KR101421258B1 - Ａｐｃ 제어 방법으로 노출 필드 내 오버레이 오차를 줄이는 방법 및 시스템 - Google Patents

Abstract

정렬 제어 시스템에서 툴 고유의 뒤틀림 시그니춰들과 레티클 고유의 배치 특성들을 고려함으로써, 정교한 APC 방법들의 제어 품질이 상당히 개선될 수 있다. 서로에게 정렬되는 층들과 툴/레티클의 결합들에 기초하여 각각의 정정 데이터가 설정될 수 있고, 이것은 전용 오버레이 마크들로부터 얻어지는 표준 오버레이 측정 데이터를 기초로 정렬 프로세스를 제어하는데 사용되는 정렬 파라메터들의 각 목표 값들을 수정할 수 있다.

Description

ＡＰＣ 제어 방법으로 노출 필드 내 오버레이 오차를 줄이는 방법 및 시스템{A METHOD AND A SYSTEM FOR REDUCING OVERLAY ERRORS WITHIN EXPOSURE FIELDS BY APC CONTROL STRATEGIES}

본 발명은 집적회로와 같은 마이크로구조의 제조에 관한 것으로, 구체적으로는 마이크로구조 피처들을 제조하는데 사용되는 적층 물질 층들을 형성하고 패터닝할 때 리소그라피 프로세스 동안 정렬 정확도와 패턴 배치 정밀도를 제어하는 기술에 관한 것이다.

집적회로와 같은 마이크로구조의 제조는 정밀하게 제어된 사이즈의 미세 영역이 실리콘 기판, SOI(silicon on insulator) 기판, 또는 다른 적당한 캐리어 물질들과 같은 적절한 기판의 물질 층에 형성되게 할 필요가 있다. 정밀하게 제어된 사이즈의 이러한 미세 영역들은 리소그라피, 에치, 주입, 디포지션, 산화 처리 등을 수행하여 물질 층을 패턴화함으로써 생성된다. 여기서, 전형적으로 패터닝 프로세스의 적어도 어떤 단계에서, 이러한 미세 영역들을 정의하기 위해서 처리될 물질 층 위에 마스크 층이 형성될 수 있다. 일반적으로, 마스크 층은 포트레지스트 층으로 구성되거나 포트레지스트 층에 의해 형성될 수 있는데, 포토레지스트 층은 리소그라피 프로세스 전형적으로는 포토리소그라피 프로세스에 의해 패턴화된다. 포토리소그라피 프로세스 중에, 레지스트는 기판 표면에 스핀-코팅될 수 있고, 그 후 레티클과 같은 대응 리소그라피 마스크를 통해서 자외선 방사에 선택적으로 노출되고, 이를 통해 그 안에 잠상(latent image)을 형성하기 위해 레티클 패턴을 레지스트 층에 이미징한다. 포토레지스트를 현상한 후, 포지티브 레지스트 또는 네거티브 레지스트와 같은 레지스트의 타입에 따라, 노출 부분들 또는 비노출 부분들이 제거되어 포토레지스트 층에서 요구되는 패턴이 형성된다. 이 레지스트 패턴에 기초하여, 실제 디바이스 패턴들이 식각, 주입, 어닐링 프로세스 등과 같은 추가적인 제조 프로세스에 의해 형성될 수 있다. 복잡한 집적 마이크로구조 디바이스에서 패턴들의 치수들이 꾸준히 감소하고 있기 때문에, 디바이스 피처들을 패턴화하는데 사용되는 장비는 관련 제조 프로세스의 분해능 및 오버레이 정확도에 대해서 아주 엄격한 요구를 충족해야 한다. 이러한 관점에서, 분해능(resolution)은, 정해진 제조 오차의 조건하에서 최소 사이즈 이미지들을 프린트하는 일관된 능력을 특정하기 위한 척도로서 간주된다. 분해능을 향상시키는 하나의 중요한 요소는 리소그라피 프로세스에 의해 표현되는데, 여기서 포토마스크나 레티크에 포함된 패턴들은 광 이미징 시스템을 통해 광학적으로 기판에 전달된다. 따라서, 개구수(numerical aperture), 초점 심도(depth of focus), 그리고 사용된 광원의 파장과 같은 리소그라피 시스템의 광학적 특성을 꾸준히 개선하기 위한 많은 노력이 행해진다.

리소그라피 영상(imagery)의 품질은 대단히 작은 피처 사이즈들을 생성하는데 있어 매우 중요하다. 하지만, 이와 비견될 만한 중요성이 있는 것은 기판의 표면 상에 이미지를 위치시킬 수 있는 정확도(accuracy)이다. 전형적으로, 집적회로와 같은 마이크로구조들은 물질층들을 연속적으로 패터닝함에 의해서 제조되며, 여기서 연속적인 물질 층들 상의 피처들은 서로 공간적 관계를 갖는다. 후속 물질 층에 형성되는 각각의 패턴은 특정의 등록 허용오차(registration tolerance) 내에서 이전에 패턴화된 물질 층에 형성된 대응 패턴과 정렬되어야 한다. 예를 들어, 레지스트 두께, 굽는 온도, 노출 도우즈 및 시간, 그리고 현상 조건들과 같은 파라메터들에서의 비균일성으로 인한 기판 상 포토레지스트 이미지의 변화로 인해, 이들 등록 허용오차는 야기된다. 더구나, 에치 프로세스들의 비균일성은 에칭된 피처들의 변화로 이어질 수도 있다. 추가적으로, 포토리소그라픽하게 포토 마스크의 이미지를 기판으로 전이시키는 동안에 이전에 형성된 물질 층의 에치된 또는 정의된 패턴으로 현재 물질 층의 패턴 이미지를 오버레이할 때 불확실성이 존재한다. 몇 가지 요소들이 2개의 층을 완벽하게 오버레이시키는 이미징 시스템의 성능에 기여한다. 그것들은 마스크 세트의 결함, 다른 노출 시간에서 온도 차, 정렬 툴의 제한된 등록 용량, 그리고 정렬 오차에 대한 주요 요인으로서 특히 각 레티클 결함과 결합되어 있는 렌즈 뒤틀림과 같은 노출 툴 자체의 결함이다. 다음의 디바이스 층들을 정의하기 위해 다른 노출 툴들이 사용될 때 이 상황은 더 악화되는데, 이는 노출 시스템의 노출 툴/레티클에서의 고유 오차가 다른 툴들과 다른 레티클 사이에서 변할 수 있기 때문이다.

임계적 디바이스 층을 이미징하는데 동일한 노출 툴이 사용되더라도, 실제로 그러한 제한들이 복잡한 제조 환경에서 효율적인 전체 프로세스 흐름을 허용하지 않을 수 있으며, 이것은 전형적으로 동일 디바이스 층에 대한 다수의 리소그라피 툴과 다수의 레티클을 포함한다. 결국, 종국적으로 얻어질 수 있는 최소 피처 사이즈를 결정하는 주요 기준은 개별 기판 층들에서의 피처들을 생성하기 위한 분해능과 위에 설명된 요소들 특히 리소그라픽 프로세스가 기여하는 전체 오버레이 오차이다.

그러므로, 특정 물질 층 내에서 임계 치수(크리티컬 디멘션, CD:critical dimension)라고 지칭되는 최소 피처 사이즈를 신뢰성 있게 그리고 반복적으로 생성하는 성능인 분해능을 끊임없이 모니터하고, 그리고 연속적으로 형성되고 서로 정렬되어야 하는 물질 층들의 패턴들의 오버레이 정확도를 판단하는 것이 필수적이다. 예를들어, 집적 회로를 위한 와어어링 구조를 형성할 때, 2개의 적층된 메탈 영역들을 연결하는 각 메탈 라인들과 비아들(vias)은 엄격한 프로세스 마진을 가지고 서로 정렬되어야 한다. 왜냐하면, 중대한 정렬 불량은 실제로 연결되지 않은 라인들 사이에 쇼트(short)를 야기할 수 있고, 이로 인해 치명적인 디바이스 결함을 유발할 수 있다.

오버레이 측정(metrology)에서, 전형적으로 2개의 독립 구조들, 즉 프린트될 각 층에 하나의 구조가 특정 제조 프로세스에 의해 생성되고, 그리고 대칭의 중심들 사이에 변위가 결정된다. 종종, 소위 박스-인-박스(box-in-box) 마크들이 사용되는데, 이것은 층들 각각에서 동심으로 패턴화되고 그리고 독립 측정 툴에 의해 변위의 관점에서 측정되고, 여기서 전형적으로 바람직하게는 필드 코너들에 위치하는 하나의 노출 필드 내의 4 내지 5개의 위치들이 측정된다. 그러나, 전형적으로 기판의 스크라이브 라인(scribe line)에 위치하는, 오버레이 마크들의 훨씬 더 큰 구조들과 단일 다이나 노출 필드 내의 오버레이 특성들 사이의 불일치가 관찰될 수 있으며, 이로 인해 스크라이브 라인에서 목표로부터 얻어진 측정 데이터와 이들 측정 데이터에 기초한 어떤 제어 방법들의 신뢰도를 떨어뜨리게 된다. 이 불일치의 이유는 이미 설명한 바와 같은 각 층들을 이미징하는데 사용되는 레티클 내의 결함과 리소그라피 툴의 결함들이며, 여기서 추가적으로 게이트 전극들, STI(shallow trench isolation) 구조들 등과 같은 다이 내에서 전형적으로 발견되는 미세 구조는 전형적으로 오버레이 마크들을 형성하는데 사용되는 비교적 큰 구조들과 비교하여 다른 방법으로 이미지될 수 있다. 다른 정도의 오버레이에 대한 이러한 패턴 및 사이즈 종속 현상을 패턴 배치 오차(PPE:pattern placement error)라고 한다.

