KR20110070798A - 리소그래피 장치에서의 동적 위치결정 에러의 특성을 측정하는 방법, 데이터 처리 장치, 및 컴퓨터 프로그램 제품 - Google Patents

리소그래피 장치에서의 동적 위치결정 에러의 특성을 측정하는 방법, 데이터 처리 장치, 및 컴퓨터 프로그램 제품 Download PDF

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Abstract

리소그래피 장치(도 1)는 기판(W)과 패터닝 디바이스(M)를 서로에 대해 이동시켜 패턴이 기판 상의 원하는 위치에 부여되도록 동작한다. 이동은 부여된 패턴에서 측정될 수 있는 대응하는 에러(CD, CDU)를 발생시키는 하나 이상의 축에 대한 동적 위치결정 에러(MSD)를 내재적으로 포함한다. 테스트 방법은 상이한 특정 주파수들 및 축들에서 비교적 큰 동적 위치결정 에러를 의도적으로 주입하면서 리소그래피 장치를 몇회 동작시킨다(504). 부여된 패턴에서의 에러(CD)에 있어 변화(CDU)는 주어진 축 또는 축들에 대한 관심 대상의 주파수 대역 전체에 걸쳐 주입된 에러의 상이한 주파수 및 진폭에 대해 측정된다. 상기 측정 및 주입된 주파수에 대한 정보를 사용한 계산(508, 510)은 각 주입된 에러 주파수와 상관관계가 있는 주파수 대역에서의 동적 위치결정 에러 변화의 분석을 가능하게 한다. 패터닝 동작의 파라미터 및 주입된 축과 측정된 축 사이의 관계에 기초하여, 상기 계산에는 상관 함수(CF)가 사용된다. CD 감도는 리소그래피 장치를 감소된 속도로 동작시키고 스캐닝 슬릿 필터 응답의 널 주파수에 의해 결정된 주파수에서 에러를 주입함으로써 측정된다.

Description

리소그래피 장치에서의 동적 위치결정 에러의 특성을 측정하는 방법, 데이터 처리 장치, 및 컴퓨터 프로그램 제품 {METHOD OF MEASURING PROPERTIES OF DYNAMIC POSITIONING ERRORS IN A LITHOGRAPHIC APPARATUS, DATA PROCESSING APPARATUS, AND COMPUTER PROGRAM PRODUCT}
본 발명은 리소그래피 장치에서의 동적 위치결정 에러의 특성(property)을 측정하는 방법, 데이터 처리 장치, 및 그러한 방법의 부분들을 구현하는 컴퓨터 프로그램 제품에 관한 것이다.
리소그래피 장치는 기판 상에, 통상적으로는 기판의 타겟 영역 상에 원하는 패턴을 부여하는 장치이다. 리소그래피 장치는 예컨대 집적회로(IC)의 제조시에 사용될 수 있다. 그 경우, 마스크 또는 레티클(reticle)로도 지칭되는 패터닝 디바이스가 집적회로(IC)의 각각의 층 상에 형성될 회로 패턴을 생성하기 위해 사용될 수 있다. 이 패턴은 기판(예컨대, 실리콘 웨이퍼) 상의 타겟 영역(예컨대, 하나의 다이(die)의 일부분, 하나의 다이, 또는 여러 개의 다이를 포함함) 상으로 전사(transfer)될 수 있다. 패턴의 전사는 통상적으로 기판 상에 제공된 방사선-감응재(레지스트)층 위로의 이미징(imaging)을 통해 수행된다. 일반적으로, 단일 기판은 연속하여 패터닝되는 인접한 타겟 영역들의 네트워크를 포함할 것이다. 공지된 리소그래피 장치는, 전체 패턴을 타겟 영역 상으로 한번에 노광함으로써 각각의 타겟 영역이 조사(照射)되는 소위 스테퍼(stepper), 및 방사 빔을 통해 주어진 방향("스캐닝"-방향)으로 패턴을 스캐닝하는 한편, 이 방향과 평행한 방향 또는 역-평행 방향으로 기판을 동시에 스캐닝함으로써 각각의 타겟 영역이 조사되는 소위 스캐너를 포함한다. 또한, 기판 상에 패턴을 임프린트(imprint)함으로써 패터닝 디바이스로부터 기판으로 패턴을 전사할 수도 있다.
노광 또는 기판 상에 패턴을 프린팅하는 동안에 불가피하게 발생하는 리소그래피 장치의 구성요소들 및 각종 서보 시스템에서의 에러는, 이상적인 패턴에 비해 적용된 패턴의 품질에 있어 에러를 발생시킨다. 이러한 품질 저하는 전형적으로 제품 패턴에서의 정렬(기판 평면에서의 위치) 및/또는 임계 치수(critical dimension, CD) 및 임계 치수 균일성(critical dimension uniformity, CDU)에 미친 에러의 영향을 통해 나타난다. 에러 소스는 비교적 정적인 것일 수 있고, 또는 에러 소스는 예컨대 원하는 경로에 대한 진동(vibration)이나 흔들림(wobble)과 같이 동적인 것일 수 있다. 모든 노드와 새로운 리소그래피 플랫폼의 사용으로 다른 에러 소스들이 줄어듦에 따라, 이들 동적 에러 진동의 상대적인 영향은 중요한 성능 제한 인자(performance-limiting factor)가 되고 있다. 또한, 장치의 처리량(throughput)을 증대시키려는 노력은 흔히 구성요소의 더 빠른 가속/감속 및 이동을 시사하고, 구성에 있어 더 가볍고 따라서 덜 강하다는 것을 시사한다. 이러한 조치들은 세심한 설계에 의해 완화되지 않으면 동적 에러들을 증대시키기 쉽다.
이러한 동적 오류들에 대해 '이동 표준 편차(moving standard deviation)' 또는 MSD라는 용어를 채택하였으나, 시스템 MSD를 측정하기 위한 우수한 방법은 존재하지 않는다. 이것은 사실인데, 그 이유는 장치 내의 모든 서브시스템의 MSD 기여분(contribution)들을 측정할 수 있다고 하더라도, 그러한 기여분들은 간단한 방법으로는 합하지 못하기 때문이다. 특히, 각종 MSD 기여분은 스스로 변화하는 것이고, 이러한 변화하는 기여분들은 간단한 방법으로 합하지 못한다. MSD의 가변성(variability)은 CD에 대해 가변적인 영향을 초래하고, 기판 전체, 및 기판의 하나의 필드 영역에 대해서도 CD 균일성 저하를 초래한다. 이론적으로는 시스템 전체의 MSD 가변성을 측정하기 위해 간단한 CDU 테스트를 생각할 수 있다. 그러나 실제로 CDU는 다른(비MSD) 기여분들에 의해 너무 방해를 받으므로 자연히 제한된 진단값(diagnostic value)인 것이다.
본 발명은 MD와 같은 동적 위치결정 에러, 및 특히 CD 균일성에 영향을 미치는 MSD의 가변성의 향상된 측정을 가능하게 하는 것을 목적으로 한다. MSD라는 용어는 단지 예로서 사용되며, 본 발명은 일반적으로 동적 위치결정 에러 및 동적 위치결정 에러에서의 변화(variation)를 측정하는 것에 관한 것이다.
본 발명은 제1 측면에서 패터닝 디바이스로부터의 패턴을 기판 상으로 전사하도록 구성된 리소그래피 장치에서의 동적 위치결정 에러의 특성을 측정하는 방법을 제공하며, 상기 리소그래피 장치는,
상기 패터닝 디바이스를 수용하고 패터닝 위치에 유지된 상기 기판의 영역(portion)에 상기 패턴을 부여하는 패터닝 서브시스템;
상기 패턴이 부여되는 동안에 상기 기판을 유지하는 기판 지지체; 및
상기 패턴이 상기 기판 상의 원하는 위치에 부여되도록 이동 순서에 따라 상기 기판 지지체, 상기 패터닝 서브시스템 및 상기 패터닝 디바이스를 서로에 대해 이동시키고, 상기 이동 순서는 상기 부여된 패턴에서 측정될 수 있는 대응하는 에러를 발생시키는 하나 이상의 축에 대한 동적 위치결정 에러를 내재적으로(inherently) 포함하는, 위치결정 시스템을 포함하고,
상기 방법은,
기지(旣知)의 주파수 특성을 가지는 동적 위치결정 에러를 주입하면서 상기 패터닝 서브시스템 및 상기 위치결정 시스템을 동작시키며, 상기 주입된 에러의 특징은 동작하는 동안의 상이한 시각들에서, 하나 이상의 특성이 상이하도록 제어되는, 단계;
동작의 상이한 시각 각각과 연관된 상기 패터닝 에러에서의 변화를 직접적으로 또는 간접적으로 측정하는 단계; 및
상기 측정된 패터닝 에러 변화 및 상기 연관된 주입된 에러의 기지의 특성으로부터, 상기 기지의 주입된 에러의 주파수 내용(content)과 상관관계가 있는 주파수 대역에서의 내재적인 동적 위치결정 에러의 하나 이상의 특성(property)을 계산하는 단계를 포함한다.
패터닝 프로세스에서, 예컨대 주사형 광학 리소그래피에서의 '이동 슬릿(moving slit)' 노광 프로세스에서의 주파수들의 상관에 대한 완전한 이해를 바탕으로, 발명자들은 기지의 주파수들에서 추가적인 에러의 주입에 의해, 어떤 특정한 주파수 대역에서의 내재적인 에러 변화의 성분을 효과적으로 조사(probe)할 수 있다는 것을 알았다. MSD 변화 내에서 이러한 주파수 특정 성분들에 대한 지식을 이용하면, 에러 소스에 대한 진단을 용이하게 할 수 있고, 전체 MSD 변화에 대한 더욱 정확한 합계를 계산할 수 있다. 본 명세서에 사용된 바와 같이 "패터닝 서브시스템"이라는 용어는 광학 리소그래피 프로세스에서의 투영 시스템을 포함하지만, 다른 유형의 프로세스, 예컨대 임프린트 리소그래피에 사용된 시스템들도 포함할 수 있다.
리소그래피 장치에서의 동적 위치결정 에러의 특성을 측정하는 방법은 실제 기판에 패턴을 부여하도록 리소그래피 장치를 동작시키고 그후 패터닝 성능을 측정함으로써 수행될 수 있다. 대안 또는 추가로, 상기 패터닝 에러는 패터닝 위치에 기판 대신에 센서들을 배치함으로써 간접적으로 측정될 수 있다.
본 설명을 위해, 주입된 에러의 특징은 주파수, 진폭 및 위상과 같은, 다양한 개개의 특징의 합으로서 이해되어야 한다. 본 발명의 실시예는 상이한 진폭으로 일정한 주파수의 에러 주입, 상이한 주파수 및/또는 위상으로 에러 주입, 상이한 동적 축을 가지는 에러 주입을 포함할 수 있다. 이들 변형예 및 기타 변형예에 대해서는 이하의 구체적인 설명 및 종속항들에서 더욱 완전하게 설명한다.
본 발명의 제2 측면에 따르면, 리소그래피 장치를 제어하기 위한 기계로 판독가능한 명령어의 하나 이상의 시퀀스를 포함하는 컴퓨터 프로그램 제품이 제공되며, 상기 명령어는 상기 패터닝 서브시스템을 제어하여 동적 위치결정 에러의 주입과 함께 동작하도록 하며, 상기 주입된 에러의 특징은 동작하는 동안의 상이한 시각들에서, 하나 이상의 특성이 상이하도록 제어되어, 전술한 바와 같은 본 발명의 제1 측면에 따른 리소그래피 장치에서의 동적 위치결정 에러의 특성을 측정하는 방법의 동작 단계를 수행하도록 하는 것이다.
본 발명의 제3 측면에 따르면, 리소그래피 장치에서의 동적 위치결정 에러의 특성을 측정하는 방법, 예컨대 전술한 본 발명의 제1 측면에 따른 리소그래피 장치에서의 동적 위치결정 에러의 특성을 측정하는 방법의 계산 단계를 실행하도록 구성된 데이터 처리 장치가 제공되며, 상기 데이터 처리 장치는,
(a) 리소그래피 장치의 동작 시에 상이한 시각에 발생하는 패터닝 에러에 대해 직접적으로 또는 간접적으로 이루어진 복수의 측정값(measurement)을 수신하도록 구성되고; 또한
(b) 상기 측정된 패터닝 에러 변화 및 상기 상이한 시각에 주입된 동적 위치결정 에러의 기지의 특성으로부터, 상기 주입된 에러의 기지의 내용과 상관관계가 있는 주파수 대역에서 내재적인 동적 위치결정 에러의 적어도 하나의 특성을 계산하도록 구성된다.
