KR20190046680A - 마이크로리소그라픽 마스크, 그러한 마스크의 구조의 이미지의 에지 위치를 결정하기 위한 방법 및 그러한 방법을 실행하기 위한 시스템 - Google Patents

마이크로리소그라픽 마스크, 그러한 마스크의 구조의 이미지의 에지 위치를 결정하기 위한 방법 및 그러한 방법을 실행하기 위한 시스템 Download PDF

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Abstract

마이크로리소그라픽 마스크(1)의 구조(7)를 측정할 목적으로, 마스크(1) 상의 구조의 절대적 위치를 포착하기 위한 방법 및 이미징될 구조(7) 또는 이 구조를 규정하는 에지의 이미지의 위치에의 구조-의존 및/또는 조명-의존 기여를 결정하기 위한 방법이 서로 결합된다. 이 결과로서, 웨이퍼의 노광에 관련되는 에지 배치 에러 및 그러므로 마스크(1)의 특징을 구하는 것이 상당히 개선될 수 있다.

Description

마이크로리소그라픽 마스크, 그러한 마스크의 구조의 이미지의 에지 위치를 결정하기 위한 방법 및 그러한 방법을 실행하기 위한 시스템{MICROLITHOGRAPHIC MASK, METHOD FOR DETERMINING EDGE POSITIONS OF THE IMAGES OF THE STRUCTURES OF SUCH A MASK AND SYSTEM FOR CARRYING OUT SUCH A METHOD}
본 발명은 마이크로리소그라픽 마스크에 관한 것이다. 더 나아가, 본 발명은 다수의 그러한 마스크를 포함하는 세트에 관한 것이다. 또한, 본 발명은 그러한 마스크의 구조의 이미지의 에지 위치를 결정하기 위한 방법, 다수의 그러한 마스크의 구조의 에지 이미징에서 중첩 에러 또는 에러를 결정하기 위한 방법 및 그러한 방법을 실행하기 위한 시스템에 관한 것이다. 마지막으로, 본 발명은 마이크로구조 또는 나노구조의 구성요소를 제조하기 위한 방법과 이 방법에 따라 제조되는 구성요소에 관한 것이다. 게다가, 본 발명은, 광학 접근성 정정(optical proximity correction)을 최적화하기 위해 마스크 구조를 측정하기 위한 방법의 사용에 관한 것이다.
마이크로리소그라피에서, 이미징될 구조를 가진 마스크, 소위 레티클의 구조가 투영 노광 장치에 의해 웨이퍼 상에 이미징된다. 마스크의 품질에 대한 궁극적으로 관련된 인정(qualification) 변수는 이 이미징 동안의 관련 구조, 특히 이 구조를 규정하는 에지의 웨이퍼 상의 배치이다.
본 발명의 목적은 마이크로리소그라픽 마스크 및 특히 다수의 그러한 마스크를 포함하는 세트를 개선하는 것이다.
이러한 목적은, 마스크의 전역(global) 위치 데이터를 구하기 위한 소위 앵커링 요소(anchoring element)와, 마크를 사용할 때 웨이퍼 상에 이미징되는 구조 요소를 갖는 테스트 구조를 갖는 적어도 하나의 마킹(marking)을 포함하는 마스크에 의해 달성되며, 테스트 구조의 구조 요소와 적어도 하나의 앵커링 요소는, 서로에 대한 이들의 상대적인 위치가 로컬 측정 방법에 의해 구해질 수 있도록 마스크 상에 베치된다. 특히, 앵커링 요소는 테스트 구조의 구성부일 수 있다. 특히, 앵커링 요소와 테스트 요소는 동일할 수 있다. 또한, 칩 설계 시 존재하는 구조가 구체적으로 추가되는 계측 마커 대신 사용될 수 있다("인-다이 측정").
특히, 테스트 구조의 구조 요소는 적어도 하나의 앵커링 요소의 최대 간격을 가지며, 이 최대 간격은 마스크의 측면 길이의 최대 1/10, 특히 최대 1/100이다. 특히, 테스트 구조의 구조 요소와 앵커링 요소 사이의 최대 거리는 최대 1mm, 특히 최대 100㎛이다. 이것은, 특히, 테스트 구조를 이미징, 특히 측정 및/또는 특징화하는데 사용되는 측정 시스템 또는 측정 방법의 이미지 필드의 직경보다 크지 않다. 특히, 이 측정 시스템은 화학선(actinic) 측정 디바이스이며; 대응 방법은 그에 따라 화학선 방법이라고 칭한다. 이것은 에어리얼 이미지 방법이라고도 칭한다.
화학선 측정 디바이스는, 마스크의 구조를 웨이퍼 상에 이미징하는데 사용되는 노광 시스템과 동일한 파장에서 동작하는 측정 디바이스를 의미하는 것으로 이해된다. EUV 리소그라피용 마스크의 경우, 이 파장은 30nm 미만의 범위, 특히 13.5nm에 있다.
특히, 소위 에어리얼 이미지 측정 시스템(AIMS: Aerial Image Measurement System)이 테스트 구조를 특징화하기 위한 시스템 역할을 한다.
대응하는 시스템이 DE 10 2010 029 049 A1 및 DE 10 2013 212 613 A1에서부터 알려져있다.
앵커링 요소는, 특히 테스트 구조를 특징화하는 측정 데이터를 마스크의 전역 위치 데이터에 바인딩하는 역할을 하며, 이러한 데이터는 소위 레지스트레이션(registration) 방법 또는 레지스트레이션 시스템의 도움으로 구해진다. 그러한 레지스트레이션 측정의 범위 내에서, 마스크 상의 구조의 전역 배치(placement)가 특히 포착된다. 대응하는 레지스트레이션 시스템은, 마스크의 전체 영역에 걸친 대응하는 구조, 특히 앵커링 요소의 배치를 매우 정밀하게 결정할 수 있다. 그러한 측정의 정밀도는 1nm보다, 특히 0.5nm보다 양호할 수 있다. 특히, 앵커링 요소는, 100nm 초과, 예컨대 193nm의 파장에서의 측정이 레지스트레이션 시스템으로 실행될 수 있도록 구현된다. 특히, 이것은, 마스크 상에서, 특히 마스크의 측면 에지 또는 웨이퍼 노광 장치에 사용되는 정렬 마커에 대한 그 위치가 어떤 방법에 의해 적절한 파장에서 측정될 수 있도록 구현된다.
본 발명의 일 양상에 따르면, 마스크 상에 앵커링 요소의 정기적인 격자, 특히 매트릭스 형 격자를 배열하는 제공이 이뤄진다. 이 격자는 래스터로도 지칭된다. 앵커링 요소 전체는 앵커링 구조로도 지칭된다.
대응하는 장치(레지스트레이션 시스템)는 예컨대 DE 10 2007 033 814 A1, WO 2008/071 268 A1 및 DE 10 2014 209 455 A1에서부터 알려져 있다. 대응하는 장치에 관한 추가 세부내용에 대해서는 이들 인용문헌을 참고하기 바란다.
본 발명에 따르면, 리소그라피 공정의 결과에 대한 관련 변수는 레티클 상에서의 이미징되는 구조의 배치에 그렇게 많이 있기 보다는 웨이퍼 상에서의 그 배치에 더 있음을 인식하게 되었다. 또한, 웨이퍼 상에 이미징될 구조의 배치가 마스크 상에서의 그 전역 배치에 의존할 뿐만 아니라 이 변수가 또한 노광 및 이미징 조건, 특히, 예컨대, 주광선 각도, 조명에 사용된 조명 설정, 조명 방사선의 파장 및 이미징될 구조 자체의 특징, 예컨대, 구조의 피치, 토포그라피(topography) 및 정렬의 함수임을 인식하게 되었다.
