KR20240044433A - 마스크 결함 검출 - Google Patents
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Abstract
마스크 상의 결함을 검출하는 개선된 방법 및 시스템이 개시된다. 개선된 방법은, 마스크를 사용하는 리소그래피 시스템에 의해, 선택된 공정 조건(선택된 공정 조건은, 상기 선택된 공정 조건 하에서의 마스크 결함 인쇄적성에 기반하여 결정됨)으로 웨이퍼가 노광된 후, 노광된 웨이퍼를 검사하는 단계; 및 상기 검사에 기반하여, 마스크 상의 결함으로 인한 웨이퍼 결함을 식별함에 따라 상기 마스크 상의 결함이 식별될 수 있도록 하는 단계를 포함한다.
Description
[관련 출원에 대한 상호 참조]
본 출원은 2021년 8월 11일에 출원된 US 출원 63/232,135에 대한 우선권을 주장하며, 그 전문은 참조에 의해 본 명세서에 통합된다.
[기술분야]
본 명세서에 제공된 실시예들은 마스크 적격판정(qualification) 기술에 관한 것이며, 특히 하전 입자 빔 검사 시스템을 사용한 효율적인 마스크 결함 검사 메커니즘에 관한 것이다.
리소그래피 장치는 예를 들어 집적 회로(IC)의 제조에 사용될 수 있다. 이러한 경우에, 마스크 또는 레티클은 IC의 개별 층에 대응하는 회로 패턴("디자인 레이아웃")을 포함하거나 제공할 수 있고, 이 회로 패턴은 기판(예: 실리콘 웨이퍼) 상의 타겟부(예를 들어, 하나 이상의 다이를 포함함)로 전사될 수 있다. 마스크 결함은 공정 수율에 큰 영향을 미칠 수 있다. 따라서, 마스크 결함을 식별하고, 마스크 결함이 식별되었을 때 적절한 절차를 취할 시기를 식별하기 위해, 프린팅된 웨이퍼를 검사함으로써 마스크 상태를 모니터링할 수 있다.
"프린트 검사(print check)" 또는 "레티클 프린트 검증"이라고 지칭하는 프린팅된 웨이퍼에 대한 검사에 기반하여 마스크 상의 결함의 위치를 확인하기 위해 주사전자현미경(SEM)과 같은 광학 현미경 또는 하전 입자(예: 전자) 빔 현미경을 활용하는 검사 시스템이 채용될 수 있다. 확률적(stochastic) 특성으로 인해, 외부 입자에 의한 입자 결함을 포함하여 일부 마스크 결함은 웨이퍼 상에 일관적으로 프린팅되지 않을 수 있으며, 따라서 모든 마스크 결함을 포착하기 위해서는 복수의 웨이퍼 필드를 검사해야 한다. 그러나 SEM 툴로 둘 이상의 웨이퍼 필드를 검사하는 것은 비용이 많이 들 수 있다. 따라서, 마스크 결함 검출의 성능을 개선할 필요가 있다.
본 명세서에 제공된 실시예들은 입자 빔 검사 장치를 개시하며, 특히 복수의 하전 입자 빔을 사용하는 검사 장치를 개시한다.
일부 실시예는 방법을 제공하며, 방법은: 마스크를 사용하는 리소그래피 시스템에 의해, 선택된 공정 조건[선택된 공정 조건은, 상기 선택된 공정 조건 하에서의 마스크 결함 인쇄적성(mask defect printability)에 기반하여 결정됨]으로 웨이퍼가 노광된 후, 노광된 웨이퍼를 검사하는 단계; 및 검사에 기반하여, 마스크 상의 결함으로 인한 웨이퍼 결함을 식별함에 따라 상기 마스크 상의 결함이 식별될 수 있도록 하는 단계를 포함한다.
일부 실시예는 변조 조건(modulation condition)을 결정하는 방법을 제공한다. 방법은, 마스크를 사용하는 리소그래피 시스템에 의해 테스트 웨이퍼의 다수의 필드 각각이 상이한 공정 조건으로 노광된 후에, 테스트 웨이퍼의 다수의 필드 중 복수 개를 검사하여 해당 필드 상의 결함을 식별하는 단계; 및 상기 검사에 기반하여 변조 조건을 결정하는 단계를 포함한다.
일부 실시예는 변조 조건을 결정하는 방법을 제공한다. 방법은, 결함 입자를 갖는 마스크를 이용한 웨이퍼의 노광 공정을 시뮬레이션하기 위한 리소그래피 모델을 설정하는 단계; 마스크의 토포그래피(topography) 및 마스크 상의 결함 입자에 기반하여 마스크 근처의 전자기장을 시뮬레이션하는 단계(전자기장은 마스크 근처의 광 경로 판정이 가능하도록 함); 웨이퍼에서의 시뮬레이션된 전자기장에 기반하여 에어리얼(aerial) 이미지 또는 레지스트 이미지를 시뮬레이션하는 단계; 및 시뮬레이션된 에어리얼 이미지 또는 레지스트 이미지에 기반하여 리소그래피 시스템의 변조 조건을 결정하는 단계를 포함한다.
일부 실시예는 마스크를 사용하는 리소그래피 시스템에 의해 노광된 웨이퍼를 검사하도록 구성되는 하전 입자 빔 디바이스를 제공한다. 디바이스는, 웨이퍼의 제 1 필드 및 제 2 필드를 조사하도록 구성되는 하전 입자 빔 소스(제 1 필드는 제 1 공정 조건으로 노광되고, 제 2 필드는 제 1 공정 조건과는 상이한 제 2 공정 조건으로 노광됨); 웨이퍼 상의 결함을 식별할 수 있도록 하는, 웨이퍼로부터 방출되는 2차 하전 입자를 수집하도록 구성되는 검출기(제 1 필드 및 제 2 필드는 해당 필드 상에 서로 다른 수의 결함을 포함함); 및 마스크 결함 인쇄적성에 기반하여 제 2 마스크를 검사하는 데 사용할 공정 조건을 결정할 수 있도록 구성되는 프로세서(마스크 결함 인쇄적성은 식별된 결함들에 기반하여 판정됨)를 포함한다.
일부 실시예는 장치를 제공하며, 장치는, 명령어 세트를 저장하는 메모리; 및 명령어 세트를 실행함에 따라, 장치로 하여금: 마스크를 사용하는 리소그래피 시스템에 의해, 선택된 공정 조건(선택된 공정 조건은, 상기 선택된 공정 조건 하에서의 마스크 결함 인쇄적성에 기반하여 결정됨)으로 웨이퍼가 노광된 후, 노광된 웨이퍼를 검사하는 단계; 및 검사에 기반하여, 마스크 상의 결함으로 인한 웨이퍼 결함을 식별함에 따라 상기 마스크 상의 결함이 식별될 수 있도록 하는 단계를 수행하게 하도록 구성되는 적어도 하나의 프로세서를 포함한다.
일부 실시예는 변조 조건을 결정하기 위한 장치를 제공하며, 장치는: 명령어 세트를 저장하는 메모리; 및 명령어 세트를 실행함에 따라, 장치로 하여금: 마스크를 사용하는 리소그래피 시스템에 의해 테스트 웨이퍼의 다수의 필드 각각이 상이한 공정 조건으로 노광된 후에, 테스트 웨이퍼의 다수의 필드 중 복수 개를 검사하여 해당 필드 상의 결함을 식별하는 단계; 및 상기 검사에 기반하여 변조 조건을 결정하는 단계를 수행하게 하도록 구성되는 적어도 하나의 프로세서를 포함한다.
일부 실시예는 변조 조건을 결정하기 위한 장치를 제공하며, 장치는: 명령어 세트를 저장하는 메모리; 및 명령어 세트를 실행함에 따라, 장치로 하여금: 결함 입자를 갖는 마스크를 이용한 웨이퍼의 노광 공정을 시뮬레이션하기 위한 리소그래피 모델을 설정하는 단계; 마스크의 토포그래피 및 마스크 상의 결함 입자에 기반하여 마스크 근처의 전자기장을 시뮬레이션하는 단계(전자기장은 마스크 근처의 광 경로 판정이 가능하도록 함); 웨이퍼에서의 시뮬레이션된 전자기장에 기반하여 에어리얼 이미지 또는 레지스트 이미지를 시뮬레이션하는 단계; 및 시뮬레이션된 에어리얼 이미지 또는 레지스트 이미지에 기반하여 리소그래피 시스템의 변조 조건을 결정하는 단계를 수행하게 하도록 구성되는 적어도 하나의 프로세서를 포함한다.
일부 실시예는 명령어 세트를 저장하는 비일시적 컴퓨터 판독 가능 매체를 제공하며, 명령어 세트는 컴퓨팅 디바이스의 적어도 하나의 프로세서에 의해 실행 가능하여 컴퓨팅 디바이스로 하여금 방법을 수행하게 하며, 방법은: 마스크를 사용하는 리소그래피 시스템에 의해, 선택된 공정 조건(선택된 공정 조건은, 상기 선택된 공정 조건 하에서의 마스크 결함 인쇄적성에 기반하여 결정됨)으로 웨이퍼가 노광된 후, 노광된 웨이퍼를 검사하는 단계; 및 검사에 기반하여, 마스크 상의 결함으로 인한 웨이퍼 결함을 식별함에 따라 상기 마스크 상의 결함이 식별될 수 있도록 하는 단계를 포함한다.
일부 실시예는 명령어 세트를 저장하는 비일시적 컴퓨터 판독 가능 매체를 제공하며, 명령어 세트는 컴퓨팅 디바이스의 적어도 하나의 프로세서에 의해 실행 가능하여 컴퓨팅 디바이스로 하여금 변조 조건을 결정하는 방법을 수행하게 한다. 방법은, 마스크를 사용하는 리소그래피 시스템에 의해 테스트 웨이퍼의 다수의 필드 각각이 상이한 공정 조건으로 노광된 후에, 테스트 웨이퍼의 다수의 필드 중 복수 개를 검사하여 해당 필드 상의 결함을 식별하는 단계; 및 상기 검사에 기반하여 변조 조건을 결정하는 단계를 포함한다.
일부 실시예는 명령어 세트를 저장하는 비일시적 컴퓨터 판독 가능 매체를 제공하며, 명령어 세트는 컴퓨팅 디바이스의 적어도 하나의 프로세서에 의해 실행 가능하여 컴퓨팅 디바이스로 하여금 변조 조건을 결정하는 방법을 수행하게 한다. 방법은, 결함 입자를 갖는 마스크를 이용한 웨이퍼의 노광 공정을 시뮬레이션하기 위한 리소그래피 모델을 설정하는 단계; 마스크의 토포그래피 및 마스크 상의 결함 입자에 기반하여 마스크 근처의 전자기장을 시뮬레이션하는 단계(전자기장은 마스크 근처의 광 경로 판정이 가능하도록 함); 웨이퍼에서의 시뮬레이션된 전자기장에 기반하여 에어리얼 이미지 또는 레지스트 이미지를 시뮬레이션하는 단계; 및 시뮬레이션된 에어리얼 이미지 또는 레지스트 이미지에 기반하여 리소그래피 시스템의 변조 조건을 결정하는 단계를 포함한다.
본 발명의 실시예들의 다른 이점들은, 본 발명의 특정 실시예를 도시 및 예시를 통해 설명하는 첨부 도면과 함께 취해진 다음의 설명으로부터 명백해질 것이다.
본 발명의 전술된 양태 및 다른 양태들은 첨부된 도면들과 함께 취해진 예시적인 실시예들의 설명으로부터 더욱 명백해질 것이다.
도 1은, 본 발명의 실시예와 일치하는, 리소그래피 시스템의 다양한 하위 시스템들의 개략적인 블록도이다.
도 2는, 본 발명의 실시예와 일치하는, 복수의 필드를 갖는 노광된 웨이퍼를 도시한다.
도 3a는, 본 발명의 실시예와 일치하는, 예시적인 하전 입자 빔 검사 시스템을 도시하는 개략도이다.
도 3b는, 본 발명의 실시예와 일치하는, 도 3a의 예시적인 하전 입자 빔 검사 시스템의 일부가 될 수 있는 예시적인 멀티 빔 툴을 도시하는 개략도이다.
도 4는, 본 발명의 실시예와 일치하는, 결함 인쇄적성 및 결함 검출능(detectability)을 도시하는 예시적인 그래프이다.
도 5는, 본 발명의 실시예와 일치하는, 예시적인 마스크 결함 검출 시스템의 블록도이다.
도 6a는, 본 발명의 실시예와 일치하는, 도즈 변조가 웨이퍼 상에 프린팅된 임계 치수에 미치는 영향을 도시하는 예시적인 그래프이다.
도 6b는, 본 발명의 실시예와 일치하는, 도즈 변조 및 입자 크기에 따른 결함 인쇄적성을 도시하는 예시적인 그래프이다.
도 6c는, 본 발명의 실시예와 일치하는, 포커스 및 노광 도즈 변조에 따른 예시적인 결함 인쇄적성 공정 윈도우이다.
도 6d는, 본 발명의 실시예와 일치하는, 고정된 포커스에서 노광 도즈 변조가 결함 인쇄적성에 미치는 영향을 도시하는 예시적인 그래프이다.
도 7a는, 본 발명의 실시예와 일치하는, 실험에 기반하여 변조 조건을 결정하는 예시적인 프로세스를 도시한다.
도 7b는, 본 발명의 실시예와 일치하는, 시뮬레이션에 기반하여 변조 조건을 결정하는 예시적인 프로세스를 도시한다.
도 7c는, 본 발명의 실시예와 일치하는, 마스크 결함 인쇄적성 시뮬레이션을 위한 예시적인 소프트웨어 플랫폼을 도시한다.
도 8은, 본 발명의 실시예와 일치하는, 다수의 필드를 갖는 예시적인 웨이퍼를 도시한다.
도 9는, 본 발명의 실시예와 일치하는, 예시적인 마스크 결함 검출 방법을 나타내는 프로세스 흐름도이다.
도 1은, 본 발명의 실시예와 일치하는, 리소그래피 시스템의 다양한 하위 시스템들의 개략적인 블록도이다.
도 2는, 본 발명의 실시예와 일치하는, 복수의 필드를 갖는 노광된 웨이퍼를 도시한다.
도 3a는, 본 발명의 실시예와 일치하는, 예시적인 하전 입자 빔 검사 시스템을 도시하는 개략도이다.
도 3b는, 본 발명의 실시예와 일치하는, 도 3a의 예시적인 하전 입자 빔 검사 시스템의 일부가 될 수 있는 예시적인 멀티 빔 툴을 도시하는 개략도이다.
도 4는, 본 발명의 실시예와 일치하는, 결함 인쇄적성 및 결함 검출능(detectability)을 도시하는 예시적인 그래프이다.
도 5는, 본 발명의 실시예와 일치하는, 예시적인 마스크 결함 검출 시스템의 블록도이다.
도 6a는, 본 발명의 실시예와 일치하는, 도즈 변조가 웨이퍼 상에 프린팅된 임계 치수에 미치는 영향을 도시하는 예시적인 그래프이다.
도 6b는, 본 발명의 실시예와 일치하는, 도즈 변조 및 입자 크기에 따른 결함 인쇄적성을 도시하는 예시적인 그래프이다.
도 6c는, 본 발명의 실시예와 일치하는, 포커스 및 노광 도즈 변조에 따른 예시적인 결함 인쇄적성 공정 윈도우이다.
도 6d는, 본 발명의 실시예와 일치하는, 고정된 포커스에서 노광 도즈 변조가 결함 인쇄적성에 미치는 영향을 도시하는 예시적인 그래프이다.
도 7a는, 본 발명의 실시예와 일치하는, 실험에 기반하여 변조 조건을 결정하는 예시적인 프로세스를 도시한다.
도 7b는, 본 발명의 실시예와 일치하는, 시뮬레이션에 기반하여 변조 조건을 결정하는 예시적인 프로세스를 도시한다.
도 7c는, 본 발명의 실시예와 일치하는, 마스크 결함 인쇄적성 시뮬레이션을 위한 예시적인 소프트웨어 플랫폼을 도시한다.
도 8은, 본 발명의 실시예와 일치하는, 다수의 필드를 갖는 예시적인 웨이퍼를 도시한다.
도 9는, 본 발명의 실시예와 일치하는, 예시적인 마스크 결함 검출 방법을 나타내는 프로세스 흐름도이다.