본 발명은 또한 범용의 데이터 처리 장치를 제어하여 전술한 본 발명의 제3 측면의 데이터 처리 장치를 구현하도록 하는 기게로 판독 가능한 명령어의 하나 이상의 시퀀스를 포함하는 컴퓨터 프로그램 제품을 제공한다.
본 발명은 다른 측면에서 패터닝 디바이스로부터의 패턴을 기판 상에 전사하도록 구성된 리소그래피 장치에서의 동적 위치결정 에러에 대한 리소그래피 프로세스의 성능에 대한 감도(sensitivity)를 측정하는 방법을 제공하며, 상기 리소그래피 장치는,
상기 패터닝 디바이스를 수용하고 패터닝 위치에 유지된 상기 기판의 영역에 상기 패턴을 부여하는 패터닝 서브시스템;
상기 패턴이 부여되는 동안에 상기 기판을 유지하는 기판 지지체; 및
상기 패턴이 상기 기판 상의 원하는 위치에 부여되도록 이동 순서에 따라 상기 기판 지지체, 상기 패터닝 서브시스템 및 상기 패터닝 디바이스를 서로에 대해 이동시키고, 상기 이동 순서는 상기 부여된 패턴에서 측정될 수 있는 대응하는 에러를 발생시키는 하나 이상의 축에 대한 동적 위치결정 에러를 내재적으로 포함하는, 위치결정 시스템을 포함하고,
상기 방법은,
(m) 상기 리소그래피 장치의 자연 주파수 응답(natural frequency response) 내의 널 포인트(null point)에 정합된 주파수를 가지는 동적 위치결정 에러를 주입하면서, 상기 패터닝 서브시스템 및 상기 위치결정 시스템을 동작시켜 기판에 패턴을 부여하며, 상기 자연 주파수는 상기 리소그래피 장치의 동작 속도와 관련이 있으며, 상기 주입된 에러의 강도는 동작하는 동안의 상이한 시각들에서 상이하도록 제어되는, 단계;
(n) 동작의 상이한 시각 각각과 연관된 상기 패터닝 에러에서의 변화를 직접적으로 또는 간접적으로 측정하는 단계; 및
(o) 상기 측정된 패터닝 에러 변화 및 상기 연관된 주입된 에러의 기지의 특성으로부터, 상기 동적 위치결정 에러에 대한 상기 패터닝 에러의 감도를 계산하는 단계를 포함한다.
상기 리소그래피 장치의 동작 속도는 상기한 동작 중에는 매우 저속으로 설정되어 내재적인 동적 위치결정 에러는 사실상 영(zero)으로 감소되고 기지의 진폭을 갖는 주입된 에러만이 관심의 대상인 관찰된 패터닝 에러에 기여한다(원인이 된다). 주파수 정합은 주입된 에러가 동적 에러뿐일이라는 것을 의미한다.
해당 기술분야의 당업자라면 본 발명의 이들 및 다른 특징과 이점을 이하에 설명한 예시적인 실시예들에 대한 고려사항으로부터 알 수 있을 것이다.
이하에서는, 단지 예시를 목적으로 하는 본 발명의 실시예를 대응하는 부분에 대응하는 도면부호가 부여되어 있는 첨부된 개략적인 도면을 참조하여 설명한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 리소그래피 장치를 나타낸다.
도 2는 기판 상의 타켓 영역(필드)의 노광 시의 도 1의 장치의 동작을 개략적으로 나타낸다.
도 3은 도 2에 나타낸 노광 프로세스에서의 이동 평균 에러의 성질(nature)을 나타낸다.
도 4는 도 2의 동작에서의 동적 위치결정 에러(MSD)의 성질을 나타낸다.
도 5는 동적 위치결정 에러와 임계 치수(CD) 사이의 관계를 나타낸다.
도 6 (a) 및 (b)는 주어진 리소그래피 프로세스에서의 동적 위치결정 에러에 대한 상이한 원인(contributor)의 주파수와 위상에 관한 상관 함수를 나타낸다.
도 7 (a) 내지 (c)는 상이한 에러 원인의 효과를 결합한 때의 상관의 결과를 나타낸다.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 리소그래피 장치에서의 동적 위치결정 에러의 특성을 측정하는 방법을 나타내는 일반적인 흐름도이다.
도 9는 하나의 특정한 실시예에서의 프로세스에 대한 더욱 상세한 흐름도이다.
도 10 (a) 및 (b)는 도 9의 방법의 동작 원리를 나타낸다.
도 11은 본 발명의 제2 실시예에 유용한 이미지 정렬 센서를 구비한 기판 테이블을 나타낸다.
도 12는 본 발명의 제2 실시예를 구현하는, 도 9의 흐름도의 수정된 단계를 나타낸다.
도 13 및 도 14는 동적 위치결정(MSD)에 대한 임계 치수의 감도를 측정하는 프로세스를 나타낸다.
도 15는 본 발명의 따른 리소그래피 장치에서 동적 위치결정 에러의 특성을 측정하는 방법 및 리소그래피 장치를 제어하는 처리 유닛(컴퓨터 시스템)을 나타낸 도면이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 리소그래피 장치를 개략적으로 나타낸 것이다. 리소그래피 장치는 이하의 구성요소를 포함한다:
- 방사 빔(B)(예컨대, UV 방사 또는 EUV 방사)을 조절하도록 구성된 조명 시스템(조명기)(IL);
- 패터닝 디바이스(예컨대, 마스크)(MA)를 지지하도록 구성되고, 또한 특정의 파라미터에 따라 패터닝 디바이스를 정확히 위치시키도록 구성된 제1 위치결정기(PM)에 연결된 지지 구조체(예컨대, 마스크테이블)(MT);
- 기판(예컨대, 레지스트가 코팅된 웨이퍼)(W)을 유지하도록 구성되고, 특정의 파라미터에 따라 기판(W)을 정확히 위치시키도록 구성된 제2 위치결정기(PW)에 연결된 기판 테이블(예컨대, 웨이퍼 테이블)(WT); 및
- 패터닝 디바이스(MA)에 의해 방사 빔(B)에 부여한 패턴을, 기판(W)의 타겟 영역(C)(예컨대, 하나 이상의 다이를 포함함) 상에 투영하도록 구성된 투영 시스템(예컨대, 굴절 투영 렌즈 시스템)(PS).
조명 시스템(IL)은 방사선을 지향, 성형 또는 제어하기 위한 굴절식, 반사식, 자기식, 전자기식, 정전식, 또는 다른 형태의 광학 요소들 또는 이들의 임의의 조합과 같은, 다양한 형태의 광학 요소들을 포함할 수 있다.
지지 구조체(MT)는 패터닝 디바이스(MA)를 지지한다, 즉 그 중량을 지탱한다. 지지 구조체(MT)는 패터닝 디바이스(MA)의 배향, 리소그래피 장치의 디자인, 및 예컨대 패터닝 디바이스(MA)가 진공 분위기에서 유지되는지의 여부와 같은 기타 조건들에 따라 달라지는 방식으로 패터닝 디바이스(MA)를 유지한다. 지지 구조체(MT)는 패터닝 디바이스(MA)를 유지하기 위해 기계식, 진공식, 정전식, 또는 기타 클램핑 기술들을 이용할 수 있다. 지지 구조체(MT)는, 예컨대 필요에 따라 고정되거나 이동시킬 수 있는 프레임(frame) 또는 테이블일 수도 있다. 지지 구조체(MT)는 패터닝 디바이스(MA)가 예컨대 투영 시스템(PS)에 대하여 요구된 위치에 있도록 보장할 수 있다. 본 명세서의 "레티클" 또는 "마스크"라는 어떠한 용어의 사용도 "패터닝 디바이스"라는 좀 더 일반적인 용어와 동의어로 간주될 수 있다.
본 명세서에서 사용되는 "패터닝 디바이스"라는 용어는, 기판에 직접적으로 또는 간접적으로 패턴을 부여하기 위해 사용될 수 있는 임의의 디바이스를 가리키는 것으로 폭넓게 해석되어야 한다. 현재 가장 일반적인 유형인 광학 리소그래피 장치에서, 패터닝 디바이스는 기판의 타겟 영역에 패턴을 생성하기 위하여 방사 빔의 단면에 패턴을 부여하는 데 사용된다. 방사 빔에 부여된 패턴은, 예컨대 그 패턴이 위상 반전 피처(phase shifting feature) 또는 이른바 어시스트 피처(assist feature)를 포함하는 경우, 기판의 타겟 영역 내의 요구된 패턴과 정확히 일치하지 않을 수도 있다는 것에 유의하여야 한다. 일반적으로, 방사 빔에 부여된 패턴은 집적회로와 같은 타겟 영역 내에 생성되는 디바이스에서의 특정 기능층에 대응할 것이다.
패터닝 디바이스는 투과형 또는 반사형일 수 있다. 패터닝 디바이스의 예로는 마스크, 프로그램 가능한 미러 어레이, 및 프로그램 가능한 LCD 패널을 포함한다. 마스크는 리소그래피 분야에서 잘 알려져 있으며, 바이너리형, 교번 위상 반전형 및 감쇠 위상 반전형과 같은 마스크 타입뿐만 아니라 다양한 하이브리드 마스크 타입들을 포함한다. 프로그램 가능한 미러 어레이의 예로는 소형 미러들의 매트릭스 배열을 채용하며, 그 각각의 미러들은 입사하는 방사 빔을 상이한 방향으로 반사시키도록 개별적으로 경사지는 것이 가능하다. 경사진 미러들은 미러 매트릭스에 의해 반사되는 방사 빔에 패턴을 부여한다.
다른 타입의 리소그래피 프로세스, 예컨대 임프린트 리소그래피에서, 패터닝 디바이스는 기판 상의 패턴 수용층 내로 가압되는 기계적인 템플릿(mechanical template)의 형태일 수 있다. 따라서 "패터닝 장치"라는 용어는 광학 패터닝 디바이스에 한정되는 것으로 해석되어서는 안된다.
본 명세서에서 사용되는 "투영 시스템"이라는 용어는, 이용되고 있는 노광 방사에 대하여 적합하거나 또는 액침액의 사용 또는 진공의 사용과 같은 다른 요인들에 대하여 적합한, 굴절형, 반사형, 반사 굴절형(catadioptric), 자기형, 전자기형, 및 정전형 광학 시스템, 또는 이들의 임의의 조합을 포함하는 어떠한 타입의 투영 시스템도 포함하는 것으로서 폭넓게 해석되어야 한다. 본 명세서에서 사용되는 "투영 렌즈"라는 용어는 "투영 시스템"이라는 좀더 일반적인 용어의 동의어로 간주할 수 있다. 본 명세서에서 설명한 바와 같이, 리소그래피 장치는 투과형의 것(예컨대, 투과형 마스크를 채용함)이다. 이와 달리, 리소그래피 장치는 반사형의 것(예컨대, 전술한 바와 같은 유형의 프로그래머블 미러 어레이를 채용하거나, 또는 반사형 마스크를 채용함)일 수도 있다.
리소그래피 장치는 또한 성명한 각종 액추에이터 및 센서의 모든 이동 및 측정을 제어하는 처리 유닛(PU)을 포함한다.
리소그래피 장치는 2개(듀얼 스테이지) 이상의 기판 테이블(및/또는 두 개이 상의 마스크 테이블)을 가지는 타입일 수 있다. 이러한 "다수 스테이지" 장치에서는, 추가의 테이블이 병행하여 사용될 수 있으며, 또는 하나 이상의 테이블 상에 예비 공정을 수행하면서 다른 하나 이상의 테이블을 노광용으로 사용할 수 있다. 여기에 개시된 본 발명은 단일 스테이지 장치 및 다수 스테이지 장치에 추가적인 유연성을 제공한다.
리소그래피 장치는 또한 기판의 적어도 일부가 비교적 높은 굴절율을 갖는 액체, 예컨대 물로 덮일 수 있어, 투영 시스템과 기판 사이의 공간을 채우는 타입의 것일 수 있다. 액침액은 또한 리소그래피 장치 내의 다른 공간, 예컨대 마스크와 투영 시스템 사이에 적용될 수도 있다. 투영 시스템의 개구수를 증가시키기 위한 액침 기술은 해당 기술분야에 잘 알려져 있다. 본 명세서에서 사용된 "액침"이라는 용어는 액체에 잠겨야 하는 기판과 같은 구조물을 의미하는 것이 아니라, 노광하는 동안에 투영 시스템과 기판 사이에 위치되어 있는 액체만을 의미한다.
