KR100803742B1 - 리소그래피 장치 내 그리드 변형에 대한 처리 레시피를 수정하기 위한 그리드 모델의 선택 방법 및 이를 이용하는 리소그래피 어셈블리 - Google Patents

리소그래피 장치 내 그리드 변형에 대한 처리 레시피를 수정하기 위한 그리드 모델의 선택 방법 및 이를 이용하는 리소그래피 어셈블리 Download PDF

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Abstract

본 발명은 리소그래피 장치 내 그리드 변형에 대한 처리 레시피(process recipe)를 수정하기 위한 그리드 모델의 선택 방법에 관한 것이다. 제 1의 한 세트의 그리드 모델이 제공된다. 이어서, 다수의 기판 상의 복수개의 정렬 마크 상에서 정렬 측정(alignment measurement)을 수행함으로써 정렬 데이터가 얻어진다. 각 그리드 모델에 대해, 상기 정렬 데이터가 상기 그리드 모델을 풀기에(solve) 적합한지가 확인된다. 그러하다면, 상기 그리드 모델은 서브세트의 그리드 모델에 추가된다. 가장 낮은 레지듀얼(residual)을 갖는 그리드 모델이 선택된다. 정렬 데이터에 부가적으로, 상기 다수의 기판 상의 복수개의 오버레이 마크 상에 오버레이 측정을 수행함으로써 메트롤로지 데이터가 얻어질 수 있다. 이어서, 상기 서브세트의 각 그리드 모델에 대해, 오버레이 성능 인디케이터를 결정하기 위해 사용되는 시뮬레이션된 메트롤로지 데이터가 결정될 수 있다. 이어서, 그리드 모델이 오버레이 성능 인디케이터를 사용하여 선택된다.

Description

리소그래피 장치 내 그리드 변형에 대한 처리 레시피를 수정하기 위한 그리드 모델의 선택 방법 및 이를 이용하는 리소그래피 어셈블리{METHOD OF SELECTING A GRID MODEL FOR CORRECTING A PROCESS RECIPE FOR GRID DEFORMATIONS IN A LITHOGRAPHIC APPARATUS AND LITHOGRAPHIC ASSEMBLY USING THE SAME}
이하, 대응하는 참조 부호들이 대응하는 부분들을 나타내는 첨부된 개략적인 도면들을 참조하여, 단지 예시의 방식으로만, 본 발명의 실시예들을 설명한다.
- 도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 리소그래피 장치를 도시하는 도면;
- 도 2는 리소그래피 장치, 정렬 시스템 및 제어 유닛을 포함하는 리소그래피 어셈블리를 도시하는 도면;
- 도 3은 트랙을 통해 연결된 리소그래피 장치 및 메트롤로지 시스템을 도시하는 도면;
- 도 4a는 오버레이 마크의 전형적인 예를 도시하는 도면;
- 도 4b는 오버레이 정렬 마크의 전형적인 예를 도시하는 도면;
- 도 5는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 처리 유도된 그리드 변형(deformation)의 수정 방법의 플로우차트를 도시하는 도면;
- 도 6은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 처리 유도된 그리드 변형의 수정 방법의 플로우차트를 도시하는 도면;
- 도 7a-c는 본 발명의 실시예에 따른 그리드 모델에 의해 그리드를 결정하는 제 1 예를 개략적으로 도시하는 도면;
- 도 8a-c는 본 발명의 실시예에 따른 그리드 모델에 의해 그리드를 결정하는 제 2 예를 개략적으로 도시하는 도면;
- 도 9a-c는 하나의 필드 내 변형에 대해 본 발명에 따른 방법의 실시예를 수행하는 예를 개략적으로 도시하는 도면;
- 도 10은 본 발명의 실시예에 사용될 수 있는 제어 유닛의 실시예를 보다 상세히 도시하는 도면이다.
본 발명은 리소그래피 장치 내 그리드 변형에 대한 처리 레시피(recipe)를 수정(correcting)하기 위한 그리드 모델의 선택 방법, 및 프로세서에 의해 수행되는 경우에 이 방법을 실행하기 위한 컴퓨터 프로그램 제품(product)에 관한 것이다. 본 발명은 또한 상기 방법을 사용하는 리소그래피 어셈블리, 및 상기 리소그래피 어셈블리를 사용한 디바이스 제조 방법에 관한 것이다.
리소그래피 장치는 기판상에, 일반적으로는 기판의 타겟부상에 원하는 패턴을 적용시키는 기계이다. 리소그래피 장치는, 예를 들어 집적 회로(IC)의 제조시에 사용될 수 있다. 그 상황에서, 대안적으로 마스크 또는 레티클이라 칭하는 패터닝 디바이스가 IC의 개별층상에 형성될 회로 패턴을 생성하기 위해 사용될 수 있다. 이 패턴은 기판(예컨대, 실리콘 웨이퍼)상의 (예를 들어, 1개 또는 수개의 다이의 부분을 포함하는) 타겟부상으로 전사(transfer)될 수 있다. 패턴의 전사는, 통상적으로 기판상에 제공된 방사선-감응재(레지스트)층상으로의 이미징(imaging)을 통해 수행된다. 일반적으로, 단일 기판은 연속하여 패터닝되는 인접한 타겟부들의 네트워크를 포함할 것이다. 공지된 리소그래피 장치는, 한번에 타겟부상의 전체 패턴을 노광함으로써 각각의 타겟부가 조사(irradiate)되는, 소위 스테퍼, 및 방사선 빔을 통해 주어진 방향("스캐닝"- 방향)으로 패턴을 스캐닝하는 한편, 이 방향과 평행 또는 역-평행하게 기판을 동기적으로 스캐닝함으로써 각각의 타겟부가 조사되는, 소위 스캐너를 포함한다. 또한, 기판상에 패턴을 임프린트(imprint)함으로써, 패터닝 디바이스로부터 기판으로 패턴을 전사할 수도 있다.
스캐너에서, 타겟부는 특정 그리드(grid), 즉 스캐너 그리드에 따라 조사된다. 일반적으로, 이러한 스캐너 그리드는 절대 그리드(absolute grid)이다, 즉 그리드 포인트(point)는, 상대적 거리에 의해서가 아니라 절대 좌표에 의해 정의된다. 기판의 처리시, 노광 중 또는 후에, 패턴, 및 따라서 그리드는, 기판상에 전사(transfer)됨에 따라 왜곡될 수 있다. 결과적으로, 제 1 패턴이 스캐너 그리드에 따라 제 1 층(n)에 전사되면, 층(n)의 처리로 인해 이 그리드가 전사 후에 왜곡되고, 상기 제 1 층을 전사하기 위해 사용되는 것과 유사한 그리드를 사용하여 제 2 패턴을 상기 제 1 층의 최상부 상의 다음 층, 즉 제 2 층(n+1)으로 전사하면 층(n) 및 층(n+1)의 제 1 패턴 및 제 2 패턴이 각각 오정렬(misalignment)될 수 있다.
종래 기술의 견지에서 개선된 성능을 갖는 리소그래피 장치 내 그리드 변형에 대한 처리 레시피의 수정 방법을 제공하는 것이 유리하다.
이러한 목적으로, 일실시예에서, 본 발명은,
- 일 세트의 그리드 모델을 제공하는 단계;
- 다수의 제 1 기판 상의 제 1의 복수개의 정렬 마크 상에서 1회 이상의 정렬 측정을 수행함으로써 정렬 데이터를 얻는 단계;
- 얻어진 바와 같은 정렬 데이터가 상기 그리드 모델을 풀기에(solve) 적합한지를 상기 그리드 모델들의 세트의 각 그리드 모델에 대해 조사하고, 그러하다면, 그리드 모델들의 서브세트에 상기 그리드 모델을 추가하는 단계;
- 최저 레지듀얼(residual)을 갖는 상기 그리드 모델들의 서브세트로부터의 상기 그리드 모델을 선택하는 단계를 포함하는, 리소그래피 장치 내 그리드 변형에 대한 처리 레시피를 수정하기 위한 그리드 모델의 선택 방법을 제공한다.
본 발명은 또한, 프로세서에 의해 수행되는 경우에, 리소그래피 장치 내 그리드 변형에 대한 처리 레시피를 수정하기 위한 그리드 모델의 상기된 선택 방법을 실시하기 위한 컴퓨터 프로그램 제품(program product)에 관한 것이다.
본 발명은 또한,
- 기판의 타겟부 상으로 패터닝된 방사선 빔을 투영하도록 구성된 리소그래피 장치, 상기 리소그래피 장치의 세팅(setting)을 제어하기 위해 배치된 제어 유 닛, 및 상기 리소그래피 장치에 의한 투영 전 및/또는 후에 상기 기판 상에서 정렬 측정을 수행하기 위해 그리고 정렬 데이터를 생성하기 위해 배치된 정렬 시스템를 포함하는 리소그래피 시스템;
- 메트롤로지 장치 및 메트롤로지 제어 유닛을 포함하는 메트롤로지(metrology) 시스템으로서, 상기 기판 상에서 1회 이상의 오버레이 측정을 수행하기 위해 및 상기 1회 이상의 오버레이 측정의 결과로서 메트롤로지 데이터를 생성하기 위해 배치되는 메트롤로지 시스템; 및
상기 리소그래피 시스템 및 상기 메트롤로지 시스템 모두에 연결되고, 상기 리소그래피 시스템으로부터의 상기 정렬 데이터 및 상기 메트롤로지 시스템으로부터의 상기 메트롤로지 데이터를 수용하도록 배치된 제어 시스템을 포함하는 리소그래피 어셈블리로서,
상기 제어 시스템은 프로세서 및 메모리를 포함하고, 상기 메모리는 상기 프로세서에 연결되고 처리 레시피 및 일 세트의 모델들을 저장하기 위해 배치되고,
상기 리소그래피 어셈블리는 리소그래피 장치 내 그리드 변형에 대한 처리 레시피를 수정하기 위한 그리드 모델의 상기 선택 방법을 수행하도록 배치되는 것을 특징으로 하는 리소그래피 어셈블리에 관한 것이다.
본 발명은 또한 상기된 리소그래피 어셈블리를 사용하여 패턴을 패터닝 디바이스로부터 기판 상으로 전사하는 단계를 포함하는 디바이스 제조 방법에 관한 것이다.
본 발명은 또한
- 일 세트의 그리드 모델을 제공하는 단계;
- 다수의 제 1 기판 상의 제 1의 복수개의 제 1 정렬 마크 상에서 1회 이상의 정렬 측정을 수행함으로써 정렬 데이터를 얻는 단계;
- 상기 다수의 제 1 기판 상의 제 1의 복수개의 오버레이 마크 상에서 1회 이상의 오버레이 측정을 수행함으로써 메트롤로지 데이터를 얻는 단계;
- 얻어진 바와 같은 정렬 데이터가 상기 그리드 모델을 풀기에 적합한지를 상기 그리드 모델들의 세트의 각 그리드 모델에 대해 조사하고, 그러하다면, 그리드 모델들의 서브세트에 상기 그리드 모델을 추가하는 단계;
- 상기 그리드 모델들의 서브세트의 각 그리드 모델에 대한 시뮬레이션된(simulated) 메트롤로지 데이터를 결정하는 단계;
- 상기 그리드 모델들의 서브세트의 각 모델에 대한 상기 시뮬레이션된 메트롤로지의 오버레이 성능 인디케이터를 결정하는 단계;
- 결정된 바와 같은 상기 오버레이 성능 인디케이터를 사용하여 그리드 모델을 선택하는 단계를 포함하는, 리소그래피 장치 내 그리드 변형에 대한 처리 레시피를 수정하기 위한 그리드 모델의 선택 방법에 관한 것이다.
