KR19980701994A - 서브 미크론 치수 표준의 제조 및 이용 - Google Patents

Abstract

E 빔 리소그래피에 의해 전자 감지성 물질에 형성된 동일한 크기의 라인 밀 공간으로 된 격자에 서브 미크론 치수 표준이 구현된다. 전자의 서로 다른 도우즈에서 여러개의 격자가 물질에 생성된다. 각각의 도우즈에 대하여, 복수의 격자가 라인 및 공간의 인터페이스에 서로 다른 각각의 에너지 디포지션 윤곽으로 형성된다. 하나의 도우즈에서 에너지 디포지션 윤곽은 서로 다른 경사도 값을 갖는 모두에 대해서도 동일하게 될 것이다. 이러한 도우즈로 형성된 격자는 표준을 형성하는 일부를 포함하는 것으로서 선택된다. 선택된 격자에서 공간폭 뿐만 아니라 라인폭은 절대적인 측면에서 격자 주기성과 동일한 정도의 정확성을 갖는 것으로 알려져 있다. 이러한 인공물 덕분에, 측정 시스템 고유의 시스템 오류가 판단될 수 있다. 이러한 오류가 일단 알려지면, 시스템을 통해 이루어진 측정을 보정하기 위해 보상 인자로서 적용될 수 있다.

Description

서브 미크론 치수 표준의 제조 및 이용

본 발명은 미크론 정도 및 그 이하의 작은 치수를 측정하기 위한 것으로서, 더욱 구체적으로는 선정된 절대값으로부터 공지된 양만큼만 벗어날 수 있는 치수를 포함하는 표준 제조 및 이용에 관한 것이다.

이제까지, 물체 길이, 이벤트 시간 또는 지속 기간을 정확히 측정하기 위한 능력과 기술적인 진보가 복잡하게 얽혀 있었다. 소량의 길이와 소량의 시간을 좀더 정확하게 측정할수록(절대적인 면에서), 좀더 복잡한 지식 영역이 발달된 기술 진보에 접근할 수 있게 되었다.

주사형 전자 현미경(scanning electron microscope, SEM)의 발명은 이러한 진보에 한 몫을 하였는데, 이전의 가장 복잡한 광학 현미경으로도 부분적으로만 볼 수 있거나 전혀 볼 수 없었던 물체에 대해 볼 수 있는 능력, 때로는 매우 잘 볼 수 있는 능력을 SEM이 제공할 수 있기 때문이다. SEM은 광학적 영상화의 한계 (수 미크론)를 0.05 미크론 이하로 확대되도록 하였다.

기술적으로, SEM의 발명은 광자의 흐름보다 에너지 전자의 흐름을 이용하는 영상화의 새로운 접근 방법에 기초하고 있다. 전자의 파장은 광자의 파장보다 매우 작기 때문에, 해상도, 즉 물체를 선명하게 볼 수 있는 능력이 매우 개선된다. 실제로, 서브 미크론 특징은 SEM 모니터 상에서 2 내지 3차원의 밝기의 광도로 묘사된 윤곽에 의해 선명하게 영상화된다.

따라서, 주사형 전자 현미경은 예를 들어, 마이크로 일렉트로닉 장치의 제조 시에, 눈으로 보고 측정하는 것을 돕기 위한 필수적인 도구가 되었는데, 특히, 미크론 및 서브 미크론 범위로 치수 축소화가 진행되었기 때문이다.

SEM은 또한 오늘날 E-빔 리소그래픽 장치(E-beam lithographic equipment)의 프로토타입이었다. 상기 응용품의 확장은, 영상 생성에서 한 층 더 나아가, 광학 리소그래픽에서 행해진 것과 같이, 전자에 의한 노출 유무가 다음에 이어지는 현상(development)에서 재생될 수 있는, 전자 감지성(electron-sensitive) 물질에, 소정의 패턴 상을 만들기 위해, 에너지 전자를 이용할 수 있다는 사실을 깨달음으로써 이루어졌다. 현저한 대비 및 전자 고감지성 유기 물질, 소위 레지스트(resist)가 이용 가능해졌기 때문에, E-빔 리소그래픽은 미크론 및 서브-미크론 영역으로 빠르게 진보되었다.

그러나, 고밀도 패턴에 E-빔 리소그래픽을 응용하는 방법은 선정된 형태로 E-빔에 노출되는 패턴의 충실도가 전적으로 빔의 정확한 포지션닝에 의해서만 좌우되는 것이 아니라 노출 동안 레지스트 및 지지 기판에서 발생하는 사소한 전자 산란에 의해서도 좌우된다는 사실에 직면하게 되었다. 패턴 형성 매커니즘에 대한 통찰력을 얻게 되면, 2개의 주요 구성 요소가 패턴의 에지 또는 그 근처에 피착되는 에너지에 기여하고 이러한 방식으로 패턴 충실도가 정의된다는 것을 알 수 있다. 이러한 2개의 구성 요소는 소위 전방 산란이라 불리우는 (약 .1 ㎛ 또는 그보다 작은) 짧은 범위 낮은 각도 산란(short range low angle scattering)과 후방 산란이라 불리우는 (수 미크론 이상) 긴 범위 광각 산란(long range wide angle sacttering)을 의미한다.

아이러니하게, SEM의 영상 정보에 대한 후방 산란 현상의 영향은, 전자 산란 범위가 패턴 내의 특징 치수와 유사한 경우에 산란 전자로 인한 확대 때문에 에지 밝기가 선명함을 잃게 된다는 사실을 인식하고 난 후에 알게 되었다.

더욱 아이러니한 것은, SEM에 영상화되는 실제 패턴에 대한 영상 부정확도를 야기시키는 것과 동일한 전자 산란 현상은 또한, E-빔 노출 동안 소정의 형태에 대한 실제 패턴의 부정확도에 대해서도 책임이 있다는 것이다. SEM의 영상 부정확도는, 1㎛ 수준에서도 알 수 없기 때문에 후자의 부정확도도 평가될 수는 없다. 따라서 해결되어야 하는 문제는 절대적인 면에서, SEM의 영상 부정확도에 고유하게 영향을 주는 왜곡도의 크기를 측정하는 방법이라 할 수 있다.

현재 E-빔 리소그래픽 장치는 주기성의 절대 정확도가 선정된 값으로부터 수천분의 1 미크론 이상 벗어나지 않는 격자(grating)를 생산할 수 있는 능력으로 평가된다. 리소그래픽이라는 점에서, 격자는 주기적으로 연속되는 노출과 비노출 영역에 의해 레지스트 물질에 생성되므로, 현상 이후에는, 사이사이에 공간을 갖는 라인이 형성된다. 격자의 주기 값 또는 피치(pitch)는 이웃한 라인 또는 이웃한 공간에 있는 동등한 에지들 사이의 거리에 해당한다. 전자 산란으로 인해 유도되는 왜곡의 대칭성 때문에, E 빔 기록기에 통합되고 고정밀 레이저에 기초하는 간섭계에 의해 제어되는 정확한 빔 구성을 통해 매우 정확한 격자 주기성을 얻는 것이 가능하다. 피치를 결정하는 동등한 에지들에 대해, 이러한 왜곡은 E 빔 패턴화 및 SEM 영상화 동안 삭제된다. 그러나, 격자에서 비주기성 요소들을 구성하는 에지들에 대해서는, 즉, 라인 사이의 라인 또는 공간들에 대해서는, 대칭성 원리에 의해, 왜곡이 배로 증가된다.

에너지 전자와 물질간의 상호 작용에 의해 발생된 왜곡의 출현은, 일정한 조건하에서, 전자 빔 리소그래픽 기술에 의해 기록되는 패턴의 충실도에 한계를 부과시키고 SEM에서 관측되는 물체에 대한 영상 충실도를 떨어뜨린다. 이러한 부정확도의 징후는 패턴 요소의 및/또는 이러한 요소들의 서로에 대한 근접 범위가 전자 산란 현상 내 2개의 주요 구성 요소 범위와 유사할 때 영향을 준다는 사실이 실험적으로 알려져 있다. 이러한 범위는, 투사되는 에너지 전자 및 패턴이 형성되는 물질 속성에 달려 있는 것으로 알려져 있다. 각각의 전자 산란 구성 요소 범위는 양에 준하는(quasi-quantitative) 레벨로 알 수 있지만, E 빔 패턴화 및 SEM 영상화 동안에 발생되는 전자 산란 유도 왜곡(electron-scattering-induced-scattering) 크기는 단지 질적인 레벨로만 알 수 있다. 그 때문에, 선정된 패턴 치수가 정해진 것보다 더 크게 제조되고, 패턴의 실제 차원은 SEM에서 실제보다 작게 영상화된다. 또한, SEM 영상화에서, 부과되는 것(영상 부정확도에 부가적으로 기여하는 것)이 없는 경우에도, 왜곡도는 SEM 당일 성능 불안정성에 의해 영향받는다.

SEM 영상화에 영향을 미치는 이러한 왜곡도를 평가하는 방법에는 원칙상, 단지 두 가지가 있다. 하나의 방법은 선정된 물질, 선정된 SEM의 설정, 그리고 선정된 패턴 차원에 대한 왜곡도를 확실하게 계산할 수 있도록 하는 이론을 전개하는 것이다. 두 번째 방법은, 고품질 격자의 주기성과 같이, 절대적 측면에서 미리 선정된 폭을 갖고, 격자 주기에서 발생하는 것처럼, 영향력 있는 왜곡에 대해 민감성을 상실하지 않는 인공물을 제조하는 것이다. 이러한 인공물을 이용함으로써, 이 인공물에 대한 SEM의 영상화 과정에서 영향력을 미치는 왜곡도는 공지된 폭과 SEM에서 측정된 폭의 차이를 이용함으로써 실험적으로 결정될 수 있는 것이다. 마이크로 전자 공학의 제조 관점에서 볼 때, 대부분의 이익은 적합한 기판에 의해 지지되는 레지스트의 치수 표준 특징으로부터 유도될 수 있을 것이다. 이러한 경우에, 장치 제조시의 가장 중대한 단계라 할 수 있는 리소그래픽의 과학적 제어를 얻을 수 있게 된다.

