KR20160014472A - 노광 공정 계측용 기판 타겟 및 노광 공정 계측 방법과 이를 이용한 집적회로 소자의 제조 방법 - Google Patents

노광 공정 계측용 기판 타겟 및 노광 공정 계측 방법과 이를 이용한 집적회로 소자의 제조 방법 Download PDF

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Abstract

피쳐 패턴이 경험한 초점 변화를 계측하기 위하여 피쳐 패턴이 형성된 레벨과 동일 레벨에 형성된 복수의 회절 패턴을 포함하는 SWG 키를 가지는 노광 공정 계측용 기판 타겟을 이용한다. 노광 공정 계측 장치는 복수의 회절 패턴이 피치보다 큰 파장의 방사 빔을 생성하는 조명 장치와, 편광기를 포함하는 투사 장치와, 상기 SWG 키로부터 회절되는 출력 빔인 0 차 회절광으로부터 횡방향 전계(TE) 편광 성분 및 횡방향 자계(TM) 편광 성분에 대한 데이터를 검출하기 위한 검출 장치와, TE 편광 성분 및 TM 편광 성분으로부터 결정되는 리소그래피 공정시의 디포커스에 대한 데이터에 의거하여 복수의 피쳐 패턴이 경험한 초점 변화를 유추하는 판별 장치를 포함한다.

Description

노광 공정 계측용 기판 타겟 및 노광 공정 계측 방법과 이를 이용한 집적회로 소자의 제조 방법 {Substrate target for metrology, metrology method for lithography process, and method of manufacturing integrated circuit device}
본 발명의 기술적 사상은 기판 타겟 및 노광 공정 계측 방법과 이를 이용한 집적회로 소자의 제조 방법에 관한 것으로, 특히 리소그래피 기술을 이용하여 집적회로 소자를 제조하는 데 있어서 노광 공정 변화(variation)를 계측하는 데 사용되는 기판 타겟과, 리소그래피 공정을 수행하여 기판상에 패턴들을 형성한 후 실시간으로 노광 공정을 모니터링하기 위한 노광 공정 계측 방법과, 이를 이용한 집적회로 소자의 제조 방법에 관한 것이다.
최근 반도체 소자의 고집적화에 따라 보다 미세한 패턴을 형성하기 위한 다양한 포토리소그래피 기술이 개발되고 있다. 또한, 초고집적화된 소자를 제조하기 위하여 포토리소그래피 공정을 모니터링하기 위한 다양한 계측 기술들이 제안되고 있다. 반도체 소자의 집적도가 증가함에 따라, 이러한 포토레지스트 패턴의 임계 치수(critical dimension; CD)가 더욱 작아지고 있다. 따라서, 미세한 CD를 갖는 포토레지스트 패턴의 CD 균일도를 향상시키기 위하여 리소그래피 공정을 정밀하고 신뢰성 있게 모니터링할 필요가 있다.
본 발명의 기술적 사상이 이루고자 하는 기술적 과제는 집적회로 소자를 제조하는 데 필요한 리소그래피 공정 수행시 수반되는 미세한 초점 변화를 정밀도 높게 인라인 모니터링 (in-line monitoring)하는 데 사용될 수 있는 노광 공정 계측용 기판 타겟을 제공하는 것이다.
본 발명의 기술적 사상이 이루고자 하는 다른 기술적 과제는 집적회로 소자 제조 공정 중에 별도의 추가 공정을 부가하지 않고도 집적회로 소자를 제조하는 데 필요한 리소그래피 공정 수행시 수반되는 미세한 초점 변화를 비파괴적으로 정밀도 높게 인라인 모니터링할 수 있는 노광 공정 계측 방법 및 노광 공정 계측 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 기술적 사상이 이루고자 하는 또 다른 기술적 과제는 집적회로 소자를 제조하는 데 필요한 리소그래피 공정 수행시 수반되는 미세한 초점 변화를 비파괴적으로 정밀도 높게 인라인 모니터링할 수 있는 노광 공정 계측 방법을 이용하여 집적회로 소자 제조에 필요한 패턴들의 CD 균일도 (critical dimension uniformity)를 향상시키고 신뢰성 있는 집적회로 소자를 제조하는 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 기술적 사상에 의한 일 양태에 따른 노광 공정 계측용 기판 타겟은 기판과, 상기 기판 상에 형성된 피쳐 패턴과, 상기 피쳐 패턴이 경험한 초점 변화를 계측하기 위하여 상기 기판 상의 상기 피쳐 패턴이 형성된 레벨과 동일 레벨에 형성되고 제1 피치 주기로 형성된 복수의 회절 패턴을 포함하는 SWG 키 (subwavelength grating key)를 포함한다.
상기 SWG 키는 상기 피쳐 패턴과 동일 물질로 이루어질 수 있다.
상기 복수의 회절 패턴의 상기 제1 피치는 상기 피쳐 패턴이 경험한 초점 변화를 계측하는 데 사용되는 계측 장치로부터 생성되는 방사 빔의 파장보다 더 작은 사이즈일 수 있다.
일부 실시예들에서, 상기 복수의 회절 패턴은 장방형 단면 형상을 가질 수 있다. 다른 일부 실시예들에서, 상기 복수의 회절 패턴은 경사진 측벽을 가질 수 있다.
본 발명의 기술적 사상에 의한 다른 양태에 따른 노광 공정 계측용 기판 타겟은 기판상에 형성되고 최소 폭이 제1 폭인 복수의 제1 회절 패턴으로 이루어지는 마이크로 DBO 키 (micro diffraction based overlay key)와, 상기 기판상에 형성되고 상기 제1 폭보다 작은 폭을 가지는 복수의 제2 회절 패턴으로 이루어지는 SWG 키 (subwavelength grating key)를 포함한다.
본 발명의 기술적 사상에 의한 다른 양태에 따른 노광 공정 계측용 기판 타겟에서, 상기 마이크로 DBO 키는 상기 기판 상의 제1 범위 내에 형성되고, 상기 SWG 키는 상기 제1 범위 중 상기 복수의 제1 회절 패턴에 의해 포위되는 제2 범위 내에 형성될 수 있다.
상기 마이크로 DBO 키는 상기 기판 상에 형성된 복수의 피쳐 패턴의 오버레이 계측용 키이고, 상기 SWG 키는 상기 기판상에 형성된 복수의 피쳐 패턴이 경험한 초점 변화 계측용 키일 수 있다.
상기 복수의 제2 회절 패턴은 각각 상호 평행한 선형 라인 형상을 가질 수 있다. 또한, 상기 복수의 제2 회절 패턴은 상기 복수의 피쳐 패턴과 동일한 물질로 이루어질 수 있다.
본 발명의 기술적 사상에 의한 일 양태에 따른 노광 공정 계측 장치는 노광 장치에서 리소그래피 공정을 이용하여 제1 피치 주기로 형성된 복수의 회절 패턴을 포함하는 SWG 키 (subwavelength grating key)와 복수의 피쳐 패턴(feature pattern)을 포함하는 계측용 기판을 지지하도록 구성된 스테이지와, 상기 제1 피치보다 큰 파장의 방사 빔을 생성하도록 구성된 조명 장치와, 상기 조명 장치에서 생성된 방사 빔을 편광시켜 상기 SWG 키에 입사하도록 구성된 편광기(polarizer)를 포함하는 투사 장치와, 상기 SWG 키로부터 회절되는 출력 빔 중 0 차 회절광으로부터 횡방향 전계(TE) 편광 성분 (transverse electric polarized light component) 및 횡방향 자계(TM) 편광 성분 (transverse magnetic polarized light component)에 대한 데이터를 검출하도록 구성된 제1 검출부를 포함하는 검출 장치와, 상기 TE 편광 성분 및 TM 편광 성분에 대한 데이터에 의거하여 결정되는 리소그래피 공정시의 디포커스(defocus)에 대한 제1 데이터를 저장하도록 구성된 제1 저장 매체를 포함하는 데이터 스토리지와, 상기 데이터 스토리지에 저장된 데이터에 의거하여 상기 제1 검출부에서 검출된 데이터로부터 상기 복수의 피쳐 패턴이 경험한 초점 변화를 유추하는 제1 판별부를 포함하는 판별 장치를 포함한다.
제1 검출부는 상기 TE 편광 성분 및 상기 TM 편광 성분의 위상차를 검출하도록 구성될 수 있다. 그리고, 상기 제1 데이터는 상기 TE 편광 성분 및 상기 TM 편광 성분의 위상차에 의거하여 결정되는 디포커스에 대한 데이터일 수 있다.
상기 조명 장치는 상기 제1 피치보다 더 큰 파장의 방사 빔을 생성하도록 구성될 수 있다.
상기 투사 장치는 상기 계측용 기판의 연장 방향에 대하여 법선 방향으로 상기 계측용 기판에 상기 방사 빔을 조사하도록 구성될 수 있다.
상기 투사 장치는 상기 계측용 기판의 연장 방향에 대한 법선 방향을 기준으로 ±89 도의 범위 내에서 상기 방사 빔을 상기 계측용 기판에 입사하도록 구성될 수 있다.
본 발명의 기술적 사상에 의한 일 양태에 따른 노광 공정 계측 장치는 상기 판별 장치에서 유추한 초점 변화에 의거하여 보상된 초점 데이터를 산출하는 제어 장치를 더 포함할 수 있다. 그리고, 상기 데이터 스토리지는 상기 계측용 기판이 노광 공정시 경험한 것으로 판단되는 초점의 허용 범위인 DOF (depth of focus)를 포함하는 제2 데이터를 저장하도록 구성된 제2 저장 매체를 더 포함하고, 상기 판별 장치는 상기 초점이 DOF 범위 이내인지 여부를 판별하고, 상기 초점이 DOF 범위를 벗어날 때 상기 계측용 기판에 대한 리워크(rework) 명령을 상기 제어 장치에 송신하는 제2 판별 장치를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 기술적 사상에 의한 일 양태에 따른 노광 공정 계측 장치에서, 상기 계측용 기판은 상기 리소그래피 공정에서 상기 SWG 키와 동시에 형성되고 상기 제1 피치보다 더 큰 피치 주기로 형성된 마이크로 DBO 키 (micro diffraction based overlay key)를 더 포함할 수 있다. 그리고, 상기 검출 장치는 상기 마이크로 DBO 키로부터 회절되는 출력 빔 중 0 차 광에 대하여 대칭적으로 대면하도록 동일 각도로 회절된 ±n 차 회절광 (n은 1 이상의 정수)에 대한 데이터를 검출하도록 구성된 제2 검출부를 더 포함할 수 있다. 또한, 상기 판별 장치는 상기 제2 검출부에서 검출된 상기 ±n 차 회절광에 대한 데이터로부터 상기 복수의 피쳐 패턴의 오버레이 에러 (overlay error)를 유추하는 제2 판별부를 더 포함할 수 있다.
상기 마이크로 DBO 키 및 상기 SWG 키는 상기 투사 장치를 통해 상기 계측용 기판에 입사되는 방사 빔의 1 회 빔 샷에 의해 형성되는 1 회 측정 스팟의 범위 내에 포함될 수 있다.
상기 제2 판별부는 상기 제2 검출부에서 검출된 ±1 차 회절광의 파워 편차로부터 상기 복수의 피쳐 패턴의 오버레이 에러를 유추하도록 구성될 수 있다.
상기 투사 장치는 상기 계측용 기판의 위치 이동이 없는 상태에서 상기 계측용 기판 상에 적어도 2 종류의 방사 빔의 편광 광을 입사하도록 구성될 수 있다. 상기 적어도 2 종류의 방사 빔은 상기 계측용 기판 상의 동일한 위치에 동시에 입사되는 서로 다른 파장의 2 종류의 방사 빔을 포함할 수 있다. 일부 실시예들에서, 상기 적어도 2 종류의 방사 빔은 상기 계측용 기판 상의 동일한 위치에 순차적으로 입사되는 2 종류의 방사 빔을 포함할 수 있다. 다른 일부 실시예들에서, 상기 2 종류의 방사 빔은 서로 동일한 파장을 가질 수 있다.
본 발명의 기술적 사상에 의한 일 양태에 따른 노광 공정 계측 방법에서는 리소그래피 공정을 이용하여 기판 상의 동일 레벨에 제1 피치 주기로 형성된 복수의 회절 패턴 및 복수의 피쳐 패턴(feature pattern)을 형성한다. 상기 복수의 회절 패턴 위에 상기 제1 피치보다 큰 파장의 방사 빔을 입사한다. 상기 복수의 회절 패턴으로부터 회절되는 출력 빔 중 0 차 회절광으로부터 횡방향 전계(TE) 편광 성분 (transverse electric polarized light component) 및 횡방향 자계(TM) 편광 성분 (transverse magnetic polarized light component)에 대한 데이터를 검출한다. 상기 TE 편광 성분 및 TM 편광 성분에 대한 데이터에 의거하여 상기 리소그래피 공정시의 상기 복수의 피쳐 패턴이 경험한 초점 변화를 유추한다.
상기 방사 빔을 입사하는 단계에서, 상기 제1 피치보다 더 큰 파장의 방사 빔을 입사할 수 있다.
본 발명의 기술적 사상에 의한 일 양태에 따른 노광 공정 계측 방법에서, 상기 방사 빔을 입사하는 단계는 상기 기판의 연장 방향에 대한 법선 방향에 대하여 ±89 도의 범위 내에서 편광된 빛을 입사하는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명의 기술적 사상에 의한 일 양태에 따른 노광 공정 계측 방법에서, TE 편광 성분 및 TM 편광 성분에 대한 데이터를 검출하는 단계는 상기 TE 편광 성분 및 TM 편광 성분의 위상차를 검출하는 단계를 포함할 수 있다. 그리고, 상기 초점 변화를 유추하는 단계는 상기 위상차에 의거하여 상기 복수의 회절 패턴의 높이를 유추하는 단계와, 상기 유추한 복수의 회절 패턴의 높이에 의거하여 상기 리소그래피 공정시의 상기 복수의 피쳐 패턴이 경험한 초점 변화를 유추하는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명의 기술적 사상에 의한 일 양태에 따른 노광 공정 계측 방법은 상기 복수의 회절 패턴으로부터 회절되는 출력 빔 중 상기 0 차 회절광에 대하여 대칭적으로 대면하도록 동일 각도로 회절된 ±n 차 회절광 (n은 1 이상의 정수)에 대한 데이터를 검출하는 단계와, 상기 ±n 차 회절광에 대한 데이터에 의거하여 상기 복수의 피쳐 패턴에 대한 오버레이 에러 (overlay error)를 유추하는 단계를 더 포함할 수 있다. 상기 ±n 차 회절광에 대한 데이터를 검출하는 단계는 상기 TE 편광 성분 및 TM 편광 성분에 대한 데이터를 검출하는 단계와 동시에 수행될 수 있다. 그리고, 상기 복수의 피쳐 패턴에 대한 오버레이 에러를 유추하는 단계는 상기 복수의 피쳐 패턴이 경험한 초점 변화를 유추하는 단계와 동시에 수행될 수 있다.