본 발명은 또한, 프로세서에 의해 수행되는 경우에, 리소그래피 장치 내 그리드 변형에 대한 처리 방법을 수정하기 위한 그리드 모델의 상기된 선택 방법을 실시하기 위한 컴퓨터 프로그램 제품에 관한 것이다.
본 발명은 또한,
- 기판의 타겟부 상으로 패터닝된 방사선 빔을 투영하도록 구성된 리소그래 피 장치, 상기 리소그래피 장치의 세팅을 제어하기 위해 배치된 제어 유닛, 및 상기 리소그래피 장치에 의한 투영 전 및/또는 후에 상기 기판 상에서 정렬 측정을 수행하기 위해 그리고 정렬 데이터를 생성하기 위해 배치된 정렬 시스템를 포함하는 리소그래피 시스템;
- 메트롤로지 장치 및 메트롤로지 제어 유닛을 포함하는 메트롤로지 시스템으로서, 상기 기판 상에서 1회 이상의 오버레이 측정을 수행하기 위해 및 1회 이상의 오버레이 측정의 결과로서 메트롤로지 데이터를 생성하기 위해 배치되는 메트롤로지 시스템; 및
- 리소그래피 시스템 및 메트롤로지 시스템 모두에 연결되고, 상기 리소그래피 시스템으로부터의 상기 정렬 데이터 및 상기 메트롤로지 시스템으로부터의 상기 메트롤로지 데이터를 수용하도록 배치된 제어 시스템을 포함하는 리소그래피 어셈블리로서,
상기 제어 시스템은 프로세서 및 메모리를 포함하고, 상기 메모리는 상기 프로세서에 연결되고 처리 레시피 및 일 세트의 모델들을 저장하기 위해 배치되고,
상기 리소그래피 어셈블리는 리소그래피 장치 내 그리드 변형에 대한 처리 방법을 수정하기 위한 그리드 모델의 상기된 선택 방법을 수행하도록 배치되는 것을 특징으로 하는 리소그래피 어셈블리에 관한 것이다.
마지막으로, 본 발명은 상기된 리소그래피 어셈블리를 사용하여 패턴을 패터닝 디바이스로부터 기판 상으로 전사하는 단계를 포함하는 디바이스 제조 방법에 관한 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 리소그래피 장치를 개략적으로 도시한다. 상기 장치는:
- 방사선 빔(B)(예를 들어, UV 방사선 또는 EUV 방사선)을 컨디셔닝하도록 구성된 조명시스템(일루미네이터)(IL);
- 패터닝 디바이스(예를 들어, 마스크)(MA)를 지지하도록 구성되고, 특정 파라미터들에 따라 패터닝 디바이스를 정확히 위치시키도록 구성된 제1위치설정기(PM)에 연결된 지지 구조체(예를 들어, 마스크 테이블)(MT);
- 기판(예를 들어, 레지스트-코팅된 웨이퍼)(W)을 잡아주도록 구성되고, 특정 파라미터들에 따라 기판을 정확히 위치시키도록 구성된 제2위치설정기(PW)에 연결된 기판 테이블(예를 들어, 웨이퍼 테이블)(WT); 및
기판(W)의 타겟부(예를 들어 1이상의 다이를 포함)(C)에 패터닝 디바이스(MA)에 의하여 방사선 빔(B)에 부여된 패턴을 투영하도록 구성된 투영시스템(예를 들어, 굴절 투영 렌즈 시스템)(PS)을 포함한다.
조명시스템은, 방사선의 지향, 성형 또는 조절을 위하여, 다양한 형태의 광학 구성요소들, 예컨대 굴절, 반사, 자기, 전자기, 정전기 또는 다른 형태의 광학 구성요소들, 또는 그 조합을 포함할 수 있다.
지지 구조체는, 패터닝 디바이스를 지지한다. 즉, 이의 중량을 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 기 계적, 진공, 정전기, 또는 다른 클램핑 기술들을 이용할 수 있다. 지지 구조체는 예를 들어 필요에 따라 고정되거나 이동할 수 있는 프레임 또는 테이블일 수 있다. 지지 구조체는 패터닝 디바이스가, 예를 들어 투영시스템에 대해, 원하는 위치에 있을 것을 보장할 수 있다. 본 명세서의 "레티클" 또는 "마스크"라는 어떠한 용어의 사용도 "패터닝 디바이스"와 같은 좀 더 일반적인 용어와 동의어로도 간주될 수 있다.
본 명세서에서 사용되는 "패터닝 디바이스"라는 용어는, 예를 들어 기판의 타겟부에 패턴을 생성하기 위해서, 방사선 빔의 단면에 소정 패턴을 부여하는데 사용될 수 있는 임의의 디바이스를 의미하는 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 타겟부내의 원하는 패턴과 정확히 일치하지 않을 수도 있다는 것을 유의한다. 일반적으로, 방사선 빔에 부여된 패턴은 집적 회로와 같이 타겟부에 생성될 디바이스내의 특정 기능층에 해당할 것이다.
패터닝 디바이스는 투과형 또는 반사형일 수 있다. 패터닝 디바이스의 예로는 마스크, 프로그래밍가능한 거울 어레이 및 프로그래밍가능한 LCD 패널을 포함한다. 마스크는 리소그래피 분야에서 잘 알려져 있으며, 바이너리형, 교번 위상-시프트형 및 감쇠 위상-시프트형과 같은 마스크 형태와 다양한 하이브리드 마스크 형태도 포함한다. 프로그래밍가능한 거울 어레이의 일례는 작은 거울들의 매트릭스 배치를 채택하며, 그 각각은 입사하는 방사선 빔을 상이한 방향으로 반사시키도록 개 별적으로 기울어질 수 있다. 기울어진 거울들은 거울 매트릭스에 의해 반사되는 방사선 빔에 소정 패턴을 부여한다.
본 명세서에서 사용되는 "투영시스템"이라는 용어는, 사용되는 노광방사선에 대하여, 또는 침지 유체의 사용 또는 진공의 사용과 같은 다른 인자들에 대하여 적절하다면, 굴절, 반사, 카타디옵트릭, 자기, 전자기 및 정전기 광학 시스템들을 포함하는 임의의 타입의 투영시스템 또는 이의 임의의 조합을 내포하는 것으로서 폭넓게 해석되어야 한다. 본 명세서의 "투영 렌즈"라는 용어의 어떠한 사용도 "투영시스템"과 같은 좀 더 일반적인 용어와 동의어로도 간주될 수 있다.
본 명세서에 도시된 바와 같이, 상기 장치는 (예를 들어, 투과 마스크를 채택하는) 투과형이다. 선택적으로, 상기 장치는 (예를 들어, 상기 언급된 바와 같은 형태의 프로그래밍가능한 거울 어레이를 채택하거나, 반사 마스크를 채택하는) 반사형이 될 수도 있다.
리소그래피 장치는 2개(듀얼 스테이지)이상의 기판 테이블 (및/또는 2이상의 마스크 테이블)을 갖는 형태일 수도 있다. 이러한 "다수 스테이지" 기계에서는 추가 테이블이 병행하여 사용될 수 있으며, 또는 1이상의 테이블에서 준비단계가 수행되는 반면, 1 이상의 다른 테이블은 노광에 사용된다.
또한, 리소그래피 장치는, 투영시스템과 기판 사이의 공간을 채우기 위해, 비교적 높은 굴절률을 가지는 액체(예를 들어, 물)에 의해 기판의 적어도 일부분이 덮일 수 있는 형태로 구성될 수도 있다. 또한, 침지 액체는 리소그래피 장치내의 다른 공간들, 예를 들어 마스크와 투영시스템 사이에도 적용될 수 있다. 침지 기술 은 투영시스템의 개구수를 증가시키는 기술로 본 발명이 속하는 기술 분야에 잘 알려져 있다. 본 명세서에서 사용되는 "침지"라는 용어는, 기판과 같은 구조체가 액체에 담그어져야 한다는 것을 의미하는 것이 아니라, 그 보다는 노광 시 액체가 투영시스템과 기판 사이에 위치된다는 것을 의미한다.
도 1을 참조하면, 일루미네이터(IL)는 방사선 소스(S0)로부터 방사선 빔을 수용한다. 예를 들어, 상기 소스가 엑시머 레이저인 경우, 상기 소스 및 리소그래피 장치는 별도의 개체일 수도 있다. 이러한 경우, 상기 소스는 리소그래피 장치의 일부분을 형성하는 것으로 간주되지 않으며, 상기 방사선 빔은, 예를 들어 적절한 지향 거울 및/또는 빔 익스팬더를 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, 필요하다면 빔 전달 시스템(BD)과 함께 방사선 시스템이라고도 칭해질 수 있다.
일루미네이터(IL)는 방사선 빔의 각도 세기 분포를 조정하는 조정기(AD)를 포함할 수도 있다. 일반적으로, 일루미네이터의 퓨필 평면내의 세기 분포의 적어도 외반경 및/또는 내반경 크기(통상적으로, 각각 σ-외측 및 σ-내측이라 함)가 조정될 수 있다. 또한, 일루미네이터(IL)는 인티그레이터(IN) 및 콘덴서(CO)와 같이 다양한 다른 구성요소들을 포함할 수 있다. 일루미네이터는 그 단면에 원하는 균일성과 세기 분포를 가지기 위해, 방사선의 빔을 컨디셔닝하는데 사용될 수 있다.
상기 방사선 빔(B)은, 지지 구조체(예를 들어, 마스크 테이블(MT))상에 유지 되어 있는 패터닝 디바이스(예를 들어, 마스크(MA))상에 입사되며, 패터닝 디바이스에 의해 패터닝된다. 마스크(MA)를 가로질렀으면, 상기 방사선 빔(B)은 투영시스템(PS)을 통과하여 기판(W)의 타겟부(C)상에 상기 빔을 포커스한다. 제 2 위치설정기(PW) 및 위치 센서(IF), (예컨대, 간섭계 디바이스, 리니어 인코더 또는 용량성 센서)의 도움으로, 기판 테이블(WT)은, 예를 들어 방사선 빔(B)의 경로내에 상이한 타겟부(C)들을 위치시키도록 정확하게 이동될 수 있다. 이와 유사하게, 제 1 위치설정기(PM) 및 또 다른 위치센서(도 1에 명확히 도시되지 않음)는, 예를 들어 마스크 라이브러리로부터의 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 도움을 받아 실현될 것이며, 이는 제 1 위치설정기(PM)의 일부분을 형성한다. 이와 유사하게, 기판 테이블(WT)의 이동도, 장-행정 모듈 및 단-행정 모듈을 이용하여 실현될 수 있으며, 이는 제 2 위치설정기(PW)의 일부분을 형성한다. (스캐너와는 대조적으로) 스테퍼의 경우, 상기 마스크 테이블(MT)은 단지 단-행정 액추에이터에만 연결되거나 고정될 수도 있다. 마스크(MA) 및 기판(W)은 마스크 정렬 마크(M1, M2) 및 기판 정렬 마크(P1, P2)를 이용하여 정렬될 수 있다. 비록, 예시된 기판 정렬 마크들이 지정된 타겟부(dedicated target portion)들을 차지하지만, 그들은 타겟부들간의 공간들내에 위치될 수도 있다(이들은 스크라이브-레인 정렬 마크들(scribe-lane alignment marks)로 알려져 있다). 이와 유사하게, 마스크(MA)상에 1이상의 다이가 제공되는 상황들에서는, 마스크 정렬 마크들이 다이들 사이에 위치될 수도 있다.
