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KR20060045327A - 피드-포워드 포커스 제어를 이용한 리소그래피 장치 및 디바이스 제조방법 - Google Patents

피드-포워드 포커스 제어를 이용한 리소그래피 장치 및 디바이스 제조방법 Download PDF

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KR20060045327A
KR20060045327A KR1020050013525A KR20050013525A KR20060045327A KR 20060045327 A KR20060045327 A KR 20060045327A KR 1020050013525 A KR1020050013525 A KR 1020050013525A KR 20050013525 A KR20050013525 A KR 20050013525A KR 20060045327 A KR20060045327 A KR 20060045327A
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KR
South Korea
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substrate
feed
radiation
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wafer
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KR1020050013525A
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English (en)
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KR100598635B1 (ko
Inventor
한스 버틀러
마르쿠스 에밀레 요아네스 분만
덴 빅겔라르 페트루스 마리누스 크리스티아누스 마 리아 판
Original Assignee
에이에스엠엘 네델란즈 비.브이.
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
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Publication date
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Abstract

본 발명은 포커스 제어 시스템이 개선된 리소그래피 장치를 개시한다. 상기 리소그래피 장치는, 방사선의 빔을 제공하도록 구성된 조명시스템, 상기 방사선의 빔에 원하는 패턴을 부여하는 패터닝 디바이스를 지지하도록 구성된 제1지지구조체, 기판을 잡아주는 기판 홀더를 포함하는 제2지지구조체, 기판 표면의 타겟부상으로 방사선의 패터닝된 빔을 투영시키도록 구성된 투영시스템, 및 기판 홀더를 위치시키도록 구성된 서보 유닛을 포함하여 이루어진다. 상기 장치는, 기준 평면에 대해 기판 표면상의 1이상의 로케이션 지점의 거리를 결정하도록 구성된 센서 유닛, 상기 기판 표면상의 상기 1이상의 로케이션 지점에 대응하는 각자의 거리들에 기초하여 상기 기판의 표면 정보를 저장하도록 구성된 메모리 유닛, 및 그 저장된 표면 정보에 기초하여 피드-포워드 설정점 신호를 결정하도록 구성된 계산 유닛을 더 포함하여 이루어지므로, 상기 피드-포워드 설정점 신호는 상기 기판 홀더를 위치시키기 위해 상기 서보 유닛으로 피드 포워드된다.

Description

피드-포워드 포커스 제어를 이용한 리소그래피 장치 및 디바이스 제조방법{LITHOGRAPHIC APPARATUS AND DEVICE MANUFACTURING METHOD WITH FEED-FORWARD FOCUS CONTROL}
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 리소그래피 장치를 도시하는 도면;
도 2는 기판 표면을 나타내는 개략적인 1차원 도면;
도 3은 리소그래피 장치의 종래의 포커스 제어를 나타내는 도면;
도 4는 본 발명에 따른 리소그래피 장치의 포커스 제어용 제어시스템을 나타내는 도면; 및
도 5는 상이한 서보 응답 파일(servo response profile)의 개략적인 도면이다.
본 발명은 포커스 제어가 개선된 리소그래피 장치에 관한 것이다.
리소그래피장치는, 예를 들어 집적회로(IC)의 제조시에 사용될 수 있다. 이러한 경우, 패터닝 디바이스가 IC의 개별층에 대응하는 원하는 회로 패턴을 생성하기 위해 사용될 수 있으며, 이 패턴은 방사선감응재(레지스트)층을 갖는 기판(예를 들어, 실리콘 웨이퍼)상의 (예를 들어, 1 또는 수개의 다이의 부분을 포함하는) 타겟부상에 이미징될 수 있다.
일반적으로, 이러한 장치는 방사선의 투영빔을 공급하는 조명시스템, 패터닝 디바이스를 지지하는 지지구조체, 기판을 잡아주는 기판 홀더, 및 기판의 타겟부상에 패터닝된 빔을 투영시키는 투영시스템을 포함한다. 여기에 서술된 리소그래피 장치와 관련된 보다 많은 정보는 예를 들어, US 6,046,792호로부터 얻을 수 있으며 본 명세서에서 인용참조되고 있다.
본 명세서에서 사용되는 "패터닝 디바이스(patterning means)"라는 용어는 기판의 타겟부에 생성되어야 할 패턴에 대응하는, 입사하는 방사선빔에 패터닝된 단면을 부여하도록 사용될 수 있는 수단을 의미하는 것으로 폭넓게 해석되어야 하며, 본 명세서에서는 "광 밸브(light valve)"라는 용어로도 사용될 수 있다. 일반적으로, 상기 패턴은 집적회로 또는 기타 디바이스와 같이 타겟부에 생성될 디바이스내의 특정 기능층에 해당할 것이다(이하 참조). 그러한 패터닝 디바이스의 예로는 다음과 같은 것들이 포함된다.
마스크: 마스크의 개념은 리소그래피 분야에서 잘 알려져 있으며, 바이너리(binary)형, 교번 위상반전(alternating phase-shift)형 및 감쇠 위상반전형 마스크와 다양한 하이브리드 마스크형식도 포함된다. 방사선 빔내에 이러한 마스크가 놓이면, 마스크상의 패턴에 따라 마스크에 입사되는 방사선의 선택적인 투과(투과마스크의 경우) 또는 반사(반사마스크의 경우)가 이루어진다. 마스크의 경우, 상기 지지구조체는 일반적으로 마스크테이블이 될 것이며, 이것은 입사되는 투영빔내의 원하는 위치에 마스크가 잡혀 있을 수 있게 하며, 필요한 경우에는 마스크가 상기 빔에 대하여 이동될 수 있다.
프로그램가능한 거울 어레이: 이러한 장치의 예로는, 점탄성 제어층(viscoelastic control layer)과 반사면을 구비한 매트릭스-어드레서블 표면이 있다. 이러한 장치의 기본원리는, (예를 들어) 반사면의 어드레스된 영역(addressed area)에서는 입사광을 회절광으로 반사하는 한편, 어드레스되지 않은 영역에서는 입사광을 비회절광으로 반사하는 것이다. 적절한 필터를 사용하면, 반사된 빔 중에서 상기 비회절광을 필터링하여 회절광만 남게 할 수 있다. 이러한 방식으로 빔은 매트릭스-어드레서블 표면의 어드레싱 패턴에 따라 패터닝된다. 요구되는 매트릭스 어스레싱은 적절한 전자수단을 사용하여 수행될 수 있다. 이러한 거울 어레이에 관한 더 많은 정보는, 예를 들어 본 명세서에서 참조자료로 채용되고 있는 미국특허 US 5,296,891호, US 5,523,193호로부터 얻을 수 있다. 프로그램가능한 거울 어레이의 경우, 상기 지지구조체는 예를 들어, 필요에 따라 고정되거나 움직일 수 있는 프레임 또는 테이블로써 구현될 수 있다.
프로그램가능한 LCD 어레이: 이러한 구조의 일례는 본 명세서에서 참조자료로 채용되고 있는 미국특허 US 5,229,872호에 개시되어 있다. 상기와 마찬가지로, 이 경우의 상기 지지구조체는 예를 들어, 필요에 따라 고정되거나 움직일 수 있는 프레임 또는 테이블로써 구현될 수 있다.
설명을 간단히 하기 위하여, 본 명세서의 나머지 부분 중 어느 곳에서는 그 자체가 마스크 및 마스크테이블을 포함하는 예시적인 용어로서 지칭될 수도 있다. 하지만, 그러한 예시에서 논의된 일반적인 원리는 상술한 바와 같은 패터닝 디바이스의 광의의 개념으로 이해되어야 한다.
일반적으로, 한장의 웨이퍼에는 인접한 여러개의 타겟부로 구성된 전체적인 네트워크를 포함하며, 이들 타겟부는 투영시스템을 통하여 한번에 하나씩 연속적으로 조사된다. 현재 통용되는 장치에서, 마스크테이블상의 마스크에 의한 패터닝을 채택하는 데에는, 두 가지 서로 다른 형식의 기계로 구분될 수 있다. 한 가지 형태의 리소그래피 투영장치에서는 타겟부상에 전체 마스크패턴을 한번에 노광함으로써 각 타겟부가 조사되는데, 이러한 장치를 통상 웨이퍼 스테퍼(wafer stepper)라고 한다. 통상적으로, 스텝-앤드-스캔 장치(step-and-scan apparatus)라고 불리워지는 대체장치에서는 투영빔하에서 주어진 기준 방향("스캐닝" 방향)으로 마스크 패턴을 점진적으로 스캐닝하는 한편, 이 방향과 같은 방향 또는 반대 방향으로 기판을 동기적으로 스캐닝함으로써 각 타겟부가 조사된다. 통상적으로, 투영시스템은 배율인자 Ｍ(일반적으로 <1)을 가지기 때문에, 기판테이블이 스캐닝되는 속도 V는 마스크테이블이 스캐닝되는 속도의 인자 Ｍ배가 된다. 여기에 서술된 리소그래피장치와 관련된 보다 많은 정보는 예를 들어, US 6,046,792호로부터 얻을 수 있으며 본 명세서에서 인용참조된다.
리소그래피 투영장치를 사용하는 제조공정에서, 패턴은 방사선감응재(레지스트)층이 전체적으로 또는 부분적으로 도포된 기판상에 이미징된다. 이 이미징 단계에 앞서, 기판은 전처리(priming), 레지스트 코팅 및 소프트 베이크와 같은 여러가지 과정을 거칠 수 있다. 노광 후, 기판은 노광후 베이크(PEB), 현상, 하드 베이 크 및 이미징된 피쳐의 측정/검사와 같은 또 다른 과정을 거치게 된다. 이러한 일련의 과정은, 디바이스, 예를 들어 IC의 개별층을 패터닝하는 기초로서 사용된다. 그런 후, 이렇게 패터닝된 층은 에칭, 이온주입(도핑), 금속화(metallization), 산화, 화학-기계적 폴리싱 등과 같은, 모두가 개별층을 마무르도록 하는 여러 공정을 거칠 수도 있다.
여러 개의 층이 요구된다면, 새로운 층마다 전체 공정 또는 그것의 변형된 공정이 반복되어져야만 할 것이다. 그 결과로, 기판(웨이퍼)상에는 디바이스의 어레이가 존재하게 될 것이다. 이들 디바이스는 다이싱 또는 소잉 등의 기술에 의하여 서로 분리되고, 개개의 디바이스는 캐리어에 장착되고 핀 등에 접속될 수 있다. 이와 같은 공정에 관한 추가 정보는, 예를 들어, 본 명세서에서 참조자료로 채용되고 있는 "Microchip Fabrication: A Practical Guide to Semiconductor Processing" (3판, Peter van Zant 저, McGraw Hill출판사, 1997년, ISBN 0-07-067250-4)으로부터 얻을 수 있다.