본 발명의 기술적 사상에 의한 일 양태에 따른 노광 공정 계측 방법에서, 상기 방사 빔을 입사하는 단계는 상기 제1 피치보다 큰 파장의 제1 방사 빔을 입사하는 단계와, 상기 기판 상에서 상기 제1 방사 빔이 입사된 지점과 동일한 지점에 제2 방사 빔을 입사하는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명의 기술적 사상에 의한 일 양태에 따른 노광 공정 계측 방법에서, 상기 데이터를 검출하는 단계는 상기 제1 방사 빔이 상기 복수의 회절 패턴으로부터 회절되는 출력 빔 중 0 차 회절광의 TE 편광 성분 및 TM 편광 성분의 위상차로부터 상기 복수의 피쳐 패턴이 경험한 초점 변화를 유추하는 단계와, 상기 제2 방사 빔이 상기 복수의 회절 패턴으로부터 회절되는 출력 빔 중 상호 대칭적으로 대면하도록 동일 각도로 회절된 ±n 차 회절광 (n은 1 이상의 정수)의 파워 편차로부터 상기 복수의 피쳐 패턴의 오버레이 에러를 유추하는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명의 기술적 사상에 의한 일 양태에 따른 집적회로 소자의 제조 방법에서는, 기판 상에 포토레지스트막을 형성한다. 제1 초점 설정치를 적용하여 상기 포토레지스트막을 노광한다. 상기 노광된 포토레지스트막을 현상하여 상기 기판 상에 위치되는 피쳐 (feature) 패턴과, 상기 기판 상에서 상기 피쳐 패턴이 형성된 레벨과 동일 레벨에 형성되고 제1 피치 주기로 형성된 복수의 회절 패턴을 포함하는 SWG 키 (subwavelength grating key)를 동시에 형성한다. 상기 복수의 회절 패턴 위에 상기 제1 피치보다 더 큰 파장의 방사 빔을 입사한다. 상기 복수의 회절 패턴으로부터 회절되는 출력 빔 중 0 차 회절광으로부터 횡방향 전계(TE) 편광 성분 (transverse electric polarized light component) 및 횡방향 자계(TM) 편광 성분 (transverse magnetic polarized light component)에 대한 데이터를 검출한다. 상기 TE 편광 성분 및 TM 편광 성분에 대한 데이터에 의거하여 상기 노광시 상기 피쳐 패턴이 경험한 초점 변화를 유추한다. 상기 유추한 초점 변화에 의거하여 상기 제1 초점 설정치의 보완 여부를 판단한다.
본 발명의 기술적 사상에 의한 일 양태에 따른 집적회로 소자의 제조 방법에서, 상기 데이터를 검출하는 단계는 상기 TE 편광 성분 및 TM 편광 성분의 위상차를 검출하는 단계를 포함할 수 있다. 그리고, 상기 초점 변화를 유추하는 단계는 상기 위상차에 의거하여 상기 복수의 회절 패턴의 높이를 유추하는 단계와, 상기 유추한 복수의 회절 패턴의 높이에 의거하여 상기 포토레지스트막을 노광하는 단계에서 적용된 실제 초점을 유추하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 데이터를 검출하는 단계에서는 상기 복수의 회절 패턴으로부터 회절되는 출력 빔인 0 차 회절광으로부터 상기 TE 편광 성분과 상기 TM 편광 성분의 위상차를 검출할 수 있다. 그리고, 상기 초점 변화를 유추하는 단계에서는 상기 TE 편광 성분과 상기 TM 편광 성분의 위상차에 의거하여 상기 노광시 상기 피쳐 패턴이 경험한 초점 변화를 유추할 수 있다.
본 발명의 기술적 사상에 의한 일 양태에 따른 집적회로 소자의 제조 방법에서, 상기 피쳐 패턴과 상기 SWG 키를 동시에 형성하는 단계는 상기 제1 피치 주기보다 더 큰 제2 피치 주기로 형성된 복수의 부가(additional) 회절 패턴으로 이루어지는 마이크로 DBO 키를 상기 피쳐 패턴 및 상기 SWG 키와 동시에 형성하는 단계를 포함할 수 있다. 그리고, 상기 데이터를 검출하는 단계는 상기 복수의 회절 패턴으로부터 반사 및 회절되는 출력 빔 중 0 차 회절광으로부터 상기 TE 편광 성분과 상기 TM 편광 성분의 위상차를 검출하는 단계와, 상기 복수의 부가 회절 패턴으로부터 반사 및 회절되는 출력 빔 중 상호 대칭적으로 대면하도록 동일 각도로 회절된 ±n 차 회절광 (n은 1 이상의 정수)의 파워를 검출하는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명의 기술적 사상에 의한 일 양태에 따른 집적회로 소자의 제조 방법은 상기 검출된 ±n 차 회절광의 파워로부터 상기 복수의 피쳐 패턴에 대한 오버레이 에러 (overlay error)를 유추하는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 기술적 사상에 의한 일 양태에 따른 집적회로 소자의 제조 방법에서, 상기 방사 빔은 230 ∼ 850 nm의 파장을 가질 수 있다.
본 발명의 기술적 사상에 의한 일 양태에 따른 집적회로 소자는 상기한 바와 같은 본 발명의 기술적 사상에 의한 실시예들에 따른 집적회로 소자의 제조 방법들 중 적어도 하나의 방법에 의해 형성된 복수의 패턴을 포함할 수 있다.
본 발명의 기술적 사상에 의하면, 노광 및 현상 공정을 거쳐 얻어진 포토레지스트 패턴에 대하여 노광 공정시 경험한 초점 변화를 모니터링하는 데 있어서, 노광 장치의 초점에 비례하여 높이가 다르게 형성되는 복수의 회절 패턴으로부터 회절되는 출력 빔 중 TE 편광 성분과 TM 편광 성분간의 위상차를 분석함으로써, 기판상의 포토레지스트막이 노광 공정시 경험한 초점 변화를 수 nm의 미세한 수준까지 정확하게 유추할 수 있다. 따라서, 집적회로 소자 제조를 위한 리소그래피 공정시 적용된 노광 장치의 초점 및 리소그래피 공정에서 경험한 미세한 초점 변화를 비파괴 방식으로 인라인 모니터링하는 것이 가능하다.
또한, 집적회로 소자의 제조 공정에 있어서, 노광 및 현상 공정을 거쳐 얻어진 복수의 회절 패턴으로부터 회절되는 출력 빔 중 0 차 회절광을 이용하여 상기 복수의 회절 패턴과 동일 레벨에 형성된 복수의 피쳐 패턴이 경험한 초점 변화를 측정할 수 있다. 또한, 복수의 부가(additional) 회절 패턴으로부터 회절되는 출력 빔 중 ±n 차 회절광 (n은 1 이상의 정수)을 이용하여 상기 복수의 부가 회절 패턴과 동일 레벨에 형성된 복수의 피쳐 패턴에 대한 오버레이 에러를 측정할 수 있다. 따라서, 실제 제품 제조 공정에서 1 개의 기판 타겟을 이용하여 초점 변화 및 오버레이 에러를 동시에 인라인 모니터링할 수 있다. 이에 따라, 노광 공정에 대한 계측 시간을 감소시킬 수 있어 집적회로 소자 제조 공정의 생산성을 향상시킬 수 있으며, 집적회로 소자 제조에 필요한 패턴들의 CD 균일도를 향상시킬 수 있다.
도 1a는 본 발명의 기술적 사상에 의한 일부 실시예들에 따른 노광 공정 계측용 기판 타겟의 평면도이다.
도 1b는 도 1a의 1B - 1B' 선 단면도이다.
도 2는 본 발명의 기술적 사상에 의한 다른 일부 실시예들에 따른 노광 공정 계측용 기판 타겟의 단면도이다.
도 3은 본 발명의 기술적 사상에 의한 또 다른 일부 실시예들에 따른 노광 공정 계측용 기판 타겟의 평면도이다.
도 4는 본 발명의 기술적 사상에 의한 실시예들에 따른 노광 공정 계측용 기판 타겟을 제조하는 데 사용될 수 있는 예시적인 노광 장치의 개략적인 구성을 도시한 단면도이다.
도 5는 본 발명의 기술적 사상에 의한 일시예들에 따른 노광 공정 계측 장치의 예시적인 구성을 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 본 발명의 기술적 사상에 의한 실시예들에 따른 노광 공정 계측 방법을 설명하기 위한 플로차트이다.
도 7은 본 발명의 기술적 사상에 의한 일부 실시예들에 따른 노광 공정 계측용 기판 타겟에 포함되는 복수의 회절 패턴의 높이가 노광 공정시의 디포커스에 따라 다르게 형성되는 현상을 보여주는 도면이다.
도 8은 본 발명의 기술적 사상에 의한 일부 실시예들에 따른 노광 공정 계측용 기판 타겟의 SWG 키에 조사된 빛의 0 차광 회절에서 복굴절로 인한 TE 편광 성분 및 TM 편광 성분의 위상차를 설명하기 위한 도면이다.
도 9는 TE 편광 성분 및 TM 편광 성분의 위상차와, 본 발명의 기술적 사상에 의한 일부 실시예들에 따른 노광 공정 계측용 기판 타겟에 포함되는 복수의 회절 패턴의 높이와의 예시적인 관계를 보여주는 그래프이다.
도 10은 본 발명의 기술적 사상에 의한 노광 공정 계측 방법에서, 리소그래피 공정시 적용된 복수의 피쳐 패턴이 경험한 초점 변화를 유추하는 예시적인 공정을 설명하기 위한 플로차트이다.
도 11은 본 발명의 기술적 사상에 의한 다른 실시예들에 따른 노광 공정 계측 방법을 설명하기 위한 플로차트이다.
도 12는 본 발명의 기술적 사상에 의한 일부 실시예들에 따른 노광 공정 계측용 기판 타겟에 복수의 회절 패턴의 피치보다 큰 파장의 방사 빔을 입사하는 경우를 예시한 사시도이다.
도 13은 본 발명의 기술적 사상에 의한 일부 실시예들에 따른 노광 공정 계측용 기판 타겟에 입사된 방사 빔으로부터 얻어지는 회절 광을 예시한 사시도이다.
도 14는 본 발명의 기술적 사상에 의한 일부 실시예들에 따른 노광 공정 계측용 기판 타겟에 0 차 회절광의 TE 편광 성분과 TM 편광 성분의 위상차 검출을 위한 제1 방사 빔과, ±n 차 회절광에 대한 파워 편차 검출을 위한 제2 방사 빔을 입사하는 경우를 예시한 사시도이다.
도 15는 본 발명의 기술적 사상에 의한 일부 실시예들에 따른 노광 공정 계측용 기판 타겟에 0 차 회절광의 TE 편광 성분과 TM 편광 성분의 위상차 검출을 위한 제1 방사 빔과, ±n 차 회절광에 대한 파워 편차 검출을 위한 제2 방사 빔을 입사한 경우 기판 타겟으로부터 얻어지는 회절 광을 예시한 사시도이다.
도 16은 본 발명의 기술적 사상에 의한 실시예들에 따른 노광 공정 계측 방법에 따라 복수의 회절 패턴의 듀티 사이클(duty cycle)이 상기 복수의 회절 패턴으로부터 회절되는 출력 빔 중 0 차 회절광으로부터 얻어진 TE 편광 성분 및 TM 편광 성분의 위상차에 미치는 영향을 평가하기 위하여 기판 상에 형성한 복수의 회절 패턴의 구조를 예시한 단면도이다.
도 17a 내지 도 17e는 각각 노광 공정 계측용 기판 타겟에 대하여 각각 상기 복수의 회절 패턴의 높이에 따라 TE 편광 성분 및 TM 편광 성분의 위상차를 검출한 결과를 나타낸 그래프이다.
도 18은 본 발명의 기술적 사상에 의한 실시예들에 따른 집적회로 소자의 제조 방법을 설명하기 위한 플로차트이다.
도 19는 본 발명의 기술적 사상에 의한 실시예들에 따른 집적회로 소자의 제조 방법에서 피쳐 패턴이 경험한 초점 변화를 유추하는 예시적인 공정을 설명하기 위한 플로차트이다.
도 20은 본 발명의 기술적 사상에 의한 실시예들에 따른 집적회로 소자의 제조 방법에서 제1 초점 설정치의 보완 여부를 판단하는 예시적인 공정을 설명하기 위한 플로차트이다.
도 21은 본 발명의 기술적 사상에 의한 실시예들에 따른 집적회로 소자 제조 장치를 사용하여 제조된 집적회로 소자를 포함하는 메모리 카드의 블록 다이어그램이다.
도 22은 본 발명의 기술적 사상에 의한 실시예들에 따른 집적회로 소자의 제조 방법에 의해 제조된 집적회로 소자를 포함하는 메모리 카드를 채용하는 메모리 시스템의 블록 다이어그램이다.
이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 상세히 설명한다. 도면상의 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 사용하고, 이들에 대한 중복된 설명은 생략한다.
본 발명의 실시예들은 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위하여 제공되는 것으로, 아래의 실시예들은 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래의 실시예들로 한정되는 것은 아니다. 오히려, 이들 실시예는 본 개시를 더욱 충실하고 완전하게 하며 당업자에게 본 발명의 기술적 사상을 완전하게 전달하기 위하여 제공되는 것이다.
