KR20230073216A

KR20230073216A - 투영 시스템의 위치 제어를 갖는 계측 툴

Info

Publication number: KR20230073216A
Application number: KR1020237010440A
Authority: KR
Inventors: 한스 버틀러; 뵈프 아리에 제프리 덴; 마크 콘스턴트 요한네스 바겐; 예룬 아르놀뒤스 레오나르뒤스 요하네스 라이마커르스; 리처드 칼 짐머만
Original assignee: 에이에스엠엘 네델란즈 비.브이.; 에이에스엠엘 홀딩 엔.브이.
Priority date: 2020-09-28
Filing date: 2021-08-24
Publication date: 2023-05-25
Also published as: IL301222A; TWI777770B; TW202217437A; WO2022063508A1; CN116420069A; US20230359127A1

Abstract

본 명세서에 기술된 것은 계측 툴이다. 계측 툴은 기판(S)을 유지하는 기판 테이블(ST); 기판의 타겟 부분(TP)에 빔을 투영하도록 구성되는 투영 시스템(PS); 기판 테이블 상의 기판에 대한 투영 시스템의 위치를 조정하도록 구성되는 액추에이터(PEA); 기판 테이블의 위치를 결정하도록 구성되는 센서; 및 기판 테이블의 위치에 기초하여, 기준에 대한 기판 테이블의 위치 에러를 결정하고; 액추에이터를 통해, 빔이 기판의 타겟 부분 상에 투영되도록 기판 테이블의 위치 에러를 보상하기 위해 투영 시스템의 위치를 제어하도록 구성되는 하나 이상의 프로세서를 포함한다.

Description

투영 시스템의 위치 제어를 갖는 계측 툴

관련 출원에 대한 상호 참조

본 출원은 2020년 9월 28일에 출원되었으며 그 전체 내용이 참조로 본 명세서에 포함되는 미국 가특허 출원 번호 63/084,052의 우선권을 주장한다.

기술 분야

본 명세서의 설명은 일반적으로 리소그래피 장치를 포함하는 반도체 제조 셋업에서 사용되는 계측 툴에 관한 것이다. 더 구체적으로는, 계측 툴의 위치결정과 관련된 개선에 대한 것이다.

리소그래피 투영 장치는 원하는 패턴을 기판, 일반적으로 기판의 타겟 부분 상에 적용하는 기계이다. 예를 들어, 집적 회로(IC)의 제조에 리소그래피 장치가 사용될 수 있다. 그 경우에, 마스크 또는 레티클이라고도 대안적으로 지칭되는 패터닝 디바이스가 IC의 개별 층 상에 형성될 회로 패턴을 생성하기 위해 사용될 수 있다. 이 패턴은 기판(예를 들어, 실리콘 웨이퍼) 상의 타겟 부분(예를 들어, 하나 또는 여러 개의 다이의 일부를 포함함) 상에 전사될 수 있다. 특정 패턴과 재료 조성을 각각 갖는 다수의 층이 기능 디바이스 및 완제품의 상호연결부를 형성하기 위해 적용된다.

현재 및 차세대 생성 공정은 종종 리소그래피 장치에 의해 직접 인쇄될 수 있는 것보다 훨씬 더 작은 치수를 갖는 디바이스 피처를 생성하기 위해 소위 다중 패터닝 기술에 의존한다. 고유한 마스크 또는 레티클을 각각 갖는 다중 패터닝 단계가 기판 상의 단일 층에 원하는 디바이스 패턴을 형성하기 위해 행해진다. 다중 패터닝의 많은 상이한 예가 알려져 있다. 일부 공정에서는, 규칙적인 그리드 구조가 원하는 디바이스 패턴을 위한 기초로서 형성된다. 그 후 회로별 마스크 패턴을 사용하여, 그리드 구조를 형성하는 라인을 특정 위치에서 절단하여 라인을 개별 세그먼트로 분리한다. 그리드 구조는 수십 또는 심지어 십여 나노미터의 피치로 치수가 매우 미세할 수 있다.

리소그래피 공정에서, 예를 들어 공정 제어 및 검증을 위해, 생성된 구조를 측정하는 것이 자주 요망된다. 임계 치수(CD)를 측정하는 데 종종 사용되는 주사 전자 현미경 및 오버레이(기판의 2개의 층의 정렬 정확도) 또는 초점을 측정하는 특수 툴을 포함하여 이러한 측정을 수행하기 위한 다양한 툴이 알려져 있다. 제조된 디바이스의 최종 성능은 그리드 구조에 대한 절단 마스크의 위치결정 및 치수결정의 정확도에 크게 의존할 수 있다. (이 상황에서 절단 마스크는 기능 회로를 형성하기 위해 그리드 구조가 수정되는 회로별 위치를 규정하는 것이다.) 오버레이 에러는 절단 또는 다른 수정이 잘못된 위치에서 발생하게 할 수 있다. 치수(CD) 에러는 절단이 너무 크거나 너무 작아지게 할 수 있다(극단적인 경우, 실수로 인접한 그리드 라인을 절단하거나 또는 의도한 그리드 라인을 완전히 절단하지 못함).

리소그래피 장치의 다른 성능 파라미터 또한 관심 대상일 수 있는데, 예를 들어 광학 리소그래프에서 초점 및 노광 선량의 파라미터 또한 측정이 필요할 수 있다.

리소그래피 장치가 성능 파라미터의 이러한 측정을 행할 수 있는 통합된 계측 시스템을 포함하는 것이 제안된다. 그러나, 이러한 계측 시스템의 통합은 리소그래피 장치 전체에 또는 계측 시스템에 처리량 영향을 미칠 수 있다. 통합은 또한 리소그래피 장치의 샘플링 성능, 즉 성공적으로 샘플링되는 기판의 양에 영향을 미칠 수 있다. 이러한 영향은 예측하기 어려울 수 있다.

일 실시예에 따르면, 계측 툴이 제공된다. 계측 툴은 기판 테이블, 투영 시스템, 및 투영 시스템의 위치를 제어하도록 구성되는 하나 이상의 프로세서(제어기라고도 지칭함)를 포함한다. 일 실시예에서, 기판을 유지하기 위한 기판 테이블; 기판의 타겟 부분 상에 빔을 투영하도록 구성되는 투영 시스템; 기판 테이블 상의 기판에 대한 투영 시스템의 위치를 조정하도록 구성되는 액추에이터; 기판 테이블의 위치를 결정하도록 구성되는 센서; 및 기판 테이블의 위치에 기초하여, 기준에 대한 기판 테이블의 위치 에러를 결정하고, 빔이 기판의 타겟 부분 상에 투영되도록 기판 테이블의 위치 에러를 보상하기 위해 액추에이터를 통해 투영 시스템의 위치를 제어하도록 구성되는 제어기를 포함하는 계측 툴이 제공된다. 제어기는 투영 시스템과 관련된 위치 피드백이 수신되지 않는 개방 루프 구성에 있을 수 있다. 일 실시예에서, 제어기는 투영 시스템의 위치에 관련된 위치 피드백이 수신되는 폐쇄 루프 구성에 있을 수 있다.

투영 시스템의 위치의 제어는 기판 테이블의 숏-스트로크 스테이지를 제거할 수 있게 하고 단일 스트로크 스테이지만이 채용될 수 있다. 본 개시내용에 따르면, 투영 시스템의 위치 제어는 기판 테이블의 롱-스트로크 위치결정의 에러를 보상한다. 본 개시내용에 따르면, 위치결정 시스템은 기존의 위치결정 시스템(예를 들어, 롱-스트로크 및 숏-스트로크 스테이지를 갖는 기판 테이블)에 비해 더 적은 수의 구성요소를 포함한다. 또한, 기판의 타겟 부분에 걸친 계측 툴의 더 빠른 위치결정이 달성될 수 있으므로 계측 시간 및 패터닝 공정의 처리량을 개선할 수 있다.

상기 양태 및 다른 양태 및 특징은 첨부된 도면과 함께 특정 실시예에 대한 다음의 설명을 검토하면 통상의 기술자에게 명백해질 것이다:
도 1은 기판이 투영 시스템 아래의 타겟 위치에 위치결정되도록 이동하게 구성되는 기판 테이블의 롱-스트로크 및 숏-스트로크 스테이지를 포함하는 기존의 계측 툴을 도시하고;
도 2는 일 실시예에 따른 개방 루프 제어기 및 기판 테이블에 대해 투영 시스템을 이동시키도록 구성되는 액추에이터를 포함하는 계측 툴의 실시예를 개략적으로 도시하고;
도 3은 일 실시예에 따른 폐쇄 루프 제어기, 위치 센서, 및 기판 테이블에 대해 투영 시스템을 이동시키도록 구성되는 액추에이터를 포함하는 계측 툴의 실시예를 개략적으로 도시하고;
도 4는 일 실시예에 따른 다른 제어기 및 기판 테이블에 대해 투영 시스템을 이동시키도록 구성되는 액추에이터를 포함하는 계측 툴의 실시예를 개략적으로 도시하고;
도 5는 일 실시예에 따른 제어기 및 기판 테이블에 대해 투영 시스템을 이동시키도록 구성되는 액추에이터를 포함하는 계측 툴의 실시예를 개략적으로 도시하고;
도 6은 일 실시예에 따른 주사 전자 현미경(SEM)의 실시예를 개략적으로 도시하고;
도 7은 일 실시예에 따른 전자 빔 검사 장치의 실시예를 개략적으로 도시하고;
도 8은 일 실시예에 따른 예시적인 컴퓨터 시스템의 블록도이며;
도 9는 반도체 디바이스를 위한 생산 설비를 형성하는 다른 장치와 함께 리소그래피 장치를 도시한다.

실시예를 상세히 설명하기 전에, 실시예가 구현될 수 있는 예시적인 환경을 제시하는 것이 유익하다.

도 1은 기판 테이블 상에 놓인 기판을 측정하는 데 사용되는 계측 툴의 개략도이다. 예를 들어, 계측 툴은 패터닝되는 기판, 예를 들어 리소그래피 장치를 통해 패터닝되는 기판을 측정하는 데 사용된다. 계측 툴은 독립형 툴이거나 리소그래피 장치와 함께 반도체 제조 설비에 통합될 수 있다(예를 들어, 도 9 참조). 계측 툴은, 예를 들어 회절 툴(예를 들어, ASML YieldStar 또는 회절 위상 현미경), 전자 현미경, 또는 패터닝되는 기판을 측정하도록 구성되는 다른 적절한 검사 툴(예를 들어, 도 6 및 도 7)일 수 있다. 계측 툴 및 그 작동 원리의 추가 예가 PCT 출원 WO 2009/078708 및 WO 2009/106279에서 논의되며, 이들 문서는 그 전체 내용이 본 명세서에 참조로 포함된다. 기술의 추가 개발은 공개된 특허 공보 US20110027704A, US20110043791A, US20120044470 및 US2012/0123581에 설명되어 있다. 이들 모든 출원의 내용 또한 본 명세서에 참조로 포함된다. 계측 툴의 상세한 작동 원리는 간결함을 위해 본 명세서에서는 생략된다.

