KR102272361B1 - 직교 하지층 더미필을 갖는 오버레이 타겟 - Google Patents

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Abstract

본 발명개시는 직교 하지층 더미필을 갖는 오버레이 타겟을 설계 및 이용하는 것에 관한 것이다. 다양한 실시예들에 따라, 오버레이 타겟은 적어도 하나의 오버레이 타겟 구조물을 형성하는 하나 이상의 세그먼트화된 오버레이 패턴 요소들을 포함할 수 있다. 오버레이 타겟은 적어도 하나의 더미필 타겟 구조물을 형성하는 하나 이상의 비활성 패턴 요소들을 더 포함할 수 있다. 하나 이상의 비활성 패턴 요소들의 각각은 적어도 하나의 근접 배치된 오버레이 패턴 요소의 세그먼테이션 축에 직교하는 축을 따라 세그먼트화된 더미필을 포함할 수 있다. 일부 실시예들에서, 타겟 구조물들 또는 층들의 각각은 실리콘 웨이퍼와 같은, 기판 상에 연속적으로 배치된 별도의 처리층에서 형성될 수 있다. 일부 실시예들에서, 오버레이 및 더미필 타겟 구조물들은 특정한 제조 또는 계측 이점을 허용하기 위해 2배 또는 4배 회전 대칭적일 수 있다.

Description

직교 하지층 더미필을 갖는 오버레이 타겟{OVERLAY TARGETS WITH ORTHOGONAL UNDERLAYER DUMMYFILL}
본 발명개시는 일반적으로 오버레이 계측을 위한 오버레이 타겟의 분야에 관한 것으로, 보다 구체적으로, 직교 하지층 더미필(orthogonal underlayer dummyfill)을 갖는 오버레이 타겟을 설계하고 이용하는 것에 관한 것이다.
반도체 디바이스는 대개 실리콘 웨이퍼와 같은 기판 상에 배치된 복수의 층들을 생성함으로써 제조된다. 통상적으로, 다양한 처리층들 간의 정렬이 제어되어 결과적인 디바이스의 기능 및 성능을 보장한다. 2개 이상의 연속적인 층들 내에 형성된 디바이스 피처들 또는 구조물들 간의 오정렬은 대개 오버레이 오차라고 언급된다. 웨이퍼 상의 패턴화된 층들 간의 오버레이 오차를 검출하고 보정하기 위한 능력은 집적 회로 및 다른 반도체 디바이스의 제조에 매우 중요하다.
오버레이 계측은, 통상적으로 관심 있는 하나 이상의 디바이스 층들에 근접 배치된 오버레이 "타겟" 또는 "마크"을 분석함으로써, 패턴화된 디바이스 층들 간의 오정렬 또는 오버레이 오차를 판정하는 공지된 기술이다. 예를 들어, 오버레이 측정은 웨이퍼 상의 다양한 패턴화된 디바이스 층들과 함께 인쇄되는 테스트 패턴(즉, 하나 이상의 오버레이 타겟 구조물)을 통해 수행될 수 있다. 오버레이 계측 시스템은 이미징 툴을 포함할 수 있고, 이러한 이미징 툴은 디바이스 및 타겟 층들을 구성하는 패턴 요소들의 상대 변위 또는 오정렬을 판정하기 위해 처리 유닛에 의해 분석되는 이미지 프레임들을 수집하도록 구성된다.
현재, 몇몇 기술들이 적용되어 오버레이 타겟을 지지하는 기판들의 공정 양립성을 유지하거나 또는 개선할 수 있다. 예를 들어, 더미 필(즉, 비기능 구조물 또는 피처들)의 하나 이상의 패턴화된 층들이 특정한 반도체 제조 또는 테스트 장비의 설계 규칙에 따라 요구되는 공간적 특성 또는 물리적 특징을 달성하기 위해 기판 상에 배치될 수 있다. 더욱이, 계측 타겟의 타겟 구조물 또는 층들을 형성하는 패턴 요소들이 공정 양립성을 개선하기 위해 선택된 세그먼테이션 또는 서브 패턴보다 명목상 작은 피처들로 구성될 수 있다.
기존의 해결책에도 불구하고, 기술의 결점은 계속해서 오버레이 계측 타겟에 공정 손상을 야기하거나 반도체 제조 설계 규칙과 타겟 양립성의 부족을 야기한다. 현재 상태 기술의 일부 결함들은, 화학적 기계적 연마로 인해 타겟 부근 또는 타겟 내의 디싱, 비양립 패턴 밀도로 인해 타겟 부근에서의 에치 바이어스, 타겟의 설계 규칙 위배로 인해 제조된 디바이스에서의 후속의 기생 커패시턴스, 오버레이 측정에서 계측 바이어스를 야기하는 타겟의 리소그래픽 비양립성, 및 과도한 타겟 크기로 인한 레티클 및 웨이퍼 상의 계측 풋프린트의 증가를 포함한다.
본 발명개시는 현재 상태 기술의 하나 이상의 결함들을 해결하기 위해서 직교 하지층 더미필을 포함하는 오버레이 타겟 설계에 관한 것이다. 일 양태에서, 본 발명개시는 적어도 하나의 오버레이 타겟 구조물을 형성하는 하나 이상의 세그먼트화된 오버레이 패턴 요소들을 포함하는 오버레이 타겟에 관한 것이다. 오버레이 타겟은 적어도 하나의 더미필 타겟 구조물을 형성하는 하나 이상의 비활성 패턴 요소들을 더 포함한다. 하나 이상의 비활성 패턴 요소들의 각각은 적어도 하나의 근접 배치된 오버레이 패턴 요소의 세그먼테이션 축에 직교하는 축을 따라 세그먼트화된 더미필을 포함할 수 있다. 다양한 실시예들에 따라, 타겟 구조물들 또는 층들의 각각은 실리콘 웨이퍼와 같은, 기판 상에 연속적으로 배치된 별도의 처리층에서 형성될 수 있다.
다른 양태에서, 본 발명개시는 기판 상에서 오버레이 측정을 수행하는 오버레이 계측 시스템에 관한 것이다. 시스템은 기판 상에 배치된 오버레이 타겟을 갖는 기판을 지지하도록 구성된 샘플 스테이지를 포함할 수 있고, 오버레이 타겟은 적어도 하나의 오버레이 타겟 구조물을 형성하는 하나 이상의 세그먼트화된 오버레이 패턴 요소들을 포함하고, 오버레이 타겟은 적어도 하나의 더미필 타겟 구조물을 형성하는 하나 이상의 비활성 패턴 요소들을 더 포함하며, 하나 이상의 비활성 패턴 요소들의 각각은 적어도 하나의 근접 배치된 오버레이 패턴 요소의 세그먼테이션 축에 직교하는 축을 따라 세그먼트화된 더미필을 포함할 수 있다. 시스템은 오버레이 타겟을 조명하도록 구성된 적어도 하나의 조명원(illumination source) 및 오버레이 타겟으로부터 반사, 산란 또는 방사되는 조명을 수광하도록 구성된 적어도 하나의 검출기를 더 포함할 수 있다. 검출기에 통신 가능하게 결합된 적어도 하나의 컴퓨팅 시스템은 오버레이 타겟으로부터 반사, 산란, 또는 방사되는 조명과 연관된 정보(예컨대, 하나 이상의 이미지 프레임 또는 콘트라스트 데이터)를 이용하여 기판 상에 배치된 적어도 2개의 층들 간의 오정렬을 판정하도록 구성될 수 있다. 일부 실시예들에서, 오버레이 및 더미필 타겟 구조물들은 특정한 제조 또는 계측 이점을 허용하기 위해 2배 또는 4배 회전 대칭적이다. 그러나, 2배 또는 4배 회전 대칭은 스캐터로메트리 오버레이(scatterometry overlay; SCOL) 또는 회절 기반 오버레이(diffraction based overlay; DBO) 계측 타겟들을 이용하는 애플리케이션들과 같은 모든 애플리케이션들에 의해 요구되지 않는다.
또 다른 양태에서, 본 발명개시는 기판 상에서 오버레이 계측을 수행하는 방법에 관한 것이고, 이 방법은, 기판 상에 배치된 오버레이 타겟을 조명하는 단계; 오버레이 타겟으로부터 반사, 산란 또는 방사된 조명을 검출하는 단계; 및 검출된 조명과 연관된 정보를 이용하여 기판 상에 배치된 적어도 2개의 층들 간의 오정렬을 판정하는 단계를 적어도 포함하고, 오버레이 타겟은 적어도 하나의 오버레이 타겟 구조물을 형성하는 하나 이상의 세그먼트화된 오버레이 패턴 요소들을 포함하고, 오버레이 타겟은 적어도 하나의 더미필 타겟 구조물을 형성하는 하나 이상의 비활성 패턴 요소들을 더 포함하며, 하나 이상의 비활성 패턴 요소들의 각각은 적어도 하나의 근접 배치된 오버레이 패턴 요소의 세그먼테이션 축에 직교하는 축을 따라 세그먼트화된 더미필을 포함할 수 있다.