발명의 요약

본 발명에 따르면 전술한 인공물은 E-빔 리소그래피에 의해 예를 들면, 레지스트 물질과 같은 전자 감지 물질에 형성된 동일한 크기의 라인 및 공간을 갖는 격자 내에 형상화된다. 이러한 격자에서 중간 부분에 나타나는, 예를 들면 라인 또는 공간에 해당하는 부분이 표준에 해당된다. 격자에서 각각의 라인은 기판 표면에 대하여 직각, 또는 거의 직각에 해당되는 에지를 갖는 병렬 파이프라인 형태로 되어 있다. 적어도 격자의 중간 부분, 라인과 공간을 동시에 묘사하는 에지는 격자의 중간 주기 정도에 위치한다. 이 때문에, 라인 폭은 제조 시에 공간 폭과 동일하고 양자는 격자 주기의 절반 값과 동일한데, 이는 마음대로 선정될 수 있다. 각 라인 길이와 마찬가지로, 격자에서 첫번째와 마지막 사이의 거리는 선정된 기판에서의 전자 후방 산란보다 훨씬 크게 선택되어야 한다.

이러한 표준을 제조하기 위해, 레지스트 물질은 최소한 2개의 서로 다른 격자 패턴에 노출되어야 한다. 각 패턴은 증분 도우즈(dose) 값의 범위 위에 노출된다. 노출된 물질의 현상에 따라, 결과로서 나타나는 격자는 투사되는 도우즈(incident dose) 작용으로 서로 다른 개별적인 라인폭을 나타낸다. 그러나, 하나의 도우즈 값에서, 라인폭은 서로 다른 노출 패턴과 무관한데, 즉, 그 도우즈 값에서 형성된 서로 다른 격자 모두에 대해 동일하게 된다. 이 도우즈로 형성된 격자는 표준을 형성하는 부분을 갖는 것으로 선택된다.

본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 복수의 쉬프트 노출 패턴(shifted exposure patterns)으로 도우즈 경사도에 대해 서로 다른 개별적인 라인폭을 갖는 격자의 생성이 이루어진다. 각각의 패턴은 여러 번 노출되는 물질에의 서브 격자 패턴을 포함한다. 주어진 패턴에 대해, 연속적으로 노출되는 서브 격자 패턴 위치는 임의의 선택된 양만큼 라인-공간 인터페이스에 대한 직각 방향으로 서로에 상대적으로 이동된다. 이러한 쉬프트는 격자의 라인-공간 인터페이스에서의 에너지 디포지션 경사도(slope of energy deposition)에 영향을 미친다. 서로 다른 개별적인 격자 패턴을 위해 서로 다른 양의 쉬프트들이 적용되고, 하나의 패턴에 대해서는 쉬프트 양이 0으로 될 수 있다.

이러한 방법으로 제조된 인공물의 중요성은 도우즈 값과 무관한 라인폭을 갖는 선택된 격자에서, 공간폭과 마찬가지로 라인폭은 절대적인 측면에서 격자 주기와 동일한 정도로 알려져 있으며, 격자 주기는 E 빔 리소그래피에 의해 수천 분의 1 미크론 정도의 절대적 정밀도로 제조되는 것으로 알려져 있다. 이러한 인공물을 이용함으로써, 측정 시스템 고유의 시스템 오류를 판단하는 것이 가능하다. 일단 이러한 오류가 알려지면, 이 시스템을 통해 이루어지는 측정을 보정하기 위한 보상 인자로서 적용될 수 있다.

제조되고 적합하게 증명된 바와 같이, 주요 표준은 임의로 선택된 기판 상에서 지지되는 레지스트 물질로 만들어진다. 이러한 주요 표준으로부터, 부 표준은 전술한 기술의 확장 버전을 이용하여 전기 도금 가능한 물질중의 하나로 만들어질 수 있다.

이렇게 함으로써 제공될 수 있는 본 발명의 장점뿐만 아니라 특징은 첨부된 도면에서 예시되는 구체적인 예를 참조하며 이후에 상세하게 설명된다.

도 1은 예시적이 격자에 대한 확대된 단면도.

도 2는 제1 산란 값을 갖는 격자의 라인 에지에서의 에너지 디포지션에 관한 그래프.

도 3은 제2 산란 값을 갖는 격자의 라인 에지에서의 에너지 디포지션에 관한 그래프.

도 4a 내지 4d는 동등한 폭으로 된 라인과 공간을 갖는 격자의 라인에 대한 빔 단계를 나타내는 에너지 가우스를 예시한 도면.

도 5a 내지 5c는 평균 세번 쉬프트되지 않고 세번 쉬프트된 격자 각각에 대한 에너지 가우스를 예시한 도면.

도 6은 세번 쉬프트되지 않은 격자의 라인에 대한 에너지 윤곽선 그래프.

도 7은 세번 쉬프트되지 않은 격자의 라인에 대한 에너지 윤곽선 그래프.

도 8은 웨이퍼 상의 격자 패턴 어레이를 예시한 도면.

도 9는 2㎛ 피치로 이루어진 격자용 투과 에너지 도우즈에 대해 라인폭 측정을 나타낸 그래프.

도 10은 4㎛ 피치로 이루어진 격자용 투과 에너지 도우즈에 대해 라인폭 측정을 나타낸 그래프.

도 11은 4㎛ 피치로 이루어진 격자용 투과 에너지 도우즈에 대해 라인폭 측정을 나타낸 또 하나의 그래프.

도 12은 4㎛ 피치로 이루어진 격자용 투과 에너지 도우즈에 대해 라인폭 측정을 나타낸 제3의 그래프.

본 발명 및 계측학 분야의 응용품들에 대한 이해를 돕기 위해, 우선 본 발명 원리의 기초가 되는 이론에 대한 설명이 주어지고, 이어서 그 이론의 실시예에 관한 예가 주어지겠다.

이론

일반적으로, 본 발명은 라인폭 표준, 즉, 그 폭이 선정된 수준의 정밀도로 공지된 인공물을 제조하는 것에 관한 것인데, 이는 측정 시스템의 고유한 오류가 정확하게 판단되는 것을 가능하게 한다. 본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 이러한 표준은 중심 라인과 공간 각각이 격자 주기의 절반과 동일한 폭을 갖는 격자의 일부로 구성된다. 즉, 라인 에지는 격자의 절반 주기 지점에 위치한다.

계측 과학에 따르면, 인공물이 치수 표준이라는 주장, 즉 그 특성이 공지된 절대값 치수를 갖는다는 주장은, 이러한 표준을 제조하기 위한 공정의 외부 또는 내부 검증 기준으로 최종 생산품이 유효하게 증명된 경우에만 실체화될 수 있다. 가장 똑바른 실험적 기준은 제조 공정에서 외부적으로 측정된 절대 라인폭인데, 이는 소정의 결과에 도달하였는지의 여부를 증명하거나 반증하는 것이다. 이러한 형태의 측정이 불가능하기 때문에, 검증 기준의 필요성은 제조 공정의 내부적으로 근본이 되는 이론에 의해 충족되어야 한다.

적합한 기준을 공식화하기 위해서는 전자 감지성 레지스트 물질에서의 복잡하고 세밀한 전자 산란에 대해 이해하여야 한다. 세가지 통찰력의 상호 연결이 이하에서 설명되는 이론적인 접근 방식의 요점을 형성한다. 이들에는 a)전방 산란에 의한 라인-공간 경계 위에 생성되는 에너지 디포지션 윤곽의 값에서의 절반 피치 지점에 부과되는 특별한 대칭성 요구, b)실제적인 에지 배치와 레지스트 내 유효한 전방 산란 퍼짐 값 사이의 인과 관계, 그리고 c)절반 피치 지점을 제외한 에너지 디포지션 윤곽 값들을 변화시키기 위해 유효한 전방 산란 퍼짐의 변동을 달성하기 위한 실제 수단이 해당된다. 이러한 구체적인 특징은, E 빔 리소그래피가 생성한 격자의 패턴 형성 메커니즘에 관련하여 광범위하게 받아들여지는 이론적인 개념과 결합되어, 차후 탐색 기준(sought-after criterion)을 확립하도록 하는 일련의 추론 결과에 합리성을 제공한다.

이러한 접근 방식의 시작점은 E-빔 리소그래피에 의해 발생된 격자에서의 에너지 디포지션을 모형화하는 에너지 디포지션 경사도 또는 윤곽의 형태를 분석하는 것이다. 이러한 분석에 대한 준비로써, E 빔 리소그래피의 실제적 양상 그리고 관련 인자에 대한 수학적 표현을 설명하겠다.

