KR20190065451A - 계측 시스템의 최적의 동작 파라미터 세팅의 결정 - Google Patents

계측 시스템의 최적의 동작 파라미터 세팅의 결정 Download PDF

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KR20190065451A
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다이크 레온 파울 반
빅터 이마뉴엘 칼라도
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하렌 리차드 요하네스 프란시스퀴스 반
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에이에스엠엘 네델란즈 비.브이.
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Abstract

계측 시스템의 최적의 동작 파라미터 세팅를 결정하는 방법이 설명된다. 자유-형태 웨이퍼 형상 측정이 수행된다(304). 모델이 적용되어(306), 측정된 뒤틀림은 모델링된 뒤틀림 스케일링 값(308)으로 변환된다. 웨이퍼가 리소그래피 장치 내의 척에 클램핑 되어, 웨이퍼 변형이 초래된다. 정렬 마크는 4개의 정렬 측정 컬러로 스캐너 정렬 시스템(312)을 사용하여 측정된다. 이렇게 얻어진 스케일링 값(314)은, 보정된 스케일링 값(318)을 결정하기 위하여, 모델링된 뒤틀림 스케일링 값(308)을 가지고 보정된다(316). 최적의 정렬 측정 컬러는, 보정된 스케일링 값(318)을 기초로 하여 결정된다. 최적의 정렬 측정 컬러를 사용하여 측정된 스케일링 값이 선택되고, 단계 326에서, 웨이퍼 그리드(328)는 선택된 스케일링 값을 사용하여 결정된다. 웨이퍼는 웨이퍼의 노광을 보정하기 위하여 결정된 웨이퍼 그리드(328)를 사용하여 노광된다(330).

Description

계측 시스템의 최적의 동작 파라미터 세팅의 결정
관련 출원에 대한 상호 참조
본 출원은 2017년 11월 11일자로 출원된 EP 출원 16198435.6에 대해 우선권을 주장하며, 이러한 문헌의 내용은 원용에 의해 전체적으로 본 명세서에 포함된다.
본 발명은, 예를 들어 리소그래피 기술에 의한 디바이스의 제도에서 사용될 수 있는 기판에 존재하는 계측 마크를 측정하기 위한 계측 시스템의 최적의 동작 파라미터 세팅을 결정하는 방법에 관한 것이다. 또한 본 발명은 기판 그리드를 결정하는 방법 및 기판을 노광하는 방법에 관한 것이다. 또한 본 발명은 연관된 컴퓨터 프로그램, 컴퓨터 프로그램 제품, 및 리소그래피 장치를 포함하는 장치에 관한 것이다.
리소그래피 장치는 기판 상에, 일반적으로 기판의 타겟부 상에 원하는 패턴을 적용하는 기기이다. 리소그래피 장치는, 예를 들어, 집적회로 (ICs)의 제조에 사용될 수 있다. 이 경우, 마스크 또는 레티클이라고도 불리는 패터닝 디바이스가 IC의 개별 층 상에 회로 패턴을 생성하는데 사용될 수 있다. 이러한 패턴은 기판(예컨대, 실리콘 웨이퍼, 일반적으로 "웨이퍼"로 지칭됨) 상의 타겟부(예를 들어, 다이의 일부, 하나의 다이 또는 수 개의 다이를 포함) 상으로 전사될 수 있다. 패턴의 전사는 전형적으로 기판 상에 제공되는 방사선 감응 재료(레지스트)의 층 상으로의 이미징을 통해 이루어진다. 일반적으로, 단일 기판은 순차적으로 패터닝되는 인접한 타겟부들의 네트워크를 포함할 것이다. 이러한 타겟부는 일반적으로 "필드"로 지칭된다.
이 문서에서, 반도체 웨이퍼는 기판의 예로서 사용된다.
처리 웨이퍼를 처리하는데 사용되는 리소그래피 장치에서, 웨이퍼 정렬 서브시스템의 목표는 웨이퍼 그리드에 대한 정확한 기술을 제공하는 것일 수 있다. 웨이퍼 그리드는 웨이퍼에 걸쳐 정렬 마크의 분포를 매핑한다. 웨이퍼 그리드는 노광 보정을 위해 필드마다 적절한 기술(description)로 변환된다. 중요한 전제 조건은, 정렬 시스템에 의하여 웨이퍼 상의 정렬 마크를 정확하고 신뢰성 있게 측정하는 것이다.
에칭과 화학적-기계적 평탄화(CMP)와 같은 반도체 제조 공정은 정렬 마크 변형을 초래하는 것으로 알려져 있다. 이로 인해 마크 위치를 잘못 측정하도록 정렬되여 후속 레이어에서 큰 오버레이 오차가 발생한다. 예를 들어 에칭은, 웨이퍼 그리드의 선형 스케일링인 웨이퍼-스케일링 "지문"을 초래하여, 보정 가능한 웨이퍼-스케일링 오버레이 오차를 유발하는 것으로 알려져 있다. 예를 들어, 얕은 트렌치 격리 에칭의 경우, 스케일링 지문이 매우 두드러진다. 예를 들어, 얕은 트렌치 분리 에칭의 경우, 배율 지문이 매우 두드러집니다. 그러나, 게이트 에칭에 대하여는, 스케일링 지문은 덜 뚜렷하다. 선형 스케일링을 넘어, 에칭 프로세스는 마크 변형에서 더 고차원의 스케일링을 초래할 수 있다. 지문은 웨이퍼 변형으로부터 일어나 정렬 마크 위치 변위(APD)를 유발할 수 있다. 공지된 정렬 시스템으로는 정렬 마커 변형 또는 웨이퍼 변형으로부터 기인하는 APD들을 구별하지 못할 수 있다. 마커 변형에 대한 위치 오차의 민감도는 정렬 컬러의 파장 및/또는 편광에 따라 달라질 수 있다.
종래의 리소그래피 공정에서, 최적의 정렬 컬러는 오버레이를 측정한 후, 즉 노광 후에 결정된다. 만약 최적의 컬러가 사용되지 않았고 오버레이 오차가 지나치게 높은 경우, 웨이퍼는 재작업되거나 폐기될 필요가 있다.
발명자들은 기판 상에 존재하는 계측 마크를 측정하기 위한 계측 시스템의 최적의 동작 파라미터 세팅을 결정하는 방식을 고안하였다. 일예로, 정렬 마크 변형에 최소한으로 민감한 또는 민감하지 않은 컬러를 선택하는데 사용될 수 있고, 위에서 언급된 연관된 문제 중 하나 이상을 회피하거나 적어도 완화시키면서 더욱 정확하고 신뢰할만한 정렬 위치 측정을 가능하게 할 수 있다.
제1 양태에서 본 발명은, 기판 상에 존재하는 계측 마크를 측정하기 위한 계측 시스템의 최적의 동작 파라미터 세팅을 결정하는 방법으로서,:
복수의 기판의 각각의 측정으로부터 제1 데이터를 얻는 단계.
복수의 동작 파라미터 세팅으로 구성되는 계측 시스템을 사용하여 기 복수의 기판의 각각에서 계측 마크의 제2 측정으로부터 상기 계측 시스템의 복수의 동작 파라미터 세팅을 위한 제2 데이터를 얻는 단계;
보정된 데이터를 결정하기 위하여 상기 제1 데이터로 상기 제2 데이터를 보정하는 단계; 및
상기 보정된 데이터를 기초로 하여 상기 복수의 동작 파라미터 세팅 중 최적의 동작 파라미터 세팅을 결정하는 단계;를 포함하는 최적의 동작 파라미터 세팅을 결정하는 방법을 제공한다.
