KR20060094892A

KR20060094892A - 스캐터로메트리를 이용하는 리소그래피 측정

Info

Publication number: KR20060094892A
Application number: KR1020060017604A
Authority: KR
Inventors: 잉겐 쉬나우 코엔 반; 마우리세 헨리쿠스 프란시스쿠스 얀센; 안토이네 가스톤 마리에 키에르스; 데르 란 한스 반; 페터 클레멘트 파울 바노펜
Original assignee: 에이에스엠엘 네델란즈 비.브이.
Priority date: 2005-02-25
Filing date: 2006-02-23
Publication date: 2006-08-30
Also published as: CN1854899A; TW200641548A; US7443486B2; US20060192936A1; KR100747144B1; SG125231A1; EP1696271A1; JP2006237626A

Abstract

리소그래피 장치는, 방사선의 빔을 컨디셔닝하도록 구성된 일루미네이터, 및 패터닝 디바이스를 유지하도록 구성된 지지체를 포함한다. 상기 패터닝 디바이스는 원하는 패턴에 따라 방사선의 상기 빔을 패터닝하도록 구성된다. 또한, 리소그래피 장치는, 기판을 유지하도록 구성된 기판 테이블, 및 상기 기판상에 패터닝된 이미지를 형성하기 위해, 상기 기판의 타겟부상으로 방사선의 패터닝된 빔을 투영하도록 구성된 투영 시스템을 포함한다. 또한, 리소그래피 장치는, 방사선의 상기 빔의 일부분을 인터셉트하고, 상기 패터닝 디바이스의 전체 또는 일부분을 통해 방사선의 상기 빔의 투과율을 측정하도록 구성되고 배치된 센서를 포함한다.

Description

스캐터로메트리를 이용하는 리소그래피 측정{LITHOGRAPHY MEASUREMENT USING SCATTEROMETRY}

이하, 본 발명의 이들 실시형태 및 다른 실시형태는, 첨부된 도면들과 연계하여, 본 발명의 예시적인 실시예들의 상세한 도면 설명으로부터 보다 명확해지고 용이하게 이해될 것이다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 리소그래피 투영 장치를 개략적으로 도시하는 도면;

도 2a는 본 발명의 일 실시예에 따른, 모델을 이용하여, 리소그래피 장치에 의해 이미징되는 피처의 임계 치수(critical dimension)를 예측하는 방법을 나타내는 플로우차트;

도 2b는 임계 치수 균일성 적격화 테스트(critical dimension uniformity qualification test)에 대한 노광 레이아웃(exposure layout)의 일례를 도시하는 도면;

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른, 측정된 임계 치수와 비교하여, 시뮬레이션으로 인해 유도된 임계 치수를 나타내는 도면;

도 4는 보다 낮은 k1 값들 및 보다 작은 피처 크기들에서 패터닝 디바이스 오차 팩터를 증가시키는 추세(trend)의 시뮬레이션된 예시를 나타내는 도면;

도 5는 임계 치수 버짓(critical dimension budget)에 대한 상이한 기여(contribution)들의 분포를 도시하는 도면;

도 6a 내지 도 6d는 본 발명의 일 실시예에 따른 스캐터로메트리를 이용하는 측정 방법의 개요(overview)를 나타내는 도면;

도 7a 내지 도 7c는 65nm의 밀집 라인(dense line)들에 대한 스캐터로메트리 mid-CD와 CD-SEM 측정들간의 상관관계(correlation)의 예시를 나타내는 도면;

도 8a 및 도 8b는 60nm 스캐터로메트리 격자 모듈(scatterometry grating module) 및 65nm 스캐터로메트리 격자 모듈내에 각각 임계 치수 균일성을 패터닝하는 일 예시를 도시하는 도면;

도 9a는 표준 80㎛ 격자 모듈내의 60㎛ 직경의 스캐터로미터 스폿(scatterometer spot)을 개략적으로 나타내는 도면;

도 9b는 표준 80㎛ 격자 모듈내의 120㎛ 스폿 센서 직경(spot sensor diameter)을 개략적으로 나타내는 도면;

도 9c는 120㎛ 크기의 모듈내의 120㎛ 스폿 센서 직경을 개략적으로 나타내는 도면;

도 10a 내지 도 10c는 상이한 라인/공간 비를 갖는 라인들의 다양한 패턴을 보여주는 도면;

도 11a 내지 도 11g는 수평한 또는 수직한 밀집 라인 격자들, 고립된(isolated) 라인 격자들, 및 패터닝 디바이스의 블랭크 영역(blank area)에 대한 예시적인 전체 필드(full field) 패터닝 디바이스 투과율 측정들의 다양한 플롯 (plot)들을 나타내는 도면;

도 12a 내지 도 12d는 상이한 패터닝 디바이스 타입들을 위해 65nm 피치내에 배치된 65nm 라인들의 패턴에 대한 0차 및 1차 회절 차수(diffraction order)들(포지티브(positive) 및 네거티브(negative))의 시뮬레이션된 진폭을 나타내는 도면;

도 13은 패터닝 디바이스의 투과율 및 위상의 함수로서, 0번째 차수 투과(zero^th order transmission)의 시뮬레이션된 이미지 세기를 나타내는 도면;

도 14a 및 도 14b는 각각, 65nm의 밀집 라인들 어크로스-슬릿(across-slit)(도 14a) 및 어크로스-필드 포인트 투 포인트(across-field point to point)(도 14b)에 대한 예시적인 SERUM-SEM 레티클 CD 상관관계를 보여주는 도면;

도 15는 본 발명의 일 실시예에 따른, 조명 균일성에 대해 보정된 또한 패터닝 디바이스 오차 보정에 대해 정규화(normalize)된, 투과 핑거프린트(transmission fingerprint)의 일 예시를 보여주는 도면;

도 16a는 레티클 SEM과 SERUM 모두에 기초한 REC 이전의 또는 이후의 65nm 밀집 라인들에 대한 CDU 어크로스 슬릿의 일 예시를 보여주는 도면; 및

도 16b는 REC 및 레티클 CD 메트롤로지 개선들 이후의 어크로스-필드 CD 버짓을 나타내는 도면이다.

본 출원서는, 본 명세서에서 전문이 인용참조되고 있는, 2005년 2월 25일에 출원된 미국 가 특허 출원 제 60/455,907호에 대한 이익 및/또는 우선권을 주장한다.

본 발명은, 리소그래피 장치 및 리소그래피 장치에 의해 이미징되는 피처의 임계 치수를 예측하는 방법에 관한 것이다.

리소그래피 장치는 기판의 타겟부상에 원하는 패턴을 적용시키는 기계이다. 리소그래피 장치는, 예를 들어 집적 회로(IC)의 제조시에 사용될 수 있다. 그 상황에서, 대안적으로 마스크 또는 레티클이라 칭하는 패터닝 디바이스가 IC의 개별층상에 형성될 회로 패턴을 생성하기 위해 사용될 수 있으며, 이 패턴은 방사선-감응재(레지스트)층을 갖는 기판(예컨대, 실리콘 웨이퍼)상의 (예를 들어, 1개 또는 수개의 다이의 부분을 포함하는) 타겟부상으로 이미징(imaging)될 수 있다. 일반적으로, 단일 기판은 연속하여 노광되는 인접한 타겟부들의 네트워크를 포함할 것이다. 공지된 리소그래피 장치는, 한번에 타겟부상으로 전체 패턴을 노광함으로써 각각의 타겟부가 조사(irradiate)되는, 소위 스테퍼, 및 투영 빔을 통해 주어진 방향("스캐닝"- 방향)으로 패턴을 스캐닝하는 한편, 이 방향과 평행한 방향(같은 방향으로 평행한 방향) 또는 역-평행 방향(반대 방향으로 평행한 방향)으로 기판을 동기적으로 스캐닝함으로써 각각의 타겟부가 조사되는, 소위 스캐너를 포함한다.

리소그래피 분야에서, 새로운 장치 및 방법의 개발은, 라인들 및 콘택 홀(contact hole)들 또는 비아(via)들과 같이, 기판상에 패터닝되는 이미징된 피처들의 분해능(resolution)의 개선을 유도하여, 가능하게는, 50nm 미만의 분해능을 유 도하였다. 이는, 예를 들어, 비교적 높은(0.75 NA 보다 더 큰) 개구수(NA) 투영 시스템들, 193nm이하의 파장, 및 많은(plethora) 기술들, 예컨대 위상 시프트-마스크들, 비-종래적인(non-conventional) 조명 및 진보된 포토레지스트 공정들을 이용하여 달성될 수 있다.

하지만, 특히, 콘택 홀들과 같은 소정의 작은 피처들은 제작이 힘들다. 서브-파장 분해능에서의 제조 프로세스들의 성공은, 낮은 변조 이미지(low modulation image)들을 프린트할 수 있는 능력, 또는 이미지 변조를 허용가능한 리소그래피 수율(lithographic yield)을 제공하는 레벨까지 증가시킬 수 있는 능력에 달려 있을 것이다.

통상적으로, 본 산업은 프로세스의 임계 치수(CD) 및 초점심도(depth of focus)(DOF) 능력을 평가하기 위해 레일리 기준(Rayleigh criterion)을 사용하였다. CD 및 DOF 기준(measures)은 다음과 같은 수학식으로 주어질 수 있다:

CD = k₁(λ/NA),

DOF = k₂(λ/NA²),

여기서, λ는 조명 방사선의 파장이고, k₁ 및 k₂는 특정 리소그래피 공정에 대한 상수이며, NA는 개구수이다.

