KR102326191B1 - 디바이스 제조 프로세스 - Google Patents
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Abstract
디바이스 제조 방법으로서, 제 1 피쳐를 포함하는 패터닝된 층을 형성하도록, 리소그래피 장치를 사용하여 제 1 기판을 노광하는 단계; 제 1 피쳐를 상기 제 1 기판으로 전사하도록, 상기 제 1 기판을 처리하는 단계; 제 1 기판 내에서의 상기 제 1 피쳐의 공칭 위치로부터의 상기 제 1 피쳐의 변위를 결정하는 단계; 상기 변위를 적어도 부분적으로 보상하기 위한 정정을 결정하는 단계; 및 제 1 피쳐를 포함하는 패터닝된 층을 형성하도록, 리소그래피 장치를 사용하여 제 2 기판을 노광하는 단계를 포함하고, 상기 정정은 상기 제 2 기판을 노광하는 단계 중에 적용되는, 디바이스 제조 방법.
Description
관련 출원들에의 상호-참조
본원은 2017 년 4 월 26 일에 출원된 유럽 출원 제 17168204.0 및 2018 년 7 월 31 일에 출원된 유럽 출원 제 17184009.3에 대한 우선권을 주장하는데, 이들 양자 모두는 그 전체 내용이 원용되어 본원에 통합된다.
본 발명은 리소그래피 장치를 사용하는 디바이스 제조에 관한 것이다.
리소그래피 장치는 기판 상에, 통상적으로는 기판의 타겟 영역 상에 원하는 패턴을 부여하는 장치이다. 리소그래피 장치는 예컨대 집적회로(IC)의 제조 시에 사용될 수 있다. 그 경우, 마스크 또는 레티클(reticle)이라고도 불리는 패터닝 장치가 집적회로의 개개의 층 상에 형성될 회로 패턴을 생성하기 위해 사용될 수 있다. 이러한 패턴은 기판(예를 들어, 실리콘 웨이퍼) 상의 타겟부(예를 들어, 다이의 일부, 하나의 다이, 또는 몇몇 다이들을 포함) 상으로 전사될 수 있다. 패턴의 전사는 통상적으로 기판 상에 제공된 방사사전 감응재(레지스트) 층 상으로의 이미징(imaging)을 통해 수행된다. 일반적으로, 단일 기판은 연속적으로 패터닝되는 인접한 타겟부들의 네트워크를 포함할 것이다.
거의 모든 반도체 디바이스는 형성되고 기판으로 전사될 복수 개의 패턴층을 요구한다. 디바이스가 적합하게 기능을 발휘하기 위하여, 연속 층들 사이에는 보통 허용가능한(tolerable) 위치 오차(당업계에는 오버레이라고 알려져 있음)가 있다. 리소그래피 분야에서 형성될 수 있는 피쳐의 크기를 줄이려는(축소) 소망이 계속됨에 따라, 오버레이에 대한 한정은 점점 엄격해진다.
오버레이는 리소그래피 프로세스에서 다양한 원인, 예를 들어 노광 중의 기판의 위치설정 오차 및 투영된 이미지에 있는 수차에 의해 초래될 수 있다. 또한, 오버레이는, 패턴을 기판으로 전사하기 위하여 사용되는 에칭과 같은 공정 단계 중에 초래될 수 있다. 일부의 이러한 공정 단계는, 기판의 로컬 또는 글로벌 왜곡을 초래하는, 기판 내의 스트레스를 생성한다. 예컨대 최근의 발전된 메모리 타입 및 MEMS에서 필요한 바와 같이, 기판에 3차원 구조체를 형성하는 것은, 기판의 큰 왜곡을 초래할 수도 있다.
본 발명은, 프로세스에서 유발된 왜곡을 해결할 수 있는 개선된 리소그래피 디바이스 제조 프로세스를 제공하는 것을 목적으로 한다.
제 1 양태에서 본 발명은 디바이스 제조 방법으로서,
제 1 피쳐를 포함하는 패터닝된 층을 형성하도록, 리소그래피 장치를 사용하여 제 1 기판을 노광하는 단계;
제 1 피쳐를 상기 제 1 기판으로 전사하도록, 상기 제 1 기판을 처리하는 단계;
제 1 기판 내에서의 상기 제 1 피쳐의 공칭 위치로부터의 상기 제 1 피쳐의 변위를 결정하는 단계;
상기 변위를 적어도 부분적으로 보상하기 위한 정정을 결정하는 단계; 및
상기 제 1 피쳐를 포함하는 패터닝된 층을 형성하도록, 리소그래피 장치를 사용하여 제 2 기판을 노광하는 단계를 포함하고,
상기 정정은 상기 제 2 기판을 노광하는 단계 중에 적용되는, 디바이스 제조 방법을 제공한다.
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 본 발명의 일 실시예에 따르는 방법의 흐름도이다;
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따르는 방법의 흐름도이다;
도 4는 그 위에 인쇄된 피쳐들의 그리드를 가지는 기판을 도시한다;
도 5는 프로세스 유발 왜곡 이후에 그 위에 표시되는 피쳐들의 그리드를 가지는 기판을 도시한다; 및
도 6은 피쳐들의 그리드가 적응된 위치에 인쇄된 기판을 도시한다.
도 1은 반도체 디바이스용 생산 설비를 제조하는 다른 장치와 함께 리소그래피 장치를 도시한다;
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따르는 방법의 흐름도이다;
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따르는 방법의 흐름도이다;
도 4는 그 위에 인쇄된 피쳐들의 그리드를 가지는 기판을 도시한다;
도 5는 프로세스 유발 왜곡 이후에 그 위에 표시되는 피쳐들의 그리드를 가지는 기판을 도시한다; 및
도 6은 피쳐들의 그리드가 적응된 위치에 인쇄된 기판을 도시한다.
본 발명의 실시예들을 상세하게 설명하기 이전에, 본 발명의 실시예들이 구현될 수 있는 예시적인 환경을 제시하는 것이 유익하다.
도 1은 반도체 생산 설비의 통상적인 레이아웃을 도시한다. 리소그래피 장치(100)는 원하는 패턴을 기판 상에 적용한다. 리소그래피 장치는 예컨대 집적회로(IC)의 제조 시에 사용된다. 그 경우, 마스크 또는 레티클(reticle)이라고도 불리는 패터닝 장치(MA)는 IC의 개개의 층 상에 형성될 패쳐들(흔히 "제품 피쳐"라고 불림)의 회로 패턴을 포함한다. 기판 상에 제공된 방사사전 감응 재료(레지스트)의 층 상으로의 패터닝 디바이스의 노광(104)을 통해서, 이러한 패턴이 기판 'W'(예를 들어, 실리콘 웨이퍼) 상의 타겟부(예를 들어, 다이의 일부, 하나의 또는 여러 개의 다이를 포함함)에 전달된다. 일반적으로, 단일 기판은 연속적으로 패터닝되는 인접한 타겟부들의 네트워크를 포함할 것이다.
알려진 리소그래피 장치는, 기판의 타겟부를 패터닝 디바이스의 이미지 위치에 동기하여 위치설정하면서 패터닝 디바이스를 조명함으로써, 각각의 타겟부를 조사한다. 기판의 조사된 타겟부는 "노광 필드", 또는 간단히 "필드"라고 불린다. 기판 상의 필드의 레이아웃은 통상적으로, 직교 2-차원 좌표계에 따라 정렬된(예를 들어 X 및 Y-축을 따라 정렬되고, 양자 모두의 축들은 서로 직교함) 인접한 사각형들의 네트워크이다.