상기 계측 마크는 상기 계측 시스템의 동작 파라미터 세팅의 함수로서, 기판간(substrate-to-substrate) 변동의 상이한 측정 감도를 가지는 복수의 변동 소스에 의하여 영향을 받을 수 있다. 상기 제1 데이터는, 다른 변동 소스에 대비하여, 기판간 변동의 측정 감도가 상기 계측 시스템의 동작 파라미터 세팅에 상대적으로 덜 의존하거나 또는 전혀 의존하지 않는 제1 변동 소스로부터 발생되는 변동에 관한 정보를 포함할 수 있다. 상기 제2 데이터는 상기 복수의 변동 소스로부터 발생되는 변동에 대한 정보를 포함할 수 있다.
제2 양태에서 본 발명은, 기판에 걸쳐 계측 마크의 분포를 맵핑하는 기판 그리드를 결정하는 방법을 제공하되, 이 방법은 상기 제1 양태의 방법을 포함함과 아울러,
상기 결정된 최적의 동작 파라미터 세팅을 사용하여 측정된 제2 데이터를 선택하는 단계; 및
상기 선택된 제2 데이터를 사용하여 기판 그리드를 결정하는 단계;를 더 포함한다.
제3 양태에서 본 발명은 기판을 노광하는 방법을 제공하되, 이 방법은 상기 제2 양태의 방법을 포함함과 아울러, 상기 기판의 노광을 보정하기 위하여 상기 결정된 기판 그리드를 사용하여 상기 기판을 노광하는 단계를을 더 포함한다.
제4 양태에서 본 발명은, 적합한 컴퓨터 장치에서 실행되는 경우 컴퓨터 장치로 하여금 상기 제1, 제2, 또는 제3 양태의 방법을 수행하게 하는 컴퓨터 판독 가능 명령을 포함하는 컴퓨터 프로그램을 제공한다.
제5 양태에서 본 발명은, 상기 제4 양태의 컴퓨터 프로그램을 포함하는 컴퓨터 프로그램 제품을 제공한다.
제6 양태에서 본 발명은, 상기 제1, 제2, 또는 제3 양태에 따른 방법의 단계들을 실행하도록 특별히 적응된 장치를 제공한다. 상기 장치는 상기 기판 상에서 리소그래피 공정을 수행하도록 작동 가능한 리소그래피 장치로서 구성될 수 있다.
이하, 본 발명의 실시예가 아래의 첨부된 도면을 참조하여 예시의 목적으로만 설명된다.
도 1은 리소그래피 장치를 도시한다.
도 2는 공지된 기술에 따라 도 1의 장치에서 이루어지는 측정 및 노광 프로세스를 개략적으로 도시한다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 방법의 플로우차트를 도시한다.
도 4는 상이한 정렬 측정 컬러로부터 얻어지는, 웨이퍼들의 배치(batch)에 대한 웨이퍼 스케일링 값의 그래프이다.
도 5는 웨이퍼 로트(lot)에 대하여 웨이퍼 뒤틀림 측정을 사용하여 보정된 웨이퍼 스케일링 값의 그래프이다.
도 6은 도 2에 도시된 바와 같은, 그러나 본 발명의 일 실시예에 따라 수정된, 도 1의 장치에서의 측정 및 노광 프로세스를 개략적으로 도시한다.
발명의 실시예를 상세히 설명하기에 앞서, 본 발명의 실시예가 구현될 수 있는 예시적인 환경을 제시하는 것이 유익할 것이다.
도 1은 리소그래피 장치(LA)를 개략적으로 도시한다. 이러한 장치는, 방사선 빔(B)(예컨대, UV 방사선 또는 DUV 방사선)을 조절하도록 구성되는 조명 시스템(조명기)(IL); 패터닝 디바이스(예컨대, 마스크)(MA)를 지지하도록 구성되고 특정 파라미터에 따라 패터닝 디바이스를 정확하게 위치시키도록 구성되는 제1 위치 설정기(PM)에 연결되는 패터닝 디바이스 지지체 또는 지지 구조체(예컨대, 마스크 테이블)(MT); 기판(예컨대, 레지스트가 코팅된 웨이퍼)(W)을 각각 홀딩하도록 구성되고 특정 파라미터에 따라 기판을 정확하게 위치시키도록 구성되는 제2 위치 설정기(PW)에 각각 연결되는 두 개의 기판 테이블(예컨대, 웨이퍼 테이블)(WTa 및 WTb); 및 패터닝 디바이스(MA)에 의하여 방사선 빔(B)에 부여한 패턴을 기판(W)의 타겟부(C)(예컨대, 하나 이상의 다이를 포함) 상에 투영하도록 구성되는 투영 시스템(예컨대, 굴절 투영 렌즈 시스템)(PS)을 포함한다. 기준 프레임(RF)은 다양한 콤포넌트들을 연결하고, 패터닝 디바이스와 기판의 위치, 그리고 패터닝 디바이스와 기판 상에서의 피처의 위치를 설정하고 측정하기 위한 기준으로서의 역할을 한다.
조명 시스템은 방사선을 지향, 성형 또는 제어하기 위한 굴절식, 반사식, 자기식, 전자기식, 정전식, 또는 다른 형태의 광학 요소, 또는 이들의 임의의 조합과 같은 다양한 형태의 광학 요소들을 포함할 수 있다.
패터닝 디바이스 지지체는 패터닝 장치의 배향, 리소그래피 장치의 설계, 및 예컨대 패터닝 디바이스가 진공 분위기에 유지되는지의 여부와 같은 기타 조건에 좌우되는 방식으로 패터닝 디바이스를 유지한다. 패터닝 디바이스 지지체는 패터닝 장치를 유지하기 위해 기계식, 진공식, 정전식, 또는 기타 클램핑 기술을 이용할 수 있다. 패터닝 디바이스 지지체(MT)는 예컨대 필요에 따라 고정되거나 이동시킬 수 있는 프레임(frame) 또는 테이블일 수 있다. 패터닝 디바이스 지지체는 패터닝 디바이스가 예컨대 투영 시스템에 대하여 원하는 위치에 있도록 할 수 있다.
본 명세서에서 사용되는 "패터닝 디바이스 "라는 용어는, 예컨대 기판의 타겟부에 패턴을 생성하기 위하여 방사선 빔의 단면에 패턴을 부여하기 위해 사용될 수 있는 모든 디바이스를 지칭하는 것으로 폭넓게 해석되어야 한다. 방사선 빔에 부여된 패턴은, 예컨대 그 패턴이 위상 편이 피처(phase shifting feature) 또는 이른바 어시스트 피처(assist feature)를 포함하는 경우, 기판의 타겟부 내의 원하는 패턴과 정확하게 대응하지 않을 수도 있다는 것에 유의하여야 한다. 일반적으로, 방사선 빔에 부여된 패턴은 집적회로와 같은 타겟부 내에 생성되는 디바이스에서의 특정 기능층에 대응할 것이다.
여기에 도시된 바와 같이, 장치는 투과형(예컨대, 투과형 패터닝 디바이스를 채용)일 수 있다. 이와 달리, 장치는 반사형(예컨대, 위에서 언급한 형태의 프로그램 가능한 미러 어레이를 채용하거나, 또는 반사 마스크를 채용)일 수 있다. 패터닝 디바이스의 예로는, 마스크, 프로그램 가능한 미러 어레이, 및 프로그램 가능한 LCD 패널을 포함한다. 본 명세서에서의 "레티클" 또는 "마스크"라는 용어의 어떠한 사용도 "패터닝 장치"라는 좀 더 일반적인 용어와 동의어로 간주될 수 있다. "패터닝 디바이스"라는 용어는 그러한 프로그래밍 가능한 패터닝 디바이스를 제어하는데 사용되는 패턴 정보를 디지털 형태로 저장하는 디바이스를 지칭하는 것으로 해석될 수 있다.