도 1을 참조하면, 조명기(IL)는 방사 소스(SO)로부터 방사 빔을 수광한다. 예컨대, 방사 소스(SO)가 엑시머 레이저인 경우, 방사 소스(SO)와 리소그래피 장치는 별도의 구성요소일 수도 있다. 이러한 경우, 방사 소스(SO)는 리소그래피 장치의 일부를 형성하는 것으로 고려되지 않으며, 방사 빔은 예컨대 적합한 지향 미러 및/또는 빔 확장기(beam expander)를 포함하는 빔 전달 시스템(BD)을 이용하여 방사 소스(SO)로부터 조명기(IL)로 전달된다. 다른 경우에, 예컨대 방사 소스(SO)가 수은 램프인 경우에, 이 방사 소스(SO)는 리소그래피 장치에 통합된 부품일 수도 있다. 방사 소스(SO) 및 조명기(IL)는 필요에 따라 빔 전달 시스템(BD)과 함께 방사 시스템으로 지칭될 수도 있다.
조명기(IL)는 방사 빔의 각도 세기 분포(angular intensity distribution)를 조정하는 조정기(AD)를 포함할 수 있다. 일반적으로, 조명기의 퓨필 평면(pupil plane) 내의 세기 분포의 적어도 외측 반경 및/또는 내측 반경 범위(통상적으로, 각각 외측-σ 및 내측-σ라 함)가 조정될 수 있다. 또한, 조명기(IL)는 집속기(integrator)(IN) 및 집광기(condenser)(CO)와 같은 다양한 다른 구성요소들을 포함할 수 있다. 조명기(IL)는 방사 빔의 단면이 요구된 균일성 및 세기 분포를 갖도록 방사 빔을 조절하는데 사용될 수 있다.
방사 빔(B)은 지지 구조체(예컨대, 마스크 테이블(MT)) 상에 유지되어 있는 패터닝 디바이스(예컨대, 마스크(M)) 상에 입사되며, 패터닝 디바이스(MA)에 의해 패터닝된다. 마스크(MA)를 종단한 후, 방사 빔(B)은 투영 시스템(PS)을 통과하고, 투영 시스템(PS)은 방사 빔을 기판(W)의 타겟 영역(C) 상에 집속(focusing)시킨다. 제2 위치결정기(PW) 및 위치 센서(IF)(예컨대, 간섭계 디바이스, 선형 인코더, 또는 용량형 센서)를 이용하여, 예컨대 상이한 타겟 영역(C)을 방사 빔(B)의 경로 내에 위치시키도록 기판 테이블(WT)을 정확하게 이동시킬 수 있다. 마찬가지로, 제1 위치결정기(PM) 및 다른 위치 센서(도 1에 명시적으로 도시되어 있지 않음)를 이용하여, 예컨대 마스크 라이브러리(library)로부터의 기계적 검색(retrieval) 후에 또는 스캔하는 동안에, 방사 빔(B)의 경로에 대하여 마스크(M)를 정확히 위치시키는 것이 가능하다. 일반적으로, 마스크 테이블(MT)의 이동은, 제1 위치결정기(PM)의 일부를 형성하는 롱-스트로크 모듈(long-stroke module; 개략적 위치 결정) 및 숏-스트로크 모듈(short-stroke module; 미세 위치 결정)을 이용하여 실현될 수 있다. 마찬가지로, 기판 테이블(WT)의 이동은 제2 위치결정기(PW)의 일부를 형성하는 롱-스트로크 모듈 및 숏-스트로크 모듈을 이용하여 실현될 수 있다. 스테퍼의 경우(스캐너와는 달리), 마스크 테이블MT)는 숏-스트로크 액추에이터에만 연결될 수 있거나, 또는 고정될 수 있다. 마스크(M) 및 기판(W)은 마스크 정렬 마크(M1, M2) 및 기판 정렬 마크(P1, P2)를 이용하여 정렬될 수 있다. 도시된 바와 같이 기판 정렬 마크들이 전용의 타겟 영역에 위치하고 있지만, 이들 마크들은 타겟 영역(C) 사이의 공간 내에 위치될 수도 있다(이들은 스크라이브-레인(scribe-lane) 정렬 마크로 알려져 있다). 마찬가지로, 마스크(M) 상에 하나 이상의 다이가 제공되는 상황에서는, 마스크 정렬 마크들은 다이들 사이에 위치될 수 있다.
실제로, 처리 유닛(PU)은, 각각이 실시간 데이터 수집, 처리 및 장치 내의 서브 시스템 또는 구성요소의 제어를 처리하는 다수의 서브유닛으로 이루어진 시스템으로서 구현될 것이다. 예컨대, 하나의 처리 서브시스템은 기판 위치결정기(PW)의 서보 제어를 전담할 수 있다. 개별 유닛들은 개략적인 액추에이터와 정밀 액추에이터들 또는 상이한 축들도 처리할 수 있다. 다른 유닛은 위치결정 센서(IF)의 판독을 전담할 수 있다. 장치의 전체 제어는 이들 서브시스템 처리 유닛들, 조작기들, 및 리소그래피 제조 프로세스와 관련된 다른 장치들과 연결되는, 중앙 처리 유닛에 의해 제어될 수 있다.
도시된 장치는 다음 모드들 중 하나 이상의 모드로 사용될 수 있다:
1. 스텝 모드에서는, 마스크 테이블(MT) 및 기판 테이블(WT)을 기본적으로 정지 상태로 유지한 채로, 방사 빔(B)에 부여한 패턴 전체를 한 번에 타겟 영역(C) 상에 투영한다(즉, 단일 정적 노광). 그리고나서, 상이한 타겟 영역(C)이 노광될 수 있도록 기판 테이블(WT)을 X 방향 및/또는 Y 방향으로 이동시킨다. 스텝 모드에서는, 노광 필드의 최대 크기에 의해, 단일 정적 노광 시에 이미징되는 타겟 영역(C)의 크기가 한정된다.
2. 스캔 모드에서는, 마스크 테이블(MT) 및 기판 테이블(WT)을 동기적으로 스캐닝하면서, 방사 빔에 부여한 패턴을 타겟 영역(C) 상에 투영한다(즉, 단일 동적 노광). 마스크 테이블(MT)에 대한 기판 테이블(WT)의 속도 및 방향은 투영 시스템(PS)의 확대(축소) 및 상 반전 특성에 의하여 결정될 수 있다. 스캔 모드에서는, 노광 필드의 최대 크기에 의해 단일 동적 노광시의 타겟 영역(C)의 폭(스캐닝되지 않는 방향에서의 폭)이 한정되는 한편, 스캐닝 동작의 길이에 의해 타겟 영역(C)의 높이(스캐닝 방향에서의 높이)가 결정된다.
3. 또 다른 모드에서는, 프로그램 가능한 패터닝 디바이스를 유지한 채로 마스크 테이블(MT)을 기본적으로 정지 상태로 하고, 또한 기판 테이블(WT)을 이동시키거나 스캐닝하면서, 방사 빔에 부여한 패턴을 타겟 영역(C) 상에 투영한다. 이 모드에서는, 일반적으로 펄스 방사 소스가 채용되며, 프로그램 가능한 패터닝 디바이스는 기판 테이블(WT)의 각각의 이동 후에 또는 스캔 동안의 연속적인 방사 펄스의 사이에서 필요에 따라 업데이트된다. 이 작동 모드는, 앞서 언급한 바와 같은 타입의 프로그램 가능한 미러 어레이와 같은, 프로그램 가능한 패터닝 디바이스를 이용하는 마스크 없는 리소그래피(maskless lithography)에 용이하게 적용될 수 있다.
또한, 전술한 사용 모드들의 조합 및/또는 변형, 또는 전혀 다른 사용 모드들이 채용될 수도 있다. MSD( 및 MSD 변화)와 같은 동적 에러는 특히 전술한 모드 2와 모드 3에서처럼 이동중에 수행되는 노광과 연관되어 있다.
도 2는 도 1의 장치에서 기판(W) 상의 필드(F)를 노광시키는 스캐닝 동작을 개략적으로 나타낸 것이다. 기판(W)과 마스크(M)는 위의 조명 소스(IL)와 중간의 투영 시스템(PS)과 함께 사시도로 나타나 있다. 마스크(M)는 기판(W) 상의 하나의 필드(F)에 부여될 패턴의 확대판인 투명 패턴(F')을 가지고 있다. 조명 소스(IL)는 영역(F')를 덮을 정도로 Y 방향으로 충분히 큰 것이 아니라 X 방향으로 충분이 넓은 방사선의 슬릿(S')을 제공한다. 필드 전체를 노광하기 위하여, 슬릿(S')의 영역을 통해 마스크(M)를 이동시켜 기판(W)의 필드(F) 상의 대응하는 슬릿 영역(S)을 투영한다. 이 이동은 큰 화살표로 나타나 있다.
개념적으로, 기판(W)은 정지 상태인 것으로 생각하고, 도면의 오른쪽에 개략적인 평면도로 자세하게 나타낸 바와 같이, 패터닝된 슬릿(S)이 반대 의미의 Y 방향으로 기판(W) 위를 통과한다. 길이 L의 슬릿이 노광 속도 Vexp로 필드(F) 위에서 이동된다.
성능 측정 & 이동 표준 편차(MSD)
해당 기술분야의 당업자에게 잘 알려져 있는 바와 같이, 리소그래피 프로세스는 다수의 파라미터로 측정될 수 있다. 이를 설명하기 위해, 반도체 또는 다른 제품의 일부로서 용이하게 재생산할 수 있는 최소 특징부 크기인 임계 치수 또는 CD를 키(key) 파라미터로 취한다. CD는 선 폭으로 시각화될 수 있으며, 원칙적으로 X 및 Y 방향에서 다를 수 있다. CDU로 지칭되는 CD의 균일성은 원하는 제품의 성능 및 수율을 달성하는 데 있어 똑깥이 중요할 수 있다. 새로운 세대의 장치와 프로세스는 각각 일반적으로 CD를 점점 더 줄이는 것을 목적으로 한다. 기존의 장치를 조정하든 새로운 장치를 설계하든, 원인이 될 수 있는 모든 에러 소스를 감소시키는 것이 목적이다.
물론 에러를 측정하는 능력이 에러를 수정하기 위한 전제 조건이다. 에러 측정은, 완성된 제품 또는 제품 패턴, 또는 테스트 패턴을 사용하여 노광되었지만 아직 제품 내로 에칭되지는 않은 레지스트에서 측정될 수 있는 CD이다. 본 목적을 위해, 에칭된 제품이 아닌 노광된 레지스트에서의 CD에 대해 언급한다. CD 측정에 사용된 측정 기술에 따라, 레지스트는 베이크될 수 있지만 아직 현상되지 않을 수 있고, 또는 레지스트는 현상될 수 있다. 이러한 측정들은 전자 현미경(electron microscopy, SEM)을 이용하여 수행될 수 있지만, 정기 측정을 위해, 전형적인 접근법은 산란계와 같은 전용 계측 도구를 사용하는 것이다. 리소그래피 장치의 성능은 또한 레지스터가 코팅된 기판을 노광시키지 않고, 패터닝 위치에 배치된 센서를 통해 측정될 수 있다. 이 기술분야의 일반적인 문제는 CD 또는 CDU 성능 전체에 기여하는 각종 에러 소스를 측정여 분리시키는 것이다. 리소그래피 장치 내에서 직접적으로나 간접적으로 CD에 영향을 미치는 에러는 패터닝한 후의 레지스터 처리(노광) 시의 에러뿐만 아니라 디포커스, 선량(dose), 광학적 및 기계적 에러들 및 진동이다.
리소그래피 장치 그 자체를 에러의 소스라는 관점에서 보면, 각종 타입의 에러는 변위(X, Y, Z) 또는 회전(Rx, Ry, Rz)의 축에 따라, 그리고 에러가 정적 에러인지 동적 에러(진동)인지에 따라 식별되고 명명될 수 있다. 본 논의는 특히 MA(이동 평균) 및 MSD(이동 표준 편차)에 관한 것이다. 이러한 타입의 에러들은 질적 항(qualitative term)으로 설명될 것이다. 실시자를 위해, 설계, 응용 등의 목적에 유용한 파라미터를 정량적으로 규정한다.
이동 표준 편차, 즉 MSD는 하나의 슬릿을 노광하는 동안의 위치 변화이다. 그 위치 변화는 임의의 축으로부터 비롯될 수 있다. 이동 평균(MA)은 웨이퍼의 한 지점 위를 슬릿이 통과하는 동안의 평균 에러이다.
도 3은 일곱 개의 상이한 축/타입: X, Y에서의 변위, X-Y 평면에서의 회전 Rz, 확대 M, Z에서의 변위(디포커스) 및 회전 Rx, Ry에 대한 슬릿(S)에서의 정적 에러의 성질을 그래프로 나타낸 것이다. 확대(magnification) 에러들은 위치결정 서브시스템에서보다는 광학 시스템에서 발생한다. 화살표들은 에러의 방향을 나타낸다(물론 에러는 양 또는 음일 수 있다). 큰 점은 페이지의 바깥을 가리키는 화살표를 나타내고, 'x'는 페이지 안을 가리키는 화살표를 나타낸다.
