KR20200085883A - 광학 수차를 포함하는 패터닝 공정 개선 - Google Patents
광학 수차를 포함하는 패터닝 공정 개선 Download PDFInfo
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Abstract
본 방법은 패터닝 공정과 사용하기 위하여 복수의 장치의 광학 시스템의 평균 광학 수차를 포함하거나 이를 설명하는 패터닝 공정의 공정 모델을 획득하는 것; 및 평균 광학 수차를 설명하기 위해 패터닝 공정의 매개변수에 대한 조정을 결정하도록 공정 모델을 적용시키는 것을 포함한다.
Description
관련 출원에 대한 상호 참조
본 출원은 2017년 12월 22일에 출원된 미국출원 제62/609,802호의 우선권을 주장하며, 이 출원의 내용은 전체적으로 본 명세서에서 인용 참조된다.
기술분야
본 명세서 내의 설명은 패터닝 장치 및 공정에 관한 것으로, 특히 리소그래피 장치 또는 패터닝의 공정의 공정에서 사용하기 위한 조명 모드 및/또는 패터닝 디바이스 패턴과 같은, 패터닝 공정의 양태의 최적화를 위한 방법 또는 툴(tool)에 관한 것이다.
리소그래피 장치는 원하는 패턴을 기판의 타겟 부분 상으로 적용시키는 기계이다. 리소그래피 장치는, 예를 들어 집적 회로(IC)와 같은 디바이스의 제조에 사용될 수 있다. 그 상황에서는, 디바이스의 개별 층에 대응하는 패턴을 생성하기 위해 패터닝 디바이스 (예를 들어, 마스크 또는 레티클)가 사용될 수 있으며, 패터닝 디바이스 상의 패턴을 통하여 타겟 부분을 조사하는 것과 같은 방법에 의하여 이 패턴은 예를 들어 방사선 감응 물질 (레지스트)의 층을 갖는 기판 (예를 들어, 실리콘 웨이퍼) 상의 (예를 들어, 하나의 또는 수 개의 다이의 일부를 포함하는) 타겟 부분 상으로 전사될 수 있다. 일반적으로, 단일 기판은 패턴이 리소그래피 장치에 의하여 연속적으로 전사되는 복수의 인접한 타겟 부분을 포함할 것이며, 한 번에 하나의 타겟 부분으로 전사된다. 한 유형의 리소그래피 장치에서, 전체 패터닝 디바이스 상의 패턴은 하나의 타겟 부분으로 한 번에 전사된다; 이러한 장치는 보통 스테퍼로 지칭된다. 보통 스텝-앤-스캔(step-and-scan) 장치로 지칭되는 대안적인 장치에서, 투영 빔이 주어진 기준 방향 ("스캐닝" 방향)으로 패터닝 디바이스에 걸쳐 스캔하면서 기판을 이 기준 방향과 평행하게 또는 반-평행하게 동시에 이동시킨다. 패터닝 디바이스 상의 패턴의 상이한 부분들은 점차적으로 하나의 타겟 부분으로 전사된다. 일반적으로 리소그래피 투영 장치는 축소 인자 M (일반적으로> 1)을 가질 것이기 때문에, 기판이 이동하는 속력(F)은 투영 빔이 패터닝 디바이스를 스캔하는 속력의 인자(M) 배일 것이다.
패턴을 패터닝 디바이스에서 기판으로 전사하기 전에, 기판은 프라이밍(priming), 레지스트 코팅 그리고 소프트 베이크와 같은 다양한 절차를 거칠 수 있다. 노광 후에, 기판은 노광 후 베이크(PEB), 현상, 하드 베이크 및 전사된 패턴의 측정/검사와 같은 다른 절차를 거칠 수 있다. 이 다수의 절차는 디바이스, 예를 들어 IC의 개별 층을 만들기 위한 기초로 사용된다. 기판은 그 후 에칭, 이온 주입(도핑), 금속화, 산화, 화학-기계적 연마 등과 같은 다양한 공정을 거칠 수 있으며, 이 모두는 디바이스의 개별 층을 마무리하기 위한 것이다. 디바이스에 여러 층이 요구되는 경우, 전체 절차 또는 그의 변형이 각 층에 대해 반복된다. 결국, 디바이스는 기판 상의 각 타겟 부분에 존재할 것이다. 이 디바이스들은 그 후 다이싱(dicing) 또는 쏘잉(sawing)과 같은 기술에 의하여 서로 분리되며, 여기서 개별 디바이스들은 핀 등에 연결된 캐리어 상에 장착될 수 있다.
따라서, 반도체 디바이스와 같은 제조 디바이스는 전형적으로 다양한 피처 및 다수의 디바이스 층을 형성하기 위해 다수의 제조 공정을 사용하여 기판 (예를 들어, 반도체 웨이퍼)을 처리하는 것을 수반한다. 이러한 층 및 피처는 전형적으로 예를 들어 증착, 리소그래피, 에칭, 화학-기계적 연마 및 이온 주입을 이용하여 제조되고 처리된다. 다수의 디바이스가 기판 상의 복수의 다이 상에서 제조되며, 이후 개별 디바이스들로 분리될 수 있다. 이 디바이스 제조 공정은 패터닝 공정으로 간주될 수 있다. 패터닝 공정은 리소그래피 장치에서 패터닝 디바이스를 사용하는 광학 및/또는 나노 임프린트 리소그래피와 같은 패터닝 단계를 포함하여 패터닝 디바이스 상의 패턴을 기판으로 전사하며, 또한 전형적으로 그러나 선택적으로 현상 장치에 의한 레지스트 현상, 베이크 툴을 이용한 기판의 베이킹, 에칭 장치를 이용한 패턴의 에칭 등과 같은 하나 이상의 관련된 패턴 처리 단계를 수반한다.
광학 수차는 패터닝 공정의 성능에서 역할을 한다. 따라서, 광학 수차를 설명하는 패터닝 공정 설계, 변경, 제어 등을 가능하게 하는 기술이 본 명세서에 제공된다.
실시예에서, 패터닝 공정과 사용하기 위하여 복수의 장치의 광학 시스템의 평균 광학 수차를 포함하거나 이를 설명하는 패터닝 공정의 공정 모델을 획득하는 것; 및 평균 광학 수차를 설명하기 위해 패터닝 공정의 매개변수에 대한 조정을 결정하도록 공정 모델을 하드웨어 컴퓨터 시스템에 의해 적용시키는 것을 포함하는 방법이 제공된다.
실시예에서, 패터닝 공정의 복수의 장치의 광학 시스템의 평균 광학 수차를 획득하는 것; 및 평균 광학 수차를 설명하기 위해 패터닝 공정의 매개변수에 대한 조정을 결정하도록 구성된 공정 모델을 생성하는 것을 포함하는 방법이 제공된다.
실시예에서, 패터닝 공정에서의 사용을 위하여 복수의 리소그래피 장치의 각각의 광학 시스템의 광학 수차를 획득하는 것-각 광학 수차는 리소그래피 장치의 노광 필드의 복수의 위치에서 획득됨-; 및 하드웨어 컴퓨터 시스템에 의해, 노광 필드의 복수의 위치의 각각에서 복수의 리소그래피 장치의 평균 광학 수차를 계산하는 것을 포함하는 방법이 제공된다.
실시예에서, 패터닝 공정에서의 사용을 위하여 복수의 장치의 광학 시스템의 평균 광학 수차를 결정하는 것; 및 패터닝 공정을 이용하여 기판 상으로 이미지화될 패턴을 조정하기 위하여 광학 근접 모델을 하드웨어 컴퓨터 시스템에 의하여 생성하는 것을 포함하는 방법이 제공되며, 여기서 광학 근접 모델은 광학 근접 보정을 패턴에 적용시키도록 구성되어 결정된 평균 광학 수차를 적어도 부분적으로 보상한다.
실시예에서, 패터닝 공정을 이용하여 기판 상으로 이미지화될 패턴을 조정하는 방법이 제공되며, 이 방법은 본 명세서에서 설명된 바와 같은 모델을 적용시키는 것을 포함하고 있다.
실시예에서, 명령어가 기록되어 있는 비-일시적 컴퓨터 판독 가능한 매체를 포함하는 컴퓨터 프로그램 제품이 제공되며, 이 명령어는 컴퓨터에 의해 실행될 때 본 명세서에 설명된 바와 같은 방법을 구현한다.
위의 양태 및 다른 양태와 특징은 첨부된 도면과 관련하여 다음의 특정 실시예의 설명을 검토할 때 당업자에게 명백해질 것이다:
도 1은 실시예에 따른 리소그래피 장치를 개략적으로 도시하고 있다.
도 2는 리소그래피 셀 또는 클러스터의 실시예를 개략적으로 도시하고 있다.
도 3은 도 1의 서브시스템에 대응하는 시뮬레이션 모델의 블록도이다.
도 4는 리소그래피 투영 장치를 최적화하는 일반적인 방법의 플로우 차트를 보여주고 있다.
도 5는 모든 설계 변수의 최적화가 교대로 실행되는 리소그래피 투영 장치를 최적화하는 방법의 플로우 차트를 보여주고 있다.
도 6은 최적화의 한 예시적인 방법을 보여주고 있다.
도 7은 실시예에 따른, 광학 수차의 평균값을 결정하는 방법에 대한 흐름을 보여주고 있다.
도 8a는 실시예에 따른, 광학 수차가 없는 공칭 공정 모델을 사용하여 생성된 패턴의 예시적인 결과를 도시하고 있다.
도 8b는 실시예에 따른, 특정 리소그래피 장치에 대한 광학 수차를 갖는 광학 근접 보정 모델을 사용하여 도 8a에 대해 생성된 패턴의 예시적인 결과를 도시하고 있다.
도 8c는 실시예에 따른, 평균 광학 수차를 포함하는 공정 모델을 이용하여 생성된 패턴에 대한 공칭 공정 모델을 사용하여 생성된 패턴의 예시적인 결과를 도시하고 있다.
도 8d는 실시예에 따른, 특정 리소그래피 장치에 대한 광학 수차를 갖는 광학 근접 보정 모델을 사용하여 도 8c에 대해 생성된 패턴의 예시적인 결과를 도시하고 있다.
도 9는 실시예에 따른, 평균 광학 수차를 포함하는 공정 모델을 적용하기 위한 방법에 대한 흐름을 보여주고 있다.
도 10은 실시예에 따른 노광 필드를 개략적으로 보여주고 있다.
도 11a, 도 11b 및 도 11c는 실시예에 따른, 특정 제르니케 다항식에 따른 광학 수차, 특정 제르니케 다항식의 광학 수차의 평균값, 및 평균 광학 수차가 제거된 광학 수차 값의 예를 각각 도시하고 있다.
도 12a, 도 12b 및 도 12c는 실시예에 따른, 또 다른 특정 제르니케 다항식에 따른 광학 수차, 특정 제르니케 다항식의 광학 수차의 평균값, 및 평균 광학 수차가 제거된 광학 수차 값의 예를 각각 도시하고 있다.
도 13은 실시예가 구현될 수 있는 예시적인 컴퓨터 시스템의 블록도이다.
도 14는 다른 리소그래피 투영 장치의 개략도이다.
도 15는 도 14의 장치의 보다 상세한 도면이다.
도 16은 도 14 및 도 15의 장치의 소스 컬렉터 모듈의 더욱 상세한 도면이다.
도 1은 실시예에 따른 리소그래피 장치를 개략적으로 도시하고 있다.
도 2는 리소그래피 셀 또는 클러스터의 실시예를 개략적으로 도시하고 있다.
도 3은 도 1의 서브시스템에 대응하는 시뮬레이션 모델의 블록도이다.
도 4는 리소그래피 투영 장치를 최적화하는 일반적인 방법의 플로우 차트를 보여주고 있다.
도 5는 모든 설계 변수의 최적화가 교대로 실행되는 리소그래피 투영 장치를 최적화하는 방법의 플로우 차트를 보여주고 있다.
도 6은 최적화의 한 예시적인 방법을 보여주고 있다.
도 7은 실시예에 따른, 광학 수차의 평균값을 결정하는 방법에 대한 흐름을 보여주고 있다.
도 8a는 실시예에 따른, 광학 수차가 없는 공칭 공정 모델을 사용하여 생성된 패턴의 예시적인 결과를 도시하고 있다.
도 8b는 실시예에 따른, 특정 리소그래피 장치에 대한 광학 수차를 갖는 광학 근접 보정 모델을 사용하여 도 8a에 대해 생성된 패턴의 예시적인 결과를 도시하고 있다.
도 8c는 실시예에 따른, 평균 광학 수차를 포함하는 공정 모델을 이용하여 생성된 패턴에 대한 공칭 공정 모델을 사용하여 생성된 패턴의 예시적인 결과를 도시하고 있다.
도 8d는 실시예에 따른, 특정 리소그래피 장치에 대한 광학 수차를 갖는 광학 근접 보정 모델을 사용하여 도 8c에 대해 생성된 패턴의 예시적인 결과를 도시하고 있다.
도 9는 실시예에 따른, 평균 광학 수차를 포함하는 공정 모델을 적용하기 위한 방법에 대한 흐름을 보여주고 있다.
도 10은 실시예에 따른 노광 필드를 개략적으로 보여주고 있다.
도 11a, 도 11b 및 도 11c는 실시예에 따른, 특정 제르니케 다항식에 따른 광학 수차, 특정 제르니케 다항식의 광학 수차의 평균값, 및 평균 광학 수차가 제거된 광학 수차 값의 예를 각각 도시하고 있다.
도 12a, 도 12b 및 도 12c는 실시예에 따른, 또 다른 특정 제르니케 다항식에 따른 광학 수차, 특정 제르니케 다항식의 광학 수차의 평균값, 및 평균 광학 수차가 제거된 광학 수차 값의 예를 각각 도시하고 있다.
도 13은 실시예가 구현될 수 있는 예시적인 컴퓨터 시스템의 블록도이다.
도 14는 다른 리소그래피 투영 장치의 개략도이다.
도 15는 도 14의 장치의 보다 상세한 도면이다.
도 16은 도 14 및 도 15의 장치의 소스 컬렉터 모듈의 더욱 상세한 도면이다.
실시예가 이제 도면을 참조하여 상세히 설명될 것이며, 도면은 당업자가 실시예를 실시할 수 있도록 하기 위해 예시적인 예로써 제공된다. 특히, 아래의 도면 및 예는 단일 실시예로 범위를 제한하려는 의미는 아니며, 다른 실시예가 설명된 또는 도시된 요소들 중 일부 또는 전부의 상호 교환에 의해 가능하다. 편리하다면, 동일 또는 유사한 부분들을 지칭하기 위해 도면 전체에 걸쳐 동일한 참조 번호들이 사용될 것이다. 이 실시예의 특정 요소가 공지된 구성 요소들을 사용하여 부분적으로 또는 완전히 구현될 수 있는 경우, 실시예의 이해에 필요한 이러한 공지된 구성 요소들의 부분만이 설명될 것이며, 이러한 공지된 구성 요소들의 다른 부분의 상세한 설명은 생략되어 실시예의 설명을 모호하게 하지 않을 것이다. 본 명세서에서, 단일 구성 요소를 보여주는 실시예는 제한적인 것으로 간주되어서는 안되며; 오히려, 본 명세서에서 달리 명시적으로 언급되지 않는 한, 범위는 복수의 동일한 구성 요소를 포함하는 다른 실시예를 포함하도록 의도되며, 그 역도 마찬가지이다. 더욱이, 출원인은 이와 같이 명시적으로 제시되지 않는 한, 명세서 또는 청구범위 내의 임의의 용어가 일반적이지 않거나 특별한 의미를 갖는 것으로 의도하지 않는다. 또한, 범위는 예시에 의해 본 명세서에서 언급되는 구성 요소에 대한 현재 알려진 그리고 앞으로 알려질 등가물을 포함하고 있다.
실시예를 상세하게 설명하기 전에, 실시예가 구현될 수 있는 예시적인 환경을 제시하는 것이 유익하다.
도 1은 리소그래피 장치(LA)를 개략적으로 도시하고 있다. 본 장치는,
- 방사선 빔(B) (예를 들어, 극자외(EUV) 방사선, 또는 UV 방사선 또는 DUV와 같은 전자기 방사선)을 조정하도록 구성된 조명 시스템(일루미네이터)(IL);
- 패터닝 디바이스 (예를 들어, 마스크)(MA)를 지지하도록 구성되며, 특정 매개변수에 따라 패터닝 디바이스를 정확하게 위치시키도록 구성된 제1 포지셔너(PM)에 연결되어 있는 지지 구조체 (예를 들어, 마스크 테이블)(MT);
- 기판 (예를 들어, 레지스트-코팅된 웨이퍼)(W)을 유지하도록 구성되고, 특정 매개변수에 따라 기판을 정확하게 위치시키도록 구성된 제2 포지셔너(PW)에 연결되어 있는 기판 테이블 (예를 들어, 웨이퍼 테이블)(WT)(예를 들어, WTa, WTb 또는 모두); 및
- 패터닝 디바이스(MA)에 의하여 방사선 빔(B)에 부여된 패턴을 기판(W)의 (예를 들어, 하나 이상의 다이를 포함하며, 흔히 필드(field)로 지칭되는) 타겟 부분(C) 상으로 투영하도록 구성되며, 기준 프레임(RF) 상에 지지된 투영 시스템 (예를 들어, 굴절, 반사 또는 반사 굴절(catadioptric) 투영 렌즈 시스템)(PS)을 포함하고 있다.
여기에 도시된 바와 같이, 장치는 (예를 들어, 투과형 마스크를 이용하는) 투과형이다. 대안적으로, 장치는 (예를 들어, 프로그램 가능한 미러 어레이 또는 LCD 매트릭스를 사용하거나, 또는 반사 마스크를 사용하는) 반사형일 수 있다.
일루미네이터(IL)는 방사선 소스(SO) (예를 들어, 수은 램프 또는 엑시머 레이저)로부터 방사선의 빔을 받아들인다. 예를 들어 방사선 소스가 엑시머 레이저인 경우 방사선 소스와 리소그래피 장치는 별도의 개체일 수 있다. 그러한 경우에, 방사선 소스는 리소그래피 장치의 일부를 형성하는 것으로 간주되지 않으며, 방사선 빔은 예를 들어 적절한 지향 미러 및/또는 빔 익스팬더(beam expander)를 포함하는 빔 전달 시스템(BD)의 도움으로 방사선 소스(SO)로부터 일루미네이터(IL)로 나아간다. 다른 경우에, 예를 들어 방사선 소스가 수은 램프인 경우 방사선 소스는 장치의 필수 부분일 수 있다. 필요하다면, 방사선 소스(SO)와 일루미네이터(IL)는 빔 전달 시스템(BD)과 함께 방사선 시스템으로 지칭될 수 있다.
일루미네이터(IL)는 빔의 세기 분포를 변경할 수 있다. 일루미네이터는 세기 분포가 일루미네이터(IL)의 퓨필 평면에서 환형 영역 내에서 0이 아니도록 방사선 빔의 반경 방향 크기를 제한하기 위해 배치될 수 있다. 부가적으로 또는 대안적으로, 일루미네이터(IL)는 세기 분포가 퓨필 평면에서의 복수의 균등하게 이격된 섹터(sectors)에서 0이 아니도록 퓨필 평면에서 빔의 분포를 제한하기 위해 작동 가능할 수 있다. 일루미네이터(IL)의 퓨필 평면에서의 방사선 빔의 세기 분포는 조명 모드로 지칭될 수 있다.
따라서, 일루미네이터(IL)는 빔의 (각도/공간) 세기 분포를 조정하도록 구성된 조정기(AM)를 포함할 수 있다. 일반적으로, 일루미네이터의 퓨필 평면 내의 세기 분포의 적어도 외부 및/또는 내부 반경 방향 크기 (통상적으로, 각각 σ-외부 및 σ-내부로 지칭됨)가 조정될 수 있다. 일루미네이터(IL)는 빔의 각도 분포를 변화시키도록 작동 가능할 수 있다. 예를 들어, 일루미네이터는 퓨필 평면에서 섹터의 개수 및 각도 범위를 변경하도록 작동 가능할 수 있으며, 여기서 세기 분포는 0이 아니다. 일루미네이터의 퓨필 평면에서의 빔의 세기 분포를 조정함으로써, 상이한 조명 모드가 달성될 수 있다. 예를 들어, 일루미네이터(IL)의 퓨필 평면에서의 세기 분포의 반경 방향 및 각도 크기를 제한함으로써, 세기 분포는 예를 들어 이중극(dipole), 사중극(quadrupole) 또는 육중극(hexapole) 분포와 같은 다극(multi-pole) 분포를 가질 수 있다. 예를 들어, 조명 모드를 제공하는 광학계를 일루미네이터(IL)로 삽입함으로써, 또는 공간 광 변조기를 사용함으로써 원하는 조명 모드가 얻어질 수 있다.
일루미네이터(IL)는 빔의 편광을 변경하도록 동작 가능할 수 있으며, 조정기(AM)를 사용하여 편광을 조정하도록 동작 가능할 수 있다. 일루미네이터(IL)의 퓨필 평면에 걸친 방사선 빔의 편광 상태는 편광 모드로 지칭될 수 있다. 상이한 편광 모드의 사용은 기판(W) 상에 형성된 이미지에서 더 큰 콘트라스트(contrast)가 달성되는 것을 허용할 수 있다. 방사선 빔은 편광되지 않을 수 있다. 대안적으로, 일루미네이터는 방사선 빔을 선형적으로 편광시키도록 배치될 수 있다. 방사선 빔의 편광 방향은 일루미네이터(IL)의 퓨필 평면에 걸쳐 변할 수 있다. 방사선의 편광 방향은 일루미네이터(IL)의 퓨필 평면에서의 상이한 영역에서 상이할 수 있다. 방사선의 편광 상태는 조명 모드에 따라 선택될 수 있다. 다극 조명 모드에 대하여, 방사선 빔의 각 극(pole)의 편광은 일반적으로 일루미네이터(IL)의 퓨필 평면에서 그 극의 위치 벡터에 수직일 수 있다. 예를 들어, 이중극 조명 모드에 대하여, 방사선은 이중극의 2개의 대향 섹터를 양분하는 라인에 실질적으로 직교하는 방향으로 선형적으로 편광될 수 있다. 방사선 빔은 2개의 상이한 직교 방향 중 하나의 방향으로 편광될 수 있으며, 이는 X-편광 및 Y-편광 상태로 지칭될 수 있다. 사중극자 조명 모드에 대하여, 각 극의 섹터에서의 방사선은 그 섹터를 양분하는 라인에 실질적으로 수직인 방향으로 선형적으로 편광될 수 있다. 이 편광 모드는 XY 편광으로 지칭될 수 있다. 유사하게, 육중극자 조명 모드에 대하여, 각 극의 섹터에서의 방사선은 그 섹터를 양분하는 라인에 실질적으로 수직인 방향으로 선형적으로 편광될 수 있다. 이 편광 모드는 TE 편광으로 지칭될 수 있다.
또한, 일루미네이터(IL)는 일반적으로 적분기(IN)와 콘덴서(CO)와 같은 다양한 다른 구성 요소를 포함하고 있다. 조명 시스템은 방사선을 지향, 성형 또는 제어하기 위한, 굴절, 반사, 자기, 전자기, 정전기 또는 다른 유형의 광학 구성 요소, 또는 이들의 임의의 조합과 같은 다양한 유형의 광학 구성 요소를 포함할 수 있다.
따라서, 일루미네이터는 횡단면에 원하는 균일성 및 세기 분포를 갖는 조정된 방사선의 빔(B)을 제공한다.
지지 구조체(MT)는 패터닝 디바이스의 배향, 리소그래피 장치의 설계, 및 예를 들어 패터닝 디바이스가 진공 환경에서 유지되는지 여부와 같은 다른 조건에 의존하는 방식으로 패터닝 디바이스를 지지한다. 지지 구조체는 패터닝 디바이스를 유지하기 위해 기계적, 진공, 정전기 또는 다른 클램핑 기술을 사용할 수 있다. 지지 구조체는, 예를 들어 필요에 따라 고정될 수 있거나 이동 가능할 수 있는 프레임 또는 테이블일 수 있다. 지지 구조체는 패터닝 디바이스가, 예를 들어 투영 시스템에 대해 원하는 위치에 있는 것을 보장할 수 있다. 본 명세서에서의 용어 "레티클" 또는 "마스크"의 임의의 사용은 보다 일반적인 용어 "패터닝 디바이스"와 동의어로 간주될 수 있다.
