KR20180066209A - 처리 파라미터의 간접 결정 - Google Patents

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Abstract

본 명세서에서, 패터닝 공정에 의해 생성된 기판의 부분으로부터 패터닝 공정의 직접 측정가능한 처리 파라미터의 값을 측정하는 단계; 직접 측정가능한 처리 파라미터와 직접 측정가능하지 않은 처리 파라미터 간의 관계를 얻는 단계; 및 직접 측정가능한 처리 파라미터의 값 및 관계로부터 직접 측정가능하지 않은 처리 파라미터의 값을 결정하는 단계를 포함하는 방법이 개시된다.

Description

처리 파라미터의 간접 결정
본 출원은 2015년 10월 12일에 출원된 미국 출원 62/240,355, 및 2016년 5월 31일에 출원된 미국 출원 62/343,589의 우선권을 주장하며, 이들은 본 명세서에서 그 전문이 인용참조된다.
본 발명은 반도체 제조 공정과 같은 패터닝 공정의 성능을 개선하는 방법에 관한 것이다. 상기 방법은 리소그래피 장치와 관련하여 사용될 수 있다.
리소그래피 장치는 기판의 타겟부 상에 원하는 패턴을 적용시키는 기계이다. 리소그래피 장치는, 예를 들어 집적 회로(IC)의 제조 시에 사용될 수 있다. 그 상황에서, 대안적으로 마스크 또는 레티클이라 칭하는 패터닝 디바이스가, 예를 들어 IC의 개별층에 대응하는 패턴을 생성하기 위해 사용될 수 있고, 이 패턴은 방사선-감응재(레지스트)층을 갖는 기판(예컨대, 실리콘 웨이퍼) 상의 (예를 들어, 다이의 부분, 한 개 또는 수 개의 다이를 포함하는) 타겟부 상으로 이미징(imaging)될 수 있다. 일반적으로, 단일 기판은 연속하여 노광되는 인접한 타겟부들의 네트워크를 포함할 것이다. 알려진 리소그래피 장치는, 한 번에 타겟부 상으로 전체 패턴을 노광함으로써 각각의 타겟부가 조사(irradiate)되는 소위 스테퍼, 및 빔을 통해 주어진 방향("스캐닝"-방향)으로 패턴을 스캐닝하는 한편, 이 방향과 평행한 방향(같은 방향으로 평행한 방향) 또는 역-평행 방향(반대 방향으로 평행한 방향)으로 기판을 동기적으로 스캐닝함으로써 각각의 타겟부가 조사되는 소위 스캐너를 포함한다.
패터닝 디바이스로부터 기판으로 패턴을 전사(transfer)하기에 앞서, 기판은 전처리(priming), 레지스트 코팅 및 소프트 베이크(soft bake)와 같은 다양한 과정들을 거칠 수 있다. 노광 이후, 기판은 노광-후 베이크(post-exposure bake: PEB), 현상, 하드 베이크(hard bake) 및 전사된 회로 패턴의 측정/검사와 같은 다른 과정들을 거칠 수 있다. 이러한 일련의 과정들은 디바이스, 예컨대 IC의 개별층을 구성하는 기초로서 사용된다. 그 후, 기판은 에칭, 이온-주입(도핑), 금속화(metallization), 산화, 화학-기계적 연마 등과 같은 다양한 공정들을 거칠 수 있으며, 이는 모두 디바이스의 개별층을 마무리하도록 의도된다. 디바이스에서 여러 층이 요구되는 경우, 각각의 층에 대해 전체 과정 또는 그 변형이 반복된다. 최후에는, 디바이스가 기판 상의 각 타겟부에 존재할 것이다. 그 후, 이 디바이스들은 다이싱(dicing) 또는 소잉(sawing)과 같은 기술에 의해 서로 분리되며, 개개의 디바이스들은 캐리어에 장착되고 핀에 연결되는 등의 단계를 거칠 수 있다.
따라서, 반도체 디바이스와 같은 디바이스들의 제조는 전형적으로 디바이스들의 다양한 피처(feature)들 및 다층들을 형성하기 위해 다수의 제작 공정들을 이용하여 기판(예를 들어, 반도체 웨이퍼)을 처리하는 단계를 수반한다. 이러한 층들 및 피처들은 전형적으로, 예를 들어 증착, 리소그래피, 에칭, 화학-기계적 연마, 및 이온 주입을 사용하여 제조되고 처리된다. 다수 디바이스들이 기판 상의 복수의 다이들에 제작된 후 개개의 디바이스들로 분리될 수 있다. 이 디바이스 제조 공정은 패터닝 공정으로 간주될 수 있다. 패터닝 공정은 리소그래피 장치에서 패터닝 디바이스를 사용하여 패터닝 디바이스의 패턴을 기판에 전사하는 광학 및/또는 나노임프린트(nanoimprint) 리소그래피와 같은 패터닝 단계를 수반하며, 전형적이지만 선택적으로 현상 장치에 의한 레지스트 현상, 베이크 툴을 이용한 기판의 베이킹, 에칭 장치를 이용한 패턴을 이용한 에칭 등과 같은 1 이상의 관련된 패턴 처리 단계를 수반한다.
패터닝 공정의 1 이상의 단계를 모니터링(monitor)하기 위해, 패터닝된 기판이 검사되고, 패터닝된 기판의 1 이상의 파라미터가 측정된다. 1 이상의 파라미터는, 예를 들어 패터닝된 기판 내에 또는 기판 상에 형성된 연속 층들 간의 오버레이 오차, 기판 상으로 패턴을 노광하는 데 사용된 포커스, 기판 상으로 패턴을 노광하는 데 사용된 도즈, 및/또는 기판 상에 형성된 패턴의 임계 치수[예를 들어, 선폭(linewidth)]를 포함할 수 있다. 이 측정은 기판 자체의 디바이스 제품 부분(device product part)의 타겟 및/또는 기판 상에 제공되는 지정된 메트롤로지 타겟(dedicated metrology target)에서 수행될 수 있다. 리소그래피 공정 시 형성된 미세한 구조체들의 측정을 수행하는 다양한 기술들이 존재하며, 스캐닝 전자 현미경 및/또는 다양한 특수 측정 툴들의 사용을 포함한다.
본 명세서에서, 패터닝 공정에 의해 생성된 기판의 부분으로부터 패터닝 공정의 1 이상의 직접 측정가능한 처리 파라미터의 값을 측정하는 단계 -1 이상의 직접 측정가능한 처리 파라미터는 기능적이도록 디자인된 디바이스의 일부인 피처의 특성을 포함함- ; 1 이상의 직접 측정가능한 처리 파라미터와 직접 측정가능하지 않은 처리 파라미터 간의 관계를 얻는 단계; 및 컴퓨터 시스템에 의해, 1 이상의 직접 측정가능한 처리 파라미터의 값 및 관계로부터 직접 측정가능하지 않은 처리 파라미터의 값을 결정하는 단계를 포함하는 방법이 개시된다.
일 실시예에 따르면, 1 이상의 직접 측정가능한 처리 파라미터는 기판 상의 피처의 임계 치수(CD)를 포함한다.
일 실시예에 따르면, 피처는 기판 상의 레지스트 이미지 내의 피처이다.
일 실시예에 따르면, 피처는 핫 스폿(hot spot)이다.
일 실시예에 따르면, 직접 측정가능하지 않은 처리 파라미터는 기판의 부분이 노광되는 포커스이다.
일 실시예에 따르면, 직접 측정가능하지 않은 처리 파라미터는 기판의 부분이 노광되는 도즈이다.
일 실시예에 따르면, 관계는 데이터베이스로부터 검색(retrieve)되거나, 실험에 의해 확립되거나, 또는 시뮬레이션에 의해 확립된다.
일 실시예에 따르면, 직접 측정가능하지 않은 처리 파라미터의 값은 1 이상의 직접 측정가능한 처리 파라미터의 값들의 중앙값(median)으로부터 결정된다.
일 실시예에 따르면, 상기 부분은 임계치보다 더 높은 결함을 포함할 확률을 갖는다.
일 실시예에 따르면, 상기 부분은 핫 스폿을 포함한다.
일 실시예에 따르면, 1 이상의 직접 측정가능한 처리 파라미터의 값들은 상기 부분 내의 1 이상의 피처로부터 측정된다.
일 실시예에 따르면, 상기 방법은 관계를 검증(verify)하는 단계를 더 포함한다.
일 실시예에 따르면, 관계를 검증하는 단계는 상기 부분의 이미지를 얻는 단계를 포함한다.
일 실시예에 따르면, 이미지는 스캐닝 전자 현미경 또는 전자빔 검사 툴에 의해 얻어진다.
일 실시예에 따르면, 관계를 검증하는 단계는 1 이상의 직접 측정가능한 처리 파라미터의 값들이 측정되는 위치들을 결정하는 단계를 포함한다.
일 실시예에 따르면, 상기 방법은 위치들에서 1 이상의 직접 측정가능한 처리 파라미터의 값들을 측정하는 단계를 더 포함한다.
일 실시예에 따르면, 1 이상의 직접 측정가능한 처리 파라미터의 값들을 측정하는 단계는 이미지로부터 에지 위치들을 추출하는 단계를 포함한다.
일 실시예에 따르면, 피처는 메트롤로지 타겟의 일부가 아니다.
본 명세서에서, 패터닝 공정을 이용하여 일련의 기판들에 디바이스 패턴이 적용되는 디바이스 제조 방법이 개시되고, 상기 방법은 본 명세서에 기재된 방법을 이용하여 기판들 중 적어도 하나에서 적어도 디바이스 패턴을 측정하는 단계, 및 상기 방법에 의해 결정되는 직접 측정가능하지 않은 처리 파라미터의 값에 따라 후속 기판들에 대한 패터닝 공정을 제어하는 단계를 포함한다.
본 명세서에서, 기판 상의 디바이스 패턴에 빔을 제공하고 디바이스 패턴에 의해 전향(redirect)된 방사선을 검출하도록 구성되는 검사 장치; 및 본 명세서에 개시된 바와 같은 비-일시적(non-transitory) 컴퓨터 프로그램 제품을 포함하는 시스템이 개시된다. 일 실시예에서, 시스템은 리소그래피 장치를 더 포함하고, 리소그래피 장치는 방사선 빔을 변조하는 패터닝 디바이스를 유지하도록 구성되는 지지 구조체 및 방사선-감응성 기판 상으로 변조된 빔을 투영하도록 배치되는 투영 광학 시스템을 포함한다.
본 명세서에서, 리소그래피 공정에 의해 기판 상에 형성된 복수의 피처들 또는 패턴들의 특성의 값들을 얻는 단계; 리소그래피 공정의 처리 파라미터와 특성 간의 관계를 얻는 단계; 특성의 값들 및 관계에 기초하여 피처들 또는 패턴들 각각에 대한 처리 파라미터의 값들을 결정하는 단계; 및 하드웨어 컴퓨터 시스템에 의해, 처리 파라미터의 값들로부터 통계적 특성을 결정하는 단계를 포함하는 방법이 개시된다.
일 실시예에 따르면, 특성은 피처들 또는 패턴들의 지오메트리에 관련된다.
일 실시예에 따르면, 특성은 CD 또는 정규화된 CD이다.
일 실시예에 따르면, 특성은 기판에 대한 또는 서로에 대한 피처들 또는 패턴들의 위치들과 관련된다.
일 실시예에 따르면, 처리 파라미터는 피처들 또는 패턴들의 도즈를 포함한다.
일 실시예에 따르면, 처리 파라미터는 피처들 또는 패턴들의 포커스를 포함한다.
일 실시예에 따르면, 통계적 특성은 처리 파라미터의 값들의 평균, 분산 또는 표준 편차이다.
일 실시예에 따르면, 상기 방법은 동일한 리소그래피 공정 또는 또 다른 리소그래피 공정에 의해 형성된 피처들 또는 패턴들에 대한 처리 파라미터의 값들로부터 또 다른 통계적 특성을 얻는 단계를 더 포함한다.
일 실시예에 따르면, 상기 방법은 통계적 특성 및 또 다른 통계적 특성이 기준을 만족시키는지, 만족시키지 않는지를 결정하는 단계를 더 포함한다.
일 실시예에 따르면, 상기 방법은 통계적 특성 및 또 다른 통계적 특성이 기준을 만족시키는 경우, 또는 만족시키지 않는 경우, 리소그래피 공정을 조정 또는 캘리브레이션하는 단계를 더 포함한다.
본 명세서에서, 명령어들이 기록되어 있는 컴퓨터 판독가능한 매체를 포함하는 컴퓨터 프로그램 제품이 개시되고, 명령어들은 컴퓨터에 의해 실행되는 경우 본 명세서에 개시된 방법들 중 어느 하나를 구현한다.
도 1은 일 실시예에 따른 리소그래피 장치를 개략적으로 도시한다.
도 2는 일 실시예에 따른 흐름을 개략적으로 나타낸다.
도 3은 노광 및 현상 후 기판의 일부분의 이미지의 예시를 나타낸다.
도 4는 4 개의 피처들(a, b, c 및 d)에 대한 CD와 포커스 간의 관계들의 예시들을 나타낸다.
도 5는 일 실시예에 따른 예시적인 방법에 대한 흐름도를 나타낸다.
도 6은 선택된 피처들의 CD들이 측정될 수 있는 방식의 예시를 나타낸다.
도 7a는 복수의 패턴들에 대한 정규화된 CD와 도즈의 관계들을 나타낸다.
도 7b는 또 다른 기판 상으로 또 다른 리소그래피 공정을 이용하여 동일한 패턴들이 제작될 수 있음을 나타낸다.
도 7c는 리소그래피 공정 또는 상이한 리소그래피 공정들의 4 개의 상이한 부분들의 통계적 특성들(예를 들어, 평균 E 및 표준 편차 σ)을 개략적으로 나타낸다.
도 8은 일 실시예에 따른 방법에 대한 흐름을 개략적으로 나타낸다.
도 9는 일 실시예에 따른 방법에 대한 흐름을 개략적으로 나타낸다.
도 10은 리소그래피 셀(lithographic cell) 또는 클러스터(cluster)의 일 실시예를 개략적으로 도시한다.
도 11은 예시적인 컴퓨터 시스템의 블록 다이어그램이다.
