KR20160093021A - 비접촉 광학 방법을 이용한 포토리소그래피 마스크를 위치시키기 위한 방법 및 장치 - Google Patents

비접촉 광학 방법을 이용한 포토리소그래피 마스크를 위치시키기 위한 방법 및 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 웨이퍼(11)의 노광을 위하여 상기 웨이퍼(11)의 표면에 대하여 마스크(10)를 위치시키기 위한 장치에 관한 것으로서, (i) 서로에 관하여 상기 웨이퍼(11) 및 상기 마스크(10)를 잡고 이동하기에 적절한 제1 포지셔닝 수단(20), (ii) 적어도 하나의 시야(14)에서 동시에 상기 마스크(10) 및 상기 웨이퍼(11)의 포지셔닝 마크들(12, 13)을 이미징하기 위해, 상기 시야(14)에 따라 상기 웨이퍼(11)의 표면 및 상기 마스크(10) 중 적어도 하나의 이미지를 생성하기에 적절한, 이미징 수단(20, 22, 23, 30), 및 (iii) 적어도 부분적으로 상기 이미징 수단을 통해 지나가는 측정 빔(28)을 가지고 상기 시야(14)(들)에서 상기 마스크(10)와 상기 웨이퍼(11)의 표면 사이의 거리 측정을 생성하기에 적절한, 적어도 하나의 광학 거리 센서(26)를 포함한다. 본 발명은 또한 이 장치 및 장비에 구현되는 방법에 관한 것이다.

Description

비접촉 광학 방법을 이용한 포토리소그래피 마스크를 위치시키기 위한 방법 및 장치{DEVICE AND METHOD FOR POSITIONING A PHOTOLITHOGRAPHY MASK BY MEANS OF A CONTACTLESS OPTICAL METHOD}
본 발명은 특히 접촉/근접 모드 포토리소그래피에서, 웨이퍼 또는 기판의 노광 작업들을 수행하기 위해, 웨이퍼의 표면에 대하여 포토리소그래피 마스크를 위치시키기 위한 장치에 관한 것이다.
이것은 또한 이러한 장치를 포함하는 장비, 및 이 장치 또는 이 장비에 구현되는 방법에 관한 것이다.
본 발명의 기술분야는 이에 한정되지는 않지만, 보다 상세하게는, 포토리소그래피에서 노광 시스템들 및 스텝퍼들(steppers)에 있다.
포토리소그래피 기술들은 처리될 웨이퍼들의 노광을 위한 작업들을 필요로 한다.
처리될 웨이퍼는 "레지스트" 층으로 지칭되는 감광층으로 덮여 있는, 식각될 층을 포함한다. 투명 부분들 및 불투명 부분들을 가지는 마스크는 웨이퍼의 표면 위에 위치된다. 그후 웨이퍼의 표면은 일반적으로 UV 파장들 내의 광을 가지고 조명되거나 또는 마스크를 통해 노광된다. 마스크의 투명 부분들에서, 광은 웨이퍼에 도달하고 감광 층의 특성들을 변경시킨다. 화학 처리 단계 후, 프로세스에 따라 노광된 영역 내 또는 보호 영역들 내에 위치되는 레지스트 층의 부분들(포지티브형 또는 네가티브형 수지)은, 식각될 층의 덮이지 않는 부분들의 선택적 식각을 허용하기 위해 제거된다.
이 작업들은 프로세스 동안 여러 번 반복될 수 있다. 이 마스크는 그러므로 웨이퍼의 표면에 대하여 큰 정확도를 가지고 위치되어야 하므로, 노광용 광들의 광학 경로는 수직하고 전체 웨이퍼 또는 기판에 동일한데, 이것은 전반적으로 이미 존재하는 구조들을 포함한다.
(웨이퍼의 평면에 평행한) 평면 X-Y에서의 포지셔닝은 일반적으로 웨이퍼의 표면 상에 이미 식각된 패턴들과 마스크 상에 존재하는 패턴들(레티클들, 크로스들 등)을 중첩시키는 것에 의해 수행된다. 마스크는 접촉에 의해 감광성 수지에 영향을 미치지 않으면서 이 정렬이 수행되는 것을 허용하는 거리에 위치되어야 한다.