도 1은 본 발명의 원리에 따라 치수 표준을 구현할 수 있는 예시적인 형태의 격자에 관한 단면도이다. 격자는 소위 레지스트 물질이라 불리우는, 알맞은 전자 감지성 물질에 형성된 10개의 라인과 20개의 공간으로 된 패턴으로 이루어진다. 이러한 레지스트 물질은 실리콘 웨이퍼와 같은 임의의 기판(30) 상에서 지지될 수 있다. 공지된 바와 같이, 이러한 패턴은, 기판 위에 레지스트 물질을 피착시키고 소정의 패턴에 일치하게 전자 빔으로 레지스트 물질을 선택적으로 노출시킨 후에 그 레지스트 물질을 현상함으로써, 생성될 수 있다. 네거티브 형태의 레지스트 물질이 사용되는 경우, 현상 단계에서 비노출된 부분이 제거되고 공간(20)이 형성된다. 남아 있는, 레지스트의 노출 부분은 라인(10)을 구성하게 된다. 택일적으로, 포지티브 레지스트 물질이 이용되는 경우 노출 부분은 제거되고 비노출 부분이 남아 라인을 형성한다.

실제로, E-빔에 노출된 격자는 노출과 비노출 영역의 주기적인 연속을 통해 레지스트 물질에 생성되므로, 현상 이후에, 라인과 라인 부재(공간)가 형성된다. 소정의 주기성을 유지하기 위해, 하나의 라인과 하나의 공간에 있는 전체 빔 스텝 수는, 스텝 크기(소위 화소)로 곱해져서, 격자 피치와 동일해져야 한다. 동등한 라인-공간 설계의 격자는 그 후에, 정의에 의하면, (네거티브 용에서는) 라인 위에 언블랭크 빔(unblanked beam)을 이동시키고 동일한 스텝 개수를 갖는 갭 위에 블랭크 빔을 이동시킴으로써 생성되는데, 각각은 소정의 피치를 생성하도록 요구되는 격자의 절반과 동일하다.

투과 전자 빔과 종래에 언급했던 길고 짧은 범위의 산란이 대칭성을 띠고 통계적으로 랜덤한 특징을 가지고 있기 때문에, 그것들을 가우스 함수, exp(-X²/β²) (β는 파라미터로서 빔 또는 주어진 형태의 산란 퍼짐도를 나타냄)에 의해 설명하는 것이 일반적이다. E 빔 기록기의 빔 퍼짐도는 전방 산란 퍼짐도보다는 작거나 동일하지만 후방 산란 퍼짐도보다는 훨씬 작은 것으로 알려져 있기 때문에, 유효 전방 산란을 (β² _F+β² _B)^X와 동일하게 채용하는 것이 편리하고 적절하다. 유효 전방 산란에 관한 이러한 정의는 실험적으로 그 값을 변화시키는데 두가지 방법이 있음을 내포하는데, 빔을 초점을 흐리게 함으로써 빔 β_B의 폭을 변화시키거나, 또는 E 빔 기록기의 가속 전압을 변화시킴으로써 전방 산란 β_F의 원래 값을 변화시키는 것이다. 유효 전방 산란을 표현하는 개별적인 가우스 함수가 그 자신의 β에 선정될 수 있다고 가정하면, 이는 가우스 자체의 퍼짐에 영향을 미치게 된다.

이러한 방식에서는, 동등한 라인-공간 격자는 라인당 일정한 수의 가우스 시퀀스와 공간당 동일한 수의 가우스 부재로서 수학적으로 표현될 수 있다. 그리고 나서 격자를 구성하는 총 개수는, 격자의 라인과 갭 에지에 또는 그 근처 영역을 포함하여, 격자에 관한 에너지 디포지션 함수를 에뮬레이트한다.

격자에 관한 가우스의 수적 총합(numerical summation)은 매우 넓게 격리된 라인, 즉 가우스의 몇 배에 해당하는 화소 크기가 후방 산란 퍼짐도보다 훨씬 큰 매우 큰 수의 가우스로 구성된 라인에서의 에너지 디포지션 함수를 분석함으로써 단순화된다. 근본적으로, 이러한 광폭 라인 크기(very wide line : VWL)는 화소 크기와 동일한 피치의 격자 그 자체이다. VWL을 구성하는 가우스의 수적 총합은 다음의 결과를 제공하는데, 화소 크기에 대한 β의 비율이 .886보다 큰 동안, VWL의 중간 지점에서의 에너지 디포지션 함수는 일정하게 편평하게 된 크기로 되며 따라서 β와 무관하다는 것이다. 따라서, 적절한 화소 크기로, VWL 중간 부분에서의 에너지 디포지션에 대한 전방 및 후방 산란 기여도는 그 자신의, 그러나 일정한 크기를 갖게 된다.

격자의 경우, 후방 산란 가우스의 수적 총합은, 격자 피치에 대한 후방 산란 β의 비율이 .886보다 큰 동안, 격자의 중심부 위에 있는 라인의 중간과 갭의 중간에 동일하게 일정한 크기로 기여하게 된다. 이러한 결론은 유효 전방 산란이 격자의 공간-라인 인터 페이스에 관한 에너지 디포지션 곡선의 비편평도에 대한 원인이라는 것을 알려 준다.

2㎛ 피치의 격자에서의 공간-라인 경계에 관한 에너지 디포지션 윤곽의 공간 형태가 도 2에 도시되어 있다(피치 값은 단지 예로서 선택된 것임). 윤곽(32)은 .050㎛으로 고정된 β를 갖는 개별적인 전방 산란 가우스(34)의 수적 총합 결과이다. 격자를 구성하는, 가우스 사이의 간격은 .025㎛이다. 인용된 파라미터들로 이루어진 전방 산란 가우스로만 노출되었다고 가정했을 때, 점선으로된 수직선은 격자의 중간 피치 지점, 즉, 소정의 에지 배치를 나타낸 것이고 점선으로된 수평선은 VWL의 중간 지점에서 에너지 디포지션을 계산한 값의 절반 크기를 나타낸 것이다.(이하에서는 HAVED-VWL이라 함).

대칭성의 고려에 따라, 이하에서 설명하겠지만, 격자의 에너지 디포지션을 계산한 값은 중심으로부터 라인을 형성하는 첫번째 가우스까지의 화소폭을 정확히 절반으로 나눈 지점에서의 HAVED-VWL 값에 도달한다. 이 지점에 대해 왼쪽인, 공간 영역의 에너지 디포지션은 HAVED-VWL에 비해 감소되고, 이 지점에 대해 오른쪽인 라인 영역의 에너지 디포지션 값은 HAVED-VWL에 비해 증가된다. 대칭성으로 인해, 도 2에는 도시되어 있지 않지만, 격자 라인의 다른 한쪽에도 동일한 효과가 발생한다. 따라서, 중심으로부터 라인을 형성하는 마지막 가우스까지 화소 거리를 정확히 절반으로 나눈 지점에 있는 오른쪽 측면에서도 HAVED-VWL 값이 또한 발생한다. 라인의 왼쪽과 오른쪽에 있는 이러한 두 지점은, 그들의 간격이 격자의 절반 주기와 동일하기 때문에, 격자의 정의에 의하면, 절반 피치 지점에 해당한다.

따라서, 에지의 포지션닝을 통해 결정되는 바와 같이, 라인폭은 2개의 인자, 즉, 윤곽으로부터 추론되는 에너지 디포지션의 값과 현상제 강도의 매칭 조합에 달려 있다. 네거티브 레지스트 물질에 관해, 현상제 강도는 에너지 디포지션 값이 현상제 불용해성 임계치를 초과하지 않는 물질 영역을 용해하고 제거하는 능력을 의미하는데, 이는 현상제의 집중력에 의해 정의된다. 따라서, 다양한 강도의 현상제를 채택함으로써, 적어도 질적으로, 모서리 배치를 밝혀 낼 수 있다. 평균 강도의 현상제가 채택되는 경우, 즉, 레지스트가 최대 HAVED-VWL 지점까지 용해되는 경우, 에지는 절반 피치 지점에 배치되고 중심선의 폭은 공간 폭과 동일하다. 평균 이하의 강도를 가진 현상제는 결과적으로 공간 영역에 에지를 배치하게 되며 라인폭은 공간폭보다 넓어지게 되는 결과를 가져 온다. 역으로, 평균 이상의 강도를 가진 현상제는 공간폭보다 작은 라인폭을 만들게 된다.

도 3은 2㎛ 피치의 격자에 대해 다시 계산된 에너지 디포지션 윤곽의 형태를 도시하고 있는데, 이는 이전 경우와 동일한 거리로 격리되는 가우스의 총합을 통해 이루어지지만 유효 전방 산란 β=.125㎛를 갖는 경우이다. 일정한 빔 세기로 이루어지는 실제 노출을 에뮬레이트하기 위해, 이 경우의 개별적인 가우스 크기를 조정함으로써 β=.125㎛를 갖는 가우스 이하의 영역은 β=.50㎛를 갖는 가우스 영역과 동일해진다. 두가지 계산된 윤곽(도 2와 도 3)을 직접 비교하는 검사는 동일 격자에서 유효 전방 산란 값을 단독으로 변화시키는 것이 라인 및 공간 영역의 에너지 디포지션에 매우 영향을 미친다는 것을 나타낸다. 동등한 위치에서, 공간 영역에는 작은 β 격자보다 더 큰 β 격자에 더 많은 에너지가 디포지션되지만, 라인 영역에서는 이들 둘의 상대적 차이가 반대로 됨을 알 수 있다. 수학적으로 말하면, β 값의 변동은 동일한 피치 격자에서 공간-라인 인터페이스에 관한 에너지 디포지션 윤곽 경사도를 뚜렷하게 변경하였다. 그러나, β-변동에도 불구하고 공간-라인 인터페이스에 정확하게 위치한 패리티의 단일 지점, 즉, 절반 피치 지점이 있는데, 에너지 디포지션 값이 변하지 않고 유지되는 지점으로서 수학적으로 말하면 β-변동과 관계없는 지점에 해당되는데, 각각의 격자에 있는 그 지점에서 에너지 디포지션 값, 즉, HAVED-VWL의 보존은 대칭성에 근거한 요구에 의해 강요되기 때문이다.

