KR20170005904A - 리소그래피를 위한 계측법 - Google Patents

리소그래피를 위한 계측법 Download PDF

Info

Publication number
KR20170005904A
KR20170005904A KR1020177000536A KR20177000536A KR20170005904A KR 20170005904 A KR20170005904 A KR 20170005904A KR 1020177000536 A KR1020177000536 A KR 1020177000536A KR 20177000536 A KR20177000536 A KR 20177000536A KR 20170005904 A KR20170005904 A KR 20170005904A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
target
substrate
asymmetry
overlay
parameter
Prior art date
Application number
KR1020177000536A
Other languages
English (en)
Other versions
KR102015934B1 (ko
Inventor
데르 스카르 마우리츠 반
카우스투베 바타차리야
헨드릭 스마일드
Original Assignee
에이에스엠엘 네델란즈 비.브이.
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 에이에스엠엘 네델란즈 비.브이. filed Critical 에이에스엠엘 네델란즈 비.브이.
Publication of KR20170005904A publication Critical patent/KR20170005904A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102015934B1 publication Critical patent/KR102015934B1/ko

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B11/00—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques
    • G01B11/26—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring angles or tapers; for testing the alignment of axes
    • G01B11/27—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring angles or tapers; for testing the alignment of axes for testing the alignment of axes
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B11/00—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques
    • G01B11/30—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring roughness or irregularity of surfaces
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/20—Exposure; Apparatus therefor
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/70—Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
    • G03F7/70483—Information management; Active and passive control; Testing; Wafer monitoring, e.g. pattern monitoring
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/70—Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
    • G03F7/70483—Information management; Active and passive control; Testing; Wafer monitoring, e.g. pattern monitoring
    • G03F7/70491—Information management, e.g. software; Active and passive control, e.g. details of controlling exposure processes or exposure tool monitoring processes
    • G03F7/705—Modelling or simulating from physical phenomena up to complete wafer processes or whole workflow in wafer productions
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/70—Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
    • G03F7/70483—Information management; Active and passive control; Testing; Wafer monitoring, e.g. pattern monitoring
    • G03F7/70591—Testing optical components
    • G03F7/706—Aberration measurement
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/70—Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
    • G03F7/70483—Information management; Active and passive control; Testing; Wafer monitoring, e.g. pattern monitoring
    • G03F7/70605—Workpiece metrology
    • G03F7/70616—Monitoring the printed patterns
    • G03F7/70633—Overlay, i.e. relative alignment between patterns printed by separate exposures in different layers, or in the same layer in multiple exposures or stitching
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06T—IMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
    • G06T7/00—Image analysis
    • G06T7/70—Determining position or orientation of objects or cameras
    • G06T7/73—Determining position or orientation of objects or cameras using feature-based methods
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/68—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for positioning, orientation or alignment
    • H01L21/682—Mask-wafer alignment
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L23/00—Details of semiconductor or other solid state devices
    • H01L23/544—Marks applied to semiconductor devices or parts, e.g. registration marks, alignment structures, wafer maps
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/0001—Technical content checked by a classifier
    • H01L2924/0002—Not covered by any one of groups H01L24/00, H01L24/00 and H01L2224/00

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Computer Vision & Pattern Recognition (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
  • Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)

Abstract

리소그래피 공정이 이용되어 복수의 타겟 구조체(92, 94)가 형성되고, 이러한 복수의 타겟 구조체는 기판에 걸쳐 복수의 위치에 분산되어 있고 다수의 상이한 오버레이 바이어스 값이 타겟 구조체에 걸쳐 분산되어 있는 중첩된(overlaid) 주기적 구조체를 가진다. 타겟 구조체 중 적어도 몇몇은 상이한 오버레이 바이어스 값의 수보다 적은 수의 중첩된 주기적 구조체(예를 들면, 격자)를 포함한다. 타겟 구조체에 대해 비대칭 측정을 얻는다. 검출된 비대칭을 이용하여 리소그래피 공정의 파라미터를 결정한다. 하부 격자 비대칭의 효과를 교정하고 기판에 걸쳐 오버레이 오차의 다중 파라미터 모델을 이용하면서 병진, 확대 및 회전을 포함하는 오버레이 모델 파라미터가 계산될 수 있다.