마스크는 그후 또한 웨이퍼의 표면에 대하여 매우 정확하고 일정한 거리(Z)에 위치되어야 하고, 이것은 전체 표면에 대하여 수행되어야 한다. 이것은 마스크를 통해 지나가는 광의 회절을 제어하는 것을 가능하게 해준다. 사실 이 회절은 마스크의 패턴들이 웨이퍼 상에 재생될 수 있는 정확도 및 해상도를 직접 결정한다. 이 거리(Z)를 제어하는 것은 짧은 파장들(UV 또는 Deep UV 또는 Extreme UV EUV)이 정확도를 가지고 회절의 영향을 한정하고 식각의 공간 해상도를 최대화하기 위해 사용될 때 특히 더 중요하다.
마스크는 웨이퍼와 접촉해서는 안된다. 이것은 일반적으로 20 마이크로미터 정도 또는 그 이하의 거리(Z)에 위치된다.
알려진 접촉/근접 노광 시스템들에 있어서, 마스크의 포지셔닝은 미세조정된 지름을 가지고, 심(shim)들로 기능하는, 세라믹 물질로 만들어진, 마이크로비즈들 또는 실린더들을 가지고 수행된다. 이 마이크로비즈들 또는 심들은 조립체가 눌러진 후, 마스크와 웨이퍼 사이에 이들을 삽입하는 것을 가능하게 해주는 이동가능한 요소들에 단단히 고정된다.
이 기술은 몇 가지 단점들을 가진다: 것은 복잡한 시스템들로 귀결되고; 계적 접촉은 접촉 표면들을 악화시키고; 표면들은 포지셔닝 X-Y가 수행완료될 때까지 스페이서들의 일 측면 상에서 눌러져서는 안되기 때문에, 평면 X-Y 안 및 거리(Z)에 대하여 마스크의 포지셔닝을 제어하는 것은 복잡하다; 두께 제어의 정확도는 언제나 충분하지 않고; 소정의 한계 이하로 거리(Z)를 감소시키는 것은 가능하지 않은데, 하지만 회절을 한정하기에 바람직하다.
본 발명의 목적은 극복되어야 하는 종래 기술의 단점들을 감안한, 노광될 웨이퍼에 대하여 마스크를 위치시키기 위한 방법 및 장치를 제안하는 데 있다.
본 발명의 다른 목적은 웨이퍼의 표면과 기계적 접촉 없이 포지셔닝을 허용하는, 노광될 웨이퍼 또는 기판에 대하여 마스크를 위치시키기 위한 방법 및 장치를 제안하는 데 있다.
마지막으로 본 발명의 목적은 웨이퍼로부터 매우 짧은 거리에서 마스크의 정확한 포지셔닝을 허용하는, 노광될 웨이퍼 또는 기판에 대하여 마스크를 위치시키기 위한 방법 및 장치를 제안하는 데 있다.
이 목적은 웨이퍼의 노광을 위하여 상기 웨이퍼의 표면에 대하여 마스크를 위치시키기 위한 장치에 있어서, 서로에 관하여 상기 웨이퍼 및 상기 마스크를 잡고 이동하기에 적절한 제1 포지셔닝 수단을 포함하고, 적어도 하나의 시야에서 동시에 상기 마스크 및 상기 웨이퍼의 포지셔닝 마크들을 이미징하기 위해, 상기 적어도 하나의 시야에 따라 상기 웨이퍼의 표면 및 상기 마스크 중 적어도 하나의 이미지를 생성하기에 적절한 이미징 수단, 및 적어도 부분적으로 상기 이미징 수단을 통해 지나가는 측정 빔을 가지고 상기 시야(들)에서 상기 마스크와 상기 웨이퍼의 표면 사이의 거리 측정을 생성하기에 적절한 적어도 하나의 광학 거리 센서를 더 포함한다.
실시예들에 따르면, 본 발명에 따른 장치는, 상기 웨이퍼의 표면에 대하여 상기 시야(들)을 움직이기에 적절한 제2 포지셔닝 수단을 더 포함할 수 있다.
