KR101757777B1 - 3­차원 패터닝 디바이스에 대한 리소그래피 모델 - Google Patents

3­차원 패터닝 디바이스에 대한 리소그래피 모델 Download PDF

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Abstract

리소그래피 투영 장치에서의 1 이상의 피처들을 포함한 패터닝 디바이스의 산란 방사선 필드를 시뮬레이션하는 컴퓨터-구현 방법이 개시되며, 상기 방법은: 1 이상의 피처들의 피처 요소들의 1 이상의 산란 함수들을 이용하여 패터닝 디바이스의 산란 함수를 결정하는 단계를 포함하고, 1 이상의 피처들 중 적어도 하나는 3-차원 피처이거나, 또는 1 이상의 산란 함수들은 피처 요소들에 대한 복수의 입사각들에서의 입사 방사선 필드들의 산란을 나타낸다.

Description

3­차원 패터닝 디바이스에 대한 리소그래피 모델{A LITHOGRAPHY MODEL FOR THREE-DIMENSIONAL PATTERNING DEVICE}
본 출원은 2013년 2월 22일 출원된 US 가출원 61/768,228의 이익을 주장하고, 이는 본 명세서에서 그 전문이 인용참조된다.
리소그래피 투영 장치는, 예를 들어 집적 회로(IC)의 제조 시에 사용될 수 있다. 이러한 경우, 패터닝 디바이스(예를 들어, 마스크)는 IC의 개별층의 적어도 일부분에 대응하는 회로 패턴("디자인 레이아웃")을 포함하거나 제공할 수 있으며, 패터닝 디바이스 상의 회로 패턴을 통해 타겟부를 조사(irradiate)하는 것과 같은 방법들에 의해, 이 회로 패턴이 방사선-감응재("레지스트")층으로 코팅된 기판(예를 들어, 실리콘 웨이퍼) 상의 (예를 들어, 1 이상의 다이를 포함하는) 타겟부 상으로 전사될 수 있다. 일반적으로, 단일 기판은 리소그래피 투영 장치에 의해 회로 패턴이 한번에 한 타겟부씩 연속적으로 전사되는 복수의 인접한 타겟부들을 포함한다. 일 형태의 리소그래피 투영 장치에서는 전체 패터닝 디바이스 상의 회로 패턴이 한 타겟부 상으로 한번에 전사되며; 이러한 장치는 통상적으로 웨이퍼 스테퍼(wafer stepper)라 칭한다. 통상적으로 스텝-앤드-스캔(step-and-scan) 장치라 칭해지는 대안적인 장치에서는 투영 빔이 주어진 기준 방향("스캐닝" 방향)으로 패터닝 디바이스에 걸쳐 스캐닝하는 한편, 동시에 이 기준 방향과 평행하게(같은 방향으로 평행하게) 또는 역-평행하게(반대 방향으로 평행하게) 기판이 이동된다. 패터닝 디바이스 상의 회로 패턴의 상이한 부분들은 점진적으로 한 타겟부에 전사된다. 일반적으로, 리소그래피 투영 장치가 배율 인자(Ｍ)(일반적으로 < 1)를 갖기 때문에, 기판이 이동되는 속력(F)은 투영 빔이 패터닝 디바이스를 스캐닝하는 속력의 인자(Ｍ) 배가 될 것이다. 본 명세서에 서술된 바와 같은 리소그래피 디바이스들에 관련된 더 많은 정보는, 예를 들어 본 명세서에서 인용참조되는 US 6,046,792로부터 얻을 수 있다.
패터닝 디바이스로부터 기판으로 회로 패턴을 전사하기에 앞서, 기판은 전처리(priming), 레지스트 코팅 및 소프트 베이크(soft bake)와 같은 다양한 과정들을 거칠 수 있다. 노광 이후, 기판은 노광후 베이크(post-exposure bake: PEB), 현상, 하드 베이크(hard bake) 및 전사된 회로 패턴의 측정/검사와 같은 다른 과정들을 거칠 수 있다. 이러한 일련의 과정들은 디바이스, 예컨대 IC의 개별층을 구성하는 기초로서 사용된다. 그 후, 기판은 에칭, 이온-주입(도핑), 금속화(metallization), 산화, 화학-기계적 연마 등과 같은 다양한 공정들을 거칠 수 있으며, 이는 모두 디바이스의 개별층을 마무리하도록 의도된다. 디바이스에서 여러 층이 요구되는 경우, 각각의 층에 대해 전체 과정 또는 그 변형이 반복된다. 최후에는, 디바이스가 기판 상의 각 타겟부에 존재할 것이다. 그 후, 이 디바이스들은 다이싱(dicing) 또는 소잉(sawing)과 같은 기술에 의해 서로 분리되며, 개개의 디바이스들은 캐리어에 장착되고 핀에 연결되는 등의 단계를 거칠 수 있다.
유의되는 바와 같이, 마이크로리소그래피는 IC의 제조에 있어서 중심 단계이며, 이때 기판들 상에 형성된 패턴들은 마이크로프로세서, 메모리 칩 등과 같은 IC들의 기능 요소들을 정의한다. 또한, 유사한 리소그래피 기술들이 평판 디스플레이, MEMS(micro-electro mechanical systems) 및 다른 디바이스들의 형성에 사용된다.
반도체 제조 공정이 계속해서 진보함에 따라, 통상적으로 "무어의 법칙"이라 칭하는 추세를 따라 기능 요소들의 치수들이 계속 감소되는 한편, 디바이스당 트랜지스터와 같은 기능 요소들의 양은 수십 년에 걸쳐 꾸준히 증가하였다. 현 기술 수준에서, 디바이스들의 층들은 심(deep)-자외선 조명 소스로부터의 조명을 이용하여 기판 상에 디자인 레이아웃을 투영하는 리소그래피 투영 장치들을 이용하여 제조되어, 100 nm보다 훨씬 낮은 치수들, 즉 조명 소스(예를 들어, 193 nm 조명 소스)로부터의 방사선의 파장의 절반보다 작은 치수들을 갖는 개별적인 기능 요소들을 생성한다.
리소그래피 투영 장치의 전형적인 분해능 한계보다 작은 치수들을 갖는 피처들이 프린트되는 이 공정은 통상적으로 분해능 공식 CD = k1×λ/NA에 따른 저(low)-k1 리소그래피로서 알려져 있으며, 이때 λ는 채택된 방사선의 파장(현재 대부분의 경우 248 nm 또는 193 nm)이고, NA는 리소그래피 투영 장치 내의 투영 광학기의 개구수(numerical aperture)이며, CD는 "임계 치수" -일반적으로, 프린트되는 최소 피처 크기- 이고, k1은 실험적인 분해능 인자이다. 일반적으로, k1이 작을수록, 특정한 전기적 기능 및 성능을 달성하기 위하여 회로 설계자에 의해 계획된 형상 및 치수들과 비슷한 패턴을 기판 상에 재현하기가 더 어려워진다. 이 어려움을 극복하기 위해, 정교한 미세조정 단계들이 리소그래피 투영 장치 및/또는 디자인 레이아웃에 적용된다. 이들은, 예를 들어 NA 및 광 간섭성(optical coherence) 세팅들의 최적화, 맞춤 조명 방식(customized illumination scheme), 위상 시프팅 패터닝 디바이스들의 사용, 디자인 레이아웃에서의 광 근접성 보정(optical proximity correction: OPC, 때로는 "광학 및 공정 보정"이라고도 칭함), 또는 일반적으로 "분해능 향상 기술들"(resolution enhancement techniques: RET)로 정의된 다른 방법들을 포함하며, 이에 제한되지는 않는다. 본 명세서에서 사용되는 바와 같은 "투영 광학기"라는 용어는, 예를 들어 굴절 광학기, 반사 광학기 및 카타디옵트릭(catadioptric) 광학기를 포함하는 다양한 타입의 광학 시스템들을 포괄하는 것으로서 폭넓게 해석되어야 한다. 또한, "투영 광학기"라는 용어는 집합적으로 또는 개별적으로 방사선 투영 빔을 지향, 성형 또는 제어하기 위해 이 디자인 타입들 중 어느 하나에 따라 작동하는 구성요소들을 포함할 수 있다. "투영 광학기"라는 용어는, 광학 구성요소가 리소그래피 투영 장치의 광학 경로 상의 어디에 위치되든지, 리소그래피 투영 장치 내의 여하한의 광학 구성요소를 포함할 수 있다. 투영 광학기는 방사선이 패터닝 디바이스를 지나가기 전에 소스로부터의 방사선을 성형, 조정 및/또는 투영하는 광학 구성요소들, 및/또는 방사선이 패터닝 디바이스를 지나간 후에 방사선을 성형, 조정 및/또는 투영하는 광학 구성요소들을 포함할 수 있다. 투영 광학기는 일반적으로 소스 및 패터닝 디바이스를 배제한다.
일 예시로서, OPC는 기판 상에 투영된 디자인 레이아웃의 이미지의 최종 크기 및 배치가 단순히 패터닝 디바이스 상의 디자인 레이아웃의 크기 및 배치에만 의존하거나 이와 동일하지 않을 것이라는 사실을 설명한다. "마스크", "레티클", "패터닝 디바이스"라는 용어들은 본 명세서에서 교환가능하게 이용된다는 것을 유의한다. 또한, 마스크 및 레티클은 폭넓게 "패터닝 디바이스"라고 칭해질 수 있다. 또한, 리소그래피 시뮬레이션/최적화에서는 물리적 패터닝 디바이스가 반드시 사용되는 것이 아니라 디자인 레이아웃이 물리적 패터닝 디바이스를 나타내도록 사용될 수 있기 때문에, 당업자라면 특히 리소그래피 시뮬레이션/최적화와 관련하여 "마스크"/"패터닝 디바이스" 및 "디자인 레이아웃"이라는 용어가 교환가능하게 이용될 수 있다는 것을 알 것이다. 일부 디자인 레이아웃에 존재하는 작은 피처 크기들 및 높은 피처 밀도들에 대해, 주어진 피처의 특정 에지의 위치는 다른 인접한 피처들의 존재나 부재에 의해 어느 정도 영향을 받을 것이다. 이 근접 효과들은 한 피처에서 다른 피처로 커플링(couple)된 미세한 양의 방사선, 및/또는 회절 및 간섭과 같은 비-기하학적 광학 효과들로부터 일어난다. 이와 유사하게, 근접 효과들은 일반적으로 리소그래피에 따라오는 노광후 베이크(PEB), 레지스트 현상, 및 에칭 시의 확산 및 다른 화학적 영향들로부터 일어날 수 있다.
디자인 레이아웃의 투영 이미지가 주어진 타겟 회로 디자인의 요건들에 부합된다는 것을 보장하기 위해, 정교한 수치 모델들, 디자인 레이아웃의 보정들 또는 전치-왜곡(pre-distortion)들을 이용하여 근접 효과들이 예측되고 보상될 필요가 있다. 논문 "Full-Chip Lithography Simulation and Design Analysis - How OPC Is Changing IC Design"(C. Spence, Proc. SPIE, Vol.5751, pp 1-14, 2005)은 통상적인 "모델-기반" 광 근접성 보정 공정들의 개요를 제공한다. 전형적인 고성능(high-end) 디자인에서는, 타겟 디자인에 대한 고 충실도(high fidelity)의 투영 이미지를 달성하기 위해 디자인 레이아웃의 거의 모든 피처가 약간 수정된다. 이 수정들은 라인 폭 또는 에지 위치의 시프팅 또는 편향(biasing), 및 다른 피처들의 투영을 돕도록 의도되는 "어시스트" 피처들의 적용을 포함할 수 있다.
타겟 디자인에 대한 모델-기반 OPC의 적용은, 칩 디자인에 전형적으로 존재하는 수백만의 피처들을 감안하면 상당한 연산 리소스(computational resource)들 및 우수한 공정 모델들을 수반한다. 하지만, OPC를 적용하는 것은 일반적으로 "정밀 과학"이 아니라, 모든 가능한 근접 효과를 항상 보상하지는 않는 실험적인 반복 공정이다. 그러므로, 패터닝 디바이스 패턴으로 형성되는(built into) 디자인 결함들의 가능성을 최소화하기 위해, OPC의 효과, 예를 들어 OPC 및 여하한의 다른 RET의 적용 후 디자인 레이아웃들이 디자인 검사, 즉 캘리브레이션된 수치 공정 모델들을 이용한 집약적인 풀-칩 시뮬레이션(intensive full-chip simulation)에 의해 입증되어야 한다. 이는 고성능 패터닝 디바이스들을 제작하는 막대한 비용 -이는 수백만 달러 범위에서 운영됨- 에 의해, 그리고 일단 제조되면 실제 패터닝 디바이스들을 재가공하거나 수리하는 데 소요되는 시간에 대한 영향에 의해 좌우된다.
OPC 및 풀-칩 RET 검증은 둘 다, 예를 들어 미국 특허 출원 제 10/815,573호 및 "Optimized Hardware and Software For Fast, Full Chip Simulation"(Y. Cao 외, Proc. SPIE, Vol.5754, 405, 2005년)이라는 제목의 논문에서 설명되는 수치 모델링 시스템들 및 방법들에 기초할 수 있다.