서술된 장치는 다음의 모드들 중 1이상에 사용될 수 있다:
1. 스텝 모드에서, 마스크 테이블(MT) 및 기판 테이블(WT)은 기본적으로 정지상태로 유지되는 한편, 방사선 빔에 부여되는 전체 패턴은 한번에 타겟부(C)상에 투영된다(즉, 단일 정적 노광(single static exposure)). 이후, 기판 테이블(WT)은 다른 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 부여되는 패턴이 타겟부(C)상에 투영되는 동안에 동기적으로 스캐닝(즉, 단일 동적 노광(single dynamic exposure))된다. 마스크 테이블(MT)에 대한 기판 테이블(WT)의 속도 및 방향은 확대(축소) 및 투영시스템(PS)의 이미지 반전 특성에 의하여 결정될 수 있다. 스캔 모드에서, 노광 필드의 최대 크기는 단일 동적 노광시 타겟부의 (스캐닝되지 않는 방향으로의) 폭을 제한하는 반면, 스캐닝 작동의 길이는 타겟부의 (스캐닝 방향으로의) 높이를 결정한다.
3. 또 다른 모드에서, 마스크 테이블(MT)은 프로그래밍가능한 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 채용되며, 프로그래밍가능한 패터닝 디바이스는 기판 테이블(WT)이 각각 이동한 후, 또는 스캔 동안의 연속 방사선 펄스들 사이에 필요에 따라 업데이트된다. 이 작동 모드는 상기 언급된 바와 같은 형태의 프로그래밍가능한 거울 어레이와 같은 프로그래밍가능한 패터닝 디바이스를 이용하는 마스크없는 리소그래피(maskless lithography)에 용이하게 적용될 수 있다.
또한, 상술된 모드들의 조합 및/또는 변형, 또는 완전히 다른 사용 모드들을 채용할 수 있다.
도 2는 정렬 시스템(11), 리소그래피 장치(12) 및 제어 유닛(13)을 포함하는 리소그래피 어셈블리(10)를 도시한다. 로트(lot)(15)으로 개략 도시된 복수개의 기판(W)이 어셈블리(10)로 도입될 수 있다. 정렬 시스템(11)은 로트(15) 내 기판을 측정하며, 이는 정렬 데이터가 된다. 상기 정렬 데이터는 제어 유닛(13)으로 보내지고, 이러한 동작은 화살표(16)로 개략 도시된다. 이어서 제어 유닛(13)은 수용된 바와 같은 정렬 데이터에 기초해 노광 데이터를 적합화(adapt)할 수 있다. 노광 데이터는 리소그래피 장치(12)로 보내지며, 이는 화살표(17)로 개략 도시된다. 기판의 로트(15)은 이제 리소그래피 장치(12)로 전달되고, 로트(15)의 각 기판(W)은 제어 유닛(13)에 의해 보내진 노광 데이터에 따라 노광된다. 노광 후, 기판의 로트(15)은 어셈블리(10)에서 제거된다. 로트(15) 내 기판(W)이 노광되었다는 사실은, 점선을 채워 개략 도시한다.
도 3은 리소그래피 시스템(20), 메트롤로지 시스템(30) 및 제어 시스템(40)을 도시한다. 기판 및 기판 로트 전달 시스템은 양쪽 시스템(20, 30) 사이에 연결을 제공할 수 있다. 선택적으로, 양쪽 시스템(20, 30)은 트랙을 통해 연결될 수 있다. 리소그래피 시스템(20)은 리소그래피 장치(21)를 포함하고, 정렬 시스템(22)을 포함할 수 있다. 리소그래피 장치(21) 및 정렬 시스템(22) 사이의 관계는 도 2를 참조하여 이미 설명되었다. 리소그래피 시스템(20)은 제어 유닛(23)을 더 포함할 수 있으며, 이는 리소그래피 장치(21)에 연결되어 있고, 도 2의 제어 유닛(13)과 유사한 기능을 가질 수 있다. 기판의 로트(25)는, 제어 유닛(23)으로부터 수용된 노광 데이터에 기초하여 리소그래피 장치(21)에 의해 노광시키기 위해 리소그래피 시스템(20) 내에 도입될 수 있다. 예를 들어 노광 레시피(expose recipe)의 형식으로, 노광 데이터를 전달하는 것은 화살표(27)로 개략 도시된다. 노광 데이터는 정렬 시스템(22)으로 얻어진 정렬 데이터의 견지에서 적합화될 수 있다. 정렬 데이터는, 노광 데이터의 적합화에 가능한 근거(basis) 역할을 하기 위해 제어 유닛(23)으로 보내지며, 화살표(26)으로 개략 도시된다. 리소그래피 장치(21)에서 분리된 개별 유닛으로 도시된다 할지라도, 정렬 시스템(22)은 당업자에게 공지된 바와 같이 리소그래피 장치(21)에 의해 수용될 수 있다는 것을 이해해야 한다.
로트(25) 내 노광된 기판은 리소그래피 시스템(20)을 떠나, 예를 들어 로트 전달 시스템을 통해서나 당업자에게 공지된 바와 같은 다른 방법으로 메트롤로지 시스템(30)으로 전달된다. 메트롤로지 장치(31) 및 메트롤로지 제어 유닛(33)을 포함하는 메트롤로지 시스템(30)에서, 특정된 피처(specified feature)의 위치가 당업자에게 공지된 바와 같이 측정된다. 메트롤로지 데이터로 불리는 측정된 데이터는 메트롤로지 제어 유닛(33)으로 보내진다. 메트롤로지 장치(31)로부터 메트롤 로지 제어 유닛(33)으로 메트롤로지 데이터를 전달하는 것은 화살표(35)로 개략 도시된다. 이어서 메트롤로지 제어 유닛(33)은 제어 시스템(40)에 적합한 형식으로 메트롤로지 데이터를 적합화할 수 있다. 메트롤로지 제어 유닛(33)으로부터 제어 시스템(40)으로 메트롤로지 데이터를 연속 전달하는 것은 화살표(37)로 개략 도시된다. 당업자에게 공지된 바와 같이, 노광 레시피 내의 노광 데이터를 적합화하기 위하여 메트롤로지 데이터가 제어 시스템(40)에 의해 사용될 수 있다.
일반적으로, 리소그래피 시스템(20)은 다른 처리 장비에, 예를 들어 트랙을 통해 연결된다. 이러한 처리 장비의 예에는 노광 후 베이킹(post exposure baking) 용 오븐, 에칭용 애칭 기계 및 화학적 폴리싱(CMP)을 위한 폴리싱 디바이스가 포함된다. 특정 수율(throughput)을 유지하기 위하여, 기판의 로트(25)는 유사한 기간 내에 처리 장비의 각 기계 내에서 처리되어야 한다. 따라서, 메트롤로지 시스템(30)이 트랙 내에 위치되는 경우, 메트롤로지 시스템(30)의 처리량은 트랙의 성능에 의해 구속되며, 역으로도 마찬가지이다.
제어 시스템(40)은 진보된 처리 제어(APC) 시스템(advanced process control system)이 될 수 있다. APC-시스템을 일반적으로 우수한 오버레이를 보장하기 위해 사용된다. 로트의 노광 후, 오버레이는, 예를 들어 메트롤로지 시스템(30)을 사용하여, 상기 로트로부터의 몇개의 기판 상에서 측정된다. 이어서, 측정된 오버레이 데이터는 메트롤로지 제어 유닛(33)에 의해 몇 종류의 전처리 후 또는 곧바로 APC-시스템으로 보내진다. 이어서, APC-시스템은 노광 및 처리 이력에 기초하여 오버레이 수정량(correction)을 계산하고, 이들 수정량은 오버레이 오차를 최소화 하기 위하여 리소그래피 장치, 예를 들어 리소그래피 장치(21)를 조정하기 위해 사용될 수 있다. 이는 오버레이 메트롤로지 피드백 루프(feedback loop)라고도 한다. 실시예에서 APC-시스템인 제어 시스템(40)에 의해 계산된 조정은 리소그래피 시스템(20)의 제어 유닛(23)과 연통하며, 화살표(29)로 개략 도시된다. 일실시예에서, 제어 시스템(40)(일시예에서는 APC-시스템)은, 이후 상세한 설명에서 설명되는 목적을 위해, 정렬 시스템(22)을 사용하여 얻어진 정렬 데이터를 고려할 수 있다. 이러한 목적으로 리소그래피 시스템(20)의 제어 유닛(23)으로부터 제어 시스템(40)으로 정렬 데이터를 전달하는 것은 화살표(28)로 개략 도시한다.
제어 시스템(40)은 일반적으로 리소그래피 시스템(20) 및 메트롤로지 시스템(30) 외부에 위치된다. 일실시예에서, 이는 다수 리소그래피 시스템(20) 및 메트롤로지 시스템(30)에 동시에 연결될 수 있다. 특히 APC-시스템과 관련된 실시예에서, 제어 시스템(40)은 또한 리소그래피 시스템(20) 및 메트롤로지 시스템(30)과 독립적으로 오퍼레이터(operator)에 의해 작동 가능하게 될 수 있다.
이 상세한 설명에서 앞서 언급된 바와 같은 정렬 데이터는, 정렬 시스템, 예를 들어 정렬 시스템(11)을 사용하여 정렬 마크 상에서 측정함으로써 얻어질 수 있다. 유사하게, 메트롤로지 데이터는 메트롤로지 장치, 예를 들어 메트롤로지 장치(31)를 사용하여 오버레이 마크 상에서 측정함으로써 얻어질 수 있다. 오버레이 마크의 전형적인 예는 도 4a에 도시된다. 오버레이 마크(50)는 외부 구조(51) 및 내부 구조(52)를 포함한다. 외부 구조(51)는 층(n) 내에서 처리되는 반면, 내부 구조(52)는 층(n+1)에서 처리된다. 완벽한 오버레이란, 내부 구조(52) 및 외부 구 조(51) 사이의 거리들이 내부 구조(52)의 양쪽에서 동일 방향으로 같다는 것, 즉 D1=D3 및 D2=D4를 의미한다. 외부 구조(51) 및 내부 구조(52) 사이의 거리들(D1, D2, D3, D4)을 측정하고, 이들 거리 차이들(D1, D2, D3, D4)을 두 구조(51,52)의 이상적인 위치와 서로에 대해 비교함으로써, 도 4a에 도시된 바와 같이, 층(n) 및 층(n+1) 사이의 오버레이가 결정될 수 있다.
