KR20220125338A - 다단계 프로세스 검사 방법 - Google Patents

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말린 쿠이만
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에이에스엠엘 네델란즈 비.브이.
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Abstract

다단계 프로세스에 의해 형성된 피처들의 어레이의 일부의 이미지에서 피처들을 식별하기 위한 이미지 분석 방법으로서, 이 방법은: 이미지에서 보이는 피처들의 변화들을 분석하는 단계; 및 상기 분석의 결과들에 적어도 부분적으로 기초하여 상기 이미지의 피처들을 상기 다단계 프로세스의 단계들과 연관시키는 단계를 포함하는, 방법.

Description

다단계 프로세스 검사 방법
관련 출원에 대한 상호 참조
본 출원은 2020년 2월 10일자로 출원된 EP 출원 제20156290.7호의 우선권을 주장하고, 해당 출원은 그 전체가 인용에 의해 본 명세서에 포함된다.
본 개시내용은 특히 리소그래피 장치를 사용하는 디바이스 제조를 위한 검사 방법들에 관한 것이다.
리소그래피 장치는 기판 상에, 통상적으로 기판의 타깃 부분 상에 원하는 패턴을 적용하는 머신이다. 리소그래피 장치는, 예를 들어, 집적 회로(IC)의 제조에 사용될 수 있다. 그 경우에, 마스크 또는 레티클이라고 대안적이라고 지칭되는 패터닝 디바이스를 이용하여 IC의 개별 층 상에 형성될 회로 패턴을 생성할 수 있다. 이 패턴은 기판(예를 들어, 실리콘 웨이퍼) 상의 타깃 부분(예를 들어, 다이의 일부, 하나의 다이, 또는 여러 개의 다이를 포함함) 상에 전사될 수 있다. 패턴의 전사는 전형적으로 기판 상에 제공된 방사선 감응성 재료(레지스트)의 층 상에 이미징을 통해 이루어진다. 일반적으로, 단일 기판은 연속적으로 패터닝되는 인접한 타깃 부분들의 네트워크를 포함할 것이다.
리소그래피 기술분야에서 형성될 수 있는 피처들의 크기를 저감(수축)시키려는 끊임없는 요구를 충족시키기 위해, 단일 광학 패터닝 단계에서 형성될 수 있는 것보다 더 작은 크기 또는 피치로 단일 층을 생성하기 위해 다수의 단계를 수반하는 다양한 프로세스들이 제안되었다. 그러한 프로세스의 예들은 리소-에치-리소-에치(litho-etch-litho-etch, LELE), 자기 정렬 더블 패터닝(self-aligned double patterning, SADP) 및 자기 정렬 쿼드러플 패터닝(self-aligned quadruple patterning, SAQP)을 포함한다. 이들 프로세스는 검사 및 계측 프로세스들에 어려움을 야기한다.
본 개시내용은, 예를 들어, 리소그래피 디바이스 제조 프로세스들에 사용하기 위한 개선된 계측 방법들을 제공하는 것을 목적으로 한다.
일 실시예에 따르면, 다단계 프로세스에 의해 형성된 피처들의 어레이의 일부의 이미지에서 피처들을 식별하기 위한 이미지 분석 방법으로서,
이미지에서 보이는 피처들의 변화들을 분석하는 단계; 및
상기 분석의 결과들에 적어도 부분적으로 기초하여 상기 이미지의 피처들을 상기 다단계 프로세스의 단계들과 연관시키는 단계를 포함하는, 방법이 제공된다.
일 실시예에 따르면, 디바이스 제조 방법으로서,
다단계 프로세스를 이용하여 기판 상에 피처들의 어레이를 형성하는 단계;
상기 어레이의 일부의 이미지를 획득하는 단계;
위에 기술된 바와 같이 상기 이미지를 분석하여 피처들을 상기 다단계 프로세스의 단계들과 연관시키는 단계;
상기 어레이의 피처에서 결함을 검출하는 단계; 및
상기 피처들과 단계들의 연관 및 상기 검출된 결함에 기초하여 교정 조치를 수행하는 단계를 포함하는, 방법이 제공된다.
일 실시예에 따르면, 다단계 프로세스에 의해 형성된 피처들의 어레이의 일부의 이미지에서 피처들을 식별하기 위한 이미지 분석 장치로서,
이미지에서 보이는 피처들의 변화들을 분석하도록 구성된 이미지 분석 모듈; 및
상기 분석의 결과들에 적어도 부분적으로 기초하여 상기 이미지의 피처들을 상기 다단계 프로세스의 단계들과 연관시키도록 구성된 연관 모듈을 포함하는, 장치가 제공된다.
일 실시예에 따르면, 자기 정렬 쿼드러플 패터닝 프로세스에 의해 형성된 피처들의 어레이의 일부의 이미지를 분석하는 방법으로서,
상기 이미지에서 복수의 상기 피처들을 식별하는 단계;
각 식별된 피처에 특성값을 할당하는 단계 - 상기 특성값은 상기 피처의 위치 또는 형상 변화를 나타냄 -;
상기 피처들을 제1 그룹, 제2 그룹, 제3 그룹 및 제4 그룹으로 그룹화하는 단계 - 각 그룹은 정렬된 피처들의 세트를 포함하고, 상기 제1 그룹, 제2 그룹, 제3 그룹 및 제4 그룹은 그 순서로 서로 인접함 -;
상기 제1 그룹의 특성값의 변화들과 상기 제2 그룹의 특성값의 변화들 간의 제1 상관값을 결정하는 단계;
상기 제2 그룹의 특성값의 변화들과 상기 제3 그룹의 특성값의 변화들 간의 제2 상관값을 결정하는 단계;
상기 제1 상관값이 상기 제2 상관값보다 크면 상기 제1 및 상기 제2 그룹을 상기 자기 정렬 쿼드러플 패터닝 프로세스의 제1 스페이서와 연관시키고, 그렇지 않으면 상기 제2 및 상기 제3 그룹을 상기 자기 정렬 쿼드러플 패터닝 프로세스의 상기 제1 스페이서와 연관시키는 단계를 포함하는, 방법이 제공된다.
이제 첨부 도면들을 참조하여 예로서 본 발명의 실시예들을 설명한다.
도 1은 반도체 디바이스를 위한 생산 시설을 형성하는 다른 장치들과 함께 리소그래피 장치를 묘사한다.
도 2a 내지 도 2f는 자기 정렬 쿼드러플 패터닝 프로세스의 단계들을 묘사한다.
도 3a 내지 도 3d는 자기 정렬 쿼드러플 패터닝 프로세스에서 오류의 영향을 묘사한다.
도 4는 피처들의 어레이의 일부의 이미지의 예를 묘사한다.
도 5는 결함들을 포함하는 피처들의 어레이의 일부의 이미지의 예를 묘사한다.
도 6은 피처들의 윤곽을 형성하고 그 질량 중심을 결정하는 프로세스의 결과의 예를 묘사한다.
도 7은 피처들을 열들로 그룹화하는 것을 묘사한다.
도 8은 디바이스 제조 방법의 흐름도이다.
