KR20210095212A - 오버레이 타겟을 사용한 필드 대 필드 보정 - Google Patents

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KR20210095212A
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인나 타르시쉬-샤피르
마크 기노브커
다이아나 샤피로브
도브 가이 벤
로이에 볼코비치
크리스 스틸리
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Abstract

계측 시스템은 계측 도구에 결합된 제어기를 포함할 수 있다. 제어기는, 리소그래피 도구를 사용하여 샘플 상의 제1 노출 필드를 노출시켜 형성된 적어도 제1 피처(feature)와, 리소그래피 도구를 사용하여 샘플 상의 제2 노출 필드를 노출시켜 형성된 적어도 제2 피처를 포함하는 계측 타겟 설계를 수신할 수 있으며, 여기서 제2 노출 필드는 샘플 상의 계측 타겟의 위치에서 제1 노출 필드와 중첩된다. 제어기는 또한 계측 타겟 설계에 따라 제조된 계측 타겟과 연관된 계측 데이터를 수신하고, 계측 데이터에 기초하여 계측 타겟의 제조 동안 하나 이상의 제조 오류를 결정하며, 하나 이상의 제조 오류에 기초해 하나 이상의 후속 리소그래피 단계에서 리소그래피 도구의 하나 이상의 제조 파라미터를 조정하기 위한 보정 가능 항목(correctables)을 생성할 수 있다.

Description

오버레이 타겟을 사용한 필드 대 필드 보정
관련 출원에 대한 상호 참조
본 출원은 "OVL 모델링된 필드 텀을 개선하고 스캐너 오류를 보정하기 위한 오버레이 마크 설계 및 알고리즘적 접근법(OVERLAY MARK DESIGN AND ALGORITHMIC APPROACHES FOR IMPROVING OVL MODELED FIELD TERMS AND CORRECTING SCANNER ERRORS)"이라는 명칭으로 2018년 12월 20일에 출원되고, 발명자들로서 엔나 레신스키-알트슐러, 인나 타쉬쉬-샤피르, 마크 기노브커, 다이애나 샤피로프, 가이 벤 도브, 로이 볼코비치, 및 크리스 스틸리가 지정된 미국 특허 가출원 제62/782,594호에 대한 35 U.S.C. § 119(e)하의 이익을 주장하며, 이 가출원은 그 전체가 참조에 의해 본 명세서에 통합된다.
기술 분야
본 개시는 일반적으로 오버레이 계측 측정에 관한 것이고, 보다 구체적으로는, 필드 대 필드 교정 가능 항목(field-to-field correctables)을 제공하는 오버레이 계측 측정에 관한 것이다.
반도체 제조 라인은 일반적으로 제조 프로세스 중 하나 이상의 지점에서 계측 측정을 통합하여 특정 샘플에 대해 그리고/또는 다수의 샘플에 걸쳐 피처(features)의 제조를 모니터링하고 제어한다. 예를 들어, 전형적인 제조 프로세스는 샘플(예컨대, 반도체 웨이퍼 등)의 표면에 걸쳐 분산된 다수의 다이를 제조하는 단계를 포함하며, 여기서 각 다이는 디바이스 컴포넌트를 형성하는 물질의 다수의 패터닝된 층을 포함한다. 각각의 패터닝된 층은 관심 패턴(pattern of interest)을 생성하기 위해 물질 퇴적, 리소그래피 및 에칭을 포함하는 일련의 단계에 의해 형성될 수 있다. 또한, 노출 단계에서 사용되는 리소그래피 도구(예컨대, 스캐너, 스테퍼 등)는 각 샘플층이 샘플에 걸쳐 분포된 많은 노출 필드로 노출되도록 샘플의 크기보다 상당히 작은 시야(field of view)를 갖는다. 따라서, 샘플의 계측 타겟의 수를 증가시키고 제조 처리량을 감소시키는, 각 노출 필드 내의 상이한 샘플층들 상의 피처들과 연관된 오버레이 오류들뿐만 아니라 각 층을 노출시키기 위해 샘플에 걸쳐 노출 필드들의 크기 및 배치와 연관된 필드 대 필드 오류들을 모니터링하고 제어하는 것이 바람직할 수 있다. 그러나 일반적인 계측 시스템은 오버레이 계측 및 필드 대 필드 계측을 위한 별도의 타겟 및/또는 측정 기술을 필요로 한다. 따라서 높은 처리량 오버레이 및 필드 대 필드 계측을 위한 시스템 및 방법을 제공하는 것이 바람직하다.
본 개시의 하나 이상의 예시적인 실시예에 따라 계측 시스템이 개시된다. 하나의 예시적인 실시예에서, 시스템은 계측 도구에 통신 가능하게 결합된 제어기를 포함한다. 또 다른 예시적인 실시예에서, 제어기는 리소그래피 도구를 사용하여 샘플 상에 제1 노출 필드를 노출함으로써 형성된 적어도 제1 피처 및 리소그래피 도구를 사용하여 샘플 상의 제2 노출 필드를 노출함으로써 형성된 적어도 제2 피처를 포함하는 계측 타겟 설계를 수신한다. 또 다른 예시적인 실시예에서, 제2 노출 필드는 제1 노출 필드와 부분적으로 중첩되고 샘플 상의 계측 타겟의 위치에서 제1 노출 필드와 추가로 중첩한다. 또 다른 예시적인 실시예에서, 제어기는 계측 타겟 설계에 따라 제조된 계측 타겟과 연관된 계측 데이터를 수신한다. 또 다른 예시적인 실시예에서, 제어기는 계측 데이터에 기초하여 계측 타겟의 제조 동안 하나 이상의 제조 오류를 결정한다. 또 다른 예시적인 실시예에서, 제어기는 하나 이상의 제조 오류에 기초하여 하나 이상의 후속 리소그래피 단계에서 리소그래피 도구의 하나 이상의 제조 파라미터를 조정하기 위해 하나 이상의 보정 가능 항목(correctables)을 생성한다.
본 개시의 하나 이상의 예시적인 실시예에 따라 패턴 마스크가 개시된다. 하나의 예시적인 실시예에서, 패턴 마스크는 패턴 마스크의 디바이스 영역에 하나 이상의 디바이스 패턴 요소를 포함한다. 또 다른 예시적인 실시예에서, 패턴 마스크는 제1 타겟 영역에 제1 세트의 계측 패턴 요소를 포함한다. 또 다른 예시적인 실시예에서, 패턴 마스크는 제2 타겟 영역에 제2 세트의 계측 패턴 요소를 포함한다. 또 다른 예시적인 실시예에서, 제1 및 제2 타겟 영역은 제1 방향을 따라 디바이스 영역의 대향 측부 상에 배열된다. 또 다른 예시적인 실시예에서, 제1 세트의 계측 패턴 요소 및 제2 세트의 계측 패턴 요소는, 제1 노출 필드의 제1 타겟 영역 및 제2 노출 필드의 제2 타겟 영역이 계측 타겟의 위치에서 샘플 상에 중첩되도록 분포된 제1 노출 필드 및 제2 노출 필드를 갖는 샘플 상에 패턴 마스크가 노출될 때, 샘플 상의 계측 타겟의 적어도 일부를 형성하도록 구성된다.
본 개시의 하나 이상의 예시적 실시예에 따라서 계측 방법이 개시된다. 하나의 예시적인 실시예에서, 방법은 계측 타겟의 적어도 제1 피처를 형성하기 위해 리소그래피 도구를 사용하여 샘플 상에 제1 노출 필드를 노출시키는 단계를 포함한다. 또 다른 예시적인 실시예에서, 방법은 리소그래피 도구를 사용하여 샘플 상의 제2 노출 필드를 노출시켜 계측 타겟의 적어도 제2 피처를 형성하는 단계를 포함하며, 여기서 제2 노출 필드는 제1 노출 필드와 부분적으로 중첩되고, 여기서 제2 노출 필드는 샘플 상의 계측 타겟의 위치에서 제1 노출 필드와 중첩된다. 또 다른 예시적인 실시예에서, 방법은 계측 도구를 사용하여 계측 타겟과 연관된 계측 데이터를 생성하는 단계를 포함한다. 또 다른 예시적인 실시예에서, 방법은 계측 데이터에 기초하여 계측 타겟의 제조 동안 하나 이상의 제조 오류를 결정하는 단계를 포함한다. 또 다른 예시적인 실시예에서, 방법은 하나 이상의 제조 오류에 기초하여 하나 이상의 후속 리소그래피 단계에서 리소그래피 도구의 하나 이상의 제조 파라미터를 조정하기 위해 하나 이상의 보정 가능 항목를 생성하는 단계를 포함한다.
전술한 일반적인 설명 및 다음의 상세한 설명은 모두 단지 예시적이고 설명적인 것이며, 청구된 본 발명을 반드시 제한하는 것은 아니라는 것을 이해해야 한다. 본 명세서에 통합되어 그 일부를 구성하는 첨부 도면은 본 발명의 실시예를 도시하고, 일반적인 설명과 함께 본 발명의 원리를 설명하는 역할을 한다.
본 개시의 많은 장점은 첨부 도면을 참조함으로써 당업자에 의해 더 잘 이해될 수 있다.
도 1a는 본 개시의 하나 이상의 실시예에 따른 제조 시스템을 도시하는 개념도이다.
도 1b는 본 개시의 하나 이상의 실시예에 따른 리소그래피 서브시스템을 도시하는 개념도이다.
도 1c는 본 개시의 하나 이상의 실시예에 따른 계측 서브시스템의 블록도이다.
도 2는 본 개시의 하나 이상의 실시예에 따른, 특정 샘플층의 제조와 연관된 리소그래피 서브시스템에 의한 다수의 리소그래피 단계와 연관된 다수의 중첩된 노출 필드를 예시하는 샘플의 개념적 평면도이다.
도 3은 본 개시의 하나 이상의 실시예에 따른 2-층 필드 민감 오버레이 타겟(two-layer field-sensitive overlay target)의 개념적 평면도이다.
도 4a는 본 개시의 하나 이상의 실시예에 따른, 도 3에 예시된 필드 민감 오버레이 타겟을 형성하기에 적합한 패턴 마스크의 평면도이다.
도 4b는 본 개시의 하나 이상의 실시예에 따른, 중첩된 노출 필드를 갖는, 2개의 직교 방향을 따라 도 4a의 패턴 마스크에 기초한 필드 민감 오버레이 타겟의 제조를 예시하는 샘플의 일부의 평면도이다.
도 5a는 본 개시의 하나 이상의 실시예에 따라, 4개의 셀을 포함하는 도 3에 도시된 필드 민감 오버레이 타겟의 설계를 형성하는데 적합한 패턴 마스크의 평면도이며, 여기서 제1 층 타겟 피처 및 제2 층 타겟 피처의 일부가 각각의 셀에 위치한다.
도 5b는 본 개시의 하나 이상의 실시예에 따라, 부분적으로 중첩되는 노출 필드를 갖는 두 개의 직교 방향을 따른 도 5a의 패턴 마스크에 기초한 필드 민감 오버레이 타겟의 제조를 도시하는 샘플의 일부의 평면도이다.
