KR102622405B1 - 리소그래피 프로세스의 서브-필드 제어 및 연관된 장치 - Google Patents
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Abstract
적어도 서브-필드를 포함하는 노광 필드를 기판 상에 패터닝하도록 구성되는 리소그래피 장치를 제어하기 위한 방법으로서, 상기 기판 상의 제 1 층과 연관된 성능 파라미터의, 상기 노광 필드의 적어도 서브-필드에 걸친 공간적 변동과 연관된 초기 공간적 프로파일을 획득하는 단계; 및 상기 초기 공간적 프로파일을, 리소그래피 장치를 제 1 공간적 스케일에서 제어하기 위한 제 1 성분 공간적 프로파일 및 상기 리소그래피 장치를 상기 서브-필드의 크기와 연관된 제 2 공간적 스케일에서 제어하기 위한 제 2 성분 공간적 프로파일로 적어도 분해하는 단계를 포함하고, 상기 분해하는 단계는, 상기 제 1 및 제 2 성분 공간적 프로파일을, 상기 성능 파라미터의 서브-필드에 걸친 공간적 변동을 정정하는 것에 기반하여 공동-최적화하는 단계를 포함하는, 리소그래피 장치 제어 방법이 개시된다.
Description
관련 출원에 대한 상호 참조
본 출원은 2019년 4월 4일에 출원된 유럽 출원 번호 제 19167211.2, 2019 년 5 월 3 일에 출원된 유럽 출원 번호 제 19172479.8, 2019 년 5 월 28 일에 출원된 유럽 출원 번호 제 19177106.2, 및 2019 년 8 월 20 일에 출원된 유럽 출원 번호 제 19192433.1의 우선권을 주장하고, 이들은 그 전체 내용이 원용되어 본원에 통합된다.
본 발명은 리소그래피 프로세스에서 기판에 패턴을 적용하고 및/또는 상기 패턴을 측정하기 위한 방법 및 장치에 관한 것이다.
리소그래피 장치는 기판 상에, 통상적으로는 기판의 타겟 영역 상에 원하는 패턴을 부여하는 장치이다. 리소그래피 장치는 예컨대 집적회로 IC의 제조 시에 사용될 수 있다. 그 경우, 마스크 또는 레티클(reticle)이라고도 불리는 패터닝 장치가 집적회로의 개별 층 상에 형성될 회로 패턴을 생성하기 위해 사용될 수 있다. 이러한 패턴은 기판(예컨대, 실리콘 웨이퍼) 상의 타겟 영역(예컨대, 하나의 다이(die)의 일부분, 하나의 다이, 또는 여러 개의 다이를 포함) 상으로 전사(transfer)될 수 있다. 패턴의 전사는 통상적으로 기판 상에 제공된 방사선-감응재(레지스트)층 상으로의 이미징(imaging)을 통해 수행된다. 일반적으로, 단일 기판은 연속적으로 패터닝되는 인접한 타겟부들의 네트워크를 포함할 것이다. 공지된 리소그래피 장치는, 한 번에 타겟부 상으로 전체 패턴을 노광함으로써 각 타겟부가 조사(irradiate)되는 이른바 스테퍼, 및 주어진 방향("스캐닝" 방향)으로 방사 빔을 통해 패턴을 스캔하는 동시에 이러한 방향에 평행 또는 반-평행하게 기판을 스캔함으로써 각 타겟부가 조사되는 이른바 스캐너를 포함한다. 또한, 기판 상에 패턴을 임프린트(imprint)함으로써 패터닝 장치로부터 기판으로 패턴을 전사할 수도 있다.
리소그래피 공정을 모니터하기 위해서는 패터닝된 기판의 파라미터를 측정한다. 이러한 파라미터에는 예컨대 패터닝된 기판 내에 형성되거나 또는 패터닝된 기판 상에 형성된 연속층 간의 오버레이 오차 및 현상된 감광성 레지스트의 임계 선폭(critical linewidth; CD)이 포함될 수 있다. 이러한 측정은 제품 기판 및/또는 전용의 계측 타겟 상에서 수행될 수 있다. 리소그래피 공정으로 형성된 미세 구조물의 측정을 행하기 위한 다양한 기술이 있으며, 이들 기술에는 주사 전자 현미경(scanning electron microscope) 및 다양한 특수 기기를 사용하는 것이 포함된다. 신속하고 비침투식 형태의 특수 검사 기기인 산란계(scatterometer)는 방사선의 빔을 기판의 표면 상의 타겟으로 향하게 하여 산란 또는 반사된 빔의 성질을 측정한다. 두 가지 주요 유형의 산란계가 알려져 있다. 분광 산란계(spectroscopic scatterometer)는 광대역 방사선 빔을 기판 상으로 지향시키고 특정한 좁은 각도 범위로 산란된 방사선의 스펙트럼(예컨대, 파장을 함수로 하는 세기)을 측정한다. 각도 분해 산란계(angularly resolved scatterometer)는 단색성 방사선 빔(monochromatic radiation beam)을 이용하고, 산란된 방사선의 세기를 각도를 함수로 하여 측정한다.
알려진 산란계의 예들은 US2006033921A1 호 및 US2010201963A1 호에 기술되는 타입의 각도-분해된 산란계를 포함한다. 이러한 산란계에 의하여 사용되는 타겟은, 예를 들어 40μm 바이 40μm인 상대적으로 큰 격자들이고, 측정 빔은 격자보다 더 작은 스폿을 생성한다(즉, 격자는 언더필된다). 복원에 의해 피쳐 형상을 측정하는 것과 함께, 공개 특허 출원 제 US2006066855A1에 기술된 것처럼, 이러한 장치를 사용하여 회절 기초 오버레이가 측정될 수 있다. 회절 차수들의 암-시야 이미징을 사용하는 회절-기초 오버레이를 통해, 더 작은 타겟에 대한 오버레이 측정이 가능해진다. 암시야 이미징 계측의 예는 국제 특허 출원 제 WO 2009/078708 및 제 WO 2009/106279에서 발견될 수 있는데, 이들은 그 전체 내용이 원용되어 본원에 통합된다. 이러한 기술의 추가적인 개발예들은 특허 공개 번호 US20110027704A, US20110043791A, US2011102753A1, US20120044470A, US20120123581A, US20130258310A, US20130271740A 및 WO2013178422A1에 설명되었다. 이러한 타겟은 조명 스폿 보다 더 작을 수 있고, 웨이퍼 상의 제품 구조체에 의하여 둘러싸일 수도 있다. 복합 격자 타겟을 사용하여 하나의 이미지 내의 다수의 격자들이 측정될 수 있다. 이러한 출원들 모두의 내용도 참조되어 본 명세서에 원용된다.
현재, 오버레이 오차는 예를 들어 US2013230797A1에 설명된 정정 모델을 이용하여 제어되고 정정된다. 진보된 프로세스 제어 기법이 최근 몇 년 동안에 소개되었고, 적용된 디바이스 패턴과 나란히 기판에 적용된 계측 타겟의 측정을 사용한다. 이러한 타겟은 산란계와 같은 고-쓰루풋 검사 장치를 사용하여 오버레이가 측정될 수 있게 하고, 이러한 측정은 후속 기판을 패터닝할 때에 리소그래피 장치로 피드백되는 정정을 생성하기 위하여 사용될 수 있다. 진보된 프로세스 제어(advanced process control; APC)의 예들은 예를 들어 US2012008127A1에 기술된다. 검사 장치는 리소그래피 장치와 별개일 수 있다. 리소그래피 장치 내에는, 종래에는 기판 상에 제공된 오버레이 타겟의 측정에 기초하여 웨이퍼 정정 모델이 적용되고, 이러한 측정은 모든 패터닝 동작의 예비 단계와 같다. 현재의 정정 모델은 웨이퍼의 비선형 왜곡을 정정하기 위한 더 높은 차수의 모델을 포함한다. 또한, 정정 모델은 다른 측정 및/또는 패터닝 동작 중의 열변형과 같은 계산된 효과를 고려하도록 확장될 수 있다.
더 높은 차수의 모델을 사용하면 더 많은 효과를 고려할 수 있는 반면에, 이러한 모델은 패터닝 장치 자체가 패터닝 동작 도중에 대응하는 파라미터의 제어를 제공하지 않는다면 한정된 용도만을 가질 수 있다. 더욱이, 심지어 진보된 정정 모델은 특정한 오버레이 오차를 정정하기에 충분하거나 이를 위해 최적화되지 않을 수도 있다.
이러한 프로세스 제어 방법을 개선한다면 바람직할 것이다.
더 높은 차수의 오버레이 오차를 제어하는 것뿐만 아니라, 리소그래피 장치에 의해 사용되는 제어 프로파일이 패턴 충실도(예를 들어, 기하학적 정확도)를 잠재적으로 열화시키는 임의의 원치않는 동적 효과를 초래하지 않는지 여부를 검증하는 것도 역시 바람직하다. 본 발명의 목적은 패터닝 동작의 기하학적 무결성을 보장하는 것에 목적을 두는 추가적인 제어 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 제 1 양태에서는, 노광 필드 상에 패턴을 노광시키기 위한 리소그래피 프로세스를 제어하기 위한 방법으로서, 상기 노광 필드의 서브-필드에 걸친 제 1 층에 대한 성능 파라미터의 공간적 변동과 연관된 초기 공간적 프로파일을 획득하는 단계; 상기 초기 공간적 프로파일을, 적어도 상기 성능 파라미터의 공간적 변동을 정정하기 위하여 리소그래피 장치를 제공하기 위한 제 1 성분 공간적 프로파일 및 상기 성능 파라미터의 공간적 변동을 정정하기 위하여 상기 리소그래피 장치 또는 다른 장치를 제어하기 위한 제 2 성분 공간적 프로파일로 적어도 분해하는 단계; 및 상기 리소그래피 장치를 제어하기 위하여 초기 공간적 프로파일을 사용하는 것에 기반하는 상기 성능 파라미터의 공간적 변동의 정정과 비교하여, 상기 성능 파라미터의 공간적 변동의 더 양호한 정정을 달성하도록, 상기 제 1 및 제 2 성분 공간적 프로파일을 공동-최적화하는 단계를 포함하는, 리소그래피 프로세스 제어 방법이 제공된다.
본 발명의 제 2 양태에서, 적절한 장치에서 실행될 때 제 1 양태의 방법을 수행하도록 동작가능한 프로그램 명령을 포함하는 컴퓨터 프로그램이 제공된다.
본 발명의 제 3 양태에서, 오버레이 정정 프로파일을 결정하기 위한 방법으로서, 노광 필드 내의 서브-필드에 걸친 제 1 층과 제 2 층 사이의 오버레이 오차 프로파일을 획득하는 단계; 상기 제 1 층에 대한 제 1 오버레이 정정 프로파일 및 상기 제 2 층에 대한 제 2 오버레이 정정 프로파일을 결정하는 단계를 포함하고, 상기 제 1 및 제 2 정정 프로파일은, 상기 서브-필드에 걸친 오버레이 오차 프로파일을 완화시키도록 조합되고, 제 1 층 및 제 2 층 양자 모두에 걸쳐서 소망되는 이미징 품질을 획득하도록 공동 최적화되는, 오버레이 정정 프로파일 결정 방법이 제공된다.
본 발명의 제 4 양태에서, 오버레이 오차 정정을 결정하기 위한 방법으로서, 스캐닝 방향에 따라서 복수 개의 서브-필드에 걸쳐 연장되는 오버레이 오차 프로파일을 획득하는 단계; 및 상기 복수 개의 서브-필드 중에서 적어도 두 개의 인접한 서브-필드에 걸친 레티클 정정을 결정하는 단계를 포함하고, 상기 레티클 정정은 상기 인접한 서브-필드들 사이의 오버레이 오차 프로파일의 연속성의 기대된 개선에 기반하는, 오버레이 정정 프로파일 결정 방법이 제공된다.
본 발명의 제 5 양태에서, APC 제어기에 대한 APC 제어 입력 및 리소그래피 장치에 대한 서브-필드 제어 입력을 제공하기 위한 방법으로서, a) 기판에 걸쳐서 측정된 파라미터의 지문을 획득하는 단계; b) 지문을 광역 성분 및 서브-필드 성분으로 분해하는 단계; c) 상기 광역 성분 및 서브-필드 성분 및 상기 리소그래피 장치의 제어 특성을 사용하여 공동-최적화된 제어 전략을 결정하는 단계; 및 d) 상기 APC 제어 입력 및 서브-필드 제어 입력을 공동-최적화된 제어 전략에 기반하여 결정하는 단계를 포함하는, 방법이 제공된다.
본 발명의 제 6 양태에서, 오버레이 오차 정정을 결정하기 위한 방법으로서, 복수 개의 서브-필드에 걸쳐 연장되는 오버레이 오차 프로파일을 획득하는 단계; 및 상기 복수 개의 서브-필드 중에서 적어도 두 개의 인접한 서브-필드에 걸친 레티클 정정을 결정하는 단계를 포함하고, 상기 레티클 정정은 상기 인접한 서브-필드들 사이의 오버레이 오차 프로파일의 연속성의 기대된 개선에 기반하는, 오버레이 정정 프로파일 결정 방법이 제공된다.
본 발명의 제 7 양태에서, 리소그래피 프로세스에 대한 공동-최적화된 광역 및 서브-필드 제어 전략을 위한 방법으로서, a) 광역 측정 데이터 및 다이내 측정 데이터를 획득하는 단계; b) 다이내 측정 데이터를 광역 성분 데이터 및 서브-필드 성분 데이터로 분해하는 단계; c) 광역 성분 데이터, 서브-필드 성분 데이터 및 알려진 스캐너 제어 특성을 사용하여 공동-최적화된 제어 전략을 결정하는 단계; 및 d) 광역 제어 입력 및 서브-필드 제어 입력을 공동-최적화된 제어 전략에 기반하여 제공하는 단계를 포함하는, 방법이 제공된다.
본 발명의 제 8 양태에서, 기판 상에 반도체 디바이스를 제조하는 것과 연관된 프로세스를 구성하는 방법으로서, 패터닝 프로세스를 사용하여 상기 기판에 제공되는 피쳐의 치수들 사이의 비율의 기대된 변동을 결정하는 단계; 및 상기 기판 상의 영역에 걸쳐 상기 비율의 기대된 변동을 적어도 부분적으로 정정하도록, 상기 패터닝 프로세스 및/또는 상기 패터닝 프로세스에서 사용되는 패터닝 디바이스를 구성하는 단계를 포함하는, 방법이 제공된다.
본 발명의 제 9 양태에서, 패터닝 프로세스를 거치는 기판 상의 노광 필드와 연관된 샘플링 스킴을 결정하는 방법으로서, 패터닝 프로세스 도중의 패터닝 디바이스의 이동과 기판 사이의 동기화 오차의 시간 의존성에 기인하는, 노광 필드에 걸친 패턴 치수결정 오차 및/또는 패턴 위치설정 오차의 기대된 분포를 유도하는 단계; 및 샘플링 스킴에 따른 패턴 치수 및/또는 패턴 위치의 이동을 사용하여 기대된 분포를 특징짓는 것의 소망되는 정확도에 기반하여 샘플링 스킴을 결정하는 단계를 포함하는, 방법이 제공된다.
본 발명의 제 10 양태에서, 적어도 서브-필드를 포함하는 노광 필드를 기판 상에 패터닝하도록 구성되는 리소그래피 장치를 제어하기 위한 방법으로서, 상기 기판 상의 제 1 층과 연관된 성능 파라미터의, 상기 노광 필드의 적어도 서브-필드에 걸친 공간적 변동과 연관된 초기 공간적 프로파일을 획득하는 단계; 및 상기 초기 공간적 프로파일을, 리소그래피 장치를 제 1 공간적 스케일에서 제어하기 위한 제 1 성분 공간적 프로파일 및 상기 리소그래피 장치를 상기 서브-필드의 크기와 연관된 제 2 공간적 스케일에서 제어하기 위한 제 2 성분 공간적 프로파일로 적어도 분해하는 단계를 포함하고, 상기 분해하는 단계는, 상기 제 1 및 제 2 성분 공간적 프로파일을, 상기 성능 파라미터의 서브-필드에 걸친 공간적 변동을 정정하는 것에 기반하여 공동-최적화하는 단계를 포함하는, 리소그래피 장치 제어 방법이 제공된다.
본 발명의 다른 양태, 특징 및 장점 및 본 발명의 다양한 실시예의 구조 및 동작은 첨부 도면들을 참조하여 아래에서 상세하게 설명된다. 본 발명이 본 명세서에서 설명되는 특정 실시예로 한정되지 않는다는 것에 주의한다. 이러한 실시예는 본 명세서에서 예시를 위해 제공될 뿐이다. 본 명세서에 포함된 교시에 기초하는 추가적인 실시예들이 당업자에게 명백해질 것이다.
이제, 본 발명의 실시예들이 첨부된 도면을 참조하여 오직 예시에 의하여 설명될 것이다:
도 1은 반도체 디바이스용 생산 설비를 제조하는 다른 장치와 함께 리소그래피 장치를 도시한다;
도 2는 반도체 제조를 최적화하기 위한 세 개의 주요 기술들 사이의 협동을 나타내는, 홀리스틱 리소그래피의 개략도를 도시한다;
도 3은 처리 파라미터의 예시적인 소스를 보여준다;
도 4는 오버레이 대 필드 위치의 그래프인데, 측정된 오버레이; 및 본 발명의 일 실시형태에 따른 방법에 의해 결정되는 제어 그리드를 사용하여 모델링 및/또는 구현되는 근사화된 정정을 보여준다;
도 5는 본 발명의 제 1 주된 실시형태에 따라서 제어 프로파일을 분해하는 것의 두 번의 예를 개념적으로 예시한다;
도 6은 본 발명의 일 실시형태에 따른 평가 방법을 설명하는 흐름도이다;
도 7은 본 발명의 일 실시형태에 따른 평가 방법을 설명하는 흐름도이다;
도 8은 본 발명의 제 2 주된 실시형태에 따라서 제어 프로파일을 분해하는 것을 개념적으로 예시한다;
도 9는 본 발명의 일 실시형태에 따른 평가 방법을 설명하는 흐름도이다;
도 10은 본 발명의 일 실시형태에 따라서 서브-필드들 사이의 경계에 걸친 오버레이 오차의 불연속성을 완화시키도록 구성되는 서브-필드 특정 레티클 정정을 개념적으로 예시한다;
도 11은 본 발명의 일 실시형태에 따르는 공동-최적화된 광역 및 서브-필드 제어를 보여주는 흐름도이다;
도 12의 (a) 내지 (c)는 광역 또는 서브-필드 제어 기반구조 중 어느 하나에 광역 및 다이내 지문 성분을 어떻게 지정하는지의 예들을 보여준다.
도 13은 오버레이 제어 프로파일 및 그것과 연관된 MSD(페이딩) 및 MA(오버레이 오차)를 예시한다.
도 14는 콘택 홀 피쳐의 패턴 충실도에 대한 노광 필드 내의 비-상수 페이딩의 영향을 정정하기 위한, 일 실시형태에 따르는 방법을 예시한다.
도 15a 내지 도 15c는 두 개의 레티클 중 하나의 레티클에 걸쳐서 서브-필드를 어떻게 분재하는지의 예들을 보여준다.
도 16은 도 15a 내지 도 15c에 표시되는 바와 같은 서브-필드의 분포와 연관된 제어 프로파일을 보여준다.
도 17은 두 가지 별개의 노광 단계들 사이에서 레티클을 천이시키는 것의 일 실시형태를 예시한다.
