KR102399699B1 - 기판 모델 파라미터를 계산하고 리소그래피 처리를 제어하기 위한 방법 및 장치 - Google Patents
기판 모델 파라미터를 계산하고 리소그래피 처리를 제어하기 위한 방법 및 장치 Download PDFInfo
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Abstract
오프라인 계측 측정(804)이 리소그래피 처리를 거친 웨이퍼 기판에 수행된다. 기판 에지에 관련된 에지 기저 함수를 포함하는 기저 함수들의 조합을 사용하여, 규정된 확장 고차(high-order) 기판 모델(802)에 측정치를 피팅(fitting)함으로써 모델 파라미터(808)가 계산된다(806). 방사상 에지 기저 함수는 기판 에지로부터의 거리에 대해서 표현될 수 있다. 예를 들어, 에지 기저 함수는 지수적 감쇄 함수 또는 유리 함수일 수 있다. 후속 기판의 리소그래피 처리는, 인라인 측정(812)을 저차(low order) 모델(810)에 피팅(814)함으로써 얻어지는 저차 기판 모델 파라미터(816)와 조합하여(818), 계산된 고차 기판 모델 파라미터(808)를 사용하여 제어된다(820).
Description
관련 출원에 대한 상호 참조
본 출원은 2014 년 12 월 12 일에 출원된 EP 출원 번호 제 14197517.7 의 우선권을 주장하며, 이것은 그 전체 내용이 원용되어 본원에 통합된다.
본 발명은 기판 모델 파라미터를 계산하기 위한 방법 및 장치, 리소그래피 처리를 제어하기 위한 방법 및 장치 및 이러한 방법 및 장치를 구현하기 위한 컴퓨터 프로그램 제품에 관한 것이다. 기판 모델 파라미터는, 예를 들어 리소그래피 처리 중 오버레이 및 정렬 오류를 정정하기 위한 모델에서 사용될 수 있다.
리소그래피 프로세스는, 리소그래피 장치가 원하는 패턴을 기판 상에, 흔히 기판의 타겟 부분 상에 적용시키는 프로세스이고, 그 이후에 다양한 처리 화학물질 및/또는 물리적 처리 단계가 패턴에 걸쳐 작용하여 복잡한 제품의 기능성 피쳐를 생성한다. 기판 상에 패턴을 정확하게 배치하는 것은 리소그래피에 의해 생성될 수 있는 회로 컴포넌트 및 다른 제품의 크기를 줄이기 위한 중요한 과정이다. 특히, 이미 배치된 기판 상의 피쳐를 정확하게 측정하는 것은, 작동하는 디바이스를 높은 수율로 생산하기에 충분할 만큼 정확하게 피쳐들의 연속 층들을 중첩하여 포지셔닝할 수 있기 위해서 중요한 단계이다. 일반적으로, 소위 오버레이는 오늘날의 서브-마이크론 반도체 디바이스에서 수십 나노미터 내에서, 가장 중요한 층에서는 수 나노미터까지 좁게 달성돼야 한다.
결과적으로, 현대의 리소그래피 장치는, 실제 노광 또는 타겟 위치에서 기판을 패터닝하는 단계 이전에 광범위한 측정 또는 '매핑' 동작을 수반한다. 후속하는 상세한 설명에서, 편의상 기판은 "웨이퍼"라고 지칭될 것이지만, 본 발명을 사용해서 처리될 수 있는 기판의 타입을 한정하는 것을 암시하는 것은 아니다. 발전된 기판 모델, 예를 들어 정렬 모델은, 처리 단계 및/또는 리소그래피 장치 자체에 의해 야기되는 웨이퍼 그리드의 비선형 왜곡을 더 정확하게 모델링하고 정정하도록 발전되어 왔고 앞으로도 그럴 것이다. 웨이퍼 그리드라는 표현은 웨이퍼에 있는(측정된) 정렬 마크에 의해 형성되는 좌표계를 지칭하기 위하여 사용된다. 예를 들어, 웨이퍼 그리드는 이상적인 경우에는 직교 그리드를 형성하는 웨이퍼상의 스크라이브 레인에 있는 정렬 마크에 의해 형성된다.
정렬 모델 파라미터는 정렬 모델을 기판 상의 구조체의 측정치에 정렬 모델을 피팅하기 위해서 계산된다. 웨이퍼 상의 위치의 함수인 생산된 웨이퍼 상의 오버레이 및 정렬 오차는 정렬 모델을 이용하여 기술될 수 있다. 이러한 정렬 모델은 오버레이 및 정렬 오차를 정정하기 위해 리소그래피 프로세스를 제어하기 위해서 자동 프로세스 제어(automatic process control; APC) 시스템에서 사용된다. 그러나, 이러한 정정에도 불구하고, 웨이퍼의 에지에서는 여전히 수율 손실이 존재한다는 것이 발견되었다. 공지된 모델링 기법을 사용하여 이러한 수율 손실을 정정하면, 측정하고 계산하는 부담이 커지게 될 것이다.
발명자들은, 계산 또는 측정 오버헤드를 부적당하게 증가시키지 않으면서 국지화된 효과를 해소함으로써 기판 모델이 개선될 수 있다는 것을 알게 되었다.
본 발명은 제 1 양태에서 리소그래피 프로세스를 제어하는 데에 사용하기 위한 기판 모델을 계산하는 방법으로서,
리소그래피 프로세스에 의해 패턴이 적용될 기판 상의 피쳐의 교란(disturbance)을 나타내기 위한 기판 모델을 규정하는 단계로서, 상기 기판 모델은 미리 규정된 기저 함수들(basis functions)의 조합으로서 규정되는, 규정하는 단계;
적어도 하나의 기판 상의 구조체의 측정치를 수신하는 단계; 및
상기 측정치와 기저 함수를 사용하여 기판 모델 파라미터를 계산하는 단계를 포함하고,
상기 기저 함수는 기판 에지에 관련된 효과를 표현하기 위한 적어도 하나의 에지 기저 함수를 포함하는, 기판 모델 계산 방법을 제공한다.
본 발명은 제 2 양태에서, 리소그래피 프로세스를 제어하는 데에 사용하기 위한 기판 모델을 계산하기 위한 장치로서, 데이터 처리 장치를 포함하고, 상기 데이터 처리 장치는:
리소그래피 프로세스에 의해 패턴이 적용될 기판 상의 피쳐의 교란(disturbance)을 나타내기 위한 기판 모델을 규정하는 단계로서, 상기 기판 모델은 미리 규정된 기저 함수들(basis functions)의 조합으로서 규정되는, 규정하는 단계;
적어도 하나의 기판 상의 구조체의 측정치를 수신하는 단계; 및
상기 측정치와 기저 함수를 사용하여 기판 모델 파라미터를 계산하는 단계를 수행하도록 프로그램되고,
상기 기저 함수는 기판 에지에 관련된 효과를 표현하기 위한 적어도 하나의 에지 기저 함수를 포함하는, 기판 모델 계산 장치를 제공한다.
본 발명은 제 3 양태에서, 패턴이 기판에 인가되는 리소그래피 처리를 제어하는 방법으로서,
리소그래피 처리를 거친, 기판 상의 구조체의 제 1 측정치를 수신하는 단계;
제 1 양태의 방법 또는 제 2 양태의 장치를 사용하여, 교란의 상기 제 1 측정치를 사용하여 제 1 기판 모델 파라미터를 계산하는 단계; 및
계산된 상기 제 1 기판 모델 파라미터를 사용하여 후속 기판의 리소그래피 처리를 제어하는 단계를 포함하는, 리소그래피 처리 제어 방법을 제공한다.
상기 후속 기판의 리소그래피 처리를 제어하는 단계는:
상기 후속 기판 상의 교란의 제 2 측정치를 수신하는 단계로서, 상기 제 2 측정치는 제 1 측정치보다 기판 당 더 적은 개수를 가지는, 제 2 측정치를 수신하는 단계;
상기 제 1 기판 모델 파라미터를 계산하기 위해 사용되는 모델 보다 더 낮은 순위를 가지는 모델을 사용하여 상기 후속 기판의 제 2 기판 모델 파라미터를 계산하기 위해 상기 제 2 측정치를 사용하는 단계; 및
계산된 상기 제 1 기판 모델 파라미터를 상기 제 2 기판 모델 파라미터와 조합해서 사용하여, 상기 후속 기판의 리소그래피 처리를 제어하는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명은 제 4 양태에서, 기판이 리소그래피 처리를 겪는 리소그래피 처리를 제어하기 위한 장치로서,
상기 장치는 데이터 처리 장치를 포함하고, 상기 데이터 처리 장치는:
리소그래피 처리를 거친, 기판 상의 교란의 제 1 측정치를 수신하는 단계;
제 1 양태의 방법 또는 제 2 양태의 장치를 사용하여, 상기 제 1 측정치를 사용하여 제 1 기판 모델 파라미터를 계산하는 단계; 및
계산된 상기 제 1 기판 모델 파라미터를 사용하여 후속 기판의 리소그래피 처리를 제어하는 단계를 수행하도록 프로그램되는, 리소그래피 처리 제어 장치를 제공한다.
상기 후속 기판의 리소그래피 처리를 제어하는 단계는,
상기 후속 기판 상의 교란의 제 2 측정치를 수신하는 단계로서, 상기 제 2 측정치는 제 1 측정치보다 기판 당 더 적은 개수를 가지는, 제 2 측정치를 수신하는 단계;
상기 제 1 기판 모델 파라미터를 계산하기 위해 사용되는 모델 보다 더 낮은 순위를 가지는 모델을 사용하여 상기 후속 기판의 제 2 기판 모델 파라미터를 계산하기 위해 상기 제 2 측정치를 사용하는 단계; 및
계산된 상기 제 1 기판 모델 파라미터를 상기 제 2 기판 모델 파라미터와 조합해서 사용하여, 상기 후속 기판의 리소그래피 처리를 제어하는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명은 제 5 양태에서, 리소그래피 처리를 제어하는 방법으로서,
제 1 양태의 방법 또는 제 2 양태의 장치를 사용하여, 기판 모델 파라미터를 계산하는 단계; 및
계산된 상기 기판 모델 파라미터를 사용하여 리소그래피 처리를 제어하는 단계를 포함하는, 리소그래피 처리 제어 방법을 제공한다.
본 발명은 제 4 양태에서, 리소그래피 처리를 제어하기 위한 장치로서, 데이터 처리 장치를 포함하고, 상기 데이터 처리 장치는:
제 1 양태의 방법 또는 제 2 양태의 장치를 사용하여, 기판 모델 파라미터를 계산하는 단계; 및
계산된 상기 기판 모델 파라미터를 사용하여 리소그래피 처리를 제어하는 단계를 수행하도록 프로그램되는, 리소그래피 처리 제어 장치를 제공한다.
본 발명은 제 7 양태에서, 범용 데이터 처리 장치가 제 1 양태의 방법의 단계를 수행하거나 제 2 양태의 장치를 구현하게 하기 위한 머신 판독가능 명령을 포함하는 컴퓨터 프로그램 제품을 제공한다.
본 발명의 다른 피쳐 및 장점 및 본 발명의 다양한 실시예의 구조체 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 개략적인 도면을 참조하여 예시를 통해 설명될 것이다:
도 1 은 본 발명의 일 실시예에 따른 리소그래피 장치를 도시한다;
도 2 는 반도체 디바이스용 생산 설비를 제조하는 다른 장치와 함께 도 1 의 리소그래피 장치를 사용하는 것을 개략적으로 보여준다;
도 3 은 도 1 의 장치에서 수행되는 측정 및 노광 프로세스를 개략적으로 예시한다;
도 4a 내지 도 4c 는 웨이퍼 그리드 왜곡을 정정하기 위해 사용되는 정렬 정보를 예시한다;
도 5 는 두 개의 예시적인 멀티-웨이퍼 로트에 대한 정렬 오차 및 잔차(residual)의 예들을 보여준다;
도 6 은 웨이퍼 에지 효과의 오버레이의 근본적인 원인과 그에 대한 영향의 예들을 보여준다;
도 7 은 본 발명의 실시예들에 따라서 계산된 파라미터를 가지는 피팅된 모델을 가지고 방사상 정렬 오차 대 웨이퍼 에지로부터의 거리의 그래프를 예시한다;
도 8 은 본 발명의 일 실시예에 따르는 리소그래피 처리를 제어하는 방법을 예시한다; 그리고
도 9 는 본 발명의 실시예에 따른 장치를 구현하도록 프로그래밍될 수 있는 데이터 처리 하드웨어를 개략적으로 예시한다.