설명을 간단히 하기 위하여, 상기 투영시스템은 이후에 "렌즈"라고 언급될 것이다. 하지만 이 용어는 예를 들어, 굴절광학기, 반사광학기 및 카타디옵트릭 (catadioptric) 시스템을 포함한 다양한 형태의 투영시스템을 포괄하는 것으로서 폭넓게 해석되어야 한다. 또한 상기 방사선시스템은 방사선 투영빔의 지향, 성형 또는 제어하기 위한 임의의 설계방식에 따라 동작하는 구성요소를 포함할 수 있고, 이후의 설명에서는 이러한 구성요소들을 집합적으로 또는 개별적으로 "렌즈"라고 언급할 것이다. 더 나아가, 상기 리소그래피장치는 2이상의 기판테이블(및/또는 2 이상의 마스크테이블)을 구비하는 형태가 될 수도 있다. 이러한 "다수 스테이지" 장치에서는 추가 테이블이 병행으로 사용될 수 있으며, 1이상의 테이블이 노광에서 사용되고 있는 동안 1이상의 다른 테이블에서는 준비작업 단계가 수행될 수 있다. 예를 들어 US 5,969,441호 및 WO 98/40791호에는 트윈 스테이지 리소그래피장치가 개시되어 있으며, 본 명세서에서도 인용참조되고 있다.
또한, 리소그래피 장치는 2개 이상의 기판테이블(및/또는 2이상의 마스크테이블)을 갖는 형태로 구성될 수도 있다. 이러한 "다수 스테이지" 기계에서는 추가 테이블이 병행하여 사용될 수 있으며, 1이상의 테이블이 노광에서 사용되고 있는 동안 1이상의 다른 테이블에서는 준비작업 단계가 수행될 수 있다. 듀얼 스테이지 리소그래피 장치는, 예를 들어 US 5,969,441호 및 WO 98/40791호에 개시되어 있으며, 본 명세서에서도 인용참조되고 있다.
종래의 리소그래피 장치는 투영시스템의 초점 평면내에 기판의 표면을 위치시키는 제어기를 사용한다. 상기 제어기는 기판테이블을 위치시키기 위해 피드백 서보 정보(feedback servo information)를 이용한다. 이렇게 함으로써, 상기 제어기는 서보 오차(servo error)가 먼저 발생되는 때에만 작동을 시작한다. 이러한 구성은 제한된 성능과 최적화되지 않은 포커싱을 초래한다.
본 명세서에서 폭넓게 서술되고 구현되는 바와 같이, 본 발명의 원리들은 포커스 제어가 개선된 리소그래피 장치를 제공하여, 고품질의 기판이 제조될 수 있도록 한다. 일 실시예에서, 리소그래피 장치는 방사선의 빔을 제공하도록 구성된 조 명시스템, 상기 방사선의 빔에 원하는 패턴을 부여하는 패터닝 디바이스를 지지하도록 구성된 제1지지구조체, 기판을 잡아주는 기판 홀더를 포함하는 제2지지구조체, 기판 표면의 타겟부상으로 방사선의 패터닝된 빔을 투영시키도록 구성된 투영시스템, 및 기판 홀더를 위치시키도록 구성된 서보 유닛(servo unit)을 포함하여 이루어진다. 상기 장치는, 기준 평면(reference plane)에 대해 기판 표면상의 1이상의 로케이션 지점(location point)의 거리를 결정(determine)하도록 구성된 센서 유닛, 상기 기판 표면상의 상기 1이상의 로케이션 지점에 대응하는 각자의 거리들에 기초하여 상기 기판의 표면 정보를 저장하도록 구성된 메모리 유닛, 및 그 저장된 표면 정보에 기초하여 피드-포워드 설정점 신호(feed-forward set-point signal)를 결정하도록 구성된 계산 유닛을 더 포함하여 이루어지므로, 상기 피드-포워드 설정점 신호는 상기 기판 홀더를 위치시키기 위해 상기 서보 유닛으로 피드 포워드(forwardly feed)된다. 바람직하게는, 피드-포워드 (설정점) 신호는 가속 신호를 포함하며, 상기 가속 신호는 상기 기판 표면의 일 지점의 가속을 포함할 수도 있다.
본 발명의 속성(attribute)은, 서보 유닛의 제어의 개선을 위한 공간이 존재한다는 통찰력(insight)에 있다. 본 발명의 또 다른 속성은 이 개선이 어떻게 실현될 수 있는지를 알아내는 것에 있다. 마지막으로, 이들 속성은, 기준 평면에 대한 기판상의 각자의 로케이션 지점들의 각자의 거리를 포함하는 기판의 표면 정보를 저장하는 메모리 유닛, 및 기판의 그 저장된 표면 정보에 기초하여 서보 유닛에 대 한 피드-백 설정점 신호를 계산하는 계산 유닛이 제공되는 본 발명에 따른 리소그래피 장치에 의해 달성된다.
서보 유닛이 피드-포워드 설정점 신호를 수신하기 때문에, 테이블의 위치설정은 매우 정확하고 또한 신속한 (사전설정된) 방식으로 수행될 수 있으므로, 서보가 피드백 설정점 신호에 의해서만 제어되는 상황과는 반대로, 테이블의 위치는 테이블의 원하는 위치로부터의 상당한 위치 오차가 생기기 이전에 보정된다.
센서 유닛은 2차원 좌표들의 함수로서 측정된 거리들의 어레이의 포맷으로 상기 표면 정보를 측정하는 레벨 센서(level sensor)를 포함할 수도 있으며, 각 2차원 좌표는 기준 평면상의 해당 로케이션 지점의 직교 투영(orthogonal projection)에 의해 정의된다. 기판은 (예를 들어, 흡입 클램퍼(suction clamper) 또는 정전기 클램퍼에 의해) 테이블의 지지면상에 고정되거나 또는 클램핑되는 동안에 측정되는 것이 바람직한데, 그 이유는 지지면상의 고정 또는 클램핑은 표면 패턴에 영향을 줄 수도 있기 때문이다. 표면 정보를 얻으면, 기판 또는 기판의 "높이 맵"을 알 수 있다.
이어서, 상기 정보는 수학적 평활 함수(mathematical smooth function)를 기판의 "높이 맵"에 피팅하기(fit) 위해 사용될 수 있으며, 계산 유닛은 평활 수학적 함수의 미분값(derivations)을 계산하므로, 평활 수학적 함수 및/또는 수학적 함수의 미분값들에 기초하여 매우 정확한 피드-포워드 설정점 신호를 결정할 수 있다.
바람직하게는, 기준 평면은 기판테이블의 지지면으로 지향(orient)되어 실질적으로 평행하며, 투영시스템에 대해 고정된 위치를 가질 수 있다. 후자는 상기 표 면의 거리들이 투영시스템에 대해 결정된다는 것을 보장하므로, 표면 정보("높이 맵")는 투영시스템과 관련될 수 있어, 따라서 신뢰성있는 포커스 제어를 가능하게 한다.
일 실시예는, 제2지지구조체가 제2기판테이블을 포함하고, 리소그래피 장치는 제2기판테이블상에 놓인 또 다른 기판을 노광시키는 동안에, 레벨 센서로 제1기판테이블상에 놓인 기판의 표면 정보를 측정하도록 구성 및 배치되는 것을 특징으로 한다. 그 후, 제1테이블상의 기판이 노광되고, 제1기판테이블은 상기 측정 중에 수집(gather)된 표면 정보에 기초하여 서보 유닛에 의해 위치된다. 따라서, 본 발명을 수행하는데에는, 듀얼 스테이지 또는 트윈 스테이지 개념이 효율적으로 이용된다.
이 방법으로(herewith), 또 다른 기판이 제2테이블상에서 노광되는 동안에, 기판 또는 기판의 "높이 맵"이 제1테이블상에서 결정된다. "높이 맵"의 결정 후, 하지만 기판의 노광 시작 이전에, 피드-포워드 설정점 신호를 계산하기 위해 계산이 미리 수행된다. 그 다음에, 노광된 기판은 리소그래피 장치의 다른 부분들로 전달(convey)되고, 이미 계산된 피드-포워드 설정점 신호에 기초하여 포커스 제어가 수행되면서, 제1테이블상에 고정되어 있는 채로 측정된 기판이 노광될 것이다(통상적으로, 피드백 신호는 필연적인(inevitable) 위치, 속도, 가속도 등의 오차들을 감소시키기 위해 적용될 것이다).
본 명세서에서는 IC의 제조에 있어서 리소그래피장치의 사용례에 대하여 언급할 것이나, 본 명세서에서 서술된 리소그래피장치는 집적 광학시스템, 자기 도메 인 메모리용 유도 및 검출패턴, 액정디스플레이(LCD), 박막 자기 헤드의 제조와 같이 여타의 응용례를 가짐을 이해하여야 한다.
당업자라면, 이러한 대안적인 적용례와 관련하여, 본 명세서에서 사용된 "웨이퍼" 또는 "다이"와 같은 어떠한 용어의 사용도 각각 "기판" 또는 "타겟부"와 같은 좀 더 일반적인 용어와 동의어로 간주될 수도 있음을 이해할 수 있을 것이다. 본 명세서에서 언급되는 기판은, 노광 전후에, 예를 들어 트랙(전형적으로, 기판에 레지스트층을 도포하고 노광된 레지스트를 현상하는 툴), 또는 메트롤로지 또는 검사툴에서 처리될 수 있다. 적용가능하다면, 이러한 기판처리툴과 여타의 기판 처리툴에 본 명세서의 기재내용이 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"이란 용어는 (예를 들어, 파장이 365, 248, 193, 157 또는 126㎚인) 자외(UV)방사선, 및 (예를 들어, 파장이 5 내지 20㎚인) 극자외(EUV)방사선을 포함하는 모든 형태의 전자기방사선 뿐만 아니라, 이온 빔 또는 전자 빔과 같은 입자 빔을 포괄한다.
본 명세서에서 사용되는 "패터닝 디바이스"라는 용어는, 기판의 타겟부에 패턴을 생성하기 위해서, 투영빔의 단면에 패턴을 부여하도록 사용될 수 있는 수단을 의미하는 것으로 폭넓게 해석되어야 한다. 투영빔에 부여된 패턴은 기판의 타겟부내의 원하는 패턴과 정확히 일치하지 않을 수도 있다는 것을 유의한다. 일반적으로, 투영빔에 부여된 패턴은 집적 회로와 같이 타겟부에 생성될 디바이스내의 특정 기능층에 해당할 것이다.