실시예들에 따르면, 본 발명에 따른 장치는 3 개의 시야들에 따라 적어도 3 개의 이미지들을 동시에 생성하기에 적절한 이미징 수단을 포함할 수 있다.
이것은 적어도 3 개의 광학 거리 센서들을 포함할 수 있다.
실시예들에 따르면, 본 발명에 따른 장치는 공초점 센서, 색수차 공초점 센서, 낮은 코히어런스 간섭계 (시간, 스펙스럼, 주파수-스캐닝), 반사계, 레이저 간섭계의 타입들 중 하나의 적어도 하나의 광학 거리 센서를 포함할 수 있다.
실시예들에 따르면, 본 발명에 따른 장치는 레지스트 층의 두께의 측정값, 상기 레지스트 층 아래 존재하는, 상기 식각될 층의 반사율의 측정값 중 적어도 하나를 산출하기에 적절한 적어도 하나의 거리 센서를 포함할 수 있다.
다른 측면에 따르면, 웨이퍼의 표면에 대하여 마스크를 위치시키기 위한 본 발명에 따른 장치를 포함하는, 웨이퍼들의 노광을 위한 장비가 제안된다.
또 다른 측면에 따르면, 웨이퍼의 노광을 위하여 상기 웨이퍼의 표면에 대하여 마스크를 위치시키기 위한 방법이 제안되는데, 서로에 관하여 상기 웨이퍼 및 상기 마스크를 잡고 이동하기에 적절한 제1 포지셔닝 수단을 이용하고, 상기 방법은 적어도 하나의 시야에서 동시에 상기 마스크 및 상기 웨이퍼의 포지셔닝 마크들을 이미징하기 위해, 상기 적어도 하나의 시야에 따라 상기 웨이퍼의 표면 및 상기 마스크 중 적어도 하나의 이미지를 획득하고, 적어도 부분적으로 상기 이미징 수단을 통해 지나가는 측정 빔 및 적어도 하나의 광학 거리 센서를 가지고, 상기 시야(들)에서 상기 마스크와 상기 웨이퍼의 표면 사이의 적어도 하나의 거리 측정값을 획득하는 단계들을 포함한다.
본 발명에 따른 방법은 적어도 하나의 시야에서, 상기 웨이퍼 및 상기 마스크의 포지셔닝 마크들을 중첩시키고, 미리 정의된 값에 따라 상기 마스크와 상기 웨이퍼의 표면 사이의 거리 측정값을 획득하기 위해, 상기 마스크 및/또는 상기 웨이퍼의 상대적 움직임의 단계를 더 포함할 수 있다.
실시예들에 따르면, 본 발명에 따른 방법은 3 개의 시야들에 따라 적어도 3 개의 이미지들을 동시에 획득하는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 방법은 상기 광학 거리 센서를 가지고, 상기 웨이퍼 상에 존재하는 상기 레지스트 층의 두께, 상기 광학 거리 센서에 의해 획득되는 신호로부터 상기 레지스트 층 아래에 존재하는 상기 식각될 층의 반사율 중 적어도 하나를 측정하는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 장점들 및 특성들은 이하의 첨부된 도면들로부터, 한정하고자 하는 것이 아닌 구현들 및 실시예들의 상세한 설명을 읽음으로써 명백해질 것이다.
도 1은 도 1(a) 정면도 및 도 1(b) 측면도를 가지고, 웨이퍼에 대한 마스크의 포지셔닝의 어려움을 보여준다.
도 2는 본 발명에 따른 장치의 일 실시예를 보여준다.
이하에서 설명되는 실시예들은 한정하고자 하는 것이 아님이 이해되어야 한다. 기술되는 다른 특성들과는 별도로 이하에서 설명되는 특성들의 선택만을 포함하는 본 발명의 변형들은, 이러한 특성들의 선택이 기술적인 장점을 부여하거나 또는 종래 기술의 상태에 대하여 본 발명을 구별하기에 충분하다면, 특히 상상될 수 있다. 이 선택은 바람직하게는 구조적인 상세사항들 없이 기능적인, 또는 이 부분만으로 기술적인 장점을 부여하거나 또는 종래 기술의 상태에 대하여 본 발명을 구별하기에 충분하다면 그 구조적인 상세사항들의 일 부분만 가지는, 적어도 하나의 특성을 포함한다.
