KR20240067902A - 포커스 메트롤로지를 위한 방법 및 연게된 장치 - Google Patents

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KR20240067902A
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마리-끌레르 반 라레
빌헬무스 패트릭 엘리자베스 마리아 옵 '티 루트
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에이에스엠엘 네델란즈 비.브이.
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Abstract

기판 상의 타겟으로부터 포커스 파라미터를 결정하는 방법이 개시된다. 타겟은 등초점인 제 1 서브-타겟 및 비-등초점인 제 2 서브-타겟을 포함한다. 상기 방법은 제 1 서브-타겟의 측정과 관련된 제 1 측정 신호, 제 2 서브-타겟의 측정과 관련된 제 2 측정 신호, 및 적어도 상기 제 2 측정 신호를 상기 포커스 파라미터에 관련시키는 적어도 하나의 트레이닝된 관계 및/또는 모델을 얻는 단계를 포함한다. 상기 포커스 파라미터에 대한 값은 상기 제 1 측정 신호, 제 2 측정 신호 및 상기 적어도 하나의 트레이닝된 관계 및/또는 모델로부터 결정된다.

Description

포커스 메트롤로지를 위한 방법 및 연게된 장치
본 출원은 2021년 9월 27일에 출원된 EP 출원 21199182.3의 우선권을 주장하며, 이는 본 명세서에서 그 전문이 인용참조된다.
본 발명은 집적 회로의 제조 시 메트롤로지 적용들에 관한 것이다.
리소그래피 장치는 기판 상에 원하는 패턴을 적용시키도록 구성되는 기계이다. 리소그래피 장치는, 예를 들어 집적 회로(IC)의 제조 시에 사용될 수 있다. 예를 들어, 리소그래피 장치는 기판(예를 들어, 웨이퍼) 상에 제공된 방사선-감응재(레지스트)층 상으로 패터닝 디바이스(예를 들어, 마스크)의 패턴(흔히 "디자인 레이아웃" 또는 "디자인"이라고도 함)을 투영할 수 있다.
기판 상에 패턴을 투영하기 위해, 리소그래피 장치는 전자기 방사선을 사용할 수 있다. 이 방사선의 파장은 기판 상에 형성될 수 있는 피처(feature)들의 최소 크기를 결정한다. 현재 사용중인 전형적인 파장들은 365 nm(i-line), 248 nm, 193 nm 및 13.5 nm이다. 4 내지 20 nm의 범위 내의 파장, 예를 들어 6.7 nm 또는 13.5 nm를 갖는 극자외(EUV) 방사선을 사용하는 리소그래피 장치가 사용되어, 예를 들어 193 nm의 파장을 갖는 방사선을 사용하는 리소그래피 장치보다 기판 상에 더 작은 피처들을 형성할 수 있다.
저(low)-k1 리소그래피가 리소그래피 장치의 전형적인 분해능 한계보다 작은 치수들을 갖는 피처들을 처리하는 데 사용될 수 있다. 이러한 공정에서, 분해능 공식은 CD = k1×λ/NA로서 표현될 수 있으며, 이때 λ는 채택되는 방사선의 파장이고, NA는 리소그래피 장치 내의 투영 광학기의 개구수(numerical aperture)이며, CD는 "임계 치수"[일반적으로, 프린트되는 최소 피처 크기, 이 경우에는 반-피치(half-pitch)]이고, k1은 경험적인 분해능 인자이다. 일반적으로, k1이 작을수록, 특정한 전기적 기능 및 성능을 달성하기 위하여 회로 설계자에 의해 계획된 형상 및 치수들과 비슷한 패턴을 기판 상에 재현하기가 더 어려워진다. 이 어려움을 극복하기 위해, 정교한 미세조정 단계들이 리소그래피 투영 장치 및/또는 디자인 레이아웃에 적용될 수 있다. 이들은, 예를 들어 NA의 최적화, 커스터마이징 조명 방식(customized illumination scheme), 위상 시프팅 패터닝 디바이스들의 사용, 디자인 레이아웃에서의 광 근접 보정(optical proximity correction: OPC, 때로는 "광학 및 공정 보정"이라고도 칭함)과 같은 디자인 레이아웃의 다양한 최적화, 또는 일반적으로 "분해능 향상 기술들"(resolution enhancement techniques: RET)로 정의되는 다른 방법들을 포함하며, 이에 제한되지는 않는다. 대안적으로, 리소그래피 장치의 안정성을 제어하는 엄격한 제어 루프가 저 k1에서 패턴의 재현을 개선하는 데 사용될 수 있다.
메트롤로지 툴들은 IC 제조 공정의 여러 측면들에서, 예를 들어 노광 전 기판의 적절한 위치설정을 위한 정렬 툴들 및, 예를 들어 오버레이를 측정하기 위해 공정 제어에서 노광 및/또는 에칭된 제품을 검사/측정하는 스케터로메트리 기반 툴들로서 사용된다.
모니터링을 필요로 하는 리소그래피 공정의 한 가지 중요한 파라미터는 포커스이다. IC에 계속 증가하는 수의 전자 구성요소들을 통합하고자 하는 욕구가 있다. 이를 실현하기 위해서는, 구성요소들의 크기를 감소시킬 필요가 있고, 이에 따라 투영 시스템의 분해능을 증가시켜 기판의 타겟 부분 상에 점점 더 작은 디테일 또는 라인 폭이 투영될 수 있도록 할 필요가 있다. 리소그래피에서의 임계 치수(CD)가 축소됨에 따라, 기판 전체에 걸친 및 기판들 사이의 포커스의 일관성이 점점 더 중요해진다. CD는, 변동들이 피처의 물리적 속성들에 바람직하지 않은 변동을 야기할 피처 또는 피처들의 치수(예컨대, 트랜지스터의 게이트 폭)이다. 전통적으로, 최적 설정들은 "센드-어헤드 웨이퍼(send-ahead wafers)", 즉 생산 실행에 앞서 노광, 현상 및 측정되는 기판들에 의해 결정되었다. 센드-어헤드 웨이퍼에서, 테스트 구조체들이 소위 포커스-에너지 매트릭스(FEM)에서 노광되며, 이러한 테스트 구조체의 검사로부터 최상의 포커스 및 에너지 설정들이 결정된다.
포커스 및/또는 도즈를 결정하는 또 다른 방법은 회절 기반 포커스 기술들을 통해 이루어졌다. 회절 기반 포커스는 프린트 동안 포커스 및/또는 도즈 설정에 의존하는 비대칭 정도를 갖는 타겟들을 프린트하는 레티클 상의 타겟 형성 피처들을 사용할 수 있다. 그 후, 이 비대칭 정도가 측정되고, 비대칭 측정으로부터 포커스 및/또는 도즈가 추론될 수 있다. 이러한 포커스 측정 방법들 및 연계된 테스트 구조체 디자인들은 많은 단점들을 갖는다. 많은 테스트 구조체들이 분해능이하(subresolution) 피처들 또는 큰 피치들을 갖는 격자 구조체들을 필요로 한다. 이러한 구조체들은 리소그래피 장치의 사용자의 디자인 규칙에 위배될 수 있다. 포커스 측정 기술들은 특수한, 포커스 의존적인, 타겟 구조체들에 의해 산란된 반대 고차(예를 들어, 1차) 방사선에서의 비대칭을 측정하고, 이러한 비대칭으로부터 포커스를 결정하는 것을 포함할 수 있다.
현재의 포커스 메트롤로지 기술들을 개선하는 것이 바람직할 것이다.
본 발명의 제 1 실시형태에서, 기판 상의 타겟으로부터 포커스 파라미터를 결정하는 방법이 제공되며, 타겟은 적어도 제 1 서브-타겟 및 제 2 서브-타겟을 포함하고, 상기 포커스 파라미터는 상기 타겟이 노광된 리소그래피 노광 공정의 포커스 설정과 관련되며; 상기 방법은: 제 1 서브-타겟의 측정과 관련된 제 1 측정 신호를 얻는 단계 -상기 제 1 서브-타겟은 등초점 구조체(isofocal structure)를 포함함- ; 제 2 서브-타겟의 측정과 관련된 제 2 측정 신호를 얻는 단계 -상기 제 2 서브-타겟은 비-등초점 구조체(non-isofocal structure)를 포함함- ; 적어도 상기 제 2 측정 신호를 상기 포커스 파라미터에 관련시키는 적어도 하나의 트레이닝된 관계 및/또는 모델을 얻는 단계; 및 상기 제 1 측정 신호, 제 2 측정 신호 및 상기 적어도 하나의 트레이닝된 관계 및/또는 모델로부터 상기 포커스 파라미터에 대한 값을 결정하는 단계를 포함한다.
본 발명의 제 2 실시형태에서, 타겟을 형성하기 위한 타겟 패터닝 피처들을 포함하는 패터닝 디바이스가 제공되며, 타겟 패터닝 피처들은: 등초점 구조체를 포함하도록 제 1 서브-타겟을 형성하기 위한 등초점 패터닝 피처들; 및 비-등초점 구조체를 포함하도록 제 2 서브-타겟을 형성하기 위한 비-등초점 패터닝 피처들을 포함한다.
또한, 본 발명은 프로세서가 제 1 실시형태의 방법을 수행하게 하는 기계 판독가능한 명령어들을 포함하는 컴퓨터 프로그램 제품, 및 연계된 메트롤로지 장치 및 리소셀(lithocell)을 제공한다.
본 발명의 앞선 실시형태 및 다른 실시형태들은 아래에서 설명되는 예시들을 고려함으로써 이해될 것이다.
