처들이 서로 접촉하는 것이다.
10. 조항 1 내지 9 중 어느 하나에서, 상기 제 1 패턴 및 제 2 패턴 중 적어도 하나는 트림 마스크를 정의한다.
11. 조항 1 내지 10 중 어느 하나에서, 상기 방법은 컴퓨터-구현된다.
12. 마스크 세트를 형성하는 방법에서, 상기 방법은:
조항 1 내지 11 중 어느 하나의 방법에 따라 노광 패턴을 준비하는 단계;
마스크들의 세트를 형성하는 단계를 포함하고, 상기 마스크들의 세트는 복수의 마스크들을 포함하며, 각각의 마스크는 피처들의 세트들의 각각의 세트를 구현한다.
13. 리소그래피 장치를 이용하는 디바이스 제조 방법에서,
조항 12의 방법에 따라 마스크들의 세트를 형성하는 단계;
기판을 각각의 패턴에 노출시키기 위해 상기 기판 상으로 상기 복수의 마스크들 중 하나에 의해 패터닝된 빔을 투영하는 단계;
상기 기판 위에 노출된 패턴을 고정시키기 위해 상기 기판을 처리하는 단계; 및
상기 복수의 마스크들의 각기 다른 것을 이용하여 상기 투영하는 단계 및 처리하는 단계를 반복하는 단계를 포함한다.
14. 조항 13에서, 제 1 마스크의 노광에 바로 제 3 마스크의 노광을 정렬시키는 정렬 공정을 수행하는 단계를 더 포함한다.
15. 조항 13 또는 14에서, 제 2 마스크의 노광에 바로 제 4 마스크의 노광을 정렬시키는 정렬 공정을 수행하는 단계를 더 포함한다.
16. 조항 13에서, 동일한 기준에 대해 상기 제 1 마스크 및 제 2 마스크의 노광을 정렬시키거나, 동일한 기준에 대해 상기 제 1 마스크, 제 2 마스크, 제 3 마스크 및 제 4 마스크의 노광을 정렬시키는 노광 공정을 수행하는 단계를 더 포함한다.
17. 조항 13 내지 16 중 어느 하나에서, 상기 기판을 처리하는 단계는, 스페이서 층을 에칭 및 성장하는 단계로 구성된 그룹으로부터 선택된 처리 단계를 포함한다.
18. 리소그래피 장치를 이용하는 디바이스 제조 방법을 위한 노광 패턴을 프로그램하는 컴퓨터 프로그램에서,
상기 프로그램은, 컴퓨터 시스템에 의해 실행될 때,
상기 리소그래피 장치를 이용하여 디바이스의 제 1 층을 정의하는데 사용될 제 1 패턴을 나타내는 제 1 데이터를 수신하고;
상기 리소그래피 장치를 이용하여 디바이스의 제 2 층을 정의하는데 사용될 제 2 패턴을 나타내는 제 2 데이터를 수신하며 - 상기 제 2 층은 상기 제 1 층과 연계됨 -;
제 1 규칙에 따라 제 1 세트 및 제 2 세트에 상기 제 1 패턴의 피처들을 할당하는 제 1 할당을 수행하고;
제 2 규칙에 따라 제 3 세트 및 제 4 세트에 상기 제 2 패턴의 피처들을 할당하는 제 2 할당을 수행하도록 - 상기 제 2 규칙은 상기 제 1 할당의 결과들을 고려함 -,
상기 컴퓨터 시스템에게 지시하는 코드를 포함한다.
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.

Claims (15)

  1. 리소그래피 장치를 이용하는 디바이스 제조 방법을 위한 노광 패턴을 준비하는 방법에 있어서,
    상기 리소그래피 장치를 이용하여 디바이스의 제 1 층을 정의하는데 사용될 제 1 패턴을 나타내는 제 1 데이터를 수신하는 단계;
    상기 리소그래피 장치를 이용하여 디바이스의 제 2 층을 정의하는데 사용될 제 2 패턴을 나타내는 제 2 데이터를 수신하는 단계 - 상기 제 2 층은 상기 제 1 층과 연계됨 -;
    제 1 규칙에 따라 제 1 세트 및 제 2 세트에 상기 제 1 패턴의 피처들을 할당하는 제 1 할당 단계; 및
    제 2 규칙에 따라 제 3 세트 및 제 4 세트에 상기 제 2 패턴의 피처들을 할당하는 제 2 할당 단계 - 상기 제 2 규칙은 상기 제 1 할당 단계의 결과들을 고려함 - 를 포함하는 노광 패턴 준비 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 2 규칙은, 상기 제 1 패턴에 의해 정의된 하나의 디바이스 피처와 접촉하는 상기 제 2 층의 디바이스 피처들을 정의하는 상기 제 2 패턴의 복수의 피처들이 상기 제 3 및 제 4 세트들 중 동일한 세트에 할당되는 것인 노광 패턴 준비 방법.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 2 규칙은, 피처들의 제 1 세트에 의해 정의된 상기 제 1 층의 디바이스 피처들과 접촉하는 상기 제 2 층의 디바이스 피처들을 정의하는 상기 제 2 패턴의 모든 피처들이 상기 제 3 세트에 할당되고, 피처들의 제 2 세트에 의해 정의된 상기 제 1 층의 디바이스 피처들과 접촉하는 상기 제 2 층의 디바이스 피처들을 정의하는 상기 제 2 패턴의 모든 피처들이 상기 제 4 세트에 할당되는 것인 노광 패턴 준비 방법.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 규칙은, 에지-대-에지 거리(edge-to-edge distance); 코너-대-코너 거리(corner-to-corner distance); 중심-대-중심 거리(center-to-center distance); 및 피치(pitch)로 구성된 그룹의 적어도 하나에 기초한 조건을 포함하는 노광 패턴 준비 방법.