KR20220020903A - 기판 높이를 측정하기 위한 장치 및 방법 - Google Patents

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안드레이 발레리비치 로가체브스키
마틴 줄레스 마리-에밀레 데 니벨레
아르잔 기스버센
빌렘 리차드 폰게르스
빅토르 트로글릭
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에이에스엠엘 네델란즈 비.브이.
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Abstract

리소그래피 장치에서 처리하기 위한 기판의 높이를 측정하기 위한 장치가 개시된다. 장치는 제1 영역에 걸쳐 기판의 높이를 감지하기 위한 제1 센서를 포함한다. 장치는 또한 제2 영역에 걸쳐 기판의 높이를 감지하기 위한 제2 센서를 포함한다. 장치는 제1 센서로부터의 신호에 대응하는 제1 데이터를 제2 센서 풋프린트로 정규화하여 제1 정규화된 높이 데이터를 생성하고, 제2 센서로부터의 신호에 대응하는 제2 데이터를 제1 센서 풋프린트로 정규화하여 제2 정규화된 높이 데이터를 생성하도록 구성된 프로세서를 더 포함한다. 프로세서는 제1 정규화된 높이 데이터 및 제2 정규화된 높이 데이터 간의 차이에 기반하여 기판의 측정된 높이에 대한 보정을 결정하도록 구성된다.

Description

기판 높이를 측정하기 위한 장치 및 방법
본 출원은 2019년 7월 11일에 출원된 EP 출원 19185894.3의 우선권을 주장하며, 그 전문은 본 명세서에 참조로서 포함된다.
본 발명은 기판의 높이를 측정하기 위한 장치 및 관련 방법 및 컴퓨터 장치에 관한 것이다. 기판은 리소그래피 장치 또는 3차원 물체를 형성하기 위한 성형 장치에서 처리하기 위한 기판일 수 있다.
리소그래피 장치는 기판 상에 원하는 패턴을 적용하도록 구성된 기계이다. 리소그래피 장치는 예를 들어 집적 회로(IC)의 제조에 사용될 수 있다. 리소그래피 장치는, 예를 들어, 패터닝 디바이스(예를 들어, 마스크)에서 패턴을 기판 상에 제공된 방사선 감응성 재료(포토레지스트) 층 상으로 투영할 수 있다.
기판 상에 패턴을 투영하기 위해 리소그래피 장치는 전자기 방사선을 사용할 수 있다. 이 방사선의 파장은 기판에 형성될 수 있는 피처의 최소 크기를 결정한다. 광학 방사선을 사용하는 리소그래피 장치는 기판에 작은 피처를 형성하는 데 사용될 수 있다. 이러한 작은 피처의 경우 제품의 기능과 수율을 보장하기 위해 포토리소그래피 초점 심도(depth-of-focus)를 정확하게 제어하는 것이 중요하다.
리소그래피 장치는 기판의 상부 표면의 높이를 감지하기 위해 광학 센서와 같은 하나 이상의 센서를 사용할 수 있다. 이러한 센서는 포토리소그래피 초점 심도가 정확하게 제어될 수 있도록 기판의 토포그래피(topography)를 매핑하는 데 사용될 수 있다. 즉, 기판의 상부 표면의 높이의 측정은 원하는 초점에서 기판을 노광시키도록 리소그래피 장치를 제어하는데 사용될 수 있다.
부정확한 기판 높이 측정은 광학 측정 오류를 초래할 수 있으며, 잠재적으로 초점이 맞지 않는 노광을 초래할 수 있다.
기판의 상부 표면의 유효 높이의 보다 정확한 측정을 제공하기 위해, 광학적 부정확성에 민감하지 않은 압력 센서와 같은 다른 유형의 센서가 대안적으로 또는 추가적으로 사용될 수 있다. 이러한 대체 센서는 잠재적으로 더 높은 수준의 정확도를 제공하지만, 예를 들어 낮은 측정 속도와 같은 다른 역효과 또는 제한을 겪을 수 있다.
또한, 상이한 센서 유형은 상이한 측정 특성을 나타낼 수 있고, 이는 복수의 센서에서 수신된 신호로부터 유도된 데이터를 해석할 때 문제 및 오류를 유발할 수 있다.
본 발명의 적어도 일 양태의 적어도 일 실시예의 목적은 전술한 문제들 중 하나 이상을 제거하거나 적어도 완화하는 것이다.
본 발명의 일 양태에 따르면, 기판의 높이를 측정하기 위한 장치가 제공되며, 장치는: 제1 영역에 걸쳐 기판의 높이를 감지하도록 구성된 제1 센서(제1 센서는 제1 센서 풋프린트를 포함함); 제2 영역에 걸쳐 기판의 높이를 감지하도록 구성된 제2 센서(제2 센서는 제2 센서 풋프린트를 포함함); 및 프로세서를 포함하고, 프로세서는: 제1 센서로부터의 제1 신호에 대응하는 제1 데이터를 제2 센서 풋프린트로 정규화하여 제1 정규화된 높이 데이터를 생성하고, 제1 신호는 측정된 제1 높이에 대응하며; 제1 센서 풋프린트로 제2 센서로부터의 제2 신호에 대응하는 제2 데이터를 정규화하여 제2 정규화된 높이 데이터를 생성하고, 제2 신호는 측정된 제2 높이에 대응하도록 구성된다.
이는 상이한 센서 및/또는 센서 유형의 풋프린트 간의 차이에 의한 기판 높이 측정에 대한 영향이 효과적으로 최소화될 수 있다는 이점을 가질 수 있다.
프로세서는 제1 데이터와 제2 센서 풋프린트의 컨볼루션(convolution)에 의해 제1 데이터를 정규화하여 제1 정규화된 높이 데이터를 생성하고, 제2 데이터와 제1 센서 풋프린트의 컨볼루션에 의해 제2 데이터를 정규화하여 제2 정규화된 높이 데이터를 생성한다.
또한, 프로세서는 제1 정규화된 높이 데이터와 제2 정규화된 높이 데이터 간의 차이에 기반하여 기판의 측정된 높이에 대한 보정을 결정하도록 구성된다.
프로세서는 결정된 보정 및 측정된 제1 높이, 측정된 제2 높이, 제1 정규화된 높이 데이터, 및 제2 정규화된 높이 데이터 중 적어도 하나로부터 기판의 적어도 일부의 토포그래피를 결정하도록 구성된다.
제1 영역 및 제2 영역은 적어도 중첩될 수 있으며, 이는 두 영역의 측정치를 연관시키는 데 유리할 수 있다.
제1 센서 풋프린트 및 제2 센서 풋프린트의 크기는 상이할 수 있다.
제1 센서 풋프린트 및 제2 센서 풋프린트의 프로파일은 상이할 수 있다.
이는 본 발명이 상이한 센서 유형을 포함하는 장치에 적용 가능하다는 이점을 가질 수 있으며, 여기서 각각의 센서 유형은 높이를 상이하게 감지할 수 있으며, 예를 들어, 각각의 센서는 상이한 시야 및/또는 측정 해상도를 포함할 수 있다.
제1 센서 및 제2 센서 중 적어도 하나는 압력 센서 및/또는 공기 게이지를 포함할 수 있다.
제1 센서 및 제2 센서 중 적어도 하나는 광학 센서, 예를 들어, 광학 레벨 센서 또는 높이 센서를 포함할 수 있다.
이는 본 발명이 기판, 예를 들어, 반도체 웨이퍼의 높이를 측정하기 위한 리소그래피 장치에서 사용하기에 특히 적합하다는 이점을 가질 수 있다.
프로세서는 기판의 적어도 일부의 결정된 높이로부터 기판의 토포그래피를 결정하도록 적응될 수 있다.
제1 센서로부터의 신호는 제1 센서 풋프린트에 의해 정의된 해상도에서 감지된 기판의 높이에 대응할 수 있다.
제2 센서로부터의 신호는 제2 센서 풋프린트에 의해 정의된 해상도에서 감지된 기판의 높이에 대응할 수 있다.
유리하게는, 본 발명은 제1 센서 및 제2 센서가 상이한 해상도로 기판의 높이를 측정할 수 있는 장치에 적용 가능하다.
장치는 제1 및 제2 시스템을 포함할 수 있다. 제1 센서는 제1 시스템의 구성요소일 수 있다. 제2 센서는 제2 시스템의 구성요소일 수 있다. 제1 및 제2 시스템은 물리적으로 분리될 수 있다.
이는 본 발명이 상대적으로 낮은 감지율을 가질 수 있는 공기 게이지 센서와 같은 제1 센서가 상대적으로 높은 감지율을 가질 수 있는 광학 레벨 센서와 같은 제2 센서와 별도로 사용될 수 있는 장치에 적용할 수 있다는 이점을 가질 수 있다. 이러한 예에서, 공기 게이지 센서는 광학 레벨 센서와 별도로 위치되어 사용될 수 있다. 즉, 기판의 높이를 측정할 때 레벨 센서보다 상당히 느릴 수 있는 공기 게이지 센서는, 생산 처리량에 대한 잠재적인 영향으로 인해 리소그래피 장치의 집적에 적합하지 않을 수 있다. 대신에, 공기 게이지 센서는 "오프라인" 상황에서, 예를 들어 대량 생산 프로세스 외부 및/또는 리소그래피 장치 외부에서 기판의 적어도 일부의 높이를 측정하는 데 사용될 수 있다.
본 발명의 제2 양태에 따르면, 제1 양태에 따른 장치를 포함하는 리소그래피 장치가 제공된다.
리소그래피 장치는 조정 수단을 포함할 수 있다. 조정 수단은 기판의 적어도 일부의 결정된 높이에 기반하여 기판 상의 방사선 빔의 포토리소그래피 초점 심도를 조정할 수 있다.
방사선 빔의 포토리소그래피 초점 심도는 DUV 또는 EUV 방사선 빔의 포토리소그래피 초점 심도일 수 있다.
본 발명의 제3 양태에 따르면, 기판의 적어도 일부의 높이를 측정하는 방법이 제공되며, 방법은 제1 신호를 생성하기 위해 제1 센서 풋프린트를 가지는 제1 센서를 사용하여 제1 부분 위의 기판의 높이를 감지하는 단계; 제2 신호를 생성하기 위해 제2 센서 풋프린트를 가지는 제2 센서를 사용하여 제2 부분 위의 기판의 높이를 감지하는 단계; 제1 신호에 대응하는 제1 데이터를 제2 센서 풋프린트로 정규화하여 제1 정규화된 높이 데이터를 생성하는 단계; 제2 신호에 대응하는 제2 데이터를 제1 센서 풋프린트로 정규화하여 제2 정규화된 높이 데이터를 생성하는 단계; 및 제1 정규화된 높이 데이터 및 제2 정규화된 높이 데이터 사이의 차이에 기반하여 기판의 측정된 높이에 대한 보정을 결정하는 단계를 포함한다.
제1 데이터를 정규화하는 단계는 제1 데이터와 제2 센서 풋프린트의 컨볼루션을 수행하여 제1 정규화된 높이 데이터를 생성하는 단계를 포함하고, 제2 데이터를 정규화하는 단계는 제2 데이터와 제1 센서 풋프린트의 컨볼루션으로 제2 정규화된 높이 데이터를 생성하는 단계를 포함한다.