리소그래피 장치에 대한 요구 사항은 요구되는 패턴을 기판 상에 정확하게 정확한 재생성(reproduction)하는 것이다. 적용된 제품 피쳐의 위치 및 치수는 특정한 공차 내에 속할 필요가 있다. 위치 오차는 오버레이 오차(흔히 "오버레이"라고 불림) 때문에 생길 수 있다. 오버레이는 제 1 층 내의 제 1 제품 피쳐를 제 2 층 내의 제 2 제품 피쳐에 상대적으로 배치하는 데에 있는 오차이다. 리소그래피 장치는 패터닝 이전에 각각의 웨이퍼를 레퍼런스에 대해 정확하게 정렬함으로써 오버레이 오차를 최소화한다. 이것은 기판에 적용되는 정렬 마크의 위치를 측정함으로써 이루어진다. 정렬 측정에 기초하여, 오버레이 오차가 발생하는 것을 방지하기 위하여 패터닝 프로세스 중에 기판 위치가 제어된다. 정렬 마크는 통상적으로 오버레이가 측정되는 기준을 형성하는 제품 이미지의 일부로서 생성된다. 또는, 이전에 형성된 층의 정렬 마크들이 사용될 수 있다.
제품 피쳐의 임계 치수(CD)의 오차는 노광(104)과 연관된 적용된 선량이 규격 안에 있지 않은 경우 생길 수 있다. 이러한 이유로, 리소그래피 장치(100)는 기판에 적용되는 방사선의 선량을 정확하게 제어할 수 있어야 한다. CD 오차는, 기판이 패턴 이미지와 연관된 초점면에 대해서 정확하게 위치되지 않은 경우에도 생길 수 있다. 초점 위치 오차는 일반적으로 기판 표면의 비평면성(non-planarity)과 연관된다. 리소그래피 장치는 패터닝 이전에 레벨 센서를 사용하여 기판 표면 토포그래피를 측정함으로써, 이러한 초점 위치 오차를 최소화한다. 기판 높이 정정은, 기판 상으로의 패터닝 디바이스의 정확한 이미징(포커싱)을 보장하기 위하여 후속 패터닝 도중에 적용된다.
리소그래피 프로세스와 연관된 오버레이 및 CD 오차를 검증하기 위하여, 패터닝된 기판은 계측 장치(140)에 의해서 계측된다. 계측 장치의 공통적인 예는 산란계이다. 전통적으로 산란계는 전용 계측 타겟의 특성을 측정한다. 이러한 계측 타겟은, 정확한 측정을 허용하기 위해서 그들의 치수가 통상적으로 더 크다는 것을 제외하고는 제품 피쳐를 대표한다(representative). 산란계는 오버레이 계측 타겟과 연관된 회절 패턴의 비대칭을 검출함으로써 오버레이를 측정한다. 임계 치수는 CD 계측 타겟과 연관된 회절 패턴의 분석에 의하여 측정된다. CD 계측 타겟은 가장 최근에 노광된 층의 결과를 측정하기 위하여 사용된다. 오버레이 타겟은 이전의 층들과 가장 최근의 층들의 위치 사이의 차이를 측정하기 위하여 사용된다. 계측 툴의 다른 예는 스캐닝 전자 현미경(SEM)과 같은 전자 빔(e-빔) 기초 검사 툴이다.
반도체 생산 설비 내에서, 리소그래피 장치(100) 및 계측 장치(140)는 "리소셀 " 또는 "리소 클러스터"의 일부를 형성한다. 리소 클러스터는, 감광성 레지스트를 기판(W)에 도포하기 위한 코팅 장치(108), 베이킹 장치(110), 노광된 패턴을 물리적 레지스트 패턴으로 현상하기 위한 현상 장치(112), 에칭 스테이션(122), 에칭후 어닐링 단계를 수행하는 장치(124) 및 가능하게는 다른 처리 장치(126) 등을 더 포함한다. 계측 장치는 현상(112) 이후 또는 추가적인 처리(예를 들어 에칭) 이후에 기판을 검사하도록 구성된다. 리소셀 내의 다양한 장치는 감독 제어 시스템(SCS)에 의해 제어되는데, 이것은 레시피(R)를 수행하도록 리소그래피 장치 제어 유닛(LACU; 106)을 통해 리소그래피 장치를 제어하기 위한 제어 신호(166)를 발행한다. SCS는 그 외의 장치들이 최대 쓰루풋 및 제품 수율을 제공하면서 작동되게 한다. 중요한 제어 메커니즘은 다양한 장치, 특히 리소그래피 장치(100)로의 계측 장치(140)의 피드백(146)(SCS를 통함)이다. 계측 피드백의 특성에 기초하여, 후속 기판의 처리 품질을 개선하기 위하여 정정 동작이 결정된다.
종래에는 리소그래피 장치의 성능이 예를 들어 US2012008127A1에 설명된 진보된 프로세스 제어(advanced process control; APC)와 같은 방법에 의해서 제어되고 정정된다. 진보된 프로세스 제어 기법은 기판에 적용된 계측 타겟의 측정을 사용한다. 제조 실행 시스템(Manufacturing Execution System; MES)은 APC 측정을 스케줄링하고, 측정 결과를 데이터 처리 유닛에 통신한다. 데이터 처리 유닛은 측정 데이터의 특성을 리소그래피 장치에 대한 명령을 포함하는 레시피로 전환한다. 이러한 방법은 리소그래피 장치와 연관된 드리프트 현상을 억제하는 데에 매우 효과적이다.
계측 데이터를 처리 장치에 의해 수행되는 정정 동작으로 처리하는 것은 반도체 제조에 있어서 중요하다. 계측 데이터에 추가하여, 각각의 패터닝 디바이스, 기판, 처리 장치의 특성 및 다른 콘텍스트 데이터도 제조 프로세스를 더욱 최적화하기 위해서 필요할 수 있다. 가용 계측 및 콘텍스트 데이터가 전체로서 리소그래피 프로세스를 최적화하기 위하여 사용되는 프레임워크는 흔히 홀리스틱 리소그래피(holistic lithography)의 일부라고 불린다. 예를 들어, 레티클 상의 CD 오차에 관련된 콘텍스트 데이터는 상기 CD 오차가 제조 프로세스의 수율에 영향을 주지 않도록 다양한 장치(리소그래피 장치, 에칭 스테이션)를 제어하기 위하여 사용될 수 있다. 그러면, 후속 계측 데이터는 이러한 제어 전략의 효과를 검증하기 위하여 사용될 수 있고, 추가적인 정정 동작이 결정될 수 있다.
반도체 디바이스를 제조할 때, 층-층 위치가 중요하고, 허용가능한 오버레이에 대한 한정은 산업계에서 더 작은 피쳐를 형성하려는 요구가 계속됨에 따라 더욱 엄격해지고 있다. 오버레이, 특히 리소그래피 장치 내부 요인에 기인한 오버레이를 최소화하기 위한 다양한 제어 및 보상 시스템이 존재한다. 또한, 오버레이는 에칭, 증착, 연마(CMP) 및 어닐링과 같은 공정 단계에 의해 초래될 수 있다. 이러한, 및 잠재적으로 다른 공정 단계들은, 특히 기판이 공정 단계가 수행되는 동안 스트레스를 받는 경우, 기판의 글로벌 및 로컬 왜곡을 초래할 수 있다. 이러한 왜곡을 제어하고 감소시키는 것은 어렵다.