MA 성분 MAXtot, MAYtot 및 MAZtot은, 도면의 아래 부분에 나타낸 바와 같이 필드(F) 전체에서 상이한 변위들에 기인한 것이다. 당연히, X 변위는 도면의 왼쪽 위에 진한 음영(shading)로 나타낸, 필드 전체의 에러 MAXtot의 원인이 된다(기여한다). Y/MAYtot 및 Z/MAZtot에 대해서도 마찬가지이다. Y 변위는 MAXtot에 영향을 미치지 않으며 그 반대도 마찬가지이다. 회전 Rz는 관련 필드(F)에서 'dt' 및 음영으로 나타낸, 시간에 따라 변화하는 시간 가변(time-varing)의 X 에러에 영향을 준다. 도시된 바와 같이, 확대 에러는 필드의 중앙 아래쪽으로는 MAXtot에 영향을 미치지는 않지만, 끝 쪽으로 갈수록 영향이 증가한다. 도 3의 다른 필드들에서 동일한 음영 및 표기는 에러 파라미터 MAYtot 및 MAZtot에 대한 상이한 타입의 에러의 영향을 나타낸다.
도 4는 MSD 에러들의 성질을 유사한 스타일로 나타낸 것이다. 이들은 시간 가변의 에러, 유력하게는 진동이며, 그래서 도면의 위쪽 부분은 진동 사이클의 네 개의 위상, t = 1, 2, 3, 4에서의 패턴의 변위를 나타낸다. 도면의 아래 부분에서, MSDXtot와 MSDYtot 라벨이 붙은 필드(F)의 가로열(row)들은 MSD의 이러한 성분이 어느 정도인지를 나타내며, 따라서 대응하는 수평(h) 및 수직(v) CD 값이 상이한 모드들의 진동에 의해 영향을 받는다. 전적으로 Y 방향(두 번째 세로열)에서의 진동외에도, MSDXtot는 모드들 중 어느 것으로부터 비롯할 수 있다. 확대 에러 및 Ry의 경우, MSDXtot는 필드 전체에서 균일하기 보다는 필드 에지쪽으로 증가할 것이다. 말할 것도 없이, MSD를 측정하고 그러한 '핑거프린트(fingerprint)'를 관찰한다면, 에러의 소스를 격리시킬 가능성이 더 높다. 마찬가지로, 전적으로 X 방향(첫 번째 세로열)에서의 진동외에도, MSDYtot는 모드들 중 어느 것으로부터 비롯할 수 있다. 필드 에지쪽으로 증가하는 MSDYtot는 Rz 및/또는 Ry 진동을 나타낸다. 필드(F)에서의 음영의 균일성이 실제 측정에 있어 에러의 균일성을 나타내는 것은 아님을 알아야 한다. 그보다는 음영 영역은 필드 내에서 특정한 타입의 에러들, 및 그러한 에러들의 변화가 발생할 때, CD 변화에 있어 그것들 자체로 분명할 것인 곳을 나타낸다.
MSDZtot의 경우, Ry는 X에서 필드 에지 쪽으로 MSDZtot를 증가시킨다. 스캐닝의 성질로 인해, Z 및 Rx 둘다가 전체 필드에 걸쳐 MSDZtot를 발생시키지만, Z 및 Rx는 쉽게 구별되지 않는다. 에러 MSDZtot는 수평 및 수직 피처(h + v) 모두에 대해 CD 변화에 있어 그것 자체로 명백하다. 이상으로부터, 동작시의 상이한 MSD 기여분들에 관한 정보는 CD 및 CDU의 측정값을 분석함으로써, 특히 수평 피처들에서만, 수직 피처들에서만, 또는 이들 모두에서 관찰된 영향들의 구별, 그리고 필드 전체에 걸쳐 관찰된 영향들, 중앙쪽 더 가까이에서 관찰된 영향 및 끝쪽 더 가까이에서 관찰된 영향들의 구별에 대한 결과 비교함으로써 취득될 수 있다는 것을 알 것이다. 후자의 두 가지 경우에서, 필드 전체에서 변화하는 프로파일은 특정한 원인의 '핑거프린트'로 간주될 수 있다. 따라서, Ry는 X 방향의 필드 에지쪽으로 증가하는 MSD Z 핑거프린트를 가진다는 것을 안다. Rz는 증가하는 MSD Y 핑거프린트를 가지고, 확대 M은 필드 에지쪽으로 증가하는 MSD X 핑거프린트를 가진다.
도 5를 참조하면, 그래프는 CD가 MSD에 의해 일반적으로 어느 정도 영향을 받는지를 나타낸다. 초점처럼, 하지만 선량과는 달리, X, Y 또는 Z 방향에서의 MSD는 CD에 이차적으로(quadratically) 영향을 미치고, 따라서 (모든 다른 에러들은 동일하며), CD는 MSD의 제곱에 비례한다: MSD: CD = β MSD2, 여기서 β는 곡률 계수이다. 도시된 식에서, μ는 표기된 바와 같이 MSD 또는 CD의 평균을 나타낸다. 3σ는 따라서 MSD 또는 CD에서의 편차를 나타낸다. 3σCDU는 CD 균일성 CDU 의 하나의 식을 나타낸다. 식과 그래프는 CD와 CDU가 평균 MSD에 따라 달라지고 또한 MSD 비균일성에 따라 달라진다는 것을 보여준다. MSD 변화에 대한 감도(이 곡선의 경사로 표현됨)는 평균 MSD(MSD 오프셋이라고도 지칭함)가 증가함에 따라 증가한다.
MSD Z 감도는 기본적으로 초점 의존 곡선(focus-dependency curve)에서 친숙한, 보성 곡률(Bossung curvature)로 잘 알려져 있다,
MSD 원인들의 합산: 슬릿 내에서의 상관관계
복잡한 리소그래피 장치에서 전체 시스템 MSD 및 전체 시스템 MSD 변화는 당연히 패터닝 디바이스의 '에어리얼 이미지(aerial image)'를 기판 상의 원하는 지점에 위치결정할 때 관여한 상이한 서브시스템들의 서보 시스템, 센서, 액추에이터 등 내의 에러 소스들로부터의 다수의 개별 기여분의 합이다. 이러한 성분들 중 일부는 서브시스템에 대한 직접 측정으로 측정될 수 있고, 일부는 측정될 수 없다. 그러나 측정하더라도 그 성분들은 주기적으로 변화하기 때문에, 즉 그 성분들이 결합하여 전체 MSD 및 MSD 균일성을 만들어내는 방식은 그들이 서로 상관관계가 있는지, 상관관계가 없는지, 그리고 어떤 주파수인지에 결정적으로 달라지기 때문에, 임의 축에 대한 전체 시스템 MSD의 정확한 계산을 가능하게 하지는 않는다.
다시 도 2의 오른쪽을 참조하면, 속도 Vexp 및 슬릿 길이 L의 조합은 필드(F) 내의 임의의 타겟 위치가 L/Vexp 시간 동안 노광된다는 것을 의미한다. 그 지점에퇴적된 방사선은 그 시간 동안에 매 순간의 방사선에 대한 적분이 될 것이다. 슬릿에 대한 적분은 L/Vexp 보다 높은 주파수를 가지는 변화를 필터링하기 쉬울 것이다. 조명 슬릿(S')은 타켓 슬릿(S)의 몇배의 - 가령 4배- 인자가 될 것이기 때문에, 단순한 슬릿 길이 L보다, 유효한 슬릿 길이를 적절히 조사(refer)해야 한다.
현재의 기계에 있어 일반적인 슬릿 길이는 마스크 수준에서 약 13mm이고, 타겟에서 5-6mm이다. 정사각형이 아닌(non-rectangular) 슬릿 강도 프로파일 및 액침을 고려하면, 유효한(rms) 슬릿 길이 L은 3-5mm 범위내, 예컨대 3.5-4mm 범위 내일 수 있다. 슬릿 길이 L이라는 용어는 이러한 고려사항들을 명시적으로 다시 언급하지 않고도, 이러한 고려사항들을 포괄하기 위해 사용될 것이다. 0.3-1.0ms-1 범위 내일 수 있는 Vexp에 따라, 예컨대 특성 주파수 L/Vexp는 가령 30 - 300Hz 붐위 내에서, 약 150Hz일 수있다.
도 6 (a)를 참조하면, 각 축에서의 MSD에 대한 각종 원인은 주파수 L/Vexp 보다 크거나 작을 수 있는, 자신의 주파수 및 위상을 가진다. 두 개의 주파수의 가산은 그것들의 합과 차 주파수의 신호를 생성한다. 슬릿에서의 적분은 함수 cos(2π·Δf·t + Δφ)와 곱해져 도시된, 거의 곡선인 상관함수 CF를 생성한다. 따라서 상관관계는 슬릿 길이 L, 스캐닝 속도 Vexp, 성분들 간의 위상차 Δφ 및 주파수의 차 Δf, 에 의해 결정된다. 이 함수의 세기( 및 부호)에 따라, 에러 신호들이 이차적으로 또는 일차적으로 가산되어, 약간 불확실하게 전체 MSD에 대해 영향을 미친다. MSD2가 CD에 기여하므로, 원인들의 주파수가 실질적이 된다는 완전성에 유의하기 바란다.
수학 용어로, 주파수 ω1과 ω2에서 두 개의 MSD 기여분의 실질적인 합은 아래의 식으로 주어진 네 개의 항의 합이다:
Figure pat00001
첫 번째 항과 두 번째 항은 각각 단순히 계수 c1과 c2를 가지는, 첫 번째 주파수와 두 번째 주파수에서 온 것이다. 주파수가 두 배인 것은 제곱된 MSD에서 살피는 것이기 때문에 이상한 것이 아니다. 전체는 또한 계수 c3과 c4를 각각 가지는 합 주파수과 차 주파수를 포함한다. 슬릿은 저역 통과 필터의 역할을 하고 합 주파수는 일반적으로 높기 때문에, 계수 c3은 일반적으로 작다. 한편, 차 주파수(ω1 - ω2)가 (L/Vexp 보다) 작은 경우, 차 주파수는 통과할 것이고 계수 c4는 상당히 클 수 있다. 이러한 영향들은 상관 함수로 표현된다.
도 6 (a)는 동일 축에 대한 성분들 간의 상관함수를 나타내고, 도 6 (b)는 변위 축에 대한 MSD 성분과 스캔 방향에서의 그것에 대응하는 회전 축 사이의 대응하는 상관 함수를 나타낸다. 이 함수는 X와 Rz 사이, Y와 M(확대) 사이, 및 Z와 Rx 사이에 적용된다. 이것을 이해하려면, 도 3 및 도 4의 예로부터 일정한 Rx 에러(MAX)는 MAZ에 기여할 것이지만, MSDz라고 부르는 임의의 동적 Z 에러에는 기여하지 않을 것임을 고려해야 한다. 그러나 슬릿의 이동과 함께 적절히 보정된 주파수에서 Rx의 변화는 Z에서 동적 에러를 도입하는 효과를 가질 수 있다. 그러므로, 영(zero) 주파수에서 떨어져 있는, 이들 변위 및 회전 성분들은 도 6 (b)에서 함수로 나타낸 바와 같이 관련되어 있다. 이 함수들의 형태는 시스템 설계자에게 알려져 있는 슬릿의 강도 프로파일 및 다른 요인들에 따라 변화할 것이다.