도 1은 반도체 디바이스용 생산 설비를 제조하는 다른 장치와 함께 리소그래피 장치를 도시한다;
도 2는 반도체 제조를 최적화하기 위한 세 개의 주요 기술들 사이의 협동을 나타내는, 홀리스틱 리소그래피의 개략도를 도시한다;
도 3은 처리 파라미터의 예시적인 소스를 보여준다;
도 4는 오버레이 대 필드 위치의 그래프인데, 측정된 오버레이; 및 본 발명의 일 실시형태에 따른 방법에 의해 결정되는 제어 그리드를 사용하여 모델링 및/또는 구현되는 근사화된 정정을 보여준다;
도 5는 본 발명의 제 1 주된 실시형태에 따라서 제어 프로파일을 분해하는 것의 두 번의 예를 개념적으로 예시한다;
도 6은 본 발명의 일 실시형태에 따른 평가 방법을 설명하는 흐름도이다;
도 7은 본 발명의 일 실시형태에 따른 평가 방법을 설명하는 흐름도이다;
도 8은 본 발명의 제 2 주된 실시형태에 따라서 제어 프로파일을 분해하는 것을 개념적으로 예시한다;
도 9는 본 발명의 일 실시형태에 따른 평가 방법을 설명하는 흐름도이다;
도 10은 본 발명의 일 실시형태에 따라서 서브-필드들 사이의 경계에 걸친 오버레이 오차의 불연속성을 완화시키도록 구성되는 서브-필드 특정 레티클 정정을 개념적으로 예시한다;
도 11은 본 발명의 일 실시형태에 따르는 공동-최적화된 광역 및 서브-필드 제어를 보여주는 흐름도이다;
도 12의 (a) 내지 (c)는 광역 또는 서브-필드 제어 기반구조 중 어느 하나에 광역 및 다이내 지문 성분을 어떻게 지정하는지의 예들을 보여준다.
도 13은 오버레이 제어 프로파일 및 그것과 연관된 MSD(페이딩) 및 MA(오버레이 오차)를 예시한다.
도 14는 콘택 홀 피쳐의 패턴 충실도에 대한 노광 필드 내의 비-상수 페이딩의 영향을 정정하기 위한, 일 실시형태에 따르는 방법을 예시한다.
도 15a 내지 도 15c는 두 개의 레티클 중 하나의 레티클에 걸쳐서 서브-필드를 어떻게 분재하는지의 예들을 보여준다.
도 16은 도 15a 내지 도 15c에 표시되는 바와 같은 서브-필드의 분포와 연관된 제어 프로파일을 보여준다.
도 17은 두 가지 별개의 노광 단계들 사이에서 레티클을 천이시키는 것의 일 실시형태를 예시한다.
본 발명의 실시예들을 상세하게 설명하기 이전에, 본 발명의 실시예들이 구현될 수 있는 예시적인 환경을 제시하는 것이 유익하다.
도 1은 대량의 리소그래피 제조 프로세스를 구현하는 산업 생산 설비의 일부로서, 리소그래피 장치(LA)를 200에서 도시한다. 제공된 예에서, 제조 프로세스는 반도체 웨이퍼와 같은 기판 상에 반도체 제품(집적 회로)을 제조하기 위해 적응된다. 상이한 타입의 기판을 이러한 프로세스를 변형하여 처리함으로써 매우 다양한 제품이 제조될 수 있다는 것을 당업자는 이해할 것이다. 반도체 제품의 생산은 오늘날 상업적으로 매우 중요한 일 예로서만 사용된다.
리소그래피 장치(또는 간략히 "리소 툴(200)") 내에는 202에 측정 스테이션(MEA)이 도시되고, 204에 노광 스테이션(EXP)이 도시된다. 제어 유닛(LACU)은 206에 도시된다. 이러한 예에서, 각각의 기판은 패턴이 적용되게 하기 위해 측정 스테이션 및 노광 스테이션에 진입한다. 예를 들어, 광학적 리소그래피 장치 내에는 제품 패턴을 패터닝 디바이스(MA)로부터 조절된 방사선 및 투영 시스템을 사용하여 기판 상으로 전사하기 위해서 투영 시스템이 사용된다. 이것은 패턴의 이미지를 방사사전-감응 레지스트 재료의 층에 형성함으로써 이루어진다.
본 명세서에서 사용되는 "투영 시스템"이라는 용어는, 이용되고 있는 노광 방사선(exposure radiation)에 대해 적합하거나 또는 침지액(immersion liquid)의 사용 또는 진공의 사용과 같은 다른 요인들에 대해 적합한, 굴절식, 반사식, 반사 굴절식(catadioptric), 자기식, 전자기식, 및 정전식 광학 시스템, 또는 이들의 임의의 조합을 포함하는 어떠한 타입의 투영 시스템도 포함하는 것으로 넓게 해석되어야 한다. 패터닝(MA) 디바이스는 마스크 또는 레티클일 수 있고, 이것은 패터닝 디바이스에 의해 투과되거나 반사된 방사선 빔에 패턴을 부여한다. 알려진 동작 모드는 스테핑 모드 및 스캐닝 모드를 포함한다. 잘 알려진 바와 같이, 투영 시스템은 요구되는 패턴을 기판에 걸친 많은 타겟 부분에 적용하기 위해서 기판 및 패터닝 디바이스를 위한 지지 및 위치설정 시스템과 다양한 방식으로 협동할 수 있다. 프로그램가능한 패터닝 디바이스는 고정된 패턴을 가지는 레티클 대신에 사용될 수 있다. 예를 들어, 방사선은 심자외선(DUV) 또는 극자외(EUV) 파대역에 있는 전자기 방사선을 포함할 수 있다. 본 발명은 다른 타입의 리소그래피 프로세스, 예를 들어 전자 빔에 의한, 예를 들어 임프린트 리소그래피 및 다이렉트 라이팅(direct writing) 리소그래피에도 역시 적용가능하다.
리소그래피 장치 제어 유닛(LACU)은 다양한 액츄에이터 및 센서의 모든 이동 및 측정을 제어하여, 기판(W) 및 레티클(MA)을 수용하고 패터닝 동작을 구현한다. LACU는 장치의 동작과 관련된 원하는 계산을 구현하는 신호 처리와 데이터 처리 능력을 더 포함한다. 실무상, 제어 유닛(LACU)은, 이러한 장치 내의 서브시스템 또는 컴포넌트의 실시간 데이터 획득, 처리 및 제어를 각각 처리하는 많은 서브유닛들의 시스템으로서 구현될 것이다.
패턴이 노광 스테이션(EXP)에서 기판에 적용되기 전에, 기판은 측정 스테이션(MEA)에서 처리되어 다양한 준비 단계들이 수행될 수 있게 한다. 준비 단계는 레벨 센서를 사용하여 기판의 표면 높이를 매핑하는 것과 정렬 센서를 사용하여 기판 상의 정렬 마크의 위치를 측정하는 것을 포함할 수도 있다. 공칭적으로, 정렬 마크는 규칙적인 그리드 패턴으로 배치된다. 그러나, 마크를 생성할 때 생기는 부정확성과 처리되는 동안 발생하는 기판의 변형 때문에, 마크들은 이상적인 그리드로부터 벗어나게 된다. 결과적으로, 이러한 장치가 제품 피쳐를 매우 높은 정확도로 올바른 위치에 인쇄하려면, 기판의 위치 및 배향을 측정하는 것에 추가하여, 실무상 정렬 센서는 기판 면적에 걸쳐 많은 마크의 위치를 자세하게 측정해야 한다. 이러한 장치는 두 개의 기판 테이블을 가지는 소위 이중 스테이지 타입일 수 있고, 각 테이블에는 제어 유닛(LACU)에 의해 제어되는 위치설정 시스템이 있다. 하나의 기판 테이블에 있는 하나의 기판이 노광 스테이션(EXP)에서 노광되는 동안, 다른 기판은 측정 스테이션(MEA)에 있는 다른 기판 테이블에 로딩될 수 있어서, 다양한 준비 단계들이 수행될 수 있다. 그러므로, 정렬 마크를 측정하는 것은 시간이 많이 걸리는 작업이고, 두 개의 기판 테이블을 제공하면 장치의 쓰루풋이 크게 증가하게 될 수 있다. 기판 테이블이 측정 스테이션과 노광 스테이션에 있는 동안 기판 테이블의 위치를 위치 센서(IF)가 측정할 수 없다면, 이러한 스테이션 양자 모두에서의 기판 테이블의 위치를 측정할 수 있도록 제 2 위치 센서가 제공될 수 있다. 예를 들어, 리소그래피 장치(LA)는 두 개의 기판 테이블 및 그 사이에서 기판 테이블이 교환될 수 있는 두 개의 스테이션 - 노광 스테이션 및 측정 스테이션 -을 가지는 소위 듀얼 스테이지 타입이다.
생산 설비 내에서, 장치(200)는, 이러한 장치(200)에 의한 패터닝을 위해서 감광성 레지스트 및 다른 코팅을 기판(W)에 적용시키기 위한 코팅 장치(208)를 역시 포함하는 "리소 셀" 또는 "리소 클러스터"의 일부를 형성한다. 장치(200)의 출력측에는, 노광된 패턴을 물리적 레지스트 패턴으로 현상하기 위해서 베이킹 장치(210) 및 현상 장치(212)가 제공된다. 이러한 장치들 모두 사이에서, 기판 핸들링 시스템은 기판을 지지하고 이들을 장치의 일부에서 다른 부분으로 전달하는 것을 담당한다. 통칭하여 트랙으로도 지칭되는 이들 장치는 감독 제어 시스템(supervisory control system; SCS)에 의해 제어되는 트랙 제어 유닛의 제어 하에 있게 되며, 감독 제어 시스템은 또한 리소그래피 장치 제어 유닛(LACU)을 통해 리소그래피 장치를 제어한다. 그러므로, 처리량 및 처리 효율을 최대화하기 위해 상이한 장치가 작동될 수 있다. 감독 제어 시스템(SCS)은 각각의 패터닝된 기판을 생성하기 위해 수행될 단계들의 정의를 상세히 제공하는 레시피 정보(R)를 수신한다.
리소셀 내에서 패턴이 적용되고 현상되면, 패터닝된 기판(220)은 222, 224, 226에 예시되는 것과 같은 다른 처리 장치로 전달된다. 통상적인 제조 설비 내에는 다양한 장치에 의해 광범위한 처리 단계들이 구현된다. 예시를 위하여, 이러한 실시예에서 장치(222)는 에칭 스테이션이고, 및 장치(224)는 에칭후 어닐링 단계를 수행한다. 더 나아가 물리적 및/또는 화학적 처리 단계들이 추가적인 장치(226 등) 내에 적용된다. 재료의 증착, 표면 재료 특성의 수정(산화, 도핑, 이온 주입 등), 화학적-기계적 연마(CMP) 등과 같은 여러 타입의 동작들이 실제 디바이스를 제작하기 위해 요구될 수 있다. 실무상, 장치(226)는 하나 이상의 장치에서 수행되는 일련의 상이한 프로세스 단계를 나타낸다. 다른 예로서, 자기-정렬된 다중 패터닝을 구현하기 위하여 장치 및 처리 단계가 제공됨으로써, 리소그래피 장치에 의해서 전달된 전조 패턴(precursor pattern)에 기반하여 다수의 더 작은 피쳐를 생성할 수 있다.
잘 알려진 바와 같이, 반도체 디바이스를 제작하려면, 적합한 재료 및 패턴을 가지는 디바이스 구조체를 기판 위에 층별로 쌓아올리기 위해 이러한 처리들의 반복이 수반된다. 이에 따라, 리소 클러스터에 도달하는 기판(230)은 새롭게 준비된 기판일 수도 있고, 또는 기판은 이러한 클러스터 또는 완전히 다른 장치에서 이전에 처리된 기판일 수도 있다. 이와 유사하게, 요구되는 처리에 따라서, 장치(226)를 떠나는 기판(232)은 동일한 리소 클러스터 내에서의 후속 패터닝 동작을 위해 반환될 수 있거나, 상이한 클러스터 내에서의 패터닝 동작을 위해 보내질 수 있거나, 다이싱 및 패키징을 위해 보내져야 할 마감된 제품일 수도 있다.
제품 구조체의 각각의 층은 상이한 세트의 프로세스 단계를 요구하고, 각각의 층에서 사용되는 장치(226)는 타입이 완전히 다를 수도 있다. 더 나아가, 장치(226)에 의해 적용될 처리 단계들이 공칭적으로 동일한 경우에도, 큰 설비 내에서는 단계(226)를 상이한 기판들에서 수행하도록 병렬로 작동하는 동일하다고 가정되는 여러 머신들이 존재할 수 있다. 셋업에서의 작은 차이 또는 이러한 머신들 사이에서의 고장은, 이들이 상이한 방식으로 상이한 기판에 영향을 준다는 것을 의미할 수 있다. 심지어, 에칭(장치(222))과 같이 각각의 층에 대해 상대적으로 공통인 단계들도, 공칭적으로 동일하지만 병렬적으로 작동하여 쓰루풋을 최대화하는 여러 에칭 장치들에 의해 구현될 수 있다. 더욱이, 실무적으로는, 다른 층들은 에칭될 재료의 세부사항과 예를 들어 이방성 에칭과 같은 특별한 요구 사항에 따라서 다른 에칭 프로세스, 예를 들어 화학적 에칭, 플라즈마 에칭을 요구한다.
선행 및/또는 후속 프로세스는 전술된 것처럼 다른 리소그래피 장치에서 수행될 수 있고, 심지어 상이한 타입의 리소그래피 장치에서 수행될 수도 있다. 예를 들어, 분해능 및 오버레이와 같은 파라미터에 대해서 엄격한 디바이스 제조 프로세스에서의 일부 층들은 덜 엄격한 다른 층들보다 더 발전된 리소그래피 툴에서 수행될 수 있다. 그러므로 일부 층들은 침지 타입 리소그래피 툴에서 노광될 수 있는 반면에, 다른 층들은 '건식(dry)' 툴에서 노광된다. 일부 층들은 DUV 파장에서 동작하는 툴 안에서 노광될 수 있는 반면에, 다른 층들은 EUV 파장 방사선을 사용하여 노광된다.
리소그래피 장치에 의해 노광되는 기판이 정확하고 일정하게 노광되도록 하기 위해서는, 노광된 기판을 검사하여 후속 층들 사이의 오버레이 에러, 라인 두께, 임계 치수(CD) 등과 같은 특성을 측정하는 것이 바람직할 수 있다. 따라서, 리소셀(LC)이 그 안에 위치되는 제조 설비는, 리소셀 내에서 처리된 기판(W)의 일부 또는 전부를 수납하는 계측 시스템을 더 포함한다. 계측 결과는 감독 제어 시스템(SCS)으로 직접적으로 또는 간접적으로 제공된다. 오차가 검출되는 경우, 특히 동일 배치(batch)의 다른 기판이 여전히 노광되기에 충분한 정도로 계측이 곧바로 신속하게 행해질 수 있으면, 후속 기판의 노광에 대한 조정이 이루어질 수 있다. 또한, 이미 노광된 기판들은 스트리핑되고 재작업(rework) 되며 - 수율을 개선하기 위하여 - 또는 폐기되어, 이를 통하여 오류가 있는 것으로 알려진 기판에 다른 처리를 수행하는 것을 회피할 수도 있다. 기판의 일부 타겟부에만 오류가 있는 경우, 양호한 것으로 간주되는 타겟부에만 추가의 노광이 수행될 수 있다.
도 1에는 제조 프로세스의 원하는 스테이지에서 제품의 파라미터를 측정하기 위해 제공되는 계측 장치(240)도 역시 도시된다. 현대의 리소그래피 생산 설비 내에 있는 계측 스테이션의 공통적인 예는, 예를 들어 암시야 산란계, 각도-분해된 산란계 또는 분광식 산란계인데, 이것은 장치(222)에서의 에칭 이전에 220에서 현상된 기판의 특성을 측정하기 위해 적용될 수 있다. 계측 장치(240)를 사용하면, 예를 들어 오버레이 또는 임계 치수(CD)와 같은 중요한 성능 파라미터가 현상된 레지스트 내의 규정된 정확도 요구 사항을 만족시키지 않는다는 것이 결정될 수 있다. 에칭 단계 이전에, 현상된 레지스트를 벗겨내고 리소 클러스터를 통해 기판(220)을 재처리할 기회가 있다. 장치(240)로부터의 계측 결과(242)는, 시간에 따라 미세하게 조절하는 감독 제어 시스템(supervisory control system; SCS) 및/또는 제어 유닛(LACU)(206)에 의해서, 패터닝 동작의 정확한 성능을 유지하여 제품이 사양에 벗어나게 제작되거나 재작업해야 하는 위험을 최소화시키기 위해 사용될 수 있다.
또한, 계측 장치(240) 및/또는 다른 계측 장치(미도시)는 처리된 기판(232, 234), 및 인입하는 기판(230)의 특성을 측정하기 위해 적용될 수 있다. 계측 장치는 처리된 기판 상에서 오버레이 또는 CD와 같은 중요한 파라미터를 결정하기 위해서 사용될 수 있다.
통상적으로, 리소그래피 장치(LA) 내에서의 패터닝 프로세스는, 기판(W) 상의 구조체의 높은 치수 및 배치 정확도를 요구하는, 처리 중 가장 중요한 단계들 중 하나이다. 이러한 높은 정확도를 보장하기 위하여, 개략적으로 도 2에서 도시되는 것과 같은 소위 "홀리스틱" 제어 환경에서 세 가지 시스템이 통합될 수 있다. 이러한 시스템 중 하나는 계측 툴(MET)(제 2 시스템) 및 컴퓨터 시스템(CL)(제 3 시스템)에(가상적으로) 연결되는 리소그래피 장치(LA)이다. 이러한 "홀리스틱" 환경의 중요한 점은, 전체 프로세스 윈도우를 개선하고 리소그래피 장치(LA)에 의해 수행되는 패터닝이 프로세스 윈도우 내에 유지되도록 보장하기 위한 엄격 제어 루프를 제공하기 위하여, 이러한 세 개의 시스템들 사이의 협력을 최적화하는 것이다. 프로세스 윈도우는 그 안에서 특정한 제조 프로세스가 규정된 결과(예를 들어 기능성 반도체 디바이스)를 제공하는 프로세스 파라미터(예를 들어 선량, 초점, 오버레이)의 범위를 규정한다 - 통상적으로 리소그래피 프로세스 또는 패터닝 프로세스의 프로세스 파라미터는 그 안에서 변할 수 있다.
컴퓨터 시스템(CL)은, 사용할 분해능 향상 기법을 예측하기 위하여 패터닝될 디자인 레이아웃 그 일부)을 사용하고, 어떤 마스크 레이아웃 및 리소그래피 장치 설정이 패터닝 프로세스의 최대 전체 프로세스 윈도우를 획득하는지를 결정하기 위하여(도 2에서 제 1 스케일(SC1)에서의 이중 화살표로 도시됨) 계산적 리소그래피 시뮬레이션 및 연산을 수행할 수 있다. 통상적으로, 분해능 향상 기법은 리소그래피 장치(LA)의 패터닝 가능성과 매칭되도록 구현된다. 또한, 컴퓨터 시스템(CL)은, 예를 들어 최적에 미달하는 처리에 기인하여(도 2에서 제 2 스케일(SC2)에서 "0"을 가리키는 화살표로 표시됨) 결함이 존재할 수 있는지 여부를 예측하기 위해서, 프로세스 윈도우 내의 어디에서 리소그래피 장치(LA)가 현재 동작하고 있는지를 검출하기 위해 사용될 수 있다(예를 들어 계측 툴(MET)로부터의 입력을 사용함).
계측 툴(MET)은 정확한 시뮬레이션 및 예측을 가능하게 하는 입력을 컴퓨터 시스템(CL)에 제공할 수 있고, 예를 들어 리소그래피 장치(LA)의 교정 상태에 있을 수 있는 드리프트(도 2에서 제 3 스케일(SC3)에서 여러 화살표로 표시됨)를 식별하기 위한 피드백을 리소그래피 장치(LA)에 제공할 수 있다.
