KR20180018805A - 리소그래피 장치 및 디바이스 제조 방법 - Google Patents

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에이에스엠엘 네델란즈 비.브이.
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Abstract

리소그래피 장치로서,
방사선 빔을 조절하도록 구성되는 조명 시스템;
패터닝 디바이스를 지지하도록 구성되는 지지체 - 상기 패터닝 디바이스는 방사선 빔의 단면에 패턴을 부여하여 패터닝된 방사선 빔을 형성할 수 있음 -;
기판을 홀딩하도록 구성되는 기판 테이블 ; 및
상기 패터닝된 방사선 빔을 상기 기판의 타겟부 상에 투영하도록 구성되는 투영 시스템을 포함하고,
상기 리소그래피 장치는, 상기 기판 상에 존재하는 하나 이상의 정렬 마크에 대하여,
- 복수 개의 상이한 정렬 측정 파라미터들 각각을 적용하여 상기 정렬 마크에 대하여 복수 개의 정렬 마크 위치 측정을 수행함으로써, 상기 정렬 마크에 대한 복수 개의 측정된 정렬 마크 위치를 획득하도록 구성되는 정렬 시스템을 더 포함하며,
상기 리소그래피 장치는 처리 유닛을 더 포함하고, 상기 처리 유닛은,
- 복수 개의 정렬 마크 위치 측정들 각각에 대하여, 기대된 정렬 마크 위치와 측정된 정렬 마크 위치 사이의 차이로서 위치상 편차를 결정하고 - 상기 측정된 정렬 마크 위치 는 각각의 정렬 마크 위치 측정에 기초하여 결정됨 -;
- 상기 위치상 편차에 대한 가능한 원인으로서 함수의 세트를 규정하며 - 상기 함수의 세트 는 상기 기판의 변형 을 나타내는 기판 변형 함수 및 상기 하나 이상의 정렬 마크의 변형 을 나타내는 적어도 하나의 마크 변형 함수를 포함함 -;
- 행렬 방정식 PD = M*F를 생성하고 - 상기 위치상 편차를 포함하는 벡터 PD는, 상기 기판 변형 함수 및 적어도 하나의 마크 변형 함수를 포함하는 벡터 F의, 가중치 계수 행렬 M에 의해 표현되는 가중된 조합과 같도록 설정되고, 상기 적어도 하나의 마크 변형 함수 와 연관된 가중치 계수 는 적용된 정렬 측정에 따라 달라짐 -;
- 상기 행렬 M의 가중치 계수에 대한 값을 결정하며;
- 상기 행렬 M의 역행렬 또는 의사역행렬을 결정함으로써, 상기 기판 변형 함수 에 대한 값을 상기 위치상 편차의 가중된 조합으로서 획득하고;
- 상기 패터닝된 방사선 빔과 상기 타겟부의 정렬을 수행하도록 상기 기판 변형 함수 에 대한 값을 적용하도록 구성되는, 리소그래피 장치가 기술된다.

Description

리소그래피 장치 및 디바이스 제조 방법
관련 출원에 대한 상호 참조
본 출원은 2015 년 7 월 16 일에 출원된 EP 출원 번호 15177117.7 의 우선권을 주장하며, 이것은 그 전체 내용이 원용되어 본원에 통합된다.
본 발명은 리소그래피 장치, 및 디바이스를 제조하는 방법에 관한 것이다.
리소그래피 장치는 기판 상에, 통상적으로는 기판의 타겟 영역 상에 원하는 패턴을 부여하는 장치이다. 리소그래피 장치는 예컨대 집적회로(IC)의 제조 시에 사용될 수 있다. 이러한 경우에, 마스크 또는 레티클(reticle)로도 지칭되는 패터닝 장치가 IC의 개개의 층 상에 형성될 회로 패턴을 생성하기 위해 사용될 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-감응재(레지스트)층 상으로의 이미징(imaging)을 통해 수행된다. 일반적으로, 단일 기판은 연속적으로 패터닝되는 인접한 타겟 영역들의 네트워크를 포함할 것이다. 종래의 리소그래피 장치는, 한 번에 타겟부 상으로 전체 패턴을 노광함으로써 각 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 각 타겟부가 조사되는 이른바 스캐너를 포함한다. 또한, 기판 상에 패턴을 임프린트(imprint)함으로써 패터닝 장치로부터 기판으로 패턴을 전사할 수도 있다.
통상적으로, 이와 같이 제조되는 집적 회로는 상이한 패턴을 보유하는 복수 개의 층을 포함하고, 각각의 층은 전술된 바와 같은 노광 프로세스를 사용하여 생성된다. 제조되는 집적 회로가 적합하게 동작하도록 하려면, 층들은 연속적으로 노광될 때 서로 적합하게 정렬돼야 한다. 이를 위해서, 통상적으로 기판에는 복수 개의 소위 정렬 마크(또한 정렬 타겟이라고도 불림)가 제공되는데, 이전에 노광된 패턴의 위치를 결정하거나 추정하기 위해서 정렬 마크의 위치가 사용된다. 이와 같이, 다음 층을 노광하기 전에, 정렬 마크의 위치가 결정되고, 이러한 위치가 이전에 노광된 패턴의 위치를 결정하기 위해서 사용된다. 통상적으로, 이러한 정렬 마크의 위치를 결정하기 위해서, 예를 들어 방사선 빔을 정렬 마크 또는 타겟 상에 투영시키고 반사된 방사선 빔에 기초해서 정렬 마크의 위치를 결정하도록 구성될 수 있는 정렬 센서가 적용된다. 이상적으로는, 정렬 마크의 측정된 위치는 마크의 실제 위치와 일치할 것이다. 그러나, 다양한 원인에 의해서 측정된 위치와 정렬 마크의 실제 위치 사이에 편차가 생기게 될 수 있다. 특히, 정렬 마크의 변형이 전술된 편차를 초래할 수 있다. 이러한 변형은, 예를 들어 에칭 및 화학 기계적 연마를 포함하는 처리와 같은, 예를 들어 리소그래피 장치 외부에서 기판을 처리하는 것에 의해서 초래될 수도 있다.
결과적으로, 후속 층은 이전에 노광된 패턴과 줄이 맞지 않는, 즉 정렬되지 않은 위치에서 투영되거나 노광될 수 있어서, 결과적으로 소위 오버레이 오차를 초래한다.
정렬 마크의 실제 위치를 더 정확하게 결정할 수 있게 하는, 기판 상의 정렬 마크의 위치를 측정하기 위한 측정 방법을 제공하는 것이 바람직하다.
본 발명의 제 1 양태에서, 리소그래피 장치로서,
방사선 빔을 조절하도록 구성되는 조명 시스템;
패터닝 디바이스를 지지하도록 구성되는 지지체 - 상기 패터닝 디바이스는 방사선 빔의 단면에 패턴을 부여하여 패터닝된 방사선 빔을 형성할 수 있음 -;
기판을 홀딩하도록 구성되는 기판 테이블; 및
상기 패터닝된 방사선 빔을 상기 기판의 타겟부 상에 투영하도록 구성되는 투영 시스템을 포함하고,
상기 리소그래피 장치는, 상기 기판 상에 존재하는 하나 이상의 정렬 마크에 대하여,
- 복수 개의 상이한 정렬 측정 파라미터들 각각을 적용하여 상기 정렬 마크에 대하여 복수 개의 정렬 마크 위치 측정을 수행함으로써, 상기 정렬 마크에 대한 복수 개의 측정된 정렬 마크 위치를 획득하도록 구성되는 정렬 시스템을 더 포함하며,
상기 리소그래피 장치는 처리 유닛을 더 포함하고, 상기 처리 유닛은,
- 복수 개의 정렬 마크 위치 측정들 각각에 대하여, 기대된 정렬 마크 위치와 측정된 정렬 마크 위치 사이의 차이로서 위치상 편차를 결정하고 - 상기 측정된 정렬 마크 위치는 각각의 정렬 마크 위치 측정에 기초하여 결정됨 -;
- 상기 위치상 편차에 대한 가능한 원인으로서 함수의 세트를 규정하며 - 상기 함수의 세트는 상기 기판의 변형을 나타내는 기판 변형 함수 및 상기 하나 이상의 정렬 마크의 변형을 나타내는 적어도 하나의 마크 변형 함수를 포함함 -;
- 행렬 방정식 PD = M*F를 생성하고 - 상기 위치상 편차를 포함하는 벡터 PD는, 상기 기판 변형 함수 및 적어도 하나의 마크 변형 함수를 포함하는 벡터 F의, 가중치 계수 행렬 M에 의해 표현되는 가중된 조합과 같도록 설정되고, 상기 적어도 하나의 마크 변형 함수와 연관된 가중치 계수는 적용된 정렬 측정에 따라 달라짐 -;
- 상기 행렬 M의 가중치 계수에 대한 값을 결정하며;
- 상기 행렬 M의 역행렬 또는 의사역행렬을 결정함으로써, 상기 기판 변형 함수에 대한 값을 상기 위치상 편차의 가중된 조합으로서 획득하고;
- 상기 패터닝된 방사선 빔과 상기 타겟부의 정렬을 수행하기 위해 상기 기판 변형 함수에 대한 값을 적용하도록 구성되는, 리소그래피 장치가 제공된다.
본 발명의 실시예가 오직 예시를 통하여, 대응하는 참조 심벌들이 대응하는 부분을 표시하는 첨부된 개략도를 참조하여 이제 설명될 것이다.
- 도 1 은 본 발명의 일 실시예에 따른 리소그래피 장치를 도시한다;
- 도 2 는 상이한 측정 파라미터를 적용할 경우의 여러 가능한 정렬 측정 결과들을 보여준다;
- 도 3 은 하나의 가능한 기판 변형을 보여준다;
- 도 4 는 정렬 마크의 단면 및 가능한 정렬 마크 변형을 보여준다;
- 도 5 는 기판의 스택의 일부의 시뮬레이션 모델을 보여준다;
- 도 6 은 비대칭 측정을 가능하게 하는 정렬 시스템을 보여준다.