본 명세서에서 사용되는 용어 "패터닝 디바이스"는 기판의 타겟 부분에 패턴을 부여하기 위해 사용될 수 있는 임의의 디바이스를 지칭하는 것으로 넓게 해석되어야 한다. 실시예에서, 패터닝 디바이스는 기판의 타겟 부분에 패턴을 생성하기 위하여 방사선 빔의 횡단면에 패턴을 부여하는데 사용될 수 있는 임의의 디바이스이다. 예를 들어, 패턴이 위상-시프팅 피처(phase-shifting feature) 또는 소위 어시스트 피처(assist feature)를 포함하는 경우, 방사선 빔에 부여된 패턴은 기판의 타겟 부분 내의 원하는 패턴에 정확하게 대응하지 않을 수 있다는 점이 주목되어야 한다. 일반적으로, 방사선 빔에 부여된 패턴은 집적 회로와 같은, 타겟 부분에서 생성되는 디바이스의 특정 기능 층에 대응할 것이다.
패터닝 디바이스는 투과형 또는 반사형일 수 있다. 패터닝 디바이스의 예는 마스크, 프로그램 가능한 미러 어레이, 및 프로그램 가능한 LCD 패널을 포함하고 있다. 마스크는 리소그래피 분야에서 잘 알려져 있으며, 바이너리(binary), 교번 위상-시프트 그리고 감쇠 위상-시프트와 같은 마스크 유형, 및 다양한 하이브리드(hybrid) 마스크 유형을 포함하고 있다. 프로그램 가능한 미러 어레이의 예는 소형 미러들의 매트릭스 배열체를 이용하며, 소형 미러들의 각각은 입사하는 방사선 빔을 상이한 방향으로 반사시키도록 개별적으로 기울어질 수 있다. 기울어진 미러는 미러 매트릭스에 의해 반사되는 방사선 빔에 패턴을 부여한다.
본 명세서에서 사용되는 용어 "투영 시스템"은, 사용되는 노광 방사선에 대하여, 또는 침지 액체의 사용 또는 진공의 사용과 같은 다른 인자에 대하여 적절하게, 굴절, 반사, 반사 굴절(catadioptric), 자기, 전자기 및 정전기 광학 시스템, 또는 그들의 임의의 조합을 포함하는 임의의 유형의 투영 시스템을 포함하는 것으로 넓게 해석되어야 한다. 본 명세서에서의 용어 "투영 렌즈"의 임의의 사용은 보다 일반적인 용어 "투영 시스템"과 동의어로 간주될 수 있다.
투영 시스템(PS)은 비균일할 수 있는 광학 전달 기능을 가지며, 이는 기판(W) 상에 이미징되는 패턴에 영향을 줄 수 있다. 비편광 방사선에 대하여, 이러한 효과는 2개의 스칼라 맵(scalar maps)에 의해 상당히 잘 설명될 수 있으며, 이 스칼라 맵은 투영 시스템(PS)을 빠져나가는 방사선의 투과(아포디제이션(apodization)) 및 상대 위상(수차)을 그의 퓨필 평면에서의 위치의 함수로서 설명한다. 투과 맵 및 상대 위상 맵으로 지칭될 수 있는 이 스칼라 맵은 기저 함수의 전체 세트의 선형 조합으로서 표현될 수 있다. 특히 편리한 세트는 제르니케(Zernike) 다항식이며, 이는 단위 원에 한정된 직교 다항식 세트를 형성한다. 각 스칼라 맵의 결정은 이러한 전개식(expansion)에서 계수를 결정하는 것을 포함할 수 있다. 제르니케 다항식들이 단위 원 상에서 직교하기 때문에 제르니케 계수는 측정된 스칼라 맵의 내적(inner product)을 각 제르니케 다항식으로 차례로 계산하고 이를 제르니케 다항식의 놈(norm)의 제곱으로 나눔으로써 결정될 수 있다.
투과 맵과 상대 위상 맵은 필드 및 시스템 의존적이다. 즉, 일반적으로, 각 투영 시스템(PS)은 각각의 필드 포인트에 대해(즉, 그의 이미지 평면에서의 각 공간 위치에 대해) 상이한 제르니케 전개식을 가질 것이다. 퓨필 평면에서의 투영 시스템(PS)의 상대 위상은, 예를 들어 투영 시스템(PS)의 대상물 평면(object plane) (즉, 패터닝 디바이스(MA)의 평면)에서의 포인트형 소스(point-like source)로부터의 방사선을 투영 시스템(PS)을 통해 방사선을 투영함으로써 그리고 파면(즉, 동일한 위상을 갖는 포인트들의 장소(locus))을 측정하기 위하여 전단 간섭계(shearing interferometer)를 이용함으로써 결정될 수 있다. 전단 간섭계는 공통 경로 간섭계(common path interferometer)이며, 따라서 유리하게는 파면을 측정하기 위해 이차 기준 빔이 요구되지 않는다. 전단 간섭계는 투영 시스템 (즉, 기판 테이블(WT))의 이미지 평면 내의 회절 격자, 예를 들어 2개의 2차원 그리드 및 투영 시스템(PS)의 퓨필 평면과 켤레(conjugate)인 평면 내의 간섭 패턴을 검출하도록 배치된 검출기를 포함할 수 있다. 간섭 패턴은 전단 방향으로 퓨필 평면의 좌표에 대한 방사선의 위상의 도함수(derivative)와 관련이 있다. 검출기는, 예를 들어 전하 결합 소자(CCD)와 같은 감지 요소의 어레이를 포함할 수 있다.
리소그래피 장치의 투영 시스템(PS)은 가시적인 프린지(fringe)를 생성하지 않을 수 있으며, 따라서 파면의 결정의 정확성은, 예를 들어 회절 격자를 이동시키는 것과 같은 위상 스테핑 기술을 사용하여 향상될 수 있다. 스테핑은 회절 격자의 평면에서 그리고 측정의 스캐닝 방향에 수직인 방향으로 수행될 수 있다. 스테핑 범위는 하나의 격자 주기일 수 있으며, 적어도 3개의 (균일하게 분포된) 위상 스텝(step)가 사용될 수 있다. 따라서, 예를 들어, 3개의 스캐닝 측정이 y-방향으로 수행될 수 있으며, 각 스캐닝 측정은 x-방향으로 상이한 위치에 대해 수행된다. 회절 격자의 이 스테핑은 위상 변화를 세기 변화로 효과적으로 변환시켜 위상 정보가 결정되는 되는 것을 허용한다. 격자는 회절 격자 (z 방향)에 수직인 방향으로 스테핑되어 검출기를 교정할 수 있다.
회절 격자는 2개의 수직 방향으로 순차적으로 스캐닝될 수 있으며, 이는 투영 시스템(PS)의 좌표계의 축(x 및 y)들과 일치할 수 있거나 이 축들에 대해 45 도와 같은 각도로 있을 수 있다. 스캐닝은 정수의 격자 주기, 예를 들어 1의 격자 주기에 걸쳐 수행될 수 있다. 스캐닝은 한 방향에서의 위상 변화를 평균하여, 다른 방향으로의 위상 변화가 재구성되는 것을 허용한다. 이는 파면(wavefront)이 두 방향의 함수로서 결정되는 것을 허용한다.
퓨필 평면에서의 투영 시스템(PS)의 투과(아포디제이션)는 예를 들어 투영 시스템(PS)의 대상물 평면 (예를 들어, 패터닝 디바이스(MA)의 평면)의 포인트형 소스로부터의 방사선을 투영 시스템(PS)을 통하여 투영함으로써 그리고 검출기를 이용하여 투영 시스템(PS)의 퓨필 평면에 켤레(conjugate)인 평면에서 방사선의 세기를 측정함으로써 결정될 수 있다. 수차를 결정하기 위해 파면을 측정하는데 사용되는 것과 동일한 검출기가 사용될 수 있다.
투영 시스템(PS)은 복수의 광학 요소(예를 들어, 렌즈)를 포함할 수 있으며, 수차 (필드 전체의 퓨필 평면에 걸친 위상 변화)를 보정하기 위하여 광학 요소들 중 하나 이상을 조정하도록 구성된 조정 메커니즘(AM)을 더 포함할 수 있다. 이를 달성하기 위해, 조정 메커니즘은 하나 이상의 상이한 방식으로 투영 시스템(PS) 내의 하나 이상의 광학 요소 (예를 들어, 렌즈)를 조작하도록 작동 가능할 수 있다. 투영 시스템은 좌표 시스템을 가질 수 있으며, 여기서 그 광학 축은 z 방향으로 연장된다. 조정 메커니즘은 하기의, 하나 이상의 광학 요소를 변위시키는 것; 하나 이상의 광학 요소들을 기울이는 것; 및/또는 하나 이상의 광학 요소들을 변형시키는 것의 임의의 조합을 행하도록 작동 가능할 수 있다. 광학 요소의 변위는 임의의 방향 (x, y, z 또는 이들의 조합)으로 이루어질 수 있다. 광학 요소의 기울어짐은 전형적으로 x 및/또는 y 방향으로 축을 중심으로 회전시킴으로써 광학 축에 수직인 평면을 벗어나지만, z 축에 대한 회전이 비-회전 대칭 비구면 광학 요소에 대해 사용될 수 있다. 광학 요소의 변형은 저주파수 형상 (예를 들어, 비점 수차(astigmatic)) 및/또는 고주파수 형상 (예를 들어, 자유 형태 비구면(free form aspheres))을 포함할 수 있다. 광학 요소의 변형은, 예를 들어 광학 요소의 하나 이상의 측부에 힘을 가하기 위해 하나 이상의 액추에이터를 이용함으로써 및/또는 광학 요소의 하나 이상의 선택된 영역을 가열하기 위해 하나 이상의 가열 요소를 이용함으로써 수행될 수 있다. 일반적으로, 아포디제이션 (퓨필 평면에 걸친 투과 변화)을 보정하기 위해 투영 시스템(PS)을 조정하는 것이 가능하지 않을 수 있다. 리소그래피 장치(LA)를 위한 패터닝 디바이스 (예를 들어, 마스크) (MA)를 설계할 때 투영 시스템(PS)의 투과 맵이 사용될 수 있다. 연산 리소그래피 기술을 사용하여, 패터닝 디바이스(MA)는 아포디제이션을 적어도 부분적으로 보정하도록 설계될 수 있다.
리소그래피 장치는 2개 (이중 스테이지) 또는 그 이상의 테이블 (예를 들어, 2개 이상의 기판 테이블(WTa, WTb), 2개 이상의 패터닝 디바이스 테이블, 기판 테이블(WTa)과 예를 들어 측정 및/또는 세정 등을 용이하게 하도록 지정되는 기판 없는 투영 시스템 아래의 테이블(WTb))을 갖는 유형일 수 있다. 이러한 "다중 스테이지" 기계에서, 부가적인 테이블들이 동시에 사용될 수 있거나, 하나 이상의 다른 테이블이 노광을 위하여 사용되고 있는 동안 하나 이상의 다른 테이블에서는 준비 단계가 수행될 수 있다. 예를 들어, 정렬 센서(AS)를 이용한 정렬 측정 및/또는 레벨 센서(LS)를 이용한 레벨 (높이, 기울어짐 등) 측정이 이루어질 수 있다.
리소그래피 장치는 또한 투영 시스템과 기판 사이의 공간을 채우기 위하여, 기판의 적어도 일부분이 비교적 높은 굴절률을 갖는 액체, 예를 들어 물로 덮일 수 있는 유형일 수 있다. 침지 액체는 또한 리소그래피 장치 내의 다른 공간, 예를 들어 패터닝 디바이스와 투영 시스템 사이에 적용될 수 있다. 투영 시스템의 개구수(numerical aperture)를 증가시키기 위한 침지 기술은 본 기술 분야에 잘 알려져 있다. 본 명세서에서 사용된 바와 같이 용어 "침지"는 기판과 같은 구조체가 액체 내에 담겨야 한다는 것을 의미하는 것이 아니라, 그보다는 단지 노광 중에 액체가 투영 시스템과 기판 사이에 위치된다는 것을 의미한다.
따라서, 리소그래피 장치의 작동 시, 방사선 빔은 조명 시스템(IL)에 의해 조정되고 제공된다. 방사선 빔(B)은 지지 구조체 (예를 들어, 마스크 테이블)(MT) 상에 유지되는 패터닝 디바이스 (예를 들어, 마스크(MA))에 입사되며, 패터닝 디바이스에 의해 패터닝된다. 패터닝 디바이스(MA)를 가로지른 방사선 빔(B)은 투영 시스템(PS)을 통과하며, 투영 시스템은 방사선 빔을 기판(W)의 타겟 부분(C) 상으로 집속한다. 제2 포지셔너(PW) 및 위치 센서(IF) (예를 들어, 간섭계 디바이스, 선형 인코더, 2-D 인코더 또는 정전용량 센서, 등)의 도움으로, 기판 테이블(WT)은 예를 들어 상이한 타겟 부분(C)들을 방사선 빔(B)의 경로 내에 위치시키기 위하여 정확하게 이동될 수 있다. 유사하게, 제1 포지셔너(PM) 및 (도 1에 명확히 도시되지 않은) 또 다른 위치 센서는, 예를 들어 마스크 라이브러리(mask library)로부터의 기계적인 회수 후에, 또는 스캔 중에 방사선 빔(B)의 경로에 대해 패터닝 디바이스(MA)를 정확하게 위치시키기 위해 사용될 수 있다. 일반적으로, 지지 구조체(MT)의 이동은 장-스트로크 모듈(long-stroke module: 개략적인 위치 결정) 및 단-스트로크 모듈(short-stroke module: 세밀한 위치 결정)의 도움으로 실현될 수 있으며, 이 모듈들은 제1 포지셔너(PM)의 일부를 형성한다. 마찬가지로, 기판 테이블(WT)의 이동은 장-스트로크 모듈 및 단-스트로크 모듈을 이용하여 실현될 수 있으며, 이 모듈들은 제2 포지셔너(PW)의 일부를 형성한다. (스캐너와는 대조적으로) 스테퍼의 경우, 지지 구조체(MT)는 단-스트로크 액추에이터에만 연결될 수 있거나, 고정될 수 있다. 패터닝 디바이스(MA) 및 기판(W)은 패터닝 디바이스 정렬 마크(M1, M2) 및 기판 정렬 마크(P1, P2)를 이용하여 정렬될 수 있다. 도시된 바와 같이 기판 정렬 마크는 전용 타겟 부분을 점유하지만, 이들은 타겟 부분들 사이의 공간에 위치될 수 있다 (이들은 스크라이브 레인 정렬 마크로 알려져 있다). 유사하게, 하나 이상의 다이가 패터닝 디바이스(MA) 상에 제공되는 상황에서는, 패터닝 디바이스 정렬 마크는 다이들 사이에 위치될 수 있다.
도시된 장치는 하기 모드들 중 적어도 하나의 모드에서 사용될 수 있다:
1. 스텝 모드에서, 지지 구조체(MT)와 기판 테이블(WT)은 기본적으로 정지 상태로 유지되는 한편, 방사선 빔에 부여된 전체 패턴은 한 번에 타겟 부분(C) 상으로 투영된다 (즉, 단일 정적 노광). 기판 테이블(WT)은 그후 상이한 타겟 부분(C)이 노광될 수 있도록 X 및/또는 Y 방향으로 시프트된다. 스텝 모드에서, 노광 필드의 최대 크기는 단일 정적 노광 시에 이미지화되는 타겟 부분(C)의 크기를 제한한다.
2. 스캔 모드에서, 지지 구조체(MT)와 기판 테이블(WT)은 방사선 빔에 부여된 패턴이 타겟 부분(C) 상으로 투영되는 동안에 동시에 스캐닝된다 (즉, 단일 동적 노광). 지지 구조체(MT)에 대한 기판 테이블(WT)의 속도 및 방향은 투영 시스템(PS)의 (축소) 확대 및 이미지 반전 특징에 의하여 결정될 수 있다. 스캔 모드에서, 노광 필드의 최대 크기는 단일 동적 노광 시 타겟 부분의 (비스캐닝 방향으로의) 폭을 제한하는 반면, 스캐닝 동작의 길이는 타겟 부분의 (스캐닝 방향으로의) 높이를 결정한다.
3. 또 다른 모드에서, 지지 구조체(MT)는 프로그램 가능한 패터닝 디바이스를 유지하여 기본적으로 정지된 상태로 유지되며, 방사선 빔에 부여된 패턴이 타겟 부분(C) 상으로 투영되는 동안 기판 테이블(WT)은 이동되거나 스캐닝된다. 이 모드에서는, 일반적으로 펄스 방사선 소스(pulsed radiation source)가 이용되며, 프로그램 가능한 패터닝 디바이스는 기판 테이블(WT)의 매 이동 후, 또는 스캔 동안의 연속적인 방사선 펄스들 사이에서 필요에 따라 업데이트된다. 이 작동 모드는 위에서 언급된 바와 같은 유형의 프로그램 가능한 미러 어레이와 같은 프로그램 가능한 패터닝 디바이스를 이용하는 마스크리스(maskless) 리소그래피에 용이하게 적용될 수 있다.
위에서 설명된 사용 모드들의 조합 및/또는 변화, 또는 완전히 다른 사용 모드 또한 이용될 수 있다.
도 2에서 보여지는 바와 같이, 리소그래피 장치(LA)는 때때로 리소셀(lithocell) 또는 클러스터로도 지칭되는 리소그래피 셀(LC)의 일부를 형성하며, 이는 또한 기판(W) 상에 노광 전 공정 및 노광 후 공정을 수행하기 위한 장치를 포함하고 있다. 통상적으로, 이들은 하나 이상의 레지스트 층을 증착시키기 위한 하나 이상의 스핀 코터(SC), 노광된 레지스트를 현상하기 위한 하나 이상의 현상기(DE), 하나 이상의 냉각 플레이트(CH) 및/또는 하나 이상의 베이크 플레이트(BK)를 포함하고 있다. 기판 핸들러 또는 로봇(RO)이 입력/출력 포트(I/O1, I/O2)로부터 하나 이상의 기판을 집어 올리고, 기판을 상이한 공정 장치들 사이에서 이동시키며, 기판을 리소그래피 장치의 로딩 베이(loading bay)(LB)로 전달한다. 흔히 집합적으로 트랙으로 지칭되는 이 장치들은, 리소그래피 제어 유닛(LACU)을 통해 리소그래피 장치를 또한 제어하는 감독 제어 시스템(supervisory control system: SCS)에 의해 자체 제어되는 트랙 제어 유닛(TCU)의 제어 하에 있다. 따라서, 처리량과 처리 효율성을 최대화하기 위해 상이한 장치들이 작동될 수 있다.
IC와 같은 디바이스를 제조하는데 사용되는 디바이스 제조 공정이 계속해서 진전됨에 따라, 통상적으로 "무어(Moore)의 법칙"으로 지칭되는 추세를 따라 기능 요소의 치수는 계속적으로 감소되는 한편, 디바이스당 트랜지스터와 같은 기능 요소의 양은 수십 년에 걸쳐 꾸준히 증가하였다. 이를 가능하게 하기 위해 일부 공정은 고전적인 분해능 한계에서 또는 그 아래에서 패턴을 생성하는 것을 목표로 한다.
리소그래피 투영 장치의 전형적인 분해능 한계보다 작은 치수를 갖는 피처가 프린트되는 이 공정은 통상적으로 분해능 공식 
에 따른 저(low)-k1 리소그래피로서 알려져 있으며, 여기서 λ는 채택되는 방사선의 파장 (예를 들어, 193㎚ 또는 약 13㎚, 예를 들어 약 13.5㎚)이고, NA는 리소그래피 투영 장치 내의 투영 광학계의 개구수이며, CD는 "임계 치수" -일반적으로, 프린트되는 가장 작은 피처 크기-이고, k1은 경험적인 분해능 인자이다. 일반적으로, k1이 작을수록, 특정한 전기적 기능 및 성능을 달성하기 위하여 디바이스 설계자에 의해 계획된 형상 및 치수와 유사한 패턴을 기판 상에 재현하는 것이 더 어려워진다. 이 어려움을 극복하기 위해, 정교한 미세 조정(fine-tuning) 단계들이 리소그래피 투영 장치 및/또는 패터닝 디바이스 패턴에 적용된다. 이들은, 예를 들어 광 간섭 설정(optical coherence setting)의 최적화, 맞춤 조명 방식(customized illumination schemes), 위상 시프팅 패터닝 디바이스의 사용, 패터닝 디바이스 패턴에서의 광학 근접 보정(optical proximity correction: OPC), NA의 최적화, 또는 일반적으로 "분해능 향상 기술(resolution enhancement techniques)"(RET)로 한정된 다른 방법을 포함하나, 이에 제한되지는 않는다.
예로서, OPC는 리소그래피 투영 장치에 의한 임의의 축소에 더하여, 기판 상에 투영된 패터닝 디바이스 패턴의 이미지의 최종 크기 및 배치가 패터닝 디바이스 상의 대응하는 패터닝 디바이스 패턴 피처의 크기 및 배치와 동일하지 않거나 단순히 이들에만 의존할 것이라는 사실을 다루고 있다. 용어 "마스크", "레티클", "패터닝 디바이스"는 본 명세서에서 상호 교환 가능하게 이용된다는 점이 주목된다. 또한, 리소그래피 시뮬레이션/최적화에서 물리적 패터닝 디바이스가 반드시 사용되는 것이 아니라 패터닝 디바이스 패턴이 물리적 패터닝 디바이스를 나타내도록 사용될 수 있기 때문에 특히 리소그래피 시뮬레이션/최적화와 관련하여 용어 "마스크 패턴", "레티클 패턴" 및 "패터닝 디바이스 패턴"이 상호 교환 가능하게 이용될 수 있다는 점을 당업자는 인식할 것이다. 일부 패터닝 디바이스 패턴에 존재하는 작은 피처 크기 및 높은 피처 밀도에 대해, 주어진 피처의 특정 에지의 위치는 다른 인접한 피처의 존재 또는 부재에 의해 어느 정도 영향을 받을 것이다. 이 근접 효과는 한 피처에서 다른 피처로 커플링(couple)된 미세한 양의 방사선, 및/또는 회절 및 간섭과 같은 비-기하학적 광학 효과로부터 일어난다. 유사하게, 근접 효과는 일반적으로 리소그래피를 뒤따르는 노광 후 베이크 (PEB), 레지스트 현상, 및 에칭 동안의 확산 및 다른 화학적 영향으로부터 일어날 수 있다
패터닝 디바이스 패턴의 투영된 이미지가 주어진 타겟 설계의 요건에 부합하는 것을 보장하기 위하여, 정교한 수치 모델, 패터닝 디바이스 패턴의 보정 또는 전치-왜곡(pre-distortion)을 이용하여 근접 효과가 예측되고 보상되어야 한다. 논문 "Full-Chip Lithography Simulation and Design Analysis - How OPC Is Changing IC Design", C. Spence, Proc. SPIE, Vol. 5751, pp 1-14 (2005)은 현재 "모델-기반" 광학 근접 보정 공정의 개요를 제공한다. 전형적인 최고급(high-end) 설계에서는, 타겟 설계에 대한 투영된 이미지의 고충실도(high fidelity)를 달성하기 위하여 패터닝 디바이스 패턴의 거의 모든 피처는 약간의 변경을 갖고 있다. 이 OPC 변경은 에지 위치 또는 라인 폭의 시프팅 또는 바이어싱(biasing), 및/또는 다른 피처의 투영을 돕도록 의도된 "어시스트" 피처의 적용을 포함할 수 있다.
디바이스 설계에 전형적으로 존재하는 수백만의 피처를 고려할 때, 타겟 설계에 대한 모델-기반 OPC의 적용은 우수한 공정 모델 및 상당한 연산 리소스(computational resource)를 수반한다. 그러나 OPC를 적용하는 것은 일반적으로 정밀과학이 아니라, 모든 가능한 근접 효과를 항상 보상하지는 않는 경험적인 반복 공정이다. 따라서, 패터닝 디바이스 패턴으로 들어가는 설계 결함의 가능성을 줄이기 위하여 또는 최소화하기 위하여, OPC의 효과, 예를 들어 OPC 및 임의의 다른 RET의 적용 후 패터닝 디바이스 패턴은 설계 검사, 예를 들어 교정된 수치 공정 모델을 이용한 집약적인 풀-칩 시뮬레이션(intensive full-chip simulation)에 의해 검증되어야 한다. 이는 수백만 달러 범위에서 운영되는 최고급 패터닝 디바이스를 제작하는 막대한 비용에 의하여 그리고 제조되면 실제 패터닝 디바이스를 재작업 또는 수리하는 데 소요되는 시간에 대한 영향에 의해 좌우된다. OPC 및 풀-칩 RET 검증 둘 모두, 예를 들어 미국 특허 제7,003,758호 및 Y. Cao 외의, 제목이 "Optimized Hardware and Software For Fast, Full Chip Simulation"인 논문 (Proc. SPIE, Vol. 5754, 405, (2005))에서 설명되는 바와 같은 수치 모델링 시스템 및 방법에 기초할 수 있으며, 이들은 전체적으로 본 명세서에서 인용 참조된다.
