KR102313418B1 - 포커스-민감성 계측 타겟들을 위한 시스템 및 방법 - Google Patents

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Abstract

리소그래피 시스템은 조명 소스, 하나 이상의 프로젝션 광학 엘리먼트 및 패턴 마스크를 포함한다. 조명 소스는 하나 이상의 조명 극을 포함한다. 패턴 마스크는 피치를 따라 주기적으로 분포된 포커스-민감성 마스크 엘리먼트들의 세트를 포함하며, 포커스-민감성 마스크 엘리먼트들의 세트는 하나 이상의 조명 극으로부터의 조명을 회절시키도록 구성된다. 피치는, 하나 이상의 조명 극 각각과 연관된 조명의 2개의 회절 차수가 하나 이상의 프로젝션 광학 엘리먼트의 동공 평면에서 비대칭적으로 분포되도록 선택된다. 추가로, 하나 이상의 프로젝션 광학 엘리먼트들은 하나 이상의 조명 극 각각과 연관된 조명의 2개의 회절 차수에 기초하여 포커스-민감성 패턴 마스크 엘리먼트들의 세트의 이미지를 따라 샘플을 노광시키도록 구성된다. 부가적으로, 샘플 상의 포커스-민감성 패턴 마스크 엘리먼트들의 세트의 이미지의 하나 이상의 인쇄 특성은 하나 이상의 프로젝션 광학 엘리먼트들의 초점 볼륨(focal volume) 내의 샘플의 포지션을 나타낸다.

Description

포커스-민감성 계측 타겟들을 위한 시스템 및 방법
본 개시내용은 일반적으로 계측(metrology)에 관한 것으로, 특히 포커스-민감성 계측 타겟들을 제조하기 위한 조명 소스들 및 패턴 마스크들의 공동-최적화(co-optimization)에 관한 것이다.
반도체 웨이퍼들은 좁은 라인폭들 및 높은 밀도들을 갖는 피처들을 적절히 기록(write)하기 위해 엄격한 공차들 내에서 리소그래피 툴의 초점 영역 내에 정확하게 배치되어야 한다. 포커스-민감성 계측 타겟들은 리소그래피 단계 동안 웨이퍼 상에 패터닝되는 특수 피처들이며, 여기서 마크(mark)의 하나 이상의 특성들(예를 들어, 2개의 피처들의 정렬, 측벽 각도, 피처 치수 등)은 리소그래피 단계 동안 웨이퍼의 초점 포지션을 나타낸다. 포커스 민감성 계측 타겟들은 통상적으로 리소그래피 툴에 의해 생성된 패턴 마스크들의 이미지들로서 생성된다. 이러한 방식으로, 포커스-민감성 패턴 마스크들은 웨이퍼 상에서 이미징될 때 웨이퍼의 초점 포지션에 기초하여 변하는 노광 특성들을 표출하는 하나 이상의 패턴 엘리먼트들을 포함한다.
또한, 반도체 제조 라인에 사용되는 포커스-민감성 계측 타겟들을 생성하는 데 사용되는 패턴 마스크들은 비용-효과적이며 생산중인 반도체 디바이스들을 기록하는 데 사용되는 패턴 마스크들과 통합되는 것이 바람직하다. 따라서, 위에서 식별된 것들과 같은 결함들을 해결하기 위한 시스템 및 방법을 제공하는 것이 바람직할 것이다.
본 개시내용의 하나 이상의 예시적인 실시예들에 따른 리소그래피 시스템이 개시된다. 일 예시적인 실시예들에서, 시스템은 조명 소스를 포함한다. 또 다른 예시적인 실시예에서, 조명 소스는 하나 이상의 조명 극(illumination pole)들을 포함한다. 다른 예시적인 실시예에서, 시스템은 하나 이상의 프로젝션 광학 엘리먼트(projection optical element)들을 포함한다. 다른 예시적인 실시예에서, 시스템은 패턴 마스크를 포함한다. 다른 예시적인 실시예에서, 패턴 마스크는 피치를 따라 주기적으로 분포된 포커스-민감성 마스크 엘리먼트들의 세트를 포함한다. 다른 예시적인 실시예에서, 포커스-민감성 마스크 엘리먼트 세트는 하나 이상의 조명 극들로부터의 조명을 회절시키도록 구성된다. 다른 예시적인 실시예에서, 피치는, 하나 이상의 조명 극들 각각과 연관된 조명의 2개의 회절 차수들이 하나 이상의 프로젝션 광학 엘리먼트들의 동공 평면에서 비대칭적으로 분포되도록 선택된다. 다른 예시적인 실시예에서, 하나 이상의 프로젝션 광학 엘리먼트들은 하나 이상의 조명 극들 각각과 연관된 조명의 2개의 회절 차수들에 기초하여 포커스-민감성 패턴 마스크 엘리먼트들의 세트의 이미지를 따라 샘플을 노광시키도록 구성된다. 다른 예시적인 실시예에서, 샘플 상의 포커스-민감성 패턴 마스크 엘리먼트들의 세트의 이미지의 하나 이상의 인쇄 특성들은 하나 이상의 프로젝션 광학 엘리먼트들의 초점 볼륨(focal volume) 내의 샘플의 포지션을 나타낸다.
본 개시내용의 하나 이상의 예시적인 실시예들에 따라, 리소그래피 시스템을 위한 포커스-민감성 패턴 마스크가 개시된다. 일 예시적인 실시예에서, 패턴 마스크는 피치를 따라 주기적으로 분포된 포커스-민감성 마스크 엘리먼트들의 세트를 포함한다. 다른 예시적인 실시예에서, 포커스-민감성 마스크 엘리먼트 세트는 하나 이상의 조명 극들로부터의 조명을 회절시키도록 구성된다. 다른 예시적인 실시예에서, 피치는, 하나 이상의 조명 극들 각각과 연관된 조명의 2개의 회절 차수들이 하나 이상의 프로젝션 광학 엘리먼트들의 동공 평면에서 비대칭적으로 분포되도록 구성된다. 다른 예시적인 실시예에서, 하나 이상의 프로젝션 광학 엘리먼트들은 하나 이상의 조명 극들 각각과 연관된 조명의 2개의 회절 차수들에 기초하여 포커스-민감성 패턴 마스크 엘리먼트들의 세트의 이미지를 따라 샘플을 노광시키도록 구성된다. 다른 예시적인 실시예에서, 샘플 상의 포커스-민감성 패턴 마스크 엘리먼트들의 세트의 이미지의 하나 이상의 인쇄 특성들은 하나 이상의 프로젝션 광학 엘리먼트들의 초점 볼륨 내의 샘플의 포지션을 나타낸다.
본 개시내용의 하나 이상의 예시적인 실시예들에 따라, 포커스-민감성 패턴 마스크를 정의하기 위한 방법이 개시된다. 일 예시적인 실시예에서, 이 방법은 조명 소스의 조명 프로파일을 수신하는 단계를 포함하고, 조명 프로파일은 하나 이상의 조명 극들을 포함한다. 다른 예시적인 실시예에서, 방법은 하나 이상의 프로세서들로, 주기적으로 분포된 포커스-민감성 마스크 엘리먼트들의 세트의 피치를 선택하는 단계를 포함한다. 다른 예시적인 실시예에서, 포커스-민감성 마스크 엘리먼트 세트는 하나 이상의 조명 극들로부터의 조명을 회절시키도록 구성된다. 다른 예시적인 실시예에서, 피치는, 하나 이상의 조명 극들 각각과 연관된 조명의 2개의 회절 차수들이 하나 이상의 프로젝션 광학 엘리먼트들의 동공 평면에서 비대칭적으로 분포되도록 구성된다. 다른 예시적인 실시예에서, 하나 이상의 프로젝션 광학 엘리먼트들은 하나 이상의 조명 극들 각각과 연관된 조명의 2개의 회절 차수들에 기초하여 포커스-민감성 패턴 마스크 엘리먼트들의 세트의 이미지를 따라 샘플을 노광시킨다. 다른 예시적인 실시예에서, 샘플 상의 포커스-민감성 패턴 마스크 엘리먼트들의 세트의 이미지의 하나 이상의 인쇄 특성들은 하나 이상의 프로젝션 광학 엘리먼트들의 초점 볼륨 내의 샘플의 포지션을 나타낸다.
위의 일반적인 설명 및 다음의 상세한 설명은 모두 예시적이고 설명적인 것이며, 청구된 바와 같은 본 발명을 반드시 제한하는 것은 아니라는 것이 이해될 것이다. 본 명세서에 통합되어 본 명세서의 일부를 구성하는 첨부 도면들은 본 발명의 실시예들을 예시하고, 일반적인 설명과 함께 본 발명의 원리들을 설명하는 역할을 한다.
본 개시내용의 다수의 이점들은 첨부 도면들을 참조하여 당업자들에 의해 보다 잘 이해될 수 있다.
도 1a는 본 개시내용의 하나 이상의 실시예들에 따른 반도체 디바이스 시스템을 예시하는 개념도이다.
도 1b는 본 개시내용의 하나 이상의 실시예들에 따른 리소그래피 서브-시스템을 예시하는 개념도이다.
도 1c는 본 개시내용의 하나 이상의 실시예들에 따른 계측 서브-시스템을 예시하는 개념도이다.
도 1d는 본 개시내용의 하나 이상의 실시예들에 따라, 조명 통로 및 수집 통로가 별개의 엘리먼트들을 포함하는 계측 서브-시스템을 예시하는 개념도이다.
도 2는 본 개시내용의 하나 이상의 실시예에 따라, 디바이스 피처들의 제조를 위한 디바이스 마스크 엘리먼트들을 포함하는 패턴 마스크의 평면도이다.
도 3은 본 개시내용의 하나 이상의 실시예에 따라, 샘플 상에 디바이스 마스크 엘리먼트들의 포커스-둔감성 노광을 제공하도록 설계된 조명 소스의 조명 프로파일을 도시하는 플롯이다.
도 4a는 본 개시내용의 하나 이상의 실시예들에 따라, 디바이스 마스크 엘리먼트들로부터의 0차 회절 빔 및 1차 회절 빔의 대칭적 수집 및 샘플의 대칭적 조명을 예시하는 리소그래피 서브-시스템의 개념도이다.
도 4b는 본 개시내용의 하나 이상의 실시예들에 따라, 디바이스 마스크 엘리먼트들로부터의 0차 회절 빔 및 1차 회절 빔의 대칭적 수집 및 샘플의 대칭적 조명을 예시하는 리소그래피 서브-시스템의 개념도이다.
도 4c는 본 개시내용의 하나 이상의 실시예들에 따라, 동공 평면에서의 디바이스 마스크 엘리먼트들로부터의 수집된 조명의 대칭적 프로파일의 플롯이다.
도 5a는 본 개시내용의 하나 이상의 실시예들에 따라, 리소그래피 단계 동안 공칭 초점 포지션에서 샘플에 대한 도 4c의 동공 평면에서의 수집된 조명의 플롯에 기초한 샘플 상의 디바이스 마스크 엘리먼트들의 에어리얼 이미지의 플롯이다.
도 5b는 본 개시내용의 하나 이상의 실시예들에 따라, 도 5a의 에어리얼 이미지에 기초한 디바이스 마스크 엘리먼트들에 대응하는 샘플 상의 인쇄된 디바이스 엘리먼트의 시뮬레이팅된 프로파일 도면이다.
도 6은 본 개시내용의 하나 이상의 실시예들에 따라, 리소그래피 단계 동안 샘플의 초점 포지션들을 변동시키기 위한 도 4c의 동공 평면에서의 수집된 조명의 플롯에 기초한 샘플 상의 디바이스 마스크 엘리먼트들의 에어리얼 이미지의 세기의 플롯이다.
도 7은 본 개시내용의 하나 이상의 실시예들에 따라, 조명 소스의 미리-정의된 조명 프로파일에 기초한 포커스-민감성 인쇄된 엘리먼트들의 제조를 위한 포커스-민감성 마스크 엘리먼트들을 포함하는 패턴 마스크의 평면도이다.
도 8a는 본 개시내용의 하나 이상의 실시예들에 따라, 포커스-민감성 마스크 엘리먼트들로부터의 0차 회절 빔 및 1차 회절 빔의 비대칭적 수집 및 샘플의 비대칭적 조명을 예시하는 리소그래피 서브-시스템의 개념도이다.
도 8b는 본 개시내용의 하나 이상의 실시예들에 따라, 포커스-민감성 마스크 엘리먼트들로부터의 0차 회절 빔 및 1차 회절 빔의 비대칭적 수집 및 샘플의 비대칭적 조명을 예시하는 리소그래피 서브-시스템의 개념도이다.
도 8c는 본 개시내용의 하나 이상의 실시예들에 따라, 160 nm의 선택된 포커스-민감성 피치를 갖는 포커스-민감성 마스크 엘리먼트들에 대한 동공 평면에서의 조명의 분포를 예시하는 플롯이다.
도 8d는 본 개시내용의 하나 이상의 실시예들에 따라, 180 nm의 선택된 포커스-민감성 피치를 갖는 포커스-민감성 마스크 엘리먼트들에 대한 동공 평면에서의 조명의 분포를 예시하는 플롯(812)이다.
도 9는 본 개시내용의 하나 이상의 실시예들에 따라, 피치 방향을 따른 마스크 엘리먼트 폭의 함수로서 160 nm의 피치를 갖는 패턴 마스크 엘리먼트들에 대한 조명의 수집된 회절 차수의 상대적 세기들의 플롯이다.
도 10a는 본 개시내용의 하나 이상의 실시예들에 따라, 160 nm의 포커스-민감성 피치 및 60 nm의 포커스-민감성 폭으로 분포된 포커스-민감성 마스크 엘리먼트들에 대한 동공 평면에서의 조명의 분포의 플롯이다.
도 10b는 본 개시내용의 하나 이상의 실시예들에 따라, 160 nm의 포커스-민감성 피치 및 80 nm의 포커스-민감성 폭으로 분포된 포커스-민감성 마스크 엘리먼트들에 대한 동공 평면에서의 조명의 분포의 플롯이다.
도 10c는 본 개시내용의 하나 이상의 실시예들에 따라, 160 nm의 포커스-민감성 피치 및 100 nm의 포커스-민감성 폭으로 분포된 포커스-민감성 마스크 엘리먼트들에 대한 동공 평면에서의 조명의 분포의 플롯이다.
도 11a는 본 개시내용의 하나 이상의 실시예들에 따라, 초점 포지션의 함수로서 160 nm 포커스-민감성 피치 및 60 nm의 포커스-민감성 폭을 갖는 포커스-민감성 마스크 엘리먼트들의 평면도 및 샘플의 대응하는 에어리얼 이미지의 플롯을 포함한다.
도 11b는 본 개시내용의 하나 이상의 실시예들에 따라, 초점 포지션의 함수로서 160 nm 포커스-민감성 피치 및 80 nm의 포커스-민감성 폭을 갖는 포커스-민감성 마스크 엘리먼트들의 평면도 및 샘플의 대응하는 에어리얼 이미지의 플롯을 포함한다.
도 11c는 본 개시내용의 하나 이상의 실시예들에 따라, 초점 포지션의 함수로서 160 nm 포커스-민감성 피치 및 100 nm의 포커스-민감성 폭을 갖는 포커스-민감성 마스크 엘리먼트들의 평면도 및 샘플의 대응하는 에어리얼 이미지의 플롯을 포함한다.
도 12a는 본 개시내용의 하나 이상의 실시예들에 따라, 800 nm의 코스 피치, 420 nm의 코스 공간, 160 nm의 포커스-민감성 피치 및 60 nm의 포커스-민감성 폭으로 분포된 3개의 포커스-민감성 마스크 엘리먼트들의 그룹들을 포함하는 패턴 마스크의 부분의 평면도이다.
도 12b는 본 개시내용의 하나 이상의 실시예들에 따라, 800 nm의 코스 피치, 400 nm의 코스 공간, 160 nm의 포커스-민감성 피치 및 80 nm의 포커스-민감성 폭으로 분포된 3개의 포커스-민감성 마스크 엘리먼트들의 그룹들을 포함하는 패턴 마스크의 부분의 평면도이다.
도 12c는 본 개시내용의 하나 이상의 실시예들에 따라, 800 nm의 코스 피치, 380nm의 코스 공간, 160 nm의 포커스-민감성 피치 및 100 nm의 포커스-민감성 폭으로 분포된 3개의 포커스-민감성 마스크 엘리먼트들의 그룹들을 포함하는 패턴 마스크의 부분의 평면도이다.
도 13a는 본 개시내용의 하나 이상의 실시예들에 따라, 도 3의 조명 프로파일 및 도 12a의 포커스-민감성 마스크 엘리먼트들의 분포에 기초한 동공 평면에서의 조명의 분포의 플롯이다.
도 13b는 본 개시내용의 하나 이상의 실시예들에 따라, 도 3의 조명 프로파일 및 도 12b의 포커스-민감성 마스크 엘리먼트들의 분포에 기초한 동공 평면에서의 조명의 분포의 플롯이다.
도 13c는 본 개시내용의 하나 이상의 실시예들에 따라, 도 3의 조명 프로파일 및 도 12c의 포커스-민감성 마스크 엘리먼트들의 분포에 기초한 동공 평면에서의 조명의 분포의 플롯이다.
도 14a는 본 개시내용의 하나 이상의 실시예들에 따라, 도 13a의 동공 평면 분포와 연관된 에어리얼 이미지의 플롯이다.
도 14b는 본 개시내용의 하나 이상의 실시예들에 따라, 도 13b의 동공 평면 분포와 연관된 에어리얼 이미지의 플롯이다.
도 14c는 본 개시내용의 하나 이상의 실시예들에 따라, 도 13c의 동공 평면 분포와 연관된 에어리얼 이미지의 플롯이다.
도 15a는 본 개시내용의 하나 이상의 실시예들에 따라, 샘플의 초점 포지션의 함수로서 도 12a의 포커스-민감성 마스크 엘리먼트들의 분포와 연관된 샘플 상의 인쇄된 포커스-민감성 엘리먼트들의 일련의 시뮬레이팅된 프로파일 도면들이다.
도 15b는 본 개시내용의 하나 이상의 실시예들에 따라, 샘플의 초점 포지션의 함수로서 도 12c의 포커스-민감성 마스크 엘리먼트들의 분포와 연관된 샘플 상의 인쇄된 포커스-민감성 엘리먼트들의 일련의 시뮬레이팅된 프로파일 도면들이다.
도 16은 본 개시내용의 하나 이상의 실시예들에 따라, 포커스-민감성 패턴 마스크를 정의하기 위한 방법에서 수행되는 단계들을 예시하는 흐름도이다.
이제, 첨부 도면들에 예시되는, 개시된 청구 대상에 대한 참조가 상세히 행해질 것이다. 본 개시내용은 본 개시내용의 소정의 실시예들 및 그의 특정 피처들에 대해 특별히 도시되고 설명되었다. 본원에서 기술된 실시예들은 제한하기보다는 예시적인 것으로 고려된다. 본 개시내용의 사상 및 범위를 벗어남 없이 다양한 변화들 및 수정들이 형태 및 세부사항 면에서 이루어질 수 있다는 것이 당업자에게 쉽게 자명해질 것이다.