본 명세서에서 사용되는 "투영 시스템"이라는 용어는, 이용되고 있는 노광 방사선에 대하여 적합하거나 또는 액침액의 사용 또는 진공의 사용과 같은 다른 요인들에 대하여 적합한, 굴절형, 반사형, 반사 굴절형(catadioptric), 자기형, 전자기형, 및 정전형 광학 시스템, 또는 이들의 임의의 조합을 포함하는 어떠한 타입의 투영 시스템도 포함하는 것으로서 폭넓게 해석되어야 한다. 본 명세서에서 사용되는 "투영 렌즈"라는 용어는 "투영 시스템"이라는 좀더 일반적인 용어의 동의어로 간주할 수 있다.
리소그래피 장치는 또한 투영 시스템과 기판 사이의 공간을 채우기 위해 기판의 적어도 일부분이 예컨대 물과 같은 비교적 높은 굴절률을 갖는 액체에 의해 덮여질 수 있는 유형이 될 수 있다. 액침액은 또한 예컨대 마스크와 투영 시스템 사이와 같은 리소그래피 장치의 다른 공간에도 가해질 수 있다. 액침 기술은 투영 시스템의 개구수를 증가시키는 것으로 해당 기술 분야에서 잘 알려져 있다.
작동 중에, 조명기(illuminator)(IL)는 방사선 소스(SO)으로부터 방사선 빔을 수광한다. 예컨대, 방사선 소스가 엑시머 레이저인 경우, 방사선 소스와 리소그래피 장치는 별도의 구성요소일 수도 있다. 이러한 경우, 방사선 소스는 리소그래피 장치의 일부를 형성하는 것으로 간주되지 않으며, 방사선 빔은 예컨대 적합한 지향 미러 및/또는 빔 확장기(beam expander)를 포함하는 빔 전달 시스템(BD)을 이용하여 방사선 소스(SO)로부터 조명기(IL)로 전달된다. 다른 경우에, 예컨대 방사선 소스가 수은 램프인 경우에, 이 방사선 소스는 리소그래피 장치에 통합된 부품일 수도 있다. 방사선 소스(SO) 및 조명기(IL)는 필요에 따라 빔 전달 시스템(BD)과 함께 방사 시스템으로 지칭될 수도 있다.
조명기(IL)는 일례로 방사선 빔의 각도 세기 분포를 조정하는 조정기(AD), 집속기(integrator)(IN), 및 집광기(condenser)(CO)를 포함할 수 있다. 조명기는 방사선 빔의 단면에 원하는 균일성 및 세기 분포를 갖도록 방사선 빔을 조절하기 위해 사용될 수 있다.
방사선 빔(B)은 패터닝 디바이스 지지체(MT) 상에 유지되어 있는 패터닝 디바이스(MA) 상에 입사되며, 패터닝 디바이스에 의해 패터닝된다. 패터닝 장치(예컨대, 마스크)(MA)를 종단한 후, 방사선 빔(B)은 투영 시스템(PS)을 통과하고, 투영 시스템(PS)이 방사선 빔을 기판(W)의 타겟부(C) 상에 포커싱한다. 제2 위치 결정기(PW) 및 위치 센서(IF) (예컨대, 간섭 디바이스, 선형 인코더, 2-D 인코더 또는 용량형 센서)를 이용하여, 예컨대 방사선 빔(B)의 경로에 상이한 타겟부(C)들을 위치시키도록 기판 테이블(WTa 또는 WTb)을 정확하게 이동시킬 수 있다. 마찬가지로, 제1 위치 설정기(PM) 및 다른 위치 센서(도 1에 명시되어 도시되어 있지는 않음)를 이용하여, 예컨대 마스크 라이브러리(mask library)로부터의 기계적 인출 후에 또는 스캔하는 동안에, 방사선 빔(B)의 경로에 대하여 패터닝 장치(예컨대, 마스크)(MA)를 정확히 위치시키는 것이 가능하다.
패터닝 장치(예컨대, 마스크)(MA) 및 기판(W)은 마스크 정렬 마크(M1, M2) 및 기판 정렬 마크(P1, P2)를 이용하여 정렬될 수 있다. 도시된 바와 같이 기판 정렬 마크들이 전용의 타겟부를 점유하고 있지만, 이들 마크들은 타겟부 사이의 공간 내에 위치될 수도 있다(이들은 스크라이브-레인(scribe-lane) 정렬 마크로 알려져 있다). 마찬가지로, 패터닝 장치(예컨대, 마스크)(MA) 상에 하나보다 많은 다이가 제공되는 상황에서는, 마스크 정렬 마크들은 다이들 사이에 위치될 수 있다. 소형 정렬 마크가 다이 내에서 디바이스 피처들 사이에 포함될 수도 있으며, 그 경우 마커는 가능한 한 작게 되고, 인접한 피처와는 상이한 이미징 또는 프로세스 조건을 요구하지 않는 것이 바람직하다. 정렬 마커를 검출하는 정렬 시스템은 아래에 추가로 설명되어 있다.
도시된 장치는 다양한 모드로 사용될 수 있다. 스캔 모드에서는, 패터닝 디바이스 지지체(예컨대, 마스크 테이블)(MT) 및 기판 테이블(WT)을 스캐닝하면서, 이와 동시에 방사선 빔(B)에 부여한 패턴을 타겟부(C) 상에 투영한다(즉, 단일 동적 노광). 패터닝 장치 지지체(예컨대, 마스크 테이블)(MT)에 대한 기판 테이블(WT)의 속도 및 방향은 투영 시스템(PS)의 확대율(축소율) 및 상 반전 특성에 의하여 결정될 수 있다. 스캔 모드에서는, 노광 필드의 최대 크기에 의해 단일 동적 노광시의 타겟부의 폭(비-스캐닝 방향에서의 폭)이 한정되는 한편, 스캐닝 동작의 길이에 의해 타겟부의 높이(스캐닝 방향에서의 높이)가 결정된다. 알려진 바와 같이, 다른 종류의 리소그래피 장치 및 동작 모드도 가능하다. 예를 들어, 스텝 모드가 알려져 있다. 소위 "마스크 없는" 리소그래피에서, 프로그램 가능한 패터닝 디바이스는 정지 상태로 유지되지만 변화하는 패턴을 가지며, 기판 테이블(WT)은 이동되거나 스캐닝된다.
위에서 설명한 모드의 조합 및/또는 변형, 또는 전혀 다른 모드가 채용될 수 있다.