이제 예시적인 실시예에 대한 상세한 참조가 이루어지며, 실시예의 예들은 첨부된 도면에 도시되어 있다. 아래의 설명은 첨부된 도면을 참조하며, 상이한 도면에서의 동일한 번호들은 달리 표시되지 않는 한 동일하거나 유사한 요소를 나타낸다. 다음의 예시적인 실시예에 대한 설명에 기재된 구현예는 모든 구현을 나타내는 것은 아니다. 대신에, 이들은 첨부된 청구항들에서 언급되는 바와 같은 개시된 실시예들과 일치하는 장치 및 방법의 예시들에 불과하다. 예를 들어, 일부 실시예는 전자 빔을 활용하는 맥락에서 설명되지만, 본 발명이 그러한 방식으로 제한되지는 않는다. 다른 유형의 하전 입자 빔도 유사하게 적용될 수 있다. 또한, 광학 이미징, 광 검출, X선 검출 등과 같은 다른 이미징 시스템이 사용될 수도 있다.
전자 디바이스는, 기판이라고 하는 반도체 재료 조각 상에 형성되는 회로들로 구성된다. 반도체 재료는 예를 들어, 실리콘, 갈륨 비소, 인화 인듐, 또는 실리콘 게르마늄 등을 포함할 수 있다. 많은 회로들이 동일한 실리콘 조각에 함께 형성될 수 있으며, 이를 집적 회로 또는 IC라고 일컫는다. 이러한 회로의 크기는, 더 많은 회로들이 기판 상에 피팅(fit)될 수 있도록 극적으로 감소하였다. 예를 들어, 스마트 폰의 IC 칩은 엄지손톱만큼 작지만 20 억 개가 넘는 트랜지스터들을 포함할 수 있으며, 각각의 트랜지스터의 크기는 사람 머리카락 크기의 1/1000 미만이다.
이처럼 극히 작은 구조체 또는 구성요소를 가진 IC를 만드는 것은 복잡하고, 시간 소모적이며, 비용이 많이 드는 공정이고, 흔히 수백 개의 개별 단계들을 수반한다. 단 한 단계에서 오류가 발생해도 완성된 IC에서 결함을 유도하여 이를 쓸모없게 만들 잠재력이 있다. 따라서, 제조 공정의 한 가지 목표는 이러한 결함을 피하여 공정에서 만들어진 기능 IC들의 수를 최대화하는 것, 즉 공정의 전체 수율을 향상시키는 것이다.
수율을 향상시키는 한 가지 요소는, 칩 제조 공정을 모니터링하여 충분한 수의 기능 집적 회로들을 생산하도록 보장하는 것이다. 공정을 모니터링하는 한 가지 방식은 다양한 형성 단계에서 칩 회로 구조체들을 검사하는 것이다. 주사 하전 입자 현미경(SCPM)을 사용하여 검사를 수행할 수 있다. 예를 들어, SCPM은 주사전자현미경(SEM)일 수 있다. SCPM은 이러한 극히 작은 구조체들을 이미징하는 데 사용되어, 실질적으로 웨이퍼 구조체들의 "사진"을 촬영할 수 있다. 이미지는 구조체가 적절한 위치에서 적절하게 형성되었는지를 판정하는 데 사용될 수 있다. 구조체에 결함이 있는 경우, 공정은 결함이 다시 발생할 가능성이 적도록 조정될 수 있다. IC 부품의 물리적 크기가 지속적으로 감소함에 따라, 결함 검출의 정확성과 수율이 더욱 중요해지고 있다. SEM 이미지와 같은 검사 이미지는 제조된 IC의 결함을 식별하거나 분류하는 데 사용될 수 있다.
리소그래피 장치는 예를 들어 집적 회로(IC)의 제조에 사용될 수 있다. 이러한 경우에, 마스크 또는 레티클은 IC의 개별 층에 대응하는 회로 패턴("디자인 레이아웃")을 포함하거나 제공할 수 있고, 이 회로 패턴은, 마스크 상의 회로 패턴을 통해 타겟부를 조사(irradiate)하는 것과 같은 방법에 의해, 방사선 감응재("레지스트")가 코팅된 기판(예: 실리콘 웨이퍼) 상의 타겟부(예를 들어, 하나 이상의 다이를 포함함)로 전사될 수 있다. 마스크 결함은 공정 수율에 큰 영향을 미칠 수 있다. 마스크 결함을 식별하고, 마스크 결함이 식별되었을 때 적절한 후속 절차를 취하기 위해, 프린팅된 웨이퍼를 검사함으로써 마스크 상태를 모니터링할 수 있다. 예를 들어, 마스크를 세정하거나 재가공(rework)함으로써 마스크 상의 결함을 제거하는 절차가 수행될 수 있다. 리소그래피가 대량 제조(HVM) 공정으로 전환됨에 따라 마스크 상의 결함을 찾아내고 치유(curing)하는 것이 더욱 중요해진다.
프린트 체크 방법론에서, 웨이퍼 상에 패턴을 형성하는 데 마스크가 사용되며, 웨이퍼는 마스크 상의 결함을 검출하기 위해 검사된다. 예를 들어, 웨이퍼 상의 결함을 찾기 위해 웨이퍼가 검사되고, 결함이 다수의 웨이퍼 필드 상의 동일한 위치에서 반복된다면 그 결함은 마스크 상의 결함에 의한 것으로 판단할 수 있다. SEM 이미지와 같은 검사 이미지 또한 프린트 체크에 사용될 수 있다. 프린트 체크는 마스크 결함이 웨이퍼에 반복적으로 프린팅된다는 가정에 기반하지만, 외부 입자로 인한 입자 결함을 포함하여 일부 마스크 결함은 확률성으로 인해 웨이퍼 상에 신뢰성 있게 프린팅되지 않을 수 있다. 외부 입자는 다양한 IC 제조 공정 또는 방사선 생성 공정에서 발생할 수 있다. 예를 들어, 마스크 상의 특정 입자가 하나의 웨이퍼 필드에서는 프린팅되지만 다른 웨이퍼 필드에서는 프린팅되지 않을 수 있다. 예를 들어, 마스크 상의 60nm 입자는, 웨이퍼에 패턴을 형성하기 위해 마스크에 가해지는 방사선의 확률적 특성으로 인해 약 10번 중 1번(10%)만 프린팅될 수 있다. 따라서, 모든 마스크 결함을 포착하려면 복수의 웨이퍼 필드를 완전히 검사해야 한다. 그러나 SEM 툴로 다수의 웨이퍼 필드를 완전히 검사하려면 시간이 오래 걸릴 수 있으며, 이는 전반적인 스루풋 저하로 이어질 수 있다. 따라서, 마스크 결함 검출의 성능을 개선할 필요가 있다.
본 발명의 실시예들은 웨이퍼 상의 마스크 결함 인쇄적성을 개선하기 위한 메커니즘을 제공할 수 있다. 본 발명의 일부 실시예에 따르면, 마스크를 이용해 웨이퍼를 노광할 때 공정 조건을 변조함으로써 마스크 결함 인쇄적성을 개선할 수 있다. 본 발명의 일부 실시예에 따르면, 하나 이상의 웨이퍼 필드를 완전히 검사하여 입자 결함을 포함하는 잠재적인 마스크 결함을 식별할 수 있다. 본 발명의 일부 실시예에 따르면, 다른 웨이퍼 필드에 대한 스폿(spot) 검사를 수행함으로써, 잠재적인 마스크 결함에 대하여 결함이 마스크 결함인지 여부를 검증할 수 있다. 본 발명의 실시예들은, 실험 또는 시뮬레이션에 기반하여 튜닝(tuning)될 공정 조건을 결정하기 위한 메커니즘을 제공할 수 있다.
도면 내 구성요소들의 상대적 치수는 명확성을 위해 과장되었을 수 있다. 이하의 도면에 대한 설명에서, 동일하거나 유사한 참조 번호는 동일하거나 유사한 구성요소 또는 개체를 지칭하며, 개별 실시예와 관련된 차이점들만이 설명된다. 본 명세서에서 사용되는 "또는"이라는 용어는 특별히 달리 명시되지 않는 한, 실현 불가능한 경우를 제외하고 가능한 모든 조합을 포함한다. 예를 들어, 구성요소가 A 또는 B를 포함할 수 있다고 명시된 경우, 특별히 달리 명시되지 않거나 실현 불가능한 경우를 제외하고, 구성요소는 A 또는 B를 포함하거나 A와 B를 포함할 수 있다. 두 번째 예로서, 구성요소가 A, B, 또는 C를 포함할 수 있다고 명시된 경우, 특별히 달리 명시되거나 실현 불가능한 경우를 제외하고, 구성요소는 A, 또는 B, 또는 C, 또는 A와 B, 또는 A와 C, 또는 B와 C, 또는 A와 B 및 C를 포함할 수 있다.
도 1은, 본 발명의 실시예와 일치하는, 리소그래피 시스템의 다양한 하위 시스템들의 개략적인 블록도이다. 도 1에 도시된 바와 같이, 리소그래피 시스템(10)은 조명 소스(12), 조명 광학기(14), 마스크(16)(또는 레티클), 및 투과 광학기(18)를 포함할 수 있다. 조명 소스(12)는 심자외선(deep-ultraviolet) 엑시머 레이저 소스이거나, 극자외선(EUV) 소스를 포함한 다른 타입의 소스일 수 있다. 조명 광학기(14)는 부분적 코히런스(partial coherence)를 정의할 수 있고, 조명 소스(12)로부터의 방사선을 성형하는 광학기(14a 및 14b)를 포함할 수 있다. 투과 광학기(18)는 마스크 패턴의 이미지를 기판 평면(19) 상으로 투영할 수 있다. 투영 광학기(18)의 퓨필 평면에서의 조정 가능한 필터 또는 어퍼처(aperture)가 기판 평면(19) 상에 충돌하는 빔 각도의 범위를 제한할 수 있다.
리소그래피 장치에서, 조명 소스(12)는 마스크(16)에 조명(즉, 방사선)을 제공하고, 투영 광학기는 마스크(16)를 통해 기판(W) 상으로 조명을 지향하고 성형한다. 본 명세서에서 "투영 광학기"라는 용어는 방사선 빔의 파면을 변화시킬 수 있는 여하한의 광학 구성요소를 포함하는 것으로 폭넓게 정의된다. 예를 들어, 투영 광학기는 조명 광학기(14) 및 투과 광학기(18) 중 적어도 일부를 포함할 수 있다.
본 명세서에서는 IC 제조에 있어 실시예들의 활용에 대한 구체적인 언급이 이루어질 수 있으나, 실시예들은 다른 많은 가능한 용도를 가질 수 있음이 이해되어야 한다. 예를 들어, 이는 집적 광학 시스템, 자기 도메인 메모리용 안내 및 검출 패턴, 액정 디스플레이 패널, 박막 자기 헤드 등의 제조 시에 채택될 수 있다. 당업자라면, 이러한 대안적인 적용예와 관련하여, 본 명세서의 "레티클", "웨이퍼" 또는 "필드"라는 용어의 어떠한 사용도 각각 "마스크", "기판" 및 "타겟부"라는 좀 더 일반적인 용어와 상호교환 가능한 것으로 간주되어야 함을 이해할 것이다. 본 명세서에서, "방사선" 및 "빔"이라는 용어는, 자외선(예를 들어 365, 248, 193, 157, 또는 126nm의 파장을 가짐) 및 EUV(예를 들어 5 내지 20nm 범위의 파장을 갖는 극자외선)를 포함한 모든 유형의 전자기 방사선을 포괄하는 의미로 사용된다.
도 2는, 본 발명의 실시예와 일치하는, 복수의 필드를 갖는 노광된 웨이퍼를 도시한다. 도 2에 도시된 바와 같이, 웨이퍼(20)는, 각각이 마스크[예: 도 1의 마스크(16)]의 한 영역에 대응하는 복수의 필드(21_1 내지 21_n)를 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, 마스크는 복수의 필드(21_1 내지 21_n) 각각에 회로 패턴을 생성하기 위해 사용된다. 일부 실시예에서, 마스크는 리소그래피 시스템(예: 도 1의 리소그래피 시스템)에 의해 복수의 필드(21_1 내지 21_n) 상에 연속적으로(successively) 회로 패턴을 생성하는 데 사용된다. 일부 실시예에서, 각각의 필드는 하나의 다이, 또는 임의의 수의 다이를 포함할 수 있다. 일 유형의 리소그래피 장치에서, 마스크 전체로부터의 회로 패턴이 하나의 필드 상으로 한 번에 모두 전사되는데, 이러한 장치는 일반적으로 스테퍼(stepper)라고 지칭된다. 일반적으로 스텝 앤 스캔(step-and-scan) 장치라고 지칭되는 대안적인 일 장치에서는, 투영 빔이 주어진 기준 방향("스캐닝" 방향)으로 마스크 위를 스캔한다. 마스크 상의 회로 패턴의 서로 다른 부분들이 하나의 필드 상으로 점진적으로(progressively) 전사된다. 일부 실시예에서, 웨이퍼(20)는 SEM툴로 검사되어, 하나 이상의 필드(21_1 내지 21_n)를 검사함에 따라 마스크의 결함을 찾는다.
도 3a는 본 발명의 실시예와 일치하는 예시적인 전자 빔 검사(EBI) 시스템(100)을 예시적으로 도시한다. EBI 시스템(100)은 이미징을 위해 사용될 수 있다. 도 3a에 도시된 바와 같이, EBI 시스템(100)은 메인 챔버(101), 로드록 챔버(load/lock chamber)(102), 빔 툴(104) 및 장비 프론트 엔드 모듈(equipment front end module, EFEM)(106)을 포함한다. 빔 툴(104)은 메인 챔버(101) 내에 배치된다. EFEM(106)은 제 1 로딩 포트(loading port)(106a) 및 제 2 로딩 포트(106b)를 포함한다. EFEM(106)은 추가적인 로딩 포트를 포함할 수 있다. 제 1 로딩 포트(106a)와 제 2 로딩 포트(106b)는, 검사될 웨이퍼(예: 반도체 웨이퍼 또는 다른 재료로 만들어진 웨이퍼) 또는 샘플(웨이퍼 및 샘플은 상호 교환적으로 사용될 수 있음)을 담는 웨이퍼 전면 개방 통합 포드(front opening unified pods, FOUP)를 수용할 수 있다. "로트"는 하나의 배치(batch)로서 처리하기 위해 로드될 수 있는 복수의 웨이퍼이다.
EFEM(106) 내의 하나 이상의 로봇 아암(도시되지 않음)이 웨이퍼를 로드/록 챔버(102)로 이송할 수 있다. 로드/록 챔버(102)는, 로드/록 챔버(102) 내의 가스 분자들을 제거하여 대기압보다 낮은 제 1 압력에 도달하도록 하는 로드/록 진공 펌프 시스템(도시되지 않음)에 연결된다. 제 1 압력에 도달한 후, 하나 이상의 로봇 아암(도시되지 않음)이 웨이퍼를 로드/록 챔버(102)에서 메인 챔버(101)로 이송할 수 있다. 메인 챔버(101)는, 메인 챔버(101) 내의 가스 분자들을 제거하여 제 1 압력보다 낮은 제 2 압력에 도달하도록 하는 메인 챔버 진공 펌프 시스템(도시되지 않음)에 연결된다. 제 2 압력에 도달한 후, 웨이퍼는 빔 툴(104)에 의하여 검사된다. 빔 툴(104)은 단일 빔 시스템이거나 다중 빔 시스템일 수 있다.
제어기(109)는 빔 툴(104)에 전자적으로 연결된다. 제어기(109)는 EBI 시스템(100)의 다양한 제어를 실행하도록 구성되는 컴퓨터일 수 있다. 제어기(109)는 도 3a에서 메인 챔버(101), 로드록 챔버(102) 및 EFEM(106)을 포함하는 구조체 외부에 있는 것으로 도시되어 있지만, 제어기(109)가 구조체의 일부일 수도 있다는 점이 이해된다.
일부 실시예에서, 제어기(109)는 하나 이상의 프로세서(도시되지 않음)를 포함할 수 있다. 프로세서는 정보를 조작하거나 처리할 수 있는 일반적이거나 특정한 전자 디바이스일 수 있다. 예를 들어, 프로세서는, 임의의 수의 중앙 처리 장치(또는 "CPU"), 그래픽 처리 장치(또는 "GPU"), 광학 프로세서, 프로그래밍 가능 논리 제어기, 마이크로컨트롤러, 마이크로프로세서, 디지털 신호 프로세서, 지식 재산(IP) 코어, 프로그래밍 가능 논리 어레이(PLA), 프로그래밍 가능 어레이 논리(PAL), 일반 어레이 논리(GAL), 복합 프로그래밍 가능 논리 디바이스(CPLD), 필드 프로그래밍 가능 게이트 어레이(FPGA), 시스템 온 칩(SoC), 특정 용도 집적 회로(ASIC), 및 데이터 처리가 가능한 여하한의 유형의 회로를 여하한의 조합으로 포함할 수 있다. 프로세서는 또한 네트워크를 통해 커플링된 다수의 기계 또는 디바이스에 걸쳐 분산된 하나 이상의 프로세서를 포함하는 가상 프로세서일 수도 있다.
