KR20200111243A - 리소그래피 프로세스에서의 정렬 마크 위치설정 기술 - Google Patents

리소그래피 프로세스에서의 정렬 마크 위치설정 기술 Download PDF

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다이크 레온 파울 반
오리온 조나단 피에르 무라일르
앤 마리 파스톨
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에이에스엠엘 네델란즈 비.브이.
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Abstract

상기 정렬 마크의 예상 위치를 획득하는 것; 리소그래피 프로세스를 정정하는 제어 동작에 기인한 상기 영역의 기하학적 변형을 획득하는 것; 상기 기하학적 변형에 기인한 상기 정렬 마크의 병진을 획득하는 것; 및 상기 정렬 마크의 위치를 상기 예상 위치 및 상기 병진에 기반하여 결정하는 것에 의하여 리소그래피 프로세스를 사용하여 기판 상의 제 1 층의 영역에 적용된 정렬 마크의 위치를 결정하기 위한 방법 및 장치.

Description

리소그래피 프로세스에서의 정렬 마크 위치설정 기술
관련 출원들에의 상호-참조
본 출원은 2018 년 2 월 27 일에 출원되고 그 전체 내용이 원용되어 본원에 통합되는 EP 출원 번호 18158779.1의 우선권을 주장한다.
본 발명은 리소그래피 프로세스를 사용하여 기판 상의 층의 영역에 적용된 정렬 마크의 위치를 결정하는 것에 관한 것이다. 일부 특정 구현예에서, 본 발명은 결정된 위치에 기반하여 리소그래피 장치 내에서 기판을 위치설정하는 것에도 관련될 수 있다.
리소그래피 장치는 원하는 패턴을 기판에 적용하도록 구성된 기계이다. 리소그래피 장치는 예컨대 집적회로(IC)의 제조 시에 사용될 수 있다. 리소그래피 장치는 예를 들어 패터닝 디바이스(예를 들어 마스크)에서의 패턴("디자인 레이아웃" 또는 "디자인"이라고도 불림)을 기판(예를 들어, 웨이퍼) 위에 제공된 방사선-감응 재료(레지스트)의 층에 투영시킬 수 있다.
기판에 패턴을 투영하기 위하여, 리소그래피 장치는 전자기 방사선을 사용할 수 있다. 이러한 방사선의 파장이 기판 상에 형성될 수 있는 피쳐의 최소 크기를 결정한다. 현재 사용되는 통상적인 파장은 365 nm(i-라인), 248 nm, 193 nm 및 13.5 nm이다. 4 - 20 nm의 범위, 예를 들어 6.7 nm 또는 13.5 nm에 속하는 파장을 가지는 극자외(EUV) 방사선을 사용하는 리소그래피 장치는, 예를 들어 193 nm의 파장을 가지는 전자기 방사선을 사용하는 리소그래피 장치보다 더 작은 피쳐를 기판 위에 형성하기 위해 사용될 수 있다.
리소그래피 장치의 전통적인 분해능 한계보다 작은 치수의 피쳐를 처리하기 위하여 저-k1 리소그래피가 사용될 수 있다. 이러한 프로세스에서, 분해능 공식은 CD = k1×λ/NA로 표현될 수 있는데, λ는 채용된 방사선의 파장이고, NA는 리소그래피 장치 내의 투영 광학기의 개구수이며, CD는 "임계 치수"(일반적으로 인쇄된 최소 피쳐 크기이지만 이러한 경우에는 하프-피치임)이고, k1은 경험적 분해능 인자이다. 일반적으로, k1이 더 작을 수록 특정한 전기적 기능성과 성능을 얻기 위해서 회로 디자이너에 의하여 계획된 형상과 치수를 닮은 패턴을 기판 상에 재현하는 것은 더 어려워진다. 이러한 문제점을 해결하기 위하여, 복잡한 미세-튜닝 단계들이 리소그래피 투영 장치 및/또는 설계 레이아웃에 적용될 수 있다. 예를 들어, 이것은 NA, 맞춤화된 조명 방식, 위상 시프트 패터닝 디바이스의 사용, 설계 레이아웃에서의 광학 근접 정정(optical proximity correction; OPC, 가끔 "광학적 및 프로세스 정정"이라고도 불림)의 설계 레이아웃의 다양한 최적화, 또는 일반적으로 "분해능 향상 기법(resolution enhancement techniques; RET)"이라고 규정되는 다른 방법을 포함하지만, 이들로 한정되는 것은 아니다. 또는, 리소그래피 장치의 안정성을 제어하기 위한 엄격 제어 루프가 낮은 k1에서 패턴의 재현을 개선하기 위하여 사용될 수 있다.
통상적으로, 정렬 마크는 기판 상의 층 내에 제작되고, 기판이 리소그래피 장치 내에서 정확하게 위치설정되게 한다. 정렬 마크의 위치를 정확한 결정하면 후속 층이 기판 상에 노광될 수 있는 정확도에 직접적인 영향을 준다.
현재, 정렬 마크 위치는 정렬 마크가 제 1 층 내에 제작될 때 노광 작업(또는 레시피)에서 규정된다. 정렬 마크 필드 좌표는 레티클 디자인 파일(reticle design file; GDS)로부터 얻어질 수 있다. 노광 격자를 규정하기 위해서 필드 노광 레이아웃과 함께 정렬 마크 필드 좌표가 사용될 것이다. 리소그래피 장치 내에서의 웨이퍼 정렬 중에, 정렬 마크 위치가 스캐너 레퍼런스 격자 내에서 정렬 센서로 측정되고, 노광 작업(또는 레시피)에서 규정되는 바와 같은 위치로 매핑될 것이다. 정적 오프셋(예를 들어, 레티클 쓰기 오차, 렌즈 슬릿 지문, 또는 iHOPC와 유사한 인가된 정정에 기인함)은 보통 오버레이 피드백 제어 루프에 의해 측정되고 정정된다.
그러나, 정렬 마크의 위치를 결정하는 데에 있어서 오차가 여전히 존재하고, 이러한 결정의 정확도를 개선하는 것이 바람직하다.
본 발명의 일 양태에 따르면, 리소그래피 프로세스를 사용하여 기판 상의 제 1 층의 영역에 적용된 정렬 마크의 위치를 결정하기 위한 방법으로서, 상기 정렬 마크의 예상 위치를 획득하는 단계; 리소그래피 프로세스를 정정하는 제어 동작에 기인한 상기 영역의 기하학적 변형을 획득하는 단계; 상기 기하학적 변형에 기인한 상기 정렬 마크의 병진을 획득하는 단계; 및 상기 정렬 마크의 위치를 상기 예상 위치 및 상기 병진에 기반하여 결정하는 단계를 포함하는, 정렬 마크 위치 결정 방법이 제공된다.
선택적으로, 상기 제어 동작은 계측 장치에 의해 획득된 계측 데이터에 기반하여 결정된 바 있다.
선택적으로, 상기 제어 동작은 진보된 프로세스 제어(Advanced Process Control; APC) 전략의 일부로서 결정된 바 있다.
선택적으로, 상기 제어 동작은, 상기 리소그래피 장치의 렌즈의 가열; 상기 리소그래피 장치 내의 레티클의 가열; 및 상기 기판의 가열 중 적어도 하나에 관련된 인자를 포함한다.
선택적으로, 상기 정렬 마크의 위치는 제 1 필드와 연관된 제어 동작에 기반하여 결정되고, 상기 방법은, 제 2 필드와 연관된 제어 동작에 기반하여 상기 정렬 마크의 결정된 위치를 업데이트하는 단계를 더 포함한다.
선택적으로, 상기 제 1 필드와 연관된 제어 동작은 상기 제 2 필드와 연관된 제어 동작과 상이하다.
선택적으로, 상기 제어 동작은 상기 리소그래피 프로세스의 필드 기하학적 속성을 정정하기 위한 것이다.
선택적으로, 필드 기하학적 속성은 오버레이를 포함한다.
선택적으로, 정렬 마크의 예상 위치는 노광 레시피로부터 획득된다.
선택적으로, 상기 영역의 기하학적 변형을 획득하는 단계는, 제 1 층의 노광 이후에 상기 정렬 마크의 위치를 측정하는 것, 및/또는
상기 영역의 기하학적 변형을 상기 제어 동작에 기반하여 계산하는 것을 포함한다.
선택적으로, 본 발명의 방법은 상기 정렬 마크를 포함하여 상기 기판 상의 제 1 층을 노광하는 단계를 더 포함한다.