기판의 적어도 일부의 높이는 리소그래피 장치 외부에서 측정될 수 있다. 예를 들어, 기판의 적어도 일부는 계측 장치에서 측정된다. 계측 장치를 사용한 측정에 의해 획득된 정보는 예를 들어 리소그래피 노광 장치의 다음 프로세싱 단계에서 기판의 추가 프로세싱을 위해 사용될 수 있다.
기판의 선택적 측정(또는 선택된 영역 또는 부분의 측정)은 계측 장치에서 수행될 수 있다. 즉, 기판의 주요 부분은 제1 센서에 의해 측정될 수 있으며, 이는 제2 센서에 비해 더 높은 측정 해상도, 품질 또는 성능을 가질 수 있다. 이러한 선택된 영역은 제2 센서에서 측정한 영역과 다를 수 있다. 제1 센서에 의해 선택적으로 측정된 면적은 제2 센서에 의해 측정된 면적과 적어도 부분적으로 중첩될 수 있다.
본 발명의 제4 양태에 따르면, 기판의 적어도 일부의 높이를 결정하기 위한 컴퓨터 장치가 제공되며, 장치는: 프로세서 판독 가능 명령어를 저장하는 메모리; 및 메모리에 저장된 명령어를 읽고 실행하도록 구성된 프로세서를 포함하고, 프로세서 판독 가능 명령어는, 컴퓨터 장치로 하여금; 제1 센서로부터의 제1 신호(제1 신호는 제1 영역 위의 기판의 감지된 높이에 대응함)에 대응하는 제1 데이터를 제2 센서 풋프린트로 정규화하여 제1 정규화 높이 데이터를 생성하고, 제2 센서로부터의 제2 신호(제2 신호는 제2 영역 위의 기판의 감지된 높이에 대응함)에 대응하는 제2 데이터를 제1 센서 풋프린트로 정규화하여 제2 정규화 높이 데이터를 생성하고, 제1 정규화 높이 데이터와 제2 정규화 높이 데이터 사이의 차이에 기반하여 기판의 측정된 높이에 대한 보정을 결정하게끔 제어하도록 구성되는 명령어들을 포함한다.
프로세서 판독 가능 명령어는 제1 정규화 결과를 생성하기 위해 제1 데이터와 제2 센서 풋프린트의 컨볼루션에 의해 제1 데이터를 정규화하게끔 컴퓨터를 제어하도록 구성된 명령어를 포함할 수 있다.
프로세서 판독 가능 명령어는 제2 정규화된 높이 데이터를 생성하기 위해 제1 센서 풋프린트와 제2 데이터의 컨볼루션에 의해 제2 데이터를 정규화하게끔 컴퓨터를 제어하도록 구성된 명령어를 포함할 수 있다.
프로세서 판독 가능 명령어는 컴퓨터로 하여금 기판의 적어도 일부의 측정된 높이까지 결정된 보정에 기반하여 기판 상의 방사선 빔의 포토리소그래피 초점 심도를 조정하기 위해 조정 수단을 작동시키게끔 제어하도록 구성된 명령어를 포함할 수 있다.
이제 본 발명의 실시예가 첨부된 개략도를 참조하여 단지 예로서 설명될 것이며, 여기서:
- 도 1은 리소그래피 장치를 포함하고 본 발명을 구현하는 리소그래피 시스템을 개략적으로 도시한다.
- 도 2는 본 발명의 일 양태에 따른 풋프린트 정규화 방법을 도시한다.
- 도 3은 기판과 기판의 높이를 측정하기 위한 2개의 센서를 도시한다.
- 도 4a는 공기 게이지 센서의 센서 풋프린트의 예를 도시한다.
- 도 4b는 광학 센서의 센서 풋프린트의 예를 도시한다.
- 도 5는 본 발명의 실시예에 따른 장치를 도시한다.
- 도 6은 기판 높이의 측정 결과와 도 2에 도시된 방법에 따른 측정의 후속 처리를 도시한다.
도 1은 리소그래피 장치(LA)를 포함하는 리소그래피 시스템에서 구현된 본 발명의 예를 도시한다. 리소그래피 시스템은 방사선 빔(B)을 생성하도록 구성된 방사선 소스(SO)를 포함할 수 있다. 방사선 소스(SO)는 극자외선(EUV) 방사선 빔, 자외선(UV) 방사선 빔, 또는 심자외선(DUV) 방사선 빔을 생성하도록 구성될 수 있다. 리소그래피 장치(LA)는 조명 시스템(IL), 투영 시스템(PS) 및 기판(W), 예를 들어 반도체 웨이퍼를 지지하도록 구성된 기판 테이블(WT)을 포함한다.
조명 시스템(IL)은 방사선 빔(B)이 패터닝 디바이스(도시되지 않음)에 입사하기 전에 방사선 빔(B)을 조절하도록 구성된다. 조명 시스템(IL)은 다양하고 상이한 광학 요소, 예를 들어 렌즈 및/또는 거울을 포함할 수 있다.
컨디셔닝된 후, 방사선 빔(B)은 패터닝 디바이스와 상호작용할 수 있다. 이 상호작용의 결과로 패터닝된 방사선 빔(B')이 생성된다. 투영 시스템(PS)은 기판(W) 상으로 패터닝된 방사선 빔(B')을 투영하도록 구성된다. 이를 위해, 투영 시스템(PS)은 패터닝된 방사선 빔(B')을 투영하도록 구성된 복수의 광학 요소, 예를 들어 렌즈 및/또는 거울을 포함할 수 있다. 기판 테이블(WT)에 의해 지지되는 기판(W) 상으로 방사선 빔(B')이 조사된다. 투영 시스템(PS)은 패터닝된 방사선 빔(B')에 감소 계수(reduction factor)를 적용할 수 있고, 따라서 패터닝 디바이스 상의 대응하는 피처보다 더 작은 피처를 갖는 이미지를 형성할 수 있다. 예를 들어, 4 또는 8의 감소 계수가 적용될 수 있다.
기판(W)은 미리 형성된 패턴을 포함할 수 있다. 이 경우, 리소그래피 장치(LA)는 패터닝된 방사선 빔(B')에 의해 형성된 이미지를 기판(W) 상에 미리 형성된 패턴과 정렬시킨다.
리소그래피 장치는 기판(W)의 높이 또는 토폴로지를 측정하기 위한 측정 장치를 포함할 수 있다. 측정 장치는 제1 센서(20)를 포함할 수 있다. 제1 센서(20)는 기판(W)의 높이를 측정하도록 배열된다. 제2 센서(30)는 또한 기판(W)의 높이를 측정하도록 배열된다. 제1 센서(20) 및 제2 센서(30)는 프로세서(25)에 통신 가능하게 결합될 수 있다. 제1 센서(20)는 제1 신호 또는 제1 신호에 대응하는 제1 데이터를 프로세서(25)로 전송하도록 구성된다. 제1 신호는 제1 센서(20)에 의해 감지된 바와 같이 기판(W)의 높이와 관련될 수 있다. 유사하게, 제2 센서(30)는 제2 신호 또는 제2 신호에 대응하는 제2 데이터를 프로세서(25)로 전송하도록 구성된다. 제2 신호는 제2 센서(30)에 의해 감지된 바와 같이 기판(W)의 높이와 관련될 수 있다.
제1 센서(20)는 제1 영역 위에서 기판(W)의 높이를 감지하도록 구성된다. 제 1 영역은 제1 센서(20)에 의해 감지된 영역, 예를 들어, 제1 센서(20)의 센서 풋프린트에 대응한다. 제1 센서(20) 또는 제1 센서(20)로부터의 신호는 기판(W)의 영역, 예를 들어 상부 표면 영역의 적어도 일부에 걸쳐 기판(W)의 높이에 대응하는 데이터를 제공하거나 생성하는 데 사용될 수 있다. 이와 같이, 제1 센서(20)는 제1 데이터를 제공하거나 생성하기 위해 사용될 수 있거나 제공될 수 있다. 제1 데이터는 기판(W)의 높이 맵에 대응할 수 있다. 기판(W)의 높이 맵은 기판(W)의 영역, 예를 들어, 상부 표면 영역의 토포그래피에 대응할 수 있다.
유사하게, 제2 센서(30)는 제2 영역 위의 기판(W)의 높이를 감지하도록 구성된다. 제2 영역은 센서(30)에 의해 감지된 영역, 예를 들어, 센서(30)의 센서 풋프린트에 대응한다. 제2 센서(30) 또는 제2 센서(30)로부터의 신호는 기판(W)의 영역, 예를 들어 상부 표면 영역의 적어도 일부에 걸쳐 기판(W)의 높이에 대응하는 데이터를 제공하거나 생성하는 데 사용될 수 있다. 이와 같이, 제2 센서(30)는 제2 데이터를 제공하거나 생성하기 위해 사용될 수 있거나 제공될 수 있다. 제2 데이터는 기판(W)의 높이 맵에 대응할 수 있다. 기판(W)의 높이 맵은 기판(W)의 영역, 예를 들어, 상부 표면 영역의 토포그래피에 대응할 수 있다.
원격 감지 장치, 예를 들어 광학 레벨 센서 또는 공기 게이지의 경우, 장치(또는 센서)와 타겟(예: 기판) 사이의 거리는 생성된 측정 품질에 중요한 역할을 한다. 즉, FOV(시야), 즉 원격 센서의 원뿔(angular cone) 시야각과 FOV(시야)의 공간 해상도가 측정 결과의 품질을 결정한다. 일반적으로 센서의 측정 풋프린트 또는 센서 풋프린트는 측정 해상도뿐만 아니라 시야각의 영향을 받으며 단일 순간 또는 인스턴스에서 감지된 영역으로 정의될 수 있다.
제1 센서, 예를 들어 제1 센서(20)는 제1 시야 및 제1 측정 해상도를 갖도록 구성될 수 있으며, 이에 따라 제1 센서 풋프린트를 가질 수 있다. 제2 센서, 예를 들어 제2 센서(30)는 제2 시야 및 제2 측정 해상도를 갖도록 구성될 수 있고, 이에 따라 제2 센서 풋프린트를 가질 수 있다. 다른 시야 및/또는 다른 해상도를 갖는 제1 및 제2 센서는 다른 센서 풋프린트를 가질 수 있다. 예를 들어 두 센서를 모두 사용하여 동일한 측정을 수행하는 경우 측정 결과가 다를 수 있다.
프로세서(25)는 제1 센서(20)로부터 제1 데이터를 수신하고 제2 센서(30)로부터 제2 데이터를 수신하도록 구성될 수 있다. 본 발명에 따른 실시예에서, 프로세서(25)는 제1 데이터를 제2 영역, 예를 들어, 제2 센서(30)의 풋프린트로 정규화하여 측정된 기판 토폴로지의 제1 정규화된 높이 측정 데이터를 생성하도록 구성된다. 또한, 프로세서(25)는 제1 영역, 예를 들어, 제1 센서(20)의 풋프린트로 제2 데이터를 정규화하여 측정된 기판 토폴로지의 제2 정규화된 높이 측정 데이터를 생성하도록 구성된다. 프로세서(25)는 제1 및 제2 정규화된 높이 측정 데이터 사이의 차이에 기반하여 기판(W)의 측정된 높이에 대한 보정을 결정하도록 구성될 수 있다.