특히, 기술되는 모든 변형들 및 모든 실시예들은 이 조합에 기술적인 결점이 없다면 함께 조합될 수 있다.
도면들에 있어서, 수 개의 도면들에 공통되는 요소들은 동일한 참조 부호를 유지한다.
도 1을 참조하면, 본 발명은 보통 "노광기(stepper)"로 지칭되고 특히 포토리소그래피에서 사용되는 노광 시스템에서 사용되는 것을 의도한다.
이러한 시스템은 웨이퍼 지지부 또는 척을 포함하는데, 이때 감광성 물질로 덮여 있는 웨이퍼(11)는 고정될 수 있다.
이것은 또한 마스크(10)가 웨이퍼(11)에 대향하여 위치될 수 있는, 마스크 지지부를 포함한다. 이 마스크(10)는 (일반적으로 석영으로 만들어지는) 투명 판을 포함하는데, 이 위에는 불투명 물질(일반적으로 크롬)으로 생성되는 패턴들이 증착된다. 그러므로 이것은 투명 영역들 및 불투명 영역들을 포함한다.
마스크(10)가 웨이퍼(11)에 대하여 바르게 위치되기만 하면, 조립체는 자외선 광에 노출된다. 이로써, 마스크의 투명 영역들에서 나타나는 감광성 물질이 영향을 받는다. 이것은 웨이퍼(11) 상에 특히 전자적 또는 광학적 구성요소들을 구성하도록 기능하는 패턴들을 식각하는 것을 가능하게 해준다.
웨이퍼의 처리가 수많은 노광 및 식각의 후속 작업들을 포함한다는 점에서, 마스크(10)를 웨이퍼(11)의 표면 상에 이미 존재하는 패턴들에 대하여 바르게 위치시키는 것이 매우 중요하다.
상기에서 설명한 바와 같이, 이 포지셔닝은 병진(translation) 및 회전(rotation)으로, 웨이퍼의 평면(X-Y)에서 수행되어야 한다. 이를 위해, 마스크는 특정 패턴들 또는 십자선들(crosshairs, 12)을 포함하는데, 이것은 웨이퍼(11) 상에 이미 식각되어 있는 다른 십자선들(13)과 정렬되어야 한다.
해상도를 최적화하기 위해, 적절하게 평행하고 또한 설정 값에 따라 소정의 거리만큼 이격되어 있도록, 마스크(10) 및 웨이퍼(11)는 그것들에 직교하는 수직선(normal, Z)을 따라 서로에 관하여 정확하게 위치되어야 한다.
본 발명은 이러한 정렬들이 정확하게, 동시에 또한 접촉 없이, 수행되는 것을 가능하게 해준다.
도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 장치는 이미징 수단을 포함한다.
이 이미징 수단은 시야(field of view, 14)에 따라 (마스크(10)의 투명 부분들을 통해) 마스크(10) 및 웨이퍼(11)를 이미징하는 것을 가능하게 해준다.
이 이미징 수단은 광원(20) 및 시준 수단(렌즈들, 등)을 포함하는데, 이것은 시야(14)를 조명하기 위해 광 빔(21)을 생성하는 것을 가능하게 해준다. 이 광원(20)은 예를 들어 가시광선 파장들에서 광을 방출하는 할로겐 램프를 포함할 수 있다.
이 이미징 수단은 또한 매트릭스 어레이 검출기(23)를 가지는 카메라(22)를 포함하는데, 이것은 예를 들어 CCD 타입일 수 있다. 이것들은 또한 마스크(10) 및 웨이퍼(11)에 의해 반사되거나 또는 후방 산란되는 광(24)으로부터, 매트릭스 어레이 검출기(23) 상에 시야(14)의 이미지를 형성하는 것을 가능하게 해주는 광학 수단(렌즈들, 등)을 포함한다.