한 RET는 디자인 레이아웃의 전반적인 편향(global bias)의 조정과 관련된다. 전반적인 편향은 기판 상에 프린트되도록 의도된 패턴들과 디자인 레이아웃의 패턴들 간의 차이이다. 예를 들어, 25 nm 직경의 원형 패턴이 디자인 레이아웃의 50 nm 직경 패턴에 의해 또는 디자인 레이아웃의 20 nm 직경 패턴에 의해 하지만 높은 도즈로 기판 상에 프린트될 수 있다.
디자인 레이아웃들 또는 패터닝 디바이스들에 대한 최적화(예를 들어, OPC)에 더하여, 전체 리소그래피 충실도를 개선하려는 노력으로, 패터닝 디바이스 최적화와 함께 또는 개별적으로, 조명 소스도 최적화될 수 있다. "조명 소스" 및 "소스"라는 용어들은 본 명세서에서 교환가능하게 사용된다. 1990 년대 이래로, 환형, 쿼드러폴(quadrupole) 및 다이폴(dipole)과 같은 많은 오프-액시스(off-axis) 조명 소스들이 도입되고, OPC 디자인에 대해 더 많은 자유를 제공하였으며, 이로 인해 이미징 결과들이 개선되었다. 알려져 있는 바와 같이, 오프-액시스 조명은 패터닝 디바이스에 포함된 미세 구조체들(즉, 타겟 피처들)을 분해하는 증명된 방식이다. 하지만, 종래의 조명 소스에 비해, 오프-액시스 조명 소스는 통상적으로 에어리얼 이미지(aerial image: AI)에 대해 더 적은 방사선 세기를 제공한다. 따라서, 더 미세한 분해능과 감소된 방사선 세기 간의 최적 밸런스를 달성하도록 조명 소스를 최적화하려는 시도가 바람직해진다.
무수한 조명 소스 최적화 접근법들은, 예를 들어 Rosenbluth 외의 논문 "Optimum Mask and Source Patterns to Print A Given Shape"(Journal of Microlithography, Microfabrication, Microsystems 1(1), pp.13-20, 2002)에서 찾아볼 수 있다. 소스는 수 개의 구역들로 분할되고, 이 각각은 퓨필 스펙트럼의 소정 구역에 대응한다. 이때, 소스 분포는 각 소스 구역에서 균일하다고 가정되며, 각 구역의 휘도는 공정 윈도우에 대해 최적화된다. 하지만, 각 소스 구역에서 소스 분포가 균일하다는 이러한 가정이 항상 유효하지는 않으며, 결과로서 이 접근법의 유효성이 불리해진다. Granik의 논문 "Source Optimization for Image Fidelity and Throughput"(Journal of Microlithography, Microfabrication, Microsystems 3(4), pp.509-522, 2004)에서 설명된 또 다른 예시에서, 몇몇 기존 소스 최적화 접근법들의 개요가 제공되고, 소스 최적화 문제를 일련의 비-음수 최소 제곱 최적화(non-negative least square optimization)들로 전환하는 일루미네이터 픽셀들에 기초한 방법이 제안된다. 이 방법들은 몇몇 성공들을 증명하였지만, 이들은 전형적으로 수렴을 위해 다수의 복잡한 반복들을 요구한다. 또한, Granik의 방법에서의 γ와 같은, 소스의 평활도(smoothness) 요건과 기판 이미지 충실도를 위한 소스의 최적화 간의 조화(trade-off)에 영향을 주는 몇몇 여분의 파라미터들에 대해 적절한/최적 값들을 결정하는 것이 어려울 수 있다.
저 k1 포토리소그래피에 대해, 소스 및 패터닝 디바이스 둘의 최적화는 임계 회로 패턴들의 투영을 위한 실행가능한 공정 윈도우를 보장하는 데 유용하다. 몇몇 알고리즘들(예를 들어, Socha 외, Proc. SPIE vol.5853, 2005, p.180)이 공간 주파수 도메인에서 조명을 독립적인 소스점들로, 그리고 마스크를 회절 차수들로 분할(discretize)하고, 소스점 세기들 및 패터닝 디바이스 회절 차수들로부터의 광학 이미징 모델들에 의해 예측될 수 있는 노출 관용도(exposure latitude)와 같은 공정 윈도우 메트릭에 기초하여 개별적으로 비용 함수(이는 선택된 디자인 변수들의 함수로서 정의됨)를 공식화한다. 본 명세서에서 사용되는 바와 같은 "디자인 변수"라는 용어는 리소그래피 투영 장치의 파라미터들, 예를 들어 리소그래피 투영 장치의 사용자가 조정할 수 있는 파라미터들의 세트를 포함한다. 소스, 패터닝 디바이스, 투영 광학기 및/또는 레지스트 특성을 포함한 리소그래피 투영 공정의 여하한의 특성이 최적화에서의 디자인 변수들 사이에 있을 수 있음을 이해하여야 한다. 비용 함수는 흔히 디자인 변수들의 비-선형 함수이다. 이때, 비용 함수를 최소화하기 위해 표준 최적화 기술들이 사용된다.
관련적으로, 지속된 감소 디자인 규칙들(decreasing design rules)의 압박은 반도체 제조업자가 기존 193 nm ArF 리소그래피를 이용한 저 k1 리소그래피 시대로 더 깊이 이동하게 하였다. 더 낮은 k1을 향한 리소그래피는 RET, 노광 툴들, 및 리소-친화적(litho-friendly) 디자인의 필요성에 대한 막대한 요구를 부여한다. 1.35 ArF 하이퍼 개구수(NA) 노광 툴들이 장차 사용될 수 있다. 운용가능한 공정 윈도우로 기판 상에 회로 디자인이 생성될 수 있을 것을 보장하도록 돕기 위해, (본 명세서에서, 소스-마스크 최적화 또는 SMO라고 칭하는) 소스-패터닝 디바이스 최적화가 2x nm 노드를 위한 중요한 RET가 되고 있다.
실행가능한 시간 내에 제약 없이 비용 함수를 이용하여 소스 및 패터닝 디바이스의 동시 최적화를 허용하는 소스 및 패터닝 디바이스 최적화 방법 및 시스템이, 일반적으로 승인된 "Fast Freeform Source and Mask Co-Optimization Method"라는 제목의 WO2010/059954로 공개되고 2009년 11월 20일 출원된 국제 특허 출원 PCT/US2009/065359호에서 설명되며, 이는 본 명세서에서 그 전문이 인용참조된다.
소스의 픽셀들을 조정함으로써 소스를 최적화하는 것을 수반하는 또 다른 소스 및 마스크 최적화 방법 및 시스템이, 일반적으로 승인된 "Source-Mask Optimization in Lithographic Apparatus"라는 제목의 미국 특허 출원 공개공보 2010/0315614호로 공개되고 2010년 6월 10일 출원된 미국 특허 출원 제 12/813456호에서 설명되며, 이는 본 명세서에서 그 전문이 인용참조된다.
본 명세서에서는, 리소그래피 투영 장치에서의 1 이상의 피처들을 포함한 패터닝 디바이스의 산란 방사선 필드(scattered radiation field)를 시뮬레이션하는 컴퓨터-구현 방법이 개시되며, 상기 방법은: 1 이상의 피처들의 피처 요소들의 1 이상의 산란 함수(scattering function)들을 이용하여 패터닝 디바이스의 산란 함수를 결정하는 단계를 포함하고, 1 이상의 피처들 중 적어도 하나는 3-차원 피처이거나, 또는 1 이상의 산란 함수들은 피처 요소들에 대한 복수의 입사각들에서의 입사 방사선 필드들의 산란을 특징으로 한다.
일 실시예에 따르면, 산란 방사선 필드는 패터닝 디바이스에 의해 산란된 경사 입사 방사선 필드에 의해 생성된다.
일 실시예에 따르면, 피처 요소들은 에지들, 영역들, 코너들, 근접 코너들(corners-in-proximity), 근접 에지들 및 이들의 조합으로 구성된 그룹으로부터 선택된다.
일 실시예에 따르면, 1 이상의 산란 함수들은 엄격한 솔버(rigorous solver)를 이용하여 연산(compute)된다.
일 실시예에 따르면, 1 이상의 산란 함수들은 섀도잉 효과(shadowing effect), 패턴-의존적 최적 포커스 시프트(pattern-dependent best focus shift), 패턴 시프트 및 이들의 조합으로 구성된 그룹으로부터 선택된 효과들을 특징으로 한다.
일 실시예에 따르면, 섀도잉 효과는 비대칭이다.
일 실시예에 따르면, 패턴 시프트는 전반적인 패턴 시프트 및 패턴-의존적 패턴 시프트를 포함한다.
일 실시예에 따르면, 패턴 시프트는 마스크 디포커스에 의해 야기된다.
일 실시예에 따르면, 패턴 시프트는 패터닝 디바이스 상의 상이한 위치들에서의 입사 방사선 필드가 상이한 입사각들을 갖는 것에 의해 야기된다.
일 실시예에 따르면, 1 이상의 산란 함수들은 1 이상의 피처들 사이에서의 이차 산란을 특징으로 한다.
일 실시예에 따르면, 산란 방사선 필드는 극자외 대역에서의 파장을 갖는 방사선을 포함한다.
일 실시예에 따르면, 1 이상의 산란 함수들은 라이브러리(library)에서 컴파일(compile)된다.
일 실시예에 따르면, 라이브러리는 인덱스 정보(index information)를 포함한다.
일 실시예에 따르면, 1 이상의 산란 함수들은 피처 요소들에 대한 복수의 입사각들에서의 입사 방사선 필드들의 산란을 특징으로 한다.
일 실시예에 따르면, 패터닝 디바이스의 산란 함수는 피처 요소들의 1 이상의 산란 함수들의 콘볼루션(convolution)들 또는 곱(product)들을 합산함으로써 계산되고, 1 이상의 필터 함수들은 패터닝 디바이스 상의 피처 요소들의 위치들에 의존한다.
일 실시예에 따르면, 상기 방법은 입사 방사선 필드 및 패터닝 디바이스의 산란 함수로부터의 산란 방사선 필드를 계산하는 단계를 더 포함한다.
일 실시예에 따르면, 상기 방법은 리소그래피 투영 장치에서 노광되는 웨이퍼 상의 레지스트 층에서의 방사선 필드를 계산하는 단계를 더 포함한다.
일 실시예에 따르면, 상기 방법은 레지스트 이미지를 계산하는 단계를 더 포함한다.
일 실시예에 따르면, 상기 방법은 전반적인 패턴 시프트가 본질적으로 0이도록 투영 광학기의 대상물 평면으로서 투영 광학기와 패터닝 디바이스 사이의 리소그래피 투영 장치의 광학 경로 상의 평면을 선택하는 단계를 더 포함한다.
일 실시예에 따르면, 1 이상의 필터 함수들은 리소그래피 투영 장치 내의 소스의 슬릿 위치들의 함수들이다.
또한, 본 명세서에서는, 컴퓨터에 의해 실행되는 경우 앞선 청구항들 중 어느 하나의 방법을 구현하는 명령어들이 기록되어 있는 컴퓨터-판독가능한 매체를 포함하는 컴퓨터 프로그램 제품이 설명된다.
도 1은 리소그래피 시스템의 다양한 서브시스템들의 블록 다이어그램;
도 2는 도 1의 서브시스템들에 대응하는 시뮬레이션 모델들의 블록 다이어그램;
도 3은 리소그래피 투영 장치의 개략적인 다이어그램;
도 4는 도 3의 장치의 더 상세한 도면;
도 5는 도 3 및 도 4의 장치의 소스 컬렉터 모듈(SO)의 더 상세한 도면;
도 6은 노광을 위해 EUV를 이용하는 리소그래피에 적절한 마스크를 나타내는 도면;
도 7a 및 도 7c은 섀도잉 효과를 나타내는 도면;
도 8은 패턴-의존적 최적 포커스 시프트를 나타내는 도면;
도 9는 마스크 디포커스를 나타내는 도면;
도 10은 패턴 시프트를 나타내는 도면;
도 11은 일 실시예에 따른 방법의 흐름도;
도 12는 패터닝 디바이스 상의 피처들을 개략적으로 나타내는 도면;
도 13은 이차 산란을 예시하는 도면;
도 14는 "얇은 마크(thin mark)" 모델과 도 11에 나타낸 방법의 예시적인 비교를 나타내는 도면;
도 15는 예시적인 컴퓨터 시스템의 블록 다이어그램; 및
도 16은 또 다른 리소그래피 투영 장치의 개략적인 다이어그램이다.
본 명세서에서는, IC의 제조에 있어서 특정 사용예에 대하여 언급되지만, 기재내용은 다수의 다른 가능한 적용예들을 갖는다는 것을 명확히 이해하여야 한다. 예를 들어, 이는 집적 광학 시스템, 자기 도메인 메모리용 안내 및 검출 패턴, 액정 디스플레이 패널, 박막 자기 헤드 등의 제조 시에 채택될 수 있다. 당업자라면, 이러한 대안적인 적용예와 관련하여, 본 명세서의 "레티클", "웨이퍼" 또는 "다이"라는 용어의 어떠한 사용도 각각 "마스크", "기판" 및 "타겟부"라는 좀 더 일반적인 용어와 교환가능한 것으로 간주되어야 한다는 것을 이해할 것이다.