패터닝 디바이스는 투과형 또는 반사형일 수 있다. 상기 나타낸 바와 같이, 패터닝 디바이스의 예로는 마스크, 프로그램가능한 거울 어레이, 및 프로그램가능한 LCD 패널을 포함한다. 마스크는 리소그래피 분야에서 잘 알려져 있으며, 바이너리형, 교번 위상-시프트형 및 감쇠 위상-시프트형 마스크와 다양한 하이브리드 마스크 형식도 포함한다. 프로그램가능한 거울 어레이의 일례는 작은 거울들의 매트릭스 구성(matrix arrangement)을 채택하며, 그 각각은 입사하는 방사선 빔을 상이한 방향들로 반사시키도록 개별적으로 기울어질 수 있다. 이 방식으로, 반사된 빔이 패터닝된다.
지지 구조체는 패터닝 디바이스의 무게를 지지한다(즉, 무게를 견딘다). 상기 지지 구조체는 패터닝 디바이스의 방위, 리소그래피장치의 설계, 및 예를 들어 패터닝 디바이스가 진공 환경에서 유지되는지의 여부와 같은 여타의 조건들에 종속(depending)하는 방식으로 패터닝 디바이스를 유지한다. 상기 지지체는 기계적 클램핑, 진공 또는 여타의 클램핑 기술, 예를 들어 진공 상태하에서의 정전기 클램핑을 이용할 수 있다. 지지 구조체는 고정되거나 이동할 수 있으며, 패터닝 디바이스가 예를 들어 투영시스템에 대하여 원하는 위치에 있을 것을 확실히 보장할 수 있는 프레임 또는 테이블일 수 있다. 본 명세서의 "레티클" 또는 "마스크"라는 어떠한 용어의 사용도 "패터닝 디바이스"와 같은 좀 더 일반적인 용어와 동의어로 간주될 수도 있다.
본 명세서에서 사용되는 "투영시스템"이라는 용어는, 예를 들어 사용되는 노 광방사선에 대하여, 또는 침지유체(immersion fluid)의 사용 또는 진공의 사용과 같은 여타의 인자에 대하여 적절하다면, 굴절 광학시스템, 반사 광학시스템, 및 카타디옵트릭 광학시스템을 포함하는 다양한 형태의 투영시스템을 내포하는 것으로서 폭넓게 해석되어야 한다. 본 명세서의 "렌즈"라는 용어의 어떠한 사용도 "투영시스템"과 같은 좀 더 일반적인 용어와 동의어로 간주될 수도 있다.
또한, 조명시스템은 방사선 투영빔의 지향, 성형 또는 제어를 위하여 굴절, 반사 및 카타디옵트릭 광학 구성요소를 포함하는 다양한 종류의 광학 구성요소를 포괄할 수 있으며, 이후의 설명에서는 이러한 구성요소들을 집합적으로 또는 개별적으로 "렌즈"라고 언급될 수도 있을 것이다.
리소그래피장치는 2개(듀얼 스테이지)이상의 기판테이블(및/또는 2이상의 마스크테이블)을 갖는 형태로 구성될 수도 있다. 이러한 "다수 스테이지" 기계에서는 추가 테이블이 병행하여 사용될 수 있으며, 1이상의 테이블이 노광에서 사용되고 있는 동안 1이상의 다른 테이블에서는 준비작업 단계가 수행될 수 있다.
또한, 리소그래피장치는, 투영시스템의 최종요소와 기판 사이의 공간을 채우기 위해 비교적 높은 굴절률을 가지는 액체(예를 들어, 물)에 기판을 침지시키는 형태로 구성될 수도 있다. 또한, 침지 액체는 리소그래피장치에서, 예를 들어 마스크와 투영시스템의 제1요소 사이의 다른 공간들에도 적용될 수 있다. 침지 기술(immersion technique)은 투영시스템의 개구수를 증가시키는 기술로 본 발명이 속하는 기술 분야에 잘 알려져 있다.
또한, 본 발명은, 예를 들어 집적 회로를 제조하는 리소그래피 장치를 이용 하는 방법에 관한 것임을 유의한다.
이하, 오직 예시를 위한 것이며 첨부된 청구항에 정의된 보호 범위를 제한하지 않는 몇몇 도면들을 참조하여 본 발명을 설명한다.
리소그래피 장치
도 1은 본 발명의 특정 실시예에 따른 리소그래피장치(1)를 개략적으로 도시한다. 상기 장치는 2개의 기판테이블(WTa, WTb)을 갖는 형태로 구성되며, 또한,
조명 시스템 : 방사선(예를 들어, UV 또는 EUV 방사선)의 투영빔(PB)을 제공하는 조명시스템(일루미네이터)(IL);
제1지지구조체 : 패터닝 디바이스(예를 들어, 마스크)(MA)를 지지하고, 아이템 PL에 대하여 패터닝 디바이스를 정확히 위치시키는 제1서보 유닛(PM)에 연결된 MT(예를 들어, 마스크테이블, 마스크 홀더);
제2지지구조체 : 기판(예를 들어, 레지스트-코팅된 웨이퍼)(W)을 잡아주고, 아이템 PL에 대하여 기판을 정확히 위치시키는 제2서보 유닛(PW)에 연결된 기판 홀더(예를 들어, 웨이퍼테이블)(WT)를 포함하는 제2지지구조체; 및
투영시스템 : 기판(W)의 타겟부(C)(1이상의 다이를 포함)에 패터닝 디바이스(MA)에 의하여 투영빔(PB)에 부여된 패턴을 이미징하는 PL(예를 들어, 반사 투영 렌즈)을 포함한다.
도시된 바와 같이, 상기 장치는 (예를 들어, 투과 마스크를 가지는) 투과형으로 구성된다. 하지만, 일반적으로 상기 장치는 예를 들어, 반사 마스크를 가지는 반사형으로 구성될 수도 있다. 대안적으로, 상기 장치는 상기에 언급된 형태의 프 로그램가능한 거울 어레이와 같은 또다른 종류의 패터닝 디바이스를 채택할 수도 있다.
일루미네이터(IL)는 방사선 소스(S0)로부터 방사선의 빔을 수용한다. 예를 들어, 상기 소스가 플라즈마 방전 소스인 경우, 상기 소스 및 리소그래피장치는 별도의 개체(entity)일 수 있다. 이러한 경우, 상기 소스는 리소그래피장치의 일부분을 형성하는 것으로 간주되지 않으며, 상기 방사선 빔은 일반적으로, 예를 들어 적절한 콜렉팅 거울 및/또는 스펙트럼 퓨리티 필터(spectral purity filter) 포함하는 방사선 콜렉터의 도움으로, 소스(SO)로부터 일루미네이터(IL)로 통과된다. 이와 다른 경우, 예를 들어 상기 소스가 수은 램프인 경우, 상기 소스는 상기 장치의 통합부일 수 있다. 상기 소스(SO) 및 일루미네이터(IL)는 방사선시스템이라고도 칭해질 수 있다.
일루미네이터(IL)는 빔의 각도 세기 분포를 조정하는 조정기구를 포함할 수 있다. 일반적으로, 일루미네이터의 퓨필평면내의 세기분포의 적어도 외반경 및/또는 내반경 크기(통상적으로, 각각 외측-σ 및 내측-σ라 함)가 조정될 수 있다. 일루미네이터는 그 단면에 원하는 균일성과 세기 분포를 가지는, 투영빔(PB)이라 칭하는 컨디셔닝된 방사선의 빔을 제공한다.
상기 투영빔(PB)은 마스크테이블(MT)상에 유지되어 있는 마스크(MA)상에 입사된다. 마스크(MA)에 의해 반사되면, 상기 투영빔(PB)은 렌즈(PL)를 통과하여 기판(W)의 타겟부(C)상에 상기 빔을 포커스한다. 제2서보 유닛(PW) 및 위치센서 IF2(예를 들어, 간섭계 디바이스)의 도움으로, 기판테이블(WT)은, 예를 들어 빔(PB)의 경로내에 상이한 타겟부(C)들을 위치시키도록 정확하게 이동될 수 있다. 이와 유사하게, 제1서보 유닛(PM) 및 위치센서 IF1은, 예를 들어 마스크 라이브러리로부터의 기계적인 회수 후에, 또는 스캔하는 동안, 빔(PB)의 경로에 대하여 마스크(MA)를 정확히 위치시키는데 사용될 수 있다. 일반적으로, 대물테이블(MT, WT)의 이동은, 긴 행정 모듈(long stroke module)(개략 위치설정) 및 짧은 행정 모듈(미세 위치설정)의 도움을 받아 실현될 것이며, 이는 제1 및 제2서보 유닛(PM, PW)의 일부분을 형성한다. 하지만, (스캐너와는 대조적으로) 스테퍼의 경우, 상기 마스크테이블(MT)은 단지 짧은 행정 액츄에이터에만 연결되거나 고정될 수도 있다. 마스크(MA) 및 기판(W)은 마스크 정렬마크(M1, M2) 및 기판 정렬마크(P1, P2)를 이용하여 정렬될 수 있다.
서술된 장치는 다음과 같은 바람직한 모드로 사용될 수 있다.
스텝 모드 : 마스크테이블(MT) 및 기판테이블(WT)은 기본적으로 정지상태로 유지되며, 투영빔에 부여되는 전체 패턴은 한번에 타겟부(C)상에 투영된다(즉, 단일 정적노광(single static exposure)). 그런 후, 기판테이블(WT)은 X 및/또는 Y 방향으로 시프트되어 다른 타겟부(C)가 노광될 수 있다. 스텝 모드에서, 노광필드의 최대 크기는 단일 정적노광시에 이미징된 타겟부(C)의 크기를 제한한다.
스캔 모드 : 마스크테이블(MT)과 기판테이블(WT)은 투영빔에 부여되는 패턴이 타겟부(C)상에 투영되는 동안에 동기적으로 스캐닝된다(즉, 단일 동적노광(single dynamic exposure)). 마스크테이블(MT)에 대한 기판테이블(WT)의 속도 및 방향은 확대(축소) 및 투영시스템(PL)의 이미지 반전 특성에 의하여 결정된다. 스 캔 모드에서, 노광필드의 최대 크기는 단일 동적노광시 타켓 필드의 (스캐닝되지 않는 방향으로의) 폭을 제한하는 반면, 스캐닝 동작(scanning motion)의 길이는 타겟부의 (스캐닝 방향으로의) 높이를 결정한다.