전술한 일반적인 설명 및 다음의 상세한 설명 모두는 단지 예시적이고 설명하기 위한 것으로, 반드시 본 발명개시를 제한하는 것은 아님이 이해될 것이다. 명세서에 포함되어 그 일부를 구성하는 첨부 도면들은 본 발명개시의 주제를 나타낸다. 설명 및 도면은 함께 본 발명개시의 원리를 설명하는 역할을 한다.
본 발명개시의 많은 장점들이 첨부 도면을 참조함으로써 기술 분야의 당업자에게 더욱 잘 이해될 수 있다.
도 1a는 본 발명개시의 실시예에 따라, 오버레이 타겟을 나타낸다.
도 1b는 본 발명개시의 실시예에 따라, 오버레이 타겟의 일부분을 나타내고, 여기서, 더미필 패턴 요소의 세그먼테이션 축은 오버레이 패턴 요소의 세그먼테이션 축에 직교한다.
도 2a는 본 발명개시의 실시예에 따라, 2배/4배 대칭적 오버레이 타겟을 나타낸다.
도 2b는 본 발명개시의 실시예에 따라, 2배/4배 대칭적 오버레이 타겟의 오버레이 타겟 구조물 및 더미필 타겟 구조물을 나타낸다.
도 3a는 본 발명개시의 실시예에 따라, 2배/4배 대칭적 오버레이 타겟을 나타낸다.
도 3b는 본 발명개시의 실시예에 따라, 2배/4배 대칭적 오버레이 타겟의 오버레이 타겟 구조물 및 더미필 타겟 구조물을 나타낸다.
도 4a는 본 발명개시의 실시예에 따라, 2배/4배 대칭적 오버레이 타겟을 나타낸다.
도 4b는 본 발명개시의 실시예에 따라, 2배/4배 대칭적 오버레이 타겟의 오버레이 타겟 구조물 및 더미필 타겟 구조물을 나타내고, 여기서 타겟 구조물들의 각각은 복수의 패턴 요소들을 포함한다.
도 5a는 본 발명개시의 실시예에 따라, 2배 대칭적 오버레이 타겟을 나타내고, 여기서 오버레이 패턴 요소들의 제 1 부분은 제 1 노광에 따라 더미필 위에 인쇄된다.
도 5b는 본 발명개시의 실시예에 따라, 2배 대칭적 오버레이 타겟을 나타내고, 여기서 오버레이 패턴 요소들의 제 2 부분은 제 2 노광에 따라 더미필 위에 인쇄된다.
도 6은 본 발명개시의 실시예에 따라, 오버레이 타겟을 나타낸다.
도 7은 본 발명개시의 실시예에 따라, 오버레이 계측 시스템을 나타내는 블록도이다.
도 8은 본 발명개시의 실시예에 따라, 오버레이 계측을 수행하는 방법을 나타내는 흐름도이다.
첨부 도면들에 나타나는 개시된 주제를 이제 상세하게 참조할 것이다.
도 1a 내지 도 8은 일반적으로 본 발명개시의 다양한 실시예들에 따라, 직교 하지층 더미필을 갖는 오버레이의 설계 및 이용을 나타낸다. 미국 특허 출원 일련번호 제13/186,144호는 더미필 밑에 또는 위에 배치된 오버레이 타겟 구조물과 더미필의 직교 정렬을, 적어도 부분적으로, 기술한다. 부가적으로, 미국 특허 출원 일련번호 제12/455,640호는 "더미 필드"로서 언급되는, 더미필을 적어도 부분적으로 포함하는 계측 타겟을 기술한다. 미국 특서 출원 일련번호 제13/186,144호 및 제12/455,640호는 본 명세서에 전체적으로 명시된 것처럼 참조에 의해 통합된다. 다음 실시예들은 예시적인 목적을 위해 제공된 것으로, 아래에 기술되는 피처 및 장치는 추가적인 실시예들을 생성하기 위해 조합될 수 있다는 것을 이해해야 한다. 예를 들어, 발명 기술 분야의 당업자는 다음 실시예들의 일부가 제조 설계 규칙 세트를 준수하거나 선택된 레벨의 공정 양립성을 만족하는 오버레이 계측 시스템 또는 오버레이 타겟을 달성하기 위해 조합될 수 있다는 것을 이해할 것이다.
도 1a는 본 발명개시의 실시예에 따라, 오버레이 계측 타겟(100)을 나타낸다. 오버레이 타겟(100)은 복수의 타겟 구조물들을 포함할 수 있다. 일부 실시예들에서, 타겟 구조물들은 실리콘 웨이퍼와 같은 기판 상에 연속적으로 배치되고 별도의 처리층들로 제조된다. 오버레이 타겟(100)은 본질적으로 세그먼트화된 더미필로 구성된 하나 이상의 비활성 패턴 요소들(102a-102d)을 포함할 수 있다. 비활성 패턴 요소들(102a-102d)은 적어도 제 1 "더미필" 타겟 구조물을 형성할 수 있다. 오버레이 타겟(100)은 미국 특허 출원 일련번호 제13/186,144호 및/또는 제12/455,640호에 기술되거나 참조되는 것과 같이, 당업계에 공지된 오버레이 피처들로부터 형성된 하나 이상의 오버레이 패턴 요소들(104a-104d)을 더 포함할 수 있다.
오버레이 패턴 요소들(104a-104d)은 더미필 타겟 구조물에 근접 배치된 적어도 제 2 "오버레이" 타겟 구조물을 형성할 수 있다. 예를 들어, 오버레이 타겟 구조물은 더미필 타겟 구조물 위의 기판 상에 후속하여 배치될 수 있다. 따라서, 더미필 타겟 구조물은 "더미필 하지층"으로 언급될 수 있다. 더미필(102a-102d) 및/또는 오버레이 패턴 요소들(104a-104d)은 제조/테스트 설계 규칙에 따라, 또는 설계 규칙으로부터의 선택된 범위 또는 선택된 편차에 따라, 세그먼트화될 수 있다. 도 1b에 나타난 바와 같이, 각각의 더미필 패턴 요소(102)는 제 1 "더미필" 세그먼테이션 축(106)에 따라 세그먼트화될 수 있고, 제 1 "더미필" 세그먼테이션 축(106)은 더미필 패턴 요소(102) 위에 또는 밑에 배치된 적어도 하나의 세그먼트화된 오버레이 패턴 요소(104)에 대응하는 제 2 "오버레이" 세그먼테이션 축(108)에 직교한다. 더욱이, 일부 실시예들에서, 하나 이상의 더미필 패턴 요소들의 적어도 제 1 세트(102a, 102c)는 하나 이상의 더미필 패턴 요소들의 제 2 세트(102b, 102d)의 세그먼테이션 방향에 직교하는 방향으로 세그먼트화된다.
세그먼트화된 더미필 패턴 요소들(102)은 기판의 하나 이상의 연속적인 처리층들에 따라, 후속하여 배치되는, 디바이스 또는 오버레이 패턴 요소들과 같은, 패턴 요소들을 위해 예비된 빈 영역 상에 배치되는 더미필을 포함할 수 있다. 더미필 패턴 요소들(102)은 오버레이 타겟(100)의 일부분을 구성하는 적어도 하나의 오버레이 또는 더미필 패턴 요소의 위치 추정을 가능하게 하는 내부 에지(예컨대, 하나 이상의 직사각형 개구)를 더 포함할 수 있다. 도 2a 및 도 2b는 복수의 오버레이 패턴 요소들(204a-204d)로 형성되는 오버레이 타겟 구조물(203)에 근접 배치된 복수의 더미필 패턴 요소들(202a-202d)로 형성되는 더미필 타겟 구조물(201)을 포함하는 2배/4배 대칭적 오버레이 타겟(200)을 나타낸다. 일부 실시예들에서, 각각의 타겟 구조물(201 및 203)은 2배 또는 4배 회전 대칭적이어서, 더미필 타겟 구조물(201) 위에 오버레이 타겟 구조물(203)의 배치로 형성되는 결과적인 타겟 구조물(200)은 이에 상응하여 2배 또는 4배 회전 대칭적이다. 일부 실시예들에서, 예를 들어, 타겟(200)은 4배 회전 대칭적이다. 더욱이, 더미필 패턴 요소들(202a-202d)의 각각은 2배 회전 대칭적 서브패턴을 형성하는 단일축 세그먼테이션 더미필을 포함할 수 있다.