본 발명의 일 양태에 따르면, 리소그래피 프로세스를 거치는 기판을 위치설정하기 위한 방법으로서, 앞선 실시형태 중 임의의 것에 따르는 기판 상에 제 1 층의 일부로서 제작되는 정렬 마크의 위치를 결정하는 단계를 포함하고, 상기 정렬 마크의 결정된 위치에 기반하여 상기 기판을 위치설정하는 단계를 더 포함한다.
선택적으로, 본 발명의 방법은 기판의 제 2 층을 노광하는 단계를 더 포함한다.
본 발명의 일 양태에서, 리소그래피 프로세스를 사용하여 기판 상의 제 1 층의 영역에 적용된 정렬 마크의 위치를 결정하기 위한 장치로서, 컴퓨터 프로그램 코드를 실행하도록 구성되는 프로세서를 포함하고, 상기 컴퓨터 프로그램 코드는, 상기 정렬 마크의 예상 위치를 획득하는 단계; 리소그래피 프로세스를 정정하는 제어 동작에 기인한 상기 영역의 기하학적 변형을 획득하는 단계; 상기 기하학적 변형에 기인한 상기 정렬 마크의 병진을 획득하는 단계; 및 상기 정렬 마크의 위치를 상기 예상 위치 및 상기 병진에 기반하여 결정하는 단계를 포함하는 방법을 수행하기 위한 것인, 정렬 마크 위치 결정 장치가 제공된다.
선택적으로, 상기 제어 동작은 계측 장치에 의해 획득된 계측 데이터에 기반하여 결정된 바 있다.
선택적으로, 상기 제어 동작은 진보된 프로세스 제어(Advanced Process Control; APC) 전략의 일부로서 결정된 바 있다.
선택적으로, 상기 제어 동작은, 상기 리소그래피 장치의 렌즈의 가열; 상기 리소그래피 장치 내의 레티클의 가열; 및 상기 기판의 가열 중 적어도 하나에 관련된 인자를 포함한다.
선택적으로, 정렬 마크의 위치는 제 1 필드와 연관된 제어 동작에 기반하여 결정된다,
선택적으로, 본 발명의 방법은 제 2 필드와 연관된 제어 동작에 기반하여 정렬 마크의 결정된 위치를 업데이트하는 단계를 더 포함한다.
선택적으로, 상기 제 1 필드와 연관된 제어 동작은 상기 제 2 필드와 연관된 제어 동작과 상이하다.
선택적으로, 상기 제어 동작은 상기 리소그래피 프로세스의 필드 기하학적 속성을 정정하기 위한 것이다.
선택적으로, 필드 기하학적 속성은 오버레이를 포함한다.
선택적으로, 정렬 마크의 예상 위치는 노광 레시피로부터 획득된다.
선택적으로, 상기 영역의 기하학적 변형을 획득하는 단계는, 제 1 층의 노광 이후에 상기 정렬 마크의 위치를 측정하는 것, 및/또는
상기 영역의 기하학적 변형을 상기 제어 동작에 기반하여 계산하는 것을 포함한다.
선택적으로, 본 발명의 방법은 상기 정렬 마크를 포함하여 상기 기판 상의 제 1 층을 노광하는 단계를 더 포함한다.
본 발명의 일 양태에 따르면, 리소그래피 프로세스를 거치는 기판을 위치설정하기 위한 장치로서, 컴퓨터 프로그램 코드를 실행하도록 구성되는 프로세서를 포함하고, 상기 컴퓨터 프로그램 코드는, 본 명세서에 개시된 방법에 따라 기판 상의 제 1 층의 일부로서 제조된 정렬 마크의 위치를 결정하는 단계; 및 정렬 마크의 결정된 위치에 기반하여 기판을 위치설정하도록 상기 장치를 제어하는 단계를 더 포함하는 방법을 수행하기 위한 것인, 기판 위치 결정 장치가 제공된다.
선택적으로, 본 발명의 방법은 기판의 제 2 층을 노광하는 단계를 더 포함한다.
본 발명의 일 양태에 따르면, 적어도 하나의 프로세서에서 실행될 때, 장치가 본 명세서에 개시되는 임의의 방법을 수행하게끔 상기 적어도 하나의 프로세서를 제어하는 명령을 포함하는, 컴퓨터 프로그램이 제공된다.
본 발명 일 양태에 따르면, 전술된 컴퓨터 프로그램을 보관하는 캐리어가 제공되는데, 캐리어는 전자적 신호, 광학적 신호, 무선 신호, 또는 비-일시적 컴퓨터 판독가능 저장 매체 중 하나이다.
본 발명 일 양태에 따르면, 본 명세서에서 개시된 임의의 것에 따른 장치를 포함하는 계측 장치가 제공된다.
본 발명 일 양태에 따르면, 전술된 계측 장치를 포함하는 리소그래피 장치가 제공된다.
본 발명 일 양태에 따르면, 전술된 장치를 포함하는 리소그래피 셀이 제공된다.
본 발명의 실시예는 첨부된 개략적인 도면을 참조하여 이제 예시하는 방식으로만 설명될 것이다:
- 도 1은 리소그래피 장치의 개략적인 개요를 도시한다;
- 도 2는 리소그래피 셀의 개략적인 개요를 도시한다;
- 도 3은 반도체 제조를 최적화하는 데에 중요한 세 가지 기술들 사이의 협력을 나타내는, 홀리스틱 리소그래피의 개략적인 표현을 도시한다;
- 도 4는 노광 필드의 기하학적 변형에 기인한 정렬 마크의 병진을 도시한다;
- 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따르는 방법의 흐름도를 도시한다.
본 명세서에서, "방사선" 및 "빔"이라는 용어는 자외 방사선(예를 들어 365, 248, 193, 157 또는 126 nm의 파장을 가지는 방사선) 및 EUV(예를 들어 약 5-100 nm 범위의 파장을 가지는 극자외 방사선)를 포함하는 모든 타입의 전자기 방사선을 망라하도록 사용된다.
"레티클", "마스크" 또는 "패터닝 디바이스"라는 용어는 본 명세서에서 채용될 때, 인입하는 방사선 빔에 기판의 타겟부 내에 생성될 패턴에 대응하여 패터닝된 단면을 부여하기 위하여 사용될 수 있는 일반적 패터닝 디바이스를 지칭하는 것으로 넓게 해석될 수 있다. "광 밸브"라는 용어도 이러한 콘텍스트에서 사용될 수 있다. 전통적인 마스크(투과성 또는 반사성; 이진, 위상-시프트, 하이브리드 등) 외에, 다른 이러한 패터닝 디바이스들의 예에는 프로그램가능 미러 어레이 및 프로그램가능 LCD 어레이가 포함된다.
도 1은 리소그래피 장치(LA)를 개략적으로 묘사한다. 리소그래피 장치(LA)는 방사선 빔(B)(예를 들어, UV 방사선 또는 DUV 방사선 또는 EUV 방사선)을 조절하도록 구성되는 조명 시스템(조명기(IL)라고도 불림), 패터닝 디바이스(예를 들어, 마스크)(MA)를 지지하도록 구성되고 특정 파라미터에 따라서 패터닝 디바이스(MA)를 정확하게 위치설정하도록 구성되는 제 1 위치설정기(PM)에 연결되는 마스크(예를 들어, 마스크 테이블)(MT), 기판(예를 들어, 레지스트-코팅된 웨이퍼)(W)을 홀딩하도록 구성되고 특정 파라미터에 따라서 기판 지지대를 정확하게 위치설정하도록 구성되는 제 2 위치설정기(PW)에 연결되는 기판 지지대(예를 들어, 웨이퍼 테이블)(WT), 및 패터닝 디바이스(MA)에 의하여 방사선 빔(B)에 부여된 패턴을 기판(W)의 타겟부(C)(예를 들어, 하나 이상의 다이를 포함) 상에 투영하도록 구성되는 투영 시스템(예를 들어, 굴절성 투영 렌즈 시스템)(PS)을 포함한다.
동작 시에, 조명 시스템(IL)은 방사선 빔을 빔 전달 시스템(BD)을 통해 방사선 소스(SO)로부터 수광한다. 조명 시스템(IL)은 방사선을 지향시키고, 성형(shaping)하며, 또는 제어하기 위한 다양한 유형의 광 컴포넌트, 예컨대 굴절식, 반사, 자기적, 전자기, 정전기 및/또는 다른 유형의 광 컴포넌트, 및/또는 이들의 임의의 조합을 포함할 수도 있다. 조명기(IL)는 방사선 빔(B)이 패터닝 디바이스(MA)의 평면 상에 그 단면에서 원하는 공간 및 각도 세기 분포를 가지도록 조정하기 위하여 사용될 수도 있다.