Description

리소그래피를 위한 계측법{METROLOGY FOR LITHOGRAPHY}
본 출원은 2012년 7월 5일에 출원된 미국 임시 출원 제61/668,277호에 대해 우선권을 주장하며, 이러한 출원의 내용은 원용에 의해 전체로서 본원에 포함된다.
본 발명은 예를 들어 리소그래피 기술에 의해 디바이스를 제조하는데 이용가능한 계측을 위한 방법 및 장치에 관한 것이고, 리소그래피 기술을 이용하여 디바이스를 제조하는 방법에 관한 것이다.
리소그래피 장치는 기판, 통상적으로 기판의 타겟부 상에 요구되는 패턴을 부여하는 기기이다. 리소그래피 장치는 예를 들어 집적 회로(IC)의 제조에 이용될 수 있다. 이러한 경우, 대안적으로 마스크 또는 레티클로 지칭되는 패터닝 디바이스가 IC의 개별 층 상에 형성될 회로 패턴을 생성하기 위해 이용될 수 있다. 이러한 패턴은 기판(예를 들어, 실리콘 웨이퍼) 상의 타겟부(예를 들어, 다이의 일부, 하나 또는 몇몇 다이들을 포함) 상으로 전사될 수 있다. 패턴의 전사는 통상적으로 기판 상에 제공된 방사선 감응 재료(레지스트)의 층 상으로 이미징을 통해 이루어진다. 일반적으로, 단일 기판은 연속하여 패터닝되는 인접한 타겟부의 네트워크를 포함할 것이다. 공지된 리소그래피 장치는, 한번에 타겟부 상으로 전체 패턴을 노광함으로써 각각의 타겟부가 조사(irradiate)되는 이른바 스텝퍼, 및 주어진 방향("스캐닝" 방향)으로 방사선 빔을 통해 패턴을 스캔하는 동시에 이러한 방향에 평행 또는 반-평행하게 기판을 스캔함으로써 각각의 타겟부가 조사되는 이른바 스캐너를 포함한다. 또한 기판 상으로 패턴을 임프린트함으로써 패터닝 디바이스로부터 기판으로 패턴을 전사하는 것도 가능하다.
리소그래피 공정에서는 때때로, 예를 들면 공정 제어 및 검증을 위해 생성된 구조에 대해 측정을 수행하는 것이 바람직하다. 이러한 측정을 수행하기 위한 다양한 툴이 공지되어 있고, 여기에는 임계 치수(CD)를 측정하는데 종종 이용되는 주사 전자 현미경과, 오버레이, 즉 디바이스에서 2개 층의 정렬의 정확도를 측정하기 위한 전용 툴이 포함된다. 최근에는, 다양한 형태의 스캐터로미터가 리소그래피 분야에서 이용되도록 개발되었다. 이러한 디바이스는 타겟 상으로 방사선 빔을 지향시키고, 산란된 방사선의 하나 이상의 특성 - 예를 들면, 파장의 함수로서 단일한 반사각에서의 세기; 반사된 각도의 함수로서 하나 이상의 파장에서의 세기; 또는 반사된 각도의 함수로서의 편광 - 을 측정하여 "스펙트럼"을 획득하며, 이러한 스펙트럼으로부터 타겟의 관심 특성이 결정될 수 있다. 관심 특성의 결정은 다양한 기술에 의해 수행될 수 있다: 예를 들면, 정밀 결합파 분석(RCWA) 또는 유한 요소법과같은 반복적인 접근법에 의한 타겟 구조체의 재구성; 라이브러리 탐색; 및 주성분 분석에 의해 수행될 수 있다.
일부 기존의 스캐터로미터에 의해 이용되는 타겟은 비교적 크고, 예를 들면 40㎛ × 40㎛이고, 격자 및 측정 빔은 격자보다 작은 스팟을 생성한다(즉, 격자는 언더필(underfill) 상태). 이에 의해 타겟의 수학적 재구성이 단순화되는데, 이는 무한(infinite)으로 간주될 수 있기 때문이다. 그러나, 타겟의 크기를 예를 들면 10㎛ × 10㎛ 이하로 줄여, 예컨대 타겟이 스크라이브 레인보다는 제품 피처 사이에 위치할 수 있도록 하기 위해, 격자가 측정 스팟보다 작게 만들어지는 측정법이 제안되었다(즉, 격자는 오버필(overfill) 상태). 통상적으로 이러한 타겟은, (경면 반사에 대응하는) 0차 회절이 차단되고 보다 높은 차수만이 처리되는 암시야 산란측정을 이용하여 측정된다. 회철 차수의 암시야 검출을 이용하는 회절 기반 오버레이는 보다 작은 타겟 상에서 오버레이 측정을 가능하게 한다. 이러한 타겟은 조명 스팟보다 작을 수 있고, 웨이퍼 상의 제품 구조체에 의해 둘러싸일 수 있다. 다수의 타겟이 하나의 이미지로 측정될 수 있다.
공지된 암시야 측정 기술에서는, -1차 및 +1차 회절 세기를 별도로 얻기 위해 타겟을 회전시키거나 조명 모드 또는 이미징 모드를 변경하면서, 특정 조건 하에서 타겟을 2회 측정함으로써 오버레이 측정 결과를 얻게 된다. 주어진 격자에 대해 이러한 세기를 비교하면 격자에서의 비대칭의 측정치를 얻게 되고, 오버레이 격자에서의 비대칭은 오버레이 오차를 표시하는 것으로서 이용될 수 있다.
공지된 암시야 이미지 기반 오버레이 측정은 신속하고 계산상으로 매우 단순하지만(보정된 경우), 이는 오버레이가 타겟 구조체에서 비대칭의 유일한 원인이라는 가정에 의존한다. 스택에서의 임의의 여타 비대칭, 예를 들면 중첩된 격자 중 하나 또는 양자 모두 내에서 피처의 비대칭 또한 1차 비대칭을 유발한다. 오버레이와 관련되지 않는 이러한 비대칭은 오버레이 측정을 분명히 교란시키며, 부정확한 오버레이 결과를 제공한다. 오버레이 격자의 하부 격자에서의 비대칭은 통상적인 형태의 피처 비대칭이다. 이는 예를 들어 하부 격자가 처음에 형성된 후 수행되는 화학 기계적 연마(CMP)와 같은 웨이퍼 처리 단계에서 발생할 수 있다.
따라서 현 시점에서 통상의 기술자라면, 한편으로는 오버레이 측정을 제공하지만 비대칭의 기타 다른 원인이 존재하는 경우 부정확하기 쉬운 단순하고도 신속한 측정 프로세스와, 다른 한편으로는 계산상으로 철저하고 퓨필 이미지가 오버레이 격자의 환경으로부터의 신호로 오염되어 재구성이 어려워지는 것을 방지하기 위해 통상적으로 큰 언더필 상태인 격자를 여러 번 측정해야 하는 보다 전통적인 기법 사이에서 선택해야 한다.
그러므로, 타겟 구조체를 위해 요구되는 기판의 영역을 최소화하면서도 오버레이 및 이와 다른 영향에 의해 유발되는 타겟 구조체 비대칭에 대한 기여도를 보다 직접적이고도 단순한 방식으로 구별하는 것이 필요하다.
종래의 공지된 기술에 비해 수율 및 정확성이 개선될 수 있는, 타겟 구조체를 이용하는 오버레이 계측을 위한 방법 및 장치를 제공하는 것이 바람직하다. 나아가, 본 발명이 이에 제한되지는 않지만, 암시야 이미지 기반 기법으로 판독될 수 있는 작은 타겟 구조체에 적용될 수 있다면 큰 장점을 가질 것이다.
본 발명의 제1 양상에 따르면, 리소그래피 공정의 파라미터를 측정하는 방법이 제공되며 이러한 방법은, 상기 리소그래피 공정을 이용하여 복수의 타겟 구조체를 형성하는 단계로서, 상기 복수의 타겟 구조체는 기판에 걸쳐 복수의 위치에 분산되어 있고 다수의 상이한 오버레이 바이어스 값이 상기 타겟 구조체에 걸쳐 분산되어 있는 중첩된(overlaid) 주기적 구조체를 가지며, 상기 타겟 구조체 중 적어도 몇몇은 상기 상이한 오버레이 바이어스 값의 수보다 적은 수의 중첩된 주기적 구조체를 포함하는, 타겟 구조체 형성 단계; 상기 타겟 구조체를 조명하고 상기 타겟 구조체에 의해 산란되는 방사선에서 비대칭을 검출하는 단계; 및 검출된 상기 비대칭을 이용하여 상기 파라미터를 결정하는 단계를 포함한다.
본 발명의 제2 양상에 따르면, 리소그래피 공정의 파라미터를 측정하기 위한 검사 장치가 제공되며 이러한 장치는, 복수의 타겟 구조체를 갖는 기판을 위한 지지체로서, 상기 복수의 타겟 구조체는 상기 기판에 걸쳐 복수의 위치에 분산되어 있고 다수의 상이한 오버레이 바이어스 값이 상기 타겟 구조체에 걸쳐 분산되어 있는 중첩된 주기적 구조체를 가지며, 상기 타겟 구조체 중 적어도 몇몇은 상기 상이한 오버레이 바이어스 값의 수보다 적은 수의 중첩된 주기적 구조체를 포함하는, 지지체; 상기 타겟 구조체를 조명하고 상기 타겟 구조체에 의해 산란되는 방사선에서 비대칭을 검출하기 위한 광학 시스템; 및 검출된 상기 비대칭을 이용하여 상기 파라미터를 결정하도록 구성되는 프로세서를 포함한다.
본 발명의 제3 양상에 따르면, 프로세서로 하여금 제1 양상에 따른 방법의 처리를 수행하게 하기 위한 기계 판독가능 명령을 포함하는 컴퓨터 프로그램 제품이 제공된다.
본 발명의 제4 양상에 따르면, 리소그래피 장치를 포함하는 리소그래피 시스템이 제공되며, 리소그래피 장치는 패턴을 조명하도록 구성되는 조명 광학 시스템; 기판 상에 상기 패턴의 이미지를 투영하도록 구성되는 투영 광학 시스템; 및 제2 양상에 따른 검사 장치를 포함한다. 리소그래피 장치는 상기 패턴을 추가적인 기판에 적용하는데 상기 검사 장치로부터의 측정 결과를 이용하도록 구성된다.
본 발명의 제5 양상에 따르면, 디바이스 제조 방법이 제공되며, 리소그래피 공정을 이용하여 디바이스 패턴이 일련의 기판에 적용되고, 이러한 방법은 제1 양상에 따른 방법을 이용하여 적어도 하나의 기판 상에 상기 디바이스 패턴의 일부로서 형성되거나 상기 디바이스 패턴 이외에 형성되는 적어도 하나의 주기적 구조체를 검사하는 단계, 및 상기 방법의 결과에 따라 이후의 기판을 위해 상기 리소그래피 공정을 제어하는 단계를 포함한다.
본 발명의 제6 양상에 따르면, 복수의 타겟 구조체를 포함하는 기판이 제공되며, 복수의 타겟 구조체는 기판에 걸쳐 복수의 위치에 분산되어 있고 다수의 상이한 오버레이 바이어스 값이 상기 타겟 구조체에 걸쳐 분산되어 있는 중첩된 주기적 구조체를 가지며, 상기 타겟 구조체 중 적어도 몇몇은 상기 상이한 오버레이 바이어스 값의 수보다 적은 수의 중첩된 주기적 구조체를 포함한다.
본 발명의 다양한 실시예의 구조 및 동작뿐만 아니라, 본 발명의 추가적인 특징 및 장점에 관해, 이제 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 기술할 것이다. 본 발명은 본원에서 기술되는 특정 실시예로 한정되지 않는다는 점에 주목해야 한다. 이러한 실시예는 단지 예시의 목적으로 본원에서 제시된 것이다. 부가적인 실시예는 본원에 포함된 교시 내용에 기초할 때 통상의 기술자에게 명백할 것이다.
본원에 통합되고 본 명세서의 일부를 이루는 첨부된 도면은 본 발명을 예시하는 것이며, 상세한 설명과 함께 본 발명의 원리를 설명하고 통상의 기술자가 본 발명을 실시 및 이용할 수 있도록 하는 역할을 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 리소그래피 장치를 나타낸다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 리소그래피 셀 또는 클러스터를 나타낸다.
도 3은 (a) 제1 쌍의 조명 개구부를 이용하여 본 발명의 실시예에 따라 타겟을 측정하는데 이용되는 암시야 스캐터로미터에 대한 개략도, (b) 주어진 조명 방향에 대해 타겟 격자의 회절 스펙트럼에 대한 세부도, (c) 회절 기반 오버레이 측정을 위해 스캐터로미터를 이용하는데 추가적인 조명 모드를 제공하는 제2 쌍의 조명 개구부, 및 (d) 제1 쌍의 개구부와 제2 쌍의 개구부를 조합하는 제3 쌍의 조명 개구부를 나타낸다.
도 4는 공지된 형태의 다수의 격자 타겟 및 기판 상의 측정 스팟의 개략도를 나타낸다.
도 5는 도 3의 스캐터로미터에서 획득되는 도 4의 타겟의 이미지를 나타낸다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 오버레이 측정 방법을 나타내는 흐름도이다.
도 7은 피처 비대칭의 영향을 받지 않는 이상적인 타겟 구조체에서의 오버레이 측정의 원리를 나타낸다.
도 8은 본 발명의 일 실시예를 이용하는 피처 비대칭의 교정과 함께 이상적이지 않은 타겟 구조체에서의 오버레이 측정의 원리를 나타낸다.
도 9는 제품 영역, 스크라이브 레인 영역 및 계측 타겟을 갖는 패터닝 디바이스를 스크라이브 레인 영역 및 제품 영역으로 나타낸다.
도 10은 본 발명의 실시예와 함께 이용되는 패터닝 디바이스의 일 실시예를 나타낸다.
도 11은 기판에 걸쳐 분산되어 있고 본 발명의 실시예에서 이용될 수 있는 바이어스 스킴을 갖는 3개의 복합 격자 구조체를 나타내고, 오버레이 측정의 2가지 직교 방향에 대해 복합 격자를 조합하고 있다.
도 12는 기판에 걸쳐 분산되어 있고 본 발명의 실시예에서 이용될 수 있는 바이어스 스킴을 갖는 5개의 복합 격자 구조체를 나타낸다.
본 발명의 특징 및 장점은 도면과 관련하여 고려될 때 이하 제시되는 상세한 설명으로부터 더 명백해질 것이고, 도면에서는 유사한 도면 부호가 대응되는 요소를 식별하게 된다. 도면에서, 유사한 도면 부호는 일반적으로 동일하거나, 기능상 유사하거나, 및/또는 구조상 유사한 요소를 나타낸다. 요소가 처음으로 나타나는 도면은, 대응하는 도면 부호에서 가장 좌측의 숫자로 표시된다.
본 명세서는 본 발명의 특징을 포함하는 하나 이상의 실시예를 개시한다. 개시된 실시예(들)는 발명의 예시에 불과하다. 발명의 범위는 개시된 실시예(들)에 한정되는 것이 아니다. 발명은 첨부된 청구범위에 의해 정해진다.
기술되는 실시예(들) 및 명세서에서 언급되는 "일 실시예", "실시예", "예시적인 실시예" 등은 기술되는 실시예(들)가 특정의 요소, 구조 또는 특징을 포함할 수 있지만, 모든 실시예가 그 특정의 요소, 구조 또는 특징을 필수적으로 포함하여야 하는 것은 아님을 의미한다. 또한, 이러한 표현이 반드시 동일한 실시예를 지칭하는 것은 아니다. 또한, 특정의 요소, 구조 또는 특징이 실시예와 관련해서 기재된 경우에, 명시적으로 기술되었는지 여부에 관계없이, 다른 실시예와 관련해서 이러한 요소, 구조 또는 특징을 당업자의 지식 내에서 실시할 수 있음을 이해할 것이다.
발명의 실시예는 하드웨어, 펌웨어, 소프트웨어 또는 이들의 임의의 조합으로 구현될 수 있다. 발명의 실시예는 하나 이상의 프로세서에 의해 판독되어 실행될 수 있는 기계 판독가능한 매체에 저장된 명령으로서 구현될 수도 있다. 기계 판독가능한 매체는 기계(예를 들어, 컴퓨팅 장치)에 의해 판독가능한 형태로 정보를 저장 또는 전송할 수 있는 어떠한 메커니즘도 포함할 수 있다. 예를 들어, 기계 판독가능한 매체로는, 판독전용 메모리(ROM); 랜덤 액세스 메모리(RAM); 자기 디스크 저장 매체; 광학 저장 매체; 플래시 메모리 장치; 전기, 광학, 음향 또는 그외 다른 형태의 전파 신호(예를 들어, 반송파, 적외선 신호, 디지털 신호 등) 등을 예로 들 수 있다. 또한, 펌웨어, 소프트웨어, 루틴, 명령 등은 소정의 동작을 수행하는 것으로 본 명세서에 제시될 수 있다. 그러나, 이러한 설명은 설명의 편의를 위한 것이며, 이러한 동작은 사실상 컴퓨팅 장치, 프로세서, 컨트롤러, 또는 그외 다른 장치가 펌웨어, 소프트웨어, 루틴, 명령 등을 실행함으로써 이루어진다 점을 이해하여야 한다.
본 발명의 실시예를 구체적으로 설명하기 전에, 본 발명의 실시예가 구현될 수 있는 환경의 예를 제시하는 것이 바람직할 것이다.
도 1은 리소그래피 장치(LA)를 개략적으로 나타내고 있다. 리소그래피 장치는 방사선 빔(B)(예를 들어, UV 방사선 또는 DUV 방사선)을 조절하도록 구성된 조명 시스템(조명기)(IL); 패터닝 디바이스(예를 들어, 마스크)(MA)를 지지하도록 구성되고 또한 특정의 파라미터에 따라 패터닝 디바이스를 정확하게 위치 설정하도록 구성된 제1 위치설정기(PM)에 연결된 패터닝 디바이스 지지체 또는 지지 구조체(예를 들어, 마스크 테이블)(MT); 기판(예를 들어, 레지스트로 코팅된 웨이퍼)(W)을 유지하도록 구성되고 또한 특정의 파라미터에 따라 기판을 정확하게 위치 설정하도록 구성된 제2 위치설정기(PW)에 연결된 기판 테이블(예를 들어, 웨이퍼 테이블)(WT); 및 패터닝 디바이스(MA)에 의해 방사선 빔(B)에 부여된 패턴을 기판(W)의 타겟부(C)(예를 들어, 하나 이상의 다이를 포함)상에 투영하도록 구성된 투영 시스템(예를 들어, 굴절형 투영 렌즈 시스템)(PS)을 포함한다.
조명 시스템은 방사선을 지향, 정형(shaping) 또는 제어하기 위한, 굴절형, 반사형, 자기형, 전자기형, 정전형 또는 그외 다른 유형의 광학 부품, 또는 이들의 임의의 조합 등의 다양한 종류의 광학적 구성요소를 포함할 수 있다.