본 발명에 따른 마스크는 마스크 상의 구조의 절대적인 배치 또는 미리 결정된 설정점 위치로부터의 그 편차 및 웨이퍼 상에서 대응하는 구조의 이미징의 구조/조명-특정 효과, 특히 에지 배치 또는 설정점 위치로부터의 그 편차 - 에지 배치 에러(EPE: Edge Placement Error)로도 지칭됨 - 에 관한 정보를 결합할 수 있다. 이러한 결과로, 웨이퍼 상의 구조의 정밀도 및 그에 따라 마이크로그소그라피 방법에 의해 제조된 마이크로구조 또는 나노구조 구성요소의 품질은 상당히 개선된다.
마스크는 특히 DUV 또는 EUV 마이크로리소그라피용 마스크일 수 있다.
본 발명의 장점은, 웨이퍼의 다중 노광을 위해 제공되는 다수의 대응하는 마스크를 포함하는 세트에서 특히 유리하게 갖게 된다. 그러므로, 웨이퍼 상에서, 상이한 마스크, 즉 중첩된 층(layer)의 이미징될 마스크의 이미지의 상대적인 배치는 제조될 구성요소의 품질에 결정적으로 중요하다.
공통적인 기준점으로서, 세트의 모든 마스크는 바람직하게는 적어도 하나의 동일 앵커링 요소를 갖는다. 특히, 앵커링 요소는 각 경우에 마스크 상의 동일 위치에 배열된다.
세트의 마스크는 그 특징화에 따라, 중첩된 층의 관련 에지 배치 에러가 미리 결정된 최대 절대값을 초과하지 않도록 선택될 수 있다. 후속한 칩의 기능성을 위해, 이것은, 구조 에지의 절대적 배치보다는 오히려 관련되는 서로의 위에 중첩되는 층의 상대적 배치이다. 에지 배치에서 그 상대적 에러에 의한 마스크의 인정은, 독립적인 개별 인정과 비교하여 마스크 제조 공정의 수율에서 상당한 장점을 가질 수 있다. 제조 요건 및 그에 따른 가격은 동일 수율의 경우에 맞춰질 수 있다. 마스크 인정에서, 웨이퍼 노광 공정에 대한 높은 공정 신뢰도가 요구된다. 즉, 마스크는, 이들이 기능 칩으로 사실상 확실히 이르게 된다면 단지 허용된다. 통상적으로, 99.7% 이상의 신뢰도(즉, 규격은 통계 분산의 3 시그마 값을 만족해야 함)가 여기서 요구된다. 단일 인정의 경우에, 배치 에러의 사실상 가장 부정당한 결합이 그 결과로서 규격, 즉 각 측정점에서의 절대값의 합을 충족해야 한다. 그러나 실제 제조 공정에서, 동일한 기계에 의해 제조되는 모든 마스크 상에서 동일하게 작용하며 상대적 인정에서는 결국 삭제되는 많은 계통적 에러가 있다. 예를 들어, 2nm의 에지 배치에서의 상대적인 에러가 마스크 설정의 기여를 위해 요구된다면, 각각의 1.0nm(3 시그마)의 반복되는 에러 및 통계적 에러를 갖는 제조 공정은 99.7%를 상당히 초과하는 수율에 이를 것이다(상대적인 에러에 대한 통계적인 합은 3 시그마 값에 대해 1.4nm일 것이다). 개별 인정에서, 대략 1nm의 절대적 에러가 각 마스크에 대해 요구될 것이며, 마스크의 적어도 50%가 인정을 받게 될 수 없다.
본 발명의 추가 목적은, 마이크로리소그라픽 마스크의 구조의 이미지의 에지 위치를 결정하기 위한 방법을 개선하는 것이다. 이 방법은, 특히 마이크로리소그라픽 마스크의 에지 배치 에러를 결정하기 위한 방법이다.
이 목적은 다음의 단계를 포함하는 방법에 의해 달성된다:
- 적어도 하나의 제1 측정 단계에서 마스크 상의 적어도 하나의 앵커링 요소의 절대적 위치를 결정하는 단계,
- 적어도 하나의 제2 측정 단계에서 앵커링 요소 중 하나의 이미지의 위치에 대한 적어도 하나의 테스트 구조의 이미지의 상대적 위치를 결정하는 단계로서, 에어리얼 방법이 테스트 구조의 이미지의 상대적 위치를 결정하는 역할을 하는, 상대적 위치 결정 단계,
- 앵커링 요소 중 적어도 하나의 절대적 위치와 그에 대한 테스트 구조의 이미지의 상대적 위치로부터 테스트 구조의 이미지의 절대적 위치를 결정하는 단계, 및
- 테스트 구조의 이미지의 절대적 위치의 설정점 위치로부터의 편차를 결정하는 단계.
이 방법은 특히 2-단계 방법이다. 첫째, 제1 측정 방법에서, 특히 소위 레지스트레이션 방법에서, 마스크 상에서의 특히 앵커링 요소를 포함하는 계측 마커의 전역 위치 데이터를 구한다. 게다가, 제2 측정 방법에서, 테스트 구조의 이미지의 상대적 위치는 에어리얼 이미지에서 앵커링 요소 중 하나의 이미지의 위치에 대해 로컬적으로 구해진다. 이 제2의 로컬 측정 방법에서, 특히 테스트 구조의 이미지를 앵커링 요소의 이미지에 대해 정확하게 위치지정하기 위해, 구조-특정 및/또는 조명-특정 기여가 구해진다. 여기서, 특히, 관련 구조의 에지 위치는 앵커링 구조의 위치, 즉 마스크 상에 배열되는 앵커링 요소 전체에 대해 결정된다.
이 방법의 도움으로, 마이크로리소그라픽 마스크의 구조-특정 및/또는 조명-특정 에지 배치 에러가 특히 결정된다.
여기서, 마스크의 기판 상의 배치를 특징화하는 소위 레지스트레이션 에러와, 마스크의 이미징으로부터 얻는 구조-특정 및/또는 조명-특정 기여가 서로와 결합된다. 결국, 마스크의 전체 표면에 걸친 에지 배치 에러의 맵을 구할 수 있으며, 이러한 맵은 레지스트레이션 에러의 전역 측정과 각 구조-특정 및/또는 조명-특정 기여를 고려한다. 이 결과는 마스크를 인정하는데 그리고 광학 근접성 정정(OPC)을 최적화하기 위한 공정 개발에 사용될 수 있다. 광학 근접성 정정의 목적은 특히 마스크 설계에서 이미징에의 구조-특정 및 조명-특정 기여를 이용하게 하는 것이다. 이러한 공차(allowance)는 본 발명을 사용하여 측정되며 그에 따라 최적화된다.
여기서 특히 유리한 것은, 대응하는 측정에 최적화된 비-화학선 시스템 또는 방법의 에지 배치 에러에의 구조-독립 기여를 고 정밀도로 구함이 구조-특정 및/또는 조명-특정 기여의 특징화와 결합될 수 있다는 점이며, 이러한 특징화는 그러한 방법에 의해 특징화될 수 없지만, 에어리얼 이미지 방법의 도움으로 확실히 특징화될 수 있다.
본 발명의 일 양상에 따르면, 구조-의존 기여가 앵커링 요소 중 하나의 이미지의 위치에 대한 적어도 하나의 테스트 구조의 이미지의 상대적 위치를 결정할 때 구해진다. 특히, 조명-의존 기여를 구할 수 도 있다. 이런 점에서, 적어도 하나의 테스트 구조의 이미지의 상대적 위치가 첫째 테스트 구조 자체의 세부구성, 특히 예컨대 라인 밀도, 그 정렬, 구조를 규정하는 다층 및 흡수재(absorber)의 소재 특성, 에지 각도 및 라인 거칠기, 마스크의 표면 거칠기에 의존하며, 둘째 테스트 구조를 이미징하기 위해 제공되는 조명 설정, 특히 주광선 각도 및 이미징을 위해 제공되는 조명 방사선의 파장 - 이미징 파장(λ2)으로서도 지칭됨 - 및 이미징에 사용된 개구수(NA)에 의존함을 인식하게 되었다.