일 예에서, 도 1을 참조하면, 광원은 조명 섬유(ILF)(광섬유라고도 지칭함)를 통과하여 투영 시스템(PS) 및 측정될 기판(S) 상으로 보내지는 광학 빔을 생성한다. 또한, 계측 툴은 기판(S)으로부터의 회절광(예를 들어, 1차 회절)을 캡처하도록 구성되는 이미지 센서(IS)를 포함한다. 일 실시예에서, 투영 시스템은 빔을 기판 상으로 지향시키거나 제어하기 위해 굴절식, 반사식, 또는 다른 유형의 광학 구성요소 같은 다양한 유형의 광학 구성요소 또는 이들의 임의의 조합을 포함할 수 있다.

본 예에서, 계측 툴은 기판과의 정확한 정렬이 요구되는 패터닝되는 기판의 이미지를 캡처할 수 있다. 계측 툴은 계측 툴로부터의 빔(예를 들어, 광학 또는 e-빔)이 패터닝되는 기판(S)의 타겟 부분(TP)에 투영될 수 있도록 정확하게 위치결정되어야 한다. 이러한 위치결정을 위해, 기존의 기술은 초기의 대략적인 위치결정과 그 후의 미세한 위치결정을 수행하는 위치결정 메커니즘을 포함한다.

본 기술에서, 위치결정 메커니즘은 패터닝되는 기판(S)을 유지하는 기판 테이블(ST)의 롱-스트로크 및 숏-스트로크 이동을 수행하도록 구성되는 제1 부분(101)(롱-스트로크 부분이라고도 지칭함) 및 제2 부분(103)(숏-스트로크 부분이라고도 지칭함)을 포함한다. 일 실시예에서, 롱-스트로크 부분(101)은 모터, 전자기 선형 또는 비선형 액추에이터, 또는 다른 액추에이터 같은 제1 액추에이터에 결합될 수 있다. 숏-스트로크 부분(103)은 롱-스트로크 부분(101)의 상단에 위치되며 기판(S)은 숏-스트로크 부분(103)의 상단에 배치된다. 숏-스트로크 부분(103)은 기판(S)을 롱-스트로크 부분(101)에 대해 투영 시스템(PS) 아래의 원하는 위치로 추가로 이동시키도록 구성되는 제2 액추에이터에 결합될 수 있다. 도 1의 롱-스트로크 및 숏-스트로크 구조는 예시이며 제한되지 않음을 본 기술분야의 통상의 기술자는 이해할 수 있다. 숏-스트로크 부분(103)은 반드시 롱-스트로크 부분(101)의 상단에 놓여야 하는 것을 아닐 수 있다. 예를 들어, 롱-스트로크 및 숏-스트로크 부분은 서로 나란히 배치될 수 있다.

도 1에서, 롱-스트로크 부분(101) 및 숏-스트로크 부분(103)은 충분한 정확도로 기판(S)을 계측 툴의 투영 시스템(PS) 아래에 위치결정하기 위해 함께 동작한다. 계단형 방식으로, 기판 테이블(ST)의 부분은 투영 시스템(PS)에 대해 ±2μm 정확도를 달성하도록 하나의 위치로부터 다음 위치로 이동된다. 위치결정 메커니즘은 기판 테이블을 제1 양만큼 이동시키기 위한 롱-스트로크 액추에이터(101에 부착됨), 기판 테이블을 제2 양만큼 이동시키기 위한 숏-스트로크 액추에이터(103에 부착됨), 및 기판 테이블(ST)의 위치를 결정하기 위한 하나 이상의 센서(도시되지 않음)를 포함한다. 예를 들어, 제1 이동량은 원하는 위치에 대해 ±300μm의 정확도로 최대 300mm일 수 있고, 제2 이동량은 원하는 위치 또는 타겟 위치에 대해 대략 ±2μm의 정확도를 유지하면서 제1 이동량보다 비교적 작다. 일 실시예에서, 기판 테이블의 위치는 예를 들어 타겟 위치에 대해 지정된 직각 좌표 또는 극좌표계로 규정될 수 있다. 일반적으로, 롱-스트로크 위치결정은 대략적인 위치결정으로서 지칭될 수 있으며, 숏-스트로크 위치결정은 미세 위치결정으로서 지칭된다. 롱-스트로크/숏-스트로크 메커니즘은 고가이며 복잡하다. 숏-스트로크 액추에이터는 더 크며 스테이지 가속도를 증가시킬 때 더 큰 힘을 제공해야 한다.

본 개시내용에서, 각각의 위치결정 단계 후에 롱-스트로크 세틀링(settling) 에러를 보상하기 위해 투영 시스템(PS)을 구동함으로써 숏-스트로크 부분(103)을 교체하도록 구성되는 계측 툴이 제공된다. 따라서, 일 실시예에 따르면, 기판 테이블은 롱-스트로크 부분만을(예를 들어, 롱-스트로크 모터만을)을 가질 것이고, 위치결정 메커니즘의 복잡성 및 비용을 감소시킨다. 계측 툴 투영 시스템(PS)은 리소그래피 장치의 투영 시스템과는 실질적으로 상이하다. 예를 들어, 리소그래피 장치의 투영 시스템은 매우 복잡하고 무거운 광학장치를 포함한다. 그러한 투영 시스템은 기판을 정확하게 패터닝하기 위해 실질적으로 정지 상태로 유지된다. 리소그래피 장치의 투영 시스템을 이동시키는 것은 리소그래피 장치의 패터닝 성능에 부정적인 영향을 미칠 수 있는 광학 구성요소(예를 들어, 미러의 어레이)의 오정렬을 야기할 수 있다. 또한, 리소그래피 장치의 투영 시스템은 계측 장치의 투영 시스템보다 실질적으로 더 무겁다. 계측 툴의 투영 시스템의 더 가벼운 질량으로 인해, 계측 툴의 성능에 영향을 주지 않고 계측 툴의 투영 시스템을 이동시키는 것이 가능하다.

본 개시내용에서, 압전 액추에이터와 같은 액추에이터가 투영 시스템(PS)을 구동한다. 액추에이터는 롱-스트로크 부분(101)의 위치결정 에러를 검출하고 위치결정 에러를 보상하도록 구성되는 개방 제어 루프 또는 폐쇄 제어 루프에 의해 구동될 수 있다. 따라서, 제어 루프는 기판(S)의 평면 내에서 투영 시스템(PS)을 정확하게 위치결정하기 위해 액추에이터를 구동하는 이동 신호를 생성할 수 있다. 일 실시예에서, 투영 시스템(PS)은 기판 테이블(ST) 및/또는 투영 시스템(PS)의 이동으로 인해 야기되는 진동을 감쇠시키기 위해 진동 절연체(VIBI)에 결합된다. 일 실시예에서, 액추에이터는 계측 프레임(FR)에 결합될 수 있고 투영 시스템(PS)에 추가로 결합될 수 있다(예를 들어, 도 2 참조).

일 실시예에서, 액추에이터는 개방 루프 제어 구성에서 제어기(예를 들어, 프로세서)에 의해 구동될 수 있으며, 이는 액추에이터에 위치결정 명령을 전송하지만 (투영 시스템의) 능동적인 위치 피드백은 없다. 다른 실시예에서, 투영 시스템(PS) 및 센서는 액추에이터를 정기적으로(예를 들어, 웨이퍼당 1회) 재교정하는 데 사용될 수 있다. 일 실시예에서, 이미지 센서가 제어 시스템의 폐쇄 루프 구성에서 사용된다. 제어 시스템의 예시적인 구현예가 아래에서 상세히 설명된다. 예를 들어, 계측 시스템은 숏-스트로크 부분을 투영 시스템(PS)으로 이동시키는 것을 채택하고, 숏-스트로크는 위치 피드백 루프를 포함하거나 위치 피드백 루프를 제거함으로써 달성될 수 있다.

일 실시예에서, "제어 시스템"은 투영 시스템 및/또는 기판 테이블의 위치를 제어하도록 구성되는 하나 이상의 프로세서를 포함한다. 일부 실시예에서, 하나 이상의 프로세서는 제어기라고도 지칭된다. 제어 시스템의 기능은 단일 프로세서에서 구현되거나 상이한 프로세서에 걸쳐 분산될 수 있다. 일 실시예에서, 제어 시스템은 위치 센서, 액추에이터, 또는 하나 이상의 프로세서와 상호작용하는 다른 구성요소와 같은 추가 구성요소를 포함할 수 있다. 제어 시스템은 투영 시스템 및/또는 기판 테이블을 이동시키기 위한 제어 명령을 결정하는 데 사용되는 입력의 유형에 따라 개방 루프 구성 또는 폐쇄 루프 구성에 있을 수 있다.

도 2는 투영 시스템(PS) 및 개방 루프(예를 들어, 피드포워드 전용) 제어 시스템을 포함하는 예시적인 계측 툴을 도시한다. 개방 루프 내에서, 롱 스트로크 부분(101)은 제1 제어기(C1)에 의해 구동될 수 있고 피에조 액추에이터(PEA)는 제2 제어기(C2)에 의해 구동된다. 일 실시예에서, 제어기(C1)는 기판 테이블(ST)의 롱 스트로크 부분(101)이 예를 들어 10 내지 100μm의 정확도로 1 내지 300mm의 롱-스트로크 위치를 달성하도록 구동되는 힘(F)을 결정한다. 예를 들어, 기판 테이블(ST)은 위치(P _LS )로 이동된다. 일 실시예에서, 위치는 X ₁ , Y ₁ 와 같은 직교 좌표계에서 지정될 수 있다.

일 실시예에서, 기판 테이블(ST)의 위치(P _LS )는 위치 센서(예를 들어, 간섭계 디바이스, 선형 인코더 또는 용량성 센서)에 의해 측정될 수 있다. 기판 테이블(ST)의 위치(P _LS )에 기초하여, 위치결정 에러(e _LS )가 타겟 위치(r _LS )에 대해 결정될 수 있다. 일 실시예에서, 타겟 위치는 투영 시스템이 기판의 타겟 부분(TP)과 정확하게 정렬되는 위치를 지칭한다. 일 실시예에서, 기판 테이블의 위치는 투영 시스템이 장착되는 프레임(FR)에 대해 제공될 수 있다.

제어 시스템은 입력으로서 위치결정 에러(e _LS )를 수신하고 기판에 대한 투영 시스템의 에러를 감소시키기 위해 액추에이터(PEA)를 구동하기 위한 신호를 생성하는 제2 제어기(C2)를 포함한다. 예를 들어, PEA는 기판의 타겟 부분에 대해 원하는 임계값(예를 들어, ±2μm) 내에 있도록 투영 시스템을 이동시킨다. 신호는 기판 테이블의 위치결정 에러(e _LS )를 보상하기 위해 투영 시스템(PS)이 이동되는 위치를 나타낸다.

