KR20170024004A - 리소그래피 장치 및 방법 - Google Patents

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산더 케서마커스
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로베르투스 니코데무스 야코부스 반 발레고이
후베르투스 페트루스 레오나르두스 헨리카 반 뷔셀
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에이에스엠엘 네델란즈 비.브이.
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Abstract

리소그래피 장치를 변형하는 방법은, 방사선 빔을 제공하는 조명 시스템, 방사선 빔의 단면에 패턴을 부여하는 패터닝 디바이스를 지지하는 지지 구조체, 제 1 배율로 패터닝 디바이스에 방사선 빔을 투영하는 제 1 렌즈, 기판을 유지하는 기판 테이블, 및 제 2 배율로 기판의 타겟부에 패터닝된 방사선 빔을 투영하는 제 1 투영 시스템을 포함한다. 제 1 렌즈 및 제 1 투영 시스템은 함께 제 3 배율을 제공한다. 본 방법은, 제 4 배율로 방사선 빔을 투영하는 제 2 렌즈를 제공하기 위해 제 1 배율을 제 1 팩터로 감소시키는 단계; 및 제 5 배율로 기판의 타겟부에 패터닝된 방사선 빔을 투영하는 제 2 투영 시스템을 제공하기 위해 제 2 배율을 제 1 팩터로 증가시키는 단계를 포함한다.

Description

리소그래피 장치 및 방법{LITHOGRAPHIC APPARATUS AND METHOD}
본 출원은 2014년 6월 23일에 출원된 유럽 특허 출원 14173493.9의 이익을 주장하며, 이는 본 명세서에 전문이 인용 참조된다.
본 발명은 리소그래피 장치 및 디바이스 제조 방법에 관한 것이다.
리소그래피 장치는 기판의 타겟부 상으로 원하는 패턴을 적용시키는 기계이다. 리소그래피 장치는, 예를 들어 집적 회로(IC)의 제조에 사용될 수 있다. 그 경우, 대안적으로 마스크 또는 레티클이라 칭하는 패터닝 디바이스가 IC의 개별 층에 대응하는 회로 패턴을 생성하기 위해 사용될 수 있으며, 이 패턴은 방사선 감응재(레지스트)의 층을 갖는 기판(예컨대, 실리콘 웨이퍼)의 (예를 들어, 다이의 일부분, 한 개 또는 수 개의 다이들을 포함하는) 타겟부 상으로 이미징될 수 있다. 일반적으로, 단일 기판은 연속하여 노광되는 인접한 타겟부들의 네트워크를 포함할 것이다. 공지된 리소그래피 장치는, 한번에 타겟부 상으로 전체 패턴을 노광함으로써 각각의 타겟부가 조사(irradiate)되는, 소위 스테퍼들, 및 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 스캐너들을 포함한다.
개선된 리소그래피 장치들 및 방법들을 제공하는 것이 바람직하다.
제 1 실시형태에 따르면, 방사선 빔을 제공하는 조명 시스템, 조명 시스템 하류에서 패터닝 디바이스를 지지하는 지지 구조체 - 패터닝 디바이스는 패터닝된 방사선 빔을 제공하기 위해 방사선 빔의 단면에 패턴을 부여하는 역할을 함 -, 제 1 배율(magnification)로 패터닝 디바이스에 방사선 빔을 투영하는 제 1 렌즈, 지지 구조체 하류에서 기판을 유지하는 기판 테이블, 및 제 2 배율로 기판의 타겟부에 패터닝된 방사선 빔을 투영하는 제 1 투영 시스템을 포함하는 리소그래피 장치를 변형하는 방법이 제공되고, 제 1 렌즈 및 제 1 투영 시스템은 함께 제 3 배율을 제공한다. 본 방법은, 제 4 배율로 방사선 빔을 투영하는 제 2 렌즈를 제공하기 위해 렌즈에 의해 제공된 제 1 배율을 제 1 팩터(factor)로 감소시키는 단계; 및 제 5 배율로 기판의 타겟부에 패터닝된 방사선 빔을 투영하는 제 2 투영 시스템을 제공하기 위해 제 2 배율을 제 1 팩터로 증가시키는 단계를 포함한다.
제 2 렌즈 및 제 2 투영 시스템은 함께 제 3 배율을 제공할 수 있다. 대안적으로, 제 2 렌즈 및 제 2 투영 시스템은 함께 제 3 배율보다 큰 제 6 배율을 제공할 수 있다. 제 6 배율은 제 3 배율보다 1.27x 클 수 있다.
렌즈는 본 명세서에서 REMA[레티클 마스킹(reticle masking)] 렌즈로서 칭해질 수 있다.
렌즈의 배율을 감소시키고, 투영 시스템의 배율을 증가시킴으로써, 비용 및 스루풋 이익(throughput benefit)이 달성될 수 있다. 예를 들어, 증가된 스루풋은 스텝 타임(step time)의 감소에 의해 달성될 수 있다. 제 1 배율의 감소는 렌즈의 변형 또는 교체를 통해 달성될 수 있다. 유사하게, 제 2 배율의 증가는 투영 시스템의 변형 또는 교체를 통해 달성될 수 있다.
제 1 렌즈는 1x 내지 4x의 배율을 제공하도록 배치(arrange)될 수 있다. 제 1 팩터는 일('1')보다 크고 사('4') 이하인 값을 가질 수 있다. 예를 들어, 몇몇 실시예들에서, 제 1 렌즈는 1x의 배율을 제공하도록 배치될 수 있고, 제 1 팩터는 이('2')일 수 있다. 다른 실시예들에서, 제 1 렌즈는 3x 또는 4x 배율을 제공하도록 배치될 수 있다.
다른 실시예들에서, 제 1 팩터는 1.6일 수 있거나, 2.4일 수 있다.
제 1 투영 시스템은 0.25x의 배율을 제공하도록 배치될 수 있고, 제 1 팩터는 1 보다 크고 4 이하일 수 있다.
제 1 렌즈는 1x의 배율을 제공하도록 배치될 수 있고, 제 1 투영 시스템은 0.25x 배율을 제공하도록 배치될 수 있다. 제 1 팩터가 2일 수 있어, 제 2 렌즈는 0.5x의 배율을 제공하도록 배치되고, 제 2 투영 시스템은 0.5x의 배율을 제공하도록 배치된다.
제 1 렌즈 및 제 1 투영 시스템은 서로 협력하여(cooperatively) 패터닝된 방사선 빔이 타겟부에서 리소그래피 장치의 비-스캐닝 방향(non-scanning direction)으로 실질적으로 25 mm 내지 27 mm의 크기를 갖도록 배치될 수 있다. 제 2 렌즈 및 제 2 투영 시스템은 서로 협력하여 패터닝된 방사선 빔이 타겟부에서 리소그래피 장치의 비-스캐닝 방향으로 실질적으로 25 mm 내지 34 mm의 크기를 갖도록 배치될 수 있다. 이러한 방식으로, 렌즈 상류와 투영 시스템 하류 둘 모두의 표준 구성요소들이 변형된 리소그래피 장치와 함께 사용될 수 있다.
리소그래피 장치는 방사선 빔이 단일 스캐닝 동작(single scanning operation)으로 기판의 단일 타겟 영역에 걸쳐 스캐닝되도록 배치될 수 있고, 변형된 리소그래피 장치는 방사선 빔이 단일 스캐닝 동작 시 기판의 적어도 2 개의 타겟 영역들에 걸쳐 스캐닝되도록 배치된다. 이러한 방식으로, 스테핑 타임(stepping time)이 2의 팩터로 감소될 수 있어, 개선된 스루풋을 유도한다.