본 명세서에서 사용되는 "투영 시스템(PS)"이라는 용어는, 이용되고 있는 노광 방사선(exposure radiation)에 대해 적합하거나 또는 침지액(immersion liquid)의 사용 또는 진공의 사용과 같은 다른 요인들에 대해 적합한, 굴절식, 반사식, 반사 굴절식(catadioptric), 애너모픽(anamorphic), 자기식, 전자기식, 및/또는 정전식 광학 시스템, 및/또는 이들의 임의의 조합을 포함하는 다양한 타입의 투영 시스템도 포함하는 것으로 넓게 해석되어야 한다. 본 명세서에서 "투영 렌즈"라는 용어의 모든 사용은 더 일반적인 용어인 "투영 시스템(PS)"과 같은 의미인 것으로 간주될 수도 있다.
리소그래피 장치(LA)는, 투영 시스템(PS)과 기판(W) 사이의 공간을 채우기 위해 기판의 적어도 일부분이 상대적으로 높은 굴절률을 가진 액체, 예컨대 물에 의해 커버될 수 있는 유형일 수 있으며 이것은 침지 리소그래피라고도 불린다. 침지 기법에 대한 더 많은 정보가 본 명세서에서 원용에 의해 통합되는 US6952253에 제공된다.
리소그래피 장치(LA)는 두 개 이상의 기판 지지대(WT)를 가지는 타입일 수도 있다("듀얼 스테이지"라고도 불림). 이러한 "다중 스테이지" 머신에서, 기판 지지대(WT)는 병렬적으로 사용될 수 있고, 및/또는 기판(W)의 후속 노광을 준비하는 단계들이 기판 지지대(WT) 중 하나 상에 위치될 수 있는 반면에, 다른 기판 지지대(WT) 상의 다른 기판(W)은 다른 기판(W) 상에 패턴을 노광시키기 위해서 사용되고 있다.
기판 지지대(WT)에 추가하여, 리소그래피 장치(LA)는 측정 스테이지를 포함할 수 있다. 측정 스테이지는 센서 및/또는 세정 디바이스를 홀딩하도록 구성된다. 센서는 투영 시스템(PS)의 속성 또는 방사선 빔(B)의 속성을 측정하도록 구성될 수 있다. 측정 스테이지는 다수의 센서를 홀딩할 수 있다. 세정 디바이스는 리소그래피 장치의 부분, 예를 들어 투영 시스템(PS)의 부분 또는 침지액을 제공하는 시스템의 부분을 세정하도록 구성될 수 있다. 측정 스테이지는, 기판 지지대(WT)가 투영 시스템(PS)으로부터 멀어질 때 투영 시스템(PS) 아래에서 이동할 수 있다.
동작 시에, 방사선 빔(B)은 패터닝 디바이스, 예를 들어 지지 구조체(MT) 상에 홀딩되는 마스크(MA) 상에 입사하고, 그리고 패터닝 디바이스(MA) 상에 있는 패턴(디자인 레이아웃)에 의하여 패터닝된다. 패터닝 디바이스(MA)를 가로지르면, 방사선 빔(B)은 기판(W)의 타겟부(C) 상에 빔을 포커싱하는 투영 시스템(PL)을 통과한다. 제 2 위치설정기(PW) 및 위치 측정 시스템(IF)의 도움을 받아, 예를 들어 방사선 빔(B)의 경로에 있는 상이한 타겟부들(C)을 포커싱되고 정렬된 위치에 위치설정하기 위하여, 기판 지지대(WT)가 정확하게 이동될 수 있다. 이와 유사하게, 제 1 위치설정 디바이스(PM) 및 가능하게는 다른 위치 센서(도 1에는 명확하게 묘사되지 않음)가, 방사선 빔(B)의 경로에 대하여 패터닝 디바이스(MA)를 정확하게 위치설정하기 위하여 사용될 수 있다. 패터닝 디바이스(MA) 및 기판(W)은 마스크 정렬 마크(M1, M2) 및 기판 정렬 마크(P1, P2)를 이용하여 정렬될 수 있다. 비록 도시된 바와 같이 기판 정렬 마크들(P1, P2)이 전용 타겟부들 점유할 수 있지만, 이들은 타겟부들 사이의 공간에 위치될 수도 있다. 기판 정렬 마크(P1, P2)는 타겟부들(C) 사이에 위치되면 스크라이브 레인 정렬 마크라고 알려져 있다.
도 2에 도시된 것처럼, 리소그래피 장치(LA)는 리소셀 또는 (리소)클러스터라고도 지칭되는 리소그래피 셀(LC)의 일부를 형성할 수 있고, 이는 또한 기판(W) 상에서 노광 전 그리고 노광 후 프로세스를 수행하기 위한 장치를 포함한다. 통상적으로, 이러한 장치는, 예를 들어 레지스트층 내의 솔벤트를 조절하기 위해서 예를 들어 기판(W)의 온도를 조절하기 위하여, 레지스트층을 증착하기 위한 스핀 코터(spin coater; SC), 노광된 레지스트를 현상하기 위한 현상기(DE), 칠 플레이트(chill plate; CH), 및 베이크 플레이트(bake plate; BK)를 포함한다. 기판 핸들러 또는 로봇(RO)이 입력/출력 포트(I/O1, I/O2)로부터 기판(W)을 픽업하여, 이들을 상이한 공정 장치 간에 이동시키며, 기판(W)을 리소그래피 장치(LA)의 로딩 베이(loading bay; LB)에 전달한다. 통칭하여 트랙으로도 지칭되는, 리소셀 내의 디바이스는 통상적으로 감독 제어 시스템(supervisory control system; SCS)에 의해 제어될 수 있는 트랙 제어 유닛(TCU)의 제어 하에 있게 되며, 감독 제어 시스템은 또한 리소그래피 제어 유닛(LACU)을 통해 리소그래피 장치(LA)를 제어할 수 있다.
리소그래피 장치(LA)에 의해 노광되는 기판이 정확하고 일정하게 노광되도록 하기 위해서는, 기판을 검사하여 후속 층들 사이의 오버레이 오차, 라인 두께, 임계 치수(CD) 등과 같은, 패터닝된 구조체의 속성을 측정하는 것이 바람직할 수 있다. 이러한 목적을 위해, 검사 툴(미도시)이 리소셀(LC) 내에 포함될 수 있다. 오차가 검출되면, 특히 검사가 동일한 배치 또는 로트의 다른 기판(W)이 여전히 노광되거나 처리되어야 하기 전에 이루어진다면, 예를 들어 후속 기판의 노광에 또는 기판(W) 상에서 수행될 다른 처리 단계에 조절이 이루어질 수 있다.
계측 장치라고도 불릴 수 있는 검사 장치가, 기판(W)의 속성, 및 구체적으로 상이한 기판(W)의 속성이 또는 동일 기판(W)의 상이한 층과 연관된 속성이 층에 따라 어떻게 변화하는지를 결정하기 위해 사용된다. 또는, 검사 장치는 기판(W) 상의 결점을 식별하도록 구성될 수 있고, 예를 들어 리소셀(LC)의 일부일 수 있으며, 또는 리소그래피 장치(LA)에 통합될 수 있고, 또는 심지어 독립형 디바이스일 수도 있다. 검사 장치는 잠상(노광 후의 레지스트 층 내의 이미지), 또는 반-잠상(노광후 베이크 단계(PEB) 후의 레지스트 층 내의 이미지), 또는 현상된 레지스트 이미지(레지스트의 노광되거나 비노광된 부분이 제거되었음), 또는 심지어 에칭된 이미지(에칭과 같은 패턴 전사 단계 이후)의 속성을 측정할 수 있다.
통상적으로, 리소그래피 장치(LA) 내에서의 패터닝 프로세스는, 기판(W) 상의 구조체의 높은 치수 및 배치 정확도를 요구하는, 처리 중 가장 중요한 단계들 중 하나이다. 이러한 높은 정확도를 보장하기 위하여, 개략적으로 도 3에서 도시되는 것과 같은 소위 "홀리스틱" 제어 환경에서 세 가지 시스템이 통합될 수 있다. 이러한 시스템 중 하나는 계측 툴(MT)(제 2 시스템) 및 컴퓨터 시스템(CL)(제 3 시스템)에 (가상적으로) 연결되는 리소그래피 장치(LA)이다. 이러한 "홀리스틱" 환경의 중요한 점은, 전체 프로세스 윈도우를 개선하고 리소그래피 장치(LA)에 의해 수행되는 패터닝이 프로세스 윈도우 내에 유지되도록 보장하기 위한 엄격 제어 루프를 제공하기 위하여, 이러한 세 개의 시스템들 사이의 협력을 최적화하는 것이다. 프로세스 윈도우는 그 안에서 특정한 제조 프로세스가 규정된 결과(예를 들어 기능성 반도체 디바이스)를 제공하는 프로세스 파라미터(예를 들어 선량, 초점, 오버레이)의 범위를 규정한다 - 통상적으로 리소그래피 프로세스 또는 패터닝 프로세스의 프로세스 파라미터는 그 안에서 변할 수 있다.