일부 실시예들에서, 더미필 서브패턴들(202a-202d)은 선택된 축을 따라 세그먼트화되고, 여기서, 세그먼테이션 축을 따른 더미필 세그먼트들의 크기 및 간격은 더미필 패턴 요소들(202a-202d) 위에 인쇄되는 오버레이 패턴 요소들(204a-204d)의 공간적 또는 물리적 특성에 따라 선택된다. 예를 들어, 더미필 세그먼테이션은 더미필 세그먼트에 직교하는 기판 상에 배치된 오버레이 피처들과 연관된 계측 신호의 오염을 피하기 위해서, 후속하여 인쇄되는 오버레이 패턴 요소들(204a-204d)의 피처 크기, 간격, 및/또는 세그먼테이션에 따라 선택될 수 있다. 일부 실시예들에서, 더미필 세그먼테이션의 피치 및/또는 피처 크기는 리소그래픽 노광 툴과 같은, 노광 툴에 대한 최소 설계 규칙보다 실질적으로 크고, 이러한 노광 툴을 통해, 더미필 서브패턴들은 노광(즉, 기판의 표면 상에 인쇄 또는 배치됨)될 것이다. 오버사이즈 세그먼테이션은 유리하게 라인 끝의 풀백(pullback)(예컨대, 비대칭적 풀백)을 감소시킬 수 있다.
도 3a에 나타난 바와 같이, 오버레이 계측 타겟(300)은 근접 배치된 오버레이 패턴 요소들(304a-304d)을 갖는 단일 축 세그먼트화된 더미필 패턴 요소들(302a-302d)을 포함할 수 있고, 이에 의해, 후속하여 오버레이되는 서브패턴들의 경계들은 완전히 더미필 서브패턴들에 의해 형성된 경계 내에 있다. 도 3b는 더미필 패턴 요소들(302a-302d)로 형성되는 더미필 타겟 구조물(301) 및 오버레이 패턴 요소들(304a-304d)로 형성되는 오버레이 타겟 구조물(303)을 더욱 나타낸다. 일부 실시예들에서, 더미필 서브패턴들의 경계와 오버레이된 서브패턴들의 경계 사이의 선택된 거리는 미리 결정된 광 차단 구역보다 크다. 경계들 간의 거리는 오직 더미필 세그먼테이션 축에 수직인 축 또는 평행인 축에서만, 또는 평행 방향 및 수직 방향 양자 모두에서, 미리 결정된 광 차단 구역보다 클 수 있다.
도 4a 및 도 4b에 도시된 바와 같이, 2배/4배 회전 대칭적 오버레이 타겟(400)은 각각의 사분면에 복수의 오버레이 및 더미필 서브패턴들을 포함할 수 있다. 예를 들어, 각각의 사분면의 오버레이 타겟(400)은 더미필 타겟 구조물(401)을 형성하는 6개의 더미필 패턴 요소들(402a-402d)을 포함할 수 있다. 각각의 사분면은 더미필 타겟 구조물(401)의 상부에 배치된 오버레이 타겟 구조물(403)을 형성하는 5개의 오버레이 패턴 요소들(404a-404d)을 더 포함할 수 있다. 2배 회전 대칭적 오버레이 타겟은 상부 및 하부 반반 각각에 또는 오른쪽 및 왼쪽 반반 각각에 복수의 오버레이 및 더미필 서브패턴들을 이용하여 유사하게 설계될 수 있다.
일부 실시예들에서, 더미필 또는 오버레이 서브패턴들의 일부분은 2번 이상의 사이드 바이 사이드(side by side) 노광으로 기판 상에 별도로 인쇄된다. 예를 들어, 도 5a 및 도 5b에 나타난 오버레이 타겟(500)의 실시예에서, 오버레이 패턴 요소들(504a 및 504b)은 제 1 노광(도 5a 참조) 및 제 2 노광(도 5b 참조)에 따라 더미필 하지층(502a 및 502b) 위에 인쇄된다. 세그먼트화된 더미필 서브패턴들은 오버레이 서브패턴들 간에 차단 구역이 없는 별도의 노광으로 인쇄될 수 있다. 더욱이, 더미필 세그먼테이션은 더미필 서브패턴들 각각에 대해 동일할 수 있고, 리소그래픽 오버레이 공차에 따라 정렬될 수 있다. 일부 실시예들에서, 오버레이 타겟은 리소그래픽 오버레이 공자 내에 정렬되고, 동일한 세그먼테이션을 갖는 후속하여 오버레이되는 세그먼트화된 더미필 서브패턴들을 더 포함할 수 있다.
도 2a 및 도 2b에 나타난 예시적인 실시예와 같은 일부 실시예들에서, 오버레이 타겟(200)은 오버레이 또는 더미필 서브패턴을 정의하는 적어도 하나의 패턴 요소의 위치를 추정하기 위해 측정될 수 있는 내부 에지(즉, 직사각형 개구부 또는 "윈도우"를 포함함)를 갖는 오버레이 서브패턴들(204a-204d) 및/또는 더미필 서브패턴들(202a-202d)을 더 포함할 수 있다. 따라서, 오버레이 타겟(200)은 각각의 오버레이 또는 더미필 패턴 요소의 세그먼테이션 축에 평행 및/또는 수직하는 방향에서 서브패턴 위치 추정을 가능하게 하는 장치를 포함할 수 있다. 일부 실시예들에서, 서브패턴 위치 추정은 특히 스캐너 초점의 함수로서, 에지 위치에서 향상된 스캐너 수차 감도를 피하기 위해, 더미필 세그먼테이션 라인에 수직하는 방향에서만 수행될 수 있다. 대안적으로, 서브패턴 위치 추정은 설계 규칙 위반을 피하기 위해, 더미필 세그먼테이션 라인에 평행한 방향에서만 수행될 수 있다.
오버레이 타겟의 특정 실시예들은 특정한 계측 또는 공정 양립성 요건에 유리할 수 있다. 일 실시예에서, 예를 들어, 4배 회전 대칭적 오버레이 타겟은 복수의 층들(예컨대, 4개의 층들)을 포함할 수 있다. 각각의 사분면의 오버레이 타겟은 더미필 세그먼테이션에 직교하는 제 1 축에 따라 오버레이의 측정을 가능하게 하는 2개의 세그먼트화된 더미필 서브패턴들을 포함할 수 있다. 각각의 사분면은 더미필 패턴 요소들 위에 후속하여 배치된 2개의 세그먼트화된 오버레이 서브패턴들을 더 포함할 수 있다. 오버레이된 서브 패턴들은 제 1 축에 직교하는 제 2 축(즉, 더미필 서브패턴들을 위한 측정 축)에 따라 오버레이의 측정을 가능하게 하도록 배열될 수 있다. 대안적으로, 오버레이된 서브패턴들은 제 1 축에 평행한 제 2 축에 따라 오버레이의 측정을 가능하게 하도록 배열될 수 있다.
다른 예시적인 실시예에서, 각각의 사분면의 (2개 층의) 4배 회전 대칭적 오버레이 타겟은 내부 에지를 갖는 개구부(또는 윈도우)를 제외하고 개별 사분면을 실질적으로 채우는 단일 축 세그먼트화된 더미필 서브패턴을 포함할 수 있다. 개구부의 내부 에지는 더미필 세그먼테이션에 평행한 방향에서 서브패턴 위치 추정을 위해 측정될 수 있다. 타겟은 더미필 서브패턴 위에 후속하여 배치된 세그먼트화된 오버레이 서브패턴을 더 포함할 수 있다. 오버레이 서브패턴은 제조 설계 규칙에 따라 세그먼트화될 수 있다. 부가적으로, 오버레이 서브패턴의 에지들은 더미필 세그먼테이션 축에 평행한 방향에서 서브패턴 위치 추정을 위해 측정될 수 있다.
다른 예시적인 실시예에서, 2배 회전 대칭적 (4개 층의) 오버레이 타겟은 4개의 세그먼트화된 더미필 서브패턴들(X 방향에 2개 및 Y 방향에 2개)을 포함할 수 있다. 더미필 서브패턴들의 각각은 개별 측정 축을 따라 오버레이의 측정을 가능하게 하도록 배열될 수 있다. 오버레이 타겟은 12개의 세그먼트화된 오버레이 서브패턴들(X방향에 6개 및 Y 방향에 6개)을 더 포함할 수 있다. 더미필 서브패턴들 위에 후속하여 인쇄되는 오버레이 서브패턴들의 각각은 개별 측정 축을 따라 오버레이의 측정을 더욱 가능하게 하도록 배열될 수 있다.