도 6a는 본 개시의 하나 이상의 실시예에 따라, 도 3에 도시된 필드 민감 오버레이 타겟의 박스 인 박스(box-in-box) 설계를 형성하기에 적합한 패턴 마스크의 평면도이며, 여기서 제1 층 타겟 피처와 제2 층 타겟 피처의 일부는 일련의 네스팅된(nested) 박스에 위치한다.
도 6b는 본 개시의 하나 이상의 실시예에 따라, 부분적으로 중첩되는 노출 필드를 갖는 도 6a의 패턴 마스크에 기초한 필드 민감 오버레이 타겟의 제조를 예시하는 샘플의 일부의 평면도이다.
도 7a는 본 개시의 하나 이상의 실시예에 따라, 도 3에 도시된 필드 민감 오버레이 타겟의 "눈금자(Ruler)"형 설계를 형성하는 데 적합한 패턴 마스크의 평면도이며, 여기서 제1 층 타겟 피처와 제2 층 타겟 피처의 일부는 일련의 네스팅된 콤(combs)에 위치한다.
도 7b는 본 개시의 하나 이상의 실시예에 따라, 부분적으로 중첩되는 노출 필드를 갖는 도 7a의 패턴 마스크에 기초한 필드 민감 오버레이 타겟의 제조를 예시하는 샘플의 일부의 평면도이다.
도 8a는 본 개시의 하나 이상의 실시예에 따라, 도 3에 도시된 필드 민감 오버레이 타겟의 AIMid 설계를 형성하기에 적합한 패턴 마스크의 평면도이며, 여기서 제1 층 타겟 피처 및 제2 층 타겟 피처는 인터리빙된다.
도 8b는 본 개시의 하나 이상의 실시예에 따라, 부분적으로 중첩되는 노출 필드를 갖는 도 8a의 패턴 마스크에 기초한 필드 민감 오버레이 타겟의 제조를 예시하는 샘플의 일부의 평면도이다.
도 9a는 본 개시의 하나 이상의 실시예에 따라, 도 3에 도시된 필드 민감 오버레이 타겟의 AIMid 설계를 형성하기에 적합한 패턴 마스크의 평면도이며, 여기서 제1 층 타겟 피처 및 제2 층 타겟 피처는 교차 패턴을 형성하기 위해 중첩된다.
도 9b는 본 개시의 하나 이상의 실시예들에 따라, 부분적으로 중첩되는 노출 필드들을 갖는 도 9a의 패턴 마스크에 기초한 필드 민감 오버레이 타겟들의 제조를 예시하는 샘플의 일부의 평면도이다.
도 10은 본 개시의 하나 이상의 실시예에 따른, 단일 층 필드 민감 오버레이 타겟의 개념적 평면도이다.
도 11a는 본 개시의 하나 이상의 실시예에 따른, 도 10에 도시된 필드 민감 오버레이 타겟을 형성하기에 적합한 패턴 마스크의 평면도이다.
도 11b는 본 개시의 하나 이상의 실시예에 따라, 부분적으로 중첩되는 노출 필드를 갖는, 두 개의 직교 방향을 따른 도 11a의 패턴 마스크에 기초한 필드 민감 오버레이 타겟의 제조를 도시하는 샘플의 일부의 평면도이다.
도 12는 본 개시의 하나 이상의 실시예에 따른, 단일 층 필드 민감 오버레이 타겟의 개념적 평면도이다.
도 13a는 본 개시의 하나 이상의 실시예에 따른, 제1 층 피처를 형성하기에 적합한 패턴 마스크의 평면도이다.
도 13b는 본 개시의 하나 이상의 실시예에 따라, 부분적으로 중첩되는 노출 필드를 갖는 도 13a의 패턴 마스크에 기초한 필드 민감 오버레이 타겟의 제1 층 피처의 제조를 예시하는 샘플의 일부의 평면도이다.
도 13c는 본 개시의 하나 이상의 실시예에 따른, 제2 층 피처를 형성하기에 적합한 패턴 마스크의 평면도이다.
도 13d는 본 개시의 하나 이상의 실시예에 따라, 부분적으로 중첩되는 노출 필드를 갖는 도 13c의 패턴 마스크에 기초한 필드 민감 오버레이 타겟의 제2 층 피처의 제조를 예시하는 샘플의 일부의 평면도이다.
도 13e는 본 개시의 하나 이상의 실시예에 따라, 부분적으로 중첩되는 노출 필드를 갖는 2개의 직교 방향을 따른 도 9a의 패턴 마스크에 기초한 필드 민감 오버레이 타겟의 제조를 예시하는 샘플의 일부의 평면도이다.
도 14는 본 개시의 하나 이상의 실시예에 따른, 필드 민감 오버레이 계측을 위한 방법에서 수행되는 단계를 예시하는 흐름도이다.
이제, 첨부 도면에 예시되는, 개시되는 특허 대상에 대해 참조가 상세하게 이루어질 것이다. 본 개시는 특정 실시예 및 이의 특정 피처와 관련하여 특히 도시되고 설명되었다. 본 명세서에 설명된 실시예는 제한하기보다는 예시적인 것으로 간주된다. 본 개시의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 형태 및 세부 사항에 있어서 다양한 변경 및 수정이 이루어질 수 있음은 당업자에게 쉽게 명백할 것이다.
본 개시의 실시예들은 공통 계측 타겟(예컨대, 필드 민감 오버레이 계측)에 대한 오버레이 계측 및 필드 대 필드 계측을 제공하기 위한 시스템 및 방법에 관한 것이다. 필드 민감 오버레이 계측은 오버레이 및/또는 필드 대 필드 오류를 나타내는 데이터를 제공하기 위해 필드 민감 오버레이 타겟에 대한 새로운 또는 기존의 오버레이 측정 기술을 활용할 수 있다. 예를 들어, 필드 민감 오버레이 계측 타겟 상의 피처의 상대적 위치는 일반적인 오버레이 타겟의 경우와 같이 공통 노출 필드에서 중첩된 노출들 간의 변화뿐만 아니라 필드 대 필드 변화를 나타내는 데이터를 제공하는 인접 노출 필드들 간의 변화에도 민감할 수 있다.
본 개시의 목적을 위해, 용어 오버레이 계측은 샘플의 공통 부분에 대한 2개 이상의 노출을 통해 형성된 피처의 오정렬 측정을 광범위하게 지칭한다. 이와 관련하여, 오버레이 계측은 공통 샘플층(예컨대, 이중 패터닝, 삼중 패터닝 등) 상에 연속 노출을 통해 형성된 피처 정렬의 측정뿐만 아니라 샘플 상의 두 개 이상의 층에 형성된 피처 정렬 측정을 제공할 수 있다. 또한, 본 개시의 목적을 위해, 필드 대 필드 계측이라는 용어는 샘플 상의 상이한 필드(예컨대, 인접 필드)에서 2개 이상의 노출에서 형성된 피처들 간의 차이 측정을 광범위하게 지칭한다. 예를 들어, 필드 대 필드 오류는 필드들 간의 등록(registration) 또는 스케일링(scaling)의 오류가 포함될 수 있지만 이에 제한되지는 않는다. 따라서, 여기에 개시된 시스템 및 방법은 공통 측정 단계에서 광범위한 프로세스 오류에 대해 계측 측정을 제공할 수 있다.
본 개시의 일부 실시예는 오버레이 및 필드 대 필드 오류를 나타내는 데이터를 동시에 제공하기에 적합한 필드 민감 오버레이 타겟에 관한 것이다. 여기서, 전형적인 오버레이 계측 타겟은 동일한 층 또는 상이한 층들 상에서 샘플의 동일한 영역(예컨대, 리소그래피 도구의 동일한 노출 필드)의 다수의 노출을 통해 타겟의 상이한 부분들을 형성함으로써 형성되는 것으로 인식된다. 이와 관련하여, 상이한 노출들에서 형성된 피처의 상대적 위치 및/또는 크기는 반복 노출을 위한 노출 필드에 대한 리소그래피 도구의 정렬 오류를 나타낸다. 대조적으로, 필드 민감 오버레이 타겟은 샘플의 공통 부분의 다수의 노출들을 통해 형성될 수 있으며, 여기서 적어도 하나의 노출 필드는 타겟을 생성하는 데 사용되는 하나 이상의 다른 노출 필드와 부분적으로만 중첩된다. 예를 들어, 계측 타겟의 하나 이상의 피처는 샘플 상의 제1 필드를 노출시켜 형성될 수 있으며, 하나 이상의 피처는 샘플 상의 제2 필드를 노출시켜 형성될 수 있으며, 여기서 제2 필드는 계측 타겟의 위치에서 제1 필드와 부분적으로만 중첩된다. 이와 관련하여, 필드 민감 오버레이 타겟에서 피처의 상대적 위치 및/또는 크기는 무엇보다도 타겟을 생성하는 데 사용되는 다양한 노출 필드의 필드 대 필드 변화에 민감하다.
필드 민감 오버레이 타겟은 일반적으로 임의의 비필드 민감(non-field-sensitive) 오버레이 타겟과 동일한 설계를 가질 수 있다는 것이 여기서 고려된다. 예를 들어, 적응에 적합한 오버레이 계측 타겟 설계는 예를 들어, 고급 이미징 계측(advanced imaging metrology; AIM) 타겟, AIM 인 다이(AIM in-die; AIMid) 타겟, 박스 인 박스 타겟 또는 다층 AIMid(MLAIMid) 타겟과 같은 이미지 기반 계측 타겟을 포함한다. 또 다른 예로서, 적응에 적합한 오버레이 계측 타겟 설계는 스케터로메트리 기반 오버레이(scatterometry-based overlay; SCOL) 타겟을 포함한다. 따라서, 필드 민감 오버레이 타겟은 임의의 신규 또는 기존 오버레이 계측 도구에 의해 측정되고 특성화될 수 있다. 그러나, 필드 민감 오버레이 타겟의 측정과 연관된 오류 소스에 대한 정보를 추출하는 데 사용되는 계측 알고리즘은 필드 민감 오버레이 타겟에 의해 측정된 상이한 오류 소스들을 설명하기 위해 다를 수 있다.
본 개시의 추가 실시예는 필드 민감 오버레이 타겟을 제조하기에 적합한 포토마스크에 관한 것이다. 예를 들어, 포토마스크는 디바이스 피처와 연관된 패턴을 포함하는 디바이스 영역 및 디바이스 영역을 둘러싸는 하나 이상의 타겟 영역을 포함할 수 있다. 특히, 디바이스 영역의 대향 측부 상의 타겟 영역은 필드 민감 오버레이 타겟의 상보적 부분을 포함할 수 있다. 이와 관련하여, 필드 민감 오버레이 타겟의 전체 층은 샘플 상의 중첩된 노출(예컨대, 중첩된 노출 필드)에 의해 제조될 수 있으며, 여기서 중첩량은 필드 민감 오버레이 타겟의 완전한 패턴을 생성하도록 설계된다.