컴퓨터 시스템(CL)은, 사용할 분해능 향상 기법을 예측하기 위하여 패터닝될 디자인 레이아웃(또는 그 일부)을 사용하고, 어떤 마스크 레이아웃 및 리소그래피 장치 설정이 패터닝 프로세스의 최대 전체 프로세스 윈도우를 획득하는지를 결정하기 위하여(도 3에서 제 1 스케일(SC1)에서의 이중 화살표로 도시됨) 계산적 리소그래피 시뮬레이션 및 연산을 수행할 수 있다. 통상적으로, 분해능 향상 기법은 리소그래피 장치(LA)의 패터닝 가능성과 매칭되도록 구현된다. 또한, 컴퓨터 시스템(CL)은, 예를 들어, 최적에 미달하는 처리에 기인하여(도 3에서 제 2 스케일(SC2)에서 "0"을 가리키는 화살표로 표시됨) 결함이 존재할 수 있는지 여부를 예측하기 위해서, 프로세스 윈도우 내의 어디에서 리소그래피 장치(LA)가 현재 동작하고 있는지를 검출하기 위해 사용될 수 있다(예를 들어 계측 툴(MT)로부터의 입력을 사용함).
계측 툴(MT)은 정확한 시뮬레이션 및 예측을 가능하게 하는 입력을 컴퓨터 시스템(CL)에 제공할 수 있고, 예를 들어 리소그래피 장치(LA)의 교정 상태에 있을 수 있는 드리프트(도 3에서 제 3 스케일(SC3)에서 여러 화살표로 표시됨)를 식별하기 위한 피드백을 리소그래피 장치(LA)에 제공할 수 있다.
리소그래피 장치(LA)는 패턴을 기판 상에 정확하게 재현하도록 구성된다. 적용된 피쳐의 위치 및 치수는 특정한 공차 내에 속할 필요가 있다. 위치 오차는 오버레이 오차(흔히 "오버레이"라고 불림) 때문에 생길 수 있다. 오버레이는 제 1 노광 중의 제 1 피쳐를 제 2 노광 중의 제 2 피쳐에 상대적으로 배치하는 데에 있는 오차이다. 리소그래피 장치는 패터닝 이전에 각각의 웨이퍼를 레퍼런스에 대해 정확하게 정렬함으로써 오버레이 오차를 최소화한다. 이것은 정렬 마크의 예상 위치를 획득함으로써 수행되는데, 이것은 기판 상의 정렬 마크의 위치를 정렬 센서를 사용하여 측정하고, 예상 위치를 노광 레시피로부터 획득함으로써 이루어질 수 있다. 정렬 프로시저에 대한 더 많은 정보는 미국 특허 출원 공개 번호 제 에서 발견될 수 있고 이것은 원용되어 본원에 통합된다. 패턴 치수결정(CD) 오차는, 예를 들어 기판이 리소그래피 장치의 초점면에 대해서 정확하게 위치되지 않은 경우에도 생길 수 있다. 초점 위치 오차는 기판 표면의 비평면성(non-planarity)과 연관될 수 있다. 리소그래피 장치는 패터닝 이전에 레벨 센서를 사용하여 기판 표면 토포그래피를 측정함으로써, 이러한 초점 위치 오차를 최소화한다. 기판 높이 정정은, 기판 상으로의 패터닝 디바이스의 정확한 이미징(포커싱)을 보장하기 위하여 후속 패터닝 도중에 적용된다. 정렬 프로시저에 대한 더 많은 정보는 미국 특허 출원 공개 번호 제 에서 발견될 수 있고 이것은 원용되어 본원에 통합된다.
리소그래피 장치(LA) 및 계측 장치(MT) 외에, 다른 처리 장치도 IC 생산 중에 사용될 수 있다. 에칭 스테이션(미도시)은 레지스트 내로의 패턴의 노광 이후에 기판을 처리한다. 에칭 스테이션은 패턴을 레지스트로부터 레지스트 층 아래의 하나 이상의 층에 전사한다. 통상적으로, 에칭은 플라즈마 매질의 적용에 기반한다. 국지적 에칭 특성은, 예를 들어 기판의 온도 제어를 사용하거나 플라즈마 매질을 전압 제어 링을 사용하여 지향시키면서 제어될 수 있다. 에칭 제어에 대한 다른 정보는 PCT 특허 출원 공개 번호 WO2011081645 및 미국 특허 출원 공개 번호 US 20060016561에서 발견될 수 있는데, 이들은 본 명세서에 참조되어 원용된다.
IC를 제조할 때, 리소그래피 장치 또는 에칭 스테이션과 같은 처리 장치를 사용하여 기판을 처리하기 위한 프로세스 상태는, 피쳐들의 속성이 특정한 제어 한계 내에 유지되도록 안정되게 유지되는 것이 매우 중요하다. 프로세스의 안정성은 IC의 기능성 부분의 피쳐인 제품 피쳐에 대하여 특히 중요하다. 안정한 처리를 보장하기 위하여, 프로세스 제어 능력은 제 역할을 할 필요가 있다. 프로세스 제어는 처리 데이터를 모니터링하는 것 및 프로세스 정정을 위한 수단을 구현하는 것, 예를 들어 처리 데이터의 특성에 기반하여 처리 장치를 제어하는 것을 수반한다. 프로세스 제어는, 흔히 "진보된 프로세스 제어"(또한 APC라고도 불림)라고도 불리는, 계측 장치(MT)에 의한 주기적 측정에 기반을 둘 수 있다. APC에 대한 더 많은 정보는 미국 특허 출원 공개 번호 제 US2012008127에서 발견될 수 있고 이것은 원용되어 본원에 통합된다.
통상적인 APC 구현예는, 제어 동작(후술됨)을 수행함으로써 하나 이상의 처리 장치와 연관되는 드리프트를 모니터링하고 정정하기 위하여, 기판 상의 계측 피쳐에 대한 주기적 측정을 수반한다. 계측 피쳐는 제품 피쳐의 리소그래피 프로세스 변동에 대한 응답을 반영한다. 프로세스 변동에 대한 계측 피쳐의 감도는 제품 피쳐와 비교할 때 다를 수 있다. 그러한 경우에, 소위 "계측-디바이스" 오프셋(또한 MTD라고도 불림)이 결정될 수 있다. 제품 피쳐의 거동을 모방하기 위하여, 계측 타겟은 세그멘트화된 피쳐, 지원 피쳐 또는 특정 기하학적 구조 및/또는 치수를 가지는 피쳐를 내포할 수 있다. 조심스럽게 설계된 계측 타겟은 프로세스 변동에 대해서 제품 피쳐와 유사한 방식으로 응답하여야 한다. 계측 타겟 디자인에 대한 더 많은 정보는 국제 특허 출원 공개 번호 제 WO 2015101458에서 발견될 수 있고, 이것은 원용되어 본원에 통합된다.
계측 타겟이 존재하고 및/또는 측정되는 기판 및/또는 패터닝 디바이스에 걸친 위치들의 분포는 흔히 "샘플링 스킴"이라고 불린다. 통상적으로, 샘플링 스킴은 관련된 프로세스 파라미터(들)의 기대된 지문에 기반하여 선택된다; 프로세스 파라미터가 요동할 것으로 기대되는 기판 상의 구역은, 프로세스 파라미터가 일정할 것으로 기대되는 구역보다 통상적으로 더 조밀하게 샘플링된다. 더 나아가, 리소그래피 프로세스의 쓰루풋에 대한 계측 측정의 허용될 수 있는 영향에 기반하여, 수행될 수 있는 계측 측정의 횟수에는 한계가 존재한다. 조심스럽게 선택된 샘플링 스킴은, 쓰루풋에 영향을 주지 않고 및/또는 계측 피쳐에게 레티클 또는 기판 상의 너무 넓은 구역을 할당하지 않고서, 리소그래피 프로세스를 정확하게 제어하기 위해서 중요하다. 계측 타겟을 최적으로 위치설정 및/또는 측정하는 것에 관련된 기술은 흔히 "스킴 최적화(scheme optimization)"라고 불린다. 스킴 최적화에 대한 더 많은 정보는 국제 특허 출원 공개 번호 제 WO 2015110191 및 유럽 특허 출원인 출원 번호 제 EP16193903.8에서 발견될 수 있는데, 이들은 본 명세서에 원용에 의해 통합된다.