본 개시내용의 실시예들은 포커스-민감성 패턴 마스크들의 생성을 위한 시스템들 및 방법들에 관한 것이다. 예를 들어, 포커스-민감성 패턴 마스크는 하나 이상의 포커스-민감성 마스크 엘리먼트들을 포함할 수 있어서, 포커스-민감성 마스크 엘리먼트들의 이미지들에 대응하는 샘플 상의 리소그래피식으로-인쇄된 피처들이, 리소그래피 시스템 내에서 샘플의 초점 포지션을 나타내는 하나 이상의 특성들을 가질 수 있게 한다.
반도체 디바이스는 인쇄된 엘리먼트들의 다수의 층들로서 형성될 수 있다. 프로세스 층과 연관된 샘플 상의 인쇄된 피처들은 하나 이상의 재료 증착 단계들, 하나 이상의 리소그래피 단계들, 하나 이상의 에칭 단계들 또는 하나 이상의 리프트-오프(lift-off) 단계들과 같은(그러나 이에 제한되지 않음) 일련의 첨가 또는 차감 프로세스 단계들을 통해 제조될 수 있다. 예를 들어, 피처들을 인쇄하기 위한 리소그래피-에칭 (LE) 프로세스는, 샘플(예를 들어, 레지스트 층) 상에 감광성 재료의 층을 증착하는 것, 에천트에 대한 감광성 재료의 저항성을 수정하기 위해 패턴 마스크의 이미지에 샘플을 노광시키는 것, 그리고 패턴 마스크의 이미지에 대응하는 인쇄된 피처들을 남기도록 감광성 층의 노광되거나 노광되지 않은 부분들을 에칭하는 것을 포함(그러나 이에 제한되지 않음)할 수 있다. 또한, 감광성 재료는 하드 마스크로서 역할을 할 수 있어서, 에칭 단계가 감광성 재료를 지나 감광성 재료 아래의 샘플의 하나 이상의 층들 내로 에칭하는 것을 포함할 수 있다. 감광성 재료는 후속 프로세스 단계들에 의해 선택적으로 제거될 수 있다.
각각의 프로세스 층은 최종 디바이스를 적절히 구성하기 위해 특정 공차들 내에서 제조되어야 한다. 예를 들어, 피처 크기들, 측벽 각도들 또는 각각의 층에서의 인쇄된 엘리먼트의 상대적 배치와 같은(그러나 이에 제한되지 않음) 인쇄된 엘리먼트들의 특성들(예를 들어, 제조 메트릭들)은 잘 특징화되고 제어되어야 한다. 프로세스 윈도우는 통상적으로 리소그래피 시스템의 주어진 구성에 대해 특정된 공차 내에서 인쇄된 엘리먼트들의 제조에 적합한 프로세스 파라미터들의 범위를 정의한다. 예를 들어, 프로세스 윈도우는 리소그래피 툴의 광학 축을 따른 샘플의 포지션(예를 들어, 샘플의 초점 포지션)과 연관된 디포커스(defocus)에 대한 제한들을 정의할 수 있다. 다른 예로서, 프로세스 윈도우는 샘플 상에 입사되는 조명 소스로부터의 에너지의 도즈(dose)(예를 들어, 샘플의 노광)에 대한 제한들을 정의할 수 있다.
리소그래피 시스템은 패턴 마스크를 조명함으로써 동작할 수 있으며, 패턴 마스크는 그 후 패턴 마스크 상의 마스크 엘리먼트들에 따라 조명을 회절 및/또는 산란시킨다. 리소그래피 시스템 내의 광학 엘리먼트들(예를 들어, 하나 이상의 부가적인 광학 엘리먼트들과 함께 대물 렌즈)은 그 후, 대물 렌즈에 의해 수집된 패턴 마스크로부터의 회절된 그리고/또는 산란된 조명에 기초하여 샘플 상의 패턴 마스크의 이미지(예를 들어, 에어리얼 이미지)를 생성할 수 있다. 이와 관련하여, 리소그래피 시스템의 광학 분해능은 주로, 대물 렌즈와 같은 광학 엘리먼트들의 개구수 및 물리적 레이아웃에 의해 결정될 수 있지만, 패턴 마스크 및/또는 리소그래피 시스템의 소정의 양상들은 수집된 회절된 그리고/또는 산란된 조명, 및 이에 따라 특정된 공차 내에서 샘플 상의 패턴 마스크의 이미지를 생성하기 위한 프로세스 윈도우에 영향을 줄 수 있다.
통상적으로, 프로세스 파라미터의 허용 가능한 변동들의 양을 최대화하기 위해 디바이스 엘리먼트들을 제조할 때 큰 프로세스 윈도우를 갖도록 리소그래피 프로세스를 설계하는 것이 바람직하다. 따라서, 리소그래피 프로세스와 연관된 디바이스 엘리먼트들에 대한 프로세스 윈도우를 최대화하기 위해 리소그래피 시스템의 조명 프로파일을 맞춤제작(tailor)하는 것이 유리할 수 있다.
그러나, 리소그래피 시스템의 조명 프로파일이 관심의 디바이스에 대해 큰 프로세스 윈도우를 제공하도록 맞춤제작되는 경우에도, 통상적으로 여러 관련된 프로세스 파라미터들을 모니터링 및/또는 제어하는 것이 바람직하다. 따라서, 계측 타겟들은, 프로세스 층 상의 계측 타겟들의 제조 메트릭들의 편향들이 층 상의 모든 인쇄된 엘리먼트들의 제조 메트릭들의 편향들을 표현할 수 있도록 하나 이상의 프로세스 층 상에서 제조될 수 있다. 또한, 계측 타겟과 연관된 제조 메트릭들의 편향들은 프로세스 툴을 제어하기 위해 제공될 수 있다. 예를 들어, 제조 메트릭들의 편향들과 연관된 데이터는 편향들을 담당하는 프로세스 툴들을 제어하기 위한 정정 피드백으로서 역할을 할 수 있다. 다른 예로서, 제조 메트릭들의 편향들은 후속 프로세스 단계들에서 측정된 편향들을 보상하기 위해 부가적인 프로세스 툴들에 대한 피드 포워드(feed-forward) 데이터로서 역할을 할 수 있다.
리소그래피 시스템의 주어진 구성에 대한 프로세스 윈도우의 한계들은 통상적으로, 인쇄된 피처들에 대한 프로세스 파라미터들의 변동의 상대적인 영향을 평가하기 위해 프로세스 파라미터들(예를 들어, FEM(focus-exposure matrix) 등)의 다-차원 분석에 의해 생성될 수 있다는 것이 본원에서 인지된다. 따라서, 프로세스-민감성 계측 타겟(예를 들어, 포커스-민감성 계측 타겟 등)을 개발하기 위해 대형 DOE(design of experiment)들이 통상적으로 요구될 수 있다. 본 개시내용의 실시예들은 조명 프로파일(예를 들어, 인쇄된 디바이스 엘리먼트들에 대한 큰 프로세스 윈도우를 위해 최적화된 조명 프로파일)의 하나 이상의 특성들에 기초하여 포커스-민감성 계측 타겟들을 위한 포커스-민감성 패턴 마스크들을 설계하는 것에 관한 것이다. 이와 관련하여, 포커스-민감성 패턴 마스크들을 설계하는 DOE는 실질적으로 감소될 수 있으며, 이는 설계 프로세스의 효율 및/또는 효능을 증가시킬 수 있다. 또한, 본 개시내용의 다양한 실시예에 따라 설계된 포커스-민감성 계측 타겟들을 위한 포커스-민감성 마스크 엘리먼트들은 샘플의 초점 포지션에 대한 높은 감도를 제공할 수 있다.
본 발명의 부가적인 실시예들은, 패턴 마스크 엘리먼트들이 조명 소스의 하나 이상의 조명 극들로부터의 입사 조명을 회절시키도록 그리고 각각의 조명 극과 연관된 2개의 회절 차수들이, 프로젝션 광학기의 동공 평면에서 비대칭적 분포를 갖게 하기 위해 (예를 들어, 리소그래피 시스템의) 프로젝션 광학기에 의해 수집되도록, 패턴 마스크 엘리먼트들(예를 들어, 주기적으로-분포된 패턴 마스크 엘리먼트들)의 피치를 선택하는 것에 관한 것이다. 이와 관련하여, 각각의 조명 극과 연관된 수집된 회절 차수들은 상이한 광학 경로 길이들을 갖는 프로젝션 광학기를 통해 전파될 수 있다. 따라서, 각각의 조명 극과 연관된 2개의 회절 차수들로부터 형성된 패턴 마스크 엘리먼트들의 이미지에 기초하여 제조된 인쇄된 엘리먼트들의 하나 이상의 인쇄된 특성들은 프로젝션 광학기에 대한 샘플의 초점 포지션에 민감할 수 있다.
본 개시내용의 추가의 실시예들은, 특정된 공차 내에서 조명 소스의 각각의 조명 극과 연관된 수집된 회절 차수들의 상대적 세기들을 균등화하도록 피치의 방향을 따른 패턴 마스크 엘리먼트들의 폭을 선택하는 것에 관한 것이다. 이와 관련하여, 동공 평면에서의 조명의 비대칭적 분포의 영향은 강할 수 있고, 연관된 인쇄된 엘리먼트들은 프로젝션 광학기에 대한 샘플의 초점 포지션에 고도로 민감할 수 있다.
프로세스-민감성 리소그래피 피처들은 일반적으로 2004년 1월 6일에 발행된 미국 특허 번호 제6,673,638호에서 설명되며, 이 특허는 그 전체가 인용에 의해 포함된다. 포커스 마스킹 구조들은 일반적으로 2005년 4월 26일에 발행된 미국 특허 번호 제6,884,552호에서 설명되면, 특허는 그 전체가 인용에 의해 포함된다. 리소그래피 초점 및 노광을 결정하는 것은 일반적으로 2008년 6월 3일에 발행된 미국 특허 번호 제7,382,447호에서 설명되며, 이 특허는 그 전체가 인용에 의해 포함된다. 스캐터로메트리(scatterometry) 신호들을 사용하는 프로세스 최적화 및 제어는 일반적으로 2008년 4월 1일에 발행된 미국 특허 번호 제7,352,453호에서 설명되며, 이 특허는 그 전체가 인용에 의해 포함된다. 스캐터로메트리를 사용하여 오버레이 에러들을 검출하는 것은 일반적으로 2009년 7월 21일에 발행된 미국 특허 번호 제7,564,557호에서 설명되며, 이 특허는 그 전체가 인용에 의해 포함된다.
본 개시내용 전반에 걸쳐 사용되는 바와 같이, "샘플"이라는 용어는 일반적으로 반도체 또는 비-반도체 재료로 형성된 기판(예를 들어, 웨이퍼 등)을 지칭한다. 예를 들어, 반도체 또는 비-반도체 재료는 단결정 실리콘, 갈륨 비화물 및 인듐 인화물을 포함(그러나 이에 제한되지 않음)할 수 있다. 샘플은 하나 이상의 층들을 포함할 수 있다. 예를 들어, 이러한 층들은 레지스트, 유전체 재료, 도전성 재료 및 반도체 재료를 포함(그러나 이에 제한되지 않음)할 수 있다. 다수의 상이한 유형들의 이러한 층들은 당 업계에 알려져 있고, 본원에서 사용된 바와 같은 샘플이라는 용어는 모든 유형들의 이러한 층들이 형성될 수 있는 샘플을 포함하는 것으로 의도된다. 샘플 상에 형성된 하나 이상의 층들은 패터닝되거나 패터닝되지 않을 수 있다. 예를 들어, 샘플은 각각이 반복 가능한 패터닝된 피처들을 갖는 복수의 다이들을 포함할 수 있다. 재료의 이러한 층들의 형성 및 프로세싱은 궁극적으로 디바이스들을 완성시킬 수 있다. 다수의 상이한 유형들의 디바이스들이 샘플 상에 형성될 수 있으며, 본원에서 사용되는 바와 같은 샘플이라는 용어는 당 업계에 알려진 임의의 유형의 디바이스들이 제조되는 샘플을 포함하는 것으로 의도된다. 추가로, 본 개시내용의 목적들을 위해, 샘플 및 웨이퍼라는 용어는 상호 교환 가능한 것으로 해석되어야 한다. 또한, 본 개시내용의 목적들을 위해, 패터닝 디바이스, 마스크 및 레티클이라는 용어들은 상호 교환 가능한 것으로 해석되어야 한다.
도 1a는 본 개시내용의 하나 이상의 실시예들에 따른 반도체 디바이스 시스템(100)을 예시하는 개념도이다. 일 실시예에서, 시스템(100)은 샘플 상에 하나 이상의 패턴들(예를 들어, 계측 타겟 패턴들 등)을 리소그래피식으로 인쇄하기 위한 리소그래피 서브-시스템(102)을 포함한다. 리소그래피 서브-시스템(102)은 당 업계에 알려진 임의의 리소그래피 인쇄 툴을 포함할 수 있다. 예를 들어, 리소그래피 서브-시스템(102)은 스캐너 또는 스테퍼를 포함(그러나 이에 제한되지 않음)할 수 있다. 다른 실시예에서, 시스템(100)은 샘플 상의 하나 이상의 인쇄된 패턴들을 특성화하기 위한 계측 서브-시스템(104)을 포함한다. 예를 들어, 계측 서브-시스템(104)은 당 업계에 알려진 임의의 방법을 사용하여 임의의 계측 메트릭(예를 들어, 오버레이 에러, 패턴 배치 에러, 샘플 피처들의 치수들, 임계 치수들(CD), 측벽 각도 등)을 측정할 수 있다. 일 실시예에서, 계측 서브-시스템(104)은 샘플의 하나 이상의 이미지들의 생성에 기초하여 계측 데이터를 측정하기 위한 이미지-기반 계측 툴을 포함한다. 다른 실시예에서, 계측 서브-시스템(104)은 샘플로부터의 광의 산란(반사, 회절, 확산 산란 등)에 기초하여 계측 데이터를 측정하기 위한 스캐터로메트리 -기반 계측 시스템을 포함한다.
본 발명의 리소그래피 서브-시스템(102)은 본 개시내용 전반에 걸쳐 설명된 패턴 마스크 설계들 중 임의의 것을 구현할 수 있다. Lee 등은 일반적으로, 2009년 6월 9일에 발행된 미국 특허 번호 제7,545,520호에서 마스크-기반 리소그래피를 설명하며, 이 특허는 그 전체가 본원에 포함된다.
계측 서브-시스템(104)은 반도체 제조와 관련된 다양한 유형들의 측정들을 제공할 수 있다. 예를 들어, 계측 서브-시스템(104)은 임계 치수들, 둘 이상의 프로세스 층들의 오버레이, 측벽 각도들, 막 두께들 또는 프로세스-관련 파라미터들(예를 들어, 리소그래피 단계 동안의 샘플의 초점 포지션, 리소그래피 단계 동안의 조명의 노광 도즈 등)과 같은(그러나 이에 제한되지 않음) 하나 이상의 계측 타겟들의 하나 이상의 계측 메트릭을 제공할 수 있다.
다른 실시예에서, 시스템(100)은 제어기(106)를 포함한다. 다른 실시예에서, 제어기(106)는 메모리 매체(110) 상에 유지되는 프로그램 명령들을 실행하도록 구성된 하나 이상의 프로세서들(108)을 포함한다. 이와 관련하여, 제어기(106)의 하나 이상의 프로세서들(108)은 본 개시내용 전반에 걸쳐 설명되는 다양한 프로세스 단계들 중 임의의 것을 실행할 수 있다.
도 1b는 본 개시내용의 하나 이상의 실시예들에 따른 리소그래피 서브-시스템(102)을 예시하는 개념도이다. 일 실시예에서, 리소그래피 서브-시스템(102)은 하나 이상의 조명 빔들(114)을 생성하도록 구성된 리소그래피 조명 소스(112)를 포함한다. 하나 이상의 조명 빔들(114)은 자외선(UV) 방사선, 가시 광선 또는 적외선 (IR) 방사선을 포함(그러나 이에 제한되지 않음)않는 하나 이상의 선택된 파장의 광을 포함할 수 있다.
리소그래피 조명 소스(112)로부터의 조명은 임의의 공간적 분포(예를 들어, 조명 패턴)를 가질 수 있다. 예를 들어, 리소그래피 조명 소스(112)는 단일-극 조명 소스, 양극 조명 소스, C-Quad 조명 소스, Quasar 조명 소스 또는 자유-형태 조명 소스를 포함(그러나 이에 제한되지 않음)할 수 있다. 이와 관련하여, 리소그래피 조명 소스(112)는 조명이 광학 축(116)을 따라(또는 평행하게) 전파되는 온-축(on-axis) 조명 빔들(114) 및/또는 조명이 광학 축(116)에 대해 비스듬히 전파되는 임의의 수의 오프-축(off-axis) 조명 빔들(114)을 생성할 수 있다.
본 개시내용의 목적들을 위해, 조명 소스의 조명 극(예를 들어, 리소그래피 서브-시스템(102)의 리소그래피 조명 소스(112))은 조명 소스의 특정 위치로부터의 조명을 표현할 수 있다는 것이 여기서 추가로 주의된다. 이와 관련하여, (예를 들어, 광학 축(116)에 대한) 조명 소스 상의 각각의 공간적 위치는 조명 극으로 고려될 수 있다. 추가로, 조명 극은 당 업계에 알려진 임의의 형상 또는 크기를 가질 수 있다. 부가적으로, 조명 소스는 조명 극들의 분포에 대응하는 조명 프로파일을 갖는 것으로 고려될 수 있다.
추가로, 리소그래피 조명 소스(112)는 당 업계에 알려진 임의의 방법에 의해 조명 빔들(114)을 생성할 수 있다. 예를 들어, 조명 빔(114)은 리소그래피 조명 소스(112)의 조명 극으로부터의 조명(예를 들어, 리소그래피 조명 소스(112)의 조명 프로파일의 일부 등)으로서 형성될 수 있다. 다른 예로서, 리소그래피 조명 소스(112)는 조명 빔들(114)의 생성을 위해 다수의 조명 소스들을 포함할 수 있다.
다른 실시예에서, 리소그래피 서브-시스템(102)은 마스크 지지 디바이스(118)를 포함한다. 마스크 지지 디바이스(118)는 패턴 마스크(120)를 고정하도록 구성된다. 다른 실시예에서, 리소그래피 서브-시스템(102)은 패턴 마스크(120)의 이미지에 대응하는 인쇄된 패턴 엘리먼트들을 생성하기 위해, 하나 이상의 조명 빔들(114)에 의해 조명된 패턴 마스크(120)의 이미지를, 샘플 스테이지(126) 상에 배치된 샘플(124) 상에 프로젝팅하도록 구성된 프로젝션 광학기(122)들의 세트를 포함한다. 다른 실시예에서, 마스크 지지 디바이스(118)는 패턴 마스크(120)를 작동(actuate)시키거나 포지셔닝하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 마스크 지지 디바이스(118)는 시스템(100)의 프로젝션 광학기(122)에 대해 선택된 포지션으로 패턴 마스크(120)를 작동시킬 수 있다.