대칭성을 고려해보면 HAVED-VWL과 동일하게 되는 에너지 디포지션 윤곽 상의 지점은 동등한 라인과 공간 폭을 갖는 격자에 관한 절반 피치 지점에서 정확히 발생한다는 사실이 근본적으로 증명된다. 이러한 개념은 도 4a 내지 4b를 참조함으로써 또한 설명될 것이다. 도 4a와 4b는 동등하게 격리되어 있는 가우스(40) 그룹에 의해 생성된 격자의 각 라인에 있는 2개의 넓고 동등한 라인/공간 격자를 나타낸 것이다. 도 4a에 도시된 바와 같이, 화소는 인접한 가우스 사이의 거리이다.

공칭 지점 P는 하나의 라인의 왼쪽 상에 정의되는데, 그 라인의 가장 왼쪽 가우스의 왼쪽에 대한 화소의 절반에 위치한다(도 4a). 공칭 지점 P'는 다른 하나의 격자에 있는 라인의 오른쪽 상에 정의되며, 또한 그 라인의 오른쪽 가우스로부터의 화소 절반에 있다(도 4b). P'가 P와 일치하는 방식으로 제1 격자 상에 제2 격자가 포개어지는 경우, 그 결과로서 광폭 라인(VWL)을 구성하는 가우스의 연속적 배열이 된다. 가우스의 전방 산란(β)이 .886보다 크다면, 이들 가우스의 총합은 라인에 걸쳐 일정하고 값 S와 동일하다. 2개의 격자가 동일하기 때문에, 그들이 분리되어 있을 때 P에서의 총합은 P'의 총합과 같아야 하고 따라서 S/2가 되어야 한다. 다시 말하면, HAVED-VWL은 절반 피치 지점에서 발생하게 된다.

또한, 이러한 개념은 대칭적인 비-가우스로 이루어진 격자에도 적용된다. 비-가우스가 모든 지점에서 .886 화소보다 큰 β를 갖는 가우스보다 크다면, 격자의 상위 배치(superposition)로부터 만들어진 광폭 라인은 총합 Sn을 갖는 편평한 상부를 다시 갖게 될 것이다. 각각의 격자에서 P와 P'의 값 모두는 Sn/2가 될 것이다.

이전에 설명했던 현상 과정 덕분에, 격자 각각의 상대적인 에지 배치가 추론될 수 있다. 작은 β 격자에서의 에너지 디포지션 윤곽 경사도가 큰 β 격자에서의 그것보다 더욱 가파르기 때문에, 동일하지만 공칭이 아닌 강한 현상제가 적용되는 한, 작은 β 격자에서의 라인 에지는 큰 β 격자에서의 에지보다 절반 피치 지점에 보다 근접하게 배치된다. 이는, 공칭 현상제를 제외하고, 현상 강도의 동일한 범위 내에서, 소정의 배치(즉, 절반 피치 지점)에 대한 실제 에지 배치의 편차 크기, 소위 에지폭 편차 크기는 동일한 피치 격자에서의 β 함수가 됨을 의미한다. 이와 같은 사실은 다음과 같은 결론으로 유도될 수 있는데, 즉, 현상제 강도에 대한 함수로서 동일한 피치 격자에서 이러한 현상제에 의해 완성되는, 소정의 값에 대한 실제 라인폭 편차 크기는 β 값의 선택에 의해 파라미터적으로 영향받는다는 것이다. 이러한 이유 때문에, 동일한 현상제의 집합이 적용되는 한, 커브-현상제의 강도에 대한 중심선의 실제 폭-는 큰 β격자에 대한 유사한 커브보다 작은 β에 대한 현상제 강도가 좀더 느린 변화(slower-varing) 함수이다. 집합에 공칭 현상제가 포함되는 경우, 2개의 커브는 단일의 공통 패리티 지점, 교차점을 포함하여야 하는데, 대칭성 요구에 의해 에지는 절반 피치 지점인 소정의 위치에 배치되도록 되기 때문에, 이 지점에서 각각의 격자에 대한 라인폭은 소정의 값으로부터 벗어나서는 안된다.

수학적으로 말하면, 이러한 이론은 절반 피치 지점에 배타적으로 부과되며, 동일한 에너지 디포지션보다는 동일한 라인폭의 항으로 표현되는 β-불변 조건을 증명한다. 이러한 증명은 기본적으로 표준 제조시에 이용되는 치수 검정 기준을 확립하는데 그 기준은 교차점을 감지하는, 절대치 대신의 상대적인 라인폭 측정에 의해 최종 제품의 실제 유효성을 제공하기 때문이다.

실제, 2개의 커브의 교차점을 정확하게 감지하기 위해, 그들 사이에 충분히 큰 경사 차이를 발생시키는 것이 필요하다. 이론상, 경사 차이는 이용되는 β 사이의 차이에 의해 정의되기 때문에, 교차점을 정확히 실험적으로 결정하기 위해 짧은 범위 β의 2 내지 3 폴드 차이 정도면 충분할 것이다(도 2와 도 3).

이러한 고려 사항은, 현상제의 강도가 일정하게 지속되지만, 일정한 강도의 투과 도우즈는 공칭 도우즈, 격자의 절반 피치 지점에 VWL의 절반 크기 지점에 도달하도록 요구된 도우즈의 위 아래로 변화하는, 실제 환경에서도 유효하게 유지된다. 도우즈는 머무름 시간(dwell time)을 변화시키는 반면 전자 빔 강도를 일정하게 유지하며 가장 잘 변화될 수 있는데, 휴지 시간은 전자빔에 레지스트 물질이 노출되는 동안의 시간을 의미한다. 투과 도우즈의 변동도 현상제 강도의 변동에 대하여 유사하지만, 반대 효과를 나타낸다. 따라서, 현상제 강도가 일정하게 유지되지만 투과 도우즈가 공칭 도우즈 위에서 증가되는 경우, 절반 피치 지점에서의 에너지 디포지션은 현상제의 불용해성 임계치보다 커지는데, 이러한 임계치는 절반 피치 지점 이하의 에너지 디포지션 커브에 있는 지점에서 발생한다. 네거티브 레지스트 물질의 경우, 현상된 라인폭은 절반 피치 값보다 커진다. 유사하게, 투과 도우즈가 공칭 지점보다 감소된다면, 현상된 라인폭은 절반 피치 값보다 작다. 소정의 값에 대한 편차 크기가 직접적으로 β에 달려 있다는 점에서 β의 효과는 동일하게 남아 있다.

공칭 도우즈 값을 결정하기 위해, 라인-공간 인터페이스에서 서로 다른 에너지 디포지션 커브를 갖는 다양한 격자가 제조된다. 레지스트 물질은 증가되는 도우즈 값의 범위에 걸쳐 서로 다른 격자 패턴에 노출된다. 공칭 도우즈에서, 에너지 디포지션 커브는 절반 피치 지점에서 교차할 것이다. 따라서, 교차가 발생하는 도우즈는 공칭 도우즈로 동일시된다.

라인-공간 인터페이스에서 서로 다른 개별적인 경사도를 갖는 에너지 디포지션 커브를 이루는 여러 가지 격자는 이론적으로 하나의 격자에서 다음 격자로 β를 변화시킴으로써 제조할 수 있다. 이전에 설명한 바와 같이, 이러한 변화는 전자 빔의 초점을 흐리게 하거나 E 빔 기록기의 가속 전압을 변화시킴으로써 또는 양자 모두 수행함으로써 가능하다. 그러자, 이러한 기술 모두는 그와 관련된 실험상의 일정한 어려움이 있다. 따라서, β의 변화를 요구하지 않고 라인-공간 인터페이스에서 에너지 디포지션 경사도를 변화시킬 수 있는 다른 방식을 적용하는 것이 바람직하다.

본 발명에 따르면, 여러 번 격자를 쉬프트하고 쉬프트 하지 않음으로써 라인과 공간 인터페이스에서의 에너지 디포지션 윤곽은 고정된 β에서도 변화될 수 있다. 이러한 개념은 도 5a 내지 5c를 참조하며 설명된다. 도 5a는 공칭 또는 단일 노출 격자에 대한 빔 스텝에 대응되는 가우스를 도시한 것이다. 각각의 스텝에서, 전자 감지성 물질은 도우즈 D를 갖는 전자빔에 노출되는데, D는 가우스 하에서의 적분 영역을 나타내는 것이다(어두운 부분으로 표시됨). 도 5b는 세개의 쉬프트되지 않은 격자에 관한 가우스를 도시한 것이다. 이러한 격자의 형성에서, 레지스트 물질은 세개의 서브 격자 패턴에 연속적으로 노출된다. 다시 말하면, 전자 빔은 기판 상에서 세번, 각각의 서브 격자에 대해 한번씩 단계를 밟는 것이다. 각각의 서브 격자의 경우, 물질은 도우즈 D/3을 갖는 전자 빔에 노출된다. 세개의 서브 격자 각각은 서로 서로 정렬되어 세번의 노출에 대한 누적 효과는 도 5a의 단일 노출 격자와 동일한 전자 빔을 수신한 격자를 형성하게 된다.

