KR20220016969A - 메트롤로지에서 정정 불가능한 오차 - Google Patents

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시몬 헨드릭 셀린 반 고르프
아리 반 덴 브린크
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에이에스엠엘 네델란즈 비.브이.
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Abstract

리소그래피 장치에 대한 초점 오차 및/또는 제1 메트롤로지 데이터와 제2 메트롤로지 데이터 간의 차이를 결정하기 위한 장치 및 방법이 개시된다. 제1 메트롤로지 데이터와 제2 메트롤로지 데이터는 기판에 관한 파라미터의 복수의 값을 포함하고, 기판은 디바이스 토폴로지(topology)를 포함하는 복수의 필드를 포함한다. 장치는 파라미터의 필드 내(intra-field) 구성요소를 결정하는 단계; 제1 메트롤로지 데이터로부터 결정된 필드 내 구성요소를 제거하여 제1 메트롤로지 데이터의 필드 간(inter-field) 구성요소를 획득하는 단계; 및 필드 간 구성요소 및 제2 메트롤로지 데이터에 기반하여 제1 메트롤로지 데이터와 제2 메트롤로지 데이터 간의 차이를 결정하는 단계를 포함하는 방법을 수행하기 위해 컴퓨터 프로그램 코드를 실행하도록 구성된 프로세서를 포함할 수 있다.

Description

메트롤로지에서 정정 불가능한 오차
본 출원은 2019년 7월 4일에 출원된 EP 출원 19184407.5 및 2019년 8월 28일에 출원된 EP 출원 19193962.8의 우선권을 주장하며, 그 전문은 본 명세서에 참조로서 포함된다.
리소그래피 장치는 기판 상에 원하는 패턴을 적용시키도록 구성되는 기계이다. 리소그래피 장치는, 예를 들어 집적 회로(IC)의 제조 시에 사용될 수 있다. 리소그래피 장치는, 예를 들어 기판(예를 들어, 웨이퍼) 상에 제공된 방사선-감응재(레지스트) 층 상으로 패터닝 디바이스(예를 들어, 마스크)의 패턴(흔히 "디자인 레이아웃" 또는 "디자인"이라고도 함)을 투영할 수 있다.
기판 상에 패턴을 투영하기 위해 리소그래피 장치는 전자기 방사선을 사용할 수 있다. 이 방사선의 파장은 기판 상에 형성될 수 있는 피처(feature)들의 최소 크기를 결정한다. 현재 사용되는 전형적인 파장들은 365 nm(i-line), 248 nm, 193 nm 및 13.5 nm이다. 4 내지 20 nm 범위, 예를 들어 6.7 nm 또는 13.5 nm의 파장을 갖는 극자외(EUV) 방사선을 사용하는 리소그래피 장치가 사용되어, 예를 들어 193 nm의 파장을 갖는 방사선을 사용하는 리소그래피 장치보다 기판 상에 더 작은 피처들을 형성할 수 있다.
저(low)-k1 리소그래피가 리소그래피 장치의 전형적인 분해능 한계보다 작은 치수들을 갖는 피처들을 처리하는 데 사용될 수 있다. 이러한 공정에서, 분해능 공식은 CD = k1×λ/NA로서 표현될 수 있으며, 이때 λ는 채택되는 방사선의 파장이고, NA는 리소그래피 장치 내의 투영 광학기의 개구수(numerical aperture)이며, CD는 "임계 치수"[일반적으로, 프린트되는 최소 피처 크기, 이 경우에는 반-피치(half-pitch)]이고, k1은 경험적인 분해능 인자이다. 일반적으로, k1이 작을수록, 특정한 전기적 기능 및 성능을 달성하기 위하여 회로 설계자에 의해 계획된 형상 및 치수들과 비슷한 패턴을 기판 상에 재현하기가 더 어려워진다. 이 어려움을 극복하기 위해, 정교한 미세조정 단계들이 리소그래피 투영 장치 및/또는 디자인 레이아웃에 적용될 수 있다. 이들은, 예를 들어 NA의 최적화, 맞춤 조명 방식(customized illumination scheme), 위상 시프팅 패터닝 디바이스들의 사용, 디자인 레이아웃에서의 광 근접 보정(optical proximity correction: OPC, 때로는 "광학 및 공정 보정"이라고도 칭함)과 같은 디자인 레이아웃의 다양한 최적화, 또는 일반적으로 "분해능 향상 기술들"(resolution enhancement techniques: RET)로 정의되는 다른 방법들을 포함하며, 이에 제한되지는 않는다. 대안적으로, 리소그래피 장치의 안정성을 제어하는 엄격한 제어 루프가 저 k1에서 패턴의 재현을 개선하는 데 사용될 수 있다.
리소그래피 장치는 원하는 패턴을 투영하기 위해 기판 상에 전자기 방사선을 포커싱한다. 전자기 방사선과 관련된 초점 오차의 결정은 결과 IC의 품질을 결정할 수 있는 수단이다. 또한, IC 품질에 대한 임의의 역효과를 완화하기 위해 리소그래피 장치 내에서 초점 오차에 대한 보정이 적용될 수 있다.
초점 오차를 결정할 때, 정보의 두 가지 주요 소스인 레벨링 센서로부터의 데이터; 및 회절 기반 기술을 사용할 수 있는 하나 이상의 메트롤로지 장치로부터의 데이터가 사용될 수 있다. 이 두 데이터 소스 간의 상관관계는 초점 오차가 결정될 수 있는 정확도에서의 일 요소이다.
본 발명은 메트롤로지에서 정정 불가능한 오차의 전부 또는 일부를 결정하기 위한 방법 및 장치에 관한 것이다. 보다 구체적으로, 본 발명은 제1 메트롤로지 데이터 및 제2 메트롤로지 데이터 사이의 오프셋의 결정에 관한 것일 수 있다.
본 발명의 제1 양태에 따르면, 기판에 관한 파라미터의 복수의 값을 포함하는 제1 메트롤로지 데이터와 제2 메트롤로지 데이터 간의 차이를 결정하기 위한 장치가 제공되며, 기판은 디바이스 토폴로지(topology)를 포함하는 복수의 필드를 포함하고, 장치는: 파라미터의 필드 내(intra-field) 구성요소를 결정하는 단계; 제1 메트롤로지 데이터의 필드 간(inter-field) 구성요소를 획득하기 위해 제1 메트롤로지 데이터로부터 결정된 필드 내 구성요소를 제거하는 단계; 및 필드 간 구성요소 및 제2 메트롤로지 데이터에 기반하여 제1 메트롤로지 데이터와 제2 메트롤로지 데이터 간의 차이를 결정하는 단계를 포함하는 방법을 수행하기 위해 컴퓨터 프로그램 코드를 실행하도록 구성된 프로세서를 포함한다.
선택적으로, 제1 메트롤로지 데이터는, 레벨 센서에 의해 획득되고 기판 상에 제조된 피처의 높이에 관련된 데이터 ZLS를 포함한다.
선택적으로, 필드 내 구성요소는 필드 내 하나 이상의 디바이스의 토폴로지에 관한 데이터를 포함한다.
선택적으로, 필드 내 구성요소를 결정하는 단계는 하나 이상의 알고리즘에 기반하고, 하나 이상의 알고리즘은 파라미터의 하나 이상의 특성을 입력으로서 취한다.
선택적으로, 파라미터의 하나 이상의 특성은 장치 또는 추가적인 장치에 의해 측정된다.
선택적으로, 필드 내 구성요소는 제1 메트롤로지 데이터에 적어도 부분적으로 기반하여 결정된다.