OPC의 가장 간단한 형태들 중 하나는 선택적 바이어스(selective bias)이다. CD 대 피치 데이터를 고려하면, 패터닝 디바이스 레벨에서 CD를 변화시킴으로써 적어도 최적의 초점 및 노광에서, 모든 상이한 피치들이 동일한 CD를 생성하도록 강제될 수 있다. 따라서, 피처가 기판 레벨에서 너무 작게 프린트되는 경우, 패터닝 디바이스 레벨 피처는 공칭(nominal)보다 약간 크도록 바이어스될 것이며, 그 역도 마찬가지이다. 패터닝 디바이스 레벨로부터 기판 레벨로의 패턴 전사 공정이 비선형이기 때문에, 바이어스의 양은 단순히 최적 초점 및 노광에서의 측정된 CD 오차와 축소율의 곱이 아니며, 모델링 및 실험으로 적절한 바이어스가 결정될 수 있다. 선택적 바이어스는, 특히 이것이 단지 공칭 공정 조건에서 적용되는 경우, 근접 효과의 문제에 대해 불완전한 해결책이다. 이러한 바이어스가 원칙적으로 최적 초점 및 노광에서 균일한 CD 대 피치 곡선을 제공하도록 적용될 수 있을지라도, 일단 노광 공정이 공칭 조건으로부터 변동되면, 각 바이어스된 피치 곡선은 상이하게 반응하여 상이한 피처들에 대하여 상이한 공정 윈도우들을 야기할 것이다. 공정 윈도우는 피처가 충분히 적절하게 생성되는 2개 이상의 공정 매개변수 (예를 들어, 리소그래피 장치에서의 초점 및 방사선 선량(dose))의 값들의 범위이다 (예를 들어, 피처의 CD는 ±10% 또는 ±5%와 같은 특정 범위 내에 있다). 따라서, 동일한 CD 대 피치를 제공하는 "최적" 바이어스는 심지어 전체 공정 윈도우에 부정적인 영향을 미쳐, 원하는 공정 공차 내에서 모든 타겟 피처가 기판 상에 프린트되는 초점 및 노광 범위를 확대하기보다는 축소할 수 있다.
위의 1-차원 바이어스(bias) 예를 넘어서는 적용을 위한 다른 더 복잡한 OPC 기술이 개발되고 있다. 2-차원 근접 효과는 라인 말단 단축(line end shortening)이다. 라인 말단은 노광 및 초점의 함수로서 그의 원하는 말단 지점 위치로부터 "풀백(pull back)"하는 경향이 있다. 많은 경우에, 긴 라인 말단의 말단 단축 정도는 대응하는 라인 좁힘(line narrowing)보다 수 배 클 수 있다. 이 유형의 라인 말단 풀백은 라인 말단이 소스-드레인 (source-drain) 영역에 걸친 폴리실리콘 게이트 층과 같이, 덮도록 의도된 하부 층에 걸쳐 완전히 교차하지 못하는 경우에 제조되고 있는 디바이스의 파국 고장(catastrophic failure)을 야기할 수 있다. 이 유형의 패턴은 초점 및 노광에 매우 민감하므로, 단순히 라인 말단을 설계 길이보다 길게 바이어스시키는 것은 적당하지 않으며, 이는 최적 초점 및 노광 또는 노광에서 또는 노광 부족 상태에서의 라인이 지나치게 길어 연장된 라인 말단이 근처 구조체에 닿을 때 단락 회로를 야기하거나, 회로에서의 개별적인 피처들 사이에 더 많은 공간이 추가되는 경우에 불필요하게 큰 회로 크기를 초래할 것이기 때문이다. 디바이스 설계 및 제조의 목표들 중 하나가 흔히 칩마다 요구되는 영역을 최소화하면서 기능 요소의 수를 최대화하는 것이기 때문에, 과도한 간격을 추가하는 것은 바람직하지 않은 해결책이다.
2-차원 OPC 접근법은 라인 말단 풀백 문제를 해결하는데 도움을 줄 수 있다. "해머헤드(hammerheads)" 또는 "세리프(serifs)"와 같은 여분의 구조 (또한 "어시스트 피처"로 알려짐)이 라인 말단에 추가되어, 이를 제자리에 효과적으로 고정시키고 전체 공정 윈도우에 걸쳐 감소된 풀백을 제공할 수 있다. 최적 초점 및 노광에서도 이 여분의 구조체는 분해되는 것이 아니라, 그 자체로 완전히 분해되지 않고 메인 피처의 외형을 변경한다. 본 명세서에서 사용되는 바와 같은 "메인 피처"는 공정 윈도우에서의 일부 또는 전체 조건 하에서 기판에 프린트되도록 의도되는 피처를 의미한다. 어시스트 피처는, 패터닝 디바이스 상의 패턴이 더 이상 단순히 축소율만큼 업사이즈된(upsized) 원하는 기판 패턴이 아닌 정도로, 라인 말단에 추가된 단순한 해머헤드보다 훨씬 더 공격적인 형태를 취할 수 있다. 세리프와 같은 어시스트 피처는 단순히 라인 말단 풀백을 감소시키는 것보다 더 많은 상황에 대해 적용될 수 있다. 내부 또는 외부 세리프는 임의의 에지, 특히 2차원 에지에 적용되어, 코너 라운딩(corner rounding) 또는 에지 돌출을 감소시킬 수 있다. 충분한 선택적 바이어스(biasing) 및 모든 크기와 극성(polarity)의 어시스트 피처로, 패터닝 디바이스 상의 피처는 기판 레벨에서 원하는 최종 패턴과의 유사점이 점점 적어진다. 일반적으로, 패터닝 디바이스 패턴은 기판-레벨 패턴의 전치-왜곡 형태(version)가 되며, 여기서 왜곡은 제조 공정 동안 발생할 패턴 변형을 상쇄시키나 역전시키도록 의도되어, 가능한 한 설계자에 의해 의도된 것과 가까운 기판 상에 패턴을 생성한다.
또 다른 OPC 기술은 메인 피처에 연결된 어시스트 피처 (예를 들어, 세리프) 대신에 또는 이에 추가하여, 완전히 독립적이고 비-분해 가능한(non-resolvable) 어시스트 피처를 이용하는 것을 수반한다. 여기에서 용어 "독립적"은 이 어시스트 피처의 에지가 메인 피처의 에지에 연결되지 않는다는 것을 의미한다. 이 독립적인 어시스트 피처는 기판 상의 피처로서 프린트되기를 의도되거나 원하지 않으며, 오히려 그 메인 피처의 프린트 가능성 및 공정 공차를 향상시키기 위해 가까운 메인 피처의 에어리얼 이미지(aerial image)를 변경하도록 의도된다. (흔히 "산란 바(scattering bars)" 또는 "SBAR"로 지칭되는) 이 어시스트 피처는 메인 피처의 에지 외부의 피처인 서브-분해능 어시스트 피처(SRAF), 및 메인 피처의 내부로부터 파 내어진(scooped out) 피처인 서브-분해능 역 피처(sub-resolution inverse features: SRIF)를 포함할 수 있다. SBAR의 존재는 패터닝 디바이스 패턴에 또 다른 복잡성 층을 추가한다. 산란 바의 간단한 사용 예는 비-분해 가능한 산란 바의 규칙적인 어레이가 격리된 라인 피처의 양측에 그려지는 경우이며, 이는 조밀한 라인의 어레이 내의 단일 라인을 더 나타내도록 에어리얼 이미지 관점으로부터 격리 라인을 나타나게 하는 효과를 가져 공정 윈도우가 초점 및 노광 공차에서 조밀한 패턴의 그것에 훨씬 더 가깝게 한다. 이러한 꾸며진 격리된 피처와 조밀한 패턴 간의 공통 공정 윈도우는 패터닝 디바이스 레벨에서 격리된 대로 그려진 피처보다 초점 및 노광 변화에 대해 더 큰 공통 공차를 가질 것이다.
어시스트 피처는 패터닝 디바이스 상의 피처와 패터닝 디바이스 패턴 내의 피처 간의 차이로 간주될 수 있다. 용어 "메인 피처"와 "어시스트 피처"는 용어는 패터닝 디바이스 상의 특정 피처가 하나 또는 다른 것으로서 표시되어야 한다는 것을 의미하지는 않는다
패터닝 디바이스 패턴(예를 들어, OPC)에 대한 최적화에 더하여, 또는 대안적으로, 전체 리소그래피 충실도를 개선하려는 노력으로, 패터닝 디바이스 최적화와 함께 또는 개별적으로, 조명 모드는 최적화될 수 있다. 환형, 사중극 및 이중극과 같은 많은 비축(off-axis) 조명 모드가 사용되고 있으며 OPC 설계에 대해 더 많은 자유를 제공하고 있으며, 이로 인해 이미징 결과가 개선되고 있다. 알려진 바와 같이, 비축 조명은 패터닝 디바이스에 포함된 미세 구조체 (즉, 타겟 피처)를 분해하기 위한 입증된 방식이다. 하지만, 전형적인 조명 모드와 비교할 때, 비축 조명 모드는 보통 이미지(AI)에 대해 더 적은 방사선 세기를 제공한다. 따라서, 더 미세한 분해능과 감소된 방사선 세기 간의 최적의 균형을 달성하도록 조명 모드를 최적화하려고 시도하는 것이 바람직해진다. 몇몇 조명 최적화 접근법은, 예를 들어 Rosenbluth 외의, 명칭인 "Optimum Mask and Source Patterns to Print a Given Shape"인 논문 (Journal of Microlithography, Microfabrication, Microsystems 1(1), pp. 13-20, (2002))에서 찾아볼 수 있으며, 이는 전체적으로 본 명세서에서 인용 참조된다.
지속된 감소 설계 룰(decreasing design rules)의 압박은 반도체 제조 업자를 저 k1 리소그래피로 더 깊이 들어가게 한다. 더 낮은 k1을 향한 리소그래피는 RET, 노광 툴, 및 리소-친화적(litho-friendly) 설계의 필요성에 대한 막대한 수요를 부여한다. 따라서, 디바이스 설계가 운용 가능한 공정 윈도우로 기판 상으로 생성될 수 있음을 보장하는 것을 위해, (일부 경우에, 소스-마스크 최적화 또는 SMO로 지칭되는) 조명 모드-패터닝 디바이스 최적화는 예를 들어 더 작은 피처를 달성하기 위한 중요한 RET가 되고 있다
따라서, 저 k1 포토리소그래피에 대해, 조명 모드와 패터닝 디바이스 패턴 모두의 최적화는 임계 디바이스 패턴의 투영을 위한 실행 가능한 공정 윈도우를 보장하는 데 유용하다. (예를 들어, 전체적으로 본 명세서에서 인용 참조되는 Socha 외의 "Simultaneous Source Mask Optimization(SMO)" (Proc. SPIE Vol. 5853, 180-193 (2005))에서 설명된 것과 같은) 일부 알고리즘은 조명을 이 공간 주파수 도메인에서 독립적인 조명 분포 포인트로 그리고 패터닝 디바이스 패턴을 회절 차수로 구분(discretize)하며, 또한 조명 분포 포인트 세기 및 패터닝 디바이스 패턴 회절 차수로부터의 광학 이미징 모델에 의해 예측될 수 있는 노광 관용도(exposure latitude)와 같은 공정 윈도우 메트릭에 기초하여 (선택된 설계 변수의 함수로서 한정된) 목적 함수를 개별적으로 공식화한다.
실행 가능한 시간 내에 제약 없이 목적 함수를 이용하여 조명 모드 및 패터닝 디바이스 패턴의 동시 최적화를 허용하는 다른 조명 모드 및 패터닝 디바이스 패턴 최적화 방법 그리고 시스템이 발명의 명칭이 "Fast Freeform Source and Mask Co-Optimization Method"인 PCT 특허 출원 공개공보 WO2010/059954호에서 설명되어 있으며, 이는 전체적으로 인용 참조된다. 조명 분포의 픽셀을 조정함으로써 조명을 최적화하는 것을 포함하는 또 다른 조명 및 패터닝 디바이스 최적화 방법 그리고 시스템이 발명의 명칭이 "Source-Mask Optimization in Lithographic Apparatus"인 미국 특허 출원 공개공보 제2010/0315614호에서 설명되며, 이는 전체적으로 인용 참조된다.
이제, 앞서 언급된 패터닝 디바이스는 하나 이상의 패터닝 디바이스 패턴을 포함할 수 있다. 패터닝 디바이스 패턴은 CAD (컴퓨터 지원 설계) 프로그램을 사용하여 생성될 수 있으며, 이 공정은 흔히 EDA (전자 설계 자동화)로 지칭된다. 대부분의 CAD 프로그램은 패터닝 디바이스에 대한 기능적인 패터닝 디바이스 패턴들을 생성하기 위해 한 세트의 사전 설정된 설계 룰(design rule)을 따른다. 이 룰은 처리 및 설계 제한에 의해 설정된다. 예를 들어, 설계 룰은 디바이스들 또는 라인들이 바람직하지 않은 방식으로 서로 상호 작용하지 않는 것을 보장하기 위하여, (게이트, 커패시터 등과 같은) 디바이스 피처들 또는 상호 연결 라인들 사이의 간격 공차(space tolerance)를 한정한다. 설계 룰 제한은 "임계 치수"(CD)로 지칭될 수 있다. 디바이스의 임계 치수는 라인 또는 홀의 최소 폭, 또는 2개의 라인 또는 2개의 홀 간의 최소 간격으로서 한정될 수 있다. 따라서, CD는 설계된 디바이스의 전체 크기 및 밀도를 결정한다. 디바이스 제작의 목표들 중 하나는 원래의 회로 설계를 (패터닝 디바이스를 통해) 기판 상에 충실하게 재현(reproduce)하는 것이다.
또한, 시스템의 최적화 공정에서, 시스템의 성능 지수(figure of merit)는 목적 함수 (예를 들어, 비용 함수)로서 표현될 수 있다. 최적화 공정은 통상적으로 목적 함수를 최소화 또는 최대화하는 시스템의 한 세트의 매개변수(설계 변수)를 알아내는 공정으로 단축된다. 목적 함수는 최적화의 목표에 따라 임의의 적절한 형태를 가질 수 있다. 예를 들어, 목적 함수는 시스템의 특정 특성의 의도된 값 (예를 들어, 이상적인 값)에 대한 이 특징 (평가 포인트)의 편차들의 가중된 평균제곱근 (root mean square; RMS)일 수 있다; 목적 함수는 또한 이 편차의 최대값일 수도 있다. 본 명세서에서 사용되는 바와 같은 용어 "설계 변수"는 패터닝 공정의 (예를 들어, 리소그래피 공정, 리소그래피 투영 장치 등)의 한 세트의 매개변수, 예를 들어 리소그래피 투영 장치의 사용자가 조정할 수 있는 한 세트의 매개변수를 포함하고 있다. 조명 모드의 특징, 패터닝 디바이스 패턴 (또는 패터닝 디바이스 구성), 투영 광학계, 및/또는 레지스트 특징을 포함하는, 패터닝 공정의 임의의 특징이 최적화에서의 설계 변수들 중 하나일 수 있다는 점이 인식될 것이다. 목적 함수는 흔히 설계 변수의 비-선형 함수이다. 그후 목적 함수를 최소화 또는 최대화하기 위해 표준 최적화 기술이 사용된다. 본 명세서에서 용어 "평가 포인트"는 시스템 또는 공정의 임의의 특징을 포함하도록 폭넓게 해석되어야 한다. 시스템의 설계 변수들은 시스템 또는 공정 구현의 실현 가능성(practicality)으로 인해 유한 범위로 제한될 수 있으며 및/또는 상호 의존적일 수 있다. 리소그래피 투영 장치의 경우, 제약은 흔히 조정 가능한 범위와 같은 하드웨어의 물리적 특성 및 특징, 및/또는 패터닝 디바이스 제조 가능성 설계 룰(MRC)과 관련되며, 평가 포인트는 기판 상의 레지스트 이미지 상의 물리적 포인트, 및 선량과 초점과 같은 비물리적 특징을 포함할 수 있다.
따라서, 리소그래피 투영 장치에서, 조명 시스템은 패터닝 디바이스에 조명 (즉, 방사선)을 제공하며, 투영 광학계는 조명을 패터닝 디바이스로부터 기판 상으로 지향시킨다. 실시예에서, 투영 광학계는 에어리얼 이미지(AI)의 형성을 가능하게 하며, 에어리얼 이미지는 기판 상의 방사선 세기 분포이다. 기판 상의 레지스트 층은 노광되며, 에어리얼 이미지는 내부의 잠재적인 "레지스트 이미지"(RI)로서 레지스트 층으로 전사된다. 레지스트 이미지(RI)는 레지스트 층 내에서의 레지스트의 용해도(solubility)의 공간 분포로서 한정될 수 있다. 실시예에서, 리소그래피 공정의 시뮬레이션은 에어리얼 이미지 및/또는 레지스트 이미지의 생성을 시뮬레이션할 수 있다.
패터닝 공정의 모델링 및/또는 시뮬레이팅 부분을 위한 플로우 차트의 예가 도 3에 도시되어 있다. 인식될 바와 같이, 모델은 상이한 패터닝 공정을 나타낼 수 있으며 아래에서 설명된 모든 모델을 포함할 필요는 없다.
조명 모델(31)은 패터닝된 방사선 빔을 생성하는데 사용되는 조명 모드의 (방사선 세기 분포 및/또는 위상 분포를 포함하는) 광학 특징을 나타낸다. 조명 모델(31)은 개구수 설정, 조명 시그마(σ) 설정 및 임의의 특정 조명 모드 형상(예를 들어, 환형, 사중극 및 이중극 등과 같은 많은 비축 방사선 형상)을 포함하는, 그러나 이에 제한되지 않는 조명의 광학 특징을 나타낼 수 있으며, 여기서 σ (또는 시그마)는 일루미네이터의 외부 반경 방향 크기이다.
투영 광학계 모델(32)은 투영 광학계의 (투영 광학계에 의해 야기되는 방사선 세기 분포 및/또는 위상 분포에 대한 변화를 포함하는) 광학 특징을 나타낸다. 투영 광학계 모델(32)은 다양한 인자들, 예를 들어 투영 광학계의 구성 요소의 가열, 투영 광학계의 구성 요소들의 기계적 연결에 의해 야기되는 응력 등에 의해 야기되는 광학 수차를 포함할 수 있다. 투영 광학계 모델(32)은 수차, 왜곡, 굴절률, 물리적 크기, 물리적 치수, 흡수 등으로부터 선택된 하나 이상을 포함하는, 투영 광학계의 광학 특징을 나타낼 수 있다. 리소그래피 투영 장치의 광학 특성 (예를 들어, 조명, 패터닝 디바이스 패턴 및 투영 광학계의 특성)은 에어리얼 이미지를 좌우한다(dictate). 리소그래피 투영 장치에 사용되는 패터닝 디바이스 패턴이 변경될 수 있기 때문에, 패터닝 디바이스 패턴의 광학 특성을 조명과 투영 광학계를 포함하는 나머지 리소그래피 투영 장치의 광학 특성과 분리하는 것이 바람직하다. 조명 모델(31)과 투영 광학계 모델(32)은 투과 교차 계수(transmission cross coefficient; TCC) 모델로 조합될 수 있다.
패터닝 디바이스 패턴 모델(33)은 패터닝 디바이스 패턴 (예를 들어, 집적 회로, 메모리, 전자 디바이스 등의 피처에 대응하는 디바이스 설계 레이아웃)의 (주어진 패터닝 디바이스 패턴에 의해 야기되는 방사선 세기 분포 및/또는 위상 분포에 대한 변화를 포함하는) 광학 특징을 나타내고 있으며, 이 패터닝 디바이스 패턴은 패터닝 디바이스 상의 또는 패터닝 디바이스에 의하여 형성된 피처의 배치의 표현이다. 예를 들어 전체적으로 인용 참조되는 미국 특허 제7,587,704호에서 설명되는 바와 같이, 패터닝 디바이스 모델(33)은 패터닝 디바이스의 패턴에서 설계 특징들이 어떻게 배치되는지를 캡처하며 또한 패터닝 디바이스와 패터닝 디바이스 패턴의 상세한 물리적 특성의 표현을 포함할 수 있다.
에어리얼 이미지로부터 레지스트 이미지를 계산하기 위해 레지스트 모델(37)이 사용될 수 있다. 이러한 레지스트 모델의 예는 미국 특허 제8,200,468호에서 찾을 수 있으며, 이는 전체적으로 인용 참조된다. 레지스트 모델은 전형적으로, 예를 들어 기판 상에 형성된 레지스트 피처의 윤곽(contour)을 예측하기 위하여 레지스트 노광, 노광 후 베이크(PEB) 및 현상 중에 발생하는 화학 공정의 효과를 설명하며, 따라서 이는 전형적으로 레지스트 층의 이러한 특성 (예를 들어, 노광, 노광 후 베이크 및 현상 동안 발생하는 화학 공정의 효과)에만 관련된다. 실시예에서, 레지스트 층의 광학 특성, 예를 들어 굴절률, 필름 두께, 전파 및 편광 효과는 투영 광학계 모델(32)의 일부로서 캡쳐될 수 있다.
이 모델을 가지면, 에어리얼 이미지(36)는 조명 모델(31), 투영 광학계 모델(32) 및 패터닝 디바이스 패턴 모델(33)로부터 시뮬레이션될 수 있다. 에어리얼 이미지(AI)는 기판 레벨에서의 방사선 세기 분포이다. 리소그래피 투영 장치의 광학 특성 (예를 들어, 조명, 패터닝 디바이스 및 투영 광학계의 광학 특성)은 에어리얼 이미지를 좌우한다.
기판 상의 레지스트 층은 에어리얼 이미지에 의해 노광되며 에어리얼 이미지는 내부의 잠재적인 "레지스트 이미지"(RI)로서 레지스트 층에 전사된다. 레지스트 이미지(RI)는 레지스트 층에서의 레지스트 용해도의 공간 분포로서 한정될 수 있다. 레지스트 이미지(38)는 레지스트 모델(37)을 사용하여 에어리얼 이미지(36)로부터 시뮬레이션될 수 있다. 따라서, 일반적으로, 광학 모델과 레지스트 모델 사이의 연결은 레지스트 층 내의 시뮬레이션된 에어리얼 이미지 세기이며, 이는 기판 상으로의 방사선의 투영, 레지스트 계면에서의 굴절 및 레지스트 필름 스택에서의 다중 반사로부터 발생한다. 방사선 세기 분포 (에어리얼 이미지 세기)는 입사 에너지의 흡수에 의하여 잠재적인 "레지스트 이미지"로 변하며, 이는 확산 공정 및 다양한 로딩 효과에 의하여 더 변경된다. 풀-칩 애플리케이션(full-chip applications)을 위해 충분히 빠른 효율적인 시뮬레이션 방법은 2차원 에어리얼 (및 레지스트) 이미지에 의해 레지스트 스택에서의 사실적인 3차원 세기 분포와 비슷하다.
실시예에서, 레지스트 이미지는 패턴 후 전사 공정 모델(39)에 대한 입력으로 사용될 수 있다. 패턴 후 전사 공정 모델(39)은 하나 이상의 레지스트 후 현상 공정 (예를 들어, 에칭, CMP 등)의 성능을 한정하며 에칭 후 이미지를 생성할 수 있다.
따라서, 모델 공식화(model formulation)는 전체 공정의 공지된 물리 및 화학의, 전부는 아니지만 대부분을 설명하며, 모델 매개변수들의 각각은 바람직하게는 별개의 물리적 또는 화학적 효과에 대응한다. 모델 공식화는 따라서 모델이 전체 제조 공정을 시뮬레이션하기 위해 얼마나 잘 사용될 수 있는지에 대한 상한을 설정한다.
패터닝 공정의 시뮬레이션은, 예를 들어, 에어리얼, 레지스트 및/또는 에칭된 이미지에서의 윤곽(contour), CD, 에지 배치 (예를 들어, 에지 배치 오차), 패턴 시프트 등을 예측할 수 있다. 따라서, 시뮬레이션의 목적은, 예를 들어 프린트된 패턴의 에지 배치 및/또는 윤곽, 및/또는 패턴 시프트, 및/또는 에어리얼 이미지 세기 기울기 및/또는 CD 등을 정확하게 예측하는 것이다. 이 값은 의도된 설계와 비교되어, 예를 들어 패터닝 공정을 보정할 수 있고 결함이 발생할 것으로 예상되는 곳을 식별할 수 있다. 의도된 설계는 일반적으로 GDSII 또는 OASIS와 같은 표준화된 디지털 파일 형식 또는 기타 파일 형식으로 제공될 수 있는 사전 OPC 설계 레이아웃으로 한정된다.
