KR20220103159A - 측정 레시피를 결정하기 위한 방법 및 연관된 장치들 - Google Patents

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빔 티보 텔
안드리안 요한 반 리스트
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에이에스엠엘 네델란즈 비.브이.
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Abstract

에칭 유도된 파라미터 오차를 겪은 기판으로부터의 관심 파라미터를 측정하기 위한 측정 설정들을 기술하는 측정 레시피를 결정하기 위한 방법 - 상기 에칭 유도된 파라미터 오차는 레시피 의존 방식으로 상기 관심 파라미터의 측정에 영향을 미침 - 이 개시된다. 이 방법은 상기 관심 파라미터가 다양한 제1 유도된 세트 값들을 갖는 적어도 하나의 셋업 기판의 측정들에 관한 관심 파라미터 셋업 데이터 및 상기 에칭 유도된 파라미터가 다양한 제2 유도된 세트 값들을 갖는 적어도 하나의 셋업 기판의 측정들에 관한 에칭 유도된 파라미터 셋업 데이터를 획득하는 단계를 포함한다. 상기 레시피는 상기 관심 파라미터의 측정에 대한 상기 에칭 유도된 파라미터의 영향을 최소화하도록 결정된다.

Description

측정 레시피를 결정하기 위한 방법 및 연관된 장치들
관련 출원에 대한 상호 참조
본 출원은 12월 20일에 출원된 EP 출원 19218690.6의 우선권을 주장하고, 해당 출원은 그 전체가 인용에 의해 본 명세서에 포함된다.
분야
본 발명은 집적 회로들의 제조에서의 계측 애플리케이션들에 관한 것이다.
리소그래피 장치는 기판 상에 원하는 패턴을 적용하도록 구성된 머신이다. 리소그래피 장치는, 예를 들어, 집적 회로(IC)의 제조에 사용될 수 있다. 리소그래피 장치는, 예를 들어, 패터닝 디바이스(예를 들어, 마스크)에서의 패턴(종종 "설계 레이아웃" 또는 "설계"라고도 지칭됨)을 기판(예를 들어, 웨이퍼) 상에 제공된 방사선 감응성 재료(레지스트)의 층에 투영할 수 있다.
기판 상에 패턴을 투영하기 위해, 리소그래피 장치는 전자기 방사선을 이용할 수 있다. 이 방사선의 파장은 기판 상에 형성될 수 있는 피처들의 최소 크기를 결정한다. 현재 사용 중인 전형적인 파장은 365nm(i-line), 248nm, 193nm 및 13.5nm이다. 4-20nm 범위 내의, 예를 들어, 6.7nm 또는 13.5nm의 파장을 갖는 극자외선(EUV) 방사선을 사용하는 리소그래피 장치는, 예를 들어, 193nm의 파장을 갖는 방사선을 사용하는 리소그래피 장치보다 기판 상에 더 작은 피처들을 형성하기 위해 사용될 수 있다.
리소그래피 장치의 고전적인 분해능 한계보다 작은 치수를 갖는 피처들을 처리하기 위해 로우-k1 리소그래피가 사용될 수 있다. 그러한 프로세스에서, 분해능 공식은 CD =k1×λ/NA로서 표현될 수 있으며, 여기서 λ는 이용되는 방사선의 파장이고, NA는 리소그래피 장치 내의 투영 광학계의 개구수이고, CD는 "임계 치수(critical dimension)"(일반적으로 프린팅되는 가장 작은 피처 크기이지만, 이 경우에는 1/2 피치)이고 k1은 경험적 분해능 계수(mpirical resolution factor)이다. 일반적으로, k1이 작을수록 특정 전기적 기능성 및 성능을 달성하기 위해 회로 설계자가 계획한 형상 및 치수와 유사한 기판 상의 패턴을 재현하기가 더 어려워진다. 이들 어려움을 극복하기 위해, 리소그래피 투영 장치 및/또는 설계 레이아웃에 정교한 미세 조정 단계들이 적용될 수 있다. 이들은, 예를 들어, NA의 최적화, 맞춤형 조명 방식들, 위상 시프팅 패터닝 디바이스들의 사용, 광학 근접 보정(optical proximity correction)(OPC, 때로는 "광학 및 프로세스 보정"이라고도 지칭됨)과 같은 설계 레이아웃의 다양한 최적화들, 또는 일반적으로 "분해능 향상 기법(resolution enhancement techniques)"(RET)으로 정의되는 다른 방법들을 포함하지만, 이들로 제한되지는 않는다. 대안적으로, 로우 k1에서 패턴의 재현을 개선하기 위해 리소그래피 장치의 안정성을 제어하기 위한 타이트한 제어 루프가 사용될 수 있다.
계측 툴들은 IC 제조 프로세스의 많은 양태들에서, 예를 들어 노광 이전의 기판의 적절한 포지셔닝을 위한 정렬 툴들, 그리고 프로세스 제어에서 노광 및/또는 에칭된 제품을 검사/측정하기 위한 산란계 기반 툴들로서 이용된다; 예를 들어, 오버레이를 측정하기 위해.
계측을 수행하기 위해, 조명 설정들과 같은 다수의 계측 설정들을 포함하는 측정 레시피가 선택되어야 하는데, 그 이유는 이들이 전형적으로 측정 품질에 영향을 미치기 때문이다. 측정 레시피를 결정하는 결정 방법들을 개선하는 것이 바람직할 것이다.
본 발명의 제1 양태에서는, 에칭 유도된 파라미터 오차를 겪은 기판으로부터 관심 파라미터를 측정하기 위한 측정 설정들을 기술하는 측정 레시피를 결정하기 위한 방법 - 상기 에칭 유도된 파라미터 오차는 레시피 의존 방식으로 상기 관심 파라미터의 측정에 영향을 미침 - 이 제공되는데; 상기 방법은: 상기 관심 파라미터가 다양한 제1 유도된 세트 값들을 갖는 적어도 하나의 셋업 기판의 측정들에 관한 관심 파라미터 셋업 데이터를 획득하는 단계; 상기 에칭 유도된 파라미터가 다양한 제2 유도된 세트 값들을 갖는 적어도 하나의 셋업 기판의 측정들에 관한 에칭 유도된 파라미터 셋업 데이터를 획득하는 단계; 및 상기 관심 파라미터의 측정에 대한 상기 에칭 유도된 파라미터의 영향을 최소화하도록 상기 레시피를 결정하는 단계를 포함한다.
또한, 제1 양태의 방법을 수행하도록 동작 가능한 컴퓨터 프로그램, 정렬 센서 및 리소그래피 장치가 개시된다.
본 발명의 상기 및 다른 양태들은 아래에 설명되는 예들의 고려로부터 이해될 것이다.
이제 첨부된 개략 도면들을 참조하여 단지 예로서 본 발명의 실시예들을 설명한다.
도 1은 리소그래피 장치의 개략적인 개요를 묘사한다.
도 2는 리소그래피 셀의 개략적인 개요를 묘사한다.
도 3은 반도체 제조를 최적화하기 위한 세 가지 핵심 기술 간의 협력을 나타내는, 홀리스틱 리소그래피(holistic lithography)의 개략적인 표현을 묘사한다.
도 4는 본 발명의 실시예들에 따른 방법들에서 사용하기 위한, 계측 디바이스로서 사용되는 산란계 장치의 개략적인 개요를 묘사한다.
도 5는 (a) 제1 조명 애퍼처 쌍을 이용하는 본 발명의 실시예들에 따른 방법들에서 사용하기 위한 동공 및 암시야 산란계의 개략도, 및 (b) 주어진 조명 방향에 대한 타깃 격자의 회절 스펙트럼의 상세를 포함한다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 방법을 설명하는 흐름도를 묘사한다.
도 7은 에칭 유도된 경사로 인해 관찰될 수 있는 예상된 패턴 또는 지문을 묘사한다.
