KR20210018694A - Process control method for lithographically processed semiconductor devices - Google Patents

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Abstract

A photoresist layer is exposed to an exposure beam using an exposure tool assembly, the photoresist layer coats the semiconductor substrate, and a current exposure parameter setting, which includes at least the defocus value and the exposure amount, is used for each exposure. The exposed photoresist layer is developed, and a resist pattern is formed from the photoresist layer. Feature properties of the resist pattern and/or the substrate pattern derived from the resist pattern are measured. The current exposure parameter setting is updated in response to deviations of the measured feature properties from the target feature properties. The uncorrected feature properties of the hypothetical resist pattern to be formed without updating the exposure parameter settings are estimated. The measurement strategy for feature properties is changed or the current exposure parameter setting is updated in response to information obtained from the uncorrected feature properties.

Description

리소그래피로 처리된 반도체 장치에 대한 프로세스 제어 방법{PROCESS CONTROL METHOD FOR LITHOGRAPHICALLY PROCESSED SEMICONDUCTOR DEVICES}Process control method for semiconductor devices processed by lithography {PROCESS CONTROL METHOD FOR LITHOGRAPHICALLY PROCESSED SEMICONDUCTOR DEVICES}

본 발명의 실시예들은 휘발성 및 비휘발성 메모리 장치, 논리 회로, 마이크로프로세서, 전력 반도체 장치 및 평판 장치와 같은 반도체 장치의 제조에 관한 것이며, 여기서 노광 프로세스는 패턴을 반도체 웨이퍼 상의 포토 레지스트층으로 전사한다. 노광 프로세스는 이전에 노광된 반도체 웨이퍼의 계측 결과에 기초하여 현재 노광에 대한 노광 파라미터를 결정하기 위해 APC(advanced process control)를 사용할 수 있다. 실시예들은 노광 툴 조립체를 포함하는 웨이퍼 제조 조립체에 관한 것이다.Embodiments of the present invention relate to the manufacture of semiconductor devices such as volatile and nonvolatile memory devices, logic circuits, microprocessors, power semiconductor devices, and flat panel devices, wherein the exposure process transfers a pattern to a photoresist layer on a semiconductor wafer. . The exposure process may use advanced process control (APC) to determine exposure parameters for the current exposure based on measurement results of previously exposed semiconductor wafers. Embodiments relate to a wafer fabrication assembly comprising an exposure tool assembly.

반도체 장치의 제조 프로세스 동안, 트랜지스터, 다이오드, 캐패시터, 저항기 및 배선 연결부와 같은 기능 요소의 다양한 물리적 부분이 반도체 기판 내 및 그 위에, 예를 들어 반도체 기판 및 반도체 기판의 처리된 표면 상에 적층된 층들의 도핑 영역들로서, 형성된다. 물리적 부품은 처리 된 표면 상에 하나 이상의 층들의 증착을 조합하고 특정 패턴을 그 층들로 전사하는 패터닝 공정을 사용함으로써 다층으로(lay-by-lay) 형성될 수 있으며, 패터닝 공정은 관련 층의 부분을 국부적으로 예를 들면, 에칭에 의해 수정 또는 제거한다. 패터닝 공정의 변동들은 목표 치수로부터의 편차를 초래하고 공정 수율에 악영향을 미치거나 최종 반도체 장치의 파라미터의 비교적 넓은 확산을 야기할 수 있다. During the manufacturing process of a semiconductor device, various physical parts of functional elements such as transistors, diodes, capacitors, resistors and wiring connections are deposited in and on the semiconductor substrate, for example on the semiconductor substrate and the treated surface of the semiconductor substrate. Are formed as doped regions. Physical components can be formed lay-by-lay by combining the deposition of one or more layers on the treated surface and using a patterning process to transfer a specific pattern to those layers, the patterning process being part of the relevant layer. Is modified or removed locally, for example by etching. Variations in the patterning process can lead to deviations from the target dimension and adversely affect the process yield or cause a relatively wide spread of parameters of the final semiconductor device.

포토 마스킹에 의한 패터닝은 반도체 웨이퍼의 처리된 표면 상에 포토 레지스트 층의 증착을 포함한다. 노광 프로세스는 포토 마스크 층에 포토 마스크의 레티클 패턴을 투영하며, 포토 레지스트 층에서 비노광된 부분에 대하여 노광된 부분에서 광활성 성분이 선택적으로 수정되어, 노광 후에 포토 레지스트 층이 레티클의 잠상을 포함하도록 된다. 현상 프로세스는 수정된 부분 또는 수정되지 않은 부분을 선택적으로 제거한다. 현상된 레지스트 층은 에칭 마스크 또는 주입 마스크로서 사용될 수 있다. Patterning by photo masking involves the deposition of a photoresist layer on the treated surface of a semiconductor wafer. The exposure process projects the reticle pattern of the photomask onto the photomask layer, and the photoactive component is selectively modified in the exposed portion relative to the unexposed portion of the photoresist layer, so that the photoresist layer contains the latent image of the reticle after exposure do. The developing process selectively removes modified or unmodified parts. The developed resist layer can be used as an etching mask or an implant mask.

레지스트 패턴의 물리적 치수는 특히 노광량 및 디포커스 값에 의존한다. 노광량은 특정 패턴으로 포토 레지스트 층을 노광하는 데 사용되는 노광 방사선의 에너지를 나타낸다. 디포커스는 웨이퍼 표면과 노광 방사선의 초점면 사이의 거리를 나타낸다. 포토 레지스트 층의 특정 임계 패턴의 물리적 치수가 측정되고 목표 치수와 비교 될 수 있다. APC는 임계 치수에 대한 측정 결과의 함수로 다음 노광의 노광량 및/또는 디포커스를 조정할 수 있다. The physical dimensions of the resist pattern depend in particular on the exposure amount and the defocus value. The exposure amount represents the energy of exposure radiation used to expose the photoresist layer in a specific pattern. Defocus refers to the distance between the wafer surface and the focal plane of the exposure radiation. The physical dimensions of a particular critical pattern of the photoresist layer can be measured and compared to the target dimensions. The APC can adjust the exposure amount and/or defocus of the next exposure as a function of the measurement result for the critical dimension.

웨이퍼 내(within-wafer) 및 웨이퍼 투 웨이퍼(wafer-to-wafer)에 대한 부정적인 충격 없이 적은 노력으로 및/또는 감소된 측정 노력으로 예를 들면 웨이퍼 내의 향상된 균일성과 같은 하나의 웨이퍼에 걸친 포토 레지스트 패턴들의 물리적 치수의 향상된 균일성 및 예를 들면 웨이퍼 투 웨이퍼(wafer-to-wafer) 균일성과 같은 웨이퍼들 사이에서의 물리적 치수의 향상된 균일성이 요구된다.Photoresist across one wafer, for example improved uniformity within the wafer, with less effort and/or reduced measurement effort without negative impact on within-wafer and wafer-to-wafer There is a need for improved uniformity of physical dimensions of patterns and improved uniformity of physical dimensions between wafers such as, for example, wafer-to-wafer uniformity.

본 발명은 포토 레지스트 패턴들의 물리적 치수의 향상된 균일성 및 웨이퍼들 사이에서의 물리적 치수의 향상된 균일성을 향상시킬 수 있는 리소그래피로 처리된 반도체 장치에 대한 프로세스 제어 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.It is an object of the present invention to provide a process control method for a lithographically processed semiconductor device capable of improving the improved uniformity of the physical dimensions of photoresist patterns and the improved uniformity of the physical dimensions between wafers.

본 발명인 진보된 프로세스 제어 방법은 노광 툴 조립체를 사용하여 반도체 기판을 노광 빔으로 코팅하는 포토 레지스트 층을 노광하는 단계와, 여기서 각각의 노광에 대해 적어도 디포커스 값 및 노광량을 포함하는 현재 노광 파라미터 설정이 사용되고, 레지스트 패턴을 형성하기 위해 상기 노광된 포토 레지스트 층을 현상하여 단계, 상기 레지스트 패턴으로부터 유도된 기판 패턴 및/또는 상기 레지스트 패턴에서의 특징부 특성들을 측정하고, 목표 특징부 특성들로부터의 상기 측정된 특징부 특성들의 편차들에 응답하여 상기 현재 노광 파라미터 설정을 업데이트하는 단계와, 노광 파라미터 설정을 업데이트하지 않고 형성된 가상의 레지스트 패턴의 보정되지 않은 특징부 특성들을 추정하는 단계와, (i) 상기 보정되지 않은 특징부 특성들로부터 얻어진 정보에 응답하여 상기 특징부 특성들에 대한 측정 전략을 변경하는 단계 및 (ii) 상기 보정되지 않은 특징부 특성들로부터 얻어진 정보에 응답하여 상기 현재의 노광 파라미터 설정을 업데이트하는 단계 중 적어도 하나를 수행하는 단계를 포함한다.The inventive process control method includes the steps of exposing a photoresist layer coating a semiconductor substrate with an exposure beam using an exposure tool assembly, wherein for each exposure, setting current exposure parameters including at least a defocus value and an exposure amount Is used, and developing the exposed photoresist layer to form a resist pattern, measuring the substrate pattern derived from the resist pattern and/or the feature properties in the resist pattern, and from the target feature properties. Updating the current exposure parameter setting in response to deviations of the measured feature characteristics; estimating uncorrected feature characteristics of a virtual resist pattern formed without updating the exposure parameter setting; ) Changing the measurement strategy for the feature features in response to information obtained from the uncorrected feature features and (ii) the current exposure in response to information obtained from the uncorrected feature features. And performing at least one of the steps of updating the parameter setting.

본 발명은 웨이퍼 내 및 웨이퍼 투 웨이퍼에 대한 부정적인 충격 없이 적은 노력으로 및/또는 감소된 측정 노력으로 하나의 웨이퍼에 걸친 포토 레지스트 패턴들의 물리적 치수의 향상된 균일성 및 웨이퍼들 사이에서의 물리적 치수의 향상된 균일성을 향상시키는 효과가 있다.The present invention provides improved uniformity in physical dimensions of photoresist patterns across one wafer and improved physical dimensions between wafers with less effort and/or reduced measurement effort without negative impact on wafers within and wafer to wafer. There is an effect of improving uniformity.

도 1은 본 발명의 실시예를 이해하는데 유용한 배경을 설명하기 위한 참조 예에 따른 노광 파라미터를 제어하는 진보된 프로세스 제어 유닛을 포함하는 반도체 소자 제조 조립체의 개략적인 블록도이다.
도 2는 일 실시예에 따라 노광 파라미터를 업데이트하지 않고 형성된 가상 구조의 보정되지 않은(de-corrected) 특징부 특성들을 추정하기 위한 계산 유닛을 포함하는 반도체 장치 제조 조립체의 일부의 개략적인 블록도이다.
도 3은 노광 파라미터의 업데이트에 관한 일 실시예에 따른 진보된 프로세스 제어 방법을 나타내는 개략적인 흐름도이다.
도 4는 노광 툴 조립체에 대한 보정 데이터의 제어에 관한 일 실시예에 따른 계산 유닛을 포함하는 반도체 장치 제조 조립체의 일부의 개략적인 블록도이다.
도 5는 일 실시예에 따른 진보된 프로세스 제어 방법을 개략적으로 도시하는 블록도이다.
도 6은 도 4의 실시 예의 효과를 설명하기 위한 측정 및 보정되지 않은 임계 치수를 나타내는 개략도이다.
도 7은 다른 실시예에 따른 진보된 프로세스 제어 방법에 의해 획득된 정보를 이용하는 방법을 개략적으로 도시하는 블록도이다.
도 8은 샘플링 계획의 수정에 관한 실시예에 따른 계산 유닛을 포함하는 반도체 장치 제조 조립체의 일부의 개략적 인 블록도이다.
도 9는 에칭 프로세스의 제어에 관한 실시예에 따른 계산 유닛을 포함하는 반도체 장치 제조 조립체의 일부의 개략적인 블록도이다.
도 10은 또 다른 실시예에 따른 반도체 장치 제조 조립체의 일부의 개략적 인 블록도이다.1 is a schematic block diagram of a semiconductor device manufacturing assembly including an advanced process control unit for controlling exposure parameters according to a reference example to illustrate a background useful in understanding an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a schematic block diagram of a portion of a semiconductor device manufacturing assembly including a calculation unit for estimating de-corrected feature characteristics of a virtual structure formed without updating exposure parameters according to an embodiment. .
3 is a schematic flowchart showing an advanced process control method according to an embodiment of the updating of exposure parameters.
4 is a schematic block diagram of a part of a semiconductor device manufacturing assembly including a calculation unit according to an embodiment of controlling correction data for an exposure tool assembly.
5 is a block diagram schematically illustrating an advanced process control method according to an embodiment.
6 is a schematic diagram showing a critical dimension that is not measured and corrected for explaining the effect of the embodiment of FIG. 4.
7 is a block diagram schematically illustrating a method of using information obtained by an advanced process control method according to another embodiment.
8 is a schematic block diagram of a part of a semiconductor device manufacturing assembly including a calculation unit according to an embodiment of a modification of a sampling plan.
9 is a schematic block diagram of a portion of a semiconductor device manufacturing assembly including a calculation unit according to an embodiment regarding control of an etching process.
10 is a schematic block diagram of a part of a semiconductor device manufacturing assembly according to another exemplary embodiment.

도 1은 코터 유닛(coater unit)(322), 노광 유닛(324) 및 현상 유닛(326)을 포함하는 노광 툴 조립체(320)를 구비하는 종래의 반도체 디바이스 제조 조립체(390)의 일부를 도시한다. 전처리된 반도체 기판의 복수의 입력 웨이퍼 로트 (410)가 반도체 장치 제조 조립체(390)으로 연속적으로 공급된다. 반도체 기판들은 예를 들면, 반도체 웨이퍼들, 유리 기판 위에 형성된 반도체 구조를 지닌 유리 기판 또는 SOI(semiconductor-on-insulator)일 것이다. 이들의 종류에 관계없이, 이하에서는 반도체 기판이 웨이퍼(401)로 지칭된다.1 shows a portion of a conventional semiconductor device manufacturing assembly 390 having an exposure tool assembly 320 including a coater unit 322, an exposure unit 324 and a developing unit 326 . A plurality of input wafer lots 410 of pretreated semiconductor substrates are continuously supplied to a semiconductor device manufacturing assembly 390. The semiconductor substrates may be, for example, semiconductor wafers, a glass substrate having a semiconductor structure formed on the glass substrate, or a semiconductor-on-insulator (SOI). Regardless of their type, the semiconductor substrate is hereinafter referred to as the wafer 401.

