KR102183619B1 - 모니터링 방법 및 디바이스의 제조 방법 - Google Patents

모니터링 방법 및 디바이스의 제조 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 디바이스 제조 공정을 모니터링하는 방법으로서,
공정 매개변수의 추정된 시간 변동을 취득하는 단계;
상기 추정된 시간 변동에 기초하여, 공정 매개변수에 대한 정보를 얻기 위해 복수의 기판에서 수행될 측정값 샘플링 계획을 결정하는 단계;
상기 샘플링 계획에 따라 기판을 측정하여 복수의 측정값을 얻는 단계; 및
상기 측정값에 기초하여 상기 공정 파라미터의 실제 시간 변동을 결정하는 단계를 포함하는 방법을 제공한다.

Description

모니터링 방법 및 디바이스의 제조 방법{METHOD OF MONITORING AND DEVICE MANUFACTURING METHOD}
본 발명은 리소그래피 장치를 사용하는 디바이스 제조, 특히 디바이스 제조 방법을 모니터링하는 것에 관한 것이다.
리소그래피 장치는 기판 상에, 일반적으로 기판의 타겟부 상에 원하는 패턴을 적용시키는 기계이다. 리소그래피 장치는, 예를 들어, 집적 회로(IC)의 제조에 사용될 수 있다. 그 경우, 대안적으로 마스크 또는 레티클이라 칭하는 패터닝 디바이스가 IC의 개별 층 상에 형성될 회로 패턴을 생성하는데 사용될 수 있다. 이 패턴은 기판(예를 들어, 실리콘 웨이퍼) 상의 타겟부(예를 들어, 다이의 일부, 하나의 다이 또는 수 개의 다이를 포함) 상으로 전사될 수 있다. 패턴의 전사는 전형적으로 기판 상에 제공된 방사선-감응재(레지스트)의 층 상으로의 이미징을 통해 이루어진다. 일반적으로, 단일 기판은 연속적으로 패턴화되는 인접한 타겟부들의 네트워크를 포함할 것이다.
리소그래피 공정에 있어서, 기판의 노광이 수행될 때 발생하는 리소그래피 장치에서의 조건의 최소 변화도 결과적인 디바이스 패턴에 바람직하지 않은 영향을 미칠 수 있다. 리소그래피 장치가 조건을 일정하게 유지하도록 구성된 시스템을 갖추고 있음에도 불구하고, 단일 기판 및 기판에서 기판으로의 노광 공정동안 모두에서 리소그래피 장치의 몇 가지 조건이 시간에 걸쳐 변화할 수 있는 것으로 알려져 있다. 따라서, 리소그래피 장치에서의 상태 변화를 보상하기 위해 피드-포워드 제어 시스템 및 피드백 제어 시스템을 모두 사용하는 것으로 알려져 있다. 그러나, 디바이스 위치에 형성될 수 있는 피처들의 크기를 감소(축소)하고자 하는 반도체 산업의 지속적인 요구에 비추어 볼 때, 리소그래피 장치에서의 시간-변화 조건들에 대한 측정과 보상의 개선이 바람직하다.
본 발명은 리소그래피 디바이스 제조 공정에서의 시변(time-varying) 조건에 대한 측정 및 보상을 개선하는 것을 목적으로 한다.
제 1 측면에서의 발명은 디바이스 제조 공정을 모니터링하는 방법을 제공하고, 상기 방법은, 공정 매개변수의 추정된 시간 변동을 취득하는 단계; 공정 매개변수에 대한 정보를 얻기 위해 복수의 기판에서 수행될 측정값 샘플링 계획을 상기 추정된 시간 변동에 기초하여 결정하는 단계; 상기 샘플링 계획에 따라 기판을 측정하여 복수의 측정값을 얻는 단계; 및 상기 측정값에 기초하여 상기 공정 파라미터의 실제 시간 변동을 결정하는 단계를 포함한다.
제 2 측면에서의 발명은 디바이스 제조 공정을 모니터링하는 방법을 제공하며, 상기 방법은, 기판 배치(batch)의 하나 이상의 기판 상의 복수의 지점에서 기판을 측정하여 공정 매개변수와 관련된 복수의 측정값을 획득하는 단계; 노광 동안의 상기 기판의 궤적 및/또는 상기 뱃치 내 기판의 노광 순서를 참조하여, 하나 이상의 기판 상의 위치들에 대한 노광의 상대적인 시간(relative times)를 결정하는 단계; 상기 측정 값과 상기 상대적인 시간에 기초하여 상기 공정 매개변수의 실제 시간 변동을 결정하는 단계를 포함한다.
