KR20110110263A

KR20110110263A - 특성을 결정하는 방법

Info

Publication number: KR20110110263A
Application number: KR1020117017727A
Authority: KR
Inventors: 헨리쿠스 메겐스; 요제프 핀더스; 안토이네 키에르스; 요한네스 카에다케르스; 마우리츠 반 데르 샤르; 크리스티안 리비스; 헨드릭 반 라르호벤
Original assignee: 에이에스엠엘 네델란즈 비.브이.
Priority date: 2008-12-30
Filing date: 2009-12-21
Publication date: 2011-10-06
Also published as: NL2003990A; TWI467346B; JP2012516027A; JP5525547B2; IL213064A0; TW201040669A; CN102265220B; CN102265220A; IL213064A; WO2010076254A1; KR101330116B1

Abstract

제 1 타겟 집단 및 제 2 타겟 집단이 기판 안으로 에칭된다. 제 2 타겟 집단은 제 1 타겟 집단에 대해 비대칭을 갖는다. 이는 상이한 타겟 집단들로 하여금 구별되게 하고, 상이한 타겟 집단들의 특성이 결정되게 할 수 있다.

Description

특성을 결정하는 방법{METHOD OF DETERMINING A CHARACTERISTIC}

본 출원은 2008년 12월 30일 출원된 미국 가출원 61/141,414의 이익을 주장하며, 이는 본 명세서에서 그 전문이 인용참조된다.

본 발명은 기판의 특성을 결정하는 방법에 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 파라미터들, 예를 들어 상기 기판 안이나 그 위에 형성된 연속층들 간의 오버레이 오차를 측정할 필요가 있다. 리소그래피 공정 시 형성된 미세한 구조체들의 측정을 수행하기 위해, 스캐닝 전자 현미경 및 다양한 특수 툴들의 사용을 포함하는 다양한 기술들이 존재한다. 특수 검사 툴의 한가지 형태는, 기판의 표면 상의 타겟 상으로 방사선 빔이 지향되고, 산란되거나 반사된 빔의 속성들이 측정되는 스케터로미터(scatterometer)이다. 상기 빔이 기판에 의해 반사되거나 산란된 전후에 상기 빔의 속성들을 비교함으로써, 기판의 속성들이 결정될 수 있다. 이는, 예를 들어 알려진 기판 속성들과 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.

IC 칩의 제조는 다수 층들의 제작을 수반한다. 더 세부적인 패턴을 생성하기 위해, 각 층의 제조에 복수의 리소그래피 및 에칭 처리 단계들이 사용될 수 있다: 이는 더블 패터닝(double patterning)으로 알려져 있다. 더블 패터닝을 달성하는 다수의 상이한 방법들이 존재한다. 이 방법들 중 하나는 LELE(lithographic-etch-lithography-etch)로서 알려져 있으며, 이 경우 제 1 패턴이 노광되고 에칭된다. 그 후, 제 1 패턴의 피처(feature)들 사이의 공간들 내에 위치되는 피처들을 갖는 제 2 패턴이 노광되고 에칭된다. 이에 따라, 더 작은 치수들의 패턴이 생성될 수 있다. 또 다른 유사한 더블 패터닝 기술은 LFLE(lithography-freeze-lithography-etch)로서 알려져 있다. 레지스트 내에 패턴이 노광된 후, 이는 프리징된다(frozen). 그 후, 레지스트 내에 제 2 패턴도 노광될 수 있으며, 그 후 두 패턴들이 기판에 에칭된다. 또 다른 더블 패터닝 방법은 스페이서 방법(spacer method)으로서 알려져 있다. 스페이서 방법에서는, 희생 템플릿(sacrificial template)이 놓이고, 희생 템플릿 양쪽에 인접하여 스페이서들이 배치된다. 그 후, 템플릿이 제거되고, 결과적인 패턴이 기판에 에칭된다.

단일 패턴을 생성하는데 두 가지 리소그래피 단계가 사용되는 경우, 예를 들어 제 2 리소그래피 단계 시 피처들의 배치에 있어서 몇몇 오차들이 존재할 수 있다. 이와 유사하게, 제 1 리소그래피 단계 시 노광된 피처들은 제 2 리소그래피 단계 시 노광된 피처들과 동일하지 않을 수 있다. 두 가지 리소그래피 단계들이 존재하였기 때문에, 각각의 리소그래피 단계 시 노광된 피처들은 상이할 수 있으며, 개별적으로 평가되어야 할 수 있다. 하지만, 제 1 및 제 2 리소그래피 단계 시 노광된 피처들은 필연적으로 매우 유사하고 규칙적인 패턴을 형성하기 때문에, 각도 분해된 스케터로메트리를 이용하여 피처들의 두 세트들을 구별하기가 어려울 수 있다.