리소그래피 장치는, 방사선 빔이 제 1 속력으로 패터닝 디바이스의 표면에 걸쳐 스캐닝되고, 패터닝된 방사선 빔이 제 2 속력으로 기판의 타겟부에 걸쳐 스캐닝되도록 배치될 수 있으며, 본 방법은 제 1 팩터로 제 1 속력을 감소시키는 단계를 더 포함할 수 있다. 이러한 방식으로, 제 1 방사선 빔은 감소된 속력으로 2 개의 패터닝된 영역들을 갖는 패터닝 디바이스의 패터닝된 영역에 걸쳐 스캐닝될 수 있다. 이는 패터닝 디바이스의 감소된 슬리피지(slippage)를 유도할 수 있다.
변형된 리소그래피 장치는 방사선 빔이 단일 스캐닝 동작으로 패터닝 디바이스의 적어도 제 1 및 제 2 패터닝된 영역에 걸쳐 스캐닝되도록 배치될 수 있고, 제 1 및 제 2 패터닝된 영역들은 변형된 리소그래피 장치의 스캐닝 방향으로 서로 인접하게 놓인다.
제 2 실시형태에 따르면, 방사선 빔을 제공하는 조명 시스템, 조명 시스템 하류에서 패터닝 디바이스를 지지하는 지지 구조체 - 패터닝 디바이스는 패터닝된 방사선 빔을 제공하기 위해 방사선 빔의 단면에 패턴을 부여하는 역할을 함 - 를 포함하는 리소그래피 장치가 제공된다. 또한, 리소그래피 장치는 0.5x 내지 2x의 배율로 패터닝 디바이스에 방사선 빔을 투영하는 렌즈, 지지 구조체의 하류에서 기판을 유지하는 기판 테이블, 및 0.5x의 배율로 기판의 타겟부에 패터닝된 방사선 빔을 투영하는 투영 시스템을 포함한다.
예를 들어, 리소그래피 장치는 0.5x의 배율을 갖는 렌즈 및 0.5x의 배율을 갖는 투영 시스템을 포함할 수 있다. 또 다른 예시에서, 리소그래피 장치는 1.5x의 배율을 갖는 렌즈 및 0.5x의 배율을 갖는 투영 시스템을 포함할 수 있다. 또 다른 예시에서, 리소그래피 장치는 2x의 배율을 갖는 렌즈 및 0.5x의 배율을 갖는 투영 시스템을 포함할 수 있다.
렌즈 및 투영 시스템 둘 모두가 0.5x의 배율을 제공하도록 배치되는 경우, 렌즈 및 투영 시스템 둘 모두에 의해 0.25x의 조합된 배율이 제공된다. 이 실시예는 패터닝 디바이스의 2 개의 패터닝된 영역들이 단일 스캐닝 동작으로 스캐닝되게 함으로써 특히 유익할 수 있다.
렌즈 및 투영 시스템은 서로 협력하여 패터닝된 방사선 빔이 타겟부에서 리소그래피 장치의 비-스캐닝 방향으로 실질적으로 25 mm 내지 34 mm의 크기를 갖도록 배치될 수 있다. 이러한 방식으로, 표준 기판들 및 타겟 영역들이 사용될 수 있다. 예를 들어, 표준 다이들은 흔히 비-스캐닝 방향으로 최대 26 mm의 크기를 갖는다.
리소그래피 장치는 방사선 빔이 단일 스캐닝 동작으로 패터닝 디바이스의 표면에 걸쳐 스캐닝되도록 배치될 수 있고, 방사선 빔이 단일 스캐닝 동작 시 기판의 적어도 2 개의 타겟 영역들에 걸쳐 스캐닝되도록 배치될 수 있다.
이러한 방식으로, 기판(예를 들어, 웨이퍼)의 적어도 2 개의 타겟 영역들(예를 들어, 2 개의 다이들 또는 노광 필드들)이 단일 스캐닝 동작으로 패터닝될 수 있다. 이러한 방식으로, 종래의 렌즈 및 투영 시스템 구성(lens and projection system arrangement)에 비해 여전히 증가된 스루풋을 달성하면서도, 방사선 빔이 패터닝 디바이스에 걸쳐 스캐닝되는 속력이 (예를 들어, 절반으로) 감소될 수 있다.
또한, 리소그래피 장치는 방사선 빔이 패터닝 디바이스의 적어도 제 1 및 제 2 패터닝된 영역에 걸쳐 스캐닝되도록 배치될 수 있고, 제 1 및 제 2 패터닝된 영역들은 리소그래피 장치의 스캐닝 방향으로 서로 인접하게 놓인다. 리소그래피 장치는 방사선 빔이 단일 스캐닝 동작으로 제 1 패터닝된 영역 및 제 2 패터닝된 영역 둘 모두에 걸쳐 스캐닝되도록 배치될 수 있다.
리소그래피 장치는, 방사선 빔이 제 1 속력으로 패터닝 디바이스의 표면에 걸쳐 스캐닝되고, 패터닝된 방사선 빔이 제 2 속력으로 기판의 타겟부에 걸쳐 스캐닝되도록 배치될 수 있다. 제 1 속력은 제 2 속력의 2 배 이상일 수 있다.
이러한 방식으로, 스루풋이 스텝 타임의 감소에 의해 제공되는 증가보다 더 증가될 수 있다.
제 3 실시형태에 따르면, 방사선 빔의 단면에 패턴을 부여하기 위해 0.5x 내지 2x의 배율로 패터닝 디바이스에 방사선 빔을 투영하는 단계, 및 0.5x의 배율로 기판의 타겟부 상으로 패터닝된 방사선 빔을 투영하는 단계를 포함하는 방법이 제공된다.
패터닝된 방사선 빔은 타겟부에서 리소그래피 장치의 비-스캐닝 방향으로 실질적으로 25 mm 내지 34 mm의 크기를 가질 수 있다.
또한, 본 방법은, 방사선 빔이 단일 스캐닝 동작으로 패터닝 디바이스의 표면에 걸쳐 스캐닝되는 단계, 및 패터닝된 방사선 빔이 단일 스캐닝 동작 시 기판의 적어도 2 개의 타겟 영역들에 걸쳐 스캐닝되는 단계를 포함할 수 있다.
또한, 본 방법은, 방사선 빔이 제 1 속력으로 패터닝 디바이스의 표면에 걸쳐 스캐닝되는 단계, 및 패터닝된 방사선 빔이 제 2 속력으로 기판에 걸쳐 스캐닝되는 단계를 포함할 수 있다.
또한, 본 방법은 제 1 패터닝된 영역 및 제 2 패터닝된 영역을 포함하는 패터닝 디바이스를 제공하는 단계를 더 포함할 수 있고, 제 1 및 제 2 패터닝된 영역들은 리소그래피 장치의 스캐닝 방향으로 서로 인접해 있다.
또한, 본 방법은 방사선 빔이 단일 스캐닝 동작으로 제 1 패터닝된 영역 및 제 2 패터닝된 영역 둘 모두에 걸쳐 스캐닝되는 단계를 포함할 수 있다.
제 1 속력은 제 2 속력의 2 배 이상일 수 있다. 이러한 방식으로, 추가 스루풋 증가가 달성될 수 있다.
이 설명에서 본 발명의 일 실시형태와 관련하여 제시된 특징들은 본 발명의 다른 실시형태들에 동일하게 적용될 수 있음을 이해할 것이다.