도 5c는 세번 쉬프트된 격자에 관한 서브 격자 패턴 구성을 도시하고 있다. 도 5b의 격자와 같이, 빔은 세번의 격자 패턴에 따라 물질 위해 세번의 단계를 밟고, 각각의 노출 동안에 재료는 D/3 도우즈를 수신한다. 그러나, 이러한 구성에 의하면, 서브 격자 패턴의 위치는 하나씩 쉬프트된다. 좀더 구체적으로 살펴보면, 도 5c의 상단 행에 표시된 제1 노출 동안, 서브 격자는 정규 또는 세번 쉬프트되지 않은 격자에 정렬되어 있는 중심 위치에 위치한다. 도 5c의 중간 행에 표시된 제2 노출의 경우, 서브 격자 패턴의 위치는 제1 서브 격자 패턴으로부터 오른쪽으로 2개의 화소에 해당하는 거리 m만큼 쉬프트된 곳이다. 제3 노출의 경우, 서브 격자 패턴은 제1 서브 격자 패턴으로부터 왼쪽으로 동일 거리 m만큼 쉬프트된다. 이러한 쉬프트의 효과 때문에 각각의 라인-공간 인터페이스에서 처음의 2개 화소에서의 순 투과 도우즈는 D/3이고 다음 2개 화소에서의 순 투과 도우즈는 2D/3이며, 라인 상에 남아 있는 모든 화소들의 투과 도우즈는 D가 된다. 복수의 쉬프트 격자로 구성되는 고정된 β 가우스의 알맞은 수적 총합은, 쉬프트 값을 변화시킴으로써, 에너지 디포지션 윤곽은 β의 변화가 이루는 것과 동일하게 변경될 수 있다는 것을 증명한다.

복수의 노출 격자에서 노출 수를 나타내는 3이라는 값과 쉬프트의 거리를 나타내는 2개의 화소 값은 단순히 예시적인 것에 불과하다. 노출 수를 위해 임의의 적합한 수,n이 선택될 수 있다. n은 제1 격자에 대한 대칭성을 제공하기 위해 홀수가 바람직하다. 각각의 노출 동안에, 도우즈는 정규 격자에 대한 투과 도우즈 D를 노출 수로 나눈 값, 즉 D/n과 같다. 유사하게, 쉬프트의 거리 m에 대하여 임의의 적합한 수가 선택될 수 있다, 이에 관하여. 값 m은 화소의 정수 개수와 동일할 필요는 없다.

서로 다른 전방 산란 β 값을 갖는 2개의 정규 격자의 공칭 지점에서 정확한 절반 크기 값 HAVED-VWL의 달성을 이루기 위해 고려된 대칭성은 복수번 쉬프트되지 않고 복수번 쉬프트된 격자의 경우뿐만 아니라 정규이고 복수번 쉬프트된 격자의 경우에서도 적용될 수 있다. 복수번 쉬프트된 격자의 경우는 도 4c 내지 4d에 도시되어 있다. 2개의 도면 각각은 동일하게 세번 쉬프트된 격자 2개의 대한 가우스를 도시하고 있다. 2개의 격자가 서로에게 포개어져서 2개의 절반 픽셀 지점 P와 P'가 일치한다면, 편평한 상부의 총합 S가 얻어질 수 있다. 2개의 쉬프트된 격자가 분리될 때, 지점 P와 P'는 이 총합 값의 절반 크기 값에 있어야 한다. 다시 말하면, 정규의 쉬프트되지 않은 격자에서 나타나는 것처럼 3번 쉬프트된 격자에서도 대칭성 요구가 부과되는 것이다.

전방 산란 가우스의 수적 총합은, 복수번 쉬프트되지 않고 복수번 쉬프트된 격자로 구성되는데, 이는 투과 도우즈의 함수로서 실험적으로 관찰할 수 있는 라인폭의 경사도 차이를 예측한다. 이는 도 6과 도 7의 그래프에서 볼 수 있다. 도 8은 전방 산란에 대한 후방 산란의 서로 다른 비율에서 세번 쉬프트되지 않은 라인용 도우즈에 대한 라인폭을 도시하며, 도 7은 동일한 비율에서 세번 쉬프트된 라인용 도우즈에 대한 라인폭을 도시한 것이다. 격자의 쉬프트가 약 1.5β이고 화소 크기가 약 .5β인 경우 세번 쉬프트된 격자와 세번 쉬프트되지 않은 격자 사이의 라인폭 변동 경사도의 약 3:1 비율 정도가 나타난다.

이러한 조건은 원하지 않는 복잡함을 도입시키지 않기 때문에, 이론적으로 예측되는 교차 발생의 실험적 검증이 보증되었다. 이러한 실험은 서브 미크론 밀 서브 절반 미크론 표준 제조의 실용성을 조사하였고 이러한 표준의 실용성에 부합되는 축소로 이루어진다.

다음의 예는 이론적으로 예측되는 교차 효과가 명확하기 관찰되고 이어서 측정 장치의 시스템 오류를 판단하기 위한 표준을 실제로 제조하는 데 활용될 수 있음을 증명하는 것이다. 이론적 논리에 따라, 공칭 도우즈를 포함하여, 동일하긴 하지만 도우즈의 범위에서 피치가 변할 수 있는 세번 쉬프트되지 않고 세번 쉬프트된 격자를 제조하기 위해 필요한 리소그래픽 단계를 우선 설명하겠다. 그런 후에,. 계측학적 단계, 즉, 정확한 형태로 교차점을 확인하는데 필요한, SEM을 기초로 한 상대적 라인폭 측정을 위해 개발된 방법이 설명되겠다. 데이터는 공칭 도우즈가, 대칭성에 의해, 격자의 피치 및 쉬프트에 관해 불변한다는 이론적 근거에 따라 분석된다.

A. 리소그래픽 단계

이 예의 리소그래픽 단계는 다음의 단계, a)세번 시프트되지 않고 세번 쉬프트된 동등한 라인-공간 격자에 관한 패턴 설계, b)형상을 포함한, 레지스트의 이전 및 이후 노출 처리, c)설계된 모든 패턴에 대한 실제 E 빔 노출, 을 포함한다.

제1 단계에서, 정규, 세번 쉬프트되지 않은, 그리고 세번 쉬프트된 구성에서의 1㎛와 2㎛의 라인-공간이 동일한 격자 패턴이 웨이퍼 상의 레지스트 물질을 후속적으로 노출시키기 위한 E 빔 기록기용으로 설계된다. 각각 .100㎛, .140㎛, 200㎛ 및 .250㎛가 쉬프트되는 패턴의 경우, 2㎛와 4㎛ 피치의 격자 각각을 위해 준비된다. 모든 패턴의 폭, 즉 격자에서 제1 그리고 마지막 사이의 거리는 전자 빔 산란 거리보다 훨씬 커졌다. 유사하게, 격자에서의 라인 길이도 또한 후방 산란 거리보다 훨씬 커졌다. 이러한 구체적인 예에서, 각 라인의 길이 뿐만 아니라 각 패턴의 폭은 100㎛가 되었다. 이러한 방식에 의하면, 각각의 격자 중심부에 상당한 크기의 영역이 생성되는데, 격자에서의 전자 산란 특성 때문에, 여러개의 라인이 주어진 도우즈에서 동일한 폭을 갖는다. 이러한 접근 방식은 측정의 실제 로지스틱스를 크게 단순화시킨다.

피치 및 쉬프트 값의 이러한 변동은 공칭 도우즈 및 시스템 오류 불변 기준 의해 교차 지점을 정확히 판단한 것인지를 평가하기에 충분하다.

다음, 널리 이용되는 하이 콘트라스트 네거티브 레지스트(high contrast negative resist) (시플리(Shipley)의 SAL 603)가 실리콘 웨이퍼 상에 스핀 코우팅되어 .5㎛의 레지스트 두께가 달성된다. 레지스트의 노출 이전 및 이후 처리는, 가장 향상된 하이 콘트라스트 성능을 얻기 위해, 과학 문헌에서 추천되는 기온에서 제조업자에 의해 행해진다. 웨이퍼를 .54 평균 강도의 현상제 용액 MF-312에 담금으로써 현상이 이루어진다.

설계된 패턴에 따르는 웨이퍼의 E 빔 노출은 40㎸ 가속 전압에서 작동하는 상용 E 빔 기록기(캠브리지의 EBM-150)로 수행되었다. .050㎛의 화소 크기가 이용되었고 노출은 각각의 격자가 그 자신의 노출 필드 중심에서 기록되도록 되었다. 이러한 조건에서, 격자의 중심부에 있는 물리적 라인폭 상의 빔 패치 왜곡 영향은 장치 사양에 따라 무시될 수 있었다. 대략 .050㎛의 빔 스팟 크기에서, 빔 강도의 편차는 노출 진행 동안의 공칭 값의 2% 내에서 유지되었다. SEM에 기초한 라인폭의 측정 편의상, 모든 동일한 패턴들은 웨이퍼 상에서 각각의 행을 따라 배열되므로 그에 이웃하는 오른쪽으로의 각각의 패턴에는 그 이웃에 주어진 도우즈에 상대적으로 동일한 증가 도우즈가 주어진다, 피치 또는 쉬프트에 의해, 동일하지 않은 모든 패턴은 열을 따라 배열된다. 격자 패턴의 결과로서 나타나는 어레이가 도 8에 도시되어 있다. 복수번 노출된 격자의 각각에서, 동일한 열 상에 위치된 패턴에 속하는 3개의 서브 격자 각각에는, 쉬프트 값과 무관하게, 동일한 열 상에 위치한 정규 격자에 주어진 도우즈의 1/3이 주어진다.

인용된 장치 설정에서, 정규 격자에 주어진 시작 투과 도우즈는 1.75μC/㎠이었다. .25μC/㎠ 증가분에 의하면, 투사 도우즈는 7μC/㎠으로 상승되었다.