본 개시의 추가 실시예는 필드 민감 오버레이 타겟을 사용하여 생성된 오버레이 데이터 및 필드 대 필드 데이터 모두에 기초하여 리소그래피 도구에 대해 보정 가능 항목을 생성하는 것에 관한 것이다. 예를 들어, 피드 포워드 보정 가능 항목은 현재 층 상에서 측정된 변화를 보상하기 위해 후속 층의 노출 동안 리소그래피 도구에 제공될 수 있다. 또 다른 예로서, 시간에 따른 변동(예컨대, 드리프트)을 완화하기 위해 리소그래피 도구에 피드백 보정 가능 항목이 제공될 수 있다.
여기에서는 필드 민감 오버레이 계측이 포토마스크 및/또는 샘플의 형상 변화, 포토마스크 및/또는 샘플에 대한 응력, 포토마스크 및/또는 샘플에 대한 표면 장력 효과, 또는 리소그래피 도구 자체와 연관된 오류를 포함하지만 이에 제한되지 않는 다양한 제조 오류 소스를 측정, 제어 및/또는 완화하는 데 적합할 수 있다. 따라서, 필드 민감 오버레이 측정에 기초한 보정 가능 항목은 리소그래피 프로세스의 매우 정확하고 효율적인 제어를 제공할 수 있다.
이제 도 1a 내지 14를 참조하면, 필드 민감 오버레이 계측을 위한 시스템 및 방법이 본 개시의 하나 이상의 실시예에 따라 더 상세하게 설명된다.
도 1a는 본 개시의 하나 이상의 실시예에 따른 제조 시스템(100)을 도시하는 개념도이다. 일 실시예에서, 시스템(100)은 샘플 상의 패턴 마스크 상의 하나 이상의 패턴 요소(예컨대, 디바이스 패턴 요소, 계측 타겟 패턴 요소 등)를 리소그래피 방식으로 이미징하기 위한 리소그래피 서브시스템(102)을 포함한다. 리소그래피 서브시스템(102)은 스캐너 또는 스테퍼와 같은(이에 한정되지 않음) 당업계에 알려진 임의의 리소그래피 도구를 포함할 수 있다. 또 다른 실시예에서, 시스템(100)은 샘플 상의 하나 이상의 피처를 특성화하기 위한 계측 서브시스템(104)을 포함한다. 계측 서브시스템(104)은 샘플 피처(예컨대, 필드 민감 오버레이 타겟의 피처)의 상대적 위치를 측정하기에 적합한 오버레이 계측 도구를 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 계측 서브시스템(104)은 샘플의 하나 이상의 이미지의 생성에 기초하여 계측 데이터를 측정하기 위한 이미지 기반 계측 도구를 포함한다. 또 다른 실시예에서, 계측 서브시스템(104)은 샘플로부터의 광의 산란(반사, 회절, 확산 산란 등)에 기초하여 계측 데이터를 측정하기 위한 스케터로메트리 기반 계측 시스템을 포함한다. 또 다른 실시예에서, 시스템(100)은 제어기(106)를 포함한다. 또 다른 실시예에서, 제어기(106)는 메모리 매체(110) 상에 유지되는 프로그램 명령어를 실행하도록 구성된 하나 이상의 프로세서(108)를 포함한다. 이와 관련하여, 제어기(106)의 하나 이상의 프로세서(108)는 본 개시 전체에 걸쳐 설명된 다양한 프로세스 단계 중 임의의 단계를 실행할 수 있다.
제어기(106)의 하나 이상의 프로세서(108)는 해당 기술에서 공지된 임의의 프로세싱 요소를 포함할 수 있다. 이 점에서, 하나 이상의 프로세서(108)는 알고리즘 및/또는 명령어를 실행하도록 구성된 임의의 마이크로프로세서 유형 디바이스를 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 하나 이상의 프로세서(108)는, 본 개시 전체에 걸쳐 설명된 바와 같이, 시스템(100)을 동작하도록 구성된 프로그램을 실행시키도록 구성된, 데스크톱 컴퓨터, 메인프레임 컴퓨터 시스템, 워크스테이션, 이미지 컴퓨터, 병렬 컴퓨터, 또는 임의의 다른 컴퓨터 시스템(예컨대, 네트워킹된 컴퓨터)으로 구성될 수 있다. 용어 "프로세서"는 비일시적 메모리 매체(110)로부터의 프로그램 명령어를 실행시키는, 하나 이상의 프로세싱 요소를 갖는 임의의 디바이스를 포괄하도록 광범위하게 정의될 수도 있다고 또한 인정된다. 또한, 본 개시 전반에 걸쳐 설명된 단계는 단일 제어기(106) 또는 대안적으로 다수의 제어기에 의해 수행될 수 있다. 추가적으로, 제어기(106)는 공통 하우징 또는 다수의 하우징 내에 수용된 하나 이상의 제어기를 포함할 수 있다. 이러한 방식으로, 임의의 제어기 또는 제어기의 조합은 시스템(100) 내로의 통합에 적합한 모듈로서 별도로 패키징될 수 있다. 또한, 제어기(106)는 검출기(132)로부터 수신된 데이터를 분석하고 데이터를 시스템(100)(예컨대, 리소그래피 서브시스템(102)) 내 또는 시스템(100) 외부의 추가 컴포넌트에 공급할 수 있다.
메모리 매체(110)는, 연관된 하나 이상의 프로세서(108)에 의해 실행 가능한 프로그램 명령어를 저장하기 위해 적절한, 당업계에서 공지된 임의의 저장 매체를 포함할 수 있다. 예를 들면, 메모리 매체(110)는 비일시적 메모리 매체를 포함할 수 있다. 또 다른 예시에 의해, 메모리 매체(110)는 판독 전용 메모리, 랜덤 액세스 메모리, 자기 또는 광학 메모리 디바이스(예컨대, 디스크), 자기 테이프, 솔리드 스테이트 드라이브 등을 포함할 수 있지만 이것들에만 제한되지는 않는다. 또한, 메모리 매체(110)는 하나 이상의 프로세서(108)와 함께 공통 제어기 하우징에 수용될 수 있다는 점에 주목한다. 하나의 실시예에서, 메모리 매체(110)는 하나 이상의 프로세서(108) 및 제어기(106)의 물리적 위치와 관련하여 원격에 위치될 수 있다. 예를 들면, 제어기(106)의 하나 이상의 프로세서(108)는 네트워크(예컨대, 인터넷, 인트라넷 등)를 통해 액세스 가능한 원격 메모리(예컨대, 서버)를 액세스할 수 있다. 그에 따라, 위의 설명은 본 발명에 관한 제한으로서가 아니라 단지 예시로서 해석되어야 한다.
도 1b는 본 개시의 하나 이상의 실시예에 따른 리소그래피 서브시스템(102)을 도시하는 개념도이다. 일 실시예에서, 리소그래피 서브시스템(102)은 조명 빔(114)을 생성하도록 구성된 리소그래피 조명원(112)을 포함한다. 하나 이상의 조명 빔(114)은 자외(ultraviolet; UV) 방사선, 가시 방사선, 또는 적외(infrared; IR) 방사선을 포함하지만 이에 제한되지 않는 하나 이상의 선택된 파장의 광을 포함할 수 있다.
리소그래피 조명원(112)으로부터의 조명은 임의의 공간 분포(예컨대, 조명 패턴)를 가질 수 있다. 예를 들어, 리소그래피 조명원(112)은 단극 조명원, 쌍극 조명원, C-쿼드 조명원, 퀘이사 조명원 또는 자유형 조명원을 포함할 수 있지만 이에 제한되지 않는다. 이와 관련하여, 리소그래피 조명원(112)은 조명이 광축(116)을 따라(또는 평행하게) 전파되는 축상(on-axis) 조명 빔(114) 및/또는 조명이 광축(116)에 일정 각도로 전파되는 임의의 수의 축외(off-axis) 조명 빔(114)을 생성할 수 있다.
본 개시의 목적을 위해, 리소그래피 조명원(112)의 조명 극이 특정 위치로부터의 조명을 나타낼 수 있다는 것이 여기서 추가로 주목된다. 이와 관련하여, (예컨대, 광축(116)에 대한) 리소그래피 조명원(112)의 각각의 공간적 위치는 조명 극(illumination pole)으로 간주될 수 있다. 또한, 조명 극은 당업계에 알려진 임의의 형상 또는 크기를 가질 수 있다. 추가적으로, 리소그래피 조명원(112)은 조명 극의 분포에 대응하는 조명 프로파일을 갖는 것으로 간주될 수 있다.
또한, 리소그래피 조명원(112)은 당업계에 공지된 임의의 방법에 의해 조명 빔(114)을 생성할 수 있다. 예를 들어, 조명 빔(114)은 리소그래피 조명원(112)의 조명 극(예컨대, 리소그래피 조명원(112)의 조명 프로파일의 일부 등)으로부터 조명으로서 형성될 수 있다. 또 다른 예로서, 리소그래피 조명원(112)은 다수의 조명 빔(114)의 생성을 위한 다수의 조명원을 포함할 수 있다.
또 다른 실시예에서, 리소그래피 서브시스템(102)은 마스크 지지 디바이스(118)를 포함한다. 마스크 지지 디바이스(118)는 패턴 마스크(120)를 고정하도록 구성된다. 또 다른 실시예에서, 리소그래피 서브시스템(102)은 패턴 마스크(120)의 이미지에 대응하는 인쇄된 패턴 요소를 생성하기 위해 샘플 스테이지(126) 상에 배치된 샘플(124) 상에 하나 이상의 조명 빔(114)에 의해 조명된 패턴 마스크(120)의 이미지를 투영하도록 구성된 투영 광학계(122)의 세트를 포함한다. 또 다른 실시예에서, 마스크 지지 디바이스(118)는 패턴 마스크(120)를 작동시키거나 위치시키도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 마스크 지지 디바이스(118)는 시스템(100)의 투영 광학계(122)에 대해 선택된 위치로 패턴 마스크(120)를 작동시킬 수 있다.
샘플(124)은 패턴 마스크(120)의 이미지를 수신하기에 적합한 임의의 수의 감광성 물질 및/또는 물질층을 포함할 수 있다. 예를 들어, 샘플(124)은 레지스트층(128)을 포함할 수 있다. 이와 관련하여, 투영 광학계(122)의 세트는 패턴 마스크(120)의 이미지를 레지스트층(128) 상에 투영하여 레지스트층(128)을 노출시킬 수 있고, 후속 에칭 단계는 샘플(124) 상에 인쇄된 피처를 제공하기 위해 노출된 물질(예컨대, 포지티브 에칭) 또는 노출되지 않은 물질(예컨대, 네거티브 에칭)을 제거할 수 있다. 또한, 패턴 마스크(120)는 당업계에 공지된 임의의 이미징 구성에서 이용될 수 있다. 예를 들어, 패턴 마스크(120)는 패턴 요소가, 인쇄된 패턴 요소로서 포지티브하게 이미징되는 포지티브 마스크(예컨대, 명시야 마스크) 일 수 있다. 또 다른 예로, 패턴 마스크(120)는 패턴 마스크(120)의 패턴 요소가 네거티브 인쇄 패턴 요소(예컨대, 간극, 공간 등)를 형성하는 네거티브 마스크(예컨대, 암시야 마스크) 일 수 있다.