도 1 은 본 발명의 일 실시예에 따른 리소그래피 장치를 개략적으로 도시한다. 장치는 방사선 빔(B)(예를 들어, UV 방사선 또는 임의의 다른 적합한 방사선)을 컨디셔닝하도록 구성되는 조명 시스템(illuminator; IL), 패터닝 디바이스(예를 들어, 마스크)(MA)를 지지하도록 구성되고 특정 파라미터에 따라서 패터닝 디바이스를 정확하게 포지셔닝하도록 구성되는 제 1 포지셔닝 디바이스(PM)에 연결되는 마스크 지지 구조체(예를 들어, 마스크 테이블)(MT)를 포함한다. 이러한 장치는 기판(예를 들어 레지스트-코팅된 웨이퍼)(W)을 홀딩하도록 구성되고 특정 파라미터에 따라서 기판을 정확하게 포지셔닝하도록 구성되는 제 2 포지셔닝 디바이스(PW)에 연결되는 기판 테이블(예를 들어 웨이퍼 테이블)(WT) 또는 "기판 지지체"를 더 포함한다. 이러한 장치는 방사 빔(B)에 부여된 패턴을 패터닝 디바이스(MA)에 의하여 기판(W)의 타겟부(C)(예를 들어 하나 이상의 다이를 포함함)로 투영하도록 구성되는 투영 시스템(예를 들어 굴절 투영 렌즈 시스템)(PS)을 더 포함한다.
조명 시스템은 방사선을 지향시키고, 성형(shaping)하고, 또는 제어하기 위한 다양한 유형의 광 컴포넌트, 예컨대 굴절형, 반사형, 자기적, 전자기, 정전기 또는 다른 유형의 광 컴포넌트, 또는 이들의 임의의 조합을 포함할 수도 있다.
마스크 지지 구조체는 패터닝 디바이스를 유지, 즉 이의 무게를 지탱한다. 이것은 패터닝 디바이스를, 패터닝 디바이스의 지향, 리소그래피 장치의 디자인, 및 예를 들어 패터닝 디바이스가 진공 환경에서 유지되는지 여부와 같은 다른 조건에 의존하는 방식으로 홀딩한다. 마스크 지지 구조체는 패터닝 장치를 유지하기 위해 기계식, 진공식, 정전식, 또는 기타 클램핑 기술들을 이용할 수 있다. 마스크 지지 구조체는 예컨대 필요에 따라 고정되거나 이동시킬 수 있는 프레임(frame) 또는 테이블일 수도 있다. 마스크 지지 구조체는 패터닝 디바이스가 예를 들어, 투영 시스템에 대하여 원하는 위치에 있다는 것을 보장할 수도 있다. 본 명세서에서의 "레티클" 또는 "마스크"라는 용어의 어떠한 사용도 "패터닝 장치"라는 좀 더 일반적인 용어와 동의어로 간주될 수 있다.
본 명세서에서 사용되는 "패터닝 디바이스"라는 용어는, 기판의 타겟부 내에 패턴을 생성하는 것과 같이, 자신의 단면 내에 패턴을 가지는 방사선 빔을 부여하기 위하여 사용될 수 있는 임의의 디바이스를 지칭하는 것으로 폭넓게 해석되어야 한다. 방사선 빔에 부여된 패턴은, 예컨대 그 패턴이 페이즈 천이 피처(phase shifting feature) 또는 소위 어시스트 피처(assist feature)를 포함하는 경우, 기판의 타겟부에서의 요구된 패턴과 정확히 일치하지 않을 수 있다는 것에 유의하여야 한다. 일반적으로, 방사선 빔에 부여된 패턴은 타겟부, 예컨대 집적 회로 내에 생성되는 중인 디바이스 내의 특정한 기능성 층에 대응할 것이다.
패터닝 디바이스는 투과형 또는 반사형일 수도 있다. 패터닝 장치의 예는 마스크, 프로그램가능 미러 어레이, 및 프로그램가능(LCD) 패널을 포함한다. 마스크는 리소그래피에서 주지되며, 이진, 교번 페이즈-천이, 감쇄 페이즈-천이, 및 다양한 하이브리드 마스크 타입과 같은 마스크 타입을 포함한다. 프로그램가능 미러 어레이의 일 예는 소형 미러들의 매트릭스 정렬을 채용하는데, 이들 각각은 인입하는 방사선 빔을 상이한 방향으로 반사하기 위하여 개별적으로 틸팅될 수 있다. 틸팅된 미러는 미러 매트릭스에 의하여 반사된 방사선 빔 내에 패턴을 부여한다.
본 명세서에서 사용되는 "투영 시스템"이라는 용어는, 이용되고 있는 노광 방사선(exposure radiation)에 대해 적합하거나 또는 액침액(immersion liquid)의 사용 또는 진공의 사용과 같은 다른 요인들에 대해 적합한, 굴절식, 반사식, 반사 굴절식(catadioptric), 자기식, 전자기식, 및 정전식 광학 시스템, 또는 이들의 임의의 조합을 포함하는 어떠한 타입의 투영 시스템도 포함하는 것으로 넓게 해석되어야 한다. 본 명세서에서 "투영 렌즈"라는 용어가 임의로 사용되면 더 일반적인 용어인 "투영 시스템"과 같은 의미인 것으로 간주될 수도 있다.
도시된 것처럼, 장치는 투과형이다(예를 들어, 투과형 마스크를 채용). 또는, 장치는 반사형 타입(예를 들어, 위에서 언급된 바와 같은 타입의 프로그램가능 미러 어레이를 채용하거나, 반사 마스크를 채용함)일 수도 있다.
리소그래피 장치는 2개(듀얼 스테이지) 이상의 기판 테이블 또는 "기판 지지체"(및/또는 2개 이상의 마스크 테이블 또는 "마스크 지지체")를 갖는 유형의 것일 수 있다. 그러한 "다중 스테이지" 기계에서, 부가적인 테이블 또는 지지체는 평행하게 사용될 수 있으며, 또한 하나 이상의 다른 테이블 또는 지지체들이 노광을 위해 사용되고 있는 동안 준비 단계들이 하나 이상의 테이블 또는 지지체 상에 수행될 수 있다.
리소그래피 장치는 또한, 투영 시스템과 기판 사이의 공간을 채우기 위해 기판의 적어도 일부분이 상대적으로 높은 굴절률을 가진 액체, 예컨대 물에 의해 덮일 수 있는 유형일 수 있다. 액침액은 또한 예컨대 마스크 및 투영 시스템 사이와 같은 리소그래피 장치 내의 다른 공간에도 가해질 수 있다. 침지 기술은 투영 시스템의 개구수(NA)를 증가시키기 위해 이용될 수 있다. 본 명세서에 사용된 바와 같은 "침지"라는 용어는, 기판과 같은 구조가 액체에 잠겨져야 하는 것을 의미하지 않고, 그보다는 노광 동안에 투영 시스템과 기판 사이에 액체가 위치된다는 것을 의미한다.
도 1 을 참조하면, 조명기(IL)는 방사선 빔을 방사원(SO)으로부터 수광한다. 예를 들어, 방사원이 엑시머 레이저인 경우, 소스 및 리소그래피 장치는 별도의 엔티티일 수 있다. 이러한 경우에, 소스는 리소그래피 장치의 일부를 형성하는 것으로 간주되지 않고, 방사선 빔은, 예를 들어 적합한 지향 미러 및/또는 빔 확장기를 포함하는 빔 전달 시스템(BD)의 도움으로, 소스(SO)로부터 조명기(IL)로 전달된다. 다른 경우에, 예컨대 방사원이 수은 램프인 경우에, 이러한 소스는 리소그래피 장치에 통합된 부품일 수 있다. 소스(SO) 및 조명기(IL)는 필요할 경우 빔 전달 시스템(BD)과 함께 방사선 시스템이라고 지칭될 수도 있다.
조명기(IL)는 방사선 빔의 각 세기 분포(angular intensity distribution)를 조절하도록 구성되는 조절기(AD)를 포함할 수도 있다. 일반적으로, 조명기(IL)의 퓨필 평면(pupil plane)에서의 세기 분포의 적어도 외측 및/또는 내측 반경 범위(통상적으로, 각각 외측-σ 및 내측-σ라 함)는 조절될 수 있다. 또한, 조명기(IL)는 집속기(integrator; IN) 및 집광기(condenser; CO)와 같은 다양한 다른 컴포넌트들을 포함할 수 있다. 조명기는 방사선 빔이 자신의 단면에서 원하는 균일도 및 세기 분포를 가지도록 조정하기 위하여 사용될 수도 있다.
방사선 빔(B)은 마스크 지지 구조체(예를 들어, 마스크 테이블(MT) 상에 홀딩되는 패터닝 디바이스(예를 들어, 마스크(MA) 상에 입사하고, 그리고 패터닝 디바이스에 의하여 패터닝된다. 패터닝 디바이스(MA)를 가로지르면, 방사선 빔(B)은 기판(W)의 타겟부(C) 상에 빔을 포커싱하는 투영 시스템(PL)을 통과한다. 제 2 포지셔닝 디바이스(PW) 및 포지션 센서(IF)(예를 들어 간섭측정 측정 디바이스, 선형 인코더, 또는 용량성 센서)의 도움을 받아, 예를 들어 방사선 빔(B)의 경로에 상이한 타겟부들(C)을 포지셔닝하기 위하여, 기판 테이블(WT)이 정확하게 이동될 수 있다. 이와 유사하게, 제 1 포지셔닝 디바이스 및 다른 위치 센서(도 1 에는 명확하게 묘사되지 않음)는, 예를 들어 마스크 라이브러리로부터의 기계적 탐색 이후에, 또는 스캔 동안에, 방사선 빔(B)의 경로에 대하여 마스크(MA)를 정확하게 포지셔닝하기 위하여 사용될 수 있다. 일반적으로, 마스크 테이블(MT)의 이동은, 제 1 포지셔닝 디바이스(PM)의 일부를 형성하는 롱-스트로크 모듈(long-stroke module; 개략 위치 설정) 및 숏-스트로크 모듈(short-stroke module; 정밀 위치 설정)을 이용하여 실현될 수도 있다. 마찬가지로, 기판 테이블(WT) 또는 "기판 지지체"의 이동은 제 2 포지셔너(PW)의 일부를 형성하는 롱-스트로크 모듈 및 숏-스트로크 모듈을 이용하여 실현될 수도 있다. 스테퍼의 경우(스캐너에 반대됨), 마스크 테이블(MT)은 숏-스트로크 액추에이터에만 연결될 수도 있고, 또는 고정될 수도 있다. 마스크(MA) 및 기판(W)은 마스크 정렬 마크(M1, M2) 및 기판 정렬 마크(P1, P2)를 이용하여 정렬될 수 있다. 비록 도시된 바와 같이 기판 정렬 마크들이 전용 타겟 영역을 점유하지만, 이들은 타겟 영역 사이의 공간(이들은 스크라이브 레인(scribe-lane) 정렬 마크로 알려짐)에 위치될 수도 있다. 마찬가지로, 마스크(MA)에 두 개 이상의 다이가 제공되는 상황에서는, 마스크 정렬 마크들은 다이들 사이에 위치될 수도 있다.
