KR20110095831A

KR20110095831A - 리소그래피 장치 및 디바이스 제조 방법

Info

Publication number: KR20110095831A
Application number: KR1020110014665A
Authority: KR
Inventors: 알렉산더 빅토로비치 파디; 보리스 멘치트치코프
Original assignee: 에이에스엠엘 네델란즈 비.브이.
Priority date: 2010-02-19
Filing date: 2011-02-18
Publication date: 2011-08-25
Also published as: TWI448829B; US8947643B2; JP5443405B2; CN102163002A; US20110205520A1; IL210697A0; TW201142528A; JP2011176309A; KR101227641B1; CN102163002B; NL2005997A

Abstract

리소그래피 장치에 대해 적어도 1 이상의 모니터 웨이퍼를 생성하는 방법이 개시된다. 상기 모니터 웨이퍼는, 모니터 웨이퍼로부터의 베이스라인을 정의한 측정들을 주기적으로 회수하여 베이스라인으로부터 파라미터 드리프트를 결정하는 스캐닝 제어 모듈과 조합하여 사용하기 위한 것이다. 이를 수행함에 있어서, 상기 드리프트에 대해 허용 및/또는 보정이 수행될 수 있다. 베이스라인은 각각의 모니터 웨이퍼(들) 상에서 다수 노광 패스들을 수행하기 위해, 초기에 리소그래피 장치를 이용하여 모니터 웨이퍼(들)를 노광함으로써 결정된다. 또한, 연계된 리소그래피 장치가 개시된다.

Description

리소그래피 장치 및 디바이스 제조 방법{LITHOGRAPHIC APPARATUS AND DEVICE MANUFACTURING METHOD}

본 발명은, 예를 들어 리소그래피 기술에 의한 디바이스의 제조 시에 이용가능한 장치 및 방법들에 관한 것이다.

리소그래피 장치는 기판 상에, 통상적으로는 기판의 타겟부 상에 원하는 패턴을 적용시키는 기계이다. 리소그래피 장치는, 예를 들어 집적 회로(IC)의 제조 시에 사용될 수 있다. 그 경우, 대안적으로 마스크 또는 레티클이라 칭하는 패터닝 디바이스가 IC의 개별층 상에 형성될 회로 패턴을 생성하기 위해 사용될 수 있다. 이 패턴은 기판(예컨대, 실리콘 웨이퍼) 상의 (예를 들어, 한 개 또는 수 개의 다이의 부분을 포함하는) 타겟부 상으로 전사(transfer)될 수 있다. 패턴의 전사는 통상적으로 기판 상에 제공된 방사선-감응재(레지스트)층 상으로의 이미징(imaging)을 통해 수행된다. 일반적으로, 단일 기판은 연속하여 패터닝되는 인접한 타겟부들의 네트워크를 포함할 것이다. 알려진 리소그래피 장치는, 한번에 타겟부 상으로 전체 패턴을 노광함으로써 각각의 타겟부가 조사(irradiate)되는 소위 스테퍼, 및 방사선 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. 또한, 기판 상에 패턴을 임프린트(imprint)함으로써 패터닝 디바이스로부터 기판으로 패턴을 전사할 수도 있다.

리소그래피 공정을 모니터링(monitor)하기 위해, 패터닝된 기판의 파라미터들이 측정된다. 파라미터들은, 예를 들어 패터닝된 기판 내에 또는 기판 상에 형성된 연속층들 간의 오버레이 오차, 및 현상된 감광성 레지스트의 임계 선폭(critical linewidth)을 포함할 수 있다. 이 측정은 제품 기판(product substrate) 및/또는 지정된 메트롤로지 타겟(dedicated metrology target) 상에서 수행될 수 있다. 리소그래피 공정 시 형성된 미세한 구조체들의 측정을 수행하기 위해, 스캐닝 전자 현미경 및 다양한 특수 툴들의 사용을 포함하는 다양한 기술들이 존재한다. 빠르고 간접 검사(non-invasive)인 형태의 특수 검사 툴은, 기판의 표면 상의 타겟부 상으로 방사선 빔을 지향하여, 산란되거나 반사된 빔의 특성들을 측정하는 스케터로미터(scatterometer)이다. 상기 빔이 기판에 의해 반사되거나 산란된 전후에 상기 빔의 특성들을 비교함으로써, 기판의 특성들이 결정될 수 있다. 이는, 예를 들어 알려진 기판 특성들과 연계된 알려진 측정들의 라이브러리(library) 내에 저장된 데이터와 반사된 빔을 비교함으로써 수행될 수 있다. 스케터로미터의 2 가지 주 형태가 알려져 있다. 분광 스케터로미터(spectroscopic scatterometer)는 기판 상으로 광대역 방사선 빔을 지향하고, 특정한 좁은 각도 범위(particular narrow angular range)로 산란되는 방사선의 스펙트럼(파장의 함수로서 세기)을 측정한다. 각도 분해된 스케터로미터(angularly resolved scatterometer)는 단색 방사선 빔(monochromatic radiation beam)을 사용하고, 각도의 함수로서 산란된 방사선의 세기를 측정한다.

스캐너 기능(scanner functionality)을 더 우수하게 제어하기 위해, 최근 날마다(또는 그 정도) 사전정의된 베이스라인(baseline)을 향해 시스템을 자동으로 구동하는 모듈이 고안되었다. 이 스캐너 안정 모듈(scanner stability module)은 메트롤로지 툴을 이용하여 모니터 웨이퍼(monitor wafer)로부터 얻어진 표준 측정들을 회수(retrieve)한다. 모니터 웨이퍼는 앞서 특수한 스케터로미터 마크들을 포함한 특수한 레티클을 사용하여 노광되었다. 모니터 웨이퍼 및 그날의 측정들(및 가능하게는 전날로부터의 역사적 측정 데이터)을 이용하여, 스캐너 안정 모듈은 시스템이 그 베이스라인으로부터 얼마나 드리프트(drift)되었는지 결정한 후, 웨이퍼-레벨 오버레이 및 포커스 보정 세트들을 계산한다. 베이스라인은 모니터 웨이퍼들 상의 기준 층에 의해 직접적으로(이 경우, 스캐너 안정 모듈은 베이스라이너 모니터 웨이퍼들 상의 최소 오버레이를 향해 시스템을 구동할 것임), 또는 웨이퍼들 상의 기준 층과 타겟 오버레이 지문(target overlay fingerprint)의 조합에 의해 간접적으로(이 경우, 스캐너 안정 모듈은 모니터 웨이퍼들 상의 정의된 타겟 오버레이 지문을 향해 시스템을 구동할 것임) 정의될 수 있다. 그 후, 리소그래피 시스템은 이 보정 세트들을 후속한 생산 웨이퍼들 상의 각 노광에 대한 특정한 보정들로 전환한다.

사용되는 정렬 모델 시퀀스(alignment model sequence)들은, 매우 제한된 수의 모니터 웨이퍼들(전형적으로, 스캐너마다 주당 4 내지 12 개의 웨이퍼들)로부터의 오버레이 데이터를 이용하여 스캐너를 제어하려고 시도하는 스캐너 안정 모듈 제어기에 대해 상당한 잡음 소스를 제공한다.

스캐너 안정 모듈 제어 정확성이 개선되는 한편, 여전히 현재와 동일하거나 유사한 제한된 수의 모니터 웨이퍼들을 이용하는 시스템을 제공하는 것이 바람직하다.