B. 계측 단계

라인폭의 측정은 각 격자의 중심 근처에서 수행되었다. 장치로는 바이오 라드사의(BIO-RAD)의 SEM, 모델 번호 DL-3006이 사용되었다. 이러한 마이크로스코프는 LaB₆건(gun), 디지털 스캔 발생기, 그리고 라인폭 측정 소프트웨어/하드웨어 패키지를 갖추었다. 피크-투-피크(peak-to-peak) 라인폭 측정 알고리즘이 사용되었다. 측정 동안에 SEM 교정을 지속시키고 다른 장치의 설정을 동일하게 유지하기 위해 모든 노력을 하였다. SEM의 가속 전압 5㎸는 2개의 경합되는 요구 사항의 타협안으로서 사용되었다. 좀더 구체적으로 설명하면, 신호 왜곡도를 감소시키기 위해서는 낮은 전압이 바람직하다. 반면에, 이러한 장치의 낮은 전압에서는, 측정에 적당한 재생성을 얻기에 건의 밝기가 충분하지 못하다.

웨이퍼 상에서 각각의 행을 따라 측정된 라인폭은 그 행의 동일 패턴에 대한 투과 도우즈에 대한 라인폭의 의존성을 드러냈다. 다음 섹션에서 설명되는 바와 같이, 다수 쌍의 행들의 결과를 비교함으로써 물리적 라인폭이 설계 값과 동일하도록 이론에서 요구하는 교차점을 확인할 수 있다. 교차점의 올바른 판단을 정확히 하기 위해서, 각 도우즈에서의 라인폭은 실제 라인폭과 상대적으로 동일한 측면에서 측정되어야 한다. 이는 랜덤 오류가 최소화되어야 하고 측정 과정에 고유한 시스템 오류가 측정되는 라인폭과 무관하다는 것을 의미한다.

주어진 장치 설정에 대하여 통계학적으로 분포되는 장치의 불안정성 특징으로 인해 랜덤 오류가 발생되고. 대체로 측정되어질 외형의 폭과는 상관없다. 일반적으로, 가장 알맞은 작동 조건을 확립하고 유지함으로써 그리고 데이터 지점 당 측정 수를 증가시킴으로써 랜덤 오류의 크기를 충분히 갖게 유지하는 것이 가능하다.

SEM에 기초한 측정의 시스템 오류는 전자 산란에 의해 야기된 영상 형성 메커니즘 고유의 왜곡으로 인해 발생된다. 레지스트 영상화의 경우, 견본의 차지(charge)는 시스템 오류에 기여를 한다. 적합한 영상화 조건이 구현되기 않는다면 랜덤 오류와는 달리, 양자는 외형의 폭에 종속된다.

5㎸ 영상화에서, 레지스트의 유효 후방 산란 전자 범위는 약 .65㎛인 것으로 실험상 결정되었다. 전자 산란 범위가 라인폭 값보다 작은 경우에, 에지 위치에 상대적인 신호의 최대값 위치에 영향을 주는 전자 산란 왜곡도는 측정되어질 라인폭과는 무관하다. 따라서, 피크-투-피크 라인폭 측정 알고리즘과 연관된 시스템 오류는 또한 물리적인 라인폭과 무관하다. 이는 4㎛ 피치 격자의 경우에 명백한 사실이다. 2㎛ 피치 격자의 경우, 공칭 도우즈의 한참 아래에 있는 도우즈에 형성되는, 라인폭에 대한 시스템 오류의 종속성이 적게나마 예측될 것이다. 다른 모든 도우즈의 경우, 다음 섹션에서 데이터가 증명하는 바와 같이, 측정된 라인폭은 5㎸에서의 전자 산란 범위보다 커질 수 있다. 따라서, 이러한 측정의 시스템 오류는 1㎛의 주위에 집중된 라인폭의 물리적 변동과는 관계없을 것이다.

종래의 차지 방지 기술인, 샘플에 걸친 얇은(약 .005㎛) 골드 코팅 증착이 활용되었다. 5㎸에서 레지스트로 만들어진 격자의 이어지는 영상화에서, 레지스트의 라인폭과는 무관하게, 레지스트 라인의 영상과 연관된 비디오 신호 형태가 시간의 경과함에 상관없이 안정되게 유지된다는 것이 밝혀졌다. 또한, 격자의 내부 및 외부에 있는 실리콘 영상 신호는 동일한 레벨로 유지된다는 것이 밝혀졌다. 이러한 관찰은 시스템 오류에 대한 레지스트-차지-기여도(resist-charging-contribution)가, 제거되지 않는 한, 일정하게 유지된다는 결론을 확립하게 해준다.

C. 결과 및 토론

이하에서 설명되는 모든 결론은 종래에 설정된 계측학적 요구 사항의 구성 체제 내에 기록되어 있다. 초기 실험 데이터(도 9 및 도 10)은 이론적으로 예측되는 교차 효과를 질적으로 검증하기 위한 구체적인 목적 내에서 수집되었다. 양쪽 도면에서의 각 데이터 지점은 격자 라인당 하나의 위치에 주어진 투과 도우즈에 대하여 만들어진 64개의 측정 평균값이다. 평균값의 표준 편차(1σ)는 전형적으로 .015㎛이다. 도 9의 2개의 커브 각각은 쉬프트되지 않고 .200㎛의 세번 쉬프트된 2㎛ 피치의 격자에 대해 수집된 데이터이다. 쉬프트되지 않은 커브로부터 옮겨진 데이터 지점은 동일한 피치의 정규 격자에 대한 것과 동일하다. 도 10은 쉬프트되지 않고 .250㎛의 세번 쉬프트된 4㎛ 피치의 격자에 대해 수집된 데이터를 도시하고 있다. 양쪽 도면에 의하면 격자에서 측정된 라인폭은 수직 축을 따라 작성되고, 정규 격자에 주어진 투과 도우즈 또는 동등하게 세부분으로 된 모든 격자의 서브 격자 각각에 주어진 세부분의 도우즈 값은 수평축을 따라 작성된다.

이론에 따르면, 이상적으로, 정규 그리고 세번 쉬프트되지 않은 격자에서 발생된 폭은 동일해야 한다. 라인폭이 동일하지 않더라도, 주어진 모든 도우즈에서의 이들 격자에 측정된 라인폭 편차가 3σ를 초과하지 않기 때문에, 데이터 검사(도 9)는 여기에 적용된 리소그래픽과 계측 절차에 어떠한 총체적 오류도 없다는 것을 나타낸다.

도 9와 도 10은 투과 도우즈에 대한 측정된 라인폭의 종속성은, 이론에서 예측된대로, 쉬프트에 대한 함수라는 것을 실험적으로 증명하고 있다. 쉬프트 및 쉬프트되지 않은 격자에 대해 측정된 라인폭이 동일한 지점으로서 각각의 도면에 정의되어 있는 교차점은 물리적인 라인폭이 의도된 값과 동일하게 되는 도우즈를 확인할 수 있도록 한다. 이렇게 확인된 도우즈는 2개의 도면(3.2μC/㎠ 대 3.30μC/㎠)에서 거의 동일하다. .05μC/㎠ 도우즈의 오류는 약 2%에 해당되고 이러한 오류는 명백한 라인폭 균둥성에서 .010㎛ 오류보다 작게 해석되기 때문에, 3.25μC/㎠ 의 실험적인 투과 도우즈는 격자의 피치 및 쉬프트 값과 거의 무관하다고 주장될 수 있다. 이러한 이유 때문에, 지정된 오류 내의 이러한 도우즈는 진짜의 공칭 도우즈에 거의 유사하다는 결론을 내릴 수 있다.

좀더 설명하면, 시스템 오류는 측정된 라인폭과 물리적 라인폭 사이의 편차로서 정의되는데, 이는 교차점에서 측정된 라인폭과 의도된 값 사이의 편차와 같게 된다. .090㎛의 동일한 시스템 오류는 도 9와 도 10으로부터 추론된다. 이론에 부합되게, 동일하지 않은 피치의 동일하지 않게 쉬프트된 격자의 공칭 도우즈에서 생성된, 물리적인 라인폭이 의도된 값과 거의 동일하지 않은 경우 및 교차점에 대한 올바른 결정에 필요한 계측학적 요구 사항이 만족되지 않은 경우, 이러한 불변성 시스템 오류에 도달할 수 없다. 따라서, 3.25μC/㎠ 의 실험적인 투과 도우즈에서 1㎛ 및 2㎛의 레지스트에 기초한 표준 치수가 제조되고 적합하게 검증될 수 있다.

공칭 도우즈에 대한 판단은 반복되는 방식으로 수행될 수 있다. 반복의 제1 단계에서, 앞서 말한 방식으로 도우즈 값의 상대적으로 큰 증가 변동을 갖는 웨이퍼가 준비될 수 있고, 공칭 도우즈의 한쪽 측면에 있는 2개의 실제 도우즈 값들이 판단될 수 있다. 그 후에, 제1 단계에서 식별되는 2개의 도우즈에 의해 정의되는 범위 내에서, 더 세밀하게 증가되는 도우즈 변화를 갖는 제2 웨이퍼가 준비될 수 있다. 이러한 절차는 공칭 도우즈가 소정의 정확성으로 판단될 때까지 연속적으로 보다 세밀해지는 도우즈 해상도로써 필요한 만큼 반복될 수 있다.

공칭 도우즈와 시스템 오류가 일단 확립되면, 주어진 절대 값에 대한 표준이 확인된다. 위에 주어진 예에 의하면, 3.25μC/㎠의 공칭 도우즈에서 형성된 쉬프트되지 않은 격자의 중심에 라인 또는 공간이 표준을 구성한다. 이러한 특정 격자는 웨이퍼로부터 절단되어 분리된 기판에 마운트되거나, 그렇지 않으면 표준을 내포하는 격자로서 식별된다. 그리고 나서 이렇게 알려진 표준은 다양한 형태의 측정 장치에 관한 시스템 오류를 판단하는데 이용된다.