제 3 측면에서의 발명은 디바이스 제조 방법을 제공하며, 상기 방법은, 리소그래피 장치를 사용하여 하나 이상의 기판 상에 일련의 노광을 수행하는 단계; 앞서 기재된 방법을 사용하여 상기 노광을 모니터링하는 단계; 상기 결정된 실제 시간 변동에 기초하여 상기 리소그래피 장치의 제어 매개변수를 조정하는 단계; 및 상기 리소그래피 장치를 사용하여 하나 이상의 기판 상에 추가적인 노광을 수행하는 단계를 포함한다.
제 4 측면에서의 발명은 하나 이상의 리소그래피 툴에 앞서 기재된 방법을 수행하도록 지시하기 위한 컴퓨터 판독 코드 수단을 포함하는 컴퓨터 프로그램을 제공한다.
제 5 측면에서의 발명은 기판의 특성을 측정하도록 구성된 검사 장치를 제공하고, 상기 검사 장치는, 방사선으로 기판을 조명하도록 구성된 조명 시스템; 상기 조명으로 인하여 발생되는 스캐터링 특성들을 검출하도록 구성된 검출 시스템; 및 앞서 기재된 방법을 수행하기 위하여 상기 검사 장치을 제어하도록 구성된 프로세서를 포함한다.
본 발명의 다른 측면은 시변 공정 매개변수를 예상함에 있어서의 정확도를 개선하는 문제에 대한 대안적인 해결책을 제공하여, 가령, 제어 또는 보상될 수 있다. 제 1 측면에서, 샘플 계획은 측정을 최적화하도록 유도되어 시변 공정 매개변수의 모델링을 개선한다. 제 2 측면에서, 존재하는 측정값을 사용할 때 추가적인 정보가 고려된다.
다음 첨부 도면들을 참조하여, 예시적인 형태로 본 발명의 실시예가 설명될 것이다.
도 1은 반도체 디바이스를 위한 생산 설비를 형성하는 기타 장치들과 함께 리소그래피 장치를 나타낸다.
도 2는 시변 공정 매개변수와 이에 대한 측정 값들을 나타낸다.
도 3은 기판 배치의 노광 공정 동안의 일련의 측정들을 나타낸다.
도 4는 기판들 사이에서 교정(correction)이 이루어지는 시변 공정 매개변수를 나타낸다.
도 5는 본 발명의 실시예에 의한 디바이스 제조 공정을 나타낸다.
본 발명의 실시예들을 상세히 기재하기에 앞서, 본 발명의 실시예들이 구현될 수 있는 예시적 환경을 설명하는 것이 유익하다.
도 1은 반도체 제조 설비의 전형적인 레이아웃을 보여준다. 리소그래피 장치(100)는 기판 상에 원하는 패턴을 적용한다. 리소그래피 장치는, 예를 들어 집적 회로(IC)의 제조에 사용된다. 이 경우 마스크 또는 레티클로도 달리 명명되는 패터닝 장치(MA)는 IC의 개별 층 상에 형성되는 피처들의 회로 패턴(종종 "제품 피처들"라고도 함)를 포함한다. 이러한 패턴은, 패터닝 장치의 노광(104)를 통해 기판(W)(예를 들어, 실리콘 웨이퍼) 상의 타겟 부분(예를 들어, 하나 이상의 다이의 일부를 포함)에 상기 기판 상에 제공된 방사선-감응 재료 층(레지스트) 상으로 전달된다. 일반적으로, 단일 기판은 연속적으로 패터닝된 인접한 타겟 부분들의 네트워크를 포함할 것이다.
알려진 리소그래피 장치는 패터닝 장치의 이미지 위치에 기판의 타겟 부분을 동기화 위치시키면서, 패터닝 장치를 조명하는 것에 의하여 각 타겟 부분을 조사한다. 기판의 조사된 타겟 부분은 "노광 필드” 또는 단순히 “필드”로 불린다. 기판 상의 필드의 레이아웃은 일반적으로 직교 이차원 좌표에 따라 정렬된 인접 직사각형들의 네트워크이다(예를 들어, X 축과 Y 축을 따라 정렬되고 양축은 서로 직교하고 있음).
