KR101132692B1 - 리소그래피 장치 및 디바이스 제조 방법 - Google Patents

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마르쿠스 아드리아누스 반 데 케르크호프
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에이에스엠엘 네델란즈 비.브이.
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Abstract

리소그래피 장치의 패터닝 디바이스의 고차 왜곡들을 결정하는 방법 및 연계된 장치가 개시된다. 고차 왜곡들은 투과 이미지 디바이스를 이용하여 측정된다. 주 실시예에서, 주변부, 이미지 필드의 스크라이브 레인들 및 이미지 필드 자체 내에 추가 정렬 격자들을 가질 수 있는 향상된 레티클들이 사용된다.

Description

리소그래피 장치 및 디바이스 제조 방법{LITHOGRAPHIC APPARATUS AND DEVICE MANUFACTURING METHOD}
본 발명은 리소그래피 장치, 이러한 리소그래피 장치와 사용하는 패터닝 디바이스, 및 디바이스를 제조하는 방법에 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 개별층 상에 형성될 회로 패턴을 생성하기 위해 사용될 수 있다. 이 패턴은 기판(예컨대, 실리콘 웨이퍼) 상의 (예를 들어, 한 개 또는 수 개의 다이의 부분을 포함하는) 타겟부 상으로 전사(transfer)될 수 있다. 패턴의 전사는, 통상적으로 기판 상에 제공된 방사선-감응재(레지스트)층 상으로의 이미징(imaging)을 통해 수행된다. 일반적으로, 단일 기판은 연속하여 패터닝되는 인접한 타겟부들의 네트워크를 포함할 것이다. 알려진 리소그래피 장치는, 한번에 타겟부 상으로 전체 패턴을 노광함으로써 각각의 타겟부가 조사(irradiate)되는 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.
본 리소그래피 장치에서는, 웨이퍼 스테이지에 레티클을 정렬하기 위해 투과 이미지 검출용 디바이스가 사용된다. 이는 레티클 상의 구조체(예를 들어, 격자) 및 투과 이미지 검출기 플레이트 상의 상보적인 구조체로 구성된다. 구조체의 이미지는 이미지의 위치 및 포커스를 결정하기 위해 투과 이미지 검출기를 이용하여 스캐닝된다. 투과 이미지 검출기는 이러한 구조체들을 소수(전형적으로 4 내지 8 개) 갖는다. 각각의 구조체 밑에, 광을 검출하도록 포토다이오드가 위치된다. 투과 이미지 검출기는 통상적으로 웨이퍼 스테이지에 대한 레티클의 병진, 확대 및 회전과 같은 1-차 위치설정 표현들을 측정하는데 사용된다. 고차 왜곡들은 해결되지 않은 채 남는다. 이러한 고차 왜곡들은 레티클 가열 및/또는 렌즈 가열의 결과로서 발생할 수 있다. 이 고차 왜곡들을 포함한 여하한의 왜곡들은 오버레이 오차들을 초래할 수 있다. 높은 스루풋의 기계들에 대해, 이 고차 왜곡들은 오버레이 허용범위(budget)에서 가장 큰 부분(post)들 중 하나가 될 것이다.
리소그래피 장치를 이용한 디바이스 제조 방법들에서, 오버레이는 산출량, 즉 올바르게 제조된 디바이스들의 비율에 있어서 중요한 인자이다. 오버레이는, 층들이 앞서 형성된 층들에 관하여 프린트되는 정확성이다. 오버레이 오차 허용범위는 흔히 10 nm 이하일 것이며, 이러한 정확성을 달성하기 위하여 기판은 전사될 마스크 패턴에 매우 정확하게 정렬되어야 한다.
레티클 또는 렌즈 가열로부터 유도되는 오버레이 오차들의 영향을 감소시키는 것이 바람직하다.
본 발명의 일 실시형태에 따르면, 패터닝 디바이스로부터 기판 상으로 패턴을 전사하도록 배치된 리소그래피 장치가 제공되며, 상기 장치는 패터닝 디바이스의 이미지 평면 편차들 및/또는 고차 왜곡들을 측정하도록 작동가능하고, 상기 장치는 투과 검출용 디바이스; 및 투과 이미지 검출기로부터 수신된 신호들을 이용하여 패터닝 디바이스의 고차 왜곡들을 모델링하도록 배치된 프로세서를 포함하며, 상기 패터닝 디바이스는 주 이미지 필드 및 주변부(perimeter)를 갖고, 상기 장치는 상기 주변부의 적어도 3 이상의 측부(side) 및/또는 이미지 필드에 포함된 정렬 구조체들로부터 유도된 신호들을 이용하여 상기 고차 왜곡들을 모델링하도록 작동가능하다.
본 발명의 일 실시형태에 따르면, 리소그래피 장치의 패터닝 디바이스의 고차 왜곡들을 결정하는 방법이 제공되고, 상기 방법은: 방사선 빔을 생성하는 단계; 패터닝 디바이스를 이용하여 패터닝된 방사선 빔을 형성하도록 방사선 빔의 단면에 패턴을 부여하는 단계- 상기 패터닝 디바이스는 주 이미지 필드, 주변부 및 복수의 정렬 구조체들을 포함함 -; 상기 패터닝 디바이스의 상기 정렬 구조체들을 통해, 또한 투과 검출용 디바이스로 투과된 방사선의 투과를 검출하는 단계; 검출된 방사선으로부터 측정 신호들을 생성하는 단계; 및 상기 주변부의 적어도 3 이상의 측부 및/또는 이미지 필드에 포함된 정렬 구조체들을 통해 투과된 방사선으로부터 유도된 측정 신호들을 이용하여 상기 패터닝 디바이스의 이미지 평면 편차들 및/또는 고차 왜곡들을 결정하는 단계를 포함한다.