도 1은 리소그래피 시스템으로 구현된 본 발명의 예를 나타내지만, 본 발명은 다른 장치 또는 시스템으로 구현될 수 있음을 이해할 것이다. 예를 들어, 제1 센서는 제1 시스템 또는 장치에 배치되거나 그 구성요소일 수 있고, 제2 센서는 제2 시스템 또는 장치에 배치되거나 제2 시스템 또는 장치의 구성요소일 수 있다. 예를 들어, 하나 또는 두 개의 센서는 계측 도구 또는 장치, 리소그래피 장치 또는 시스템, 또는 타겟 표면 상에 3차원 물체를 형성하기 위한 성형 장치로 구현될 수 있다.
예시적인 일 실시예에서, 제1 센서는 계측 도구 내에 배치되고 제2 센서는 리소그래피 장치 내에 배치된다. 이와 같이, 기판의 높이는 기판이 리소그래피 장치 내에 배치되기 전 또는 후에 제1 센서에 의해 측정될 수 있는 반면, 기판의 높이는 기판이 리소그래피 장치 내에 배치되는 동안 제2 센서에 의해 측정된다.
본 발명의 추가적인 실시예에서, 제1 및 제2 센서는 상이한 유형의 센서일 수 있다. 예를 들어, 제1 및/또는 제2 센서는 용량성(capacitive) 센서, 광학 센서, 압력 센서, 공기 게이지 센서, 또는 음향 기반 센서, 예를 들어 주사 음향 현미경(scanning acoustic microscope)일 수 있다.
추가적인 실시예에서, 제1 센서의 풋프린트는 제2 센서의 풋프린트와 동일하거나 실질적으로 동일하다. 제1 및 제2 센서는 동일한 유형의 센서일 수 있고, 예를 들어, 제1 및 제2 센서 모두는 공기 게이지 센서일 수 있거나, 제1 및 제2 센서 모두는 광학 센서일 수 있다.
추가적인 실시예에서, 제1 센서의 풋프린트는 제2 센서의 풋프린트와 상이하다. 제1 및 제2 센서는 상이한 유형의 센서일 수 있으며, 예를 들어, 제1 센서는 광학 센서일 수 있고 제2 센서는 공기 게이지 센서일 수 있다.
기판의 영역, 예를 들어 상부 표면 영역에 걸친 기판 높이의 측정은 측정된 기판 높이와 높이를 측정하는 데 사용되는 센서의 풋프린트의 컨볼루션으로 설명될 수 있다. '풋프린트'라는 용어는 센서가 감지하는 영역을 설명하기 위해 전체적으로 사용된다. 예를 들어, 일반적으로 센서 A라고 하는 제1 센서로부터의 높이 측정은 측정된 기판 높이와 센서의 풋프린트의 컨볼루션으로 설명될 수 있다. 이는 다음과 같이 나타낼 수 있으며:
SENSOR_AMEAS=TOPO * FPSENSOR _A
여기서 SENSOR_AMEAS는 센서 A를 사용하는 기판 영역에 대한 기판 높이의 측정 신호이고, TOPO는 기판의 높이 또는 지형이며, FPSENSOR _A는 센서 A의 센서 풋프린트이다.
유사하게, 일반적으로 센서 B라고 하는 제2 센서로부터 기판의 영역, 예를 들어 상부 표면 영역에 걸친 기판 높이의 측정은 측정된 기판 높이와 센서 B의 센서 풋프린트의 컨볼루션으로 설명될 수 있다. 이는 다음과 같이 표시된다:
SENSOR_BMEAS = TOPO * FPSENSOR _B
여기서 SENSOR_BMEAS는 센서 B를 사용하여 기판 영역에 대한 기판 높이의 측정값이고, TOPO는 기판의 높이 또는 지형이며, FPSENSOR _B는 센서 B의 센서 풋프린트이다.
센서 A를 사용하여 측정된 기판의 면적에 대한 기판의 측정된 높이와 센서 B를 사용하여 측정된 기판의 면적에 대한 기판의 측정된 높이 사이에 차이가 존재할 수 있다. 예시적인 실시예에서, 이러한 차이는 다른 유형의 센서가 사용되었기 때문에 존재할 수 있다. 다른 예시적인 실시예에서, 센서 A 및 센서 B는 동일한 유형의 센서일 수 있고, 측정된 높이의 차이는 예를 들어 교정 오류, 해상도, 시야 및/또는 센서 드리프트(drift)로 인한 것일 수 있다.
일반적으로 DIFF라고 하는 차이는 다음과 같이 나타낼 수 있다:
DIFF= SENSOR_AMEAS-SENSOR_BMEAS = (TOPO * FPSENSOR _A)-(TOPO * FPSENSOR _B)
이와 같이, 차이(DIFF)는 센서 A의 센서 풋프린트와 센서 B의 센서 풋프린트 사이의 차이에 의해 직접적인 영향을 받는다는 것을 알 수 있다.
SENSOR_AMEAS는 예를 들어 기판 영역의 일부 또는 실질적으로 전체 기판과 같은 기판 영역의 높이 또는 지형에 대응한다. SENSOR_BMEAS는 SENSOR_AMEAS로 측정된 기판의 동일하거나 실질적으로 동일한 면적의 측정에 대응할 수 있다. 즉, 센서 A와 센서 B가 서로 다른 센서 풋프린트를 가질 수 있지만, 기판의 높이 또는 지형은 센서 A와 센서 B에 의해, 즉 센서에 의해 일련의 또는 순차적인 측정을 수행함으로써 기판의 상부 표면의 적어도 일부의 높이 맵을 생성하여 기판의 실질적으로 동일한 영역에 걸쳐 측정될 수 있다.
본 발명의 예시적인 실시예에서, 센서 A에 의한 기판의 높이의 측정은 센서 B에 의한 기판의 높이의 측정으로부터 동시에 또는 순차적으로 수행될 수 있다. 본 발명의 다른 예시적인 실시예에서, 센서 A에 의한 기판 높이 측정은 센서 B에 의한 기판 높이 측정과 다른 시간에 수행될 수 있다. 예를 들어, 센서 A에 의한 기판 높이 측정은 첫 번째로 수행될 수 있다. 계측 도구를 사용하는 시간 및 센서 B에 의한 기판 높이의 측정은 리소그래피 장치에서 첫 번째 이전 또는 이후에, 두 번째로 수행될 수 있다.
예를 들어, 본 발명의 실시예에서, 센서 A 및 센서 B는 예를 들어 리소그래피 장치와 같은 동일한 장치의 구성요소일 수 있다. 본 발명의 범위에 속하는 다른 실시예에서, 센서 A는 제1 시스템 또는 장치의 구성요소일 수 있고 센서 B는 제2 시스템 및 장치의 구성요소일 수 있다. 제1 및 제2 시스템은 물리적으로 분리될 수 있다. 예를 들어, 센서 A는 리소그래피 장치의 구성요소일 수 있고 센서 B는 계측 도구의 구성요소일 수 있다.
센서 A와 센서 B의 센서 풋프린트 사이의 차이로 인해 측정된 기판 높이에 대한 영향을 효과적으로 제거하기 위해, 센서 A로부터의 신호에 대응하는 제1 데이터는 센서 B의 (일반적으로) 2차원 풋프린트가 있는 데이터와의 컨볼루션에 의해 정규화될 수 있다. 따라서, 센서 B의 2차원 풋프린트와 제1 데이터의 컨볼루션에 의해 센서 A의 신호에 해당하는 제1 데이터를 정규화하는 것은 다음과 같이 나타낼 수 있다:
SENSOR_Ameas _ FPfree =TOPO * FPSENSOR _A * FPSENSOR _B,
여기서 SENSOR_Ameas _ FPfree는 센서 풋프린트 차이의 영향이 없는 센서 A 센서 측정값이고, TOPO는 기판의 지형 또는 높이, FPSENSOR _A는 센서 A의 센서 풋프린트, FPSENSOR_B는 센서 B의 센서 풋프린트이다.
유사하게, 센서 B로부터의 신호에 대응하는 제2 데이터는 센서 A의 2차원 풋프린트를 갖는 제2 데이터의 컨볼루션에 의해 정규화될 수 있다. 이는 다음과 같이 표현될 수 있다:
SENSOR_Bmeas _ FPfree =TOPO * FPSENSOR _B * FPSENSOR _A
여기서 SENSOR_Bmeas _ FPfree는 센서 풋프린트의 차이의 영향이 없는 센서 B 측정이고, TOPO는 기판의 지형, FPSENSOR _A는 센서 A의 센서 풋프린트, FPSENSOR _B는 센서 B의 센서 풋프린트이다.
따라서, 정규화된 센서 A 데이터와 센서 B 데이터 사이의 차이는 센서 A와 센서 B의 풋프린트 사이의 차이에 의해 직접적인 영향을 받지 않는다. 이는 다음과 같이 표현될 수 있다:
DIFFFPfree = SENSOR_Ameas _ FPfree - SENSOR_Bmeas _ FPfree
= TOPO * FPSENSOR _A * FPSENSOR _B - TOPO * FPSENSOR _ B * FPSENSOR _A
여기서 DIFFFPfree는 기판의 측정된 높이를 나타내는 데이터이며, 센서 A와 센서 B의 센서 풋프린트 사이의 차이에 의해 도입되는 측정 차이를 최소화한다.
본 발명은 이제 제1 데이터 및 제2 데이터의 정규화가 컨볼루션의 수학적 연산에 의한 것인, 본 발명의 특정 실시예를 도시하는 도 2를 참조하여 더 설명된다.
도 2는 기판의 토포그래피의 일부를 예시하는 그래프(205)를 도시한다. 'z축'은 높이를 나타내며 세로축으로 간주할 수 있다. 'y-축'은 기판의 평면을 가로지르는 방향, 즉 수직축에 수직인 수평 방향을 나타낸다. 이와 같이, 단지 예시의 목적으로, 그래프(205)는 하향 계단 함수가 뒤따르는 상향 계단 함수를 포함하는 토포그래피 특징을 도시한다.
그래프(210)는 센서 A의 2차원 풋프린트를 도시한다. 그래프(215)는 센서 B의 2차원 풋프린트를 도시한다. 그래프(210, 215)의 x축은 y축 및 z축에 수직인 기판의 평면을 가로지르는 방향, 즉 수직축에 수직인 수평 방향에 해당한다. 그래프(210 및 215)를 비교함으로써 알 수 있는 바와 같이, 센서 A 및 센서 B의 센서 풋프린트는 상이하다. 즉, 센서 A의 센서 풋프린트와 센서 B의 센서 풋프린트의 크기와 프로파일이 다르다. 이 예에서, 센서 A의 센서 풋프린트는 실질적으로 정사각형 모양이다. 이 예에서, 센서 B는 센서 A의 풋프린트보다 훨씬 더 큰 면적을 가진 실질적으로 원형인 풋프린트를 가지고 있다.