리소그래피 장치의 요구 사항은 기판 상에 원하는 패턴을 정확하게 재현하는 것이다. 적용되는 제품의 피처들의 위치 및 치수는 특정 공차 내에 있을 필요가 있다. 오버레이 오류(종종 "오버레이"라고도 함)에 기인한 위치 오류가 발생할 수 있다. 오버레이는 제 1 층에 제 1의 제품 피처를 제 2 층의 제 2의 제품 피처에 대해 배치할 때의 오차이다. 리소그래피 장치는 패터닝 전에 각 웨이퍼를 기준에 대해 정확하게 정렬하여 오버레이 오차를 최소화한다. 이것은 기판에 적용되는 정렬 마크의 위치를 측정함으로써 이루어진다. 정렬 측정값을 기반으로 오버레이 오차의 발생을 방지하기 위해 패터닝 공정 중에 기판 위치가 제어된다.
제품 피처의 임계 치수(CD)에서의 오차는 노광(104) 관련 적용된 선량(dose)이 사양 범위 내에 없는 경우에 발생할 수 있다. 따라서 리소그래피 장치(100)는 기판에 조사되는 방사선의 선량을 정확하게 제어할 수 있어야 한다. 패턴 이미지와 연관된 초점 면에 대하여 기판이 정확하게 위치되지 않을 경우에도 CD 오차가 발생할 수 있다. 초점 위치 오차는 일반적으로 기판 표면의 비 평면성에 관련된다. 리소그래피 장치는 패터닝 전에 레벨 센서를 사용하여 기판 표면 지형을 측정함으로써 이러한 초점 위치 오차를 최소화한다. 기판 상에 패터닝 장치의 정확한 이미징(초점)을 보장하기 위해 후속 패터닝 동안에 기판 높이 교정이 적용된다.
리소그래피 프로세스에 대한 오버레이 및 CD 오류를 확인하기 위해 패턴 형성된 기판은 측정 장치(140)에 의해 검사된다. 측정 장치의 일반적인 예는 스캐터로미터이다. 스캐터로미터는 통상적으로 전용 메트롤로지 타겟의 특성들을 측정한다. 이러한 메트롤로지 타겟은 정확한 측정을 가능하게 하기 위해 그 크기가 일반적으로 크다는 것을 제외하고 제품의 피처를 나타낸다. 스캐터로미터는 오버레이 측정 타겟에 관련된 회절 패턴의 비대칭 성을 감지하여 오버레이를 측정한다. 임계 치수는 CD 메트롤로지 타겟에 관련된 회절 패턴 분석에 의해 측정된다. 메트롤로지 도구의 또 다른 예는 주사형 전자 현미경(SEM) 등의 전자빔(e-빔) 기반 검사 도구이다.
반도체 제조 시설에서 리소그래피 장치(100) 및 메트롤로지 장치(140)는 "리소 셀"또는 "리소 클러스터"의 일부를 형성한다. 리소 클러스터는 기판(W)에 감광성 레지스트를 도포하는 도포 장치(108), 베이킹 장치(110)와, 노광된 패턴을 물리적 레지스트 패턴으로 현상하는 현상 장치(112), 에칭 스테이션(122), 후-에칭 어닐링 단계를 수행하는 장치(124), 및 가능한 추가 공정 장치들(126 등)을 포함한다. 메트롤로지 장치는 현상 후(112) 또는 추가 공정(가령 에칭) 이후 기판을 검사하도록 구성된다. 리소 셀 내의 다양한 장치는 감시 제어 시스템(SCS)에 의해 제어되며, 이는 리소그래피 장치 제어 유닛(LACU 106)을 통해 리소그래피 장치를 제어하고 레시피(R)을 실행하도록 제어 신호(166)를 발행한다. SCS는 다른 장치들로 하여금 최대 처리량 및 제품 수율을 내도록 작동된다. 중요한 제어 메커니즘은 (SCS를 통해) 다양한 장치 특히 리소그래피 장치(100)로의 메트롤로지 장치(140)의 피드백(146)이다. 메트롤로지 피드백의 특성에 기초하여, 후속 기판의 처리 품질을 개선하기 위한 교정 조치가 결정된다.
리소그래피 장치의 성능은 통상적으로 가령 US2012008127A1에 기재되어 있는 고급 공정 제어(APC) 등의 방법에 의해 제어되고 교정된다. 고급 공정 제어 기술은 기판에 적용되는 메트롤로지 타겟의 측정 값을 사용한다. 제조 실행 시스템(Manufacturing Execution System: MES)은 APC 측정을 스케줄링하고 그 측정 결과를 데이터 처리 장치에 전달한다. 데이터 처리 장치는 측정 데이터의 특성을 리소그래피 장비를 위한 명령을 포함하는 레시피로 변환한다. 이 방법은 리소그래피 장치와 관련된 드리프트 현상을 억제하는데 매우 효과적이다.