스페이서 기술에서는, 규칙적인 패턴을 생성하기 위해 스페이서가 사용된다. 하지만, 스페이서가 너무 크거나 너무 작은 경우, 패턴이 불규칙할 것이다. 이와 유사하게, 패턴이 거의 불규칙할 수 있지만, 패턴 내의 작은 불규칙들을 평가하기는 어려울 것이다.

노광 단계들 각각에서 노광된 피처들을 평가하기 위해, 앞서 SEM이 사용되었다. 하지만, SEM은 IC 칩들의 대량 제조 시 기판의 스루풋을 유지하기에 충분히 빠르지 않다.

그러므로, 더블 패터닝 기술들에서 사용되는 피처들을 평가하는 개선된 방법이 요구된다.

본 발명의 일 실시예에서, 검사 장치, 기판의 속성을 측정하도록 구성된 리소그래피 셀 또는 리소그래피 장치, 기판 상의 피처들의 제 1 집단 또는 제 2 집단의 특성을 결정하는 방법이 제공되고,

상기 제 1 및 제 2 집단은 공칭적으로(예를 들어, 실질적으로) 동일하며, 기판 상의 단일 층 내에 단일 패턴을 형성(예를 들어, 생성)하고, 상기 패턴은 상기 제 1 집단의 피처와 상기 제 2 집단의 가장 가까운 피처 간의 거리와 같은 주기를 가지며,

상기 방법은:

상기 기판 상에 제 1 집단을 형성하는 단계 -상기 제 1 집단은 제 1 타겟 집단을 포함함-;

상기 기판 상에 제 2 집단을 형성하는 단계 -상기 제 2 집단은 제 2 타겟 집단을 포함하고, 상기 제 2 타겟 집단 및 상기 제 1 타겟 집단은 조합된 타겟 집단을 형성함-;

상기 조합된 타겟 집단으로부터 반사된 방사선을 검출하는 단계; 및

상기 타겟으로부터 반사된 방사선을 이용하여 상기 제 1 집단 또는 상기 제 2 집단의 특성을 계산하는 단계를 포함하고,

상기 제 2 타겟 집단은 상기 제 1 타겟 집단에 대해 비대칭을 갖는다.

첨부된 도면들을 참조하여, 본 발명의 다양한 실시예들의 구조 및 작동뿐만 아니라, 본 발명의 또 다른 실시예들, 특징들 및 장점들이 아래에서 상세하게 설명된다. 본 발명은 본 명세서에서 설명되는 특정한 실시예들에 제한되지 않는다는 것을 유의한다. 본 명세서에서, 이러한 실시예들은 단지 예시적인 목적으로만 제시된다. 당업자라면, 본 명세서에 포함되는 교수(teaching)에 기초하여 추가적인 실시예들을 명백히 알 것이다.

이하 대응하는 참조 부호들이 대응하는 부분들을 나타내는 첨부된 도면들을 참조하여, 단지 예시의 방식으로만 본 발명의 실시예들을 설명할 것이다. 또한, 본 명세서에 통합되며 명세서의 일부분을 형성하는 첨부된 도면들은 본 발명을 예시하며, 설명과 함께 본 발명의 원리들을 설명하고 당업자가 본 발명을 수행하고 사용할 수 있게 하는 역할을 한다:
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 리소그래피 장치를 도시하는 도면;
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 리소그래피 셀 또는 클러스터(cluster)를 도시하는 도면;
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 제 1 스케터로미터를 도시하는 도면;
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 제 2 스케터로미터를 도시하는 도면;
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 더블 패터닝 기술을 이용하여 노광된 패턴을 도시하는 도면;
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따라, 0차 회절 패턴의 세기가 오버레이 오차에 따라 변화하는 방식을 도시하는 그래프;
도 7a는 본 발명의 일 실시예에 따라, 제 1 집단과 제 2 집단 간의 오버레이 오차가 존재하는 패턴을 도시하는 도면;
도 7b는 본 발명의 일 실시예에 따라, 제 1 타겟 집단과 제 2 타겟 집단 간의 오버레이 오차 및 바이어스(bias)가 존재하는 타겟 집단을 도시하는 도면;
도 8a는 본 발명의 일 실시예에 따라, 스페이서 패터닝 기술에서의 단계 및 결과적인 패턴을 도시하는 도면;
도 8b는 본 발명의 일 실시예에 따라, 스페이서 패터닝 기술을 이용한 타겟의 제조 시 단계 및 결과적인 타겟을 도시하는 도면;
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따라 제조된 타겟을 도시하는 도면;
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 또 다른 타겟을 도시하는 도면; 및
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 타겟을 도시하는 도면이다.
동일한 참조 기호들이 대응하는 요소들을 전부 식별하는 도면들에 관련하여 아래에서 설명되는 상세한 설명으로부터 본 발명의 특징들 및 장점들을 더 이해하게 될 것이다. 도면들에서, 동일한 참조 번호들은 일반적으로 동일하고, 기능적으로 유사한, 및/또는 구조적으로 유사한 요소들을 나타낸다. 요소가 처음 나타나는 도면은 대응하는 참조 번호의 맨 앞자리 수(들)에 의해 나타내어진다.