예를 들어 공정 단계 이후에 정렬 마크들의 상대적인 위치를 측정함으로써 기판의 왜곡을 측정하고, 해당 기판 상의 후속 층의 패터닝에 정정을 적용하는 것이 알려져 있다. 사실상, 공정 단계에 의해 이전의 층 상에 초래된 왜곡과 매칭되도록, 후속 층은 의도적으로 천이되고/또는 왜곡된다. 마감된 디바이스에 있는 결과적으로 얻어지는 왜곡은 보통, 층들의 오정렬과 같이 디바이스의 기능 발휘에 치명적이지 않다.
비록 이러한 공지된 형태의 피드백 제어가 많은 경우에 효과적일 수 있지만, 층들이 많아지고 대응하여 공정 단계가 많아지면 왜곡이 누적되고 더 복잡해진다. 따라서, 필요한 정정은 리소그래피 장치의 성능을 초과할 수도 있다. 많은 경우에, 디바이스의 모든 층은 동일하게 중요하고, 따라서 디바이스의 상이한 층들은 상이한 타입의 리소그래피 장치를 사용하여 이미징될 수 있다. 상이한 리소그래피 장치 모두가 오버레이를 보상하기 위해서 패턴 정정을 적용하는 동일한 능력을 가지는 것은 아니다. 그러므로, 공지된 피드백 제어 메커니즘은 모든 상황에서 프로세스 유발 왜곡에 대한 적당한 보상을 제공할 수 없을 수도 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 프로세스가 첨부 도면 중 도 2에서 도시된다. 제 1 기판(Wn)이 노광되어(S1) 제 1 층(L1)을 형성하고, 층 1을 기판으로 전사하도록 처리된다(S2). 공정 단계(S2)는, 예를 들어 에칭, 증착, 연마 또는 어닐링 단계일 수 있다. 위에서 논의된 바와 같이, 공정 단계(S2)는 기판(Wn)을 왜곡시키고, 따라서 기판 상에 형성된 피쳐들의 위치를 그들의 공칭 위치로부터 천이시킨다. 정렬 마커를 사용하여 제 1 층(L1) 내의 왜곡을 측정하는 것에 기반하여, 제 2 층(L2)이 노광된다(S3). L1 및 L2 사이의 오버레이는 공지된 방식으로, 예를 들어 제 1 층(L1) 및 제 2 층(L2) 내에 포함된 각각의 부분이 있는 오버레이 마크를 사용하여 측정된다. 그러면, 제 2 층(L2)은 공정 단계(S5)에 의해 기판 내로 전달된다. 측정 단계(S4)는 독립형 측정 툴, 예컨대 산란계를 사용하여 수행될 수 있다. 독립형 측정 툴 내에서 오버레이를 측정함으로써, 매우 정밀한 측정을 얻는 것이 바람직하고, 그로부터 제 1 피쳐의 변위가 쓰루풋에 해로운 영향을 주지 않으면서 유도될 수 있다. 추가적인 노광 및 공정 단계가 디바이스를 완료하기 위하여 필요에 따라 수행된다.
대안적이거나 추가적인 실시예에서, 도 3에서 도시되는 바와 같은 프로세스가 적용된다. 도 3의 프로세스는 다음 설명되는 것을 제외하고는 도 2의 프로세스와 동일하다. 도 2의 프로세스 중 노광 단계(S1)는 도 3의 프로세스 중 2-단계 노광이다. 도 3의 프로세스에서, 노광 단계(S1)는 단계(S1a 및 S1b)를 포함한다. 단계(S3)에서의 제 2 층의 노광은 측정 단계(S4) 이후에만 이루어진다.
도 3의 프로세스의 측정 단계(S4)는 단계(S1b)에서 제 1 층(L1) 내에 노광된 피쳐들에 상대적으로, 단계(S1a)에서 제 1 층(L1) 내에 노광된 피쳐들의 변위를 결정한다. 일 실시예에서는, 단계(S1a)에서 레퍼런스 패턴은 임의의 왜곡을 피하거나 최소화하는 방식으로 제 1 층(L1) 내에 형성된다. 일 실시예에서, 레퍼런스 패턴은, 예를 들어 투영 렌즈 수차에 기인한 이미징 왜곡이 없도록 하는 방식으로 노광된다.
일 실시예에서, 복수 개의 레퍼런스 패턴은, 패터닝 디바이스의 동일한 레퍼런스 마크를 패터닝 디바이스를 투영 렌즈에 상대적으로 이동시키지 않고 제 1 기판 상에 반복적으로 노광함으로써 제 1 층 내에 패터닝된다. 노광들 사이에, 제 1 기판은 리소그래피 장치(특히, 투영 렌즈)에 상대적으로 변위된다. 결과적으로, 레퍼런스 패턴은 기판 상의 복수 개의 위치로 노광되고, 패터닝 디바이스의 작은 구역만이 노광되기 때문에(즉, 노광은 미니-필드 노광임) 왜곡이 없다. 대안적인 실시예에서, 제품 피쳐 또는 제품 피쳐의 일부를 포함하는 패터닝 디바이스의 작은 구역은 해당 패턴으로 노광되어, 결과적으로 제 1 층(L1)이 레퍼런스 패턴으로서 사용될 수 있게 된다. 대안적인 실시예에서, 상이한 패터닝 디바이스 내의 또는 패터닝 디바이스를 지지하기 위한 테이블의 일부인 패턴은 레퍼런스 패턴을 형성하도록 노광될 수 있다.
제 2 노광 단계(S1b)에서, 추가 패턴(예를 들어 제품 패턴 또는 계측 패턴)은 제 1 층(L1) 내에 정상 방식으로, 예를 들어 패터닝 디바이스 내에서 피쳐(예를 들어 제품 또는 계측 피쳐)가 제 1 층(L1)에 전사되는 스텝-앤드-스캔 노광 프로세스를 사용하여 형성된다. 추가 패턴은 렌즈 왜곡, 예를 들어 렌즈 수차로부터 얻어지는 필드내 왜곡에 노출된다. 이것은 풀-필드 노광으로 간주될 수 있다. 일 실시예에서, 공정 단계(S1b)에서 형성된 복수 개의 추가 패턴은 복수 개의 레퍼런스 패턴들 사이에서 인터레이싱된다.
일 실시예에서, 제 1 노광 단계(S1a) 및 제 2 노광 단계(S1b) 양자 모두는 스텝-앤드-스캔 노광 단계를 사용하여 수행된다. 제 1 노광 단계(S1a)에서, 제 1 기판은 제 1 초점 레벨에 위치되고 제 1 복수 개의 레퍼런스 패턴이 스텝-앤드-스캔 노광 중에 형성된다(기판은 제 1 초점 레벨에 유지됨). 제 2 노광 단계(S1b)에서, 제 1 기판은 제 2 초점 레벨에 위치되고 제 2 복수 개의 레퍼런스 패턴이 스텝-앤드-스캔 노광 중에 형성된다(기판은 제 2 초점 레벨에 유지됨). 렌즈 수차에 의해 유발된 현저한 왜곡 컴포넌트의 경우, 제 1 및 제 2 복수 개의 레퍼런스 패턴들 사이의 (측정된) 위치의 편차의 지문은 보일 수 있다. 그러면, 측정된 위치의 편차는 리소그래피 장치의 왜곡 특성을 유도하도록 사용될 수 있다; 예를 들어, 스텝-앤드-스캔 노광으로부터 초래되는 왜곡의 지문이 결정될 수 있다.