본 발명의 일 실시형태에 따르면, 리소그래피 장치에서 사용하는 패터닝 디바이스가 제공되고, 상기 패터닝 디바이스는 주 이미지 필드 및 주변부를 가지며, 상기 패터닝 디바이스에는 상기 패터닝 디바이스의 필드 평면 편차들 및/또는 왜곡의 개선된 측정을 위해 추가 정렬 구조체들이 제공된다.
첨부된 청구항들에서 설명되는 바와 같이, 본 발명의 다른 특징들이 존재한다.
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 2는 현재 기술수준에 따른 투과 이미지 검출기를 개략적으로 도시하는 도면;
도 3은 현재 기술수준에 따른 투과 이미지 검출기의 일 예시를 나타내는 도면;
도 4는 도 2 및 도 3의 투과 이미지 검출기와 사용될 수 있는 레티클의 일 예시를 나타내는 도면;
도 5는 도 2 및 도 3의 투과 이미지 검출기와 사용될 수 있는 제 1 향상된 레티클의 일 예시를 나타내는 도면;
도 6은 도 2 및 도 3의 투과 이미지 검출기와 사용될 수 있는 제 2 향상된 레티클의 일 예시를 나타내는 도면; 및
도 7은 도 2 및 도 3의 투과 이미지 검출기와 사용될 수 있는 제 3 향상된 레티클의 일 예시를 나타내는 도면이다.
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 여하한의 그 조합과 같은 다양한 타입의 광학 구성요소들을 포함할 수 있다.
지지 구조체는 패터닝 디바이스를 지지, 즉 그 무게를 견딘다. 이는 패터닝 디바이스의 방위, 리소그래피 장치의 디자인, 및 예를 들어 패터닝 디바이스가 진공 환경에서 유지되는지의 여부와 같은 다른 조건들에 의존하는 방식으로 패터닝 디바이스를 유지한다. 지지 구조체는 패터닝 디바이스를 유지하기 위해 기계적, 진공, 정전기, 또는 다른 클램핑 기술들을 이용할 수 있다. 지지 구조체는, 예를 들어 필요에 따라 고정되거나 이동가능할 수 있는 프레임 또는 테이블일 수 있다. 지지 구조체는, 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 피처(phase-shifting feature)들 또는 소위 어시스트 피처(assist feature)들을 포함하는 경우, 기판의 타겟부 내의 원하는 패턴과 정확히 일치하지 않을 수도 있다는 것을 유의하여야 한다. 일반적으로, 방사선 빔에 부여된 패턴은 집적 회로와 같이 타겟부에 생성될 디바이스 내의 특정 기능 층에 해당할 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 여하한의 그 조합을 포함하는 여하한 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.
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 2 개(듀얼 스테이지) 이상의 기판 테이블(및/또는 2 이상의 마스크 테이블)을 갖는 형태로 구성될 수 있다. 이러한 "다수 스테이지" 기계에서는 추가 테이블이 병행하여 사용될 수 있으며, 또는 1 이상의 테이블이 노광에 사용되고 있는 동안 1 이상의 다른 테이블에서는 준비작업 단계가 수행될 수 있다.
또한, 리소그래피 장치는 투영 시스템과 기판 사이의 공간을 채우기 위해서, 기판의 전체 또는 일부분이 비교적 높은 굴절률을 갖는 액체, 예컨대 물로 덮일 수 있는 형태로 구성될 수 있다. 또한, 침지 액체는 리소그래피 장치 내의 다른 공간들, 예를 들어 마스크와 투영 시스템 사이에도 적용될 수 있다. 침지 기술은 투영 시스템의 개구수(numerical aperture)를 증가시키는 기술로 당업계에 잘 알려져 있다. 본 명세서에서 사용되는 "침지"라는 용어는 기판과 같은 구조체가 액체 내에 담그어져야 함을 의미하는 것이라기보다는, 노광 시 액체가 예를 들어 투영 시스템과 기판 사이에 놓이기만 하면 된다는 것을 의미한다.
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, 상기 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.
상기 일루미네이터(IL)는 방사선 빔의 각도 세기 분포를 조정하는 조정기(AD)를 포함할 수 있다. 일반적으로, 일루미네이터(IL)의 퓨필 평면 내의 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.
상기 방사선 빔(B)은 지지 구조체(예를 들어, 마스크 테이블)(MT) 상에 유지되어 있는 패터닝 디바이스(예를 들어, 마스크)(MA) 상에 입사되며, 패터닝 디바이스에 의해 패터닝된다. 상기 마스크(MA)를 가로질렀으면, 상기 방사선 빔(B)은 투영 시스템(PS)을 통과하여, 기판(W)의 타겟부(C) 상에 상기 빔을 포커스한다. 제 2 위치설정기(PW) 및 위치 센서(IF)(예를 들어, 간섭계 디바이스, 리니어 인코더, 또는 용량성 센서)의 도움으로, 기판 테이블(WT)은 예를 들어 방사선 빔(B)의 경로 내에 상이한 타겟부(C)들을 위치시키도록 정확하게 이동될 수 있다. 이와 유사하게, 제 1 위치설정기(PM) 및 또 다른 위치 센서(도 1에 명확히 도시되지 않음)는, 예를 들어 마스크 라이브러리(mask library)로부터의 기계적인 회수 후에, 또는 스캔하는 동안, 방사선 빔(B)의 경로에 대해 마스크(MA)를 정확히 위치시키는데 사용될 수 있다. 일반적으로, 마스크 테이블(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, 마스크 테이블(MT)은 단-행정 액추에이터에만 연결되거나 고정될 수 있다. 마스크(MA) 및 기판(W)은 마스크 정렬 마크들(M1 및 M2) 및 기판 정렬 마크들(P1 및 P2)을 이용하여 정렬될 수 있다. 비록, 예시된 기판 정렬 마크들은 지정된(dedicated) 타겟부들을 차지하고 있지만, 그들은 타겟부들 사이의 공간들 내에 위치될 수도 있다[이들은 스크라이브-레인 정렬 마크(scribe-lane alignment mark)들로 알려져 있다]. 이와 유사하게, 마스크(MA) 상에 1 이상의 다이가 제공되는 상황들에서, 마스크 정렬 마크들은 다이들 사이에 위치될 수 있다.