본 명세서는 본 발명의 특징들을 구체화하는 1 이상의 실시예들을 개시한다. 개시된 실시예(들)는 단지 본 발명을 예시한다. 개시된 실시예(들)에 본 발명의 범위가 제한되지는 않는다. 본 발명은 본 명세서에 첨부된 청구항들에 의해 정의된다.

본 명세서에서, "하나의 실시예", "일 실시예", "예시적인 실시예" 등으로 설명된 실시예(들) 및 이러한 언급들은, 설명된 실시예(들)가 특정한 특징, 구조 또는 특성을 포함할 수 있지만, 모든 실시예가 특정한 특징, 구조 또는 특성을 반드시 포함하는 것은 아닐 수 있음을 나타낸다. 또한, 이러한 어구들이 반드시 동일한 실시예를 칭하는 것은 아니다. 또한, 특정한 특징, 구조 또는 특성이 일 실시예와 관련하여 설명되는 경우, 다른 실시예들과 관련하여 이러한 특징, 구조 또는 특성에 영향을 주는 것은 명확하게 설명되든지 그렇지 않든지 당업자의 지식 내에 있음을 이해한다.

본 발명의 실시예들은 하드웨어, 펌웨어, 소프트웨어 또는 여하한의 그 조합으로 구현될 수 있다. 또한, 본 발명의 실시예들은 기계-판독가능한 매체 상에 저장된 명령어들로서 구현될 수 있으며, 이는 1 이상의 프로세서에 의해 판독되고 실행될 수 있다. 기계-판독가능한 매체는 기계[예를 들어, 연산 디바이스(computing device)]에 의해 판독가능한 형태로 정보를 저장하거나 전송하는 여하한의 메카니즘을 포함할 수 있다. 예를 들어, 기계-판독가능한 매체는 ROM(read only memory); RAM(random access memory); 자기 디스크 스토리지 매체; 광학 스토리지 매체; 플래시 메모리 디바이스들; 전기, 광학, 음향 또는 다른 형태의 전파 신호(propagated signal)(예를 들어, 반송파, 적외선 신호, 디지털 신호 등) 등을 포함할 수 있다. 또한, 펌웨어, 소프트웨어, 루틴(routine), 및 명령어들은 본 명세서에서 소정 동작을 수행하는 것으로서 설명될 수 있다. 하지만, 이러한 설명들은 단지 편의를 위한 것이며, 이러한 동작은 사실상 연산 디바이스, 프로세서, 제어기, 또는 펌웨어, 소프트웨어, 루틴, 명령어 등을 실행하는 다른 디바이스로부터 일어난다는 것을 이해하여야 한다.

하지만, 이러한 실시예들을 더 상세히 설명하기 전에, 본 발명의 실시예들이 구현될 수 있는 예시적인 환경을 제시하는 것이 유익하다.

도 1은 리소그래피 장치를 개략적으로 도시한다. 리소그래피 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 타입의 광학 구성요소들, 또는 여하한의 그 조합과 같은 다양한 타입들의 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 타입, 및 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(예를 들어, 듀얼 스테이지) 이상의 기판 테이블(및/또는 2 이상의 마스크 테이블)을 갖는 형태로 구성될 수 있다. 이러한 "다수 스테이지" 기계에서는 추가 기판 테이블이 병행하여 사용될 수 있으며, 또는 1 이상의 테이블이 노광에 사용되고 있는 동안 1 이상의 다른 테이블에서는 준비작업 단계가 수행될 수 있다.