다른 모드 : 마스크테이블(MT)은 프로그램가능한 패터닝 디바이스를 유지하여 기본적으로 정지된 상태로 유지되며, 투영빔에 부여되는 패턴이 타겟부(C)상에 투영되는 동안, 기판테이블(WT)이 이동되거나 스캐닝된다. 이 모드에서는, 일반적으로 펄스 방사선 소스(pulsed radiation source)가 채용되며, 프로그램가능한 패터닝 디바이스는 기판테이블(WT)이 각각 이동한 후, 또는 스캔중에 계속되는 방사선펄스 사이사이에 필요에 따라 업데이트된다. 이 작동 모드는 상기 언급된 바와 같은 종류의 프로그램가능한 거울 어레이와 같은 프로그램가능한 패터닝 디바이스를 활용하는 마스크없는 리소그래피(maskless lithography)에 용이하게 적용될 수 있다.
또한, 상술된 모드들의 조합 및/또는 변형, 또는 완전히 다른 상이한 사용 모드들을 채용할 수 있다.
이후에 바로 설명되는 단일-스테이지 기판 스테퍼는 피드백 신호에만 기초하여 작동하는 서보 유닛을 가지며, 이 방법으로 레벨링(leveling)이 "온-더-플라이(on-the-fly)"로 발생한다. 기판의 노광 시, 기판 높이(기준 프레임(REF)에 대한 기판 표면의 거리)는 레벨 센서(LS)에 의해 1이상의 로케이션 지점(들)상에서 결정되고 서보 유닛으로 피드백된다. 레벨 센서 측정은, 제어기에 의해 사용되기 이전에, 기판테이블(WT)상의 고정된 지점(fixed point)에 대한 기판(웨이퍼) 표면의 거 리로 변형(transform)될 수 있다.
예를 들어, 도 2에 도시된 바와 같이, 기판(또한, 웨이퍼라고도 함)과 (기판(W)이 고정된) 기판테이블(WT)의 조합된 높이는 ZS로 정의된다. 그러면, 도 2에 도시된 바와 같이, 기판테이블(WT)의 위치가 기준프레임(REF)에 대해 간섭계(IF)에 의해 측정되고 ZIF로 나타낸 경우, ZS = ZLS - ZIF라는 관계가 성립하며, 웨이퍼테이블(WT)에 대한 표면의 방위를 알 수 있다. 실제로, 일반적으로 거리 또는 높이(ZLS) 뿐만 아니라 경사(Rx, Ry)들도 측정됨을 유의한다. 본 명세서에서, 거리 또는 표면 정보는 문맥에 따라 경사를 포함할 수 있다.
일반적으로, 레벨 센서(LS)는 포커싱 시점(focusing standpoint)으로부터 최적인 신호를 생성하지 않음을 유의한다. 이것의 일례로서, 레벨 센서가 측정하는 웨이퍼상의 영역은 노광 슬릿(exposure slit)으로부터 유도(deviate)할 수 있을 것이다. 최적의 포커싱을 생성하는 실제 최적 스테이지 위치는 노광 슬릿내의 충분히 미세한 측정 격자에 의해서만 결정될 것이며, 이는 일반적으로 이들 온-더-플라이 레벨링 시스템내에는 존재하지 않는다. 이것이 스테이지가 레벨 센서 출력을 그 입력으로서 직접 사용하지 않는 이유들 중 하나이다. 서술된 바와 같이, 도 2에 도시된 바와 같이, 먼저 기판 높이가 계산된다.
도 3은 테이블 제어기(또한, 스테이지 제어기라도고 함)(2)의 개략적인 도면을 나타낸다. 상기 제어기는 기준 평면(REF)에 대해 기판(W)의 표면상의 로케이션 지점들의 측정된 거리(ZLS)를 포함하는 신호(또한, 상기 신호내에는 경사 측정들이 포함될 수 있다)를 출력하는 레벨 센서(LS)를 포함할 수 있다(도면에 도시되어 있지는 않지만, 레벨 센서(LS)는 기준 평면(REF)에도 고정되어 있음을 유의한다). 레벨 센서(LS)에 의해 출력된 신호는 조합기(combiner; 4)로 공급되고 측정 신호(ZIF)로부터 빼내어지며(subtract), 이 측정 신호는 기준 프레임(REF)에 대한 기판테이블(WT)의 위치를 나타낸다. 이전에 서술된 바와 같이 조합기(4)의 출력은 -ZS와 같고, 웨이퍼 형상 필터(wafer shape filter; WSF)를 통해 스테이지 제어 루프에 대한 입력으로서 기능한다. 이는, 큰 ZS(두꺼운 기판)의 경우, 조합기(4)의 출력이 작아, 아래쪽 방향으로 스테이지를 제어하고, 따라서 투영 렌즈(PL)의 초점 평면내의 표면을 유지한다는 것을 암시한다.
그 다음, 상이한 신호는 미리-형성된(pre-formed) 최적의 설정점을 산출(yield)하는 웨이퍼 형상 필터(WSF)에 의해 처리된다. 더욱이, 웨이퍼 형상 필터(WSF)는 특정한 개개의 LS 공간 특성에 대한 보정을 수행할 수 있다. 따라서, 기판 높이는 소위 '웨이퍼 형상 필터'에 의해 필터링되며, 이는 웨이퍼 스테이지를 위치시키는 제2서보 유닛(PW)에 대한 최적의 레벨링 설정점을 생성하기 위해 시도된다. 그런 후, 웨이퍼 형상 필터(WSF) 출력은 도 3에 도시된 바와 같이 간섭계-제어된(interferometer-controlled) 웨이퍼 스테이지(WT)에 대한 설정점으로서 기능한다.
이 방법으로, 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 테이블(WT)의 결과적인 실제 위치는 IF를 통해 조합기(6)로 피드백된다. 이 방식으로, 기판테이블을 위치시키기 위해, 특히 투영시스템(PL)의 초점 평면에 기판의 표면을 위치시키기 위해, 여러가 지 중에서 피드백 서보 설정점 구성이 사용된다. 따라서, 제어기(2)에는 서보 유닛에 대한 피드-포워드 설정점 신호가 없음을 유의한다. 그리하여, 제어기는 먼저 서보 오차가 생성되는 때에만 작동을 시작한다. 이는 온-더-플라이 레벨링 시스템이 사용된다는 사실과 관련된다. 그 결과는 서보 성능을 제한하며, 따라서 비-최적화된 포커싱을 유발한다.
본 발명에 따른, 리소그래피 장치의 일 실시예가 개시된다. 이 실시예에서는, 듀얼 스테이지(듀얼 테이블 또는 트윈 스캔(Twin Scan) 장치) 장치를 상세히 설명한다. 비록, 본 발명은 최적의 방식으로 이 트윈-스캔 장치에 적용될 수 있지만 본 발명은 단일 스테이지 기계에도 적용될 수 있음을 쉽게 이해할 수 있을 것이다.
듀얼-스테이지 장치에서, 도 4에 도시된 바와 같이, 측정 스테이지에서 '레벨 센서' LS에 의해 완전한 웨이퍼 높이 맵(기판의 표면 정보)이 먼저 측정된다. 이 측정들은 메모리 유닛내에 저장될 수 있다(이 메모리 유닛은 전자장치를 통해 레벨 센서(LS)에 연결될 수 있다). 이전에 서술된 것과 유사하게, 웨이퍼 높이가 결정된다. 하지만, 사용된 레벨 센서는 측정 로케이션 위치들의 보다 큰 어레이를 이용하므로, 따라서 이전보다 훨씬 더 미세하고 상세화된 데이터를 생성한다. 이는 기준 평면내의 2차원 좌표의 함수로서 측정된 거리들의 어레이를 산출한다.
이전에 서술된 디자인에서보다 훨씬 큰 분해능(resolution)을 갖는 상세화된 웨이퍼 높이 맵을 이용할 수 있기 때문에, 실제 최적화 스테이지 프로파일들이 계산될 수 있다. 이들 프로파일들은 최적의 웨이퍼 포커싱을 보장한다. 이 계산은 블 록 '무빙 포커스(Moving Focus)'로 표현된다(도 4의 MF-블록을 참조한다).
또한, 최적의 프로파일들상에는, 스테이지 위치의 함수로서, 원하는 스테이지(Z, Rx, Ry) 위치들을 서술하는 일련의 다항식(polynomial)들이 함께 피팅된다. 상기 다항식들은 비교적 낮은 차수(4 또는 5)로 구성되지만, 그 각각은 웨이퍼 표면의 작은 부분(약 4mm)만을 설명한다. 이 단계는, 도 4에서 PF-블록으로 도시된 바와 같이 '다항식 피트(Polynomial Fit)'로 표현되며, 웨이퍼 스테이지 제어기에 의해 사용되는 바와 같이, '장소 도메인(place domain)' (웨이퍼상의 X, Y 위치의 함수로서 웨이퍼 표면)내의 기술(description)로부터 '시간 도메인'으로의 평활한 전이(smooth transition)를 가능하게 하는데 사용된다.
'설정점 발생기(Setpoint generator)' SET는 시간의 함수로서 다항식들을 평가하고, 따라서 스테이지 위치 설정점들을 생성한다. 또한, 이는 시간의 함수로서 스테이지 가속 설정점들도 생성한다. 이 단계는 쉬운 부호적 조작(symbolic manipulation)인 다항식들의 이중 미분(double differentiation)을 요구한다. 실제로, 가속은 원래 4차 또는 5차 다항식들로부터 유도된 새로운 2차 또는 3차 다항식을 평가함으로써 생성된다. 이 실시예에서, 계산 유닛은 블록 MF, PF, SET을 포함한다. 서보 제어기 유닛은 블록 PW로 표현된다.
가속 설정점을 이용할 수 있는 한편, 이것과 스테이지 질량을 곱하면, 스테이지를 이동시키는 요구되는 힘을 산출할 수 있다. 따라서, 이 힘을 스테이지에 적용함으로써, 그것을 위치 설정점에 따라 이동시킬 수 있다. 스테이지가 그 가속 피드-포워드로 인해 위치 설정점에 따라 이동하는 경우, 스테이지 제어기에 대한 입 력은 제로이므로, 따라서 제어 오차도 제로이다. 요약하면, 정확한 피드-포워드는 이러한 피드-포워드 신호가 없는 종래의 제어시스템에서보다 훨씬 낮은 제어 오차를 낼 수 있다.
