KR100944511B1 - 각도 분해된 스케터로미터 및 검사 방법 - Google Patents
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Abstract
각도 분해된 스케터로미터에서, 퓨필 평면의 이미지로 연장되는 1 이상의 옵스큐어레이션을 포함한 어퍼처 플레이트가 제공된다. 옵스큐어레이션의 이미지들의 최심점과 퓨필이 이미지되는 공칭 중심 간의 방사상 거리로부터 타겟 패턴의 디포커스 값들이 결정된다. 디포커스 오차들은 복수의 상이한 디포커스 위치들에서 기준 플레이트를 이용하여 복수의 정규화 이미지들을 캡처하고, 타겟 패턴의 측정 스펙트럼으로부터 적절한 정규화를 뺌으로써 보상된다.
Description
본 발명은, 예를 들어 리소그래피 기술에 의한 디바이스의 제조시에 이용가능한 검사 방법 및 리소그래피 기술을 이용하여 디바이스를 제조하는 방법에 관한 것이다.
리소그래피 장치는 기판 상에, 통상적으로는 기판의 타겟부 상에 원하는 패턴을 적용시키는 기계이다. 리소그래피 장치는, 예를 들어 집적 회로(IC)의 제조시에 사용될 수 있다. 그 상황에서, 대안적으로 마스크 또는 레티클이라 칭하는 패터닝 디바이스가 IC의 개별층 상에 형성될 회로 패턴을 생성하기 위해 사용될 수 있다. 이 패턴은 기판(예컨대, 실리콘 웨이퍼) 상의 (예를 들어, 한 개 또는 수 개의 다이의 부분을 포함하는) 타겟부 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 연속하여 패터닝되는 인접한 타겟부들의 네트워크를 포함할 것이다. 공지된 리소그래피 장치는, 한번에 타겟부 상으로 전체 패턴을 노광함으로써 각각의 타겟부가 조사(irradiate)되는 소위 스테퍼, 및 방사선 빔을 통해 주어진 방향("스캐닝"-방향)으로 패턴을 스캐닝하는 한편, 이 방향과 평행한 방향(같은 방향으로 평행한 방향) 또는 역-평행 방향(반대 방향으로 평행한 방향)으로 기판을 동기적으로 스캐닝함으로써 각각의 타겟부가 조사되는 소위 스캐너를 포함한다. 또한, 기판 상에 패턴을 임프린트(imprint)함으로써 패터닝 디바이스로부터 기판으로 패턴을 전사할 수도 있다.
리소그래피 공정을 모니터링(monitor)하기 위해, 패터닝된 기판의 파라미터들, 예를 들어 기판 내에 또는 기판 상에 형성된 연속층들 간의 오버레이 오차를 측정하는 것이 바람직하다. 리소그래피 공정시 형성된 미세한 구조체들의 측정을 수행하기 위해, 스캐닝 전자 현미경 및 다양한 특수 툴들의 사용을 포함한 다양한 기술들이 존재한다. 특수 검사 툴의 한가지 형태는, 기판의 표면 상의 타겟부 상으로 방사선 빔이 지향되고 분산(scatter)되거나 반사된 빔의 특성들이 측정되는 스케터로미터(scatterometer)이다. 상기 빔이 기판에 의해 반사되거나 분산된 전후에 상기 빔의 특성들을 비교함으로써, 기판의 특성들이 결정될 수 있다. 이는, 예를 들어 알려진 기판 특성들과 연계된 알려진 측정들의 라이브러리(library) 내에 저장된 데이터와 반사된 빔을 비교함으로써 수행될 수 있다. 스케터로미터의 2 가지 주 형태가 알려져 있다. 분광 스케터로미터(spectroscopic scatterometer)는 기판 상으로 광대역 방사선 빔을 지향하고, 특정한 좁은 각도 범위(particular narrow angular range)로 분산되는 방사선의 스펙트럼(파장의 함수로서 세기)을 측정한다. 각도 분해된 스케터로미터(angularly resolved scatterometer)는 단색 방사선 빔(monochromatic radiation beam)을 사용하고, 각도의 함수로서 분산된 방사선의 세기를 측정한다.
각도 분해된 스케터로미터에서는, 캘리브레이션(calibration) 또는 정규화(normalization)를 위해 측정되는 타겟 또는 사용된 기준(fiducial)이 포커스된다. 이를 위해, 광학 예를 들어 푸코 나이프 에지(Foucault knife edge) 또는 용량성 포커스 렌즈가 제공될 수 있다. 하지만, 이러한 센서를 이용하는 경우, 예를 들어 측정되는 기판 상의 구조체에 관한 공정 효과들 또는 정착 시간(settling time)으로 인해 작은 포커스 오차(디포커스)가 존재할 수 있다. 이러한 작은 잔여 디포커스는, 이론적으로 이러한 형태의 스케터로미터의 측정 오차들을 초래하지 않아야 한다. 하지만 본 발명은 잔여 디포커스가 측정 오차들을 야기한다고 결정하였다.
잔여 디포커스로 인한 측정 오차들을 나타내지 않거나 더 적게 나타내는 각도 분해된 스케터로미터 및 스케터로미터 방법을 제공하는 것이 바람직하다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 기판 상에 디바이스층을 제조하는데 사용되는 리소그래피 공정에 의해 기판 상에 프린트된 타겟 패턴의 파라미터에 관한 값을 결정하는 검사 방법이 제공되고, 상기 방법은: 타겟 패턴 상에 제 1 방사선 빔을 지향하고, 타겟 패턴에 의해 반사되거나 분산된 방사선을 수집(collect)하며, 이미지 평면 내에 대물 렌즈의 퓨필 평면의 이미지를 형성하도록 제 2 방사선 빔을 투영하기 위해, 대상물 평면 및 퓨필 평면을 갖는 높은-NA 대물 렌즈를 포함한 광학 시스템을 이용하는 단계; 대물 렌즈의 퓨필 평면과 일치하지 않는 위치에서 제 2 빔의 경로 내에 어퍼처 부재(aperture member)- 이는 퓨필 평면의 이미지 내에 어두운 영역(dark area)을 형성하기 위해 제 2 빔으로 사전설정된 거리를 연장하는 1 이상의 옵스큐어레이션(obscuration)을 정의함 -를 제공하는 단계; 각각의 어두운 영역의 방사상 최심점(radially innermost point)과 퓨필 평면의 이미지의 공칭(nominal) 중심 간의 방사상 거리(radial distance)를 결정하는 단계; 및 결정된 방사선 거리(들)로부터 타겟과 대상물 평면 간의 축거리(axial distance)를 결정하는 단계를 포함한다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 기판 상에 디바이스층을 제조하는데 사용되는 리소그래피 공정에 의해 기판 상에 프린트된 타겟 패턴의 파라미터에 관한 값을 결정하는 검사 방법이 제공되고, 상기 방법은: 기준 부재(reference member) 상에 제 1 방사선 빔을 지향하고, 기준 부재에 의해 반사되거나 분산된 방사선을 수집하며, 이미지 평면 내에 대물 렌즈의 퓨필 평면의 이미지를 형성하도록 제 2 방사선 빔을 투영하기 