본 발명의 일 실시형태에 따르면:

패터닝 디바이스를 지지하도록 구성된 지지체;

기판을 유지하도록 구성된 기판 테이블;

상기 패터닝 디바이스로부터 기판의 타겟부 상으로 패턴을 전사하도록 구성된 패터닝 시스템;

상기 패턴이 기판의 복수의 타겟부들에 반복적으로 적용되도록 이동 시퀀스(a sequence of movement)를 포함한 패터닝 패스(patterning pass)에서 상기 기판 테이블, 상기 패터닝 시스템, 및 상기 패터닝 디바이스를 서로에 대해 위치시키도록 작동가능한 위치설정 장치; 및

베이스라인 제어 파라미터들로부터 파라미터 드리프트를 결정하여, 상기 드리프트에 대한 허용(allowance) 및/또는 보정을 가능하게 하기 위해, 1 이상의 기준 기판들로부터 베이스라인 제어 파라미터들을 정의하는 측정들을 주기적으로 회수함으로써, 상기 지지체, 기판 테이블 또는 패터닝 시스템 중 적어도 1 이상의 제어를 돕도록 작동가능한 제어 모듈- 상기 기준 기판(들)은 상기 베이스라인 제어 파라미터들을 결정하도록 초기에 패터닝을 거쳤음 -을 포함한 리소그래피 장치가 제공되고,

상기 장치는 적어도 1 이상의 기준 기판의 초기 패터닝 동안, 상기 1 이상의 기준 기판들 중 적어도 1 이상에서 다수 패터닝 패스들을 수행하도록 작동가능하다.

본 발명의 제 2 실시형태에 따르면, 리소그래피 장치에 대한 적어도 1 이상의 기준 기판을 생성하는 방법이 제공되고, 상기 기준 기판은 베이스라인 제어 파라미터들로부터 파라미터 드리프트를 결정하여, 상기 드리프트에 대한 허용 및/또는 보정을 가능하게 함으로써, 리소그래피 공정 동안 스캐닝 제어를 돕기 위해, 베이스라인 제어 파라미터들을 정의하는 상기 적어도 1 이상의 기준 기판으로부터의 측정들을 주기적으로 회수하는 제어 모듈과 조합하여 이용가능하며, 상기 베이스라인 제어 파라미터들은 초기에 상기 리소그래피 장치를 이용하여 상기 적어도 1 이상의 기준 기판을 패터닝함으로써 결정되고, 상기 방법은 상기 1 이상의 기준 기판들 중 적어도 1 이상에서 다수 패터닝 패스들을 수행하는 단계를 포함하며, 상기 다수 패터닝 패스들은 기준 기판의 복수의 타겟부들에 반복적으로 패턴을 적용하는 단계를 포함한다.

이하 대응하는 참조 부호들이 대응하는 부분들을 나타내는 첨부된 개략적인 도면들을 참조하여, 단지 예시의 방식으로만 본 발명의 실시예들을 설명할 것이다:
도 1은 리소그래피 장치를 도시하는 도면;
도 2는 리소그래피 셀(cell) 또는 클러스터(cluster)를 도시하는 도면;
도 3은 제 1 스케터로미터를 도시하는 도면;
도 4는 제 2 스케터로미터를 도시하는 도면; 및
도 5는 스캐너 안정 모듈을 이용한 리소그래피 공정 시 제어 루프들을 예시하는 도면이다.

도 1은 리소그래피 장치를 개략적으로 도시한다. 상기 장치는:

- 방사선 빔(B)(예를 들어, UV 방사선 또는 DUV 방사선)을 컨디셔닝(condition)하도록 구성된 조명 시스템(일루미네이터)(IL);

- 패터닝 디바이스(예를 들어, 마스크)(MA)를 지지하도록 구성되고, 소정 파라미터들에 따라 패터닝 디바이스를 정확히 위치시키도록 구성된 제 1 위치설정기(PM)에 연결된 지지 구조체(예를 들어, 마스크 테이블)(MT);

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

- 기판(W)의 (예를 들어, 1 이상의 다이를 포함하는) 타겟부(C) 상으로 패터닝 디바이스(MA)에 의해 방사선 빔(B)에 부여된 패턴을 투영하도록 구성된 투영 시스템(예를 들어, 굴절 투영 렌즈 시스템)(PL)을 포함한다.

조명 시스템은 방사선을 지향, 성형 또는 제어하기 위하여, 굴절, 반사, 자기, 전자기, 정전기 또는 다른 형태의 광학 구성요소들, 또는 여하한의 그 조합과 같은 다양한 형태의 광학 구성요소들을 포함할 수 있다.

지지 구조체는 패터닝 디바이스를 지지, 즉 그 무게를 견딘다. 이는 패터닝 디바이스의 방위, 리소그래피 장치의 디자인, 및 예를 들어 패터닝 디바이스가 진공 환경에서 유지되는지의 여부와 같은 다른 조건들에 의존하는 방식으로 패터닝 디바이스를 유지한다. 지지 구조체는 패터닝 디바이스를 유지하기 위해 기계적, 진공, 정전기, 또는 다른 클램핑 기술들을 이용할 수 있다. 지지 구조체는, 예를 들어 필요에 따라 고정되거나 이동가능할 수 있는 프레임 또는 테이블일 수 있다. 지지 구조체는, 패터닝 디바이스가 예를 들어 투영 시스템에 대해 원하는 위치에 있을 것을 보장할 수 있다. 본 명세서의 "레티클" 또는 "마스크"라는 용어의 어떠한 사용도 "패터닝 디바이스"라는 좀 더 일반적인 용어와 동의어로 간주될 수 있다.

본 명세서에서 사용되는 "패터닝 디바이스"라는 용어는, 기판의 타겟부에 패턴을 생성하기 위해서, 방사선 빔의 단면에 패턴을 부여하는데 사용될 수 있는 여하한의 디바이스를 언급하는 것으로 폭넓게 해석되어야 한다. 방사선 빔에 부여된 패턴은, 예를 들어 상기 패턴이 위상-시프팅 피처(phase-shifting feature)들 또는 소위 어시스트 피처(assist feature)들을 포함하는 경우, 기판의 타겟부 내의 원하는 패턴과 정확히 일치하지 않을 수도 있다는 것을 유의하여야 한다. 일반적으로, 방사선 빔에 부여된 패턴은 집적 회로와 같이 타겟부에 생성될 디바이스 내의 특정 기능 층에 해당할 것이다.

패터닝 디바이스는 투과형 또는 반사형일 수 있다. 패터닝 디바이스의 예로는 마스크, 프로그램가능한 거울 어레이, 및 프로그램가능한 LCD 패널들을 포함한다. 마스크는 리소그래피 분야에서 잘 알려져 있으며, 바이너리(binary)형, 교번 위상-시프트형 및 감쇠 위상-시프트형과 같은 마스크 타입뿐만 아니라, 다양한 하이브리드(hybrid) 마스크 타입들을 포함한다. 프로그램가능한 거울 어레이의 일 예시는 작은 거울들의 매트릭스 구성을 채택하며, 그 각각은 입사하는 방사선 빔을 상이한 방향으로 반사시키도록 개별적으로 기울어질 수 있다. 기울어진 거울들은 거울 매트릭스에 의해 반사되는 방사선 빔에 패턴을 부여한다.

본 명세서에서 사용되는 "투영 시스템"이라는 용어는, 사용되는 노광 방사선에 대하여, 또는 침지 액체의 사용 또는 진공의 사용과 같은 다른 인자들에 대하여 적절하다면, 굴절, 반사, 카타디옵트릭(catadioptric), 자기, 전자기 및 정전기 광학 시스템, 또는 여하한의 그 조합을 포함하는 여하한 타입의 투영 시스템을 내포하는 것으로서 폭넓게 해석되어야 한다. 본 명세서의 "투영 렌즈"라는 용어의 어떠한 사용도 "투영 시스템"이라는 좀 더 일반적인 용어와 동의어로 간주될 수 있다.