도시된 장치는 다음 모드들 중 하나 이상의 모드로 사용될 수 있다:
1. 스텝 모드에서는, 마스크 테이블(MT) 또는 "마스크 지지체" 및 기판 테이블(WT) 또는 "기판 지지체"가 본질적으로 정지 상태로 유지되는 동안, 방사선 빔에 부여된 전체 패턴이 한 번에 타겟부(C) 상에 투영된다(즉, 단일 정적 노광). 그러면, 상이한 타겟부(C)가 노광될 수 있도록 기판 테이블(WT) 또는 "기판 지지체"가 X 방향 및/또는 Y 방향으로 시프트된다. 스텝 모드에서는, 노광 필드의 최대 크기가 단일 정적 노광 시에 이미징되는 타겟부(C)의 크기를 제한한다.
2. 스캔 모드에서는, 마스크 테이블(MT) 또는 "마스크 지지체" 및 기판 테이블(WT) 또는 "기판 지지체"가 동기되어 스캐닝되는 동안, 방사선 빔에 부여된 패턴이 타겟부(C) 상에 투영된다(즉, 단일 동적 노광). 마스크 테이블(MT) 또는 "마스크 지지체"에 상대적인 기판 테이블(WT) 또는 "기판 지지체"의 속도 및 방향은 투영 시스템(PS)의 확대율(축소율) 및 이미지 반전 특성에 의하여 결정될 수도 있다. 스캔 모드에서는, 노광 필드의 최대 크기가 단일 동적 노광 시의 타겟부의 폭(스캐닝되지 않는 방향에서의)을 한정하는 한편, 스캐닝 모션의 길이는 타겟부의 높이(스캐닝 방향에서의)를 결정한다.
3. 다른 모드에서는, 프로그램가능 패터닝 디바이스를 홀딩하면서 마스크 테이블(MT) 또는 "마스크 지지체"는 본질적으로 정지 상태로 유지되고, 기판 테이블(WT) 또는 "기판 지지체"는 방사선 빔에 부여된 패턴이 타겟 영역(C) 상에 투영되는 동안에 이동되거나 스캐닝된다. 이러한 모드에서, 일반적으로 펄스화된(pulsed) 방사선 소스가 채용되며, 프로그램가능한 패터닝 디바이스는 요구될 때, 기판 테이블(WT) 또는 "기판 지지체"의 각 이동 이후에 또는 스캔 도중의 연속적인 방사선 펄스들 사이에서 업데이트된다. 동작의 이러한 모드는 위에서 언급된 바와 같은 타입의 프로그램가능한 미러 어레이와 같은 프로그램가능한 패터닝 디바이스를 이용하는 마스크 없는 리소그래피에 용이하게 적용될 수 있다.
또한, 전술한 사용 모드들의 조합 및/또는 변형, 또는 전혀 다른 사용 모드들이 채용될 수도 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 리소그래피 장치는 기판 상에 존재하는 하나 이상의 정렬 마크의 위치를 결정하도록 구성되는 정렬 시스템(AS)을 더 포함한다.
본 발명에 따르면, 정렬 시스템은, 적용될 경우 복수 개의 상이한 정렬 측정을 수행함으로써, 고려 대상인 정렬 마크에 대한 복수 개의 측정된 정렬 마크 위치를 획득하도록 구성된다. 본 발명의 범위 안에서, 특정한 정렬 마크에 대해 상이한 정렬 측정을 수행한다는 것은 상이한 측정 파라미터 또는 특성을 사용하여 상이한 정렬 측정을 수행하는 것을 의미한다. 이러한 상이한 측정 파라미터 또는 특성은 예를 들어 정렬 측정을 수행하기 위해서 상이한 광학적 특성을 사용하는 것을 포함할 수 있다. 일 예로서, 정렬 시스템이 본 발명에 따른 리소그래피 장치에 적용되면, 상이한 특성 또는 파라미터를 가지는 복수 개의 정렬 빔을 기판 상의 정렬 마크 위치로 투영시키는 정렬 투영 시스템 및 기판으로부터 반사된 빔에 기초하여 정렬 위치를 결정하도록 구성되는 검출 시스템을 포함할 수 있다.
본 발명의 범위 안에서, 상이한 측정 파라미터 또는 특성이 정렬 시스템에 의해 적용되면 적어도 편광에서의 차이 또는 정렬 빔의 주파수 콘텐츠에서의 차이를 포함한다.
따라서, 본 발명에 따르는 정렬 시스템은 상이한 측정 파라미터 또는 특성을 사용하여(예를 들어 상이한 색, 즉 주파수를 가지는 정렬 빔을 사용하여), 정렬 마크의 위치를 결정할 수 있다.
일반적으로, 이러한 정렬 마크 측정이 정렬 시스템에 의해 수행될 경우의 목적은, 다음 노광 프로세스의 타겟부(도 1 에 도시된 바와 같은 타겟부(C)와 같은 타겟부)의 위치를 결정 또는 추정하는 것이다.
이러한 타겟부 위치를 결정하기 위하여, 예를 들어 타겟부를 둘러싸는 스크라이브 레인 내에 제공되는 정렬 마크의 위치가 측정된다. 측정된 정렬 마크 위치가 공칭 위치 또는 기대 위치로부터 벗어나면, 후속 노광이 일어나야 할 타겟부도 역시 벗어나는 위치를 가진다고 가정할 수 있다. 정렬 마크의 측정된 위치를 사용하면, 타겟부의 실제 위치가 결정 또는 추정될 수 있고, 따라서 후속 노광이 적합한 위치에서 수행되게 할 수 있어서 후속 노광을 타겟부에 맞게 정렬할 수 있다.
정렬 마크 측정된 위치가 기대 위치 또는 공칭 위치로부터 벗어나면, 그 이유는 기판의 변형 때문이라고 판단할 것이다. 기판의 이러한 변형은, 예를 들어 기판에 수행되는 다양한 프로세스에 의해 야기될 수 있다.
복수 개의 측정된 정렬 마크 위치가 이용되고, 위치상 편차, 즉 기대된 정렬 마크 위치상 편차가 결정되면, 이러한 편차들은 예를 들어 기판의 변형을 기술하기 위해서 소정의 함수에 대입될 수 있다. 예를 들어, 이것은 편차 △(x,y)를 (x,y) 위치의 함수로서 기술하는 2-차원의 함수일 수 있다. 이러한 함수를 사용하면, 다음 층 또는 패턴이 투영될 필요가 있는 타겟부의 실제 위치가 결정 또는 추정될 수 있다.
일반적으로, 사용되는 측정 특성, 예를 들어 적용되는 정렬 빔의 타입에 따라서는 측정된 정렬 마크 위치가 벗어나지 않을 것이 기대될 것이다.
그러나, 정렬 시스템에 의해 수행되는 정렬 위치 측정이 정렬 마크 자체의 변형 또는 비대칭에 의해서 교란될 수 있다는 것이 발명자들에 의해서 파악된 바 있다. 달리 말하면, 정렬 마크의 변형 때문에, 정렬 마크가 변형되지 않은 경우와 비교할 때 편차를 가지는 정렬 마크 위치 측정이 얻어질 수 있다. 측정이 이뤄지지 않는 경우, 정렬 마크 위치 측정이 이와 같이 편차를 가지면 정렬 마크 위치가 잘못 결정될 수 있다. 이러한 타입의 편차, 즉 정렬 마크 변형에 기인한 편차를 가지는 위치 측정이 적용되는 측정 특성에 따라 달라진다는 것도 역시 관찰된 바 있다. 일 예로서, 정렬 마크 위치가 상이한 측정 특성을 사용하여, 예를 들어 상이한 주파수를 가지는 정렬 빔을 사용하여 측정될 경우, 이러한 측정에 의해서 상이한 결과, 즉 정렬 마크에 대해서 다르게 측정된 위치가 생길 수 있다.
이와 같이, 정렬 마크의 위치가 복수 개의 상이한 측정 특성을 사용하여, 예를 들어 상이한 주파수를 가지는 정렬 빔을 사용하여 측정되는 경우에 상이한 결과들이 얻어지고, 예를 들어 이러한 측정에 기초하여 복수 개의 상이한 정렬 마크 위치가 얻어질 수 있다.
전술된 내용으로부터 명백하게 이해되는 바와 같이, 정렬 측정 프로시저의 결과는 실제 기판 변형의 평가, 즉 정렬 마크의 실제 위치의 평가일 것이고, 이것이 후속 노광에 대한 타겟부의 실제 위치를 결정하기 위하여 사용될 수 있다.
설명된 영향, 특히 정렬 마크 변형의 영향을 고려할 때, 측정된 정렬 마크 위치들, 즉 상이한 측정(즉 상이한 측정 특성을 사용한 측정)으로부터 유도된 정렬 마크 위치들 양자 모두는 실제(미지의) 기판 변형에 의하여 그리고 발생하는(미지의) 마크 변형에 의하여 영향받게 된다. 양자 모두의 영향은 기대된 정렬 마크 위치와 측정된 정렬 마크 위치 사이에 편차가 생기게 할 수 있다. 이와 같이, 위치 편차가 관찰되면, 이것은 실제 기판 변형에 의하여 또는 정렬 마크 변형에 의하여 또는 이들의 조합에 의하여 야기될 수 있다.