샘플(124)은 패턴 마스크(120)의 이미지를 수신하기에 적합한 임의의 수의 광감성 재료들 및/또는 재료 층들을 포함할 수 있다. 예를 들어, 샘플(124)은 레지스트 층(128)을 포함할 수 있다. 이와 관련하여, 프로젝션 광학기(122)의 세트는 레지스트 층(128)을 노광시키기 위해 레지스트 층(128) 상에 패턴 마스크(120)의 이미지를 프로젝팅할 수 있고, 후속 에칭 단계는 샘플(124) 상에 인쇄된 피처들을 제공하기 위해 노광된 재료(예를 들어, 포지티브 에칭) 또는 노광되지 않은 재료(예를 들어, 네거티브 에칭)를 제거할 수 있다. 추가로, 패턴 마스크(120)는 당 업계에 알려진 임의의 이미징(imaging) 구성에서 활용될 수 있다. 예를 들어, 패턴 마스크(120)는 인쇄된 패턴 엘리먼트들로서 패턴 엘리먼트들이 포지티브로(positively) 이미징되는 포지티브 마스크(예를 들어, 명-시야(bright-field) 마스크)일 수 있다. 다른 예로서, 패턴 마스크(120)는 패턴 마스크(120)의 패턴 엘리먼트들이 네거티브 인쇄된 패턴 엘리먼트들(예를 들어, 갭들, 스페이스들 등)을 형성하는 네거티브 마스크(예를 들어, 암-시야 마스크)일 수 있다.
제어기(106)는 샘플(124)(예를 들어, 샘플 상의 레지스트 층(128) 등)로의 패턴 마스크(120) 상의 패턴 엘리먼트들의 전사를 지시하기 위해 패턴 지지 디바이스(118) 및/또는 샘플 스테이지(126)에 통신 가능하게 커플링된다.
도 1c는 본 개시내용의 하나 이상의 실시예들에 따른 계측 서브-시스템(104)을 예시하는 개념도이다. 일 실시예에서, 계측 서브-시스템(104)은 계측 조명 빔(132)을 생성하기 위한 계측 조명 소스(130)를 포함한다. 다른 실시예에서, 계측 조명 소스(130)는 리소그래피 조명 소스(112)와 동일하다. 추가의 실시예에서, 계측 조명 소스(130)는 별개의 계측 조명 빔(132)을 생성하도록 구성된 별개의 조명 소스이다. 계측 조명 빔(132)은 자외선(UV) 방사선, 가시 광선 또는 적외선 IR) 방사선을 포함(그러나 이에 제한되지 않음)않는 하나 이상의 선택된 파장의 광을 포함할 수 있다.
다른 실시예에서, 계측 조명 소스(130)는 조명 통로(134)를 통해 샘플(124)에 계측 조명 빔(132)을 지향시킨다. 조명 통로(134)는 계측 조명 빔(132)을 수정 및/또는 컨디셔닝하는데 적합한 하나 이상의 렌즈들(136) 또는 부가적인 광학 컴포넌트들(138)을 포함할 수 있다. 예를 들어, 하나 이상의 광학 컴포넌트들(138)은 하나 이상의 편광자들, 하나 이상의 필터들, 하나 이상의 빔 스플리터들, 하나 이상의 확산기들, 하나 이상의 균질화기들, 하나 이상의 아포다이저(apodizer)들, 또는 하나 이상의 빔 성형기들을 포함(그러나 이에 제한되지 않음)할 수 있다. 다른 실시예에서, 계측 서브-시스템(104)은 샘플(124) 상에 계측 조명 빔(132)을 포커싱하기 위한 대물 렌즈(140)를 포함한다.
다른 실시예에서, 계측 서브-시스템(104)은 수집 통로(144)를 통해 샘플(124)로부터 발산되는 방사선을 캡처하도록 구성되는 검출기(142)를 포함한다. 예를 들어, 검출기(142)는 수집 통로(144) 내의 엘리먼트들(예를 들어, 대물 렌즈(140), 렌즈들(146) 등)에 의해 제공되는 샘플(124)의 이미지를 수신할 수 있다. 다른 예로서, 검출기(142)는 샘플(124)로부터 (예를 들어, 정반사, 확산 반사 등을 통해) 반사되거나 산란되는 방사선을 수신할 수 있다. 다른 예로서, 검출기(142)는 샘플(124)에 의해 생성된 방사선 (예를 들어, 계측 조명 빔(132)의 흡수와 연관된 루미네선스(luminescence) 등)을 수신할 수 있다. 다른 예로서, 검출기(142)는 샘플(124)로부터의 방사선의 하나 이상의 회절된 차수들(예를 들어, 0차 회절, ±1차 회절, ±2차 회절 등)을 수신할 수 있다.
검출기(142)는 샘플(124)로부터 수신된 조명을 측정하기에 적합한 당 업계에 알려진 임의의 유형의 광학 검출기를 포함할 수 있다. 예를 들어, 검출기(142)는 CCD 검출기, TDI 검출기, PMT(photomultiplier tube), APD(avalanche photodiode) 등을 포함(그러나 이에 제한되지 않음)할 수 있다. 다른 실시예에서, 검출기(142)는 샘플(124)로부터 발산되는 방사선의 파장들을 식별하기에 적합한 분광 검출기를 포함할 수 있다.
수집 통로(144)는 하나 이상의 렌즈들(146), 하나 이상의 필터들, 하나 이상의 편광기들, 또는 하나 또는 그 이상의 빔 블록들을 비롯해서(그러나 이에 제한되지 않음), 대물 렌즈(140)에 의해 수집된 조명을 지향 및/또는 수정하는 임의의 수의 광학 엘리먼트들을 더 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 도 1c에 예시된 바와 같이, 계측 서브-시스템(104)은 대물 렌즈(140)가 동시적으로, 계측 조명 빔(132)을 샘플(124)로 지향시키고 샘플(124)로부터 발산되는 방사선을 수집하도록 배향된 빔 스플리터(148)를 포함할 수 있다. 이와 관련하여, 계측 서브-시스템(104)은 에피-모드(epi-mode)로 구성될 수 있다.
도 1d는 본 개시내용의 하나 이상의 실시예들에 따라, 조명 통로(134) 및 수집 통로(144)가 별개의 엘리먼트들을 포함하는 계측 서브-시스템(104)을 예시하는 개념도이다. 예를 들어, 조명 통로(134)는 샘플(124) 상에 계측 조명 빔(132)을 포커싱하기 위해 제 1 포커싱 엘리먼트(150)를 활용할 수 있고, 수집 통로(144)는 샘플(124)로부터 방사선을 수집하기 위해 제 2 포커싱 엘리먼트(152)를 활용할 수 있다. 이와 관련하여, 제 1 포커싱 엘리먼트(150) 및 제 2 포커싱 엘리먼트(152)의 개구수들은 상이할 수 있다. 추가로, 본원에서, 도 1d에 도시된 계측 서브-시스템(104)은 샘플(124)의 다중-각 조명 및/또는 (예를 들어, 하나 이상의 부가적인 검출기들(142)에 커플링되는) 하나 초과의 계측 조명 소스(130)를 용이하게 할 수 있다는 것에 주의한다. 이와 관련하여, 도 1d에 도시된 계측 서브-시스템(104) 은 다중 계측 측정들을 수행할 수 있다. 다른 실시예에서, 하나 이상의 광학 컴포넌트들은, 샘플(124)에 대한 계측 조명 빔(132)의 입사각이 회전 가능 암(도시되지 않음)의 포지션에 의해 제어될 수 있도록 샘플(124) 주위를 피봇하는(pivoting) 회전 가능 암에 장착될 수 있다.
다른 실시예에서, 계측 서브-시스템(104)은 계측 서브-시스템(104)에 의한 다중 계측 측정들(예를 들어, 다중 계측 툴들)을 용이하게 하기 위해 (예를 들어, 하나 이상의 빔 스플리터들에 의해 생성된 다수의 빔 경로들과 연관된) 다수의 검출기들(142)을 포함할 수 있다.
다른 실시예에서, 계측 서브-시스템(104)은 시스템(100)의 제어기(106)에 통신 가능하게 커플링된다. 이와 관련하여, 제어기(106)는 계측 데이터 (예를 들어, 계측 측정 결과들, 타겟의 이미지들, 동공 이미지들 등) 또는 계측 메트릭들 (예를 들어, 정밀도, 툴-유도 시프트, 감도, 회절 효율, 관통-포커스 기울기(through-focus slope), 측벽 각도, 임계 치수 등)을 포함(그러나 이에 제한되지 않음)하는 데이터를 수신하도록 구성 될 수있다.
본원에서, 조명 소스(예를 들어, 리소그래피 조명 소스(112))의 조명 프로파일은 샘플 상의 디바이스 엘리먼트들의 견고한 제조를 위해 큰 프로세스 윈도우를 제공하도록 맞춤제작될 수 있다는 것이 인지된다. 예를 들어, 연관된 인쇄된 디바이스 엘리먼트들이 샘플(124)의 초점 포지션의 편향들에 비교적 둔감할 수 있도록 리소그래피 서브-시스템(102)이 큰 피사계 심도를 갖는 패턴 마스크(120)의 디바이스 마스크 엘리먼트들의 이미지를 생성하게 조명 프로파일이 선택될 수 있다.
도 2는 본 개시내용의 하나 이상의 실시예에 따라, 디바이스 피처들의 제조를 위한 디바이스 마스크 엘리먼트들을 포함하는 패턴 마스크의 평면도이다. 일 실시예에서, 패턴 마스크(120)는 디바이스 피치(204)를 따라 주기적으로 분포된 디바이스 마스크 엘리먼트들(202)의 세트를 포함한다. 다른 실시예에서, 디바이스 마스크 엘리먼트들(202) 각각은 디바이스 폭(206)을 갖는다. 예를 들어, 디바이스 피치(204) 및 디바이스 폭(206)은 각각 90nm 및 45nm일 수 있다(그러나 반드시 그럴 필요는 없음). 본원에서, 패턴 마스크(120) 상의 디바이스 마스크 엘리먼트들(202)의 설계는 단지 예시 목적으로만 제공되며 제한하는 것으로서 해석되어서는 안 된다는 것에 주의한다. 패턴 마스크(120) 상의 디바이스 마스크 엘리먼트들(202)은 반도체 디바이스와 연관된 제조된 피처들에 적합한 임의의 크기, 형상, 분포 또는 배향을 가질 수 있다. 추가로, 샘플 상에 인쇄된 디바이스 엘리먼트들의 제조는 다중 리소그래피 및/또는 에칭 단계들을 통해 달성될 수 있다.
도 3은 본 개시내용의 하나 이상의 실시예들에 따라, 샘플(124) 상에 디바이스 마스크 엘리먼트들(202)의 포커스-민감성 노광을 제공하도록 설계된 조명 소스의 조명 프로파일(302)을 예시하는 플롯이다. 일 실시예에서, 조명 프로파일(302)은 제 1 조명 극(304) 및 제 2 조명 극(306)을 포함한다. 예를 들어, 제 1 조명 극(304) 및 제 2 조명 극(306) 각각은 패턴 마스크(120)의 적어도 일부를 조명하기 위한 조명 빔(114)을 생성할 수 있다.
다른 실시예에서, 제 1 조명 극(304) 및 제 2 조명 극(306)은 오프-축 조명 극들이다. 이와 관련하여, 제 1 조명 극(304) 및 제 2 조명 극(306)은 광학 축(116)으로부터 분리되어 패턴 마스크(120)의 오프-축 조명을 제공한다. 예를 들어, 제 1 조명 극(304) 및 제 2 조명 극(306)은 디바이스의 피치(204)와 동일한 방향(예를 들어, 도 2 및 도 3의 Y-방향)을 따라 광학 축(116을 중심으로 분산될 수 있다. 다른 실시예에서, 도 3에 예시된 바와 같이, 제 1 조명 극(304) 및 제 2 조명 극(306)은 광학 축(116)을 중심으로 대칭적으로 분포되어 패턴 마스크(120)의 대칭적인 오프-축 조명을 제공한다.
도 4a 및 도 4b는 본 발명의 하나 이상의 실시예들에 따라, 디바이스 마스크 엘리먼트들(202)에 의해 회절된 조명의 수집된 순서들에 의해 생성된 디바이스 마스크 엘리먼트들(202)의 이미지(예를 들어, 에어리얼 이미지)를 따라 샘플을 노광하기 위한 리소그래피 시스템의 개념도들이다. 일 실시예에서, 디바이스 마스크 엘리먼트들(202)은 0차 회절 빔(304a), 1차 회절 빔(304b), 및 2차 회절 빔(304c)을 포함(그러나 이에 제한되지 않음)하는 다수의 회절 빔들을 생성하기 위해 제 1 조명 극(304)으로부터의 조명을 회절시킨다. 다른 실시예에서, 디바이스 마스크 엘리먼트들(202)은 0차 회절 빔(306a), 1차 회절 빔(306b), 및 2차 회절 빔(306c)을 포함(그러나 이에 제한되지 않음)하는 다수의 회절 빔들을 생성하기 위해 제 2 조명 극(306)으로부터의 조명을 회절시킨다.
다른 실시예에서, 리소그래피 서브-시스템(102)은 대칭적 조명을 사용하여 디바이스 마스크 엘리먼트들(202)의 이미지를 따라 샘플(124)을 노광시키도록 구성된다. 본원에서, 대칭적 조명을 이용한 샘플(124)의 노광은 샘플의 초점 포지션의 편향들에 비교적 둔감한 인쇄된 엘리먼트들의 제조를 제공할 수 있다는 것에 주의한다. 따라서, 디바이스 마스크 엘리먼트들(202)과 연관된 인쇄된 엘리먼트들은 광학 축(116)을 따라 샘플(124)의 초점 포지션의 함수로서 변동되는 하나 이상의 특성들(예를 들어, 대응하는 인쇄된 엘리먼트의 상부의 포지션, 인쇄된 엘리먼트들의 분리와 연관된 임계 치수, 하나 이상의 측벽 각도들 등)을 가질 수 있다.
예를 들어, 리소그래피 서브-시스템(102)은, 디바이스 마스크 엘리먼트들(202)로부터의 조명의 회절 차수들이 동공 평면(예를 들어, 동공 평면(402))에서 대칭적으로 분포되도록 구성될 수 있으며, 여기서 조명의 공간적 분포는 조명이 패턴 마스크(120)로부터 나오는 각도에 대응한다.
도 4a는 본 개시내용의 하나 이상의 실시예들에 따라, 디바이스 마스크 엘리먼트들(202)로부터의 0차 회절 빔(304a) 및 1차 회절 빔(304b)의 대칭적 수집 및 샘플(124)의 대칭적 조명을 예시하는 리소그래피 서브-시스템(102)의 개념도이다. 예를 들어, 리소그래피 조명 소스(112)의 조명 프로파일은 디바이스 마스크 엘리먼트들(202)에 의한 1차 회절 빔(304b)의 회절 각도(404)가 제 1 조명 극(304)으로부터의 조명의 입사각(406)과 동일(또는 대략 동일)하도록(그리고 이에 따라, 0차 회절 빔(304a)의 각도(406)와 동일하도록) 설계될 수 있다. 유사하게, 도 4b는 본 개시내용의 하나 이상의 실시예들에 따라, 디바이스 마스크 엘리먼트들(202)로부터의 0차 회절 빔(306a) 및 1차 회절 빔(306b)의 대칭적 수집 및 샘플(124)의 대칭적 조명을 예시하는 리소그래피 서브-시스템(102)의 개념도이다. 이에 따라, 리소그래피 조명 소스(112)의 조명 프로파일은 디바이스 마스크 엘리먼트들(202)에 의한 1차 회절 빔(306b)의 회절 각도(408)가 제 2 조명 극(306)으로부터의 조명의 입사각(410)과 동일(또는 대략 동일)하도록(그리고 이에 따라, 0차 회절 빔(306a)의 각도(410)와 동일하도록) 설계될 수 있다.
도 4c는 본 개시내용의 하나 이상의 실시예들에 따라, 동공 평면(402)에서의 디바이스 마스크 엘리먼트들(202)로부터의 수집된 조명의 대칭적 프로파일의 플롯(412)이다. 일 실시예에서, 0차 회절 빔(304a) 및 1차 회절 빔(306b)은 0차 회절 빔(306a) 및 1차 회절 빔(304b)에 대해 광학 축(116)을 중심으로 대칭적으로 분포된다. 예를 들어, 0차 회절 빔(304a) 및 1차 회절 빔(306b)은 적어도 부분적으로 중첩될 수 있다. 유사하게, 0차 회절 빔(306a) 및 1차 회절 빔(304b)은 적어도 부분적으로 중첩될 수 있다. 이와 관련하여, 도 4c에 예시된 바와 같이, 동공 평면(402)에서의 조명의 결합된 분포는 양극성(dipolar)일 수 있다.
디바이스 마스크 엘리먼트들(202)의 이미지는 동공 평면(402)에 존재하는 조명의 특정 회절 차수(예를 들어, 디바이스 마스크 엘리먼트들(202)에 의해 회절되고 프로젝션 광학기(122)에 의해 수집된 조명의 특정 회절 차수)에 의존할 수 있다. 일반적으로, 리소그래피 서브-시스템(102)은 공간 필터로서 동작할 수 있어서, 에어리얼 이미지의 공간 주파수 콘텐츠가 동공 평면(402)에 존재하는 조명의 특정 회절 차수에 의존하게 한다.
도 5a는 본 개시내용의 하나 이상의 실시예들에 따라, 리소그래피 단계 동안 공칭 초점 포지션에서 샘플에 대한 도 4c의 동공 평면(402)에서의 수집된 조명의 플롯에 기초한 샘플 상의 디바이스 마스크 엘리먼트들(202)의 에어리얼 이미지의 플롯(502)이다. 따라서, 도 5a는 리소그래피 서브-시스템(102)에 의해 생성된 디바이스의 마스크 엘리먼트들(202)의 에어리얼 이미지를 나타낼 수 있다. 일 실시예에서, 동공 평면(402)에서의 디바이스 마스크 엘리먼트들(202)로부터의 수집된 조명의 대칭적 프로파일은 Y-방향(예를 들어, 디바이스 피치(204)의 방향)을 따른 샘플 의에 주기적인 세기 분포를 제공한다. 도 5a에 도시된 바와 같이, 샘플 상의 디바이스 마스크 엘리먼트들(202)의 이미지는 이미징되는 실제 디바이스 마스크 엘리먼트들(202)과 연관된 공간 주파수 콘텐츠의 서브세트를 포함할 수 있다. 예를 들어, 2개의 대칭적 조명 극들로부터의 0차 및 1차 회절에 기초한 도 5a의 디바이스 마스크 엘리먼트들(202)의 에어리얼 이미지는, 디바이스 마스크 엘리먼트들(202)과 동일한 주기(예를 들어, 디바이스 피치(204)의 역)를 갖는 조명의 주기적인 분포를 포함할 수 있지만, 상위-차 회절 차수들의 결여로 인해 더 둥근 프로파일을 포함할 수 있다.