제어기(106)는 예를 들어, 패턴 마스크(120) 상의 패턴 요소를 샘플(124)에 전사(transfer)하는 것을 지시하기 위한 마스크 지지 디바이스(118) 및/또는 샘플 스테이지(126), 조명 빔(114)의 하나 이상의 특성을 제어하기 위한 리소그래피 조명원(112)과 같은 - 이들에 제한되지는 않음 -, 리소그래피 서브시스템(102) 내의 임의의 요소 또는 요소들의 조합에 통신 가능하게 결합될 수 있다.
도 1c는 본 개시의 하나 이상의 실시예에 따른 계측 서브시스템(104)의 블록도이다. 시스템(100)은 당업계에 공지된 임의의 방법을 사용하여 적어도 하나의 검출기(132) 상에서 샘플(124)로부터 발산되는 광(예컨대, 샘플 광(130))과 연관된 하나 이상의 이미지를 생성할 수 있다. 일 실시예에서, 검출기(132)는 샘플(124) 상의 하나 이상의 피처의 이미지를 생성하기 위해 필드 평면에 위치한다. 이와 관련하여, 시스템(100)은 이미지 기반 오버레이 계측 도구로서 동작할 수 있다. 또 다른 실시예에서, 검출기(132)는 샘플(124)로부터 발산되는 광의 각도(예컨대, 반사, 회절, 산란 등에 기초)에 기초하여 이미지를 생성하기 위해 동공 평면에 위치한다. 이와 관련하여, 시스템(100)은 스케터로메트리 기반 계측 도구로서 동작할 수 있다.
일 실시예에서, 계측 서브시스템(104)은 계측 조명 빔(136)을 생성하기 위한 계측 조명원(134)을 포함한다. 계측 조명원(134)은 리소그래피 조명원(112)과 동일할 수 있거나 별도의 계측 조명 빔(136)을 생성하도록 구성된 별도의 조명원일 수 있다. 계측 조명 빔(136)은 진공 자외(vacuum ultraviolet; VUV) 방사선, 심 자외(deep ultraviolet; DUV) 방사선, 자외(ultraviolet; UV) 방사선, 가시 방사선 또는 적외(infrared; IR) 방사선을 포함하지만 이에 제한되지 않는 하나 이상의 선택된 파장의 광을 포함할 수 있다. 계측 조명원(134)은 또한 임의의 범위의 선택된 파장을 포함하는 계측 조명 빔(136)을 생성할 수 있다. 또 다른 실시예에서, 계측 조명원(134)은 조정 가능한 스펙트럼을 갖는 계측 조명 빔(136)을 생성하기 위해 스펙트럼적으로 조정 가능한 조명원을 포함할 수 있다.
계측 조명원(134)은 또한 임의의 시간적 프로파일을 갖는 계측 조명 빔(136)을 생성할 수 있다. 예를 들어, 계측 조명원(134)은 연속 계측 조명 빔(136), 펄싱된 계측 조명 빔(136), 또는 변조된 계측 조명 빔(136)을 생성할 수 있다. 추가적으로, 계측 조명 빔(136)은 자유 공간 전파 또는 안내된 광(예컨대, 광섬유, 광 파이프 등)을 통해 계측 조명원(134)으로부터 전달될 수 있다.
또 다른 실시예에서, 계측 조명원(134)은 계측 조명 빔(136)을 조명 경로(138)를 통해 샘플(124)로 지향시킨다. 조명 경로(138)는 계측 조명 빔(136)을 수정 및/또는 조절하기에(conditioning) 적합한 하나 이상의 렌즈(140) 또는 추가적인 조명 광학 컴포넌트(142)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 하나 이상의 조명 광학 컴포넌트(142)는 하나 이상의 편광기, 하나 이상의 필터, 하나 이상의 빔 스플리터, 하나 이상의 확산기, 하나 이상의 균질화기, 하나 이상의 아포다이저, 하나 이상의 빔 성형기, 또는 하나 이상의 셔터(예컨대, 기계식 셔터, 전기 광학 셔터, 음향 광학 셔터 등)를 포함할 수 있지만 이에 제한되지는 않는다. 또 다른 예로서, 하나 이상의 조명 광학 컴포넌트(142)는 샘플(124) 상의 조명 각도를 제어하기 위한 애퍼처 조리개 및/또는 샘플(124) 상의 조명의 공간적 범위를 제어하기 위한 필드 조리개를 포함할 수 있다. 한 예에서, 조명 경로(138)는 샘플의 텔레센트릭 조명을 제공하기 위해 대물 렌즈(144)의 후면 초점 평면에 짝결합된(conjugate) 평면에 위치한 애퍼처 조리개를 포함한다. 또 다른 실시예에서, 시스템(100)은 계측 조명 빔(136)을 샘플(124) 상에 포커싱하기 위한 대물 렌즈(144)를 포함한다.
또 다른 실시예에서, 샘플(124)은 샘플 스테이지(146) 상에 배치된다. 샘플 스테이지(146)는 시스템(100) 내에 샘플(124)을 위치시키는 데 적합한 임의의 디바이스를 포함할 수 있다. 예를 들어, 샘플 스테이지(146)는 선형 병진 스테이지, 회전 스테이지, 팁/틸트 스테이지(tip/tilt stages) 등의 임의의 조합을 포함할 수 있다.
또 다른 실시예에서, 검출기(132)는 수집 경로(148)를 통해 샘플(124)(예컨대, 샘플 광(130))로부터 발산되는 방사선을 포착하도록 구성된다. 예를 들어, 수집 경로(148)는 수집 렌즈(예컨대, 도 1c에 도시된 대물 렌즈(144)) 또는 하나 이상의 추가 수집 경로 렌즈(150)를 포함할 수 있지만 반드시 포함할 필요는 없다. 이와 관련하여, 검출기(132)는 (예컨대, 정반사, 확산 반사 등을 통해) 샘플(124)로부터 반사되거나 산란되거나 샘플(124)에 의해 생성된(예컨대, 계측 조명 빔(136)의 흡수와 연관된 발광 등) 방사선을 수신할 수 있다.
수집 경로(148)는, 하나 이상의 수집 경로 렌즈(150), 하나 이상의 필터, 하나 이상의 편광자 또는 하나 이상의 빔 블록을 포함하는 - 이들에 제한되지는 않음 -, 대물 렌즈(144)에 의해 수집된 조명을 지향 및/또는 수정하기 위한 임의의 수의 수집 광학 컴포넌트(152)를 더 포함할 수 있다. 추가로, 수집 경로(148)는 검출기(132) 상에 이미징된 샘플의 공간적 범위(spatial extent)를 제어하기 위한 필드 조리개, 또는 검출기(132) 상에 이미지를 생성하는 데 사용되는 샘플로부터 조명의 각도 범위를 제어하기 위한 애퍼처 조리개를 포함할 수 있다. 또 다른 실시예에서, 수집 경로(148)는 샘플의 텔레센트릭 이미징을 제공하기 위해 대물 렌즈(144)인 광학 요소의 후방 초점 평면에 짝결합된 평면에 위치한 애퍼처 조리개를 포함한다.
검출기(132)는 샘플(124)로부터 수신된 조명을 측정하기에 적합한 당업계에 알려진 임의의 유형의 광학 검출기를 포함할 수 있다. 예를 들어, 검출기(132)는 예를 들어, 전하 결합 디바이스(charge-coupled device; CCD), 상보 금속 산화물 반도체(complementary metal-oxide-semiconductor; CMOS) 센서, 광증배관(photomultiplier tube; PMT) 어레이, 또는 애벌란시 포토다이오드(avalanche photodiode; APD) 어레이와 같은 - 그러나 이에 제한되지는 않음 -, (예컨대, 정적 작동 모드에서) 정적 샘플(124)의 하나 이상의 이미지를 생성하는 데 적합한 센서를 포함할 수 있다. 또 다른 예로서, 검출기(132)는 라인 센서 또는 시간 지연 및 통합(time delay and integration; TDI) 센서와 같은 - 이에 제한되지는 않음- 움직이는 샘플(124)의 하나 이상의 이미지를 생성(예컨대, 동작의 스캐닝 모드)하는 데 적합한 센서를 포함할 수 있다.
또 다른 실시예에서, 검출기(132)는 샘플(124)로부터 발산되는 방사선의 파장을 식별하는데 적합한 분광 검출기를 포함할 수 있다. 또 다른 실시예에서, 시스템(100)은 시스템(100)에 의한 다수의 계측 측정을 용이하게 하기 위해 (예컨대, 하나 이상의 빔 스플리터에 의해 생성된 다수의 빔 경로와 연관된) 다수의 검출기(132)를 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 도 1c에 도시된 바와 같이, 시스템(100)은 대물 렌즈(144)가 계측 조명 빔(136)을 샘플(124)로 동시에 지향시키고 샘플(124)로부터 발산되는 방사선을 수집할 수 있도록 배향된 빔 스플리터(154)를 포함한다. 이와 관련하여, 시스템(100)은 에피 조명 모드(epi-illumination mode)로 구성될 수 있다.
또 다른 실시예에서, 제어기(106)는 시스템(100)의 하나 이상의 요소에 통신 가능하게 결합된다. 이와 관련하여, 제어기(106)는 시스템(100)의 임의의 컴포넌트로부터 데이터를 송신 및/또는 수신할 수 있다. 예를 들어, 제어기(106)는 검출기(132)로부터 하나 이상의 이미지를 포함하지만 이에 제한되지 않는 데이터를 수신하도록 구성될 수 있다.
도 2는 본 개시의 하나 이상의 실시예에 따른, 특정 샘플층의 제조와 연관된 리소그래피 서브시스템(102)에 의한 다수의 리소그래피 단계와 연관된 다수의 중첩된 노출 필드(202)를 예시하는 샘플(124)의 개념적 평면도이다. 일 실시예에서, 패턴 마스크(120)는 각각의 노출 필드(202) 상에 이미징된다. 또한, 동일한 패턴 마스크(120)가 각각의 노출 필드(202) 상에 반복적으로 이미징될 수 있거나 다수의 패턴 마스크(120)가 선택된 노출 필드(202) 상에 이미징될 수 있다. 그러나, 도 2는 일정한 비율로 도시되는 것이 아님을 이해해야 한다. 오히려, 예를 들어, 샘플(124)의 크기, 노출 필드(202)의 수, 또는 인접한 노출 필드들(202) 사이의 중첩량에 대한 각각의 노출 필드(202)의 크기와 같은(이에 한정되지 않음) 도 2의 파라미터가 예시적인 목적을 위해 선택되고 제한적인 것으로 해석되어서는 안 된다.