본 문서에서, "방사선" 및 "빔"이라는 용어들은, 자외선 방사선(예를 들어, 365, 248, 193, 157 또는 126nm의 파장을 가짐) 및 EUV(예를 들어, 약 5-100nm 범위의 파장을 가진 극자외선 방사선)를 포함한, 모든 유형의 전자기 방사선을 망라하기 위해 사용된다.
이 본문에서 이용되는 "레티클", "마스크", 또는 "패터닝 디바이스"라는 용어들은 입사 방사선 빔에, 기판의 타깃 부분에 생성되어야 하는 패턴에 대응하는, 패터닝된 단면을 부여하기 위해 사용될 수 있는 일반적인 패터닝 디바이스를 지칭하는 것으로서 광범위하게 해석될 수 있다. 이러한 맥락에서 "광 밸브"라는 용어도 사용될 수 있다. 고전적인 마스크(투과 또는 반사, 이진, 위상 시프팅, 하이브리드 등) 외에도, 그러한 다른 패터닝 디바이스들의 예들에는 프로그램 가능한 미러 어레이 및 프로그램 가능한 LCD 어레이가 포함된다.
도 1은 리소그래피 장치(LA) 또는 스캐너를 개략적으로 묘사한다(두 용어는 동의어로 사용되지만, 본 명세서에서의 개념들은 스테퍼 배열들에도 적용될 수 있다). 리소그래피 장치(LA)는 방사선 빔(B)(예를 들어, UV 방사선 또는 DUV 방사선)를 컨디셔닝하도록 구성된 조명 시스템(조명기라고도 지칭죔)(IL), 패터닝 디바이스(예를 들어, 마스크)(MA)를 지지하도록 구성되고 특정 파라미터들에 따라 패터닝 디바이스(MA)를 정확하게 포지셔닝하도록 구성된 제1 포지셔너(PM)에 연결된 마스크 지지체(예를 들어, 마스크 테이블)(MT), 기판(예를 들어, 레지스트 코팅된 웨이퍼)(W)을 유지하도록 구성되고 특정 파라미터들에 따라 기판 지지체를 정확하게 포시셔닝하도록 구성된 제2 포지셔너(PW)에 연결된 기판 지지체(예를 들어, 웨이퍼 테이블)(WT), 및 패터닝 디바이스(MA)에 의해 방사선 빔(B)에 부여된 패턴을 기판(W)의 타깃 부분(C)(예를 들어, 하나 이상의 다이를 포함함) 상에 투영하도록 구성된 투영 시스템(예를 들어, 굴절 투영 렌즈 시스템)(PS)을 포함한다.
동작 중에, 조명 시스템(IL)은, 예를 들어, 빔 전달 시스템(BD)을 통해, 방사선 소스(SO)로부터 방사선 빔을 수신한다. 조명 시스템(IL)은, 방사선을 유도, 형상화, 및/또는 제어하기 위한, 굴절, 반사, 자기, 전자기, 정전기, 및/또는 다른 유형의 광학 컴포넌트들, 또는 이들의 임의의 조합과 같은 다양한 유형의 광학 컴포넌트들을 포함할 수 있다. 조명기(IL)는 패터닝 디바이스(MA)의 평면에서 그것의 단면에서 원하는 공간 및 각도 강도 분포를 갖도록 방사선 빔(B)을 컨디셔닝하기 위해 사용될 수 있다.
본 명세서에서 사용되는 "투영 시스템"(PS)이라는 용어는, 사용되는 노광 방사선에, 및/또는 액침(immersion liquid)의 사용 또는 진공의 사용과 같은 다른 요인들에 적절하게, 굴절, 반사, 반사 굴절, 아나모픽(anamorphic), 자기, 전자기 및/또는 정전기 광학 시스템들, 또는 이들의 임의의 조합을 포함하는 다양한 유형의 투영 시스템을 포함하는 것으로 광범위하게 해석되어야 한다. 본 명세서에서 "투영 렌즈"라는 용어의 임의의 사용은 "투영 시스템"(PS)이라는 보다 일반적인 용어와 동의어로 간주될 수 있다.
리소그래피 장치(LA)는 투영 시스템(PS)과 기판(W) 사이의 공간을 채우도록, 비교적 높은 굴절률을 갖는 액체, 예를 들어, 물에 의해 기판의 적어도 일부가 덮일 수 있는 - 액침 리소그래피(immersion lithography)라고도 지칭됨 - 유형일 수 있다. 액침 기법들에 대한 더 많은 정보는, 인용에 의해 본 명세서에 포함되는, US6952253에서 제공된다.
리소그래피 장치(LA)는 또한 2개 이상의 기판 지지체(WT)("이중 스테이지"라고도 명명됨)를 갖는 유형일 수 있다. 그러한 "다중 스테이지" 머신에서는, 기판 지지체들(WT)이 병렬로 사용될 수 있고/있거나, 다른 기판 지지체(WT) 상의 다른 기판(W)이 다른 기판(W) 상의 패턴을 노광시키기 위해 사용되고 있는 동안 기판 지지체(WT) 중 하나 위에 위치한 기판(W)에 대해 기판(W)의 후속 노광을 준비하는 단계들이 수행될 수 있다.
기판 지지체(WT) 이외에, 리소그래피 장치(LA)는 측정 스테이지를 포함할 수 있다. 측정 스테이지는 센서 및/또는 클리닝 디바이스를 유지하도록 배열된다. 센서는 투영 시스템(PS)의 특성 또는 방사선 빔(B)의 특성을 측정하도록 배열될 수 있다. 측정 스테이지는 다수의 센서들을 유지할 수 있다. 클리닝 디바이스는 리소그래피 장치의 일부, 예를 들어, 투영 시스템(PS)의 일부 또는 액침을 제공하는 시스템의 일부를 클리닝하도록 배열될 수 있다. 측정 스테이지는 기판 지지체(WT)가 투영 시스템(PS)으로부터 멀어질 때 투영 시스템(PS) 아래로 이동할 수 있다.
동작 중에, 방사선 빔(B)이, 마스크 지지체(T) 상에 유지되는, 패터닝 디바이스, 예를 들어, 마스크(MA) 상에 입사되고, 패터닝 디바이스(MA) 상에 존재하는 패턴(설계 레이아웃)에 의해 패터닝된다. 마스크(MA)를 횡단한 방사선 빔(B)은 투영 시스템(PS)을 통과하고, 투영 시스템(PS)은 기판(W)의 타깃 부분(C) 상에 빔을 포커싱한다. 제2 포지셔너(PW) 및 위치 측정 시스템(IF)의 도움으로, 기판 지지체(WT)는, 예를 들어, 방사선 빔(B)의 경로 내의 상이한 타깃 부분들(C)을 포커싱되고 정렬된 위치에 포지셔닝하도록 정확하게 이동될 수 있다. 유사하게, 방사선 빔(B)의 경로에 관하여 패터닝 디바이스(MA)를 정확하게 포시셔닝하기 위해 제1 포지셔너(PM) 및 어쩌면 다른 위치 센서(도 1에 명시적으로 묘사되지 않음)가 사용될 수 있다. 패터닝 디바이스(MA) 및 기판(W)은 마스크 정렬 마크들(M1, M2) 및 기판 정렬 마크들(P1, P2)을 이용하여 정렬될 수 있다. 비록 예시된 기판 정렬 마크들(P1, P2)은 전용 타깃 부분들을 차지하지만, 그것들은 타깃 부분들 사이의 공간들에 위치할 수도 있다. 기판 정렬 마크들(P1, P2)은 타깃 부분들(C) 사이에 위치할 때 스크라이브-레인 정렬 마크들로 알려져 있다.