분해능 한계에서의 리소그래피와 연관된 여러 가지 어려움들에 대한 식견 (insight)을 제공하는 또 다른 기준은, 노광 관용도(Exposure Latitude: EL), DIB(Dense:Isolated Bias), 및 MEEF(Mask Error Enhancement Factor)를 포함한다. 노광 관용도는, 프린트된 패턴의 임계 치수(CD)가 허용가능한 한계내에 존재하는 퍼센트 도즈 범위(percentage dose range)를 나타낸다. 예를 들어, 노광 관용도는, 프린트된 선폭(line width)의 10%의 변화를 유도하는 노광 도즈의 변화로서 정의될 수 있다. 이는, DOF와 함께, 프로세스 윈도우(process window), 즉 규정된 스펙(prescribed specification)내의 최종 레지스트 프로파일(resist profile)을 유지하는 노광 및 포커스의 영역들을 결정하기 위해 사용된다. DIS(또한, 아이소덴스(isodense)라고도 알려짐)는 패턴 밀도에 따라, 유사한 피처들간의 크기 차이에 관한 기준이다. MEEF는, 패터닝 디바이스 CD 오차들이 어떻게 기판 CD 오차들에 전달(transmit)되는지를 나타낸다. 고려될 수 있는 여타의 이미지 팩터들은 피치(pitch)를 포함한다. 피치는, 예를 들어, 콘택 홀들과 같은 2개의 피처들 사이의 거리이다. 코히런트 조명(coherent illumination)의 개략화된 근사(simplified approximation)에서, 리소그래피 시스템의 분해능은, 개구수(NA) 및 파장의 함수로서 분석가능한(resolvable) 격자(grating)의 최소 하프-피치에 관해 유도(quote)될 수 있다.

그 중에서도, 노광 및 포커스의 변동으로 인해, 리소그래피 공정들에 의해 현상(develop)된 패턴들은, 상기 패턴들의 치수가 허용가능한 범위내에 있는 지를 결정하거나, CD-균일성(CDU)을 적절히 하기(qualify) 위해서, 계속 모니터링되거나 측정된다. 그 치수(메트롤로지(metrology))의 측정 및 패턴 피처들의 모니터링은, 통상적으로, 주사 전자 현미경(SEM) 또는 광학 툴(optical tool)을 이용하여 수행된다. 종래의 SEM 메트롤로지는 매우 높은 분해능(resolving power)을 가지며, 약 0.1 미크론 정도의 피처들을 분해할 수 있다. 하지만, SEM 메트롤로지는, 구현하는데 비용이 많이 들고, 작동이 비교적 느리며, 자동화가 힘들다.

CD의 측정들은 디바이스의 감소된 치수(shrinking dimension)로 인해 더욱 도전받고 있다. 디바이스들의 치수가 보다 작아질 수록, 디바이스의 CD에 있어서의 오차들의 마진(margin)도 작아짐에 따라, 보다 촘촘한(tight) 프로세스 윈도우를 필요로 하게 된다. 그 결과, 사용자가 CD 메트롤로지를 디바이스 제작의 차세대까지 연장할 수 있는 방법에 대한 요구가 존재한다.

본 발명의 일 실시형태에 따르면, 리소그래피 장치가 제공된다. 상기 리소그래피 장치는, 방사선의 빔을 컨디셔닝(condition)하도록 구성된 일루미네이터, 및 패터닝 디바이스를 유지하도록 구성된 지지체를 포함한다. 상기 패터닝 디바이스는 원하는 패턴에 따라 방사선의 상기 빔을 패터닝하도록 구성된다. 또한, 리소그래피 장치는, 기판을 유지하도록 구성된 기판 테이블, 및 상기 기판상에 패터닝된 이미지를 형성하기 위해, 상기 기판의 타겟부상으로 방사선의 패터닝된 빔을 투영하도록 구성된 투영 시스템을 포함한다. 리소그래피 장치는, 방사선의 상기 빔의 일부분을 인터셉트(intercept)하고, 상기 패터닝 디바이스의 전체 또는 일부분을 통해 방사선의 상기 빔의 투과율(transmission)을 측정하도록 구성되고 배치된 센서를 더 포함한다.

본 발명의 또 다른 실시형태에 따르면, 모델을 이용하여, 리소그래피 장치에 의해 이미징되는 피처의 임계 치수를 예측하는 방법이 제공된다. 상기 방법은, 퓨필 측정, 투영 시스템 수차(projection system aberration), 방사선 도즈 프로파일, 포커스 프로파일, 또는 그 여하한의 조합을 포함하는 데이터 파라미터를 모델에 입력하는 단계, 임계 치수 메트롤로지에 관련된 패터닝 디바이스 정보 데이터를 입력하는 단계, 및 임계 치수 메트롤로지에 관련된 프로세스 정보 데이터를 입력하는 단계를 포함한다. 상기 방법은, 보쑹 커브(Bossung curve)들, 패터닝 디바이스 오차 팩터들 또는 둘 모두의, 복수의 시뮬레이션된 및/또는 측정된 데이터를 이용함으로써 그 입력 데이터를 기판 임계 치수 균일성 데이터로 변환하는 단계를 더 포함한다.

본 발명의 또 다른 실시형태에 따르면, 모델을 이용하여, 리소그래피 장치에 의해 이미징되는 피처의 임계 치수를 예측하는 방법이 제공된다. 상기 방법은, 퓨필 측정, 투영 시스템 수차, 방사선 도즈 프로파일, 포커스 프로파일, 또는 그 여하한의 조합을 포함하는 데이터 파라미터를 모델에 입력하는 단계, 및 임계 치수에 관련된 패터닝 디바이스 정보 데이터를 얻기 위해 스폿 센서 인에이블된 패터닝 디바이스 측정(spot sensor enabled patterning device measurement)을 수행하는 단계를 포함한다. 상기 방법은, 상기 모델에 상기 패터닝 디바이스 정보 데이터를 입력하는 단계, 및 상기 모델에 임계 치수 메트롤로지에 관련된 프로세스 정보 데이터를 입력하는 단계를 더 포함한다. 또한, 상기 방법은, 보쑹 커브들, 패터닝 디바이스 오차 팩터들 또는 둘 모두의, 복수의 시뮬레이션된 및/또는 측정된 데이터를 이용함으로써 그 입력 데이터를 기판 임계 치수 균일성 데이터로 변환하는 단계를 포함한다.

본 명세서에서는, IC의 제조에 있어서 리소그래피 장치의 특정 사용예에 대하여 언급되지만, 본 명세서에서 서술된 리소그래피 장치는 집적 광학 시스템, 자기 도메인 메모리용 유도 및 검출패턴, 액정 디스플레이(LCD), 박막 자기 헤드의 제조와 같이 여타의 응용예들을 가질 수도 있음을 이해하여야 한다. 당업자라면, 이러한 대안적인 적용예와 관련하여, 본 명세서에서 사용된 "웨이퍼" 또는 "다이"와 같은 어떠한 용어의 사용도 각각 "기판" 또는 "타겟부"와 같은 좀 더 일반적인 용어와 동의어로 간주될 수도 있음을 이해할 수 있을 것이다. 본 명세서에서 언급되는 기판은, 노광 전후에, 예를 들어 트랙(전형적으로, 기판에 레지스트 층을 도포하고 노광된 레지스트를 현상하는 툴), 또는 메트롤로지 또는 검사 툴에서 처리될 수 있다. 적용가능하다면, 이러한 기판 처리 툴과 여타의 기판 처리 툴에 본 명세서의 기재내용이 적용될 수 있다. 또한, 예를 들어 다층 IC를 생성하기 위하여 기판이 한번 이상 처리될 수 있으므로, 본 명세서에 사용되는 기판이라는 용어는 이미 여러번 처리된 층들을 포함한 기판을 칭할 수도 있다.

본 명세서에서 사용되는 "방사선" 및 "빔"이란 용어는 (예를 들어, 파장이 365, 248, 193, 157 또는 126㎚인) 자외(UV)방사선 및 (예를 들어, 파장이 5 내지 20nm의 범위를 가지는) 극자외(EUV)방사선뿐 만 아니라, 이온 빔 또는 전자 빔과 같은 입자 빔도 포함하는 모든 형태의 전자기 방사선을 포괄한다.

본 명세서에서 사용되는 "패터닝 디바이스"라는 용어는, 기판의 타겟부에 패 턴을 생성하기 위해서, 빔의 단면에 패턴을 부여하는데 사용될 수 있는 여하한의 디바이스를 의미하는 것으로 폭넓게 해석되어야 한다. 상기 빔에 부여된 패턴은 기판의 타겟부내의 원하는 패턴과 정확히 일치하지 않을 수도 있다는 것을 유의한다. 일반적으로, 상기 빔에 부여된 패턴은 집적 회로와 같이 타겟부에 생성될 디바이스내의 특정 기능층에 해당할 것이다.

패터닝 디바이스는 투과형 또는 반사형일 수 있다. 패터닝 디바이스의 예로는 마스크, 프로그램가능한 거울 어레이 및 프로그램가능한 LCD 패널을 포함한다. 마스크는 리소그래피 분야에서 잘 알려져 있으며, 바이너리형, 교번 위상-시프트형 및 감쇠 위상-시프트형 마스크와 다양한 하이브리드(hybrid) 마스크 형식도 포함한다. 프로그램가능한 거울 어레이의 일례는 작은 거울들의 매트릭스 구성을 채택하며, 그 각각은 입사하는 방사선 빔을 상이한 방향으로 반사시키도록 개별적으로 기울어질 수 있다; 이러한 방식으로, 반사된 빔이 패터닝된다.