피드-포워드 신호는, 피드-포워드 블록(FF)으로부터 조합기(8)로 유도된 주어진 연속 선에 따라 피드-포워드될 수 있으므로, 조합기(8)내에 주입되며(이 경우, 제어기(8)는 서보-유닛의 일부분이다), 따라서 피드-포워드 설정점 신호는 피드백 제어로 인한 제어기 신호와 조합됨을 유의한다. 실제로, 점선으로 표시된 바와 같이, 피드-포워드 신호가 제2서보 유닛(PW)에 주입되는 것이 양호하게 시각화(better visualization)됨을 유의한다.
실험 결과들은, 피드-포워드 설정점 신호를 적용함으로써 달성된 성능 개선이 서보 유닛에 대해서만 피드백 설정점 신호가 제공된 종래의 시스템들에 비해 탁월하다는 것을 나타낸다. 오버레이 오차(MA 오차)는 11에서 5nm로 감소되었고, 페이딩 오차(fading error)(MSD 오차)는 23에서 11nm로 감소되었다.
이후, 높은 스루풋과 우수한 동적 특성(dynamical performance)을 둘 다 가지며, 또한 서브-100nm 리소그래피에 의해 요구되는 이미징 능력(imaging capability)도 가지는 듀얼 스테이지 리소그래피 장치의 보다 상세한 설명이 제공될 것이다. 듀얼 스테이지 시스템의 추가된 가치(value)들 중 하나는, 웨이퍼 측정 및 다른 오버헤드(overhead)를 노광들과 병행(parallel)하여 수행함으로써, 이용 효율성이 증대되어, 시간당 순 웨이퍼(net wafer)들이 증가되는 것에 있다. 또한, 이들 웨이퍼 측정들은 보다 광범위하게(extensively) 행해질 수 있으며, 그 예측 및 보상 고유 능력(predictive and compensation inherent capability)을 통해 단일 스테이지 시스템보다 우수한 듀얼 스테이지 시스템의 성능적 장점들을 창출한다.
메트롤로지 위치(metrology position)에서, 웨이퍼 표면 높이는 완전한 3차원 웨이퍼 맵이 생성되도록 하는 높은 공간 주파수 측정 레벨 센서를 이용하여 완전히 맵핑된다(fully mapping). 이는 웨이퍼 표면이 렌즈의 초점 평면내에 최적으로 놓이게 하여, 디포커스(defocus)를 최소화하므로, 최적의 CD 제어를 전달(deliver)하도록 한다.
듀얼 스테이지 시스템의 레벨링 성능 장점(leveling performance advantage)을 입증하기 위해서, 공지된/디자인된 웨이퍼 토폴로지(topology)를 갖는 여러개의 테스트 케이스들이 사용된다. 이들 케이스 중 하나는 높은 토폴로지 웨이퍼들상의 레벨링 성능 장점을 어드레스하며, 이는 디포커스 및 CD 균일성 결과들에 의해 제시된다. 거의 이상적인 레벨링 성능은, 순수(intrinsic) 웨이퍼 평탄도 및 유한 슬릿 크기가 주어진 이론적으로 최적으로 달성가능한 디포커스와 실험적인 디포커스 결과들간의 비교에 의해 나타내어질 것이다. 온-더-플라이 레벨링과는 대조적으로, 별도의(separate) 메트롤로지 위치는, 노광 스캔 속도와 관계 없이, 웨이퍼 높이 측정과 실제 노광 레벨링 성능과의 임계적인 타이밍 관계(critical timing relation)를 제거한다.
레벨링 성능 장점 이외에도, 듀얼 스테이지 시스템들에서, 전체 웨이퍼 맵 능력(full wafer map capability)은 모든 노광되는 영역에 걸쳐, 포커스 로케이션 위치를 상세하게 모니터링할 수 있는 기능성(functionality)을 갖게 한다. 또한, 노광에 앞서 웨이퍼 높이를 측정하는 것은, 노광에 대한 원하는 스테이지 위치설정을 유도하는 방법에 있어 유연성(flexibility)과, 실시간 웨이퍼 평탄도 모니터링에 대한 상세화된 정보를 얻어낼 가능성을 제공한다.
듀얼 스테이지 시스템은 평행한(parallel) 기판의 측정 및 노광을 허용한다. 측정 위치에서, 높은-공간-주파수 레벨 센서를 이용하여 웨이퍼 표면의 3차원 맵이 생성된다. 이 웨이퍼 맵은 2.8mm × 0.5mm의 공간 분해능을 가지며, 이는 2.8mm × 2.5mm의 치수를 갖는 레벨 센서 로케이션의 위치 및 스캔 방향으로의 오버 샘플링(over sampling)을 이용함으로써 얻어진다. 웨이퍼의 높은-분해능 맵은 노광 슬릿 크기에 대한 레벨링 프로파일들의 최적화를 가능하게 한다.
본 명세서는 노광 슬릿의 유한 크기로 인해 완전히 보상될 수 없는 웨이퍼 표면 토포그래피로서, 웨이퍼 비-보정가능한 포커스 오차(wafer non-correctable focus error)들을 정의한다. 정적 노광의 경우, 비-보정가능한 오차들은 디포커스 오차들에 직접 대응한다. 하지만, 스캐닝된 노광 시, 비-보정가능한 오차들은 웨이퍼상의 특정 위치에 걸쳐 슬릿이 스캐닝되기 때문에 계속 변경된다. 후자의 경우, 노광 시간에 따른 비-보정가능한 오차들의 평균 값은 이 위치가 노광 중에 경험한 평균 디포커스를 정의한다. 본 명세서는, 시뮬레이션된 디포커스로서, 또는 z-방향으로의 이동 평균(Moving Average; MA(z))으로서, 웨이퍼 토포그래피의 진폭 및 공간-주파수에 따른 그리고 슬릿 크기에 따른 이 값을 정의한다. 따라서, 슬릿 치수보다 큰 토포그래피의 변경들(changes)은 스테이지 높이 및 경사 각도를 조정함으 로써 레벨링될 수 있다. 토포그래피 편차가 슬릿 치수보다 작은 거리에 걸쳐 생기는 경우, 높이 변경들은 효율적으로 레벨링될 수 없다.
웨이퍼 비-보정가능 오차, 즉 이동 평균(MA(z))은 슬릿 크기에 걸쳐 통합된 Z(y), Rx(y) 및 Ry(y) 설정점들에 따라 달라진다. 노광 슬릿 크기에 따라 이동 포커스 최적화가 계산된다. 이는 측정된 웨이퍼 표면을 통하는 유한 슬릿 크기의 최적화된 경로이다. 이는 웨이퍼 스테이지 설정점 Z(y), Rx(y) 및 Ry(y)을 유도한다.
포커스 성능은 스캐너가 어떠한 방식으로 평탄한 평면내에 웨이퍼 표면을 위치시킬 수 있는지를 나타내며, 이는 투영렌즈의 초점 평면과 커플링(couple)된다. 이 포커스 성능은 2개의 상이한 기여(contribution)들, 즉 레벨링 기여 및 서보 시스템 기여로 분리될 수 있다. 후자의 오차는 레벨링 시스템에 의한 요구되는 위치에 비교된 스테이지의 위치 편차이다. 레벨빙 성능은 레벨 센서로부터의 오차 소스(error source)들, 최종적으로 요구되는 추가 필터링 및 웨이퍼 비-평탄성을 포함한다.
듀얼 스테이지 시스템에서, 레벨링 성능은 주로 레벨링 응답에 의해 결정된다. 이는, 소정의 슬릿 크기가 주어진다면, 노광 프로파일로의 측정된 웨이퍼 맵의 수학적 변형이다. 하지만, 단일 스테이지에서, 온-더-플라이 레벨링을 이용하면, 노광 슬릿 영역내의 웨이퍼 높이의 평균화(averaging)는, 온-더-플라이로 행해져야 하며, 측정된 높이들을 슬릿 평균 높이 및 경사 정보로 변환하기 위해서, 개개의 로케이션 지점 신호들에 적용된 추가 필터링, 및 노광 슬릿 영역내의 센서 로케이션 위치들의 커버리지(coverage) 및 레이-아웃(lay-out)에 의해 영향을 받는다.
생산 상황(production situation)에서의 듀얼 스테이지 시스템에서, 웨이퍼의 노광 시, 웨이퍼의 위치는 노광에 앞서 측정된 웨이퍼 맵에 의해 결정된다. 이는 표준 높이(fiducial height)에 의해 정의된 기준 평면에 대해 x 및 y의 함수로서 웨이퍼 높이를 제공하는 측정 위치상에서 측정된 맵이다. 이는 노광시 초점 평면내에 웨이퍼 표면을 위치시키는데 사용되는 웨이퍼 표면의 상기 높이 맵이다.
듀얼 스테이지 시스템은 9개의 로케이션 지점 레벨 센서 어레이를 사용한다. 어레이의 각각의 로케이션 지점은 2.8x0.5mm2의 영역에 걸친 웨이퍼 표면 높이를 측정할 수 있다. 스캐닝 방향으로의 오버랩핑 측정들을 이용함으로써, 공간 분해능은 2.8x0.5mm2로 증가된다. 이는 레벨 센서 로케이션 지점들이 노광 슬릿 크기 최적화된 레벨링 프로파일(exposure slit size optimized leveling profile)들을 계산하기 위해 높이 정보를 필터링하지 않는다는 것을 의미한다. 완전한 웨이퍼 높이는 노광 필드들에 대응하는 패턴으로 센서 밑에서 완전한 300mm 웨이퍼를 스캐닝함으로써 결정된다.
이 부분은 듀얼 스테이지 시스템의 포커스 성능을 2가지 상이한 경우로 설명할 것이다. 첫번째, 이는 인터-필드(inter-field) 높이 편자들을 어떻게 처리하는지, 두번째, 인트라-필드(intra-field) 높이 편차, 순수 웨이퍼 비-평탄성을 다루는 이론적인 레벨링 응답들을 어떻게 밀접하게 매칭시키는지를 나타낼 것이다.
웨이퍼 스테이지의 서보 성능에 있어서, 이용된 성능 표시들은 이동 평균(MA) 및 웨이퍼 스테이지 위치설정 오차, 소위 말하는 서보 오차의 이동 표준 편차 (moving standard deviation; MSD)이다. 이동 평균 오차(MA)는 현재 소정 위치에서의 슬릿내의 모든 위치 오차들의 평균이다. 이동 표준 편차 오차(MSD)는 현재 소정 위치에서의 슬릿내의 모든 위치 오차들의 표준 편차이다. MA는 포커스(수직 축선)에 강하게 관련되는 한편, MSD는 페이딩에 더욱 관련된다.
