KR100916884B1 - Pattern positioning method in micro lithographic system - Google Patents
Pattern positioning method in micro lithographic system Download PDFInfo
- Publication number
- KR100916884B1 KR100916884B1 KR1020077027435A KR20077027435A KR100916884B1 KR 100916884 B1 KR100916884 B1 KR 100916884B1 KR 1020077027435 A KR1020077027435 A KR 1020077027435A KR 20077027435 A KR20077027435 A KR 20077027435A KR 100916884 B1 KR100916884 B1 KR 100916884B1
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- pattern
- determining
- measurement
- micro
- measuring
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 82
- 238000012937 correction Methods 0.000 claims abstract description 5
- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims description 89
- 230000000875 corresponding effect Effects 0.000 claims description 4
- 230000002596 correlated effect Effects 0.000 claims description 2
- 238000000609 electron-beam lithography Methods 0.000 claims description 2
- 238000001459 lithography Methods 0.000 claims description 2
- 230000000704 physical effect Effects 0.000 claims 1
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 31
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 13
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 10
- 241000238876 Acari Species 0.000 description 9
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 9
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 6
- 230000005484 gravity Effects 0.000 description 6
- 238000004422 calculation algorithm Methods 0.000 description 5
- 238000003780 insertion Methods 0.000 description 3
- 230000037431 insertion Effects 0.000 description 3
- 238000000691 measurement method Methods 0.000 description 3
- 239000011295 pitch Substances 0.000 description 3
- 238000012935 Averaging Methods 0.000 description 2
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 2
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 2
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- 230000002441 reversible effect Effects 0.000 description 2
- 230000009291 secondary effect Effects 0.000 description 2
- 230000001360 synchronised effect Effects 0.000 description 2
- VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N Chromium Chemical compound [Cr] VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 101100214491 Solanum lycopersicum TFT3 gene Proteins 0.000 description 1
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 1
- 239000000356 contaminant Substances 0.000 description 1
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 1
- 238000005315 distribution function Methods 0.000 description 1
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 1
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 1
- 239000010453 quartz Substances 0.000 description 1
- 238000007493 shaping process Methods 0.000 description 1
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N silicon dioxide Inorganic materials O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000004088 simulation Methods 0.000 description 1
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
- G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
- G03F7/70—Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
- G03F7/70483—Information management; Active and passive control; Testing; Wafer monitoring, e.g. pattern monitoring
- G03F7/70491—Information management, e.g. software; Active and passive control, e.g. details of controlling exposure processes or exposure tool monitoring processes
-
- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
- G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
- G03F7/70—Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
- G03F7/70483—Information management; Active and passive control; Testing; Wafer monitoring, e.g. pattern monitoring
- G03F7/7055—Exposure light control in all parts of the microlithographic apparatus, e.g. pulse length control or light interruption
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
Abstract
본 발명은 편향기 시스템에서 임의적으로 형성된 패턴의 좌표를 결정하는 방법에 관한 발명이다. 이 방법은 기본적으로 아래의 단계들로 이루어진다. The present invention relates to a method of determining the coordinates of a pattern arbitrarily formed in a deflector system. This method basically consists of the following steps.
- 제 1 방향(X-방향)으로 패턴을 이동시키는 단계, Moving the pattern in the first direction (X-direction),
- 패턴의 에지가 검출될 때까지 제 1 방향에 수직인 제 2 방향(Y-방향)으로 수행되는 마이크로 스윕의 횟수를 카운팅함으로서 패턴의 에지의 위치를 연산하는 단계, Calculating the position of the edge of the pattern by counting the number of micro sweeps performed in a second direction (Y-direction) perpendicular to the first direction until the edge of the pattern is detected,
- 상기 제 1, 2 방향에 수직인 제 3 방향(Z 방향)으로 변화를 반영하는, 표면에 대한 교정 함수를 결정하는 단계, 그리고 Determining a correction function for the surface that reflects the change in a third direction (Z direction) perpendicular to the first and second directions, and
- 상기 교정 함수를 이용하여 상기 제 3 방향으로의 변화를 보상하기 위해 카운팅된 마이크로 스윕의 횟수를 패턴의 이동 속도에 연계시킴으로서 좌표를 결정하는 단계.Determining coordinates by associating the number of counted micro sweeps with the speed of movement of the pattern to compensate for the change in the third direction using the calibration function.
본 발명은 또한 이 방법을 구현하기 위한 소프트웨어 및 이 소프트웨어를 기록한 컴퓨터로 판독가능한 기록 매체에 또한 관련된다. The invention also relates to software for implementing this method and a computer readable recording medium having recorded the software.
Description
본 발명은 청구범위 제1항 및 제14항에 기재된 바와 같이 편향기 시스템의 표면 상에서의 임의적 모양의 패턴의 좌표를 결정하는 방법에 관한 발명이다. 본 발명은 청구범위 제22항에 규정된 바와 같이 편향기 시스템의 표면 상에서의 임의적 모양의 패턴의 좌표를 결정하는 방법을 구현하는 소프트웨어(또는 프로그램을 기록한 컴퓨터 판독형 기록 매체)에 또한 관련된다. The invention relates to a method for determining the coordinates of an arbitrary shaped pattern on the surface of a deflector system as described in
편향기 시스템에서 시간을 측정하는 데 사용되는 방법이 오랫동안 사용되고 있다. 지금까지 이 알고리즘에는 거의 변화가 없었다. 여러 다른 종류의 교정(calibration)에 사용되는 패턴만이 그동안 수정되어 왔다. 오늘날 우리는 800x800 mm2의 표면에 10-15 nm 범위 내에서 이 방법의 실험적으로 확인되는 반복성을 구현하고 있다. 10-15 nm는 측정 오버레이(measurement overlay)를 의미한다. The method used to measure time in deflector systems has long been used. So far there has been little change in this algorithm. Only patterns used for many different types of calibration have been modified. Today we are implementing the experimentally confirmed repeatability of this method in the 10-15 nm range on a 800x800 mm 2 surface. 10-15 nm means measurement overlay.
이 방법의 한가지 단점은 마이크로 스윕과 같은 방향으로 측정을 할 수 있을 뿐이라는 점이다. X 좌표를 측정하기 위해, 우리는 45도 바를 지닌 특정 패턴을 이용하여야 한다. One disadvantage of this method is that it can only measure in the same direction as the micro sweep. To measure the X coordinate, we must use a specific pattern with a 45 degree bar.
공지 기술에 따른 방법을 간략하게 소개한다. 왜냐하면, 본 발명을 이해하는 데 중요하기 때문이다. The method according to the known art is briefly introduced. This is because it is important for understanding the present invention.
공지 기술에 따르면 높은 정확도로 시간을 측정하기가 어렵다. 예를 들어, 1 ns의 분해능으로 펄스를 측정하고자 할 경우, 전통적인 주파수 측정 방법이 사용될 경우 1GHz의 주파수를 가진 측정 클럭을 필요로 할 것이다. 기술된 공지 기술 시스템에서는 펄스의 단일 샷을 측정할 필요가 없다. 측정 중 주사 빔을 이용함으로서, 한개의 바(bar)나 여러개의 바들의 일차원 이미지들을 여러개 얻게 될 것이다. 바의 CD(critical dimension)나 변의 평균 위치만이 관심대상이 된다. 이 측정 시스템은 그 시그마와 함께 평균 결과를 제시할 뿐이다. 이러한 시그마가 시스템의 자연 노이즈보다 작을 경우 이 측정 시스템은 충분히 우수하다는 것을 기억하는 것이 중요하다. 이러한 자연 노이즈는 레이저 노이즈, 전기적 노이즈, 그리고 기계적 노이즈로 요약될 수 있다. 이 측정 시스템 자체로부터의 노이즈는 이론적으로 연산될 수 있고, 또는, 알려진 기준 신호를 이용하여 실제 확인될 수 있다. 시뮬레이션에 으해 측정 시스템 노이즈의 피겨(figure)를 얻는 것도 가능하다. CD나 바의 위치 측정은 따라서 에러를 가지게 될 것이다. According to the known art, it is difficult to measure time with high accuracy. For example, if you want to measure pulses with a resolution of 1 ns, you will need a measurement clock with a frequency of 1 GHz when traditional frequency measurement methods are used. In the known art system described there is no need to measure a single shot of a pulse. By using the scanning beam during the measurement, you will obtain several one-dimensional images of one bar or several bars. Only the CD (critical dimension) of the bars or the average position of the sides are of interest. The measurement system only shows the average result with the sigma. It is important to remember that this measurement system is good enough if this sigma is less than the system's natural noise. This natural noise can be summarized as laser noise, electrical noise, and mechanical noise. The noise from this measurement system itself can be calculated theoretically or can be actually confirmed using a known reference signal. It is also possible to obtain a figure of the measurement system noise by simulation. CD or bar position measurements will therefore have errors.
Errortot = √((Errornatural)2 + (Errormeasurment)2)Error tot = √ ((Error natural ) 2 + (Error measurment ) 2 )
시간을 측정할 때 우리는 임의 위상 방법(random phase method)을 이용한다. 이는 측정 단위 자체가 우리가 측정하고자 하는 신호의 위상과 전혀 상관이 없음을 의미한다. 신호 위상이 측정 클럭 위상에 대해 임의적이기 때문에, 우리는 훨씬 낮 은 주파수에 해당하는 측정 클럭 주파수를 이용하고, 정확도 달성 대신에 평균화 효과를 이용한다. When measuring time we use a random phase method. This means that the unit of measurement itself has nothing to do with the phase of the signal we want to measure. Since the signal phase is arbitrary with respect to the measurement clock phase, we use the measurement clock frequency corresponding to a much lower frequency and use the averaging effect instead of achieving accuracy.