지지 구조체는 패터닝 디바이스의 방위, 리소그래피 장치의 디자인, 및 예를 들어 패터닝 디바이스가 진공 환경에서 유지되는지의 여부와 같은 여타의 조건들에 의존하는 방식으로 패터닝 디바이스를 유지한다. 지지체는 기계적 클램핑, 진공, 또는 여타의 클램핑 기술들을, 예컨대 진공 상태들 하의 정전기 클램핑을 이용할 수 있다. 지지 구조체는, 예를 들어, 필요에 따라 고정되거나 이동될 수 있으며, 패터닝 디바이스가 예를 들어 투영 시스템에 대해 원하는 위치에 있을 것을 보장할 수도 있는 프레임 또는 테이블일 수 있다. 본 명세서의 "레티클" 또는 "마스크"라는 어떠한 용어의 사용도 "패터닝 디바이스"와 같은 좀 더 일반적인 용어와 동의어 로도 간주될 수 있다.

본 명세서에서 사용되는 "투영 시스템"이라는 용어는, 사용되는 노광 방사선에 대하여, 또는 침지 유체의 사용 또는 진공의 사용과 같은 여타의 인자들에 대하여 적절하다면, 굴절 광학 시스템, 반사 광학 시스템, 및 카타디옵트릭 광학 시스템을 포함하는 다양한 타입의 투영 시스템을 내포하는 것으로서 폭넓게 해석되어야 한다. 본 명세서의 "투영 렌즈"라는 용어의 어떠한 사용도 "투영 시스템"과 같은 좀 더 일반적인 용어와 동의어로도 간주될 수 있다.

또한, 조명시스템은 방사선의 빔의 지향, 성형 또는 제어를 위해, 굴절, 반사 및 카타디옵트릭 광학 구성요소들을 포함하는 다양한 종류의 광학 구성요소들을 포괄할 수 있으며, 이후의 설명에서는 이러한 구성요소들을 집합적으로 또는 개별적으로 "렌즈"라고도 언급될 수 있다.

리소그래피 장치는 2개(듀얼 스테이지)이상의 기판 테이블들(및/또는 2이상의 지지 구조체들)을 갖는 형태로 구성될 수도 있다. 이러한 "다수 스테이지" 장치에서는 추가 테이블들이 병행하여 사용될 수 있거나, 1이상의 테이블이 노광에 사용되고 있는 동안 1이상의 다른 테이블에서는 준비작업 단계가 수행될 수 있다.

또한, 리소그래피 장치는, 투영 시스템의 최종 요소와 기판 사이의 공간을 채우기 위해 비교적 높은 굴절률을 가지는 액체(예를 들어, 물)에 기판이 침지되는 형태로 구성될 수 있다. 또한, 침지 액체는 리소그래피 장치내의 다른 공간들, 예컨대 패터닝 디바이스와 투영 시스템의 제 1 요소 사이에도 적용될 수 있다. 침지 기술(immersion technique)은 투영 시스템의 개구수를 증가시키는 기술로 당업계에 잘 알려져 있다.

본 명세서에 서술된 방법들은, 소프트웨어, 하드웨어 또는 조합으로서 구현될 수 있다. 일 실시예에서는, 컴퓨터 시스템상에서 수행되는 경우에, 컴퓨터 시스템에게, 본 명세서에 서술된 방법들 중 어느 하나 또는 모두를 수행하도록 명령하는 프로그램 코드를 포함하는 컴퓨터 프로그램이 제공된다.

도 1은 본 발명의 특정한 실시예에 따른 리소그래피 장치를 개략적으로 도시한다. 상기 장치는:

- 방사선의 빔(PB)(예를 들어, UV 방사선)을 컨디셔닝하도록 순응(adapt)된 조명 시스템(일루미네이터)(IL);

- 패터닝 디바이스(예를 들어, 마스크)(MA)를 유지하도록 구성되고, 아이템(PL)에 따라 패터닝 디바이스를 정확히 위치시키도록 구성된 제 1 위치설정 디바이스(PM)에 연결된 지지 구조체(예를 들어, 마스크 테이블)(MT);

- 기판(예를 들어, 레지스트-코팅된 웨이퍼)(W)을 유지하도록 구성되고, 아이템(PL)에 따라 기판을 정확히 위치시키도록 구성된 제 2 위치설정 디바이스(PW)에 연결된 기판 테이블(예를 들어, 웨이퍼 테이블)(WT); 및

- 기판(W)의 타겟부(C)(1이상의 다이를 포함)상에 패터닝 디바이스(MA)에 의하여 상기 빔(PB)에 부여된 패턴을 투영하도록 순응된 투영 시스템(예를 들어, 굴절 투영 렌즈)(PL)을 포함하여 이루어진다.

또한, 리소그래피 장치는, 패터닝 디바이스의 투과율을 측정하도록 구성된 스폿 센서(SS) 또는 온 보드 노광 시스템 메트롤로지 센서(on board exposure system metrology sensor)를 포함한다.

본 명세서에 도시된 바와 같이, 상기 장치는 (예를 들어, 투과 마스크를 채택하는) 투과형으로 구성된다. 대안적으로, 상기 장치는 (예를 들어, 상기 언급된 바와 같은 타입의 프로그램가능한 거울 어레이를 채택하는) 반사형으로 구성될 수도 있다.

일루미네이터(IL)는 방사선 소스(S0)로부터 방사선의 빔을 수용한다. 예를 들어, 상기 소스가 엑시머 레이저인 경우, 상기 소스 및 리소그래피 장치는 별도의 개체일 수 있다. 이러한 경우, 상기 소스는 리소그래피 장치의 일부분을 형성하는 것으로 간주되지 않으며, 상기 방사선 빔은, 예를 들어 적절한 지향 거울 및/또는 빔 익스팬더를 포함하는 빔 전달 시스템(BD)의 도움으로, 소스(SO)로부터 일루미네이터(IL)로 통과된다. 다른 경우, 예를 들어 상기 소스가 수은 램프인 경우, 상기 소스는 리소그래피 장치의 통합부일 수 있다. 상기 소스(SO) 및 일루미네이터(IL)는, 필요에 따라, 빔 전달 시스템(BD)과 함께, 방사선 시스템이라고도 칭해질 수 있다.

일루미네이터(IL)는 빔의 각도 세기 분포를 조정하는 조정 디바이스(AM)를 포함할 수도 있다. 일반적으로, 일루미네이터의 퓨필 평면내의 세기 분포의 적어도 외반경 및/또는 내반경 크기(통상적으로, 각각 외측-σ 및 내측-σ라 함)가 조정될 수 있다. 또한, 일루미네이터(IL)는 인티그레이터(IN) 및 콘덴서(CO)와 같이 다양한 다른 구성요소들을 포함할 수도 있다. 일루미네이터는 그 단면에 원하는 균일성 과 세기 분포를 가지기 위해, 투영 빔이라고도 언급되는, 방사선의 컨디셔닝된 빔을 제공한다.

상기 투영 빔(PB)은, 지지 구조체상에 유지되어 있는 패터닝 디바이스상에 입사된다. 패터닝 디바이스(MA)를 가로질렀으면, 투영 빔(PB)은 투영 시스템(PL)을 통과하여 기판(W)의 타겟부(C)상에 상기 빔을 포커스한다. 제 2 위치설정 디바이스(PW) 및 위치 센서(IF)(예컨대, 간섭계 디바이스)의 도움으로, 기판 테이블(WT)은, 예를 들어 투영 빔(PB)의 경로내에 상이한 타겟부(C)들을 위치시키도록 정확하게 이동될 수 있다. 이와 유사하게, 제 1 위치설정 디바이스(PM) 및 또 다른 위치센서(도 1에 명확히 도시되지 않음)는, 예를 들어 마스크 라이브러리(mask library)로부터의 기계적인 회수 후에, 또는 스캔하는 동안, 상기 빔(PB)의 경로에 대해 패터닝 디바이스(MA)를 정확히 위치시키는데 사용될 수 있다. 일반적으로, 지지 구조체(MT)의 이동은, 장-행정 모듈(long-stroke module)(개략 위치설정) 및 단-행정 모듈(short-stroke module)(미세 위치설정)의 도움을 받아 실현될 것이며, 이는 위치설정 디바이스들(PM, PW) 중 하나 또는 둘 모두의 일부분을 형성한다. 하지만, (스캐너와는 대조적으로) 스테퍼의 경우, 지지 구조체(MT)는 단지 단-행정 액추에이터에만 연결되거나 고정될 수도 있다. 패터닝 디바이스(MA) 및 기판(W)은 패터닝 디바이스 정렬 마크들(M1, M2) 및 기판 정렬 마크들(P1, P2)을 이용하여 정렬될 수 있다. 서술된 장치는 다음과 같은 바람직한 모드들에서 사용될 수 있다:

1. 스텝 모드에서, 지지 구조체(MT) 및 기판 테이블(WT)은 기본적으로 정지상태로 유지되는 한편, 투영 빔에 부여되는 전체 패턴은 한번에 타겟부(C)상에 투 영된다(즉, 단일 정적 노광(single static exposure)). 그런 후, 기판 테이블(WT)은 다른 타겟부(C)가 노광될 수 있도록 X 및/또는 Y 방향으로 시프트된다. 스텝 모드에서, 노광 필드의 최대 크기는 단일 정적 노광시에 이미징되는 타겟부(C)의 크기를 제한한다.