일부 실시예에서, 제어기(109)는 하나 이상의 메모리(도시되지 않음)를 더 포함할 수 있다. 메모리는 프로세서에 의해(예를 들어 버스를 통해) 접근 가능한 코드 및 데이터를 저장할 수 있는 일반적이거나 특정한 전자 디바이스일 수 있다. 예를 들어, 메모리는, 임의의 수의 랜덤 액세스 메모리(RAM), 읽기 전용 메모리(ROM), 광학 디스크, 자기 디스크, 하드 드라이브, 솔리드 스테이트 드라이브, 플래시 드라이브, 보안 디지털(SD) 카드, 메모리 스틱, 콤팩트 플래시(CF) 카드, 또는 여하한의 유형의 저장 디바이스를 여하한의 조합으로 포함할 수 있다. 코드 및 데이터는 운영 체제(OS) 및 특정 작업을 위한 하나 이상의 응용 프로그램(또는 "앱")을 포함할 수 있다. 메모리는 또한 네트워크를 통해 커플링된 다수의 기계 또는 디바이스에 걸쳐 분산된 하나 이상의 메모리를 포함하는 가상 메모리일 수도 있다.
도 3b는, 본 발명의 실시예와 일치하는, EBI 시스템(100)(도 3a)에서 사용하도록 구성될 수 있는 예시적인 멀티 빔 툴(104)[이하, 장치(104)라고도 함] 및 이미지 처리 시스템(290)의 개략도를 도시한 도면이다.
빔 툴(104)은 하전 입자 소스(202), 건 어퍼처(204), 집속 렌즈(206), 하전 입자 소스(202)로부터 방출되는 1차 하전 입자 빔(210), 소스 변환 유닛(212), 1차 하전 입자 빔(210)의 복수의 빔릿(214, 216, 및 218), 1차 투영 광학 시스템(220), 전동 웨이퍼 스테이지(280), 웨이퍼 홀더(282), 복수의 2차 하전 입자 빔(236, 238, 및 240), 2차 광학 시스템(242), 및 하전 입자 검출 디바이스(244)를 포함한다. 1차 투영 광학 시스템(220)은 빔 분리기(222), 편향 스캐닝 유닛(226) 및 대물 렌즈(228)를 포함할 수 있다. 하전 입자 검출 디바이스(244)는 검출 하위 영역(246, 248, 250)을 포함할 수 있다.
하전 입자 소스(202), 건 어퍼처(204), 집속 렌즈(206), 소스 변환 유닛(212), 빔 분리기(222), 편향 스캐닝 유닛(226), 및 대물 렌즈(228)는 장치(104)의 1차 광축(260)과 정렬될 수 있다. 2차 광학 시스템(242) 및 하전 입자 검출 디바이스(244)는 장치(104)의 2차 광축(252)과 정렬될 수 있다.
하전 입자 소스(202)는 전자, 양성자, 이온, 뮤온, 또는 전하를 운반하는 임의의 다른 입자와 같은 하나 이상의 하전 입자를 방출할 수 있다. 일부 실시예에서, 하전 입자 소스(202)는 전자 소스일 수 있다. 예를 들어, 하전 입자 소스(202)는 캐소드, 추출기, 또는 애노드를 포함할 수 있으며, 캐소드에서 1차 전자를 방출하고 추출 또는 가속하여 크로스오버(208)(가상 또는 실제)를 갖는 1차 하전 입자 빔(210)(이 경우, 1차 전자 빔)을 형성할 수 있다. 모호함을 초래하지 않고 설명을 용이하게 하기 위해, 본 명세서의 일부 설명에서는 전자가 예로서 사용된다. 그러나, 본 발명의 임의의 실시예에서는 전자에 제한되지 않는 임의의 하전 입자가 사용될 수 있다는 점에 유의해야 한다. 1차 하전 입자 빔(210)은 크로스오버(208)에서 방출되는 것으로 시각화될 수 있다. 건 어퍼처(204)는 쿨롱 효과를 감소시키기 위해 1차 하전 입자 빔(210)의 주변 하전 입자를 차단할 수 있다. 쿨롱 효과로 인해 프로브 스폿의 크기가 증가할 수 있다.
소스 변환 유닛(212)은 이미지 형성 요소의 어레이와 빔 제한 어퍼처의 어레이를 포함할 수 있다. 이미지 형성 요소의 어레이는 마이크로 편향기 또는 마이크로 렌즈의 어레이를 포함할 수 있다. 이미지 형성 요소의 어레이는 1차 하전 입자 빔(210)의 복수의 빔릿(214, 216, 218)으로 크로스오버(208)의 복수의 평행 이미지(가상 또는 실제)를 형성할 수 있다. 빔 제한 어퍼처의 어레이는 복수의 빔릿(214, 216, 218)을 제한할 수 있다. 3개의 빔릿(214, 216, 218)이 도 3b에 도시되어 있지만, 본 발명의 실시예는 이에 제한되지 않는다. 예를 들어, 일부 실시예에서, 장치(104)는 제 1 개수의 빔릿을 생성하도록 구성될 수 있다. 일부 실시예에서, 빔릿의 제 1 개수는 1 내지 1000의 범위일 수 있다. 일부 실시예에서, 빔릿의 제 1 개수는 200 내지 500의 범위일 수 있다. 예시적인 실시예에서, 장치(104)는 400개의 빔릿을 생성할 수 있다.
집속 렌즈(206)는 1차 하전 입자 빔(210)을 포커싱할 수 있다. 소스 변환 유닛(212) 하류의 빔릿(214, 216, 218)의 전류는 집속 렌즈(206)의 포커싱 파워를 조정함으로써 또는 빔 제한 어퍼처 어레이 내의 대응하는 빔 제한 어퍼처의 방사상 크기를 변경함으로써 변경될 수 있다. 대물 렌즈(228)는 이미징을 위해 빔릿(214, 216, 218)을 웨이퍼(230)에 포커싱할 수 있고, 웨이퍼(230)의 표면에 복수의 프로브 스폿(270, 272, 274)을 형성할 수 있다.
빔 분리기(222)는 정전 쌍극자 장 및 자기 쌍극자 장을 생성하는 빈 필터(Wien filter) 유형의 빔 분리기일 수 있다. 일부 실시예에서, 정전 및 자기 쌍극자 장이 인가되는 경우, 빔릿(214, 216 및 218)의 하전 입자(예를 들어, 전자)에 정전 쌍극자 장이 가하는 힘은 하전 입자에 자기 쌍극자 장이 가하는 힘과 크기가 실질적으로 동일하고 방향이 반대일 수 있다. 따라서 빔릿(214, 216, 218)은 0인 편향 각도로 빔 분리기(222)를 직선으로 통과할 수 있다. 그러나, 빔 분리기(222)에 의해 생성된 빔릿(214, 216, 218)의 총 분산은 0이 아닐 수도 있다. 빔 분리기(222)는 빔릿(214, 216, 218)으로부터 2차 하전 입자 빔(236, 238, 240)을 분리할 수 있고 2차 하전 입자 빔(236, 238, 240)을 2차 광학 시스템(242)을 향해 지향시킬 수 있다.
편향 스캐닝 유닛(226)은 빔릿(214, 216, 218)을 편향시켜 웨이퍼(230)의 표면 영역에 걸쳐 프로브 스폿(270, 272, 274)을 스캔할 수 있다. 프로브 스폿(270, 272, 274)에서의 빔릿(214, 216, 218)의 입사에 응답하여, 2차 하전 입자 빔(236, 238, 240)이 웨이퍼(230)로부터 방출될 수 있다. 2차 하전 입자 빔(236, 238, 240)은 에너지 분포를 갖는 하전 입자(예를 들어, 전자)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 2차 하전 입자 빔(236, 238, 240)은 2차 전자(에너지 ≤ 50eV) 및 후방 산란 전자[50eV와 빔릿(214, 216, 218)의 랜딩 에너지 사이의 에너지]를 포함하는 2차 전자 빔일 수 있다. 2차 광학 시스템(242)은 2차 하전 입자 빔(236, 238, 240)을 하전 입자 검출 디바이스(244)의 검출 하위 영역(246, 248, 250)에 포커싱할 수 있다. 검출 하위 영역(246, 248, 250)은 대응하는 2차 하전 입자 빔(236, 238, 240)을 검출하고, 웨이퍼(230)의 표면 영역 상에 또는 그 아래에 있는 구조체들의 SCPM 이미지를 재구성하는 데 사용되는 대응하는 신호(예를 들어, 전압, 전류 등)를 생성하도록 구성될 수 있다.
생성된 신호는 2차 하전 입자 빔(236, 238, 240)의 강도를 나타낼 수 있으며 하전 입자 검출 디바이스(244), 1차 투영 광학 시스템(220), 및 전동 웨이퍼 스테이지(280)와 통신하는 이미지 처리 시스템(290)에 제공될 수 있다. 전동 웨이퍼 스테이지(280)의 이동 속도는 편향 스캐닝 유닛(226)에 의해 제어되는 빔 편향과 동기화 및 조정되어, 스캔 프로브 스폿[예를 들어, 스캔 프로브 스폿(270, 272 및 274]의 이동이 웨이퍼(230) 상의 관심 영역을 질서 있게 커버할 수 있도록 할 수 있다. 이러한 동기화 및 조정의 파라미터는 웨이퍼(230)의 다른 재료에 적응하도록 조정될 수 있다. 예를 들어, 웨이퍼(230)의 서로 다른 재료는, 스캔 프로브 스폿의 움직임에 대해 서로 다른 신호 감도를 유발할 수 있는 서로 다른 저항-커패시턴스(resistance-capacitance) 특성을 가질 수 있다.
2차 하전 입자 빔(236, 238, 240)의 강도는 웨이퍼(230)의 외부 또는 내부 구조에 따라 달라질 수 있으며, 따라서 웨이퍼(230)에 결함이 있는지 여부를 나타낼 수 있다. 또한, 전술한 바와 같이, 빔릿(214, 216, 및 218)은 웨이퍼(230)의 상부 표면의 상이한 위치들 또는 웨이퍼(230)의 국부적 구조체들의 상이한 측면들에 투영되어, 상이한 강도를 가질 수 있는 2차 하전 입자 빔(236, 238, 및 240)을 생성할 수 있다. 그러므로, 2차 하전 입자 빔(236, 238, 240)의 강도를 웨이퍼(230)의 영역에 매핑함으로써, 이미지 처리 시스템(290)은 웨이퍼(230)의 내부 또는 외부 구조의 특성을 반영하는 이미지를 재구성할 수 있다.
일부 실시예에서, 이미지 처리 시스템(290)은 이미지 획득기(292), 저장소(294), 및 제어기(296)를 포함할 수 있다. 이미지 획득기(292)는 하나 이상의 프로세서를 포함할 수 있다. 예를 들어, 이미지 획득기(292)는 컴퓨터, 서버, 메인프레임 호스트, 단말기, 개인용 컴퓨터, 임의의 종류의 모바일 컴퓨팅 디바이스, 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다. 이미지 획득기(292)는 전기 도체, 광섬유 케이블, 휴대용 저장 매체, IR, 블루투스, 인터넷, 무선 네트워크, 무선 라디오 등과 같은 매체, 또는 이들의 조합을 통해 빔 툴(104)의 하전 입자 검출 디바이스(244)에 통신적으로 결합될 수 있다. 일부 실시예에서, 이미지 획득기(292)는 하전 입자 검출 디바이스(244)로부터 신호를 수신하고 이미지를 구성할 수 있다. 따라서, 이미지 획득기(292)는 웨이퍼(230)의 주사 하전 입자 현미경(SCPM) 이미지를 획득할 수 있다. 이미지 획득기(292)는 또한 윤곽을 생성하고, 획득된 이미지에 지시자(indicators)를 중첩시키는 등의 다양한 후처리 기능을 수행할 수 있다. 이미지 획득기(292)는 획득된 이미지의 밝기 및 콘트라스트(contrast)의 조정을 수행하도록 구성될 수 있다. 일부 실시예에서, 저장소(294)는 하드 디스크, 플래시 드라이브, 클라우드 저장소, 랜덤 액세스 메모리(RAM), 기타 유형의 컴퓨터 판독 가능 메모리 등과 같은 저장 매체일 수 있다. 저장소(294)는 이미지 획득기(292)와 커플링될 수 있으며, 스캔된 원시 이미지 데이터를 원본 이미지 및 후처리된 이미지로 저장하는 데 사용될 수 있다. 이미지 획득기(292) 및 저장소(294)는 제어기(296)에 연결될 수 있다. 일부 실시예에서, 이미지 획득기(292), 저장소(294), 및 제어기(296)는 하나의 제어 유닛으로서 함께 통합될 수 있다.
일부 실시예에서, 이미지 획득기(292)는 하전 입자 검출 디바이스(244)로부터 수신된 이미징 신호에 기반하여 웨이퍼의 하나 이상의 SCPM 이미지를 획득할 수 있다. 이미징 신호는 하전 입자 이미징을 수행하기 위한 스캐닝 동작에 대응할 수 있다. 획득된 이미지는 복수의 이미징 영역을 포함하는 단일 이미지일 수 있다. 단일 이미지는 저장소(294)에 저장될 수 있다. 단일 이미지는 복수의 영역으로 나누어질 수 있는 원본 이미지일 수 있다. 각각의 영역은 웨이퍼(230)의 피처를 포함하는 하나의 이미징 영역을 포함할 수 있다. 획득된 이미지는 시간 시퀀스에 걸쳐 여러 번 샘플링된 웨이퍼(230)의 단일 이미징 영역의 복수의 이미지를 포함할 수 있다. 복수의 이미지는 저장소(294)에 저장될 수 있다. 일부 실시예에서, 이미지 처리 시스템(290)은 웨이퍼(230)의 동일한 위치의 복수의 이미지들을 이용하여 이미지 처리 단계를 수행하도록 구성될 수 있다.
일부 실시예에서, 이미지 처리 시스템(290)은 검출된 2차 하전 입자(예를 들어, 2차 전자)의 분포를 획득하기 위한 측정 회로(예를 들어, 아날로그-디지털 변환기)를 포함할 수 있다. 검출 시간 윈도우 동안 수집된 하전 입자 분포 데이터는, 웨이퍼 표면에 입사되는 빔릿(214, 216, 및 218)의 상응하는 스캔 경로 데이터와 결합하여, 검사 중인 웨이퍼 구조의 이미지를 재구성하는 데 사용될 수 있다. 재구성된 이미지는 웨이퍼(230)의 내부 또는 외부 구조의 다양한 피처를 드러내는 데 사용될 수 있고, 따라서 웨이퍼에 존재할 수 있는 결함을 드러내는 데 사용될 수 있다.
일부 실시예에서, 하전 입자는 전자일 수 있다. 1차 하전 입자 빔(210)의 전자가 웨이퍼(230)의 표면[예를 들어, 프로브 스폿 (270, 272 및 274)]에 투영될 때, 1차 하전 입자 빔(210)의 전자는 웨이퍼(230)의 입자와 상호작용하면서 일정한 깊이로 웨이퍼(230)의 표면을 관통할 수 있다. 1차 하전 입자 빔(210)의 일부 전자는 웨이퍼(230)의 재료와 (예를 들어, 탄성 산란 또는 충돌의 형태로) 탄성적으로 상호작용할 수 있고, 웨이퍼(230)의 표면 밖으로 반사되거나 반동(recoiled)될 수 있다. 탄성 상호작용은 상호작용하는 물체[예를 들어, 1차 하전 입자 빔(210)의 전자]의 총 운동 에너지를 보존하여, 상호작용하는 물체의 운동 에너지가 다른 형태의 에너지(예를 들어, 열, 전자기 에너지 등)로 변환되지 않는다. 이러한 탄성 상호작용에 의해 생성된 반사된 전자를 후방 산란 전자(Backscattered Electron, BSE)라고 할 수 있다. 1차 하전 입자 빔(210)의 일부 전자는 웨이퍼(230)의 재료와 (예를 들어, 비탄성 산란 또는 충돌의 형태로)비탄성적으로 상호작용할 수 있다. 비탄성 상호작용은 상호작용하는 물체의 전체 운동 에너지를 보존하지 않으며, 상호작용하는 물체의 운동 에너지 중 일부 또는 전부가 다른 형태의 에너지로 변환된다. 예를 들어, 비탄성 상호작용을 통해, 1차 하전 입자 빔(210)의 일부 전자의 운동 에너지는 재료의 원자의 전자 여기 및 전이를 유발할 수 있다. 이러한 비탄성 상호작용 또한 웨이퍼(230)의 표면을 빠져나가는 전자를 생성할 수 있으며, 이는 2차 전자(SE)로 지칭될 수 있다. BSE 및 SE의 수율 또는 방출율은, 예를 들어, 검사 중인 재료, 및 재료 표면에 랜딩하는 1차 하전 입자 빔(210)의 전자들의 랜딩 에너지 등에 따라 달라진다. 1차 하전 입자 빔(210)의 전자 에너지는 가속 전압[예를 들어, 도 3b의 하전 입자 소스(202)의 캐소드와 애노드 사이의 가속 전압]에 의해 부분적으로 부여될 수 있다. BSE 및 SE의 양은 1차 하전 입자 빔(210)의 주입된 전자보다 많거나 적을 수 있다(또는 동일할 수도 있다).