위해, 대상물 평면 및 퓨필 평면을 갖는 높은-NA 대물 렌즈를 포함한 광학 시스템을 이용하는 단계; 대상물 평면으로부터 상이한 거리들을 갖는 복수의 위치들에 기준 부재를 위치시키기 위해 대상물 평면에 실질적으로 수직인 방향으로 기준 부재 및 광학 시스템을 상대적으로 이동시키는 단계; 기준 부재가 복수의 위치들 각각에 위치되는 경우, 기준 부재의 스케터로미터 스펙트럼들을 캡처(capture)하는 단계; 복수의 정규화 스펙트럼들로서 기준 부재의 스케터로미터 스펙트럼들을 저장하는 단계; 타겟 패턴 상에 제 1 방사선 빔을 지향하고, 타겟 패턴에 의해 반사되거나 분산된 방사선을 수집하며, 이미지 평면 내에 대물 렌즈의 퓨필 평면의 이미지를 형성하도록 제 2 방사선 빔을 투영하기 위해 광학 시스템을 이용하는 단계; 타겟 패턴의 스케터로미터 스펙트럼들을 캡처하는 단계; 타겟 패턴과 대상물 평면 간의 거리를 결정하는 단계; 타겟 패턴과 대상물 평면 간의 결정된 거리에 기초하여 정규화 스펙트럼을 얻는 단계; 정규화된 스펙트럼을 얻기 위해 얻어진 정규화 스펙트럼을 이용하여 타겟 패턴의 스펙트럼을 정규화하는 단계; 및 정규화된 스펙트럼으로부터 파라미터에 관한 값을 결정하는 단계를 포함한다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 기판 상에 디바이스층을 제조하는데 사용되는 리소그래피 공정에 의해 기판 상에 프린트된 타겟 패턴의 파라미터에 관한 값을 결정하도록 스케터로미터를 이용한 검사 방법이 제공되고, 상기 방법은: 기판 대신에 스케터로미터 내의 기준 부재를 이용하여 복수의 정규화 스펙트럼- 이는 여러 가지 상이한 디포커스 값들로 위치된 기준 부재를 이용하여 얻어짐 -을 얻는 단계; 스케터로미터를 이용하여 타겟 패턴에 대한 측정 스펙트럼을 얻는 단계; 측정 스펙트럼이 얻어졌을 때 디포커스 값을 결정하는 단계; 정규화된 스펙트럼을 얻기 위해 결정된 디포커스 값에 대응하는 정규화 스펙트럼을 이용하여 측정 스펙트럼을 정규화하는 단계; 및 정규화된 스펙트럼으로부터 파라미터에 관한 값을 결정하는 단계를 포함한다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 기판 상에 디바이스층을 제조하는데 사용되는 리소그래피 공정에 의해 기판 상에 프린트된 타겟 패턴의 파라미터에 관한 값을 결정하도록 스케터로미터를 이용한 검사 방법이 제공되고, 상기 스케터로미터는 타겟 패턴 상에 제 1 방사선 빔을 지향하고, 타겟 패턴에 의해 반사되거나 분산된 방사선을 수집하며, 이미지 평면 내에 대물 렌즈의 퓨필 평면의 이미지를 형성하도록 제 2 방사선 빔을 투영하기 위해, 대상물 평면 및 퓨필 평면을 갖는 높은-NA 대물 렌즈를 포함한 광학 시스템을 포함하며, 상기 방법은: 기판 대신에 스케터로미터 내의 기준 부재를 이용하여 복수의 정규화 스펙트럼- 이는 여러 가지 상이한 디포커스 값들로 위치된 기준 부재를 이용하여 얻어짐 -을 얻는 단계; 대물 렌즈의 퓨필 평면과 일치하지 않는 위치에서 제 2 빔의 경로 내에 어퍼처 부재- 이는 퓨필 평면의 이미지 내에 어두운 영역을 형성하기 위해 제 2 빔으로 사전설정된 거리를 연장하는 1 이상의 옵스큐어레이션을 정의함 -를 제공하는 단계; 스케터로미터를 이용하여 타겟 패턴에 대한 측정 스펙트럼을 얻는 단계; 각각의 어두운 영역의 방사상 최심점과 퓨필 평면의 이미지의 공칭 중심 간의 방사상 거리를 결정하는 단 계; 결정된 방사선 거리(들)로부터 타겟과 대상물 평면 간의 축거리인 디포커스 값을 결정하는 단계; 정규화된 스펙트럼을 얻기 위해 결정된 디포커스 값에 대응하는 정규화 스펙트럼을 이용하여 측정 스펙트럼을 정규화하는 단계; 및 정규화된 스펙트럼으로부터 파라미터에 관한 값을 결정하는 단계를 포함한다.
도 1은 리소그래피 장치를 개략적으로 도시한다. 상기 장치는: 방사선 빔(B)(예를 들어, UV 방사선 또는 DUV 방사선)을 컨디셔닝(condition)하도록 구성된 조명 시스템(일루미네이터)(IL); 패터닝 디바이스(예를 들어, 마스크)(MA)를 지지하도록 구성되고, 소정 파라미터들에 따라 패터닝 디바이스를 정확히 위치시키도록 구성된 제 1 위치설정기(PM)에 연결된 지지 구조체 또는 패턴 지지체(예를 들어, 마스크 테이블)(MT); 기판(예를 들어, 레지스트-코팅된 웨이퍼)(W)을 유지하도록 구성되고, 소정 파라미터들에 따라 기판을 정확히 위치시키도록 구성된 제 2 위치설정기(PW)에 연결된 기판 테이블(예를 들어, 웨이퍼 테이블)(WT); 및 기판(W)의 (예를 들어, 1 이상의 다이를 포함하는) 타겟부(C) 상으로 패터닝 디바이스(MA)에 의해 방사선 빔(B)에 부여된 패턴을 투영하도록 구성된 투영 시스템(예를 들어, 굴절 투영 렌즈 시스템)(PL)을 포함한다.
조명 시스템은 방사선을 지향, 성형 또는 제어하기 위하여, 굴절, 반사, 자기, 전자기, 정전기 또는 다른 형태의 광학 구성요소들, 또는 여하한의 그 조합과 같은 다양한 형태의 광학 구성요소들을 포함할 수 있다.
지지 구조체는 패터닝 디바이스를 지지, 즉 그 무게를 견딘다. 이는 패터닝 디바이스의 방위, 리소그래피 장치의 디자인, 및 예를 들어 패터닝 디바이스가 진공 환경에서 유지되는지의 여부와 같은 다른 조건들에 의존하는 방식으로 패터닝 디바이스를 유지한다. 지지 구조체는 패터닝 디바이스를 유지하기 위해 기계적, 진공, 정전기, 또는 다른 클램핑 기술들을 이용할 수 있다. 지지 구조체는, 예를 들어 필요에 따라 고정되거나 이동가능할 수 있는 프레임 또는 테이블일 수 있다. 지지 구조체는, 패터닝 디바이스가 예를 들어 투영 시스템에 대해 원하는 위치에 있을 것을 보장할 수 있다. 본 명세서의 "레티클" 또는 "마스크"라는 용어의 어떠한 사용도 "패터닝 디바이스"라는 좀 더 일반적인 용어와 동의어로 간주될 수 있다.
본 명세서에서 사용되는 "패터닝 디바이스"라는 용어는, 기판의 타겟부에 패턴을 생성하기 위해서, 방사선 빔의 단면에 패턴을 부여하는데 사용될 수 있는 여하한의 디바이스를 언급하는 것으로 폭넓게 해석되어야 한다. 방사선 빔에 부여된 패턴은, 예를 들어 상기 패턴이 위상-시프팅 피처(phase-shifting feature)들 또는 소위 어시스트 피처(assist feature)들을 포함하는 경우, 기판의 타겟부 내의 원하는 패턴과 정확히 일치하지 않을 수도 있다는 것을 유의하여야 한다. 일반적으로, 방사선 빔에 부여된 패턴은 집적 회로와 같이 타겟부에 생성될 디바이스 내의 특정 기능 층에 해당할 것이다.