2. 스캔 모드에서, 지지 구조체(MT) 및 기판 테이블(WT)은, 투영 빔에 부여된 패턴이 타겟부(C)상에 투영되는 동안에 동기적으로 스캐닝된다(즉, 단일 동적 노광(single dynamic exposure)). 지지 구조체(MT)에 대한 기판 테이블(WT)의 속도 및 방향은 확대(축소) 및 투영 시스템(PL)의 이미지 반전 특성에 의하여 결정된다. 스캔 모드에서, 노광 필드의 최대 크기는 단일 동적 노광시 타겟부의 (스캐닝되지 않는 방향으로의) 폭을 제한하는 반면, 스캐닝 동작의 길이는 타겟부의 (스캐닝 방향으로의) 높이를 결정한다.

3. 또 다른 모드에서, 지지 구조체(MT)는 프로그램가능한 패터닝 디바이스를 유지하여 기본적으로 정지된 상태로 유지되며, 투영 빔에 부여된 패턴이 타겟부(C)상에 투영되는 동안, 기판 테이블(WT)이 이동되거나 스캐닝된다. 이 모드에서는, 일반적으로 펄스화된 방사선 소스(pulsed radiation source)가 채용되며, 프로그램가능한 패터닝 디바이스는 기판 테이블(WT)이 각각 이동한 후, 또는 스캔중에 계속되는 방사선 펄스 사이사이에 필요에 따라 업데이트된다. 이 작동 모드는 상기 언급된 바와 같은 타입의 프로그램가능한 거울 어레이와 같은 프로그램가능한 패터닝 디바이스를 이용하는 마스크없는 리소그래피(maskless lithography)에 용이하게 적용될 수 있다.

또한, 상술된 모드들의 조합 및/또는 변형, 또는 완전히 다른 상이한 사용 모드들이 채용될 수 있다.

표준 CDU 시스템 적격화 테스트(standard CDU system qualification test)는 "Full Substrate CDU" 노광 레이아웃을 사용한다. CD 측정들이 취해지고 모델링후에 "어크로스-필드(Across-Field)" 및 "어크로스-기판(Across-Substrate)" CDU 값들이 얻어진다. 예를 들어, 라인들의 패턴의 경우에, CD 측정들이 취해지고, 어크로스-필드 폭 변화 및 어크로스-기판 라인 폭 변화 구성요소들이 계산된다. 노광 시스템, 패터닝 디바이스 및 프로세스로부터의 CD분포들을 분리시키기 위하여, 패터닝 디바이스(레티클) 오차 보정(REC) 및 프로세스 오차 보정(PEC)이 결정된다. CDU 시스템 적격화 테스트의 최종 결과들은 REC 및 PEC가 결정된 후에 얻어진다.

본 발명인들은 CD 버지팅(budgeting) 및 예측을 가능하게 하는 CDU 모델을 개발하였다. 도 2a는 본 발명의 일 실시예에 따른, 모델을 사용하는 리소그래피 장치에 의하여 이미징되는 피처의 임계치수를 예측하는 방법의 플로우차트를 나타낸다. 모델의 입력은 측정된 퓨필, 렌즈 수차 및/또는 도즈와 포커스 프로파일 및 분포와 같은 노광 시스템의 하위-구성요소 데이터를 기초로 한다(블록 201 참조). 또한, CD 메트롤로지와 관련된 정보는, 프로세스 및 패터닝 디바이스도 입력된다(블록 202 및 203 참조). 예를 들어, 패터닝 디바이스의 정보는 패터닝 디바이스에서의 패턴 피처의 기하학적 정보(예를 들어, 수직방향 및/또는 수평방향 라인 또는 구멍들)를 포함할 수도 있다. 다수의 시뮬레이팅 또는 측정된 보쓩(Bossung) 커브들 및 마스크(패터닝 디바이스) 오차 팩터(MEF)를 사용함으로써, 입력 값들은 전체 기판 CDU 데이터로 전환된다(블록 204 참조). 후속하는 분석은 실험적으로 얻어진 데이터 세트와 동일하다. 도 2b는, 본 발명의 일 실시예에 따른, 193nm의 방사선 파장 및 0.93의 개구수(NA)에 대하여 수행된 CDU 적격화 테스트에 대한 노광 레이아웃의 일 예시를 나타낸다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른, 80nm의 고립 라인들에 대하여 측정된 CD와 비교되는 시뮬레이션으로부터 생성된 CD를 나타낸다. 도 3은 80nm의 고립 라인들의 경우에 대해 슬릿을 가로질러 측정되고 예측된 CD의 양호한 상관관계를 나타낸다. 도 3에서, "Meas. H"는 수평방향 라인들에 대해 측정된 CD를, "Meas. V"는 수직방향 라인들에 대해 측정된 CD를, "Pred. H"는 상기 시뮬레이션에 의한 수평방향 라인들에 대하여 예측된 CD를, "Pred. V"는 상기 시뮬레이션에 의한 수직방향 라인들에 대해 예측된 CD를 지칭한다. 시뮬레이션된 CDU 값과 실험상의 CDU 값들간의 양호한 매치는 모델이 CDU 모델링 및 분석을 위한 강력한 툴이라는 것을 보여준다. 따라서, CD 버짓은 이 모델을 이용하여 조성될 수 있고 시스템 하위구성요소 요건들 및 이미징 향상들을 드라이빙(drive)하는데 사용될 수 있다.

상술된 CDU 예측 모델은 고립 라인들과 같은 저 MEF를 갖는 피처들에 대해 성공적이다. 하지만, 이 모델은 콘택트 홀 또는 밀집된 라인과 같은 고 MEF를 갖는 피처들에 대해서는 적절하지 않을 수도 있다. 상대적으로 높은 레벨의 패터닝 디바이스의 CD 잔여부(residual)로 인해, 패터닝 디바이스 구성요소는 기판 CD 버짓을 지배하기(dominate) 시작한다. 따라서, 패터닝 디바이스 및 노광 시스템 CD의 기여분들(contributions)을 분리시키기 위해 패터닝 디바이스의 CD 메트롤로지의 향상 이 필요할 수도 있다.

보다 높은 MEF를 가져오려는 2가지 경향이 존재한다: 첫번째 경향은 보다 작은 피치들에 대한 드라이브이다 - 동일한 k1에도 불구하고 MEF는 보다 작은 피치에 대해 증가한다. 두번째 경향은 보다 낮은 k1 이미징에 대한 드라이브이다 - 예를 들어, k1 = 0.35 내지 0.31에서, MEF는 대략 40% 증가한다.

MEF 롤을 예시하기 위하여, 도 4는 (낮은 하프-피치 값과 연관될 수 있는) 낮은 k1, 및 환형 조명 및 6%의 감쇠 위상 시프트 마스크(PSM)를 사용하는 2개의 k1 값들(0.31 및 0.35)에 대한 보다 작은 피처 크기 갖는 MEF를 증가시키는 경향의 일 예시를 나타낸다. 예를 들어, 6.5nm의 3σ의 패터닝 디바이스 CD 제어 및 5의 MEF에 의하면, 생성된 웨이퍼 CD의 균일성은 DRAM에 대한 반도체용 국제 기술 로드맵(International Technology Roadmap for Semiconductors:ITRS) 요건보다 높은, 8.1nm와 동일한 3σ이다.

도 5는 CD 버짓에 대한 상이한 기여분들의 분포를 나타낸다. 도 5는 패터닝 디바이스(레티클) 구성요소가 (REC를 수행한 후에도) 65nm 밀집 라인들에 대한 어크로스-필드 버짓을 지배한다는 것을 나타낸다. 비-노광(non-exposure) 시스템 기여자(contributor)로부터 나온 REC 및 PEC를 수행한 후에 얻어진 CDU의 30%만이 생성되는 것이 바람직하다. 하지만, 도 5에 나타낸 바와 같이, 이는 65nm의 밀집된 라인들을 갖는 본 테스트에 대한 경우가 아니라는 것은 분명하다.

라인들에 대한 CDU 시스템 적격화 테스트를 수행하기 위하여, 일 실시예에서는, 0.94/0.74의 σ 및 6% 감쇠 PSM을 갖는 환형 조명을 사용하는 0.93 NA 스텝-앤 드-스캔 노광 시스템(step-and-scan exposure system)으로 프린팅되는 실험이 수행된다. 기판상에 증착되는 레지스트 층은 AZ Electronic Materials로부터의 38nm 두께의 1C5D BARC^TM, Tokyo Ohka Kogyo, Japan으로부터의 150nm 두께의 TOK-6111^TM 포토레지스트 및 AZ Electronic Materials로부터의 52nm 두께의 AQUATAR^TM의 스택을 포함한다. 기판상의 CD 측정은 Nanometrics사로부터의 NANOMETRICS에 의해 수행된다.

본 발명의 일 실시예에서, 0.93 NA의 스텝-앤드-스캔 노광 시스템에 의한, 라인들/공간들에 대한 CDU 시스템 적격화 테스트를 위해 스캐터로메트리가 선택되었다. 스캐터로메트리는 신속한 측정, 무 CD 차징(no CD charging)을 고려할 수 있으며 및 비-파괴적이다(non-destructive). 나아가, 스캐터로메트리 측정들은 40nm 아래의 CD 측정에까지 확장될 수 있다. CD-SEM을 사용하면, 패터닝 디바이스상의 패턴과 기판상의 패턴간의 직접적인 관계가 수립될 수도 있다. 스캐터로메트리의 경우에, 여러 라인들의 평균은 기판상에서 측정되고, 측정치들은 아래로 nm까지 패터닝 디바이스의 측정치들과 매칭된다.