도 1 은 본 발명의 일 실시예에 따른 리소그래피 장치를 도시한다;
도 2 는 반도체 디바이스용 생산 설비를 제조하는 다른 장치와 함께 도 1 의 리소그래피 장치를 사용하는 것을 개략적으로 보여준다;
도 3 은 도 1 의 장치에서 수행되는 측정 및 노광 프로세스를 개략적으로 예시한다;
도 4a 내지 도 4c 는 웨이퍼 그리드 왜곡을 정정하기 위해 사용되는 정렬 정보를 예시한다;
도 5 는 두 개의 예시적인 멀티-웨이퍼 로트에 대한 정렬 오차 및 잔차(residual)의 예들을 보여준다;
도 6 은 웨이퍼 에지 효과의 오버레이의 근본적인 원인과 그에 대한 영향의 예들을 보여준다;
도 7 은 본 발명의 실시예들에 따라서 계산된 파라미터를 가지는 피팅된 모델을 가지고 방사상 정렬 오차 대 웨이퍼 에지로부터의 거리의 그래프를 예시한다;
도 8 은 본 발명의 일 실시예에 따르는 리소그래피 처리를 제어하는 방법을 예시한다; 그리고
도 9 는 본 발명의 실시예에 따른 장치를 구현하도록 프로그래밍될 수 있는 데이터 처리 하드웨어를 개략적으로 예시한다.
도 1 은 리소그래피 장치(LA)를 개략적으로 묘사한다. 이 장치는:
- 방사선 빔(B)(예를 들어(UV) 방사선 또는(EUV) 방사선)을 조절하도록 구성되는 조명 시스템(조명기)(IL);
- 패터닝 디바이스(예를 들어, 마스크; MA)를 지지하도록 구성되고 특정 파라미터에 따라서 패터닝 디바이스를 정확하게 포지셔닝하도록 구성되는 제 1 포지셔너(positioner; PM)에 연결되는 지지 구조체(예를 들어 마스크 테이블; MT);
- 기판(예를 들어 레지스트-코팅된 웨이퍼)(W)을 홀딩하도록 구성되고 특정 파라미터에 따라서 기판을 정확하게 포지셔닝하도록 구성되는 제 2 포지셔너(PW)에 연결되는 기판 테이블(예를 들어 웨이퍼 테이블)(WTa 또는(WTb)); 및
- 방사 빔(B)에 부여된 패턴을 패터닝 디바이스(MA)에 의하여 기판(W)의 타겟부(C)(예를 들어 하나 이상의 다이를 포함함)로 투영하도록 구성되는 투영 시스템(예를 들어 굴절 투영 렌즈 시스템)(PS)을 포함한다.
조명 시스템은 방사선을 지향시키고, 성형(shaping)하고, 또는 제어하기 위한 다양한 유형의 광 컴포넌트, 예컨대 굴절형, 반사형, 자기적, 전자기, 정전기 또는 다른 유형의 광 컴포넌트, 또는 이들의 임의의 조합을 포함할 수도 있다.
지지 구조체는 패터닝 디바이스를 유지, 즉 이의 무게를 지탱한다. 이것은 패터닝 디바이스를, 패터닝 디바이스의 지향, 리소그래피 장치의 디자인, 및 예를 들어 패터닝 디바이스가 진공 환경에서 유지되는지 여부와 같은 다른 조건에 의존하는 방식으로 홀딩한다. 지지 구조체는 패터닝 장치를 유지하기 위해 기계식, 진공식, 정전식, 또는 기타 클램핑 기술들을 이용할 수 있다. 지지 구조체는 예컨대 필요에 따라 고정되거나 이동시킬 수 있는 프레임(frame) 또는 테이블일 수도 있다. 지지 구조체는 패터닝 디바이스가 예를 들어 투영 시스템에 대하여 원하는 위치에 있다는 것을 보장할 수도 있다. 본 명세서에서의 "레티클" 또는 "마스크"라는 용어의 어떠한 사용도 "패터닝 장치"라는 좀 더 일반적인 용어와 동의어로 간주될 수 있다.
본 명세서에서 사용되는 "패터닝 디바이스"라는 용어는, 기판의 타겟부 내에 패턴을 생성하는 것과 같이, 자신의 단면 내에 패턴을 가지는 방사선 빔을 부여하기 위하여 사용될 수 있는 임의의 디바이스를 지칭하는 것으로 폭넓게 해석되어야 한다. 방사선 빔에 부여된 패턴은, 예컨대 그 패턴이 위상 천이 피처(phase shifting feature) 또는 소위 어시스트 피처(assist feature)를 포함하는 경우, 기판의 타겟부에서의 요구된 패턴과 정확히 일치하지 않을 수 있다는 것에 유의하여야 한다. 일반적으로, 방사선 빔에 부여된 패턴은 타겟부, 예컨대 집적 회로 내에 생성되는 중인 디바이스 내의 특정한 기능성 층에 대응할 것이다.
패터닝 디바이스는 투과형 또는 반사형일 수도 있다. 패터닝 장치의 예는 마스크, 프로그램가능 미러 어레이, 및 프로그램가능(LCD) 패널을 포함한다. 마스크는 리소그래피에서 주지되며, 이진, 교번 위상-천이, 감쇄 위상-천이, 및 다양한 하이브리드 마스크 타입과 같은 마스크 타입을 포함한다. 프로그램가능 미러 어레이의 일 예는 소형 미러들의 매트릭스 정렬을 채용하는데, 이들 각각은 인입하는 방사선 빔을 상이한 방향으로 반사하기 위하여 개별적으로 틸팅될 수 있다. 틸팅된 미러는 미러 매트릭스에 의하여 반사된 방사선 빔 내에 패턴을 부여한다.
본 명세서에서 사용되는 "투영 시스템"이라는 용어는, 이용되고 있는 노광 방사선(exposure radiation)에 대해 적합하거나 또는 액침액(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. 본 명세서에서 "투영 렌즈"라는 용어가 임의로 사용되면 더 일반적인 용어인 "투영 시스템"과 같은 의미인 것으로 간주될 수도 있다.
도시된 것처럼, 장치는 투과형이다(예를 들어, 투과형 마스크를 채용). 또는, 장치는 반사형 타입(예를 들어 위에서 언급된 바와 같은 타입의 프로그램가능 미러 어레이를 채용하거나, 반사 마스크를 채용함)일 수도 있다.
리소그래피 장치는 2개(듀얼 스테이지) 이상의 기판 테이블(및/또는 2개 이상의 마스크 테이블)을 갖는 유형의 것일 수 있다. 그러한 "다중 스테이지" 머신에서, 부가적인 테이블은 평행하게 사용될 수 있으며, 또한 하나 이상의 다른 테이블들이 노광을 위해 사용되고 있는 동안 준비 단계들이 하나 이상의 테이블 상에 수행될 수 있다.
리소그래피 장치는 또한, 투영 시스템과 기판 사이의 공간을 채우기 위해 기판의 적어도 일부분이 상대적으로 높은 굴절률을 가진 액체, 예컨대 물에 의해 덮힐 수 있는 유형일 수 있다. 액침액은 또한 예컨대 마스크 및 투영 시스템 사이와 같은 리소그래피 장치 내의 다른 공간에도 가해질 수 있다. 액침 기법은 투영 시스템의 개구수(numerical aperture)를 증가시키기 위하여 당업계에 주지된다. 본 명세서에 사용된 바와 같은 "액침"이라는 용어는, 기판과 같은 구조체가 액체에 잠겨져야 하는 것을 의미하지 않고, 그보다는 노광 동안에 투영 시스템과 기판 사이에 액체가 위치된다는 것을 의미한다.
조명기(IL)는 방사선 빔을 방사원(SO)으로부터 수광한다. 예를 들어, 방사원이 엑시머 레이저인 경우, 소스 및 리소그래피 장치는 별도의 엔티티일 수 있다. 이러한 경우들에서, 소스는 리소그래피 장치의 일부를 형성하는 것으로 간주되지 않고, 방사선 빔은, 예를 들어 적합한 지향 미러 및/또는 빔 확장기를 포함하는 빔 전달 시스템(BD)의 도움으로, 소스(SO)로부터 조명기(IL)로 전달된다. 다른 경우에, 예컨대 방사원이 수은 램프인 경우에, 이러한 소스는 리소그래피 장치에 통합된 부품일 수 있다. 소스(SO) 및 조명기(IL)는 필요할 경우 빔 전달 시스템(BD)과 함께 방사선 시스템이라고 지칭될 수도 있다.
조명기(IL)는 방사선 빔의 각 세기 분포(angular intensity distribution)를 조절하기 위한 조절기(AD)를 포함할 수도 있다. 일반적으로, 조명기(IL)의 퓨필 평면(pupil plane)에서의 세기 분포의 적어도 외측 및/또는 내측 반경 범위(통상적으로, 각각 σ-외측 및 σ-내측이라 함)는 조절될 수 있다. 부가적으로, 조명기(IL)는 집속기(integrator)(IN) 및 집광기(condenser)(CO)와 같은 다양한 다른 컴포넌트들을 포함할 수도 있다. 조명기는 방사선 빔이 자신의 단면에서 원하는 균일성 및 세기 분포를 가지도록 조정하기 위하여 사용될 수 있다.
방사선 빔(B)은 지지 구조(예를 들어, 마스크 테이블(MT)) 상에 홀딩되는 패터닝 디바이스(예를 들어, 마스크(MA)) 상에 입사하고, 그리고 패터닝 디바이스에 의하여 패터닝된다. 패터닝 디바이스(MA)를 가로지르면, 방사선 빔(B)은 기판(W)의 타겟부(C) 상에 빔을 포커싱하는 투영 시스템(PL)을 통과한다. 제 2 포지셔너(PW) 및 포지션 센서(IF)(예를 들어 간섭측정 측정 디바이스, 선형 인코더, 또는 용량성 센서)의 도움을 받아, 예를 들어 방사선 빔(B)의 경로에 상이한 타겟부들(C)을 포지셔닝하기 위하여, 기판 테이블(WTa/WTb)이 정확하게 이동될 수 있다. 이와 유사하게, 제 1 포지셔너 및 다른 포지션 센서(도 1 에는 명확하게 묘사되지 않음)는, 예를 들어 마스크 라이브러리로부터의 기계적 탐색 이후에, 또는 스캔 동안에, 방사선 빔(B)의 경로에 대하여 마스크(MA)를 정확하게 포지셔닝하기 위하여 사용될 수 있다. 일반적으로, 마스크 테이블(MT)의 이동은, 제 1 포지셔너(PM)의 일부를 형성하는 롱-스트로크 모듈(long-stroke module; 개략 위치 설정) 및 숏-스트로크 모듈(short-stroke module; 정밀 위치 설정)을 이용하여 실현될 수도 있다. 마찬가지로, 기판 테이블(WTa/WTb)의 이동은 제 2 포지셔너(PW)의 일부를 형성하는 롱-스트로크 모듈 및 숏-스트로크 모듈을 이용하여 실현될 수도 있다. 스테퍼의 경우(스캐너에 반대됨), 마스크 테이블(MT)은 숏-스트로크 액추에이터에만 연결될 수도 있고, 또는 고정될 수도 있다. 마스크(MA) 및 기판(W)은 마스크 정렬 마크(M1, M2) 및 기판 정렬 마크(P1, P2)를 이용하여 정렬될 수 있다. 비록 도시된 바와 같이 기판 정렬 마크들이 전용 타겟 영역을 점유하지만, 이들은 타겟 영역 사이의 공간(이들은 스크라이브 레인(scribe-lane) 정렬 마크로 알려짐)에 위치될 수도 있다. 마찬가지로, 마스크(MA)에 두 개 이상의 다이가 제공되는 상황에서는, 마스크 정렬 마크들은 다이들 사이에 위치될 수도 있다.