패터닝 디바이스는 투과형 또는 반사형일 수 있다. 패터닝 디바이스의 예로는 마스크, 프로그램가능한 거울 어레이, 및 프로그램가능한 LCD 패널들을 포함한다. 마스크는 리소그래피 분야에서 잘 알려져 있으며, 바이너리(binary)형, 교번 위상-시프트형 및 감쇠 위상-시프트형과 같은 마스크 타입뿐만 아니라, 다양한 하 이브리드(hybrid) 마스크 타입들을 포함한다. 프로그램가능한 거울 어레이의 일 예시는 작은 거울들의 매트릭스 구성을 채택하며, 그 각각은 입사하는 방사선 빔을 상이한 방향으로 반사시키도록 개별적으로 기울어질 수 있다. 기울어진 거울들은 거울 매트릭스에 의해 반사되는 방사선 빔에 패턴을 부여한다.
본 명세서에서 사용되는 "투영 시스템"이라는 용어는, 사용되는 노광 방사선에 대하여, 또는 침지 액체의 사용 또는 진공의 사용과 같은 다른 인자들에 대하여 적절하다면, 굴절, 반사, 카타디옵트릭(catadioptric), 자기, 전자기 및 정전기 광학 시스템, 또는 여하한의 그 조합을 포함하는 여하한의 타입의 투영 시스템을 내포하는 것으로서 폭넓게 해석되어야 한다. 본 명세서의 "투영 렌즈"라는 용어의 어떠한 사용도 "투영 시스템"이라는 좀 더 일반적인 용어와 동의어로 간주될 수 있다.
본 명세서에 도시된 바와 같이, 상기 장치는 (예를 들어, 투과 마스크를 채택하는) 투과형으로 구성된다. 대안적으로, 상기 장치는 (예를 들어, 앞서 언급된 바와 같은 타입의 프로그램가능한 거울 어레이를 채택하거나, 반사 마스크를 채택하는) 반사형으로 구성될 수 있다.
리소그래피 장치는 2 개(듀얼 스테이지) 이상의 기판 테이블 (및/또는 2 이상의 마스크 테이블)을 갖는 형태로 구성될 수 있다. 이러한 "다수 스테이지" 기계에서는 추가 테이블이 병행하여 사용될 수 있으며, 또는 1 이상의 테이블이 노광에 사용되고 있는 동안 1 이상의 다른 테이블에서는 준비작업 단계가 수행될 수 있다.
또한, 리소그래피 장치는 투영 시스템과 기판 사이의 공간을 채우기 위해서, 기판의 전체 또는 일부분이 비교적 높은 굴절률을 갖는 액체, 예컨대 물로 덮일 수 있는 형태로도 구성될 수 있다. 또한, 침지 액체는 리소그래피 장치 내의 다른 공간들, 예를 들어 패터닝 디바이스(예를 들어, 마스크)와 투영 시스템 사이에도 적용될 수 있다. 침지 기술은 투영 시스템의 개구수(numerical aperture)를 증가시키는 기술로 당업계에 잘 알려져 있다. 본 명세서에서 사용되는 "침지"라는 용어는 기판과 같은 구조체가 액체 내에 담그어져야 함을 의미하는 것이라기보다는, 노광시 액체가 투영 시스템과 기판 사이에 놓이기만 하면 된다는 것을 의미한다.
도 1을 참조하면, 일루미네이터(IL)는 방사선 소스(SO)로부터 방사선 빔을 수용한다. 예를 들어, 상기 소스가 엑시머 레이저(excimer laser)인 경우, 상기 소스 및 리소그래피 장치는 별도의 개체일 수 있다. 이러한 경우, 상기 소스는 리소그래피 장치의 일부분을 형성하는 것으로 간주되지 않으며, 상기 방사선 빔은 예를 들어 적절한 지향 거울 및/또는 빔 익스팬더(beam expander)를 포함하는 빔 전달 시스템(BD)의 도움으로, 소스(SO)로부터 일루미네이터(IL)로 통과된다. 다른 경우, 예를 들어 상기 소스가 수은 램프인 경우, 상기 소스는 리소그래피 장치의 통합부일 수 있다. 상기 소스(SO) 및 일루미네이터(IL)는, 필요에 따라 빔 전달 시스템(BD)과 함께 방사선 시스템이라고 칭해질 수 있다.
상기 일루미네이터(IL)는 방사선 빔의 각도 세기 분포를 조정하는 조정기(AD)를 포함할 수 있다. 일반적으로, 일루미네이터의 퓨필 평면 내의 세기 분포의 적어도 외반경 및/또는 내반경 크기(통상적으로, 각각 외측-σ 및 내측-σ라 함)가 조정될 수 있다. 또한, 일루미네이터(IL)는 인티그레이터(IN) 및 콘덴서(CO) 와 같이, 다양한 다른 구성요소들을 포함할 수도 있다. 일루미네이터는 방사선 빔의 단면에 원하는 균일성(uniformity) 및 세기 분포를 갖기 위해, 방사선 빔을 컨디셔닝하는데 사용될 수 있다.
상기 방사선 빔(B)은 지지 구조체(예를 들어, 마스크 테이블)(MT) 상에 유지되어 있는 패터닝 디바이스(예를 들어, 마스크)(MA) 상에 입사되며, 패터닝 디바이스에 의해 패터닝된다. 상기 패터닝 디바이스(예를 들어, 마스크)(MA)를 가로질렀으면, 상기 방사선 빔(B)은 투영 시스템(PL)을 통과하여 기판(W)의 타겟부(C) 상에 상기 빔을 포커스한다. 제 2 위치설정기(PW) 및 위치 센서(IF)(예를 들어, 간섭계 디바이스, 리니어 인코더, 2-D 인코더 또는 용량성 센서)의 도움으로, 기판 테이블(WT)은 예를 들어 방사선 빔(B)의 경로 내에 상이한 타겟부(C)들을 위치시키도록 정확하게 이동될 수 있다. 이와 유사하게, 제 1 위치설정기(PM) 및 또 다른 위치 센서(도 1에 명확히 도시되지 않음)는, 예를 들어 마스크 라이브러리(mask library)로부터의 기계적인 회수 후에, 또는 스캔하는 동안, 방사선 빔(B)의 경로에 대해 패터닝 디바이스(예를 들어, 마스크)(MA)를 정확히 위치시키는데 사용될 수 있다. 일반적으로, 마스크 테이블(MT)의 이동은, 장-행정 모듈(long-stroke module: 개략 위치설정) 및 단-행정 모듈(short-stroke module: 미세 위치설정)의 도움으로 실현될 수 있으며, 이는 제 1 위치설정기(PM)의 일부분을 형성한다. 이와 유사하게, 기판 테이블(WT)의 이동은 장-행정 모듈 및 단-행정 모듈을 이용하여 실현될 수 있으며, 이는 제 2 위치설정기(PW)의 일부분을 형성한다. (스캐너와는 대조적으로) 스테퍼의 경우, 지지 구조체(예를 들어, 마스크 테이블)(MT)는 단-행정 액추에이터에만 연결되거나 고정될 수 있다. 패터닝 디바이스(예를 들어, 마스크)(MA) 및 기판(W)은 마스크 정렬 마크들(M1 및 M2) 및 기판 정렬 마크들(P1 및 P2)을 이용하여 정렬될 수 있다. 비록, 예시된 기판 정렬 마크들은 지정된(dedicated) 타겟부들을 차지하고 있지만, 그들은 타겟부들 사이의 공간들 내에 위치될 수도 있다[이들은 스크라이브-레인 정렬 마크(scribe-lane alignment mark)들로 알려져 있다]. 이와 유사하게, 패터닝 디바이스(예를 들어, 마스크)(MA) 상에 1 이상의 다이가 제공되는 상황들에서, 마스크 정렬 마크들은 다이들 사이에 위치될 수 있다.