도 1에서, 측정 클럭 위상이 기준 신호(SOS)에 대해 도시된다. 입력 신호(바)가 기준 신호와 동기화되는 점에 주목하여야 한다. 왜냐하면, 입력 신호가 마이크로 스윕 자체로부터 발생되기 때문이다. 도 1의 클럭의 위쪽 행은 클럭 증분치를 측정함에 있어 표시되는 룰러(ruler)다. 그 다음에 주목해야 할 것은, 입력 신호의 양의 진행 에지(10)가 우리의 기준 신호에 대하여 나타나는 위치다. 물론, 음의 진행 에지(11)도 역시 관심 대상이다. 그러나 어떤 에지의 위치를 찾아내는 데도 같은 방법이 사용될 수 있다. In Figure 1, the measured clock phase is shown for the reference signal SOS. Note that the input signal bar is synchronized with the reference signal. This is because the input signal is generated from the micro sweep itself. The upper row of the clock in FIG. 1 is the ruler displayed in measuring the clock increment. It is next to be noted where the positive leading
측정 클럭의 주기 시간 tm을 생각해보자. 입력 신호가 마이크로스윕(micro sweep)으로부터의 결과이기 때문에, 우리는 시간 상의 화소 클럭 주기와, 이에 대응하는 나노미터 단위의 값 간의 관계를 정확하게 알 수 있다. 여기서 우리는 나노초 단위의 화소 클럭 주기 tp를 도입할 수 있다. 또한, 나노미터 단위의 화소 클럭 주기를 pp로 설정할 수 있다. 이에 따라 스케일링 식은 다음과 같이 표현된다. Consider the cycle time tm of the measurement clock. Since the input signal is the result from a micro sweep, we can accurately know the relationship between the pixel clock period in time and the corresponding value in nanometers. Here we can introduce a pixel clock period tp in nanoseconds. In addition, the pixel clock period in nanometer units may be set to pp. Accordingly, the scaling equation is expressed as follows.
pm(nm) = tm(ns)*pp(nm)/tp(ns)pm (nm) = tm (ns) * pp (nm) / tp (ns)
pm은 각각의 측정 클럭 주기를 나노미터 단위로 표시한 것이다. 도 1로부터, 우리는 제 1 에지(10)의 개략적 위치가 8개의 화소 클럭들에 해당함을 알 수 있다. 한번의 측정을 이용함으로서, 즉, 6개의 측정(1-6) 중 한번의 측정만을 이용함으로서, 8-10 개의 측정 클럭들의 범위 내에 이 에지가 존재함을 알 수 있다. 이 정확도는 다시 말해서 2*tm으로 표시된다. 위 스케일링식을 이용하여 이 역시 나노미터 단위로 표시될 수 있다. pm represents each measurement clock period in nanometers. 1, we can see that the schematic position of the
아래에서는 현실적인 값들이 소개된다. Below are some realistic values.
tm = 1/40 = 25 nstm = 1/40 = 25 ns
tp = 1/46.7 = 21.413 nstp = 1 / 46.7 = 21.413 ns
pp = 250 nmpp = 250 nm
이 결과로 pm = 291.86 nm 이다. The result is pm = 291.86 nm.
기준 신호에 의해 카운터를 재설정(resetting)함으로서 측정 클럭 틱(measurement clock ticks)들을 카운팅할 경우, 우리는 8번 또는 9번의 틱만을 카운팅할 것이다. 본 예에서 어떤 다른 카운트도 가능하지 않다. 측정 클럭의 위상에 대한 에지 위치는, 이러한 방식으로 tm내에 분포되는 장방형일 것이다. 따라서 평균 위치는 여러 측정으로부터의 카운트들을 함께 더하여 이 숫자를 측정 횟수로 나눔으로서 연산될 수 있다. 본 예에서, 우리는 평균 값으로 (8+8+8+8+9+9)/6 = 8.33 카운트를 얻게 된다. 따라서 에지 위치의 추정치는 다음과 같이 연산될 수 있다. When counting measurement clock ticks by resetting the counter by the reference signal, we will only count 8 or 9 ticks. No other count is possible in this example. The edge position with respect to the phase of the measurement clock will be rectangular distributed in this way in tm. Thus, the average position can be calculated by adding together counts from several measurements and dividing this number by the number of measurements. In this example, we get (8 + 8 + 8 + 8 + 9 + 9) / 6 = 8.33 counts as average values. Therefore, the estimate of the edge position can be calculated as follows.
8.33 * 291.86 = 2432 nm8.33 * 291.86 = 2432 nm
이제, 본 예에서 6개의 측정치를 이용하는 것이 충분하지 않다. 수천번의 측정을 이용하는 것이 일반적이다(상세한 설명의 세개의 시그마는 이론적 관점으로부터 기술한 것이다). Now, it is not enough to use six measurements in this example. It is common to use thousands of measurements (the three sigmas in the detailed description are from a theoretical point of view).
더우기, 물체 표면에 배열되는 임의적으로 생긴 패턴의 좌표가 편향기 시스템에서 교정 용도로 측정될 때 물체의 두께 변화를 보상할 수 있는 방법은 여지껏 공개된 바 없다. Moreover, no method has been disclosed so far that can compensate for variations in the thickness of an object when the coordinates of the randomly pattern arranged on the surface of the object are measured for calibration purposes in the deflector system.
본 발명의 목적은 패턴을 지닌 표면의 불균일성(unevenness)을 보상하기 위해 임의 종류의 패턴을 이용하는 편향기 시스템에서 좌표, 특히 2차원 좌표를 결정하는 방법을 제공한다. It is an object of the present invention to provide a method of determining coordinates, in particular two-dimensional coordinates, in a deflector system using any kind of pattern to compensate for unevenness of the patterned surface.
청구범위 제1항 및 제14항에 규정된 특징에서 해법이 제공된다. Solutions are provided in the features recited in
본 발명의 또한가지 목적은 청구범위 제22항에서 규정된 특징들에서 제공되는 방벙을 수행하는 소프트웨어를 제공하는 것이다. It is another object of the present invention to provide software for performing the methods provided in the features stipulated in
본 발명의 장점은 오늘날 기존에 이용되고 있는 것과는 어떤 다른 검출 방법을 이용하지 않으면서도 패턴의 이미지를 생성할 수 있다는 점이다. 왜냐하면, 본 발명은 공지 기술 방법과 유사하며, 단지, 기존 시스템에 비해 우수한 정확도로 90도 회전한다는 점에 차이가 있기 때문이다. An advantage of the present invention is that it is possible to create an image of a pattern without using any other detection method than is used today. This is because the present invention is similar to the known method, except that it rotates 90 degrees with superior accuracy compared to existing systems.
또다른 장점은 본 발명이 소프트웨어적으로 구현되기 때문에 새로운 하드웨어가 필요하지 않다는 점이다. Another advantage is that no new hardware is needed because the invention is implemented in software.
도 1은 공지 기술에 따른 마이크로 스윕과 같은 방향으로 시간을 측정하는 방법을 설명하는 개략도.1 is a schematic diagram illustrating a method of measuring time in the same direction as a micro sweep in accordance with known techniques.
도 2는 본 발명에 따라 시간 및 위치 측정에 사용될 수 있는 스타-마크의 이미지 도면.2 is an image diagram of a star-mark that may be used for time and position measurements in accordance with the present invention.
도 3은 도 2의 이미지의 일부 확대도.3 is an enlarged view of a portion of the image of FIG. 2;
도 4는 본 발명에 따른 수평 바의 원칙적 측정 기술의 도면.4 shows a principle measurement technique of a horizontal bar according to the invention.
도 5는 본 발명에 따른 수직 바의 원칙적 측정 기술의 도면.5 shows a principle measurement technique of a vertical bar according to the invention.
도 6은 본 발명에 따라 Y-방향 스윕을 이용하여 X좌표를 얻기 위한 선호 방법의 도면.6 is a diagram of a preferred method for obtaining X coordinates using a Y-direction sweep in accordance with the present invention.
도 7은 본 발명에 따른 방법을 이용하여 얻은 이미지.7 is an image obtained using the method according to the invention.
도 8은 도 7의 이미지의 확대도.8 is an enlarged view of the image of FIG.
도 9는 도 7에 제시된 이미지에 적용된 커서 도면.9 is a cursor diagram applied to the image shown in FIG.
도 10은 도 9의 커서의 확대도.10 is an enlarged view of the cursor of FIG.
도 11은 한번의 측정에 대한 평균 속도를 나타내는 그래프.11 is a graph showing the average speed for one measurement.
도 12a는 본 발명에 따른 선호 실시예에 사용되는, 임의 위상 측정의 밑바탕에 깔린 통계적 원칙의 도면.12A is a diagram of the statistical principles underlying the arbitrary phase measurement, used in a preferred embodiment according to the present invention.
도 12b는 노출 케이스의 도면.12B is a view of an exposure case.
도 13은 본 발명에 사용되는 오프셋을 연산하기 위한 플레이트 벤딩 효과의 도면.FIG. 13 is a diagram of plate bending effect for computing offset used in the present invention. FIG.
도 14a와 14b는 평형한 상부와 가공된 하부를 가진 글래스 판과, 평평한 지지체 상에 배열될 때 기준 표면의 삽입에 대한 플레이트 벤딩 효과를 도시하는 도면.14A and 14B show a glass plate having a flat top and a machined bottom and a plate bending effect on the insertion of a reference surface when arranged on a flat support.
도 15a와 15b는 가공된 상부와 평형한 하부를 가진 글래스 판과, 평평한 지지체 상에 배열될 때 기준 표면 삽입에 대한 플레이트 벤딩 효과를 도시하는 도면.15A and 15B illustrate a glass plate having a machined top and a bottom parallel to the plate bending effect on insertion of a reference surface when arranged on a flat support.
도 16a와 16b는 평형판 상부 및 평평한 하부를 지닌 글래스 판과, 가공된 지 지체 상에 배열될 때 기준 표면의 삽입에 관한 플레이트 벤딩 효과를 도시하는 도면.16A and 16B show a glass plate having a flat plate top and a flat bottom and a plate bending effect on the insertion of a reference surface when arranged on a processed support.
지금까지 우리는 이 방법을 마이크로스윕을 따라(즉, 1차원적으로) 측정하는 데만 사용하였다. 그럼에도 불구하고 이 방법을 2차원으로 확장 측정하는 것이 가능하다. 이를 행할 때, 우리는 우리가 측정하는 패턴의 이미지들을 실제로 발생시키고 있다. So far we have only used this method to measure along microsweep (ie one dimensionally). Nevertheless, it is possible to measure this method in two dimensions. In doing this, we are actually generating images of the pattern we measure.
이미지에 관하여 이야기할 때, 우리는 이를 한 세트의 화소들로 간주할 수 있다. 각각의 화소는 화소의 강도를 표시하는 소정의 "그레이-레벨"을 가진다. When talking about an image, we can think of it as a set of pixels. Each pixel has a predetermined "gray-level" that indicates the intensity of the pixel.
CCD 이미지를 취급할 때, 각각의 화소는 소정의 라스터(또는 그리드)로 위치적으로 고정된다. 한개의 에지의 위치를 찾기 위해 CCD 이미지를 분석할 때, 화소 위치 및 그레이 레벨에 관한 정보가 사용되어야 한다. 이미지의 에지 위치를 추정하기 위해 여러 다른 직관적인 방법들이 사용될 수 있다. 위치 추정의 정확도는 CCD 어레이의 교정에 따라 좌우된다. 즉, 화소들이 어레이 내 어디에 위치하는지, 화소들이 빛에 대해 얼마나 민감한지, 그리고 왜곡없이 어레이에 이미지를 얼마나 잘 배치할 수 있는 지에 좌우된다. CCD에 대한 광 분포와 여러 다른 종류의 광학적 왜곡은 위치 추정시 에러에 기여할 것이다. 공지된 기준에 기초하여 측정 시스템을 교정할 경우 상당한 수의 이러한 에러들이 극복될 수 있다. When handling a CCD image, each pixel is fixed positionally with a given raster (or grid). When analyzing a CCD image to find the position of one edge, information about pixel position and gray level should be used. Several other intuitive methods can be used to estimate the edge position of the image. The accuracy of the position estimate depends on the calibration of the CCD array. That is, it depends on where the pixels are located in the array, how sensitive the pixels are to light, and how well the images can be placed in the array without distortion. Light distribution to the CCD and several other types of optical distortions will contribute to the error in position estimation. A significant number of these errors can be overcome when calibrating the measurement system based on known criteria.