도시된 장치는 다음 모드들 중 하나 이상의 모드로 사용될 수 있다:
1. 스텝 모드에서는, 마스크 테이블(MT) 및 기판 테이블(WTa/WTb)이 본질적으로 정지 상태로 유지되는 동안, 방사선 빔에 부여된 전체 패턴이 한 번에 타겟부(C) 상에 투영된다(즉, 단일 정적 노광). 그러면, 상이한 타겟부(C)가 노광될 수 있도록 기판 테이블(WTa/WTb)이(X) 방향 및/또는(Y) 방향으로 시프트된다. 스텝 모드에서는, 노광 필드의 최대 크기가 단일 정적 노광 시에 이미징되는 타겟부(C)의 크기를 제한한다.
2. 스캔 모드에서는, 마스크 테이블(MT) 및 기판 테이블(WTa/WTb)이 동기되어 스캐닝되는 동안, 방사선 빔에 부여된 패턴이 타겟부(C) 상에 투영된다(즉, 단일 동적 노광). 마스크 테이블(MT)에 상대적인 기판 테이블(WTa/WTb)의 속도 및 방향은 투영 시스템(PS)의 확대율(축소율) 및 이미지 반전 특성에 의하여 결정될 수도 있다. 스캔 모드에서는, 노광 필드의 최대 크기가 단일 동적 노광 시의 타겟부의 폭(스캐닝되지 않는 방향에서의)을 한정하는 한편, 스캐닝 모션의 길이는 타겟부의 높이(스캐닝 방향에서의)를 결정한다.
3. 다른 모드에서는, 프로그램가능 패터닝 디바이스를 홀딩하면서 마스크 테이블(MT)은 본질적으로 정지 상태로 유지되고, 기판 테이블(WTa/WTb)은 방사선 빔에 부여된 패턴이 타겟 영역(C) 상에 투영되는 동안에 이동되거나 스캐닝된다. 이러한 모드에서, 일반적으로 펄스화된(pulsed) 방사선 소스가 채용되며, 프로그램가능한 패터닝 디바이스는 요구될 때, 기판 테이블(WTa/WTb)의 각 이동 이후에 또는 스캔 도중의 연속적인 방사선 펄스들 사이에서 업데이트된다. 동작의 이러한 모드는 위에서 언급된 바와 같은 타입의 프로그램가능한 미러 어레이와 같은 프로그램가능한 패터닝 디바이스를 이용하는 마스크 없는 리소그래피에 용이하게 적용될 수 있다.
또한, 전술한 사용 모드들의 조합 및/또는 변형, 또는 전혀 다른 사용 모드들이 채용될 수도 있다.
이러한 예에서 리소그래피 장치(LA)는 두 개의 기판 테이블(WTa 및 WTb))과 그들 사이에서 기판 테이블이 교환될 수 있는 두 개의 스테이션 - 노광 스테이션 및 측정 스테이션 - 을 가지는, 소위 듀얼 스테이지 타입이다. 노광 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. 준비 단계는 레벨 센서(LS)를 사용하여 기판의 표면 높이를 매핑하는 것과 정렬 센서(AS)를 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, 장치(LA)가 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. 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.
이러한 장치는 설명되는 다양한 액츄에이터 및 센서의 모든 이동 및 측정을 제어하는 리소그래피 장치 제어 유닛(LACU)을 더 포함한다. 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. 예를 들어, 하나의 처리 서브시스템이 기판 포지셔너(PW)의 서보 제어를 전담할 수 있다. 분리 유닛은 대략적인 액츄에이터와 미세 액츄에이터, 또는 상이한 축들을 다룰 수도 있다. 다른 유닛은 위치 센서(IF)의 판독을 전담할 수도 있다. 이러한 장치의 전체 제어는, 이러한 서브-시스템 처리 유닛, 오퍼레이터, 및 리소그래피 제조 프로세스에 수반되는 다른 장치들과 통신하는 중앙 처리 유닛에 의하여 제어될 수 있다.
도 2 는 200 에서 반도체 제품용 산업 생산 설비의 콘텍스트에 있는 리소그래피 장치(LA)를 도시한다. 리소그래피 장치(또는 간략히 "리소 툴(200)") 내에는 202 에 측정 스테이션(MEA)이 도시되고, 204 에 노광 스테이션(EXP)이 도시된다. 제어 유닛(LACU)은 206 에 도시된다. 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.
패턴이 적용되고 현상되면, 패터닝된 기판(220)은 222, 224, 226 에 예시되는 것과 같은 다른 처리 장치로 전달된다. 통상적인 제작 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. 추가적인 물리적 및/또는 화학적 처리 단계들이 다른 장치(226 등)에 적용된다. 재료의 증착, 표면 재료 특성의 변경(산화, 도핑, 이온 이식 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 처리 단계를 나타낸다.
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 설비에서는 상이한 기판들에 단계(226)를 수행하도록 병렬적으로 동작하는, 동일해 보이는 여러 머신들이 존재할 수도 있다. 이러한 머신들 사이에서 셋-업 또는 고장에 있어서 작은 차이가 발생한다는 것은, 다른 기판들이 다른 방식으로 영향받게 된다는 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 파라미터가 매우 중요한 일부 층들은 디바이스 제작 프로세스 중에 덜 중요한 다른 층들 보다 더 진보된 리소그래피 툴에서 처리될 수 있다. 그러므로 일부 층들이 액침 타입 리소그래피 툴에서 노광될 수 있는 반면에 다른 층들은 '건식' 툴에서 노광된다. 일부 층들은 DUV 파장에서 동작하는 툴 안에서 노광될 수 있는 반면에, 다른 층들은 EUV 파장 방사선을 사용하여 노광된다.
도 2 에는 제작 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 각도-분해된 산란계 또는 분광식 산란계인데, 이것은 장치(222)에서의 에칭 이전에 220 에서 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. 역시 잘 알려진 바와 같이, 장치(240)로부터의 계측 결과(242)는, 시간에 따라 미세하게 조절하는 제어 유닛(LACU)(206)에 의해서, 패터닝 동작의 정확한 성능을 유지하여 제품이 사양에 벗어나게 제작되거나 재작업해야 하는 위험을 최소화시키기 위해 사용될 수 있다. 물론, 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.
도 3 은 도 1 의 듀얼 스테이지 장치 내에서 기판(W) 상의 타겟 부분(예를 들어 다이)을 노광하는 단계를 예시한다.
점선 박스 내의 좌측이 측정 스테이션(MEA)에서 수행되는 단계들인 반면에, 우측은 노광 스테이션(EXP)에서 수행되는 단계들이다. 가끔, 전술된 바와 같이, 기판 테이블(WTa, WTb) 중 하나는 노광 스테이션에 있는 반면에, 다른 기판은 측정 스테이션에 있다. 이것을 설명하기 위해서, 기판(W)이 이미 노광 스테이션 내에 로딩되었다고 가정한다. 단계 300 에서, 새로운 기판(W')이 도시되지 않은 메커니즘에 의해 장치로 로딩된다. 이러한 두 개의 기판은 리소그래피 장치의 쓰루풋을 증가시키기 위해서 병렬적으로 처리된다.
우선 새롭게-로드된 기판(W')을 참조하면, 이것은 장치 내에서 일차 노광을 위해 새로운 포토레지스트로 준비된, 이전에 처리되지 않은 기판일 수 있다. 그러나, 일반적으로는 설명된 리소그래피 프로세스는 일련의 노광 및 처리 단계 중 하나에 지나지 않을 것이므로, 기판(W')은 이러한 장치 및/또는 다른 리소그래피 장치를 이미 여러 차례 거쳤고, 거쳐야 할 후속 프로세스가 더 있을 수도 있다. 특히 오버레이 성능을 개선하는 문제에 대해서 살펴보면, 과제는 새로운 패턴이 패터닝 및 처리의 하나 이상의 사이클에 이미 노출되었던 기판 상의 정확하게 맞는 위치에 적용되도록 보장하는 것이다. 이러한 처리 단계의 결과, 만족스러운 오버레이 성능을 얻으려면 반드시 측정되고 정정돼야 하는 왜곡이 기판 내에 점진적으로 도입된다.
302 에서, 기판 테이블(WTa/WTb)에 상대적인 기판의 정렬을 측정하고 기록하기 위해서 기판 마크(P1) 등과 센서(미도시)를 사용한 정렬 측정이 사용된다. 추가하여, 여러 정렬 마크가 정렬 센서(AS)를 사용하여 기판(W') 전체에 걸쳐 측정될 것이다. 일 실시예에서, 이러한 측정이 소위 웨이퍼 그리드를 구축하도록 사용되는데, 이것은 공칭 직사각형 그리드에 상대적인 임의의 왜곡을 포함하여, 기판 전체에 걸쳐 정렬 마크의 공간적 분포를 매우 정확하게 매핑한다. 다르게 말하면, 이러한 측정은 기판 상에서의 포인트들의, 그들의 이상적인 위치에 대한 위치 편차를 기록한다.
단계 304 에서, X-Y 위치에 대한 웨이퍼 높이(Z)의 맵이 역시 레벨 센서(LS)를 사용하여 측정된다. 높이 맵은 노광된 패턴의 정확한 포커싱을 얻기 위해 사용된다. 다시 말하면, 이러한 측정은 기판 상의 포인트들의, 이상적인(평평한) 기판에 대한 Z 방향의 위치 편차를 기록한다.
기판(W')이 로딩될 때, 수행될 노광 및, 웨이퍼의 특성, 및 웨이퍼 위에 이미 형성되었거나 형성될 패턴을 규정하는 레시피 데이터(306)가 수신되었다. 레시피 데이터(306)는 이전의 계측 측정에서 얻어진 고차 정렬 모델 파라미터를 더 포함할 수 있다. 302 및 304 에서 수행된 웨이퍼 위치, 웨이퍼 그리드 및 높이 맵의 측정치가 이러한 레시피 데이터에 추가되어, 레시피 데이터 및 측정 데이터의 완전한 세트(308)가 노광 스테이션(EXP)으로 전달될 수 있게 한다. 정렬 데이터의 측정은, 예를 들어 리소그래피 프로세스의 결과물인 제품 패턴에 대해서 고정되거나 공칭적으로 고정된 관련성으로 형성되는 정렬 타겟의 X 및 Y 위치를 포함한다. 노광 직전에 얻어진 이러한 정렬 데이터는 결합되고 보간되어 정렬 모델의 파라미터를 제공한다. 이러한 파라미터 및 정렬 모델이 현재의 리소그래피 단계에서 적용되는 패턴의 위치를 정정하기 위해서 노광 동작 중에 사용될 것이다. 종래의 정렬 모델은, '이상적인' 그리드의 병진, 회전 및 크기조정을 상이한 차원에서 함께 규정하는 네 개, 다섯 개, 또는 여섯 개의 파라미터를 포함할 수 있다. US 2013230797A1 에서 더 자세히 설명되는 바와 같이, 더 많은 파라미터를 사용하는 진보된 모델도 알려져 있다.
이러한 관점에서, 상세한 설명은 주로 소위 "필드간(interfield)" 기판 모델을 다루는데, 이것은 기판 전체에 걸친 위치의 특징인 위치 편차를 기술한다. 실제 프로세스에서, 각각의 필드(타겟 부분(C)) 내의 위치의 특징인 "필드내(intrafield)" 변동을 모델링하는 것도 역시 공통적이다. 패턴을 적용하는 최종 위치를 결정하기 위해서, 필드간 모델 및 필드내 모델은 주지된 방식으로 결합될 수 있다.
310 에서, 웨이퍼(W') 및 웨이퍼(W)가 교환되어, 측정된 기판(W')이 기판(W)의 역할을 맡아서 노광 스테이션(EXP)에 들어가면서 이전에 논의된 바와 같이 노광되게 한다. 도 1 의 예시적인 장치에서, 이러한 교환은 장치 내의 서포트(WTa 및 WTb)를 교환함으로써 수행되어, 기판(W, W')이 그러한 서포트들 상에 정확하게 클램핑되고 포지셔닝되어 기판 테이블과 기판 자체 사이의 상대적인 정렬을 유지하게 한다. 실제로 노광된 바 있는 웨이퍼(W)는 제거되고 관련된 서포트는 새로운 기판(미도시)을 측정 단계를 거치도록 받아들일 것이다. 이에 상응하여, 테이블이 교환되면, 노광 단계를 제어할 때 기판(W)(앞서서는 W'이었음)에 대한 측정 정보(302, 304)를 이용하려면, 투영 시스템(PS) 및 기판 테이블(WTb)(앞서서는 WTa였음) 사이의 상대적인 위치를 결정하기만 하면 된다. 단계 312 에서, 마스크 정렬 마크(M1, M2)를 사용하여 레티클 정렬이 수행된다. 단계 314, 316, 318 에서, 여러 패턴들을 완전히 노광하기 위하여, 스캐닝 모션과 방사선 펄스가 기판(W) 전체에 걸친 연속적인 타겟 위치에 적용된다.