패터닝 디바이스 지지체는 패터닝 디바이스의 배향, 리소그래피 장치의 설계, 및 예를 들어 패터닝 디바이스가 진공 환경에서 유지되고 있는지 여부 등의 기타 조건에 의존하는 방식으로 패터닝 디바이스를 유지한다. 패터닝 디바이스 지지체는 기계 방식, 진공 방식, 정전 방식 또는 그외 다른 클램핑 기술을 사용하여 패터닝 디바이스를 유지할 수 있다. 패터닝 디바이스 지지체는 필요에 따라 고정되거나 이동가능한 프레임 또는 테이블이 될 수 있다. 패터닝 디바이스 지지체는 패터닝 디바이스를, 예를 들면 투영 시스템에 대하여 원하는 위치에 배치되도록 하는 것이 가능하다. 본 명세서에서 사용되고 있는 "레티클" 또는 "마스크"라는 용어는 모두 "패터닝 디바이스"라고 하는 보다 일반적인 용어와 동일한 의미로서 고려되어도 된다.
본 명세서에서 사용되고 있는 "패터닝 디바이스"라고 하는 용어는 기판의 다겟부에 패턴을 형성하는 등 방사선 빔의 단면에 패턴을 부여하기 위해 사용될 수 있는 것이면 어떠한 디바이스도 가능한 것으로 넓게 해석되어야 한다. 또한, 방사선 빔에 부여되는 패턴은, 예를 들어 그 패턴이 위상 편이 피처(phase-shifting feature) 또는 소위 어시스트 피처(assist feature)를 포함하는 경우에, 기판의 타겟부의 원하는 패턴과 정확하게 대응하지 않을 수도 있다. 통상적으로, 방사선 빔에 부여된 패턴은 집적 회로 등의 타겟부 내에 만들어지는 디바이스 내의 특정의 기능 층에 대응할 것이다.
패터닝 디바이스는 투과형 또는 반사형으로 할 수 있다. 패터닝 디바이스의 예로서는, 마스크, 프로그램가능 미러 어레이(programmable mirror array), 및 프로그램가능 LCD 패널을 들 수 있다. 마스크는 리소그래피 분야에서는 주지되어 있으며, 바이너리(binary), 교대형 위상 편이(alternating phase-shift), 및 감쇠형 위상 편이(attenuated phase-shift) 등의 마스크 타입뿐만 아니라 다양한 하이브리드 마스크 타입을 포함한다. 프로그램가능 미러 어레이의 일례로서 소형의 미러로 이루어진 매트릭스형 배치 구성을 채택하고, 소형 미러의 각각은 입사하는 방사선 빔을 여러 방향으로 반사시키도록 개별적으로 경사지게 될 수 있다. 경사진 미러는 미러 매트릭스에 의해 반사되는 방사선 빔에 패턴을 부여한다.
본 명세서에서 사용되는 "투영 시스템"이란 용어는, 사용되는 노광 방사선에 적절하게, 또는 액침액의 사용이나 진공의 사용 등과 같은 다른 요인에 적절하게, 굴절형, 반사형, 반사 굴절형, 자기형, 전자기형, 및 정전형 광학 시스템 또는 이들의 임의의 조합을 포함하는 임의의 타입의 투영 시스템을 포괄하는 것으로 넓게 해석되어야 한다. 본 명세서에서 사용되는 "투영 렌즈"라는 용어는, "투영 시스템"이라고 하는 보다 일반적인 용어와 동일 의미로서 고려되어도 된다.
본 명세서에서 설명하는 바와 같이, 리소그래피 장치는 투과형 타입(예를 들어, 투과형 마스크를 채택)의 장치이다. 이와 달리, 리소그래피 장치를 반사형 타입(예를 들어, 앞서 설명한 타입의 프로그램가능 미러 어레이를 채택한 것 또는 반사 마스크를 채택한 것)의 장치일 수 있다.
리소그래피 장치는 2개(듀얼 스테이지) 또는 그 이상의 기판 테이블(및/또는 둘 이상의 마스크 테이블)을 갖는 타입일 수 있다. 이와 같은 "다중 스테이지" 기기에서는, 추가의 테이블을 병행하여 사용해도 되고, 또는 예비 공정을 하나 이상의 테이블에서 실행하면서, 다른 하나 이상의 테이블을 노광에 사용해도 된다.
리소그래피 장치는 투영 시스템과 기판 사이의 공간을 채우기 위해, 비교적 높은 굴절률을 갖는 액체, 예를 들어 물에 의해 기판의 적어도 일부를 덮은 타입일 수 있다. 리소그래피 장치 내의 다른 공간, 예를 들어 마스크와 투영 시스템 사이의 공간에, 액침 액을 적용하는 것도 가능하다. 액침 기술은 투영 시스템의 개구수를 증가시키는 것으로서 본 기술분야에 잘 알려져 있다. 본 명세서에서 사용되는 "액침"이라는 용어는 기판 등의 구조체를 액체에 담그는 것이라기보다는 노광 중에 투영 시스템과 기판 사이에 액체가 위치하는 것을 의미한다.
도 1을 참조하면, 조명기(IL)는 방사선 소스(SO)로부터 방사선 빔을 수광한다. 예를 들어, 방사선 소스가 엑시머 레이저인 경우에는, 방사선 소스 및 리소그래피 장치를 별개의 구성 요소일 수 있다. 이러한 경우에, 방사선 소스는 리소그래피 장치의 일부를 형성하는 것으로 보지 않으며, 예를 들어 적절한 지향 미러 및/또는 빔 확장기를 구비하는 빔 전달 시스템(BD)에 의해, 방사선 빔이 방사선 소스(SO)로부터 조명기(IL)까지 전달된다. 다른 경우로서, 예를 들어 방사선 소스가 수은 램프인 경우에는, 방사선 소스가 리소그래피 장치와 일체를 이루는 부분이 될 수 있다. 방사선 소스(SO)와 조명기(IL)는, 필요에 따라 빔 전달 시스템(BD)과 함께 방사선 시스템으로 지칭될 수 있다.
조명기(IL)는 방사선 빔의 각도 세기 분포를 조정하는 조정기(adjuster)(AD)를 포함할 수 있다. 일반적으로, 조명기의 동공면 내의 세기 분포 중의 적어도 외측 및/또는 내측 반경 범위(통상, 각각 외측-σ 및 내측-σ라고 함)를 조정할 수 있다. 또한, 조명기(IL)는 집속기(integrator)(IN)와 집광기(condenser)(CO) 등의 다른 각종 구성요소를 포함할 수 있다. 조명기를 사용하여 방사선 빔을 조절함으로써, 방사선 빔의 단면에서 원하는 균일성과 세기 분포를 얻을 수 있다.
방사선 빔(B)은 패터닝 디바이스 지지체(예를 들어, 마스크 테이블)(MT) 상에 유지되는 패터닝 디바이스(예를 들어, 마스크)(MA)에 입사하고, 패터닝 디바이스에 의해 패터닝된다. 방사선 빔(B)이 패터닝 디바이스(예컨대, 마스크)(MA)를 지나, 투영 시스템(PS)을 통과하면, 투영 시스템에 의해, 기판(W)의 타겟부(C) 상으로 빔이 집광된다. 제2 위치설정기(PW)와 위치 센서(IF)(예를 들어, 간섭계 디바이스, 선형 인코더, 2-D 인코더 또는 용량성 센서)를 사용하여, 기판 테이블(WT)을 정확하게 이동시켜, 예를 들어 여러 타겟부(C)를 방사선 빔(B)의 경로 내에 위치시킬 수 있다. 마찬가지로, 제1 위치설정기(PM) 및 다른 위치 센서(도 1에는 명시적으로 도시되어 있지 않음)를 사용하여, 예를 들어 마스크 라이브러리로부터의 기계적 인출 이후 또는 스캔 중에, 패터닝 디바이스(예를 들어, 마스크)(MA)를 방사선 빔(B)의 경로에 대하여 정확하게 위치시킬 수 있다. 일반적으로, 패터닝 디바이스 지지체(예를 들어, 마스크 테이블)(MT)의 이동은 제1 위치설정기(PM)의 일부를 형성하는 롱-스트로크 모듈(long-stroke module; 개략적 위치 설정) 및 숏-스트로크 모듈(short-stroke module; 미세 위치 설정)을 사용하여 구현될 수 있다. 마찬가지로, 기판 테이블(WT)의 이동은 제2 위치설정기(PW)의 일부를 형성하는 롱-스트로크 모듈 및 숏-스트로크 모듈을 사용하여 구현될 수 있다. 스텝퍼의 경우에(스캐너와는 대조적으로), 패터닝 디바이스 지지체(예를 들어, 마스크 테이블)(MT)은 숏-스트로크 액추에이터에만 연결되거나 고정될 수 있다.
패터닝 디바이스(예를 들어, 마스크)(MA)와 기판(W)은 마스크 정렬 마크(M1, M2)와 기판 정렬 마크(P1, P2)를 사용하여 정렬될 수 있다. 도시된 바와 같은 기판 정렬 마크는 특정의 타겟부를 점유하지만, 타겟부들 사이의 공간에 위치될 수도 있다(이들은 스크라이브 레인 정렬 마크로서 알려져 있음). 마찬가지로, 둘 이상의 다이가 패터닝 디바이스(예를 들어, 마스크)(MA) 상에 제공된 경우에, 마스크 정렬 마크는 다이와 다이 사이에 위치될 수 있다. 작은 정렬 마커 또한 다이 내에서 디바이스 피처 사이에 포함될 수 있고, 이러한 경우 마커는 가능한 작으며 인접한 피처와 상이한 이미징 또는 공정 조건을 요하지 않는 것이 바람직하다. 정렬 마커를 검출하는 정렬 시스템이 이하 추가로 기술된다.
도시된 리소그래피 장치는 이하에 설명하는 모드 중 하나 이상의 모드로 사용될 수 있다.
1. 스텝 모드에서는, 패터닝 디바이스 지지체(예를 들어, 마스크 테이블)(MT)와 기판 테이블(WT)을 실질적으로 정지 상태로 유지하면서, 방사선 빔에 부여되는 패턴 전체를 일시에 타겟부(C)에 투영한다(즉, 단일 정적 노광). 이후, 기판 테이블(WT)을 X방향 및/또는 Y방향으로 이동시켜, 다른 타겟부(C)를 노광할 수 있다. 스텝 모드에서는, 노광 필드의 최대 크기에 의해, 단일 정적 노광에서 이미징되는 타겟부(C)의 크기가 제한된다.
2. 스캔 모드에서는, 패터닝 디바이스 지지체(예를 들어, 마스크 테이블)(MT)와 기판 테이블(WT)을 동기적으로 스캐닝하면서, 방사선 빔에 부여된 패턴이 타겟부(C)에 투영된다(즉, 단일 동적 노광). 패터닝 디바이스 지지체(예를 들어, 마스크 테이블)(MT)에 대한 기판 테이블(WT)의 속도와 방향은 투영 시스템(PS)의 확대율(축소율) 및 이미지 반전 특성에 의해 정해질 수 있다. 스캔 모드에서, 노광 필드의 최대 크기에 의해 단일 동적 노광에서의 타겟부의 폭(비-스캐닝 방향)이 제한되는 한편, 스캐닝 이동의 길이에 의해 타겟부의 높이(스캐닝 방향)가 결정된다.
3. 또 다른 모드에서는, 패터닝 디바이스 지지체(예를 들어, 마스크 테이블)(MT)가 프로그램가능 패터닝 디바이스를 유지하면서 실질적으로 정지 상태로 유지되고, 기판 테이블(TW)을 이동시키거나 스캐닝하면서, 방사선 빔에 부여된 패턴을 타겟부(C)에 투영한다. 이 모드에서는, 일반적으로 펄스형 방사선 소스(pulsed radiation source)를 채택하고, 프로그램가능 패터닝 디바이스는 기판 테이블(WT)의 각각의 이동 후에 또는 스캔 중의 연속하는 방사선 펄스 사이에서, 필요에 따라 업데이트된다. 이 동작 모드는 앞서 설명한 것과 같은 타입의 프로그램가능한 미러 어레이 등의 프로그램가능한 패터닝 디바이스를 사용하는 마스크 없는 리소그래피(maskless lithography)에 용이하게 적용할 수 있다.
앞서 설명한 모드의 조합 및/또는 변형, 또는 전혀 다른 모드를 채택해도 된다.
리소그래피 장치(LA)는 2개의 기판 테이블(WTa, WTb) 및 2개의 스테이션 - 노광 스테이션 및 측정 스테이션 - 을 갖는 이른바 듀얼 스테이지 타입이고, 이러한 스테이션 사이에서 기판 테이블이 교환될 수 있다. 한 기판 테이블 상의 하나의 기판이 노광 스테이션에서 노광되는 동안, 다른 기판은 측정 스테이션에서 나머지 기판 테이블 상으로 로딩될 수 있고, 다양한 예비 단계가 수행될 수 있다. 이러한 예비 단계는 레벨 센서(LS)를 이용하여 기판의 표면 제어를 매핑하는 것, 그리고 정렬 센서(AS)를 이용하여 기판 상의 정렬 마커의 위치를 측정하는 것을 포함할 수 있다. 이에 의해 장치의 수율이 실질적으로 증가될 수 있다. 노광 스테이션뿐만 아니라 측정 스테이션에 있는 동안에 위치 센서(IF)가 기판 테이블의 위치를 측정할 수 없는 경우, 양자의 스테이션에서 기판 테이블의 위치를 추적할 수 있도록 제2의 위치 센서가 제공될 수 있다.
도 2에 도시된 바와 같이, 리소그래피 장치(LA)는 리소셀(lithocell) 또는 클러스터로도 지칭되는 리소그래픽 셀(LC)의 일부를 형성하며, 리소그래피 셀은 또한 기판에 대해 노광-전 공정 및 노광-후 공정을 수행하기 위한 장치를 포함한다. 통상적으로, 이러한 장치는 레지스트층을 증착하는 스핀 코터(spin coater)(SC), 노광된 레지스트를 현상하는 현상기(DE), 냉각 플레이트(chill plate, CH), 및 베이크 플레이트(bake plate, BK)를 포함한다. 기판 핸들러 또는 로봇(RO)이 입력/출력 포트(I/O1, I/O2)로부터 기판을 픽업하여, 이들을 상이한 공정 장치 간에 이동시키며, 그 후 리소그래피 장치의 로딩 베이(loading bay, LB)에 전달한다. 통칭하여 트랙으로도 지칭되는 이들 장치는 감독 제어 시스템(supervisory control system, SCS)에 의해 제어되는 트랙 제어 유닛(TCU)의 제어 하에 있게 되며, 감독 제어 시스템은 또한 리소그래피 제어 유닛(LACU)을 통해 리소그래피 장치를 제어한다. 그러므로, 수율 및 처리 효율을 최대화하기 위해 상이한 장치가 작동될 수 있다.
암시야 계측법의 예는 국제 특허출원 WO 2009/078708 및 WO 2009/106279에서 찾을 수 있고, 이러한 문헌은 원용에 의해 전체로서 본원에 통합된다. 이러한 기술의 추가적인 발전 사항은 미국 특허공개 US20110027704A, US20110043791A, 및 공개된 미국 특허 출원 US 20120123581에 기술되어 있다. 이러한 모든 문헌의 내용 또한 원용에 의해 본원에 통합된다.
발명의 실시예에서 이용하기에 적합한 암시야 계측 장치가 도 3(a)에 도시되어 있다. 타겟 격자(T) 및 회절된 광선은 도 3(b)에 보다 상세하게 도시되어 있다. 암시야 계측 장치는 리소그래피 장치(LA)에서, 예컨대 측정 스테이션에서, 또는 리소그래피 셀(LC)에서 독립형 디바이스이거나 이에 통합될 수 있다. 이러한 장치를 통해 몇몇 분기를 갖는 광축은 점선(O)으로 나타낸다. 이러한 장치에서, 소스(11)(예컨대, 제논 램프)에 의해 방출되는 광은 렌즈(12, 14) 및 대물 렌즈(16)를 포함하는 광학 시스템에 의해 빔 스플리터(15)를 통해 기판(W) 상으로 지향된다. 이러한 렌즈는 4F 배열의 이중 시퀀스로 배열된다. 검출기 상에 기판 이미지를 제공함과 동시에 공간 주파수 필터링을 위한 중간의 동공면에 대한 액세스를 허용한다면 이와 다른 렌즈 배열도 이용될 수 있다. 그러므로, 방사선이 기판 상에 입사되는 각도 범위는, 기판 평면의 공간 스펙트럼을 나타내는 평면에서 공간 세기 분포를 정함으로써 선택될 수 있고, 이러한 평면은 본원에서 (공액) 동공면이라 지칭된다. 특히, 이는 대물 렌즈 동공면의 역투영 이미지인 평면에, 렌즈(12)와 렌즈(14) 사이에 적합한 형태의 개구 플레이트(13)를 삽입함으로써 이루어질 수 있다. 도시된 예에서, 개구 플레이트(13)는 13N 및 13S로 표기된 상이한 형태를 가짐으로써, 상이한 조명 모드가 선택될 수 있게 된다. 본 예시에서 조명 시스템은 오프 액시스(off-axis) 조명 모드를 형성한다. 제1 조명 모드에서, 개구 플레이트(13N)는 단지 설명을 위한 목적으로 "북쪽"으로 지정된 방향으로부터 오프 액시스를 제공한다. 제2 조명 모드에서는, "남쪽"으로 표기된 반대 방향으로부터 유사한 조명을 제공하기 위해서 개구 플레이트(13S)가 이용된다. 상이한 개구부를 이용함으로써 다른 조명 모드도 가능하다. 필요한 조명 모드 외부의 어떠한 불필요한 광도 필요한 측정 신호와 간섭하게 될 것이므로, 동공면의 나머지는 암 상태인 것이 바람직하다.
도 3(b)에 도시된 바와 같이, 타겟 격자(T)는 대물 렌즈(16)의 광축(O)에 수직으로 기판(W)과 함께 배치된다. 광축(O)에서 벗어난 소정 각도로 격자(T)에 충돌하는 조명 광선(I)에 의해 0차 광선(실선 0) 및 2개의 1차 광선(1점 쇄선 +1 및 2점 쇄선 -1)이 생긴다. 오버필 상태의 작은 타겟 격자의 경우, 이러한 광선은 계측 타겟 격자(T) 및 다른 피처를 포함하는 기판의 영역을 커버하는 많은 평행 광선 중의 하나에 불과하다는 점을 기억해야 한다. 플레이트(13)의 개구가 (유용한 양의 광을 수용하기 위해 필요한) 한정된 폭을 가지므로, 입사 광선(I)은 실제로 소정 각도 범위를 차지할 것이고, 회절된 광선(0 및 +1/-1)은 약간 확산될 것이다. 작은 타겟의 포인트 확산 함수에 따라, 각각의 차수 +1 및 -1은 도시된 바와 같이 단일한 이상적인 광선이 아닌 소정 범위의 각도에 걸쳐 추가로 확산될 것이다. 격자 피치 및 조명 각도는, 대물 렌즈로 진입하는 1차 광선이 중앙 광축과 밀접하게 정렬되도록 설계 또는 조정될 수 있다는 점을 주목해야 한다. 도 3(a) 및 3(b)에 도시된 광선은 약간 오프 액시스인 것으로 도시되어 있고, 이는 순전히 광선들을 도면에서 보다 쉽게 구분할 수 있게 하기 위함이다.