본 발명에 따른 방법을 이용할 때, 우리는 화소에 관하여 역시 또 언급한다. 그러나 우리가 언급하는 화소는 소정의 그리드에서 위치적으로 고정되지 않는다. 한번에 측정함으로서 패턴의 스냅 샷을 얻을 경우, 우리는 매우 개략적인 분해능(또는 개략적인 정확도)으로 정보를 얻을 것이다. 우리가 이용하는 정보는 화소 위치임을 깨닫는 것이 중요하다. 우리는 그레이-레벨 정보를 전혀 이용하지 않는다. 물론, 하드웨어적으로 여러 다른 "트리그(trig)" 레벨을 이용하여 패턴을 레코딩함으로서 그레이-레벨 정보를 이용하는 것도 가능하다. 이는 포커스 측정에서처럼 빔-정형에 관심있는 경우 행하는 것이다. 그러나 우리는 한개 또는 여러개의 바의 위치를 측정하는 데만 관심이 있으며, 따라서 무게 중심과 CD(critical dimension)을 연산할 수 있다. When using the method according to the invention we also refer to the pixel as well. However, the pixels we refer to are not fixed positionally in a given grid. If we take a snapshot of the pattern by measuring it all at once, we will get the information with very rough resolution (or rough accuracy). It is important to realize that the information we use is pixel location. We do not use gray-level information at all. Of course, it is also possible to use gray-level information by recording the pattern using different "trig" levels in hardware. This is done if you are interested in beam-shaping as in focus measurement. However, we are only interested in measuring the position of one or several bars, so we can calculate the center of gravity and the critical dimension (CD).
무게 중심과 CD를 측정할 때, 우리는 한개의 단일 화소의 정확한 위치에는 전혀 관심이 없다. 일반적으로 우리는 여러개의 화소들의 위치의 평균에만 관심을 가진다. CD 측정에 있어, 우리는 커서를 이용하여 이 평균 값에 사용될 화소들의 수를 규정한다. 무게 중심 추정에 있어서도, 우리는 에지로부터 노이즈들을 균등하게 처리(even out)한다. 이 노이즈는 패턴 자체로부터 발생한 것일 수도 있고 측정 시스템의 노이즈일 수도 있다. 이는 CCD 이미지를 입력으로 이용하는 경우에도 마찬가지다. When measuring the center of gravity and the CD, we have no interest in the exact location of one single pixel. In general we are only interested in the average of the positions of several pixels. In the CD measurement, we use the cursor to define the number of pixels to be used for this average value. Even in the center of gravity estimation, we even out the noises from the edges. This noise may be from the pattern itself or may be noise from the measurement system. The same is true when using a CCD image as an input.
이와 같이 제시된 방법에서, 우리는 광원(또는 룰러(ruler))으로 마이크로 스윕 자체를 이용한다. 이보다 정확한 룰러를 찾는 것은 어렵다. 우리는 파워 및 선형성 측면에서 매우 정확하게 이 룰러를 교정하는 방법들을 이미 확보하고 있다. In the method presented in this way, we use the micro sweep itself as a light source (or ruler). It is hard to find a ruler that is more accurate than this. We already have ways to calibrate this ruler very accurately in terms of power and linearity.
도 2에서, 우리는 우리의 스타-마크의 일부분으로 이미지(20)를 캡쳐하였다. 이 이미지는 316 x 250 nm의 그리드에 화소(21)들의 위치를 표시한다. 이 그리드 내 화소들을 보여주는 것 외에는 아무것도 이미지에 행해진 것이 없다. 이미지(20)는 이 영역 내에 이벤트들을 보여준다. 마크(mark)는 100um 의 하드웨어 커서로 주사되었다. 양의 진행 에지(22)는 백색 화소로 표시되었고, 음의 진행 에지(23)(크롬-글래스 전이)는 흑색 화소로 표시되었다. 이미지를 단지 관찰함으로서, 마크가 카시계 반대방향으로 약간 회전함을 알 수 있다. 아래쪽 Y-평행 바(24)들 내 흑색 화소들의 수는 백색 화소들의 수에 비교할 때, 이러한 사실을 명확하게 나타낸다. In FIG. 2, we captured an
우리가 이용하고 있는 실제 그리드를 표현하기 위해, 그리고 화소들이 그리드 내에 어떻게 분포하고 잇는 지를 나타내기 위해, 도 3을 참고할 수 있다. In order to represent the actual grid we are using, and to show how the pixels are distributed in the grid, we can refer to FIG.
여기서, 우리는 이미지(20)의 일부분 확대도를 볼 수 있다. 이 이미지의 "하드 카피(hard copy)"는 우리가 이벤트를 발견한 위치들을 명확하게 나타낸다. 이 이미지를 날카롭게 하는 방법이 아래에 제시될 것이다. 이 이미지의 스케일은 한개의 화소가 X-방향으로 316nm(수직 스케일), Y-방향으로 250nm(수평 스케일)인 점을 감안할 때 정확하다. Here, we can see a partial enlarged view of the
X-좌표 추정X-coordinate estimation
본원의 배경기술 단락에서 설명한 바와 같이, 이벤트의 Y-좌표를 추정하기 위한 매우 정확한 방법들이 존재한다. 룰러와 측정 클럭으로 마이크로스윕이 사용되고, 이 측정 클럭은 룰러의 위상에 대해 임의적 관계에 있다. 이 측정 클럭은 단일 샷 측정에서 tm의 개략적 분해능(292nm)을 제시할 것이다. 우리가 여러번의 측정을 이용하고 평균 값을 구축할 경우, 우리는 좀 더 높은 분해능을 얻을 것이다(아래 참조). 실제로, 사용될 커서의 길이와 측정 횟수를 선택함으로서 정확도를 우리가 선정할 수 있다. 지금까지 Y-좌표 추정에 있어서 위의 언급은 사실이었다. 문제점은 우리가 어떻게 X-좌표를 추정할 수 있느냐 하는 것이다. As described in the Background section herein, there are very accurate methods for estimating the Y-coordinate of an event. Microsweep is used as the ruler and the measurement clock, which has an arbitrary relationship to the phase of the ruler. This measurement clock will give a rough resolution of tm (292 nm) in a single shot measurement. If we use several measurements and build an average value, we will get a higher resolution (see below). In practice, we can select the accuracy by selecting the length of the cursor to be used and the number of measurements. So far, the above statement in Y-coordinate estimation has been true. The problem is how we can estimate the X-coordinate.
빔을 Y-방향으로 주사함으로서 도출되는 데이터로부터 X-값을 얻는 것은 어렵다. 이에 선행해야 하는 단계는, Y-좌표와 동일한 정확도로 이 정보를 불러들이는 것이 실제 가능해야 한다는 것이다. 그러나 이를 위해서는 우리는 또다른 신호 람다/2 X-신호를 도입해야만 한다. It is difficult to obtain an X-value from the data derived by scanning the beam in the Y-direction. The preceding step is that it should be practically possible to retrieve this information with the same accuracy as the Y-coordinate. But to do this we must introduce another signal lambda / 2 X-signal.
선행 기술에서는 스타-마크의 경우에서처럼 패턴의 45도 바를 측정할 때, 우리는 X-커서를 규정하기 위해 X-방향의 마크로 X-람다/2 신호를 이용한다. 커서 내부에서는 우리가 측정 클럭을 카운트할 때와 동시에 람다/2 신호를 레코딩한다. 그러나 우리는 45도 바에 대해 측정하기 때문에, 실제 우리는 Y 정보만을 이용하여 X-좌표를 얻게 된다. 람다/2 정보와 조합하여, 우리는 매우 높은 정확도로 X-좌표를 연산할 수 있다. 이 방법의 결함은 임의의 종류의 패턴에 대해 측정을 할 수 있는 것이 아니라는 점이다. 특히, 우리는 룰러와 평행한 바(bar)에 대해 측정을 행할 수 없다. 우리가 Y-방향으로 이용하고 있는 방식으로 이 방법을 확장할 경우, 우리는 해결해야할 문제점이 Y-방향으로 우리가 가지고 있는 그러나 90도 회전한 점과 정확하게 같은 것이라는 것을 쉽게 알게 될 것이다. 우리의 기준 신호(SOS: Start of Sweep)에 대해 우리의 측정 클럭을 변경할 경우 그리고 람다/2 신호를 기준 신호로 사용할 경우, 우리는 이 문제점인 90도를 회전하였다. In the prior art, when measuring the 45 degree bar of a pattern as in the case of a star-mark, we use the X-lambda / 2 signal as a mark in the X-direction to define the X-cursor. Inside the cursor we record the lambda / 2 signal at the same time we count the measurement clock. But since we measure about 45 degree bar, we actually get the X-coordinate using only Y information. In combination with lambda / 2 information, we can compute X-coordinates with very high accuracy. The drawback of this method is that it is not possible to measure any kind of pattern. In particular, we cannot make measurements on bars that are parallel to the ruler. If we extend this method in the way we are using it in the Y-direction, we will easily see that the problem to be solved is exactly the same as we have in the Y-direction but rotated 90 degrees. When we changed our measurement clock for our Start of Sweep (SOS) and using the Lambda / 2 signal as the reference signal, we rotated this
이러한 문제점의 회전을 행할 때, 우리는 우리의 매개변수들을 다시 연산할 필요가 있다. Y-방향으로 우리의 분해능은 292nm에 해당하는 한개의 측정 클럭이었 다. 관심대상인 패턴에 대한 일회 실시 중, 우리는 대략 30kHz의 주파수로 패턴을 주사하였다. 이때 의문점은 우리가 주사 중 X-방향으로 얼마나 멀리 움직이느냐 하는 점이다. 속도를 가능한 낮게 설정할 경우, 우리는 람다/2 주기 마다 패턴을 8-10회 주사할 수 있을 것이다. 한개의 람다/2 주기가 316nm에 해당하기 때문에, 우리는 X-방향으로 30-40nm의 범위 내의 분해능을 가질 것이다. 이는 우리가 X-방향으로의 움직임 중 30kHz의 주파수로 패턴을 주사하는 이유이다. 우리가 람다/2 신호를 기준 신호로 이용할 때, 우리는 X-방향으로 30-40nm의 공간 분해능을 지닌 한개의 클럭을 가지게 된다. 이는 Y-방향의 분해능보다 월등히 높다. 그러나, 이것은 중요하다. X-방향의 움직임 때문에 Y-방향에서처럼 X-방향으로 여러개의 샘플들을 얻을 수 없을 것이기 때문이다. 이 사실은 도 4에서 표현된다. When doing the rotation of this problem, we need to recalculate our parameters. In the Y-direction our resolution was one measurement clock corresponding to 292 nm. During one run for the pattern of interest, we scanned the pattern at a frequency of approximately 30 kHz. The question is how far we move in the X-direction during the scan. If we set the speed as low as possible, we will be able to inject a pattern 8-10 times per lambda / 2 cycle. Since one lambda / 2 cycle corresponds to 316 nm, we will have a resolution in the range of 30-40 nm in the X-direction. This is why we scan the pattern at a frequency of 30 kHz during the movement in the X-direction. When we use the lambda / 2 signal as the reference signal, we have one clock with a spatial resolution of 30-40 nm in the X-direction. This is much higher than the resolution in the Y-direction. However, this is important. This is because the motion in the X-direction will not be able to obtain multiple samples in the X-direction as in the Y-direction. This fact is represented in FIG. 4.