스캐터로메트리에서, 광대역 광(601)의 빔(일 실시예에서 스폿 크기는 유효하게는 65㎛)은 기판(603)상으로 패터닝된 격자 구조체(602)로 지향된 다음, 격자로부터 스캐터링된 광(604)은 스펙트로미터(spectrometer)에 의해 수집된다(도 6a 참조). 반사율은 파장 및 편광자(605)의 방위 & TE 또는 TM의 함수로서 측정된다. (도 6a-c를 참조하라). 신호(TE 또는 TM)는 파장(도 6d)의 함수로서 플로팅되고 " 라이브러리(library)"에 의하여 라인 프로파일로 변형된다. 상기 라이브러리는 레지스트 특성들과 관련된 정보를 포함한다. 그 다음, 기하학적 파라미터들은 측정된 TE 플롯을 피팅하도록 조정된다(도 6d). CD 정보 이외에도, 스캐터링된 광으로부터의 스펙트럼들은 측벽 각도 및 구성 막들의 두께에 관한 정보를 포함한다.

본 발명의 일 실시예에서는, NANOMETRICS 8300TM을 사용하는 웨이퍼 CD 측정들에 대해 총 테스트 재생가능성(total test reproduceablivity:TTR)이 얻어졌다. 중간-CD 정의(mid-CD definition)에 대하여, 65nm의 밀집된 라인들에 대해 TTR은 1.0nm(3σ)이고, 65nm의 고립된 라인들(1:6)에 대해 TTR은 0.5nm(3σ)이며, 끝으로 40nm의 반-밀집(1:3) 라인들에 대해서는 TTR이 0.5nm(3σ)이다. 중간 CD 정의는, 보다 나은 TTR, 즉 CD-SEM과의 보다 나은 상관관계 및 프로세스 노이즈에 대한 보다 낮은 민감도로 인해 톱-CD 및 바텀-CD 정의에 걸쳐 선택되었다.

CDU 시스템 적격화를 제공하기 위하여, 스캐터로메트리 기판 CD 측정들은 65nm 라인들에 대한 종래의 CD-SEM 측정들과 상관된다. 상관 데이터는 CD 스캐터로메트리 측정과 통상적인 CD-SEM 측정들이 매칭되고 있다는 것을 나타낸다.

도 7a-7는 65nm 밀집 라인들에 대한 스캐터로메트리 중간-CD와 CD-SEM 측정들간의 상관관계를 나타낸다. 도 7a는 CD-SEM에 의해 얻어진 보쑹(Bossung) 커브(상이한 노광 에너지들(mJ/cm²)에 대한 포커스 대 CD)를 나타낸다. 도 7b는 스캐터로메트리에 의해 얻어진 보쑹 커브를 나타낸다. 도 7c는 최상의 포커스에서의 상관관계를 나타낸다.

도 7a-b에서 알 수 있듯이, 스캐터로메트리 중간-CD에 대해 훨씬 더 매끈한 보쑹 커브가 얻어진다. 또한, 도 7c는 1.0±0.1의 슬로프를 갖는 65nm 밀집 라인들에 대한 스캐터로메트리 중간-CD와 CD-SEM 측정들 사이에서 양호한 선형 상관관계가 얻어진다는 것을 보여준다.

현재 기술 수준의 스캐너의 CDU 시스템 적격화는 패터닝 디바이스에 걸친 CD의 변화들에 의해 제한된다. REC를 적용한 후에도, CDU에 대한 패터닝 디바이스의 기여는 높게 유지될 수 있다. 현재의 REC 절차는, 패터닝 디바이스상의 CD 오차가 어떻게 레지스트 CD 오차(즉, MEF:Mask Error Factor)로 바뀌는지를 결정하고, 측정된 레지스트 CD 분포로부터의 기여분을 추출하는, 패터닝 디바이스 CD의 LWM 또는 SEM 측정을 포함한다. LWM은 DUV(deep ultra-violet) 광학 현미경을 포함하는 LEICA Microsystems에 의해 개발된 기판의 자동 측정을 위한 메트롤로지 툴이다.

LWM에 의한 CD 측정은 4nm(4x)와 동일한 3σ의 재생가능성을 갖는다. 따라서, 예를 들어 MEF가 4라면, 기대되는 최소 기판 CDU는 "완전(perfect)" 노광 시스템에 대해 4nm의 3σ이다.

인가된 재료 패터닝 디바이스의 CD-SEM의 재생가능성은 1nm(4x)의 3σ로 훨씬 더 양호하다. 스캐터로메트리 격자 측정들의 경우를 위해 LWN 및 CD-SEM 둘 모두에 대하여, 격자내의 다수의 위치들이 측정되어야 한다. 65nm에 대한 CD-SEM 스캐터로메트리 격자 측정들에 있어, 인트라-격자 CDU는 전체 레티클 CDU의 대략 70%이고 임의의 효과에 의해 지배된다는 결과가 나타났다. 레티클 오차 보정(REC)에 대하여, 특정 위치 격자내의 9개의 레티클 CD 측정치들이 스캐터로미터 스폿 사이 즈에 따른 위치로 사용된다. 도 8a는 90nm 스캐터로메트리 격자 모듈내의 패터닝 CD의 균일성을 나타내고, 도 8b는 65nm 스캐터로메트리 격자 모듈내의 패터닝 CD의 균일성을 나타낸다.

스캐터로메트리 격자들의 패터닝 디바이스 CD 적격화의 일 요건은 패터닝 디바이스 (레티클) 측정치들에 대한 본 방법을 개시한다. 상기 방법은 소위 SERUM(Spot sensor Enabled Reticle Uniformity Measurements)이다. 이 방법은 온보드 노광 시스템 메트롤로지 센서(스폿 센서(SS))를 사용한다, 즉 리소그래피 장치에서, 레티클 CD로 전환되는 투과율을 측정하기 위한 것이다.

본 발명의 일 실시예에서, 어크로스 필드 패터닝 디바이스 투과율은 기판 스테이지에 배치되는 스폿 센서(SS)에 의하여 측정될 수 있다. 패터닝 디바이스에 걸친 확산된, (설계에 의한) 동일한 격자들의 투과율을 측정하는 경우, 투과율 값들은 패터닝 디바이스 CD 핑거프린트로 전환될 수 있다. 나아가, 이 핑거프린트는 레티클(패터닝 디바이스) 오차 보정(REC)를 위해 사용될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에서, 패터닝 디바이스 CD 측정들은 패터닝 디바이스에 장착되는 보호 펠리클 없이 수행될 수 있다. 대안적으로, 측정들은 보호 펠리클을 덧붙여(on) 수행될 수도 있다.

조명의 균일성(및 불-균일 패터닝 디바이스 블랭크 투과율)의 효과를 배제할 수 있도록 하기 위해, 패터닝 디바이스의 클리어 영역들을 통해 기준 균일성의 측정들이 취해졌다. SERUM 방법을 사용할 때의 장점들 중 하나는 레티클에 걸친 2개의 방위에 대한 91개 포인트들의 측정에 대략 2분도 안 걸린다는 점이다. 나아가, 스폿 센서의 재생가능성은 0.1%(3σ)로, 0.1nm(3σ, 4x)보다 적은 이론상의 패터닝 디바이스 CD 측정 재생성으로 바뀐다.

도 9a를 참조하면, 이 도면은 표준의 80㎛의 격자 모듈에서의 60㎛ 직경의 스캐터로미터 스폿을 나타낸다. 이하 도 9b를 참조하면, 스폿 센서의 직경은 스캐터로미터 스폿 및 표면 격자 모듈보다 큰 대략 120㎛이다. 일 실시예에서는, SERUM 기술을 수용하기 위하여, 패터닝 디바이스가 120㎛ 크기의 모듈(도 9c)을 포함하는 다양한 크기의 스캐터로메트리 격자 모듈로 만들어졌다.

일 실시예에서, 1차 이상의 회절 차수의 효과들을 배제시키기 위하여, 단지 0차 회절 차수들만이 기판 스테이지상의 스폿 센서에 도달할 수 있는 서브-분해능 NA/조명 모드에서 SERUM 측정들이 이행된다. 결과적으로, 동등한 라인/공간들에 대한 투과율은 0.25이며; 이는 기하학적 효과로 인해 밀집된 격자가 광의 절반을 차단하기 때문이다. 또한, 중간(moderate) 렌즈의 NA=0.60 및 248nm 파장과 조합되는 작은 격자 피치(160nm)는, 다시, 0차 회절 차수만 스폿 센서에 도달하도록 하며, 이는 다시 절반의 광이다. 패터닝 디바이스의 CD가 증가하는 경우에는, 투과율이 감소되며, 그 역의 관계도 성립된다. 이러한 개념을 사용하면, 패터닝 디바이스에 걸쳐 측정된 투과율 변화는 패터닝 디바이스 핑거프린트내로 전환될 수 있다. 도 10a-c는 바이너리 80nm L/S 패터닝 디바이스에 대한 패터닝 디바이스의 CD의 함수로서 이미지 세기(0차 투과율)을 나타낸다. 도 10a에서, 패턴의 라인/공간 크기는 280/360nm이고 투과율은 대략 31%이다. 도 10b에서, 패턴의 라인/공간 크기는 320/320nm이고 투과율은 대략 25%이다. 도 10c에서, 패턴의 라인/공간 크기는 360/280nm이고 투과율은 대략 19%이다.

본 발명의 일 실시예에서, 제1SERUM 측정들은 80nm의 L/S 바이너리 마스크(패터닝 디바이스)를 가지고 248nm의 파장 및 0.75인 노광 시스템의 개구수를 갖는 방사선 빔을 사용하여 수행되었다. 이 경우에, k1 값은 0.24와 같다. 이들 값들에 의하면, SERUM은 그것이 0차 광 투과율 측정들을 토대로 하기 때문에 가능하다. 이 실시예에서는 표준 크기의 격자가 사용되었다(도 9b 참조).