도시된 장치는 다음 모드들 중 적어도 1 이상에서 사용될 수 있다:
1. 스텝 모드에서, 마스크 테이블(MT) 및 기판 테이블(WT)은 기본적으로 정지 상태로 유지되는 한편, 방사선 빔에 부여된 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, 마스크 테이블(MT) 및 기판 테이블(WT)은 방사선 빔에 부여된 패턴이 타겟부(C) 상에 투영되는 동안에 동기적으로 스캐닝된다[즉, 단일 동적 노광(single dynamic exposure)]. 마스크 테이블(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, 마스크 테이블(MT)은 프로그램가능한 패터닝 디바이스를 유지하여 기본적으로 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)이 각각 이동한 후, 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.
도 2는 투과 이미지 검출기 또는 투과 이미지 센서라고도 칭하는 투과 이미지 검출용 디바이스를 개략적으로 도시한다. 투과 이미지 검출기는 그 자체로 당업계에 알려져 있다. 투영 빔(PB)이 제 1 대상물(G0), 예를 들어 마스크(MA) 내의 격자 상에 입사한다. 제 1 격자(G0)는 투영 빔(PB)으로부터 이미지를 생성하기 위해 배치된 복수의 개구부(opening)들을 포함한다. 제 1 격자(G0) 내의 개구부들은 각각 투영 빔(PB)으로부터 기원된 방사선 빔을 방출한다. G0 내의 복수의 개구부들에 의해 방출된 방사선 빔은 렌즈, 예를 들어 투영 렌즈 시스템(PS)을 통과한다. 이러한 투영 렌즈 시스템의 광학 특성들은, G0의 이미지(GO')가 투영 렌즈 시스템(PS) 아래의 주어진 평면에 형성되게 한다. 투과 이미지 검출기(TD)가 투영 렌즈 시스템(PS) 아래에 위치된다. 투과 이미지 검출기(TD)는 슬롯 패턴(G1) 및 포토 센서(PH) 디바이스를 포함한다. 슬롯 패턴(G1)은 슬릿형 또는 정사각형을 갖는 포토 센서(PH) 디바이스 위의 개구부이다. 유리하게는, 포토 센서(PH) 디바이스 위의 개구부에 패턴을 적용하는 것이 에지들의 수를 증가시켜, 포토 센서(PH)의 신호 레벨 및 이에 따른 신호/잡음비를 증가시킬 수 있다.
투과 이미지 검출기(TD)는 기판 테이블(WT) 상에 배치된다(도 1 참조). 투과 이미지 검출기(TD)는 투영 렌즈 시스템(PS) 및 마스크(MA)의 위치에 대해 3 개의 직교 방향(X, Y 및 Z)으로 웨이퍼의 정확한 위치설정을 허용한다. 이 세 방향들을 따라 스캐닝함으로써, 이미지(G0')의 세기가 투과 이미지 검출기의 XYZ 위치의 함수로서, 예를 들어 이미지 맵(3D 맵)으로 매핑(map)될 수 있으며, 이는 샘플링 위치들의 좌표 및 각 위치에서 샘플링된 세기를 포함한다. 3D 맵으로부터, 예를 들어 최소 제곱 피팅 방법을 이용한 최고 위치의 포물선 피트(parabolic fit)를 이용함으로써, 투과 이미지 검출기(TD)에 연결된 컴퓨터 또는 프로세서가 이미지의 위치를 도출할 수 있다.
사용 시 고려되어야 하는 앞선 장치의 한가지 문제는, 마스크(MA)(또는 레티클)가 가열되는 경우이다. 이미지 필드의 위치에서 마스크(MA)는 방사선의 흡수로 인해 점점 가열될 것이다. 이미지 필드 외부의 영역은 비교적 차갑게 유지될 것이다. 이는 마스크(MA)의 왜곡 및 만곡을 야기할 것이다. 이 왜곡 및 만곡은 필드에서 두 측정 위치만으로는 측정될 수 없다.
도 3은 리소층(litho layer: 34) 내에 4 개의 격자(30, 31, 32 및 33)를 갖는 현재 기술수준에 따른 투과 이미지 검출기(29)의 일 예시를 나타낸다. 리소층(34)은 쿼츠 윈도우(quartz window: 35) 상에 제조된다. 각각의 격자들(30, 31, 32 및 33) 밑에는, 연계된 포토다이오드(36, 37, 38 및 39)가 제공된다. 표준인 바와 같이 이미지 필드의 코너들에서의 4 개의 측정 위치들만을 이용하는 것은, 투과 이미지 검출기(29)가 웨이퍼 스테이지에 대해 단지 레티클의 병진, 확대, 회전, 포커스 및 포커스 경사(focus tilt)와 같은 0-차 및 1-차 표현들만을 측정할 수 있다는 것을 의미한다. 일부 또는 모든 1차보다 큰(2차, 3차 등) 다항식의 일부 또는 모든 왜곡들로서 정의된 고차 왜곡들은, 일반적으로 이미지 필드 내의, 또는 그 주위의 독립적인 측정 위치들을 더 많이 필요로 하기 때문에, 일반적으로 검출되지 않은 채 남는다. 이러한 고차 왜곡들은 레티클 가열 및/또는 렌즈 가열의 결과로서 발생할 수 있으며, 오버레이 오차들을 증가시킬 수 있다.