본 발명의 실시형태들은 예컨대 적합한 하드웨어 및/또는 소프트웨어를 포함하는 여하한의 종래의 방식으로 구현될 수 있음을 이해할 것이다. 예를 들어, 본 발명의 실시예들을 구현하도록 배치되는 스위칭 디바이스(switching device)가 적절한 하드웨어 구성요소들을 이용하여 생성될 수 있다. 대안적으로, 본 발명의 실시예들을 구현하기 위해 프로그램가능한 디바이스가 프로그램될 수 있다. 그러므로, 본 발명은 본 발명의 실시형태들을 구현하기 위해 적합한 컴퓨터 프로그램들도 제공한다. 이러한 컴퓨터 프로그램들은 유형의(tangible) 캐리어 매체(예를 들어, 하드 디스크, CD ROM 등) 및 통신 신호와 같은 무형의(intangible) 캐리어 매체를 포함하는 적합한 캐리어 매체에서 다루어질(carry) 수 있다. 또한, 스위칭 디바이스들의 작동 방법들이 본 발명에 의해 제공된다.
이제, 첨부된 개략적인 도면들을 참조하여, 단지 예시로만 본 발명의 실시예들을 설명할 것이다:
- 도 1은 일루미네이터를 포함하는 리소그래피 장치의 개략도;
- 도 2는 도 1의 리소그래피 장치의 패터닝 디바이스 상으로 투영된 조명 필드들의 개략도; 및
- 도 3은 회전된 패터닝된 영역들을 갖는 패터닝 디바이스 상으로 투영된 조명 필드들, 및 기판의 회전된 타겟 영역들 상으로 투영된 대응하는 이미지 필드들의 개략도이다.
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, 액정 디스플레이(LCD), 박막 자기 헤드 등의 제조와 같이 다른 적용예들을 가질 수도 있음을 이해하여야 한다. 당업자라면, 이러한 대안적인 적용예와 관련하여, 본 명세서의 "웨이퍼" 또는 "다이"라는 용어의 어떠한 사용도 각각 "기판" 또는 "타겟부"라는 좀 더 일반적인 용어와 동의어로 간주될 수도 있음을 이해할 것이다. 본 명세서에서 언급되는 기판은 노광 전후에, 예를 들어 트랙(전형적으로, 기판에 레지스트 층을 도포하고 노광된 레지스트를 현상하는 툴), 메트롤로지 또는 검사 툴에서 처리될 수 있다. 적용가능하다면, 이러한 기판 처리 툴과 다른 기판 처리 툴에 본 명세서의 기재내용이 적용될 수 있다. 또한, 예를 들어 다층 IC를 생성하기 위하여 기판이 한 번 이상 처리될 수 있으므로, 본 명세서에 사용되는 기판이라는 용어는 이미 여러 번 처리된 층들을 포함한 기판을 칭할 수도 있다.
본 명세서에서 사용되는 "제 1", "제 2" 등의 용어는 다르게 나타내지 않는다면 시간적 또는 순서적 관계(temporal or ordering relationship)를 나타내지 않는다.
본 명세서에서 사용되는 "패터닝 디바이스"라는 용어는, 기판의 타겟부에 패턴을 생성하기 위해서, 방사선 빔의 단면에 패턴을 부여하는 데 사용될 수 있는 여하한의 디바이스를 언급하는 것으로 폭넓게 해석되어야 한다. 방사선 빔에 부여된 패턴은 기판의 타겟부의 의도한 패턴에 정확히 대응하지 않을 수도 있다는 것을 유의하여야 한다. 일반적으로, 방사선 빔에 부여된 패턴은 집적 회로와 같이 타겟부에 생성될 디바이스 내의 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: 이러한 방식으로, 반사된 빔이 패터닝된다.
지지 구조체는 패터닝 디바이스를 유지한다. 이는 패터닝 디바이스의 방위, 리소그래피 장치의 디자인, 및 예를 들어 패터닝 디바이스가 진공 환경에서 유지되는지의 여부와 같은 다른 조건들에 의존하는 방식으로 패터닝 디바이스를 유지한다. 지지체는 기계적 클램핑, 진공, 또는 다른 클램핑 기술들, 예를 들어 진공 조건들 하에서 정전기 클램핑을 이용할 수 있다. 지지 구조체는, 예를 들어 필요에 따라 고정되거나 이동가능할 수 있고, 예를 들어 투영 시스템에 대해 원하는 위치에 있을 것을 보장할 수 있는 프레임 또는 테이블일 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 "투영 시스템"이라는 용어는, 사용되는 노광 방사선에 대하여, 또는 침지 유체의 사용 또는 진공의 사용과 같은 다른 인자들에 대하여 적절하다면, 굴절 광학 시스템, 반사 광학 시스템, 및 카타디옵트릭(catadioptric) 광학 시스템을 포함하는 다양한 타입의 투영 시스템을 내포하는 것으로서 폭넓게 해석되어야 한다. 본 명세서의 "투영 렌즈"라는 용어의 어떠한 사용도 "투영 시스템"이라는 좀 더 일반적인 용어와 동의어로 간주될 수 있다.
또한, 조명 시스템은 방사선 빔을 지향, 성형 또는 제어하기 위하여, 굴절, 반사 및 카타디옵트릭 광학 구성요소들을 포함하는 다양한 타입의 광학 구성요소를 포함할 수 있으며, 또한 이러한 구성요소들은 아래에서 집합적으로 또는 개별적으로 "렌즈"라고 지칭될 수 있다. 리소그래피 장치는 2 개(듀얼 스테이지) 이상의 기판 테이블(및/또는 2 이상의 지지 구조체)을 갖는 형태로 구성될 수 있다. 이러한 "다수 스테이지" 기계에서는 추가 테이블이 병행하여 사용될 수 있거나, 하나 이상의 테이블이 노광에 사용되고 있는 동안 하나 이상의 다른 테이블에서는 준비작업 단계가 수행될 수 있다.
또한, 리소그래피 장치는 투영 시스템의 최종 요소와 기판 사이의 공간을 채우기 위해, 기판이 비교적 높은 굴절률을 갖는 액체, 예컨대 물에 침지(immerse)되는 형태로도 구성될 수 있다. 침지 기술은 투영 시스템의 개구수를 증가시키는 기술로 당업계에 잘 알려져 있다.
도 1은 본 발명의 특정 실시예에 따른 리소그래피 장치를 개략적으로 도시한다. 본 장치는:
- 방사선 빔(PB)(예를 들어, UV 방사선)을 컨디셔닝(condition)하는 조명 시스템(일루미네이터)(IL);
- 패터닝 디바이스(예를 들어, 마스크)(MA)를 지지하고, 아이템(PL)에 대해 패터닝 디바이스를 정확히 위치시키는 제 1 위치설정 디바이스(PM)에 연결된 지지 구조체(예를 들어, 지지 구조체)(MT);
- 기판(예를 들어, 레지스트 코팅된 웨이퍼)(W)을 유지하고, 아이템(PL)에 대해 기판을 정확히 위치시키는 제 2 위치설정 디바이스(PW)에 연결된 기판 테이블(예를 들어, 웨이퍼 테이블)(WT); 및
- 기판(W)의 (예를 들어, 하나 이상의 다이를 포함하는) 타겟부(C) 상으로 패터닝 디바이스(MA)에 의해 방사선 빔(PB)에 부여된 패턴을 이미징하도록 구성된 투영 시스템(예를 들어, 굴절 투영 렌즈)(PL)을 포함한다.
본 명세서에 도시된 바와 같이, 장치는 (예를 들어, 투과 마스크를 채택하는) 투과형으로 구성된다. 대안적으로, 장치는 (예를 들어, 앞서 언급된 바와 같은 타입의 프로그램가능한 거울 어레이를 채택하는) 반사형으로 구성될 수 있다.