도 2에 도시된 바와 같이, 리소그래피 장치(LA)는 리소그래피 셀(LC)의 일부를 형성할 수 있고, 리소그래피 셀은 때때로 리소셀 또는 (리소)클러스터라고도 지칭되고, 종종 기판(W)에 대해 노광전 및 노광후 프로세스들을 수행하는 장치를 또한 포함한다. 관례적으로 이들은 레지스트 층들을 퇴적하기 위한 스핀 코터들(SC), 노광된 레지스트를 현상하기 위한 현상기들(DE), 예를 들어, 기판들(W)의 온도를 컨디셔닝하기 위한, 예를 들어, 레지스트 층들 내의 용제들을 컨디셔닝하기 위한, 냉각 플레이트들(CH) 및 베이킹 플레이트들(BK)을 포함한다. 기판 핸들러, 또는 로봇(RO)이 입력/출력 포트들(I/O1, I/O2)로부터 기판들(W)을 픽업하고, 이들을 상이한 프로세스 장치들 사이로 이동시키고 기판들(W)을 리소그래피 장치(LA)의 로딩 베이(LB)로 전달한다. 종종 집합적으로 트랙이라고도 지칭되는 리소셀 내의 디바이스들은 전형적으로 트랙 제어 유닛(TCU)의 제어 하에 있고, 트랙 제어 유닛은 그 자체가 감시 제어 시스템(SCS)에 의해 제어될 수 있고, 감시 제어 시스템은 또한, 예를 들어, 리소그래피 제어 유닛(LACU)을 통해 리소그래피 장치(LA)를 제어할 수 있다.
리소그래피 장치(LA)에 의해 노광된 기판들(W)이 정확하고 일관되게 노광되기 위해서는, 기판들을 검사하여 패터닝된 구조들의 특성들, 예컨대 후속 층들 간의 오버레이 오차들, 라인 두께들, 임계 치수들(CD) 등을 측정하는 것이 바람직하다. 이를 위해, 리소셀(LC)에 검사 툴들(도시되지 않음)이 포함될 수 있다. 오차들이 검출되면, 예를 들어, 후속 기판들의 노광들에 대한 또는 기판들(W)에 대해 수행되어야 하는 다른 처리 단계들에 대한 조정들이 이루어질 수 있다(특히 동일한 배치(batch) 또는 로트의 다른 기판들(W)이 여전히 노광되거나 처리되어야 하기 전에 검사가 완료된다면).
기판(W)의 특성들, 및, 특히, 상이한 기판들(W)의 특성들이 어떻게 달라지는지 또는 동일한 기판(W)의 상이한 층들과 연관된 특성들이 층마다 어떻게 달라지는지를 결정하기 위해 계측 장치라고도 지칭될 수 있는 검사 장치가 사용된다. 검사 장치는 대안적으로 기판(W) 상의 결함들을 식별하도록 구성될 수 있고, 예를 들어, 리소셀(LC)의 일부일 수 있거나, 리소그래피 장치(LA)에 통합될 수 있거나, 심지어 독립형 디바이스일 수도 있다. 검사 장치는 잠상(latent image)(노광 후의 레지스트 층 내의 이미지)에 대한, 또는 반잠상(노광후 베이킹 단계 PEB 후의 레지스트 층 내의 이미지)에 대한, 또는 현상된 레지스트 이미지(레지스트의 노광되거나 노광되지 않은 부분이 제거된)에 대한, 또는 심지어 에칭된 이미지(에칭과 같은 패턴 전사 단계 후의)에 대한 특성들을 측정할 수 있다.
전형적으로 리소그래피 장치(LA)에서의 패터닝 프로세스는 기판(W) 상의 구조들의 치수 및 배치의 높은 정확도를 요구하는 프로세스에서 가장 중요한 단계들 중 하나이다. 이러한 높은 정확도를 보장하기 위해, 도 3에 개략적으로 묘사된 바와 같이 소위 "홀리스틱" 제어 환경에서 3개의 시스템이 조합될 수 있다. 이들 시스템 중 하나는 계측 툴(MT)(제2 시스템) 및 컴퓨터 시스템(CL)(제3 시스템)에 (가상적으로) 연결되는 리소그래피 장치(LA)이다. 그러한 "홀리스틱" 환경의 핵심은 이들 3개의 시스템 간의 협력을 최적화하여 전체 프로세스 윈도우를 향상시키고 타이트한 제어 루프들을 제공하여 리소그래피 장치(LA)에 의해 수행되는 패터닝이 프로세스 윈도우 내에 유지되도록 보장하는 것이다. 프로세스 윈도우는 그 안에서 특정 제조 프로세스가 정의된 결과(예를 들어, 기능 반도체 디바이스)를 산출하는 - 전형적으로 그 안에서 리소그래피 프로세스 또는 패터닝 프로세스에서의 프로세스 파라미터들이 달라지도록 허용되는 - 프로세스 파라미터들(예를 들어, 도즈, 포커스, 오버레이)의 범위를 정의한다.
컴퓨터 시스템(CL)은 패터닝될 설계 레이아웃(의 일부)을 사용하여 어떤 분해능 향상 기법들을 사용할지를 예측하고 계산 리소그래피 시뮬레이션들 및 계산들을 수행하여 어떤 마스크 레이아웃 및 리소그래피 장치 설정이 패터닝 프로세스의 가장 큰 전체 프로세스 윈도우(도 3에서 첫 번째 스케일(SC1)에서 이중 화살표로 묘사됨)를 달성하는지를 결정할 수 있다. 전형적으로, 분해능 향상 기법들은 리소그래피 장치(LA)의 패터닝 가능성들과 일치하도록 배열된다. 컴퓨터 시스템(CL)은 또한 리소그래피 장치(LA)가 현재 프로세스 윈도우 내의 어디에서 동작하고 있는지를 검출하여(예를 들어, 계측 툴(MT)로부터의 입력을 사용하여) 예를 들어 차선의 처리(도 3에서 두 번째 스케일(SC2)에서 "0"을 가리키는 화살표로 묘사됨)로 인해 결함들이 존재할 수 있는지를 예측하기 위해 사용될 수 있다.
계측 툴(MT)은 정확한 시뮬레이션들 및 예측들을 가능하게 하기 위해 컴퓨터 시스템(CL)에 입력을 제공할 수 있고, 예를 들어 리소그래피 장치(LA)의 캘리브레이션 상태에서의 가능한 드리프트들(도 3에서 세 번째 스케일(SC3)에서 다수의 화살표로 묘사됨)을 식별하기 위한 피드백을 리소그래피 장치(LA)에 제공할 수 있다.
리소그래피 프로세스들에서는, 예를 들어, 프로세스 제어 및 검증을 위해, 생성된 구조들의 측정을 빈번히 하는 것이 바람직하다. 그러한 측정을 하기 위한 툴들은 전형적으로 계측 툴들(MT)이라고 불린다. 주사 전자 현미경들 또는 다양한 형태의 산란계 계측 툴들(MT)을 포함하는, 그러한 측정들을 하기 위한 상이한 유형의 계측 툴들(MT)이 알려져 있다. 산란계들은 산란계의 대물 렌즈의 동공과의 공액 평면 또는 동공 내에 센서를 가짐으로써 - 이 경우 측정들은 통상적으로 동공 기반 측정들이라고 지칭됨 -, 또는 이미지 평면과의 공액 평면 또는 이미지 평면 내에 센서를 가짐으로써 - 이 경우 측정들은 통상적으로 이미지 또는 필드 기반 측정들이라고 지칭됨 - 리소그래피 프로세스의 파라미터들의 측정들을 허용하는 다목적 기기들이다. 그러한 산란계들 및 연관된 측정 기법들은 특허 출원들 US20100328655, US2011102753A1, US20120044470A, US20110249244, US20110026032 또는 EP1,628,164A에 더 설명되어 있고, 해당 출원들은 그 전체가 인용에 의해 본 명세서에 포함된다. 전술한 산란계들은 소프트 x선 및 가시광선 내지 근적외선(near-IR) 파장 범위부터의 광을 이용하여 격자들을 측정할 수 있다.