적어도 기판(W) 상의 타겟에 의해 회절되는 0차 및 +1차는 대물 렌즈(16)에 의해 집광되고 빔 스플리터(15)를 통해 재지향된다. 도 3(a)로 복귀하면, 북쪽(N) 및 남쪽(S)으로 표기된 정반대인 개구를 지정함에 의해, 제1 조명 모드와 제2 조명 모드가 모두 예시되어 있다. 입사 광선(I)이 광축의 북측으로부터 입사하는 경우, 즉 개구 플레이트(13N)를 이용하여 제1 조명 모드가 적용되는 경우, +1(N)으로 표기된 +1 회절 광선이 대물 렌즈(16)로 진입한다. 대조적으로, 개구 플레이트(13S)를 이용하여 제2 조명 모드가 적용되는 경우, (-1(S)로 표기된) -1 회절 광선이 렌즈(16)로 진입하는 광선이다.
제2 빔 스플리터(17)는 회절된 빔을 2개의 측정 분기로 분할한다. 제1 측정 분기에서, 광학 시스템(18)은 0차 회절 빔과 1차 회절 빔을 이용하여 제1 센서(19)(예컨대, CCD 또는 CMOS 센서) 상에서 타겟의 회절 스펙트럼(동공면 이미지)을 형성한다. 각각의 회절 차수는 센서 상의 상이한 포인트에 충돌하여, 이미지 처리에 의해 차수들이 비교되고 대조될 수 있다. 센서(19)에 의해 캡쳐된 동공면 이미지는, 계측 장치를 포커싱하고, 및/또는 1차 빔의 세기 측정을 정규화하기 위해 이용될 수 있다. 이러한 동공면 이미지는 또한, 재구성과 같은 많은 측정 목적을 위해 이용될 수 있지만, 이는 본 개시내용의 주제가 아니다.
제2 측정 분기에서, 광학 시스템(20, 22)은 센서(23)(예컨대, CCD 또는 CMOS 센서) 상에서 기판(W) 상의 타겟의 이미지를 형성한다. 제2 측정 분기에서, 동공면에 공액 관계인 평면에 구경 조리개(21)가 제공된다. 구경 조리개(21)는, 센서(23) 상에 형성된 타겟의 이미지가 단지 -1차 빔 또는 +1차 빔으로부터 형성되도록, 0차 회절 빔을 차단하는 기능을 한다. 센서(19 및 23)에 의해 캡쳐된 이미지는 이미지 프로세서 및 제어기(PU)로 출력되고, 이의 기능은 수행되는 측정의 특정 유형에 따라 달라질 것이다. "이미지"라는 용어는 본원에서 광의로 사용되고 있음에 주목해야 한다. -1차 및 +1차 중 하나만이 존재하는 경우, 이러한 격자 라인의 이미지는 형성되지 않을 것이다.
도 3에 도시된 특정 형태의 개구 플레이트(13) 및 시야 조리개(21)는 단지 예시이다. 본 발명의 다른 실시예에서는, 타겟의 온 액시스(on-axis) 조명이 이용되고, 오프 액시스 개구부를 갖는 구경 조리개가 이용되어 실질적으로 단지 하나의 1차의 회절광만이 센서로 통과되도록 한다. 또 다른 실시예에서는, 1차 빔에 대신하여 또는 1차 빔에 부가하여, 2차, 3차 및 보다 높은 차수의 빔(도 3에는 미도시)이 측정에 이용될 수 있다.
이러한 상이한 타입의 측정에 조명이 적응될 수 있도록 하기 위해, 개구 플레이트(13)는 디스크 주위에 형성되는 다수의 개구 패턴을 포함할 수 있고, 이러한 디스크는 필요한 패턴이 자리를 잡도록 회전된다. 대안적으로 또는 부가적으로, 동일한 효과를 거두기 위해, 플레이트(13)의 세트가 제공되어 스왑될 수 있다. 변형가능한 미러 어레이 또는 투과형 공간 광 변조기와 같은 프로그램가능 조명 디바이스 또한 이용될 수 있다. 조명 모드를 조정하기 위해 이동형 미러 또는 프리즘이 다른 방식으로 이용될 수 있다.
개구 플레이트(13)와 관련해서 설명한 바와 같이, 이미징을 위한 회절 차수의 선택은 대안적으로, 퓨필 조리개(21)를 변경함으로써, 또는 상이한 패턴을 갖는 퓨필 조리개를 대체함으로써, 또는 고정된 시야 조리개를 프로그램가능 공간 광 변조기로 대체함으로써 이루어질 수 있다. 이러한 경우, 측정 광학 시스템의 조명 측이 일정하게 유지될 수 있는 한편, 이미징 측이 제1 모드 및 제2 모드를 갖는다. 그러므로 본 개시내용에서는, 각각 장점과 단점을 갖는, 실질적으로 3개의 타입의 측정 방법이 제공된다. 한 가지 방법에서는, 조명 모드가 상이한 차수를 측정하도록 변경된다. 다른 방법에서는, 이미징 모드가 변경된다. 세 번째 방법에서는, 조명 모드 및 이미징 모드가 변경되지 않은 채 남아 있지만, 타겟이 180도 회전된다. 각각의 경우에서, 필요한 효과는 동일하며, 즉 타겟의 회절 스펙트럼에서 서로 대칭적으로 반대인 비-0차 회절 방사선의 제1 부분 및 제2 부분을 선택하는 것이다. 원칙적으로, 필요한 차수의 선택은 조명 모드와 이미징 모드를 동시에 변경하는 것을 조합함으로써 이루어질 수 있지만, 이는 장점 없이 단점만 불러올 가능성이 있으므로, 추가로 논의하지 않을 것이다.
본 예시에서 이미징을 위해 이용되는 광학 시스템은 시야 조리개(21)에 의해 제한되는 넓은 입사동을 갖지만, 다른 실시예 또는 응용예에서는, 이미징 시스템의 입사동 크기가 필요한 차수로 제한되도록 충분히 작을 수 있어, 시야 조리개의 역할도 하게 된다. 이하 보다 상세하게 기술하는 바와 같이, 이용될 수 있는 상이한 개구 플레이트가 도 3(c) 및 3(d)에 도시되어 있다.
통상적으로, 타겟 격자는 남-북 또는 동-서로 이어지는 격자 라인으로 정렬될 것이다. 다시 말해서, 격자는 기판(W)의 X 방향 또는 Y 방향으로 정렬될 것이다. 개구 플레이트(13N 또는 13S)는 단지 하나의 방향(셋업에 따라 X 또는 Y)으로 향하는 격자를 측정하는데 이용될 수 있다는 점에 주목해야 한다. 직교 격자의 측정을 위해, 90° 및 270°의 타겟 회전이 이루어질 수 있다. 그러나 보다 편리하게는, 도 3(c)에 도시된 바와 같이, 개구 플레이트(13E 또는 13W)를 이용하여, 동쪽 또는 서쪽으로부터의 조명이 조명 광학기에서 제공된다. 개구 플레이트(13N 또는 13W)는 별개로 형성되고 상호교환될 수 있거나, 90, 180, 또는 270도 회전될 수 있는 단일한 개구 플레이트일 수 있다. 이미 언급한 바와 같이, 조명 개구 플레이트(13) 대신에, 도 3(c)에 도시된 오프 액시스 개구부가 시야 조리개(21)에 제공될 수 있다. 이러한 경우, 조명은 온 액시스일 것이다.
도 3(d)는 제1 쌍과 제2 쌍의 조명 모드를 조합하기 위해 이용될 수 있는 제3 쌍의 개구 플레이트를 나타낸다. 개구 플레이트(13NW)는 북쪽 및 동쪽에 개구를 갖지만, 개구 플레이트(13SE)는 남쪽 및 서쪽에 개구를 갖는다. 이러한 상이한 회절 신호들 간의 크로스토크가 너무 크지 않다면, 조명 모드를 변경하지 않고 X 격자 및 Y 격자 양자 모두의 측정이 수행될 수 있다.
도 4는 공지된 실시에 따라 기판 상에 형성된 복합 타겟을 나타낸다. 복합 타겟은 4개의 격자(32 내지 35)를 포함하는데, 이러한 4개의 격자는 계측 장치의 조명 빔에 의해 형성되는 측정 스팟(31) 내에 모두 위치하도록 서로 가까이 위치된다. 따라서, 4개의 타겟은 센서(19 및 23) 상에서 동시에 조명되고 동시에 이미징된다. 오버레이 측정에 전용화된 일례에서, 격자(32 내지 35)는 기판(W) 상에 형성된 반도체 디바이스의 상이한 층에서 패터닝되는 격자를 겹쳐 놓음(overlying)으로써 형성되는 복합 격자이다. 격자(32 내지 35)는 복합 격자의 상이한 부분들이 형성되는 층들 간에 오버레이의 측정을 용이하게 하도록 상이하게 바이어스된 오버레이 오프셋을 가질 수 있다. 격자(32 내지 35)는 또한, 도시된 바와 같이, 입사되는 방사선을 X 및 Y 방향으로 회절시키도록 그 배향이 상이할 수 있다. 일례에서, 격자(32 및 34)는 각각 +d, -d의 바이어스를 갖는 X-방향의 격자이다. 다시 말해서 격자(32)는, 컴포넌트가 공칭 위치에 정확히 프린트되는 경우 컴포넌트 중 하나가 나머지 컴포넌트에 대해 거리(d) 만큼 오프셋되도록 배열되는 겹쳐있는 컴포넌트를 갖는다. 격자(34)는, 완벽하게 프린트되는 경우 제1 격자와는 반대방향으로 d의 오프셋이 있도록 배열되는 컴포넌트를 갖는 등이다. 격자(33, 35)는 각각 +d 및 -d의 오프셋을 갖는 Y 방향 격자이다. 4개의 격자가 도시되어 있지만, 다른 실시예는 필요한 정확도를 얻기 위해 보다 큰 매트릭스를 필요로 할 수도 있다. 예를 들어, 9개의 복합 격자의 3×3 어레이가 -4d, -3d, -2d, -d, 0, +d, +2d, +3d, +4d의 바이어스를 가질 수 있다. 이러한 격자의 각각의 이미지가 센서(23)에 의해 캡쳐된 이미지에서 식별될 수 있다.
도 5는, 도 3의 장치에서 도 4의 타겟을 이용하고, 도 3(d)로부터 개구 플레이트(13NW 또는 13SE)를 이용하여, 센서(23) 상에 형성되고 이에 의해 검출될 수 있는 이미지의 일례를 나타낸다. 동공면 이미지 센서(19)는 상이한 개별 격자(32 내지 35)를 분해(resolve)할 수 없지만, 이미지 센서(23)는 이러한 분해가 가능하다. 어두운 직사각형은 센서 상의 이미지의 필드를 나타내고, 그 내부에서 기판 상의 조명된 스팟(31)이 대응하는 원형 영역(41)으로 이미징된다. 이러한 영역 내에서, 직사각형 영역(42-45)은 작은 타겟 격자(32 내지 35)의 이미지를 나타낸다. 격자가 제품 영역에 위치하는 경우, 제품 피처는 이러한 이미지 필드의 주변부에 보일 수도 있다. 이미지 프로세서 및 제어기(PU)는 격자(32 내지 35)의 개별 이미지(42 내지 45)를 식별하기 위해 패턴 인식을 이용하여 이러한 이미지를 처리한다. 이러한 방식으로, 이미지는 센서 프레임 내에서 특정 위치에 매우 정확히 정렬될 필요가 없고, 이는 측정 장치의 수율을 전체적으로 크게 개선시킨다. 그러나, 이미지 필드에 걸쳐 이미징 프로세스가 불균일한 경우 정확한 정렬의 필요성은 남게 된다. 본 발명의 일 실시예에서는, 4개의 위치(P1 내지 P4)가 식별되고 격자는 이러한 알려진 위치와 가능한 정렬된다.
일단 격자의 개별 이미지가 식별되면, 이러한 개별 이미지의 세기가, 예를 들어 식별된 영역 내에서 선택된 픽셀 세기 값을 평균하거나 합산함으로써, 측정될 수 있다. 이미지의 세기 및/또는 다른 특성이 서로 비교될 수 있다. 이러한 결과는 리소그래피 공정의 상이한 파라미터를 측정하기 위해 조합될 수 있다. 오버레이 성능은 이러한 파라미터의 중요한 일례에 해당한다.
도 6은, 예를 들어 원용에 의해 전체로서 본원에 통합되는 WO 2011/012624에 기술되어 있는 방법을 이용하여, +1차 및 -1차 암시야 이미지에서 세기를 비교함으로써 드러난 격자의 비대칭을 통해, 컴포넌트 격자(32 내지 35)를 포함하는 2개의 층 사이의 오버레이 오차가 측정되는 방식을 나타낸다. 단계(S1)에서, 기판, 예를 들어 반도체 웨이퍼는 오버레이 타겟(32-35)을 포함하는 구조체를 생성하기 위해, 도 2의 리소그래피 셀을 통해 1회 이상 처리된다. S2에서는, 도 3의 계측 장치를 이용함으로써, 격자(32 내지 35)의 이미지가 1차 회절 빔 중 단지 하나(즉 -1)만을 이용하여 획득된다. 그 다음에, 조명 모드를 변경하거나 또는 이미징 모드를 변경하든지, 또는 계측 장치의 시계(field of view)에서 기판(W)을 180° 회전시킴으로써, 나머지 1차 회절 빔(+1)을 이용하여 격자의 제2 이미지가 획득된다(단계 S3). 결과적으로, +1 회절 방사선이 제2 이미지에서 캡쳐된다.
각각의 이미지에 1차 회절 방사선 중 단지 반부(half)만 포함시킴으로써, 본원에서 언급되는 "이미지"는 기존의 암시야 현미경 이미지가 아니라는 점에 주목해야 한다. 개별 격자 라인은 분해되지 않을 것이다. 각각의 격자는 단순히 특정한 세기 레벨의 영역으로 표현될 것이다. 단계(S4)에서, 관심 영역(ROI)은 각각의 컴포넌트 격자의 이미지 내에서 주의 깊게 식별되고, 그로부터 세기 레벨이 측정될 것이다. 이는, 특히 개별 격자 이미지의 에지 주변에서, 세기 값이 공정 변수, 예컨대 레지스트 두께, 조성, 라인 형상, 및 일반적으로 에지 효과에 고도로 의존할 수 있기 때문에 수행된다.
각각의 개별 격자에 대해 ROI를 식별하고 그 세기를 측정한 후, 격자 구조체의 비대칭 및 이에 따라 오버레이 오차가 결정될 수 있다. 이는, 세기에 있어서 임의의 차이를 식별하기 위해 단계(S5)에서 이미지 프로세서 및 제어기(PU)가 각각의 격자(32-35)에 대하여 +1차 및 -1차에 대해 획득된 세기 값을 비교함으로써, 그리고 단계(S6)에서 타겟(T)의 근방에서 오버레이 오차를 결정하기 위해 격자의 오버레이 바이어스에 대한 정보로부터 이루어진다.
위에서 언급한 바와 같은 종래의 출원에서는, 이상에서 언급한 기본적인 방법을 이용하여 오버레이 측정의 품질을 개선하기 위한 다양한 기술이 개시되었다. 예를 들어, 이미지들 사이의 세기 차이는 단지 타겟의 비대칭뿐만 아니라, 상이한 측정을 위해 이용되는 광로의 차이에 기인할 수도 있다. 조명 소스(11)는 조명 스팟(31)의 세기 및/또는 위상이 균일하지 않을 수 있다. 예를 들어 센서(23)의 이미지 필드에서 타겟 이미지의 위치를 참조함으로써, 이러한 오차를 최소화하기 위해 교정값이 결정되어 적용될 수 있다. 이러한 기술은 종래의 출원에서 설명하고 있으므로, 본원에서는 더 이상 상세하게 설명하지 않을 것이다. 이러한 기술은 이제 기술하게 되는 본 출원에서 새로이 개시된 기술과 조합하여 이용될 수도 있다.
본 출원에서는, 도 6의 방법에 의해 오버레이를 측정하기 위해서 기판에 걸친 위치들에 분산되어 있는 셋 이상의 바이어스를 갖는 격자의 이용을 제안한다. 적어도 3개의 상이한 바이어스를 갖는 격자에 대한 비대칭을 측정함으로써, 단계(S6)의 계산은 예를 들면 실제적인 리소그래피 공정에서 하부 격자 비대칭(BGA)에 의해 유발되는 것과 같은 타겟 격자에서의 피처 비대칭을 교정하도록 수정될 수 있다. 기판에 걸쳐 오버레이 오차의 다중 파라미터 모델을 이용하게 되면 기판에 걸친 위치들에서 오버레이 바이어스된 격자의 분산이 가능해지며, 모든 오버레이 바이어스된 격자가 함께 위치하는 합성 타겟을 구비할 필요가 없으므로 설비 치수가 절감된다.
도 7에서 곡선(702)은 오버레이 격자를 형성하는 개별 격자 내에서 어떠한 피처 비대칭도 갖지 않으며 제로 오프셋을 갖는 '이상적인' 타겟에 대해 측정된 비대칭(A)과 오버레이 오차(OV) 간의 관계를 나타낸다. 이러한 그래프들은 발명의 원리를 단지 예시하기 위한 것이며, 각각의 그래프에서 측정된 비대칭(A)과 오버레이 오차(OV)의 단위는 임의적이다. 실제 치수의 예는 이하에서 추가로 제공될 것이다.
도 7의 '이상적인' 상황에서는, 곡선(702)으로부터 측정된 비대칭(A)이 오버레이와 정현파 관계를 가짐을 알 수 있다. 정현파 변화의 주기(P)는 격자의 주기에 대응한다. 이러한 정현파 형태는 본 예에서는 순수한 형태이지만, 다른 상황에서는 고조파를 포함할 수 있다. 단순화를 위해서, 본 예에서는 (a) 타겟으로부터 단지 1차 회절 방사선만이 이미지 센서(23)에 도달하며(또는 주어진 실시예에 따라 이와 균등함) (b) 실험적인 타겟 설계가 이러한 1차 회절 내에서 상부와 하부 격자 결과 사이에 오버레이와 세기 간의 순수한 정현파 관계가 성립하게 된다고 가정한다. 실제로 이것이 성립하는지 여부는 광학 시스템 설계, 조명 방사선의 파장, 격자의 피치(P), 타겟의 설계 및 스택에 달려있다. 2차, 3차, 또는 이보다 높은 차수도 센서(23)에 의해 측정된 세기에 기여하거나 타겟 설계가 1차의 고조파를 도입하는 실시예의 경우, 통상의 기술자라면 보다 높은 차수의 존재를 허용하도록 본 출원의 교시 내용을 용이하게 조정할 수 있을 것이다.
앞서 언급한 바와 같이, 단일한 측정에 의존하기보다는 바이어스된 격자가 오버레이를 측정하는데 이용된다. 이러한 바이어스는 그것이 만들어지는 패터닝 디바이스(예컨대, 레티클)에서 규정되는 알려진 값을 가지며, 측정된 신호에 대응하여 오버레이의 온-웨이퍼 보정으로 기능한다. 도면에서는 이러한 계산이 그래프로 도시되어 있다. 단계(S1-S5)에서, 비대칭 측정 A(+d) 및 A(-d)가 각각 바이어스 +d 및 -d를 갖는 복합 격자에 대해 획득된다. 이러한 측정치를 정현파 곡선으로 근사(fitting)하면 도시된 바와 같이 포인트(704 및 706)가 주어진다. 바이어스를 알게 되면, 진정한 오버레이 오차(OV)가 계산될 수 있다. 정현파 곡선의 피치(P)는 타겟의 설계로부터 알려진다. 곡선(702)의 수직 스케일은 처음부터 알려져 있는 것은 아니며 1차 고조파 비례 상수(K1)라 지칭될 수 있는 미지의 인자이다. 알려진 상이한 바이어스를 갖는 격자에 대한 2가지 측정치를 이용하면 2개의 수식을 풀어 미지수 K1 및 오버레이 OV를 계산할 수 있다.