이제 첨부된 개략적인 도면들을 참조하여, 단지 예시의 방식으로만 본 발명의 실시예들을 설명할 것이다:
도 1은 리소그래피 장치의 개략적인 개요도;
도 2는 리소그래피 셀의 개략적인 개요도;
도 3은 반도체 제조를 최적화하기 위한 3 가지 핵심 기술들 간의 협력을 나타내는 전체론적(holistic) 리소그래피의 개략적인 표현을 도시하는 도면;
도 4는 본 발명의 실시예들에 따른 방법들에서 사용하기 위한, 메트롤로지 디바이스로서 사용되는 스케터로메트리 장치의 개략적인 개요도;
도 5는 (a) 예시적인 조명 어퍼처 플레이트들 (c),(d)를 사용하여 본 발명의 실시예들에 따른 방법들에서 사용되는 퓨필 및 다크 필드 스케터로미터(dark field scatterometer)의 개략적인 다이어그램, 및 (b) 주어진 방향의 조명에 대한 타겟 격자의 상세한 회절 스펙트럼;
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 포커스 타겟의 개략적인 표현; 및
도 7은 도 6의 타겟의 등초점 서브-타겟 및 비-등초점 서브-타겟의 디포커스에 대한 CD의 플롯들이다.
본 명세서에서, "방사선" 및 "빔"이라는 용어는 (예를 들어, 365, 248, 193, 157 또는 126 nm의 파장을 갖는) 자외 방사선 및 EUV(예를 들어, 약 5 내지 100 nm 범위 내의 파장을 갖는 극자외 방사선)를 포함하는 모든 형태의 전자기 방사선을 포괄하는 데 사용된다.
본 명세서에서 채택된 "레티클", "마스크" 또는 "패터닝 디바이스"라는 용어는 기판의 타겟부에 생성될 패턴에 대응하여 입사하는 방사선 빔에 패터닝된 단면을 부여하는 데 사용될 수 있는 일반적인 패터닝 디바이스를 언급하는 것으로 폭넓게 해석될 수 있다. 또한, "광 밸브(light valve)"라는 용어가 이러한 맥락에서 사용될 수도 있다. 전형적인 마스크[투과형 또는 반사형, 바이너리(binary), 위상-시프팅, 하이브리드(hybrid) 등] 이외에, 다른 이러한 패터닝 디바이스의 예시들로는 프로그램가능한 거울 어레이 및 프로그램가능한 LCD 어레이를 포함한다.
도 1은 리소그래피 장치(LA) 또는 스캐너를 개략적으로 도시한다(두 용어들이 동의어로 사용되지만, 본 명세서에서의 개념들은 스테퍼 구성들에 적용가능할 수도 있음). 리소그래피 장치(LA)는 방사선 빔(B)(예를 들어, UV 방사선, DUV 방사선 또는 EUV 방사선)을 컨디셔닝(condition)하도록 구성되는 조명 시스템(일루미네이터라고도 함)(IL); 패터닝 디바이스(예를 들어, 마스크)(MA)를 지지하도록 구성되고, 소정 파라미터들에 따라 패터닝 디바이스(MA)를 정확히 위치시키도록 구성된 제 1 위치설정기(PM)에 연결되는 마스크 지지체(예를 들어, 마스크 테이블)(MT); 기판(예를 들어, 레지스트-코팅된 웨이퍼)(W)을 유지하도록 구성되고, 소정 파라미터들에 따라 기판 지지체를 정확히 위치시키도록 구성된 제 2 위치설정기(PW)에 연결되는 기판 지지체(예를 들어, 웨이퍼 테이블)(WT); 및 기판(W)의 (예를 들어, 1 이상의 다이를 포함하는) 타겟부(C) 상으로 패터닝 디바이스(MA)에 의해 방사선 빔(B)에 부여된 패턴을 투영하도록 구성되는 투영 시스템(예를 들어, 굴절 투영 렌즈 시스템)(PS)을 포함한다.
작동 시, 조명 시스템(IL)은 예를 들어 빔 전달 시스템(BD)을 통해 방사선 소스(SO)로부터 방사선 빔을 수용한다. 조명 시스템(IL)은 방사선을 지향, 성형, 및/또는 제어하기 위하여, 굴절, 반사, 자기, 전자기, 정전기 및/또는 다른 타입의 광학 구성요소들, 또는 여하한의 그 조합과 같은 다양한 타입들의 광학 구성요소들을 포함할 수 있다. 일루미네이터(IL)는 패터닝 디바이스(MA)의 평면에서 방사선 빔의 단면에 원하는 공간 및 각도 세기 분포를 갖기 위해, 방사선 빔(B)을 컨디셔닝하는 데 사용될 수 있다.
본 명세서에서 사용되는 "투영 시스템"(PS)이라는 용어는, 사용되는 노광 방사선에 대하여, 및/또는 침지 액체의 사용 또는 진공의 사용과 같은 다른 인자들에 대하여 적절하다면, 굴절, 반사, 카타디옵트릭(catadioptric), 아나모픽(anamorphic), 자기, 전자기 및/또는 정전기 광학 시스템, 또는 여하한의 그 조합을 포함하는 다양한 타입의 투영 시스템을 내포하는 것으로서 폭넓게 해석되어야 한다. 본 명세서의 "투영 렌즈"라는 용어의 어떠한 사용도 "투영 시스템"(PS)이라는 좀 더 일반적인 용어와 동의어로 간주될 수 있다.
리소그래피 장치(LA)는 투영 시스템(PS)과 기판(W) 사이의 공간을 채우기 위해서, 기판의 적어도 일부분이 비교적 높은 굴절률을 갖는 액체, 예컨대 물로 덮일 수 있는 형태로 구성될 수 있다 - 이는 침지 리소그래피라고도 한다. 침지 기술에 대한 더 많은 정보는 US6952253에서 주어지며, 이는 본 명세서에서 인용참조된다.
또한, 리소그래피 장치(LA)는 2 이상의 기판 지지체들(WT)("듀얼 스테이지"라고도 함)을 갖는 타입으로 이루어질 수 있다. 이러한 "다수 스테이지" 기계에서는 기판 지지체들(WT)이 병행하여 사용될 수 있으며, 및/또는 기판 지지체(WT) 중 하나에 위치된 기판(W)이 기판(W) 상에 패턴을 노광하는 데 사용되고 있는 동안, 다른 기판 지지체(WT) 상의 또 다른 기판(W)에서는 다른 기판(W)의 후속한 노광의 준비작업 단계가 수행될 수 있다.
기판 지지체(WT)에 추가하여, 리소그래피 장치(LA)는 측정 스테이지를 포함할 수 있다. 측정 스테이지는 센서 및/또는 세정 디바이스를 유지하도록 배치된다. 센서는 투영 시스템(PS)의 속성 또는 방사선 빔(B)의 속성을 측정하도록 배치될 수 있다. 측정 스테이지는 다수 센서들을 유지할 수 있다. 세정 디바이스는 리소그래피 장치의 일부, 예를 들어 투영 시스템(PS)의 일부 또는 침지 액체를 제공하는 시스템의 일부를 세정하도록 배치될 수 있다. 측정 스테이지는 기판 지지체(WT)가 투영 시스템(PS)으로부터 멀어질 때 투영 시스템(PS) 아래로 이동할 수 있다.
작동 시, 방사선 빔(B)은 마스크 지지체(MT) 상에 유지되어 있는 패터닝 디바이스, 예를 들어 마스크(MA) 상에 입사되며, 패터닝 디바이스(MA)에 존재하는 패턴(디자인 레이아웃)에 의해 패터닝된다. 마스크(MA)를 가로질렀으면, 방사선 빔(B)은 투영 시스템(PS)을 통과하며, 이는 기판(W)의 타겟부(C) 상에 상기 빔을 포커싱한다. 제 2 위치설정기(PW) 및 위치 측정 시스템(IF)의 도움으로, 기판 지지체(WT)는 예를 들어 포커스 및 정렬된 위치에서 방사선 빔(B)의 경로 내에 상이한 타겟부(C)들을 위치시키도록 정확하게 이동될 수 있다. 이와 유사하게, 제 1 위치설정기(PM) 및 가능하게는 (도 1에 명확히 도시되지 않은) 또 다른 위치 센서는 방사선 빔(B)의 경로에 대해 패터닝 디바이스(MA)를 정확히 위치시키는 데 사용될 수 있다. 패터닝 디바이스(MA) 및 기판(W)은 마스크 정렬 마크들(M1, M2) 및 기판 정렬 마크들(P1, P2)을 이용하여 정렬될 수 있다. 비록, 예시된 기판 정렬 마크들(P1, P2)은 지정된(dedicated) 타겟부들을 차지하고 있지만, 그들은 타겟부들 사이의 공간들 내에 위치될 수도 있다. 기판 정렬 마크들(P1, P2)은 이들이 타겟부들(C) 사이에 위치될 때 스크라이브-레인 정렬 마크(scribe-lane alignment mark)들로 알려져 있다.
도 2에 나타낸 바와 같이, 리소그래피 장치(LA)는 때때로 리소셀 또는 (리소)클러스터라고도 칭하는 리소그래피 셀(LC)의 일부분을 형성할 수 있으며, 이는 흔히 기판(W) 상에 노광-전(pre-exposure) 및 노광-후(post-exposure) 공정들을 수행하는 장치를 포함한다. 통상적으로, 이들은 레지스트 층들을 증착시키는 스핀 코터(spin coater: SC), 노광된 레지스트를 현상하는 디벨로퍼(developer: DE), 칠 플레이트(chill plate: CH) 및, 예를 들어 기판(W)의 온도를 컨디셔닝하는, 예를 들어 레지스트 층들에서 용매를 컨디셔닝하는 베이크 플레이트(bake plate: BK)를 포함한다. 기판 핸들러 또는 로봇(RO)이 입력/출력 포트들(I/O1, I/O2)로부터 기판(W)들을 집어올리고, 이들을 상이한 공정 장치 사이에서 이동시키며, 리소그래피 장치(LA)의 로딩 베이(loading bay: LB)로 기판(W)들을 전달한다. 흔히 집합적으로 트랙이라고도 하는 리소셀 내의 디바이스들은 통상적으로, 예를 들어 리소그래피 제어 유닛(LACU)을 통해 리소그래피 장치(LA)를 제어할 수도 있는 감독 제어 시스템(supervisory control system: SCS)에 의해 자체 제어될 수 있는 트랙 제어 유닛(TCU)의 제어를 받는다.