처리 장치에 의해 수행되는 교정 동작에 대한 메트롤로지 데이터의 처리는 반도체 제조에 중요하다. 메트롤로지 데이터 이외에, 제조 공정을 추가적으로 최적화하기 위해 개별 패터닝 장치, 기판 처리 장치 및 다른 컨텍스트 데이터의 특성도 요구될 수 있다. 가용 메트롤로지와 컨텍스트 데이터가 리소그래피 공정을 전체적으로 최적화하도록 사용되는 프레임워크는 일반적으로 홀리스틱 리소그래피의 일부로 언급된다. 가령, 레티클 상의 CD 에러와 관련한 컨텍스트 데이터는 다양한 장치(리소그래피 장치, 에칭 스테이션)를 제어하는데 사용될 수 있어서 상기 CD 에러는 제조공정의 수율에 영향을 미치지 않을 것이다. 그 후 후속 메트롤로지 데이터는 제어 전략의 유효성을 검증하는데 사용될 수 있으며, 추가적인 교정 작용들이 결정될 수 있다.
리소그래피 프로세스는 노광시 리소그래피 장치에 지배적인(prevailing) 조건에 매우 민감하다. 따라서 리소그래피 장치는 균일한 상태를 유지하고 및/또는 보상 효과를 제공하기 위해 종종 피드 포워드와 피드백 제어 루프를 모두 포함하는 제어 시스템을 갖는다. 그럼에도 불구하고, 일부 공정 매개변수, 예를 들어, 오버레이 및 포커스는 기판(웨이퍼) 및 타겟 부분(필드)의 노광 시퀀스의 함수로 변화를 나타낼 수 있다. 이러한 변화의 일부는 투영 시스템의 요소의 투영 빔 에너지의 흡수에 유래하는, 예를 들면 "렌즈 가열"라는 스캐너의 열적 영향에 기인할 가능성이 있다. 리소그래피 산업에서 작은 피처를 형성하고자 하는 끊임없는 요구(축소)에 따라, 기존의 제어 및 보상 시스템에 남아있는 영향은 점점 심각해진다.
캘리브레이션/셋업에 기초한 기존의 피드포워드 솔루션과 가령, 인가된 도즈와 같이 제한된 수의 매개변수를 사용하는 피드포워드 모델은 유한한 정밀도를 갖는다. 잔류 오프셋은 남아 있다. 이러한 오프셋은 작지만 체계적이며 성능 수에 선형적으로 가산된다. 잔류 효과는 공정 매개변수의 로트 (또는 배치) 드리프트로 나타난다. 이러한 드리프트 매개변수의 전형적인 예가 도 2에 도시된다.
도 2에 나타난 바와 같이, 공정 매개변수 p 상의 (열적) 효과는 시간 함수로서 변화할 것으로 기대된다. 시간 함수 't'로서 공정 매개변수 p의 변화를 표현한 모델이 정의될 수 있다. 많은 경우에서, 공정 매개변수 p는 다음 형태의 지수적 감소(exponential decay)를 나타낸다:
Figure 112018040511846-pat00001
(1)
계수 μ와 τ는 경험적으로 또는 이론적으로 결정될 수 있다. 모델에 포함될 수 있는 다른 알려진 매개변수들은 인가된 노광 선량, 레티클 투과율 및 장치 내 파워 흐름에 영향을 주는 기타 팩터들을 포함한다. 공정 매개변수의 시간변화는 지수적 감소 이외의 다른 함수들에 의하여 기술될 수 있음에 주의해야 한다. 공정 매개변수의 시간변화는 감소가 아닌 시간에 따른 증가로 될 수 있다. 공정 매개변수의 시간변화는 모노토닉(monotonic)이 될 필요는 없으며 주기적(cyclic)이 될 수 있다.
공정 매개변수의 시간 변화를 설명하는 함수가 주어지면 그 변화를 정확하게 특성화하는 것이 바람직하다. 일반적으로 이것은 공정 매개변수의 시간 변화를 설명하는 함수의 피팅(fit of the function)을 개선하기 위한 데이터를 제공하기 위해 공정 매개변수의 측정을 필요로 한다. 공정 매개변수의 측정에 시간이 걸리므로, 공정 매개변수의 시간 변화에 대한 양호한 피팅을 얻고 있는 동안 측정 횟수를 최소화하는 것이 바람직하다. 본 발명에 의하면, 공정 매개변수의 시간 기반의 변화(계수 μ 및 τ에 의해 특성화되는 예시적인 지수적 감소) 및 원하는 샘플 수를 정의하는, 함수와 계수 형태의 초기 추정에 기초하여, 최적의 샘플 모멘트 mi가 계산될 수 있다. 샘플 모멘트 mn에서 mn+3가 도 2에 도시된다.