이미지 필드의 코너에서의 단지 소수의 측정 위치들을 측정하는 대신에, 투과 이미지 검출기는 오버레이 오차들을 감소시키도록 국부적으로 실제 레티클 변형을 측정하는데 사용될 수 있다. 측정되는 오버레이 오차들의 요구된 정확성에 따라, 투과 이미지 검출기로 실제 레티클 변형을 국부적으로 측정하는 측정 위치들의 수가 조정될 수 있다. 국부적으로 측정된 값들은 매트릭스 내에 포함될 수 있으며, 피드-포워드 모델(feed-forward model)을 이용함으로써 고차 왜곡들을 포함한 레티클의 변형 거동(deformation behaviour)이 예측되어, 더 작은 오버레이 오차들이 얻어질 수 있게 된다. 이 피드-포워드 모델은 추가 XY 입력들을 갖는 알려진 '기본' RA(Reticle Align) 모델의 확장이다. 측정된 독립적인 입력들을 더 많이 이용함으로써, 이 모델이 알려진 '기본' RA(Reticle Align) 모델보다 가정들을 모델링하는데 덜 민감하다.
상기 모델은 X 및 Y의 함수로서 dX 및 dY 항을 갖는 3차 모델을 포함할 수 있고, 이는 완전한 분석을 위해 20 개의 파라미터가 필요하다는 것을 의미하며, 이는 차례로 불충분결정 시스템(underdetermined system)을 회피하도록 20 개의 독립적인 측정들을 필요로 한다. 실제로, 몇몇 파라미터들(또는 항들)은 다른 파라미터들로부터 스킵(skip)되거나 모델링되어, 필요한 입력 측정들을 감소시킬 수 있게 한다. 하지만, 상/하(X의 함수) 및 좌/우(Y의 함수) 측부들을 따라 dX, dY 측정들을 갖는 것이 여전히 바람직하다.
실제로, 3-차 모델이 기계의 보정 가능성(및 이용가능한 독립적인 입력 측정들의 수, 및 잡음 전파 고려)으로 인해 가장 실행가능하지만, 이는 필수적이지 않으며, 몇몇 경우(예를 들어, 부하가 매우 비대칭인 경우) 또는 장차 5-차 이상의 항을 일부 포함하는 것이 실제로 가치있을 수 있다.
모델이 추가 XY 입력들로 확장되는 경우, 레티클 레벨에서 측정될 추가 격자들은 (예를 들어, 스크라이브 레인 내에서와 같이) 매우 적은 크롬 경계(chrome border)들에 의해 둘러싸일 수 있으며, 또는 심지어 크롬 경계들이 조금도 없을 수 있다. 이 경우, 필드-내 격자들에 대한 제한되거나 손실된 크롬 경계들로 인한 스퓨리어스 효과(spurious effect)가 일어날 수 있으며, 이 효과들은 억제되어야 한다. 이 경우, 실제 제 1 레티클 정렬을 위해서는 단지 표준 RA 격자들만을 이용하는 한편, 후속한 델타 측정/보정을 위해 필드-내 격자들을 측정하고 저장/캘리브레이션하는 것이 유리할 수 있다. 이러한 시나리오에서는, 표준 RA 격자들만을 이용하는 보다 낮은 차수의 보정 모델이 제 1 레티클 정렬에 사용되는 한편, 후속한 웨이퍼들에 대해서는 제 1 레티클 정렬에 대한 추가 XY 격자 측정을 더한 온전한 방식으로 표준 RA 격자 측정들을 이용하여 비교적 더 높은 차수의 보정 모델이 적용될 수 있다.
도 4는 도 1에 나타낸 바와 같은 장치에서 투과 이미지 검출기와 함께 통상적으로 사용되는 표준 레티클을 나타낸다. 표준 레티클은 이미지 필드(400) 및 주변부(410)를 갖는다. 주변부(410)에는 4 세트의 x 및 y 격자들(420)- 각 코너에 하나씩 -이 상하부를 따른 또 다른 x 및 y 격자들(420) 및 측부들을 따른 다수의 단방향 격자(single direction grating: 430)들과 함께 제공된다. 통상적으로, 코너 격자들은 기본 정렬에 사용되는 한편, 다른 격자들은 레티클 형상 보정 시 이미지 평면 편차를 결정하는데 사용된다.
본 발명의 제 1 실시예에 따르면, 도 4의 레티클은 도 1 및 도 2에 도시된 장치와 함께 이 표준 형태로, 또한 국부적인 레티클 변형의 계산을 위해 앞서 설명된 확장형 피드-포워드 모델을 이용하여 사용될 수 있다. 특히, (단지 상하부만을 이용하는 것과 대조적으로) 레티클의 4 측부 모두에서 격자를 이용하는 것은, 특히 y에 관한 고차 왜곡들이 계산될 수 있다는 것을 의미한다.
도 5는 향상된 레티클을 나타낸다. 표준 레티클의 한가지 단점은, 좌측 및 우측들을 따라 갖추어진 격자들이 y-축선을 따라 측정을 수행하도록 설계되는 "y-격자들"이라는 것이다. 이는 유용하지만, 코너들에 비해 측부들의 중간에서 더 왜곡[술통형 왜곡(barrel distortion)]되는 경향이 있는 왜곡의 성질로 인해 x-축선을 따른 측정이 더 우수할 것이다. 결과적으로, 또 다른 실시예는 상하부뿐 아니라, 각 측부를 따른 추가 "x-격자들"(500)과 함께 도 5에 나타낸 바와 같은 레티클을 사용한다. 이는 x에 있어서 고차 항들의 더 확장된 모델링을 허용한다.