선택적으로, 프로세서는 제1 메트롤로지 데이터를 획득하게끔 장치를 제어하도록 더 구성된다.
선택적으로, 제2 메트롤로지 데이터의 복수의 값은 기판 내 또는 기판 상에 제조된 메트롤로지 타겟으로부터 측정된다.
선택적으로, 제2 메트롤로지 데이터의 복수의 값은 기판 상의 필드 및/또는 다이(die) 사이의 스크라이브 레인(scribe lane)에서 측정된다.
선택적으로, 제2 메트롤로지 데이터는 회절 기반 초점을 사용하여 획득된 총 초점 오차 데이터를 포함한다.
선택적으로, 제1 메트롤로지 데이터와 제2 메트롤로지 데이터 사이의 차이를 결정하는 단계는, 제1 메트롤로지 데이터를 기반으로 레벨링 정정 불가 오차의 추정치를 결정하기 위해 필드 간 구성요소로부터 리소그래피 노광 장치의 웨이퍼 테이블의 작동 높이 ZEXP를 감산하는 단계를 포함한다.
선택적으로, 제1 메트롤로지 데이터와 제2 메트롤로지 데이터 사이의 차이를 결정하는 단계는, 제2 메트롤로지 데이터로부터 제1 메트롤로지 데이터에 기반하여 추정된 레벨링 정정 불가 오차를 감산하는 단계를 더 포함한다.
선택적으로, 파라미터는 초점 오차를 포함한다.
선택적으로, 제1 메트롤로지 데이터와 제2 메트롤로지 데이터 간의 차이를 결정하는 단계는, 제1 메트롤로지 데이터의 스크라이브-레인 특정 표현을 획득하기 위해 제1 메트롤로지 데이터의 필드 간 구성요소로부터 알려진 작동 프로파일을 감산하는 단계를 포함한다.
선택적으로, 제1 메트롤로지 데이터와 제2 메트롤로지 데이터 사이의 차이를 결정하는 단계는, 제1 메트롤로지 데이터의 스크라이브-레인 특정 표현과 제2 메트롤로지 데이터 사이의 차이를 결정하는 단계를 더 포함한다.
선택적으로, 장치는 제1 메트롤로지 데이터를 획득하기 위한 장치 및/또는 제2 메트롤로지 데이터를 획득하기 위한 장치를 더 포함한다.
리소그래피 장치는 제 1 항 내지 제 16 항 중 어느 한 항에 따른 장치를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 양태에 따르면, 기판에 관한 파라미터의 복수의 값을 포함하는 제1 메트롤로지 데이터와 제2 메트롤로지 데이터 간의 차이를 결정하기 위한 방법이 제공되며, 기판은 디바이스 토폴로지를 포함하는 복수의 필드를 포함하고, 방법은: 파라미터의 필드 내 구성요소를 결정하는 단계; 제1 메트롤로지 데이터의 필드 간 구성요소를 획득하기 위해 제1 메트롤로지 데이터로부터 결정된 필드 내 구성요소를 제거하는 단계; 및 필드 간 구성요소 및 제2 메트롤로지 데이터에 기반하여 제1 메트롤로지 데이터와 제2 메트롤로지 데이터 간의 차이를 결정하는 단계를 포함한다.
본 발명의 일 양태에 따르면, 제1 메트롤로지 데이터 및 제2 메트롤로지 데이터에 기반하여 리소그래피 장치에 대한 스크라이브 레인 초점 오차 기여도의 추정치를 결정하기 위한 장치가 제공되며, 제1 메트롤로지 데이터는 기판의 필드에 걸친 복수의 높이 값을 포함하고, 기판은 디바이스 토폴로지를 포함한 스크라이브 레인 및 다이(die)를 포함하는 복수의 필드를 포함하고, 제2 메트롤로지 데이터는 스크라이브 레인 내에서 측정된 리소그래피 장치의 초점에 관한 파라미터의 복수의 값을 포함하며, 제1 메트롤로지 데이터의 필드 내 구성요소를 결정하는 단계; 제1 메트롤로지 데이터의 필드 간 구성요소를 획득하기 위해 제1 메트롤로지 데이터로부터 결정된 필드 내 구성요소를 제거하는 단계; 및 제1 메트롤로지 데이터의 필드 간 구성요소와 제1 메트롤로지 데이터에 기반한 리소그래피 장치의 작동으로 인한 기판의 측정되거나 예상되는 이동 간의 차이로서 제1 메트롤로지의 스크라이브 레인 초점 오차 기여도를 결정하는 단계를 포함하는 방법을 수행하기 위해 컴퓨터 프로그램 코드를 실행하도록 구성된 프로세서를 포함한다.
선택적으로, 프로세서는 제1 메트롤로지 데이터에서 관찰되지 않은 효과에 의해 야기된 리소그래피 장치에 대한 초점 오차의 추정치를 결정하기 위해 제2 메트롤로지 데이터로부터 제1 메트롤로지의 스크라이브 레인 초점 오차 기여도를 제거하도록 더 구성된다.
선택적으로, 프로세서는 제1 메트롤로지 데이터에서 관찰되지 않은 효과에 의해 야기된 리소그래피 장치에 대한 초점 오차의 결정된 추정과 제1 메트롤로지 데이터를 결합하도록 더 구성된다.
이제 본 발명의 실시예가 첨부된 개략도를 참조하여 단지 예시로서 설명될 것이며, 본원에서:
- 도 1은 리소그래피 장치의 개략도를 도시한다.
- 도 2는 리소그래피 셀의 개략도를 도시한다.
- 도 3은 반도체 제조를 최적화하기 위한 3 가지 핵심 기술 간의 상호작동을 나타내는 전체론적(holistic) 리소그래피의 개략도를 도시한다.
- 도 4a 및 4b는 다이 및 스크라이브 레인을 포함하는 기판 필드의 평면도 및 측면 입면도를 각각 개략적으로 도시한다.
- 도 5a는 Zexp 및 ZLS가 중첩된 도 4b의 측면 입면도를 도시한다.
- 도 5b는 스크라이브 레인 및 디바이스 토폴로지와 관련된 정정 불가 오차의 플롯을 도시한다.
- 도 6은 제1 및 제2 메트롤로지 데이터 사이의 오프셋을 결정하기 위한 방법의 흐름도를 도시한다.
본 명세서에서, "방사선" 및 "빔"이라는 용어는 (예를 들어, 365, 248, 193, 157 또는 126 nm의 파장을 갖는) 자외 방사선 및 EUV(예를 들어, 약 5 내지 100 nm 범위 내의 파장을 갖는 극자외 방사선)를 포함하는 모든 형태의 전자기 방사선을 포괄하는 데 사용된다.
본 명세서에서 채택된 "레티클", "마스크" 또는 "패터닝 디바이스"라는 용어는 기판의 타겟부에 생성될 패턴에 대응하여 입사하는 방사선 빔에 패터닝된 단면을 부여하는 데 사용될 수 있는 일반적인 패터닝 디바이스를 언급하는 것으로 폭넓게 해석될 수 있다; 또한, "광 밸브(light valve)"라는 용어가 이러한 맥락에서 사용될 수도 있다. 일반적인 마스크[투과형 또는 반사형; 바이너리(binary), 위상-시프팅, 하이브리드(hybrid) 등] 이외에, 여타의 이러한 패터닝 디바이스의 예시들은 프로그래밍 가능한 미러 어레이 및 프로그래밍 가능한 LCD 어레이를 포함할 수 있다.