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

리소그래피 장치는 2 개(듀얼 스테이지) 이상의 기판 테이블(및/또는 2 이상의 마스크 테이블)을 갖는 형태로 구성될 수 있다. 이러한 "다수 스테이지" 기계에서는 추가 테이블이 병행하여 사용될 수 있으며, 또는 1 이상의 테이블이 노광에 사용되고 있는 동안 1 이상의 다른 테이블에서는 준비작업 단계가 수행될 수 있다. 예를 들어, 이러한 하나의 기계에서 한 테이블은 측정 및 정렬을 위해 사용될 수 있는 한편(측정 측), 또 다른 테이블은 노광을 위해 동시에 사용될 수 있다(노광 측).

또한, 리소그래피 장치는 투영 시스템과 기판 사이의 공간을 채우기 위해서, 기판의 전체 또는 일부분이 비교적 높은 굴절률을 갖는 액체, 예컨대 물로 덮일 수 있는 형태로도 구성될 수 있다. 또한, 침지 액체는 리소그래피 장치 내의 다른 공간들, 예를 들어 마스크와 투영 시스템 사이에도 적용될 수 있다. 침지 기술은 투영 시스템의 개구수(numerical aperture)를 증가시키는 기술로 당업계에 잘 알려져 있다. 본 명세서에서 사용되는 "침지"라는 용어는 기판과 같은 구조체가 액체 내에 담그어져야 함을 의미하는 것이라기보다는, 노광 시 액체가 투영 시스템과 기판 사이에 놓이기만 하면 된다는 것을 의미한다.

도 1을 참조하면, 일루미네이터(IL)는 방사선 소스(SO)로부터 방사선 빔을 수용한다. 예를 들어, 상기 소스가 엑시머 레이저(excimer laser)인 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 익스팬더(beam expander)를 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 시스템이라고 칭해질 수 있다.

상기 일루미네이터(IL)는 방사선 빔의 각도 세기 분포를 조정하는 조정기(AD)를 포함할 수 있다. 일반적으로, 일루미네이터의 퓨필 평면 내의 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 방사선 빔의 단면에 원하는 균일성(uniformity) 및 세기 분포를 갖기 위해, 방사선 빔을 컨디셔닝하는데 사용될 수 있다.

상기 방사선 빔(B)은 지지 구조체(예를 들어, 마스크 테이블)(MT) 상에 유지되어 있는 패터닝 디바이스(예를 들어, 마스크)(MA) 상에 입사되며, 패터닝 디바이스에 의해 패터닝된다. 상기 마스크(MA)를 가로질렀으면, 상기 방사선 빔(B)은 투영 시스템(PL)을 통과하며, 이는 기판(W)의 타겟부(C) 상에 상기 빔을 포커스한다. 제 2 위치설정기(PW) 및 위치 센서(IF)(예를 들어, 간섭계 디바이스, 리니어 인코더, 2-D 인코더 또는 용량성 센서)의 도움으로, 기판 테이블(WT)은 예를 들어 방사선 빔(B)의 경로 내에 상이한 타겟부(C)들을 위치시키도록 정확하게 이동될 수 있다. 이와 유사하게, 제 1 위치설정기(PM) 및 또 다른 위치 센서(이는 도 1에 명확히 도시되지 않음)는, 예를 들어 마스크 라이브러리(mask library)로부터의 기계적인 회수 후에, 또는 스캔하는 동안, 방사선 빔(B)의 경로에 대해 마스크(MA)를 정확히 위치시키는데 사용될 수 있다. 일반적으로, 마스크 테이블(MT)의 이동은 장-행정 모듈(long-stroke module: 개략 위치설정) 및 단-행정 모듈(short-stroke module: 미세 위치설정)의 도움으로 실현될 수 있으며, 이는 제 1 위치설정기(PM)의 일부분을 형성한다. 이와 유사하게, 기판 테이블(WT)의 이동은 장-행정 모듈 및 단-행정 모듈을 이용하여 실현될 수 있으며, 이는 제 2 위치설정기(PW)의 일부분을 형성한다. (스캐너와는 대조적으로) 스테퍼의 경우, 마스크 테이블(MT)은 단-행정 액추에이터에만 연결되거나 고정될 수 있다. 마스크(MA) 및 기판(W)은 마스크 정렬 마크들(M1 및 M2) 및 기판 정렬 마크들(P1 및 P2)을 이용하여 정렬될 수 있다. 비록, 예시된 기판 정렬 마크들은 지정된 타겟부들을 차지하고 있지만, 그들은 타겟부들 사이의 공간들 내에 위치될 수도 있다[이들은 스크라이브-레인 정렬 마크(scribe-lane alignment mark)들로 알려져 있다]. 이와 유사하게, 마스크(MA) 상에 1 이상의 다이가 제공되는 상황들에서, 마스크 정렬 마크들은 다이들 사이에 위치될 수 있다.

도시된 장치는 다음 모드들 중 적어도 1 이상에서 사용될 수 있다:

1. 스텝 모드에서, 마스크 테이블(MT) 및 기판 테이블(WT)은 기본적으로 정지 상태로 유지되는 한편, 방사선 빔에 부여되는 전체 패턴은 한번에 타겟부(C) 상에 투영된다[즉, 단일 정적 노광(single static exposure)]. 그 후, 기판 테이블(WT)은 상이한 타겟부(C)가 노광될 수 있도록 X 및/또는 Y 방향으로 시프트된다. 스텝 모드에서, 노광 필드의 최대 크기는 단일 정적 노광 시에 이미징되는 타겟부(C)의 크기를 제한한다.

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

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

또한, 상술된 사용 모드들의 조합 및/또는 변형, 또는 완전히 다른 사용 모드들이 채택될 수도 있다.

도 2에 도시된 바와 같이, 리소그래피 장치(LA)는 때때로 리소셀(lithocell) 또는 클러스터라고도 칭하는 리소그래피 셀(LC)의 일부분을 형성하며, 이는 기판 상에 노광전(pre-exposure) 및 노광후(post-exposure) 공정들을 수행하는 장치를 포함한다. 통상적으로, 이들은 레지스트 층들을 증착시키는 스핀 코터(spin coater: SC), 노광된 레지스트를 현상하는 디벨로퍼(developer: DE), 칠 플레이트(chill plate: CH) 및 베이크 플레이트(bake plate: BK)를 포함한다. 기판 핸들러 또는 로봇(RO)이 입력/출력 포트들(I/O1, I/O2)로부터 기판들을 집어올리고, 상기 기판들을 상이한 공정 장치들 사이에서 이동시킨 후, 리소그래피 장치의 로딩 베이(loading bay: LB)로 전달한다. 흔히 집합적으로 트랙이라고도 하는 이러한 디바이스들은, 리소그래피 제어 유닛(LACU)을 통해 리소그래피 장치를 제어하는 감독 제어 시스템(supervisory control system: SCS)에 의해 자체 제어되는 트랙 제어 유닛(TCU)의 제어를 받는다. 따라서, 스루풋과 처리 효율성을 최대화하기 위해 상이한 장치가 작동될 수 있다.