단계들(S1a 및 S1b)은 다른 방식으로 수행될 수 있다.
일 실시예에서, 단계(S1a)는 수행되지 않는다. 그 경우에, 측정 단계(S4)에서, 추가 패턴의 요구되는 위치로부터의 추가 패턴의 위치가 측정된다.
공정 단계(S2)에 후속하여, 측정 단계(S4)에서 하나 이상의 레퍼런스 패턴에 상대적인 추가 패턴의 변위를 측정함으로써, 스텝-앤드-스캔 노광으로부터 초래된 왜곡이 결정될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 측정 단계(S4)로부터의 측정 결과는 단계(S6)에서 하나 이상의 후속 기판(Wn+1)의 제 1 층(L1)(도 2의 프로세스의 단계 S1 및 도 3의 프로세스의 단계 S1a)의 노광에 적용될 정정을 계산하기 위하여 사용된다. 후속 기판의 제 1 층(L1)의 노광에 적용되는 정정의 영향은, 제 1 층(L1)의 피쳐들 중 적어도 일부가 그들의 공칭 위치로부터 변위된 적응된 위치에서 후속 기판(Wn+1) 상에 이미징된다. 공정 단계(S2)에서 초래된 왜곡 이후에 이러한 피쳐들이 그들의 공칭 위치에 또는 그에 가깝게 위치될 수 있도록, 적응된 위치는 이전의 기판(Wn)으로부터 측정 단계(S4)의 결과에 기반하여 결정된다. 이것은 도 4 내지 도 6을 참조하여 더욱 설명된다. 도 3의 프로세스를 따른다면, 후속 기판(Wn+1)의 경우, 측정 단계(S4)가 예상되지 않는다면 노광 단계(S1a)가 생략될 수 있다.
일 실시예에서, 도 2에서 도시되는 것과 도 3에서 도시되는 것을 포함하는 프로세스도 가능하다. 이러한 결합 프로세스에서, 제 2 공정 단계(S2) 직후의 측정 단계가 수행되고 후속 기판(Wn+1)으로 피드백되면서, 제 1 노광 단계는 도 3에서 도시되는 바와 같이 이루어질 수 있다. 후속 기판(Wn+1)에서, 제 1 층(L1)이 단계(S2)에서 처리되고 제 2 층이 단계(S3)에서 노광되기 전에 제 1 층(L1)이 도 3의 프로세스의 단계(S6)에서 계산된 정정으로 노광되는 도 2에 따른 프로세스가 후속될 수 있다. 그러면, 제 1 층(L1) 및 후속 층(L2) 사이의 오버레이 오차는 도 2의 단계(S4)에서 측정될 수 있다. 추가적인 후속 기판(Wn+2)은 도 2의 프로세스의 단계(S6)로부터의 정정을 포함하여 그 제 1 층(L1)이 적용되게 할 것이고, 그 후에 제 2 층(L2)이 적용되고 단계(S5)에서 제 2 층(L2)의 처리가 후속된다.
도 4는 복수 개의 피쳐(F)가 형성되는 기판(W)을 도시한다. 노광 시에, 피쳐(F)는 오직 예시적인 목적을 위해서만 도시되는 가상 그리드(G)에 정렬된다. 그리드(G)는 리소그래피 장치의 좌표계를 나타내는 것으로 여겨질 수 있다. 공정 단계(S2)는 기판을 왜곡시켜서, 결과적으로 화살표 δ로 표시되는 바와 같이 피쳐(F)의 실제 위치가 천이된다. 따라서, 공정 단계(S2) 이후에, 기판(Wn)은 도 5에 도시된 바와 같이 보이게 되는데, 여기서는 피쳐(F)가 그리드(G)에 상대적으로 그들의 공칭으로부터 변위된다. 변위(δ)는 측정 단계(S4)에서, 기판(Wn+1) 상에 이미징될 때에 피쳐(F)가 도 6에 도시된 바와 같이 그리드(G)로부터 변위된 적응된 위치에 배치될 수 있도록 결정된다(예를 들어 Wn 상에서의 L1 및 L2 사이의 오버레이의 측정으로부터). 이것은, 공정 단계(S2)가 기판(Wn+1) 상에 수행된 이후에, 피쳐(F)가 그리드(G) 상의 그들의 공칭 위치로, 또는 적어도 더 근접하게 다시 변위될 것이라는 것을 의미한다.
공정 단계(S2)에 의해 초래될 것으로 기대되는 왜곡에 대한 사전보상을 후속 기판(Wn+1)의 제 1 층(L1)에 적용함으로써, 후속 기판(Wn+1)에서의 후속 층(L2)의 노광에 보상을 적용할 필요성이 없어지거나 줄어든다. 이것은, 디바이스를 구성하기 위해서 요구되는 다양한 층들이 형성됨에 따라 필요한 보상이 누적되지 않고, 따라서 후속 층을 위해서 사용되는 리소그래피 장치의 성능을 초과하는 필요한 보상이 회피된다는 것을 의미한다. 추가적으로, 이것은 제 2 층(L2)이 제 1 층(L1)에서의 왜곡을 고려하기 위한 정정을 가지고 후속 층(L2)을 적용할 수 없는 리소그래피 장치에 의해 노출되어야 한다면, 후속 기판(Wn+1) 내에 제 1 층(L1)에 있는 왜곡이 존재하지 않기 때문에 오버레이 오차가 나타나지 않을 것이라는 것을 의미한다. 그러므로, 예를 들어 공정 단계(S1)가 제 1 층(L1)을 형성하기 위하여 DUV 리소그래피 장치에서 수행된다면, 후속 층(L2)은 노광 단계(S3)에서 EUV 리소그래피 장치와 같은 상이한 타입의 장치에서 수행될 수 있고, 심지어 이러한 EUV 장치가 제 1 층(L1)에 있는 왜곡을 고려할 수 없는 경우에도, 왜곡이 후속 기판(Wn+1)에 대해서 최소화되기 때문에, 왜곡에 기인한 오버레이 오차가 최소화된다.
후속 기판 내에서 제 1 층(L1)에 적용될 사전 보상을 계산하는 것은, 동일한 기판 상의 후속 층에 적용될 정정을 계산하기 위하여 사용되었던 것과 같은 접근법을 사용하여 수행될 수 있다.
도 4 내지 도 6에 예시된 왜곡은 예시적인 목적을 위해서 크게 강조되었고, 실제 왜곡은 나노미터 수준에서 발생한다는 것에 주의해야 할 것이다. 추가하여, 도시된 왜곡은 단지 기판의 단순한 수축이인 반면에, 사용 시에 발생되는 실제 왜곡은 훨씬 더 복잡할 수 있다. 왜곡은 필드간 스케일 및 필드내 스케일에서 생길 수 있고, 매우 복잡할 수 있다. 또한, 왜곡은 기판의 면외 변형 및 면내 변형을 수반할 수 있다.