일 실시예에서, 제2 제어기(C2)는 적절한 이동 신호가 제2 제어기(C2)에 의해 생성될 수 있도록 위치 에러(e _LS ) 및 액추에이터(PEA)의 응답에 기초하여 결정되는 게인 또는 다른 튜닝 파라미터를 포함한다. 일 실시예에서, 액추에이터(PEA)의 응답은 피에조 액추에이터의 거동 특성 및 투영 시스템(PS)의 특성(예를 들어, 질량)의 함수일 수 있다. 일 실시예에서, 게인 또는 다른 제어 파라미터는 사용되는 제어기의 유형에 따라 달라질 수 있다. 예를 들어, 제어기(C2)는 예를 들어 필터를 갖는 게인 제어기를 포함한다. 본 개시내용은 전술한 제어 유형에 제한되지 않으며, 본 개시내용의 범위 내에서 다른 유형의 제어기가 사용될 수 있다.

일 실시예에서, 액추에이터(PEA)는 투영 시스템(PS)의 원주 주위에 결합된다. 일 실시예에서, 투영 시스템(PS)은 투영 시스템(PS) 주위에 원주방향으로 배치되는 복수의 마운트(도시되지 않음) 상에 장착될 수 있다. 따라서, 투영 시스템(PS)은 빔이 기판(S)의 타겟 부분(TP) 상에 정확하게 투영될 수 있도록 액추에이터(PEA)를 통해 X, Rx, Y 또는 Ry를 포함하는 상이한 방향으로 이동될 수 있다.

본 예에서, 제2 제어기(C2)는 투영 시스템(PS)의 위치를 추적하지 않는다. 따라서, 제어기(C2)를 포함하는 제어 루프는 개방 루프 제어 또는 피드포워드 제어로서 지칭될 수 있다.

도 3은 투영 시스템(PS)의 위치를 결정하고 그에 따라 투영 시스템(PS)의 위치결정을 제어하도록 구성되는 제어기(C1), 제3 제어기(C3), 및 위치 센서(명시적으로 도시되지 않음)를 포함하는 다른 제어 시스템을 구현하는 예시적인 계측 툴을 도시한다. 일 실시예에서, 위치 센서는 프레임(FR)(또는 투영 시스템(PS)) 상에 위치될 수 있다. 위치 센서는 투영 시스템(PS)의 위치(P _PS )를 결정하기 위해 투영 시스템과 프레임 또는 진동 절연체(VIBI) 상의 위치 사이의 거리를 측정할 수 있다.

앞서 언급한 바와 같이, 제어기(C1)는 도 2와 관련하여 논의된 것과 동일한 방식으로 기능한다. 제어기(C1)는 기판 테이블(ST)의 롱 스트로크 부분(101)이 기판 테이블의 롱-스트로크 위치를 달성(예를 들어, 1mm 내지 300mm만큼 이동)하도록 구성되는 힘(F)을 결정한다.

제3 제어기(C3)는 기판 테이블의 위치 에러(e _LS ) 및 투영 시스템(PS)의 현재 위치(P _PS ) 양자 모두에 기초하여 피에조 액추에이터(PEA)를 구동한다. 위치 에러(e _LS ) 및 현재 위치(P _PS ) 양자 모두에 기초하여, 제어기(C3)는 투영 시스템의 위치가 타겟 위치의 원하는 임계치(예를 들어, ±2μm) 내에 있도록 액추에이터(PEA)를 구동하기 위한 신호를 생성한다. 투영 시스템(PS)의 위치 정보(P _PS )는 이동 신호에 대해 제어기(C3)에 의해 수신되는 피드백이다. 따라서, 제어기(C3)는 폐쇄 루프에 있는 것으로 간주될 수 있다. 제어기(C3)의 이동 신호는 투영 시스템(PS)의 현재 위치(P _PS )가 주어지면 투영 시스템(PS)이 이동되는 위치를 나타낸다. 제어기(C3)의 참조 또는 요청된 PS 이동량은 롱-스트로크 위치 에러(e _LS )이다. PS의 현재 위치는 P _PS 와 동일하다. 그후, 참조(e _LS )와 현재 위치(P _PS ) 사이의 차이가 제어기(C3)에 입력되며, 제어기는 이 차이를 0으로 만들려고 시도할 것이다.

일 실시예에서, 제3 제어기(C3)는 또한 적절한 신호가 제3 제어기(C3)에 의해 생성될 수 있도록 위치 에러(e _LS ), 투영 시스템(PS)의 현재 위치(P _PS ), 및 액추에이터(PEA)의 응답에 기초하여 결정되는 게인 또는 다른 튜닝 파라미터를 포함한다. 일 실시예에서, 액추에이터(PEA)의 응답은 피에조 액추에이터의 거동 특성, 투영 시스템(PS)의 위치, 및 투영 시스템(PS)의 특성(예를 들어, 질량)의 함수일 수 있다. 제2 제어기(C2)와 유사하게, 제어기(C3)의 튜닝 파라미터는 게인 또는 다른 제어 파라미터일 수 있다. 제어기(C3)는 비례(P) 제어, 적분(I) 제어, 미분(D) 제어, PI 제어, PID 제어 또는 이들의 조합일 수 있다. 본 개시내용은 전술한 제어 유형에 제한되지 않으며, 본 개시내용의 범위 내에서 다른 유형의 제어기가 사용될 수 있다.

앞서 언급한 바와 같이, 액추에이터(PEA)는 투영 시스템(PS)의 원주 주위에 결합되며, 빔이 기판(S)의 타겟 부분(TP)에 정확하게 투영될 수 있도록 투영 시스템(PS)은 액추에이터(PEA)를 통해 X, Rx, Y 또는 Ry를 포함하는 상이한 방향으로 이동될 수 있다.

본 개시내용에 따르면, 액추에이터(PEA)의 사용은 액추에이터의 성능에 있어서 드리프트(예를 들어, 피에조 드리프트)를 겪을 수 있다. 예를 들어, 도 2를 참조하면, 피에조 드리프트는 시간에 따라 천천히 변화하는 위치결정 에러를 야기할 수 있다. 따라서, 독립적인 측정 시스템을 사용하는 정기적인 교정이 드리프트를 보상하기 위해 구현될 수 있다. 드리프트 보상을 구현하는 하나의 방식은 이미지 센서(IS) 자체를 사용하는 것인데, 이는 예를 들어 기판(S)의 타겟 부분(TP)을 사용하여 정확한 위치 측정이 가능하다. 도 4는 이미지 센서(IS) 데이터를 사용한 제어 루프의 예시적인 구현을 도시한다.

이미지 센서(IS)의 능력은 2개의 방식으로 사용될 수 있다. 먼저, 이미지 센서(예를 들어, Yieldstar 센서)를 사용하여 기판 상의 타겟 부분을 검사하여 액추에이터 위치 및 제어 루프 게인을 정기적으로(예를 들어, 기판당 한 번) 교정한다. 둘째, 더 낮은 샘플링 속도(예를 들어, 센서에서 지원되는 80Hz)에서 여분의 외부 제어 루프를 생성한다. 주요 이점으로서, 이 제어 루프는 추가 센서 하드웨어 없이 정확한 기판 위치를 측정한다. 예를 들어, 도 4에서, 제4 제어기(C4)는 기판 테이블의 위치 에러(e _LS )에 더하여 이미지 센서(IS)로부터의 입력을 수신하는 여분의 외부 제어 루프의 일부일 수 있다.

일 실시예에서, 여분의 외부 제어 루프는 개방 루프 제어이며, 피에조-구동 투영 시스템(PS)은 위치 피드백 루프 없이 하지만 느린 피에조 보상을 위해 이미지 센서(IS) 자체를 사용하여 롱-스트로크 위치 에러(e _LS )를 보상한다. 여분의 제어 루프 솔루션은 기존의 롱-스트로크/숏-스트로크 위치결정 메커니즘에 대한 저비용 대안을 제공한다. 본 개시내용에 따르면, 액추에이터뿐만 아니라 일부 센서 또한 기존의 시스템으로부터 제거될 수 있다.

튜닝된 제어 파라미터(예를 들어, 제어기의 게인)를 사용할 때, 롱 스트로크 세틀링 에러를 보상하는 피에조 능력은 기존의 기술보더 더 우수하다. 예를 들어, 기존 기술의 롱-스트로크에 대한 대략 18밀리초의 세틀링 시간은 2μm 또는 더 우수한 위치결정 정확도로 피에조 추적을 사용하여 대략 5밀리초로 감소되는 결과를 보여주었다.

도 5는 투영 시스템(PS)을 위치결정하도록 구성되는 액추에이터의 다른 예시적인 구현을 도시한다. 도 5에서, 피에조 액추에이터(PEA)는 투영 시스템의 상단에 위치되는 지점 주위로 투영 시스템(PS)을 회전시키는 방식으로 위치될 수 있다. 이는 피에조 액추에이터(PEA)의 필요한 이동 범위를 감소시킨다. 이 예에서 사용된 제어 루프에 대한 설명은 간결함을 위해 생략된다. C1, C2, C3 및 C4와 같은 제어기를 포함하는 모든 유형의 제어 루프는 앞에서 설명한 것과 유사한 방식으로 배치(도 5)에 맞게 튜닝될 수 있다.

일 실시예에서, 투영 시스템(PS)의 전체 광학장치 세트를 이동시키는 대신에, 광학장치의 일부만이 이동될 수 있다. 예를 들어, 조명 섬유(ILF)와 하단 렌즈 요소가 이동될 수 있다. 이는 이동될 질량을 더 감소시키고, 롱 스트로크 보상의 구현을 단순화한다.

위에서 논의된 바와 같이, 본 개시내용은 도 2 내지 도 5에서 계측 툴을 제공한다. 도 2의 예를 참조하면, 계측 툴은 기판(S)(예를 들어, 측정될 패터닝되는 기판)을 유지하기 위한 기판 테이블; 기판(S)의 타겟 부분(TP) 상에 빔을 투영하도록 구성되는 투영 시스템(PS); 기판 테이블(ST) 상의 기판(S)에 대한 투영 시스템(PS)의 위치를 조정하도록 구성되는 액추에이터(PEA); 기판 테이블(ST)의 위치(P _LS )를 결정하도록 구성되는 센서(명시적으로 도시되지 않음); 및 하나 이상의 공정을 포함한다. 하나 이상의 프로세서(예를 들어, 제어기(C2))는, 기판 테이블의 위치(P _LS )에 기초하여, 타겟(r _LS )에 대한 기판 테이블(ST)의 위치 에러(e _LS )를 결정하고; 빔이 기판의 타겟 부분 상으로 투영되도록 기판 테이블(ST)의 위치 에러(e _LS )를 보상하기 위해 투영 시스템의 위치를 액추에이터(PEA)를 통해 제어하도록 구성된다. 하나 이상의 프로세서는 다른 액추에이터를 통해 기판 테이블을 제1 위치로 이동시키도록 추가로 구성된다. 예를 들어, 다른 액추에이터(명시적으로 도시되지 않음)는 액추에이터에 의해 기판 테이블(101)에 가해지는 힘(F)에 의해 표현된다. 일 실시예에서, 기판 테이블 부분(101)은 타겟 위치에 대해 ±300μm의 정확도로 이동된다.