이와 같이, 최신의 APC(advanced process control) 방법들은 이전에 측정된 기판들로부터 얻어진 측정 결과들, 즉 스크라이브 라인에 위치된 오버레이 마크들에 대응하는 측정 결과들을 기초로, 처리될 다음 기판에서의 정렬 오차를 줄이기 위하여 측정 데이터로 나타난 불일치를 피드백하기 위하여, 각 오차를 줄이고자 노력한다. APC 제어기들은 예측 동작을 가질 수 있고, 그것은 전형적으로 모델 예측 제어(MPC:model predictive control)로 불리고, 이것은 이용가능한 측정 데이터의 양이 프로세스 요구들로 인해 제한될 때 편리할 수 있다. 예를들어, 이상적으로는 많은 수의 오버레이 마크들이 전체 노출 필드에 걸쳐 위치되고 그리고 오버레이 오차들을 표시하는 맵을 얻기 위해 측정된다. 그러나, 이것은 상당한 프로세스 시간을 필요로 하는데, 이는 제조 조건들에서 이용가능하지 않을 수 있다. 게다가, 전체 노광 필드에 걸쳐 분산된 대응하는 다수의 적정 오버레이 마크(즉, 레티클)들을 제공하는 것은, 실제 제품 패턴들에 대해서 개별 디자인 한계로 이어질 수 있다. 따라서, 많은 종래의 APC 매커니즘은 스크라이브 라인 마크들에서 얻어진 측정 데이터에 의존하고 있다.

적절히 조작된 값들을 생성하기 위해서, 측정된 "오버레이"는 확대, 변환(translation), 기판 회전, 레티클 회전, 직교성 등과 같은 개별 정렬 파라메터들로 분리될 수 있다. 결과적으로, 기판의 특정 위치에 대하여 레티클의 이미지를 정렬하기 위한 대응 노광 툴 레시피(recipe)는 위에서 특정된 오버레이 파라메터들에 대응하는 각각의 조작된 변수들을 포함할 수 있다. 조작된 변수들은 소위 제어기 입력, 즉 리소그라피 툴의 어떤 프로세스 변수들을 표현할 수 있는데, 이것들은 제어기에 의해 조절될 수 있고, 이는 확대, X-변환, 직교성 등과 같은 위에서 특정된 오버레이 파라메터들 즉 제어 변수들에 대한 특정 값들을 얻기 위한 것이다.

그러나, 4개의 코너 오버레이 마크들에 기초하여 노출 툴의 정렬 동작을 제어하기 위한 각각의 "최적화된" 값들을 생성하는 것은 전체 노출 필드들에 대해 대표적일 수 없는데, 이는 위에서 설명한 바와 같이 다른 노출 툴들 사이의 렌즈 뒤틀림 불일치와 레티클 결함 때문이다. 오히려, 코너 오버레이 마크들에 대한 최적화는 심지어 추가적인 배치 오차를 일으키는데, 이는 코너 측정 결과들에 기초한 제어기 조절들이 노출 필드 내의 각 변동에 더해질 수 있기 때문이며. 이것은 위에서와 동일한 이유로 상당히 다른 동작을 가질 수 있고, 이것은 그래서 배치 오차의 "증폭"을 일으킬 수 있다. 따라서, 몇몇의 종래 방법에서는, 오버레이 측정을 2개의 작업로 나누는 것이 제안되어 있다. 하나는 제품 상의 종래의 오버레이 패턴을 측정하는 것, 그리고 다른 하나는 대응 테스트 레티클을 사용하여 테스트 기판 상에 형성되는 디자인 룰 비교 패턴을 갖는 인-다이(in-die) 패턴을 측정하는 것이다. 이와 같이, 위에서 지적한 바와 같이, 특정한 노출 필드 내부 효과들은 이들 기술들에 의해 고려될 수 있고 제품 레티클 특정 결함들로 야기된 오차들에 의해 고려될 수 있고, 그리고, 실제적으로 특정 디바이스 층을 이미징하는데 사용되는 다수의 노출 툴들 중의 특정된 하나의 대응 이미징 성능과의 복잡한 상호작용은 이들 기술로는 처리되지 않는다.

이러한 상황을 고려할 때, 위의 문제들 중 하나 이상의 결과들을 피하거나 적어도 줄이면서, 오버레이 오차를 줄이는 개선된 기술이 필요하다.

일반적으로, 본 발명은 다수의 레티클이나 포토마스크가 제공되는 복잡한 제조 환경에서 리소그라피 툴들의 정렬 성능을 개선하는 기술로서, 이것은 다수의 리소그라피 툴들과 결합하여 사용될 수 있다. 이 목적을 위해, 포토마스크나 레티클로 정의되는 각 노출 필드의 비교적 높은 정도의 공간 커버리지를 갖는 측정 데이터가 생성되고, 여기서 각 세트의 측정 데이터는 리소그라피 툴과 레티클 또는 포토마스크의 다수 결합들에 대해 생성될 수 있고, 이는 툴 고유의 뒤틀림 시그니춰와 제조에서 발생하는 각 레티클의 등록 또는 배치 특성 사이의 복잡한 상호작용을 평가하는 가능성을 제공하기 위한 것이다. 결과적으로, 툴 고유의 및 레티클 고유의 특성들 사이의 복잡한 상호작용에 대한 각각의 정보는 각 측정 데이터로 엔코드될 수 있고, 이것은 각 디바이스 층들의 오버레이 특성들을 평가하기 위한 전형적인 측정 위치들과 비교하여 더 높은 공간 커버리지가 제공될 수 있다. 그 결과, 아래 디바이스 층에 대해 하나의 디바이스 층을 정렬하기 위하여 오버레이 오차를 줄이는 제어 프로시저는 종래의 오버레이 측정 데이터에 기초할 수 있고, 이것은 효율적이고 빠른 프로세스에서 수집될 수 있으며, 이로 인해 프로세스 고유의 불안정의 원인이 되고, 한편 전형적으로 시간 영역에서 보다 안정적인 복잡한 레티클 및 툴 고유의 상호작용은 높은 공간 커버리지를 갖는 각 측정 데이터에 의해 고려될 수 있고, 이것은 다수의 기판을 위해 사용될 수 있다. 이는 실제 제품의 제조 프로세스에서 전체 측정(metrology)과 프로세스를 지나치게 복잡하지 않게 하기 위함이다.

청구항 2의 방법의 실시예에서, 이미징 뒤틀림 데이터 세트를 생성하는 것은 다수의 리소그라피 툴들의 각각에 대한 렌즈 뒤틀림 시그니춰를 결정하는 단계와 정렬 모델에 기초하여 렌즈 뒤틀림 시그니춰에 대한 잔존 배치 오차를 결정하는 단계를 포함한다.

다른 실시예에서, 오버레이 정정 데이터의 생성은 제1 다수의 측정 위치들에 기초하여 오버레이 맵을 결정하는 단계, 오버레이 맵으로부터 제2 다수의 측정 위치들에 대한 추정 오버레이 데이터를 결정하는 단계, 추정 오버레이 데이터에 기초하여 제1 세트의 정렬 파라메터를 결정하는 단계, 오버레이 맵의 적어도 한 부분에 기초하여 제2 세트의 정렬 파라메터를 결정하는 단계로서 적어도 한 부분은 추정 오버레이 데이터와 비교하여 더 높은 공간 커버리지를 제공하고, 그리고 제1 및 제2 세트의 정렬 파라메터 값들에 기초하여 오버레이 정정 데이터를 얻는 단계를 포함한다.

다른 실시예에서, 이 방법은 제1 세트로부터의 값과 제2 세트로부터의 값의 차이에 기초하여 각 정렬 파라메터에 대한 정정 값을 생성하는 단계를 더 포함한다.

다른 실시예에서, 이 방법은 추정 오버레이 데이터와 오버레이 맵을 기초로 결정된 잔존 오버레이 오차의 차이에 기초하여 각 정렬 파라메터에 대한 정정 값을 생성하는 단계를 더 포함하고, 여기서 제1 세트의 정렬 파라메터 값들은 그 차이에 기초하여 결정된다.

본 발명의 실시예에 따르면, 이 방법은 마이크로구조 디바이스의 제1 디바이스 층과 제2 디바이스 층의 다수의 다양한 결합들에 대한 오버레이 정정 데이터를 생성하는 단계를 포함하고, 여기서 제1 디바이스 층은 하나 이상의 제1 포토마스크들에 의해 정의되고 제2 디바이스 층은 하나 이상의 제2 포토마스크들에 의해 정의된다. 제1 및 제2 디바이스 층은 다수의 리소그라피 툴들을 사용하여 형성되고, 여기서 오버레이 정정 데이터는 제1 및 제2 포토마스크들 내의 제1 다수의 측정 위치들로부터 얻어진다. 이 방법은 제1 포토마스크들 중 하나와 다수의 리소그라피 툴들 중 하나를 이용하여 제1 제품 기판에 제1 디바이스 층을 형성하는 단계를 더 포함한다. 게다가, 다수의 리소그라피 툴들 중 하나에서 사용되는 제2 포토마스크들 중 하나는 제1 제품 기판에 형성된 제1 디바이스 층에 정렬되는데, 여기서 그 위에 제1 및 제2 층이 형성되는 이전에 처리된 기판의 제2 다수의 측정 위치들로부터 얻어지는 오버레이 측정 데이터와 오버레이 정정 데이터를 이용하고, 여기서 제2 복수의 측정 위치들은 제1 다수의 측정 위치들보다 적다.

본 발명의 다른 실시예에 따르면, 이 방법은 마이크로구조 디바이스의 제1 디바이스 층을 형성하고 거기에 정렬된 제2 디바이스 층을 형성하기 위한 다수의 리소그라피 툴/레티클 결합들에 대한 오버레이 데이터의 맵을 정의하는 단계를 포함하고, 여기서 리소그라피 툴/레티클 결합들의 각 2개가 사용되고 그리고 맵은 제1 다수의 공간적으로 분포된 측정 위치들에 기초한다. 이 방법은 그 위에 제1 및 제2 디바이스 층을 갖는 제1 제품 기판으로부터 오버레이 측정 데이터를 얻는 단계를 포함하고, 여기서 오버레이 측정 데이터는 제2 다수의 공간적으로 분포된 측정 위치들로부터 얻어지고, 제2 다수는 제1 다수 보다 적다. 이 방법은 제1 디바이스 층의 레티클을 포함하는 제1 리소그라피 툴/레티클 결합을 이용하여 제2 제품 기판에 형성된 제1 디바이스 층에 대해 제2 디바이스 층을 위한 레티클을 포함하는 제2 리소그라피 툴/레티클 결합에 의해 형성될 제2 디바이스 층의 정렬을 제어하는 단계를 포함하고, 여기서 제어 단계는 오버레이 데이터의 맵과 오버레이 측정 데이터에 기초한다.