발명 기술 분야의 당업자는, 본 명세서에 기술된 실시예들과 같은 상기 예시적인 실시예들의 본질은 예시적인 것으로 이해되어야 하며 어떤 방식으로든 본 발명개시를 제한하려는 것이 아님을 이해할 것이다. 일부 실시예들에서, 세그먼테이션은 최소 설계 규칙을 초과하는 디바이스 또는 오버레이 층들의 피처 크기에 기초하고, 이에 의해, 결과적인 디바이스의 것보다 크도록 서브패턴의 공정 윈도우를 증가시킨다. 더욱이, 세그먼테이션은 서브패턴 그 자체의 기하학적 구조에 비해 상대적으로 작을 수 있다. 다양한 실시예들에 따라, 세그먼트화된 단일 축 더미필 하지층은 계측 성능 및 공정 양립성을 개선하기 위해 처리층의 적어도 50%를 커버할 수 있다. 예를 들어, 세그먼트화된 더미필은 기판 상에 배치된 적어도 하나의 층의 대부분을 커버할 수 있다.
세그먼테이션 간격/피치, 처리층의 수, 대칭, 및 계측 타겟의 다른 속성에서 다양한 변형이 고려된다. 앞서 기술된 실시예들은 다양한 피처들을 예시하지만, 본 발명개시를 어떤 방식으로도 제한하려는 것이 아니다. 예를 들어, 본 명세서에서 다양한 실시예들은 2배 또는 4배 회전 대칭적 오버레이 계측 타겟을 기술하지만, 2배/4배 대칭이 모든 애플리케이션에 요구되지 않는다. 도 6에 나타난 일부 실시예들에서, 오버레이 계측 타겟(600)은 전체적으로 2배 회전 대칭적도 아니고 4배 회전 대칭적도 아니다. 그러나, 개별 서브패턴들 또는 2개 이상의 서브패턴들의 그룹화와 같은 오버레이 타겟(600)의 다양한 부분들은 적어도 2배 대칭적일 수 있다.
SCOL 또는 DBO 계측과 같은 일부 애플리케이션들에서는 2배/4배 대칭적 타겟을 요구하지 않는다. 예를 들어, 오버레이 타겟(600)은 제 1 오버레이 타겟 구조물을 형성하는 제 1 복수의 오버레이 패턴 요소들(602a-602d), 및 제 2 오버레이 타겟 구조물을 형성하는 제 2 복수의 오버레이 패턴 요소들(604a-604d)을 포함할 수 있고, 더미필 하지층 위에 연속적으로 형성된 양자의 타겟 구조물들은 직교 정렬된 비활성 패턴 요소들(606a-606d)을 포함할 수 있다. 도 6에 더욱 도시된 바와 같이, 제 1 (X) 방향의 더미필 세그먼테이션(즉, 간격 및 피치)는 제 2 (Y) 방향의 더미필 세그먼테이션과 상이할 수 있다.
일부 실시예들에서, 타겟(600)은 제 1 복수의 오버레이 패턴 요소들(602a-602d)에 의해 정의된 제 1 타겟 구조물 또는 층에 따라 제 1 방향에서의 오버레이 측정을 허용한다. 더욱이, 오버레이는 제 2 복수의 오버레이 패턴 요소들(604a-604d)에 의해 정의된 제 2 타겟 구조물 또는 층에 따라 적어도 제 2 방향에서 측정될 수 있다. 발명 기술 분야의 당업자는, 다수의 층들 및 유형(예컨대, 디바이스, 더미필, 또는 오버레이 층들)이 본 발명개시의 범위로부터 벗어나지 않고 변화될 수 있다는 것을 이해할 것이다.
도 7은 본 발명개시의 실시예에 따라, 오버레이 계측 시스템(700)을 나타내는 블록도이다. 오버레이 계측 시스템(700)은 미국 특허 출원 일련번호 제13/186,144호에 기술 또는 참조되는 시스템과 같은, 광학 계측 시스템을 포함할 수 있다. 시스템(700)은 기판(706) 상에 배치된 오버레이 계측 타겟(704)을 조명하도록 구성된 적어도 하나의 조명원(702)을 포함할 수 있고, 여기서 오버레이 타겟(704)은 상기 실시예들에 따른 타겟을 포함한다. 기판(706)은 샘플 스테이지(708)에 의해 지지될 수 있고, 샘플 스테이지(708)은 선택된 위치로 기판을 옮기거나 회전시키는 적어도 하나의 선형 또는 회전 액츄에이터를 포함할 수 있다.
시스템은 적어도 제 1 (객체) 경로를 따른 조명원(702)에서 나오는 조명을 오버레이 타겟(704), 및 기준 거울과 같은 기준 광학계(716)로 기술된 제 2 (기준) 경로로 보내도록 구성된 적어도 하나의 빔 스플리터(712)를 포함할 수 있다. 오버레이 타겟(704)을 포함하는 기판(706)의 표면으로부터 반사, 산란, 또는 방사되는 조명은 광학 렌즈(714)를 통해 수집될 수 있고, 수집 경로를 따라 적어도 하나의 검출기(710)로 보내질 수 있다. 검출기(710)와 통신하는 적어도 하나의 컴퓨팅 시스템(718)은 기판(706)의 표면으로부터 수광된 조명과 연관된 이미징 데이터를 수집하도록 구성될 수 있다. 컴퓨팅 시스템(718)은 오버레이 타겟(704)을 위해 수집된 이미징 데이터와 연관된 정보(예컨대, 이미지 프레임 또는 콘트라스트 데이터)를 이용하여 기판(706) 상에 형성된 적어도 2개의 층들 간의 오버레이 오차 또는 공간적 오정렬을 판정하도록 구성될 수 있다.
본 발명개시에 걸쳐 기술된 다양한 단계들 및 기능들은 단일 컴퓨팅 시스템에 의해 또는 다수의 컴퓨팅 시스템들에 의해 수행될 수 있다는 것이 인식되어야 한다. 예를 들어, 컴퓨팅 시스템(718)은 개인용 컴퓨팅 시스템, 메인프레임 컴퓨팅 시스템, 워크스테이션, 화상 컴퓨터, 병렬 프로세서, 또는 당해 기술에 공지된 임의의 다른 디바이스를 포함할 수 있지만, 이들로 한정되지 않는다. 일반적으로, 컴퓨팅 시스템(718)은 적어도 하나의 전달 매체(720)로부터 프로그램 명령어(722)를 실행하도록 구성된 적어도 하나의 단일 코어 또는 다중 코어 프로세서를 포함할 수 있다.
도 8은 일반적으로 오버레이 계측 시스템(700)에 따라 오버레이 계측을 수행하는 방법(800)을 나타낸다. 그러나, 방법(800)의 하나 이상의 단계들은 본 발명개시의 본질로부터 벗어나지 않고 시스템(700)의 전술한 실시예들로부터 변화하는 시스템 또는 디바이스를 통해 실행될 수 있다는 것이 인식된다. 실시예에서, 방법(800)은 적어도 다음 단계들을 포함할 수 있다. 단계(802)에서, 기판(706) 상에 배치된 오버레이 계측 타겟(704)이 조명된다. 단계(804)에서, 타겟으로부터 반사, 산란 또는 방사되는 조명이 광학 렌즈(714)와 같은 수집 광학계를 통해 수집되고, TDI 카메라와 같은 적어도 하나의 이미징 검출기(710)에 보내진다. 단계(806)에서, 이미징 데이터는 처리되어 기판 상에 배치된 적어도 2개의 층들 간의 오정렬을 판정한다. 본 명세서에서, 이미징 데이터는 당업계에 공지된 임의의 오버레이 계측 알고리즘에 따라 처리될 수 있다는 것을 유념한다. 예를 들어, 디바이스 피처들로 형성된 타겟 구조물 및/또는 패턴을 형성하는 패턴 요소들 간의 공간적 비교가 수행되어 상대적 변위(즉, 오버레이 오차)를 판정할 수 있다.
일부 실시예들에서, 더미필 패턴 요소들의 오직 내부 에지만이 측정되어 연마 손상을 방지한다. 일부 실시예들에서, 적어도 하나의 더미필 패턴 요소의 위치가 제 1 방향에서의 측정을 통해 결정되고, 기판(706) 상에 후속하여 배치된 적어도 하나의 오버레이 패턴 요소의 위치가 제 2 방향(예컨대, 제 1 방향에 직교하는 축을 따름)에서의 측정을 통해 결정된다. 게다가, 측정 방향에 평행 및 직교하는 방향으로 세그먼트화된 오버레이 또는 더미필 서브패턴의 에지 위치는 세그먼트의 방향으로 야기되는 측정 바이어스를 결정하기 위해 측정될 수 있다.