다양한 기법들이 기판 상의 패턴의 재현의 정확도를 개선하기 위하여 사용될 수 있다. 기판 상으로의 패턴의 정확한 재현은 IC의 생산에서의 유일한 관심 대상은 아니다. 다른 관심 대상은 수율인데, 이것은 일반적으로 디바이스 제조사 또는 디바이스 제조 프로세스가 하나의 기판마다 얼마나 많은 기능성 디바이스를 생산할 수 있는지를 측정한다. 수율을 향상시키기 위하여 다양한 접근법이 채용될 수 있다. 이러한 하나의 접근법은, 디바이스를 생성하는 것이(예를 들어, 디자인 레이아웃의 일부를 스캐너와 같은 리소그래피 장치를 사용하여 기판 상으로 이미징하는 것) 기판을 처리하는 동안, 예를 들어 디자인 레이아웃의 일부를 리소그래피 장치를 사용하여 기판 상에 이미징하는 동안, 처리 파라미터 중 적어도 하나의 섭동(perturbation)에 대해서 더 잘 견디게 하려고 시도한다. 중첩 프로세스 윈도우(overlapping process window; OPW)의 개념이 이러한 접근법을 위한 유용한 툴이다. 디바이스(예를 들어, IC)를 생산하는 것은, 이미징 전후 또는 이미징 중의 기판 측정, 기판의 로딩 또는 언로딩, 패터닝 디바이스의 로딩 또는 언로딩, 다이를 노광 전에 투영 광학기 아래에 위치시키는 것, 하나의 다이로부터 다른 다이로 스테핑하는 것 등과 같은 다른 단계를 포함할 수 있다. 더 나아가, 패터닝 디바이스 상의 다양한 패턴은 상이한 프로세스 윈도우(즉, 패턴이 사양에 맞게 생성될 처리 파라미터의 공간)를 가질 수 있다. 잠재적으로 생길 수 있는 시스템적 결함에 관련된 패턴 사양의 예에는, 네킹(necking), 라인 풀백(line pull back), 라인 박형화, CD, 에지 배치, 중첩, 레지스트 상단 손실, 레지스트 언더컷 및/또는 브리징(bridging)에 대한 체크가 있다. 패터닝 디바이스 상의 패턴의 전부 또는 일부(보통, 특정 구역 내의 패턴)의 프로세스 윈도우는 각각의 개별 패턴의 (예를 들어, 중첩하는) 프로세스 윈도우를 병합함으로써 획득될 수 있다. 따라서, 이러한 패턴의 프로세스 윈도우는 중첩 프로세스 윈도우라고 불린다. OPW의 경계는 개별 피쳐 중 일부의 프로세스 윈도우의 경계를 포함할 수 있다. 다르게 말하면, 이러한 개별 패턴이 OPW를 한정한다. 이러한 개별적인 패턴은 "핫 스폿(hot spot)" "임계 피쳐(critical feature)" 또는 "프로세스 윈도우 한정 패턴(process window limiting pattern; PWLP)"이라고 불릴 수 있는데, 이들은 본 명세서에서 상호교환가능하도록 사용된다. 리소그래피 프로세스를 제어할 때, 핫 스폿에 포커싱하는 것이 가능하고 통상적으로 경제적이다. 핫 스폿에 결함이 없으면, 모든 패턴들이 무결함일 가능성이 있다. 처리 파라미터의 값이 OPW의 밖에 있는 경우에는 처리 파라미터의 값이 OPW에 더 가까울 때, 또는 처리 파라미터의 값이 OPW 내에 있는 경우에는 처리 파라미터의 값이 OPW의 경계로부터 더 멀리 있을 때, 이미징은 섭동에 대해 더 관대해진다.
도 3은 처리 파라미터(350)의 예시적인 소스를 보여준다. 하나의 소스는 처리 장치의 데이터(310), 예컨대 리소그래피 장치, 트랙 등의 소스, 투영 광학기, 기판 스테이지 등의 파라미터일 수 있다. 다른 소스는 다양한 기판 계측 툴로부터의 데이터(320), 예컨대 기판 높이 맵, 초점 맵, 임계 치수 균일성(critical dimension uniformity; CDU) 맵 등일 수 있다. 데이터(320)는, 적용가능한 기판이 기판의 재작업을 방지하는 단계(예를 들어, 현상)에 노출되기 전에 획득될 수 있다. 다른 소스는 하나 이상의 패터닝 디바이스 계측 툴, 패터닝 디바이스 CDU 맵, 패터닝 디바이스(예를 들어, 마스크) 막 적층 파라미터 변동 등으로부터의 데이터(330)일 수도 있다. 또 다른 소스는 처리 장치의 운영자로부터의 데이터(340)일 수 있다.
리소그래피 프로세스의 제어는 통상적으로, 피드백되거나 피드포워드된 후, 예를 들어 필드간(기판에 걸친 지문) 또는 필드내(필드에 걸친 지문) 모델을 사용하여 모델링된 측정에 기반한다. 본 명세서에서 원용에 의해 통합되는 미국 특허 출원 20180292761이 서브-필드 레벨에서의 오버레이와 같은 성능 파라미터를 개선된 정정 모델을 사용하여 제어하기 위한 제어 방법을 기술한다. 서브-필드 제어를 사용하는 다른 제어 방법은 역시 본 명세서에서 원용에 의해 통합되는 유럽 특허 출원 EP3343294A1에 기술된다.
그러나, 진보된 정정 모델이, 예를 들어 20-30 개의 파라미터를 포함할 수 있는 반면에, 현재 사용되고 있는 리소그래피 장치(간략화를 위해서 명세서 전체에서 "스캐너"라는 용어가 사용될 것임)는 파라미터들 중 하나 이상에 대응하는 액츄에이터를 가지지 않을 수도 있다. 그러므로, 모델의 파라미터들의 전체 세트의 서브세트만이 임의의 주어진 시간에 사용될 수 있다. 추가하여, 진보된 모델이 많은 측정을 요구하기 때문에, 필요한 측정을 수행하기 위해 필요한 시간이 쓰루풋을 감소시키므로 이러한 모델을 모든 상황에 사용하는 것은 바람직하지 않다.
오버레이 오차에 대한 메인 기여자 중 일부는 비한정적으로 다음을 포함한다:
스캐너-특이적 오차: 이것은 기판의 노광 중에 사용되는 스캐너의 다양한 서브시스템으로부터 초래될 수 있고, 결과적으로 스캐너-특이적 지문을 생성한다;
프로세스 유발형 웨이퍼 변형: 기판 상에 수행되는 다양한 프로세스는 기판 또는 웨이퍼를 변형시킬 수 있다;
조명 설정 차이: 이것은 애퍼쳐의 형상, 렌즈 액츄에이터 위치설정 등과 같은 조명 시스템의 설정에 의해 초래된다;
가열 효과 - 열 유발형 효과는 기판의 다양한 서브-필드들 사이에서, 특히 다양한 서브-필드가 상이한 타입의 성분 또는 구조체를 포함하는 기판의 경우에 달라질 것이다;
레티클 쓰기 오차: 그 제조 시의 한계에 기인하여 패터닝 디바이스 내에 이미 오차가 존재할 수 있다; 및
토포그래피 변동: 기판은, 특히 웨이퍼의 에지 주위에서 토포그래피(높이) 변동을 가질 수 있다.
한 필드의 개별적인 서브-필드의 오버레이 오차를 모델링하는 것(예를 들어, 다이 레벨 또는 다른 기능 영역 레벨에서)이, 필드의 오버레이 오차를 그 전체로서 모델링하는 것 대신에 수행될 수 있고, 또는 이것은 필드를 그 전체로서 모델링하는 것에 추가하여 모델링될 수 있다. 필드 및 그 안의 서브-필드 양자 모두가 모델링되기 때문에 후자가 더 많은 처리 시간이 걸리지만, 특정 서브-필드에만 관련된 오차 소스 및 필드의 전체에 관련된 오차 소스를 정정할 수 있게 한다. 다른 조합, 예컨대 전체 필드 및 특정 서브-필드만을 모델링하는 것도 역시 가능하다.
오차가 충분히 모델링되는 경우에도, 결과적으로 얻어지는 정정을 작동시키면 마찬가지로 어려운 상황이 생긴다. 일부 정정은 이용가능한 제어 파라미터(제어 노브)를 사용해서는 효율적으로 작동될 수 없다. 또한, 다른 정정은 작동될 수 있지만, 실제로 그렇게 하면 바람직하지 않은 부작용이 생길 수 있다. 본질적으로, 동적 및 제어 제한사항 및 감도에 기인하여, 정정을 구현하기 위해서 스캐너가 실제로 할 수 있는 것에는 한계가 있다.
도 4는 정정을 작동시키는 데에 어려움이 생기게 하는 필드간 오버레이 지문의 특정한 예를 예시한다. 이것은 오버레이 OV(y-축) 대 방향 X(또는 Y)의 그래프를 도시한다. 각각의 가위표는 측정된 오버레이 값을 나타내고, 각각의 도트는 필요한 대응하는 보상 정정이다. 근사화된 라인은 (거의 이상적인) 정정 프로파일이고, 이것은 정정(도트)에 맞춰 근사화된다. 오버레이 지문 내에 표시되는 톱니 패턴이 선명하다; 오버레이가 X에 따라 실질적으로 선형으로 변하는 각각의 섹션은 단일 다이이다(그래프는 4 개의 다이에 걸친 오버레이 측정치를 보여준다). 정정 프로파일이 오버레이 지문을 따라 나온다(그리고, 따라서 오버레이 지문을 보상함). 이러한 지문은, 예를 들어 3D-NAND 또는 DRAM 프로세스에서 사용되는 것과 같은 큰 스택에 의해 유발되는 큰 스트레스의 결과로서 관찰된다. 이러한 스트레스는 웨이퍼 레벨(심각한 웨이퍼 변형을 초래함) 및 다이 레벨 양자 모두에서 나타난다. 다이 레벨에서는, 오버레이 지문이 각각의 다이 내에서의 확대부를 포함한다. 하나의 노광 필드 내에 다수의 다이가 존재하기 때문에, 결과적으로 얻어지는 필드 오버레이 지문은 표시된 톱니 패턴을 보여준다(통상적으로 수 십 nm의 스케일임). 디바이스의 배향에 의존하여, 패턴은 쓰루-슬릿(through-slit)형 또는 쓰루-스캔(through-scan)형 중 하나일 수 있다. 배향과 무관하게, 오버레이는 이용가능한 모델 및 액츄에이터로써 정정될 수 없다. 특히, 이러한 극단 패턴에 대하여 정정을 작동시키는 것은 스캐너 하나 안에서는 가능하지 않다.
본 발명의 실시형태들이 톱니 패턴으로서 나타내는 오버레이 또는 에지 배치 오차(EPE)에 관하여 특정되어 설명될 것이지만(예를 들어, 도 4에 도시된 바와 같이 3D-NAND 또는 DRAM 프로세스에서의 다이내 스트레스에 의해 초래됨), 이것이 임의의 다른 더 높은 차수의 오버레이, EPE 또는 초점 지문을 정정하기 위해서 사용될 수 있다는 것이 이해되어야 한다.
도 4에서 도시되는 바와 같은 오버레이 지문을 최적으로 정정하기 위하여, 주기적 프로파일보다 작은, 예를 들어 도 4의 반복하는 톱니 프로파일의 하나의 "톱니"보다 작은 공간적 스케일에서 스캐너를 조절할 수 있는 것이 중요하다. 이러한 개별적인 톱니 구역은 통상적으로 개별적인 다이 내의 셀 구조체와 연관된다. 그러므로, 스캐너에 대한 인터페이스는 노광 필드 내에 별개로 제어가능한 구역을 규정하는 것을 허용해야 한다. 이러한 개념은 서브-필드 제어 인터페이스라고 불린다; 이것의 하나의 예가 앞서 언급된 유럽 특허 출원 EP3343294A1에 개시된다. 예를 들어, 제 1 셀 다이 / 셀 구조체를 위하여 구성된 스캐너의 웨이퍼 스테이지에 대한 제어 프로파일은 대략적으로 스캐닝 방향에 따라 더 멀리 위치된 제 2 셀 / 다이 구조체에 대한 제어 프로파일과 독립적으로 규정될 수 있다. 서브-필드 제어 기반구조는 서브-필드 분해능에서 반복적인 오버레이(또는 초점) 변동의 더 최적인 정정을 허용한다. 더 나아가, 상이한 서브-필드 구역을 독립적으로 제어하기 위한 능력은, 다이내 및/또는 셀내 오버레이 / 초점 지문의 다이별 또는 셀별 변동을 완화하도록 허용한다.
통상적으로, 스캐너 오버레이 제어는 오버레이 오차가 최소화되도록 구조체(피쳐)의 배치를 조절하기 위해서 동적 스테이지 위치 제어를 사용한다. 이론상, 이것은 기대된 오버레이 오차 지문(예를 들어, 후속 층을 적용시키는 것에 기인하여 스트레스가 누적된 것에 의해 유발됨)의 사전 정정에 의함으로써, 및/또는 이전의 층(들) 내의 피쳐와 충분히 정렬시키기 위하여 후속 층 내의 피쳐의 배치를 조절함으로써 구현될 수 있다.
스트레스에 의해 유발되는 것과 같은 배치 오차를 사전 정정하기 위한 예시적인 기법은 레티클 상의 셀 및/또는 다이 내의 피쳐 배치를 조절하는 것이다. 이것은, 예를 들어 레티클 제조 단계 및/또는 레티클 정정 단계 중에 수행될 수 있다. 좀 더 구체적으로는, 레티클 쓰기 툴의 e-빔의 제어는 피쳐들이 공칭 위치에 대해서 천이되도록 조절될 수 있다. 이상적으로, 이러한 천이는, 예를 들어 후속 층을 적용한 이후의 스트레스 유발형 변형에 기인한, 정정되는 오차 천이의 정확하게 반대일 것이다. 그 효과는 이러한 레티클을 사용하면 스캐너 오버레이 정정 기반구조에 의해서 정정될 것이 훨씬 적어진다는 것이다. 그러나, 레티클을 통한 정정은 반드시 정적이어야 하고, 오버레이 지문에 있는 임의의 변동(예를 들어, 필드별, 웨이퍼별 및/또는 로트별 변동)을 해결할 수 없다. 이러한 변동은 지문 자체와 거의 같은 크기일 수 있다. 또한, 사용되는 쓰기 툴(예를 들어, e-빔 툴 등) 내에 내재되는 이러한 레티클 쓰기 정정을 제어하는 데에는 작동 및 감도 제한사항이 존재한다.
스캐너 오버레이 정정은 통상적으로 스테이지 제어기 및/또는 투영 렌즈의 렌즈 조작기에 의해 적용된다(피쳐의 배치를 제어하기 위하여 이상 수차 제어(odd aberration control)가 사용될 수 있다). 그러나, 전술된 바와 같이, 스캐너는 임의의 요구되는 오버레이 정정 프로파일을 완벽하게 따라할 수 없다. 그 하나의 이유는 웨이퍼(및 레티클) 스테이지에 의해 달성될 수 있는 속도 및 가속도에 대한 제약에 기인한다. 다른 이유는, 스캐너가 기판을 상대적으로 큰 조명 스폿(스캐닝 방향으로의 광 스폿의 크기를 나타내는 소위 슬릿 길이이며, 본 명세서에 그 전체가 원용에 의해 포함되는 유럽 출원 EP19150960.3을 참조한다)으로써 노광한다는 사실이다. 광 스폿을 확장한다는 것은 다이 / 셀 내의 피쳐의 일부분이 스캐닝 노광 중에 언제나 최적이 아닌 상태로 위치될 것이라는 것을 의미하는데, 이러한 상황에서 요구되는 오버레이 정정은 전체 다이 / 셀에 걸친 간단한 천이인 것이 아니다. 스캐닝 동작 중에 효과적인 위치(오버레이) 정정을 변경하면 실질적으로 피쳐의 공간상에 블러링이 생기게 되고, 이것은 이제 콘트라스트의 손실을 가져온다. 이러한 동적 효과는 일반적으로 이동 표준 편차(Moving Standard Deviation; MSD)라고 불린다. 스테이지 위치설정에 대한 제한사항은 통상적으로 평균 위치(오버레이) 오차와 연관되고, 일반적으로 이동 평균(Moving Average; MA) 오차라고 불린다.
좀 더 구체적으로는, 리소그래피 스테이지의 오차의 이동 평균(MA) 오차 및 이동 표준 편차(MSD)는 다이 상의 각각의 포인트가 노광되는(다르게 말하면: 광자를 수광하는) 시간 간격을 포함하는 임계 시간 윈도우에 관련된다. 이러한 시간 간격 중에 다이 상의 한 포인트에 대한 평균 위치 오차가 크면(다르게 말하면: 높은 MA-오차), 그 결과는 노광된 이미지의 천이이고, 이것이 결과적으로 오버레이 오차를 초래한다. 이러한 시간 간격 중의 위치 오차의 표준 편차가 높다면(다르게 말하면: 높은 MSD 오차), 이미지가 스미어링되어 페이딩(fading) 오차가 초래될 수 있다.
평균 오버레이 오차(MA) 및 MSD에 기인한 콘트라스트 손실 양자 모두는 전체 에지 배치 오차(EPE) 예산에 대한 기여자들이고, 따라서 웨이퍼 및/또는 레티클 스테이지에 대한 특정 제어 프로파일을 결정할 때에 조심스럽게 밸런싱될 필요가 있다; 통상적으로, MA에 더 중점을 둔 제어 접근법이 더 높은 MSD 영향을 제공하는 반면에, MSD에 중점을 둔 제어 전략은 허용불가능하게 큰 MA 오차를 초래할 수 있다. EPE는 광역 임계 치수 균일성(critical dimension uniformity; CDU), 국소 CDU(예를 들어, 라인 에지 거칠기(line edge roughness; LER)/ 선폭 거칠기(line width roughness; LWR) 및 오버레이 오차로부터 결과적으로 얻어지는 결합된 오차이다. 수율에 가장 큰 영향을 미치는 것은 이러한 파라미터인데, 그 이유는 피쳐들의 상대 위치, 및 두 개의 피쳐가 의도하지 않게 접촉하거나 의도하지 않게 접촉하지 못하는지 여부에 영향을 주는 것이 이러한 파라미터에 있는 오차이기 때문이다.
본 발명의 레티클 정정은 스캐너 성능을 고려하지 않고(또는 심지어 레티클 쓰기 툴 감도/성능을 적절하게 고려하지 않고) 구현된다. 그 뒤에 스캐너 내에 고안되는 후속 노광 제어 최적화가 후속하는데, 그 시점에 레티클 정정이 고정된다. 제안된 방법에서는, 레티클 최적화 및 노광 제어 최적화가 오버레이, 초점, CDU 또는 EPE와 같은 성능 메트릭에 따라서 개선된 성능을 획득하기 위해서 함께 수행된다. 이와 같이, 레티클 형성 프로세스(예를 들어, 쓰기, 정정 또는 개조 프로세스)의 제어를 스캐너 노광 프로세스의 제어(예를 들어, 오버레이 제어)와 밸런싱하는 것이 제안된다. 특히, 이러한 두 개의 제어 레짐(regime) 내에서의 제어를 공동-최적화하는 것이 제안된다.
예를 들어, 레티클 형성 프로세스 및 스캐너 노광 프로세스 양자 모두에 대한 정정 전략의 공동-최적화는, 공동-최적화된 스캐너 정정이 스캐닝 방향으로 오버레이 오차 프로파일을 작동시키도록 정정하게끔 하는 최적화된 레티클 정정을 결정할 수 있다. 공동-최적화는 레티클 정정을 더 양호하게 최적화하기 위해서 레티클 쓰기 툴 성능 및/또는 감도를 더 고려할 수 있다. 더 나아가, 일 실시형태에서, IC 제조 프로세스의 다수의 성분/프로세스들 및 이들 간의 상호작용을 공동-최적화하여, 하나의 또는 다수의 성능 파라미터에 대해서 요구되는 최적 성능을 획득하는 것이 제안된다. 다수의 파라미터가 고려되는 경우, 이들은 관련성(relevance)에 의해서 가중될 수 있다.
일 실시형태에서, 레티클 정정은 선형 또는 단계적 정정으로서 결정될 수 있고, 스캐너 노광 정정은 더 높은 차수의(예를 들어, 3차 이상)의 정정으로서 결정될 수 있다. 이것은 후자가 더 작은 정정(예를 들어, 진폭이 더 작음)이 될 수 있게 해서, 스테이지(들)의 극단 이동을 더 적게 요구하며, 따라서 이것은 스캐너 내에서 더 쉽게 작동되게 된다.
도 5는 이러한 방법을 개념적으로 예시한다. 도 5의 (a)는 서브-필드에 걸친 "총 정정(total correction)"(초기 공간적 프로파일), 예를 들어 다이에 대한 기대된 오버레이 잔차를 정정하기 위하여 요구되는 총 정정 프로파일을 나타내는 요구되는 정정(500)(일점쇄선)을 표시한다. 본 명세서에 개시된 개념에 따르면, 요구되는 정정(500)은, 레티클 서브-필드 정정(510) 성분(선형 성분- 점선) 및 스캐너 오버레이 정정 기반구조(예를 들어 스테이지 및/또는 투영 렌즈 제어)에 의하여 더 최적으로 정정가능한 더 높은 차수의(하지만 더 작은 진폭의) 스캐너 서브-필드 성분(520)(실선)을 포함하는 성분 공간적 프로파일로 분해된다.