도 7은 선도 (a), (b), 및 (c)에 상이한 에러 스펙트럼의 상관 효과를 그래프로 나타낸 것이다. 이 스펙트럼들은 위에서 확인된 임의의 차원 X, Y, Z, Rz 등에 적용될 수 있다. 그래프 (a)는 주파수에 대한 전력 스펙트럼 밀도(power spectral density, PSD) MSD2를 나타내는 점으로 표시된 곡선(dotted curve) MSD0 2을 가지는 기준 조건(reference condition)을 나타낸다. 스펙트럼 MSD0 2은 이미 설명한 바와 같이 각종 원인의 조합이다. 스펙트럼 전체의 총 전력은 임의 단위(arbitary units) 10.0이다. 도 7 (b) 및 (c)에서는, 두 가지 상황에서 다른 기여분 ΔMSD2과 전력 1의 가산의 효과를 알 수 있다. (b)의 경우, 새로운 기여분은 중요한 기존의 원인들과 유사한 주파수를 가진다. 그러므로 상관 함수 CF가 고려되고, 이미 언급한 바와 같이 상대 위상 및 차 주파수에 의존할 때, 새로운 원인을 추가한 후 전체 MSDtot 2은 가령, 10.7로 증가할 수 있다. 두번 가산하면 기여분은 그 증가를 두 배로 만들어, 총 11.4가 되며, 이 원인이 선형적으로 가산된다는 것을 보여준다. 반면에, 경우 (c)는 동일한 전력이지만, 그 상관 함수 CF가 외란(disturbance)이 거의 없는 것으로 발견한 스펙트럼의 일부분에서의 주파수를 가지는 원인 ΔMSD를 나타낸다. 이 경우에, 전체 MSDtot 2의 증가는 추가된 원인이 나타낼 크기에 비해 매우 작다. 총계는 겨우 10.07이 된다. 또한, 원인 ΔMSD의 배증(doubling)은 스펙트럼 전체의 총 전력을 10.3으로 증가시켜, 이차의 가산을 나타낸다. 에러의 중요한 소스 모두를 예측 및 제어하여 CD 및 CDU를 향상시키려고 노력하는 상황에서, 이러한 상황들 사이의 차이는 매우 중요할 수 있다. 이것은 예컨대, 격리 상태로 고려될 때 동일한 크기의 것이라고 하더라도, 스펙트럼 내의 에러 원인의 위치에 따라, 다른 것보다는 어느 하나의 에러 원인을 다룸으로써 더 많이 얻을 수 있음을 보여준다.
에러 신호의 주입에 의한 MSD 측정
위의 분석은 어떻게 MSD 원인들이 전체 시스템 MSD 내에 결합될 것인지를 예측하는 것이 간단하지 않음을 보여주지만, 이 복잡성을 해결할 수 있는 MSD를 측정하는 방법을 제공하지는 않는다. 그러나, 본 발명자들은 인위적으로 주입된 에러 신호를 사용하여 단지 시스템을 '조사(probe)'하기 위해 설명된 상관 효과를 활용할 수 있고, 리소그래피 장치 내에 존재하는 전체 MSD 및 MSD 원인들에 대한 훨씬 더 상세하고 정확한 관점(view)을 얻을 수 있다는 것을 인지하였다. 이 정보를 사용하여 리소그래피 장치를 사용할 때 예상될 성능의 특성을 더욱 잘 기술할 수 있다. 또한 이 정보를 분석하여 설계 및 제어에 있어 개선의 효과를 훨씬 더 잘 모델링하고 측정할 수 있다.
도 8은 레지스트가 코팅된 기판의 노광 및 노광된 기판에 대한 계측 수행에 기초한, 기본적인 MSD 측정 프로세스의 흐름도이다. 이와는 다른 이른바 인레지스트(in-resist) 측정에 대해서는 나중에 설명한다. 단계 500에서, 장치의 지지 구조체(MT) 상에 레티클(마스크) 또는 다른 패터닝 디바이스를 로딩한다. 레티클은 목적에 맞게 설계된 특수한 테스트 레티클일 수 있고, 또는 레티클은 원칙적으로 실제 제품의 패터닝 디바이스일 수 있다. 이 기술에서 부여될 수 있는 테스트 패턴의 한 타입은 공개된 특허출원 US 2009/0135389 A1(출원인: Hofmans 등)에 기재된 'FOCAL' 테스트 패턴이다. 이 경우에 레티클 상의 마크는 라인 구조체의 절반이 연속적이지 않고 단절되어 있는 정렬 마크이다. 단절되어 있는 조각(chop)들의 이미징 품질은 그 구조체들의 보성 곡선에 따라 달라진다. 그 결과, 정렬 센서에서 보이는 실질적인 정렬 위치는 연속적인 라인 구조체의 중앙과 완전한 라인 구조체의 중앙 사이의 어느 곳이다. 따라서 디포커스의 함수로서 선도로 그려진 FOCAL 정렬 오프셋은 보성 곡선처럼 거동한다. 결과 곡선 상의 피크 위치는 최적의 포커스를 나타내고, 그 피크의 높이는 동적 에러에 의해 발생된 '페이딩(fading)'의 정도를 나타낸다. 상기한 특허문헌의 내용은 인용에 의해 본 명세서에 포함된다.
단계 502에서, 레지스터가 코팅된 타켓 기판(W)을 지지체(WT) 상에 로딩한다. 단계 504에서, 하나 이상의 필드(F)를 노광하여(도 2에 나타낸 바와 같이 스캐닝함으로써) 테스트 패턴을 부여한다. 단계 506에서, 노광된 기판을 측정하여 하나의 필드에 걸쳐, 및/또는 몇 개의 필드에 걸쳐 CD 및 CDU의 측정값을 직접 또는 간접으로 취득한다. 노광은 분석을 용이하게 하는 에러 조건의 범위를 만들기 위해, 필드들 사이, 옵션으로 기판들 사이의 파라미터들을 변화시키면서 수행된다. 실제로 CD를 측정하기 위한 기술의 선택이 본 발명을 이해하는 데 필수적인 것은 아니지만, 이하에 몇몇 예를 간략하게 설명한다. 콘트라스트를 높이기 위해 레지스트를 사전 현상 베이킹(pre-develop baking)한 후에 측정이 이루어질 수 있다. 원칙적으로, 측정은 레지스트를 현상한 후에 이루어질 수 있다. 그러나, 추가적인 프로세스 단계들을 최소화하는 것이 비용과 지연의 이유에서 뿐만 아니라, 리소그래피 장치에서 비롯되는 에러 기여분을 화학적 처리 시의 에러 기여분과 분리하는 데 도움을 주기 때문에 유용할 수 있다. 또한 이하에서 언급하는 바와 같이, 방사 감응성 센서를 에어리얼 이미지를 직접 측정하는 데 사용하여, 방사 감응성 재료(레지스트)를 가진 물리 기판을 노광 및 측정하여야 하는 것을 회피할 수 있다. 각각의 대안은 각각 이점이 있다. 일반적으로 설명에서는 레지스터가 코팅된 기판을 노광하는 것으로 가정할 것이고, 센서가 코팅된 기판 대신 사용되는 경우에는 이 사상을 적절히 상황에 맞출 수 있다.
단계 508 및 단계 510에서, 여러 축에서의 MSD 측정값을 CD 측정값으로부터 구하고 분석하여, 축 X, Y, Z 각각에 대한 전체 MSD 값의 계산을 가능하게 하고 필요한 경우 MSD 원인들에 대한 추가적인 분석을 가능하게 한다. 이 두 단계는 별개로 특정한 순서로 나타나 있지만, 상이한 순서, 또는 병렬로 수행될 수도 있다. MSD 및 MSD 변화가 이 측정의 목적이지만, 실제로는 파라미터들에 대한 내재하는 관심 때문에 또는 MSD 계산을 위한 기준으로서, 많은 다른 파라미터가 측정될 것이다. 예컨대, 디포커스는 CD에 주요 원인이다. 그러므로, 디포커스는, MSD를 정확히 알기 위해 측정하여 제거하여야 하는 초점 이동 평균(MAZ)이 될 수 있다. 또한, MSD 결과에서 선량의 영향을 분리하기 위해 다양한 선량 값에서의 측정이 이루어질 수 있다.
도 9는 MSD의 스펙트럼을 조사하기 위한 신호의 주입을 나타내기 위해 확장한 노광 단계(504)의 프로세스를 나타낸 것이다. X, Y, Z, Rx, Ry, Rz에서의 주기적인 변화는, 도 1에 도시된, 패터닝 디바이스(위치결정기, PM) 및 기판(위치결정기, PW)의 위치결정을 위해 서보 제어기들에서의 설정 지점(set point)을 조작함으로써 용이하게 주입될 수 있다. 처리 유닛(PU)은 그 자체가 잘 알려진 방식으로 이를 자동 테스트 시퀀스로 수행하도록 설치될 수 있다. 특정한 실시예에서, 신호의 주입은 패터닝 디바이스의 위치결정기(PM)용의 서보 시스템 내로 이루어진다. 단계 504에 도시된 바와 같이, 변화는 각 축에 대해 개별적으로, 각 축에 대해 상이한 주파수로, 그리고 특히 각 주파수에 대해 상이한 위상으로 주입된다. 이러한 모든 변화는 하나의 기판 내의 상이한 필드(F)들에 적용될 수 있고/있거나, 몇개의 기판에 확산될 수 있다. 몇 개의 기판에 대한 측정으로, 예컨대 기판 테이블 상의 특정한 필드 위치에 대한 변화 특성을 발견할 수 있다.
슬릿의 특성 주파수가 일 예로 약 150Hz라고 가정하면, 프로브 주파수들은 관심의 대상인 스펙트럼을 포함하는, 가령 약 100Hz보다 약간 더 가까운 간격을 두고 있을 수 있다. 가령 100Hz, 200Hz, 300Hz 등의 프로브 주파수들이 각각의 필드를 노광하는 동안에 입력될 수 있다. 단계 504 옆의 스케치는 스펙트럼 전체에 걸쳐 비교적 고르게 가중치가 부여될 상관 곡선 CF을 참조하여 어떻게 간격을 설정할 수 있는지를 나타낸다.
도 10 (a) 및 (b)는 주입된 신호를 도 7 (b) 및 (c)에 나타낸 경우를 구별하기 위한 프로브로서 사용하는 방법을 나타낸 것이다. 도 10에서는 동일한 MSD 스펙트럼을 보지만, 어떤 특정한 주파수에서 큰 진폭(위와 같은 임의 단위로 ΔMSDadd 2 = 100)을 갖고서 주입된 대진폭(large-amplitude) 원인 SDadd를 가진다. 도 10 (a)에서, 시스템의 내재적인 MSD 스펙트럼이 주입된 신호의 상관 대역 내에서 주요 성분을 가지지 않고, 전체 MSD가 100.5라는 것을 안다. 스펙트럼의 다른 부분에 존재하는 성분 ΔMSD의 전력을 배증시키는 것은, ΔMSDadd 2 = 2와 합에서 나타난 바와 같이, 총계를 의미있을 정도로 변화시키지 않는다. 도 10 (b)에서, 주입된 신호 선량의 상관 대역은 스펙트럼 내에 존재하는 상당한 성분(ΔMSD)에서 겹쳐져 있다. 이것은 기존의 성분에 대한 효과를 증폭시키는 효과를 가져, 총계를 101.4로 만든다. 증폭된 성분의 값이 배가 되면, 이것은 증가된 총계 102.4 내에 반영되어 있다. 이 예에 따라, 관심 대상의 스펙트럼을 통해 상이한 주파수들에서 프로브 신호를 주입하는 경우, 각 프로브 주파수에서 관찰된 CD 및 CDU는 프로브 신호 없이 CD에서 기존의 MSD 성분이 초래하는 영향의 확대된 버전을 보여줄 것임을 알 수 있을 것이다.
위상에 관련해서는, 측정값 평균들 사이의 cos(Δφ) 인자가 ½√2가 되도록 다양한 위상으로 프로브 신호를 주입하는 것으로 생각될 수 있다. 실제로, 두 개의 주파수 성분이 서로 충분히 가까이 있는 경우, 두 주파수의 합은 그 주파수들의 차에 대응하는 비교적 긴 주기를 갖는 주기적인 거동을 가질 것이다. 특정한 옵션은 단순히 신호 주입을 개시하고 몇 개의 필드를 지나도록 그 상태로 두어서, 긴 주기의 적어도 한 사이클, 그리고 실시예들에서는 몇 개의 사이클이 측정 시에 축적될 것이다. 주입된 신호가 시스템 내에 존재하는 에러 주파수(필요한 경우 소프트웨어 설계를 통해 검사할 수 있는 것)와 약간 동기가 맞지 않는 것으로 가정하면, 다수의 필드 및/또는 다수의 웨이퍼에 대한 평균은 무작위화(randomize)될 것이고 위상들에 대한 평균을 얻을 것이다.
주입되는 특정한 프로브 주파수 및 진폭은 대규모의 주입된 외란이 MSD 측정을 왜곡하게 될, 기계 또는 광학 시스템 내에서 고유 모드(eigenmode)(공진)들을 여기시키지 않도록 선택될 필요가 있다. 이것을 설계에 의해 할 수 이룰 수 없으면, 옵션은 프로브 주파수의 수를 증가시키는 것이 될 것이며, 예컨대 절반 간격에서 주파수를 배로 하여, 이례적인 결과를 발견하여 제거할 수 있다.
일반적으로, 각 주파수의 영향은 다수의 샘플을 측정하고, CD 및 CDU에서의 결과를 도 3 및 도 4로부터 예상되는 외란의 각 타입에 대한 '핑거프린트'와 서로 관련시키고, 유사 분석을 통해 검출될 것이다. 또한 교정을 위해 주입이 없는 '제어' 필드도 제공될 것이다.