계측 측정 데이터 이외에, 프로세스 제어를 위해서 콘텍스트 데이터도 사용될 수 있다. 콘텍스트 데이터는, 선택된 처리 툴(처리 장치의 풀로부터 선택됨), 처리 장치의 하나 이상의 특정한 특성, 처리 장치의 설정, 회로 패턴의 디자인, 및/또는 처리 상태(예를 들어 웨이퍼의 기하학적 구조)에 관련된 측정 데이터 중에서 선택된 하나 이상에 관련된 데이터를 포함할 수 있다. 프로세스 제어 목적을 위해서 콘텍스트 데이터를 사용하는 것의 예는, 본 명세서에서 원용에 의해 통합되는 유럽 특허 출원 번호 제 EP16156361.4, 및 국제 특허 출원 번호 제 PCT/EP2016/072363에서 발견될 수 있다. 콘텍스트 데이터가 현재 제어되는 프로세스 단계 이전에 수행되는 프로세스 단계에 관련되는 경우, 콘텍스트 데이터는 처리를 피드-포워드 방식으로 제어 또는 예측하기 위해서 사용될 수 있다. 흔히 콘텍스트 데이터는 제품 피쳐 속성에 통계적으로 상관된다. 그러면 최적 제품 피쳐 속성을 획득하는 것을 고려하여 처리 장치를 콘텍스트에 의해서 제어하는 것이 가능해진다. 또한, 콘텍스트 데이터 및 계측 데이터는 결합되어, 예를 들어 성긴 계측 데이터를, 제어 및/또는 진단 목적을 위해서 더 유용한 더 상세한(조밀한) 데이터가 가용해지도록 하는 정도까지 풍부하게 만들 수 있다. 콘텍스트 데이터 및 계측 데이터를 결합하는 것에 대한 더 많은 정보는 미국 가특허출원 출원 번호 제 62/382,764에서 발견될 수 있는데, 이것은 그 전체 내용이 원용되어 본원에 통합된다.
언급된 바와 같이, 모니터링 프로세스는 프로세스에 관련된 데이터를 획득하는 것에 기반한다. 요구된 데이터 샘플링 레이트(로트별 또는 기판별) 및 샘플링 밀도는 패턴 재현의 정확도의 요구된 레벨에 따라 달라진다. 저-k1 리소그래피 프로세스의 경우, 작은 기판-기판 프로세스 변동도 중요할 수 있다. 그러면, 콘텍스트 데이터 및/또는 계측 데이터는 기판별 프로세스 제어가 가능해지도록 할 필요가 있다. 추가적으로, 프로세스 변동에 의하여 기판에 걸쳐서 특성의 변동이 생기면, 콘텍스트 및/또는 계측 데이터는 기판에 걸쳐서 충분히 조밀하게 분산될 필요가 있다. 그러나, 계측(측정)을 위해 사용될 수 있는 시간은 프로세스의 요구되는 쓰루풋을 고려할 때 제한된다. 이러한 제한의 결과, 계측 툴은 선택된 기판 및/또는 기판 전체에서 선택된 위치에서만 측정할 수 있다. 어떤 기판이 측정될 필요가 있는지를 결정하는 전략은 유럽 특허 출원 번호 제 EP16195047.2 및 제 EP16195049.8에 더 설명되는데, 이들은 원용에 의하여 본원에 통합된다.
실무상, 가끔은 프로세스 파라미터(어떤 기판 또는 여러 기판에 걸친)에 관련된 측정 값의 성긴 세트로부터 기판과 연관된 값들의 더 조밀한 맵을 유도하는 것이 필요하다. 통상적으로, 측정 값의 이러한 조밀한 맵은 성긴 측정 데이터와 공동으로 프로세스 파라미터의 기대된 지문과 연관된 모델로부터 유도될 수 있다. 측정 데이터를 모델링하는 것에 대한 더 많은 정보는 국제 특허 출원 공개 번호 제 WO 2013092106에서 발견될 수 있고, 이것은 원용되어 본원에 통합된다.
발명자들은, 생산 환경에서 리소그래피 프로세스에 있는 오차를 정정하는 제어 동작이 동적이라는 것을 인식했다. 오차는 시간이 지남에 따라서 및/또는 로트별로 달라질 수 있다. 비록 필드마다 안정한/정적 정정을 달성하는 것이 목표이지만, 정렬 마크의 측정된 위치와 예상 위치 사이의 작은 잔차 요동이 여전히 존재할 수 있다. 예를 들어, 현재 필드내 (프로세스) 정정이 3차까지의 다항식일 수 있고 필드별로 달라질 수 있는 반면에, 정렬 마크는 병진 오프셋을 픽업할 것이다. 따라서, 측정된 오버레이 경향 플롯에서 관찰되는 병진 노이즈는 동적으로 적용되는(!더 높은 차수의) 프로세스 정정에 직접적으로 링크될 수 있다.
본 명세서에 개시된 예시적인 방법 및 장치는 도 4를 참조하여 고려될 수 있다. 도 4의 (a)에서, 제 1 층에 대한 레티클(400a)(음영 사각형)은 정렬 마크(402a)를 포함한다. 정렬 마크(402a)는, 제 2 층 레티클(404a)(제 1 층 레티클(400a)의 음영 사각형을 둘러싸는 선분)이 정렬될 수 있는 좌표(이러한 경우에는 0,0)를 나타내는 선분의 쌍을 포함한다. 도 4의 (a)에서, 제 2 층 레티클(404a)은 정렬 마크(402a)를 사용하여 제 1 층 레티클(400a)에 완벽하게 정렬된다.
그러나, 도 4의 (b)에 도시된 바와 같이, 제 1 층 레티클(400b)은 제 1 층을 제조하는 리소그래피 프로세스를 정정하기 위한 제어 동작을 거칠 수 있다. 제어 동작은 제 1 층의 노광 중에 구현될 수 있다. 도 4의 (b)의 예에서, 제어 동작은, 노광된 레티클(400b)의 y-치수를 증가시키는 y-오프셋(406) 확대를 포함한다. 제어 동작은, 전술되고 당업자에게 공지된 APC 정정의 결과일 수도 있다. 제어 동작은 필드 기하학적 속성을 개선하기 위한 프로세스의 일부일 수 있고, 특히 오버레이 파라미터를 개선하기 위한 것일 수 있다. 제어 동작은 여러 형태를 가질 수 있고, y-오프셋 확대는 오직 일 예로서 사용된다. 예를 들어, 제어 동작은: 필드 왜곡 정정을 제공하는 렌즈 조작기; 필드 확대 정정을 제공하는 렌즈 조작기; 및 피쳐의 요구되는 위치를 달성하기 위하여 스테이지를 시간에 따라 제어하는 것(예: 스테이지를 우선 가속한 후 감속시키면, 스캔의 시작 중의 피쳐가 스테이지가 그 최대 속도일 때에 노광되는 피쳐보다 덜 조밀하게 분포되기 때문에, 필드 Y 확대가 더 효율적으로 초래됨) 중 임의의 하나 이상을 포함할 수 있다.
이전에 언급된 바와 같이, 정렬 마크(402a)의 위치는 노광 작업 또는 레시피에서 규정된다. 정렬 마크 위치는 적용된 제어 동작 때문에 예상 위치(예를 들어 레시피에 의해 규정됨)에서 벗어날 수 있다. 이것이, 정렬 마크(402b)가 y-오프셋(406) 확대에 기인한 병진을 거친 도 4의 (b)에 도시된다. 병진이 계산될 수 있고, △y=My·Yfield와 같은데, 여기에서 My는 y-축에서의 적용된 확대이고 Yfield는 이러한 경우에 일 예로서(0, Yfield)인 필드 좌표이다. 그러므로, 정렬 마크의 참 위치는(0, △y)이다.
제 2 층 레티클(404b)이 정렬 마크와 정렬되면, 제 1 층을 노광할 때에 수행된 제어 동작 때문에 제 2 층이 제 1 층에 대하여 정확하게 위치되지 않을 것이다. 제 2 층은 노광 작업(또는 레시피)에 있는 정렬 마크의 설계된(기대된) 좌표(0, Yfield)에 기반하여 노광될 것이다. 즉, 제 2 층 레티클(404b)이 제 1 층 레티클(400b)의 하부 좌측 코너에 대해 정렬된다. 이것은, 기대된 My 오버레이 페널티에 추가하여, 병진 페널티 Ty=(0, △y)도 관측될 것이라는 것을 의미한다.