선형 레티클 정정을 사용할 때, 총 다이내 스트레스 지문을 정정하는 것은 언제나 가능한 것은 아닐 수 있으며, 또는 선형 정정을 사용해서는 과다 정정이 일어나는 것이 너무 쉬울 수 있다. 그러므로, 도 5의 (b)는 레티클 서브-필드 정정을 위해서 계단 함수 정정을 사용하는 대안적인 전략을 예시한다. 계단 함수 레티클 서브-필드 정정(540) 성분(점선) 및 더 높은 차수의 스캐너 서브-필드 성분(550)(실선)을 포함하는 성분 공간적 프로파일로 분해되는 요구되는 정정(530)(일점쇄선)이 표시된다. 이러한 계단 함수는 더 높은 차수의 형상(서브-필드 성분(550))의 에지를 풀링(pull)하여 더 양호한 정정을 얻는 것을 돕는다.
레티클 서브-필드 정정은 레티클 쓰기 툴, 레티클 정정 툴 또는 제조 시에 사용되는 다른 툴, 레티클의 정정 또는 개조를 위한 제어 레시피로서 구현될 수 있다. 다른 실시형태에서, 영구적인 레티클 쓰기 변경(정정)을 레티클 제조 단계 중에 적용하는 것 대신에(또는 이에 추가하여), 레티클 제조 후 오버레이 정정이 펨토초 레이저 펄스 기법에 기반하여 레티클에 적용될 수 있다. 이러한 개념은 본 명세서에서 그 전체가 원용에 의해 포함되는 미국 특허 출원 에 설명된다.
좀 더 일반적으로는, 요구되는 총 정정 프로파일은 다양한 성분(예를 들어, 고차수, 저차수, 및 스케일링 성분)으로 분해될 수 있고, 이러한 성분은 가장 낮은 제품-내 오버레이 잔차를 초래하는 가능한 최선의 정정을 획득하기 위해서 스캐너 제어 또는 레티클 제조/정정 제어 중 하나에 최적으로 지정된다.
도 6은 본 명세서에 개시된 개념의 일 실시형태를 기술하는 흐름도이다. 단계 610에서, 요구되는 총 정정 프로파일(초기 공간적 프로파일)이 획득되는데, 이것은 정정되어야 하는 스캐닝 방향에 따른 오버레이 오차 프로파일을 나타낸다. 이것은, 예를 들어 기대되거나 알려진 다이내 스트레스 지문으로부터 유도될 수 있다. 단계 620에서, 총 정정 프로파일은 복수 개의 후보 스캐너 서브-필드 정정 프로파일(후보 제 1 성분 공간적 프로파일) 및 후보 레티클 서브-필드 정정 프로파일(후보 제 2 성분 공간적 프로파일)로 분해된다. 단계 630에서, 레티클 서브-필드 정정 프로파일 및 스캐너 서브-필드 정정 프로파일의 최적 조합이 성능 메트릭, 예를 들어 필드에 걸쳐서 최소 오버레이 잔차를 초래하는 조합에 따라서 선택된다.
도 7은 메리트 함수에 기반한, 도 6의 방법의 변형예를 보여준다. 단계 710은 단계 610과 동일하다. 단계 720은, 하나 이상의 레티클 서브-필드 정정 항(예를 들어, 요구되는 총 정정의 저차수 또는 선형 부분) 및 하나 이상의 스캐너 서브-필드 정정 항(예를 들어, 요구되는 총 정정의 고차수 부분)에 관하여 성능 파라미터를 기술하는 메리트 함수를 고안하는 것을 포함할 수 있다. 일 실시형태에서, 스캐너 서브-필드 정정 항은 (예를 들어, 상대적으로) 작은 범위 내에서 제약될 수 있어서, 스캐너 내에서 작동시키기가 더 쉬워지게 할 수 있고, 레티클 서브-필드 정정 항은 더 큰 크기를 가질 수 있게 된다. 이러한 콘텍스트에서 작은 범위는 요구되는 총 정정 프로파일의 크기의 50%, 40%, 30%, 20% 또는 10%를 포함할 수 있다. 그러면, 단계 730은 메리트 함수를 성능 파라미터에 관하여 최적화하는 것을 포함한다. 이것은, 예를 들어 성능 파라미터 값(예를 들어, 오버레이 또는 EPE)을 최적화(예를 들어, 최소화)하는 반복 알고리즘을 풀이하는 것을 포함할 수 있다.
공동-최적화된 스캐너 정정 프로파일은 스캐너 내에서, 예를 들어 스캐너 계측(정렬/레벨링 등) 또는 다른 계측에 기반하여 추가적인 최적화를 거침으로써, 노광 중에 구현되는 실제 정정 프로파일을 결정할 수 있다.
레티클 정정 및 스캐너 정정 사이의 밸런싱은, 적절한 성능 파라미터(예를 들어, 하나 이상의 임계 피쳐의 기대된 EPE 오차)에 대한 스캐너 정정 프로파일과 연관되는 MA 또는 MSD 또는 MA / MSD 조합의 최적화를 포함함으로써 더욱 정제될 수 있다. 이러한 실시형태에서, 이러한 방법은 서브-필드 내의 하나 이상의 임계 피쳐를 식별하는 것, 및 임계 피쳐(들)의 기대된 EPE를 최소화하고 및/또는 임계 피쳐(들)의 EPE를 메리트 함수 내의 메리트 항/성능 파라미터로 사용하는 것에 관하여 도 6 또는 도 7의 방법 중 하나를 수행하는 것을 포함할 수 있다.
추가적인 실시형태에서, 공동-최적화 단계는 스캐닝 방향으로의 스테이지/투영 렌즈 제어부 프로파일 이외의 제어 파라미터를 고려(예를 들어, 공동-최적화)할 수 있는데, 이것이 성능 파라미터에 영향을 준다. 예를 들어, 공동-최적화된 스캐너 제어 프로파일은 초점, 선량 등에 관하여 더욱 최적화될 수 있는데, 이들 모두도 EPE에 영향을 준다.
정정 프로파일을 상이한 툴(스캐너 및 레티클 쓰기 툴)에 대한 제어 프로파일로 분할하는 것에 대해 대안적으로 또는 추가적으로, 정정 프로파일은 기판에 적용된 복수 개의 층에 걸쳐서 분포될 수도 있다.
이러한 실시형태에서, 노광 필드의 서브-필드와 연관된 정정 프로파일은 기판 상의 상이한 층에서 개별적으로 작동하기 위해서 그 부분 성분으로 분해될 수 있다. 정정 프로파일을 이러한 방식으로 분해하고, 및 부분 성분을 상이한 층에 적용하면, 스캐너 내에서 및/또는 레티클 상에서 작동시키기가 더 간단한 부분 성분을 결정하는 것이 가능해질 수 있다. 이와 같이, 제 1 층의 노광 중에 구현될 제안된 총 정정 프로파일은 여러 층 내에서 구현되기 위한 상보적인 다수의 제어 프로파일로 분해될 수 있다. 예를 들어, 제 1 층의 노광 중에 구현될 제안된 총 정정 프로파일은 제 1 층 및 제 2 층 각각의 노광 중에 구현될 상보적인 제 1 및 제 2 제어 프로파일로 분해될 수 있다.
이러한 실시형태는 이전에 설명된 실시형태와 별개로 실현될 수 있어서, 총 정정 프로파일이 적어도 스캐너에 대한 제 1 및 제 2 정정 프로파일로 분할되게 한다. 그러면, 스캐너는 기판 상의 상이한 층을 노광할 때에 제 1 및 제 2 정정 프로파일을 구현할 것이다. 다른 실시형태에서, 제 1 및 제 2 정정 프로파일은 레티클 정정(예를 들어, 레티클 쓰기/정정 툴)에 대한 제어 레시피로서 구성될 수 있다. 후자의 경우에, 제 1 정정은 제 1 층과 연관된 제 1 레티클에 대해서 구성되고, 제 2 정정은 제 2 층과 연관된 제 2 레티클에 대해서 구성된다.
상이한 층 및 레티클 및 스캐너 정정에 정정 성분을 지정하는 개념은 결합될 수 있다. 이것은 임의의 적절한 방법에 의해서 달성될 수 있다. 예를 들어, 레티클 및 스캐너 정정이 처음에 공동-최적화될 수 있고(예를 들어, 도 6 또는 도 7에 설명된 방법을 사용하여), 그 후에 레티클 및 스캐너 정정 중 하나 또는 양자 모두가 두 개 이상의 층에 걸쳐 분포되도록 더욱 분해될 수 있다. 또는, 층 분포는 우선 총 정정에 기반하여 층 정정 프로파일을 결정하도록 수행될 수 있고, 그러면 층 정정 프로파일 각각이 레티클 정정 및 스캐너 정정으로 분해된다. 또는, 공동-최적화는 단일 층에 관련된 총 정정 프로파일을 두 개 이상의 층에 대한 성분 레티클 및 스캐너 정정 프로파일로 분해하는 것을 동시에 공동-최적화할 수 있다(예를 들어, 적절한 메리트 함수를 사용함).
앞선 예들 모두에서, 최적화는 이미 개시된 성능 파라미터(오버레이, EPE 등) 중 임의의 것에 관하여 수행될 수 있다. 일 실시형태에서, 성능 파라미터 오차는 후속 층을 적용하는 것에 의해서 유발된 스트레스와 연관되고 , 공동-최적화는 기대된 성능 파라미터 잔차에 기반한다. 이러한 실시형태를 두 개의 층들 사이에서 제어 프로파일을 배분하는 것에 관하여 계속 설명할 것이다. 모든 경우에, 적용가능한 경우, 제어 프로파일의 배분은 세 개 이상의 층들 사이에서 이루어질 수 있다.
도 8은 오버레이 오차 프로파일(800)을 서브-필드에 걸쳐서 제 1 층 성분(810) 및 제 2 층 성분(820)으로 분해하는 것을 보여준다. 이러한 오버레이 프로파일의 효과적인 정정은 제 1 층(L1)에 대한 제 1 층 오버레이 정정(830) 및 제 1 층(L1)에 후속하는 제 2 층(L2)에 대한 제 2 층 정정(840)을 규정함으로써 달성될 수 있다.
통상적으로, 총 정정 프로파일은, a) 제 1 정정 및 제 2 정정이 합산되어 요구되는 총 오버레이 정정을 이루도록 그리고 b) 제 1 및 제 2 정정이 스캐너의 제어 기반구조를 사용하여 더 정확하게 추종될 수 있는 제 1 및 제 2 제어 프로파일을 각각 사용하여 구현될 수 있도록 분할된다. 예를 들어, 제 1 및 제 2 제어 프로파일은 총 제어 프로파일보다 작은 범위 내에 있게 하도록 제약되거나 유지될 수 있다.
일 실시형태에서, 제 1 및 제 2 층 제어 프로파일은, a) 제 1 및 제 2 층 제어 프로파일과 연관된 MSD 특성이 제 1 층 및 제 2 층 내의 피쳐의 이미징 품질을 부적절하게 열화시키지 않도록 그리고 b) 제 1 및 제 2 층 제어 프로파일과 연관된 MA 특성이 제 1 층 및 제 2 층 사이의 오버레이를 부적절하게 열화시키지 않도록 밸런싱될 수 있다. 그러므로, 요구되는 총 오버레이 정정은, 층별 EPE(이미징 품질을 나타내며 MSD에 의해 구동됨)가 허용가능해지고, 층들 사이의 오버레이(MA에 의해 구동됨)가 사양에 맞게 유지되는 것을 보장하도록 밸런싱되는 복수 개의 층별 제어 프로파일로 분할될 수 있다. 이것은 전체 허용가능성(최선의 비율)에 기반하여 또는 대안적으로는 다른 층(예를 들어, 중요도가 적은) 층을 희생하여 하나의 층(예를 들어, 임계 층) 내에서 더 양호하게 정정하기 위하여 이루어질 수 있다.
이러한 밸런싱은 허용된 최대 MSD 열화를 결정하고, 이것을 스캐너 조명 설정을 최적화하기 위해서 사용함으로써 실현될 수 있다. 이것은 다초점 이미징(Multi Focus Imaging; MFI) 동작 모드의 일부로서 수행될 수 있다. 최적화된 스캐너 조명 설정은, 허용가능한(예를 들어, 실용적인) 프로세스 윈도우를 유지하면서 최적의 다이내 스트레스 정정이 가능해지게 하는 것일 수 있다.
MFI는 대물 렌즈의 주어진 개구수(NA)에 대해서 초점 심도(DoF)를 효과적으로 증가시키기 위해서 다수의 초점 레벨(예를 들어, 다수의 파장을 통하여)을 사용한다. 그러면, DoF가 층 생성 요건에 따라서 MFI에 의해 최적화될 수 있으면서, 이미징 NA, 및 따라서 노광 위도(exposure latitude)(프로세스 윈도우)가 증가될 수 있다.
본 명세서에서 설명된 바와 같은 서브-필드 제어와 관련된 하나의 문제점은 이것이 MSD를 증가시키는 경향이 있다는 것이다. 이러한 콘텍스트에서 MFI 최적화를 사용하면, MSD 열화에 대해서 여유가 더 많이 생기고, 따라서 임의의 MSD 제약이 대응하여 완화될 수 있다. 예를 들어, 총 제어 프로파일을 분해하기 위한 하나의 접근법은, MSD가 하나의 제약으로서 적용되면서(예를 들어, 허용될 수 있는 범위 내로 제약됨), 프로세스 파라미터, 특히 오버레이(즉, MA)에 관하여 전술된 방법들 중 임의의 것을 수행하는 것을 포함할 수 있다. MFI를 통해서 조명을 최적화하여 DoF 및 프로세스 윈도우를 증가시킴으로써, MSD 제약이 완화될 수 있다. MSD 제약이 완화되면 MA/오버레이 정정 프로파일을 위해 이용가능한 정정 공간이 증가되고, 결과적으로 스테이지가 더 극단적으로 이동할 수 있게 된다.
도 9는 각각의 층에 대해서 제안되는 접근법을 예시하는 흐름도이다. 단계 900에서, 다이내 스트레스 성능 파라미터(예를 들어, 오버레이) 지문이 측정되고 두 개 이상의 상이한 층에 적용되기 위한 층 스캐너 제어 성분으로 분해된다(이러한 방법은 툴별 분해를 포함하는 설명된 제 1 실시형태의 스캐너 성분에 대해서도 역시 적용가능할 수 있다). 단계 910에서, 허용된 최대 MSD는 층 특성(통상적으로, 모든 층은 MSD에 대한 상이한 감도를 가짐)에 기반하여 층별로 결정되고, 이것에 기반하여, 조명 상태가 해당 층을 노광시키기 위해서 최적화된다(920). 이것은 스캐너 및/또는 레이저(조명 소스)의 제어를 통해서 달성될 수 있다. 단계 930에서, 각각의 층에 대한 분해된 층 제어 프로파일 및 최적화된 조명 상태에 기반하여, 개선된 최적화된 스캐너 제어 프로파일이 해당 층에 대해서 결정된다. 이것은 시뮬레이션 기반 루프에서의 피드백될 수 있다(SIM). 마지막으로, 단계 940에서, 실제 제품-내 성능이 검증되고(예를 들어, 계측을 통하여) 실험 기반 루프에서 피드백될 수 있다(EXP).
이러한 방식으로, 애플리케이션 프로세스 윈도우를 증가시킴으로써, 따라서 더 높은 MSD 한계를 허용함으로써, 오버레이(또는 다른 관심 파라미터) 서브필드 정정의 정정 범위를 확장하는 것이 가능하다. 이러한 최적화는 층별로 수행될 수 있다.
도 8은 본 명세서의 대응하는 문장들은 정정 프로파일을 복수 개의 성분으로 분할하기 위한 방법을 기술하는데, 각각의 성분은 특정한 층과 연관되고, 이러한 성분들이 합산되어 요구되는 제어 프로파일이 된다. 이러한 접근법에 존재하는 문제점은, 제 1 층 및 후속하는 제 2 층의 패터닝 사이에서 수행되는 처리 단계의 변이율(불안정성)이 제 1 층과 연관된 정정 프로파일의 제 1 성분을 효과적으로(충분히 정확하게) 결정하는 것을 방해할 수 있다는 것일 수 있다. 상기 (중간) 처리 단계(예를 들어 증착, 에칭, CMP 등)가 기판 상의 다이(예를 들어 서브-필드에 대응함)에 걸쳐서 기대되지 않은 크거나 작은 면내 왜곡 프로파일을 초래하는 경우에, 이루어진 임의의 분해 선택은 원치않는 성능 감소에 노출될 수 있다.
이러한 문제점을 극복하기 위하여, 이중 노광 기법을 활용하는 것이 제안되는데, 이러한 경우 다이의 제 1 그룹(서브-필드의 그룹에 대응함)은 제 1 노광 중에 노광되고, 다이의 제 2 그룹(서브-필드)은 제 2 노광에서 노광된다. 통상적으로, 노광된 다이들은 기판 상의 단일 층에 제공된다. 통상적으로, 다이의 각각의 그룹은 상이한 패터닝 디바이스(예를 들어 마스크, 레티클)와 연관된다. 도 15a, 도 15b, 및 도 15c는 서브-필드 및 그들의 대응하는 다이의 그룹화 및 (이러한 경우는 2 개인) 레티클에 걸친 그들의 분포를 보여준다. 도 15a는 제공된 14 개의 다이(점선 사각형)를 가지는 레티클 구역을 커버하는 노광 필드(1500)를 보여준다. 노광 필드(1500)는 7 개의 서브-필드(1501-1507)로 분할된다. 도 15b는 제 1 레티클(1510) 상의 홀수 번째 다이 {1, 3, 5, 7} 의 4 개의 행을 노광하도록 구성되는 서브-필드의 제 1 그룹 {1511, 1512, 1515, 1517}을 보여준다. 도 15c는 짝수 번째 다이 {2, 4, 6}를 노광하도록 구성되는, 제 2 레티클(1520) 상의 서브-필드의 제 2 그룹 {1522, 1524, 1526)을 보여준다. 다이들을 홀수 번째 다이를 포함하는 제 1 그룹 및 짝수 번째 다이를 포함하는 제 2 그룹으로 그룹화하고, 이러한 그룹을 별개의 레티클에 제공함으로써, 스캐닝 방향(1550)에 따른 서브-필드(및 다이) 사이의 거리가 적어도 서브-필드의 길이(스캐닝 방향(1550)과 나란한 차원) 만큼 증가된다. 예를 들어, 리소그래피 툴은 제 1 레티클을 로딩한 이후에 제 1 하나 이상의 기판을 노광하고, 결과적으로 기판(들)에 대해 다이의 제 1 그룹을 노광하며, 제 2 노광 단계에서는(제 2 레티클을 로딩한 이후에) 이미 노광된 기판(들)에 대해서 다이의 제 2 그룹을 노광한다.