도 1은 리소그래피 장치(LA)를 개략적으로 도시한다. 리소그래피 장치(LA)는 방사선 빔(B)(예를 들어, UV 방사선, DUV 방사선 또는 EUV 방사선)을 컨디셔닝(condition)하도록 구성되는 조명 시스템(일루미네이터라고도 함)(IL); 패터닝 디바이스(예를 들어, 마스크)(MA)를 지지하도록 구성되고, 소정 파라미터들에 따라 패터닝 디바이스(MA)를 정확히 위치시키도록 구성된 제 1 위치설정기(PM)에 연결되는 마스크 지지부(예를 들어, 마스크 테이블)(MT); 기판(예를 들어, 레지스트-코팅된 웨이퍼)(W)을 지지하도록 구성되고, 소정 파라미터들에 따라 기판 지지부를 정확히 위치시키도록 구성된 제2 위치설정기(PW)에 연결되는 기판 지지부(예를 들어, 웨이퍼 테이블)(WT); 및 기판(W)의 (예를 들어, 1 이상의 다이를 포함하는) 타겟부(C) 상으로 패터닝 디바이스(MA)에 의해 방사선 빔(B)에 부여된 패턴을 투영하도록 구성되는 투영 시스템(예를 들어, 굴절 투영 렌즈 시스템)(PS)을 포함한다.
작동 시, 조명 시스템(IL)은 예를 들어 빔 전달 시스템(BD)을 통해 방사선 소스(SO)로부터 방사선 빔을 수용한다. 조명 시스템(IL)은 방사선을 지향, 성형, 및/또는 제어하기 위하여, 굴절, 반사, 자기, 전자기, 정전기 및/또는 다른 타입의 광학 구성요소들, 및/또는 여하한의 그 조합과 같은 다양한 타입들의 광학 구성요소들을 포함할 수 있다. 일루미네이터(IL)는 패터닝 디바이스(MA)의 평면에서 방사선 빔의 단면에 원하는 공간 및/또는 각도 세기 분포를 갖기 위해, 방사선 빔(B)을 컨디셔닝하는 데 사용될 수 있다.
본 명세서에서 사용되는 "투영 시스템"(PS)이라는 용어는, 사용되는 노광 방사선에 관련하거나/관련하고 침지 액체의 사용 또는 진공의 사용과 같은 다른 인자들에 대하여 적절하다면, 굴절, 반사, 카타디옵트릭(catadioptric), 아나모픽(anamorphic), 자기, 전자기 및 정전기 광학 시스템, 및/또는 여하한의 그 조합을 포함하는 다양한 타입의 투영 시스템을 내포하는 것으로서 폭넓게 해석되어야 한다. 본 명세서의 "투영 렌즈"라는 용어의 어떠한 사용도 "투영 시스템"(PS)이라는 좀 더 일반적인 용어와 동의어로 간주될 수 있다.
리소그래피 장치(LA)는 투영 시스템(PS)과 투영 시스템(PS) 사이의 공간을 채우기 위해 상대적으로 높은 굴절률을 갖는 액체, 예를 들어 물에 의해 기판(W)의 적어도 일부가 덮일 수 있는 유형일 수 있으며, 이는 침지(immersion) 리소그래피라고도 한다. 침지 기술에 대한 추가적인 정보는 US6952253에 제공되며, 이는 본원에 참조로서 포함된다.
리소그래피 장치(LA)는 또한 2개 이상의 기판 지지부(WT)("이중 스테이지"로 또한 명명됨)를 갖는 유형일 수 있다. 이러한 "다중 스테이지" 기계에서, 기판 지지부(WT)는 병렬로 사용될 수 있거나/또는 기판(W)의 후속 노광을 준비하는 단계는 기판 지지부(WT) 중 하나에 위치한 기판(W)에서 수행되는 반면 다른 기판 지지부(WT) 상의 기판(W)은 다른 기판(W) 상의 패턴을 노광시키기 위해 사용되고 있다.
기판 지지부(WT)에 추가하여, 리소그래피 장치(LA)는 측정 스테이지를 포함할 수 있다. 측정 스테이지는 센서 및/또는 세척 장치를 고정하도록 배열된다. 센서는 투영 시스템(PS)의 특성 또는 방사선 빔(B)의 특성을 측정하도록 배열될 수 있다. 측정 스테이지는 다수의 센서를 보유할 수 있다. 세척 장치는 리소그래피 장치의 일부, 예를 들어 투영 시스템(PS)의 일부 또는 침지액을 제공하는 시스템의 일부를 세척하도록 배열될 수 있다. 측정 스테이지는 기판 지지부(WT)가 투영 시스템(PS)으로부터 멀어질 때 투영 시스템(PS) 아래로 이동할 수 있다.
작동 시, 방사선 빔(B)은 마스크 지지부(T)상에 고정되어 있는 패터닝 디바이스(예를 들어, 마스크)(MA) 상에 입사되며, 패터닝 디바이스(MA) 상에 존재하는 패턴(디자인 레이아웃)에 의해 패터닝된다. 마스크(MA)를 가로지른 방사선 빔(B)은 투영 시스템(PS)을 통과하고, 이는 기판(W)의 타겟 부분(C)에 빔을 포커싱한다. 제2 위치설정기(PW) 및 위치 측정 시스템(IF)의 도움으로, 기판 지지부(WT)는 예를 들어, 방사선 빔(B)의 경로에서 상이한 타겟 부분(C)을 초점이 맞춰지고 정렬된 지점으로 위치시키기 위해 정확하게 이동될 수 있다. 유사하게, 제1 위치설정기(PM) 및 가능하게는 다른 위치 센서(도 1에 명시적으로 도시되지 않음)는 방사선 빔(B)의 경로에 대해 패터닝 디바이스(MA)를 정확하게 위치시키는 데 사용될 수 있다. 패터닝 디바이스(MA) 및 기판(W)은 마스크 정렬 마크(M1, M2) 및 기판 정렬 마크(P1, P2)를 사용하여 정렬된다. 도시된 바와 같이, 기판 정렬 마크(P1, P2)는 전용 타겟부를 차지하지만, 타겟부 사이의 공간에 위치할 수 있다. 타겟부(C) 사이에 위치하는 기판 정렬 마크(P1, P2)는 스크라이브 레인 정렬 마크로 알려져 있다.
도 2에 도시된 바와 같이, 리소그래피 장치(LA)는 때때로 리소셀(lithocell) 또는 (리소)클러스터라고도 칭하는 리소그래피 셀(LC)의 일부분을 형성할 수 있으며, 이는 흔히 기판(W) 상에 노광-전(pre-exposure) 및 노광-후(post-exposure) 공정들을 수행하는 장치를 포함한다. 통상적으로, 이들은 레지스트 층들을 증착시키는 스핀 코터(spin coater: SC), 노광된 레지스트를 현상하는 디벨로퍼(developer: DE), 칠 플레이트(chill plate: CH) 및, 예를 들어 기판(W)의 온도를 컨디셔닝하는, 예를 들어 레지스트 층들에서 용매를 컨디셔닝하는 베이크 플레이트(bake plate: BK)를 포함한다. 기판 핸들러 또는 로봇(RO)이 입력/출력 포트들(I/O1, I/O2)로부터 기판(W)들을 집어올리고, 이들을 상이한 공정 장치 사이에서 이동시키며, 리소그래피 장치(LA)의 로딩 베이(loading bay: LB)로 기판(W)들을 전달한다. 흔히 집합적으로 트랙이라고도 하는 리소셀 내의 디바이스들은 통상적으로, 예를 들어 리소그래피 제어 유닛(LACU)을 통해 리소그래피 장치(LA)를 제어할 수도 있는 감독 제어 시스템(supervisory control system: SCS)에 의해 자체 제어될 수 있는 트랙 제어 유닛(TCU)의 제어를 받는다.