제 1 층(L1)에 있는 왜곡을 더 최소화하기 위해서, 알려진 기법이 제 1 기판(Wn)의 노광 단계(S1) 이전에 적용될 수 있다. 예를 들어, 리소그래피 장치의 투영 시스템의 수차를 고려하기 위한 보상이 계산될 수 있다. 그러면, 이러한 보상이 공정 단계(S1) 중에 적용된다. 이러한 보상의 일 예가, 그 전체 내용이 원용되어 본원에 통합되는 EP-A1-1,251,402에 개시된다. 제 1 층(L1)에 있는 왜곡을 감소시키는 알려진 다른 방법은, 선택된 피쳐(예를 들어 제 1 층의 임계 제품 피쳐)에 의존하는 인자를 계산하고, 선택된 피쳐에 기반하여 투영 시스템의 수차를 정정하는 것이다. 그러면, 이러한 인자가 제 1 층의 노광 단계(S1) 중에 적용된다. 선택된 피쳐에 의존하는 인자를 계산하고 적용하는 일 예가, 그 전체 내용이 원용되어 본원에 통합되는 US 2014/0047397에 개시된다.
기판의 왜곡을 측정하기 위하여 사용되는 마커가 제품 피쳐(F)에서와 같은 위치에 정확하게 배치될 수 없기 때문에, 그 배치가 가장 중요한 제품 피쳐(F)의 변위를 직접적으로 측정하는 것은 흔히 가능하지 않다. 그럼에도 불구하고, 충분한 마커들이 패턴층 내에 포함되어, 제품 피쳐(F)의 변위가 기판의 영역 전체에서 모델링될 수 있게 할 수 있다. 제품 피쳐(F)와 비슷한 왜곡을 경험하도록 설계되는 마커가 제공될 수 있다.
제 1 층(L1)은 디바이스 제조 프로세스에서 기판 상에 형성되는 바로 첫 번째 층일 필요가 없다. 그럼에도 불구하고, 많은 제품 설계에서, 이것은 가장 중요하게 형성되는 처음 몇 개의 층들이어서, 처음 몇 개의 층 내에서 본 발명을 사용하는 것이 가장 유리해지게 한다. 처음의 층들로부터 유도되는 정정을 감소시키면, 더 많은 층들이 형성됨에 따라 이러한 정정이 누적되는 것을 방지하는 데에 가장 큰 효과가 생긴다.
본 발명은 디바이스의 여러 층들에 적용될 수 있다. 예를 들어, 공정 단계(S2)에서 기대되는 왜곡을 해결하기 위한 사전 보상이 층(L1)에 적용된다. 이것이, 층(L2)의 노광이 공정 단계(S2)의 왜곡에 대해서 정정이 포함되지 않거나 감소된 정정을 포함할 필요가 있다는 것을 의미하지만, 이제 사전 보상을 제 2 층(L2)의 노광에 도입하여 층(L2)을 기판으로 전사하는 공정 단계(S5)로부터의 기대되는 왜곡을 해결하는 것이 가능해진다. 동일한 사항이 후속 층들에도 적용된다.
전술된 실시예에서, 정정은 선행 기판의 측정에 기반하여 계산된다. 공정 단계의 효과가 시간이 지나도 안정적인 경우, 수행될 필요가 있는 것은 배치(batch) 내의 제 1 기판만의 측정일 수 있고, 동일한 계산된 정정이 해당 배치 또는 후속 배치 내의 모든 후속 기판에 적용될 수 있다. 그러나, 공정 단계에 의해 초래된 왜곡이 랜덤 컴포넌트를 가진다면, 다수의 기판을 측정하고 측정 결과들의 평균 또는 다른 통계적 처리에 기반하여 정정을 결정하는 것이 바람직할 수 있다. 공정 단계의 효과가 시간이 지남에 따라서 변하는 컴포넌트를 가진다면, 바로 앞의 기판으로부터 유도된 측정에 기반하여 주어진 기판에 적용될 정정을 결정하는 것이 바람직할 수 있다. 층(L1)의 처리, 제 2 층(L2)의 노광 및 L1:L2 오버레이 측정을 위해 소요되는 시간 때문에, 많은 경우에 주어진 기판에 적용되는 정정은 기판의 앞선 로트 또는 배치로부터 유도될 것이다. 일부 경우에, 사전 보상은 공정 단계에 의해 도입된 왜곡을 완벽하게 정정할 수 없을 수 있고, 이러한 경우 잔차 왜곡이 측정되고 사전 보상이 후속 기판에 대해서 개선될 수 있다. 이러한 접근법들을 조합하는 것이 가능하고, 그 특성을 고려하면서 주어진 공정 단계 및 프로세스 장치에 대해서 적절한 샘플링 스킴이 결정될 수 있다.
상이한 패턴들 사이의 측정된 위치의 천이에 기반하여 사전 보상을 결정하는 것에 추가하거나 그 대신에, 리소그래피 장치와 연관된 수차 데이터도 사용될 수 있다. 수차 데이터는, 리소그래피 장치의 렌즈 컴포넌트에 의해 유발되는 왜곡 지문을 예측할 수 있게 하고, 따라서 제 1 층의 패터닝 이후에 어느 정도의 왜곡 컴포넌트를 제거할 수 있는 사전 보상(지문)을 예측하기 위하여 활용될 수 있다. 또는, 사전 보상은, 정렬 데이터가 제 1 층 상의 충분히 조밀한 그리드에 대하여 이용가능하면, 정렬 데이터에 기반할 수 있다. 일반적으로, 정렬 데이터는 정렬 마커를 기판에 적용하기 위하여 사용되는 리소그래피 장치의 왜곡 특성을 나타내는 것으로 여겨질 수 있다. 정렬 마커가 관심 대상인 리소그래피 장치에 의해 인가된 경우, 정렬 측정 데이터가 사전 보상의 계산을 위한 입력으로서 사용될 수 있다. 정렬 측정은 통상적으로 기판의 노광 전에 수행되지만, 기판의 노광 이후에도 수행될 수 있다. 사전 보상을 수차 및/또는 정렬 데이터에 기반하여 결정하는 장점은, 피쳐들 사이의 위치의 천이를 결정하기 위하여 특별히 추가되는 노광이 이루어질 필요가 없다는 것이다.
본 발명의 실시예는, 기판 상에 형성된 후속 층에 채용될 필요가 있는 정정을 크기 및/또는 복잡성에 있어서 감소시키기 위해서 사용될 수 있다. 이러한 개선 덕분에 복잡한 정정이 누적되는 것을 피하거나 감소시킬 수 있는데, 그러면 여러 장점이 생긴다. 예를 들어, 후속 층의 왜곡이 크기 및/또는 복잡성에 있어서 감소되기 때문에, 그러한 왜곡은 더 적은 측정으로 측정될 수 있고 또는 동일한 횟수의 측정을 사용하여 더 높은 정확도로 측정될 수 있다. 측정이 적어지면 쓰루풋이 개선될 수 있고 및/또는 제품 피쳐가 아니라 마커에게 주어진 기판 상의 공간이 감소될 수 있다. 간단한 정정만이 적용될 필요가 있으면, 더 적게 발전된 리소그래피 장치를 사용하여 후속 층을 이미징하는 것이 가능할 수 있지만, 본 발명의 사전 보상이 없으면, 후속 층의 중요도가 진보된 리소그래피 장치의 사용을 요구하지 않는 경우에도, 정정을 적용하기 위해서 진보된 리소그래피 장치가 요구될 수 있다.
비록 본 발명의 특정한 실시예가 위에서 설명되었지만, 본 발명은 설명된 것과 다르게 실시될 수 있다는 것이 이해될 것이다.