일 실시예에서, 도 2에 예시된 바와 같이, 인접한 노출 필드(202)는 샘플(124)에 걸쳐 분포된 중첩 영역(204)을 형성하기 위해 중첩될 수 있다. (예컨대, 샘플(124)에 걸쳐 분포된 다이와 연관된) 디바이스 피처는 임의의 비중첩 영역(206)에서 제조될 수 있는 반면, 필드 민감 오버레이 타겟 또는 특정 샘플층 상의 그 일부는 인접한 중첩 노출 필드(202)로부터의 노출에 기초하여 임의의 중첩 영역(204)에 형성될 수 있다. 대조적으로, 전형적인 오버레이 계측 타겟은 동일한 층 또는 상이한 층들 상의 상이한 리소그래피 단계들과 연관된 완전 중첩 노출 필드(202)를 사용하여 형성될 수 있다는 것이 본 개시에서 인식된다.
또 다른 실시예에서, 노출 필드(202)의 패턴은 제조 프로세스에서의 연관된 다수의 리소그래피 단계에 대해 복제될 수 있다. 예를 들어, 제1 샘플층과 연관된 제1 세트의 패턴 요소는 일련의 물질 퇴적 단계, 노출 필드(202)의 패턴(예컨대, 도 2에 도시된 바와 같음)을 사용하는 리소그래피 단계, 에칭 단계 등을 사용하여 제조될 수 있다. 제2 샘플층과 연관된 제2 세트의 패턴 요소는 추가적인 일련의 물질 퇴적 단계, 노출 필드(202)의 패턴을 사용하는 리소그래피 단계, 에칭 단계 등을 사용하여 제조될 수 있으며, 여기서 제1 및 제2 샘플층과 연관된 노출 필드(202)의 패턴이 정렬된다. (예컨대, 이중 패터닝 프로세스 등을 위해) 단일 샘플층 상의 다수의 정렬된 노출에 대해 유사한 프로세스가 수행될 수 있다.
이제 도 3 내지 도 13e를 참조하면, 필드 민감 계측 타겟 및 그 형성이 본 개시의 하나 이상의 실시예에 따라 더 상세하게 설명된다. 본 명세서에서, 필드 민감 계측 타겟은 임의의 수의 중첩된 노출 필드(202)로부터 형성된 임의의 수의 샘플층 상의 피처를 포함할 수 있다는 것이 고려된다. 도 3 내지 9b는 하나의 노출 필드(202)를 사용하여 제1 샘플층과 연관된 피처가 형성되고 인접한 중첩된 노출 필드(202)를 사용하여 제2 층과 연관된 피처가 형성되는 2-층 필드 민감 오버레이 타겟의 비제한적인 예를 도시한다. 이러한 설계에서, 제2 층 피처에 대한 제1 층 피처의 상대적 위치 및/또는 크기는 무엇보다도, 상이한 샘플층들과 연관된 리소그래피 단계들 사이의 필드 대 필드 변화에 민감하다. 도 10 내지 11b는 1-층 필드 민감 오버레이 타겟의 비제한적인 예를 도시한다. 이 설계에서, 제2 층 피처에 대한 제1 층 피처의 상대적 위치 및/또는 크기는 무엇보다도 단일 샘플층과 연관된 리소그래피 단계들 사이의 필드 대 필드 변화에 민감하다. 도 12 내지 13e는 2개의 노출 필드(202)에 걸쳐 4개의 노출을 사용하여 형성된 2-층 필드 민감 오버레이 타겟의 비제한적인 예를 도시한다: 제1 층 피처는 도 10 내지 11b의 예시와 유사한 방식으로 인접한 노출 필드들(202)을 사용하여 제조되고, 제2 층 피처는 제1 층 피처에 사용되는 동일한 인접 노출 필드(202)를 사용하여 제조된다. 이 설계에서, 완전히 중첩되는 노출 필드들(202)로부터 형성된 상이한 층들 상의 피처를 포함하는 타겟의 부분은, 전통적인 오버레이 타겟으로서 동작하고 각각의 노출 필드(202)의 연속적인 노출을 위해 리소그래피 도구의 정렬 및/또는 스케일링의 오류를 나타내는 데이터를 제공한다. 또한, 부분적으로 중첩되는 노출 필드(202)로부터 형성된 피처를 포함하는 타겟의 일부는 필드 대 필드 오류를 나타내는 데이터를 제공할 수 있다. 또한, 본 명세서의 예시는 예시 목적으로만 제공되며 제한하는 것으로 해석되어서는 안 된다는 것을 이해해야 한다. 예를 들어, 전통적인 오버레이 및/또는 필드 대 필드 데이터를 제공하는 1-층 또는 2-층 필드 민감 오버레이 타겟의 추가 설계는 본 개시의 정신 및 범위 내에 있다. 또 다른 예로서, 필드 민감 오버레이 타겟은 타겟 위치에서 다른 노출 필드(202)와 부분적으로만 중첩되는 적어도 하나의 노출 필드(202)로 형성된 3개 이상의 샘플층 상의 피처를 포함할 수 있다.
도 3은 본 개시의 하나 이상의 실시예에 따른 2-층 필드 민감 오버레이 타겟의 개념적 평면도이다. 일 실시예에서, 필드 민감 오버레이 타겟(300)은 제1 노출 필드(202)로 형성된 제1 층 타겟 피처(302) 및 제2 노출 필드로 형성된 제2 층 타겟 피처(304)를 포함하며, 여기서 제2 노출 필드(202)는 제1 노출 필드(202)와 부분적으로만 중첩된다. 예를 들어, 도 2의 예시를 사용하여, 제1 층 타겟 피처(302)는 노출 필드(202a)와 연관될 수 있고 제2 층 타겟 피처(304)는 노출 필드(202b)와 연관될 수 있다. 따라서, 제1 층 타겟 피처(302) 및 제2 층 타겟 피처(304)는 전체 필드 민감 오버레이 타겟(300)의 상보적 부분이다.
도 3의 필드 민감 오버레이 타겟(300)의 배치는 제한하기보다는 예시적인 것으로 의도된 것임을 이해해야 한다. 제1 층 타겟 피처(302) 및 제2 층 타겟 피처(304)는 오버레이 측정에 적합한 임의의 구성으로 배열될 수 있다. 예를 들어, 제1 층 타겟 피처(302) 및 제2 층 타겟 피처(304)의 배치는, 제1 층 타겟 피처(302) 및 제2 층 타겟 피처(304)가 각각 2개의 셀을 포함하고 교차 대각선을 따라 분포되는 도 3의 묘사로 제한되지 않는다. 오히려, 제1 층 타겟 피처(302) 및 제2 층 타겟 피처(304)는 오버레이 측정에 적합한 임의의 패턴으로 임의의 수의 셀에 분포될 수 있다. 하나의 예에서, 제1 층 타겟 피처(302) 및 제2 층 타겟 피처(304)는 완전히 또는 부분적으로 중첩될 수 있다. 또한, 제1 층 타겟 피처(302) 또는 제2 층 타겟 피처(304) 중 임의의 것이 하나 이상의 방향을 따라 분할(segment)될 수 있다.
따라서, 본 명세서에서 앞서 설명한 바와 같이 오버레이 오류 및 필드 대 필드 오류를 포함하는 다양한 오류 소스에 의해 영향을 받을 수 있는, 상이한 노출들로부터 형성된 피처의 상대적 위치를 결정하기 위해 임의의 기술이 사용될 수 있다는 것이 본 명세서에서 더 고려된다. 예를 들어, 제1 층 타겟 피처(302)의 위치는 제2 층 타겟 피처(304)와 직접 비교될 수 있다. 또 다른 예로서, 제1 층 타겟 피처(302) 및 제2 층 타겟 피처(304)와 연관된 대칭 중심(예컨대, 회전 대칭, 반사 대칭 등)이 비교될 수 있다.
도 4a 내지 9b는 인접한 부분적으로 중첩되는 노출 필드(202)를 사용하여 다양한 설계를 제조하는데 적합한 연관된 패턴 마스크(120)뿐만 아니라, 도 3에 도시된 필드 민감 오버레이 타겟(300)의 다양한 설계를 도시한다. 그러나, 도 4a 내지 9b에 도시된 필드 민감 오버레이 타겟(300)의 설계는 오로지 예시 목적으로 제공되며 제한하는 것으로 해석되어서는 안 된다는 것을 이해해야 한다. 임의의 오버레이 타겟 설계는 인접한 부분적으로 중첩되는 노출 필드(202)를 사용하여 상보적 부분을 제조함으로써 필드에 민감하도록 적응될 수 있다는 것이 여기에서 고려된다.
도 4a는 본 개시의 하나 이상의 실시예에 따른, 도 3에 예시된 필드 민감 오버레이 타겟(300)을 형성하기에 적합한 패턴 마스크(402)(예컨대, 도 1b의 패턴 마스크(120)에 대응함)의 평면도이다. 일 실시예에서, 패턴 마스크(402)는 제조되는 반도체 디바이스와 연관된 디바이스 피처(도시되지 않음)의 패턴을 포함하는 디바이스 영역(404)을 포함한다. 또 다른 실시예에서, 패턴 마스크(402)는 디바이스 영역(404)의 대향 측부 상에 있지만 이미지화된 영역의 경계(406) 내에 있는 필드 민감 오버레이 타겟(300)의 상보적 부분을 포함한다. 예를 들어, 패턴 마스크(402)는, 수평 방향을 따라 인접한 노출 필드(202)를 갖는 전체 필드 민감 오버레이 타겟(300)의 형성을 위해 수평축을 따라 필드 민감 오버레이 타겟(300)의 상보적 부분과, 또한, 수직 방향을 따라 인접한 노출 필드(202)를 갖는 전체 필드 민감 오버레이 타겟(300)의 형성을 위해 수직축을 따라 필드 민감 오버레이 타겟(300)의 상보적 부분을 포함한다. 특히, 제1 층 타겟 피처(302)와 연관된 패턴 요소(408)는 디바이스 영역(404)의 좌측부 및 상단 측부 상에 위치하며, 제2 층 타겟 피처(304)와 연관된 패턴 요소(410)는 디바이스 영역(404)의 우측부 및 하단부 상에 위치한다.
도 4b는 본 개시의 하나 이상의 실시예에 따른, 중첩된 노출 필드(202)를 갖는, 2개의 직교 방향을 따라 도 4a의 패턴 마스크(402)에 기초한 필드 민감 오버레이 타겟(300)의 제조를 예시하는 샘플(124)의 일부의 평면도이다. 일 실시예에서, 각각의 노출 필드(202)는 패턴 마스크(402)의 이미지를 포함한다. 또한, 필드 민감 오버레이 타겟(300)의 상보적 부분이 샘플(124) 상에서 중첩되어 중첩 영역(204)에서 전체 필드 민감 오버레이 타겟(300)을 형성하도록 인접한 노출 필드들(202) 사이의 중첩의 간격 및 양이 선택될 수 있는 반면에, 패턴 마스크(402)의 디바이스 영역(404)과 연관된 디바이스 피처는 비중첩 영역(206)에 형성된다.