일 실시예에서, 하나 이상의 프로세서(예를 들어, 제어기(C2))는 제1 위치에 기초하여 타겟 위치에 대한 기판 테이블의 위치 에러를 결정하고; 위치 에러에 기초하여 기판의 위치 에러를 보상하기 위해 투영 시스템이 이동되어야 하는 조정량을 결정하며; 액추에이터를 통해 조정량만큼 투영 시스템의 위치를 제어하도록 구성된다. 일 실시예에서, 투영 시스템의 위치는 ±2μm의 정확도로 제어된다.

일 실시예에서, 도 3을 참조하면, 계측 툴은 프레임(FR)에 대한 투영 시스템의 위치(P _PS )를 결정하도록 구성되는 다른 센서(예를 들어, 위치 센서)를 추가로 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 하나 이상의 프로세서(예를 들어, 제어기(C3))는, 기판 테이블의 위치 에러(e _LS ) 및 투영 시스템의 위치(P _PS )에 기초하여, 빔이 기판의 타겟 부분 상으로 투영되도록 기판 테이블의 위치 에러를 보상하기 위해 투영 시스템의 위치를 제어하도록 추가로 구성된다. 일 실시예에서, 투영 시스템의 위치는 ±2μm의 정확도로 제어된다.

일 실시예에서, 도 4를 참조하면, 투영 시스템은 기판의 타겟 부분의 이미지를 캡처하도록 구성되고; 하나 이상의 프로세서(예를 들어, 제어기(C4))는 이미지에 기초하여 기판의 타겟 부분에 대한 투영 시스템의 위치를 결정하고; 기판 테이블의 위치 에러 및 투영 시스템의 결정된 위치에 기초하여, 빔이 기판의 타겟 부분 상으로 투영되도록 기판 테이블의 위치 에러를 보상하기 위해 투영 시스템의 위치를 제어하도록 구성된다. 일 실시예에서, 투영 시스템의 위치는 타겟 위치에 대해 ±2μm의 정확도로 제어된다.

액추에이터(PEA)는 압전 액추에이터, 로렌츠 액추에이터(Lorentz actuator) 또는 다른 선형 또는 비선형 액추에이터일 수 있다. 본 개시내용은 특정 액추에이터 유형에 제한되지 않는다. 일 실시예에서, 액추에이터는 기판의 평면 내에서 투영 시스템의 위치를 제어하도록 구성된다. 일 실시예에서, 액추에이터는 선형 방향, 예를 들어 기판의 평면 내에서 x-방향 및/또는 y-방향으로 투영 시스템을 이동시키도록 구성된다. 일 실시예에서, 액추에이터는 빔이 기판의 평면 내의 원하는 위치에 투영되게 하기 위해 투영 시스템을 기울임으로써 각도 방향으로 투영 시스템을 이동시키도록 위치결정된다.

일 실시예에서, 하나 이상의 프로세서(예를 들어, 제어기(C1, C2, C3 및 C4))는, 투영 시스템이 기판 테이블의 위치 에러를 보상하도록 이동되어야 하는 조정량을 결정하도록 구성되는 비례(P) 제어기; 투영 시스템이 기판 테이블의 위치 에러를 보상하도록 이동되어야 하는 조정량을 결정하도록 구성되는 적분(I) 제어기; 투영 시스템이 기판 테이블의 위치 에러를 보상하도록 이동되어야 하는 조정량을 결정하도록 구성되는 미분(D) 제어기; 또는 투영 시스템이 기판 테이블의 위치 에러를 보상하도록 이동되어야 하는 조정량을 결정하도록 구성되는 PID 제어기 중 적어도 하나이다.

통상의 기술자는, 그러한 대안적인 용례와 관련하여, 본 명세서에서 언급된 "기판" 또는 "타겟 부분"이라는 용어의 임의의 사용이 노광 전 또는 후에 예를 들어 트랙(전형적으로 기판에 레지스트의 층을 도포하고 노광된 레지스트를 현상하는 툴), 계측 툴 및/또는 검사 툴에서 처리될 수 있다는 것을 이해할 것이다. 적용가능한 경우, 본 명세서의 개시내용은 그러한 및 다른 기판 처리 툴에 적용될 수 있다. 또한, 기판은 예를 들어 다층 IC를 생성하기 위해 한 번 이상 처리될 수 있으므로, 본 명세서에서 사용되는 기판이라는 용어는 이미 여러 처리된 층을 포함하는 기판을 지칭할 수 있다.

광학 리소그래피와 관련하여 본 발명의 실시예의 사용에 대해 위에서 특정 참조가 이루어졌을 수 있지만, 본 발명은 다른 용례, 예를 들어 임프린트 리소그래피에서 사용될 수 있으며, 문맥이 허용하는 경우에는 광학 리소그래피로 제한되지 않음을 이해할 것이다. 임프린트 리소그래피에서, 패터닝 디바이스의 토포그래피는 기판에 생성된 패턴을 규정한다. 패터닝 디바이스의 토포그래피는 기판에 공급되는 레지스트 층으로 압축될 수 있으며, 그 후 레지스트는 전자기 방사, 열, 압력 또는 이들의 조합을 적용하여 경화된다. 패터닝 디바이스는 레지스트가 경화된 후 레지스트에 패턴을 남기고 레지스트 밖으로 이동된다.

본 명세서에서 사용되는 "방사선" 및 "빔"이라는 용어는 자외(UV) 방사선(예를 들어, 약 또는 약 365, 355, 248, 193, 157 또는 126 nm의 파장을 가짐) 및 극자외(EUV) 방사선(예를 들어, 5 내지 20mn 범위의 파장을 가짐), 및 이온 빔 또는 전자 빔과 같은 입자 빔을 포함하여 모든 유형의 전자기 방사선을 망라한다.

문맥이 허용하는 경우 "렌즈"라는 용어는 굴절식, 반사식, 자기식, 전자기식 및 정전기식 광학 구성요소를 포함하는 다양한 유형의 광학 구성요소 중 임의의 하나 또는 그 조합을 지칭할 수 있다.

일부 실시예에서, 검사 장치 또는 계측 툴은 기판 상에 노광되거나 전사되는 구조물(예를 들어, 디바이스의 일부 또는 모든 구조)의 이미지를 생성하는 주사 전자 현미경(SEM)일 수 있다. 도 6은 SEM 툴의 실시예를 도시한다. 전자 소스(ESO)로부터 방출된 1차 전자 빔(EBP)은 집광 렌즈(CL)에 의해 집광된 후 빔 편향기(EBD1), E x B 편향기(EBD2), 및 대물 렌즈(OL)를 통과하여 초점에서 기판 테이블(ST) 상의 기판(PSub)을 조사한다.

기판(PSub)에 전자 빔(EBP)이 조사되면, 기판(PSub)으로부터 2차 전자가 생성된다. 2차 전자는 E x B 편향기(EBD2)에 의해 편향되고 2차 전자 검출기(SED)에 의해 검출된다. X 또는 Y 방향에서의 기판 테이블(ST)에 의한 기판(PSub)의 연속적인 이동과 함께 예를 들어 X 또는 Y 방향 중 다른 방향에서의 빔 편향기(EBD1)에 의한 전자 빔의 2차원 스캐닝 또는 빔 편향기(EBD1)에 의한 전자 빔(EBP)의 반복 스캐닝과 동기화하여 샘플로부터 생성되는 전자를 검출함으로써 2차원 전자 빔 이미지를 획득할 수 있다.

2차 전자 검출기(SED)에 의해 검출된 신호는 아날로그/디지털(A/D) 변환기(ADC)에 의해 디지털 신호로 변환되며, 디지털 신호는 이미지 처리 시스템(IPU)에 송신된다. 일 실시예에서, 이미지 처리 시스템(IPU)은 처리 유닛(PU)에 의한 처리를 위해 디지털 이미지의 전부 또는 일부를 저장하기 위한 메모리(MEM)를 가질 수 있다. 처리 유닛(PU)(예를 들어, 특별히 설계된 하드웨어 또는 하드웨어와 소프트웨어의 조합)은 디지털 이미지를 디지털 이미지를 나타내는 데이터세트로 변환하거나 처리하도록 구성된다. 또한, 이미지 처리 시스템(IPU)은 디지털 이미지 및 대응하는 데이터세트를 참조 데이터베이스에 저장하도록 구성된 저장 매체(STOR)를 가질 수 있다. 디스플레이 디바이스(DIS)가 이미지 처리 시스템(IPU)과 연결되어, 작업자가 그래픽 사용자 인터페이스의 도움으로 장비의 필요한 동작을 수행할 수 있다.

위에서 언급한 바와 같이, SEM 이미지는 이미지에서 디바이스 구조를 나타내는 객체의 에지를 설명하는 윤곽을 추출하도록 처리될 수 있다. 그 후 이러한 윤곽은 CD와 같은 메트릭을 통해 정량화된다. 따라서, 전형적으로, 디바이스 구조의 이미지는 에지 간 거리(CD) 또는 이미지 사이의 단순한 픽셀 차이와 같은 단순한 메트릭을 통해 비교 및 정량화된다. CD를 측정하기 위해 이미지에서 객체의 에지를 검출하는 전형적인 윤곽 모델은 이미지 구배를 사용한다. 실제로, 이러한 모델은 강한 이미지 구배에 의존한다. 그러나 실제로는 이미지는 전형적으로 노이즈가 있고 불연속적인 경계를 갖는다. 평활화, 적응 임계값설정, 에지 검출, 침식 및 확장과 같은 기술이 노이즈가 있고 불연속적인 이미지를 해결하기 위해 이미지 구배 윤곽 모델의 결과를 처리하는 데 사용될 수 있지만, 궁극적으로 고해상도 이미지의 저해상도 정량화를 초래할 것이다. 따라서, 대부분의 경우에, 노이즈를 감소시키고 에지 검출을 자동화하기 위한 디바이스 구조의 이미지의 수학적 조작은 이미지의 해상도의 손실을 초래하고, 이에 의해 정보의 손실을 초래한다. 결과적으로, 결과는 복잡한 고해상도 구조의 단순한 표현에 해당하는 저해상도 정량화이다.