도시된 장치는 다음 모드들 중 1 이상에서 사용될 수 있다:
1. 스텝 모드에서, 지지 구조체 또는 패턴 지지체(예를 들어, 마스크 테이블)(MT) 및 기판 테이블(WT)은 기본적으로 정지 상태로 유지되는 한편, 방사선 빔에 부여되는 전체 패턴은 한번에 타겟부(C) 상에 투영된다[즉, 단일 정적 노광(single static exposure)]. 그 후, 기판 테이블(WT)은 상이한 타겟부(C)가 노광될 수 있도록 X 및/또는 Y 방향으로 시프트된다. 스텝 모드에서 노광 필드의 최대 크기는, 단일 정적 노광시에 이미징되는 타겟부(C)의 크기를 제한한다.
2. 스캔 모드에서, 지지 구조체 또는 패턴 지지체(예를 들어, 마스크 테이블)(MT) 및 기판 테이블(WT)은 방사선 빔에 부여된 패턴이 타겟부(C) 상에 투영되는 동안에 동기적으로 스캐닝된다[즉, 단일 동적 노광(single dynamic exposure)]. 지지 구조체(예를 들어, 마스크 테이블)(MT)에 대한 기판 테이블(WT)의 속도 및 방향은 투영 시스템(PL)의 확대(축소) 및 이미지 반전 특성에 의하여 결정될 수 있 다. 스캔 모드에서, 노광 필드의 최대 크기는 단일 동적 노광시 타겟부의 (스캐닝 되지 않는 방향으로의) 폭을 제한하는 반면, 스캐닝 동작의 길이는 타겟부의 (스캐닝 방향으로의) 높이를 결정한다.
3. 또 다른 모드에서, 지지 구조체(예를 들어, 마스크 테이블)(MT)는 프로그램가능한 패터닝 디바이스를 유지하여 기본적으로 정지된 상태로 유지되며, 방사선 빔에 부여된 패턴이 타겟부(C) 상에 투영되는 동안 기판 테이블(WT)이 이동되거나 스캐닝된다. 이 모드에서는, 일반적으로 펄스화된 방사선 소스(pulsed radiation source)가 채택되며, 프로그램가능한 패터닝 디바이스는 기판 테이블(WT)이 각각 이동한 후, 또는 스캔 중에 계속되는 방사선 펄스 사이사이에 필요에 따라 업데이트된다. 이 작동 모드는 앞서 언급된 바와 같은 타입의 프로그램가능한 거울 어레이와 같은 프로그램가능한 패터닝 디바이스를 이용하는 마스크없는 리소그래피(maskless lithography)에 용이하게 적용될 수 있다.
또한, 상술된 사용 모드들의 조합 및/또는 변형, 또는 완전히 다른 사용 모드들이 채택될 수도 있다.
도 2에 나타낸 바와 같이, 리소그래피 장치(LA)는 때때로 리소셀(lithocell) 또는 클러스터(cluster)라고도 칭하는 리소그래피 셀(LC)의 일부분을 형성하며, 이는 기판 상에 전노광(pre-exposure) 및 후노광(post-exposure) 공정들을 수행하는 장치를 포함한다. 통상적으로, 이들은 레지스트 층들을 증착시키는 스핀 코터(spin coater: SC), 노광된 레지스트를 현상하는 디벨로퍼(developer: DE), 칠 플레이트(chill plate: CH) 및 베이크 플레이트(bake plate: BK)를 포함한다. 기판 핸들 러 또는 로봇(RO)은 입력/출력 포트들(I/O1, I/O2)로부터 기판들을 집어올리고, 상기 기판들을 상이한 공정 장치들 사이로 이동시킨 후, 리소그래피 장치의 로딩 베이(loading bay: LB)로 전달한다. 흔히, 집합적으로 트랙이라고도 하는 이러한 디바이스들은 리소그래피 제어 유닛(LACU)을 통해 리소그래피 장치를 제어하는 감독 제어 시스템(supervisory control system: SCS)에 의해 자체 제어되는 트랙 제어 유닛(TCU)의 제어를 받는다. 따라서, 스루풋과 처리 효율성을 최대화하기 위해 상이한 장치가 작동될 수 있다.
리소그래피 장치에 의해 노광되는 기판들이 올바르고 일관성있게(consistently) 노광되기 위해서는, 후속한 층들 간의 오버레이 오차, 라인 두께, 임계 치수(CD) 등과 같은 특성들을 측정하도록 노광된 기판들을 검사하는 것이 바람직하다. 오차가 검출되는 경우, 특히 검사가 동일한 뱃치(batch)의 다른 기판이 여전히 노광되도록 충분히 빠르게 행해질 수 있는 경우, 후속한 기판들의 노광에 대해 조정이 수행될 수 있다. 또한, 이미 노광된 기판은 벗겨져서(strip), - 산출량을 개선하도록 - 재가공(rework)되거나 결점이 있다고 알려진 기판 상에 노광을 수행하는 것을 회피하도록 버려질 수 있다. 기판의 몇몇 타겟부들에만 결점이 있는 경우, 양호한 타겟부들 상에만 또 다른 노광이 수행될 수 있다.