도 8은 예를 들면 하부 격자 층에 대한 처리 단계의 영향에 의해 피처 비대칭을 도입하는 효과를 나타낸다. '이상적인' 정현파 곡선(702)은 더 이상 적용되지 않는다. 그러나, 본 발명자들은 적어도 근사적으로 하부 격자 비대칭 또는 이와 다른 피처 비대칭이, 비대칭 값(A)에 오프셋을 부가하는 효과를 가진다는 점을 알게 되었고, 이는 모든 오버레이 값에 걸쳐 비교적 일정하다. 결과적인 곡선이 도면에 712로 도시되어 있으며, 기호 ABGA는 피처 비대칭에 기인하는 오프셋을 나타낸다. 3개 이상의 상이한 바이어스 값을 갖는 바이어스 스킴을 갖는 다수의 격자를 제공함으로써, 측정치를 오프셋 정현파 곡선(712)에 근사하고 상수를 소거하는 것에 의해 정확한 오버레이 측정치가 획득될 수 있다.
수정된 측정 및 계산의 원리를 예시하는 단순한 예로서, 도 8은 곡선(712)에 근사된 3개의 측정 포인트(714, 716, 718)를 나타낸다. 포인트(714, 716)는 바이어스 +d 및 -d를 갖는 격자로부터 측정되며, 이는 도 7에서 포인트(704, 706)와 마찬가지이다. (본 예에서는) 제로 바이어스를 갖는 격자로부터의 제3의 비대칭 측정이 718로 도시된다. 곡선을 3개의 포인트로 근사하게 되면 피처 비대칭에 기인하는 일정한 비대칭 값(ABGA)이 오버레이 오차에 기인하는 정현파 기여도(AOV)로부터 분리될 수 있어, 오버레이 오차가 보다 정확히 계산될 수 있다.
이미 논의한 바와 같이, 수정된 단계(S6)의 오버레이 계산은 몇몇 가정에 의존하게 된다. 첫째로, 피처 비대칭에 기인하는 1차 세기 비대칭은 (예를 들면, BGA) 관심 대상인 오버레이 범위에 대해서 오버레이와는 무관하며, 결과적으로 일정한 오프셋 K0에 의해 기술될 수 있다고 가정한다. 이러한 가정의 유효성은 모델 기반 시뮬레이션에서 검증되었다. 또 다른 가정은, 세기 비대칭이 격자 피치에 대응하는 주기(P)를 가지고 오버레이의 정현파 함수의 모습을 보인다는 것이다. 고조파의 수는, 격자로부터 전파되는 적은 수의 회절 차수만을 허용하는 작은 피치-파장 비율을 이용함으로써, 회절 기반 오버레이에 대해 작게 되도록 설계될 수 있다. 그러므로 일부 실시예에서는, 세기 비대칭에 대한 오버레이 기여도가 단지 1차 고조파 및 필요한 경우 2차 고조파를 갖는 정현파 형태라고 가정될 수 있다. 또한 타겟 설계에서, 최적화를 위해 라인 폭 및 간격이 이용될 수 있고, 주로 제1의 고조파, 또는 제1의 2개 또는 3개의 고조파가 존재하도록 튜닝될 수 있다.
도 9는 패터닝 디바이스(M)의 전체적인 레이아웃을 개략적으로 나타낸다. 계측 타겟(92)은 기능 디바이스 패턴 영역(90) 사이에서 적용된 패턴의 스크라이브 레인 부분에 포함될 수 있다. 잘 알려진 바와 같이, 패터닝 디바이스(M)는 단일 디바이스 패턴, 또는 디바이스 패턴의 어레이(리소그래피 장치의 필드가 이를 수용할 정도로 충분히 큰 경우)를 포함할 수 있다. 도 9의 예는 D1 내지 D4로 표시된 4개의 디바이스 영역을 보여준다. 스크라이브 레인 타겟(92)은 이러한 디바이스 패턴 영역에 인접하여 이들 사이에 놓인다. 반도체 디바이스와 같이 마감된 기판 상에서, 기판(W)은 이러한 스크라이브 레인을 따라 절단함으로써 개별 디바이스로 다이싱될 것이므로, 타겟의 존재로 인하여 기능 디바이스 패턴을 위해 이용가능한 영역이 줄어들지는 않게 된다. 기존 계측 타겟에 비하여 타겟이 작은 경우, 이러한 타겟은 또한 디바이스 영역 내에 배치되어 기판에 걸친 리소그래피 및 공정 성능에 대해 보다 면밀한 모니터링이 가능해질 수 있다. 이러한 유형의 몇몇 타겟(94)이 디바이스 영역(D1)에 도시된다. 도 9는 패터닝 디바이스(M)를 보여주지만, 리소그래피 공정 이후에 기판(W) 상에 동일한 패턴이 재생성되므로, 결과적으로 이러한 설명은 패터닝 디바이스와 마찬가지로 기판(W)에도 적용된다.
도 10은 패터닝 디바이스(M) 상의 하나의 제품 영역(90)을 보다 상세하게 나타낸 것이며, 타겟(92, 94)을 보다 세부적으로 나타낸다. 기판 상의 각각의 필드에 동일한 패턴이 생성되고 반복된다. 제품 영역은 D로 표시되어 있고 스크라이브 레인 영역은 SL로 표시되어 있다. 디바이스 영역(90)에서, 타겟(94)은 제품 피처들 사이에서 상이한 위치에 필요한 밀도로 분산되어 있다. 스크라이브 레인 영역(SL)에 타겟(92)이 제공된다. 타겟(92, 92)은 예를 들어 도 4에 도시된 형태를 가지며, 도 3의 스캐터로미터의 암시야 이미징 센서(23)를 이용하여 측정될 수 있다.
도 11은 기판에 걸쳐 분산되어 있고 발명의 실시예에서 이용될 수 있는 바이어스 스킴을 갖는 3개의 복합 격자 구조체를 나타내고, 오버레이 측정의 2가지 직교 방향에 대해 복합 격자를 조합하고 있다. 도 11은 3개의 예시적인 타겟(111, 112, 113)을 나타내며, 이는 BGA 교정과 함께 오버레이 모델 파라미터 측정을 구현하는데 이용될 수 있다. 오버레이를 풀이하기 위해서, 적어도 3개의 바이어스가 요구되며, 이는 다음의 적어도 3개의 미지수 때문이다: K0, K1, 및 오버레이.
본 발명의 실시예는 측정될 영역(필드, 다이 또는 더 작은 영역)에 걸쳐 분산되어 있는 단일 바이어스된 격자를 가질 수 있다. 도 11에 도시된 것과 같은 다른 실시예는 2x2 타겟 설계와 호환가능하다. 바이어스=+d, 바이어스=-d 또는 바이어스=0의 표기법으로, 이러한 예에서는 3개의 레이아웃을 갖는 다음의 바이어스 스킴을 이용하는 격자와 함께 예를 들면 10x10㎛2 타겟이 생성될 수 있다:
- 타겟 111: +d,X; +d,Y, -d,Y; , -d,X
- 타겟 112: +d,X; +d,Y, 0,Y; , 0,X
- 타겟 113: 0,X; 0,Y, -d,Y; , -d,X
이러한 3가지 타겟 모두는 또한, 퓨필 검출 회절 기반 오버레이(스캐터로미터 스팟 크기가 충분히 작은 경우) 또는 암시야 회절 기반 오버레이 방법을 이용하고 대칭 및 비대칭 제1 고조파 방법을 이용하여 오버레이의 로컬 값을 계산하는데 이용될 수 있다. 동시에 로컬 결과는, 로컬 값으로 재계산되지만 모든 BGA 및 고조파 교정을 포함하는 모델-파라미터화된 모델(예컨대, 기술된 6-파라미터 모델)의 산출물과 비교될 수 있다. 본 발명의 실시예는 단지 두 개의 고조파로 제한되지 않는다는 점을 인식할 것이다.
이러한 타겟의 공통적인 특성은, 또한 위에서 언급된 이전의 특허 출원으로부터 알려진 암시야 이미지 기반 기술을 이용하여 오버레이에 대하여 타겟 모두가 판독될 수 있다는 점이다. 이에 의해 스택 재구성 없이 작은 타겟에서 BGA 교정된 오버레이가 가능해진다.
도 11은 3개의 상이한 바이어스를 갖는 복합 격자 타겟을 나타내고, 여기서는 X 방향 격자 및 Y 방향 격자 모두가 타겟 영역에 걸쳐 제공된다. 각각의 방향에 대한 바이어스 스킴이 도시되어 있지만, 개별 타겟 구조체에서 기판에 걸쳐 적어도 2개, 바람직하게는 적어도 3개의 상이한 바이어스가 분산되어 있다면 물론 기타 다른 스킴도 예상가능하다. 각각의 바이어스 값을 갖는 X 및 Y 격자는 나란히 배열되어 있지만, 이는 반드시 필수적인 것은 아니다. X 및 Y 격자는 서로 교호하는 패턴으로 배치되어, 상이한 X 격자가 서로 나란하지 않고 대각선으로 간격을 두게 되며, Y 격자도 서로 나란하지 않고 대각선으로 간격을 두게 된다. 이러한 배열은 상이한 바이어스 격자의 회절 신호들 간에 크로스토크를 줄이는데 도움이 될 수 있다. 따라서 전체 배열에 의해 양호한 성능 없이 컴팩트한 타겟 설계가 가능해진다. 도 11의 복합 격자는 정사각형이지만, X 및 Y 성분 격자를 갖는 복합 격자 타겟은 또한 기다란 격자로 만들어질 수 있다. 그 예는 예를 들어 미국 특허 공개 US 2012-0044470에 기술되어 있으며, 이러한 문헌의 내용은 원용에 의해 본원에 포함된다.
도 12에 따르면, 타겟마다(방향마다) 하나의 바이어스된 격자 또한 이용될 수 있다. 예를 들어 K0 및 K1을 고려하도록, X 방향에 대하여 5개의 미지의 파라미터(Tx, Mx, Rx, K0x, K1x)가 있고 Y 방향에 대하여 5개의 미지의 파라미터(Ty, My, Ry, K0y, K1y)가 있다. 이 경우 방향마다 적어도 5개의 수식을 풀이할 수 있으므로, 방향마다 5개의 비대칭 측정을 필요로 한다. 다시 말해서 이러한 예에서는, 무시할만한 노이즈를 갖는 이상적인 경우 각각의 방향에서 5개의 타겟이면 충분하다는 것이다(도 12의 예에서는 5개의 타겟이 있고, 각각의 타겟은 방향마다 하나의 바이어스된 격자를 가진다). 실제로는, 예를 들어 노이즈 및 가능한 모델 오차를 평균화하기 위해 리던던시를 갖는 것이 유용하다.
3개의 파라미터, K0, K1 및 오버레이를 고려하기 위해서는, 3개의 상이한 바이어스가 요구된다(예를 들면, +d, 0, -d). 이러한 예시적인 경우에서 타겟의 수(5)는 바이어스의 수(3)보다 크다. 도 12를 참조하면, 5개의 타겟이 도시되어 있고, 3개의 상이한 바이어스(+d, 0, -d)가 있지만, 모든 타겟이 상이하지는 않다. 그럼에도 도 12에 도시된 구성은 이러한 예에서 모든 미지의 파라미터를 결정하기에 충분하고, 이는 무시할만한 노이즈를 갖는 이상적인 경우에 대해 앞서 언급한 바와 같다. 도 12에 표시된 것보다 많은 리던던시를 갖는 경우, 노이즈가 평균화될 수 있고 X 및 Y에 대해 T, R, 및 M 측면에서 보다 양호한 해답이 얻어질 수 있다. 실험 실제 상황이 이러한 6-파라미터 모델보다 복잡한 경우에는 보다 큰 리던던시 또한 유용하다.
오버레이 오차는 2개의 바이어스된 격자에서 비대칭의 직접적인 비교에 의해 결정될 수 있다. 이러한 오버레이는 비대칭과 다음의 단일 고조파 관계를 갖도록 모델링될 수 있다:
Figure pat00001
여기서 A는 검출된 +1차 및 -1차 회절 차수 세기 간의 비대칭이며, OV는 오버레이이고, P는 타겟 격자의 피치이고, K1은 제1 고조파 비례 상수이다. x 방향으로 2개의 격자가 이용되고 y 방향으로 2개의 격자가 이용된다. 전형적인 암시야 회절 기반 오버레이 타겟은 10x10㎛2의 설비 치수를 갖는다.
수식 1의 단일 고조파 방법과 관련된 이슈는, 비선형성으로 인하여 하부 격자 비대칭 또는 1차 고조파보다 높은 차수가 고려될 수 없다는 것이다. 오버레이 오차 측정마다 단지 2개의 격자를 이용하게 되면 단지 2개의 미지수, K1 및 OV의 결정이 가능해진다. 보다 많은 격자, 그리고 이에 따른 보다 큰 공간을 위해서는 여타의 보다 높은 차수의 항 또는 비대칭 항이 필요할 것이다.
실제로 상기 관계식은 비대칭 특성에 대하여 피치 주기 함수의 무한 급수를 절사(truncation)한 것이다: 격자 구조체로부터의 신호의 오버레이에서 피치 주기성으로 인한 사인 급수 및 완전한 수식(제1 코사인 항으로 간주될 수 있는 비대칭 기여도를 나타내는 상수 항을 포함)은 다음과 같다:
Figure pat00002
보다 높은 차수 K 항인 K2, K3 등은, 오버레이 타겟이 상부의 중첩된 격자와 하부의 중첩된 격자 간에 비교적 작은 간격을 가져 강한 커플링을 가지는 타겟에 대해 특히 중요하다. K0 항은 비대칭을 도입하는 모든 프로세스 단계에 대해 중요하다.
수식 (2)에서 보다 많은 고조파를 측정하기 위해 기판 상의 하나의 위치에서 타겟에 격자를 부가하는 것이 가능하다. 그러나, 이는 타겟마다 설비 치수가 증가하는 단점을 갖는다. 일부 경우, BGA 교정을 위해 총 6개를 제공하도록 기존 4개의 격자 타겟에 격자를 추가하는 것도 수용가능하다. 그러나 많은 제품상 응용에 대해서는 K0 뿐만 아니라 K2 및 가능하게는 K3 또는 그 이상도 중요하다. 이는 계측 타겟에 대해 설비 치수가 추가로 증가됨을 뜻하며, 따라서 바람직하지 않다.
본 발명의 실시예는, 비선형 교정을 위한 하부 격자 비대칭 항 K0 및 이보다 높은 차수의 K 항과 조합하여 오버레이 모델 파라미터를 풀이한다(즉, 타겟 위치마다 오버레이를 직접 결정하기 보다는 6-파라미터 모델을 이용). 이는 다이에 걸쳐, 또는 오버레이에 대해 측정 및 모델링될 영역에 걸쳐 타겟의 분포를 조합함에 의해 이루어진다.
한 가지 장점은 타겟마다 설비 치수가 증가되지 않는다는 점이다. 나아가, 이러한 방법은 단지 반도체 제조업자가 관심 있는 모델 파라미터, 예를 들면 병진, 확대, 및 회전에 대해 직접 풀이한다. 리소그래피 장치에서 제어될 수 있는 것은 그러한 파라미터이기 때문이다. 그 다음으로, 필요한 경우 또는 검증의 목적을 위해, 모델 파라미터로부터 재계산에 의해서 오버레이가 로컬로 검색될 수 있다.
본 발명의 실시예는 단지 타겟 및 종국적으로 다이에 걸친 바이어스된 격자의 분포를 측정함으로써 구현될 수 있다. 뒤이어 오버레이 및 필요한 고조파에 대해 세기 차이 측정을 풀이하게 된다. 이러한 격자는 기판에 걸쳐 바이어스의 분포를 가진다. 이는 2개, 3개, 또는 그 이상의 바이어스일 수 있다. 이용되는 바이어스의 수는 얼마나 많은 고조파가 고려되는지에 달려있다. 단일 타겟의 경우: 단지 K1 및 오버레이만이 미지수라면 2개의 바이어스도 충분하다; K0, K1 및 오버레이가 미지수라면 3개의 바이어스면 충분하다; K0, K1, K2 및 오버레이가 미지수인 경우 4개의 바이어스면 충분한 등이다. 본 실시예의 경우와 마찬가지로 필드/다이에 걸친 분포의 경우, 하나의 블록으로 풀이된다(이하의 수식 참조). 다이에 걸친 이러한 분포 및 x 및 y 방향 계측의 디커플링은 이미지 기반 오버레이(IBO) 계측에서 바-인-바(Bar-in-Bar, BiB) 타겟에 대해 실험적으로 매우 어렵다는 점에 주목해야 한다.
본 발명의 실시예에서 K0, K1 및 K2에 대하여 6-파라미터 필드내(intra-field) 모델을 이용하면 수식의 세트는 다음과 같다:
Figure pat00003
여기서 n은 X 격자의 수 및 Y 격자의 수이다(반드시 동일할 필요는 없음). 이는 n이 사인 전개식에서 고조파 수를 지칭하는 다른 표기법과는 상이하다(여기서는 m이 고조파 수로서 이용됨). 이와 같이 n은 상이한 바이어스의 수가 아니고, 상이한 격자의 수이며, 이들은 모두 상이한 바이어스를 가질 수 있다. 그러나, 모델이 적용되는 기판에 걸쳐 모델이 풀이되기에 충분한 수의 상이한 바이어스가 있는 한 다수의 상이한 격자가 또한 동일한 바이어스(그러나 상이한 기판 위치와 상이한 로컬 오버레이)를 가질 수 있다.
이러한 격자는 스크라이브 레인 및 다이에 있을 수 있다. 스크라이브 레인 격자는 가능한 경우 다이-내(in-die) 격자와는 상이한 Km 값을 가지며(여기서 m은 고조파 사인 급수에서 K0, K1, K2 등을 나타냄), 이는 처리 및 계층이 약간씩 다를 수 있기 때문이다. 모델에서 Km(scribe) 및 Km(in-die)로의 분리는 동일한 모델링 단계에서 근사 시에 이를 고려할 수 있다.
본 발명의 실시예는 많은 수의 (극도로) 작은 타겟의 신속한 판독을 이용하고, 그 다음 각각의 측정 사이트(타겟이 배치되는 기판 위치)에서 로컬로 풀이하기보다는 필드에 걸쳐 모델 파라미터에 대해 측정된 정보를 풀이한다. 이러한 많은 수의 격자 또는 타겟은 둘 이상의 오버레이 및 둘 이상의 K 값의 추출을 가능하게 한다. 나아가, 모델 파라미터에 대해 한꺼번에 풀이함으로써 노이즈 평균화가 일어나게 된다.