듀얼 스테이지 시스템에서, 모든 노광 프로파일들은 실제 노광에 앞서 결정될 수 있으며, 스테이지 성능은 스테이지 다이너믹스(stage dynamics)에 대해 최적화될 수 있다. 소정 노광 파일이 주어진다면, 도 5에 도시된 바와 같이 스테이지에 인가될 힘은 사전설정될 수 있다(피드 포워드). 스테이지 질량이 주어진다면, 이는 균형잡힌 스테이지의 이동을 허용한다(도 5에서 "---"으로 나타낸 피드-포워드 곡선(I)을 참조). 그 위치를 보정하기 위해서, 원하는 이동의 원치않는 오버슈트(overshoot)를 유도할 수 있는, 스테이지상에 순간적인 힘을 인가하는 대신에, 도 5에 나타낸 바와 같이, 피드 포워드없는 시스템의 경우(도 5에서 "＿"로 표시된 피드 포워드 없는 곡선(II)을 참조), 이는 듀얼 스테이지 시스템에 적용된 피드-포워드 기술에 의해 회피될 수 있다.
단일 스테이지 기술이 채택되는 경우, 일반적으로 폐쇄된 루프 피드백 제어만이 사용되며, 향후(upcoming) 프로파일 및 스테이지에 인가될 힘은 예측될 수 없다. 그 후, 도 5에 도시된 바와 같이, 이것을 보정하기 위해 폐쇄된 루프 피드백에 여분의(extra) 필터링이 적용될 수 있으며(도 5에서 "-.-" 표시된 필터링을 수행한 곡선(III)을 참조), 시스템이 노광 슬릿 앞에서, 측정될 수 있는 경우, 예측컨데 이 정보는 피드-포워드 기술로 얻어진 결과에 가까워지지는 않아도 이 결과를 다소 개선하는데 사용될 수 있다.
그러므로, 서보 시스템의 피드-포워드 포커스 제어의 듀얼 스테이지 개념에서, 상기 개념은 웨이퍼 토포그래피를 제외한, 오직 시스템상의 랜덤한 그리고 예측할 수 없는 요란(disturbance)에만 대처하면 된다.
실제로, 예를 들어 베어(bare) Si 웨이퍼에서 백 엔드 처리 웨이퍼(back end processed wafer)에 이르기 까지, 토포그래피를 증가시키는 기판들(웨이퍼들)을 이용하여 유익한 결과들에 이르게 되었다. 이들 결과들은 듀얼 스테이지 시스템이 제공하는 피드 포워드 가능성의 매우 분명한 장점을 나타내며, 이는 특히 높은 토포그래피를 갖는 기판들(웨이퍼들)에 대해 입증된다. 실제로, 토포그래피를 증가시키는 다양한 웨이퍼들에 대한 MA Z 서보 스캔 성능 결과들 및 동일한 웨이퍼 세트의 MSD Z 서보 성능 결과들은 실험들에 의해 얻어졌다.
노광에 앞서 웨이퍼 높이를 프리-맵핑(pre-mapping)하면, 스루풋 뿐만 아니라 레벨링 성능도 향상될 수 있다. 첫번째는, 단일 웨이퍼 시스템에서는 노광 스캔을 웨이퍼상에서 (바깥쪽에서 안쪽으로(outside inwards)) 스캐닝 할 수 없기 때문에, 어떤 가능한 루팅 제약(routing constraint)도 듀얼 스테이지 시스템에서는 불필요하다는 사실에 기인한다. 이는 웨이퍼를 노광시키기 위해 웨이퍼상의 단순한 미앤더 이동(meander movement)이 충분하다는 것을 의미한다.
내측 필드 레벨링 성능에서도 마찬가지로, 이론적인 최적의 달성가능한 디포커스의 추가로 인해 내측 필드들에 비해 에지 필드상에서 다소 클 수 있지만, 본 발명에 따른 듀얼 스테이지 시스템은 종래의 단일 스테이지 시스템보다 항상 뛰어 나다. 에지 필드들상의 다소 큰 디포커스는, 상이한 실험들의 비-동일한 측정 격자(non-identical measurement grid)들에 의해 유도된다.
단일 스테이지 기술과 대조적으로, 듀얼 스테이지 기술은 2개의 상이한 척(chuck)(스테이지, 테이블)을 이용한다. 듀얼 스테이지 시스템의 셋업시, 2개의 척은 서로에 대해 캘리브레이션(calibration)된다. 2개의 척의 포커스 성능의 자격(qualification)은 LQT 노광을 이용하여, 일단 척 1상에서 동일한 웨이퍼를 노광시키고, (웨이퍼를 리워크(rework)시키지 않고) 그 바로 직후에 (포커스 감응 마크들이 시프트되는) 척 2상에서 노광시킴으로써 얻어진다.
이 웨이퍼상의 디포커스 데이터는 척 1상의 웨이퍼 및 척 2상의 웨이퍼에 대한 디포커스로 분류된다.
그런 후, 이들 2개의 디포커스 맵들은 평균 차(average difference), 전체 경사 차(global tilt difference), 및 분포 폭에 관하여 분석된다. 2개의 디포커스 분포들간의 차이가 검출되며, 척 포커스 차에 대한 전체 척의 표시를 유도한다. 동일한 세트의 시스템의 경우, 2개의 포커스 맵들의 전체 포커스 경사들이 유도될 수 있다.
측정 위치에서의 듀얼 스테이지 시스템은 노광에 앞서 레벨 센서를 이용하여 모든 웨이퍼를 측정한다. 온-더-플라이 레벨링 기술을 이용하는 단일 스테이지 시스템에서, 이 높이 정보는 실제 노광 시에 수집된다. 높은 커버리지를 갖는 노광 영역을 측정하도록 다수의 센서 로케이션 지점들, 또는 노광될 영역만을 부분적으로 커버하는 보다 작은 로케이션 지점들의 선택을 이용하는 대부분의 단일 스테이 지 시스템과는 대조적으로, 듀얼 스테이지 시스템에서, 레벨 센서 측정은 소위 웨이퍼 맵을 결정하고 또한 전체 기판 표면을 거의 100% 커버한다.
포커스 로케이션 지점 모니터링은, 웨이퍼 맵 측정에 기초하여 듀얼 스테이지 시스템이 인라인 메트롤로지 옵션들을 가질 수 있게 한다. 이것의 일례는, 심지어 웨이퍼가 노광되기 이전에도 포커스 로케이션 위치들을 검출할 수 있는 트윈스캔의 포커스 로케이션 지점 모니터링 옵션이다. 포커스 로케이션 지점 검출은 웨이퍼 맵의 원 데이터(raw data)에 기초한다. 웨이퍼의 전체 형상을 제거하기 위해서, 원 데이터로부터 2차 평면이 빼내어진다.
분명하게, 디바이스의 토포그래피는 포커스 로케이션 지점으로서 잘못 검출되서는 아니된다. 이러한 이유로, 소프트웨어 알고리즘은 노광 필드의 평균 토포그래피를 계산하고 또한 이전의 웨이퍼 맵으로부터 그것을 뺀다. 실제로, 베어 실리콘 기판의 웨이퍼 맵만이 남게 된다. 웨이퍼 맵 데이터 조작의 또 다른 단계는, 이동 평균 원리의 사용에 의한 X 및 Y 필터링이다. 사용자는 사용된 직사각형의 치수를 정의할 수 있다. 이 단계는 평활화된 웨이퍼 맵을 생성할 것이다. 마지막으로, "기판만을" 그리고 "평활화된" 웨이퍼 맵들을 뺌으로써, 나머지 맵이 생성된다.
듀얼 스테이지 시스템상의 포커스 로케이션 지점 검출은, 훨씬 더 양호한 기판 측정 커버리지 및 분해능으로 인해, 단일 스테이지 시스템보다 포커스 로케이션 지점들에 대한 훨씬 더 높은 감응성을 가짐을 유의한다.
이전에 서술된 바와 같이, 높은 밀도 레벨 센서 측정들은 웨이퍼 맵에 기초하여 더욱더 많은 분석을 허용한다. 전체 웨이퍼 커버리지 높이 정보는 노광된 모 든 웨이퍼에 대해 측정되기 때문에, 이는 웨이퍼 비-보정가능한 오차들에 관하여 웨이퍼 평탄성을 적합하게 하거나(qualify) 또는 모니터링하는 것을 허용한다. 그리고, 듀얼 스테이지 시스템의 실제 포커스 성능은 비-보정가능한 오차들의 계산과 상관관계(correlation)에 있다. 그러므로, 실시간 평탄성 모니터로서 듀얼 스테이지 시스템을 사용하는 것 이외에도, 포커스 예측들을 향한 어플리케이션이 행해질 수 있다. 따라서, 이는 인라인 디포커스 예측들이 행해질 수 있다는 것을 의미한다.
또한, 높은 밀도 웨이퍼 맵을 측정하는 것은, 이미 서술된 바와 같이, 평균 인트라-다이 토포그래피를 결정하도록 허용한다. 평균 필드 토포그래피를 알 수 있기 때문에, 노광 필드에 포커스 오프셋들을 적용시켜 인트라-필드 포커스 최적화를 달성할 수 있다. 미래의 어플리케이션들은 가능한 높이 측정 오프셋들을 보상하기 위해 인트라-필드 포커스 오프셋들을 적용할 수 있는 것을 목표로 하고 있다. 그런 후, 이들 오프셋들은 여타의 측정들, 예를 들어 추가 센서, 외부 메트롤로지 측정들, 포커스 캘리브레이션 방법들 등으로부터 유도될 수 있다.
이는 노광 스캔 속도에 비교적 독립적인 솔루션이라는 것을 나타내며, 피드백 서보 기술을 이용하는 단순한 단일 스테이지 시스템보다 훨씬 더 양호하게 수행된다. 또한, 에지 필드들이 훨씬 더 양호하게 레벨링된다. 또한, 내측 필드상의 성능과 거의 매칭되는 에지 필드상의 레벨링 성능은 도시된 CDU내에 반영되며, 여기서 내측 및 에지 필드들상의 성능은 크게 다르지 않다. 동일한 기계내에 2개의 척을 사용하면, 두개의 척상의 포커스 성능이 매칭될 수 있으며, 사용자쪽에서는 동 일하므로, 척들을 구별하지 않아도 된다.