당업자는 그래프(210, 215)에 도시된 센서 풋프린트가 단지 예시를 위한 것이며, 상이한 영역 및/또는 형상 및/또는 프로파일을 갖는 것과 같은 다른 풋프린트를 갖는 센서가 또한 본 발명의 범위에 속한다는 것을 이해할 것이다.
그래프(220)는 그래프(205)에 도시된 토포그래피를 감지 또는 측정하는 것에 대한 센서 A의 응답을 도시한다. 그래프(225)는 그래프(205)에 도시된 토포그래피를 감지 또는 측정하는 것에 대한 센서 B의 응답을 도시한다. 두 센서에도 불구하고, 동일한 토포그래피를 측정하는 경우 그래프(220 및 225)에 표시된 센서 응답은 상이하다. 이 차이는 적어도 부분적으로 센서 A와 센서 B의 풋프린트 사이의 차이에 기인할 수 있다.
센서 A와 센서 B의 센서 풋프린트 사이의 차이로 인해 발생할 수 있는 기판 높이 측정에 대한 영향을 효과적으로 제거하기 위해, 그래프(220)에 도시된 바와 같은 센서 A의 센서 응답은 그래프(230)에 도시된 바와 같이 센서 B의 센서 풋프린트와 얽히게 된다. 유사하게, 그래프(225)에 도시된 바와 같은 센서 B의 센서 응답은 그래프(235)에 도시된 바와 같이 센서 A의 센서 풋프린트와 얽히게 된다.
결과적으로, 그래프(240)는 센서 B의 센서 풋프린트로 정규화된 센서 A의 센서 응답을 보여준다. 유사하게, 그래프(245)는 센서 A의 센서 풋프린트로 정규화된 센서 B의 센서 응답을 보여준다. 특히, 정규화된 센서 응답들은 훨씬 더 유사하며, 즉, 정규화된 센서 응답들 간의 차이는 정규화 전의 센서 응답들 간의 차이보다 작다. 즉, 그래프(240) 및 그래프(245)의 정규화된 데이터 간의 차이는 그래프(220) 및 그래프(225)의 데이터 간의 차이보다 작다.
본 발명은 이후 추가적인 실시예와 관련하여 설명된다. 특히, 본 발명은 이제 기판의 높이, 즉 기판의 상부 표면의 높이를 측정하기 위한 실시예와 관련하여 설명되고, 여기서 센서 A 및 센서 B에 의한 높이의 측정은 기판의 처리 및 기판의 상부 층의 재료 조성에 따라 달라질 수 있다. 이러한 프로세스 종속성은 스택 간섭 효과에 의해 발생할 수 있으며, 이 분야에서는 HPD(Height Process Dependency)로 알려져 있다. HPD는 사용된 센서의 구성 또는 프로세스 감도로 인해 측정된 기판 높이와 실제 기판 높이 사이의 편차로 나타날 수 있다. 따라서, 센서 A를 이용하여 측정된 기판의 높이와 센서 B를 이용하여 측정된 기판의 높이 사이의 차이는 적어도 부분적으로 HPD를 대표할 수 있다.
도 3은 상이한 유형의 센서를 사용하여 수행된 기판(300)의 높이 측정의 표현을 도시한다. 도 3은 기판 높이를 동시에 측정하는 두 가지 유형의 센서를 도시하지만, 이는 단지 설명을 위한 목적이다. 당업자는 다른 바람직한 실시예에서, 상이한 센서에 의한 기판 높이의 측정이 상이한 및/또는 별개의 시스템 또는 장치를 사용하여 상이한 시간에 수행될 수 있음을 이해할 것이다.
2개 이상의 센서가 측정을 위해 사용될 수 있음을 당업자는 이해할 것이다. 본 발명은 2개의 센서로 제한되지 않는다.
'기판'이라는 용어는 반도체 기판과 관련될 수 있다는 것이 당업자에 의해 이해될 것이다. 또한, '기판'이라는 용어는 리소그래피 공정의 임의의 단계에 있을 수 있는 반도체 웨이퍼와 같은 기판을 광범위하게 포함하는 일반적인 의미로 사용된다. 예를 들어, 기판은 하나 이상의 층을 포함하는 반도체 기판, 예를 들어 실리콘 기판을 지칭할 수 있다. 하나 이상의 층은 예를 들어 다양한 레벨의 도핑(doping)의 이산화규소 층을 포함할 수 있다. 하나 이상의 층은 예를 들어 구리 층과 같은 금속 층을 포함할 수 있다. 하나 이상의 층은 예를 들어 감광성(photosensitive) 물질, 예를 들어 포지티브 또는 네거티브 감광성 물질의 층을 포함할 수 있다. 따라서 '기판'이라는 용어는 반도체 제조 공정의 모든 단계에서 반도체 웨이퍼를 포함하는 것으로 이해될 것이다.
기판의 높이는 디바이스, 장치 또는 시스템의 또 다른 피처 또는 구성요소에 대한 높이일 수 있다는 것을 이해할 것이다. 예를 들어, 일 실시예에서 기판의 높이는 리소그래피 장치, 또는 리소그래피 장치의 임의의 피처에 대한 높이일 수 있다. 예를 들어, 높이는 웨이퍼 테이블(WT)에 대한 높이일 수 있다. 높이는 제1 센서 및/또는 제2 센서에 대한 높이일 수 있다. 높이는 수직 높이일 수 있다.
다른 예시적인 실시예에서, 기판의 높이는 계측 도구, 시스템 또는 장치, 또는 이들의 구성요소에 대한 높이일 수 있다.
또한, 당업자는 높이가 기판의 상부 표면의 높이일 수 있다는 것을 이해할 것이다. 높이는 기판의 상부 표면의 높이 또는 높이의 근사치일 수 있다. 상부 표면은 정확히 상부 표면일 수 있거나, 아래에서 더 상세히 설명되는 바와 같이 사실상 기판 내의 높이일 수 있는 제1 및/또는 제2 센서에 의해 측정된 상부 표면일 수 있다.
도 3에 도시된 예에서, 기판(300)은 실리콘 이산화물 층(310)을 포함하는 실리콘 기판(305)을 포함한다. 이와 같이, 도시된 기판(300)은 처리된 반도체 웨이퍼의 일반적인 예를 나타낸다.
기판 내부에는 증착된 층(315), 예를 들어 BARC(Bottom Anti-Reflection Coating)가 배치되어 있으며, 그 위에 상부 층(320), 예를 들어 포토레지스트 층이 증착되어 있고, 이는 포토리소그래피 공정에서 일반적으로 사용된다. 도시된 예에서, 증착된 층(315)의 상부 표면은 실질적으로 비평면 프로파일을 갖는다. 즉, 증착된 층(315)은 비평면 형상을 갖는다. 대조적으로, 회전되거나 증착된 층(315) 상에 증착될 수 있는 상부 층(320)의 상부 표면은 증착된 층(315)에 비해 실질적으로 평평한 상부 표면을 갖는다. 즉, 상부 층(320)의 상부 표면이 완전히 평평하지 않고, 예를 들어 여전히 하부 스택의 토포그래피에 의해 적어도 부분적으로 정의된 지형을 가질 수 있지만, 상부 층(320)의 상부 표면은 증착된 층(315)의 상부 표면보다 실질적으로 더 평평하거나 평면일 수 있다. 다른 예에서, 상부 층(320)의 상부 표면의 토포그래피는 하부 기판(305)의 굽힘(warpage)에 의해 적어도 부분적으로 정의될 수 있다.
단지 예로서, 도 3에서 센서 A는 광학 레벨 센서(325) 또는 광학 높이 센서로서 구현된다. 광학 레벨 센서(325)는 광원(330) 및 광학 센서(335)를 포함한다. '광'이라는 용어는 일반적인 의미로 사용되고 가시광선에 제한되는 것으로 해석되어서는 안 되며, 대신 예를 들어, 자외선 및/또는 적외선을 포함하는 일반적인 방사선일 수 있다. 사용 시, 광원(330)은 기판(300)에 입사하는 하나 이상의 광 빔(340)을 제공한다. 광 빔(340)의 하나 이상의 빔은 예를 들어 단색, 다색, 편광, 비편광, 광대역, 연속파(cw) 및/또는 펄스형일 수 있다. 광학 센서(335)는 광 빔(340)의 하나 이상의 빔의 반사를 검출한다. 광학 레벨 센서(325)로부터의 신호는 기판(300)과 광학 레벨 센서(325) 사이의 거리를 결정하거나 근사하기 위해 사용될 수 있다. 기판(300)의 높이는 측정될 수 있다.
하나의 예시적인 사용 예에서, 광학 레벨 센서(325)는 장치, 예를 들어 리소그래피 장치(LA)에 로딩된 후, 기판(300)의 높이, 예를 들어, 기판(300)을 가로질러 정의된 지점에서 기판(300)의 최상부 표면의 수직 위치를 측정하는 데 사용된다. 기판(300)의 최상면은 포토레지스트막의 상면일 수 있다. 그러한 측정 세트는 저장될 수 있고, 집합적으로 기판(300)의 적어도 일부의 지형 맵, 즉 높이 맵을 형성할 수 있다. 기판(300)의 노광 동안, 높이 맵은 기판(300)의 각각의 부분이 투영 렌즈(PS)의 초점 평면 내에 놓이는 것을 보장하기 위해 사용될 수 있다. 기판(W, 300)을 지지하는 기판 테이블(WT)의 높이는 기판(300)의 부분들의 노광 동안, 예를 들어 연속적으로 조정될 수 있다.
단지 예로서, 센서 B는 도 3에서 공기 게이지 센서(345)로서 구현된다. 공기 게이지 센서(345)는 기판(300)의 높이를 측정하기 위한 추가 수단을 제공할 수 있다.
비광학 센서인 공기 게이지 센서(345)는 광학 레벨 센서(325)를 사용하여 달성할 수 있는 것보다 기판(300) 높이의 더 정확한 표시를 제공할 수 있다. 이와 같이, 공기 게이지 센서(345)는 광학 레벨 센서(325)를 보완 및/또는 보정하고, 프로세스 종속성에 의해 도입된 오류와 같은 광학 레벨 센서(325)를 사용하여 만들어진 높이 측정의 오류를 수정하는 데 사용된다.