따라서, 예를 들어 구조가 잠재적인 레지스트 이미지에 있는지, 현상된 레지스트 이미지에 있는지, 또는 예컨대 에칭에 의해 기판 상의 층에 전사되었는지 여부에 관계없이, 해상도를 보존할 수 있으며 그러면서도 여전히 구조의 일반적인 형상을 설명할 수 있는, 패터닝 공정을 사용하여 생성되거나 생성될 것으로 예상되는 구조(예를 들어, 회로 피처, 정렬 마크 또는 계측 타겟 부분(예를 들어, 격자 피처) 등)의 수학적 표현을 갖는 것이 바람직하다. 리소그래피 또는 다른 패터닝 공정과 관련하여, 구조는 제조 중인 디바이스 또는 그 일부일 수 있으며 이미지는 구조의 SEM 이미지일 수 있다. 일부 경우에, 구조는 반도체 디바이스, 예를 들어 집적 회로의 피처일 수 있다. 이 경우, 구조는 반도체 소자의 복수의 피처를 포함하는 패턴 또는 원하는 패턴으로 지칭될 수 있다. 일부 경우에, 구조는 물체(예를 들어, 기판)와 다른 물체(예를 들어, 패터닝 디바이스) 또는 계측 타겟, 또는 패터닝 공정의 파라미터(예를 들어, 오버레이, 초점, 선량 등)을 측정하기 위해 사용되는 그 일부(예를 들어, 계측 타겟의 격자)와의 정렬을 결정하기 위해 정렬 측정 공정에서 사용되는 정렬 마크 또는 그 일부(예를 들어, 정렬 마크의 격자)일 수 있다. 일 실시예에서, 계측 타겟은 예를 들어 오버레이를 측정하는 데 사용되는 회절 격자이다.

도 7은 검사 장치의 추가 실시예를 개략적으로 도시한다. 시스템은 샘플 스테이지(88) 상의 샘플(90)(예를 들어, 기판)을 검사하는 데 사용되며 하전 입자 빔 발생기(81), 집광 렌즈 모듈(82), 프로브 형성 대물 렌즈 모듈(83), 하전 입자 빔 편향 모듈(84), 2차 하전 입자 검출기 모듈(85), 및 이미지 형성 모듈(86)을 포함한다.

하전 입자 빔 생성기(81)는 1차 하전 입자 빔(91)을 생성한다. 집광 렌즈 모듈(82)은 생성된 1차 하전 입자 빔(91)을 집광한다. 프로브 형성 대물 렌즈 모듈(83)은 집광된 1차 하전 입자 빔을 하전 입자 빔 프로브(92)로 포커싱한다. 하전 입자 빔 편향 모듈(84)은 샘플 스테이지(88) 상에 고정된 샘플(90) 상의 관심 영역의 표면을 가로질러 형성된 하전 입자 빔 프로브(92)를 스캔한다. 일 실시예에서, 하전 입자 빔 생성기(81), 집광 렌즈 모듈(82) 및 프로브 형성 대물 렌즈 모듈(83), 또는 그 등가 설계, 대안 또는 그 임의의 조합은 스캐닝 하전 입자 빔 프로브(92)를 생성하는 하전 입자 빔 프로브 생성기를 함께 형성한다.

2차 하전 입자 검출기 모듈(85)은 2차 하전 입자 검출 신호(94)를 생성하기 위해 하전 입자 빔 프로브(92)에 의해 충격을 받을 때 샘플 표면으로부터 방출되는 2차 하전 입자(93)(샘플 표면으로부터의 다른 반사된 또는 산란된 하전 입자와 함께할 수도 있음)를 검출한다. 이미지 형성 모듈(86)(예를 들어, 컴퓨팅 디바이스)은 2차 하전 입자 검출기 모듈(85)로부터 2차 하전 입자 검출 신호(94)를 수신하고 따라서 적어도 하나의 스캔 이미지를 형성하기 위해 2차 하전 입자 검출기 모듈(85)과 결합된다. 일 실시예에서, 2차 하전 입자 검출기 모듈(85) 및 이미지 형성 모듈(86), 또는 이들의 등가 설계, 대안 또는 그 임의의 조합은, 하전 입자 빔 프로브(92)에 의해 충격을 받는 샘플(90)로부터 방출되는 검출된 2차 하전 입자로부터 스캔 이미지를 형성하는 이미지 형성 장치를 함께 형성한다.

일 실시예에서, 모니터링 모듈(87)이 이미지 형성 모듈(86)로부터 수신되는 샘플(90)의 스캔 이미지를 사용하여 패터닝 공정을 모니터링, 제어 등을 하고 및/또는 패터닝 공정 설계를 위한 파라미터를 유도하기 위해 이미지 형성 장치의 이미지 형성 모듈(86)에 결합된다. 따라서, 일 실시예에서, 모니터링 모듈(87)은 본 명세서에서 설명되는 방법의 실행을 야기하도록 구성되거나 프로그래밍된다. 일 실시예에서, 모니터링 모듈(87)은 컴퓨팅 디바이스를 포함한다. 일 실시예에서, 모니터링 모듈(87)은 여기에서 기능을 제공하고 모니터링 모듈(87)을 형성하거나 그 내부에 배치된 컴퓨터 판독가능 매체 상에 인코딩되는 컴퓨터 프로그램을 포함한다.

일 실시예에서, 기판을 검사하기 위해 프로브를 사용하는 도 6의 전자 빔 검사 툴과 같이, 도 7의 시스템에서의 전자 전류는 예를 들어 도 6에 도시된 바와 같은 CD SEM에 비해 상당히 더 크며, 따라서 프로브 스폿은 검사 속도가 빠를 수 있도록 충분히 크다. 그러나, 해상도는 큰 프로브 스폿 때문에 CD SEM에 비해 높지 않을 수 있다. 일 실시예에서, 상술한 검사 장치는 본 개시내용의 범위를 제한하지 않고 단일 빔 또는 다중 빔 장치일 수 있다.

예를 들어, 도 6 및/또는 도 7의 시스템으로부터의 SEM 이미지는 이미지에서 디바이스 구조를 나타내는 객체의 에지를 설명하는 윤곽을 추출하도록 처리될 수 있다. 이러한 윤곽은 그 후 전형적으로 사용자 정의 절단선에서 CD와 같은 메트릭을 통해 정량화된다. 따라서, 전형적으로, 디바이스 구조의 이미지는 추출된 윤곽에서 측정된 에지 간 거리(CD) 또는 이미지 사이의 단순한 픽셀 차이와 같은 메트릭을 통해 비교 및 정량화된다.

일 실시예에서, 제어기(예를 들어, C1, C2, C3 및 C4)의 하나 이상의 기능은 계측 툴에 통합된 프로세서(예를 들어, 프로세서(PRO)) 또는 계측 툴에 통신가능하게 연결된 컴퓨터 시스템의 프로세서(예를 들어, 컴퓨터 시스템(CS)의 프로세서(PRO))에서 명령어(예를 들어, 프로그램 코드)로서 구현될 수 있다. 일 실시예에서, 기능은 컴퓨팅 효율을 개선하기 위해 복수의 프로세서(예를 들어, 병렬 계산)에 걸쳐 분산될 수 있다. 일 실시예에서, 비일시적 컴퓨터 판독가능 매체를 포함하는 컴퓨터 프로그램 제품은 그 위에 기록된 명령어를 가지며, 명령어는 컴퓨터 하드웨어 시스템에 의해 실행될 때 본 명세서에 기술된 제어기의 기능을 구현한다.

본 개시내용에 따르면, 개시된 요소의 조합 및 하위 조합은 개별 실시예를 구성한다. 예를 들어, 제1 조합은 제2 제어기(C2)를 갖는 계측 툴을 포함하고, 제2 조합은 제3 제어기(C3)를 갖는 계측 툴을 포함한다.

도 8은 일 실시예에 따른 예시적인 컴퓨터 시스템(CS)의 블록도이다. 컴퓨터 시스템(CS)은 정보를 통신하기 위한 버스(BS) 또는 다른 통신 메커니즘, 및 정보를 처리하기 위해 버스(BS)와 결합되는 프로세서(PRO)(또는 다중 프로세서)를 포함한다. 컴퓨터 시스템(CS)은 또한 프로세서(PRO)에 의해 실행될 정보 및 명령어를 저장하기 위해 버스(BS)에 결합되는 랜덤 액세스 메모리(RAM) 또는 다른 동적 저장 디바이스와 같은 메인 메모리(MM)를 포함한다. 메인 메모리(MM)는 또한 프로세서(PRO)에 의해 실행되는 명령어의 실행 동안 임시 변수 또는 다른 중간 정보를 저장하는 데 사용될 수 있다. 컴퓨터 시스템(CS)은 프로세서(PRO)에 대한 정적 정보 및 명령어를 저장하기 위해 버스(BS)에 결합되는 판독 전용 메모리(ROM) 또는 다른 정적 저장 디바이스를 추가로 포함한다. 자기 디스크 또는 광학 디스크 같은 저장 디바이스(SD)가 제공되며 정보 및 명령어를 저장하기 위해 버스(BS)에 결합된다.

컴퓨터 시스템(CS)은 컴퓨터 사용자에게 정보를 표시하기 위해 음극선관(CRT) 또는 플랫 패널 또는 터치 패널 디스플레이와 같은 디스플레이(DS)에 버스(BS)를 통해 결합될 수 있다. 영숫자 및 기타 키를 포함하는 입력 디바이스(ID)가 프로세서(PRO)에 정보 및 명령 선택을 전달하기 위해 버스(BS)에 결합된다. 다른 유형의 사용자 입력 디바이스는 방향 정보 및 명령 선택을 프로세서(PRO)에 전달하고 디스플레이(DS) 상의 커서 이동을 제어하기 위한 마우스, 트랙볼 또는 커서 방향 키와 같은 커서 제어부(CC)이다. 이 입력 디바이스는 전형적으로 디바이스가 평면 내의 위치를 지정할 수 있게 하는 제1 축(예를 들어, x) 및 제2 축(예를 들어, y)의 2개의 축에서 2개의 자유도를 갖는다. 터치 패널(스크린) 디스플레이 또한 입력 디바이스로서 사용될 수 있다.

일 실시예에 따르면, 본 명세서에 설명된 하나 이상의 방법의 일부는 메인 메모리(MM)에 포함된 하나 이상의 명령어의 하나 이상의 시퀀스를 실행하는 프로세서(PRO)에 응답하여 컴퓨터 시스템(CS)에 의해 수행될 수 있다. 이러한 명령어는 저장 디바이스(SD)와 같은 다른 컴퓨터 판독가능 매체로부터 메인 메모리(MM)로 판독될 수 있다 메인 메모리(MM)에 포함된 명령어 시퀀스의 실행은 프로세서(PRO)가 본 명세서에 설명된 공정 단계를 수행하게 한다. 다중 처리 배치의 하나 이상의 프로세서는 또한 메인 메모리(MM)에 포함된 명령어의 시퀀스를 실행하기 위해 채용될 수 있다. 대안적인 실시예에서, 하드 와이어드 회로가 소프트웨어 명령어 대신에 또는 소프트웨어 명령어와 조합되어 사용될 수 있다. 따라서, 본 명세서의 설명은 하드웨어 회로와 소프트웨어의 임의의 특정 조합으로 제한되지 않는다.