이상, 본 발명의 특정 실시예들이 서술되었지만, 본 발명은 상술된 것과 다르게 실행될 수도 있음을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로, 본 서술내용은 본 발명을 제한하려는 것이 아니다. 본 발명의 구성, 작동, 및 거동(behavior)은, 본 명세서에 제시된 상세(detail)의 레벨이 주어진다면, 실시예들의 수정례 및 변형례가 가능하다는 전제하여 서술되었다. 따라서, 이전의 상세한 설명은 여하한의 방식으로 본 발명을 제한하려는 것이 아니며, 본 발명의 범위는 첨부된 청구항에 의해 한정된다.
본 발명에 따르면, 기판테이블을 위치시키기 위해 개선된 피드-포워드 포커스 제어를 이용하는 리소그래피 장치가 제공된다.

Claims (19)

  1. 리소그래피 장치에 있어서,
    방사선의 빔을 제공하도록 구성된 조명시스템;
    상기 방사선의 빔에 원하는 패턴을 부여하는 패터닝 디바이스를 지지하도록 구성된 제1지지구조체;
    기판을 잡아주는 기판 홀더를 포함하는 제2지지구조체;
    상기 기판의 표면상의 타겟부상으로 상기 방사선의 패터닝된 빔을 투영시키도록 구성된 투영시스템;
    상기 기판 홀더를 위치시키도록 구성된 서보 유닛;
    기준 평면에 대해 상기 기판의 상기 표면상의 1이상의 로케이션 지점의 거리를 결정하도록 구성된 센서 유닛;
    상기 기판 표면상의 상기 1이상의 로케이션 지점에 대응하는 각자의 거리들에 기초하여 상기 기판의 표면 정보를 저장하도록 구성된 메모리 유닛; 및
    상기 저장된 표면 정보에 기초하여 피드-포워드 설정점 신호를 결정하도록 구성된 계산 유닛을 포함하여 이루어지고,
    상기 피드-포워드 설정점 신호는 상기 기판 홀더를 위치시키기 위해 상기 서보 유닛으로 피드 포워드되는 것을 특징으로 하는 리소그래피 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 센서 유닛은 상기 기판의 상기 표면 정보를 측정하는 레벨 센서를 포함하는 것을 특징으로 하는 리소그래피 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 기판의 상기 저장된 표면 정보는, 2차원 좌표들의 함수로서 측정된 거리들의 어레이로서 포맷되며, 상기 2차원 좌표들의 각각은 상기 기준 평면상의 상기 대응하는 로케이션 지점의 직교 투영에 의해 정의되는 것을 특징으로 하는 리소그래피 장치.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 기판 홀더에는 상기 기판을 지지하는 실질적으로 평탄한 지지 표면이 제공되며, 상기 기준 평면은 상기 지지 표면으로 지향되어 실질적으로 평행한 것을 특징으로 하는 리소그래피 장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 기준 평면은, 상기 기판 표면의 거리들이 상기 투영시스템에 대해 결정되도록 상기 투영시스템에 대해 고정된 위치를 가지는 것을 특징으로 하는 리소그래피 장치.
  6. 제2항에 있어서,
    상기 계산 유닛은, 상기 표면 정보에 기초하여 상기 기판 표면에 대한 수학적 평활 함수를 피팅하고, 상기 피팅된 함수에 기초하여 상기 피드-포워드 설정점 신호를 계산하는 것을 특징으로 하는 리소그래피 장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 수학적 함수는 상기 기판 표면에 대해 국부적으로 피팅되는 1이상의 다항식 함수를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 리소그래피 장치.
  8. 제6항에 있어서,
    상기 계산 유닛은, 상기 피드-포워드 설정점 신호내의 속도 신호 및 힘 신호 중 1이상을 계산 및 통합시키는 상기 수학적 평활 함수의 미분값들을 계산하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 리소그래피 장치.
  9. 제2항에 있어서,
    상기 제2지지구조체는 제2기판을 유지하는 제2기판홀더를 포함하여 이루어지고, 상기 기판의 이전에 결정된 표면 정보에 기초하여 상기 서보 유닛에 의해 위치되도록 배치된 상기 기판 홀더상에 놓인 상기 기판 표면의 상기 타겟부상에 상기 방사선의 패터닝된 빔을 투영시키는 동안에, 상기 제2기판의 표면 정보가 결정되는 것을 특징으로 하는 리소그래피 장치.
  10. 디바이스 제조 방법에 있어서,
    기판 홀더의 지지 표면상에 기판을 제공하는 단계;
    조명시스템을 이용하여 방사선의 빔을 제공하는 단계;
    상기 방사선의 빔의 단면에 패터닝 디바이스에 의해 제공된 원하는 패턴을 부여하는 단계;
    투영시스템을 통해 상기 기판의 표면상으로 상기 방사선의 패터닝된 빔을 투영시키는 단계;
    상기 투영시스템에 대해 고정된 위치내에 존재하는 기준 평면에 대해 상기 기판 표면상의 1이상의 로케이션 위치의 거리를 결정하는 단계;
    상기 기판 표면상의 상기 1이상의 로케이션 지점에 대응하는 각자의 거리들에 기초하여 상기 기판의 표면 정보를 저장하는 단계;
    상기 저장된 표면 정보에 기초하여 설정점 신호를 계산하는 단계;
    상기 기판 홀더를 위치시키도록 구성된 서보 유닛으로 상기 설정점 신호를 포워드하는 단계; 및
    상기 포워드된 설정점 신호에 기초하여 상기 투영시스템에 대해 상기 기판 홀더를 위치시키는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 디바이스 제조방법.
  11. 리소그래피 기판 포커스 제어 시스템에 있어서,
    기판을 잡아주도록 구성된 기판 홀더를 갖는 기판지지구조체;
    상기 기판 홀더를 위치시키도록 구성된 서보 유닛;
    기준 평면에 대해 상기 기판의 상기 표면상의 1이상의 로케이션 지점의 거리를 결정하도록 구성된 센서 유닛;
    상기 기판 표면상의 상기 1이상의 로케이션 지점에 대응하는 각자의 거리들에 기초하여 상기 기판의 표면 정보를 저장하도록 구성된 메모리 유닛; 및
    상기 저장된 표면 정보에 기초하여 피드-포워드 설정점 신호를 결정하도록 구성된 계산 유닛을 포함하여 이루어지고, 상기 피드-포워드 설정점 신호는 상기 기판 홀더를 위치시키기 위해 상기 서보 유닛으로 피드 포워드되는 것을 특징으로 하는 리소그래피 기판 포커스 제어 시스템.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 센서 유닛은 상기 기판의 상기 표면 정보를 측정하는 레벨 센서를 포함하는 것을 특징으로 하는 리소그래피 기판 포커스 제어 시스템.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 기판의 상기 저장된 표면 정보는 2차원 좌표들의 함수로서 측정된 거리들의 어레이로서 포맷되며, 상기 2차원 좌표들의 각각은 상기 기준 평면상의 상기 대응하는 로케이션 지점의 직교 투영에 의해 정의되는 것을 특징으로 하는 리소그래피 기판 포커스 제어 시스템.
  14. 제12항에 있어서,
    상기 기판 홀더에는 상기 기판을 지지하는 실질적으로 평탄한 지지 표면이 제공되며, 상기 기준 평면은 상기 지지 표면으로 지향되어 실질적으로 평행한 것을 특징으로 하는 리소그래피 기판 포커스 제어 시스템.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 기준 평면은 상기 기판상으로 방사선의 패터닝된 빔을 투영하는 상기 투영시스템에 대해 고정된 위치를 가지고, 상기 기판 표면의 거리들은 상기 투영시스템에 대해 결정되는 것을 특징으로 하는 리소그래피 기판 포커스 제어 시스템.
  16. 제12항에 있어서,
    상기 계산 유닛은, 상기 표면 정보에 기초하여 상기 기판 표면에 대한 수학적 평활 함수를 피팅하고, 상기 피팅된 함수에 기초하여 상기 피드-포워드 설정점 신호를 계산하는 것을 리소그래피 기판 포커스 제어 시스템.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 수학적 함수는 상기 기판 표면에 대해 국부적으로 피팅되는 1이상의 다항식 함수를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 리소그래피 기판 포커스 제어 시스템.
  18. 제16항에 있어서,
    상기 계산 유닛은, 상기 피드-포워드 설정점 신호내의 속도 신호 및 힘 신호 중 1이상을 계산 및 통합시키는 상기 수학적 평활 함수의 미분값들을 계산하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 리소그래피 기판 포커스 제어 시스템.
  19. 제12항에 있어서,
    상기 제2지지구조체는 제2기판홀더를 포함하여 이루어지고, 상기 기판의 이전에 결정된 표면 정보에 기초하여 상기 서보 유닛에 의해 위치되도록 배치된 상기 기판 홀더상에 놓인 상기 기판 표면의 상기 타겟부상에 상기 방사선의 패터닝된 빔을 투영시키는 동안에, 상기 제2기판의 표면 정보가 결정되는 것을 특징으로 하는 리소그래피 기판 포커스 제어 시스템.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2009043018A3 (en) * 2007-09-28 2009-09-11 Lam Research Corporation Offset correction techniques for positioning substrates within a processing chamber
KR101321781B1 (ko) * 2010-07-26 2013-10-28 에이에스엠엘 네델란즈 비.브이. 위치 제어 시스템, 리소그래피 장치, 및 이동가능한 대상물의 위치 제어 방법

Families Citing this family (53)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20070133001A1 (en) * 2001-09-12 2007-06-14 Honeywell International Inc. Laser sensor having a block ring activity
US7470894B2 (en) * 2002-03-18 2008-12-30 Honeywell International Inc. Multi-substrate package assembly
TWI243291B (en) * 2003-05-13 2005-11-11 Asml Netherlands Bv Control system, lithographic apparatus, device manufacturing method, and device manufactured thereby
US20070164234A1 (en) * 2004-01-15 2007-07-19 Nikon Corporation Exposure apparatus and device manufacturing method
JP4521219B2 (ja) * 2004-04-19 2010-08-11 株式会社東芝 描画パターンの生成方法、レジストパターンの形成方法、及び露光装置の制御方法
US7126668B2 (en) * 2004-04-28 2006-10-24 Litel Instruments Apparatus and process for determination of dynamic scan field curvature
US7586114B2 (en) 2004-09-28 2009-09-08 Honeywell International Inc. Optical cavity system having an orthogonal input
US7902534B2 (en) 2004-09-28 2011-03-08 Honeywell International Inc. Cavity ring down system having a common input/output port
JP2006156508A (ja) * 2004-11-26 2006-06-15 Nikon Corp 目標値決定方法、移動方法及び露光方法、露光装置及びリソグラフィシステム
JP2006222312A (ja) * 2005-02-10 2006-08-24 Canon Inc ステージ制御装置及びその方法、ステージ装置並びに露光装置
US20060222975A1 (en) * 2005-04-02 2006-10-05 Taiwan Semiconductor Manufacturing Co., Ltd. Integrated optical metrology and lithographic process track for dynamic critical dimension control
WO2007031105A1 (en) * 2005-09-16 2007-03-22 Micronic Laser Systems Ab Alignment method with compensation of non linear errors
US7528387B2 (en) * 2005-12-29 2009-05-05 Interuniversitair Microelektronica Centrum (Imec) Methods and systems for characterising and optimising immersion lithographic processing
US8045134B2 (en) 2006-03-13 2011-10-25 Asml Netherlands B.V. Lithographic apparatus, control system and device manufacturing method
US20080126014A1 (en) * 2006-08-22 2008-05-29 Yuanting Cui Statistical method and automated system for detection of particulate matter on wafer processing chucks
US7352149B2 (en) * 2006-08-29 2008-04-01 Asml Netherlands B.V. Method for controlling the position of a movable object, a positioning system, and a lithographic apparatus
US7649189B2 (en) 2006-12-04 2010-01-19 Honeywell International Inc. CRDS mirror for normal incidence fiber optic coupling
US7894038B2 (en) * 2007-03-14 2011-02-22 Asml Netherlands B.V. Device manufacturing method, lithographic apparatus, and a computer program
JP2009026962A (ja) * 2007-07-19 2009-02-05 Canon Inc 露光装置、情報処理装置及びデバイス製造方法
CN101373336B (zh) * 2007-08-20 2011-02-02 中芯国际集成电路制造(上海)有限公司 一种优化曝光装置监控的方法
NL1036040A1 (nl) 2007-10-10 2009-04-15 Asml Netherlands Bv Method of placing a substrate, method of transferring a substrate, support system and lithographic projection apparatus.