예를 들어, 필드 민감 오버레이 타겟(300a)은 제1 노출 필드(202)(예컨대, 노출 필드(202a))로부터의 제1 층 타겟 피처(302) 및 제2 노출 필드(202)(예컨대, 노출 필드(202b))로부터의 제2 층 타겟 피처(304)를 사용하여 형성된다. 또 다른 예로서, 필드 민감 오버레이 타겟(300b)은 제1 노출 필드(202)(예컨대, 노출 필드(202a))로부터의 제1 층 타겟 피처(302) 및 제3 노출 필드(202)(예컨대, 노출 필드(202c))로부터의 제2 층 타겟 피처(304)를 사용하여 형성된다.
이제 도 5a 내지 도 9b를 참조하면, 필드 민감 오버레이 타겟의 다양한 설계 및 연관된 패턴 마스크가 본 개시의 하나 이상의 실시예에 따라 더 상세하게 설명된다. 도 4a 및 4b와 연관된 필드 민감 오버레이 타겟(300)을 제조하기 위한 샘플(124) 상의 패턴 마스크(402)와 패턴 마스크(402)의 부분적으로 중첩된 노출과 연관된 설명은 도 5a 내지 9b에 예시된 타겟 설계에 적용될 수 있다.
도 5a는 본 개시의 하나 이상의 실시예에 따라, 4개의 셀을 포함하는 도 3에 도시된 필드 민감 오버레이 타겟(300)의 설계를 형성하는데 적합한 패턴 마스크(502)(예컨대, 도 1b의 패턴 마스크(120)에 대응함)의 평면도이며, 여기서 제1 층 타겟 피처(302) 및 제2 층 타겟 피처(304)의 일부가 각각의 셀에 위치한다. 특히, 제1 층 타겟 피처(302)와 연관된 패턴 요소(408)는 디바이스 영역(404)의 좌측부 및 하단 측부 상에 위치하며, 제2 층 타겟 피처(304)와 연관된 패턴 요소(410)는 디바이스 영역(404)의 우측부 및 상단 측부 상에 위치한다. 도 5b는 본 개시의 하나 이상의 실시예에 따라, 부분적으로 중첩되는 노출 필드(202)를 갖는 두 개의 직교 방향을 따른 도 5a의 패턴 마스크에 기초한 필드 민감 오버레이 타겟(300)의 제조를 도시하는 샘플(124)의 일부의 평면도이다. 이 설계에서 제1 층 타겟 피처(302) 및 제2 층 타겟 피처(304)의 상대적 위치는 각각의 회전 대칭 중심의 비교에 의해 결정될 수 있지만 반드시 그럴 필요는 없다. 예를 들어, 제1 층 타겟 피처(302) 및 제2 층 타겟 피처(304)는 90도 회전 대칭을 나타낸다. 그러나, 180도 회전 대칭 또는 반사 대칭을 포함하지만 이에 제한되지 않는 다른 유형의 대칭을 포함하는 설계가 본 개시의 사상 및 범위 내에 있다는 것이 여기에서 고려된다.
도 6a는 본 개시의 하나 이상의 실시예에 따라, 도 3에 도시된 필드 민감 오버레이 타겟(300)의 박스 인 박스(box-in-box) 설계를 형성하기에 적합한 패턴 마스크(602)(예컨대, 도 1b의 패턴 마스크(120)에 대응함)의 평면도이며, 여기서 제1 층 타겟 피처(302)와 제2 층 타겟 피처(304)의 일부는 일련의 네스팅된 상자에 위치한다. 도 6b는 본 개시의 하나 이상의 실시예에 따라, 부분적으로 중첩된 노출 필드(202)를 갖는 도 6a의 패턴 마스크(602)에 기초한 필드 민감 오버레이 타겟(300)의 제조를 예시하는 샘플(124)의 일부의 평면도이다. 도시되지는 않았지만, 필드 민감 오버레이 타겟(300)은 도 4b 및 도 5b에 도시된 것과 유사한 방식으로 도 6b의 수직 방향을 따라 패턴 마스크(602)의 부분적으로 중첩된 노출을 통해 형성될 수 있다.
도 7a는 본 개시의 하나 이상의 실시예에 따라, 도 3에 도시된 필드 민감 오버레이 타겟(300)의 "눈금자"형 설계를 형성하는 데 적합한 패턴 마스크(702)(예컨대, 도 1b의 패턴 마스크(120)에 대응함)의 평면도이며, 여기서 제1 층 타겟 피처(302)와 제2 층 타겟 피처(304)의 일부는 일련의 네스팅된 콤(combs)에 위치한다. 도 7b는 본 개시의 하나 이상의 실시예에 따라, 부분적으로 중첩된 노출 필드(202)를 갖는 도 7a의 패턴 마스크(702)에 기초한 필드 민감 오버레이 타겟(300)의 제조를 예시하는 샘플(124)의 일부의 평면도이다. 도시되지는 않았지만, 필드 민감 오버레이 타겟(300)은 도 4b 및 도 5b에 도시된 것과 유사한 방식으로 도 7b의 수직 방향을 따라 패턴 마스크(702)의 부분적으로 중첩된 노출을 통해 형성될 수 있다.
도 8a는 본 개시의 하나 이상의 실시예에 따라, 도 3에 도시된 필드 민감 오버레이 타겟의 AIMid 설계를 형성하기에 적합한 패턴 마스크(802)(도 1b의 패턴 마스크(120)에 대응함)의 평면도이며, 여기서 제1 층 타겟 피처(302) 및 제2 층 타겟 피처(304)는 인터리빙된다. 도 8b는 본 개시의 하나 이상의 실시예에 따라, 부분적으로 중첩되는 노출 필드(202)를 갖는 도 8a의 패턴 마스크(802)에 기초한 필드 민감 오버레이 타겟(300)의 제조를 예시하는 샘플(124)의 일부의 평면도이다. 도시되지는 않았지만, 필드 민감 오버레이 타겟(300)은 도 4b 및 도 5b에 도시된 것과 유사한 방식으로 도 8b의 수직 방향을 따라 패턴 마스크(802)의 부분적으로 중첩된 노출을 통해 형성될 수 있다.
도 9a는 본 개시의 하나 이상의 실시예에 따라, 도 3에 도시된 필드 민감 오버레이 타겟(300)의 AIMid 설계를 형성하기에 적합한 패턴 마스크(902)(도 1b의 패턴 마스크(120)에 대응함)의 평면도이며, 여기서 제1 층 타겟 피처(302) 및 제2 층 타겟 피처(304)는 교차 패턴을 형성하기 위해 중첩된다. 도 9b는 본 개시의 하나 이상의 실시예에 따라, 부분적으로 중첩되는 노출 필드(202)를 갖는 도 9a의 패턴 마스크(902)에 기초한 필드 민감 오버레이 타겟(300)의 제조를 도시하는 샘플(124)의 일부의 평면도이다. 도시되지는 않았지만, 필드 민감 오버레이 타겟(300)은 도 4b 및 도 5b에 도시된 것과 유사한 방식으로 도 9b의 수직 방향을 따라 패턴 마스크(902)의 부분적으로 중첩된 노출을 통해 형성될 수 있다.
이제 도 10 내지 11b를 참조하면, 단일 층 필드 민감 오버레이 타겟(1000)이 본 개시의 하나 이상의 실시예에 따라 설명된다. 도 10은 본 개시의 하나 이상의 실시예에 따른, 단일 층 필드 민감 오버레이 타겟(1000)의 개념적 평면도이다. 도 10의 단일 층 필드 민감 오버레이 타겟(1000)은, 모든 피처가 공통 샘플층과 연관된 노출 필드(202)를 사용하여 형성된다는 점을 제외하고는 도 3에 도시된 2-층 필드 민감 오버레이 타겟(300)과 유사하다. 특히, 단일 층 필드 민감 오버레이 타겟(1000)은 제1 노출 필드(202)(예컨대, 노출 필드(202a))와 연관된 제1 세트의 타겟 피처(1002) 및 제2 노출 필드(202)(예컨대, 노출 필드(202b) 또는 노출 필드(202c))와 연관된 제2 세트의 타겟 피처(1004)를 포함할 수 있다.
도 11a는 본 개시의 하나 이상의 실시예에 따른, 도 10에 도시된 필드 민감 오버레이 타겟(1000)을 형성하기에 적합한 패턴 마스크(1102)(예컨대, 도 1b의 패턴 마스크(120)에 대응함)의 평면도이다. 특히, 패턴 요소(1104)는 제1 세트의 타겟 피처(1002)와 연관되고 패턴 요소(1106)는 제2 세트의 타겟 피처(1004)와 연관된다. 도 11b는 본 개시의 하나 이상의 실시예에 따른, 부분적으로 중첩되는 노출 필드(202)를 갖는, 두 개의 직교 방향을 따른 도 11a의 패턴 마스크(1102)에 기초한 필드 민감 오버레이 타겟(1000)의 제조를 도시하는 샘플(124)의 일부의 평면도이다.
이제 도 12 내지 13e를 참조하면, 2-층 필드 민감 오버레이 타겟(1200)이 본 개시의 하나 이상의 실시예에 따라 설명된다. 도 12는 본 개시의 하나 이상의 실시예에 따른, 단일 층 필드 민감 오버레이 타겟(1000)의 개념적 평면도이다.
일 실시예에서, 필드 민감 오버레이 타겟(1200)은 4개의 노출로부터 형성된다. 예를 들어, 필드 민감 오버레이 타겟(1200)은 제1 노출 필드(202)(예컨대, 노출 필드(202a))로부터 형성된 제1 세트의 제1 층 피처(1202)와, 제1 노출 필드(202)와 부분적으로 중첩되는 제2 노출 필드(202)(예컨대, 노출 필드(202b) 또는 노출 필드(202c))로부터 형성된 제2 세트의 제1 층 피처(1204)를 포함할 수 있다. 필드 민감 오버레이 타겟(1200)은, 제2 샘플층 상의 제1 노출 필드(202)(예컨대, 노출 필드(202a))로부터 형성된 제1 세트의 제2 층 피처(1206)와, 제2 노출 필드(202)(예컨대, 노출 필드(202b) 또는 노출 필드(202c))로부터 형성된 제2 세트의 제2 층 피처(1208)를 더 포함할 수 있다.
도 13a는 본 개시의 하나 이상의 실시예에 따라, 제1 층 피처(예컨대, 제1 세트의 제1 층 피처(1202)와 제2 세트의 제1 층 피처(1204))를 형성하기에 적합한 패턴 마스크(1302)(예컨대, 도 1b의 패턴 마스크(120)에 대응함)의 평면도이다. 특히, 패턴 요소(1304)는 제1 세트의 제1 층 피처(1202)와 연관되고 패턴 요소(1306)는 제2 세트의 제1 층 피처(1204)와 연관된다.