청구항 9항의 방법의 다른 실시예에서, 이 방법은 오버레이 데이터의 맵을 정의하기 위해 리소그라피 툴/레티클의 각각에 대한 뒤틀림 맵과 등록 맵을 결합하는 단계를 더 포함한다.

다른 실시예에서, 이 방법은 다수의 리소그라피 툴/레티클 결합들 중 각각의 가능한 하나에 대한 제1 및 제2 디바이스 층들을 형성하고 그리고 적어도 제1 복수의 측정 데이터에서 오버레이 데이터를 측정하고 그리고 측정된 오버레이 데이터에 기초하여 오버레이 데이터의 맵을 정의하는 단계를 더 포함한다.

다른 실시예에서, 정렬을 제어하는 단계는 오버레이 데이터의 맵으로부터 제2 다수의 측정 위치들에 대한 추정 오버레이 데이터를 결정하는 단계, 추정 오버레이 데이터에 기초하여 제1 세트의 정렬 파라메터 값들을 결정하는 단계, 오버레이 맵의 적어도 일부에 기초하여 제2 세트의 정렬 파라메터 값들을 결정하는 단계로서 그 부분은 추정 오버레이 데이터와 비교하여 더 높은 공간 커버리지를 제공하고, 그리고 제1 및 제2 세트의 정렬 파라메터 값들에 기초하여 오버레이 정정 데이터를 얻는 단계를 포함한다.

다른 실시예에서, 이 방법은 제1 세트로부터의 값과 제2 세트로부터의 그것의 값의 차이에 기초하여 각 정렬 파라메터에 대한 정정 값을 생성하는 단계를 더 포함한다.

다른 실시예에서, 이 방법은 오버레이 데이터의 맵에 기초하여 결정된 잔존 오버레이 오차와 추정 오버레이 데이터의 차이에 기초하여 각 정렬 파라메터에 대한 정정 값을 생성하는 단계를 더 포함하고, 여기서 제1 세트의 정렬 파라메터 값들은 그 차이에 기초하여 결정된다.

다른 실시예에서, 제1 기판의 제1 디바이스 층은 제1 리소그라피 툴/레티클 결합을 이용하여 형성되고, 제1 기판의 제2 디바이스 층은 제2 리소그라피 툴/레티클 결합을 이용하여 형성된다.

본 발명의 다른 실시예에 따르면, 정렬 제어 시스템은 데이터베이스를 포함하는데, 이것은 다수의 리소그라피 툴/레티클 결합들의 각각에 대한 각 세트의 오버레이 정정 데이터를 포함하고, 여기서 적어도 하나의 제1 레티클은 마이크로구조의 제1 디바이스 층을 정의하고 그리고 적어도 하나의 제2 레티클은 제1 디바이스 층에 정렬된 제2 디바이스 층을 정의하며, 오버레이 정정 데이터의 각 세트는 제1 및 제2 레티클의 각각에서 형성된 오버레이 측정 마크들에 의해 제공되는 공간 커버리지와 비교하여 더 높은 공간 커버리지의 노출 필드를 갖는다. 정렬 제어 시스템은 또한 특정 세트의 오버레이 정정 데이터를 선택적으로 검색하기 위하여 데이터베이스에 동작적으로 연결되고 그리고 이전에 처리된 기판의 오버레이 측정 마크들로부터 얻어진 오버레이 측정 데이터를 수신하도록 된 제어기를 포함하는데, 여기서 제어기는 오버레이 측정 데이터와 특정 세트의 오버레이 정정 데이터를 기초로 다수의 정렬 파라메터들에 대한 값들을 제공하도록 더 구성되고, 여기서 특정 세트는 제1 디바이스 층을 형성하는데 사용되는 결합들의 리소그라피 툴들 중 하나와 제1 디바이스 층 위에 제2 디바이스 층을 형성하는데 사용되는 리소그라피 툴들 중 하나에 대응한다.

본 발명의 이점, 목적, 실시예들은 첨부된 청구항들과 다음의 설명에서 정해지고, 그리고 첨부한 도면을 참조하여 다음의 상세한 설명을 살펴봄으로써 보다 분명해질 것이다.

도 1a는 제어 시스템을 도시하고 있는데, 이것은 본 발명의 실시예들에 따른 오버레이 정정 데이터의 각 세트를 포함하는 데이터베이스를 포함한다.

도 1b와 1c는 특정 디바이스 층을 형성하는데 사용되는 다수의 리소그라피/레티클 결합들을 도시하고 있다.

도 1d는 2개의 연속 디바이스 층들의 결합에 대한 다수의 노출 필드들의 평면도를 도시하고 있다.

도 1e와 1f는 실시예에 따른 레티클 고유의 등록 또는 배치 특성들을 평가하기 위한 공간적으로 분포된 측정 위치들과 높은 공간 커버리지를 갖는 리소그라피 툴 뒤틀림 시그니춰들을 도시하고 있다.

도 1g는 본 발명의 실시예에 따른 제어 스킴을 도시하고 있다.

도 1h는 실시예에 따른 오버레이 데이터의 2차원 맵을 결정하기 위한 제어 스킴을 도시하고 있다.

도 1i는 추가적인 측정 동작을 포함하는 다른 실시예에 따른 오버레이 데이터의 2차원 맵의 생성을 도시하고 있다.

도 1j와 1k는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 정정 계수를 얻기 위한 프로세스를 도시한 플로우챠트이다.

본 발명이 도면과 다음의 상세한 설명에서 설명되는 실시예에 따라 설명되고 있지만, 도면과 상세한 설명이 본 발명을 개시된 특정 실시예로 한정하는 의도는 전혀 없으며, 오히려 설명된 실시예는 단순히 본 발명의 여러 양상을 예시하는 것에 불과하고, 본 발명의 범위는 첨부된 청구항들로 정의된다.

일반적으로, 본 발명은 정렬 프로세스를 제어하는 개선된 기술에 관한 것인데, 여기서 마이크로구조 디바이스들이 복잡한 제조 환경에서 형성되고, 여기서 복수의 리소그라피 툴들이 다수의 포토마스크 또는 레티클과 결합하여 사용될 수 있다. 이미 설명한 바와 같이, 대단히 정교한 정렬 프로시저들이 보통 자동적으로 수행되는데, 이는 여러 디바이스 층들 사이의 오버레이 오차를 줄이고자 노력하기 위한 것이다. 복잡한 제조 환경에서 높은 쓰루풋(high throughput)에 대한 세밀한 요구가 충족되어야 하기 때문에, 보통 정렬 정확도에 대한 높은 정도의 정확도를 요구하는 연속하는 크리티컬 디바이스 층들이 반드시 동일 리소그라피 툴에 의해 이미징되지 않을 수 있다. 그 결과, 툴 고유 및 레티클 고유의 결함들로 인해, 노출 필드 내의 각 층 부분들의 오버레이 정확도는 각 디바이스 층들을 형성하는데 사용되는 대응 레티클/툴 결합에 상당히 의존하며, 여기서 각각의 공간적으로 변동하는 부정확도는 제품 기판들의 오버레이 정확도를 평가하는 확립된 측정 프로시저들로는 효율적으로 표현되지 않을 수 있다. 왜냐하면, 보통 전체 노출 필드에 걸쳐 분포된 각각의 디바이스 패턴들과 지나치게 간섭하지 않도록 하기 위해서 각 노출 필드들에 인접한 스크라이브 라인(scribe line) 내에서, 보통 단지 몇 개의 측정 위치들이 그 위에 각각의 오버레이 마크들을 제공할 수 있기 때문이다. 결과적으로, 정렬 프로세스를 제어하기 위한 각각의 프로세스는, 대단히 세밀한 APC 방법들이 사용되지만, 감소된 제어 품질을 겪을 수 있는데, 이는 특히 레티클 고유 및 툴 고유의 시스템적 이탈이 얼마되지 않은 전용 오버레이 측정 마크들로부터 얻어진 측정 데이터에 의해 적절히 표현되지 않을 수 있기 때문이다. 그래서, 본 발명은 증가된 공간 커버리지를 갖는 관심대상의 각 툴/레티클 결합들에 대한 추가적인 측정 데이터를 제공하며, 여기서 각 측정 데이터는 시간에서 더 안정된 것으로 가정되며, 그래서 전용 오버레이 측정 마크들에 기초하는 각각의 업데이트된 오버레이 측정들과 결합하여 다수의 제품 기판들에 대해 각 측정 데이터가 사용될 수 있다. 이와 같이, 증가된 공간 커버리지의 대응하는 추가적 측정 데이터는 예를 들어 대응하는 정렬 파라메터 값들의 각 목표 값들을 다시 조절함으로써 제어 알고리즘을 적절히 수정하는데 효율적으로 사용될 수 있고, 이는 각각의 정정된 파라메터 값들을 얻기 위한 것이고, 여기서 각 정보 툴 및 레티클 고유의 상호작용들이 높은 공간 커버리지를 가지고 "엔코드" 된다. 그래서, 비록 실제 제어 시퀀스 피드백 동안에 전용 오버레이 측정 마크들에 대응하는 낮은 수의 측정 위치들로부터 측정 데이터가 얻어지더라도, 각 노출 필드들 내의 오버레이 정확도는 상당히 개선될 수 있다.

첨부한 도면들을 참조하여, 본 발명의 실시예들을 보다 상세하게 설명한다.