본 명세서에서, "방사선" 및 "빔"이라는 용어는 (예를 들어, 365, 248, 193, 157 또는 126 nm의 파장을 갖는) 자외 방사선 및 EUV(예를 들어, 5 내지 20 nm 범위 내의 파장을 갖는 극자외 방사선)를 포함하는 모든 형태의 전자기 방사선을 포괄하는 데 사용된다.
본 명세서에서 사용되는 바와 같은 "최적화하는" 및 "최적화"라는 용어는 리소그래피의 결과들 및/또는 공정들이 기판 상의 디자인 레이아웃들의 더 정확한 투영, 더 큰 공정 윈도우 등과 같은 더 바람직한 특성들을 갖도록 리소그래피 투영 장치를 조정하는 것을 의미한다.
또한, 리소그래피 투영 장치는 2 이상의 기판 테이블(및/또는 2 이상의 패터닝 디바이스 테이블)을 갖는 형태로 구성될 수 있다. 이러한 "다수 스테이지" 디바이스에서는 추가 테이블들이 병행하여 사용될 수 있으며, 또는 1 이상의 테이블이 노광에 사용되고 있는 동안 1 이상의 다른 테이블에서는 준비 작업 단계들이 수행될 수 있다. 트윈 스테이지(twin stage) 리소그래피 투영 장치는, 예를 들어 본 명세서에서 인용참조되는 US 5,969,441에서 설명된다.
앞서 언급된 패터닝 디바이스는 디자인 레이아웃들을 포함하거나 형성할 수 있다. 디자인 레이아웃들은 CAD(computer-aided design) 프로그램들을 사용하여 생성될 수 있으며, 이 프로세스는 흔히 EDA(electronic design automation)라고 칭해진다. 대부분의 CAD 프로그램은 기능적인 디자인 레이아웃/패터닝 디바이스를 생성하기 위해 사전설정된 디자인 규칙들의 세트를 따른다. 이러한 규칙들은 처리 및 디자인 제한들에 의해 설정된다. 예를 들어, 디자인 규칙들은 회로 디바이스들 또는 라인들이 바람직하지 않은 방식으로 서로 상호작용하지 않을 것을 보장하기 위해, (게이트, 캐패시터 등과 같은) 회로 디바이스들 또는 상호연결 라인들 사이의 간격 공차(space tolerance)를 정의한다. 디자인 규칙 제한들은 통상적으로 "임계 치수"(CD)라고도 칭해진다. 회로의 임계 치수는 라인 또는 홀의 최소폭, 또는 두 라인들 또는 두 홀들 간의 최소 간격으로서 정의될 수 있다. 따라서, CD는 디자인된 회로의 전체 크기 및 밀도를 결정한다. 물론, 집적 회로 제작의 목표들 중 하나는 원래 회로 디자인을 (패터닝 디바이스를 통해) 기판 상에 충실하게 재현(reproduce)하는 것이다.
본 명세서에서 채택된 "마스크" 또는 "패터닝 디바이스"라는 용어는 기판의 타겟부에 생성될 패턴에 대응하여 입사하는 방사선 빔에 패터닝된 단면을 부여하는 데 사용될 수 있는 일반적인 패터닝 디바이스를 언급하는 것으로 폭넓게 해석될 수 있다; 또한, "광 밸브(light valve)"라는 용어가 이러한 맥락에서 사용될 수도 있다. 전형적인 마스크[투과형 또는 반사형; 바이너리(binary), 위상-시프트, 하이브리드(hybrid) 등] 이외에, 여타의 이러한 패터닝 디바이스의 예시들로 다음을 포함한다:
- 프로그램가능한 거울 어레이. 이러한 디바이스의 일 예시는 점탄성 제어층 및 반사 표면을 갖는 매트릭스-어드레서블 표면(matrix-addressable surface)이다. 이러한 장치의 기본 원리는, (예를 들어) 반사 표면의 어드레싱된 영역들은 입사 방사선을 회절 방사선(diffracted radiation)으로서 반사시키는 반면, 어드레싱되지 않은 영역들은 입사 방사선을 비회절 방사선으로서 반사시킨다는 것이다. 적절한 필터를 사용하면, 반사된 빔 중에서 상기 비회절 방사선을 필터링하여 회절 방사선만이 남게 할 수 있다; 이러한 방식으로 매트릭스-어드레서블 표면의 어드레싱 패턴에 따라 빔이 패터닝되게 된다. 필요한 매트릭스 어드레싱은 적절한 전자 수단을 이용하여 수행될 수 있다. 이러한 거울 어레이들에 관한 더 많은 정보는, 예를 들어 미국 특허 제 5,296,891호 및 제 5,523,193호로부터 얻을 수 있으며, 이는 본 명세서에서 인용참조된다.
- 프로그램가능한 LCD 어레이. 이러한 구성의 일 예시는 미국 특허 제 5,229,872호에 개시되어 있으며, 이는 본 명세서에서 인용참조된다.
간략한 도입부로서, 도 1는 예시적인 리소그래피 투영 장치(10A)를 나타낸다. 주요 구성요소들은 원자외선 엑시머 레이저 소스 또는 극자외선(EUV) 소스를 포함한 다른 형태의 소스일 수 있는 방사선 소스(12A)(앞서 언급된 바와 같이, 리소그래피 투영 장치 자체가 방사선 소스를 가질 필요는 없음); (시그마로서 표시된) 부분 간섭성(partial coherence)을 정의하고, 상기 소스(12A)로부터의 방사선을 형상화하는 광학기(14A, 16Aa 및 16Ab)를 포함할 수 있는 조명 광학기; 패터닝 디바이스(18A); 및 기판 평면(22A) 상에 패터닝 디바이스 패턴의 이미지를 투영하는 투과 광학기(16Ac)이다. 투영 광학기의 퓨필 평면에서의 조정가능한 필터 또는 어퍼처(aperture: 20A)가 기판 평면(22A) 상에 부딪히는 빔 각도들의 범위를 제한할 수 있으며, 이때 가능한 최대 각도는 투영 광학기의 개구수를 정의한다[NA = sin(Θmax)].
시스템의 최적화 공정에서, 시스템의 성능 지수(figure of merit)가 비용 함수로서 표현될 수 있다. 최적화 공정은 비용 함수를 최소화하는 시스템의 파라미터들(디자인 변수들)의 세트를 발견하는 공정으로 압축된다. 비용 함수는 최적화의 목표에 따라 여하한의 적절한 형태를 가질 수 있다. 예를 들어, 비용 함수는 시스템의 소정 특성들의 의도된 값들(예를 들어, 이상적인 값들)에 대한 이러한 특성들[평가 포인트(evaluation point)들]의 편차들의 가중 RMS(root mean square)일 수 있다; 또한, 비용 함수는 이 편차들의 최대값(즉, 가장 심한 편차)일 수도 있다. 본 명세서에서 "평가 포인트들"이라는 용어는 시스템의 여하한의 특성을 포함하는 것으로 폭넓게 해석되어야 한다. 시스템의 디자인 변수들은 시스템 구현의 실용성(practicality)들로 인해 상호의존적이고, 및/또는 유한한 범위로 한정될 수 있다. 리소그래피 투영 장치의 경우, 제약은 흔히 패터닝 디바이스 제조가능한 디자인 규칙들, 및/또는 조절가능한 범위들과 같은 하드웨어의 물리적 속성들 및 특성들과 관련되며, 평가 포인트들은 기판 상의 레지스트 이미지에 대한 물리적 포인트, 및 도즈 및 포커스와 같은 비-물리적 특성들을 포함할 수 있다.
리소그래피 투영 장치에서, 소스는 조명(즉, 광)을 제공하고; 투영 광학기는 패터닝 디바이스를 통해 기판 상으로 상기 조명을 지향하고 형상화한다. "투영 광학기"라는 용어는, 본 명세서에서 방사선 빔의 파면을 변경할 수 있는 여하한의 광학 구성요소를 포함하는 것으로 폭넓게 정의된다. 예를 들어, 투영 광학기는 구성요소들(14A, 16Aa, 16Ab 및 16Ac) 중 적어도 일부를 포함할 수 있다. 에어리얼 이미지(aerial image: AI)는 기판 레벨에서의 방사선 세기 분포이다. 기판 상의 레지스트 층이 노광되고, 그 안에 잠재적인 "레지스트 이미지"(RI)로서 에어리얼 이미지가 레지스트 층으로 전사된다. 레지스트 이미지(RI)는 레지스트 층에서 레지스트의 가용성의 공간 분포로서 정의될 수 있다. 에어리얼 이미지로부터 레지스트 이미지를 계산하기 위해 레지스트 모델이 사용될 수 있으며, 이 예시는 일반적으로 승인된 미국 특허 출원 일련번호 12/315,849에서 찾아볼 수 있고, 이는 본 명세서에서 그 전문이 인용참조된다. 레지스트 모델은 레지스트 층의 속성들(예를 들어, 노광, PEB 및 현상 시 일어나는 화학 공정들의 효과들)에만 관련된다. 리소그래피 투영 장치의 광학적 속성들(예를 들어, 소스, 패터닝 디바이스 및 투영 광학기의 속성들)은 에어리얼 이미지를 결정한다. 리소그래피 투영 장치에서 사용되는 패터닝 디바이스는 바뀔 수 있기 때문에, 패터닝 디바이스의 광학적 속성들을 적어도 소스 및 투영 광학기를 포함한 리소그래피 투영 장치의 나머지의 광학적 속성들과 분리하여 생각하는 것이 바람직하다.
리소그래피 투영 장치에서 리소그래피를 시뮬레이션하는 예시적인 흐름도가 도 2에 예시된다. 소스 모델(31)이 소스의 광학적 특성들(방사선 세기 분포 및/또는 위상 분포를 포함함)을 나타낸다. 투영 광학기 모델(32)이 투영 광학기의 광학적 특성들(투영 광학기에 의해 야기된 방사선 세기 분포 및/또는 위상 분포에 대한 변화들을 포함함)을 나타낸다. 디자인 레이아웃 모델(35)이 패터닝 디바이스에 의해 형성되는, 또는 패터닝 디바이스 상의 피처들의 일 구성을 나타내는 디자인 레이아웃(33)의 광학적 특성들[주어진 디자인 레이아웃(33)에 의해 야기된 방사선 세기 분포 및/또는 위상 분포에 대한 변화들을 포함함]을 나타낸다. 소스 모델(31), 투영 광학기 모델(32) 및 디자인 레이아웃 모델(35)로부터 에어리얼 이미지(36)가 시뮬레이션될 수 있다. 레지스트 모델(37)을 이용하여 에어리얼 이미지(36)로부터 레지스트 이미지(38)가 시뮬레이션될 수 있다. 리소그래피의 시뮬레이션은, 예를 들어 레지스트 이미지(38) 내의 윤곽들 및 CD들을 예측할 수 있다.
더 명확하게는, 소스 모델(31)은 NA-시그마(σ) 세팅들 및 여하한의 특정 조명 소스 형상(예를 들어, 환형, 쿼드러폴 및 다이폴 등과 같은 오프-액시스 방사선 소스들)을 포함하는 소스의 광학적 특성들을 나타낼 수 있으며, 이에 제한되지는 않는다. 투영 광학기 모델(32)은 수차, 왜곡, 굴절률, 물리적 크기, 물리적 치수 등을 포함하는 투영 광학기의 광학적 특성들을 나타낼 수 있다. 또한, 디자인 레이아웃 모델(35)은, 예를 들어 본 명세서에서 그 전문이 인용참조되는 미국 특허 제 7,587,704호에서 설명되는 바와 같은 물리적 패터닝 디바이스의 물리적 특성들을 나타낼 수 있다. 시뮬레이션의 목적은, 예를 들어 이후 의도된 디자인과 비교될 수 있는 에지 배치들, 에어리얼 이미지 세기 기울기들, 및 CD들을 정확히 예측하는 것이다. 의도된 디자인은 일반적으로 전-OPC 디자인 레이아웃으로서 정의되며, 이는 GDSⅡ 또는 OASIS와 같은 표준화된 디지털 파일 포맷 또는 다른 파일 포맷으로 제공될 수 있다.
이 디자인 레이아웃으로부터, 1 이상의 부분들이 식별될 수 있으며, 이는 "클립(clip)들"로 칭해진다. 일 실시예에서, 클립들의 일 세트가 추출되고, 이는 디자인 레이아웃 내의 복잡한 패턴들을 나타낸다(전형적으로, 약 50 내지 1000 개의 클립들이 사용되지만, 여하한 수의 클립들이 사용될 수 있음). 당업자라면 이해하는 바와 같이, 이 패턴들 또는 클립들은 디자인의 작은 부분들(즉, 회로들, 셀들 또는 패턴들)을 나타내며, 특히 클립들은 특정 주의 및/또는 검증이 요구되는 작은 부분들을 나타낸다. 다시 말하면, 클립들은 디자인 레이아웃의 부분들일 수 있거나, 또는 (고객에 의해 제공된 클립들을 포함하는) 경험에 의해, 시행착오에 의해, 또는 풀-칩 시뮬레이션 운영에 의해 임계 피처들이 식별되는 디자인 레이아웃의 부분들과 유사할 수 있거나, 또는 상기 디자인 레이아웃의 부분들과 유사한 동작을 가질 수 있다. 클립들은 통상적으로 1 이상의 테스트 패턴들 또는 게이지 패턴(gauge pattern)들을 포함한다.