리소그래피 장치(LA)는, 두 개의 기판 테이블(WTa, WTb) 및 기판 테이블을 서로 교환할 수 있는 두 개의 스테이션-노광 스테이션(EXP) 및 측정 스테이션(MEA)-을 가지는, 소위 듀얼 스테이지 타입이다. 하나의 기판 테이블에 있는 하나의 기판이 노광 스테이션에서 노광되는 동안, 다른 기판은 측정 스테이션에 있는 나머지 기판 테이블에 로딩될 수 있고, 다양한 준비 단계들이 수행될 수 있다. 이에 의하면 리소그래피 장치의 처리량이 크게 증가할 수 있다. 이러한 준비 단계는 레벨 센서(LS)를 이용하여 기판의 표면 높이 윤곽을 맵핑하는 것과 정렬 센서(AS)를 이용하여 기판 상의 정렬 마커의 위치를 측정하는 것을 포함할 수 있다. 노광 스테이션뿐만 아니라 측정 스테이션에 있는 동안 위치 센서(IF)가 기판 테이블의 위치를 측정할 수 없다면, 기판 테이블의 위치가 기준 프레임(RF)에 대하여 양 스테이션에서 추적될 수 있도록 제2 위치 센서가 제공될 수 있다. 다른 구성도 알려져 있으며, 도시된 듀얼-스테이지 구성 대신에 사용될 수 있다. 예를 들어, 기판 테이블 및 측정 테이블이 제공되는 다른 리소그래피 장치가 알려져 있다. 이들은 예비 측정을 수행할 때에 서로 도킹되고, 기판 테이블이 노광을 겪는 동안에 언도킹된다.
도 2은 도 1의 듀얼 스테이지 장치에서 기판(W) 상에서 타겟부(예컨대, 다이)를 노광하는 단계를 도시한다. 종래의 실무에 따른 프로세스가 기술된다.
점선 박스 내의 좌측이 측정 스테이션(MEA)에서 수행되는 단계들인 반면에, 우측은 노광 스테이션(EXP)에서 수행되는 단계들이다. 가끔, 위에서 설명한 바와 같이, 기판 테이블(WTa, WTb) 중 하나는 노광 스테이션에 있는 동안, 다른 기판은 측정 스테이션에 있다. 설명의 목적상, 기판(W)이 이미 노광 스테이션 내에 로딩되었다고 가정한다. 단계 200 에서, 새로운 기판(W')이 도시되지 않은 메커니즘에 의해 장치로 로딩된다. 이들 두 기판은 리소그래피 장치의 처리량을 증가시키기 위해 병렬로 처리된다.
새로이 로딩된 기판(W')을 우선 참조하면, 이는 장치 내에서 일차 노광을 위해 새로운 포토레지스트가 마련된, 이전에 처리되지 않은 기판일 수 있다. 그러나, 일반적으로는, 설명된 리소그래피 프로세스는 일련의 노광 및 처리 단계 중 하나에 지나지 않을 것이므로, 기판(W')은 이러한 장치 및/또는 다른 리소그래피 장치를 이미 여러 차례 거쳤고, 거쳐야 할 후속 프로세스가 더 있을 수도 있다. 특히 오버레이 성능을 개선하는 문제에 관하여는, 패터닝 및 처리의 하나 이상의 사이클에 이미 노출되었던 기판 상의 정확히 올바른 위치에 새로운 패턴이 적용되도록 보장하는 것이 과제다. 이러한 처리 단계에 의해 기판에 왜곡이 점진적으로 도입되는데, 만족스러운 오버레이 성능을 달성하기 위하여 이는 측정 및 보정되어야 한다.
앞서 언급한 바와 같이, 이전의 및/또는 후속 패터닝 단계는 다른 리소그래피 장치에서 수행될 수 있고, 심지어 다른 종류의 리소그래피 장치에서 수행될 수 있다. 예를 들어, 분해능 및 오버레이와 같은 파라미터에 있어서 요건이 매우 까다로운 일부 층들은 디바이스 제조 공정 중에 요건이 덜 까다로운 다른 층들 보다 더 진보된 리소그래피 툴에서 처리될 수 있다. 그러므로 일부 층들이 액침 타입 리소그래피 툴에서 노광될 수 있는 반면에 다른 층들은 '건식' 툴에서 노광된다. 일부 층들은 DUV 파장에서 동작하는 툴 안에서 노광될 수 있는 반면에, 다른 층들은 EUV 파장 방사선을 사용하여 노광된다.
202 에서, 기판 테이블(WTa/WTb)에 상대적인 기판의 정렬을 측정하고 기록하기 위하여, 기판 마크(P1) 등과 이미지 센서(도시되지 않음)를 사용한 정렬 측정이 사용된다. 추가적으로, 기판(W') 전체에 걸친 여러 정렬 마크가 정렬 센서(AS)를 사용하여 측정될 것이다. 일 실시예에서, 이러한 측정이 "웨이퍼 그리드"를 구축하도록 사용되는데, 이것은 공칭 직사각형 그리드에 상대적인 임의의 왜곡을 포함하여, 기판 전체에 걸쳐 마크의 분포를 매우 정확하게 매핑한다.
단계 204 에서, X-Y 위치에 대한 웨이퍼 높이(Z)의 맵 또한 레벨 센서(LS)를 사용하여 측정된다. 종래에는, 높이 맵은 노광된 패턴의 정확한 포커싱을 얻기 위해서만 사용된다. 주로, 높이 맵은 노광된 패턴의 정확한 포커싱을 얻기 위해서만 사용된다. 이것은 또한 다른 목적을 위해서도 사용될 수 있다.
기판(W')이 로딩될 때, 수행될 노광, 웨이퍼의 특성, 및 웨이퍼 위에 이미 형성되었거나 형성될 패턴을 규정하는 레시피 데이터(206)가 수신되었다. 202 및 204 에서 수행된 웨이퍼 위치, 웨이퍼 그리드 및 높이 맵의 측정치가 이러한 레시피 데이터에 추가되어, 레시피 및 측정 데이터의 완전한 세트(208)가 노광 스테이션(EXP)으로 전달될 수 있게 한다. 정렬 데이터의 측정은, 예를 들어 리소그래피 프로세스의 결과물인 제품 패턴에 대해서 고정되거나 공칭적으로 고정된 관련성으로 형성되는 정렬 타겟의 X 및 Y 위치를 포함한다. 노광 직전에 얻어진 이러한 정렬 데이터는 모델을 데이터에 근사화하는 파라미터를 가지는 정렬 모델을 생성하도록 사용된다. 이러한 파라미터 및 정렬 모델이 현재의 리소그래피 단계에서 적용되는 패턴의 위치를 정정하기 위해서 노광 동작 중에 사용될 것이다. 사용되는 모델은 측정된 위치들 사이의 위치 편차를 보간한다. 종래의 정렬 모델은, '이상적인' 그리드의 병진, 회전 및 크기조정을 상이한 차원에서 함께 규정하는 네 개, 다섯 개, 또는 여섯 개의 파라미터를 포함할 수 있다. US 2013230797A1 에서 더 자세히 설명되는 바와 같이, 더 많은 파라미터를 사용하는 진보된 모델도 알려져 있다.
210 에서, 웨이퍼(W') 및 웨이퍼(W)가 교환되어, 측정된 기판(W')이 노광 스테이션(EXP)에 들어가는 기판(W)이 된다. 도 1 의 예시적인 장치에서, 이러한 교환은 장치 내의 지지체(WTa 및 WTb)를 교환함으로써 수행되어, 기판(W, W')이 그러한 지지체들 상에 정확하게 클램핑되고 위치 설정되어 기판 테이블과 기판 자체 사이의 상대적인 정렬을 유지하게 한다. 따라서 테이블이 교환되면, 노광 단계를 제어할 때 기판(W)(앞서서는 W'이었음)에 대한 측정 정보(202, 204)를 이용하려면, 투영 시스템(PS) 및 기판 테이블(WTb)(앞서서는 WTa였음) 사이의 상대적인 위치를 결정하기만 하면 된다. 단계 212 에서, 마스크 정렬 마크(M1, M2)를 사용하여 레티클 정렬이 수행된다. 단계 214, 216, 218 에서, 다수의 패턴들의 노광을 완료하기 위하여, 스캐닝 이동과 방사선 펄스가 기판(W) 전체에 걸친 연속되는 타겟 위치에 적용된다.