본 명세서에 사용되는 바와 같은 "컴퓨터 판독가능 매체"라는 용어는 실행을 위해 프로세서(PRO)에 명령어를 제공하는 데 관여하는 임의의 매체를 지칭한다. 그러한 매체는 비휘발성 매체, 휘발성 매체 및 전송 매체를 포함하지만 이에 제한되지 않는 다양한 형태를 취할 수 있다. 비휘발성 매체는 예를 들어 저장 디바이스(SD)와 같은 광학 또는 자기 디스크를 포함한다. 휘발성 매체는 메인 메모리(MM)와 같은 동적 메모리를 포함한다. 전송 매체는 버스(BS)를 포함하는 와이어를 포함하여 동축 케이블, 구리 와이어 및 광섬유를 포함한다. 전송 매체는 무선 주파수(RF) 및 적외선(IR) 데이터 통신 동안 생성되는 것과 같은 음향 또는 광파의 형태를 취할 수도 있다. 컴퓨터 판독가능 매체는 비일시적인, 예를 들어, 플로피 디스크, 플렉시블 디스크, 하드 디스크, 자기 테이프, 임의의 다른 자기 매체, CD-ROM, DVD, 임의의 다른 광학 매체, 펀치 카드, 종이 테이프, 구멍 패턴을 갖는 임의의 다른 물리적 매체, RAM, PROM 및 EPROM, FLASH-EPROM, 임의의 다른 메모리 칩 또는 카트리지일 수 있다. 비일시적 컴퓨터 판독가능 매체는 그 위에 기록된 명령어를 가질 수 있다. 명령어는 컴퓨터에 의해 실행될 때 본 명세서에 설명된 특징 중 임의의 것을 구현할 수 있다. 일시적 컴퓨터 판독가능 매체는 반송파 또는 다른 전파하는 전자기 신호를 포함할 수 있다.

다양한 형태의 컴퓨터 판독가능 매체는 실행을 위해 프로세서(PRO)에 하나 이상의 명령어의 하나 이상의 시퀀스를 전달하는 데 관련될 수 있다. 예를 들어, 명령어는 초기에 원격 컴퓨터의 자기 디스크에 포함될 수 있다. 원격 컴퓨터는 명령어를 그 동적 메모리에 로딩하고 모뎀을 사용하여 전화선을 통해 명령어를 송신할 수 있다. 컴퓨터 시스템(CS)에 로컬인 모뎀은 전화선에서 데이터를 수신하고 적외선 송신기를 사용하여 데이터를 적외선 신호로 변환할 수 있다. 버스(BS)에 결합된 적외선 검출기는 적외선 신호로 전달된 데이터를 수신하고 버스(BS)에 데이터를 배치할 수 있다. 버스(BS)는 프로세서(PRO)가 명령어를 검색하고 실행하는 메인 메모리(MM)에 데이터를 전달한다. 메인 메모리(MM)에 의해 수신된 명령어는 선택적으로 프로세서(PRO)에 의한 실행 전 또는 후에 저장 디바이스(SD)에 저장될 수 있다.

컴퓨터 시스템(CS)은 또한 버스(BS)에 결합된 통신 인터페이스(CI)를 포함할 수 있다. 통신 인터페이스(CI)는 로컬 네트워크(LAN)에 연결된 네트워크 링크(NDL)에 양방향 데이터 통신 연결을 제공한다. 예를 들어, 통신 인터페이스(CI)는 대응하는 유형의 전화선에 데이터 통신 연결을 제공하는 통합 서비스 디지털 네트워크(ISDN) 카드 또는 모뎀일 수 있다. 다른 예로서, 통신 인터페이스(CI)는 호환가능한 LAN에 대한 데이터 통신 연결을 제공하는 로컬 에어리어 네트워크(LAN) 카드일 수 있다. 무선 링크도 구현될 수 있다. 임의의 그러한 구현예에서, 통신 인터페이스(CI)는 다양한 유형의 정보를 나타내는 디지털 데이터 스트림을 전달하는 전기, 전자기 또는 광학 신호를 송신 및 수신한다.

네트워크 링크(NDL)는 전형적으로 하나 이상의 네트워크를 통해 다른 데이터 디바이스에 데이터 통신을 제공한다. 예를 들어, 네트워크 링크(NDL)는 로컬 네트워크(LAN)를 통해 호스트 컴퓨터(HC)에 연결을 제공할 수 있다. 이는 현재 일반적으로 "인터넷"(INT)이라고 지칭되는 월드와이드 패킷 데이터 통신 네트워크를 통해 제공되는 데이터 통신 서비스를 포함할 수 있다. 로컬 네트워크(LAN)(인터넷)는 모두 디지털 데이터 스트림을 전달하는 전기, 전자기 또는 광학 신호를 사용한다. 디지털 데이터를 컴퓨터 시스템(CS)으로 또는 그로부터 전달하는, 다양한 네트워크를 통한 신호와 네트워크 데이터 링크(NDL) 상의 및 통신 인터페이스(CI)를 통한 신호는 정보를 운반하는 반송파의 예시적인 형태이다.

컴퓨터 시스템(CS)은 네트워크(들), 네트워크 데이터 링크(NDL) 및 통신 인터페이스(CI)를 통해 프로그램 코드를 포함하여 메시지를 송신하고 데이터를 수신할 수 있다. 인터넷 예에서, 호스트 컴퓨터(HC)는 인터넷(INT), 네트워크 데이터 링크(NDL), 로컬 네트워크(LAN) 및 통신 인터페이스(CI)를 통해 애플리케이션 프로그램에 대한 요청 코드를 전송할 수 있다. 하나의 그러한 다운로드된 애플리케이션은 예를 들어 본 명세서에 설명된 방법의 전부 또는 일부를 제공할 수 있다. 수신된 코드는 수신된 그대로 프로세서(PRO)에 의해 실행될 수 있고 및/또는 저장 디바이스(SD) 또는 추후 실행을 위해 다른 비휘발성 저장장치에 저장될 수 있다. 이와 같이, 컴퓨터 시스템(CS)은 반송파 형태의 애플리케이션 코드를 획득할 수 있다.

도 9의 100은 대량 리소그래피 제조 공정을 구현하는 산업 생산 시설의 일부인 리소그래피 툴(LA)을 나타낸다. 본 예에서, 제조 공정은 반도체 웨이퍼와 같은 기판 상의 반도체 제품(집적 회로)의 제조에 적합하다. 통상의 기술자는 다양한 유형의 기판을 이 공정의 변형으로 처리함으로써 매우 다양한 제품을 제조할 수 있음을 이해할 것이다. 반도체 제품의 생산은 순전히 오늘날 큰 상업적 중요성을 갖는 하나의 예로 사용된다.

리소그래피 툴(또는 줄여서 "리소 툴"(100)) 내에서, 측정 스테이션(MEA)이 102로 표시되고 노광 스테이션(EXP)이 104로 표시된다. 제어 유닛(LACU)이 106으로 표시된다. 이 예에서, 각각의 기판은 패턴이 적용되게 하기 위해 측정 스테이션과 노광 스테이션을 방문한다. 예를 들어, 광학 리소그래피 장치에서, 조절된 방사선 및 투영 시스템을 사용하여 패터닝 디바이스(MA)로부터 기판 상으로 제품 패턴을 전사하기 위해 투영 시스템이 사용된다. 이는 방사선에 민감한 레지스트 재료의 층에 패턴의 이미지를 형성함으로써 이루어진다.

본 명세서에서 사용되는 "투영 시스템"이라는 용어는 사용되는 노광 방사선 또는 침지 액체의 사용 또는 진공의 사용과 같은 다른 인자에 적절한 바에 따라 굴절식, 반사식, 반사굴절식, 자기식, 전자기식 및 정전기식 광학 시스템 또는 이들의 임의의 조합을 포함하는 임의의 유형의 투영 시스템을 포함하는 것으로 광범위하게 해석되어야 한다. 패터닝 디바이스(MA)는 패터닝 디바이스에 의해 전달 또는 반사되는 방사선 빔에 패턴을 부여하는 마스크 또는 레티클일 수 있다. 잘 알려진 동작 모드에는 스테핑 모드 및 스캐닝 모드가 있다. 잘 알려진 바와 같이, 투영 시스템은 기판을 가로지르는 많은 타겟 부분에 원하는 패턴을 적용하기 위해 다양한 방식으로 기판 및 패터닝 디바이스에 대한 지지 및 위치결정 시스템과 협력할 수 있다. 고정된 패턴을 갖는 레티클 대신 프로그래밍가능한 패터닝 디바이스를 사용할 수 있다. 예를 들어 방사선은 심자외선(DUV) 또는 극자외선(EUV) 파장대의 전자기 방사선을 포함할 수 있다. 본 개시내용은 또한 다른 유형의 리소그래피 공정, 예를 들어 임프린트 리소그래피 및 예를 들어 전자 빔에 의한 직접 기록 리소그래피에 적용가능하다.

리소그래피 장치 제어 유닛(LACU)은 기판(W) 및 레티클(MA)을 수용하고 패터닝 동작을 구현하기 위해 다양한 액추에이터 및 센서의 모든 이동 및 측정을 제어한다. LACU는 또한 장치의 동작과 관련된 원하는 계산을 구현하기 위해 신호 처리 및 데이터 처리 용량을 포함한다. 실제로, 제어 유닛(LACU)은 장치 내의 하위시스템 또는 구성요소의 실시간 데이터 취득, 처리 및 제어를 각각 핸들링하는 많은 하위 단위의 시스템으로서 실현된다.

패턴이 노광 스테이션(EXP)에서 기판에 적용되기 전에, 다양한 준비 단계가 수행될 수 있도록 측정 스테이션(MEA)에서 기판이 처리된다. 준비 단계는 레벨 센서를 사용하여 기판의 표면 높이를 매핑하고 정렬 센서를 사용하여 기판 상의 정렬 마크의 위치를 측정하는 것을 포함할 수 있다. 정렬 마크는 명목상 규칙적인 격자 패턴으로 배치된다. 그러나, 마크 생성의 부정확성으로 인해 그리고 또한 처리 과정에서 발생하는 기판의 변형으로 인해, 마크는 이상적인 그리드에서 벗어난다. 결과적으로, 기판의 위치 및 배향을 측정하는 것 외에도, 장치가 매우 높은 정확도로 올바른 위치에 제품 피처를 인쇄하려면, 정렬 센서는 실제로 기판 영역에 걸쳐 많은 마크의 위치를 상세히 측정해야 한다. 장치는 제어 유닛(LACU)에 의해 제어되는 위치결정 시스템을 각각 갖는 2개의 기판 테이블을 갖는 소위 듀얼 스테이지 타입일 수 있다. 하나의 기판 테이블 상의 하나의 기판이 노광 스테이션(EXP)에서 노광되는 동안, 다른 기판은 다양한 준비 단계가 수행될 수 있도록 측정 스테이션(MEA)에서 다른 기판 테이블 상에 로딩될 수 있다. 따라서 정렬 마크의 측정은 매우 시간 소모적이며 2개의 기판 테이블을 제공함으로써 장치의 처리량을 상당히 증가시킬 수 있다. 기판 테이블이 노광 스테이션뿐만 아니라 측정 스테이션에 있는 동안 위치 센서(IF)가 기판 테이블의 위치를 측정할 수 없는 경우, 양 스테이션에서 기판 테이블의 위치를 추적할 수 있도록 제2 위치 센서가 제공될 수 있다. 리소그래피 툴(LA)은 예를 들어 2개의 기판 테이블과 2개의 스테이션-노광 스테이션 및 측정 스테이션-을 가지며, 이들 사이에서 기판 테이블이 교환될 수 있는 소위 듀얼 스테이지 유형일 수 있다.