본 명세서에서 제1, 제2 등의 용어가 다양한 부재, 영역, 층들, 부위 및/또는 구성 요소들을 설명하기 위하여 사용되지만, 이들 부재, 부품, 영역, 층들, 부위 및/또는 구성 요소들은 이들 용어에 의해 한정되어서는 안 됨은 자명하다. 이들 용어는 특정 순서나 상하, 또는 우열을 의미하지 않으며, 하나의 부재, 영역, 부위, 또는 구성 요소를 다른 부재, 영역, 부위 또는 구성 요소와 구별하기 위하여만 사용된다. 따라서, 이하 상술할 제1 부재, 영역, 부위 또는 구성 요소는 본 발명의 가르침으로부터 벗어나지 않고서도 제2 부재, 영역, 부위 또는 구성 요소를 지칭할 수 있다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위로부터 이탈되지 않은 채 제1 구성 요소는 제2 구성 요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성 요소도 제1 구성 요소로 명명될 수 있다.
달리 정의되지 않는 한, 여기에 사용되는 모든 용어들은 기술 용어와 과학 용어를 포함하여 본 발명 개념이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 공통적으로 이해하고 있는 바와 동일한 의미를 지닌다. 또한, 통상적으로 사용되는, 사전에 정의된 바와 같은 용어들은 관련되는 기술의 맥락에서 이들이 의미하는 바와 일관되는 의미를 갖는 것으로 해석되어야 하며, 여기에 명시적으로 정의하지 않는 한 과도하게 형식적인 의미로 해석되어서는 아니 될 것임은 이해될 것이다.
어떤 실시예가 달리 구현 가능한 경우에 특정한 공정 순서는 설명되는 순서와 다르게 수행될 수도 있다. 예를 들어, 연속하여 설명되는 두 공정이 실질적으로 동시에 수행될 수도 있고, 설명되는 순서와 반대의 순서로 수행될 수도 있다.
첨부 도면에 있어서, 예를 들면, 제조 기술 및/또는 공차에 따라, 도시된 형상의 변형들이 예상될 수 있다. 따라서, 본 발명의 실시예들은 본 명세서에 도시된 영역의 특정 형상에 제한된 것으로 해석되어서는 아니 되며, 예를 들면 제조 과정에서 초래되는 형상의 변화를 포함하여야 한다.
본 명세서에서 사용되는 용어 "방사 (radiation)" 및 "빔(beam)"은 예를 들면 UV (ultraviolet) 방사, EUV (extreme ultra-violet) 방사와 같은 다양한 파장을 가지는 전자기적 방사 뿐 만 아니라 이온 빔, 전자 빔 등과 같은 입자 빔을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 또한, 본 명세서에서 사용되는 용어 "렌즈"는 굴절식, 반사식, 자기식, 전자기식, 및 정전기식 광학 소자들을 포함하는 다양한 방식의 광학 소자들을 의미하는 것으로 이해되어야 한다. 본 명세서에서, 노광 장치의 초점 변화 (focal variations)를 계측하는 것은 초점의 위치를 계측하는 것, 또는 초점 변화에 따른 영향을 계측하는 것을 포함할 수 있다. 본 명세서에서 용어 "계측(measurement)" 및 "검사(inspection)"는 경우에 따라 동일한 의미로 사용될 수 있다. 또한, 본 명세서에서 용어 "판별" 및 "유추"는 경우에 따라 동일한 의미로 사용될 수 있다.
첨부 도면들에 있어서, 동일한 참조 부호는 동일 부재를 나타내며, 이들에 대한 중복 설명은 생략한다.
도 1a는 본 발명의 기술적 사상에 의한 일부 실시예들에 따른 노광 공정 계측용 기판 타겟(10)의 평면도이다.
도 1b는 도 1a의 1B - 1B' 선 단면도이다.
도 1a 및 도 1b를 참조하면, 노광 공정 계측용 기판 타겟(10)은 기판(12)과, 상기 기판(12) 상의 제1 영역(I)에 형성된 복수의 피쳐(feature) 패턴(14)과, 상기 복수의 피쳐 패턴(14)의 초점 변화를 계측하기 위하여 상기 기판(12) 상의 제2 영역(II)에 형성된 SWG 키 (subwavelength grating key)(16)를 포함한다.
상기 SWG 키(16)는 상기 복수의 피쳐 패턴(14)이 형성된 레벨과 동일 레벨에 형성되고 제1 피치(P1) 주기로 형성된 복수의 회절 패턴(16P)으로 이루어진다. 상기 복수의 회절 패턴(16P)은 각각 상호 평행한 선형 라인 형상의 평면 구조를 가질 수 있다.
상기 SWG 키(16)를 구성하는 복수의 회절 패턴(16P)은 상기 복수의 피쳐 패턴(14)과 동일 물질로 이루어질 수 있다. 일부 실시예들에서, 상기 복수의 피쳐 패턴(14) 및 복수의 회절 패턴(16P)은 레지스트 패턴으로 이루어진다.
상기 복수의 회절 패턴(16P)의 제1 피치(P1)는 상기 복수의 피쳐 패턴(14)의 초점 변화 (focal variations)를 계측하는 데 사용되는 계측 장치, 예를 들면 도 5에 예시한 노광 공정 계측 장치(200)로부터 생성되는 방사 빔의 파장보다 더 작은 사이즈를 가질 수 있다. 예를 들면, 상기 복수의 회절 패턴(16P)의 제1 피치(P1)는 파장의 1/2 보다 더 작은 사이즈를 가질 수 있으나, 본 발명의 기술적 사상이 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 기판(12)의 제2 영역(II)에서, 상기 SWG 키(16)를 구성하는 복수의 회절 패턴(16P)은 상기 복수의 피쳐 패턴(14)의 초점 변화를 계측하기 위한 노광 공정 계측 장치로부터 생성되는 방사 빔의 1 회 빔 샷(shot)에 의해 형성되는 1 회 측정 스팟(spot)의 범위 내에 형성된다. 도 1a에서 상기 1 회 측정 스팟(spot)의 범위가 일점쇄선(L1)으로 표시되어 있다.
도 1a 및 도 1b에는 5 개의 회절 패턴(16P)으로 이루어지는 SWG 키(16)가 예시되었으나, 이는 단지 예시에 불과하며, 본 발명의 기술적 사상에 의한 노광 공정 계측용 기판 타겟(10)은 다양한 수의 회절 패턴으로 이루어지는 SWG 키를 포함할 수 있다.
상기 복수의 피쳐 패턴(14)이 위치되는 제1 영역(I)은 집적회로 소자의 일부 단위 소자를 구성하는 데 필요한 패턴들이 형성되는 패턴 영역에 대응할 수 있다. 상기 SWG 키(16)가 위치되는 제2 영역(II)은 상기 패턴 영역 중 상기 복수의 피쳐 패턴(14)이 배치되어 있지 않은 영역에 해당할 수 있다. 또는, 상기 SWG 키(16)는 기판(12) 상의 스크라이브 레인 (scribe lane) 영역에 형성될 수 있다.
도 1b에는 상기 SWG 키(16)를 구성하는 복수의 회절 패턴(16P)이 각각 장방형 단면 형상을 가지는 경우를 예시하였다. 그러나, 본 발명의 기술적 사상에 따른 기판 타겟은 도 1b에 예시된 복수의 회절 패턴(16P)의 단면 형상에 한정되지 않으며, 다양한 단면 형상, 예를 들면 사다리꼴 또는 삼각형 단면 형상을 가지는 복수의 회절 패턴을 포함할 수 있다.
도 2는 본 발명의 기술적 사상에 의한 다른 일부 실시예들에 따른 노광 공정 계측용 기판 타겟(20)의 단면도이다.
상기 기판 타겟(20)은 SWG 키(26)가 기판(12)의 주면(main surface)에 대한 법선 방향 (도 2에서 Z 방향)에 대하여 경사진 측벽을 가지는 복수의 회절 패턴(26P)으로 이루어지는 것을 제외하고, 도 1a 및 도 1b에 예시한 기판 타겟(10)과 동일 또는 유사한 구성을 가진다.
도 3은 본 발명의 기술적 사상에 의한 또 다른 일부 실시예들에 따른 노광 공정 계측용 기판 타겟(30)의 평면도이다.
도 3에 예시한 노광 공정 계측용 기판 타겟(30)은 도 1a 및 도 1b에 예시한 노광 공정 계측용 기판 타겟(20)과 유사하게 SWG 키(16)를 포함한다.
또한, 상기 기판 타겟(30)은 기판(12) 상의 제2 영역(II) (도 1a 참조)에 형성된 마이크로 DBO 키 (micro diffraction based overlay key)(36)를 더 포함한다.
상기 마이크로 DBO 키(36)는 복수의 회절 패턴(36P)으로 이루어진다. 상기 복수의 회절 패턴(36P)은 각각 상호 평행한 선형 라인 형상의 레지스트 패턴으로 이루어질 수 있다.
상기 마이크로 DBO 키(36)를 구성하는 복수의 회절 패턴(36P)의 최소 폭은 제1 폭(W1)이고, 상기 SWG 키(16)를 구성하는 복수의 회절 패턴(16P)의 최소 폭은 제1 폭(W1)보다 작은 제2 폭(W2)을 가진다.
상기 마이크로 DBO 키(36)는 상기 기판(12)(도 1a 및 도 1b 참조)의 제2 영역(II)에서 복수의 피쳐 패턴(14)(도 1a 및 도 1b 참조)의 초점 변화를 계측하는 데 사용되는 노광 공정 계측 장치, 예를 들면 도 5에 예시한 노광 공정 계측 장치(200)로부터 생성되는 방사 빔의 1 회 빔 샷에 의해 형성되는 1 회 측정 스팟의 범위 내에 형성된다. 도 3에서, 상기 1 회 측정 스팟의 범위가 일점쇄선(L2)으로 표시되어 있다.
도 3에 예시된 바와 같이, 상기 SWG 키(16)는 일점쇄선(L2)으로 표시된 1 회 측정 스팟의 범위(L2) 내에서 상기 마이크로 DBO 키(36)를 구성하는 복수의 회절 패턴(36P)에 의해 포위되는 범위(L3) 내에 형성될 수 있다. 그러나, 본 발명의 기술적 사상은 도 3에 예시된 바에 한정되는 것은 아니다. 예를 들면, 상기 SWG 키(16)는 상기 마이크로 DBO 키(36)가 형성된 영역과 이격된 다른 영역에 형성될 수도 있다.
상기 SWG 키(16)는 기판(12)상에 형성된 복수의 피쳐 패턴(14)(도 1a 및 도 1b 참조)의 초점 변화 계측용 키로 사용될 수 있다. 상기 마이크로 DBO 키(36)는 기판(12) 상에 형성된 복수의 피쳐 패턴(14)(도 1a 및 도 1b 참조)의 오버레이 계측용 키로 사용될 수 있다.
도 4는 도 1a 내지 도 3에 예시한 본 발명의 기술적 사상에 의한 실시예들에 따른 노광 공정 계측용 기판 타겟(10, 20, 30)을 제조하는 데 사용될 수 있는 예시적인 노광 장치(100)의 개략적인 구성을 도시한 단면도이다.
도 4에는 EUV (extreme ultra violet) 광을 이용하여 포토마스크 (또는, "레티클"이라 칭할 수 있음)에 묘화된 패턴의 상을 투영 광학계 (projection optical system)에서 진공 하에 웨이퍼에 축소 전사하는 노광 장치로 이루어지는 노광 장치(100)를 예시하였다. 그러나, 본 발명의 기술적 사상에 의한 실시예들에 따른 노광 공정 계측용 기판 타겟(10, 20, 30)은 예시적인 노광 장치(100)과는 다른 구성을 가지는 노광 장치를 이용하여 형성될 수도 있다.
도 4를 참조하면, 노광 장치(100)는 마스크 스테이지 영역(100A), 투영 광학계 영역(100B), 및 웨이퍼 스테이지 영역(100C)을 포함한다.
상기 마스크 스테이지 영역(100A)에 있는 마스크 스테이지(110)는 마스크 스테이지 지지체(112)와, 상기 마스크 스테이지 지지체(112)에 고정된 마스크 홀더 시스템(118)을 포함한다. 상기 마스크 홀더 시스템(118)에는 포토마스크(PM)가 정전 척(electrostatic chuck) 방식으로 고정될 수 있다.
상기 마스크 스테이지(110)는 마스크 홀더 시스템(118)에 고정된 포토마스크(PM)를 화살표(A1)로 표시한 바와 같은 스캔 방향으로 이동시킬 수 있다.
상기 투영 광학계 영역(100B)에는 포토마스크(PM)에 형성된 패턴을 웨이퍼 스테이지 영역(100C)에 있는 웨이퍼(W)에 전사하기 위한 투영 광학계(140)가 위치될 수 있다. 상기 웨이퍼(W)는 웨이퍼 스테이지(150)상의 웨이퍼 척(152) 위에 고정되어 유지될 수 있다. 상기 웨이퍼 척(152)은 웨이퍼(W)를 화살표(A2)로 표시한 바와 같은 스캔 방향으로 이동시킬 수 있다.
상기 마스크 스테이지(110)가 있는 마스크 스테이지 영역(100A), 투영 광학계(140)가 있는 투영 광학계 영역(100B), 및 웨이퍼 스테이지(150)가 있는 웨이퍼 스테이지 영역(100C)은 각각 게이트 밸브(162A, 162B)에 의해 분리될 수 있다. 마스크 스테이지 영역(100A), 투영 광학계 영역(100B), 및 웨이퍼 스테이지 영역(100C)에는 진공 배기 장치(164A, 164B, 164C)가 각각 연결되어 있어, 독립적으로 압력을 제어할 수 있다.
상기 웨이퍼 스테이지 영역(100C)과 로드락 챔버(100D)와의 사이에서 웨이퍼(W)를 반입 또는 반출하기 위하여 반송 핸드(171)가 설치되어 있다. 상기 로드락 챔버(100D)에는 진공 배기 장치(164D)가 연결되어 있다. 웨이퍼(W)는 웨이퍼 로드 포트(load port)(100E)에서 대기압하에 일시적으로 보관될 수 있다. 상기 로드락 챔버(100D)와 웨이퍼 로드 포트(100E)과의 사이에서 웨이퍼(W)를 반입 또는 반출하기 위하여 반송 핸드(172)가 설치되어 있다. 웨이퍼 스테이지 공간(100C)과 로드락 챔버(100D)와의 사이에는 게이트 밸브(176A)가 개재되어 있다. 상기 로드락 챔버(100D)와 웨이퍼 로드 포트(100E)과의 사이에는 게이트 밸브(176B)가 개재되어 있다.