측정 스테이션에서 얻어진 것과 같은 정렬 데이터 및 높이 맵을 사용함으로써, 노광 단계를 수행할 때, 이러한 패턴들은 원하는 위치와 특히 동일한 기판 상에 앞서서 배치된 피쳐에 대해서 정확하게 정렬된다. 이제 W"이라고 명명되는 노광된 기판이 단계 320 에서 장치로부터 언로딩되어, 노광된 패턴에 따른 에칭 또는 다른 프로세스를 거치게 된다.
도 4a 내지 도 4c 는 웨이퍼(기판)(W) 상의 이전의 층에 있는 정렬 마크(타겟)(400) 상의, 정렬 센서(AL)에 의해 측정되는 바와 같은 웨이퍼 그리드 왜곡을 정정하기 위해 사용될 수 있는 정렬 정보의 형태를 예시한다. 도 4a 에 도시된 바와 같이, 각각의 타겟은 축들(X 및 Y)이 있는 규칙적인 직사각형 그리드(402)에 대해 일반적으로 규정되는 공칭 위치를 가진다. 도 4b 를 참조하면, 각각의 타겟의 실제 위치(404)의 측정은 공칭 그리드로부터의 편차를 드러내게 된다. 정렬 마크는 기판의 디바이스 영역 내에 제공될 수도 있다, 및/또는 디바이스 영역들 사이의 소위 "스크라이브 레인" 영역 내에 제공될 수도 있다.
도 4c 를 참조하면, 모든 타겟의 측정된 위치(404)는 수치적으로 처리되어 이러한 특정 웨이퍼에 대한 왜곡된 웨이퍼 그리드(406)의 모델을 설정할 수 있다. 이러한 정렬 모델은 기판에 적용되는 패턴의 위치를 제어하기 위해 패터닝 동작 시에 사용된다. 도시된 예에서, 공칭 그리드의 직선들이 곡선이 되었다. 이러한 케이스에, 선형 정렬 모델 대신에 더 높은 차수의 (발전된) 정렬 모델이 사용될 수 있다. 도시된 왜곡이 실제 상황과 비교하여 과장되게 표현되었다는 것은 말할 나위도 없다.
진보된 정렬 모델이 사용되는 경우에도, 리소그래피 장치의 오버레이 성능에는 필수적으로 오차가 계속 존재한다. 각 리소그래피 장치는 동일한 기판을 처리하는 다른 장치들과 다르게 작동될 수도 있다. 리소그래피 장치에 의해 노광되는 기판이 정확하고 일정하게 노광되도록 하기 위해서는, 노광된 기판을 검사하여 후속층들 사이의 오버레이 오차, 라인 두께, 임계 치수(CD) 등과 같은 성능 파라미터들을 측정하는 것이 바람직할 수 있다.
그러므로, 기판의 특성을 정렬 센서(AS)로부터 독립적으로 결정하고, 특히 동일 기판의 상이한 층의 특성이 층에 따라 어떻게 변화하는지를 결정하기 위해 검사 장치가 사용된다. 검사 장치(도 3 에는 도시되지 않지만 도 2 에는 240 에 도시됨)는 리소그래피 장치(LA) 또는 리소셀(LC)에 통합될 수도 있고, 또는 독립형 장치일 수도 있다. 이것은 산란계, 예를 들어 공개된 미국 특허 출원 US2006033921A1에 설명된, 각도-분해된 산란계일 수 있다.
또한, 검사 장치는 개개의 리소그래피 장치를 캘리브레이션하고 상이한 툴들이 더 쉽게 상호교환가능하도록 사용되게 하기 위해 개선된 프로세스 제어(APC) 시스템에서 사용될 수 있다. 장치의 초점 및 오버레이(층과 층의 정렬) 균일성에 대한 개선은, 안정성 모듈을 구현함으로써 최근에 달성되어 왔는데, 이것은 소규정 피쳐 크기 및 칩 애플리케이션을 위한 최적화된 프로세스 윈도우(process window)를 유도하여 더 소형이고 더 진보된 칩의 생성의 연속을 가능하게 한다. 일 실시예에서, 안정성 모듈은 일정한 간격마다, 예를 들어 매일 미리 규정된 베이스라인에 맞게 시스템을 자동적으로 재설정한다. 안정성 모듈을 포함하는 리소그래피 및 계측 방법의 추가적인 세부 내용은 US2012008127A1 에서 발견될 수 있다. 알려진 예는 3 개의 메인 프로세스 제어 루프를 구현한다. 제 1 루프는 안정성 모듈을 사용하는 리소그래피 장치의 로컬 제어를 제공하고, 웨이퍼를 모니터링한다. 제 2 의 APC 루프는 제품-상 로컬 스캐너 제어(초점, 도즈, 및 제품 웨이퍼 상의 오버레이를 결정하는 것)를 위한 것이다.
제 3 제어 루프는 제 2 APC 루프로의 계측 통합(metrology integration)을 허용하기 위한 것이다(예컨대, 더블 패터닝을 위해). 이러한 루프들 모두는, 도 3 의 실제 패터닝 동작 중에 이루어지는 측정에 추가하여, 도 2 의 검사 장치(240)에 의해 이루어지는 측정을 사용한다.
전술된 바와 같이, 표준 정렬 모델은 6 개의 파라미터(방향(X & Y) 마다 각각 세 개씩)를 가질 수 있고, 더 많은 진보된 정렬 모델들이 추가적으로 존재한다. 반면에, 원하는 오버레이 성능을 얻기 위해서 현재 사용되거나 개발중인 가장 많이 사용되는 프로세스는 웨이퍼 그리드가 더 상세하게 정정되도록 요구한다. 표준 모델이 10 개 미만의 파라미터를 사용할 수 있는 반면에, 개선된 정렬 모델은 통상적으로 15 개 또는 30 개가 넘는 파라미터를 사용한다. 진보된 모델의 예에는 더 높은 차수의 웨이퍼 정렬(HOWA) 모델, 존-정렬(ZA) 및 방사상 기저 함수(RBF) 기초 정렬 모델이 있다. HOWA는 2 차, 3 차, 및 그보다 높은 차수의 다항식 함수에 기초한 공지된 기법이다. 존 정렬은 예를 들어 Huang 등, "Overlay improvement by zone alignment strategy", Proc. SPIE 6922, 69221G(2008)에 기술된다. RBF 모델링은 공개된 US 특허 출원 2012/0218533 에서 기술된다. 발전된 모델은 타겟 층을 노광하는 중에 정정되는 웨이퍼 그리드의 복잡한 기술(description)을 생성한다. RBF 및 HOWA의 최근 버전은 수십 개의 파라미터에 기초하여 특히 복잡한 기술을 제공한다. 이것은, 충분한 상세를 가지는 웨이퍼 그리드를 얻기 위해서는 매우 많은 측정이 요구된다는 것을 암시한다.
발명자들은, 일부 프로세스에서, 정렬 및 오버레이 오차의 크기가 웨이퍼의 에지로 갈수록 급격하게 증가한다는 것을 관찰했다. 도 5 는 두 개의 상이한 예시적인 제품에 있는 정정되지 않은 오버레이 오차의 플롯(502 및 504)을 도시한다. 화살표는 정렬 오차의 방향을 나타낸다. 오차의 방향은 주된 원인 및 / 또는 측정 범례(예를 들어 상부 층에서 하부층으로 가는 정렬 또는 그 반대의 경우)에 따라서, 내향적이거나 외향적일 수 있다. 도 5 에서 에지 효과를 분명하게 볼 수 있다. 더욱이, 플롯(502' 및 504')은 필드간 다항식 모델 및 필드내 다항식 모델로 피팅한 이후의 동일한 제품에 대한 잔차 오차("잔차")를 보여준다. (잔차는 반드시 원래의 오차와 같은 척도여야 하는 것은 아님). 다시 말해서, 플롯(502', 504')에 있는 잔차는 현대의 고차 정정 모델을 적용한 이후에도 정정되지 않고 남아 있는 오차를 나타낸다. 웨이퍼의 에지에서, 화살표의 크기는 더 크고 방향은 방사상으로 내향적으로(502) 또는 방사상으로 외향적으로(504) 가리킬 수 있다. 따라서, 이러한 잔차로부터, 5차 필드간 다항식으로 피팅하는 것이 에지 효과를 캡쳐하기에 충분하지 않다는 것을 알 수 있다. 이와 유사하게, 공지된 다른 진보된 고차 정렬 모델도 에지 효과를 적절하게 기술할 수 없다.
도 6 은 웨이퍼 에지 효과의 오버레이의 몇 가지 가능한 근본적인 원인과 그에 대한 영향의 예들을 보여준다. 도시된 예에 있는 에지 교란(edge disturbance)은 건식 에칭 중의 전기장의 곡률에 의해 초래될 가능성이 가장 높다. 이러한 타입의 에칭에서, 이온들은 전기장의 영향 아래 이동되어 에칭될 재료에 부딪친다. 웨이퍼의 단면과 에칭 환경이 도 6 에 도시된다. 도 6 의 (a)에 도시된 바와 같이, 에칭 챔버(602) 및 웨이퍼(604) 양자 모두는 크기가 한정돼 있다. 등전위선(606)(동등한 전기적 포텐셜을 가지는 선분)은 에지에 가까운 웨이퍼 표면에 대해 평행하지 않아서, 이온(608)이 수직이 아닌 방향에서 표면에 부딪치게 할 것이다(상세 내용은 도 6 의 (b) 참조). 2-차원의 단면에 있는 등전위선은 3-차원의 장면에 있는 2-차원의 등전위면으로부터 나온다. 도 6 의 (c)에 도시된 에칭된 다층 구조체(610)는 경사져 있고, 따라서 아래의 층 구조체(612)에 대해 깔끔하게 정렬되지 않는다.
발명자들은 현재의 정렬 모델이 이러한 효과를 정확하게 설명할 수 없다는 것을 인식했다. 공지된 자동 프로세스 제어(APC) 시스템은 이러한 에지 교란을 검출할 수 없을 것이고, 따라서 적합한 알람을 발생시키거나 이러한 에지 교란을 적절하게 정정하지 않을 것이다. 결과적으로, APC 시스템을 사용하여 에지 다이의 수율을 개선하는 능력은 이러한 에지 효과에 의해 열화된다.
간단한 솔루션은 현재의 다항식 모델의 최대 맞춤 차수를 증가시키는 것일 것이다. 하지만 그러한 고차 기저 함수 중 어느 것도 에지 교란과 특히 잘 상관되지 않기 때문에, 충분한 정확도를 얻기 위해서는 높은 추가 자유도(예를 들어 10차 다항식)가 필요할 것이다. 결과적으로, 이러한 모델은 더 많은 측정 포인트를 요구하고 및/또는 노이즈에 훨씬 더 민감할 것이다. 더욱이, 그러한 추가 기저 함수 및 계수가 있다고 해서 교란의 주된 원인에 대한 더 잘 통찰할 수 있는 것도 아니다.