SEM으로 생성된 이미지는 결함 검사에 사용될 수 있다. 예를 들어, 웨이퍼의 테스트 디바이스 영역을 캡처하는 생성된 이미지는 동일한 테스트 디바이스 영역을 캡처하는 기준 이미지와 비교될 수 있다. 기준 이미지는 (예를 들어, 시뮬레이션에 의해) 미리 결정될 수 있으며, 알려진 결함을 포함하지 않을 수 있다. 생성된 이미지와 기준 이미지의 차이가 허용 수준을 초과하는 경우 잠재적인 결함을 식별할 수 있다. 다른 예로서, SEM은 웨이퍼의 다수의 영역을 스캔할 수 있으며, 각각의 영역은 동일하게 디자인된 테스트 디바이스 영역을 포함하고, 제조된 대로의 테스트 디바이스 영역을 캡처하는 다수의 이미지를 생성할 수 있다. 다수의 이미지는 서로 비교될 수 있다. 다수의 이미지 간의 차이가 허용 수준을 초과하는 경우 잠재적인 결함이 식별될 수 있다.
일부 실시예에서, SEM 이미지는 또한 하나 이상의 필드, 예를 들어 도 2의 21_1 내지 21_n을 검사함으로써 마스크 결함을 찾는 데 이용될 수 있다. 결함이 다수의 필드(21_1 내지 21_n)에서 반복될 경우, 해당 결함은 마스크 결함으로 간주할 수 있다. 그러나, 외부 입자로 인한 입자 결함을 포함하여 일부 마스크 결함은, 웨이퍼에 패턴을 형성하기 위해 마스크에 가해지는 방사선의 확률적 특성으로 인해 모든 필드에서 프린팅되지는 않을 수 있다. 예를 들어, 마스크 상의 특정 입자가 하나의 필드에서는 결함으로서 프린팅되지만 다른 필드에서는 프린팅되지 않을 수 있다. 따라서, 모든 마스크 결함을 포착하기 위해 복수의 필드를 검사할 수 있다. 예를 들어, 마스크의 특정 크기의 입자는 약 10번 중 1번(10%)만 프린팅될 수 있다. 따라서, 이러한 시나리오에서는 입자 결함을 포함한 모든 마스크 결함을 포착하기 위해 웨이퍼 상의 많은 수의 필드를 검사해야 하므로, 마스크 결함 검출의 스루풋이 낮아질 수 있다.
도 4는, 본 발명의 실시예와 일치하는, 결함 인쇄적성 및 결함 검출능을 도시하는 예시적인 그래프이다. 도 4에서, 75% 내지 100%의 확률로 필드 내에서 프린팅되는 결함은 제 1 군(A)으로, 25% 내지 75%의 확률로 필드 내에서 프린팅되는 결함은 제 2 군(B)으로, 25% 미만의 확률로 필드 내에서 프린팅되는 결함은 제 3 군(C)으로 그룹화된다. 도 4는 또한 입자 크기에 따른 결함 인쇄적성 강도(defect printability strength)를 예시적인 인자로서 나타낸다. 도 4에서 입자 크기가 작아짐에 따라 결함 인쇄적성이 감소할 수 있음을 알 수 있다. 도 4에 도시된 바와 같이, 제 1 군(A)에서는 거의 모든 결함이 3개 필드를 검사함으로써 검출될 수 있고, 제 2 군(B)에서는 약 60 내지 95%의 결함이 3개 필드를 검사함으로써 검출될 수 있으며, 제 3 군(C)에서는 60% 미만의 결함이 3개 필드를 검사함으로써 검출될 수 있다. 제 2 군(B) 또는 제 3 군(C)의 모든 마스크 결함을 검출하기 위해서는 3개보다 많은 필드가 검사될 수 있음을 알 수 있다.
IC 부품의 물리적 크기가 지속적으로 감소함에 따라, 결함 검출의 정확성과 수율이 더욱 중요해지고 있다. 일정 수준의 결함 감도 및 분해능을 유지하기 위해, SEM 이미지의 픽셀 크기는 계속 작아지고 있다. 따라서 SEM 툴로 다수의 필드를 검사하는 것은 시간이 오래 걸릴 수 있으며, 이는 궁극적으로 전체 수율을 저하시킬 수 있다. 본 발명의 실시예는, 하나의 필드에 대한 완전한 검사를 기반으로 입자 결함을 포함하는 마스크 결함을 검출할 수 있는 마스크 결함 검출 시스템을 제공할 수 있다. 본 발명의 일부 실시예에 따르면, 리소그래피 시스템으로 웨이퍼를 노광하는 공정 조건을 변조함으로써 마스크 결함이 웨이퍼 상에 신뢰성 있게 프린팅될 수 있다.
이제, 본 발명의 실시예와 일치하는 예시적인 마스크 결함 검출 시스템의 블록도인 도 5가 참조된다. 일부 실시예에서, 마스크 결함 검출 시스템(500)은 하나 이상의 프로세서 및 메모리를 포함할 수 있다. 다양한 실시예에서, 마스크 결함 검출 시스템(500)은, 하전 입자 빔 검사 시스템[예: 도 3a의 EBI 시스템(100)], 컴퓨터 리소그래피 시스템, 또는 기타 포토리소그래피 시스템의 일부일 수 있거나 이와 분리될 수 있음이 이해될 것이다. 일부 실시예에서, 마스크 결함 검출 시스템(500)은 본 명세서에서 논의된 바와 같은 제어기(109)에서 구현될 수 있는 하나 이상의 구성요소(예: 소프트웨어 모듈)를 포함할 수 있다. 도 5에 도시된 바와 같이, 마스크 결함 검출 시스템(500)은 변조 조건 획득기(510), 노광 웨이퍼 획득기(520), 결함 식별기(530), 및 결함 검증기(540)를 포함할 수 있다.
본 발명의 일부 실시예에 따르면, 변조 조건 획득기(510)는 리소그래피 시스템으로 웨이퍼를 노광하는 데 사용될 수 있는 변조 공정 조건을 획득할 수 있다. 일부 실시예에서, 변조 조건은 웨이퍼 상의 마스크 결함 인쇄적성을 향상시킬 수 있다. 일부 실시예에서, 변조 조건은, 마스크 상의 입자 결함을 포함한 마스크 결함이 웨이퍼 상에 보다 신뢰성 있게 프린팅될 수 있게 함으로써, 마스크 결함 검출률을 향상시킬 수 있다. 일부 실시예에서, 외부 입자가 마스크 상의 패턴을 부분적으로 가리는 경우, 입자는 웨이퍼 상의 하드(hard) 결함으로 프린팅되는 대신 웨이퍼 상에 프린팅된 패턴을 수축 또는 확대시킬 수 있다. 프린팅된 패턴의 이러한 크기 변화가 SEM 툴의 결함 검출 감도 범위를 벗어나는 경우, 프린팅된 패턴의 검사에서 입자 결함을 포착하지 못할 수 있다. 본 발명의 일부 실시예에 따르면, 입자 결함을 포함하는 마스크 결함이 웨이퍼 상에 하드 결함으로서 프린팅되도록 결함 인쇄적성을 향상시키기 위해 변조 공정 조건이 선택될 수 있다. 일부 실시예에서, 변조 공정 조건은 공칭(nominal) 공정 조건과 다를 수 있다. 일부 실시예에서, 공칭 공정 조건은, 생산을 위해 웨이퍼를 마스크로 노광하기 위한 리소그래피 시스템의 생산 공정 조건일 수 있다. 일부 실시예에서, 가장 높은 확률의(most probable) 공정 조건이 서로 다른 필드들 또는 웨이퍼들 간의 변동을 최소화하면서 허용 가능한 웨이퍼 품질이 요구되는 공칭 공정 조건으로서 종종 정의될 수 있다. 일부 실시예에서, 공칭 공정 조건은 대량 제조(HVM)를 위한 웨이퍼 프린팅에 적합한 최적(optimal) 공정 조건일 수 있다.
본 발명의 일부 실시예에 따르면, 결함 인쇄적성을 개선하기 위해 튜닝될 수 있는 공정 조건은, 리소그래피 시스템[예: 도 1의 리소그래피 시스템(10)]의 노광 도즈, 포커스, 조명 조건 등을 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, 노광 도즈는 얼마나 많은 빛 또는 방사선을 통과시킬 것인지를 나타낼 수 있으며, 광 강도를 노광 시간에 곱한 값으로 에너지 밀도 단위 mJ/cm2로서 정의될 수 있다. 일부 실시예에서, 노광 도즈는 특히 리소그래피 시스템(10)의 조명 소스(12)의 작동을 제어함으로써 변조될 수 있다. 일부 실시예에서, 포커스는 기판 평면(19)에 대한 투과 광학기(18)의 포커스 포인트를 나타낼 수 있다. 일부 실시예에서, 포커스는 특히 투과 광학기(18)의 작동을 제어함으로써 변조될 수 있다. 일부 실시예에서, 포커스는 투과 광학기(18)의 필터, 렌즈 등과 같은 구성요소의 작동을 제어함으로써 변조될 수 있다.
일부 실시예에서, 조명 조건은 조명 소스(12)로부터 마스크 상에 입사되는 방사선의 특성을 나타낼 수 있다. 방사선의 특성은 방사선이 마스크 상에 입사되는 방식을 나타낼 수 있다. 일부 실시예에서, 조명 조건은, 마스크 상의 방사선 입사각, 마스크 상의 방사선 패턴, 마스크 상에 입사되는 방사선 빔의 수 등을 포함할 수 있지만 이에 국한되지는 않는다. 일부 실시예에서, 조명 조건은 특히 리소그래피 시스템(10)의 조명 광학기(14)의 작동을 제어함으로써 변조될 수 있다. 일부 실시예에서, 조명 광학기(14)는 필터, 렌즈, 미러 등과 같은 다양한 구성요소를 포함할 수 있으며, 이러한 다양한 구성요소는 마스크 상에 입사되는 방사선 빔이 원하는 특성을 갖도록 정밀하게 컨디셔닝하는 데 사용될 수 있다. 일부 실시예에서, 조명 조건은 조명 광학기(14)의 조명 퓨필을 제어함으로써 변조될 수 있다. 일부 실시예에서, 조명 퓨필은 패싯(facetted) 퓨필 미러 어레이로 구현될 수 있다. 일부 실시예에서, 조명 조건은, 퓨필의 수, 각각의 퓨필의 반사각, 퓨필에서 나오는 방사선 패턴 등을 조정함으로써 변조될 수 있다.
도 6a는, 본 발명의 실시예와 일치하는, 도즈 변조가 웨이퍼 상에 프린팅된 임계 치수에 미치는 영향을 도시하는 예시적인 그래프이다. 도 6a는, 특정 구조체에 대응하는 마스크 상에 입자가 존재할 때, 노광 도즈가 감소함에 따라 웨이퍼 상에 프린팅된 특정 구조체의 임계 치수가 어떻게 변화하는지를 도시한다. 예를 들어, 구조체는 콘택 홀(contact hole)일 수 있으며, 콘택 홀의 임계 치수는 콘택 홀의 직경으로 측정될 수 있다. 도 6a에서, 웨이퍼에서 측정된 구조체의 임계 치수는 웨이퍼 노광에 사용되는 노광 도즈가 감소함에 따라 작아진다. 예를 들어, 노광 도즈가 공칭 노광 도즈(도 6a 하단의 가로축에 0%로 표시됨)에서 60%만큼 감소(도 6a 하단의 가로축에 -60%로 표시됨)하면, 임계 치수는 약 45%만큼 감소한다. 임계 치수의 변화가 SEM 툴의 결함 검출 감도 범위에 들어가면, 마스크 상의 입자는 프린팅된 웨이퍼 상의 하드 결함으로 검출될 수 있다. 도 6a에서 알 수 있듯이, 노광 도즈가 변조되면 마스크 상에서 빛을 차단하는 입자의 영향이 더 강해질 수 있고, 이로 인해 입자 결함을 포함한 마스크 결함이 하드 결함으로서 프린팅될 수 있도록 결함 인쇄적성이 높아질 수 있다. 도 6a에 도시된 바와 같이, 노광 도즈를 변조함으로써 결함 인쇄적성 및 그에 따른 결함 검출능을 개선할 수 있다.
도 6b는, 본 발명의 실시예와 일치하는, 도즈 변조 및 입자 크기에 따른 결함 인쇄적성을 도시하는 예시적인 그래프이다. 도 6b에서, 제 1 라인(L1)은 도즈 변조가 없을 때 입자 크기에 따라 결함 인쇄적성이 어떻게 변화하는지를 나타내고, 제 2 라인(L2)은 공칭 도즈에서 10%의 도즈 감소가 있을 때 입자 크기에 따라 결함 인쇄적성이 어떻게 변화하는지를 나타내며, 제 3 라인(L3)은 공칭 도즈에서 20%의 도즈 감소가 있을 때 입자 크기에 따라 결함 인쇄적성이 어떻게 변화하는지를 나타낸다. 도 6b에서, 입자 크기 60에서의 수직 점선을 통해 알 수 있듯이 동일한 입자 크기의 결함 인쇄적성은 노광 도즈가 감소함에 따라 증가할 수 있다. 또한 도 6b에서 입자 크기가 커짐에 따라 결함 인쇄적성이 증가할 수 있음을 알 수 있다. 본 발명의 일부 실시예에 따르면, 노광 도즈 변조의 영향은 입자 크기에 따라 다를 수 있다. 본 발명에서의 입자 크기 또는 임계 치수에 대한 숫자 값은 정확한 값이기보다는 서로 다른 입자 크기 또는 임계 치수 사이의 비율을 나타내기 위해 사용되었음이 이해될 것이다.
도 6c는, 본 발명의 실시예와 일치하는, 포커스 및 노광 도즈 변조에 따른 예시적인 결함 인쇄적성 공정 윈도우이다. 도 6c에서, 포커스 변화는 하단의 가로축에 표시되며, 노광 도즈 변화는 좌측의 세로축에 표시되고, 포커스 및 노광 도즈 변화에 따른 결함 인쇄적성 변화는 우측의 콘트라스트 바(bar)로 정의된 콘트라스트 수준으로 표시된다. 도 6c에서, 인쇄적성률(printability rate)은 로그 스케일로 표시되며, 연결된 흰색 라인 상의 모든 지점은 동일한 수준의 인쇄적성률을 갖는다. 도 6c에 도시된 바와 같이, 포커스 변조 또한 노광 도즈 변조와 더불어 결함 인쇄적성에 영향을 미칠 수 있다. 도 6c에서 알 수 있듯이, 포커스 변조가 결함 인쇄적성에 미치는 영향은 노광 도즈에 따라 달라질 수 있고, 그 반대의 경우도 성립한다. 또한, 도 6c의 노광 도즈 및 포커스에 대한 숫자 값은 정확한 값이기보다는 도즈 또는 포커스 수준 비율을 나타내기 위해 사용되었음이 이해될 것이다.
도 6d는, 본 발명의 실시예와 일치하는, 고정된 포커스에서 노광 도즈 변조가 결함 인쇄적성에 미치는 영향을 도시하는 예시적인 그래프이다. 도 6d는, 특정 포커스 수준(예: 도 6c의 포커스 값 2)에서 노광 도즈가 0%에서 -40%까지 감소할 때 결함 인쇄적성이 어떻게 변화할 수 있는지를 도시한다. 도 6d에서 알 수 있듯이, 노광 도즈를 -25%에서 -35%로 감소시킴에 따라 결함 인쇄적성이 약 80%까지 증가할 수 있다. 공정 조건의 변조 없이는, 각각의 필드의 결함 인쇄적성이 약 5%인 경우, 약 32개의 전체 필드를 검사함으로써 동일한 수준의 결함 검출률(예: 80%)을 달성할 수 있음에 유의한다.