리소그래피 장치(LA)에 의해 노광되는 기판(W)들이 올바르고 일관성있게(consistently) 노광되기 위해서는, 후속한 층들 간의 오버레이 오차, 라인 두께, 임계 치수(CD), 초점 오차 등과 같은 패터닝된 구조체들의 속성들을 측정하도록 기판들을 검사하는 것이 바람직하다. 이를 위해, 리소셀(LC)에 검사 툴 또는 메트롤로지 장치들(도시되지 않음)이 포함될 수 있다. 오차가 검출되는 경우, 특히 검사가 동일한 뱃치(batch) 또는 로트(lot)의 다른 기판(W)들이 여전히 노광 또는 처리되어야 하기 전에 행해진다면, 예를 들어 후속한 기판들의 노광에 대해 또는 기판(W)들에서 수행되어야 하는 다른 처리 단계들에 대해 조정이 수행될 수 있다.
메트롤로지 장치라고도 칭해질 수 있는 검사 장치가 기판(W)의 속성들을 결정하는 데 사용되며, 특히 상이한 기판(W)들의 속성들이 어떻게 변하는지 또는 동일한 기판(W)의 상이한 층들과 연계된 속성들이 층마다 어떻게 변하는지를 결정하는 데 사용된다. 검사 장치는 대안적으로 기판(W) 상의 결함들을 식별하도록 구성될 수 있으며, 예를 들어 리소셀(LC)의 일부일 수 있거나, 리소그래피 장치(LA)에 통합될 수 있거나, 또는 심지어 독립형 디바이스(stand-alone device)일 수 있다. 검사 장치는 잠상(latent image)(노광 후 레지스트 층 내의 이미지), 또는 반(semi)-잠상[노광-후 베이크 단계(PEB) 후 레지스트 내의 이미지], 또는 현상된 레지스트 이미지(이때, 레지스트의 노광된 부분 또는 노광되지 않은 부분은 제거되었음), 또는 심지어 (에칭과 같은 패턴 전사 단계 후) 에칭된 이미지에 대한 속성들을 측정할 수 있다.
일반적으로, 리소그래피 장치(LA)에서의 패터닝 공정은 기판(W) 상의 구조체들의 높은 치수 및 배치 정확성을 필요로 하는 처리에서 가장 중요한 단계들 중 하나이다. 이 높은 정확성을 보장하기 위해, 3 개의 시스템들이 도 3에 개략적으로 도시된 바와 같이 소위 "전체론적" 제어 환경에서 조합될 수 있다. 이 시스템들 중 하나는 메트롤로지 툴(MT)(제 2 시스템) 및 컴퓨터 시스템(CL)(제 3 시스템)에 (가상으로) 연결되는 리소그래피 장치(LA)이다. 이러한 "전체론적" 환경의 핵심은 이 3 개의 시스템들 간의 상호작동을 최적화하여 전체 공정 윈도우를 향상시키고 리소그래피 장치(LA)에 의해 수행된 패터닝이 공정 윈도우 내에 유지될 것을 보장하도록 엄격한 제어 루프를 제공하는 것이다. 공정 윈도우는 특정 제조 공정이 정의된 결과(예를 들어, 기능적 반도체 디바이스)를 산출하는 공정 파라미터들(예를 들어, 도즈, 포커스, 오버레이)의 범위를 정의하며, 일반적으로 이 안에서 리소그래피 공정 또는 패터닝 공정의 공정 파라미터들이 변동하게 된다.
컴퓨터 시스템(CL)은 패터닝될 디자인 레이아웃(의 일부)을 사용하여, 어느 분해능 향상 기술이 사용될지를 예측하고, 전산(computational) 리소그래피 시뮬레이션들 및 계산들을 수행하여 어느 마스크 레이아웃 및 리소그래피 장치 설정들이 패터닝 공정의 가장 큰 전체 공정 윈도우를 달성하는지를 결정할 수 있다[도 3에서 제 1 스케일(SC1)의 양방향 화살표로 도시됨]. 전형적으로, 분해능 향상 기술들은 리소그래피 장치(LA)의 패터닝 가능성들과 매칭하도록 배치된다. 또한, 컴퓨터 시스템(CL)은 공정 윈도우 내에서 [예를 들어, 메트롤로지 툴(MT)로부터의 입력을 사용하여] 리소그래피 장치(LA)가 현재 작동하고 있는 곳을 검출하여, 예를 들어 차선의 처리로 인해 결함들이 존재할 수 있는지를 예측하는 데 사용될 수 있다[도 3에서 제 2 스케일(SC2)의 "0"을 가리키는 화살표로 도시됨].
메트롤로지 툴(MT)은 정확한 시뮬레이션 및 예측을 가능하게 하기 위해 컴퓨터 시스템(CL)에 입력을 제공할 수 있고, 예를 들어 리소그래피 장치(LA)의 캘리브레이션 상태에서 가능한 드리프트를 식별하기 위해 리소그래피 장치(LA)에 피드백을 제공할 수 있다[도 3에서 제 3 스케일(SC3)의 다수 화살표들로 도시됨].
리소그래피 장치(또는 스캐너)(LA)는 도면에서 식별되지 않은 레벨링 센서를 포함할 수 있다. 대안적으로, 레벨링 센서는 트랙 내의 별도의 장치일 수 있다.
기판 상에 패턴을 이미징할 때 기판의 최상부 표면(즉, 패턴이 이미징될 표면)이 투영 렌즈의 초점면 내에 놓이도록 하는 것이 바람직하다. 투사 렌즈의 초점면으로부터의 기판의 최상부 표면의 위치의 편차는 초점 오차로 지칭될 수 있다. 레벨 센서는 기판의 최상부 표면의 위치를 결정하는 데 사용될 수 있다. 레벨 센서가 기판의 최상부 표면이 투영 렌즈의 초점 평면에 있지 않다고 표시하는 경우, 기판을 지지하는 기판 테이블의 높이는 그에 따라 조정될 수 있다.
레벨 센서는 또한 기판의 표면에 존재할 수 있는 임의의 기울기를 측정하는 데 사용될 수 있으며, 기판 테이블은 기울기를 보정하기 위해 그에 따라 기울어질 수 있다.
레벨 센서는 리소그래피 투영 장치의 일부일 수 있다. 리소그래피 장치에 의해 인쇄된 피처의 초점 오차에 대한 허용 오차가 낮아짐에 따라, 초점 오차의 결정 정확도가 점점 더 중요해질 수 있다.
당업자는 레벨 센서의 작동 방식을 이해할 것이다. 그러나 일반적으로, 일반적인 레벨 센서는 기판에 입사하는 방사선의 반사율로 작동한다. 방사선은 슬릿을 통해 전파되고 결과적인 빔은 기판 표면에서 스캔된다. 기판 표면에서 반사된 방사선이 감지되고, 이는 초점 오차를 결정하는 데 사용된다.
전술된 바와 같이, 검사 장치(또는 메트롤로지 장치)는 레벨 센서에 의해 수행되는 측정에 더하여 초점 오차를 결정하는 데 사용되는 독립형 도구일 수 있다. 그러한 검사 장치는 회절 기반 기술을 사용하여 당업자에 의해 이해되는 바와 같이 초점 오차를 결정할 수 있다. 광범위하게 보면, 검사 장치는 기판 상에 및/또는 기판 내에 제조된 특정 타겟(또는 초점 마크)으로 방사선을 보낼 수 있다. 타겟에 의해 회절되는 방사선은 "총 초점 오차"라고 부를 수 있는 초점 오차를 결정하기 위해 감지되고 사용된다. 일반적으로, 타겟은 기판의 표면 상에 비교적 드물게 위치하며 기판의 필드 및/또는 다이 사이의 좁은 채널인 스크라이브 레인에 위치한다. 본 명세서에 사용된 용어 "필드(field)"는 전술한 바와 같은 타겟 부분을 포함한다. 필드는 하나 이상, 일반적으로 복수의 "다이"를 포함할 수 있다. 일부 배열에서, 다이는 일반적으로 기판 상에 제조된 특정 반도체 디바이스(또는 칩)와 연관된다. 스크라이브 레인과 타겟은 필드 사이 및/또는 다이 사이에 위치할 수 있다.