사용시에, 공기 게이지 센서(345)는 광학 레벨 센서(325)보다 상당히 느릴 수 있고, 따라서 그러한 공기 게이지 센서의 사용은 매우 시간 소모적일 수 있다. 예시적인 사용 예에서, 공기 게이지 센서(345)는 광학 레벨 센서(325)보다 약 10배 느리게 기판의 표면을 측정한다. 이와 같이, 도 3은 기판(300)의 높이를 측정하는 광학 레벨 센서(325) 및 공기 게이지 센서(345)를 모두 도시하지만, 본 발명의 범위에 속하는 대안적인 실시예에서, 공기 게이지 센서(345)는 광학 레벨 센서(325)로부터 별도로 위치되어 사용될 수 있다. 즉, 광학 레벨 센서(325)보다 기판(300)의 높이를 측정할 때 상당히 느린 공기 게이지 센서(345)는 생산 스루풋에 대한 잠재적인 영향으로 인해 리소그래피 장치(LA)에서의 집적에 적합하지 않을 수 있다. 그 대신에, 공기 게이지 센서(345)는 "오프라인" 상황에서, 예를 들어, 대량 생산 프로세스 외부 및/또는 리소그래피 장치(LA) 외부에서 기판(300)의 적어도 일부의 높이를 측정하는 데 사용될 수 있다. 공기 게이지 센서(345)로 획득된 높이 측정값은 광학 레벨 센서(325)로 획득된 측정값, 예를 들어 나중에 광학 레벨 센서(325)로 얻은 측정값과 함께 사용될 기판(300)의 토포그래피 맵을 획득하는 데 사용될 수 있다.
광학 레벨 센서(325)를 사용하여 행해진 높이 측정과 함께 공기 게이지 센서(345)를 사용하여 행해진 높이 측정의 결과로서, 투영 렌즈로부터 기판(300) 상으로의 방사선 빔의 포커싱이 제어될 수 있고, 따라서 예를 들어, 기판(300)을 지지하는 기판 테이블(WT)의 높이는 조정될 수 있으며, 이는 예를 들어, 기판(300) 부분의 노광(미도시) 동안 연속적으로 또는 간헐적으로 조정될 수 있다. 장치(LA)는 기판(300)을 패터닝하기 위한 포토리소그래피 초점 심도를 제어하기 위해 기판 테이블(WT)의 높이를 조정하기 위한 조정 수단을 포함할 수 있다. 조정 수단은 광학 레벨 센서(325)를 사용하여 만들어진 높이 측정과 함께 공기 게이지 센서(345)를 사용하여 만들어진 높이 측정에 응답하여 프로세서에 의해 제어될 수 있다.
광학 레벨 센서(325)를 사용하여 이루어진 측정과 대조적으로, 공기 게이지 센서(345)에 의해 측정된 기판(300)의 상부 표면은 포토레지스트(320)의 상부 표면에 대응한다.
광학 레벨 센서(325)에 의해 측정된 기판(300)의 상부 표면의 측정은 공기 게이지 센서(345)에 의해 이루어진 측정과 상당히 다를 수 있다.
즉, 광학 레벨 센서의 알려진 문제는 상이한 기판, 및 기판의 상이한 부분이 광학 레벨 센서의 광원으로부터의 방사선 빔과 상이하게 상호작용할 수 있다는 점이다. 광학 레벨 센서로 얻은 기판 높이 측정은 프로세스 종속적 영향을 받을 수 있으므로 항상 기판의 실제 높이를 나타내는 것은 아니다. 예를 들어, 단지 예시의 목적을 위해 도 3에 도시된 바와 같이, 광(340)의 하나 이상의 빔은 상부 층(320)을 통해 전파될 수 있고 하부 층, 예를 들어 증착된 층(315)에서 반사될 수 있다.
요약하면, 광학 레벨 센서로부터의 입사광 빔은 기판 내에 존재하는 재료 및 패턴과 복잡한 방식으로 상호작용할 수 있으므로 입사광 빔은 기판의 상부 표면만이 아니라 기판의 연속적인 층-인터페이스에서 다양한 반사 및/또는 편향 및/또는 굴절을 겪을 수 있다. 결과적으로, 기판에 입사하는 빛의 빔은 다수의 개별 빔이 기판을 빠져나가도록 할 수 있으며, 이후에 레벨 센서에 의해 감지되어 높이 측정이 부정확해질 수 있다.
이와 같이, 기판(300)의 높이의 측정, 즉 기판(300)의 상부 표면의 높이는 기판(300)의 처리에 의존할 수 있고, 따라서 HPD를 나타낼 수 있다.
HPD의 영향은 예를 들어 광학 레벨 센서에 최적화된 광원을 사용함으로써 감소될 수 있지만, HPD는 기판 높이 측정의 오류에 지배적으로 기여할 수 있다.
도 4a 및 4b는 상이한 센서의 풋프린트 예를 도시한다. 도 4a는 공기 게이지 센서의 풋프린트(405)의 예를 도시한다. 예시적인 실시예에서, 풋프린트(405)는 실질적으로 원형이고, 1 내지 10 mm 범위의 직경을 가질 수 있다.
대조적으로, 도 4b는 광학 레벨 센서의 예시적인 풋프린트(410)를 도시한다. 도 4b에 도시된 풋프린트(410)는 실질적으로 직사각형 형상이지만, 정사각형, 사다리꼴, 원 및 평행사변형과 같은 다른 형상도 가능하다. 광 레벨 센서의 센서 풋프린트의 특정 면적과 형태는 사용되는 센서의 특성 및 특징에 의해 정의될 수 있다. 특히, 도시된 예시적인 실시예에서, 광학 레벨 센서의 센서 풋프린트의 면적은 공기 게이지 센서의 센서 풋프린트의 면적보다 대략 10배 더 작을 수 있다. 다른 실시예에서, 광학 레벨 센서의 센서 풋프린트의 영역은 공기 게이지 센서의 센서 풋프린트의 영역보다 몇 배 더 작은 영역에 있을 수 있다. 따라서, 광학 레벨 센서의 센서 풋프린트(410)의 영역과 공기 게이지 센서의 풋프린트(405)의 영역 사이에 상당한 불일치가 존재할 수 있다.
상이한 센서들의 센서 풋프린트들 간 차이는 본 발명의 실시예에 따른 장치(500)를 도시하는 도 5에 추가로 도시되어 있다. 장치(500)는 기판의 특성, 예를 들어 기판의 높이를 측정하도록 구성된다. 장치(500)는 아래에서 더 상세히 설명되는 바와 같이, 제1 및 제2 센서의 센서 풋프린트로 인한 측정에 대한 영향을 효과적으로 제거할 수 있다.
장치(500)에 의해 측정된 기판의 특성은 기판의 광학적 파라미터일 수 있다.
기판은 장치, 예를 들어 리소그래피 장치(LA)에서 처리될 수 있다.
장치(500)는 제1 센서, 예를 들어 기판(560)의 높이를 감지하기 위한 제1 영역(510)을 갖는 센서 풋프린트를 갖는 센서 A(505)를 포함한다. 장치는 또한 제2 센서, 예를 들어 기판(560)의 높이를 감지하기 위한 제2 영역(520)을 갖는 센서 풋프린트를 갖는 센서 B(515)를 포함한다. 장치는 또한 프로세서(530)를 포함한다. 프로세서(530)는 마이크로프로세서, 컴퓨터, 소프트웨어 등을 포함할 수 있다. 프로세서(530)는 센서(505, 515)로부터의 신호 또는 데이터가 사용되어 프로세서(530)에 의해 처리될 수 있도록 센서(505, 515)에 통신 가능하게 결합될 수 있다.
도 5는 예를 들어 기판(560)의 높이에 대한 하나 이상의 측정을 수행하도록 구성된 센서 A(505)를 도시하며, 여기서 센서 A는 제1 영역(510)에 대응하는 센서 풋프린트를 갖는다. 센서 A(505)로부터의 제1 신호(535)는 기판(560)의 영역, 예를 들어, 상부 표면 영역의 적어도 일부에 걸쳐 기판(560)의 높이에 대응하는 데이터를 제공하거나 생성하기 위해 사용될 수 있다. 예를 들어, 센서 A(505), 또는 센서 A(505)로부터의 제1 신호(535)는 기판(560)의 면적, 예를 들어 상부 표면적의 적어도 실질적인 부분에 걸쳐 기판(560)의 높이에 대응하는 데이터를 제공하는데 사용될 수 있다. 일 실시예에서, 센서 A(505)는 기판(560)의 상부 표면의 하나 이상의 위치에서 기판(560) 높이의 일련의/연속적인 측정을 수행할 수 있다. 이와 같이, 센서 A는 제1 데이터를 제공하거나 제공하거나 생성하기 위해 사용될 수 있다. 제1 데이터는 기판(560)의 높이 맵에 대응할 수 있다. 기판(560)의 높이 맵은 기판의 측정 영역의 토포그래피, 예를 들어, 상부 표면 영역에 대응할 수 있다.
또한, 도 5는 예를 들어 기판(560)의 높이의 하나 이상의 측정을 수행하도록 구성된 센서 B(515)를 도시하며, 여기서 센서 B는 제2 영역(520)에 대응하는 센서 풋프린트를 갖는다. 센서 B(515)로부터의 제2 신호(545)는 기판(560)의 영역, 예를 들어, 상부 표면 영역의 적어도 일부에 걸쳐 기판(560)의 높이에 대응하는 데이터를 제공하거나 생성하는 데 사용될 수 있다. 예를 들어, 센서 B(515), 또는 센서 B(515)로부터의 신호는, 예를 들어, 영역의 적어도 상당한 부분, 예를 들어 기판(560)의 상부 표면 영역에 걸쳐 기판(560)의 높이에 대응하는 데이터를 제공하기 위해 사용될 수 있다. 일 실시예에서, 센서 B(515)는 기판(560)의 상부 표면의 하나 이상의 위치에서 기판(560) 높이의 일련의/연속적인 측정을 수행할 수 있다. 이와 같이, 센서 B는 제2 데이터를 제공하거나 생성하기 위해 제공하는 데 사용될 수 있다. 제2 데이터는 기판(560)의 높이 맵에 대응할 수 있다. 기판(560)의 높이 맵은 측정 영역, 예를 들어 기판의 상부 표면적의 토포그래피에 대응할 수 있다.
제1 영역(510)의 높이의 측정은 제2 영역(520)의 측정으로부터 동시에 또는 순차적으로 수행될 수 있다. 즉, 도 5에 도시된 측정(들)은 서로 이전 또는 이후에, 또는 같은 시간에 수행될 수 있다.
또한, 본 발명의 범위에 속하는 다른 실시예에서, 센서 A(505)는 제1 시스템의 구성요소일 수 있고 센서 B(515)는 제2 시스템의 구성요소일 수 있으며, 제1 및 제2 시스템은 물리적으로 분리되어 있다. 이와 같이, 측정들 중 적어도 하나는 생산 프로세스 또는 리소그래피 프로세스의 일부가 아닌 것과 같은 "오프라인" 상황에서 수행될 수 있다. 즉, 제1 및/또는 제2 시스템은 리소그래피 장치와 구별될 수 있으며, 즉 리소그래피 장치의 일부가 아닐 수 있다.
프로세서(530)는 센서 A(505)로부터 제1 신호(535) 또는 데이터를 수신하도록 구성될 수 있다. 프로세서(530)는 센서 B(515)로부터 제2 신호(545) 또는 데이터를 수신하도록 구성될 수 있다.
일 실시예에서, 프로세서(530)는 저장 매체, 예를 들어, 휴대용 저장 매체 또는 정보 또는 데이터 서버를 통해 하나 또는 둘 모두의 센서의 데이터를 수신하도록 구성된다. 따라서, 프로세서(530)는 하나 또는 둘 모두의 센서와 연결되지 않을 수 있다.