도 6은 이미지 필드 자체 내에 제공되는 격자들(600)의 매트릭스를 갖는 또 다른 향상된 레티클을 나타낸다. 이미지와 간섭하지 않기 위하여, 이 이미지 필드 격자들을 위치시킬 최적 장소는 나타낸 바와 같이 스크라이브 레인(610) 내에 있을 것이 제안된다. 이 향상된 레티클은 국부적인 보정을 더 정확히 하도록 더 조밀한 매트릭스의 생성을 허용한다. 이 레티클을 이용하는 경우, 더 세밀한 3-차 모델이 달성될 수 있을 뿐만 아니라, x-y 교차항(crossterm)들을 포함하여 오버레이 문제 및/또는 보정 가능성에 따라 다항식 차수를 갖는 x 및 y의 함수로서의 dx 및 dy의 고차 모델링도 달성가능하다.
도 7은 이미지 필드 스크라이브 레인(610) 내의 격자들(600)의 매트릭스 및 스크라이브 레인 외부의 이미지 필드(410) 내의 추가 격자들(700)을 갖는 향상된 레티클을 나타낸다. 이는 특히 이미지가 알려져 있는 경우에 가능하며, 이 경우 격자들은 이미지 자체와 간섭하지 않는 이미지 필드 내에서 어디든지 배치될 수 있다.
스캔은 바람직하게는 스루풋에 대한 영향을 최소화하도록 규칙적인 투과 이미지 검출기 정렬 시 행해질 수 있다. 각각의 경우, 이미 설명된 바와 같이 투과 이미지 검출기는 리소층 상에 배치된 4 개의 격자들을 포함한다(스루풋을 증가시키도록 증가된 수의 격자들을 갖는 개선된 투과 이미지 검출기를 사용하는 것이 본 발명의 범위 내에 있음). 격자들은 리소그래피 장치의 마스크 테이블(MT) 상에 배치된 레티클 상의 표준 RA 격자들에 의해 생성된 이미지를 수용하도록 위치된다(도 1 참조). 또한, 투과 이미지 검출기는 격자들 중 하나를 통해 들어오는 방사선을 수용하고 측정 신호를 생성하도록 배치된 방사선 감지 센서들을 포함한다. 리소층은, 예를 들어 일렬로 배치된 복수의 격자들로 패터닝된 크롬 층일 수 있다. 측정 신호들은 투영 시스템(즉, 렌즈) 및/또는 패터닝 디바이스의 고차 왜곡들을 결정하도록 배치되는 처리 디바이스로의 입력이다. 이 왜곡들은 리소그래피 장치의 구성요소들을 조정하는데 사용될 수 있지만, 이들은 패터닝 디바이스에 대한 기판 테이블의 정렬을 개선하는데 사용될 수도 있다.
앞선 기술들은 정렬 격자들의 사용을 설명하였지만, 당업자라면 여하한의 정렬 마크들, 패턴들 또는 구조체들이 본 발명의 범위를 벗어나지 않고 사용될 수 있다는 것을 이해할 것이다. 또한, 정렬 마크들 및 스크라이브 레인들의 개수 및 배치, 및 레티클들의 전반적인 배치는 단지 설명을 위한 나타낸 예시들과 상당히 다를 수 있다. 또한, 표유광(stray light)을 감소시키도록 격자들 주위에 크롬을 더 추가함으로써 정확성이 개선될 수 있다.
여하한 형태의 이미지 센서 또는 이미지 검출기가 사용될 수 있으며, 반드시 설명된 투과 이미지 검출기에 제한되는 것은 아님을 유의하여야 한다. 예를 들어, 파면 검출기 또는 간섭계가 사용될 수 있다. 또한, 다양한 신호 환경을 더 우수하게 처리하기 위해 피팅 알고리즘을 개선하는 바와 같이 투과 이미지 검출기를 개선할 수 있다.
앞선 설명은 오버레이 사항만을 고려한다는 것을 유의한다. 하지만, 투과 이미지 검출기는 매 스캔마다 포커스 결과들도 산출하기 때문에, 개시된 개념이 레티클 형상 보정의 확장으로서 적용될 수도 있다. 이 확장은 추가 포커스 측정점들을 추가함으로써 공간 도메인(spatial domain)에서, 또는 시간에 따라 (예를 들어, 레티클 가열로 인한) 레티클 형상 보정의 변화들을 추적함으로써 시간 도메인(temporal domain)에서 구성될 수 있다.
또한, 앞선 기술들은 웨이퍼 테이블의 불충분한 평탄도에 의해 야기된 이미지 평면 편차들을 측정하는데 사용될 수도 있다.
앞선 기술들은 실행하기에 너무 큰 스루풋 불이익을 유도하기 때문에 모든 웨이퍼에 대해 수행되어서는 안 된다는 것을 유의하여야 한다. 그 대신에, 측정은 사전설정된 수의 웨이퍼들에 대해 한 번만 수행될 수 있으며, 이 수는 계산/모델링 소프트웨어의 오차 범위- 이는 재캘리브레이션 사이에서 증가함 -에 따른다. 대안적으로, 이 측정들은 오프-라인으로 수행될 수 있다. 각각의 경우, 결과들은 추가 이용을 위해 저장될 수 있다.
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 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 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.
이상, 광학 리소그래피와 관련하여 본 발명의 실시예들의 특정 사용예를 언급하였지만, 본 발명은 다른 적용예들, 예를 들어 임프린트 리소그래피에 사용될 수 있으며, 본 명세서가 허용한다면 광학 리소그래피로 제한되지 않는다는 것을 이해할 것이다. 임프린트 리소그래피에서, 패터닝 디바이스 내의 토포그래피(topography)는 기판 상에 생성된 패턴을 정의한다. 패터닝 디바이스의 토포그래피는 전자기 방사선, 열, 압력 또는 그 조합을 인가함으로써 레지스트가 경화되는 기판에 공급된 레지스트 층으로 가압될 수 있다. 패터닝 디바이스는 레지스트가 경화된 후에 그 안에 패턴을 남기는 레지스트로부터 이동된다.