제1 실시예에서, 산란계(MT)는 각도 분해 산란계(angular resolved scatterometer)이다. 그러한 산란계에서는, 측정된 신호에 재구성 방법들을 적용하여 격자의 특성들을 재구성 또는 계산할 수 있다. 그러한 재구성은, 예를 들어, 산란된 방사선과 타깃 배열의 수학적 모델의 상호 작용을 시뮬레이션하고 시뮬레이션 결과들과 측정의 결과들을 비교함으로써 이루어질 수 있다. 수학적 모델의 파라미터들은 시뮬레이션된 상호 작용이 실제 타깃으로부터 관찰된 것과 유사한 회절 패턴을 생성할 때까지 조정된다.
제2 실시예에서, 산란계(MT)는 분광 산란계(spectroscopic scatterometer)(MT)이다. 그러한 분광 산란계(MT)에서는, 방사선 소스에 의해 방출된 방사선이 타깃 상으로 유도되고 타깃으로부터의 반사된 또는 산란된 방사선은 분광계 검출기로 유도되고, 분광계 검출기는 정반사된 방사선의 스펙트럼(즉, 파장의 함수로서의 강도의 측정치)을 측정한다. 이 데이터로부터, 예를 들어, Rigorous Coupled Wave Analysis 및 비선형 회귀에 의해 또는 시뮬레이션된 스펙트럼들의 라이브러리와의 비교에 의해, 검출된 스펙트럼을 발생시키는 타깃의 구조 또는 프로파일이 재구성될 수 있다.
제3 실시예에서, 산란계(MT)는 타원 편광 산란계(ellipsometric scatterometer)이다. 타원 편광 산란계는 각각의 편광 상태들에 대한 산란된 방사선를 측정함으로써 리소그래피 프로세스의 파라미터들을 결정하는 것을 가능하게 한다. 그러한 계측 장치는, 예를 들어, 계측 장치의 조명 섹션에서 적절한 편광 필터들을 이용함으로써 편광된 광(예컨대 선형, 원형 또는 타원형)을 방출한다. 계측 장치에 적합한 소스가 편광된 방사선을 제공할 수도 있다. 기존의 타원 편광 산란계들의 다양한 실시예들이 미국 특허 출원들 제11/451,599호, 제11/708,678호, 제12/256,780호, 제12/486,449호, 제12/920,968호, 제12/922,587호, 제13/000,229호, 제13/033,135호, 제13/533,110호 및 제13/891,410호에 설명되어 있고, 해당 출원들은 그 전체가 인용에 의해 본 명세서에 포함된다.
도 4에는 산란계와 같은 계측 장치가 묘사되어 있다. 그것은 기판(W) 상에 방사선을 투영하는 광대역(백색광) 방사선 프로젝터(2)를 포함한다. 반사된 또는 산란된 방사선은 분광계 검출기(4)로 전달되고, 분광계 검출기는 정반사된 방사선의 스펙트럼(6)(즉, 파장의 함수로서의 강도의 측정치)을 측정한다. 이 데이터로부터, 처리 유닛(PU)에 의해, 예를 들어, Rigorous Coupled Wave Analysis 및 비선형 회귀에 의해 또는 도 3의 하단에 도시된 바와 같은 시뮬레이트된 스펙트럼들의 라이브러리와의 비교에 의해, 검출된 스펙트럼을 발생시키는 구조 또는 프로파일(8)이 재구성될 수 있다. 일반적으로, 재구성을 위해, 구조의 일반적인 형태는 알려져 있고, 구조가 만들어진 프로세스에 대한 지식으로부터 일부 파라미터들이 가정되어, 구조의 소수의 파라미터들만이 산란계 데이터로부터 결정되게 한다. 그러한 산란계는 수직 입사 산란계 또는 비스듬한 입사 산란계로서 구성될 수 있다.
도 5의 (a)는 계측 장치, 보다 구체적으로는 암시야 산란계의 실시예를 제시한다. 도 5의 (b)에는 타깃(T) 및 타깃을 조명하기 위해 사용되는 측정 방사선의 회절 광선들이 더 상세히 예시되어 있다. 예시된 계측 장치는 암시야 계측 장치로 알려진 유형이다. 계측 장치는 독립형 디바이스이거나, 예를 들어, 측정 스테이션, 또는 리소그래피 셀(LC)에서의 리소그래피 장치(LA)에 통합될 수 있다. 장치 전체에 걸쳐 여러 개의 분기를 갖는 광축이 점선(O)으로 나타내어져 있다. 이 장치에서, 소스(11)(예를 들어, 크세논 램프)에 의해 방출된 광은 렌즈들(12, 14) 및 대물 렌즈(16)를 포함하는 광학 시스템에 의해 빔 스플리터(15)를 통해 기판(W) 상으로 유도된다. 이들 렌즈는 4F 배열의 이중 시퀀스로 배열된다. 기판 이미지를 검출기 상에 여전히 제공하고, 동시에 공간-주파수 필터링을 위한 중간 동공 평면의 액세스를 가능하게 한다면, 상이한 렌즈 배열이 사용될 수 있다. 따라서, 조명 각도들은 대물 렌즈에 들어가는 1차 광선들이 중심 광축과 가깝게 정렬되도록 설계되거나 조정될 수 있다. 도 5의 (a) 및 도 3의 (b)에 예시된 광선들은, 순전히 이들이 도면에서 더 쉽게 구별될 수 있도록, 다소 축외(off axis)로 도시되어 있다.
기판(W) 상의 타깃(T)에 의해 회절된 적어도 0차 및 +1차는 대물 렌즈(16)에 의해 수집되어 빔 스플리터(15)를 통해 다시 유도된다. 도 5의 (a)로 돌아가면, 노스(N) 및 사우스(S)로 라벨링된 정반대의 애퍼처들을 지정함으로써, 제1 및 제2 조명 모드들 둘 다가 예시되어 있다. 측정 방사선의 입사 광선(I)이 광축의 노스 측으로부터 온 경우, 즉 제1 조명 모드가 애퍼처 플레이트(13N)를 이용하여 적용되는 경우, +1(N)로 라벨링된 +1개의 회절 광선이 대물 렌즈(16)에 입사된다. 대조적으로, 제2 조명 모드가 애퍼처 플레이트(13S)를 이용하여 적용되는 경우, (1(S)로 라벨링된) -1개의 회절 광선이 렌즈(16)에 입사되는 광선들이다.
제2 빔 스플리터(17)가 회절 빔들을 2개의 측정 분기로 분할한다. 제1 측정 분기에서, 광학 시스템(18)은 0차 및 1차 회절 빔들을 이용하여 제1 센서(19)(예를 들어, CCD 또는 CMOS 센서) 상에 타깃의 회절 스펙트럼(동공 평면 이미지)을 형성한다. 각 회절 차수는 센서 상의 상이한 지점에 부딪치며, 그에 따라 이미지 처리가 차수들을 비교하고 대조할 수 있다. 센서(19)에 의해 캡처된 동공 평면 이미지는 계측 장치를 포커싱하고/하거나 1차 빔의 강도 측정들을 정규화하기 위해 사용될 수 있다. 동공 평면 이미지는 또한 재구성과 같은 많은 측정 목적을 위해 사용될 수 있다. 본 명세서에 개시된 개념들은 이 분기를 이용한 동공 측정에 관련된다.