프로세서(530)는 센서 A(505)로부터의 제1 신호(535)에 대응하는 제1 데이터를 센서 B의 센서 풋프린트로 정규화하여 제1 정규화된 결과를 생성하도록 구성된다. 프로세서(530)는 센서 B(515)로부터의 제2 신호(545)에 대응하는 제2 데이터를 센서 A의 센서 풋프린트로 정규화하여 제2 정규화된 결과를 생성하도록 구성된다.
프로세서(530)는 적어도 제1 및 제2 정규화 결과 간의 차이에 기반하여 기판(560)의 적어도 일부의 높이를 결정하도록 구성될 수 있다. 특히, 기판(560)의 적어도 일부의 결정된 높이는 제1 영역(510), 즉 센서 A의 풋프린트와 제2 영역(520), 즉 센서 B의 풋프린트 사이의 차이에 의해 직접적인 영향을 받지 않으며, 그 대신에, 또는 적어도, 높이 측정의 프로세스 의존적 오류가 남을 수 있다.
기판(560)의 적어도 일부의 결정된 높이는 예를 들어 기판 상의 방사선 빔의 포토리소그래피 초점 심도를 조정하기 위해 사용될 수 있다. 즉, 기판(560)을 지지하는 기판 테이블(WT)의 높이는 기판의 적어도 일부의 결정된 높이에 기반하여 기판(560)의 일부의 노광 동안 조정, 예를 들어 연속적으로 조정될 수 있다. 방사선 빔의 포토리소그래피 초점 심도는 DUV 또는 EUV 방사선 빔의 포토리소그래피 초점 심도일 수 있다.
도 5의 장치의 일반적인 실시예에서, 센서 A(505)는 광학 레벨 센서이고 센서 B(515)는 공기 게이지 센서이다. 그러나, 장치 및 관련 방법은 단지 예시의 목적으로 기판 높이를 측정하기 위한 공기 게이지 센서 및 광학 레벨 센서를 참조하여 설명된다는 것이 이해될 것이다. 본 발명은 예를 들어 ASML 'YieldStar' 계측 도구 및/또는 HMI(Hermes Microvision, Inc.)계측 시스템에서 구현되는 것과 같은 피드-포워드 제어 시스템의 레벨 센서와 같은 다른 센서에도 동일하게 적용될 수 있다는 것을 이해할 것이다.
또한, 당업자는 본 발명이 토포그래피와 상이한 기판의 특성, 예를 들어 기판의 광학 파라미터를 측정하는 센서에 적용될 수 있음을 이해할 것이다.
추가적으로, 제1 및/또는 제2 센서는 용량성 센서, 광학 센서, 압력 센서, 공기 게이지 센서, 또는 음향 기반 센서, 예를 들어 주사 음향 현미경일 수 있다.
전술된 바와 같이, 기판의 토포그래피 측정은 측정된 기판 토포그래피와 토포그래피를 측정하는 데 사용되는 센서의 풋프린트의 컨볼루션으로 설명될 수 있다. 예를 들어, 도 3의 실시예에서, 센서 A는 광학 레벨 센서(325)이다. 센서 A(예를 들어, 광학 레벨 센서)로부터의 기판 지형의 측정 결과는 측정된 기판 지형과 센서 A(예를 들어, 광학 레벨 센서)의 센서 풋프린트의 컨볼루션으로 설명될 수 있다. 이는 일반적으로 다음과 같이 나타낼 수 있다:
Ameas=TOPO * FPA
여기서 Ameas는 광학 레벨 센서와 같은 센서 A를 사용하여 기판의 지형을 측정한 값이고 TOPO는 기판의 지형이며, FPA는 센서 A(예: 광학 레벨 센서)의 센서 풋프린트이다.
유사하게, 도 3의 예시적인 실시예에서, 센서 B는 공기 게이지 센서(345)이다. 센서 B(예: 공기 게이지 센서)로부터의 측정은 측정된 기판 토포그래피와 센서 B(예: 공기 게이지 센서)의 풋프린트의 컨볼루션으로 설명될 수 있다. 이는 일반적으로 다음과 같이 나타낼 수 있다:
Bmeas = TOPO * FPB
여기서 Bmeas는 센서 B(예: 공기 게이지 센서)를 사용해 감산한 토포그래피 측정값이고 TOPO는 기판의 토포그래피이며, FPB는 센서 B(예: 공기 게이지 센서)의 센서 풋프린트이다.
센서 A 및/또는 센서 B의 센서 풋프린트는 사용된 센서의 특성에 기반하여 스케일링되거나 정의될 수 있다. 예를 들어, 센서의 센서 풋프린트에 의해 정의된 영역에 대한 센서의 감도는 다양할 수 있다. 단지 예로서, 도 4a에 도시된 바와 같이 실질적으로 원형 풋프린트(405)를 포함할 수 있는 공기 게이지 센서의 풋프린트는 센서의 감도, 예를 들어, 센서 응답이 다른 센서의 감도와 상이한 영역을 포함할 수 있다. 일 예에서, 센서의 풋프린트는 함수에 의해 정의될 수 있다. 함수는 가우스 함수 등일 수 있다. 추가적인 예에서, 센서의 풋프린트는 실질적으로 링 형상(ring-shaped)일 수 있다.
전술된 바와 같이, 공기 게이지 센서를 사용하여 측정된 기판의 높이와 광학 레벨 센서를 사용하여 측정된 기판의 높이 간 차이는 HPD이거나 HPD를 포함할 수 있다. 측정된 높이의 차이는 다음과 같이 나타낼 수 있다:
DIFFAB = Ameas - Bmeas = (TOPO * FPA) - (TOPO * FPB)
이와 같이, 차이는 센서 A의 센서 풋프린트와 센서 B의 센서 풋프린트 간의 차이에 의해 직접적으로 영향을 받는다는 것을 알 수 있다.
센서 A, 예를 들어, 광학 레벨 센서의 센서 풋프린트와 센서 B, 예를 들어, 공기 게이지 센서의 센서 풋프린트 사이의 차이로 인해 측정된 높이에 대한 영향을 효과적으로 제거하기 위해, 센서 A로부터의 제1 신호는 센서 B의 2차원 풋프린트를 갖는 제1 데이터의 컨볼루션에 의해 정규화될 수 있다. 비록 본 예시적인 실시예에서 센서 A는 광학 레벨 센서일 수 있고 센서 B는 공기 게이지 센서일 수 있지만, 본 발명은 다른 센서 유형에도 동일하게 적용할 수 있다. 이와 같이, 센서 B의 2차원 풋프린트를 갖는 제1 데이터의 컨볼루션에 의해 센서 A로부터의 제1 신호에 대응하는 제1 데이터를 정규화하는 것은 다음과 같이 표현될 수 있다:
Ameas _ FPfree =TOPO * FPA * FPB
여기서 Ameas _ FPfree는 센서 풋프린트의 영향 없이 센서 A를 사용하여 기판의 지형을 측정한 것이며, TOPO는 기판의 토포그래피, FPA는 센서 A의 풋프린트, FPB는 센서 B의 풋프린트이다.
유사하게, 센서 B로부터의 제2 신호에 대응하는 제2 데이터는 센서 A의 2차원 풋프린트와 제2 데이터의 컨볼루션에 의해 정규화될 수 있다. 이는 다음과 같이 표현될 수 있다:
Bmeas _ FPfree =TOPO * FPB * FPA
여기서 Bmeas _ FPfree는 센서 풋프린트의 영향 없이 센서 B를 사용하여 기판의 지형을 측정한 것이다. TOPO는 기판의 토포그래피, FPB는 센서 B의 풋프린트, FPA는 센서 A의 풋프린트이다.
따라서, 2개의 센서로부터의 신호에 대응하는 데이터는 서로의 2차원 풋프린트와 교차 컨볼루션된다.
따라서, 센서 A의 정규화된 신호와 센서 B의 정규화된 신호 사이의 차이는 센서 A와 센서 B의 센서 풋프린트 사이의 차이에 의해 직접적인 영향을 받지 않는다. 프로세스 종속성은 여전히 남아 있을 수 있다. 차이는 다음과 같이 나타낼 수 있다:
DIFFFPfree =Ameas _ FPfree - Bmeas _ FPfree = TOPO * FPA * FPB - TOPO * FPB * FPA
여기서 DIFFFPfree는 높이 프로세스 종속 효과를 포함할 수 있는 신호(또는 이러한 신호에 해당하는 데이터)이지만 두 센서(예: 공기 게이지 센서 및 광학 레벨 센서)의 풋프린트 간의 차이로 인해 발생하는 오류를 최소화할 수 있다.
전술한 장치 및 방법에 관한 실험 데이터가 도 6에 제공되어 있다. 도 6은 센서 A를 사용하여 측정된 기판 부분의 제1 높이 맵(620)을 도시한다. 도시된 예에서, 센서 A는 광학 레벨 센서이며, 위에서 설명되었지만 이는 단지 예시를 위한 것이며 다른 센서 유형이 사용될 수 있다. 센서 B를 사용하여 측정된 기판의 동일한 부분의 제2 높이 맵(625)에도 표시된다. 도시된 예에서 센서 B는 공기 게이지 센서이지만, 전술된 바와 같이 이는 단지 예시를 위한 것이며 다른 센서 유형을 사용할 수 있다. 센서 A는 센서 B와 상이한 풋프린트를 가진다. 도 6에 표시된 각 맵에서 기판의 높이는 음영의 정도에 의해 표시된다. 즉, 어두운 음영 영역과 밝은 음영 영역의 높이가 상이하다.
제1 높이 맵(620)과 제2 높이 맵(625)을 비교함으로써, 높이 맵 사이에 상당한 차이가 있음을 알 수 있다. 이러한 차이는 제1 높이 맵(620)과 제2 높이 맵(625) 사이의 차이를 나타내는 다이어그램(650)에 도시되어 있다. 다이어그램(650)에서 더 어두운 음영은 더 큰 차이를 나타내는 반면 더 밝은 음영은 더 적은 차이를 나타낸다. 이러한 차이의 원인은 적어도 부분적으로는 센서 풋프린트 간의 차이에 기인할 수 있다.
제3 높이 맵(640)은 센서 B의 센서 풋프린트, 예를 들어 공기 게이지 센서의 풋프린트를 사용하여 정규화된 제1 높이 맵(620)에 대응하는 데이터를 보여준다. 유사하게, 제4 높이 맵(645)은 센서 A, 예를 들어 광학 레벨 센서의 센서 풋프린트를 사용하여 정규화된 제2 높이 맵(625)에 대응하는 데이터를 보여준다.
제3 높이 맵(640)과 제4 높이 맵(645)을 비교함으로써, 높이 맵(640, 645) 간의 차이는 제1 높이 맵(620)과 제2 높이 맵(625) 간의 차이보다 적다는 것을 알 수 있다. 이러한 차이는 제3 높이 맵(640)과 제4 높이 맵(645) 사이의 차이를 나타내는 다이어그램(655)에 도시되어 있다.
즉, 본 발명에 따른 방법을 구현함으로써, 기판 높이의 측정에 대한 센서 A와 센서 B의 센서 풋프린트 사이의 차이의 영향이 감소될 수 있다.