선택적으로, 오버레이는 도 4b에 도시된 바와 같이, 정렬 마크를 사용하여 결정될 수 있다. 도 4b에서, 두 정렬 마크(55, 56)가 개략 도시된다. 두 정렬 마크(55,56)는 다수의 회절 구조를 포함한다. 왼쪽 정렬 마크(55)는 층(n)에서 처리되고, 오른쪽 정렬 마크(56)는 층(n+1)에서 처리된다. 정렬 마크(55,56)는, 각 층 내에서 서로에 대해 특정 소정 오프셋(offset)(Sn)으로 신중히 위치된다. 두 정렬 마크(55,56)의 회절 차수(order)를 측정하고, 이들 차수의 위치 차이(positional difference)와 상기 소정 오프셋(Sn)의 결과로서 예상된 위치 차이를 비교함으로써, 층(n) 및 층(n+1) 사이의 오버레이가 결정될 수 있다.
정렬 마크의 회절 차수의 측정된 위치에 기초하여 기판의 위치, 팽창 및/또는 방위를 계산하는 데 사용될 수 있는, 노광 전의, 기판 모델, 즉 기판의 병진이동(translation)(T), 회전(R) 및/또는 팽창(E)과 같은 파라미터의 수치 값을 계산하는 것은 알려져 있다.
일반적으로, 기판(또는 이의 일부분)의 위치는 다수의 정렬 마크로부터 유도된 위치 정보에 기초하여 결정되며, 이는 기판의 표면에 걸쳐 분포(spread)되어 있 을 수 있다. 일반적으로, 정렬 마크가 더 많이 측정될수록, 기판의 위치는 더 정확히 결정될 수 있다.
기판의 표면에 걸친 복수개의 마크, 예를 들어 정렬 마크의 위치가 결정될 때, 관련 정보는 변형 모델에 공급될 수 있다. 예를 들어, 변형 모델은 기판의 각 타겟부의 위치 및 방위를 결정하도록 배치될 수 있다. 변형 모델은 또한 타겟부 내 변형을 결정하도록 배치될 수 있다. 이러한 변형 모델의 결과는, 각 타겟부가 노광동안 바르게 정렬될 것을 확인하는 데 사용될 수 있다.
기판 상의 특정 포인트의 위치는 병진이동(T), 회전(R) 및 팽창(E)으로 표현될 수 있다. 소위 6-파라미터 모델에서, x-방향의 병진이동은 Tx로 나타내고, 상기 x-방향에 수직인 y-방향의 병진이동은 Ty로 나타내고, x-방향의 축의 z-축 주위 회전은 Rzx로 나타내고, y-축의 z-축 주위 회전은 Rzy로 나타내고, x-방향의 팽창은 Ex로 나타내고, 마지막으로, y-축 방향의 팽창은 Ey로 각각 나타낸다.
측정을 통해 병진이동(Tx, Ty), 회전(Rzx, Rzy) 및 팽창(Ex, Ey)을 포함하는 기판 모델이 결정될 수 있다. 이러한 모델은, 당업자가 이해하는 바와 같이, 예를 들어 최소자승법(least square method)을 사용하여 풀 수 있다. 기판 모델 파라미터를 계산하는 것(computing)은 마크, 예를 들어 정렬 마크의 계산된 위치 및 이들 마크들의 측정된 위치 사이의 차이를 최소화하는 것을 포함할 수 있다. 이 차이의 결과, 커렉터블(correctable), 즉 인식된 차이에 대한 수정 명령어(instruction)가 모델에 의해 확인된다.
상기 6-파라미터 모델 대신, 성능 면에서 6-파라미터 모델보다 뛰어난 그리드 모델을 결정하기 위해, 처리 유도된 그리드 변형을 보다 상세히 특징화(characterization)가 채용될 수도 있다. 이는 특히, 기본(underlying) 그리드가 더 이상 직교(orthogonal)하지 않는 경우에 요구된다. 이러한 경우, 6-파라미터 모델은 더이상 충분하지 않으며, 더 복잡화된 고도-차수(higher-order) 모델이 요구된다.
그리드 변형을 수정하기 위해, 처리 및 장치의 제 1 특징화가 필요하다. 특정 모델이 특정 처리 단계의 그리드 변형의 수정과 관련하여 가장 우수한 성능을 제공하는 것으로 판명되는 경우, 이는 이 모델이 다른 처리 단계의 그리드 변형을 수정하기에 가장 좋은 모델임을 반드시 의미하는 것은 아니다. 유사하게, 각 장치는, 상이한 모델이 가장 우수한 성능을 제공하는 그 자신의 그리드 변형 특성을 가질 수 있다. 가장 우수한 성능을 결정함에 있어서, 가장 우수한 커렉터블을 제공하는 모델이 반드시 선택되는 것은 아니다. 예를 들어 커렉터블을 계산하기 위하여 요구되는 시간과 관련되는, 다른 요건이 고려된다. 가장 우수한 실행(performing) 모델이 선택된다.
예를 들어, 상기 모델들의 세트는 두 모델, 즉, 네 계수(즉, 각각의 홀수 차수에 대해 하나씩)를 갖는 7차(7th order) 다항식 함수를 사용하는 제 1 모델과, 지수 함수를 사용하는 제 2 모델을 포함하는 경우를 고려해 보자. 다수의 측정된 위치를 제공하면, 두 모델은 이들 측정된 위치들에 피팅된다(fitted). 이러한 피 팅(fitting)은, 당업자에게 공지된 바와 같이 최소자승 기준(least squares criterion)을 사용하여 수행될 수 있다. 피팅(fit)을 완료한 후 최소자승 합을 비교함으로써, 최저 최소자승 합을 갖는 모델이 가장 좋은 모델로서 선택된다.
선택적으로, 가장 우수한 커렉터블을 제공하지 않는 모델이 선택될 수 있다. 예를 들어 모델들의 세트가 네 모델, 즉 1차(1st order) 모델, 3차 모델, 5차 모델 및 7차 모델을 포함하는 상황을 고려한다. 각 모델은 홀수 차수만을 포함하며, 이들 차수에 대한 계수는 예를 들어 최소자승 기준을 사용하여 피팅될 필요가 있다. 피팅 후, 모델들은 비교된다. 더 높은 차수의 모델에 대해 합리적인 피팅을 얻기 위해 정렬되는 마크의 수가 많은 경우, 고도 차수 피팅 및 낮은 차수 피팅 간의 차이가 충분히 클 때, 즉 이것이, 더 높은 차수의 계수가 큰 개선을 제공한다는 것을 나타낼 때, 더 높은 차수 모델만이 선택된다는 경계 조건(boundary condition)이 부과된다. 그래서, 이 예에서, 7차 피팅 및 5차 피팅의 최소자승 합 간의 차이는 미미하지만, 유사한 비교를 통해, 5차 피팅 및 3차 피팅의 최소자승합 간의 차이가 큰 개선을 제공하는 것으로 나타나면, 제 5 차수 모델이 선택된다.
그리드 변형이 처리에 의해 일어날 수 있지만, 특정 장치 내 결함(imperfection)에 의해 일어날 수도 있다. 따라서, 상이한 모델이 상이한 상황(situation)에 대해 선택될 수 있다. 처리 단계에 의해 발생된 그리드 변형에 대한 수정 모델(correct model)을 선택하기 위하여, 측정 데이터가 요구된다. 이러한 이유로, 다수의 제품 기판은, 모델이 피팅될 필요가 있는 처리 단계에 따라 노광 및 처리될 수 있다. 제조(production) 기판은 특정 속성(attribute) 또는 절차를 적용하지 않고 통상의 제조 방법의 일부로서 생산되는 기판으로 정의된다. 노광은 노광 레시피에 규정될 수 있다. 로트 내의 제조 기판을 노광하면 정렬 데이터 세트가 얻어진다. 예를 들어, 기판당 4개의 정렬 마크를 갖는 25 기판의 로트는, 100개의 정렬 마크 기록으로 귀결될 것이다. 본 명세서 내에서, 이들 기록은 정렬 데이터로서 언급될 것이다. 노광 후, 기판은 예를 들어 트랙 상에서 현상되고, 메트롤로지 장치로 오버레이 측정을 수행함으로써 오버레이는 오프라인으로 확인된다(verified). 일반적으로, 로트의 일부 기판만이 확인되며, 이 특정 로트에 대한 메트롤로지 데이터로서 언급되는 데이터가 얻어진다.
유사하게, 그리드 변형은 사용된 장치 내 인공물(artifact)에 기인할 수 있다. 이러한 그리드 변형에 대해 수정하기 위해, 모델은, 처리가 수행될 장치에 기초하여 선택될 수 있다. 이 경우, 유사한 측정, 즉 정렬 및 오버레이가 수행되어야 한다. 그러나, 처리는 조사(investigation) 하의 장치 상에서 수행되어야 하며, 사용되는 기판은 기준 기판이다. 기준 기판은, 그리드가 공지되어 있는 시스템, 즉 (확인된) 완전한 그리드를 갖는 시스템 상에서 생산된 기판이다. APC-시스템과 같은 제어 시스템은, 이 장치 상에서 수행될 모든 노광에 대해 유사한 방식으로 노광 레시피를 수정하기 위하여, 장치 결함에 의해 발생된 그리드 변형에 대한 정보를 사용할 수 있다.
도 5는, 본 발명의 제 1 실시예에 따른 특정 처리 단계의 처리 유도된 그리드 변형의 수정 방법의 플로우 차트를 도시한다. 우선, 동작(61)에서, 그리드 모 델들의 세트가 제공된다. 이 그리드 모델들의 세트로부터, 동작(63)에서, 하나 이상의 그리드 모델이 선택된다. 이러한 선택이 일어나면, 그리드 모델은, 수행되는 하나 이상의 특정 처리 단계 및 상기 특정 처리 단계가 수행되는 장치에 기초하여, 이러한 상세한 설명에서 앞서 설명된 방식으로 선택된다. 선택적으로, 일실시예에서, 동작(61) 후, 상기 방법은 동작(64)으로 바로 진행된다. 동작(64)에서, 로트 내 기판 상에서 정렬 데이터가 얻어진다. 동작(61, 63) 이후에 일어나는 것으로 도 5에 도시되어 있다고 할지라도, 당업자에게 이해되는 바와 같이, 동작(64)은 선택적으로 이전에, 즉 동작(61, 63) 전에 수행될 수도 있는 것으로 이해되어야 한다.
이어서, 동작(67)에서, 동작(64)에서 얻어진 바와 같은 정렬 데이터가 동작(63)에서 선택된 하나 이상의 그리드 모델을 풀기에 적합한지가 조사된다.
동작(67) 내 조사가 성공적이지 못하면, 즉 동작(64)에서 얻어진 바와 같은 정렬 데이터가 동작(63)에서 선택된 그리드 모델을 풀기에 적합하지 않으면, 동작(69)에서, 각 그리드 모델은 처리 및/또는 장치에 바로(at hand) 더 사용되지 않는다. 한편, 동작(67) 내 조사가 성공적이면, 즉 동작(64)에서 얻어진 바와 같은 정렬 데이터가 조사되는 그리드 모델을 풀기에 적합하면, 동작(71)에서, 적합한 그리드 모델은 그리드 모델들의 서브세트에 추가된다.