전술한 예에 따라 생산된 인공물의 정확성을 평가하기 위해 에지의 거침도와 SEM의 불안정성이 교차 판단에서 갖게 되는 잠재적 효과에 대한 조사가 수행되었다. 이러한 이슈들을 다루기 위해 도 9와 도 10에 표시된 초기 데이터 수집에 비교되는 바와 같이, 좀더 나은 통계학적 데이터 수집 절차가 구현되었다.

각 위치에서 128의 측정을 함으로써 평균 라인폭 값의 표준 편차(1σ)가 .005㎛로 감소되었다. 측정되는 위치의 수는 라인당 3 내지 8로 증가되었다. 30개 이상의 위치에서의 세번 쉬프트되지 않은 격자의 라인폭을 측정함으로써 에지 거침도는 약 .015㎛(1σ)정도 되는 것으로 밝혀졌다. 실제의 에지 거침도는 아마도 이 값보다 낮아지는데, 장기간 SEM의 불안정성이 이 값에 기여를 하고, 측정 시간이 줄어드는 경우 측정되는 에지 거침도가 약 50% 정도 감소되는 것으로 밝혀졌기 때문이다.

3.25μC/㎠에서 노출되는 격자에 대해 수집된 라인폭 데이터가 이하의 테이블에 열거되어 있다. 측정된 라인폭 값에 보충하여, 시스템 오류 값이 괄호 안에 도시되어 있다. 에지의 거침도 및 SEM의 불안정성을 평균화하기 위해, 테이블의 각 라인에 열거되어 있는 모든 데이터는 분리된 세션 동안에 얻어질 수 있다.

각 라인폭의 값은 라인당 3 내지 8개의 위치에서 나타난 중간값의 평균에 해당한다. 테이블에 열거된 시스템 오류의 평균값은 .005㎛(1σ) 표준 편차를 가진 .076㎛로 밝혀졌다. 시스템 오류의 10 % 이하의 가변도(non-invariancy)는 또한 3.25μC/㎠가 정확한 공칭 도우즈에 근사하다는 것을 나타낸다.

이러한 주장을 테스트해보기 위해, 라인폭 대 도우즈 데이터가 전체 도우즈 범위에 대한 4㎛ 피치의 세부분 격자에서 수집되었다. 도 11은 0, 140㎛, .250㎛ 쉬프트된 세부분의 격자에 대하여 수집된 데이터를 도시하는 반면, 도 12는 0, 140㎛ 쉬프트된 세부분의 격자에 대해, 또다른 세션에서 수집된 데이터를 제공한다. 이들 도면에 있는 각각의 데이터 지점은 라인당 임의로 선택된 3개의 위치에서 나타내는 중간 라인폭 값의 평균에 해당된다. 도 11 및 도 12의 데이터로부터 볼 수 있듯이, 교차에 연관된 도우즈 값은 각각 3.20μC/㎠ 및 3.225μC/㎠이고, 교차에 연관된 시스템 오류는 각각 .85㎛ 및 .76㎛에 해당된다. 그 값들을 이전에 결정했던 3,25μC/㎠ 도우즈 및 .76㎛ 평균 시스템 오류와 비교해보면, 레지스트 상의 절대 표준 1㎛ 및 2 ㎛으로의 .010㎛(평균 상) 근접도가 제공되는 것보다 나쁘지 않음이 증명될 수 있다.

실제 에지의 거침도 결과로서, 절대 표준으로부터 제조된 예의 가장 큰(그리고 가장 가능성 없는) 편차가 다음과 같은 방식으로 추정될 수 있다.

.015㎛의 에지 거침도를 가정하고 세번 쉬프트되지 않은 격자가 라인의 좀더 좁은 부분에서 측정되고 .140㎛ 쉬프트된 격자가 라인의 좀더 넓은 부분에서 측정되었다고 가정하였을 때, 도 10의 교차는 약 .045㎛ 정도 이동됨이 알려졌다. 이는 교차에 연관된 공칭 도우즈에서의 약 .2μC/㎠ 의 오류를 부여하는데, 이는 쉬프트되지 않은 격자의 라인폭에서는 대략 .025㎛의 오류, 따라서 이러한 부정확한 공칭 도우즈로 제조된 표준에는 약 .025㎛의 오류로 반영될 것이다.

좀더 나은 리소그래픽 및 계측학적 장치가 .200㎛의 동등한 라인-공간 격자를 제조하고 측정하는데 이용되는 경우 에지 거침도와 장기간 SEM의 불안정의 조합은 .004㎛를 초과하지 않는 것으로 알려진 것을 고려해볼 때, .010㎛ 보다 나은 질의 표준은 이러한 방법을 이용하여 제조할 수 있음이 확실하다.

제조된 프로토타입에 대하여 적어도 2 내지 3개월의 안정성이 예측될 수 있는데, 이 주기는 본 명세서에 제공되었던 측정 시간의 기간이기 때문이다.

D. 서브 미크론 및 서브-절반-미크론 치수의 확장

종래 기술에 따라, 레지스트를 기본으로 하며 20㎛정도로 작은 피치의 정규 격자는 통상적으로 생산되었다. 이러한 의미에서, 동일한 피치의 복수번 쉬프트된 격자의 제조는 문제를 부과시키지 않을 것이다. 개시된 방법을 서브 및 서브-절반-미크론의 레지스트에 근거한 표준의 제조로 확장시키기 위해 관련된 유일한 이슈는 쉬프트 격자 개념이 이러한 치수에서도 적용되는냐 하는 것이다. 절반-미크론의 동등한 라인-공간 격자 경우, .5㎛ 공간에 충분한 여유가 남아 있기 때문에, .140㎛의 세부분 격자는 쉽게 달성될 것이다. 그보다 작은 치수에 대해서는, 2개의 선택 사항이 현재 예측된다. 첫번째는 40㎸보다 높은 가속 전압에서 작동하는 공업용 이용 가능한 E 빔 기록기를 이용하는 것이다. 이러한 장치를 이용함으로써, 이전에 서술했던 결과보다, 투과 빔의 스팟 크기를 좀더 작게 하고 레지스트 내 유효 전방 산란 범위를 좀더 작게 할 수 있다. 이는 측정 가능한 교차 효과를 생성하기 위해, 도입될 필요가 있는 복수 격자의 쉬프트 값을 감소시킬 확률이 크다. 제2의 선택 사항은 소정의 서브 또는 서브 하프 미크론 피치의 복수번 이동되지 않은 격자와 2㎛ 피치의 복수번 쉬프트된 격자의 조합을 적용하는 것이다. 앞서 설명한 이론에 따라, 대칭성이 부과되는 시스템 오류의 불변성 및 이러한 동일하지 않은 피치의 격자에서의 공칭 도우즈는 소정의 값으로부터 명백한 라인폭의 측정 편차를 반영하는, 각각의 커브의 교차점에 의해 생성되고 감지될 것이다.

E. 다른 물질로의 확장

표준 제조에 대하여 앞서 설명한 방법은 절차의 간단한 변경을 통해 임의의 전기 도금 금속에도 확장시킬 수 있다. 이러한 금속 중에, 크롬 및 금에 특히 흥미있는데, 이러한 금속들이 현재 광학 및 X-레이 마스크를 제조하는데 각각 이용되기 때문이다. 또한, 레지스트 물질로부터 만들어진 것에 상대적으로, 표준에 대한 좀더 나은 장기간 안정성에 대한 가능성을 제공한다. 전기 도금 금속으로 표준을 제조하는 방법에는 단지 2개의 부가적인 단계가 포함된다. 제1 단계는 레지스트 코팅 이전에 Si 웨이퍼 상에 금속을 피착시켜서 전기 도금 베이스가 형성되도록 하는 것이다. 그런 후에 레지스트 물질에 관련하여 이전에 설명했던 절차들이 수행된다. 마지막으로 추가되는 단계는 격자의 공간 영역에서 도금 베이스로부터 금속이 커지도록 하는 것이다. 피치 절반의 격자와 동일한 금속 라인을 갖는 균등한 라인 공간 격자는 산소 플라스마로 레지스트를 제거한 다음의 결과이다.

폴리-Si, SiO₂및 비-금속 도금용 금속을 베이스로 한 표준의 제조는 레지스트 표준의 검증된 치수의 에지 이전을 통해 행해질 수 있다. 이러한 영에서는 에치 처리의 충실도를 판단하기 위한 부가적인 조사가 필요시 된다. 그러나, 폴리-Si 및 SiO₂에 높은 이방성 수평 대 수직 에치 비율이 존재하므로 레지스트 치수에 대한 높은 충실도의 에치 이전이 가능하다.

이러한 기술의 응용품들은 마이크로일레트로닉스 뿐만 아니라 많은 다른 분야에서도 많은 것으로 보인다. 이하의 설명에서는 고밀도 IC의 제조에 직접적으로 관련되는 응용품에 대해서만 설명하겠다.

이용 가능한 전기 도금 금속(Au, Cr, Ni 또는 탄탈륨)을 베이스로 한 표준은 계측 전용 SEM으로 상대적으로 쉽게 집적화될 수 있다. 이는 SEM의 단기간 및 장기간 불안정성을 감시하고 따라서 생산 사이클에 관련되는 측정으로 올바른 보정을 도입할 수 있는 독특한 능력을 제공하게 된다. Cr 및 Au를 베이스로 한 표준은 광학 및 X-레이 리소그래피 각각에 이용될 마스크의 질이 감시될 수 있도록 한다.