전자 디바이스들은 기판이라고 불리는 실리콘 조각 위에 형성된 회로들로 구성된다. 많은 회로들이 동일한 실리콘 조각 위에 함께 형성될 수 있고 집적 회로들 또는 IC들라고 불린다. 이들 회로의 크기는 크게 감소되어, 더 많은 회로들이 기판에 들어맞을 수 있게 되었다. 예를 들어, 스마트폰의 IC 칩은 엄지손톱만큼 작을 수 있지만 20억 개 이상의 트랜지스터를 포함할 수 있고, 각 트랜지스터의 크기는 사람 머리카락의 1000분의 1보다 작다.
이들 초소형 IC를 제조하는 것은, 종종 수백 개의 개별 단계를 수반하는, 복잡하고 시간 소모적이고 비용이 많이 드는 프로세스이다. 하나의 단계에서의 오류조차 완성된 IC에 결함을 야기하여, 그것을 쓸모없게 만들 가능성이 있다. 따라서, 제조 프로세스의 한 가지 목표는 그러한 결함들을 피하여 프로세스에서 제조되는 기능 IC들의 수를 최대화하는 것; 즉, 프로세스의 전체 수율을 개선하는 것이다.
수율 개선의 한 가지 요소는 칩 제조 프로세스가 충분한 수의 기능 집적 회로들을 생산하고 있는지를 확인하기 위해 해당 프로세스를 모니터링하는 것이다. 프로세스를 모니터링하는 한 가지 방법은 칩 회로 구조들을, 그 형성의 다양한 단계들에서 검사하는 것이다. 검사는 주사 전자 현미경(SEM), 광학 검사 시스템 등을 사용하여 수행될 수 있다. 그러한 시스템들은 이들 구조를 이미징하여, 사실상, 웨이퍼의 구조들의 "사진"을 찍기 위해 사용될 수 있고, SEM은 이들 구조 중 가장 작은 것을 이미징할 수 있다. 이미지는 구조가 적절한 위치에 적절히 형성되었는지를 확인하기 위해 사용될 수 있다. 구조에 결함이 있다면, 프로세스를 조정하여, 결함이 재발할 가능성이 적게 할 수 있다.
칩을 위한 리소그래피 제조 프로세스의 핵심 단계는 피처의 이미지가 기판(웨이퍼) 상에 투영되는 광학 단계이지만 이러한 방식으로 작은 피처들이 형성될 수 있는 방법에는 한계가 있다. 한층 더 작은 피처들을 만들기 위해 광학 단계에 의해 생성된 하나의 더 큰 피처에 기초하여 화학적 단계들을 사용하여 여러 개의, 예를 들어, 4개의 더 작은 피처를 구축하는 프로세스들이 있다. 일례에서, 하나의 단계는 하나 걸러 하나의 피처를 생성하고 제2 단계는 그 사이에 피처들을 생성한다. 고용량 메모리 칩들에서 사용되는 라인들이 일례이다. 그러한 IC들은 종종 규칙적인 라인들의 어레이들로 채워진 넓은 영역들을 가지며 피처들 중 하나에 결함이 있다면 프로세스의 어느 단계가 결함 있는 피처를 형성했는지를 알아내기가 어려울 수 있다. 피처들은 모두 동일한 것으로 가정되므로 특정 피처가 어느 단계에서 형성되었는지를 결정하기 위해서는 어레이의 에지로부터 피처들을 카운팅할 필요가 있을 수 있다.
본 개시내용은 어레이의 피처들의 형상 및/또는 위치의 작은 변화들을 검사함으로써 주어진 피처가 다단계 프로세스의 어느 단계에서 형성되었는지를 식별하는 기법을 제안한다. 본 발명자는 디바이스의 기능에 영향을 미치거나 결함으로 간주될 만큼 충분히 크지 않은, 그러한 변화들이 그것들이 형성된 프로세스 단계에 의존하는 특성들을 갖는다는 것을 알아냈다. 일례에서, 하나의 프로세스 단계는 해당 단계에서 생성된 모든 피처들에서 유사한 변화들을 생성하므로 피처들의 변화들 간의 상관관계들을 검사함으로써 해당 단계에서 생성된 피처들을 식별하는 것이 가능하게 된다.
실시예들을 상세히 설명하기 전에, 본 명세서에 개시된 기법들이 구현될 수 있는 예시적인 환경을 제시하는 것이 유익하다.
도 1은 반도체 생산 시설의 전형적인 레이아웃을 예시한다. 리소그래피 장치(100)는 기판 상에 원하는 패턴을 적용한다. 리소그래피 장치는, 예를 들어, 집적 회로(IC)의 제조에 사용될 수 있다. 그 경우에, 마스크 또는 레티클이라고 대안적이라고 지칭되는 패터닝 디바이스(MA)는 IC의 개별 층 상에 형성될 피처들(종종 "제품 피처들"이라고 지칭됨)의 회로 패턴을 포함한다. 이 패턴은 기판 상에 제공된 방사선 감응성 재료(예를 들어, 레지스트)의 층 상으로의 패터닝 디바이스의 노광(104)을 통해 기판 'W'(예를 들어, 실리콘 웨이퍼) 상에 타깃 부분(예를 들어, 하나, 또는 여러 개의 다이의 일부를 포함함) 상에 전사된다. 일반적으로, 단일 기판은 연속적으로 패터닝되는 인접한 타깃 부분들의 네트워크를 포함할 것이다.
알려진 리소그래피 장치는 패터닝 디바이스의 이미지 위치에 기판의 타깃 부분을 동기적으로 포지셔닝하면서 패터닝 디바이스를 조명함으로써 각 타깃 부분을 조사한다. 기판의 조사된 타깃 부분은 "노광 필드", 또는 간단히 "필드"라고 지칭된다. 기판 상의 필드들의 레이아웃은 전형적으로 데카르트 2차원 좌표계에 따라 정렬된(예를 들어, 양축이 서로 직교하는, X 축 및 Y축을 따라 정렬된) 인접한 직사각형들 또는 다른 형상들의 네트워크이다.
리소그래피 장치에 대한 요구 사항은 기판 상으로의 원하는 패턴의 정확한 재현이다. 적용된 제품 피처들의 위치들 및 치수들은 특정 허용 오차 내에 있어야 한다. 위치 오차들은 오버레이 오차(종종 "오버레이"라고 지칭됨)를 일으킬 수 있다. 오버레이는 제1 층 내의 제1 제품 피처를 제2 층 내의 제2 제품 피처에 대해 배치할 때의 오차이다. 리소그래피 장치는 패터닝 전에 각 웨이퍼를 기준에 정확하게 정렬시킴으로써 오버레이 오차들을 저감시킨다. 이것은 기판에 적용되는 정렬 마크들의 위치들을 측정함으로써 행해진다. 정렬 측정치들에 기초하여 허용오차를 벗어난 오버레이 오차들의 발생을 방지하기 위해 패터닝 프로세스 동안 기판 위치가 제어된다. 정렬 마크들은 전형적으로 제품 이미지의 일부로서 생성되어 오버레이가 측정되는 기준을 형성한다. 대안적으로 이전에 형성된 층의 정렬 마크들이 사용될 수 있다.