하나 이상의 선택된 그리드 모델의 모든 그리드 모델이 조사된다. 그리드 모델의 얻어진 서브세트는, 사용자에 의해 사용될 수 있는 그리드 모델들의 서브세트를 제공한다. 동작(64)에서 얻어진 바와 같은 정렬 마크의 위치는 조사 하의 그 리드 모델에 의해 예견된 위치와 비교될 수 있으며, 이와 함께 소위 레지듀얼을 형성한다. 조사(investigation) 하의 그리드 모델로부터의 레지듀얼이 처음에 선택된 그리드 모델, 즉 정렬 마크의 노광동안 사용된 그리드 모델로부터의 레지듀얼에 비해 작은 경우, 조사 하의 그리드 모델은 성능이 더 우수한 그리드 모델인 것으로 간주된다. 일반적으로, 높은 차수 모델의 레지듀얼은 낮은 차수 모델의 레지듀얼보다 작다. 따라서, 그리드 모델의 레지듀얼은 대개 얻어진 모든 데이터에 기초하여 그리드를 설명하는 모델의 능력의 척도이므로, 사용자는 일반적으로 그리드 모델들의 서브세트로부터 최고 차수의 그리드 모델을 선택한다. 그러나, 더 우수한 레지듀얼이 반드시 오버레이의 개선에 이르도록 하는 것은 아니다. 오버레이 성능을 결정하기 위해, 메트롤로지 데이터가 요구된다.
도 6은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 처리 유도된 그리드 변형의 수정 방법의 플로우 차트를 도시한다. 이 실시예에서, 정렬 데이터만 사용하는 대신, 메트롤로지 데이터가 또한 사용된다. 결과적으로, 이 실시예에서, 그리드 모델의 오버레이 성능이 평가될 수 있다. 다시, 도 5에 도시된 실시예에서와 같이, 동작(61)에서, 한 세트의 그리드 모델이 제공된다. 이어서, 동작(64)에서, 정렬 데이터가 로트 내 기판 상에 얻어진다. 부가하여, 정렬 데이터를 얻는 외에, 동작(65)에서, 메트롤로지 데이터가 로트 내 기판 상에 얻어진다. 이어서, 다시, 동작(67)에서, 동작(64)에서 얻어진 바와 같은 이용가능한 정렬 데이터가 그리드 모델의 세트의 각 그리드 모델을 풀기에 적합한지가 조사된다. 조사 하의 그리드 모델이 부적합한 것으로 판명되면, 이는 이러한 처리 및/또는 장치에 더 사용되지 않을 것이며, 동작(69)으로 개략 나타낸다. 그러나, 그리드 모델이 풀릴 수 있다면, 그리드 모델은 동작(71)의 그리드 모델들의 서브세트에 적합한 그리드 모델로서 추가된다.
정렬 결과는 적용된 처리에 의해 영향받을 수 있으므로, 성능이 더 우수한 그리드 모델로 얻어진 개선이 기판의 실제 그리드, 즉 노광 후 정렬 마크에 의해 형성된 그리드와 충분하게 상관관계가 없을 위험이 존재한다. 부가적인 오차를 피하기 위해, 성능이 더 우수한 그리드 모델에 의한 개선이 기판 그리드와 상관관계가 있는지를 확인하는 것은, 시뮬레이션된(simulated) 메트롤로지 데이터를 사용하여 수행될 수 있다. 시뮬레이션된 메트롤로지 데이터는, 동작(72)에서, 성능이 더 우수한 그리드 모델을 사용하여 얻어진 정렬 파라미터로 계산된 각 노광의 위치 및 노광동안 사용된 그리드 모델로부터 밝혀진 각 노광의 위치 사이의 차이를, 노광동안 사용된 그리드 모델에 기초하여 얻어진 메트롤로지 데이터에 추가함으로써 결정된다.
이어서, 동작(73)에서, 각각의 적합한 그리드 모델에 대해 시뮬레이션된 메트롤로지 데이터의 오버레이 성능 인디케이터가 결정된다. 오버레이 성능 인디케이터의 예에는 평균값 및 3 시그마, 최대 값이 포함된다. 이러한 인디케이터를 계산하는 방법은 이 기술분야에서 주지되어 있으며 본 명세서에서 논의하지는 않는다.
이어서, 동작(75)에서, 동작(73)에서 결정된 바와 같은 각각의 적합한 그리드 모델의 오버레이 성능 인디케이터들을 비교함으로써 모든 적합한 그리드 모델들이 비교된다. 가장 우수한 오버레이 성능 인디케이터를 갖는 적합한 그리드 모델, 즉 기판-대-기판 변화(substrate-to-substrate variation)가 가장 적은 그리드 모 델이 선택된다.
그리드 모델들은, 노광되는 영역, 예를 들어 다이의 정적 오프셋을 생산할 수 있다. 이들 정적 오프셋은 병진이동, (비대칭) 회전 및 (비대칭) 확대를 포함한다. 일실시예에서, 동작(73, 75) 사이에서, 예를 들어 전체 기판 팽창 등으로 인해, 시뮬레이션된 메트롤로지 데이터에 이들 오프셋 중 어느것이 존재하는지가 결정될 수 있다. 그러한 경우, 이러한 오프셋은 (고도 차수) 처리 수정을 사용하여 수정될 수 있다.
선택시, 몇가지 연이은 동작이 수행될 수 있다. 우선, 동작(76)에서, 동작(75)에서 선택된 적합한 그리드 모델의 그리드 모델 파라미터는 처리 수정, 즉 노광 처리의 처리 레시피를 보정하기 위해 사용될 수 있는 수정을 위해 사용될 수 있다. 이어서, 동작(77)에서, 오버레이 성능, 즉, 선택된 그리드 모델이 상기된 보정을 적용하기 위해 사용될 때 예상되는 오버레이는 계산될 수 있다. 이 계산의 결과는 오퍼레이터에 의해 검토될 수 있다.
다음으로, 동작(78)에서, 노광 당 오프셋을 계산하기 위하여, 동작(76)에서 선택된 적합한 그리드 모델의 시뮬레이션된 메트롤로지 데이터의 메트롤로지 마크 위치당 평균 레지듀얼을 사용할 수 있다. 데이터가 얻어지는 로트 내의 모든 기판 상에서 평균이 취해진다. 계산된 바와 같은 오프셋은 소위 XY-서브-레시피, 즉 노광 레시피가 투영되는 그리드를 제공하는 레시피를 보정하기 위해 사용될 수 있다. 다시, 이어서, 동작(79)에서, 오버레이 성능이 계산될 수 있다.
동작(77, 79)은 오프셋에 대한 수정 후 수행된다.
도 5 및 6의 플로우 차트 내에 개략 도시된 방법으로 계산된 그리드 변형은 다음의 방법으로 계산될 수 있다. 우선, 마크의 측정된 위치는, 노광 레시피로부터 예상되는 이들 마크의 위치, 즉 이론적 위치와 비교된다. 이어서, 레지듀얼이 결정된다. 즉, 마크의 측정된 위치가 상기된 이론적 위치로부터 제거된다(subtracted). 이러한 뺄셈의 결과는 "레지듀얼"로 불린다. 레지듀얼은 모델 내 모든 파라미터 상에 작용할 수 있다. 유사한 타입, 예를 들어 특정 방향의 병진이동에 대해 민감한 타입의 다수 마크가 그리드 내에 사용되는 경우, 마크 당 레지듀얼은 소위 평균 그리드 핑거프린트(fingerprint)를 형성하기 위해 평균내어질 수 있다. 이어서 평균 그리드 핑거프린트는 마크 당 레지듀얼로부터 제거될 수 있다. 마지막으로, 다수 기판이 측정에 사용되는 경우, 모든 측정된 기판 상의 각각의 마크 위치에 대한 평균 레지듀얼은 당업자에게 공지된 방식으로 결정될 수 있다.
다수의 기판이 사용되는 경우, 마크 위치당 평균 그리드 핑거프린트가 더 정확하게 됨에 따라, 도 5 및 6의 플로우 차트를 참조하여 설명된 바와 같은 방법의 정확성이 증가한다는 것은 이해될 것이다. 최종 수정의 적합성, 즉 자승 레지듀얼(squared residuals)의 합의 최소화를 사용하는 경우의 병진이동의 적합성, 및 상기된 최대 벡터 길이의 최소화의 경우 부가적인 확대 및 회전 수정의 적합성(relevance)을 결정하기 위하여, 무작위 처리 노이즈(RPN)(random process noise)가 결정될 수 있다. 평균 핑거프린트(RNaf) 상의 레지듀얼 잡음(noise)은 하기 식으로 주어진다:
Figure 112006049619492-pat00001
(단, 상기 식에서, Ns는 기판 수이다), 모든 그리드의 평균 레지듀얼에 걸쳐 결정된 평균 레지듀얼 핑거프린트의 "3σ", 즉 99.7% 이상의 값이
Figure 112006049619492-pat00002
보다 큰 경우, 수정은 적절한(relevant) 것으로 가정될 수 있다.
도 7a-c는 본 발명의 실시예에 따른 그리드 모델에 의해 그리드를 결정하는 제 1 예를 개략 도시한다. 이 예에서, 필드(field)들 사이에 어떠한 변형도 일어나지 않는다. 즉, 필드간 변형이 없다. 도 7a에서, 왼쪽에 기판(W)은 층(n), 예를 들어 층 (0) 내dp 두 오버레이 정렬 마크(81)가 제공된다. 이들 마크(81) 상에 형성된 정렬 측정에 기초하여, 도 5 및 6과 관련하여 이전에 설명된 바와 같은 그리드 모델들의 세트로부터 선택된 제 1 그리드 모델을 사용함으로써, 제 1 그리드가 결정된다(도 7a의 오른쪽). 그리드는 좌표선을 사용하여 구성되며, 화살표 선(83, 84)으로 도 7a에 나타낸다.
결정된 바와 같은 제 1 그리드는 다음의 노광 단계를 위해 기판(W)을 정렬하기 위해 사용되며, 도 7b에 도시된 바와 같은 제 1 반복 패턴(85)이 층(n+1), 예를 들어 층 (1) 내 기판(W) 상에 형성된다. 패턴(85)은 다수의 마크(87)를 포함하며, 이는 도 7b의 오른쪽에 개략 도시된 바와 같은 제 2 그리드(92)를 결정하기 위해 사용된다. 이 제 2 그리드는 그리드 모델들의 세트로부터 선택된 제 2 그리드 모델 에 의해 결정된다. 일실시예에서, 제 2 그리드 모델은, 결정된 제 1 그리드에 사용되었던 제 1 그리드 모델과 동일한 그리드 모델이 될 수 있다. 다른 실시예에서, 제 2 그리드 모델은 제 1 그리드 모델과 상이하다.
제 2 그리드(92)는 이제, 도 7c에 도시된 바와 같은 제 2 반복 패턴(88)이 층(n+2), 예를 들어 층 (2) 내 기판(W) 상에 형성되는 다음 노광 단계를 위해 기판(W)을 정렬하기 위해 사용된다. 패턴(88)은 다수의 마크(90)를 포함하며, 이는 도 7c의 오른쪽에 개략 도시된 바와 같은 제 3 그리드(94)를 결정하기 위해 사용된다. 또한 제 3 그리드는 그리드 모델들의 세트의 그리드 모델 중 하나를 사용하여 결정된다. 다시, 이 제 3 그리드 모델은 제 1 및/또는 제 2 그리드 모델과 동일하거나 상이할 수 있다.