도 11a-11g는 수평방향과 수직방향의 밀집된 라인 격자, 고립된 라인 격자 및 블랭크 영역에 대한 전체 필드의 패터닝 디바이스 투과율 측정의 다양한 플롯들을 나타낸다. 상기 투과율 값들은 스폿 센서(SS)/에너지 센서(ES) 비로서 주어진다. 즉, 패터닝 디바이스 없는 투과율은 1을 부여한다. 최상부 행은 수평방향과 수직방향의 밀집된 격자들, 수평방향의 고립된 격자들 및 블랭크 영역에 대하여 측정된 전체 필드 레티클(패터닝 디바이스)의 투과율을 포함한다. 상기 값들은 SS/ES 비로서 주어진다. 저부 행은 블랭크 투과율과 정상화(normalization)로 나우어진 후에 전체 필드 투과율 핑거프린트를 포함한다. 도 11e-11g는 상대적인 투과율(Tcorr)을 나타낸다. 예를 들어, 수평방향의 밀집된 라인들에 대한 계산은 다음의 수학식으로 주어진다.

두가지 결과들은 이들 결과들이 다수의 이슈들에 의한 영향을 받기 때문에 보다 상세한 설명이 필요하다. 첫번재 이슈는 밀집된 격자들에 대해 측정된 투과율이 대략 0.50라는 것이다. 기하학적 효과로 인하여, 밀집된 격자는 광의 절반을 차단한다. 나아가, 0.60의 중간 렌즈 NA와 조합된 작은 격자 피치(160nm)는 0차 회절차수만이 스폿 센서에 도달되도록 한다(다시 광의 절반만 도달). 순수 결과는 유효 투과율이 0.25이고, 0.50으로 측정되지 않는다. 이러한 차이에 대한 이유가 도 9b에 나타나 있으며, 상기 도면은 격자 영역에 대해 스폿 센서로 커버링되는 영역을 도시하고 있다. 도 9b에 나타낸 바와 같이, 광의 많은 부분은 클리어 주변부(surrounding)를 통해 스폿 센서에 도달한다. 다루어질 필요가 있는 또 다른 포인트는 수평방향과 수직방향의 밀집된 라인들의 평균 투과율간의 차이이다. 이는 10㎛ 정도로 이루어질 수 있는 레티클 격자와 관련한 스폿 센서의 잘못된 위치설정(mis-positioning)으로 인한 것일 가능성이 크다. 결과적으로, 본 발명인들은 이들 실험상의 결함들로 인해 REC는 전혀 결함이 존재하지 않는 경우에는 덜 효과적이라는 판단을 내렸다. 하지만, 실험은 SERUM의 실행가능성을 한층 더 보여준다. 본 발명인들은 이러한 결함들을 고려하고 그에 따른 조정이 취해질 수 있다고 결정하였다. 예를 들어, 스폿 센서의 위치설정이 조정되거나, 또는 격자 영역 외측에 속하는 스폿 센서의 영역을 가려서(obscure), 스폿 센서에 도달할 수도 있는 추가적인 광을 제거할 수도 있다. 또한, 예를 들어, 격자 영역에 대한 스폿 센서의 위치를 미세-튜닝(fine-tuning)함으로써 격자와 관련한 스폿 센서의 잘못된 위치설정이 보정될 수 있다. 대안적으로는, 도 9c에 나타낸 바와 같이, 보다 큰 격자가 사용될 수 있다.

또 다른 실시예에서, SERUM 측정들은 위상 시프트 마스크와 조합하여 수행되었다. 위상 시프트 마스크에 대하여, SERUM 0차 투과율 측정은 마스크 CD만이 아니라 위상 및 마스크 투과율에 달려 있다.

도 12a-d를 참조하면, 이들 도면들은 (이후 "65nm L/S"라 칭해지는) 65nm 피치에 구성되는 65nm의 패턴, 및 193nm 방사선 파장 및 대략 0.93의 개구수에 대한 0차 및 1차 회절 차수들의 진폭(포지티브 및 네거티브)을 나타낸다. 바이너리 마스크(도 12a), 6% 감쇠 위상 시프트 마스크(도 12b), 20% 위상 시프트 마스크(도 12c) 및 교번 위상 시프트 마스크(도 12d)에 대한 결과들이 주어진다.

도 12a-d에서 알 수 있듯이, 위상 시프트 마스크에 대한 전체 마스크 투과율은 바이너리 마스크에 대한 것보다 크지만(1차 회절 차수), SERUM에 의해 측정되는 0차 투과율은, 더욱 많은 광이 1차 이상의 차수들로 시프팅되기 때문에 보다 작다. SERUM 측정들이 중간 NA로 수행되는 경우에, 1차 회절 차수는 투영렌즈에 의해 캡처링되지 않고 단지 0차 투과율만이 측정될 것이다. 100% 투과율을 갖는 감쇠 위상 시프트 마스크 및 180°위상을 갖는 교번 위상 시프트에 대하여, SERUM 0차 투과율 측정들은, 모든 광이 1차 이상의 차수들로 시프팅되기 때문에 0에 가까울 것으로 예측된다.

비-화학선(non-actinic) 파장에서의 위상 시프트 마스크의 SERUM 측정들이 가능하지만, 마스크 위치과 투과율 둘 모두는 파장에 종속적이다. 예를 들어, 72nm MoSi 옵저버를 갖는 193nm 전용(dedicated) 6% 감쇠 PSM은 248nm 파장에서 대략 27%의 투과율 및 대략 130° 위상을 갖는다. 위상 시프트 마스크의 위상은 화학선 및 비-화학선 파장 SERUM 측정들에 의해 결정될 수 있다. 후자만이 위상에 민감하다. MEF 모듈의 모델링된 민감도 또는 SERUM 측정들을 이용하면, 위상 정보를 생성하는 패터닝 디바이스(레티클) 구성요소가 취해질 수 있다. 또한, 본 발명의 일 실시예에서는, 감쇠 위상 시프트 마스크의 위상 측정들이 제 위치에서 수행될 수 있다.

도 13은 패터닝 디바이스의 위상 및 투과율의 함수로서 0차 투과율의 이미지 세기를 나타낸다.

도 13에서 알 수 있듯이, 이미지의 세기는 0% 마스크 투과율에서 바이너리 마스크에 대해 대략 0.25이다. 180°위상 시프트 마스크가 사용되는 경우, 보다 많은 광이 1차로 시프팅되기 때문에 이미지의 세기는 마스크 투과율을 저감시킨다. 대략 6%의 투과율 및 180°의 위상의 마스크를 갖는 6%의 감쇠 PSM에 대하여, 이미지의 세기는 대략 0.14이다. 248nm의 파장에서 193nm 전용 6% 감쇠 PSM의 SERUM 측정들에 대하여, 이미지의 세기는 대략 0.15가 될 것으로 예측된다.

표 1은 65nm L/S를 갖는 6% 감쇠 위상 시프트 마스크에 대한 SERUM 민감도 및 마스크상의 통상적인 범위를 나타낸다.

<표 1>

낮은 마스크 투과율 변화로 인하여, 이것은 무시될 수 있다. 하지만, 마스크상의 위상 변화는 비-화학선 파장 측정들의 경우에는 상당히 크다. 2.7°위상 범위 는 4.2nm 레티클 CD 변화와 동일한 0.6%의 이미지 세기를 가져온다.

일 실시예에서, SERUM 측정들은 0.75의 NA를 갖는 투영 시스템을 사용하여 248nm의 파장을 갖는 방사선으로 수행되었다. 이 실시예에서, 6% 감쇠 PSM(193nm)이 사용되고 65nm L/S 스캐터로메트리 격자들이 측정된다. 248nm에서의 투과율은 6% 대신 20%가 되고 248nm에서의 위상은 180°대신 140°가 되어, 레티클 CD 민감도에 큰 영향을 초래한다. 한편, 투과율 및 위상의 변화는 그들이 작고 낮은 민감도를 갖기 때문에 무시될 수 있다.

SEM 및 SERUM으로 얻어진 패터닝 디바이스 CD 측정들은 상관되어 있다. 양호한 상관관계는 80nm 바이너리 마스크/패터닝 디바이스에 대해 SEM 및 SERUM으로 얻어지는 패터닝 디바이스 CD 측정들 사이에서 얻어진다. 또한, 80㎛ 모듈에 대한 SEM(도 9a 참조) 및 80 및 120㎛ 모듈에 대한 SERUM(도 9b-c)으로 얻어진 패터닝 디바이스 CD 측정들이 65nm L/S 감쇠 위상 시프트 마스크에 대해 비교되었다. 도 14a-b는, 각각 65nm 밀집 라인 어크로스-슬릿(across-slit)(도 14a) 및 어크로스-필드 포인트-투-포인트(point-to-point)(도 14b)에 대한 SERUM-SEM 레티클 CD 상관관계를 나타낸다.

도 14a-b에서 알 수 있듯이, 65nm 수직방향 밀집 라인들에 대한 80㎛ 모듈 패터닝 디바이스 CD SEM 측정들과 SERUM 120㎛ 모듈 측정들 사이에는 양호한 상관관계가 존재한다. 상기 도면은 작은 오프셋 및 민감도의 보정후에 슬릿에 걸친 패터닝 디바이스 CD 핑거프린트의 뛰어난 상관관계(R²=0.97, DRAM=0.2nm)를 보여준다. 또한, 개별 어크로스-필드 포인트들에 대해 양호한 상관관계(R²=0.93, DRAM=0.4nm)가 얻어진다. 델타 RMS는 비교되는 상이한 모듈들 및 위상 오차로 인하여 약간의 시스템적인 차이들을 더 포함한다. REC는 SEM 기반 스캐터로메트리 격자 측정들을 사용하여 65nm 및 80nm CDU 시스템 적격화의 데이터 세트에 적용되었다.