샘플 모멘트는 시간상 균등하게 간격을 가질 필요는 없고, 일반적으로 균일하지 않다. 샘플 모멘트의 분포는 공정 매개변수의 시간 변화에 피팅되는 함수의 형태에 따라 달라진다. 샘플 모멘트들 사이의 간격은 공정 매개변수의 예측된 변화율 또는 공정 매개변수의 예측된 크기(지수적 감쇠의 경우에서 이것은 동일함)에 반대로 관련(inversely related)(예를 들어, 반비례)될 수 있다. 주기적 변화(cyclic variation)의 경우, 샘플 모멘트의 빈도는 바람직하게는 공정 매개변수의 변동 빈도와 2 배 이상 관련될 수 있다.
샘플 모멘트들의 최적 세트가 결정되면, 로트를 통한 웨이퍼 상의 대응하는 메트롤로지 타겟 위치 세트가 도 3에 도시된 바와 같이 선택될 수 있다. mn부터 mn+3의 측정값들은 기판들 W1 내지 W2에 걸쳐서 분포되고, 다른 측정값은 배치 내의 기판 W3 및 후속 기판 상으로 계속될 수 있다. 경우에 따라, 이 방법이 설계 절차 초기에 수행된다면, 공정 매개변수를 측정하기 위한 적절한 마커를 최적의 위치에 배치하는 것이 가능할 수도 있다. 대부분의 경우, 레시피에 이미 정의된 복수의 마커 중에서 최적의 위치에 가장 가까운 적합한 마커를 선택하는 것이 대신 필요할 것이다. 많은 수의 마커가 일반적으로 레시피에 존재한다고 가정하면, 일반적으로 정확한 피팅을 위해 최적의 위치에 충분히 근접한 마커를 선택할 수 있다. 특히, 대부분의 경우 필드 또는 타겟 부분의 레벨에서 측정을 위한 마커를 선택하는 것으로 충분하며, 원하는 피팅 정확도를 달성하기 위해 필드 내에 특정 마커를 특정할 필요가 없다.
실시예의 지수 감소 모델을 이용하여, 모델 매개변수를 최적으로 포착하기 위해 로트의 제 1 웨이퍼 상에서 더 많은 샘플이 선택될 것이다. 또한 웨이퍼 내에서 샘플링은 노광 라우팅(exposure routing)을 고려하여 조정된다. 시간 변화에 맞게 결정된 샘플링 계획은 인트라-기판(intra-substrate) 및/또는 인트라-필드(intra-field) 변형을 모델링하도록 결정되는 다른 샘플링 계획과 결합될 수 있다.
대안적인 접근법은 공정 매개변수의 기존 측정치를 사용하고, 이들을 각각의 마커가 이미징되어 공정 매개변수의 시간-기반 변동의 예측을 도출한다는 시간의 정보와 결합하는 것이다. 측정된 마커의 노광 시간에 대한 정보는, 기판 내의 타겟 부의 노광 순서(때때로 스캔 궤도라 지칭됨) 및 배치 내의 기판 노광 시퀀스로부터 도출될 수 있다. 기존의 측정치는 시간-기반 변동의 결정을 위해 최적으로 선택되지 않을 수 있지만, 측정치가 다른 목적을 위해 얻어진 경우, 본 발명의 목적을 위한 재사용에서 시간상의 불이익이 없다.
몇몇 경우에, 보상 또는 교정 동작은 가령 기판들 사이에서와 같이 배치동안 일어날 수 있다. 예를 들어, 기점(fiducial)을 사용하는 캘리브레이션 측정이 기판들 사이에서 이루어지고, 그에 따라 리소그래피 장치의 동작 매개변수가 조정된다. 측정된 공정 매개변수에 대한 이 효과는 도 4에 설명된 것처럼 시간-기반 변동이 불연속이 된다(discontinuous)는 것이다. 이 경우 공정 매개변수의 시간-기반 변동 모델을 유도할 때 교정의 효과를 고려하는 것이 바람직하다. 시간-기반 변동을 피팅할 때 사용될 수 있는 추가 데이터는 리소그래피 장치의 내부 측정으로부터의 데이터이다.