본 명세서에서 사용된 "방사선" 및 "빔"이라는 용어는 (예를 들어, 365, 355, 248, 193, 157 또는 126 nm, 또는 그 정도의 파장을 갖는) 자외(UV) 방사선 및 (예를 들어, 5 내지 20 nm 범위 내의 파장을 갖는) 극자외(EUV) 방사선뿐만 아니라, 이온 빔 또는 전자 빔과 같은 입자 빔을 포함하는 모든 형태의 전자기 방사선을 포괄한다.
본 명세서가 허용하는 "렌즈"라는 용어는, 굴절, 반사, 자기, 전자기 및 정전기 광학 구성요소들을 포함하는 다양한 형태의 광학 구성요소들 중 어느 하나 또는 그 조합으로 언급될 수 있다.
이상, 본 발명의 특정 실시예가 설명되었지만 본 발명은 설명된 것과 다르게 실시될 수 있다는 것을 이해할 것이다. 예를 들어, 처리를 위한 본 발명의 특징부들은 앞서 개시된 바와 같은 방법을 구현하는 기계-판독가능한 명령어의 1 이상의 시퀀스를 포함하는 컴퓨터 프로그램, 또는 이러한 컴퓨터 프로그램이 저장되어 있는 데이터 저장 매체(예를 들어, 반도체 메모리, 자기 또는 광학 디스크)의 형태를 취할 수 있다.
앞선 서술내용은 예시를 위한 것이지, 제한하려는 것이 아니다. 따라서, 당업자라면 이 기재내용에 기초한 청구항들의 범위를 벗어나지 않고 서술된 본 발명에 대한 변형예가 행해질 수도 있음을 이해할 것이다.
요약하면, 본 기재내용은 다음 특징들 중 1 이상을 포함한다:
1. 패터닝 디바이스로부터 기판 상으로 패턴을 전사하도록 배치된 리소그래피 장치로, 상기 장치는 패터닝 디바이스의 이미지 평면 편차들 및/또는 고차 왜곡들을 측정하도록 작동가능하고, 상기 장치는:
투과 검출용 디바이스; 및
투과 검출용 디바이스로부터 수신된 신호들을 이용하여 패터닝 디바이스의 고차 왜곡들을 모델링하도록 구성되고 배치된 프로세서;
를 포함하며, 상기 패터닝 디바이스는 주 이미지 필드 및 주변부를 갖고, 상기 장치는 상기 주변부의 적어도 3 이상의 측부 및/또는 이미지 필드에 포함된 정렬 구조체들로부터 유도된 신호들을 이용하여 상기 고차 왜곡들을 모델링하도록 작동가능하다.
2. 제 1 특징의 리소그래피 장치로, 상기 투과 검출용 디바이스는 투과 이미지 검출기를 포함한다.
3. 제 2 특징의 리소그래피 장치로, 상기 투과 이미지 검출기는 복수의 정렬 구조체들 및 복수의 방사선 감지 센서들을 포함하여, 상기 방사선이 상기 투과 검출용 디바이스의 상기 정렬 구조체들을 통해 투과되고, 측정 신호들을 생성하도록 상기 방사선 감지 센서들에 의해 수용되게 한다.
4. 제 1 특징의 리소그래피 장치로, 상기 투과 검출용 디바이스는 간섭계를 포함한다.
5. 앞선 특징들 중 어느 하나의 리소그래피 장치로, 이는:
방사선 빔을 컨디셔닝하도록 구성된 조명 시스템;
패터닝된 방사선 빔을 형성하기 위해, 방사선 빔의 단면에 패턴을 부여할 수 있는 패터닝 디바이스;
기판을 유지하도록 구성된 기판 테이블- 상기 투과 검출용 디바이스가 상기 기판 테이블 상에 배치되어 있음 -; 및
기판의 타겟부 상에 패터닝된 방사선 빔을 투영하도록 구성된 투영 시스템을 포함한다.
6. 앞선 특징들 중 어느 하나의 리소그래피 장치로, 상기 패터닝 디바이스에는 상기 패터닝 디바이스의 왜곡의 개선된 측정을 위해 추가 정렬 구조체들이 제공된다.
7. 제 6 특징의 리소그래피 장치로, 상기 추가 정렬 구조체들 중 적어도 일부는 상기 패터닝 디바이스의 상기 주변부 내에 제공되고, 상기 구조체들은 x 또는 y 방향으로의 정렬의 확장된 모델링을 위한 것이다.
8. 제 6 특징 또는 제 7 특징의 리소그래피 장치로, 상기 추가 정렬 구조체들 중 적어도 일부는 상기 패터닝 디바이스의 이미지 필드 내에 포함된다.
9. 제 8 특징의 리소그래피 장치로, 상기 주 이미지 필드는 스크라이브 레인들로 분할되고, 이미지 필드 내에 포함된 상기 추가 정렬 구조체들 중 적어도 일부는 상기 패터닝 디바이스의 상기 스크라이브 레인들 내에 포함된다.
10. 앞선 특징들 중 어느 하나의 리소그래피 장치로, 상기 추가 정렬 구조체들은 포커스 측정을 위한 구조체들을 포함한다.
11. 제 10 특징의 리소그래피 장치로, 상기 장치는 포커스 사항 또는 이미지 평면 편차들의 확장된 모델링을 수행하도록 작동가능하다.
12. 제 10 특징 또는 제 11 특징의 리소그래피 장치로, 상기 장치는 시간에 따라 상기 패터닝 디바이스의 형상 보정을 추적하도록 작동가능하다.
13. 앞선 특징들 중 어느 하나의 리소그래피 장치로, 상기 투과 검출용 디바이스는 10 개의 정렬 구조체들보다 더 적게 갖는 종래의 디바이스이다.
14. 앞선 특징들 중 어느 하나의 리소그래피 장치로, 상기 장치는 고차 왜곡들 및/또는 이미지 평면 편차들이 사전설정된 수의 웨이퍼들에 대해 한 번만 결정되고, 차후 참조를 위해 저장되도록 작동가능하다.