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, 소스가 엑시머 레이저(excimer laser)인 경우, 상기 소스 및 리소그래피 장치는 별도의 개체일 수 있다. 이러한 경우, 소스는 리소그래피 장치의 일부분을 형성하는 것으로 간주되지 않으며, 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 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 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.

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 (도 1에 명확히 도시되지 않은) 또 다른 위치 센서는, 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(dedicated) 타겟부들을 차지하고 있지만, 그들은 타겟부들 사이의 공간들 내에 위치될 수도 있다[이들은 스크라이브-레인 정렬 마크(scribe-lane alignment mark)들로 알려져 있음]. 이와 유사하게, 마스크(MA) 상에 1 이상의 다이가 제공되는 상황들에서, 마스크 정렬 마크들은 다이들 사이에 위치될 수 있다.

리소그래피 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 부여된 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 전-노광(pre-exposure) 및 후-노광(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 예를 들어 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 가져서, 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 발명의 일 실시예에서 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 RCWA(Rigorous Coupled Wave Analysis) 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(normal-incidence) 스케터로미터 또는 경사-입사(oblique-incidence) 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 포커스되고, 간섭 필터(interference filter: 13) 및 편광기(polarizer: 17)를 통하며, 부분 반사면(partially reflected surface: 16)에 의해 반사되고, 예를 들어 약 0.9 이상 및 약 0.95 이상의 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 기판 타겟(30)의 2-차원 각도 산란 스펙트럼이 측정될 수 있도록 2-차원 검출기이다. 일 예시에서, 검출기(18)는 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 투영된다.

예를 들어, 약 405 내지 790 nm의 범위, 또는 약 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 범위에서의 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 에텐듀(etendue)를 제공하여 다수 파장들의 혼합(mixing)을 허용한다. 광대역에서의 복수의 파장들은 각각 Δλ의 대역폭 및 적어도 2Δλ(즉, 대역폭의 두 배) 이상의 간격을 갖는다. 방사선의 복수의 "소스들"은 섬유 다발(fiber bundle)을 이용하여 분할(split)되었던 연장된 방사선 소스의 상이한 부분들일 수 있다. 이러한 방식으로, 각도 분해된 산란 스펙트럼들이 다수 파장들에서 병렬로(in parallel) 측정될 수 있다. 예를 들어, 파장 및 2 개의 상이한 각도들과 같은 3-D 스펙트럼이 측정될 수 있으며, 이는 2-D 스펙트럼보다 더 많은 정보를 포함한다. 이는 메트롤로지 프로세스 견고성(metrology process robustness)을 증가시키는 더 많은 정보가 측정되게 한다. 이는 본 명세서에서 그 전문이 인용참조되는 유럽 특허 제 1,628,164A호에서 더 상세히 설명된다.

기판(W) 상의 타겟(30)은 현상 이후에 바아(bar)들이 솔리드 레지스트 라인들로 형성되도록 프린트되는 격자일 수 있다. 대안적으로, 상기 바아들은 기판 안으로 에칭될 수 있다. 이 패턴은 리소그래피 투영 장치, 특히 투영 시스템(PL) 내의 색수차(chromatic aberration) 및 조명 대칭성에 민감할 수 있으며, 이러한 수차들의 존재는 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 격자의 파라미터들이 처리 유닛(PU)에 의해 수행되는 재구성 공정에 입력될 수 있다.

더블 패터닝에서 사용되는 두 집단들을 구별하기 위해, 두 집단들 간의 차이, 또는 비대칭을 도입할 필요가 있다. 두 집단이 동일하고 규칙적인 패턴을 형성하는 규칙적인 패턴이 도 5에 도시된다. 하지만, 제 2 집단과 제 1 집단 사이에 작은 오버레이 오차가 존재하는 경우, (대부분의 스케터로메트리 적용에서 사용되는) 0차 회절 패턴이 실질적으로 변화하지 않기 때문에 검출하기가 어렵다. 0차 회절 패턴의 세기 변동이 도 6에 도시된다. 도 6으로부터 알 수 있는 바와 같이, 작은 오버레이 오차에 대한 오버레이 오차의 주어진 변화에 대하여 회절 패턴의 변화는 작다[즉, 영 오버레이 오차(zero overlay error) 주위의 경사는 무시해도 좋을 정도임]. 하지만, 큰 오버레이 오차에 대한 오버레이 오차의 동일한 주어진 변화에 대해서는 회절 패턴의 큰 변화가 존재한다. 이와 유사하게, 예를 들어 집단들 중 하나의 측벽 각도 또는 임계 치수와 같은 다른 프로파일 파라미터들을 평가하기를 바라는 경우, 이들의 측벽 각도 또는 임계 치수를 평가하기 위해 두 집단들을 구별하기는 어렵다.