공정 매개변수의 시간-기반 변동에 대해 충분히 정확한 피팅이 결정되면, 다양한 상이한 개선 조치가 취해질 수 있다. 특히, 개선된 피팅은 리소그래피 장치의 제어 시스템에서 피드-포워드 모델의 매개변수를 업데이트하는데 사용될 수 있다. 대안적으로, 또는 부가적으로, 부가적인 교정(기판 당 및/또는 타겟부 당)은 피드백 제어 루프를 통해 도입될 수 있다. 경우에 따라, 측정된 기판의 후속 공정에서 교정 작용을 취하는 것이 가능할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 방법은 도 5에 도시된다. 상기 방법은 아래 단계들을 포함한다:
- S1: 공정 매개변수의 시간-기반 변동의 형태 추정
- S2: 샘플링 계획 결정
- S3: 샘플링 계획을 수행하는데 필요한 마커를 포함하여 복수의 기판 노광
- S4: 샘플링 계획에 따라 기판의 공정 매개변수 측정
- S5: 시간-기반 변동의 매개 변수에 대한 정확한 값 결정
- S6(옵션): 시간-기반 변동의 모델 업데이트
- S7(옵션): 기판의 노광을 위한 레시피 업데이트
- S8(옵션): 리소그래피 장치의 제어 시스템에서 공정 매개변수에 대한 피드포워드 모델 업데이트
본 발명이 적용될 수 있는 공정 매개변수의 예는, 오버레이, CD, CDU, 측벽 각, 라인 에지 거칠기 및 초점을 포함한다. 이들 파라미터를 측정하기에 적합한 마커 및 측정 기술은 당업계에 잘 알려져 있다.
본 발명의 특정 실시예들이 상술되었지만, 본 발명은 설명된 것과 다르게 실시 될 수 있다는 것을 이해할 것이다.
일 실시예는 하나 이상의 기계-판독가능 명령 시퀀스를 포함하는 컴퓨터 프로그램을 포함할 수 있으며, 이는 측정 및 최적화 단계를 수행하고 전술한 바와 같은 후속 노광 프로세스를 제어하도록 도 1에 도시된 다양한 장치를 지시하도록 구성된다. 이 컴퓨터 프로그램은, 예를 들어, 도 1의 제어 유닛(LACU) 또는 감시 제어 시스템(SCS) 또는 이들의 조합 내에서 실행될 수 있다. 또한, 그러한 컴퓨터 프로그램이 저장되어 있는 데이터 저장 매체(예를 들어, 반도체 메모리, 자기 또는 광학 디스크)가 제공될 수 있다.
본 발명의 추가적인 실시예들은 아래 넘버링된 절들의 리스트로 개시된다.
1. 디바이스 제조 공정을 모니터링하는 방법으로서,
공정 매개변수의 추정된 시간 변동을 취득하는 단계;
상기 추정된 시간 변동에 기초하여, 공정 매개변수에 대한 정보를 얻기 위해 복수의 기판에서 수행될 측정값 샘플링 계획을 결정하는 단계;
상기 샘플링 계획에 따라 기판을 측정하여 복수의 측정값을 얻는 단계; 및
상기 측정값에 기초하여 상기 공정 파라미터의 실제 시간 변동을 결정하는 단계를 포함하는 방법.
2. 제 1 절에 있어서, 상기 샘플링 계획을 결정하는 것은, 기판 배치(batch)의 노광 동안 서로 다른 시간에서의 공정 매개변수의 변화율을 예상하는 단계, 및 측정값들 사이의 간격이 상기 공정 매개변수의 변화율에 역으로 관련되도록(inversely related) 샘플링 계획을 생성하는 단계를 포함하는 방법.
3. 제 1 또는 2 절에 있어서, 상기 샘플링 계획을 결정하는 것은, 기판 배치의 노광 동안 상기 공정 매개변수에서의 변동에 기인한 오차 크기를 예상하는 단계, 및 측정값들 사이의 간격이 상기 오차 크기에 역으로 관련되도록 샘플링 계획을 생성하는 단계를 포함하는 방법.
4. 제 1, 2 또는 3 절에 있어서, 상기 샘플링 계획은, 수행될 측정을 위한 배치 중 하나 이상 기판의 위치를 포함하고, 상기 위치는 노광동안 상기 기판의 궤도와 상기 배치 내 기판의 노광 순서를 참조하여 결정되는 방법.
5. 디바이스 제조 공정을 모니터링하는 방법으로서,
기판 배치 중 하나 이상의 기판 상의 복수의 지점에서 기판을 측정하여 공정 매개변수와 관련된 복수의 측정값을 획득하는 단계;
노광 동안의 상기 기판의 궤적 및/또는 상기 배치 내 기판의 노광 순서를 참조하여, 하나 이상의 기판 상의 위치들에 대한 노광의 상대적인 시간(relative times)을 결정하는 단계;
상기 측정값과 상기 상대적인 시간에 기초하여 상기 공정 매개변수의 실제 시간 변동을 결정하는 단계를 포함하는 방법.