상기 마스크 스테이지 영역(100A)의 마스크 스테이지(110)와 마스크 로드락 챔버(100F)와의 사이에서 포토마스크(PM)를 반입 또는 반출하기 위하여 반송 핸드(173)가 설치되어 있다. 상기 마스크 로드락 챔버(100F)에는 진공 배기 장치(164E)가 연결되어 있다. 포토마스크(PM)는 마스크 로드 포트(100G)에서 대기압하에 일시적으로 보관될 수 있다. 마스크 로드락 챔버(100F)와 마스크 로드 포트(100G)와의 사이에서 포토마스크(PM)를 반입 또는 반출하기 위하여 반송 핸드(174)가 설치되어 있다. 상기 마스크 스테이지 영역(100A)과 마스크 로드락 챔버(100F)와의 사이에는 게이트 밸브(186A)가 삽입되어 있다. 상기 마스크 로드락 챔버(100F)와 마스크 로드 포트(100G)와의 사이에는 게이트 밸브(186B)가 삽입되어 있다.
포토마스크(PM)는 외부로부터 노광 장치(100)로 운반되기까지 포토마스크 캐리어(180) 내에 수용된 상태로 저장 및 운반되며, 상기 포토마스크 캐리어(180) 내에 수용된 상태에서 상기 마스크 로드 포트(100G)까지 운반될 수 있다.
도 5는 본 발명의 기술적 사상에 의한 일시예들에 따른 노광 공정 계측 장치(200)의 예시적인 구성을 설명하기 위한 도면이다.
도 5를 참조하면, 노광 공정 계측 장치(200)는 노광 공정시 적용되는 공정 파라미터들, 또는 초점 변화, 오버레이 에러 등과 같은 공정 오차들을 비-파괴(non-destructive) 방식으로 검사하기 위한 장치이다. 상기 노광 공정 계측 장치(200)는 스케터로미터(scatterometer)의 일종으로서, 집적회로 소자 제조를 위하여 사용되는 웨이퍼와 같은 계측 대상의 기판의 표면 상에 방사 빔을 입사하여 상기 기판 표면으로부터 회절 또는 반사된 빔의 특성들을 실시간으로 측정하는 회절 기반 인라인 계측 장치 (diffraction-based in-line metrology device)이다.
상기 노광 공정 계측 장치(200)는 계측용 기판(202)을 지지하도록 구성된 스테이지(210)와, 방사 빔을 생성하도록 구성된 조명 장치(220)와, 상기 조명 장치(220)에서 생성된 방사 빔(RB)을 계측용 기판(202)에 투사하기 위한 투사 장치(230)와, 상기 계측용 기판(202)으로부터 반사 또는 회절되는 빔의 특성을 검출하기 위한 검출 장치(240)를 포함한다.
상기 계측용 기판(202)으로서 도 1a 내지 도 3에 예시한 노광 공정 계측용 기판 타겟(10, 20, 30) 중 어느 하나의 기판 타겟이 사용될 수 있다.
상기 조명 장치(220)에서 생성된 방사 빔(RB)은 빔 스플리터(232), 대물렌즈(234) 및 편광기(polarizer)(236)를 포함하는 투사 장치(230)를 거쳐 계측용 기판(202) 상에 입사된다. 상기 편광기(236)는 상기 조명 장치(220)에서 생성된 방사 빔(RB)을 편광시켜 계측용 기판(202) 상에 형성된 SWG 키(16) 및/또는 마이크로 DBO 키(36) (도 1a 내지 도 3 참조)에 입사하도록 구성될 수 있다.
상기 조명 장치(220)는 도 1a 내지 도 3에 예시한 노광 공정 계측용 기판 타겟(10, 20, 30)에 형성된 복수의 회절 패턴(16P, 26P)의 피치보다 더 큰 파장의 방사 빔을 생성할 수 있다. 예를 들면, 상기 조명 장치(220)는 상기 복수의 회절 패턴(16P, 26P)의 피치의 2 배 보다 더 큰 파장의 방사 빔을 생성할 수 있으나, 본 발명의 기술적 사상이 이에 한정되는 것은 아니다. 예를 들면, 상기 조명 장치(220)는 약 230 ∼ 850 nm의 파장을 가지는 방사 빔을 생성할 수 있다.
상기 투사 장치(230)는 상기 계측용 기판(202)의 연장 방향 (도 5에서 X 방향 또는 Y 방향)에 대한 법선 방향 (도 5에서 Z 방향)을 기준으로 0° 내지 브루스터 각 (Brewster angle)의 범위, 예를 들면 약 ±89 도의 범위 내에서 상기 방사 빔을 상기 계측용 기판(202)에 입사할 수 있다.
일부 실시예들에서, 상기 투사 장치(230)는 상기 조명 장치(220)에서 생성되어 편광기(236)에 의해 편광된 광을 상기 계측용 기판(202)의 위치 이동이 없는 상태에서 상기 계측용 기판(202) 상에 입사하도록 구성될 수 있다. 일 예에서, 상기 투사 장치(230)는 상기 방사 빔으로서 적어도 2 종류의 방사 빔을 입사할 수 있다. 상기 적어도 2 종류의 방사 빔은 상기 계측용 기판 상의 동일한 위치에 동시에 입사되는 서로 다른 파장의 2 종류의 방사 빔을 포함할 수 있다. 다른 예에서, 상기 적어도 2 종류의 방사 빔은 상기 계측용 기판 상의 동일한 위치에 순차적으로 입사되는 2 종류의 방사 빔을 포함할 수 있다. 상기 순차적으로 입사되는 2 종류의 방사 빔은 서로 동일한 파장을 가질 수도 있고, 서로 다른 파장을 가질 수도 있다. 예를 들면, 상기 적어도 2 종류의 방사 빔은 약 230 ∼ 850 nm의 파장의 범위 내에서 선택될 수 있다.
상기 계측용 기판(202)으로부터 방출되는 출력 빔은 빔 스플리터(232) 및 릴레이 렌즈(relay lens)(238)를 통과하여 검출 장치(240)로 전달될 수 있다.
상기 검출 장치(240)는 예를 들면 계측용 기판 상에 형성된 SWG 키(16)로부터 회절되는 출력 빔인 0 차 회절광 (zero-order diffracted beam)으로부터 횡방향 전계(TE) 편광 성분 (transverse electric polarized light component) 및 횡방향 자계(TM) 편광 성분 (transverse magnetic polarized light component)에 대한 데이터(D)를 검출하도록 구성된 제1 검출부(242)를 포함한다. 일부 실시예들에서, 상기 TE 편광 성분 및 TM 편광 성분에 대한 데이터(D)는 상기 TE 편광 성분 및 상기 TM 편광 성분의 위상차에 대한 데이터일 수 있다.
또한, 상기 노광 공정 계측 장치(200)는 상기 제1 검출부(242)에서 검출한 TE 편광 성분 및 TM 편광 성분에 대한 데이터(D)를 저장하는 데이터 스토리지(250)를 포함한다. 상기 데이터 스토리지(250)는 TE 편광 성분 및 TM 편광 성분에 대한 데이터(D), 예들 들면 TE 편광 성분 및 TM 편광 성분의 위상차 데이터에 의거하여 실험적으로 결정되는 리소그래피 공정시의 디포커스(defocus)에 대한 제1 데이터(D1)를 저장하도록 구성된 제1 저장 매체(252)를 포함한다.
상기 데이터 스토리지(250)에 저장된 TE 편광 성분 및 TM 편광 성분에 대한 데이터(D) 및 디포커스에 대한 제1 데이터(D1)는 판별 장치(260)로 송신될 수 있다. 상기 판별 장치(260)는 데이터(D) 및/또는 제1 데이터(D1)에 의거하여 상기 제1 검출부(242)에서 검출된 데이터(D)로부터 상기 복수의 피쳐 패턴이 경험한 초점 변화를 유추하는 제1 판별부(262)를 포함한다.
상기 노광 공정 계측 장치(200)는 상기 판별 장치(260)에서 유추한 초점 변화에 의거하여 보상된 초점 데이터를 산출하는 제어 장치(270)를 더 포함할 수 있다.
상기 데이터 스토리지(250)는 상기 계측용 기판(202)이 노광 공정시 경험한 것으로 판단되는 초점의 허용 범위인 DOF (depth of focus)를 포함하는 제2 데이터(D2)를 저장하도록 구성된 제2 저장 매체(254)를 더 포함할 수 있다.
상기 판별 장치(260)는 상기 계측용 기판(202)이 노광 공정시 경험한 것으로 판단되는 초점이 미리 정한 DOF 범위 이내인지 여부를 판별하고, 상기 초점이 상기 미리 정한 DOF 범위를 벗어날 때 상기 계측용 기판에 대한 리워크(rework) 명령을 상기 제어 장치(270)에 송신하는 제2 판별부(264)를 더 포함할 수 있다.
상기 계측용 기판(202)으로서 도 3에 예시한 바와 같이 SWG 키(16) 및 마이크로 DBO 키(36)를 포함하는 노광 공정 계측용 기판 타겟(30)이 사용되는 경우, 상기 검출 장치(240)는 상기 마이크로 DBO 키(36)로부터 회절되는 출력 빔 중 0 차 광에 대하여 대칭적으로 대면하도록 동일 각도로 회절된 ±n 차 회절광 (n은 1 이상의 정수)에 대한 데이터를 검출하도록 구성된 제2 검출부(244)를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 판별 장치(260)는 상기 제2 검출부(244)에서 검출된 상기 ±n 차 회절광에 대한 데이터로부터 복수의 피쳐 패턴, 예를 들면 도 1a 및 도 1b에 예시한 복수의 피쳐 패턴(14)의 오버레이 에러 (overlay error)를 유추하는 제2 판별부(264)를 더 포함할 수 있다. 일부 실시예들에서, 상기 제2 판별부(264)는 상기 제2 검출부(244)에서 검출된 ±1 차 회절광에 대한 데이터로부터 상기 복수의 피쳐 패턴(14)의 오버레이 에러를 유추할 수 있다. 다른 일부 실시예들에서, 상기 제2 판별부(264)는 상기 제2 검출부(244)에서 검출된 ±1 차 회절광의 파워 편차로부터 상기 복수의 피쳐 패턴(14)의 오버레이 에러를 유추할 수 있다.
도 6은 본 발명의 기술적 사상에 의한 실시예들에 따른 노광 공정 계측 방법을 설명하기 위한 플로차트이다. 도 6을 참조하여 설명하는 예시적인 노광 공정 계측 방법은 도 4에 예시한 노광 장치(100) 및 도 5에 예시한 노광 공정 계측 장치(200)를 이용하여 수행될 수 있으나, 본 발명의 기술적 사상은 이에 한정되는 것은 아니며 다양한 노광 장치 및 노광 공정 계측 장치를 이용하여 수행될 수 있다.
도 6을 참조하면, 공정 P310에서, 리소그래피 공정을 이용하여 기판 상의 동일 레벨에 제1 피치 주기로 형성된 복수의 회절 패턴 및 복수의 피쳐 패턴을 형성한다.
일부 실시예들에서, 공정 P310에서 도 1a 내지 도 3에 예시한 바와 같은 노광 공정 계측용 기판 타겟(10, 20, 30)을 형성할 수 있다. 보다 구체적으로 설명하면, 도 1a 및 도 1b에 예시한 바와 같은 노광 공정 계측용 기판 타겟(10)을 형성하기 위하여, 기판(12) 상에 포토레지스트막을 형성한 후, 도 4에 예시한 노광 장치(100)를 이용하여 노광 공정을 수행하고, 현상 공정을 거쳐서 기판(12) 상의 제1 영역(I)에는 복수의 피쳐 패턴(14)을 형성하고, 상기 기판(12) 상의 제2 영역(II)에는 복수의 회절 패턴(16P)을 포함하는 SWG 키(16)를 형성할 수 있다. 상기 복수의 피쳐 패턴(14) 및 복수의 회절 패턴(16P)은 각각 상기 포토레지스트막의 현상 후 남은 나머지 부분으로 이루어지는 포토레지스트 패턴으로 이루어질 수 있다.
상기 복수의 회절 패턴(16P)의 피치, 즉 주기를 후속의 공정 P320에 따라 상기 복수의 회절 패턴(16P) 위에 입사되는 방사 빔의 파장보다 더 작은 사이즈, 예를 들면 상기 방사 빔의 파장의 1/2 보다 더 작은 사이즈로 형성함으로써, 상기 복수의 회절 패턴(16P)은 후속의 공정 P320에서 조사되는 빛의 입장에서는 파장보다 작은 구조물인 파장 이하 주기 (subwavelength) 격자(SWG)가 될 수 있다.
도 7은 기판(12) 상에 복수의 회절 패턴(16PA, 16PB, 16PC)으로 이루어지는 SWG 키(16A, 16B, 16C)를 형성한 후, 노광 공정시의 디포커스에 따라 복수의 회절 패턴(16P)의 높이(H1, H2, H3)가 다르게 형성되는 현상을 보여주는 도면이다.
상기 복수의 회절 패턴(16PA, 16PB, 16PC)의 폭(W) 및 이들 각각의 사이의 간격(G)은 서로 동일한 사이즈로 설정될 수 있다. SWG 키(16)의 복수의 회절 패턴(16PA, 16PB, 16PC)의 격자 주기(Λ)는 계측시 사용하고자 하는 방사 빔의 파장보다 작은 크기의 구조물인 파장 이하 주기 격자(SWG)에 의해 선택된다.
상기 복수의 회절 패턴(16P) 및 복수의 피쳐 패턴(14)을 형성하는 동안, 도 7에 예시한 바와 같이, 현상 공정 후 얻어지는 SWG 키(16)를 구성하는 복수의 회절 패턴(16P)의 높이가 노광 공정시의 초점에 따라 달라질 수 있다.