테스트 구조의 이미지의 상대적 위치에의 구조-의존 및/또는 조명-의존 기여가 고려되므로, 웨이퍼 상으로의 관련 구조의 이미징의 정밀도는 후속한 구조 방법에서 상당히 개선될 수 있다.
본 발명의 추가 양상에 따르면, 투영 노광 장치에 의해 리소그라피 방법 동안 보상될 수 있는 기여(소위 "정정 가능(correctables)")가, 테스트 구조의 이미지의 절대 위치의 설정점 위치로부터의 편차를 결정할 때 고려된다.
레지스트레이션 에러를 계산할 때, 예컨대 전체 마스크 구조의 선형 시프트 또는 회전이나 전체 마스크 구조의 - 적어도 특정 정도까지의 - 균일한 스케일링과 같은 상수, 전역 에러를 고려할 수 있다. "스케일", "오쏘(ortho)" 및 "오프셋"으로 지칭되는 에러는 통상적인 정정 가능, 즉 스캐너에 의해 보상될 수 있는 에러인 것으로 간주된다. 이들은 마스크 제조 시의 에러이다. "스케일"은 스케일 에러이고, "오프셋"은 기판에 대한 또는 정렬 마크에 대한 전체 마스크 구조의 중심이탈(decentration)이며, "오쏘"는 전체 마스크 구조의 회전이다.
본 발명의 추가 양상에 따르면, 비-화학선 방법이 적어도 하나의 앵커링 요소의 절대적 위치를 결정하는 역할을 한다. 비-화학선 방법은, 웨이퍼를 노광하는데 이후에 사용되는 파장과 상이한 파장이 사용되는 측정 파장을 의미하는 것으로 이해된다. EUV 마스크와 연계하여, 비-화학선 파장은 특히 30nm를 초과한다. 예를 들어, EUV 마스크용 통상의 비-화학선 파장은 193nm, 248nm 또는 365nm이다.
적어도 하나의 앵커링 요소의 전역, 절대적 위치를 결정하기 위한 방법은, 특히 제1 측정 파장(λ1)을 갖는 광학 방법이다. 특히, 측정 파장(λ1)은 100nm 초과이다(λ1>100nm). 특히, 측정 파장은 193nm, 248nm 또는 365nm일 수 있다; λ1=193nm, λ1=248nm 또는 λ1=365nm.
본 발명의 추가 양상에 따르면, 적어도 하나의 앵커링 요소의 절대적 위치를 결정하기 위해 제공되는 측정 장치의 이미지 필드는 적어도 측정될 마스크만큼 크다. 이점은 특히, 마스크의 전역 측정이 이 경우 특히 용이하고 신속하게 실행될 수 있으므로 유리하다. 그러나 이점은 의무적인 것은 아니다. 마스크 상의 전역 위치 데이터를 결정하기 위한 측정 디바이스가 더 작은 이미지 필드를 또한 가질 수 도 있다.
본 발명의 추가 양상에 따르면, 화학선 방법이 적어도 하나의 테스트 구조의 이미지의 상대적 위치를 결정하는 역할을 한다.
특히, 웨이퍼 상에 마스크 상의 구조를 이미징하기 위해 제공되는 이미징 파장에 특히 정밀하게 대응하는 제2 측정 파장(λ2)을 갖는 광학 방법이 적어도 하나의 테스트 구조의 이미지의 상대적 위치를 결정하는 역할을 한다. 특히, 이것은 DUV 또는 EUV 범위에서의 파장일 수 있다. 특히, 이것은 5nm와 30nm 사이의 범위에서의 파장일 수 있으며; 특히 다음: λ2=13.5nm가 적용될 수 있다.
DUV 스캐너용 마스크의 경우에, 제2 측정 파장(λ2)은 특히 DUV 범위에 있다. 특히 다음: λ2=193nm가 적용될 수 있다.
일반적으로, 다음: λ2≤λ1, 특히 λ2≤0.1λ1이 적용된다.
본 발명의 추가 양상에 따르면, 적어도 하나의 테스트 구조의 이미지의 상대적 위치를 결정할 목적으로 재현될 마스크의 후속한 이미징을 위해 또는 재현될 마스크의 후속 이미지의 적어도 선택을 위해 제공되는 스캐너의 이미징 특성이 제공된다. 적어도 하나의 테스트 구조의 이미지의 상대적 위치를 결정할 때, 파장, 조명 설정, 개구수(NA) 및 주광선 각도의 선택이 특히 마스크를 이미징하기 위해 이후에 사용되는 값에 따라 미리 결정될 수 있다.
이 결과로, 이미지의 위치는 스캐너의 실제 이미징 조건 하에서 구해질 수 있다.
본 발명의 추가 양상에 따르면, 다수의 제2 측정 단계가 실행되며, 주광선 방향은 각 경우에 변한다.
이 결과로, 주광선 방향에 관한 테스트 구조의 이미지의 상대적 위치의 의존성을 구할 수 있다. 특히, 주광선 방향에 따라 테스트 구조의 이미지의 상대적 위치의 시프트를 구할 수 있다. 이러한 구성은, 특히 마스크 위치에 걸친 이미징 조건의 프로파일, 특히 마스크를 이미징하는데 제공되는 스캐너의 조명 슬릿에 걸쳐 변하는 주광선 방향을 고려하기 위해, 마스크에 걸친 에지 배치 에러에의 구조-의존 및/또는 조명-의존 기여의 프로파일을 캘리브레이트하는데 사용될 수 있다.
일 대안에 따르면, 대응하는 프로파일은 시뮬레이션의 도움으로 결정될 수 도 있으며 및/또는 컴퓨터 수단에 의해 계속 이용가능하게 될 수 도 있다.
본 발명에 따르면, 예컨대 상이한 주광선 방향 및/또는 상이한 조명 설정에 의한 다수의 측정의 도움으로 필드에 걸쳐 프로파일을 캘리브레이트하는 것이 바람직할 수 있다.
추가 대안에 따르면, 주광선 변경으로 인한 이미지의 변위를 결정할 목적으로 기준으로서 마스크의 표면 거칠기에 의해 초래된 에어리얼 이미지에서의 세기 변경을 사용할 수 있다. 이러한 소위 스페클(speckle) 패턴은 마스크의 표면 토포그라피의 이미지 및 그러므로 마스크 기판 상의 각각의 위치에 대한 특징이다.
여기서, 적어도 구역들에서, 동일한 설정점 위치를 갖는 상이한 마스크 상의 구조 요소의 상대적 편차가 결정된다. 특히, 서로의 위에서 인쇄될 에지의 상대적인 에러가 결정된다. 이것은, 상이한 마스크에 의한 다중 노광 공정에 의해 제조되었던 마이크로구조 또는 나노구조 구성요소의 품질에 대한 특히 관련된 변수이다.
본 발명의 추가 목적은, 앞선 기재에 따른 방법을 실행하기 위한 시스템을 제공하는 것이다.
이 목적은, 마스크 상의 전역 위치 데이터를 결정하기 위한 제1 측정 장치, 에지 배치에의 구조-의존 기여를 결정하기 위한 제2 측정 장치, 및 에지 배치에의 구조-의존 기여와 전역 위치 데이터로부터 마스크의 전체 표면에 걸친 에지 배치 에러의 맵을 구하기 위한 데이터 처리 디바이스를 포함하는 시스템에 의해 용이하게 이뤄진다.
장점 및 세부내용은, 앞선 기재를 참조하기 바란다. 제1 측정 장치는, 특히 레지스트레이션 시스템, 특히 비-화학선 레지스트레이션 시스템이다.
제2 측정 장치는, 특히 에어리얼 이미지 계측 시스템(AIMS: Aerial Image Metrology System)이다.