리소그래피 장치(LA)에 의해 노광되는 기판(W)들이 올바르고 일관성있게(consistently) 노광되기 위해서는, 후속한 층들 간의 오버레이 오차, 라인 두께, 임계 치수(CD) 등과 같은 패터닝된 구조체들의 속성들을 측정하도록 기판들을 검사하는 것이 바람직하다. 이를 위해, 리소셀(LC)에 검사 툴들(도시되지 않음)이 포함될 수 있다. 오차가 검출되는 경우, 특히 검사가 동일한 뱃치(batch) 또는 로트(lot)의 다른 기판(W)들이 노광 또는 처리되기 전에 행해진다면, 예를 들어 후속한 기판들의 노광에 대해 또는 기판(W)들에서 수행되어야 하는 다른 처리 단계들에 대해 조정이 수행될 수 있다.
메트롤로지 장치라고도 칭해질 수 있는 검사 장치가 기판(W)의 속성들을 결정하는 데 사용되며, 특히 상이한 기판(W)들의 속성들이 어떻게 변하는지 또는 동일한 기판(W)의 상이한 층들과 연계된 속성들이 층마다 어떻게 변하는지를 결정하는 데 사용된다. 검사 장치는 대안적으로 기판(W) 상의 결함들을 식별하도록 구성될 수 있으며, 예를 들어 리소셀(LC)의 일부일 수 있거나, 리소그래피 장치(LA)에 통합될 수 있거나, 또는 심지어 독립형 디바이스(stand-alone device)일 수 있다. 검사 장치는 잠상(latent image)(노광 후 레지스트 층 내의 이미지), 또는 반(semi)-잠상[노광-후 베이크 단계(PEB) 후 레지스트 층 내의 이미지], 또는 현상된 레지스트 이미지(이때, 레지스트의 노광된 부분 또는 노광되지 않은 부분은 제거되었음), 또는 심지어 (에칭과 같은 패턴 전사 단계 후) 에칭된 이미지에 대한 속성들을 측정할 수 있다.
전형적으로, 리소그래피 장치(LA)에서의 패터닝 공정은 기판(W) 상의 구조체들의 높은 치수 및 배치 정확성을 필요로 하는 처리에서 가장 중대한 단계들 중 하나이다. 이 높은 정확성을 보장하기 위해, 3 개의 시스템들이 도 3에 개략적으로 도시된 바와 같이 소위 "전체론적" 제어 환경에서 조합될 수 있다. 이 시스템들 중 하나는 메트롤로지 툴(MT)(제 2 시스템) 및 컴퓨터 시스템(CL)(제 3 시스템)에 (가상으로) 연결되는 리소그래피 장치(LA)이다. 이러한 "전체론적" 환경의 핵심은 이 3 개의 시스템들 간의 협력을 최적화하여 전체 공정 윈도우를 향상시키고 리소그래피 장치(LA)에 의해 수행된 패터닝이 공정 윈도우 내에 유지될 것을 보장하도록 엄격한 제어 루프를 제공하는 것이다. 공정 윈도우는 특정 제조 공정이 정의된 결과(예를 들어, 기능적 반도체 디바이스)를 산출하는 공정 파라미터들(예를 들어, 도즈, 포커스, 오버레이)의 범위를 정의한다 - 전형적으로, 이 안에서 리소그래피 공정 또는 패터닝 공정의 공정 파라미터들이 변동하게 된다.
컴퓨터 시스템(CL)은 패터닝될 디자인 레이아웃(의 일부)을 사용하여, 어느 분해능 향상 기술이 사용될지를 예측하고, 전산(computational) 리소그래피 시뮬레이션들 및 계산들을 수행하여 어느 마스크 레이아웃 및 리소그래피 장치 설정들이 패터닝 공정의 가장 큰 전체 공정 윈도우를 달성하는지를 결정할 수 있다[도 3에서 제 1 스케일(SC1)의 양방향 화살표로 도시됨]. 전형적으로, 분해능 향상 기술들은 리소그래피 장치(LA)의 패터닝 가능성들과 매칭하도록 배치된다. 또한, 컴퓨터 시스템(CL)은 공정 윈도우 내에서 [예를 들어, 메트롤로지 툴(MT)로부터의 입력을 사용하여] 리소그래피 장치(LA)가 현재 작동하고 있는 곳을 검출하여, 예를 들어 차선의 처리로 인해 결함들이 존재할 수 있는지를 예측하는 데 사용될 수 있다[도 3에서 제 2 스케일(SC2)의 "0"을 가리키는 화살표로 도시됨].
메트롤로지 툴(MT)은 정확한 시뮬레이션 및 예측을 가능하게 하기 위해 컴퓨터 시스템(CL)에 입력을 제공할 수 있고, 예를 들어 리소그래피 장치(LA)의 캘리브레이션 상태에서 가능한 드리프트를 식별하기 위해 리소그래피 장치(LA)에 피드백을 제공할 수 있다[도 3에서 제 3 스케일(SC3)의 다수 화살표들로 도시됨].
리소그래피 공정들에서는, 예를 들어 공정 제어 및 검증을 위해, 흔히 생성되는 구조체들의 측정들을 수행하는 것이 바람직하다. 이러한 측정을 수행하는 툴은 통상적으로 메트롤로지 툴(MT)이라고 한다. 이러한 측정들을 수행하는 상이한 타입들의 메트롤로지 툴들(MT)이 알려져 있으며, 스캐닝 전자 현미경 또는 다양한 형태의 스케터로미터 메트롤로지 툴들(MT)을 포함한다. 스케터로미터들은 스케터로미터의 대물렌즈의 퓨필 또는 퓨필과의 켤레면에 센서를 가짐으로써 -일반적으로, 퓨필 기반 측정들로 칭해지는 측정들- , 또는 이미지 평면 또는 이미지 평면과의 켤레면에 센서를 가짐으로써 -이 경우, 측정들은 일반적으로 이미지 또는 필드 기반 측정들로 칭해짐- , 리소그래피 공정의 파라미터들의 측정들을 허용하는 다목적 기구이다. 이러한 스케터로미터들 및 관련 측정 기술들은, 본 명세서에서 그 전문이 인용참조되는 특허 출원들 US20100328655, US2011102753A1, US20120044470A, US20110249244, US20110026032 또는 EP1,628,164A에서 더 설명된다. 앞서 언급된 스케터로미터는 연질 x-선 및 가시광선으로부터 근적외선(near-IR) 파장 범위까지의 광을 사용하여 격자들을 측정할 수 있다.
제 1 실시예에서, 스케터로미터(MT)는 각도 분해 스케터로미터(angular resolved scatterometer)이다. 이러한 스케터로미터에서는, 재구성 방법들이 측정된 신호에 적용되어 격자의 속성들을 재구성하거나 계산할 수 있다. 이러한 재구성은, 예를 들어 타겟 구성의 수학적 모델과 산란된 방사선의 상호작용의 시뮬레이션 및 시뮬레이션 결과들과 측정 결과들의 비교로부터 발생할 수 있다. 수학적 모델의 파라미터들은 시뮬레이션된 상호작용이 실제 타겟으로부터 관찰되는 것과 유사한 회절 패턴을 생성할 때까지 조정된다.
제 2 실시예에서, 스케터로미터(MT)는 분광 스케터로미터(spectroscopic scatterometer)(MT)이다. 이러한 분광 스케터로미터(MT)에서, 방사선 소스에 의해 방출된 방사선은 타겟 상으로 지향되고, 타겟으로부터 반사 또는 산란된 방사선은 정반사된 방사선의 스펙트럼(즉, 파장의 함수로서 세기의 측정)을 측정하는 분광계 검출기로 지향된다. 이 데이터로부터, 검출된 스펙트럼에 의해 생성되는 타겟의 프로파일 또는 구조체는, 예를 들어 RCWA(Rigorous Coupled Wave Analysis) 및 비-선형 회귀에 의해, 또는 시뮬레이션된 스펙트럼들의 라이브러리와의 비교에 의해 재구성될 수 있다.
제 3 실시예에서, 스케터로미터(MT)는 엘립소메트릭 스케터로미터(ellipsometric scatterometer)이다. 엘립소메트릭 스케터로미터는 각각의 편광 상태들에 대해 산란된 방사선을 측정함으로써 리소그래피 공정의 파라미터들의 결정을 허용한다. 이러한 메트롤로지 장치는, 예를 들어 메트롤로지 장치의 조명 섹션에서 적절한 편광 필터들을 사용함으로써 편광된 광(예를 들어, 선형, 원형 또는 타원형)을 방출한다. 메트롤로지 장치에 적절한 소스가 편광된 방사선도 제공할 수 있다. 기존 엘립소메트릭 스케터로미터의 다양한 실시예들이, 본 명세서에서 그 전문이 인용참조되는 미국 특허 출원들 11/451,599, 11/708,678, 12/256,780, 12/486,449, 12/920,968, 12/922,587, 13/000,229, 13/033,135, 13/533,110 및 13/891,410에서 설명된다.
스케터로미터와 같은 메트롤로지 장치가 도 4에 도시되어 있다. 이는 기판(W) 상으로 방사선을 투영하는 광대역(백색 광) 방사선 투영기(2)를 포함한다. 반사 또는 산란된 방사선은 정반사된 방사선의 스펙트럼(6)(즉, 파장의 함수로서 세기의 측정)을 측정하는 분광계 검출기(4)로 통과된다. 이 데이터로부터, 검출된 스펙트럼을 야기하는 프로파일 또는 구조체(8)가, 예를 들어 RCWA(Rigorous Coupled Wave Analysis) 및 비-선형 회귀에 의해, 또는 도 4의 하단에 나타낸 바와 같은 시뮬레이션된 스펙트럼들의 라이브러리와 비교함으로써, 처리 유닛(PU)에 의해 재구성될 수 있다. 일반적으로, 재구성을 위해 구조체의 일반적인 형태가 알려지며, 구조체가 만들어진 공정의 정보로부터 일부 파라미터들이 가정되어, 스케터로메트리 데이터로부터 결정될 구조체의 몇몇 파라미터들만이 남게 된다. 이러한 스케터로미터는 수직-입사(normal-incidence) 스케터로미터 또는 경사-입사(oblique-incidence) 스케터로미터로서 구성될 수 있다.