일루미네이터(IL)는 방사선 소스(SO)로부터 방사선 빔을 수용한다. 예를 들어, 소스가 엑시머 레이저(excimer laser)인 경우, 소스 및 리소그래피 장치는 별도의 개체일 수 있다. 이러한 경우, 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)으로 통과된다. 다른 경우, 예를 들어 소스가 수은 램프인 경우, 소스는 장치의 통합부일 수 있다. 소스(SO) 및 일루미네이터(IL)는, 필요에 따라 빔 전달 시스템(BD)과 함께 방사선 시스템이라고도 칭해질 수 있다.
본 명세서에 사용되는 "상류" 및 "하류"라는 용어는 광학 경로를 따른 상대 위치들과 관련되며, 이때 "상류"는 소스(SO)에 광학적으로 더 가까운 위치들과 관련된다. 즉, 제 1 구성요소가 제 2 구성요소의 "상류"에 있는 것으로 설명되는 경우, 제 1 구성요소가 제 2 구성요소보다 소스(SO)에 광학적으로 더 가까이 있음을 이해할 수 있을 것이다.
일루미네이터(IL)는 빔의 각도 세기 분포를 조정하는 조정 수단(AM)을 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 일반적으로 패터닝 디바이스(MA)로 방사선 빔을 지향시키기 위해 레티클 마스킹 시스템(RMS) 및 레티클 마스크(REMA) 렌즈(또는 대물렌즈)와 같은 다양한 다른 구성요소들을 포함한다. 레티클 마스킹 시스템(RMS)은 대상물 평면(10)을 정의하고, REMA 렌즈는 패터닝 디바이스(MA) 상의 대상물 평면을 이미징하여 조명 필드(20)를 정의한다. 그러므로, 일루미네이터(IL)는 방사선 빔의 단면에 원하는 균일성 및 세기 분포를 갖는, 컨디셔닝된 방사선 빔(PB)을 제공한다.
도 1에서 일루미네이터(IL)의 일부분으로서 도시되어 있지만, 레티클 마스킹 시스템 및 REMA 렌즈 중 어느 하나 또는 둘 모두는 몇몇 실시예들에서 일루미네이터(IL)로부터 분리된 것으로 간주될 수 있다. 또한, '렌즈'라는 용어가 본 명세서에서 사용되지만, REMA 렌즈는 복수의 렌즈, 거울 등을 포함하는 복수의 광학 요소들을 포함할 수 있음을 알 수 있을 것이다.
방사선 빔(PB)은 지지 구조체(MT)에 유지되어 있는 패터닝 디바이스(예를 들어, 마스크)(MA)에 입사된다. 특히, 방사선 빔(PB)은 (도 2에 개략적으로 예시된) 조명 필드(20)를 정의한다. 패터닝 디바이스(MA)를 가로질렀으면, 빔(PB)은 투영 렌즈(PL)를 통과하여 기판(W)의 타겟부(C) 상으로 방사선 빔(PB)을 포커스한다. 기판(W)의 조명된 부분은 이미징 필드라고 칭해질 수 있다. 제 2 위치설정 디바이스(PW) 및 위치 센서(IF)[예를 들어, 간섭계 디바이스(interferometric device)]의 도움으로, 기판 테이블(WT)은 예를 들어 빔(PB)의 경로에 상이한 타겟부(C)들을 위치시키도록 정확하게 이동될 수 있다. 이와 유사하게, 제 1 위치설정 디바이스(PM) 및 (도 1에 명확히 도시되지 않은) 또 다른 위치 센서는, 예를 들어 마스크 라이브러리로부터의 기계적인 회수 후에, 또는 스캔하는 동안, 빔(PB)의 경로에 대해 패터닝 디바이스(MA)를 정확히 위치시키는 데 사용될 수 있다. 일반적으로, 대상물 테이블들(MT 및 WT)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 위치설정 디바이스(PM 및 PW)의 일부분을 형성한다. 패터닝 디바이스(MA) 및 기판(W)은 패터닝 디바이스 정렬 마크들(M1, M2) 및 기판 정렬 마크들(P1, P2)을 이용하여 정렬될 수 있다.
지지 구조체(MT) 및 기판 테이블(WT)은 빔(PB)에 부여된 패턴이 타겟부(C) 상으로 투영되는 동안 [도 1에 도시된 공간 축들 중 x-디멘션(dimension)으로] 동기적으로 스캐닝된다[즉, 단일 동적 노광(single dynamic exposure)]. 지지 구조체(MT)에 대한 기판 테이블(WT)의 속도 및 방향은 투영 시스템(PL)의 확대배율(축소배율)[(de-)magnification] 및 이미지 반전 특성에 의하여 결정된다. 노광 필드의 최대 크기는 단일 동적 노광 시 타겟부의 (스캐닝 되지 않는 방향으로의) 폭을 제한하는 반면, 스캐닝 동작의 길이는 타겟부의 (스캐닝 방향으로의) 높이를 결정한다.
일 실시예에서, REMA 렌즈 및 투영 시스템(PL)의 각각에 의해 제공되는 배율은, REMA 렌즈 및 투영 시스템(PL)의 조합에 의해 적용되는 전체 배율이 일정하게 유지되는 방식으로 변형된다. 예를 들어, REMA 렌즈가 대상물 평면(10)을 이미징하는 배율의 양은 기존의 REMA 렌즈에 비해 2 배로(by a factor of 2) 감소될 수 있다.
예를 들면, 리소그래피 장치의 REMA 렌즈가 1x의 배율[즉, 방사선 빔(PB)의 이미지의 크기의 증가 또는 감소를 야기하지 않음]을 제공하는 경우, REMA 렌즈에 의해 제공되는 배율이 절반으로 줄어들 수 있다. 즉, 리소그래피 장치가 1x의 배율을 갖는 REMA를 제공하는 경우, 변형된 REMA 렌즈는 0.5x의 배율을 제공할 수 있다. 즉, 변형된 REMA 렌즈는 2의 팩터로 방사선 빔(PB)의 단면적을 감소시키도록 배치될 수 있다. 이 예시에서, 레티클 마스킹 시스템(RMS)이 비-스캐닝 디멘션(도 1에 제공된 공간 축들에서 Y-디멘션)으로 A의 디멘션 및 스캐닝 디멘션(도 1에 제공된 공간 축들에서 X-디멘션)으로 B의 디멘션을 갖는 REMA 렌즈에 직사각형 방사선 빔을 제공하도록 배치된다고 가정하면, REMA 렌즈에 의해 제공되는 조명 필드(20)는 패터닝 디바이스(MA)에서 비-스캐닝 디멘션으로 A/2 및 스캐닝 디멘션으로 B/2의 디멘션들을 가질 것이다.
또한, 투영 시스템(PL)에 의해 제공되는 배율이 변형된다. 특히, 투영 시스템(PL)에 의해 제공되는 배율은 대상물 평면(10)과 기판(W) 상의 이미지 필드 사이에 레이저 빔(PB)의 전체적으로 동일한 레벨의 배율을 지속하도록 변형된다. 그러므로, REMA 렌즈에 의해 제공되는 배율이 2의 팩터로 감소되는 상기의 예시에서, 투영 시스템(PL)의 배율이 2의 팩터로 증가된다. 예를 들어, 원래 투영 시스템(PL)이 0.25x의 배율을 제공하도록 배치되는 경우, 변형된 투영 시스템(PL)은 0.5x의 배율을 제공하도록 배치된다. 즉, 변형된 투영 렌즈(PL)는 REMA 렌즈로부터 수용된 방사선 빔(PB)의 단면적을 2의 팩터로 감소시키도록 배치된다.