도 7에 대한 논의에서, 첫 번째 가정은 모델 파라미터가 풀이되는 기판 위치에 걸쳐 Km 값(m=0, 1, 2, ...)이 일정하다는 것이다. 이러한 다중 파라미터 시스템을 풀이하기 위한 풀이 수단이 존재한다. 이는 예를 들면 오버레이 및 그리드 변형을 교정하기 위해 스캐너 및 스텝퍼에서 이용될 수 있는 최소 자승 비선형, 신뢰 영역, Levenberg-Marquardt 등의 모델일 수 있으며, 이로써 스캐터로미터 측정 모델 파라미터를 스캐너로 직접 피드백하게 될 수 있다.
그러나, 이러한 가정은 일반적인 경우 처리로부터의 에칭 편차 및 로컬 스택으로 인하여 항상 옳은 것은 아니다. 일 실시예에서 이는 Km 계수를 예를 들어 웨이퍼 기판 상에서의 반지름의 함수로서 유동화(floating)시킴으로써 풀이되며, 이는 신뢰 구간을 늘릴 수도 있지만 결정된 오버레이의 정확도를 개선하게 된다. 다른 실시예에서 이러한 계수는 웨이퍼 상에서 다이 또는 필드의 일부에 걸쳐 일정하여 이러한 부분에 걸쳐 유동적이지 않다고 간주될 수 있지만 이웃하는 다이 또는 필드 부분들 사이에 다소 변화할 수 있다.
본 발명의 하나 이상의 실시예의 몇몇 잠재적인 장점은 다음을 포함한다: 오버레이가 BGA 교정 및 고조파 비선형성이 포함되어 보다 정확하게 결정된다. 오버레이에 대한 고유의 타겟 비대칭 기여도가 감소된다. 비대칭-대-오버레이 관계에서 보다 높은 차수의 항이 고려되어, 암시야 회절 기반 계측의 선형성을 개선하게 된다. 많은 작은 타겟 또는 격자에 걸쳐 평균화하고, 모델 파라미터를 필드당 "단일한" 단계로 계산함으로써 측정에 대한 노이즈가 평균화된다. 또한 프린팅 오차(예컨대, 라인 에지 거칠기) 및 웨이퍼 오차가 평균화된다.
상기 타겟 구조체는 측정의 목적을 위해 특별히 설계되고 형성된 계측 타겟이지만, 기타 다른 실시예에서는 기판 상에 형성된 디바이스의 기능상 부분인 타겟 상에서 특성이 측정될 수 있다. 많은 디바이스가 일정한 격자형 구조를 갖는다. 본원에서 사용될 때 '타겟 격자' 및 '타겟 구조체'라는 용어는 이러한 구조체가 수행되는 측정을 위해 특별히 제공된 것임을 요하지 않는다.
기판 및 패터닝 디바이스 상에서 실현되는 바와 같은 타겟의 물리적 격자 구조체와 관련하여, 일 실시예는 리소그래피 공정에 관한 정보를 얻기 위해 기판 상에 타겟을 생성하고, 기판 상의 타겟을 측정하며, 및/또는 측정을 분석하는 방법을 기술하는 기계 판독가능한 명령의 하나 이상의 시퀀스를 포함하는 컴퓨터 프로그램을 포함할 수 있다. 이러한 컴퓨터 프로그램은 예를 들면 도 3의 장치의 유닛(PU) 내에서, 및/또는 도 2의 제어 유닛(LACU) 내에서 실행될 수 있다. 이러한 컴퓨터 프로그램이 저장된 데이터 저장 매체(예컨대, 반도체 메모리, 자기 또는 광학 디스크)가 제공될 수도 있다. 기존 계측 장치, 예를 들면 도 3에 도시된 유형의 장치가 이미 생산 및/또는 이용 중인 경우, 본 발명은 프로세서로 하여금 수정된 단계(S6)를 수행하도록 하여 피처 비대칭에 대한 줄어든 감도를 가지고 오버레이 오차를 계산하게 하기 위한 업데이트된 컴퓨터 프로그램 제품을 제공함으로써 구현될 수 있다. 이러한 프로그램은 선택적으로 적합한 복수의 타겟 구조체 상에서 비대칭의 측정을 위한 단계(S2-S5)를 수행하기 위해 광학 시스템, 기판 지지체 등을 제어하도록 구성될 수 있다.
본 발명에 따른 추가적인 실시예가 아래와 같은 번호의 항목으로 제시된다:
1. 리소그래피 공정의 파라미터를 측정하는 방법으로서,
(a) 상기 리소그래피 공정을 이용하여 복수의 타겟 구조체를 형성하는 단계로서, 상기 복수의 타겟 구조체는 기판에 걸쳐 복수의 위치에 분산되어 있고 다수의 상이한 오버레이 바이어스 값이 상기 타겟 구조체에 걸쳐 분산되어 있는 중첩된(overlaid) 주기적 구조체를 가지며, 상기 타겟 구조체 중 적어도 몇몇은 상기 상이한 오버레이 바이어스 값의 수보다 적은 수의 중첩된 주기적 구조체를 포함하는, 타겟 구조체 형성 단계;
(b) 상기 타겟 구조체를 조명하고 상기 타겟 구조체에 의해 산란되는 방사선에서 비대칭을 검출하는 단계; 및
(c) 검출된 상기 비대칭을 이용하여 상기 파라미터를 결정하는 단계
를 포함하는, 리소그래피 공정의 파라미터를 측정하는 방법.
2. 제1항목에 있어서,
검출된 상기 비대칭을 이용하여 상기 파라미터를 결정하는 단계 (c)는, 오버레이 오차와 비대칭 사이의 가정된(assumed) 비선형 관계를 포함하는, 리소그래피 공정의 파라미터를 측정하는 방법.
3. 제1항목 또는 제2항목에 있어서,
검출된 상기 비대칭을 이용하여 상기 파라미터를 결정하는 단계 (c)는, 상기 기판에 걸쳐 상이한 위치에 분산되어 있고 오버레이 바이어스의 셋 이상의 각각 상이한 값을 갖는 셋 이상의 타겟 구조체의 검출된 비대칭을 이용하고 3개의 상기 상이한 오버레이 바이어스 값에 대한 정보(knowledge)를 이용하여 상기 파라미터를 결정하는 것을 포함하는, 리소그래피 공정의 파라미터를 측정하는 방법.
4. 제1항목 내지 제3항목 중 어느 한 항목에 있어서,
검출된 상기 비대칭을 이용하여 상기 파라미터를 결정하는 단계 (c)는, 상기 기판에 걸쳐 오버레이 오차의 다중-파라미터 모델을 이용하는 것을 포함하는, 리소그래피 공정의 파라미터를 측정하는 방법.
5. 제4항목에 있어서,
상기 오버레이 오차의 다중 파라미터 모델은 병진, 확대, 회전 및 기판 좌표를 나타내는 파라미터를 포함하는, 리소그래피 공정의 파라미터를 측정하는 방법.
6. 제5항목에 있어서,
상기 오버레이 오차의 다중 파라미터 모델은 적어도-6-파라미터(at least-six-parameter) 모델인, 리소그래피 공정의 파라미터를 측정하는 방법.
7. 제2항목, 및 제2항목에 종속하는 경우 제3항목 내지 제6항목 중 어느 한 항목에 있어서,
상기 가정된 비선형 관계는 정현파 함수이거나, 또는 선택적으로 서로 고조파 관계인(harmonically related) 정현파 함수의 조합인, 리소그래피 공정의 파라미터를 측정하는 방법.
8. 제1항목 내지 제7항목 중 어느 한 항목에 있어서,
검출된 상기 비대칭을 이용하여 상기 파라미터를 결정하는 단계 (c)는, 하나 이상의 상기 주기적 구조체 내의 피처 비대칭으로 인한 전체 비대칭에 대한 기여도가 모든 오버레이 값에 대해 일정하다는 가정 하에 수행되는, 리소그래피 공정의 파라미터를 측정하는 방법.
9. 제2항목, 및 제2항목에 종속하는 경우 제3항목 내지 제8항목 중 어느 한 항목에 있어서,
검출된 상기 비대칭을 이용하여 상기 파라미터를 결정하는 단계 (c)는, 하나 이상의 상기 주기적 구조체 내의 피처 비대칭으로 인한 전체 비대칭에 대한 기여도 및 상기 가정된 비선형 관계를 기술하는 하나 이상의 고조파 비례 상수가 유동적(floating)이라는 가정 하에 수행되는, 리소그래피 공정의 파라미터를 측정하는 방법.
10. 제1항목 내지 제9항목 중 어느 한 항목에 있어서,
상기 상이한 오버레이 바이어스 값은, 상기 주기적 구조체의 각각의 피치의 4%를 넘는 범위, 10%를 넘는 범위, 선택적으로 15% 또는 20%를 넘는 범위에 걸치는, 리소그래피 공정의 파라미터를 측정하는 방법.
11. 리소그래피 공정의 파라미터를 측정하기 위한 검사 장치로서,
복수의 타겟 구조체를 갖는 기판을 위한 지지체로서, 상기 복수의 타겟 구조체는 상기 기판에 걸쳐 복수의 위치에 분산되어 있고 다수의 상이한 오버레이 바이어스 값이 상기 타겟 구조체에 걸쳐 분산되어 있는 중첩된 주기적 구조체를 가지며, 상기 타겟 구조체 중 적어도 몇몇은 상기 상이한 오버레이 바이어스 값의 수보다 적은 수의 중첩된 주기적 구조체를 포함하는, 지지체;
상기 타겟 구조체를 조명하고 상기 타겟 구조체에 의해 산란되는 방사선에서 비대칭을 검출하기 위한 광학 시스템; 및
검출된 상기 비대칭을 이용하여 상기 파라미터를 결정하도록 구성되는 프로세서를 포함하는, 리소그래피 공정의 파라미터를 측정하기 위한 검사 장치.
12. 제11항목에 있어서,
상기 프로세서는, 오버레이 오차와 비대칭 사이에 가정된 비선형 관계를 포함시킴으로써, 검출된 상기 비대칭을 이용하여 상기 파라미터를 결정하도록 구성되는, 리소그래피 공정의 파라미터를 측정하기 위한 검사 장치.
13. 제11항목 또는 제12항목에 있어서,
상기 프로세서는, 상기 기판에 걸쳐 상이한 위치에 분산되어 있고 오버레이 바이어스의 셋 이상의 각각 상이한 값을 갖는 셋 이상의 타겟 구조체의 검출된 비대칭을 이용하고 3개의 상기 상이한 오버레이 바이어스 값에 대한 정보를 이용하여 상기 파라미터를 결정함으로써, 검출된 상기 비대칭을 이용하여 상기 파라미터를 결정하도록 구성되는, 리소그래피 공정의 파라미터를 측정하기 위한 검사 장치.
14. 제11항목 내지 제13항목 중 어느 한 항목에 있어서,
상기 프로세서는, 상기 기판에 걸쳐 오버레이 오차의 다중-파라미터 모델을 이용함으로써, 검출된 상기 비대칭을 이용하여 상기 파라미터를 결정하도록 구성되는, 리소그래피 공정의 파라미터를 측정하기 위한 검사 장치.
15. 제14항목에 있어서,
상기 오버레이 오차의 다중 파라미터 모델은 병진, 확대, 회전 및 기판 좌표를 나타내는 파라미터를 포함하는, 리소그래피 공정의 파라미터를 측정하기 위한 검사 장치.
16. 제15항목에 있어서,
상기 오버레이 오차의 다중 파라미터 모델은 적어도-6-파라미터 모델인, 리소그래피 공정의 파라미터를 측정하기 위한 검사 장치.
17. 제12항목, 및 제12항목에 종속하는 경우 제13항목 내지 제16항목 중 어느 한 항목에 있어서,
상기 가정된 비선형 관계는 정현파 함수이거나, 또는 선택적으로 서로 고조파 관계인 정현파 함수의 조합인, 리소그래피 공정의 파라미터를 측정하기 위한 검사 장치.
18. 제11항목 내지 제17항목 중 어느 한 항목에 있어서,
상기 프로세서는, 하나 이상의 상기 주기적 구조체 내의 피처 비대칭으로 인한 전체 비대칭에 대한 기여도가 모든 오버레이 값에 대해 일정하다는 가정 하에, 검출된 상기 비대칭을 이용하여 상기 파라미터를 결정하도록 구성되는, 리소그래피 공정의 파라미터를 측정하기 위한 검사 장치.
19. 제12항목, 및 제12항목에 종속하는 경우 제13항목 내지 제18항목 중 어느 한 항목에 있어서,
상기 프로세서는, 하나 이상의 상기 주기적 구조체 내의 피처 비대칭으로 인한 전체 비대칭에 대한 기여도 및 상기 가정된 비선형 관계를 기술하는 하나 이상의 고조파 비례 상수가 유동적이라는 가정 하에, 검출된 상기 비대칭을 이용하여 상기 파라미터를 결정하도록 구성되는, 리소그래피 공정의 파라미터를 측정하기 위한 검사 장치.
20. 제11항목 내지 제17항목 중 어느 한 항목에 있어서,
상기 상이한 오버레이 바이어스 값은, 상기 주기적 구조체의 각각의 피치의 4%를 넘는 범위, 10%를 넘는 범위, 선택적으로 15% 또는 20%를 넘는 범위에 걸치는, 리소그래피 공정의 파라미터를 측정하기 위한 검사 장치.
21. 컴퓨터 프로그램 제품으로서,
프로세서로 하여금, 제1항목 내지 제10항목 중 어느 한 항목에 따른 방법의 처리 단계 (c)를 수행하게 하기 위한 기계 판독가능 명령을 포함하는, 컴퓨터 프로그램 제품.
22. 리소그래피 시스템으로서,
리소그래피 장치를 포함하고, 상기 리소그래피 장치는:
패턴을 조명하도록 구성되는 조명 광학 시스템;
기판 상에 상기 패턴의 이미지를 투영하도록 구성되는 투영 광학 시스템; 및
제11항목 내지 제20항목 중 어느 한 항목에 따른 검사 장치
를 포함하고, 상기 리소그래피 장치는 상기 패턴을 추가적인 기판에 적용하는데 상기 검사 장치로부터의 측정 결과를 이용하도록 구성되는, 리소그래피 시스템.
23. 디바이스 제조 방법으로서,
리소그래피 공정을 이용하여 디바이스 패턴이 일련의 기판에 적용되고, 상기 방법은, 제1항목 내지 제10항목 중 어느 한 항목에 따른 방법을 이용하여 적어도 하나의 기판 상에 상기 디바이스 패턴의 일부로서 형성되거나 상기 디바이스 패턴 이외에 형성되는 적어도 하나의 주기적 구조체를 검사하는 단계, 및 상기 방법의 결과에 따라 이후의 기판을 위해 상기 리소그래피 공정을 제어하는 단계를 포함하는, 디바이스 제조 방법.
24. 복수의 타겟 구조체를 포함하는 기판으로서,
상기 복수의 타겟 구조체는 기판에 걸쳐 복수의 위치에 분산되어 있고 다수의 상이한 오버레이 바이어스 값이 상기 타겟 구조체에 걸쳐 분산되어 있는 중첩된 주기적 구조체를 가지며, 상기 타겟 구조체 중 적어도 몇몇은 상기 상이한 오버레이 바이어스 값의 수보다 적은 수의 중첩된 주기적 구조체를 포함하는, 복수의 타겟 구조체를 포함하는 기판.
본 발명의 실시예를 광학 리소그래피의 문맥에서 이용하는 것에 대해 구체적으로 언급하였지만, 본 발명은 예컨대 임프린트 리소그래피와 같은 다른 응용에도 이용될 수 있고, 문맥이 허용하는 한 본 발명은 광학 리소그래피로 제한되지 않는다는 점을 이해할 것이다. 임프린트 리소그래피에서, 패터닝 디바이스의 토포그래피는 기판 상에 형성된 패턴을 정한다. 패터닝 디바이스의 토포그래피는 기판에 공급된 레지스트의 층에 프레스된 후에, 이 레지스트를 전자기 방사선, 열, 압력 또는 이들의 조합을 가함으로써 경화시킨다. 패터닝 디바이스는 레지스트가 경화된 후에 레지스트를 벗겨냄으로써 기판에 패턴을 잔류시킨다.
본 명세서에 사용된 "방사선" 및 "빔"이라는 용어는, 자외(UV) 방사선(예컨대, 약 365, 355, 248, 193, 157, 또는 126 nm의 파장을 가짐) 및 극자외(EUV) 방사선(예컨대, 5 nm와 20 nm 범위의 파장을 가짐)을 포함하는 모든 형태의 전자기 방사선뿐만 아니라 이온 빔 또는 전자 빔과 같은 입자 빔을 포괄한다.
문맥이 허용하는 경우 "렌즈"라는 용어는 굴절식, 반사식, 자기식, 전자기식, 및 정전식 광학 요소들을 포함하는 다양한 타입의 광학 요소들 중 어느 하나 또는 그 조합을 지칭할 수도 있다.
특정 실시예에 대한 전술한 설명은 본 발명의 전반적인 특성을 완전하게 보여주어, 당해 기술 분야에서의 지식을 적용함으로써 본 발명의 전반적인 개념으로부터 벗어나지 않고서도, 과도한 실험 없이, 다양한 응용을 위해 이러한 특정 실시예를 용이하게 수정 및/또는 적합화할 수 있을 것이다. 따라서, 이러한 수정 및 적합화는 본 명세서에 제공된 교시 및 지침을 기반으로 하여 개시된 실시예의 등가물의 범위 내에 있는 것으로 의도된다. 본 명세서 내의 전문 용어 또는 기술 용어는 한정하려는 것이 아니라 설명하기 위한 것이므로, 본 명세서의 전문 용어 또는 기술 용어는 교시 및 지침의 관점으로 당업자에 의해 이해되어야 한다.
본 발명의 범위 및 요지는 전술한 예의 실시예로 한정되지 않고, 이하의 청구범위 및 그 등가물에 따라서만 정해져야 한다.
청구범위의 해석은 본 명세서의 발명의 내용 부분 및 요약서 부분보다는 상세한 설명 부분을 통해 이루어져야 할 것이다. 발명의 내용 부분 및 요약서 부분은 본 발명의 발명자에 의해 예기된 본 발명의 모든 실시예가 아닌 하나 이상의 예시적인 실시예를 제시할 수 있으므로, 본 발명 및 첨부된 청구범위를 어떠한 방식으로든 제한하려는 것은 아니다.
본 발명은 특정 기능부 및 이들의 관계에 대한 구현을 예시하는 기능 블록을 이용하여 기술된다. 이들 기능 블록의 경계는 설명의 편의를 위해 본 명세서 내에서 임의적으로 정해진 것이다. 특정 기능 및 관계가 적합하게 이루어진다면 다른 대안의 경계를 정하는 것도 가능하다.
특정 실시예에 대한 전술한 설명은 본 발명의 전반적인 특성을 완전하게 보여주어, 당해 기술 분야에서의 지식을 적용함으로써 본 발명의 전반적인 개념으로부터 벗어나지 않고서도, 과도한 실험 없이, 다양한 응용을 위해 이러한 특정 실시예를 용이하게 수정 및/또는 적합화할 수 있을 것이다. 따라서, 이러한 수정 및 적합화는 본 명세서에 제공된 교시 및 지침을 기반으로 하여 개시된 실시예의 등가물의 범위 내에 있는 것으로 의도된다. 본 명세서 내의 전문 용어 또는 기술 용어는 한정하려는 것이 아니라 설명하기 위한 것이므로, 본 명세서의 전문 용어 또는 기술 용어는 교시 및 지침의 관점으로 당업자에 의해 이해되어야 한다.
본 발명의 범위 및 요지는 전술한 예시적인 실시예로 한정되지 않고, 이하의 청구범위 및 그 등가물에 따라서만 정해져야 한다.