일단 각 축에서 MSD의 스펙트럼 성분들이 이렇게 하여 개별적으로 측정되면, 각 축에 대해 평균 MSD(MSD2) 및 MSD 변화(3σMSDtot 2)를 계산하기 위해, MSD의 스펙트럼 성분들은 합산에 상관 없는 성분으로서 취득될 수 있다. 평균 MSD2(MSD 오프셋)는 특정한 프로브 주파수들의 상관관계를 필요로 하지 않고, 다수의 진폭을 갖는 임의의 주파수의 주입에 의해(또는 상이한 주파수들에서 측정된 결과를 평균함으로써) 측정될 수 있다. 측정된 3σMSD2 값의 합계는 보정 함수들의 합에 대해 보정되어야 한다는 것에 유의하기 바란다. 평균 MSD2(MSD 오프셋)는 특정한 프로브 주파수들의 상관 관계를 필요로 하지 않고, 다수의 진폭을 갖는 임의의 주파수의 주입에 의해(또는 상이한 주파수들에서 측정된 결과를 평균함으로써) 측정될 수 있다.
MSD 균일성을 측정하는 한 방법은 교정으로서 MSD 오프셋 측정을 사용하고 큰 MSD 오프셋에서 전체 웨이퍼를 노광하는 것이다. 위상 및 웨이퍼 위치 효과가 분리되어 있는 경우(즉, 3σ는 물론 핑거프린트가 알려지게 될 경우) 다수의 웨이퍼가 필요해진다. 전체 MSD 균일성을 계산하기 위해서는 상관 함수의 합을 고려할 필요가 있다.
전술한 예가 순서에 있어 불연속 주파수들에 대해 스테핑을 제안하는 경우, 상기 방법은 대안으로 하나의 필드 또는 다수의 필드 전체에 걸쳐 어느 정도 연속적인 주파수 스윕(sweep)를 적용할 수 있다. 그러나 이러한 옵션의 사용은 전술한 장기간 변화에 대해 충분한 기간을 포함하기 위해 여전히 능력에 의존할 것이다. 전술한 예가 한 번에 하나의 주파수만의 주입을 제안하는 경우, 두 개 이상의 프로브 주파수의 상이한 부조합(sub-combination)이 주입되고, 상이한 필드에 주입된 상이한 부조합이 개별 주파수들의 효과가 구별될 수 있도록 하는 실시예들이 가능하다.
전술한 바와 같이, 보고된 MSD 값들의 명칭 및 정의는 그 목적에 적합하도록 일치될 수 있다. 예컨대,
- MSD Xtot는 축 X + Rzx(+ Mx)로부터의 MSD의 합일 수 있다.
- MSD Ytot는 축 Y + Rzy(+ My)로부터의 MSD의 합일 수 있다.
- MSD Ztot는 축 Z + Rx + Ry로부터의 MSD의 합일 수 있다.
각 축에서의 MA 총계에 대해 유사한 정의를 채택할 수 있다. 첨자 x 및 y는 는 여기서 지정된 성분 Rz의 x 방향 및 y 방향 영향을 나타낸다. 확대 M으로부터의 기여분은 옵션으로, 포함되거나 포함되지 않을 수 있다. 다른 파라미터들은 동시에 측정될 것이다.
인레지스트 측정 방법
전술한 바와 같이, 단계 506에서는 MSD 신호 주입의 결과를 측정하기 위해 다양한 기술을 적용할 수 있다. 조각난(chopped) 정렬 마크를 포함하는 전술한 FOCAL 패턴은 하나의 옵션이다. 노광된 패턴 내에 만들어진 정렬 오프셋은 기지의 방법에서처럼, X-Y 평면에서 측정될 수 있다. 그러나 디포커스만을 나타내기 보다는 이제 주입되고 상관된 MSD 기여분도 나타낸다.
다른 옵션은 노광된 (그리고 일 실시예에서 미리 베이킹된) 레지스트에 대해 CD 및 CDU를 분석하기 위해 더욱 포괄적인 계측 장비를 사용하는 것이다. 해당 기술분야의 당업자라면 각종 적합한 장비를 알고 있다. 본 발명은 CD 및 CDU를 측정하는 어떤 특정한 방법에 속하지 않으며, 실제 CD 및 CDU는 직접 또는 관련 파라미터를 통해 측정될 수 있다. 오히려 본 발명은 리소그래피 장치의 MSD 및 MSD 변화에 관한 새로은 정보를 그러한 측정을 통해 취득하는 다른 가능성을 만든다. 공개된 특허출원 US 2006/0066855 A1(den Boef)에 기재된 것과 같은 산란계 기술이 사용될 수 있다. 그러한 기술은 마크들의 특별한 조합을 사용하여 포커스뿐만 아니라 선량도 개별적으로 측정할 수 있다. 추가 정보(extra information)는 SWA(side wall angle, 측벽 각도)의 측정에서 유래한다. 레지스트 두께에 의한 보성 곡률 변화는 콘트라스트와 관련이 있으며 SWA로서 측정될 수 있다.
레지스트를 사용하지 않는 측정 방법
도 11은 도 1의 리소그래피 장치 내의 기판 지지체(WT)를 평면도로 나타낸 것이다. 기판 지지체(WT)는 중앙 영역 내에서 기판(W)을 지탱하고 있으며, 일반적으로 기판(W)을 X-Y 평면 내에 매우 정확하게 위치시키기 위한 정렬 센서(도시되지 않음)용의 정렬 마크가 설치되어 있다. 기판 지지체(WT) 또는 연관된 센서 블록은 또한 패터닝 디바이스(도 1의 M1, M2) 상의 정렬 마크의 '에어리얼 이미지' 픽업에 사용되어 위치결정기들(PM, PW)에게 기준(reference)을 제공할 수 있는, 이미지 정렬 센서(IAS1, IAS2)를 포함한다.
도 12는 본 발명의 제2 실시예에서 도 9의 방법의 부분 흐름도이다. CD를 구하고 MSD 기여분을 분석하기 위해 노광되고 측정되는, 레지스터가 코팅된 타겟 대신에, 리소그래피 장치에 이미 설치된 이미지 정렬 센서와 같은 센서를 사용한다. 오정렬 및 디포커스를 검출하기 위해 센서가 적응될 때, 센서는 스캐닝 슬릿(S) 아래에 필드(F) 대신 배치되어 MSD 신호 주입의 영향을 측정하는 데 사용될 수 있다. 변경된 단계 502'에서, 센서(IAS1)(예)는 패터닝 위치에 배치되고 단계 504'에서 센서는 다양한 주파수로 주입된 에러들을 가지는 투영된 패턴에 노광된다(반복적임). 리소그래피 장치의 특정한 필요에 따라서는 이것은 어쩌면 더 값싸고 더 신속한 방법이다. 그러나 이것은 실제 노광에 있어 MSD 변화에 대한 확실한 테스트(authentic test)로서는 그다지 가치가 없을 수 있고, 그래서 예컨대 기판 전체의 상이한 필드 위치들 사이에서, MSD 주파수 내용의 공간적인 변화는 검출되지 않을 것이다. 센서가 오직 한번에 하나의 특정한 X 위치에서 측정할 수 있다면, 필드 전체의 변화를 검출하기 위해서는 스캔은 반복해야 할 수 있으며, 이것은 본 방법의 속도를 둔하시킬 것이다. 한편, 레지스터가 코팅된 기판을 사용하는 실시예에서, 노광된 기판의 측정은 필드 전체에 걸쳐 다수의 지점에서 이루어져야 할 것이고, 시간상 불이익(time penalty)은 없어지는 것이 아니라 하나의 장치에 다른 장치로 이동될 것이다.
본 발명의 범위를 벗어나지 않으면서, 각각의 강점과 약점에 따라, 인레시스트 방법들의 혼합, 인레스트와 센서 기반 방법의 혼합, 또는 센서 기반 방법들만을 사용하여 MSD와 다른 측정들을 세트로 수행할 수 있다.
CD-MSD 감도의 측정
본 출원은 또한 절대적인 관점에서 MSD에 대한 CD의 감도를 측정할 수 있는 방법을 개시한다. 전술한 바와 같은 상이한 에러 소스 MA 및 MSD가 있을 때에는, MSD가 야기한 에러(MSD-induced error)의 스펙트럼 및 레벨을 전술한 기술들에 의해 조사할 수 있긴 해도, MSD 및 MA 성분에 대한 포커싱의 감도, 따라서 콘트라스트 손실은 절대적으로 별개로 분석될 수 없다는 것에 유의하여야 한다. MA 에러가 없을 때 MSD에 대한 CD의 감도를 직접 측정하기 위해, 발명자들은 여기서 설명하는 기술을 고안하였다. 이 감도는 여러 방식으로 표현될 수 있다. 전술한 식 및 도면에서 감도는 계수 β로 나타나 있다.
도 6에 나타낸 상관 함수 CF 및 도 2에 나타낸 스캐닝 동작의 기하하적 형상을 상기하면, 스캐닝 동작시에 이동 슬릿은 위치결정 에러들의 시간 가변의 성분에 대한 일종의 필터 역할을 한다는 것을 상기할 수 있다. 이 "필터" 거동은 서로 일정한 범위 내에 있는 주파수들에서의 MSD 성분들은 상관되어 있고 서로 강화되는 한편, 넓게 상이한 주파수들에서의 MSD 성분들은 상대적으로 상관되어 있지 않은, 전술한 현상을 발생시킨다. 동일한 필터링 효과는 도 13에 나타낸, 다른 결과를 가진다. 도 13 (a)는 동적 위치결정 에러의 기존의 또는 주입된 주파수들에 대한 이동 평균 에러 MA의 진폭의 그래프를 나타낸 것이다. 특히, MA 에러들에 대한 전달 함수는 vexp/L의 정수배에 대응하는 주파수 스펙트럼 내의 일정한 위치에서 영(zero) 또는 널(null) 포인트들을 가진다. 그러므로, 이들 주파수에서의 신호들이 전체 위치결정 에러에 대해 동적 (MSD) 기여분을 나타내지만, 그것들의 정적 (MA) 기여분은 영(zero)이 될 것이다. 도 13 (b)에 나타낸 바와 같이, 이들 특정한 주파수는 슬릿 길이 L 내에서 정수(whole number)의 사이클을 가지는 사인 함수에 대응한다. 도 13 (b)에는 그러한 첫 번째 주파수만을 나타냈으며, MSD는 vexp/L과 같은 주파수를 가진다. 이 특정한 주파수를 가지는 에러 소스의 경우, 임의의 양의 기여분은 그러한 주파수를 가지는 에러 소스에 대해, 동등한 음의 기여분에 의해 상쇄될 것이다. 푸리에 이론에 의해, 이 널 포인트들은, 조명 빔 (B)에 적용될 수 있는 임의의 직사각형이 아닌 강도 프로파일에 관계없이, 슬릿의 길이 L(스캐닝 방향으로)에 의해 정의될 수 있다는 것을 알 수 있다.
보통, 주파수 vexp/L은 도 7 (a)에 나타낸 것 처럼, MSD 변화에 대해 "정상(normal)" 스펙트럼 내의 어딘가에 속한다. 그러나 본 발명자들은 서보 위치결정 에러, 진동 등에 의해 유발된 MSD 성분들의 정상 스펙트럼을 사실상 영으로 감소시킬 수 있는 정도로 리소그래피 장치의 스캐닝 속도를 낮출 수 있다는 것을 인식하였다. 도 13에 나타낸 MA 필터 함수로 정확히 널 주파수에서 MSD 신호를 주입하면서 이러한 매우 느린 스캐닝 속도로 노광 동작을 수행함으로써, MA 성분이 영이 되도록 보장되고 CD-MSD의 감도가 직접 측정될 수 있는, FEM 또는 유사한 계측법의 웨이퍼에 대해 일련을 노광을 얻을 수 있다. 감소된 동작 속도에서 스캐닝 속도는 예컨대 장치의 최대 처리량에 대해, 정상 동작 속도의 5배 미만 또는 10배 미만으로 일 수 있다. 실제 실시예에서, 주입된 주파수는 50Hz 미만, 또는 30Hz 미만일 수 있다. 예컨대, 20Hz가 적당한 주파수일 수 있다. 정확한 주파수는 감소된 스캐닝 속도에서의 슬릿 길이에 정합될 수 있다. 동적 위치결정 에러는 앞서와 같이 상이한 축들에 대해 주입될 수 있다. 확실성을 더하기 위해, 필요한 경우, 약간 상이한 속도 및 주파수로 측정을 반복하여 결과를 비교 및 결합할 수 있다.