도 2 는 일부 가능한 시나리오를 개략적으로 도시한다; 정렬 마크 X의 위치를 결정하기 위하여 3 개의 측정 M1, M2, M3가 수행된다고 가정한다. 도 2 의 (a)는 정렬 마크의 공칭 또는 기대 위치 E 및 측정된 위치 M1, M2, M3를 개략적으로 도시한다. 도 2 의 (a)는 정렬 마크의 실제 위치 A도 보여준다. 알 수 있는 바와 같이, 수행된 측정 중 어느 것도 실제 위치 편차(E-A)의 정확한 표현을 제공하지 않는다.
따라서, 도 2 의 (a)에서 도시되는 시나리오는 측정에 편차를 초래하는 마크 변형과 결합된 정렬 마크의 실제 변위(마크 실제 정렬 위치 A는 기대 위치 E와 다름)를 수반한다.
도 2 의 (b)는 측정(M1, M2, M3)에 차이가 관찰되는 대안적 시나리오를 보여주는데, 측정된 위치들은 기대 위치 E와 다른 반면에 실제 위치 A는 기대 위치 E와 일치하는 것으로 가정된다. 이러한 시나리오에서, 측정은 정렬 마크의 위치상 편차가 있다고 암시할 것이지만, 실제로는 편차가 없으며, 즉 정렬 마크의 위치는 기판 변형에 의해 영향받지 않았다.
도 2 의 (c)는 3 개의 측정 M1, M2, M3 모두가 서로 일치하고 실제 위치 A와도 일치하는 제 3 시나리오를 개략적으로 도시한다. 이러한 시나리오는 측정에 영향을 주는 정렬 마크 변형이 없는 경우에 발생할 수 있다.
도시된 다양한 시나리오로부터 명백해질 수 있는 것처럼, 실제 정렬 마크 위치를 적합하게 측정하려면 마크 변형의 영향과 기판 변형의 영향이 구별될 수 있어야 한다.
본 발명은 이러한 두 영향들을 구별하는 방법을 제공한다. 일 실시예에서, 본 발명에 따르는 리소그래피 장치는 두 영향들을 분리시키기 위해서 요구된 동작을 수행하기 위한 처리 유닛(PU)(도 1 을 참조한다)을 포함할 수 있다. 그러므로, 이러한 처리 유닛(PU)은 프로세서, 마이크로프로세서, 컴퓨터 등을 포함할 수 있다.
무엇보다, 본 발명은 정렬 마크 측정을 정렬 마크 위치 편차의 상이한 원인과 연결시키는 일반화된 공식을 제공한다; 편차란 측정된 정렬 마크 위치, 즉 측정으로부터 유도된 정렬 마크 위치와 실제 정렬 마크 위치 사이의 차이를 가리킨다.
일반화된 공식으로서, 본 발명은 관찰된 위치상 편차들(즉 측정된 정렬 마크 위치와 기대 위치 사이의 차이)을 기판 변형 함수 및 하나 이상의 마크 변형 함수의 조합(예를 들어 가중된 조합)으로서 기술하는 것을 제안한다. 예를 들어, 이러한 함수는 (기대된) 마크 위치의 함수로서의 기판 변형 또는 마크 변형의 영향을 기술하는 이산 함수일 수 있다.
다음의 용어가 본 명세서에 적용된다:
SD는 기판 변형 함수를 나타내기 위해서 사용된다;
MD는 마크 변형 함수를 나타내기 위하여 사용된다;
PD는 위치상 편차, 즉 정렬 마크의 기대된 위치와 측정된 정렬 마크 위치 사이의 차이를 가리킨다.
MC는 정렬 마크 위치를 측정하기 위해서 적용되는 측정 파라미터 또는 특성을 가리킨다.
이러한 용어를 사용하고 하나의 기판 변형 함수 SD 및 두 개의 마크 변형 함수 MD1, MD2를 가정하면, 특정 기판 s 상에 제공되는 특정 마크 m의 위치상 편차는 본 발명의 일 실시예에서 다음과 같이 표현될 수 있다:
Figure pct00001
수학식 1 에서, 특정한 측정 특성 MC를 사용하여 측정된 기판 s 상의 주어진 마크 m에 대한 위치상 편차 PD는 기판 변형 함수 SD 및 마크 변형 함수 MD1 및 MD2의 가중된 조합으로서 표현된다. 마크 변형 함수 MD1 및 MD2는 마크 변형을 나타내고 각각의 마크 m과 기판 s에 대해서 다를 수 있다. 더 나아가, 위에서 이미 표시된 바와 같이, 정렬 마크 위치의 측정에 대한 마크 변형의 영향은 상이한 측정 조건이 적용될 경우에 상이할 수 있다. 수학식 1 에서, 이것이 가중치 계수 C1,MC 및 C2,MC에 의해 표현된다. 그렇게 함으로써, 기판 s 상의 주어진 마크에 대한 위치상 편차 PD는 사용되는 측정 특성 MC에 따라서 다른 값을 가질 수 있다. 수학식 1 에서 더 알 수 있는 바와 같이, 1 과 같은 가중치 계수가 기판 변형 함수 SD에 적용된다; 그렇게 함으로써, 기판 변형 함수 SD는 특정 마크 m의 실제 위치 편차를 기술한다고 가정된다(기판 s 상의 주어진 마크에 대하여).
전술된 바와 같이, 이러한 기판 변형은, 예를 들어 두 개의 연속하는 층의 노광 사이에서 기판에 수행되는 다양한 프로세스에 의해 야기될 수 있다.
도 3 은 변형 패턴을 개략적으로 도시하는데, 이것은 실제로 발견될 수 있는 2-차원의 기판 변형 함수 SD에 의해 기술될 수 있다. 도 3 에서, 기판의 컨투어(300)는 특정 위치에서의 기판의 변형을 나타내는 복수 개의 화살표(310)와 결합되어 개략적으로 도시된다. 이러한 특정한 변형 패턴은 예를 들어 기판의 불균일한 가열 또는 냉각에 의해 야기될 수 있다.
마크 변형 함수 MD1, MD2(마크 변형 또는 마크 비대칭이라고도 불림)와 관련하여, 이것은 예를 들어 어떤 마크의 변형의 특정 타입을, 예를 들어 기판 표면의 평면에 평행한 것 대신에 소정 각도를 가지는 마크의 하단부 또는 예를 들어 90 도보다 크거나 작은 각도를 가지는 마크의 하나 이상의 측벽을 나타낼 수 있다.
이러한 마크 변형 함수가 도 4 에 개략적으로 도시된다.
도 4 는 정렬 마크(400)(의 일부)의 단면도를 개략적으로 보여준다.
도 4 의 (a)는 변형이 없는, 즉 실질적으로 수직인 측벽(410)과 실질적으로 수평인 하단부(420)를 가지는 정렬 마크(400)를 개략적으로 도시한다.
도 4 의 (b)는 경사진 측벽(430)을 가지는 정렬 마크(400)를 개략적으로 도시한다. 이러한 경사진 측벽은 마크 변형이라고 간주될 수 있고, 예를 들어 각각의 정렬 마크에 대한 측벽을 기술하는 함수로서 기술될 수 있다.
도 4 의 (c)는 틸트된 하단부(440)를 가지는 정렬 마크(400)를 개략적으로 도시한다. 이러한 틸트된 하단부도 마크 변형이라고 간주될 수 있고, 예를 들어 정렬 마크의 실제 틸트각을 기술하는 함수로서 기술될 수 있다.
따라서 도 4 의 (b) 및 도 4 의 (c)는 마크 위치 측정에 영향을 줄 수 있는 두 개의 가능한 마크 변형 함수를 예시한다.
따라서, 마크 변형 함수 MD는 하나 이상의 기판 상의 하나의 마크 또는 여러 마크들의 실제 물리적 변형을 기술하는 함수라는 것에 주의한다. 따라서, 수학식 1 에 있는 바와 같은 미지수인 초기 가중치 계수 C1,MC 및 C2,MC는 마크 위치 측정에 대한 특정 마크 변형의 영향을 기술한다. 전환, 가중치 계수 C1,MC 및 C2,MC는 특정한 변형을 위치상 편차로 전환시킨다.
일 예로서, 사양 마크 변형 함수, 예를 들어 마크 변형 함수 MD1은, 주어진 마크에 대한 변형을 변형각을 특정함으로써 기술할 수 있으며, 변형각은 예를 들어 도 4 에 표시된 바와 같은 각도 α 또는 β에 대응한다. 그러면, 가중치 계수 C1,MC는 특정한 측정 파라미터 또는 특성에 대한, 단위 변형각 마다의 위치상 편차를 기술할 수 있다.
위에서 언급된 바와 같이, 특정 마크 변형, 예를 들어 도 4 의 (b) 및 (c)에 예시된 바와 같은 마크 변형은 측정 특성 MC에 따라서 상이한 정렬 마크 위치 측정을 초래할 수 있다.
이를 더 상세히 예시하기 위해, 수학식 1 은 3 개의 상이한 측정 특성 MC가 적용되는 경우 다음과 같은 수학식의 세트로서 표현될 수 있는데, 측정 특성들은 '적색', '녹색', '청색'이라고 지칭된다:
Figure pct00002
또는
Figure pct00003
설명되는 실시예에서 더 알 수 있는 바와 같이, 기판 변형 함수 SD는 사용되는 측정 특성으로부터 독립적이라고 추정된다. 수학식 3 에서, 벡터 PD는 알려진 위치상 편차(상이한 측정 파라미터 또는 특성을 사용하여, 측정된 정렬 마크 위치(즉 특정한 정렬 마크 위치 측정으로부터 유도되는 바와 같은 정렬 마크 위치)와 기대된 또는 공칭 정렬 마크 위치 사이의 차이로서 결정됨)를 나타내고, 벡터 F는 미지의 초기 기판 및 마크 변형 함수를 나타내며, 행렬 M은 상이한 변형 함수가 벡터 PD의 위치상 편차에 어떻게 기여하는지를 기술하는 미지의 가중치 계수 행렬(혼합 행렬이라고도 불림)을 나타내고, 행렬 M은 앞서 언급된 가중치 계수를 포함한다.