웨이퍼 로트(410) 당 웨이퍼(401)의 수는 일반적으로 최대 25이다. 동일한 웨이퍼 로트(410)의 웨이퍼(401)는 동일한 전자 회로를 형성하기 위해 동일한 프로세스를 거칠 수 있다. 예를 들어, 각각의 웨이퍼 로트(410)의 웨이퍼(401)는 동일한 종류의 상이한 프로세스 유닛에 연속적으로 공급될 수 있고, 동일한 종류의 프로세스 유닛은 동일한 프로세스를 적용한다. 대안적으로, 웨이퍼(401)는 동일한 프로세스 유닛에 연속적으로 공급될 수 있으며, 각 프로세스 유닛은 각 웨이퍼 로트(410)의 웨이퍼(401) 중 일부가 병렬로 처리될 수 있는 하나 이상의 서브 유닛을 포함 할 수 있다.The number of wafers 401 per wafer lot 410 is generally at most 25. Wafers 401 of the same wafer lot 410 may go through the same process to form the same electronic circuit. For example, the wafers 401 of each wafer lot 410 may be continuously supplied to different process units of the same type, and the same type of process units apply the same process. Alternatively, the wafers 401 can be supplied continuously to the same process unit, each process unit comprising one or more sub-units in which some of the wafers 401 of each wafer lot 410 can be processed in parallel. can do.

도 1에 도시 된 바와 같이, 웨이퍼 로트(410)의 웨이퍼(401)는 노출 툴 조립체(320)의 코터 유닛(322)에 공급된다. 코터 유닛(322)은 반사 방지 코팅이 있거나 없는 포토 레지스트 층 또는 층 시스템으로 웨이퍼(401)를 도포한다. 코터 유닛(322)은 웨이퍼 표면에 레지스트 재료를 공급하고 웨이퍼(401)를 회전시켜 레지스트 재료를 균일하게 분산시키는 스피너(spinner) 유닛을 구비할 수 있다. 코터 유닛(322)은 포토 레지스트 내의 용매의 일부를 증발시키는 가열 장치를 포함 할 수 있다. 적어도 포토 레지스트 층이 도포된 웨이퍼(401)가 노광 유닛(324)으로 이송된다.As shown in FIG. 1, the wafer 401 of the wafer lot 410 is supplied to the coater unit 322 of the exposure tool assembly 320. The coater unit 322 applies the wafer 401 with a photoresist layer or layer system with or without an anti-reflective coating. The coater unit 322 may include a spinner unit that supplies a resist material to the wafer surface and rotates the wafer 401 to uniformly disperse the resist material. The coater unit 322 may include a heating device that evaporates a portion of the solvent in the photoresist. At least the wafer 401 on which the photoresist layer has been applied is transferred to the exposure unit 324.

노광 유닛(324)은 목표 패턴을 포토 레지스트 층으로 전사하는 노광 빔을 생성하며, 노광 빔은 노출된 부분에서 포토 레지스트 층의 광활성 성분을 선택적으로 활성화할 수 있다. 노광 빔은 전자기 방사선 또는 입자 빔일 수 있다. 예를 들어, 노광 빔은 포토 레지스트 층을 주사할 수 있는 전자 빔이며, 광 빔의 강도 변조 또는 블랭킹(blanking)은 목표 패턴을 생성할 수 있다. 또 다른 실시 예에 따르면, 노광 빔은 365nm보다 짧은 파장, 예를 들어 193nm 이하의 파장을 지닌 광이나 전자기 방사선을 포함하고, 전자기 방사선은 레티클을 통과하거나 레티클에서 반사되어 레티클 패턴을 포토 레지스트 층으로 묘화시킨다(images).The exposure unit 324 generates an exposure beam for transferring the target pattern to the photoresist layer, and the exposure beam may selectively activate a photoactive component of the photoresist layer in the exposed portion. The exposure beam may be an electromagnetic radiation or a particle beam. For example, the exposure beam is an electron beam capable of scanning the photoresist layer, and intensity modulation or blanking of the light beam can generate a target pattern. According to another embodiment, the exposure beam includes light or electromagnetic radiation having a wavelength shorter than 365 nm, for example, 193 nm or less, and the electromagnetic radiation passes through or is reflected from the reticle to transfer the reticle pattern to the photoresist layer. Images.

노광 빔에 의해 노광된 포토 레지스트 층의 부분에서, 광활성 성분은 이전에 중합되지 않은 화합물의 중합 또는 이전에 중합된 화합물의 단량체로의 분해(de-polymerization)에 영향을 미친다.In the portion of the photoresist layer exposed by the exposure beam, the photoactive component affects the polymerization of previously unpolymerized compounds or de-polymerization of previously polymerized compounds into monomers.

하나의 웨이퍼(401)의 노광은 전체 처리된 표면의 하나의 단일 노광을 포함 할 수 있거나, 처리된 표면 상의 인접한 노광 필드들 내의 다수의 노광들을 포함할 수 있으며, 동일한 패턴이 각각의 노광 필드로 묘화된다. 각각의 노광은 노광 방사선의 노광량 및 노광 방사선의 초점면과 처리된 표면 사이의 거리를 나타내는 디포커스 값에 의해 정의된다. 디포커스 및/또는 노광량은 웨이퍼 로트(410)의 상이한 웨이퍼들 및/또는 상이한 웨이퍼 로트들(410) 사이에서 동일한 웨이퍼(401) 상의 상이한 노광 필드들에 대해 다를 수 있다. 노광된 포토 레지스트 층들을 갖는 웨이퍼들(401)은 현상 유닛(326)으로 이송된다.The exposure of one wafer 401 may include one single exposure of the entire treated surface, or may include multiple exposures in adjacent exposure fields on the treated surface, and the same pattern is transferred to each exposure field. It is drawn. Each exposure is defined by an exposure amount of exposure radiation and a defocus value representing the distance between the focal plane of the exposure radiation and the treated surface. The defocus and/or exposure amount may be different for different exposure fields on the same wafer 401 between different wafers of the wafer lot 410 and/or between different wafer lots 410. Wafers 401 with exposed photoresist layers are transferred to a developing unit 326.

현상 유닛(326)은 노광되지 않은 부분에 대해 포토레지스트 층의 노광된 부분들이나, 노광된 부분에 대해 노광되지 않은 부분들을 제거한다. 현상 유닛 (326)은 노광 후 베이크용 가열 챔버를 포함할 수 있고 노광되지 않은 부분에 대한 노광된 부분을 또는 그 반대를 선택적으로 용해시키기 위해 포토 레지스트 층의 노광된 부분 및 노광되지 않은 부분의 상이한 용해 속도를 사용한다. 현상 유닛(326)은 현상된 레지스트 층을 경화시키거나 웨이퍼 표면 상의 현상된 레지스트 층의 접착성을 향상시키기 위해 잔류 용매를 증발시키고 현상된 레지스트 층을 화학적으로 변형시키는 가열 챔버를 포함 할 수 있다. 현상된 레지스트 층은 복수의 레지스트 특징부들(features)을 포함하는 레지스트 패턴을 형성한다.The developing unit 326 removes exposed portions of the photoresist layer with respect to the unexposed portion or portions that have not been exposed with respect to the exposed portions. The developing unit 326 may include a heating chamber for baking after exposure, and different portions of the exposed and unexposed portions of the photoresist layer to selectively dissolve the exposed portions for the unexposed portions or vice versa. The dissolution rate is used. The developing unit 326 may include a heating chamber for evaporating a residual solvent and chemically modifying the developed resist layer to cure the developed resist layer or improve adhesion of the developed resist layer on the wafer surface. The developed resist layer forms a resist pattern comprising a plurality of resist features.

계측 유닛(330)은 샘플링 포인트들에서 레지스트 패턴의 임계 레지스트 특징부들의 특징부 특성들(feature characteristics)을 측정할 수 있다. 계측 유닛(330)은 노광 툴 조립체(320)의 일부분으로 통합될 수 있거나 웨이퍼(401)는 원격 계측 유닛(330)으로 전달될 수 있다. 특징부 특성은 임계 레지스트 특징부들의 물리적 치수를 포함한다. 샘플링 포인트들은 샘플링 계획에 정의된 웨이퍼 상의 위치들이다. 계측 유닛(330)은 예로서 OCD(광학 임계 치수: optical critical dimension) 산란 계측 방법(scatterometry), SEM(스캐닝 전자 현미경: scanning electron microscopy)에 의해 얻어진 이미지의 검사 및 광학 현미경에 의해 얻어진 이미지의 검사에 의해 특징부 특성에 관한 정보를 얻을 수 있다.The measurement unit 330 may measure feature characteristics of critical resist features of the resist pattern at sampling points. The metrology unit 330 may be integrated as part of the exposure tool assembly 320 or the wafer 401 may be transferred to the telemetry unit 330. Feature characteristics include the physical dimensions of critical resist features. Sampling points are locations on the wafer defined in the sampling plan. The measurement unit 330 is, for example, OCD (optical critical dimension) scattering measurement method (scatterometry), SEM (scanning electron microscopy: scanning electron microscopy) of the image obtained by inspection of the image obtained by the inspection of the image Thus, information on the feature characteristics can be obtained.

임계 레지스트 특징부의 특징부 특성은 예를 들면, 원형 레지스트 특징부들의 직경들, 비원형 레지스트 특징부들의 단축 및 장축의 길이들, 줄무늬형 레지스트 특징부의 선 폭들, 레지스트 특징부들 사이의 공간 폭들, 레지스트 특징부들의 측면 각도들, 레지스트 특징부의 영역들 및 레지스트 특징부의 라인 에지 거칠기(line edge roughness)와 같은 다른 특성을 포함할 수 있다. 다음에서 약자 "CD"는 모든 종류의 특징부 특성을 포함하며, 임계 레지스트 특징부의 선들 및 공간들의 폭 및 임계 레지스트 특징부들의 영역으로 제한되지 않는다.The feature properties of the critical resist features include, for example, the diameters of the circular resist features, the short and long lengths of the non-circular resist features, the line widths of the striped resist features, the space widths between the resist features, the resist Other properties, such as side angles of the features, regions of the resist feature, and line edge roughness of the resist feature. The abbreviation "CD" in the following includes all kinds of feature characteristics, and is not limited to the width of the lines and spaces of the critical resist feature and the area of the critical resist features.

노광 후 프로세스는, 예를 들어 반도체 기판에 홈 및 트렌치를 형성하기 위한 에칭 마스크, 주입 마스크 또는 다른 수정 프로세스를 위한 마스크로서 레지스트 패턴을 사용할 수 있다.The post-exposure process may, for example, use a resist pattern as an etching mask for forming grooves and trenches in a semiconductor substrate, an implant mask or a mask for other modification processes.

APC 유닛(290)은 샘플링 플랜에 정의된 선택된 위치들에서 측정된 웨이퍼들의 측정된 CD를 수신한다. 동일한 노광 툴 조립체(320) 또는 다른 노광 툴 조립체에서 처리된 하나 이상의 선행 웨이퍼들에 대해 측정된 CD에 기초하여, APC 유닛(290)은 각 노광 필드, 각 웨이퍼 및/또는 각 웨이퍼 로트에 대해서 노광 유닛(324) 내의 노광량 및/또는 디포커스를 개별적으로 조절한다.The APC unit 290 receives a measured CD of wafers measured at selected locations defined in the sampling plan. Based on the CD measured for one or more preceding wafers processed in the same exposure tool assembly 320 or another exposure tool assembly, the APC unit 290 exposes for each exposure field, each wafer and/or each wafer lot. The exposure amount and/or defocus in the unit 324 are individually adjusted.

도 2는 리소그래피로 처리된 반도체 장치에 대한 노광 파라미터, 계측 설정 및 진보된 프로세서 제어 설정을 결정하는 수단을 포함하는 웨이퍼 제조 조립체(300)를 도시한다. 웨이퍼 제조 조립체(300)는 도 1에서 도시된 기능성을 지닌 노광 툴 조립체(320) 및 계측 유닛(330)을 포함할 수 있다. 2 shows a wafer fabrication assembly 300 comprising means for determining exposure parameters, metrology settings, and advanced processor control settings for a lithographically processed semiconductor device. The wafer fabrication assembly 300 may include an exposure tool assembly 320 and a measurement unit 330 having the functionality shown in FIG. 1.

APC 유닛(290)은 계측 유닛(330)으로부터 수신된 측정된 CD에 기초하여 현재 노광에 대한 노광 파라미터 설정을 결정할 수 있다. 노광 파라미터 설정은 노광량(dose)/초점 보정 데이터, 예를 들어 초점에 대한 보정 값, 노광량에 대한 보정값들 또는 초점 및 노광량 모두에 대한 보정값들을 포함할 수 있다. APC 유닛(290)은 특정 가중 계수를 곱한, 기설정된 개수의 이전의 노광들의 이전 보정 데이터를 각각 더 고려할 수 있다. 외부로부터 수신된 다른 정보가 없는 경우, APC 유닛(290)은 노광 툴 조립체(320)에 새로운 노광량/초점 보정 데이터를 출력한다.The APC unit 290 may determine an exposure parameter setting for the current exposure based on the measured CD received from the measurement unit 330. The exposure parameter setting may include dose/focus correction data, for example, a correction value for focus, correction values for an exposure amount, or correction values for both focus and exposure amount. The APC unit 290 may further consider previous correction data of a preset number of previous exposures obtained by multiplying a specific weighting factor. When there is no other information received from the outside, the APC unit 290 outputs new exposure amount/focus correction data to the exposure tool assembly 320.