도 5a는 메트롤로지 장치의 일 실시예, 및 더 구체적으로 다크 필드 스케터로미터를 나타낸다. 도 5b에는 타겟(T) 및 타겟을 조명하는 데 사용되는 측정 방사선의 회절된 광선들이 더 상세히 예시된다. 예시된 메트롤로지 장치는 다크 필드 메트롤로지 장치로서 알려진 타입으로 이루어진다. 메트롤로지 장치는 독립형 디바이스이거나, 예를 들어 측정 스테이션에서의 리소그래피 장치(LA) 또는 리소그래피 셀(LC)에 통합될 수 있다. 장치 전체에 걸쳐 수 개의 브랜치들을 갖는 광축이 점선(O)으로 나타내어진다. 이 장치에서, 소스(11)(예를 들어, 제논 램프)에 의해 방출된 광이 렌즈들(12, 14) 및 대물 렌즈(16)를 포함한 광학 시스템에 의하여 빔 스플리터(15)를 통해 기판(W) 상으로 지향된다. 이 렌즈들은 4F 구성의 이중 시퀀스(double sequence)로 배치된다. 상이한 렌즈 구성이 여전히 검출기 상에 기판 이미지를 제공하는 것을 전제로 사용될 수 있으며, 동시에 공간-주파수 필터링을 위해 중간 퓨필-평면의 접근을 허용한다. 그러므로, 조명 각도들은 대물 렌즈에 들어가는 1차 광선들이 중심 광축과 밀접하게 정렬되도록 디자인되거나 조정될 수 있다. 도 5a 및 도 5b에 예시된 광선들은 순전히 다이어그램에서 이들이 더 쉽게 구별될 수 있도록 어느 정도 축선을 벗어나 도시된다.
기판(W) 상의 타겟(T)에 의해 회절된 적어도 0차 및 +1차가 대물 렌즈(16)에 의해 수집되고, 빔 스플리터(15)를 통해 다시 지향된다. 도 5a로 되돌아가면, 제 1 및 제 2 조명 모드들은 북(N) 및 남(S)으로 표시된 정반대의 어퍼처들을 지정함으로써 예시된다. 측정 방사선의 입사 광선(I)이 광축의 북쪽으로부터인 경우, 즉 제 1 조명 모드가 어퍼처 플레이트 13N을 사용하여 적용되는 경우, +1(N)으로 표시되는 +1 회절 광선들이 대물 렌즈(16)에 들어간다. 대조적으로, 제 2 조명 모드가 어퍼처 플레이트 13S를 사용하여 적용되는 경우, [-1(S)로 표시된] -1 회절 광선들이 렌즈(16)에 들어가는 광선들이다.
제 2 빔 스플리터(17)가 회절된 빔들을 2 개의 측정 브랜치들로 분할한다. 제 1 측정 브랜치에서는, 광학 시스템(18)이 0차 및 1차 회절 빔들을 이용하여 제 1 센서(19)(예를 들어, CCD 또는 CMOS 센서) 상에 타겟의 회절 스펙트럼(퓨필 평면 이미지)을 형성한다. 각각의 회절 차수가 센서 상의 상이한 지점을 타격하여, 이미지 처리가 차수들을 비교하고 대조할 수 있도록 한다. 센서(19)에 의해 캡처된 퓨필 평면 이미지는 메트롤로지 장치를 포커싱하고, 및/또는 1차 빔의 세기 측정들을 정규화하는 데 사용될 수 있다. 또한, 퓨필 평면 이미지는 재구성과 같은 많은 측정을 위해 사용될 수 있다. 본 명세서에 개시된 개념들은 이 브랜치를 사용하는 퓨필 측정들과 관련된다.
제 2 측정 브랜치에서는, 광학 시스템(20, 22)이 센서(23)(예를 들어, CCD 또는 CMOS 센서) 상에 타겟(T)의 이미지를 형성한다. 제 2 측정 브랜치에서, 퓨필-평면에 대해 켤레인 평면에 어퍼처 스톱(aperture stop: 21)이 제공된다. 어퍼처 스톱(21)은, 센서(23) 상에 형성된 타겟의 이미지가 -1차 또는 +1차 빔으로부터만 형성되도록 0차 회절 빔을 차단하는 기능을 한다. 센서들(19 및 23)에 의해 캡처된 이미지들은 이미지를 처리하는 프로세서(PU)로 출력되며, 이의 기능은 수행되는 측정들의 특정 타입에 의존할 것이다. 본 명세서에서, '이미지'라는 용어는 넓은 의미로 사용된다는 것을 유의한다. 이러한 것으로서 격자 라인들의 이미지는 -1차 및 +1차 중 하나만이 존재하는 경우에 형성되지 않을 것이다. 도 5에 나타낸 어퍼처 플레이트(13) 및 필드 스톱(21)의 특정 형태들은 순전히 예시들이다.
리소그래피 공정을 모니터링하는 경우, 기판 상의 리소그래피 빔의 포커스와 같은 리소그래피 공정 파라미터를 모니터링하는 것이 바람직하다. 프린트된 구조체로부터 포커스 설정을 결정하는 한 가지 알려진 방법은 프린트된 구조체의 임계 치수(CD)를 측정하는 것이다. CD는 최소 피처 치수(예를 들어, 요소의 라인 폭)의 측정이다. 프린트된 구조체는 특히 포커스 모니터링을 위해 형성된 라인-공간 격자와 같은 타겟일 수 있다. CD는 일반적으로 포커스에 대한 2차 응답을 표시하여, 포커스에 대한 CD의 플롯에서 "보썽 곡선(Bossung curve)"으로 알려진 것을 형성함이 알려져 있다. 보썽 곡선은 실질적으로 대칭인 곡선이며, 이는 최상의 포커스를 나타내는 피크[또는 트로프(trough)]를 중심으로 실질적으로 대칭이다. 보썽 곡선은 형상이 실질적으로 포물선일 수 있다.
이 접근법에는 여러 단점들이 있다. 한 가지 단점은 상기 방법이 (곡선의 포물선 형상으로 인해) 최상의 포커스 근처에서 낮은 민감도를 나타낸다는 것이다. 이는 통상적으로 노광에 대한 타겟 포커스 설정이며, 이는 타겟이 타겟 설정에서 가장 덜 민감할 것을 의미한다. 또 다른 단점은 상기 방법이 (곡선이 대체로 최상의 포커스를 중심으로 대칭이기 때문에) 여하한의 디포커스의 징후에 민감하지 않다는 것이다. 다시 말해서, 타겟 응답만으로는 최상의 포커스 피크의 어느 쪽에서 타겟으로부터의 CD 측정이 표시되는지 알 수 없다. 추가적으로, 이 방법은 그 중에서도 도즈 크로스토크에 민감하다. CD는 포커스 및 도즈 모두에 의존적이므로, 여하한의 도즈 변동이 포커스가 추론되는 CD에 영향을 미칠 것이다. 그러므로, 여하한의 도즈 관련 CD 변동이 추론된 포커스 값에 오차를 야기할 것이다.
이러한 문제를 해결하기 위해, 회절 기반 포커스(DBF)가 고안되었다. 회절 기반 포커스는 프린트 동안 포커스 설정에 의존하는 비대칭 정도를 갖는 타겟들을 프린트하는 레티클 상의 타겟 형성 피처들을 사용할 수 있다. 그 후, 이 비대칭 정도는 포커스 설정의 측정을 얻기 위해, 예를 들어 타겟으로부터 회절된 +1차 및 -1차 방사선의 세기들 간의 세기 비대칭을 측정함으로써 스케터로메트리 기반 검사 방법을 사용하여 측정될 수 있다.
DBF 구조체들이 타겟 비대칭으로부터 회절 기반 포커스 측정들을 가능하게 하지만, 이는 모든 상황들에서 사용하기에 적절하지는 않다. 이러한 구조체들은 소정 제품 구조체들에 적용가능한 엄격한 디자인 제약들을 준수하지 않을 수 있다. IC 제조 공정 동안, 레티클 상의 모든 피처들이 프린트되고 후속한 처리 단계들을 견뎌야 한다. 반도체 제조자들은 프린트된 피처들이 그 공정 요건들에 부합할 것을 보장하도록 피처 디자인들을 제한하는 수단으로서 디자인 규칙들을 사용한다. 이러한 디자인 규칙의 일 예시는 구조체들 또는 피치들의 허용가능한 크기와 관련된다. 또 다른 예시적인 디자인 규칙은 패턴 밀도와 관련되며, 이는 결과적인 레지스트 패턴의 밀도를 특정 범위 내에 있도록 제한할 수 있다. 추가적으로, DBF 메트롤로지의 성능은 리소그래피 및/또는 공정 변동들에 대해 충분히 견고하지 않을 수 있다. 이에 대한 한 가지 이유는, 포커스 민감도가 (무엇보다도) 프린트된 피처들의 측벽 각도들(SWA)에 의해 좌우되어, 포커스 신호를 에어리얼 이미지의 콘트라스트에 민감하게 만들기 때문이다. 특히, 20 nm 미만의 파장, 예를 들어 13.5 nm의 방사선을 사용하여 프린팅이 수행되는 EUV 리소그래피에 대해, 분해능-이하 피처들의 생성이 더 어려워진다. EUV 리소그래피에 대해, 레지스트 두께 및 이에 따른 타겟 구조체들의 두께가 더 얇다. 이는 포커스 메트롤로지에 이용가능한 타겟의 회절 효율, 및 이에 따른 신호 강도를 약화시킨다.
비점수차 기반 포커스(ABF)는 EUV 포커스 모니터링을 위한 솔루션을 제공하는 DBF의 대안적인 방법이다. 하지만, 이러한 방법은 이미징 렌즈에 비점수차가 유도되어야 하며, 이는 제품-상 메트롤로지에 사용될 수 없다는 것을 의미한다.