본 발명의 다른 실시예들은 아래의 번호가 매겨진 실시예들의 목록에서 개시된다:
1. 디바이스 제조 방법으로서,
제 1 피쳐를 포함하는 패터닝된 층을 형성하도록, 리소그래피 장치를 사용하여 제 1 기판을 노광하는 단계;
제 1 피쳐를 상기 제 1 기판으로 전사하도록, 상기 제 1 기판을 처리하는 단계;
제 1 기판 내에서의 상기 제 1 피쳐의 공칭 위치로부터의 상기 제 1 피쳐의 변위를 결정하는 단계;
상기 변위를 적어도 부분적으로 보상하기 위한 정정을 결정하는 단계; 및
상기 제 1 피쳐를 포함하는 패터닝된 층을 형성하도록, 리소그래피 장치를 사용하여 제 2 기판을 노광하는 단계를 포함하고,
상기 정정은 상기 제 2 기판을 노광하는 단계 중에 적용되는, 디바이스 제조 방법.
2. 제 1 실시예에 있어서,
상기 제 1 기판을 노광하는 단계는,
상기 제 1 기판을 상기 리소그래피 장치에 상대적으로 반복적으로 변위시키고 레퍼런스 패턴을 상기 제 1 기판 상에 노광함으로써, 상기 리소그래피 장치를 사용하여 상기 패터닝된 층 내의 상이한 위치들에 복수 개의 레퍼런스 패턴을 형성하는 제 1 노광 단계 - 상기 변위시키는 것이 상기 패터닝된 층 내에서 형성된 레퍼런스 패턴의 위치를 결정함 -; 및
스텝-앤드-스캔 노광 및 상기 패터닝 디바이스 내의 피쳐를 사용함으로써, 상기 리소그래피 장치를 사용하여 상기 패터닝된 층 내에 상기 제 1 피쳐의 일부로서 복수 개의 추가 패턴을 형성하는 제 2 노광 단계를 포함하고,
상기 변위를 결정하는 단계는,
상기 복수 개의 레퍼런스 패턴 중 하나 이상에 상대적인 상기 복수 개의 추가 패턴의 변위를 결정하는 단계를 포함하는, 디바이스 제조 방법.
3. 제 1 실시예에 있어서,
상기 제 1 피쳐의 변위를 결정하는 단계는,
상기 리소그래피 장치와 연관된 렌즈 수차 데이터로부터 유도되는, 디바이스 제조 방법.
4. 제 1 실시예에 있어서,
상기 제 1 피쳐의 변위를 결정하는 단계는,
상기 리소그래피 장치를 사용하여 상기 제 1 기판을 노광하는 단계 이전 또는 이후에 획득되는 정렬 데이터로부터 유도되는, 디바이스 제조 방법.
5. 제 1 실시예에 있어서,
상기 제 1 기판을 노광하는 단계는,
상기 제 1 기판을 제 1 초점 레벨에 위치시키고, 상기 리소그래피 장치를 사용하여 제 1 복수 개의 레퍼런스 패턴을 상기 패터닝된 층 내에 형성하는 제 1 노광 단계;
상기 제 1 기판을 제 2 초점 레벨에 위치시키고, 상기 리소그래피 장치를 사용하여 제 2 복수 개의 레퍼런스 패턴을 상기 패터닝된 층 내에 형성하는 제 2 노광 단계; 및
상기 제 1 복수 개의 레퍼런스 패턴과 상기 제 2 복수 개의 레퍼런스 패턴 사이의 측정된 위치 천이에 기반하여, 상기 제 1 기판 내에서의 상기 제 1 피쳐의 공칭 위치로부터의 상기 제 1 피쳐의 변위를 결정하는 단계를 포함하는, 디바이스 제조 방법.
6. 제 1 실시예 또는 제 2 실시예에 있어서,
상기 제 1 피쳐의 변위를 결정하는 단계는,
제 2 피쳐를 포함하는 제 2 패터닝된 층을 형성하도록, 리소그래피 장치를 사용하여 상기 제 1 기판을 노광하는 단계; 및
상기 제 1 기판 상에서 상기 제 1 피쳐와 상기 제 2 피쳐 사이의 오버레이를 측정하는 단계를 포함하는, 디바이스 제조 방법.
7. 제 6 실시예에 있어서,
상기 제 1 피쳐를 포함하는 패터닝된 층을 형성하도록, 리소그래피 장치를 사용하여 상기 제 1 기판을 노광하는 단계는, 제 1 타입의 리소그래피 장치에서 수행되고; 및
상기 제 2 피쳐를 포함하는 제 2 패터닝된 층을 형성하도록, 리소그래피 장치를 사용하여 상기 제 1 기판을 노광하는 단계는, 상기 제 1 타입의 리소그래피 장치와 다른 제 2 타입의 리소그래피 장치에서 수행되는, 디바이스 제조 방법.
8. 제 1 실시예 제 7 실시예 중 어느 한 실시예에 있어서,
상기 방법은,
제 1 피쳐를 상기 제 2 기판으로 전사하도록, 상기 제 2 기판을 처리하는 단계;
제 2 기판 내에서의 상기 제 1 피쳐의 공칭 위치로부터의 상기 제 1 피쳐의 변위를 측정하는 단계;
상기 제 2 기판 내에서의 상기 제 1 피쳐의 임의의 잔차 변위를 보상하기 위한 잔차 정정(residual correction)을 결정하는 단계;
상기 잔차 정정을 적용하면서, 제 2 피쳐를 포함하는 제 2 패터닝된 층을 형성하도록, 리소그래피 장치를 사용하여 상기 제 2 기판을 노광하는 단계를 더 포함하는, 디바이스 제조 방법.
9. 제 8 실시예에 있어서,
상기 제 1 패터닝된 층을 형성하도록 상기 제 2 기판을 노광하는 단계는, 제 1 리소그래피 장치를 사용하여 수행되고,
상기 제 2 패터닝된 층을 형성하도록 상기 제 2 기판을 노광하는 단계는, 제 2 리소그래피 장치를 사용하여 수행되며,
상기 제 2 리소그래피 장치는 상기 제 1 리소그래피 장치와 다른 타입인, 디바이스 제조 방법.
10. 제 1 실시예 내지 제 9 실시예 중 어느 한 실시예에 있어서,
상기 방법은,
제 1 피쳐를 상기 제 2 기판으로 전사하도록, 상기 제 2 기판을 처리하는 단계;
제 2 기판 내에서의 상기 제 1 피쳐의 공칭 위치로부터의 상기 제 1 피쳐의 변위를 결정하는 단계;
상기 제 2 기판 내에서의 상기 제 1 피쳐의 임의의 잔차 변위를 보상하기 위한 잔차 정정을 결정하는 단계;
상기 잔차 정정을 사용하여 상기 정정을 개선하는 단계; 및
상기 제 1 피쳐를 포함하는 패터닝된 층을 형성하도록, 리소그래피 장치를 사용하여 제 3 기판을 노광하는 단계를 더 포함하고,
개선된 정정은 상기 제 3 기판을 노광하는 단계 중에 적용되는, 디바이스 제조 방법.