본 명세서에 기술된 프로세스 및/또는 시스템 및/또는 다른 기술이 영향을 받을 수 있는 다양한 수단(예컨대, 하드웨어, 소프트웨어, 및/또는 펌웨어)가 존재하고, 바람직한 수단은 프로세스 및/또는 시스템 및/또는 다른 기술들이 배치된 컨텍스트에 의하여 변할 것임을 당업자는 이해할 것이다. 본 명세서에 기술된 것과 같은 방법들을 구현하는 프로그램 명령어들은 전달 매체를 통해 전송되거나 이에 저장될 수 있다. 전달 매체는 와이어, 케이블, 또는 무선 전송 링크와 같은 전송 매체를 포함할 수 있다. 전달 매체는 또한 판독 전용 메모리, 랜덤 액세스 메모리, 자기 또는 광학 디스크, 또는 자기 테이프와 같은 저장 매체를 포함할 수 있다.
본 발명에 기술된 모든 방법들은 저장 매체에 방법 실시예들의 하나 이상의 단계들의 결과를 저장하는 단계를 포함할 수 있다. 결과는 본 명세서에 기술된 결과들 중 임의의 결과를 포함할 수 있고, 당해 기술에 공지된 임의의 방식으로 저장될 수 있다. 저장 매체는 본 명세서에 기술된 임의의 저장 매체 또는 당해 기술에 공지된 임의의 다른 적합한 저장 매체를 포함할 수 있다. 결과가 저장된 이후에, 저장 매체의 결과는 액세스될 수 있고, 본 발명에 기술된 방법 또는 시스템 실시예들 중 임의의 방법 또는 시스템에 의해 이용될 수 있고, 사용자에게 디스플레이하기 위해 서식이 만들어 질 수 있으며, 다른 소프트웨어 모듈, 방법, 또는 시스템 등에 의해 이용될 수 있다. 더욱이, 결과는 "영구적", "반영구적", "일시적" 또는 일정 기간 동안 저장 될 수 있다. 예를 들어, 저장 매체는 랜덤 액세스 메모리(RAM)일 수 있고, 결과는 반드시 저장 매체에 무기한으로 지속되는 것은 아니다.
본 발명의 특정한 실시예들이 예시되었지만, 본 발명의 다양한 변형 및 실시예들은 전술한 발명개시의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 발명 기술 분야의 당업자에 의해 행해질 수 있음이 명백하다. 따라서, 본 발명의 범위는 본 명세서에 첨부된 특허청구범위에 의해서만 한정되어야 한다.

Claims (72)

  1. 오버레이 타겟에 있어서,
    적어도 하나의 오버레이 타겟 구조물을 형성하는 하나 이상의 세그먼트화된 오버레이 패턴 요소; 및
    적어도 하나의 더미필 타겟 구조물을 형성하는 하나 이상의 비활성 패턴 요소
    를 포함하고, 상기 하나 이상의 비활성 패턴 요소 각각은 적어도 하나의 근접 배치된 오버레이 패턴 요소의 세그먼테이션 축에 직교하는 축을 따라 세그먼트화된 더미필을 포함하고,
    상기 하나 이상의 비활성 패턴 요소는 적어도 하나의 패턴 요소의 위치 추정을 가능하게 하는 내부 에지를 갖는 개구(aperture)를 포함하는 것인, 오버레이 타겟.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 하나 이상의 비활성 패턴 요소는 적어도 하나의 2배(twofold) 또는 4배(fourfold) 회전 대칭적 오버레이 타겟 구조물을 형성하고,
    상기 하나 이상의 오버레이 패턴 요소는 적어도 하나의 2배 또는 4배 대칭적 더미필 타겟 구조물을 형성하는 것인, 오버레이 타겟.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 하나 이상의 비활성 패턴 요소는 적어도 하나의 후속 처리층의 오버레이 패턴 요소를 위해 예비된 하나 이상의 영역 상에 배치된 더미필 세그먼트들을 포함하는 것인, 오버레이 타겟.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 하나 이상의 비활성 패턴 요소는 적어도 하나의 패턴 요소의 위치 추정을 가능하게 하기 위해서 상기 하나 이상의 비활성 패턴 요소의 에지 영역들에 근접 배치된 더미필 세그먼트들을 포함하는 것인, 오버레이 타겟.
  5. 제 1 항에 있어서, 상기 하나 이상의 비활성 패턴 요소 각각은 2배 회전 대칭적인 것인, 오버레이 타겟.
  6. 제 1 항에 있어서, 상기 하나 이상의 오버레이 패턴 요소는 상기 하나 이상의 비활성 패턴 요소 위에 형성되는 것인, 오버레이 타겟.
  7. 제 1 항에 있어서, 상기 하나 이상의 비활성 패턴 요소는, 상기 하나 이상의 비활성 패턴 요소를 노광시키도록 구성된 노광 툴용으로 명시된 최소 설계 규칙보다 실질적으로 큰 선택된 피치 또는 피처 크기에 따라 세그먼트화되는 것인, 오버레이 타겟.
  8. 제 1 항에 있어서, 상기 하나 이상의 오버레이 패턴 요소는, 상기 하나 이상의 비활성 패턴 요소에 의해 정의된 경계 내에서 상기 하나 이상의 비활성 패턴 요소들 위에 후속 처리층들 상에 형성되는 것인, 오버레이 타겟.
  9. 제 8 항에 있어서, 상기 하나 이상의 오버레이 패턴 요소와 상기 경계 사이의 거리는 더미필 세그먼테이션 축에 평행한 축을 따른 미리 결정된 광 차단 구역보다 큰 것인, 오버레이 타겟.
  10. 제 8 항에 있어서, 상기 하나 이상의 오버레이 패턴 요소와 상기 경계 사이의 거리는 더미필 세그먼테이션 축에 수직인 축을 따른 미리 결정된 광 차단 구역보다 큰 것인, 오버레이 타겟.
  11. 제 8 항에 있어서, 상기 하나 이상의 오버레이 패턴 요소와 상기 경계 사이의 선택된 거리는 더미필 세그먼테이션 축에 평행한 축을 따르고, 상기 더미필 세그먼테이션 축에 수직인 축에 따른 미리 결정된 광 차단 구역보다 큰 것인, 오버레이 타겟.
  12. 제 8 항에 있어서, 상기 하나 이상의 비활성 패턴 요소는 2번 이상의 사이드 바이 사이드(side by side) 노광을 통해 인쇄되는 것인, 오버레이 타겟.
  13. 삭제
  14. 제 1 항에 있어서, 상기 하나 이상의 비활성 패턴 요소는 별개의 노광을 통해 인쇄되고 리소그래픽 오버레이 공차에 따라 정렬되는 균일한 간격의 더미필 세그먼트들을 포함하는 것인, 오버레이 타겟.
  15. 제 1 항에 있어서, 상기 하나 이상의 비활성 패턴 요소는 후속 처리층 상에 형성되는 균일한 간격의 더미필 세그먼트들을 포함하고, 상기 더미필 세그먼트들은 별개의 노광을 통해 인쇄되고 리소그래픽 오버레이 공차에 따라 정렬되는 것인, 오버레이 타겟.
  16. 제 1 항에 있어서, 상기 패턴 요소들 중 하나 이상은 피처 크기에 따라 세그먼트화되는 것인, 오버레이 타겟.
  17. 제 1 항에 있어서, 상기 세그먼트화된 더미필은 기판 상에 배치된 적어도 하나의 층의 대부분을 커버하는 것인, 오버레이 타겟.
  18. 제 1 항에 있어서, 상기 하나 이상의 오버레이 패턴 요소 및 상기 하나 이상의 비활성 패턴 요소는 적어도, 제 2 타겟 구조물 상에 오버레이된 제 1 타겟 구조물을 형성하고, 상기 오버레이된 타겟 구조물들의 각각의 사분면은,
    더미필 세그먼테이션 축에 직교하는 제 1 축에 따라 오버레이 측정을 가능하게 하도록 배치된 세그먼트화된 더미필로부터 형성된 2개의 비활성 패턴 요소들; 및
    상기 적어도 2개의 비활성 패턴 요소들에 후속하여 근접 배치된 2개의 세그먼트화된 오버레이 패턴 요소들
    을 포함하는 것인, 오버레이 타겟.
  19. 제 18 항에 있어서, 상기 제 1 타겟 구조물 및 상기 제 2 타겟 구조물은 4배 회전 대칭적인 것인, 오버레이 타겟.