웨이퍼 제조 조립체(300)는 측정된 웨이퍼의 특정 특징부 특성들에 관한 정보를 수신하는 계산 유닛(200)을 더 포함한다. 예를 들어, 복수의 계측 유닛에 의해 얻어진 측정 데이터를 수신하여 관리하는 계측 유닛(330) 또는 MES(제조 실행 시스템: manufacturing execution system)는 상기에서 정의된 바와 같은 CD를 계산 유닛(200)에 전송할 수 있다. 또한, 계산 유닛(200)은 CD가 얻어지는 웨이퍼(401)를 식별하는 웨이퍼 컨텍스트 정보(WCI: wafer context information)를 포함한다. 웨이퍼 컨텍스트 정보(WCI)는 웨이퍼 (401)의 소스, 유형 및 파라미터를 식별하는 파라미터들과, 예를 들면 노광 툴 조립체(320)에서 사용되는 레티클과 같은 웨이퍼(401)가 처리되는 프로세스 툴들과 프로세스 유닛들, 관련된 웨이퍼가 의존하는 프로세서 조건들과, 관련 웨이퍼가 노광되는 프로세스 가스들과 프로세스 유체들에 대한 식별자들 뿐만 아니라 예를 들면 이전 프로세스의 날짜 및 시간을 포함하는 기록 정보를 제공한다.The wafer fabrication assembly 300 further includes a calculation unit 200 that receives information regarding specific feature properties of the measured wafer. For example, the measurement unit 330 or MES (manufacturing execution system) that receives and manages measurement data obtained by a plurality of measurement units transmits the CD as defined above to the calculation unit 200. I can. In addition, the calculation unit 200 includes wafer context information (WCI) identifying the wafer 401 from which the CD is obtained. Wafer context information (WCI) includes parameters that identify the source, type, and parameters of the wafer 401, and process tools and processes in which the wafer 401 is processed, such as a reticle used in the exposure tool assembly 320. Units, processor conditions upon which the associated wafer is dependent, and identifiers for the process gases and process fluids to which the associated wafer is exposed, as well as record information including, for example, the date and time of the previous process.

계산 유닛(200)은 노광 툴 조립체(320)에서 프로세스 보정을 위해 사용 가능한 노광 정보, 예를 들어 이전에 적용된 노광량, 초점, 이전의 노광량/초점 보정 데이터 및/또는 노광 후 베이크의 온도 프로파일을 수신하고/수신하거나 보유한다. 프로세스 보정에 사용할 수 있는 노광 정보는 웨이퍼 컨텍스트 정보(WCI)에 포함될 수도 있거나 노광 툴 조립체(320)로부터 연산부(200)로 직접 전송 될 수도 있다.The calculation unit 200 receives exposure information available for process correction in the exposure tool assembly 320, for example, previously applied exposure amount, focus, previous exposure amount/focus correction data, and/or a temperature profile of bake after exposure. And/receive or hold. Exposure information that can be used for process correction may be included in wafer context information (WCI) or may be directly transmitted from the exposure tool assembly 320 to the operation unit 200.

계산 유닛(200)의 제 1 스테이지는 계측 유닛(330)으로부터 수신된 측정된 CD 및 노광 정보에 기초하여 현재 노광에 대한 노광량 및 초점 오차를 결정할 수 있다. 노광 정보는 하나 이상의 이전 노광들의 노광 파라미터들, 하나 이상의 이전 노광의 노광량 및 초점 오차들 및/또는 제품 상의 초점 측정에 의해 얻어진 초점 데이터를 포함 할 수 있으며, 계산 유닛(200)이 제품 상의 초점 측정에 의해 얻어진 데이터를 수신하는 경우, 초점 오차는 영(0)일 수 있다.The first stage of the calculation unit 200 may determine an exposure amount and a focus error for the current exposure based on the measured CD and exposure information received from the measurement unit 330. The exposure information may include exposure parameters of one or more previous exposures, exposure amounts and focus errors of one or more previous exposures, and/or focus data obtained by measuring focus on the product, and the calculation unit 200 measures the focus on the product. In the case of receiving the data obtained by, the focus error may be zero (0).

노광량 및 초점 오차를 결정하기 위해, 계산 유닛(200)의 제 1 스테이지는 CD, 노광량 및 초점 사이의 관계를 설명하는 물리적 모델을 사용할 수 있다. 측정된 CD로부터, 기본 함수 및 계수들, 즉 다항식 모델에 의해 정의될 수 있는 물리적 모델은 측정된 CD가 얻어지는 샘플링 포인트들에 유효한 노광량 및/또는 디포커스 값들을 얻을 수 있다.To determine the exposure amount and focus error, the first stage of the calculation unit 200 may use a physical model that describes the relationship between the CD, the exposure amount, and the focus. From the measured CD, the basic function and coefficients, i.e., a physical model that can be defined by a polynomial model, can obtain exposure amounts and/or defocus values effective at the sampling points at which the measured CD is obtained.

계산 유닛(200)의 제 2 스테이지는 노광 파라미터 설정의 어떠한 업데이트 없이 형성될 가상의 레지스트 패턴의 대안적인, 보정되지 않은 특징부 특성을 계산할 수 있다. 즉, 계산 유닛(200)은 진보된 프로세스 제어가 생략된 경우를 위한 CD를 산출한다. 일 실시예에 따르면, 제 2 스테이지는 이전에 처리된 웨이퍼들에 대한 최적의 노광량 및 최적의 초점 값들을 후술적으로 계산할 수 있다.The second stage of the calculation unit 200 may calculate an alternative, uncorrected feature characteristic of a virtual resist pattern to be formed without any update of exposure parameter settings. That is, the calculation unit 200 calculates a CD for the case where the advanced process control is omitted. According to an embodiment, the second stage may calculate an optimal exposure amount and optimal focus values for previously processed wafers, which will be described later.

디포커스 및/또는 노광량에 대한 업데이트 절차를 적용하지 않고 노광으로부터 기인하는 가상의 보정되지 않은 특징부 특성을 추정함으로써, 계산 유닛(200)은 노광으로부터 적어도 하나의 노광 후 프로세서 유닛(340)까지의 모든 프로세스의 파라미터를 계산하고 분석하는 것을 도울 수 있으며, 동시에 노광에 대한 기본적인 진보된 프로세스 제어가 여전히 활성이고, 처리된 웨이퍼(401)가 통상 정도의 프로세스 허용 오차를 만족시킨다. 계산 유닛(200)은 상이한 웨이퍼 모델들을 사용하는 프로세스 보정값들 및 CD 균일성, 웨이퍼 컨텍스트 정보, APC 설정 및/또는 진보된 프로세스 제어의 임시적인 우회 없이 샘플링 계획에서의 조정들을 결정함으로써, 웨이퍼 수율이 영향을 받지 않고 진보된 프로세스 제어 부재로 인해 어떤 웨이퍼도 분실되지 않는다.By estimating the imaginary uncorrected feature characteristic resulting from exposure without applying the defocus and/or update procedure for the exposure amount, the calculation unit 200 can perform at least one post-exposure processor unit 340 from exposure. It can help to calculate and analyze the parameters of all processes, while at the same time basic advanced process control over exposure is still active, and the processed wafer 401 meets a normal degree of process tolerance. Calculation unit 200 determines wafer yield by determining process correction values using different wafer models and adjustments in the sampling plan without temporary bypass of CD uniformity, wafer context information, APC settings and/or advanced process control. This is unaffected and no wafers are lost due to the advanced process control element.

이러한 목적을 위해, 계산 유닛(200)의 제 2 스테이지에 의해 얻어진 결과 RS는 전문가 시스템(206)에게, 인간 오퍼레이터(사용자)를 위해 결과를 시각화하는 사용자 인터페이스(205)에게 또는 APC 유닛(290)에 제공될 수 있다. 계산 유닛(200)의 제 2 스테이지의 결과는, 파라미터 드리프트를 보상하거나 또는 측정 전략을 변경함으로써 예를 들어, 계측 유닛(330)에 의해 사용되는 샘플링 계획을 변경함으로써, 노광 후 프로세스 유닛(340)을 제어하여 예를 들어, 진보된 프로세스 제어의 설정을 수정함으로써 또는 웨이퍼 모델의 재정의에 의해, 웨이퍼 처리에 영향을 줄 것이다.For this purpose, the result RS obtained by the second stage of the calculation unit 200 is either to the expert system 206, to the user interface 205 for visualizing the results for the human operator (user) or to the APC unit 290. Can be provided to The result of the second stage of the calculation unit 200 is the post-exposure process unit 340 by compensating for the parameter drift or by changing the measurement strategy, for example, by changing the sampling scheme used by the measurement unit 330. Control will affect wafer processing, for example by modifying the settings of advanced process control or by redefining the wafer model.

예를 들어, 계산 유닛(200)으로부터 얻어진 정보에 기초하여, 계측 유닛(330)에 의해 사용된 샘플링 플랜은, 하나 이상의 다항식들의 관점에서 전체 웨이퍼 표면에 걸친 CD 분포를 기술하는 모델의 모델 계수의 결정에 최소의 영향을 미치지 샘플링 포인트들을 건너뜀으로써 수정 될 수 있다. For example, based on the information obtained from the calculation unit 200, the sampling plan used by the metrology unit 330 may be of the model coefficients of the model that describe the CD distribution over the entire wafer surface in terms of one or more polynomials. It can be corrected by skipping sampling points with minimal impact on the decision.

선택적으로 또는 추가적으로, 목표 값으로부터의 특징부 특성의 편차가 평활화되거나 최소화되는 방식으로 대안적인 디포커스/노광량 보정 파라미터들이 얻어질 수 있다. 이러한 목적을 위해 보정되지 않은 CD는 웨이퍼 컨텍스트 정보의 특정 파라미터들에 특정한 경향을 검색할 수 있다. 대안적인 노광량/초점 보정 데이터는 APC 유닛 (290)에 전송될 수 있으며, 여기서 수정된 디포커스/노광량 보정 파라미터는 다음 노광에 대해 통상적으로 도출된 노광량/초점 보정 값을 덮어 쓸 수 있다.Alternatively or additionally, alternative defocus/dose correction parameters can be obtained in such a way that the deviation of the feature characteristic from the target value is smoothed or minimized. A CD that has not been calibrated for this purpose can search for specific trends in specific parameters of the wafer context information. Alternative exposure amount/focus correction data may be transmitted to the APC unit 290, where the modified defocus/exposure amount correction parameter may overwrite the exposure amount/focus correction value typically derived for the next exposure.

사용자 인터페이스(205)에서의 다른 파라미터 설정에 대한 결과의 시뮬레이션과 조합된 웨이퍼 제조 조립체(300)의 거동의 시뮬레이션은 CD 편차에 대한 상이한 소스 또는 환경을 구별하도록 한다. 파라미터 변동의 경향 및 추세는 다른 효과와의 간섭 없이 및 보다 정확하게 평가될 수 있다. 또한, 특정 특징부 특성에 대한 다른 파라미터 설정의 영향을 평가하여 원래 샘플링 지점에서 어떤 특징부 특성이 가장 중요한지가 결정될 수 있다.Simulation of the behavior of the wafer fabrication assembly 300 combined with simulation of the results for different parameter settings in the user interface 205 allows different sources or environments for CD deviation to be distinguished. The trend and trend of parameter variation can be evaluated more accurately and without interference with other effects. In addition, the influence of setting other parameters on a particular feature feature can be evaluated to determine which feature feature is most important at the original sampling point.

도 3은 이전 노광들의 보정되지 않은 CD로부터 현재의 노출에 대해 예측된 추정된 CD에 기초하여 현재의 노광에 대한 노광량을 수정하는 방법의 과정에서 수행된 시뮬레이션의 세부 사항을 도시한다. 시뮬레이션은 도 2의 계산 유닛(200)에 의해 실행될 수 있다. 단순화를 위해, 시뮬레이션은 노광량만을 고려한 실시예를 나타낸다. 시뮬레이션은 디포커스, 디포커스 및 노광량의 조합 및 추가 파라미터 및 파라미터 조합에 적용될 수 있다.3 shows details of a simulation performed in the course of a method of correcting the exposure amount for the current exposure based on an estimated CD predicted for the current exposure from an uncorrected CD of previous exposures. The simulation can be executed by the calculation unit 200 of FIG. 2. For simplicity, the simulation shows an example in which only the exposure amount is considered. The simulation can be applied to a combination of defocus, defocus and exposure amount and additional parameters and parameter combinations.

초기화 단계(510)는 단일 웨이퍼 또는 웨이퍼 로트를 카운트 할 수 있는 카운터(n)에 대한 값들과, 제 1 웨이퍼 또는 웨이퍼 로트에 대한 보정 값 CorrVal (1) 및 제 1 노광에 대한 노광량 ExpDos(1)을 초기화하고, 제 1 노광량은 목표 CD 및 장치 파라미터들로부터 독점적으로 도출될 수 있다. 카운터 단계(520)는 카운터(n)를 1만큼 증가시킬 수 있다. 노광 툴은 노광 단계(530)에서 초기 노광량으로 카운터 값(n)에 할당된 웨이퍼 또는 웨이퍼들을 노광한다. 단일 웨이퍼 또는 복수의 웨이퍼들 상의, 예를 들어, 동일한 로트에 할당된 모든 웨이퍼 상의 적어도 하나의 임계 치수가 측정 단계(540)에서 얻어진다. 측정된 CD로부터, 추정 단계(550)는 측정된 CD로부터 보정 노광량으로부터의 야기된 부분을 가산 또는 감산함으로써 보정되지 않은 임계 치수(CD(n))를 추정하며, 여기서 n=1에 대해 CD (1)은 측정된 CD와 같다.Initialization step 510 includes values for a counter (n) capable of counting a single wafer or wafer lot, a correction value CorrVal (1) for the first wafer or wafer lot, and the exposure amount ExpDos (1) for the first exposure. Is initialized, and the first exposure amount can be derived exclusively from the target CD and device parameters. The counter step 520 may increase the counter n by 1. The exposure tool exposes the wafer or wafers assigned to the counter value n as the initial exposure amount in the exposure step 530. At least one critical dimension on a single wafer or on a plurality of wafers, for example on all wafers assigned to the same lot, is obtained in measuring step 540. From the measured CD, estimating step 550 estimates the uncorrected critical dimension (CD(n)) by adding or subtracting the resulting portion from the corrected exposure amount from the measured CD, where CD ( 1) is the same as the measured CD.