제품 피처의 임계 치수(CD)의 오차는 노광(104)과 연관된 적용된 선량이 규격 내에 있지 않을 때 발생할 수 있다. 이러한 이유로 리소그래피 장치(100)는 기판에 적용되는 방사선의 선량을 정확하게 제어할 수 있어야 한다. CD 오차들은 기판이 패턴 이미지와 연관된 초점면에 대해 정확하게 포지셔닝되지 않은 경우에도 발생할 수 있다. 초점 위치 오차들은 일반적으로 기판 표면의 비평탄성과 연관된다. 리소그래피 장치는 패터닝 전에 레벨 센서를 사용하여 기판 표면 토포그래피를 측정함으로써 이들 초점 위치 오차를 저감시킨다. 기판 상으로의 패터닝 디바이스의 정확한 이미징(포커싱)을 보장하기 위해 후속 패터닝 동안 기판 높이 보정들이 적용된다.
리소그래피 프로세스와 연관된 오버레이 및 CD 오차들을 검증하기 위해, 패터닝된 기판들은 계측 장치(140)에 의해 검사된다. 계측 장치의 일반적인 예들은 산란계 및 주사 전자 현미경이다. 산란계는 통상적으로 전용 계측 타깃들의 특성들을 측정한다. 이들 계측 타깃은, 정확한 측정을 허용하기 위해 그 치수들이 전형적으로 더 크다는 점을 제외하고는, 제품 피처들을 대표한다. 산란계는 오버레이 계측 타깃과 연관된 회절 패턴의 비대칭을 검출함으로써 오버레이를 측정한다. 임계 치수들은 CD 계측 타깃과 연관된 회절 패턴의 분석에 의해 측정된다. CD 계측 타깃은 가장 최근에 노광된 층의 결과를 측정하기 위해 사용된다. 오버레이 타깃은 이전 층과 가장 최근 층의 위치들 간의 차이를 측정하기 위해 사용된다. 주사 전자 현미경(SEM)과 같은 전자빔(e-빔) 기반 검사 툴은 종종 작은 오버레이 및 CD 값들의 측정에서 우수한 결과들을 제공할 수 있다.
반도체 생산 시설 내에서, 리소그래피 장치(100) 및 계측 장치(140)는 "리소 셀" 또는 "리소 클러스터"의 일부를 형성한다. 리소 클러스터는 또한 기판(W)에 감광성 레지스트를 적용하기 위한 코팅 장치(108), 베이킹 장치(110), 노광된 패턴을 물리적 레지스트 패턴으로 현상하기 위한 현상 장치(112), 에칭 스테이션(122), 에칭 후 어닐링 단계를 수행하는 장치(124) 및 어쩌면 추가 처리 장치(126) 등을 포함한다. 계측 장치는 현상(112) 후 또는 추가 처리(예를 들어, 에칭) 후에 기판들을 검사하도록 구성된다. 리소 셀 내의 다양한 장치는 감시 제어 시스템(supervisory control system, SCS)에 의해 제어되는데, 감시 제어 시스템(SCS)은 레시피 R을 수행하기 위해 리소그래피 장치 제어 유닛(lithographic apparatus control unit, LACU)(106)을 통해 리소그래피 장치를 제어하기 위한 제어 신호들(166)을 발행한다. SCS는 다양한 장치들이 작동되게 하여 최대 스루풋과 제품 수율을 제공한다. 중요한 제어 메커니즘은 (SCS를 통해) 다양한 장치로의, 특히 리소그래피 장치(100)로의 계측 장치(140)의 피드백(146)이다. 계측 피드백의 특성들에 기초하여 후속 기판들의 처리 품질을 개선하기 위한 교정 조치들이 결정된다. SCS는 하나의 컴퓨터 또는 통신할 수도 또는 통신하지 않을 수도 있는 다수의 컴퓨터들일 수 있다. 레시피 R은 하나의 레시피로서 또는 다수의 독립적인 레시피들로서 구현될 수 있다. 예를 들어, 에칭과 같은 프로세스 단계에 대한 레시피는 해당 프로세스 단계(예를 들어, 에칭)의 결과를 검사하기 위한 레시피와 완전히 독립적일 수 있다. 예를 들어, 개별 단계들에 대한 2개 이상의 레시피가 상호 관련되어 하나의 레시피가 동일하거나 상이한 기판에 대한 다른 레시피의 성능의 결과들을 고려하여 조정될 수 있다.
리소그래피 장치의 성능은 예를 들어 US2012008127A1에서 기술된 고급 프로세스 제어(advanced process control, APC)와 같은 방법들에 의해 통상적으로 제어 및 보정된다. 고급 프로세스 제어 기법들은 기판에 적용된 계측 타깃들의 측정들을 사용한다. 생산 관리 시스템(Manufacturing Execution System, MES)은 APC 측정들을 스케줄링하고 측정 결과들을 데이터 처리 장치(data processing unit)에 전달한다. 데이터 처리 장치는 측정 데이터의 특성들을 리소그래피 장치에 대한 명령어들을 포함하는 레시피로 변환한다. 이 방법은 리소그래피 장치와 연관된 드리프트 현상을 억제하는 데 매우 효과적이다.
처리 장치에 의해 수행되는 교정 조치들에 대한 계측 데이터의 처리는 반도체 제조에 중요하다. 계측 데이터에 추가하여 개별 패터닝 디바이스, 기판, 처리 장치 및 기타 컨텍스트 데이터의 특성들도 제조 프로세스를 더욱 최적화하기 위해 필요할 수 있다. 이용 가능한 계측 및 컨텍스트 데이터가 전체로서 리소그래피 프로세스를 최적화하기 위해 사용되는 프레임워크는 일반적으로 홀리스틱 리소그래피의 일부라고 지칭된다. 예를 들어, 레티클 상의 CD 오차들과 관련된 컨텍스트 데이터는 상기 CD 오차들이 제조 프로세스의 수율에 영향을 미치지 않도록 다양한 장치(리소그래피 장치, 에칭 스테이션)를 제어하기 위해 사용될 수 있다. 그 후 후속 계측 데이터가 제어 전략의 유효성을 검증하기 위해 사용될 수 있고 추가 교정 조치들이 결정될 수 있다.
측벽 보조 쿼드러플 패터닝(sidewall assisted quadruple patterning)이라고도 지칭될 수 있는 자기 정렬 쿼드러플 패터닝(SAQP)은 광학 노광(리소그래피) 단계에 의해 생성된 피처의 1/4 피치로 피처들을 생성하는 기법이다. SAQP는 노광 파장의 저감을 사용하지 보다 조밀한 피치로 라인이나 일반 구멍을 프린팅하도록 개발되었다. 이 프로세스에 대해 도 2a 내지 도 2f를 참조하여 설명한다.
도 2a 내지 도 2f 각각에서 좌측 부분은 프로세스 단계의 결과의 평면도이고 우측 부분은 단면도이다. 제1 단계에서는, 웨이퍼 상에 레지스트 피처(200), 예를 들어 라인이 형성된다. 라인은 3P와 동등한 폭을 갖고 피치가 8P인 유사한 라인들의 어레이의 일부이다. 제2 단계에서는, 도 2b에 도시된 바와 같이 레지스트 피처(200)의 측벽들 각각에 제1 스페이서(201)를 적용하기 위해 등각 코팅 프로세스(conformal coating process)가 수행된다. 이 코팅 프로세스는 제1 스페이서들(201)이 각각 폭 P를 갖도록 주의 깊게 제어된다.