도 7a 및 도 7b는 본 발명의 일 실시예에 따라 노광된 패턴들을 나타낸다. 도 7a는 제 1 집단(A) 및 제 2 집단(B)으로 이루어진 단일 패턴이 존재하는 주 패턴을 도시한다. 하지만, 제 2 집단의 배치에서 작은 오버레이 오차(OV)가 존재한다. 도 7b는 본 발명의 제 1 실시예에서 사용된 타겟을 도시한다. 제 1 타겟 집단이 형성된 후 제 2 타겟 집단이 형성되었다. 제 2 타겟 집단은 제 1 타겟 집단에 대하여 바이어스(Δ)를 갖는다. 따라서, 제 1 타겟 집단에 대한 제 2 타겟 집단의 배치 편차는 오버레이 오차(OV)와 바이어스(Δ)를 더한 것과 같다. 이 도입된 비대칭은 오버레이 오차를 결정하기가 훨씬 더 쉽다는 것을 의미한다. 0차 회절 패턴이 검출되고, 예상 회절 패턴으로부터의 편차가 오버레이 오차를 결정하는데 사용된다. 대안적으로, 두 집단을 구별하고, 이에 따라 어느 한 집단의 측벽 각도 또는 임계 치수와 같은 두 집단의 특성들을 측정하기가 더 쉽다.

앞서 설명된 실시예는 LELE 또는 LFLE 공정을 이용하여 제조된 두 집단을 이용하여 설명되었지만, 이는 더블 패터닝의 스페이서 방법에 동등하게 적용가능하다. 도 8a 및 도 8b는 본 발명의 일 실시예에 따른 더블 패터닝의 스페이서 방법을 도시한다. 도 8a에서, 스페이서(21)가 사용되어 레지스트(22) 사이에 공간들을 생성하고, 이에 따라 규칙적인 패턴을 생성한다. 도 8b는 스페이서(21)가 너무 작은 경우 어느 한 집단의 여하한의 파라미터 또는 인접한 피처들 사이에 오버레이 오차(OV)가 존재하는 상황을 도시한다. 따라서, 앞서 설명된 실시예의 방법 이 오버레이 오차를 결정하는데 유사하게 사용될 수 있다. 알려진 바이어스는 스페이서의 크기 오차에 의해 도입되는 바와 같이, 평가되는 피처들의 여하한의 특성 및 스페이서의 크기를 의도적으로 변경함으로써 도입될 것이다.

바이어스는 여하한의 값일 수 있지만, 패턴의 주기보다는 작아야 한다. 예를 들어, 약 16 nm의 주기를 갖는 패턴에 대해 약 5 내지 10 nm의 바이어스가 바람직하다.

오버레이 오차의 개선된 계산에 대해, 복수의 타겟들(예를 들어, 이들 자신의 타겟 집단들을 각각 가짐)이 존재할 수 있으며, 각각의 타겟은 상이한 도입 바이어스를 갖는다.

본 발명의 또 다른 실시예가 도 9에 도시된다. 알 수 있는 바와 같이, 제 2 집단(B)은 제 1 집단(A)보다 더 큰 임계 치수를 갖는다. 이 비대칭을 도입하는 것은 다시 두 집단을 구별하고 이에 따라 각 집단의 특성을 평가하기 쉽게 한다. 도 9는 더 큰 임계 치수를 갖는 제 2 집단을 도시하지만, 이는 동등하게 더 작은 임계 치수를 갖거나, 대안적으로 변화된 측벽 각도와 같은 다른 특성을 가질 수 있다. 실제로, 0차 회절 패턴에 영향을 주는 여하한의 특성이 이러한 비대칭을 생성하기 위해 변화될 수 있다.

제 1 실시예와 유사하게, 복수의 타겟들이 존재할 수 있으며, 각각은 제 2 타겟 집단의 상이한 임계 치수를 갖는다.

도 10은 본 발명의 일 실시예에 따라 도입된 바이어스 및 변화된 제 2 집단의 임계 치수가 존재하는 타겟 집단을 도시한다. 이는 다시 상이한 집단들을 구별하고 이에 따라 각 집단의 오버레이 오차 및 특성을 측정하기 쉽게 할 것이다.