Claims (11)

  1. 리소그래피 공정의 파라미터를 측정하는 방법으로서,
    (a) 상기 리소그래피 공정을 이용하여 복수의 타겟 구조체를 형성하는 단계 ― 상기 복수의 타겟 구조체는 기판에 걸쳐 복수의 위치에 분산되어 있고 다수의 상이한 오버레이 바이어스 값이 상기 타겟 구조체에 걸쳐 분산되어 있는 중첩된(overlaid) 주기적 구조체를 가지며, 상기 타겟 구조체 중 적어도 몇몇은 상기 상이한 오버레이 바이어스 값의 수보다 적은 수의 중첩된 주기적 구조체를 포함함 ―;
    (b) 상기 타겟 구조체를 조명하고 상기 타겟 구조체에 의해 산란되는 방사선에서 비대칭을 검출하는 단계; 및
    (c) 검출된 상기 비대칭을 이용하여 상기 파라미터를 결정하는 단계
    를 포함하고,
    검출된 상기 비대칭을 이용하여 상기 파라미터를 결정하는 단계 (c)는, 오버레이 오차와 비대칭 사이에, 서로 고조파 관계인(harmonically related) 정현파 함수들의 조합인 가정된 비선형 관계를 포함하는 것이고, 이용되는 바이어스의 수는 상기 정현파 함수들의 조합을 위해 고려되는 고조파들의 수에 의존하는, 리소그래피 공정의 파라미터를 측정하는 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    검출된 상기 비대칭을 이용하여 상기 파라미터를 결정하는 단계 (c)는, 상기 기판에 걸쳐 상이한 위치에 분산되어 있고 오버레이 바이어스의 셋 이상의 각각 상이한 값을 갖는 셋 이상의 타겟 구조체의 검출된 비대칭을 이용하고 3개의 상기 상이한 오버레이 바이어스 값에 대한 정보(knowledge)를 이용하여 상기 파라미터를 결정하는 것을 포함하는, 리소그래피 공정의 파라미터를 측정하는 방법.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    검출된 상기 비대칭을 이용하여 상기 파라미터를 결정하는 단계 (c)는, 상기 기판에 걸쳐 오버레이 오차의 다중-파라미터 모델을 이용하는 것을 포함하는, 리소그래피 공정의 파라미터를 측정하는 방법.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 오버레이 오차의 다중 파라미터 모델은 병진, 확대, 회전 및 기판 좌표를 나타내는 파라미터를 포함하는, 리소그래피 공정의 파라미터를 측정하는 방법.
  5. 리소그래피 공정의 파라미터를 측정하기 위한 검사 장치로서,
    복수의 타겟 구조체를 갖는 기판을 위한 지지체 ― 상기 복수의 타겟 구조체는 상기 기판에 걸쳐 복수의 위치에 분산되어 있고 다수의 상이한 오버레이 바이어스 값이 상기 타겟 구조체에 걸쳐 분산되어 있는 중첩된 주기적 구조체를 가지며, 상기 타겟 구조체 중 적어도 몇몇은 상기 상이한 오버레이 바이어스 값의 수보다 적은 수의 중첩된 주기적 구조체를 포함함 ―;
    상기 타겟 구조체를 조명하고 상기 타겟 구조체에 의해 산란되는 방사선에서 비대칭을 검출하기 위한 광학 시스템; 및
    검출된 상기 비대칭을 이용하여 상기 파라미터를 결정하도록 구성되는 프로세서를 포함하고,
    검출된 상기 비대칭을 이용하여 상기 파라미터를 결정하는 것은, 오버레이 오차와 비대칭 사이에, 서로 고조파 관계인 정현파 함수들의 조합인 가정된 비선형 관계를 포함하는 것이고, 이용되는 바이어스의 수는 상기 정현파 함수들의 조합을 위해 고려되는 고조파들의 수에 의존하는, 리소그래피 공정의 파라미터를 측정하기 위한 검사 장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 프로세서는, 상기 기판에 걸쳐 상이한 위치에 분산되어 있고 오버레이 바이어스의 셋 이상의 각각 상이한 값을 갖는 셋 이상의 타겟 구조체의 검출된 비대칭을 이용하고 3개의 상기 상이한 오버레이 바이어스 값에 대한 정보를 이용하여 상기 파라미터를 결정함으로써, 검출된 상기 비대칭을 이용하여 상기 파라미터를 결정하도록 구성되는, 리소그래피 공정의 파라미터를 측정하기 위한 검사 장치.
  7. 제5항 또는 제6항에 있어서,
    상기 프로세서는, 상기 기판에 걸쳐 오버레이 오차의 다중-파라미터 모델을 이용함으로써, 검출된 상기 비대칭을 이용하여 상기 파라미터를 결정하도록 구성되는, 리소그래피 공정의 파라미터를 측정하기 위한 검사 장치.
  8. 제5항 또는 제6항에 있어서,
    상기 프로세서는, 하나 이상의 상기 주기적 구조체 내의 피처 비대칭으로 인한 전체 비대칭에 대한 기여도가 모든 오버레이 값에 대해 일정하다는 가정 하에, 검출된 상기 비대칭을 이용하여 상기 파라미터를 결정하도록 구성되는, 리소그래피 공정의 파라미터를 측정하기 위한 검사 장치.
  9. 리소그래피 시스템으로서,
    리소그래피 장치를 포함하고, 상기 리소그래피 장치는:
    패턴을 조명하도록 구성되는 조명 광학 시스템;
    기판 상에 상기 패턴의 이미지를 투영하도록 구성되는 투영 광학 시스템; 및
    제5항 또는 제6항에 따른 검사 장치
    를 포함하고, 상기 리소그래피 장치는 상기 패턴을 추가적인 기판에 적용하는데 상기 검사 장치로부터의 측정 결과를 이용하도록 구성되는, 리소그래피 시스템.
  10. 디바이스 제조 방법으로서,
    리소그래피 공정을 이용하여 디바이스 패턴이 일련의 기판에 적용되고, 상기 방법은, 제1항 또는 제2항에 따른 방법을 이용하여 적어도 하나의 기판 상에 상기 디바이스 패턴의 일부로서 형성되거나 상기 디바이스 패턴 이외에 형성되는 적어도 하나의 주기적 구조체를 검사하는 단계, 및 상기 방법의 결과에 따라 이후의 기판을 위해 상기 리소그래피 공정을 제어하는 단계를 포함하는, 디바이스 제조 방법.
  11. 복수의 타겟 구조체를 포함하는 기판으로서,
    상기 복수의 타겟 구조체는 기판에 걸쳐 복수의 위치에 분산되어 있고 다수의 상이한 오버레이 바이어스 값이 상기 타겟 구조체에 걸쳐 분산되어 있는 중첩된 주기적 구조체를 가지며, 상기 타겟 구조체 중 적어도 몇몇은 상기 상이한 오버레이 바이어스 값의 수보다 적은 수의 중첩된 주기적 구조체를 포함하고,
    오버레이 오차와 비대칭 사이에, 서로 고조파 관계인 정현파 함수들의 조합인 가정된 비선형 관계를 포함하여, 상기 타겟 구조체에 의해 산란되는 방사선에서 검출되는 비대칭을 이용함으로써 리소그래피 공정의 파라미터가 결정되며, 이용되는 바이어스의 수는 상기 정현파 함수들의 조합을 위해 고려되는 고조파들의 수에 의존하는, 복수의 타겟 구조체를 포함하는 기판.
KR1020177000536A 2012-07-05 2013-06-17 리소그래피를 위한 계측법 KR102015934B1 (ko)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US201261668277P 2012-07-05 2012-07-05
US61/668,277 2012-07-05
PCT/EP2013/062516 WO2014005828A1 (en) 2012-07-05 2013-06-17 Metrology for lithography