본 발명의 일부 실시예에 따르면, 조명 조건 또한 웨이퍼 상의 마스크 결함 인쇄적성을 변화시킬 수 있다. 일부 실시예에서, 조명 조건의 변조는 노광 도즈 또는 포커스 변조가 결함 인쇄적성에 미치는 영향의 정도를 좌우할 수 있다. 예를 들어, 조명 조건을 변경함으로써 도 6d의 그래프의 모양 또는 기울기가 변할 수 있다. 따라서, 변조 공정 조건을 결정할 때 다양한 공정 파라미터들이 함께 고려될 수 있다. 노광 도즈, 포커스, 또는 조명 조건의 변조가 결함 인쇄적성에 미치는 영향이 설명되었으나, 리소그래피 시스템을 작동하는 다른 공정 파라미터가 변조 파라미터로서 활용될 수 있음이 이해될 것이다.
도 5를 다시 참조하면, 본 발명의 일부 실시예에 따르면 변조 조건 획득기(510)는 실험 또는 시뮬레이션에 기반하여 변조 조건을 결정할 수 있다.
도 7a는, 본 발명의 실시예와 일치하는, 실험에 기반하여 변조 조건을 결정하는 예시적인 프로세스를 도시한다. 도시된 프로세스(710)는, 단계들의 순서를 수정하고 추가적인 단계를 포함하도록 변경될 수 있다는 점이 이해된다.
S711단계에서, 다수의 필드가 상이한 공정 조건으로 웨이퍼 상에 노광될 수 있다. 일부 실시예에서, S711단계는 도 1의 리소그래피 시스템(10)에 의해 수행될 수 있다. 일부 실시예에서, 하나의 마스크 패턴이 상이한 공정 조건으로 여러 번 노광될 수 있다. 예를 들어, 도 2를 참조하면, 제 1 필드(21_1)는 제 1 공정 조건으로 노광될 수 있고, 제 2 필드(21_2)는 제 2 공정 조건으로 노광될 수 있으며, 제 N 필드(21_n)는 제 N 공정 조건으로 노광될 수 있다. 일부 실시예에서, 공정 조건은 하나의 공정 파라미터를 포함할 수 있고, 각각의 공정 조건은 상이한 공정 파라미터 값을 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, 공정 조건은 복수의 프로세스 파라미터를 포함할 수 있고, 각각의 조건은 복수의 공정 파라미터에 대한 상이한 파라미터 값 조합을 포함할 수 있다.
S712단계에서, 다수의 필드를 검사하여 다수의 필드 상의 결함을 검출할 수 있다. 일부 실시예에서, S712 단계는 도 3a의 EBI 시스템(100) 또는 도 3b의 전자 빔 툴(104)에 의해 수행될 수 있다. 일부 실시예에서, 결함을 식별하기 위한 검사는 필드의 전체 영역에 대해 수행될 수 있다. 일부 실시예에서, 검사는 필드의 일부 영역에 대해 수행될 수 있다. 예를 들어, 필드의 일정 부분(예: 1% 영역)을 검사하여 해당 필드 상의 결함을 검출할 수 있다.
S713단계에서, 다수의 필드에 대한 검사 결과에 기반하여 변조 조건이 결정될 수 있다. 일부 실시예에서, 변조 조건은, 검사 결과에 기반하여 다수의 필드 중 선택된 필드를 노광시키기 위해 설정된 공정 조건일 수 있다. 일부 실시예에서, 검사 결과에 기반하여 검사된 다수의 필드 중에서 기준을 만족하는 하나의 필드가 선택될 수 있다. 일부 실시예에서, 기준은 검사에 의해 검출된 결함의 수일 수 있다. 변조 조건이 마스크 결함의 인쇄적성을 향상시킬 수 있는 한편, 공정 파라미터의 변조는 또한 프린팅된 웨이퍼 상의 다른 결함을 증가시킬 수 있는데, 이들 결함은 마스크 결함으로 인한 것이 아니며 공정 결함으로 지칭될 수 있다. 따라서, 일부 실시예에서, 기준은 결함 검증기(540)에 의해 처리될 수 있는 결함의 수가 될 수 있다. 예를 들어, 1% 영역에 약 10개의 결함이 포함되는 필드가 검사된 다수의 필드 중에서 선택될 수 있다. 일부 실시예에서, 선택된 필드를 노광시키는 데 사용된 공정 조건이 변조 조건으로 선택될 수 있다.
도 7b는, 본 발명의 실시예와 일치하는, 시뮬레이션에 기반하여 변조 조건을 결정하는 예시적인 프로세스를 도시한다. 도시된 프로세스(720)는, 단계들의 순서를 수정하고 추가적인 단계를 포함하도록 변경될 수 있다는 점이 이해된다.
S721단계에서, 마스크 결함 인쇄적성을 시뮬레이션하기 위한 시뮬레이션 환경이 설정될 수 있다. 본 발명의 일부 실시예에 따르면, 실제 웨이퍼 상에 마스크 패턴을 프린팅하지 않아도 마스크 결함 인쇄적성을 시뮬레이션할 수 있다. 일부 실시예에서, 마스크 결함 인쇄적성 시뮬레이션은 Tachyon과 같은 소프트웨어 플랫폼 상에서 수행될 수 있다. 도 7c는, 본 발명의 일부 실시예와 일치하는, 마스크 결함 인쇄적성 시뮬레이션을 위한 예시적인 소프트웨어 플랫폼을 도시한다. 도 7c에 도시된 바와 같이, 소프트웨어 플랫폼(731)은 시뮬레이션 환경으로서 마스크 패턴(732), 입자 파라미터(733), 및 리소그래피 모델(734)을 포함할 수 있다.
일부 실시예에서, 마스크 패턴(732)은 검사될 마스크의 패턴일 수 있다. 일부 실시예에서, 마스크 패턴(732)은, 마스크 패턴(732)에 대응하는 웨이퍼 디자인에 대한 레이아웃 파일일 수 있다. 레이아웃 파일은 GDS(Graphic Database System) 형식, GDS II(Graphic Database System II) 형식, OASIS(Open Artwork System Interchange Standard) 형식, 또는 CIF(Caltech Intermediate Format) 등의 형식일 수 있다. 웨이퍼 디자인은 웨이퍼 상에 포함하기 위한 패턴 또는 구조체를 포함할 수 있다. 패턴 또는 구조체는, 포토리소그래피 마스크 또는 레티클로부터 웨이퍼로 피처들을 전사하는 데 사용되는 마스크 패턴일 수 있다. 일부 실시예에서, GDS 또는 OASIS 등의 포맷의 레이아웃은, 평면형 기하학적 형상, 텍스트, 및 웨이퍼 디자인과 관련된 기타 정보를 나타내는 이진(binary) 파일 형식에 저장된 피처 정보를 포함할 수 있다.
본 발명의 일부 실시예에 따르면, 입자 파라미터(733)는, 입자 크기, 마스크 패턴[예: 마스크 패턴(732)] 상의 입자 위치, 입자 재료, 입자 형상 등을 포함할 수 있지만 이에 국한되지 않는다. 본 발명의 일부 실시예에서는, S721단계에서 입자 파라미터(733)가 설정될 수 있다. 본 발명의 일부 실시예에 따르면, 서로 다른 공정 조건을 갖는 리소그래피 모델(734)이 설정될 수 있다. 일부 실시예에서, 공정 조건은, 노광 도즈, 포커스, 조명 조건 등 중에서 어느 하나를 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, 각각의 리소그래피 모델은 공정 조건의 상이한 설정을 포함할 수 있다.
S722단계에서, 마스크 결함 인쇄적성은 S721단계에서 설정된 시뮬레이션 환경 하에 시뮬레이션될 수 있다. 일부 실시예에서, 시뮬레이션은, 대응하는 공정 조건을 갖는 각각의 리소그래피 모델에 대하여 수행될 수 있다. 일부 실시예에서, 마스크 결함 인쇄적성에 대한 시뮬레이션은 마스크 근처의 전자기장의 시뮬레이션을 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, 마스크 근처의 전자기장은, 마스크 토포그래피, 마스크 상의 입자 위치, 입자 특성 등에 기반하여 시뮬레이션될 수 있다. 일부 실시예에서, 입자 특성은, 크기, 형상, 구성 물질 등을 포함할 수 있지만 이에 국한되지 않는다. 본 발명의 일부 실시예에 따르면, 마스크 근처의 전자기장은 마스크 토포그래피 및 마스크 상의 입자 특성에 따라 달라질 수 있으며, 이는 마스크 상에 조명되는 광자의 거동을 판정할 수 있게 한다. 마스크 상의 외부 입자 주변의 전자기장 분포는, 입자가 없는 정상적인 마스크와 비교하여, 마스크 상에 조명되는 광자에 대하여 입자가 미치는 영향을 보여줄 수 있다. 본 발명의 일부 실시예에 따르면, 마스크 토포그래피 및 입자 특성에 따라 마스크 근처의 광 경로가 변경되거나 변화하는 방식은, 마스크 근처의 전자기장에 기반하여 판정될 수 있다.
본 발명의 일부 실시예에 따르면, S722단계에서, 시뮬레이션된 전자기장에 기반하여 웨이퍼에 대한 에어리얼 이미지 또는 레지스트 이미지가 시뮬레이션될 수 있다. 리소그래피 장치에서, 조명 소스는 마스크에 조명(즉, 방사선)을 제공하고, 투영 광학기는 마스크를 통해 웨이퍼 상으로 조명을 지향하고 성형한다. 에어리얼 이미지(AI)는 웨이퍼 상에서의 방사선 세기 분포이다. 웨이퍼 상의 레지스트 층이 노광되고, 그 안에 잠재적인 "레지스트 이미지"(RI)로서 에어리얼 이미지가 레지스트 층으로 전사된다. 레지스트 이미지(RI)는 레지스트 층에서 레지스트의 용해도(solubility)의 공간 분포로서 정의될 수 있다. 레지스트 모델을 사용하여 에어리얼 이미지로부터 레지스트 이미지를 연산할 수 있으며, 그 예시는 본 명세서에 그 전문이 참조에 의해 통합되는 공동 양도된 미국 특허 출원 공개공보 US 2009-0157360호에서 찾을 수 있다. 레지스트 모델은, 레지스트 층의 특성들(예: 노광, PEB, 및 현상 시 일어나는 화학 프로세스들의 효과)에만 관련된다. 리소그래피 장치의 광학적 특성들(예: 조명, 마스크, 및 투영 광학기의 특성들)이 에어리얼 이미지를 좌우한다. 리소그래피 장치에서 사용되는 마스크는 바뀔 수 있기 때문에, 마스크의 광학적 특성을 적어도 조명 및 투영 광학기를 포함한 리소그래피 장치의 나머지의 광학적 특성과 분리하는 것이 바람직하다.
본 발명의 일부 실시예에 따르면, 에어리얼 이미지 또는 레지스트 이미지는, 마스크에서 빛이 반사된 후의 마스크 상의 입자 정보를 포함할 수도 있다. 일부 실시예에서, 시뮬레이션된 에어리얼 이미지는 웨이퍼 상의 레지스트 층을 노광하는 방사선 강도 분포를 포함할 수 있다. 도 7c는, 소프트웨어 플랫폼(731)에 의해 생성된 마스크 패턴에 대한 두 개의 에어리얼 이미지(735 및 736)를 도시하여, 입자가 에어리얼 이미지에 어떤 영향을 미치는지에 대한 예를 보여준다. 이 예에서, 에어리얼 이미지(735)는 입자가 마스크 패턴 상에 존재하지 않을 때 생성되었고, 에어리얼 이미지(736)는 동일한 마스크 패턴 상에 입자가 존재할 때 생성되었다. 도 7c로부터, 마스크 패턴 상에 입자가 존재하면 웨이퍼 상의 방사선 강도 분포가 변화할 수 있음을 알 수 있다. 일부 실시예에서, 마스크 결함 인쇄적성은 에어리얼 이미지에 기반하여 분석될 수 있다. 본 발명의 일부 실시예에 따르면, 레지스트 이미지는 또한 레지스트 모델과 결합하여 시뮬레이션될 수 있으며, 이는 웨이퍼 상의 마스크 결함 인쇄적성을 정확하게 예측할 수 있도록 한다.
S723단계에서, 다수의 리소그래피 모델에 대한 시뮬레이션 결과에 기반하여 변조 조건이 결정될 수 있다. 일부 실시예에서, 변조 조건은, 선택된 리소그래피 모델에 대하여 설정된 공정 조건일 수 있다. 일부 실시예에서, 다수의 리소그래피 모델 중에서 기준을 만족하는 하나의 리소그래피 모델이 선택될 수 있다. 일부 실시예에서, 시뮬레이션 결과가 최적의 마스크 결함 인쇄적성을 제공하는 하나의 리소그래피 모델이 선택될 수 있다. 일부 실시예에서, 최적의 마스크 결함 인쇄적성은, 결함 인쇄적성과 마스크 결함으로 인한 것이 아닌 공정 결함의 수 사이에서 절충하여 결정될 수 있다. 상이한 공정 조건을 갖는 리소그래피 모델들을 설정하고 최적의 마스크 결함 인쇄적성을 제공하는 하나의 리소그래피 모델을 선택하는 과정이 설명되었지만, 하나의 리소그래피 모델을 사용하는 실시예들 또한 적용될 수 있음이 이해될 것이다. 예를 들어, 하나의 리소그래피 모델을 설정하고, 공정 조건을 점진적으로 변경하면서 시뮬레이션된 이미지를 관찰함으로써 공정 조건을 선택할 수 있다.
도 5를 다시 참조하면, 본 발명의 일부 실시예에 따르면 노광 웨이퍼 획득기(520)는 변조 조건 획득기(510)에 의해 획득된 변조 조건으로 노광된 웨이퍼를 획득할 수 있다. 일부 실시예에서, 웨이퍼는 하나의 마스크에 대응하는 패턴을 갖는 다수의 필드를 가질 수 있다. 도 8은, 본 발명의 실시예와 일치하는, 다수의 필드(80_1 내지 80_n)를 갖는 웨이퍼(80)를 도시한다. 일부 실시예에서, 다수의 필드(80_1 내지 80_n)는 리소그래피 시스템에 의해 동일한 마스크로 노광될 수 있다. 일부 실시예에서, 웨이퍼(80)는 변조 조건으로 노광되는 적어도 하나의 필드(예: 80_1)를 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, 다수의 필드의 나머지(예: 80_2 내지 80_n)는 공칭 공정 조건으로 노광될 수 있다. 일부 실시예에서, 나머지 필드들(예: 80_2 내지 80_n)은 공칭 조건에서는 벗어나지만 검증 단계에 부담이 될 수 있을 정도의 추가적인 공정 결함 수준을 발생시키는 것은 피할 수 있는 공정 조건으로 노광될 수 있다. 일부 실시예에 따르면, 공칭 공정 조건을 약간 벗어난 공정 조건을 사용함에 따라 도 5의 결함 검증기(540)에 의한 마스크 결함 검출률을 더욱 향상시킬 수 있다. 일부 실시예에서, 나머지 필드들(예: 80_2 내지 80_n)은 서로 다른 공정 조건으로 노광될 수 있다.
도 5를 다시 참조하면, 본 발명의 일부 실시예에 따르면 결함 식별기(530)는 제 1 필드 상의 결함을 식별할 수 있다. 일부 실시예에서, 제 1 필드는 변조 조건 획득기(510)에 의해 획득된 변조 조건으로 노광되는 변조 필드(80_1)일 수 있다. 일부 실시예에서, 변조 필드(80_1) 상의 결함은, 변조 필드(80_1)에 대한 검사 이미지로부터 식별될 수 있다. 일부 실시예에서, 검사 이미지는 변조 필드(80_1)의 SEM 이미지이다. 일부 실시예에서, 검사 이미지는, 예를 들어 도 3a의 EBI 시스템(100) 또는 도 3b의 전자 빔 툴(104)에 의해 생성된 검사 이미지일 수 있다. 본 발명의 일부 실시예에 따르면, 결함 식별기(530)는 변조 필드(80_1)에 대한 완전한 필드 검사를 수행하여 변조 필드 내의 모든 결함을 찾을 수 있다. 예를 들어, 변조 필드(80_1)의 전체 영역에 대한 검사 이미지가 획득될 수 있고, 변조 필드(80_1) 상의 모든 결함들이 식별될 수 있다. 일부 실시예에서, 결함 식별기(530)는 모든 마스크 결함을 신뢰성 있게 찾기 위해 다수의 변조 필드[예: 변조 필드(80_1)]를 완전히 검사할 수 있다. 일부 실시예에서, 결함 식별기(530)에 의해 식별된 결함은 마스크 결함 또는 공정 결함을 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, 결함 식별기(530)는, 필드 또는 마스크 상의 대응하는 위치와 연관된 결함들의 리스트를 생성할 수 있다.