도 14는 그러한 프로세스를 스텝의 시퀀스를 나타낸 것이다. 단계 600에서, 이전의 방법들에서처럼 레티클을 로딩하고, 리소그래피 장치 내로 기판도 로딩한다. 단계 604에서, 정상적인 생산을 위한 스캔을 수행하는 대신에, 최소의 실제적인 스캔 속도를 얻기 위해 장치의 설정을 조정한다. 이 속도에서, 서보 시스템들 및 진동 관리 시스템들은 그들의 능력 내에서 잘 동작하고, 진동의 소스, 서보 에러 등은 사실상 영(zero)이다. 단계 606에서, 여러 필드 및/또는 웨이퍼에 걸쳐, 각종 강도의 MSD 신호를 널 주파수(f=vexp/L)에서 주입한다.
단계 608에서, 기판으로부터 결과 CD 값을 측정하여 그 노광에 적용된 주입 강도에 대한 정보와 함께 저장한다. 단계 610에서, MSD 강도에 대한 CD 값들의 테이블을 취득하여, MSD에 대한 감도 β 또는 CD 감도의 다른 파라미터를 용이하게 계산한다.
CD가 구체적으로 언급되었지만, 성능의 다른 파라미터들도 물론 정의될 수 있으며, MSD 에러에 대한 그것들의 감도는 유사한 방식으로 측정하였다.
처리 유닛(PU)에 의한 제어
앞의 실시예들에서 처리 유닛(PU)은 도 15에 나타낸 것과 같은 컴퓨터 어셈블리가 될 수 있다는 것을 알아야 한다. 컴퓨터 어셈블리는 본 발명에 따른 어셈블리의 실시예들에서 제어 유닛 형태의 전용 컴퓨터이거나, 또는 리소그래피 투영 장치를 제어하는 중앙 컴퓨터일 수 있다. 컴퓨터 어셈블리는 컴퓨터로 실행 가능한 코드를 포함하는 컴퓨터 프로그램 제품을 로딩하도록 되어 있다. 이것에 의해 컴퓨터 프로그램 제품이 다운로드되는 경우, 컴퓨터 어셈블리가 전술한 방법의 단계 505, 504'에 따라 인위적인 MSD 신호를 다양한 주파수, 위상 등에서 주입하면서 전술한 리소그래피 장치의 사용을 제어하도록 할 수 있다. 도 11의 방법의 경우, 프로그램은 또한 센서 위치결정 및 판독을 제어할 것이다.
프로세서(1227)에 연결된 메모리(1229)는 하드 디스크(1231), ROM(Read Only Memory)(1262), EEPROM(Electrically Erasable Programmable Read Only Memory)(1263), RAM(Random Access Memory)(1264) 등의 다수의 메모리 구성요소를 포함할 수 있다. 상기한 모든 메모리 구성요소가 존재할 필요는 없다. 또, 반드시 상기한 메모리 구성요소들이 물리적으로 프로세서(1227) 또는 서로에 인접하여 가까이 있어야 하는 것은 아니다. 상기한 메모리 구성요소들은 떨어져 위치될 수 있다.
프로세서(1227)는 또한 일종의 사용자 인터페이스, 예컨대 키보드(1265) 또는 마우스(1266)에 연결될 수 있다. 터치 스크린, 트랙볼, 음성 변환기(speech converter) 또는 해당 기술분야의 당업자에게 알려져 있는 다른 인터페이스가 사용될 수도 있다.
프로세서(1227)는 일정한 환경하에서 플로피 디스크(1268) 또는 CDROM(1269) 같은 데이터 캐리어 상에 저장된 데이터로부터 예컨대 컴퓨터로 실행 가능한 코드 형태의 데이터를 판독하도록 구성된 판독 유닛(1267)에 연결될 수 있다. 또한 해당 기술분야의 당업자에게 알려져 있는 DVD 또는 다른 데이터 캐리어가 사용될 수도 있다.
프로세서(1227)는 또한 종이에 출력 데이터를 프린트하는 프린터(1270)는 물론 해당 기술분야의 당업자에게 알려져 있는 임의의 다른 타입의 디스플레이(1271), 예컨대 모니터 또는 LCD에 연결될 수도 있다.
프로세서(1227)는 입출력(I/O)를 책임지는 송수신기(1273)를 통해 예컨대 PSTN(Public Switched Telephone Network), LAN(Local Area Network), WAN(Wide Area Network) 등의 통신 네트워크(1272)에 연결될 수 있다. 프로세스(1227)는 통신 네트워크(1272)를 통해 다른 통신 시스템들과 통신하도록 구성될 수 있다. 본 발명의 실시예에서, 외부 컴퓨터(도시되지 않음), 예를 들면 운영자의 개인용 컴퓨터는 통신 네트워크(1272)를 통해 프로세스(1227)에 접속(log into)할 수 있다.
프로세서(1227)는 독립된 시스템으로서 또는 각 처리 유닛이 보다 큰 프로그램의 서브 타스크(sub-task)들을 실행하도록 구성된, 병렬로 동작하는 다수의 처리 유닛으로서 구현될 수 있다. 처리 유닛들은 또한 몇 개의 부처리 유닛을 가지는 하나 이상의 주처리 유닛으로 분할될 수도 있다. 프로세서(1227)의 일부 처리 유닛은 다른 처리 유닛과 떨어져 위치될 수도 있고 통신 네트워크(1272)을 통해 통신한다. 예컨대 프로브 주파수의 주입을 제어하기 위해 사용된 처리 유닛들은 일반적으로 측정 결과를 분석하기 위해 사용된 처리 유닛들과는 분리될 것이다.
도 1에서 모든 연결이 물리적인 연결로 나타나 있긴 하지만, 이 연결 중 하나 이상이 무선으로 이루질 수 있다. 그것들은 "연결된" 유닛들이 어떤 식으로든 서로 통신하도록 구성되어 있다는 것을 나타내기 위한 것일 뿐이다. 컴퓨터 시스템은 여기에 설명한 기능들을 수행하도록 구성된 아날로그 및/또는 디지털 및/또는 소프트웨어 기술을 구비한 임의의 신호 처리 시스템일 수 있다.
본 명세서에서는, 집적회로(IC)의 제조에 있어서 리소그래피 장치의 사용에 대해 구체적으로 언급하였지만, 본 명세서에서 설명된 리소그래피 장치는 집적 광학 시스템, 자기 도메인 메모리(magnetic domain memory)용 유도 및 검출 패턴, 평판 디스플레이, 액정 디스플레이(LCD), 박막 자기 헤드 등의 제조와 같은 기타 응용예들을 가질 수 있음을 이해하여야 한다. 당업자라면, 이러한 다른 응용예와 관련하여, 본 명세서에서 사용된 "웨이퍼" 또는 "다이"와 같은 어떠한 용어의 사용도 각각 "기판" 또는 "타겟 영역"과 같은 좀더 일반적인 용어와 동의어로 간주될 수 있음을 이해할 것이다. 본 명세서에서 언급되는 기판은, 노광 전후에, 예컨대 트랙(전형적으로 기판에 레지스트층을 도포하고 노광된 레지스트를 현상하는 장비), 또는 계측 도구, 또는 검사 장비에서 처리될 수 있다. 적용 가능한 범위에서, 상기 기판 처리 장비와 여타 기판 처리 장비에 본 명세서의 개시 내용이 적용될 수 있다. 또한, 예컨대 다층 집적회로(IC)를 만들기 위하여 기판은 복수 회 처리될 수 있으므로, 본 명세서에 사용되는 기판이라는 용어는 이미 여러 번 처리된 층들을 포함한 기판을 지칭할 수도 있다.
이상에서는 광학 리소그래피의 관점에서 본 발명의 실시예의 사용에 대하여 구체적인 참조가 이루어졌을 수도 있지만, 본 발명은 예컨대 임프린트 리소그래피와 같은 다른 응용분야에 사용될 수도 있으며, 또한 문맥이 허락하는 곳에서는 광학 리소그래피로 한정되지 않는다. 임프린트 리소그래피에서, 패터닝 디바이스에서의 토폴그래피는 기판에 생성된 패턴을 규정한다. 패터닝 디바이스의 토포그래피는 기판에 공급된 레지스트의 층 내에 프레스될 수 있으며, 그 후에 레지스트를 전자기 방사선, 가열, 압력 또는 이들의 조합을 가함으로써 경화시킨다. 레지스트가 경화된 후에는, 패터닝 디바이스는 레지스트의 외측으로 이동되어 패턴을 잔류시킨다.
본 명세서에서 사용된 "방사선" 및 "빔"이라는 용어는 자외(UV) 방사선(예컨대, 약 365, 355, 248, 193, 157, 또는 126 nm의 파장을 가짐)을 포함하는 모든 형태의 전자기 방사선 및 극자외(EUV) 방사선(예컨대, 5∼20㎚ 범위의 파장을 가짐)과, 이온 빔 또는 전자 빔 등의 입자 빔을 포함하는 모든 형태의 전자기 방사선을 포괄한다.
문맥이 허용하는 곳에서의 "렌즈"라는 용어는 굴절성, 반사성, 자기, 전자기, 및 정전 광학 요소들을 포함하는 다양한 타입의 광학 요소들 중 어느 하나 또는 그 조합을 지칭할 수도 있다.
이상에서 본 발명의 특정 실시예들을 설명하였지만, 본 발명은 설명된 것과 다르게 실시될 수도 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 예컨대, 본 발명은 이상에서 개시된 바와 같은 방법을 설명하는 기계로 판독 가능한 명령어들의 하나 이상의 시퀀스들을 포함하는 컴퓨터 프로그램, 또는 이러한 컴퓨터 프로그램이 저장되는 데이터 저장 매체(예컨대, 반도체 메모리, 자기 디스크 또는 광학 디스크)의 형태를 취할 수도 있다. 예컨대 프로브 주파수의 주입을 제어하기 위해 그리고 측정 결과를 분석하기 위해 개별 프로그램 제품이 제공될 수 있다.
전술한 설명내용은 예시를 위한 것으로, 본 발명을 제한하려는 것이 아니다. 따라서, 당업자라면 하기 청구항들의 범위를 벗어나지 않고서도 전술한 본 발명에 대한 변형이 이루어질 수도 있음을 이해할 수 있을 것이다.

Claims (15)

  1. 패터닝 디바이스로부터의 패턴을 기판 상으로 전사하도록 구성된 리소그래피 장치에서의 동적 위치결정 에러들의 특성을 측정하는 방법으로서,
    상기 리소그래피 장치는,
    상기 패터닝 디바이스를 수용하고 패터닝 위치에 유지된 상기 기판의 영역에 상기 패턴을 부여하는 패터닝 서브시스템;
    상기 패턴이 부여되는 동안에 상기 기판을 유지하는 기판 지지체; 및
    상기 패턴이 상기 기판 상의 원하는 위치에 부여되도록 이동 순서에 따라 상기 기판 지지체, 상기 패터닝 서브시스템 및 상기 패터닝 디바이스를 서로에 대해 이동시키고, 상기 이동 순서는 상기 부여된 패턴에서 측정될 수 있는 대응하는 에러를 발생시키는 하나 이상의 축에 대한 동적 위치결정 에러를 내재적으로 포함하는, 위치결정 시스템을 포함하고,
    상기 방법은,
    기지(旣知)의 주파수 특성을 가지는 동적 위치결정 에러를 주입하면서 상기 패터닝 서브시스템 및 상기 위치결정 시스템을 동작시키고, 상기 주입된 에러의 특징은 동작하는 동안의 상이한 시각들에서, 하나 이상의 특성이 상이하도록 제어되는, 단계;
    동작의 상이한 시각 각각과 연관된 상기 패터닝 에러에서의 변화를 직접적으로 또는 간접적으로 측정하는 단계; 및
    상기 측정된 패터닝 에러 변화 및 상기 연관된 주입된 에러의 기지의 특성으로부터, 상기 기지의 주입된 에러의 주파수 내용과 상관관계가 있는 주파수 대역에서의 내재적인 동적 위치결정 에러의 하나 이상의 특성을 계산하는 단계
    를 포함하는 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 패터닝 서브시스템은 상기 패터닝 디바이스의 영역의 이미지를 상기 기판의 대응하는 영역에 투영하는 광 투영 시스템이고, 상기 패터닝 디바이스 및 상기 기판의 영역은 한 번에 소규모 영역을 노광시킴으로써 동시에 스캐닝되어 원하는 패턴을 점차적으로 부여하고, 에러 주파수들은 상기 소규모 영역의 노광 지속기간에 의거하여 서로 상관될 때 결정되는, 방법.