리소그래피 장치에 의해 노광되는 기판들이 올바르고 일관성있게(consistently) 노광되기 위해서는, 후속한 층들 간의 오버레이 오차, 라인 두께, 임계 치수(CD) 등과 같은 특성들을 측정하도록 노광된 기판들을 검사하는 것이 바람직하다. 오차가 검출되는 경우, 특히 검사가 동일한 뱃치(batch)의 다른 기판이 여전히 노광되도록 충분히 빠르게 행해질 수 있다면, 후속한 기판들의 노광에 대해 조정이 수행될 수 있다. 또한, 이미 노광된 기판들은 - 산출량을 개선하도록 - 벗겨져서(strip) 재가공(rework)되거나, 버려져서 결점이 있다고 알려진 기판들 상에 노광을 수행하는 것을 회피할 수 있다. 기판의 몇몇 타겟부들에만 결점이 있는 경우, 양호한 타겟부들 상에만 또 다른 노광이 수행될 수 있다.

검사 장치는 기판의 특성들을 결정하는데 사용되며, 특히 상이한 기판들 또는 동일한 기판의 상이한 층들의 특성들이 층마다 어떻게 변하는지를 결정하는데 사용된다. 검사 장치는 리소그래피 장치(LA) 또는 리소셀(LC)에 통합될 수 있으며, 또는 독립형 디바이스(stand-alone device)일 수 있다. 가장 신속한 측정들을 가능하게 하기 위해, 검사 장치는 노광 직후에 노광된 레지스트 층에서 특성들을 측정하는 것이 바람직하다. 하지만, 레지스트 내의 잠상(latent image)은 매우 낮은 콘트라스트(contrast)를 갖고 - 방사선에 노광된 레지스트의 부분과 노광되지 않은 레지스트의 부분 간의 굴절률에 있어서 매우 작은 차이만 존재하고 -, 모든 검사 장치가 잠상의 유용한 측정들을 수행하기에 충분한 감도를 갖는 것은 아니다. 그러므로 측정들은, 통상적으로 노광된 기판 상에서 수행되는 제 1 단계이고 레지스트의 노광된 부분과 노광되지 않은 부분 간의 콘트라스트를 증가시키는 노광후 베이크 단계(PEB) 이후에 수행될 수 있다. 이 단계에서, 레지스트 내의 이미지는 반-잠재(semi-latent)라고 칭해질 수 있다. 또한, 현상된 레지스트 이미지- 이때, 레지스트의 노광된 부분 또는 노광되지 않은 부분 중 하나는 제거되었음 -의 측정들을 수행하는 것이 가능하고, 또는 에칭과 같은 패턴 전사 단계 이후에 수행하는 것이 가능하다. 후자의 가능성은 결점이 있는 기판의 재가공에 대한 가능성을 제한하지만, 여전히 유용한 정보를 제공할 수 있다.

도 3은 본 발명에서 사용될 수 있는 스케터로미터를 도시한다. 이는 기판(W) 상으로 방사선을 투영하는 광대역(백색 광) 방사선 투영기(2)를 포함한다. 반사된 방사선은 정반사된 방사선(specular reflected radiation)의 스펙트럼(10)(파장의 함수로서 세기)을 측정하는 분광계 검출기(spectrometer detector: 4)로 통과된다. 이 데이터로부터, 검출된 스펙트럼에 의해 생성된 프로파일 또는 구조체는, 예를 들어 Rigorous Coupled Wave Analysis(RCWA) 및 비-선형 회귀(non-linear regression)에 의해, 또는 도 3의 저부에 나타낸 바와 같은 시뮬레이션된 스펙트럼들의 라이브러리와 비교함으로써, 처리 유닛(PU)에 의해 재구성될 수 있다. 일반적으로, 재구성을 위해 상기 구조체의 일반적인 형태가 알려지며, 상기 구조체가 만들어진 공정의 정보(knowledge)로부터 일부 파라미터들이 가정되어, 스케터로메트리 데이터로부터 결정될 구조체의 몇몇 파라미터들만이 남게 된다. 이러한 스케터로미터는 수직-입사 스케터로미터 또는 경사-입사 스케터로미터로서 구성될 수 있다.

본 발명과 사용될 수 있는 또 다른 스케터로미터가 도 4에 도시된다. 이 디바이스에서, 방사선 소스(2)에 의해 방출된 방사선은 렌즈 시스템(12)을 이용하여 시준(collimate)되고, 간섭 필터(interference filter: 13) 및 편광기(polarizer: 17)를 통해 전달되며, 부분 반사면(partially reflected surface: 16)에 의해 반사되고, 바람직하게는 0.9 이상이고 더 바람직하게는 0.95 이상인 높은 개구수(NA)를 갖는 현미경 대물 렌즈(15)를 통해 기판(W) 상으로 포커스된다. 침지 스케터로미터는, 심지어 개구수가 1이 넘는 렌즈를 구비할 수도 있다. 그 후, 반사된 방사선은 산란 스펙트럼(scatter spectrum)이 검출되게 하기 위해서, 부분 반사면(16)을 통해 검출기(18)로 전달된다. 검출기는 렌즈 시스템(15)의 초점 길이에 존재하는 역 투영(back-projected)된 퓨필 평면(11) 내에 위치될 수 있지만, 그 대신에 퓨필 평면이 보조 광학기(도시되지 않음)를 이용하여 검출기 상에 재-이미징(re-image)될 수도 있다. 퓨필 평면은, 방사선의 반경방향 위치(radial position)가 입사각을 정의하고 각도 위치가 방사선의 방위각(azimuth angle)을 정의하는 평면이다. 검출기는, 바람직하게는 기판 타겟(30)의 2-차원 각도 산란 스펙트럼이 측정될 수 있도록 2-차원 검출기이다. 검출기(18)는, 예를 들어 CCD 또는 CMOS 센서들의 어레이일 수 있으며, 예를 들어 프레임당 40 밀리초(millisecond)의 통합 시간(integration time)을 이용할 수 있다.

예를 들어, 입사 방사선의 세기를 측정하기 위해 기준 빔이 흔히 사용된다. 이를 위해, 방사선 빔이 빔 스플리터(16) 상에 입사하는 경우, 그 일부분이 상기 빔 스플리터를 통해 기준 빔으로서 기준 거울(14)을 향하여 전달된다. 그 후, 기준 빔은 동일한 검출기(18)의 상이한 부분 상으로, 또는 대안적으로 상이한 검출기(도시되지 않음) 상으로 투영된다.

가령 405 내지 790 nm의 범위, 또는 200 내지 300 nm와 같이 훨씬 낮은 범위에서 관심 파장(wavelength of interest)을 선택하기 위해, 간섭 필터들(13)의 일 세트가 이용될 수 있다. 간섭 필터는 상이한 필터들의 일 세트를 포함하기보다는 튜닝가능(tunable)할 수 있다. 간섭 필터들 대신에, 격자가 사용될 수 있다.

검출기(18)는 단파장(또는 협파장 범위)에서의 산란 광의 세기, 다수 파장들에서의 별도 세기, 또는 파장 범위에 걸쳐 통합된 세기를 측정할 수 있다. 또한, 검출기는 횡자기(transverse magnetic)-편광 및 횡전기(transverse electric)-편광의 세기, 및/또는 횡자기-편광 및 횡전기-편광 간의 위상차를 별도로 측정할 수 있다.

광대역 광 소스(즉, 광범위한 광 주파수들 또는 파장들 - 및 이에 따른 컬러들을 갖는 광 소스)를 이용할 수 있으며, 이는 넓은 너비(etendue)를 제공하여 다수 파장들의 혼합(mixing)을 허용한다. 광대역에서의 복수의 파장들은, 바람직하게는 각각 Δλ의 대역폭 및 적어도 2Δλ(즉, 대역폭의 두 배) 이상의 간격을 갖는다. 방사선의 수 개의 "소스들"은 섬유 다발(fiber bundle)을 이용하여 분할(split)되었던 연장된 방사선 소스의 상이한 부분들일 수 있다. 이러한 방식으로, 각도 분해된 산란 스펙트럼들(angle resolved scatter spectra)이 다수 파장들에서 병렬로(in parallel) 측정될 수 있다. 2-D 스펙트럼보다 더 많은 정보를 포함하는 3-D 스펙트럼(파장 및 2 개의 상이한 각도들)이 측정될 수 있다. 이는 메트롤로지 프로세스 견고성(metrology process robustness)을 증가시키는 더 많은 정보가 측정되게 한다. 이는 EP 1,628,164 A에서 더 상세히 설명된다.