패터닝 디바이스 패턴을 다양한 리소그래피 이미지 (예를 들어, 에어리얼 이미지, 레지스트 이미지 등)로 변환시키고, 이 기술 및 모델을 이용하여 OPC를 적용하고 또한 (예를 들어, 공정 윈도우에 관하여) 성능을 평가하기 위하여 사용되는 기술 및 모델의 세부 사항이 미국 특허 출원 공개공보 US2008-0301620호, 2007-050749호, 2007-0031745호, 2008-0309897호, 2010-0162197호, 2010-0180251호 및 2011-0099526호에 설명되어 있으며, 이들 각각은 전체적으로 인용 참조된다.
모델 평가 속도를 용이하게 하기 위하여, 패터닝 디바이스 패턴으로부터 하나 이상의 부분이 식별될 수 있으며, 이는 "클립(clips)"으로 지칭된다. 특정 실시예에서, 패터닝 디바이스 패턴의 복잡한 패턴을 나타내는 한 세트의 클립이 추출된다 (임의의 개수의 클립이 사용될 수 있지만, 일반적으로 약 50 내지 1000 클립이다). 당 업자에 의하여 인식될 바와 같이, 이 패턴 또는 클립은 설계의 작은 부분 (즉, 회로, 셀 또는 패턴)을 나타내며, 특히 클립은 특별한 주의 및/또는 검증이 필요한 작은 부분을 나타낸다. 다시 말하면, 클립은 패터닝 디바이스 패턴의 부분일 수 있거나, 또는 주요 피처가 (고객에 의해 제공되는 클립 포함하는) 경험에 의하여, 시행착오에 의하여, 또는 풀-칩 시뮬레이션을 실행함에 의하여 식별되는 패터닝 디바이스 패턴의 부분과 유사하거나 유사한 거동을 가질 수 있다. 클립은 보통 하나 이상의 테스트 패턴 또는 게이지 패턴을 포함하고 있다. 초기의 더 큰 클립 세트는 특정 이미지 최적화를 요구하는 패터닝 디바이스 패턴의 알려진 중요 피처 영역에 기초하여 고객에 의해 선험적으로 제공될 수 있다. 대안적으로, 또 다른 실시예에서, 중요 피처 영역을 식별하는 일부 종류의 자동화된 (머신 비전(machine vision)과 같은) 또는 수동 알고리즘을 사용함으로써 초기의 더 큰 클립 세트가 전체 패터닝 디바이스 패턴으로부터 추출될 수 있다.
더욱이, 패터닝 디바이스 상에 또는 패터닝 디바이스에 의해 제공되는 다양한 패턴은 상이한 공정 윈도우, 즉 사양 내에서 패턴이 생성될 처리 변수의 공간을 가질 수 있다. 잠재적인 체계적 결함과 관련된 패턴 사양의 예는 넥킹(necking), 라인 풀 백(line pull back), 라인 시닝(line thinning), CD, 에지 배치, 겹침(overlapping), 레지스트 최상부 손실, 레지스트 언더컷 및/또는 브리징(bridging)에 대한 점검을 포함한다. 패터닝 디바이스 또는 그 영역 상의 모든 패턴의 공정 윈도우는 각 개별 패턴의 공정 윈도우를 병합 (예를 들어, 겹침)함으로써 획득될 수 있다. 모든 패턴의 공정 윈도우의 경계는 개별 패턴들 중 일부의 공정 윈도우의 경계를 포함하고 있다. 다시 말해, 이 개별 패턴은 모든 패턴의 공정 윈도우를 제한한다. 이 패턴은 본 명세서에서 상호 교환적으로 사용되는 "핫 스폿(hot spot)" 또는 "공정 윈도우 제한 패턴(PWLP)"으로 지칭될 수 있다. 예를 들어, 본 명세서에서 설명된 모델링을 사용하여 패터닝 공정의 일부를 설계, 변경 등을 할 때, 핫 스폿에 집속하는 것이 가능하고 경제적이다. 핫 스폿이 결함이 없으면 모든 패턴이 결함이 없을 가능성이 높다.
패터닝 공정의 모델링으로 돌아가서, 예를 들어 하기와 같은 목적 함수를 사용하여 최적화가 수행될 수 있다.
여기서, 
은 N 개의 설계 변수 또는 그의 값이며, 
는 설계 변수 (
)의 한 세트의 값에 대한 p번째 평가 포인트에서의 특징의 실제 값과 의도된 값 간의 차이의 함수일 수 있으며, wp는 p번째 평가 포인트에 부여된 가중 상수(weight constant)이다. 다른 것보다 더 중요한 평가 포인트 또는 패턴에는 더 높은 wp 값이 할당될 수 있다. 발생 횟수가 더 많은 패턴 및/또는 평가 포인트에도 더 높은 wp 값이 할당될 수 있다. 평가 포인트의 예는 기판 상의 임의의 물리적 포인트 또는 패턴, 또는 패터닝 디바이스 패턴 또는 레지스트 이미지 또는 에어리얼 이미지 상의 임의의 포인트일 수 있다.
목적 함수는 리소그래피 투영 장치 또는 기판의 특징과 같은 패터닝 공정의 임의의 적합한 특징, 예를 들어 초점, CD, 이미지 시프트, 이미지 왜곡, 이미지 회전 등을 나타낼 수 있다. 예를 들어, 목적 함수는 하기의 리소그래피 메트릭; 에지 배치 오차, 임계 치수, 레지스트 윤곽 거리, 최악의 결함 크기, 패턴 시프트, 확률적 영향, 패터닝 디바이스의 3차원 효과, 레지스트의 3차원 효과, 최적의 초점 시프트, 퓨필 충전율(pupil fill factor), 노광 시간 및/또는 처리량 중 하나 이상의 함수일 수 있다. 기판 상의 패턴을 종종 좌우하는 것이 레지스트 이미지이기 때문에, 목적 함수는 종종 레지스트 이미지의 일부 특징을 나타내는 함수를 포함하고 있다. 예를 들어, 이러한 평가 포인트의 
는 간단히 레지스트 이미지 내의 포인트와 이 포인트의 의도된 위치 사이의 거리이다 (즉, 에지 배치 오차(
). 설계 변수는 조명 모드의 조정 가능한 매개변수, 패터닝 디바이스 패턴, 투영 광학계, 선량, 초점 등과 같은 임의의 조정 가능한 매개변수일 수 있다.
리소그래피 장치는 파면의 형상 그리고 방사선 빔의 세기 분포 및/또는 위상 시프트를 조정하는데 사용될 수 있는 "파면 조작기"로 통칭적으로 불리는 하나 이상의 구성 요소를 포함할 수 있다. 파면 및 세기 분포는 패터닝 디바이스의 앞, 퓨필 평면 근처, 이미지 평면 근처 또는 초점 평면 근처와 같은, 리소그래피 투영 장치의 광 경로를 따라 임의의 위치에서 조정될 수 있다. 투영 광학계는, 예를 들어 조명, 패터닝 디바이스, 리소그래피 투영 장치의 온도 변화 및/또는 리소그래피 투영 장치의 구성 요소의 열팽창에 의해 야기되는 파면 및 세기 분포의 특정 왜곡을 보정 또는 보상하는데 사용될 수 있다. 파면 및 세기 분포를 조정하는 것은 평가 포인트의 값과 목적 함수를 변경할 수 있다. 이러한 변화는 모델로부터 시뮬레이션되거나 실제로 측정될 수 있다.
또한, 공정 윈도우(PW)가 최대화되면, 상이한 PW 조건으로부터의, 수학식 1의 목적 함수의 상이한 평가 포인트와 동일한 물리적 위치를 고려할 수 있다. 예를 들어, N 개의 PW 조건이 고려되는 경우, 평가 포인트는 그의 PW 조건에 따라 분류될 수 있으며 목적 함수는 다음과 같이 쓰여질 수 있다:
여기서, 
는 u번째 PW 조건 u=1, , , U 하에서의 
의 설계 변수의 한 세트의 값에 대한 pi 번째의 평가 포인트의 실제 값과 의도된 값 간의 차이의 함수이다. 이러한 차이가 에지 배치 오차(EPE)인 경우, 위의 목적 함수를 최소화하는 것은 다양한 PW 조건 하에서 에지 시프트를 최소화하는 것과 동일하며, 따라서 이는 PW를 최대화시키는 것으로 이어진다. 특히, PW가 또한 상이한 패터닝 디바이스 바이어스를 포함하는 경우, 위의 목적 함수를 최소화하는 것은 또한 마스크 오차 개선 요소(MEEF)의 최소화를 포함하며, 마스크 오차 개선 요소는 기판 EPE와 유도된 패터닝 디바이스 패턴 피처 에지 바이어스 간의 비율로서 한정된다.
설계 변수는 제약을 가질 수 있으며, 제약은 
로 표현될 수 있고, 여기서 Z는 설계 변수의 한 세트의 가능한 값이다. 제약은, 예를 들어 리소그래피 투영 장치의 하드웨어 구현에서의 물리적 제한을 나타낼 수 있다. 제약은 조정 범위, 패터닝 디바이스 제조 가능성(MRC)을 좌우하는 룰, 및/또는 둘 이상의 설계 변수 사이의 상호 의존성에서 선택된 하나 이상을 포함할 수 있다.
따라서 최적화 공정은, 예를 들어 목적 함수를 최소화하는 등의 제약(
) 하에서 설계 변수의 한 세트의 값을 찾아 하기 수학식을 알아내는 것이다.
실시예에 따른, 리소그래피 투영 장치를 최적화하는 일반적인 방법이 도 4에 도시되어 있다. 이 방법은 복수의 설계 변수의 다중-변수 목적 함수를 한정하는 단계(302)를 포함하고 있다. 이 방법은 복수의 설계 변수의 다중 변수 목적 함수를 한정하는 단계(302)를 포함하고 있다. 설계 변수는 조명 모드(300A)의 하나 이상의 특징 (예를 들어, 퓨필 충전 비율, 즉 퓨필 또는 개구를 통과하는 조명의 방사선 백분율), 방사선 광학계(300B)의 하나 이상의 특징 및/또는 패터닝 디바이스 패턴(300C)의 하나 이상의 특징으로부터 선택된 임의의 적절한 조합을 포함할 수 있다. 예를 들어, 설계 변수는 조명 모드(300A)의 특징과 패터닝 디바이스 패턴(300C)의 특징 (예를 들어, 전반적인 바이어스)을 포함할 수 있지만, 투영 광학계(300B)의 특징은 포함하지 않을 수 있으며, 이는 SMO를 야기한다. 대안적으로, 설계 변수는 조명 모드(300A)의 특징, 투영 광학계(300B)의 특징 및 패터닝 디바이스 패턴(300C)의 특징을 포함할 수 있으며, 이는 조명, 패터닝 디바이스 패턴 및 투영 광학계의 최적화 (때로는 소스-마스크-렌즈 최적화 (SMLO)로 지칭됨)로 이어진다. 단계 304에서, 목적 변수가 수렴을 향하여 이동하도록 설계 변수들이 동시에 조정된다. 단계 306에서, 사전 한정된 종료 조건이 만족되는지 여부가 결정된다. 미리 결정된 종료 조건은 다양한 가능성을 포함할 수 있으며, 예를 들어 사용된 수치 기법에 의해 요구되는 바와 같이 목적 함수는 최소화되거나 최대화될 수 있고, 목적 함수의 값은 임계값과 같거나 임계값을 넘었으며, 목적 함수의 값은 설정된 오차 한계 내에 도달했으며, 및/또는 목적 함수 평가의 사전 설정된 반복 횟수에 도달한다. 단계 306에서 종료 조건이 만족되면, 본 방법은 종료된다. 단계 306에서의 종료 조건이 만족되지 않으면, 원하는 결과가 얻어질 때까지 단계 304 및 306이 되풀이하여 반복된다. 퓨필 충전율, 레지스트 화학적 성질(resist chemistry), 처리량 등과 같은 요인에 의하여 야기되는 물리적 규제가 있을 수 있기 때문에 최적화는 반드시 설계 변수에 대한 단일 세트의 값으로 이어지지 않는다. 최적화는 설계 변수 및 관련 성능 특징 (예를 들어, 처리량)에 대한 다수 세트의 값을 제공할 수 있으며 리소그래피 장치의 사용자가 하나 이상의 세트를 선택하는 것을 허용한다.
실시예에서, 조명 시스템 및/또는 투영 광학계의 광학 특징에 대한 영향을 계산 및/또는 결정하는 것 대신에 또는 그에 부가하여, 조명 시스템 및/또는 투영 광학계의 조정 가능한 광학 특징이 설계 변수에 포함될 수 있다는 것이 예상된다. 예시적인 조정 가능한 광학 특징은 하나 이상의 렌즈 조작기, 온도 데이터 또는 조명 시스템 및/또는 투영 시스템의 광학 요소의 온도, 하나 이상의 제르니케 계수 등을 제어하기 위해 사용되는 하나 이상의 디바이스, 예를 들어 히터의 온도 데이터와 관련된 신호를 포함할 수 있다. SMO 또는 SMLO 절차는 그후 수행될 수 있으며 목적 함수가 수렴을 향하여 이동되도록 조정 가능한 광학 특징을 포함하는 설계 변수는 동시에 조정될 수 있다.
도 4에서, 모든 설계 변수의 최적화는 동시에 실행된다. 이러한 흐름은 동시 최적화, 공동 최적화(joint optimization) 또는 합동 최적화(co-optimization)로 불려질 수 있다. 본 명세서에서 사용되는 바와 같이 용어 "동시", "동시에", "공동" 및 "공동으로"는 조명 모드, 패터닝 디바이스, 투영 광학계의 특징의 설계 변수들 및/또는 임의의 다른 설계 변수가 동시에 변경되는 것이 허용된다는 것을 의미한다.
대안적으로, 도 5에 도시된 바와 같이, 모든 설계 변수의 최적화가 교대로 실행된다. 이 흐름에서, 각 단계에서, 일부 설계 변수는 고정되는 반면에 다른 설계 변수는 목적 함수의 평가의 일부로 최적화되며; 그후 다음 단계에서, 상이한 변수의 세트가 고정되는 반면에 다른 변수는 목적 함수의 평가의 일부로서 최적화된다. 이 단계는 수렴 또는 특정 종료 조건이 충족될 때까지 교대로 실행된다. 도 5의 비제한적 예의 플로우 차트에서 보여지는 바와 같이, 먼저 패터닝 디바이스 패턴(단계 402)이 획득되며, 그후 단계 404에서 조명 모드 최적화의 단계가 실행되고, 여기서 조명 모드의 모든 설계 변수가 적합한 목적 변수의 평가의 일부로서 최적화(SO)되는 반면에, 모든 다른 설계 변수는 고정된다. 그후 단계 406에서, 마스크 최적화(MO)가 수행되며, 여기서 패터닝 디바이스의 모든 설계 변수가 적합한 목적 함수의 평가의 일부로서 최적화되는 반면에, 모든 설계 변수는 고정된다. 이 2개의 단계가 특정 종료 조건이 단계 408에서 충족될 때까지 교대로 실행된다. 목적 함수의 값이 임계값과 동일해지거나, 목표 함수의 값이 임계값과 교차하거나, 목표 함수의 값이 사전 설정된 오차 한계 내에 도달하거나, 목표 함수의 평가의 사전 설정된 반복 횟수에 도달되는 등과 같은 다양한 종료 조건이 사용될 수 있다. SO-MO-교대-최적화가 대안적인 흐름의 예로서 사용된다는 것이 주목된다. 교대 흐름은 SO-FO-MO-교대-최적화와 같은 많은 상이한 형태를 취할 수 있으며, 여기서 SO, FO (펜스 최적화(Fens Optimization))가 실행되고, MO가 교대로 반복적으로 실행되며; 또는 먼저 SMO가 한 번 실행되고 그후 FO와 MO를 교대로 그리고 반복적으로 실행한다; 등. 최종적으로, 최적화 결과의 출력이 단계 410에서 획득되며, 공정은 정지된다.
앞서 논의된 바와 같이, 패턴 선택 알고리즘은 동시 또는 교대 최적화와 통합될 수 있다. 예를 들어, 교대 최적화가 채택되는 경우, 먼저 풀-칩 SO가 수행될 수 있으며, "핫-스폿" 및/또는 "'웜 스폿(warm spot)"이 식별되고, 그후 MO가 수행된다. 본 발명을 고려하여, 원하는 최적화 결과를 달성하기 위하여 하위 최적화의 다수의 순열 조합이 가능하다.
도 6은 최적화의 한 예시적인 방법을 보여주고 있으며, 여기서 목적 함수가 한정되고 평가된다. 만약 있다면, 단계 502에서, 튜닝 범위를 포함하는, 설계 변수의 초기값이 획득된다. 단계 504에서, 다변수 목적 함수가 설정된다. 단계 506에서, 목적 함수는 제1 반복 단계 (i=0)에 대한 설계 변수의 시작 포인트 값 주위의 충분히 작은 일대(neighborhood) 내에서 확장된다. 단계 508에서, 목적 함수를 최소화 또는 최대화하기 위해 표준 다변수 최적화 기술이 적용된다. 최적화는 단계 508의 최적화 공정 동안 또는 최적화 공정의 이후 단계에서 조정 범위와 같은 제약 조건을 가질 수 있다는 점이 주목된다. 리소그래피 공정을 최적화하기 위해 선택된 식별된 평가 포인트에 대해 주어진 테스트 패턴 ("게이지"로도 알려짐)을 사용하여 각 반복이 평가된다. 단계 510에서, 리소그래피 응답 (예를 들어, 에어리얼 이미지의 하나 이상의 특정 특징, 레지스트 이미지의 하나 이상의 특정 특징, 또는 공정 윈도우와 같은 리소그래피 공정의 하나 이상의 특정 특징)이 예측된다. 단계 512에서, 단계 510의 결과가 원하는 또는 이상적인 리소그래피 응답 값과 비교된다. 단계 514에서 종료 조건이 만족되면, 즉, 최적화는 원하는 값에 충분히 가까운 리소그래피 응답 값을 생성하며, 그후 설계 변수의 최종 값이 단계 518에서 출력된다. 출력 단계는 또한 설계 변수의 최종 값을 이용하여, 퓨필 평면 (또는 다른 평면)에서의 파면 수차-조정된 맵(map), 최적화된 조명 모드 맵, (예를 들어, 광학 근접 보정을 포함하는) 최적화된 패터닝 디바이스 패턴 등을 출력하는 것과 같은, 다른 함수를 출력하는 것을 포함할 수 있다. 종료 조건이 만족되지 않으면, 그러면 단계 516에서, 설계 변수의 값은 i 번째 반복의 결과로 업데이트되며, 공정은 단계 506으로 되돌아간다. 가우스-뉴턴(Gauss-Newton) 알고리즘, 레벤버그-마쿼트(Levenberg-Marquardt) 알고리즘, 기울기 하강 알고리즘, 시뮬레이션된 어닐링, 유전 알고리즘 등과 같은 알고리즘이 적용되어 목적 함수를 평가하고 해결할 수 있다.
패터닝 공정을 최적화하는 것은 공정 윈도우를 확장할 수 있다. 더 큰 공정 윈도우는 공정 설계 및 디바이스 설계에 더 큰 유연성을 제공한다. 공정 윈도우는 레지스트 이미지가 레지스트 이미지의 설계 타겟의 특정 한계 내에 있는 한 세트의 초점 및 선량 값으로서 한정될 수 있다. 본 명세서에서 논의된 모든 방법은 또한 노광 선량 및 디포커스(defocus)에 더하여 또는 이 외에, 상이한 또는 부가적인 기본 매개변수에 의해 확립될 수 있는 일반화된 공정 윈도우 정의로 확장될 수 있다는 점이 주목된다. 이는 NA, 광학 시그마, 광학 수차, 편광 또는 레지스트 층의 광학 상수와 같은 광학 설정을 포함할 수 있지만, 이에 제한되지는 않는다. 예를 들어, 앞서 설명된 바와 같이, PW가 또한 상이한 마스크 바이어스를 수반한다면, 그러면 최적화는 MEEF의 최소화를 포함할 수 있다. 초점 및 선량 값에 한정된 공정 윈도우는 본 발명에서 단지 예의 역할을 한다.
실시예에 따른, 공정 윈도우를 최대화하는 방법이 아래에 설명된다. 제1 단계에서, 공정 윈도우의 공지된 조건
에서 시작하여, (여기서 fo 는 공칭 초점 그리고 εo는 공칭 선량이다)
근처에서 아래의 예시적인 목적 함수들 중 하나의 최소화가 수행된다.
또는
공칭 초점(fo) 및 공칭 선량(εo)이 시프트되도록 허용된다면, 이들은 설계 변수
와 공동으로 최적화될 수 있다. 다음 단계에서, 목적 함수가 사전 설정된 제한 내에 있도록 
의 한 세트의 값이 찾아질 수 있다면, 
는 공정 윈도우의 일부로서 받아들여진다.
대안적으로, 초점과 선량이 시프트되도록 허용되지 않으면, 설계 변수
는 공칭 초점(fo) 및 공칭 선량(εo)에서 고정된 초점 및 선량으로 최적화된다. 대안적인 실시예에서, 목적 함수가 사전 설정된 제한 내에 있도록 
의 한 세트의 값이 찾아질 수 있다면, 
는 공정 윈도우의 일부로서 받아들여진다.
본 발명에서 앞서 설명된 방법은 수학식 4 또는 5의 각 목적 함수를 최소화하기 위해 사용될 수 있다. 설계 변수가 제르니케 계수와 같은, 투영 광학계의 특징인 경우, 수학식 4 또는 5의 목적 함수를 최소화하는 것은 투영 광학계 최적화, 즉 LO에 기반을 둔 공정 윈도우 최대화로 이어진다. 설계 변수가 투영 광학계의 특징에 더하여 조명 모드 및 패터닝 디바이스 패턴의 특징인 경우, 수학식 4 또는 5의 목적 함수를 최소화하는 것은 SMLO에 기반을 둔 공정 윈도우 최대화로 이어진다. 설계 변수가 조명 모드 및 패터닝 디바이스 패턴의 특징인 경우, 수학식 4 또는 5의 목적 함수를 최소화하는 것은 SMO에 기반을 둔 공정 윈도우 최대화로 이어진다.
위에서 설명된 최적화는 리소그래피 공정에 부정적일 수 있는 많은 물리적 효과를 감소시키기 위해 
의 한 세트의 값을 찾기 위해 사용될 수 있다. 상이한 물리적 효과에 대한, 리소그래피 장치의 상이한 구성 요소에 관한 그리고 상이한 조건 하에서 다중 최적화가 연속적으로 수행될 수 있다.
이제, 패터닝 공정의 매개변수 (예를 들어, CD, 오버레이, 초점 등)는 패터닝 공정에 사용된 (리소그래피 장치와 같은) 장치의 광학 수차에 민감할 수 있으며, 전형적으로 적절한 보정/제어가 결정되어 패터닝 공정 중에 광학 수차로 인한 오차를 보상한다. 위에서 설명된 바와 같이, 패터닝 공정을 설정, 변경 등을 하기 위해 사용된 모델링은 리소그래피 장치의 광학 수차를 설명할 수 있지만, 모델링은 그러면 장치 의존적일 것이다. 각 장치의 광학 수차를 설명하는 것은 패터닝 공정에 대한 광학 수차의 기여의 실질적인 측정 그리고 관련 계산을 포함할 수 있다. 더욱이, 하나 이상의 리소그래피 장치가 패터닝 공정과 사용될 수 있고, 각 리소그래피 장치는 특정 광학 수차 특징을 갖고 있으며, 따라서 장치 의존적 수차를 갖는 모델링을 이용한 패터닝 디바이스의 생성은 패터닝 디바이스의 유용성을 대폭적으로 제한한다.
따라서, 모델이 패터닝 공정에 사용된 장치의 개별 광학 수차를 설명할 필요가 없도록 광학 수차를 설명하는 공정 모델을 생성 및 적용시키는 것이 바람직하다. 따라서, 실시예에서, 패터닝 공정에서 발생하는 광학 수차를 적어도 부분적으로 설명하기 위하여 공정 모델(예를 들어, OPC 모델, 에어리얼 이미지 모델 등)의 사용 및/또는 생성에서 복수의 장치의 평균 광학 수차를 사용하는 기술이 본 명세서에서 설명되고 있다. 예를 들어, 평균 광학 수차는 OPC 모델에 포함될 수 있으며, 여기서 패터닝 디바이스의 광학 근접 보정을 결정하는 것은 타겟 디자인의 투영된 이미지의 더 높은 충실도를 이루기 위하여 설계 레이아웃을 변경할 수 있다. OPC 모델은, 에지 위치 또는 피처 폭의 시프팅 또는 바이어싱 및/또는 하나 이상의 어시스트 피처의 적용과 같은 하나 이상의 OPC 보정을 적용할 수 있으며, 어시스트 피처는 패터닝 공정 동안 발생할 것으로 예상되는 광학 수차를 적어도 부분적으로 설명하기 위하여 리소그래피 장치의 평균 광학 수차의 영향에 기초하여 설계 레이아웃의 메인 피처의 이미징을 돕기 위한 것이다.