SERUM이 잘 작동하는지의 여부를 테스트하기 위하여, 80nm 밀집 스캐터로메트리 격자들에 대한 패터닝 디바이스의 투과율이 측정되고, 0.85의 NA를 갖는 투영 시스템 및 193nm 방사선을 사용하는 패터닝 디바이스로 얻어진 CDU 측정 결과들을 보정하는데 사용된다.

표 2는 수직 및 수평 라인들에 대한 SERUM에 대한 REC의 적용 후에 얻어진 CDE 및 측정된 CDE를 나타낸다. SERUM에 의한 REC 후의 큰 CDU 개선은, 특히 수직 라인들에 대해서 보여질 수 있다. 하지만, 상술된 바와 같이, 현 실험은, 다수의 사항(issue)들, 예컨대, 격자 영역보다 더 큰 스폿 센서의 직경, 격자에 대한 스폿 센서의 오정렬을 겪었다. 상술된 바와 같이, 이들 사항들은 고려되고 보정될 수 있으며, 따라서 결과들이 개선될 수 있다.

CDU [nm 3σ]	H-밀집	V-밀집
측정	8.12	8.75
SERUM REC 이후	3.25	5.80

<표 2>

조명 균일성에 대해 보정되고 정규화된 투과 핑거프린트는, 15에 도시된 바와 같이 REC를 위해 사용된다. 도 15는 수평 밀집 격자(제 1 로우) 및 수직 밀집 격자(제 2 로우)에 대한 측정된 CD 핑거프린트 CDraw(제 2 칼럼) 및 밀집 라인들( 제 1 칼럼)에 대한 Tcorr(블랭크 측정에 의해 보정된 패터닝 디바이스 투과율, %)를 나타낸다. 마지막 칼럼내의 플롯들은 Tcorr와 CDraw간의 상관관계를 나타낸다. 이 피트(fit)의 나머지(residue)들은 제 3 칼럼, 즉 REC 적용 이후의 CD 핑거프린트내의 플롯들내에서 보여진다. 낮은 로우는, 수평 밀집 격자의 Tcorr로 수평 덴즈 격자의 측정된 CD 핑거프린트를 보정하는 경우의 나머지들과, 수평 밀집 격자(마지막 칼럼)의 투과율 측정들을 갖는 수직 밀집 라인들의 CD 핑거프린트간의 상관관계를 나타낸다. 놀랍게도, 이는 더욱 더 낮은 CDU 값을 유도한다. 이는 측정 불완정성(measurement imperfection)들 때문일 가능성이 가장 높다. 도 15에 대응하는 상관 결과들은 표 3에 요약되어 있다. 이러한 평가에서, 고립된 라인들의 보정은 수행되지 않았다.

<표 3>

슬로프 ∂ CD _wafer /∂I는 CD-data 없이 추정될 수 있다. 예를 들어, 이는 패터닝 디바이스 CD 변동으로 인해 기판 레벨에서의 세기 변화를 측정함으로써 행해질 수 있다(제 1 단계). 이는 에어리얼 이미지 시뮬레이터, 예컨대 Puptool을 이용하여 행해질 수 있다. 스폿 센서 직경(

= 120㎛)이 격자 크기(80x80㎛²)보다 더 크기 때문에, 도 8b 참조, 측정된 신호의 일부분만이 격자를 통한 투과에 기인한다. 스폿 센서의 영역 및 격자의 영역 및 기하학적 및 회절 효과들을 웨이퍼 레벨에서의 측정된 세기의 24.6%로 고려하는 것은, 격자 투과로 기인될 수 있다. 최종 2개의 단계들은 실험적인 MEF를 통해 패터닝 디바이스 CD를 웨이퍼 CD로 변환시키고 인계한다(taking one over).

<표 4>

이 슬로프 수는 표 2의 그것과 비교될 수 있다. 그 차이는, 측정들의 이전에 서술된 불완정성들로 인해 유도되었을 확률이 가장 높다. REC 이후의 65nm 및 80nm 밀집 라인들에 대한 어크로스-필드 CDU는 2개의 패터닝 디바이스 CD 데이터세트(CD-SEM으로 얻어진 것들과 SERUM으로 얻어진 것들)들을 이용하여 비교되었다.

일 실시예에서, SERUM 기반 REC는 6% 감쇠 위상 시프트 마스크, 약 0.93의 개구수 및 고리형 조명을 이용하여 65nm 밀집 라인들에 대한 CDU 데이터 세트에 적용되었다. 표 5는 SERUM 기반 REC 이전의 또한 이후의 65nm 밀집 라인들에 대한 어크로스 슬릿 CDU 결과들을 나타낸다. 표 5에서, CDU H는 수평 라인들의 CDU에 대응하고 CDU V는 수직 라인들의 CDU에 대응한다.

	REC 이전	REC 이후
CDU H	6.3	3.6
CDU V	5.1	1.9
CDU H & V	6.0	2.9
HV 바이어스	1.4	-0.5

<표 5>

표 5에 도시된 바와 같이, SERUM 기반 REC는 낮은 CDU 어크로스-슬릿 및 수평 - 수직 바이어스(HV 바이어스)를 유도한다.

도 16a는 레티클 SEM과 SERUM 둘 모두에 기초한 REC 이전의 또한 이후의 65nm 밀집 라인들에 대한 CDU 어크로스 슬릿을 도시한다. 도 16b는 REC 및 레티클 CD 메트롤로지 개선들 이후의 어크로스-필드 CD 버짓을 나타낸다. SEM 및 SERUM의 레티클 CD 슬릿 핑거프린트들의 양호한 상관관계로부터 예상되는 바와 같이, REC 이후의 웨이퍼 CD 슬릿 핑거프린트가 비교될 수 있다. 두 경우에서, 프로토타입 시스템(prototype system)에 대한 CDU 어크로스-슬릿은 5.1nm(3σ)에서 REC 이후에 1.9nm(3σ)로 감소된다. 도 16b는 REC 및 레티클 CD 메트롤로지 개선들 이후에 고리형 조명을 이용한 밀집 라인들에 대한 65nm 어크로스-필드 CD 버짓들을 나타낸다. 도 16b에서 알 수 있는 바와 같이, 레티클 잔여 성분은 더 이상 CDU 시스템 적격화 테스트에 관여하지 않는다.

본 명세서에 설명된 방법은, 스캐터로메트리를 이용하여 65nm 라인들/공간들에 대해 CDU 시스템 적합성을 제공한다. SERUM은 빠른 분석에 우수한 재현성(repeatability)을 제공하는 스캐터로메트리 레티클 CD 측정들에 대한 유망한 새로운 기술이다. CDU 예측 모델은 65nm CD 버짓 분석에 대해 성공적으로 채택되었다. SERUM 및 스캐터로메트리로 인한 개선된 측정 재현성으로, 비-노광 툴 CD 기여자들 은 65nm 밀집 라인들에 대한 전체 어크로스-필드 CD 버짓의 30% 미만으로 감소될 수 있을 것이다.

당업자라면, 다양한 수정과 변형을 용이하게 행할 수 있기 때문에, 본 명세서에 설명된 정확한 구성 및 작동으로 본 발명을 제한하는 것은 바람직하지 않다. 예를 들어, SERUM 측정들은 투영 시스템의 소정 조건들을 갖고 및/또는 소정의 패터닝 디바이스들을 갖는 소정의 방사선 파장들에서와 같은 소정 파라미터들로 수행되지만, SERUM 측정들은 이들 실시예들로 제한되는 것이 아니라, 여하한의 선택된 파라미터들을 이용하여 수행될 수 있다는 것을 이해하여야 한다.

더욱이, 리소그래피 분야에서 사용되는 관련 장치 및 프로세스들과 같이, 본 발명의 프로세스, 방법 및 장치는, 본질적으로 복잡한 경향이 있으며, 주어진 용도를 위한 최적의 설계에 도달하기 위해서, 작동 파라미터들의 적절한 값들을 경험적으로 결정함으로써, 또는 컴퓨터 시뮬레이션들을 수행함으로써, 흔히, 최적으로 실행된다. 따라서, 모든 적절한 수정들 및 등가물들은 본 발명의 정신 및 범위내에서 고려되어야 한다.

본 발명에 따르면, 리소그래피 장치 및 모델을 이용하여 리소그래피 장치에 의해 이미징되는 피처의 임계 치수를 예측하는 방법이 제공된다.