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 2 할당 단계가 제 3 규칙에 의해 임계 세트보다 서로 더 근접한 상기 제 3 및 제 4 세트들 중 동일한 세트에 2 개의 피처들을 할당하는 경우, 교정 조치(remedial action)를 취하는 단계를 더 포함하고, 상기 교정 조치는, 상기 제 1 및 제 2 세트들에 피처들의 할당의 조정; 피처에 광 근접성 보정의 추가 또는 조정; 및 수동 개입(manual intervention)으로 구성된 그룹으로부터 선택되는 노광 패턴 준비 방법.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 제 3 규칙은, 에지-대-에지 거리; 코너-대-코너 거리; 중심-대-중심 거리; 및 피치로 구성된 그룹의 적어도 하나에 기초한 조건을 포함하는 노광 패턴 준비 방법.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 할당 단계는 제 5 세트에 상기 제 1 패턴의 피처들을 할당하는 단계를 더 포함하고;
    상기 제 2 할당 단계는 제 6 세트에 상기 제 2 패턴의 피처들을 할당하는 단계를 더 포함하며, 상기 방법은:
    상기 리소그래피 장치를 이용하여 상기 디바이스의 제 3 층을 정의하는데 사용될 제 3 패턴을 요청하는 제 3 데이터를 수신하는 단계; 및
    제 3 규칙에 따라 제 7 세트, 제 8 세트 및 제 9 세트에 상기 제 3 패턴의 피처들을 할당하는 제 3 할당 단계를 더 포함하고, 상기 제 3 규칙은 상기 제 1 및 제 2 할당 단계들 중 적어도 하나의 결과들을 고려하는 노광 패턴 준비 방법.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 제 2 및 제 3 규칙들은,
    제 1 세트(제 1 층), 제 4 세트(제 2 층) 및 제 7 세트(제 3 층)의 피처들이 서로 접촉하고;
    제 2 세트(제 1 층), 제 5 세트(제 2 층) 및 제 8 세트(제 3 층)의 피처들이 서로 접촉하며;
    제 5 세트(제 1 층), 제 6 세트(제 2 층) 및 제 9 세트(제 3 층)의 피처들이 서로 접촉하는 것인 노광 패턴 준비 방법.
  9. 마스크 세트를 형성하는 방법에 있어서,
    제 1 항의 방법에 따라 노광 패턴을 준비하는 단계;
    마스크들의 세트를 형성하는 단계를 포함하고, 상기 마스크들의 세트는 복수의 마스크들을 포함하며, 각각의 마스크는 피처들의 세트들의 각각의 세트를 구현하는 마스크 세트 형성 방법.
  10. 리소그래피 장치를 이용하는 디바이스 제조 방법에 있어서,
    제 9 항의 방법에 따라 마스크들의 세트를 형성하는 단계;
    기판을 각각의 패턴에 노출시키기 위해 상기 기판 상으로 복수의 마스크들 중 하나에 의해 패터닝된 빔을 투영하는 단계;
    상기 기판에 노출된 패턴을 고정시키기 위해 상기 기판을 처리하는 단계; 및
    상기 복수의 마스크들의 각기 다른 것을 이용하여 상기 투영하는 단계 및 처리하는 단계를 반복하는 단계를 포함하는 디바이스 제조 방법.
  11. 제 10 항에 있어서,
    제 1 마스크의 노광에 바로 제 3 마스크의 노광을 정렬시키는 정렬 공정을 수행하는 단계를 더 포함하는 디바이스 제조 방법.
  12. 제 10 항에 있어서,
    제 2 마스크의 노광에 바로 제 4 마스크의 노광을 정렬시키는 정렬 공정을 수행하는 단계를 더 포함하는 디바이스 제조 방법.
  13. 제 10 항에 있어서,
    동일한 기준에 대해 상기 제 1 마스크 및 제 2 마스크의 노광을 정렬시키거나, 동일한 기준에 대해 상기 제 1 마스크, 제 2 마스크, 제 3 마스크 및 제 4 마스크의 노광을 정렬시키는 노광 공정을 수행하는 단계를 더 포함하는 디바이스 제조 방법.
  14. 제 10 항에 있어서,
    상기 기판을 처리하는 단계는, 스페이서 층을 에칭 및 성장하는 단계로 구성된 그룹으로부터 선택된 처리 단계를 포함하는 디바이스 제조 방법.
  15. 리소그래피 장치를 이용하는 디바이스 제조 방법을 위한 노광 패턴을 프로그램하는 컴퓨터 프로그램에 있어서,
    상기 프로그램은, 컴퓨터 시스템에 의해 실행될 때,
    상기 리소그래피 장치를 이용하여 디바이스의 제 1 층을 정의하는데 사용될 제 1 패턴을 나타내는 제 1 데이터를 수신하고;
    상기 리소그래피 장치를 이용하여 디바이스의 제 2 층을 정의하는데 사용될 제 2 패턴을 나타내는 제 2 데이터를 수신하며 - 상기 제 2 층은 상기 제 1 층과 연계됨 -;
    제 1 규칙에 따라 제 1 세트 및 제 2 세트에 상기 제 1 패턴의 피처들을 할당하는 제 1 할당을 수행하고;
    제 2 규칙에 따라 제 3 세트 및 제 4 세트에 상기 제 2 패턴의 피처들을 할당하는 제 2 할당을 수행하도록 - 상기 제 2 규칙은 상기 제 1 할당의 결과들을 고려함 -,
    상기 컴퓨터 시스템에게 지시하는 코드를 포함하는 컴퓨터 프로그램.
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