도 1a는 스테퍼, 스텝 및 스캔 디바이스 등과 같은 고급 포토리소그라피 디바이스를 의미하는 다수의 리소그라피 툴들(183)을 포함하는 제조 환경(180)을 도시하고 있는데, 이것은 이전에 형성된 디바이스 층에 특정 노출 필드를 이미징하도록 적절히 구성된다. 또한, 특정 디바이스 층을 나타내는 다수의 제1 레티클 또는 포토마스크(181)가 제공되고, 즉 제1 레티클 또는 포토마스크(181)는 그 안에 각각의 패턴을 형성하는데, 이는 전도성 라인, 게이트 전극 등과 같은 각각의 디바이스 피처들을 생성하기 위한 것이다. 또, 적어도 하나의 제2 다수 레티클 또는 포토마스크(182)가 제공되는데, 이것은 제1 레티클 또는 포토마스크(181)로 표현되는 패턴에 정확하게 정렬되어야 하는 각 패턴을 표현할 수 있다. 보통, 각 디바이스 층에 대응하는 다수의 다른 레티클 또는 포토마스크는 제조 환경(180)에서 제공되는 것이 인정되어야 한다. 여기서, 편리를 위해 다른 타입의 레티클과 포토마스크는 도시되어 있지 않다. 또한, 제조 환경(180)은 리소그라피 툴(183)에 동작적으로 연결되고 또한 기판(184)으로부터 각각의 오버레이 측정 데이터를 수신하도록 구성된 정렬 제어 시스템(100)을 포함한다. 여기서, 기판(184)은 레티클 또는 포토마스크(181,182)에 기초하여 다수의 리소그라피 툴(183)에 의해 처리된 것이다. 용어 "레티클"과 "포토마스크"는 여기서 같은 뜻으로 사용될 수 있고, 여기서 세밀한 애플리케이션에서 보통 레티클은 그 위에 각각의 마이크로구조 디바이스들을 형성하기 위해 각 기판(184)에 반복적으로 이미징되는 노출 필드(185)를 표현하는 것으로 사용된다. 그 결과, 예를 들어 각 노출 필드(815)의 코너에 실질적으로 위치되는 전용 오버레이 측정 마크(185a)로부터 얻어진 각 측정 데이터는 각 인터페이스(110)에 의하여 시스템(100)으로부터 얻어질 수 있다.

시스템(100)은 데이터베이스(120)를 포함하는데, 이것은 오버레이 정정 데이터 또는 거기로부터 각 오버레이 정정 데이터를 얻기 위한 어떤 다른 프로세스 관련 데이터를 포함할 수 있으며, 이것은 그 안에 대응 레티클(181,182)과 리소그라피 툴(183)의 각각의 것 사이의 특유의 내부 노출 필드 고유의 상호작용에 관련하는 오버레이 정보를 엔코드하고 있다. 이와 같이, 데이터베이스(120)에 저장된 각 정보는 레티클 고유의 등록 또는 배치 특성들 사이의 상관 관계를 리소그라피 툴 고유 뒤틀림 시그니춰와 결합하여 포함할 수 있다. 데이터베이스(120)와 인터페이스(110)는 각 정렬 제어기(130)와 연결되는데, 정렬 제어기(130)는 데이터베이스(120)으로부터 검색되고 인터페이스(110)로부터 얻어진 정보에 기초하여 확대, 회전, X-방향 변환, Y-방향 변환 등과 같은 적절한 정렬 파라메터 값들을 결정하도록 구성된다. 각 정렬 파라메터들에 대해 대응하게 결정된 파라메터 값들은 포토리소그라피 툴들(183) 중 하나에 공급되는데, 이는 그 안에서 수행되는 정렬 프로세스를 최적화하기 위한 것이다.

제조 환경(180)의 동작을 도 1b-1d를 참조하여 설명한다.

도 1b는 다수의 기판들(184)을 도시하고 있는데, 이들은 기판(184) 위에 제1 디바이스 층(186)을 형성하기 위해 다수의 리소그라피 툴들(183)에 의해 처리된다. 제1 디바이스 층(186)은 다른 콘택들이 정확하게 정렬되어지는 메탈 라인들이나 어떤 다른 디바이스 영역들을 포함하는 층과 같은 어떤 크리티컬 디바이스 층을 나타낸다. 기판(184)을 처리하는 동안, 개별 기판들 또는 그것들의 그룹들은 하나 이상의 리소그라피 툴들(183)에 공급되고, 이것은 R_i1-R_iy로 표시된 다수(181)의 각 레티클들이 또한 구비되고, 여기서 제1 층(186)은 특정 디바이스 층(i)을 표현한다. 제조 환경(180)과 대응 스케쥴링 레짐의 복잡도에 따라, S1-SX로 표시된 다수의 리소그라피 툴들이 각각의 제1 층들(186)을 형성하기 위해 사용될 수 있고, 여기서 이미 설명한 바와 같이 제1 층(186) 내의 피처들의 대응 특성들(characteristics)은 제조 특유의 등록 특성들, 즉 각 레티클 내의 디바이스 패턴들의 실제 위치 등과 같은 툴과 레티클 고유의 특성들에 상당히 의존적일 수 있다. 툴 고유의 뒤틀림 시그니춰는 각 리소그라피 툴의 공간상으로 변하는 이미징 동작(spatially varying imaging behavior)으로 이해될 수 있고, 그것은 개별 리소그라피 툴들 사이에서 변할 수 있다. 이들 툴 및 레티클 고유의 특성들이 시간에 따라 변할 수 있다는 것이 인식되어야 하고, 여기서 그러나 대응하는 드리프트는 각 레티클(181)을 통해서 각 기판(184)을 실제로 노출시키기 전에 수행될 정렬 프로세스에 영향을 주는 다른 컴포넌트들과 비교하여 상당히 적다.

도 1c는 더 진행된 공정 스테이지에서의 기판(184)을 도시하고 있는데, 여기서 그 위에 제1 디바이스 층(186)을 형성한 기판(184)은 다수의 리소그라피 툴(183) 또는 적어도 그것의 일부에 의해 처리되며, 이것은 제2 디바이스 층(187)을 받기 위하여 R_J1-R_JZ로 표시된 제2 레티클(182) 또는 적어도 그것의 일부에 기초한다. 이와 같이, 각각의 제2 층(187)은 요구되는 높은 정도의 오버레이 정확도를 가지고 각 제1 층(186) 상에 형성된다. 또한, 이 경우, 대응 레티클 고유 등록 특성들과 대응 툴 뒤틀림 시그니춰 사이의 각 상호작용은 제1 층(186)에 대한 제2 층(187)의 각 특성 오버레이 및 배치 오차로 이어질 수 있다. 왜냐하면, 각 리소그라피 툴/레티클 쌍들에 의하여 생성되는 대응 패턴 뒤틀림이 제2 층(187)을 형성하는데 사용되는 각 리소그라피 툴/레티클 쌍들에 의해 생성되는 대응 패턴 뒤틀림들에 부가되고, 이것은 보통 층(j)로 표시되기도 한다. 위에서 설명된 현재 실시예에서, 층(i,j) 즉 층(186,187)은 크리티컬 디바이스 층을 나타낼 수 있는데, 그 결과 제1 층(186)에 대한 제2 층(187)의 정렬이 높은 정밀성을 가지고 수행되어야 한다. 결과적으로, 본 발명에 따르면, 각 툴 고유 및 레티클 고유 특성들이 각 노출 필드(185)에 대한 높은 정도의 공간 커버리지를 제공하는 각 측정 데이터를 제공함으로써 얻어질 수 있는데, 이는 각 쌍의 리소그라피 툴/레티클에 의해 발생되는 패턴 뒤틀림의 정도에 대한 정보를 얻기 위한 것이다. 그 결과, 도 1c에 따른 기판(184)을 처리하는 동안에 시스템(100)에 의해 제어되는 정렬 프로시저 동안, 이러한 추가적 정보는 정렬 프로세스에 대한 각 파라메터 값들을 설정하는데 사용될 수 있고, 이것은 전체 노출 필드(185)에 걸쳐 오버레이 정확도를 증가시키기 위한 것이다.

도 1d는 대응 노출 필드(185), 즉 제조 환경(180)에서 프로세스 흐름에 따른 각 쌍의 리소그라피 툴/레티클에 의해 생성되는 층들(i,j)을 그 위에 형성한 각 기판(184)의 일부를 도시하고 있다. 이미 설명한 바와 같이, 정렬 제어는 이전에 처리된 기판의 대응 전용 오버레이 측정 마크(185a)로부터 얻어진 각 측정 데이터에 기초하여 달성될 수 있으며, 이로 인해 오버레이 측정 마크(185a)에 기초하여 검출될 수 있는 프로세스 특성들에 관련하는 프로세스 정보를 효율적으로 제공한다. 또한, 도시된 예에서, 노출 필드(185), 즉 고려 중인 기판에 대한 층들(186,187)의 적층 층 부분들이 제1 층(186)에 대한 레티클(1)을 이용하는 리소그라피 툴(S1)에 의해 그리고 제2 층(187)을 형성하기 위한 레티클(R3)을 이용하는 리소그라피 툴(S1)에 의해 형성되어 졌을 수 있다. 따라서, 이들 툴/레티클 결합들에 대한 대응 세트의 정정 데이터는 데이터베이스(120)로부터 검색될 수 있고, 이는 도 1d에 도시된 기판에 대한 정렬 프로세스를 위한 적절한 파라메터 값들을 제공하기 위한 것이다.

도 1e는 본 발명의 실시예에 따른 높은 정도의 공간 커버리지를 갖는 각 레티클 고유 정보를 제공하도록 된 레티클(181,182)를 도시하고 있다. 레티클(181)은 각 측정 위치들(181a)을 포함할 수 있고, 이것은 적절히 디자인된 마크들에 의해 표현될 수 있으며, 이것은 전용 오버레이 측정 마크(185a)와 비교하여 상당히 다른 디멘션들과 다른 구성을 가질 수 있다. 예를들어, 측정 마크(185a)와 비교하여 상당히 감소된 사이즈를 갖는 각 마크는 전체 노출 필드(185)에 걸쳐 다수의 위치들에서 제공될 수 있고, 여기서 레티클(181)에 의해 표현되는 각 층의 실제 디바이스 패턴들과의 과도한 간섭이 상당히 회피될 수 있다. 다른 실시예들에서, 각각의 복수의 측정 위치들(181a)은 실제 디바이스 패턴들에 기초하여 정의될 수 있고, 이 때 적절한 측정 레짐들(regimes)이 이들 전용 디바이스 패턴들에 대한 각각의 배치 및 등록 특성들을 결정하는데 이용가능하다. 이 경우, 표준 디자인의 레티클들은 본 발명과 결합하여 사용될 수 있다. 다수의 측정 위치들(181a)에 기초하는 각각의 측정 데이터는 모든 관심 레티클들(181) 즉, 제조 환경(180)에서 실제로 사용될 수 있는 모든 레티클(181)에 대해서 얻어질 수 있다. 측정 위치(181a)의 예시적 패턴은 예로서만 제공되어 있는데, 이는 위치들(181a)의 수와 패턴이 특정 애플리케이션에 따라 변할 수 있기 때문이다.