도 1은 리소그래피 장치(LA)를 개략적으로 도시한다. 상기 장치는:
- 방사선 빔(B)(예를 들어, DUV 방사선 또는 EUV 방사선)을 컨디셔닝(condition)하도록 구성되는 조명 시스템(일루미네이터)(IL);
- 패터닝 디바이스(예를 들어, 마스크)(MA)를 지지하도록 구성되고, 소정 파라미터들에 따라 패터닝 디바이스를 정확히 위치시키도록 구성된 제 1 위치설정기(PM)에 연결되는 지지 구조체(예를 들어, 마스크 테이블)(MT);
- 기판(예를 들어, 레지스트-코팅된 웨이퍼)(W)을 유지하도록 구성되고, 소정 파라미터들에 따라 기판을 정확히 위치시키도록 구성된 제 2 위치설정기(PW)에 연결되는 기판 테이블(예를 들어, 웨이퍼 테이블)(WTa); 및
- 기판(W)의 (예를 들어, 1 이상의 다이를 포함하는) 타겟부(C) 상으로 패터닝 디바이스(MA)에 의해 방사선 빔(B)에 부여된 패턴을 투영하도록 구성되는 투영 시스템(예를 들어, 굴절 또는 반사 투영 시스템)(PS)을 포함한다.
조명 시스템은 방사선을 지향, 성형, 또는 제어하기 위하여, 굴절, 반사, 자기, 전자기, 정전기 또는 다른 타입의 광학 구성요소들, 또는 여하한의 그 조합과 같은 다양한 타입들의 광학 구성요소들을 포함할 수 있다.
패터닝 디바이스 지지 구조체(MA)는 패터닝 디바이스의 방위, 리소그래피 장치의 디자인, 및 예를 들어 패터닝 디바이스가 진공 환경에서 유지되는지의 여부와 같은 다른 조건들에 의존하는 방식으로 패터닝 디바이스를 유지한다. 패터닝 디바이스 지지 구조체는 패터닝 디바이스를 유지하기 위해 기계적, 진공, 정전기, 또는 다른 클램핑 기술들을 이용할 수 있다. 패터닝 디바이스 지지 구조체는, 예를 들어 필요에 따라 고정되거나 이동가능할 수 있는 프레임 또는 테이블일 수 있다. 패터닝 디바이스 지지 구조체는, 패터닝 디바이스가 예를 들어 투영 시스템에 대해 원하는 위치에 있을 것을 보장할 수 있다. 본 명세서의 "레티클" 또는 "마스크"라는 용어의 어떠한 사용도 "패터닝 디바이스"라는 좀 더 일반적인 용어와 동의어로 간주될 수 있다.
본 명세서에서 사용되는 "패터닝 디바이스"라는 용어는, 기판의 타겟부에 패턴을 생성하기 위해서 방사선 빔의 단면에 패턴을 부여하는 데 사용될 수 있는 여하한의 디바이스를 언급하는 것으로 폭넓게 해석되어야 한다. 방사선 빔에 부여된 패턴은, 예를 들어 상기 패턴이 위상-시프팅 피처(phase-shifting feature)들 또는 소위 어시스트 피처(assist feature)들을 포함하는 경우, 기판의 타겟부 내의 원하는 패턴과 정확히 일치하지 않을 수도 있다는 것을 유의하여야 한다. 일반적으로, 방사선 빔에 부여된 패턴은 집적 회로와 같이 타겟부에 생성될 디바이스 내의 특정 기능 층에 해당할 것이다.
패터닝 디바이스는 투과형 또는 반사형일 수 있다. 패터닝 디바이스의 예로는 마스크, 프로그램가능한 거울 어레이 및 프로그램가능한 LCD 패널들을 포함한다. 마스크는 리소그래피 분야에서 잘 알려져 있으며, 바이너리(binary)형, 교번 위상-시프트형 및 감쇠 위상-시프트형과 같은 마스크 타입들, 및 다양한 하이브리드(hybrid) 마스크 타입들을 포함한다. 프로그램가능한 거울 어레이의 일 예시는 작은 거울들의 매트릭스 구성을 채택하며, 그 각각은 입사하는 방사선 빔을 상이한 방향으로 반사시키도록 개별적으로 기울어질 수 있다. 기울어진 거울들은 거울 매트릭스에 의해 반사되는 방사선 빔에 패턴을 부여한다.
본 명세서에서 사용되는 "투영 시스템"이라는 용어는, 사용되는 노광 방사선에 대하여, 또는 침지 액체의 사용 또는 진공의 사용과 같은 다른 인자들에 대하여 적절하다면, 굴절, 반사, 카타디옵트릭(catadioptric), 자기, 전자기 및 정전기 광학 시스템, 또는 여하한의 그 조합을 포함하는 여하한 타입의 투영 시스템을 포괄하는 것으로서 폭넓게 해석되어야 한다. 본 명세서의 "투영 렌즈"라는 용어의 어떠한 사용도 "투영 시스템"이라는 좀 더 일반적인 용어와 동의어로 간주될 수 있다.
조명 시스템 및/또는 투영 시스템은 방사선 빔을 지향, 성형 또는 제어하기 위하여, 굴절, 반사, 및 카타디옵트릭 광학 구성요소들을 포함하는 다양한 형태의 광학 구성요소들을 포함할 수 있으며, 이러한 구성요소들은 아래에서 집합적으로 또는 개별적으로 "렌즈"라고 칭해질 수도 있다.
본 명세서에 도시된 바와 같이, 장치는 (예를 들어, 투과 마스크를 채택하는) 투과형으로 구성된다. 대안적으로, 장치는 (예를 들어, 앞서 언급된 바와 같은 타입의 프로그램가능한 거울 어레이를 채택하거나, 반사 마스크를 채택하는) 반사형으로 구성될 수 있다.
리소그래피 장치는 2 개(듀얼 스테이지) 이상의 테이블들(예를 들어, 2 이상의 기판 테이블들, 2 이상의 패터닝 디바이스 지지 구조체들, 또는 기판 테이블과 메트롤로지 테이블)을 갖는 형태로 구성될 수 있다. 이러한 "다수 스테이지" 기계에서는 추가적인 테이블이 병행하여 사용될 수 있으며, 또는 1 이상의 테이블이 노광에 사용되고 있는 동안 1 이상의 다른 테이블에서는 준비작업 단계가 수행될 수 있다.
또한, 리소그래피 장치는 투영 시스템과 기판 사이의 공간을 채우기 위해서, 기판의 전체 또는 일부분이 비교적 높은 굴절률을 갖는 액체, 예컨대 물로 덮일 수 있는 형태로도 구성될 수 있다. 또한, 침지 액체는 리소그래피 장치 내의 다른 공간들, 예를 들어 마스크와 투영 시스템 사이에도 적용될 수 있다. 침지 기술은 투영 시스템의 개구수(numerical aperture)를 증가시키는 기술로 당업계에 잘 알려져 있다. 본 명세서에서 사용되는 바와 같은 "침지"라는 용어는 기판과 같은 구조체가 액체 내에 담그어져야 함을 의미하는 것이라기보다는, 단지 액체가 노광 시 투영 시스템과 기판 사이에 놓인다는 것을 의미한다.
도 1을 참조하면, 일루미네이터(IL)는 방사선 소스(SO)로부터 방사선 빔을 수용한다. 예를 들어, 소스가 엑시머 레이저(excimer laser)인 경우, 소스 및 리소그래피 장치는 별도의 개체일 수 있다. 이러한 경우, 소스는 리소그래피 장치의 일부분을 형성하는 것으로 간주되지 않으며, 방사선 빔은 예를 들어 적절한 지향 거울 및/또는 빔 익스팬더(beam expander)를 포함하는 빔 전달 시스템(BD)의 도움으로 소스(SO)로부터 일루미네이터(IL)로 통과된다. 다른 경우, 예를 들어 소스가 수은 램프인 경우, 소스는 리소그래피 장치의 통합부일 수 있다. 소스(SO) 및 일루미네이터(IL)는, 필요에 따라 빔 전달 시스템(BD)과 함께 방사선 시스템이라고 칭해질 수 있다.
일루미네이터(IL)는 빔의 세기 분포를 변경할 수 있다. 일루미네이터(IL)는 방사선 빔의 세기 분포를 조정하도록 구성되는 조정기(AD)를 포함할 수 있다. 일반적으로, 일루미네이터의 퓨필 평면 내의 세기 분포의 적어도 외반경 및/또는 내반경 크기(통상적으로, 각각 외측-σ 및 내측-σ라 함)가 조정될 수 있다. 일루미네이터는 일루미네이터(IL)의 퓨필 평면의 환형 구역 내에서 세기 분포가 0이 아니도록(non-zero) 방사선 빔의 반경 크기를 제한하도록 배치될 수 있다. 추가적으로 또는 대안적으로, 일루미네이터(IL)는 퓨필 평면 내의 복수의 균등하게 이격된 섹터(equally spaced sector)들에서 세기 분포가 0이 아니도록 퓨필 평면 내의 빔의 분포를 제한하도록 작동가능할 수 있다. 일루미네이터(IL)의 퓨필 평면 내의 방사선 빔의 세기 분포는 조명 모드라고 칭해질 수 있다. 일루미네이터(IL)는 빔의 각도 분포를 변동시키도록 작동가능할 수 있다. 예를 들어, 일루미네이터는 세기 분포가 0이 아닌 퓨필 평면 내의 섹터들의 수, 및 각도 크기를 변경하도록 작동가능할 수 있다. 일루미네이터의 퓨필 평면 내의 빔의 세기 분포를 조정함으로써, 상이한 조명 모드들이 달성될 수 있다. 예를 들어, 일루미네이터(IL)의 퓨필 평면 내의 세기 분포의 반경 및 각도 크기를 제한함으로써, 세기 분포는 예를 들어 다이폴(dipole), 쿼드러폴(quadrupole) 또는 헥사폴(hexapole) 분포와 같은 멀티폴(multi-pole) 분포를 가질 수 있다. 예를 들어, 일루미네이터(IL)로 그 조명 모드를 제공하는 광학기를 삽입함으로써, 또는 공간 광 변조기를 이용함으로써, 원하는 조명 모드가 얻어질 수 있다.
일루미네이터(IL)는 빔의 편광(polarization)을 변경하도록 작동가능할 수 있고, 조정기(AD)를 이용하여 편광을 조정하도록 작동가능할 수 있다. 일루미네이터(IL)의 퓨필 평면에 걸친 방사선 빔의 편광 상태는 편광 모드라고 칭해질 수 있다. 상이한 편광 모드들의 사용은 더 큰 콘트라스트(contrast)로 하여금 기판(W) 상에 형성된 이미지에 달성되게 할 수 있다. 방사선 빔은 편광되지 않을 수 있다. 대안적으로, 일루미네이터는 방사선 빔을 선형 편광시키도록 배치될 수 있다. 방사선 빔의 편광 방향은 일루미네이터(IL)의 퓨필 평면에 걸쳐 변동할 수 있다. 방사선의 편광 방향은 일루미네이터(IL)의 퓨필 평면 내의 상이한 구역들에서 상이할 수 있다. 방사선의 편광 상태는 조명 모드에 의존하여 선택될 수 있다. 멀티폴 조명 모드들에 대해, 방사선 빔의 각각의 폴의 편광은 일루미네이터(IL)의 퓨필 평면 내의 그 폴의 위치 벡터에 일반적으로 수직일 수 있다. 예를 들어, 다이폴 조명 모드에 대해, 방사선은 다이폴의 2 개의 마주하는 섹터들을 이등분하는 라인에 실질적으로 수직인 방향으로 선형 편광될 수 있다. 방사선 빔은 2 개의 상이한 직교 방향들 중 하나로 편광될 수 있고, 이는 X-편광 및 Y-편광 상태들이라고 칭해질 수 있다. 쿼드러폴 조명 모드에 대해, 각각의 폴의 섹터에서의 방사선은 그 섹터를 이등분하는 라인에 실질적으로 수직인 방향으로 선형 편광될 수 있다. 이 편광 모드는 XY 편광이라고 칭해질 수 있다. 이와 유사하게, 헥사폴 조명 모드에 대해, 각각의 폴의 섹터에서의 방사선은 그 섹터를 이등분하는 라인에 실질적으로 수직인 방향으로 선형 편광될 수 있다. 이 편광 모드는 TE 편광이라고 칭해질 수 있다.
또한, 일루미네이터(IL)는 일반적으로 인티그레이터(IN) 및 콘덴서(CO)와 같이, 다양한 다른 구성요소들을 포함한다. 일루미네이터는 방사선 빔(B)의 단면에 원하는 균일성(uniformity) 및 세기 분포를 갖는 컨디셔닝된 방사선 빔(B)을 제공한다.
방사선 빔(B)은 패터닝 디바이스 지지체(예를 들어, 마스크 테이블)(MT) 상에 유지되는 패터닝 디바이스(예를 들어, 마스크)(MA) 상에 입사되며, 패터닝 디바이스에 의해 패터닝된다. 패터닝 디바이스(예를 들어, 마스크)(MA)를 가로질렀으면, 방사선 빔(B)은 투영 시스템(PS)을 통과하며, 이는 기판(W)의 타겟부(C) 상에 상기 빔을 포커스한다. 제 2 위치설정기(PW) 및 위치 센서(IF)(예를 들어, 간섭계 디바이스, 리니어 인코더, 2-D 인코더 또는 용량성 센서)의 도움으로, 기판 테이블(WTa)은 예를 들어 방사선 빔(B)의 경로 내에 상이한 타겟부(C)들을 위치시키도록 정확하게 이동될 수 있다. 이와 유사하게, 제 1 위치설정기(PM) 및 (도 1에 명확히 도시되지 않은) 또 다른 위치 센서는, 예를 들어 마스크 라이브러리(mask library)로부터의 기계적인 회수 후에, 또는 스캔하는 동안, 방사선 빔(B)의 경로에 대해 패터닝 디바이스(예를 들어, 마스크)(MA)를 정확히 위치시키는 데 사용될 수 있다. 일반적으로, 패터닝 디바이스 지지체(예를 들어, 마스크 테이블)(MT)의 이동은 장-행정 모듈(long-stroke module: 개략 위치설정) 및 단-행정 모듈(short-stroke module: 미세 위치설정)의 도움으로 실현될 수 있으며, 이는 제 1 위치설정기(PM)의 일부분을 형성한다. 이와 유사하게, 기판 테이블(WTa)의 이동은 장-행정 모듈 및 단-행정 모듈을 이용하여 실현될 수 있으며, 이는 제 2 위치설정기(PW)의 일부분을 형성한다. (스캐너와는 대조적으로) 스테퍼의 경우, 패터닝 디바이스 지지체(예를 들어, 마스크 테이블)(MT)는 단-행정 액추에이터에만 연결되거나 고정될 수 있다.