본 발명의 또 다른 실시예가 도 11에 도시되며, 이는 또 다른 타겟 집단을 도시한다. 알 수 있는 바와 같이, 제 2 집단의 세번째 라인이 모두 사라졌다. 다시, 이는 두 집단을 구별하기 쉽게 하는 비대칭을 도입한다.

앞서 설명된 바와 같이, 이 실시예는 타겟 집단으로의 비대칭 도입에 관한 것이다. 이상 사라진 라인들, 바이어스 및 임계 치수의 변동과 같은 비대칭의 특정한 예시들이 설명되었지만, 비대칭을 도입하는 여하한의 방법이 적절할 것이다. 두 집단 간의 비대칭의 또 다른 예시들은 제 1 집단으로부터 상이한 높이에 있는 제 2 집단일 수 있다. 대안적으로, 상이한 집단에 대해 상이한 재료가 사용될 수 있다. 또한, 본 발명은 단지 두 집단의 사용에 제한되지 않으며, 3 이상의 집단이 존재하는 경우에도 동등하게 적용될 수 있다.

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.

이상, 광학 리소그래피와 관련하여 본 발명의 실시예들의 특정 사용예를 언급하였지만, 본 발명은 다른 적용예들, 예를 들어 임프린트 리소그래피에 사용될 수 있으며, 본 명세서가 허용한다면 광학 리소그래피로 제한되지 않는다는 것을 이해할 것이다. 임프린트 리소그래피에서, 패터닝 디바이스 내의 토포그래피(topography)는 기판 상에 생성된 패턴을 정의한다. 패터닝 디바이스의 토포그래피는 전자기 방사선, 열, 압력 또는 그 조합을 인가함으로써 레지스트가 경화되는 기판에 공급된 레지스트 층으로 가압될 수 있다. 패터닝 디바이스는 레지스트가 경화된 후에 그 안에 패턴을 남기는 레지스트로부터 이동된다.

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 발명은 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.

결론

본 명세서의 요약 및 초록 부분(Summary and Abstract sectons)이 아닌, 발명의 상세한 설명 부분(Detailed Description section)이 청구항을 해석하는데 사용되도록 의도된다는 것을 이해하여야 한다. 요약 및 초록 부분은 1 이상을 설명할 수 있지만, 발명자(들)에 의해 의도(contemplate)된 본 발명의 모든 예시적인 실시예를 설명하지는 않으므로, 어떠한 방식으로도 본 발명 및 첨부된 청구항을 제한하지는 않는다.

이상, 본 발명의 실시예들은 명시된 기능들 및 그 관계들의 구현을 예시하는 기능 저장 블럭(functional storing block)들의 도움으로 설명되었다. 본 명세서에서, 이 기능 저장 블럭들의 경계들은 설명의 편의를 위해 임의로 정의되었다. 명시된 기능들 및 그 관계들이 적절히 수행되는 한, 대안적인 경계들이 정의될 수 있다.

특정 실시예들의 앞선 설명은, 당업계의 지식을 적용함으로써, 다양한 적용들에 대해 본 발명의 일반적인 개념을 벗어나지 않고 지나친 실험 없이 이러한 특정 실시예들을 쉽게 변형하고, 및/또는 적합하게 할 수 있도록 본 발명의 일반적인 성질을 전부 드러낼 것이다. 그러므로, 이러한 응용예 및 변형예들은 본 명세서에 나타낸 교수 및 안내에 기초하여, 기재된 실시예들의 균등물의 의미 및 범위 내에 있도록 의도된다. 본 명세서에서, 어구 또는 전문 용어는 설명을 위한 것이며 제한하려는 것이 아니므로, 당업자라면 본 명세서의 전문 용어 또는 어구가 교수 및 안내를 고려하여 해석되어야 한다는 것을 이해하여야 한다.

본 발명의 범위와 폭은 상술된 예시적인 실시예들 중 어느 것에 의해서도 제한되지 않아야 하며, 다음의 청구항 및 그 균등물에 따라서만 정의되어야 한다.