유사하게, 각 측정 위치들(182a)은 다수의 제2 레티클(182)에 대해 정의될 수 있는데, 이는 레티클(182) 각각의 각 등록 특성들을 얻기 위한 것이다. 또한, 이 경우, 위치들(182a)은 특정하게 디자인된 마크들로 표현될 수 있고, 이것들은 표준 측정 기술들과 결합되어 레티클들의 등록 특성들을 평가하는데 효율적으로 사요될 수 있고, 그리고/또는 위에서 설명된 바와 같이 전용 디바이스 패턴이 사용될 수 있다.

도 1f는 각 뒤틀림 시그니춰들 또는 다른 툴 고유 특성들을 생성하기 위한 프로세스 동안의 리소그라피 툴들(183)을 도시하고 있다. 이 목적을 위해, 전용 테스트 기판 또는 특정 제품 기판들이 준비되고 그 위에 형성된 각 패턴들의 뒤틀림에 대해 측정될 수 있으며, 이는 대응 시그니춰 즉 각 노출 툴의 이미징 성능의 특성 동작을 얻기 위한 것이다. 그러나, 다른 측정 기술도 사용될 수 있는데, 이것은 노출 툴에 의해 생성된 대응 노출 필드 내의 다수의 특정 측정 위치들에서 각 노출 툴의 이미징 특성들의 결정을 가능하게 한다. 도 1e 와 1f를 참조하여 설명된 예에서와 같이, 각 툴 데이터로부터 독립적으로 각 레티클 데이터를 수집함으로써 각 노출 필드에 대한 높은 공간 커버리지를 갖는 각 측정 데이터의 생성은 대응 오버레이 정정 데이터를 데이터베이스(120)에 업데이트하거나 적응시키는데 높은 정도의 유연성을 제공한다. 예를들어, 제조 환경(180)에서 새로운 레티클이 얻어질 때, 각 레티클은 위에서 설명한 기술들에 기초하여 적절히 측정될 수 있고, 그리고 노출 툴/레티클의 어떤 요구된 결합에 대한 정정 데이터의 대응 세트는 새로-수집된 레티클 데이터와 이전에 얻어진 툴 데이터를 기초로 설정될 수 있다. 동일한 것이 리소그라피 툴(183)에 대해서도 유효한데, 여기서 각 툴 데이터는 새로운 인스톨, 유지 등 후에 수집될 수 있고, 다른 경우에서 제조 환경(180)에서 각각의 아이들(idle) 시간들 동안 각 툴 데이터는 대응 데이터베이스 엔트리들을 업데이트하기 위해 생성될 수 있다.

다른 실시예에서, 높은 공간 커버리지의 각 측정 데이터는 각 쌍의 레티클/노출 툴들을 형성함으로써 그리고 위치들(181a, 182a)(도 1c 참조)과 같은 각 노출 필드 내에 다수의 위치들에서 각 오버레이 데이터를 결정함으로써 얻어질 수 있으며, 이로 인해 각 측정 데이터의 신뢰도를 증대시키는 것이 가능하다. 또다른 실시예에서, 노출 필드 내의 각 오버레이 오차들은 관심 레티클 및 노출 툴의 어떤 결합에 대해 이미 설명된 층(i,j)와 같은 실제 형성된 제1 및 제2 디바이스 영역들을 기초로 높은 공간 커버리지를 가지고 결정될 수 있다. 증가된 측정 노력이 리소그라피 툴/레티클과 레티클 층 쌍들의 어떤 요구된 결합에 대해 각 오버레이 오차를 설정하기 위하여 행해져야 할 수도 있지만, 각 측정 데이터의 정확도 및 그로 인한 신뢰도가 훨씬 더 개선될 수 있다.

도 1g-1k를 참조하면서, 도 1a에 도시된 바와 같은 제어 시스템(100)에 의해 수행되는 각 제어 방법들을 본 발명의 다른 실시예들을 참조하여 보다 상세하게 설명한다.

도 1g는 시스템(100)의 제어 스킴(control scheme)을 도시하고 있다. 이 스킴에서, 정렬 제어기(130)를 위해 이용가능한 측정 데이터(101)는 이미 설명한 바와 같이 2개의 부분(contribution)으로 분할될 수 있다고 간주될 수 있다. 즉, 측정 데이터(101)는, "4개 코너" 측정 결과들로 표시될 수 있는, 마크(185a)와 같은 각각의 전용 오버레이 측정 마크들에 기초해서 표준적인 방법으로 얻어진 각각의 "인-라인(in-line)" 측정 데이터를 포함할 수 있다. 이들 측정 결과들은 제조 프로세서에서 각각의 변동(fluctuation)을 나타낼 수 있는데, 그것들은 웨이퍼 뒤틀림, 온도 변화 등과 같은 것이고, 이것은 중앙 부분들과 거의 유사한 방식으로 각각의 노출 필드들의 코너 부분들에 영향을 줄 수 있다. 그것과 대조적으로, 측정 데이터(101)의 다른 부분은 시간에서 감소된 변화의 각 컴포넌트들을 포함할 수 있고, 이것은 시간에서 "안정적"인 것으로 표시될 수 있으며, 여기서 그럼에도 불구하고 대응하는 "안정적" 측정 데이터를 결정하는 영향들의 변화가 그럼에도 발생할 수 있다는 점이 인식되어야 하며, 그러나 "4개 코너" 측정 데이터와 비교하여 상당히 감소된 정도이다. 각 측정 데이터의 비교적 안정된 동작 때문에, 데이터는 확장된 프로세스 기간에 걸쳐 사용될 수 있고, 이로 인해 각 정렬 프로세스의 프로세스 품질을 상당히 개선시키면서도 전체의 측정 노력을 지나치게 증가시키지는 않는다. 대응하는 "안정적" 측정 데이터에 기초하여, 적절한 오버레이 정정 데이터가 수립될 수 있고 그리고 데이터베이스(120)에 저장될 수 있다. 편리를 위해, 그러한 데이터는 "전 필드(full field)" 오버레이 데이터로 불릴 수 있으며, 이것은 "4개 코너" 측정 데이터와 비교하여 노출 필드에 대해 대응 측정 데이터가 높은 공간 커버리지를 제공하는 것을 표시하기 위한 것이다. 이와 같이, 몇몇 실시예에서, 각각의 "전 필드" 오버레이 데이터는 OVLi,j(X,Y;k.l)(140)으로 표시된 각 맵을 포함할 수 있으며, 이것은 특정의 디바이스 층(i,j)과 툴/레티클 쌍(k,l)에 대한 각각의 툴 및 레티클 고유 특성들을 포함할 수 있다. 오버레이 데이터의 각 맵은 특정 오버레이 성질을 특성화하는 데이터 값들의 대응 "그리드(grid)"의 형태로 제공될 수 있고, 그것은 특정 위치(x,y)에서 오버레이 오차와 같은 것이며, 여기서 예를들어 제어 프로세스 동안에 각 계산들을 수행하기 위해 더 높은 정도의 공간 분해능이 각 값들에 대해 요구되는 경우 각 데이터 값들은 보간(interpolation)과 결합하여 실제 측정 결과들에 기초하여 설정될 수 있다. 다른 실시예에서, 대응하는 "전 필드" 측정 데이터는 적절한 기술에 따라 처리될 수 있으며, 이것은 정렬 제어기(130)에서 구현되는 대응 제어 알고리즘을 위한 각각의 목표 오프셋 값들로 직접 사용될 수 있고 그리고 데이터베이스(120) 내에 저장될 수 있는 적절한 정정 값들을 얻기 위한 것이다.

이와 같이, 시스템(100)의 동작 중에, 정교한 APC 시스템의 형태로 제공될 수 있는 정렬 제어기(130)는 인터페이스(110)로부터 대응하는 "4개 코너" 측정 데이터를 수신할 수 있고 그리고 데이터베이스(120)로부터 적절한 데이터를 검색할 수 있는데, 그 형태는 예를들어 이미 설명한 바와 같은 오버레이 데이터 맵의 형태로 또는 다른 조작된 형태 또는 심지어 높은 공간 커버리지의 초기 생성된 측정 데이터의 형태이다. 여기서, 데이터베이스(120)의 데이터는 층(i,j)에 대해 사용된 툴/레티클 결합들과 관련될 수 있다. 이들 2개의 데이터 세트에 기초해서, 제어기(130)는 정렬 파라메터들에 대한 적절한 파라메터 값들을 제공할 수 있으며, 여기서 한 실시예에서 각 목표 값들은 동등하게 "4개 코너" 측정 데이터로부터 얻어진 실제의 측정 오버레이 오차들 사이의 대응 차이이고 그리고 그것의 대응 목표 값은 "안정적" 측정 데이터에 의해 결정된 오프셋에 따라 조절될 수 있으며, 이것에 의해 그 내부에 인코드된 정보를 정렬 제어기(130)로 수행되는 각 제어 알로리즘으로 결합하게 된다.