패터닝 디바이스(예를 들어, 마스크)(MA) 및 기판(W)은 패터닝 디바이스 정렬 마크들(M1, M2) 및 기판 정렬 마크들(P1, P2)을 이용하여 정렬될 수 있다. 비록, 예시된 기판 정렬 마크들은 지정된 타겟부들을 차지하고 있지만, 그들은 타겟부들 사이의 공간들 내에 위치될 수도 있다[이들은 스크라이브-레인 정렬 마크(scribe-lane alignment mark)들로 알려져 있음]. 이와 유사하게, 패터닝 디바이스(예를 들어, 마스크)(MA) 상에 1보다 많은 다이가 제공되는 상황들에서, 패터닝 디바이스 정렬 마크들은 다이들 사이에 위치될 수 있다. 또한, 디바이스 피처들 사이에서 다이들 내에 작은 정렬 마커가 포함될 수도 있으며, 이 경우 마커들은 인접한 피처들과 상이한 여하한의 이미징 또는 공정 조건들을 필요로 하지 않고, 가능한 한 작은 것이 바람직하다. 정렬 마커들을 검출하는 정렬 시스템은 아래에서 더 설명된다.
투영 시스템(PS)은 비-균일할 수 있는 광학 전달 함수를 갖고, 이는 기판(W) 상에 이미징되는 패턴에 영향을 줄 수 있다. 편광되지 않은 방사선에 대해서는, 이러한 효과들이 2 개의 스칼라 맵(scalar map)들에 의해 상당히 잘 설명될 수 있으며, 이는 그 퓨필 평면 내의 위치의 함수로서 투영 시스템(PS)을 나가는 방사선의 투과[아포다이제이션(apodization)] 및 상대 위상(수차)을 설명한다. 투과 맵 및 상대 위상 맵이라 할 수 있는 이 스칼라 맵들은 기저 함수들의 전체 세트(complete set)의 선형 조합으로서 표현될 수 있다. 특히 편리한 세트는 제르니케 다항식(Zernike polynomials)이며, 이는 단위 원(unit circle) 상에 정의되는 직교 다항식들의 세트를 형성한다. 각각의 스칼라 맵의 결정이 이러한 전개식(expansion)에서 계수들을 결정하는 단계를 수반할 수 있다. 제르니케 다항식들이 단위 원 상에서 직교이기 때문에, 제르니케 계수들은 차례로 각각의 제르니케 다항식과 측정된 스칼라 맵의 내적(inner product)을 계산하고 이를 그 제르니케 다항식의 놈(norm)의 제곱으로 나눔으로써 결정될 수 있다.
투과 맵 및 상대 위상 맵은 필드 및 시스템 의존적이다. 즉, 일반적으로 각각의 투영 시스템(PS)이 각각의 필드 지점(즉, 그 이미지 평면 내의 각각의 공간 위치)에 대해 상이한 제르니케 전개식을 가질 것이다. 그 퓨필 평면 내의 투영 시스템(PS)의 상대 위상은, 예를 들어 투영 시스템(PS)의 대상물 평면(object plane)[즉, 패터닝 디바이스(MA)의 평면]에서의 점-형 소스(point-like source)로부터 투영 시스템(PS)을 통해 방사선을 투영하고 파면(즉, 동일한 위상을 갖는 지점들의 자취)을 측정하기 위해 시어링 간섭계(shearing interferometer)를 이용함으로써 결정될 수 있다. 시어링 간섭계는 공통 광로 간섭계(common path interferometer)이며, 이에 따라 유리하게는 파면을 측정하기 위해 이차 기준 빔이 필요하지 않다. 시어링 간섭계는 투영 시스템의 이미지 평면[즉, 기판 테이블(WT)] 내의 회절 격자, 예를 들어 2 차원 그리드, 및 투영 시스템(PS)의 퓨필 평면에 켤레인 평면에서 간섭 패턴을 검출하도록 배치되는 검출기를 포함할 수 있다. 간섭 패턴은 시어링 방향으로의 퓨필 평면의 좌표에 대한 방사선의 위상의 미분계수(derivative)와 관련된다. 검출기는, 예를 들어 전하 결합 소자(charge coupled device: CCD)와 같은 감지 요소들의 어레이를 포함할 수 있다.
회절 격자는, 투영 시스템(PS)의 좌표계의 축선들(x 및 y)과 일치할 수 있거나 이 축선들에 대해 45 도와 같은 각도를 가질 수 있는 2 개의 수직 방향들로 연속하여 스캐닝될 수 있다. 스캐닝은 정수의(an integer number of) 격자 주기들, 예를 들어 1의 격자 주기에 걸쳐 수행될 수 있다. 스캐닝은 한 방향으로의 위상 변동을 평균하여, 다른 방향으로의 위상 변동이 재구성되게 한다. 이는 파면으로 하여금 두 방향들의 함수로서 결정되게 한다.
리소그래피 장치의 투영 시스템(PS)은 가시적 프린지(visible fringe)들을 생성하지 않을 수 있고, 이에 따라 파면의 결정의 정확성이 예를 들어 회절 격자를 이동시키는 것과 같은 위상 스테핑 기술(phase stepping technique)들을 이용하여 향상될 수 있다. 스테핑은 측정의 스캐닝 방향에 수직인 방향으로, 및 회절 격자의 평면에서 수행될 수 있다. 스테핑 범위는 1의 격자 주기일 수 있고, 적어도 3 개의 (균일하게 분포된) 위상 스텝들이 사용될 수 있다. 따라서, 예를 들어 3 개의 스캐닝 측정들이 y-방향으로 수행될 수 있고, 각각의 스캐닝 측정은 x-방향에서 상이한 위치에 대해 수행된다. 회절 격자의 이 스테핑은 위상 변동들을 세기 변동들로 효과적으로 변환하여, 위상 정보가 결정되게 한다. 격자는 회절 격자에 수직인 방향(z 방향)에서 스테핑되어 검출기를 캘리브레이션할 수 있다.
그 퓨필 평면 내의 투영 시스템(PS)의 투과(아포다이제이션)는, 예를 들어 투영 시스템(PS)의 대상물 평면[즉, 패터닝 디바이스(MA)의 평면]에서의 점-형 소스로부터 투영 시스템(PS)을 통해 방사선을 투영하고, 검출기를 이용하여 투영 시스템(PS)의 퓨필 평면에 켤레인 평면에서 방사선의 세기를 측정함으로써 결정될 수 있다. 수차들을 결정하기 위해 파면을 측정하는 데 사용되는 것과 동일한 검출기가 사용될 수 있다.
투영 시스템(PS)은 복수의 광학(예를 들어, 렌즈) 요소들을 포함할 수 있고, 수차들(필드 도처에서의 퓨필 평면에 걸친 위상 변동들)을 보정하기 위해 광학 요소들 중 1 이상을 조정하도록 구성되는 조정 메카니즘을 더 포함할 수 있다. 이를 달성하기 위해, 조정 메카니즘은 1 이상의 상이한 방식으로 투영 시스템(PS) 내의 1 이상의 광학(예를 들어, 렌즈) 요소를 조작하도록 작동가능할 수 있다. 투영 시스템은 그 광학 축선이 z 방향으로 연장되는 좌표계를 가질 수 있다. 조정 메카니즘은 다음: 즉, 1 이상의 광학 요소를 변위시키는 것; 1 이상의 광학 요소를 기울이는 것; 1 이상의 광학 요소를 변형시키는 것; 및/또는 1 이상의 광학 요소의 광학 속성(예컨대, 굴절률)을 변화시키는 것의 여하한의 조합을 행하도록 작동가능할 수 있다. 광학 요소의 변위는 여하한의 방향(x, y, z 또는 이들의 조합)으로 이루어질 수 있다. 광학 요소의 기울임은 통상적으로 x 및/또는 y 방향들의 축선을 중심으로 회전함으로써 광학 축선에 수직인 평면을 벗어나지만, z 축선을 중심으로 한 회전이 비-회전 대칭인 비구면 광학 요소에 대해 사용될 수 있다. 광학 요소의 변형은 저주파수 형상(low frequency shape)[예를 들어, 비점수차(astigmatic)] 및/또는 고주파수 형상(high frequency shape)[예를 들어, 프리폼 비구면(free form aspheres)]을 포함할 수 있다. 광학 요소의 변형은, 예를 들어 광학 요소의 1 이상의 측면에 힘을 가하도록 1 이상의 액추에이터를 이용함으로써, 및/또는 광학 요소의 1 이상의 선택된 구역을 가열 및/또는 냉각하도록 1 이상의 열전달 요소를 이용함으로써 수행될 수 있다. 1 이상의 광학 요소의 광학 속성(예컨대, 굴절률)의 변화는 1 이상의 광학 요소로의 열전달, 조사, 또는 전기 공급에 의해 달성되어, 1 이상의 광학 요소의 1 이상의 부분이 광학 재료 속성(예컨대, 굴절률)에 관하여 변화하도록 할 수 있다.
일반적으로, 아포다이제이션(퓨필 평면에 걸친 투과 변동)을 보정하기 위해 투영 시스템(PS)을 조정하는 것은 가능하지 않을 수 있다. 투영 시스템(PS)의 투과 맵은 리소그래피 장치(LA)에 대한 패터닝 디바이스(예를 들어, 마스크)(MA)를 디자인하는 경우에 사용될 수 있다. 연산적 리소그래피 기술(computational lithography technique)을 이용하여, 패터닝 디바이스(MA)가 아포다이제이션을 적어도 부분적으로 보정하도록 디자인될 수 있다.
도시된 장치는 다음 모드들 중 적어도 하나에서 사용될 수 있다:
- 스텝 모드에서, 패터닝 디바이스 지지체(예를 들어, 마스크 테이블)(MT) 및 기판 테이블(WTa)은 기본적으로 정지 상태로 유지되는 한편, 방사선 빔에 부여된 전체 패턴은 한 번에 타겟부(C) 상에 투영된다[즉, 단일 정적 노광(single static exposure)]. 그 후, 기판 테이블(WTa)은 상이한 타겟부(C)가 노광될 수 있도록 X 및/또는 Y 방향으로 시프트된다. 스텝 모드에서, 노광 필드의 최대 크기는 단일 정적 노광 시에 이미징되는 타겟부(C)의 크기를 제한한다.
- 스캔 모드에서, 패터닝 디바이스 지지체(예를 들어, 마스크 테이블)(MT) 및 기판 테이블(WTa)은 방사선 빔에 부여된 패턴이 타겟부(C) 상에 투영되는 동안에 동기적으로 스캐닝된다[즉, 단일 동적 노광(single dynamic exposure)]. 패터닝 디바이스 지지체(예를 들어, 마스크 테이블)(MT)에 대한 기판 테이블(WTa)의 속도 및 방향은 투영 시스템(PS)의 확대(축소) 및 이미지 반전 특성에 의하여 결정될 수 있다. 스캔 모드에서, 노광 필드의 최대 크기는 단일 동적 노광 시 타겟부의 (스캐닝 되지 않는 방향으로의) 폭을 제한하는 반면, 스캐닝 동작의 길이는 타겟부의 (스캐닝 방향으로의) 높이를 결정한다.
- 또 다른 모드에서, 패터닝 디바이스 지지체(예를 들어, 마스크 테이블)(MT)는 프로그램가능한 패터닝 디바이스를 유지하여 기본적으로 정지된 상태로 유지되며, 방사선 빔에 부여된 패턴이 타겟부(C) 상에 투영되는 동안 기판 테이블(WTa)이 이동되거나 스캐닝된다. 이 모드에서는, 일반적으로 펄스화된 방사선 소스(pulsed radiation source)가 채택되며, 프로그램가능한 패터닝 디바이스는 기판 테이블(WTa)의 매 이동 후, 또는 스캔 중에 계속되는 방사선 펄스 사이사이에 필요에 따라 업데이트된다. 이 작동 모드는 앞서 언급된 바와 같은 타입의 프로그램가능한 거울 어레이와 같은 프로그램가능한 패터닝 디바이스를 이용하는 마스크없는 리소그래피(maskless lithography)에 용이하게 적용될 수 있다.
또한, 상술된 사용 모드들의 조합 및/또는 변형, 또는 완전히 다른 사용 모드들이 채택될 수도 있다.
리소그래피 장치(LA)는 2 개의 테이블들(WTa, WTb)(예를 들어, 2 개의 기판 테이블들), 및 테이블들이 교환될 수 있는 2 개의 스테이션들 - 노광 스테이션 및 측정 스테이션 - 을 갖는 소위 듀얼 스테이지 타입으로 이루어진다. 예를 들어, 하나의 기판 테이블 상의 기판이 노광 스테이션에서 노광되고 있는 동안, 또 다른 기판이 측정 스테이션에서 다른 기판 테이블 상으로 로딩(load)되고 다양한 준비작업 단계들이 수행될 수 있다. 준비작업 단계들은 레벨 센서(LS)를 이용하여 기판의 표면 제어를 매핑(map)하는 단계, 및 정렬 센서(AS)를 이용하여 기판 상의 정렬 마커들의 위치를 측정하는 단계를 포함할 수 있고, 센서들은 둘 다 기준 프레임(RF)에 의해 지지된다. 위치 센서(IF)가 노광 스테이션뿐 아니라 측정 스테이션에 있는 동안 테이블의 위치를 측정할 수 없는 경우, 두 스테이션들에서 테이블의 위치들이 추적될 수 있도록 제 2 위치 센서가 제공될 수 있다. 또 다른 예시로서, 하나의 테이블 상의 기판이 노광 스테이션에서 노광되고 있는 동안, 기판이 없는 또 다른 테이블은 측정 스테이션에서 대기한다(여기에서 선택적으로 측정 활동이 발생할 수 있음). 이 다른 테이블은 1 이상의 측정 디바이스를 갖고, 선택적으로 다른 툴들(예를 들어, 세정 장치)을 가질 수 있다. 기판이 노광을 완료한 경우, 기판이 없는 테이블은 노광 스테이션으로 이동하여, 예를 들어 측정들을 수행하고, 기판이 있는 테이블은 기판이 언로딩(unload)되고 또 다른 기판이 로딩되는 위치(예를 들어, 측정 스테이션)로 이동한다. 이 다수-테이블 구성들은 장치의 스루풋을 상당히 증가시킬 수 있다.