클립들의 더 큰 초기 세트는 특정 이미지 최적화를 필요로 하는 디자인 레이아웃 내의 알려진 임계 피처 영역들에 기초하여 고객에 의해 선험적으로(a priori) 제공될 수 있다. 대안적으로, 또 다른 실시예에서 클립들의 더 큰 초기 세트는 임계 피처 영역들을 식별하는 어떤 종류의 자동화[예를 들어, 머신 비전(machine vision)] 또는 수동 알고리즘을 이용함으로써 전체 디자인 레이아웃으로부터 추출될 수 있다.
도 3은 예시적인 리소그래피 투영 장치를 개략적으로 도시한다. 상기 장치는:
- 방사선 빔(B)을 컨디셔닝(condition)하는 조명 시스템(IL) -이 특정한 경우에, 조명 시스템은 방사선 소스(SO)도 포함함- ;
- 패터닝 디바이스(MA)(예를 들어, 레티클)를 유지하는 패터닝 디바이스 홀더가 제공되고, 아이템(PS)에 대해 패터닝 디바이스를 정확히 위치시키는 제 1 위치설정기에 연결된 제 1 대상물 테이블(예를 들어, 마스크 테이블)(MT);
- 기판(W)(예를 들어, 레지스트-코팅된 웨이퍼)을 유지하는 기판 홀더가 제공되고, 아이템(PS)에 대해 기판을 정확히 위치시키는 제 2 위치설정기에 연결된 제 2 대상물 테이블(기판 테이블)(WT); 및
- 기판(W)의 (예를 들어, 1 이상의 다이를 포함하는) 타겟부(C) 상에 패터닝 디바이스(MA)의 조사된 부분을 이미징하는 투영 시스템("렌즈")(PS)[예를 들어, 굴절, 카톱트릭(catoptric) 또는 카타디옵트릭 광학 시스템]을 포함한다.
본 명세서에 도시된 바와 같이, 상기 장치는 투과형으로 구성된다(즉, 투과 마스크를 가짐). 하지만, 일반적으로 이는 예를 들어 (반사 마스크를 갖는) 반사형으로 구성될 수도 있다. 대안적으로, 상기 장치는 전형적인 마스크 사용의 대안예로서 또 다른 종류의 패터닝 디바이스를 채택할 수 있다; 예시들로는 프로그램가능한 거울 어레이 또는 LCD 매트릭스를 포함한다.
상기 소스(SO)[예를 들어, 수은 램프 또는 엑시머 레이저(excimer laser)]는 방사선 빔을 생성한다. 이 빔은 곧바로 또는, 예를 들어 빔 익스팬더(beam expander: Ex)와 같은 컨디셔닝 수단(conditioning means)을 가로지른 후 조명 시스템(일루미네이터)(IL)으로 공급된다. 상기 일루미네이터(IL)는 상기 빔 내의 세기 분포의 외반경 및/또는 내반경 크기(통상적으로, 각각 외측-σ 및 내측-σ라 함)를 설정하는 조정 수단(AD)을 포함할 수 있다. 또한, 이는 일반적으로 인티그레이터(IN) 및 콘덴서(CO)와 같은 다양한 다른 구성요소들을 포함할 것이다. 이러한 방식으로, 패터닝 디바이스(MA)에 입사하는 빔(B)은 그 단면에 원하는 균일성(uniformity) 및 세기 분포를 갖는다.
도 3과 관련하여, 상기 소스(SO)는 [흔히 상기 소스(SO)가, 예를 들어 수은 램프인 경우와 같이] 리소그래피 투영 장치의 하우징 내에 있을 수 있지만, 그것은 리소그래피 투영 장치로부터 멀리 떨어져 있을 수도 있으며, 그것이 생성한 방사선 빔은 (예를 들어, 적절한 지향 거울의 도움으로) 장치 내부로 들어올 수 있다는 것을 유의하여야 한다; 이 후자의 시나리오는 흔히 상기 소스(SO)가 [예를 들어, KrF, ArF 또는 F2 레이징(lasing)에 기초한] 엑시머 레이저인 경우이다.
이후, 상기 빔(PB)은 패터닝 디바이스 테이블(MT) 상에 유지되어 있는 패터닝 디바이스(MA)를 통과(intercept)한다. 패터닝 디바이스(MA)를 가로질렀으면, 상기 빔(B)은 렌즈(PL)를 통과하며, 이는 기판(W)의 타겟부(C) 상에 상기 빔(B)을 포커스한다. 제 2 위치설정 수단[및 간섭계 측정 수단(IF)]의 도움으로, 기판 테이블(WT)은 예를 들어 상기 빔(PB)의 경로 내에 상이한 타겟부(C)를 위치시키도록 정확하게 이동될 수 있다. 이와 유사하게, 제 1 위치설정 수단은 예를 들어 패터닝 디바이스 라이브러리로부터의 패터닝 디바이스(MA)의 기계적인 회수 후에 또는 스캔하는 동안, 상기 빔(B)의 경로에 대해 패터닝 디바이스(MA)를 정확히 위치시키는 데 사용될 수 있다. 일반적으로, 대상물 테이블들(MT, WT)의 이동은, 장-행정 모듈(long-stroke module)(개략 위치설정) 및 단-행정 모듈(short-stroke module)(미세 위치설정)의 도움으로 실현될 것이며, 이는 도 3에 명확히 도시되지는 않는다. 하지만, [스텝-앤드-스캔 툴(step-and-scan tool)과는 대조적으로] 웨이퍼 스테퍼의 경우, 패터닝 디바이스 테이블(MT)은 단지 단-행정 액추에이터에만 연결되거나 고정될 수 있다.
도시된 툴은 두 가지 상이한 모드로 사용될 수 있다:
- 스텝 모드에서, 패터닝 디바이스 테이블(MT)은 기본적으로 정지 상태로 유지되며, 전체 패터닝 디바이스 이미지가 한번에 [즉, 단일 "플래시(flash)"로] 타겟부(C) 상으로 투영된다. 그 후, 상이한 타겟부(C)가 상기 빔(PB)에 의해 조사될 수 있도록 기판 테이블(WT)이 x 및/또는 y 방향으로 시프트된다;
- 스캔 모드에서는, 주어진 타겟부(C)가 단일 "플래시"로 노광되지 않는 것을 제외하고는 기본적으로 동일한 시나리오가 적용된다. 그 대신에, 패터닝 디바이스 테이블(MT)은 v의 속도로 주어진 방향(소위 "스캔 방향", 예를 들어 y 방향)으로 이동가능하여, 투영 빔(B)이 패터닝 디바이스 이미지 전체에 걸쳐 스캐닝하도록 유도된다; 동시발생적으로, 기판 테이블(WT)은 속도 V = Mv로 동일한 방향 또는 그 반대 방향으로 동시에 이동되며, 여기서 M은 렌즈(PL)의 배율(통상적으로, M = 1/4 또는 1/5)이다. 이러한 방식으로, 분해능을 떨어뜨리지 않고도 비교적 넓은 타겟부(C)가 노광될 수 있다.
도 4는 또 다른 예시적인 리소그래피 투영 장치(1000)를 개략적으로 도시한다. 이 예시적인 리소그래피 투영 장치에서 사용되는 광은 EUV일 수 있다.
리소그래피 투영 장치(1000)는:
- 소스 컬렉터 모듈(SO);
- 방사선 빔(B)(예를 들어, EUV 방사선)을 컨디셔닝하도록 구성된 조명 시스템(일루미네이터)(IL);
- 패터닝 디바이스(예를 들어, 마스크 또는 레티클)(MA)를 지지하도록 구성되고, 패터닝 디바이스를 정확히 위치시키도록 구성된 제 1 위치설정기(PM)에 연결된 지지 구조체(예를 들어, 마스크 테이블)(MT);
- 기판(예를 들어, 레지스트-코팅된 웨이퍼)(W)을 유지하도록 구성되고, 기판을 정확히 위치시키도록 구성된 제 2 위치설정기(PW)에 연결된 기판 테이블(예를 들어, 웨이퍼 테이블)(WT); 및
- 기판(W)의 (예를 들어, 1 이상의 다이를 포함하는) 타겟부(C) 상으로 패터닝 디바이스(MA)에 의해 방사선 빔(B)에 부여된 패턴을 투영하도록 구성된 투영 시스템(예를 들어, 반사 투영 시스템)(PS)을 포함한다.
본 명세서에 도시된 바와 같이, 상기 장치(1000)는 (예를 들어, 반사 마스크를 채택하는) 반사형으로 구성된다. 대부분의 재료들이 EUV 파장 범위 내에서 흡수성이기 때문에, 마스크는 예를 들어 몰리브덴 및 실리콘의 다수-스택을 포함한 다층 반사기들을 가질 수 있다는 것을 유의하여야 한다. 일 예시에서, 다수-스택 반사기는 40 층의 몰리브덴 및 실리콘 쌍들을 갖고, 이때 각 층의 두께는 1/4 파장(quarter wavelength)이다. 훨씬 더 작은 파장들이 X-선 리소그래피로 생성될 수 있다. 대부분의 재료가 EUV 및 x-선 파장에서 흡수성이기 때문에, 패터닝 디바이스 토포그래피 상의 패터닝된 흡수성 재료의 박편(예를 들어, 다층 반사기 최상부 상의 TaN 흡수재)이 프린트되거나(포지티브 레지스트) 프린트되지 않을(네거티브 레지스트) 피처들의 위치를 정의한다.
도 4를 참조하면, 일루미네이터(IL)는 소스 컬렉터 모듈(SO)로부터 극자외 방사선 빔을 수용한다. EUV 방사선을 생성하는 방법들은 EUV 범위 내의 1 이상의 방출선을 갖는 적어도 1 이상의 원소, 예를 들어 크세논, 리튬 또는 주석을 갖는 재료를 플라즈마 상태로 전환하는 단계를 포함하며, 반드시 이에 제한되는 것은 아니다. 흔히 레이저 생성 플라즈마("LPP")라고 칭하는 이러한 한 방법에서, 플라즈마는 선-방출 원소를 갖는 재료의 액적(droplet), 스트림 또는 클러스터와 같은 연료를 레이저 빔으로 조사함으로써 생성될 수 있다. 소스 컬렉터 모듈(SO)은 연료를 여기시키는 레이저 빔을 제공하는 레이저(도 4에 나타내지 않음)를 포함한 EUV 방사선 시스템의 일부분일 수 있다. 결과적인 플라즈마는 출력 방사선, 예를 들어 EUV 방사선을 방출하며, 이는 소스 컬렉터 모듈에 배치된 방사선 컬렉터를 이용하여 수집된다. 예를 들어, CO2 레이저가 연료 여기를 위한 레이저 빔을 제공하는 데 사용되는 경우, 상기 레이저 및 소스 컬렉터 모듈은 별도의 개체일 수 있다.
이러한 경우, 상기 레이저는 리소그래피 장치의 일부분을 형성하는 것으로 간주되지 않으며, 상기 방사선 빔은 예를 들어 적절한 지향 거울 및/또는 빔 익스팬더를 포함하는 빔 전달 시스템의 도움으로, 레이저로부터 소스 컬렉터 모듈로 통과된다. 다른 경우, 예를 들어 상기 소스가 흔히 DPP 소스라고 칭하는 방전 생성 플라즈마 EUV 발생기인 경우, 상기 소스는 소스 컬렉터 모듈의 통합부일 수 있다.
일루미네이터(IL)는 방사선 빔의 각도 세기 분포를 조정하는 조정기를 포함할 수 있다. 일반적으로, 일루미네이터의 퓨필 평면 내의 세기 분포의 적어도 외반경 및/또는 내반경 크기(통상적으로, 각각 외측-σ 및 내측-σ라 함)가 조정될 수 있다. 또한, 일루미네이터(IL)는 패싯 필드(facetted field) 및 퓨필 거울 디바이스들과 같이, 다양한 다른 구성요소들을 포함할 수도 있다. 일루미네이터는 방사선 빔의 단면에 원하는 균일성 및 세기 분포를 갖기 위해, 방사선 빔을 컨디셔닝하는 데 사용될 수 있다.