발명자들은, 제 1 층 오버레이와 비교한 제 2 층에서의 병진 페널티 Ty가 제어 동작의 정보에 기반하여 제거되거나 적어도 완화될 수 있다는 것을 인식했다. 노광된 제 1 층에 있는 정렬 마크의 위치(402b)는 제어 동작에 기인한 병진 △y에 기반하여, 예를 들어 병진 △y를 노광 작업(또는 레시피)에서 규정될 수 있는 정렬 마크의 예상 위치에 추가함으로써 결정될 수 있다.
제 2 층 레티클(402b)은 정렬 마크의 결정된 병진에 기반하여 재정렬될 수 있다. 도 4에 도시되는 경우에서, 그 결과 제 2 레티클(402b)이 y-방향으로 빗금 사각형(408)을 향해 천이되게 된다. 제 1 층 레티클(402a)에 적용된 제어 동작, 예를 들어 y-오프셋 필드 확대가 제 2 층의 노광에도 채용된다면, 측정된 오버레이 페널티는 제어 동작에 의해 영향받지 않을 것이다(또는 효과가 감소될 것이다). 이러한 예에서, 비록 다른 제어 동작이 개시된 방법에 의해 망라되지만, 필드 확대가 이러한 사항을 예시하기 위하여 사용된다.
통상적으로, 제 1 및/또는 제 2 층을 위한 레티클(400a, 400b, 404a, 404b)은 제품 피쳐 및 정렬 마크(402a, 402b)를 포함하지만, 이것은 본 명세서에 개시된 구현예에 본질적인 것이 아니다.
도 5는 기판 상의 제 1 및 제 2 층을 노광하기 위한 방법의 흐름도를 도시한다. 도 5의 방법은 기판의 영역에 적용된 정렬 마크의 위치를 결정하기 위한 방법을 포함한다.
제 1 단계로서, 제 1 층이 기판 상에서 노광되는데(500), 하지만 이것은 필수적인 단계가 아니고 본 명세서에 개시된 방법에 포함될 필요가 없다. 제 1 층은 본 명세서에 개시된 장치 또는 다른 장치를 사용하여 노광될 수 있고, 정렬 마크를 포함한다. 가장 실용적인 구현예에서, 제 1 층은 디바이스를 제조하기 위한 제품 피쳐를 더 포함하지만, 이것은 필수적인 것은 아니다. 또한, 기판의 영역은 필드일 수 있다.
전술된 바와 같이, 제 1 층의 노광은, 제 1 층을 노광하는 데에 사용되는 리소그래피 프로세스에서의 오차를 정정하기 위해서 제어 동작을 거칠 수 있다. 제어 동작은 전술된 바와 같이 계측 장치에 의해 획득된 계측 데이터에 기반하여 결정될 수 있다. 특정한 예에서, 제어 동작은 APC 전략의 일부로서 결정될 수 있다. 제어 동작은 리소그래피 장치에 의해 리소그래피 프로세스에 도입된 하나 이상의 오차, 예컨대: 리소그래피 장치의 렌즈의 가열; 리소그래피 장치 내의 레티클의 가열; 및 기판의 가열 중 임의의 것을 정정할 수 있다. 제어 동작은 필드 기하학적 속성, 예컨대 오버레이 오차를 정정하기 위한 것일 수 있다.
정렬 마크의 예상 위치가 획득된다(502). 이것은 통상적으로 노광 작업(또는 레시피)을 참조하여 수행된다. 예상 위치는 제 1 층의 노광 중에 사용된 레티클에 기반하여 기판의 영역에 있는 정렬 마크의 위치를 규정하는 좌표 또는 다른 레퍼런스일 수 있다. 예상 위치는 제어 동작이 수행되지 않았다고 가정할 수 있다.
제 1 층의 노광 중에 수행된 제어 동작에 기반하여, 제어 동작에 의해 초래된 제 1 층의 기하학적 변형이 결정될 수 있다(504). 이것은, 도 4를 참조하여 전술된 바와 같이 계산에 의해서 수행될 수 있다. 또는, 기하학적 변형은 노광된 제 1 층에서의 정렬 마크의 위치를 측정함으로써 결정될 수 있다. 정렬 마크의 병진이 기하학적 변형에 기반하여 결정된다(506). 정렬 마크의 참 위치가 결정된 병진에 기반하여 결정될 수 있다(508).
일부 예시적인 구현예에서, 정렬 마크의 결정된 참 위치는 제 2 층이 노광되기(512) 전에 기판을 정렬하기 위해서 사용될 수 있다(510).
일부 예시적인 구현예에서, 제 2 층의 노광 이전의 기판의 정렬은, 제 1 층의 노광 중에 수행된 것과 동일한 제어 동작을 설명하는 위한 것일 수 있다. 다른 예시적인 구현예에서, 제 2 층의 노광 이전의 기판의 정렬은, 제 2 층을 노광할 때 수행될 제 2 제어 동작 및 즉 제 1 층의 제어 동작과 상이한 제어 동작에 기반할 수 있다. 추가적인 구현예에서, 기판의 영역은 필드일 수 있고, 정렬 마크의 참 위치는 제 1 필드와 연관된 제 1 제어 동작에 기반하여 결정될 수 있으며, 이러한 방법은 결정된 참 위치를, 추가적 필드와 연관되고 제 1 제어 동작과 다를 수 있는 추가적 제어 동작에 기반하여 업데이트하는 것을 더 포함할 수 있다.
본 발명은 적용된 필드 정정 및 웨이퍼 정정 사이의 크로스 토크도 역시 제거하기 위해 적용가능하다. 이것은 필드 정정이 필드마다 상이한 경우이다. 예들은 렌즈 가열, 레티클 가열, 필드별로 다를 수 있는 고차수 프로세스 정정, 기준(baseliner) 정정일 수 있다. 병진과 별개로, 다른 웨이퍼 파라미터도 영향받게 된다. 일부 예시적인 구현예에서, 시간 의존적 필드 기하학적 구조 변경이 단일 웨이퍼의 노광 중에 발생되는 가열 효과에 기인하여 생길 수 있다. 그러므로, 결과적으로 웨이퍼 상의 각각의 필드가 각각의 필드가 다소 다른 시간에 노광될 때 다소 상이하게 변형될 수 있다. 실무상, 그러므로 각각의 필드는 그 결과로서, 다소 상이한 정렬 마크 병진이 있는 전용 제어 동작(노광별 제어(control per exposure) = CPE)을 수신할 것이다. 그러므로 제 1 층에 걸친 마크 천이(병진)는 일정하지 않고, 필드(인덱스)의 함수이다. 제 2 노광(제 2 층)의 경우, 다시 한 번 피쳐를 제 2 층에 대해 위치설정하는 것에 대한 가열의 잠재적인 효과와 함께 이것이 고려될 필요가 있다.
본 발명의 다른 실시예들은 아래의 번호가 매겨진 실시예들의 목록에서 개시된다:
1. 리소그래피 프로세스를 사용하여 기판 상의 제 1 층의 영역에 적용된 정렬 마크의 위치를 결정하기 위한 방법으로서,
상기 정렬 마크의 예상 위치를 획득하는 단계;
리소그래피 프로세스를 정정하는 제어 동작에 기인한 상기 영역의 기하학적 변형을 획득하는 단계;
상기 기하학적 변형에 기인한 상기 정렬 마크의 병진을 획득하는 단계; 및
상기 정렬 마크의 위치를 상기 예상 위치 및 상기 병진에 기반하여 결정하는 단계를 포함하는, 정렬 마크 위치 결정 방법.
2. 제 1 실시예에 있어서,
상기 제어 동작은 계측 장치에 의해 획득된 계측 데이터에 기반하여 결정된 바 있는, 정렬 마크 위치 결정 방법.
3. 제 1 실시예 또는 제 2 실시예에 있어서,
상기 제어 동작은 진보된 프로세스 제어(Advanced Process Control; APC) 전략의 일부로서 결정된 바 있는, 정렬 마크 위치 결정 방법.
4. 제 1 실시예 내지 제 3 실시예 중 어느 한 실시예에 있어서,
상기 제어 동작은,
상기 리소그래피 장치의 렌즈의 가열;
상기 리소그래피 장치 내의 레티클의 가열; 및
상기 기판의 가열
중 적어도 하나에 관련된 인자를 포함하는, 정렬 마크 위치 결정 방법.
5. 제 1 실시예 내지 제 4 실시예 중 어느 한 실시예에 있어서,
상기 정렬 마크의 위치는 제 1 필드와 연관된 제어 동작에 기반하여 결정되고,
상기 방법은,
제 2 필드와 연관된 제어 동작에 기반하여 상기 정렬 마크의 결정된 위치를 업데이트하는 단계를 더 포함하는, 정렬 마크 위치 결정 방법.