도 1h는 본 발명의 하나의 실시예에 따른 오버레이 데이터(140)의 맵을 얻기 위한 프로세스 플로우를 도시하고 있다. 이 실시예에서, "안정적" 측정 정보, 즉 툴 및 레티클 고유의 특성들에 관련하는 측정 데이터(101)의 부분은 예를들어 도 1c를 참조하여 설명한 바와 같이 레티클과 리소그라피 툴을 위해 독립적으로 얻어질 수 있다. 이와 같이, 블록(141)에서, 레티클 배치 특성들은 요구되는 크리티컬 레티클, 예를들어 특정 디바이스 층을 위한 제조 환경(180)에서 사용될 각 레티클에 대해 결정될 수 있다. 대응 레티클의 요구되는 정도의 공간 커버리지를 갖는 요구 정보를 얻기 위한 적절한 기술에 대해, 도 1c를 참조하여 설명된 바와 같은 실시예로 참조될 수 있다. 블록(142)에 따르면, RETi(x,y:l)로 표시된 "전 필드" 표시는 특정 디바이스 층(i)을 위한 각 레티클(l)에 대해 얻어질 수 있고, 여기서 "전 필드" 표시는 밀집된 데이터 포인트들의 맵을 나타낼 수 있고, 이것은 대응하는 다수의 측정 값들이 이용가능할 때의 측정 값들을 나타낼 수 있고, 또는 이것은 대응하는 계산된 또는 보간된 데이터 포인트들을 나타낼 수 있으며, 여기서 대응 맵의 분해능의 정도는 프로세스 요구들에 기초하여 선택될 수 있다. 유사하게, 블록(143)에서, 대응하는 렌즈 뒤틀림 시그니춰 또는 관심 노출 툴의 다른 특성이 예를들어 도 1d를 참조하여 이미 설명된 바와 같이 결정될 수 있다. 블록(144a)에서, "전 필드" 뒤틀림 표시(D(x,y;k))는 관심의 각 노출 툴(k)에 대해 결정될 수 있고, 여기서 한 실시예에서 뒤틀림 표시 또는 맵(D)은 정렬 프로세스의 이용가능한 모델들에 기초하여 얻어질 수 있다. 예를들어, 식 1은

d_x=T_x+M_xx-R_xy+e_x

d_y=T_y+M_yx-R_yy+e_y (1)

스텝 및 스캔 시스템들을 위한 인트라 필드 모델(intra field model)을 설명하고 있으며, 여기서 각 정렬 파라메터들은 각 측정 위치(x,y)에서 한 세트의 오버레이 측정 데이터를 설명하고 있으며, 여기서 대응 파라메터들(T,M,R 및 e)은 서브 인덱스에 의해 표시된 대응 방향으로 대응 파라메터들, 변환, 확대, 회전 및 잔존 에러를 나타낸다. 이와 같이, 최소 스퀘어 기술과 같은 적절한 최적화 기술을 이용하여 대응 측정 데이터(d_x,d_y)에 기초하여, 잔존 배치 에러들(e_x,e_y)이 결정될 수 있고, 그리고 측정 장소(x,y)에서 노출 툴(k)에 대한 대응 뒤틀림(D)를 나타낼 수 있다. 대응 "전 필드" 표시(RET 및 D)는, 한 실시예에 따라, 각각의 전체 내부 필드 오버레이 데이터를 얻기 위하여 결합될 수 있으며, 여기서 컴포넌트들 모두는 다음 식에 따라 더해질 수 있다.

RETi(x,y;l)M+D(x,y;k)=OVLi(x,y;l,k) (2)

여기서, OVLi(x,y;l,k)는 레티클(l)과 노출 툴(k)에 의해 형성된 층(i)에서 전체 내부 필드 배치 에러를 나타낸다. 편의를 위해, 노출 툴/레티클(l,k)의 대응 결합들은 인덱스 Ci로 표시될 수 있고, 여기서 Ci는 C1,...,CN에 대응하고, 여기서 N은 관심 결합들의 전체 수를 나타낸다. 각 층에 대한 각각의 전체 배치 오차에 기초하여, "정정가능하지 않은" 오버레이 오차는 도 1g에 도시된 바와 같이 맵(140)을 결정하기 위하여 얻어질 수 있다. 이 목적을 위해, 한 실시예에서, 2개의 연속하는 관심 층들에 대한 식(2)에 따른 각각의 전체 배치 오차들이 공제될 수 있다. 예를들어, 층(i)로 표시된 초기 형성 층은 대응 맵(OVLi(x,y;Ci)에 의해 설명되는 어떤 정도의 배치 오차를 갖는 기준 층으로서 간주될 수 있으며, 이것은 원칙적으 로 다음 층(j)이 특정 위치(x,y)에서 동일 방향으로 각각의 배치 오차를 생성할 수 있을 때 "기준" 층(i)의 배치 오차가 줄어들 수 있기 때문이다. 결과적으로, 층(i,j) 모두의 이들 2개 기여들 사이의 대응 차이를 정의함으로써, 대응 "정정가능하지 않은" 배치 오차가 정의될 수 있고, 이것은 맵(140)의 형태로 제공될 수 있다. 이전에 설명된 바와 같이, 도 1e와 도 1f에 설명된 프로세스 플로우는 관심 레티클을 위한 그리고 관심 노출 툴의 각 뒤틀림 특성들을 위한 각각의 "전 필드" 표시들을 독립적으로 얻는데 높은 정도의 유연성을 제공할 수 있다. 또한, 각 측정 데이터의 각 수집은 고도의 디커플 방식(highly decoupled manner)으로 수행될 수 있기 때문에, 대응하는 측정 동작들은 제조 환경(180)에서 전체 프로세스 요구들에 대해 쉽게 조화될 수 있다. 예를들어, "안정적" 오버레이 정정 데이터의 업데이트가 요구되면, 대응 측정 프로세스는 툴 이용, 레티클 이용성 등에 대해 수행될 수 있고, 이것은 환경(180)에서 전체 프로세스 플로우에 지나치게 영향을 끼치지 않으면서 수행될 수 있다.

도 1i는 프로세스 플로우를 도시하고 있는데, 여기서 오버레이 데이터의 각 맵(140)은 증가된 양의 각 오버레이 데이터를 생성함으로써 보다 "직접적인" 방법으로 얻어질 수 있다. 도 1i에 도시된 실시예에서, 각각의 축소 맵(OVL^*i,j(x,y;Cn)은 관심의 모든 층 결합들과 관심의 모든 툴/레티클 쌍들에 대해 직접적으로 측정될 수 있다. 이 목적을 위해, 각 레티클 및 툴은 각 디바이스 층(i,j)을 형성하는데 사용될 수 있고, 그리고 대응 오버레이 오차들은 다수의 인트라 필드 위치들(x,y)에서 결정될 수 있고, 여기서 측정 위치들의 밀도에 따라 예를들어 보간(interpolation) 등과 같은 적절한 데이터 조작이 수행될 수 있으며, 이는 원하는 공간 분해능을 갖는 "전 필드" 맵(140)을 얻기 위함이다. 도 1d를 참조하여 이미 설명한 바와 같이, 관심의 각 층(i,j)에 대한 결과적 전체 배치 오차들(OVLi(x,y;Cn),OVLj(x,y;Cn))을 직접 측정함으로써 맵(145)이 다른 실시예들에서 얻어질 수 있고, 그리고 대응 맵(145)은 맵(140)을 참조하여 이미 설명한 바와 같이 각 층 기여분들을 공제함으로써, 즉 OVLj(x,y;Cn)-OVLi(x,y;Cn)으로 얻어질 수 있다. 이런 식으로, 대응 오버레이 데이터(140)의 개선된 정확도가 얻어질 수 있고, 한편 측정 동작의 양을 적당히 증가시키는 것만이 요구된다.

도 1j와 1k를 참조하여, 다른 실시예들에 따른 각 프로세스 플로우들을 설명한다. 여기서, 정렬 제어기(130)에 의해 제공된 정렬 파라메터들을 위한 각 정정 값들은 "전 필드" 오버레이 데이터(140)에 기초하여 얻어질 수 있다.

도 1j에서, 블록(150)의 "전 필드" 오버레이 데이터(140), 예를들어 레티클(l)과 툴(k)의 결합들 중 하나를 나타내는 맵(OVLi,j(x,y;Cn),Cn)이 블록(151)에서 사용될 수 있는데, 이는 각 측정 위치들에서 각 "4개 코너" 오버레이 오차 값들을 결정하기 위한 것이며, 여기서 각 "4개 코너" 측정 데이터는 마크(185a)와 같은 각각의 전용 오버레이 측정 마크들에 기초하여 얻어질 수 있다. 각각의 측정 위치는 (x-코너, y-코너)로 부를 수 있다. 그러나, 대응하는 실제 측정 위치들은 변하는데, 이것은 각각의 전용 오버레이 측정 마크들의 위치에 달려 있다. 블록(152)에서, 대응하는 정렬 파라메터들에 대한 각 파라메터 값들은 각 모델 그리고 단 계(151)에서 결정된 대응 오버레이 오차 값들에 기초하여 얻어질 수 있다. 예를들어, 각 파라메터들을 위해 업데이트된 파라메터 값들을 결정하기 위하여 정렬 제어기(130)에서 전형적으로 사용되는 대응 모델이 사용될 수 있는데, 여기서 대응 "측정 값들"은 단계(151)에서 생성된 대응하는 "4개 코너" 데이터에 의해 표현될 수 있다. 예를들어, 식(1)을 참조하여 설명된 각 최적화 기술과 대응 모델은 대응하는 파라메터 값을 얻기 위해 사용될 수 있다.