방사선 빔(B)은 지지 구조체(예를 들어, 마스크 테이블)(MT) 상에 유지되어 있는 패터닝 디바이스(예를 들어, 마스크)(MA) 상에 입사되며, 패터닝 디바이스에 의해 패터닝된다. 상기 패터닝 디바이스(예를 들어, 마스크)(MA)로부터 반사된 후, 상기 방사선 빔(B)은 투영 시스템(PS)을 통과하며, 이는 기판(W)의 타겟부(C) 상으로 상기 빔을 포커스한다. 제 2 위치설정기(PW) 및 위치 센서(PS2)(예를 들어, 간섭계 디바이스, 리니어 인코더, 또는 용량성 센서)의 도움으로, 기판 테이블(WT)은 예를 들어 방사선 빔(B)의 경로 내에 상이한 타겟부(C)들을 위치시키도록 정확하게 이동될 수 있다. 이와 유사하게, 제 1 위치설정기(PM) 및 또 다른 위치 센서(PS1)는 방사선 빔(B)의 경로에 대해 패터닝 디바이스(예를 들어, 마스크)(MA)를 정확히 위치시키는 데 사용될 수 있다. 패터닝 디바이스(예를 들어, 마스크)(MA) 및 기판(W)은 패터닝 디바이스 정렬 마크들(M1, M2) 및 기판 정렬 마크들(P1, P2)을 이용하여 정렬될 수 있다.
도시된 장치는 다음 모드들 중 적어도 1 이상에서 사용될 수 있다:
1. 스텝 모드에서, 지지 구조체(예를 들어, 마스크 테이블)(MT) 및 기판 테이블(WT)은 기본적으로 정지 상태로 유지되는 한편, 방사선 빔에 부여되는 전체 패턴은 한번에 타겟부(C) 상에 투영된다[즉, 단일 정적 노광(single static exposure)]. 그 후, 기판 테이블(WT)은 상이한 타겟부(C)가 노광될 수 있도록 X 및/또는 Y 방향으로 시프트된다.
2. 스캔 모드에서, 지지 구조체(예를 들어, 마스크 테이블)(MT) 및 기판 테이블(WT)은 방사선 빔에 부여된 패턴이 타겟부(C) 상에 투영되는 동안에 동기적으로 스캐닝된다[즉, 단일 동적 노광(single dynamic exposure)]. 지지 구조체(예를 들어, 마스크 테이블)(MT)에 대한 기판 테이블(WT)의 속도 및 방향은 투영 시스템(PS)의 확대(축소) 및 이미지 반전 특성에 의하여 결정될 수 있다.
3. 또 다른 모드에서, 지지 구조체(예를 들어, 마스크 테이블)(MT)는 프로그램가능한 패터닝 디바이스를 유지하여 기본적으로 정지된 상태로 유지되며, 방사선 빔에 부여된 패턴이 타겟부(C) 상에 투영되는 동안 기판 테이블(WT)이 이동되거나 스캐닝된다. 이 모드에서는, 일반적으로 펄스화된 방사선 소스(pulsed radiation source)가 채택되며, 프로그램가능한 패터닝 디바이스는 기판 테이블(WT)의 매 이동 후, 또는 스캔 중에 계속되는 방사선 펄스 사이사이에 필요에 따라 업데이트된다. 이 작동 모드는 앞서 언급된 바와 같은 타입의 프로그램가능한 거울 어레이와 같은 프로그램가능한 패터닝 디바이스를 이용하는 마스크없는 리소그래피(maskless lithography)에 용이하게 적용될 수 있다.
도 4는 소스 컬렉터 모듈(SO), 조명 시스템(IL), 및 투영 시스템(PS)을 포함하여 상기 장치(1000)를 더 상세히 나타낸다. 소스 컬렉터 모듈(SO)은 소스 컬렉터 모듈(SO)의 포위 구조체(enclosing structure: 220) 내에 진공 환경이 유지될 수 있도록 구성되고 배치된다. EUV 방사선 방출 플라즈마(210)가 방전 생성 플라즈마 소스에 의해 형성될 수 있다. EUV 방사선은 전자기 스펙트럼의 EUV 범위 내의 방사선을 방출하도록 초고온 플라즈마(very hot plasma: 210)가 생성되는 가스 또는 증기, 예를 들어 Xe 가스, Li 증기 또는 Sn 증기에 의해 생성될 수 있다. 초고온 플라즈마(210)는, 예를 들어 적어도 부분적으로 이온화된 플라즈마를 야기하는 전기적 방전에 의해 생성된다. 방사선의 효율적인 발생을 위해, Xe, Li, Sn 증기 또는 여하한의 다른 적절한 가스 또는 증기의, 예를 들어 10 Pa의 분압(partial pressure)이 필요할 수 있다. 일 실시예에서, EUV 방사선을 생성하기 위해 여기된 주석(Sn)의 플라즈마가 제공된다.
초고온 플라즈마(210)에 의해 방출된 방사선은, 소스 챔버(source chamber: 211)의 개구부(opening) 내에 또는 그 뒤에 위치되는 선택적인 가스 방벽 또는 오염물 트랩(contaminant trap: 230)(몇몇 경우에는, 오염물 방벽 또는 포일 트랩이라고도 함)을 통해, 소스 챔버(211)로부터 컬렉터 챔버(collector chamber: 212) 내로 통과된다. 오염물 트랩(230)은 채널 구조체를 포함할 수 있다. 또한, 오염물 트랩(230)은 가스 방벽, 또는 가스 방벽과 채널 구조체의 조합을 포함할 수 있다. 본 명세서에서 나타내는 오염물 트랩 또는 오염물 방벽(230)은 적어도 당업계에 알려져 있는 바와 같은 채널 구조체를 포함한다.
컬렉터 챔버(212)는 소위 스침 입사 컬렉터(grazing incidence collector)일 수 있는 방사선 컬렉터(CO)를 포함할 수 있다. 방사선 컬렉터(CO)는 방사선 컬렉터 상류측(upstream radiation collector side: 251) 및 방사선 컬렉터 하류측(downstream radiation collector side: 252)을 갖는다. 컬렉터(CO)를 가로지르는 방사선은 격자 스펙트럼 필터(grating spectral filter: 240)로부터 반사되어, 점선 'O'로 나타낸 광학 축선을 따라 가상 소스점(virtual source point: IF)에 포커스된다. 가상 소스점(IF)은 통상적으로 중간 포커스라고 칭해지며, 소스 컬렉터 모듈은 중간 포커스(IF)가 포위 구조체(220)에서의 개구부(221)에, 또는 그 부근에 위치되도록 배치된다. 가상 소스점(IF)은 방사선 방출 플라즈마(210)의 이미지이다.
후속하여, 방사선은 조명 시스템(IL)을 가로지르며, 이는 패터닝 디바이스(MA)에서의 방사선 세기의 원하는 균일성뿐 아니라, 패터닝 디바이스(MA)에서의 방사선 빔(21)의 원하는 각도 분포를 제공하도록 배치된 패싯 필드 거울 디바이스(22) 및 패싯 퓨필 거울 디바이스(24)를 포함할 수 있다. 지지 구조체(MT)에 의해 유지되어 있는 패터닝 디바이스(MA)에서의 방사선 빔(21)의 반사 시, 패터닝된 빔(26)이 형성되고, 패터닝된 빔(26)은 투영 시스템(PS)에 의하여 반사 요소들(28, 30)을 통해 기판 테이블(WT)에 의해 유지되어 있는 기판(W) 상에 이미징된다.
일반적으로, 나타낸 것보다 더 많은 요소들이 조명 광학기 유닛(IL) 및 투영 시스템(PS) 내에 존재할 수 있다. 격자 스펙트럼 필터(240)는 리소그래피 장치의 타입에 따라 선택적으로 존재할 수 있다. 또한, 도면들에 나타낸 것보다 더 많은 거울들이 존재할 수 있으며, 예를 들어 도 4에 나타낸 것보다 1 내지 6 개의 추가 반사 요소들이 투영 시스템(PS) 내에 존재할 수 있다.
도 4에 예시된 바와 같은 컬렉터 광학기(CO)가 단지 컬렉터(또는 컬렉터 거울)의 일 예시로서, 스침 입사 반사기들(253, 254 및 255)을 갖는 네스티드 컬렉터(nested collector)로서 도시된다. 스침 입사 반사기들(253, 254 및 255)은 광학 축선(O) 주위에 축대칭으로 배치되고, 이 타입의 컬렉터 광학기(CO)는 바람직하게는 흔히 DPP 소스라고 하는 방전 생성 플라즈마 소스와 조합하여 사용된다.
대안적으로, 소스 컬렉터 모듈(SO)은 도 5에 나타낸 바와 같은 LPP 방사선 시스템의 일부분일 수 있다. 레이저(LA)가 크세논(Xe), 주석(Sn) 또는 리튬(Li)과 같은 연료에 레이저 에너지를 축적(deposit)하도록 배치되어, 수십 eV의 전자 온도를 갖는 고이온화 플라즈마(highly ionized plasma: 210)를 생성한다. 이 이온들의 탈-여기(de-excitation) 및 재조합 동안 발생되는 강렬한 방사선(energetic radiation)은 플라즈마로부터 방출되어, 근수직 입사 컬렉터 광학기(near normal incidence collector optic: CO)에 의해 수집되고, 포위 구조체(220)의 개구부(221) 상에 포커스된다.
도 3 내지 도 5에 나타낸 것과 같은, 노광을 위해 EUV를 이용하는 리소그래피 투영 장치에서 사용되는 패터닝 디바이스는 소스로부터의 광이 패터닝 디바이스의 표면에 대해 경사지도록 배치될 수 있다. 예를 들어, 방사선 필드(21)는 도 4의 패터닝 디바이스(MA)의 표면에 대해 경사각(oblique angle)으로 입사된다. 반면에, 노광을 위해 DUV를 이용하는 리소그래피 투영 장치에서는, 소스로부터의 광이 일반적으로 패터닝 디바이스의 표면에 수직이다.
패터닝 디바이스는 3-차원 피처들을 포함할 수 있다. 예를 들어, 도 6에 나타낸 바와 같이, 노광을 위해 EUV를 이용하는 리소그래피에 적절한 마스크는 반사 층(610) 및 반사 층(610) 상의 패턴들(620)을 포함할 수 있다. 반사 층(610)은 다-층 거울일 수 있다. 본 명세서에서 사용되는 바와 같이, 패터닝 디바이스 상의 "패턴들"이라는 용어는 패터닝 디바이스 상의 "피처들"이라는 용어와 동의어이다. 패턴들(620)은 본질적으로 소스로부터의 모든 입사 EUV 방사선 필드를 흡수하는 재료일 수 있으며, 패턴들(620)은 3-차원, 즉 적어도 입사 방사선의 파장과 비슷한 높이만큼 반사 층(610)으로부터 돌출한 3-차원이다. 반사 층(610)과 부딪히는 입사 방사선 필드(630)는 산란 방사선 필드(640)로서 투영 광학기로 산란되는 한편, 패턴들(620)과 부딪히는 입사 방사선 필드(650)는 흡수되고 투영 광학기로 산란되지 않는다.
경사 입사 방사선 필드 및 3-차원 피처들은, 단독으로 또는 조합하여, 리소그래피 투영 공정에서 다양한 효과들을 야기할 수 있다. "경사진" 입사 방사선 필드는 입사 방사선 필드의 주 광선이 패터닝 디바이스의 기부(substrate)에 수직이 아님을 의미할 수 있다.
이러한 첫번째 효과는 섀도잉 효과이다. 도 7a에 개략적으로 예시된 바와 같이, 입사 방사선 필드들(730 및 731)은 패터닝 디바이스의 반사 층(710)과 부딪히고, 투영 광학기를 향해 산란 방사선 필드들(740 및 741)로서 산란된다. 방사선 필드들(730, 731, 740 및 741)은 패턴(720)과 부딪히지 않는다. 패턴(720)이 3-차원 피처이기 때문에, 방사선 필드들(730 및 731) 사이의 여하한의 입사 빔들은 패턴(720)에 의해 차단될 것이다. 입사 방사선 필드들이 경사지고 패턴(720)은 3-차원이므로, 투영 광학기의 관점으로부터 산란 방사선 필드들이 패턴(720)의 풋프린트(footprint)보다 더 광범위한 음영 영역(750)에서 발생하지 않을 것이다. 도 7b는 패턴(720) 및 음영 영역(750)의 평면도를 나타낸다. 음영 영역(750)은 패턴(720)에 대해 비대칭일 수 있는데, 이는 입사 빔들이 패터닝 디바이스의 수직 방향에 대해 비대칭이기 때문이다. 도 7c는 섀도잉 효과의 사시도이다. 입사 방사선 필드들(770)은 바(bar)-형 3-차원 패턴 720A에 일반적으로 수직이고, 패턴(720A)의 길이 방향을 따라 음영 영역(750A)을 남긴다. 입사 방사선 필드들(770)은 또 다른 바-형 3-차원 패턴 720B에 일반적으로 평행이고, 패턴(720B)의 폭 방향을 따라 음영 영역(750B)을 남긴다.
이러한 두번째 효과는 패턴-의존적 최적 포커스 시프트이다. 패턴-의존적 최적 포커스 시프트는 패터닝 디바이스 상의 3-차원 패턴들로부터 반사된 빔들에서의 패턴-의존적 위상 왜곡(pattern-dependent phase distortion)에 의해 야기될 수 있다. 즉, 상이한 3-차원 패턴들로부터 반사된 빔들이 상이한 위상들을 가질 수 있고, 반사된 빔들 사이의 간섭이 반사된 빔들을 왜곡시킬 수 있다. 도 8에 나타낸 바와 같이, 수직축(810)은 콘트라스트(contrast)이고, 수평축(820)은 포커스이다. 패터닝 디바이스 상의 두 피처들은 그 이미지들의 콘트라스트와 포커스 사이에 상이한 관계들(830 및 840)을 갖는다. 이 피처들에 대한 최적 포커스들(즉, 최고 콘트라스트를 산출하는 포커스)(850 및 860)은 상이하다.