도 6의 공정 P320에서, 상기 복수의 회절 패턴 위에 상기 제1 피치보다 큰 파장의 방사 빔을 입사한다.
상기 방사 빔을 입사하는 데 있어서, 도 1a 및 도 1b에 예시한 바와 같은 노광 공정 계측용 기판 타겟(10)의 경우, SWG 키(16)를 구성하는 복수의 회절 패턴(16P)의 제1 피치(P1)보다 큰 파장, 예를 들면 상기 제1 피치(P1)의 2 배 보다 더 큰 파장의 방사 빔을 입사할 수 있다.
또한, 상기 방사 빔을 입사하는 데 있어서, 상기 방사 빔은 상기 기판의 연장 방향에 대한 법선 방향 (도 5에서 Z 방향)에 대하여 0° 내지 브루스터 각 (Brewster angle)의 범위, 예를 들면 상기 기판의 연장 방향에 대한 법선 방향에 대하여 약 ±89 도의 범위 내에서 편광된 빛을 입사할 수 있다.
파장 이하 주기 격자(SWG)로 이루어지는 SWG 키(16)에 조사된 빛은 복굴절(birefringence)을 경험하게 되고, 오직 0 차광 회절만 존재하게 된다. 0 차광 회절에서 TE 편광 성분 및 TM 편광 성분은 복굴절로 인해 위상 차이가 발생하게 되며 SWG 키(16)의 격자의 높낮이에 따라 TE 편광 성분 및 TM 편광 성분의 위상차는 달라지게 된다.
도 8은 SWG 키(16)에 조사된 빛의 0 차광 회절에서 복굴절로 인한 TE 편광 성분 및 TM 편광 성분의 위상차(Δφ1, Δφ2, Δφ3)를 설명하기 위한 도면이다.
도 9는 TE 편광 성분 및 TM 편광 성분의 위상차(Δφ)와 복수의 회절 패턴(16P)의 높이(H)와의 예시적인 관계를 보여주는 그래프이다.
도 8 및 도 9를 참조하면, SWG 키(16)의 복수의 회절 패턴(16P)의 투과 특성은 주로 격자 주기(Λ)와 복수의 회절 패턴(16P)의 높이(H) (도 1b 참조)에 의해 큰 영향을 받는다. 상기 SWG 키(16)에 편광된 빛이 조사되면 회절되는 빛의 편광 상태가 변하게 되고, 이 빛의 편광 상태 변화량은 파장 이하 주기 격자(SWG)인 복수의 회절 패턴(16PA, 16PB, 16PC)의 높이(H1, H2, H3)에 비례할 수 있다. 이에 따라, 도 9에 예시한 바와 같이, TE 편광 성분 및 TM 편광 성분의 위상차(Δφ)는 복수의 회절 패턴(16P)의 높이(H)가 증가함에 따라 선형적으로 증가할 수 있다. 그러나, 본 발명의 기술적 사상은 도 9에 예시된 위상차(Δφ) 변화 패턴에 한정되는 것은 아니다. 예를 들면, TE 편광 성분 및 TM 편광 성분의 위상차(Δφ)는 복수의 회절 패턴(16P)의 높이(H)가 증가함에 따라 비선형적으로 증가하는 경우에도 본 발명의 기술적 사상의 범위에 포함될 수 있다.
도 6의 공정 P330에서, 상기 복수의 회절 패턴으로부터 회절되는 출력 빔 중 0 차 회절광으로부터 TE 편광 성분 및 TM 편광 성분에 대한 데이터를 검출한다.
상기 TE 편광 성분 및 TM 편광 성분에 대한 데이터는 도 8 및 도 9를 참조하여 설명한 바와 같은 TE 편광 성분 및 TM 편광 성분의 위상차(Δφ)에 대한 데이터를 포함할 수 있다.
일부 실시예들에서, 상기 TE 편광 성분 및 TM 편광 성분에 대한 데이터는 도 5에 예시한 검출 장치(240)의 제1 검출부(242)에서 수행될 수 있다.
도 6의 공정 P340에서, 상기 TE 편광 성분 및 TM 편광 성분에 대한 데이터에 의거하여 상기 리소그래피 공정시 상기 복수의 피쳐 패턴이 경험한 초점 변화를 유추한다.
일부 실시예들에서, 공정 P340에 따라 복수의 피쳐 패턴이 경험한 초점 변화를 유추하기 위하여, 반복적인 실험에 기초하여 얻어진 도 9에 예시한 바와 같은 그래프, 또는 이와 유사한 그래프를 이용할 수 있다. 또는, 노광 공정시의 다양한 공정 파라미터들을 반영하여, TE 편광 성분 및 TM 편광 성분의 위상차(Δφ)와 복수의 회절 패턴(16P)의 높이(H)와의 관계를 정의한 수식에 의거하여, 공정 P340에 따라 복수의 피쳐 패턴이 경험한 초점 변화를 유추할 수도 있다. 또한, 도 7 및 도 8에 예시한 바와 같이 복수의 회절 패턴(16P)의 높이(H)에 따른 디포커스의 상관 관계에 대한 실험치에 의거하여 설정한 값들을 이용하여 상기 초점 변화를 유추할 수 있다.
도 10은 본 발명의 기술적 사상에 의한 노광 공정 계측 방법에서, 리소그래피 공정시 적용된 복수의 피쳐 패턴이 경험한 초점 변화를 유추하는 예시적인 공정을 설명하기 위한 플로차트이다.
도 10을 참조하면, 공정 P342에서, 리소그래피 공정시 적용된 복수의 피쳐 패턴이 경험한 초점 변화를 유추하기 위하여, 먼저 도 6의 공정 P330에서 검출한 TE 편광 성분 및 TM 편광 성분의 위상차에 의거하여, 복수의 회절 패턴의 높이를 유추한다.
공정 P344에서, 공정 P342에서 유추한 복수의 회절 패턴의 높이에 의거하여 리소그래피 공정시 상기 복수의 피쳐 패턴이 경험한 것으로 판단되는 초점 변화를 유추한다.
도 6 내지 도 10을 참조하여 설명한 노광 공정 계측 방법에 따르면, 노광 장치의 초점에 비례하여 높이가 다르게 형성되는 복수의 회절 패턴으로부터 회절되는 출력 빔 중 TE 편광 성분과 TM 편광 성분간의 위상차를 분석함으로써, 계측 대상의 기판이 노광 공정시 경험한 초점을 유추할 수 있다. 이와 같은 방법으로 미세한 계측 대상의 기판에 대한 노광 공정시의 초점 변화를 미세한 수준의 변화, 예를 들면 수 nm 두께 변화까지 측정할 수 있다. 따라서, 집적회로 소자 제조를 위한 리소그래피 공정시 적용된 노광 장치의 초점 및 리소그래피 공정에서 경험한 미세한 초점 변화를 인라인 모니터링 (in-line monitoring)하는 것이 가능하다.
도 11은 본 발명의 기술적 사상에 의한 다른 실시예들에 따른 노광 공정 계측 방법을 설명하기 위한 플로차트이다.
도 11에 예시한 노광 공정 계측 방법에서, 도 6을 참조하여 설명한 공정들을 일부 포함하며, 여기서는 이들에 대한 중복 설명은 생략한다.
도 11을 참조하면, 도 6을 참조하여 설명한 공정 P310 및 공정 P320를 수행한다.
특히, 공정 P310에 따라 기판상에 복수의 회절 패턴 및 복수의 피쳐 패턴을 형성하는 데 있어서, 도 3에 예시한 바와 같이 기판(12) 상의 제2 영역(II)에 SWG 키(16)와 마이크로 DBO 키(36)가 함께 형성될 수 있다.
또한, 공정 P320에 따라 복수의 회절 패턴의 제1 피치보다 큰 파장의 방사 빔을 상기 복수의 회절 패턴 위에 입사하는 데 있어서, 상기 방사 빔이 상기 SWG 키(16) 및 상기 마이크로 DBO 키(36)에 동시에 입사되도록 할 수 있다.
도 12는 도 3에 예시한 기판 타겟(30)에 복수의 회절 패턴(16P)의 제1 피치보다 큰 파장의 방사 빔(RB)을 입사하는 경우를 예시한 사시도이다.
공정 P360에서, 상기 복수의 회절 패턴으로부터 회절되는 출력 빔 중 상기 0 차 회절광에 대하여 대칭적으로 대면하도록 동일 각도로 회절된 ±n 차 회절광 (n은 1 이상의 정수)에 대한 데이터를 검출한다.
상기 ±n 차 회절광에 대한 데이터는 ±n 차 회절광의 파워 편차에 대한 데이터를 포함할 수 있다.
도 11의 공정 P360에서 검출하는 상기 ±n 차 회절광은 예를 들면 도 3에 예시한 마이크로 DBO 키(36)로부터의 출력 빔 중에서 선택될 수 있다. 그리고, 도 11의 공정 P330에서 TE 편광 성분 및 TM 편광 성분을 검출하기 위한 0 차 회절광은 도 3에 예시한 SWG 키(16)로부터의 출력빔에 해당할 수 있다.
일부 실시예들에서, 상기 ±n 차 회절광에 대한 데이터는 도 5에 예시한 검출 장치(240)의 제2 검출부(244)에서 수행될 수 있다.
공정 P360를 수행하기 전에, 공정 P320에 따라 상기 기판 상에 방사 빔을 입사하는 공정에서, 복수의 회절 패턴의 제1 피치보다 큰 파장의 제1 방사 빔을 입사하는 제1 입사 공정과, 상기 기판 상에서 상기 제1 방사 빔이 입사된 지점과 동일한 지점에 제2 방사 빔을 입사하는 제2 입사 공정을 포함할 수 있다. 일 예에서, 상기 제2 방사 빔의 파장은 상기 제1 방사 빔의 파장과 동일할 수 있다. 다른 예에서, 상기 제1 방사 빔의 파장과 상기 제2 방사 빔의 파장은 서로 다를 수 있다.
도 13은 도 3에 예시한 기판 타겟(30)에 입사된 방사 빔(RB)으로부터 얻어지는 회절 광을 예시한 사시도이다.
도 13을 참조하면, 도 11의 공정 P320에서 도 12에 예시한 바와 같이 1 종류의 파장의 방사 빔(RB)을 1 회 입사한 경우, 공정 P330에 따라 상기 방사 빔(RB)으로부터 얻어지는 회절 광 중 SWG 키(16)로부터 출력되는 0 차 회절광의 TE 편광 성분과 TM 편광 성분의 위상차를 검출하고, 공정 P340에 따라 상기 0 차 회절광의 TE 편광 성분과 TM 편광 성분의 위상차에 대한 데이터에 의거하여 복수의 피쳐 패턴이 경험한 초점 변화를 유추할 수 있다. 또한, 공정 P360에 따라 상기 방사 빔(RB)으로부터 얻어지는 회절 광 중 마이크로 DBO 키(36)로부터 출력되는 ±n 차 회절광에 대한 파워 편차를 검출하고, 공정 P370에 따라 상기 ±n 차 회절광에 대한 파워 편차에 의거하여 복수의 피쳐 패턴에 대한 오버레이 에러를 유추할 수 있다. 일부 실시예들에서, 오버레이 에러를 유추하는 데 있어서 상기 방사 빔(RB)으로부터의 회절 광 중 ±1 차 회절광에 대한 파워 편차를 이용할 수 있다.
도 14는 도 3에 예시한 기판 타겟(30)에 0 차 회절광의 TE 편광 성분과 TM 편광 성분의 위상차 검출을 위한 제1 방사 빔(RB1)과, ±n 차 회절광에 대한 파워 편차 검출을 위한 제2 방사 빔(RB2)을 동시에 또는 순차적으로 입사하는 경우를 예시한 사시도이다.
일부 예에서, 상기 제1 방사 빔(RB1) 및 제2 방사 빔(RB2)은 서로 동일한 파장을 가질 수 있다. 다른 예에서, 상기 제1 방사 빔(RB1) 및 제2 방사 빔(RB2)은 서로 다른 파장을 가질 수 있다. 상기 제1 방사 빔(RB1) 및 제2 방사 빔(RB2) 각각의 파장은 약 230 ∼ 850 nm의 범위 내에서 선택될 수 있다.
일부 예에서, 제1 방사 빔(RB1) 및 제2 방사 빔(RB2)은 기판 타겟(30) 상의 동일한 위치에 동시에 입사될 수 있다. 다른 예에서, 제1 방사 빔(RB1) 및 제2 방사 빔(RB2)은 기판 타겟(30) 상의 동일한 위치에 순차적으로 입사될 수 있다. 이 때, 상기 제1 방사 빔(RB1)이 제2 방사 빔(RB2)보다 먼저 입사될 수도 있고 상기 제1 방사 빔(RB1)보다 제2 방사 빔(RB2)이 먼저 입사될 수도 있다.
상기 제1 방사 빔(RB1) 및 제2 방사 빔(RB2)의 입사는 상기 기판 타겟(30)의 위치 이동이 없는 상태에서 수행될 수 있다.
도 15는 도 3에 예시한 기판 타겟(30)에 0 차 회절광의 TE 편광 성분과 TM 편광 성분의 위상차 검출을 위한 제1 방사 빔(RB1)과, ±n 차 회절광에 대한 파워 편차 검출을 위한 제2 방사 빔(RB2)을 별도로 입사한 경우 기판 타겟(30)으로부터 얻어지는 회절 광을 예시한 사시도이다.
도 15를 참조하면, 공정 P330에 따라 제1 방사 빔(RB1)이 입사된 SWG 키(16)로부터 회절된 회절광(DB1)인 0 차 회절광의 TE 편광 성분과 TM 편광 성분의 위상차를 검출하고, 공정 P340에 따라 상기 0 차 회절광의 TE 편광 성분과 TM 편광 성분의 위상차에 대한 데이터에 의거하여 복수의 피쳐 패턴이 경험한 초점 변화를 유추할 수 있다. 또한, 공정 P360에 따라 상기 제2 방사 빔(RB2)이 입사된 마이크로 DBO 키(36)로부터 회절된 회절광(DB2) 중 ±n 차 회절광에 대한 파워 편차를 검출하고, 공정 P370에 따라 상기 ±n 차 회절광에 대한 파워 편차에 의거하여 복수의 피쳐 패턴에 대한 오버레이 에러를 유추할 수 있다. 일부 실시예들에서, 오버레이 에러를 유추하는 데 있어서 상기 제2 방사 빔(RB2)으로부터 얻어지는 회절 광 중 ±1 차 회절광에 대한 파워 편차를 이용할 수 있다.