본 발명의 추가 양상에 따르면, 앞서 기재한 방법을 실행하기 위한 시스템의 데이터 처리 디바이스는 제1 측정 장치 및/또는 제2 측정 장치에 신호로 연결된다.
이로 인해, 마스크의 온라인 특징화를 진행할 수 있다. 에지 배치 에러의 마스크-특정 맵은 메모리, 특히 데이터 처리 디바이스의 데이터베이스에 저장될 수 있다.
본 발명의 추가 양상에 따르면, 데이터 처리 디바이스는 마스크 에러를 정정하기 위한 정정 장치에 신호로 연결된다.
이로 인해, 마스크를 측정할 때 구해진 에러를 특히 직접 정정할 수 있다(소위 "폐쇄 루프 방법"). 이러한 구성은, 거절, 즉 특히 최대 허용 가능 에지 배치 에러 면에서 미리 결정된 품질 기준을 충족하지 않는 마스크의 비율을 감소시킨다.
본 발명의 추가 목적은 마이크로구조 또는 나노구조 구성요소 및 또한 대응하는 구성요소를 제조하기 위한 방법을 개선하는 것이다.
이러한 목적은, 초기에 앞서 기재한 방법의 도움으로 특징화된, 리소그라피 방법에 의해 웨이퍼를 구조화하기 위해 제공되는 적어도 하나의 마스크, 특히 다수의 마스크에 의해 달성된다.
이미 기재한 바와 같이, 이러한 구성은 구성요소 상의 구조의 정밀도를 개선할 수 있다.
본 발명의 추가 장점 및 세부내용은 도면을 참조하여 예시적인 실시예의 기재로부터 드러난다.
도 1은, 리소그라피 마스크의 전체 표면에 걸친 에지 배치 에러의 맵을 구하기 위한 방법에서 세부내용 또는 중간 단계의 시퀀스를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 2는, 도 1에 따른 방법을 실행하기 위한 시스템의 구성부를 개략적으로 도시하는 도면이다.
도 3은, 도 1에 예시적인 방식으로 예시한 마스크의 구역(III)에 따른 섹션 확대도를 도시한다.
도 4는, 라인(IV)을 따른 도 3에 예시한 도면의 에어리얼 이미지 세기의 프로파일을 개략적으로 도시한다.
마이크로리소그라피에서, 레티클로도 지칭되는 마스크(1) 상에 배열되는 구조는 웨이퍼의 감광 층 상에 이미징된다. 이를 위해, 마스크(1)를 조명하기 위한 조명 광학 유닛과, 마스크(1) 상의 구조를 웨이퍼 상에 이미징하기 위한 투영 광학 유닛을 포함하는, 스캐너를 구비한 투영 노광 장치가 있다.
대응하는 투영 노광 장치의 세부내용은 종래 기술에서부터 알려져 있다. 이를 위해, 대표적으로 WO 2009/100856 A1을 참조하기 바란다.
웨이퍼 상의 구조 요소의 밀도를 가능한 크게 하기 위해, 특히 DUV 파장 범위에서의 방사선, 특히 193nm, EUV 파장 범위에서, 특히 5nm에서부터 30nm까지, 특히 13.5nm의 이미징 파장을 갖는 이미징 방사선이 마스크(1) 상의 구조를 웨이퍼 상에 이미징하는 역할을 한다.
특히, 마스크(1)는 반사 모드에서 사용되는 반사 마스크이다. 마스크(1)의 구조를 웨이퍼 상에 이미징할 목적으로, 조명 방사선은, 상이하게 표현하면, 이미징될 마스크(1)에서, 특히 3차원으로 구현되는 구조(7)에서, 마스크(1) 상에 반사된다.
웨이퍼 상에서 구조, 특히 이 구조를 규정하는 에지의 배치의 정밀도가 리소그라피 공정의 결과에 대한, 특히 리소그라피 방법에 의해 제조되는 구성요소의 품질에 대한 가장 중요한 변수 중 하나이다. 웨이퍼 상의 구조의 배치는 마스크(1) 상의 구조의 정확한 배치에 의존한다. 본 발명에 따르면, 웨이퍼 상의 구조의 배치가 노광- 및 이미징-조건, 예컨대 주광선 각도, 이용된 조명 설정, 조명 방사선의 파장 및 이미징될 구조 자체에 관한 것과 같은 다른 파라미터 - 예컨대, 구조의 라인 밀도, 피치 및 정확한 토포그라피 - 에 대한 의존성을 가짐을 인식하게 되었다.
웨이퍼 상의 구조의 정확한 배치는, 특히 소위 에지 위치(에지 배치) 또는 설정점 위치로부터의 그 편차, 에지 배치 에러(EPE)에 의해 특징화될 수 있다.
중첩, 전역 CDU(마스크에 걸친 구조 크기의 프로파일), OPC 에러(마스크 설계 시 이미징 특성을 저장할 때의 부정확도/에러) 및 이미징될 구조의 라인-폭 거칠기(라인 거칠기)의 변수가, 특히 에지 변위 에러에 포함된다. 중첩에의 구조-독립 마스크 기여가 레지스트레이션 에러 또는 간략히 레지스트레이션으로도 지칭된다.
이하에서, 전체 마스크(1)에 대한 에지 배치 에러를 구하기 위한 방법을 도 1을 참조하여 기재한다.
본 발명에 따르면, 마스크(1) 상의 구조의 배치는 제1 측정 단계(2)에서 포착된다. 제1 측정 단계(2)는 또한 레지스트레이션 측정으로 지칭된다. 제1 측정 장치(3)는 특히 레지스트레이션 측정을 위한 역할을 한다. 제1 측정 장치(3)는 또한 "프로브 툴" 또는 더 일반적으로 "레지스트레이션 툴"로도 지칭된다. 특히, 이것은 비-화학선 측정 장치이다.
제1 측정 장치(3)는 광학 측정 장치, 특히 계측 시스템이다. 레지스트레이션 측정이 특히 193nm, 248nm 또는 365nm의 제1 측정 파장(λ1)에서 실행된다. 제1 측정 파장(λ1)은 또한 더 길 수 있다. 특히, 제1 측정 파장(λ1)은 100nm를 초과한다.
제1 측정 장치(3)에 의해, 1nm 이상의 정확도로 마스크(1) 상의 구조의 위치를 통상적으로 결정할 수 있다.
특히, 마스크(1)의 전체 표면에 걸쳐 구조의 위치를 결정할 수 있다. 제1 측정 단계(2)는 그러므로 전역 위치 측정으로도 지칭된다.
제1 측정 장치(3)의 이미지 필드는 마스크보다 보통 상당히 더 작다. 전체 마스크에 걸친 고 정밀 측정은 대응한 고 정확 스테이지 움직임에 의해 달성된다. 도 1은 측면 길이(1)를 갖는 마스크(1)를 개략적으로 예시한다. 예를 들어, 측면 길이(1)는 152mm일 수 있다. 마스크(1)의 다른 치수도 가능하다.
제1 측정 단계(2)에서, 소위 앵커링 요소(4)의 위치의 이들 요소의 미리 결정된 설정점 위치로부터의 편차가 특히 구해진다. 특히, 마스크(1)의 전역 레지스트레이션 맵(5)이 결정된다. 이것은 도 1에 개략적으로 예시된다. 앵커링 요소(4)의 개수는 개략적인 것으로 이해되어야 한다. 적어도 하나의 앵커링 요소(4)가 마스크(1) 상에 제공된다. 보통, 다수의 앵커링 요소(4)가 마스크(1) 상에 제공된다. 앵커링 요소(4)는 바람직하게는 매트릭스 형 방식으로, 특히 행 및 열로 마스크(1) 상에 배열된다. 앵커링 요소(4) 전체를 또한 앵커링 구조로 지칭한다.
바람직하게도, 상이한 마스크(1)를 위한 앵커링 요소(4)는 마스크(1)의 동일한 위치에 배열된다. 특히, 이들 앵커링 요소는, 마스크(1)의 경계 에지에 대해 동일한 위치에 배열된다. 이로 인해, 상이한 마스크(1)의 전역 위치 데이터를 서로 비교할 수 있다.