이는, 흔히 0.25x의 배율을 제공하도록 배치되는 종래의 투영 렌즈들과 대조적이다. 0.25x의 배율의 제공은, 복잡한 및 이에 따른 고비용의 투영 렌즈 구성을 요구한다. 하지만, 지금 설명되는 실시예들에서는 REMA 렌즈에 의해 제공되는 배율이 반으로 줄어들기 때문에, 대상물 평면(10)과 기판(W) 상의 이미지 필드 사이에서의 0.25x의 총 배율이 비교적 단순한 투영 시스템(PL)으로 달성될 수 있다.
비교를 위해, 도 1의 실시예에 의해 제공되는 조명 필드 및 종래의 리소그래피 장치에 의해 제공되는 조명 필드가 도 2의 패터닝 디바이스(21) 상에 개략적으로 도시된다. 일반적으로, 패터닝 디바이스(예를 들어, 마스크, 레티클)들은 리소그래피 장치 내에서 패터닝 디바이스의 수용을 허용하는 표준 크기로 되어 있다. 종래의 REMA 렌즈에 의해 생성되는 조명 필드(22)는 비-스캐닝 방향으로 A의 크기 및 스캐닝 방향으로 B의 크기를 갖는다. 지지 구조체(MT)의 스캐닝은 조명 필드(22)가 비-스캐닝 방향으로 A의 크기 및 스캐닝 방향으로 C의 크기를 갖는 (기판의 타겟부에 이미징될 패턴을 포함하는) 단일 패터닝된 영역(23)에 걸쳐 스캐닝되게 한다. 이와 같이, 조명 필드(22)는 각각의 스캐닝 통과(scanning pass)로 패터닝된 영역(23)을 한 번 가로지른다.
또한, 레티클 마스킹 시스템(RMS)으로부터 REMA 렌즈에 수용되는 방사선 빔에 2의 축소배율 팩터(de-magnification factor)를 적용하도록 배치된 REMA 렌즈를 포함하는 도 1의 일루미네이터(IL)에 의해 제공된 조명 필드(20)가 도시된다. 조명 필드(20)는 비-스캐닝 방향으로 A/2의 크기 및 스캐닝 방향으로 B/2의 크기를 갖는다. 지지 구조체(MT)의 이동은 조명 필드(20)가 단일 스캐닝 통과로 2 개의 패터닝된 영역들(24, 25)에 걸쳐 스캐닝되도록 한다. 조명 필드(20)가 절반 크기이기 때문에, 패터닝된 영역들(24, 25) 각각의 피처들이 스캐닝 방향과 비-스캐닝 방향 둘 모두로 단일 패터닝된 영역(23)의 피처들의 크기에 절반임을 이해할 것이다.
이와 같이, 절반 속력의 스캐닝 통과에 대하여, 도 1의 일루미네이터(IL)는 단일 패터닝된 영역(23)을 스캐닝하기 위해 종래의 리소그래피 장치들에 의해 소요되는 동일한 시간으로 패터닝 디바이스(MA)의 패터닝된 영역들(24, 25) 중 하나를 스캐닝할 수 있다.
추가적으로, 제 1 패터닝된 영역(24)을 스캐닝했으면, 일루미네이터(IL)는 스테핑 동작(stepping operation)을 수행하지 않고 또 다른 패터닝된 영역(25)을 스캐닝하도록 즉시 진행할 수 있다. 이와 같이, 스테핑 동작들(및 이에 따른 총 스텝 타임)의 수가 2의 팩터로 감소된다. 이와 같이, 지지 구조체의 스캐닝 속력의 감소에도 불구하고 리소그래피 장치의 스루풋이 증가될 수 있다.
추가적으로, 지지 구조체의 속력을 2의 팩터로 감소시킴에 의해, 스캐닝 시 지지 구조체의 더 낮은 가속(및 감속)이 요구된다. 더 낮은 가속은 스캐닝 시, 또한 특히 방향 변경 시 패터닝 디바이스의 슬리피지를 방지하는 데 도움을 줄 수 있다.
또한, 투영 렌즈(PL) 및 REMA 렌즈에 의해 제공되는 배율을 역으로 변형(inversely modifying)시킴으로써, 기판(W)에서의 이미지 필드의 크기가 동일하게 유지된다. 이와 같이, 기판들 및 다이들의 표준 크기가 이용될 수 있다. 예를 들어, 기판의 다이들은 통상적으로 26 mm × 33 mm이다.
종래의 리소그래피 장치들에서, 투영 렌즈가 0.25x의 배율을 제공하도록 배치되는 경우, 지지 구조체(MT)는 기판 테이블(WT)의 스캐닝 속력보다 4 배 큰 스캐닝 속력으로 스캐닝됨을 이해할 것이다. 도 1의 실시예(REMA 렌즈의 배율이 절반으로 줄어듦)에서, 지지 구조체(MT)는 기판 테이블(WT)의 속력의 2 배로만 스캐닝되어야 할 필요가 있다. 이와 같이, 축소배율 투영 렌즈(PL)와 조합하여 축소배율 REMA 렌즈를 제공함으로써, 지지 구조체(MT)의 스캐닝 속력의 감소가 달성될 수 있는 한편, 스테핑 시간의 감소로 인해 더 높은 스루풋(예를 들어, 사전설정된 시간 주기에서 패터닝된 다이들의 수)을 달성한다.
다시 도 2를 참조하면, 정의된 스캐닝 주기로 패터닝된 영역(23)에 걸쳐 조명 필드(22)를 스캐닝하기 위해 V의 스캐닝 속력이 사용되는 경우, 동일한 스캐닝 주기에서 패터닝된 영역들(24, 25) 중 하나에 걸쳐 조명 필드(20)를 스캐닝하는 데 V/2의 스캐닝 속력이 사용될 수 있다. 지지 구조체(MT)의 스캐닝 속력을 감소시킴으로써, 더 단순한 및 이에 따른 덜 고가인 패터닝 디바이스 스캐닝 시스템이 사용될 수 있다.
추가적으로, 지지 구조체(MT)의 스캐닝 속력을 지속하고, 기판 테이블(WT)의 스캐닝 속력을 2의 팩터로 증가시킴으로써, 스루풋의 추가 증가가 달성될 수 있다. 이러한 방식으로, 2 개의 패터닝된 영역들(24, 25)이 종래의 리소그래피 장치에서 단일 패터닝된 영역(23)을 스캐닝하는 데 소요되는 시간으로 스캐닝될 수 있다. 그러므로, 이 경우 스루풋의 개선은 각각의 패터닝된 영역의 증가된 스캔 속력 및 스텝 타임의 감소 둘 모두에 기인한다.
또한, 대응적으로 감소된 배율을 갖는 REMA 렌즈와의 증가된 배율 조합을 투영 렌즈(PL)에 제공함으로써, REMA 렌즈 상류의 리소그래피 장치의 여하한의 구성요소들에 대한 변경 없이, 앞서 설명된 비용, 복잡성 및 스루풋 개선이 달성될 수 있다. 즉, 예를 들어 소스(SO), 빔 전달 시스템(BD), 조정 기구(AM) 및 레티클 마스킹 시스템(RMS)이 모두 표준 구성(예를 들어, 표준 REMA 렌즈 및 표준 0.25x 배율 투영 렌즈와 함께 사용되는 것처럼 구성됨)으로 되어 있을 수 있다. 이와 같이, 기존의 리소그래피 장치는, 예를 들어 REMA 렌즈 상류의 여하한의 구성요소를 교체하지 않고 더 높은 스루풋으로 비교적 용이하게 개조(retrofit)될 수 있다.