도 11의 공정 P360에 따라, ±n 차 회절광에 대한 데이터를 검출하는 공정은 TE 편광 성분 및 TM 편광 성분에 대한 데이터를 검출하는 공정 P330과 동시에 수행되거나 순차적으로 수행될 수 있다. 일부 실시예들에서, 공정 P360에 따라 복수의 피쳐 패턴에 대한 오버레이 에러를 유추하는 공정은 공정 P330에 따라 복수의 피쳐 패턴이 경험한 초점 변화를 유추하는 공정과 동시에 수행될 수 있다. 다른 일부 실시예들에 있어서, 공정 P360 및 공정 P370는 순차적으로 수행될 수 있다. 예를 들면, 공정 P360에 따라 복수의 피쳐 패턴에 대한 오버레이 에러를 유추하는 공정은 공정 P330에 따라 복수의 피쳐 패턴이 경험한 초점 변화를 유추하는 공정의 전 또는 후에 수행될 수 있다.
도 11의 공정 P370에서, 공정 P360에서 검출한 ±n 차 회절광에 대한 데이터로부터 상기 복수의 피쳐 패턴에 대한 오버레이 에러 (overlay error)를 유추한다.
일부 실시예들에서, 상기 복수의 피쳐 패턴에 대한 오버레이 에러를 유추하기 위하여, ±n 차 회절광에 대한 파워 편차를 이용할 수 있다.
도 11을 참조하여 설명한 노광 공정 계측 방법에 따르면, 복수의 회절 패턴으로부터 회절되는 출력 빔 중 SWG 키로부터 회절되는 0 차 회절광을 이용하여 상기 복수의 회절 패턴과 동일 레벨에 형성된 복수의 피쳐 패턴이 경험한 초점 변화를 측정하고, 상기 복수의 회절 패턴으로부터 회절되는 출력 빔 중 마이크로 DBO 키로부터 회절되는 ±n 차 회절광을 이용하여 상기 복수의 회절 패턴과 동일 레벨에 형성된 복수의 피쳐 패턴에 대한 오버레이 에러를 측정할 수 있다. 따라서, 1 개의 기판 타겟을 이용하여 초점 변화 및 오버레이 에러를 동시에 측정할 수 있고, 이에 따라 계측 시간을 감소시킬 수 있어 집적회로 소자 제조 공정의 생산성을 향상시킬 수 있다.
도 16은 본 발명의 기술적 사상에 의한 실시예들에 따른 노광 공정 계측 방법에 따라 복수의 회절 패턴의 듀티 사이클(duty cycle)이 상기 복수의 회절 패턴으로부터 회절되는 출력 빔 중 0 차 회절광으로부터 얻어진 TE 편광 성분 및 TM 편광 성분의 위상차에 미치는 영향을 평가하기 위하여 기판 상에 형성한 복수의 회절 패턴의 구조를 예시한 단면도이다.
도 16을 참조하면, 듀티 사이클이 TE 편광 성분 및 TM 편광 성분의 위상차에 미치는 영향을 평가하는 데 사용되는 샘플은 다음과 같이 제조하였다.
실리콘 기판(402) 상에 하드마스크층(404), 무기 반사방지막(406), 및 유기반사방지막(408)을 차례로 형성하고, 상기 유기 반사방지막(408) 위에 포토레지스트막을 형성한 후, 상기 포토레지스트막에 대하여 노광 공정 및 현상 공정을 거쳐 다양한 주기(Λ), 다양한 듀티 사이클(DC), 및 다양한 높이(H)를 가지고 상호 평행하게 배열된 복수의 라인 패턴으로 이루어지는 복수의 회절 패턴(420)을 형성하였다. 본 명세서에서, 상기 듀티 사이클(DC)은 복수의 회절 패턴(420) 각각의 폭(W)을 주기(Λ)로 나눈 값으로 정의한다.
상기 하드마스크층(404)은 총 중량을 기준으로 약 85 ∼ 99 중량%의 비교적 높은 탄소 함량을 가지는 유기 화합물로 이루어지는 SOH (spin-on hardmask) 재료로 구성된 탄소 함유막으로 형성하였다. 상기 무기 반사방지막(406)은 SiON으로 형성하였다. 상기 유기 반사방지막(408)은 BARC (bottom anti-reflective coating)로 형성하였다.
도 17a 내지 도 17e는 도 16에 예시한 구조에서 다양한 주기(Λ), 다양한 듀티 사이클(DC), 및 다양한 높이(H)를 가지를 가지는 다양한 샘플에 대하여, 각각 상기 복수의 회절 패턴(420)의 높이(H) 변화가 상기 복수의 회절 패턴(420)에 파장 633 nm의 방사 빔을 입사한 후, 상기 복수의 회절 패턴(420)으로부터 회절되는 출력 빔인 O 차 회절광으로부터 TE 편광 성분 및 TM 편광 성분의 위상차에 미치는 영향을 평가한 그래프들이다.
보다 구체적으로 설명하면, 도 17a는 복수의 회절 패턴(420)의 듀티 사이클(DC)을 0.5로 고정하고, 주기(Λ)를 각각 50 nm, 100 nm, 200 nm, 및 400 nm로 하였을 때, 복수의 회절 패턴(420)의 높이(H)에 따라 상기 O 차 회절광으로부터의 TE 편광 성분 및 TM 편광 성분의 위상차를 검출한 결과를 나타낸 그래프이다.
도 17b는 복수의 회절 패턴(420)의 주기(Λ)를 50 nm로 고정하고, 듀티 사이클(DC)을 0.4, 0.5, 및 0.6으로 하였을 때, 복수의 회절 패턴(420)의 높이(H)에 따라 상기 O 차 회절광으로부터의 TE 편광 성분 및 TM 편광 성분의 위상차를 검출한 결과를 나타낸 그래프이다.
도 17c는 복수의 회절 패턴(420)의 주기(Λ)를 100 nm로 고정하고, 듀티 사이클(DC)을 0.4, 0.5, 및 0.6으로 하였을 때, 복수의 회절 패턴(420)의 높이(H)에 따라 상기 O 차 회절광으로부터의 TE 편광 성분 및 TM 편광 성분의 위상차를 검출한 결과를 나타낸 그래프이다.
도 17d는 복수의 회절 패턴(420)의 주기(Λ)를 200 nm로 고정하고, 듀티 사이클(DC)을 0.4, 0.5, 및 0.6으로 하였을 때, 복수의 회절 패턴(420)의 높이(H)에 따라 상기 O 차 회절광으로부터의 TE 편광 성분 및 TM 편광 성분의 위상차를 검출한 결과를 나타낸 그래프이다.
도 17e는 복수의 회절 패턴(420)의 주기(Λ)를 400 nm로 고정하고, 듀티 사이클(DC)을 0.4, 0.5, 및 0.6으로 하였을 때, 복수의 회절 패턴(420)의 높이(H)에 따라 상기 O 차 회절광으로부터의 TE 편광 성분 및 TM 편광 성분의 위상차를 검출한 결과를 나타낸 그래프이다.
도 17a 내지 도 17e의 결과로부터, 복수의 회절 패턴(420)의 주기(Λ) 및 듀티 사이클(DC)의 조건이 다르더라도 복수의 회절 패턴(420)의 높이(H)가 증가함에 따라 TE 편광 성분 및 TM 편광 성분의 위상차가 증가하는 경향이 뚜렷한 것을 알 수 있다. 따라서, 다양한 주기(Λ) 및 다양한 듀티 사이클(DC)을 가지는 복수의 회절 패턴(420)을 사용하여 측정한 TE 편광 성분 및 TM 편광 성분의 위상차를 기초로 하여, 상기 복수의 회절 패턴(420)과 동시에 형성한 피쳐 패턴이 노광 공정시 경험한 초점 변화를 유추할 수 있다.
도 18은 본 발명의 기술적 사상에 의한 실시예들에 따른 집적회로 소자의 제조 방법을 설명하기 위한 플로차트이다.
도 18을 참조하면, 공정 P510에서, 기판 상에 포토레지스트막을 형성한다.
상기 기판은 반도체 웨이퍼일 수 있다. 일부 실시예들에서, 상기 기판은 Si (silicon) 또는 Ge (germanium)과 같은 반도체 원소, 또는 SiC (silicon carbide), GaAs (gallium arsenide), InAs (indium arsenide), 및 InP (indium phosphide)와 같은 화합물 반도체를 포함할 수 있다. 일부 실시예들에서, 상기 기판은 SOI (silicon on insulator) 구조를 가질 수 있다. 예를 들면, 상기 기판은 BOX 층 (buried oxide layer)을 포함할 수 있다. 일부 실시예들에서, 상기 기판은 도전 영역, 예를 들면 불순물이 도핑된 웰 (well), 또는 불순물이 도핑된 구조물을 포함할 수 있다. 또한, 상기 기판은 STI (shallow trench isolation) 구조와 같은 다양한 소자분리 구조를 가질 수 있다. 상기 기판상에는 절연막, 도전막, 반도체막, 금속막, 금속 산화막, 금속 질화막, 폴리머막, 또는 이들의 조합으로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 하나의 막이 형성된 구조를 가질 수 있다.
상기 포토레지스트막은 EUV (13.5 nm)용 레지스트 재료로 이루어질 수 있다. 다른 일부 실시예들에서, 상기 포토레지스트막은 F2 엑시머 레이저 (157nm)용 레지스트, ArF 엑시머 레이저 (193nm)용 레지스트, 또는 KrF 엑시머 레이저 (248 nm)용 레지스트로 이루어질 수도 있다. 상기 포토레지스트막은 포지티브형 포토레지스트 또는 네가티브형 포토레지스트로 이루어질 수 있다.
공정 P520에서, 제1 초점 설정치를 적용하여 상기 포토레지스트막을 노광한다.
상기 노광 공정은 도 4에 예시한 노광 장치(100)에서 수행될 수 있으나, 본 발명의 기술적 사상은 이에 한정되지 않으며, 다양한 노광 설비를 이용하여 상기 노광 공정을 수행할 수 있다.
공정 P530에서, 상기 노광된 포토레지스트막을 현상하여 상기 기판 상에 위치되는 피쳐 (feature) 패턴과, 상기 기판 상에서 상기 피쳐 패턴이 형성된 레벨과 동일 레벨에 형성되고 제1 피치 주기로 형성된 복수의 회절 패턴을 포함하는 SWG 키를 동시에 형성한다.
일부 실시예들에서, 공정 P530에 따라 피쳐 패턴과 SWG 키를 동시에 형성하여, 상기 기판 상에 도 1a 및 도 1b에 예시한 바와 같은 복수의 피쳐 패턴(14) 및 SWG 키(16)가 동시에 형성될 수 있다.
다른 일부 실시예들에서, 공정 P530에 따라 피쳐 패턴과 SWG 키를 동시에 형성하여, 상기 기판 상에 도 2에 예시한 바와 같은 복수의 피쳐 패턴(14) 및 SWG 키(26)가 동시에 형성될 수 있다.
또 다른 일부 실시예들에서, 공정 P530에 따라 피쳐 패턴과 SWG 키를 동시에 형성할 때 마이크로 DBO 키도 함께 형성되어, 상기 기판 상에 도 1a 및 도 1b에 예시한 바와 같은 복수의 피쳐 패턴(14)과, 도 3에 예시한 바와 같은 SWG 키(16) 및 마이크로 DBO 키(36)가 동시에 형성될 수 있다.
공정 P540에서, 상기 복수의 회절 패턴 위에 상기 제1 피치보다 더 큰 파장의 방사 빔을 입사한다. 상기 복수의 회절 패턴 위에 입사되는 방사 빔은 상기 복수의 회절 패턴의 제1 피치보다 큰 파장, 예를 들면 상기 제1 피치의 2 배보다 더 큰 파장을 가질 수 있다. 예를 들면, 상기 방사 빔은 230 ∼ 850 nm의 파장을 가질 수 있다.
공정 P540에서의 방사 빔 입사 공정은 도 6 및 도 11의 공정 P320에 대하여 설명한 바와 같은 방법으로 수행될 수 있다.
공정 P550에서, 상기 복수의 회절 패턴으로부터 회절되는 출력 빔 중 0 차 회절광으로부터 TE 편광 성분 및 TM 편광 성분에 대한 데이터, 예를 들면 TE 편광 성분 및 TM 편광 성분의 위상차를 검출한다
일부 실시예들에서, 상기 데이터를 검출하기 위하여 도 6 및 도 11을 참조하여 공정 P330에 대하여 설명한 바와 같은 공정을 수행할 수 있다. 다른 일부 실시예들에서, 공정 P550에서 상기 복수의 회절 패턴으로부터 회절되는 출력 빔 중 0 차 회절광으로부터 TE 편광 성분 및 TM 편광 성분에 대한 데이터를 검출하는 동안, 도 11의 공정 P360에 대하여 설명한 바와 같이, 마이크로 DBO 키를 구성하는 복수의 회절 패턴으로부터 반사 및 회절되는 출력 빔 중 상호 대칭적으로 대면하도록 동일 각도로 회절된 ±n 차 회절광 (n은 1 이상의 정수)의 파워에 대한 데이터를 더 검출하고, 상기 파워에 대한 데이터로부터 파워 편차를 더 산출할 수 있다.
공정 P560에서, 공정 P550에서 검출한 TE 편광 성분 및 TM 편광 성분에 대한 데이터에 의거하여, 공정 P520에 따른 노광시 상기 피쳐 패턴이 경험한 초점 변화를 유추한다.
공정 P550에서, SWG 키를 구성하는 복수의 회절 패턴으로부터 회절되는 출력 빔인 0 차 회절광으로부터 상기 TE 편광 성분과 상기 TM 편광 성분의 위상차를 검출한 경우, 공정 P560에서는 상기 TE 편광 성분과 상기 TM 편광 성분의 위상차에 의거하여 상기 피쳐 패턴이 노광 공정시 경험한 초점 변화를 유추할 수 있다.