노광 단계의 수행에 있어서 측정 스테이션에서 얻어진 정렬 데이터 및 높이 맵을 사용함으로써, 이러한 패턴들은 원하는 위치와 특히 동일한 기판 상에 앞서서 배치된 피처에 대해서 정확하게 정렬된다. 이제 W"이라고 명명되는 노광된 기판이 단계 220 에서 장치로부터 언로딩되어, 노광된 패턴에 따라 에칭 또는 다른 프로세스를 거치게 된다.
이하에서, 웨이퍼-형상 측정을 기초로 하여 최적의 정렬 측정 컬러(주파수)를 선택하는 본 발명의 실시예가 설명된다. 이는 정렬 마크 변형이 웨이퍼-웨이퍼 변동에 미치는 영향을 줄인다. 다른 실시예 웨이퍼-형상 측정을 기초로 하여 최적의 정렬 측정 컬러(주파수) 및/또는 편광을 선택할 수 있다.
위에서 언급한 바와 같이, 에칭은 정렬 마커 변형에 따른 웨이퍼 스케일링 지문을 초래할 수 있고, 측정된 스케일링의 크기 및 그 웨이퍼-웨이퍼 변동은 사용된 정렬 측정 컬러에 따라 달라질 수 있다. 양호한 오버레이를 얻기 위하여, 정렬 시스템은 잠재적인 웨이퍼 뒤틀림에 의해 초래되는 웨이퍼 스케일링은 보정하여야 하지만, 정렬 마커 변형에 따라 잘못 측정되는 웨이퍼 스케일링에 대하여는 그렇지 않다.
본 발명의 실시예에서, 웨이퍼-형상 검사 도구는 정렬 마커 변형에 의하여 유도되는 웨이퍼-웨이퍼 변동에 의하여 최소한으로 또는 전혀 영향을 받지 않는 정렬 측정 컬러를 선택하는데 사용될 수 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 방법의 플로우차트를 도시한다. 본 방법은, 웨이퍼 상에 존재하는, 이 예에서는 정렬 마크인 계측 마크를 측정하기 위한 계측 시스템의, 이 예에서는 정렬 컬러인 최적의 동작 파라미터 세팅을 결정한다.
계측 마크는, 계측 시스템의 동작 파라미터 세팅의 함수로서 기판간(substrate-to-substrate) 변동의 상이한 측정 감도를 가지는 복수의 변동 소스-이 예에서는 (평면에서의) 웨이퍼 변형 및 마크 변형-에 의하여 영향을 받는다. 이 예에서, 뒤틀림이 유도한 웨이퍼 변형은 컬러에 민감하지 않으나, 마크 변형은 컬러에 민감하다.
도 3을 참조하면, 단계 302에서, 웨이퍼는 반도체 제조 설비 내에서 웨이퍼의 뒤틀림과 같은 웨이퍼 변형, 그리고 정렬 마크 변형을 유도하는 프로세스를 겪는다.
단계 304에서, 웨이퍼의 서브세트의 자유-형태(free-form) 웨이퍼 형상 측정이 수행된다. 웨이퍼의 자유-형태 형상은 전형적인 반도체 제조 설비에서 이용될 수 있는 계측 도구에 의해 측정될 수 있다. 대안적으로, 자유-형태 형상은 웨이퍼의 서브세트의 다른 측정으로부터 유도될 수 있다. 대안적인 측정은 리소그래피 장치 내에서 레벨링 측정을 기초로 할 수 있다. 이 레벨링 측정은 각각의 기판에 대하여 수행되고 기판의 높이 맵을 결정한다. 높이 맵은 기판의 후속 노광에서 투영 렌즈의 초점면에 상대적인 기판 위치를 제어하는데 사용된다. 높이 맵은 자유-형태 웨이퍼 형상 측정에 대한 대안으로 사용될 수 있고, 또는 자유-형태 웨이퍼 형상을 재구성하는데 사용될 수 있다.
서브세트는 생산 배치(batch)로부터의 웨이퍼 및/또는 생산 런과 병행하여 실행되는 모니터 웨이퍼일 수 있다. 뒤틀림은 자유-형태 형상으로부터 유도될 수 있다. 뒤틀림은 자유롭고 클램핑 되지 않은 웨이퍼의 미디안 표면의, 정삼각형의 세 모서리에 의해 정의되는 기준 평면으로부터의 최대 및 최소 거리 사이의 차이로 정의될 수 있다. 포물면(paraboloid) z = W*(x^2+y^2)로 기술될 수 있는 전형적인 우산 또는 보울 형태의 형상에 대하여, 뒤틀림은 W와 같다.
두께 H를 가지며 그 형상이 함수 W(x,y)에 의해 기술되는 뒤틀린 웨이퍼를 리소그래피 장치의 척 위에서 평평하게 당기면 웨이퍼 변형이 야기될 것이다. 이 변형은 모델링 될 수 있다.
단계 306에서 모델이 적용되고, 측정된 뒤틀림을 모델링된 뒤틀림 스케일링 값으로 변환한다(308). 사실상 이는 뒤틀린 웨이퍼를 평평한 척에 일치시키는 물리적인 프로세스를 모델링하는 것이다. 모델링된 뒤틀림 스케일링 값(308)은 웨이퍼-형상 변형값의 예이다. 이 예에서 웨이퍼-형상 변형값은 웨이퍼 자유-형태 웨이퍼 형상 측정에 의해 얻어지는 뒤틀림 변형값을 포함한다.
단순한 모델의 예로서, 제1 근사로서, 평면내 변형(in-plane deformation)(IPD)은 다음 수학식에 의해 기술될 수 있다.
Figure pct00001
이는, 마주하게 되는 가장 일반적인 웨이퍼 형상에 대하여 (우산, 보울의) 주된 변형은 선형 스케일링이며, 그 크기는 웨이퍼 뒤틀림에 직접 관련된다는 것을 의미한다. 일예로서, 위 수학식은 아래와 같이 변환될 수 있다.
모델링된 뒤틀림 스케일링 (ppm) = -0.01148 x 측정된 뒤틀림 (μm).
따라서 데이터는, 이 예시에서는 모델링된 뒤틀림 스케일링 값(308)은, 복수의 기판 즉, 웨이퍼의 서브세트 각각의 자유-형태 웨이퍼 형상 측정(304)으로부터 얻어진다. 우산-형상의 웨이퍼의 경우, 위의 포물면 함수에서 W는 음수이고 모델링된 스케일링은 양의 값을 갖는다. 반대의 경우로, 모델링된 스케일링은 보울-형상의 웨이퍼에 대해서는 음의 값을 가질 것이다.
위에서 설명된 예에서, 우리는 웨이퍼 스케일링에만 초점을 맞춘다. 이 단순한 모델은 웨이퍼 뒤틀림을 기초로 하여 모델링된 스케일링을 준다. 스케일링은 1차의, 선형 왜곡이다. 더 높은 차수의 웨이퍼 변형이 자유-형태 웨이퍼 형상 측정으로부터 예측될 수 있도록, 다른 모델이 사용될 수 있다. 이 경우에, 본 방법은 다른 (더 높은 차수의) 보정가능량을 들여다 봄으로써 개선되고 확장될 수 있다.
단계 310에서, 웨이퍼는 리소그래피 장치 내의 척(chuck)에 클램핑된다. 위에서 언급한 바와 같이, 뒤틀린 웨이퍼를 리소그래피 장치의 척 상에 평평하게 클램핑함으로써 웨이퍼 변형이 유발될 것이다.