Claims

모델을 이용하여, 리소그래피 장치에 의해 이미징되는 피처의 임계 치수(critical dimension)를 예측하는 방법에 있어서,

퓨필 측정, 투영 시스템 수차(projection system aberration), 방사선 도즈 프로파일(radiation dose profile), 포커스 프로파일, 또는 그 여하한의 조합을 포함하는 데이터 파라미터를 상기 모델에 입력하는 단계;

임계 치수 메트롤로지에 관련된 패터닝 디바이스 정보 데이터를 입력하는 단계;

임계 치수 메트롤로지에 관련된 프로세스 정보 데이터를 입력하는 단계; 및

보쑹 커브(Bossung curve)들, 패터닝 디바이스 오차 팩터들 또는 둘 모두의, 복수의 시뮬레이션된 및/또는 측정된 데이터를 이용함으로써, 상기 입력 데이터를 기판 임계 치수 균일성 데이터로 변환하는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 임계 치수를 예측하는 방법.
제 1 항에 있어서,

상기 기판 임계 치수 균일성 데이터는 기판 측정된 임계 치수 데이터(substrate measured critical dimension data)와 양호한 상관관계(correlation)를 갖는 것을 특징으로 하는 임계 치수를 예측하는 방법.
제 2 항에 있어서,

상기 측정된 임계 치수 데이터는 스캐터로메트리(scatterometry)를 이용하여 얻어지는 것을 특징으로 하는 임계 치수를 예측하는 방법.
제 3 항에 있어서,

스캐터로메트리를 이용하여 얻어진 상기 측정된 임계 치수 데이터는, 전자 주사 현미경(scanning electron microscope)을 이용하여 얻어진 측정된 임계 치수 데이터와 상관(correlate)되는 것을 특징으로 하는 임계 치수를 예측하는 방법.
제 1 항에 있어서,

상기 패터닝 디바이스 정보 데이터를 입력하는 방법은, 상기 패터닝 디바이스내의 패턴의 피처들의 기하학적 정보(geometrical information)를 입력하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 임계 치수를 예측하는 방법.
제 5 항에 있어서,

상기 피처들은 수직 라인들, 수평 라인들, 또는 둘 모두를 포함하는 것을 특징으로 하는 임계 치수를 예측하는 방법.
제 5 항에 있어서,

상기 피처들은 홀(hole)들을 포함하는 것을 특징으로 하는 임계 치수를 예측 하는 방법.
제 1 항에 있어서,

상기 패터닝 디바이스 정보 데이터를 얻기 위해서, 전자 주사 현미경을 이용하여 측정을 수행하는 단계를 더 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 임계 치수를 예측하는 방법.
제 1 항에 있어서,

상기 패터닝 디바이스 정보 데이터를 얻기 위해서, DUV(deep ultraviolet) 현미경을 이용하여 측정을 수행하는 단계를 더 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 임계 치수를 예측하는 방법.
제 1 항에 있어서,

상기 패터닝 디바이스 정보 데이터를 얻기 위해서, 스폿 센서 인에이블된 패터닝 디바이스 측정(spot sensor enabled patterning device measurement)을 수행하는 단계를 더 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 임계 치수를 예측하는 방법.
제 10 항에 있어서,

상기 스폿 센서 인에이블된 패터닝 디바이스 측정을 수행하는 단계는, 상기 패터닝 디바이스를 통해 방사선의 투과율을 측정하기 위해서, 상기 리소그래피 장치내에 제공된 스폿 센서를 이용하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 임계 치수를 예측하는 방법.
제 10 항에 있어서,

상기 스폿 센서 인에이블된 패터닝 디바이스 측정을 수행하는 단계는, 상기 패터닝 디바이스의 클리어 영역(clear area)을 통해 기준 균일성 측정(reference uniformity measurement)을 수행하는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 임계 치수를 예측하는 방법.
제 10 항에 있어서,

상기 스폿 센서 인에이블된 패터닝 디바이스 측정을 수행하는 단계는, 상기 리소그래피 장치내의 방사선 빔을 이용하는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 임계 치수를 예측하는 방법.
제 10 항에 있어서,

상기 방사선 빔은 자외선 스펙트럼내의 파장을 갖는 것을 특징으로 하는 임계 치수를 예측하는 방법.
제 10 항에 있어서,

상기 스폿 센서 인에이블된 패터닝 디바이스 측정은, 상기 패터닝 디바이스내의 격자 영역에 대해 상기 스폿 센서의 위치를 고려하도록 조정되는 것을 특징으로 하는 임계 치수를 예측하는 방법.
제 10 항에 있어서,

상기 스폿 센서 인에이블된 패터닝 디바이스 측정은, 상기 패터닝 디바이스내의 격자 영역의 영역에 대해 상기 스폿 센서의 영역을 고려하도록 조정되는 것을 특징으로 하는 임계 치수를 예측하는 방법.
제 10 항에 있어서,

상기 패터닝 디바이스는 바이너리 마스크 또는 위상 시프트 마스크 중 하나인 것을 특징으로 하는 임계 치수를 예측하는 방법.
제 10 항에 있어서,

상기 스폿 센서 인에이블된 패터닝 디바이스 측정에, 패터닝 디바이스 오차 보정을 적용하는 단계를 더 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 임계 치수를 예측하는 방법.
제 10 항에 있어서,

상기 측정은, 보호 펠리클(protective pellicle)이 상기 패터닝 디바이스에 장착되는 경우에 수행되는 것을 특징으로 하는 임계 치수를 예측하는 방법.
제 10 항에 있어서,

상기 패터닝 디바이스는 위상 시프트 마스크이고, 상기 측정은 화학선(actinic) 및 비-화학선 파장들을 이용하여 수행되는 것을 특징으로 하는 임계 치수를 예측하는 방법.
제 20 항에 있어서,

상기 위상 시프트 마스크의 위상은 상기 측정으로부터 얻어지는 것을 특징으로 하는 임계 치수를 예측하는 방법.
리소그래피 장치에 있어서,

방사선의 빔을 컨디셔닝(condition)하도록 구성된 일루미네이터;

원하는 패턴에 따라 상기 빔을 패터닝하도록 구성된 패터닝 디바이스를 유지하도록 구성된 지지체;

기판을 유지하도록 구성된 기판 테이블;

상기 기판상에 패터닝된 이미지를 형성하기 위해, 상기 기판의 타겟부상으로 패터닝된 빔을 투영하도록 구성된 투영 시스템; 및

상기 빔의 일부분을 인터셉트(intercept)하고, 상기 패터닝 디바이스의 전체 또는 일부분을 통해 상기 빔의 투과율을 측정하도록 구성되고 배치된 센서를 포함 하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 리소그래피 장치.
제 22 항에 있어서,

상기 센서는 상기 기판 테이블의 부근에 배치된 스폿 센서인 것을 특징으로 하는 리소그래피 장치.
제 22 항에 있어서,

상기 센서는, 기준 균일성 측정을 수립하기 위해서, 상기 패터닝 디바이스의 클리어 영역을 통해 투과율을 측정하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 리소그래피 장치.
제 22 항에 있어서,

상기 센서의 투과율 측정값을 상기 패터닝 디바이스의 임계 치수 데이터로 변환하도록 구성된 계산기를 더 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 리소그래피 장치.
제 25 항에 있어서,

상기 계산기는, 보쑹 커브들, 패터닝 디바이스 오차 팩터들, 또는 둘 모두의, 복수의 시뮬레이션된 및/또는 측정된 데이터를 이용함으로써, 입력 데이터를 기판 임계 치수 균일성 데이터로 변환하도록 더 구성되는 것을 특징으로 하는 리소 그래피 장치.
제 26 항에 있어서,

상기 입력 데이터는, 퓨필 측정, 투영 시스템 수차, 방사선 도즈 프로파일, 포커스 프로파일, 임계 치수 메트롤로지에 관련된 프로세스 정보 데이터, 또는 그 여하한의 조합을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 리소그래피 장치.
제 22 항에 있어서,

상기 센서는, 보호 펠리클이 상기 패터닝 디바이스에 장착되는 경우에 상기 빔의 투과율을 측정하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 리소그래피 장치.
제 22 항에 있어서,

상기 패터닝 디바이스는 위상 시프트 마스크이고, 상기 센서는 화학선 및 비-화학선 파장들을 갖는 상기 빔의 투과율을 측정하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 리소그래피 장치.
모델을 이용하여, 리소그래피 장치에 의해 이미징되는 피처의 임계 치수(critical dimension)를 예측하는 방법에 있어서,

퓨필 측정, 투영 시스템 수차, 방사선 도즈 프로파일, 포커스 프로파일, 또는 그 여하한의 조합을 포함하는 데이터 파라미터를 상기 모델에 입력하는 단계;

임계 치수에 관련된 패터닝 디바이스 정보 데이터를 얻기 위해서, 스폿 센서 인에이블된 패터닝 디바이스 측정을 수행하는 단계;

상기 모델에 상기 패터닝 디바이스 정보 데이터를 입력하는 단계;

상기 모델에 임계 치수 메트롤로지에 관련된 프로세스 정보 데이터를 입력하는 단계; 및

보쑹 커브들 및 패터닝 디바이스 오차 팩터들 중 1이상의, 복수의 시뮬레이션된 및/또는 측정된 데이터를 이용함으로써, 상기 입력 데이터를 기판 임계 치수 균일성 데이터로 변환하는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 임계 치수를 예측하는 방법.
제 30 항에 있어서,

상기 스폿 센서 인에이블된 패터닝 디바이스 측정을 수행하는 단계는, 상기 패터닝 디바이스를 통해 방사선의 투과율을 측정하기 위해서, 상기 리소그래피 장치내에 제공된 스폿 센서를 이용하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 임계 치수를 예측하는 방법.
제 31 항에 있어서,

상기 방사선은 자외선 스펙트럼내의 파장을 갖는 것을 특징으로 하는 임계 치수를 예측하는 방법.
제 30 항에 있어서,

상기 스폿 센서 인에이블된 패터닝 디바이스 측정은, 상기 패터닝 디바이스내의 격자 영역에 대해 상기 스폿 센서의 위치를 고려하도록 조정되는 것을 특징으로 하는 임계 치수를 예측하는 방법.
제 30 항에 있어서,

상기 스폿 센서 인에이블된 패터닝 디바이스 측정은, 상기 패터닝 디바이스내의 격자 영역의 일 영역에 대해 상기 스폿 센서의 일 영역을 고려하도록 조정되는 것을 특징으로 하는 임계 치수를 예측하는 방법.
제 30 항에 있어서,

상기 스폿 센서 인에이블된 패터닝 디바이스 측정에, 패터닝 디바이스 오차 보정을 적용하는 단계를 더 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 임계 치수를 예측하는 방법.