X-방향으로의 상황이 도 4에 제시되어 있다. 한개의 바(40)가 1 회 스트로크로 주사되며, 6회의 주사(41) 중 한개의 이벤트만을 발생시킨다. 따라서, 한번에 바에 대해 움직일 때, 우리는 X-방향으로 +/- 40nm의 정확도로 바의 위치를 알 수 있다. 바 위치의 Y-좌표는 +/- 292nm의 정확도로 알 수 있다(두 에지(42, 43)의 각각에 대해). 도 4에서, 바의 X-방향의 CD는 우리가 X-방향으로 이용하고 있는 40nm 측정 그리드보다 낮다. 따라서, 패턴에 대해 한번 주사하는 것만으로는 적어도 한개의 바가 있다는 사실을 놓칠 수 있다. The situation in the X-direction is shown in FIG. 4. One
이는 측정될 바의 CD보다 분해능이 낮기 때문에 자연스럽다. 높은 분해능으로 바를 측정하기 위해, 패턴에 대해 임의 위상으로 여러번의 주사를 행할 필요가 있다. This is natural because of the lower resolution than the CD to be measured. In order to measure the bar with high resolution, it is necessary to make several scans in an arbitrary phase on the pattern.
Y-방향의 상황의 비교가 도 5에 제시되어 있다. 여기서는, Y-방향으로 동일 길이로 바(50)를 주사하고 있다. 각각의 주사(51)에서 Y-방향의 분해능은 292nm이지만, 동일 길이의 바에 대해 우리는 7번의 주사를 행할 것이다. A comparison of the situation in the Y-direction is shown in FIG. 5. Here, the
우리가 이 문제점을 분리시킬 경우, 우리는 한번의 주사에 X-방향으로 40nm의 분해능, Y-방향으로 290nm의 분해능으로 한개의 화소를 해상(resolving)할 수 있다고 말할 수 있다. If we isolate this problem, we can say that one pixel can be resolved with a resolution of 40 nm in the X-direction and 290 nm in the Y-direction in one scan.
알고리즘algorithm
지금까지 우리는 Y 및 X-방향으로의 핵심 원리를 설명하였다. 우리는 Y-방향 90도의 문제점을 X-방향으로 회전시켰다. Y-방향에서, 우리는 서로에 대해 임의적인 두개의 프로세스를 가진다. 즉, 측정 클럭과 SOS(또는 SOS에 대해 상관된 임의의 신호)를 가진다. X-방향에서, 측정 클럭은 SOS 신호에 대응하고, 기준 신호는 람다/2 신호이다. 이 신호들(또는 프로세스들) 역시 상관관계가 없다. 우리는 서로 다른 방향으로 서로 다른 분해능을 가진다. 그러나 정확도는 거의 같다는 것이 판명되었다. So far we have described the key principles in the Y and X-directions. We rotated the problem in the Y-
도 6에서, 바(60)의 X-좌표를 획득하는 원리가 설명된다. 도 6에서는 룰러 및 마이크로 스윕 방향과 평행한 바(60)를 볼 수 있다. 기준 신호는 람다/2 위치 신호에 해당한다. 각각의 람다/2 구간에서, 우리는 마이크로 스윕으로 패턴(61)을 주사한다. X-방향으로 패턴에 대한 움직임은 패턴 노출시 사용되는 속도에 비해 훨씬 느린 속도로 수행된다. 본 예에서, 우리는 람다/2 구간 내에 약 8번의 주사(61)를 얻는다. 우리가 이 구간에서 SOS를 카운트하기 시작하면, 우리는 상술한 바와 매우 유사한 상황을 얻을 것이다. 이 구간 내에 총 주사 횟수를 카운트할 경우, 이는 이 구간 내의 속도 측정이 될 것이다. 모든 구간에서 속도가 동일하다고 가정할 수 없기 때문에, X-방향으로 구간 내 이벤트의 정확한 "웨이트"를 확보하기 위해 이러한 속도 연산을 행하는 것이 중요하다. 본 예에서, 우리는 첫번째 런(run)(62)에서 두개의 SOS를 카운트하고 두번째 런(63)에서 세개의 SOS를 카운트하고, 등등하였을 때, 한개의 Y-이벤트(글래스로부터 크롬으로의 전이)를 얻을 것이다. 한개의 구간 내에 이벤트의 인덱스를 더함으로서, 그리고 이 수치를 구간 내의 총 SOS 횟수로 나눔으로서, 소정 구간 내 한개의 이벤트의 X-좌표의 추정치를 얻을 수 있을 것이다. 위에서 우리는 첫번째 Y-이벤트의 개략적 위치를 얻을 것이다. 그 표시에 대한 세번의 런 이후에 얻을 것이며, 그 값은 이 구간 내에서 (2+3+2)/3 = 2.3 SOS 틱 일 것이다. 이 값을 나노미터 단위 값으로 연산하기 위해, 우리는 이 수치를 로컬 분해능과 곱한다. In FIG. 6, the principle of acquiring the X-coordinate of the
여기서, 우리는 2.3 * 316/8 = 92.2 nm를 얻는다. 이는 제 1 구간에서 바(60)의 에지에 대한 로컬 좌표(64)에 해당한다. 로컬 분해능은 해당 구간 내 SOS의 총 숫자, 즉 속도에 따라 좌우된다. 시스템을 좀 더 느리게 구동시킬 경우, 이 분해능이 더 좋아질 것이다. 그러나 바를 여러번의 런으로 주사함으로서 분해능을 상승시킬 수도 있을 것이다. 아래에서는 평균 위치 추정의 정확도가 설명된다. Here, we get 2.3 * 316/8 = 92.2 nm. This corresponds to the local coordinate 64 for the edge of the
위로부터 알 수 있는 바와 같이, 우리는 Y-방향의 주사 스윕으로부터 불러들인 데이터로부터 X-좌표를 연산할 수 있다. 우리가 구간 경계부(65)를 지날 때마다 X-방향으로 어디에 위치해 있는 지를 정확하게 안다는 사실을 이용하는 것이 우리 가 할 일이다. 한개의 구간 내에서는 속도가 일정하다고 가정하여야 한다. 이는 속도가 모든 구간에 대해 일정해야 한다는 것을 의미하지는 않는다. 실제로, 우리는 양 방향으로 패턴 사이에서 여러번 주사를 행하며, Y-이벤트와 람다/2 위치를 동시에 레코딩한다. 따라서 우리는 모든 런으로부터의 정보를 이용함으로서 높은 정확도로 로컬 속도를 연산할 수 있다. As can be seen from above, we can compute the X-coordinate from the data imported from the scan sweep in the Y-direction. It is our job to take advantage of the fact that every time we cross the
앞서 설명한 방법은 레이저 리소그래피 시스템이나 e-빔 리소그래피 시스템에 적합하다. The method described above is suitable for laser lithography systems or e-beam lithography systems.
필터링Filter
우리가 다음에 관심가지는 사항은 개별 화소의 정확한 위치가 아니다. 지금까지 설명한 사항은 단일 화소의 위치 정확도는 패턴을 몇회나 레코딩하였는 지와, 레코딩 중 우리가 이용한 분해능에 달려있다. 우리가 소정 횟수로 패턴을 주사할 경우, 우리는 정확도를 선택할 수 있다. 이는 우리가 측정 프로세스에 대해 완전한 제어를 가지기 때문에 가능하다. 우리가 이러한 정확도 선택을 행할 때, 우리의 커서를 또한 고려하여야 한다. 앞서 언급한 바와 같이, 커서는 평균 값 연산에 사용하기 위해 다수의 화소들을 규정하는 또한가지 방식일 뿐이다. The next thing we are interested in is not the exact location of individual pixels. So far, the point is that the positional accuracy of a single pixel depends on how many times the pattern has been recorded and the resolution we used during recording. If we scan the pattern a certain number of times, we can choose the accuracy. This is possible because we have complete control over the measurement process. When we make this accuracy choice, we also need to consider our cursors. As mentioned above, the cursor is also just one way of defining multiple pixels for use in averaging.
이러한 종류의 데이터에 필터를 적용하는 방식에는 여러가지가 있다. 명확한 방식은 표준 회귀 기술(standard regression technique)을 이용하여 라인에 부합되게 하는 것이다. 이 기술들이 적용되더라도 이 경우에 최적 결과를 생성하지는 않는다. 그 핵심적 이유는 우리가 취급하는 화소 데이터가 가우시안 분포를 따르지 않기 때문이다. 우리가 취급해야할 데이터는 장방형 분포를 가진다. 회귀 기술을 이용할 때, 우리는 Y-케이스의 tm 구간에 또는 람다/2 구간의 경계부에 가까운 화소들을 "오버웨이트(over weight)" 처리할 것이다. 더 우수한 이용 방법은 좀 더 간단한 "영역" 추정 방법이다. 이 방법은 회귀 기술에 비해 이러한 종류의 데이터에 대해 더 정확하다. 라인을 에지에 맞추기 위해, 데이터베이스를 절반씩으로, 즉, 두개로 나누면 된다. 이 경우에 가지게 되는 데이터는 x, y 좌표다. 각각의 절반 내의 모든 좌표들의 평균 값을 연산한다. 이러한 방식으로 우리는 두개의 x, y 점들을 얻을 수 있을 것이다. 이 두 점들은 차후 연산에 사용될 라인을 나타낸다. There are many ways to apply filters to this kind of data. The obvious approach is to conform to the line using the standard regression technique. Although these techniques are applied, they do not produce optimal results in this case. The key reason is that the pixel data we handle does not follow the Gaussian distribution. The data we have to deal with has a rectangular distribution. When using the regression technique, we will "overweight" pixels close to the boundary of the lambda / 2 interval or in the tm interval of the Y-case. A better use is a simpler "area" estimation method. This method is more accurate for this kind of data than regression techniques. To align the lines with the edges, you can split the database in half, or two. The data we have in this case is the x and y coordinates. Compute the average value of all coordinates in each half. In this way we can get two x and y points. These two points represent the line that will be used for further calculations.