단계 312에서, 제2 세트의 측정이 수행된다. 이 예에서는 정렬 마크인 계측 마크는, 이 예에서는 스캐너 정렬 시스템인 계측 시스템을 사용하여 각각의 웨이퍼 상에서 측정된다. 스캐너 정렬 시스템은 복수의 동작 파라미터 세팅으로 구성되며, 이 예에서는 4개의 정렬 측정 컬러로 구성되어 4개의 측정 결과 세트를 생성한다.
단계 312에서의 측정은, 스캐너 정렬 시스템의 복수의 정렬 측정 컬러에 대하여 각각의 웨이퍼에 대한 스케일링 값(314)을 얻기 위해 사용된다. 이는 뒤틀림 측정이 수행된 각각의 웨이퍼 및 생산 배치(batch) 내의 모든 웨이퍼에 대하여 행해진다. 스케일링 값(314)은 전면(overall) 변형값의 예이다.
단계 316에서, 스케일링 값 데이터(314)는, 보정된 스케일링 값(318)을 결정하기 위하여, 모델링된 뒤틀림 스케일링 값(308)으로 보정된다. 이는 4개의 정렬 측정 컬러 각각에 대하여 행해진다. 스케일링 값 데이터(314)를 보정하는 단계는, 모델링된 뒤틀림 스케일링 값(308)을 해당 기판의 스케일링 값 데이터(314)으로부터 감산하는 것을 포함한다.
단계 320에서, 뒤틀림과 정렬 측정이 행해진 웨이퍼의 서브세트가 충분히 크다면, 최적의 정렬 측정 컬러는 보정된 스케일링 값(318)을 기초로 하여 결정된다. 보정된 스케일링 값의 웨이퍼-웨이퍼 변동이, 웨이퍼-웨이퍼 변동이 크게 덜한 결과를 낳는 컬러를 식별하기 위한 충분한 정확도로 결정될 수 있다면, 웨이퍼의 수는 충분히 큰 것이다. 해당 컬러는 최적의 정렬 측정 컬러로서 선택된다.
따라서, 모델링된 스케일링 값 데이터(308)는, 다른 변동 소스(마크 변형)에 대비하여, 기판간 변동의 측정 감도가 계측 시스템의 동작 파라미터 세팅(정렬 측정 컬러)에 대하여 상대적으로 덜 의존하거나 또는 전혀 의존하지 않는 제1 변동 소스(뒤틀림)로부터 발생되는 변동에 관한 정보를 포함한다. 스케일링 값 데이터(314)는 상기 복수의 변동 소스로부터 발생되는 변동에 대한 정보(뒤틀림에 의해 유도된 웨이퍼 변형 및 마크 변형)를 포함한다.
웨이퍼에 척에 대한 클램핑 프로세스를 가하면, 제2 세트의 (정렬) 측정을 위한 정렬 마크에 상기 제1 변동 소스(뒤틀림)의 영향(뒤틀림에 의해 유도된 스케일링)이 추가된다.
동작 파라미터는 계측 마크를 측정하는데 사용되는 측정 방사선의 특성일 수 있다. 측정 방사선이 전자기 방사선인 경우, 이 특성은 위에서 설명한 주파수(컬러), 또는 편광, 또는 서로 상이한 주파수들과 편광들의 세기 비율일 수 있다. 예를 들어 후자의 경우, 0.1 * 적, 0.4 * 녹 + 0.5 * 청일 수 있다. 위에서 설명된 예에서, 4개의 컬러가 존재한다: 적색, 녹색, 근적외선(NIR), 및 원적외선(FIR). 적색 및 FIR은 동일한 편광을 가지고, 녹색과 NIR은 동일한 편광을 가진다. 다른 예에서, (4개를 초과하는) 모든 컬러에 대하여, 두 가지 편광(횡자기 및 횡전기) 모두 가용하고 사용될 수 있다.
도 3에 도시된 나머지 단계들은, 웨이퍼 그리드를 결정하고 웨이퍼의 후속 노광에서 이를 사용하는 것에 관련된다.
단계 322에서, 결정된 최적의 정렬 측정 컬러를 사용하여 측정된 스케일링 값 데이터(325)가 선택된다. 단계 326에서, 선택된 스케일링 값 데이터(324)를 사용하여 웨이퍼 그리드(328)가 결정된다.
단계 330에서, 웨이퍼는, 웨이퍼의 노광을 보정하기 위하여, 결정된 웨이퍼 그리드(328)를 사용하여 노광된다. 노광되는 웨이퍼는, 단계 304에서 측정되어 모델링된 스케일링 값(308)이 얻어진 웨이퍼일 수 있다. 노광되는 웨이퍼는, 모델링된 웨이퍼 스케일링 값 데이터(308)가 얻어지는 모니터 웨이퍼와 같은 웨이퍼와 공통으로 정렬 마크 변형을 유도하는 처리(302)가 된, 제품 웨이퍼와 같은 웨이퍼일 수 있다.
도 4는 리소그래피 장치 상에서 측정된 웨이퍼들의 배치에 대한 정렬 컬러 당 웨이퍼 스케일링 값을 나타낸다. 도 4 및 도 5의 가로축은 웨이퍼 번호(WN)이고, 세로축은 웨이퍼 스케일링 값(WS)이며, ppm(parts per million)단위로 도시된다. 컬러는 녹색(G), 적색(R), 근적외선(NIR), 및 원적외선(FIR)이다. 모든 컬러가 웨이퍼 스케일링에 대해 웨이퍼-웨이퍼 변동이 크다는 것을 나타내며, 모든 컬러는 유사한 변동 레벨을 가진다. 정렬 데이터만으로는, 변동이 웨이퍼 뒤틀림에서의 변동에 의해 초래된 것인지(보정되어야 하는 것이다), 또는 마커 변형에 의해 초래된 것인지(보정되지 않아야 하는 것이다)를 구별할 수 없다.
도 5는 웨이퍼 로트(lot)에 대하여 웨이퍼 뒤틀림 측정을 사용하여 보정된 웨이퍼 스케일링 값의 그래프이다. 일례로 웨이퍼-형상 검사 도구 상에서 뒤틀림을 측정함으로써, 웨이퍼의 뒤틀림을 알고 있는 경우, 스케일링에 대한 뒤틀림의 기여도를 보정할 수 있다. 도 5는 뒤틀림 기여도가 차감되었을 때의 스케일링을 보여준다. 이런 방식으로, 정렬 마커 변형으로부터 웨이퍼 스케일링에 대한 기여도가 각각의 컬러에 대하여 분리된다. 적색은 마커 변형에 의해 도입된 웨이퍼-웨이퍼 변동에 가장 영향을 받지 않음을 즉각적으로 알 수 있다: (도 4에 도시된 바와 같은) 적색에 의해 픽업된 모든 편차는 비틀림에서의 변동으로 초래된 것이므로 보정되어야 한다. 완전성을 위해, 뒤틀림에 기반한 웨이퍼 마다의 스케일링(WPR) 또한 도 5에 도시되어 있다.
정렬 마커 변형은 정렬 컬러 적색에 대해 웨이퍼-웨이퍼 변동을 유발하지 않지만 고정 오프셋을 초래한다는 점에 유의하여야 한다. 그러나, 이 고정 오프셋은 자동 프로세스 제어를 사용하여 쉽게 보정할 수 있다.