전술된 바와 같이, 본 발명은 기판의 토포그래피와 상이할 수 있는 기판의 특성을 측정할 때 센서 풋프린트의 차이로 인한 측정 결과의 차이를 최소화하기 위해 적용될 수 있다. 특성은 광학 파라미터, 토포그래피일 수 있지만 표면 거칠기 또는 자기 또는 전기 파라미터일 수도 있다.
본 발명은 장치에서 처리하기 위한 기판의 높이를 결정하기 위한 컴퓨터 장치로서 구현될 수 있다. 예를 들어, 프로세서(530)는 컴퓨터 장치일 수 있다. 그러한 컴퓨터 장치는 프로세서 판독 가능 명령어를 저장하는 메모리 및 메모리에 저장된 명령을 읽고 실행하도록 구성된 프로세서를 포함할 수 있다. 컴퓨터 장치는 하드웨어, 펌웨어, 소프트웨어, 또는 이들의 임의의 조합으로 구현될 수 있다. 본 발명의 실시예는 또한 하나 이상의 프로세서에 의해 판독 및 실행될 수 있는 기계 판독 가능 매체에 저장된 명령어로서 구현될 수 있다. 기계 판독 가능 매체는 기계(예를 들어, 컴퓨팅 디바이스)에 의해 판독 가능한 형태로 정보를 저장하거나 전송하기 위한 임의의 메커니즘을 포함할 수 있다. 예를 들어, 기계 판독 가능 매체는 ROM(Read Only Memory); 랜덤 액세스 메모리(RAM); 자기 저장 매체; 광 저장 매체; 플래시 메모리 장치; 전기, 광학, 음향 또는 기타 형태의 전파 신호(예: 반송파, 적외선 신호, 디지털 신호 등) 및 기타를 포함할 수 있다. 또한, 펌웨어, 소프트웨어, 루틴, 명령은 여기에서 특정 동작을 수행하는 것으로 설명될 수 있다. 그러나 그러한 설명은 단지 편의를 위한 것이며 실제로 그러한 동작은 펌웨어, 소프트웨어, 루틴, 명령어 등을 실행하는 컴퓨팅 장치, 프로세서, 컨트롤러 또는 기타 장치에서 비롯되며, 이로써 액추에이터 또는 기타 장치가 물리적 세계와 상호 작용할 수 있음을 이해해야 한다.
프로세서 판독 가능 명령어는 제1 센서로부터의 제1 신호에 대응하는 제1 데이터를 제2 영역으로 정규화하여 제1 정규화된 결과를 생성하도록 컴퓨터 장치를 제어하도록 구성된 명령어를 포함할 수 있으며, 여기서 제1 신호는 제1 영역 위의 감지된 기판 높이에 대응한다. 프로세서 판독 가능 명령어는 제2 센서로부터의 제2 신호에 대응하는 제2 데이터를 제1 영역으로 정규화하여 제2 정규화된 결과를 생성하도록 구성된 명령어를 포함할 수 있으며, 여기서 제2 신호는 제2 영역 위의 감지된 기판 높이에 대응한다. 프로세서 판독 가능 명령어는 제1 및 제2 정규화된 결과 사이의 차이에 기반하여 기판의 측정된 높이에 대한 보정을 결정하도록 구성된 명령어를 포함할 수 있다.
IC의 제조에서 리소그래피 장치의 사용에 대해 본 명세서에서 특정 참조가 이루어질 수 있지만, 본원에 설명된 리소그래피 장치는 다른 적용예를 가질 수 있음을 이해해야 한다. 가능한 다른 적용예로는 집적 광학 시스템의 제조, 자구 메모리, 평판 디스플레이, 액정 디스플레이(LCD), 박막 자기 헤드 등에 대한 유도 및 감지 패턴이 포함된다.
본 명세서에서 리소그래피 장치와 관련하여 본 발명의 실시예에 대한 특정 참조가 이루어질 수 있지만, 본 발명의 실시예는 다른 장치에서 사용될 수 있다. 본 발명의 실시예는 마스크 검사 장치, 계측 장치, 또는 웨이퍼(또는 다른 기판) 또는 마스크(또는 다른 패터닝 장치)와 같은 물체를 측정하거나 처리하는 임의의 장치의 일부를 형성할 수 있다. 이러한 장치는 일반적으로 리소그래피 도구로 지칭될 수 있다. 이러한 리소그래피 도구는 진공 조건 또는 주변(비진공) 조건을 사용할 수 있다.
광학 리소그래피의 맥락에서 본 발명의 실시예의 사용에 대해 위에서 특정 참조가 이루어질 수 있지만, 맥락이 허용하는 경우 본 발명은 광학 리소그래피에 제한되지 않고 예를 들어 임프린트 리소그래피(imprint lithography)와 같은 다른 적용예에서 사용될 수 있음을 이해할 것이다. 적용예에는 신속한 프로토타이핑(때로는 3D 인쇄, 추가 생산 또는 직접 디지털 생산이라고도 함)을 통한 3차원 모델의 제조가 포함될 수 있다.
본 발명의 특정 실시예가 위에서 설명되었지만, 본 발명은 설명된 것과는 다르게 실시될 수 있음을 이해할 것이다. 본 발명의 양태는 하기의 항들에 기재되어 있다:
1. 기판의 일부의 높이를 측정하기 위한 장치로서,
제1 영역에 걸쳐 기판의 제1 높이를 측정하도록 구성된 제1 센서 - 제1 센서는 제1 센서 풋프린트를 포함함 -; 제2 영역에 걸쳐 기판의 제2 높이를 측정하도록 구성된 제2 센서 - 제2 센서는 제2 센서 풋프린트를 포함함 -; 및 프로세서를 포함하고, 프로세서는: 제1 센서로부터의 제1 신호에 대응하는 제1 데이터를 제2 센서 풋프린트로 정규화하여 제1 정규화된 높이 데이터를 생성하고, 제1 신호는 측정된 제1 높이에 대응하며; 제1 센서 풋프린트로 제2 센서로부터의 제2 신호에 대응하는 제2 데이터를 정규화하여 제2 정규화된 높이 데이터를 생성하고, 제2 신호는 측정된 제2 높이에 대응하도록 구성된, 장치.
2. 제 1 항에 있어서, 프로세서는 제1 데이터와 제2 센서 풋프린트의 컨볼루션(convolution)에 의해 제1 데이터를 정규화하여 제1 정규화된 높이 데이터를 생성하고, 제2 데이터와 제1 센서 풋프린트의 컨볼루션에 의해 제2 데이터를 정규화하여 제2 정규화된 높이 데이터를 생성하도록 구성되는, 장치.
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 프로세서는 제1 정규화된 높이 데이터와 제2 정규화된 높이 데이터 간의 차이에 기반하여 기판의 측정된 높이에 대한 보정을 결정하도록 구성되는, 장치.
4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서, 제1 센서 풋프린트 및 제2 센서 풋프린트의 크기 및 프로파일 중 적어도 하나는 상이한, 장치.
5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서, 제1 센서 및 제2 센서 중 적어도 하나는 압력 센서 및/또는 공기 게이지(air gauge)를 포함하는, 장치.
6. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서, 제1 센서 및 제2 센서 중 적어도 하나는 광학 센서를 포함하는, 장치.
7. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서, 프로세서는 기판의 적어도 일부의 결정된 높이로부터 기판의 토포그래피를 결정하도록 구성되는, 장치.
8. 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서, 제1 센서로부터의 제1 신호는 제1 풋프린트에 의해 정의된 해상도에서 감지된 기판의 높이에 대응하고, 제2 센서로부터의 제2 신호는 제2 풋프린트에 의해 정의된 해상도에서 감지된 기판의 높이에 대응하는, 장치.
9. 제1 시스템 및 제2 시스템을 포함하는 제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 따른 장치에 있어서, 제1 센서는 제1 시스템의 구성요소이고 제2 센서는 제2 시스템의 구성요소이며, 제1 시스템 및 제2 시스템은 물리적으로 분리되어 있는. 장치.
10. 제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 따른 장치를 포함하는, 리소그래피 장치.
11. 제 10 항에 있어서, 기판의 적어도 일부의 결정된 높이에 기반하여 기판 상의 방사선 빔의 포토리소그래피 초점 심도를 조정하기 위한 조정 수단을 포함하는, 리소그래피 장치.
12. 제 11 항에 있어서, 방사선 빔의 포토리소그래피 초점 심도는 DUV 또는 EUV 방사선 빔의 포토리소그래피 초점 심도인, 리소그래피 장치.
13. 기판의 적어도 일부의 높이를 측정하는 방법으로서,
제1 신호를 생성하기 위해 제1 센서 풋프린트를 가지는 제1 센서 - 제1 센서는 제1 센서 풋프린트를 포함함 - 를 사용하여 제1 영역 위의 기판의 높이를 감지하는 단계; 제2 신호를 생성하기 위해 제2 센서 풋프린트를 가지는 제2 센서 - 제2 센서는 제2 센서 풋프린트를 포함함 - 를 사용하여 제2 영역 위의 기판의 높이를 감지하는 단계; 제1 신호에 대응하는 제1 데이터를 제2 영역으로 정규화하여 제1 정규화된 결과를 생성하는 단계; 제2 신호에 대응하는 제2 데이터를 제1 영역으로 정규화하여 제2 정규화된 결과를 생성하는 단계; 및 제1 정규화된 높이 데이터 및 제2 정규화된 결과들 사이의 차이에 기반하여 기판의 측정된 높이에 대한 보정을 결정하는 단계를 포함하는, 방법.
14. 제 13 항에 있어서, 제1 데이터를 정규화하는 단계는 제1 데이터와 제2 센서 풋프린트의 컨볼루션을 수행하여 제1 정규화된 높이 데이터를 생성하는 단계를 포함하고, 제2 데이터를 정규화하는 단계는 제2 데이터와 제1 센서 풋프린트의 컨볼루션으로 제2 정규화된 높이 데이터를 생성하는 단계를 포함하는, 방법.
15. 제 13 항 또는 제 14 항에 있어서, 기판의 적어도 일부의 높이는 리소그래피 장치 외부에서 측정되는, 방법.
16. 기판의 높이를 결정하기 위한 컴퓨터 장치로서,
프로세서 판독 가능 명령어를 저장하는 메모리; 및 메모리에 저장된 명령어를 읽고 실행하도록 구성된 프로세서를 포함하고, 프로세서 판독 가능 명령어는, 컴퓨터 장치로 하여금; 제1 센서로부터의 제1 신호 - 제1 신호는 제1 영역 위의 기판의 감지된 높이에 대응함 - 에 대응하는 제1 데이터를 제2 센서 풋프린트로 정규화하여 제1 정규화 결과를 생성하고, 제2 센서로부터의 제2 신호 - 제2 신호는 제2 영역 위의 기판의 감지된 높이에 대응함 - 에 대응하는 제2 데이터를 제1 센서 풋프린트로 정규화하여 제2 정규화 결과를 생성하고, 제1 정규화 결과와 제2 정규화 결과 사이의 차이에 기반하여 기판의 측정된 높이에 대한 보정을 결정하게끔 제어하도록 구성되는 명령어들을 포함하는, 컴퓨터 장치.