더 일반적인 공식으로서, NMC 개의 상이한 측정 특성 MC를 적용하여 기판 s 상의 특정 마크 m에 대해 유도되는 위치상 편차는 다음과 같이 공식화될 수 있다:
Figure pct00004
여기에서 PD는 위치상 편차 PD(1) 내지 PD(NMC)를 포함하는 벡터이고, NMC는 측정 파라미터 또는 특성 MC의 개수이다;
F는 기판 변형 함수 SD 및 적어도 하나의 마크 변형 함수 MD(1) 내지 MD(NMD)를 포함하는 벡터이고, NMD는 마크 변형 함수의 개수이며; M은 가중치 계수 m(i,j)를 포함하는 혼합 행렬이다.
따라서, 특정 기판 s 상에 존재하는 주어진 정렬 마크 m에 대해서, 수학식 3 또는 더 일반적인 수학식 4 는 위치상 편차(위치상 편차는 기대된 정렬 마크 위치와 측정된 정렬 마크 위치 사이의 차이이고, 측정된 정렬 마크 위치는 정렬 마크 위치 측정에 기초하여 결정됨)의 세트를, 미지의 함수의 세트의 미지의 가중된 조합으로서 기술하고, 미지의 함수들의 세트는 기판의 변형을 나타내는 기판 변형 함수와 정렬 마크의 변형을 나타내는 적어도 하나의 마크 변형 함수를 포함한다.
따라서, 행렬 형식에서, 정렬 마크 위치 측정으로부터 유도된 위치상 편차의 세트를 포함하는 벡터 PD는 미지의 혼합 행렬 M 및 미지의 함수의 세트를 포함하는 벡터 F의 행렬 곱셈과 동일하게 설정된다.
본 발명의 목적은 실제 기판 변형과 발생하는 마크 변형에 의해 야기된 영향을 분리하는 것이다. 이를 위해서, 기판 변형 함수 SD에 의해 표현되는 실제 기판 변형의 표현을 얻으려면 수학식 3 또는 더 일반적인 수학식 4 를 풀어야 한다.
본 발명은 이를 위한 여러 방법을 제공한다. 이러한 방법 중 여러 개는 다음 단계를 포함한다:
- 제 1 단계에서, 행렬 M의 가중치 계수 m(i,j)가 결정된다;
- 제 2 단계에서, 행렬 M의 역행렬 또는 의사역행렬 M-1이 결정된다.
양자 모두의 단계가 수행되면, 수학식 4 를 다음과 같이 쓸 수 있다:
Figure pct00005
수학식 5 를 사용하면, 기판 변형 SD는 공지된 위치상 편차의 공지된 가중된 조합으로서 표현될 수 있고, 역행렬 또는 의사역행렬 M-1의 원소들은 가중치 계수의 역할을 한다.
행렬 M의 가중치 계수를 결정하기 위해, 본 발명은 이를 구현하기 위한 다양한 방법들을 제공한다.
행렬 M의 가중치 계수를 결정하기 위한 첫 번째 방법은, 풀어낼 수학식(즉 수학식 3 또는 4 를 블라인드 소스 분리 문제(blind source separation problem)라고 간주하는 것이다. 블라인드 소스 분리(BSS) 문제는 문헌에 알려져 있고, 소스 신호 또는 이들이 혼합되는 방식에 대해 지식이 거의 없거나 아예 없는 상태로 혼합된 관찰된 신호의 세트로부터 소스 신호의 세트를 분리하는 것을 수반한다. 블라인드 소스 분리 문제는 통상적으로 매우 불충분하게 결정된다(heavily underdetermined). 이와 같이, 요구되는 솔루션에 다다르기 위해서는, 솔루션이 달성해야 하는 하나 이상의 조건들이 설정될 수 있어서, 가능한 솔루션의 개수가 제한된다.
이러한 BSS 문제를 풀기 위한 공지된 방법은 예를 들어 소위 주성분 분석(principal component analysis PCA) 또는 독립 성분 분석(independent component analysis; ICA)에 기초할 수 있다. PCA 및 ICA 양자 모두는 솔루션을 얻는데 상이한 조건을 포함하고 있어서, 가능한 솔루션을 제한한다. PCA를 사용하여 BSS 문제를 풀어낼 경우, 기본적인 사상은 혼합 행렬 계수 및 대응하는 신호 성분을 찾는 것인데, 신호 성분은 제 1 주된 성분이 가능한 최대 을 가지고(즉, 데이터에 있는 가능한 한 많은 변이율을 설명함), 각각의 후속 성분이 선행 성분에 직교한다는(즉, 선행 성분과 비상관됨) 제약 하에 가능한 한 높은 분산을 가지도록 선택된다.
이러한 제약을 사용하면, PCA는 특이치 분해와 본질적으로 동일하다. PCA가 고유한 솔루션이 되기 위해서, 후속하는 가정들이 묵시적으로 이루어진다:
신호 성분들은 직교하고, 즉 비상관된다;
혼합 행렬 M의 열들은 직교한다;
제 1 가정이 참일 수 있지만 제 2 가정은 이루어질 가능성이 매우 낮다는 것이 발명자에 의해 발견되었다. 이와 같이, 전술된 바와 같은 기판 변형의 영향과 마크 변형 영향을 분리시키는 문제를 풀기 위해서는, PCA는 수학식 3 또는 4 를 푸는 선호되는 방법이 아닐 수 있다.
주된 컴포넌트 분석에 대한 대안으로, 블라인드 소스 분리 문제 등은 소위 독립 성분 분석(ICA)을 이용하여 풀 수도 있다. ICA를 가중치 계수 행렬 또는 혼합 행렬 M을 결정하기 위한 툴로 사용한다는 것도 역시 특정한 가정을 암시한다:
- 신호 성분들은 통계적으로 독립적이다;
- 신호 성분들은 비-가우시안 분산된다.
풀어야 하는 앞서 언급된 문제를 고려하여, 발명자들은 신호 성분이 통계적으로 독립적일 수 있고 신호 성분들이 비-가우시안 분산될 수 있다는 것을 발견했다.
이와 같이, 본 발명의 일 실시예에서, ICA는 특히 혼합 행렬 M의 가중치 계수를 결정하기 위해서 수학식 3 또는 4 에 적용된다.
ICA를 적용하기 위해서, 기지의 혼합(known mixtures)이라고도 불리는 비교적 많은 측정들이 사용가능해야 한다. 그러므로, ICA를 적용하려면, 복수 개의 정렬 마크에 대해 정렬 측정이 수행돼야 한다. 일반적으로, 실제 기판 변형의 정확한 평가를 얻기 위해서 통상적으로는 비교적 많은 정렬 마크가 기판 상에서 이용가능하고 측정되기 때문에, 이것은 문제를 야기하지 않는다.
더 나아가, ICA의 견실성을 개선하기 위하여, 다수의 기판의 정렬 마크 위치 측정들이 사용될 수도 있다.
가중치 계수 행렬 M의 가중치 계수를 결정하기 위해서 ICA를 적용하는 본 발명의 일 실시예에서, 가중치 계수의 더 정확한 결정을 제공하는 추가적인 제약 또는 조건이 적용된다(제약 또는 조절된 ICA를 적용하는 이러한 실시예는 cICA 방법 또는 실시예라고 축약됨):
풀어야 할 수학식의 일반적 공식, 즉 수학식 4 에서, 혼합 행렬 M은(NMC x NMD+1) 행렬이고(NMC는 적용되는 측정 특성 MC의 개수이고, NMD는 마크 변형 함수의 개수이며 하나의 기판 변형 함수됨 가정됨), 각각의 가중치 계수 또는 행렬 원소는 미지수이다.
그러나, 전술된 바와 같이, 실제 기판 변형(예를 들어 기판 변형 함수 SD에 의해 기술되는 변형)은 적용되는 측정 특성 MC으로부터 독립적인 것으로 가정될 수 있다. 달리 말하면, 기판 변형 함수와 연관된 혼합 행렬 M의 열(예를 들어 수학식 3 의 혼합 행렬 M의 열 1)의 모든 가중치 계수는 1 과 같다는 것이 발견된다. 이러한 추가적 제약 또는 조건을 적용할 경우, 잔여 가중치 계수는 ICA를 이용하여 결정될 수 있다. 이러한 접근법을 사용하면, 기판 변형 함수 및 마크 변형 함수 또는 함수들의 더 정확한 분리가 실현될 수 있다는 것이 발견되었다. 이러한 관점에서, 설명된 cICA 방법에 대한 대안으로서 다른 블라인드 소스 분리 알고리즘들도 역시 고려될 수 있다는 점에 주의해야 한다.
혼합 행렬 M의 가중치 계수를 결정하는 두 번째 방법은 소위 스택 정보를 사용하는 시뮬레이션을 이용하는 것이다. 본 발명의 범위 안에서, 스택이란 기판 상에 도포된 층들의 세트를 가리키고, 상기 층은, 예를 들어 상이한 재료를 사용하는 것에 기인하여 상이한 광학적 특성 또는 전자기적 특성을 가진다.
측정되는 정렬 마크의 기하학적 구조가 알려지는 경우, 스택 또는 스택의 일부를 기술하는 광학적 데이터 및 기하학적 데이터와 함께, 특정 정렬 마크 변형(예를 들어 도 4 의 (b) 및 도 4 의 (c)에 도시된 바와 같은 변형과 같은 변형)의 영향이 시뮬레이션될 수 있고, 따라서 마크 변형 함수와 연관되는 가중치 계수에 대한 값을 제공한다.
도 5 는 층(510)의 스택의 일부의 단면도를 개략적으로 도시하는데, 상기 층들 중 하나는 정렬 마크(500)를 포함한다.