검사 장치를 사용하는 경우 전체 초점 오차에서 '순수 초점' 값을 추출할 수 있다. 이는 주로 레벨링 정정 불가 오차(NCE)인, 총 초점 오차가 알려진 스캐너 기여자, 특히 표면이 슬릿 길이에 필적하는 공간적 규모에서 스캐닝 방향을 따라 높이 변화를 나타내는 경우 기판 테이블의 움직임이 상부 표면을 따를 수 있는 한계로 인해 발생하는 작동 오류에서 감산하여 수행할 수 있다. 슬릿은 일반적으로 x 방향 전체 필드 폭을 덮고 y방향 약간의 mm를 덮는 기판에 노출된다. y방향의 스캐닝 동작은 필드 전체를 커버할 수 있다. 결과적으로, 선형(linear) 프로파일만 x-방향으로 작동될 수 있으며(웨이퍼 스테이지가 유일한 구동기라고 가정, 즉, 이미지 평면 자체가 왜곡될 수 없다고 가정함), y 방향에서는 원하는 비선형 프로파일의 '이동 평균'만 작동될 수 있다.
즉, 순수 초점은 스캐너 메트롤로지(예를 들어, 레벨 센서 데이터)과 스캐너 작동 전위(actuation potential) 사이의 차이에 기반한 임의의 예상된 초점 오차에 더하여 기판에 걸쳐 이루어진 예상치 못한 초점 오차로 정의될 수 있다.
레벨링 센서에 의해 생성된 빔은 한정된(finite) 길이의 슬릿을 통해 전파되기 때문에 기판 표면의 영역을 덮는다. 일부 배열에서, 레벨 센서 빔으로 덮인 영역은 약 1.0mm x 2.5mm이다. 따라서 레벨링 센서에 의해 결정된 기판의 최상부 표면의 레벨은 빔에 의해 덮인 영역에 걸친 데이터를 포함한다. 예시적인 경우, 레벨 센서에 의해 결정된 레벨은 빔에 의해 덮인 기판 표면의 영역에 걸친 최상부 표면 레벨의 평균이다. 따라서 기판 상의 디바이스 토폴로지를 포함하는 필드 및/또는 다이 사이에 위치한 스크라이브 레인의 레벨은 레벨링 센서에 의해 결정된 레벨에서 잘 포착되지 않아 오프셋이 발생하며, 이는 디바이스 토폴로지에 기반한 레벨링 센서에 의해 획득된 데이터와 스크라이브 레인에서 제조된 타겟에 기반한 검사 장치에 의해 획득된 데이터 사이의 스크라이브-셀 오프셋과 관련된 오프셋을 초래한다.
순수 초점 오차는 검사 장치로부터 유도된 총 초점 오차에서 레벨링 센서로부터 유도된 초점 오차 데이터를 감산하여 결정되기 때문에, 스크라이브 레인의 초점 측정 표시와 필드의 디바이스 토폴로지 사이의 로컬 높이 차이로 정의될 수 있는 스크라이브 대 셀(scribe-to-cell) 오프셋은 '순수 초점' 핑거프린트에 존재한다. 스크라이브-셀 오프셋은 스크라이브 레인이 인다이(in-die) 또는 인필드(in-field) 디바이스 기능과 다르게 처리되기 때문에 발생한다. 이로 인해 인다이와 인스크라이브(in-scribe) 디포커스 간에 서로 다른 토폴로지가 발생한다.
온-프로덕트 성능은 통상적으로 부입력(side input) 측정과 리소그래피 장치가 작동할 수 있는 것 사이의 차이인, 소위 NCE의 웨이퍼 맵으로부터 점점 더 재구성되고 있다. 이러한 오차는 측정 가능한 신호와 연관될 수 있고, 예를 들어 레벨링 NCE는 검사 장치에서 측정한 초점 오차에 직접 기여해야 한다. 그러나, 전술된 바와 같이, 검사 장치에서의 측정은 종종 장치 토폴로지를 포함하는 내부 필드가 아닌 스크라이브 레인에 배치된 작은 타겟에서 수행된다. 이러한 스크라이브 레인은 일반적으로 너무 작아서 전술된 대로 레벨링 센서에 의해 결정되는 NCE 맵에서 볼 수 없다. 따라서 스크라이브 레인 높이가 장치 토폴로지의 높이와 크게 다른 경우, 소위 '스크라이브-셀 오프셋'은 레벨링 센서 데이터에서 결정된 NCE 맵과 검사 장치에서 얻은 측정값 간의 상관 관계를 줄인다. 이는 특히 3D-NAND 메모리와 같이 상당한 인트라 필드(intra-field) 토포그래피가 있는 기판에서 발생하는 것으로 밝혀졌다.
도 4a 및 4b는 상기의 논의를 예시한다. 기판(400)의 표면의 일부는 도 4a의 평면도 및 도 4b의 단면으로 도시되어 있다. 기판의 표면은 복수의 다이(402a-d)를 포함한다. 스크라이브 레인(404)은 다이들 사이에서 이어진다. 복수의 타겟(406)이 스크라이브 레인(404)에 위치되고 도 4a 및 4b에서 별표로 도시된다. 스크라이브-투-셀 오프셋은 도 4b에 도시되어 있다. 명료함을 위해, 도 4a 및 4b의 스크라이브 레인은 축척대로 그려진 경우 나타나는 것보다 크게 표시된다는 점에 유의하여야 한다. 필드의 일반적인 치수는 실제로 약 26mm x 30mm이고, 일반적으로 스크라이브 레인 너비는 실제로 일반적으로 약 50μm이다.
도 5a는 오버레이된 레벨 센서에 의해 측정된 바와 같이 리소그래피 장치(LA)의 노광 높이(Zexp)(500) 및 기판(ZLS)(502)의 표면 레벨을 갖는 도 4b에 도시된 바와 같은 기판을 통한 단면을 도시한다.
도시된 바와 같이, ZLS(502)는 기판의 실제 토폴로지의 평활화된 버전이다. 이는 위에서 논의된 평균의 결과이며 레벨 센서의 빔이 덮는 영역과 관련된다. Zexp(500)은 리소그래피 장치의 노광 높이이다. Zexp(500)에 대한 웨이퍼의 위치는 웨이퍼 테이블의 작동 높이에 의해 제어된다.
도 5b는 NCE 값 NCEscribe(504) 및 NCEdevice(506)를 도시한다. 도 5b에 도시된 NCEdevice(506)는 레벨 센서 높이 ZLS(502)에서 노광 높이 Zexp(500)를 감산하여 계산된다:
Figure pct00001
본원에 개시된 방법 및 장치는 NCEscribe를 결정하도록 구성될 수 있으며, 이는 리소그래피 장치 및/또는 레벨링 센서 데이터의 초점 제어의 제한에 의해 스크라이브 레인에서 유도된 정정 불가 초점 오차이다.