제2 측정 분기에서, 광학 시스템(20, 22)은 센서(23)(예를 들어, CCD 또는 CMOS 센서) 상에 타깃(T)의 이미지를 형성한다. 제2 측정 분기에서, 동공 평면에 공액인 평면에 애퍼처 스톱(21)이 제공된다. 애퍼처 스톱(21)은 센서(23) 상에 형성된 타깃의 이미지가 -1 또는 +1 1차 빔으로부터만 형성되도록 0차 회절 빔을 차단하는 기능을 한다. 센서들(19, 23)에 의해 캡처된 이미지들은 이미지를 처리하는 프로세서(PU)로 출력되고, 그 기능은 수행되는 측정들의 특정 유형에 의존할 것이다. '이미지'라는 용어는 여기에서 넓은 의미로 사용된다는 점에 유의한다. -1 및 +1 차수 중 하나만이 존재한다면, 격자 라인들의 이미지가 그와 같이 형성되지 않을 것이다. 도 5에 도시된 애퍼처 플레이트(13) 및 필드 스톱(21)의 특정 형태들은 순전히 예들이다.
위에 설명된 계측 툴들은 에칭 후 0차 응답(동공)을 이용하여 디바이스 내의 오버레이를 측정하기 위해 사용될 수 있다. 이 방법은 현재 IDM OV(In-Device-Metrology OV)로 알려져 있다. IDM의 주요 기능적 요건은 측정 하의 타깃이 오버레이 오차가 존재할 때 비대칭을 포함한다는 것이다. 0차 동공에서 유도된 비대칭을 모니터링함으로써, IDM은 기존의 오버레이를 측정할 수 있다.
오버레이를 측정하기 위해서는, 관심 오버레이에만 민감하고, 프로세스 변동들 및 다른 비대칭들에는 강건해야 하는, 레시피가 생성될 필요가 있다. 교차 편광으로 인해, 많은 취득 설정들(파장, 격자-대-센서 회전들 및 편광들)이 관심 OV에 대한 감도를 나타내는 레시피를 야기할 수 있다. 불행하게도, 이들 레시피 중 다수는, 동일한 웨이퍼에 대해, 지점간 차이가 큰 상이한 웨이퍼 맵을 측정할 수 있다. 이 현상은 특히 DRAM(GBL), 저장 노드 배치(SN), 및 3DNAND에서의 비트 라인 배치로서 더 복잡한 구조들에 대해 관찰된다. 따라서, 웨이퍼 맵들에서의 큰 다양성에 대한 주요 이유는 관심 오버레이(들) 이외의 구조에서의 비대칭들에 의해 야기될 것으로 예상되는데, 그 이유는 그러한 비대칭이 이들 구조에 존재하는 것으로 알려져 있기 때문이다. 추가로, 센서는 또한, 취득 전략에 의존할 수도 있는, 웨이퍼 맵들을 유도한다. IDM 레시피 생성에서의 핵심 성능 지표들(KPI) 중 하나는 IDM 레시피에서의 크로스토크의 정량화이다. 크로스토크는 레시피가 상이한 계층들에서의 변화들에 얼마나 민감한지를 지시한다. 예를 들어, 비트 라인 OV를 측정하기 위한 레시피는, 다른 오버레이들, 예를 들어, 비트 라인 컨택트 OV, DRAM OV 등에 민감할 수 있다.
동공에서의 비대칭에 대한 2가지 주요 기여 요소는 오버레이(예를 들어, 관심 오버레이 또는 관심 파라미터) 및 에칭 유도된 경사이다. 깊은 실리콘 에칭(deep-silicon etching)과 같은 특정 에칭 기법들은, (노광 프로세스보다는) 플라즈마 에칭 프로세스 자체에 본질적으로 결합되는, 그리고 경사 오차(tilt error) 또는 단순히 경사(tilt)라고 알려진 웨이퍼의 전면과 이면 사이의 방사상 오정렬을 야기할 수 있다.
비록 주어진 레시피에 대한 경사를 갖는 크로스토크의 양을 정량화하기 위한 KPI가 존재하지만, 상이한 취득 설정들(WL들/편광들/웨이퍼 회전)을 이용하는 것 이외에 크로스토크를 억제하기 위한 방법은 식별되지 않았다. 이 크로스토크는 레시피 정확도를 열화시키므로, 크로스토크를 억제하기 위한 방법이 바람직하다. 이 크로스토크는 주로 웨이퍼의 에지에 나타날 것이고; 오버레이 측정들에 대한 상당한 IDM 정확도 페널티가 관찰되었는데; 예를 들어, 웨이퍼의 에지에서의 10nm 이상의 영역 내의 오차들이고, 이들은 경사를 갖는 크로스토크 때문에 있는 것으로 생각된다.
동공에서의 비대칭의 이들 2가지 주요 기여 요소 간의 크로스토크를 저감시키기 위해 관심 파라미터(예를 들어, 오버레이; 보다 구체적으로는, 특정의 층 또는 구조의 오버레이와 같은 관심 오버레이)의 측정들로부터 유도된 경사인 임의의 측정된 비대칭을 구분하도록, 경사 분석으로 IDM 레시피 셋업을 확장하는 것이 제안된다. 제안된 IDM 레시피 세트는 또한 이 관심 오버레이를 다른 오버레이들(예를 들어, 다른 층들 또는 구조들의 오버레이)과 같은 동공 비대칭들의 다른 소스들로부터 구분할 수 있다.
제안된 방법은, 셋업 단계에서, 동일한 또는 다른 레시피 셋업 웨이퍼(또는 실험 설계 웨이퍼) 상의 스캐너에서 세트 오버레이 오차들을 유도하는 것에 더하여, 레시피 셋업 웨이퍼(또는 실험 설계 웨이퍼) 상에서 에칭 유도된 파라미터에 대한 세트 오차들(예를 들어, 경사 오차들)을 유도하는 단계를 포함할 수 있다. IDM 레시피 셋업에서 실험 설계(design of experiment, DoE)를 위한 2개의 제어가능한 입력 파라미터를 가짐으로써, 오버레이와 경사 사이의 크로스토크를 상당히 저감시키는 것이 가능해진다.
도 6은 그러한 레시피 생성 방법을 개념적으로 예시한다. 스캐너(LA)는 하나 이상의 스캐너 유도된 OV를 가지는 (적어도) 하나의 DoE 웨이퍼 DoEOV를 생성하기 위해 사용된다. 이것은 관심 오버레이에 대한 유도된 오버레이만을 포함할 수 있다(예를 들어, 웨이퍼에 걸쳐 이 오버레이의 변동을 가짐). 대안적으로, 이 단계는 (동일한 웨이퍼 상의 또는 이 웨이퍼들 DoEOV의 세트의 상이한 웨이퍼들 상의) 다른 층들 또는 구조들에 관한 다른 오버레이 파라미터들에 대한 오버레이를 유도하는 단계를 포함할 수 있고, 그에 의해 경사에 더하여 다른 오버레이들로부터 관심 오버레이를 구분하는 것을 가능하게 한다.
에처(EH)는 에처 유도 경사를 갖는 (적어도) 하나의 DoE 웨이퍼 DoETI를 생성하기 위해 사용된다; (예를 들어, 웨이퍼에 걸쳐 경사의 변동을 가짐). 이들 스캐너 및 에처 단계들은 이들이 하나의 웨이퍼 또는 웨이퍼들의 하나의 세트에 대해 수행되는 한 조합될 수 있다는 점을 알아야 한다. 그에 따라, 별개의 DoE 웨이퍼(들) DoEOV 및 DoE 웨이퍼(들) DoETI 대신에(또는 그에 더하여), 웨이퍼의 에지 또는 주변 영역에서 에처 유도된 경사를 갖고 웨이퍼의 중심 영역에서 하나 이상의 스캐너 유도된 OV를 갖는 단일 DoE 웨이퍼 또는 웨이퍼들의 세트가 제공될 수 있다.