따라서, 마크 변형 함수와 연관된 가중치 계수에 대한 값을 얻기 위해서는, 다음 단계들이 수행될 수 있다:
- 도포된 스택의 적어도 일부를 나타내는 모델을 생성하는 단계로서, 모델은 정렬 마크 및 마크 변형(도 5 에는 미도시)을 포함함;
- 특정 빔(예를 들어 특정한 광학적 특성을 가짐)이 스택 상에 투영될 때의 스택의 응답을 시뮬레이션하는 단계;
- 이러한 응답과 도포된 마크 변형에 기초하여 하나 이상의 가중치 계수를 결정하는 단계.
일 예로서, 시뮬레이션은 방사선 빔(520), 예를 들어 정렬 측정을 수행하기에 적합한 방사선 빔에 대한 도시된 스택(510)의 응답을 평가하기 위해서 수행될 수 있다. 방사선 빔의 광학적 특성(예를 들어 주파수 또는 주파수 콘텐츠)에 따라서, 방사선 빔(520)의 투영은 특정한 응답, 즉 특정한 반사된 빔(530) 또는 빔들의 세트를 초래할 수 있다. 이러한 특정 응답(530)은 모델에 적용된 마크 변형에 의해 적어도 부분적으로 영향받을 수 있다.
응답(530)을 마크 변형이 모델링되지 않은 경우의 방사선 빔(520)에 대한 응답과 비교함으로써, 변형의 영향이 정량화될 수 있고, 혼합 행렬 M의 가중치 계수 중 하나의 값이 제공된다. 설명된 단계를 상이한 여러 방사선 빔에 대해서, 즉 상이한 측정 특성 또는 파라미터를 사용하는 것에 대응하여 반복함으로써, 특정 마크 변형과 연관되는 가중치 계수가 복수 개의 측정 특성에 대해서 결정될 수 있고, 따라서 혼합 행렬 M의 특정 열 내의 가중치 계수에 대한 값을 제공한다.
이와 같이, 시뮬레이션을 이용하여, 하나 이상의 마크 변형 함수와 연관되는 가중치 계수(즉, 수학식 4 에서 열 2 내지 NMD+1 내의 가중치 계수)가 시뮬레이션을 이용하여 결정될 수 있다.
더 나아가, 위에서 표시된 바와 같이, 기판 변형 함수 SD와 연관된 가중치 계수(즉 수학식 4 의 행렬 M의 열 1 내의 가중치 계수)가 1 과 같도록 설정될 수 있다.
대안은 수학식 5 의 역행렬 또는 의사역행렬 M-1의 가중치 계수를, 기판 변형이 결정돼야 하는 기판에 수행되는 프로세스와 동일하거나 유사한 프로세스가 수행된 바 있는 이전의 기판으로부터의 오버레이 데이터를 사용하여 결정하는 것이다. 기판 변형이 결정돼야 하는 기판에 대해서는 이러한 데이터가 이용가능하지 않기 때문에, 혼합 행렬 M의 가중치 계수를 결정하기 위해서는 이전의 기판으로부터의 오버레이 데이터가 본 발명에 따라 수행되는 정렬 마크 위치 측정과 조합하여 사용될 수 있다.
수학식 5 는 다음 수학식이 될 수 있다
Figure pct00006
여기에서 N은 수학식 4 의 M의 역행렬 또는 의사역행렬이라고 정의된다.
오버레이 데이터는 기판의 타겟부를 패터닝하는 방사선 빔에 수직인 방향에서의 변위를 포함할 수도 있지만 그것들로 제한되지는 않는다.
혼합 행렬 M의 가중치 계수 m(i,j)가 결정되면, 역행렬 또는 의사역행렬 M-1이 결정될 필요가 있다.
혼합 행렬 M의 열들이 서로 독립적인 경우, 혼합 행렬 M의 의사역행렬이 정렬 측정을 마크 변형으로부터 분리될 수 있는 기판 변형으로 분해하는 분해 행렬을 제공한다는 것을 알 수 있다.
또한, 혼합 행렬 M의 모든 열들이 서로 독립적일 것이 요구되지 않을 수 있다는 것이 발명자들에 의해 발견되었다.
마크 변형으로부터 기판 변형을 분리하기 위해서, 기판 변형 함수와 연관된 행렬 M의 열이 다른 열로부터 독립적이면 충분할 수 있으며, 다른 열은 하나 이상의 마크 변형 함수와 연관된다.
이러한 경우에, 마크 변형 함수의 정확한 분리를 얻는 것이 가능하지 않을 수도 있다. 그러나, 본 발명의 목적이 실제 기판 변형을 마크 변형의 영향으로부터 분리하는 것이기 때문에, 개개의 마크 변형 함수들의 실제 분리가 요구되지 않는다.
기판 변형 함수와 연관된 혼합 행렬 M의 열이 다른 열로부터 독립적이기 때문에, 기판 변형을 마크 변형으로부터 분리하는 것이 가능하지 않다.
이러한 의존성이 있는 경우, 의존성은 후속하는 조치 중 임의의 것을 취함으로써 완화될 수 있다;
- 추가적인 상이한 측정 파라미터 또는 특성을 사용하여 정렬 마크 당 정렬 측정의 개수를 증가시킨다. 일 예로서, 상이한 색상을 가지는 두 개의 정렬 빔을 사용하여 정렬 측정을 수행하는 것으로는 불충분할 경우, 또 다른 색을 가지는 정렬 빔을 사용하는 제 3 측정을 추가하는 것이 유익할 수 있다. 그렇게 함으로써, 혼합 행렬 M의 열은 더 선형 독립적이 될 수 있다. 유사한 방식으로, 정렬 빔의 상이한 편광 상태를 사용하는 추가적 측정을 적용하는 것도 역시 유익할 수 있다.
- 더 세분화된 정렬 측정, 특히 비대칭 측정을 수행한다.
본 발명의 범위 안에서, 비대칭 측정이란 정렬 측정 중에 수행되는 특정한 추가 측정을 가리킨다.
도 6 은 이러한 정렬 측정을 개략적으로 예시한다. 도 6 은 정렬 빔(620)을 정렬 마크(610) 상에 투영함으로써 정렬 마크(610)의 위치를 결정하도록 구성되는 정렬 시스템(600)을 개략적으로 도시한다. 후속하여, 반사된 빔 또는 빔들(630)이 렌즈 시스템(640)을 통해서, 예를 들어 격자(660) 등을 통해서 검출기(650)에 제공된다. 검출기(650)에 의해 검출된 세기에 기초하여, 정렬 시스템(600)의 정렬 마크(610) 및 격자(660) 또는 검출기(650)의 상대 위치가 결정된다.
그러면, 결정되는 이러한 상대 위치가 예를 들어 행렬 방정식 3 또는 4 에 적용되는 위치상 편차 PD를 결정하기 위하여 사용될 수 있다. 도 6 은 또한 렌즈 시스템(630)의 퓨필 평면(670) 및 반사된 빔 또는 빔들(630)의 세기가 측정될 수 있는 두 위치(680)를 개략적으로 도시한다. 일 실시예에서, 위치들은 반사된 빔(630)의 -1 및 +1 차수를 측정할 수 있게 하도록 선택될 수 있다.
측정되는 정렬 마크(610)가 변형되는 경우, 예를 들어 도 4 의 (b) 및 도 4 의 (c)에 도시되는 바와 같은 변형을 포함하는 경우, 퓨필 평면 내의 상이한 위치들, 예를 들어 위치(680)에서 측정되는 세기 사이에 비대칭이 관찰될 수 있다는 것이 발명자들에 의해 관찰된 바 있다. 예를 들어 +1 반사 차수 및 -1 반사 차수의 관찰된 세기 사이에 차이를 제공하는 이러한 비대칭 측정은, 발생하는 마크 변형에 관련된 추가적 정보를 제공한다.
특히, 본 발명의 일 실시예에서, 이러한 비대칭 측정은 행렬 방정식 3 또는 4 에 포함된다. 위치상 편차 PD의 경우에서와 같이, 비대칭 측정, 또는 정렬 시스템의 퓨필 평면 내의 세기의 관찰된 비대칭은 발생하는 상이한 마크 변형의 가중된 조합 또는 혼합(mixture)에 의해 야기되는 것으로 간주될 수 있다. 수학식 3 으로부터 출발하고 적색, 녹색, 청색의 각각의 컬러에 대해 비대칭 측정이 이용가능하다고 가정하면, AM이라고 불리는 비대칭 측정이 다음과 같이 포함될 수 있다:
Figure pct00007
수학식 3 과 비교할 때, 비대칭 측정 AM은 마크 변형 함수 MD1 및 MD2의 가중치 계수 am(i,j)을 사용하는 가중된 조합으로서 포함되었다. 위에서 표시된 바와 같이, 기판 변형 SD는 정렬 시스템(600)의 퓨필 평면에서 지각되는 비대칭에 기여하지 않는다는 것에 주의한다. 그러므로, 기판 변형 함수 SD와 연관된 가중치 계수는 비대칭 측정 AM에 대해서 제로로 설정한다.
전술된 것과 유사한 방식으로, 수학식 6 의 확장된 행렬의 가중치 계수는 수학식이, 예를 들어 독립 성분 분석(ICA)을 사용하여 풀 수 있는 블라인드 소스 분리 문제를 나타내고 있는 것으로 간주함으로써 결정될 수 있다. 수학식 6 으로부터 알 수 있는 바와 같이, 비대칭 측정 AM에 대한 기판 변형 함수 SD와 연관된 가중치 인자를 제로로 설정함으로써, ICA를 사용하여 가중치 계수를 결정하는 것을 용이하게 만들 수 있는 추가 제약들이 적용된다.
또한, 가중치 계수 m(i,j)에 대해서 전술된 것과 유사한 방식으로 가중치 계수 am(i,j)도 시뮬레이션을 이용하여 결정될 수 있다는 점에 주목할 필요가 있다.