현실적 결과Realistic results
도 7에서는 상술한 알고리즘을 이용하여 데이터를 필터링하였다. 지금까지 우리는 어떤 커서도 적용하지 않았다. 화소들의 평균 위치들만이 연산되었다. 도시되는 이미지(70)는 마크에 대해 네번의 런(run)으로부터 얻은 것이다. 이미지(7)) 내 작은 사각형(71)이 도 8에서 확대되어 있다. 여기서, 우리는 데이터를 날카롭게 하기 위해 앞서의 알고리즘과 일부 필터링을 이용하였다. 이 이미지 내 각각의 화소는 이 패턴에 대해 모두 네번의 런의 결과이다. In FIG. 7, data is filtered using the algorithm described above. So far we have not applied any cursors. Only the average positions of the pixels were calculated. The image 70 shown is from four runs on the mark. A
커서(Cursor( cursorscursors ))
우리는 이제부터 데이터에 커서를 적용하여 CD를 측정하고 크로스의 무게중심 위치를 측정할 것이다. 크로스의 무게중심은 네개의 커서 쌍들을 이용하여 측정된다. 이 커서들이 도 9에 도시된다. We will now apply a cursor to the data to measure the CD and the center of gravity of the cross. The center of gravity of the cross is measured using four cursor pairs. These cursors are shown in FIG.
커서들의 각각의 라인(90, 91)은 크로스의 에지로부터의 데이터에 기초하여 연산된다. 이 라인은 앞서 언급한 간단한 "영역" 추정 방법을 이용하여 연산된다. Each
도 10a와 10b에서, X와 Y 바의 일부분이 확장된다. In Figures 10A and 10B, portions of the X and Y bars are expanded.
도 10a은 상부 좌측 에지의 일부분을 도시한다. 연산된 커서는 X-방향으로 에지의 위치의 정확한 추정치이다. 10A shows a portion of the upper left edge. The computed cursor is an accurate estimate of the position of the edge in the X-direction.
도 10b는 크로스의 상부 우측 에지의 일부분이다. 이 라인(91)의 위치는 Y-방향으로의 에지 위치를 규정한다. 10B is a portion of the upper right edge of the cross. The position of this
도 10a에서 Y-바를 따라 백색 화소와 흑색 화소들이 혼합된 이유가 설명된다. 본 예에서는 측정 클럭의 두개의 클럭 주기 이후 한개의 이벤트에 대해 리트리그(re-trig)만을 행할 수 있다. 이는 우리가 이 시간 주기 내에 양의 전이 및 음의 전이를 가질 경우, 이벤트들 중 하나를 놓칠 것이라는 것을 의미한다. 이는 화소들이 Y-방향으로 비트 스프레드(bit spread: 비트 단위로 분포됨)되는 이유 중 하나이다. 그후 노이즈때문에 이 하드웨어는 음의 전이 또는 양의 전이에 대해 임의적으로 트리그(trig)를 실행할 것이다. 이는 우리가 양의 전이 또는 음의 전이를 가지는 지가 중요한 정보가 아니기 때문에 실제로 전혀 문제가 되지 않는다. 카운트할 것은 전이가 어디서 발생하느냐는 것이다. 에지의 방향을 알기 위해, 여러 전이들을 이용할 수 있고 또는 다른 종류의 로직 결정을 이용하여 어떤 종류의 전이가 발생하는 지를 알 수 있다. The reason why the white pixels and the black pixels are mixed along the Y-bar in FIG. 10A is described. In this example, only one event can be retriggered after two clock cycles of the measurement clock. This means that if we have a positive transition and a negative transition within this time period, we will miss one of the events. This is one of the reasons why pixels are bit spread in the Y-direction. Then, because of the noise, the hardware will randomly trigger a negative or positive transition. This is not really a problem at all because it is not important information whether we have a positive transition or a negative transition. What counts is where the transition occurs. To know the direction of the edge, several transitions can be used or other kinds of logic decisions can be used to see what kind of transition occurs.
아래의 표에서는 무게 중심과 CD가 커서에 대해 표시된다. 아래의 표는 네개의 커서 쌍들의 결과를 개별적으로 제시한다.In the table below, center of gravity and CD are shown for the cursor. The table below shows the results of four cursor pairs individually.
마크의 중심 위치(Xcenter, Ycenter)은 Y-커서 중심값들과 X-커서 중심값들의 평균 값으로 연산될 수 있다. The center position (Xcenter, Ycenter) of the mark may be calculated as the average value of the Y-cursor centers and the X-cursor centers.
2차 효과(Secondary effect ( SecondSecond orderorder effectseffects ))
지금까지 우리는 이 알고리즘의 핵심 원리에 관하여 논의하였다. 이제부터는 이 방법으로부터의 2차 효과가 되는, 데이터에 대해 수행되어야할 두가지 생생한 교정사항에 대하여 논의할 것이다. So far we have discussed the key principles of this algorithm. We will now discuss two vivid corrections that should be performed on the data, which are the secondary effects from this method.
첫번째로, 우리는 데이터의 궁극적 방위각을 교정할 필요가 있다. 라이터(writer)를 사용할 경우, 우리는 X-움직임 방향과 룰러 간에 이미 오정렬(pre-misallignment)을 가지고 있게 된다. 이 방위각 α는 다음과 같이 표현될 수 있다. First, we need to correct the ultimate azimuth of the data. When using a writer, we already have a pre-misallignment between the X-motion direction and the ruler. This azimuth angle α can be expressed as follows.
vx는 시스템의 노출 속도이고, vy는 마이크로 스윕의 속도다. vx is the exposure speed of the system, and vy is the speed of the micro sweep.
이 각도 연산은 다음 수식으로 단순화될 수 있다. This angle operation can be simplified to the following equation.
이때, Sos_rate는 두 개의 SOS 간의 화소 클럭 주기들의 총 횟수다. In this case, Sos_rate is the total number of pixel clock periods between two SOS.
고려해야할 또다른 효과는 측정 중 X-움직임의 효과다. 여기서 우리는 방위각 에러(azimuth error)를 도입할 것이다. 우리가 동일 횟수의 양의 스트로크 및 음의 스트로크를 구현한다할지라도, 우리는 이 에러를 완전하게 소거할 수 없을 것이다. 그 이유는 이 에러가 양의 스트로크 및 음의 스트로크에 대한 속도차와 함께 진행되기 때문이다. 한 방향으로의 스트로크에 대해, 각도 β로 표현될 수 있는 에러를 우리는 얻게 될 것이다. Another effect to consider is the effect of X-movement during the measurement. Here we introduce azimuth error. Even if we implement the same number of positive and negative strokes, we will not be able to completely eliminate this error. The reason is that this error proceeds with the speed difference for the positive stroke and the negative stroke. For a stroke in one direction, we will get an error that can be expressed in degrees β.
이 각도 β는 아래와 같이 표시될 수 있다. This angle β can be expressed as follows.
이때, xInc는 람다/2 (nm) 이고, speed 는 xInc 구간 내 SOS(start of sweeps)의 총 숫자다. 우리가 β를 α로 나눌 경우, 우리는 두 각도 간의 관계를 얻을 수 있을 것이다. In this case, xInc is lambda / 2 (nm), and speed is the total number of start of sweeps (SOS) in the xInc section. If we divide β by α, we can get the relationship between the two angles.
실질적인 수치를 삽입할 경우, xInc = 316 nm, Speed = 8 Sos/구간, nbeams = 9개의 빔, yPix = 250 nm가 되고, 이에 따라, 아래의 결과를 얻게 된다. Inserting a substantial value, xInc = 316 nm, Speed = 8 Sos / interval, nbeams = 9 beams, yPix = 250 nm, thus yielding the following results.
100um의 거리에 대해 α에 의해 발생된 에러를 연산할 경우, 아래의 값을 얻을 수 있을 것이다. If you calculate the error caused by α for a distance of 100um, you will get
alpha_error = 100 * 9 / 1435 = 0.6272 umalpha_error = 100 * 9/1435 = 0.6272 um
이때, Sos_rate은 TFT3 시스템 매개변수들로부터 얻은 값이다. β = 0.0175 * α 이기 때문에, 우리는 측정 중 움직임으로 인해 발생되는 에러를 아래와 같이 연산할 수 있다. Sos_rate is the value obtained from the TFT3 system parameters. Since β = 0.0175 * α, we can calculate the error caused by movement during measurement as
0.0175 * 627.2 (nm) = 11 nm0.0175 * 627.2 (nm) = 11 nm
이는 무시될 수 없는 상당한 수준의 에러다. 이 에러는 움직임 방향에 따라 부호를 변경할 것이다. 동일한 수의 양의 스트로크와 음의 스트로크 중 측정하고 로컬 속도가 두 스트로크에 대해 동일할 경우, 이 에러는 완전히 소거될 것이다. 실제로 그렇지는 않다. 따라서, 우리는 이 사실로 인해 작은 네트-에러(net error)를 얻게 될 것이다. This is a significant level of error that cannot be ignored. This error will change the sign according to the direction of movement. If the measurement is made during the same number of positive and negative strokes and the local velocity is the same for both strokes, this error will be completely cleared. Not really. Therefore, we will get a small net error due to this fact.
도 11에 도시된 그래프에서, 한번의 측정에 대해 평균 속도가 제시된다. 2개의 순방향 스트로크와 2개의 역방향 스트로크가 사용되었다. 하드웨어 커서는 99.22um 이었다(314 람다/2 구간). 이로부터, 순방향 및 역방향 스트로크에 대해 로컬 속도에 차이가 있음을 알 수 있다. In the graph shown in FIG. 11, the average speed is shown for one measurement. Two forward strokes and two reverse strokes were used. The hardware cursor was 99.22um (314 lambda / 2 intervals). From this, it can be seen that there is a difference in local speed for the forward and reverse strokes.
임의 위상 측정(Arbitrary Phase Measurements RandomRandom phasephase measurementmeasurement ))
측정을 위해 임의 클럭을 이용할 때, 우리는 통계적 문제점으로 이를 관찰하 게 될 것이다. 도 12a에서, 측정 상황이 도시된다. 우리가 측정하고자 하는 것은, t1과 t0 간의 시간차인 tp다. 이 신호는 기준 신호와 동기화된다. When using an arbitrary clock for the measurement, we will observe this as a statistical problem. In FIG. 12A, a measurement situation is shown. What we want to measure is tp, the time difference between t1 and t0. This signal is synchronized with the reference signal.