이러한 문제들을 해결하기 위해, 적어도 2 개의 서브-타겟들: 즉, 적어도 하나의 비-등초점 서브-타겟 및 적어도 하나의 등초점 서브-타겟을 포함하는 타겟에 대해 포커스 파라미터(및 선택적으로 도즈 파라미터)를 측정할 수 있는 광학 포커스 메트롤로지 기술이 설명될 것이다. 각각의 서브-타겟은 단순한 라인-공간 격자일 수 있다. 타겟은 제품-상 적용에 적절할 수 있다. 구조체에 대한 포커스 파라미터 및 도즈 파라미터는, 구조체를 노광할 때 리소그래피 노광 장치(스캐너)의 포커스 설정 및 도즈 설정을 각각 설명할 수 있다.
이러한 것으로서, 기판 상의 타겟으로부터 포커스 파라미터를 결정하는 방법이 개시되며, 타겟은 제 1 서브-타겟 및 제 2 서브-타겟을 포함하고, 상기 포커스 파라미터는 상기 타겟이 노광된 리소그래피 노광 공정의 포커스 설정과 관련되며; 상기 방법은: 제 1 서브-타겟의 측정과 관련된 제 1 측정 신호를 얻는 단계 -상기 제 1 서브-타겟은 등초점 구조체를 포함함- ; 제 2 서브-타겟의 측정과 관련된 제 2 측정 신호를 얻는 단계 -상기 제 2 서브-타겟은 비-등초점 구조체를 포함함- ; 적어도 상기 제 2 측정 신호를 상기 포커스 파라미터에 관련시키는 적어도 하나의 트레이닝된 관계 및/또는 모델을 얻는 단계; 및 상기 제 1 측정 신호, 제 2 측정 신호 및 상기 적어도 하나의 트레이닝된 관계 및/또는 모델로부터 상기 포커스 파라미터에 대한 값을 결정하는 단계를 포함한다.
이 개시내용의 맥락에서 등초점 서브-타겟은 적어도 60 nm의 포커스 범위에 걸쳐 5 %, 3 %, 2 % 또는 1 % 미만의 CD 변동으로 형성되는 서브-타겟이다.
일 실시예에서, 적어도 하나의 비-등초점 서브-타겟 및 등초점 서브-타겟 사이에 실질적인 최상의 포커스 시프트가 있을 수 있다. 최상의 포커스는 최상의 포커스 주위의 작은 범위(예를 들어, +/- 5 nm)에 걸쳐 CD 변동이 최소인 포커스 설정, 및/또는 대응하는 서브-타겟에 대한 보썽 곡선의 피크 또는 트로프에서의, 즉 작은 포커스 변화들에 대한 CD 민감도가 가장 낮은 곳에서의 포커스 설정을 나타낼 수 있다. 일 실시예에서, 비-등초점 서브-타겟은 등초점 서브-타겟의 최상의 포커스에서 프린트(노광)되어야 한다. 선택적으로, 등초점 서브-타겟은 비-등초점 서브-타겟의 최상의 포커스에서 프린트(노광)되어야 한다.
일 실시예에서, 등초점 서브-타겟의 최상의 포커스는 제품 구조체의 최상의 포커스와 동일하거나 이에 근접할(예를 들어, 20 nm 이내, 10 nm 이내 또는 5 nm 이내에 있을) 수 있다. 일 실시예에서, (각각의) 비-등초점 타겟과 등초점 타겟(또는 제품 구조체)의 최상의 포커스 사이의 최상의 포커스 차이는 40 nm보다 크거나, 50 nm보다 크거나, 60 nm보다 크거나, 70 nm보다 크거나, 또는 80 nm보다 클 수 있다.
피처에 대한 최상의 포커스는 소스 마스크 최적화(SMO)와 같은 전산 리소그래피 단계에서 결정될 수 있다. SMO의 목적은 특정 조명 조건에 대해 포커스 마진 또는 도즈 관용도와 같은 충분한 이미징 성능을 갖는(및 조명 조건과 조합하여 최적화되는) 패턴들(및 특히 공정 윈도우가 작은 중대한 패턴들)의 수를 최대화하는 것이다. 이러한 것으로서, 소스 및 마스크(레티클)는 제품 패턴들이 포커스(및 도즈)에 대해 최소 CD 의존성으로 노광되도록 최적화될 수 있다. 하지만, 이는 포커스 타겟에 대해서는 바람직하지 않다.
도 6은 일 실시예에 따른 타겟(T)을 나타내는 도면이다. 타겟(T)은 비-등초점 서브-타겟(nIST) 및 등초점 서브-타겟(IST)을 포함한다. 서브-타겟들(nIST, IST) 각각은 [예를 들어, 어시스트(assist) 또는 분해능-이하 피처들 없이] 라인-공간 격자들을 포함할 수 있다. 서브-타겟들(nIST, IST) 각각의 최상의 포커스는 피치 및/또는 마스크 CD(즉, 서브-타겟의 격자 라인을 형성하는 레티클 피처의 CD)를 변동시킴으로써 조정되는 각자의 최상의 포커스를 가질 수 있으며; 개별 피처의 최상의 포커스는 피치 또는 마스크 CD 중 하나 또는 둘 모두를 수정함으로써 변동/조정될 수 있다. 대안적으로 또는 추가적으로, 서브-타겟들(nIST, IST) 각각 사이의 최상의 포커스 시프트는 마스크 3D 효과로부터 발생할 수 있으며, 예를 들어 표준 Ta-기반 흡수체, 굴절률 n < 0.92의 저-n 흡수체(및 다른 EUV 흡수체)를 포함하는 상이한 마스크 흡수체 타입들을 사용함으로써 얻어질 수 있다.
일 실시예에서, 타겟은 하나의 비-등초점 서브-타겟 및 하나의 등초점 서브-타겟보다 더 많은 서브-타겟들을 포함할 수 있다. 추가적인 서브-타겟들을 갖는 이러한 타겟을 측정함으로써, 더 많은 측정 데이터가 이용가능하고, 이는 신호-대-잡음비 및/또는 포커스 및 도즈 이외의 다른 스캐너 파라미터(예를 들어, 투영 렌즈의 수차)의 추론에 유리할 수 있다.
일 실시예에서, 제품을 위한 최상의 포커스를 결정하기 위해 전산 리소그래피/SMO가 수행될 수 있다. 그 후, 등초점 서브-타겟(IST)은 제품 구조체와 실질적으로 유사한 제 1 최상의 포커스 값을 갖도록 (CD 및/또는 피치를 통해) 조정될 수 있다(이는 SMO 동안 또는 후속하여 행해질 수 있음). 그 후, 비-등초점 서브-타겟(nIST)은 등초점 서브-타겟(IST)과 실질적으로 상이한 최상의 포커스 값을 갖도록 (CD 및/또는 피치를 통해) 조정될 수 있다. 이 조정은 타겟 최적화 단계에서 행해질 수 있으며, (예를 들어) 가상으로(예를 들어, 전산 리소그래피를 통해) 또는 다른 방식으로(예를 들어, 피치 및/또는 CD에 따른 최상의 포커스의 알려진 변동을 참조하여, 또는 시행착오에 의해) 수행될 수 있다. 이러한 것으로서, 비-등초점 서브-타겟(nIST) 및 등초점 서브-타겟(IST)은 피치 및/또는 CD에 관하여 서로 상이할 수 있다. 특히, 비-등초점 서브-타겟(nIST)의 조정은 제품 구조체의 최상의 포커스 주위의 포커스 민감도가 최대화되거나 적어도 (예를 들어, 보썽 기울기에서 피크에서 떨어진) 임계 민감도 값 이상이도록 이루어질 수 있다. 물론, 비-등초점 서브-타겟(nIST)이 이 제품 구조체[및 등초점 서브-타겟(IST)]의 최상의 포커스 값에서 프린트되는 것이 중요하다.
비-등초점 서브-타겟(nIST)의 최상의 포커스 값을 피크로부터 충분히 멀리 조정함으로써, 비-등초점 서브-타겟(nIST)의 포커스에 따른 CD의 변동이 관심 범위 내에서, 즉 제 1 최상의 포커스 값 주위에서, 그리고 노광 동안 여하한의 예상되는 포커스 변동을 포괄하는 범위에 걸쳐 연장되어 단조롭게 만들어질 수 있다. 선택적으로, 상이한 포커스 민감도를 갖는 제 2 비-등초점 서브-타겟(nIST)이 포함될 수 있다(예를 들어, 상이한 CD 및/또는 피치를 가짐으로써 상이한 최상의 포커스를 갖도록 조정됨). 이 타겟들의 CD 차이는 훨씬 더 넓은 범위에 걸쳐 포커스에 따라 단조롭게 변동되어야 한다.
도 7은 도 6의 타겟의 등초점 서브-타겟(IST) 및 비-등초점 서브-타겟(nIST)의 포커스 또는 디포커스(dF)에 대한 CD의 예시적인 플롯이다. 등초점 서브-타겟은 0(zero) 디포커스(예를 들어, SMO에서 결정된 제품/노광에 대한 최상의 포커스)에서 최상의 포커스(BFIST), 및 포커스에 대한 매우 낮은 CD 의존성을 갖는다. 최상의 포커스(BFIST)에서, 비-등초점 서브-타겟(nIST)에 대한 플롯으로부터 이 비-등초점 서브-타겟이 프린트될 것이 분명하다. 또한, 이 최상의 포커스 값(BFIST)은 비-등초점 서브-타겟의 포커스에 따른 CD 변동이 상당히 단조롭고 민감도가 좋은(높은 경사 크기) 포커스 범위와 대응함이 분명하다. 비-등초점 서브-타겟(nIST)은 최상의 포커스 값(BFIST)과 분리된 최상의 포커스 값(BFnIST)을 가지며, 여기서는 구체적으로 -80 nm(즉, BFIST와 BFnIST 사이의 80 nm 차이)이다.