따라서, 개시된 방법 및 장치는 제1 메트롤로지 데이터(예를 들어, 레벨 센서 초점 오차 데이터)와 제2 메트롤로지 데이터(예를 들어, 검사 장치 초점 오차 데이터) 사이의 차이 또는 오프셋을 결정하도록 구성될 수 있다. 이는 레벨 센서 데이터에서 NCEscribe를 결정하여 수행할 수 있다.
예를 들어, 회절 기반 기술을 사용하는 검사 장치를 사용하여 얻어지는 초점 메트롤로지는 센서 기반 초점 제어를 레벨링하고 시간에 따른 초점 거동을 모니터링하여 오프셋을 전달하는 데 유용하다. 총 초점 예산(focus budget)은 여러 요소로 구성된다. 레벨링 센서(NCE)는 대형 구성요소이다. 투영 렌즈 초점 오차는 레벨링 센서가 포착하지 못하는 초점 예산 기여자의 한 예이다. 투영 렌즈 초점 오차의 기여도는 일반적으로 웨이퍼의 노광 동안 레지스트에 형성되는 스크라이브 레인의 타겟으로부터 데이터를 획득함으로써 측정될 수 있다. 다른 배열에서, 투영 렌즈 초점 오차는 전용 이미지 센서를 사용하여 측정될 수 있다.
그러나, 타겟은 또한 노광 중에 불가피하게 존재하는 레벨링 센서(NCE)로 인해 0이 아닌 초점에 형성된다. 따라서 투영 렌즈 초점 오차는 초점 표시 기반 판독값에서 (독립적으로 측정된) 레벨링 센서(NCE)를 감산하여 결정된다.
보다 넓은 맥락에서, 개시된 방법 및 장치는 (예를 들어, 초점의) 파라미터 데이터의 고밀도, 고정확도 맵을 합성하기 위해 메트롤로지 데이터의 다중 소스와 사전 지식(물리적 특성, NCE, 마스크 레이아웃)을 결합하는 메트롤로지 방법론의 일부에 기여할 수 있다. 개시된 방법 및 장치는 여러 유형의 메트롤로지 데이터와 사전 지식(예를 들어, 장치를 구성하는 제품 특징에 대한 스크라이브 레인 내 타겟의 오프셋)을 결합하므로 이러한 방법론에 적합할 수 있다.
도 6은 제1 메트롤로지 데이터와 제2 메트롤로지 데이터 간의 차이, 오프셋 또는 상관관계를 결정하기 위한 예시적인 방법의 흐름도를 도시한다. 제1 메트롤로지 데이터 사이의 차이, 오프셋 또는 상관관계를 결정하는 단계는 제1 메트롤로지 데이터로부터 결정된 초점 오차 데이터(예를 들어, 레벨 센서 데이터로부터 결정됨)와 제2 메트롤로지 데이터로부터 결정된 초점 오차 데이터 (예를 들어, 검사 장치 데이터에서 결정됨) 사이의 차이, 오프셋 또는 상관관계를 결정하는 단계를 포함할 수 있다. 예시적인 배열에서, 제1 메트롤로지 데이터는 필드 간 구성요소 및 필드 내 구성요소를 포함한다.
예시적인 배열에서, 제1 메트롤로지 데이터는 ZLS를 포함할 수 있다.
파라미터의 필드 내 구성요소가 결정된다(600). 필드 내 구성요소는 기판 상의 필드 및/또는 다이 내에서 보이는 파라미터의 구성요소이다. 필드 내 구성요소는 기판 상의 복수의 다이 및/또는 필드에 걸쳐 반복될 수 있다. 레벨링 센서에서 얻을 수 있는 레벨링 데이터의 경우, 레벨 데이터의 필드 내 구성요소는 필드 및/또는 다이 내의 토폴로지 레벨이다. 이는 장치 토폴로지일 수 있다.
파라미터의 필드 내 구성요소는 하나 이상의 알고리즘에 기반하여 결정될 수 있다. 알고리즘은 파라미터의 하나 이상의 피처를 입력으로 사용할 수 있다. 예를 들어, 파라미터의 피처는 필드 내 장치 토폴로지의 X, Y 및 Z 중 하나 이상의 차원을 포함할 수 있다. 알고리즘은 또한 레벨 센서의 슬릿의 치수, 레벨 센서 내의 방사선을 기판으로 지향시키기 위한 광학 구성요소와 관련된 하나 이상의 파라미터, 및/또는 레벨 센서 내의 기판에 입사하는 방사선 빔의 영역을 포함할 수 있다. .
파라미터의 필드 내 구성요소를 결정하기 위한 알고리즘은 당업자에게 알려져 있을 수 있다.
결정된 필드 내 구성요소는 제1 메트롤로지 데이터로부터 제거(602)되거나 감산된다. 이는 필드 간 구성 요소를 남길 수 있다.
Figure pct00002
제1 및 제2 메트롤로지 데이터 사이의 차이, 오프셋 또는 상관관계는 이제 필드 간 구성요소(ZLS,inter) 및 제2 메트롤로지 데이터에 기반하여 결정될 수 있다. 도 6에 도시된 예시적인 배열에서, 차이, 오프셋 또는 상관관계를 결정하는 것은 제1 메트롤로지 데이터로부터 NCEscribe를 결정하는 단계(604)를 포함한다.
Figure pct00003
결정된 NCEscribe는 리소그래피 장치에 의해 유도된 오차로 인해 스크라이브 레인에서 보이는 정정 불가 초점 오차의 추정치이다. 즉, 위에서 결정된 NCEscribe는 스크라이브-투-셀 오프셋이 제거된 레벨링 센서에 의해 결정된 정정 불가 오차이다. 결정된 NCEscribe는 제2 메트롤로지 데이터 및/또는 제2 메트롤로지 데이터로부터 결정된 값과 (예를 들어, 감산함으로써) 비교(606)될 수 있다. 예를 들어, 제2 메트롤로지 데이터는 선택적으로 회절 기반 방법을 사용하여 검사 장치로부터 획득된 데이터 총 초점 측정값을 포함할 수 있다.
NCEscribe는 스크라이브 레인에서 드물게 배치된 메트롤로지 타겟 위치에서 볼 수 있는 레벨링 센서의 디포커스에 대한 기여를 설명한다. 이러한 NCE는 초점 오차 측정에서 감산되어 초점 오차의 '비-레벨링(non-leveling)' 구성요소('순수 초점'이라고도 함)를 얻을 수 있다.
그러나, NCEdevice는 여전히 장치 내 초점 성능을 설명할 때 고려해야 할 레벨링 NCE일 수 있다. 본원에 개시된 예시적인 방법 및 장치에서, 전체 초점 측정에서 스크라이브 레인 NCE(NCEscribe)를 감산하여 '순수 초점'을 계산할 수 있다. 순수 초점은 장치 NCE와 적절하게 재결합되어 전체 예상 디포커스 성능을 얻을 수 있다. 재결합 작업의 예는 기판의 (x,y) 위치 세트에 순수 초점 및 장치 NCE 신호를 추가하는 것이다. 적절한 수학적 보간 연산을 사용하여 각각의 측정 위치와 일치하지 않는 위치에서 '순수 초점' 및 '디바이스 NCE' 신호의 대표 값을 얻을 수 있다.