기판(W) 상의 타겟(30)은 현상 이후에 바아(bar)들이 솔리드 레지스트 라인들로 형성되도록 프린트되는 1-D 격자일 수 있다. 타겟(30)은 현상 이후에 격자가 레지스트 내에서 솔리드 레지스트 필라(pillar)들 또는 비아(via)들로 형성되도록 프린트되는 2-D 격자일 수 있다. 대안적으로, 상기 바아들, 필라들 또는 비아들은 기판 안으로 에칭될 수 있다. 이 패턴은 리소그래피 투영 장치, 특히 투영 시스템(PL) 내의 색수차(chromatic aberration)에 민감할 수 있으며, 이러한 수차들의 존재 및 조명 대칭성은 프린트된 격자의 변동에서 드러날 것이다. 따라서, 프린트된 격자의 스케터로메트리 데이터가 상기 격자들을 재구성하는데 사용된다. 프린팅 단계 및/또는 다른 스케터로메트리 공정들의 정보로부터, 라인 폭 및 형상과 같은 1-D 격자의 파라미터들, 또는 필라나 비아의 폭 또는 길이 또는 형상과 같은 2-D 격자의 파라미터들이 처리 유닛(PU)에 의해 수행되는 재구성 공정에 입력될 수 있다.

정확한 리소그래피의 중요한 구성요소는 리소그래피 스캐너들 및 스캐너 기능을 제어하는 증가된 능력이다("스캐너들"을 언급하는 경우, 이는 본 명세서에 기재된 스캔 모드들 및 기능, 및 다른 스캐닝 기능들을 모두 포함한다는 것을 이해하여야 한다). 스캐너의 포커스 및 오버레이(층-대-층 정렬) 균일성에 대한 개선점들은 최근 출원인의 Baseliner™ 스캐너 안정 모듈에 의해 달성되었으며, 이는 주어진 피처 크기 및 칩 적용에 대해 최적화된 공정 윈도우를 유도하고, 더 작고 더 많은 향상된 칩들의 계속적인 생성을 가능하게 한다.

먼저 리소그래피 시스템이 설치되는 경우, 이는 최적 작동을 보장하도록 캘리브레이션되어야 한다. 하지만, 시간이 지남에 따라, 시스템 성능 파라미터들이 드리프트할 것이다. 적은 드리프트는 용인될 수 있지만, 너무 많은 드리프트는 그렇지 않으며, 시스템이 사양(specification)으로부터 벗어날 것이다. 그 결과로서, 제조자들은 재-캘리브레이션을 위해 주기적으로 생산을 중지해야만 한다. 시스템을 더 자주 캘리브레이션하는 것은 예정된 휴지시간을 더 많이 줄이지만, 더 큰 공정 윈도우를 제공한다.

스캐너 안정 모듈은 이 생산 중지를 매우 감소시킨다. 그 대신, 이는 정기적으로(전형적으로, 며칠에 한 번씩) 사전정의된 베이스라인을 향해 시스템을 자동으로 구동한다. 이를 위해, 이는 메트롤로지 툴을 이용하여 1 이상의 모니터 웨이퍼들로부터 수행된 표준 측정들을 회수한다. 모니터 웨이퍼는 특수한 스케터로미터 마크들을 포함한 특수한 레티클을 사용하여 노광된다. 그날의 측정들로부터, 스캐너 안정 모듈은 시스템이 그 베이스라인으로부터 얼마나 드리프트되었는지 결정한다. 그 후, 웨이퍼-레벨 오버레이 및 포커스 보정 세트들을 계산한다. 그 후, 리소그래피 시스템은 이 보정 세트들을 후속한 생산 웨이퍼들 상의 각 노광에 대한 특정한 보정들로 전환한다.

대량 생산(volume production)에 대해, 노광을 위한 층들을 스캐너에 할당하는 경우 충분한 유연성을 갖는 것이 바람직하다. 대안적인 층-스캐너 지정(layer-scanner dedication)은 월별 산출 능력(monthly output capacity)을 위험상태에 놓을 것이며, 이는 리소클러스터의 여하한의 작은 외란이 그달의 산출에 직접 나타나기 때문이다. 이 위험을 극복하는 한가지 알려진 접근법은 소위 (오버레이) 그리드 매칭(grid matching)에 의한 것이다. 모든 스캐너 그리드들이 의도적으로 약간 오프셋되어, 모든 스캐너들은 어느 정도 오버레이에 대해 동일한 (평균) 그리드를 갖게 된다. 이 그리드는 흔히 '홀리(holy)' 또는 '골든(golden)' 그리드라고 칭해진다. 이제, 각각의 제품 층은 동일한 형태의 각 스캐너 상에서 노광될 수 있다. 이 '골든' 그리드는 소위 '기준 웨이퍼들' 상에 노광되고 에칭된다. 랜덤 모니터링 웨이퍼들 대신에, 이 '골든' 매칭 웨이퍼들이 오버레이 안정성 제어에 대한 베이스라인으로서 사용되는 경우, 단일 자동화 단계에서 오버레이 그리드 매칭 및 장기적 안정성이 달성될 수 있다.

도 5는 스캐너 안정 모듈(500)을 통합하는 전반적인 리소그래피 및 메트롤로지 방법(본질적으로, 이 예시에서는 서버 상에서 운영되는 어플리케이션)을 도시한다. 3 개의 주요 공정 제어 루프들이 도시된다. 제 1 루프는 스캐너 안정 모듈(500) 및 모니터 웨이퍼들을 이용하여 국부적인 스캐너 제어를 제공한다. 모니터 웨이퍼(505)는 주 리소그래피 유닛(510)으로부터 통과하는 것으로 도시되며, 이는 포커스 및 오버레이에 대한 베이스라인 파라미터들을 설정하기 위해 노광되었다. 이후, 메트롤로지 유닛(515)이 이 베이스라인 파라미터들을 판독하고, 이는 그 후 스캐너 피드백(550)을 제공하기 위해 보정 루틴들을 계산하도록 스캐너 안정 모듈(500)에 의해 해석되며, 이는 주 리소그래피 유닛(510)으로 통과하고 추가 노광들을 수행하는 경우에 사용된다.

제 2(APC) 루프는 (포커스, 도즈, 및 오버레이를 결정한) 제품에 대한 국부적인 스캐너 제어를 위한 것이다. 노광된 제품 웨이퍼(520)는, 임계 치수들, 측벽 각도들 및 오버레이에 관한 정보가 결정되는 메트롤로지 유닛(515)으로 통과하고, APC(Advanced Process Control) 모듈(525) 상으로 통과한다. 또한, 이 데이터는 스캐너 안정 모듈(500)로 통과한다. MES(Manufacturing Execution System: 535)가 이어받기 전에 공정 보정들이 수행되고, 스캐너 안정 모듈(500)과 통신하여 주 리소그래피 유닛(510)에 스캐너 제어를 제공한다.

제 3 루프는, (예를 들어, 더블 패터닝에 대해) 제 2 APC 루프 내로 메트롤로지 통합을 허용하는 것이다. 에칭후 웨이퍼(post etched wafer: 530)는, 웨이퍼로부터 판독된 임계 치수들, 측벽 각도들 및 오버레이에 관한 정보를 다시 APC(Advanced Process Control) 모듈로 통과시키는 메트롤로지 유닛(515)으로 통과한다. 상기 루프는 제 2 루프를 이용하는 것과 동일하게 계속된다.