이러한 세번째 효과는 패턴 시프트이다. 패턴 시프트는 전반적인 패턴 시프트(모든 패턴들이 본질적으로 동일한 양만큼 시프트됨) 및 패턴-의존적 패턴 시프트(모든 패턴들이 동일한 양만큼 시프트되지는 않음)를 포함할 수 있다. 패턴 시프트의 한가지 원인은, 투영 광학기의 대상물 평면이 도 2에 나타낸 방법의 리소그래피 시뮬레이션에서 선택된 근접-필드 샘플 평면(near-field sample plane)과 상이할 수 있다는 것이다. 도 9는 이 원인으로부터의 패턴 시프트를 예시한다. 근접-필드 샘플 평면(940)은 일반적으로 패터닝 디바이스 상의 패턴들(920)의 최상면에 가깝도록 선택된다. 대상물 평면(930)과 근접-필드 샘플 평면(940) 간의 거리는 "마스크 디포커스"로 언급될 수 있다. 950이 근접-필드 샘플 평면(940) 상의 패턴들(920)의 반사된 필드이다. 910이 패터닝 디바이스의 반사 층이다. 마스크 디포커스에 의해 야기되는 패턴 시프트는, 패터닝 디바이스 상의 조명이 대칭인 경우에 DUV를 이용하는 리소그래피 투영 장치에서 사소할 수 있다. 마스크 디포커스에 의해 야기되는 패턴 시프트는 EUV를 이용하는 리소그래피 투영 장치에서는 사소하지 않을 수 있는데, 이는 패터닝 디바이스가 반사형이고 입사 빔들이 경사지며, 이는 패터닝 디바이스 상에 비대칭 조명을 초래하기 때문이다. 마스크 디포커스에 의해 야기되는 패턴 시프트는 일반적으로 패터닝 디바이스 상의 패턴들의 위치들로부터 독립적이다.
패턴 시프트의 또 다른 원인은, 패터닝 디바이스 상의 상이한 위치들에서의 입사 방사선 필드가 (예를 들어, 도 4에 나타낸 장치의 스텝 모드에서) 상이한 입사각들을 갖는다는 것이다. 도 10은 상이한 입사각들의 입사 빔들이 동일한 패턴(1020)의 상이한 위치들에서의 이미지들(1050 및 1060)을 생성하는 것을 개략적으로 예시한다.
이 효과들은 도 2에 나타낸 것과 같은 방법들에 의해 리소그래피의 시뮬레이션에 포함될 수 있다. 하지만, 이 효과들을 (예를 들어, 맥스웰 방정식을 이용하여) 분석적으로, 또는 [FDTD 및 RCWA(Rigorous Coupled Wave Analysis)와 같은 방법들을 이용하여] 수치적으로 계산하는 것은 너무 연산 비용이 많이 들어서 실용적이지 않을 수 있다. 일 실시예에 따르면, 실질적으로 완전한 회로 디자인 또는 완전한 마스크에 적용될 수 있는 더 적은 연산 비용의 방법이 도 11의 흐름도에서 예시된다. 이 효과들은 피처 요소들의 산란 함수들에서 특징지어질 수 있다. 패터닝 디바이스 상의 피처들(1120)의 산란 함수가 에지들, 코너들 및 표면들과 같은 피처 요소들의 산란 함수들의 라이브러리(1110)를 이용하여 추산될 수 있으며, 피처 요소들의 산란 함수들은 예를 들어 맥스웰 방정식을 푸는 엄격한 솔버에 의해 미리 엄격하게 계산되고 라이브러리로 컴파일된다. 본 명세서에서 사용되는 바와 같은 "라이브러리"라는 단어는 그 안에서 탐색을 용이하게 하기 위한 여하한의 인덱스가 있거나 없는 복수 또는 일 세트를 의미한다. 대안적으로, 에지들, 코너들 및 표면들과 같은 피처 요소들의 산란 함수들은 피처들의 산란 함수의 추산 동안 먼저 요구되는 경우에 엄격하게 계산될 수 있다. 본 명세서에서 사용되는 바와 같은 대상물의 "산란 함수"라는 용어는 대상물에 의한 입사 방사선 필드의 산란, 즉 대상물 상의 입사 방사선 필드와 대상물에 의해 산란된 방사선 필드("산란 방사선 필드"라 함) 간의 관계를 특징으로 하는 함수를 의미한다. 주어진 입사 방사선 필드로, 대상물의 산란 함수를 이용하여 대상물의 산란 방사선 필드가 계산될 수 있다. 피처들(1120)은 피처 요소들의 구성요소들로 분해될 수 있고, 패터닝 디바이스의 산란 함수(1130)는 피처 요소들의 구성요소들의 산란 함수들로부터 유도될 수 있으며, 이들은 라이브러리(1110)로부터 알려져 있거나 필요에 따라 계산된다. (소스의 퓨필 평면에서의 전기장, 자기장 또는 전자기장에 의해 특징지어질 수 있는) 입사 방사선 필드(즉, 소스로부터의 광)에 피처들(1120)의 산란 함수(1130)를 적용하는 것이 산란 방사선 필드(1140)를 생성한다. 선택적으로, 패터닝 디바이스와 투영 광학기 사이의 리소그래피 투영 장치의 광학 경로 상의 평면(1170)이, 전반적인 패턴 시프트가 본질적으로 0이도록 투영 광학기의 대상물 평면으로서 선택된다. 웨이퍼 상의 레지스트 층에서의 방사선 필드(1150)가 방사선 필드 1140으로부터 계산될 수 있다. 선택적으로, 방사선 필드 1150으로부터 레지스트 이미지(1180)가 유도될 수 있다. 도 11의 방법은 패터닝 디바이스가 3-차원 피처들을 포함하는 경우에 적용가능하다. 하지만, 도 11의 방법은 패터닝 디바이스가 2-차원 피처들만을 포함하는 경우에도 적용가능하다.
도 12에 예시된 바와 같이, 패터닝 디바이스의 1210 및 1220과 같은 피처들은 표면들(1230), 에지들(1250), 코너들(1240), 근접 에지들(1260) 및 근접 코너들(1270)과 같은 피처 요소들로부터 입사 방사선을 산란시킬 수 있다. "근접 에지들"(1260)은 1 이상의 피처들의 2 개의 에지들을 포함한 피처 요소이다. "근접 코너들"(1270)은 1 이상의 피처들의 2 개의 코너들을 포함한 피처 요소이다. 본 명세서에서 사용되는 바와 같은 "산란한다" 또는 "산란하는"이라는 용어는 입사 방사선에 대한 효과들의 조합을 의미하며, 이는 반사, 회절, 흡수 및 굴절을 포함할 수 있다. 산란 방사선이 입사 방사선과 간섭하고, 투영 광학기의 대상물 평면에서의 방사선의 공간 세기 분포를 변화시킬 수 있으며, 이는 차례로 웨이퍼 상에 형성되는 레지스트 이미지를 변화시킨다.
근접 에지들(1260) 및 근접 코너들(1270)과 같은 피처 요소들의 이차 산란이 시뮬레이션에서 계산될 수 있다. 예를 들어, 도 13에 나타낸 바와 같이, 2 개의 피처들(1310 및 1320)이 키가 크고(tall)[즉, 높이(1330) >> 입사 방사선(1350)의 파장], 피처들(1310 및 1320) 간의 거리(1340)가 높이(1330)와 비슷한 경우, 이차 산란은 사소하지 않을 수 있다. 일차 산란(1360)은 피처 1310에 의한 입사 방사선(1350)의 산란이며; 이차 산란(1370)은 피처 1320에 의한 일차 산란(1360)의 산란이다. 예를 들어, 피처 요소들의 이차 산란은 2 개의 에지들이 피처들의 높이의 3 배보다 가까운 경우에 계산될 수 있다.
일 실시예에서, 복수의 입사각들에서의 피처 요소들의 산란 함수들이 예를 들어 맥스웰 방정식을 푸는 적절한 방법에 의해 엄격하게 계산되고, 라이브러리로 컴파일될 수 있으며, 또는 피처들의 산란 함수의 추산 동안 이들이 먼저 요구되는 경우에 엄격하게 계산될 수 있다.
일 실시예에서, 복수의 입사각들은 소스의 퓨필 상의 복수의 위치들로부터의 주 광선 각도들을 포함한다. 일 실시예에서, 소스의 퓨필 상의 복수의 위치들로부터의 주 광선들은 비간섭성(incoherent)이다.
일 실시예에서, 피처들(1120)의 산란 함수(1130)[역공간(reciprocal space)에서
Figure 112015091689294-pct00001
또는 실제 공간에서
Figure 112015091689294-pct00002
]는 피처 요소들의 구성요소들의 산란 함수들로부터 유도될 수 있으며, 이는 라이브러리(1110)로부터 알려져 있거나, 필요에 따라 다음과 같이 계산된다:
각각
Figure 112015091689294-pct00003
이거나
Figure 112015091689294-pct00004
이며, 이때
Figure 112015091689294-pct00005
는 피처 요소들의 필터 함수이고, 이는 피처 요소들의 기하학적 특성을 특징으로 하며;
Figure 112015091689294-pct00006
는
Figure 112015091689294-pct00007
의 푸리에 변환이다.
Figure 112015091689294-pct00008
는 피처 요소들의 산란 함수들이고;
Figure 112015091689294-pct00009
는
Figure 112015091689294-pct00010
의 푸리에 변환이며;
Figure 112015091689294-pct00011
는 콘볼루션을 나타낸다.
Figure 112015091689294-pct00012
및
Figure 112015091689294-pct00013
는 패터닝 디바이스 상의 피처 요소들의 위치들의 함수일 수 있다. 일 실시예에서,
Figure 112015091689294-pct00014
및
Figure 112015091689294-pct00015
는 리소그래피 투영 장치 내의 소스의 슬릿 위치들의 함수들일 수 있다.
도 14는 "얇은 마크" 모델(즉, 패턴들의 3-차원성의 효과가 고려되지 않음)과 도 11에 나타낸 방법의 예시적인 비교를 나타낸다. 수평축은 포커스이다. 수직축은 FDTD와 같은 엄격한 방법에 의해 계산된 CD로부터의 시뮬레이션된 CD의 편차이다. 이 비교에서 사용된 패터닝 디바이스는 다크 필드(dark field) 패터닝 디바이스이고, 수평 바(horizontal bar)들을 포함한다. 다이폴 조명 하에서, NA = 0.33이다. 얇은 마크 모델은 도 11의 방법이 생성하는 편차(1420)보다 훨씬 더 큰 편차(1410)를 생성한다.
도 15는 본 명세서에 개시된 패턴 선택 방법을 채택 및/또는 구현하는 데 도움이 될 수 있는 컴퓨터 시스템(100)을 나타내는 예시적인 블록 다이어그램이다. 컴퓨터 시스템(100)은 정보를 전달하는 버스(102) 또는 다른 통신 기구, 및 정보를 처리하는 버스(102)와 커플링된 1 이상의 프로세서(들)[104 (및 105)]를 포함한다. 또한, 컴퓨터 시스템(100)은 프로세서(104)에 의해 실행될 정보 및 명령어들을 저장하는 RAM(random access memory) 또는 다른 동적 저장 디바이스와 같은, 버스(102)에 커플링된 주 메모리(106)를 포함한다. 또한, 주 메모리(106)는 프로세서(104)에 의해 실행될 명령어들의 실행 시 임시 변수(temporary variable)들 또는 다른 매개 정보(intermediate information)를 저장하는 데 사용될 수도 있다. 또한, 컴퓨터 시스템(100)은 프로세서(104)에 대한 정적 정보 및 명령어들을 저장하는, 버스(102)에 커플링된 ROM(read only memory: 108) 또는 다른 정적 저장 디바이스를 포함한다. 정보 및 명령어들을 저장하는 자기 디스크 또는 광학 디스크와 같은 저장 디바이스(110)가 제공되며 버스(102)에 커플링된다.
컴퓨터 시스템(100)은 버스(102)를 통해, 컴퓨터 사용자에게 정보를 보여주는 CRT(cathode ray tube) 또는 평판(flat panel) 또는 터치 패널 디스플레이(touch panel display)와 같은 디스플레이(112)에 커플링될 수 있다. 영숫자 및 다른 키들을 포함한 입력 디바이스(114)는 정보 및 명령 선택(command selection)들을 프로세서(104)로 전달하기 위해 버스(102)에 커플링된다. 또 다른 형태의 사용자 입력 디바이스는 방향 정보 및 명령 선택들을 프로세서(104)로 전달하고, 디스플레이(112) 상의 커서의 움직임을 제어하는 마우스, 트랙볼(trackball) 또는 커서 방향키와 같은 커서 제어부(cursor control: 116)이다. 이 입력 디바이스는, 통상적으로 디바이스로 하여금 평면에서의 위치들을 명시하게 하는 2 개의 축선인 제 1 축선(예를 들어, x) 및 제 2 축선(예를 들어, y)에서 2 자유도를 갖는다. 또한, 입력 디바이스로서 터치 패널(스크린) 디스플레이가 사용될 수도 있다.