Claims

기판 상의 피처(feature)들의 제 1 집단 또는 제 2 집단의 특성을 결정하는 방법에 있어서:
상기 제 1 및 제 2 집단은 공칭적으로 동일하고, 상기 기판 상의 단일 층 내에 단일 패턴을 형성하며, 상기 패턴은 상기 제 1 집단의 피처와 상기 제 2 집단의 가장 가까운 피처 간의 거리와 같은 주기를 갖고,
상기 방법은:
상기 기판 상에 상기 제 1 집단을 형성하는 단계 -상기 제 1 집단은 제 1 타겟 집단을 포함함-;
상기 기판 상에 상기 제 2 집단을 형성하는 단계 -상기 제 2 집단은 제 2 타겟 집단을 포함하고, 상기 제 2 타겟 집단 및 상기 제 1 타겟 집단은 조합된 타겟 집단을 형성함-;
상기 조합된 타겟 집단으로부터 반사된 방사선을 검출하는 단계; 및
상기 타겟으로부터 반사된 방사선을 이용하여 상기 제 1 집단 또는 상기 제 2 집단의 특성을 계산하는 단계를 포함하며,
상기 제 2 타겟 집단은 상기 제 1 타겟 집단에 대해 비대칭을 갖는 특성 결정 방법.
제 1 항에 있어서,
상기 비대칭은 상기 주기에서 바이어스(bias)를 뺀, 상기 제 1 타겟 집단의 피처와 상기 제 2 타겟 집단의 가장 가까운 피처 간의 거리를 포함하는 특성 결정 방법.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 비대칭은 상기 제 1 타겟 집단의 임계 치수와 상이한 임계 치수를 갖는 상기 제 2 타겟 집단의 피처들을 포함하는 특성 결정 방법.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 비대칭은 n번째 피처가 각각 제거되어 있는 상기 제 1 타겟 집단 또는 상기 제 2 타겟 집단을 포함하고, n은 1보다 더 큰 유한 수인 특성 결정 방법.
제 3 항에 있어서,
상기 비대칭은 n번째 피처가 각각 제거되어 있는 상기 제 1 타겟 집단 또는 상기 제 2 타겟 집단을 더 포함하고, n은 1보다 더 큰 유한 수인 특성 결정 방법.
제 1 항에 있어서,
상기 특성은 상기 제 1 또는 제 2 집단의 임계 치수인 특성 결정 방법.
제 1 항에 있어서,
상기 특성은 상기 제 2 집단의 배치에서의 오차인 특성 결정 방법.
제 1 항에 있어서,
상기 특성은 상기 제 1 집단 또는 상기 제 2 집단의 측벽 각도인 특성 결정 방법.
제 2 항에 있어서,
상기 제 1 집단은 제 2의 제 1 타겟 집단을 포함하고, 상기 제 2 집단은 제 2의 제 2 타겟 집단을 포함하며, 상기 제 2의 제 1 타겟 집단에 대한 상기 제 2의 제 2 타겟 집단의 바이어스는 상기 제 1의 제 1 타겟 집단에 대한 상기 제 1의 제 2 타겟 집단의 바이어스와 상이한 특성 결정 방법.
제 3 항에 있어서,
상기 제 1 집단은 제 2의 제 1 타겟 집단을 포함하고, 상기 제 2 집단은 제 2의 제 2 타겟 집단을 포함하며, 상기 제 2의 제 1 타겟 집단에 대한 상기 제 2의 제 2 타겟 집단의 임계 치수는 상기 제 1의 제 1 타겟 집단에 대한 상기 제 1의 제 2 타겟 집단의 임계 치수와 상이한 특성 결정 방법.
제 1 항에 있어서,
상기 비대칭은 상기 제 1 집단과 상이한 높이를 갖는 상기 제 2 집단을 포함하는 특성 결정 방법.
제 1 항에 있어서,
상기 비대칭은 상기 제 1 집단과 상이한 재료로 만들어지는 상기 제 2 집단을 포함하는 특성 결정 방법.
제 1 항에 있어서,
상기 제 1 집단을 형성하는 단계는 상기 기판을 노광하는 단계 및 상기 기판을 처리하는 단계를 포함하고, 상기 제 2 집단을 형성하는 단계는 상기 기판을 노광하는 제 2 단계 및 상기 기판을 처리하는 제 2 단계를 포함하는 특성 결정 방법.
제 1 항에 있어서,
상기 제 1 집단을 형성하는 단계는 상기 기판을 노광하는 단계 및 상기 기판을 프리징(freeze)하는 단계를 포함하고, 상기 제 2 집단을 형성하는 단계는 상기 기판을 노광하는 제 2 단계 및 상기 기판을 처리하는 제 2 단계를 포함하는 특성 결정 방법.