앞서 언급된 바와 같이, CD 기반 메트롤로지와 같은 비-DBF 포커스 메트롤로지의 한 가지 문제는, 포커스 및 도즈 변동 모두에 따라 CD가 변하고, CD로부터 포커스 및 도즈를 구분하는 것이 간단하지 않다는 것이다. 본 명세서에서 제안된 타겟을 사용하면, 등초점 서브-타겟이 CD에 대한 도즈 효과를 분리하고 이에 따라 포커스를 추론하는 데 사용될 수 있으며; 이 서브-타겟은 관심 포커스 범위에 걸쳐 등초점이므로, 여하한의 CD 변화가 도즈 변동에 기인할 수 있다. 선택적으로, 이 타겟으로부터 도즈 값이 결정되고, 스캐너 노광의 도즈 제어에 사용될 수 있다.
제안된 타겟들을 사용하기 위해, 1 이상의 캘리브레이션 웨이퍼가 캘리브레이션 단계에서 노광되고, 웨이퍼들은 포커스 및 도즈[예를 들어, 포커스-노광 매트릭스(FEM)]의 변동들과 함께 노광될 것이 제안된다. 이는 (선택적으로, 예를 들어 도 5에 예시된 타입의 툴일 수 있는) 메트롤로지 툴을 사용하여 검사될 수 있다. 이러한 측정들 및 알려진 스캐너 설정에 기초하여, 포커스에 따른 측정된 신호(예를 들어, 세기 또는 퓨필 스펙트럼)의 변동이 결정될 수 있으며, 도즈 응답을 구분하기 위해 등초점 타겟이 사용된다. 캘리브레이션은, 예를 들어 (알려진 스캐너 도즈 설정에 기초하여) 도즈와 등초점 서브-타겟으로부터의 측정된 신호 사이의 관계를 결정하고, 비-등초점 서브-타겟으로부터의 측정된 신호(알려진 스캐너 포커스 설정)와 조합하여 이를 사용하여, 비-등초점 서브-타겟으로부터의 포커스 추론에 대한 도즈 효과를 제거하도록 보정된 비-등초점 서브-타겟으로부터의 측정된 신호와의 관계를 학습하는 것을 포함할 수 있다.
캘리브레이션은 측정된 신호들 및 포커스(및 도즈) 사이의 직접적인 관계를 학습할 수 있거나, 또는 대안적으로 측정된 신호들과 CD 사이의 관계를 먼저 학습하고 CD와 포커스(및 도즈) 사이의 관계를 개별적으로 학습할 수 있다.
캘리브레이션은 (예를 들어, 물리 기반 모델들을 사용하여) 이 관계들을 직접 모델링할 수 있거나, 또는 캘리브레이션은 데이터 기반 모델(예를 들어, 뉴럴 네트워크와 같은 기계 학습 모델)을 트레이닝할 수 있다.
캘리브레이션 후, 트레이닝된/학습된 관계들 및/또는 트레이닝된 모델은 타겟의 두(또는 모든) 서브-타겟들로부터 측정 신호를 결정하고 측정 신호들에 대한 트레이닝된 관계 및/또는 트레이닝된 모델의 적용에 의해 포커스(및 선택적으로 도즈)를 도출함으로써, 생산 또는 대량 제조(HVM) 설정에서 포커스 모니터링을 위해 사용될 수 있다. 캘리브레이션에 따라, 포커스/도즈 추론은 직접 추론이거나, CD를 통해(예를 들어, 관계/모델 및 측정된 신호들로부터 두 마크들의 CD를 도출한 후, 도출된 CD로부터 포커스/도즈를 추론함) 이루어질 수 있다.
메트롤로지는 여하한의 적절한 스케터로메트리 기술 또는 스캐닝 전자 현미경 기술을 포함하여, 여하한의 적절한 메트롤로지 기술을 포함할 수 있다. 스케터로메트리는 특히 다크-필드 이미징 모드에서 훨씬 더 빠르다는 이점을 갖는다. 본 명세서에 개시된 개념들은 다크-필드 스케터로메트리(이미지 기반) 또는 브라이트-필드(bright-field) 스케터로메트리(예를 들어, 퓨필 기반)를 통해 구현될 수 있다.
본 명세서에 개시된 포커스 타겟은 스크라이브 레인 및/또는 다이 내에 위치될 수 있다.
본 방법, 컴퓨터 프로그램, 비-일시적(non-transient) 컴퓨터 프로그램 캐리어, 처리 시스템, 메트롤로지 디바이스, 리소셀, 패터닝 디바이스 및 기판의 추가 실시예들이 번호가 매겨진 항목들의 다음 목록에 개시되어 있다:
1. 기판 상의 타겟으로부터 포커스 파라미터를 결정하는 방법으로서,
타겟은 적어도 제 1 서브-타겟 및 제 2 서브-타겟을 포함하고, 상기 포커스 파라미터는 상기 타겟이 노광된 리소그래피 노광 공정의 포커스 설정과 관련되며, 상기 방법은:
제 1 서브-타겟의 측정과 관련된 제 1 측정 신호를 얻는 단계 -상기 제 1 서브-타겟은 등초점 구조체를 포함함- ;
제 2 서브-타겟의 측정과 관련된 제 2 측정 신호를 얻는 단계 -상기 제 2 서브-타겟은 비-등초점 구조체를 포함함- ;
적어도 상기 제 2 측정 신호를 상기 포커스 파라미터에 관련시키는 적어도 하나의 트레이닝된 관계 및/또는 모델을 얻는 단계; 및
상기 제 1 측정 신호, 제 2 측정 신호 및 상기 적어도 하나의 트레이닝된 관계 및/또는 모델로부터 상기 포커스 파라미터에 대한 값을 결정하는 단계를 포함하는 방법.
2. 1 항에 있어서, 상기 값을 결정하는 단계는 상기 제 2 측정 신호에 대한 도즈 파라미터 변동의 영향에 대해 보정된 상기 포커스 파라미터에 대한 값을 결정하는 단계를 포함하는 방법.
3. 2 항에 있어서, 상기 제 2 측정 신호에 대한 도즈 파라미터 변동의 영향에 대한 보정은 상기 제 1 측정 신호 및 상기 적어도 하나의 트레이닝된 관계 및/또는 모델로부터 결정되는 방법.
4. 2 항 또는 3 항에 있어서, 상기 적어도 하나의 트레이닝된 관계 및/또는 모델은:
상기 제 2 측정 신호와 상기 포커스 파라미터 사이의 제 1 관계 -상기 제 1 관계는 상기 도즈 파라미터에 대한 의존성을 포함함- , 및 상기 제 1 측정 신호와 상기 도즈 파라미터 사이의 제 2 관계; 또는
상기 제 1 관계 및 제 2 관계의 조합을 포함하는 방법.
5. 2 항 또는 3 항에 있어서, 상기 적어도 하나의 트레이닝된 관계 및/또는 모델은:
상기 도즈 파라미터에 대해 상기 포커스 추론을 보정하기 위해 상기 제 1 측정 신호를 사용하여 상기 제 2 측정 신호로부터 상기 포커스 파라미터에 대한 값을 추론하도록 작동가능한 적어도 하나의 트레이닝된 기계 학습 모델을 포함하는 방법.
6. 2 항 내지 5 항 중 어느 하나에 있어서, 적어도 상기 제 1 측정 신호 및 상기 적어도 하나의 트레이닝된 관계 및/또는 모델로부터 상기 도즈 파라미터에 대한 값을 결정하는 단계를 포함하는 방법.
7. 2 항 내지 6 항 중 어느 하나에 있어서, 상기 적어도 하나의 트레이닝된 관계 및/또는 모델을 트레이닝하기 위한 초기 캘리브레이션 단계를 포함하고, 상기 초기 캘리브레이션 단계는:
1 이상의 기판 상에 상기 타겟의 다수 사본(multiple repetition)들을 노광하는 단계 -상기 다수 사본들은 상기 포커스 파라미터 및 도즈 파라미터의 의도적인 변동으로 노광됨- ;
캘리브레이션 측정 신호들을 얻기 위해 상기 타겟의 다수 사본들을 측정하는 단계; 및
상기 캘리브레이션 측정 신호들 및 알려진 포커스 파라미터 및 도즈 파라미터 설정들을 사용하여 상기 적어도 하나의 트레이닝된 관계 및/또는 모델을 트레이닝하는 단계를 포함하는 방법.
8. 7 항에 있어서, 상기 캘리브레이션 측정 신호들은 각각의 타겟의 제 1 서브-구조체에 관련된 제 1 캘리브레이션 측정 신호들 및 각각의 타겟의 제 2 서브-구조체에 관련된 제 2 캘리브레이션 측정 신호들을 포함하며, 상기 제 2 캘리브레이션 측정 신호들의 여하한의 변동은 상기 도즈 파라미터에만 의존하는 것으로 가정되는 방법.
9. 1 항 내지 8 항 중 어느 하나에 있어서, 상기 제 1 서브-타겟 및 상기 제 2 서브-타겟은 각각 상이한 최상의 포커스 설정을 포함하는 방법.
10. 9 항에 있어서, 상기 제 1 서브-타겟 및 상기 제 2 서브-타겟은 상이한 피치 및/또는 임계 치수를 포함하는 방법.
11. 9 항 또는 10 항에 있어서, 상기 제 1 서브-타겟 및 상기 제 2 서브-타겟에 대한 최상의 포커스 설정들의 차이는 50 nm보다 큰 방법.
12. 9 항, 10 항 또는 11 항에 있어서, 상기 제 2 서브-타겟에 대한 최상의 포커스 설정은 상기 제 1 서브-타겟에 대한 최상의 포커스 설정에서 노광될 때 포커스에 대한 민감도가 최대화되고 및/또는 임계 민감도 이상이도록 이루어지는 방법.
13. 9 항 내지 12 항 중 어느 하나에 있어서, 상기 제 1 서브-타겟에 대한 최상의 포커스 설정은 노광될 제품 구조체들에 대한 최상의 포커스 설정과 동일하거나 이에 근접하는 방법.
14. 1 항 내지 13 항 중 어느 하나에 있어서, 상기 제 1 서브-타겟 및 상기 제 2 서브-타겟은 각각 라인-공간 격자들을 포함하는 방법.