시간 tp를 다음과 같이 다시 쓸 수 있다.You can rewrite time tp as
tp = (k + d) * tmtp = (k + d) * tm
이때, k는 정수이고 d는 tm의 소수점 이하 부분이다. 이때, d는 구간 [0, 1] 사이의 수가 될 것이다. 이 수식이 tp에 대해 어찌하여 합리적인 수식이 되는 지 나중에 설명될 것이다. Where k is an integer and d is the fractional part of tm. In this case, d may be a number between intervals [0, 1]. It will be explained later why this formula is a reasonable one for tp.
우리는 기준 신호에 대해 임의적 위상을 가지는 측정 클럭을 이제 도입한다. 우리는 이 클럭의 양의 진행 플랭크(positive going flank)를 카운팅하는 카운터를 또한 도입한다. 이 카운터를 기준 신호로 재설정(reset)할 경우, 우리는 k개의 플랭크나 k+1개의 플랭크를 카운팅하게 됨을 알게될 것이다. 그외 다른 카운트는 가능하지 않다. 우리는 k와 k+1의 값을 얻기 위해 이산 확률 변수(discrete stochastic variable) K를 도입한다. We now introduce a measurement clock with an arbitrary phase relative to the reference signal. We also introduce a counter that counts the positive going flank of this clock. If we reset this counter to the reference signal, we will know that we count k flanks or k + 1 flanks. No other count is possible. We introduce a discrete stochastic variable K to get the values of k and k + 1.
이제 도 12a를 참고하여 또다른 확률 변수 A를 도입한다. 변수 A는 기준 신호에 대한 클럭의 위상을 나타낸다. A(∝)의 샘플 포인트는 구간 [0, 1] 내의 수일 것이다. A는 연속적인 확률 변수다. Now another random variable A is introduced with reference to FIG. 12A. Variable A represents the phase of the clock relative to the reference signal. The sample point of A (i) will be the number in the interval [0, 1]. A is a continuous random variable.
도 12a에서, 우리는 다음의 중요한 사실들을 확인할 수 있다. In FIG. 12A, we can identify the following important facts.
∝ > d 일 경우, K의 샘플 포인트는 k일 것이다. If ∝> d, then the sample point of K will be k.
∝ < d 일 경우, K의 샘플 포인트는 k+1일 것이다. If ∝ <d, the sample point of K will be k + 1.
이제는 샘플 포인트 k와 k+1에 대한 확률을 연산하여야 한다. 이를 위해, 우 리는 도 12a에 도시된 주파수 함수를 이용하여야 한다. 모든 위상들이 동일한 확률을 가지기 때문에, 이는 장방형 분포 함수가 된다. Now we need to compute the probabilities for sample points k and k + 1. For this purpose, we should use the frequency function shown in Figure 12a. Since all phases have the same probability, this becomes a rectangular distribution function.
따라서, K로부터 샘플 포인트 k+1을 얻을 확률은 d가 될 것이고, K로부터 샘플 포인트 k를 얻을 확률은 1-d가 될 것이다. Thus, the probability of obtaining sample point k + 1 from K will be d, and the probability of obtaining sample point k from K will be 1-d.
각각의 측정에 대해 클럭 카운트를 더하고 이후 n으로 나누면, 우리는 확률 변수 K에 대한 평균 값을 추정하게 될 것이다. If we add the clock count for each measurement and then divide by n, we will estimate the mean value for the random variable K.
추정된 평균값은 다음과 같이 표현될 수 있다. The estimated average value can be expressed as follows.
여기서 우리는 두개의 가능한 샘플 포인트를 가진다. 따라서 우리는 다음의 결과를 얻게 된다. Here we have two possible sample points. Thus, we have the following result.
우리가 이 결과를 나노초로 리스케일링하면 다음과 같은 결과를 얻을 수 있다.If we rescale this to nanoseconds, we get:
이 결과에 따르면, 카운터 틱들의 평균 값을 얻는 후 이 값을 tm으로 스케일 링하면 우리가 다음에 위치할 시간을 얻게 된다. According to this result, if we get the average value of the counter ticks and then scale this value to tm, we get the time we will be next.
시그마Sigma
평균값 E(K)의 정확도를 연산하기 위해, 우리는 K의 변화를 발견하여야 한다. To calculate the accuracy of the mean value E (K), we must find a change in K.
분포 변화는 다음과 같이 표현될 수 있다. The change in distribution can be expressed as follows.
이는 다음과 같이 표현될 수 있다. This can be expressed as follows.
이에 따라, 우리는 아래의 결과를 얻는다. Accordingly, we get the following result.
그리고 And
변화 함수는 실제로 매우 큰 관심 대상이 된다. 우리는 d=0일 경우, 즉, 소수점 이하 부분을 가지지 않을 경우 V(K) = 0임을 확인할 수 있다. d가 1에 매우 가까울 경우 역시 V(K) = 0임을 확인할 수 있다. d= 0.5일 때, 이 변화는 최대값을 가진다. 이 경우에, 변화는 0.25다. 시그마는 따라서 최대값으로 0.5가 될 것이다. The change function is actually of great interest. We can see that V (K) = 0 when d = 0, that is, it has no fractional part. If d is very close to 1, we can see that V (K) = 0. When d = 0.5, this change has a maximum value. In this case, the change is 0.25. Sigma will therefore be 0.5 at its maximum.
이를 해석하기 위해 다음과 같이 생각할 수 있다. d가 0일 경우, 우리는 카 운터로부터 k개의 틱(tick)을 카운팅할 것이다. 클럭으로부터의 양의 진행 에지가 기준 신호와 일치할 경우 한개의 틱을 카운팅한다고 가정한다. 우리가 측정 클럭의 위상에 관계없이 k개의 틱들을 카운팅하고 있기 때문에, 평균 값으로부터의 분산은 0일 것이다. 왜냐하면, 변화는 추정된 평균 값으로부터 제공 거리의 측정치이기 때문이다(수식 (1) 참조). To interpret this, we can think of the following: If d is zero, we will count k ticks from the counter. Suppose we count one tick if the positive leading edge from the clock matches the reference signal. Since we are counting k ticks regardless of the phase of the measurement clock, the variance from the mean value will be zero. This is because the change is a measure of the providing distance from the estimated average value (see equation (1)).
이러한 수식 및 해석의 물리적 의미를 파악해보자. Let's look at the physical meaning of these equations and interpretations.
실제적인 예를 먼저 들겠다. Let me give you a practical example first.
정수부 k=2, 소수부 d=0.01인 신호를 측정할 경우, 한번의 측정에 3을 카운팅할 확률은 0.01이다. 이 확률은 각각의 측정에 대해 동일하다. 100회 측정의 평균을 연산할 경우, 우리는 2의 샘플 99개와 3의 샘플 1개를 아마도 더하게 될 것이다(케이스 1). 그러나, 2의 샘플 100개와 3의 샘플 0개를 더할 수도 있다(케이스 2). 우리가 평균 값에서 실제 가지게 되는 에러는 다음과 같다. In the case of measuring the signal of the integral part k = 2 and the fractional part d = 0.01, the probability of counting 3 in one measurement is 0.01. This probability is the same for each measurement. If we compute the mean of 100 measurements, we will probably add 99 samples of 2 and 1 sample of 3 (case 1). However, 100 samples of 2 and 0 samples of 3 may be added (case 2). The actual error we get from the mean is
따라서 케이스 1에서 100회 측정후 우리는 다음의 결과를 얻는다. Thus, after 100 measurements in
케이스 2의 경우엔 2.00+/-0.005 가 된다.In
d=0일 때 이 케이스의 물리적 결론을 확인하는 또다른 흥미로운 방식이 존재한다. There is another interesting way to confirm the physical conclusion of this case when d = 0.
정확하게 k*tm인 신호를 측정하고자 하는 경우를 가정해보자. 이 경우에 소소부는 0이다. 우리가 카운터 틱들을 더할 경우, 우리는 k개의 틱들을 항상 카운팅하여야 한다. 그렇지 않을 경우, 이는 중요한데, 우리는 이 경우에 k인 정확한 평균을 절대 얻을 수 없다. 다시 말해서, 우리는 k+1개의 틱들을 절대 카운팅할 수 없다. 이에 해당할 경우, 우리가 연산하는 평균값은 k가 아닐 것이다. 이러한 이유로 변화는 반드시 0이 되어야 한다. k와 k+1의 두개의 수치만이 이란적으로 카운팅될 수 있음에 주목해보자. 따라서, k-1은 절대 카운팅될 수 없다. 다시 말해서, k+1인 카운트는 k-1에 의해 보상될 수 없고, 따라서, 우리는 어쨌든 정확한 평균을 얻게 된다. Suppose you want to measure a signal that is exactly k * tm. In this case, the source portion is zero. If we add counter ticks, we should always count k ticks. Otherwise, this is important, and we can never get the exact average of k in this case. In other words, we can never count k + 1 ticks. If this is the case, the average value we compute will not be k. For this reason, the change must be zero. Note that only two values, k and k + 1, can be counted in Iran. Thus k-1 can never be counted. In other words, a count of k + 1 cannot be compensated for by k-1, so we get the correct average anyway.
우리가 사전에 tp를 알지 못하기 때문에, 최악의 시나리오는 우리가 에러를 추정하는 경우에 해당한다. 다시 말해서, 이 방법으로 인한 에러가 다음과 같은 경우이다. Since we don't know tp in advance, the worst case scenario is when we assume an error. In other words, the error caused by this method is as follows.
Error(K) = 0.5*tm [ns]Error (K) = 0.5 * tm [ns]
이는 위에 언급한 바와 같이 함수 d*(1-d)의 최대값이다. 우리가 이 대신에 대칭적 에러를 이용하고자 할 경우, 우리는 이 방법의 결과를 다음과 같이 표현할 수 있다. This is the maximum value of the function d * (1-d) as mentioned above. If we want to use symmetric error instead, we can express the result of this method as
이 방법의 에러는 우리가 많은 횟수의 측정을 이용할 경우 작아질 것이다. 우리는 이 에러를 아래와 같이 표현할 수 있다. The error of this method will be small if we use a large number of measurements. We can express this error as
이 수식은 아래와 같이 나노미터 단위로 스케일링될 수 있다. This equation can be scaled in nanometers as follows.
이때, rs는 실제 방향에 대한 실제 분해능이다. 우리가 일부 수치들을 대입할 경우, Y-방향으로 rs=291nm, X-방향으로 rs=40 (316/8) nm 다. 따라서, X 또는 Y-방향으로 화소 위치의 추정 에러는 아래와 같이 근사될 수 있다. Where rs is the actual resolution for the actual direction. If we substitute some values, rs = 291nm in the Y-direction and rs = 40 (316/8) nm in the X-direction. Therefore, the estimation error of the pixel position in the X or Y-direction can be approximated as follows.