비록 본문에서 IC의 제조에서 리소그래피 장치를 사용하는 것에 대해서 특별히 언급하였지만, 본 명세서에서 설명되는 리소그래피 장치는 다른 응용 분야, 예컨대 집적 광 시스템의 제조, 자기장 도메인 메모리용 유도 및 검출 패턴, 평판 디스플레이, 액정 디스플레이(LCD), 박막 자기 헤드, 등을 가질 수 있다는 것이 이해되어야 한다. 당업자는, 이러한 다른 응용예의 문맥에서, 본 명세서에서 사용된 "웨이퍼" 또는 "다이"와 같은 어떠한 용어의 사용도 각각 "기판" 또는 "타겟부"와 같은 좀 더 일반적인 용어와 동의어로 간주될 수 있음을 이해할 것이다. 본 명세서에서 기판은, 예를 들어 트랙(통상적으로 레지스트 층을 기판에 도포하고 노광된 레지스트를 현상하는 툴), 계측 툴 및/또는 검사 툴에서, 노광 전 또는 노광 후에 처리될 수 있다. 적용 가능한 범위에서, 본 명세서에서의 개시물은 이러한 기판 처리 툴 및 다른 기판 처리 툴에 적용될 수 있다. 또한, 예컨대 다층 집적회로를 생성하기 위하여 기판이 복수 회 처리될 수 있으므로, 본 명세서에 사용되는 기판이라는 용어는 이미 여러 번 처리된 층들을 포함한 기판을 지칭할 수 있다.
비록 특정한 참조가 위에서 광 리소그래피의 콘텍스트에서의 본 발명의 실시예의 사용에 대하여 이루어졌지만, 본 발명이 다른 애플리케이션, 예를 들어 임프린트(imprint) 리소그래피에서 사용될 수도 있고, 콘텍스트가 허용하는 경우 광 리소그래피로 제한되는 것이 아니라는 것이 인정될 것이다. 임프린트 리소그래피에서, 패터닝 장치의 토포그래피는 기판 상에 생성된 패턴을 정의한다. 패터닝 장치의 토포그래피는 기판에 공급된 레지스트의 층에 프레스될 수도 있고, 그 위에서 레지스트는 전자기 방사선, 열, 압력 또는 이들의 조합을 인가함으로써 경화된다. 패터닝 장치는 레지스트가 경화된 후에 레지스트 외부로 이동됨으로써 그 내부에 패턴을 잔류시킨다.
본원에서 사용된 "방사선" 및 "빔"이라는 용어는, 자외(UV) 방사선(예컨대, 약 365, 248, 193, 157, 또는 126 nm의 파장을 가짐) 및 극자외(EUV) 방사선(예컨대, 5-20 nm 범위의 파장을 가짐), 및 이온 빔 또는 전자 빔과 같은 입자 빔을 포함하는, 모든 타입의 전자기 방사선을 망라한다.
본 명세서에 사용된 "렌즈"라는 용어는, 문맥이 허용한다면, 굴절, 회절, 반사, 자기, 전자자기, 및 정전기 광 컴포넌트를 포함하는 다양한 타입의 광 컴포넌트 중 임의의 것 또는 조합을 가리킬 수 있다.
비록 본 발명의 특정한 실시예가 위에서 설명되었지만, 본 발명은 설명된 것과 다르게 실시될 수 있다는 것이 이해될 것이다. 예컨대, 본 발명의 실시예는 위에서 개시된 바와 같은 방법을 기술하는 기계 판독 가능한 명령어들의 하나 이상의 시퀀스들을 포함하는 컴퓨터 프로그램, 또는 이러한 컴퓨터 프로그램이 저장되는 데이터 저장 매체(예컨대, 반도체 메모리, 자기 디스크 또는 광디스크)의 형태를 취할 수 있다.
위의 설명은 한정적인 것이 아니라 예시적인 의도로 제공된다. 따라서, 다음 진술되는 청구항의 범위로부터 벗어나지 않으면서, 설명된 바와 같은 본 발명에 변경이 이루어질 수 있다는 것이 당업자에게는 명백할 것이다.

Claims (13)

  1. 리소그래피 장치로서,
    방사선 빔을 조절하도록 구성되는 조명 시스템;
    패터닝 디바이스를 지지하도록 구성되는 지지체 - 상기 패터닝 디바이스는 방사선 빔의 단면에 패턴을 부여하여 패터닝된 방사선 빔을 형성할 수 있음 -;
    기판을 홀딩하도록 구성되는 기판 테이블; 및
    상기 패터닝된 방사선 빔을 상기 기판의 타겟부 상에 투영하도록 구성되는 투영 시스템을 포함하고,
    상기 리소그래피 장치는, 상기 기판 상에 존재하는 하나 이상의 정렬 마크에 대하여,
    - 복수 개의 상이한 정렬 측정 파라미터들 각각을 적용하여 상기 정렬 마크에 대하여 복수 개의 정렬 마크 위치 측정을 수행함으로써, 상기 정렬 마크에 대한 복수 개의 측정된 정렬 마크 위치를 획득하도록 구성되는 정렬 시스템을 더 포함하며,
    상기 리소그래피 장치는 처리 유닛을 더 포함하고, 상기 처리 유닛은,
    - 복수 개의 정렬 마크 위치 측정들 각각에 대하여, 기대된 정렬 마크 위치와 측정된 정렬 마크 위치 사이의 차이로서 위치상 편차를 결정하고 - 상기 측정된 정렬 마크 위치는 각각의 정렬 마크 위치 측정에 기초하여 결정됨 -;
    - 상기 위치상 편차에 대한 가능한 원인으로서 함수의 세트를 규정하며 - 상기 함수의 세트는 상기 기판의 변형을 나타내는 기판 변형 함수 및 상기 하나 이상의 정렬 마크의 변형을 나타내는 적어도 하나의 마크 변형 함수를 포함함 -;
    - 행렬 방정식 PD = M*F를 생성하고 - 상기 위치상 편차를 포함하는 벡터 PD는, 상기 기판 변형 함수 및 적어도 하나의 마크 변형 함수를 포함하는 벡터 F의, 가중치 계수 행렬 M에 의해 표현되는 가중된 조합과 같도록 설정되고, 상기 적어도 하나의 마크 변형 함수와 연관된 가중치 계수는 적용된 정렬 측정에 따라 달라짐 -;
    - 상기 행렬 M의 가중치 계수에 대한 값을 결정하며;
    - 상기 행렬 M의 역행렬 또는 의사역행렬을 결정함으로써, 상기 기판 변형 함수에 대한 값을 상기 위치상 편차의 가중된 조합으로서 획득하고;
    - 상기 패터닝된 방사선 빔과 상기 타겟부의 정렬을 수행하기 위해 상기 기판 변형 함수에 대한 값을 적용하도록 구성되는, 리소그래피 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    Figure pct00008
    이고,
    PD는 위치상 편차 pd(1)-pd(NMC)를 포함하는 벡터이며, NMC는 상이한 정렬 측정들의 개수이고;
    F는 상기 기판 변형 함수 SD 및 상기 적어도 하나의 마크 변형 함수 MD(1)-MD(NMD)를 포함하는 벡터이며, NMD는 마크 변형 함수들의 개수이고;
    M은 가중치 계수 m(i,j)를 포함하는 상기 가중치 계수 행렬인, 리소그래피 장치.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    복수 개의 상이한 정렬 측정은 상이한 광학적 특성을 가지는 정렬 측정 빔을 적용함으로써 수행되는, 리소그래피 장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 정렬 측정 빔의 상이한 광학적 특성은 상이한 편광 또는 상이한 주파수를 포함하는, 리소그래피 장치.
  5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 가중치 계수는, 독립 성분 분석(independent component analysis; ICA)에 의해 결정되는, 리소그래피 장치.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 기판 변형 함수 SD와 연관된 혼합 행렬 M의 가중치 계수는 상수 값과 같도록 설정되는, 리소그래피 장치.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 상수 값은 1 인, 리소그래피 장치.
  8. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 가중치 계수는 시뮬레이션에 기초하여 결정되는, 리소그래피 장치.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 시뮬레이션은,
    - 상기 기판의 스택의 적어도 일부를 나타내는 모델을 생성하는 것 - 상기 일부는 정렬 마크 및 마크 변형을 포함함 -;
    - 정렬 측정 파라미터를 적용하는 정렬 마크 위치 측정에 대한 상기 스택의 응답을 시뮬레이션하는 것; 및
    - 상기 응답 및 상기 모델 내에 표현되는 마크 변형에 기초하여 혼합 행렬 M의 하나 이상의 가중치 계수를 결정하는 것을 포함하는, 리소그래피 장치.
  10. 제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 정렬 시스템은, 상기 복수 개의 정렬 마크 위치 측정들 각각에 대하여 비대칭 측정을 제공하도록 더욱 구성되고, 상기 처리 유닛은 상기 비대칭 측정을 상기 행렬 방정식 내에 포함시켜 상기 비대칭 측정을 상기 벡터 PD 내에 포함시키도록 구성되고, 상기 비대칭 측정은 상기 벡터 F의 하나 이상의 마크 변형 함수의 가중된 조합과 같도록 설정되는, 리소그래피 장치.