이 이미징 수단은 광 및 이미징의 광학 축(29)이 마스크(10) 및 웨이퍼(11)의 평면에 실질적으로 수직하도록 위치된다. 이 이미징은 이로써 반사 또는 후방 산란에 의해 수행된다.
본 발명에 따른 장치는 또한 광학 거리 센서(26)를 포함한다.
이 센서는 광학 이미징 시스템으로 시준기(25)를 이용해 삽입되는 측정 빔(28)을 생성한다. 이 측정 빔은 시야(14) 내에 측정 스팟(15)을 형성하기 위해 이미징 수단의 말단 대물렌즈(30)를 관통한다. 이것은 이로써 마스크(10)와 웨이퍼(11) 사이의 거리, 또는 보다 정확하게는 마스크(10)와 웨이퍼(11)의 대향면들 사이의 거리를 측정하는 것을 가능하게 해준다. 이것은 점 측정, 또는 적어도 한 점에서 또는 시야(14)에 가까운 근방의 영역(15) 안에서 수행된다.
서로 다른 빔들(측정, 이미징, 등)은 당업자에게 잘 알려진 기술들에 따라 분리기 큐브들(separator cubes), 빔 스플리터들(beam splitters) 등과 같은 요소들을 이용해 광학 시스템에서 조합 및/또는 분리된다.
거리 센서(26)는 스펙트럼 범위에서 낮은 코히어런스 간섭계에 기초한 측정 기술을 이용한다. 광역 스펙트럼 광학 소스로부터의 광은 광섬유(27)를 통해 시준기(25)로 가게 된다. 거리 센서(26)로부터 유래된 이 광의 웨이퍼(11) 및 마스크(10)의 표면들 상에서의 반사들은 시준기(25) 그 자체에 의해 수집되고 분광계에서 분석된다. 이로써 총안이 있는 스펙트럼(crenellated spectrum)이 획득되는데, 마스크(10) 및 웨이퍼(11)의 표면들 상의 반사들의 광학적 파장들은 위상이 같고(in phase), 최대치(maxima)에 상응한다. 이 스펙트럼의 분석은 마스크(10)와 웨이퍼(11) 사이의 거리를 정확하게 추정하는 것을 가능하게 해준다.
본 발명에 따른 장치는 또한 서로에 관하여 웨이퍼(11) 및 마스크(10)를 잡고 이동시키는 것을 가능하게 해주는 제1 포지셔닝 수단(20)을 포함한다. 이 포지셔닝 수단은, 병진, 회전, 틸팅 요소들 등과 같은, 어떠한 적절한 기계적 시스템을 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 장치는 또한 웨이퍼(11) 및 마스크(10)의 표면 상에서 시야(14)를 이동시키는 것이 가능하게 해주는 제2 포지셔닝 수단(미도시)을 포함한다.
이 제2 포지셔닝 수단은, 웨이퍼(11) 및 마스크(10)의 표면 상의 어떠한 위치에든 시야(14)를 위치시킬 수 있도록, 마스크의 평면(X-Y)에서 전체 이미징 수단을 이동시키는 것이 가능하게 해주는 병진 단계들을 포함한다.
다양한 실시예들에 따르면, 어떠한 타입의 적절한 광학 거리 센서든 마스크(10)와 웨이퍼(11) 사이의 거리를 측정하기 위해 사용될 수 있다.
특히, 조정가능한 레이저 소스 및 스펙트럼 분석이 순차적으로 수행되는, 낮은 코히어런스 주파수-스캐닝 간섭계 기술들을 이용하는 센서들;
- 웨이퍼(11) 및 마스크(10)의 표면들 상의 반사들로부터 유래되는 신호들 사이의 광학적 지연을 재현하기 위한 지연 라인을 가지는, 낮은 시간의 코히어런스 간섭계 기술들(low temporal coherence interferometry techniques)을 이용하는 센서들;
- 공초점 색수차 센서들, 이때 측정 범위 내에서의 위치는 색수차를 도입시키는 분산성 광학 요소에 의해 (예를 들어 시준기(25)의 수준에서) 파장-코딩된다. 이 (마스크(10)와 웨이퍼(11)의) 인터페이스들의 위치는 그러므로 반사되는 신호의 스펙트럼 분석으로부터 추론될 수 있고;
- 공초점 센서들, 이때 인터페이스들의 위치는 측정 빔(15)의 초점의 깊이(Z)에서 스캐닝 동안 반사되는 광의 세기 최대치의 검출로부터 결정된다;
- 레이저 간섭계 기술들에 기초하는 센서들이 언급될 수 있다.