  20. 제 18 항에 있어서, 상기 2개의 오버레이 패턴 요소들은 상기 제 1 축에 직교하는 제 2 축에 따라 오버레이 측정을 가능하게 하도록 배치되는 것인, 오버레이 타겟.
  21. 제 18 항에 있어서, 상기 2개의 오버레이 패턴 요소들은 상기 제 1 축에 평행한 제 2 축에 따라 오버레이 측정을 가능하게 하도록 배치되는 것인, 오버레이 타겟.
  22. 오버레이 타겟에 있어서,
    적어도 하나의 오버레이 타겟 구조물을 형성하는 하나 이상의 세그먼트화된 오버레이 패턴 요소; 및
    적어도 하나의 더미필 타겟 구조물을 형성하는 하나 이상의 비활성 패턴 요소
    를 포함하고, 상기 하나 이상의 비활성 패턴 요소 각각은 적어도 하나의 근접 배치된 오버레이 패턴 요소의 세그먼테이션 축에 직교하는 축을 따라 세그먼트화된 더미필을 포함하고,
    상기 하나 이상의 오버레이 패턴 요소 및 상기 하나 이상의 비활성 패턴 요소는 적어도, 제2의 4배 회전 대칭적 타겟 구조물 상에 오버레이된 제1의 4배 회전 대칭적 타겟 구조물을 형성하고, 상기 오버레이된 타겟 구조물들의 각각의 사분면은,
    세그먼트화된 더미필로부터 형성된 비활성 패턴 요소로서, 상기 비활성 패턴 요소는 더미필 세그먼테이션 축에 평행한 적어도 하나의 방향에서 적어도 하나의 패턴 요소의 위치 추정을 가능하게 하는 내부 에지를 갖는 개구를 포함한 개별 사분면의 일부를 제외하고 개별 사분면을 실질적으로 채우는 것인, 상기 비활성 패턴 요소; 및
    상기 비활성 패턴 요소에 후속하여 근접 배치된 세그먼트화된 오버레이 패턴 요소로서, 상기 오버레이 패턴 요소는 상기 더미필 세그먼테이션 축에 평행한 적어도 하나의 방향에서 적어도 하나의 패턴 요소의 위치 추정을 가능하게 하는 하나 이상의 에지를 포함하는 것인, 상기 세그먼트화된 오버레이 패턴 요소
    를 포함하는 것인, 오버레이 타겟.
  23. 제 1 항에 있어서, 상기 하나 이상의 오버레이 패턴 요소 및 상기 하나 이상의 비활성 패턴 요소는 적어도, 제2의 2배 회전 대칭적 타겟 구조물 상에 오버레이된 제1의 2배 회전 대칭적 타겟 구조물을 형성하고, 오버레이된 상기 타겟 구조물들의 각각의 사분면은,
    세그먼트화된 더미필로부터 형성된 4개의 비활성 패턴 요소들로서, 상기 4개의 비활성 패턴 요소들 각각은 개별 축을 따라 오버레이 측정을 가능하게 하도록 배치되는 것인, 상기 4개의 비활성 패턴 요소들; 및
    상기 4개의 비활성 패턴 요소들에 후속하여 근접 배치된 12개의 세그먼트화된 오버레이 패턴 요소들로서, 상기 12개의 오버레이 패턴 요소들 각각은 개별 축을 따라 오버레이 측정을 가능하게 하도록 배치되는 것인, 상기 12개의 오버레이 패턴 요소들
    을 포함하는 것인, 오버레이 타겟.
  24. 오버레이 측정을 수행하는 시스템에 있어서,
    오버레이 타겟이 위에 배치된 기판을 지지하도록 구성된 샘플 스테이지로서, 상기 오버레이 타겟은 적어도 하나의 오버레이 타겟 구조물을 형성하는 하나 이상의 세그먼트화된 오버레이 패턴 요소를 포함하고, 상기 오버레이 타겟은 적어도 하나의 더미필 타겟 구조물을 형성하는 하나 이상의 비활성 패턴 요소를 더 포함하며, 상기 하나 이상의 비활성 패턴 요소 각각은 적어도 하나의 근접 배치된 오버레이 패턴 요소의 세그먼테이션 축에 직교하는 축을 따라 세그먼트화된 더미필을 포함하고, 상기 하나 이상의 비활성 패턴 요소는 적어도 하나의 패턴 요소의 위치 추정을 가능하게 하는 내부 에지를 갖는 개구를 포함하는 것인, 상기 샘플 스테이지;
    상기 오버레이 타겟을 조명하도록 구성된 적어도 하나의 조명원;
    상기 오버레이 타겟으로부터 반사, 산란 또는 방사되는 조명을 수광하도록 구성된 적어도 하나의 검출기; 및
    상기 검출기에 통신 가능하게 결합되고, 상기 오버레이 타겟으로부터 반사, 산란, 또는 방사되는 상기 조명과 연관된 정보를 이용하여 상기 기판 상에 배치된 적어도 2개의 층들 간의 오정렬을 판정하도록 구성된 적어도 하나의 컴퓨팅 시스템
    을 포함하는 오버레이 측정을 수행하는 시스템.
  25. 제 24 항에 있어서, 상기 하나 이상의 비활성 패턴 요소는 적어도 하나의 2배 또는 4배 회전 대칭적 오버레이 타겟 구조물을 형성하고,
    상기 하나 이상의 오버레이 패턴 요소는 적어도 하나의 2배 또는 4배 대칭적 더미필 타겟 구조물을 형성하는 것인, 오버레이 측정을 수행하는 시스템.
  26. 제 24 항에 있어서, 상기 하나 이상의 비활성 패턴 요소는, 적어도 하나의 후속 처리층의 오버레이 패턴 요소들을 위해 예비된 하나 이상의 영역 상에 배치된 더미필 세그먼트들을 포함하는 것인, 오버레이 측정을 수행하는 시스템.
  27. 제 24 항에 있어서, 상기 하나 이상의 비활성 패턴 요소는, 적어도 하나의 패턴 요소의 위치 추정을 가능하게 하기 위해서 상기 하나 이상의 비활성 패턴 요소의 에지 영역들에 근접 배치된 더미필 세그먼트들을 포함하는 것인, 오버레이 측정을 수행하는 시스템.
  28. 제 27 항에 있어서, 상기 컴퓨팅 시스템은 또한, 상기 더미필 세그먼트들에 수직 또는 평행한 방향에서 수집된 정보에 기초하여 적어도 하나의 패턴 요소의 위치를 결정하도록 구성되는 것인, 오버레이 측정을 수행하는 시스템.
  29. 제 27 항에 있어서, 상기 컴퓨팅 시스템은 또한, 상기 더미필 세그먼트들에 평행한 방향에서 수집된 정보 및 상기 더미필 세그먼트들에 수직인 방향에서 수집된 정보에 기초하여 적어도 하나의 패턴 요소의 위치를 결정하도록 구성되는 것인, 오버레이 측정을 수행하는 시스템.
  30. 제 24 항에 있어서, 상기 컴퓨팅 시스템은 또한, 제 1 방향에서 수집된 정보에 기초하여 적어도 하나의 비활성 패턴 요소의 위치를 결정하고, 제 2 방향에서 수집된 정보에 기초하여 적어도 하나의 오버레이 패턴 요소의 위치를 결정하도록 구성되는 것인, 오버레이 측정을 수행하는 시스템.
  31. 제 24 항에 있어서, 상기 컴퓨팅 시스템은 또한, 측정 축에 평행한 제 1 방향에 위치된 적어도 하나의 패턴 요소의 에지들 및 상기 측정 축에 수직인 제 2 방향에 위치된 상기 적어도 하나의 패턴 요소의 에지들에 기초하여 세그먼테이션의 방향으로 인한 측정 바이어스를 결정하도록 구성되는 것인, 오버레이 측정을 수행하는 시스템.
  32. 제 24 항에 있어서, 상기 컴퓨팅 시스템은 제 1 방향에서 오버레이 정렬을 측정하도록 구성되는 것인, 오버레이 측정을 수행하는 시스템.
  33. 제 32 항에 있어서, 상기 컴퓨팅 시스템은 또한, 제 2 방향에서 오버레이 정렬을 측정하도록 구성되고,
    상기 제 1 방향은 상기 기판 상에 배치된 제 1 오버레이 타겟 구조물과 연관되고,
    상기 제 2 방향은 상기 기판 상에 후속하여 배치된 제 2 오버레이 타겟 구조물과 연관되는 것인, 오버레이 측정을 수행하는 시스템.