APC 단계(570)에서, 미리 정의된 수(n0)의 웨이퍼 또는 웨이퍼 로트까지는, 완화된 APC 설정은 하나 이상의 이전에 측정된 임계 치수(CD(n), CD(n-1))을 기초하여, 다음 단일 웨이퍼 또는 웨이퍼 로드에 대한 노광량을 계산할 수 있다. At APC step 570, up to a predefined number (n 0 ) of wafers or wafer lots, the relaxed APC setup is based on one or more previously measured critical dimensions (CD(n), CD(n-1)). Thus, the exposure amount for the next single wafer or wafer load can be calculated.

측정치의 수가 사전 정의된 수(n0)을 초과하고 충분한 정보가 추정된 보정되지 않은 임계 치수(CD(1), .. CD (n))에 포함되는 경우, 예측기 단계 (582)는 이전에 추정된 보정되지 않은 CD 및 대체 노광량 보정의 함수로서 다음 단일 웨이퍼 또는 웨이퍼 로트에 대한 가상 임계 치수 PCD(n+1)를 계산한다. 이러한 목적을 위해, 예측기 단계(582)는 컨텍스트를 위해 현재 및 이전 웨이퍼들에 관한 웨이퍼 컨텍스트 정보를 해석할 수 있다. 보정 단계(584)는 이전에 추정된 CD에 기초하여 다음 노광에 대한 대체 노광량 보정을 결정할 수 있다.If the number of measurements exceeds a predefined number (n 0 ) and sufficient information is included in the estimated uncorrected critical dimension (CD(1), .. CD(n)), the predictor step 582 is previously Calculate the hypothetical critical dimension PCD (n+1) for the next single wafer or wafer lot as a function of the estimated uncorrected CD and alternative exposure dose correction. To this end, the predictor step 582 may interpret wafer context information regarding current and previous wafers for context. The correction step 584 may determine an alternative exposure amount correction for the next exposure based on the previously estimated CD.

다음 표는 도 3의 실시 예를 예시로 도시한다. 30nm의 목표 CD는 25mJ/cm2의 노광량으로 주어진 레티클의 노광으로부터 유래한다. 25mJ의 노광량에 가깝게, +1mJ/cm2의 노광량의 변동은 1nm의 CD를 감소시킨다.The following table shows the embodiment of FIG. 3 as an example. The target CD of 30 nm is derived from exposure of a given reticle with an exposure dose of 25 mJ/cm 2 . Close to the exposure amount of 25 mJ, the fluctuation of the exposure amount of +1 mJ/cm 2 reduces the CD of 1 nm.

표 1의 예에서, 25mJ/cm2의 노광량을 갖는 제 1 웨이퍼 로트 노광은 목표 CD로부터 +2nm의 편차인 32nm의 측정된 CD를 초래한다. 노광량과 CD 사이의 관계를 설명하는 모델에 따라 추가 1mJ/cm2은 1nm의 라인 감소를 야기하는 것을 고려하면, 목표 CD를 충족시키기 위해 2 nm만큼 감소시키기 위해서 APC는 +2 mJ/cm2의 보정 노광량만큼 노광량을 증가시킨다. 그러나, 상술한 프로세스 변화들로 인해, 제 2 웨이퍼 로트에 대한 평균 측정된 CD는 예상된 30nm로부터 다시 이탈될 수 있고, 예를 들어 30.5nm 일 수 있다. 다음 웨이퍼 로트의 노광을 위해, APC는 + 0.5㎚의 잔류 CD 편차를 제거하기 위해 0.5mJ/cm2만큼 보정 노광량을 추가로 증가시킬 수 있다. 다시 한 번 프로세스 변동은 제 3 웨이퍼 로트에 대한 평균 측정된 CD가 29.7 nm이므로 제 4 웨이퍼 로트에 대해 보정량이 0.3 mJ/cm2만큼 감소된다.In the example of Table 1, exposure of a first wafer lot with an exposure dose of 25 mJ/cm 2 results in a measured CD of 32 nm, a deviation of +2 nm from the target CD. Considering that according to the model explaining the relationship between exposure dose and CD, an additional 1 mJ/cm 2 causes a line reduction of 1 nm, the APC is +2 mJ/cm 2 to reduce by 2 nm to meet the target CD. The exposure amount is increased by the corrected exposure amount. However, due to the process variations described above, the average measured CD for the second wafer lot may deviate again from the expected 30 nm, for example 30.5 nm. For the exposure of the next wafer lot, APC can further increase the corrected exposure amount by 0.5 mJ/cm 2 to remove the residual CD deviation of + 0.5 nm. Once again the process variation is that the average measured CD for the third wafer lot is 29.7 nm, so the correction amount is reduced by 0.3 mJ/cm 2 for the fourth wafer lot.

로트 수Lot number 노광량 [mJ/cm2]Exposure amount [mJ/cm 2 ] 측정된 CD [nm]Measured CD [nm] 보정 노광량[mJ/cm2]Corrected exposure amount [mJ/cm 2 ] 1One 2525 3232 +2+2 22 2727 30.530.5 +0.5+0.5 33 27.527.5 29.729.7 -0.3-0.3 44 27.227.2 ...... ......

표 2는 보정되지 않은 CD값이 보정 노광량에 기인한 측정된 CD 및 보정 CD를 기초하여 추정되는 방법을 나타내는 예시이다. 제 1 로트의 경우, 어떤 보정 노광량도 보정 CD를 생성하기 위해 사용되지 않았으므로, 보정되지 않은 CD는 측정된 CD와 같다. 제 2 로트의 경우, 2 mJ/cm2의 보정 노광량이 사용되어 선폭이 2 nm만큼 감소된다. 따라서, 보정 노광량이 없으면 실제 선폭은 30.0nm 대신에 32.5 nm가 된다. 제 3 로트의 경우, 측정된 CD는 29.7nm이지만 총 2.5 nm의 보정 노광량은 2.5 nm만큼 선폭을 줄임으로써 보정되지 않은 CD가 32.2 nm가 된다.Table 2 is an example showing how the uncorrected CD value is estimated based on the measured CD and the corrected CD due to the corrected exposure amount. For the first lot, no corrected exposure dose was used to generate the corrected CD, so the uncorrected CD is the same as the measured CD. In the case of the second lot, a correction exposure amount of 2 mJ/cm 2 is used so that the line width is reduced by 2 nm. Therefore, without the corrected exposure amount, the actual line width is 32.5 nm instead of 30.0 nm. In the case of the third lot, the measured CD is 29.7 nm, but the corrected exposure amount of 2.5 nm in total is 32.2 nm by reducing the line width by 2.5 nm.

로트 수Lot number 측정된 CD[nm]Measured CD[nm] 보정 값 CD[mJ/cm2]Correction value CD[mJ/cm 2 ] 보정되지 않은 CD [nm]Uncorrected CD [nm] 1One 3232 3232 22 30.530.5 -2-2 32.532.5 33 29.729.7 -2.5-2.5 32.232.2 44 ...... ...... ......

보정되지 않은 CD는 추세, 주기성 또는 컨텍스트 의존성 또는 추세 및 주기성 또는 컨텍스트 의존성의 부재를 위해 검색될 수 있다.Uncorrected CDs can be searched for trends, periodicity or context dependence or absence of trends and periodicity or context dependence.

도 4는 노광 툴 조립체(320)에서의 노광량 및/또는 디포커스를 위한 보정 값들을 향상시키기 위한 계산 유닛(200)을 구비하는 웨이퍼 제조 조립체를 도시한다.4 shows a wafer fabrication assembly with a calculation unit 200 for improving correction values for exposure amount and/or defocus in exposure tool assembly 320.

계측 유닛(330)은 측정된 CD를 계산 유닛(200)으로 전송한다. 계산 유닛(200)은 하나 이상의 다항식들의 관점에서 전체 웨이퍼 표면에 걸친 CD 분포를 기술하는 모델을 얻고, 가상의 레지스트 패턴의 보정되지 않은 특징부 특성들을 계산하기 위해 측정된 CD를 사용할 것이다. 다른 실시 예에 따르면, 계산 유닛(200)은 노광량 및 초점 오차들을 얻기 위해 CD 및 노광량 및 디포커스 간의 관계를 사용하고 노광량 및 초점 오차 또는 노광량 및 초점 설정을, 예를 들면, 모델 계수가 CD의 유형에 의존하지 않도록 모델의 각 포인트에 대한 초점 및 노광량 오차 또는 최적의 노광량 및/또는 최적의 초점을 기술하는 모델의 모델 계수를 결정하기 위해 사용한다. The measurement unit 330 transmits the measured CD to the calculation unit 200. Calculation unit 200 will obtain a model describing the CD distribution over the entire wafer surface in terms of one or more polynomials and use the measured CD to calculate the uncorrected feature properties of the hypothetical resist pattern. According to another embodiment, the calculation unit 200 uses the CD and the relationship between the exposure amount and defocus to obtain the exposure amount and focus errors, and determines the exposure amount and focus error or the exposure amount and focus setting, for example, the model coefficient of the CD It is used to determine the model coefficients of the model that describe the focus and exposure error or optimal exposure and/or optimal focus for each point in the model so as not to depend on the type.

APC 유닛(290) 및 계산 유닛(200)은 예를 들면 제어기, 서버, 데이터 전송 인터페이스를 통해 연결된 컴퓨터 및/또는 데이터 인터페이스를 통해 데이터를 교환하는 다른 소프트웨어 모듈과 같은 상이한 하드웨어 구성 요소에 할당될 수 있다.The APC unit 290 and the calculation unit 200 may be assigned to different hardware components such as, for example, a controller, a server, a computer connected through a data transfer interface and/or other software modules that exchange data through a data interface. have.

예를 들어, APC 유닛(290)은 종래의 초점/노광량 제어를 위한 프로그램을 실행하고, i)개선된 초점/노광량 제어 파라미터들을 결정하기 위한 대체 파라미터 설정, 및 ii) 초점/노광량 제어 파라미터들을 노광 툴 조립체(320)로 전달하기 전에 종래에 획득된 초점/노광량 제어 파라미터들을 덮어 쓰기 위해 개선된 초점/노광량 제어 파라미터들 중 적어도 하나를 수신하기 위한 인터페이스를 포함하는 제어기 유닛을 포함할 수 있다.For example, the APC unit 290 executes a program for controlling a conventional focus/exposure amount, i) setting an alternative parameter for determining improved focus/exposure amount control parameters, and ii) exposing the focus/exposure amount control parameters. It may include a controller unit including an interface for receiving at least one of the improved focus/exposure control parameters to overwrite previously obtained focus/exposure control parameters prior to delivery to the tool assembly 320.

계산 유닛(200)은 APC 유닛(290)에서의 진보된 프로세스 제어에 추가하여 프로그램을 실행하는 컴퓨터를 위한 추가 제어기 또는 추가 소프트웨어 모듈과 같은 추가 장치일 수 있으며, 계산 유닛(200)에 의해 얻어진 결과는 APC 유닛(290)의 파라미터 설정에서의 변경, APC 유닛 (290)에서의 초점/노광량 보정 값의 교체에 영향을 미치거나 또는 노광 툴 조립체(320)에 직접 전송될 수 있다. 다른 실시 예에 따르면, APC 유닛(290)은 계산 유닛(200)에 집적된 다수의 모듈들 또는 스테이지들 중의 하나이며, 계산 유닛(200)은 종래의 APC 유닛(290)를 완전히 대체할 수 있다.The calculation unit 200 may be an additional device such as an additional controller or additional software module for a computer executing the program in addition to the advanced process control in the APC unit 290, and the results obtained by the calculation unit 200 May affect the change in parameter setting of the APC unit 290, the replacement of the focus/exposure amount correction value in the APC unit 290, or may be transmitted directly to the exposure tool assembly 320. According to another embodiment, the APC unit 290 is one of a plurality of modules or stages integrated in the calculation unit 200, and the calculation unit 200 may completely replace the conventional APC unit 290. .

APC 유닛(290)이 예를 들어 연산 유닛(200) 또는 사용자 인터페이스(205)로부터 다른 정보를 수신하지 않는 한, APC 유닛(290)은 노광량 및/또는 초점의 종래의 ("완화된") 제어를 수행할 수 있다. APC 유닛(290)이 노광량 및 디포커스에 대한 강화된 보정 데이터를 수신하면, APC 유닛(290)은 완화된 보정 데이터 대신 강화된 보정 데이터를 전송한다. 또 다른 실시예에 따르면, APC 유닛(290)은 대체 파라미터 설정을, 예를 들어 이전 CD들 또는 이전 보정 값에 대한 가중치 설정을 수신할 수 있고 이전 파라미터 설정을 수신된 대체 파라미터 설정으로 덮어 쓸 수 있다.Unless the APC unit 290 receives other information, for example from the computation unit 200 or the user interface 205, the APC unit 290 controls conventional ("relaxed") control of the exposure amount and/or focus. You can do it. When the APC unit 290 receives the enhanced correction data for the exposure amount and defocus, the APC unit 290 transmits the enhanced correction data instead of the relaxed correction data. According to another embodiment, the APC unit 290 may receive replacement parameter settings, e.g., weight settings for previous CDs or previous correction values, and overwrite previous parameter settings with the received replacement parameter settings. have.

계산 유닛(200)은 노광 파라미터 설정을 업데이트하지 않고 레지스트 패턴에 형성될 레지스트 패턴 내의 가상 구조들의 보정되지 않은 CD를 계산하고, 보정되지 않은 CD를 사용자 인터페이스(205) 및/또는 외부 전문가 시스템(206)으로 전송할 것이다. 대안적으로 또는 추가적으로, 계산 유닛(200)은 내부 전문가 스테이지에서 보정되지 않은 CD를 평가할 수 있다.The calculation unit 200 calculates the uncorrected CD of virtual structures in the resist pattern to be formed in the resist pattern without updating the exposure parameter setting, and converts the uncorrected CD into the user interface 205 and/or the external expert system 206 ). Alternatively or additionally, the calculation unit 200 may evaluate the uncorrected CD at the internal expert stage.