6. 앞선 절들 중 어느 하나에 있어서, 상기 공정 매개변수는 상기 리소그래피 장치 일부의 온도에 의존하는 방법.
7. 앞선 절들 중 어느 하나에 있어서, 실제 시간 변동을 결정하는 것은, 하나 이상 기판의 노광 동안 상기 리소그래피 장치의 작동 매개변수에서의 변화를 부가적으로 고려하는 방법.
8. 앞선 절들 중 어느 하나에 있어서, 상기 공정 매개변수는, 오버레이, CD, CDU, 측벽 각도, 라인에지 거칠기 및 포커스로 이루어지는 그룹으로부터 선택되는 방법.
9. 앞선 절들 중 어느 하나에 있어서, 상기 결정된 실제 시간 변동에 기초하여, 상기 리소그래피 장치의 제어시스템을 조정하는 것을 더 포함하는 방법.
10. 앞선 절들 중 어느 하나에 있어서, 상기 결정된 실제 시간 변동에 기초하여, 노광 레시피 및/또는 기판 프로세싱을 조정하는 것을 더 포함하는 방법.
11. 디바이스 제조방법으로서,
리소그래피 장치를 사용하여 하나 이상의 기판 상에 일련의 노광을 수행하는 단계;
앞선 절들 중 어느 하나의 방법을 사용하여 상기 노광을 모니터링하는 단계;
상기 결정된 실제 시간 변동에 기초하여 상기 리소그래피 장치의 제어 매개변수를 조정하는 단계;
상기 리소그래피 장치를 사용하여 하나 이상의 기판 상에 추가적인 노광을 수행하는 단계를 포함하는 제조방법.
12. 하나 이상의 리소그래피 툴에 앞선 절들 중 어느 한 항에 의한 방법을 수행하도록 지시하기 위한 컴퓨터 판단가능 코드 수단을 포함하는 컴퓨터 프로그램.
13. 기판의 특성을 측정하도록 구성된 검사 장치로서,
방사선으로 기판을 조명하도록 구성된 조명 시스템;
상기 조명으로 인하여 발생되는 스캐터링 특성들을 검출하도록 구성된 검출 시스템; 및
제 1 절 내지 제 8 절 중 어느 한 절에 의한 방법을 수행하기 위하여 상기 검사 장치를 제어하도록 구성된 프로세서를 포함하는 검사 장치.
광학 리소그래피와 관련하여 본 발명의 실시예를 사용하는 것에 대하여 특정 언급이 이루어졌지만, 본 발명은 다른 응용예, 예를 들어 임프린트 리소그래피에서 사용될 수 있으며, 문맥상 허락되는 한, 광학 리소그래피에 국한되지 않는다는 것이 이해될 것이다. 임프린트 리소그래피에서, 패터닝 디바이스 내의 토포그래피(topography)는 기판 상에 생성된 패턴을 정의한다. 패터닝 디바이스의 토포그래피는 기판에 공급된 레지스트 층 내로 가압될 수 있으며, 그 후 레지스트는 전자기 방사선, 열, 압력 또는 이들의 조합을 인가함으로써 경화된다. 패터닝 디바이스는 레지스트가 경화된 후에 패턴을 남기고 레지스트로부터 이동된다.
본 명세서에서 사용된 "방사선" 및 "빔"이라는 용어는 (예를 들어, 파장이 약 365, 355, 248, 193, 157 또는 126㎚ 인) 자외선(UV) 방사선 및 이온 빔 또는 전자 빔과 같은 입자 빔뿐만 아니라 극 자외선(예를 들어, 1 내지 100nm 범위의 파장을 갖는) 극 자외선을 포함할 수 있다. 스캐터로미터 및 다른 검사 장치의 구현은 적절한 소스를 사용하여 UV 및 EUV 파장으로 이루어질 수 있으며, 본 개시는 어떠한 식으로든지 IR 및 가시 광선을 사용하는 시스템으로 결코 제한되지 않는다.
문맥이 허용하는 "렌즈"라는 용어는 굴절, 반사, 자기, 전자기 및 정전기 광학 구성 요소를 포함하는 다양한 유형의 광학 구성 요소 중 임의의 하나 또는 조합을 지칭 할 수 있다. 반사형 구성 요소는 UV 및/또는 EUV 범위에서 작동하는 장치에 사용되기 쉽다.