  34. 제 32 항에 있어서, 상기 컴퓨팅 시스템은 또한, 제 2 방향에서 오버레이 정렬을 측정하도록 구성되고,
    상기 제 1 방향은 더미필 타겟 구조물 위에 상기 기판 상에 배치된 오버레이 타겟 구조물과 연관되고,
    상기 제 2 방향은 상기 더미필 타겟 구조물과 연관되는 것인, 오버레이 측정을 수행하는 시스템.
  35. 오버레이 측정을 수행하는 방법에 있어서,
    기판 상에 배치된 오버레이 타겟을 조명하는 단계로서, 상기 오버레이 타겟은 적어도 하나의 오버레이 타겟 구조물을 형성하는 하나 이상의 세그먼트화된 오버레이 패턴 요소를 포함하고, 상기 오버레이 타겟은 적어도 하나의 더미필 타겟 구조물을 형성하는 하나 이상의 비활성 패턴 요소를 더 포함하며, 상기 하나 이상의 비활성 패턴 요소 각각은 적어도 하나의 근접 배치된 오버레이 패턴 요소의 세그먼테이션 축에 직교하는 축을 따라 세그먼트화된 더미필을 포함하고, 상기 하나 이상의 비활성 패턴 요소는 적어도 하나의 패턴 요소의 위치 추정을 가능하게 하는 내부 에지를 갖는 개구를 포함하는 것인, 상기 오버레이 타겟을 조명하는 단계;
    상기 오버레이 타겟으로부터 반사, 산란 또는 방사된 조명을 검출하는 단계; 및
    상기 검출된 조명과 연관된 정보를 이용하여 상기 기판 상에 배치된 적어도 2개의 층들 간의 오정렬을 판정하는 단계
    를 포함하는 오버레이 측정을 수행하는 방법.
  36. 제 35 항에 있어서, 상기 하나 이상의 비활성 패턴 요소는 적어도 하나의 2배 또는 4배 회전 대칭적 오버레이 타겟 구조물을 형성하고,
    상기 하나 이상의 오버레이 패턴 요소는 적어도 하나의 2배 또는 4배 대칭적 더미필 타겟 구조물을 형성하는 것인, 오버레이 측정을 수행하는 방법.
  37. 제 35 항에 있어서, 상기 하나 이상의 비활성 패턴 요소는 적어도 하나의 후속 처리층의 오버레이 패턴 요소들을 위해 예비된 하나 이상의 영역 상에 배치된 더미필 세그먼트들을 포함하는 것인, 오버레이 측정을 수행하는 방법.
  38. 제 35 항에 있어서, 상기 하나 이상의 비활성 패턴 요소는 적어도 하나의 패턴 요소의 위치 추정을 가능하게 하기 위해서 상기 하나 이상의 비활성 패턴 요소들 에지 영역들에 근접 배치된 더미필 세그먼트들을 포함하는 것인, 오버레이 측정을 수행하는 방법.
  39. 제 38 항에 있어서,
    상기 더미필 세그먼트들에 수직 또는 평행한 방향에서 검출된 조명과 연관된 정보에 기초하여 적어도 하나의 패턴 요소의 위치를 결정하는 단계
    를 더 포함하는 오버레이 측정을 수행하는 방법.
  40. 제 38 항에 있어서,
    상기 더미필 세그먼트들에 수직인 방향에서 검출된 조명과 연관된 정보 및 상기 더미필 세그먼트들에 평행한 방향에서 검출된 조명과 연관된 정보에 기초하여 적어도 하나의 패턴 요소의 위치를 결정하는 단계
    를 더 포함하는 오버레이 측정을 수행하는 방법.
  41. 제 35 항에 있어서,
    제 1 측정 축에 따라 검출된 조명과 연관된 정보에 기초하여 적어도 하나의 비활성 패턴 요소의 위치를 결정하는 단계; 및
    제 2 측정 축에 따라 검출된 조명과 연관된 정보에 기초하여 적어도 하나의 오버레이 패턴 요소의 위치를 결정하는 단계
    를 더 포함하는 오버레이 측정을 수행하는 방법.
  42. 제 35 항에 있어서,
    측정 축에 평행한 제 1 방향에 위치된 적어도 하나의 패턴 요소의 에지들 및 상기 측정 축에 수직인 제 2 방향에 위치된 상기 적어도 하나의 패턴 요소의 에지들에 기초하여 세그먼테이션의 방향으로 인한 측정 바이어스를 결정하는 단계
    를 더 포함하는 오버레이 측정을 수행하는 방법.
  43. 제 35 항에 있어서,
    제 1 방향에서 오버레이 정렬을 측정하는 단계
    를 더 포함하는 오버레이 측정을 수행하는 방법.
  44. 제 43 항에 있어서,
    제 2 방향에서 오버레이 정렬을 측정하는 단계를 더 포함하고,
    상기 제 1 방향은 상기 기판 상에 배치된 제 1 오버레이 타겟 구조물과 연관되고,
    상기 제 2 방향은 상기 기판 상에 후속하여 배치된 제 2 오버레이 타겟 구조물과 연관되는 것인, 오버레이 측정을 수행하는 방법.
  45. 제 43 항에 있어서,
    제 2 방향에서 오버레이 정렬을 측정하는 단계를 더 포함하고,
    상기 제 1 방향은 더미필 타겟 구조물 위에 상기 기판 상에 배치된 오버레이 타겟 구조물과 연관되고,
    상기 제 2 방향은 상기 더미필 타겟 구조물과 연관되는 것인, 오버레이 측정을 수행하는 방법.
  46. 회절 기반 오버레이 타겟에 있어서,
    기판 상에 인쇄되고 제 1 복수의 세그먼트화된 패턴 요소들을 포함하는 제 1 오버레이 타겟 구조물; 및
    상기 기판 상에 인쇄되고 제 2 복수의 세그먼트화된 패턴 요소들을 포함하는 제 2 오버레이 타겟 구조물
    을 포함하고,
    상기 제 2 복수의 세그먼트화된 패턴 요소들 중 일부는 상기 제 1 복수의 세그먼트화된 패턴 요소들 중 일부와 오버랩되도록 배열되고,
    상기 회절 기반 오버레이 타겟은 상기 제 1 오버레이 타겟 구조물의 상기 제 2 오버레이 타겟 구조물과의 정렬 시에 4배 회전 대칭적이고,
    상기 제 1 복수의 세그먼트화된 패턴 요소들 중 적어도 일부 또는 상기 제 2 복수의 세그먼트화된 패턴 요소들 중 적어도 일부는 2번 이상의 사이드 바이 사이드(side by side) 노광으로 기판 상에 형성되고, 상기 제 1 오버레이 타겟 구조물 또는 상기 제 2 오버레이 타겟 구조물 중 적어도 하나는 상기 제 1 복수의 세그먼트화된 패턴 요소들 또는 상기 제 2 복수의 세그먼트화된 패턴 요소들 중 적어도 하나의 위치 결정을 가능하게 하는 내부 에지들을 가진 개구를 포함하는 것인, 회절 기반 오버레이 타겟.
  47. 제 46 항에 있어서, 상기 2번 이상의 사이드 바이 사이드 노광은 후속 노광들 사이에 광 차단 구역 없이 노광되는 것인, 회절 기반 오버레이 타겟.
  48. 제 46 항에 있어서, 상기 제 1 오버레이 타겟 구조물의 상기 제 1 복수의 세그먼트화된 패턴 요소들은 제 1 세그먼테이션 축을 따라 세그먼트화되고, 상기 제 2 오버레이 타겟 구조물의 상기 제 2 복수의 세그먼트화된 패턴 요소들은 상기 제 1 세그먼테이션 축에 직교하는 제 2 세그먼테이션 축을 따라 세그먼트화되는 것인, 회절 기반 오버레이 타겟.
  49. 제 46 항에 있어서, 상기 제 1 오버레이 타겟 구조물은 상기 기판의 제 1 층 상에 인쇄되고, 상기 제 2 오버레이 타겟 구조물은 상기 제 1 층과 상이한 상기 기판의 제 2 층 상에 인쇄되는 것인, 회절 기반 오버레이 타겟.
  50. 제 46 항에 있어서, 상기 제 2 오버레이 타겟 구조물은 더미필로부터 형성되는 것인, 회절 기반 오버레이 타겟.
  51. 제 50 항에 있어서, 상기 제 1 오버레이 타겟 구조물은 상기 제 2 오버레이 타겟 구조물에 의해 정의되는 경계 내에 형성되는 것인, 회절 기반 오버레이 타겟.
  52. 제 51 항에 있어서, 상기 제 1 오버레이 타겟 구조물과 상기 제2 오버레이 타겟 구조물에 의해 정의되는 경계 사이의 거리는 선택된 광 차단 구역보다 큰 것인, 회절 기반 오버레이 타겟.