본 발명의 추가적인 실시예는 아래 번호가 매겨진 항의 리스트에 기재되어 있다:
1. 기판에 관한 파라미터의 복수의 값을 포함하는 제1 메트롤로지 데이터와 제2 메트롤로지 데이터 간의 차이를 결정하기 위한 장치로서, 기판은 디바이스 토폴로지(topology)를 포함하는 복수의 필드를 포함하고, 장치는:
파라미터의 필드 내(intra-field) 구성요소를 결정하는 단계;
제1 메트롤로지 데이터의 필드 간(inter-field) 구성요소를 획득하기 위해 제1 메트롤로지 데이터로부터 결정된 필드 내 구성요소를 제거하는 단계; 및
필드 간 구성요소 및 제2 메트롤로지 데이터에 기반하여 제1 메트롤로지 데이터와 제2 메트롤로지 데이터 간의 차이를 결정하는 단계를 포함하는 방법을 수행하기 위해 컴퓨터 프로그램 코드를 실행하도록 구성된 프로세서를 포함하는, 장치.
2. 제 1 항에 있어서,
제1 메트롤로지 데이터는, 레벨 센서에 의해 획득되고 기판 상에 제조된 피처의 높이에 관련된 데이터 ZLS를 포함하는, 장치.
3. 제 2 항에 있어서,
필드 내 구성요소는 필드 내 하나 이상의 디바이스의 토폴로지에 관한 데이터를 포함하는, 장치.
4. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
필드 내 구성요소를 결정하는 단계는 하나 이상의 알고리즘에 기반하고, 하나 이상의 알고리즘은 파라미터의 하나 이상의 특성을 입력으로서 취하는, 장치.
5. 제 4 항에 있어서,
파라미터의 하나 이상의 특성은 장치 또는 추가적인 장치에 의해 측정되는, 장치.
6. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
필드 내 구성요소는 제1 메트롤로지 데이터에 적어도 부분적으로 기반하여 결정되는, 장치.
7. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
프로세서는 제1 메트롤로지 데이터를 획득하게끔 장치를 제어하도록 더 구성되는, 장치.
8. 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
제2 메트롤로지 데이터의 복수의 값은 기판 내 또는 기판 상에 제조된 메트롤로지 타겟으로부터 측정되는, 장치.
9. 제 8 항에 있어서,
제2 메트롤로지 데이터의 복수의 값은 기판 상의 필드 및/또는 다이(die) 사이의 스크라이브 레인(scribe lane)에서 측정되는, 장치.
10. 제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서,
제2 메트롤로지 데이터는 회절 기반 초점을 사용하여 획득된 총 초점 오차 데이터를 포함하는, 장치.
11. 제 1 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 있어서,
제1 메트롤로지 데이터와 제2 메트롤로지 데이터 사이의 차이를 결정하는 단계는, 제1 메트롤로지 데이터를 기반으로 레벨링 정정 불가 오차의 추정치를 결정하기 위해 필드 간 구성요소로부터 리소그래피 노광 장치의 웨이퍼 테이블의 작동 높이 ZEXP를 감산하는 단계를 포함하는, 장치.
12. 제 11 항에 있어서,
제1 메트롤로지 데이터와 제2 메트롤로지 데이터 사이의 차이를 결정하는 단계는, 제2 메트롤로지 데이터로부터 제1 메트롤로지 데이터에 기반하여 추정된 레벨링 정정 불가 오차를 감산하는 단계를 더 포함하는, 장치.
13. 제 1 항 내지 제 12 항 중 어느 한 항에 있어서,
파라미터는 초점 오차를 포함하는, 장치.
14. 제 1 항 내지 제 13 항 중 어느 한 항에 있어서,
제1 메트롤로지 데이터와 제2 메트롤로지 데이터 간의 차이를 결정하는 단계는, 제1 메트롤로지 데이터의 스크라이브-레인 특정 표현을 획득하기 위해 제1 메트롤로지 데이터의 필드 간 구성요소로부터 알려진 작동 프로파일을 감산하는 단계를 포함하는, 장치.
15. 제 14 항에 있어서,
제1 메트롤로지 데이터와 제2 메트롤로지 데이터 사이의 차이를 결정하는 단계는, 제1 메트롤로지 데이터의 스크라이브-레인 특정 표현과 제2 메트롤로지 데이터 사이의 차이를 결정하는 단계를 더 포함하는, 장치.
16. 제 1 항 내지 제 15 항 중 어느 한 항에 있어서,
제1 메트롤로지 데이터를 획득하기 위한 장치 및/또는 제2 메트롤로지 데이터를 획득하기 위한 장치를 더 포함하는, 장치.
17. 제 1 항 내지 제 16 항 중 어느 한 항에 따른 장치를 포함하는, 리소그래피 장치.
18. 기판에 관한 파라미터의 복수의 값을 포함하는 제1 메트롤로지 데이터와 제2 메트롤로지 데이터 간의 차이를 결정하기 위한 방법으로서, 기판은 디바이스 토폴로지를 포함하는 복수의 필드를 포함하고, 방법은:
파라미터의 필드 내 구성요소를 결정하는 단계;
제1 메트롤로지 데이터의 필드 간 구성요소를 획득하기 위해 제1 메트롤로지 데이터로부터 결정된 필드 내 구성요소를 제거하는 단계; 및
필드 간 구성요소 및 제2 메트롤로지 데이터에 기반하여 제1 메트롤로지 데이터와 제2 메트롤로지 데이터 간의 차이를 결정하는 단계를 포함하는, 방법.
19. 제1 메트롤로지 데이터 및 제2 메트롤로지 데이터에 기반하여 리소그래피 장치에 대한 스크라이브 레인 초점 오차 기여도의 추정치를 결정하기 위한 장치로서,
제1 메트롤로지 데이터는 기판의 필드에 걸친 복수의 높이 값을 포함하고, 기판은 디바이스 토폴로지를 포함한 스크라이브 레인 및 다이(die)를 포함하는 복수의 필드를 포함하고,
제2 메트롤로지 데이터는 스크라이브 레인 내에서 측정된 리소그래피 장치의 초점에 관한 파라미터의 복수의 값을 포함하며,
제1 메트롤로지 데이터의 필드 내 구성요소를 결정하는 단계;
제1 메트롤로지 데이터의 필드 간 구성요소를 획득하기 위해 제1 메트롤로지 데이터로부터 결정된 필드 내 구성요소를 제거하는 단계; 및
제1 메트롤로지 데이터의 필드 간 구성요소와 제1 메트롤로지 데이터에 기반한 리소그래피 장치의 작동으로 인한 기판의 측정되거나 예상되는 이동 간의 차이로서 제1 메트롤로지의 스크라이브 레인 초점 오차 기여도를 결정하는 단계를 포함하는 방법을 수행하기 위해 컴퓨터 프로그램 코드를 실행하도록 구성된 프로세서를 포함하는, 장치.
20. 제 19 항에 있어서,
프로세서는 제1 메트롤로지 데이터에서 관찰되지 않은 효과에 의해 야기된 리소그래피 장치에 대한 초점 오차의 추정치를 결정하기 위해 제2 메트롤로지 데이터로부터 제1 메트롤로지의 스크라이브 레인 초점 오차 기여도를 제거하도록 더 구성되는, 장치.
21. 제 20 항에 있어서,
프로세서는 제1 메트롤로지 데이터에서 관찰되지 않은 효과에 의해 야기된 리소그래피 장치에 대한 초점 오차의 결정된 추정과 제1 메트롤로지 데이터를 결합하도록 더 구성되는, 장치.
본 명세서에서는, IC 제조에 있어서 리소그래피 장치의 특정 사용예에 대하여 언급되지만, 본 명세서에 서술된 리소그래피 장치는 다른 적용예들을 가질 수도 있음을 이해하여야 한다. 가능한 다른 적용예들은 집적 광학 시스템, 자기 도메인 메모리용 안내 및 검출 패턴, 평판 디스플레이(flat-panel display), 액정 디스플레이(LCD), 박막 자기 헤드 등의 제조를 포함한다.