도 1에 개략적으로 예시한 앵커링 요소(4)는 실제 축적대로 예시되지 않는다. 이들은 도 1에 예시한 것보다 상당히 더 작다.
특히, 앵커링 요소(4)는 십자가형 실시예를 가질 수 있다. 특히, 이들 각각은, 마스크(1)의 측면 에지에 평행하게 배열되는 2개의 림(limb)을 갖는다.
제1 측정 단계(2)로부터의 데이터를 제2 측정 단계(6)로부터의 데이터에 묶는 구조, 특히 앵커링 요소(4) 전체를 앵커링 구조로도 칭한다.
제2 측정 단계(6)에서, 마스크(1)의 이미지는 투영 노광 장치에서의 관련 이미징 조건의 에뮬레이션 하에서 측정된다. 여기서, 특히, 웨이퍼 상에서 이미징될 구조(7)의 구조- 및 이미징-의존성은 후속한 웨이퍼 노광에 관련되므로 포착된다. 이하에서 테스트 구조로도 지칭되는, 이미징될 구조(7)를 도 1 및 도 3에서 개략적이며 예시적인 방식으로만 예시한다. 테스트 구조는, 마스크(1)가 이미징 파장(λ2)에서의 조명 방사선으로 사용된다면 웨이퍼 상에 이미징되는 상이한 구조 요소를 포함한다.
특히, 에어리얼 이미지 방법은 제2 측정 단계(6)로서 역할한다. 특히, 이것은 화학선 방법일 수 있다.
원칙적으로, 마스크(1)를 측정하기 위한 제1 측정 단계(2)와 제2 측정 단계(6)는 동일한 파장의 조명 방사선으로, 특히 193nm의 파장으로 실행될 수 도 있다.
도 1의 하단 행에서의 중앙 이미지에 개략적으로 예시한 바와 같이, 특히 제2 측정 장치(9)의 이미지 필드(8)의 미리 결정된 섹션에서의 에어리얼 이미지 세기(I)가 제2 측정 단계(6)에서 구해진다. 이로부터, 테스트 구조의 이미지의 에지 위치가, 미리 결정된 스레시홀드(10)가 미리 결정되는 스레시홀드 방법에 의해 구해질 수 있다. 특히, 앵커링 요소(4)의 이미지의 위치에 대한 테스트 구조의 이미지의 상대(에지) 위치를 결정할 수 있다. 이러한 구성은 이하에서 더 상세하게 설명될 것이다.
제2 측정 장치(9)의 이미지 필드(8)는 마스크(1)보다 상당히 작다.
제2 측정 장치(9)의 이미지 필드(8)는 특히 1㎛에서부터 1mm까지의 범위에서의 최대 크기를 갖는다.
도 1의 하단 행의 중앙 이미지는, 스레시홀드 방법의 적용 후 나타나는 2개의 구조의 왼쪽 경계 에지(xL1 L, xL2 L)와 오른쪽 경계 에지(xL1 R, xL2 R)의 에지 위치를 예시적으로 예시한다.
앵커링 요소의 이미지에 대해 구해진 에지 위치(xLi L /R)를 평가(11)함으로써, 2개의 구조의 범위를 정하는 4개의 에지 각각에 대해 이용된 측정 격자(이미지에서 3×3) 상에 에지 배치 에러를 구할 수 있다. 결국, 앵커링 요소에 대한 각 에지 배치 에러의 맵을 만들 수 있다. 에지 위치(xLi L /R)에서의 대응 에러의 맵은 도 1의 하단의 가장 오른쪽에 대표적으로 그리고 예시적으로 예시한다. 대응하는 맵을 남은 에지 위치(xLi L /R)에 대해 구한다. 마스크 위치에 걸친 변경은 이미징 조건에서의 위치-독립 변경, 즉 예컨대 주광선 각도의 변경으로 인한 것이다. 비-위치-의존 이미징 조건으로 작업이 실행된다면, 상이한 마스크 위치에서의 계측 마커러의 측정은 제2 측정 단계(6)에서 불필요할 수 있다; 즉, 구조-의존 변위는 하나의 위치에서만 구해진다. 이 경우에, (맵 대신) 변위 벡터가 각 에지 위치에 대해 나타난다.
에지 배치 에러의 맵은 일반적으로 조명 방사선의 파장과 조명 설정에 의존한다. 특히, 맵은 미리 결정된 파장용으로 그리고 스캐너의 미리 결정된 조명 설정용 - 마스크(1)의 후속한 이미징에 사용되고자 함 - 으로 구해진다. 구조 의존성으로 인해 각 에지 마다 전용 맵이 있다.
에지 배치 에러를 설명하기 위해 도 1의 하단 행의 가장 오른쪽에 예시한 벡터 길이는 마스크(1)의 에지 길이(1)에 대해 실제 축적대로 예시되지는 않는다. 통상, 에지 배치 에러의 벡터 길이의 스케일은 대략 1nm이다.
전역 레지스트레이션 맵(5)과 제2 측정 장치(9)에 의해 구한 구조-특정 편차를 결합함으로써, 전체 마스크(1)의 에지 배치 에러의 구조-특정 맵(12)을 구할 수 있다. 이러한 구성은 이하에서 더 상세하게 설명할 것이다.
이하에서, 이 방법의 상이한 양상을 노트 형태로 다시 한번 설명할 것이다.
도 1의 상단 왼쪽은, 레지스트레이션 마크로도 지칭되는 앵커링 요소(4)를 가진 마스크(1)를 개략적으로 예시한다. 레지스트레이션 마크의 위치를 측정함으로부터, 제1 측정 단계(2)에서 전체 마스크(1)에 걸친 레지스트레이션 에러가 결정된다(도 1의 상단 행의 중앙 참조).
제2 측정 장치(9)의 이미지 필드(8)는 앵커링 요소(4) 중 적어도 하나 외에 이미징될 소수의 구조(7)를 또한 포함한다. 이러한 구성이 도 1의 하단 왼쪽에 예시된다.
특히, 스레시홀드는, 후속하여 웨이퍼 노광 동안 사용되는 포토레지스트의 노광 스레시홀드에 단지 대응한다.
2개의 측정 단계(2 및 6)의 결과를 결합함으로써, 관련 구조, 더 정확하게는 이들 구조를 규정하는 에지의 실제 배치 또는 웨이퍼 이미지에서의 설정점 배치로부터의 그 편차가 2개의 측정 장치(3, 9) 중 하나 단독으로보다 상당히 더 정확하게 결정될 수 있다. 2개의 측정을 결합함으로써, 이미징될 구조(7)의 에지 배치 에러에의 구조-특정 및/또는 조명-특정 기여만이 인정될 수 있게 된다.
앵커링 요소(4)는 레지스트레이션 측정 공정용으로만 역할을 할 수 있으며, 후속하여 제조될 구성요소의 전기 기능성에 관련되지 않을 수 있다. 그에 대한 대안으로서, 제조될 구성요소의 전기 기능성에 또한 중요한 구조를 앵커링 요소(4)로서 사용할 수 있다.
제1 측정 장치(3)를 사용하여, 이미징될 구조(7)를 규정하는 에지, 특히 투영 노광 장치의 이미지 필드에서, 즉 후속하여 구조화될 웨이퍼 상의 이미지의 정확한 위치를 측정하는 것은 가능하지 않거나, 실제 조건 하에서는 적어도 가능하지 않다. 제2 측정 장치(9)의 도움을 받은 제2 측정 단계(6)는, 웨이퍼를 노광하는데 사용되는 이미징 조건 하에서 이미징될 구조(7)의 에지 위치의 의존성을 결정하는데 필요하다. 이 공정에서, 마스크(1)의 하나 이상의 로컬 구역이 측정된다.