도 10에 나타낸 바와 같이, 리소그래피 장치(LA)는 때때로 리소셀(lithocell) 또는 클러스터라고도 칭하는 리소그래피 셀(LC)의 일부분을 형성할 수 있고, 이는 패터닝 공정[즉, 패턴을 프린팅하는 단계 및 선택적으로 1 이상의 전(pre)- 또는 후(post)-프린팅 공정들을 포함하고, 광학 리소그래피 단계, 임프린트 단계, 에칭, 레지스트 적용, 레지스트 현상, 베이킹 등을 포함할 수 있는 기판 상에 패턴을 생성하는 공정]의 기판에서 전- 및 후-패턴 프린팅 공정들을 수행하는 장치들을 포함한다. 통상적으로, 이들은 1 이상의 레지스트 층을 증착시키는 1 이상의 스핀 코터(spin coater: SC), 프린트된 레지스트를 현상하는 1 이상의 디벨로퍼(developer: DE), 1 이상의 칠 플레이트(chill plate: CH) 및/또는 1 이상의 베이크 플레이트(bake plate: BK)를 포함한다. 기판 핸들러 또는 로봇(RO)이 입력/출력 포트(I/O1, I/O2)로부터 1 이상의 기판을 집어올리고, 이들을 상이한 공정 장치들 사이에서 이동시킨 후, 리소그래피 장치의 로딩 베이(loading bay: LB)로 전달한다. 흔히 집합적으로 트랙이라고도 하는 이 장치들은, 리소그래피 제어 유닛(LACU)을 통해 리소그래피 장치를 제어하는 감독 제어 시스템(supervisory control system: SCS)에 의해 자체 제어되는 트랙 제어 유닛(TCU)의 제어를 받는다. 따라서, 스루풋과 처리 효율성을 최대화하기 위해 상이한 장치들이 작동될 수 있다.
리소그래피 장치에 의해 처리되는 기판이 올바르고 일관성있게(consistently) 처리되기 위해서는, 후속한 층들 간의 오버레이 오차, 라인 두께, 기판을 노광하는 데 사용된 포커스, 기판을 노광하는 데 사용된 도즈, 임계 치수(CD) 등과 같은 1 이상의 속성을 측정하도록 프린트된 기판을 검사하는 것이 바람직하다. 따라서, 리소셀(LC)이 위치되는 제조 시설은 리소셀에서 처리된 기판(W)들 중 일부 또는 전체를 수용하는 메트롤로지 시스템(MET)을 포함한다. 메트롤로지 시스템(MET)은 리소셀(LC)의 일부분일 수 있고, 예를 들어 이는 리소그래피 장치의 일부분일 수 있다.
메트롤로지 결과들은 감독 제어 시스템(SCS)에 간접적으로 또는 직접적으로 제공될 수 있다. 오차가 검출되는 경우, [특히 검사가 뱃치(batch)의 1 이상의 다른 기판이 여전히 노광되도록 충분히 빠르게 행해질 수 있다면] 후속한 기판의 처리에 대해, 및/또는 프린트된 기판의 후속한 처리에 대해 조정이 수행될 수 있다. 또한, 이미 프린트된 기판은 수율을 개선하도록 벗겨져서(strip) 재작업(rework)되거나, 버려져서 결점이 있다고 알려진 기판에 또 다른 처리를 수행하는 것을 회피할 수 있다. 기판의 몇몇 타겟부들에만 결점이 있는 경우, 양호한 타겟부들 상에만 또 다른 프린팅들이 수행될 수 있다.
메트롤로지 시스템(MET) 내에서, 검사 장치는 기판의 1 이상의 속성을 결정하는 데 사용되며, 특히 상이한 기판들 또는 동일한 기판의 상이한 층들의 1 이상의 속성이 층마다 어떻게 변하는지를 결정하는 데 사용된다. 앞서 명시된 바와 같이, 검사 장치는 리소그래피 장치(LA) 또는 리소셀(LC)에 통합될 수 있으며, 또는 독립형 디바이스(stand-alone device)일 수 있다. 신속한 측정을 가능하게 하기 위해, 검사 장치는 프린팅 직후에 레지스트 층에서 1 이상의 속성을 측정하는 것이 바람직하다. 하지만, 광학 리소그래피에서, 레지스트 내의 잠상(latent image)은 낮은 콘트라스트를 갖고 - 방사선에 노광된 레지스트의 부분과 노광되지 않은 레지스트의 부분 사이에 굴절률에 있어서 매우 작은 차이만 존재하고 - 모든 검사 장치가 잠상의 유용한 측정들을 수행하기에 충분한 감도를 갖는 것은 아니다. 그러므로, 측정들은 통상적으로 프린트된 기판 상에서 수행되는 제 1 단계이고, 예를 들어 레지스트의 노광된 부분과 노광되지 않은 부분 간의 콘트라스트를 증가시키는 노광-후 베이크 단계(PEB) 이후에 수행될 수 있다. 이 단계에서, 레지스트 내의 이미지는 반-잠상(semi-latent)이라고 칭해질 수 있다. 또한, 현상된 레지스트 이미지 - 이때, 레지스트의 프린트된 부분 또는 프린트되지 않은 부분 중 하나는 제거되었음 - 의 측정들을 수행하는 것이 가능하고, 또는 에칭과 같은 패턴 전사 단계 이후에 수행하는 것이 가능하다. 후자의 가능성은 결점이 있는 기판들의 재작업에 대한 가능성을 제한하지만, 여전히 유용한 정보를 제공할 수 있다. 일 실시예에서, 검사 장치는 스캐닝 전자 현미경일 수 있다. 일 실시예에서, 검사 장치는 회절-기반 측정 장치(예를 들어, 스케터로미터)일 수 있다.
이에 따라, 패터닝 공정을 거치는 기판이 패터닝 공정 동안 또는 이후에 검사될 수 있다. 예를 들어, 기판은 도 1에 나타낸 것과 같은 리소그래피 장치에서 노광된 후에 검사될 수 있다. 검사가 기판에 결함이 있다고 결정하는 경우, 기판은 이를 재작업함으로써 회복될 수 있고, 이에 따라 패터닝 공정의 수율을 감소시키지 않는다. 검사는 검사 전에 이미 발생한 단계와 연계된 1 이상의 처리 파라미터의 값들을 결정하려고 시도할 수 있다. 패터닝 공정의 파라미터들은 "처리 파라미터들"이라 칭할 수 있다. 예를 들어, 노광-후 검사는 기판의 부분이 노광되는 포커스, 도즈, 및/또는 광학 수차를 결정하려고 시도할 수 있다. 모든 처리 파라미터가 항상 측정에 이용가능한 것은 아니다. 예를 들어, 1 이상의 처리 파라미터는 예를 들어 리소그래피 장치에 그 1 이상의 파라미터를 측정할 수 있는 센서가 구비되지 않은 경우에 특정 패터닝 공정에서 측정가능하지 않을 수 있다. 또 다른 상황은, 측정 당시 1 이상의 처리 파라미터가 더 이상 직접 측정에 이용가능하거나 우선하지 않을 수 있다는 것이다. 예를 들어, 측정 당시, 측정될 1 이상의 처리 파라미터는 이미 수행된 특정 단계와 연계될 수 있다. 직접 측정될 수 없는 이 1 이상의 처리 파라미터의 값들은 일 실시예에 따라 1 이상의 다른 처리 파라미터로부터 결정될 수 있다.
도 2는 일 실시예에 따른 흐름을 개략적으로 나타낸다. 210에서, 기판으로부터 직접 측정가능한 1 이상의 처리 파라미터의 값들이 측정된다. "기판으로부터 직접 측정가능한" 처리 파라미터는 측정 당시 파라미터가 기판 상의 물리적 대상물(physical object)의 특성이라는 것을 의미한다. 예를 들어, 기판 상의 레지스트 층에서 잠재적인 레지스트 이미지 내의 피처의 임계 치수(CD)가 노광 후 및 레지스트 층의 제거 전에 직접 측정가능하다. 레지스트 이미지 내의 피처의 CD는 기판을 에칭하고 레지스트 층을 제거한 후 직접 측정가능하지 않게 된다. 하지만, 레지스트 이미지 내의 피처의 CD는 기판으로 에칭된 대응하는 피처의 CD로부터 결정될 수 있다. 또 다른 예시로서, 레지스트 층이 노광된 포커스는 노광 후 직접 측정가능하지 않지만, 그 포커스에서 노광된 레지스트 이미지 내의 피처의 CD로부터 결정될 수 있다. 직접 측정가능한 처리 파라미터의 다른 예시들은 기판 상의 패턴의 단면 프로파일(예를 들어, 측벽 각도, 저면 경사 등)과 같은 지오메트리 파라미터들, 및 결함 수 밀도, 수율, 라인 에지 거칠기 등과 같은 통계적 파라미터들을 포함할 수 있다. 물리적 대상물은 메트롤로지 타겟의 일부분보다는 기능적이도록 디자인된 디바이스의 일부분인 피처일 수 있다. 기능적이도록 디자인되는 디바이스의 일부분인 피처는 기능적이도록 디자인된 디바이스의 기능에 기여하는 한편, 메트롤로지 타겟은 그렇지 않다. 메트롤로지 타겟은 기능적이도록 디자인된 디바이스를 제작하는 공정을 모니터링하기 위한 것이다. 피처는 더 큰 패턴의 일부분으로서 그 자신의 패턴 또는 패턴의 구성요소(예를 들어, 라인)일 수 있다.
220에서, 1 이상의 직접 측정가능한 처리 파라미터와 직접 측정가능하지 않은 처리 파라미터 간의 관계가 얻어진다. 예를 들어, 관계는 데이터베이스로부터 검색될 수 있거나, 실험에 의해 확립될 수 있거나, 또는 시뮬레이션에 의해 확립될 수 있다. 230에서, 직접 측정가능하지 않은 처리 파라미터의 값이 1 이상의 직접 측정가능한 처리 파라미터의 값들 및 관계로부터 결정된다. 일단 직접 측정가능하지 않은 처리 파라미터의 값이 결정되면, 패터닝 공정 또는 패터닝 공정에서 사용되는 1 이상의 장치(예를 들어, 리소그래피 장치)에 대한 조정이 그 값에 기초하여 (예를 들어, 추가 기판들의 후속한 제조에 대해) 수행될 수 있다. 또한, 직접 측정가능하지 않은 처리 파라미터의 값은, 예를 들어 기판에 결함이 있는지 또는 기판이 재작업되어야 하는지를 결정하기 위해 사용될 수 있다.
일 예시에서, 1 이상의 직접 측정가능한 처리 파라미터는 기판 상의 피처들의 CD들(예를 들어, 레지스트 이미지 내의 피처들의 CD들)을 포함하고, 직접 측정가능하지 않은 처리 파라미터는 피처들이 노광된 포커스, 도즈 및/또는 광학 수차이다.
도 3은 노광 및 현상 후 기판의 일부분의 이미지의 예시를 나타낸다. 이미지는 전자빔 검사 툴로부터 얻어진다. 이 부분에서의 피처들의 CD들은 이미지로부터 직접 측정가능할 수 있다. 예를 들어, CD들은 흰색 사각형들에 의해 표시된 위치들에서 측정될 수 있다. 일 예시에서, 이미지는 CD들이 측정되어야 하는 위치들을 식별하기 위해 이 부분의 디자인 레이아웃과 비교된다. 일 예시에서, CD들이 측정되는 피처들은 이후 설명되는 바와 같은 핫 스폿들일 수 있고, 이는 부분의 겹치는 공정 윈도우(overlapping process window)로부터 결정될 수 있다. 부분에서의 피처들은 상이한 공정 윈도우들(즉, 피처가 사양 내에서 생성될 처리 파라미터들의 공간)을 가질 수 있다. 잠재적인 시스템적 결함들에 관련되는 사양들의 예시들은 네킹(necking), 라인 풀백(line pull back), 라인 시닝(line thinning), CD, 에지 배치, 오버래핑(overlapping), 레지스트 최상부 손실(resist top loss), 레지스트 언더컷(undercut) 및/또는 브리징(bridging)에 대한 체크들을 포함한다. 부분 내의 모든 피처들의 공정 윈도우는 각각의 개별적인 피처의 (예를 들어, 겹치는) 공정 윈도우들을 병합함으로써 얻어질 수 있다. 모든 피처들의 공정 윈도우의 경계는 개별적인 피처들 중 일부의 공정 윈도우들의 경계들을 포함한다. 모든 피처들의 공정 윈도우의 경계를 정의하는 이 개별적인 피처들은 모든 피처들의 공정 윈도우를 제한한다. 이 피처들은 "핫 스폿들"이라고 칭해질 수 있다.
일 실시예에서, 부분은 기판 상의 노광된 다이이다. 일 실시예에서, 부분은 노광 다이의 일부분이다. 즉, 일 실시예에서, 노광 다이는 "픽셀들"로 세분될 수 있다. 따라서, 본 명세서의 기술들은 다이의 "픽셀들" 각각 또는 이러한 "픽셀들"의 서브세트에 대해 반복될 수 있다. 일 실시예에서, 부분은 기판 상의 다이를 노광하는 데 사용되는 노광 필드(노광 슬릿)이다. 일 실시예에서, 노광 필드는 "픽셀들"로 세분될 수 있다. 따라서, 본 명세서의 기술들은 필드의 "픽셀들" 각각 또는 이러한 "픽셀들"의 서브세트에 대해 반복될 수 있다. 일 실시예에서, 부분은 0.001 내지 20 제곱 미크론의 범위로부터, 예를 들어 0.001 내지 10 제곱 미크론의 범위에서, 또는 0.02 내지 5 제곱 미크론의 범위에서 선택된다.