본 발명의 폭 및 범위는 상술한 예시적인 실시예들 중 어느 것에 의해서도 제한되어서는 안되며, 다음의 청구범위 및 그 등가물에 따라서만 정의되어야 한다.

Claims (12)

  1. 디바이스 제조 공정을 모니터링하는 방법으로서,
    공정 매개변수의 추정된 시간 변동을 취득하는 단계;
    공정 매개변수에 대한 정보를 얻기 위해 복수의 기판에서 수행될 측정값 샘플링 계획을 상기 추정된 시간 변동에 기초하여 결정하는 단계;
    상기 샘플링 계획에 따라 기판을 측정하여 복수의 측정값을 얻는 단계; 및
    상기 측정값에 기초하여 상기 공정 매개변수의 실제 시간 변동을 결정하는 단계
    를 포함하는 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 샘플링 계획을 결정하는 단계는, 기판 배치(batch)의 노광 동안 서로 다른 시간에서의 공정 매개변수의 변화율을 예상하는 단계, 및 측정값들 사이의 간격이 상기 공정 매개변수의 변화율에 역으로(inversely) 관련되도록 샘플링 계획을 생성하는 단계를 포함하는 방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 샘플링 계획을 결정하는 단계는, 기판 배치의 노광 동안 상기 공정 매개변수에서의 변동에 기인한 오차 크기를 예상하는 단계, 및 측정값들 사이의 간격이 상기 오차 크기에 역으로 관련되도록 샘플링 계획을 생성하는 단계를 포함하는 방법.
  4. 제1항, 제2항 또는 제3항에 있어서,
    상기 샘플링 계획은, 측정이 수행될 배치 중 하나 이상 기판의 위치를 포함하고, 상기 위치는 노광 동안 상기 기판의 궤도와 상기 배치 내 기판의 노광 순서를 참조하여 결정되는 방법.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 공정 매개변수는 리소그래피 장치 일부의 온도에 의존하는 방법.
  6. 제1항에 있어서,
    실제 시간 변동을 결정하는 단계는, 하나 이상 기판의 노광 동안 리소그래피 장치의 작동 매개변수에서의 변화를 부가적으로 고려하는 방법.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 공정 매개변수는, 오버레이, CD, CDU, 측벽 각도, 라인에지 거칠기 및 포커스로 이루어지는 그룹으로부터 선택되는 방법.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 결정된 실제 시간 변동에 기초하여, 기판의 프로세싱, 또는 노광 레시피, 또는 리소그래피 장치의 제어시스템을 조정하는 단계를 더 포함하는 방법.
  9. 디바이스 제조방법으로서,
    리소그래피 장치를 사용하여 하나 이상의 기판 상에 일련의 노광을 수행하는 단계;
    제1항에 의한 방법을 사용하여 상기 노광을 모니터링하는 단계;
    상기 결정된 실제 시간 변동에 기초하여 상기 리소그래피 장치의 제어 매개변수를 조정하는 단계;
    상기 리소그래피 장치를 사용하여 하나 이상의 기판 상에 추가적인 노광을 수행하는 단계
    를 포함하는 제조방법.
  10. 하나 이상의 리소그래피 툴에 제1항에 의한 방법을 수행하도록 지시하기 위한 컴퓨터 판독가능 코드 수단을 포함하는 매체에 저장된 컴퓨터 프로그램.
  11. 기판의 특성을 측정하도록 구성된 검사 장치로서,
    방사선으로 기판을 조명하도록 구성된 조명 시스템;
    상기 조명으로 인하여 발생되는 스캐터링 특성들을 검출하도록 구성된 검출 시스템; 및
    제1항에 의한 방법을 수행하기 위하여 상기 검사 장치를 제어하도록 구성된 프로세서
    를 포함하는 검사 장치.
  12. 디바이스 제조 공정을 모니터링하는 방법으로서,
    기판 배치의 하나 이상의 기판 상의 복수의 지점에서 기판을 측정하여 공정 매개변수와 관련된 복수의 측정값을 획득하는 단계;
    노광 동안의 상기 기판의 궤적 또는 상기 배치 내 기판의 노광 순서를 참조하여, 하나 이상의 기판 상의 위치들에 대한 노광의 상대적인 시간(relative times)을 결정하는 단계; 및
    상기 측정 값과 상기 상대적인 시간에 기초하여 상기 공정 매개변수의 실제 시간 변동을 결정하는 단계
    를 포함하는 방법.
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