사용자, 전문가 시스템 (206) 또는 계산 유닛(200)의 전문가 스테이지는 보정되지 않은 CD를 웨이퍼 및/또는 웨이퍼 로트 컨텍스트 정보와 연계시킬 수 있고, 각각의 파라미터와 웨이퍼 컨텍스트 정보 사이의 상관 관계에 대한 웨이퍼 컨텍스트 정보의 파라미터를 검색할 수 있다. 웨이퍼 컨텍스트 정보의 파라미터와 보정되지 않은 CD 값들 간의 상관 관계가 발견되면, 사용자, 전문가 시스템 (206) 또는 전문가 스테이지는 계산 유닛(200)으로 하여금 웨이퍼 컨텍스트 정보의 동일한 파라미터와 관련된 이전의 노광들을 기초하여 강화된 보정 값들을 추정하도록 한다. The expert stage of the user, expert system 206 or calculation unit 200 may associate the uncorrected CD with wafer and/or wafer lot context information, and the correlation between each parameter and wafer context information You can search for parameters of context information. If a correlation between the parameter of the wafer context information and the uncorrected CD values is found, the user, expert system 206 or expert stage causes the calculation unit 200 to cause the calculation unit 200 to be based on previous exposures related to the same parameter of the wafer context information. Try to estimate the enhanced correction values.

예를 들어, 사용자, 전문가 시스템(206) 또는 전문가 스테이지가 다른 코터 유닛의 CD 경향과 상당히 다른 특정 코터 유닛을 식별하는 파라미터에 대한 특정 CD 동향을 식별하면, 사용자, 전문가 시스템 (206) 또는 전문가 스테이지가 계산 유닛(200)으로 하여금 강화된 CD 보정 값을 결정하기 위해 상이한 파라미터 설정을 사용하여 동일한 코터 유닛에서 처리된 웨이퍼로부터의 노광 이력만을 사용한다.For example, if a user, expert system 206 or expert stage identifies a particular CD trend for a parameter that identifies a particular coater unit that is significantly different from the CD tendency of the other coater units, the user, expert system 206 or expert stage Uses only the exposure history from the wafer processed in the same coater unit using different parameter settings to cause the calculation unit 200 to determine the enhanced CD correction value.

계산 유닛(200)의 시뮬레이션 스테이지는 초점/노광량 보정 값을 결정하기 위해 상이한 파라미터 설정이 실제로 사용되기 전에, CD 상의 상이한 파라미터 설정의 효과를 시뮬레이션할 수 있다. 시뮬레이션의 결과는 사용자가 상이한 파라미터 설정을 승인 할 수 있는 사용자 인터페이스(205)로 전송될 수 있다.The simulation stage of the calculation unit 200 can simulate the effect of different parameter settings on the CD before the different parameter settings are actually used to determine the focus/exposure amount correction value. The results of the simulation can be transmitted to the user interface 205 where the user can approve different parameter settings.

다른 파라미터 설정에 대한 승인 후에, 계산 유닛(200) 또는 사용자는 APC 유닛(290)에서의 파라미터 설정을 업데이트할 수 있다. 다른 실시예에 따르면, 계산 유닛(200)은 새로운 파라미터 설정으로 얻어진 초점/노광량 보정 값들을 노광 툴 조립체(320)로 직접적으로 전달하여, APC 유닛(290)이 우회된다. After approval for the other parameter setting, the calculation unit 200 or the user can update the parameter setting in the APC unit 290. According to another embodiment, the calculation unit 200 directly transfers the focus/exposure amount correction values obtained by setting a new parameter to the exposure tool assembly 320, so that the APC unit 290 is bypassed.

측정된 CD로부터 및 웨이퍼 (401)상의 샘플링 포인트들의 계산된 노광량 및/또는 디포커스로부터, 계산 유닛(200)의 2 차 스테이지는 샘플링 포인트들에 의해 직접적으로 커버되지 않는 웨이퍼 (401)상의 영역들에서의 노광량/초점을 추정하기 위하고/위하거나 랜덤 파트로부터 가능한 체계적인 파트를 분리하기 위한 모델의 계수들을 결정한다. 이 모델은 예를 들어, 홀수 및 짝수 제르니케 다항식, 르장드르(Legendre) 다항식과 같은 하나 이상의 다항식들의 관점 및/또는 TPS(thin plate spline) 기법에서 결정된 방사형 기초 함수들의 관점에서 전체 웨이퍼 표면에 걸친 노광량/초점 분포를 기술하는 웨이퍼-스케일 모델일 수 있거나 포함할 수 있다 From the measured CD and from the calculated exposure amount and/or defocus of the sampling points on the wafer 401, the secondary stage of the calculation unit 200 is the areas on the wafer 401 that are not directly covered by the sampling points. Determine the coefficients of the model for estimating the exposure amount/focus at and/or separating possible systematic parts from random parts. This model can be used over the entire wafer surface in terms of one or more polynomials, e.g. odd and even Zernike polynomials, Legendre polynomials, and/or radial fundamental functions determined in the thin plate spline (TPS) technique. May be or include a wafer-scale model describing the exposure dose/focal distribution

측정된 CD는 샘플링 포인트들에서만 값들을 제공한다. 모델링 알고리즘은 예를 들면, 기본 값들, 즉 샘플링 포인트들에서 측정된 CD와 가장 일치하는 제르니케 또는 르장드르 다항식에 대한 모델 계수들을 계산한다. 식별된 다항식의 모든 모델 계수들을 이용하여, 웨이퍼 표면의 각 점에 대한 노광량/초점 보정 데이터를 추정하기 위해, 다항식이 평가될 수 있다.The measured CD provides values only at the sampling points. The modeling algorithm calculates, for example, the model coefficients for the basic values, that is, the Zernike or Legendre polynomial that best matches the measured CD at the sampling points. Using all the model coefficients of the identified polynomial, the polynomial can be evaluated in order to estimate the exposure dose/focus correction data for each point on the wafer surface.

모델은 또한 단일 노광 필드들(필드-미세 모델)의 하나 이상의 모델들 또는 예를 들어 웨이퍼(401)의 모든 노광 필드들과 같은 웨이퍼(401)의 복수의 노광 필드들을 요약하는 단일 모델을 포함할 수 있다.The model may also include a single model summarizing one or more models of single exposure fields (field-fine model) or a plurality of exposure fields of the wafer 401, for example all exposure fields of the wafer 401. I can.

이 모델은 전체 웨이퍼 표면에 걸쳐 조밀한 격자 점들에 대한 노광량/디포커스를 제공한다. 제 2 스테이지 및 제 1 스테이지의 순서는 변경될 수 있고, 2 개의 스테이지들은 병렬로 또는 차례로 동작할 수 있다.This model provides exposure/defocus for dense grating points across the entire wafer surface. The order of the second stage and the first stage may be changed, and the two stages may operate in parallel or sequentially.

새로운 설정은 노출 필드에 대한 관련 CD 정보를 추정하기 위한 모델의 새로운 계수와 관련될 수 있다. 예를 들어, 새로운 설정은 n차 제르니케 다항식으로부터 (n-m)차 또는 (n+m)차 제르니케 다항식까지와 같은 적어도 하나의 모델 다항식들의 차수를 변경할 수 있다. 새로운 설정은 예를 들어 제르니케 다항식에 의해 기술된 모델로부터 르장드르 모델로 모델 유형을 변경할 수도 있다. 새로운 모델의 효과는 계산 유닛 (200)의 시뮬레이션 스테이지에 의해 시뮬레이션되고 사용자 인터페이스(205)에서 시각화 될 수 있다.The new setting may be associated with a new coefficient of the model for estimating the relevant CD information for the exposure field. For example, the new setting may change the order of at least one model polynomial, such as from the nth order Zernike polynomial to the (n-m)th order or (n+m)th order Zernike polynomials. The new setting may change the model type, for example from a model described by a Zernike polynomial to a Legendre model. The effect of the new model can be simulated by the simulation stage of the calculation unit 200 and visualized in the user interface 205.

APC가 없을 때 동일한 웨이퍼 상에 형성될 가상 구조들의 보정되지 않은 CD를 계산함으로써, 동시에 노광에 대한 기본적인 진보 프로세스 제어가 여전히 활성인 동안 양호한 CD 보정 값들이 탐색 될 수 있고, 처리된 웨이퍼(401)는 통상 정도의 프로세스 허용 오차를 만족시킨다. 한편, 보정되지 않은 CD에 대한 지식은 예를 들어, 웨이퍼(401)가 병렬로 처리되는 상이한 툴 또는 챔버 사이를 구별 할 수 있게 한다.By calculating the uncorrected CD of the virtual structures to be formed on the same wafer in the absence of APC, good CD correction values can be searched for while the basic advanced process control for exposure at the same time is still active, and the processed wafer 401 Satisfies a typical process tolerance. On the other hand, knowledge of the uncorrected CD makes it possible to distinguish between different tools or chambers in which, for example, wafers 401 are processed in parallel.

탐색적 자료 분석(Exploratory Data Analysis: EDA)는 시각적 방법과 같은 주요 특징들을 요약하기 위해 보정되지 않은 CD를 분석하는 데 사용될 수 있으며, EDA가 통계 모델을 사용할 수 있다.Exploratory Data Analysis (EDA) can be used to analyze uncalibrated CDs to summarize key features such as visual methods, and EDA can use statistical models.

추가의 계측 유닛(350)은 임계 기판 특징부들(기판 CD)의 치수를 측정할 수 있다. 계산 유닛(200)는 측정된 CD로서 기판(CD) 및 레지스트(CD) 중 적어도 하나를 사용할 수 있다.An additional metrology unit 350 may measure the dimensions of critical substrate features (substrate CD). The calculation unit 200 may use at least one of a substrate CD and a resist CD as the measured CD.

일 실시예에 따르면, 도 4의 계산 유닛(200) 및 APC 유닛(290)은 도 5에서 도시된 진보된 프로세스 제어 방법을 실행하도록 협력할 것이고, 도 5의 각 기능 블록은, 예를 들어 제어기 또는 서버에서 실행되는 프로그램 코드의 부분으로서 도 4에서 설명된 유닛들 중 하나에서 수행되는 방법 단계에 대응한다.According to one embodiment, the calculation unit 200 and the APC unit 290 of Fig. 4 will cooperate to execute the advanced process control method shown in Fig. 5, and each functional block of Fig. 5 is, for example, a controller Or, it corresponds to a method step performed in one of the units described in FIG. 4 as part of the program code executed on the server.

오른쪽 열의 기능 블록은 특정 시점에서 검사된 웨이퍼(현재 웨이퍼)와 현재 웨이퍼에서 획득되어 현재 웨이퍼에 할당된 현재 웨이퍼 데이터에 관련된다. 현재의 웨이퍼 데이터는 미리 정의된 측정 사이트들에서의 현재의 CD 측정들 및 현재의 CD 측정들로부터 유도된 데이터, 예를 들어, 전류 디포커스 및 오차 데이터를 포함 할 수 있다. 현재의 웨이퍼 데이터는 현재의 웨이퍼에 관한 웨이퍼 컨텍스트 정보, 적용된 디포커스 및 오차 보정에 관한 정보 등을 포함 할 수 있다. 측정 사이트는 샘플링 계획에 정의 될 수 있습니다.The functional blocks in the right column relate to the wafer inspected at a specific point in time (the current wafer) and the current wafer data acquired from the current wafer and assigned to the current wafer. Current wafer data may include current CD measurements at predefined measurement sites and data derived from current CD measurements, eg, current defocus and error data. The current wafer data may include wafer context information about the current wafer, information about applied defocus and error correction, and the like. The measurement site can be defined in the sampling plan.

왼쪽 열의 기능 블록은 현재 웨이퍼 이전에 처리되고 검사된 웨이퍼들(과거의(historical) 웨이퍼들)와 과거의 웨이퍼에서 얻은 과거의 웨이퍼 데이터에 관련된다. 과거의 웨이퍼 데이터는 미리 정의된 측정 사이트에서 과거의 CD 측정 및 과거의 디포커스 및 노광량 데이터를 포함 할 수 있다. 과거의 웨이퍼 데이터는 웨이퍼 컨텍스트 정보, 예를 들어 웨이퍼가 처리된 프로세스 유닛 및 웨이퍼가 처리된 프로세스 조건을 식별하는 정보를 더 포함 할 수 있다.The functional blocks in the left column relate to wafers that have been processed and inspected before the current wafer (historical wafers) and past wafer data obtained from past wafers. Past wafer data may include past CD measurements and past defocus and exposure data at predefined measurement sites. The past wafer data may further include wafer context information, for example, information identifying a process unit in which the wafer was processed and a process condition in which the wafer was processed.

제 1 단계 (710)는 측정 사이트에서의 과거의 CD 측정의 결과 및 다수의 과거의 웨이퍼에 대한 과거의 노광량 데이터를 저장하고 이용 가능하게 만든다. 제 2 단계(720)는 디포커스 및 노광량 오차의 관점에서 목표 CD로부터의 CD 측정의 편차를 기술하는 노광 오차로 과거의 CD 측정치를 변환한다. 제 2 단계(720)는 목표 값으로부터의 CD 편차와 CD 편차를 야기하는 노광량 오차와 연결하는 다항식 모델을 사용할 수 있다. 디포커스 및 노광량 오차는 배타적으로 디포커스 일 수도 있고, 단독으로 노광량 오차일 수도 있고 디포커스 및 노광량 오차 모두를 포함 할 수도 있다. 디포커스 및 노광량 오차는 과거의 웨이퍼의 잔류 디포커스 및 노광량 오차를 나타낸다.A first step 710 stores and makes available the results of past CD measurements at the measurement site and past exposure data for multiple past wafers. The second step 720 converts past CD measurements into exposure errors that describe the deviation of the CD measurements from the target CD in terms of defocus and exposure dose errors. The second step 720 may use a polynomial model that connects a CD deviation from a target value and an exposure amount error causing a CD deviation. Defocus and exposure amount errors may be exclusively defocused, alone exposure dose errors, or both defocus and exposure dose errors may be included. Defocus and exposure amount errors represent residual defocus and exposure amount errors of the past wafer.