샘플 상에 인쇄된 엘리먼트들의 프로파일은 샘플을 노광하는 데 사용된 패턴 마스크 엘리먼트들의 에어리얼 이미지뿐만 아니라 샘플의 감광성 특성(예를 들어, 레지스트 층(128) 등) 둘 모두에 기초할 수 있다. 예를 들어, 샘플 층의 에칭 저항이 변하는 정도는 리소그래피 노광 단계 동안의 조명의 세기 및/또는 도즈에 기초하여 변동될 수 있다. 일 실시예에서, 에어리얼 이미지의 세기는 에어리얼 이미지의 세기 분포가 샘플의 에칭 저항을 수정하기 위한 임계 세기를 정의하는 에어리얼 이미지 임계치(504)를 중심으로 대칭적이도록 조정된다.
도 5b는 본 개시내용의 하나 이상의 실시예들에 따라, 도 5a의 에어리얼 이미지에 기초한 디바이스 마스크 엘리먼트들(202)에 대응하는 샘플 상의 인쇄된 디바이스 엘리먼트들(506)의 시뮬레이팅된 프로파일 도면이다. 일 실시예에서, 샘플(124)은 포지티브 에칭 프로세스에서 에칭되어서, (예를 들어, 에어리얼 이미지와 연관된) 비교적 더 강한 조명에 노광된 샘플(124)의 영역들이 후속 에칭 단계에 대한 감소된 저항을 갖도록 수정되게 한다. 이와 관련하여, 비교적 더 강한 조명에 노광된 샘플(124)의 부분들은 에칭 단계 동안 제거될 수 있다. 인쇄된 디바이스 엘리먼트들(506)이 제조될 수 있으며, 디바이스 피치(204)는 (예를 들어, 도 5a에 예시된 바와 같이) 에어리얼 이미지에서의 조명 분포에 기초한다. 예를 들어, 리소그래피 서브-시스템(102)은 도 5a의 에어리얼 이미지를 생성하고 도 5b의 인쇄된 디바이스 엘리먼트들(506)을 제조하기 위해 1.35의 개구 수(NA)를 갖는 침지 프로젝션 광학기(122) 및 193 nm의 파장을 갖는 리소그래피 조명 소스(112)를 포함하도록 구성될 수 있다.
또한, 인쇄된 디바이스 엘리먼트들(506)은 설계된 소자 폭(206)과 연관된 임계 치수를 갖도록 제조될 수 있다. 예를 들어, 도 5b에 예시된 바와 같이, 임계 치수는 인쇄된 디바이스 엘리먼트들(506)의 상부에서 측정될 수 있다. 다른 예로서, 임계 치수는 임의의 높이에서 측정될 수 있다. 이와 관련하여, 조명 프로파일, 조명 세기, 노광 시간, 또는 샘플과 연관된 에어리얼 이미지 임계치와 같은(그러나 이에 제한되지 않음) 리소그래피 프로세스의 다양한 양상들은, 인쇄된 디바이스 엘리먼트들(506)의 치수들이 디바이스 마스크 엘리먼트들(202)의 치수에 대응하도록 조정될 수 있다.
본원에서 이전에 설명된 바와 같이, (예를 들어, 에어리얼 이미지에 따른 노광의 부분으로서) 대칭적 조명으로 샘플을 조명하는 것은 리소그래피 단계 동안 샘플의 초점 포지션에 비교적 둔감한 인쇄된 엘리먼트를 제공할 수 있다. 이러한 구성은 제조되는 디바이스와 연관된 디바이스 엘리먼트들(예를 들어, 인쇄된 디바이스 엘리먼트들(506))의 인쇄에 특히 유익할 수 있다.
도 6은 본 개시내용의 하나 이상의 실시예들에 따라, 리소그래피 단계 동안 샘플의 초점 포지션들을 변동시키기 위한 도 4c의 동공 평면(402)에서의 수집된 조명의 플롯에 기초한 샘플(124) 상의 디바이스 마스크 엘리먼트들(202)의 에어리얼 이미지의 세기의 플롯(602)이다. 일 실시예에서, 디바이스 마스크 엘리먼트들(202)의 에어리얼 이미지의 세기는 샘플(124)의 초점 포지션이 변하는 동안 에어리얼 이미지 임계치(504)를 중심으로 대칭적인 상태를 유지된다. 또한, 도 6에 예시된 바와 같이, Y 방향을 따른 에어리얼 이미지의 상대적 포지션은 샘플(124)의 초점 포지션이 변하는 동안 일정하게 유지될 수 있다. 이와 관련하여, 리소그래피 서브-시스템(102)의 구성과 함께, 디바이스 마스크 엘리먼트들(202)은 인쇄된 엘리먼트들(예를 들어, 인쇄된 디바이스 엘리먼트들(506))의 포커스-둔감성 제조를 제공할 수 있다. 따라서, 임계 치수들, 주기성, 피처 배치(패턴 배치 에러) 또는 측벽 각도와 같은(그러나 이에 제한되지 않음) 인쇄된 엘리먼트들의 특성들은, 샘플의 초점 포지션의 편향들에 대한 응답으로 특정된 공차 내에 있는 비교적 작은 변화들을 나타낼 수 있다.
대조적으로, 샘플의 초점 포지션의 편향들에 대한 응답으로, 임계 치수, 주기성, 피처 배치(패턴 배치 에러) 또는 측벽 각도와 같은(그러나 이에 제한되지 않음) 인쇄된 엘리먼트들의 특성들이 비교적 큰 변화들을 나타내도록 포커스-민감성 계측 타겟들을 제조하는 것이 바람직할 수 있다. 이와 관련하여, 포커스-민감성 계측 타겟은 샘플의 초점 포지션을 모니터링 및/또는 제어하기 위한 메커니즘을 제공할 수 있다. 또한, 동일한 리소그래피 조건들(예를 들어, 리소그래피 조명 소스(112)의 조명 프로파일, 프로젝션 광학기(122)의 구성 등)을 사용하여 포커스-민감성 디바이스 엘리먼트들(예를 들어, 인쇄된 디바이스 엘리먼트들(506) 등)과 동일한 샘플 층 상에 포커스-민감성 계측 타겟을 제조하는 것이 바람직할 수 있다.
도 7은 본 개시내용의 하나 이상의 실시예들에 따라, 조명 소스의 미리-정의된 조명 프로파일에 기초한 포커스-민감성 인쇄된 엘리먼트들의 제조를 위한 포커스-민감성 마스크 엘리먼트들을 포함하는 패턴 마스크의 평면도이다. 일 실시예에서, 패턴 마스크(120)의 포커스-민감성 마스크 엘리먼트들(702)은 포커스-둔감성 디바이스 마스크 엘리먼트들(202)과 동일한 리소그래피 조건(예를 들어, 리소그래피 조명 소스(112)의 조명 프로파일, 프로젝션 광학기(122)의 구성 등) 하에서 샘플(124) 상에 포커스-민감성 인쇄된 엘리먼트들(202)을 제공하도록 설계된다. 그러나, 일반적인 의미에서, 포커스-민감성 마스크 엘리먼트들은 임의의 알려진 구성의 조명 프로파일 및 리소그래피 시스템에 기초하여 포커스-민감성 인쇄된 엘리먼트들을 제공하도록 설계될 수 있다.
샘플(124)의 노광이 포커스-민감성 인쇄된 엘리먼트들을 생성하도록 하는 동공 평면(402)에서의 조명의 분포를 제공하는 포커스-민감성 마스크 엘리먼트들(702)의 크기, 형상 및/또는 분포가 선택될 수 있다. 일 실시예에서, 포커스-민감성 마스크 엘리먼트들(702)은, 프로젝션 광학기(122)에 의해 수집된 리소그래피 조명 소스(112)의 각각의 조명 극과 연관된 회절 차수들이 동공 평면(402)에서 비대칭적으로 분포되도록 리소그래피 조명 소스(112)로부터의 조명을 회절시키도록 선택된 포커스-민감성 피치(704)를 가진 채로 분포된다. 본원에서, 샘플(124)의 비대칭적 조명(예를 들어, 패턴 마스크(120)로부터의 회절 차수들의 비대칭적 분포에 의해 생성된 포커스-민감성 마스크 엘리먼트들(702)의 에어리얼 이미지에 따른 샘플(124)의 노광)은 샘플(124)의 비대칭적 노광 프로파일을 생성할 수 있다는 것에 주의한다. 따라서, 샘플(예를 들어, 레지스트 층(128) 등)의 현상은 광학 축(116)을 따라 샘플(124)의 초점 포지션의 함수로서 변동되는 하나 이상의 특성들(예를 들어, 대응하는 인쇄된 엘리먼트의 상부의 포지션, 인쇄된 엘리먼트들의 분리와 연관된 임계 치수, 하나 이상의 측벽 각도들 등)을 갖는 비대칭 인쇄된 엘리먼트들을 생성할 수 있다. 이와 관련하여, 대응하는 인쇄된 엘리먼트는 포커스-민감성 인쇄된 엘리먼트들로서 동작할 수 있다. 다른 실시예에서, 포커스-민감성 마스크 엘리먼트들(702)은 수집된 회절 차수들의 세기들이 균형을 이루도록, 선택되는 포커스-민감성 피치(704)의 방향을 따른 포커스-민감성 폭(706)을 갖는다. 본원에서 추가로, 각각의 조명 극의 수집된 회절 차수들의 상대적 세기들이 더 가까울수록, 더 많은 민감한 인쇄된 엘리먼트들이 샘플의 초점 포지션에서 변하도록 이루어질 수 있다는 것에 주의한다.
도 8a 및 도 8b는 본 발명의 하나 이상의 실시예들에 따라 포커스-민감성 마스크 엘리먼트들(702)에 의해 회절된 조명의 수집된 순서들에 의해 생성된 포커스-민감성 마스크 엘리먼트들(702)의 이미지(예를 들어, 에어리얼 이미지)를 따라 샘플을 노광하기 위한 리소그래피 시스템의 개념도들이다. 일 실시예에서, 포커스-민감성 마스크 엘리먼트들(702)은 0차 회절 빔(304a), 1차 회절 빔(304b), 및 2차 회절 빔(304c)을 포함(그러나 이에 제한되지 않음)하는 다수의 회절 빔들을 생성하기 위해 제 1 조명 극(304)으로부터의 조명을 회절시킨다. 다른 실시예에서, 디바이스 마스크 엘리먼트들(202)은 0차 회절 빔(306a), 1차 회절 빔(306b), 및 2차 회절 빔(306c)을 포함(그러나 이에 제한되지 않음)하는 다수의 회절 빔들을 생성하기 위해 제 2 조명 극(306)으로부터의 조명을 회절시킨다. 따라서, 리소그래피 서브-시스템(102)은 포커스-민감성 마스크 엘리먼트들(702)로부터의 조명의 회절 차수들이 동공 평면(402)에서 비대칭적으로 분포되도록 구성될 수 있다.
도 8a는 본 개시내용의 하나 이상의 실시예들에 따라, 포커스-민감성 마스크 엘리먼트들(702)로부터의 0차 회절 빔(304a) 및 1차 회절 빔(304b)의 비대칭적 수집 및 샘플(124)의 비대칭적 조명을 예시하는 리소그래피 서브-시스템(102)의 개념도이다. 예를 들어, 리소그래피 조명 소스(112)의 조명 프로파일은 포커스-민감성 마스크 엘리먼트들(702)에 의한 1차 회절 빔(304b)의 회절 각도(802)가 제 1 조명 극(304)으로부터의 조명의 입사각(804)과 실질적으로 상이하도록(그리고 이에 따라, 0차 회절 빔(304a)의 각도(804)와 실질적으로 상이하도록) 설계될 수 있다. 예를 들어, 하나의 회절 차수(예를 들어, 0차 회절 빔, 1차 회절 빔, 2차 회절 빔 등)로부터의 조명은 동공 평면(402)의 에지 근처에 위치될 수 있고, 부가적인 회절 차수(예를 들어, 0차 회절 빔, 1차 회절 빔, 2차 회절 빔 등)로부터의 조명은 동공 평면(402)의 중심 근처에 위치될 수 있다. 이와 관련하여, 비대칭적으로 분포된 회절 빔들의 광학 경로 길이들은 실질적으로 상이할 수 있다.
유사하게, 도 8b는 본 개시내용의 하나 이상의 실시예들에 따라, 포커스-민감성 마스크 엘리먼트들(702)로부터의 0차 회절 빔(306a) 및 1차 회절 빔(306b)의 비대칭적 수집 및 샘플(124)의 비대칭적 조명을 예시하는 리소그래피 서브-시스템(102)의 개념도이다. 이에 따라, 리소그래피 조명 소스(112)의 조명 프로파일은 디바이스 마스크 엘리먼트들(202)에 의한 1차 회절 빔(306b)의 회절 각도(806)가 제 2 조명 극(306)으로부터의 조명의 입사각(808)과 실질적으로 상이하도록(그리고 이에 따라, 0차 회절 빔(306a)의 각도(808)와 실질적으로 상이하도록) 설계될 수 있다.
다른 실시예에서, 리소그래피 조명 소스(112)의 각각의 조명 극과 연관된 조명은 동공 평면(402)에서 비대칭적으로 분포되지만, 동공 평면(402)에서의 조명의 누적 분포는 대칭적으로 분포된다. 이에 상응하게, 리소그래피 조명 소스(112)의 각각의 조명 극과 연관된 조명은 샘플(124) 상에 비대칭적으로 입사되지만, 샘플(124) 상의 조명의 누적 분포는 대칭적이다. 예를 들어, (예를 들어, 도 3에 예시된 바와 같이) 각각의 조명 극들의 대칭적 분포가 동공 평면(402)에서의 조명의 대칭적 분포를 생성할 수 있지만, 각각의 조명 극(예를 들어, 제 1 조명 극(304) 및 제 2 조명 극(306))으로부터의 기여분들이 비대칭적일 수 있다. 본원에서, 예를 들어, 동공 평면(402)에 대해 비대칭적 기여분들을 생성하고 이에 따라 샘플 조명에 대해 비대칭적 기여분들을 생성하는 패턴 마스크 엘리먼트들(예를 들어, 포커스-민감성 마스크 엘리먼트들(702))은 동공 평면(402)에서의 조명의 누적 분포가 대칭적인지 여부에 무관하게 포커스-민감성 인쇄된 엘리먼트들을 생성할 수 있다는 것에 주의한다. 예를 들어, 동공 평면(402)에 대한 비대칭 기여분들을 생성하는 패턴 마스크 엘리먼트들은 하나 이상의 측벽 각도들 또는 하나 이상의 임계 치수들의 포커스-민감성 변동들을 나타내는 포커스-민감성 인쇄된 엘리먼트들을 생성할 수 있다.
다른 실시예에서, 포커스-민감성 마스크 엘리먼트들(702)의 피치(예를 들어, 포커스-민감성 피치(704))는 리소그래피 조명 소스(112)의 각각의 조명 극과 연관된 조명 비대칭적 분포를 제공하도록 선택된다. 예를 들어, 리소그래피 서브-시스템(102)은 패턴 마스크 상의 패턴 엘리먼트들의 알려진 분포(예를 들어, 디바이스 마스크 엘리먼트들(202))에 기초하여 포커스-민감성 인쇄된 디바이스 엘리먼트들을 제공하기 위한 조명 프로파일을 갖도록 구성될 수 있다. 또한, 패턴 마스크의 포커스-민감성 마스크 엘리먼트들(702)의 피치는 이러한 특정 구성에 기초하여 각각의 조명 극과 연관된 조명의 비대칭적 분포를 제공하도록 선택될 수 있다. 이와 관련하여, 패턴 마스크는 공통 조명 프로파일을 사용하여 인쇄 가능한 포커스-민감성 마스크 엘리먼트들(예를 들어, 디바이스 마스크 엘리먼트들(202)) 및 포커스-민감성 마스크 엘리먼트들(예를 들어, 포커스-민감성 마스크 엘리먼트들(702)) 둘 모두를 포함할 수 있다.
도 8c 및 도 8d는 포커스-민감성 디바이스 마스크 엘리먼트들(202)에 대해 구성된 도 3의 조명 프로파일에 기초한 포커스-민감성 인쇄된 엘리먼트들의 제조를 위한 동공 평면(402)에서의 조명의 예시적인 플롯이다. 예를 들어, 도 3의 조명 프로파일은 90 nm의 디바이스 피치(204)를 갖는 포커스-둔감성 디바이스 마스크 엘리먼트들(202)에 대해 구성될 수 있다. 따라서, 포커스-민감성 피치(704)는 약 150nm 내지 190nm의 범위로부터 선택될 수 있다(그러나 반드시 그럴 필요는 없음).
도 8c는 본 개시내용의 하나 이상의 실시예들에 따라, 160 nm의 선택된 포커스-민감성 피치(704)를 갖는 포커스-민감성 마스크 엘리먼트들(702)에 대한 동공 평면(402)에서의 조명의 분포를 예시하는 플롯(810)이다. 도 8d에 예시된 바와 같이, 동공 평면(402)의 에지 근처에 위치될 수 있는 반면, 1차 회절 빔(304b)은 0차 회절 빔(304a)은 광학 축(116)의 대향하는 측 상의 동공 평면(402)의 중심 근처에 위치될 수 있다. 따라서, 0차 회절 빔(304a) 및 1차 회절 빔(304b)은 동공 평면(402)에서 비대칭적으로 분포된다. 또한, 0차 회절 빔(304a) 및 1차 회절 빔(304b)의 광학 경로 길이는 실질적으로 상이하다(예를 들어, 도 8a 참조). 유사하게, 0차 회절 빔(306a)은 광학 축(116)의 대향하는 측 상의 동공 평면(402)의 에지 근처에 위치될 수 있는 반면, 1차 회절 빔(306b)은 의 동공 평면(402)의 중심 근처에 위치될 수 있다. 따라서, 0차 회절 빔(306a) 및 1차 회절 빔(306b)은 동공 평면(402)에서 비대칭적으로 분포된다. 또한, 0차 회절 빔(306a) 및 1차 회절 빔(306b)의 광학 경로 길이는 실질적으로 상이하다(예를 들어, 도 8b 참조).
도 8d는 본 개시내용의 하나 이상의 실시예들에 따라, 180 nm의 선택된 포커스-민감성 피치(704)를 갖는 포커스-민감성 마스크 엘리먼트들(702)에 대한 동공 평면(402)에서의 조명의 분포를 예시하는 플롯(812)이다. 도 8c에 예시된 바와 같이, 0차 회절 빔(304a)은 동공 평면(402)의 에지 근처에 위치될 수 있는 반면, 1차 회절 빔(304b)은 광학 축(116)과 중첩하고 동공 평면(402)의 중심 근처에 위치될 수 있다. 따라서, 0차 회절 빔(304a) 및 1차 회절 빔(304b)은 동공 평면(402)에서 비대칭적으로 분포된다. 또한, 0차 회절 빔(304a) 및 1차 회절 빔(304b)의 광학 경로 길이는 실질적으로 상이하다(예를 들어, 도 8a 참조). 유사하게, 0차 회절 빔(306a)은 동공 평면(402)의 에지 근처에 위치될 수 있는 반면, 1차 회절 빔(306b)은 광학 축(116)과 중첩하고 동공 평면(402)의 중심 근처에 위치될 수 있다. 따라서, 0차 회절 빔(306a) 및 1차 회절 빔(306b)은 동공 평면(402)에서 비대칭적으로 분포된다. 또한, 0차 회절 빔(306a) 및 1차 회절 빔(306b)의 광학 경로 길이는 실질적으로 상이하다(예를 들어, 도 8b 참조).