2개의 제1 스페이서(201)를 남기도록 원래의 레지스트 피처(200)가 제거되고, 이 제1 스페이서들은 이제 도 2c에 도시된 바와 같이 폭 3P의 간극에 의해 분리된다. 그 후 도 2d에 도시된 바와 같이 제1 스페이서들(201) 각각의 각 측면 상에 제2 스페이서 층들(202)을 형성하기 위해 제2 등각 코팅 프로세스가 수행된다. 다시 이 코팅 프로세스는 제2 스페이서들(202)이 각각 폭 P를 갖도록 주의 깊게 제어된다. 이것은 폭이 P인 2개의 스페이서 클러스터 사이에 간극을 남긴다.
그 후 도 2e에 도시된 바와 같이 제2 스페이서들(202)만을 남기도록 제1 스페이서들(201)이 화학적으로 제거된다. 제2 스페이서들(202) 각각은 폭 P를 갖고 제2 스페이서들(202) 사이의 간극들도 폭 P를 갖는다. 따라서, 새로운 패턴의 피치는 2P인 반면 원본의 피치는 8P이다. 마지막으로 에칭 단계와 같은 패턴 전사 단계가 수행되고 스페이서들이 제거되어(에칭 프로세스 동안 제거되지 않았다면) 도 2f에 예시된 바와 같이 트렌치들(203)의 세트가 생성된다.
위의 프로세스는 SAQP 프로세스의 이상적인 버전을 나타낸다는 것이 이해될 것이다. 실제로는, 이상적인(또는 공칭) 패턴으로부터 피처 위치(예를 들어, 오버레이로 인해) 및/또는 폭(CD 오차)에서 약간의 변화가 있을 것이다. 따라서, 오버레이, CD 및 CD 균일성(CDu) 오차들뿐만 아니라 랜덤 변동들 및 결함들로 인해 리소그래피로 정의된 피처(200)가 직선이 아닌 에지들을 갖는 결과를 야기할 수 있다. 이것의 효과는 도 3a 내지 도 3d에 예시되어 있고, 여기서 공칭 피처 크기의 변화들은 과장되어 있다.
도 3a는 이 예시적인 라인들에서, 그들의 에지들에서 변화들을 갖는, 2개의 인접한 리소그래피로 정의된 피처(300a, 300b)를 도시한다. 도 3b에 도시된 바와 같이, 제1 스페이서들(301a 내지 301d)을 생성하기 위해 등각 코팅 프로세스가 수행될 때, 제1 스페이서들은 리소그래피로 정의된 피처들(300a, b)의 각각의 에지의 형상을 취하므로 직선이 아니다. 이 단계에서 제1 스페이서들의 폭의 변화들이 발생할 수도 있는 것이 가능하다. 제2 스페이서들(302a 내지 302g)은, 도 3c에 도시된 바와 같이, 제2 등각 코팅 프로세스에서 형성되고, 그 후 제1 스페이서들(301a 내지 301d)은, 도 3d에 도시된 최종 단계에 도달하기 위해 제거된다. 도 3에서 해당 라인들은 0, 1, 2 및 3으로 라벨링되어 있다.
변화들이 발생하는 경우, 최종 패턴의 어느 라인이 중간 프로세스 단계들에서의 어느 라인에 대응하는지 아는 것이 리소그래퍼에게 중요한데, 그 이유는 이로써 리소그래퍼가 어느 프로세스 단계가 가장 오류가 발생하기 쉽고 따라서 최적화되어야 하는지 알 수 있기 때문이다. 최종 패턴에서 무엇이 무엇인지를 알아내는 한 가지 접근 방식은 어드레싱된 SEM 이미지, 즉 패턴에서 알려진 위치들의 SEM 이미지들을 가져오는 것이다. 그러나, 많은 경우 SEM의 어드레싱의 정확도는 이미지에서의 위치에 기초하여 어느 라인이 어느 것인지에 대한 확신을 제공하기에 충분하지 않다. 도 4는 그러한 이미지가 어떻게 보이는지를 나타내는 스케치이다. 라인 폭은 약 20 내지 30nm일 수 있으므로 해당 순서의 SEM 이미지의 포지셔닝 오차가 이미지 내의 라인들의 잘못된 귀속(misattribution)으로 이어질 것임을 알 것이다. 도 5는 도 4와 유사한 스케치이지만 일부 피처들이 병합되어 결함들을 형성하는 경우를 보여준다.
도 4 및 도 5는 원래의 라인 피처들이 각각 복수의 더 짧지만 여전히 세장형인 라인 세그먼트로 분할되도록 컷 프로세스 단계가 수행된 후의 피처들의 어레이들을 묘사한다는 점에 유의해야 한다. 본 기법들은 컷 단계 이전의 라인들의 어레이들의 이미지들에 또는 컷 단계 이후의 피처들의 어레이들의 이미지들에 적용될 수 있다. 후자의 경우 동일한 라인 피처에서 파생된 열 또는 영역 내의 라인 세그먼트들이 함께 그룹화되어 하나의 피처로서 취급될 수 있다. 세장형 피처들의 패턴은 리소그래피 장치의 x 축 또는 y 축 중 어느 하나와 또는 중간 각도로 정렬된 피처들을 가질 수 있다는 점에 유의해야 한다. SEM의 좌표계는 바람직하게는 리소그래피 장치의 좌표계와 정렬되지만 그렇게 할 필요는 없다.
어느 라인이 어느 것인지에 대한 더 큰 확실성을 제공할 가능성은 어레이의 경계를 이미징하고 어느 라인이 어느 것인지를 결정하기 위해 경계로부터 라인들을 카운팅하는 것이다. 그러나, 이 접근 방식은 어레이의 작은 부분만이 이미징될 수 있고, 어레이의 경계는 그 자체가 더 오류가 발생하기 쉬울 수 있다는 단점이 있다. 또한, 어레이의 측면들 또는 코너들을 이미징하는 것만으로는 대표적이지 않을 수 있다.
따라서, 본 개시내용은 어레이 내의 어느 라인이 다단계 프로세스에서 어느 프로세스 단계와 연관되는지를 결정하는, 예를 들어, 이웃 라인들의 배치의 변동들을 상관시킴으로써 어느 간극들이 SAQP 프로세스에서 제1 스페이서에 대응하는지를 결정하는 방법을 제공한다.
본 명세서에 개시된 기법들은 다양한 다단계 프로세스들, 즉 단일 리소그래피로 정의된 피처가 추가적인 프로세스 단계들을 통해 최종 디바이스에서 다수의 피처들로 변환되는 프로세스에 적용된다. 본 기법은 특히 다단계 프로세스가 등각 코팅 프로세스, 즉 일정한 폭 또는 두께의 층을 형성하는 프로세스를 포함하는 경우에 적용된다.