발명자들은, 정렬 및 오버레이를 위한 현존 모델이 더 효율적인 방식으로 확장되어, 정렬 모델 파라미터를 계산하여 전술된 문제점을 극복하는 방법을 제공할 수 있다는 것을 인식했다. 이러한 확장된 정렬 및 오버레이 모델에서, 이러한 모델에 의해 표현된 교란은 위치 편차일 수 있다. 확장된 모델은 임계 치수(CD), 초점 및 측벽 각도(SWA)와 같지만 이들로 한정되는 것은 아닌 다른 리소그래피 패터닝 특성들에 대한 기판-에지-관련된 교란이 유사한 주된 원인을 가지기 때문에 이러한 특성들에도 역시 적용가능한 것으로 여겨진다. 그러므로, 본 발명은 정렬 모델, CD 모델, 초점 모델 및 SWA 모델을 포함하는 기판 모델에 대한 것이다. 기판 모델은 리소그래피 처리에 도입된 교란을 모델링하기 위해 사용되고, 기판 전체에 걸친 특정 리소그래피 프로세스 또는 프로세스 단계들의 교란의 "지문" 또는 패턴을 나타낼 수 있다. 이러한 교란은 정렬 편차(기판 평면에서의 평면), 높이 편차(평면에 수선), CD, 초점 및 SWA를 포함하지만 이들로 제한되지는 않는다.
제안된 확장된 모델에서, 필드간 오버레이 교란은 측정치가 전달되는 통상적인 직교(X&Y) 배향이 아니라, 웨이퍼 중심에서부터 바라본 그들의 방사상 & 접선(R&T) 성분의 측면에서 기술될 수 있다.
반도체 웨이퍼는 정렬을 위해 작은 평평한(flattened) 섹션 또는 노치(예를 들어 도 4 에서 발견됨)를 가질 수도 있지만 일반적으로 원형이다. 만일 R이 웨이퍼의 중심으로부터 에지까지의 거리 r이 포인트의 웨이퍼의 중심으로부터의 거리라면, t = R - r이 임의의 주어진 노광 필드에 대한 웨이퍼 에지로부터의 거리가 된다. 좀 더 일반적으로는, 본 발명의 원리는 직사각형 기판, 또는 다른 원형이 아닌 기판을 처리하는 데에 적용될 수 있다. 기판 형상 및 모델링 될 처리 효과에 따라서, 기판 에지로부터의 거리를 나타내기 위해서 상이한 좌표계가 채택될 수도 있다.
본 발명의 이론에 따르면, 하나 이상의 특정한 에지-관련 기저 함수는 에지 효과를 더 잘 기술할 수 있도록 설계되는 필드간 기판 모델에 추가된다. 따라서 기판 모델 파라미터는 기저 함수들의 조합을 사용하여 계산되고, 기저 함수들은 기판 에지에 관련된 적어도 하나의 에지 기저 함수를 포함한다.
u(t)를 에지 기저 함수라고 한다(통상적으로 나노미터의 단위를 가짐). 다양한 함수들이 기판 에지에 관련된 에지 기저 함수로서 사용되기에 적합하다고 간주될 수 있다. 지수적 감쇄 함수는 다음과 같이 정의될 수 있는데:
u(t) = C · 2 - t / λ
λ는 반감(half-life 감쇄) 거리 또는 감쇄 거리 파라미터이고 C는 에지에서의 진폭이다.
다른 예는 다음의 유리 함수인데:
u(t) = C 1 / t + C 2 / t 2
C 1 및 C2는 형상 상수이다.
위의 제 2 예에서와 같이 유리 함수를 기저 함수로서 사용하는 경우, "0으로 나누기" 오차를 피하기 위해 주의해야 한다. 위의 간단한 수학식을 사용하면, u(t)는 "t"가 제로에 가까워질 때 무한대가 될 것이다. 그러므로, 실제 구현형태에서는, 과도한 값이 발생하는 것을 피하고 계산 오차 조건이 발생하는 것을 피하기 위해서 수학식을 약간 변형한다. 이러한 하나의 구현형태에서, C/t 대신에 C/(t + δ) 형태의 항이 사용되는데, δ는 웨이퍼 에지에서 제로로 나누는 것을 피하기에 효과적인 작은 오프셋이다. (대안적으로, 그리고 등가적으로, 기판의 실제 반경보다 약간 더 큰 반경(R)을 참조해서 t를 계산할 수 있다.) 대안적으로는, 제로보다 더 큰 최소 값보다 더 큰 "t" 의 값에 대해서만 유리 함수가 사용되는 규칙이 적용될 수 있다. 다양한 측정들이 착안될 수 있다.
다른 예에서, δ는 에지 효과 모델의 가변 파라미터 중 하나로서 사용될 수 있다. 예를 들어, 함수
u(t) = C 1 /(t +δ)
가 착안될 수 있는데, C1 및 δ는 형상 상수의 역할을 한다. 추가 항
이러한 예시적인 에지 기저 함수가, 웨이퍼 에지로부터의 거리 t의 관점에서 표현된 하나 이상의 기여분(contribution)을 가지는 기저 함수라는 것에 주의한다. 지수적 감쇄 함수에서, 하나 이상의 항은 에지로부터의 거리를 지수로서 가진다. 예시적인 유리 함수에서, 하나 이상의 항은 에지로부터의 거리를 분모에 가진다. 이러한 폼들이 결합되고 및/또는 다른 에지 기저 함수가 사용될 수도 있다. 이러한 예의 특징은, 그들의 효과가 기판의 무작위로 좁은 에지 영역, 즉, 기판의 둘레에 의해 경계가 지어지고 기판의 반경보다 훨씬 작은 방사상 폭을 가지는 기판의 표면적으로 한정될 수 있다는 것이다. 이에 상응하여, 에지 기저 함수는 기판의 에지 근처의 기판 영역에만 관련된 교란들 중 특정한 하나의 공간적 의존성을 설명할 수 있게 된다. 이러한 방식으로, 기판 전체에 걸쳐 전체로서 필드간 모델을 규정하고 피팅하는 것이 장애되지 않는다. 각각의 예가 모델에 오직 두 개의 추가적 자유도만을 도입한다는 것도 역시 주의한다. 결과적으로, 추가되는 계산적 복잡성은 최소화되고, 추가 측정을 해야하는 부담을 피하게 된다.
전술된 예시적인 에지 기저 함수는, 이들이 그 값이 기판 에지로부터 단조감소하는 함수라는 특징을 역시 가진다. 알려진 바와 같이, 수학 함수(F)는 p < q일 때마다 F(p) > F(q) 라면 "단조감소한다"고 불린다. 이러한 특성을 가지는 함수는 도 6 의 에칭 동작과 같은 처리 상황에서 기판의 에지에서 발생하는 통상적인 효과를 모델링하기 위해 사용될 수 있다.
에지로부터의 거리는 위의 예에서 원형 기판에 상대적인 방사상 거리라고 정의된다. 주어진 상황에서 에지로부터의 거리를 적절하게 규정하는 방법은, 기판의 기하학적 구조 및 에지-관련 처리 효과의 성질로부터 결정될 수 있다.
도 7 은 본 발명의 실시예들에 따라서 계산된 파라미터를 가지는 피팅된 모델과 비교한, 방사상 정렬 오차 대 웨이퍼 에지로부터의 거리의 그래프를 예시한다. 도 7 은 두꺼운 굴곡선으로 표시된 95% 신뢰 구간(CI)을 넘어 벗어나지 않으면서 이러한 에지 기저 함수가(종래의 다항식 기저 함수와 함께 사용될 때) 어떻게 평균 방사상 경향을 기술할 수 있는지를 보여준다. 702 는 지수적 감쇄 함수를 적용한 그래프이고 점은 데이터 포인트이다. 704 는 유리 함수를 적용한 그래프이다. 유리 함수는 실선으로 표시되고, 쇄선은 데이터 포인트를 나타낸다. 도 7 에서, 세로축은 방사상 정렬 오차(AE)(임의의 단위임)이고, 가로축은 각각 웨이퍼 에지로부터의 거리 t(mm 단위) 또는 R에 대해 정규화된 것, 즉 t/R이다. 핏 라인(fit line)은 양자 모두의 그래프에서 부드러운 실선으로 표시된다. 이러한 양호한 핏은, 최소의 계산 비용으로 체계적인 에지 효과가 캡쳐되었다는 것을 나타낸다.
위에서 설명된 지수적 감쇄 함수와 유리 에지 기저 함수는 두 개의 (추가적) 자유도만을 가진다. 결과적으로 해당 핏(fit)의 잡음 억제력을 크게 바뀌지 않고서 정렬 성능이 개선된다. 그러면, 웨이퍼 정렬 및 인라인 계측과 같이 성긴 샘플링 레이아웃을 가지는 사용 사례에 대해서 확장된 기판 모델이 아주 적합해진다.
오버레이에 대한 확장된 기판 모델은 웨이퍼 에지에 근접한 경사된 에칭-유도된 정렬 오차를 캡쳐할 수 있다. 이러한 모델은 제어기 애플리케이션 내에서 구현될 수 있는데, 예컨대 도 2 의 제어기(LACU) 및/또는 임의의 진보된 프로세스 제어 애플리케이션에서 사용될 수 있다. 따라서, 리소그래피 시스템은 이러한 교란을 검출할 수 있고, 원하는 경우에는 이들을 최선의 이용가능한 리소그래피 장치 액츄에이터 능력에 맞춰서 정정할 수 있다. 알람 신호 및 다른 진단 정보도 역시 에지-관련 파라미터로부터 유도될 수 있는데, 이것은 에지 효과가 구체적으로 인식되지 않는 모델에서는 불가능한 것일 것이다.
선택적으로, 확장된 기판 모델은 기판 평면의 선택된 방향에서 교란을 표현할 수 있다. 예를 들어, 어떤 정렬 모델에 대하여, 확장된 모델은 두 개의 오버레이 방향(X 및 Y) 중 오직 하나에 대해서만 사용될 수 있고, 또는 개별 모델에서 이들 각각을 표현할 수 있다. 이것은 X-오버레이 및 Y-오버레이가 아래의 다른 층에 대해 측정되는 리소그래피 층들에 적용가능할 수도 있다. 층들 중 하나만이 에지 효과를 겪을 수도 있다. 확장된 모델은 간단한 방식으로 선택적으로 이네이블되거나 디스에이블되어, 상이한 상황들에 맞춤될 수 있다. 확장된 모델을 디스에이블하기 위해서는, 에지 기저 함수가 계산으로부터 간단하게 생략될 수 있고, 또는 에지와 관련된 관련 파라미터가 제로(또는 전체 모델에 기여하지 않게 되기에 적합한 임의의 값)로 대체될 수 있다.
도 8 은 위에서 설명된 기법을 사용하여 리소그래피 처리를 제어하는 방법을 예시한다. 이러한 방법은 도 2 에 예시된 생산 설비 및 도 3 에 예시된 측정 및 노광 프로세스에서 사용되기에 적합하다.
단계 802 에서, 확장 고차 기판 모델이 기저 함수들의 조합을 사용하여 규정된다. 기저 함수는 기판 에지에 관련된 효과를 표현하기 위한 적어도 하나의 에지 기저 함수를 포함한다.
단계 804 에서, 리소그래피 처리를 거친 기판(도 2 의 220) 상의 구조체의 오프라인 계측 측정이 도 2 의 계측 툴(240)을 사용하여 수행된다.
단계 806 에서, 계측 툴의 프로세서는 측정치를 수신하고 측정치를 단계 802 에서 규정된 확장된 모델로 피팅함으로써 고차 기판 모델 파라미터(808)를 계산한다. 표준 회귀 기법이 사용될 수 있다. 에지 기저 함수는 기판 에지로부터의 거리에 대해서 표현될 수 있다. 에지 기저 함수는 방사상 기저 함수를 포함할 수 있다. 에지 기저 함수는, 예를 들어 지수적 감쇄 함수 또는 유리 함수를 포함할 수 있다. 에지 기저 함수는 지수적 감쇄 함수 및 유리 함수 양자 모두를 포함할 수 있다. 그러나, 일반적으로 자유도의 정도를 최소화하는 것이 바람직하기 때문에, 하나의 타입의 에지 기저 함수를 사용하는 것이 바람직하다. 지수적 감쇄 에지 기저 함수의 경우, 기판 모델 파라미터는 지수적 감쇄 함수의 진폭 파라미터 및 지수적 감쇄 함수의 감쇄 범위 파라미터를 포함할 수 있다. 유리 에지 기저 함수의 경우 기판 모델 파라미터는 유리 함수의 적어도 두 개의 형상 상수 파라미터들을 포함할 수 있다. 어느 경우에서나, 모델링된 에지 효과의 진폭 및 이것이 기판 에지에서 국지화되는 정도 양자 모두가 매우 간단히 모델링될 수 있다.