TWI424516B (zh) * 2007-10-10 2014-01-21 Asml Netherlands Bv 放置基板之方法、傳送基板之方法、支撐系統及微影投影裝置
TWI383273B (zh) 2007-11-20 2013-01-21 Asml Netherlands Bv 微影投射裝置之焦點測量方法及微影投射裝置之校準方法
NL1036277A1 (nl) * 2007-12-19 2009-06-22 Asml Netherlands Bv Lithographic apparatus, stage system and stage control method.
NL1036292A1 (nl) * 2007-12-19 2009-06-22 Asml Netherlands Bv Controller for a positioning device, method for controlling a positioning device, positioning device, and lithographic apparatus provided with a positioning device.
NL1036335A1 (nl) * 2007-12-27 2009-06-30 Asml Netherlands Bv Device manufacturing method, lithographic system, lithographic apparatus and design for manufacturing system.
NL1036557A1 (nl) * 2008-03-11 2009-09-14 Asml Netherlands Bv Method and lithographic apparatus for measuring and acquiring height data relating to a substrate surface.
US7663756B2 (en) * 2008-07-21 2010-02-16 Honeywell International Inc Cavity enhanced photo acoustic gas sensor
CN101661220B (zh) * 2008-08-27 2013-03-13 北京京东方光电科技有限公司 液晶显示器面板和掩模板
US8198590B2 (en) * 2008-10-30 2012-06-12 Honeywell International Inc. High reflectance terahertz mirror and related method
US7864326B2 (en) 2008-10-30 2011-01-04 Honeywell International Inc. Compact gas sensor using high reflectance terahertz mirror and related system and method
US8203695B2 (en) * 2008-11-03 2012-06-19 Micron Technology, Inc. Photolithography systems and associated methods of focus correction
EP2228685B1 (en) * 2009-03-13 2018-06-27 ASML Netherlands B.V. Level sensor arrangement for lithographic apparatus and device manufacturing method
US8437000B2 (en) 2010-06-29 2013-05-07 Honeywell International Inc. Multiple wavelength cavity ring down gas sensor
US8269972B2 (en) 2010-06-29 2012-09-18 Honeywell International Inc. Beam intensity detection in a cavity ring down sensor
US8322191B2 (en) 2010-06-30 2012-12-04 Honeywell International Inc. Enhanced cavity for a photoacoustic gas sensor
NL2007052A (en) * 2010-07-15 2012-01-17 Asml Netherlands Bv Calibration method and inspection apparatus.
DE102010041558A1 (de) * 2010-09-28 2012-03-29 Carl Zeiss Smt Gmbh Projektionsbelichtungsanlage für die Mikrolithographie sowie Verfahren zur mikrolithographischen Belichtung
DE102010041556A1 (de) 2010-09-28 2012-03-29 Carl Zeiss Smt Gmbh Projektionsbelichtungsanlage für die Mikrolithographie und Verfahren zur mikrolithographischen Abbildung
JP2013175500A (ja) 2012-02-23 2013-09-05 Toshiba Corp 露光装置、及び露光方法
CN103365106B (zh) * 2012-04-11 2015-07-22 上海微电子装备有限公司 一种硅片曝光方法及装置
US10274838B2 (en) * 2013-03-14 2019-04-30 Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. System and method for performing lithography process in semiconductor device fabrication
US9689804B2 (en) * 2013-12-23 2017-06-27 Kla-Tencor Corporation Multi-channel backside wafer inspection
WO2015113724A1 (en) 2014-02-03 2015-08-06 Asml Netherlands B.V. Metrology method and apparatus, substrate, lithographic system and device manufacturing method
JP6306377B2 (ja) * 2014-03-11 2018-04-04 株式会社Ｓｃｒｅｅｎホールディングス 描画方法および描画装置
AT518270B1 (de) * 2016-02-05 2017-09-15 Bernecker + Rainer Industrie-Elektronik Ges M B H Verfahren zum Steuern der Bewegung einer Antriebsachse einer Antriebseinheit
CN109804316B (zh) 2016-10-06 2021-08-24 Asml荷兰有限公司 确定高度轮廓的方法、测量系统和计算机可读介质
JP6770641B2 (ja) 2016-11-02 2020-10-14 エーエスエムエル ネザーランズ ビー．ブイ． 高さセンサ、リソグラフィ装置、及びデバイスを製造するための方法
CN107966880B (zh) * 2017-03-15 2019-01-11 上海微电子装备（集团）股份有限公司 一种用于光刻机的垂向控制方法
JP6688330B2 (ja) 2018-02-28 2020-04-28 キヤノン株式会社 露光方法、露光装置、決定方法および物品製造方法
CN112230515A (zh) * 2020-10-26 2021-01-15 上海华力集成电路制造有限公司 一种优化光刻聚焦的方法
CN112684670A (zh) * 2020-12-29 2021-04-20 中山新诺科技股份有限公司 一种自动聚焦曝光方法
CN113138543B (zh) * 2021-05-18 2024-07-12 京东方科技集团股份有限公司 自动对焦控制方法、存储介质、控制设备及数字曝光机

Family Cites Families (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5523193A (en) 1988-05-31 1996-06-04 Texas Instruments Incorporated Method and apparatus for patterning and imaging member
JPH0652707B2 (ja) * 1988-10-11 1994-07-06 キヤノン株式会社 面位置検出方法
ATE123885T1 (de) 1990-05-02 1995-06-15 Fraunhofer Ges Forschung Belichtungsvorrichtung.
US5502311A (en) * 1992-01-17 1996-03-26 Nikon Corporation Method of and apparatus for detecting plane position
US5229872A (en) 1992-01-21 1993-07-20 Hughes Aircraft Company Exposure device including an electrically aligned electronic mask for micropatterning
EP0585041B1 (en) * 1992-08-19 2000-11-02 Canon Kabushiki Kaisha Registration method usable with a projection optical system, exposure apparatus therefor and method of manufacturing a semiconductor device by using such exposure apparatus
KR100358422B1 (ko) * 1993-09-14 2003-01-24 가부시키가이샤 니콘 플래인위치결정장치,주사형노광장치,주사노광방법및소자제조방법
US6118515A (en) * 1993-12-08 2000-09-12 Nikon Corporation Scanning exposure method
JP3613291B2 (ja) * 1995-03-08 2005-01-26 株式会社ニコン 露光装置
JP3376179B2 (ja) * 1995-08-03 2003-02-10 キヤノン株式会社 面位置検出方法
JP4075966B2 (ja) 1996-03-06 2008-04-16 エーエスエムエル ネザーランズ ビー．ブイ． 差分干渉計システム及びこのシステムを具えたリソグラフステップアンドスキャン装置
EP0890136B9 (en) * 1996-12-24 2003-12-10 ASML Netherlands B.V. Two-dimensionally balanced positioning device with two object holders, and lithographic device provided with such a positioning device
US6262796B1 (en) 1997-03-10 2001-07-17 Asm Lithography B.V. Positioning device having two object holders
US6208407B1 (en) * 1997-12-22 2001-03-27 Asm Lithography B.V. Method and apparatus for repetitively projecting a mask pattern on a substrate, using a time-saving height measurement
US6260282B1 (en) 1998-03-27 2001-07-17 Nikon Corporation Stage control with reduced synchronization error and settling time
US6287735B2 (en) 1998-09-16 2001-09-11 Nikon Corporation Method and apparatus for controlling the leveling table of a wafer stage
JP2001168000A (ja) * 1999-12-03 2001-06-22 Nikon Corp 露光装置の製造方法、および該製造方法によって製造された露光装置を用いたマイクロデバイスの製造方法
TW520469B (en) * 2000-04-10 2003-02-11 Asml Netherlands Bv Lithographic apparatus, device manufacturing method, and device manufactured thereby
EP1231513A1 (en) 2001-02-08 2002-08-14 Asm Lithography B.V. Lithographic projection apparatus with adjustable focal surface
US6618120B2 (en) * 2001-10-11 2003-09-09 Nikon Corporation Devices and methods for compensating for tilting of a leveling table in a microlithography apparatus

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2009043018A3 (en) * 2007-09-28 2009-09-11 Lam Research Corporation Offset correction techniques for positioning substrates within a processing chamber
US8135485B2 (en) 2007-09-28 2012-03-13 Lam Research Corporation Offset correction techniques for positioning substrates within a processing chamber
KR101321781B1 (ko) * 2010-07-26 2013-10-28 에이에스엠엘 네델란즈 비.브이. 위치 제어 시스템, 리소그래피 장치, 및 이동가능한 대상물의 위치 제어 방법

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