주된 장점은, 리소그래피 툴이 훨씬 적게 공간적으로 요동하는 제어 프로파일을 적용해야 한다는 것이다(노광 단계별로). 이러한 더 낮은 주파수의 제어 프로파일은, 리소그래피 툴 내에서 이용가능한 스테이지 및 렌즈 액츄에이터에 의한 정확한 구현형태에 대해서 더 적합하다. 이것이 도 16에 도시된다. 제 1(초기) 제어 프로파일은 스캐닝 방향(1550)에 따른 성능 파라미터 변동(1600) 및 모든 서브필드 1-7(점선에 의해 분리됨)과 연관된다. 초기 제어 프로파일(제 1 제어 프로파일)은, 예를 들어 통상적인 톱니형 (오버레이) 변동을 나타내는 연속선(1600)을 충분히 정확하게 따라갈 수 있어야 한다. 파라미터 변동(1600)이 단일 노광에서 정정/제어되어야 한다면, 리소그래피 툴 액츄에이터는 제 1 공간 주파수 'f1'에서 제어(예를 들어, 오버레이)를 제공할 필요가 있다. 이중 노광 접근법이 채용된다면, 제 1 제어 프로파일 성분(1615)(쇄선)이 서브-필드의 제 1 그룹(1,3,5,7)에 걸친 성능 파라미터 변동(1610)(낮은 피치의 톱니를 나타내는 연속선)을 정정하도록 적용될 수 있고, 제 1 제어 프로파일 (성분)이 제 1 노광 단계 중에 적용될 수 있다. 삼각형 피크들 사이에 연속선(1610) 내에 포함된 평평한 선은 기본적으로 '관계 없음(don't care)' 또는 크게 감소된 제어 요구 사항이 적용된다는 것을 의미한다; 다음의 관련된 서브-필드 도중에 작동을 준비하기 위해서 액츄에이터는 임의의 방식으로 동작할 수 있다. 그러면, 제 2 노광 단계에서 액츄에이터는 제 2 제어 성분 프로파일(1625)(쇄선)에 대응하여 성능 파라미터 변동(1620)(연속선)을 정정하거나 완화시키도록 구성될 수 있다. 결과적으로 얻어지는 제어 프로파일(제 1 및 제 2 제어 프로파일 성분의 합)은 성능 파라미터 변동(1600)의 정정 / 제어를 효과적으로 달성한다. 그러면, 제 1 및 제 2 제어 프로파일 성분이 초기 제어 프로파일보다 큰 공간적 피치(예를 들어 더 작은 공간 주파수 'f2')와 연관된다. 제어 프로파일을 두 개의 성분으로 분할하는 경우, 이제 정정의 공간 주파수 'f2'는 'f1'/2('f1'의 절반)이 된다. 제어를 위해서 요구된 공간 주파수를 더 감소시킬 필요성이 존재하는 경우, 세 개 이상의 별개의 서브-필드 그룹과 연관된 세 개 이상의 제어 프로파일 성분이 제안되고, 이것은 본 발명의 사상에 부합한다. 예를 들어, 4 개의 레티클의 세트가 사용될 수 있는데, 각각의 레티클은 서브-필드의 특정 레이아웃과 연관된 다이들의 특정한 그룹을 포함한다. 이것은 스캐닝 방향(1550)에 따른 다이의 개수가 매우 많은 경우(예를 들어 >> 7인 경우)에 관련성을 가질 수도 있다.
성능 파라미터 변동(1600)의 정정을 오직 하나의 노광에서(예를 들어 모든 서브-필드에 대하여) 제공할 필요가 있는 경우에, 개별적인(노광별) 제어 프로파일 성분(1615 및 1625)이, 이들이 연속적이 되고, 이들이 서브-필드의 상이한 그룹에 각각 관련되기 때문에 제어 프로파일의 주파수보다 훨씬 낮은 주파수를 가지도록 선택된다는 것이 관찰될 수 있다. 개별적인 제어 프로파일 성분의 달성된 피치 완화 및 연속적 거동은, 리소그래피 장치(툴)의 액츄에이터(예를 들어 렌즈 및 스테이지 제어 기반구조)에 의해서 성능 파라미터 변동(1600)이 더 잘 정정될 수 있도록 보장한다.
다른 구현형태에서, 다이들의 하나의 그룹이 하나의 레티클에 제공되고, 리소그래피 툴은 제 1 노광 단계에서 하나의 레티클을 노광하며, 레티클 또는 웨이퍼 스테이지를 이러한 다이의 하나의 그룹이 제 2 노광 단계에서 이미 제공된 다이들 사이에 제공되도록 하는 양만큼 천이시킨다. 장점은 하나의 레티클만이 필요하다는 것이지만, 이것은 리소그래피 툴에 충분히 큰 천이(예를 들어 적어도 서브-필드의 길이에 대응함)를 허용하는 웨이퍼(기판) 또는 레티클 스테이지가 제공되는 경우에만 가능하다. 이것이 도 17에 도시된다. 레티클(1700)은 제 1 노광 단계의 시작 시에 제 1 위치(1710)에서 기판(1750)에 대해 위치되고, 제 2 노광 단계의 시작 시에 제 2 위치(1720)에 위치된다. 이러한 특정한 경우에, 차이(1720 -1710)는 스캐닝 방향(1550)에 따른 서브필드(1511)의 치수와 같거나 이와 가까운 값에 대응한다.
다른 구현형태에서는, 홀수번째 및 짝수번째 다이를 포함하는 오직 하나의 레티클(도 15a에 도시되는 바와 같은 모든 다이를 포함함)이 제공되지만, 노광 사이에 레티클(도 17)을 스위칭 또는 천이시키는 대신에, 리소그래피 툴은, 예를 들어 짝수번째 다이가 조명 빔 내에 위치될 때에 레티클 마스킹(REMA) 블레이드를 닫음으로써 제 1 홀수번째 다이를 노광시키고, 제 2 노광에서는 짝수번째 다이를 노광시킨다(마찬가지로 이러한 경우에는 홀수번째 다이인 원치않는 다이의 노광을 방지하기 위하여 REMA를 사용함으로써).
노광 필드의 서브-필드의 서브-세트의 노광이 실행될 수 있게 하기 위해서, 리소그래피 툴에는 하나의 노광 단계에서 노광될 서브-필드의 레이아웃을 수신하도록 구성되는 제어 인터페이스가 제공될 수 있다. 그러면, 스킵된 서브-필드는 선택되지 않은 서브-필드의 닫힌 REMA 설정을 방지하는 닫힌 REMA 설정과 연관될 수 있다.
일 실시형태에서, 노광 필드 상에 패턴을 노광시키기 위한 리소그래피 프로세스를 제어하기 위한 방법으로서, 상기 노광 필드에 걸친 성능 파라미터의 공간적 변동과 연관되는 초기 공간적 프로파일을 획득하는 단계; 상기 초기 공간적 프로파일을 적어도, 제 1 노광 단계에서 제 1 복수 개의 서브-필드에 걸친 상기 성능 파라미터의 공간적 변동을 정정하도록 상기 리소그래피 장치를 제어하기 위한 제 1 성분 공간적 프로파일, 및 제 2 노광 단계에서 제 2 복수 개의 서브-필드에 걸친 상기 성능 파라미터의 공간적 변동을 정정하도록 상기 리소그래피 장치를 제어하기 위한 제 2 성분 공간적 프로파일로 분해하는 단계를 포함하고, 상기 제 1 및 제 2 성분 공간적 프로파일을 그들의 대응하는 노광 단계에서 사용하여 상기 리소그래피 프로세스를 제어하면, 상기 노광 필드에 걸친 성능 파라미터의 공간적 변동이 완화되는, 리소그래피 프로세스 제어 방법이 제공된다.
일 실시형태에서, 상기 제 1 복수 개의 서브-필드 및 상기 제 2 복수 개의 서브-필드는 패터닝 디바이스(레티클, 마스크) 상의 다이의 레이아웃과 연관된다.
일 실시형태에서, 상기 제 1 복수 개의 서브-필드는 제 1 패터닝 디바이스와 연관되고, 상기 제 2 복수 개의 서브-필드는 제 2 패터닝 디바이스와 연관된다.
일 실시형태에서, 상기 제 1 복수 개의 서브-필드 및 상기 제 2 복수 개의 서브-필드는 패터닝 디바이스 상의 다이의 레이아웃과 연관되고,
상기 제 2 복수 개의 서브-필드는, 상기 제 1 복수 개의 서브-필드와 연관된 기판에 대한 상기 패터닝 디바이스(레티클, 마스크)의 위치와 다른, 상기 리소그래피 프로세스에서 사용되는 기판에 대한 상기 패터닝 디바이스의 위치와 연관된다.
일 실시형태에서, 상기 리소그래피 프로세스를 제어하는 것은, 상기 리소그래피 프로세스 중에 사용되는 스테이지 및/또는 투영 렌즈 액츄에이터를 제어하는 것이다.
일 실시형태에서, 상기 제 1 복수 개의 서브-필드는 패터닝 디바이스 상의 다이의 제 1 그룹과 연관되고, 상기 제 2 복수 개의 서브-필드는 상기 패터닝 디바이스 또는 다른 패터닝 디바이스 상의 다이의 제 2 그룹과 연관되며, 상기 패터닝 디바이스에 대한 상기 다이의 제 1 그룹의 상대 위치는 상기 패터닝 디바이스 또는 다른 패터닝 디바이스에 대한 상기 다이의 제 2 그룹의 위치에 대하여 인터레이스된다(interlaced).
일 실시형태에서, 리소그래피 툴에는, 상기 제어 인터페이스는 노광 필드 내에 포함된 서브-필드의 서브-세트의 규정과 연관되는 제어 인터페이스가 제공되고, 상기 서브-세트는 노광 단계 중에 상기 리소그래피 툴에 의해 노광되도록 스케줄링되는 서브-필드와 연관된다.
본 발명은 초기 제어 프로파일(한 필드 내의 복수 개의 서브-필드에 걸친 성능 파라미터의 공간적 변동을 정정하기 위한 것임)을 여러 개의 성분으로 분해하기 위해서 사용될 수 있다. 이러한 경우에, 분해는 정정을 성능 파라미터 변동과 연관된, 층을 패터닝하는 제 1 및 제 2 노광 단계로 분할하는 것이 기반한다. 제 1 및 제 2 노광은 예를 들어 복수 개의 레티클에 걸쳐서 분산되는 서브-필드의 상이한 그룹과 연관된다. 제어 프로파일 성분은 관심 필드 내의 서브-필드에 걸친 관찰된 공간적 변동의 더 양호한 정정을 제공하기 위해서 추가적으로 공동-최적화될 수 있다.
일 실시형태에서, 노광 필드 상에 패턴을 노광시키기 위한 리소그래피 프로세스의 제어를 위한 방법으로서, 상기 노광 필드의 서브-필드에 걸친 제 1 층에 대한 성능 파라미터의 공간적 변동과 연관된 초기 공간적 프로파일을 획득하는 단계; 상기 초기 공간적 프로파일을, 적어도 상기 성능 파라미터의 공간적 변동을 정정하기 위하여 리소그래피 장치를 제공하기 위해서 사용될 수 있는 제 1 성분 공간적 프로파일 및 상기 성능 파라미터의 공간적 변동을 정정하기 위하여 상기 리소그래피 장치를 제어하기 위해서 사용될 수 있는 제 2 성분 공간적 프로파일로 적어도 분해하는 단계; 및 상기 리소그래피 장치를 제어하기 위하여 초기 공간적 프로파일을 사용하는 것에 기반하는 상기 성능 파라미터의 공간적 변동의 정정과 비교하여, 상기 성능 파라미터의 공간적 변동의 더 양호한 정정을 달성하도록, 상기 제 1 및 제 2 성분 공간적 프로파일을 공동-최적화하는 단계를 포함하는, 리소그래피 프로세스 제어 방법이 제공되는데, 여기에서 제 1 성분 공간적 프로파일은 제 1 층을 패터닝하기 위한 제 1 노광과 연관되고, 제 2 성분 공간적 프로파일은 제 1 층을 패터닝하기 위한 제 2 노광과 연관된다.
일 실시형태에서, 상기 제 1 성분 공간적 프로파일은 상기 제 1 노광과 연관되는 제 1 레티클과 연관되고, 상기 제 2 공간적 프로파일은 상기 제 2 노광과 연관되는 제 2 레티클과 연관된다.
일 실시형태에서, 상기 제 1 노광은 레티클 상의 서브-필드 또는 다이의 제 1 그룹과 연관되고, 상기 제 2 노광은 상기 온 레티클 또는 다른 레티클 상의 서브-필드 또는 다이의 제 2 그룹과 연관된다.
일 실시형태에서, 상기 제 1 및 제 2 레티클은, 제어 요구 사항이 적용되지 않거나 감소된 제어 요구 사항이 적용되는 서브-필드와 연관되는 제 1 다이 구역, 제어 요구 사항이 적용되는 제 2 다이 구역과 연관된다.
일 실시형태에서, 상기 제 1 레티클 상의 제 1 다이 구역은 상기 제 2 레티클 상의 제 1 다이 구역과 다른 서브-필드와 연관된다.
요약하자면, 정정 프로파일을 기판 상에서의 IC 제조 프로세스의 일부를 형성하는 툴, 프로세스 및/또는 층들 사이의 공동-최적화에 따라서 복수 개의 성분 정정 프로파일로 분할하는 방법이 제안된다. 이러한 공동-최적화는 툴, 프로세스 및/또는 층의 공동-최적화된 제어를 통해서 정정을 구현(작동)시킬 수 있는 성능을 개선시킬 것이다. 정정의 분할은 프로세스들 사이, 예컨대 예를 들어 레티클 쓰기 프로세스 및 스캐너 제어 프로세스 사이에서 일어날 수 있다.
이러한 접근법이 개선된 오버레이를 얻게 하고, 따라서 개선된 수율을 얻게 할 것이라는 것을 알 수 있다. 더욱이, 최적화된 레티클 정정은 레티클의 고비용의 업데이트에 대한 필요성을 줄일 수 있다(최적화된 스캐너 제어에서의 유연성에 기인하여 더 적은 레티클 정정이 요구됨). 오버레이 서브-필드 정정으로 확장하면 레티클 다이내 지문의 유연성이 증가되고, 따라서 오버레이 정정 포텐셜이 더 증가될 것이다. 레티클 쓰기 지문을 EPE, 이미징, CDU, 오버레이, 초점, 및 레벨링 중 하나 이상에 관한 개선된 제품-내 성능을 초래하는 모든 키 오버레이 최적화기 파라미터에 대해서 유리하도록 공동-최적화하는 것이 가능하다. 정정 범위 중 일부만이 임의의 단일 층에서 해결될 필요가 있게 되고, 남은 부분(들)은 하나 이상의 후속 층에서 해결되도록 하게끔 스캐너 작업 부하를 분할하는 것도 가능하다.
전술된 바와 같이, 그리고 도 4에서 도시되는 바와 같이, 서브-필드별/다이별 오버레이는 대응하는 톱니 정정을 요구하는 톱니 패턴을 나타낸다. 다이들 또는 서브-필드들 사이에서, 요구된 오버레이 정정은 고도로 불연속적이고, 이것은 스캐너 오버레이 제어에서 작동시키기에 매우 어려운 것이다. 본질적으로, 이러한 큰 오버레이 오차 정정(예를 들어, 부호 변화를 포함함)을 구현하기 위한 시간 및 공간은 노광 중에 매우 작은 양만 존재한다.
이러한 문제점을 해결하기 위한 추가적인 제안 내용이 이제 설명될 것이다. 이러한 실시형태에서, 스캐너 작동 능력을 고려하면서 필드에 걸쳐서(예를 들어, 적어도 하나의 방향으로) 최적화되는 서브-필드별 최적화된 레티클 정정을 결정하는 것이 제안된다. 이러한 최적화는, 레티클에 기록한 이후에, 정정될 잔여 오버레이 오차 프로파일이 현존하는 레티클 정정 전략과 비교할 때 스캐너 제어 기반구조에 의해서 더 양호하게(예를 들어, 더 쉽게) 정정될 수 있게 하는 것일 수 있다.
도 10은 이러한 실시형태를 개념적으로 예시한다. 도 10의 (a)는 통상적인 현존하는 전략을 예시한다. 검정 실선(1000a, 1000b)은 한 필드의 두 개의 인접한 서브-필드 또는 다이에 대한 레티클 정정 프로파일을 각각 나타낸다(이들은 이러한 예에서 대략적으로 유사함). 점선/회색선(1010)은 두 개의 서브-필드에 걸친, 결과적으로 얻어지는 요구된 스캐너 정정 프로파일(예를 들어, 톱니형 또는 이와 유사한 패턴을 나타내는 필드에 대한 프로파일)을 예시한다. 이러한 정정이 서브-필드들 사이에서 불연속적이고, 따라서 성질에 있어서 연속적인 제어 시스템(예컨대, 스캐닝 동작 중의 스테이지 제어)에 의해서는 열악하게 정정될 수 있다는 것을 알 수 있다.
도 10의 (b)는 두 개의 인접한 필드에 걸친 개선된 레티클 정정 프로파일을 예시한다. 이러한 레티클 정정 프로파일은 한 필드의 두 개 이상 서브-필드에 걸친 각각의 서브-필드에 대한(예를 들어, 기판/레티클 평면과 평행한 하나 또는 양자 모두의 방향에서 필드의 모든 서브-필드에 대한) 레티클 정정 프로파일을 공동-최적화함으로써 결정될 수 있다. 도 10의 (b)에서, 레티클 정정 프로파일(1020a, 1020b)은, 요구된 스캐너 정정 프로파일(1030)이 이제 작동하기가 더 쉬워지게 하는 것이다. 예를 들어, 제 2 레티클 프로파일(1020b)은 스캐너에 의해서 선행하는 서브-필드를 정정한 이후의 그것의 즉각적인 상태/구성으로부터 스캐너에 의해서 더 쉽게 정정될 수 있는, 자신의 대응하는 서브-필드에서의 (예를 들어, 오버레이) 오차를 초래하는데, 여기에서 선행하는 서브-필드는 레티클 정정 프로파일(1020a)에 노출된 바 있다.
여기에 도시된 바와 같은 특정한 예에서, 두 개의 인접한 서브-필드에 걸친 최적화는 적어도 하나의 과다 보상된 레티클 정정 프로파일(1020b)이 생기게 할 수 있는데, 이것은 공칭 정정에 비하여 실질적으로 반전된 것이어서, 결과적으로 얻어지는 잔차 오버레이 오차 프로파일이 두 개의 서브-필드에 걸쳐서 부드럽거나 더 부드러운 곡선을 나타내는 경향이 있도록 하고, 이것은 스캐너 내에서 더 잘 작동될 수 있다. 물론, 이러한 개념은 세 개 이상의 서브-필드로 확장될 수 있다.
스캐닝 방향(Y)에 따른 서브-필드/다이에 대해서 명백하게 계되지만, 이러한 실시형태가 슬릿 방향(X)에 따라서도 역시 적용될 수 있다는 것도 역시 이해되어야 한다. 이러한 방향으로의 스캐너 정정 능력은 더 많이 제한되고(예를 들어, 렌즈 정정 등으로 제한됨), 따라서 이러한 최적화를 X 방향으로 수행하는 것에는 추가적인 장점이 있을 수 있다.
전술된 바와 같이, 이러한 레티클 정정 프로파일은 레티클 쓰기 툴에 대한 특정한 레티클 쓰기 정정을 결정함으로써 적용될 수 있다.
이러한 실시형태는 앞서 언급된 실시형태 중 임의의 것과 결합될 수 있다. 예를 들어, 다수의 서브-필드에 걸친 레티클 정정 공동-최적화는 스캐너 제어 프로파일 최적화와도 공동-최적화될 수 있다(예를 들어, 도 5에 대해서 설명된 방법을 사용함). 예를 들어, 이것은 서로 반전되는 기울기(도 5의 (a)에 대응함) 또는 반전되는 방향의 계단(도 5의 (b)에 대응함)을 가지는 인접한 선형 레티클 정정 프로파일들을 초래할 수 있다. 또한, 다수의 서브-필드에 걸친 레티클 정정 공동-최적화는 여러 층에 걸쳐서 분해될 수도 있다(예를 들어, 도 8과 관련하여 설명된 방법을 사용함).
일 실시형태에서, 오버레이 오차 정정을 결정하기 위한 방법으로서, 복수 개의 서브-필드에 걸쳐 연장되는 오버레이 오차 프로파일을 획득하는 단계; 및 상기 복수 개의 서브-필드 중에서 적어도 두 개의 인접한 서브-필드에 걸친 레티클 정정을 결정하는 단계를 포함하고,
상기 레티클 정정은 상기 인접한 서브-필드들 사이의 오버레이 오차 프로파일의 연속성의 기대된 개선에 기반하는, 오버레이 정정 프로파일 결정 방법이 개시된다. 일 실시형태에서, 상기 레티클 정정은, 상기 오버레이 오차 프로파일의 실질적 반전 및/또는 과다 정정에 의해서 상기 인접한 서브-필드에 걸친 오버레이 오차 프로파일의 연속성을 달성하도록 구성된다.