도 4는 기판의 부분 내의 그 피처들 중에서 4 개의 피처들(a, b, c 및 d)에 대한 CD와 포커스 간의 관계들의 예시들(즉, 도시된 라인들)을 나타낸다. 즉, 4 개의 피처들(a, b, c 및 d)은 기판 상에서 실질적으로 동일한 공정 조건들 하에 구성되었다. 관계들은 상이한 값들의 포커스에서의 CD들의 시뮬레이션에 의해 얻어질 수 있다(예를 들어, 에어리얼 수학 모델이 투영 시스템에 의해 노광된 바와 같은 패터닝 디바이스 패턴의 에어리얼 이미지를 결정할 수 있고, 레지스트 수학 모델이 에어리얼 이미지에 기초하여 레지스트 층 내의 패턴을 결정할 수 있다). 관계들은 데이터베이스를 조회(query)함으로써 얻어질 수 있다. 관계들은 경험적으로 얻어질 수 있다. 관계들은 그래프 라인일 필요는 없다; 오히려, 관계는 수학 공식, 시뮬레이션 또는 측정된 데이터에 대한 수학적 피팅(mathematical fitting), 보간/외삽이 이루어지는 대응하는 데이터의 표 등일 수 있다.
피처들(a, b, c 및 d)의 CD들(각각 CDa, CDb, CDc 및 CDd)은 도 3의 이미지로부터 측정되고, 관계들은 피처들(a, b, c 및 d)이 생성된 포커스의 값들(각각 Fa, Fb, Fc 및 Fd)을 결정하는 데 사용될 수 있다. 예를 들어, 값(Fa)은 CDa의 수직 좌표를 갖는 피처(a)에 대한 관계를 나타내는 곡선 상의 지점의 수평 좌표이다. 값들(Fa, Fb, Fc 및 Fd)은 관계들이 오차들을 가질 수 있고, CD의 값들이 오차들을 가질 수 있으며, 및/또는 피처들(a, b, c 및 d)이 노광된 포커스들이 약간 상이할 수 있기 때문에 정확히 동일하지는 않을 수 있다. 부분에 대한 포커스의 값은 값들(Fa, Fb, Fc 및 Fd)로부터 도출될 수 있다. 예를 들어, 부분에서 그렇게 결정된 모든 포커스 값들의 중앙값이 부분에 대한 포커스의 값으로 간주될 수 있다.
도 5는 일 실시예에 따른 예시적인 방법에 대한 흐름도를 나타낸다. 510에서, 검사 대상인 기판의 부분이 식별된다. 부분은 임계치보다 결함을 포함할 확률이 놓은 부분들 사이에 있을 수 있다. 예를 들어, 부분은 핫 스폿을 포함한 것일 수 있다. 부분은 패터닝 공정의 조작자에 의해 선택될 수 있다. 520에서, 1 이상의 피처(바람직하게는, 복수의 피처들)가 부분으로부터 선택된다. 1 이상의 선택된 피처는 1 이상의 핫 스폿을 포함할 수 있다. 530에서, 1 이상의 선택된 피처들 각각에 대해, 1 이상의 선택된 피처의 CD와 적용가능한 선택된 피처가 노광되는 (직접 측정가능하지 않은 처리 파라미터의 일 예시로서) 포커스 간의 관계가 얻어진다. 1 이상의 관계는 시뮬레이션에 의해 또는 경험적으로 얻어질 수 있다. 540에서, 1 이상의 관계가 선택적으로 검증된다. 550에서, 1 이상의 선택된 피처들 각각의 CD의 값이 측정된다. 560에서, 1 이상의 선택된 피처들 각각에 대한 포커스의 값이 1 이상의 측정된 CD의 값 및 적용가능한 관계로부터 결정될 수 있다. 570에서, 부분에 대한 포커스의 값은 1 이상의 선택된 피처(바람직하게는, 복수의 피처들)에 대한 포커스의 값들로부터 결정될 수 있다. 예를 들어, 복수의 선택된 피처들에 대한 포커스의 값들의 중앙값이 부분에 대한 포커스의 값으로 간주될 수 있다. 유사한 흐름이 도즈 및/또는 광학 수차와 같은 1 이상의 다른 직접 측정가능하지 않은 처리 파라미터에 적용될 수 있다.
도 6은 550에서 1 이상의 선택된 피처의 CD가 측정될 수 있는 방식의 일 예시를 나타낸다. 610에서, 부분의 이미지가 얻어진다. 예를 들어, 이미지는 스캐닝 전자 현미경 또는 전자빔 검사 툴에 의해 얻어질 수 있다. 620에서, CD가 측정될 1 이상의 선택된 피처의 위치가 결정된다. 예를 들어, 위치는 디자인 레이아웃에 1 이상의 선택된 피처를 비교함으로써 결정될 수 있고, 결함들이 발생할 가능성이 있는 위치들(예를 들어, 핫 스폿들)일 수 있다. 630에서, 이 1 이상의 위치에서의 CD가 측정된다. 예를 들어, CD는 1 이상의 위치의 부근에서 에지간(edge-to-edge) 거리를 평균함으로써 측정될 수 있다. 예를 들어, CD는 에지 위치들을 추출함으로써 측정될 수 있다.
일 실시예에서, 관심있는 직접 측정가능하지 않은 처리 파라미터를 결정하는 경우에 1 이상의 다른 직접 측정가능하지 않은 처리 파라미터의 영향이 수학적으로 제거된다. 예를 들어, 관심있는 직접 측정가능하지 않은 처리 파라미터가 포커스라면, 직접 측정가능한 처리 파라미터의 값이 직접 측정가능한 처리 파라미터(예를 들어, CD)와 관심있는 집적 측정가능하지 않은 처리 파라미터(예를 들어, 포커스) 간의 관계와 조합되는 경우, 직접 측정가능한 처리 파라미터(예를 들어, CD)의 값으로부터 도즈 영향이 제거될 수 있다. 이는 1 이상의 다른 직접 측정가능하지 않은 처리 파라미터의 변동을 겪는 경우, 1 이상의 피처의 측정을 통해 1 이상의 다른 직접 측정가능하지 않은 처리 파라미터에 대한 관심있는 직접 측정가능하지 않은 처리 파라미터에 대해 평가되는 이러한 1 이상의 피처의 민감도(sensitivity)를 평가함으로써 행해질 수 있다.
일 실시예에서, 복수의 평가된 피처들 각각에 대한 직접 측정가능한 처리 파라미터의 결정된 값들이 크게 변동하는 경우, 중앙값 분석은 수행되지 않고 오차 신호가 생성된다.
직접 측정가능한 처리 파라미터의 1 이상의 값이 얻어지고, 관심있는 직접 측정가능하지 않은 처리 파라미터와 직접 측정가능한 처리 파라미터 간의 관계에 대응하는 이미지 내의 1 이상의 피처를 식별하기 위해, 이미지에 대응하는 디자인 레이아웃이 예를 들어 디자인 레이아웃 내의 관련 치수들과 이미지 내의 구조체들의 복수의 측정들의 비교에 의해 이미지와 비교되어, 이미지들 내의 1 이상의 피처를 식별할 수 있다. 일 실시예에서, 좌표들 및/또는 형상들의 리스트(예를 들어, 핫 스폿 리스트)가 1 이상의 피처에 대해 제공될 수 있다.
따라서, 일 실시예에서, 사용자는 직접 측정가능하지 않은 처리 파라미터(예를 들어, 포커스, 도즈, 수차 등)의 모니터링을 위해 제품 상의(즉, 기능적이도록 디자인된 디바이스 상의) 1 이상의 영역을 선택할 수 있다. 영역은 (예를 들어, SEM의) 전자빔 검사 이미징 필드만큼 작을 수 있다. 직접 측정가능하지 않은 처리 파라미터(예를 들어, 포커스, 도즈, 수차 등)에 민감한 1 이상의 영역의 1 이상의 핫 스폿 피처를 식별하기 위해 시뮬레이션이 사용될 수 있다. 일 실시예에서, 시뮬레이션은 1 이상의 영역 내에서의 1 이상의 피처(예를 들어, 핫 스폿 피처들)에 대한 1 이상의 직접 측정가능한 처리 파라미터(예를 들어, CD)와 직접 측정가능하지 않은 처리 파라미터 간의 관계를 결정한다. 일 실시예에서, 관계를 결정하거나 인정하기 위해 1 이상의 피처를 이용하여 1 이상의 측정이 수행된다(예를 들어, 포커스/CD 관계에 대해, 1 이상이 피처가 다양한 디포커스 값들로 준비된 후, CD가 측정되어 관계를 생성, 캘리브레이션 및/또는 확인할 수 있다).
그 후, 일 실시예에서, 기판 상에 형성된 디바이스 패턴의 이미지가 측정된다(예를 들어, 전자빔 검사 툴 이미지 포착). 일 실시예에서, 디바이스 패턴의 이미지 내의 1 이상의 선택된 영역의 1 이상의 피처(예를 들어, 1 이상의 핫 스폿)에 대한 1 이상의 직접 측정가능한 처리 파라미터들(예를 들어, CD)의 값들이 결정된다. 예를 들어, 일 실시예에서, 다이-대-(GDS)데이터베이스 (D2DB) 시스템이 이미지 내의 1 이상의 피처의 CD 값들을 결정하는 데 사용된다. 일 실시예에서, CD 값은 이미지 내의 1 이상의 피처의 추출된 윤곽에 기초한 시뮬레이션을 통해 발견될 수 있다.
1 이상의 직접 측정가능한 처리 파라미터(예를 들어, CD)의 값들을 이용하여, 직접 측정가능하지 않은 처리 파라미터(예를 들어, 포커스, 도즈 등)에 대한 추산 값이 1 이상의 피처들 각각(예를 들어, 1 이상의 핫 스폿들 각각)에 대해 결정될 수 있다. 일 실시예에서, 복수의 피처들이 평가되고, 이에 따라 직접 측정가능하지 않은 처리 파라미터의 복수의 값들이 얻어진다. 일 실시예에서, 복수의 값들이 1 이상의 영역 내의 상이한 위치들에서 복수의 피처들에 대해 얻어지는 경우, 직접 측정가능하지 않은 처리 파라미터에 대한 값들의 중앙값이 영역들(예를 들어, 전체 이미지) 중 1 이상에 대한 직접 측정가능하지 않은 처리 파라미터에 대한 값의 표현으로서 얻어진다. 일 실시예에서, 전자빔 검사 이미지 포착은 비교적 빠르고(예를 들어, 2x2 미크론의 영역에 대해 ~10 ms), 따라서 생산 기판 상의 인터필드(interfield) 및 인트라필드(intrafield)를 둘 다 조밀하게 측정/모니터링하는 것이 가능하다.
직접 측정가능하지 않은 처리 파라미터는, 예를 들어 결함에 대한 1 이상의 영역의 모니터링, 기판 처리 향상[예를 들어, 디바이스 피처들에 대한 포커스 영향을 결정하고, 리소그래피 장치에서의 포커스에 대한 판독들과의 차이를 결정하며, (예를 들어, 동일한 디바이스 패턴을 갖는 복수의 기판들의 측정을 통해) 차이가 시스템적인지를 평가함], 툴간 매칭의 가능(예를 들어, 하나의 리소그래피 장치와 또 다른 리소그래피 장치의 디바이스 피처들에 대한 포커스 영향을 매칭함), 패터닝 공정의 피드백 또는 피드포워드 제어, 모니터링된 메트롤로지로부터 결정된 바와 같은 직접 측정가능하지 않은 처리 파라미터와 디바이스 패턴 간의 델타(delta) 사이의 차이 결정 등을 포함하는 다양한 목적을 위해 사용될 수 있다.
유리하게는, 본 명세서의 기술이 1 이상의 다른 모니터링 기술과 연계된 문제들을 해결할 수 있다. 예를 들어, 이러한 다른 기술들은 디바이스 패턴 외부 및/또는 큰 주어진 영역으로부터의 측정에 의존할 수 있는 한편; 본 기술은 반드시 그렇게 제한되는 것은 아니다. 또한, 예를 들어 이러한 다른 기술들은 (예를 들어, 패터닝 디바이스 필드에) 고정되는 메트롤로지 타겟에 의존하는 한편; 본 기술은 반드시 그렇게 제한되는 것은 아니다. 또한, 예를 들어 이러한 다른 기술들은 패터닝 디바이스 생산을 위한 커스터머(customer) OPC/디자인 규칙들을 만족시키지 않을 수 있는 메트롤로지 타겟에 의존하는 한편; 본 기술은 반드시 그렇게 제한되는 것은 아니다.
처리 파라미터의 1 이상의 통계적 특성이, 예를 들어 리소그래피 장치 또는 리소그래피 공정의 조정의 필요성의 지표들로서, 또는 예를 들어 리소그래피 장치들 간의 유사성의 지표로서 사용될 수 있다. 예를 들어, 노광 동안 수용되는 패턴들의 도즈들이 이 목적들을 위해 사용될 수 있다. 앞서 설명된 바와 같이, 처리 파라미터는 직접 측정가능하지 않을 수 있지만, 직접 측정가능한 처리 파라미터와의 관계를 이용하여 결정될 수 있다.
도 7a는 패턴의 복수의 피처들에 대한 정규화된 CD와 도즈 간의 관계들을 나타낸다. 일 실시예에서, 피처들은 (예를 들어, 시뮬레이션의 사용을 통해) 도즈에 민감한, 예를 들어 소정 임계치 이상의 CD 대 도즈 기울기를 가짐으로써 도즈의 변화에 응답하여 CD가 크게 변동하는 것으로서 식별된다. 복수의 피처들은 기판의 영역 내의 핫 스폿들을 포함할 수 있다. 예를 들어, 영역은 기판에서 노광된 디바이스 다이일 수 있고, 또는 디바이스 다이에 대한 리소그래피 장치의 노광 필드일 수 있다. 정규화된 CD는 피처들의 각각의 타겟 CD에 대해 정규화된다. 도즈는 피처들이 개별적으로 수용하는 도즈이다. 도즈는 이 피처들에 대해 동일하지 않을 수 있다. 관계들은 도즈의 함수로서 정규화된 CD를 시뮬레이션함으로써 얻어질 수 있다. 피처들은 기판 상에 리소그래피 공정("공정 A")을 이용하여 제작될 수 있고, 이 제작된 피처들의 CD들(예를 들어, DA0, DB0, DC0)은 기판을 측정함으로써 얻어질 수 있다. 관계들(A, B, 및 C로 표시된 3 개의 자취들)을 이용하여, 피처들의 도즈들이 결정될 수 있다. 도즈들의 통계적 특성이 결정될 수 있다. 예를 들어, 통계적 특성은 도즈들의 평균, 도즈들의 분산, 또는 도즈들의 표준 편차일 수 있다.