11. 제 1 실시예 내지 제 10 실시예 중 어느 한 실시예에 있어서,
상기 방법은,
제 1 피쳐를 상기 제 2 기판으로 전사하도록, 상기 제 2 기판을 처리하는 단계;
제 2 피쳐를 포함하는 제 2 패터닝된 층을 형성하도록, 리소그래피 장치를 사용하여 상기 제 2 기판을 노광하는 단계;
제 2 피쳐를 상기 제 2 기판으로 전사하도록, 상기 제 2 기판을 처리하는 단계;
제 2 기판 내에서의 상기 제 2 피쳐의 공칭 위치로부터의 상기 제 2 피쳐의 제 2 변위를 결정하는 단계;
상기 제 2 변위를 적어도 부분적으로 보상하기 위한 제 2 정정을 결정하는 단계; 및
상기 제 2 피쳐를 포함하는 패터닝된 층을 형성하도록, 리소그래피 장치를 사용하여 제 3 기판을 노광하는 단계를 더 포함하고,
상기 제 2 정정은 상기 제 3 기판을 노광하는 단계 중에 적용되는, 디바이스 제조 방법.
12. 제 1 실시예 내지 제 11 실시예 중 어느 한 실시예에 있어서,
상기 방법은,
상기 리소그래피 장치의 투영 시스템의 수차를 다루기 위한 보상을 계산하고, 제 1 피쳐를 포함하는 패터닝된 층을 형성하도록 상기 리소그래피 장치를 사용하여 상기 제 1 기판을 노광하는 단계 중에 상기 보상을 적용하는 단계를 더 포함하는, 디바이스 제조 방법.
13. 제 1 실시예 내지 제 12 실시예 중 어느 한 실시예에 있어서,
상기 방법은,
상기 제 1 피쳐 중 선택된 피쳐에 대한 상기 리소그래피 장치의 투영 시스템의 수차를 정정하기 위한, 상기 선택된 피쳐에 의존하는 인자를 계산하고, 제 1 피쳐를 포함하는 상기 패터닝된 층을 형성하도록 상기 리소그래피 장치를 사용하여 상기 제 1 기판을 노광하는 단계 중에 상기 인자를 적용하는 단계를 더 포함하는, 디바이스 제조 방법.
14. 제 1 실시예 내지 제 13 실시예 중 어느 한 실시예에 있어서,
상기 처리하는 단계는, 에칭, 증착, 연마(CMP) 및 어닐링 중 하나를 포함하는, 디바이스 제조 방법.
일 실시예는, 도 1에서 도시되는 바와 같은 다양한 장치가 전술된 바와 같이 측정 및 최적화 단계를 수행하고 후속 노광 프로세스를 제어하도록 명령하게 구성된 머신-판독가능 명령의 하나 이상의 시퀀스를 포함하는 컴퓨터 프로그램을 포함할 수 있다. 이러한 컴퓨터 프로그램은 예를 들어 도 1의 제어 유닛(LACU) 또는 감독 제어 시스템(SCS) 또는 양자 모두의 조합 내에서 실행될 수 있다. 그 안에 저장된 이러한 컴퓨터 프로그램을 포함하는 데이터 저장 매체(예를 들어, 반도체 메모리, 자기적 또는 광학적 디스크)가 역시 제공될 수 있다.
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.
본원에서 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, 1-100 nm 범위의 파장을 가짐), 및 이온 빔 또는 전자 빔과 같은 입자 빔을 포함하는, 모든 타입의 전자기 방사선을 망라한다. 산란계 및 다른 검사 장치의 구현형태는 적합한 소스를 사용하여 UV 및 EUV 파장에서 제작될 수 있고, 본 발명은 절대로 IR 및 가시광선을 사용한 시스템으로 한정되는 것이 아니다.
본 명세서에 사용된 "렌즈"라는 용어는, 문맥이 허용한다면, 굴절, 회절, 반사, 자기, 전자자기, 및 정전기 광 컴포넌트를 포함하는 다양한 타입의 광 컴포넌트 중 임의의 것 또는 조합을 가리킬 수 있다. 반사성 컴포넌트는 UV 및/또는 EUV 범위에서 동작하는 장치 내에서 사용될 가능성이 있다.
본 발명의 적용 범위 및 범위는 전술한 예시 실시예의 어떠한 것에 의해서도 한정되어서는 안 되며, 후속하는 청구범위 및 그 균등물에 따라서만 정해져야 한다.
Claims (18)
- 디바이스 제조 방법으로서,
제 1 피쳐를 포함하는 패터닝된 층을 형성하도록, 리소그래피 장치를 사용하여 제 1 기판을 노광하는 단계;
제 1 피쳐를 상기 제 1 기판으로 전사하도록, 상기 제 1 기판을 처리하는 단계;
제 1 기판 내에서 상기 제 1 피쳐의 공칭 위치로부터의 상기 제 1 피쳐의 변위를 결정하는 단계 - 상기 변위는 상기 리소그래피 장치의 투영 렌즈에 의해 유발되는 왜곡과 연관됨 -;
상기 변위를 적어도 부분적으로 보상하기 위한 정정을 결정하는 단계; 및
제 1 피쳐를 포함하는 패터닝된 층을 형성하도록, 리소그래피 장치를 사용하여 제 2 기판을 노광하는 단계를 포함하고,
상기 정정은 상기 제 2 기판을 노광하는 단계 중에 적용되는, 디바이스 제조 방법. - 제 1 항에 있어서,
상기 제 1 기판을 노광하는 단계는,
상기 제 1 기판을 상기 리소그래피 장치에 상대적으로 반복적으로 변위시키고 레퍼런스 패턴을 상기 제 1 기판 상에 노광함으로써, 상기 리소그래피 장치를 사용하여 상기 패터닝된 층 내의 상이한 위치들에 복수 개의 레퍼런스 패턴을 형성하는 제 1 노광 단계 - 상기 변위시키는 것이 상기 패터닝된 층 내에서 형성된 레퍼런스 패턴의 위치를 결정함 -; 및
스텝-앤드-스캔 노광(step-and-scan exposure) 및 패터닝 디바이스 내의 피쳐를 사용함으로써, 상기 리소그래피 장치를 사용하여 상기 패터닝된 층 내에 상기 제 1 피쳐의 일부로서 복수 개의 추가 패턴을 형성하는 제 2 노광 단계를 포함하고,
상기 변위를 결정하는 단계는,
상기 복수 개의 레퍼런스 패턴 중 하나 이상에 상대적인 상기 복수 개의 추가 패턴의 변위를 결정하는 단계를 포함하는, 디바이스 제조 방법. - 제 1 항에 있어서,
상기 제 1 피쳐의 변위를 결정하는 단계는,
상기 리소그래피 장치와 연관된 렌즈 수차 데이터로부터 유도되는, 디바이스 제조 방법. - 제 1 항에 있어서,
상기 제 1 피쳐의 변위를 결정하는 단계는,
상기 리소그래피 장치를 사용하여 상기 제 1 기판을 노광하는 단계 이전 또는 이후에 획득되는 정렬 데이터로부터 유도되는, 디바이스 제조 방법. - 제 1 항에 있어서,
상기 제 1 기판을 노광하는 단계는,
상기 제 1 기판을 제 1 초점 레벨에 위치시키고, 상기 리소그래피 장치를 사용하여 제 1 복수 개의 레퍼런스 패턴을 상기 패터닝된 층 내에 형성하는 제 1 노광 단계;
상기 제 1 기판을 제 2 초점 레벨에 위치시키고, 상기 리소그래피 장치를 사용하여 제 2 복수 개의 레퍼런스 패턴을 상기 패터닝된 층 내에 형성하는 제 2 노광 단계; 및