통상적으로, 처리된 이후에, 기판(웨이퍼)은 웨이퍼 표면에 걸쳐서 어느 정도의 광역 오버레이 지문을 보여준다. 이러한 광역 지문은 흔히 웨이퍼의 주위 또는 에지 구역에서 두드러진다. 이러한 광역 지문은 적절한 모델에 의해서 모델링되고, 통상적으로 솔루션을 실행별로 제어하는 "진보된 프로세스 제어(Advanced Process Control)"(APC라고도 불림) 제어 방법을 사용하여 제어되는데, 여기에서 웨이퍼의 제 1 로트 내에서 관찰된 광역 오버레이 지문이 기판의 후속하는 로트들의 처리(노광)를 정정하기 위해서 사용된다. APC에 대한 더 많은 정보는 미국 특허 출원 공개 번호 제 US2012008127에서 발견될 수 있고 이것은 원용되어 본원에 통합된다. 통상적인 APC 구현형태는, 하나 이상의 처리 장치와 연관된 드리프트를 모니터링하고 정정하기 위한, 기판 상의 계측 피쳐에 대한 주기적인 측정을 수반한다. 실행별(run2run이라고도 축약됨) APC 제어에서, 지문(예를 들어, 오버레이 지문)이 로트별로 측정된 기판(예를 들어, 웨이퍼)의 세트로부터 추정된다. 이러한 기판으로부터의 하나 이상의 측정된 필드가 지문에 근사화되고, 이제 이러한 지문이 통상적으로 이전의 지문과 혼합되어 지수적으로 가중된 이동 평균(exponentially weighted moving average; EWMA) 필터를 사용하여 새로운 지문 추정을 생성한다. 또는, 지문은 단순하게 주기적으로 업데이트될 수 있고, 심지어 한 번 측정된 후 일정하게 유지될 수도 있다. 이러한 접근법 중 일부 또는 전부의 조합도 역시 가능하다. 그러면, 오버레이를 감소 또는 최소화하도록 다음 로트에 대한 하나 이상의 스캐너 액츄에이터 및/또는 다른 툴 액츄에이터/설정을 설정하기 위해서, 이러한 계산의 결과가 최적화 작업을 거친다.
전술된 바와 같이, 광역 APC 오버레이 정정에 추가하여, 서브-필드 특이적 정정이 고밀도의 오버레이 데이터에 기반하여 규정될 수 있다. 예를 들어, 도 4에 예시된 톱니형 오버레이 오차 프로파일은 서브-필드별로 별개의 정정을 요구할 수 있다. 이것은, 서브-필드 레벨에서의 스캐너 정정, 서브-필드 레벨에서의 레티클 정정, 서브-필드별 정정을 프로세스의 다수의 층에 걸쳐서 배분하는 것을 수반할 수 있다. 그러므로, 웨이퍼(로트)의 동일한 세트에 대한 오버레이 제어를 위한 적어도 두 개의 액티브 제어 기반구조가 존재할 수 있다. 두 가지 제어 레짐이 간섭을 일으키는 위험이 있는 통상적인 경우는 에지-다이의 제어의 경우에 존재하는데, 이것은 광역 지문과 연관된 더 큰 에지 효과 및 다이내 스트레스와 연관된 큰 다이내 효과에 노출된다.
두 개의 제어 시스템(광역 또는 APC 제어 루프 및 서브-필드 기반 제어 루프)이 오버레이 오차의 과다 정정 또는 과소 정정 중 하나가 발생하는(예를 들어, 두 개의 제어 루프가 서로 반대로 동작함) 정도까지는 간섭하지 않는 것이 바람직하다. 이러한 상황을 피하기 위하여, 추가적인 실시형태에서, 광역 정정 및 서브-필드 정정이 공동-최적화에서 각각 결정되는 것이 제안된다; 예를 들어, 광역 정정이 적용되는 것 또는 서브-필드 정정이`적용되는 것 중 하나를 알고 있다. 이러한 접근법은 전체 기판에 걸쳐서, 또는 선택적으로 특정 영역에 대하여, 예컨대 에지-필드 또는 에지-다이에 대해서만 적용될 수도 있다.
도 11은 일 실시형태에 따르는 이러한 제어 방법의 이면의 이론을 기술하는 흐름도이다. 광역(예를 들어, APC) 측정 및/또는 정정 데이터(1100) 및 서브-필드(예를 들어, 다이내) 측정 및/또는 정정 데이터(1110)가 수신된다. 다이내 데이터는 서브-필드 성분 데이터(1120) 및 광역 성분 데이터(1130)로 분해된다(1115). 서브-필드 성분 데이터(1120)는 이러한 데이터를 전체 성분에 관하여 또는 광역 성분 데이터(1130)로부터의 그것의 변동에 관하여 기술할 수 있다. 서브-필드 성분 데이터(1120) 및 광역 성분 데이터(1130)는 바람직한 제어 전략을 결정하는 공동-최적화 단계(1140)에서 사용된다. 이러한 단계는, 서브-필드 제어에 대한 광역(예를 들어, APC) 정정의 적절한 가중치를 결정하는 것을 포함할 수 있다; 예를 들어, 공동-최적화된 정정 이후의 오버레이 오차(잔차)가 동적 및 정적 정정에 대한 최적화된 전략의 관점에서 최소화되게 한다. 결과적으로, 공동-최적화 단계(1140)는 서브-필드 정정(1150) 및 광역 정정이 얻어지게 하는데, 후자는 광역 정정 데이터(1100)로부터 감산되어(두 번 작동되지 않도록) 광역(실행별) 정정(1160)(예를 들어, APC 제어 루프의 일부로서)을 획득한다.
도 12의 (a)는 일 실시형태에 따르는 분해 단계(1115)를 개념적으로 예시하다. 웨이퍼에 걸친 지문(1200)은 광역 지문(1210)(예를 들어, APC 제어기에 의해 정정가능함) 및 서브-필드 성분(1220)(예를 들어, 서브-필드 제어 기반구조에 의해 정정가능함)으로 분해된다.
도 12의 (b)는 서브-필드별로 잔차를 근사화하기 이전의 광역 모델의 근사화에 기반한 예시적인 오버레이 정정을 개념적으로 예시한다. 광역 웨이퍼 지문(1260)은 필드내(다이내도 포함됨) 성분(1250)을 웨이퍼에 걸친 지문(1240)으로부터 추출함으로써 획득된다. 이러한 광역 웨이퍼 지문(1260)은 APC 제어 기반-구조에 대한 입력으로서 사용되는 반면에, 필드내 콘텐츠(1250)는 서브-필드 제어 기반-구조에 대해서 사용된다. 또는, 광역 오버레이 오차 지문의 에지 지문의 일부가 서브-필드 제어 기반구조에 지정될 수 있는데, 그러면 APC 제어 기반-구조에 의해 정정될 더 적은 오버레이 오차 콘텐츠가 적게 남게 된다. 이것이, 서브-필드 제어 프로파일(1270)이 그 안에 포함되는 에지 효과에 기인한 더 큰 변동(웨이퍼에 걸친 변동)을 보여주는 도 12의 (c)에 도시되는데, 이것은 광역 성분(1280)이 더 적게 변하는 결과가 된다.
이와 같이, 리소그래피 프로세스에 대한 공동-최적화된 광역 및 서브-필드 제어 전략을 결정하기 위한 방법으로서, a) 광역 측정 및 다이내 측정 데이터를 획득하는 단계; b) 다이내 측정 데이터를 광역 성분 데이터 및 서브-필드 성분 데이터로 분해하는 단계; c) 광역 성분 데이터, 서브-필드 성분 데이터 및 알려진 스캐너 제어 특성을 사용하여 공동-최적화된 제어 전략을 결정하는 단계; 및 d) 광역 제어 입력 및 서브-필드 제어 입력을 공동-최적화된 제어 전략에 기반하여 제공하는 단계를 포함하는, 방법이 개시된다. 공동-최적화된 제어 전략을 결정하는 것은, 광역 성분 데이터 및 서브-필드 성분 데이터 또는 그에 대한 정정의 적절한 가중치를 결정하는 것을 포함할 수 있다.
도 4에 도시된 바와 같이, 통상적으로 다이내 스트레스는 스캐닝 방향에 따른 오버레이 오차의 톱니 프로파일이 두드러지게 한다. 스캐너가 이러한 오버레이 프로파일을 정정하기 위한 제어 프로파일(노광 필드 내의 다수의 다이에 걸쳐서 반복됨)은 이러한 통상적인 톱니 형상을 역시 반영한다. 이것이 큰 진폭 제어 프로파일을 보여주는 라인에 의해서 도 13에 도시된다(통상적으로 레티클 및 웨이퍼 스테이지 사이에 주기적 동기화 신호를 인가함). 잔여 오버레이 오차(MA = 이동 평균)는 작은 진폭의 파선 그래프(진폭은 약 2nm임)에 의해서 예시된다. 스캔 방향(이러한 경우에는 Y-방향)으로의 동적 오차(MSD = 이동 표준 편차)는 소진폭 상단(실선) 그래프에 의해 예시된다. 또한, MSD는 흔히 '페이딩(fading)'이라고도 불리고, 기본적으로 투영된 패턴의 공간상을 스미어링되게 하는 효과와 콘트라스트 손실을 초래하는 결과를 가지는, 레티클 및 웨이퍼 스테이지 사이의 고주파수의 진동인 것으로 여겨질 수 있다. 공간상의 콘트라스트를 감소시키는 이러한 효과는 흔히 관심 피쳐(패턴)의 치수의 변동과 연관된다. 이러한 치수 변화는 방향 특이적이고(예를 들어 스캔 방향으로의 MSD-Y는 주로 Y-방향으로의 치수 변화를 초래함), 통상적으로 치수 변화는 MSD의 크기와 비례한다. 그러므로, 필드 또는 다이에 걸친 MSD-Y 변동은, 예를 들어 콘택 홀의 다이에 걸친 치수 변동을 초래한다. 2-차원의 구조체(콘택 홀과 같음)의 경우, 이것은 2-차원의 구조체의 X 및 Y 치수의 필드 좌표 의존적인 종횡비로서 나타난다. 콘택 홀의 경우, X 및 Y 치수 사이의 비율은 통상적으로 콘택 홀의 타원율이라고 불린다. 그러므로, 강한 다이내 오버레이 정정(제어 프로파일)의 결과로서 도 13에서 도시되는 바와 같은 MSD-Y 변동은, 다이내(그리고 필드내도 마찬가지임) 콘택 홀 타원율 변동을 초래할 것이다.
도 14는 다이내 콘택 홀 변형 변동을 적어도 부분적으로 정정하기에 적합한 본 발명에 따른 방법을 예시한다. 제 1 MSD-Y 프로파일이 요구된 제어 프로파일에 기반하여 고려된다(오버레이 오차 프로파일을 정정하기 위함). 둘째로, 콘택 홀 타원율 변동에 대한 MSD-Y 변동의 효과가 계산되거나(예를 들어, 리소그래피 시뮬레이션 툴을 사용하여) 측정된다. 셋째로, 기대된 콘택 홀 이심율이 다시 정상이 되도록 MSD-X 프로파일이 설계된다. 기본적으로, X-방향으로의 콘택 홀의 치수가 영향을 받도록 스캔 방향에 수직인 성분을 적어도 가지는 MSD가 도입된다. 이것은, 예를 들어 레티클 및 웨이퍼 스테이지 사이에서, 필드 좌표에 의존하는 진폭을 가지는(예를 들어 MSD-X 레벨이 스캐닝에 의해 유발된 MSD-Y 레벨과 같아지도록 진폭을 조절함) X-방향으로의 고주파수의 발진을 도입함으로써 달성될 수 있다. 또는, 필드 의존적 MSD-X 성분을 초래하는 렌즈 조작기를 구성함으로써, 예를 들어 필드 좌표에 의존적인 패턴이 x-방향으로 천이되게 함으로써 투영 렌즈 수차가 조절될 수 있다. 그 결과는 콘택 홀이 더 이상 타원형이 아니게 되는 것이다. 그러나, MSD-X 및 Y가 존재하기 때문에, 콘택 홀의 반경들은 공칭 반경으로부터 달라질 수 있어서, 스캐닝 방향에 따라서 콘택 홀 반경이 변하게 한다. 이러한 변동이 어떤 공차를 초과하는 경우, 필드 좌표 의존적 선량 정정을 스캐닝 동작 도중에 적용하여 콘택 홀의 치수를 목표에 맞게 유지하는 제 4 단계가 필요할 수 있다. 또는, 필드 포인트별로 누적될 누적된 선량을 조절하기 위해서 스캔 속도가 변경될 수 있고, 또는 z-위치(position)가 콘택 홀 반경을 목표치로 유지하기 위해서 동적으로 조절될 수 있다.
스캔 방향에 따른 패턴 변형 변동을 리소그래피 장치 제어 기반구조(렌즈 및/또는 스테이지 동기화)를 사용하여 보상하는 것 대신에, 패턴 디바이스(레티클)는 패턴 기하학적 구조 충실도에 대한 페이딩의 영향을 사전에 정정하도록 구성될 수도 있다. 예를 들어, 레티클은 스캔 방향에 따라서 배향되고 콘택 홀 피쳐를 포함하는 복수 개의 다이를 포함할 수 있다. 레티클 상의 콘택 홀의 타원율 변동을 사전에 보상함으로써, 콘택 홀을 레지스트 내에서 노광시킨 이후에 공칭적 형태인 콘택 홀을 얻는 것이 가능해진다. 그러면, 레티클은 모든 관심 다이의 스캔 방향에 따른 페이딩 유발형 타원율 변동(지문)에 대한 지식에 기반하여 제작될 필요가 있다. 이것은 레티클 상의 피쳐(콘택 홀)의 형상 또는 OPC의 방법(예를 들어 하나 이상의 방향으로의 지원 피쳐의 배치)을 변경함으로써 달성될 수 있다. 더 나아가, 콘택 홀의 크기는 콘택 홀을 기판 상의 감광층(레지스트)에 노출시킨 이후에 콘택 홀의 반경을 더욱 제어하기 위해서 선택될 수 있다.
통상적으로, MSD-X의 제어는 리소그래피 장치를 제어하는 서브-필드 타입의 일부인데, 그 이유는 MSD-X(t) 제어 신호가 다이 특이적일 수 있기 때문이다.
제어 양태와 별개로, 알려진 역학 구조에 기반하여 계측 스킴도 생성될 수 있다; 예를 들어, 스캐닝 유발형 페이딩(MSD-Y)에 기인한 피쳐 치수의 알려진 변동에 기반하여 생성된다. 도 13은 MSD-Y 레벨이 다이 내의 위치에 고도로 의존한다는 것을 보여준다. 그러므로, 페이딩 유발형 치수 변동의 임의의 제어는, MSD-Y 진폭이 중요한 것으로 기대되는 스캔 방향에 따른 위치와 연관되는 계측 데이터의 혜택을 받을 것이다. 일 실시형태에서, 스캐닝 유발형 MSD가 임계보다 큰 치수 편차를 초래하는 하나 이상의 위치에서 CD(임계 치수결정) 측정치를 제공하도록 제안된다. 임계치는 CD 값을 결정할 때에 계측 툴의 정확도와 연관될 수 있고, 예를 들어 임계는 0.2nm일 수 있다.
일 실시형태에서, 기판 상에 반도체 디바이스를 제조하는 것과 연관된 프로세스를 구성하는 방법으로서, 패터닝 프로세스를 사용하여 상기 기판에 제공되는 피쳐의 치수들 사이의 비율의 기대된 변동을 결정하는 단계; 및 상기 기판 상의 영역에 걸쳐 상기 비율의 기대된 변동을 적어도 부분적으로 정정하도록, 상기 패터닝 프로세스 및/또는 상기 패터닝 프로세스에서 사용되는 패터닝 디바이스를 구성하는 단계를 포함하는, 방법이 개시된다.
기대된 변동은, 예를 들어 하나의 방향으로의 MSD 변동만을 가지는 것에 의해서 도입되는 비-대칭적 페이딩 변동에 기인할 수 있다(렌즈 수차 변동에 있어서의 스테이지 역학구조 및/또는 비대칭 중 하나에 기인함).
치수들 사이의 비율은, 예를 들어 콘택 홀의 타원율 또는 선 또는 공간과 같은 기하학적 구조의 종횡비일 수 있다.
패터닝 프로세스를 구성하는 것은, 스테이지 동기화를 조절하여(레티클 스테이지 'RS' 및 웨이퍼 스테이지 'WS' 사이에서), MSDx(t)가 MSDy(t)에 커플링되게 하고 벡터 [MSD-X(t), MSD-Y(t)]가 언제나 X-축과 동일한 각도가 되게 하는 것을 포함할 수 있다.
패터닝 프로세스를 구성하는 것은, 스캐닝 도중에 파면 변동을 적용하여, 도입된 파면 비대칭(Wavefront Asymmetry) WA(t)가 치수들 사이의 비율에 대한 MSDx/y(t)의 영향을 상쇄하게 하는 것을 더 수반할 수 있다.
패터닝 프로세스를 구성하는 것은 피쳐 치수를 다시 목표치로 되돌리도록 하는(예를 들어, CD 변동을 피함) 선량 및/또는 스캔 속력 제어를 더 포함할 수 있다.
패터닝 프로세스를 구성하는 것은, 스테이지 제어 양태, 예를 들어: 다음 기준들을 만족시키는 스테이지 제어 프로파일(x(t), y(t), z(t))을 제공하는 것을 더 수반할 수 있다: a) 비율 변동(콘택 홀의 타원율)이 최소가 되어야 함 및 b) CD가 타겟 상에 있어야 함(치수를 타겟치로 되돌리기 위해서 더 많은 선량이 요구되는 경우 스캔은 더 느림) 및 c) z(t)가 MSD-Z(콘트라스트) 항을 증가시키도록 구성하는 것, 여기에서 노광된 피쳐의 일정한 치수결정에 추가하여, 다이 및/또는 노광 필드에 걸친 일정한 콘트라스트를 얻기 위해서 MSD-X/Y가 도입되지 않거나 거의 도입되지 않는다.
패터닝 디바이스를 구성하는 것은 패터닝 프로세스 제약에 기인한 비율의 기대된 변동을 상쇄시키는 피쳐 치수의 필드 좌표 의존적 비율을 수반할 수 있다.
패터닝 디바이스를 구성하는 것은 패터닝 프로세스 이후에 치수들 사이의 비율에 변동이 존재하지 않도록 피쳐를 선택적으로 변형하도록 구성되는 필드 좌표 의존적 OPC를 수반할 수 있다.
패터닝 디바이스를 구성하는 것은, 웨이퍼에 제공된 피쳐의 CD를 일정하게 유지시키기 위한 필드 좌표 의존적 레티클 송신을 수반할 수 있다(MSD-X/Y 밸런싱에 추가하여; 그러므로 레티클 송신 조절에 의해서 정정되는 스캐너 제어 및 CD 오프셋에 의해서 대청성이 부과됨).
또는, 각각의 다이(서브-필드)에 대하여, 페이딩 유발형 페이딩(fading induced fading)(MSD-Y) CD 변동 및 오버레이 변동 사이에 더 양호한 밸런싱을 제공하는 제어 프로파일이 유도될 수 있다. 도 13에서 도시되는 바와 같은 제어 프로파일은 이제 서브필드별로 최적화되어, 가능한 최소 EPE를 제공하고, EPE는 오버레이 및 CD 변동 효과 양자 모두를 포함하는 통합형 메트릭이다. 페이딩 성분에 기인하여 결과적으로 얻어지는 CD 변동 및 결과적으로 얻어지는 오버레이 잔차 오차(MA 성분)가 관심 피쳐에 대해서 최소 EPE 오차를 제공하도록 제어 프로파일을 구성하는 것이 제안된다.
다른 실시형태에서, 패터닝 프로세스를 거치는 기판 상의 노광 필드와 연관된 샘플링 스킴을 결정하는 방법으로서, 패터닝 프로세스 도중의 패터닝 디바이스의 이동과 기판 사이의 동기화 오차의 시간 의존성에 기인하는, 노광 필드에 걸친 패턴 치수결정 오차 및/또는 패턴 위치설정 오차의 기대된 분포를 유도하는 단계; 및 샘플링 스킴에 따른 패턴 치수 및/또는 패턴 위치의 이동을 사용하여 기대된 분포를 특징짓는 것의 소망되는 정확도에 기반하여 샘플링 스킴을 결정하는 단계를 포함하는, 방법이 개시된다.