현재 스캐너 안정 모듈 제품 정의는, 스캐너 안정 모듈 모니터 웨이퍼들이 커스터머 제품 웨이퍼(customer product wafer)들을 노광하는데 사용된 세팅들과 유사한 스캐너 세팅들을 이용하여 로트(lot) 작동들 시 노광된다고 가정한다. 특히, 이는 스캐너 안정 모듈 모니터 웨이퍼들의 노광 레이아웃이 적용되는 특수한 처리 또는 루틴 없이 전형적인 커스터머 제품의 노광 레이아웃과 유사하다는 것을 의미한다.

하지만, 소정 리소그래피 시스템들에 대한 테스트 소프트웨어에서(예를 들어, Twinscan RTM), 노광을 위해 제한된 수의 웨이퍼들만을 사용하면서 원하는 셋업 정확성을 달성하기 위해, 셋업 테스트들 중 일부에 대해 지정된 노광 시퀀스들이 사용된다. 예를 들어, 실제 레지스트-내 오버레이와 정렬 모델(Stage Align/Wafer Align/Reticle Align/Lot Correction-SA/WA/RA/LoCo)에 기초하여 예상된 오버레이 간의 체계적인 선형 오프셋[소위 블루(blue) 정렬 오프셋: BAO]들을 캘리브레이션하는 최종 XY(FXY) 테스트에서 다수-사행 노광(multi-meander exposure)들이 사용된다. 웨이퍼 정렬 모델은, 정렬 결과들이 각 노광의 위치, 회전 및 배율을 결정하는데 사용되는 방식을 결정한다.

FXY 테스트는, 주로 정렬을 위해 웨이퍼와 레티클 정렬 간의 오프셋(차)을 보정하려는 캘리브레이션 테스트이다. 이 테스트 동안, (다수-스테이지 리소그래피 기계를 가정하여) 측정 측 상에 로딩되고 정렬된 이후에 각각의 웨이퍼는 상기 기계의 노광 측으로 진행하고, 이때 모든 필드가 단 한 번만 노광되도록 노광당 광 세기를 변조(modulate)하는 단계와 조합하여 복수의 노광 사행들이 수행된다. 이어서, 웨이퍼는 언로딩을 위해 다시 측정 측으로 이동한다. 이 캘리브레이션 테스트가 웨이퍼와 레티클 정렬 간의 불일치(inconsistency)로부터 발생한 오프셋과 정렬 오차들로부터 발생한 오프셋을 구별할 수 없기 때문에, 정렬 잡음 억제 기술들이 이 캘리브레이션 테스트에서 구현된다.

FXY 테스트에서는, 각각의 노광 사행에 앞서 그 자체의 레티클 정렬(RA) 테스트가 수행된다. 그러므로, RA 재현의 영향이 평균화되는데, 이는 [6-패스 노광(6-pass exposure)의 경우에 대해] RA 재현이 2.5 배만큼 효과적으로 감소되기 때문이다. 이 통계적 추산을 설명하기 위해, 정렬 잡음을 1 이라고 가정한다. 그 후, 6 번의 정렬들의 평균은 1보다 약 2.5 배 작은 1/sqrt(6)의 잡음을 제공할 것이다. 사행들의 수는 6일 필요가 없으며, 적용에 따라 1 이상의 여하한의 임의 값일 수 있다는 것을 유의하여야 한다. 그러므로, 명시된 BAO 캘리브레이션 정확성을 달성하기 위해 FXY 테스트에서 더 적은 웨이퍼들이 사용되어야 한다: 통상적으로, 6-패스 노광들의 사용을 통하여 단지 3 개의 웨이퍼들에 대한 FXY 테스트에 의해 달성되는 필드-내 BAO 정확성을 달성하기 위해, 표준 단일-패스 노광들을 이용하는 경우에는 18 개의 웨이퍼들이 필요할 것이다.

다수-패스 노광 기능을 달성하는 또 다른 방식은 "가상 로딩/언로딩"과 같은 특수한 트릭에 의한 것이다. 이 경우, 웨이퍼가 우선 측정 측에 로딩되고, 정렬된다. 그 후, 이는 제 1 노광을 위해 노광 측으로 이동되며, 이후 언로딩 위치에서의 측정 측으로 반환된다. 하지만, 언로딩되는 대신에, 단지 명시된 시간 주기 동안 언로딩 위치 내에 남겨진 후, 공정이 반복되는 로딩 위치로 이동된다. 이 공정은 여러 번 반복될 수 있으며, 이에 따라 단일 웨이퍼 상에서 다수 웨이퍼들의 노광을 모방(mimic)하게 한다.

이때, 다수-패스 노광 기능은 단지 지정된 테스트 소프트웨어의 사용을 통해서만 접근할 수 있다. 하지만, 장래에는 로트 작동들 인터페이스가 기본적으로 예정된 로트들에 다수-패스 노광 기능을 제공할 수 있을 것으로 기대된다.

비교적 높은 디폴트 RA/SA/WA/LoCo 재현은, 매우 제한된 수의 모니터 웨이퍼들(전형적으로, 스캐너마다 주당 4 내지 12 개의 웨이퍼들)로부터의 오버레이 데이터를 이용하여 스캐너를 제어하려는 스캐너 안정 모듈 제어기에 대한 상당한 잡음 소스이다. 현재의 스캐너 안정 모듈 구현은, 매칭-기계 커스터머 이용에 대해서는 충분하지만 지정된 척(chuck) 이용에 대해 불충분한 제어 정확성을 달성한다. 예를 들어, 2 내지 3 nm 스캐너 안정 모듈 제어 정확성은 7 nm의 매칭-기계 XT4-1950 오버레이(NXT에 대해 5.5 nm)와 비교하면 작지만, 3.5 nm의 XT4-1950 지정-척 오버레이(NXT에 대해 2.5 nm)에 비해서는 매우 크다. XT 및 NXT는 Twinscan RTM 장치의 상이한 구현들이다.

제어 정확성은 기본적으로 모니터 웨이퍼들의 수를 증가시킴으로써 개선될 수 있지만, 불행하게도 모니터 웨이퍼들의 수는 메트롤로지 유닛, 스캐너, 웨이퍼 처리 장비 및 커스터머 FAB 자동화 시스템의 이용도에 의해 제한된다. 그러므로, 여전히 제한된 수의 모니터 웨이퍼들을 이용하면서 스캐너 안정 모듈 제어 정확성을 개선하기 위해서는 스캐너 안정 모듈 제어기의 입력에 대한 잡음이 감소되어야 한다. 이는 특히 모니터 웨이퍼들을 노광하는 공정에서 SA/WA/RA/LoCo 정렬을 수행하면서, 스케너에 의해 발생되는 잡음을 평균화함으로써 달성될 수 있다.