필요하다면, 이미지 필드(8)는 다수의 이미지 필드를 서로의 옆에 배치함으로써 효과적으로 확장될 수 있다.
이미징될 구조(7)의 이미지가 어떠한 선명한 에지 프로파일을 보이지 않지만 점진적인 세기 프로파일, 예컨대 제2 측정 장치(9)의 해상도 한계 인근에서 빽빽한 라인에 대한 사인 프로파일(sinusoidal profile)을 보이므로, 웨이퍼 상에서, 이미징될 구조(7)의 이미지의 에지 위치는 이용되는 노광 스레시홀드에 의존한다. 상대적 에지 위치의 서로에 대한 정확한 결정을 위해, 그러므로 서로에 대한 세기 프로파일이 투영 노광 장치의 에어리얼 이미지의 세기 프로파일에 대응할 필요가 있다. 이때, 주어진 이미징 조건 하에서 에지 배치 에러에의 구조-특정 기여가 제2 측정 단계(6)에서 구해진 에지 위치(xi)로부터 구해질 수 있다(평가(11)).
예를 들어, 에어리얼 이미지에서의 에지 위치의 변위는 비-수직 주광선 각도로 인해 섀도잉 효과(shadowing effect)에 역추적될 수 있다. 그러한 섀도잉 효과는 특히 이용된 조명 방사선의 파장에 의존한다. 제2 측정 단계(6)는 그러므로 제2 측정 파장 2에서 실행되며, 이러한 제2 측정 파장은, 웨이퍼를 구조화하기 위해 마스크(1)를 사용할 때 제공되는 조명 방사선의 이미징 파장에 단지 대응한다.
섀도잉 효과는 또한 조명 방사선의 주광선 각도에 의존한다.
주광선 각도는 예컨대 5° 내지 9°, 특히 6°일 수 있다. 특히, 이것은 조명 슬롯의 폭에 따라 변할 수 있다. 이점은, 이미징될 구조(7)의 이미지가, 필드 위치 또는 마스크(1) 상의 그 위치에 따라 오프셋되게 할 수 있다. 현재의 EUV 노광 장치에서의 필드-의존 오프셋은 통상 1nm를 초과임을 알게 되었으며, 이를 고려하는 것은 매우 적절하다.
예를 들어, 이러한 오프셋은 시뮬레이션을 기초로 하여 이용 가능하게 될 수 있다. 이것은 앞서 기재한 방법의 도움으로 직접 측정될 수 도 있다.
웨이퍼의 후속한 구조화를 위해, 웨이퍼가 다수회 노광되도록 제공될 수 있다. 여기서, 상이한 마스크(1)의 이미징될 구조(7)는 웨이퍼 상에 이미징될 수 있다. 특히, 층으로도 지칭되는 중첩된 이미지를 실행할 수 있다. 앞서 기재한 방법의 도움으로, 이 층의 이미징될 구조(7), 즉 상이한 마스크(1)의 이미지의 상대적인 위치를 서로에 대해 인정할 수 있다.
웨이퍼의 다중 노광을 위해 제공되는 다수의 마스크를 가진 세트는 바람직하게는 동일한, 특히 동일한 방식으로 모든 마스크 상에 배열되는 앵커링 요소(4)를 포함한다. 마스크 각각은 적어도 하나의 동일한 앵커링 요소(4), 특히 적어도 하나의 동일하게 배열되는 앵커링 요소(4)를 갖는다.
도 2는 앞서 기재한 방법을 실행하기 위한 시스템(13)을 개략적으로 예시한다. 제1 측정 장치(3) 및 제2 측정 장치(9) 외에, 시스템(13)은 데이터 처리 디바이스(14)를 포함한다.
데이터 처리 디바이스(14)는 제1 측정 장치(3)에 신호로 연결된다. 제1 측정 장치(3)에 의해 실행되는 측정은, 특히 데이터 처리 디바이스(14)에 의해 제어될 수 있다. 제1 측정 단계(2)의 결과는, 특히 데이터 처리 디바이스(14)에 송신된다. 이들 결과는 데이터 처리 디바이스(14)에 의해 더 처리될 수 있다. 특히, 이들 결과는 데이터 처리 디바이스(14)에 의해 데이터베이스에 저장될 수 있다.
데이터 처리 디바이스(14)는 제2 측정 장치(9)에 신호로 연결된다. 제2 측정 장치(9)에 의해 실행되는 제2 측정 단계(6)는, 특히 데이터 처리 디바이스(14)에 의해 제어될 수 있다. 제2 측정 단계(6)의 결과는, 특히 데이터 처리 디바이스(14)에 송신된다. 특히, 이들 결과는 데이터 처리 디바이스(14)에 의해 더 처리될 수 있다. 특히, 이들 결과는 데이터 처리 디바이스(14)에 의해 데이터베이스에 저장될 수 있다.
게다가, 데이터 처리 디바이스(14)는 정정 장치(15)에 신호로 연결된다. 정정 장치(15)는 특히 데이터 처리 디바이스(14)에 의해 제어될 수 있다. 정정 장치(15)에 의해 실행되는 정정은 데이터 처리 디바이스(14)에 송신될 수 있다. 마스크 에러는 정정 장치(15)에 의해 수리될 수 있다.
데이터 처리 디바이스(14)에 의해, 상이한 마스크(1)를 서로 독립적으로 인정할 수 있다. 또한, 층의 후속한 배치를 고려할 수 있으며, 웨이퍼의 다중 노광을 위해 후속하여 제공되는 마스크(1)의 측정 결과를 서로에 대해 평가할 수 있다.
특히, 데이터 처리 디바이스(14)는 서버를 포함한다.
마스크(1)는 계측 타겟으로서 지칭될 수 도 있는 적어도 하나의 계측 마커를 포함하며, 이 마커는, 적어도, 이미징될 구조(7)의 서브세트 또는 그 이미징 특성에 유사한 구조와 앵커링 요소(4)를 갖는 앵커링 구조를 포함한다.
결국, 이미징될 구조(7)의 위치는 제2 측정 단계(6)에서 마스크(1) 상에서 직접 측정되지 않으며; 대신, 그 이미지가 제2 측정 장치(9)의 이미지 평면에서 측정된다. 여기서, 특히, 이미징될 구조(7)의 이미지의 상대적 위치는 앵커링 요소(4) 중 적어도 하나의 이미지에 대해 결정된다.
바람직하게도, 대응하는 측정은 앵커링 요소(4) 각각마다 실행된다. 그러한 결과로, 특히, 마스크(1) 상에서, 이미징될 구조(7)의 위치에 대한 상대적인 배치 또는 그 오프셋의 의존성을 결정할 수 있다.
웨이퍼의 구조화에 관련된 에지의 절대적 위치는 제1 측정 단계(2)에서 측정된 앵커링 요소(4)의 절대적 위치와 제2 측정 단계(6)에서 구해진 에지의 상대적 변위로부터 구해질 수 있다. 원칙적으로, 변위의 캘리브레이트된 주광선 각도 의존성을 고려하기 위한 정정이 에지의 상대적 변위의 경우에 실행될 수 있다. 이때, 에지 변위 에러는 에지의 절대적 위치와 그 설정점 위치 사이의 차이로부터 드러난다. 이 배치 에러를 계산할 때, 예컨대 전체 마스크 구조의 변위, 회전 또는 스케일 에러와 같이 전체 마스크(1)에 균일하게 관련되는 에러를 고려할 수 있다. 예를 들어, 스캐너 이미지에서 정정될 수 있는 이들 에러는 좌표 변환에 의해 나타낼 수 있다: (x', y')는 변환된 시스템에서의 좌표이며; (x, y)는, 예컨대 마스크의 중앙에 원점을 갖는 원래의 시스템에서의 좌표이다. (x', y') = (magx, magy) * R(x + dx, y + dy)이며, 여기서 R은 요소(R11=cosα, R12=-sinα, R21=sinα, R22=cosα)를 갖는 2×2 회전 매트릭스이다. 파라미터, 즉 x- 및 y-방향에서의 배율(magx 및 magy), 회전 각도(α) 및 변위(dx 및 dy)는, 에지 위치의 잔류 에러가 최소화되도록 선택된다. 그에 따라 구해진 잔류 에러는 웨이퍼 노광 동안의 에지 배치 에러에 대응하며, 이는 변위, 회전 및 스케일 에러가 통상 웨이퍼 노광 장치에서의 마스크 정렬(웨이퍼에 대한 마스크의 조정) 동안 정정되기 때문이다. 웨이퍼 노광 장치가 추가로 에러 프로파일을 제거할 수 있다면, 이들은 대응하는 좌표 변환에 의해 유사한 방식으로 나타낼 수 있다.