도 7b는 기판 상에 또 다른 리소그래피 공정("공정 B")을 이용하여 동일한 피처들이 제작될 수 있음을 나타낸다. 일 실시예에서, 공정(A) 및 공정(B)은 본질적으로 동일한 공칭 리소그래피 파라미터들을 가질 수 있다. 따라서, 일 실시예에서, 공정(A)은 기준 공정일 수 있는 한편, 공정(B)은 생산, 현상 등의 공정이다. 이 제작된 피처들의 CD들(예를 들어, DA1, DB1, DC1)은 기판을 측정함으로써 얻어질 수 있다. 도 7a에서와 동일한 관계들(A, B, 및 C로 표시된 3 개의 자취들)을 이용하여, 피처들의 도즈들이 결정될 수 있다. 도즈들의 통계적 특성이 결정될 수 있다. 예를 들어, 통계적 특성은 도즈들의 평균, 도즈들의 분산, 또는 도즈들의 표준 편차일 수 있다.
그 후, 통계적 특성들은 공정 및/또는 장치(패터닝 디바이스 및/또는 메트롤로지 타겟을 포함함) 변경, 공정 및/또는 장치 제어, 공정 및/또는 장치 디자인, 및/또는 공정 및/또는 장치 모니터링에 사용될 수 있다. 예를 들어, 통계적 특성들은 예를 들어 공정(A)과 공정(B) 간 또는 거기에서 각각 사용되는 리소그래피 장치들 간의 유사성의 지표로서, 또는 예를 들어 공정(A) 및 공정(B) 중 하나 또는 둘 다 또는 거기에서 사용되는 리소그래피 장치들의 조정의 필요성의 지표로서 사용될 수 있다. 이후, 추가 예시들이 제시된다.
도 7c는 1 이상의 리소그래피 공정의 4 개의 상이한 실행들(1, 2, 3 및 4)의 통계적 특성들(예를 들어, 평균 E 및 표준 편차 σ)을 개략적으로 나타낸다. 일 실시예에서, 각각의 실행은 본질적으로 동일한 공칭 리소그래피 파라미터들을 갖는 리소그래피 공정을 수반한다. 따라서, 일 실시예에서, 1, 2, 3 및 4는 리소그래피 공정을 이용하여 노광된 상이한 기판들에 대응할 수 있거나, 또는 동일한 기판의 상이한 다이들에 대응할 수 있다. 따라서, 일 실시예에서, 결과(1)는 결과들(2, 3 및 4)이 비교되는 기준일 수 있다. 일 실시예에서, 각각의 실행은 리소그래피 공정을 이용한 기판 다이의 스캐닝의 일부분에 대응하고, 이에 따라 1, 2, 3 및 4는 노광 필드의 스캐닝 방향에 수직인 폭을 따라 상이한 위치들에 대응할 수 있다; 이 방식으로, 예를 들어 노광 필드 전체에 걸친 도즈 균일성이 평가될 수 있다. 일 실시예에서, 1, 2, 3 및 4는 각각 처리 파라미터가 상이한 리소그래피 공정에 대응한다; 이에 따라, 결과(1)가 기준 리소그래피 공정에 대응할 수 있다. 도 7c에서, 결과(2)는 결과(1)와 매우 상이한 E 및 σ를 갖고; 결과(3)는 결과(1)와 유사한 E를 갖지만 결과(1)와 꽤 상이한 σ를 갖고; 결과(4)는 결과(1)와 유사한 E 및 유사한 σ를 갖는다는 것을 알 수 있다. 그러므로, 결과(4)가 결과들(1, 2 및 3) 중에서 결과(1)와 가장 유사하다. 따라서, 결과들(1, 2, 3 및 4)은 결과들 중 1 이상의 어느 결과(1, 2, 3 및/또는 4)가 통계적으로 유의한 방식으로 다른 결과들 중 1 이상(1, 2, 3 및/또는 4)과 상이한지를 결정하도록 분석될 수 있다. 예를 들어, 결과들 중 1 이상의 어느 결과(1, 2, 3 및/또는 4)가 1 이상의 결과들(1, 2, 3 및/또는 4)과 연계된 리소그래피 공정(또는 이에 따른 부분)에서의 오차를 나타내도록 유의한 방식으로 변동하는지를 확립하기 위해 결과들 사이에 임계치가 적용될 수 있다. 결과(1)가 기준인 경우, 분석은 1 이상의 결과들(2, 3 및/또는 4)이 1 이상의 결과들(2, 3 및/또는 4)과 연계된 리소그래피 공정(또는 이에 따른 부분)에서의 오차를 나타내도록 유의한 방식으로 변동하는지의 여부에 초점을 맞출 수 있다.
도 8은 일 실시예에 따른 방법에 대한 흐름을 개략적으로 나타낸다. 과정(8010)에서, 예를 들어 피처들을 측정함으로써 복수의 피처들의 특성의 값들이 얻어진다. 특성은 CD 또는 정규화된 CD와 같은 피처들의 지오메트리에 관한 것일 수 있다. 특성은 이들이 있는 기판에 대한, 또는 서로에 대한 피처들의 위치들에 관한 것일 수 있다. 특성과 처리 파라미터(예를 들어, 도즈 또는 포커스) 간의 관계(8020)를 이용하여, 처리 파라미터의 값들(8030)이 복수의 피처들에 대해 도출될 수 있다. 값들(8030)로부터 통계적 특성(8040)이 결정될 수 있다. 통계적 특성(8040)은 다른 값들(8030)로부터 얻어지는 통계적 특성(8050)과 비교될 수 있다. 과정(8060)에서, 통계적 특성들(8040 및 8050)이 기준을 충족시키는지 그렇지 않은지가 결정된다. 예를 들어, 기준은 통계적 특성들(8040 및 8050) 간의 차이의 절대값이 임계치 아래라는 것일 수 있다. 기준이 충족되지 않는 경우(또는 충족되는 경우), 과정(8070)에서 리소그래피 공정이 조정되거나 캘리브레이션된다. 예를 들어, 리소그래피 공정의 조정 또는 캘리브레이션은 리소그래피 공정에서 사용되는 리소그래피 장치의 조정 또는 캘리브레이션을 포함할 수 있다. 따라서, 이 실시예에서, 값들(8030)은 리소그래피 공정을 이용한 기판 다이의 스캐닝의 부분들에 대응하고, 따라서 값들은 다이 또는 노광 필드의 스캐닝 방향에서 폭을 따라 상이한 위치들에 대응할 수 있다.
도 9는 일 실시예에 따른 방법에 대한 흐름을 개략적으로 나타낸다. 과정(9010)에서, 예를 들어 피처들을 측정함으로써 리소그래피 공정에 의해 제작되는 복수의 피처들의 특성의 값들이 얻어진다. 특성은 CD 또는 정규화된 CD와 같은 피처들의 지오메트리에 관한 것일 수 있다. 특성은 이들이 있는 기판에 대한, 또는 서로에 대한 피처들의 위치들에 관한 것일 수 있다. 특성과 처리 파라미터(예를 들어, 도즈 또는 포커스) 간의 관계(9020)를 이용하여, 처리 파라미터의 값들(9030)이 복수의 피처들에 대해 도출될 수 있다. 값들(9030)로부터 통계적 특성(9040)이 결정될 수 있다. 통계적 특성(9040)은 또 다른 리소그래피 공정에 의해 제작된 피처들로부터 얻어지는 통계적 특성(9050)과 비교될 수 있다. 과정(9060)에서, 통계적 특성들(9040 및 9050)이 기준을 충족시키는지(또는 충족시키지 않는지)가 결정된다. 예를 들어, 기준은 통계적 특성들(9040 및 9050) 간의 차이의 절대값이 임계치 아래라는 것일 수 있다. 기준이 충족되지 않는 경우(또는 충족되는 경우), 과정(9070)에서 리소그래피 공정들 중 1 이상이 조정되거나 캘리브레이션된다. 예를 들어, 리소그래피 공정들 중 1 이상의 조정 또는 캘리브레이션은 이 공정(들)에서 사용되는 리소그래피 장치의 조정 또는 캘리브레이션을 포함할 수 있다. 따라서, 이 실시예에서, 각각의 실행이 본질적으로 동일한 공칭 리소그래피 파라미터들을 갖는 리소그래피 공정을 수반할 수 있다. 따라서, 일 실시예에서, 값들(9030)은 리소그래피 공정을 이용하여 노광되는 상이한 기판들에 대응하거나, 동일한 기판의 상이한 다이들에 대응할 수 있다. 따라서, 일 실시예에서, 소정 값들(9030)은 다른 값들(9030)이 비교되는 기준일 수 있다. 일 실시예에서, 값들(9030)은 처리 파라미터가 다른 상이한 리소그래피 공정들에 대응하고; 따라서, 소정 값들(9030)은 기준 리소그래피 공정에 대응할 수 있다.
일 실시예에서, 값들(8030 및/또는 9030)은 기준이 충족됨, 또는 충족되지 않음을 식별한 결과로서 오차가 발생할 수 있는 곳을 식별하기 위해, 1 이상의 기판 로트, 1 이상의 패터닝 디바이스, 패터닝 공정에서 사용되는 1 이상의 소정 장치, 리소그래피 장치 내의 1 이상의 구성요소 등에 상관될 수 있다. 그 정보를 이용하여, 시정 조치가 적절히 겨냥된다.
따라서, 이 분석은 리소그래피 장치와 같은 툴이, 예를 들어 성능이 드리프트하는지, 부정확하게(또는 올바르게) 수행하고 있는지, 등을 결정하기 위해 사용될 수 있다. 그 후, 분석의 결과가 리소그래피 장치 내의 조정 장치를 이용하는 것과 같은 시정 조치를 취하는 데 사용될 수 있다(예를 들어, 처리 파라미터가 도즈인 경우, 리소그래피 장치 내의 광학 툴이 노광 필드에 걸쳐 상이한 도즈 보정들을 제공할 수 있다). 추가적으로 또는 대안적으로, 이 분석은 (1 이상의 결과/값이 제 1 툴에 대응하고, 1 이상의 다른 결과/값이 제 2 툴에 대응하는 경우) 제 1 툴 및 제 2 툴을 매칭하는 데 사용될 수 있다.
일 실시예에서, 처리 파라미터에 민감한 복수의 피처들 각각의 특성의 타겟 값을 생성하는 처리 파라미터(예를 들어, 도즈 또는 포커스)의 타겟 값이 컴퓨터 시뮬레이션에 의해 결정될 수 있다. 그 후, 이 값들은 처리 파라미터를 보정하도록 의도되는 공정 및/또는 툴의 유효성을 확인(및/또는 공정을 캘리브레이션)하는 데 이용될 수 있다(예를 들어, ASML의 DoseMapper 툴). 예를 들어, 공정 및/또는 툴은 수가 제한되는 타겟들을 사용할 수 있고, 및/또는 처리 파라미터에 대한 상이한 응답을 가질 수 있으며, 따라서 처리 파라미터에 민감한 피처들로부터의 그 차이가 과잉/부족 보상을 유도할 수 있다. 따라서, 복수의 피처들은 공정 및/또는 툴의 처리 파라미터 보정에 사용되지 않지만, 이들은 공정 및/또는 툴을 모니터링하는 데 사용될 수 있다(뿐만 아니라, 앞서 설명된 바와 같은 처리 파라미터를 모니터링하는 데 사용될 수 있다).
특히, 복수의 피처들은 공정 및/또는 툴에 의해 적용되는 보정과 함께 생성될 수 있고, 보정은 각각의 피처의 특성의 각 타겟 값을 갖는 복수의 피처들을 생성하도록 설정된다. 그 후, 복수의 피처들의 특성이 측정될 수 있다. 공정 및/또는 툴이 완전히 유효한 경우, 그 타겟들의 정규화된 특성의 평균은 1과 같아야 하고, 시그마는 0이어야 한다. 물론, 공차가 허용될 수 있다. 그 타겟들의 정규화된 특성의 평균이 (적용된다면 공차 내에서) 1이 아니고, 및/또는 시그마가 (적용된다면 공차 내에서) 0이 아닌 경우, 처리 파라미터와 특성 간의 관계 및 측정된 특성에 기초하여 공정 및/또는 툴에 대해 보정이 수행될 수 있다. 또 다른 예시로서, 공정 및/또는 툴이 완전히 유효하지 않은 경우, 처리 파라미터의 상이한 모니터링 값이 설정될 수 있다. 예를 들어, 측정된 특성은 처리 파라미터와 특성 간의 관계와 사용되어, 처리 파라미터의 값에 도달할 수 있다. 처리 파라미터의 값이 각각의 피처에 대해 거의 동일한 경우, 처리 파라미터의 값은 모니터링 또는 제어를 위한 기초로서 사용될 수 있다. 이들이 동일하지 않은 경우, 노광 필드, 다이, 기판 등에 걸친 처리 파라미터의 공간 핑거프린트(spatial finger print)가 모니터링 또는 제어를 위한 기초로서 사용될 수 있다.
일 실시예에서, 노광 필드, 다이, 기판 등에 걸친 처리 파라미터의 도출된 값들의, 및/또는 피처들의 특성의 통계적 특성의 공간 핑거프린트가 선택된 복수의 피처들에 기초하여 결정되고 모니터링 또는 제어를 위한 기초로서 사용될 수 있다. 예를 들어, 기준 핑거프린트가 결정된 후 1 이상의 후속한 핑거프린트가 기준 핑거프린트와 비교되어, 차이에 도달할 수 있다. 차이는 모니터링, 제어 등을 위한 기초로서 사용될 수 있다.