이를 위해, 측정-노광 시퀀스를 통해 모니터 웨이퍼들 각각의 다수 사이클링을 허용하는 스캐너 상에 인터페이스가 구현된다. 이는 다수-패스 노광들을 이용한 FXY 테스트와 유사한 테스트, 및/또는 "가상 웨이퍼 로딩"-"가상 웨이퍼 언로딩"에 대한 앞서 설명된 기술들, 및/또는 다수-패스 노광 기능을 제공하는 여하한의 다른 적절한 메카니즘을 이용함으로써 행해질 수 있다. 이러한 적소의 인터페이스를 이용하여, 다음 방법이 수행될 수 있다:

· 스캐너 안정 모듈 모니터 웨이퍼들 상에서 다수-패스 노광들을 수행하기 위해 FXY 테스트와 유사한 테스트를 이용한다;

· 각각의 노광 패스에 앞서 표준 SA/WA/RA/LoCo 시퀀스를 수행한다. 대안적으로, 비-표준 시퀀스가 사용될 수 있다. 단지 레티클 정렬 및 로트 보정만을 수행하는 것이 충분할 수 있다. 대안적으로 또는 추가적으로, 비-표준 시퀀스는 가능하게는 스루풋을 떨어뜨리지 않고 증가된 정확성을 제공할 수 있다. 이러한 방법들은 내부 참조 P-3592.000(D8062) 하에 동일한 날짜에 출원된 자매 특허(sister patent)에 개시된다. 그 안에 개시된 방법들은 본 명세서에 개시된 방법들과 관련하여 사용될 수 있다;

· 다수 노광 패스들에 대응하여 (스케터로미터를 이용하는 바와 같은 검사/메트롤로지 툴을 사용하여 얻어진) 오버레이 측정들을 평균함으로써 SA/WA/RA/LoCo 재현의 영향을 감소시킨다. 이는 잡음으로부터 조정되어야 하는 캘리브레이션 오프셋들을 분리하는 것을 목표로 SA/WA/RA/LoCo 기여들을 평균함으로써 스캐너 안정 모듈 제어기에서 행해질 수 있다;

· 필요에 따라, 디폴트 단일-패스 제품-유사 노광과 다수-패스 노광 간의 가능한 체계적인 오버레이 오프셋들(예를 들어, BAO들의 차)을 결정하기 위해, (스캐너 군마다의 스캐너당) 한 번의 캘리브레이션을 수행한다;

· 테스트 소프트웨어 및 스캐너 안정 모듈 로트들에 대한 다수-패스 노광들의 사용을 제한한다(예를 들어, 스캐너 안정 모듈-특정 레시피와 조합하여 스캐너 안정 모듈-특정 로트 ID가 검출되는 경우에만 다수-패스를 이용가능하게 한다).

본 명세서에서는, 투영 리소그래피 장치 및 스캐닝 기능의 특정 사용예에 대하여 언급되지만, 본 명세서에 개시된 개념들은 임프린트 리소그래피 장치(당업자라면 아는 바와 같이, "노광"에 대한 언급은 임프린트 리소그래피에 의한 패터닝에 대한 언급으로 간주되어야 하고, 투영 특정 장치에 대한 어떠한 언급도 임프린트 리소그래피에서의 등가물에 대한 언급으로 간주되어야 함) 및/또는 스테퍼 기능(당업자라면 아는 바와 같이, "스캐너", "스캐닝", 또는 "스캐너 안정 모듈"에 대한 어떠한 언급도 스테퍼 등가물에 대한 언급으로 간주되어야 함)에 동등하게 적용가능하다는 것을 이해하여야 한다.

본 명세서에서는, IC 제조에 있어서 리소그래피 장치의 특정 사용예에 대하여 언급되지만, 본 명세서에 서술된 리소그래피 장치는 집적 광학 시스템, 자기 도메인 메모리용 안내 및 검출 패턴, 평판 디스플레이(flat-panel display), 액정 디스플레이(LCD), 박막 자기 헤드 등의 제조와 같이 다른 적용예들을 가질 수도 있음을 이해하여야 한다. 당업자라면, 이러한 대안적인 적용예와 관련하여, 본 명세서의 "웨이퍼" 또는 "다이"라는 용어의 어떠한 사용도 각각 "기판" 또는 "타겟부"라는 좀 더 일반적인 용어와 동의어로 간주될 수도 있음을 이해할 것이다. 본 명세서에서 언급되는 기판은 노광 전후에, 예를 들어 트랙(전형적으로, 기판에 레지스트 층을 도포하고 노광된 레지스트를 현상하는 툴), 메트롤로지 툴 및/또는 검사 툴에서 처리될 수 있다. 적용가능하다면, 이러한 기판 처리 툴과 다른 기판 처리 툴에 본 명세서의 기재 내용이 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 사용된 "방사선" 및 "빔"이라는 용어는 이온 빔 또는 전자 빔과 같은 입자 빔뿐만 아니라, (예를 들어, 365, 355, 248, 193, 157 또는 126 nm, 또는 그 정도의 파장을 갖는) 자외(UV) 방사선 및 (예를 들어, 5 내지 20 nm 범위 내의 파장을 갖는) 극자외(EUV) 방사선을 포함하는 모든 형태의 전자기 방사선을 포괄한다.

본 명세서가 허용하는 "렌즈"라는 용어는, 굴절, 반사, 자기, 전자기 및 정전기 광학 구성요소들을 포함하는 다양한 형태의 광학 구성요소들 중 어느 하나 또는 그 조합으로 언급될 수 있다.

이상, 본 발명의 특정 실시예가 설명되었지만, 본 발명은 설명된 것과 다르게 실시될 수 있다는 것을 이해할 것이다. 예를 들어, 본 발명, 또는 적어도 본 발명의 실시형태는 앞서 개시된 바와 같은 방법을 구현하는 기계-판독가능한 명령어의 1 이상의 시퀀스를 포함하는 컴퓨터 프로그램, 또는 이러한 컴퓨터 프로그램이 저장되어 있는 데이터 저장 매체(예를 들어, 반도체 메모리, 자기 또는 광학 디스크)의 형태를 취할 수 있다.

상기 서술내용은 예시를 위한 것이지, 제한하려는 것이 아니다. 따라서, 당업자라면 아래에 설명되는 청구항들의 범위를 벗어나지 않고 서술된 본 발명에 대한 변형예가 행해질 수도 있음을 이해할 것이다.