계측 디바이스(MET)는 (적어도) 관심 오버레이가 변경되는 웨이퍼들 DoEOV에 관한 오버레이 데이터 DATOV 및 경사가 변경되는 웨이퍼들 DoEOV에 관한 경사 데이터 DATTI를 포함하는 훈련 데이터를 획득하도록, 웨이퍼들 DoEOV, DoETI를 측정하기 위해 사용된다. 후자는 단지, 또는 주로, 경사 오차가 지배적인 웨이퍼의 에지에서의 측정들에 관련될 수 있다. 오버레이 데이터 DATOV 및 경사 데이터 DATTI는 또한 스캐너 유도된 오버레이 및 에칭 유도된 경사의 알려진 세트 값들을 포함할 것이다.
경사 데이터 DATTI에 대해 성분 분석 단계가 수행된다. 이 단계는, 예를 들어, 경사에 대한 동공 반응을 추정하도록, 이 데이터 - 예를 들어, 에처 유도된 경사를 갖는 타깃들에 관한 - 에 주성분 분석(principal component analysis, PCA)을 적용하는 것을 포함할 수 있다. PCA는 고차원 데이터 세트에서 가장 높은 변동(주성분)의 방향을 식별하는 통계적 기법이다. 이 단계는 (예를 들어, 아래에 설명되는 지식에 기초하여 그리고/또는 실험으로부터) 예상되는 경사 웨이퍼 맵을 기술하는 경사 웨이퍼 맵 데이터 WMTI를 사용하여 하나 이상의 유사한 웨이퍼 맵들을 보여주는 주성분(들) 중 하나를 선택하는 것을 포함할 수 있다. 알려진/예상되는 패턴들(웨이퍼 맵들)과 유사한 하나 이상의 성분을 선택하는 단계는 알려진 패턴에 대한 그것의 유사성이 임계 유사성 메트릭보다 높은 주성분을 선택하는 단계; 및/또는 메트릭에 따라 모든 주성분들 중 가장 높은 유사성을 갖는 하나 이상의 성분을 선택하는 단계를 포함할 수 있다.
PCA는 사용될 수 있는 데이터 분석 방법의 일 예일뿐이라는 점에 유의해야 한다; 웨이퍼 경사 맵을 결정할 수 있는 임의의 다른 적합한 데이터 분석 방법이 대신 사용될 수 있다. 예를 들어, 독립 성분 분석(independent component analysis, ICA), 또는 보다 일반적으로, 다른 블라인드 신호 분리 기법들이 사용될 수 있다. 본 기술분야의 통상의 기술자라면 인지할 것인 바와 같이, 이용가능한 이들 알고리즘이 다수 존재하며, 이들 중 임의의 것을 사용하여 어떻게 경사를 추정할지를 알 것이다.
대안적으로, 또는 추가로, 경사 데이터(예를 들어, 3DNAND 구조로부터의)는 SEM에 의해 측정될 수 있다. 따라서, 다른 기준 소스로부터 경사 데이터를 획득하는 것이 가능하다. 따라서, 일 실시예에서, 경사에 대한 그러한 기준이 이용가능한 경우, 이 기준이 사용되는 것이 제안되고; 경사를 추정하기 위한 전술한 블라인드 신호 분리 기법들 중 어느 것이 아니더라도 사용될 수 있다. 제1 경우에, 비용 함수는 약간 변하지만(아래에 이를 부가할 것임), 아이디어는 동일하게 유지된다: 경사 정보를 이용하여 레시피를 경사에 강건하게 만든다.
레시피 생성 단계(RC)에서, 선택된 주성분(들)(PC) 및/또는 경사에 대한 동공 응답은 경사에 강건한(감도가 낮거나 없는) 오버레이 레시피(REC)를 결정하기 위해 사용된다; 예를 들어, 레시피는 경사 응답에 강건한 가중치들을 포함한다.
마지막 단계에서 레시피를 경사에 강건하게 만들기 위해, 레시피 가중치들을 결정하는 데 사용되는 비용 함수에 추가적인 페널티를 추가할 수 있다:
Figure pct00001
여기서 P는 각각의 열(즉, 측정된 동공들) 내의 타깃의 동공(들)을 포함하는 행렬이고, PTw는 "겟 값들(get-values)"(레시피에 의해 획득된 OV 값들)을 포함하는 벡터에 대응하고, s는 (예를 들어, 스캐너 또는 에처로부터의 또는 예를 들어 SEM을 이용하여 측정된) 세트 값들이다. 두 번째 항은 관심 오버레이와 경사 사이의 크로스토크에 페널티를 주는 패널티 항이다: E는 단계 PCA에서 획득된 경사 데이터의 하나 이상의 주성분(예를 들어, 예상된 패턴에 가장 가깝게 대응하는 것들)을 포함하는 행렬이다. 파라미터 α는 페널티를 제어한다.
SEM 데이터가 이용가능하다면, 비용 함수는 약간 변한다:
Figure pct00002
여기서 t는 기준에 의해 획득된 경사를 포함하는 벡터이다. 기본적으로, 비용 함수는 "겟 값들"이 경사와 유사하지 않도록 보장하려고 시도한다(그것은 "겟 값들"이 파라미터 β에 의해 제어되는 경사 측정들에 직교하게 만들려고 시도한다).
그에 따라, 비용 함수는 경사(두 번째 페널티 항)에 강건하면서 세트 값들(첫 번째 항)에 대한 양호한 매치인 측정된 값들에 대한 가중치들을 결정한다. 보다 구체적으로는, 비용 함수는 관심 파라미터와 경사 파라미터 사이의 크로스토크에 페널티를 주는 패널티 항을 포함하면서 관심 파라미터에 대한 측정된 값들과 유도된 세트 값들 간의 차이를 최소화하도록 관심 파라미터의 측정된 값들에 대한 가중치(예를 들어, 측정된 값들을 기술하는 벡터)를 결정한다; 예를 들어, 상당한 경사 영향의 가능성이 있는 솔루션들에 페널티를 준다(예를 들어, 솔루션은 예상된 경사 패턴 또는 지문에 대응한다).
위의 간단한 선형 회귀는 레시피를 경사에 강건하게 만들기 위한 예로서 사용된다. 그러나, 이 방법은 신경망(딥 러닝)과 같은 더 정교한 회귀 기법들로 용이하게 일반화될 수 있는데, 즉, 비용 함수는 신경망의 훈련 동안에 경사에 페널티를 주도록 적응될 수 있다. 신경망은 본 기술분야에 널리 알려져 있으므로, 그에 대해서는 여기서 상세히 설명되지 않을 것이다.
이러한 방식으로, (예를 들어, 웨이퍼의 에지에서의) 스펙 내 타깃들의 수를 증가시키고 따라서 수율을 증가시키도록, 경사를 갖는 오버레이의 크로스토크를 억제하는 방법이 설명된다.
언급된 바와 같이, 이 방법은 예상된 경사 패턴에 대응하는 주성분들을 선택하는 단계를 포함한다. 도 7은 그러한 예상된 경사 패턴이 어떻게 보일 수 있는지를 예시한다. 에처 경사는 방사상으로 대칭 현상이다. 오버레이에 대한 에처 경사의 영향은 상부 및 하부 구조들에 대해 상이할 수 있다; 라인의 패턴 시프트에 대한 에처 경사의 영향은 라인에 수직이다. 이는 오버레이에서의 결과적인 형상이 웨이퍼의 원주에 걸쳐 사인 거동(sinus behavior)을 갖는 결과를 야기한다.