Related Parent Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020157000344A Division KR101967723B1 (ko) 2012-07-05 2013-06-17 리소그래피를 위한 계측법

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20170005904A true KR20170005904A (ko) 2017-01-16
KR102015934B1 KR102015934B1 (ko) 2019-08-29

Family

ID=48628684

Family Applications (2)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020177000536A KR102015934B1 (ko) 2012-07-05 2013-06-17 리소그래피를 위한 계측법
KR1020157000344A KR101967723B1 (ko) 2012-07-05 2013-06-17 리소그래피를 위한 계측법

Family Applications After (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020157000344A KR101967723B1 (ko) 2012-07-05 2013-06-17 리소그래피를 위한 계측법

Country Status (8)

Country Link
US (2) US9714827B2 (ko)
JP (2) JP6133980B2 (ko)
KR (2) KR102015934B1 (ko)
CN (1) CN104471484B (ko)
IL (1) IL236397B (ko)
NL (1) NL2010988A (ko)
TW (1) TWI503635B (ko)
WO (1) WO2014005828A1 (ko)

Families Citing this family (39)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6133980B2 (ja) 2012-07-05 2017-05-24 エーエスエムエル ネザーランズ ビー．ブイ． リソグラフィのためのメトロロジ
WO2014194095A1 (en) 2013-05-30 2014-12-04 Kla-Tencor Corporation Combined imaging and scatterometry metrology
CN108398856B (zh) * 2013-08-07 2020-10-16 Asml荷兰有限公司 量测方法和设备、光刻系统和器件制造方法
CN105900015B (zh) 2013-11-26 2019-07-05 Asml荷兰有限公司 用于光刻度量的方法、设备和衬底
TWI560747B (en) * 2014-04-02 2016-12-01 Macromix Internat Co Ltd Method of manufacturing semiconductor and exposure system
JP6408610B2 (ja) 2014-06-02 2018-10-17 エーエスエムエル ネザーランズ ビー．ブイ． メトロロジターゲットの設計方法、メトロロジターゲットを有する基板、オーバーレイの測定方法、およびデバイス製造方法
US10210606B2 (en) * 2014-10-14 2019-02-19 Kla-Tencor Corporation Signal response metrology for image based and scatterometry overlay measurements
KR102355347B1 (ko) 2014-11-26 2022-01-24 에이에스엠엘 네델란즈 비.브이. 계측 방법, 컴퓨터 제품 및 시스템
JP6510658B2 (ja) 2015-02-04 2019-05-08 エーエスエムエル ネザーランズ ビー．ブイ． メトロロジの方法及び装置、コンピュータプログラム、並びにリソグラフィシステム
US10185303B2 (en) * 2015-02-21 2019-01-22 Kla-Tencor Corporation Optimizing computational efficiency by multiple truncation of spatial harmonics
NL2016631A (en) * 2015-04-21 2016-10-24 Asml Netherlands Bv Metrology method and apparatus, computer program and lithographic system.
US9530199B1 (en) * 2015-07-13 2016-12-27 Applied Materials Israel Ltd Technique for measuring overlay between layers of a multilayer structure
NL2017271A (en) 2015-08-20 2017-02-22 Asml Netherlands Bv Metrology method and apparatus, substrates for use in such methods, lithographic system and device manufacturing method
DE102015221773A1 (de) * 2015-11-05 2017-05-11 Carl Zeiss Smt Gmbh Verfahren und Vorrichtung zur Charakterisierung eines durch wenigstens einen Lithographieschritt strukturierten Wafers
NL2017739A (en) * 2015-11-27 2017-06-07 Asml Netherlands Bv Metrology target, method and apparatus, computer program and lithographic system
KR102152301B1 (ko) 2015-12-04 2020-09-07 에이에스엠엘 네델란즈 비.브이. 메트롤로지 데이터로부터의 통계적 계층 재구성
FR3045156B1 (fr) 2015-12-11 2017-12-22 Soitec Silicon On Insulator Procede de detection de defauts et dispositif associe
US9846128B2 (en) * 2016-01-19 2017-12-19 Applied Materials Israel Ltd. Inspection system and a method for evaluating an exit pupil of an inspection system
KR102106937B1 (ko) * 2016-02-19 2020-05-07 에이에스엠엘 네델란즈 비.브이. 구조체 측정 방법, 검사 장치, 리소그래피 시스템, 디바이스 제조 방법 및 그 안에 사용되는 파장-선택 필터
US20170256465A1 (en) 2016-03-01 2017-09-07 Asml Netherlands B.V. Method and apparatus to determine a patterning process parameter
US10068323B2 (en) * 2016-04-10 2018-09-04 Kla-Tencor Corporation Aware system, method and computer program product for detecting overlay-related defects in multi-patterned fabricated devices
WO2017182235A1 (en) * 2016-04-22 2017-10-26 Asml Netherlands B.V. Determination of stack difference and correction using stack difference
WO2018007108A1 (en) * 2016-07-05 2018-01-11 Asml Netherlands B.V. Illumination source for an inspection apparatus, inspection apparatus and inspection method
EP3336606A1 (en) * 2016-12-16 2018-06-20 ASML Netherlands B.V. Method for monitoring a characteristic of illumination from a metrology apparatus
CN110603490B (zh) * 2017-05-03 2022-12-30 Asml荷兰有限公司 量测参数确定和量测选配方案选择
WO2018202388A1 (en) 2017-05-03 2018-11-08 Asml Netherlands B.V. Metrology parameter determination and metrology recipe selection
KR102432667B1 (ko) * 2017-05-15 2022-08-17 삼성전자주식회사 오버레이 보정방법 및 제어 시스템
EP3435162A1 (en) * 2017-07-28 2019-01-30 ASML Netherlands B.V. Metrology method and apparatus and computer program
KR102390687B1 (ko) * 2017-09-11 2022-04-26 에이에스엠엘 네델란즈 비.브이. 리소그래피 프로세스들에서의 계측
NL2021553A (en) * 2017-09-12 2019-03-19 Asml Holding Nv Beam pointing monitor and compensation systems background
EP3457212A1 (en) * 2017-09-18 2019-03-20 ASML Netherlands B.V. Method of controlling a patterning process, device manufacturing method
CN116417313A (zh) * 2017-09-18 2023-07-11 Asml荷兰有限公司 针对射束图像系统的开关矩阵设计
EP3518040A1 (en) * 2018-01-30 2019-07-31 ASML Netherlands B.V. A measurement apparatus and a method for determining a substrate grid
WO2019160431A1 (ru) * 2018-02-14 2019-08-22 Константин Александрович ШАВРИН Устройство и способ записи информации на магнитный носитель информации
KR102669151B1 (ko) * 2018-10-08 2024-05-27 삼성전자주식회사 조합된 모델 함수를 산출하는 방법, 리소그래피 장치 세팅 방법, 리소그래피 방법, 리소그래피 장치
US10642161B1 (en) 2018-10-10 2020-05-05 International Business Machines Corporation Baseline overlay control with residual noise reduction
CN113272736A (zh) * 2018-12-31 2021-08-17 Asml荷兰有限公司 用于过程控制的管芯内量测方法和系统
EP3702840A1 (en) * 2019-03-01 2020-09-02 ASML Netherlands B.V. Alignment method and associated metrology device
US20220283122A1 (en) * 2019-08-14 2022-09-08 Asml Netherlands B.V. Method and metrology tool for determining information about a target structure, and cantilever probe

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20080043239A1 (en) * 2006-08-15 2008-02-21 Asml Netherlands B.V. Method and apparatus for angular-resolved spectroscopic lithography characterization
US20100284008A1 (en) * 2009-05-11 2010-11-11 Asml Netherlands B.V. Method of Determining Overlay Error and a Device Manufacturing Method
WO2011001187A1 (en) * 2009-07-02 2011-01-06 Invibio Limited Enclosure
WO2011101187A1 (en) * 2010-02-19 2011-08-25 Asml Netherlands B.V. Lithographic apparatus and device manufacturing method
US20110255066A1 (en) * 2008-06-11 2011-10-20 Asml Netherlands B.V. Apparatus and Method for Inspecting a Substrate

Family Cites Families (31)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7317531B2 (en) * 2002-12-05 2008-01-08 Kla-Tencor Technologies Corporation Apparatus and methods for detecting overlay errors using scatterometry
WO2002065545A2 (en) 2001-02-12 2002-08-22 Sensys Instruments Corporation Overlay alignment metrology using diffraction gratings
US7061615B1 (en) 2001-09-20 2006-06-13 Nanometrics Incorporated Spectroscopically measured overlay target
US7170604B2 (en) 2002-07-03 2007-01-30 Tokyo Electron Limited Overlay metrology method and apparatus using more than one grating per measurement direction
SG152898A1 (en) * 2002-09-20 2009-06-29 Asml Netherlands Bv Alignment systems and methods for lithographic systems
US7440105B2 (en) * 2002-12-05 2008-10-21 Kla-Tencor Technologies Corporation Continuously varying offset mark and methods of determining overlay
US7608468B1 (en) * 2003-07-02 2009-10-27 Kla-Tencor Technologies, Corp. Apparatus and methods for determining overlay and uses of same
DE102005046973B4 (de) * 2005-09-30 2014-01-30 Globalfoundries Inc. Struktur und Verfahren zum gleichzeitigen Bestimmen einer Überlagerungsgenauigkeit und eines Musteranordnungsfehlers
US7391513B2 (en) * 2006-03-29 2008-06-24 Asml Netherlands B.V. Lithographic apparatus and device manufacturing method using overlay measurement quality indication
US7616313B2 (en) * 2006-03-31 2009-11-10 Kla-Tencor Technologies Corporation Apparatus and methods for detecting overlay errors using scatterometry
US7528941B2 (en) * 2006-06-01 2009-05-05 Kla-Tencor Technolgies Corporation Order selected overlay metrology
US7898662B2 (en) 2006-06-20 2011-03-01 Asml Netherlands B.V. Method and apparatus for angular-resolved spectroscopic lithography characterization
US7619737B2 (en) 2007-01-22 2009-11-17 Asml Netherlands B.V Method of measurement, an inspection apparatus and a lithographic apparatus
NL1036245A1 (nl) 2007-12-17 2009-06-18 Asml Netherlands Bv Diffraction based overlay metrology tool and method of diffraction based overlay metrology.
NL1036597A1 (nl) 2008-02-29 2009-09-01 Asml Netherlands Bv Metrology method and apparatus, lithographic apparatus, and device manufacturing method.
WO2010125813A1 (ja) * 2009-04-30 2010-11-04 株式会社ニコン 露光方法及びデバイス製造方法、並びに重ね合わせ誤差計測方法
JP2010267931A (ja) * 2009-05-18 2010-11-25 Toshiba Corp パターン形成方法およびパターン設計方法
NL2004995A (en) 2009-07-21 2011-01-24 Asml Netherlands Bv Method of determining overlay error and a device manufacturing method.
CN102498441B (zh) 2009-07-31 2015-09-16 Asml荷兰有限公司 量测方法和设备、光刻系统以及光刻处理单元
NL2005192A (en) 2009-08-24 2011-02-28 Asml Netherlands Bv Metrology method and apparatus, lithographic apparatus, device manufacturing method and substrate.
JP2011119457A (ja) 2009-12-03 2011-06-16 Nikon Corp 位置合わせ条件最適化方法及びシステム、パターン形成方法及びシステム、露光装置、デバイス製造方法、並びに重ね合わせ精度評価方法及びシステム
NL2005459A (en) * 2009-12-08 2011-06-09 Asml Netherlands Bv Inspection method and apparatus, and corresponding lithographic apparatus.
US9620426B2 (en) * 2010-02-18 2017-04-11 Kla-Tencor Corporation Method and system for providing process tool correctables using an optimized sampling scheme with smart interpolation
EP2392970A3 (en) * 2010-02-19 2017-08-23 ASML Netherlands BV Method and apparatus for controlling a lithographic apparatus
WO2012022584A1 (en) 2010-08-18 2012-02-23 Asml Netherlands B.V. Substrate for use in metrology, metrology method and device manufacturing method
JP5661194B2 (ja) 2010-11-12 2015-01-28 エーエスエムエル ネザーランズ ビー．ブイ． メトロロジ方法及び装置、リソグラフィシステム並びにデバイス製造方法
JP6099626B2 (ja) * 2011-04-06 2017-03-22 ケーエルエー−テンカー コーポレイション 向上したプロセス制御のための品質測定値を提供するための方法およびシステム
KR101761735B1 (ko) * 2012-03-27 2017-07-26 에이에스엠엘 네델란즈 비.브이. 메트롤로지 방법 및 장치, 리소그래피 시스템 및 디바이스 제조 방법
JP6133980B2 (ja) * 2012-07-05 2017-05-24 エーエスエムエル ネザーランズ ビー．ブイ． リソグラフィのためのメトロロジ
US10352876B2 (en) * 2014-05-09 2019-07-16 KLA—Tencor Corporation Signal response metrology for scatterometry based overlay measurements
US10451412B2 (en) * 2016-04-22 2019-10-22 Kla-Tencor Corporation Apparatus and methods for detecting overlay errors using scatterometry

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20080043239A1 (en) * 2006-08-15 2008-02-21 Asml Netherlands B.V. Method and apparatus for angular-resolved spectroscopic lithography characterization
US20110255066A1 (en) * 2008-06-11 2011-10-20 Asml Netherlands B.V. Apparatus and Method for Inspecting a Substrate
US20100284008A1 (en) * 2009-05-11 2010-11-11 Asml Netherlands B.V. Method of Determining Overlay Error and a Device Manufacturing Method
WO2011001187A1 (en) * 2009-07-02 2011-01-06 Invibio Limited Enclosure
WO2011101187A1 (en) * 2010-02-19 2011-08-25 Asml Netherlands B.V. Lithographic apparatus and device manufacturing method

Also Published As

Publication number Publication date
KR102015934B1 (ko) 2019-08-29
IL236397B (en) 2018-08-30
JP6377187B2 (ja) 2018-08-22
CN104471484A (zh) 2015-03-25
JP6133980B2 (ja) 2017-05-24
KR20150028287A (ko) 2015-03-13
NL2010988A (en) 2014-01-07
TW201403257A (zh) 2014-01-16
IL236397A0 (en) 2015-02-26
CN104471484B (zh) 2018-02-06
US11466980B2 (en) 2022-10-11
US20170314915A1 (en) 2017-11-02
KR101967723B1 (ko) 2019-04-10
JP2015528125A (ja) 2015-09-24
US20150145151A1 (en) 2015-05-28
TWI503635B (zh) 2015-10-11
JP2017072861A (ja) 2017-04-13
WO2014005828A1 (en) 2014-01-09
US9714827B2 (en) 2017-07-25

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101967723B1 (ko) 리소그래피를 위한 계측법
US9535342B2 (en) Metrology method and apparatus, and device manufacturing method
KR102104843B1 (ko) 계측 방법 및 장치, 컴퓨터 프로그램 및 리소그래피 시스템
US9719945B2 (en) Metrology method and apparatus, lithographic system and device manufacturing method
KR102124204B1 (ko) 메트롤로지 방법 및 장치, 리소그래피 시스템 및 디바이스 제조 방법
JP6077647B2 (ja) メトロロジー方法及び装置、基板、リソグラフィシステム並びにデバイス製造方法
US8797554B2 (en) Determining a structural parameter and correcting an asymmetry property
JP6045588B2 (ja) メトロロジ方法及び装置並びにデバイス製造方法
US9158194B2 (en) Metrology method and apparatus, and device manufacturing method
WO2017055106A1 (en) Metrology method, target and substrate
US20160327871A1 (en) Inspection Methods, Substrates Having Metrology Targets, Lithographic System and Device Manufacturing Method
CN110546577B (zh) 计量方法和设备以及相关联的计算机程序

Legal Events

Date Code Title Description
A107 Divisional application of patent
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right