따라서, 일 실시예에서, 파라미터(예를 들어, 도즈, 포커스 등)에 민감한 복수의 피처들(예를 들어, 도 7a 및 도 7b의 A, B, C)이 (예를 들어, 컴퓨터 시뮬레이션을 통해) 식별된다. 또한, 피처들의 특성(예를 들어, CD)과 파라미터 간의 관계가 (예를 들어, 컴퓨터 시뮬레이션을 통해) 식별된다. 또한, 일 실시예에서, 피처들의 기준 측정들(예를 들어, 도 7a 및 도 7b의 DA0, DB0, DC0)이 우수하게 캘리브레이션된 패터닝 공정(예를 들어, 우수하게 캘리브레이션된 리소그래피 장치)을 이용하여 처리된 기판 상에서 수행된다. 관계들로부터, 각각의 피처에 대한 파라미터(예를 들어, 도즈)의 대응하는 값들이 결정될 수 있고, 이후 설명되는 바와 같은 모니터링을 위해 1 이상의 통계적 특성(예를 들어, 평균 및/또는 시그마)을 유도한다. 또한, 예를 들어 1 이상의 생산 기판 상의 피처들의 측정들(예를 들어, 도 7a 및 도 7b의 DA1, DB1, DC1)이 수행된다. 관계들로부터, 예를 들어 1 이상의 생산 기판에서 측정된 각각의 피처에 대한 파라미터(예를 들어, 도즈)의 대응하는 값들이 결정될 수 있고, 1 이상의 통계적 특성(예를 들어, 평균 및/또는 시그마)을 유도한다. 그 후, 통계적 특성들은 편차들을 식별하도록 비교될 수 있다. 예를 들어, 통계적 특성들은 동일한 도표들에 채워져 편차들을 식별할 수 있다. 예를 들어, 통계적 특성들은 예를 들어 타겟 에너지(도즈)의 노광 필드에 걸친 모니터링에 사용될 수 있다. 또 다른 예시로서, 노광 필드에 걸친 정보는 복수의 기판들의 각 기판에 대해 노광 필드 균일성 변화를 모니터링하도록 이용가능할 수 있다. 예를 들어, 기판에 대한 평균 및/또는 시그마(예를 들어, 1, 2, 3, 4가 기판들에 대응하는 도 7c)는 기준 값으로부터의 에너지(도즈) 드리프트를 나타낼 수 있다. 그 후, 노광 필드에 걸친 정보(예를 들어, 1, 2, 3, 4가 노광 필드에 걸친 위치에 대응하는 도 7c)가 문제점의 위치를 식별할 수 있다. 예를 들어, 캘리브레이션, 온 더 플라이 보정(on the fly correction) 등을 유발하기 위한 1 이상의 한계가 명시될 수 있다.
따라서, 본 명세서의 기술들을 통해 처리 파라미터(및/또는 디바이스 패턴의 피처의 특성)의 효과적인 모니터링이 존재할 수 있다. 예를 들어, CD, 도즈, 포커스 등에 대한 인라인 제품 기판의 효과적인 노광 필드 및/또는 기판 다이 모니터링이 제공될 수 있다. 이는 처리 파라미터에 민감한 피처들과 같은 디바이스 패턴 내의 피처들을 평가함으로써 달성될 수 있다. 이는 제품 기판들의 더 빠른 모니터링을 유도할 수 있다. 또한, 이는 예를 들어 캘리브레이션이 수행되어야 하거나 인라인 보정들이 이루어져야 하는 경우를 식별함으로써 패터닝 공정의 더 생산적인 사용을 초래할 수 있다.
일 실시예에서, 본 명세서의 기술들에서 사용되는 피처(예를 들어, 도즈 및/또는 포커스와 같은 처리 파라미터에 민감한 핫스폿 피처)는 패터닝 공정 동안 발생하는 문제들 또는 변동성을 겪을 수도 있다. 예를 들어, 공정 시 변동성으로 인해, 피처는 피처의 특성(예를 들어, CD)과 처리 파라미터(예를 들어, 포커스, 도즈 등) 간의 관계를 밀접하게 반영하지 않을 수 있다. 추가적으로 또는 대안적으로, 이는 결함이 생길 수 있고, 이에 따라 그 1 이상의 특성(예를 들어, 그 측정된 CD)의 관련 데이터를 산출하지 않을 수 있다. 따라서, 일 실시예에서, 가능하게는 그 특정한 피처에 관한 경고(예를 들어, 피처가 실제 결함이 된다는 경고)를 주는 것 외에도, 그 피처가 동일한 영역 내에서 측정되는 피처들로부터 필터링될 수 있다. 이에 따라, 영역 내의 남은 피처들은 여전히 측정된 위치의 처리 파라미터를 결정하는 데 사용될 수 있다. 따라서, 앞서 설명된 바와 같은 소정 피처들의 배제가 (예를 들어, 디바이스 제품 패턴의 영역 내의 복수의 "우수한" 피처들의 사용에 의해) 더 정확한 처리 파라미터 결정, 및 1 이상의 결함있는 피처의 보고를 가능하게 할 수 있다.
도 11은 본 명세서에 개시된 방법들 및 흐름들을 구현하는 데 도움이 될 수 있는 컴퓨터 시스템(100)을 나타내는 블록 다이어그램이다. 컴퓨터 시스템(100)은 정보를 전달하는 버스(102) 또는 다른 통신 기구, 및 정보를 처리하는 버스(102)와 커플링된 프로세서(104)[또는 다중 프로세서들(104 및 105)]를 포함한다. 또한, 컴퓨터 시스템(100)은 프로세서(104)에 의해 실행될 정보 및 명령어들을 저장하는 RAM(random access memory) 또는 다른 동적 저장 디바이스와 같은, 버스(102)에 커플링된 주 메모리(106)를 포함한다. 또한, 주 메모리(106)는 프로세서(104)에 의해 실행될 명령어들의 실행 시 임시 변수(temporary variable)들 또는 다른 매개 정보(intermediate information)를 저장하는 데 사용될 수도 있다. 또한, 컴퓨터 시스템(100)은 프로세서(104)에 대한 정적 정보 및 명령어들을 저장하는 버스(102)에 커플링된 ROM(read only memory: 108) 또는 다른 정적 저장 디바이스를 포함한다. 정보 및 명령어들을 저장하는 자기 디스크 또는 광학 디스크와 같은 저장 디바이스(110)가 제공되며 버스(102)에 커플링된다.
컴퓨터 시스템(100)은 버스(102)를 통해, 컴퓨터 사용자에게 정보를 보여주는 CRT(cathode ray tube) 또는 평판(flat panel) 또는 터치 패널 디스플레이(touch panel display)와 같은 디스플레이(112)에 커플링될 수 있다. 영숫자 및 다른 키들을 포함한 입력 디바이스(114)는 정보 및 명령 선택(command selection)들을 프로세서(104)로 전달하기 위해 버스(102)에 커플링된다. 또 다른 형태의 사용자 입력 디바이스는 방향 정보 및 명령 선택들을 프로세서(104)로 전달하고, 디스플레이(112) 상의 커서의 움직임을 제어하는 마우스, 트랙볼(trackball) 또는 커서 방향키들과 같은 커서 제어부(cursor control: 116)이다. 이 입력 디바이스는, 통상적으로 디바이스로 하여금 평면에서의 위치들을 명시하게 하는 2 개의 축선인 제 1 축선(예를 들어, x) 및 제 2 축선(예를 들어, y)에서 2 자유도를 갖는다. 또한, 입력 디바이스로서 터치 패널(스크린) 디스플레이가 사용될 수도 있다.
일 실시예에 따르면, 주 메모리(106)에 포함된 1 이상의 명령어의 1 이상의 시퀀스를 실행하는 프로세서(104)에 응답하여 컴퓨터 시스템(100)에 의해 본 명세서에서 설명되는 공정의 부분들이 수행될 수 있다. 이러한 명령어들은 저장 디바이스(110)와 같은 또 다른 컴퓨터-판독가능한 매체로부터 주 메모리(106)로 읽혀질 수 있다. 주 메모리(106) 내에 포함된 명령어들의 시퀀스들의 실행은, 프로세서(104)가 본 명세서에 설명된 공정 단계들을 수행하게 한다. 또한, 주 메모리(106) 내에 포함된 명령어들의 시퀀스들을 실행하기 위해 다중 처리 구성(multi-processing arrangement)의 1 이상의 프로세서가 채택될 수도 있다. 대안적인 실시예에서, 하드웨어에 내장된 회로(hard-wired circuitry)가 소프트웨어 명령어들과 조합하거나 그를 대신하여 사용될 수 있다. 따라서, 본 명세서의 기재내용은 하드웨어 회로와 소프트웨어의 여하한의 특정 조합에 제한되지 않는다.
다양한 형태의 컴퓨터 판독가능한 매체는 실행을 위해 1 이상의 명령어의 1 이상의 시퀀스를 프로세서(104)로 전달하는 데 관련될 수 있다. 예를 들어, 명령어들은 초기에 원격 컴퓨터의 컴퓨터 판독가능한 매체 상에 저장되어 있을 수 있다(bear). 원격 컴퓨터는 그 동적 메모리로 명령어들을 로딩(load)할 수 있으며, 통신 라인을 통해 또는 무선으로 명령어들을 보낼 수 있다. 컴퓨터 시스템(100)은 명령어들을 수신할 수 있고, 명령어들을 버스(102)에 놓을 수 있다. 버스(102)는, 프로세서(104)가 명령어들을 회수하고 실행하는 주 메모리(106)로 상기 명령어들을 전달한다. 주 메모리(106)에 의해 수신된 명령어들은 프로세서(104)에 의한 실행 전이나 후에 저장 디바이스(110)에 선택적으로 저장될 수 있다.
일 실시예에서, 컴퓨터 시스템(100)은 버스(102)에 커플링된 통신 인터페이스(118)를 포함한다. 통신 인터페이스(118)는 로컬 네트워크(122)에 연결되는 네트워크 링크(120)에 커플링하여 양방향(two-way) 데이터 통신을 제공한다. 예를 들어, 통신 인터페이스(118)는 ISDN(integrated services digital network) 카드 또는 대응하는 통신 라인에 데이터 통신 연결을 제공하는 모뎀일 수 있다. 또 다른 예시로서, 통신 인터페이스(118)는 호환성 LAN에 데이터 통신 연결을 제공하는 LAN(local area network) 카드일 수 있다. 또한, 무선 링크가 구현될 수도 있다. 여하한의 이러한 구현에서, 통신 인터페이스(118)는 다양한 형태의 정보를 나타내는 디지털 데이터 스트림들을 전달하는 전기적, 전자기적 또는 광학적 신호들을 송신하고 수신한다.
통상적으로, 네트워크 링크(120)는 1 이상의 네트워크를 통해 다른 데이터 디바이스들에 데이터 통신을 제공한다. 예를 들어, 네트워크 링크(120)는 로컬 네트워크(122)를 통해 호스트 컴퓨터(host computer: 124), 또는 ISP(Internet Service Provider: 126)에 의해 작동되는 데이터 장비로의 연결을 제공할 수 있다. 차례로, ISP(126)는 이제 통상적으로 "인터넷"(128)이라고 칭하는 월드와이드 패킷 데이터 통신 네트워크를 통해 데이터 통신 서비스를 제공한다. 로컬 네트워크(122) 및 인터넷(128)은 둘 다 디지털 데이터 스트림들을 전달하는 전기적, 전자기적 또는 광학적 신호들을 사용한다. 다양한 네트워크들을 통한 신호들, 및 컴퓨터 시스템(100)에 또한 그로부터 디지털 데이터를 전달하는 통신 인터페이스(118)를 통한 네트워크 링크(120) 상의 신호들은 정보를 전송하는 반송파(carrier wave)의 예시적인 형태들이다.
컴퓨터 시스템(100)은 네트워크(들), 네트워크 링크(120) 및 통신 인터페이스(118)를 통해 프로그램 코드를 포함하는 메시지들을 송신하고 데이터를 수신할 수 있다. 인터넷 예시에서는, 서버(130)가 인터넷(128), ISP(126), 로컬 네트워크(122) 및 통신 인터페이스(118)를 통해 어플리케이션 프로그램에 대한 요청된 코드를 전송할 수 있다. 예를 들어, 하나의 이러한 다운로드된 어플리케이션이 본 명세서에서 설명된 바와 같은 공정의 부분의 실시예의 실행을 위해 제공될 수 있다. 수신된 코드는 수신될 때 프로세서(104)에 의해 실행될 수 있고, 및/또는 추후 실행을 위해 저장 디바이스(110) 또는 다른 비휘발성 저장소(non-volatile storage)에 저장될 수 있다. 이러한 방식으로, 컴퓨터 시스템(100)은 반송파의 형태로 어플리케이션 코드를 얻을 수 있다.
본 발명은 다음 항목들을 이용하여 더 설명될 수 있다:
1. 패터닝 공정에 의해 생성된 기판의 부분으로부터 패터닝 공정의 직접 측정가능한 처리 파라미터의 값을 측정하는 단계 -직접 측정가능한 처리 파라미터는 기능적이도록 디자인된 디바이스의 일부인 피처의 특성을 포함함- ;
직접 측정가능한 처리 파라미터와 직접 측정가능하지 않은 처리 파라미터 간의 관계를 얻는 단계; 및
컴퓨터 시스템에 의해, 직접 측정가능한 처리 파라미터의 값 및 관계로부터 직접 측정가능하지 않은 처리 파라미터의 값을 결정하는 단계를 포함하는 방법.
2. 1 항의 방법에서, 직접 측정가능한 처리 파라미터는 피처의 임계 치수(CD)를 포함한다.
3. 1 항 또는 2 항의 방법에서, 피처는 기판 상의 레지스트 이미지 내의 피처이다.
4. 1 항 내지 3 항 중 어느 하나의 방법에서, 피처는 핫 스폿이다.
5. 1 항 내지 4 항 중 어느 하나의 방법에서, 직접 측정가능하지 않은 처리 파라미터는 기판의 부분이 노광되는 포커스이다.
6. 1 항 내지 4 항 중 어느 하나의 방법에서, 직접 측정가능하지 않은 처리 파라미터는 기판의 부분이 노광되는 도즈이다.