OPC 모델은 본 기술을 설명하기 위해 본 명세서에서 예로서 사용되지만, 이 기술은 OPC 모델로 제한되지 않으며 본 명세서에서 논의된 임의의 모델이 평균 광학 수차를 포함하도록 변경될 수 있다. 공정 모델은 패터닝 공정의 임의의 장치를 포함하는, 패터닝 공정의 하나 이상의 양태를 설계, 개선 및/또는 최적화하기 위해 사용되는 임의의 모델일 수 있다. 예를 들어, 평균 광학 수차는 패터닝 디바이스/설계 레이아웃 모델, 오버레이 모델, 초점 모델 및/또는 CD 모델과 같은 패터닝 공정의 매개변수에 대한 공정 변수의 영향을 결정하는 모델, 제어 모델, 소스-마스크 최적화 모델, 레지스트 모델, 이미징 모델, (예를 들어, 측정의 공정을 모델링하는) 측정 모델 등에서 구현될 수 있다. 실시예에서, 평균 광학 수차는, 예를 들어, 평균 광학 수차를 설명하는 패터닝 디바이스 레이아웃 및/또는 조명 모드를 결정하기 위해, 패터닝 공정의 실행 전에 패터닝 공정을 설정 또는 개선하도록 적용될 수 있다. 실시예에서, 평균 광학 수차는 패터닝 공정 중에 적용되어, 예를 들어 기판의 레벨 제어 등에 적용되는 리소그래피 장치의 투영 시스템의 광학 요소에 적용될 수 있는 제어/보상을 결정할 수 있다.
또한, 초점이 리소그래피 장치의 광학 수차에 위치되는 동안, 다른 장치는 패터닝 공정에 영향을 주는 광학 수차를 가질 수 있다. 예를 들어, 측정 시스템은 광학 수차를 가질 수 있으며, 따라서 복수의 측정 시스템의 평균 수차는 평균 광학 수차를 기반으로 패터닝 공정 (예를 들어, 이 경우 패터닝 공정의 측정 양태)의 설계, 보정 등에서 설명될 수 있다.
도 7은 실시예에 따른, 평균 광학 수차를 포함하는 공정 모델을 적용하기 위한 방법에 대한 흐름을 개략적으로 보여주고 있다. 이 방법에서, 하나 이상의 리소그래피 장치의 평균 광학 수차(700)는 공정 모델(704)에서 및/또는 공정 모델을 생성하기 위해 사용된다. 평균 광학 수차(700)를 갖는 공정 모델(704)은 그후 하나 이상의 리소그래피 장치 중 하나 이상을 사용하거나 하나 이상의 리소그래피 장치 중 하나 이상의 유형의 리소그래피 장치를 사용하는 패터닝 공정에 적용될 수 있다.
실시예에서, 복수의 리소그래피 장치의 투영 시스템의 평균 광학 수차(700)가 획득 및/또는 생성된다. 각 리소그래피 장치의 광학 수차는 측정 및/또는 계산될 수 있으며, 평균 광학 수차(700)는 리소그래피 장치의 총 개수로 나누어진 리소그래피 장치의 총 수차를 합함으로써 결정될 수 있다. 6개의 리소그래피 장치에 대한 평균 광학 수차의 예시적인 계산이 도 11a 내지 도 11c 및 도 12a 내지 도 12c에 관하여 더 논의된다. 그러나, 본 발명은 특정 수의 리소그래피 장치로 제한되지 않으며 2개 이상의 리소그래피 장치 (예를 들어, 2, 4, 5, 6, 10개 등)에 대해 얻어질 수 있다.
실시예에서, 리소그래피 장치는 리소그래피 장치 제조자에 의해 생성된 (예를 들어, 디바이스 제조자에게 반드시 제공될 필요는 없는) 리소그래피 장치들의 풀로부터의 장치이다. 실시예에서, 리소그래피 장치는 특정 패터닝 공정과 함께 사용되는 장치(예를 들어, 특정 디바이스 제조 회사 또는 시설에서의 리소그래피 장치)이다. 실시예에서, 리소그래피 장치는 EUV 방사선을 사용하도록 설계된 장치이다. 즉, 실시예에서, 수차는 EUV 리소그래피 장치의 주 반사 광학 시스템으로부터 획득된다.
실시예에서, 평균은 가중 평균일 수 있으며, 여기서 각 리소그래피 장치에는, 예를 들어 용도 (예를 들어, 하나 이상의 다른 리소그래피 장치보다 상대적으로 더 사용되는 리소그래피 장치에 더 많은 가중치가 할당될 수 있다) 또는 리소그래피 장치가 공정에서 사용되는 순서 (예를 들어, 패터닝 공정에서 먼저 존재하는 리소그래피 장치에 더 많은 가중치가 할당될 수 있으며, 나중에 존재하는 리소그래피 장치에는 상대적으로 더 적은 가중치가 할당될 수 있다)에 기초하여 특정 가중치가 할당될 수 있다. 실시예에서, 가중 평균은 하나 이상의 값이 생략되거나 그렇지 않으면 변경되도록 하는 것일 수 있다.
공정 702에서, 공정 모델(704) (예를 들어, OPC 모델, 에어리얼 이미지 모델 등)은 공정 모델 내에 평균 광학 수차(700)를 포함하도록 생성되거나 업데이트될 수 있다. 이러한 공정 모델(704)은 평균 광학 수차를 설명하기 위해 패터닝 공정의 매개변수 (예를 들어, 패턴 피처의 CD, 파면, 제어 매개변수 등)에 대한 조정을 결정하도록 구성될 수 있다. 조정은 공정 모델(704)의 평균 광학 수차 및 임의의 다른 변수에 기초하여 결정된 보정, 변경 등일 수 있다. 예를 들어, 조정은 패터닝 디바이스 패턴 내의 피처의 치수를 증가 또는 감소시키기 위한 및/또는 OPC 모델의 사용의 일부로서 패터닝 디바이스 패턴 내의 어시스트 피처를 추가 또는 변경하기 위한, 파면 또는 조명 모델의 사용의 일부로서 파면 또는 조명을 변경하기 위한, 투영 광학계 모델의 사용의 일부로서 투영 시스템의 광학 요소를 제어하기 위한, 기판 위치 제어 모델의 사용의 일부로서 기판 레벨링을 제어하기 위한, 오버레이 모델의 사용의 일부로서 오버레이 오차를 감소 또는 최소화하기 위한 것 등일 수 있다.
위에서 언급된 바와 같이, 실시예에서, 공정 모델(704)은 평균 광학 수차를 포함하는 광학 근접 보정 모델이다. 이러한 OPC 모델은, 예를 들어, 피처 치수에 대한 조정, 어시스트 피처 배치 또는 변경 등을 포함하는 패터닝 디바이스 패턴에 대한 조정을 결정하기 위해 사용되며, 평균 광학 수차를 포함하는 이러한 OPC 모델 배치는 패터닝 공정 동안 기판으로의 개선된 패턴 전사를 위해 패터닝 디바이스 패턴 레이아웃을 변경 또는 최적화하기 위하여 평균 광학 수차를 설명하는 조정을 이루도록 사용될 수 있다.
공정 710에서, 평균 광학 수차를 갖는 공정 모델(704)은 패터닝 공정의 매개변수 (예를 들어, CD)와 관련된 공정 변수 (예를 들어, OPC 보정)에서 보정/제어/개선/변경(712)을 얻기 위해 적용될 수 있다. 평균 광학 수차를 적용시키는 것은 패터닝 공정의 처리량 및/또는 수율을 향상시킬 수 있다.
선택적인 공정(722)에서, 평균 광학 수차를 설명하지 않는 공칭 모델 (예를 들어, 공칭 OPC 모델)은 패터닝 공정의 매개변수 (예를 들어, CD)에 관련된 공정 변수 (예를 들어, OPC 보정)에서 보정/제어/개선/변경(724)을 생성하는데 사용될 수 있다. 공칭 모델은 공정(702) 및 모델(704)에서와 동일한 입력의 전부 또는 대부분을 취할 수 있다. 또한, 선택적 공정(726)에서, 결과(712 및 724)는 기준 (예를 들어, 사용되고 있는 리소그래피 장치의 특정 광학 수차를 갖는 모델이며, 그 모델은 그후 공정(710 및 720)에서 생성된 공정 변수와 함께 사용된다)과 비교될 수 있으며 그리고 결과(712)가 724와 비교하여 충분히 개선되는지 여부를 결정하기 위해 성능 매개변수 (예를 들어, 설계 의도 또는 기준에 대한 백분율 개선)를 평가하기 위해 사용된다.
공정 모델(704)을 이용한 패터닝 공정의 개선은 도 8a 내지 도 8d에서 몇몇 테스트 피처 (예를 들어, 패터닝 디바이스 패턴의 평면에서 수평 및 수직으로 배열된, 특정 피치를 갖는 2개의 평행 바(bar))를 사용하여 추가로 도시되어 있다.
도 8a는 투영 시스템에 광학 수차가 없다고 가정하고 이러한 가정에 기초하여 공칭 OPC 모델 보정을 (예를 들어, 패터닝 디바이스 패턴에) 적용시키는 공칭 (또는 이상적인) 공정 모델의 예시적인 결과를 도시하고 있다. 다시 말해, 공칭 모델은 임의의 광학 수차를 설명하지 않는다. 수직 축을 따른 그래프는 다양한 시험 피처의 예측된 CD를 보여주고 있으며, 수평 축을 따른 그래프는 관련된 예측 CD 값의 노광 필드의 중심에 대응하는 0 위치와 함께 노광 필드의 특정 치수를 따른 (예를 들어, 노광 필드의 길이 또는 폭을 따른) 위치를 보여주고 있다. 당 업계에 공지된 바와 같이, (예를 들어, 세장형 슬릿 형태의) 노광 필드는 패터닝 공정 동안 패터닝 디바이스 패턴을 기판 상으로 노출시키기 위해 사용된다.
결과 또는 예측은 피처의 CD가 노광 필드의 특정 영역 내에서 (즉, 점선들(LI및 L2) 사이에서 경계를 이루는) 기판 상에 균일하게 프린트될 수 있다는 것을 나타내고 있다. 이 예에서, 각각이 24㎚의 공칭 CD를 갖고 있는 4개의 상이한 피처(F1, F2, F3 및 F4)는 L1와 L2 사이의 영역에서 필드를 따라 상당히 균일하고 정확하게 프린트되며, 각각이 22㎚의 공칭 CD를 갖고 있는 2개의 상이한 피처(F5 및 F6) 또한 L1과 L2 사이의 영역에서 필드를 따라 상당히 균일하고 정확하게 프린트된다. 이 예에서, 피처(F1 및 F2)는 인접한 바에 수직으로 정렬되며, 피처(F5)는 바(F1 및 F2)들 사이의 갭이고, 피처(F3 및 F4)는 인접한 바에 수평으로 정렬되며, 그리고 피처(F6)는 바(F3 및 F4)들 사이의 갭이다.
이제, 도 8b는 도 8a의 모델을 사용하여 이루어진 OPC 보정을 갖는 패터닝 디바이스 패턴을 사용하여 특정 리소그래피 투영 장치의 투영 시스템 광학 수차를 포함하는 공정 모델의 예시적인 결과를 도시하고 있다. 이 공정 모델을 이용한 예측된 결과는 L1와 L2 사이의 영역에 대하여 도 17a에서 보여지고 있는 결과와 비교하여, 피처(F1 내지 F4)의 CD가 L1과 L2 사이의 영역에서 필드를 따라 23과 24.5㎚ 사이에서 실질적으로 변한다는 것을 보여주고 있다. 임계 치수의 변화는 적어도 부분적으로 리소그래피 장치의 투영 시스템의 광학 수차에 기인한다.
따라서, 도 8b에서 보여지는 CD 변화를 감소시키는 것이 바람직하다. 이는 본 발명에 따른 복수의 리소그래피 장치의 평균 광학 수차를 설명하는 모델을 사용함으로써 수행될 수 있다. 물론, 도 8b의 모델은 도 8b에서 고려된 특정 리소그래피 장치에 대한 개선된 OPC 보정을 생성하는데 사용될 수 있는 반면에, 그 결과는 그 리소그래피 장치에 대해 특별히 조정된 패터닝 디바이스 패턴일 것이며, 이는 패터닝 디바이스의 유용성을 엄격하게 제한한다. 개별 리소그래피 장치가 평균 광학 수차와 일치하는 광학 수차를 갖지 않을 수 있을지라도, 평균 광학 수차가 다양한 리소그래피 장치에 대해 상당히 개선된 결과를 가져온다는 것이 알려졌다.
따라서, 평균 광학 수차를 포함하는 모델을 가짐으로써, 예를 들어 모델은 리소그래피 장치의 투영 시스템의 수차 효과를 전부는 아니더라도 대부분을 효과적으로 반전시키는 공정 변수 (예를 들어, OPC 보정)에서 보정/제어/개선/변경에 도달할 수 있다. 수차 효과의 반전은, 예를 들어 평균 광학 수차에 대한 패터닝 디바이스 패턴을 사전 보정하기 위하여 패터닝 디바이스 패턴에 적용될 수 있으며, 따라서 사전 보정은 그후 패터닝 디바이스 패턴에 의해 경험되는 실제 광학 수차의 적어도 일부에 대해 보정할 수 있다.
이 반전은 도 8c에서 볼 수 있다. 이 그래프는 평균 광학 수차를 갖는 공정 모델로 이루어진 OPC 보정을 갖는 패터닝 디바이스 패턴을 사용하는 공칭 모델 (예를 들어, 수차 없음)을 사용한 예측 결과를 보여주고 있다. 도 8b와 비교할 때, 많은 피처(F1 내지 F4)에 대한 크기 변화가 역전된 것을 볼 수 있다. 예를 들어, 도 8b의 피처(F4)가 많은 노출 필드에 대해 24㎚ 미만인 경우, 도 8c의 피처(F4)는 많은 노출 필드에 대해 24㎚ 초과이다. 광학 수차를 갖지 않은 투영 시스템에 대해서는 이것이 만족스럽지 않을 것이지만, 결과는 광학 수차를 갖는 투영 시스템과는 완전히 다를 것이다. 특히, 광학 수차가 OPC 보정된 피처(F4)에 적용될 때, 최종 결과는 공칭 24㎚ CD에 가까운 CD를 갖는 피처(F4)이어야 한다. 따라서, 광학 수차가 없는 공칭 모델을 고려할 때 패터닝 디바이스 패턴에 미치는 이러한 사전 보정의 영향은 도 8a의 결과와 비교하여 (도 8c에 보여지는 바와 같이) 실질적인 CD변화로 이어질 것이지만, 광학 수차를 갖는 투영 시스템과 함께 적용되는 경우 평균 광학 수차를 설명하는 공정 모델을 이용하여 얻어진 사전 보정은, 도 8d에서 보여지는 바와 같이, 투영 시스템의 수차의 수차 효과를 전부는 아니더라도 대부분을 효과적으로 반전시켜 실질적으로 더 나은 결과를 생성한다.
도 8d는 평균 광학 수차를 포함하는 모델을 사용하여 이루어진 OPC 보정을 갖는 패터닝 디바이스 패턴을 이용하는 특정 리소그래피 투영 장치의 투영 시스템 광학 수차 (즉, 도 8b에 대해 사용된 것과 동일한 광학 수차)를 포함하는 공정 모델의 예시적인 결과를 도시하고 있다 (그리고 광학 수차가 없는 공칭 모델을 사용한 결과가 도 8c에 보여지고 있다). 도 8d에서 보여지는 바와 같이, 리소그래피 장치의 투영 시스템이 광학 수차를 갖고 있을지라도, 4개의 피처(F1 내지 F4)는 대략 24㎚의 CD를 가지며, 따라서 OPC 보정이 광학 수차를 설명하지 않은 모델을 사용하여 이루어진 도 8b의 결과와 비교하여 실질적으로 감소된 변화를 보여준다. 따라서, 평균 광학 수차가 공정 모델링 및/또는 시뮬레이션에서 고려될 때 상당히 개선된 결과가 얻어질 수 있다.
도 9는 실시예에 따른, 광학 수차의 평균값을 결정하는 방법에 대한 흐름을 보여주고 있다. 이 방법에서, 광학 수차(802)의 값이 얻어질 수 있으며 및/또는 생성될 수 있다. 광학 수차 값(802)들은 노광 필드 (예를 들어, 슬릿)를 따라 상이한 위치들에서의 측정된 및/또는 시뮬레이션된 값일 수 있다. 노광 필드 위치를 사용하여 수차의 변화가 평가될 수 있다. 실시예에서, 도 10에서 보여지는 바와 같이, 광학 수차는, 예를 들어 본 명세서에서 설명된 것과 같이 전단 간섭계를 사용하여 노광 필드(800)의 길이(L)를 따라 상이한 위치에서 측정될 수 있다. 노광 필드의 방향과 스캐닝 방향(806) 사이의 관계가 또한 도 10에 보여지고 있다. 실시예에서, 광학 수차는 곡선 적합(curve-fitting)을, 예를 들어 노광 필드(800)의 길이(L)를 따라 각 위치에서의 제르니케 다항식을 특징으로 할 수 있다. 6개의 상이한 리소그래피 장치의 투영 시스템에 대한 제르니케 다항식에 관하여 특징지어진 예시적인 광학 수차의 예가 도 11a 내지 도 11c 그리고 도 12a 내지 도 12c에 도시되어 있다.
실시예에서, 장치들 각각의 광학 수차는 특정 한계 내에서 가변성을 가질 수 있다. 예를 들어, 수차가 나노미터 면에서 측정되는 경우, 가변성은 ±0.2 나노미터 내에 있을 수 있다. 광학 수차의 가변성은 장치가 패터닝 공정에 또는 공정 모델에 대한 평균 광학 수차에 포함되어야 하는지를 결정하기 위해 측정될 수 있다. 예를 들어, 장치가 다른 장치에 대하여 실질적으로 변하는 광학 수차를 갖고 있다면, 그러면 이러한 장치는 그의 광학 수차에 관하여 보정될 수 있거나 패터닝 공정에서의 사용 전에 또는 공정 모델에 대한 평균 광학 수차의 결정의 일부로서 교체될 수 있다
실시예에서, 광학 수차는 예를 들어 디바이스 제조 회사 또는 시설에서 패터닝 공정에 사용되는 복수의 리소그래피 장치로부터 얻어진다. 실시예에서, 광학 수차는 예를 들어 디바이스 제조 회사 또는 설비에서 패터닝 공정에 사용되는 유형의 복수의 리소그래피 장치로부터 얻어진다. 예를 들어, 복수의 리소그래피 장치는 제조자에 의해 제조되지만 디바이스 제조 회사 또는 설비에 판매, 임대 등은 되지 않을 수 있다. 실시예에서, 광학 수차는 디바이스 제조 회사 또는 설비에서 하나 이상의 리소그래피 장치와 디바이스 제조 회사 또는 설비에서가 아닌 (예를 들어, 하나 이상의 리소그래피 장치의 제조사에서의) 하나 이상의 리소그래피 장치의 조합일 수 있다.
단계 810에서, 복수의 리소그래피 장치의 평균 광학 수차(804)가 결정된다. 평균 광학 수차(804)는 리소그래피 장치들의 총 광학 수차를 합산하고 리소그래피 장치들의 전체 개수로 나눔으로써 결정될 수 있다.
실시예에서, 평균 광학 수차(804)는 노광 필드의 복수의 위치의 각각에서 결정된다. 따라서, 예를 들어, 리소그래피 장치의 노광 필드 내의 비교 가능한 위치에서 리소그래피 장치로부터의 광학 수차의 평균을 취함으로써 각 위치에 대한 평균을 얻을 수 있다. 도 11을 참조하면, 평균 광학 수차(804)는 노광 필드(800)의 중심(0)에서, 중심으로부터 ±1㎜에서, 중심으로부터 ±2㎜에서, 중심으로부터 ±3㎜에서, 등에서 평가될 수 있다. 실시예에서, 중심으로부터의 증분(increments)은, 예를 들어 특정 적용을 위해 선택된 바와 같이 0.1㎜, 또는 0.2㎜, 또는 0.5㎜, 또는 1.5㎜, 또는 2㎜ 등일 수 있다 (예를 들어, 더 작은 증분은 계산 시간을 희생하면서 정확도를 증가시켜야 한다).
실시예에서, 평균 광학 수차(804)는 특정의 하나 이상의 유형의 광학 수차에 대하여 결정된다. 예를 들어, 평균 광학 수차(804)는 특정 제르니케 다항식으로 표현되는 특정 유형의 수차에 대하여 결정될 수 있다. 실시예에서, 평균 광학 수차는 복수의 상이한 유형의 광학 수차의 각각에 대하여 결정될 수 있다. 실시예에서, 평균 광학 수차는 하나 이상의 유형의 광학 수차의 집합 그룹에 대해 결정된다 (예를 들어, 2개 이상의 상이한 제르니케 다항식에 의해 한정된 수차에 대한 평균). 인식될 바와 같이, 하나 이상의 특정 광학 수차 유형마다의 평균 광학 수차의 결정은 노광 필드를 따르는 복수의 위치에서의 평균의 결정과 조합될 수 있다.
위에서 언급된 바와 같이, 평균은 가중 평균일 수 있으며, 여기서 각 리소그래피 장치에는 특정 가중치가 할당될 수 있다. 예를 들어, 가중은 리소그래피 장치가 공정에서 사용되는 순서 (예를 들어, 패터닝 공정에서 먼저 존재하는 리소그래피 장치에 더 많은 가중치가 할당될 수 있으며, 나중에 존재하는 리소그래피 장치에는 상대적으로 더 적은 가중치가 할당될 수 있다) 또는 용도 (예를 들어, 하나 이상의 다른 리소그래피 장치보다 비교적 많이 사용되는 리소그래피 장치에 더 많은 가중치가 할당될 수 있다)를 기초로 할 수 있다. 실시예에서, 가중 평균은 하나 이상의 값이 생략되거나 달리 변경되도록 하는 것일 수 있다.
실시예에서, 광학 모델에 사용된 평균은 특정 유형의 광학 수차 당 상이한 평균의 가중 평균일 수 있다. 예를 들어, 하나 이상의 특정 제르니케(Zernikes)의 평균은 하나 이상의 특정 노광 필드 위치에 대한 또 다른 하나 이상의 다른 제르니케보다 하나 이상의 특정 노광 필드 위치에 대해 더 높게 가중될 수 있다. 예를 들어, 하나 이상의 특정 제르니케 (예를 들어, 놀 인덱스(Noll index) 4)는 투영 시스템 내의 하나 이상의 광학 요소를 사용하여 리소그래피 장치 내에서 대해 보다 손쉽게 보정될 수 있으며, 따라서 그들의 평균(들)은 리소그래피 장치 내의 광학 요소에 의해 쉽게 보정되지 않는 (따라서 예를 들어, OPC 보정을 사용하기 위해 사전 보정되어야 하는) 하나 이상의 다른 제르니케의 평균(들)보다 낮게 가중될 수 있다.
도 11a, 도 11b 및 도 11c는 특정 제르니케 다항식, 이 경우에 제23 제르니케 다항식, 예를 들어 놀 인덱스 23으로 특징지어지는 광학 수차의 예를 도시하고 있다. 이 예에서, 광학 수차는 6개의 상이한 장치에 대한 것이다. 도 11a는 노광 필드에 걸쳐 6개의 리소그래피 장치 (각 라인은 상이한 리소그래피 장치에 대응한다)의 각각에 대한 가공되지 않은 광학 수차를 보여주고 있다. 수평 축은 노광 필드 위치에 대응하며 0은 노광 필드의 중심이고, 수직 축은 광학 수차의 양 (이 경우 ㎚)에 대응한다. 광학 수차(902)는 복수의 필드 위치의 각각에서, 예를 들어, 필드의 중심(0)으로부터 -13㎜ 내지 13㎜ (예를 들어, -13㎜, -12㎜, ... , -l㎜, 0.1㎜, ..., 13㎜))에서 결정된다. 도 11a에서 보여지는 바와 같이, 장치들의 각각에 대한 광학 수차(902)는 실질적인 변화, 예를 들어 노광 필드의 길이를 따라 약 0.2㎚ 내의 변화를 갖고 있다.