디바이스 마스크 엘리먼트들(202)의 이미지는 동공 평면(402)에 존재하는 조명의 특정 회절 차수(예를 들어, 디바이스 마스크 엘리먼트들(202)에 의해 회절되고 프로젝션 광학기(122)에 의해 수집된 조명의 특정 회절 차수)에 의존할 수 있다. 일반적으로, 리소그래피 서브-시스템(102)은 공간 필터로서 동작할 수 있어서, 에어리얼 이미지의 공간 주파수 콘텐츠가 동공 평면(402)에 존재하는 조명의 특정 회절 차수에 의존하게 한다.
본원에서, (예를 들어, 동공 평면(402)에서의) 수집된 회절 차수의 상대적 세기들은 인쇄된 피처들이 샘플의 초점 포지션의 변동들에 민감할 수 있는 정도에 영향을 줄 수 있다는 것에 주의한다. 예를 들어, (예를 들어, 공통 조명 극과 연관된) 2개의 비대칭적으로 분포된 수집된 회절 차수들은, 각각의 회절 차수의 상대적 기여분들이 균형을 이루도록 유사한 세기들을 갖는 것이 바람직할 수 있다. 이와 관련하여, 동공 평면(402)에서의 회절 차수들의 비대칭적 분포의 영향은 강할 수 있다. 추가로 본원에서, 피치 방향을 따른 패턴 마스크 엘리먼트들의 폭은 패턴 마스크 엘리먼트들에 의해 회절된 조명의 회절 차수들의 상대적 세기들에 영향을 미칠 수 있다는 것에 주의한다.
도 9는 본 개시내용의 하나 이상의 실시예들에 따라, 피치 방향을 따른 마스크 엘리먼트 폭의 함수로서 160 nm의 피치를 갖는 패턴 마스크 엘리먼트들에 대한 조명의 수집된 회절 차수의 상대적 세기들의 플롯(902)이다. 일 실시예에서, 0차 회절의 상대적 세기는 라인(904)으로서 도시되고, ±1차 회절의 상대적 세기는 라인(906)으로서 도시되며, ±2차 회절의 상대적 세기는 라인(908)으로서 도시된다. 패턴 마스크에 의해 생성되지만 프로젝션 광학기(122)에 의해 수집되지 않은(예를 들어, 동공 평면(402)에 존재하지 않음) 부가적인 회절 차수들은 도 9에 도시되지 않는다. 도 9에 예시된 바와 같이, 0의 마스크 엘리먼트 폭은 어떠한 회절도 제공하지 않으며, 전체 조명 빔(예를 들어, 조명 극)은 회절되지 않은 채로 패턴 마스크를 통해 전파된다. 다른 극단에서, 160nm의 마스크 엘리먼트 폭(예를 들어, 마스크 엘리먼트들의 피치)의 경우, 패턴 마스크는 조명 빔을 완전히 차단한다. 0nm와 160nm 사이의 마스크 엘리먼트 폭 값들의 경우, 수집된 회절 차수들의 상대적 세기들이 변동될 수 있다. 예를 들어, 수집된 0차 회절의 상대적 세기는 증가하는 마스크 엘리먼트 폭에 따라 선형으로 감소할 수 있고; 수집된 ±1차 회절의 상대적 세기는 80nm의 마스크 엘리먼트 폭(예를 들어, 1의 라인-공간 비)에서 피크일 수 있고, 0nm 및 160nm 마스크 엘리먼트 폭들에서 떨어지며; 수집된 ±2차 회절의 상대적 세기는 40nm(예를 들어, 1/3의 라인-공간 비) 및 120nm(예를 들어, 3/1의 라인-간격 비)에서 피크일 수 있고 0 nm, 80 nm 및 160 nm의 마스크 엘리먼트 폭들에서 떨어진다.
도 9에 예시된 바와 같이, 포커스-민감성 폭(706)을 포커스-민감성 피치(704)의 절반(예를 들어 1의 라인-공간 비)으로 선택하는 것은, 원치않는 회절 차수들(예를 들어, 이 예에서, ±2차 회절)의 수집을 억제함으로써 각각의 조명 극과 연관된 수집된 회절 차수들의 강한 비대칭을 제공할 수 있다. 그러나, 0차 회절은 ±1차 회절보다 상당히 더 높은 상대적 세기(예를 들어, 도 9에 예시된 바와 같이 ~ 0.3에 비견되는 ~ 0.5)를 가질 수 있다. 이와 관련하여, 수집된 회절 차수들의 비대칭적 분포의 영향은 수집된 회절 차수들의 상대적 세기들 사이의 불일치에 의해 감소될 수 있으며, 이는 포커스-민감성 마스크 엘리먼트들(702)의 포커스-감도에 부정적으로 영향을 미칠 수 있다.
다른 실시예에서, 포커스-민감성 피치(704)의 방향을 따른 포커스-민감성 마스크 엘리먼트들(702)의 포커스-민감성 폭(706)(예를 들어, 포커스-민감성 폭(706))은 원치않는 회절 차수들(예를 들어, 도 9에 예시된 예에서, ±2차 회절)의 상대적 세기를 최소화하는 동시에 특정된 공차 내에서 원하는 회절 차수들(예를 들어, 도 9에 예시된 예에서, 0차 회절 및 ±1차 회절)의 상대적 세기들을 균등화하여 샘플 상에 포커스-민감성 인쇄된 엘리먼트들을 제공하도록 선택된다. 이와 관련하여, 포커스-민감성 폭(706)은 리소그래피 프로세스 단계 동안 리소그래피 서브-시스템(102)에서 샘플(124)의 초점 포지션에 대한 인쇄된 패턴 엘리먼트들의 감도를 최적화하도록 선택될 수 있다.
다른 실시예에서, 포커스-민감성 폭(706)은 특정된 공차 내에서 수집된 회절 차수들의 상대적 세기들을 균등화(equalize)하게 하고 포커스-민감성 마스크 엘리먼트들(702)의 포커스-감도를 증가시키기 위해 라인-공간 비가 1과 동일하지 않도록 선택될 수 있다. 예를 들어, 포커스-민감성 폭(706)은 라인-공간 비가 1보다 크도록 선택될 수 있다. 따라서, 하나 이상의 원치않는 회절 차수들(예를 들어, 이 예에서, ±2차 회절 빔)의 일부가 수집될 수 있으며, 이는 수집된 회절된 차수들의 분포의 비대칭을 감소시킬 수 있다. 그러나, 원치않는 회절 차수들을 수집하는 임의의 부정적 효과들은 수집된 회절 차수들의 상대적 세기들의 적어도 부분적 균등화에 의해 보상 및/또는 극복될 수 있다.
"최적화", "최대화", "균등화" 등의 용어들은 샘플 상에 제조된 인쇄된 엘리먼트들이 설계 공차 내의 타겟 값들의 또는 그 근처의 샘플 초점 포지션에 대한 감도를 갖도록 패턴 마스크 엘리먼트들의 양상들(예를 들어, 피치, 피치 방향을 따른 폭 등)의 조작을 나타내기 위해 본 개시내용 내에서 사용된다는 것에 주의한다. 또한, 최적화, 최대화, 등화 등은 단일의 "최상의" 값을 달성할 필요는 없다. 오히려 최적화는 특정 제약들 내의 성능을 나타내는 수락 가능한 값을 제공할 수 있다. 이는 수집된 회절 차수들의 상대적 세기들이 포커스-민감성 폭(706)을 조정함으로써 완전히 균등화될 수 있는 경우에 해당할 수 있다(예를 들어, 도 9 참조). 그러나, 이는 포커스-민감성 폭(706)의 값이 수집된 회절 차수들의 분포(예를 들어, 비대칭 정도)를 수집된 회절 차수들의 상대적 세기들과 균형을 이루게 함으로써 최적의 포커스-감도를 제공하도록 선택될 수 있는 경우에 해당할 수 있다.
도 10a는 본 개시내용의 하나 이상의 실시예들에 따라, 160 nm의 포커스-민감성 피치(704) 및 60 nm의 포커스-민감성 폭(706)(예를 들어, 3/5의 라인-공간 비)으로 분포된 포커스-민감성 마스크 엘리먼트들(702)에 대한 동공 평면(402)에서의 조명의 분포의 플롯(1002)이다. 도 10b는 본 개시내용의 하나 이상의 실시예들에 따라, 160 nm의 포커스-민감성 피치(704) 및 80 nm의 포커스-민감성 폭(706)(예를 들어, 1의 라인-공간 비)으로 분포된 포커스-민감성 마스크 엘리먼트들(702)에 대한 동공 평면(402)에서의 조명의 분포의 플롯(1004)이다. 도 10c는 본 개시내용의 하나 이상의 실시예들에 따라, 160 nm의 포커스-민감성 피치(704) 및 100 nm의 포커스-민감성 폭(706)(예를 들어, 5/3의 라인-공간 비)으로 분포된 포커스-민감성 마스크 엘리먼트들(702)에 대한 동공 평면(402)에서의 조명의 분포의 플롯(1006)이다. 일 실시예에서, 도 10a 내지 도 10c에서의 조명의 회절 차수들의 상대적 세기들은 도 9에서 플로팅된 것들에 대응한다.
도 10a 내지 도 10c에 예시된 바와 같이, 포커스-민감성 폭(706)을 도 10b에 도시된 바와 같이 80nm(예를 들어, 1의 라인-공간 비)로 선택하는 것은 ±2차 회절(예를 들어, 2차 회절 빔(304c) 및 2차 회절 빔(306c))을 억제함으로써 각각의 조명 극과 연관된 수집된 회절 차수들의 분포에서 가장 큰 비대칭을 제공할 수 있다. 그러나, 0차 및 ±1차 회절 빔들의 상대적 세기들은 포커스-민감성 폭(706)을 선택함으로써 조정될 수 있다. 도 10a 내지 도 10c에 예시된 바와 같이, 0차 및 ±1차 회절 빔들의 상대적 세기들은 포커스-민감성 폭(706)이 60 nm(예를 들어, 도 10a)로부터 100nm(예를 들어, 도 10c)로 증가함에 따라 함께 더 근접(예를 들어, 균등화)해질 수 있다. 따라서, 포커스-민감성 폭(706)은, 동공 평면(402)에서의 조명의 비대칭이 균형을 이루고 동공 평면(402)에서 수집된 회절 차수들의 상대적 세기들을 균등화하여 특정된 공차 내의 포커스-감도를 제공하도록 선택될 수 있다.
회절 차수들의 상대적 세기들이 포커스-민감성 폭(706)의 선택에 의해 균등화될 수 있는 정도는 포커스-민감성 인쇄된 엘리먼트들의 원하는 포커스 감도에 기초한 설계 파라미터로서 결정될 수 있다. 이는 포커스-민감성 폭(706)의 어떤 값도 동공 평면(402)에서의 원하는 회절된 차수들의 상대적 세기들을 완전히 균등화할 수 있는 경우에 해당할 수 있다. 예를 들어, 도 9에 예시된 바와 같이, ±1차 회절(예를 들어, 1차 회절 빔(304b) 또는 1차 회절 빔(306b))의 수집된 세기는 0차 회절(예를 들어, 0차 회절 빔(304a) 또는 0차 회절 빔(306a))의 세기보다 항상 낮다. 유사하게, ±2차 회절(예를 들어, 2차 회절 빔(304c) 또는 2차 회절 빔(306c))은 ±1차 회절(예를 들어, 1차 회절 빔(304b) 또는 1차 회절 빔(306b))의 세기보다 항상 낮다. 따라서, 포커스-민감성 폭(706)은 두 회절된 차수들의 세기들 사이의 차이가 선택된 범위 내에 있도록 이루어질 수 있다. 예를 들어, 두 회절된 차수들의 세기들 사이의 차이가 두 회절된 차수들의 최대 세기의 30% 내에 있도록 범위가 정의될 수 있다. 다른 예로서, 두 회절된 차수들의 세기들 사이의 차이가 두 회절된 차수들의 최대 세기의 1% 내지 30%의 범위 내에 있도록 범위가 정의될 수 있다. 도 9 내지 도 10c에 예시된 예들을 고려하면, 포커스-민감성 폭(706)을 60 nm(예를 들어, 3/5의 라인-공간 비)로 선택하는 것은 0차 회절(예를 들어, 라인(904))과 ±1차 회절(라인(906)) 사이의 차이가 0차 회절의 세기의 약 54%가 되게 한다. 포커스-민감성 폭(706)을 80 nm(예를 들어, 3/5의 라인-공간 비)로 선택하는 것은 0차 회절(예를 들어, 라인(904))과 ±1차 회절(라인(906)) 사이의 차이가 0차 회절의 세기의 약 36%가 되게 한다. 포커스-민감성 폭(706)을 100nm(예를 들어, 3/5의 라인-공간 비)로 선택하는 것은 0차 회절(예를 들어, 라인(904))과 ±1차 회절(라인(906)) 사이의 차이가 0차 회절의 세기의 약 25%가 되게 한다. 따라서, 포커스-민감성 폭(706)을 100nm로 선택하는 것이 특정 범위 내에 포함될 수 있다. 또한, 이러한 방식으로 포커스-민감성 폭(706)을 선택하는 것은 특정된 공차 내에서 인쇄된 계측 타겟의 포커스-감도를 제공할 수 있다.
도 9 내지 도 10c에 의해 예시된 예에서 100 nm를 초과하여 포커스-민감성 폭(706)을 추가로 증가시키는 것은 원하는 회절 차수들(예를 들어, 0차 회절 및 ±1차 회절)의 상대적 세기들이 서로 더 근접하게 할 수 있다는 것이 인지된다. 그러나, 도 9에 예시된 바와 같이, 원치않는 회절 차수들(예를 들어, ±2차 회절)의 상대적 세기는 포커스-감도가 부정적으로 영향을 받도록 증가할 수 있다. 따라서, 포커스-민감성 폭(706)은 고도로 민감한 포커스-민감성 마스크 엘리먼트들(702)을 제공하기 위해 수집된 회절 차수들의 분포(예를 들어, 비대칭의 정도)와 수집된 회절 차수들의 상대적 세기들이 균형을 이루도록 선택될 수 있다.
도 11a 내지 도 11c는 도 10a 내지 도 10c의 동공 평면 분포들에 대한 에어리얼 이미지 세기의 변동들을 예시한다. 도 11a는 본 개시내용의 하나 이상의 실시예들에 따라, 샘플(124)의 초점 포지션의 함수로서 160 nm 포커스-민감성 피치(704) 및 60 nm의 포커스-민감성 폭(706)(도 10a 참조)을 갖는 포커스-민감성 마스크 엘리먼트들(702)의 평면도(1102) 및 대응하는 에어리얼 이미지의 플롯(1104)을 포함한다. 도 11b는 본 개시내용의 하나 이상의 실시예들에 따라, 샘플(124)의 초점 포지션의 함수로서 160 nm 포커스-민감성 피치(704) 및 80 nm의 포커스-민감성 폭(706)(도 10b 참조)을 갖는 포커스-민감성 마스크 엘리먼트들(702)의 평면도(1106) 및 대응하는 에어리얼 이미지의 플롯(1108)을 포함한다. 도 11c는 본 개시내용의 하나 이상의 실시예들에 따라, 샘플(124)의 초점 포지션의 함수로서 160 nm 포커스-민감성 피치(704) 및 100 nm의 포커스-민감성 폭(706)(도 10c 참조)을 갖는 포커스-민감성 마스크 엘리먼트들(702)의 평면도(1110) 및 대응하는 에어리얼 이미지의 플롯(1112)을 포함한다.
도 11a 내지 도 11c에 대한 샘플(124)의 초점 포지션의 함수로서의 피크-투-피크 에어리얼 이미지 세기의 변동들(예를 들어, 변조 깊이)은 인쇄된 엘리먼트들의 제조와 연관된 피사계 심도를 나타낸다. 이와 관련하여, 더 작은 피사계 심도는 제조에 적합한, 광학 축(116)을 따른 샘플 위치들의 감소된 범위로 인해 증가된 초점 감도에 대응할 수 있다. 도 11a 내지 도 11c에 예시된 바와 같이, 일 실시예에서, 0 nm 내지 140 nm의 초점 편향들과 연관된 도 11a의 에어리얼 이미지에 대한 변조 깊이(1114)는 약 0.58이고, 0 nm 내지 140 nm의 초점 편향들과 연관된 도 11b의 에어리얼 이미지에 대한 변조 깊이(1116)는 약 0.45이고, 0 nm 내지 140 nm의 초점 편향들과 연관된 도 11c의 에어리얼 이미지에 대한 변조 깊이(1118)는 약 0.38이다. 따라서, 라인-공간 비가 1보다 크도록 포커스-민감성 폭(706)을 선택하는 것(예를 들어, 도 11c에 도시된 바와 같이 100 nm)은 피사계 심도를 감소시킬 수 있고, 따라서 연관된 포커스-민감성 마스크 엘리먼트들(702)의 초점 감도를 증가시킬 수 있다. 대안적으로, 라인-공간 비가 1 미만이 되도록 포커스-민감성 폭(706)을 선택하는 것(예를 들어, 도 11a 도시된 바와 같이 60 nm)은 피사계 심도를 증가시킬 수 있고, 따라서 연관된 포커스-민감성 마스크 엘리먼트들(702)의 초점 감도를 감소시킬 수 있다. 이와 관련하여, 포커스-민감성 폭(706)은 고도로 민감한 포커스-민감성 마스크 엘리먼트들(702)을 제공하기 위해 수집된 회절 차수들의 분포(예를 들어, 비대칭의 정도)와 수집된 회절 차수들의 상대적 세기들이 균형을 이루도록 선택될 수 있다.
도 11a 내지 도 11c에 의해 추가로 예시된 바와 같이, 포커스-민감성 폭(706)은 연관된 포커스-민감성 마스크 엘리먼트들(702)의 초점 감도의 부가적인 척도인 이미지-로그 기울기(image-log slope; ILS)를 제어하도록 선택될 수 있다. 이미지-로그 기울기는 다음과 같이 표현될 수 있다.
Figure 112019079166913-pct00001
(1)
여기서 I는 에어리얼 이미지 세기이다. 따라서, 감소된 ILS는 포커스-민감성 마스크 엘리먼트들(702)와 연관된 피처들(예를 들어, 측벽 각도, 임계 치수 등)의 인쇄된 특성들의 비교적 증가된 변동들을 제공하여서 샘플(124)의 초점 포지션이 민감하게 결정될 수 있게 한다. 예를 들어, 60nm로부터 100nm로 포커스-민감성 폭(706)을 증가시키는 것은 연관된 에어리얼 이미지의 ILS의 감소에 그리고 이에 따라 인쇄된 포커스-민감성 마스크 엘리먼트들(702)의 초점 감도의 증가에 대응한다.