다양한 실시예들에 따르면, 본 발명에 따른 장치는 이미징 수단의 시야(14)에서 거리 센서의 측정 점(15)의 위치를 이동시키는 것을 가능하게 해주는 제3 포지셔닝 수단을 포함할 수 있다. 이 제3 포지셔닝 수단은 예를 들어 측정 시준기(25)를 이동시키기 위한 수단을 포함할 수 있다.
다양한 실시예들에 따르면, 제1 및 제2 포지셔닝 수단들은 동일한 요소들에 의해 구현될 수 있거나, 또는 공통된 요소들을 포함할 수 있다.
다양한 실시예들에 따르면, 웨이퍼(11) 및 마스크(10)의 표면 상에서 시야(14)를 이동시키는 것을 가능하게 해주는 제2 포지셔닝 수단은 광학 이미징 수단에 삽입되는 이동가능한 요소들(반사 미러들, 등)에 의해 구현되거나, 또는 이를 포함할 수 있다.
다양한 실시예들에 따르면, 본 발명에 따른 장치는 도 2에 도시된 바와 같은, 복수의 광학 이미징 시스템들, 및 마스크(10)의 표면 상에 이러한 광학 이미징 시스템들 각각의 시야들을 독립적으로 위치시키기 위한 제2 포지셔닝 수단을 포함할 수 있다.
특히, 본 발명에 따른 장치는 3 개의 광학 이미징 시스템들을 포함할 수 있는데, 이것은 3 개의 위치들에서 동시에 마스크(10)와 웨이퍼(11)의 상대적 위치들을 조정하는 것을 가능하게 해주고 또한 이로써 모든 자유도들을 동시에 커버하는 것을 가능하게 해준다.
실시예들에 따르면, 본 발명에 따른 장치는 하나의 동일한 이미징 시스템을 가지고 서로 다른 위치들에 배치되는 수 개의 시야(14)를 순차적으로 이미징하는 것을 가능하게 해주는 광학 스위칭 수단(이동가능한 미러들, 등)을 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 장치를 가지고 마스크(10) 및 웨이퍼(11)의 정렬은 이하의 단계들을 포함한다:
- 마스크(10), 웨이퍼(11) 및 시야(14)는 웨이퍼(11)의 기준 마크들(13) 상에 중첩되거나 또는 이에 대응하여 배치되는 마스크(10)의 기준 마크들(12)이 동일한 시야(14)에서 보이도록 위치된다;
- 마스크의 기준 마크들(12)과 웨이퍼의 기준 마크들(13)을 대응되게 배치하기 위해 웨이퍼(11)와 마스크(10)는 평면(X-Y)에서 서로에 대하여 이동된다;
- 시야(14)의 위치 및/또는 시야(14) 내의 측정 빔의 위치(15)는 측정 빔이 마스크(10)의 투명 부분을 관통하도록 조정된다;
- 웨이퍼(11)와 마스크(10) 사이의 축(Z)을 따르는 거리는 측정되고 또한 마스크(10)에 대하여 웨이퍼(11)를 상대적으로 이동시키는 것에 의해 그 설정 값으로 조정된다;
- 이 측정 및 포지셔닝 작업들은 수 개의 기준 마크들(12)에 대하여, 마스크(10)의 표면 상에서 수 개의 위치들에서 (순차적으로 또는 동시에) 수행된다.
사실, 이러한 측정 및 포지셔닝 작업들은 마스크(10)에 대한 웨이퍼(11)의 평면(X-Y)에서의 회전을 조정하기 위해 적어도 2 개의 위치들에서, 또한 웨이퍼(11)와 마스크(10) 사이의 거리를 조정하기 위해 3 개의 위치들에서 수행될 필요가 있어, 웨이퍼(11) 및 마스크(10)는 적절하게 평행하고 또한 원하는 거리 만큼 이격되어 있다. 그러므로 바람직하게, 이러한 측정 및 포지셔닝 작업들은 마스크(10)의 표면에서 3 개의 위치들에서, 또는 여분의 측정값을 획득하기 위해 4 개의 위치들에서 수행된다.