이어서 제 3 그리드(94)는 다음 노광 단계를 위해 즉 층(n+3) 등에 기판(W)을 정렬하기 위해 사용된다. 이 경우에 변형이 없으므로, 제 1 그리드, 제 2 그리드 및 제 3 그리드는 유사하고, 그리드들 간의 차이에 의해 초래되는 어떤 조정도 적용될 필요가 없다.
도 8a-c는 본 발명의 실시예에 따른 그리드 모델에 의해 그리드를 결정하는 제 2 예를 개략 도시한다. 이 경우, 필드-간 변형이 없다. 각 층에 대해, 그리드 모델은, 이 상세한 설명에서 앞서 설명된 방식으로 그리드 모델들의 세트로부터 선택된다.
도 8a에서, 왼쪽에 층(n), 예를 들어 층(0) 내의 복수개의 오버레이 정렬 마크(101)가 제공된 기판(W)이 도시된다. 이들 마크(101) 상에 수행된 정렬 측정에 기초하여 제 1 그리드(103)가 결정된다(도 8a의 오른쪽). 제 1 그리드(103)는 점선으로 나타낸다.
측정된 바와 같은 제 1 그리드(103)는 다음 노광 단계를 위해 기판(W)을 정렬하기 위해 사용되며, 도 8b에 도시된 바와 같은 제 1 반복 패턴(105)은 층(n+1), 예를 들어 층(1)의 기판(W) 상에 형성된다. 패턴(105)은 복수개의 마크(107)를 포함하며, 이는 도 8b의 오른쪽에 개략 도시된 바와 같은 제 2 그리드(109)를 결정하기 위해 사용된다. 제 2 그리드(109)는 점선으로 나타낸다. 비교를 위해, 제 1 그리드(103)는 점선으로 다시 표시된다. 제 1 그리드 및 제 2 그리드는 서로 동일하지 않은 것을 알 수 있다. 이 경우, 그리드 변형은 팽창 수정(expansion correction)에 의해, 즉 x- 및 y-방향의 팽창, Ex 및 Ey을 변화시킴으로써 수정될 수 있다.
제 2 그리드(109)는 이제, 제 2 반복 패턴(111)이 층(n+2), 예를 들어 층 (2)의 기판(W) 상에 형성되는 다음 노광단계를 위해 기판(W)을 정렬하기 위해 사용된다. 그래서, 레티클에 대한 기판(W)의 위치를 변화시킴으로써 또는 이 문제에 대한 이 층의 처리 레시피를 적합화함으로써 노광 전에 확대가 수정된다. 패턴(111)은 복수개의 마크(113)를 포함하고, 이는 도 8c의 오른쪽 부분에 -·­·­선으로 나타낸 바와 같은 제 3 그리드(114)를 결정하기 위해 사용된다. 제 2 및 제 3 그리드가 서로 같지 않다는 것은 쉽게 알 수 있다. 이 경우, 그리드 수정은 병진이동 수정에 의해 수행될 수 있다.
이어서, 제 3 그리드(114)가 다음 노광 단계를 위해 기판(W)을 정렬하기 위 해 즉 층(n+3) 등에 사용될 수 있다. 노광 전, 기판(W)은 층(n)의 제 1 그리드를 사용함으로써 정렬될 것이며, 층(n+1)에 형성된 팽창 변형은 제 2 그리드를 사용하여 적합화될 것이고, 층(n+2)에 형성된 병진이동 변형은 제 3 그리드를 사용하여 수정될 것이다. 따라서, 정렬동안, 모든 과거의 그리드 변형이 고려된다.
제어 유닛, 예를 들어 제어 유닛(13)은 레티클에 대해 기판(W)의 위치를 적합화시킬 수 있으며, 즉, 제 1 기판(W)은 제 1 그리드에 대해 수정 위치 쪽으로 움직이고, 그 후에 이 위치는 제 1 및 제 2 그리드 간의 차이, 즉 상기 팽창 차이를 고려하도록 수정된다. 선택적으로, 제어 유닛, 즉 제어 유닛(13)은, 즉 프로그래밍된 것과 상이한 팽창에 대해 책임지도록, 처리 레시피를 적합화할 수 있다.
오버레이 측정은 단일 기판 상에서 수행될 수 있으나, 선택적으로 몇개의 기판, 특히 단일 로트 내 몇개의 기판 상에서 일련의 오버레이 측정을 수행하는 것이 가능하다. 이어서 상기 일련의 오버레이 측정을 사용하여 수정이 확립될 수 있다.
수정은, 당업자에게 알려진 바와 같이, 단일 기판 상의 오버레이 측정 또는 몇개의 기판 상의 일련의 오버레이 측정으로 얻어진 결과 상에 최소자승 기술과 같은 최소화 방법을 사용하여 결정될 수 있다.
최소자승 알고리즘과 같은 최소화 방법에서, 자승된 레지듀얼의 합, 일반적으로 노광 필드당 자승된 레지듀얼의 합은 최소화된다. 레지듀얼은, 노광 레시피에 제시된 바와 같은 원래 위치, 예를 들어 회로 패턴 세트 내 위치로부터, 그리드 변형을 위한 처리 레시피를 수정하는 상기된 방법의 실시예에 의해 확립된 바와 같은 수정의 뺄셈의 결과로 정의된다.
일반적으로, 레지듀얼 크기 및 방향의 공간 변형이 있을 것이다. 즉, 필드 당 레지듀얼 변형이 존재한다. 필드 내 최대 오버레이 값에 대해 최적화하기 위해, 도 5 또는 6의 플로우 차트에 개략 설명된 바와 같은 방법이 사용될 수 있다.
실시예
도 9a-c는 필드 내 변형을 위한 본 발명에 따른 방법의 실시예를 실시하는 예를 개략 도시한다. 즉, 그리드 변형의 처리 레시피를 수정하는 방법은 필드 내 수정, 즉 필드-내 수정을 위해 적용된다. 이 예에서, 명료하도록 기판 당 단지 하나의 필드가 도시된다.
조사 하의 특정 처리 및 층에 대하여, 먼저, 적당한 마크가 제공되어 있는 다수의 기판이 예를 들어 오프라인 메트롤로지 장치 내에서 측정된다. 이 상세한 설명에서 앞서 기재된 바와 같이, 모델이 전개(developed)될 수 있으며, 이는 다수의 파라미터를 결정하고, 이는 수정 파라미터로서 작용할 수 있다. 결정된 바와 같은 파라미터는 필드-간 파라미터 및 필드-내 파라미터를 모두 포함할 수 있다. 필드-간 파라미터, 즉 필드들 간에 영향을 가질 수 있는 파라미터는, x-방향으로 나타내는 제 1 방향의 병진이동(Tx), y-방향으로서 나타내는 제 2 방향(상기 제 1 방향에 수직)의 병진이동(Ty), x-방향의 팽창(Ex), y-방향의 팽창(Ey), 회전(R) 및 노치(notch) 방위(NO)를 포함할 수 있다. 필드-내 파라미터, 즉 필드 내 영향을 가질 수 있는 파라미터는, x-방향으로의 확대(Mx), y-방향으로의 확대(My), 대칭 회전 (Rs), 즉
Figure 112006049619492-pat00003
및 비대칭 회전(Ra),
Figure 112006049619492-pat00004
를 포함할 수 있다.
상기 모델은 필드-내 모델이며, 특정 기판 상의 모든 필드에 대해 결정된다. 모델을 사용하여 계산된 필드 내 위치는 노광 레시피에 원래 제시된 바와 같이 이들의 위치로부터 제거되며, 결과적으로 레지듀얼이 남겨진다. 이들 레지듀얼은 소위 기판 당 핑거프린트를 형성한다.
이어서, 모든 기판 상의 및 이에 따라 모든 핑거프린트 상의 평균은 필드 당 평균 핑거프린트, 평균 필드 핑거프린트를 얻기 위해 취해진다. 필드 핑거프린트를 얻기 위해 4 이상의 메트롤로지 마크가 필드마다 측정되어야 한다는 것을 주목한다.
도 9a에서, 평균 필드 핑거프린트의 예가 주어진다. 점선은 선택된 모델, 예를 들어 10-파라미터 필드-간 및 -내 모델 각각에 따라 원위치(A, B, C, D, E) 및 최적화된 위치(A', B', C', D', E') 사이의 차이를 도시하며, 이는 전체 기판을 고려한다.
이어서, 소정 방법, 예를 들어 도 5 및 6에 도시된 실시예에 따라 필드-간 및 필드-내 모델과 유사한 방식으로 선택되는, 필드-내 기판 모델을 사용하여 얻어진 최적화된 위치들이, 원위치들로부터 제거된다. 이 추가적인 뺄셈의 결과로 레지듀얼 핑거프린트가 얻어지며, 이는 도 9b에 도시된다. 이 핑거프린트가 최대 오버레이에 대해 최적화되지 않는다는 것을 알 수 있다. 필드 당 최대 오버레이값이 이의 질을 결정함에 따라, 부가적인 변화가 적용된다.
X 및 Y-방향 모두에 적합한 병진이동을 적용함으로써, 최대 오버레이 값은 도 9c에서 알 수 있는 바와 같이 감소된다. 이 예에서, 0.8nm의 최대 오버레이 값의 평균이 개선된다(즉, 4.2nm로부터 3.4nm까지).
더 진보된 수정 메커니즘은 훨씬 더 우수한 결과를 낳을 수 있다. 예를 들어, 핑거프린트 내 수정을 결정하기 위해 사용된 모델은 자승된 레지듀얼의 합 대신 최대 벡터 길이를 최소화할 수 있다. 이런 식으로, 병진이동 내 변화에 추가하여 확대 및 회전 파라미터가 또한 최대 필드 오버레이 값에 대해 최적화될 수 있다.
쉽게 이해될 수 있는 바와 같이, 다시, RPN은 측정 상에 영향을 갖는다. 그리드 위치당 측정 오차는
Figure 112006049619492-pat00005
에 비례한다. 부가적으로, 필드 대 필드 잡음(field to field noise), 즉 필드로부터 필드까지 필드-내 파라미터의 변화가 존재한다. 이러한 필드 대 필드 잡음은 예를 들어 노광 오차 또는 렌즈 가열에 의해 유도될 수 있다. 또한 측정된 그리드 상의 상기 필드 대 필드 잡음의 효과는
Figure 112006049619492-pat00006
에 비례한다.
본 명세서 전반을 통해 사용되는 바와 같은 용어 제어 유닛, 예를 들어 제어 유닛(13, 23), 및 용어 제어 시스템(40)은 도 10에 도시된 바와 같은 컴퓨터 어셈블리(140) 형태로 이행(implement)될 수 있는 것으로 이해되어야 한다. 컴퓨터 어셈블리(140)는 프로세서(130) 및 상기 프로세서(130)에 연결된 메모리(131)를 포함 한다. 메모리(131)는 하드 디스크(141), ROM(Read Only Memory)(142), EEPROM(Electrically Erasable Programmable Read Only Memory)(143)과 RAM(Random Access Memory)(144)와 같은 다수의 메모리 구성요소를 포함할 수 있다. 상기 메모리 구성요소가 모두 존재해야 할 필요는 없다. 또한, 상기 메모리 구성요소는 물리적으로 프로세서(130)에 또는 서로에 근접하는 것이 필수적이지는 않다. 이들은 먼 거리에 위치될 수 있다.