방위각azimuth
도 12b에서, 노출의 경우가 도시된다. 두 스윕 시작점 사이에서, 우리는 X-방향으로 nbeams * dy [um] 만큼의 거리를 이동한다. dy는 화소 크기다. 여기서, 정사각형 화소를 가정해보자. 이와 동시에, 우리는 Y-방향으로 N*dy [um]의 거리를 이동한다. In FIG. 12B, the case of exposure is shown. Between the two sweep start points, we move nbeams * dy [um] in the X-direction. dy is the pixel size. Here, assume a square pixel. At the same time, we move the distance of N * dy [um] in the Y-direction.
각도 α는 atan(vx/vy)로 표현될 수 있다. 이 각을 연산할 경우 아래와 같은 결과를 얻을 수 있다. The angle α can be expressed as atan (vx / vy). If you calculate this angle, you get the following result.
sos_time은 N * pixel_clock_time 으로 표현될 수 있다. N은 두 스윕 시작점 간의 총 화소수다. 마지막으로 우리는 각도 α를 다음과 같이 표현할 수 있다. sos_time can be expressed as N * pixel_clock_time. N is the total number of pixels between the two sweep start points. Finally, we can express angle α as
이 각도 α는 데이터베이스로부터 제거되는 것이 바람직한 일정한 "보상"임에 주목하여야 한다. It should be noted that this angle α is a constant "compensation" that is preferably removed from the database.
z-교정(z-z-calibration correctioncorrection ))
편향기 시스템에서 표면에 임의적 모양의 패턴의 좌표들을 결정하는 앞서 설명한 방법은 표면이 평탄하다는 것을 가정한다. 그러나 실제로는 그렇지 않다. X-Y 평면에 수직인 Z-방향으로의 높이 변화가 모든 표면에 대해 약간씩 나타나게 된다. 이는 2004년 9월 3일자 국제특허출원 PCT/SE2004/001270 호에 개시되어 있는 내용이다. 그 내용은 본원에서 참고로 인용된다. 표면 위의 임의 형태의 패턴을 결정하는 방법은 높이 Hz의 변화를 보상하는 교정 함수를 결정하는 방법과 조합되는 것이 바람직하다. The previously described method of determining coordinates of an arbitrary shape pattern on a surface in the deflector system assumes that the surface is flat. But in reality it is not. Height variations in the Z-direction perpendicular to the X-Y plane will appear slightly for all surfaces. This is disclosed in International Patent Application No. PCT / SE2004 / 001270, filed September 3, 2004. The contents of which are incorporated herein by reference. The method of determining any form of pattern on the surface is preferably combined with the method of determining a correction function that compensates for changes in height Hz.
본 발명의 핵심적인 부분은 기준 표면을 결정하고 이에 대한 높이 Hz의 차이를 연산하는 것이다. 이 차이는 H로 표시되며, 도 13과 연계하여 설명된다. 기준 표면의 형태가 불변으로 유지되는 한 기준 표면은 어떤 요망 형태도 가질 수 있다. 기준 표면의 형태가 평면형태인 것이 바람직하다. An essential part of the present invention is to determine the reference surface and calculate the difference in height Hz against it. This difference is denoted by H and is explained in connection with FIG. The reference surface can have any desired shape as long as the shape of the reference surface remains unchanged. It is preferred that the shape of the reference surface is planar.
가능하다면, 자유로운(무중력) 형태를 이용하는 것이 바람직할 것이다. 즉, 기준 표면으로 플레이트의 중앙 라인을 이용하는 것이 바람직할 것이나, 이는 실제 구현하기가 어렵다. 플레이트의 아랫면은 기준 표면에 대한 양호한 대안으로 볼 수 없다. 왜냐하면, 스테퍼(stepper)나 얼라이너(aligner)가 윗면을 기준 표면으로 이용하기 때문이다. If possible, it would be desirable to use a free (weightless) form. That is, it would be desirable to use the center line of the plate as the reference surface, but this is difficult to implement in practice. The underside of the plate is not seen as a good alternative to the reference surface. This is because a stepper or aligner uses the top side as a reference surface.
다른 한편, 윗면이 기준 표면으로 이용될 경우, 지지체의 형태와 플레이트의 아랫면을 또한 알 필요가 있다. 지지체의 형태를 얻을 수 있지만, 실제로 아랫면에 관하여 알기는 매우 어렵다. 윗면은 아랫면에 관해 모르더라도 측정할 수 있다. 세개의 발 위에 배치된 대형 글래스 플레이트는 플레이트 중량으로 인해 변형될 것이다. 그러나, 플레이트의 두께, 재료, 그리고 세-발의 구성을 알 경우, 완벽한 플레이트에 대한 변형 함수가 연산될 수 있다. 완벽하지 않은 글래스 플레이트의 측정은 세-발 위에 놓여있을 때, 변형된 플레이트의 측정을 발생시킬 것이다. 윗면의 형태는 변형된 플레이트의 측정치로부터 완벽한 플레이트에 대해 연산된 변형 함수를 뺌으로서 얻을 수 있다. On the other hand, when the upper surface is used as the reference surface, it is also necessary to know the shape of the support and the lower surface of the plate. Although the form of the support can be obtained, it is very difficult to actually know about the bottom surface. The top side can be measured without knowing the bottom side. Large glass plates placed on the three feet will deform due to the plate weight. However, knowing the thickness of the plate, the material, and the three-foot configuration, the deformation function for the perfect plate can be calculated. Incomplete measurement of the glass plate will result in measurement of the deformed plate when placed on three-foot. The shape of the top surface can be obtained by knowing the deformation function calculated for the perfect plate from the measurements of the deformed plate.
글래스 플레이트의 윗면은 아랫면에 비해 비교적 고른 편이다. 즉, 중심선에 대한 높이 변화가 작다. 가장 최적의 결과는 플레이트의 윗면이 기준 표면이 되도록 하는 것이다. 그러나, 노출 시스템의 다음 단계 중 글래스 플레이트의 변형으로 인해 윗면이 최선의 선택이라는 것은 명확하지 않다. 글래스 플레이트의 윗면(113)이 지지체 상에 의지하는 위치에 가까울 때 변화를 나타낼 경우, 윗면(113) 상의 패턴은 지지체 근처에서 왜곡될 것이다. The top side of the glass plate is relatively even compared to the bottom side. That is, the height change with respect to the centerline is small. The best result is that the top of the plate is the reference surface. However, it is not clear that the top side is the best choice due to the deformation of the glass plate during the next step of the exposure system. If the top surface 113 of the glass plate shows a change when it is close to the position on which it rests on the support, the pattern on the top surface 113 will be distorted near the support.
그러나, 어떤 표면도 기준 표면으로 사용될 수 있다. 물론 윗면이 기준 표면인 것이 바람직하다. However, any surface can be used as the reference surface. It is of course preferred that the top surface is the reference surface.
도 13은 두께 T를 가진 글래스 플레이트(111)에 대한 플레이트 벤딩 효과를 나타낸ㄴ다. 기준 표면(130)이 결정된다. 본 예에서 기준 표면은 평탄하고, 글래스 플레이트는 여러개의 측정 포인트(131)들로 나누어지며, 높이 Hz가 공지 기술로부터 알려진 수단에 의해 각 측정 포인트에서 측정된다. 기준 표면(130)과, 글래스 플레이트(111)의 변형된 표면(113) 간의 높이 H는 장치에 의해 글래스 플레이트(111)의 표면(113)에 대해 측정된 높이 Hz로부터, 측정 포인트에서 기준 표면(130)의 높이를 뺌으로서 손쉽게 연산된다. 13 shows the plate bending effect on the
그후 각각의 측정 포인트에 대해 로컬 오프셋 d가 (x와 y의 함수로) 연산되며, 이는 세개의 변수에 따라 좌우된다. 즉, 글래스 플레이트의 두께 T, 인접 포인트들 간의 거리 P, 그리고, 기준 표면(130)과 글래스 플레이트(111)의 표면(113) 간의 측정 높이 H에 따라 좌우된다. 로컬 오프셋은 도 14-16을 참고하여 설명되는 바와 같이, 기준 표면에 대해 패턴이 기록되어야 할 위치로부터 위치 편향으로 간주되어야 한다. 플레이트의 표면 상의 피치 P는 기준 표면 상의 명목 피치 Pnom과 다르다. The local offset d is then calculated (as a function of x and y) for each measurement point, which depends on three variables. That is, it depends on the thickness T of the glass plate, the distance P between adjacent points, and the measurement height H between the
인접 측정 포인트들 간의 거리는 지정 거리를 넘지 않아야 한다. 이는 측정치로부터 우수한 합리적 결과를 얻기 위해 측정에 대해 요구되는 정확도에 달려있다. 인접 측정 포인트들 간의 최대 거리의 예는, 글래스 플레이트(111)의 두께가 10mm 이고 글래스 플레이트 재료가 쿼츠일 때, 50mm 이다. 인접 측정 포인트들 간 의 거리는 동일한 측정 정확도를 얻기 위한 글래스 플레이트의 두께에 따라 또한 변한다. 글래스 플레이트의 두께 변화는 10-15 ㎛이지만, 이보다 더 클 수도 있다. 측정 포인트들은 표면(113) 사이에 임의적으로 분포될 수 있다. 그러나, x와 Y-방향으로 반드시 동일한 것은 아닌 피치, 즉, 각 포인트 간의 지정 거리를 가진 그리드 구조로 배열되는 것이 바람직하다. The distance between adjacent measuring points shall not exceed the specified distance. This depends on the accuracy required for the measurement in order to obtain good and reasonable results from the measurement. An example of the maximum distance between adjacent measuring points is 50 mm when the thickness of the
로컬 오프셋은 각 측정 포인트에서 X와 Y-방향의 함수로서, 매우 간단한 수식을 이용하여 연산될 수 있다. The local offset is a function of the X and Y-directions at each measurement point and can be calculated using a very simple equation.
두 인접 측정 포인트(131)들 간의 거리 P가 알려져 있을 경우 측정된 높이 H로부터 각도 α가 연산될 수 있다. If the distance P between two adjacent measuring points 131 is known, the angle α can be calculated from the measured height H.
각도 α가 작을 경우,If the angle α is small,
더우기, α가 작을 때 로컬 오프셋 d는 아래의 식을 이용하여 연산될 수 있다. Furthermore, when α is small, the local offset d can be calculated using the following equation.
그러나, 위와 같이 로컬 오프셋 d를 연산하는 수식은 오프셋 d를 결정하기 위한 연산의 한가지 예에 불과하다. 각 측정 포인트에서의 기울기가 시스템에 의해 직접 측정될 수 있고, 로컬 오프셋은 이 기울기와 플레이트 두께에 비례한다. However, the above formula for calculating the local offset d is just one example of the operation for determining the offset d. The slope at each measurement point can be measured directly by the system and the local offset is proportional to this slope and plate thickness.