검사 장치는 기판의 특성들을 결정하는데 사용되며, 특히 상이한 기판들 또는 동일한 기판의 상이한 층들의 특성들이 층에서 층으로 어떻게 변하는지를 결정하는데 사용된다. 검사 장치는 리소그래피 장치(LA) 또는 리소셀(LC)에 통합될 수 있으며, 또는 독립형 디바이스(stand-alone device)일 수 있다. 가장 신속한 측정 들을 가능하게 하기 위해, 검사 장치는 노광 직후에 노광된 레지스트 층에서 특성들을 측정하는 것이 바람직하다. 하지만, 레지스트 내의 잠상(latent image)은 매우 낮은 콘트라스트(contrast)를 갖고 - 방사선에 노광된 레지스트의 부분과 노광되지 않은 레지스트의 부분 간의 굴절률에 있어서 매우 작은 차이만 존재하고 - 모든 검사 장치가 잠상의 유용한 측정들을 수행하기에 충분한 감도를 갖는 것은 아니다. 그러므로, 측정들은 통상적으로 노광된 기판 상에서 수행되는 제 1 단계이고, 레지스트의 노광된 부분과 노광되지 않은 부분 간의 콘트라스트를 증가시키는 후노광 베이크 단계(PEB) 이후에 수행될 수 있다. 이 단계에서, 레지스트 내의 이미지는 반-잠재(semi-latent)라고 언급될 수 있다. 또한, 현상된 레지스트 이미지의 측정들을 수행하는 것이 가능하고 - 이때, 레지스트의 노광된 부분 또는 노광되지 않은 부분 중 하나는 제거되었음 - 또는 에칭과 같은 패턴 전사 단계 이후에 수행하는 것이 가능하다. 후자의 가능성은 결점이 있는 기판의 재가공에 대한 가능성을 제한하지만, 여전히 유용한 정보를 제공할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 스케터로미터(SM2)가 도 3에 도시된다. 이 디바이스에서, 방사선 소스 유닛(2)에 의해 방출된 방사선은 렌즈 시스템(12)를 이용하여 편광기(17)를 통해 시준(collimate)되고, 부분 반사면(partially reflected surface: 16)에 의해 반사되며, 바람직하게는 0.9 이상이고 더 바람직하게는 0.95 이상인 높은 개구수(NA)를 갖는 현미경 대물 렌즈(15)를 통해 기판(W) 상으로 포커스된다. 침지 스케터로미터는, 심지어 개구수가 1이 넘는 렌즈를 구비할 수도 있다. 그 후, 반사된 방사선은 산란 스펙트럼(scatter spectrum)이 검출되게 하기 위 해서, 부분 반사면(16)을 통해 검출기(18)로 전달된다. 검출기는 렌즈 시스템(15)의 초점 길이에 존재하는 역-투영(back-projected)된 퓨필 평면(11) 내에 위치될 수 있지만, 그 대신에 퓨필 평면이 보조 광학기(도시되지 않음)를 이용하여 검출기(18) 상에 재-이미징(re-image)될 수도 있다. 퓨필 평면은, 방사선의 방사상 위치가 입사각을 정의하고 각도 위치가 방사선의 방위각(azimuth angle)을 정의하는 평면이다. 검출기는 기판 타겟의 2-차원 각도 산란 스펙트럼이 측정될 수 있도록 2-차원 검출기인 것이 바람직하다. 검출기(18)는, 예를 들어 CCD 또는 CMOS 센서들의 어레이일 수 있으며, 예를 들어 프레임당 40 밀리초(millisecond)의 적분 시간(integration time)을 이용할 수 있다.
예를 들어, 입사 방사선의 세기를 측정하기 위해 기준 빔이 흔히 사용된다. 이를 위해, 방사선 빔이 빔 스플리터(16) 상에 입사하는 경우, 그 일부분이 빔 스플리터를 통해 기준 빔으로서 기준 거울(14)을 향하여 전달된다. 그 후, 기준 빔은 동일한 검출기(18)의 상이한 부분 상으로 투영된다.
검출기(18)는 단파장(또는 협파장 범위)에서의 산란광(scattered light)의 세기, 다수 파장들에서의 별도 세기, 또는 파장 범위에 걸쳐 통합된 세기를 측정할 수 있다. 또한, 검출기는 횡자기(transverse magnetic)-편광 및 횡전기(transverse electric)-편광의 세기, 및/또는 횡자기-편광 및 횡전기-편광 방사선 간의 위상차를 별도로 측정할 수 있다.
기판(W) 상의 타겟은 현상 이후에 바아(bar)들이 실선의 레지스트 라인들로 형성되도록 프린트되는 격자일 수 있다. 대안적으로, 상기 바아들은 기판 안으로 에칭될 수 있다. 이 패턴은 리소그래피 투영 장치, 특히 투영 시스템(PL) 내의 수차(aberration)에 민감하며, 이러한 수차들의 존재 및 조명 대칭성은 프린트된 격자의 변동 안에서 수차들을 나타낼 것이다. 따라서, 상기 격자들을 재구성하기 위해 프린트된 타겟 패턴의 스케터로미터 데이터가 사용된다. 프린팅 단계 및/또는 다른 스케터로미터 공정들의 정보로부터, 라인 폭들 및 형상들과 같은 격자의 파라미터들이 처리 유닛(PU)에 의해 수행되는 재구성 공정에 입력될 수 있다. 기판 상의 구조체들의 다른 파라미터들 또는 그것들을 생성하는데 사용된 공정들을 측정하기 위해 다른 형태의 타겟이 사용될 수 있다.
본 발명자는, 각도 분해된 스케터로미터에서 잔여 디포커스로 인한 측정 오차들이 스케터로미터의 측정 브랜치(즉, 타겟으로부터 검출기로의 광학 경로) 내의 광학 요소들의 먼지 및/또는 결함들에 의해 야기될 수 있다고 결정하였다. 특히, 먼지 및 결함들로 인한 기록 스펙트럼들(recorded spectra)의 오차들은 퓨필 평면의 외측 에지를 향해 증가하며, 여기에서 흔히 측정들에 사용된 정보의 대부분이 발견된다. 이 문제점을 설명하기 위해, 본 실시예는 새로운 포커스 오차 검출 구성을 채택하며, 차례로 아래에서 설명되는 새로운 오차 보상 방법을 채택한다. 포커스 오차 검출 구성 및 포커스 오차 보상 방법은 유리하게 독립적으로 사용될 수 있지만, 그것들이 함께 사용되는 경우에 특히 유익한 효과를 얻게 된다.
본 발명의 실시예에서의 포커스 오차 검출을 위해, 퓨필 평면으로부터 광학적으로 떨어진 위치, 예를 들어 센서 상에 퓨필 평면을 재-이미징하는 광학기 이후의 측정 브랜치 내에 특정 어퍼처 부재(19)가 배치된다. 어퍼처 부재(19)는 렌즈 시스템의 퓨필 평면과 일치하지 않는 위치의 방사선 빔 경로 내에 위치된다. 어퍼처 부재가 도 4에 도시되어 있으며, 공칭 퓨필 직경보다 큰 직경을 갖는 중심 투명 구역(central transparent region: 20)을 갖는다. 검출기(18)에 의해 기록된 퓨필 이미지에서 보이도록 1 이상의 옵스큐어레이션(21)이 안쪽으로 돌출된다. 바람직한 실시예에서, 옵스큐어레이션들은 실질적으로 불투명하지만, 그것들이 검출기 상에 분간할 수 있는 그림자를 형성할 정도로 불투명하기만 하면 부분적으로 투과될 수 있다. 도면에서는, 4 개의 삼각형 옵스큐어레이션이 약 +/-45° 및 약 +/-135°의 방위각들로 도시되지만, 옵스큐어레이션들은 삼각형일 필요가 없으며 이 위치들에 있을 필요도 없다. 그것들이 퓨필 이미지 내에 보이고 이미지의 위치가 검출가능하게 디포커스와 함께 변한다는 것 이외에, 단지 옵스큐어레이션의 형상 및 위치에 대한 요건들은 퓨필 이미지 내의 유용한 정보를 너무 많이 가리지 않는다는 것이다. 특히 바람직한 옵스큐어레이션의 형태는, 격자가 검출기 상에 형성되도록 퓨필의 에지에 대한 접면(tangent) 또는 퓨필의 에지에 평행한 라인들 또는 아크들의 세트이다. 이 격자에서의 방사상 시프트들은 위상 격자를 형성하는 이미지에 대한 그림자의 이미지를 비교함으로써 매우 정확하게 측정될 수 있다. 다수의 방위각으로 배치된 옵스큐어레이션들은 다른 측정들에 의해 디포커스의 측정으로부터 경사 효과(tilt effect)들을 제거하게 한다. 평균하여 오차들을 감소시키게 하기 위해 추가 옵스큐어레이션들이 유용하다. 어퍼처 부재에는 빔 경로로부터 선택적으로 제거될 수 있도록 액추에이터(도시되지 않음)가 제공될 수 있다.