6. 제 5 실시예에 있어서,
제 1 필드와 연관된 제어 동작은 제 2 필드와 연관된 제어 동작과 상이한, 정렬 마크 위치 결정 방법.
7. 제 1 실시예 내지 제 6 실시예 중 어느 한 실시예에 있어서,
상기 제어 동작은 상기 리소그래피 프로세스의 필드 기하학적 속성을 정정하기 위한 것인, 정렬 마크 위치 결정 방법.
8. 제 7 실시예에 있어서,
상기 필드 기하학적 속성은 오버레이를 포함하는, 정렬 마크 위치 결정 방법.
9. 제 1 실시예 내지 제 8 실시예 중 어느 한 실시예에 있어서,
상기 정렬 마크의 예상 위치는 노광 레시피로부터 획득되는, 정렬 마크 위치 결정 방법.
10. 제 1 실시예 내지 제 9 실시예 중 어느 한 실시예에 있어서,
상기 영역의 기하학적 변형을 획득하는 단계는,
제 1 층의 노광 이후에 상기 정렬 마크의 위치를 측정하는 것, 및/또는
상기 영역의 기하학적 변형을 상기 제어 동작에 기반하여 계산하는 것을 포함하는, 정렬 마크 위치 결정 방법.
11. 제 1 실시예 내지 제 10 실시예 중 어느 한 실시예에 있어서,
상기 방법은,
상기 정렬 마크를 포함하여 상기 기판 상의 제 1 층을 노광하는 단계를 더 포함하는, 정렬 마크 위치 결정 방법.
12. 리소그래피 프로세스를 거치는 기판을 위치설정하기 위한 방법으로서,
제 1 실시예 내지 제 11 실시예 중 어느 한 실시예에 따르는 기판 상에 제 1 층의 일부로서 제작되는 정렬 마크의 위치를 결정하는 단계를 포함하고,
상기 정렬 마크의 결정된 위치에 기반하여 상기 기판을 위치설정하는 단계를 더 포함하는, 기판 위치설정 방법.
13. 제 12 실시예에 있어서,
상기 방법은,
상기 기판의 제 2 층을 노광하는 단계를 더 포함하는, 기판 위치설정 방법.
14. 리소그래피 프로세스를 사용하여 기판 상의 제 1 층의 영역에 적용된 정렬 마크의 위치를 결정하기 위한 장치로서,
컴퓨터 프로그램 코드를 실행하도록 구성되는 프로세서를 포함하고, 상기 컴퓨터 프로그램 코드는,
상기 정렬 마크의 예상 위치를 획득하는 단계;
리소그래피 프로세스를 정정하는 제어 동작에 기인한 상기 영역의 기하학적 변형을 획득하는 단계;
상기 기하학적 변형에 기인한 상기 정렬 마크의 병진을 획득하는 단계; 및
상기 정렬 마크의 위치를 상기 예상 위치 및 상기 병진에 기반하여 결정하는 단계를 포함하는 방법을 수행하기 위한 것인, 정렬 마크 위치 결정 장치.
15. 제 14 실시예에 있어서,
상기 제어 동작은 계측 장치에 의해 획득된 계측 데이터에 기반하여 결정된 바 있는, 정렬 마크 위치 결정 장치.
16. 제 14 실시예 또는 제 15 실시예에 있어서,
상기 제어 동작은 진보된 프로세스 제어(Advanced Process Control; APC) 전략의 일부로서 결정된 바 있는, 정렬 마크 위치 결정 장치.
17. 제 14 실시예 내지 제 16 실시예 중 어느 한 실시예에 있어서,
상기 제어 동작은,
상기 리소그래피 장치의 렌즈의 가열;
상기 리소그래피 장치 내의 레티클의 가열; 및
상기 기판의 가열
중 적어도 하나에 관련된 인자를 포함하는, 정렬 마크 위치 결정 장치.
18. 제 14 실시예 내지 제 17 실시예 중 어느 한 실시예에 있어서,
상기 정렬 마크의 위치는 제 1 필드와 연관된 제어 동작에 기반하여 결정되고,
상기 방법은,
제 2 필드와 연관된 제어 동작에 기반하여 상기 정렬 마크의 결정된 위치를 업데이트하는 단계를 더 포함하는, 정렬 마크 위치 결정 장치.
19. 제 18 실시예에 있어서,
제 1 필드와 연관된 제어 동작은 제 2 필드와 연관된 제어 동작과 상이한, 정렬 마크 위치 결정 장치.
20. 제 14 실시예 내지 제 19 실시예 중 어느 한 실시예에 있어서,
상기 제어 동작은 상기 리소그래피 프로세스의 필드 기하학적 속성을 정정하기 위한 것인, 정렬 마크 위치 결정 장치.
21. 제 20 실시예에 있어서,
상기 필드 기하학적 속성은 오버레이를 포함하는, 정렬 마크 위치 결정 장치.
22. 제 14 실시예 내지 제 21 실시예 중 어느 한 실시예에 있어서,
상기 정렬 마크의 예상 위치는 노광 레시피로부터 획득되는, 정렬 마크 위치 결정 장치.
23. 제 14 실시예 내지 제 22 실시예 중 어느 한 실시예에 있어서,
상기 영역의 기하학적 변형을 획득하는 단계는,
제 1 층의 노광 이후에 상기 정렬 마크의 위치를 측정하는 것, 및/또는
상기 영역의 기하학적 변형을 상기 제어 동작에 기반하여 계산하는 것을 포함하는, 정렬 마크 위치 결정 장치.
24. 제 14 실시예 내지 제 23 실시예 중 어느 한 실시예에 있어서,
상기 방법은,
상기 정렬 마크를 포함하여 상기 기판 상의 제 1 층을 노광하는 단계를 더 포함하는, 정렬 마크 위치 결정 장치.
25. 리소그래피 프로세스를 거치는 기판을 위치설정하기 위한 장치로서,
컴퓨터 프로그램 코드를 실행하도록 구성되는 프로세서를 포함하고,
상기 컴퓨터 프로그램 코드는, 제 1 실시예 내지 제 13 실시예 중 어느 한 실시예에 따라 기판 상의 제 1 층의 일부로서 제조된 정렬 마크의 위치를 결정하는 단계; 및
정렬 마크의 결정된 위치에 기반하여 기판을 위치설정하도록 상기 장치를 제어하는 단계를 더 포함하는 방법을 수행하기 위한 것인, 기판 위치 결정 장치.
26. 제 25 실시예에 있어서,
상기 방법은 기판의 제 2 층을 노광하는 단계를 더 포함하는, 정렬 마크 위치 결정 장치.
27. 적어도 하나의 프로세서에서 실행될 때, 장치가 제 1 실시예 내지 제 13 실시예 중 임의의 것에 따른 방법을 수행하게끔 상기 적어도 하나의 프로세서를 제어하는 명령을 포함하는, 컴퓨터 프로그램.
28. 제 27 실시예의 컴퓨터 프로그램을 포함하는 캐리어로서,
상기 캐리어는, 전자 신호, 광 신호, 무선 신호, 또는 비-일시적 컴퓨터 판독가능 저장 매체 중 하나인, 캐리어.
29. 제 14 실시예 내지 제 26 실시예 중 어느 한 실시예에 따른 장치를 포함하는, 계측 장치.
30. 제 29 실시예에 따른 계측 장치를 포함하는, 리소그래피 장치.
31. 제 30 실시예에 따른 장치를 포함하는, 리소그래피 셀.
컴퓨터 프로그램은 앞서 설명된 방법 중 임의의 것을 제공하도록 구성될 수 있다. 컴퓨터 프로그램은 컴퓨터 판독가능 매체에 제공될 수 있다. 컴퓨터 프로그램은 컴퓨터 프로그램 제품일 수 있다. 이러한 제품은 비-일시적 컴퓨터 사용가능 저장 매체를 포함할 수 있다. 컴퓨터 프로그램 제품은 이러한 방법을 수행하도록 구성되는 매체 내에 구현된 컴퓨터-판독가능 프로그램 코드를 가질 수 있다. 컴퓨터 프로그램 제품은 적어도 하나의 프로세서가 이러한 방법 중 일부 또는 전부를 수행하게 하도록 구성될 수 있다.