본 발명의 일부 실시예에 따르면, 결함 검증기(540)는 결함 식별기(530)에 의해 식별된 결함이 마스크 결함인지 여부를 검증할 수 있다. 본 발명의 일부 실시예에 따르면, 식별된 결함 리스트에 있는 결함은, 변조 필드(80_1)와 동일한 마스크로 노광되는 제 2 필드(예: 80_2 내지 80_n)를 검사함으로써 해당 결함이 마스크 결함인지 여부를 검증할 수 있다. 일부 실시예에서, 결함 검증기(540)는 식별된 결함의 위치에 대한 스폿 검사를 수행할 수 있다. 예를 들어, 결함 검증기(540)는, 변조 필드(80_1)의 식별된 결함의 위치에 대응하는 위치에 대하여 제 2 필드(80_2)를 검사할 수 있다. 일부 실시예에서, 변조 필드(80_1) 상에서 식별된 결함이 제 2 필드(80_2)에서 반복되는 경우, 식별된 결함은 마스크 결함으로 판정될 수 있다. 변조 필드(80_1) 상에서 식별된 결함이 제 2 필드(80_2)에서 반복되지 않는 경우, 식별된 결함은 마스크 결함이 아닌 것으로 판정될 수 있다. 일부 실시예에서, 결함 검증기(540)는 검증의 정확성을 향상시키기 위해 추가적인 필드를 검사할 수 있다. 예를 들어, 결함 검증기(540)는 식별된 결함이 마스크 결함인지 여부를 검증하기 위해 다수의 제 2 필드(80_2 내지 80_n)를 검사할 수 있다. 본 발명의 일부 실시예에 따르면, 결함 검증기(540)는, 마스크 상의 대응하는 위치와 연관된 마스크 결함들의 리스트를 생성할 수 있다. 일부 실시예에서, 마스크 결함의 목록은 대응하는 마스크에서 마스크 결함들을 치유하는 데 활용될 수 있다.
도 9는, 본 발명의 실시예와 일치하는, 예시적인 마스크 결함 검출 방법을 나타내는 프로세스 흐름도이다. 방법(900)의 단계들은 시스템[예: 도 5의 시스템(500)]에 의해 수행될 수 있다. 방법(900)의 일부 단계는, 하전 입자 빔 검사 시스템[예: 도 3의 EBI 시스템(100)], 또는 컴퓨터 리소그래피 시스템, 또는 기타 포토리소그래피 시스템에 의해 수행될 수 있다. 도시된 방법(900)은, 단계들의 순서를 수정하고 추가적인 단계를 포함하도록 변경될 수 있다는 점이 이해된다.
S910단계에서, 변조 조건이 획득될 수 있다. S910단계는, 예를 들어, 변조 조건 획득기(510) 등에 의해 수행될 수 있다. 일부 실시예에서, 변조 공정은, 선택된 변조 조건으로 웨이퍼를 (리소그래피 시스템의 마스크를 사용하여) 노광할 때 웨이퍼 상의 마스크 결함 인쇄적성을 향상시킬 수 있다. 일부 실시예에서, 변조 공정 조건은, 마스크 상의 외부 입자를 포함한 마스크 결함이 웨이퍼 상에 보다 신뢰성 있게 프린팅될 수 있게 함으로써, 마스크 결함 검출률을 향상시킬 수 있다. 일부 실시예에서, 변조 공정 조건은, 웨이퍼를 마스크로 노광하기 위한 리소그래피 시스템의 공칭 공정 조건과는 상이할 수 있다. 본 발명의 일부 실시예에 따르면, 결함 인쇄적성을 개선하기 위해 튜닝될 수 있는 공정 조건은, 리소그래피 시스템[예: 도 1의 리소그래피 시스템(10)]의 노광 도즈, 포커스, 조명 조건 등을 포함할 수 있다. 일부 실시예에 따르면, 변조 조건은 실험 또는 시뮬레이션에 기반하여 획득할 수 있다. 변조 조건의 결정 프로세스는 도 7a 및 도 7b를 참조하여 설명되었으므로, 여기서는 간결성을 위해 상세한 설명을 생략한다.
S920단계에서, 노광된 웨이퍼가 획득될 수 있다. S920단계는, 예를 들어, 노광 웨이퍼 획득기(520) 등에 의해 수행될 수 있다. 일부 실시예에서, 웨이퍼는 S910단계에 의해 획득된 변조 조건으로 노광되었다. 도 8에 도시된 바와 같이, 일부 실시예에서 웨이퍼(80)는 각각이 하나의 마스크에 대응하는 패턴을 갖는 다수의 필드(80_1 내지 80_n)를 가질 수 있다. 일부 실시예에서, 웨이퍼(80)는 S910단계에서 획득된 변조 조건으로 노광되는 적어도 하나의 필드(예: 80_1)를 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, 다수의 필드의 나머지(예: 80_2 내지 80_n)는 공칭 공정 조건으로 노광되거나 공칭 조건에서 약간 벗어난 조건으로 노광될 수 있다. 일부 실시예에서, 나머지 필드들(예: 80_2 내지 80_n)은 서로 다른 공정 조건으로 노광될 수 있다.
S930단계에서, 제 1 필드를 검사함에 따라 제 1 필드 상의 결함이 식별될 수 있다. S930단계는, 예를 들어, 결함 식별기(530) 등에 의해 수행될 수 있다. 일부 실시예에서, 제 1 필드는 S920단계에서 획득된 변조 조건으로 노광되는 변조 필드(80_1)일 수 있다. 일부 실시예에서, 변조 필드(80_1) 상의 결함은, 변조 필드(80_1)에 대한 검사 이미지로부터 식별될 수 있다. 본 발명의 일부 실시예에 따르면, 변조 필드(80_1)에 대한 완전한 필드 검사를 수행하여 변조 필드 내의 모든 결함을 찾을 수 있다. 일부 실시예에서, 모든 마스크 결함을 신뢰성 있게 찾기 위해 다수의 변조 필드가 완전히 검사될 수 있다. 일부 실시예에서, 필드 또는 마스크 상의 대응하는 위치와 연관된 결함들의 리스트가 생성될 수 있다.
S940단계에서, 결함들은 제 2 필드를 검사함으로써 검증될 수 있다. S940단계는, 예를 들어, 결함 검증기(540) 등에 의해 수행될 수 있다. 본 발명의 일부 실시예에 따르면, S930단계에서 식별된 결함이 마스크 결함인지 여부가 검증될 수 있다. 본 발명의 일부 실시예에 따르면, 식별된 결함 리스트에 있는 결함은, 변조 필드(80_1)와 동일한 마스크로 노광되는 제 2 필드(예: 80_2 내지 80_n)를 검사함으로써 해당 결함이 마스크 결함인지 여부를 검증할 수 있다. 일부 실시예에서, 식별된 결함의 위치에 대한 스폿 검사가 검증을 위해 수행될 수 있다. 일부 실시예에서, 변조 필드(80_1) 상에서 식별된 결함이 제 2 필드(80_2)에서 반복되는 경우, 식별된 결함은 마스크 결함으로 판정될 수 있다. 변조 필드(80_1) 상에서 식별된 결함이 제 2 필드(80_2)에서 반복되지 않는 경우, 식별된 결함은 마스크 결함이 아닌 것으로 판정될 수 있다. 일부 실시예에서, 검증의 정확성을 향상시키기 위해 추가적인 필드가 검사될 수 있다. 예를 들어, 식별된 결함이 마스크 결함인지 여부를 검증하기 위해 다수의 제 2 필드(80_2 내지 80_n)가 검사될 수 있다. 본 발명의 일부 실시예에 따르면, 마스크 상의 대응하는 위치와 연관된 마스크 결함들의 리스트가 생성될 수 있다. 일부 실시예에서, 마스크 결함의 목록은 대응하는 마스크에서 마스크 결함들을 치유하는 데 활용될 수 있다.
제어기[예: 도 1의 제어기(109)]의 프로세서가 이미지 검사, 이미지 획득, 스테이지 위치 설정, 빔 포커싱, 전기장 조정, 빔 굽힘, 집속 렌즈 조정, 하전 입자 소스 활성화, 빔 편향, 및 방법(710, 720 및 900)의 적어도 일부 단계를 수행하기 위한 명령어들을 저장하는 비일시적 컴퓨터 판독가능 매체가 제공될 수 있다. 비일시적 매체의 통상적인 형태는, 예를 들어, 플로피 디스크, 플렉시블 디스크, 하드 디스크, 솔리드 스테이트 드라이브, 자기 테이프, 또는 기타 여하한의 자기 데이터 저장 매체, 콤팩트 디스크 읽기 전용 메모리(CD-ROM), 기타 여하한의 광학 데이터 저장 매체, 홀(hole)들의 패턴을 갖는 물리적 매체, 랜덤 액세스 메모리(RAM), 프로그래밍 가능한 읽기 전용 메모리(PROM), 및 삭제 및 프로그래밍 가능한 읽기 전용 메모리(EPROM), FLASH-EPROM 또는 기타 여하한의 플래시 메모리, 비휘발성 랜덤 액세스 메모리(NVRAM), 캐시, 레지스터, 기타 여하한의 메모리 칩 또는 카트리지, 및 이들의 네트워크된 버전들을 포함한다.
실시예는 다음 항들을 사용하여 추가로 설명될 수 있다.
1. 방법으로서:
마스크를 사용하는 리소그래피 시스템에 의해, 선택된 공정 조건 - 상기 선택된 공정 조건은, 상기 선택된 공정 조건 하에서의 마스크 결함 인쇄적성에 기반하여 결정됨 - 으로 웨이퍼가 노광된 후, 노광된 웨이퍼를 검사하는 단계; 및
상기 검사에 기반하여, 상기 마스크 상의 결함으로 인한 웨이퍼 결함을 식별함에 따라 상기 마스크 상의 상기 결함이 식별될 수 있도록 하는 단계를 포함하는, 방법.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 노광된 웨이퍼는 제 1 필드 및 제 2 필드를 포함하며, 상기 제 1 필드는 상기 선택된 공정 조건으로 노광되고 상기 제 2 필드는 상기 선택된 공정 조건과는 상이한 공정 조건으로 노광되는, 방법.
3. 제 2 항에 있어서, 상기 웨이퍼 결함을 식별하는 단계는:
상기 제 1 필드의 전체 영역을 검사하여 상기 제 1 필드 상의 결함을 식별하는 단계를 포함하는, 방법.
4. 제 2 항 또는 제 3 항에 있어서, 상기 웨이퍼 결함을 식별하는 단계는:
상기 제 1 필드 상의 식별된 결함의 위치에 대응하는 위치에서 상기 제 2 필드를 검사하는 단계를 더 포함하는, 방법.
5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서:
상기 마스크를 사용하는 리소그래피 시스템에 의해, 테스트 웨이퍼의 다수의 필드 각각을 상이한 공정 조건으로 노광하는 단계;
상기 테스트 웨이퍼의 상기 다수의 필드 중 복수 개를 검사하여 해당 필드 상의 결함을 식별하는 단계; 및
상기 검사에 기반하여 상기 선택된 공정 조건을 결정하는 단계를 더 포함하는, 방법.
6. 제 5 항에 있어서, 상기 선택된 공정 조건을 결정하는 단계는:
상기 다수의 필드 중에서 기준 - 상기 기준은, 상기 해당 필드 내에서 식별된 결함 수의 기 결정된 범위임 - 을 만족하는 필드를 선택하는 단계;
선택된 필드를 노광하는 데 사용된 공정 조건을 상기 선택된 공정 조건으로 결정하는 단계를 포함하는, 방법.
7. 제 5 항 또는 제 6 항에 있어서, 상기 테스트 웨이퍼의 상기 다수의 필드 중 복수 개를 검사하는 단계는:
상기 다수의 필드 중 하나의 필드의 부분적인 영역을 검사하여 상기 부분적인 영역 상의 결함을 식별하는 단계를 포함하는, 방법.
8. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서:
결함 입자를 갖는 마스크를 이용한 상기 웨이퍼의 노광 공정을 시뮬레이션하기 위한 리소그래피 모델을 설정하는 단계;
상기 마스크의 토포그래피 및 상기 마스크 상의 상기 결함 입자에 기반하여 상기 마스크 근처의 전자기장을 시뮬레이션하는 단계 - 상기 전자기장은 상기 마스크 근처의 광 경로 판정이 가능하도록 함 - ;
상기 웨이퍼에서의 시뮬레이션된 전자기장에 기반하여 에어리얼 이미지 또는 레지스트 이미지를 시뮬레이션하는 단계; 및
시뮬레이션된 에어리얼 이미지 또는 레지스트 이미지에 기반하여 상기 리소그래피 시스템의 상기 선택된 공정 조건을 결정하는 단계를 더 포함하는, 방법.
9. 제 8 항에 있어서, 상기 리소그래피 모델을 설정하는 단계는:
상이한 공정 조건을 갖는 복수의 리소그래피 모델을 설정하는 단계를 포함하는, 방법.
10. 제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서, 공정 조건은 노광 도즈, 포커스, 또는 조명 조건을 포함하는, 방법.
11. 제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 선택된 공정 조건은 공칭 도즈보다 낮은 노광 도즈를 포함하는, 방법.
12. 제 11 항에 있어서, 상기 공칭 도즈는 생산 공정 조건과 연관되는, 방법.
13. 제 1 항 내지 제 12 항 중 어느 한 항에 있어서: 상기 마스크를 사용하는 상기 리소그래피 시스템에 의해, 상기 선택된 공정 조건으로 상기 웨이퍼를 노광하는 단계를 더 포함하는, 방법.
14. 변조 조건을 결정하는 방법으로서:
마스크를 사용하는 리소그래피 시스템에 의해 테스트 웨이퍼의 다수의 필드 각각이 상이한 공정 조건으로 노광된 후에, 상기 테스트 웨이퍼의 상기 다수의 필드 중 복수 개를 검사하여 해당 필드 상의 결함을 식별하는 단계; 및
상기 검사에 기반하여 변조 조건을 결정하는 단계를 포함하는, 방법.
15. 제 14 항에 있어서, 상기 변조 조건을 결정하는 단계는:
상기 다수의 필드 중에서 기준 - 상기 기준은, 상기 해당 필드 내에서 식별된 결함 수의 기 결정된 범위임 - 을 만족하는 필드를 선택하는 단계;
선택된 필드를 노광하는 데 사용된 공정 조건을 상기 변조 조건으로 결정하는 단계를 포함하는, 방법.
16. 제 14 항 또는 제 15 항에 있어서, 상기 테스트 웨이퍼의 상기 다수의 필드 중 복수 개를 검사하는 단계는:
상기 다수의 필드 중 하나의 필드의 부분적인 영역을 검사하여 상기 부분적인 영역 상의 결함을 식별하는 단계를 포함하는, 방법.
17. 제 14 항 내지 제 16 항 중 어느 한 항에 있어서:
상기 마스크를 사용하는 리소그래피 시스템에 의해 웨이퍼를 노광하는 단계를 더 포함하며, 노광된 웨이퍼는 제 1 필드 및 제 2 필드를 포함하고, 상기 제 1 필드는 상기 변조 조건으로 노광되고 상기 제 2 필드는 상기 변조 조건과는 상이한 공칭 공정 조건으로 노광되는, 방법.
18. 제 14 항 내지 제 17 항 중 어느 한 항에 있어서, 공정 조건은 노광 도즈, 포커스, 또는 조명 조건을 포함하는, 방법.
19. 제 14 항 내지 제 18 항 중 어느 한 항에 있어서:
상기 마스크를 사용하는 상기 리소그래피 시스템에 의해, 상기 테스트 웨이퍼의 상기 다수의 필드 각각을 상이한 공정 조건으로 노광하는 단계를 더 포함하는, 방법.
20. 변조 조건을 결정하는 방법으로서:
결함 입자를 갖는 마스크를 이용한 웨이퍼의 노광 공정을 시뮬레이션하기 위한 리소그래피 모델을 설정하는 단계;
상기 마스크의 토포그래피 및 상기 마스크 상의 상기 결함 입자에 기반하여 상기 마스크 근처의 전자기장을 시뮬레이션하는 단계 - 상기 전자기장은 상기 마스크 근처의 광 경로 판정이 가능하도록 함 - ;
상기 웨이퍼에서의 시뮬레이션된 전자기장에 기반하여 에어리얼 이미지 또는 레지스트 이미지를 시뮬레이션하는 단계; 및
시뮬레이션된 에어리얼 이미지 또는 레지스트 이미지에 기반하여 리소그래피 시스템의 변조 조건을 결정하는 단계를 포함하는, 방법.