포커스-민감성 폭(706)은 추가로, 에어리얼 이미지 임계치(504)(예를 들어, 샘플(124)(예를 들어, 레지스트 층(128))의 노광된 부분들의 에칭 저항을 수정하도록 샘플이 충분히 노광될 수 있는 세기 임계치)에 대한 에어리얼 이미지의 세기를 수정하도록 추가로 선택될 수 있다. 100nm의 선택된 포커스-민감성 폭(706)(예를 들어, 5/3의 라인-공간 비)에 대해 도 11c에 예시된 예에서, 60nm보다 큰 공칭 초점 포지션으로부터의 샘플의 편차들은, 샘플(124)이 충분히 노광되지 않을 수 있고 어떠한 구조도 제조될 수 없도록 에어리얼 이미지 임계치(1120) 아래로 에어리얼 이미지 세기를 완전히 이동시킬 수 있다. 따라서, 포커스-민감성 마스크 엘리먼트들(702)의 초점 감도가 추가로 증가될 수 있다.
다른 실시예에서, 패턴 마스크(120) 상의 포커스-민감성 마스크 엘리먼트들(702)은 추가로 포커스-민감성 피치(704)보다 큰 코스 피치로 분포될 수 있다. 이와 관련하여, 패턴 마스크(120)는 코스 공간에 의해 분리된 포커스-민감성 마스크 엘리먼트들(702)의 그룹들을 포함할 수 있으며, 여기서 각각의 그룹 내의 포커스-민감성 마스크 엘리먼트들(702)이 포커스-민감성 피치(704)에 따라 분포될 수 있다. 본원에서, 이러한 방식으로 포커스-민감성 마스크 엘리먼트들(702)을 분할하는 것은 계측 애플리케이션에 특히 유익할 수 있다는 것에 주의한다.
코스 스페이스의 값은 포커스-민감성 마스크 엘리먼트들(702)의 모든 그룹들이 높은 정도의 포커스-감도를 제공할 수 있도록 선택될 수 있다. 일 실시예에서, 코스 피치의 값은 포커스-민감성 마스크 엘리먼트들(702)의 모든 그룹들에 대해 높은 포커스-감도를 유지하기 위해 포커스-민감성 피치(704)의 적어도 2배가 되도록 선택된다. 예를 들어, 코스 피치의 값을 포커스-민감성 피치(704)의 적어도 두 배보다 크게 선택하는 것은 패턴 내의 모든 포커스-민감성 마스크 엘리먼트들(702), 특히 각각의 그룹의 에지 상의 포커스-민감성 마스크 엘리먼트들(702)과 연관된 인쇄된 피처들에 대해 높은 포커스 감도를 제공할 수 있다.
도 12a 내지 도 14c를 일반적으로 참조하면, 본 개시내용의 하나 이상의 실시예들에 따라, 포커스-민감성 폭(706)의 함수로서 800nm의 코스 피치(1202), 160nm의 포커스-민감성 피치(704)로 분포된 포커스-민감성 마스크 엘리먼트들(702)의 포커스 감도가 도시된다.
도 12a는 본 개시내용의 하나 이상의 실시예들에 따라, 800 nm의 코스 피치(1202), 420 nm의 코스 공간(1204), 160 nm의 포커스-민감성 피치(704) 및 60 nm의 포커스-민감성 폭(706)으로 분포된 3개의 포커스-민감성 마스크 엘리먼트들(702)의 그룹들을 포함하는 패턴 마스크(120)의 부분의 평면도이다. 도 12b는 본 개시내용의 하나 이상의 실시예들에 따라, 800 nm의 코스 피치(1202), 400 nm의 코스 공간(1204), 160 nm의 포커스-민감성 피치(704) 및 80 nm의 포커스-민감성 폭(706)으로 분포된 3개의 포커스-민감성 마스크 엘리먼트들(702)의 그룹들을 포함하는 패턴 마스크(120)의 부분의 평면도이다. 도 12c는 본 개시내용의 하나 이상의 실시예들에 따라, 800 nm의 코스 피치(1202), 380 nm의 코스 공간(1204), 160 nm의 포커스-민감성 피치(704) 및 100 nm의 포커스-민감성 폭(706)으로 분포된 3개의 포커스-민감성 마스크 엘리먼트들(702)의 그룹들을 포함하는 패턴 마스크(120)의 부분의 평면도이다.
도 13a는 본 개시내용의 하나 이상의 실시예들에 따라, 도 3의 조명 프로파일 및 도 12a의 포커스-민감성 마스크 엘리먼트들(702)의 분포에 기초한 동공 평면(402)에서의 조명의 분포의 플롯(1302)이다. 도 13b는 본 개시내용의 하나 이상의 실시예들에 따라, 도 3의 조명 프로파일 및 도 12b의 포커스-민감성 마스크 엘리먼트들(702)의 분포에 기초한 동공 평면(402)에서의 조명의 분포의 플롯(1304)이다. 도 13c는 본 개시내용의 하나 이상의 실시예들에 따라, 도 3의 조명 프로파일 및 도 12c의 포커스-민감성 마스크 엘리먼트들(702)의 분포에 기초한 동공 평면(402)에서의 조명의 분포의 플롯(1306)이다.
도 14a는 본 개시내용의 하나 이상의 실시예들에 따라, 도 13a의 동공 평면(402) 분포와 연관된 에어리얼 이미지(1402)의 플롯이다. 일 실시예에서, 0으로부터 160 nm으로 샘플의 초점 포지션을 변동시키는 것은 약 0.65의 변조 깊이(1404)와 연관된다. 도 14b는 본 개시내용의 하나 이상의 실시예들에 따라, 도 13b의 동공 평면(402) 분포와 연관된 에어리얼 이미지(1406)의 플롯이다. 일 실시예에서, 0으로부터 160 nm으로 샘플의 초점 포지션을 변동시키는 것은 약 0.6의 변조 깊이(1408)와 연관된다. 도 14c는 본 개시내용의 하나 이상의 실시예들에 따라, 도 13c의 동공 평면(402) 분포와 연관된 에어리얼 이미지(1410)의 플롯이다. 일 실시예에서, 0으로부터 160 nm으로 샘플의 초점 포지션을 변동시키는 것은 약 0.45의 변조 깊이(1412)와 연관된다.
도 12a 내지 도 14c에 예시되는 바와 같이, 포커스-민감성 폭(706)은 고도로 민감한 포커스-민감성 마스크 엘리먼트들(702)을 제공하기 위해 수집된 회절 차수들의 분포(예를 들어, 비대칭의 정도)와 수집된 회절 차수들의 상대적 세기들이 균형을 이루도록 선택될 수 있다. 예를 들어, 라인-공간 비가 1이 되도록 포커스-민감성 폭(706)을 선택하는 것(예를 들어, 이 예에서, 80nm의 포커스-민감성 폭(706))은 동공 평면(402)에서 원치않는 회절 차수들(예를 들어, 이 예에서, 2차 회절 빔(304c) 및 2차 회절 빔(306c))의 높은 억제를 제공할 수 있다. 이는, 도 13a 내지 도 13c의 2차 회절 빔(304c) 및 2차 회절 빔(306c)의 상대적 세기들을 비교함으로써 예시된다. 그러나, 라인-공간 비가 1이 되도록 포커스-민감성 폭(706)을 선택하는 것은 최고 정도의 포커스-감도를 제공하지 않을 수 있다. 예를 들어, 라인-공간 비가 1보다 약간 크도록 포커스-민감성 폭(706)을 선택하는 것은 특정된 공차 내에서 원하는 회절 차수들의 상대적 세기들(예를 들어, 도 13b 및 도 13c에 예시된 바와 같이 1차 회절 빔(304b)에 대한 0차 회절 빔(304a) 및 1차 회절 빔(306b)에 대한 0차 회절 빔(306a))을 균등화할 수 있고, 에어리얼 이미지의 변조 깊이를 감소시킬 수 있다(예를 들어, 5/3의 라인-공간 비와 연관된 변조 깊이(1412)는 1의 라인-공간 비와 연관된 변조 깊이(1408)보다 작음). 대안적으로, 라인-공간 비가 1보다 약간 갖도록 포커스-민감성 폭(706)을 선택하는 것은 원하는 회절 차수들의 상대적 세기들(예를 들어, 도 13a 및 도 13b에 예시된 바와 같이 1차 회절 빔(304b)에 대한 0차 회절 빔(304a) 및 1차 회절 빔(306b)에 대한 0차 회절 빔(306a))을 분리하는 반대 효과를 가질 수 있고, 에어리얼 이미지의 변조 깊이를 증가시킬 수 있다(예를 들어, 3/5의 라인-공간 비와 연관된 변조 깊이(1404)는 1의 라인-공간 비와 연관된 변조 깊이(1408)보다 큼).
도 14a 내지 도 14c와 도 11a 내지 도 11c의 비교는 포커스-민감성 피치(704)의 모든 3개의 값들과 연관된 포커스-민감성 마스크 엘리먼트들(702)의 높은 정도의 초점 감도를 나타낸다. 이와 관련하여, 포커스-민감성 피치(704)의 값은 포커스 감도를 추가로 증가시키고 이에 따라 연관된 계측 타겟의 성능을 추가로 증가시키도록 선택될 수 있다.
추가로, 포커스-민감성 폭(706)의 선택은 인쇄 가능한 구조들을 생성할 수 있는 샘플(124)의 초점 포지션의 범위에 영향을 줄 수 있다. 도 15a는 본 개시내용의 하나 이상의 실시예들에 따라, 샘플(124)의 초점 포지션의 함수로서 도 12a의 포커스-민감성 마스크 엘리먼트들(702)의 분포와 연관된 샘플(124) 상의 인쇄된 포커스-민감성 엘리먼트들(1502)의 일련의 시뮬레이팅된 프로파일 도면들이다. 도 15b는 본 개시내용의 하나 이상의 실시예들에 따라, 샘플(124)의 초점 포지션의 함수로서 도 12c의 포커스-민감성 마스크 엘리먼트들(702)의 분포와 연관된 샘플(124) 상의 인쇄된 포커스-민감성 엘리먼트들(1502)의 일련의 시뮬레이팅된 프로파일 도면들이다. 도 15a 및 도 15b에 예시된 바와 같이, 라인-공간 비가 1보다 크도록(1 미만에 대조적임) 포커스-민감성 폭(706)의 값을 선택하는 것은 높은 정도의 포커스-감도 뿐만 아니라, 계측 타겟들의 견고한 구조 인쇄 가능성을 제공할 수 있다. 예를 들어, 라인-공간 비가 1보다 크도록(예를 들어, 도 15b에 5/3의 라인-공간 비) 포커스-민감성 폭(706)의 값을 선택하는 것은 샘플(124)의 광범위한 초점 포지션들에 걸쳐 견고한 인쇄된 포커스-민감성 엘리먼트들(1502)을 제공할 수 있다. 또한, 측벽 각도들, 구조 높이 또는 임계 치수들과 같은(그러나 이에 제한되지 않음) 인쇄된 포커스-민감성 엘리먼트들(1502)의 특성들은 샘플 초점 포지션에 기초하여 극적으로 변동될 수 있다. 이와 관련하여, 결과적인 인쇄된 포커스-민감성 엘리먼트들(1502)은 리소그래피 프로세스 단계 동안 샘플(124)의 초점 포지션을 결정하기 위해 계측 시스템(예를 들어, 계측 서브-시스템(104))에 의해 특징화될 수 있다. 대안적으로, 라인-공간 비가 1보다 작도록(예를 들어, 도 15a에 3/5의 라인-공간 비) 포커스-민감성 폭(706)의 값을 선택하는 것은 샘플(124)의 광범위한 초점 포지션들에 걸쳐 덜 견고한 인쇄된 포커스-민감성 엘리먼트들(1502)을 제공할 수 있다. 예를 들어, 도 15a에 예시된 예에서, 120nm만큼 샘플(124)의 초점 포지션의 편향은 샘플(124)의 불충분한 노광으로 인한 인쇄 가능성 이슈를 초래할 수 있다.
디바이스 마스크 엘리먼트들(202)의 특정 예들, 리소그래피 조명 소스(112)의 대응하는 조명 프로파일 및 조명 프로파일에 기초한 포커스-민감성 마스크 엘리먼트들(702)은 단지 예시 목적들을 위해 제공되며, 제한하는 것으로서 해석되어선 안 된다는 것이 이해될 것이다. 예를 들어, 코스 피치(1202) 및 포커스-민감성 피치(704)로 분포된 포커스-민감성 마스크 엘리먼트들(702)은 엘리먼트 그룹 내에 임의의 수의 포커스-민감성 마스크 엘리먼트들(702)을 포함할 수 있다. 다른 예로서, 디바이스 마스크 엘리먼트들(202)은 반도체 디바이스에 적합한 임의의 원하는 크기, 형상, 분포 또는 배향을 가질 수 있다. 예를 들어, 디바이스 마스크 엘리먼트들(202)은 마스크 엘리먼트들의 2차원 분포를 포함할 수 있다. 이와 관련하여, 디바이스 마스크 엘리먼트들(202)은 다수의 방향들을 따라 분포되는 것으로서 특징화될 수 있다. 또한, 조명 소스(예를 들어, 리소그래피 조명 소스(112))의 연관된 조명 프로파일은 디바이스 마스크 엘리먼트들(202)의 임의의 분포를 제조하기에 적합한 임의의 분포를 가질 수 있다. 따라서, 포커스-민감성 마스크 엘리먼트들(702)은 인쇄된 포커스-민감성 엘리먼트들(1502)을 제공하기 위해 조명 프로파일에 기초한 임의의 방향으로 배향된 포커스-민감성 피치(704) 및/또는 포커스-민감성 폭(706)의 다수의 값들을 갖는 임의의 구성(예를 들어, 2차원 분포)으로 분포된 포커스-민감성 마스크 엘리먼트들(702)을 포함하도록 선택될 수 있다. 예를 들어, 조명 프로파일은 제 1 방향(예를 들어, 도 3의 Y-방향)을 따라 분포된 조명 극들의 제 1 쌍 및 제 2 방향(예를 들어, 도 3의 X-방향)을 따라 분포된 조명 극들의 제 2 쌍으로 구성될 수 있다. 따라서, 포커스-민감성 마스크 엘리먼트들(702)은 제 1 방향을 따른 제 1 포커스-민감성 피치(704) 및 포커스-민감성 폭(706) 및 제 2 방향을 따른 제 2 포커스-민감성 피치(704) 및 포커스-민감성 폭(706)으로 분포되도록 설계되어 제 1 및/또는 제 2 방향을 따라 (예를 들어, 계측 서브-시스템(104)에 의해) 측정 가능한 포커스-민감성 특성들을 갖는 인쇄된 포커스-민감성 엘리먼트들(1502)을 제공할 수 있다.
도 1a 내지 도 1d를 다시 참조하면, 조명 소스(예를 들어, 리소그래피 조명 소스(112), 계측 조명 소스(130) 등)는 조명 빔(예를 들어, 조명 빔(114), 계측 조명 빔(132) 등))을 생성하기에 적합한 당 업계에 알려진 임의의 조명 소스를 포함할 수 있다. 예를 들어, 조명 소스는 단색 광원(예를 들어, 레이저), 둘 이상의 이산 파장들을 포함하는 스펙트럼을 갖는 다색 광원, 광대역 광원, 또는 파장-스위핑 광원을 포함(그러나 이에 제한되지 않음)할 수 있다. 또한, 조명 소스는 백색 광원(예를 들어, 가시 파장들을 포함하는 스펙트럼을 갖는 광대역 광원), 레이저 소스, 자유-형태 조명 소스, 단일-극 조명 소스, 다-극 조명 소스, 아크 램프, 무전극 램프 또는 레이저 지속 플라즈마(LSP) 소스)로부터 형성될 수 있다(그러나 반드시 그럴 필요는 없음).
다른 실시예에서, 조명 소스에 의해 방출된 하나 이상의 조명 빔들의 방사선의 파장들은 조정 가능하다. 이와 관련하여, 하나 이상의 조명 빔들의 방사선의 파장은 방사선의 임의의 선택된 파장의 방사선(예를 들어, UV 방사선, 가시 방사선, 적외선 방사선 등)으로 조정될 수 있다.
조명 소스는 또한 높은 휘도를 갖는 광을 제공하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 조명 소스는 약 1W/(nm cm2 Sr)보다 큰 휘도를 갖는 조명 빔을 제공할 수 있다. 시스템(100)은 또한 광원의 전력 및 파장을 안정화시키 위한 광원에 대한 고속 피드백을 포함할 수 있다. 광원의 출력은 자유-공간 전파를 통해 전달되거나, 또는 일부 경우들에서, 광섬유 또는 모든 유형의 도광판을 통해 전달될 수 있다. 또한, 조명 빔은 자유-공간 전파를 통해 전달되거나 또는 안내된 광(예를 들어, 광섬유, 광 파이프 등)일 수 있다.
본원에서, 패턴 마스크(120)는 반사 또는 투과 엘리먼트일 수 있다는 것에 주의한다. 일 실시예에서, 패턴 마스크(120)는 패턴 엘리먼트들이 (예를 들어, 조명 빔(114)의 흡수 또는 반사를 통해) 조명 빔(114)의 투과를 완전히 또는 부분적으로 차단하는 투과 엘리먼트이다. 따라서, 조명 빔(114)은 패턴 엘리먼트들 사이의 공간을 통해 프로젝션 광학기(122)의 세트로 투과될 수 있다. 예를 들어, 패턴 엘리먼트들이 조명 빔(114)의 투과를 완전히 차단하는 패턴 마스크(120)는 이진 패턴 마스크로서 동작할 수 있다. 리소그래피 조명 소스(112)로부터의 광이 완전히 차단되거나 또는 완전히 투과/반사되어 이미지를 생성하는 포커스-민감성 이진 패턴 마스크들은 리소그래피 서브-시스템(102)에서 샘플의 초점 포지션을 결정하기 위해 활용될 수 있다는 것이 추가로 인지된다. 예를 들어, 이진 패턴 마스크들은 제조하기에 비교적 저렴하고 다수의 리소그래피 시스템들에 쉽게 통합될 수 있다. 다른 실시예에서, 패턴 마스크(120)의 피처들(예를 들어, 패턴 엘리먼트들, 패턴 엘리먼트들 사이의 공간들 등)은 조명 빔(114)의 광학 위상들을 수정하도록 설계된다. 이와 관련하여, 패턴 마스크(120)는 위상 마스크(예를 들어, 교호하는 위상 시프트 마스크 등)로서 동작할 수 있다.
다른 실시예에서, 패턴 마스크(120)는 프로젝션 광학기(122)의 세트에 패턴 마스크 엘리먼트들이 조명 빔(114)을 완전히 또는 부분적으로 반사시키고 패턴 마스크 엘리먼트들 사이의 공간들이 조명 빔(114)을 흡수 또는 투과시키는 반사 마스크이다. 또한, 패턴 마스크(120)의 패턴 엘리먼트들은 조명 빔(114)을 반사 및/또는 흡수하기 위해 당 업계에 알려진 임의의 불투명 또는 반투명 재료로 형성될 수 있다. 다른 실시예에서, 패턴 마스크 엘리먼트들은 금속을 포함할 수 있다. 예를 들어, 패턴 마스크 엘리먼트들은 크롬(예를 들어, 크롬 합금 등)으로 형성될 수 있다(그러나 반드시 그럴 필요는 없음).