15. 14 항에 있어서, 상기 제 1 서브-타겟 및 상기 제 2 서브-타겟은 각각 실질적으로 대칭인 격자들을 포함하는 방법.
16. 1 항 내지 15 항 중 어느 하나에 있어서, 상기 포커스 파라미터에 대한 값을 결정하는 단계는 상기 제 1 측정 신호, 제 2 측정 신호 및 상기 적어도 하나의 트레이닝된 관계 및/또는 모델로부터 직접 포커스 파라미터에 대한 값을 결정하는 단계를 포함하는 방법.
17. 1 항 내지 15 항 중 어느 하나에 있어서, 상기 포커스 파라미터에 대한 값을 결정하는 단계는 상기 제 1 측정 신호, 제 2 측정 신호 및 상기 적어도 하나의 트레이닝된 관계 및/또는 모델로부터 적어도 상기 제 2 서브-타겟의 임계 치수에 대한 값을 결정하는 단계, 및 적어도 상기 제 2 서브-타겟의 임계 치수에 대한 값으로부터 상기 포커스 파라미터를 결정하는 단계를 포함하는 방법.
18. 1 항 내지 17 항 중 어느 하나에 있어서, 상기 타겟은 적어도 비-등초점 구조체를 포함하는 제 3 서브-구조체를 포함하고, 상기 포커스 파라미터는 상기 제 2 측정 신호와 상기 제 3 서브-구조체로부터의 제 3 측정 신호의 차이로부터 추론되는 방법.
19. 1 항 내지 18 항 중 어느 하나에 있어서, 상기 제 1 측정 신호 및 제 2 측정 신호를 얻기 위해 상기 타겟을 측정하는 단계를 포함하는 방법.
20. 1 항 내지 19 항 중 어느 하나에 있어서, 패터닝 디바이스를 사용하여 상기 기판 상에 상기 타겟을 노광하기 위해 상기 리소그래피 노광 공정을 수행하는 단계를 포함하고, 상기 방법은:
상기 패터닝 디바이스 상의 등초점 패터닝 피처들로부터 상기 제 1 서브-타겟을 노광하는 단계; 및
상기 패터닝 디바이스 상의 비-등초점 패터닝 피처들로부터 상기 제 2 서브-타겟을 노광하는 단계를 포함하는 방법.
21. 20 항에 있어서, 상기 등초점 패터닝 피처들은 상기 리소그래피 노광 공정에 사용되는 조명 설정으로 상기 제 1 서브-타겟이 적어도 60 nm의 포커스 범위에 걸쳐 임계 치수의 3 % 미만의 변동을 갖도록 치수들을 갖는 방법.
22. 20 항 또는 21 항에 있어서, 상기 등초점 패터닝 피처들 및 상기 비-등초점 패터닝 피처들은 상기 리소그래피 노광 공정에 사용되는 조명 설정으로 제 1 서브-타겟 및 제 2 서브-타겟이 각각 상이한 최상의 포커스 설정을 포함하도록, 및 상기 제 2 서브-타겟이 상기 제 1 서브-타겟에 대한 최상의 포커스 설정에서 노광 시 성공적으로 프린트되도록 치수들을 갖는 방법.
23. 22 항에 있어서, 상기 등초점 패터닝 피처들 및 상기 비-등초점 패터닝 피처들은 상기 리소그래피 노광 공정에 사용되는 조명 설정으로 제 1 서브-타겟 및 제 2 서브-타겟이 각각 50 nm 이상 상이한 각 최상의 포커스 설정을 포함하도록 치수들을 포함하는 방법.
24. 22 항 또는 23 항에 있어서, 상기 등초점 패터닝 피처들 및 상기 비-등초점 패터닝 피처들은: 피치, 임계 치수 및 마스크 흡수체 타입 중 1 이상의 측면에서 상이한 방법.
25. 24 항에 있어서, 상기 제 1 서브-타겟 및 상기 제 2 서브-타겟에 대한 상기 최상의 포커스 설정들을 최적화하기 위해 각 피치 및/또는 임계 치수를 최적화함으로써 상기 등초점 패터닝 피처들 및 상기 비-등초점 패터닝 피처들을 최적화하는 단계를 포함하는 방법.
26. 22 항 내지 25 항 중 어느 하나에 있어서, 상기 패터닝 디바이스는 제품 패터닝 피처들을 더 포함하고, 상기 등초점 패터닝 피처들은 상기 리소그래피 노광 공정에 사용되는 조명 설정으로 제 1 서브-타겟의 최상의 포커스가 제품 패터닝 피처들에 의해 형성되는 제품 구조체의 최상의 포커스와 동일하거나 근접하도록 치수들을 포함하는 방법.
27. 26 항에 있어서, 상기 비-등초점 패터닝 피처들은 상기 리소그래피 노광 공정에 사용되는 조명 설정으로 제 2 서브-타겟이 제품 구조체의 최상의 포커스에서 노광될 때 관심 범위 내에서 단조로운 상기 포커스 파라미터에 따른 임계 치수의 변동을 갖도록 치수들을 포함하는 방법.
28. 20 항 내지 27 항 중 어느 하나에 있어서, 상기 비-등초점 패터닝 피처들 및 상기 등초점 패터닝 피처들은 둘 다 여하한의 분해능-이하 또는 어시스트 피처들을 포함하지 않는 방법.
29. 20 항 내지 28 항 중 어느 하나에 있어서, 상기 등초점 패터닝 피처들 및 상기 비-등초점 패터닝 피처들은 상기 패터닝 디바이스 상의 스크라이브 레인 내에 위치되는 방법.
30. 20 항 내지 29 항 중 어느 하나에 있어서, 상기 등초점 패터닝 피처들 및 상기 비-등초점 패터닝 피처들은 라인-공간 격자들로서 상기 제 1 서브-타겟 및 상기 제 2 서브-타겟을 각각 형성하도록 구성되는 방법.
31. 20 항 내지 30 항 중 어느 하나에 있어서, 상기 등초점 패터닝 피처들 및 상기 비-등초점 패터닝 피처들은 실질적으로 대칭인 격자들로서 상기 제 1 서브-타겟 및 상기 제 2 서브-타겟을 각각 형성하도록 구성되는 방법.
32. 적절한 장치에서 실행될 때, 1 항 내지 18 항 중 어느 하나의 방법을 수행하도록 작동가능한 프로그램 명령어들을 포함하는 컴퓨터 프로그램.
33. 32 항의 컴퓨터 프로그램을 포함하는 비-일시적 컴퓨터 프로그램 캐리어.
34. 33 항의 컴퓨터 프로그램을 포함하는 저장 디바이스 및 프로세서를 포함하는 처리 시스템.
35. 34 항의 처리 시스템을 포함하고, 19 항의 방법을 수행하도록 더 작동가능한 메트롤로지 디바이스.
36. 리소셀로서,
리소그래피 노광 장치; 및
35 항의 메트롤로지 디바이스를 포함하고,
20 항 내지 31 항 중 어느 하나의 방법을 수행하도록 더 구성되는 리소셀.
37. 타겟을 형성하기 위한 타겟 패터닝 피처들을 포함하는 패터닝 디바이스로서,
타겟 패터닝 피처들은:
등초점 구조체를 포함하도록 제 1 서브-타겟을 형성하기 위한 등초점 패터닝 피처들; 및
비-등초점 구조체를 포함하도록 제 2 서브-타겟을 형성하기 위한 비-등초점 패터닝 피처들을 포함하는 패터닝 디바이스.
38. 37 항에 있어서, 상기 등초점 패터닝 피처들은 상기 제 1 서브-타겟이 적어도 60 nm의 포커스 범위에 걸쳐 임계 치수의 3 % 미만의 변동으로 형성되도록 치수들을 갖는 패터닝 디바이스.
39. 37 항 또는 38 항에 있어서, 상기 등초점 패터닝 피처들 및 상기 비-등초점 패터닝 피처들은 제 1 서브-타겟 및 제 2 서브-타겟이 상이한 최상의 포커스 설정으로 형성되도록, 및 상기 제 2 서브-타겟이 상기 제 1 서브-타겟에 대한 최상의 포커스 설정에서 노광 시 성공적으로 프린트되도록 치수들을 갖는 패터닝 디바이스.
40. 39 항에 있어서, 상기 등초점 패터닝 피처들 및 상기 비-등초점 패터닝 피처들은 제 1 서브-타겟 및 제 2 서브-타겟이 50 nm 이상 상이한 각 최상의 포커스 설정으로 형성되도록 치수들을 포함하는 패터닝 디바이스.
41. 39 항 또는 40 항에 있어서, 상기 등초점 패터닝 피처들 및 상기 비-등초점 패터닝 피처들은: 피치, 임계 치수 및 마스크 흡수체 타입 중 1 이상의 측면에서 상이한 패터닝 디바이스.
42. 39 항 내지 41 항 중 어느 하나에 있어서, 상기 패터닝 디바이스는 제품 패터닝 피처들을 더 포함하고, 상기 등초점 패터닝 피처들은 제 1 서브-타겟의 최상의 포커스가 제품 패터닝 피처들에 의해 형성되는 제품 구조체의 최상의 포커스와 동일하거나 근접하도록 치수들을 포함하는 패터닝 디바이스.
43. 42 항에 있어서, 상기 비-등초점 패터닝 피처들은 제 2 서브-타겟이 제품 구조체의 최상의 포커스에서 노광될 때 관심 범위 내에서 단조로운 포커스에 따른 임계 치수의 변동으로 형성되도록 치수들을 포함하는 패터닝 디바이스.
44. 37 항 내지 43 항 중 어느 하나에 있어서, 상기 비-등초점 패터닝 피처들 및 상기 등초점 패터닝 피처들은 둘 다 여하한의 분해능-이하 또는 어시스트 피처들을 포함하지 않는 패터닝 디바이스.
45. 37 항 내지 44 항 중 어느 하나에 있어서, 상기 등초점 패터닝 피처들 및 상기 비-등초점 패터닝 피처들은 상기 패터닝 디바이스 상의 스크라이브 레인 내에 위치되는 패터닝 디바이스.