Claims

리소그래피 장치에 있어서:
패터닝 디바이스를 지지하도록 구성된 지지체;
기판을 유지하도록 구성된 기판 테이블;
상기 패터닝 디바이스로부터 상기 기판의 타겟부 상으로 패턴을 전사(transfer)하도록 구성된 패터닝 시스템;
상기 패턴이 상기 기판의 복수의 타겟부들에 반복적으로 적용되도록 이동 시퀀스(a sequence of movements)를 포함한 패터닝 패스(patterning pass)에서, 상기 기판 테이블, 상기 패터닝 시스템, 및 상기 패터닝 디바이스를 서로에 대해 위치시키도록 작동가능한 위치설정 장치; 및
베이스라인(baseline) 제어 파라미터들로부터 파라미터 드리프트(parameter drift)를 결정하여, 상기 드리프트에 대한 허용(allowance) 및/또는 보정을 가능하게 하기 위해, 1 이상의 기준 기판들로부터 상기 베이스라인 제어 파라미터들을 정의하는 측정들을 주기적으로 회수함으로써, 상기 지지체, 기판 테이블 또는 패터닝 시스템 중 적어도 1 이상의 제어를 돕도록 작동가능한 제어 모듈(control module)- 상기 기준 기판(들)은 상기 베이스라인 제어 파라미터들을 결정하도록 초기에 패터닝을 거쳤음 -을 포함하고,
상기 장치는 상기 1 이상의 기준 기판의 초기 패터닝 동안, 상기 1 이상의 기준 기판들 중 적어도 1 이상에서 다수 패터닝 패스(multiple patterning pass)들을 수행하도록 작동가능한 리소그래피 장치.
제 1 항에 있어서,
상기 다수 패터닝 패스들 중 적어도 2 이상에 앞서, 상기 기판 테이블, 상기 패터닝 시스템, 및 상기 패터닝 디바이스 중 적어도 2 이상을 서로에 대해 정렬하기 위해 정렬 공정을 수행하도록 더 작동가능한 리소그래피 장치.
제 2 항에 있어서,
상기 정렬을 위해 표준 정렬 모델이 사용되도록 작동가능하고, 상기 모델은 "SA/WA/RA/LoCo 세팅들"로서 알려진 것을 포함하며, SA는 상기 기판 테이블을 정렬하는 스테이지 정렬(stage align)이고, WA는 상기 기판을 정렬하는 웨이퍼 정렬(wafer align)이며, RA는 상기 패터닝 디바이스를 정렬하는 레티클 정렬(reticle align)이고, LoCo는 로트 보정(lot correction)인 리소그래피 장치.
제 2 항에 있어서,
상기 정렬을 위해 정확성에 대해 최적화된 비-표준 정렬 모델 세팅들이 사용되도록 작동가능한 리소그래피 장치.
제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제어 모듈과 다른 리소그래피 장치 간의 인터페이스(interface)를 더 포함하고, 상기 인터페이스는 상기 제어 모듈로 하여금 다수 패터닝 패스 기능에 접근하게 하는 리소그래피 장치.
제 5 항에 있어서,
상기 다수 패터닝 패스 기능은 상기 리소그래피 장치에 대한 테스트 모듈 내에 포함되는 리소그래피 장치.
제 6 항에 있어서,
상기 다수 패터닝 패스 기능이 단지 상기 테스트 모듈 또는 상기 제어 모듈에 의한 사용에만 제한되도록 작동가능한 리소그래피 장치.
제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 다수 패터닝 패스 기능이 "최종 XY" 테스트와 유사한 테스트를 수행함으로써 달성되도록 작동가능하고, 상기 기판 상에서 모든 타겟부가 한 번만 패터닝을 거치도록 복수의 패터닝 패스들이 수행되는 리소그래피 장치.
제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 다수 패터닝 패스 기능이 "가상 웨이퍼 로딩" 및 "가상 웨이퍼 언로딩" 메카니즘을 이용하여 달성되도록 작동가능하고, 상기 기판은 패터닝 패스의 완료 시 언로딩되는 것이 아니라, 새로 로딩된 기판인 것처럼 처리되는 리소그래피 장치.
제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 베이스라인 측정들의 주기적인 회수, 및/또는 상기 기준 기판(들) 상에서의 오버레이 측정을 위해 스케터로미터(scatterometer)를 통합한 검사 디바이스를 더 포함하는 리소그래피 장치.
제 1 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 있어서,
디폴트 단일-패스 전사와 다수-패스 전사 간의 가능한 체계적인 오버레이 오프셋들을 결정하기 위해, 한 번의 캘리브레이션을 수행하도록 작동가능한 리소그래피 장치.
제 1 항 내지 제 11 항 중 어느 한 항에 있어서,
투영 리소그래피를 수행하도록 작동가능하고,
방사선 빔을 컨디셔닝(condition)하도록 구성된 조명 시스템;
상기 패터닝 시스템에 포함된 투영 시스템을 더 포함하며,
상기 패터닝 디바이스는 패터닝된 방사선 빔을 형성하기 위해 상기 방사선 빔의 단면에 패턴을 부여할 수 있고, 상기 투영 시스템은 상기 패터닝을 수행하기 위해 상기 기판의 타겟부 상으로 상기 패터닝된 방사선 빔을 투영하도록 구성되는 리소그래피 장치.
제 12 항에 있어서,
적어도 스캐닝 모드에서 작동가능하고, 상기 패터닝된 방사선 빔은 상기 기판의 타겟부를 가로질러 스캐닝되는 리소그래피 장치.
리소그래피 장치에 대한 적어도 1 이상의 기준 기판을 생성하는 방법에 있어서:
상기 기준 기판은, 베이스라인 제어 파라미터들로부터 파라미터 드리프트를 결정하여, 상기 드리프트에 대한 허용 및/또는 보정을 가능하게 함으로써, 리소그래피 공정 동안 스캐닝 제어를 돕기 위해, 상기 베이스라인 제어 파라미터들을 정의하는 상기 적어도 1 이상의 기준 기판으로부터의 측정들을 주기적으로 회수하는 제어 모듈과 조합하여 이용가능하며, 상기 베이스라인 제어 파라미터들은 초기에 상기 리소그래피 장치를 이용하여 상기 적어도 1 이상의 기준 기판을 패터닝함으로써 결정되고, 상기 방법은 상기 1 이상의 기준 기판들 중 적어도 1 이상에서 다수 패터닝 패스들을 수행하는 단계를 포함하며, 상기 다수 패터닝 패스들은 상기 기준 기판의 복수의 타겟부들에 반복적으로 패턴을 적용하는 단계를 포함하는 기준 기판 생성 방법.
제 14 항에 있어서,
상기 다수 패터닝 패스들 중 적어도 2 이상에 앞서, 상기 기판과 상기 리소그래피 장치의 요소들의 정렬이 수행되는 기준 기판 생성 방법.
제 15 항에 있어서,
상기 정렬을 위해 표준 정렬 모델이 사용되고, 상기 모델은 "SA/WA/RA/LoCo 세팅들"로서 알려진 것을 포함하며, SA는 상기 기판 테이블을 정렬하는 스테이지 정렬(stage align)이고, WA는 상기 기판을 정렬하는 웨이퍼 정렬(wafer align)이며, RA는 상기 패터닝 디바이스를 정렬하는 레티클 정렬(reticle align)이고, LoCo는 로트 보정(lot correction)인 기준 기판 생성 방법.
제 15 항에 있어서,
상기 정렬을 위해 정확성에 대해 최적화된 비-표준 정렬 모델 세팅들이 사용되는 기준 기판 생성 방법.
제 14 항 내지 제 17 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 다수 패터닝 패스 기능은 상기 리소그래피 장치 상에서 테스트 루틴들을 수행하는데 통상적으로 사용되는 기능에 포함되는 기준 기판 생성 방법.
제 18 항에 있어서,
상기 다수 패터닝 패스 기능은 단지 상기 테스트 모듈 또는 상기 스캐닝 제어 모듈에 의한 사용에만 제한되는 기준 기판 생성 방법.
제 14 항 내지 제 19 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 다수 패터닝 패스 기능은 "최종 XY" 테스트와 유사한 테스트를 수행함으로써 달성되고, 상기 기판 상에서 모든 타겟부가 한 번만 패터닝을 거치도록 복수의 패터닝 패스들이 수행되는 기준 기판 생성 방법.
제 14 항 내지 제 20 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 다수 패터닝 패스 기능은 "가상 웨이퍼 로딩" 및 "가상 웨이퍼 언로딩" 메카니즘을 이용하여 달성되고, 상기 기판은 패터닝 패스의 완료 시 언로딩되는 것이 아니라, 새로 로딩된 기판인 것처럼 처리되는 기준 기판 생성 방법.
제 14 항 내지 제 21 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 베이스라인 측정들의 주기적인 회수는 스케터로미터를 통합한 검사 디바이스를 이용하여 수행되는 기준 기판 생성 방법.
제 14 항 내지 제 22 항 중 어느 한 항에 있어서,
디폴트 단일-패스 전사와 다수-패스 전사 간의 가능한 체계적인 오버레이 오프셋들을 결정하기 위해, 한 번의 캘리브레이션을 수행하는 단계를 더 포함하는 기준 기판 생성 방법.
리소그래피 장치가 제 14 항 내지 제 23 항 중 어느 한 항에 따른 방법을 수행하게 하도록 작동가능한 컴퓨터 프로그램을 포함한 컴퓨터 프로그램 제품.