이와 관련하여, 마스크 지지 디바이스(118)는 기계적, 진공, 정전기 또는 다른 클램핑 기술과 같은(그러나 이에 제한되지 않음) 당 업계에 알려진 임의의 수단을 활용하여 패턴 마스크(120)를 홀딩할 수 있다.
다른 실시예에서, 시스템(100)은 샘플(124)을 고정하기에 적합한 샘플 스테이지(126)를 포함한다. 샘플 스테이지(126)는 당 업계에 알려진 임의의 샘플 스테이지 아키텍처를 포함할 수 있다. 예를 들어, 샘플 스테이지(126)는 선형 스테이지를 포함(그러나 이에 제한되지 않음)할 수 있다. 다른 예로서, 스테이지 조립체(118)는 회전 스테이지를 포함할 수 있다(그러나 이에 제한되지 않음). 또한, 샘플(106)은 반도체 웨이퍼와 같은(그러나 이에 제한되지 않음) 웨이퍼를 포함할 수 있다.
도 1c 및 도 1d를 참조하면, 본 개시내용의 실시예들은, 하나 이상의 조명 각도들을 갖는 분광 엘립소미터(spectroscopic ellipsometer), (예를 들어, 회전 보상기(rotating compensator)를 이용하여) 뮬러 매트릭스 엘리먼트들을 측정하기 위한 분광 엘립소미터, 단일-파장 엘립소미터, 각-분해 엘립소미터(예를 들어, 빔-프로파일 엘립소미터), 분광 반사 계, 단일-파장 반사계, 각-분해 반사계(예를 들어, 빔-프로파일 반사계), 이미징 시스템, 동공 이미징 시스템, 스펙트럼 이미징 시스템, 또는 스캐터로메트리를 포함(그러나 이에 제한되지 않음)하는 알려진 임의의 유형의 계측 시스템을 통합할 수 있다. 또한, 계측 시스템은 단일 계측 툴 또는 다수의 계측 툴들을 포함할 수 있다. 다수의 계측 툴들을 포함하는 계측 시스템은 일반적으로 2011년 4월 26일에 발행된 미국 특허 번호 제7,933,026호 및 2009년 1월 13일에 발행된 미국 특허 번호 제7,478,019호에서 설명되며, 이들 모두는 그 전체가 인용에 의해 본원에 포함된다. 주로 반사 광학기에 기초한 포커싱된 빔 엘립소메트리는 일반적으로 미국 특허 번호 제5,608,526호에서 설명되며, 이는 그 전체가 인용에 의해 본원에 포함된다. 기하학적 광학기에 의해 정의된 크기를 초과하는 조명 스폿의 확산을 야기하는 광학 회절의 영향들을 완화하기 위한 아포다이저(apodizer)들의 사용은 일반적으로 미국 특허 번호 제5,859,424호에서 설명되며, 이는 그 전체가 인용에 의해 본원에 포함된다. 동시성 다수의 입사각 조명을 가진 높은 개수구 툴들의 사용은 일반적으로 미국 특허 번호 제6,429,943호에 의해 설명되며, 이는 그 전체가 인용에 의해 본원에 포함된다. 높은 NA 광학 리소그래피에서 이미징 성능을 정량화하는 것은 일반적으로, Lee 등의 "Quantifying imaging performance bounds of extreme dipoie illumination in high NA optical lithography"(Proc. of SPIE Vol. 9985 99850X-1 (2016))에서 설명되며, 이는 그 전체가 인용에 의해 본원에 포함된다.
계측 툴은 임계 치수들(CD), 오버레이, 측벽 각도들, 막 두께들, 또는 프로세스-관련 파라미터들(예를 들어, 포커스, 도즈 등)과 같은(그러나 이에 제한되지 않음) 하나 이상의 타겟들의 특성들을 측정할 수 있다는 것이 본원에서 추가로 인지된다. 타겟들은 예를 들어, 메모리 다이의 격자들과 같이 본질적으로 주기적인 관심의 소정의 영역들을 포함할 수 있다. 계측 타겟들은 추가로 다양한 공간적 특성들을 가질 수 있고, 통상적으로, 하나 이상의 리소그래피적으로 별개의 노광들에서 인쇄될 수 있는 하나 이상의 층들의 피처들을 포함할 수 있는 하나 이상의 셀들로 구성된다. 타겟들 또는 셀들은 2중(two-fold) 또는 4중 회전 대칭, 반사 대칭과 같은 다양한 대칭들을 가질 수 있다. 그러한 계측 구조들의 예들이 미국 특허 번호 제6,985,618호에 설명되며, 이는 그 전체가 인용에 의해 본원에 포함된다. 상이한 셀들 또는 셀들의 결합은 별개의 층들 또는 노광 단계들에 속할 수 있다. 개별 셀들은 격리된 비-주기적 피처들을 포함할 수 있거나 또는 대안적으로 이들은 1차원, 2차원 또는 3차원 주기적 구조들 또는 비-주기적 및 주기적 구조들의 결합들로 구성될 수 있다. 주기적 구조들은 세그멘팅되지 않을 수 있거나, 또는 이들은 주기적 구조들을 인쇄하기 위해 사용된 리소그래피 프로세스의 최소 설계 규칙에 있거나 그에 근접할 수 있는 미세하게 세그멘팅된 피처들로 구성될 수 있다.
계측 타겟들은 동일한 층에, 또는 계측 구조들의 층들 위, 아래 또는 그 사이의 층에 같이 위치(collocated)되거나, 또는 더미화 구조들(dummification structures)과 아주 근접하게 있을 수 있다. 타겟들은 계측 툴에 의해 두께가 측정될 수 있는 다수의 층들(예를 들어, 막들)을 포함할 수 있다. 또한, 계측 툴은 반도체 스택의 하나 이상의 층들의 합성물 또는 샘플 상의 또는 샘플 내의 하나 이상의 결함들을 측정할 수 있다(그러나 반드시 그럴 필요는 없음). 비-주기적 타겟들을 특성화하기 위한 계측 툴의 사용은 일반적으로 2016년 3월 22일에 허여된 미국 특허 번호 제9,291,554호에서 설명되며, 이는 그 전체가 인용에 의해 본원에 포함된다.
타겟들은 (예를 들어, 정렬, 오버레이 등록 동작 등과 관련하여) 사용을 위해 반도체 웨이퍼 상에 배치된 타겟 설계들을 포함할 수 있다. 추가로, 타겟들은 반도체 웨이퍼 상의 다수의 사이트들에 위치될 수 있다. 예를 들어, 타겟들은 스크라이브 라인들 내에 (예를 들어, 다이들 사이) 위치되고 그리고/또는 다이 자체에 위치될 수 있다. 복수의 타겟들은 미국 특허 번호 제7,478,019호에 설명된 바와 같이 동일 또는 다수의 계측 툴들에 의해 동시에 또는 순차적으로 측정될 수 있으며, 이는 그 전체가 인용에 의해 본원에 포함된다.
부가적으로, 관심의 파라미터들의 측정은 다수의 알고리즘들을 포함할 수 있다. 예를 들어, 조명 빔(114)과 샘플(106) 상의 계측 타겟 간의 광학 상호작용은 전자기(EM) 솔버(solver)를 사용하여 모델링될 수 있다(그러나 이에 제한되지 않음). 추가로, EM 솔버는 RCWA(rigorous coupled-wave analysis), 유한 엘리먼트 방법 분석, 모멘트 분석 방법, 표면 적분 기술, 체적 적분 기술, 또는 유한-차분 시간-도메인 분석을 포함하는(그러나 이에 제한되지 않음) 당 업계에 알려진 임의의 방법을 활용할 수 있다. 기하학적 엔진은 예를 들어, KLA-TENCOR에서 제공하는 AcuShape 소프트웨어에서 구현된다. 부가적으로, 수집된 데이터는 라이브러리, 고속 축소 차수 모델(fast-reduced-order model)들, 회귀, 뉴럴 네트워크, 지지-벡터 머신(Support-Vector Machine; SVM), 차원-감소 알고리즘들(예를 들어, PCA(principal component analysis), ICA(independent component analysis), LLE(local-linear embedding) 등)과 같은 기계-학습 알고리즘들, 데이터의 희박 표현(예를 들어, 푸리에 또는 웨이브렛 변환들, 칼만(Kalman) 필터들, 동일하거나 상이한 툴 유형들로부터 원격 매칭을 위한 알고리즘 등)을 포함(그러나 이에 제한되지 않음)하는 데이터 피팅 및 최적화 기술들을 이용하여 분석될 수 있다. 예를 들어, 데이터 수집 및/또는 피팅은 KLA-TENCOR에 의해 제공되는 SRM(Signal Response Metrology) 소프트웨어 제품에 의해 수행될 수 있지만 반드시 그럴 필요는 없다.
다른 실시예에서, 계측 툴에 의해 생성된 원시 데이터는 모델링, 최적화 및/또는 피팅(예를 들어, 위상 특성화 등)을 포함하지 않는 알고리즘들에 의해 분석된다. 스캐터로메트리 오버레이 계측에서의 대칭적 타겟 설계의 사용은 2015년 7월 23일자로 공개된 미국 특허 공보 제2015/0204664호에서 일반적으로 설명되며, 이는 그 전체가 인용에 의해 본원에 포함된다. 본원에서, 제어기에 의해 수행되는 계산 알고리즘들은 병렬화, 분산 계산, 부하-밸런싱(load-balancing), 멀티-서비스 지원, 계산 하드웨어의 설계 및 구현 또는 동적 부하 최적화의 이용을 통해 계측 애플리케이션에 대해 맞춤제작될 수 있지만, 반드시 그럴 필요는 없다는 것이 주의된다. 또한, 알고리즘들의 다양한 구현들은 제어기(예를 들어, 펌웨어, 소프트웨어, 또는 FPGA(Field Programmable Gate Array)들 등) 또는 계측 툴과 연관된 하나 이상의 프로그래밍 가능 광학 엘리먼트들에 의해 수행될 수 있다(그러나 반드시 그럴 필요는 없음). 프로세스 모델링의 사용은 2014년 6월 19일에 공개된 미국 특허 공보 제2014/0172394호에서 일반적으로 설명되며, 이는 그 전체가 인용에 의해 본원에 포함된다.
다른 실시예에서, 샘플(124)에 대한 계측 조명 빔(132)의 입사각은 조정 가능하다. 예를 들어, 빔 스플리터(148) 및 대물 렌즈(140)를 통한 계측 조명 빔(132)의 경로는 샘플(124)에 대한 계측 조명 빔(132)의 입사각을 제어하도록 조정될 수 있다. 이와 관련하여, 계측 조명 빔(132)은, 계측 조명 빔(132)이 샘플(124)에 대한 수직 입사각을 갖도록 빔 스플리터(148) 및 대물 렌즈(140)를 통과하는 공칭 경로를 가질 수 있다. 추가로, 샘플(124)에 대한 계측 조명 빔(132)의 입사각은 (예를 들어, 회전 가능 미러들, 공간 광 변조기, 자유로운 형식의 조명 소스 등에 의해) 빔 스플리터(148) 상의 계측 조명 빔(132)의 포지션 및/또는 각도를 수정함으로써 제어될 수 있다. 다른 실시예에서, 계측 조명 소스(130)는 하나 이상의 계측 조명 빔(132)을 비스듬히(예를 들어, 조각(glancing angle), 45-도 각도 등) 샘플(124)로 지향시킨다.
다른 실시예에서, 제어기(106)는 조명 빔(114)과 샘플(124) 사이의 입사각의 조정을 지시하기 위해 계측 조명 소스(130)에 통신 가능하게 커플링된다. 다른 실시예에서, 제어기(106)는 (예를 들어, 피드백에 대한 응답으로) 하나 이상의 선택된 파장의 조명을 제공하도록 계측 조명 소스(130)에 지시한다. 일반적인 의미에서, 제어기(106)는 계측 서브-시스템(104) 내의 임의의 엘리먼트와 통신 가능하게 커플링될 수 있다.
제어기(106)의 하나 이상의 프로세서들(108)은 당 업계에 알려진 임의의 프로세싱 엘리먼트를 포함할 수 있다. 이러한 의미에서, 하나 이상의 프로세서들(108)은 알고리즘들 및/또는 명령들을 실행하도록 구성된 임의의 마이크로프로세서-유형 디바이스를 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 하나 이상의 프로세서들(108)은 본 개시내용 전반에 걸쳐 설명된 바와 같이 시스템(100)을 동작시키도록 구성된 프로그램을 실행하도록 구성된 데스크톱 컴퓨터, 메인프레임 컴퓨터 시스템, 워크스테이션, 이미지 컴퓨터, 병렬 프로세서, 또는 임의의 다른 컴퓨터 시스템(예를 들어, 네트워킹된 컴퓨터)으로 구성될 수 있다. 또한, "프로세서"란 용어는 비-일시적인 메모리 매체(110)로부터 프로그램 명령을 실행하는 하나 이상의 프로세싱 엘리먼트들을 갖는 임의의 디바이스를 포괄하도록 넓게 정의될 수 있다는 것이 추가로 인지된다. 추가로, 본 개시내용 전반에 걸쳐 설명된 단계들은 단일 제어기(106) 또는 대안적으로, 다수의 제어기들에 의해 수행될 수 있다. 부가적으로, 제어기(106)는 공통 하우징에 또는 다수의 하우징들 내에 하우징되는 하나 이상의 제어기들을 포함할 수 있다. 이러한 방식으로, 임의의 제어기 또는 제어기들의 결합은 시스템(100)으로의 통합에 적합한 모듈로서 별개로 패키징될 수 있다. 추가로, 제어기(106)는 검출기(142)로부터 수신된 데이터를 분석하고 시스템(100) 외부의 또는 계측 서브-시스템(104) 내부의 부가적인 컴포넌트들에 데이터를 공급할 수 있다.
메모리 매체(110)는 연관된 하나 이상의 프로세서들(108)에 의해 실행 가능한 프로그램 명령들을 저장하기에 적합한, 당 업계에 알려진 임의의 저장 매체를 포함할 수 있다. 예를 들어, 메모리 매체(110)는 비-일시적인 메모리 매체를 포함할 수 있다. 다른 예로서, 메모리 매체(110)는 판독-전용 메모리, 랜덤 액세스 메모리, 자기 또는 광학 메모리 디바이스(예를 들어, 디스크), 자기 테이프, SSD(solid state drive) 등을 포함(그러나 이에 제한되지 않음)할 수 있다. 추가로, 메모리 매체(110)는 하나 이상의 프로세서들(108)과 함께 공통 제어기 하우징에 하우징될 수 있다는 것에 주의한다. 일 실시예에서, 메모리 매체(110)는 하나 이상의 프로세서들(108) 및 제어기(106)의 물리적 위치에 대해 원격으로 위치될 수 있다. 예를 들어, 제어기(106)의 하나 이상의 프로세서들(108)은 네트워크(예를 들어, 인터넷, 인트라넷 등)를 통해 액세스 가능한 원격 메모리(예를 들어, 서버)에 액세스할 수 있다. 그러므로, 위의 설명은 본 발명에 관한 제한으로서 해석되어서는 안 되며 단지 예시에 불과한 것이다.
도 16은 본 개시내용의 하나 이상의 실시예들에 따라, 포커스-민감성 패턴 마스크를 정의하기 위한 방법(1600)에서 수행되는 단계들을 예시하는 흐름도이다. 출원인은 시스템(100)의 맥락에서 본원에서 이전에 설명된 실시예들 및 가능하게 하는 기술들이 방법(1600)으로 확장되는 것으로 해석되어야 한다고 주의한다. 그러나, 방법(1600)은 시스템(100)의 아키텍처로 제한되지 않는다는 것이 추가로 주의된다.
일 실시예에서, 방법(1600)은 조명 소스의 조명 프로파일을 수신하기 위한 단계(1602)를 포함한다. 조명 프로파일은 당 업계에 알려진 임의의 조명 프로파일일 수 있다. 일 실시예에서, 조명은 하나 이상의 조명 극들을 포함한다. 예를 들어, 조명 프로파일은 포커스-민감성 인쇄된 디바이스 엘리먼트들을 제공하도록 리소그래피 시스템과 함께 구성된다. 이와 관련하여, 조명 프로파일의 하나 이상의 조명 극들은 제 1 방향을 따라 분포될 수 있고 제 1 방향을 따른 패턴 마스크 엘리먼트의 대칭적 조명을 제공하도록 구성될 수 있다.
다른 실시예에서, 방법(1600)은 하나 이상의 프로세서들로, 주기적으로 분포된 포커스-민감성 마스크 엘리먼트들의 세트의 피치를 선택하는 단계(1604)를 포함한다. 예를 들어, 포커스-민감성 마스크 엘리먼트 세트는 하나 이상의 조명 극들로부터의 조명을 회절시키도록 구성될 수 있다. 다른 예로서, 피치는, 하나 이상의 조명 극들 각각과 연관된 조명의 2개의 회절 차수들이 (예를 들어, 리소그래피 시스템과 연관된) 하나 이상의 프로젝션 광학기들의 동공 평면에서 비대칭적으로 분포될 수 있도록 구성될 수 있다. 이와 관련하여, 포커스-민감성 마스크 엘리먼트들의 피치는 동공 평면에서 비대칭적 구성으로 조명 극들 각각으로부터의 조명을 회절시키기 위해 하나 이상의 프로젝션 광학기의 알려진 구성 및 수신된 조명 프로파일의 제약들에 기초하여, 하나 이상의 프로세서들에 의해 선택될 수 있다.
다른 예로서, 하나 이상의 프로젝션 광학기들은 하나 이상의 조명 극들 각각과 연관된 조명의 2개의 회절 차수들에 기초하여 포커스-민감성 마스크 엘리먼트들의 세트의 이미지를 따라 샘플을 노광시킨다. 이와 관련하여, 포커스-민감성 마스크 엘리먼트들의 피치는 프로젝션 광학기에 의해 수집될 조명의 회절 차수를 제어하고 따라서 동공 평면에서의 조명 분포를 제어하도록 (예를 들어, 하나 이상의 프로세서들에 의해) 선택될 수 있다.
또한, 포커스-민감성 마스크 엘리먼트들의 피치는 샘플의 하나 이상의 인쇄 특성들(예를 들어, 측벽 각도들, 임계 치수들, 패턴 배치 등)이 하나 이상의 프로젝션 광학 엘리먼트들의 초점 볼륨 내에서의 샘플의 포지션을 나타낼 수 있도록 선택될 수 있다. 따라서, 포커스-민감성 마스크 엘리먼트들의 이미지들에 기초하여 샘플 상에 제조된 인쇄된 엘리먼트들은 포커스-민감성 인쇄 특성들을 나타낼 수 있다.