도 5는 검출기(18) 상에서의 어퍼처(19)의 이미지를 나타낸다. 옵스큐어레이 션(21)들의 이미지는 흐릿해지고(blur), 그 단부(end)들의 방사상 위치(r) 또는 각각의 이미지 상의 분간가능한 또 다른 지점이 측정되는 기판 또는 기준의 디포커스량에 의존한다. 거리(r)는 처리 유닛(PU)에 의해 실행된 이미지 인식 알고리즘에 의해 결정될 수 있다. 적절한 캘리브레이션에 의해, 예를 들어 r과 디포커스 간의 관계가 얻어질 수 있다. 디포커스 값을 결정하였으면, 예를 들어 측정되는 기판 또는 기준의 위치를 조정함으로써 적절한 보정들이 수행될 수 있다. 앞서 설명된 디포커스를 결정하는 방법은, 정확하며 스루풋의 손실이 없도록 신속하게 수행될 수 있다는 장점들을 갖는다. 또한, 디포커스 값들이 모든 데이터 에이징 이슈(data aging issue)들을 회피하여 파라미터 측정들과 정확히 동시에 일어나도록, 디포커스의 측정은 타겟에 대한 측정들을 수행하기 위해 캡처된 퓨필 평면의 이미지로부터 오프라인(off-line)으로 얻어질 수 있다.
이제 도 6을 참조하여, 디포커스 오차들을 보상하는 새로운 방법을 설명할 것이다. 제 1 절차(S1)는, 사용 중에 일어날 것으로 예상되는 여러 가지 다른 디포커스 값들- 음 및 양 모두 -로 블랭크 기준(blank fiducial)[예를 들어, 낮은 표면 거칠기(low surface roughness)를 갖는 알루미늄 플레이트]의 이미지들의 세트를 캡처하는 것이다. 이는 필요에 따라 기준을 위아래로 이동시킴으로써 행해질 수 있다. 예를 들어, 스루풋의 손실 없이 기판을 교환하는 동안, 또는 로트(lot)들 사이에 필요한 수의 이미지들이 캡처될 수 있다. 광학 시스템의 안정성에 따라, 그렇게 자주 이미지들의 세트를 캡처할 필요가 없을 수 있다. 다수 파장들 및/또는 편광 상태들이 측정 스펙트럼들을 캡처하는데 사용될 경우, 최대 정확성으로 각각의 파 장 및/또는 편광 상태에 대해 정규화 스펙트럼들의 세트가 얻어진다. 캡처된 이미지들 및 관련 디포커스 값들은 나중 사용을 위해 정규화 스펙트럼들의 세트로서 데이터베이스 내에 저장된다. 이미지들이 캡처되었던 것들 사이의 디포커스 값들에 대한 이미지들은 사전에, 또는 사용할 때 보간(interpolate)될 수 있다. 정규화 스펙트럼들은 광학 시스템의 측정 브랜치 내에서의 먼지 및/또는 결함들의 효과를 측정한다.
그 파라미터가 결정될 타겟이 측정 이미지 또는 스펙트럼들을 얻기 위해 종래의 방식으로 절차 S2에서 측정된다. 해당 파라미터를 얻기 위해 측정 스펙트럼들을 처리하기 이전에, 예를 들어 앞서 설명된 어퍼처(19)를 이용한 방법에 의해 측정시 디포커스 값들이 결정된다(S3). 그 다음, 절차 S4에서 적절한 정규화 스펙트럼이 데이터베이스로부터 얻어지거나, 저장된 스펙트럼들로부터 보간된다. 절차 S5에서, 정규화된 스펙트럼을 얻기 위해 측정 스펙트럼들이 선택되거나 계산된 정규화 스펙트럼으로 나누어진다. 절차 S6에서, 정규화된 스펙트럼들이 해당 파라미터를 결정하도록 처리된다. 이는 당업자에게 알려져 있는 RCWA(rigorous coupled wave analysis), 사전측정되거나 시뮬레이션된 스펙트럼들의 라이브러리 탐색, 반복 방법들 또는 PCA(principal component analysis)와 같은 여하한의 적절한 방식으로 행해질 수 있다. 그 후, 필요할 때마다 절차들(S2 내지 S6)이 반복되는 경우에 측정할 타겟들이 더 존재하는지를 결정한다(S7). 일반적으로 절차 S1에서, 다수 디포커스 값들에서의 기준의 측정은 기판 또는 브랜치 당 한번만 반복되며, 많은 경우 하루에 한번 또는 덜 빈번하여도 충분할 것이다. 하지만, 여하한의 이유로 디 포커스 오차들이 매우 짧은 시간 스케일에 걸쳐 변하는 경우, 각각의 측정 타겟에 대해 절차 S1이 반복될 수 있다.
디포커스를 보상하는 앞선 방법이 앞서 설명된 디포커스를 결정하는 방법과 조합되는 경우의 특별한 장점은, 절차 S3이 측정을 위해 캡처된 이미지로부터 수행될 수 있으며, 그러한 절차들(S3 내지 S6)이 모두 오프라인으로, 및/또는 다른 타겟들로부터의 스펙트럼들의 획득과 병행하여 수행될 수 있으므로, 스루풋의 손실이 없다는 것이다. 잔여 디포커스가 앞서 설명된 방법에 의해 보상될 수 있다는 사실은, 대상물 렌즈에 대해 기판의 위치를 조정하는 단계와 같은 추가 절차들이 이미지 캡처시 수행될 필요가 없다는 것을 의미한다.
본 명세서에서는, IC 제조에 있어서 리소그래피 장치의 특정 사용예에 대하여 언급되지만, 본 명세서에 서술된 리소그래피 장치는 집적 광학 시스템, 자기 도메인 메모리용 안내 및 검출 패턴, 평판 디스플레이(flat-panel display), 액정 디스플레이(LCD), 박막 자기 헤드 등의 제조와 같이 다른 적용예들을 가질 수도 있음을 이해하여야 한다. 당업자라면, 이러한 대안적인 적용예와 관련하여, 본 명세서의 "웨이퍼" 또는 "다이"라는 용어의 어떠한 사용도 각각 "기판" 또는 "타겟부"라는 좀 더 일반적인 용어와 동의어로 간주될 수도 있음을 이해할 것이다. 본 명세서에서 언급되는 기판은 노광 전후에, 예를 들어 트랙(전형적으로, 기판에 레지스트 층을 도포하고 노광된 레지스트를 현상하는 툴), 메트롤로지 툴 및/또는 검사 툴에서 처리될 수 있다. 적용가능하다면, 이러한 기판 처리 툴과 다른 기판 처리 툴에 본 명세서의 기재 내용이 적용될 수 있다. 또한, 예를 들어 다층 IC를 생성하기 위 하여 기판이 한번 이상 처리될 수 있으므로, 본 명세서에 사용되는 기판이라는 용어는 이미 여러번 처리된 층들을 포함한 기판을 칭할 수도 있다.
이상, 광학 리소그래피와 관련하여 본 발명의 실시예들의 특정 사용예를 언급하였지만, 본 발명은 다른 적용예들, 예를 들어 임프린트 리소그래피에 사용될 수 있으며, 본 명세서가 허용한다면 광학 리소그래피로 제한되지 않는다는 것을 이해할 것이다. 임프린트 리소그래피에서, 패터닝 디바이스 내의 토포그래피(topography)는 기판 상에 생성된 패턴을 정의한다. 패터닝 디바이스의 토포그래피는 전자기 방사선, 열, 압력 또는 그 조합을 인가함으로써 레지스트가 경화되는 기판에 공급된 레지스트 층으로 가압될 수 있다. 패터닝 디바이스는 레지스트가 경화된 후에 그 안에 패턴을 남기는 레지스트로부터 이동된다.