제 3 단계(730)는 측정 사이트에서 과거의 프로세스 보정의 효과를 계산한다. 과거의 프로세스 보정은 각각의 과거의 웨이퍼에 실제로 적용된 초점 및 노광량 보정에 대응하고 전술한 바와 같이 보정되지 않은 특징부 특성의 또 다른 예(instance)를 형성할 수 있다.A third step 730 calculates the effect of past process corrections at the measurement site. Past process corrections correspond to focus and exposure amount corrections actually applied to each past wafer and may form another instance of uncorrected feature characteristics as described above.

과거의 웨이퍼 상의 각 CD 측정 사이트에 대해, 제 4 단계(740)는 제 2 단계(720)에서 결정된 잔류 디포커스 및 노광량 오차를, 동일한 기록 웨이퍼에 대해 실제로 적용된 디포커스 및 노광량에 합산하여 최적의 초점 및/또는 최적 노광량을 얻는다. 최적의 초점과 최적의 노광량은 노광이 이들을 사용했다면 노광로 인해 최소 CD 편차가 발생하도록 하는 소급적으로 얻어진 값들이다.For each CD measurement site on the past wafer, the fourth step 740 adds the residual defocus and exposure amount error determined in the second step 720 to the defocus and exposure amount actually applied for the same recording wafer to optimize the The focus and/or optimum exposure amount is obtained. Optimal focus and optimal exposure doses are values obtained retrospectively that will cause minimal CD deviation due to exposure if exposure used them.

제 5 단계(750)는 전체 과거의 웨이퍼에 걸친 점들의 조밀한 그리드의 점들에 대한 최적의 초점 또는 최적의 노광량을 제공하는 모델에 대한 계수를 결정할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 제 5 단계(750)는 최적의 초점을 제공하는 제 1 모델에 대한 계수들 및 전체 과거의 웨이퍼에 걸친 조밀한 그리드의 점들에 대한 최적의 노광량을 제공하는 제 2 모델에 대한 계수들을 제공 할 수 있다. 단계(710 내지 750)는 복수의 과거의 웨이퍼에 대해 반복될 수 있다.The fifth step 750 may determine an optimal focus for points in a dense grid of points across the entire past wafer or a coefficient for a model that provides an optimal exposure amount. According to one embodiment, the fifth step 750 includes the coefficients for the first model providing the optimal focus and the second model providing the optimal exposure dose for the points of the dense grid over the entire past wafer. Can provide coefficients for Steps 710-750 may be repeated for a plurality of past wafers.

과거의 최적 초점 및 최적 노광량 값들로부터, 제 6 단계(760)는 과거의 데이터로부터 독점적으로 도출된 대안적인 노광량 및 오차 보정들을 계산한다. 제 6 단계(760)는 과거의 최적 초점 및 최적 노광량 값에 대해 EWMA(지수 가중 이동 평균) 방식을 사용할 수 있다. EWMA 접근법은 과거의 최적의 초점 및/또는 최적의 노광량의 지수적으로 가중된 이동 평균을 시간 내에 추적 할 수 있으며, 접근법은 과거의 최적의 초점 및 최적의 노광량 값을 기하학적으로 감소하는 순서로 가중치를 부여하여 가장 최근의 최적의 초점 및 최적의 노광량 값은 가장 크게 가중치가 부여되고 반면에 가장 먼 샘플들은 조금만 기여한다.From the past optimal focus and optimal exposure dose values, a sixth step 760 calculates alternative exposure dose and error corrections derived exclusively from the past data. The sixth step 760 may use an exponential weighted moving average (EWMA) method for past optimal focus and optimal exposure values. The EWMA approach can track in time an exponentially weighted moving average of past optimal focus and/or optimal exposure doses, and the approach weights past optimal focus and optimal exposure values in geometrically decreasing order. By giving, the most recent optimal focus and optimal exposure value values are weighted the most, while the farthest samples contribute only a little.

예를 들어, 제 6 단계(760)는 최종 과거 웨이퍼(n)에 대한 최적의 노광량(zn)에 최종 과거 웨이퍼(n)에 대한 가중 예측 오차를 더함으로써 현재 웨이퍼일 수 있는 다음 웨이퍼에 대한 최적 노광량(Zn)을 예측하고, 예측 오차는 적용된 노광량(xn)과 최적의 노광량(zn) 간의 차이이며 하기의 수학식1과 같다:For example, the sixth step 760 is for the next wafer, which may be the current wafer, by adding the weighted prediction error for the last past wafer (n) to the optimal exposure amount (z n ) for the last past wafer (n). The optimal exposure amount (Z n ) is predicted, and the prediction error is the difference between the applied exposure amount (x n ) and the optimal exposure amount (z n ), as shown in Equation 1 below:

Figure pat00001
Figure pat00001

수학식 2는 과거의 적용된 노광량 값들(x1, ..., xn)의 관점에서 다음 웨이어에 대한 최적의 노광량(zn+1)을 설명한다:Equation 2 describes the optimal exposure amount (z n+1 ) for the following Weiers in terms of past applied exposure amount values (x 1 , ..., x n ):

Figure pat00002
Figure pat00002

수학식1에서, 가중치(λ)는 0 ≤ λ ≤ 1의 조건을 만족하며, 여기서 λ = 0 인 경우 EWMA 접근법은 과거의 최적의 노광량 값들의 평균값(x0)을 취한다. λ는 하한과 상한 사이의 임의의 값을 취할 수 있고, 예를 들면 하한은 0.05 또는 0.1 일 수 있고 상한은 0.2 또는 0.3 일 수 있다. λ는 샘플 값들이 잡음이 많을 때 하한선에 가까울 수 있고, 샘플 값들이 적어도 다수의 후속하는 샘플들의 정의 가능한 함수들에 근접할 때 상한에 근접 할 수 있다.In Equation 1, the weight λ satisfies the condition of 0 ≤ λ ≤ 1, where λ = 0, the EWMA approach takes an average value (x 0 ) of past optimal exposure values. λ can take any value between the lower and upper limits, for example the lower limit can be 0.05 or 0.1 and the upper limit can be 0.2 or 0.3. λ may be close to the lower limit when the sample values are noisy, and may be close to the upper limit when the sample values are close to definable functions of at least a number of subsequent samples.

선택적으로 또는 부가적으로, 제 6 단계(760)는 다음 웨이퍼에 대한 최적 초점 값 또는 다음 웨이퍼에 대한 최적 노광량 값 및 최적 초점 모두를 예측할 수 있다. Alternatively or additionally, the sixth step 760 may predict an optimum focus value for the next wafer or both an optimum exposure value value and an optimum focus value for the next wafer.

제 6 단계(760)는 또한 대안적 노광량 및 오차 보정 값의 결정을 위해 과거의 웨이퍼의 서브 세트만을 선택하기 위해 현재 웨이퍼에 대한 과거의 웨이퍼 컨텍스트 정보 및 웨이퍼 컨텍스트 정보를 사용할 수 있다. 예를 들어, 제 6 단계(760)는 현재의 웨이퍼와 동일한 노광 툴의 동일한 스테이지에서 처리되는 과거의 웨이퍼만을 고려할 수 있다. 예측된 최적의 초점 및 최적 노광량으로부터, 제 6 단계는 다음 웨이퍼에 대한 대안적인 디포커스 및 노광량 오차 보정을 예측한다. The sixth step 760 may also use past wafer context information and wafer context information for the current wafer to select only a subset of past wafers for determination of alternative exposure amounts and error correction values. For example, the sixth step 760 may consider only past wafers processed in the same stage of the same exposure tool as the current wafer. From the predicted optimal focus and optimal exposure dose, the sixth step predicts an alternative defocus and exposure dose error correction for the next wafer.

제 7 단계(810)는 현재 웨이퍼 (n + 1)의 측정 사이트들에서 CD 측정의 결과를 이용 가능하게 한다. 제 8 단계(820)는 디포커스 및 노광량 오차의 관점에서 현재의 CD 측정치를 목표 CD로부터의 CD 측정치의 편차를 나타내는 노광 오차로 변환한다. 목표 CD로부터의 CD 측정의 편향으로부터 디포커스 및 노광량 오차를 얻기 위해, 제 8 단계(820)는 제 2 단계(720)와 같이 동일한 다항식 모델을 사용할 수 있다. 디포커스 및 노광량 오차는 현재 웨이퍼의 잔류 디포커스 및 노광량 오차를 나타낸다. A seventh step 810 makes available the result of the CD measurement at the measurement sites of the current wafer (n + 1). The eighth step 820 converts the current CD measurement value into an exposure error representing a deviation of the CD measurement value from the target CD in terms of defocus and exposure amount error. To obtain the defocus and exposure amount error from the deflection of the CD measurement from the target CD, the eighth step 820 can use the same polynomial model as the second step 720. Defocus and exposure amount errors represent residual defocus and exposure amount errors of the current wafer.

제 9 단계(830)는 측정 사이트들에서 이전 프로세스 보정의 효과를 계산한다. 이전 프로세스 보정은 현재 웨이퍼에 실제로 적용된 초점 및 노광량 보정에 대응한다. A ninth step 830 calculates the effect of the previous process correction at the measurement sites. The previous process correction corresponds to the focus and exposure amount correction actually applied to the current wafer.

현재 웨이퍼 상의 각 측정 사이트에 대해, 제 10 단계(840)는 제 8 단계(820)에서 얻어진 잔류 디포커스 및 노광량 오차와 제 9 단계(830)에서 얻어진 현재 웨이퍼의 실제 디포커스 및 노광량 오차를 가산하여 현재의 웨이퍼에 대한 최적의 포커스 및 노광량 보정을 얻으며, 상기 최적의 초점 및 노광량 보정은 노광이 최적의 노광 파라미터를 사용했다면 노광이 최소 CD 편차를 야기할 수 있는 소급적으로 얻어진 노광 파라미터들이다. For each measurement site on the current wafer, the tenth step 840 adds the residual defocus and exposure amount error obtained in the eighth step 820 and the actual defocus and exposure amount error of the current wafer obtained in the ninth step 830. Thus, the optimal focus and exposure amount correction for the current wafer is obtained, and the optimal focus and exposure amount correction are exposure parameters obtained retrospectively, in which exposure can cause minimal CD deviation if the exposure uses the optimal exposure parameter.

제 11 단계(870)는 현재 웨이퍼의 측정 사이트들에서 제 6 단계(760)에서 얻어진 대안적인 초점 및 노광량 보정의 효과를 계산한다. The eleventh step 870 calculates the effect of the alternative focus and exposure dose correction obtained in the sixth step 760 at the measurement sites of the current wafer.

제 12 단계(880)는 제 11 단계(870)에서의 과거의 웨이퍼로부터 얻어진 대안적인 초점과 노광량 보정들과, 제 10 단계 (840)에서 현재 웨이퍼에 대해 얻어진 최적 노광량과 초점의 효과들 간의 차이를 계산함으로써 대안적인 초점 및 노광량 오차를 얻는다. 제 13 단계(890)는 대안적인 초점 및 노광량 오차를 대안적인 CD 값들로 변환 할 수 있다. The twelfth step 880 is the difference between the alternative focus and exposure amount corrections obtained from the past wafer in the eleventh step 870 and the effects of the optimal exposure amount and focus obtained for the current wafer in the tenth step 840. An alternative focus and exposure dose error is obtained by calculating. The thirteenth step 890 may convert an alternative focus and exposure amount error into alternative CD values.

도 6은 코터 장치에 의해 유도된 프로세스 편차에 관한 예에 의해서 도 4의 실시예를 도시한다. 라인(601)은 n 개의 웨이퍼에 대한 측정된 CD 편차(ΔCD)를 연결하고, 라인(602)은 동일한 웨이퍼들에 대한 보정되지 않은 CD 편차(ΔcCD)를 연결한다. 보정되지 않은 CD 편차는 3 개의 상이한 컨텍스트 그룹(611, 612, 613)에 할당될 수 있으며, 여기서 각각의 컨텍스트 그룹은 다수의 웨이퍼들을 포함한다. 제 1 컨텍스트 그룹(611)에 할당된 웨이퍼들의 보정되지 않은 CD 편차들은 다른 웨이퍼들의 보정되지 않은 CD 편차들 간의 상관 관계와 다른 상관 관계를 나타낸다. 6 shows the embodiment of FIG. 4 by way of an example of the process deviation induced by the coater device. Line 601 connects the measured CD deviation ΔCD for n wafers, and line 602 connects the uncorrected CD deviation ΔcCD for the same wafers. The uncorrected CD deviation can be assigned to three different context groups 611, 612, 613, where each context group contains multiple wafers. The uncorrected CD deviations of the wafers assigned to the first context group 611 represent correlations and other correlations between the uncorrected CD deviations of other wafers.

사용자, 전문가 시스템 또는 계산 유닛 (200)의 전문가 스테이지는 제 1 컨텍스트 그룹(611)의 웨이퍼에 대한 공통 컨텍스트, 제 2 컨텍스트(612)의 웨이퍼에 대한 공통 컨텍스트, 제 3 컨텍스트 그룹(613)의 웨이퍼들에 대한 공통 컨텍스트를 식별하기 위해 관련된 웨이퍼의 웨이퍼 컨텍스트 정보를 검색한다. 만약 제 1 컨텍스트 그룹(611)의 웨이퍼들에 대한 공통 컨텍스트가 식별 될 수 있다면, 계산 유닛은 제 1 컨텍스트 그룹(611)의 웨이퍼들에 관한 이전 보정 값들로부터 웨이퍼 컨텍스트 정보 내의 동일한 파라미터들을 배타적으로 포함하는 다음 웨이퍼에 대한 보정 값들을 결정할 것이다. The user, expert system, or expert stage of the calculation unit 200 includes a common context for a wafer in the first context group 611, a common context for a wafer in the second context 612, and a wafer in the third context group 613. The wafer context information of the related wafer is retrieved to identify a common context for the fields. If a common context for the wafers of the first context group 611 can be identified, the calculation unit exclusively includes the same parameters in the wafer context information from previous correction values for the wafers of the first context group 611 It will determine the correction values for the next wafer.