상기의 예시들은 0.5x 배율을 제공하는 투영 시스템(PL)과 함께 0.5x 배율을 제공하는 REMA 렌즈를 갖는 리소그래피 장치를 제공하기 위해 0.25x의 배율을 제공하는 투영 시스템들(PL)과 조합하여 단위 배율(unit magnification)(1x의 배율)을 제공하는 REMA 렌즈를 갖는 리소그래피 장치를 변형하는 것과 관련되지만, 다른 리소그래피 장치들이 상이한 배율을 제공하는 투영 시스템들 및 REMA 렌즈를 포함함을 이해할 것이다. 단위 배율을 갖는 REMA 렌즈를 포함하는 리소그래피 장치들은 통상적으로 침지 리소그래피 장치들로서 알려진 것일 수 있다. 그러므로, 일 실시예에서는 0.5x의 배율을 갖는 REMA 렌즈 및 0.5x의 배율을 갖는 투영 시스템을 갖는 침지 리소그래피 장치가 제공된다.
예를 들어, 몇몇 실시예들에서 리소그래피 장치(예를 들어, "건식", 또는 비-침지 장치)는 0.25x의 배율을 제공하는 투영 시스템(PL)과 조합하여 3x -4x의 배율을 갖는 REMA 렌즈를 포함할 수 있다. 그러므로, 일 실시예에서는 1.5x - 2x의 배율을 갖는 REMA 렌즈 및 0.5x의 배율을 갖는 투영 시스템(PL)을 포함하는 리소그래피 장치가 제공될 수 있다.
더 일반적으로, REMA 렌즈는 제 1 비-단위 배율(non-unit magnification)을 제공할 수 있고, 투영 시스템(PL)은 제 2 비-단위 배율을 제공할 수 있어, 레티클 마스킹 시스템(RMS)과 기판(W) 사이에 의도한 총 확대배율(축소배율)이 제공된다. 이러한 방식으로, REMA 렌즈 상류의 구성요소들에 대한 변경 없이 의도한 크기(예를 들어, 비-스캐닝 디멘션으로 26 mm)를 갖는 이미지 필드가 얻어질 수 있다.
추가적으로, 앞서 설명된 예시적인 실시예들이 REMA 렌즈에 의해 제공되는 배율을 2의 팩터로 감소시킴과 동시에, 투영 시스템(PL)에 의해 제공되는 배율을 2의 팩터로 증가시키는 것과 관련되지만, REMA 렌즈 및 투영 시스템의 각각에 의해 제공되는 배율은, 대상물 평면(10)과 기판(W) 상의 이미지 사이에 동일한 전체 배율을 지속하면서 상이한 양으로 변경될 수 있다. 예를 들어, REMA 렌즈에 의해 제공되는 배율은 3의 팩터(예를 들어, 1x에서 0.33x 사이)로 감소될 수 있는 한편, 투영 시스템(PL)에 의해 제공되는 배율은 3의 팩터(예를 들어, 0.25x에서 0.75 사이)로 증가될 수 있으며, 이때 레티클 마스킹 시스템(RMS)과 기판(W) 사이에 0.25x의 총 축소배율을 지속한다.
그러므로, 더 일반적으로, REMA 렌즈에 의해 제공되는 배율이 제 1 팩터로 감소될 수 있는 한편, 투영 시스템(PL)에 의해 제공되는 배율이 제 1 팩터에 의해 증가될 수 있다.
도 3은 기판의 2 개의 회전된 타겟부들 상에서의 노광을 위해 '회전된' 패터닝된 영역들의 스캐닝을 허용하도록 제 1 팩터가 선택된 실시예를 예시한다. 도 3의 예시에서는, 원래 REMA 렌즈가 1x의 배율을 제공하는 한편, 원래 투영 시스템(PL)이 0.25x의 배율을 제공한다고 가정한다. 기판 상에 회전된 타겟부들을 제공하기 위해, 기판 테이블(WT)에 장착되기 전에 기판이 회전된다.
도 3a를 참조하면, 패터닝 디바이스(50)는 2 개의 패터닝된 영역들(51, 52)을 포함한다. 패터닝 디바이스(50)가 비-스캐닝 방향으로 A의 디멘션 및 스캐닝 방향(도 3에서 페이지의 위/아래)으로 C의 디멘션을 갖는다. 하지만, 각각의 패터닝된 영역(51, 52)은 스캐닝 방향으로 약 A/1.6 및 비-스캐닝 방향(도 3에서 좌우)으로 약 C/1.6의 영역을 차지한다. 예를 들어, 레티클 마스킹 시스템(RMS)이 A=104 mm 및 B=132 mm 디멘션의 대상물 평면(10)을 제공하는 경우, 각각의 패터닝된 영역(51, 52)은 스캐닝 방향으로 약 65 mm 및 비-스캐닝 방향으로 약 82.5 mm의 디멘션을 갖는다. 이 예시적인 실시예는 0.39x의 배율을 갖는 투영 렌즈(PL)를 이용할 수 있다.
각각의 타겟 영역에 대해 스캐닝 방향으로 A/4의 영역에 걸쳐 스캐닝되게 하기 위해 비-스캐닝 방향으로 기판에 C/4의 이미지 필드를 제공하도록, REMA 렌즈 및 투영 시스템(PL)에 의해 제공되는 배율이 변형된다. 그러므로, 상기의 예시적인 디멘션을 이용하여, 변형된 투영 시스템(PL)은 비-스캐닝 방향으로 기판에 33 mm의 이미지 필드를 제공한다.
원래 REMA 렌즈 및 원래 투영 시스템(PL)이 0.25x의 조합된 배율을 제공하였지만, 기판에서의 이미지 필드가 비-스캐닝 방향으로 7 mm 증가했기 때문에, REMA 렌즈 및 투영 시스템(PL)의 조합된 배율이 (약 1.27의 팩터로) 증가됨을 이해할 것이다.
도 3b는 기판의 3 개의 회전된 타겟부 상에서의 노광을 위해 3 개의 회전된 패터닝된 영역들의 스캐닝을 허용하도록 제 1 팩터가 선택된 유사한 구성을 예시한다.
도 3b를 참조하면, 패터닝 디바이스(60)는 3 개의 패터닝된 영역들(61, 62, 63)을 포함한다. 패터닝 디바이스(60)는 비-스캐닝 방향으로 A 및 스캐닝 방향으로 C의 디멘션을 갖는다. 하지만, 각각의 패터닝된 영역(61, 62, 63)은 스캐닝 방향으로 약 A/2.4 및 비-스캐닝 방향으로 약 C/2.4의 영역을 차지한다. 예를 들어, 레티클 마스킹 시스템(RMS)이 A=104 mm 및 B=132 mm 디멘션의 대상물 평면(10)을 제공하는 경우, 각각의 패터닝된 영역(61, 62, 63)은 비-스캐닝 방향으로 약 55.8 mm 및 스캐닝 방향으로 약 44 mm의 디멘션을 갖는다. 이 예시는 0.59x의 배율을 갖는 투영 렌즈(PL)를 이용할 수 있다.