상기 제 1 복수 개의 레퍼런스 패턴과 상기 제 2 복수 개의 레퍼런스 패턴 사이의 측정된 위치 천이에 기반하여, 상기 제 1 기판 내에서의 상기 제 1 피쳐의 공칭 위치로부터의 상기 제 1 피쳐의 변위를 결정하는 단계를 포함하는, 디바이스 제조 방법. - 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 제 1 피쳐의 변위를 결정하는 단계는,
제 2 피쳐를 포함하는 제 2 패터닝된 층을 형성하도록, 리소그래피 장치를 사용하여 상기 제 1 기판을 노광하는 단계; 및
상기 제 1 기판 상에서 상기 제 1 피쳐와 상기 제 2 피쳐 사이의 오버레이를 측정하는 단계를 포함하는, 디바이스 제조 방법. - 제 6 항에 있어서,
상기 제 1 피쳐를 포함하는 패터닝된 층을 형성하도록, 리소그래피 장치를 사용하여 상기 제 1 기판을 노광하는 단계는, 제 1 타입의 리소그래피 장치에서 수행되고; 및
상기 제 2 피쳐를 포함하는 제 2 패터닝된 층을 형성하도록, 리소그래피 장치를 사용하여 상기 제 1 기판을 노광하는 단계는, 상기 제 1 타입의 리소그래피 장치와 다른 제 2 타입의 리소그래피 장치에서 수행되는, 디바이스 제조 방법. - 제 1 항에 있어서,
상기 방법은,
제 1 피쳐를 상기 제 2 기판으로 전사하도록, 상기 제 2 기판을 처리하는 단계;
제 2 기판 내에서의 상기 제 1 피쳐의 공칭 위치로부터의 상기 제 1 피쳐의 변위를 측정하는 단계;
제 2 기판 내에서의 상기 제 1 피쳐의 임의의 잔차 변위를 보상하기 위한 잔차 정정(residual correction)을 결정하는 단계;
상기 잔차 정정을 적용하면서, 제 2 피쳐를 포함하는 제 2 패터닝된 층을 형성하도록, 리소그래피 장치를 사용하여 상기 제 2 기판을 노광하는 단계를 더 포함하는, 디바이스 제조 방법. - 제 8 항에 있어서,
제 1 패터닝된 층을 형성하도록 상기 제 2 기판을 노광하는 단계는, 제 1 리소그래피 장치를 사용하여 수행되고,
제 2 패터닝된 층을 형성하도록 상기 제 2 기판을 노광하는 단계는, 제 2 리소그래피 장치를 사용하여 수행되며,
상기 제 2 리소그래피 장치는 상기 제 1 리소그래피 장치와 다른 타입인, 디바이스 제조 방법. - 제 1 항에 있어서,
상기 방법은,
제 1 피쳐를 상기 제 2 기판으로 전사하도록, 상기 제 2 기판을 처리하는 단계;
제 2 기판 내에서의 상기 제 1 피쳐의 공칭 위치로부터의 상기 제 1 피쳐의 변위를 결정하는 단계;
제 2 기판 내에서의 상기 제 1 피쳐의 임의의 잔차 변위를 보상하기 위한 잔차 정정을 결정하는 단계;
상기 잔차 정정을 사용하여 상기 정정을 개선하는 단계; 및
제 1 피쳐를 포함하는 패터닝된 층을 형성하도록, 리소그래피 장치를 사용하여 제 3 기판을 노광하는 단계를 더 포함하고,
개선된 정정은 상기 제 3 기판을 노광하는 단계 중에 적용되는, 디바이스 제조 방법. - 제 1 항에 있어서,
상기 방법은,
제 1 피쳐를 상기 제 2 기판으로 전사하도록, 상기 제 2 기판을 처리하는 단계;
제 2 피쳐를 포함하는 제 2 패터닝된 층을 형성하도록, 리소그래피 장치를 사용하여 상기 제 2 기판을 노광하는 단계;
제 2 피쳐를 상기 제 2 기판으로 전사하도록, 상기 제 2 기판을 처리하는 단계;
제 2 기판 내에서의 상기 제 2 피쳐의 공칭 위치로부터의 상기 제 2 피쳐의 제 2 변위를 결정하는 단계;
상기 제 2 변위를 적어도 부분적으로 보상하기 위한 제 2 정정을 결정하는 단계; 및
제 2 피쳐를 포함하는 패터닝된 층을 형성하도록, 리소그래피 장치를 사용하여 제 3 기판을 노광하는 단계를 더 포함하고,
상기 제 2 정정은 상기 제 3 기판을 노광하는 단계 중에 적용되는, 디바이스 제조 방법. - 제 1 항에 있어서,
상기 방법은,
상기 리소그래피 장치의 투영 시스템의 수차를 다루기 위한 보상을 계산하고, 제 1 피쳐를 포함하는 패터닝된 층을 형성하도록 상기 리소그래피 장치를 사용하여 상기 제 1 기판을 노광하는 단계 중에 상기 보상을 적용하는 단계를 더 포함하는, 디바이스 제조 방법. - 제 1 항에 있어서,
상기 방법은,
상기 리소그래피 장치의 투영 시스템의 선택된 피쳐에 대한 수차를 정정하기 위한, 상기 제 1 피쳐 중 상기 선택된 피쳐에 의존하는 인자를 계산하고, 제 1 피쳐를 포함하는 상기 패터닝된 층을 형성하도록 상기 리소그래피 장치를 사용하여 상기 제 1 기판을 노광하는 단계 중에 상기 인자를 적용하는 단계를 더 포함하는, 디바이스 제조 방법. - 제 1 항에 있어서,
상기 처리하는 단계는, 에칭, 증착, 연마(CMP) 및 어닐링 중 하나를 포함하는, 디바이스 제조 방법. - 정정을 결정하는 방법으로서,
제 1 피쳐를 포함하는 패터닝된 층을 형성하도록 제 1 리소그래피 장치에 의하여 노광되고, 후속하여 상기 제 1 피쳐를 제 1 기판으로 전사하도록 처리되는, 상기 제 1 기판을 획득하는 단계;
상기 제 1 기판 내에서 상기 제 1 피쳐의 공칭 위치로부터의 상기 제 1 피쳐의 변위를 결정하는 단계 - 상기 변위는 상기 제 1 리소그래피 장치의 투영 렌즈에 의해 유발되는 왜곡과 연관됨 -; 및
제 2 리소그래피 장치를 구성하기 위한 정정을 결정하는 단계를 포함하고,
상기 정정은, 제 1 피쳐를 포함하는 패터닝된 층을 형성하도록 상기 제 2 리소그래피 장치를 사용하여 제 2 기판을 노광하는 중에 사용되는 경우, 상기 변위를 적어도 부분적으로 보상하는, 정정 결정 방법. - 제 15 항에 있어서,
상기 제 1 리소그래피 장치 및 상기 제 2 리소그래피 장치는 동일한 것인, 정정 결정 방법. - 제 15 항 또는 제 16 항에 있어서,
상기 제 1 피쳐의 변위를 결정하는 단계는,
상기 제 1 리소그래피 장치와 연관된 렌즈 수차 데이터로부터 유도되는, 정정 결정 방법. - 제 15 항에 있어서,
상기 단계는,
제 2 기판을 획득하는 단계;
상기 제 2 기판 내에서의 상기 제 1 피쳐의 공칭 위치로부터의 상기 제 1 피쳐의 측정된 변위를 획득하는 단계; 및
상기 제 2 기판 내의 상기 제 1 피쳐의 임의의 잔차 변위를 보상하기 위한 잔차 정정을 결정하는 단계를 더 포함하는, 정정 결정 방법.
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