레지스트를 베이스로 한 표준, 또는 이와 균등하게 SEM 라인폭 측정에 대한 구체적인 시스템 오류에 관한 지식은 광학, E 빔 그리고 X-레이 리소그래픽 방법에 의한 리소그래픽 패턴을 감시할 수 있는 독특한 능력을 제공한다. 마찬가지로 중요하게, 웨이퍼 레벨에서 올바른 노출을 위한 광학 장치를 구성하기 위해 필요시되는 파라미터들은 처음으로 이용 가능해질 것이다. 마찬가지로, (광학 및 X-레이 리소그래피에 관한) 마스크 레벨에서의 올바른 E 빔 노출에 필요시되는 파라미터들은 특별하게 의도된 패턴의 올바른 라인폭 측정으로부터 추론될 것이다.

레지스트 또는 금을 베이스로 한 표준을 이용함으로써, 새롭게 나타나는 원자력 및 스캐닝 프로브 현미경(scanning probe microscope)라 집합적으로 불리우는 터널링 현미경(tunnelling microscopy)의 계측 능력을 훨씬 진보시켰다. 이러한 표준 덕분에, 알려지지 않은 프로브의 크기 및 다른 원인으로 인한 시스템 고유의 오류를 이러한 방법으로 분석함으로써 현재 이용 가능한 스캐닝 프로브 현미경을 교정하는 것이 가능하다. 이렇게 알맞게 교정된 스캐닝 프로브 장치는, 기술 특성상, 마이크로일렉트로닉 제조 라인에서 중요한 임의의 물질에 (.004㎛ 이상의 정확성으로) 거의 절대치의 치수 측정을 제공하게 된다. 따라서, 이러한 표준 및 스캐닝 프로브 기술의 조합은 칩 제조시의 임의의 레벨에 대해서도 중요 치수를 감시할 수 있는 새롭고, 훨씬 효율적이며, 합리적인 가격의 방법을 제공할 수 있다. SEM에 연관된 시스템 오류는 개시된 방법이 직접적으로 적용되지 않는 물질(폴리-Si, SiO₂, 비전기 도금 물질) 상의 스캐닝 프로브 측정으로부터 추측될 수 있기 때문에 SEM 측정에 의해서만 인증된 오버레이 표준을 생성하는 것이 실용적인 현실이다.

본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명은 그의 정신 또는 기본적인 특징을 벗어나지 않고 그밖의 다른 구체적인 형태로 실현될 수 있음을 이해할 것이다. 현재 개시된 실시예는 모두 예시적인 것이며 제한적이지 않은 것으로 고려된다. 본 발명의 범위는 이제까지의 설명보다는 첨부된 청구항에 의해 지시될 것이며 본 발명의 균등한 의미 및 범위 내에서의 모든 변화는 그 내부에 포함될 것이다.

Claims (21)

1. 비주기성 디멘죤을 위한 치수 표준(dimensional standard for non-periodic dimensions)을 제조하기 위한 방법에 있어서,

   (i) 물질에 적어도 2개의 격자를 만드는 단계로서, 서브 격자 패턴에 따라 전자 빔에 상기 물질을 복수 회 노출시킴으로써 각각의 격자가 형성되며,

   상기 격자 패턴의 위치는 상기 복수 회 노출 중 연속적인 하나의 노출 동안에 차례로 쉬프트되며, 상기 쉬프트 양은 상기 적어도 2개의 격자와 서로 다르게 되는 단계,

   (ii) 서로 다른 각각의 투과 도우즈(incident dose)에서 (i) 단계를 반복하는 단계,

   (iii) 상기 격자의 각각에 있는 라인폭을 측정하는 단계,

   (iv) 서로 다른 각각의 쉬프트 양을 갖는 격자와 상기 라인폭이 동일하게 되는 상기 투과 도우즈를 판단하는 단계,

   (v) 상기 판단된 투과 도우즈로 형성된 격자 요소를 선정된 디멘죤을 위한 표준으로서 선택하는 단계

   를 포함하는 비주기성 디멘죤의 치수 표준 제조 방법.
2. 제1항에 있어서, 상기 격자 중 하나의 쉬프트 양이 0인 비주기성 디멘죤의 치수 표준 제조 방법.
3. 제1항에 있어서, 격자를 위한 복수 회 노출 수는 홀수인 비주기성 디멘죤의 치수 표준 제조 방법.
4. 비주기성 디멘죤의 치수 표준을 제조하기 위한 방법에 있어서,

   물질에 복수의 라인-공간 격자를 생산하는 단계로서, 각각의 격자는, 상기 물질을 전자 빔에 노출시킴으로써 형성되며, 상기 노출을 제어하여 상기 격자의 일부가 서로 다른 각각의 에너지 투과 도우즈를 포함하고 상기 각각의 격자가 라인 및 공간 인터페이스에 피착된 서로 다른 윤곽의 에너지를 갖도록 상기 격자를 생산하는 단계,

   상기 격자 각각에서의 라인폭을 측정하는 단계,

   서로 다르게 각각 피착된 에너지 윤곽을 포함하는 격자와 상기 라인폭이 동일해지는 상기 도우즈 양을 판단하는 단계,

   상기 판단된 도우즈 양으로 형성된 격자 요소를 선정된 디멘죤을 위한 표준으로서 선택하는 단계

   를 포함하는 비주기성 디멘죤의 치수 표준 제조 방법.
5. 제4항에 있어서, 각각 피착된 에너지 윤곽이 서로 다른 상기 격자의 적어도 일부는 상기 물질을 서브 격자 패턴에 복수 회 노출시킴으로써 형성되고, 서브 격자 패턴 각각의 위치는 연속되는 노출 동안에 쉬프트되는 비주기성 디멘죤의 치수 표준 제조 방법.
6. 제5항에 있어서, 각각 피착된 에너지 윤곽이 서로 다른 상기 격자는 상기 물질이 노출되는 복사 에너지 양에 따라 그룹화되어 상기 그룹 내의 모든 격자는 복사 에너지의 동일한 전체 투과 도우즈 D를 포함하며, 상기 복수 회 노출 각각은 D/n의 투과 도우즈로 수행되며, 상기 n은 격자를 형성하기 위해 사용된 전체 노출 수를 의미하는 비주기성 디멘죤의 치수 표준 제조 방법.
7. 제6항에 있어서, 그룹 내의 상기 격자 중 하나는 상기 물질을 서로 서로 정렬되어 있는 n개의 서브 격자 패턴에 노출시킴으로써 형성되는 비주기성 디멘죤의 치수 표준 제조 방법.
8. 제6항에 있어서, 상기 격자는 2개의 디멘죤 어레이 형태로 기판 상에 구성되어 있으며 상기 어레이의 하나의 디멘죤 내의 상기 격자는 동일한 노출 패턴을 포함하지만 도우즈 양이 다르며, 상기 어레이의 다른 하나의 디멘죤 내의 상기 격자는 동일한 도우즈 양을 포함하지만 각각의 노출 패턴이 다른 비주기성 디멘죤의 치수 표준 제조 방법.
9. 제6항에 있어서, n은 홀수인 비주기성 디멘죤의 치수 표준 제조 방법.
10. 제4항에 있어서, 상기 격자는 전자 빔 리소그래피에 의해 형성되는 비주기성 디멘죤의 치수 표준 제조 방법.
11. 제10항에 있어서, 상기 물질은 전자 감지성 레지스트 물질인 비주기성 디멘죤의 치수 표준 제조 방법.
12. 제11항에 있어서, 상기 격자를 전자 도금 금속에 형성하는 단계를 더 포함하는 비주기성 디멘죤의 치수 표준 제조 방법.
13. 제12항에 있어서, 상기 금속은 금인 비주기성 디멘죤의 치수 표준 제조 방법.
14. 제4항에 있어서, 상기 금속은 크롬인 비주기성 디멘죤의 치수 표준 제조 방법.
15. 제4항에 있어서, 상기 판단된 도우즈로 형성된 격자 내의 상기 선정된 디멘죤으로부터 라인폭이 벗어나는 양을 판단함으로써 시스템 오류를 확인할 수 있는 단계를 더 포함하는 비주기성 디멘죤의 치수 표준 제조 방법.
16. 제15항에 있어서, 상기 시스템 오류에 따라, 상기 디멘죤을 측정하는데 이용되는 장치를 교정하는 단계를 더 포함하는 비주기성 디멘죤의 치수 표준 제조 방법.
17. 제16항에 있어서, 상기 장치는 주사 전자 현미경(scanning electron microscope)인 비주기성 디멘죤의 치수 표준 제조 방법.
18. 제16항에 있어서, 상기 장치는 스캐닝 프로브 현미경(scanning probe microscope)인 비주기성 디멘죤의 치수 표준 제조 방법.
19. 제18항에 있어서, 상기 물질 이외의 다른 물질로부터 오버레이 표준을 생성하고 상기 치수 표준에 따라 교정되는 스캐닝 프로브 현미경에 의해 상기 오버레이 표준에 연관된 시스템 오류를 측정하는 단계를 더 포함하는 비주기성 디멘죤의 치수 표준 제조 방법.
20. 제16항에 있어서, 시간의 경과에 따른 상기 시스템 오류의 변화를 감지함으로써 상기 장치의 성능을 감시하는 단계를 더 포함하는 비주기성 디멘죤의 치수 표준 제조 방법.
21. 제4항에 있어서, 상기 선정된 디멘죤은 미크론보다 작은 비주기성 디멘죤의 치수 표준 제조 방법.