도 13b는 본 개시의 하나 이상의 실시예에 따라, 부분적으로 중첩된 노출 필드(202)(예컨대, 제1 층을 위한 리소그래피 단계에서의 노출 필드(202a, 202b))를 갖는, 도 13a의 패턴 마스크에 기초한 필드 민감 오버레이 타겟(1200)의 제1 층 피처의 제조를 도시하는 샘플(124)의 일부의 평면도이다.
도 13c는 본 개시의 하나 이상의 실시예에 따라, 제2 층 피처(예컨대, 제1 세트의 제2 층 피처(1206) 및 제2 세트의 제2 층 피처(1208))를 형성하기에 적합한 패턴 마스크(1308)(예컨대, 도 1b의 패턴 마스크(120)에 대응함)의 평면도이다. 특히, 패턴 요소(1310)는 제1 세트의 제2 층 피처(1206)와 연관되고 패턴 요소(1312)는 제2 세트의 제2 층 피처(1208)와 연관된다.
도 13d는 본 개시의 하나 이상의 실시예에 따라, 부분적으로 중첩된 노출 필드(202)(예컨대, 제2 층을 위한 리소그래피 단계에서의 노출 필드(202a, 202b))를 갖는 도 13c의 패턴 마스크(1308)에 기초한 필드 민감 오버레이 타겟(1200)의 제2 층 피처의 제조를 도시하는 샘플(124)의 일부의 평면도이다. 또한, 제2 층을 위한 리소그래피 단계에서의 노출 필드(202a, 202b)는 제1 층을 위한 리소그래피 단계에서의 대응하는 노출 필드(202a, 202b)와 완전히 중첩될 수 있다.
도 13e는 본 개시의 하나 이상의 실시예에 따른, 부분적으로 중첩된 노출 필드(202)를 갖는, 두 개의 직교 방향을 따른 도 13a 및 13c의 패턴 마스크(1302 및 1308)에 기초한 필드 민감 오버레이 타겟(1200)의 제조를 도시하는 샘플(124)의 일부의 평면도이다.
도 12 내지 13e에 의해 예시된 바와 같이, 필드 민감 오버레이 타겟(1200)은 전형적인 오버레이 데이터 및 각각의 층과 연관된 그리고 층들 사이의 필드 대 필드 데이터 모두를 제공할 수 있다. 예를 들어, 제1 세트의 제1 층 피처(1202) 및 제1 세트의 제2 층 피처(1206)가 제1 및 제2 층에서 완전히 중첩되는 노출 필드(202)(예컨대, 노출 필드(202a))로부터 형성되기 때문에, 제1 세트의 제2 층 피처(1206)에 대한 제1 세트의 제1 층 피처(1202)의 상대적 위치 및/또는 크기는 다수의 층에 걸쳐 리소그래피 단계를 정렬하는 것과 연관되는 전형적인 오버레이 타겟에 의해 제공되는 전형적인 오버레이 오류를 나타낼 수 있다. 또한, 제2 세트의 제1 층 피처(1204) 및 제2 세트의 제2 층 피처(1208)는 유사한 데이터를 제공할 수 있다.
그러나, 필드 민감 오버레이 타겟(1200)은 또한 다양한 필드 대 필드 오류를 나타내는 데이터를 제공할 수 있다. 예를 들어, 도 13a의 패턴 마스크(1302) 및 도 13c의 패턴 마스크(1308)는 모두 도 11a에 예시된 패턴 마스크(1102)와 유사한 방식으로 동작한다. 따라서, 제2 세트의 제1 층 피처(1204)에 대한 제1 세트의 제1 층 피처(1202)의 상대적 위치 및/또는 크기는 제1 층에서의 필드 대 필드 오류를 나타낼 수 있는 반면, 제2 세트의 제2 층 피처(1208) 대한 제1 세트의 제2 층 피처(1206)의 상대적 위치 및/또는 크기는 제2 층에서의 필드 대 필드 오류를 나타낼 수 있다. 또한, 필드 민감 오버레이 타겟(1200)은 다수의 층에 걸친 필드 대 필드 오류를 나타내는 데이터를 제공할 수 있다. 예를 들어, 제2 세트의 제2 층 피처(1208)에 대한 제1 세트의 제1 층 피처(1202)의 상대적 위치 및/또는 크기는 도 3 내지 13e에 예시된 타겟에 의해 제공되는 데이터와 유사한 다수의 층에 걸친 필드 대 필드 오류를 나타낼 수 있다. 유사한 데이터는 또한 제2 세트의 제1 층 피처(1204) 및 제2 세트의 제2 층 피처(1208)에 기초하여 획득될 수 있다.
본 명세서에서 앞서 설명된 바와 같이, 도 3 내지 13e는 오로지 예시 목적으로 제공되며 제한하는 것으로 해석되어서는 안 된다는 것을 이해해야 한다. 오히려, 필드 민감 오버레이 타겟은 임의의 수의 노출을 통해 형성된 임의의 수의 피처를 포함할 수 있으며, 여기서 타겟의 피처들 중 적어도 일부는 타겟을 형성하는 데 사용되는 다른 노출 필드(202)와 부분적으로만 중첩되는 노출 필드(202)로부터 형성된다. 또한, 필드 민감 오버레이 타겟은 여기에 예시된 피처들의 조합을 포함할 수 있다. 예를 들어, 필드 민감 오버레이 타겟은 3개 이상의 샘플층 상의 피처를 포함할 수 있다.
도 14는 본 개시의 하나 이상의 실시예에 따른, 필드 민감 오버레이 계측을 위한 방법(1400)에서 수행되는 단계를 예시하는 흐름도이다. 출원인은 시스템(100)과 관련하여 본 명세서에서 앞서 설명된 실시예 및 인에이블링 기술(enabling technologies)이 방법(1400)으로 확장되도록 해석되어야 한다는 점에 주목한다. 그러나, 방법(1400)은 시스템(100)의 아키텍처로 제한되지 않는다는 것이 추가로 주목된다.
일 실시예에서, 이 방법은 리소그래피 도구를 사용하여 샘플 상에 제1 노출 필드를 노출시켜 계측 타겟(예컨대, 필드 민감 오버레이 타겟)의 적어도 제1 피처를 형성하는 단계(1402)를 포함한다. 또 다른 실시예에서, 방법은 리소그래피 도구를 사용하여 샘플 상에 제2 노출 필드를 노출시켜 계측 타겟의 적어도 제2 피처를 형성하는 단계(1404)를 포함하며, 여기서 제2 노출 필드는 제1 노출 필드와 부분적으로 중첩된다. 특히, 제2 노출 필드는 샘플 상의 계측 타겟의 위치에서 제1 노출 필드와 중첩될 수 있다. 이와 관련하여, 계측 타겟의 제1 피처 및 계측 타겟의 제2 피처는 계측 타겟의 상보적 부분을 형성할 수 있다.
여기서, 제1 노출 필드는 제2 노출 필드와 동일한 층 또는 상이한 층 상에 있을 수 있다는 것이 고려된다. 따라서, 제1 피처 및 제2 피처는 샘플의 동일하거나 상이한 층에 있을 수 있다. 또한, 방법은 계측 타겟의 추가 피처를 형성하기 위한 추가 노출을 포함할 수 있으며, 여기서 각각의 추가 노출은 계측 타겟의 피처를 생성하는 데 사용되는 임의의 다른 노출과 완전히 또는 부분적으로 중첩된다.
예를 들어, 도 3 내지 13e는 시스템(100)을 사용하는 단계(1402 및 1404)의 구현의 다양한 비제한적인 예를 도시한다.
또 다른 실시예에서, 방법은 계측 도구(예컨대, 계측 서브시스템(104) 등)를 사용하여 계측 타겟과 연관된 계측 데이터를 생성하는 단계(1406)를 포함한다. 또 다른 실시예에서, 방법은 계측 데이터에 기초하여 계측 타겟의 제조 동안 하나 이상의 제조 오류를 결정하는 단계(1408)를 포함한다. 예를 들어, 계측 타겟의 피처(예컨대, 제1 피처, 제2 피처, 임의의 추가 피처 등)의 상대적 위치 및/또는 크기는 예를 들어, 리소그래피 도구와 연관된 오류(예컨대, 필드 스케일링 오류, 필드 대 필드 정렬 오류, 샘플 대 마스크 정렬 오류, 오버레이 오류 등) 또는 샘플과 연관 오류(예컨대, 샘플 응력, 샘플 결함 등)와 같은 - 이에 제한되지는 않음 -, 계측 타겟의 제조 동안의 제조 오류를 나타낼 수 있다.
또 다른 예시적인 실시예에서, 방법은 하나 이상의 제조 오류에 기초하여 하나 이상의 후속 리소그래피 단계에서 리소그래피 도구의 하나 이상의 제조 파라미터를 조정하기 위해 하나 이상의 보정 가능 항목을 생성하는 단계(1410)를 포함한다.
단계(1410)는 계측 타겟(및 따라서 샘플 상의 디바이스 피처)을 제조하는 데 사용되는 리소그래피 도구의 피드백 또는 피드포워드 제어의 임의의 조합에서 사용하기 위한 보정 가능 항목을 생성하는 단계를 포함할 수 있다. 예를 들어, 피드 포워드 보정 가능 항목은 현재 샘플층 상에서 측정된 변화를 보상하기 위해 동일한 샘플의 후속 층의 노출 동안 리소그래피 도구에 제공될 수 있다. 또 다른 예로서, 시간에 따른 변동(예컨대, 드리프트)을 완화하기 위해 리소그래피 도구에 피드백 보정 가능 항목이 제공될 수 있다. 이러한 보정 가능 항목은 동일한 샘플의 상이한 부분들에, 동일한 로트(lot) 내의 상이한 샘플들에, 또는 다수의 로트에 걸쳐 분산된 샘플들에 적용될 수 있다.
필드 대 필드 오류(예컨대, 필드 민감 오버레이 타겟)에 대한 감도를 제공하는 방법(1400)에 의해 생성된 계측 타겟은 전형적인 오버레이 타겟보다 리소그래피 도구에 대해 더 정확하고 효과적인 보정 가능 항목의 생성을 가능하게 할 수 있다는 것이 여기서 고려된다. 예를 들어, 본 명세서에 개시된 필드 민감 계측 타겟은 상이한 노출 필드들로부터 발생하는 스티칭된(stitched) 타겟 셀들 사이의 오버레이 오류의 감소를 위해 고해상도 기준점(high-resolution reference point; HRRP)의 결정을 용이하게 할 수 있다. 또 다른 예로서, 본 명세서에 개시된 필드 민감 계측 타겟은 필드 에지를 따라 인쇄되어 필드 내 및 필드 간 패터닝 랩 기하학적 측정(patterning wrap geometry measurement; PWG)을 용이하게 하거나 기존 PWG 기술의 미세 조정 또는 검증을 지원할 수 있다.