도 3d로부터, 0과 1로 표시된 라인들은 유사한 윤곽들을 갖고 동일한 변동들을 가짐을 알 수 있다. 이에 대한 이유는 퇴적 단계는, ALD(Atomic Layer Deposition)로 행해지므로, 통상적으로 매우 등각이기 때문이다. 따라서, 발생하는 배치의 변화는 제1 리소그래피 단계(도 3a)에서 좌측 프린팅된 라인의 좌측에 있는 원래의 라인 에지 러프니스(Line Edge Roughness, LER)와 동일하고 이들 라인 사이의 간극은 제1 스페이서(301a)에 대응한다. 따라서 라인 0과 라인 1 간의 배치의 변동들의 상관관계는 높을 것으로 예상된다.
동일한 이유로, 라인 2와 라인 3 간의 배치의 상관관계는 높을 것으로 예상되는 반면, 라인 1과 라인 2 간, 또는 라인 3과 라인 0 간의 배치의 상관관계는 더 낮거나 유의미하지 않을 것으로 예상된다. 따라서, 이웃 라인들 간의 배치의 상관관계를 결정함으로써, 4개의 이웃 라인 쌍(0-1, 1-2, 2-3, 3-4) 중 2개 라인 쌍 간의 상관관계는 큰 반면, 다른 2개의 라인 쌍에 대해서는, 그 상관관계가 작을 것으로 예상된다. 그 후 큰 상관관계는 제1 스페이서로 인한 간극들에 대응한다.
이제 더 상세한 예시적인 절차에 대해 도 8을 참조하여 설명한다.
단일 층 내의 피처들의 어레이를 포함하는 패턴이 기판 상에 형성되고(S1) 주사 전자 현미경 또는 유사한 툴을 사용하여 이미징된다(S2). 패턴은 SAQP와 같은 다단계 프로세스에서 형성되고, 여기서 상이한 피처들, 또는 피처의 부분들은 다단계 프로세스의 상이한 단계들에 의해 정의될 수 있다. 이미징 단계는 패턴이, 예를 들어, 에칭 피처에 의해, 기판으로 전사된 후에, 또는 패턴이 스페이서들과 같은 희생 피처들에 의해 여전히 정의될 때 수행될 수 있다.
SEM으로부터의 이미지의 처리는 구조들의 윤곽을 형성하고(S3) 그 후 각 구조의 중심을 결정하는 프로세스로 시작된다. 이미지에서 객체의 윤곽들을 결정하기 위한 임의의 적합한 알고리즘이 사용될 수 있다. 특히 윤곽이 형성될 구조들의 형상에 특별히 적합한 알고리즘을 선택하는 것이 바람직하다. 피처의 중심은 그것의 질량 중심으로서 정의될 수 있지만, 피처의 중심에 대한 다른 정의들도 가능하다. 예들은 영역의 중심, 기하학적 중간점(즉, 2개의 직교 방향, 예를 들어, x 및 y에서 윤곽의 극점들 사이의 중간의 점), 중심선을 포함한다. 본 발명은 또한 피처들의 다른 특성들, 예컨대 에지들의 위치들 또는 치수의 크기들, 예컨대 라인 폭 등을 사용할 수 있다. 중심점 또는 중심선은 피처의 일부에 대해 정의될 수 있다. 평균 위치를 계산하기 위해, 점들, 예를 들어, 경계점들에 가중치가 적용될 수 있다.
일부 경우들에서, 특히 결정된 질량 중심들의 그리드 왜곡을 정적 및 시변 SEM 기여와, 웨이퍼 상의 실제 왜곡으로 분해함으로써 SEM 이미지로부터 왜곡을 제거하는 것(S4)이 바람직할 수 있다. 이에 대한 적합한 방법은 유럽 특허 출원 18210026.3에 설명되어 있고, 해당 출원은 인용에 의해 본 명세서에 포함된다. 윤곽을 형성하고 질량 중심들을 결정하기 전에 왜곡의 제거가 수행될 수도 있지만 질량 중심들에 대해 수행된다면 필요한 처리량이 저감된다. 왜곡을 제거하지 않으면 나중에 프로세스에서 획득되어 사용되는 상관값의 차이들을 저감시킬 수는 있지만 제거할 수는 없다.
다음 단계는 구조들의 모든 라인들을 라벨링하는 것(S5)으로, 예를 들어, 넘버링하는 것이다. 적합한 라벨링 스킴들은 0, 1, 2, 3, 0, 1, 2 등을 포함한다. 어느 라인이 0으로 불리는지는 임의적이다.
그 후 주어진 라인에서의 구조들과 해당 라인 옆의 라인들에서의 다수의 이웃 구조들 간의 다중 상관의 계수가 결정된다(S6). 이것은 그 중심들이 십자로 표시된 피처들의 라벨링된 열들(또는 그룹들)을 보여주는 도 7에 도시되어 있다. 다중 상관의 계수를 결정하기 위해, 이웃 라인에서의 구멍들의 위치 변동으로 설명되는, 주어진 라인에서의 구조의 배치의 분산의 부분에 대해, 상관들의 벡터를 정의한다:
Figure pct00001
(1)
여기서 P_left는 좌측 구멍의 배치이고, P_(right,i)는 우측에 있는 i번째 이웃의 배치이고, r은 상관 계수이다.
더욱이, 우측 라인 Q에서의 이웃 구조들의 상관 행렬을 다음과 같이 정의한다.
Figure pct00002
(2)
그 후, 다중 상관의 계수가 다음과 같이 계산될 수 있다:
Figure pct00003
(3)
SAQP를 사용하여 형성된 패턴의 인스턴스들에 대한 15개의 상이한 이미지를 사용하여 수행된 실험들에서, 이웃 라인들의 2개의 쌍 사이에는 큰 R2가 관찰되었지만 다른 2개의 쌍에 대해서는 작은 상관관계가 관찰되었다. 더 큰 상관관계를 갖는 라인 쌍들은 제1 스페이서와 연관되고(S7) 더 작은 상관관계를 갖는 라인 쌍들은 제2 스페이서와 연관된다.
SEM에 의해 이미징된 패턴 내의 결함들이 검출된다(S8). 결함 검출은 라인들을 특정 프로세스 단계들과 연관시키기 위해 위의 단계들 이전, 이후 또는 그와 병행하여 수행될 수 있다. 어느 피처가 어느 프로세스 단계와 연관되어 있는지에 대한 지식과 결함 위치들을 결합함으로써, 취해져야 할 교정 조치를 결정하는 것(S9)이 가능하다. 교정 조치의 가능한 형태들은 후속 기판들에 적용될 프로세스를 조정하는 것부터 이미 처리된 기판들을 재작업하는 것까지 다양할 수 있다. 일부 경우들에서 동일한 기판에 대해 수행되는 후속 단계들에 대한 조정에 의해 결함들이 어드레싱될 수 있다. 일부 경우들에서 교정 조치는 규격 외의 기판들에 대해 추가 작업을 수행하기 전에 그것들을 폐기하는 것을 포함할 수 있다. 수율 또는 스루풋을 개선하거나 검출된 결함을 달리 어드레싱하도록 의도된 어떠한 조치든 교정 조치로 간주될 수 있다.