도 6은 도 2에 도시된 바와 같은, 그러나 본 발명의 일 실시예에 따라 수정된, 도 1의 장치에서의 측정 및 노광 프로세스를 개략적으로 도시한다. 웨이퍼(602)의 배치(batch)가 도시되어 있으며, 이 예에서, 배치 당 하나의 웨이퍼(604)는 측정 및 노광 프로세스에 진입하기 전에 자유-형태 웨이퍼 형상 측정(SHA)이 취해진다. 측정 및 노광 프로세스는 도 2를 참조로 설명된 것과 동일한 특징을 가진다. 컨트롤러(LACU)는 도 3을 참조로 설명된 프로세스를 제어하는 소프트웨어를 실행한다.
도 6에 도시된 바와 같은 이중-스테이지 리소그래피 장치에서 곧바로 노광을 보정하기 위해 최적의 정렬 측정 컬러가 결정되고 사용될 수는 없다. 이는, 웨이퍼가 정렬 스테이션(MEA)에서 노광 스테이션(EXP)으로 바로 이동하고 웨이퍼-웨이퍼 변동에 대한 데이터를 축적할 시간이 없기 때문이다. 최적의 컬러를 결정할 수 있기 전에, 자유-형태 웨이퍼 형상 측정이 된 트레이닝 웨이퍼가 정렬된다. 그러나, 한번 축적되고 가동되면, 로트 당 하나의 웨이퍼는 도 6을 참조로 설명된 바와 같이 뒤틀림이 측정될 수 있다. 또한, 또는 대안적으로, 비-제품 모니터 웨이퍼는 생산과 병행하여 사용될 수 있다.
정렬 마커 변형의 영향을 최소화하면, 더 높은 수율과 직접적으로 관련된 오버레이 오차가 줄어든다. 본 발명의 실시예는 또한 웨이퍼 재작업이 방지될 수 있기 때문에 반도체 제조 설비에서의 물류 흐름을 개선할 수 있다.
본 발명의 일 실시예는, 계측 시스템의 최적의 동작 파라미터 세팅을 결정하고 기판 그리드를 결정하는 전술한 바와 같은 방법을 기술하는 머신 판독 가능 명령의 하나 이상의 시퀀스를 포함하는 컴퓨터 프로그램을 사용하여 구현될 수 있다. 이 컴퓨터 프로그램은 예를 들어 도 1 또는 도 6의 제어 유닛(LACU) 또는 일부 다른 제어기 내에서 실행될 수 있다. 그러한 프로그램을 비일시적 형태로 저장하는 데이터 기록매체 (예컨대, 반도체 메모리, 자기 디스크 또는 광디스크)가 또한 제공될 수 있다.
추가 실시예는 아래의 번호가 매겨진 실시예 목록으로 기재된다:
1. 기판 상에 존재하는 계측 마크를 측정하기 위한 계측 시스템의 최적의 동작 파라미터 세팅을 결정하는 방법으로서,
복수의 기판의 각각의 측정으로부터 제1 데이터를 얻는 단계;
복수의 동작 파라미터 세팅으로 구성되는 계측 시스템을 사용하여 상기 복수의 기판의 각각에서 계측 마크의 제2 측정으로부터 상기 계측 시스템의 복수의 동작 파라미터 세팅을 위한 제2 데이터를 얻는 단계;
보정된 데이터를 결정하기 위하여 상기 제1 데이터로 상기 제2 데이터를 보정하는 단계; 및
상기 보정된 데이터를 기초로 하여 상기 복수의 동작 파라미터 세팅 중 최적의 동작 파라미터 세팅을 결정하는 단계;를 포함하는 최적의 동작 파라미터 세팅을 결정하는 방법.
2. 실시예 1에 따른 방법으로서,
계측 마크는, 상기 계측 시스템의 동작 파라미터 세팅의 함수로서, 기판간(substrate-to-substrate) 변동의 상이한 측정 감도를 가지는 복수의 변동 소스에 의해 영향을 받으며;
제1 데이터는, 다른 변동 소스에 대비하여, 기판간 변동의 측정 감도가 계측 시스템의 동작 파라미터 세팅에 상대적으로 덜 의존하거나 또는 전혀 의존하지 않는 제1 변동 소스로부터 발생되는 변동에 관한 정보를 포함하고; 및
제2 데이터는 상기 복수의 변동 소스로부터 발생되는 변동에 대한 정보를 포함하는; 최적의 동작 파라미터 세팅을 결정하는 방법.
3. 실시예 2에 따른 방법으로서, 상기 복수의 기판에, 상기 제2 측정을 위한 계측 마크에 상기 제1 변동 소스의 영향을 추가하는 프로세스를 가하는 단계;를 더 포함하는 최적의 동작 파라미터 세팅을 결정하는 방법.
4. 앞의 실시예 중 어느 하나에 따른 방법으로서, 동작 파라미터는 계측 마크를 측정하는데 사용되는 측정 방사선의 특성을 포함하는 최적의 동작 파라미터 세팅을 결정하는 방법.
5. 실시예 4에 따른 방법으로서, 측정 방사선은 전자기 방사선을 포함하고, 특성은 주파수를 포함하는 최적의 동작 파라미터 세팅을 결정하는 방법.
6. 실시예 4에 따른 방법으로서, 측정 방사선은 전자기 방사선을 포함하고, 특성은 편광을 포함하는 최적의 동작 파라미터 세팅을 결정하는 방법.
7. 실시예 4에 따른 방법으로서, 측정 방사선은 전자기 방사선을 포함하고, 특성은 서로 상이한 주파수들의 비율을 포함하는 최적의 동작 파라미터 세팅을 결정하는 방법.
8. 앞의 실시예 중 하나에 따른 방법으로서, 제2 데이터를 보정하는 단계는 해당 기판의 상기 제2 데이터로부터 상기 제1 데이터를 감산하는 것을 포함하는 최적의 동작 파라미터 세팅을 결정하는 방법.
9. 앞의 실시예 중 어느 하나에 따른 방법으로서, 상기 복수의 동작 파라미터 세팅 중 최적의 동작 파라미터 세팅을 결정하는 단계는, 상기 보정된 데이터의 기판간 변동을 기초로 하는 최적의 동작 파라미터 세팅을 결정하는 방법.
10. 앞의 실시예 중 어느 하나에 따른 방법으로서, 제1 데이터는 웨이퍼-형상 변형값을 포함하고, 상기 제2 데이터는 전면 변형값을 포함하는 최적의 동작 파라미터 세팅을 결정하는 방법.
11. 앞의 실시예 중 어느 하나에 따른 방법으로서, 상기 제1 데이터는 기판의 높이 맵 데이터를 포함하고, 상기 제2 데이터는 전면 변형값을 포함하는 최적의 동작 파라미터 세팅을 결정하는 방법.
12. 실시예 10 또는 11에 따른 방법으로서, 변형값은 스케일링 값을 포함하는 최적의 동작 파라미터 세팅을 결정하는 방법.
13. 실시예 10 또는 실시예 12에 따른 방법으로서, 웨이퍼-형상 변형값은 상기 기판의 자유-형태 기판 형상 측정에 의하여 얻어지는 변형값을 포함하는 최적의 동작 파라미터 세팅을 결정하는 방법.
14. 기판에 걸쳐 계측 마크의 분포를 맵핑하는 기판 그리드를 결정하는 방법으로서, 앞의 실시예 중 어느 하나의 방법을 포함하고,
결정된 최적의 동작 파라미터 세팅을 사용하여 측정되는 제2 데이터를 선택하는 단계; 및
상기 제2 데이터를 사용하여 기판 그리드를 결정하는 단계;를 더 포함하는 기판 그리드를 결정하는 방법.