17. 제 16 항에 있어서, 프로세서 판독 가능 명령어는, 제1 데이터를 제2 센서 영역과 컨볼루션함으로써 제1 데이터를 정규화하여 제1 정규화 결과를 생성하고 제2 데이터와 제1 센서 영역의 컨볼루션에 의해 제2 데이터를 정규화하여 제2 정규화 결과를 생성하게끔 컴퓨터를 제어하도록 구성된 명령어들을 포함하는, 컴퓨터 장치.
18. 제 16 항 또는 제 17 항에 있어서, 프로세서 판독 가능 명령어는 컴퓨터로 하여금 기판의 적어도 일부의 결정된 높이 또는 결정된 토포그래피에 기반하여 기판 상의 방사선 빔의 포토리소그래피 초점 심도(depth-of-focus)를 조정하기 위해 조정 수단을 작동시키게끔 제어하도록 구성된 명령어를 포함하는, 컴퓨터 장치.
19. 제 3 항에 있어서, 프로세서는 측정된 제1 높이, 측정된 제2 높이, 제1 정규화된 높이 데이터, 및 제2 정규화된 높이 데이터 중 적어도 하나 및 결정된 보정으로부터 기판의 적어도 일부의 토포그래피를 결정하도록 구성되는, 장치.
20. 측정 장치로서, 제1 센서 풋프린트를 갖고 기판의 특성을 측정하도록 구성되고 제1 신호를 생성하는 제1 센서; 제2 센서 풋프린트를 갖고 기판의 특성을 측정하도록 구성되고 제2 신호를 생성하는 제2 센서; 및 제1 신호에 대응하는 제1 데이터를 제2 센서 풋프린트로 컨볼루션에 의해 정규화하여 제1 정규화된 데이터를 생성하고, 제1 신호는 측정된 제1 특성에 대응하며, 제2 신호에 대응하는 제2 데이터를 제1 센서 풋프린트로 컨볼루션에 의해 정규화하여 제2 정규화된 데이터를 생성하고, 제2 신호는 측정된 제2 특성에 대응하는, 측정 장치.
21. 제 20 항에 있어서, 제1 및 제2 센서 중 적어도 하나는 용량성 센서, 광학 센서, 압력 센서, 음향 센서, 또는 센서들의 조합(하이브리드 센서)인, 장치.
22. 기판의 특성을 측정하는 방법으로서, 제1 신호를 생성하기 위해 제1 센서 풋프린트를 가지는 제1 센서를 사용하여 제1 부분 위의 기판의 특성을 감지하는 단계; 제2 신호를 생성하기 위해 제2 센서 풋프린트를 가지는 제2 센서를 사용하여 제2 부분 위의 기판의 특성을 감지하는 단계; 제1 신호에 대응하는 제1 데이터를 제2 풋프린트로 정규화하여 제1 정규화된 특성 데이터를 생성하는 단계; 제2 신호에 대응하는 제2 데이터를 제1 풋프린트로 정규화하여 제2 정규화된 특성 데이터를 생성하는 단계; 및 제1 정규화된 높이 데이터 및 제2 정규화된 특성 데이터 사이의 차이에 기반하여 기판의 측정된 높이에 대한 보정을 결정하는 단계를 포함하는, 방법.
23. 제 22 항에 있어서, 제1 데이터를 정규화하는 단계는 제1 데이터와 제2 센서 풋프린트의 컨볼루션을 수행하여 제1 정규화된 특성 데이터를 생성하는 단계를 포함하고, 제2 데이터를 정규화하는 단계는 제2 데이터와 제1 센서 풋프린트의 컨볼루션으로 제2 정규화된 특성 데이터를 생성하는 단계를 포함하는, 방법.
24. 제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서, 제1 영역 및 제2 영역은 적어도 부분적으로 중첩되는, 방법.
전술된 설명은 제한이 아니라 예시를 위한 것이다. 따라서, 후술될 청구범위의 범위를 벗어나지 않고 기술된 바와 같이 본 발명에 수정이 이루어질 수 있다는 것이 당업자에게 명백할 것이다.

Claims (15)

  1. 기판의 적어도 일부의 높이를 측정하기 위한 장치로서,
    제1 영역에 걸쳐 기판의 제1 높이를 측정하도록 구성된, 제1 센서 풋프린트를 포함하는 제1 센서;
    제2 영역에 걸쳐 상기 기판의 제2 높이를 측정하도록 구성된, 제2 센서 풋프린트를 포함하는 제2 센서; 및
    프로세서를 포함하고, 상기 프로세서는:
    상기 제1 센서로부터의 제1 신호 - 상기 제1 신호는 측정된 제1 높이에 대응함 - 에 대응하는 제1 데이터를 상기 제2 센서 풋프린트로 정규화하여 제1 정규화된 높이 데이터를 생성하고,
    상기 제2 센서로부터의 제2 신호 - 상기 제2 신호는 측정된 제2 높이에 대응함 - 에 대응하는 제2 데이터를 상기 제1 센서 풋프린트로 정규화하여 제2 정규화된 높이 데이터를 생성하도록 구성되는, 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 프로세서는 상기 제1 데이터와 상기 제2 센서 풋프린트의 컨볼루션(convolution)에 의해 상기 제1 데이터를 정규화하여 상기 제1 정규화된 높이 데이터를 생성하고, 상기 제2 데이터와 상기 제1 센서 풋프린트의 컨볼루션에 의해 상기 제2 데이터를 정규화하여 상기 제2 정규화된 높이 데이터를 생성하도록 구성되는,
    장치.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 프로세서는 상기 제1 정규화된 높이 데이터와 상기 제2 정규화된 높이 데이터 간의 차이에 기반하여 상기 기판의 측정된 높이에 대한 보정을 결정하도록 구성되는,
    장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 프로세서는 상기 측정된 제1 높이, 상기 측정된 제2 높이, 상기 제1 정규화된 높이 데이터, 및 상기 제2 정규화된 높이 데이터 중 적어도 하나 및 상기 결정된 보정으로부터 상기 기판의 적어도 일부의 토포그래피(topography)를 결정하도록 구성되는,
    장치.
  5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1 센서 풋프린트 및 상기 제2 센서 풋프린트의 크기 및 프로파일 중 적어도 하나는 상이한,
    장치.
  6. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1 센서 및 상기 제2 센서 중 적어도 하나는 압력 센서 및/또는 공기 게이지(air gauge)를 포함하는,
    장치.
  7. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1 센서 및 상기 제2 센서 중 적어도 하나는 광학 센서를 포함하는,
    장치.
  8. 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1 센서로부터의 상기 제1 신호는 상기 제1 센서 풋프린트에 의해 정의된 해상도에서 감지된 상기 기판의 높이에 대응하고, 상기 제2 센서로부터의 상기 제2 신호는 상기 제2 센서 풋프린트에 의해 정의된 해상도에서 감지된 상기 기판의 높이에 대응하는,
    장치.
  9. 제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서,
    제1 시스템 및 제2 시스템을 포함하고, 상기 제1 센서는 상기 제1 시스템의 구성요소이고 상기 제2 센서는 상기 제2 시스템의 구성요소이며, 상기 제1 시스템 및 상기 제2 시스템은 물리적으로 분리되어 있는,
    장치.
  10. 기판의 적어도 일부의 높이를 측정하는 방법으로서,
    제1 신호를 생성하기 위해, 제1 센서 풋프린트를 가지는 제1 센서를 사용하여 제1 부분에 걸쳐 기판의 높이를 감지하는 단계;
    제2 신호를 생성하기 위해, 제2 센서 풋프린트를 가지는 제2 센서를 사용하여 제2 부분에 걸쳐 기판의 높이를 감지하는 단계;
    상기 제1 신호에 대응하는 제1 데이터를 제2 풋프린트로 정규화하여 제1 정규화된 높이 데이터를 생성하는 단계;
    상기 제2 신호에 대응하는 제2 데이터를 제1 풋프린트로 정규화하여 제2 정규화된 높이 데이터를 생성하는 단계; 및
    상기 제1 정규화된 높이 데이터 및 상기 제2 정규화된 높이 데이터 간의 차이에 기반하여 기판의 측정된 높이에 대한 보정을 결정하는 단계를 포함하는, 방법.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 제1 데이터를 정규화하는 단계는 상기 제1 데이터와 상기 제2 센서 풋프린트의 컨볼루션을 수행하여 상기 제1 정규화된 높이 데이터를 생성하는 단계를 포함하고, 상기 제2 데이터를 정규화하는 단계는 상기 제2 데이터와 상기 제1 센서 풋프린트의 컨볼루션으로 상기 제2 정규화된 높이 데이터를 생성하는 단계를 포함하는, 방법.
  12. 제 10 항 또는 제 11 항에 있어서,
    리소그래피 장치에서 처리하기 위한 상기 기판의 적어도 일부의 높이는 리소그래피 장치 외부에서 측정되는, 방법.
  13. 기판의 적어도 일부의 높이를 결정하기 위한 컴퓨터 장치로서,
    프로세서 판독 가능 명령어를 저장하는 메모리; 및
    상기 메모리에 저장된 명령어를 읽고 실행하도록 구성된 프로세서를 포함하고,
    상기 프로세서 판독 가능 명령어는, 상기 컴퓨터 장치로 하여금;
    제1 센서로부터의 제1 신호 - 상기 제1 신호는 제1 영역에 걸친 기판의 감지된 높이에 대응함 - 에 대응하는 제1 데이터를 제2 센서 풋프린트로 정규화하여 제1 정규화 결과를 생성하고,
    제2 센서로부터의 제2 신호 - 상기 제2 신호는 제2 영역에 걸친 기판의 감지된 높이에 대응함 - 에 대응하는 제2 데이터를 제1 센서 풋프린트로 정규화하여 제2 정규화 결과를 생성하고,
    상기 제1 정규화 결과와 상기 제2 정규화 결과 간의 차이에 기반하여 상기 기판의 측정된 높이에 대한 보정을 결정하게끔 제어하도록 구성되는 명령어들을 포함하는, 컴퓨터 장치.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 프로세서 판독 가능 명령어는, 상기 제1 데이터와 상기 제2 센서 풋프린트의 컨볼루션에 의해 상기 제1 데이터를 정규화하여 상기 제1 정규화된 높이 데이터를 생성하고 상기 제2 데이터와 상기 제1 센서 풋프린트의 컨볼루션에 의해 상기 제2 데이터를 정규화하여 상기 제2 정규화된 높이 데이터를 생성하게끔 컴퓨터를 제어하도록 구성된 명령어들을 포함하는,
    컴퓨터 장치.
  15. 제 13 항 또는 제 14 항에 있어서,
    상기 프로세서 판독 가능 명령어는 컴퓨터로 하여금 조정 수단을 작동시켜 상기 기판의 적어도 일부의 측정된 높이에 대한 결정된 보정에 기반하여 기판 상의 방사선 빔의 포토리소그래피 초점 심도(depth-of-focus)를 조정하게끔 제어하도록 구성된 명령어를 포함하는,
    컴퓨터 장치.
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