21. 제 20 항에 있어서, 상기 리소그래피 모델을 설정하는 단계는:
상이한 공정 조건을 갖는 복수의 리소그래피 모델을 설정하는 단계를 포함하는, 방법.
22. 제 20 항에 있어서, 상기 변조 조건을 결정하는 단계는:
공정 조건을 변경하면서 상기 시뮬레이션된 에어리얼 이미지 또는 레지스트 이미지를 관찰함으로써 상기 변조 조건을 결정하는 단계를 포함하는, 방법.
23. 제 20 항 내지 제 22 항 중 어느 한 항에 있어서:
상기 마스크를 사용하는 리소그래피 시스템에 의해 웨이퍼를 노광하는 단계를 더 포함하며, 노광된 웨이퍼는 제 1 필드 및 제 2 필드를 포함하고, 상기 제 1 필드는 상기 변조 조건으로 노광되고 상기 제 2 필드는 상기 변조 조건과는 상이한 공칭 공정 조건으로 노광되는, 방법.
24. 제 20 항 내지 제 23 항 중 어느 한 항에 있어서, 공정 조건은 노광 도즈, 포커스, 또는 조명 조건을 포함하는, 방법.
25. 마스크를 사용하는 리소그래피 시스템에 의해 노광된 웨이퍼를 검사하도록 구성되는 하전 입자 빔 디바이스로서:
상기 웨이퍼의 제 1 필드 및 제 2 필드를 조사하도록 구성되는 하전 입자 빔 소스 - 상기 제 1 필드는 제 1 공정 조건으로 노광되고, 상기 제 2 필드는 상기 제 1 공정 조건과는 상이한 제 2 공정 조건으로 노광됨 - ;
상기 웨이퍼 상의 결함을 식별할 수 있도록 하는, 상기 웨이퍼로부터 방출되는 2차 하전 입자를 수집하도록 구성되는 검출기 - 상기 제 1 필드 및 상기 제 2 필드는 해당 필드 상에 서로 다른 수의 결함을 포함함 - ; 및
마스크 결함 인쇄적성에 기반하여 제 2 마스크를 검사하는 데 사용할 공정 조건을 결정할 수 있도록 구성되는 프로세서 - 상기 마스크 결함 인쇄적성은 식별된 결함들에 기반하여 판정됨 - 를 포함하는, 디바이스.
26. 제 25 항에 있어서, 상기 제 1 공정 조건은 노광 도즈, 포커스, 또는 조명 조건에 있어서 상기 제 2 공정 조건과는 상이한, 디바이스.
27. 제 25 항 또는 제 26 항에 있어서, 상기 제 1 공정 조건은 공칭 노광 도즈보다 낮은 노광 도즈를 포함하는, 디바이스.
28. 제 25 항 내지 제 27 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제 2 공정 조건은 공칭 공정 조건인, 디바이스.
29. 제 25 항 내지 제 28 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 하전 입자 빔 소스는, 상기 제 1 필드의 전체 영역을 조사(irradiate)하여 상기 제 1 필드 상의 결함을 식별하고, 상기 제 1 필드 상의 식별된 결함의 위치에 대응하는 위치에서 상기 제 2 필드를 조사하도록 구성되는, 디바이스.
30. 장치로서:
명령어 세트를 저장하는 메모리; 및
상기 명령어 세트를 실행함에 따라, 상기 장치로 하여금:
마스크를 사용하는 리소그래피 시스템에 의해, 선택된 공정 조건 - 상기 선택된 공정 조건은, 상기 선택된 공정 조건 하에서의 마스크 결함 인쇄적성에 기반하여 결정됨 - 으로 웨이퍼가 노광된 후, 노광된 웨이퍼를 검사하는 단계; 및
상기 검사에 기반하여, 상기 마스크 상의 결함으로 인한 웨이퍼 결함을 식별함에 따라 상기 마스크 상의 상기 결함이 식별될 수 있도록 하는 단계를 수행하게 하도록 구성되는 적어도 하나의 프로세서를 포함하는, 장치.
31. 제 30 항에 있어서, 상기 노광된 웨이퍼는 제 1 필드 및 제 2 필드를 포함하며, 상기 제 1 필드는 상기 선택된 공정 조건으로 노광되고 상기 제 2 필드는 상기 선택된 공정 조건과는 상이한 공정 조건으로 노광되는, 장치.
32. 제 31 항에 있어서, 상기 웨이퍼 결함을 식별하는 단계에서, 상기 적어도 하나의 프로세서는, 상기 명령어 세트를 실행함에 따라, 상기 장치로 하여금:
상기 제 1 필드의 전체 영역을 검사하여 상기 제 1 필드 상의 결함을 식별하는 단계를 수행하게 하도록 구성되는, 장치.
33. 제 31 항 또는 제 32 항에 있어서, 상기 웨이퍼 결함을 식별하는 단계에서, 상기 적어도 하나의 프로세서는, 상기 명령어 세트를 실행함에 따라, 상기 장치로 하여금:
상기 제 1 필드 상의 식별된 결함의 위치에 대응하는 위치에서 상기 제 2 필드를 검사하는 단계를 수행하게 하도록 구성되는, 장치.
34. 제 30 항 내지 제 33 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 적어도 하나의 프로세서는, 상기 명령어 세트를 실행함에 따라, 상기 장치로 하여금:
마스크를 사용하는 리소그래피 시스템에 의해 테스트 웨이퍼의 다수의 필드 각각이 상이한 공정 조건으로 노광된 후에, 상기 테스트 웨이퍼의 상기 다수의 필드 중 복수 개를 검사하여 해당 필드 상의 결함을 식별하는 단계; 및
상기 검사에 기반하여 상기 선택된 공정 조건을 결정하는 단계를 더 수행하게 하도록 구성되는, 장치.
35. 제 34 항에 있어서, 상기 선택된 공정 조건을 결정하는 단계에서, 상기 적어도 하나의 프로세서는, 상기 명령어 세트를 실행함에 따라, 상기 장치로 하여금:
상기 다수의 필드 중에서 기준 - 상기 기준은, 상기 해당 필드 내에서 식별된 결함 수의 기 결정된 범위임 - 을 만족하는 필드를 선택하는 단계;
선택된 필드를 노광하는 데 사용된 공정 조건을 상기 선택된 공정 조건으로 결정하는 단계를 더 수행하게 하도록 구성되는, 장치.
36. 제 34 항 또는 제 35 항에 있어서, 상기 테스트 웨이퍼의 상기 다수의 필드 중 복수 개를 검사하는 단계에서, 상기 적어도 하나의 프로세서는, 상기 명령어 세트를 실행함에 따라, 상기 장치로 하여금:
상기 다수의 필드 중 하나의 필드의 부분적인 영역을 검사하여 상기 부분적인 영역 상의 결함을 식별하는 단계를 수행하게 하도록 구성되는, 장치.
37. 제 30 항 내지 제 33 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 적어도 하나의 프로세서는, 상기 명령어 세트를 실행함에 따라, 상기 장치로 하여금:
결함 입자를 갖는 마스크를 이용한 상기 웨이퍼의 노광 공정을 시뮬레이션하기 위한 리소그래피 모델을 설정하는 단계;
상기 마스크의 토포그래피 및 상기 마스크 상의 상기 결함 입자에 기반하여 상기 마스크 근처의 전자기장을 시뮬레이션하는 단계 - 상기 전자기장은 상기 마스크 근처의 광 경로 판정이 가능하도록 함 - ;
상기 웨이퍼에서의 시뮬레이션된 전자기장에 기반하여 에어리얼 이미지 또는 레지스트 이미지를 시뮬레이션하는 단계; 및
시뮬레이션된 에어리얼 이미지 또는 레지스트 이미지에 기반하여 상기 리소그래피 시스템의 상기 선택된 공정 조건을 결정하는 단계를 더 수행하게 하도록 구성되는, 장치.
38. 제 37 항에 있어서, 상기 리소그래피 모델을 설정하는 단계에서, 상기 적어도 하나의 프로세서는, 상기 명령어 세트를 실행함에 따라, 상기 장치로 하여금:
상이한 공정 조건을 갖는 복수의 리소그래피 모델을 설정하는 단계를 더 수행하게 하도록 구성되는, 장치.
39. 제 30 항 내지 제 38 항 중 어느 한 항에 있어서, 공정 조건은 노광 도즈, 포커스, 또는 조명 조건을 포함하는, 장치.
40. 제 30 항 내지 제 39 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 선택된 공정 조건은 공칭 도즈보다 낮은 노광 도즈를 포함하는, 장치.
41. 변조 조건을 결정하기 위한 장치로서:
명령어 세트를 저장하는 메모리; 및
상기 명령어 세트를 실행함에 따라, 상기 장치로 하여금:
마스크를 사용하는 리소그래피 시스템에 의해 테스트 웨이퍼의 다수의 필드 각각이 상이한 공정 조건으로 노광된 후에, 상기 테스트 웨이퍼의 상기 다수의 필드 중 복수 개를 검사하여 해당 필드 상의 결함을 식별하는 단계; 및
상기 검사에 기반하여 변조 조건을 결정하는 단계를 수행하게 하도록 구성되는 적어도 하나의 프로세서를 포함하는, 장치.
42. 제 41 항에 있어서, 상기 변조 조건을 결정하는 단계에서, 상기 적어도 하나의 프로세서는, 상기 명령어 세트를 실행함에 따라, 상기 장치로 하여금:
상기 다수의 필드 중에서 기준 - 상기 기준은, 상기 해당 필드 내에서 식별된 결함 수의 기 결정된 범위임 - 을 만족하는 필드를 선택하는 단계;
선택된 필드를 노광하는 데 사용된 공정 조건을 상기 변조 조건으로 결정하는 단계를 더 수행하게 하도록 구성되는, 장치.
43. 제 41 항 또는 제 42 항에 있어서, 상기 테스트 웨이퍼의 상기 다수의 필드 중 복수 개를 검사하는 단계에서, 상기 적어도 하나의 프로세서는, 상기 명령어 세트를 실행함에 따라, 상기 장치로 하여금:
상기 다수의 필드 중 하나의 필드의 부분적인 영역을 검사하여 상기 부분적인 영역 상의 결함을 식별하는 단계를 수행하게 하도록 구성되는, 장치.
44. 제 41 항 내지 제 43 항 중 어느 한 항에 있어서, 공정 조건은 노광 도즈, 포커스, 또는 조명 조건을 포함하는, 장치.
45. 변조 조건을 결정하기 위한 장치로서:
명령어 세트를 저장하는 메모리; 및
상기 명령어 세트를 실행함에 따라, 상기 장치로 하여금:
결함 입자를 갖는 마스크를 이용한 웨이퍼의 노광 공정을 시뮬레이션하기 위한 리소그래피 모델을 설정하는 단계;
상기 마스크의 토포그래피 및 상기 마스크 상의 상기 결함 입자에 기반하여 상기 마스크 근처의 전자기장을 시뮬레이션하는 단계 - 상기 전자기장은 상기 마스크 근처의 광 경로 판정이 가능하도록 함 - ;
상기 웨이퍼에서의 시뮬레이션된 전자기장에 기반하여 에어리얼 이미지 또는 레지스트 이미지를 시뮬레이션하는 단계; 및
시뮬레이션된 에어리얼 이미지 또는 레지스트 이미지에 기반하여 리소그래피 시스템의 변조 조건을 결정하는 단계를 수행하게 하도록 구성되는 적어도 하나의 프로세서를 포함하는, 장치.
46. 제 45 항에 있어서, 상기 리소그래피 모델을 설정하는 단계에서, 상기 적어도 하나의 프로세서는, 상기 명령어 세트를 실행함에 따라, 상기 장치로 하여금:
상이한 공정 조건을 갖는 복수의 리소그래피 모델을 설정하는 단계를 더 수행하게 하도록 구성되는, 장치.
47. 제 45 항에 있어서, 상기 변조 조건을 결정하는 단계에서, 상기 적어도 하나의 프로세서는, 상기 명령어 세트를 실행함에 따라, 상기 장치로 하여금:
공정 조건을 변경하면서 상기 시뮬레이션된 에어리얼 이미지 또는 레지스트 이미지를 관찰함으로써 상기 변조 조건을 결정하는 단계를 더 수행하게 하도록 구성되는, 장치.
48. 제 45 항 내지 제 47 항 중 어느 한 항에 있어서, 공정 조건은 노광 도즈, 포커스, 또는 조명 조건을 포함하는, 장치.
49. 명령어 세트를 저장하는 비일시적 컴퓨터 판독 가능 매체로서, 상기 명령어 세트는 컴퓨팅 디바이스의 적어도 하나의 프로세서에 의해 실행 가능하여 상기 컴퓨팅 디바이스로 하여금:
마스크를 사용하는 리소그래피 시스템에 의해, 선택된 공정 조건 - 상기 선택된 공정 조건은, 상기 선택된 공정 조건 하에서의 마스크 결함 인쇄적성에 기반하여 결정됨 - 으로 웨이퍼가 노광된 후, 노광된 웨이퍼를 검사하는 단계; 및
상기 검사에 기반하여, 상기 마스크 상의 결함으로 인한 웨이퍼 결함을 식별함에 따라 상기 마스크 상의 상기 결함이 식별될 수 있도록 하는 단계를 포함하는 방법을 수행하게 하는, 컴퓨터 판독 가능 매체.
50. 제 49 항에 있어서, 상기 노광된 웨이퍼는 제 1 필드 및 제 2 필드를 포함하며, 상기 제 1 필드는 상기 선택된 공정 조건으로 노광되고 상기 제 2 필드는 상기 선택된 공정 조건과는 상이한 공정 조건으로 노광되는, 컴퓨터 판독 가능 매체.
51. 제 50 항에 있어서, 상기 웨이퍼 결함을 식별하는 단계에서, 상기 컴퓨팅 디바이스의 적어도 하나의 프로세서에 의해 실행 가능한 상기 명령어 세트는, 상기 컴퓨팅 디바이스로 하여금:
상기 제 1 필드의 전체 영역을 검사하여 상기 제 1 필드 상의 결함을 식별하는 단계를 더 수행하게 하는, 컴퓨터 판독 가능 매체.
52. 제 50 항 또는 제 51 항에 있어서, 상기 웨이퍼 결함을 식별하는 단계에서, 상기 컴퓨팅 디바이스의 적어도 하나의 프로세서에 의해 실행 가능한 상기 명령어 세트는, 상기 컴퓨팅 디바이스로 하여금:
상기 제 1 필드 상의 식별된 결함의 위치에 대응하는 위치에서 상기 제 2 필드를 검사하는 단계를 더 수행하게 하는, 컴퓨터 판독 가능 매체.
53. 제 49 항 내지 제 52 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 컴퓨팅 디바이스의 적어도 하나의 프로세서에 의해 실행 가능한 상기 명령어 세트는, 상기 컴퓨팅 디바이스로 하여금:
마스크를 사용하는 리소그래피 시스템에 의해 테스트 웨이퍼의 다수의 필드 각각이 상이한 공정 조건으로 노광된 후에, 상기 테스트 웨이퍼의 상기 다수의 필드 중 복수 개를 검사하여 해당 필드 상의 결함을 식별하는 단계; 및
상기 검사에 기반하여 상기 선택된 공정 조건을 결정하는 단계를 더 수행하게 하는, 컴퓨터 판독 가능 매체.
54. 제 53 항에 있어서, 상기 선택된 공정 조건을 결정하는 단계에서, 상기 컴퓨팅 디바이스의 적어도 하나의 프로세서에 의해 실행 가능한 상기 명령어 세트는, 상기 컴퓨팅 디바이스로 하여금:
상기 다수의 필드 중에서 기준 - 상기 기준은, 상기 해당 필드 내에서 식별된 결함 수의 기 결정된 범위임 - 을 만족하는 필드를 선택하는 단계;
선택된 필드를 노광하는 데 사용된 공정 조건을 상기 선택된 공정 조건으로 결정하는 단계를 더 수행하게 하는, 컴퓨터 판독 가능 매체.
55. 제 53 항 또는 제 54 항에 있어서, 상기 테스트 웨이퍼의 상기 다수의 필드 중 복수 개를 검사하는 단계에서, 상기 컴퓨팅 디바이스의 적어도 하나의 프로세서에 의해 실행 가능한 상기 명령어 세트는, 상기 컴퓨팅 디바이스로 하여금:
상기 다수의 필드 중 하나의 필드의 부분적인 영역을 검사하여 상기 부분적인 영역 상의 결함을 식별하는 단계를 더 수행하게 하는, 컴퓨터 판독 가능 매체.