또한, 공정 P550에서, 마이크로 DBO 키를 구성하는 복수의 회절 패턴으로부터의 회절광인 ±n 차 회절광 (n은 1 이상의 정수)의 파워에 대한 데이터를 더 검출한 경우, 상기 검출된 ±n 차 회절광의 파워로부터 상기 복수의 피쳐 패턴에 대한 오버레이 에러를 더 유추할 수 있다.
공정 P570에서, 공정 P560에 따라 유추한 초점 변화에 의거하여 상기 제1 초점 설정치의 보완 여부를 판단한다.
도 19는 도 18의 공정 P560에 따라 상기 피쳐 패턴이 경험한 초점 변화를 유추하는 예시적인 공정을 설명하기 위한 플로차트이다.
도 19를 참조하면, 도 18의 공정 P550에서 검출한 TE 편광 성분 및 TM 편광 성분에 대한 데이터에 의거하여, 공정 P562에서, 상기 복수의 회절 패턴의 높이를 유추한다.
도 18의 공정 P550에서 상기 복수의 회절 패턴으로부터 회절되는 출력 빔 중 0 차 회절광으로부터 상기 TE 편광 성분과 상기 TM 편광 성분의 위상차를 검출한 경우, 공정 P562에 따라 상기 복수의 회절 패턴의 높이를 유추하기 위하여, 반복적인 실험에 기초하여 얻어진 도 9에 예시한 바와 같은 그래프, 또는 이와 유사한 그래프를 이용할 수 있다. 또는, 노광 공정시의 다양한 파라미터들을 반영하여, TE 편광 성분 및 TM 편광 성분의 위상차(Δφ)와 복수의 회절 패턴(16P)의 높이(H)와의 관계를 반복적인 실험에 기초하여 정의한 수식에 의거하여, 공정 P340에 따라 복수의 피쳐 패턴이 경험한 초점 변화를 유추할 수도 있다.
도 19의 공정 P564에서, 공정 P562에서 유추한 복수의 회절 패턴의 높이에 의거하여 상기 포토레지스트막을 노광하는 단계에서 적용된 실제 초점을 유추한다.
상기 실제 초점을 유추하기 위하여, 도 7 및 도 8을 참조하여 설명한 바와 같이 복수의 회절 패턴(16P)의 높이(H)에 따른 디포커스의 상관 관계에 대한 실험치에 의거하여 설정한 값들을 이용할 수 있다.
도 20은 도 18의 공정 P570에 따라 제1 초점 설정치의 보완 여부를 판단하는 예시적인 공정을 설명하기 위한 플로차트이다.
도 20을 참조하면, 공정 P572에서, 도 18의 공정 P560에서 유추한 초점 변화, 또는 도 19의 공정 P564에서 유추한 실제 초점에 의거하여 상기 제1 초점 설정치에 대한 재설정 여부를 판단한다.
공정 P574에서, 공정 P572에서의 재설정 여부 판단 결과에 의거하여, 후속 노광 공정에서의 제2 초점 설정치를 결정한다.
만일, 도 18의 공정 P560에서 유추한 초점 변화, 또는 도 19의 공정 P564에서 유추한 실제 초점이 허용치 이내인 경우, 후속의 노광 공정에서는 해당 위치에 대한 초점 설정치를 변경하지 않고 그대로 유지할 수 있다. 반면, 도 18의 공정 P560에서 유추한 초점 변화, 또는 도 19의 공정 P564에서 유추한 실제 초점이 허용치를 벗어나는 경우, 상기 제2 초점 설정치는 유추한 초점 변화 또는 유추한 실제 초점을 보상할 수 있는 새로운 값으로 설정될 수 있다.
도 18 내지 도 20을 참조하여 설명한 본 발명의 기술적 사상에 의한 집적회로 소자의 제조 방법에 따르면, 노광 및 현상 공정을 거쳐 얻어진 포토레지스트 패턴에 대하여 노광 공정시 경험한 초점 변화를 모니터링하는 데 있어서, 노광 장치의 초점에 비례하여 높이가 다르게 형성되는 복수의 회절 패턴으로부터 회절되는 출력 빔 중 TE 편광 성분과 TM 편광 성분간의 위상차를 분석함으로써, 기판상의 포토레지스트막이 노광 공정시 경험한 초점 변화를 수 nm의 미세한 수준까지 정확하게 유추할 수 있다. 따라서, 집적회로 소자 제조를 위한 리소그래피 공정시 적용된 노광 장치의 초점 및 리소그래피 공정에서 경험한 미세한 초점 변화를 비파괴 방식으로 인라인 모니터링하는 것이 가능하다.
또한, 집적회로 소자의 제조 공정에 있어서, 노광 및 현상 공정을 거쳐 얻어진 복수의 회절 패턴 중 SWG 키를 구성하는 복수의 회절 패턴으로부터 회절되는 출력 빔 중 0 차 회절광을 이용하여 상기 복수의 회절 패턴과 동일 레벨에 형성된 복수의 피쳐 패턴이 경험한 초점 변화를 측정하고, 상기 복수의 회절 패턴 중 마이크로 DBO 키를 구성하는 복수의 회절 패턴으로부터 회절되는 ±n 차 회절광을 이용하여 상기 복수의 회절 패턴과 동일 레벨에 형성된 복수의 피쳐 패턴에 대한 오버레이 에러를 측정할 수 있다. 따라서, 실제 제품 제조 공정에서 1 개의 기판 타겟을 이용하여 초점 변화 및 오버레이 에러를 동시에 인라인 모니터링할 수 있고, 이에 따라 계측 시간을 감소시킬 수 있어 집적회로 소자 제조 공정의 생산성을 향상시킬 수 있다.
도 21은 본 발명의 기술적 사상에 의한 실시예들에 따른 집적회로 소자 제조 장치를 사용하여 제조된 집적회로 소자를 포함하는 메모리 카드(1200)의 블록 다이어그램이다.
메모리 카드(1200)는 명령 및 어드레스 신호 C/A를 생성하는 메모리 콘트롤러(1220)와, 메모리 모듈(1210), 예를 들면 1 개 또는 복수의 플래시 메모리 소자를 포함하는 플래시 메모리를 포함한다. 메모리 콘트롤러(1220)는 호스트에 명령 및 어드레스 신호를 전송하거나 이들 신호를 호스트로부터 수신하는 호스트 인터페이스(1223)와, 명령 및 어드레스 신호를 다시 메모리 모듈(1210)에 전송하거나 이들 신호를 메모리 모듈(1210)로부터 수신하는 메모리 인터페이스(1225)를 포함한다. 호스트 인터페이스(1223), 콘트롤러(1224), 및 메모리 인터페이스(1225)는 공통 버스 (common bus)(1228)를 통해 SRAM과 같은 콘트롤러 메모리(1221) 및 CPU와 같은 프로세서(1222)와 통신한다.
메모리 모듈(1210)은 메모리 콘트롤러(1220)로부터 명령 및 어드레스 신호를 수신하고, 응답으로서 메모리 모듈(1210)상의 메모리 소자중 적어도 하나에 데이터를 저장하고 상기 메모리 소자중 적어도 하나로부터 데이터를 검색한다. 각 메모리 소자는 복수의 어드레스 가능한 메모리 셀과, 명령 및 어드레스 신호를 수신하고 프로그래밍 및 독출 동작중에 어드레스 가능한 메모리 셀중 적어도 하나를 억세스하기 위하여 행 신호 및 열 신호를 생성하는 디코더를 포함한다.
메모리 콘트롤러(1220)를 포함하는 메모리 카드(1200)의 각 구성품들, 메모리 콘트롤러(1220)에 포함되는 전자 소자들 (1221, 1222, 1223, 1224, 1225), 및 메모리 모듈(1210) 중 적어도 하나는 본 발명의 기술적 사상에 의한 실시예들에 따른 기판 타겟으로부터 형성된 집적회로 소자, 본 발명의 기술적 사상에 의한 노광 공정 계측 방법을 통해 제조된 집적회로 소자, 또는 본 발명의 기술적 사상에 의한 집적회로 소자의 제조 방법에 따라 제조된 집적회로 소자를 포함한다.
도 22은 본 발명의 기술적 사상에 의한 실시예들에 따른 집적회로 소자의 제조 방법에 의해 제조된 집적회로 소자를 포함하는 메모리 카드(1310)를 채용하는 메모리 시스템(1300)의 블록 다이어그램이다.
메모리 시스템(1300)은 공통 버스(1360)를 통해 통신하는 CPU와 같은 프로세서(1330), 랜덤 억세스 메모리(1340), 유저 인터페이스(1350) 및 모뎀(1320)을 포함할 수 있다. 상기 각 소자들은 공통 버스(1360)를 통해 메모리 카드(1310)에 신호를 전송하고 메모리 카드(1310)로부터 신호를 수신한다. 메모리 카드(1310)와 함께 프로세서(1330), 랜덤 억세스 메모리(1340), 유저 인터페이스(1350) 및 모뎀(1320)을 포함하는 메모리 시스템(1300)의 각 구성품들 중 적어도 하나는 본 발명의 기술적 사상에 의한 실시예들에 따른 기판 타겟으로부터 형성된 집적회로 소자, 본 발명의 기술적 사상에 의한 노광 공정 계측 방법을 통해 제조된 집적회로 소자, 또는 본 발명의 기술적 사상에 의한 집적회로 소자의 제조 방법에 따라 제조된 집적회로 소자를 포함한다.
메모리 시스템(1300)은 다양한 전자 응용 분야에 응용될 수 있다. 예를 들면, SSD (solid state drives), CIS (CMOS image sensors) 및 컴퓨터 응용 칩 세트 분야에 응용될 수 있다.
본 명세서에서 개시된 메모리 시스템들 및 소자들은 예를 들면, BGA (ball grid arrays), CSP (chip scale packages), PLCC (plastic leaded chip carrier), PDIP (plastic dual in-line package), MCP (multi-chip package), WFP (wafer-level fabricated package), WSP (wafer-level processed stock package) 등을 포함하는 다양한 소자 패키지 형태들 중 임의의 형태로 패키지될 수 있으며, 상기 예시된 바에 한정되는 것은 아니다.
이상, 본 발명을 바람직한 실시예를 들어 상세하게 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시예에 한정되지 않고, 본 발명의 기술적 사상 및 범위 내에서 당 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 여러가지 변형 및 변경이 가능하다.
10, 20, 30: 노광 공정 계측용 기판 타겟, 14: 피쳐 패턴, 16, 26: SWG 키, 16P, 26P: 회절 패턴, 100: 노광 장치, 200: 노광 공정 계측 장치, 202: 계측용 기판, 230: 투사 장치, 236: 편광기, 240: 검출 장치, 250: 데이터 스토리지, 260: 판별 장치, 270: 제어 장치.

Claims (20)

  1. 기판과,
    상기 기판 상에 형성된 피쳐 패턴과,
    상기 피쳐 패턴이 경험한 초점 변화를 계측하기 위하여 상기 기판 상의 상기 피쳐 패턴이 형성된 레벨과 동일 레벨에 형성되고 제1 피치 주기로 형성된 복수의 회절 패턴을 포함하는 SWG 키 (subwavelength grating key)를 포함하는 것을 특징으로 하는 노광 공정 계측용 기판 타겟.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 회절 패턴의 상기 제1 피치는 상기 피쳐 패턴이 경험한 초점 변화를 계측하는 데 사용되는 계측 장치로부터 생성되는 방사 빔의 파장보다 더 작은 사이즈인 것을 특징으로 하는 노광 공정 계측용 기판 타겟.
  3. 기판상에 형성되고 최소 폭이 제1 폭인 복수의 제1 회절 패턴으로 이루어지는 마이크로 DBO 키 (micro diffraction based overlay key)와,
    상기 기판상에 형성되고 상기 제1 폭보다 작은 폭을 가지는 복수의 제2 회절 패턴으로 이루어지는 SWG 키 (subwavelength grating key)를 포함하는 노광 공정 계측용 기판 타겟.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 마이크로 DBO 키는 상기 기판 상에 형성된 복수의 피쳐 패턴의 오버레이 계측용 키이고,
    상기 SWG 키는 상기 기판상에 형성된 복수의 피쳐 패턴이 경험한 초점 변화 계측용 키인 것을 특징으로 하는 노광 공정 계측용 기판 타겟.
  5. 노광 장치에서 리소그래피 공정을 이용하여 제1 피치 주기로 형성된 복수의 회절 패턴을 포함하는 SWG 키 (subwavelength grating key)와 복수의 피쳐 패턴(feature pattern)을 포함하는 계측용 기판을 지지하도록 구성된 스테이지와,
    상기 제1 피치보다 큰 파장의 방사 빔을 생성하도록 구성된 조명 장치와,
    상기 조명 장치에서 생성된 방사 빔을 편광시켜 상기 SWG 키에 입사하도록 구성된 편광기(polarizer)를 포함하는 투사 장치와,
    상기 SWG 키로부터 회절되는 출력 빔 중 0 차 회절광으로부터 횡방향 전계(TE) 편광 성분 (transverse electric polarized light component) 및 횡방향 자계(TM) 편광 성분 (transverse magnetic polarized light component)에 대한 데이터를 검출하도록 구성된 제1 검출부를 포함하는 검출 장치와,
    상기 TE 편광 성분 및 TM 편광 성분에 대한 데이터에 의거하여 결정되는 리소그래피 공정시의 디포커스(defocus)에 대한 제1 데이터를 저장하도록 구성된 제1 저장 매체를 포함하는 데이터 스토리지와,
    상기 데이터 스토리지에 저장된 데이터에 의거하여 상기 제1 검출부에서 검출된 데이터로부터 상기 복수의 피쳐 패턴이 경험한 초점 변화를 유추하는 제1 판별부를 포함하는 판별 장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 노광 공정 계측 장치.
  6. 제5항에 있어서,
    제1 검출부는 상기 TE 편광 성분 및 상기 TM 편광 성분의 위상차를 검출하도록 구성되고,
    상기 제1 데이터는 상기 TE 편광 성분 및 상기 TM 편광 성분의 위상차에 의거하여 결정되는 디포커스에 대한 데이터인 것을 특징으로 하는 노광 공정 계측 장치.