제 1 항에 있어서,
상기 제 1 집단을 형성하는 단계 및 상기 제 2 집단을 형성하는 단계는 동시에 일어나는 특성 결정 방법.
기판 상에 제 1 집단을 생성하는 단계 -상기 제 1 집단은 제 1 타겟 집단을 포함함-;
상기 기판 상에 제 2 집단을 생성하는 단계 -상기 제 2 집단은 제 2 타겟 집단을 포함함-;
상기 제 1 타겟 집단 및 상기 제 2 타겟 집단을 포함한 조합된 타겟 집단을 생성하는 단계;
상기 조합된 타겟 집단으로부터 반사된 방사선을 검출하는 단계; 및
상기 제 1 타겟 집단 또는 상기 제 2 타겟 집단으로부터 각각 반사된 방사선을 이용하여 상기 제 1 집단 또는 상기 제 2 집단의 특성을 결정하는 단계를 포함하며,
상기 제 1 집단 및 상기 제 2 집단은 실질적으로 동일하고, 상기 기판 상의 단일 층 내에 단일 패턴을 형성하며, 상기 단일 패턴은 상기 제 1 집단의 피처와 상기 제 2 집단의 가장 가까운 피처 간의 거리와 같은 주기를 갖고,
상기 제 2 타겟 집단은 상기 제 1 타겟 집단에 대해 비대칭을 갖는 방법.
제 16 항에 있어서,
상기 비대칭은 상기 제 1 타겟 집단의 피처와 상기 제 2 타겟 집단의 가장 가까운 피처 간의 거리를 포함하는 방법.
제 16 항에 있어서,
상기 비대칭은 상기 제 1 타겟 집단의 임계 치수와 상이한 임계 치수를 갖는 상기 제 2 타겟 집단의 피처들을 포함하는 방법.
제 16 항에 있어서,
상기 비대칭은 n번째 피처가 각각 제거되어 있는 상기 제 1 타겟 집단 또는 상기 제 2 타겟 집단을 포함하고, n은 1보다 더 큰 유한 수인 방법.
제 18 항에 있어서,
상기 비대칭은 n번째 피처가 각각 제거되어 있는 상기 제 1 타겟 집단 또는 상기 제 2 타겟 집단을 더 포함하고, n은 1보다 더 큰 유한 수인 방법.
제 16 항에 있어서,
상기 특성은 상기 제 1 또는 제 2 집단의 임계 치수인 방법.
제 16 항에 있어서,
상기 특성은 상기 제 2 집단의 배치에서의 오차인 방법.
제 16 항에 있어서,
상기 특성은 상기 제 1 집단 또는 상기 제 2 집단의 측벽 각도인 방법.
제 17 항에 있어서,
상기 제 1 집단은 제 2의 제 1 타겟 집단을 포함하고;
상기 제 2 집단은 제 2의 제 2 타겟 집단을 포함하며;
상기 제 2의 제 1 타겟 집단에 대한 상기 제 2의 제 2 타겟 집단의 바이어스는 상기 제 1의 제 1 타겟 집단에 대한 상기 제 1의 제 2 타겟 집단의 바이어스와 상이한 방법.
제 18 항에 있어서,
상기 제 1 집단은 제 2의 제 1 타겟 집단을 포함하고;
상기 제 2 집단은 제 2의 제 2 타겟 집단을 포함하며;
상기 제 2의 제 1 타겟 집단에 대한 상기 제 2의 제 2 타겟 집단의 임계 치수는 상기 제 1의 제 1 타겟 집단에 대한 상기 제 1의 제 2 타겟 집단의 임계 치수와 상이한 방법.
제 16 항에 있어서,
상기 비대칭은 상기 제 1 집단의 높이와 상이한 높이를 갖는 상기 제 2 집단을 포함하는 방법.
제 16 항에 있어서,
상기 비대칭은 상기 제 1 집단의 재료와 상이한 재료로부터 구성된 상기 제 2 집단을 포함하는 방법.
제 16 항에 있어서,
상기 제 1 집단을 생성하는 단계는 상기 기판을 노광하는 단계, 및 상기 기판을 처리하는 단계를 포함하고;
상기 제 2 집단을 생성하는 단계는 상기 처리된 기판을 노광하는 단계를 포함하는 방법.
제 16 항에 있어서,
상기 제 1 집단을 생성하는 단계는 상기 기판을 노광하는 단계, 및 상기 기판을 프리징하는 단계를 포함하고;
상기 제 2 집단을 생성하는 단계는 상기 기판을 노광하는 단계를 포함하는 방법.
제 16 항에 있어서,
상기 제 1 집단을 생성하는 단계 및 상기 제 2 집단을 생성하는 단계는 실질적으로 동시에 일어나는 방법.