본 명세서에 개시된 기법들이 사용될 수 있는 다른 피처들은 SADP 및 SAQP 프로세스들을 위한 컷들을 포함한다. 그러한 컷 피처들의 배치에서 상관관계들을 분석하기 위해 본 명세서에서 기술된 기법들을 사용하는 것이 가능하다.
또 다른 가능성은 컷들이 만들어지기 전에 라인들을 측정하고 상관관계의 전력 스펙트럼 밀도(power spectral density, PSD)를 결정하는 것이다. 이것은 상이한 피처들을 식별하기 위해 더 강한 신호를 제공할 수 있으므로 더 적은 LER을 갖는 '더 잘 프린팅된' 케이스들에 대해 더 관련이 있을 수 있다.
또한, 모든 에지들에 대해 LER의 PSD의 고주파수 성분이 연구될 수 있다. 구체적으로, 일부 경우들에서 원래의 리소그래피로 정의된 라인의 내부와 외부에서 고주파수 성분에 차이가 있을 것으로 예상되고, 그에 따라 원래의 리소그래피로 정의된 라인의 위치(간극 1-2 또는 간극 3-0)도 결정될 수 있다.
따라서 본 명세서에서 기술된 기법들은 SEM의 양호한 어드레싱 없이 제1 스페이서로부터의 간극들과 원래의 리소그래피로 정의된 패턴의 라인들 및 공간들을 구별하는 것을 가능하게 한다.
특정 기법들이 위에 기술되었지만, 본 개시내용은 기술된 것과 다르게 실시될 수 있다는 것이 이해될 것이다.
실시예는 도 1에 묘사된 바와 같은 다양한 장치에 측정 및 최적화 단계들을 수행하고 위에 기술된 바와 같이 후속 노광 프로세스를 제어하도록 지시하도록 구성된 하나 이상의 머신 판독 가능 명령어들의 하나 이상의 시퀀스를 포함하는 컴퓨터 프로그램을 포함할 수 있다. 이 컴퓨터 프로그램은, 예를 들어, 도 1의 제어 유닛(LACU) 또는 감시 제어 시스템(SCS) 또는 이 둘의 조합 내에서 실행될 수 있다. 그러한 컴퓨터 프로그램이 저장된 데이터 저장 매체(예를 들어, 반도체 메모리, 자기 또는 광 디스크)가 제공될 수도 있다.
비록 위에서는 광학 리소그래피에 대해 특정 참조가 이루어질 수 있지만, 본 명세서에 개시된 기법들은 다른 응용들, 예를 들어 임프린트 리소그래피에서 사용될 수도 있다는 것이 이해될 것이다. 임프린트 리소그래피에서는 패터닝 디바이스 내의 토포그래피가 기판 상에 생성된 패턴을 정의한다. 패터닝 디바이스의 토포그래피는 기판에 공급되는 레지스트의 층으로 가압될 수 있고, 그 결과 레지스트는 전자기 방사선, 열, 압력 또는 이들의 조합을 인가함으로써 경화된다. 레지스트가 경화된 후에 패터닝 디바이스는 레지스트 밖으로 이동되어 그 안에 패턴을 남긴다.
본 명세서에서 사용되는 "방사선" 및 "빔"이라는 용어들은, 자외선(UV) 방사선(예를 들어, 약 365, 355, 248, 193, 157 또는 126nm의 파장을 가짐) 및 극자외선(EUV) 방사선(예를 들어, 1-100nm의 범위의 파장을 가짐)을 포함하는, 모든 유형의 전자기 방사선뿐만 아니라, 이온 빔들 또는 전자 빔들과 같은 입자 빔들을 포함한다. 산란계 및 다른 검사 장치의 구현은 적합한 소스를 사용하여 UV 및 EUV 파장들에서 이루어질 수 있고, 본 개시내용은 IR 및 가시 방사선을 사용하는 시스템들에 결코 제한되지는 않는다.
컨텍스트가 허용하는 경우, "렌즈"라는 용어는, 굴절, 반사, 자기, 전자기 및 정전기 광학 컴포넌트들을 포함하는, 다양한 유형의 광학 컴포넌트들 중 어느 하나 또는 그 조합을 지칭할 수 있다. 반사 컴포넌트들은 UV 및/또는 EUV 범위들에서 동작하는 장치에서 사용될 가능성이 있다.
구체적으로 달리 언급되지 않는 한, 본 명세서에서 사용되는, "또는"이라는 용어는, 실행 불가능한 경우를 제외하고, 모든 가능한 조합들을 포함한다. 예를 들어, 컴포넌트가 A 또는 B를 포함할 수 있다고 언급된다면, 달리 구체적으로 언급되거나 실행 불가능하지 않은 한, 해당 컴포넌트는 A, 또는 B, 또는 A와 B를 포함할 수 있다. 제2 예로서, 컴포넌트가 A, B, 또는 C를 포함할 수 있다고 언급된다면, 달리 구체적으로 언급되거나 실행 불가능하지 않은 한, 해당 컴포넌트는 A, 또는 B, 또는 C, 또는 A와 B, 또는 A와 C, 또는 B와 C, 또는 A와 B와 C를 포함할 수 있다.
본 개시내용의 양태들이 다음의 번호가 매겨진 조항들에서 제시된다:
1. 다단계 프로세스에 의해 형성된 피처들의 어레이의 일부의 이미지에서 피처들을 식별하기 위한 이미지 분석 방법으로서, 이 방법은:
이미지에서 보이는 피처들의 변화들을 분석하는 단계; 및
상기 분석의 결과들에 적어도 부분적으로 기초하여 상기 이미지의 피처들을 상기 다단계 프로세스의 단계들과 연관시키는 단계를 포함하는, 방법.
2. 조항 1에 따른 방법으로서, 상기 변화들은 상기 피처들의 위치 또는 형상의 변화들인, 방법.
3. 조항 2에 따른 방법으로서, 상기 변화들은:
Figure pct00004
상기 피처들의 질량 중심들
Figure pct00005
상기 피처들의 기하학적 중간점들
Figure pct00006
상기 피처들의 중심선들
Figure pct00007
상기 피처들의 에지들
Figure pct00008
상기 피처들의 치수들
Figure pct00009
상기 피처들의 부분들의 중심들
중 하나 이상의 위치의 변화들인, 방법.
4. 조항 1 내지 조항 3 중 어느 한 조항에 따른 방법으로서, 상기 분석하는 단계는 상이한 피처들의 변화들 간의 상관관계들을 분석하는 단계를 포함하는, 방법.
5. 조항 4에 따른 방법으로서, 상기 분석하는 단계는 제1 피처의 변화들과 n개의 인접 피처 각각의 변화들 간의 상관관계들을 결정하는 단계를 포함하고, 여기서 n은 4보다 작은, 방법.
6. 조항 4에 따른 방법으로서, 상기 분석하는 단계는 인접 피처들의 변화들 간의 상관관계를 결정하는 단계를 포함하는, 방법.
7. 조항 4, 조항 5 또는 조항 6에 따른 방법으로서, 상기 연관시키는 단계는 상관된 변화들을 갖는 피처들을 동일한 프로세스 단계와 연관시키는, 방법.