그러므로, 본 발명의 특히 유리한 측면에 따르면, 웨이퍼 및 마스크는 그들 표면과 기계적으로 접촉하는 요소들 없이, 수 마이크론 또는 수 십 마이크론의 거리에, 서로 매우 근접하게 위치될 수 있다.
다양한 실시예들에 따르면, 사용되는 거리 센서들 중 적어도 하나는 또한 감광층 또는 레지스트 층의 두께의 측정을 수행하기에 적절할 수 있다.
그러므로 마스크(10)와 웨이퍼(11) 사이의 거리, 또는 보다 정확하게는 마스크(10)와 웨이퍼(11) 상에 존재하는 레지스트 층의 상부 표면 사이의 거리, 및 식각될 층 위에 존재하는 레지스트 층의 두께를 측정하는 것이 가능하다.
이 또는 이러한 거리 센서(들)은 또한 레지스트 층 아래의 웨이퍼(11) 상에 존재하는 식각될 층의 표면의 반사율의 측정을 수행하기에 적절할 수 있다.
이 사용 방법은, 특히 상기에서 언급된 것들(공초점 센서; 색수차 공초점 센서; 시간, 스펙트럼, 주파수-스캐닝 낮은 코히어런스 간섭계; 반사계; 레이저 간섭계, 등)을 포함하여, 적절한 타입들의 거리 센서들로 구현될 수 있다. 이 센서들은, 레지스트 층을 관통하기에 적절한 측정 파장들을 가지고 (예를 들어 근적외선에서), 당업자에게 잘 알려진, 복합층 측정들을 수행하기에 단순히 적합한 구성으로 활용되어야 한다.
반사율 측정은 반사된 측정 신호의 세기로부터 획득될 수 있다.
식각될 층의 반사율 및 레지스트 층의 두께의 측정값들은 노광 단계 동안 적용될 에너지(노광 시간 및/또는 전력)를 조정할 수 있기 위해 필요한 정보이다.
그러므로, 유리하게도, 본 발명은 단일 시스템을 가지고 노광에 있어서 필수적인 파라미터들의 세트(마스크-웨이퍼 거리, 레지스트 층의 두께 및 식각될 층의 반사율)를 측정 및 조정을 가능하게 해준다.
이에 더하여, 마스크(10)와 (레지스트 층의 두께를 포함한) 식각될 표면 사이의 거리를 결정하고, 이로써 레지스트 층의 두께를 고려하여 웨이퍼(11)의 표면과 마스크(10) 사이의 거리를 조정하는 것이 가능하다.
변형에 따르면, 본 발명에 따른 장치는, 레지스트 층의 두께 및/또는 식각될 층의 반사율을 측정하기 위해, 광학 거리 센서(들)(26)로부터 이격되어 있는, 적어도 제2 센서를 포함할 수 있다.
이 제2 센서는 또한 적어도 부분적으로 이미징 수단을 관통하는 측정 빔을 포함할 수 있다. 이것은 이미징 시스템의 시야(14)에서 측정들을 수행하도록 배치될 수 있다.
물론, 본 발명은 기술된 예들에 한정되지 않고, 수많은 조정들이 본 발명의 범위를 벗어하지 않으면서 이 예들에 수행될 수 있다.