15. 기판을 노광하는 방법으로서, 실시예 14의 방법을 포함하고, 기판의 노광을 보정하기 위하여 결정되는 기판 그리드를 사용하여 기판을 노광하는 단계;를 더 포함하는, 기판을 노광하는 방법.
16. 실시예 15에 따른 방법으로서, 노광되는 기판은, 제1 데이터가 얻어진 기판을 포함하는, 기판을 노광하는 방법.
17. 실시예 15에 따른 방법으로서, 노광되는 기판은 제1 데이터가 얻어진 기판과 공통으로 계측 마크 변형을 유도하는 처리가 된 기판을 포함하는, 기판을 노광하는 방법.
18. 적합한 컴퓨터 장치에서 실행되는 경우 컴퓨터 장치로 하여금 실시예 1 내지 17 중 어느 하나의 방법을 수행하게 하는 컴퓨터 판독 가능 명령을 포함하는 컴퓨터 프로그램.
19. 실시예 18의 컴퓨터 프로그램을 포함하는 컴퓨터 프로그램 제품.
20. 실시예 1 내지 17 중 어느 하나에 따른 방법의 단계를 수행하도록 특별히 적응된 장치.
21. 상기 기판 상에 리소그래피 공정을 수행하도록 작동 가능한 리소그래피 장치로서 특별히 구성되는 실시예 20에 따른 장치.
본원에서 사용된 "방사선" 및 "빔"이라는 용어는, 자외(UV) 방사선(예컨대, 약 365, 355, 248, 193, 157, 또는 126 nm의 파장을 가짐) 및 극자외(EUV) 방사선(예컨대, 5-20 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.
특정한 실시예에 대한 위의 설명은 본 발명의 전반적인 속성을 완전히 밝히고 있을 것이므로, 당해 기술 분야에서의 지식을 적용함으로써 과도한 실험 없이도 본 발명의 일반적인 개념에서 벗어남이 없이 다양한 응용예에 그러한 특정한 실시예를 용이하게 변형하거나 및/또는 적용할 수 있을 것이다. 따라서, 그러한 적용과 변형은, 본 명세서에서 제공된 가르침과 안내를 기초로, 기재된 실시예의 균등물의 의미와 범위 내에 있는 것이라 할 수 있다. 또한, 본 명세서의 어법 및 용어는 설명의 목적상 한정적인 것이 아니라 예시적인 것으로서, 당업자는 그 가르침과 안내에 비추어 본 명세서의 용어 또는 어법을 해석할 것임은 이해할 수 있을 것이다.
본 발명의 폭과 범위는 위에서 설명된 예시적인 실시예의 여하한 것에 의하여도 한정되지 않으며, 이하의 특허청구범위 및 그 균등물에 따라 정해져야 한다.

Claims (15)

  1. 기판 상에 존재하는 계측 마크를 측정하기 위한 계측 시스템의 최적의 동작 파라미터 세팅을 결정하는 방법으로서,
    복수의 기판의 각각의 측정으로부터 제1 데이터를 얻는 단계;
    복수의 동작 파라미터 세팅으로 구성되는 계측 시스템을 사용하여 상기 복수의 기판의 각각에서 계측 마크의 제2 측정으로부터 상기 계측 시스템의 복수의 동작 파라미터 세팅을 위한 제2 데이터를 얻는 단계;
    보정된 데이터를 결정하기 위하여 상기 제1 데이터로 상기 제2 데이터를 보정하는 단계; 및
    상기 보정된 데이터를 기초로 하여 상기 복수의 동작 파라미터 세팅 중 최적의 동작 파라미터 세팅을 결정하는 단계;를 포함하는 최적의 동작 파라미터 세팅을 결정하는 방법.
  2. 제1 항에서,
    상기 계측 마크는, 상기 계측 시스템의 동작 파라미터 세팅의 함수로서, 기판간(substrate-to-substrate) 변동의 상이한 측정 감도를 가지는 복수의 변동 소스에 의하여 영향을 받으며;
    상기 제1 데이터는, 다른 변동 소스에 대비하여, 기판간 변동의 측정 감도가 상기 계측 시스템의 동작 파라미터 세팅에 상대적으로 덜 의존하거나 또는 전혀 의존하지 않는 제1 변동 소스로부터 발생되는 변동에 관한 정보를 포함하고;
    상기 제2 데이터는 상기 복수의 변동 소스로부터 발생되는 변동에 대한 정보를 포함하는; 최적의 동작 파라미터 세팅을 결정하는 방법.
  3. 제2 항에서,
    상기 복수의 기판에, 상기 제2 측정을 위한 계측 마크에 상기 제1 변동 소스의 영향을 추가하는 프로세스를 가하는 단계;를 더 포함하는 최적의 동작 파라미터 세팅을 결정하는 방법.
  4. 제1 항에서,
    상기 동작 파라미터는 상기 계측 마크를 측정하는데 사용되는 측정 방사선의 특성을 포함하는 최적의 동작 파라미터 세팅을 결정하는 방법.
  5. 제4 항에서,
    상기 측정 방사선은 전자기 방사선을 포함하고, 상기 특성은 주파수를 포함하는 최적의 동작 파라미터 세팅을 결정하는 방법.
  6. 제4 항에서,
    상기 측정 방사선은 전자기 방사선을 포함하고, 상기 특성은 서로 상이한 주파수들의 비율을 포함하는 최적의 동작 파라미터 세팅을 결정하는 방법.
  7. 제1 항에서,
    상기 제2 데이터를 보정하는 단계는 해당 기판의 상기 제2 데이터로부터 상기 제1 데이터를 감산 하는 것을 포함하는 최적의 동작 파라미터 세팅을 결정하는 방법.
  8. 제1 항에서,
    상기 복수의 동작 파라미터 세팅 중 최적의 동작 파라미터 세팅을 결정하는 단계는, 상기 보정된 데이터의 기판간 변동을 기초로 하는 최적의 동작 파라미터 세팅을 결정하는 방법.
  9. 제1 항에서,
    상기 제1 데이터는 웨이퍼-형상 변형값을 포함하고, 상기 제2 데이터는 전면(overall) 변형값을 포함하는 최적의 동작 파라미터 세팅을 결정하는 방법.
  10. 제1 항에서,
    상기 제1 데이터는 상기 기판의 높이 맵 데이터를 포함하고, 상기 제2 데이터는 전면(overall) 변형값을 포함하는 최적의 동작 파라미터 세팅을 결정하는 방법.
  11. 제9 항 또는 제10 항에서,
    상기 변형값은 스케일링 값을 포함하는 최적의 동작 파라미터 세팅을 결정하는 방법.
  12. 제9 항에서,
    상기 웨이퍼-형상 변형값은 상기 기판의 자유-형태(free-form) 기판 형상 측정에 의하여 얻어지는 변형값을 포함하는 최적의 동작 파라미터 세팅을 결정하는 방법.
  13. 기판에 걸쳐 계측 마크의 분포를 맵핑하는 기판 그리드를 결정하는 방법으로서, 제1 항의 방법을 포함하고,
    결정된 최적의 동작 파라미터 세팅을 사용하여 측정된 제2 데이터를 선택하는 단계; 및
    상기 제2 데이터를 사용하여 기판 그리드를 결정하는 단계;를 더 포함하는 기판에 걸쳐 계측 마크의 분포를 맵핑하는 기판 그리드를 결정하는 방법.
  14. 제1 항에 따른 방법의 단계들을 실행하도록 특별히 적응된 장치.
  15. 제14 항에서,
    상기 기판 상에서 리소그래피 공정을 수행하도록 작동 가능한 리소그래피 장치로서 특별히 구성되는 장치.
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