본 발명의 다른 실시예들은 아래의 번호가 매겨진 절들의 목록에서 개시된다:
1. 노광 필드 상에 패턴을 노광시키기 위한 리소그래피 프로세스의 제어를 위한 성분 공간적 프로파일을 결정하기 위한 방법으로서,
상기 노광 필드의 적어도 서브-필드에 걸친 제 1 층에 대한 성능 파라미터의 공간적 변동을 기술하는 초기 공간적 프로파일을 획득하는 단계;
상기 초기 공간적 프로파일을 상기 서브-필드에 관련된 성분 공간적 프로파일로 분해하는 단계 - 상기 성분 공간적 프로파일은 제 1 성분 공간적 프로파일 및 제 2 성분 공간적 프로파일을 적어도 포함함 -; 및
상기 성능 파라미터에서의 오차를 최소화하도록, 상기 성분 공간적 프로파일을 공동-최적화하는 단계를 포함하고,
적어도 상기 제 1 성분 공간적 프로파일은 제 1 층 내의 상기 노광 필드 상에 패턴을 노광시키는 데에 있어서 상기 리소그래피 프로세스를 제어하기 위하여 리소그래피 장치에 의하여 사용될 수 있으며,
상기 제 1 성분 공간적 프로파일은 상기 초기 공간적 프로파일과 비교하여 상기 리소그래피 장치에 의해서 더 정확하게 작동될 수 있는, 성분 공간적 프로파일을 결정하는 방법.
2. 제 1 절에 있어서,
상기 성능 파라미터는 하나 이상의 다른 층에 대한 상기 제 1 층의 오버레이를 포함하거나 상기 오버레이에 관련되는, 성분 공간적 프로파일을 결정하는 방법.
3. 제 1 절 또는 제 2 절에 있어서,
상기 성능 파라미터는 에지 배치 오차를 포함하는, 성분 공간적 프로파일을 결정하는 방법.
4. 제 1 절 내지 제 3 절 중 어느 한 절에 있어서,
상기 제 1 성분 공간적 프로파일은 상기 초기 공간적 프로파일의 총 범위보다 작은 범위를 가지는 값으로 한정되는, 성분 공간적 프로파일을 결정하는 방법.
5. 제 1 절 내지 제 4 절 중 어느 한 절에 있어서,
상기 제 1 성분 공간적 프로파일은 상기 리소그래피 장치에 의해 작동될 수 있도록 최적화되는, 성분 공간적 프로파일을 결정하는 방법.
6. 제 1 절 내지 제 5 절 중 어느 한 절에 있어서,
상기 제 1 성분 공간적 프로파일은, 상기 리소그래피 장치 내에서의 스테이지 위치설정 제어 또는 상기 리소그래피 장치 내에서의 투영 렌즈 제어 중 하나 또는 양자 모두의 제어에 사용되는, 성분 공간적 프로파일을 결정하는 방법.
7. 제 1 절 내지 제 6 절 중 어느 한 절에 있어서,
상기 제 2 성분 공간적 프로파일은 상기 제 1 층 내에 상기 패턴을 노광하기 위한 리소그래피 프로세스에서 사용되는 레티클에 대한 레티클 정정에 관련되는, 성분 공간적 프로파일을 결정하는 방법.
8. 제 7 절에 있어서,
상기 제 2 성분 공간적 프로파일은 상기 레티클의 제조 및/또는 변경의 제어에서 사용되는, 성분 공간적 프로파일을 결정하는 방법.
9. 제 7 절 또는 제 8 절에 있어서,
상기 제 2 성분 공간적 프로파일은 상기 레티클 상의 피쳐들의 상대적인 위치설정의 제어에서 사용되는, 성분 공간적 프로파일을 결정하는 방법.
10. 제 7 절 내지 제 9 절 중 어느 한 절에 있어서,
상기 제 2 성분 공간적 프로파일은 상기 제 1 성분 공간적 프로파일보다 낮은 차수인, 성분 공간적 프로파일을 결정하는 방법.
11. 제 7 절 내지 제 10 절 중 어느 한 절에 있어서,
상기 제 2 성분 공간적 프로파일은 선형 또는 계단 프로파일인, 성분 공간적 프로파일을 결정하는 방법.
12. 제 7 절 내지 제 11 절 중 어느 한 절에 있어서,
상기 분해하는 단계는,
상기 초기 공간적 프로파일에 기반하여 제어를 복수 개의 층에 걸쳐서 배분하기 위하여, 상기 초기 공간적 프로파일을 층 성분 공간적 프로파일로 분해하는 것을 더 포함하고,
상기 복수 개의 층은 상기 제 1 층을 포함하는, 성분 공간적 프로파일을 결정하는 방법.
13. 제 7 절 내지 제 11 절 중 어느 한 절에 있어서,
상기 방법은,
상기 성분 공간적 프로파일 중 적어도 하나에 기반하여 제어를 복수 개의 층에 걸쳐서 배분하기 위하여, 상기 성분 공간적 프로파일 중 적어도 하나를, 각각 복수 개의 층 중 특정 층에 대한 상기 리소그래피 프로세스의 제어를 위한 층 성분 공간적 프로파일로 분해하는 단계를 포함하고,
상기 복수 개의 층은 상기 제 1 층을 포함하는, 성분 공간적 프로파일을 결정하는 방법.
14. 제 11 절에 있어서,
층 성분 공간적 프로파일로 분해된 상기 성분 공간적 프로파일 중 적어도 하나는 제 1 성분 공간적 프로파일을 포함하는, 성분 공간적 프로파일을 결정하는 방법.
15. 제 1 절 내지 제 6 절 중 어느 한 절에 있어서,
상기 분해하는 단계는,
상기 초기 공간적 프로파일에 기반하여 제어를 복수 개의 층에 걸쳐서 배분하기 위하여, 상기 초기 공간적 프로파일을 상기 성분 공간적 프로파일로 분해하는 것을 포함하고,
상기 복수 개의 층은 상기 제 1 층을 포함하며,
상기 제 2 성분 공간적 프로파일은, 제 2 층 내의 상기 노광 필드 상에 패턴을 노광시키는 데에 있어서 상기 리소그래피 프로세스를 제어하기 위하여 리소그래피 장치에 의해서 사용가능하고,
상기 제 2 성분 공간적 프로파일은 상기 초기 공간적 프로파일과 비교하여 상기 리소그래피 장치에 의하여 더 정확하게 작동될 수 있는, 성분 공간적 프로파일을 결정하는 방법.
16. 제 7 절 내지 제 15 절 중 어느 한 절에 있어서,
상기 방법은,
상기 리소그래피 프로세스를 수행할 때에 다초점 이미징을 사용하는 단계; 및
상기 패턴의 노광 도중에 상기 초기 공간적 프로파일 및/또는 적절한 성분 공간적 프로파일과 연관된 최대 허용된 이동 표준 편차에 기반하여 상기 조명 설정을 최적화하는 단계를 포함하는, 성분 공간적 프로파일을 결정하는 방법.
17. 제 16 절에 있어서,
상기 최대 허용된 이동 표준 편차가 결정되고, 상기 조명 설정이 층별로 최적화되는, 성분 공간적 프로파일을 결정하는 방법.
18. 제 1 절 내지 제 17 절 중 어느 한 절에 있어서,
상기 방법은,
적어도 상기 제 1 성분 공간적 프로파일에 관련된 하나 이상의 제 1 정정 항 및 상기 제 2 성분 공간적 프로파일에 관련된 하나 이상의 제 2 정정 항에 관하여 상기 성능 파라미터의 정정을 기술하는 메리트 함수를 유도하는 단계; 및
상기 제 1 성분 공간적 프로파일 및 상기 제 2 성분 공간적 프로파일을 결정하도록 상기 메리트 함수를 반복적으로 풀이하는 단계를 포함하는, 성분 공간적 프로파일을 결정하는 방법.
20. 제 1 절 내지 제 17 절 중 어느 한 절에 있어서,
상기 초기 공간적 프로파일은 복수 개의 후보 제 1 성분 공간적 프로파일 및 후보 제 2 성분 공간적 프로파일로 분해되고,
상기 방법은,
제 1 성분 공간적 프로파일 및 후보 제 2 성분 공간적 프로파일의 최적 조합을 상기 성능 메트릭에 따라서 결정하는 단계를 포함하는, 성분 공간적 프로파일을 결정하는 방법.
21. 제 1 절 내지 제 20 절 중 어느 한 절에 있어서,
상기 공동-최적화 단계는,
상기 초기 공간적 프로파일과 연관된 이동 평균, 이동 표준 편차 또는 이동 평균 및 이동 표준 편차의 조합을 최적화하는 것을 포함하는, 성분 공간적 프로파일을 결정하는 방법.
22. 제 21 절에 있어서,
상기 이동 평균, 이동 표준 편차 또는 이동 평균 및 이동 표준 편차의 조합을 최적화하는 것은,
작은 프로세스 윈도우를 가지는 것으로 식별된 하나 이상의 피쳐에서의 오차를 최소화하는 것에 대하여 결정되는, 성분 공간적 프로파일을 결정하는 방법.
23. 제 1 절 내지 제 22 절 중 어느 한 절에 있어서,
상기 초기 공간적 프로파일은 알려진 다이내 스트레스 지문으로부터 유도되는, 성분 공간적 프로파일을 결정하는 방법.
24. 제 1 절 내지 제 23 절 중 어느 한 절에 있어서,
상기 제 1 성분 공간적 프로파일은 3 차 이상인, 성분 공간적 프로파일을 결정하는 방법.
25. 제 1 절 내지 제 24 절 중 어느 한 절에 있어서,
상기 방법은,
상기 리소그래피 프로세스를 상기 성분 공간적 프로파일에 기반하여 수행하는 단계를 포함하는, 성분 공간적 프로파일을 결정하는 방법.
26. 제 1 절 내지 제 25 절 중 어느 한 절에 있어서,
각각의 서브-필드는 단일 다이 또는 단일 다이의 기능 영역에 관련되는, 성분 공간적 프로파일을 결정하는 방법.
27. 제 1 절 내지 제 26 절 중 어느 한 절에 있어서,
상기 방법은 상기 노광 필드의 각각의 서브-필드에 대하여 상기 성분 공간적 프로파일의 각각의 세트를 결정하도록 수행되는, 성분 공간적 프로파일을 결정하는 방법.
28. 적절한 장치에서 실행될 때 제 1 절 내지 제 27 절 중 어느 한 절의 방법을 수행하도록 동작가능한 프로그램 명령을 포함하는 컴퓨터 프로그램.
29. 제 28 절의 컴퓨터 프로그램을 포함하는 비-일시적 컴퓨터 프로그램 캐리어.
30. 제 1 절 내지 제 27 절 중 어느 한 절의 방법을 수행하도록 동작가능한 리소그래피 장치.
31. 노광 필드 내의 서브-필드와 연관되는 오버레이 정정 프로파일을 결정하기 위한 방법으로서,
적어도 상기 서브-필드에 걸친 제 1 층과 제 2 층 사이의 오버레이 오차 프로파일을 획득하는 단계; 및
상기 제 1 층을 패터닝하는 데에 사용되는 레티클의 제조 또는 변경을 위한 제 1 오버레이 정정 프로파일 및 상기 제 1 층을 패터닝하는 데에 사용되는 리소그래피 장치에 대한 제 2 오버레이 정정 프로파일을 결정하는 단계를 포함하는, 오버레이 정정 프로파일 결정 방법.
32. 오버레이 정정 프로파일을 결정하기 위한 방법으로서,
노광 필드 내의 서브-필드에 걸친 제 1 층과 제 2 층 사이의 오버레이 오차 프로파일을 획득하는 단계;
상기 제 1 층에 대한 제 1 오버레이 정정 프로파일 및 상기 제 2 층에 대한 제 2 오버레이 정정 프로파일을 결정하는 단계를 포함하고,
상기 제 1 및 제 2 정정 프로파일은,
상기 서브-필드에 걸친 오버레이 오차 프로파일을 완화시키도록 합상되고,
제 1 층 및 제 2 층 양자 모두에 걸쳐서 소망되는 이미징 품질을 획득하도록 공동 최적화되는, 오버레이 정정 프로파일 결정 방법.
33. 오버레이 오차 정정을 결정하기 위한 방법으로서,
스캐닝 방향에 따라서 복수 개의 서브-필드에 걸쳐 연장되는 오버레이 오차 프로파일을 획득하는 단계; 및
상기 복수 개의 서브-필드 중에서 적어도 두 개의 인접한 서브-필드에 걸친 레티클 정정을 결정하는 단계를 포함하고,
상기 레티클 정정은 상기 인접한 서브-필드들 사이의 오버레이 오차 프로파일의 연속성의 기대된 개선에 기반하는, 오버레이 정정 프로파일 결정 방법.
34. APC 제어기에 대한 APC 제어 입력 및 리소그래피 장치에 대한 서브-필드 제어 입력을 제공하기 위한 방법으로서,
a) 기판에 걸쳐서 측정된 파라미터의 지문을 획득하는 단계;
b) 지문을 광역 성분 및 서브-필드 성분으로 분해하는 단계;
c) 상기 광역 성분 및 서브-필드 성분 및 상기 리소그래피 장치의 제어 특성을 사용하여 공동-최적화된 제어 전략을 결정하는 단계; 및
d) 상기 APC 제어 입력 및 서브-필드 제어 입력을 공동-최적화된 제어 전략에 기반하여 결정하는 단계를 포함하는, 방법.
35. 노광 필드 상에 패턴을 노광시키기 위한 리소그래피 프로세스의 제어를 위한 방법으로서,
상기 노광 필드의 서브-필드에 걸친 제 1 층에 대한 성능 파라미터의 공간적 변동과 연관된 초기 공간적 프로파일을 획득하는 단계;
상기 초기 공간적 프로파일을, 적어도 상기 성능 파라미터의 공간적 변동을 정정하기 위하여 리소그래피 장치를 제공하기 위해서 사용될 수 있는 제 1 성분 공간적 프로파일 및 상기 성능 파라미터의 공간적 변동을 정정하기 위하여 상기 리소그래피 장치 또는 다른 장치를 제어하기 위해서 사용될 수 있는 제 2 성분 공간적 프로파일로 적어도 분해하는 단계; 및
상기 리소그래피 장치를 제어하기 위하여 초기 공간적 프로파일을 사용하는 것에 기반하는 상기 성능 파라미터의 공간적 변동의 정정과 비교하여, 상기 성능 파라미터의 공간적 변동의 더 양호한 정정을 달성하도록, 상기 제 1 및 제 2 성분 공간적 프로파일을 공동-최적화하는 단계를 포함하는, 리소그래피 프로세스 제어 방법.
36. 오버레이 오차 정정을 결정하기 위한 방법으로서,
복수 개의 서브-필드에 걸쳐 연장되는 오버레이 오차 프로파일을 획득하는 단계; 및
상기 복수 개의 서브-필드 중에서 적어도 두 개의 인접한 서브-필드에 걸친 레티클 정정을 결정하는 단계를 포함하고,
상기 레티클 정정은 상기 인접한 서브-필드들 사이의 오버레이 오차 프로파일의 연속성의 기대된 개선에 기반하는, 오버레이 정정 프로파일 결정 방법.
37. 제 36 절에 있어서,
상기 레티클 정정은, 상기 오버레이 오차 프로파일의 적어도 일부의 실질적 반전 및/또는 과다 정정에 의해서 상기 인접한 서브-필드에 걸친 오버레이 오차 프로파일의 연속성을 달성하도록 구성되는, 오버레이 정정 프로파일 결정 방법.
38. 제 36 절 또는 제 37 절에 있어서,
상기 레티클 정정은 스캔 방향 및/또는 슬릿 방향에서 적어도 두 개의 인접한 필드에 대해서 결정되는, 오버레이 정정 프로파일 결정 방법.
39. 리소그래피 프로세스에 대한 공동-최적화된 광역 및 서브-필드 제어 전략을 결정하기 위한 방법으로서,
a) 광역 측정 데이터 및 다이내 측정 데이터를 획득하는 단계;
b) 다이내 측정 데이터를 광역 성분 데이터 및 서브-필드 성분 데이터로 분해하는 단계;
c) 광역 성분 데이터, 서브-필드 성분 데이터 및 알려진 스캐너 제어 특성을 사용하여 공동-최적화된 제어 전략을 결정하는 단계; 및
d) 광역 제어 입력 및 서브-필드 제어 입력을 공동-최적화된 제어 전략에 기반하여 제공하는 단계를 포함하는, 방법.
40. 제 39 절에 있어서,
상기 서브-필드 성분 데이터는 자신의 대응하는 광역 성분 데이터로부터의 변동에 관하여 기술되는, 방법.
41. 제 39 절 또는 제 40 절에 있어서,
단계 c)는, 광역 성분 데이터 및 서브-필드 성분 데이터의, 및/또는 이에 대한 정정의 적절한 상대 가중치를 결정하는 것을 포함하는, 방법.
42. 제 39 절 내지 제 41 절 중 어느 한 절에 있어서,
상기 광역 측정 데이터의 에지 지문의 적어도 일부는 상기 서브-필드 제어 입력을 통하여 정정되도록 지정되는, 방법.
43. 기판 상의 반도체 디바이스에서의 제조와 연관되는 프로세스를 구성하는 방법으로서,
패터닝 프로세스를 사용하여 기판 상에 제공되는 피쳐의 치수들 사이의 비율의 기대된 변동을 결정하는 단계; 및
패터닝 프로세스 및/또는 상기 패터닝 프로세스에서 사용되는 패터닝 디바이스가 기판 상의 영역에 걸친 비율의 기대된 변동을 적어도 부분적으로 정정하기 위하여 구성하는 단계를 포함하고,
상기 구성하는 단계는,
스캐닝 방향 및 비-스캐닝 방향에 따라서 기판의 위치 제어를 밸런싱하는 것,
패터닝 프로세스에서 사용되는 투영 렌즈의 수차의 밸런싱, 및
제 1 및 제 2 방향에 따른 구조체들의 치수들의 밸런싱
중 하나 이상을 포함하는, 방법.
44. 패터닝 프로세스를 거치는 기판 상의 노광 필드와 연관된 샘플링 스킴을 결정하는 방법으로서,
패터닝 프로세스 도중의 패터닝 디바이스의 이동과 기판 사이의 동기화 오차의 시간 의존성에 기인하는, 노광 필드에 걸친 패턴 치수결정 오차 및/또는 패턴 위치설정 오차의 기대된 분포를 유도하는 단계; 및
샘플링 스킴에 따른 패턴 치수 및/또는 패턴 위치의 이동을 사용하여 기대된 분포를 특징짓는 것의 소망되는 정확도에 기반하여 샘플링 스킴을 결정하는 단계를 포함하는, 방법.
45. 적어도 서브-필드를 포함하는 노광 필드를 기판 상에 패터닝하도록 구성되는 리소그래피 장치를 제어하기 위한 방법으로서,
상기 기판 상의 제 1 층과 연관된 성능 파라미터의, 상기 노광 필드의 적어도 서브-필드에 걸친 공간적 변동과 연관된 초기 공간적 프로파일을 획득하는 단계; 및
상기 초기 공간적 프로파일을, 리소그래피 장치를 제 1 공간적 스케일에서 제어하기 위한 제 1 성분 공간적 프로파일 및 상기 리소그래피 장치를 상기 서브-필드의 크기와 연관된 제 2 공간적 스케일에서 제어하기 위한 제 2 성분 공간적 프로파일로 적어도 분해하는 단계를 포함하고,
상기 분해하는 단계는,
상기 제 1 및 제 2 성분 공간적 프로파일을, 상기 성능 파라미터의 서브-필드에 걸친 공간적 변동을 정정하는 것에 기반하여 공동-최적화하는 단계를 포함하는, 리소그래피 장치 제어 방법.
46. 제 45 절에 있어서,
상기 공동-최적화는 이미징 품질 메트릭에 더 기반하는, 리소그래피 장치 제어 방법.
47. 제 45 절 또는 제 46 절에 있어서,
상기 초기 공간적 프로파일을 획득하는 단계는,
다이내(intra-die) 측정 데이터 및 광역(global) 측정 데이터를 획득하는 것을 포함하고,
상기 다이내 측정 데이터는 적어도 상기 초기 공간적 프로파일을 포함하며,
상기 분해하는 단계는,
상기 다이내 측정 데이터를, 광역 성분을 포함하는 상기 제 1 성분 공간적 프로파일 및 서브-필드 성분을 포함하는 상기 제 2 성분 공간적 프로파일로 분해하는 것을 포함하며,
상기 공동-최적화하는 단계는,
상기 광역 성분, 서브-필드 성분 및 알려진 리소그래피 장치 제어 특성을 사용하는 것을 포함하는, 리소그래피 장치 제어 방법.