15. 앞선 특징들 중 어느 하나의 리소그래피 장치로, 상기 장치는 오프-라인인 동안 고차 왜곡들 및/또는 이미지 평면 편차들이 결정되고, 차후 참조를 위해 저장되도록 작동가능하다.
16. 앞선 특징들 중 어느 하나의 리소그래피 장치로, 상기 장치는 3차보다 높은 차수의 왜곡들을 결정하도록 작동가능하다.
17. 리소그래피 장치의 패터닝 디바이스의 고차 왜곡들을 결정하는 방법으로, 상기 방법은:
패터닝 디바이스를 이용하여 패터닝된 방사선 빔을 형성하도록 방사선 빔의 단면에 패턴을 부여하는 단계- 상기 패터닝 디바이스는 주 이미지 필드, 주변부 및 복수의 정렬 구조체들을 포함함 -;
상기 패터닝 디바이스의 상기 정렬 구조체들을 통해, 또한 투과 검출용 디바이스로 투과된 방사선의 투과를 검출하는 단계;
검출된 방사선으로부터 측정 신호들을 생성하는 단계; 및
상기 주변부의 적어도 3 이상의 측부 및/또는 이미지 필드에 포함된 정렬 구조체들을 통해 투과된 방사선으로부터 유도된 측정 신호들을 이용하여 상기 패터닝 디바이스의 이미지 평면 편차들 및/또는 고차 왜곡들을 결정하는 단계를 포함한다.
18. 제 17 특징의 방법으로, 상기 투과 검출용 디바이스는 10 개보다 적은 정렬 구조체들을 포함한다.
19. 제 17 특징 또는 제 18 특징의 방법으로, x 또는 y 방향으로의 정렬의 확장된 모델링을 위해 측부들을 따라 추가 정렬 구조체들을 갖는 패터닝 디바이스가 사용되며, 상기 추가 정렬 구조체들은 기본적인 더 낮은 차수의 정렬에 필요한 표준 구조체들에 추가된다.
20. 제 17 특징, 제 18 특징 또는 제 19 특징의 방법으로, 이미지 필드 내에 포함된 추가 정렬 구조체들을 갖는 패터닝 디바이스가 사용된다.
21. 제 20 특징의 방법으로, 이미지 필드 내에 포함된 상기 추가 정렬 구조체들 중 적어도 일부는 상기 패터닝 디바이스의 스크라이브 레인들 내에 포함된다.
22. 제 17 특징 내지 제 21 특징 중 어느 하나의 방법으로, 상기 추가 정렬 구조체들은 포커스 측정들을 위한 구조체들을 포함하며, 상기 방법은 포커스 사항 또는 이미지 평면 편차들의 확장된 모델링을 포함할 뿐만 아니라, 시간에 따라 상기 패터닝 디바이스의 형상 보정을 추적한다.
23. 제 17 특징 내지 제 22 특징 중 어느 하나의 방법으로, 상기 검출하는 단계가 통상적인 정렬을 위한 것이 아닌 바와 같이 상기 결정하는 단계는 사전설정된 수의 웨이퍼들에 대해 한 번만 행해진다.
24. 제 17 특징 내지 제 23 특징 중 어느 하나의 방법으로, 상기 검출하는 단계가 통상적인 정렬을 위한 것이 아닌 바와 같이 상기 결정하는 단계를 오프-라인인 동안에 수행된다.
25. 제 17 특징 내지 제 24 특징 중 어느 하나의 방법으로, 상기 투과 검출용 디바이스는 복수의 정렬 구조체들 및 복수의 방사선 감지 센서들을 포함하여, 상기 방사선이 상기 투과 검출용 디바이스의 상기 정렬 구조체들을 통해 투과되고, 측정 신호들을 생성하도록 상기 방사선 감지 센서들에 의해 수용되게 한다.
26. 제 17 특징 내지 제 24 특징 중 어느 하나의 방법으로, 3차보다 높은 차수의 왜곡들이 결정된다.
27. 리소그래피 장치에서 사용하는 패터닝 디바이스로, 상기 패터닝 디바이스는 주 이미지 필드 및 주변부를 가지며, 상기 패터닝 디바이스에는 상기 패터닝 디바이스의 이미지 평면 편차들 및/또는 왜곡의 개선된 측정을 위해 추가 정렬 구조체들이 제공된다.
28. 제 27 특징의 패터닝 디바이스로, 상기 추가 정렬 구조체들 중 적어도 일부는 상기 주변부 내에 제공되고, 상기 구조체들은 정렬의 확장된 모델링을 위한 것이며, 기본적인 더 낮은 차수의 정렬에 필요한 표준 구조체들에 추가된다.
29. 제 27 특징 또는 제 28 특징의 패터닝 디바이스로, 상기 추가 정렬 구조체들 중 적어도 일부는 이미지 필드 내에 포함된다.
30. 제 29 특징의 패터닝 디바이스로, 상기 주 이미지 필드는 스크라이브 레인들로 분할되고, 이미지 필드 내에 포함된 상기 추가 정렬 구조체들 중 적어도 일부는 상기 패터닝 디바이스의 상기 스크라이브 레인들 내에 포함된다.
31. 제 27 특징 내지 제 30 특징 중 어느 하나의 패터닝 디바이스로, 상기 추가 정렬 구조체들은 포커스 측정을 위한 구조체들을 포함한다.
32. 제 27 특징 내지 제 31 특징 중 어느 하나의 패터닝 디바이스로, 상기 추가 정렬 구조체들은 그 경계 주위에 추가 크롬을 포함한다.
33. 정렬 장치는 제 27 특징 내지 제 32 특징 중 어느 하나의 패터닝 디바이스를 포함한다.