생산 시설 내에서, 리소그래피 툴(100)은 "리소 셀" 또는 "리소 클러스터"라고도 지칭되는 리소그래피 장치의 일부를 형성하며, 이는 또한 리소그래피 툴(100)에 의한 패터닝을 위해 기판(W)에 감광성 레지스트 및 다른 코팅을 도포하기 위한 코팅 장치(108)를 포함한다. 리소그래피 툴(100)의 출력측에, 노광된 패턴을 물리적인 레지스트 패턴으로 현상하기 위해 베이킹 장치(110) 및 현상 장치(112)가 제공된다. 이러한 모든 장치 사이에서, 기판 핸들링 시스템은 기판을 지지하고 기판을 장치의 하나의 부분에서 다음 부분으로 전달하는 것을 처리한다. 종종 집합적으로 트랙이라고 지칭되는 이들 장치는 리소그래피 장치 제어 유닛(LACU)을 통해 리소그래피 장치를 (부분적으로) 제어할 수도 있는 감독 제어 시스템(SCS)에 의해 자체적으로 제어되는 트랙 제어 유닛의 제어하에 있다. 따라서, 상이한 장치가 처리량 및 처리 효율을 최대화하도록 동작될 수 있다. 감독 제어 시스템(SCS)은 각각의 패터닝된 기판을 생성하기 위해 수행되는 단계의 정의를 매우 상세하게 제공하는 레시피 정보(R)를 수신한다.

일단 패턴이 리소그래피 셀에서 적용되고 현상되면, 패터닝된 기판(120)은 122, 124, 126에 도시된 것과 같은 다른 처리 장치로 이송된다. 광범위한 처리 단계가 전형적인 제조 시설의 다양한 장치에 의해 구현된다. 예를 들어, 이 실시예의 장치(122)는 에칭 스테이션이고, 장치(124)는 에칭 후 어닐링 단계를 수행한다. 추가의 물리적 및/또는 화학적 처리 단계가 추가 장치(126 등)에 적용된다. 실제 장치를 만들기 위해 재료의 퇴적, 표면 재료 특성의 수정(산화, 도핑, 이온 주입), 화학기계적 연마(CMP)와 같은 다양한 유형의 동작이 필요할 수 있다. 장치(126)는 실제로 하나 이상의 장치에서 수행되는 일련의 상이한 처리 단계를 나타낼 수 있다. 다른 예로서, 리소그래피 장치에 의해 배치된 전구체 패턴에 기초하여 다수의 더 작은 피처를 생성하기 위해, 자기 정렬 다중 패터닝의 구현을 위한 장치 및 처리 단계가 제공될 수 있다.

잘 알려진 바와 같이, 반도체 디바이스의 제조는 기판 상에 층별로 적절한 재료 및 패턴을 갖는 디바이스 구조를 구축하기 위해 그러한 처리의 많은 반복을 수반한다. 따라서, 리소 클러스터에 도달하는 기판(130)은 새로 준비된 기판일 수 있거나, 또는 이는 이 클러스터 또는 다른 장치에서 전체적으로 이전에 처리된 기판일 수 있다. 유사하게, 요구되는 처리에 따라, 퇴거 장치(126) 상의 기판(132)은 동일한 리소그래피 클러스터에서의 후속 패터닝 동작을 위해 복귀될 수 있거나, 상이한 클러스터에서의 패터닝 동작을 위해 예정될 수 있거나, 또는 다이싱 및 패키징을 위해 보내지는 완제품일 수 있다.

제품 구조의 각각의 층은 서로 다른 일련의 공정 단계를 필요로 하며, 각각의 층에서 사용되는 장치(126)는 유형이 완전히 다를 수 있다. 또한, 장치(126)에 의해 적용되는 처리 단계가 명목상 동일한 경우에도, 대규모 시설에서는, 서로 다른 기판 상에 대해 단계(126)를 수행하기 위해 병렬로 작동하는 여러 개의 필경 동일한 기계가 있을 수 있다. 이러한 기계 사이의 셋업 또는 결함의 작은 차이는 이것이 상이한 기판에 상이한 방식으로 영향을 주는 것을 의미할 수 있다. 에칭(장치(122))과 같은 각각의 층에 비교적 공통적인 단계조차도 명목상 동일하지만 처리량을 최대화하기 위해 병렬로 작동하는 여러 개의 에칭 장치에 의해 구현될 수 있다. 또한, 실제로, 상이한 층은 에칭될 재료의 세부사항 및 예를 들어 이방성 에칭과 같은 특수 요건에 따라 상이한 에칭 공정, 예를 들어 화학적 에칭, 플라스마 에칭을 필요로 한다.

이전 및/또는 후속 공정은 방금 언급한 바와 같이 상이한 리소그래피 장치에서 수행될 수 있으며, 심지어 상이한 유형의 리소그래피 장치에서 수행될 수도 있다. 예를 들어, 해상도 및 오버레이와 같은 파라미터가 매우 까다로운 디바이스 제조 공정의 일부 층은 덜 까다로운 다른 층보다 더 고급의 리소그래피 툴에서 수행될 수 있다. 따라서, 일부 층은 침지 유형 리소그래피 툴에서 노광될 수 있는 반면 다른 층은 '건식' 툴에서 노광된다. 일부 층은 DUV 파장에서 작동하는 툴에서 노광될 수 있는 반면 다른 층은 EUV 파장 방사선을 사용하여 노광된다.

리소그래피 장치에 의해 노광되는 기판이 정확하고 일관되게 노광되기 위해서는, 후속 층 사이의 오버레이 에러, 라인 두께, 임계 치수(CD) 등과 같은 특성을 측정하기 위해 노광된 기판을 검사하는 것이 바람직하다. 따라서, 리소 셀(LC)이 위치되는 제조 시설은 또한 리소 셀에서 처리된 기판(W)의 일부 또는 전부를 수용하는 계측 시스템을 포함한다. 계측 결과는 감독 제어 시스템(SCS)에 직접적으로 또는 간접적으로 제공된다. 에러가 검출되면, 후속 기판의 노광에 대해 조정이 이루어질 수 있는데, 특히 동일한 배치의 다른 기판이 여전히 노광될 수 있을 만큼 즉각적이고 빠르게 계측이 행해질 수 있는 경우에 그러하다. 또한, 이미 노광된 기판은 수율을 개선하기 위해 박리되고 재가공되거나 폐기될 수 있어, 결함이 있는 것으로 알려진 기판에 대해 추가 처리를 수행하는 것을 피할 수 있다. 기판의 일부 타겟 부분에만 결함이 있는 경우, 양호한 타겟 부분에 대해서만 추가 노광이 수행될 수 있다.

또한 도 9에는 제조 공정의 원하는 스테이지에서 제품의 파라미터를 측정하기 위해 제공되는 계측 시스템(140)이 도시되어 있다. 현대의 리소그래피 생산 시설에서 계측 시스템의 일반적인 예는 산란계, 예를 들어 각도 분해 산란계 또는 분광 산란계이며, 이것은 장치(122)에서 에칭하기 전에 120에서 현상된 기판의 특성을 측정하기 위해 적용될 수 있다. 계측 시스템(140)을 사용하여, 예를 들어 오버레이 또는 임계 치수(CD)와 같은 중요한 성능 파라미터가 현상된 레지스트에서 지정된 정확도 요건을 충족하지 않는지를 결정할 수 있다. 에칭 단계 전에, 현상된 레지스트를 박리하고 리소그래피 클러스터를 통해 기판(120)을 재처리할 기회가 존재한다. 계측 시스템(140)으로부터의 계측 결과(142)는 감독 제어 시스템(SCS) 및/또는 제어 유닛(LACU)(106)이 시간이 지남에 따라 작은 조정을 행함으로써 리소 클러스터에서 패터닝 동작의 정확한 성능을 유지하는 데 사용될 수 있어 제품이 사양을 벗어나고 재가공을 필요로 할 위험을 최소화한다.

점차적으로, 계측 시스템(140)과 같은 장치는 리소그래피 장치(100) 내에 통합되어 리소그래피 공정 내에서 통합된 계측을 제공한다. 그러나, 이러한 통합은 예측하기 어려울 수 있는 전체 리소그래피 장치의 처리량 또는 생산성 영향을 초래할 수 있다. 또한, 계측 시스템이 리소그래피 툴 출력을 따라잡는 것이 어려울 수 있으므로 통합된 장치 내의 기판의 샘플링은 불충분할 수 있다.

따라서, 리소그래피 장치 내의 복수의 기판의 처리량과 관련된 처리량 정보를 취득하고-상기 처리량 정보는 처리량 파라미터를 포함함-; 처리량 파라미터를 입력 파라미터로서 사용하여 계측 시스템의 처리량을 예측하도록 동작 가능한 시뮬레이션 모델을 제공하는 것이 제안된다. 시뮬레이션 모델은 취득된 처리량 정보를 사용하여 교정될 수 있고 및/또는 처리량 파라미터의 적어도 하나의 변화의 처리량 영향을 결정하는 데 사용될 수 있다.

처리량 정보라는 용어는 계측 시스템 또는 리소그래피 장치의 처리량과 관련된 임의의 정보를 지칭하기 위해 이하에서 사용될 것이라는 점에 유의해야 한다. 예로서, 이것은 리소그래피 장치 및/또는 계측 시스템에 대한 처리량 수치, 및 리소그래피 장치의 샘플링 성능, 즉 성공적으로 샘플링된 기판의 양을 포함할 수 있지만, 이에 제한되지 않는다.

일 실시예에서, 시뮬레이션 모델은 리소그래피 장치로부터의 이력 데이터에 대해 시뮬레이션을 수행할 수 있다. 이력 데이터는 시뮬레이션에 대한 입력으로 사용되기 전에 조정되거나 외삽될 수 있다. 시뮬레이션에 입력되는 데이터는 통계 데이터를 포함할 수 있다. 이는 이력 데이터, 향후 생산 계획 및/또는 장비 처리량 로드맵에서 유도될 수 있다. 이러한 시뮬레이션은 오프라인으로 수행될 수 있으며, 그 결과는 후속 리소그래피 공정에서 사용된다.