도 11b는 도 11a의 광학 수차로부터 결정된 광학 수차의 평균값(904)을 보여주고 있다. 평균 광학 수차(904)는 장치의 총 개수 (즉, 6)로 나누어진 각 위치에서의 6개의 리소그래피 장치의 각각의 광학 수차를 것을 합함으로써 결정된다. 실시예에서, 이 평균은 위에서 설명된 바와 같은 공정 모델에서 사용될 수 있다.
도 11c는 평균 광학 수차가 제거된 6개의 장치의 각각의 광학 수차 값을 보여주고 있다. 즉, 평균 광학 수차(904)는 초기 광학 수차(902)로부터 제거될 수 있으며, 이는 도 11c에서 보여지는 바와 같이 장치들 각각에 대한 잔존 수차(906)를 야기한다. 도 11c는 각 장치에 대한 초기 광학 수차(902)와 비교하여 잔존 광학 수차(906)가 실질적으로 감소된 변화를 갖고 있음을 보여주고 있다. 따라서, 평균 광학 수차(904)는 상이한 장치들 각각에서의 대부분의 광학 수차를 설명할 수 있으며, 상대적으로 적은 량의 잔존 수차를 남긴다. 따라서, 이러한 평균 광학 수차(904)가 공정 모델에 사용될 때, (예를 들어, 도 8a 내지 도 8d와 관하여 논의된 바와 같이) 공정 모델은 특정 리소그래피 장치를 이용할 때 경험될 것으로 예상되는 광학 수차의 전부는 아니지만 대부분을 설명하는 결과를 생성할 수 있다.
물론, 다양한 리소그래피 장치들 사이의 변화가 비교적 작을 때 평균 광학 수차의 사용이 유지된다. 즉, 노광 필드에 걸친 변화가 클지라도, 특정 노광 필드 위치에서의 리소그래피 장치들 간의 광학 수차의 차이가 비교적 작으면 평균 광학 수차가 효과적일 것이다. 실시예에서, 광학 수차가 제르니케(Zernikes)에 관하여 한정될 때, 그 차이는 0.1 ㎚ 미만이어야 한다.
다른 예에서, 특정 유형의, 예를 들어 제14 제르니케 다항식 (놀 인덱스 14)으로 표현되는 광학 수차는 도 12a 내지 도 12c와 대하여 논의된 바와 같이 평균 광학 수차를 포함함으로써 부분적으로만 보정 가능할 수 있다.
도 12a, 도 12b 및 도 12c는 실시예에 따른, 제14 제르니케 다항식, 광학 수차의 평균값, 및 평균 광학 수차가 제거된 광학 수차값을 특징으로 하는 광학 수차의 예를 각각 도시하고 있다. 도 12a에서, 제14 제르니케 다항식에 대한 광학 수차(912)는 각 장치에 대해 상대적으로 낮은 변화 및 상이한 장치들 사이의 비교적 유사한 변화를 보여주고 있다 (라인들이 서로를 상당히 잘 추적하는 방법이 주목된다). 실제로, 광학 수차(912)는 광학 수차(902)보다 덜 가변적인 것으로 간주될 수 있다 (도 11a 참조).
광학 수차(912)에 기초하여, 평균 광학 수차(914) (도 12b 참조)는 도 11a 및 도 11b와 관련하여 앞서 논의된 것과 유사한 방식으로 결정될 수 있다. 또한, 평균 광학 수차(914)는 초기 광학 수차(912)로부터 제거될 수 있으며, 이는 도 12c에 도시된 바와 같이 장치들 각각에 대해 잔존 광학 수차(916)를 야기한다. 도 12c는 잔존 광학 수차(916)가 실질적인 변화를 가지며 또한 장치들의 각각에 대한 초기 광학 수차(912)와 비교하여 현저하게 개선되지 않았다는 것을 보여주고 있다. 따라서, 평균 광학 수차(914)는 상이한 장치에서의 이 특정 유형의 광학 수차의 변화를 설명하지 않을 수 있다. 이는 상이한 장치들 간의 광학 수차 값의 차이가 큰 영향을 주기 때문이다. 따라서, 이러한 평균 광학 수차(914)가 공정 모델에 사용될 때, 공정 모델은 개선된 결과를 생성하지 못할 수 있다. 따라서, 이는 다수의 방법 중 임의의 방법으로 다루어질 수 있다. 예를 들어, 이 유형의 광학 수차 평균은 공정 모델에서 (아마 완전히 제거되는 것을 포함하여) 덜 가중될 수 있다. 추가적으로 또는 대안적으로, 이 유형의 광학 수차는 기판 레벨 제어 등에 의하여 파면 보정 광학 요소와 같은, 리소그래피 장치 내의 또 다른 보정 메커니즘을 이용하여 다루어질 수 있다.
따라서, 패터닝 공정에 사용되는 장치 (예를 들어, 리소그래피 장치 (예를 들어, EUV 리소그래피 장치)의 투영 광학계)에서의 (잔존) 수차는 종래의 장치와 비교하여 장치마다 대부분 체계적일 수 있다는 것이 인식되고 있다. 이는 이러한 장치로 인하여 패터닝 공정에서 발생하는 광학 수차를 (예를 들어, 이 OPC 모델을 사용하여) 적어도 부분적으로 보상하기 위해 패터닝 공정 설계, 보정 등에 (예를 들어, OPC 모델링에) 장치의 평균 툴 수차 핑거프린트(tool aberration fingerprint)를 이용할 기회를 열어 준다. 이 접근법의 이점은 장치 독립적인 패터닝 공정 보정, 설계, 공정 및/또는 모델을 제공하면서 전체 CD 균일성 (CDU) 및/또는 패턴 시프트 균일성(PSU)이 크게 개선될 수 있다는 것이다.
따라서, 패터닝 공정의 매개변수 (예를 들어, OPC 보정, 조명 모드 구성, 선량 프로파일 등)를 계산하는데 있어 복수의 장치의 평균 광학 수차를 포함시켜 패터닝 공정에서 발생할 것으로 예상되는 광학 수차를 적어도 부분적으로 보정하는 기술이 제공된다. 예를 들어, 이러한 기술을 이용하여, 예를 들어, 공정 모델이 리소그래피 장치의 투영 시스템의 광학 수차를 설명하지 않을 때 광학 수차를 설명하지 않는 및/또는 패터닝 디바이스의 사용에서 증가된 유연성을 얻는 공정과 비교하여 개선된 패턴 충실도가 실현될 수 있다.
본 명세서에서 설명된 평균 광학 수차의 이용은 패터닝 공정에서의 공정 또는 공정에서의 장치의 제어, 패터닝 공정에 의해 생산된 기판의 모니터링, 패터닝 공정의 공정 또는 장치의 설계 등을 포함하는 다양한 목적을 위하여 사용될 수 있다. 예를 들어, 결과 또는 그로부터 도출된 또 다른 결과는 기판의 추가 처리를 위한 또는 또 다른 기판의 처리를 위한 패터닝 공정의 장치 또는 공정을 변경하기 위해 사용될 수 있다. 예를 들어, 결과는 결함을 예측하기 위해 사용될 수 있다. 결함의 예측은, 예를 들어 영향을 받는 영역을 검사하기 위해 계측 툴을 제어 및/또는 기판의 추가 처리를 위한 또는 또 다른 기판의 처리를 위한 패터닝 공정의 장치 또는 공정을 변경하는데 사용될 수 있다. 또한, 결과는, 예를 들어 리소그래피 장치의 보정을 위한 선량 레시피(dose recipe)를 유도함으로써 패터닝 공정을 설계하는데 사용될 수 있으며, 패터닝 디바이스 및 그 패턴의 설계, 공정의 설정 등을 가능하게 한다. 결과는 그후 다양한 목적을 위하여 사용될 수 있는 하나 이상의 공정 변수 (예를 들어, 최적 노광 및/또는 최적 선량)를 결정하는데 사용될 수 있다. 인식될 바와 같이, 다른 많은 용도가 있을 수 있다.
실시예에서, 패터닝 공정과 사용하기 위하여 복수의 장치의 광학 시스템의 평균 광학 수차를 포함하거나 이를 설명하는 패터닝 공정의 공정 모델을 획득하는 것; 및 평균 광학 수차를 설명하기 위해 패터닝 공정의 매개변수에 대한 조정을 결정하도록 공정 모델을 하드웨어 컴퓨터 시스템에 의해 적용시키는 것을 포함하는 방법이 제공된다.
실시예에서, 공정 모델은 광학 근접 보정 모델을 포함하고 있다. 실시예에서, 매개변수에 대한 조정의 결정은 평균 광학 수차를 보상하는 광학 근접 보정의 결정을 포함하고 있다. 실시예에서, 평균 광학 수차는 복수의 리소그래피 장치에 대한 것이며 노광 필드의 복수의 위치의 각각에서 특정된다. 실시예에서, 노광 필드는 슬릿이며, 복수의 위치는 슬릿의 길이를 따라 퍼져있다. 실시예에서, 평균 광학 수차는 특정 유형의 광학 수차에 대해 특정된다. 실시예에서, 평균 광학 수차는 복수의 상이한 유형의 광학 수차의 각각에 관하여 특정된다. 실시예에서, 평균 광학 수차(들)는 제르니케 다항식에 관하여 한정된다. 실시예에서, 본 방법은 패터닝 공정과 사용하기 위하여 복수의 장치의 광학 시스템의 평균 광학 수차를 획득하는 것; 및 평균 광학 수차를 포함하며 평균 광학 수차를 설명하기 위해 패터닝 공정의 매개변수에 대한 조정을 결정하도록 구성된 공정 모델을 생성하는 것을 더 포함하고 있다. 실시예에서, 본 방법은 복수의 장치의 각각의 광학 시스템의 광학 수차를 획득하는 것-각 광학 수차는 노광 필드의 복수의 위치에서 얻어짐-; 및 노광 필드의 복수의 위치 각각에서 복수의 장치의 평균 광학 수차를 계산하는 것을 더 포함하고 있다. 실시예에서, 본 방법은 매개변수의 조정을 패터닝 공정에 적용시키는 것을 더 포함하고 있다.
실시예에서, 패터닝 공정의 복수의 장치의 광학 시스템의 평균 광학 수차를 획득하는 것; 및 평균 광학 수차를 설명하기 위해 패터닝 공정의 매개변수에 대한 조정을 결정하도록 구성된 공정 모델을 하드웨어 컴퓨터 시스템에 의하여 생성하는 것을 포함하는 방법이 제공된다.
실시예에서, 공정 모델은 광학 근접 보정 모델을 포함하고 있다. 실시예에서, 매개변수에 대한 조정의 결정은 평균 광학 수차를 보상하는 광학 근접 보정의 결정을 포함하고 있다. 실시예에서, 평균 광학 수차는 복수의 리소그래피 장치에 대한 것이며 노광 필드의 복수의 위치의 각각에서 특정된다. 실시예에서, 노광 필드는 슬릿이며, 복수의 위치는 슬릿의 길이를 따라 퍼져있다. 실시예에서, 평균 광학 수차는 특정 유형의 광학 수차에 대해 특정된다. 실시예에서, 평균 광학 수차는 복수의 상이한 유형의 광학 수차 각각에 관하여 특정된다. 실시예에서, 평균 광학 수차(들)는 제르니케 다항식에 관하여 한정된다. 실시예에서, 본 방법은 복수의 장치의 각각의 광학 시스템의 광학 수차를 획득하는 것-각 광학 수차는 노광 필드의 복수의 위치에서 얻어짐-; 및 노광 필드의 복수의 위치 각각에서 복수의 장치의 평균 광학 수차를 계산하는 것을 더 포함하고 있다. 실시예에서, 본 방법은 평균 광학 수차를 설명하기 위해 패터닝 공정의 매개변수에 대한 조정을 결정하도록 공정 모델을 이용하는 것, 및 매개변수의 조정을 패터닝 공정에 적용시키는 것을 더 포함하고 있다.
실시예에서, 패터닝 공정에 사용하기 위한 복수의 리소그래피 장치의 각각의 광학 시스템의 광학 수차를 획득하는 것 -각 광학 수차는 리소그래피의 노광 필드의 복수의 위치에서 획득됨-; 및 하드웨어 컴퓨터 시스템에 의해, 노광 필드의 복수의 위치 각각에서 복수의 리소그래피 장치의 평균 광학 수차를 계산하는 것을 포함하는 방법에 제공된다.
실시예에서, 평균 광학 수차는 특정 유형의 광학 수차에 대해 특정된다. 실시예에서, 평균 광학 수차는 복수의 상이한 유형의 광학 수차의 각각에 관하여 특정된다. 실시예에서, 평균 광학 수차(들)는 제르니케 다항식에 관하여 한정된다. 실시예에서, 광학 수차는 특정 한계 내에서 가변성을 갖는다. 실시예에서, 광학 수차는 ±0.2 ㎚ 내에서 가변성을 갖는다. 실시예에서, 노광 필드는 슬릿이며 복수의 위치는 슬릿의 길이를 따라 퍼져있다. 실시예에서, 광학 수차는 제르니케 다항식에 관하여 한정된다. 실시예에서, 본 방법은 평균 광학 수차를 설명하기 위해 패터닝 공정의 매개변수에 대한 조정을 결정하도록 평균 광학 수차를 이용하는 것과, 매개변수의 조정을 패터닝 공정에 적용시키는 것을 더 포함하고 있다.
실시예에서, 패터닝 공정에서 사용하기 위하여 복수의 장치의 광학 시스템의 평균 광학 수차를 결정하는 것; 및 패터닝 공정을 이용하여 기판 상으로 이미지화될 패턴을 조정하기 위하여 하드웨어 컴퓨터 시스템에 의하여 광학 근접 모델을 생성하는 것을 포함하는 방법이 제공되며, 여기서 광학 근접 모델은 광학 근접 보정을 패턴에 적용시키도록 구성되어 결정된 평균 광학 수차를 적어도 부분적으로 보상한다.
실시예는 하기 조항(clause)을 이용하여 추가 설명될 수 있다:
1. 본 방법은,
패터닝 공정과 사용하기 위하여 복수의 장치의 광학 시스템의 평균 광학 수차를 포함하거나 이를 설명하는 패터닝 공정의 공정 모델을 획득하는 것; 및
평균 광학 수차를 설명하기 위해 패터닝 공정의 매개변수에 대한 조정을 결정하도록 공정 모델을 하드웨어 컴퓨터 시스템에 의해 적용시키는 것을 포함한다.
2. 조항 1의 방법에서, 모델은 광학 근접 보정 모델을 포함한다.
3. 조항 1 또는 조항 2의 방법에서, 매개변수에 대한 조정의 결정은 평균 광학 수차를 보상하는 광학 근접 보정의 결정을 포함한다.
4. 조항 1 내지 3 중 어느 한 조항의 방법에서, 평균 광학 수차는 복수의 리소그래피 장치에 대한 것이며 노광 필드의 복수의 위치의 각각에서 특정된다.
5. 조항 4의 방법에서, 노광 필드는 슬릿이며, 복수의 위치는 슬릿의 길이를 따라 퍼져 있다.
6. 조항 1 내지 5 중 어느 한 조항의 방법에서, 평균 광학 수차는 특정 유형의 광학 수차에 대해 특정된다.
7. 조항 6의 방법에서, 평균 광학 수차는 복수의 상이한 유형의 광학 수차의 각각에 관하여 특정된다.
8. 조항 6 또는 조항 7의 방법에서, 평균 광학 수차(들)는 제르니케 다항식에 관하여 한정된다.
9. 조항 1 내지 8 중 어느 한 조항의 방법은,
패터닝 공정과 사용하기 위하여 복수의 장치의 광학 시스템의 평균 광학 수차를 획득하는 것; 및
평균 광학 수차를 포함하며 평균 광학 수차를 설명하기 위해 패터닝 공정의 매개변수에 대한 조정을 결정하도록 구성된 공정 모델을 생성하는 것을 더 포함한다.
10. 조항 1 내지 9 중 어느 한 조항의 방법은,
복수의 장치의 각각의 광학 시스템의 광학 수차를 획득하는 것-각 광학 수차는 노광 필드의 복수의 위치에서 획득됨-; 및
노광 필드의 복수의 위치의 각각에서 복수의 장치의 평균 광학 수차를 계산하는 것을 더 포함한다.
11. 조항 1 내지 10 중 어느 한 조항의 방법은 매개변수의 조정을 패터닝 공정에 적용시키는 것을 더 포함한다.
12. 본 방법은,
패터닝 공정의 복수의 장치의 광학 시스템의 평균 광학 수차를 획득하는 것; 및
평균 광학 수차를 설명하기 위해 패터닝 공정의 매개변수에 대한 조정을 결정하도록 구성된 공정 모델을 하드웨어 컴퓨터 시스템에 의하여 생성하는 것을 포함한다.
13. 조항 12의 방법에서, 공정 모델은 광학 근접 보정 모델을 포함한다.
14. 조항 12 또는 조항 13의 방법에서, 매개변수에 대한 조정의 결정은 평균 광학 수차를 보상하는 광학 근접 보정의 결정을 포함한다.
15. 조항 12 내지 14 중 어느 한 조항의 방법에서, 평균 광학 수차는 복수의 리소그래피 장치에 대한 것이며 노광 필드의 복수의 위치의 각각에서 특정된다.
16. 조항 15의 방법에서, 노광 필드는 슬릿이며, 복수의 위치는 슬릿의 길이를 따라 퍼져 있다.
17. 조항 12 내지 16 중 어느 한 조항의 방법에서, 평균 광학 수차는 특정 유형의 광학 수차에 대해 특정된다.
18. 조항 17의 방법에서, 평균 광학 수차는 복수의 상이한 유형의 광학 수차의 각각에 관하여 특정된다.
19. 조항 17 또는 조항 18의 방법에서, 평균 광학 수차(들)는 제르니케 다항식에 관하여 한정된다.
20. 조항 12 내지 19 중 어느 한 조항의 방법은
복수의 장치의 각각의 광학 시스템의 광학 수차를 획득하는 것-각 광학 수차는 노광 필드의 복수의 위치에서 획득됨-; 및
노광 필드의 복수의 위치의 각각에서 복수의 장치의 평균 광학 수차를 계산하는 것을 더 포함한다.
21. 조항 12 내지 20 중 어느 한 조항의 방법은 평균 광학 수차를 설명하기 위해 패터닝 공정의 매개변수에 대한 조정을 결정하도록 공정 모델을 이용하는 것, 및 매개변수의 조정을 패터닝 공정에 적용시키는 것을 더 포함한다.
22. 본 방법은,
복수의 리소그래피 장치의 각각의 광학 시스템의 광학 수차를 획득하는 것-각 광학 수차는 리소그래피 장치의 노광 필드의 복수의 위치에서 획득됨-; 및
하드웨어 컴퓨터 시스템에 의해, 노광 필드의 복수의 위치의 각각에서 복수의 리소그래피 장치의 평균 광학 수차를 계산하는 것을 포함한다.
23. 조항 22의 방법에서, 평균 광학 수차는 특정 유형의 광학 수차에 대하여 특정된다.
24. 조항 22 또는 조항 23의 방법에서, 평균 광학 수차는 복수의 상이한 유형의 광학 수차의 각각에 관하여 특정된다.
25. 조항 23 또는 조항 24의 방법에서, 평균 광학 수차(들)는 제르니케 다항식에 관하여 한정된다.
26. 조항 22 내지 25 중 어느 한 조항의 방법에서, 광학 수차는 특정 한계 내에서 가변성을 갖는다.
27. 조항 26의 방법에서, 광학 수차는 ±0.2㎚ 내에서 가변성을 갖는다.
28. 조항 22 내지 27 중 어느 한 조항의 방법에서, 노광 필드는 슬릿이며, 복수의 위치는 슬릿의 길이를 따라 퍼져 있다.
29. 조항 22 내지 28 중 어느 한 조항의 방법에서, 광학 수차는 제르니케 다항식에 관하여 한정된다.
30. 조항 22 내지 29 중 어느 한 조항의 방법은 평균 광학 수차를 설명하도록 패터닝 공정의 매개변수에 대한 조정을 결정하기 위해 평균 광학 수차를 이용하는 것, 및 매개변수의 조정을 패터닝 공정에 적용시키는 것을 더 포함한다.
31. 본 방법은,
패터닝 공정에서의 사용을 위하여 복수의 장치의 광학 시스템의 평균 광학 수차를 결정하는 것; 및
패터닝 공정을 이용하여 기판 상으로 이미지화될 패턴을 조정하기 위하여 광학 근접 모델을 하드웨어 컴퓨터 시스템에 의하여 생성하는 것을 포함하는 방법이 제공되며,
여기서 광학 근접 모델은 광학 근접 보정을 패턴에 적용시키도록 구성되어 결정된 평균 광학 수차를 적어도 부분적으로 보상한다.
32. 패터닝 공정을 이용하여 기판 상으로 이미지화될 패턴을 조정하는 방법이 제공되며, 본 방법은 조항 1 내지 21 및 31 중 한 조항에 따른 모델을 적용시키는 것을 포함한다.
33. 기록된 명령어를 갖는 비-일시적 컴퓨터 독출 가능한 매체를 포함하는 컴퓨터 프로그램 제품이 제공되며, 명령어는 컴퓨터에 의하여 실행될 때 조항 1 내지 32 중 어느 한 조항의 방법을 구현한다.
도 13은 본 명세서에 개시된 최적화 방법 및 흐름을 구현하는 것을 도울 수 있는 컴퓨터 시스템(100)을 도시하는 블록도이다. 컴퓨터 시스템(100)은 정보를 전달하기 위한 버스(102) 또는 다른 통신 메커니즘, 및 정보를 처리하기 위해 버스(102)와 연결된 프로세서(104) (또는 다수의 프로세서(104 및 105))를 포함하고 있다. 컴퓨터 시스템(100)은 또한 프로세서(104)에 의해 실행될 정보 및 명령어를 저장하기 위해 버스(102)에 연결되어 있는, 랜덤 액세스 메모리(RAM) 또는 다른 동적 저장 디바이스와 같은 메인 메모리(106)를 포함하고 있다. 메인 메모리(106)는 또한 프로세서(104)에 의해 실행될 명령어의 실행 동안 일시적 변수 또는 다른 중간 정보를 저장하기 위하여 사용될 수 있다. 컴퓨터 시스템(100)은 프로세서(104)에 대한 정적 정보 및 명령어를 저장하기 위하여, 버스(102)에 연결된 판독 전용 메모리(ROM)(108) 또는 다른 정적 저장 디바이스를 더 포함하고 있다. 정보 및 명령어를 저장하기 위하여, 자기 디스크 또는 광학 디스크와 같은 저장 디바이스(110)가 제공되고 버스(102)에 연결되어 있다.
컴퓨터 시스템(100)은 컴퓨터 사용자에게 정보를 디스플레이하기 위하여 버스(102)를 통하여, 음극선관(CRT) 또는 플랫 패널 또는 터치 패널 디스플레이와 같은 디스플레이(112)에 연결될 수 있다. 영숫자 및 다른 키를 포함하는 입력 디바이스(114)는 정보 및 명령 선택을 프로세서(104)에 전달하기 위하여 버스(102)에 연결되어 있다. 다른 유형의 사용자 입력 디바이스는 방향 정보 및 명령 선택을 프로세서(104)에 전달하기 위한 또한 디스플레이(112) 상에서의 커서 이동을 제어하기 위한, 마우스, 트랙볼 또는 커서 방향 키와 같은 커서 제어부(cursor control)(116)이다. 이 입력 디바이스는 전형적으로 디바이스가 평면에서의 위치를 특정하는 것을 허용하는 2개의 축, 제1 축 (예를 들어, x) 및 제2 축 (예를 들어, y)에서의 2개의 자유도를 갖고 있다. 터치 패널 (스크린) 디스플레이 또한 입력 디바이스로 사용될 수 있다.
실시예에 따르면, 본 명세서에서 설명된 공정의 부분들은 메인 메모리(106)에 포함된 하나 이상의 명령어의 하나 이상의 시퀀스를 실행하는 프로세서(104)에 응답하여 컴퓨터 시스템(100)에 의해 수행될 수 있다.
이러한 명령어는 저장 디바이스(110)와 같은 다른 컴퓨터-판독 가능한 매체로부터 메인 메모리(106)로 판독될 수 있다. 메인 메모리(106)에 포함된 명령어들의 시퀀스의 실행은 프로세서(104)가 본 명세서에 설명된 공정 단계를 수행하게 한다. 메인 메모리(106)에 포함된 명령의 시퀀스를 실행하기 위해 다중 처리 구성 내의 하나 이상의 프로세서가 또한 사용될 수 있다. 대안적인 실시예에서, 하드웨어에 내장된(hard-wired) 회로는 소프트웨어 명령 대신에 또는 소프트웨어 명령과 조합하여 사용될 수 있다. 따라서, 실시예는 하드웨어 회로 및 소프트웨어의 임의의 특정 조합에 제한되지 않는다.