Claims (11)

  1. 웨이퍼(11)의 노광을 위하여 상기 웨이퍼(11)의 표면에 대하여 마스크(10)를 위치시키기 위한 장치에 있어서,
    상기 웨이퍼(11) 및 상기 마스크(10) 서로에 대하여 상기 웨이퍼(11) 및 상기 마스크(10) 잡고 이동하기에 적절한 제1 포지셔닝 수단(20)을 포함하고,
    적어도 하나의 시야(14)에서 동시에 상기 마스크(10) 및 상기 웨이퍼(11)의 포지셔닝 마크들(12, 13)을 이미징하기 위해, 시야(14)에 따라 상기 웨이퍼(11)의 표면 및 상기 마스크(10) 중 적어도 하나의 이미지를 생성하기에 적절한, 이미징 수단(20, 22, 23, 30), 및
    시야(14)(들)에서 측정 스팟(15)을 형성하기 위해 적어도 부분적으로 상기 이미징 수단을 통해 지나가는 측정 빔(28)을 가지고 상기 시야(14)(들)에서 상기 마스크(10)와 상기 웨이퍼(11)의 표면 사이의 거리 측정값을 산출하기에 적절한, 적어도 하나의 광학 거리 센서(26)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 장치.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 웨이퍼(11)의 표면에 대하여 상기 시야(14)(들)을 움직이기에 적절한 제2 포지셔닝 수단을 더 포함하는, 장치.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 3 개의 시야(14)들에 따라 적어도 3 개의 이미지들을 동시에 생성하기에 적절한 이미징 수단을 포함하는, 장치.
  4. 제 3 항에 있어서, 적어도 3 개의 광학 거리 센서들(26)을 포함하는, 장치.
  5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서, 공초점 센서; 색수차 공초점 센서; 낮은 코히어런스 간섭계; 반사계; 레이저 간섭계의 타입들 중 하나의 적어도 하나의 광학 거리 센서(26)를 포함하는, 장치.
  6. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서, 레지스트 층의 두께의 측정값; 상기 레지스트 층 아래 존재하는, 식각될 층의 반사율의 측정값 중 적어도 하나를 산출하기에 적절한 적어도 하나의 거리 센서(26)를 포함하는, 장치.
  7. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 따른 장치를 포함하는, 웨이퍼들의 노광을 위한 장비.
  8. 웨이퍼(11)의 노광을 위하여 상기 웨이퍼(11)의 표면에 대하여 마스크(10)를 위치시키기 위한 방법에 있어서,
    상기 웨이퍼(11) 및 상기 마스크(10) 서로에 관하여 상기 웨이퍼(11) 및 상기 마스크(10)를 잡고 이동하기에 적절한 제1 포지셔닝 수단(20)을 이용하고,
    적어도 하나의 시야(14)에서 동시에 상기 마스크(10) 및 상기 웨이퍼(11)의 포지셔닝 마크들(12, 13)을 이미징하기 위해, 시야(14)에 따라 상기 웨이퍼(11)의 표면 및 상기 마스크(10) 중 적어도 하나의 이미지를 획득하고,
    시야(14)(들)에서 측정 스팟(15)을 형성하기 위해 적어도 부분적으로 상기 이미징 수단을 통해 지나가는 측정 빔(28) 및 적어도 하나의 광학 거리 센서(26)를 가지고, 상기 시야(14)(들)에서 상기 마스크(10)와 상기 웨이퍼(11)의 표면 사이의 적어도 하나의 거리 측정값을 획득하는 단계들을 포함하는 것을 특징으로 하는, 방법.
  9. 제 8 항에 있어서, 적어도 하나의 시야(14)에서, 상기 웨이퍼(11) 및 상기 마스크(10)의 포지셔닝 마크들(12, 13)을 중첩시키고, 미리 정의된 값에 따라 상기 마스크(10)와 상기 웨이퍼(11)의 표면 사이의 거리 측정값을 획득하기 위하여 상기 마스크(10) 및/또는 상기 웨이퍼(11)를 상대적으로 움직이는 단계를 더 포함하는, 방법.
  10. 제 8 항 또는 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서, 3 개의 시야들(14)에 따라 적어도 3 개의 이미지들을 동시에 획득하는 단계를 포함하는, 방법.
  11. 제 8 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 광학 거리 센서(26)를 가지고, 상기 웨이퍼(11) 상에 존재하는 상기 레지스트 층의 두께와, 상기 광학 거리 센서(26)에 의해 획득되는 신호로부터 상기 레지스트 층 아래에 존재하는 식각될 층의 반사율 중 적어도 하나를 측정하는 단계를 더 포함하는, 방법.
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