일 실시예에서, 샘플의 포커스-민감성 인쇄 특성들은 계측 시스템에 의해 측정 가능하다. 따라서, 샘플의 초점 포지션은 포커스-민감성 마스크 엘리먼트들의 이미지와 연관된 인쇄된 디바이스 피처들의 계측 데이터에 기초하여 결정될 수 있다. 또한, 샘플의 초점 포지션을 포함하는 계측 데이터는 제어 데이터로서(예를 들어, 리소그래피 툴에 대한 피드백 데이터로서 또는 하나 이상의 부가적인 프로세스 툴들에 대한 피드-포워드 데이터로서) 제공될 수 있다.
다른 실시예에서, 포커스-민감성 마스크 엘리먼트들의 폭들은 특정된 공차 내에서 하나 이상의 조명 극들 각각과 연관된 조명의 2개의 회절 차수들의 상대적 세기들을 균등화하도록 (예를 들어, 하나 이상의 프로세서들에 의해) 선택될 수 있다. 이와 관련하여, 포커스-민감성 마스크 엘리먼트들의 폭들은 부가적인 회절 차수(예를 들어, 원치않는 회절 차수)의 일부가 하나 이상의 프로젝션 광학기들에 의해 수집될 수 있도록 선택될 수 있다. 따라서, 각각의 조명 극과 연관된 동공 평면에서의 조명의 분포의 비대칭은 모든 원치않는 회절 차수들이 억제되는 선택된 피치에 비해 감소될 수 있다. 그러나, 포커스-민감성 마스크 엘리먼트들의 포커스-감도(그리고 이에 따라, 포커스-민감성 마스크 엘리먼트들의 이미지에 기초한 인쇄된 엘리먼트들의 포커스-감도)에 대한 부정적인 영향들은 비대칭적 분포의 영향을 증가시킬 수 있는, 조명 극들 각각과 연관된 조명의 2개의 회절 차수들의 상대적 세기들의 적어도 부분적 균등화에 의해 보상될 수 있다. 그 결과, 피치의 방향을 따른 포커스-민감성 마스크 엘리먼트들의 폭들은 하나 이상의 프로젝션 광학기들의 구성 및 수신된 조명 프로파일의 제약들 내에서 포커스-감도를 최적화하도록 선택될 수 있다.
본원에서 설명된 청구 대상은 때로는 다른 컴포넌트들 내에 포함되거나 다른 컴포넌트들과 연결된 상이한 컴포넌트들을 예시한다. 그러한 도시된 아키텍처들은 단지 예시적이며 실제로 동일한 기능성을 달성하는 다수의 다른 아키텍처들이 구현될 수 있다는 것이 이해될 것이다. 개념적 의미에서, 동일한 기능성을 달성하기 위한 컴포넌트들의 임의의 배열은 원하는 기능성이 달성되도록 효과적으로 "연관"된다. 따라서, 본원에서 특정 기능성을 달성하도록 결합된 임의의 2개의 컴포넌트들은, 아키텍처들 또는 중간 컴포넌트들과 관계없이 원하는 기능성이 달성되도록 서로 "연관된다"고 볼 수 있다. 유사하게, 이렇게 연관된 임의의 2개의 컴포넌트들은 원하는 기능성을 달성하기 위해 서로 "연결" 또는 "커플링"된 것으로 또한 고려될 수 있고, 이렇게 연관될 수 있는 임의의 2개의 컴포넌트들은 또한 원하는 기능성을 달성하도록 서로 "커플링 가능한" 것으로 간주될 수 있다. 커플링 가능한 특정 예들은, 물리적으로 상호작용 가능 및/또는 물리적으로 상호작용하는 컴포넌트들 및/또는 무선으로 상호작용 가능 및/또는 무선으로 상호작용하는 컴포넌트들 및/또는 논리적으로 상호작용 가능 및/또는 논리적으로 상호작용하는 컴포넌트들을 포함(그러나 이에 제한되지 않음)한다.
본 개시내용 및 그의 부수적인 이점들 대부분은 위의 설명에 의해 이해될 것으로 여겨지고, 개시된 청구 대상으로부터 벗어남 없이 또는 모든 그의 물질적 이점들을 희생함 없이 컴포넌트들의 형태, 구조 및 어레인지먼트 면에서 다양한 변화들이 이루어질 수 있다는 것이 인지될 것이다. 설명된 형태는 단지 설명적인 것이며, 다음의 청구항들은 이러한 변화들을 포괄하고 포함하도록 의도된다. 또한, 본 발명은 첨부된 청구항들에 의해 정의된다는 것이 이해될 것이다.

Claims (35)

  1. 리소그래피 시스템에 있어서,
    하나 이상의 조명 극(illumination pole)을 포함하는 조명 소스;
    하나 이상의 프로젝션 광학 엘리먼트(projection optical element); 및
    패턴 마스크
    를 포함하고,
    상기 패턴 마스크는 피치(pitch)로 주기적으로 분포된 포커스-민감성(focus-sensitive) 마스크 엘리먼트들의 세트를 포함하고, 상기 포커스-민감성 마스크 엘리먼트들의 세트는 상기 하나 이상의 조명 극으로부터의 조명을 회절시키도록 구성되고, 상기 피치는, 상기 하나 이상의 조명 극 각각과 연관된 조명의 2개의 회절 차수(diffraction order)가 상기 하나 이상의 프로젝션 광학 엘리먼트의 동공 평면에서 비대칭적으로 분포되도록 선택되고, 상기 피치의 방향을 따른 상기 포커스-민감성 마스크 엘리먼트들의 세트의 포커스-민감성 마스크 엘리먼트의 폭은, 특정된 공차 내에서 상기 동공 평면에서의 상기 하나 이상의 조명 극 중의 적어도 하나와 연관된 상기 조명의 2개의 회절 차수의 세기를 균등화(equalize)하도록 선택되고, 상기 하나 이상의 프로젝션 광학 엘리먼트는 상기 하나 이상의 조명 극 각각과 연관된 상기 조명의 2개의 회절 차수에 기초하여 상기 포커스-민감성 마스크 엘리먼트들의 세트의 이미지로 샘플을 노출시키도록 구성되고, 상기 샘플 상의 상기 포커스-민감성 마스크 엘리먼트들의 세트의 이미지의 하나 이상의 인쇄 특성은 상기 하나 이상의 프로젝션 광학 엘리먼트의 초점 볼륨(focal volume) 내의 상기 샘플의 포지션을 나타내는 것인, 리소그래피 시스템.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 특정된 공차는 1% 내지 30%의 범위 내에 있는 것인, 리소그래피 시스템.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 피치의 방향을 따른 상기 포커스-민감성 마스크 엘리먼트들의 세트의 포커스-민감성 마스크 엘리먼트의 폭은, 상기 피치의 절반보다 크도록 선택되는 것인, 리소그래피 시스템.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 포커스-민감성 마스크 엘리먼트들의 세트는, 상기 피치로 분포된 둘 이상의 포커스-민감성 마스크 엘리먼트들을 포함하는 둘 이상의 엘리먼트 그룹들을 포함하는 것인, 리소그래피 시스템.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 둘 이상의 엘리먼트 그룹들의 인접한 엘리먼트 그룹들 사이의 분리는 상기 피치의 2배보다 큰 것인, 리소그래피 시스템.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 하나 이상의 조명 극은 적어도 하나의 오프-축(off-axis) 조명 극을 포함하는 것인, 리소그래피 시스템.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 포커스-민감성 마스크 엘리먼트들의 세트는 상기 하나 이상의 조명 극 중의 조명 극으로부터의 조명을 적어도 제 1 회절 차수 및 제 2 회절 차수로 회절시키고, 상기 피치는, 상기 조명의 제 1 회절 차수가 상기 동공 평면의 중심에 가깝고 상기 제 2 회절 차수가 상기 동공 평면의 에지에 가깝도록 선택되는 것인, 리소그래피 시스템.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 제 1 회절 차수는, 0 회절 차수, ±1 회절 차수 또는 ±2 회절 차수 중 적어도 하나를 포함하는 것인, 리소그래피 시스템.
  9. 제 7 항에 있어서,
    상기 제 2 회절 차수는, 0 회절 차수, ±1 회절 차수 또는 ±2 회절 차수 중 적어도 하나를 포함하는 것인, 리소그래피 시스템.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 하나 이상의 인쇄 특성은, 배치 포지션, 임계 치수, 측벽 각도 또는 구조 높이 중 적어도 하나를 포함하는 것인, 리소그래피 시스템.
  11. 제 1 항에 있어서,
    상기 패턴 마스크는 명-시야 패턴 마스크 또는 암-시야 패턴 마스크 중 적어도 하나인 것인, 리소그래피 시스템.
  12. 제 1 항에 있어서,
    상기 포커스-민감성 마스크 엘리먼트들의 세트는, 실질적으로 불투명한 재료를 포함하는 것인, 리소그래피 시스템.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 실질적으로 불투명한 재료는 금속을 포함하는 것인, 리소그래피 시스템.
  14. 제 1 항에 있어서,
    상기 조명 소스는, 단일-극 조명 소스, 양극 조명 소스, C-Quad 조명 소스, Quasar 조명 소스 또는 자유-형태 조명 소스 중 적어도 하나를 포함하는 것인, 리소그래피 시스템.
  15. 제 1 항에 있어서,
    상기 하나 이상의 조명 극은, 오프셋 방향을 따라 분리된 2개의 오프-축 조명 극을 포함하며, 상기 포커스-민감성 마스크 엘리먼트들의 세트는 상기 오프셋 방향을 따라 상기 피치로 주기적으로 분포되는 것인, 리소그래피 시스템.
  16. 제 15 항에 있어서,
    상기 2개의 오프-축 조명 극과 연관된 상기 동공 평면에서의 조명의 결합된 분포는 상기 오프셋 방향에 수직인 대칭 축을 중심으로 대칭인 것인, 리소그래피 시스템.
  17. 리소그래피 시스템을 위한 포커스-민감성 패턴 마스크에 있어서,
    피치로 주기적으로 분포된 포커스-민감성 마스크 엘리먼트들의 세트를 포함하고,
    상기 포커스-민감성 마스크 엘리먼트들의 세트는 하나 이상의 조명 극으로부터의 조명을 회절시키도록 구성되고, 상기 피치는, 상기 하나 이상의 조명 극 각각과 연관된 조명의 2개의 회절 차수가 하나 이상의 프로젝션 광학 엘리먼트의 동공 평면에서 비대칭적으로 분포되도록 구성되고, 상기 피치의 방향을 따른 상기 포커스-민감성 마스크 엘리먼트들의 세트의 포커스-민감성 마스크 엘리먼트의 폭은, 특정된 공차 내에서 상기 동공 평면에서의 상기 하나 이상의 조명 극 중의 적어도 하나와 연관된 상기 조명의 2개의 회절 차수의 세기를 균등화하도록 선택되고, 상기 하나 이상의 프로젝션 광학 엘리먼트는 상기 하나 이상의 조명 극 각각과 연관된 상기 조명의 2개의 회절 차수에 기초하여 상기 포커스-민감성 마스크 엘리먼트들의 세트의 이미지로 샘플을 노출시키도록 구성되고, 상기 샘플 상의 상기 포커스-민감성 마스크 엘리먼트들의 세트의 이미지의 하나 이상의 인쇄 특성은 상기 하나 이상의 프로젝션 광학 엘리먼트의 초점 볼륨 내의 상기 샘플의 포지션을 나타내는 것인, 리소그래피 시스템을 위한 포커스-민감성 패턴 마스크.
  18. 제 17 항에 있어서,
    상기 특정된 공차는 1% 내지 30%의 범위 내에 있는 것인, 리소그래피 시스템을 위한 포커스-민감성 패턴 마스크.
  19. 제 17 항에 있어서,
    상기 피치의 방향을 따른 상기 포커스-민감성 마스크 엘리먼트들의 세트의 포커스-민감성 마스크 엘리먼트의 폭은, 상기 피치의 절반보다 크도록 선택되는 것인, 리소그래피 시스템을 위한 포커스-민감성 패턴 마스크.
  20. 제 17 항에 있어서,
    상기 포커스-민감성 마스크 엘리먼트들의 세트는, 상기 피치로 분포된 둘 이상의 포커스-민감성 마스크 엘리먼트들을 포함하는 둘 이상의 엘리먼트 그룹들을 포함하는 것인, 리소그래피 시스템을 위한 포커스-민감성 패턴 마스크.
  21. 제 20 항에 있어서,
    상기 둘 이상의 엘리먼트 그룹들의 인접한 엘리먼트 그룹들 사이의 분리는 상기 피치의 2배보다 크도록 선택되는 것인, 리소그래피 시스템을 위한 포커스-민감성 패턴 마스크.
  22. 제 20 항에 있어서,
    상기 하나 이상의 조명 극은 적어도 하나의 오프-축 조명 극을 포함하는 것인, 리소그래피 시스템을 위한 포커스-민감성 패턴 마스크.
  23. 제 17 항에 있어서,
    상기 포커스-민감성 마스크 엘리먼트들의 세트는 상기 하나 이상의 조명 극 중의 조명 극으로부터의 조명을 적어도 제 1 회절 차수 및 제 2 회절 차수로 회절시키도록 구성되고, 상기 피치는, 상기 조명의 제 1 회절 차수가 상기 동공 평면의 중심에 가깝고 상기 제 2 회절 차수가 상기 동공 평면의 에지에 가깝도록 선택되는 것인, 리소그래피 시스템을 위한 포커스-민감성 패턴 마스크.
  24. 제 23 항에 있어서,
    상기 제 1 회절 차수는, 0 회절 차수, ±1 회절 차수 또는 ±2 회절 차수 중 적어도 하나를 포함하는 것인, 리소그래피 시스템을 위한 포커스-민감성 패턴 마스크.
  25. 제 23 항에 있어서,
    상기 제 2 회절 차수는, 0 회절 차수, ±1 회절 차수 또는 ±2 회절 차수 중 적어도 하나를 포함하는 것인, 리소그래피 시스템을 위한 포커스-민감성 패턴 마스크.
  26. 제 17 항에 있어서,
    상기 하나 이상의 인쇄 특성은, 배치 포지션, 임계 치수, 측벽 각도 또는 구조 높이 중 적어도 하나를 포함하는 것인, 리소그래피 시스템을 위한 포커스-민감성 패턴 마스크.
  27. 제 17 항에 있어서,
    상기 포커스-민감성 마스크 엘리먼트들의 세트는, 실질적으로 불투명한 재료를 포함하는 것인, 리소그래피 시스템을 위한 포커스-민감성 패턴 마스크.
  28. 제 27 항에 있어서,
    상기 실질적으로 불투명한 재료는 금속을 포함하는 것인, 리소그래피 시스템을 위한 포커스-민감성 패턴 마스크.
  29. 포커스-민감성 패턴 마스크를 정의하기 위한 방법에 있어서,
    조명 소스의 조명 프로파일 - 상기 조명 프로파일은 하나 이상의 조명 극을 포함함 - 을 수신하는 단계;
    하나 이상의 프로세서를 이용해, 주기적으로 분포된 포커스-민감성 마스크 엘리먼트들의 세트의 피치를 선택하는 단계 - 상기 포커스-민감성 마스크 엘리먼트들의 세트는 상기 하나 이상의 조명 극으로부터의 조명을 회절시키도록 구성되고, 상기 피치는, 상기 하나 이상의 조명 극 각각과 연관된 조명의 2개의 회절 차수가 하나 이상의 프로젝션 광학 엘리먼트의 동공 평면에서 비대칭적으로 분포되도록 선택됨 - ; 및
    하나 이상의 프로세서를 이용해, 특정된 공차 내에서 상기 동공 평면에서의 상기 하나 이상의 조명 극 중의 적어도 하나와 연관된 상기 조명의 2개의 회절 차수의 세기를 균등화하도록, 상기 피치의 방향을 따른 상기 포커스-민감성 마스크 엘리먼트들의 세트의 포커스-민감성 마스크 엘리먼트의 폭을 선택하는 단계 - 상기 하나 이상의 프로젝션 광학 엘리먼트는 상기 하나 이상의 조명 극 각각과 연관된 상기 조명의 2개의 회절 차수에 기초하여 상기 포커스-민감성 마스크 엘리먼트들의 세트의 이미지로 샘플을 노출시키고, 상기 샘플 상의 상기 포커스-민감성 마스크 엘리먼트들의 세트의 이미지의 하나 이상의 인쇄 특성은 상기 하나 이상의 프로젝션 광학 엘리먼트의 초점 볼륨 내의 상기 샘플의 포지션을 나타냄 -
    를 포함하는, 포커스-민감성 패턴 마스크를 정의하기 위한 방법.
  30. 제 29 항에 있어서,
    상기 특정된 공차는 1% 내지 30%의 범위 내에 있는 것인, 포커스-민감성 패턴 마스크를 정의하기 위한 방법.
  31. 제 29 항에 있어서,
    상기 피치의 방향을 따른 상기 포커스-민감성 마스크 엘리먼트들의 세트의 포커스-민감성 마스크 엘리먼트의 폭은 상기 피치의 절반보다 크도록 선택되는 것인, 포커스-민감성 패턴 마스크를 정의하기 위한 방법.
  32. 제 29 항에 있어서,
    상기 포커스-민감성 마스크 엘리먼트들의 세트는 상기 피치로 분포된 둘 이상의 포커스-민감성 마스크 엘리먼트들을 포함하는 둘 이상의 엘리먼트 그룹들을 포함하고,
    상기 포커스-민감성 패턴 마스크를 정의하기 위한 방법은,
    하나 이상의 프로세서를 이용해, 상기 둘 이상의 엘리먼트 그룹들의 인접한 엘리먼트 그룹들 사이의 분리를, 상기 피치의 2배보다 크도록 선택하는 단계
    를 더 포함하는 것인, 포커스-민감성 패턴 마스크를 정의하기 위한 방법.
  33. 제 29 항에 있어서,
    상기 하나 이상의 조명 극은 적어도 하나의 오프-축 조명 극을 포함하는 것인, 포커스-민감성 패턴 마스크를 정의하기 위한 방법.
  34. 제 29 항에 있어서,
    상기 포커스-민감성 마스크 엘리먼트들의 세트는 상기 하나 이상의 조명 극 중의 조명 극으로부터의 조명을 적어도 제 1 회절 차수 및 제 2 회절 차수로 회절시키도록 구성되고,
    상기 주기적으로 분포된 포커스-민감성 마스크 엘리먼트들의 세트의 피치를 선택하는 단계는,
    상기 조명의 제 1 회절 차수가 상기 동공 평면의 중심에 가깝고 상기 제 2 회절 차수가 상기 동공 평면의 에지에 가깝도록 상기 피치를 선택하는 단계
    를 포함하는 것인, 포커스-민감성 패턴 마스크를 정의하기 위한 방법.
  35. 제 29 항에 있어서,
    상기 조명 프로파일은 오프셋 방향을 따라 분리된 2개의 오프-축 조명 극을 포함하며, 상기 포커스-민감성 마스크 엘리먼트들의 세트는 상기 오프셋 방향을 따라 상기 피치로 주기적으로 분포되도록 선택되고, 상기 피치는 또한, 상기 2개의 오프-축 조명 극과 연관된 상기 동공 평면에서의 조명의 결합된 분포가 상기 오프셋 방향에 수직인 대칭 축을 중심으로 대칭이도록 선택되는 것인, 포커스-민감성 패턴 마스크를 정의하기 위한 방법.
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