도 7에서, 상술한 계산 유닛(200)은 EDA(전자 설계 자동화) 시스템의 메인 유닛(910)과 데이터 접속된다. 메인 유닛(910)은 컴퓨터 시스템 또는 서버 상에서 실행되는 컴퓨터일 수 있다. 계산 유닛(200)는 노광 툴 조립체에 의해 수행된 노광에 대한 정보를 메인 유닛(910)에 전송한다. 메인 유닛(910)은 포토 레지스트 층에 묘화될 패턴을 특정하는 레이아웃 정보를 수신한다. 레이아웃 데이터를 노광 빔의 모델과 컨볼루션함으로써, 메인 유닛(910)은 노광된 포토 레지스트 층의 에너지 분포에 관한 정보를 획득하여 메인 유닛(910)이 선택한 레이아웃 특징부들 상에서 특정 노광 파라미터, 디포커스 및 노광량 편차들의 효과를 시뮬레이션할 수 있다 In Fig. 7, the above-described calculation unit 200 is data-connected with the main unit 910 of an EDA (electronic design automation) system. The main unit 910 may be a computer system or a computer running on a server. The calculation unit 200 transmits information on the exposure performed by the exposure tool assembly to the main unit 910. The main unit 910 receives layout information specifying a pattern to be drawn on the photoresist layer. By convolving the layout data with the model of the exposure beam, the main unit 910 acquires information on the energy distribution of the exposed photoresist layer, and provides specific exposure parameters, defocus, and information on the layout features selected by the main unit 910. Can simulate the effects of exposure dose variations

일반적으로, 메인 유닛(910)은 임계 레이아웃 특징부들을 식별하기 위해 디 포커스 및 노광량 오차에 대한 최대값을 사용한다. 계산 유닛(200)에 의해 이용 가능한 실제적 디포커스 및 노광량 오차들을 사용함으로써, 임계에 대한 테스트가 보다 정확해지고, EDA는 그 외에 임계로 표시될 레이아웃 특징부들을 인정할 수 있다. In general, the main unit 910 uses the maximum values for the defocus and exposure amount errors to identify critical layout features. By using the actual defocus and exposure amount errors available by the calculation unit 200, the test for the threshold becomes more accurate, and the EDA can otherwise accept layout features to be marked as threshold.

도 8은 계측 유닛(330)의 정확도 및/또는 효율성을 향상시키기 위해 계산 유닛(200)에 의해 수행되는 계산 결과를 이용하는 실시 예에 관한 것이다. FIG. 8 relates to an embodiment of using the calculation result performed by the calculation unit 200 to improve the accuracy and/or efficiency of the measurement unit 330.

웨이퍼 제조 조립체(300)는 전술 한 바와 같이 적어도 노광 툴 조립체(320), APC 유닛(290), 계측 유닛(330) 및 노광 후 프로세스 유닛(340)을 포함한다. The wafer manufacturing assembly 300 includes at least an exposure tool assembly 320, an APC unit 290, a measurement unit 330, and a post-exposure process unit 340, as described above.

샘플링 계획(333)은 계측 유닛(330)에 전송된다. 샘플링 계획(333)은 웨이퍼 로트(410) 내의 특정 웨이퍼(401)를 식별하기 위한 웨이퍼 식별 정보를 포함할 수 있고 검사를 위해 선택된 웨이퍼(401) 상의 계측 사이트를 식별하는 위치 정보를 더 포함할 수 있다. 계측 사이트는 원형, 타원형 또는 직사각형 형태일 수 있다. 계측 사이트들의 크기는 측정 방법에 따라 상이하다. 계측 사이트들의 직경 또는 에지 길이는 산란 측정 방법의 경우 약 100 μm일 수 있고 전자 현미경을 사용하는 측정의 경우 약 1 μm이거나 1 μm 미만이다. The sampling plan 333 is transmitted to the measurement unit 330. Sampling plan 333 may include wafer identification information to identify a particular wafer 401 within wafer lot 410 and may further include location information identifying metrology sites on wafer 401 selected for inspection. have. The metrology site can be of a circular, oval or rectangular shape. The size of the measurement sites differs depending on the measurement method. The diameter or edge length of the metrology sites may be about 100 μm for the scattering measurement method and about 1 μm or less than 1 μm for the measurement using an electron microscope.

계측 유닛(330)은 웨이퍼(401)를 검사하고 샘플링 계획(333)에서 식별된 계측 사이트에서 관련된 웨이퍼(401)에 대한 특성 특징부들을 얻는다. 특성 특징부들은 예를 들어, 스텝 또는 트렌치의 선이나 수직 연장부의 폭, 웨이퍼(401)의 표면으로부터 연장되는 돌출부의 측벽 각도, 또는 웨이퍼(401)의 표면으로 연장되는 트렌치의 측벽 각도와 같이 측정 영역 내의 웨이퍼(401)의 표면 상의 구조의 높이, 폭 및/또는 길이와 같은 기하학적 치수를 포함할 것이다. 대안 적으로 또는 부가적으로, 특성 특징부들은 웨이퍼(401)를 덮는 최상층의 두께 및/또는 구성요소에 대한 또는 라인 에지 거칠기(line edge roughness), 라인 폭 거칠기(line width roughness), 오버레이 데이터, 웨이퍼 형상, 웨이퍼 변형, 결함 밀도 등과 같은 다른 물리적 속성 또는 특성 및 결함 및 전기 측정 결과에 대한 정보를 포함할 것이다. The metrology unit 330 inspects the wafer 401 and obtains characteristic features for the associated wafer 401 at the metrology site identified in the sampling plan 333. Characteristic features are measured, for example, the width of a line or vertical extension of the step or trench, the sidewall angle of the protrusion extending from the surface of the wafer 401, or the sidewall angle of the trench extending to the surface of the wafer 401. It will include geometric dimensions such as the height, width and/or length of the structure on the surface of the wafer 401 in the region. Alternatively or additionally, the characteristic features may include the thickness of the top layer covering the wafer 401 and/or for the component or line edge roughness, line width roughness, overlay data, It will include information about defects and electrical measurement results and other physical properties or properties such as wafer shape, wafer deformation, defect density, etc.

제 1 단계에서, 계측 유닛(330)은 제 1 개수의 샘플링 포인트들을 이용하는 원래의 샘플링 플랜에 따라 웨이퍼(401)를 검사하고 그 검사 결과를 APC 유닛(290)에 전송한다. APC 유닛(290)은 검사 결과를 수신하여 보정된 노광 파라미터를 계산하여 노광 툴 조립체(320)에 보정된 노광 파라미터들을 전송한다. In the first step, the measurement unit 330 inspects the wafer 401 according to the original sampling plan using the first number of sampling points and transmits the inspection result to the APC unit 290. The APC unit 290 receives the inspection result, calculates the corrected exposure parameter, and transmits the corrected exposure parameters to the exposure tool assembly 320.

계산 유닛(200)은 검사 결과 및 보정된 노광 파라미터를 수신하고, 샘플링 포인트의 복수의 서브 세트 동안 특성 특징부들에 대한 CD를 시뮬레이트할 수 있다. 추가적인 예는 실제 편차와 측정된 CD 값을 비교할 수 있으며 최상의 전략에 따라 샘플링 계획을 수정할 수 있다. The calculation unit 200 may receive the inspection result and the corrected exposure parameter, and simulate the CD for the characteristic features during a plurality of subsets of sampling points. An additional example could be comparing the actual deviation to the measured CD values and modifying the sampling plan according to the best strategy.

예를 들어, 계산 유닛(200)은 보정되지 않은 값을 기술하는 정보를 사용자 인터페이스(205)에 전송할 수 있고, 사용자는 사용자 인터페이스(205)에서 사용자게 제시된 정보에 응답하여 샘플링 계획을 수정하고, 수정은 시스템 성능을 향상시키지 않는 샘플링 포인트들을 생략하는 것을 목적으로 한다. For example, the calculation unit 200 may transmit information describing the uncorrected value to the user interface 205, the user corrects the sampling plan in response to the information presented to the user in the user interface 205, The modification aims to omit sampling points that do not improve system performance.

다른 실시 예에 따르면, 계산 유닛(200)은 보정되지 않은 값들을 기술하는 정보를 전문가 시스템으로 전송할 수 있거나 또는 계산 유닛(200)은 추가 사용자 상호 작용 없이 최상의 전략에 따라 샘플링 계획을 수정하는 전문가 스테이지를 포함 할 수 있다. According to another embodiment, the calculation unit 200 may transmit information describing the uncorrected values to the expert system, or the calculation unit 200 is an expert stage that modifies the sampling plan according to the best strategy without additional user interaction May contain.

예를 들어, 계산 유닛(200), 전문가 시스템 또는 사용자는 원래의 샘플링 플랜의 하나 이상의 샘플링 포인트를 생략한 경우의 편차와 임계 치수에 대한 실제 편차를 비교할 수 있다. 가상 편차가 실제 편차보다 작거나 같거나, 또는 실제 편차보다 약간 작을 경우, 계산 유닛(200), 전문가 시스템 또는 사용자는 문제의 샘플링 포인트(들)를 샘플링 플랜으로부터 제거하여 적어도 계측 유닛(330)은 업데이트된 샘플링 플랜(334)만을 사용한다. For example, the calculation unit 200, the expert system, or the user may compare the deviation when one or more sampling points of the original sampling plan is omitted and the actual deviation for the critical dimension. If the virtual deviation is less than or equal to the actual deviation, or slightly less than the actual deviation, the calculation unit 200, the expert system or the user removes the sampling point(s) in question from the sampling plan so that at least the measurement unit 330 Only the updated sampling plan 334 is used.

일 실시 예에 따르면, 계산 유닛(200)은 원래 샘플링 플랜에 기초하여 웨이퍼 모델의 제 1 모델 계수를 결정하고 원래 샘플링 플랜의 샘플링 포인트의 실제 서브 세트에 기초하여 웨이퍼 모델의 제 2 모델 계수를 결정한다. 제 1 모델 계수와 제 2 모델 계수 사이의 편차가 기정의된 임계값 미만이면, 계산 유닛(200)은 샘플링 포인트들의 실제 서브 세트를 포함하는 새로운 샘플링 플랜으로 원래 샘플링 플랜을 대체하도록 제어될 수 있다. According to an embodiment, the calculation unit 200 determines a first model coefficient of the wafer model based on the original sampling plan and determines a second model coefficient of the wafer model based on an actual subset of the sampling points of the original sampling plan. do. If the deviation between the first model coefficient and the second model coefficient is less than a predefined threshold value, the calculation unit 200 can be controlled to replace the original sampling plan with a new sampling plan including an actual subset of sampling points. .

다음 웨이퍼들(401)에 대하여, 계측 유닛(330)은 APC의 품질 손실 없이 더 적은 샘플링 포인트들을 사용한다. 추가의 계측 유닛(350)은 업데이트된 샘플링 플랜(334)을 사용할 수있다. For the next wafers 401, the metrology unit 330 uses fewer sampling points without loss of quality of the APC. Additional metrology units 350 may use the updated sampling plan 334.

도 9는 패터닝 공정, 예를 들어 에칭 공정에 대해 전술한 바와 같은 진보된 프로세스 제어에 관한 실시예를 나타낸다. 9 shows an embodiment of the advanced process control as described above for a patterning process, eg an etching process.

패턴화되고 현상된 포토 레지스트 층으로 코팅된 웨이퍼(401)는 노광 후 프로세스 유닛(340)으로 이송된다. 프로세스 유닛(340)은 레지스트 패턴을 웨이퍼, 예를 들어 베이스 기판 및/또는 베이스 기판 상의 층 또는 적층된 레이어 스택 상에 묘화시키는 에칭 툴을 포함하고, 기판 패턴이 웨이퍼(401)에 형성된다. The wafer 401 coated with the patterned and developed photoresist layer is transferred to the process unit 340 after exposure. The process unit 340 includes an etching tool for drawing a resist pattern onto a wafer, for example a base substrate and/or a layer on the base substrate or a stack of stacked layers, and a substrate pattern is formed on the wafer 401.

기판 패턴에서, 패턴 깊이, 선폭, 경사각, 라인 거칠기 등과 같은 CD들은 에 천트 농도, 에칭 온도, 에칭 시간, 플라즈마 전압 및 플라즈마 주파수와 같은 에칭 프로세스의 파라미터에 의존한다. 추가의 계측 유닛(350)은 샘플링 계획에 정의될 수 있는 기정의된 측정 사이트들에서 기판 패턴의 CD들을 얻는다. In a substrate pattern, CDs such as pattern depth, line width, inclination angle, line roughness, etc. depend on parameters of the etching process such as etchant concentration, etching temperature, etching time, plasma voltage and plasma frequency. An additional metrology unit 350 obtains CDs of the substrate pattern at predefined measurement sites that can be defined in the sampling plan.

프로세스 제어 유닛(280)은 노광 툴의 초점 및 노광량에 대해 전술 한 방식으로 에칭 프로세스의 하나 이상의 파라미터를 제어할 수 있다. The process control unit 280 may control one or more parameters of the etching process in the manner described above for the focus and exposure amount of the exposure tool.

도 10은 노광 프로세스와 노광 후 프로세스, 예를 들면 에칭 프로세스의 조합에 대해 효과적인 진보 된 프로세스 제어의 실시예를 나타낸다. 10 shows an embodiment of an advanced process control that is effective for a combination of an exposure process and a post-exposure process, for example an etching process.