본 명세서에서 사용된 바와 같은 용어 "컴퓨터-판독 가능한 매체"는 실행을 위하여 프로세서(104)에 명령을 제공하는데 참여하는 임의의 매체를 지칭한다. 이러한 매체는 비휘발성 매체, 휘발성 매체 및 전송 매체를 포함하는, 그러나 이에 제한되지 않는 많은 형태를 취할 수 있다. 비휘발성 매체는, 예를 들어 저장 디바이스(110)와 같은 광학 또는 자기 디스크를 포함하고 있다. 휘발성 매체는 메인 메모리(106)와 같은 동적 메모리를 포함하고 있다. 전송 매체는 동축 케이블, 구리 와이어 및 광섬유를 포함하며, 버스(102)를 포함하는 와이어를 포함하고 있다. 전송 매체는 또한 무선 주파수(RF) 및 적외선(IR) 데이터 통신 중에 발생되는 것과 같은 음파 또는 광파의 형태를 취할 수 있다. 컴퓨터-판독 가능한 매체의 보편적인 형태는 예를 들어 플로피 디스크, 플렉시블 디스크, 하드 디스크, 자기 테이프, 임의의 다른 자기 매체, CD-ROM, DVD, 임의의 다른 광학 매체, 펀치 카드, 종이 테이프, 홀(holes)의 패턴을 갖는 임의의 다른 물리적 매체, RAM, PROM 및 EPROM, FLASH-EPROM, 임의의 다른 메모리 칩 또는 카트리지, 이하에 설명되는 바와 같은 반송파, 또는 컴퓨터가 독출할 수 있는 임의의 다른 매체를 포함하고 있다.
다양한 형태의 컴퓨터-판독 가능한 매체가 실행을 위하여 하나 이상의 명령의 하나 이상의 시퀀스를 프로세서(104)에 전달하는데 관여될 수 있다. 예를 들어, 명령어는 초기에 원격 컴퓨터의 자기 디스크에 저장(borne)될 수 있다. 원격 컴퓨터는 명령어를 그의 동적 메모리 내로 로딩하고 모뎀을 사용하여 전화선을 통해 명령어를 보낼 수 있다. 컴퓨터 시스템(100)에 로컬인 모뎀은 전화선으로 데이터를 수신할 수 있으며 적외선 송신기를 이용하여 데이터를 적외선 신호로 변환할 수 있다. 버스(102)에 연결된 적외선 검출기는 적외선 신호로 전달된 데이터를 수신하고 데이터를 버스(102)에 배치할 수 있다. 버스(102)는 데이터를 메인 메모리(106)로 전달하며, 프로세서(104)는 메인 메모리로부터 명령어를 검색하고 실행한다. 메인 메모리(106)에 의해 수신된 명령어는 프로세서(104)에 의한 실행 전 또는 후에 저장 디바이스(110)에 선택적으로 저장될 수 있다.
컴퓨터 시스템(100)은 또한 버스(102)에 연결된 통신 인터페이스(118)를 포함할 수 있다. 통신 인터페이스(118)는 로컬 네트워크(122)에 연결된 네트워크 링크(120)에 양방향 데이터 통신 커플링을 제공한다. 예를 들어, 통신 인터페이스(118)는 대응하는 유형의 전화선에 데이터 통신 연결을 제공하기 위하여 통합 서비스 디지털 네트워크(ISDN) 카드 또는 모뎀일 수 있다. 다른 예로서, 통신 인터페이스(118)는 호환 가능한 근거리 통신 네트워크(LAN)에 데이터 통신 연결을 제공하기 위하여 근거리 통신 네트워크(LAN) 카드일 수 있다. 무선 링크 또한 구현될 수 있다. 임의의 이러한 구현에서, 통신 인터페이스(118)는 다양한 유형의 정보를 나타내는 디지털 데이터 스트림을 전달하는 전기, 전자기 또는 광학 신호를 송신하고 수신한다.
네트워크 링크(120)는 전형적으로 데이터 통신을 하나 이상의 네트워크를 통해 다른 데이터 디바이스에 제공한다. 예를 들어, 네트워크 링크(120)는 로컬 네트워크(122)를 통해 호스트 컴퓨터(124)로의 또는 인터넷 서비스 제공자(ISP)(126)에 의해 운영되는 데이터 장비로의 연결을 제공할 수 있다. ISP(126)는 결과적으로 월드와이드 패킷 데이터 통신 네트워크를 통해 데이터 통신 서비스를 제공하며, 이는 이제 일반적으로 "인터넷"(128)으로 지칭된다. 로컬 네트워크(122)와 인터넷(128)은 모두 디지털 데이터 스트림을 전달하는 전기, 전자기 또는 광학 신호를 사용한다. 컴퓨터 시스템(100)으로 또한 컴퓨터 시스템으로부터 디지털 데이터를 전달하는, 다양한 네트워크를 통한 신호, 및 네트워크 링크(120) 상의 그리고 통신 인터페이스(118)를 통한 신호는 정보를 수송하는 반송파의 예시적인 형태이다.
컴퓨터 시스템(100)은 네트워크(들), 네트워크 링크(120) 및 통신 인터페이스(118)를 통해, 프로그램 코드를 포함하는 메시지를 송신하고 데이터를 수신할 수 있다. 인터넷 예에서, 서버(130)는 인터넷(128), ISP(126), 로컬 네트워크(122) 및 통신 인터페이스(118)를 통하여 애플리케이션 프로그램에 대하여, 요청된 코드를 전송할 수 있다. 하나 이상의 실시예에 따르면, 하나의 이러한 다운로드된 애플리케이션은 예를 들어 실시예의 조명 최적화를 제공한다. 수신된 코드는 수신될 때 프로세서(104)에 의해 실행될 수 있으며 및/또는 추후 실행을 위하여 저장 디바이스(110) 또는 다른 비휘발성 저장부에 저장될 수 있다. 이러한 방식으로, 컴퓨터 시스템(100)은 반송파 형태의 애플리케이션 코드를 획득할 수 있다.
도 14는
- 방사선을 제공하기 위한 소스 컬렉터 모듈(SO);
- 소스 컬렉터 모듈(SO)로부터의 방사선 빔(B) (예를 들어, EUV 방사선)을 조정하도록 구성된 조명 시스템(일루미네이터)(IL);
- 패터닝 디바이스 (예를 들어, 마스크 또는 레티클)(MA)를 지지하도록 구성되며, 패터닝 디바이스를 정확하게 위치시키도록 구성된 제1 포지셔너(PM)에 연결되어 있는 지지 구조체(예를 들어, 마스크 테이블)(MT);
- 기판 (예를 들어, 레지스트 코팅된 웨이퍼)(W)을 유지하도록 구성되며, 기판을 정확하게 위치시키도록 구성된 제2 포지셔너(PW)에 연결되어 있는 기판 테이블 (예를 들어, 웨이퍼 테이블)(WT); 및
- 패터닝 디바이스(MA)에 의하여 방사선 빔(B)에 부여된 패턴을 기판(W)의 (예를 들어, 하나 이상의 다이를 포함하는) 타겟 부분(C) 상으로 투영하도록 구성된 투영 시스템 (예를 들어, 반사 투영 시스템)(PS);을 포함하는 다른 예시적인 리소그래피 투영 장치(LA)를 개략적으로 도시하고 있다.
여기서 도시된 바와 같이, 장치(LA)는 (예를 들어, 반사 마스크를 이용하는) 반사형이다. 대부분의 물질이 EUV 파장 범위 내에서 흡수되기 때문에, 패터닝 디바이스는 예를 들어 몰리브덴과 실리콘의 다층 스택을 포함하는 다층 반사기를 가질 수 있다는 점이 주목되어야 한다. 일 예에서, 다중 스택 반사기는 몰리브덴 및 실리콘의 40층 쌍을 가지며, 여기서 각 층의 두께는 1/4 파장이다. X-선 리소그래피로 훨씬 더 작은 파장이 생성될 수 있다. 대부분의 물질이 EUV 및 x-선 파장에서 흡수성이기 때문에, 패터닝 디바이스 토포그래피(topography) 상의 패터닝된 흡수성 물질의 박편(예를 들어, 다층 반사기 최상부 상의 TaN 흡수재)은 피처가 프린트될 (포지티브 레지스트) 또는 프린트되지 않을 (네거티브 레지스트) 위치를 한정한다.
도 14를 참조하면, 일루미네이터(IL)는 소스 컬렉터 모듈(SO)로부터 극자외 방사선 빔을 받아들인다. EUV 방사선을 생성하기 위한 방법은 EUV 범위 내의 하나 이상의 방출 라인으로, 물질을 적어도 하나의 원소, 예를 들어 크세논, 리튬 또는 주석을 갖는 플라즈마 상태로 변환시키는 것을 포함하지만, 반드시 이에 제한되지는 않는다. 하나의 이러한 방법에서, 종종 레이저 생성 플라즈마 ("LPP")라고 지칭되는 플라즈마는, 라인 방출 요소를 갖는 물질의 액적, 스트림 또는 클러스터와 같은 연료를 레이저 빔으로 조사함으로써 생성될 수 있다. 소스 컬렉터 모듈(SO)은 연료를 여기시키는 레이저 빔을 제공하기 위해 도 14에서 보여지지 않는, 레이저를 포함하는 EUV 방사선 시스템의 일부일 수 있다. 그 결과로 생성된 플라즈마는 소스 컬렉터 모듈에 배치된 방사선 컬렉터를 사용하여 수집된 출력 방사선, 예를 들어 EUV 방사선을 방출한다. 예를 들어 연료 여기를 위한 레이저 빔을 제공하기 위해 CO2 레이저가 사용될 때 레이저와 소스 컬렉터 모듈은 별도의 개체일 수 있다.
이러한 경우, 레이저는 리소그래피 장치의 일부를 형성하는 것으로 간주하지 않으며, 방사선 빔은 예를 들어 적절한 지향 미러 및/또는 빔 익스팬더를 포함하는 빔 전달 시스템의 도움으로, 레이저로부터 소스 컬렉터 모듈로 나아간다. 다른 경우에, 예를 들어 방사선 소스가 흔히 DPP 방사선 소스로 지칭되는 방전 생성 플라즈마 EUV 발생기인 경우, 방사선 소스는 소스 컬렉터 모듈의 통합부일 수 있다.
일루미네이터(IL)는 방사선 빔의 각도 세기 분포를 조정하는 조정기를 포함할 수 있다. 일반적으로, 일루미네이터의 퓨필 평면 내의 세기 분포의 적어도 외부 및/또는 내부 반경 방향 크기 (통상적으로, 각각 σ-외부 및 σ-내부로 지칭됨)가 조정될 수 있다. 또한, 일루미네이터(IL)는 패싯 필드(facetted field) 및 퓨필 미러 디바이스와 같은 다양한 다른 구성요소를 포함할 수 있다. 일루미네이터는 방사선 빔의 횡단면에 원하는 균일성(uniformity) 및 세기 분포를 갖기 위해, 방사선 빔을 조정하기 위해 사용될 수 있다.
방사선 빔(B)은 지지 구조체 (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)에서 반사된 후, 방사선 빔(B)은 투영 시스템(PS)을 통과하며, 투영 시스템은 빔을 기판(W)의 타겟 부분(C) 상으로 집속한다. 제2 포지셔너(PW) 및 위치 센서(PS2) (예를 들어, 간섭계 디바이스, 선형 인코더 또는 용량성 센서)의 도움으로, 예를 들어 방사선 빔(B)의 경로에 상이한 타겟 부분(C)을 위치시키기 위하여 기판 테이블(WT)은 정확하게 이동될 수 있다. 유사하게, 제1 포지셔너(PM) 및 다른 위치 센서(PS1)는 방사선 빔(B)의 경로에 대해 패터닝 디바이스 (예를 들어, 마스크)(MA)를 정확하게 위치시키기 위해 사용될 수 있다. 패터닝 디바이스 (예를 들어, 마스크)(MA)와 기판(W)은 패터닝 디바이스 정렬 마크(M1, M2)와 기판 정렬 마크(P1, P2)를 이용하여 정렬될 수 있다.
도시된 장치(LA)는 다음 모드들 중 적어도 하나의 모드에서 사용될 수 있다:
1. 스텝 모드에서, 지지 구조체 (예를 들어, 마스크 테이블)(MT) 및 기판 테이블(WT)은 기본적으로 정지 상태로 유지되는 한편, 방사선 빔에 부여되는 전체 패턴은 한 번에 타겟 부분(C) 상으로 투영된다 (즉, 단일 정적 노광). 기판 테이블(WT)은 그후 상이한 타겟 부분(C)이 노광될 수 있도록 X 및/또는 Y 방향으로 시프트된다.
2. 스캔 모드에서, 지지 구조체 (예를 들어, 마스크 테이블)(MT) 및 기판 테이블(WT)은 방사선 빔에 부여된 패턴이 타겟 부분(C) 상으로 투영되는 동안에 동시에 스캐닝된다 (즉, 단일 동적 노광). 지지 구조체 (예를 들어, 마스크 테이블)(MT)에 대한 기판 테이블(WT)의 속도 및 방향은 투영 시스템(PS)의 (축소) 확대 및 이미지 반전 특징에 의하여 결정될 수 있다.
3. 또 다른 모드에서, 지지 구조체 (예를 들어, 마스크 테이블)(MT)는 프로그램 가능한 패터닝 디바이스를 유지하여 기본적으로 정지된 상태로 유지되며, 방사선 빔에 부여된 패턴이 타겟 부분(C) 상으로 투영되는 동안 기판 테이블(WT)은 이동되거나 스캐닝된다. 이 모드에서는, 일반적으로 펄스식(pulsed) 방사선 소스가 채택되며, 프로그램 가능한 패터닝 디바이스는 기판 테이블(WT)의 각 이동 후 또는 스캔 동안의 계속적인 방사선 펄스들 사이 사이에 필요에 따라 업데이트된다. 이 작동 모드는 위에서 언급된 바와 같은 유형의 프로그램 가능한 미러 어레이와 같은 프로그램 가능한 패터닝 디바이스를 이용하는 마스크리스 리소그래피에 용이하게 적용될 수 있다.
도 15는 소스 컬렉터 모듈(SO), 조명 시스템(IL), 및 투영 시스템(PS)을 포함하는 장치(LA)를 더 상세히 보여주고 있다. 소스 컬렉터 모듈(SO)은, 진공 환경이 소스 컬렉터 모듈(SO)의 외함 구조체(220) 내에서 유지될 수 있도록 구성되고 배치된다. EUV 방사선 방출 플라즈마(210)는 방전 생성 플라즈마 방사선 소스에 의하여 형성될 수 있다. EUV 방사선은 가스 또는 증기, 예를 들어 Xe 가스, Li 증기 또는 Sn 증기에 의해 생성될 수 있으며, 여기서 매우 고온의 플라즈마(210)가 생성되어 전자기 스펙트럼의 EUV 범위 내의 방사선을 방출한다. 매우 고온의 플라즈마(210)는, 예를 들어 적어도 부분적으로 이온화된 플라즈마를 야기하는 방전에 의해 생성된다. 방사선의 효율적인 발생을 위하여, 예를 들어 Xe, Li, Sn 증기 또는 임의의 다른 적절한 가스 또는 증기의 10 Pa의 분압(Partial pressures)이 요구될 수 있다. 실시예에서, EUV 방사선을 생성하기 위해 여기된 주석(Sn)의 플라즈마가 제공된다.
고온의 플라즈마(210)에 의하여 방출된 방사선은 소스 챔버(211)의 개구 내에 또는 뒤에 위치된 선택적인 가스 배리어 또는 오염물 트랩(230) (일부 경우에 오염물 배리어 또는 포일 트랩(foil trap)으로도 지칭됨)을 통해 소스 챔버(211)로부터 컬렉터 챔버(212)로 나아간다. 오염물 트랩(230)은 채널 구조체를 포함할 수 있다. 오염 트랩(230)은 또한 가스 배리어 또는 가스 배리어와 채널 구조체의 조합을 포함할 수 있다. 본 명세서에 추가로 나타나 있는 오염물 트랩 또는 오염물 배리어(230)는, 당업계에 알려진 바와 같이 적어도 채널 구조를 포함하고 있다.
컬렉터 챔버(211)는 소위 그레이징(grazing) 입사 컬렉터일 수 있는 방사선 컬렉터(CO)를 포함할 수 있다. 방사선 컬렉터(CO)는 방사선 컬렉터 상류측(251) 및 방사선 컬렉터 하류측(252)을 갖고 있다. 컬렉터(CO)를 가로지르는 방사선은 격자 스펙트럼 필터(240)로부터 반사되어 일점쇄선 "O"으로 나타나는 광학 축을 따라 가상 소스 포인트(IF)에 집속될 수 있다. 가상 소스 포인트(IF)는 통상적으로 중간 초점으로 지칭되며, 소스 컬렉터 모듈은 중간 초점(IF)이 외함 구조체(220)의 개구(221)에 또는 그 근처에 위치되도록 배치되어 있다. 가상의 소스 포인트(IF)는 방사선 방출 플라즈마(210)의 이미지이다.
그후, 방사선은 조명 시스템(IL)을 가로지르며, 조명 시스템은 패터닝 디바이스(MA)에서의 방사선 세기의 원하는 균일성뿐만 아니라, 패터닝 디바이스(MA)에서의 방사선 빔(21)의 원하는 각도 분포를 제공하도록 배치된 패싯 필드 미러 디바이스(22) 및 패싯 퓨필 미러 디바이스(24)를 포함할 수 있다. 지지 구조체(MT)에 의해 유지되는 패터닝 디바이스(MA)에서의 방사선(21)의 빔의 반사 시, 패터닝된 빔(26)이 형성되며, 패터닝된 빔(26)은 반사 요소(28, 30)를 통해 투영 시스템(PS)에 의하여, 기판 테이블(WT)에 의해 유지되어 있는 기판(W) 상으로 이미지화된다.
일반적으로, 보여지는 것보다 더 많은 요소가 조명 광학계 유닛(IL) 및 투영 시스템(PS) 내에 존재할 수 있다. 격자 스펙트럼 필터(240)는 리소그래피 장치의 유형에 따라 선택적으로 존재할 수 있다. 또한, 도면에 나타나 있는 것보다 더 많은 미러가 있을 수 있으며, 예를 들어 도 15에 나타나 있는 것보다 투영 시스템(PS) 내에 존재하는 1 내지 6개의 부가적인 반사 요소가 있을 수 있다.
도 15에 도시된 바와 같이, 컬렉터 광학계(CO)가 단지 컬렉터 (또는 컬렉터 미러)의 예로서, 그레이징(grazing) 입사 반사기(253, 254 및 255)를 갖는 네스티드 컬렉터(nested collector)로서 도시되어 있다. 그레이징 입사 반사기(253, 254 및 255)들은 광학 축(O) 주위에 축대칭으로 배치되어 있으며, 이 유형의 컬렉터 광학계(CO)는 바람직하게는 방전 생성 플라즈마 소스와 조합하여 사용될 수 있다.
대안적으로, 소스 컬렉터 모듈(SO)은 도 16에서 보여지는 바와 같은 LPP 방사선 시스템의 일부일 수 있다. 레이저(LA)가 크세논(Xe), 주석(Sn) 또는 리튬(Li)과 같은 연료에 레이저 에너지를 축적(deposit)하도록 배치되어, 수십 eV의 전자 온도를 갖는 고이온화된 플라즈마(highly ionized plasma)(210)를 생성한다. 이 이온의 탈여기 및 재조합 동안 발생되는 강렬한 방사선(energetic radiation)은 플라즈마로부터 방출되고, 근수직 입사 컬렉터 광학계(near normal incidence collector optic)(CO)에 의해 수집되며, 외함 구조체(220)의 개구(221) 상으로 집속된다.
본 명세서에 개시된 개념은 서브 파장 피처를 이미징하기 위하여 임의의 일반적인 이미징 시스템을 시뮬레이션하거나 수학적으로 모델링할 수 있으며, 특히 점점 더 작은 크기의 파장을 생성할 수 있는 최근의(emerging) 이미징 기술과 사용할 때 유용할 수 있다. 이미 사용 중에 있는 최근의 기술은 ArF 레이저를 사용하여 193㎚의 파장을, 심지어 플루오린 레이저를 사용하여 157㎚의 파장도 생성할 수 있는 EUV(극자외) 리소그래피를 포함하고 있다. 더욱이, 이 범위 내의 광자를 생성하기 위하여 고에너지 전자로 재료 (고체 또는 플라즈마)를 타격(hit)함으로써 또는 싱크로트론(synchrotron)을 이용함으로써 EUV 리소그래피는 20 내지 5㎚ 범위 내의 파장을 생성할 수 있다.
본 명세서에 개시된 개념은 실리콘 웨이퍼와 같은 기판 상에서의 이미징을 위하여 사용될 수 있지만, 개시된 개념은 임의의 유형의 리소그래피 이미징 시스템, 예를 들어 실리콘 웨이퍼 이외의 기판 상에서의 이미징을 위하여 사용되는 리소그래피 이미징 시스템과 사용될 수 있다는 점이 이해되어야 한다.
본 명세서에서는 IC의 제조에서 실시예의 사용에 대하여 특정 참조가 이루어질 수 있지만, 본 명세서 내에서의 실시예는 많은 다른 가능한 적용을 가질 수 있다는 점이 이해되어야 한다. 예를 들어, 실시예는 집적 광학 시스템, 자기 도메인 메모리용 안내 및 검출 패턴, 액정 디스플레이 패널 (LCD), 박막 자기 헤드, 마이크로기계 시스템(MEMs) 등의 제조에 이용될 수 있다. 당업자는 이러한 대안적인 적용예의 맥락에서, 본 명세서 내의 용어 "레티클", "웨이퍼" 또는 "다이"의 임의의 사용이 더욱 일반적인 용어 "패터닝 디바이스", "기판" 또는 "타겟 부분"과 각각 동의어 또는 교환 가능한 것으로 간주될 수 있다는 점을 인식할 것이다. 본 명세서에 언급된 기판은 예를 들어 트랙 (전형적으로 기판에 레지스트 층을 도포하고 노광된 레지스트를 현상하는 툴) 또는 계측 또는 검사 툴에서 노광 전 또는 노광 후에 처리될 수 있다. 적용 가능한 경우, 본 명세서의 발명은 이러한 그리고 다른 기판 처리 툴에 적용될 수 있다. 더욱이, 예를 들어 다층 IC를 생성하기 위하여 기판이 한번 이상 처리될 수 있으며, 따라서 본 명세서에서 사용되는 용어 "기판"은 또한 이미 다수의 처리된 층을 포함하는 기판을 지칭할 수 있다.
본 문헌에서, 본 명세서에서 사용된 바와 같은 용어 "방사선" 및 "빔"은 (예를 들어, 약 365, 약 248, 약 193, 약 157 또는 약 126㎚의 파장을 갖는) 자외 방사선 및 (예를 들어, 약 5 내지 20㎚ 범위 내의 파장을 갖는) 극자외 (EUV) 방사선뿐만 아니라, 이온 빔 또는 전자빔과 같은 입자 빔을 포함하는, 모든 유형의 전자기 방사선을 포함하고 있다.
본 명세서에서 사용된 바와 같은 용어 "최적화하는(optimizing)" 및 "최적화(optimization)"는 결과 및/또는 공정이 기판 상의 설계 패턴의 투영의 더 높은 정확도, 더 큰 공정 윈도우 등과 같은 하나 이상의 더 바람직한 특성을 갖도록 패터닝 장치 (예를 들어, 리소그래피 장치), 패터닝 공정 등을 조정하는 것을 지칭하거나 의미한다. 따라서, 본 명세서에서 사용된 바와 같은 용어 "최적화하는" 및 "최적화"는 하나 이상의 매개변수에 대한 하나 이상의 값들의 초기 세트와 비교하여, 적어도 하나의 관련된 메트릭(metric)에서, 개선, 예를 들어 국지적인 최적(local optimum)을 제공하는 하나 이상의 매개변수에 대한 하나 이상의 값을 식별하는 공정을 지칭하거나 의미한다. "최적" 및 다른 관련된 용어는 이에 상응하게 해석되어야 한다. 실시예에서, 최적화 단계는 반복적으로 제공되어 하나 이상의 메트릭에서 추가적인 개선을 제공할 수 있다.