본 발명의 추가 세부내용은 이하에서 기재될 것이다.
일반적으로, 앵커링 요소(4)는 제2 측정 단계(6)에서보다는 제1 측정 단계(2)에서 그 설정점 위치에 대해 상이한 오프셋을 가질 것이다. 이것은, 3차원 마스크 구조와 결합하여 섀도잉 효과를 초래할 수 있는 상이한 이미징 조건에 특히 역추적될 수 있다.
제1 측정 단계(2)와 제2 측정 단계(6)가 각 경우에 모든 마스크 위치에 대해 불변의 이미징 조건으로 실행된다면, 차이는 마스크(1) 상의 모든 점에 대해 동일하다. 특히, 오프셋은 그 후 모든 마스크 위치에 걸쳐서 일정하다. 이것은 앞서 기재한 정정 가능의 적용에 의해 제거될 수 있으며, 결국 에지 배치 에러를 결정하는 것과 관련 없다. 이 경우, 제2 측정 단계(6)로부터의 데이터와 제1 측정 단계(2)로부터의 데이터를 함께 묶는데 문제가 없다.
제2 측정 단계(6)가 마스크 위치에 의존하는 이미징 조건으로 실행된다면, 오프셋은 모든 마스크 위치에 대해 일반적으로 더이상 동일하지 않다. 예를 들어, 주광선 각도는 EUV 리소그라피에서 마스크 위치에 따라 변한다. 일정 오프셋이 대체로 오프셋에 대부분 기여할지라도, 마스크 위치에 걸친 이미징 조건의 프로파일을 또한 고려하는 것이 유리할 수 도 있다. 상이한 옵션을 이를 위해 제안한다:
제1 옵션은, 앵커링 요소(4)가 섀도잉 효과에 관해 가능한 민감하지 않도록 이들 요소를 구현하는 것이다. 섀도잉은 흡수재 두께에 의존하므로, 매우 얇은 흡수재(즉, 예컨대, 로컬적으로 얇게 되거나 도포된) 구조가 예컨대 상대적으로 민감하지 않을 것이다.
게다가, 에지 배치 에러를 결정할 때 컴퓨터 방식으로 마스크 위치에 걸친 이미징 조건의 프로파일을 계속 이용 가능하게 할 수 있다. 이를 위해, 프로파일은 시뮬레이션에 의해 결정될 수 있다. 결과적으로, 에러는, 정정이 필요치 않음과 비교하여 상당히 감소할 수 있다. 마스크 구조의 부정확한 이해(예컨대, 소재 상수, 구조화된 마스크 흡수재의 3D 에지 프로파일, 표면 거칠기)로 인한 남은 잔류 에러를 용인할 수 있다.
바람직한 변형에 따르면, 프로파일은 필드에 걸쳐서 캘리브레이트된다. 이를 위해, 앵커링 요소(4)의 위치 변위는 주광선 각도를 변경할 때 측정된다. 그 후, 후속 측정이 적절히 정정될 수 있다.
제2 측정 장치의 위치 안정성이 이를 위해 충분하지 않을 것이기 때문에, 기준으로서 소위 스페클 패턴을 이용할 수 있다. 스페클 패턴은 마스크(1)의 표면 토포그라피로 인해 발생하며, 동일한 이미지이다. 마스크(1)의 표면 불균일은 통상 최대 50pm의 구역에 있지만, 마스크(1)의 흡수재 두게는 50nm 이상이므로, 스페클 패턴은 섀도잉 효과에 의해 사실상 영향을 받지 않는다.
계측 마커는, 특히 고정되게 미리 결정된 주광선 각도, 예컨대 스캐너의 필드 중앙에서의 주광선의 주광선 각도로 그리고 계측 마커의 각각의 위치에 속한 스캐너의 주광선 각도로 각각 측정될 수 있다. 결국, 각각의 계측 마커는, 상이한 주광선 각도로, 두 번, 특히 적어도 두 번 측정된다. 계측 마커를 측정할 때의 스페클 패턴은 주광선 각도에 실질적으로 독립적이므로, 스페클 패턴은, 앵커링 요소(4)의 주광선-의존 변위를 결정할 목적으로 기준으로서 역할을 할 수 있다.
이미징될 구조(7)가 제1 측정 장치(3)의 해상도 한계를 초과하여 있도록 구현된다면, 이들도 역시 앵커링 요소(4)로서 스스로 역할을 할 수 있다. 이 경우에, 별도의 앵커링 요소(4)는 필요하지 않을 수 있다.
이하에서, 이미징될 구조(7) 및 앵커링 요소(4)의 이미지의 상대적인 위치를 결정하는 세부구성은 도 3 및 도 4를 참조하여 예시적인 방식으로 기재된다.
도 3은, 도 1에 예시한 제2 측정 장치(9)의 이미지 필드(8)로부터 구역(III)에 대응하는 섹션을 예시적으로 예시한다. 특히, 십자가 형상으로 구현된 앵커링 요소(4)와 (이미지에서 실제 라인(L1 및 L2)의 왼쪽 및 오른쪽에의) 보조 특성을 갖는 소위 2-바 구조가 설명을 목적으로 예시된다. 보조 특성은, 웨이퍼 노광 공정 동안 이미징되기 보다는 예컨대 공정 윈도우 확대의 의미 내에서 이웃하는 구조(L1 및 L2)의 이미징에 포지티브 영향을 미치는 마스크 상의 구조이다. 2-바 구조는 2개의 스트라이프(L1, L2)를 포함한다. 제2 측정 단계(6)에서, 앵커링 요소(4)의 왼쪽 에지(x2,l)와 오른쪽 에지(x2,r) 및 스트라이프(L1, L2)의 왼쪽 에지 및 오른쪽 에지(x2,l L1, x2,r L1, x2,l L2, x2,r L2)가 각 경우에 구해진다.
제2 측정 단계(6)에서, 2개의 에지 위치의 평균값이 앵커링 요소의 위치로서 사용된다:
x2,raw anchor = (x2,l anchor + x2,r anchor) / 2
x-방향에서 위치를 구하는 것만을 이하에서 제시한다.
앵커링 요소(4)의 위치(x1 anchor)는 제1 측정 장치(3)의 도움으로 제1 측정 단계(2)에서 구해진다.
도 4에서 예시적으로 예시된 바와 같이, 이미징될 구조(7)의 2개의 스트라이프(L1, L2)와 앵커링 요소(4)의 위치는 제2 측정 단계(6)에서 구해진다.
이미징될 구조(7), 특히 2개의 스트라이프(L1, L2)의 절대 에지 위치는 다음과 같이 계산된다:
xl L1 = x2,l L1 - (x2,raw anchor - ΔxCRA anchor) + x1 anchor,
xr L1 = x2,r L1 - (x2,raw anchor - ΔxCRA anchor) + xl anchor,
xl L2 = x2,l L2 - (x2,raw anchor - ΔxCRA anchor) + xl anchor,
xr L2 = x2,r L2 - (x2,raw anchor - ΔxCRA anchor) + xl anchor.