본 명세서에서는, 리소그래피 장치와 관련하여 본 발명의 특정 실시예들에 대하여 언급되지만, 본 발명의 실시예들은 다른 장치에서 사용될 수 있다. 본 발명의 실시예들은 마스크 검사 장치, 메트롤로지 장치, 또는 웨이퍼(또는 다른 기판) 또는 마스크(또는 다른 패터닝 디바이스)와 같은 대상물을 측정 또는 처리하는 여하한의 장치의 일부를 형성할 수 있다. 이 장치는 일반적으로 리소그래피 툴로 지칭될 수 있다. 이러한 리소그래피 툴은 진공 조건들 또는 주변(비-진공) 조건들을 사용할 수 있다.
이상, 광학 리소그래피와 관련하여 본 발명의 실시예들의 특정 사용예를 언급하였지만, 본 발명은 본 명세서가 허용한다면 광학 리소그래피로 제한되지 않고 다른 적용예들, 예를 들어 임프린트 리소그래피에 사용될 수 있다는 것을 이해할 것이다.
이상, 본 발명의 특정 실시예들이 설명되었지만, 본 발명은 설명된 것과 다르게 실시될 수 있음을 이해할 것이다. 서술내용은 예시를 위한 것이지, 제한하려는 것이 아니다. 따라서, 당업자라면 아래에 설명되는 청구항들의 범위를 벗어나지 않고 서술된 본 발명에 대한 변형예가 행해질 수도 있음을 이해할 것이다.

Claims (15)

  1. 기판에 관한 파라미터의 복수의 값을 포함하는 제1 메트롤로지 데이터와 제2 메트롤로지 데이터 간의 차이를 결정하기 위한 장치로서, 상기 기판은 디바이스 토폴로지(topology)를 포함하는 복수의 필드를 포함하고, 상기 장치는:
    상기 파라미터의 필드 내(intra-field) 구성요소를 결정하는 단계;
    상기 제1 메트롤로지 데이터로부터 상기 결정된 필드 내 구성요소를 제거하여 상기 제1 메트롤로지 데이터의 필드 간(inter-field) 구성요소를 획득하는 단계; 및
    상기 필드 간 구성요소 및 상기 제2 메트롤로지 데이터에 기반하여 상기 제1 메트롤로지 데이터와 상기 제2 메트롤로지 데이터 간의 차이를 결정하는 단계를 포함하는 방법을 수행하기 위해 컴퓨터 프로그램 코드를 실행하도록 구성된 프로세서를 포함하는, 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1 메트롤로지 데이터는, 레벨 센서에 의해 획득되고 상기 기판 상에 제조된 피처의 높이에 관련된 데이터 ZLS를 포함하는,
    장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 필드 내 구성요소는 필드 내 하나 이상의 디바이스의 토폴로지에 관한 데이터를 포함하는,
    장치.
  4. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 필드 내 구성요소를 결정하는 단계는 하나 이상의 알고리즘에 기반하고, 상기 하나 이상의 알고리즘은 상기 파라미터의 하나 이상의 특성을 입력으로서 취하는, 장치.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 파라미터의 상기 하나 이상의 특성은 상기 장치 또는 추가적인 장치에 의해 측정되는,
    장치.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 필드 내 구성요소는 상기 제1 메트롤로지 데이터에 적어도 부분적으로 기반하여 결정되는,
    장치.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 제2 메트롤로지 데이터의 상기 복수의 값은 상기 기판 내에 또는 상기 기판 상에 제조된 메트롤로지 타겟들로부터 측정된,
    장치.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 제2 메트롤로지 데이터의 상기 복수의 값은 상기 기판 상의 필드 및/또는 다이(die) 사이의 스크라이브 레인(scribe lane)에서 측정된,
    장치.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1 메트롤로지 데이터와 상기 제2 메트롤로지 데이터 사이의 차이를 결정하는 단계는, 상기 필드 간 구성요소로부터 리소그래피 노광 장치의 웨이퍼 테이블의 작동 높이 ZEXP를 감산하여 상기 제1 메트롤로지 데이터를 기반으로 레벨링 정정 불가 오차의 추정치를 결정하는 단계를 포함하는,
    장치.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 제1 메트롤로지 데이터와 상기 제2 메트롤로지 데이터 사이의 차이를 결정하는 단계는, 상기 제2 메트롤로지 데이터로부터 상기 제1 메트롤로지 데이터에 기반한 상기 추정된 레벨링 정정 불가 오차를 감산하는 단계를 더 포함하는,
    장치.
  11. 제 1 항에 있어서,
    상기 파라미터는 초점 오차를 포함하는,
    장치.
  12. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1 메트롤로지 데이터와 상기 제2 메트롤로지 데이터 간의 차이를 결정하는 단계는, 상기 제1 메트롤로지 데이터의 상기 필드 간 구성요소로부터 알려진 작동 프로파일을 감산하여 상기 제1 메트롤로지 데이터의 스크라이브-레인 특정 표현을 획득하는 단계를 포함하는,
    장치.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 제1 메트롤로지 데이터와 상기 제2 메트롤로지 데이터 사이의 차이를 결정하는 단계는, 상기 제1 메트롤로지 데이터의 상기 스크라이브-레인 특정 표현과 상기 제2 메트롤로지 데이터 사이의 차이를 결정하는 단계를 더 포함하는,
    장치.
  14. 기판에 관한 파라미터의 복수의 값을 포함하는 제1 메트롤로지 데이터와 제2 메트롤로지 데이터 간의 차이를 결정하기 위한 방법으로서, 상기 기판은 디바이스 토폴로지(topology)를 포함하는 복수의 필드를 포함하고, 상기 방법은:
    상기 파라미터의 필드 내(intra-field) 구성요소를 결정하는 단계;
    상기 제1 메트롤로지 데이터로부터 상기 결정된 필드 내 구성요소를 제거하여 상기 제1 메트롤로지 데이터의 필드 간(inter-field) 구성요소를 획득하는 단계; 및
    상기 필드 간 구성요소 및 상기 제2 메트롤로지 데이터에 기반하여 상기 제1 메트롤로지 데이터와 상기 제2 메트롤로지 데이터 간의 차이를 결정하는 단계를 포함하는, 방법.
  15. 제1 메트롤로지 데이터 및 제2 메트롤로지 데이터에 기반하여 리소그래피 장치에 대한 스크라이브 레인 초점 오차 기여도의 추정치를 결정하기 위한 장치로서,
    상기 제1 메트롤로지 데이터는 기판의 필드에 걸친 복수의 높이 값을 포함하고, 상기 기판은 디바이스 토폴로지를 포함한 스크라이브 레인 및 다이(die)를 포함하는 복수의 필드를 포함하고,
    상기 제2 메트롤로지 데이터는 상기 스크라이브 레인 내에서 측정된 리소그래피 장치의 초점에 관한 파라미터의 복수의 값을 포함하며,
    상기 제1 메트롤로지 데이터의 필드 내 구성요소를 결정하는 단계;
    상기 제1 메트롤로지 데이터로부터 상기 결정된 필드 내 구성요소를 제거하여 상기 제1 메트롤로지 데이터의 필드 간 구성요소를 획득하는 단계; 및
    상기 제1 메트롤로지 데이터의 상기 필드 간 구성요소와 상기 제1 메트롤로지 데이터에 기반한 리소그래피 장치의 작동으로 인한 상기 기판의 측정되거나 예상되는 이동 간의 차이로서 제1 메트롤로지의 스크라이브 레인 초점 오차 기여도를 결정하는 단계를 포함하는 방법을 수행하기 위해 컴퓨터 프로그램 코드를 실행하도록 구성된 프로세서를 포함하는, 장치.
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