블록(153)에서, 대응 프로세스가 적절한 파라메터 값들을 얻기 위해 수행될 수 있는데, 여기서 모델링은 "전 필드" 오버레이 오차 값들(140)에 기초할 수 있고, 이는 업데이트된 파라메터 값들을 얻기 위한 대응 프로세스에 대한 인트라 필드 특성들의 영향을 나타내는 대응 파라메터 값들을 얻기 위함이다. 예를들어, 각각의 파라메터 값들은 다수의 인트라 필드 위치들에 대해 계산될 수 있고, 그리고 대응 파라메터 값들은 어떤 적절한 방법으로 평균치화될 수 있다. 다른 경우들에서, 입력 "측정 데이터"의 필요한 평균치화가 수행될 수 있고, 즉 맵(140)은 특정 부분에 걸쳐 또는 전체 노출 필드에 걸쳐 평균치화될 수 있으며, 이로 인해 모델링 프로세스를 위한 입력 "측정 데이터"를 생성하고, 그리고 그후 모델링 프로세스는 평균화된 입력 데이터에 기초하여 수행될 수 있다. 어떤 경우에서, 블록(152,153)에서 얻어진 대응 파라메터 값들이 서로 다를 수 있는데, 이는 블록(152)에서 얻어진 파라메터 값들이 4개 코너 위치들과 같은 단지 몇몇의 위치들에서 대응 오버레이 특성들을 반영하기 때문이다. 한편, 블록(153)에서 얻어진 파라메터 값들은 맵(140)으로 엔코드되는 정보의 상당한 부분을 고려하며, 그것은 스스로 다수의 인트라 필드 측정 데이터에 기초하고 있다. 결국, 블록(152)의 "4 코너" 파라메터 값들과 블록(153)의 "전 필드" 파라메터 값들 사이의 차이는 고려되는 제어 알고리즘에 대한 툴과 레티클 고유 특성들의 영향을 설명하며, 그것은 감소된 수의 측정 위치들, 즉 "4 코너" 위치들에 기초하여 수행된다. 따라서, 각 파라메터 값들에 기초하여, 실제 제어 프로세스를 위한 적절한 오프셋이 설정되는데, 이는 실제 정렬 제어 프로세스 동안에 고려하지 않은 인트라 필드 영향들을 보상하기 위함이다. 이와 같이, 블록(154)에서, 적절한 정정 값이 정렬 제어기(130)에 의해 사용되는 각 파라메터를 위해 설정된다. 예를들어, 한 실시예에서, 블록들(152,153)에서 얻어진 각 파라메터 값들의 차이는 대응 정정 값으로 사용될 수 있다. 식(3)은 x-변환과 같은 하나의 정렬 파라메터에 대한 대표적인 예를 보여주고 있는데, 여기서 대응 오프셋 값(T_XCORR)은 블록(153)에서 얻어진 대응 파라메터 값들, 즉 식(3)에서 오른쪽의 첫번째 항목과 블록(152)에서 얻어진 대응 파라메터 값 즉 식(3)에서 2번째 항목에 기초하여 계산된다.

T_Xcorr=Tx(OVLj,i(x,y)-Tx(OVLj,i(x-corner, y-corner)) (3)

이와 같이, 정렬 시스템(100)의 동작 중에, 제어기(130)는 데이터베이스(120)로부터 대응하는 정정된 파라메터 값을 검색하거나, 또는 제어기(130)는 오버레이 맵(140)과 같은 높은 공간 커버리지를 갖는 적절한 오버레이 데이터에 기초하여 시간상 어떤 적절한 포인트에서 블록들(151-154)의 각 단계를 수행할 수 있다. 적절한 파라메터 값 정정들을 얻기 위한 대응 동작들은 높은 공간 커버리지를 갖는 각 측정 데이터가 이용가능하자 마자 어느 때라도 수행될 수 있다는 점이 인식되어야 한다. 결과적으로, 대응 정정 값 자체, 또는 그것의 어떤 중간 데이터가 데이터베이스(120)에 저장될 수 있고, 그리고 대응하는 제어 동작을 수행하기 위해 필요할 때 제어기(130)로부터 검색되어질 수 있다.

도 1k는 또다른 실시예에 따른 정렬 파라메터들에 대한 적절한 정정 값들을 얻기 위한 프로세스 플로우를 도시하고 있다. 이 경우도 마찬가지로, 프로세스는 도 1g, 1h, 및 1j에서 설명한 맵(140)과 같은 적절한 오버레이 데이터 맵에 기초할 수 있다. 대응하는 "전 필드" 오버레이 맵(140)에 기초하여, 블록(155)에서 대응 값들이 각 파라메터 값들을 결정하기 위한 대응 모델에 대한 입력 값들로 사용될 수 있고, 예를들어 도 1j의 블록(153)을 참조하여 설명한 것과 같다. 예를들어, 식(1)을 가지고 설명한 모델은 정렬 파라메터들의 대응 값들을 얻기 위한 적절한 최적화 기술과 함께 사용될 수 있다.

블록(156)에서, 식(1)을 참조해서 설명한 잔존들(e_x,e_y)과 같은 대응 오버레이 오차 잔존들(residuals)은 블록(155)에서 얻어진 파라메터 값들과 대응 "전 필드" 오버레이 데이터(140)에 기초하여 결정될 수 있다. 이와 같이, 블록(156)에서 얻어진 각 잔존들은 대응 오버레이 오차들을 나타내는데, 이것들은 사용된 대응 레티클들 및 리소그라피 툴들의 기여를 나타내는 대응 입력 "측정 데이터"에 기초하여 "최적" 파라메터 값들을 선택한 후에도 여전히 존재할 수 있다. 이와 같이, 블록(157)에서, 예를들어 대응 잔존들을 대응하는 4개 코너 오버레이 값들로부터 공제함으로써, 오버레이 오차들 중 이러한 "정정 가능하지 않은" 베이스라인은 대응하는 "4 코너" 측정 위치들에 부가될 수 있으며, 이것은 예를들어 도 1j의 블록(151)에서 설명한 것과 같이 오버레이 맵(140)에 기초하여 얻어졌을 수 있다. 이와 같이, 수정된 "4 코너" 오버레이 값들이 얻어지고, 여기서 대응하는 인트라 필드 기여가 고려된다. 블록(157)의 대응하는 수정 "4 코너" 값들에 기초하여, 각 파라메터 값들은 블록(152a)에서 얻어질 수 있고, 이것은 실질적으로 도 1j에서 블록(152)에 해당하며, 그러나 여기서 수정된 "4 코너" 데이터가 사용된다. 결국, 블록(152a)에서 얻어진 대응 파라메터 값들은 블록(152)의 대응 파라메터 값들과 다를 수 있으며, 이는 대응하는 인트라 필드 기여들이 블록(152)의 파라메터 값들과 비교하여 더 높은 정도로 포함되기 때문이다. 그 후, 도 1j를 참조하여 설명한 것과 같은 블록(154)이 수행되는데, 이는 적절한 정정 값들, 예를들어 블록(152a)과 블록(155)의 대응 파라메터 값들의 각 차이를 얻기 위함이다. 따라서, 이 실시예에서, 인트라 필드 컴포넌트들은 대응하는 제어 알고리즘, 즉 대응하는 최적화 기술에 대한 감소된 의존을 갖는 각각의 정정 값들의 결정을 위해 고려될 수 있다.

결과적으로, 본 발명은 다수의 노출 툴들과 다수의 레티클들을 기초로 마이크로구조 디바이스들을 후속 디바이스 층들을 형성할 때 수행될 정렬 프로세스들을 제어하기 위한 개선된 기술을 제공한다. 여기서, 같은 타입의 하나 이상의 레티클이 각각의 제1 디바이스 층을 위해 사용될 수 있고, 그리고 하나 이상의 동일한 레티클들이 제2 디바이스 층을 위해 사용될 수 있다. 종래 기술에서, 전형적으로 개선된 APC 방법들이 대응하는 노출 필드들의 적당히 낮은 공간 커버리지를 갖는 오버레이 측정 데이터에 기초하여 수행되는데, 이는 예를들어 노출 필드 내에 위치하는 단지 몇 개만이 측정될 수 있기 때문이고, 여기서 실제 사용된 파라메터 값들과 각 목표 값들 사이의 차이를 최소화하기 위해서 감쇄된 이동 평균(damped moving average)이 사용된다. 반면, 본 발명은 툴과 레티클 고유의 영향에 의해 야기되는 인트라 필드 영향을 정렬 파라메터들의 각각에 대해 적절한 정정 값들을 제공함으로써 고려한다. 대응하는 툴 및 레티클 고유의 영향들이 시간에 걸쳐 비교적 안정적이기 때문에, 각 측정들은 저주파수로 수행되어야 하고, 이것에 의해 필요한 인트라 필드 측정 데이터를 얻기 위한 전체적인 측정 노력을 과도하게 증가시키지 않게 된다. 몇 예에서, 종래의 오버레이 마크들에 기초한 표준 측정 데이터와 비교하여 높은 공간 커버리지를 갖는 각각의 측정 데이터를 얻는 것이 고려되는 노출 툴들과 각 레티클들에 대해 독립적으로 얻어질 수 있고, 이것에 의해 툴 가용성, 레티클 가용성, 새로운 레티클과 툴의 도입, 툴 구성의 변경 등의 관점의 프로세서 내부 요건들에 대해 높은 정도의 유연성을 제공한다. 다른 경우들에서, 각 인트라 필드 측정 데이터의 높은 정도의 정확도와 신뢰도가 툴 뒤틀림 시그니춰와 대응 고유 레티클 특성들 사이의 상호작용을 직접 측정함으로써 달성될 수 있다. 이와 같이, 각각의 상호작용들은 높은 정확도를 가지고 표현되는데, 이것에 의해 각 정렬 파라메터들에 대한 높은 신뢰성의 정정 값들을 제공한다. 정렬 프로시저 중에, 표준 측정 데이터는 대응 제어기에 의해 수신될 수 있고, 이것은 본 발명에 따라 대응하는 디바이스 층들의 형성에 관여하는 각 툴/레티클 쌍들에 대한 대응하는 정정 값들을 얻기 위하여 대응 데이터베이스에 추가로 액세스할 수 있다. 대응하는 정정 값들이 어떤 필요한 결합을 위해서도 이용가능하기 때문에, 심지어 대단히 복잡한 프로세스 상황들에도 대응하는 데이터베이스 엔트리들에 의해 커버될 수 있고, 여기서 높은 정도의 유연성이 달성된다. 왜냐하면, 대응 데이터베이스가 어떤 새로운 프로세스 상황에 대해서도 쉽게 확장될 수 있기 때문이며, 이것은 예를들어 추가적인 레티클, 새로운 노출 디바이스 등이 각 제조 환경에 도입될 때 일어날 수 있다. 각 파라메터 정정 값들의 대응하는 결정이 생산 상황(product situation) 동안에 실제 제어 프로세스와 실질적으로 분리될 수 있기 때문에, 동작 속도에 대해 제어 프로세스의 효율에 대한 어떤 부정적 영향은 실질적으로 피할 수 있다. 결국, 개별 정렬 파라메터들에 대한 각 정정 값들에 기초하여, 각각의 제어 알고리즘은 대응 목표 값들을 시프트함으로써 수정될 수 있고, 여기서 대응 시프트 또는 오프셋은 오버레이 오차들과 배치 오차들에 대한 인트라 필드 기여들의 영향을 나타낸다.