  7. 제5항에 있어서,
    상기 조명 장치는 상기 제1 피치보다 더 큰 파장의 방사 빔을 생성하도록 구성된 것을 특징으로 하는 공정 계측 장치.
  8. 제5항에 있어서,
    상기 투사 장치는 상기 계측용 기판의 연장 방향에 대한 법선 방향을 기준으로 ±89 도의 범위 내에서 상기 방사 빔을 상기 계측용 기판에 입사하도록 구성된 것을 특징으로 하는 노광 공정 계측 장치.
  9. 제5항에 있어서,
    상기 판별 장치에서 유추한 초점 변화에 의거하여 보상된 초점 데이터를 산출하는 제어 장치를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 노광 공정 계측 장치.
  10. 제5항에 있어서,
    상기 계측용 기판은 상기 리소그래피 공정에서 상기 SWG 키와 동시에 형성되고 상기 제1 피치보다 더 큰 피치 주기로 형성된 마이크로 DBO 키 (micro diffraction based overlay key)를 더 포함하고,
    상기 검출 장치는 상기 마이크로 DBO 키로부터 회절되는 출력 빔 중 0 차 광에 대하여 대칭적으로 대면하도록 동일 각도로 회절된 ±n 차 회절광 (n은 1 이상의 정수)에 대한 데이터를 검출하도록 구성된 제2 검출부를 더 포함하고,
    상기 판별 장치는 상기 제2 검출부에서 검출된 상기 ±n 차 회절광에 대한 데이터로부터 상기 복수의 피쳐 패턴의 오버레이 에러 (overlay error)를 유추하는 제2 판별부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 노광 공정 계측 장치.
  11. 리소그래피 공정을 이용하여 기판 상의 동일 레벨에 제1 피치 주기로 형성된 복수의 회절 패턴 및 복수의 피쳐 패턴(feature pattern)을 형성하는 단계와,
    상기 복수의 회절 패턴 위에 상기 제1 피치보다 큰 파장의 방사 빔을 입사하는 단계와,
    상기 복수의 회절 패턴으로부터 회절되는 출력 빔 중 0 차 회절광으로부터 횡방향 전계(TE) 편광 성분 (transverse electric polarized light component) 및 횡방향 자계(TM) 편광 성분 (transverse magnetic polarized light component)에 대한 데이터를 검출하는 단계와,
    상기 TE 편광 성분 및 TM 편광 성분에 대한 데이터에 의거하여 상기 리소그래피 공정시의 상기 복수의 피쳐 패턴이 경험한 초점 변화를 유추하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 노광 공정 계측 방법.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 방사 빔을 입사하는 단계에서, 상기 제1 피치보다 더 큰 파장의 방사 빔을 입사하는 것을 특징으로 하는 노광 공정 계측 방법.
  13. 제11항에 있어서,
    상기 방사 빔을 입사하는 단계는
    상기 기판의 연장 방향에 대한 법선 방향에 대하여 ±89 도의 범위 내에서 편광된 빛을 입사하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 노광 공정 계측 방법.
  14. 제11항에 있어서,
    TE 편광 성분 및 TM 편광 성분에 대한 데이터를 검출하는 단계는 상기 TE 편광 성분 및 TM 편광 성분의 위상차를 검출하는 단계를 포함하고,
    상기 초점 변화를 유추하는 단계는
    상기 위상차에 의거하여 상기 복수의 회절 패턴의 높이를 유추하는 단계와,
    상기 유추한 복수의 회절 패턴의 높이에 의거하여 상기 리소그래피 공정시의 상기 복수의 피쳐 패턴이 경험한 초점 변화를 유추하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 노광 공정 계측 방법.
  15. 제11항에 있어서,
    상기 복수의 회절 패턴으로부터 회절되는 출력 빔 중 상기 0 차 회절광에 대하여 대칭적으로 대면하도록 동일 각도로 회절된 ±n 차 회절광 (n은 1 이상의 정수)에 대한 데이터를 검출하는 단계와,
    상기 ±n 차 회절광에 대한 데이터에 의거하여 상기 복수의 피쳐 패턴에 대한 오버레이 에러 (overlay error)를 유추하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 노광 공정 계측 방법.
  16. 제11항에 있어서,
    상기 방사 빔을 입사하는 단계는
    상기 제1 피치보다 큰 파장의 제1 방사 빔을 입사하는 단계와,
    상기 기판 상에서 상기 제1 방사 빔이 입사된 지점과 동일한 지점에 제2 방사 빔을 입사하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 노광 공정 계측 방법.
  17. 기판 상에 포토레지스트막을 형성하는 단계와,
    제1 초점 설정치를 적용하여 상기 포토레지스트막을 노광하는 단계와,
    상기 노광된 포토레지스트막을 현상하여 상기 기판 상에 위치되는 피쳐 (feature) 패턴과, 상기 기판 상에서 상기 피쳐 패턴이 형성된 레벨과 동일 레벨에 형성되고 제1 피치 주기로 형성된 복수의 회절 패턴을 포함하는 SWG 키 (subwavelength grating key)를 동시에 형성하는 단계와,
    상기 복수의 회절 패턴 위에 상기 제1 피치보다 더 큰 파장의 방사 빔을 입사하는 단계와,
    상기 복수의 회절 패턴으로부터 회절되는 출력 빔 중 0 차 회절광으로부터 횡방향 전계(TE) 편광 성분 (transverse electric polarized light component) 및 횡방향 자계(TM) 편광 성분 (transverse magnetic polarized light component)에 대한 데이터를 검출하는 단계와,
    상기 TE 편광 성분 및 TM 편광 성분에 대한 데이터에 의거하여 상기 노광시 상기 피쳐 패턴이 경험한 초점 변화를 유추하는 단계와,
    상기 유추한 초점 변화에 의거하여 상기 제1 초점 설정치의 보완 여부를 판단하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 집적회로 소자의 제조 방법.
  18. 제17항에 있어서,
    상기 데이터를 검출하는 단계는 상기 TE 편광 성분 및 TM 편광 성분의 위상차를 검출하는 단계를 포함하고,
    상기 초점 변화를 유추하는 단계는
    상기 위상차에 의거하여 상기 복수의 회절 패턴의 높이를 유추하는 단계와,
    상기 유추한 복수의 회절 패턴의 높이에 의거하여 상기 포토레지스트막을 노광하는 단계에서 적용된 실제 초점을 유추하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 집적회로 소자의 제조 방법.
  19. 제18에 있어서,
    상기 데이터를 검출하는 단계에서는 상기 복수의 회절 패턴으로부터 회절되는 출력 빔인 0 차 회절광으로부터 상기 TE 편광 성분과 상기 TM 편광 성분의 위상차를 검출하고,
    상기 초점 변화를 유추하는 단계에서는 상기 TE 편광 성분과 상기 TM 편광 성분의 위상차에 의거하여 상기 노광시 상기 피쳐 패턴이 경험한 초점 변화를 유추하는 것을 특징으로 하는 집적회로 소자의 제조 방법.
  20. 제18항에 있어서,
    상기 피쳐 패턴과 상기 SWG 키를 동시에 형성하는 단계는 상기 제1 피치 주기보다 더 큰 제2 피치 주기로 형성된 복수의 부가(additional) 회절 패턴으로 이루어지는 마이크로 DBO 키를 상기 피쳐 패턴 및 상기 SWG 키와 동시에 형성하는 단계를 포함하고,
    상기 데이터를 검출하는 단계는
    상기 복수의 회절 패턴으로부터 반사 및 회절되는 출력 빔 중 0 차 회절광으로부터 상기 TE 편광 성분과 상기 TM 편광 성분의 위상차를 검출하는 단계와,
    상기 복수의 부가 회절 패턴으로부터 반사 및 회절되는 출력 빔 중 상호 대칭적으로 대면하도록 동일 각도로 회절된 ±n 차 회절광 (n은 1 이상의 정수)의 파워를 검출하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 집적회로 소자의 제조 방법.
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20170141312A (ko) * 2016-06-14 2017-12-26 삼성전자주식회사 회절 기반 오버레이 마크 및 오버레이 계측방법
KR20200032749A (ko) * 2017-09-06 2020-03-26 에이에스엠엘 네델란즈 비.브이. 리소그래피 방법 및 장치
CN114963994A (zh) * 2022-04-14 2022-08-30 西安交通大学 一种用于纳米精度位移测量的系统和光栅传感方法
WO2022211835A1 (en) * 2021-03-31 2022-10-06 Kla Corporation Enhancing performance of overlay metrology
US12001148B2 (en) 2023-02-27 2024-06-04 Kla Corporation Enhancing performance of overlay metrology

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3467591A4 (en) * 2016-05-31 2020-02-12 Nikon Corporation MARKING DETECTION DEVICE, MARKING DETECTION METHOD, MEASURING DEVICE, EXPOSURE DEVICE, EXPOSURE METHOD AND DEVICE MANUFACTURING METHOD
KR102387947B1 (ko) * 2017-11-21 2022-04-18 삼성전자주식회사 오버레이 패턴을 갖는 반도체 소자
WO2020136785A1 (ja) * 2018-12-27 2020-07-02 株式会社日立ハイテク 欠陥検査装置および検査方法並びに光学モジュール
US10921721B1 (en) * 2019-09-13 2021-02-16 Applied Materials, Inc. Measurement system and grating pattern array
CN113130340B (zh) * 2020-02-27 2024-02-20 台湾积体电路制造股份有限公司 叠对误差测量方法及叠对误差测量结构
US20240133824A1 (en) * 2021-03-09 2024-04-25 Hitachi High-Tech Corporation Defect inspection device, defect inspection method, and adjustment substrate

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20060234136A1 (en) * 2005-04-15 2006-10-19 Samsung Electronics Co., Ltd. Systems and methods for detecting focus variation in photolithograph process using test features printed from photomask test pattern images
US20080311344A1 (en) * 2007-06-13 2008-12-18 Asml Netherlands B.V. Inspection method and apparatus, lithographic apparatus, lithographic processing cell and device manufacturing method
US20110003256A1 (en) * 2009-07-06 2011-01-06 Asml Netherlands B.V. Lithographic Apparatus and Device Manufacturing Method

Family Cites Families (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5300786A (en) 1992-10-28 1994-04-05 International Business Machines Corporation Optical focus phase shift test pattern, monitoring system and process
US6426837B1 (en) 1999-03-22 2002-07-30 Mems Optical, Inc. Diffractive selectively polarizing beam splitter and beam routing prisms produced thereby
US7515279B2 (en) * 2001-03-02 2009-04-07 Nanometrics Incorporated Line profile asymmetry measurement
US6710853B1 (en) 2001-08-31 2004-03-23 Advanced Micro Devices, Inc. Phase grating focus monitor using overlay technique
JP4389791B2 (ja) 2004-08-25 2009-12-24 セイコーエプソン株式会社 微細構造体の製造方法および露光装置
JP2006228843A (ja) * 2005-02-16 2006-08-31 Renesas Technology Corp 半導体デバイスのプロセス制御方法および製造方法
JP2008241879A (ja) 2007-03-26 2008-10-09 Tama Tlo Kk 偏光ビームスプリッタ
JP4891142B2 (ja) 2007-04-26 2012-03-07 株式会社リコー 光ピックアップおよび光情報処理装置
CN101435997B (zh) 2007-11-15 2012-06-27 上海华虹Nec电子有限公司 光刻套刻精度的测试图形及测量方法
NL2003404A (en) * 2008-09-16 2010-03-17 Asml Netherlands Bv Inspection method and apparatus, substrate, lithographic apparatus, lithographic processing cell and device manufacturing method.
JP5218079B2 (ja) 2009-01-15 2013-06-26 株式会社リコー 光学素子、光ピックアップ、光情報処理装置、光減衰器、偏光変換素子、プロジェクタ光学系、光学機器
KR101005179B1 (ko) 2009-01-21 2011-01-04 (주)펨트론 광학적 간섭을 이용한 ｏｃｄ 측정 방법 및 장치
US8024676B2 (en) * 2009-02-13 2011-09-20 Tokyo Electron Limited Multi-pitch scatterometry targets
JP2010261999A (ja) 2009-04-30 2010-11-18 Ricoh Co Ltd 光学素子、偏光フィルタ、光アイソレータ、光学装置
WO2011093884A1 (en) * 2010-01-29 2011-08-04 Hewlett-Packard Development Company, L.P. Optical device formed of an array of sub-wavelength gratings
JP2013525863A (ja) 2010-04-27 2013-06-20 ザ リージェンツ オブ ユニバーシティー オブ ミシガン プラズモン・カラー・フィルタ及び光起電力能力を有するディスプレイ・デバイス
KR101603135B1 (ko) 2011-02-10 2016-03-14 휴렛-팩커드 디벨롭먼트 컴퍼니, 엘.피. 격자 기반 편광자 및 광학 아이솔레이터
CN103777467B (zh) 2012-10-19 2016-07-06 上海微电子装备有限公司 一种套刻误差测量装置及方法

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20060234136A1 (en) * 2005-04-15 2006-10-19 Samsung Electronics Co., Ltd. Systems and methods for detecting focus variation in photolithograph process using test features printed from photomask test pattern images
US20080311344A1 (en) * 2007-06-13 2008-12-18 Asml Netherlands B.V. Inspection method and apparatus, lithographic apparatus, lithographic processing cell and device manufacturing method
US20110003256A1 (en) * 2009-07-06 2011-01-06 Asml Netherlands B.V. Lithographic Apparatus and Device Manufacturing Method

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20170141312A (ko) * 2016-06-14 2017-12-26 삼성전자주식회사 회절 기반 오버레이 마크 및 오버레이 계측방법
KR20200032749A (ko) * 2017-09-06 2020-03-26 에이에스엠엘 네델란즈 비.브이. 리소그래피 방법 및 장치
WO2022211835A1 (en) * 2021-03-31 2022-10-06 Kla Corporation Enhancing performance of overlay metrology
US11592755B2 (en) 2021-03-31 2023-02-28 Kla Corporation Enhancing performance of overlay metrology
CN114963994A (zh) * 2022-04-14 2022-08-30 西安交通大学 一种用于纳米精度位移测量的系统和光栅传感方法
US12001148B2 (en) 2023-02-27 2024-06-04 Kla Corporation Enhancing performance of overlay metrology

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