  11. 리소그래피 장치로서,
    방사선 빔을 조절하도록 구성되는 조명 시스템;
    패터닝 디바이스를 지지하도록 구성되는 지지체 - 상기 패터닝 디바이스는 방사선 빔의 단면에 패턴을 부여하여 패터닝된 방사선 빔을 형성할 수 있음 -;
    기판을 홀딩하도록 구성되는 기판 테이블; 및
    상기 패터닝된 방사선 빔을 상기 기판의 타겟부 상에 투영하도록 구성되는 투영 시스템을 포함하고,
    상기 리소그래피 장치는, 상기 기판 상에 존재하는 하나 이상의 정렬 마크에 대하여,
    - 복수 개의 상이한 정렬 측정 파라미터들 각각을 적용하여 상기 정렬 마크에 대하여 복수 개의 정렬 마크 위치 측정을 수행함으로써, 상기 정렬 마크에 대한 복수 개의 측정된 정렬 마크 위치를 획득하도록 구성되는 정렬 시스템을 더 포함하며,
    상기 리소그래피 장치는 처리 유닛을 더 포함하고, 상기 처리 유닛은,
    - 복수 개의 정렬 마크 위치 측정들 각각에 대하여, 기대된 정렬 마크 위치와 측정된 정렬 마크 위치 사이의 차이로서 위치상 편차를 결정하고 - 상기 측정된 정렬 마크 위치는 각각의 정렬 마크 위치 측정에 기초하여 결정됨 -;
    - 상기 위치상 편차에 대한 가능한 원인으로서 함수의 세트를 규정하며 - 상기 함수의 세트는 상기 기판의 변형을 나타내는 기판 변형 함수 및 상기 하나 이상의 정렬 마크의 변형을 나타내는 적어도 하나의 마크 변형 함수를 포함함 -;
    - 행렬 방정식 F = N*PD를 생성하고 - 벡터 F는, 상기 위치상 편차를 포함하는 벡터 PD의, 가중치 계수 행렬 N에 의해 표현되는 가중된 조합과 같도록 설정되고, 상기 벡터 F는 상기 기판 변형 함수 및 적어도 하나의 마크 변형 함수를 포함하며, 상기 적어도 하나의 마크 변형 함수와 연관된 가중치 계수는 적용된 정렬 측정에 따라 달라짐 -;
    - 상기 행렬 N의 가중치 계수에 대한 값을 결정함으로써, 상기 기판 변형 함수에 대한 값을 상기 위치상 편차의 가중된 조합으로서 획득하고;
    - 상기 패터닝된 방사선 빔과 상기 타겟부의 정렬을 수행하기 위해 상기 기판 변형 함수에 대한 값을 적용하도록 구성되는, 리소그래피 장치.
  12. 제 11 항에 있어서,
    기판 변형이 결정될 기판에 가해지고 있는 프로세스와 유사하거나 동일한 프로세스가 가해진 하나 이상의 이전의 기판으로부터의 오버레이 데이터 및 상기 정렬 마크 위치 측정이 상기 행렬 M의 가중치 계수에 대한 값을 결정하기 위하여 사용되는, 리소그래피 장치.
  13. 디바이스 제조 방법으로서,
    - 제 1 항 내지 제 12 항 중 어느 한 항의 리소그래피 장치를 사용하여, 기판의 타겟부와 방사선의 패터닝된 빔을 정렬하는 단계; 및
    - 상기 방사선의 패터닝된 빔을 상기 기판의 타겟부 상에 투영시키는 단계를 포함하는, 디바이스 제조 방법.
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Families Citing this family (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10607334B2 (en) * 2014-12-09 2020-03-31 Asml Netherlands B.V. Method and apparatus for image analysis
WO2016091534A1 (en) 2014-12-09 2016-06-16 Asml Netherlands B.V. Method and apparatus for image analysis
CN110799907B (zh) * 2017-06-26 2021-12-28 Asml荷兰有限公司 确定变形的方法
EP3454124A1 (en) * 2017-09-07 2019-03-13 ASML Netherlands B.V. Method to determine a patterning process parameter
EP3627228A1 (en) 2017-09-28 2020-03-25 ASML Netherlands B.V. Lithographic method
JP7038562B2 (ja) * 2018-02-13 2022-03-18 キヤノン株式会社 検出装置、リソグラフィ装置、および物品の製造方法
EP3531207A1 (en) * 2018-02-27 2019-08-28 ASML Netherlands B.V. Alignment mark positioning in a lithographic process
US10680717B2 (en) * 2018-06-08 2020-06-09 Maxim Integrated Products, Inc. Systems and methods for polarization control using blind source separation
KR20200040104A (ko) * 2018-10-08 2020-04-17 삼성전자주식회사 조합된 모델 함수를 산출하는 방법, 리소그래피 장치 세팅 방법, 리소그래피 방법, 리소그래피 장치
EP3702840A1 (en) * 2019-03-01 2020-09-02 ASML Netherlands B.V. Alignment method and associated metrology device
US11003164B2 (en) * 2019-08-30 2021-05-11 Micron Technology, Inc. Methods for aligning a physical layer to a pattern formed via multi-patterning, and associated systems
CN111900116A (zh) * 2020-06-22 2020-11-06 中国科学院微电子研究所 晶圆的对准方法及对准系统
CN114326337B (zh) * 2021-12-24 2023-07-28 粤芯半导体技术股份有限公司 光刻对准方法

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20060103534A (ko) * 2003-12-22 2006-10-02 에이에스엠엘 네델란즈 비.브이. 리소그래피 장치 및 측정 방법
KR100795140B1 (ko) * 2004-07-08 2008-01-17 에이에스엠엘 네델란즈 비.브이. 리소그래피 투영장치 및 상기 리소그래피 투영장치를 사용하는 디바이스 제조방법
KR100876378B1 (ko) * 2006-04-04 2008-12-29 에이에스엠엘 네델란즈 비.브이. 기판 정렬 및 노광 방법
KR101900340B1 (ko) * 2013-10-02 2018-09-20 에이에스엠엘 네델란즈 비.브이. 산업 공정과 관련된 진단 정보를 얻는 방법 및 장치

Family Cites Families (27)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4734746A (en) * 1985-06-24 1988-03-29 Nippon Kogaku K. K. Exposure method and system for photolithography
JP3303551B2 (ja) * 1994-08-22 2002-07-22 ソニー株式会社 半導体装置の露光方法におけるアライメント法
JP3516546B2 (ja) * 1995-12-22 2004-04-05 株式会社ルネサステクノロジ 重ね合せ誤差の低減方法
US5877861A (en) * 1997-11-14 1999-03-02 International Business Machines Corporation Method for overlay control system
JP3394237B2 (ja) * 2000-08-10 2003-04-07 株式会社日立製作所 荷電粒子ビーム露光方法及び装置
JP3626448B2 (ja) 2001-11-28 2005-03-09 株式会社東芝 露光方法
US7190823B2 (en) * 2002-03-17 2007-03-13 United Microelectronics Corp. Overlay vernier pattern for measuring multi-layer overlay alignment accuracy and method for measuring the same
CN100480620C (zh) * 2002-05-02 2009-04-22 奥博泰克有限公司 采用非均匀修正的图像制造印刷电路板的系统和方法
SG120949A1 (en) * 2002-09-20 2006-04-26 Asml Netherlands Bv Alignment system and methods for lithographic systems using at least two wavelengths
US6915177B2 (en) * 2002-09-30 2005-07-05 Advanced Micro Devices, Inc. Comprehensive integrated lithographic process control system based on product design and yield feedback system
US20050105071A1 (en) * 2003-06-03 2005-05-19 Fusao Ishii Methods for patterning substrates having arbitrary and unexpected dimensional changes
EP1494077A3 (en) * 2003-07-02 2006-12-27 Fuji Photo Film Co., Ltd. Image forming apparatus and image forming method
US7198964B1 (en) 2004-02-03 2007-04-03 Advanced Micro Devices, Inc. Method and apparatus for detecting faults using principal component analysis parameter groupings
US20060066649A1 (en) * 2004-09-30 2006-03-30 Fuji Photo Film Co., Ltd. Method and apparatus for recording images on deformed image-recordable object
CN101477315B (zh) * 2009-01-20 2010-10-20 上海微电子装备有限公司 掩模台扫描倾斜的测量方法及装置
US20100296074A1 (en) * 2009-04-30 2010-11-25 Nikon Corporation Exposure method, and device manufacturing method
JP5496041B2 (ja) * 2010-09-30 2014-05-21 大日本スクリーン製造株式会社 変位算出方法、描画データの補正方法、描画方法および描画装置
NL2008168A (en) * 2011-02-25 2012-08-28 Asml Netherlands Bv Method of calculating model parameters of a substrate, a lithographic apparatus and an apparatus for controlling lithographic processing by a lithographic apparatus.
CN105892238B (zh) 2011-08-31 2018-04-13 Asml荷兰有限公司 确定聚焦位置修正的方法、光刻处理元和器件制造方法
NL2009345A (en) * 2011-09-28 2013-04-02 Asml Netherlands Bv Method of applying a pattern to a substrate, device manufacturing method and lithographic apparatus for use in such methods.
JP5863974B2 (ja) 2011-09-29 2016-02-17 カール・ツァイス・エスエムティー・ゲーエムベーハー マイクロリソグラフィ投影露光装置の投影対物レンズ
NL2009719A (en) * 2011-12-02 2013-06-05 Asml Netherlands Bv Alignment mark deformation estimating method, substrate position predicting method, alignment system and lithographic apparatus.
WO2014032833A1 (en) * 2012-08-29 2014-03-06 Asml Netherlands B.V. Deformation pattern recognition method, pattern transferring method, processing device monitoring method, and lithographic apparatus
WO2014117791A1 (en) 2013-02-01 2014-08-07 Carl Zeiss Smt Gmbh Microlithographic projection exposure apparatus and method of operating same
WO2015031337A1 (en) * 2013-08-27 2015-03-05 Kla-Tencor Corporation Removing process-variation-related inaccuracies from scatterometry measurements
CN103744214B (zh) * 2013-12-31 2016-08-17 深圳市华星光电技术有限公司 一种液晶显示器的玻璃基板的曝光方法
JP6543761B2 (ja) * 2015-08-27 2019-07-10 エーエスエムエル ネザーランズ ビー．ブイ． リソグラフィ装置及びデバイス製造方法

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20060103534A (ko) * 2003-12-22 2006-10-02 에이에스엠엘 네델란즈 비.브이. 리소그래피 장치 및 측정 방법
KR100795140B1 (ko) * 2004-07-08 2008-01-17 에이에스엠엘 네델란즈 비.브이. 리소그래피 투영장치 및 상기 리소그래피 투영장치를 사용하는 디바이스 제조방법
KR100876378B1 (ko) * 2006-04-04 2008-12-29 에이에스엠엘 네델란즈 비.브이. 기판 정렬 및 노광 방법
KR101900340B1 (ko) * 2013-10-02 2018-09-20 에이에스엠엘 네델란즈 비.브이. 산업 공정과 관련된 진단 정보를 얻는 방법 및 장치

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Publication number Publication date
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