일 실시예에 따르면, 주 메모리(106)에 포함된 1 이상의 명령어들의 1 이상의 시퀀스들을 실행하는 프로세서(104)에 응답하여 컴퓨터 시스템(100)에 의해 시뮬레이션 공정의 부분들이 수행될 수 있다. 이러한 명령어들은 저장 디바이스(110)와 같은 또 다른 컴퓨터-판독가능한 매체로부터 주 메모리(106)로 읽혀질 수 있다. 주 메모리(106) 내에 포함된 명령어들의 시퀀스들의 실행은, 프로세서(104)가 본 명세서에 설명된 공정 단계들을 수행하게 한다. 또한, 주 메모리(106) 내에 포함된 명령어들의 시퀀스들을 실행하기 위해 다중 처리 구성(multi-processing arrangement)의 1 이상의 프로세서가 채택될 수도 있다. 대안적인 실시예들에서, 하드웨어에 내장된 회로(hard-wired circuitry)가 소프트웨어 명령어들과 조합하거나 그를 대신하여 사용될 수 있다. 따라서, 실시예들은 하드웨어 회로와 소프트웨어의 여하한의 특정 조합에 제한되지 않는다.
본 명세서에서 사용된 "컴퓨터-판독가능한 매체"라는 용어는 실행을 위해 프로세서(104)에 명령어를 제공하는 데 관여하는 여하한의 매체를 칭한다. 이러한 매체는 비휘발성 매체(non-volatile media) 및 휘발성 매체를 포함하는 다수의 형태를 취할 수 있으며, 이에 제한되지는 않는다. 비휘발성 매체는, 예를 들어 저장 디바이스(110)와 같은 광학 또는 자기 디스크를 포함한다. 휘발성 매체는 주 메모리(106)와 같은 동적 메모리를 포함한다. 컴퓨터-판독가능한 매체의 보편적인 형태들은, 예를 들어 플로피 디스크(floppy disk), 플렉시블 디스크(flexible disk), 하드 디스크, 자기 테이프, 여하한의 다른 자기 매체, CD-ROM, DVD, 여하한의 다른 광학 매체, 펀치 카드(punch card), 종이 테이프(paper tape), 홀(hole)들의 패턴을 갖는 여하한의 다른 물리적 매체, RAM, PROM, EPROM, FLASH-EPROM, 여하한의 다른 메모리 칩 또는 카트리지(cartridge), 이후 설명되는 바와 같은 반송파(carrier wave), 또는 컴퓨터가 판독할 수 있는 여하한의 다른 매체를 포함한다.
다양한 형태의 컴퓨터 판독가능한 매체는 실행을 위해 1 이상의 명령어들의 1 이상의 시퀀스들을 프로세서(104)로 전달하는 데 관련될 수 있다. 예를 들어, 명령어들은 초기에 원격 컴퓨터의 자기 디스크 상에 저장되어 있을 수 있다(bear). 상기 원격 컴퓨터는 그 동적 메모리로 명령어들을 로딩(load)할 수 있으며, 모뎀을 이용하여 전화선을 통해 명령어들을 보낼 수 있다. 컴퓨터 시스템(100)에 대한 모뎀 로컬(modem local)은 전화선 상의 데이터를 수신할 수 있으며, 상기 데이터를 적외선 신호로 전환하기 위해 적외선 송신기를 사용할 수 있다. 버스(102)에 커플링된 적외선 검출기는 적외선 신호로 전달된 데이터를 수신할 수 있으며, 상기 데이터를 버스(102)에 놓을 수 있다. 버스(102)는, 프로세서(104)가 명령어들을 회수하고 실행하는 주 메모리(106)로 상기 데이터를 전달한다. 주 메모리(106)에 의해 수신된 명령어들은 프로세서(104)에 의한 실행 전이나 후에 저장 디바이스(110)에 선택적으로 저장될 수 있다.
또한, 컴퓨터 시스템(100)은 바람직하게는 버스(102)에 커플링된 통신 인터페이스(118)를 포함한다. 통신 인터페이스(118)는 로컬 네트워크(122)에 연결되는 네트워크 링크(120)에 커플링하여 양방향(two-way) 데이터 통신을 제공한다. 예를 들어, 통신 인터페이스(118)는 ISDN(integrated services digital network) 카드 또는 대응하는 형태의 전화선에 데이터 통신 연결을 제공하는 모뎀일 수 있다. 또 다른 예시로서, 통신 인터페이스(118)는 호환성 LAN에 데이터 통신 연결을 제공하는 LAN(local area network) 카드일 수 있다. 또한, 무선 링크가 구현될 수도 있다. 여하한의 이러한 구현에서, 통신 인터페이스(118)는 다양한 형태의 정보를 나타내는 디지털 데이터 스트림들을 전달하는 전기적, 전자기적 또는 광학적 신호들을 송신하고 수신한다.
통상적으로, 네트워크 링크(120)는 1 이상의 네트워크를 통해 다른 데이터 디바이스에 데이터 통신을 제공한다. 예를 들어, 네트워크 링크(120)는 로컬 네트워크(122)를 통해 호스트 컴퓨터(host computer: 124), 또는 ISP(Internet Service Provider: 126)에 의해 작동되는 데이터 장비로의 연결을 제공할 수 있다. 차례로, ISP(126)는 이하 통상적으로 "인터넷"(128)이라고 칭하는 월드와이드 패킷 데이터 통신 네트워크를 통해 데이터 통신 서비스를 제공한다. 로컬 네트워크(122) 및 인터넷(128)은 디지털 데이터 스트림을 전달하는 전기적, 전자기적 또는 광학적 신호들을 사용한다. 다양한 네트워크를 통한 신호, 및 컴퓨터 시스템(100)에 또한 그로부터 디지털 데이터를 전달하는 통신 인터페이스(118)를 통한 네트워크 링크(120) 상의 신호는 정보를 전달하는 반송파의 예시적인 형태이다.
컴퓨터 시스템(100)은 네트워크(들), 네트워크 링크(120) 및 통신 인터페이스(118)를 통해 프로그램 코드를 포함하는 메시지를 송신하고 데이터를 수신할 수 있다. 인터넷 예시에서는, 서버(130)가 인터넷(128), ISP(126), 로컬 네트워크(122) 및 통신 인터페이스(118)를 통해 어플리케이션 프로그램에 대한 요청된 코드를 전송할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 예를 들어 하나의 이러한 다운로드된 어플리케이션은 실시예의 테스트 패턴 선택에 대해 제공된다. 수신된 코드는 수신될 때 프로세서(104)에 의해 실행될 수 있고, 및/또는 추후 실행을 위해 저장 디바이스(110) 또는 다른 비휘발성 저장소에 저장될 수 있다. 이러한 방식으로, 컴퓨터 시스템(100)은 반송파의 형태로 어플리케이션 코드를 얻을 수 있다.
도 16은 본 발명의 테스트 패턴 선택 공정을 이용하여 캘리브레이션되는 연산 리소그래피 모델들을 이용하여 그 성능이 시뮬레이션 및/또는 최적화될 수 있는 예시적인 리소그래피 투영 장치를 개략적으로 도시한다. 상기 장치는:
- 방사선의 투영 빔(B)을 공급하는 방사선 시스템(Ex, IL) -이러한 특정한 경우, 상기 방사선 시스템은 방사선 소스(SO)도 포함함- ;
- 마스크(MA)(예를 들어, 레티클)를 유지하는 마스크 홀더가 제공되고, 투영 시스템(PS)에 대하여 마스크를 정확히 위치시키는 제 1 위치설정 수단(PM)에 연결된 제 1 대상물 테이블(마스크 테이블)(MT);
- 기판(W)(예를 들어, 레지스트-코팅된 실리콘 웨이퍼)을 유지하는 기판 홀더가 제공되고, 투영 시스템(PS)에 대하여 기판을 정확히 위치시키는 제 2 위치설정 수단(PW)에 연결된 제 2 대상물 테이블(기판 테이블)(WT); 및
- 기판(W)의 (예를 들어, 1 이상의 다이를 포함하는) 타겟부(C) 상으로 마스크(MA)의 조사된 부분을 이미징하는 투영 시스템("렌즈")(PS)(예를 들어, 굴절, 카톱트릭 또는 카타디옵트릭 광학 시스템)을 포함한다.
본 명세서에 서술된 바와 같이, 상기 장치는 투과형으로 구성된다(즉, 투과 마스크를 가짐). 하지만, 일반적으로 상기 장치는 예를 들어 (반사 마스크를 갖는) 반사형으로 구성될 수도 있다. 대안적으로, 상기 장치는 마스크 사용의 대안예로서 또 다른 종류의 패터닝 수단을 채택할 수 있다; 예시들로는 프로그램가능한 거울 어레이 또는 LCD 매트릭스를 포함한다.
상기 소스(SO)(예를 들어, 수은 램프 또는 엑시머 레이저)는 방사선 빔을 생성한다. 이 빔은 곧바로 또는, 예를 들어 빔 익스팬더 또는 빔 전달 시스템(BD)과 같은 컨디셔닝 수단을 가로지른 후 조명 시스템(일루미네이터)(IL)으로 공급된다. 상기 일루미네이터(IL)는 상기 빔 내의 세기 분포의 외반경 및/또는 내반경 크기(통상적으로, 각각 외측-σ 및 내측-σ라 함)를 설정하는 조정 수단(AD)을 포함할 수 있다. 또한, 이는 일반적으로 인티그레이터(IN) 및 콘덴서(CO)와 같은 다양한 다른 구성요소들을 포함할 것이다. 이러한 방식으로, 마스크(MA)에 입사하는 빔(B)은 그 단면에 원하는 균일성 및 세기 분포를 갖는다.
도 16과 관련하여, 상기 소스(SO)는 [흔히 상기 소스(SO)가, 예를 들어 수은 램프인 경우와 같이] 리소그래피 투영 장치의 하우징 내에 있을 수 있지만, 그것은 리소그래피 투영 장치로부터 멀리 떨어져 있을 수도 있으며, 그것이 생성한 방사선 빔은 (예를 들어, 적절한 지향 거울의 도움으로) 장치 내부로 들어올 수 있다는 것을 유의하여야 한다; 이 후자의 시나리오는 흔히 상기 소스(SO)가 (예를 들어, KrF, ArF 또는 F2 레이징에 기초한) 엑시머 레이저인 경우이다. 본 발명은 적어도 이 시나리오 둘을 포함한다.
이후, 상기 빔(B)은 마스크 테이블(MT) 상에 유지되어 있는 마스크(MA)를 통과한다. 마스크(MA)를 가로질렀으면, 상기 빔(B)은 렌즈(PS)를 통과하며, 이는 기판(W)의 타겟부(C) 상에 상기 빔(B)을 포커스한다. 제 2 위치설정 수단[및 간섭계 측정 수단(IF)]의 도움으로, 기판 테이블(WT)은 예를 들어 상기 빔(B)의 경로 내에 상이한 타겟부(C)를 위치시키도록 정확하게 이동될 수 있다. 이와 유사하게, 제 1 위치설정 수단은 예를 들어 마스크 라이브러리로부터의 마스크(MA)의 기계적인 회수 후에 또는 스캔하는 동안, 상기 빔(B)의 경로에 대해 마스크(MA)를 정확히 위치시키는 데 사용될 수 있다. 일반적으로, 대상물 테이블들(MT, WT)의 이동은, 장-행정 모듈(개략 위치설정) 및 단-행정 모듈(미세 위치설정)의 도움으로 실현될 것이며, 이는 도 16에 명확히 도시되지는 않는다. 하지만, (스텝-앤드-스캔 툴과는 대조적으로) 웨이퍼 스테퍼의 경우, 마스크 테이블(MT)은 단지 단-행정 액추에이터에만 연결되거나 고정될 수 있다.
패터닝 디바이스(MA) 및 기판(W)은, 필요에 따라 패터닝 디바이스에서의 정렬 마크들(M1, M2) 및 웨이퍼에서의 정렬 마크들(P1, P2)을 이용하여 정렬될 수 있다.
도시된 툴은 두 가지 상이한 모드로 사용될 수 있다:
- 스텝 모드에서, 마스크 테이블(MT)은 기본적으로 정지 상태로 유지되며, 전체 마스크 이미지가 한번에 (즉, 단일 "플래시"로) 타겟부(C) 상으로 투영된다. 그 후, 상이한 타겟부(C)가 상기 빔(B)에 의해 조사될 수 있도록 기판 테이블(WT)이 x 및/또는 y 방향으로 시프트된다;
- 스캔 모드에서는, 주어진 타겟부(C)가 단일 "플래시"로 노광되지 않는 것을 제외하고는 기본적으로 동일한 시나리오가 적용된다. 그 대신에, 마스크 테이블(MT)은 v의 속도로 주어진 방향(소위 "스캔 방향", 예를 들어 y 방향)으로 이동가능하여, 투영 빔(PB)이 마스크 이미지에 걸쳐 스캐닝하도록 유도된다; 동시발생적으로, 기판 테이블(WT)은 속도 V = Mv로 동일한 방향 또는 그 반대 방향으로 동시에 이동되며, 여기서 M은 렌즈(PL)의 배율(통상적으로, M = 1/4 또는 1/5)이다. 이러한 방식으로, 분해능을 떨어뜨리지 않고도 비교적 넓은 타겟부(C)가 노광될 수 있다.