8. 조항 4, 조항 5, 조항 6 또는 조항 7에 따른 방법으로서, 상기 연관시키는 단계는 상기 피처들을 유사한 상관 레벨들을 갖는 복수의 세트로 분할하고 각 세트를 상기 프로세스 단계들 중 각각의 단계와 연관시키는, 방법.
9. 전술한 조항들 중 어느 한 조항에 따른 방법으로서, 상기 분석하는 단계는 상기 이미지의 복수의 영역을 선택하는 단계 - 각 영역은 복수의 피처를 포함함 -, 및 상이한 영역들의 피처들 간의 상관관계들을 결정하는 단계를 포함하는, 방법.
10. 조항 9에 따른 방법으로서, 각 영역은 복수의 정렬된 피처를 포함하는, 방법.
11. 전술한 조항들 중 어느 한 조항에 따른 방법으로서, 상기 다단계 프로세스는 등각 퇴적의 단계를 포함하는, 방법.
12. 전술한 조항들 중 어느 한 조항에 따른 방법으로서, 상기 분석하는 단계는 상기 피처들 각각의 윤곽을 결정하는 단계를 포함하는, 방법.
13. 전술한 조항들 중 어느 한 조항에 따른 방법으로서, 상기 이미지는 주사 전자 현미경에 의해 획득된 이미지인, 방법.
14. 디바이스 제조 방법으로서,
다단계 프로세스를 이용하여 기판 상에 피처들의 어레이를 형성하는 단계;
상기 어레이의 일부의 이미지를 획득하는 단계;
조항 1 내지 조항 13 중 어느 한 조항의 방법에 따라 상기 이미지를 분석하여 피처들을 상기 다단계 프로세스의 단계들과 연관시키는 단계;
상기 어레이의 피처에서 결함을 검출하는 단계; 및
상기 피처들과 단계들의 연관 및 상기 검출된 결함에 기초하여 교정 조치를 수행하는 단계를 포함하는, 방법.
15. 다단계 프로세스에 의해 형성된 피처들의 어레이의 일부의 이미지에서 피처들을 식별하기 위한 이미지 분석 장치로서, 이 장치는:
이미지에서 보이는 피처들의 변화들을 분석하도록 구성된 이미지 분석 모듈; 및
상기 분석의 결과들에 적어도 부분적으로 기초하여 상기 이미지의 피처들을 상기 다단계 프로세스의 단계들과 연관시키도록 구성된 연관 모듈을 포함하는, 장치.
16. 조항 15에 따른 장치로서, 상기 변화들은 상기 피처들의 위치 또는 형상의 변화들인, 장치.
17. 조항 16에 따른 장치로서, 상기 변화들은:
Figure pct00010
상기 피처들의 질량 중심들
Figure pct00011
상기 피처들의 기하학적 중간점들
Figure pct00012
상기 피처들의 중심선들
Figure pct00013
상기 피처들의 에지들
Figure pct00014
상기 피처들의 치수들
Figure pct00015
상기 피처들의 부분들의 중심들
중 하나 이상의 위치의 변화들인, 장치.
18. 조항 15 내지 조항 17 중 어느 한 조항에 따른 장치로서, 상기 이미지 분석 모듈은 상이한 피처들의 변화들 간의 상관관계들을 분석하도록 구성되는, 장치.
19. 조항 15 내지 조항 17 중 어느 한 조항에 따른 장치로서, 상기 이미지 분석 모듈은 제1 피처의 변화들과 n개의 인접 피처 각각의 변화들 간의 상관관계들을 결정하도록 구성되고, 여기서 n은 4보다 작은, 장치.
20. 조항 18에 따른 장치로서, 상기 이미지 분석 모듈은 인접 피처들의 변화들 간의 상관관계를 결정하도록 구성되는, 장치.
21. 조항 18, 조항 19 또는 조항 20에 따른 장치로서, 상기 연관 모듈은 상관된 변화들을 갖는 피처들을 동일한 프로세스 단계와 연관시키도록 구성되는, 장치.
22. 조항 18 내지 조항 21 중 어느 한 조항에 따른 장치로서, 상기 연관 모듈은 상기 피처들을 유사한 상관 레벨들을 갖는 복수의 세트로 분할하고 각 세트를 상기 프로세스 단계들 중 각각의 단계와 연관시키도록 구성되는, 장치.
23. 조항 15 내지 조항 22 중 어느 한 조항에 따른 장치로서, 상기 이미지 분석 모듈은 상기 이미지의 복수의 영역을 선택하고 - 각 영역은 복수의 피처를 포함함 -, 상이한 영역들의 피처들 간의 상관관계들을 결정하도록 구성되는, 장치.
24. 조항 22에 따른 장치로서, 각 영역은 복수의 정렬된 피처를 포함하는, 장치.
25. 조항 15 내지 조항 24 중 어느 한 조항에 따른 장치로서, 상기 다단계 프로세스는 등각 퇴적의 단계를 포함하는, 장치.
26. 조항 15 내지 조항 25 중 어느 한 조항에 따른 장치로서, 상기 분석하는 단계는 상기 피처들 각각의 윤곽을 결정하는 단계를 포함하는, 장치.
27. 주사 전자 현미경 및 상기 주사 전자 현미경에 의해 생성된 이미지를 분석하도록 구성된 조항 15 내지 조항 26 중 어느 한 조항에 따른 이미지 분석 장치를 포함하는 검사 장치.
28. 자기 정렬 쿼드러플 패터닝 프로세스에 의해 형성된 피처들의 어레이의 일부의 이미지를 분석하는 방법으로서, 이 방법은:
상기 이미지에서 복수의 상기 피처들을 식별하는 단계;
각 식별된 피처에 특성값을 할당하는 단계 - 상기 특성값은 상기 피처의 위치 또는 형상 변화를 나타냄 -;
상기 피처들을 제1 그룹, 제2 그룹, 제3 그룹 및 제4 그룹으로 그룹화하는 단계 - 각 그룹은 정렬된 피처들의 세트를 포함하고, 상기 제1 그룹, 제2 그룹, 제3 그룹 및 제4 그룹은 그 순서로 서로 인접함 -;
상기 제1 그룹의 특성값의 변화들과 상기 제2 그룹의 특성값의 변화들 간의 제1 상관값을 결정하는 단계;
상기 제2 그룹의 특성값의 변화들과 상기 제3 그룹의 특성값의 변화들 간의 제2 상관값을 결정하는 단계;
상기 제1 상관값이 상기 제2 상관값보다 크면 상기 제1 및 상기 제2 그룹을 상기 자기 정렬 쿼드러플 패터닝 프로세스의 제1 스페이서와 연관시키고, 그렇지 않으면 상기 제2 및 상기 제3 그룹을 상기 자기 정렬 쿼드러플 패터닝 프로세스의 상기 제1 스페이서와 연관시키는 단계를 포함하는, 방법.
29. 조항 17에 따른 방법으로서, 상기 특성값은:
Figure pct00016
상기 피처의 질량 중심의 위치
Figure pct00017
상기 피처의 기하학적 중간점의 위치
Figure pct00018
상기 피처의 중심선의 위치
Figure pct00019
상기 피처의 에지의 위치
Figure pct00020
상기 피처의 치수
Figure pct00021
상기 피처의 일부의 중심의 위치
중 하나인, 방법.