REMA 렌즈 및 투영 시스템(PL)에 의해 제공되는 배율은, 각각의 타겟 영역에 대해 스캐닝 방향으로 A/4의 영역에 걸쳐 스캐닝되게 하기 위해 비-스캐닝 방향으로 기판에 C/4의 이미지 필드를 제공하도록 변형된다. 그러므로, 상기의 예시적인 디멘션을 이용하여, 변형된 투영 시스템(PL)은 비-스캐닝 방향으로 기판에 33 mm의 이미지 필드를 제공한다.
도 3a의 예시에서와 같이, 원래 REMA 렌즈 및 원래 투영 시스템(PL)이 0.25x의 조합된 배율을 제공하였지만, 기판에서의 이미지 필드가 비-스캐닝 방향으로 7 mm 증가했기 때문에, REMA 렌즈 및 투영 시스템(PL)의 조합된 배율이 (약 1.27의 팩터로) 증가됨을 이해할 것이다.
추가적으로, 앞서 설명된 실시예들에서는 REMA 렌즈 및 투영 시스템 둘 모두가 비-단위 배율(1x 아닌 배율)을 제공하지만, 몇몇 실시예들에서는 투영 시스템이 1x의 배율을 제공하도록 배치된다. 예를 들어, 0.25x의 배율을 제공하는 투영 시스템(PL)에 대해, 제 1 팩터가 4일 수 있어, 투영 시스템(PL)에 의해 제공되는 배율이 1x이다. 이는 특히 단순한 투영 렌즈 구성들이 사용되게 한다. 또한, 투영 렌즈가 레이저 빔(PB)에 축소배율을 제공하지 않는 경우, 기판 테이블(WT)은 지지 구조체(MT)와 동일한 속력으로 스캐닝될 수 있다.
앞서 설명된 실시예들에서는, 기존의 리소그래피 장치가 변형(예를 들어, 개조)된다. 예를 들어 REMA 렌즈의 배율이 감소될 수 있다고 설명된 경우, 이러한 감소는 기존의 리소그래피 장치 내에서 REMA 렌즈를 변형 또는 교체함으로써 달성될 수 있다. 다른 실시예들은 의도한 배율 품질을 이미 갖고 있는 REMA 렌즈 및 투영 시스템으로 생성되는 리소그래피 장치들을 포함한다. 예를 들어, 일 실시예에서 0.5x의 배율을 제공하는 REMA 렌즈 및 0.5x의 배율을 제공하는 투영 시스템을 갖는 리소그래피 장치가 생성될 수 있다. 추가적으로, (레티클 마스킹 시스템 등과 같은) 광학 컬럼(optical column)의 다른 구성요소들이 재-사용될 수 있음에 따라, 새로운 리소그래피 장치들의 제조가 용이해진다(facilitate).
본 명세서에서는 리소그래피 장치와 관련하여 본 발명의 실시예들에 대한 특정 사용예에 대하여 언급되지만, 본 발명의 실시예들은 다른 장치에 사용될 수 있다. 본 발명의 실시예들은 마스크 검사 장치, 메트로롤지 장치, 또는 웨이퍼(또는 다른 기판)와 같은 대상물 또는 마스크(또는 다른 패터닝 디바이스)를 측정 또는 처리하는 여하한의 장치의 일부분을 형성할 수 있다. 이러한 장치는 일반적으로 리소그래피 툴이라고 칭해질 수 있다. 이러한 리소그래피 툴은 진공 조건 또는 대기(ambient)(비-진공) 조건들을 이용할 수 있다.
본 명세서에서는, IC 제조에 있어서 리소그래피 장치의 특정 사용예에 대하여 언급되지만, 본 명세서에 서술된 리소그래피 장치는 다른 적용들을 가질 수도 있음을 이해하여야 한다. 가능한 다른 적용들은 집적 광학 시스템, 자기 도메인 메모리용 안내 및 검출 패턴, 평판 디스플레이, 액정 디스플레이(LCD), 박막 자기 헤드 등의 제조를 포함한다.
본 발명의 실시예들은 하드웨어, 펌웨어(firmware), 소프트웨어, 또는 이의 여하한의 조합으로 구현될 수 있다. 또한, 본 발명의 실시예들은 하나 이상의 프로세서들에 의해 판독 및 실행될 수 있는 기계-판독가능한 매체에 저장된 명령어들로서 구현될 수 있다. 기계-판독가능한 매체는 기계(예를 들어, 컴퓨팅 디바이스)에 의해 판독가능한 형태로 정보를 저장하거나 전송하는 여하한의 메커니즘을 포함할 수 있다. 예를 들어, 기계-판독가능한 매체는 ROM(read only memory); RAM(random access memory); 자기 디스크 저장 매체; 광학 저장 매체; 플래시 메모리 디바이스; 전기적, 광학적, 음향적 또는 다른 형태의 전파 신호[예를 들어, 반송파(carrier wave), 적외 신호, 디지털 신호 등] 등을 포함할 수 있다. 또한, 펌웨어, 소프트웨어, 루틴, 명령어들은 본 명세서에서 소정 작업을 수행하는 것으로서 설명될 수 있다. 하지만, 이러한 설명들은 단지 편의를 위한 것이며, 이러한 작업들은 실제로 컴퓨팅 디바이스, 프로세서, 제어기, 또는 펌웨어, 소프트웨어, 루틴, 명령어 등을 실행하는 다른 디바이스들에 기인한다는 것을 이해하여야 한다.
이상, 본 발명의 특정 실시예들이 설명되었지만 본 발명은 설명된 것과 다르게 실시될 수 있다는 것을 이해할 것이다. 앞선 서술내용은 예시를 위한 것이지, 제한하려는 것이 아니다. 따라서, 당업자라면 아래에 설명되는 청구항들의 범위를 벗어나지 않고 서술된 본 발명에 대한 변형예가 행해질 수 있다는 것을 분명히 알 것이다.

Claims (24)

  1. 리소그래피 장치를 변형하는 방법에 있어서,
    상기 리소그래피 장치는:
    방사선 빔을 제공하는 조명 시스템,
    상기 조명 시스템 하류에서 패터닝 디바이스를 지지하는 지지 구조체 - 상기 패터닝 디바이스는 패터닝된 방사선 빔을 제공하기 위해 상기 방사선 빔의 단면에 패턴을 부여하는 역할을 함 -,
    제 1 배율(magnification)로 패터닝 디바이스에 상기 방사선 빔을 투영하는 제 1 렌즈,
    상기 지지 구조체 하류에서 기판을 유지하는 기판 테이블, 및
    제 2 배율로 상기 기판의 타겟부에 상기 패터닝된 방사선 빔을 투영하는 제 1 투영 시스템을 포함하고, 상기 제 1 렌즈 및 상기 제 1 투영 시스템은 함께 제 3 배율을 제공하며,
    제 4 배율로 상기 방사선 빔을 투영하는 제 2 렌즈를 제공하기 위해 상기 렌즈에 의해 제공된 상기 제 1 배율을 제 1 팩터(factor)로 감소시키는 단계; 및
    제 5 배율로 상기 기판의 타겟부에 상기 패터닝된 방사선 빔을 투영하는 제 2 투영 시스템을 제공하기 위해 상기 제 2 배율을 상기 제 1 팩터로 증가시키는 단계를 포함하는 리소그래피 장치 변형 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 렌즈는 1x 내지 4x의 배율을 제공하도록 배치되고, 상기 제 1 팩터는 1보다 크고 4 이하인 리소그래피 장치 변형 방법.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 제 1 투영 시스템은 0.25x의 배율을 제공하도록 배치되고, 상기 제 1 팩터는 1보다 크고 4 이하인 리소그래피 장치 변형 방법.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제 1 렌즈는 1x의 배율을 제공하도록 배치되고, 상기 제 1 투영 시스템은 0.25x의 배율을 제공하도록 배치되며;
    상기 제 1 팩터가 2이어서, 상기 제 2 렌즈가 0.5x의 배율을 제공하도록 배치되고, 상기 제 2 투영 시스템이 0.5x의 배율을 제공하도록 배치되는 리소그래피 장치 변형 방법.