노광 툴 조립체(320)에서 사용되는 디포커스 및 노광량은 계산 유닛(200)이 노광 후 프로세스 후에 웨이퍼(401)를 검사하는 추가의 계측 유닛(350)에서 얻어진 기판 패턴의 CD를 사용하는 도 2 내지 제 5에서 설명된 방식으로 제어될 것이다. 에칭 파라미터의 변동에 의해 야기되는 CD 이동은 노광 툴 조립체(320)의 적절한 설정에 의해 보상될 수 있다. The defocus and the exposure amount used in the exposure tool assembly 320 are shown in Figs. 2 to 2 using the CD of the substrate pattern obtained in the additional measurement unit 350 where the calculation unit 200 inspects the wafer 401 after the post-exposure process. It will be controlled in the manner described in fifth. CD movement caused by variations in etch parameters can be compensated for by appropriate setting of the exposure tool assembly 320.

Claims (16)

노광 툴 조립체를 사용하여 반도체 기판을 노광 빔으로 코팅하는 포토 레지스트 층을 노광하는 단계와, 여기서 각각의 노광에 대해 적어도 디포커스 값 및 노광량을 포함하는 현재 노광 파라미터 설정이 사용되고;
레지스트 패턴을 형성하기 위해 상기 노광된 포토 레지스트 층을 현상하여 단계;
상기 레지스트 패턴으로부터 유도된 기판 패턴 및/또는 상기 레지스트 패턴에서의 특징부 특성들을 측정하고, 목표 특징부 특성들로부터의 상기 측정된 특징부 특성들의 편차들에 응답하여 상기 현재 노광 파라미터 설정을 업데이트하는 단계와;
노광 파라미터 설정을 업데이트하지 않고 형성된 가상의 레지스트 패턴의 보정되지 않은 특징부 특성들을 추정하는 단계와;
(i) 상기 보정되지 않은 특징부 특성들로부터 얻어진 정보에 응답하여 상기 특징부 특성들에 대한 측정 전략을 변경하는 단계 및 (ii) 상기 보정되지 않은 특징부 특성들로부터 얻어진 정보에 응답하여 상기 현재의 노광 파라미터 설정을 업데이트하는 단계 중 적어도 하나를 수행하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 진보된 프로세스 제어 방법.Exposing a photoresist layer coating the semiconductor substrate with an exposure beam using an exposure tool assembly, wherein for each exposure a current exposure parameter setting including at least a defocus value and an exposure amount is used;
Developing the exposed photoresist layer to form a resist pattern;
Measuring a substrate pattern derived from the resist pattern and/or feature properties in the resist pattern, and updating the current exposure parameter setting in response to deviations of the measured feature properties from target feature properties. Step and;
Estimating uncorrected feature characteristics of the virtual resist pattern formed without updating the exposure parameter setting;
(i) changing the measurement strategy for the feature features in response to information obtained from the uncorrected feature features, and (ii) the current in response to information obtained from the uncorrected feature features. And performing at least one of the steps of updating an exposure parameter setting of. 제 1 항에 있어서,
상기 방법은:
노광 툴 조립체를 사용하여 노광 빔에 반도체 기판을 코팅하는 포토 레지스트 층을 노광하는 단계를 추가적으로 포함하고, 상기 업데이트된 노광 파라미터 설정이 사용되는 것을 특징으로 하는 진보된 프로세스 제어 방법.The method of claim 1,
The method is:
An advanced process control method comprising the step of exposing the photoresist layer coating the semiconductor substrate to the exposure beam using an exposure tool assembly, wherein the updated exposure parameter setting is used. 제 1 항에 있어서,
상기 방법은:
상기 보정되지 않은 특징부 특성들 및 웨이퍼 컨텍스트 정보로부터 얻어진 정보에 응답하여 상기 현재의 노광 파라미터 설정을 업데이트하는 단계를 포함하고, 상기 웨이퍼 컨텍스트 정보는 상기 반도체 기판들의 프로세스 이력에 관한 정보를 포함하는 것을 특징으로 하는 진보된 프로세스 제어 방법.The method of claim 1,
The method is:
Updating the current exposure parameter setting in response to information obtained from the uncorrected feature characteristics and wafer context information, wherein the wafer context information includes information regarding a process history of the semiconductor substrates. An advanced process control method characterized by. 제 3 항에 있어서,
상기 현재의 노광 파라미터를 업데이트하는 단계는 기판 그룹에 할당된 반도체 기판들을 독점적으로 고려하며, 상기 기판 그룹에 할당된 반도체 기판들은 상기 웨이퍼 컨텍스트 정보에서의 적어도 하나의 공통 파라미터를 공유하고, 상기 기판 그룹은 상기 반도체 기판의 실제 서브 세트를 포함하는 것을 특징으로 하는 진보된 프로세스 제어 방법.The method of claim 3,
In the updating of the current exposure parameter, the semiconductor substrates assigned to the substrate group are exclusively considered, the semiconductor substrates assigned to the substrate group share at least one common parameter in the wafer context information, and the substrate group Comprises a real subset of the semiconductor substrate. 제 4 항에 있어서,
상기 기판 그룹에 할당된 반도체 기판의 보정되지 않은 특징부 특성들은 모든 반도체 기판의 보정되지 않은 특징부 특성들 간의 상관 관계와 다른 상관 관계를 나타내는 것을 특징으로 하는 진보된 프로세스 제어 방법.The method of claim 4,
An advanced process control method, characterized in that the uncorrected feature characteristics of the semiconductor substrates assigned to the substrate group exhibit correlations and other correlations between the uncorrected feature characteristics of all semiconductor substrates. 제 1 항에 있어서,
상기 방법은:
상기 반도체 기판의 표면 상의 샘플링 포인트들에 관한 위치 정보를 포함하는 샘플링 플랜을 변경함으로써 상기 측정 전략을 변경하는 단계를 포함하며, 상기 특징부 특성들은 상기 샘플링 포인트들에서 측정되는 것을 특징으로 하는 진보된 프로세스 제어 방법.The method of claim 1,
The method is:
Modifying the measurement strategy by changing a sampling plan containing positional information about sampling points on the surface of the semiconductor substrate, wherein the feature characteristics are measured at the sampling points. Process control method. 제 6 항에 있어서,
상기 방법은:
제 1 개수의 샘플링 포인트들을 포함하는 원래의 샘플링 플랜에 기초하여 웨이퍼 모델의 제 1 모델 계수들을 결정하는 단계와;
상기 샘플링 포인트의 실제 서브세트에 기초하여 상기 웨이퍼 모델의 제 2 모델 계수를 결정하는 단계 및;
상기 제 1 모델 계수와 상기 제 2 모델 계수 사이의 편차가 기정의된 임계치 미만인 경우, 상기 샘플링 포인트의 실제 서브세트를 포함하는 새로운 샘플링 플랜으로 상기 원래 샘플링 플랜을 대체하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 진보된 프로세스 제어 방법.The method of claim 6,
The method is:
Determining first model coefficients of the wafer model based on an original sampling plan comprising a first number of sampling points;
Determining a second model coefficient of the wafer model based on the actual subset of the sampling points;
And if the deviation between the first model coefficient and the second model coefficient is less than a predefined threshold, replacing the original sampling plan with a new sampling plan containing an actual subset of the sampling points. Advanced process control method. 제 1 항에 있어서,
상기 레지스트 패턴 및/또는 상기 기판 패턴은 복수의 레지스트 특징부들을 포함하고, 상기 특징부 특성들은 원형 레지스트 특징부의 직경, 레지스트 특징부의 측벽 각도, 레지스트 특징부의 높이 치수, 비원형 레지스트 특징부의 단축의 길이, 비원형 레지스트 특징부의 장축의 길이, 줄무늬 형상 레지스트 특징부의 선폭, 레지스트 특징부 사이의 공간의 폭, 레지스트 특징부의 영역 및 레지스트 특징부들의 라인 에지 거칠기 중의 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 진보된 프로세스 제어 방법.The method of claim 1,
The resist pattern and/or the substrate pattern includes a plurality of resist features, the feature features being a diameter of a circular resist feature, a sidewall angle of the resist feature, a height dimension of the resist feature, and a length of a short axis of the non-circular resist feature. , The length of the long axis of the non-circular resist feature, the line width of the stripe-shaped resist feature, the width of the space between the resist features, the region of the resist feature and the line edge roughness of the resist features. Process control method. i)현재 노광 파라미터 설정에 따라 반도체 기판을 코팅하는 포토 레지스트 층을 노광 빔에 노광시키고, ii)상기 노광된 포토 레지스트 층으로부터 레지스트 패턴을 형성하도록 구성된 노광 툴 조립체(320)와;
상기 레지스트 패턴 및 상기 레지스트 패턴으로부터 유도된 기판 패턴 중 적어도 하나의 특징부 특성들을 측정하도록 구성된 계측 유닛(330, 350)과;
목표 특징부 특성들로부터의 상기 측정된 특징부 특성들의 편차들에 응답하여 상기 노광 파라미터 설정들을 업데이트하도록 구성된 APC 유닛(290)과;
상기 노광 파라미터 설정을 업데이트하지 않고 형성된 가상의 레지스트 패턴의 보정되지 않은 특징부 특성들을 추정하도록 구성된 계산 유닛(200)으로 구성된 것을 특징으로 하는 웨이퍼 제조 조립체.i) an exposure tool assembly 320 configured to expose a photoresist layer coating a semiconductor substrate according to a current exposure parameter setting to an exposure beam, and ii) form a resist pattern from the exposed photoresist layer;
A measurement unit (330, 350) configured to measure characteristics of at least one of the resist pattern and the substrate pattern derived from the resist pattern;
An APC unit (290) configured to update the exposure parameter settings in response to deviations of the measured feature features from target feature features;
And a calculation unit (200) configured to estimate uncorrected feature characteristics of a virtual resist pattern formed without updating the exposure parameter setting. 제 9 항에 있어서,
상기 계산 유닛(200)은 (i)상기 특징부 특성들에 대한 측정 전략을 변경하는 것 및 (ii)상기 보정되지 않은 특징부 특성들로부터 획득된 정보에 응답하여 상기 현재 노광 파라미터 설정을 업데이트하는 것 중 적어도 하나를 수행하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 제조 조립체.The method of claim 9,
The calculation unit 200 is configured to (i) change the measurement strategy for the feature features and (ii) update the current exposure parameter setting in response to information obtained from the uncorrected feature features. Wafer manufacturing assembly, characterized in that performing at least one of the. 제 10 항에 있어서,
상기 계산 유닛(200)은 상기 보정되지 않은 특징부 특성들 및 상기 웨이퍼 컨텍스트 정보로부터 얻어진 정보에 응답하여 상기 현재의 노광 파라미터 설정을 업데이트하도록 구성되며, 상기 웨이퍼 컨텍스트 정보는 상기 반도체 기판들의 프로세스 이력에 관한 정보를 포함하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 제조 조립체.The method of claim 10,
The calculation unit 200 is configured to update the current exposure parameter setting in response to information obtained from the uncorrected feature characteristics and the wafer context information, and the wafer context information is included in the process history of the semiconductor substrates. A wafer fabrication assembly comprising information about. 제 11 항에 있어서,
상기 계산 유닛(200)은 기판 그룹에 할당된 반도체 기판에 기초하여 독점적으로 상기 현재 노광 파라미터를 업데이트하도록 구성되며, 상기 기판 그룹에 할당된 반도체 기판은 상기 웨이퍼 컨텍스트 정보에서 적어도 하나의 공통 파라미터를 공유하고, 상기 기판 그룹은 상기 반도체 기판의 실제 서브 세트를 포함하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 제조 조립체.The method of claim 11,
The calculation unit 200 is configured to exclusively update the current exposure parameter based on the semiconductor substrate assigned to the substrate group, and the semiconductor substrate assigned to the substrate group shares at least one common parameter in the wafer context information. And the group of substrates comprises an actual subset of the semiconductor substrates. 제 12 항에 있어서,
상기 기판 그룹에 할당된 반도체 기판의 보정되지 않은 특징부 특성들은 모든 반도체 기판의 보정되지 않은 특징부 특성들 간의 상관 관계와 다른 상관 관계를 나타내는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 제조 조립체.The method of claim 12,
Wherein the uncorrected feature characteristics of the semiconductor substrates assigned to the substrate group exhibit correlations and other correlations between the uncorrected feature characteristics of all semiconductor substrates. 제 9 항에 있어서,
상기 웨이퍼 제조 조립체는 상기 계산 유닛(200)과 상기 APC 유닛(290)을 연결하는 데이터 인터페이스를 추가적으로 포함하고, 상기 APC 유닛(290)은 상기 계산 유닛(200)으로부터 수신된 정보에 응답하여 상기 노광 파라미터 설정을 업데이트하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 제조 조립체.The method of claim 9,
The wafer manufacturing assembly additionally includes a data interface connecting the calculation unit 200 and the APC unit 290, and the APC unit 290 is configured to perform the exposure in response to information received from the calculation unit 200. A wafer fabrication assembly configured to update parameter settings. 제 9 항에 있어서,
상기 계산 유닛(200)은 제 1 개수의 샘플링 포인트들을 포함하는 원래의 샘플링 플랜에 기초하여 웨이퍼 모델의 제 1 모델 계수를 결정하고, 상기 원래의 샘플링 플랜의 샘플링 포인트들의 실제 서브 세트에 기초하여 상기 웨이퍼 모델의 제 2 모델 계수를 결정하고, 제 1 및 제 2 모델 계수를 기술하는 정보를 출력하도록 구성된 것을 특징으로 하는 웨이퍼 제조 조립체.The method of claim 9,
The calculation unit 200 determines a first model coefficient of the wafer model based on an original sampling plan including a first number of sampling points, and based on an actual subset of sampling points of the original sampling plan, the And determining a second model coefficient of the wafer model, and outputting information describing the first and second model coefficients. 제 9 항에 있어서,
상기 계산 유닛(200)은 샘플링 계획, 자동 프로세스 제어 및 웨이퍼 모델 중의 적어도 하나를 대한 대안적인 설정을 위해 가상 레지스트 패턴의 보정되지 않은 특징부 특성들을 시뮬레이션하도록 구성된 것을 특징으로 하는 웨이퍼 제조 조립체.The method of claim 9,
Wherein the calculation unit (200) is configured to simulate uncorrected feature characteristics of a virtual resist pattern for alternative setting of at least one of a sampling scheme, automatic process control and a wafer model.
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