도 7의 (a)에는, 층 L1 내에, 주기적으로 경사진(비스듬한) 액티브 영역들(active areas, AA) 및 액티브 영역들에 대한 컷들을 정의하는 컷 홀들(cut holes, CH), 및 층 L2 내에, 컷들에 대응하는 워드 라인들(WL)을 포함하는 특정(예를 들어, 메모리) 구조가 도시되어 있다. 화살표들은 (예를 들어, 층의 주기성에 수직인) 각 층에 대한 경사 오차의 방향을 지시한다. 도 7의 (b)는 이들 2개의 층에 대한 웨이퍼 상의 주변 각도(x축- 0-360도)에 대한 경사 오차 크기(y축)의 그래프이다. 경사 오차의 사인 거동이 분명하다; 이 특정 층 쌍에 대해, 하부 격자의 경사 진폭은 sin(22°)*경사 유도된 패턴 시프트들에서의 상부 격자의 진폭이다. 도 7의 (c)는 층들 L1 및 L2에 대한 오버레이 상의 경사의 접선 거동(tangential behavior), 및 조합된 효과를 도 시한다. 2개의 영향은 서로를 향상시키거나(동일한 부호) 서로를 보상할 수 있다(반대 부호). 컷 에칭들에 대한 다른 층 조합들 또는 경사 오차는 경사 오차에 대해 유사한 사인 패턴들을 보여줄 것이지만, 상이한 층들에 대한 상이한 각도들은 실제 형상들이 (일반적으로 예측 가능한 방식으로) 변할 것임을 의미할 것이다.
후속의 번호가 매겨진 조항들에는 추가 실시예들이 개시되어 있다:
1. 에칭 유도된 파라미터 오차를 겪은 기판으로부터의 관심 파라미터를 측정하기 위한 측정 설정들을 기술하는 측정 레시피를 결정하기 위한 방법으로서 - 상기 에칭 유도된 파라미터 오차는 레시피 의존 방식으로 상기 관심 파라미터의 측정에 영향을 미침 -; 상기 방법은:
상기 관심 파라미터가 다양한 제1 유도된 세트 값들을 갖는 적어도 하나의 셋업 기판의 측정들에 관한 관심 파라미터 셋업 데이터를 획득하는 단계;
상기 에칭 유도된 파라미터가 다양한 제2 유도된 세트 값들을 갖는 적어도 하나의 셋업 기판의 측정들에 관한 에칭 유도된 파라미터 셋업 데이터를 획득하는 단계; 및
상기 관심 파라미터의 측정에 대한 상기 에칭 유도된 파라미터의 영향을 최소화하도록 상기 레시피를 결정하는 단계를 포함하는, 방법.
2. 조항 1에 정의된 바와 같은 방법으로서, 상기 레시피를 결정하는 단계는 상기 에칭 유도된 파라미터 오차에 대한 알려진 패턴들과의 유사성에 따라 상기 레시피에 대한 솔루션들에 페널티를 주는 단계를 포함하는, 방법.
3. 조항 2에 정의된 바와 같은 방법으로서, 상기 방법은 상기 에칭 유도된 파라미터 셋업 데이터의 성분들을 획득하기 위해 상기 에칭 유도된 파라미터 셋업 데이터에 대해 블라인드 신호 분리 분석을 수행하는 단계; 및
상기 알려진 패턴들과 높은 유사성을 갖는 상기 성분들에 대응하는 상기 레시피에 대한 솔루션들에 페널티를 주는 단계를 포함하는, 방법.
4. 조항 3에 정의된 바와 같은 방법으로서,
상기 성분과의 유사성이 임계 유사성 메트릭보다 높은 하나 이상의 성분을 선택하는 단계; 및
메트릭에 따라 모든 성분들 중 가장 높은 유사성을 갖는 하나 이상의 성분을 선택하는 단계
중 하나 또는 둘 다에 의해 상기 페널티를 주는 단계에 대해 높은 유사성을 갖는 하나 이상의 성분을 선택하는 단계를 포함하는, 방법.
5. 조항 3 또는 조항 4에 정의된 바와 같은 방법으로서, 상기 블라인드 신호 분리 분석은 주성분 분석 또는 독립 성분 분석을 포함하고, 상기 성분들은 주성분들 또는 독립 성분들을 적절하게 포함하는, 방법.
6. 조항 3 내지 조항 5 중 어느 하나에 정의된 바와 같은 방법으로서, 상기 블라인드 신호 분리 분석은 상기 적어도 하나의 셋업 기판의 주변 영역에서 측정된 상기 에칭 유도된 파라미터 셋업 데이터에 적용되는, 방법.
7. 조항 2에 정의된 바와 같은 방법으로서, 상기 방법은 기준 측정 소스, 옵션으로 주사 전자 현미경으로부터 상기 에칭 유도된 파라미터 셋업 데이터를 획득하는 단계를 포함하는, 방법.
8. 조항 2 내지 조항 7 중 어느 하나에 정의된 바와 같은 방법으로서, 상기 결정하는 단계는, 상기 페널티를 주는 단계를 겪고, 상기 관심 파라미터 셋업 데이터 값들과 제1 유도된 세트 값들 간의 차이를 최소화하는 가중치들을 결정하는 단계를 추가로 포함하는, 방법.
9. 임의의 선행 조항에 정의된 바와 같은 방법으로서, 상기 관심 파라미터가 다양한 제1 유도된 세트 값들을 갖는 상기 적어도 하나의 셋업 기판 및 상기 에칭 유도된 파라미터가 다양한 제2 유도된 세트 값들을 갖는 상기 적어도 하나의 셋업 기판은 상이한 적어도 하나의 셋업 기판을 포함하는, 방법.
10. 조항 1 내지 조항 8 중 어느 하나에 정의된 바와 같은 방법으로서, 상기 관심 파라미터가 다양한 제1 유도된 세트 값들을 갖는 상기 적어도 하나의 셋업 기판 및 상기 에칭 유도된 파라미터가 다양한 제2 유도된 세트 값들을 갖는 상기 적어도 하나의 셋업 기판은 동일한 적어도 하나의 셋업 기판을 포함하고; 상기 제1 유도된 세트 값들은 상기 적어도 하나의 셋업 기판의 중심 영역에서 유도되고 상기 제2 유도된 세트 값들은 상기 적어도 하나의 셋업 기판의 주변 영역에서 유도되는, 방법.
11. 임의의 선행 조항에 정의된 바와 같은 방법으로서, 상기 관심 파라미터는 오버레이 관심 파라미터를 포함하는, 방법.
12. 임의의 선행 조항에 정의된 바와 같은 방법으로서, 상기 에칭 유도된 파라미터는 에칭 유도된 경사를 포함하는, 방법.
13. 임의의 선행 조항에 정의된 바와 같은 방법으로서,
상기 관심 파라미터가 다양한 제1 유도된 세트 값들을 갖는 상기 적어도 하나의 셋업 기판을 생성하는 단계 - 상기 제1 유도된 세트 값들은 리소그래피 노광 장치를 통해 유도됨 -; 및
상기 에칭 유도된 파라미터가 다양한 제2 유도된 세트 값들을 갖는 상기 적어도 하나의 셋업 기판을 생성하는 단계 - 상기 제2 유도된 세트 값들은 에칭 장치를 통해 유도됨 - 를 포함하는, 방법.
14. 임의의 선행 조항에 정의된 바와 같은 방법으로서, 상기 측정 레시피를 이용하여 제품 기판 상의 관심 파라미터를 측정하는, 방법.
15. 조항 14에 정의된 바와 같은 방법으로서, 상기 셋업 기판들 및 제품 기판은 각각 상기 측정들이 수행되는 기능 회로 구조들을 포함하는, 방법.
16. 조항 1 내지 조항 12의 방법에서 사용하기 위한 셋업 기판으로서, 에칭 유도된 파라미터는 다양한 제2 유도된 세트 값들을 갖는, 셋업 기판.
17. 조항 16에 정의된 바와 같은 셋업 기판으로서, 상기 에칭 유도된 파라미터는 에칭 유도된 경사를 포함하는, 셋업 기판.
18. 조항 16 또는 조항 17에 정의된 바와 같은 셋업 기판으로서, 상기 제2 유도된 세트 값들은 상기 셋업 기판의 주변 영역에서 유도되는, 셋업 기판.