본 개시에 기술된 특허 대상은 때로는 다른 컴포넌트 내에 포함되거나 다른 컴포넌트와 접속되는 상이한 컴포넌트들을 설명한다. 그러한 도시된 아키텍처는 단지 예시적인 것이며 실제로 동일한 기능을 달성하는 많은 다른 아키텍처가 구현될 수 있다는 것을 이해해야 한다. 개념적 의미에서, 동일한 기능을 달성하기 위한 컴포넌트들의 임의의 배열은 원하는 기능이 달성되도록 효과적으로 "연관된다(associated)". 따라서, 여기서 특정 기능을 달성하기 위해 결합된 임의의 2개의 컴포넌트는 아키텍처 또는 중간 매개 컴포넌트와 관계없이 원하는 기능이 달성되도록 "서로 연관된(associated with)" 것으로 볼 수 있다. 유사하게, 이와 같이 연관된 임의의 2개의 컴포넌트는 또한 원하는 기능을 달성하기 위해 서로 "접속된(connected)" 또는 "결합된(coupled)" 것으로 간주될 수 있고, 그렇게 연관될 수 있는 임의의 2개의 컴포넌트는 또한 원하는 기능을 달성하기 위해 서로 "결합 가능한(couplable)" 것으로 간주될 수 있다. 결합 가능의 특정 예는, 물리적으로 상호 작용 가능하고 그리고/또는 물리적으로 상호 작용하는 컴포넌트, 및/또는 무선으로 상호 작용 가능하고 그리고/또는 무선으로 상호 작용하는 컴포넌트, 및/또는 논리적으로 상호 작용 가능하고 그리고/또는 논리적으로 상호 작용하는 컴포넌트를 포함하지만 이에 제한되지는 않는다.
본 개시 및 그 많은 부수적인 장점들은 전술한 설명에 의해 이해될 것으로 믿어지고, 개시되는 특허 대상으로부터 벗어나지 않고 또는 그 중요한 장점들을 모두 희생하지 않고 컴포넌트의 형태, 구성 및 배열에 있어서 각종 변화가 이루어질 수 있다는 점은 명백할 것이다. 여기에서 설명된 형태는 단지 예를 든 것이고, 첨부되는 청구항들은 그러한 변화들을 내포하고 포함하는 것으로 의도된다. 또한, 본 발명은 첨부된 청구항들에 의해 한정되는 것으로 이해되어야 한다.

Claims (26)

  1. 계측 시스템에 있어서,
    계측 도구에 통신 가능하게 결합된 제어기를 포함하고, 상기 제어기는 프로그램 명령어를 실행하도록 구성된 하나 이상의 프로세서를 포함하고, 상기 프로그램 명령어는 상기 하나 이상의 프로세서로 하여금,
    계측 타겟 설계를 수신하고 - 상기 계측 타겟 설계는 리소그래피 도구를 사용하여 샘플 상의 제1 노출 필드를 노출시킴으로써 형성된 적어도 제1 피처를 포함하고, 상기 계측 타겟 설계는 상기 리소그래피 도구를 사용하여 상기 샘플 상의 제2 노출 필드를 노출시킴으로써 형성된 적어도 제2 피처를 더 포함하고, 상기 제2 노출 필드는 상기 제1 노출 필드와 부분적으로 중첩되며, 상기 제2 노출 필드는 상기 샘플 상의 계측 타겟의 위치에서 상기 제1 노출 필드와 중첩됨 -;
    상기 계측 타겟 설계에 따라 제조된 상기 계측 타겟과 연관된 계측 데이터를 수신하고;
    상기 계측 데이터에 기초하여 상기 계측 타겟의 제조 동안 하나 이상의 제조 오류(fabrication error)를 결정하며;
    상기 하나 이상의 제조 오류에 기초하여 하나 이상의 후속 리소그래피 단계에서 상기 리소그래피 도구의 하나 이상의 제조 파라미터를 조정하기 위해 하나 이상의 보정 가능 항목(correctables)를 생성하게 하는 것인, 계측 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1 피처 및 제2 피처는 상기 샘플의 공통 층 상에 있는 것인, 계측 시스템.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제1 피처 및 상기 제2 피처는 상기 샘플의 상이한 층들 상에 있는 것인, 계측 시스템.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 하나 이상의 제조 오류는 상기 리소그래피 도구와 연관된 오류를 포함하는 것인, 계측 시스템.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 하나 이상의 제조 오류는 필드 스케일링 오류, 필드 대 필드 정렬 오류, 샘플 대 마스크 정렬 오류, 또는 오버레이 오류 중 적어도 하나를 포함하는 것인, 계측 시스템.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 하나 이상의 제조 오류는 상기 샘플과 연관된 오류를 포함하는 것인, 계측 시스템.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 하나 이상의 제조 오류는 필드 샘플 응력 또는 샘플 결함 중 적어도 하나를 포함하는 것인, 계측 시스템.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 계측 도구는 이미지 기반 계측 도구를 포함하는 것인, 계측 시스템.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 계측 타겟 설계는, 고급 이미징 계측(advanced imaging metrology; AIM) 타겟, AIM 인 다이(in-die) 타겟, 다층 AIM 인 다이 타겟, 박스 인 박스(box-in-box) 타겟 또는 "눈금자(Ruler)" 타겟 중 적어도 하나의 설계를 포함하는 것인, 계측 시스템.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 계측 도구는 스케터로메트리(scatterometry) 기반 계측 도구를 포함하는 것인, 계측 시스템.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 계측 타겟 설계는 스케터로메트리 계측 타겟을 포함하는 것인, 계측 시스템.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 계측 타겟은 90도 또는 180도 중 적어도 하나를 중심으로 한 회전에 대해 대칭인 것인, 계측 시스템.
  13. 제1항에 있어서,
    상기 계측 타겟은 적어도 하나의 축에 대해 반사 대칭인 것인, 계측 시스템.
  14. 패턴 마스크에 있어서,
    상기 패턴 마스크의 디바이스 영역에 있는 하나 이상의 디바이스 패턴 요소;
    제1 타겟 영역에 있는 제1 세트의 계측 패턴 요소; 및
    제2 타겟 영역에 있는 제2 세트의 계측 패턴 요소
    를 포함하고,
    상기 제1 타겟 영역 및 상기 제2 타겟 영역은 제1 방향을 따라 상기 디바이스 영역의 대향 측부 상에 배열되고, 상기 제1 세트의 계측 패턴 요소 및 상기 제2 세트의 계측 패턴 요소는, 제1 노출 필드의 제1 타겟 영역 및 제2 노출 필드의 제2 타겟 영역이 계측 타겟의 위치에서 샘플 상에 중첩되도록 분포된 상기 제1 노출 필드 및 상기 제2 노출 필드를 갖는 상기 샘플 상에 상기 패턴 마스크가 노출될 때 상기 샘플 상의 상기 계측 타겟의 적어도 일부를 형성하도록 구성되는 것인, 패턴 마스크.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 계측 타겟의 계측 측정은 상기 제1 방향을 따른 하나 이상의 제조 오류를 나타내는 것인, 패턴 마스크.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 하나 이상의 제조 오류는 상기 샘플 상의 상기 계측 타겟을 노출시키는 데 사용되는 리소그래피 도구와 연관된 오류를 포함하는 것인, 패턴 마스크.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 하나 이상의 제조 오류는 필드 스케일링 오류, 필드 대 필드 정렬 오류, 샘플 대 마스크 정렬 오류 또는 오버레이 오류 중 적어도 하나를 포함하는 것인, 패턴 마스크.
  18. 제15항에 있어서,
    상기 하나 이상의 제조 오류는 상기 샘플과 연관된 오류를 포함하는 것인, 패턴 마스크.
  19. 제18항에 있어서,
    상기 하나 이상의 제조 오류는 필드 샘플 응력 또는 샘플 결함 중 적어도 하나를 포함하는 것인, 패턴 마스크.
  20. 제14항에 있어서,
    상기 계측 타겟은, 고급 이미징 계측(advanced imaging metrology; AIM) 타겟, AIM 인 다이 타겟, 다층 AIM 인 다이 타겟, 박스 인 박스 타겟, "눈금자" 타겟 또는 스케터로메트리 타겟 중 적어도 하나를 포함하는 것인, 패턴 마스크.
  21. 제14항에 있어서,
    상기 계측 타겟은 90도 또는 180도 중 적어도 하나를 중심으로 한 회전에 대해 대칭인 것인, 패턴 마스크.
  22. 제14항에 있어서,
    제3 타겟 영역의 제3 세트의 계측 패턴 요소; 및
    제4 타겟 영역의 제4 세트의 계측 패턴 요소
    를 더 포함하고,
    상기 제3 타겟 영역 및 상기 제4 타겟 영역은 상기 제1 방향에 직교하는 제2 방향을 따라 상기 디바이스 영역의 대향 측부 상에 배열되며, 상기 제3 세트의 계측 패턴 요소 및 상기 제4 세트의 계측 패턴 요소는, 상기 제1 노출 필드의 제3 타겟 영역 및 제3 노출 필드의 제4 타겟 영역이 추가 계측 타겟의 위치에서 상기 샘플 상에 중첩되도록 분포된 상기 제1 노출 필드 및 상기 제3 노출 필드를 갖는 상기 샘플 상에 상기 패턴 마스크가 노출될 때, 상기 샘플 상의 상기 추가 계측 타겟을 형성하도록 구성되는 것인, 패턴 마스크.
  23. 제22항에 있어서,
    상기 계측 타겟의 계측 측정은 상기 제1 방향을 따른 하나 이상의 제조 오류를 나타내는 것인, 패턴 마스크.
  24. 계측 방법에 있어서,
    계측 타겟의 적어도 제1 피처를 형성하기 위해 리소그래피 도구를 사용하여 샘플 상의 제1 노출 필드를 노출시키는 단계;
    상기 리소그래피 도구를 사용하여 상기 샘플 상의 제2 노출 필드를 노출시켜 상기 계측 타겟의 적어도 제2 피처를 형성하는 단계 - 상기 제2 노출 필드는 상기 제1 노출 필드와 부분적으로 중첩되고, 상기 제2 노출 필드는 상기 샘플 상의 상기 계측 타겟의 위치에서 상기 제1 노출 필드와 중첩됨 -;
    계측 도구를 사용하여 상기 계측 타겟과 연관된 계측 데이터를 생성하는 단계;
    상기 계측 데이터에 기초하여 상기 계측 타겟의 제조 동안 하나 이상의 제조 오류를 결정하는 단계; 및
    상기 하나 이상의 제조 오류에 기초하여 하나 이상의 후속 리소그래피 단계에서 상기 리소그래피 도구의 하나 이상의 제조 파라미터를 조정하기 위해 하나 이상의 보정 가능 항목을 생성하는 단계
    를 포함하는, 계측 방법.
  25. 제24항에 있어서,
    상기 제1 피처 및 상기 제2 피처는 상기 샘플의 공통 층 상에 있는 것인, 계측 방법.
  26. 제24항에 있어서,
    상기 제1 피처 및 상기 제2 피처는 상기 샘플의 상이한 층들 상에 있는 것인, 계측 방법.
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