46. 37 항 내지 45 항 중 어느 하나에 있어서, 상기 등초점 패터닝 피처들 및 상기 비-등초점 패터닝 피처들은 라인-공간 격자들로서 상기 제 1 서브-타겟 및 상기 제 2 서브-타겟을 각각 형성하도록 구성되는 패터닝 디바이스.
47. 37 항 내지 46 항 중 어느 하나에 있어서, 상기 등초점 패터닝 피처들 및 상기 비-등초점 패터닝 피처들은 실질적으로 대칭인 격자들로서 상기 제 1 서브-타겟 및 상기 제 2 서브-타겟을 각각 형성하도록 구성되는 패터닝 디바이스.
48. 적어도 37 항 내지 47 항 중 어느 하나에 따른 패터닝 디바이스를 사용하여 형성된 타겟을 포함하는 기판.
본 명세서에서는, IC 제조에 있어서 리소그래피 장치의 특정 사용예에 대하여 언급되지만, 본 명세서에 서술된 리소그래피 장치는 다른 적용예들을 가질 수도 있음을 이해하여야 한다. 가능한 다른 적용예들은 집적 광학 시스템, 자기 도메인 메모리용 안내 및 검출 패턴, 평판 디스플레이(flat-panel display), 액정 디스플레이(LCD), 박막 자기 헤드 등의 제조를 포함한다.
본 명세서에서는, 리소그래피 장치와 관련하여 본 발명의 특정 실시예들에 대하여 언급되지만, 본 발명의 실시예들은 다른 장치에서 사용될 수 있다. 본 발명의 실시예들은 마스크 검사 장치, 메트롤로지 장치, 또는 웨이퍼(또는 다른 기판) 또는 마스크(또는 다른 패터닝 디바이스)와 같은 대상물을 측정 또는 처리하는 여하한의 장치의 일부를 형성할 수 있다. 이들 장치는 일반적으로 리소그래피 툴이라고 칭해질 수 있다. 이러한 리소그래피 툴은 진공 조건 또는 주위(비-진공) 조건을 사용할 수 있다.
이상, 광학 리소그래피와 관련하여 본 발명의 실시예들의 특정 사용예를 언급하였지만, 본 발명은 본 명세서가 허용한다면 광학 리소그래피로 제한되지 않고 다른 적용예들, 예를 들어 임프린트 리소그래피에 사용될 수 있음을 이해할 것이다.
이상 본 발명의 특정 실시예들이 설명되었지만, 본 발명은 설명된 것과 다르게 실시될 수 있음을 이해할 것이다. 상기 서술내용은 예시를 위한 것이지, 제한하려는 것이 아니다. 따라서, 당업자라면 아래에 설명되는 청구항들의 범위를 벗어나지 않고 서술된 본 발명에 대한 변형예가 행해질 수도 있음을 이해할 것이다.

Claims (15)

  1. 기판 상의 타겟으로부터 포커스 파라미터를 결정하는 방법으로서,
    상기 타겟은 적어도 제 1 서브-타겟 및 제 2 서브-타겟을 포함하고, 상기 포커스 파라미터는 상기 타겟이 노광된 리소그래피 노광 공정의 포커스 설정과 관련되며, 상기 방법은:
    상기 제 1 서브-타겟의 측정과 관련된 제 1 측정 신호를 얻는 단계 -상기 제 1 서브-타겟은 등초점 구조체(isofocal structure)를 포함함- ;
    상기 제 2 서브-타겟의 측정과 관련된 제 2 측정 신호를 얻는 단계 -상기 제 2 서브-타겟은 비-등초점 구조체(non-isofocal structure)를 포함함- ;
    적어도 상기 제 2 측정 신호를 상기 포커스 파라미터에 관련시키는 적어도 하나의 트레이닝된 관계 및/또는 모델을 얻는 단계; 및
    상기 제 1 측정 신호, 제 2 측정 신호 및 상기 적어도 하나의 트레이닝된 관계 및/또는 모델로부터 상기 포커스 파라미터에 대한 값을 결정하는 단계
    를 포함하는, 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 값을 결정하는 단계는 상기 제 2 측정 신호에 대한 도즈 파라미터의 변동의 영향에 대해 보정되는 상기 포커스 파라미터에 대한 값을 결정하는 단계를 포함하는, 방법.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 제 2 측정 신호에 대한 도즈 파라미터의 변동의 영향에 대한 보정은 상기 제 1 측정 신호 및 상기 적어도 하나의 트레이닝된 관계 및/또는 모델로부터 결정되는, 방법.
  4. 제 2 항 또는 제 3 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 트레이닝된 관계 및/또는 모델은:
    상기 제 2 측정 신호와 상기 포커스 파라미터 사이의 제 1 관계 -상기 제 1 관계는 상기 도즈 파라미터에 대한 의존성을 포함함- , 및 상기 제 1 측정 신호와 상기 도즈 파라미터 사이의 제 2 관계; 또는
    상기 제 1 관계 및 제 2 관계의 조합을 포함하는, 방법.
  5. 제 2 항 또는 제 3 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 트레이닝된 관계 및/또는 모델은:
    상기 도즈 파라미터에 대해 상기 포커스 추론을 보정하기 위해 상기 제 1 측정 신호를 사용하여 상기 제 2 측정 신호로부터 상기 포커스 파라미터에 대한 값을 추론하도록 작동가능한 적어도 하나의 트레이닝된 기계 학습 모델을 포함하는, 방법.
  6. 제 2 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
    적어도 상기 제 1 측정 신호 및 상기 적어도 하나의 트레이닝된 관계 및/또는 모델로부터 상기 도즈 파라미터에 대한 값을 결정하는 단계를 포함하는, 방법.
  7. 제 2 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 트레이닝된 관계 및/또는 모델을 트레이닝하기 위한 초기 캘리브레이션 단계를 포함하고, 상기 초기 캘리브레이션 단계는:
    1 이상의 기판 상에 상기 타겟의 다수 사본들(multiple repetitions)을 노광하는 단계 -상기 다수 사본들은 상기 포커스 파라미터 및 도즈 파라미터의 의도적인(deliberate) 변동으로 노광됨- ;
    상기 타겟의 다수 사본들을 측정하여 캘리브레이션 측정 신호들을 얻는 단계; 및
    상기 캘리브레이션 측정 신호들 및 알려진 포커스 파라미터 및 도즈 파라미터 설정들을 사용하여 상기 적어도 하나의 트레이닝된 관계 및/또는 모델을 트레이닝하는 단계를 포함하는, 방법.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 캘리브레이션 측정 신호들은 각각의 타겟의 제 1 서브-구조체에 관련된 제 1 캘리브레이션 측정 신호들 및 각각의 타겟의 제 2 서브-구조체에 관련된 제 2 캘리브레이션 측정 신호들을 포함하며, 상기 제 2 캘리브레이션 측정 신호들의 여하한의 변동은 상기 도즈 파라미터에만 의존하는 것으로 가정되는, 방법.
  9. 제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제 1 서브-타겟 및 상기 제 2 서브-타겟은 각각 상이한 최상의 포커스 설정, 및/또는 상이한 피치 및/또는 임계 치수를 포함하는, 방법.
  10. 제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 포커스 파라미터에 대한 값을 결정하는 단계는 상기 제 1 측정 신호, 제 2 측정 신호 및 상기 적어도 하나의 트레이닝된 관계 및/또는 모델로부터 직접 상기 포커스 파라미터에 대한 값을 결정하는 단계를 포함하는, 방법.
  11. 제 1 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 포커스 파라미터에 대한 값을 결정하는 단계는 상기 제 1 측정 신호, 제 2 측정 신호 및 상기 적어도 하나의 트레이닝된 관계 및/또는 모델로부터 적어도 상기 제 2 서브-타겟의 임계 치수에 대한 값을 결정하는 단계, 및 적어도 상기 제 2 서브-타겟의 임계 치수에 대한 값으로부터 상기 포커스 파라미터를 결정하는 단계를 포함하는, 방법.
  12. 제 1 항 내지 제 11 항 중 어느 한 항에 있어서,
    패터닝 디바이스를 사용하여 상기 기판 상에 상기 타겟을 노광하기 위해 상기 리소그래피 노광 공정을 수행하는 단계를 포함하고, 상기 방법은:
    상기 패터닝 디바이스 상의 등초점 패터닝 피처(isofocal patterning feature)들로부터 상기 제 1 서브-타겟을 노광하는 단계; 및
    상기 패터닝 디바이스 상의 비-등초점 패터닝 피처(non-isofocal patterning feature)들로부터 상기 제 2 서브-타겟을 노광하는 단계를 포함하며,
    상기 등초점 패터닝 피처들 및 상기 비-등초점 패터닝 피처들은: 피치, 임계 치수 및 마스크 흡수체 타입 중 1 이상의 측면에서 상이한, 방법.
  13. 프로세서 및 저장 디바이스를 포함하는 메트롤로지 디바이스로서,
    상기 저장 디바이스는 컴퓨터 프로그램 제품을 포함하고, 상기 컴퓨터 프로그램 제품은 제 1 항 내지 제 12 항 중 어느 한 항에 따른 방법을 수행하도록 작동가능한 명령어들을 포함하는, 메트롤로지 디바이스.
  14. 타겟을 형성하기 위한 타겟 패터닝 피처들을 포함하는 패터닝 디바이스로서,
    상기 타겟 패터닝 피처들은:
    등초점 구조체를 포함하도록 제 1 서브-타겟을 형성하기 위한 등초점 패터닝 피처들; 및
    비-등초점 구조체를 포함하도록 제 2 서브-타겟을 형성하기 위한 비-등초점 패터닝 피처들
    을 포함하는, 패터닝 디바이스.
  15. 적어도, 제 14 항에 따른 패터닝 디바이스를 사용하여 형성된 타겟을 포함하는 기판.
KR1020247010363A 2021-09-27 2022-08-26 포커스 메트롤로지를 위한 방법 및 연게된 장치 KR20240067902A (ko)

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