48. 제 47 절에 있어서,
상기 방법은,
공동-최적화된 광역 성분 및 서브-필드 성분에 기반하여, 광역 제어 입력 및 서브-필드 제어 입력을 상기 리소그래피 장치에 제공하는 단계를 더 포함하는, 리소그래피 장치 제어 방법.
49. 제 45 절 내지 제 48 절 중 어느 한 절에 있어서,
상기 성능 파라미터는 하나 이상의 다른 층에 대한 상기 제 1 층의 오버레이를 포함하거나 상기 오버레이에 관련되는, 리소그래피 장치 제어 방법.
50. 45 절 내지 제 49 절 중 어느 한 절에 있어서,
상기 성능 파라미터는 에지 배치 오차를 포함하는, 리소그래피 장치 제어 방법.
51. 제 45 절 내지 제 50 절 중 어느 한 절에 있어서,
상기 제 1 성분 공간적 프로파일은, 상기 초기 공간적 프로파일 내에 포함된 값들의 범위보다 작은 범위를 가지는 값으로 한정되는, 리소그래피 장치 제어 방법.
52. 제 45 절 내지 제 51 절 중 어느 한 절에 있어서,
상기 공동-최적화는, 상기 제 1 성분 공간적 프로파일을 상기 리소그래피 장치의 작동가능 범위 내에 있게 하도록 하는 것에 더 기반하는, 리소그래피 장치 제어 방법.
53. 제 45 절 내지 제 52 절 중 어느 한 절에 있어서,
상기 방법은,
적어도 상기 제 1 성분 공간적 프로파일에 관련된 하나 이상의 제 1 정정 항 및 상기 제 2 성분 공간적 프로파일에 관련된 하나 이상의 제 2 정정 항에 관하여 상기 성능 파라미터의 정정을 기술하는 메리트 함수를 획득하는 단계를 더 포함하고,
상기 공동-최적화는, 상기 제 1 성분 공간적 프로파일 및 상기 제 2 성분 공간적 프로파일을 결정하도록 상기 메리트 함수를 반복적으로 풀이하는 것에 기반하는, 리소그래피 장치 제어 방법.
54. 제 45 절 내지 제 53 절 중 어느 한 절에 있어서,
상기 공동-최적화는, 상기 초기 공간적 프로파일과 연관된 이동 평균, 이동 표준 편차 또는 이동 평균 및 이동 표준 편차의 조합의 최적화에 더 기반하는, 리소그래피 장치 제어 방법.
55. 제 45 절 내지 제 54 절 중 어느 한 절에 있어서,
상기 초기 공간적 프로파일은 알려진 다이내 스트레스 지문으로부터 유도되는, 리소그래피 장치 제어 방법.
56. 제 45 절 내지 제 55 절 중 어느 한 절에 있어서,
상기 서브-필드는 단일 다이 또는 상기 단일 다이의 기능성 구역에 관련되는, 리소그래피 장치 제어 방법.
57. 제 45 절 내지 제 56 절 중 어느 한 절에 있어서,
상기 제 1 성분 공간적 프로파일은, 상기 리소그래피 장치 내에서의 스테이지 위치설정 제어 또는 상기 리소그래피 장치 내에서의 투영 렌즈 제어 중 하나 또는 양자 모두의 제어에 사용되는, 리소그래피 장치 제어 방법.
58. 적절한 장치에서 실행될 때 제 45 절 내지 제 57 절 중 어느 한 절의 방법을 수행하도록 동작가능한 프로그램 명령을 포함하는 컴퓨터 프로그램.
59. 제 58 절의 컴퓨터 프로그램을 포함하는 비-일시적 컴퓨터 프로그램 캐리어.
60. 제 35 절에 있어서,
상기 제 1 성분 공간적 프로파일은 상기 제 1 층을 패터닝하기 위한 제 1 노광과 연관되고,
상기 제 2 성분 공간적 프로파일은 상기 제 1 층을 패터닝하기 위한 제 2 노광과 연관되는, 리소그래피 프로세스 제어 방법.
61. 제 60 절에 있어서,
상기 제 1 성분 공간적 프로파일은 상기 제 1 노광과 연관되는 제 1 레티클과 연관되고,
상기 제 2 공간적 프로파일은 상기 제 2 노광과 연관되는 제 2 레티클과 연관되는, 리소그래피 장치 제어 방법.
62. 제 60 절에 있어서,
상기 제 1 노광은 레티클 상의 서브-필드 또는 다이의 제 1 그룹과 연관되고,
상기 제 2 노광은 상기 온 레티클 또는 다른 레티클 상의 서브-필드 또는 다이의 제 2 그룹과 연관되는, 리소그래피 장치 제어 방법.
63. 제 61 절에 있어서,
상기 제 1 및 제 2 레티클은,
제어 요구 사항이 적용되지 않거나 감소된 제어 요구 사항이 적용되는 서브-필드와 연관되는 제 1 다이 구역, 제어 요구 사항이 적용되는 제 2 다이 구역과 연관되는, 리소그래피 장치 제어 방법.
64. 제 63 절에 있어서,
상기 제 1 레티클 상의 제 1 다이 구역은 상기 제 2 레티클 상의 제 1 다이 구역과 다른 서브-필드와 연관되는, 리소그래피 장치 제어 방법.
65. 노광 필드 상에 패턴을 노광시키기 위한 리소그래피 프로세스를 제어하기 위한 방법으로서,
상기 노광 필드에 걸친 성능 파라미터의 공간적 변동과 연관되는 초기 공간적 프로파일을 획득하는 단계;
상기 초기 공간적 프로파일을 적어도, 제 1 노광 단계에서 제 1 복수 개의 서브-필드에 걸친 상기 성능 파라미터의 공간적 변동을 정정하도록 상기 리소그래피 장치를 제어하기 위한 제 1 성분 공간적 프로파일, 및 제 2 노광 단계에서 제 2 복수 개의 서브-필드에 걸친 상기 성능 파라미터의 공간적 변동을 정정하도록 상기 리소그래피 장치를 제어하기 위한 제 2 성분 공간적 프로파일로 분해하는 단계를 포함하고,
상기 제 1 및 제 2 성분 공간적 프로파일을 그들의 대응하는 노광 단계에서 사용하여 상기 리소그래피 프로세스를 제어하면, 상기 노광 필드에 걸친 성능 파라미터의 공간적 변동이 완화되는, 리소그래피 프로세스 제어 방법.
66. 제 65 절에 있어서,
상기 제 1 복수 개의 서브-필드 및 상기 제 2 복수 개의 서브-필드는 레티클 또는 마스크와 같은 패터닝 디바이스 상의 다이의 레이아웃과 연관되는, 리소그래피 프로세스 제어 방법.
67. 제 65 절 또는 제 66 절에 있어서,
상기 제 1 복수 개의 서브-필드는 제 1 패터닝 디바이스와 연관되고,
상기 제 2 복수 개의 서브-필드는 제 2 패터닝 디바이스와 연관되는, 리소그래피 프로세스 제어 방법.
68. 제 65 절 또는 제 66 절에 있어서,
상기 제 1 복수 개의 서브-필드 및 상기 제 2 복수 개의 서브-필드는 패터닝 디바이스 상의 다이의 레이아웃과 연관되고,
상기 제 2 복수 개의 서브-필드는, 상기 제 1 복수 개의 서브-필드와 연관된 기판에 대한 상기 패터닝 디바이스의 위치와 다른, 상기 리소그래피 프로세스에서 사용되는 기판에 대한 상기 패터닝 디바이스의 위치와 연관되는, 리소그래피 프로세스 제어 방법.
69. 제 65 절 내지 제 68 절 중 어느 한 절에 있어서,
상기 리소그래피 프로세스를 제어하는 것은,
상기 리소그래피 프로세스 중에 사용되는 리소그래피 장치의 스테이지 및/또는 투영 렌즈 액츄에이터를 제어하는, 리소그래피 프로세스 제어 방법.
70. 제 65 절 또는 제 66 절에 있어서,
상기 제 1 복수 개의 서브-필드는 패터닝 디바이스 상의 다이의 제 1 그룹과 연관되고,
상기 제 2 복수 개의 서브-필드는 상기 패터닝 디바이스 또는 다른 패터닝 디바이스 상의 다이의 제 2 그룹과 연관되며,
상기 패터닝 디바이스에 대한 상기 다이의 제 1 그룹의 상대 위치는 상기 패터닝 디바이스 또는 다른 패터닝 디바이스에 대한 상기 다이의 제 2 그룹의 위치에 대하여 인터레이스되는(interlaced), 리소그래피 프로세스 제어 방법.
71. 제어 인터페이스를 포함하는 리소그래피 툴로서,
상기 제어 인터페이스는 노광 필드 내에 포함된 서브-필드의 서브-세트의 규정과 연관되고,
상기 서브-세트는 노광 단계 중에 상기 리소그래피 툴에 의해 노광되도록 스케줄링되는 서브-필드와 연관되는, 리소그래피 툴.
비록 물리적 레티클의 형태인 패터닝 디바이스가 설명되었지만, 본 명세서에서 "패터닝 디바이스"라는 용어는, 예를 들어 프로그래밍가능한 패터닝 디바이스와 함께 사용되도록 디지털 형태로 패턴을 포함하는 데이터 제품을 포함한다.
비록 위에서 광 리소그래피의 콘텍스트에서 본 발명의 실시예를 사용하는 것에 대해 특정하여 언급하였지만, 본 발명이 다른 애플리케이션, 예를 들어 임프린트(imprint) 리소그래피에서 사용될 수도 있고, 콘텍스트가 허용하는 경우 광 리소그래피로 제한되는 것이 아니라는 것이 인정될 것이다. 임프린트 리소그래피에서, 패터닝 장치의 토포그래피는 기판 상에 생성된 패턴을 정의한다. 패터닝 장치의 토포그래피는 기판에 공급된 레지스트의 층에 프레스될 수도 있고, 그 위에서 레지스트는 전자기 방사선, 열, 압력 또는 이들의 조합을 적용함으로써 경화된다. 패터닝 장치는 레지스트가 경화된 후에 레지스트 외부로 이동됨으로써 그 내부에 패턴을 잔류시킨다.
리소그래피 장치와 관련하여 사용된 "방사선" 및 "빔"이라는 용어는, 자외(UV) 방사선(예컨대, 약 365, 355, 248, 193, 157, 또는 126 nm의 파장을 가짐) 및 극자외(EUV) 방사선(예컨대, 5-20 nm 범위의 파장을 가짐), 및 이온 빔 또는 전자 빔과 같은 입자 빔을 포함하는, 모든 타입의 전자기 방사선을 망라한다.
본 명세서에 사용된 "렌즈"라는 용어는, 문맥이 허용한다면, 굴절, 회절, 반사, 자기, 전자기, 및 정전기 광 성분을 포함하는 다양한 타입의 광 성분 중 임의의 것 또는 조합을 가리킬 수 있다.
특정 실시예에 대한 전술한 설명은 본 발명의 전반적인 특성을 완전하게 보여주어, 당해 기술 분야에 익숙한 사람이 갖고 있는 지식을 적용함으로써 본 발명의 전반적인 개념으로부터 벗어나지 않고서도 불필요한 실험 없이 이러한 구체적인 실시예에 대한 다양한 응용을 용이하게 수정 및/또는 적응시킬 수 있을 것이다. 따라서, 이러한 수정 및 적응은 본 명세서에 제공된 교시 및 지침을 기반으로 하는 개시 실시예의 등가물의 범위 내에 있도록 의도된다. 본 명세서에서 구문 또는 어휘는 예에 의한 설명의 목적을 위한 것이고 한정하기 위한 것이 아니며, 따라서 본 명세서의 용어 또는 구문은 교시 및 지도를 고려하여 당업자에 의하여 해석되어야 한다는 것이 이해되어야 한다.
본 발명의 적용 범위 및 범위는 전술한 예시 실시예의 어떠한 것에 의해서도 한정되어서는 안되며, 후속하는 청구범위 및 그 균등물에 따라서만 정해져야 한다.
Claims (20)
- 적어도 서브-필드를 포함하는 노광 필드를 기판 상에 패터닝하도록 구성되는 리소그래피 장치를 제어하기 위한 방법으로서,
상기 기판 상의 제 1 층과 연관된 성능 파라미터의, 상기 노광 필드의 적어도 서브-필드에 걸친 공간적 변동과 연관된 초기 공간적 프로파일을 획득하는 단계; 및
상기 초기 공간적 프로파일을, 리소그래피 장치를 제 1 공간적 스케일에서 제어하기 위한 제 1 성분 공간적 프로파일 및 상기 리소그래피 장치를 상기 서브-필드의 크기와 연관된 제 2 공간적 스케일에서 제어하기 위한 제 2 성분 공간적 프로파일로 적어도 분해하는 단계를 포함하고,
상기 분해하는 단계는,
상기 제 1 및 제 2 성분 공간적 프로파일을, 상기 성능 파라미터의 서브-필드에 걸친 공간적 변동을 정정하는 것에 기반하여 공동-최적화하는 단계를 포함하는, 리소그래피 장치 제어 방법. - 제 1 항에 있어서,
상기 공동-최적화는 이미징 품질 메트릭에 더 기반하는, 리소그래피 장치 제어 방법. - 제 1 항에 있어서,
상기 초기 공간적 프로파일을 획득하는 단계는,
다이내(intra-die) 측정 데이터 및 광역(global) 측정 데이터를 획득하는 것을 포함하고,
상기 다이내 측정 데이터는 적어도 상기 초기 공간적 프로파일을 포함하며,
상기 분해하는 것은,
상기 다이내 측정 데이터를, 광역 성분을 포함하는 상기 제 1 성분 공간적 프로파일 및 서브-필드 성분을 포함하는 상기 제 2 성분 공간적 프로파일로 분해하는 것을 포함하며,
상기 공동-최적화하는 것은,
상기 광역 성분, 서브-필드 성분 및 알려진 리소그래피 장치 제어 특성을 사용하는 것을 포함하는, 리소그래피 장치 제어 방법. - 제 3 항에 있어서,
상기 방법은,
공동-최적화된 광역 성분 및 서브-필드 성분에 기반하여, 광역 제어 입력 및 서브-필드 제어 입력을 상기 리소그래피 장치에 제공하는 단계를 더 포함하는, 리소그래피 장치 제어 방법. - 제 1 항에 있어서,
상기 성능 파라미터는 하나 이상의 다른 층에 대한 상기 제 1 층의 오버레이를 포함하거나 상기 오버레이에 관련되는, 리소그래피 장치 제어 방법. - 제 1 항에 있어서,
상기 성능 파라미터는 에지 배치 오차를 포함하는, 리소그래피 장치 제어 방법 - 제 1 항에 있어서,
상기 제 1 성분 공간적 프로파일은, 상기 초기 공간적 프로파일 내에 포함된 값들의 범위보다 작은 범위를 가지는 값으로 한정되는, 리소그래피 장치 제어 방법. - 제 1 항에 있어서,
상기 공동-최적화는, 상기 제 1 성분 공간적 프로파일을 상기 리소그래피 장치의 작동가능 범위 내에 있게 하도록 하는 것에 더 기반하는, 리소그래피 장치 제어 방법. - 제 1 항에 있어서,
상기 방법은,
적어도 상기 제 1 성분 공간적 프로파일에 관련된 하나 이상의 제 1 정정 항 및 상기 제 2 성분 공간적 프로파일에 관련된 하나 이상의 제 2 정정 항에 관하여 상기 성능 파라미터의 정정을 기술하는 메리트 함수를 획득하는 단계를 더 포함하고,
상기 공동-최적화는, 상기 제 1 성분 공간적 프로파일 및 상기 제 2 성분 공간적 프로파일을 결정하도록 상기 메리트 함수를 반복적으로 풀이하는 것에 기반하는, 리소그래피 장치 제어 방법. - 제 1 항에 있어서,
상기 공동-최적화는, 상기 초기 공간적 프로파일과 연관된 이동 평균, 이동 표준 편차 또는 이동 평균 및 이동 표준 편차의 조합의 최적화에 더 기반하는, 리소그래피 장치 제어 방법. - 제 1 항에 있어서,
상기 초기 공간적 프로파일은 알려진 다이내 스트레스 지문으로부터 유도되는, 리소그래피 장치 제어 방법. - 제 1 항에 있어서,
상기 서브-필드는 단일 다이 또는 상기 단일 다이의 기능 영역에 관련되는, 리소그래피 장치 제어 방법. - 제 1 항에 있어서,
상기 제 1 성분 공간적 프로파일은, 상기 리소그래피 장치 내에서의 스테이지 위치설정 제어 또는 상기 리소그래피 장치 내에서의 투영 렌즈 제어 중 하나 또는 양자 모두의 제어에 사용되는, 리소그래피 장치 제어 방법. - 제 1 항에 있어서,
상기 제 1 성분 공간적 프로파일은 상기 제 1 층을 패터닝하기 위한 제 1 노광과 연관되고,
상기 제 2 성분 공간적 프로파일은 상기 제 1 층을 추가적으로 패터닝하기 위한 제 2 노광과 연관되는, 리소그래피 장치 제어 방법. - 제 14 항에 있어서,
상기 제 1 성분 공간적 프로파일은 상기 제 1 노광과 연관되는 제 1 레티클과 연관되고,
상기 제 2 공간적 프로파일은 상기 제 2 노광과 연관되는 제 2 레티클과 연관되는, 리소그래피 장치 제어 방법. - 컴퓨터-판독가능 기록 매체 상에 저장된 컴퓨터 프로그램으로서,
상기 컴퓨터 프로그램은 적어도 서브-필드를 포함하는 노광 필드를 기판 상에 패터닝하도록 구성되는 리소그래피 장치를 제어하도록 동작가능한 프로그램 명령을 포함하고, 상기 프로그램 명령은,
상기 기판 상의 제 1 층과 연관된 성능 파라미터의, 상기 노광 필드의 적어도 서브-필드에 걸친 공간적 변동과 연관된 초기 공간적 프로파일을 획득하고,
상기 초기 공간적 프로파일을, 리소그래피 장치를 제 1 공간적 스케일에서 제어하기 위한 제 1 성분 공간적 프로파일 및 상기 리소그래피 장치를 상기 서브-필드의 크기와 연관된 제 2 공간적 스케일에서 제어하기 위한 제 2 성분 공간적 프로파일로 적어도 분해하도록 구성되며,
상기 분해하는 것은,
상기 제 1 및 제 2 성분 공간적 프로파일을, 상기 성능 파라미터의 서브-필드에 걸친 공간적 변동을 정정하는 것에 기반하여 공동-최적화하는 것을 포함하는, 컴퓨터 프로그램. - 제 16 항에 있어서,
상기 공동-최적화는 이미징 품질 메트릭에 더 기반하는, 컴퓨터 프로그램. - 제 16 항에 있어서,
상기 초기 공간적 프로파일을 획득하도록 구성되는 프로그램 명령은,
다이내 측정 데이터 및 광역 측정 데이터를 획득하도록 구성되고,
상기 다이내 측정 데이터는 적어도 상기 초기 공간적 프로파일을 포함하며,
상기 초기 공간적 프로파일을 분해하도록 구성되는 프로그램 명령은,
상기 다이내 측정 데이터를, 광역 성분을 포함하는 상기 제 1 성분 공간적 프로파일 및 서브-필드 성분을 포함하는 상기 제 2 성분 공간적 프로파일로 분해하도록 구성되며,
상기 공동-최적화하는 것은,
상기 광역 성분, 서브-필드 성분 및 알려진 리소그래피 장치 제어 특성에 기반하는, 컴퓨터 프로그램. - 제 16 항에 있어서,
상기 공동-최적화는, 상기 제 1 성분 공간적 프로파일을 상기 리소그래피 장치의 작동가능 범위 내에 있게 하도록 하는 것에 더 기반하는, 컴퓨터 프로그램. - 제 16 항의 컴퓨터 프로그램을 포함하는, 컴퓨터-판독가능 기록 매체.
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