당업자라면, 본 명세서에 기초하여 본 발명을 추가적으로 수정하거나 변형할 수 있을 것이다. 따라서, 본 명세서는 단지 예시적인 것으로 간주되며, 당업자에게 본 발명을 실행하는 일반적 방법을 개시하기 위한 것이다. 여기에 도시되고 설명된 본 발명의 형태들은 현재의 바람직한 실시예들로 간주된다.

Claims (10)

1. 노출 필드들 내의 오버레이 오차를 감소시키는 방법으로서,

   마이크로구조(microstructure) 디바이스의 제 1 디바이스 층(186)과 제 2 디바이스 층(187)의 복수의 서로 다른 결합들에 대한 오버레이 정정 데이터(140)를 생성하는 단계 -상기 제 1 디바이스 층(186)은 하나 이상의 제 1 포토마스크들(181)에 의해 정의되고, 상기 제 2 디바이스 층(187)은 하나 이상의 제 2 포토마스크들(182)에 의해 정의되고, 상기 제 1 디바이스 층(186) 및 제 2 디바이스 층(187)은 복수의 리소그라피 툴(183)을 사용하여 형성되고, 상기 오버레이 정정 데이터(140)는 제 1 포토마스크와 리소그라피 툴의 각각의 결합과 제 2 포토마스크와 리소그라피 툴의 각각의 결합에 대한 상기 제 1 및 제 2 포토마스크(181, 182) 내의 복수의 제 1 인트라 필드(intra field) 측정 위치들(181a, 182a)로부터 얻어지는 측정 데이터를 나타내며- 와;

   상기 제 1 포토마스크들(181) 중 하나와 상기 복수의 리소그라피 툴들(183) 중 하나를 이용하여 제 1 제품 기판(180) 상에 상기 제 1 디바이스 층(186)을 형성하는 단계와; 그리고

   상기 오버레이 정정 데이터(140)와 그리고 상기 제 1 및 제 2 층이 그 위에 형성되어 있는 이미 처리된 기판의 복수의 제 2 측정 위치들(185a)로부터 얻어지는 오버레이 측정 데이터(110)를 이용하여, 상기 복수의 리소그라피 툴들(183) 중 하나에서 사용되는 상기 제 2 포토마스크들(182) 중 하나를 상기 제 1 제품 기판(184) 상에 형성된 상기 제 1 디바이스 층(186)에 정렬시키는 단계 -상기 복수의 제 2 측정 위치들(185a)은 상기 복수의 제 1 인트라 필드 측정 위치들(181a, 182a)보다 적으며-

   를 포함하며,

   상기 오버레이 정정 데이터(140)를 생성하는 단계는, 서로 다른 리소그라피 툴과 포토마스크의 쌍들을 이용하여 제 1 및 제 2 디바이스 층들의 상기 복수의 서로 다른 결합들을 형성하는 단계와 그리고 각각의 결합에 대해서 상기 복수의 제 1 인트라 필드 측정 위치들 각각에서 오버레이 데이터를 측정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 오버레이 오차를 감소시키는 방법.
2. 제1항에 있어서,

   상기 오버레이 정정 데이터(140)를 생성하는 단계는,

   상기 제 1 및 제 2 포토마스크들(181,182) 각각에 대해 각각의 배치 데이터 세트(placement data set)를 생성하는 단계(142); 그리고

   상기 복수의 리소그라피 툴들 각각에 대해 이미징 뒤틀림 데이터 세트를 생성하는 단계(144)를 포함하는 것을 특징으로 하는 오버레이 오차를 감소시키는 방법.
3. 제2항에 있어서,

   상기 각각의 배치 데이터 세트를 생성하는 단계(142)는,

   상기 복수의 제 1 인트라 필드 측정 위치들(181a,182a) 각각에 배치 측정 마크를 제공하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 오버레이 오차를 감소시키는 방법.
4. 제1항에 있어서,

   상기 오버레이 정정 데이터(140)를 생성하는 단계는,

   서로 다른 리소그라피 툴과 포토마스크의 쌍들을 이용하여 상기 제 1 디바이스 층(186)과 제 2 디바이스 층(187)의 복수의 서로 다른 결합들을 형성하는 단계와 그리고 각각의 결합에 대해서 상기 복수의 제 1 인트라 필드 측정 위치들 각각에서 오버레이 데이터를 측정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 오버레이 오차를 감소시키는 방법.
5. 제1항에 있어서,

   상기 오버레이 정정 데이터(140)는,

   상기 제 2 층의 상기 정렬을 제어하기 위한 조작 변수로서 사용되는 정렬 파라메터의 목표값(130)의 오프셋을 결정하는 것을 특징으로 하는 오버레이 오차를 감소시키는 방법.
6. 노출 필드들 내의 오버레이 오차를 감소시키는 방법으로서,

   복수의 리소그라피 툴(183)과 레티클(181,182)의 결합들 중 각 2개를 이용하여 마이크로구조 디바이스의 제 1 디바이스 층(186)과 상기 제 1 디바이스 층(186)에 정렬된 제 2 디바이스 층(187)을 형성하기 위해 상기 복수의 리소그라피 툴(183)과 레티클(181,182)의 결합들에 대한 오버레이 데이터의 맵(140)을 정의하는 단계 -상기 맵(140)은 복수의 제 1 인트라 필드 공간 분포 측정 위치들(181a,182a)에 기초하고- 와;

   상기 제 1 및 제 2 디바이스 층들(186, 187)이 그 위에 형성된 제 1 제품 기판(180)으로부터 오버레이 측정 데이터(110)를 획득하는 단계 -상기 오버레이 측정 데이터(110)는 복수의 제 2 공간 분포 측정 위치들(185a)로부터 얻어지며, 상기 복수의 제 2 공간 분포 측정 위치들(185a)은 상기 복수의 제 1 공간 분포 측정 위치들(181a,182a)보다 적고- 와; 그리고

   상기 제 1 디바이스 층(186)을 위한 레티클(181)을 포함하는 제 1 리소그라피 툴과 레티클의 결합을 이용하여 제 2 제품 기판 상에 형성되는 상기 제 1 디바이스 층(186)에 대한, 상기 제 2 디바이스 층(187)을 위한 레티클(182)을 포함하는 제 2 리소그라피 툴과 레티클의 결합에 의해 형성되는 상기 제 2 디바이스 층(187)의 정렬을, 상기 오버레이 데이터의 맵(140)과 상기 오버레이 측정 데이터(110)에 기초하여 제어하는 단계

   를 포함하는 것을 특징으로 하는 오버레이 오차를 감소시키는 방법.
7. 제6항에 있어서,

   오버레이 정정 데이터의 상기 맵(140)을 정의하는 단계는,

   상기 복수의 제 2 측정 위치들(185a)에 비하여 더 높은 공간 커버리지를 제공하는 배치 측정 위치들(placement measurement positions)(181a,182a)에 기초하여, 상기 복수의 리소그라피 툴과 레티클의 결합들의 각 레티클에 대한 배치 데이터(141)를 결정하는 단계; 그리고

   사용된 각각의 리소그라피 툴에 대한 렌즈 뒤틀림 시그니춰(143)를 결정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 오버레이 오차를 감소시키는 방법.
8. 제7항에 있어서,

   상기 배치 데이터에 기초하여 상기 레티클들 각각에 대한 등록 맵(142)을 결정하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 오버레이 오차를 감소시키는 방법.
9. 제8항에 있어서,

   정렬 모델과 상기 렌즈 뒤틀림 시그니춰(143)에 기초하여 잔류 배치 오차를 결정하는 단계; 그리고

   상기 잔류 배치 오차에 기초하여 뒤틀림 맵(144)을 결정하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 오버레이 오차를 감소시키는 방법.
10. 정렬 제어 시스템(100)으로서,

    복수의 리소그라피 툴(183)과 레티클(181,182)의 결합들에 대한 오버레이 정정 데이터(140)의 각각의 세트, 마이크로구조의 제 1 디바이스 층(186)을 정의하는 적어도 하나의 제 1 레티클(181), 및 상기 제 1 디바이스 층(186)에 정렬되는 제 2 디바이스 층(187)을 정의하는 적어도 하나의 제 2 레티클(182)을 포함하는 데이터베이스(120) -상기 오버레이 정정 데이터(140)의 각 세트는 상기 제 1 및 제 2 레티클(181, 182) 각각에 형성된 오버레이 측정 마크(185a)에 의해 제공되는 공간 커버리지에 비하여 더 높은 인트라 필드 공간 커버리지의 노출 필드(185)를 가지며- 와; 그리고

    오버레이 정정 데이터(140)의 특정 세트를 선택적으로 검색하기 위하여 상기 데이터베이스(120)에 작동가능하게 연결되고(operatively connected) 그리고 이미 처리된 기판(184)의 상기 오버레이 측정 마크(185a)로부터 얻어진 오버레이 측정 데이터(110)를 수신하도록 된 콘트롤러(130)

    를 포함하며,

    상기 콘트롤러(130)는 상기 오버레이 측정 데이터(110)와 상기 오버레이 정정 데이터(140)의 상기 특정 세트에 기초하여 복수의 정렬 파라메터(mag, rot)에 대한 값들을 제공하도록 더 구성되고, 그리고 상기 특정 세트는 상기 제 1 디바이스 층(186)을 형성하는데 사용되는 상기 결합들의 상기 리소그라피 툴들(183) 중 하나와 상기 제 1 디바이스 층(186) 위에 상기 제 2 디바이스 층(187)을 형성하는데 사용되는 상기 리소그라피 툴들(183) 중 하나에 대응하는 것을 특징으로 하는 정렬 제어 시스템.

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