본 명세서에 개시된 개념들은 서브 파장 피처들을 이미징하는 여하한의 일반적인 이미징 시스템을 시뮬레이션하거나 수학적으로 모델링할 수 있으며, 특히 점점 더 작은 크기의 파장들을 생성할 수 있는 첨단(emerging) 이미징 기술들로 유용할 수 있다. 이미 사용중인 첨단 기술들로는 ArF 레이저를 사용하여 193 nm의 파장을 생성하고, 심지어 플루오린 레이저를 사용하여 157 nm의 파장도 생성할 수 있는 DUV(deep ultra violet) 리소그래피를 포함한다. 또한, EUV 리소그래피가 이 범위 내의 광자(photon)를 생성하기 위해 고에너지 전자로 재료(고체 또는 플라즈마)를 가격(hit)하거나, 싱크로트론(synchrotron)을 이용함으로써 20 내지 5 nm 범위 내의 파장들을 생성할 수 있다. 대부분의 재료들이 이 범위 내에서 흡수성이기 때문에, 다수-스택의 몰리브덴 및 실리콘을 갖는 반사 거울들에 의해 조명이 생성될 수 있다. 다수-스택 거울은 각 층의 두께가 1/4 파장인 40 층의 몰리브덴 및 실리콘 쌍을 갖는다. X-선 리소그래피를 이용하여 훨씬 더 작은 파장들이 생성될 수 있다. 전형적으로, 싱크로트론은 X-선 파장을 생성하는 데 사용된다. 대부분의 재료가 x-선 파장들에서 흡수성이기 때문에, 얇은 조각의 흡수성 재료가 피처들이 프린트되는 곳(포지티브 레지스트) 또는 프린트되지 않는 곳(네거티브 레지스트)를 정의한다.
본 명세서에 개시된 개념들은 실리콘 웨이퍼와 같은 기판 상에 이미징하기 위해 사용될 수 있지만, 개시된 개념들은 여하한 타입의 리소그래피 이미징 시스템들, 예를 들어 실리콘 웨이퍼들 이외의 기판들 상에 이미징하는 데 사용되는 것들로 사용될 수도 있다는 것을 이해하여야 한다.
본 발명은 특히 바람직한 실시예들을 참조하여 설명되었지만, 당업자라면 기술사상 및 범위를 벗어나지 않고 형태 및 세부내용에 있어서 변형예 및 수정예가 구성될 수 있다는 것을 쉽게 이해하여야 한다. 첨부된 청구항들은 이러한 변형예 및 수정예를 포괄하는 것으로 의도된다. 본 명세서에 개시된 개념들은 서브 파장 피처들을 이미징하는 여하한의 일반적인 이미징 시스템을 시뮬레이션하거나 수학적으로 모델링할 수 있으며, 특히 점점 더 작은 크기의 파장들을 생성할 수 있는 첨단 이미징 기술들로 유용할 수 있다. 이미 사용중인 첨단 기술들로는 ArF 레이저를 사용하여 193 nm의 파장을 생성하고, 심지어 플루오린 레이저를 사용하여 157 nm의 파장도 생성할 수 있는 EUV(극자외) 리소그래피를 포함한다. 또한, EUV 리소그래피가 이 범위 내의 광자를 생성하기 위해 고에너지 전자로 재료(고체 또는 플라즈마)를 가격하거나, 싱크로트론을 이용함으로써 20 내지 5 nm 범위 내의 파장들을 생성할 수 있다.
본 명세서에 개시된 개념들은 실리콘 웨이퍼와 같은 기판 상에 이미징하기 위해 사용될 수 있지만, 개시된 개념들은 여하한 타입의 리소그래피 이미징 시스템들, 예를 들어 실리콘 웨이퍼들 이외의 기판들 상에 이미징하는 데 사용되는 것들로 사용될 수도 있다는 것을 이해하여야 한다.
본 발명은 다음 항목들을 이용하여 더 설명될 수 있다:
1. 리소그래피 투영 장치에서의 1 이상의 피처들을 포함한 패터닝 디바이스의 산란 방사선 필드를 시뮬레이션하는 컴퓨터-구현 방법으로, 상기 방법은:
1 이상의 피처들의 피처 요소들의 1 이상의 산란 함수들을 이용하여 패터닝 디바이스의 산란 함수를 결정하는 단계를 포함하고,
1 이상의 피처들 중 적어도 하나는 3-차원 피처이다.
2. 리소그래피 투영 장치에서의 1 이상의 피처들을 포함한 패터닝 디바이스의 산란 방사선 필드를 시뮬레이션하는 컴퓨터-구현 방법으로, 상기 방법은:
1 이상의 피처들의 피처 요소들의 1 이상의 산란 함수들을 이용하여 패터닝 디바이스의 산란 함수를 결정하는 단계를 포함하고,
1 이상의 산란 함수들은 피처 요소들에 대한 복수의 입사각들에서의 입사 방사선 필드들의 산란을 특징으로 한다.
3. 1 항 또는 2 항의 방법에서, 산란 방사선 필드는 패터닝 디바이스에 의해 산란된 경사 입사 방사선 필드에 의해 생성된다.
4. 1 항 또는 2 항의 방법에서, 피처 요소들은 에지들, 영역들, 코너들, 근접 코너들, 근접 에지들 및 이들의 조합으로 구성된 그룹으로부터 선택된다.
5. 1 항 또는 2 항의 방법에서, 1 이상의 산란 함수들은 엄격한 솔버를 이용하여 연산된다.
6. 1 항 또는 2 항의 방법에서, 1 이상의 산란 함수들은 섀도잉 효과, 패턴-의존적 최적 포커스 시프트, 패턴 시프트 및 이들의 조합으로 구성된 그룹으로부터 선택된 효과들을 특징으로 한다.
7. 6 항의 방법에서, 섀도잉 효과는 비대칭이다.
8. 6 항의 방법에서, 패턴 시프트는 전반적인 패턴 시프트 및 패턴-의존적 패턴 시프트를 포함한다.
9. 6 항의 방법에서, 패턴 시프트는 마스크 디포커스에 의해 야기된다.
10. 6 항의 방법에서, 패턴 시프트는 패터닝 디바이스 상의 상이한 위치들에서의 입사 방사선 필드가 상이한 입사각들을 갖는 것에 의해 야기된다.
11. 1 항 또는 2 항의 방법에서, 1 이상의 산란 함수들은 1 이상의 피처들 사이에서의 이차 산란을 특징으로 한다.
12. 1 항 또는 2 항의 방법에서, 산란 방사선 필드는 극자외 대역에서의 파장을 갖는 방사선을 포함한다.
13. 1 항 또는 2 항의 방법에서, 1 이상의 산란 함수들은 라이브러리에서 컴파일된다.
14. 13 항의 방법에서, 라이브러리는 인덱스 정보를 포함한다.
15. 1 항의 방법에서, 1 이상의 산란 함수들은 피처 요소들에 대한 복수의 입사각들에서의 입사 방사선 필드들의 산란을 특징으로 한다.
16. 1 항 또는 2 항의 방법에서, 패터닝 디바이스의 산란 함수는 피처 요소들의 1 이상의 산란 함수들의 콘볼루션들 또는 곱들을 합산함으로써 계산되고, 1 이상의 필터 함수들은 패터닝 디바이스 상의 피처 요소들의 위치들에 의존한다.
17. 1 항 또는 2 항의 방법에서, 입사 방사선 필드 및 패터닝 디바이스의 산란 함수로부터의 산란 방사선 필드를 계산하는 단계를 더 포함한다.
18. 1 항 또는 2 항의 방법에서, 리소그래피 투영 장치에서 노광되는 웨이퍼 상의 레지스트 층에서의 방사선 필드를 계산하는 단계를 더 포함한다.
19. 1 항 또는 2 항의 방법에서, 레지스트 이미지를 계산하는 단계를 더 포함한다.
20. 1 항 또는 2 항의 방법에서, 전반적인 패턴 시프트가 본질적으로 0이도록 투영 광학기의 대상물 평면으로서 투영 광학기와 패터닝 디바이스 사이의 리소그래피 투영 장치의 광학 경로 상의 평면을 선택하는 단계를 더 포함한다.
21. 16 항의 방법에서, 1 이상의 필터 함수들은 리소그래피 투영 장치 내의 소스의 슬릿 위치들의 함수들이다.
22. 명령어들이 기록되어 있는 컴퓨터-판독가능한 매체를 포함하는 컴퓨터 프로그램 제품으로, 명령어들은 컴퓨터에 의해 실행되는 경우 앞선 청구항들 중 어느 하나의 방법을 구현한다.
상기 서술내용은 예시를 위한 것이지, 제한하려는 것이 아니다. 따라서, 당업자라면 아래에 설명되는 청구항들의 범위를 벗어나지 않고 서술된 실시예들에 대한 변형예가 행해질 수도 있음을 이해할 것이다.

Claims (15)

  1. 리소그래피 투영 장치에서의 1 이상의 피처(feature)들을 포함한 패터닝 디바이스의 산란 방사선 필드(scattered radiation field)를 시뮬레이션하는 컴퓨터-구현 방법에 있어서:
    상기 1 이상의 피처들의 피처 요소들의 1 이상의 산란 함수(scattering function)들을 이용하여 상기 패터닝 디바이스의 산란 함수를 결정하는 단계
    를 포함하고, 상기 1 이상의 산란 함수들은 상기 피처 요소들에 대한 복수의 입사각들에서의 입사 방사선 필드들의 산란을 나타내며(characterize),
    상기 패터닝 디바이스의 산란 함수는
    상기 피처 요소들의 1 이상의 필터 함수들과 상기 피처 요소들의 1 이상의 산란 함수들의 콘볼루션(convolution)들 또는 곱(product)들을 합산함으로써 계산되고, 상기 1 이상의 필터 함수들은 상기 패터닝 디바이스 상의 피처 요소들의 위치들에 의존하며,
    상기 피처 요소들의 1 이상의 산란 함수들은 패턴 시프트를 특징지으며, 상기 패턴 시프트는 상기 패터닝 디바이스 상의 상이한 위치들에서의 입사 방사선 필드가 상이한 입사각들을 갖는 것에 의해 야기되는 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 산란 방사선 필드는 상기 패터닝 디바이스에 의해 산란된 경사 입사(oblique incident) 방사선 필드에 의해 생성되는 방법.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 피처 요소들은 에지들, 영역들, 코너들, 근접 코너들(corners-in-proximity), 근접 에지들 및 이들의 조합으로 구성된 그룹으로부터 선택되는 방법.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 1 이상의 산란 함수들은 엄격한 솔버(rigorous solver)를 이용하여 연산(compute)되는 방법.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 1 이상의 산란 함수들은 섀도잉 효과(shadowing effect), 패턴-의존적 최적 포커스 시프트(pattern-dependent best focus shift), 상기 패턴 시프트 및 이들의 조합으로 구성된 그룹으로부터 선택된 효과들을 나타내는 방법.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 섀도잉 효과는 비대칭인 방법.
  7. 제 5 항에 있어서,
    상기 패턴 시프트는 전반적인 패턴 시프트 및 패턴-의존적 패턴 시프트를 포함하는 방법.
  8. 삭제
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 1 이상의 산란 함수들은 상기 1 이상의 피처들 사이에서의 이차 산란을 나타내는 방법.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 1 이상의 산란 함수들은 라이브러리(library)에서 컴파일(compile)되는 방법.
  11. 제 1 항에 있어서,
    레지스트 이미지를 계산하는 단계를 더 포함하는 방법.
  12. 제 1 항에 있어서,
    전반적인 패턴 시프트가 본질적으로 0이도록, 투영 광학기의 대상물 평면으로서, 상기 투영 광학기와 상기 패터닝 디바이스 사이의 상기 리소그래피 투영 장치의 광학 경로 상의 평면을 선택하는 단계를 더 포함하는 방법.
  13. 제 1 항에 있어서,
    상기 1 이상의 필터 함수들은 상기 리소그래피 투영 장치 내의 소스의 슬릿 위치들의 함수들인 방법.
  14. 컴퓨터 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록 매체에 있어서,
    상기 컴퓨터 프로그램은 컴퓨터에 의해 실행되는 경우,
    제 1 항 내지 제 7 항 및 제 9 항 내지 제 13 항 중 어느 한 항에 따른 방법을 구현한 컴퓨터 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록 매체.
  15. 삭제
KR1020157025976A 2013-02-22 2014-02-04 3­차원 패터닝 디바이스에 대한 리소그래피 모델 KR101757777B1 (ko)

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