본 발명의 양태는 임의의 편리한 형태로 구현될 수 있다. 예를 들어, 실시예는 유형의 캐리어 매체 (예를 들어, 디스크) 또는 무형의 캐리어 매체 (예를 들어, 통신 신호)일 수 있는 적절한 캐리어 매체 상에서 전달될 수 있는 하나 이상의 적절한 컴퓨터 프로그램에 의해 구현될 수 있다. 본 발명의 실시예는 본 명세서에 설명된 바와 같은 방법을 구현하도록 구성된 컴퓨터 프로그램을 실행하는 프로그램 가능한 컴퓨터의 형태를 구체적으로 취할 수 있는 적절한 장치를 사용하여 구현될 수 있다. 따라서, 본 발명의 실시예는 하드웨어, 펌웨어, 소프트웨어 또는 이들의 임의의 조합으로 구현될 수 있다. 본 발명의 실시예는 또한 하나 이상의 프로세서에 의해 판독되고 실행될 수 있는 기계-판독 가능 매체 상에 저장된 명령어로서 구현될 수 있다. 기계-판독 가능한 매체는 기계 (예를 들어, 컴퓨팅 장치)에 의해 판독 가능한 형태로 정보를 저장 또는 전송하기 위한 임의의 메커니즘을 포함할 수 있다. 예를 들어, 기계-판독 가능한 매체는 판독 전용 메모리(ROM); 랜덤 억세스 메모리(RAM); 자기 디스크 저장 매체; 광학 저장 매체; 플래시 메모리 디바이스; 전기, 광학, 음향 또는 다른 형태의 전파 신호(propagated signals) (예를 들어, 반송파, 적외선 신호, 디지털 신호 등) 및 다른 매체를 포함할 수 있다. 또한, 펌웨어, 소프트웨어, 루틴, 명령어는 특정 동작을 수행하는 것으로 본 명세서에서 설명될 수 있다. 그러나 이러한 설명은 단지 편의를 위한 것이라는 점 그리고 그러한 동작은 실제로 컴퓨팅 디바이스, 프로세서, 컨트롤러, 또는 펌웨어, 소프트웨어, 루틴, 명령어 등을 실행하는 다른 디바이스로부터 기인한다는 점이 인식되어야 한다.
블록도에서, 도시된 구성 요소는 개별 기능 블록으로 도시되어 있지만, 실시예는 본 명세서에서 설명된 기능이 도시된 바와 같이 구성되는 시스템에 제한되지 않는다. 구성 요소들 각각에 의해 제공되는 기능은 현재 도시된 것과 다르게 구성되는 소프트웨어 또는 하드웨어 모듈에 의해 제공될 수 있으며, 예를 들어 이러한 소프트웨어 또는 하드웨어는 (예를 들어, 데이터 센터 내에서 또는 지리적으로) 혼합되거나, 결합되거나, 복제되거나, 분리되거나, 분산될 수 있으며, 또는 그렇지 않으면 다르게 구성될 수 있다. 본 명세서에서 설명된 기능은 유형의 비-일시적 기계 판독 가능한 매체 상에 저장된 코드를 실행하는 하나 이상의 컴퓨터의 하나 이상의 프로세서에 의해 제공될 수 있다. 일부 경우에, 제3자 컨텐츠 전달 네트워크는 네트워크를 통해 전달되는 정보의 일부 또는 전부를 호스팅할 수 있으며, 이 경우 정보(예를 들어, 컨텐츠)가 공급되거나 달리 제공되는 범위까지, 컨텐츠 전달 네트워크로부터 그 정보를 검색하라는 명령을 전송함으로써 정보는 제공될 수 있다.
구체적으로 달리 언급되지 않는 한, 논의로부터 명백한 바와 같이, 본 명세서 전체에서 "처리하는", "계산하는", "연산하는", "결정하는" 등과 같은 용어를 이용하는 논의는 특수 목적 컴퓨터 또는 유사한 특수 목적 전자 처리/계산 디바이스와 같은 특정 장치의 동작 또는 공정을 지칭한다는 점이 인식된다.
본 명세서를 읽는 자는 본 출원이 여러 개의 발명을 설명한다는 것을 인식하여야 한다. 이 발명들을 다수의 개별 특허 출원으로 분리하기보다는, 이 발명들의 관련 대상이 출원 과정에서의 절약에 적합하기 때문에 이 발명들은 단일 문서로 그룹화되었다. 그러나 이러한 발명들의 독특한 장점들 및 양태는 합쳐지지 않아야 한다. 일부의 경우, 실시예는 본 명세서에 명시된 모든 결점을 다루지만, 본 발명들은 독립적으로 유용하며, 일부 실시예는 이러한 문제들의 서브세트만을 다루거나 본 발명을 검토하는 당업자에게 명백할 언급되지 않은 다른 이점을 제공한다는 점이 이해되어야 한다. 비용 제약으로 인하여, 본 명세서에 개시된 일부 발명들은 현재 청구되지 않을 수 있으며, 연속 출원과 같은 추후 출원에서 또는 본 청구범위를 보정함으로써 청구될 수 있다. 유사하게, 공간 제약으로 인하여, 본 문서의 초록(Abstract)이나 요약부(Summary section)는 이러한 발명들 전부의 포괄적인 목록 또는 이러한 발명들의 모든 양태를 포함하는 것으로 간주되어서는 안된다.
설명 및 도면은 본 발명을 개시된 특정 형태로 제한하기 위한 것이 아니며, 반대로 의도는 첨부된 청구범위에 의해 한정된 바와 같은 본 발명의 사상 및 범위 내에 있는 모든 변형, 균등물 및 대안을 포함하기 위한 것이라는 점이 이해되어야 한다.
본 발명의 다양한 양태의 변경 및 대안적인 실시예는 이 설명을 고려하여 당 업자에게 명백할 것이다. 따라서, 이 설명 및 도면은 단지 예시적인 것으로서 해석되어야 하며, 본 발명을 수행하는 일반적인 방식을 당업자에게 교시하는 목적을 위한 것이다. 본 명세서에 보여지고 설명된 본 발명의 형태는 실시예의 예로서 취해진 것으로 이해되어야 한다. 요소 및 재료가 본 명세서에서 도시되고 설명된 것에 대하여 대체될 수 있으며, 부품 및 공정은 반전되거나 생략될 수 있고, 특정 특징은 독립적으로 이용될 수 있으며, 본 설명의 이점을 얻은 후에 당 업자에게 모두 명백한 바와 같이 실시예들 또는 실시예의 특징들은 조합될 수 있다. 다음 청구범위에서 설명된 바와 같은 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 본 명세서에 설명된 요소의 변경이 이루어질 수 있다. 본 명세서에 사용된 주제(heading)는 단지 구조적인 목적만을 위한 것이며, 설명의 범위를 제한하기 위하여 사용되는 것을 의미하지는 않는다.
본 출원 전체에 걸쳐 사용된 바와 같이, 단어 "할 수 있다(may)"는 의무적인 의미 (즉, 해야 한다는 것을 의미함)보다는 허용의 의미(즉, 가능성을 갖는 것을 의미함)로 사용된다. 단어 "포함한다" 및 "포함하는" 등은 포함하지만, 이에 제한되지는 않는다는 것을 의미한다. 본 출원 전체에 걸쳐 사용된 바와 같이, 내용이 명백하게 달리 지시하지 않는 한 단수 형태는 복수의 대상물을 포함하고 있다. 따라서, 예를 들어 "하나의 요소"에 대한 언급은, "하나 또는 그 이상"과 같은 하나 이상의 요소에 대한 다른 용어 및 어구의 사용에도 불구하고 2개 이상의 요소의 조합을 포함하고 있다. 용어 "또는"은 달리 명시되어 있지 않는 한, 비 배타적이며, 즉 "및"과 "또는" 모두를 포함하고 있다. 예를 들어, "X에 응답하여, Y", "X 때, Y", "X라면, Y", "X의 경우, Y" 등과 같은 조건 관계를 설명하는 용어는 선행 조건이 필요 원인 조건이거나, 선행 조건이 충분 원인 조건이거나, 선행 조건이 결과의 기여 원인 조건인 인과 관계를 포함하며, 예를 들어 "조건 Y를 얻을 때 상태 X가 발생한다"는 "X는 Y에서만 발생한다" 및 "X는 Y와 Z에서 발생한다"에 일반적이다. 일부 결과가 지연될 수 있기 때문에 이러한 조건부 관계는 얻어지는 선행 조건을 곧바로 뒤따르는 결과에 제한되지 않으며, 조건부 진술에서 선행 조건은 그 결과에 연결되고, 예를 들어 선행 조건은 발생하는 결과의 가능성과 관련이 있다. "복수의 속성 또는 기능이 복수의 대상물 (예를 들어, 단계 A, B, C 및 D를 수행하는 하나 이상의 프로세서)에 매핑된다"라는 설명은, 달리 지시되지 않는 한, 이러한 모든 대상물에 매핑되는 이러한 모든 속성 또는 기능, 및 속성 또는 기능의 서브세트에 매핑되는 속성 또는 기능의 서브세트 둘 모두 (예를 들어, 단계 A 내지 D를 각각 수행하는 모든 프로세서, 및 프로세서 1이 단계 A를 수행하고, 프로세서 2가 단계 B 그리고 단계 C의 일부를 수행하며 또한 프로세서 3이 단계 C의 일부와 단계 D를 수행하는 경우 둘 모두)를 포함하고 있다. 나아가, 달리 지시되지 않는 한, 하나의 값 또는 동작이 또 다른 조건 또는 값에 "기초한다"라는 설명은 조건 또는 값이 유일한 인자인 경우(instance) 및 조건 또는 값이 복수의 인자 중 하나의 인자인 경우 둘 모두를 포함하고 있다. 달리 지시되지 않는 한, 일부 집합의 "각" 경우가 일부 특성을 갖는다는 설명은, 더 큰 집합의 일부 달리 동일하거나 유사한 부재들이 특성을 갖지 않는 경우를 제외시키기 위해 읽혀서는 안되며, 즉 각각(each)이 반드시 각각 및 모두(each and every)를 의미하는 것은 아니다. 범위로부터의 선택에 대한 언급은 범위의 종료점(end point)를 포함한다.
위의 설명에서, 플로우 차트 내의 임의의 공정, 설명 또는 블록은 공정에서 특정의 논리적 기능 또는 단계를 구현하기 위한 하나 이상의 실행 가능한 명령을 포함하는 모듈, 세그먼트 또는 코드의 일부를 나타내는 것으로 이해되어야 하며, 당업자에게 이해될 바와 같이, 대안적인 구현은, 기능들이 관련된 기능에 따라 실질적으로 동시에 또는 역순을 포함하는, 도시되거나 논의된 것으로부터 순서에서 벗어나 실행될 수 있는 본 발명의 예시적인 실시예의 범위 내에 포함된다.
특정 미국 특허, 미국 특허 출원 또는 기타 자료 (예를 들어, 논문)가 인용 참조된 범위에 대하여, 이러한 미국 특허, 미국 특허 출원 및 기타 자료의 본문(text)은 이러한 자료와 본 명세서에 명시된 설명 및 도면 간에 상충이 없는 정도까지만 인용 참조된다. 이러한 상충의 경우, 이러한 인용 참조된 미국 특허, 미국 특허 출원 및 기타 자료 내의 임의의 이러한 상충되는 본문은 구체적으로 본 명세서에서 인용 참조되지 않는다.
특정 실시예가 설명되었지만, 이 실시예는 단지 예로서 제시되었으며, 본 발명의 범위를 제한하도록 의도되지 않는다. 실제로, 본 명세서에 설명된 신규한 방법, 장치 및 시스템은 다양한 다른 형태로 구현될 수 있다; 또한, 본 명세서에서 설명된 방법, 장치 및 시스템의 형태에서의 다양한 생략, 대체 및 변경이 본 발명의 사상을 벗어남이 없이 이루어질 수 있다. 첨부된 청구범위 및 그의 등가물은 본 발명의 범위 및 사상 내에 속하는 이러한 형태 또는 변형을 포함하도록 의도된다.
Claims (15)
- 방법에 있어서,
패터닝 공정과 사용하기 위하여 복수의 장치의 광학 시스템의 평균 광학 수차를 포함하거나 이를 설명하는 패터닝 공정의 공정 모델을 획득하는 것; 및
상기 평균 광학 수차를 설명하기 위해 상기 패터닝 공정의 매개변수에 대한 조정을 결정하도록 상기 공정 모델을 하드웨어 컴퓨터 시스템에 의해 적용시키는 것을 포함하는 방법. - 제1항에 있어서, 상기 공정 모델은 광학 근접 보정 모델을 포함하는 방법.
- 제1항에 있어서, 상기 매개변수에 대한 조정의 상기 결정은 상기 평균 광학 수차를 보상하는 광학 근접 보정의 결정을 포함하는 방법.
- 제1항에 있어서, 상기 평균 광학 수차는 복수의 리소그래피 장치에 대한 것이며 노광 필드의 복수의 위치의 각각에서 특정되는 방법.
- 제4항에 있어서, 상기 노광 필드는 슬릿이며, 상기 복수의 위치는 상기 슬릿의 길이를 따라 퍼져 있는 방법.
- 제1항에 있어서, 상기 평균 광학 수차는 특정 유형의 광학 수차에 대해 특정되는 방법.
- 제6항에 있어서, 상기 평균 광학 수차는 복수의 상이한 유형의 광학 수차의 각각에 관하여 특정되는 방법.
- 제6항에 있어서, 상기 평균 광학 수차(들)는 제르니케 다항식에 관하여 한정되는 방법.
- 제1항에 있어서,
패터닝 공정과 사용하기 위하여 상기 복수의 장치의 광학 시스템의 상기 평균 광학 수차를 획득하는 것; 및
상기 평균 광학 수차를 포함하며 상기 평균 광학 수차를 설명하기 위해 상기 패터닝 공정의 상기 매개변수에 대한 조정을 결정하도록 구성된 상기 공정 모델을 생성하는 것을 더 포함하는 방법. - 제1항에 있어서,
상기 복수의 장치의 각각의 상기 광학 시스템의 광학 수차를 획득하는 것-각 광학 수차는 노광 필드의 복수의 위치에서 획득됨-; 및
상기 노광 필드의 복수의 위치의 각각에서 상기 복수의 장치의 상기 평균 광학 수차를 계산하는 것을 더 포함하는 방법. - 제10항에 있어서, 상기 광학 수차는 특정 한계 내에서 가변성을 갖는 방법.
- 제10항에 있어서, 상기 광학 수차는 ±0.2㎚ 내에서 가변성을 갖는 방법.
- 제1항에 있어서, 상기 매개변수의 조정을 상기 패터닝 공정에 적용시키는 것을 더 포함하는 방법.
- 패터닝 공정을 이용하여 기판 상으로 이미지화될 패턴을 조정하는 방법으로서, 상기 방법은 제1항에 따라 상기 모델을 적용시키는 것을 포함하는 방법.
- 기록된 명령어를 갖는 비-일시적 컴퓨터 독출 가능한 매체를 포함하며, 상기 명령어는 컴퓨터에 의하여 실행될 때 제1항의 방법을 구현하는 컴퓨터 프로그램 제품.
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Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US10572697B2 (en) | 2018-04-06 | 2020-02-25 | Lam Research Corporation | Method of etch model calibration using optical scatterometry |
| CN112005347A (zh) * | 2018-04-10 | 2020-11-27 | 朗姆研究公司 | 抗蚀剂和蚀刻建模 |
| KR20200130870A (ko) | 2018-04-10 | 2020-11-20 | 램 리써치 코포레이션 | 피처들을 특징화하기 위한 머신 러닝의 광학 계측 |
| TWI748696B (zh) * | 2019-11-18 | 2021-12-01 | 德商博斯特比勒費爾德有限公司 | 用於決定印刷機之印刷參數的方法及測試平台 |
| TWI728576B (zh) * | 2019-11-27 | 2021-05-21 | 台灣積體電路製造股份有限公司 | 半導體結構的製造方法及電腦可讀取記錄媒體 |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002353104A (ja) * | 2001-05-24 | 2002-12-06 | Hitachi Ltd | 半導体デバイスの露光方法、その露光システム及びそのプログラム |
| US6522386B1 (en) * | 1997-07-24 | 2003-02-18 | Nikon Corporation | Exposure apparatus having projection optical system with aberration correction element |
| KR20050121728A (ko) * | 2003-04-16 | 2005-12-27 | 가부시키가이샤 니콘 | 패턴 결정 방법 및 시스템, 마스크의 제조 방법, 결상 성능조정 방법, 노광 방법 및 장치, 그리고 프로그램 및 정보기록 매체 |
| US20060152677A1 (en) * | 1999-10-21 | 2006-07-13 | Gerhard Youssefi | Wavefront sensor having multi-power beam modes, independent adjustment camera, and accommodation range measurement |
Family Cites Families (46)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4135930A (en) * | 1974-03-07 | 1979-01-23 | Matsushita Electronics Corporation | Method for manufacturing the phosphor screen of color-picture tube |
| DE3326557A1 (de) * | 1982-07-23 | 1984-01-26 | Canon K.K., Tokyo | Verfahren und einrichtung zur bilderzeugung |
| US5525810A (en) * | 1994-05-09 | 1996-06-11 | Vixel Corporation | Self calibrating solid state scanner |
| JP2001168000A (ja) * | 1999-12-03 | 2001-06-22 | Nikon Corp | 露光装置の製造方法、および該製造方法によって製造された露光装置を用いたマイクロデバイスの製造方法 |
| SE0004829D0 (sv) * | 2000-12-22 | 2000-12-22 | Pharmacia Groningen Bv | Methods of obtaining ophthalmic lenses providing the eye with reduced aberrations |
| TWI252516B (en) * | 2002-03-12 | 2006-04-01 | Toshiba Corp | Determination method of process parameter and method for determining at least one of process parameter and design rule |
| EP1387220A3 (en) * | 2002-07-29 | 2007-01-03 | Canon Kabushiki Kaisha | Adjustment method and apparatus of optical system, and exposure apparatus |
| JP2004341160A (ja) * | 2003-05-15 | 2004-12-02 | Seiko Epson Corp | 露光用マスク、光近接効果補正装置、光近接効果補正方法、半導体装置の製造方法および光近接効果補正プログラム |
| US7003758B2 (en) | 2003-10-07 | 2006-02-21 | Brion Technologies, Inc. | System and method for lithography simulation |
| KR100824031B1 (ko) | 2004-01-30 | 2008-04-21 | 에이에스엠엘 마스크툴즈 비.브이. | 캘리브레이션된 고유 분해 모델을 이용하여 노광 툴들의믹스/매치로 인한 모델 ｏｐｃ 편차를 예측하고최소화하는 방법 |
| US7266800B2 (en) * | 2004-06-04 | 2007-09-04 | Invarium, Inc. | Method and system for designing manufacturable patterns that account for the pattern- and position-dependent nature of patterning processes |
| KR100958714B1 (ko) | 2005-08-08 | 2010-05-18 | 브라이언 테크놀로지스, 인코포레이티드 | 리소그래피 공정의 포커스-노광 모델을 생성하는 시스템 및방법 |
| US7695876B2 (en) | 2005-08-31 | 2010-04-13 | Brion Technologies, Inc. | Method for identifying and using process window signature patterns for lithography process control |
| WO2007030704A2 (en) | 2005-09-09 | 2007-03-15 | Brion Technologies, Inc. | System and method for mask verification using an individual mask error model |
| JP2007142275A (ja) | 2005-11-21 | 2007-06-07 | Toshiba Corp | フォトマスクの判定方法、半導体装置の製造方法及びプログラム |
| US7694267B1 (en) | 2006-02-03 | 2010-04-06 | Brion Technologies, Inc. | Method for process window optimized optical proximity correction |
| JP4846635B2 (ja) * | 2007-03-22 | 2011-12-28 | 株式会社東芝 | パターン情報生成方法 |
| US7882480B2 (en) | 2007-06-04 | 2011-02-01 | Asml Netherlands B.V. | System and method for model-based sub-resolution assist feature generation |
| US7707538B2 (en) | 2007-06-15 | 2010-04-27 | Brion Technologies, Inc. | Multivariable solver for optical proximity correction |
| US7999920B2 (en) | 2007-08-22 | 2011-08-16 | Asml Netherlands B.V. | Method of performing model-based scanner tuning |
| NL1036189A1 (nl) | 2007-12-05 | 2009-06-08 | Brion Tech Inc | Methods and System for Lithography Process Window Simulation. |
| JP4568340B2 (ja) * | 2008-03-12 | 2010-10-27 | 株式会社東芝 | 半導体装置の製造方法 |
| CN102007445B (zh) * | 2008-04-28 | 2012-11-28 | Hoya株式会社 | 基于透镜的设计标准的透镜的设计方法 |
| CN102224459B (zh) | 2008-11-21 | 2013-06-19 | Asml荷兰有限公司 | 用于优化光刻过程的方法及设备 |
| NL2003699A (en) | 2008-12-18 | 2010-06-21 | Brion Tech Inc | Method and system for lithography process-window-maximixing optical proximity correction. |
| US8786824B2 (en) | 2009-06-10 | 2014-07-22 | Asml Netherlands B.V. | Source-mask optimization in lithographic apparatus |
| NL2005522A (en) | 2009-10-28 | 2011-05-02 | Asml Netherlands Bv | Pattern selection for full-chip source and mask optimization. |
| JP5637995B2 (ja) * | 2009-10-30 | 2014-12-10 | 株式会社オプトエレクトロニクス | 光学的情報読取装置 |
| EP2391119B1 (en) * | 2010-03-31 | 2015-06-03 | FUJIFILM Corporation | 3d-image capturing device |
| NL2008311A (en) | 2011-04-04 | 2012-10-08 | Asml Netherlands Bv | Integration of lithography apparatus and mask optimization process with multiple patterning process. |
| US9707641B2 (en) * | 2011-09-28 | 2017-07-18 | Rambus Delaware Llc | Laser micromachining optical elements in a substrate |
| JP2014055789A (ja) * | 2012-09-11 | 2014-03-27 | Nuflare Technology Inc | パターン評価方法およびパターン評価装置 |
| JP6043583B2 (ja) * | 2012-10-23 | 2016-12-14 | 株式会社ニューフレアテクノロジー | 焦点位置検出装置、検査装置、焦点位置検出方法および検査方法 |
| KR102006321B1 (ko) * | 2014-04-14 | 2019-08-01 | 에이에스엠엘 네델란즈 비.브이. | 리소그래피 공정들에 대한 최적화의 흐름들 |
| WO2016008711A1 (en) | 2014-07-14 | 2016-01-21 | Asml Netherlands B.V. | Optimization of assist features and source |
| JP6338778B2 (ja) * | 2014-12-02 | 2018-06-06 | エーエスエムエル ネザーランズ ビー．ブイ． | リソグラフィ方法及び装置 |
| WO2016096668A1 (en) * | 2014-12-17 | 2016-06-23 | Asml Netherlands B.V. | Hotspot aware dose correction |
| KR102377411B1 (ko) | 2015-04-10 | 2022-03-21 | 에이에스엠엘 네델란즈 비.브이. | 검사와 계측을 위한 방법 및 장치 |
| US9995923B2 (en) * | 2015-05-27 | 2018-06-12 | Hamamatsu Photonics K.K. | Control apparatus and control method for spatial light modulator |
| US10811323B2 (en) * | 2016-03-01 | 2020-10-20 | Asml Netherlands B.V. | Method and apparatus to determine a patterning process parameter |
| WO2018050432A1 (en) * | 2016-09-13 | 2018-03-22 | Asml Netherlands B.V. | Optimization of a lithography apparatus or patterning process based on selected aberration |
| KR102485767B1 (ko) | 2017-02-22 | 2023-01-09 | 에이에스엠엘 네델란즈 비.브이. | 전산 계측 |
| KR102326191B1 (ko) | 2017-04-26 | 2021-11-15 | 에이에스엠엘 네델란즈 비.브이. | 디바이스 제조 프로세스 |
| CN110998449B (zh) * | 2017-08-07 | 2022-03-01 | Asml荷兰有限公司 | 计算量测 |
| WO2019086221A1 (en) * | 2017-10-31 | 2019-05-09 | Asml Netherlands B.V. | Metrology apparatus, method of measuring a structure, device manufacturing method |
| KR20230048170A (ko) * | 2017-12-19 | 2023-04-10 | 에이에스엠엘 네델란즈 비.브이. | 컴퓨테이션 기법 기반 정정 및 제어 |
-
2018
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Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6522386B1 (en) * | 1997-07-24 | 2003-02-18 | Nikon Corporation | Exposure apparatus having projection optical system with aberration correction element |
| US20060152677A1 (en) * | 1999-10-21 | 2006-07-13 | Gerhard Youssefi | Wavefront sensor having multi-power beam modes, independent adjustment camera, and accommodation range measurement |
| JP2002353104A (ja) * | 2001-05-24 | 2002-12-06 | Hitachi Ltd | 半導体デバイスの露光方法、その露光システム及びそのプログラム |
| KR20050121728A (ko) * | 2003-04-16 | 2005-12-27 | 가부시키가이샤 니콘 | 패턴 결정 방법 및 시스템, 마스크의 제조 방법, 결상 성능조정 방법, 노광 방법 및 장치, 그리고 프로그램 및 정보기록 매체 |
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