30. 조항 28 또는 조항 29에 따른 방법으로서, 상기 피처들은 컷들이 있거나 없는 라인 피처들인, 방법.
31. 등각 코팅의 단계를 포함하는 제조 프로세스를 이용하여 프린팅된 피처의 하나의 에지로부터 생성된 피처 쌍들을 식별하는 방법으로서, 이 방법은:
복수의 피처를 분석하여 인접 피처 쌍들 간의 상관관계들을 결정하는 단계; 및
상기 상관관계들에 기초하여, 상기 피처 쌍이 둘 다 등각 코팅이 적용되는 프린팅된 피처의 하나의 에지에 기초하여 생성되었음을 결정하는 단계를 포함하는, 방법.
32. 조항 31의 방법으로서,
상기 상관관계들에 기초하여, 상기 제조 프로세스에서 결함의 생성과 관련된 단계를 결정하는 단계를 추가로 포함하는, 방법.
33. 조항 32 또는 조항 33의 방법으로서, 상기 분석하는 단계는 상기 피처들의 배치를 분석하는 단계를 포함하는, 방법.
34. 컴퓨터 시스템에 의해 실행될 때, 상기 컴퓨터 시스템에게 조항 1 내지 조항 13 또는 조항 28 내지 조항 33 중 어느 한 조항에 따른 방법을 수행하도록 지시하는, 컴퓨터 판독가능 코드 수단을 포함하는 컴퓨터 프로그램.
본 명세서에 개시된 본 기법들의 폭 및 범위는 위에 기술된 예시적인 실시예들 중 어떤 것에 의해서도 제한되어서는 안 되고, 다음의 청구항들 및 그 균등물들에 따라서만 정의되어야 한다.

Claims (15)

  1. 다단계 프로세스에 의해 형성된 피처들의 어레이의 일부의 이미지에서 피처들을 식별하기 위한 이미지 분석 장치로서, 이 장치는:
    이미지에서 보이는 피처들의 변화들을 분석하도록 구성된 이미지 분석 모듈; 및
    상기 분석의 결과들에 적어도 부분적으로 기초하여 상기 이미지의 피처들을 상기 다단계 프로세스의 단계들과 연관시키도록 구성된 연관 모듈을 포함하는, 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 변화들은 상기 피처들의 위치 또는 형상의 변화들인, 장치.
  3. 제2항에 있어서, 상기 변화들은:
    Figure pct00022
    상기 피처들의 질량 중심들
    Figure pct00023
    상기 피처들의 기하학적 중간점들
    Figure pct00024
    상기 피처들의 중심선들
    Figure pct00025
    상기 피처들의 에지들
    Figure pct00026
    상기 피처들의 치수들
    Figure pct00027
    상기 피처들의 부분들의 중심들
    중 하나 이상의 위치의 변화들인, 장치.
  4. 제1항에 있어서, 상기 이미지 분석 모듈은 상이한 피처들의 변화들 간의 상관관계들을 분석하도록 구성되는, 장치.
  5. 제1항에 있어서, 상기 이미지 분석 모듈은 제1 피처의 변화들과 n개의 인접 피처 각각의 변화들 간의 상관관계들을 결정하도록 구성되고, n은 4보다 작은, 장치.
  6. 제5항에 있어서, 상기 이미지 분석 모듈은 인접 피처들의 변화들 간의 상관관계를 결정하도록 구성되는, 장치.
  7. 제4항에 있어서, 상기 연관 모듈은 상관된 변화들을 갖는 피처들을 동일한 프로세스 단계와 연관시키도록 구성되는, 장치.
  8. 제1항에 있어서, 상기 연관 모듈은 상기 피처들을 유사한 상관 레벨들을 갖는 복수의 세트로 분할하고 각 세트를 상기 프로세스 단계들 중 각각의 단계와 연관시키도록 구성되는, 장치.
  9. 제1항에 있어서, 상기 이미지 분석 모듈은 상기 이미지의 복수의 영역을 선택하고 - 각 영역은 복수의 피처를 포함함 -, 상이한 영역들의 피처들 간의 상관관계들을 결정하도록 구성되는, 장치.
  10. 제9항에 있어서, 각 영역은 복수의 정렬된 피처를 포함하는, 장치.
  11. 제1항에 있어서, 상기 분석하는 단계는 상기 피처들 각각의 윤곽을 결정하는 단계를 포함하는, 장치.
  12. 주사 전자 현미경 및 상기 주사 전자 현미경에 의해 생성된 이미지를 분석하도록 구성된 제1항에 따른 이미지 분석 장치를 포함하는 검사 장치.
  13. 자기 정렬 쿼드러플 패터닝 프로세스에 의해 형성된 피처들의 어레이의 일부의 이미지를 분석하는 방법으로서, 이 방법은:
    상기 이미지에서 복수의 상기 피처들을 식별하는 단계;
    각 식별된 피처에 특성값을 할당하는 단계 - 상기 특성값은 상기 피처의 위치 또는 형상 변화를 나타냄 -;
    상기 피처들을 제1 그룹, 제2 그룹, 제3 그룹 및 제4 그룹으로 그룹화하는 단계 - 각 그룹은 정렬된 피처들의 세트를 포함하고, 상기 제1 그룹, 제2 그룹, 제3 그룹 및 제4 그룹은 그 순서로 서로 인접함 -;
    상기 제1 그룹의 특성값의 변화들과 상기 제2 그룹의 특성값의 변화들 간의 제1 상관값을 결정하는 단계;
    상기 제2 그룹의 특성값의 변화들과 상기 제3 그룹의 특성값의 변화들 간의 제2 상관값을 결정하는 단계;
    상기 제1 상관값이 상기 제2 상관값보다 크면 상기 제1 및 상기 제2 그룹을 상기 자기 정렬 쿼드러플 패터닝 프로세스의 제1 스페이서와 연관시키고, 그렇지 않으면 상기 제2 및 상기 제3 그룹을 상기 자기 정렬 쿼드러플 패터닝 프로세스의 상기 제1 스페이서와 연관시키는 단계를 포함하는, 방법.
  14. 다단계 프로세스에 의해 형성된 피처들의 어레이의 일부의 이미지에서 피처들을 식별하기 위한 이미지 분석 방법으로서, 이 방법은:
    이미지에서 보이는 피처들의 변화들을 분석하는 단계; 및
    상기 분석의 결과들에 적어도 부분적으로 기초하여 상기 이미지의 피처들을 상기 다단계 프로세스의 단계들과 연관시키는 단계를 포함하는, 방법.
  15. 디바이스 제조 방법으로서,
    다단계 프로세스를 이용하여 기판 상에 피처들의 어레이를 형성하는 단계;
    상기 어레이의 일부의 이미지를 획득하는 단계;
    제14항의 방법에 따라 상기 이미지를 분석하여 피처들을 상기 다단계 프로세스의 단계들과 연관시키는 단계;
    상기 어레이의 피처에서 결함을 검출하는 단계; 및
    상기 피처들과 단계들의 연관 및 상기 검출된 결함에 기초하여 교정 조치를 수행하는 단계를 포함하는, 방법.
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