19. 조항 16 내지 조항 18에 정의된 바와 같은 셋업 기판으로서, 관심 파라미터는 다양한 제1 유도된 세트 값들을 갖고 상기 제1 유도된 세트 값들은 상기 셋업 기판의 중심 영역에서 유도되는, 셋업 기판.
20. 적합한 장치에서 실행될 때, 조항 1 내지 조항 21 중 어느 하나의 방법을 수행하도록 동작 가능한 프로그램을 포함하는 컴퓨터 프로그램.
21. 조항 20의 컴퓨터 프로그램을 포함하는 비일시적 컴퓨터 프로그램 캐리어.
22. 조항 21의 컴퓨터 프로그램을 포함하는 저장 디바이스 및 프로세서를 포함하는 프로세싱 시스템.
23. 조항 22의 프로세싱 시스템을 포함하고, 조항 14 및 조항 15항의 방법을 수행하도록 추가로 동작 가능한 계측 디바이스.
비록 이 본문에서는 IC들의 제조에서의 리소그래피 장치의 사용에 대해 특정 참조가 이루어질 수 있지만, 본 명세서에서 설명된 리소그래피 장치는 다른 응용들을 가질 수 있다는 것을 이해해야 한다. 가능한 다른 응용들로는 통합 광학 시스템들의 제조, 자구 메모리들, 평판 디스플레이들, 액정 디스플레이(LCD)들, 박막 자기 헤드들 등에 대한 유도 및 검출 패턴들이 포함된다.
비록 이 본문에서는 리소그래피 장치의 맥락에서 본 발명의 실시예들에 대해 특정 참조가 이루어질 수 있지만, 본 발명의 실시예들은 다른 장치들에서 사용될 수도 있다. 본 발명의 실시예들은 마스크 검사 장치, 계측 장치, 또는 웨이퍼(또는 다른 기판) 또는 마스크(또는 다른 패터닝 디바이스)와 같은 대상을 측정하거나 처리하는 임의의 장치의 일부를 형성할 수 있다. 이들 장치는 일반적으로 리소그래피 툴들이라고 지칭될 수 있다. 그러한 리소그래피 툴은 진공 조건들 또는 주변(비진공) 조건들을 사용할 수 있다.
비록 위에서는 광학 리소그래피의 맥락에서 본 발명의 실시예들의 사용에 대해 특정 참조가 이루어질 수 있지만, 맥락이 허용하는 경우, 본 발명은 광학 리소그래피에 제한되지 않고 다른 응용들, 예를 들어 임프린트 리소그래피에서 사용될 수도 있다는 것이 이해될 것이다.
본 발명의 특정 실시예들이 위에 설명되었지만, 본 발명은 설명된 바와 달리 실시될 수 있다는 것이 이해될 것이다. 위의 설명들은 제한이 아니라 예시적인 것으로 의도된다. 따라서, 본 기술분야의 통상의 기술자에게는 아래에 제시된 청구항들의 범위를 벗어나지 않고 설명된 바와 같은 발명에 수정들이 이루어질 수 있다는 것이 명백할 것이다.

Claims (15)

  1. 에칭 유도된 파라미터 오차를 겪은 기판으로부터의 관심 파라미터를 측정하기 위한 측정 설정들을 기술하는 측정 레시피를 결정하기 위한 방법으로서 - 상기 에칭 유도된 파라미터 오차는 레시피 의존 방식으로 상기 관심 파라미터의 측정에 영향을 미침 -; 상기 방법은:
    상기 관심 파라미터가 다양한 제1 유도된 세트 값들을 갖는 적어도 하나의 셋업 기판의 측정들에 관한 관심 파라미터 셋업 데이터를 획득하는 단계;
    상기 에칭 유도된 파라미터가 다양한 제2 유도된 세트 값들을 갖는 적어도 하나의 셋업 기판의 측정들에 관한 에칭 유도된 파라미터 셋업 데이터를 획득하는 단계; 및
    상기 관심 파라미터의 측정에 대한 상기 에칭 유도된 파라미터의 영향을 최소화하도록 상기 레시피를 결정하는 단계를 포함하는, 방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 레시피를 결정하는 단계는 상기 에칭 유도된 파라미터 오차에 대한 알려진 패턴들과의 유사성에 따라 상기 레시피에 대한 솔루션들에 페널티를 주는 단계를 포함하는, 방법.
  3. 제2항에 있어서, 상기 방법은 상기 에칭 유도된 파라미터 셋업 데이터의 성분들을 획득하기 위해 상기 에칭 유도된 파라미터 셋업 데이터에 대해 블라인드 신호 분리 분석을 수행하는 단계; 및
    상기 알려진 패턴들과 높은 유사성을 갖는 상기 성분들에 대응하는 상기 레시피에 대한 솔루션들에 페널티를 주는 단계를 포함하는, 방법.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 성분과의 유사성이 임계 유사성 메트릭보다 높은 하나 이상의 성분을 선택하는 단계; 및
    메트릭에 따라 모든 성분들 중 가장 높은 유사성을 갖는 하나 이상의 성분을 선택하는 단계
    중 하나 또는 둘 다에 의해 상기 페널티를 주는 단계에 대해 높은 유사성을 갖는 하나 이상의 성분을 선택하는 단계를 포함하는, 방법.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 관심 파라미터가 다양한 제1 유도된 세트 값들을 갖는 상기 적어도 하나의 셋업 기판 및 상기 에칭 유도된 파라미터가 다양한 제2 유도된 세트 값들을 갖는 상기 적어도 하나의 셋업 기판은 동일한 적어도 하나의 셋업 기판을 포함하고; 상기 제1 유도된 세트 값들은 상기 적어도 하나의 셋업 기판의 중심 영역에서 유도되고 상기 제2 유도된 세트 값들은 상기 적어도 하나의 셋업 기판의 주변 영역에서 유도되는, 방법.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 관심 파라미터가 다양한 제1 유도된 세트 값들을 갖는 상기 적어도 하나의 셋업 기판을 생성하는 단계 - 상기 제1 유도된 세트 값들은 리소그래피 노광 장치를 통해 유도됨 -; 및
    상기 에칭 유도된 파라미터가 다양한 제2 유도된 세트 값들을 갖는 상기 적어도 하나의 셋업 기판을 생성하는 단계 - 상기 제2 유도된 세트 값들은 에칭 장치를 통해 유도됨 - 를 포함하는, 방법.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 측정 레시피를 이용하여 제품 기판 상의 관심 파라미터를 측정하는, 방법.
  8. 제7항에 있어서, 상기 셋업 기판들 및 제품 기판은 각각 상기 측정들이 수행되는 기능 회로 구조들을 포함하는, 방법.
  9. 적합한 장치에서 실행될 때, 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항의 방법을 수행하도록 동작 가능한 프로그램을 포함하는 컴퓨터 프로그램.
  10. 제9항의 컴퓨터 프로그램을 포함하는 비일시적 컴퓨터 프로그램 캐리어.
  11. 제10항의 컴퓨터 프로그램을 포함하는 저장 디바이스 및 프로세서를 포함하는 프로세싱 시스템.
  12. 제11항의 프로세싱 시스템을 포함하고, 제7항 및 제8항의 방법을 수행하도록 추가로 동작 가능한 계측 디바이스.
  13. 조항 1항 내지 조항 8의 방법에서 사용하기 위한 셋업 기판으로서, 에칭 유도된 파라미터는 다양한 제2 유도된 세트 값들을 갖는, 셋업 기판.
  14. 조항 13에 정의된 바와 같은 셋업 기판으로서, 상기 제2 유도된 세트 값들은 상기 셋업 기판의 주변 영역에서 유도되는, 셋업 기판.
  15. 조항 13 또는 조항 14에 정의된 바와 같은 셋업 기판으로서, 관심 파라미터는 다양한 제1 유도된 세트 값들을 갖고 상기 제1 유도된 세트 값들은 상기 셋업 기판의 중심 영역에서 유도되는, 셋업 기판.
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