Claims (15)

  1. 패터닝 디바이스로부터 기판 상으로 패턴을 전사하도록 배치된 리소그래피 장치에 있어서,
    상기 장치는 상기 패터닝 디바이스의 이미지 평면 편차들 및 고차 왜곡들 중 적어도 하나를 측정하도록 작동가능하고, 상기 장치는:
    투과 검출용 디바이스; 및
    상기 투과 검출용 디바이스로부터 수신된 신호들을 이용하여, 상기 패터닝 디바이스의 고차 왜곡들을 모델링하도록 구성되고 배치된 프로세서;
    를 포함하며, 상기 패터닝 디바이스는 주 이미지 필드 및 주변부(perimeter)를 갖고, 상기 장치는 상기 주변부의 적어도 3 이상의 측부(side) 및 상기 이미지 필드 중 적어도 하나에 포함된 정렬 구조체들로부터 유도된 신호들을 이용하여 상기 고차 왜곡들을 모델링하도록 작동가능한 리소그래피 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 투과 검출용 디바이스는 투과 이미지 검출기를 포함하는 리소그래피 장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 투과 이미지 검출기는 복수의 정렬 구조체들 및 복수의 방사선 감지 센서들을 포함하여, 방사선이 상기 투과 검출용 디바이스의 상기 정렬 구조체들을 통해 투과되고, 측정 신호들을 생성하도록 상기 방사선 감지 센서들에 의해 수용되게 하는 리소그래피 장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 투과 검출용 디바이스는 간섭계를 포함하는 리소그래피 장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    방사선 빔을 컨디셔닝(condition)하도록 구성된 조명 시스템;
    패터닝된 방사선 빔을 형성하기 위해, 상기 방사선 빔의 단면에 패턴을 부여할 수 있는 패터닝 디바이스;
    기판을 유지하도록 구성된 기판 테이블- 상기 기판 테이블 상에 상기 투과 검출용 디바이스가 배치되어 있음 -; 및
    상기 기판의 타겟부 상에 상기 패터닝된 방사선 빔을 투영하도록 구성된 투영 시스템
    을 포함하는 리소그래피 장치.
  6. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 패터닝 디바이스에는 상기 패터닝 디바이스의 왜곡의 개선된 측정을 위해 추가 정렬 구조체들이 제공되는 리소그래피 장치.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 추가 정렬 구조체들 중 적어도 일부는 상기 패터닝 디바이스의 상기 주변부 내에 제공되고, 상기 구조체들은 x 또는 y 방향으로의 정렬의 확장된 모델링을 위한 리소그래피 장치.
  8. 제 6 항에 있어서,
    상기 추가 정렬 구조체들은 포커스 측정을 위한 구조체들을 포함하는 리소그래피 장치.
  9. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 고차 왜곡들 및 상기 이미지 평면 편차들 중 적어도 하나가 사전설정된 수의 웨이퍼들에 대해 한 번만 결정되고 저장되도록 작동가능한 리소그래피 장치.
  10. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 장치가 오프-라인인 동안 상기 고차 왜곡들 및 상기 이미지 평면 편차들 중 적어도 하나가 결정되고 저장되도록 작동가능한 리소그래피 장치.
  11. 리소그래피 장치의 패터닝 디바이스의 고차 왜곡들을 결정하는 방법에 있어서:
    상기 패터닝 디바이스를 이용하여 패터닝된 방사선 빔을 형성하도록 방사선 빔의 단면에 패턴을 부여하는 단계- 상기 패터닝 디바이스는 주 이미지 필드, 주변부 및 복수의 정렬 구조체들을 포함함 -;
    상기 패터닝 디바이스의 상기 정렬 구조체들을 통해, 또한 투과 검출용 디바이스로 투과된 방사선의 투과를 검출하는 단계;
    상기 검출된 방사선으로부터 측정 신호들을 생성하는 단계; 및
    상기 주변부의 적어도 3 이상의 측부, 및 상기 이미지 필드 중 적어도 하나에 포함된 정렬 구조체들을 통해 투과된 방사선으로부터 유도되는 측정 신호들을 이용하여, 상기 패터닝 디바이스의 이미지 평면 편차들 및 고차 왜곡들 중 적어도 하나를 결정하는 단계를 포함하는 고차 왜곡 결정 방법.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 패터닝 디바이스는 x 또는 y 방향으로의 정렬의 확장된 모델링을 위해 측부들을 따라 추가 정렬 구조체들을 갖고, 상기 추가 정렬 구조체들은 기본적인 더 낮은 차수의 정렬에 필요한 표준 구조체들에 추가되는 고차 왜곡 결정 방법.
  13. 제 11 항에 있어서,
    상기 패터닝 디바이스는 상기 패터닝 디바이스의 이미지 필드 내에 포함된 추가 정렬 구조체들을 갖는 고차 왜곡 결정 방법.
  14. 제 11 항 내지 제 13 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 추가 정렬 구조체들은 포커스 측정들을 위한 구조체들을 포함하고, 상기 방법은 포커스 사항 또는 이미지 평면 편차들의 확장된 모델링을 포함할 뿐만 아니라, 시간에 따라 상기 패터닝 디바이스의 형상 보정을 추적하는 고차 왜곡 결정 방법.
  15. 리소그래피 장치에서 사용하는 패터닝 디바이스에 있어서,
    상기 패터닝 디바이스는 주 이미지 필드 및 주변부를 갖고, 상기 패터닝 디바이스에는 상기 패터닝 디바이스의 이미지 평면 편차들 및 왜곡 중 적어도 하나의 개선된 측정을 위해 추가 정렬 구조체들이 제공되며, 상기 추가 정렬 구조체들 중 적어도 일부는 상기 주변부 내에 제공되고, 상기 구조체들은 기본적인 더 낮은 차수의 정렬에 필요한 표준 구조체들에 더하여 정렬의 확장된 모델링을 위해 배치되는 패터닝 디바이스.
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