단계 810 내지 820 은 단계 802 내지 808 에서 계산된 고차 기판 모델 파라미터를 사용하여 후속 기판의 리소그래피 처리를 제어하는 것을 기술한다. 단계 810 내지 820 은 도 2 에 도시되는 리소그래피 장치(200)에 의한 리소그래피 처리에 구현된다. 고차 기판 모델 파라미터(808)는 도 2 의 242 에서 리소그래피 장치(200)로 전달될 수 있다. 고차 기판 모델 파라미터는 도 3 에 예시된 레시피(306) 내에 포함될 수 있다.
단계 810 에서, 종래의 6PAR 모델과 같은 저차 기판 모델이 규정된다. 단계 812 에서, 측정 스테이션(MEA)(도 2 의 202)은 후속 기판 상의 구조체의 인라인 측정을 수행한다. 후속 기판은 오프라인 측정(804)이 이루어진 바 있는 기판의 이전의 리소그래피 처리 이후에 리소그래피 처리를 겪게 되는 것이다. 인라인 측정은 오프라인 계측 측정보다 기판당 더 적은 개수의 측정 포인트(즉 밀도)를 가진다.
단계 814 에서, 리소그래피 장치 제어기(도 2 의 LACU(206)) 내의 프로세서는 인라인 측정치를 단계 810 에서 규정된 저차 모델로 피팅함으로써 저차 기판 모델 파라미터(816)를 계산한다. 표준 회귀 기법이 사용될 수 있다.
단계 818 에서, 고차 파라미터(808)는 종래의 방법으로 저차 모델 파라미터(816)와 결합되어 패터닝되는 기판에 특유한 고차 기판 모델을 규정한다.
단계 820 에서, 리소그래피 장치 제어기(도 2 의 LACU(206)) 내의 프로세서는 계산된 고차 기판 모델 파라미터(808)를 저차 기판 모델 파라미터(816)와 조합(818)한 것을 사용하여 후속기판의 리소그래피 처리를 제어한다. 이것은 도 3 의 단계 314, 316 및 318 에 대응한다.
여러 장점들이 본 명세서에서 개시된 원리에 따른 확장된 기판 모델을 사용해서 얻어질 수 있다. 디바이스 제조사에 대한 장점으로는 수율이 개선된다는 것과 식각기와 같은 장비를 더 효율적으로 고장이 나지 않도록 유지보수할 수 있다는 것이다.
이러한 모델의 에지 효과 파라미터가 프로세스와 스캐너 기여분들을 효과적으로 분리한다는 것을 인식하게 되면 추가적인 장점이 얻어질 수 있다. 기판 모델 내의 에지-관련 파라미터들을 분리하면, 시스템 운영자가 에지-관련 효과의 정정을 이네이블 또는 디스에이블하는 쉬운 방식이 제공된다. 식별된 모든 효과들이 정정될 수 있거나 정정되어야 하는 것은 아니기 때문에 이렇게 분리하는 것은 유용하다. 기판 모델은, X 및 Y 방향 각각에서의 에지-관련 효과의 정정을 선택적으로 이네이블 또는 디스에이블함으로써, 선택된 방향, 예컨대 X 또는 Y에서의 교란을 표현할 수 있다.
정정을 규정하는 것은, 분석을 통해 드러난 이슈들에 대한 영구적인 솔루션으로 간주될 수 있고, 또는 중요한 역할을 맡은 장치를 수리하거나 교체하는 것이 필요할 수도 있다. 정정은, 중요한 역할을 맡은 처리 장치가 리캘리브레이션되거나 보수될 수 있을 때까지 일시적 조치로서 유용할 수도 있다. 오차가 충분히 정정될 수 없다면, 관심 대상인 장치는 처리로부터 생략될 수 있다(또는 덜 중요한 동작으로 재할당될 수 있다).
또한, 일부 타입의 오차를 정정하려면 오버레이와 같은 어떤 성능 파라미터를 양호하게 하지 않고 열화되게 할 수 있다는 것에 주의해야 한다. 이것은, 층별로 일정한 교란은 아무런 오버레이 오차를 도입하지 않는 반면에, 후속 층에서 이러한 편차를 식별하고 정정하려고 시도하는 것은 오버레이를 도입하기 때문이다. 기판 상의 제품 피쳐의 상이한 층들에 있는 피쳐들 사이의 오버레이에 추가하여, 개별 패터닝 단계들에 의해 수행될 경우 오버레이는 하나의 층 내의 피쳐들의 상대적인 배치에 존재하는 오차로서 규정될 수 있다. 이러한 "다수의 패터닝" 프로세스의 하나의 예는 LELE(Litho - Etch - Litho - Etch) 이중 패터닝 프로세스이다. 오버레이가 제 1 에칭층에 대하여 제 2 리소그래피 층에서 측정되는 경우, 이들 층 양자 모두는 궁극적으로 기능성 디바이스 내에 제품 피쳐(고밀도)의 단일 층을 형성한다.
어떤 에지 효과가 정정되지 않아야 하는지가 식별되고 나면, 이것의 간단한 표시가 정렬 "레시피"의 일부로서 저장될 수 있다. 각각의 제품 유닛(기판)에 대한 정정을 계산할 때에는 에지-관련 파라미터가 무시될 수 있다(제로로 설정됨).
위에서 설명된 방법의 단계들은, 측정 데이터에 액세스할 수만 있으면 임의의 범용 데이터 처리 하드웨어(컴퓨터) 내에서 자동화될 수 있다. 이러한 장치는 도 2 에 도시되는 리소그래피 장치 제어 유닛(LACU)과 같은 현존하는 프로세서 또는 전체 프로세스 제어 시스템과 통합될 수 있다. 하드웨어는 처리 장치로부터 원격에 자리할 수 있고, 심지어 다른 나라에 위치될 수 있다. 적합한 데이터 처리 장치(DPA)의 컴포넌트가 도 9 에 도시된다. 장치는 컴퓨터에 의해 실행가능한 코드를 포함하는 컴퓨터 프로그램 제품을 로딩하도록 구현될 수 있다. 컴퓨터 프로그램 제품이 다운로드되면, 이것은 컴퓨터 어셈블리가 전술된 바와 같은 PCA 장치 및/또는(RCA) 장치의 기능을 구현하게 할 수 있다.
도 9 를 참조하면, 프로세서(927)에 연결된 메모리(929)는 하드 디스크(961), 판독 전용 메모리(ROM)(962), 전기적 소거가능 프로그래밍가능 판독 전용 메모리(EEPROM)(963) 및 랜덤 액세스 메모리(RAM)(964)와 같은 여러 메모리 컴포넌트를 포함할 수 있다. 앞서 언급된 메모리 컴포넌트 모두가 있어야 하는 것은 아니다. 더욱이, 앞서 언급된 메모리 컴포넌트가 프로세서(927)에 또는 서로에 대해 반드시 물리적으로 인접해야 하는 것이 아니다. 이들은 멀리 떨어져 있을 수 있다.
또한, 프로세서(927)는 몇 가지 종류의 사용자 인터페이스, 예를 들면 키보드(965) 또는 마우스(966)에 연결될 수 있다. 당업자에게 알려진 터치 스크린, 트랙 볼, 발화 컨버터 또는 다른 인터페이스도 역시 사용될 수 있다.
프로세서(927)는, 예를 들어 컴퓨터 실행가능한 코드의 형태인 데이터를 플로피 디스크(968) 또는 CDROM(969)과 같은 데이터 캐리어로부터 판독하고, 어떤 상황에서는 여기에 데이터를 저장하도록 구성되는 읽기 유닛(967)에 연결될 수 있다. 또한, 당업자에게 공지된 DVD 또는 다른 데이터 캐리어도 사용될 수 있다.
프로세서(927)는 종이에 출력 데이터를 프린트하도록 프린터(970)에, 그리고 당업자에게 공지된 임의의 다양한 타입의 디스플레이의 디스플레이(971), 예컨대 모니터 또는 LCD(액정 디스플레이)에도 연결될 수 있다.
프로세서(927)는 입력/출력(I/O)을 담당하는 송신기/수신기(973)를 이용하여 통신 네트워크(972), 예를 들면 공중 전화 교환 네트워크(PSTN), 근거리 네트워크(LAN), 광역 네트워크(WAN) 등에 연결될 수 있다. 프로세서(927)는 통신 네트워크(972)를 통해 다른 통신 시스템과 통신하도록 구현될 수도 있다. 본 발명의 일 실시예에서, 외부 컴퓨터(미도시), 예를 들면 운영자의 개인용 컴퓨터는 통신 네트워크(972)를 통해 프로세서(927)에 로그인할 수 있다.
프로세서(927)는 독립적 시스템 또는 병렬로 작동하는 여러 처리 유닛으로서 구현될 수 있는데, 각각의 처리 유닛은 더 큰 프로그램의 하부 태스크를 실행하도록 구현된다. 또한, 처리 유닛은 여러 하부 처리 유닛들을 가지는 하나 이상의 메인 처리 유닛으로 분할될 수 있다. 프로세서(927)의 일부 처리 유닛은 다른 처리 유닛으로부터 일정 거리 떨어져서 위치할 수도 있고, 통신 네트워크(972)를 통해 통신할 수 있다. 모듈들 사이의 통신은 유선 또는 무선으로 이루어질 수 있다.
컴퓨터 시스템은 본 명세서에서 논의된 기능들을 수행하도록 구현된 아날로그 및/또는 디지털 및/또는 소프트웨어 기술을 가진 임의의 신호 처리 시스템일 수 있다.
비록 본문에서 IC의 제조에서 리소그래피 장치를 사용하는 것에 대해서 특별히 언급하였지만, 본 명세서에서 설명되는 리소그래피 장치는 다른 응용 분야, 예컨대 집적 광 시스템의 제조, 자기장 도메인 메모리용 유도 및 검출 패턴, 평판-패널 디스플레이, 액정 디스플레이(LCD), 박막 자기 헤드, 등을 가질 수 있다는 것이 이해되어야 한다. 이미 언급된 바와 같이, 본 발명은 리소그래피와는 별개인 산업적인 처리 애플리케이션에 적용될 수도 있다. 예들은 광학 성분의 생산, 자동차 제조업, 건설 - 오브젝트 데이터가 제품 상의 특정 공간적 분포를 가지면서 측정된 측정치의 형태로 존재하는 임의의 개수의 애플리케이션일 수 있다. 리소그래피의 예에서와 같다. 비록 위에서 광 리소그래피의 콘텍스트에서의 본 발명의 실시예를 사용하는 것을 특별히 참조했지만, 본 발명이 다른 타입의 리소그래피, 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 규정한다. 패터닝 장치의 토포그래피는 기판에 공급된 레지스트의 층에 프레스될 수도 있고, 그 위에서 레지스트는 전자기 방사선, 열, 압력 또는 이들의 조합을 인가함으로써 경화된다. 패터닝 장치는 레지스트가 경화된 후에 레지스트 외부로 이동됨으로써 그 내부에 패턴을 잔류시킨다.
본원에서 사용된 "방사선" 및 "빔"이라는 용어는, 자외(UV) 방사선(예컨대, 약 365, 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.
위의 설명은 한정적인 것이 아니라 예시적인 의도로 제공된다. 따라서, 본 명세서에 첨부된 청구 범위의 사상 및 범위로부터 벗어나지 않으면서, 설명된 바와 같은 본 발명에 변경이 이루어질 수 있다는 것이 당업자에게는 명백할 것이다. 추가하여, 본 명세서의 임의의 하나의 실시예에서 도시되거나 설명된 구조적 피쳐 또는 방법 단계들이 다른 실시예들에서도 역시 사용될 수 있다는 것이 이해되어야 한다.
본 발명의 개념의 양태들은 아래의 몇 개의 절에서 요약된다:
1. 리소그래피 프로세스를 제어하는 데에 사용하기 위한 기판 모델을 계산하는 방법으로서,
리소그래피 프로세스에 의해 패턴이 적용될 기판 상의 피쳐의 교란(disturbancse)을 나타내기 위한 기판 모델을 규정하는 단계로서, 상기 기판 모델은 미리 규정된 기저 함수들(basis functions)의 조합으로서 규정되는, 규정하는 단계;
적어도 하나의 기판 상의 구조체의 측정치를 수신하는 단계; 및
상기 측정치와 기저 함수를 사용하여 기판 모델 파라미터를 계산하는 단계를 포함하고,
상기 기저 함수는 기판 에지에 관련된 영향을 표현하기 위한 적어도 하나의 에지 기저 함수를 포함하는, 기판 모델 계산 방법.