  53. 제 51 항에 있어서, 상기 제 1 오버레이 타겟 구조물 및 상기 제 2 오버레이 타겟 구조물은 적어도 하나의 공통 경계를 공유하는 것인, 회절 기반 오버레이 타겟.
  54. 제 50 항에 있어서, 상기 제 1 오버레이 타겟 구조물은 상기 제 1 오버레이 타겟 구조물을 노광시키도록 구성된 노광 툴용으로 명시된 최소 설계 규칙보다 실질적으로 큰 선택된 피치 또는 피처 크기에 따라 세그먼트화되는 것인, 회절 기반 오버레이 타겟.
  55. 제 50 항에 있어서, 상기 제 2 오버레이 타겟 구조물은 상기 기판 상에 배치된 층의 대부분을 커버하는 것인, 회절 기반 오버레이 타겟.
  56. 삭제
  57. 제 46 항에 있어서, 상기 제 1 오버레이 타겟 구조물 및 상기 제2 오버레이 타겟 구조물 각각은 2배 대칭적인 것인, 회절 기반 오버레이 타겟.
  58. 제 46 항에 있어서, 상기 제 1 오버레이 타겟 구조물 및 상기 제2 오버레이 타겟 구조물 각각은 4배 대칭적인 것인, 회절 기반 오버레이 타겟.
  59. 오버레이 측정을 수행하는 시스템에 있어서,
    오버레이 타겟이 위에 배치된 기판을 지지하도록 구성된 샘플 스테이지;
    상기 오버레이 타겟을 조명하도록 구성된 적어도 하나의 조명원;
    상기 오버레이 타겟으로부터 반사, 산란, 또는 방사되는 조명을 수광하도록 구성된 적어도 하나의 검출기; 및
    상기 검출기에 통신 가능하게 연결된 하나 이상의 프로세서를 포함하고, 상기 오버레이 타겟으로부터 반사, 산란, 또는 방사되는 상기 조명과 연관되는 정보를 사용하여 상기 기판 상에 배치된 적어도 2개의 층들 사이의 오정렬을 결정하도록 구성되는 적어도 하나의 컴퓨팅 시스템
    을 포함하고,
    상기 오버레이 타겟은,
    기판 상에 인쇄되고 제 1 복수의 세그먼트화된 패턴 요소들을 포함하는 제 1 오버레이 타겟 구조물; 및
    상기 기판 상에 인쇄되고 제 2 복수의 세그먼트화된 패턴 요소들을 포함하는 제 2 오버레이 타겟 구조물
    을 포함하고,
    상기 제 2 복수의 세그먼트화된 패턴 요소들 중 일부는 상기 제 1 복수의 세그먼트화된 패턴 요소들 중 일부와 오버랩되도록 배열되고,
    상기 오버레이 타겟은 상기 제 1 오버레이 타겟 구조물의 상기 제 2 오버레이 타겟 구조물과의 정렬 시 4배 회전 대칭적이고,
    상기 제 1 복수의 세그먼트화된 패턴 요소들 중 적어도 일부 또는 상기 제 2 복수의 세그먼트화된 패턴 요소들 중 적어도 일부는 2번 이상의 사이드 바이 사이드 노광으로 기판 상에 형성되며, 상기 제 1 오버레이 타겟 구조물 또는 상기 제 2 오버레이 타겟 구조물 중 적어도 하나는 상기 제 1 복수의 세그먼트화된 패턴 요소들 또는 상기 제 2 복수의 세그먼트화된 패턴 요소들 중 적어도 하나의 위치 결정을 가능하게 하는 내부 에지들을 가진 개구를 포함하는 것인, 오버레이 측정을 수행하는 시스템.
  60. 제 59 항에 있어서, 상기 2번 이상의 사이드 바이 사이드 노광은 후속 노광들 사이에서 광 차단 구역 없이 노광되는 것인, 오버레이 측정을 수행하는 시스템.
  61. 제 59 항에 있어서, 상기 제 1 오버레이 타겟 구조물의 상기 제 1 복수의 세그먼트화된 패턴 요소들은 제 1 세그먼테이션 축을 따라 세그먼트화되고, 상기 제 2 오버레이 타겟 구조물의 상기 제 2 복수의 세그먼트화된 패턴 요소들은 상기 제 1 세그먼테이션 축에 직교하는 제 2 세그먼테이션 축을 따라 세그먼트화되는 것인, 오버레이 측정을 수행하는 시스템.
  62. 제 59 항에 있어서, 상기 제 1 오버레이 타겟 구조물은 상기 기판의 제 1 층 상에 인쇄되고, 상기 제 2 오버레이 타겟 구조물은 상기 제 1 층과 상이한 상기 기판의 제 2 층 상에 인쇄되는 것인, 오버레이 측정을 수행하는 시스템.
  63. 제 59 항에 있어서, 상기 제 2 오버레이 타겟 구조물은 더미필로부터 형성되는 것인, 오버레이 측정을 수행하는 시스템.
  64. 제 63 항에 있어서, 상기 제 1 오버레이 타겟 구조물은 상기 제 2 오버레이 타겟 구조물에 의해 정의되는 경계 내에 형성되는 것인, 오버레이 측정을 수행하는 시스템.
  65. 제 64 항에 있어서, 상기 제 1 오버레이 타겟 구조물과 상기 제2 오버레이 타겟 구조물에 의해 정의되는 경계 사이의 거리는 선택된 광 차단 구역보다 큰 것인, 오버레이 측정을 수행하는 시스템.
  66. 제 64 항에 있어서, 상기 제 1 오버레이 타겟 구조물 및 상기 제 2 오버레이 타겟 구조물은 적어도 하나의 공통 경계를 공유하는 것인, 오버레이 측정을 수행하는 시스템.
  67. 제 63 항에 있어서, 상기 제 1 오버레이 타겟 구조물은 상기 제 1 오버레이 타겟 구조물을 노광시키도록 구성된 노광 툴용으로 명시된 최소 설계 규칙보다 실질적으로 큰 선택된 피치 또는 피처 크기에 따라 세그먼트화되는 것인, 오버레이 측정을 수행하는 시스템.
  68. 제 63 항에 있어서, 상기 제 2 오버레이 타겟 구조물은 상기 기판 상에 배치된 층의 대부분을 커버하는 것인, 오버레이 측정을 수행하는 시스템.
  69. 삭제
  70. 제 59 항에 있어서, 상기 제 1 오버레이 타겟 구조물 및 상기 제2 오버레이 타겟 구조물 각각은 2배 대칭적인 것인, 오버레이 측정을 수행하는 시스템.
  71. 제 59 항에 있어서, 상기 제 1 오버레이 타겟 구조물 및 상기 제2 오버레이 타겟 구조물 각각은 4배 대칭적인 것인, 오버레이 측정을 수행하는 시스템.
  72. 오버레이 측정을 수행하는 방법에 있어서,
    기판 상에 배치된 오버레이 타겟을 조명하는 단계;
    상기 오버레이 타겟으로부터 반사, 산란, 또는 방사되는 조명을 검출하는 단계; 및
    상기 검출된 조명과 연관된 정보를 사용하여 상기 기판 상에 배치된 적어도 2개의 층들 사이의 오정렬을 판정하는 단계
    를 포함하고,
    상기 오버레이 타겟은,
    기판 상에 인쇄되고 제 1 복수의 세그먼트화된 패턴 요소들을 포함하는 제 1 오버레이 타겟 구조물; 및
    상기 기판 상에 인쇄되고 제 2 복수의 세그먼트화된 패턴 요소들을 포함하는 제 2 오버레이 타겟 구조물
    을 포함하고,
    상기 제 2 복수의 세그먼트화된 패턴 요소들 중 일부는 상기 제 1 복수의 세그먼트화된 패턴 요소들 중 일부와 오버랩되도록 배열되고,
    상기 오버레이 타겟은 상기 제 1 오버레이 타겟 구조물의 상기 제 2 오버레이 타겟 구조물과의 정렬 시 4배 회전 대칭적이고,
    상기 제 1 복수의 세그먼트화된 패턴 요소들 중 적어도 일부 또는 상기 제 2 복수의 세그먼트화된 패턴 요소들 중 적어도 일부는 2번 이상의 사이드 바이 사이드 노광으로 기판 상에 형성되며, 상기 제 1 오버레이 타겟 구조물 또는 상기 제 2 오버레이 타겟 구조물 중 적어도 하나는 상기 제 1 복수의 세그먼트화된 패턴 요소들 또는 상기 제 2 복수의 세그먼트화된 패턴 요소들 중 적어도 하나의 위치 결정을 가능하게 하는 내부 에지들을 가진 개구를 포함하는 것인, 오버레이 측정을 수행하는 방법.
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