상술한 바와 같이, 도 13은 1차원적으로 벤딩 효과를 도시한다. 그러나 로컬 오프셋 d는 각 측정 포인트에서의 도함수(dx, dy)의 2차원 함수다. As described above, FIG. 13 shows the bending effect in one dimension. However, the local offset d is a two-dimensional function of the derivatives (dx, dy) at each measurement point.
비-제한적인 예로서, 우리는 두 인접 포인트(131) 간의 거리를 40mm, 글래스 플레이트 두께를 10mm, 그리고 측정된 높이 H를 1㎛으로 가정한다. 이는 125nm의 1차원 로컬 오프셋 d로 나타날 것이다. As a non-limiting example, we assume that the distance between two
도 14a와 14b는 평탄한 윗면(143)과 평탄하지 않은 아랫면(142)을 가진 글래스 플레이트(141)와, 평탄한 지지체(145)에 의해 지지될 때 본 예에서 평탄한 기준 표면(144)를 삽입한 경우의 플레이트 벤딩 효과를 제시한다. 14A and 14B illustrate a
글래스 플레이트(141)가 평탄한 지지체(145) 상에 배열될 때, 윗면(143)의 형태는 변화하고 아랫면(142)은 평탄한 지지체(145)의 형태를 따를 것이다. 그 결과, 윗면의 점(146)들로 표현되는 발생된 패턴들이 확장하게 되어 정확한 기준 표면을 도출하게 된다. When the
도 15a와 15b는 평탄하지 않은 윗면(153)과 평탄한 아랫면(152)을 가진 글래스 플레이트(151)와, 평탄한 지지체(145) 상에 배열될 때 본 예에서 평탄한 기준 표면(144)을 삽입한 경우의 플레이트 벤딩 효과를 제시한다. 15A and 15B illustrate a
글래스 플레이트(151)가 평탄한 지지체(145) 상에 배열될 때, 윗면(153)의 형태는 불변으로 남게 되고 아랫면(152)은 평탄한 지지체(145)를 따를 것이다. 발생되는 패턴은 윗면에 점(155)들로 표시되는 데, 정확한 기준 표면을 얻기 위해 확장되어야 한다. 왜냐하면, 지지체 부근에서 공지 기술에서 알려진 전형적 노출 장비에 위치할 때 윗면이 평탄해지기 때문이다. 지지체 사이에 우측으로(right) 위치한 글래스 플레이트 부분이 변형될 것이다. 더우기, 지지체는 지지체 형태가 기준 표면 형태를 따르지 않는 경우 글래스 플레이트의 패턴을 변형시킬 것이다. When the
도 16a와 16b는 평탄하지 않은 지지체(162) 상에 배열될 때, 본 예에서 평탄한 기준 표면(144)을 삽입한 경우, 평탄한 윗면(143)과 평탄한 아랫면(152)에 대한 플레이트 벤딩 효과를 제시한다. 16A and 16B show the plate bending effect on the flat
글래스 플레이트(161)가 평탄하지 않은 지지체(162) 상에 배열될 때, 윗면(143)의 형태는 변화하고 아랫면(142)의 형태는 평탄하지 않은 지지체(162)를 따를 것이다. 윗면의 도트(164)로 표시되는 발생 패턴은 확장되어 정확한 기준 표면을 얻게 된다. 왜냐하면, 노출 장비에 위치할 때 윗면이 평탄하게 펼쳐지기 때문이다. When the glass plate 161 is arranged on the uneven support 162, the shape of the
도 14a, 14b, 15a, 15b, 16a, 16b는 극단적인 상황을 도시하는 것으로서, 실제로는, 글래스 플레이트 상에 패턴을 기입하는 프로세스 중 세가지 변화가 모두 나타난다. 14A, 14B, 15A, 15B, 16A, and 16B illustrate extreme situations, in which all three changes appear in the process of writing a pattern on a glass plate.
그러나 윗면, 지지체 표면, 그리고 오염물로부터의 모든 에러들이 제거되거나 감소되기 때문에 전체 에러는 훨씬 작다. However, the overall error is much smaller because all errors from the top, support surface, and contaminants are eliminated or reduced.
글래스 플레이트가 본원에서 예시적인 예로서 사용되었으나, 본원의 범위는 글래스로 만들어진 플레이트에 제한되지 않는다. Glass plates have been used herein as illustrative examples, but the scope of the present application is not limited to plates made of glass.
물체의 표면에 대해 적절한 교정 함수를 결정하는 프로세스는 표면 위의 임의 형태의 패턴의 좌표를 결정하는 프로세스가 수행되기 전, 중, 후 언제라도 수행될 수 있다. 이때 물체는 교정 용도로 물체 상의 마크의 위치를 결정하는 데 사용된다. 교정 함수는 측정 정확도를 개선시키고 교정 프로세스를 개선시킬 것이다. The process of determining the appropriate calibration function for the surface of the object may be performed at any time before, during or after the process of determining the coordinates of any type of pattern on the surface. The object is then used to determine the position of the mark on the object for calibration purposes. The calibration function will improve measurement accuracy and improve the calibration process.
Claims (22)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020077027435A KR100916884B1 (en) | 2005-04-25 | 2005-04-25 | Pattern positioning method in micro lithographic system |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020077027435A KR100916884B1 (en) | 2005-04-25 | 2005-04-25 | Pattern positioning method in micro lithographic system |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
KR20080014978A KR20080014978A (en) | 2008-02-15 |
KR100916884B1 true KR100916884B1 (en) | 2009-09-09 |
Family
ID=39341906
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
KR1020077027435A Expired - Lifetime KR100916884B1 (en) | 2005-04-25 | 2005-04-25 | Pattern positioning method in micro lithographic system |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
KR (1) | KR100916884B1 (en) |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR19980032589A (en) * | 1996-10-07 | 1998-07-25 | 요시다 쇼이치로 | Focusing and tilting systems for lithographic sorters, manufacturing or inspection devices |
-
2005
- 2005-04-25 KR KR1020077027435A patent/KR100916884B1/en not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR19980032589A (en) * | 1996-10-07 | 1998-07-25 | 요시다 쇼이치로 | Focusing and tilting systems for lithographic sorters, manufacturing or inspection devices |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
KR20080014978A (en) | 2008-02-15 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US20110307211A1 (en) | Method For Measuring The Position Of A Mark In A Deflector System | |
JP4839127B2 (en) | Standard member for calibration, calibration method and electron beam apparatus using the same | |
AU2004326049B2 (en) | Information input/output method using dot pattern | |
JP2005098985A (en) | Measuring device, computer numerical control device, and program | |
US10846547B2 (en) | Data correction method, computer program for causing computer to perform data correction method, image processor, and scanning probe microscope | |
JP2007309660A (en) | Calibration method in three-dimensional shape measuring apparatus | |
CN101980291A (en) | Super-resolution image reconstruction method based on random micro-displacement | |
TWI484159B (en) | Methods and apparatus for determining or identifying position(s) of a flat panel display or pixels thereof | |
Marinello et al. | Development and analysis of a software tool for stitching three-dimensional surface topography data sets | |
KR100916884B1 (en) | Pattern positioning method in micro lithographic system | |
CN109543280B (en) | Joint surface roughness calculation method based on morphological correction | |
JP2013178174A (en) | Three-dimensional shape measuring apparatus using a plurality of gratings | |
US20090234611A1 (en) | Method For Measuring The Position Of A Mark In A Micro Lithographic Deflector System | |
JP4902806B2 (en) | Standard material for calibration | |
JP7067528B2 (en) | Selection method and adjustment method of nanotopology measuring machine | |
Chang et al. | Geometric element test targets for visual inference of a printer's dimension limitations | |
JP2003307854A (en) | Method for measuring relative position of first imaging device and second imaging device | |
KR20090116560A (en) | Grid moving method and grid moving device of 3D measuring device using moire | |
KR980011955A (en) | Position detection method by the reflected scattered light of the laser beam irradiated to the position detection object | |
KR102485679B1 (en) | Calibration method of deflectometry for improving measurement accuracy | |
Haitjema | Calibration of a 2-D grid using 1-D length measurements | |
JP2005083886A (en) | Measuring method of friction force and coefficient of friction in very small area | |
US10690697B1 (en) | Metrology technique that provides true flattening | |
JP2006349351A (en) | Three-dimensional fine shape measurement method | |
JPS61124810A (en) | Pattern shape inspection device |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A201 | Request for examination | ||
PA0105 | International application |
Patent event date: 20071124 Patent event code: PA01051R01D Comment text: International Patent Application |
|
PA0201 | Request for examination |
Patent event code: PA02012R01D Patent event date: 20071124 Comment text: Request for Examination of Application |
|
PG1501 | Laying open of application | ||
E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
PE0701 | Decision of registration |
Patent event code: PE07011S01D Comment text: Decision to Grant Registration Patent event date: 20090730 |
|
GRNT | Written decision to grant | ||
PR0701 | Registration of establishment |
Comment text: Registration of Establishment Patent event date: 20090903 Patent event code: PR07011E01D |
|
PR1002 | Payment of registration fee |
Payment date: 20090903 End annual number: 3 Start annual number: 1 |
|
PG1601 | Publication of registration | ||
FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20120320 Year of fee payment: 4 |
|
PR1001 | Payment of annual fee |
Payment date: 20120320 Start annual number: 4 End annual number: 4 |
|
FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20130829 Year of fee payment: 5 |
|
PR1001 | Payment of annual fee |
Payment date: 20130829 Start annual number: 5 End annual number: 5 |
|
FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20140901 Year of fee payment: 6 |
|
PR1001 | Payment of annual fee |
Payment date: 20140901 Start annual number: 6 End annual number: 6 |
|
FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20150827 Year of fee payment: 7 |
|
PR1001 | Payment of annual fee |
Payment date: 20150827 Start annual number: 7 End annual number: 7 |
|
FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20160822 Year of fee payment: 8 |
|
PR1001 | Payment of annual fee |
Payment date: 20160822 Start annual number: 8 End annual number: 8 |
|
FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20170807 Year of fee payment: 9 |
|
PR1001 | Payment of annual fee |
Payment date: 20170807 Start annual number: 9 End annual number: 9 |
|
FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20180807 Year of fee payment: 10 |
|
PR1001 | Payment of annual fee |
Payment date: 20180807 Start annual number: 10 End annual number: 10 |
|
PR1001 | Payment of annual fee |
Payment date: 20200901 Start annual number: 12 End annual number: 12 |
|
PR1001 | Payment of annual fee |
Payment date: 20210820 Start annual number: 13 End annual number: 13 |
|
PR1001 | Payment of annual fee |
Payment date: 20220822 Start annual number: 14 End annual number: 14 |
|
PR1001 | Payment of annual fee |
Payment date: 20230828 Start annual number: 15 End annual number: 15 |
|
PR1001 | Payment of annual fee |
Payment date: 20240826 Start annual number: 16 End annual number: 16 |