2. 절 1 의 방법으로서,
상기 에지 기저 함수는 기판 에지로부터의 거리가 증가함에 따라 단조 감소하는, 기판 모델 계산 방법.
3. 절 1 또는 절 2 의 방법으로서,
상기 기판은 원에 가까운 형상을 가지고, 상기 에지 기저 함수는 방사상(radial) 기저 함수를 포함하는, 기판 모델 계산 방법.
4. 절 1 또는 절 2 의 방법으로서,
상기 기판 모델 파라미터는 상기 에지 기저 함수 또는 에지 기저 함수들과 관련되는 두 개의 파라미터를 포함하는, 기판 모델 계산 방법.
5. 절 1 또는 절 2 의 방법으로서,
상기 기판 모델은 상기 기판의 평면 내에서 선택된 방향의 교란을 나타내는, 기판 모델 계산 방법.
6. 리소그래피 프로세스를 제어하는 데에 사용하기 위한 기판 모델을 계산하기 위한 장치로서,
데이터 처리 장치를 포함하고, 상기 데이터 처리 장치는:
리소그래피 프로세스에 의해 패턴이 적용될 기판 상의 피쳐의 교란(disturbance)을 나타내기 위한 기판 모델을 규정하는 단계로서, 상기 기판 모델은 미리 규정된 기저 함수들(basis functions)의 조합으로서 규정되는, 단계;
적어도 하나의 기판 상의 구조체의 측정치를 수신하는 단계; 및
상기 측정치와 기저 함수를 사용하여 기판 모델 파라미터를 계산하는 단계를 수행하도록 프로그램되고,
상기 기저 함수는 기판 에지에 관련된 영향을 표현하기 위한 적어도 하나의 에지 기저 함수를 포함하는, 기판 모델 계산 장치.
7. 절 6 의 장치로서,
상기 에지 기저 함수는 기판 에지로부터의 거리가 증가함에 따라 단조 감소하는, 기판 모델 계산 장치.
8. 절 6 또는 절 7 의 장치로서,
상기 기판은 원에 가까운 형상을 가지고, 상기 에지 기저 함수는 방사상(radial) 기저 함수를 포함하는, 기판 모델 계산 장치.
9. 절 8 의 장치로서,
상기 기판 모델 파라미터는 상기 에지 기저 함수 또는 에지 기저 함수들과 관련되는 두 개의 파라미터를 포함하는, 기판 모델 계산 장치.
10. 절 6 또는 절 7 의 장치로서,
상기 기판 모델은 상기 기판의 평면 내에서 선택된 방향의 교란을 나타내도록 규정되는, 기판 모델 계산 장치.
11. 절 6 또는 절 7 의 장치로서,
상기 에지 기저 함수는 선택적으로 이네이블되거나 디스에이블될 수 있는, 기판 모델 계산 장치.
12. 패턴이 기판에 인가되는 리소그래피 처리를 제어하는 방법으로서,
리소그래피 처리를 거친, 기판 상의 구조체의 제 1 측정치를 수신하는 단계;
절 1 내지 절 5 중 어느 한 절에 규정된 방법을 사용하여, 제 1 기판 모델 파라미터를 계산하기 위해 교란의 상기 제 1 측정치를 사용하는 단계; 및
계산된 상기 제 1 기판 모델 파라미터를 사용하여 후속 기판의 리소그래피 처리를 제어하는 단계를 포함하는, 리소그래피 처리 제어 방법.
13. 절 12 의 방법으로서,
상기 후속 기판의 리소그래피 처리를 제어하는 단계는:
상기 후속 기판 상의 교란의 제 2 측정치를 수신하는 단계로서, 상기 제 2 측정치는 제 1 측정치보다 기판 당 더 적은 개수를 가지는, 제 2 측정치를 수신하는 단계;
상기 제 1 기판 모델 파라미터를 계산하기 위해 사용되는 모델 보다 더 낮은 순위를 가지는 모델을 사용하여 상기 후속 기판의 제 2 기판 모델 파라미터를 계산하기 위해 상기 제 2 측정치를 사용하는 단계; 및
계산된 상기 제 1 기판 모델 파라미터를 상기 제 2 기판 모델 파라미터와 조합해서 사용하여, 상기 후속 기판의 리소그래피 처리를 제어하는 단계를 포함하는, 리소그래피 처리 제어 방법.
14. 절 12 또는 절 13 의 방법으로서,
상기 리소그래피 처리를 제어하는 단계는, 에지 기저 함수에 관련된 기판 모델 파라미터를 사용하는 것을 선택적으로 이네이블 또는 디스에이블하는 단계를 포함하는, 리소그래피 처리 제어 방법.
15. 기판이 리소그래피 처리를 거치는 리소그래피 처리를 제어하기 위한 장치로서,
상기 장치는 데이터 처리 장치를 포함하고, 상기 데이터 처리 장치는:
리소그래피 처리를 거친, 기판 상의 교란의 제 1 측정치를 수신하는 단계;
절 1 내지 절 5 중 어느 한 절에 규정된 방법을 사용하여, 제 1 기판 모델 파라미터를 계산하기 위해 상기 제 1 측정치를 사용하는 단계; 및
계산된 상기 제 1 기판 모델 파라미터를 사용하여 후속 기판의 리소그래피 처리를 제어하는 단계를 수행하도록 프로그램되는, 리소그래피 처리 제어 장치.
16. 절 15 의 장치로서,
상기 후속 기판의 리소그래피 처리를 제어하기 위하여, 상기 데이터 처리 장치는:
상기 후속 기판 상의 교란의 제 2 측정치를 수신하는 단계로서, 상기 제 2 측정치는 제 1 측정치보다 기판 당 더 적은 개수를 가지는, 제 2 측정치를 수신하는 단계;
상기 제 1 기판 모델 파라미터를 계산하기 위해 사용되는 모델 보다 더 낮은 순위를 가지는 모델을 사용하여 상기 후속 기판의 제 2 기판 모델 파라미터를 계산하기 위해 상기 제 2 측정치를 사용하는 단계; 및
계산된 상기 제 1 기판 모델 파라미터를 상기 제 2 기판 모델 파라미터와 조합해서 사용하여, 상기 후속 기판의 리소그래피 처리를 제어하는 단계를 수행하도록 프로그램되는, 리소그래피 처리 제어 장치.
17. 절 15 또는 절 16 의 장치로서,
리소그래피 처리를 제어하기 위하여, 상기 데이터 처리 장치는 상기 에지 기저 함수에 관련된 기판 모델 파라미터를 사용하는 것을 선택적으로 이네이블 또는 디스에이블하도록 구현되는, 리소그래피 처리 제어 장치.
18. 컴퓨터 프로그램 제품으로서,
범용 데이터 처리 장치가 절 1 내지 절 5 및 절 12 내지 절 14 중 어느 한 절에 규정된 바와 같은 방법의 단계들을 수행하게 하기 위한 머신 판독가능 명령이 포함되는, 컴퓨터 프로그램 제품.
19. 절 18 의 컴퓨터 프로그램 제품으로서,
상기 데이터 처리 장치가 절 6 내지 절 11 및 절 15 내지 절 17 중 어느 한 절에 규정된 바와 같은 장치를 구현하게 하기 위한 머신 판독가능 명령이 더 포함되는, 컴퓨터 프로그램 제품.
Claims (20)
- 리소그래피 프로세스에 의해 패턴이 적용될 기판을 나타내기 위한 기판 모델을 획득하는 단계로서, 상기 기판 모델은 제1 모델과 제2 모델의 조합으로서 규정되며, 상기 제1 모델은 기저 함수들(basis functions)의 제1 조합으로서 규정되고, 상기 제2 모델은 에지 기저 함수를 포함하는 기저 함수들의 제2 조합으로서 규정되는, 단계;
상기 기판 이외에 또는 상기 기판에 더하여, 제1의 적어도 하나의 이전의 기판 상의 구조체에 대한 제1 측정치를 수신하는 단계;
하드웨어 컴퓨터 시스템에 의해, 상기 제1 측정치와 제1 기저 함수들을 이용하여 상기 제1 모델의 하나 이상의 파라미터를 결정하는 단계;
상기 기판 이외에 또는 상기 기판에 더하여, 제2의 적어도 하나의 이전의 기판 상의 구조체에 대한 제2 측정치를 수신하는 단계; 및
상기 하드웨어 컴퓨터 시스템에 의해, 상기 제2 측정치와 제2 기저 함수들을 이용하여 상기 제2 모델의 하나 이상의 파라미터를 결정하는 단계
를 포함하고, 상기 제1 측정치는 인라인 측정에 의해 획득되고, 상기 제2 측정치는 오프라인 측정에 의해 획득되는, 방법. - 제1항에 있어서,
상기 제1 모델은 상기 제2 모델보다 낮은 차수의 모델을 포함하는, 방법. - 제1항에 있어서,
상기 인라인 측정은 기판에 패턴을 적용하는 데에 사용되는 장치 내부에 있는 계측 시스템을 수반하는 것이고, 상기 오프라인 측정은 기판에 패턴을 적용하는 데에 사용되는 장치 외부에 있는 계측 시스템을 수반하는 것인, 방법. - 기계 판독가능한 명령을 포함하는 컴퓨터 판독가능한 기록 매체로서, 상기 명령은 컴퓨터 시스템에 의해 실행될 때 상기 컴퓨터 시스템으로 하여금 적어도:
리소그래피 프로세스에 의해 패턴이 적용될 기판을 나타내기 위한 기판 모델을 획득하게 하되, 상기 기판 모델은 제1 모델과 제2 모델의 조합으로서 규정되며, 상기 제1 모델은 기저 함수들의 제1 조합으로서 규정되고, 상기 제2 모델은 에지 기저 함수를 포함하는 기저 함수들의 제2 조합으로서 규정되며,
상기 기판 이외에 또는 상기 기판에 더하여, 제1의 적어도 하나의 이전의 기판 상의 구조체에 대한 제1 측정치를 수신하게 하되, 상기 제1 측정치는 인라인 측정에 의해 획득되고,
상기 제1 측정치와 제1 기저 함수들을 이용하여 상기 제1 모델의 하나 이상의 파라미터를 결정하게 하고,
상기 기판 이외에 또는 상기 기판에 더하여, 제2의 적어도 하나의 이전의 기판 상의 구조체에 대한 제2 측정치를 수신하게 하되, 상기 제2 측정치는 오프라인 측정에 의해 획득되며,
상기 제2 측정치와 제2 기저 함수들을 이용하여 상기 제2 모델의 하나 이상의 파라미터를 결정하게 하도록 구성되는, 기계 판독가능한 명령을 포함하는 컴퓨터 판독가능한 기록 매체. - 제4항에 있어서,
상기 제1 모델은 상기 제2 모델보다 낮은 차수의 모델을 포함하는, 기계 판독가능한 명령을 포함하는 컴퓨터 판독가능한 기록 매체. - 제4항에 있어서,
상기 에지 기저 함수는 기판 에지로부터의 거리가 증가함에 따라 단조 감소하는, 기계 판독가능한 명령을 포함하는 컴퓨터 판독가능한 기록 매체. - 제4항에 있어서,
상기 기판은 원형이고, 상기 에지 기저 함수는 방사상(radial) 기저 함수를 포함하는, 기계 판독가능한 명령을 포함하는 컴퓨터 판독가능한 기록 매체. - 제4항에 있어서,
상기 제2 모델은 상기 에지 기저 함수와 관련되는 두 개의 파라미터를 포함하는, 기계 판독가능한 명령을 포함하는 컴퓨터 판독가능한 기록 매체. - 제4항에 있어서,
상기 기판 모델은 상기 기판의 평면 내에서 선택된 방향의 교란(disturbance)을 나타내도록 규정되는, 기계 판독가능한 명령을 포함하는 컴퓨터 판독가능한 기록 매체. - 제4항에 있어서,
상기 에지 기저 함수는 선택적으로 이네이블되거나 디스에이블될 수 있는, 기계 판독가능한 명령을 포함하는 컴퓨터 판독가능한 기록 매체. - 제4항에 있어서,
상기 인라인 측정은 기판에 패턴을 적용하는 데에 사용되는 장치 내부에 있는 계측 시스템을 수반하는 것이고, 상기 오프라인 측정은 기판에 패턴을 적용하는 데에 사용되는 장치 외부에 있는 계측 시스템을 수반하는 것인, 기계 판독가능한 명령을 포함하는 컴퓨터 판독가능한 기록 매체. - 기판이 거치게 되는 리소그래피 처리를 제어하기 위한 장치로서,
컴퓨터 시스템; 및
제4항에 따른 컴퓨터 판독가능한 기록 매체
를 포함하는, 리소그래피 처리를 제어하기 위한 장치. - 기계 판독가능한 명령을 포함하는 컴퓨터 판독가능한 기록 매체로서, 상기 명령은 컴퓨터 시스템에 의해 실행될 때 상기 컴퓨터 시스템으로 하여금 적어도:
리소그래피 프로세스에 의해 패턴이 적용될 기판에 대한 성능 파라미터를 나타내기 위한 기판 모델을 획득하게 하되, 상기 기판 모델은 제1 모델과 제2 모델의 조합으로서 규정되며, 상기 제1 모델은 기저 함수들의 제1 조합으로서 규정되고, 상기 제2 모델은 기저 함수들의 제2 조합으로서 규정되며 상기 제1 모델은 상기 제2 모델보다 낮은 차수를 가지고,
상기 기판 이외에 또는 상기 기판에 더하여, 제1의 적어도 하나의 이전의 기판에 대한 상기 성능 파라미터의 제1 측정치를 수신하게 하되, 상기 제1 측정치는 인라인 측정에 의해 획득되고,
상기 제1 측정치와 제1 기저 함수들을 이용하여 상기 제1 모델의 하나 이상의 파라미터를 결정하게 하고,
상기 기판 이외에 또는 상기 기판에 더하여, 제2의 적어도 하나의 이전의 기판에 대한 상기 성능 파라미터의 제2 측정치를 수신하게 하되, 상기 제2 측정치는 오프라인 측정에 의해 획득되며,
상기 제2 측정치와 제2 기저 함수들을 이용하여 상기 제2 모델의 하나 이상의 파라미터를 결정하게 하도록 구성되는, 기계 판독가능한 명령을 포함하는 컴퓨터 판독가능한 기록 매체. - 제13항에 있어서,
상기 기판 모델은 에지 기저 함수를 포함하되, 상기 에지 기저 함수는 기판 에지로부터의 거리가 증가함에 따라 단조 감소하는, 기계 판독가능한 명령을 포함하는 컴퓨터 판독가능한 기록 매체. - 제13항에 있어서,
상기 기판 모델은 에지 기저 함수를 포함하고, 상기 기판은 원형이며, 상기 에지 기저 함수는 방사상 기저 함수를 포함하는, 기계 판독가능한 명령을 포함하는 컴퓨터 판독가능한 기록 매체. - 제13항에 있어서,
상기 성능 파라미터는 오버레이, 정렬, 임계 치수, 라인 두께, 초점 또는 도즈인, 기계 판독가능한 명령을 포함하는 컴퓨터 판독가능한 기록 매체. - 제13항에 있어서,
상기 기판 모델은 상기 기판의 평면 내에서 선택된 방향의 교란을 나타내도록 규정되는, 기계 판독가능한 명령을 포함하는 컴퓨터 판독가능한 기록 매체. - 제13항에 있어서,
상기 기판 모델은 에지 기저 함수를 포함하되, 상기 에지 기저 함수는 선택적으로 이네이블되거나 디스에이블될 수 있는, 기계 판독가능한 명령을 포함하는 컴퓨터 판독가능한 기록 매체. - 제13항에 있어서,
상기 인라인 측정은 기판에 패턴을 적용하는 데에 사용되는 장치 내부에 있는 계측 시스템을 수반하는 것이고, 상기 오프라인 측정은 기판에 패턴을 적용하는 데에 사용되는 장치 외부에 있는 계측 시스템을 수반하는 것인, 기계 판독가능한 명령을 포함하는 컴퓨터 판독가능한 기록 매체. - 기판이 거치게 되는 리소그래피 처리를 제어하기 위한 장치로서,
컴퓨터 시스템; 및
제13항에 따른 컴퓨터 판독가능한 기록 매체
를 포함하는, 리소그래피 처리를 제어하기 위한 장치.
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| WO2018099690A1 (en) * | 2016-12-02 | 2018-06-07 | Asml Netherlands B.V. | A method to change an etch parameter |
| US10115687B2 (en) * | 2017-02-03 | 2018-10-30 | Applied Materials, Inc. | Method of pattern placement correction |