대안적으로, 일 실시예에서, 시뮬레이션 모델은 기판의 리소그래피 처리 및 계측 동안 온라인으로 동작할 수 있다. 이러한 실시예에서, 결과는 리소그래피 및 계측 공정의 실시간 모니터링 및 제어에 사용될 수 있다.

본 명세서에 개시된 처리량 시뮬레이터는 도 9에 도시된 바와 같은 SCS 또는 LACU, 또는 임의의 다른 적합한 제어기/제어 모듈(예를 들어, 리소 클러스터 장비 제어기 또는 리소 셀 제어기)에서 구현될 수 있다. 대안적으로 이는 제조자의 제조 실행 시스템(Manufacturing Execution System)(MES)에서 구현될 수 있다. 추가의 대안적인 실시예에서, 처리량 시뮬레이터는 계측 시스템의 제어기에서 구현될 수 있다.

실시예는 다음 항목을 사용하여 추가로 설명될 수 있다:

1. 계측 툴이며,

기판을 유지하기 위한 기판 테이블;

기판의 타겟 부분 상에 빔을 투영하도록 구성되는 투영 시스템;

기판 테이블 상의 기판에 대한 투영 시스템의 위치를 조정하도록 구성되는 액추에이터;

기판 테이블의 위치를 결정하도록 구성되는 센서; 및

하나 이상의 프로세서로서,

기판 테이블의 위치에 기초하여, 기준에 대한 기판 테이블의 위치 에러를 결정하고;

액추에이터를 통해, 빔이 기판의 타겟 부분 상에 투영되도록 기판 테이블의 위치 에러를 보상하기 위해 투영 시스템의 위치를 제어하도록 구성되는

하나 이상의 프로세서를 포함하는 계측 툴.

2. 항목 1에 있어서, 하나 이상의 프로세서는,

다른 액추에이터를 통해, 기판 테이블을 제1 위치로 이동시키도록 추가로 구성되는 계측 툴.

3. 항목 2에 있어서, 기판 테이블은 타겟 위치에 대해 ±300μm의 정확도 범위 내에서 이동되는 계측 툴.

4. 항목 2에 있어서, 하나 이상의 프로세서는,

제1 위치에 기초하여, 타겟 위치에 대한 기판 테이블의 위치 에러를 결정하고;

위치 에러에 기초하여, 투영 시스템이 기판의 위치 에러를 보상하기 위해 이동되어야 하는 조정량을 결정하며;

액추에이터를 통해, 투영 시스템의 위치를 조정량만큼 제어하도록 구성되는 계측 툴.

5. 항목 1에 있어서,

투영 시스템이 장착되는 프레임에 대한 투영 시스템의 위치를 결정하도록 구성되는 다른 센서를 추가로 포함하는 계측 툴.

6. 항목 5에 있어서, 하나 이상의 프로세서는,

기판 테이블의 위치 에러 및 투영 시스템의 위치에 기초하여, 빔이 기판의 타겟 부분 상에 투영되도록 기판 테이블의 위치 에러를 보상하기 위해 기판 테이블의 위치를 제어하도록 추가로 구성되는 계측 툴.

7. 항목 1에 있어서,

투영 시스템은 기판의 타겟 부분의 이미지를 캡처하도록 구성되며;

하나 이상의 프로세서는,

이미지에 기초하여, 기판의 타겟부에 대한 투영 시스템의 위치를 결정하고;

기판 테이블의 위치 에러 및 투영 시스템의 결정된 위치에 기초하여, 빔이 기판의 타겟 부분 상에 투영되도록 기판 테이블의 위치 에러를 보상하기 위해 투영 시스템의 위치를 제어하도록

추가로 구성되는 계측 툴.

8. 항목 1 내지 7 중 어느 한 항목에 있어서, 액추에이터는 압전 액추에이터 또는 로렌츠 액추에이터 중 적어도 하나인 계측 툴.

9. 항목 1 내지 8 중 어느 한 항목에 있어서, 투영 시스템의 위치는 타겟 위치에 대해 ±2μm의 위치 정확도로 제어되는 계측 툴.

10. 항목 1 내지 9 중 어느 한 항목에 있어서, 액추에이터는 기판의 평면 내에서 투영 시스템의 위치를 제어하도록 구성되는 계측 툴.

11. 항목 1 내지 10 중 어느 한 항목에 있어서, 액추에이터는 투영 시스템을 선형 방향으로 이동시키도록 구성되는 계측 툴.

12. 항목 11에 있어서, 선형 방향은 기판의 평면 내의 x-방향 및/또는 y-방향인 계측 툴.

13. 항목 1 내지 11 중 어느 한 항목에 있어서, 액추에이터는 빔이 기판의 평면 내의 타겟 부분에 투영되게 하도록 투영 시스템을 기울임으로써 투영 시스템을 각도 방향으로 이동시키도록 위치결정되는 계측 툴.

14. 항목 1 내지 13 중 어느 한 항목에 있어서, 하나 이상의 프로세서는,

기판 테이블의 위치 에러를 보상하기 위해 투영 시스템이 이동되어야 하는 조정량을 결정하도록 구성되는 비례(P) 제어기;

기판 테이블의 위치 에러를 보상하기 위해 투영 시스템이 이동되어야 하는 조정량을 결정하도록 구성되는 적분(I) 제어기;

기판 테이블의 위치 에러를 보상하기 위해 투영 시스템이 이동되어야 하는 조정량을 결정하도록 구성되는 미분(D) 제어기; 또는

기판 테이블의 위치 에러를 보상하기 위해 투영 시스템이 이동되어야 하는 조정량을 결정하도록 구성되는 PID 제어기 중 적어도 하나인 계측 툴.

본 발명의 특정 실시예가 위에서 설명되었지만, 본 발명은 설명된 것과 다르게 실시될 수 있음을 이해할 것이다. 예를 들어, 본 발명은 상술한 바와 같은 방법을 설명하는 기계 판독가능 명령어의 하나 이상의 시퀀스를 포함하는 컴퓨터 프로그램, 또는 이러한 컴퓨터 프로그램이 내부에 저장된 데이터 저장 매체(예를 들어, 반도체 메모리, 자기 또는 광학 디스크)의 형태를 취할 수 있다.

위의 설명은 제한이 아닌 예시를 위한 것이다. 따라서, 이하 설명된 청구항의 범위 내에서 기술된 바와 같이 수정이 이루어질 수 있음이 통상의 기술자에게 명백할 것이다.

Claims

계측 툴이며,
기판을 유지하기 위한 기판 테이블;
기판의 타겟 부분 상에 빔을 투영하도록 구성되는 투영 시스템;
기판 테이블 상의 기판에 대한 투영 시스템의 위치를 조정하도록 구성되는 액추에이터;
기판 테이블의 위치를 결정하도록 구성되는 센서; 및
하나 이상의 프로세서를 포함하고, 상기 하나 이상의 프로세서는:
기판 테이블의 위치에 기초하여, 기준에 대한 기판 테이블의 위치 에러를 결정하고;
액추에이터를 통해, 빔이 기판의 타겟 부분 상에 투영되도록 기판 테이블의 위치 에러를 보상하기 위해 투영 시스템의 위치를 제어하도록 구성되는, 계측 툴.
제1항에 있어서, 상기 하나 이상의 프로세서는,
다른 액추에이터를 통해, 기판 테이블을 제1 위치로 이동시키도록 추가로 구성되는 계측 툴.
제2항에 있어서, 기판 테이블은 타겟 위치에 대해 ±300μm의 정확도 범위 내에서 이동되는 계측 툴.
제2항에 있어서, 상기 하나 이상의 프로세서는,
제1 위치에 기초하여, 타겟 위치에 대한 기판 테이블의 위치 에러를 결정하고;
위치 에러에 기초하여, 투영 시스템이 기판의 위치 에러를 보상하기 위해 이동되어야 하는 조정량을 결정하며;
액추에이터를 통해, 투영 시스템의 위치를 조정량만큼 제어하도록 구성되는 계측 툴.
제1항에 있어서,
투영 시스템이 장착되는 프레임에 대한 투영 시스템의 위치를 결정하도록 구성되는 다른 센서를 추가로 포함하는 계측 툴.
제5항에 있어서, 상기 하나 이상의 프로세서는,
기판 테이블의 위치 에러 및 투영 시스템의 위치에 기초하여, 빔이 기판의 타겟 부분 상에 투영되도록 기판 테이블의 위치 에러를 보상하기 위해 기판 테이블의 위치를 제어하도록 추가로 구성되는 계측 툴.
제1항에 있어서,
투영 시스템은 기판의 타겟 부분의 이미지를 캡처하도록 구성되며;
상기 하나 이상의 프로세서는,
이미지에 기초하여, 기판의 타겟부에 대한 투영 시스템의 위치를 결정하고;
기판 테이블의 위치 에러 및 투영 시스템의 결정된 위치에 기초하여, 빔이 기판의 타겟 부분 상에 투영되도록 기판 테이블의 위치 에러를 보상하기 위해 투영 시스템의 위치를 제어하도록
추가로 구성되는 계측 툴.
제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 액추에이터는 압전 액추에이터 또는 로렌츠 액추에이터 중 적어도 하나인 계측 툴.
제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 투영 시스템의 위치는 타겟 위치에 대해 ±2μm의 위치 정확도로 제어되는 계측 툴.
제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 액추에이터는 기판의 평면 내에서 투영 시스템의 위치를 제어하도록 구성되는 계측 툴.
제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서, 액추에이터는 투영 시스템을 선형 방향으로 이동시키도록 구성되는 계측 툴.
제11항에 있어서, 선형 방향은 기판의 평면 내의 x-방향 및/또는 y-방향인 계측 툴.
제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서, 액추에이터는 빔이 기판의 평면 내의 타겟 부분에 투영되게 하도록 투영 시스템을 기울임으로써 투영 시스템을 각도 방향으로 이동시키도록 위치결정되는 계측 툴.
제1항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 하나 이상의 프로세서는,
기판 테이블의 위치 에러를 보상하기 위해 투영 시스템이 이동되어야 하는 조정량을 결정하도록 구성되는 비례(P) 제어기;
기판 테이블의 위치 에러를 보상하기 위해 투영 시스템이 이동되어야 하는 조정량을 결정하도록 구성되는 적분(I) 제어기;
기판 테이블의 위치 에러를 보상하기 위해 투영 시스템이 이동되어야 하는 조정량을 결정하도록 구성되는 미분(D) 제어기; 또는
기판 테이블의 위치 에러를 보상하기 위해 투영 시스템이 이동되어야 하는 조정량을 결정하도록 구성되는 PID 제어기 중 적어도 하나인 계측 툴.