프로세서(130)는 또한 몇 종류의 사용자 인터페이스(interface), 예를 들어 키보드(145) 또는 마우스(146)에 연결될 수 있다. 터치 스크린, 트랙 볼, 스피치 컨버터(speech converter) 또는 당업자에게 공지된 다른 인터페이스도 사용될 수 있다.
프로세서(130)는 리딩 유닛(147)에 연결될 수 있으며, 이는 플로피 디스크(148) 또는 CDROM(149)와 같은 데이터 캐리어(carrier) 상의 일부 상황(circumstance) 저장 데이터로부터 및 이 하에서 데이터를 읽도록 배치된다. 또한, 당업자에게 공지된 DVD 또는 다른 데이터 캐리어가 사용될 수 있다.
프로세서(130)는 또한, 종이 상에 출력 데이터를 프린트하기 위한 프린터(150)와, 디스플레이(151), 예를 당업자에게 공지된 디스플레이의 어떤 다른 형태의 모니터 또는 LCD(Liquid Crystal Display)에 연결될 수 있다.
프로세서(130)는, 입력/출력(I/O)을 책임지는 송신기/수신기(153)에 의해 통신 네트워크(152), 예를 들어 PSTN(public switched telephone network), LAN(local area network), WAN(wide area network) 등에 연결될 수 있다. 프로세 서(130)는 통신 네트워크(152)를 통해 다른 통신 시스템과 연통하도록 배치될 수 있다. 본 발명의 실시예에서, 외부 컴퓨터(도시 않음), 예를 들어 작동자의 퍼스널 컴퓨터는 통신 네트워크(152)를 통해 프로세서(130)로 로그(log)될 수 있다.
프로세서(130)는 독립 시스템으로서 또는 병렬 작동하는 다수의 프로세싱 유닛으로서 수행될 수 있으며, 각 프로세싱 유닛은 큰 프로그램의 서브-태스크(sub-task)를 수행하도록 배치된다. 프로세싱 유닛은 또한, 몇개의 서브프로세싱 유닛을 갖는 하나 이상의 주 프로세싱 유닛으로 나뉠 수 있다. 프로세서(130)의 일부 프로세싱 유닛은 심지어 다른 프로세싱 유닛으로부터 먼 거리에 위치될 수 있으며, 통신 네트워크(152)를 통해 연통할 수 있다.
본 명세서에서는, IC의 제조에 있어서 리소그래피 장치의 특정 사용예에 대하여 언급되지만, 본 명세서에서 서술된 리소그래피 장치는 집적 광학 시스템, 자기 도메인 메모리용 유도 및 검출 패턴, 평판 디스플레이, 액정 디스플레이(LCD), 박막 자기 헤드 등의 제조와 같이 다른 응용예들을 가질 수도 있음을 이해하여야 한다. 당업자라면, 이러한 대안적인 적용예와 관련하여, 본 명세서의 "웨이퍼" 또는 "다이"와 같은 용어의 어떠한 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), 메트롤로지 툴 및/또는 검사툴에서 처리될 수 있다. 적용가능하다면, 이러한 기판 처리 툴과 다른 기판 처리 툴에 본 명세서의 기재내용이 적용될 수 있다. 또한, 예를 들어 다층 IC를 생성하기 위 하여 기판이 한번 이상 처리될 수 있으므로, 본 명세서에 사용되는 기판이라는 용어는 이미 여러번 처리된 층들을 포함한 기판을 칭할 수도 있다.
이상, 광학 리소그래피에 관련하여 본 발명의 실시예들의 특정 사용예를 언급하였지만, 본 발명은 다른 응용예들, 예컨대 임프린트 리소그래피에도 사용될 수 있으며, 본 명세서가 허용한다면, 광학 리소그래피로 제한되지 않음을 이해할 것이다. 임프린트 리소그래피에서, 패터닝 디바이스내의 토포그래피(topography)는 기판상에 생성되는 패턴을 정의(define)한다. 패터닝 디바이스의 토포그래피는 기판에 공급된 레지스트 층 안으로 가압(press)될 수 있으며, 전자기방사선, 열, 압력 또는 그 조합을 인가함으로써 레지스트가 경화(cure)된다. 레지스트가 경화된 후, 패터닝 디바이스는 그 안에 패턴을 남긴 레지스트 밖으로 이동된다.
본 명세서에서 사용되는 "방사선" 및 "빔"이란 용어는 (예를 들어, 파장이 약 365, 355, 248, 193, 157 또는 126㎚인) 자외(UV)방사선 및 (예를 들어 파장이 5 내지 20nm의 범위인) 극자외(EUV)방사선 뿐만 아니라, 이온빔 및 전자빔과 같은 입자빔들을 포함하는 모든 타입의 전자기 방사선을 포괄한다.
본 명세서가 허용하는 "렌즈"라는 용어는, 굴절, 반사, 자기, 전자기 및 정전기 광학 구성요소들을 포함하는 다양한 타입의 광학 구성요소들 중 어느 하나 또는 그 조합을 나타낼 수 있다.
이상, 본 발명의 특정 실시예들이 서술되었지만, 본 발명은 서술된 것과 다르게 실시될 수도 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 예를 들어, 본 발명은 상기에 개시된 바와 같은 방법을 설명하는 기계-판독가능한 명령어들의 1이상의 시퀀 스들을 포함하는 컴퓨터 프로그램, 또는 이러한 컴퓨터 프로그램이 저장되는 데이터 저장 매체(예컨대, 반도체 메모리, 자기 또는 광학 디스크)의 형태를 취할 수 있다.
상기 상세한 설명은 제한이 아닌 설명을 위한 것이다. 따라서, 이하의 특허청구범위의 범위를 벗어나지 않고 기재된 대로 본 발명을 변형할 수 있다는 것은 당업자에게 명백할 것이다.
본 발명에 의하면, 종래 기술의 견지에서 개선된 성능을 갖는 리소그래피 장치 내 그리드 변형에 대한 처리 레시피의 수정 방법이 얻어진다.

Claims (34)

  1. 리소그래피 장치 내 그리드 변형에 대한 처리 레시피를 수정하기 위한 그리드 모델의 선택 방법에 있어서,
    - 그리드 모델들의 세트를 제공하는 단계;
    - 다수의 제 1 기판 상의 제 1의 복수개의 제 1 정렬 마크 상에서 1회 이상의 정렬 측정을 수행함으로써 정렬 데이터를 얻는 단계;
    - 얻어진 정렬 데이터가 그리드 모델을 풀기에(solve) 적합한지를 상기 그리드 모델들의 세트 중 각 그리드 모델에 대해 조사하고, 그러하다면, 그리드 모델들의 서브세트에 상기 그리드 모델을 추가하는 단계;
    - 상기 그리드 모델들의 서브세트로부터 최저 레지듀얼(residual)을 갖는 그리드 모델을 선택하는 단계를 포함하는 그리드 모델의 선택 방법.
  2. 제 1항에 있어서,
    - 선택된 상기 그리드 모델의 평균 그리드 모델 파라미터들을 결정하는 단계;
    - 처리 수정을 위해 결정된 상기 평균 그리드 모델 파라미터들을 사용하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 그리드 모델의 선택 방법.
  3. 제 1항에 있어서,
    - 위치마다 상기 제 1의 복수개의 정렬 마크의 평균 레지듀얼을 결정하는 단계;
    - 노광 당 오프셋을 계산하는 단계;
    - 처리 수정을 위해 계산된 노광 당 오프셋을 사용하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 그리드 모델의 선택 방법.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 그리드 모델들의 세트을 제공하는 단계 후에, 하나 이상의 상기 처리 레시피 및 상기 처리 레시피가 수행되는 상기 리소그래피 장치에 기초하여 상기 그리드 모델들의 세트로부터 하나 이상의 그리드 모델을 선택하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 그리드 모델의 선택 방법.
  5. 제 4항에 있어서,
    상기 처리 레시피에 기초하여 그리드 모델을 선택하는 단계는,
    - 하나 이상의 제 2 기판 상의 제 2의 복수개의 정렬 마크 상에서 1회 이상의 정렬 측정을 수행하는 단계;
    - 하나 이상의 제 2 기판 상의 제 1의 복수개의 오버레이 마크 상에서 1회 이상의 오버레이 측정을 수행하는 단계;
    - 상기 1회 이상의 정렬 측정 및 상기 1회 이상의 오버레이 측정에 기초하여 계산되는 처리 수정에 대해 최적화된 성능을 갖는 상기 그리드 모델들의 세트로부터 그리드 모델을 선택하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 그리드 모델의 선택 방법.
  6. 제 5항에 있어서,
    상기 하나 이상의 제 2 기판은 제조(production) 기판인 것을 특징으로 하는 그리드 모델의 선택 방법.
  7. 제 4항에 있어서,
    상기 처리 레시피에 기초하여 그리드 모델을 선택하는 단계는,
    - 하나 이상의 제 3 기판 상의 제 3의 복수개의 정렬 마크 상에서 1회 이상의 정렬 측정을 수행하는 단계;
    - 하나 이상의 제 3 기판 상의 제 2의 복수개의 오버레이 마크 상에서 1회 이상의 오버레이 측정을 수행하는 단계;
    - 상기 1회 이상의 정렬 측정 및 상기 1회 이상의 오버레이 측정에 기초하여 계산되는 처리 수정에 대해 최적화된 성능을 갖는 상기 그리드 모델들의 세트로부터 그리드 모델을 선택하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 그리드 모델의 선택 방법.
  8. 제 7항에 있어서,
    상기 하나 이상의 제 3 기판은 기준 기판인 것을 특징으로 하는 그리드 모델의 선택 방법.
  9. 제 2항에 있어서,
    상기 평균 그리드 모델 파라미터를 사용하는 단계는,
    - 결정된 상기 평균 그리드 모델 파라미터를 사용하여, 상기 처리 레시피에 사용된 처리 그리드의 변형인 그리드 변형을 계산하는 단계;
    - 계산된 상기 그리드 변형을 적용함으로써 상기 처리 레시피를 수정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 그리드 모델의 선택 방법.
  10. 제 9항에 있어서,
    상기 그리드 변형을 적용하는 단계는, 병진이동, 회전 및 팽창을 포함하는 그룹의 하나 이상의 위치 파라미터를 수정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 그리드 모델의 선택 방법.
  11. 프로세서에 의해 수행되는 경우, 제 1항에 정의된 리소그래피 장치 내 그리드 변형에 대한 처리 레시피를 수정하기 위한 그리드 모델의 선택 방법을 수행하는 컴퓨터 프로그램을 기록한, 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체.