다양한 방법 및 장치는 본 명세서에서 컴퓨터-구현 방법, 장치(시스템 및/또는 디바이스) 및/또는 컴퓨터 프로그램 제품의 블록도 또는 흐름도 예시를 참조하여 설명되었다. 블록도 및/또는 흐름도 예시의 블록, 및 블록도 및/또는 흐름도 예시에서의 블록의 조합이, 하나 이상의 컴퓨터 회로에 의해 수행되는 컴퓨터 프로그램 명령에 의해 구현될 수 있다는 것이 이해된다. 이러한 컴퓨터 프로그램 명령은, 범용 컴퓨터 회로의 프로세서 회로, 특수 목적 컴퓨터 회로, 및/또는 다른 프로그래밍가능한 데이터 처리 회로에 제공되어 머신을 생성할 수 있어서, 컴퓨터 및/또는 다른 프로그래밍가능한 데이터 처리 장치의 프로세서를 통해 실행되는 명령이, 트랜지스터, 메모리 위치에 저장된 값, 및 이러한 회로부 내의 다른 하드웨어 컴포넌트를 변환 및 제어하여 블록도 및/또는 흐름도 블록 또는 블록에 규정된 기능/동작을 구현하게 함으로써, 블록도 및/또는 흐름도 블록(들)에 규정된 기능/동작을 구현하기 위한 수단(기능성) 및/또는 구조체를 생성하게 한다.
컴퓨터 프로그램 명령은 또한, 컴퓨터 판독가능 매체 내에 저장된 명령들이 블록도 및/또는 흐름도 블록 또는 블록들 내에 규정된 기능/동작(act)을 구현하는 명령들을 포함하는 제조물을 생산하도록, 컴퓨터 또는 다른 프로그래밍가능한 데이터 프로세스 장치가 특정한 방식으로 기능하게 지시할 수 있는 컴퓨터-판독가능 매체 내에 저장될 수 있다.
유형의(tangible), 비-일시적 컴퓨터-판독가능 매체는 전자적, 자기적, 광학적, 전자기적, 또는 반도체 데이터 저장 시스템, 장치, 또는 디바이스를 포함할 수 있다. 컴퓨터-판독가능 매체의 더 많은 특정한 예에는: 휴대용 컴퓨터 디스켓, 랜덤 액세스 메모리(RAM) 회로, 판독-전용 메모리(ROM) 회로, 소거가능한 프로그래밍가능한 판독-전용 메모리(EPROM 또는 플래시 메모리) 회로, 휴대용 콤팩트 디스크 판독-전용 메모리(CD-ROM), 및 휴대용 디지털 비디오 디스크 판독-전용 메모리(DVD/블루-레이)가 있을 것이다.
컴퓨터 프로그램 명령은 또한 컴퓨터 및/또는 다른 프로그래밍가능한 데이터 프로세스 장치에 로딩되어 일련의 동작 단계들이 컴퓨터 및/또는 다른 프로그래밍가능한 장치에서 수행되게 하여 컴퓨터 구현 프로세스를 생성함으로써, 컴퓨터 또는 다른 프로그래밍가능한 장치에서 실행되는 명령들이 블록도 및/또는 흐름도 블록 또는 블록에 규정된 기능/동작을 구현하기 위한 단계들을 제공하게 할 수도 있다.
따라서, 본 발명은 하드웨어 및/또는 프로세서에서 실행되는 소프트웨어(펌웨어, 상주 소프트웨어, 마이크로-코드 등)로 구현될 수 있는데, 이것은 총괄하여 "회로부", "모듈" 또는 그 변형물이라고 불릴 수 있다.
또한, 일부 대안적인 구현형태에서, 블록에서 표시된 기능들/동작들이 흐름도에 표시된 순서에 어긋나게 발생될 수도 있다는 것에 또한 주의해야 한다. 예를 들어, 연속하게 도시된 두 개의 블록들은 실제로는 실질적으로 동시에 실행될 수도 있고, 또는 블록들은 가끔 수반된 기능성/동작에 의존하여 역순서로 실행될 수도 있다. 더욱이, 흐름도 및/또는 블록도의 주어진 블록의 기능성은 다수의 블록 및/또는 기능성으로 분리될 수 있고, 흐름도 및/또는 블록도의 두 개 이상의 블록은 적어도 부분적으로 통합될 수 있다. 마지막으로, 다른 블록들이 예시된 블록들 사이에 추가/삽입될 수도 있다.
당업자들은 첨부된 청구 범위로부터 벗어나지 않으면서 다른 실시예들을 구상할 수 있을 것이다.

Claims (15)

  1. 리소그래피 프로세스를 사용하여 기판 상의 제 1 층의 영역에 적용된 정렬 마크의 위치를 결정하기 위한 방법으로서,
    상기 정렬 마크의 예상 위치를 획득하는 단계;
    리소그래피 프로세스를 정정하는 제어 동작에 기인한 상기 영역의 기하학적 변형을 획득하는 단계;
    상기 기하학적 변형에 기인한 상기 정렬 마크의 병진을 획득하는 단계; 및
    상기 정렬 마크의 위치를 상기 예상 위치 및 상기 병진에 기반하여 결정하는 단계를 포함하는, 정렬 마크 위치 결정 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제어 동작은 계측 장치에 의해 획득된 계측 데이터에 기반하여 결정된 바 있는, 정렬 마크 위치 결정 방법.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 제어 동작은 진보된 프로세스 제어(Advanced Process Control; APC) 전략의 일부로서 결정된 바 있는, 정렬 마크 위치 결정 방법.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 제어 동작은,
    상기 리소그래피 장치의 렌즈의 가열;
    상기 리소그래피 장치 내의 레티클의 가열; 및
    상기 기판의 가열
    중 적어도 하나에 관련된 인자를 포함하는, 정렬 마크 위치 결정 방법.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 정렬 마크의 위치는 제 1 필드와 연관된 제어 동작에 기반하여 결정되고,
    상기 방법은,
    제 2 필드와 연관된 제어 동작에 기반하여 상기 정렬 마크의 결정된 위치를 업데이트하는 단계를 더 포함하는, 정렬 마크 위치 결정 방법.
  6. 제 5 항에 있어서,
    제 1 필드와 연관된 제어 동작은 제 2 필드와 연관된 제어 동작과 상이한, 정렬 마크 위치 결정 방법.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 제어 동작은 상기 리소그래피 프로세스의 필드 기하학적 속성을 정정하기 위한 것인, 정렬 마크 위치 결정 방법.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 필드 기하학적 속성은 오버레이를 포함하는, 정렬 마크 위치 결정 방법.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 정렬 마크의 예상 위치는 노광 레시피로부터 획득되는, 정렬 마크 위치 결정 방법.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 영역의 기하학적 변형을 획득하는 단계는,
    제 1 층의 노광 이후에 상기 정렬 마크의 위치를 측정하는 것, 및/또는
    상기 영역의 기하학적 변형을 상기 제어 동작에 기반하여 계산하는 것을 포함하는, 정렬 마크 위치 결정 방법.
  11. 제 1 항에 있어서,
    상기 방법은,
    상기 정렬 마크를 포함하여 상기 기판 상의 제 1 층을 노광하는 단계를 더 포함하는, 정렬 마크 위치 결정 방법.
  12. 리소그래피 프로세스를 거치는 기판을 위치설정하기 위한 방법으로서,
    제 1 항에 따라 기판 상에 제 1 층의 일부로서 제작되는 정렬 마크의 위치를 결정하는 단계를 포함하고,
    상기 정렬 마크의 결정된 위치에 기반하여 상기 기판을 위치설정하는 단계를 더 포함하는, 기판 위치설정 방법.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 방법은,
    상기 기판의 제 2 층을 노광하는 단계를 더 포함하는, 기판 위치설정 방법.
  14. 리소그래피 프로세스를 사용하여 기판 상의 제 1 층의 영역에 적용된 정렬 마크의 위치를 결정하기 위한 장치로서,
    컴퓨터 프로그램 코드를 실행하도록 구성되는 프로세서를 포함하고, 상기 컴퓨터 프로그램 코드는,
    상기 정렬 마크의 예상 위치를 획득하는 단계;
    리소그래피 프로세스를 정정하는 제어 동작에 기인한 상기 영역의 기하학적 변형을 획득하는 단계;
    상기 기하학적 변형에 기인한 상기 정렬 마크의 병진을 획득하는 단계; 및
    상기 정렬 마크의 위치를 상기 예상 위치 및 상기 병진에 기반하여 결정하는 단계를 포함하는 방법을 수행하기 위한 것인, 정렬 마크 위치 결정 장치.
  15. 적어도 하나의 프로세서에서 실행될 때, 장치가 제 1 항에 따른 방법을 수행하게끔 상기 적어도 하나의 프로세서를 제어하는 명령을 포함하는, 컴퓨터 프로그램.
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