| US11675274B2 (en) * | 2017-02-24 | 2023-06-13 | Asml Netherlands B.V. | Etch bias characterization and method of using the same |
| JP6942555B2 (ja) * | 2017-08-03 | 2021-09-29 | 東京エレクトロン株式会社 | 基板処理方法、コンピュータ記憶媒体及び基板処理システム |
| EP3495888A1 (en) * | 2017-12-06 | 2019-06-12 | ASML Netherlands B.V. | Method for controlling a lithographic apparatus and associated apparatuses |
| EP3611570A1 (en) * | 2018-08-16 | 2020-02-19 | ASML Netherlands B.V. | Method for controlling a manufacturing process and associated apparatuses |
| KR102631626B1 (ko) * | 2019-01-29 | 2024-01-30 | 에이에스엠엘 네델란즈 비.브이. | 리소그래피 프로세스를 제어하기 위한 방법 및 장치 |
| JP7167750B2 (ja) * | 2019-02-08 | 2022-11-09 | 株式会社ニューフレアテクノロジー | 荷電粒子ビーム描画装置及び荷電粒子ビーム描画方法 |
| JP7369529B2 (ja) * | 2019-02-28 | 2023-10-26 | 株式会社オーク製作所 | 露光装置およびアライメント方法 |
| WO2020224879A1 (en) * | 2019-05-03 | 2020-11-12 | Asml Netherlands B.V. | Method for determining an alignment model based on an oblique fitting technique |
| KR20220167387A (ko) * | 2020-05-14 | 2022-12-20 | 에이에스엠엘 네델란즈 비.브이. | 제품 피쳐에 대한 분해능상 계측을 사용하는 웨이퍼 정렬 방법 |
| US20230393487A1 (en) * | 2020-11-16 | 2023-12-07 | Asml Netherlands B.V. | A method for modeling measurement data over a substrate area and associated apparatuses |
| WO2022214267A1 (en) * | 2021-04-08 | 2022-10-13 | Asml Netherlands B.V. | A method for modeling measurement data over a substrate area and associated apparatuses |
| EP4071554A1 (en) * | 2021-04-08 | 2022-10-12 | ASML Netherlands B.V. | A method for modeling measurement data over a substrate area and associated apparatuses |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20030187602A1 (en) | 2002-03-26 | 2003-10-02 | Junwei Bao | Metrology hardware specification using a hardware simulator |
| JP2006191079A (ja) | 2004-12-30 | 2006-07-20 | Asml Netherlands Bv | リソグラフィ装置及びデバイス製造方法 |
| WO2013017924A2 (en) * | 2011-08-02 | 2013-02-07 | Soitec | Method for correcting misalignment of positions on a first wafer bonded to a second wafer |
Family Cites Families (22)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5581324A (en) * | 1993-06-10 | 1996-12-03 | Nikon Corporation | Thermal distortion compensated projection exposure method and apparatus for manufacturing semiconductors |
| SG125108A1 (en) * | 2003-03-11 | 2006-09-29 | Asml Netherlands Bv | Assembly comprising a sensor for determining at least one of tilt and height of a substrate, a method therefor and a lithographic projection apparatus |
| US7250237B2 (en) * | 2003-12-23 | 2007-07-31 | Asml Netherlands B.V. | Optimized correction of wafer thermal deformations in a lithographic process |
| KR20050098438A (ko) | 2004-04-07 | 2005-10-12 | 주식회사 하이닉스반도체 | 반도체 소자의 오버레이 보정 방법 |
| US7791727B2 (en) | 2004-08-16 | 2010-09-07 | Asml Netherlands B.V. | Method and apparatus for angular-resolved spectroscopic lithography characterization |
| US7271907B2 (en) * | 2004-12-23 | 2007-09-18 | Asml Netherlands B.V. | Lithographic apparatus with two-dimensional alignment measurement arrangement and two-dimensional alignment measurement method |
| US7462429B2 (en) | 2005-10-12 | 2008-12-09 | Asml Netherlands B.V. | Method and arrangement for correcting thermally-induced field deformations of a lithographically exposed substrate |
| US7683351B2 (en) | 2006-12-01 | 2010-03-23 | Asml Netherlands B.V. | Lithographic apparatus and device manufacturing method |
| US8236133B2 (en) | 2008-05-05 | 2012-08-07 | Applied Materials, Inc. | Plasma reactor with center-fed multiple zone gas distribution for improved uniformity of critical dimension bias |
| US8706442B2 (en) * | 2008-07-14 | 2014-04-22 | Asml Netherlands B.V. | Alignment system, lithographic system and method |
| US8612045B2 (en) | 2008-12-24 | 2013-12-17 | Asml Holding N.V. | Optimization method and a lithographic cell |
| NL2004887A (en) * | 2009-06-24 | 2010-12-27 | Asml Netherlands Bv | Method for selecting sample positions on a substrate, method for providing a representation of a model of properties of a substrate, method of providing a representation of the variation of properties of a substrate across the substrate and device manufacturing method. |
| US9177219B2 (en) | 2010-07-09 | 2015-11-03 | Asml Netherlands B.V. | Method of calibrating a lithographic apparatus, device manufacturing method and associated data processing apparatus and computer program product |
| NL2007615A (en) * | 2010-11-30 | 2012-05-31 | Asml Netherlands Bv | Method of operating a patterning device and lithographic apparatus. |
| US8626328B2 (en) * | 2011-01-24 | 2014-01-07 | International Business Machines Corporation | Discrete sampling based nonlinear control system |
| NL2008168A (en) | 2011-02-25 | 2012-08-28 | Asml Netherlands Bv | Method of calculating model parameters of a substrate, a lithographic apparatus and an apparatus for controlling lithographic processing by a lithographic apparatus. |
| NL2008285A (en) * | 2011-03-11 | 2012-09-12 | Asml Netherlands Bv | Method of controlling a lithographic apparatus, device manufacturing method, lithographic apparatus, computer program product and method of improving a mathematical model of a lithographic process. |
| NL2009345A (en) | 2011-09-28 | 2013-04-02 | Asml Netherlands Bv | Method of applying a pattern to a substrate, device manufacturing method and lithographic apparatus for use in such methods. |
| WO2015049087A1 (en) * | 2013-10-02 | 2015-04-09 | Asml Netherlands B.V. | Methods & apparatus for obtaining diagnostic information relating to an industrial process |
| NL2013677A (en) * | 2014-01-24 | 2015-07-29 | Asml Netherlands Bv | Method of determining a measurement subset of metrology points on a substrate, associated apparatus and computer program. |
| US9792675B1 (en) * | 2014-12-05 | 2017-10-17 | Matrox Electronic Systems, Ltd. | Object recognition using morphologically-processed images |
| US9684831B2 (en) * | 2015-02-18 | 2017-06-20 | Qualcomm Incorporated | Adaptive edge-like feature selection during object detection |
-
2015
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2019
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-
2020
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Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20030187602A1 (en) | 2002-03-26 | 2003-10-02 | Junwei Bao | Metrology hardware specification using a hardware simulator |
| JP2006191079A (ja) | 2004-12-30 | 2006-07-20 | Asml Netherlands Bv | リソグラフィ装置及びデバイス製造方法 |
| WO2013017924A2 (en) * | 2011-08-02 | 2013-02-07 | Soitec | Method for correcting misalignment of positions on a first wafer bonded to a second wafer |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| KR20190071015A (ko) | 2019-06-21 |
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| KR102330321B1 (ko) | 2021-11-23 |
| US10859930B2 (en) | 2020-12-08 |
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