여기서, ΔxCRA anchor는 주광선 각도 의존성(CRA-의존성)에 대한 앵커링 위치의 캘리브레이션을 의미한다. 다음이 적용되며: ΔxCRA anchor = xCRA anchor - xCRA = 0 anchor, 여기서 xCRA = 0 anchor는, 마스크(1)의 중앙에서 또는 스캐너 필드의 중앙에서의 주광선에 대응하는 주광선 각도에서의 앵커링 요소의 위치를 의미한다.
이로부터 에지 배치 에러(EPE)는 다음과 같이 결정된다:
EPE(x)L1,l raw = xl L1 - xl,setpoint L1, 여기서, xl,setpoint L1은 스트라이프(L1)의 왼쪽 에지의 미리 결정된 설정점 위치를 의미한다. 남은 에지의 에지 배치 에러는 대응하여 드러난다.
제1 측정 단계(2)에서 구한 데이터로부터 결정된 정정 가능(the correctables)을 뺌으로써, EPEraw로부터 정정된 EPE를 결정할 수 도 있다.

Claims (15)

  1. 마이크로리소그라픽 마스크(1)로서,
    적어도 하나의 계측 마커를 포함하며, 상기 적어도 하나의 계측 마커는:
    제1 측정 파장(λ1)을 갖는 광학 방법에 의해 상기 마스크(1) 상에서 그 전역 위치 데이터(global position data)가 구해질 수 있는 적어도 하나의 앵커링 요소(anchoring element)(4), 및
    상기 마스크(1)가 사용될 때 이미징 파장(λ2)에서 방사선으로 웨이퍼 상에 이미징되는 구조 요소들을 포함하는 적어도 하나의 테스트 구조(7)를 포함하며,
    상기 테스트 구조(7)의 구조 요소들은 상기 적어도 하나의 앵커링 요소(4)로부터 최대 거리를 가지며, 상기 거리는 상기 마스크(1)의 측면 길이의 최대 1/10인, 마이크로리소그라픽 마스크.
  2. 웨이퍼의 다중 노광을 위한 다수의 마스크(1)를 포함하는 세트로서,
    모든 마스크(1)는 청구항 1에 기재된 대로 구현되며,
    모든 마스크(1)는 적어도 하나의 동일한 앵커링 요소(4)를 갖는, 세트.
  3. 청구항 1에 기재된 마이크로리소그라픽 마스크(1)의 구조들의 이미지들의 에지 위치들을 결정하기 위한 방법으로서,
    적어도 하나의 제1 측정 단계(2)에서 상기 마스크(1) 상의 적어도 하나의 앵커링 요소(4)의 절대적 위치를 결정하는 단계,
    적어도 하나의 제2 측정 단계(6)에서 상기 앵커링 요소들(4) 중 하나의 이미지의 위치에 대한, 적어도 하나의 테스트 구조(7)의, 특히 상기 구조를 규정하는 에지들의 이미지의 상대적 위치를 결정하는 단계로서, 에어리얼(aerial) 이미지 방법이 상기 앵커링 요소들(4) 중 하나의 위치에 대한 상기 적어도 하나의 테스트 구조(7)의 이미지의 상대적 위치를 결정하는 역할을 하는, 상대적 위치 결정 단계,
    상기 앵커링 요소들(4) 중 적어도 하나의 절대적 위치와 그에 대한 상기 테스트 구조(7)의 이미지의 상대적 위치로부터 상기 테스트 구조(7)의 이미지의 절대적 위치를 결정하는 단계, 및
    상기 테스트 구조(7)의 이미지의 절대적 위치의 설정점 위치로부터의 편차를 결정하는 단계를 포함하는, 방법.
  4. 청구항 3에 있어서, 상기 앵커링 요소들(4) 중 적어도 하나의 이미지의 위치에 대한 상기 적어도 하나의 테스트 구조(7)의 상대적 위치의 이미지를 결정할 때, 구조-의존 기여들(structure-dependent contributions)이 구해지는 것을 특징으로 하는, 방법.
  5. 청구항 3 또는 청구항 4에 있어서, 투영 노광 장치에 의해 보상될 수 있는 기여들이, 상기 설정점 위치로부터 상기 테스트 구조(7)의 이미지의 절대적 위치의 편차를 결정할 때 고려되는 것을 특징으로 하는, 방법.
  6. 청구항 3 내지 청구항 5 중 어느 한 항에 있어서, 비-화학선(non-actnic) 방법이 상기 적어도 하나의 앵커링 요소(4)의 절대적 위치를 결정하는 역할을 하는 것을 특징으로 하는, 방법.
  7. 청구항 3 내지 청구항 6 중 어느 한 항에 있어서, 화학선 방법이, 상기 적어도 하나의 테스트 구조(7)의 이미지의 상대적 위치를 결정하는 역할을 하며, 특히, 이미징 특성들 중 적어도 하나의 선택은, 상기 마스크(1)의 후속한 이미징을 위해 제공되는 스캐너의 이미징 특성들에 따라 선택되는 것을 특징으로 하는, 방법.
  8. 청구항 3 내지 청구항 7 중 어느 한 항에 있어서, 다수의 제2 측정 단계(6)가 실행되며, 주광선 방향이 각 경우에 변경되는 것을 특징으로 하는, 방법.
  9. 다수의 마이크로리소그라픽 마스크(1)의 중첩 에러 또는 상대적 에지 배치 에러를 결정하기 위한 방법으로서,
    웨이퍼의 다중 노광에 사용되어야 하는 다수의 마스크(1)를 제공하는 단계,
    청구항 3 내지 청구항 8 중 어느 한 항에 기재된 방법에 의해 상기 마스크들(1)을 측정하는 단계, 및
    적어도 구역들에서 동일한 설정점 위치들을 갖는 상이한 마스크들(1) 상에서의 구조 요소들의 상대적 편차를 결정하는 단계를 포함하는, 방법.
  10. 청구항 3 내지 청구항 8 중 어느 한 항에 기재된 방법을 실행하기 위한 시스템(13)으로서,
    마스크(1) 상에서 전역 위치 데이터를 결정하기 위한 제1 측정 장치(3),
    에지 배치에의 구조-의존 기여를 결정하기 위한 제2 측정 장치(9), 및
    상기 전역 위치 데이터와 상기 에지 배치에의 구조-의존 기여로부터 상기 마스크(1)의 전체 표면에 걸친 에지 배치 에러의 맵을 구하기 위한 데이터 처리 디바이스(14)를 포함하는, 시스템.
  11. 청구항 10에 있어서, 상기 데이터 처리 디바이스(14)가 상기 제1 측정 장치(3) 및/또는 상기 제2 측정 장치(9)에 신호로 연결되는 것을 특징으로 하는, 시스템.
  12. 청구항 10 또는 청구항 11에 있어서, 상기 데이터 처리 디바이스(14)가 마스크 에러들을 정정하기 위해 정정 장치(15)에 신호로 연결되는 것을 특징으로 하는, 시스템.
  13. 마이크로구조 또는 나노구조의 구성요소를 제조하기 위한 방법으로서,
    청구항 1에 기재된 적어도 하나의 마스크(1)를 제공하는 단계,
    청구항 3 내지 청구항 8 중 어느 한 항에 기재된 방법에 의해 마스크(1)를 특징화하는 단계,
    마이크로리소그라픽 투영 노광 장치를 제공하는 단계,
    방사선 민감 층을 갖는 웨이퍼를 제공하는 단계,
    상기 투영 노광 장치에 의해 상기 웨이퍼의 방사선 민감 층 상에 이미징될 상기 마스크(1)의 구조들(7)을 이미징하는 단계, 및
    상기 방사선 민감 층을 현상하는 단계를 포함하는, 방법.
  14. 청구항 13에 기재된 방법에 따라 제조되는 구성요소.
  15. 광학 접근성 정정(optical proximity correction)을 최적화하기 위해 청구항 3 내지 청구항 8 중 어느 한 항에 기재된 방법의 사용.
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