56. 제 49 항 내지 제 52 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 컴퓨팅 디바이스의 적어도 하나의 프로세서에 의해 실행 가능한 상기 명령어 세트는, 상기 컴퓨팅 디바이스로 하여금:
결함 입자를 갖는 마스크를 이용한 상기 웨이퍼의 노광 공정을 시뮬레이션하기 위한 리소그래피 모델을 설정하는 단계;
상기 마스크의 토포그래피 및 상기 마스크 상의 상기 결함 입자에 기반하여 상기 마스크 근처의 전자기장을 시뮬레이션하는 단계 - 상기 전자기장은 상기 마스크 근처의 광 경로 판정이 가능하도록 함 - ;
상기 웨이퍼에서의 시뮬레이션된 전자기장에 기반하여 에어리얼 이미지 또는 레지스트 이미지를 시뮬레이션하는 단계; 및
시뮬레이션된 에어리얼 이미지 또는 레지스트 이미지에 기반하여 상기 리소그래피 시스템의 상기 선택된 공정 조건을 결정하는 단계를 더 수행하게 하는, 컴퓨터 판독 가능 매체.
57. 제 56 항에 있어서, 상기 리소그래피 모델을 설정하는 단계에서, 상기 컴퓨팅 디바이스의 적어도 하나의 프로세서에 의해 실행 가능한 상기 명령어 세트는, 상기 컴퓨팅 디바이스로 하여금:
상이한 공정 조건을 갖는 복수의 리소그래피 모델을 설정하는 단계를 더 수행하게 하는, 컴퓨터 판독 가능 매체.
58. 제 49 항 내지 제 57 항 중 어느 한 항에 있어서, 공정 조건은 노광 도즈, 포커스, 또는 조명 조건을 포함하는, 컴퓨터 판독 가능 매체.
59. 제 49 항 내지 제 57 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 선택된 공정 조건은 공칭 도즈보다 낮은 노광 도즈를 포함하는, 컴퓨터 판독 가능 매체.
60. 명령어 세트를 저장하는 비일시적 컴퓨터 판독 가능 매체로서, 상기 명령어 세트는 컴퓨팅 디바이스의 적어도 하나의 프로세서에 의해 실행 가능하여 상기 컴퓨팅 디바이스로 하여금 변조 조건을 결정하는 방법을 수행하게 하고, 상기 방법은:
마스크를 사용하는 리소그래피 시스템에 의해 테스트 웨이퍼의 다수의 필드 각각이 상이한 공정 조건으로 노광된 후에, 상기 테스트 웨이퍼의 상기 다수의 필드 중 복수 개를 검사하여 해당 필드 상의 결함을 식별하는 단계; 및
상기 검사에 기반하여 변조 조건을 결정하는 단계를 포함하는, 컴퓨터 판독 가능 매체.
61. 제 60 항에 있어서, 상기 변조 조건을 결정하는 단계에서, 상기 컴퓨팅 디바이스의 적어도 하나의 프로세서에 의해 실행 가능한 상기 명령어 세트는, 상기 컴퓨팅 디바이스로 하여금:
상기 다수의 필드 중에서 기준 - 상기 기준은, 상기 해당 필드 내에서 식별된 결함 수의 기 결정된 범위임 - 을 만족하는 필드를 선택하는 단계;
선택된 필드를 노광하는 데 사용된 공정 조건을 상기 변조 조건으로 결정하는 단계를 더 수행하게 하는, 컴퓨터 판독 가능 매체.
62. 제 60 항 또는 제 61 항에 있어서, 상기 테스트 웨이퍼의 상기 다수의 필드 중 복수 개를 검사하는 단계에서, 상기 컴퓨팅 디바이스의 적어도 하나의 프로세서에 의해 실행 가능한 상기 명령어 세트는, 상기 컴퓨팅 디바이스로 하여금:
상기 다수의 필드 중 하나의 필드의 부분적인 영역을 검사하여 상기 부분적인 영역 상의 결함을 식별하는 단계를 더 수행하게 하는, 컴퓨터 판독 가능 매체.
63. 제 60 항 내지 제 62 항 중 어느 한 항에 있어서, 공정 조건은 노광 도즈, 포커스, 또는 조명 조건을 포함하는, 컴퓨터 판독 가능 매체.
64. 명령어 세트를 저장하는 비일시적 컴퓨터 판독 가능 매체로서, 상기 명령어 세트는 컴퓨팅 디바이스의 적어도 하나의 프로세서에 의해 실행 가능하여 상기 컴퓨팅 디바이스로 하여금 변조 조건을 결정하는 방법을 수행하게 하고, 상기 방법은:
결함 입자를 갖는 마스크를 이용한 웨이퍼의 노광 공정을 시뮬레이션하기 위한 리소그래피 모델을 설정하는 단계;
상기 마스크의 토포그래피 및 상기 마스크 상의 상기 결함 입자에 기반하여 상기 마스크 근처의 전자기장을 시뮬레이션하는 단계 - 상기 전자기장은 상기 마스크 근처의 광 경로 판정이 가능하도록 함 - ;
상기 웨이퍼에서의 시뮬레이션된 전자기장에 기반하여 에어리얼 이미지 또는 레지스트 이미지를 시뮬레이션하는 단계; 및
시뮬레이션된 에어리얼 이미지 또는 레지스트 이미지에 기반하여 리소그래피 시스템의 변조 조건을 결정하는 단계를 포함하는, 컴퓨터 판독 가능 매체.
65. 제 64 항에 있어서, 상기 리소그래피 모델을 설정하는 단계에서, 상기 컴퓨팅 디바이스의 적어도 하나의 프로세서에 의해 실행 가능한 상기 명령어 세트는, 상기 컴퓨팅 디바이스로 하여금:
상이한 공정 조건을 갖는 복수의 리소그래피 모델을 설정하는 단계를 더 수행하게 하는, 컴퓨터 판독 가능 매체.
66. 제 64 항에 있어서, 상기 변조 조건을 결정하는 단계에서, 상기 컴퓨팅 디바이스의 적어도 하나의 프로세서에 의해 실행 가능한 상기 명령어 세트는, 상기 컴퓨팅 디바이스로 하여금:
공정 조건을 변경하면서 상기 시뮬레이션된 에어리얼 이미지 또는 레지스트 이미지를 관찰함으로써 상기 변조 조건을 결정하는 단계를 더 수행하게 하는, 컴퓨터 판독 가능 매체.
67. 제 64 항 내지 제 66 항 중 어느 한 항에 있어서, 공정 조건은 노광 도즈, 포커스, 또는 조명 조건을 포함하는, 컴퓨터 판독 가능 매체.
68. 제 5 항, 제 14 항 또는 제 19 항에 있어서, 상기 테스트 웨이퍼의 상기 다수의 필드는 상기 테스트 웨이퍼의 모든 필드의 하위 세트이며, 상기 하위 세트는 상기 모든 필드보다 적은, 방법.
69. 제 25 항에 있어서, 상기 마스크 및 상기 제 2 마스크는 하나의 동일한 마스크인, 디바이스.
도면의 블록도들은 본 발명의 다양한 예시적인 실시예에 따른 시스템, 방법, 컴퓨터 하드웨어 또는 소프트웨어 제품의 가능한 구현예들에 대한 아키텍처, 기능, 및 동작을 예시할 수 있다. 이와 관련하여, 개략도 내 각각의 블록은, 전자 회로와 같은 하드웨어를 사용하여 구현될 수 있는 특정한 산술적 또는 논리적 연산 처리를 나타낼 수 있다. 블록들은 또한 특정한 논리적 기능을 구현하기 위한 하나 이상의 실행 가능한 명령어를 포함하는 모듈, 세그먼트, 또는 코드의 일부를 나타낼 수 있다. 일부 대안적인 구현예에서, 블록에 표시된 기능은 도면들에 표시된 순서와는 다른 순서로 수행될 수 있다는 점이 이해되어야 한다. 예를 들어, 연속적으로 도시된 두 개의 블록은 실질적으로 동시에 실행되거나 구현될 수 있으며, 또는, 관련된 기능에 따라서는 두 개의 블록이 때때로 역순으로 실행될 수 있다. 일부 블록은 생략될 수도 있다. 블록 다이어그램의 각각의 블록 및 블록들의 조합은, 특정한 기능이나 동작을 수행하는 특수한 목적의 하드웨어 기반 시스템에 의해 구현되거나, 또는 특수한 목적의 하드웨어와 컴퓨터 명령어의 조합에 의해 구현될 수 있다는 점이 또한 이해되어야 한다.
본 발명의 실시예들은 이상에서 설명되고 첨부된 도면에 도시된 것 그대로의 구성에만 한정되지 않으며, 그 범위를 벗어나지 않으면서 다양한 수정 및 변경이 가능하다는 점이 이해될 것이다. 본 발명은 다양한 실시예와 관련하여 설명되었고, 발명의 다른 실시예들은 본 명세서에 개시된 발명의 설명 및 실시를 고려함에 따라 당업자에게 자명할 것이다. 설명 및 실시예들은 단지 예시적인 것으로 간주되어야 하며, 본 발명의 진정한 범위 및 사상은 아래의 청구범위에 의해 표현된다.
Claims (15)
- 장치로서:
명령어 세트를 저장하는 메모리; 및
상기 명령어 세트를 실행함에 따라, 상기 장치로 하여금:
마스크를 사용하는 리소그래피 시스템에 의해, 선택된 공정 조건 - 상기 선택된 공정 조건은, 상기 선택된 공정 조건 하에서의 마스크 결함 인쇄적성(mask defect printability)에 기반하여 결정됨 - 으로 웨이퍼가 노광된 후, 노광된 웨이퍼를 검사하는 단계; 및
상기 검사에 기반하여, 상기 마스크 상의 결함으로 인한 웨이퍼 결함을 식별함에 따라 상기 마스크 상의 상기 결함이 식별될 수 있도록 하는 단계를 수행하게 하도록 구성되는 적어도 하나의 프로세서를 포함하는,
장치. - 제 1 항에 있어서,
상기 노광된 웨이퍼는 제 1 필드 및 제 2 필드를 포함하며, 상기 제 1 필드는 상기 선택된 공정 조건으로 노광되고 상기 제 2 필드는 상기 선택된 공정 조건과는 상이한 공정 조건으로 노광되는,
장치. - 제 2 항에 있어서,
상기 웨이퍼 결함을 식별하는 단계에서, 상기 적어도 하나의 프로세서는, 상기 명령어 세트를 실행함에 따라, 상기 장치로 하여금:
상기 제 1 필드의 전체 영역을 검사하여 상기 제 1 필드 상의 결함을 식별하는 단계를 수행하게 하도록 구성되는,
장치. - 제 2 항에 있어서,
상기 웨이퍼 결함을 식별하는 단계에서, 상기 적어도 하나의 프로세서는, 상기 명령어 세트를 실행함에 따라, 상기 장치로 하여금:
상기 제 1 필드 상의 식별된 결함의 위치에 대응하는 위치에서 상기 제 2 필드를 검사하는 단계를 수행하게 하도록 구성되는,
장치. - 제 1 항에 있어서,
상기 적어도 하나의 프로세서는, 상기 명령어 세트를 실행함에 따라, 상기 장치로 하여금:
마스크를 사용하는 리소그래피 시스템에 의해 테스트 웨이퍼의 다수의 필드 각각이 상이한 공정 조건으로 노광된 후에, 상기 테스트 웨이퍼의 상기 다수의 필드 중 복수 개를 검사하여 해당 필드 상의 결함을 식별하는 단계; 및
상기 검사에 기반하여 상기 선택된 공정 조건을 결정하는 단계를 더 수행하게 하도록 구성되는,
장치. - 제 5 항에 있어서,
상기 선택된 공정 조건을 결정하는 단계에서, 상기 적어도 하나의 프로세서는, 상기 명령어 세트를 실행함에 따라, 상기 장치로 하여금:
상기 다수의 필드 중에서 기준 - 상기 기준은, 상기 해당 필드 내에서 식별된 결함 수의 기 결정된 범위임 - 을 만족하는 필드를 선택하는 단계;
선택된 필드를 노광하는 데 사용된 공정 조건을 상기 선택된 공정 조건으로 결정하는 단계를 더 수행하게 하도록 구성되는,
장치. - 제 5 항에 있어서,
상기 테스트 웨이퍼의 상기 다수의 필드 중 복수 개를 검사하는 단계에서, 상기 적어도 하나의 프로세서는, 상기 명령어 세트를 실행함에 따라, 상기 장치로 하여금:
상기 다수의 필드 중 하나의 필드의 부분적인 영역을 검사하여 상기 부분적인 영역 상의 결함을 식별하는 단계를 수행하게 하도록 구성되는,
장치. - 제 1 항에 있어서,
상기 적어도 하나의 프로세서는, 상기 명령어 세트를 실행함에 따라, 상기 장치로 하여금:
결함 입자를 갖는 마스크를 이용한 상기 웨이퍼의 노광 공정을 시뮬레이션하기 위한 리소그래피 모델을 설정하는 단계;
상기 마스크의 토포그래피 및 상기 마스크 상의 상기 결함 입자에 기반하여 상기 마스크 근처의 전자기장을 시뮬레이션하는 단계 - 상기 전자기장은 상기 마스크 근처의 광 경로 판정이 가능하도록 함 - ;
상기 웨이퍼에서의 시뮬레이션된 전자기장에 기반하여 에어리얼(aerial) 이미지 또는 레지스트 이미지를 시뮬레이션하는 단계; 및
시뮬레이션된 에어리얼 이미지 또는 레지스트 이미지에 기반하여 상기 리소그래피 시스템의 상기 선택된 공정 조건을 결정하는 단계를 더 수행하게 하도록 구성되는,
장치. - 제 8 항에 있어서,
상기 리소그래피 모델을 설정하는 단계에서, 상기 적어도 하나의 프로세서는, 상기 명령어 세트를 실행함에 따라, 상기 장치로 하여금:
상이한 공정 조건을 갖는 복수의 리소그래피 모델을 설정하는 단계를 더 수행하게 하도록 구성되는,
장치. - 제 1 항에 있어서,
공정 조건은 노광 도즈, 포커스, 또는 조명 조건을 포함하는,
장치. - 제 1 항에 있어서,
상기 선택된 공정 조건은 공칭(nominal) 도즈보다 낮은 노광 도즈를 포함하는,
장치. - 명령어 세트를 저장하는 비일시적 컴퓨터 판독 가능 매체로서, 상기 명령어 세트는 컴퓨팅 디바이스의 적어도 하나의 프로세서에 의해 실행 가능하여 상기 컴퓨팅 디바이스로 하여금 변조 조건을 결정하는 방법을 수행하게 하고, 상기 방법은:
마스크를 사용하는 리소그래피 시스템에 의해 테스트 웨이퍼의 다수의 필드 각각이 상이한 공정 조건으로 노광된 후에, 상기 테스트 웨이퍼의 상기 다수의 필드 중 복수 개를 검사하여 해당 필드 상의 결함을 식별하는 단계; 및
상기 검사에 기반하여 변조 조건을 결정하는 단계를 포함하는,
컴퓨터 판독 가능 매체. - 제 12 항에 있어서,
상기 변조 조건을 결정하는 단계에서, 상기 컴퓨팅 디바이스의 적어도 하나의 프로세서에 의해 실행 가능한 상기 명령어 세트는, 상기 컴퓨팅 디바이스로 하여금:
상기 다수의 필드 중에서 기준 - 상기 기준은, 상기 해당 필드 내에서 식별된 결함 수의 기 결정된 범위임 - 을 만족하는 필드를 선택하는 단계;
선택된 필드를 노광하는 데 사용된 공정 조건을 상기 변조 조건으로 결정하는 단계를 더 수행하게 하는,
컴퓨터 판독 가능 매체. - 제 12 항에 있어서,
상기 테스트 웨이퍼의 상기 다수의 필드 중 복수 개를 검사하는 단계에서, 상기 컴퓨팅 디바이스의 적어도 하나의 프로세서에 의해 실행 가능한 상기 명령어 세트는, 상기 컴퓨팅 디바이스로 하여금:
상기 다수의 필드 중 하나의 필드의 부분적인 영역을 검사하여 상기 부분적인 영역 상의 결함을 식별하는 단계를 더 수행하게 하는,
컴퓨터 판독 가능 매체. - 제 12 항에 있어서,
공정 조건은 노광 도즈, 포커스, 또는 조명 조건을 포함하는,
컴퓨터 판독 가능 매체.
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