본 명세서에서 사용된 "방사선" 및 "빔"이라는 용어는 (예를 들어, 365, 355, 248, 193, 157 또는 126 nm, 또는 그 정도의 파장을 갖는) 자외(UV)방사선 및 (예를 들어, 5 내지 20 nm 범위 내의 파장을 갖는) 극자외(EUV)방사선뿐만 아니라, 이온 빔 또는 전자 빔과 같은 입자 빔을 포함하는 모든 형태의 전자기 방사선을 포괄한다.
본 명세서가 허용하는 "렌즈"라는 용어는, 굴절, 반사, 자기, 전자기 및 정전기 광학 구성요소들을 포함하는 다양한 형태의 광학 구성요소들 중 어느 하나 또는 그 조합으로 언급될 수 있다.
이상, 본 발명의 특정 실시예가 설명되었지만 본 발명은 설명된 것과 다르게 실시될 수 있다는 것을 이해할 것이다. 예를 들어, 본 발명은 앞서 개시된 바와 같 은 방법을 구현하는 기계-판독가능한 명령어의 1 이상의 시퀀스를 포함하는 컴퓨터 프로그램, 또는 이러한 컴퓨터 프로그램이 저장되어 있는 데이터 저장 매체(예를 들어, 반도체 메모리, 자기 또는 광학 디스크)의 형태를 취할 수 있다.
상기 서술내용은 예시를 위한 것이지, 제한하려는 것이 아니다. 따라서, 당업자라면 아래에 설명되는 청구항들의 범위를 벗어나지 않고 서술된 본 발명에 대한 변형예가 행해질 수도 있음을 이해할 것이다.
이하 대응하는 참조 부호들이 대응하는 부분들을 나타내는 첨부된 개략적인 도면들을 참조하여, 단지 예시의 방식으로만 본 발명의 실시예들을 설명할 것이다:
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 리소그래피 장치를 도시하는 도면;
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 리소그래피 셀 또는 클러스터를 도시하는 도면;
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 스케터로미터를 도시하는 도면;
도 4는 어퍼처 플레이트(aperture plate)를 도시하는 도면;
도 5는 도 3의 스케터로미터의 검출기 내의 도 4의 어퍼처 플레이트의 이미지를 도시하는 도면; 및
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 방법의 절차들을 도시한 흐름도이다.
Claims (19)
- 기판 상에 디바이스층을 제조하는데 사용되는 리소그래피 공정에 의해 기판 상에 프린트된 타겟 패턴의 파라미터에 관한 값을 결정하도록 구성된 각도 분해된 스케터로미터(angularly resolved scatterometer)에 있어서:대상물 평면 및 퓨필 평면을 포함한 대물 렌즈를 포함한 광학 시스템- 상기 광학 시스템은 상기 타겟 패턴 상에 제 1 방사선 빔을 지향하고, 상기 타겟 패턴에 의해 반사되거나 분산된 방사선을 수집(collect)하며, 이미지 평면 내에 상기 대물 렌즈의 퓨필 평면의 이미지를 형성하기 위해 제 2 방사선 빔을 투영하도록 구성됨 -;상기 이미지 평면 내에 위치되고, 그 위에 입사하는 방사선을 스케터로미터 스펙트럼들로 전환하도록 구성된 검출기; 및상기 대물 렌즈의 퓨필 평면과 일치(congruent)하지 않는 위치에서 상기 제 2 방사선 빔의 경로 내에 위치된 어퍼처 부재(aperture member)- 상기 어퍼처 부재는 상기 퓨필 평면의 이미지 내에 어두운 영역(dark area)을 형성하기 위해 상기 제 2 방사선 빔으로 사전설정된 거리를 연장하는 1 이상의 옵스큐어레이션(obscuration)을 정의함 -를 포함하여 이루어지는 각도 분해된 스케터로미터 장치.
- 제 1 항에 있어서,상기 어퍼처 부재는 복수의 옵스큐어레이션을 정의하는 것을 특징으로 하는 각도 분해된 스케터로미터 장치.
- 청구항 3은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.제 2 항에 있어서,상기 어퍼처 부재는 4 개의 옵스큐어레이션을 정의하는 것을 특징으로 하는 각도 분해된 스케터로미터 장치.
- 청구항 4은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.제 2 항에 있어서,상기 각각의 옵스큐어레이션들은 상기 제 2 방사선 빔으로 동일한 거리를 연장하는 것을 특징으로 하는 각도 분해된 스케터로미터 장치.
- 청구항 5은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.제 2 항에 있어서,상기 복수의 옵스큐어레이션들은 방위각으로(azimuthally) 균등하게 배치되는 것을 특징으로 하는 각도 분해된 스케터로미터 장치.
- 제 1 항에 있어서,상기 각각의 어두운 영역의 방사상 최심점(radially innermost point)과 상기 퓨필 평면의 이미지의 공칭(nominal) 중심 간의 거리를 계산하도록 구성된 처리 유닛을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 각도 분해된 스케터로미터 장치.
- 청구항 7은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.상기 처리 유닛은 상기 계산된 거리(들)로부터 상기 타겟 패턴과 상기 대상물 평면 간의 거리를 계산하도록 더 구성되는 것을 특징으로 하는 각도 분해된 스케터로미터 장치.
- 제 1 항에 있어서,상기 옵스큐어레이션은 그 위의 가장 가까운 지점에서 상기 퓨필 평면의 에지에 대한 접면(tangent) 또는 상기 퓨필 평면의 에지에 평행인 라인들 또는 평행 아크들의 세트를 포함하는 것을 특징으로 하는 각도 분해된 스케터로미터 장치.
- 제 1 항에 있어서,상기 대물 렌즈는 0.9 이상의 NA를 갖는 것을 특징으로 하는 각도 분해된 스케터로미터 장치.
- 기판 상에 디바이스층을 제조하는데 사용되는 리소그래피 공정에 의해 기판 상에 프린트된 타겟 패턴의 파라미터에 관한 값을 결정하는 검사 방법에 있어서:상기 타겟 패턴 상에 제 1 방사선 빔을 지향하고, 상기 타겟 패턴에 의해 반사되거나 분산된 방사선을 수집하며, 이미지 평면 내에 대물 렌즈의 퓨필 평면의 이미지를 형성하도록 제 2 방사선 빔을 투영하기 위해, 대상물 평면 및 퓨필 평면을 포함한 대물 렌즈를 포함한 광학 시스템을 이용하는 단계;상기 대물 렌즈의 퓨필 평면과 일치하지 않는 위치에서 상기 제 2 방사선 빔의 경로 내에 어퍼처 부재- 상기 어퍼처 부재는 상기 퓨필 평면의 이미지 내에 어두운 영역을 형성하기 위해 상기 제 2 방사선 빔으로 사전설정된 거리를 연장하는 1 이상의 옵스큐어레이션을 정의함 -를 제공하는 단계;상기 각각의 어두운 영역의 방사상 최심점과 상기 퓨필 평면의 이미지의 공칭 중심 간의 방사상 거리(radial distance)를 결정하는 단계; 및상기 결정된 방사선 거리(들)로부터 상기 타겟과 상기 대상물 평면 간의 축거리(axial distance)를 결정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 검사 방법.