  5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제 1 렌즈 및 상기 제 1 투영 시스템은 서로 협력하여(cooperatively) 상기 패터닝된 방사선 빔이 상기 타겟부에서 상기 리소그래피 장치의 비-스캐닝 방향(non-scanning direction)으로 실질적으로 25 mm 내지 27 mm의 크기를 갖도록 배치되고,
    상기 제 2 렌즈 및 상기 제 2 투영 시스템은 서로 협력하여 상기 패터닝된 방사선 빔이 상기 타겟부에서 상기 리소그래피 장치의 비-스캐닝 방향으로 실질적으로 25 mm 내지 34 mm의 크기를 갖도록 배치되는 리소그래피 장치 변형 방법.
  6. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 리소그래피 장치는 상기 방사선 빔이 단일 스캐닝 동작(single scanning operation)으로 기판의 단일 타겟 영역에 걸쳐 스캐닝되도록 배치되고, 변형된 리소그래피 장치는 상기 방사선 빔이 단일 스캐닝 동작 시 기판의 적어도 2 개의 타겟 영역들에 걸쳐 스캐닝되도록 배치되는 리소그래피 장치 변형 방법.
  7. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 리소그래피 장치는, 상기 방사선 빔이 제 1 속력으로 패터닝 디바이스의 표면에 걸쳐 스캐닝되고, 상기 패터닝된 방사선 빔이 제 2 속력으로 상기 기판의 타겟부에 걸쳐 스캐닝되도록 배치되며,
    상기 제 1 팩터로 상기 제 1 속력을 감소시키는 단계를 포함하는 리소그래피 장치 변형 방법.
  8. 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 변형된 리소그래피 장치는 상기 방사선 빔이 단일 스캐닝 동작으로 패터닝 디바이스의 적어도 제 1 및 제 2 패터닝된 영역에 걸쳐 스캐닝되도록 배치되고, 상기 제 1 및 제 2 패터닝된 영역들은 상기 변형된 리소그래피 장치의 스캐닝 방향으로 서로 인접하게 놓이는 리소그래피 장치 변형 방법.
  9. 제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제 2 렌즈 및 제 2 투영 시스템은 함께 상기 제 3 배율을 제공하는 리소그래피 장치 변형 방법.
  10. 제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제 2 렌즈 및 제 2 투영 시스템은 함께 상기 제 3 배율보다 큰 제 6 배율을 제공하는 리소그래피 장치 변형 방법.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 제 6 배율은 상기 제 3 배율보다 약 1.27x 큰 리소그래피 장치 변형 방법.
  12. 리소그래피 장치에 있어서,
    방사선 빔을 제공하는 조명 시스템;
    상기 조명 시스템 하류에서 패터닝 디바이스를 지지하는 지지 구조체 - 상기 패터닝 디바이스는 패터닝된 방사선 빔을 제공하기 위해 상기 방사선 빔의 단면에 패턴을 부여하는 역할을 함 -;
    0.5x 내지 2x의 배율로 상기 패터닝 디바이스에 상기 방사선 빔을 투영하는 렌즈;
    상기 지지 구조체의 하류에서 기판을 유지하는 기판 테이블; 및
    0.5x의 배율로 상기 기판의 타겟부에 상기 패터닝된 방사선 빔을 투영하는 투영 시스템을 포함하는 리소그래피 장치.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 렌즈 및 상기 투영 시스템은 서로 협력하여 상기 패터닝된 방사선 빔이 상기 타겟부에서 상기 리소그래피 장치의 비-스캐닝 방향으로 실질적으로 25 mm 내지 34 mm의 크기를 갖도록 배치되는 리소그래피 장치.
  14. 제 12 항 또는 제 13 항에 있어서,
    상기 리소그래피 장치는 상기 방사선 빔이 단일 스캐닝 동작으로 패터닝 디바이스의 표면에 걸쳐 스캐닝되도록 배치되고, 상기 리소그래피 장치는 상기 방사선 빔이 상기 단일 스캐닝 동작 시 기판의 적어도 2 개의 타겟 영역들에 걸쳐 스캐닝되도록 배치되는 리소그래피 장치.
  15. 제 12 항 내지 제 14 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 리소그래피 장치는, 상기 방사선 빔이 제 1 속력으로 패터닝 디바이스의 표면에 걸쳐 스캐닝되고, 상기 패터닝된 방사선 빔이 제 2 속력으로 상기 기판의 타겟부에 걸쳐 스캐닝되도록 배치되는 리소그래피 장치.
  16. 제 12 항 내지 제 15 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 리소그래피 장치는 상기 방사선 빔이 단일 스캐닝 동작으로 패터닝 디바이스의 적어도 제 1 및 제 2 패터닝된 영역에 걸쳐 스캐닝되도록 배치되고, 상기 제 1 및 제 2 패터닝된 영역들은 상기 리소그래피 장치의 스캐닝 방향으로 서로 인접하게 놓이는 리소그래피 장치.
  17. 제 15 항 또는 제 16 항에 있어서,
    상기 제 1 속력은 상기 제 2 속력의 2 배 이상인 리소그래피 장치.
  18. 방사선 빔의 단면에 패턴을 부여하기 위해 0.5x 내지 2x의 배율로 리소그래피 장치의 패터닝 디바이스에 방사선 빔을 투영하는 단계; 및
    0.5x의 배율로 기판의 타겟부 상으로 패터닝된 방사선 빔을 투영하는 단계를 포함하는 방법.
  19. 제 18 항에 있어서,
    상기 방사선 빔이 단일 스캐닝 동작으로 상기 패터닝 디바이스의 표면에 걸쳐 스캐닝되는 단계, 및 상기 패터닝된 방사선 빔이 상기 단일 스캐닝 동작 시 상기 기판의 적어도 2 개의 타겟 영역들에 걸쳐 스캐닝되는 단계를 더 포함하는 방법.
  20. 제 18 항 또는 제 19 항에 있어서,
    상기 방사선 빔이 제 1 속력으로 상기 패터닝 디바이스의 표면에 걸쳐 스캐닝되는 단계, 및 상기 패터닝된 방사선 빔이 제 2 속력으로 상기 기판에 걸쳐 스캐닝되는 단계를 더 포함하는 방법.
  21. 제 18 항 또는 제 19 항에 있어서,
    제 1 패터닝된 영역 및 제 2 패터닝된 영역을 포함하는 패터닝 디바이스를 제공하는 단계를 더 포함하고, 상기 제 1 및 제 2 패터닝된 영역들은 상기 리소그래피 장치의 스캐닝 방향으로 서로 인접해 있는 방법.
  22. 제 21 항에 있어서,
    상기 방사선 빔이 단일 스캐닝 동작으로 상기 제 1 패터닝된 영역 및 상기 제 2 패터닝된 영역 둘 모두에 걸쳐 스캐닝되는 단계를 더 포함하는 방법.
  23. 제 19 항 내지 제 22 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제 1 속력은 상기 제 2 속력의 2 배 이상인 방법.
  24. 제 18 항 내지 제 23 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 패터닝된 방사선 빔이 상기 타겟부에서 상기 리소그래피 장치의 비-스캐닝 방향으로 실질적으로 25 mm 내지 34 mm의 크기를 갖는 단계를 더 포함하는 방법.
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