  12. - 기판의 타겟부 상으로 패터닝된 방사선 빔을 투영하도록 구성된 리소그래피 장치, 상기 리소그래피 장치의 세팅을 제어하기 위해 배치된 제어 유닛, 및 상기 리소그래피 장치에 의한 투영 이전, 이후, 또는 이전 및 이후에 상기 기판 상에서 정렬 측정을 수행하기 위해 그리고 정렬 데이터를 생성하기 위해 배치된 정렬 시스템를 포함하는 리소그래피 시스템;
    - 메트롤로지 장치 및 메트롤로지 제어 유닛을 포함하는 메트롤로지(metrology) 시스템으로서, 상기 기판 상에서 1회 이상의 오버레이 측정을 수행하기 위해 그리고 상기 1회 이상의 오버레이 측정의 결과로서 메트롤로지 데이터를 생성하기 위해 배치되는 메트롤로지 시스템; 및
    상기 리소그래피 시스템 및 상기 메트롤로지 시스템 모두에 연결되고, 상기 리소그래피 시스템으로부터의 상기 정렬 데이터 및 상기 메트롤로지 시스템으로부터의 상기 메트롤로지 데이터를 수용하도록 배치된 제어 시스템을 포함하는 리소그래피 어셈블리로서,
    상기 제어 시스템은 프로세서 및 메모리를 포함하고, 상기 메모리는 상기 프로세서에 연결되고 처리 레시피 및 일 세트의 모델을 저장하기 위해 배치되고,
    상기 리소그래피 어셈블리는 제 1항에 정의된 리소그래피 장치 내 그리드 변형에 대한 처리 레시피를 수정하기 위한 그리드 모델의 선택 방법을 수행하도록 배치되는 것을 특징으로 하는 리소그래피 어셈블리.
  13. 제 12항에 있어서,
    상기 처리 레시피는 기계 명령어(instruction)를 포함하고 상기 리소그래피 제어 유닛은 상기 리소그래피 장치에 상기 기계 명령어를 적용하도록 배치되는 것을 특징으로 하는 리소그래피 어셈블리.
  14. 제 13항에 있어서,
    상기 리소그래피 장치는,
    - 방사선 빔을 컨디셔닝하도록 구성된 조명시스템;
    - 패터닝된 방사선 빔을 형성하도록 방사선 빔의 단면에 패턴을 부여할 수 있는 패터닝 디바이스를 지지하도록 구성된 지지체;
    - 기판을 잡아주도록 구성된 기판 테이블; 및
    - 패터닝된 방사선 빔을 기판의 타겟부 상에 투영하도록 구성된 투영시스템을 포함하고,
    상기 처리 레시피의 상기 기계 명령어 중 하나 이상은 상기 기판 테이블에 대한 상기 지지체의 상대 위치에 관련된 것을 특징으로 하는 리소그래피 어셈블리.
  15. 제 12항에 있어서,
    상기 제어 시스템은 진보된 처리 제어 시스템(advanced process control system)인 것을 특징으로 하는 리소그래피 어셈블리.
  16. 제 12항에 의해 정의된 상기 리소그래피 어셈블리를 사용하여 패턴을 패터닝 디바이스로부터 기판 상으로 전사하는 단계를 포함하는 디바이스 제조 방법.
  17. 리소그래피 장치 내 그리드 변형에 대한 처리 레시피를 수정하기 위한 그리드 모델의 선택 방법에 있어서,
    - 그리드 모델들의 세트를 제공하는 단계;
    - 다수의 제 1 기판 상의 제 1의 복수개의 정렬 마크 상에서 1회 이상의 정렬 측정을 수행함으로써 정렬 데이터를 얻는 단계;
    - 다수의 제 1 기판 상의 제 1의 복수개의 오버레이 마크 상에서 1회 이상의 오버레이 측정을 수행함으로써 메트롤로지 데이터를 얻는 단계;
    - 얻어진 정렬 데이터가 그리드 모델을 풀기에 적합한지를 상기 그리드 모델들의 세트 중 각 그리드 모델에 대해 조사하고, 그러하다면, 그리드 모델들의 서브세트에 상기 그리드 모델을 추가하는 단계;
    - 상기 그리드 모델들의 서브세트 중 각 그리드 모델에 대하여 시뮬레이션된 메트롤로지를 결정하는 단계;
    - 상기 그리드 모델들의 서브세트 중 각 그리드 모델에 대한 상기 시뮬레이션된 메트롤로지의 오버레이 성능 인디케이터를 결정하는 단계;
    - 상기 결정된 오버레이 성능 인디케이터를 사용하여 그리드 모델을 선택하는 단계를 포함하는 그리드 모델의 선택 방법.
  18. 제 17항에 있어서,
    - 선택된 상기 그리드 모델의 그리드 모델 파라미터를 결정하는 단계;
    - 처리 수정을 위해 결정된 상기 그리드 모델 파라미터를 사용하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 그리드 모델의 선택 방법.
  19. 제 18항에 있어서,
    결정된 상기 그리드 모델 파라미터가 처리 수정에 사용되는 경우에, 예상되는 오버레이 성능을 계산하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 그리드 모델의 선택 방법.
  20. 제 17항에 있어서,
    - 오버레이 마크 위치마다 상기 메트롤로지의 평균 레지듀얼을 결정하는 단계;
    - 노광 당 오프셋을 계산하는 단계;
    - 처리 수정에 대해 계산된 상기 노광 당 오프셋을 사용하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 그리드 모델의 선택 방법.
  21. 제 20항에 있어서,
    결정된 상기 노광 당 오프셋이 처리 수정에 대해 계산되는 경우, 예상되는 오버레이 성능을 계산하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 그리드 모델의 선택 방법.
  22. 제 17항에 있어서,
    상기 그리드 모델들의 세트를 제공하는 단계 후에, 하나 이상의 상기 처리 레시피 및 상기 처리 레시피가 수행되는 상기 리소그래피 장치에 기초하여 상기 그리드 모델들의 세트로부터 하나 이상의 그리드 모델을 선택하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 그리드 모델의 선택 방법.
  23. 제 22항에 있어서,
    상기 처리 레시피에 기초하여 그리드 모델을 선택하는 단계는,
    - 하나 이상의 제 2 기판 상의 제 2의 복수개의 정렬 마크 상에서 1회 이상의 정렬 측정을 수행하는 단계;
    - 하나 이상의 제 2 기판 상의 제 1의 복수개의 오버레이 마크 상에서 1회 이상의 오버레이 측정을 수행하는 단계;
    - 상기 1회 이상의 정렬 측정 및 상기 1회 이상의 오버레이 측정에 기초하여 계산되는 처리 수정에 대해 최적화된 성능을 갖는 상기 그리드 모델들의 세트로부터 그리드 모델을 선택하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 그리드 모델의 선택 방법.
  24. 제 23항에 있어서,
    상기 하나 이상의 제 2 기판은 제조(production) 기판인 것을 특징으로 하는 그리드 모델의 선택 방법.
  25. 제 22항에 있어서,
    상기 처리 레시피에 기초하여 그리드 모델을 선택하는 단계는,
    - 하나 이상의 제 3 기판 상의 제 3의 복수개의 정렬 마크 상에서 1회 이상의 정렬 측정을 수행하는 단계;
    - 하나 이상의 제 3 기판 상의 제 2의 복수개의 오버레이 마크 상에서 1회 이상의 오버레이 측정을 수행하는 단계;
    - 상기 1회 이상의 정렬 측정 및 상기 1회 이상의 오버레이 측정에 기초하여 계산되는 처리 수정에 대해 최적화된 성능을 갖는 상기 그리드 모델들의 세트로부터 그리드 모델을 선택하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 그리드 모델의 선택 방법.
  26. 제 25항에 있어서,
    상기 하나 이상의 제 3 기판은 기준 기판인 것을 특징으로 하는 그리드 모델의 선택 방법.
  27. 제 18항에 있어서,
    상기 그리드 모델 파라미터를 사용하는 단계는,
    - 결정된 상기 그리드 모델 파라미터를 사용하여, 상기 처리 레시피에 사용된 처리 그리드의 변형인 그리드 변형을 계산하는 단계;
    - 계산된 상기 그리드 변형을 적용함으로써 상기 처리 레시피를 수정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 그리드 모델의 선택 방법.
  28. 제 27항에 있어서,
    상기 그리드 변형을 적용하는 상기 단계는, 병진이동, 회전 및 팽창을 포함하는 그룹의 하나 이상의 위치 파라미터를 수정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 그리드 모델의 선택 방법.
  29. 프로세서에 의해 수행되는 경우, 제 17항에 정의된 리소그래피 장치 내 그리드 변형에 대한 처리 레시피를 수정하기 위한 그리드 모델의 선택 방법을 수행하는 컴퓨터 프로그램을 기록한, 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록 매체.
  30. - 패터닝된 방사선 빔을 기판의 타겟부 상으로 투영하도록 구성된 리소그래피 장치, 상기 리소그래피 장치의 세팅을 제어하기 위해 배치된 제어 유닛, 및 상기 리소그래피 장치에 의한 투영 이전, 이후, 또는 이전 및 이후에 상기 기판 상에서 정렬 측정을 수행하기 위해 그리고 정렬 데이터를 생성하기 위해 배치된 정렬 시스템를 포함하는 리소그래피 시스템;
    - 메트롤로지 장치 및 메트롤로지 제어 유닛을 포함하는 메트롤로지(metrology) 시스템으로서, 상기 기판 상에서 1회 이상의 오버레이 측정을 수행하기 위해 그리고 상기 1회 이상의 오버레이 측정의 결과로서 메트롤로지 데이터를 생성하기 위해 배치되는 메트롤로지 시스템; 및
    상기 리소그래피 시스템 및 상기 메트롤로지 시스템 모두에 연결되고, 상기 리소그래피 시스템으로부터의 상기 정렬 데이터 및 상기 메트롤로지 시스템으로부터의 상기 메트롤로지 데이터를 수용하도록 배치된 제어 시스템을 포함하는 리소그래피 어셈블리로서,
    상기 제어 시스템은 프로세서 및 메모리를 포함하고, 상기 메모리는 상기 프로세서에 연결되고 처리 레시피 및 일 세트의 모델을 저장하기 위해 배치되고,
    상기 리소그래피 어셈블리는 제 17항에 정의된 리소그래피 장치 내 그리드 변형에 대한 처리 레시피를 수정하기 위한 그리드 모델의 선택 방법을 수행하도록 배치되는 것을 특징으로 하는 리소그래피 어셈블리.
  31. 제 30항에 있어서,
    상기 처리 레시피는 기계 명령어를 포함하고 상기 리소그래피 제어 유닛은 상기 리소그래피 장치에 상기 기계 명령어를 적용하도록 배치되는 것을 특징으로 하는 리소그래피 어셈블리.
  32. 제 31항에 있어서,
    상기 리소그래피 장치는,
    - 방사선 빔을 컨디셔닝하도록 구성된 조명시스템;
    - 패터닝된 방사선 빔을 형성하도록 방사선 빔의 단면에 패턴을 부여할 수 있는 패터닝 디바이스를 지지하도록 구성된 지지체;
    - 기판을 잡아주도록 구성된 기판 테이블; 및
    - 패터닝된 방사선 빔을 상기 기판의 타겟부 상에 투영하도록 구성된 투영시스템을 포함하고,
    상기 처리 레시피의 상기 기계 명령어 중의 하나 이상은 상기 기판 테이블에 대한 상기 지지체의 상대 위치에 관련된 것을 특징으로 하는 리소그래피 어셈블리.
  33. 제 30항에 있어서,
    상기 제어 시스템은 진보된 처리 제어 시스템인 것을 특징으로 하는 리소그래피 어셈블리.
  34. 제 30항에 의해 정의된 리소그래피 어셈블리를 사용하여 패턴을 패터닝 디바이스로부터 기판 상으로 전사하는 단계를 포함하는 디바이스 제조 방법.
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