- 제 10 항에 있어서,상기 방사상 거리를 결정하는 단계 및 상기 축거리를 결정하는 단계와 병행하여, 제 2 타겟 패턴 상으로 상기 제 1 방사선 빔을 지향하고, 상기 타겟 패턴에 의해 반사되거나 분산된 방사선을 수집하며, 이미지 평면 내에 상기 대물 렌즈의 퓨필 평면의 이미지를 형성하도록 상기 제 2 방사선 빔을 투영하는 광학 시스템을 이용하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 검사 방법.
- 기판 상에 디바이스층을 제조하는데 사용되는 리소그래피 공정에 의해 기판 상에 프린트된 타겟 패턴의 파라미터에 관한 값을 결정하는 검사 방법에 있어서:기준 부재(reference member) 상에 제 1 방사선 빔을 지향하고, 상기 기준 부재에 의해 반사되거나 분산된 방사선을 수집하며, 이미지 평면 내에 대물 렌즈의 퓨필 평면의 이미지를 형성하도록 제 2 방사선 빔을 투영하기 위해, 대상물 평면 및 퓨필 평면을 포함한 대물 렌즈를 포함한 광학 시스템을 이용하는 단계;상기 대상물 평면으로부터 상이한 거리들을 갖는 복수의 위치들에 상기 기준 부재를 위치시키기 위해 상기 대상물 평면에 실질적으로 수직인 방향으로 상기 기준 부재 및 상기 광학 시스템을 상대적으로 이동시키는 단계;상기 기준 부재가 상기 복수의 위치들 각각에 위치되는 경우, 상기 기준 부재의 스케터로미터 스펙트럼들을 캡처(capture)하는 단계;복수의 정규화 스펙트럼들(normalization spectra)로서 상기 기준 부재의 스케터로미터 스펙트럼들을 저장하는 단계;상기 타겟 패턴 상에 상기 제 1 방사선 빔을 지향하고, 상기 타겟 패턴에 의해 반사되거나 분산된 방사선을 수집하며, 이미지 평면 내에 상기 대물 렌즈의 퓨필 평면의 이미지를 형성하도록 제 2 방사선 빔을 투영하기 위해 상기 광학 시스템을 이용하는 단계;상기 타겟 패턴의 스케터로미터 스펙트럼들을 캡처하는 단계;상기 타겟 패턴과 상기 대상물 평면 간의 거리를 결정하는 단계;상기 타겟 패턴과 상기 대상물 평면 간의 결정된 거리에 기초하여 정규화 스펙트럼을 얻는 단계;정규화된(normalized) 스펙트럼을 얻기 위해 상기 얻어진 정규화 스펙트럼을 이용하여 상기 타겟 패턴의 스펙트럼을 정규화하는 단계; 및상기 정규화된 스펙트럼으로부터 상기 파라미터에 관한 값을 결정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 검사 방법.
- 제 12 항에 있어서,상기 정규화 스펙트럼을 얻는 단계는 상기 저장된 정규화 스펙트럼들 중 하나를 선택하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 검사 방법.
- 제 12 항에 있어서,상기 정규화 스펙트럼을 얻는 단계는 상기 복수의 저장된 정규화 스펙트럼들 사이에서 보간(interpolate)하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 검사 방법.
- 제 12 항에 있어서,상기 복수의 위치들은, 상기 기준 부재가 상기 광학 시스템과 상기 대상물 평면 사이에 있는 1 이상의 위치 및 상기 기준 부재가 상기 광학 시스템과 다른 측면의 대상물 평면 상에 있는 1 이상의 위치를 포함하는 것을 특징으로 하는 검사 방법.
- 기판 상에 디바이스층을 제조하는데 사용되는 리소그래피 공정에 의해 기판 상에 프린트된 타겟 패턴의 파라미터에 관한 값을 결정하도록 스케터로미터를 이용한 검사 방법에 있어서:상기 기판 대신에 상기 스케터로미터 내의 기준 부재를 이용하여 복수의 정 규화 스펙트럼- 상기 정규화 스펙트럼들은 여러 가지 상이한 디포커스 값들로 위치된 상기 기준 부재를 이용하여 얻어짐 -을 얻는 단계;상기 스케터로미터를 이용하여 상기 타겟 패턴에 대한 측정 스펙트럼을 얻는 단계;상기 측정 스펙트럼이 얻어졌을 때 디포커스 값을 결정하는 단계;정규화된 스펙트럼을 얻기 위해 상기 결정된 디포커스 값에 대응하는 정규화 스펙트럼을 이용하여 상기 측정 스펙트럼을 정규화하는 단계; 및상기 정규화된 스펙트럼으로부터 상기 파라미터에 관한 값을 결정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 검사 방법.
- 제 16 항에 있어서,상기 복수의 정규화 스펙트럼들을 얻는 단계를 반복하기 이전에, 상기 측정 스펙트럼을 얻는 단계를 반복하는 단계, 상기 디포커스 값을 결정하는 단계, 상기 측정 스펙트럼을 정규화하는 단계, 및 복수의 타겟 패턴들에 대한 파라미터에 관한 값을 결정하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 검사 방법.
- 제 17 항에 있어서,상기 반복되는 측정 스펙트럼을 얻는 단계는 상기 디포커스 값을 결정하는 단계, 상기 측정 스펙트럼을 정규화하는 단계, 및 이전 타겟 패턴들에 대한 파라미터에 관한 값을 결정하는 단계와 병행하여 수행되는 것을 특징으로 하는 검사 방 법.
- 기판 상에 디바이스층을 제조하는데 사용되는 리소그래피 공정에 의해 기판 상에 프린트된 타겟 패턴의 파라미터에 관한 값을 결정하도록 스케터로미터를 이용한 검사 방법에 있어서:상기 스케터로미터는 상기 타겟 패턴 상에 제 1 방사선 빔을 지향하고, 상기 타겟 패턴에 의해 반사되거나 분산된 방사선을 수집하며, 이미지 평면 내에 대물 렌즈의 퓨필 평면의 이미지를 형성하도록 제 2 방사선 빔을 투영하기 위해, 대상물 평면 및 퓨필 평면을 포함한 대물 렌즈를 포함한 광학 시스템을 포함하고, 상기 방법은:상기 기판 대신에 상기 스케터로미터 내의 기준 부재를 이용하여 복수의 정규화 스펙트럼- 상기 정규화 스펙트럼들은 여러 가지 상이한 디포커스 값들로 위치된 상기 기준 부재를 이용하여 얻어짐 -을 얻는 단계;상기 대물 렌즈의 퓨필 평면과 일치하지 않는 위치에서 상기 제 2 방사선 빔의 경로 내에 어퍼처 부재- 상기 어퍼처 부재는 상기 퓨필 평면의 이미지 내에 어두운 영역을 형성하기 위해 상기 제 2 방사선 빔으로 사전설정된 거리를 연장하는 1 이상의 옵스큐어레이션을 정의함 -를 제공하는 단계;상기 스케터로미터를 이용하여 상기 타겟 패턴에 대한 측정 스펙트럼을 얻는 단계;상기 각각의 어두운 영역의 방사상 최심점과 상기 퓨필 평면의 이미지의 공칭 중심 간의 방사상 거리를 결정하는 단계;상기 결정된 방사선 거리(들)로부터 상기 타겟과 상기 대상물 평면 간의 축거리인 디포커스 값을 결정하는 단계;정규화된 스펙트럼을 얻기 위해 상기 결정된 디포커스 값에 대응하는 정규화 스펙트럼을 이용하여 상기 측정 스펙트럼을 정규화하는 단계; 및상기 정규화된 스펙트럼으로부터 상기 파라미터에 관한 값을 결정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 검사 방법.
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| E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
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