7. 1 항 내지 6 항 중 어느 하나의 방법에서, 관계는 데이터베이스로부터 검색되거나, 실험에 의해 확립되거나, 또는 시뮬레이션에 의해 확립된다.
8. 1 항 내지 7 항 중 어느 하나의 방법에서, 직접 측정가능하지 않은 처리 파라미터의 값은 직접 측정가능한 처리 파라미터의 값들의 중앙값으로부터 결정된다.
9. 1 항 내지 8 항 중 어느 하나의 방법에서, 상기 부분은 임계치보다 더 높은 결함을 포함할 확률을 갖는다.
10. 1 항 내지 9 항 중 어느 하나의 방법에서, 상기 부분은 핫 스폿을 포함한다.
11. 1 항 내지 10 항 중 어느 하나의 방법에서, 직접 측정가능한 처리 파라미터의 값은 상기 부분 내의 1 이상의 피처로부터 측정된다.
12. 1 항 내지 11 항 중 어느 하나의 방법에서, 관계를 검증하는 단계를 더 포함한다.
13. 12 항의 방법에서, 관계를 검증하는 단계는 상기 부분의 이미지를 얻는 단계를 포함한다.
14. 13 항의 방법에서, 이미지는 스캐닝 전자 현미경 또는 전자빔 검사 툴에 의해 얻어진다.
15. 12 항 내지 14 항 중 어느 하나의 방법에서, 관계를 검증하는 단계는 1 이상의 직접 측정가능한 처리 파라미터의 값들이 측정되는 위치들을 결정하는 단계를 포함한다.
16. 15 항의 방법에서, 위치들에서 1 이상의 직접 측정가능한 처리 파라미터의 값들을 측정하는 단계를 더 포함한다.
17. 16 항의 방법에서, 1 이상의 직접 측정가능한 처리 파라미터의 값들을 측정하는 단계는 이미지로부터 에지 위치들을 추출하는 단계를 포함한다.
18. 1 항 내지 17 항 중 어느 하나의 방법에서, 피처는 메트롤로지 타겟의 일부가 아니다.
19. 명령어들이 기록되어 있는 컴퓨터 판독가능한 매체를 포함하는 컴퓨터 프로그램 제품으로, 명령어들은 컴퓨터에 의해 실행되는 경우 1 항 내지 18 항 중 어느 하나의 방법을 구현한다.
20. 패터닝 공정을 이용하여 일련의 기판들에 디바이스 패턴이 적용되는 디바이스 제조 방법으로, 상기 방법은 1 항 내지 18 항 중 어느 하나의 방법을 이용하여 기판들 중 적어도 하나에서 적어도 디바이스 패턴을 측정하는 단계, 및 상기 방법의 직접 측정가능하지 않은 처리 파라미터의 값에 따라 후속 기판들에 대한 리소그래피 공정을 제어하는 단계를 포함한다.
21. 기판 상의 디바이스 패턴에 빔을 제공하고 디바이스 패턴에 의해 전향된 방사선을 검출하도록 구성되는 검사 장치; 및
19 항의 비-일시적 컴퓨터 프로그램 제품을 포함하는 시스템.
22. 21 항의 시스템에서, 리소그래피 장치를 더 포함하고, 리소그래피 장치는 방사선 빔을 변조하는 패터닝 디바이스를 유지하도록 구성되는 지지 구조체 및 방사선-감응성 기판 상으로 변조된 빔을 투영하도록 배치되는 투영 광학 시스템을 포함한다.
23. 리소그래피 공정에 의해 기판 상에 형성된 복수의 피처들 또는 패턴들의 특성의 값들을 얻는 단계;
리소그래피 공정의 처리 파라미터와 특성 간의 관계를 얻는 단계;
특성의 값들 및 관계에 기초하여 피처들 또는 패턴들 각각에 대한 처리 파라미터의 값들을 결정하는 단계; 및
하드웨어 컴퓨터 시스템에 의해, 처리 파라미터의 값들로부터 통계적 특성을 결정하는 단계를 포함하는 방법.
24. 23 항의 방법에서, 특성은 피처들 또는 패턴들의 지오메트리에 관련된다.
25. 24 항의 방법에서, 특성은 CD 또는 정규화된 CD이다.
26. 23 항의 방법에서, 특성은 기판에 대한 또는 서로에 대한 피처들 또는 패턴들의 위치들과 관련된다.
27. 23 항 내지 26 항 중 어느 하나의 방법에서, 처리 파라미터는 피처들 또는 패턴들의 도즈를 포함한다.
28. 23 항 내지 27 항 중 어느 하나의 방법에서, 처리 파라미터는 피처들 또는 패턴들의 포커스를 포함한다.
29. 23 항 내지 28 항 중 어느 하나의 방법에서, 통계적 특성은 처리 파라미터의 값들의 평균, 분산 또는 표준 편차이다.
30. 23 항 내지 29 항 중 어느 하나의 방법에서, 동일한 리소그래피 공정 또는 또 다른 리소그래피 공정에 의해 형성된 피처들 또는 패턴들에 대한 처리 파라미터의 값들로부터 또 다른 통계적 특성을 얻는 단계를 더 포함한다.
31. 30 항의 방법에서, 통계적 특성 및 또 다른 통계적 특성이 기준을 만족시키는지, 만족시키지 않는지를 결정하는 단계를 더 포함한다.
32. 31 항의 방법에서, 통계적 특성 및 또 다른 통계적 특성이 기준을 만족시키는 경우, 또는 만족시키지 않는 경우, 리소그래피 공정을 조정 또는 캘리브레이션하는 단계를 더 포함한다.
33. 명령어들이 기록되어 있는 컴퓨터 판독가능한 매체를 포함하는 컴퓨터 프로그램 제품으로, 명령어들은 컴퓨터에 의해 실행되는 경우 23 항 내지 32 항 중 어느 하나의 방법을 구현한다.
본 발명의 실시예들은 하드웨어, 펌웨어, 소프트웨어 또는 여하한의 그 조합으로 구현될 수 있다. 또한, 본 발명의 실시예들은 기계-판독가능한 매체 또는 컴퓨터-판독가능한 매체에 저장된 명령어들로서 구현될 수 있고, 이는 1 이상의 프로세서에 의해 판독되고 실행될 수 있다. 본 명세서에서 사용된 "기계-판독가능한 매체" 또는 "컴퓨터-판독가능한 매체"라는 용어는 실행을 위해 프로세서(104)에 명령어를 제공하는 데 관여하고, 및/또는 기계(예를 들어, 연산 디바이스)에 의해 판독가능한 형태로 정보를 저장하거나 전송하도록 구성되는 여하한의 메카니즘을 포함하는 여하한의 매체를 칭한다. 이러한 매체는 비-휘발성 비-일시적 매체, 휘발성 비-일시적 매체 및 전송 매체를 포함하는 다수의 형태를 취할 수 있으며, 이에 제한되지는 않는다. 비-휘발성 매체는, 예를 들어 저장 디바이스(110)와 같은 광학 또는 자기 디스크를 포함한다. 휘발성 매체는 주 메모리(106)와 같은 동적 메모리를 포함한다. 전송 매체는 버스(102)를 포함하는 와이어들을 포함하여, 동축 케이블(coaxial cable), 구리선 및 광섬유(fiber optics)를 포함한다. 또한, 전송 매체는 무선 주파수(RF) 및 적외선(IR) 데이터 통신 시 발생되는 파장들과 같이 음파(acoustic wave) 또는 광파의 형태를 취할 수도 있다. 컴퓨터-판독가능한 매체의 보편적인 형태들은, 예를 들어 플로피 디스크(floppy disk), 플렉시블 디스크(flexible disk), 하드 디스크, 자기 테이프, 자기 디스크 저장 매체, 또는 여하한의 다른 자기 매체, CD-ROM, DVD, 여하한의 다른 광학 저장 매체, 펀치 카드(punch card), 종이 테이프(paper tape) 또는 홀(hole)들의 패턴을 갖는 여하한의 다른 물리적 매체, RAM, PROM, EPROM, FLASH-EPROM, 플래시 메모리 디바이스 또는 여하한의 다른 메모리 칩 또는 카트리지(cartridge), 반송파[예를 들어, 전기, 광학, 음향 또는 다른 형태의 전파 신호(propagated signal)들(예를 들어, 반송파, 적외선 신호, 디지털 신호 등)] 또는 컴퓨터가 판독할 수 있는 여하한의 다른 매체를 포함한다.
또한, 펌웨어, 소프트웨어, 루틴(routine), 명령어들은 본 명세서에서 소정 동작을 수행하는 것으로서 설명될 수 있다. 하지만, 이러한 설명들은 단지 편의를 위한 것이며, 이러한 동작은 사실상 연산 디바이스, 프로세서, 제어기, 또는 펌웨어, 소프트웨어, 루틴, 명령어 등을 실행하는 다른 디바이스로부터 일어난다는 것을 이해하여야 한다.
본 명세서에서는 IC 제조에 있어서 패터닝 공정 및/또는 리소그래피 장치의 특정 사용예에 대하여 언급되지만, 본 명세서에 서술된 패터닝 공정 및/또는 리소그래피 장치는 집적 광학 시스템, 자기 도메인 메모리용 안내 및 검출 패턴, 액정 디스플레이(LCD), 박막 자기 헤드 등의 제조와 같이 다른 적용예들을 가질 수도 있음을 이해하여야 한다. 당업자라면, 이러한 대안적인 적용예와 관련하여, 본 명세서의 "웨이퍼" 또는 "다이"라는 용어의 어떠한 사용도 각각 "기판" 또는 "타겟부"라는 좀 더 일반적인 용어와 동의어로 간주될 수도 있음을 이해할 것이다. 본 명세서에서 언급되는 기판은 노광 전후에, 예를 들어 트랙(전형적으로, 기판에 레지스트 층을 도포하고 노광된 레지스트를 현상하는 툴), 또는 메트롤로지 또는 검사 툴에서 처리될 수 있다. 적용가능하다면, 이러한 기판 처리 툴과 다른 기판 처리 툴에 본 명세서의 기재내용이 적용될 수 있다. 또한, 예를 들어 다층 IC를 생성하기 위하여 기판이 한 번 이상 처리될 수 있으므로, 본 명세서에 사용되는 기판이라는 용어는 이미 여러 번 처리된 층들을 포함한 기판을 칭할 수도 있다.
본 명세서에서 사용된 "방사선" 및 "빔"이라는 용어는 이온 빔 또는 전자 빔과 같은 입자 빔뿐만 아니라, (예를 들어, 365, 248, 193, 157 또는 126 nm의 파장을 갖는) 자외(UV) 방사선 및 (예를 들어, 5 내지 20 nm 범위 내의 파장을 갖는) 극자외(EUV) 방사선을 포함하는 모든 형태의 전자기 방사선을 포괄한다.
이상, 본 발명의 특정 실시예가 설명되었지만, 실시예들은 설명된 것과 다르게 실시될 수 있다는 것을 이해할 것이다.

Claims (15)

  1. 패터닝 공정에 의해 생성된 기판의 부분으로부터 상기 패터닝 공정의 직접 측정가능한 처리 파라미터의 값을 측정하는 단계 -상기 직접 측정가능한 처리 파라미터는 기능적이도록 디자인된 디바이스의 일부분인 피처(feature)의 특성을 포함함- ;
    상기 직접 측정가능한 처리 파라미터와 직접 측정가능하지 않은 처리 파라미터 간의 관계를 얻는 단계; 및
    컴퓨터 시스템에 의해, 상기 직접 측정가능한 처리 파라미터의 값 및 상기 관계로부터 상기 직접 측정가능하지 않은 처리 파라미터의 값을 결정하는 단계
    를 포함하는 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 직접 측정가능한 처리 파라미터는 상기 피처의 임계 치수(CD)를 포함하는 방법.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 피처는 상기 기판 상의 레지스트 이미지 내의 피처인 방법.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 직접 측정가능하지 않은 처리 파라미터는 상기 기판의 부분이 노광되는 포커스이거나, 또는 상기 기판의 부분이 노광되는 도즈인 방법.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 관계는 데이터베이스로부터 검색(retrieve)되거나, 실험에 의해 확립되거나, 또는 시뮬레이션에 의해 확립되는 방법.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 직접 측정가능하지 않은 처리 파라미터의 값은 상기 직접 측정가능한 처리 파라미터의 값들의 중앙값(median)으로부터 결정되는 방법.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 부분은 임계치보다 더 높은 결함을 포함할 확률을 갖거나, 또는 상기 부분은 핫 스폿(hot spot)을 포함하는 방법.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 직접 측정가능한 처리 파라미터의 값들은 상기 부분 내의 1 이상의 피처로부터 측정되는 방법.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 관계를 검증(verify)하는 단계를 더 포함하는 방법.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 관계를 검증하는 단계는 상기 부분의 이미지를 얻는 단계를 포함하는 방법.
  11. 제 1 항에 있어서,
    상기 피처는 메트롤로지 타겟의 일부분이 아닌 방법.
  12. 명령어들이 기록되어 있는 컴퓨터 판독가능한 매체를 포함하는 컴퓨터 프로그램 제품에 있어서,
    상기 명령어들은 컴퓨터에 의해 실행되는 경우, 제 1 항의 방법을 구현하는 컴퓨터 프로그램 제품.
  13. 기판 상의 디바이스 패턴에 빔을 제공하고, 상기 디바이스 패턴에 의해 전향(redirect)된 방사선을 검출하도록 구성되는 검사 장치; 및
    제 12 항의 비-일시적(non-transitory) 컴퓨터 프로그램 제품
    을 포함하는 시스템.
  14. 리소그래피 공정에 의해 기판 상에 형성된 복수의 피처들 또는 패턴들의 특성의 값들을 얻는 단계;
    상기 리소그래피 공정의 처리 파라미터와 상기 특성 간의 관계를 얻는 단계;
    상기 특성의 값들 및 상기 관계에 기초하여 상기 피처들 또는 패턴들 각각에 대한 상기 처리 파라미터의 값들을 결정하는 단계; 및
    하드웨어 컴퓨터 시스템에 의해, 상기 처리 파라미터의 값들로부터 통계적 특성을 결정하는 단계
    를 포함하는 방법.
  15. 제 14 항에 있어서,
    상기 특성은 상기 피처들 또는 패턴들의 지오메트리에 관련되는 방법.
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