  3. 제2항에 있어서,
    광 감음성 재료로 코팅된 하나 이상의 기판 상의 상이한 영역들에 동일한 패턴이 부여되고, 상기 주입된 에러의 특징은 상기 상이한 영역들 사이에서 변화되며, 상기 패터닝 에러에서의 변화를 측정하는 단계는 노광 후에 각 영역의 광 감응성 재료에서 패턴을 측정하는 단계를 포함하는, 방법.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 패터닝 에러에서의 변화를 측정하는 단계는, 상기 패터닝 서브시스템이 동작하는 동안에 패터닝 위치에 상기 기판 대신에 광 센서를 배치하고, 상기 센서는 패터닝 에러를 간접적으로 나타내는 투영된 패턴의 파라미터들을 측정하는, 방법.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 광 센서는 상기 리소그래피 장치의 정상 동작에 있어 기판에 패턴을 부여할 때 정렬에도 사용되는, 방법.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    다수의 상이한 에러 축 각각에 대해 상이한 특징을 갖는 에러들을 주입하도록, 상기 주입되는 에러에 대한 특징을 제어하는 외에 상기 주입되는 에러의 축을 제어하고, 상기 계산하는 단계는 다수의 에러 축에 대해 상기 내재적인 에러의 특성을 별도로 계산하는, 방법.
  7. 제6항에 있어서,
    주입된 에러의 축들은 (a) 변위의 축들 및 (b) 회전 및/또는 확대와 같은 다른 축들을 포함하며, 상기 계산하는 단계는 미리 결정된 주입된 에러의 축들의 조합으로부터의 측정값을 결합하여 하나의 축에 대해 상기 특성에 도달하도록 하는, 방법.
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 동작시키는 단계에서 상이한 시각에 상이하도록 제어되는 상기 특성은 상기 주입된 에러가 상기 상이한 시각들 간에 상이한 주파수들을 가지도록 주파수 특성을 포함하고, 상기 상이한 주파수들은 상관 주파수 대역이 관심 대상의 스펙트럼을 포함하도록 선택되며, 상기 계산하는 단계는 복수의 주파수 대역에 대해 상기 내재적인 동적 위치결정 에러의 특성을 별개로 계산하는 단계를 포함하고, 또한 상기 관심 대상의 스펙트럼 전체에 걸쳐 상이한 주파수 대역에 대해 계산된 특성들을 합함으로써 상기 내재적인 동적 위치결정 에러의 특성에 대한 합계 값(aggregate value)을 계산하는 단계를 포함하는, 방법.
  9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 동작시키는 단계에서 상이한 시각에 상이하도록 제어되는 상기 특성은, 상기 주입된 에러가 상기 상이한 시각들 간에 상이한 주파수들을 가지도록 주파수 특성, 및 상기 주입된 에러가 각각의 주파수에 대해 상이한 시각에 상이한 진폭을 가지도록 진폭 특성을 포함하는, 방법.
  10. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 계산하는 단계는 상기 내재적인 동적 위치결정 에러의 특성에 대한 평균 값을 계산하는 단계, 및 특정한 주파수 대역들에서 상기 동적 위치결정 에러의 변화를 계산하는 단계를 더 포함하는, 방법.
  11. 리소그래피 장치에서의 동적 위치결정 에러의 특성을 측정하는 방법의 계산 단계를 실행하도록 구성된 데이터 처리 장치로서,
    (a) 리소그래피 장치의 동작 시에 상이한 시각에 발생하는 패터닝 에러에서의 변화에 대해 직접적으로 또는 간접적으로 이루어진 복수의 측정값을 수신하도록 구성되고;
    (b) 상기 측정된 패터닝 에러 변화 및 상기 상이한 시각에 주입된 동적 위치결정 에러의 기지의 특성으로부터, 상기 주입된 에러의 기지의 주파수 내용과 상관관계가 있는 주파수 대역에서 내재적인 동적 위치결정 에러의 적어도 하나의 특성을 계산하도록 구성되는, 데이터 처리 장치.
  12. 데이터 처리 장치를 제어하기 위한 기계로 판독 가능한 명령어의 하나 이상의 시퀀스를 포함하는 컴퓨터 프로그램 제품으로서,
    상기 명령어는 상기 데이터 처리 장치를 제어하여 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 청구된 방법의 계산 단계를 구현하도록 구성되고,
    상기 데이터 처리 장치는,
    (a) 리소그래피 장치의 동작 시에 상이한 시각에 발생하는 패터닝 에러에서의 변화에 대해 직접적으로 또는 간접적으로 이루어진 복수의 측정값을 수신하도록 구성되고;
    (b) 상기 측정된 패터닝 에러 변화 및 상기 상이한 시각에 주입된 동적 위치결정 에러의 기지의 특성으로부터, 상기 주입된 에러의 기지의 주파수 내용과 상관관계가 있는 주파수 대역에서 내재적인 동적 위치결정 에러의 적어도 하나의 특성을 계산하도록 구성되는, 컴퓨터 프로그램 제품.
  13. 패터닝 디바이스로부터의 패턴을 기판 상으로 전사하도록 구성된 리소그래피 장치에서의 동적 위치결정 에러에 대한 리소그래피 프로세스의 성능에 대한 감도를 측정하는 방법으로서,
    상기 리소그래피 장치는,
    상기 패터닝 디바이스를 수용하고 패터닝 위치에 유지된 상기 기판의 영역에 상기 패턴을 부여하는 패터닝 서브시스템;
    상기 패턴이 부여되는 동안에 상기 기판을 유지하는 기판 지지체; 및
    상기 패턴이 상기 기판 상의 원하는 위치에 부여되도록 이동 순서에 따라 상기 기판 지지체, 상기 패터닝 서브시스템 및 상기 패터닝 디바이스를 서로에 대해 이동시키고, 상기 이동 순서는 상기 부여된 패턴에서 측정될 수 있는 대응하는 에러를 발생시키는 하나 이상의 축에 대한 동적 위치결정 에러를 내재적으로 포함하는, 위치결정 시스템을 포함하고,
    상기 방법은,
    (m) 상기 리소그래피 장치의 자연 주파수 응답 내의 널 포인트에 정합된 주파수를 가지는 동적 위치결정 에러를 주입하면서, 상기 패터닝 서브시스템 및 상기 위치결정 시스템을 동작시켜 기판에 패턴을 부여하며, 상기 자연 주파수는 상기 리소그래피 장치의 동작 속도와 관련이 있으며, 상기 주입된 에러의 강도는 동작중의 상이한 시각에서 상이하도록 제어되는, 단계;
    (n) 동작의 상이한 시각 각각과 연관된 상기 패터닝 에러에서의 변화를 직접적으로 또는 간접적으로 측정하는 단계; 및
    (o) 상기 측정된 패터닝 에러 변화 및 상기 연관된 주입된 에러의 기지의 특성으로부터, 상기 동적 위치결정 에러에 대한 상기 패터닝 에러의 감도를 계산하는 단계
    를 포함하는 방법.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 패터닝 서브시스템은 상기 패터닝 디바이스의 영역의 이미지를 상기 기판의 대응하는 영역에 투영하는 광 투영 시스템이고, 상기 패터닝 디바이스 및 상기 기판의 영역은 한 번에 소규모 영역을 노광시킴으로써 동시에 스캐닝되어 원하는 패턴을 점차적으로 부여하고, 상기 주입된 동적 위치결정 에러의 주기는 상기 소규모 영역의 노광 지속기간에 정합되는, 방법.
  15. 제13항 또는 제14항에 있어서,
    상기 단계 (m) 동안에, 상기 위치결정 서브시스템은 감소된 속도로 동작되어, 동작 속도에 비례하는 상기 내재적인 동적 위치결정 에러, 상기 널 포인트의 주파수를 최소화하고, 따라서 주입된 에러를 최소화하는, 방법.
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Families Citing this family (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9188974B1 (en) * 2004-02-13 2015-11-17 Kla-Tencor Technologies Corp. Methods for improved monitor and control of lithography processes
CN102566311A (zh) * 2012-01-12 2012-07-11 合肥芯硕半导体有限公司 一种制版光刻设备动态稳定性测量方法
US9329033B2 (en) * 2012-09-05 2016-05-03 Kla-Tencor Corporation Method for estimating and correcting misregistration target inaccuracy
US10235278B2 (en) * 2013-03-07 2019-03-19 International Business Machines Corporation Software testing using statistical error injection
JP6127776B2 (ja) * 2013-06-27 2017-05-17 富士通株式会社 ワークの組立装置及びワークの組立方法
WO2016008711A1 (en) 2014-07-14 2016-01-21 Asml Netherlands B.V. Optimization of assist features and source
US10331039B2 (en) 2014-10-02 2019-06-25 Asml Netherlands B.V. Rule-based deployment of assist features
CN108700823B (zh) * 2016-02-22 2020-11-27 Asml荷兰有限公司 对量测数据的贡献的分离
KR102485767B1 (ko) * 2017-02-22 2023-01-09 에이에스엠엘 네델란즈 비.브이. 전산 계측
EP3367166A1 (en) * 2017-02-24 2018-08-29 ASML Netherlands B.V. Method of measuring variation, inspection system, computer program, and computer system
TWI725235B (zh) * 2017-09-26 2021-04-21 美商克萊譚克公司 用於在製造過程中控制基板上圖案之定位的方法及電腦程式產品
EP3731020A1 (en) * 2019-04-25 2020-10-28 ASML Netherlands B.V. Metrology method and apparatus, computer program and lithographic system
KR20230004633A (ko) * 2020-05-14 2023-01-06 에이에스엠엘 네델란즈 비.브이. 확률적 기여자를 예측하는 방법
EP3910418A1 (en) * 2020-05-14 2021-11-17 ASML Netherlands B.V. Method for direct decomposition of stochastic contributors

Family Cites Families (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3039210B2 (ja) * 1993-08-03 2000-05-08 日本電気株式会社 半導体装置の製造方法
JPH1167655A (ja) 1997-08-11 1999-03-09 Nikon Corp 走査型露光装置及び同期誤差解析方法
US6699627B2 (en) * 2000-12-08 2004-03-02 Adlai Smith Reference wafer and process for manufacturing same
US7261983B2 (en) * 2000-12-08 2007-08-28 Litel Instruments Reference wafer and process for manufacturing same
JP3559766B2 (ja) 2001-02-21 2004-09-02 キヤノン株式会社 走査露光装置及び走査露光方法並びにデバイスの製造方法
JP2005303035A (ja) 2004-04-13 2005-10-27 Nikon Corp 制御装置、露光装置及び露光方法、並びにデバイス製造方法
WO2005114095A2 (en) * 2004-05-21 2005-12-01 Zetetic Institute Apparatus and methods for overlay, alignment mark, and critical dimension metrologies based on optical interferometry
US7791727B2 (en) * 2004-08-16 2010-09-07 Asml Netherlands B.V. Method and apparatus for angular-resolved spectroscopic lithography characterization
WO2007052699A1 (ja) 2005-11-04 2007-05-10 Nikon Corporation 解析装置、処理装置、測定装置、露光装置、基板処理システム、解析方法及びプログラム
US7818073B2 (en) * 2006-04-20 2010-10-19 Asml Netherlands B.V. Method for obtaining improved feedforward data, a lithographic apparatus for carrying out the method and a device manufacturing method
US7710540B2 (en) * 2007-04-05 2010-05-04 Asml Netherlands B.V. Lithographic apparatus and device manufacturing method
US8189195B2 (en) * 2007-05-09 2012-05-29 Asml Netherlands B.V. Inspection method and apparatus, lithographic apparatus, lithographic processing cell and device manufacturing method
US7804579B2 (en) * 2007-06-21 2010-09-28 Asml Netherlands B.V. Control system, lithographic projection apparatus, method of controlling a support structure, and a computer program product
CN201134009Y (zh) 2007-11-14 2008-10-15 上海微电子装备有限公司 一种工件台平衡定位装置
TWI383273B (zh) * 2007-11-20 2013-01-21 Asml Netherlands Bv 微影投射裝置之焦點測量方法及微影投射裝置之校準方法
NL1036511A1 (nl) * 2008-02-13 2009-08-14 Asml Netherlands Bv Movable support, position control system, lithographic apparatus and method of controlling a position of an exchangeable object.
CN101251725B (zh) 2008-03-31 2010-09-15 上海微电子装备有限公司 用于光刻装置的对准系统和标记、对准方法以及光刻装置

Also Published As

Publication number Publication date
NL2005719A (en) 2011-06-21
TWI428708B (zh) 2014-03-01
US8554510B2 (en) 2013-10-08
US20110153265A1 (en) 2011-06-23
JP5145405B2 (ja) 2013-02-20
KR101202243B1 (ko) 2012-11-16
JP2011142319A (ja) 2011-07-21
CN102103330B (zh) 2014-03-12
CN102103330A (zh) 2011-06-22
TW201131314A (en) 2011-09-16

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