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KR102297803B1 - 리소그래피 제조 공정을 모니터링하는 장치 및 방법들 - Google Patents

리소그래피 제조 공정을 모니터링하는 장치 및 방법들 Download PDF

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KR102297803B1
KR102297803B1 KR1020197026979A KR20197026979A KR102297803B1 KR 102297803 B1 KR102297803 B1 KR 102297803B1 KR 1020197026979 A KR1020197026979 A KR 1020197026979A KR 20197026979 A KR20197026979 A KR 20197026979A KR 102297803 B1 KR102297803 B1 KR 102297803B1
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에밀 피터 슈미트-위버
카우스투베 바타차리야
빔. 티보 텔
프랭크 스탈스
레옹 마틴 레바시에르
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에이에스엠엘 네델란즈 비.브이.
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Abstract

리소그래피 공정을 모니터링하는 방법, 및 연계된 리소그래피 장치가 개시된다. 상기 방법은 기판 지지체에 의해 지지되는 기판에 관한 높이 변동 데이터를 얻는 단계 및 높이 변동 데이터를 통해 회귀를 피팅하는 단계 -상기 회귀는 기판의 형상에 근접함- 를 포함하고; 높이 변동 데이터와 회귀 간의 잔차 데이터가 결정되며, 시간이 지남에 따라 잔차 데이터의 변동이 모니터링된다. 잔차 데이터는 기판 지지체의 알려진 특징들에 기초하여 디컨볼브될 수 있다.

Description

리소그래피 제조 공정을 모니터링하는 장치 및 방법들
본 출원은 2017년 2월 17일에 출원된 EP 출원 17156769.6의 우선권을 주장하며, 이는 본 명세서에서 그 전문이 인용참조된다.
본 발명은 산업 공정에서 사용하기 위한 모니터링 방법 및 장치에 관한 것이다. 상기 장치가 개발된 산업 공정의 일 예시는 리소그래피 제조 공정이며, 이는 리소그래피 장치를 이용하여 패터닝 디바이스로부터 기판 상으로 패턴을 전사(transfer)하는 1 이상의 단계를 포함한다.
리소그래피 공정은 리소그래피 장치가 기판 상에, 통상적으로는 기판의 타겟부 상에 원하는 패턴을 적용시키는 제조 공정이다. 리소그래피 장치에 의해 수행되는 패터닝 단계는 전체 리소그래피 공정에서 각각의 기판 상에 수행되는 일련의 처리 단계들에서 단지 하나의 단계이다. 처리 단계들은 일반적으로 1 이상의 패터닝-전 공정 단계 및 1 이상의 패터닝-후 공정 단계를 포함한다. 패터닝-전 단계들의 예시들은 제품 재료 또는 마스크 재료의 층들을 적용 또는 수정하는 단계, 기본 반사-방지 코팅(BARC)을 적용하는 단계 및 방사선-감응성 레지스트를 적용하는 단계를 포함한다. 패터닝-후 공정 단계들의 예시들은 레지스트를 현상하는 단계, 패턴에 따라 제품 재료 또는 마스크 재료를 에칭하는 단계, 레지스트를 제거하는 단계, 세정하는 단계 등을 포함한다. 각각의 기판은 패터닝 단계들 및 처리 단계들의 많은 반복을 통하여, 원하는 제품 구조체를 구축할 수 있다.
리소그래피 공정의 성능은 다양한 파라미터에 의해 측정될 수 있다. 오버레이 오차 또는 단순히 "오버레이"라고 알려진 특정 성능 파라미터가 높은 수율로 동작하는 디바이스들을 생성하도록 충분히 정확하게 겹쳐서 피처들의 연속 층들을 위치시키는 기능과 관련된다. 일반적으로, 오버레이는 오늘날의 서브-미크론 반도체 디바이스들에서 수십 나노미터 내에서, 가장 중대한 층들에서는 수 나노미터까지 달성되어야 한다. 또한, 임계 치수(CD 또는 선폭)와 같은 다른 성능 파라미터들도 최적화되어야 하고, 기판에 걸쳐 균일하게 만들어져 제조된 디바이스들의 우수한 수율 및 성능을 보장하여야 한다. 이러한 파라미터들에서 우수한 성능을 달성하기 위해, 기판은 패터닝 단계 동안 안정적이고 평탄하여야 한다. 전형적으로, 기판은 클램핑력(clamping force)에 의해 기판 지지체 상에 유지된다. 통상적으로, 클램핑은 흡인에 의해 달성된다. 극자외선(EUV) 방사선을 사용하는 최근 리소그래피 툴들에서, 패터닝 작업은 진공 환경에서 수행된다. 그 경우, 클램핑력은 정전기 인력에 의해 달성된다.
기판들이 리소그래피 장치를 통해 이동함에 따라, 이들은 기판 정렬 및 레벨링 메트롤로지로 측정되는 위치들을 가질 것이다. 이는 기판이 기판 지지체 상에 클램핑된 후 및 노광 직전에 발생한다. 여하한의 고유한 기판-대-기판 편차들을 특징짓는 것이 목적이다. 편차들은 여러 원인들; 기판 지지체 상의 기판 배치로부터의 오차, 이전 레벨의 공정이 기판 표면을 성형한 방식, 또는 기판의 후면에 오염물이 존재하는 경우로부터 나올 수 있다. 기판이 기판 지지체 상에 클램핑되기 때문에, 기판 후면과 기판 홀더의 표면 사이의 여하한의 오염물 또는 여하한의 균일하지 않은 지지 특성들이 기판 표면 토포그래피에 영향을 줄 수 있다. 작동 중에, 리소그래피 장치의 기판-대-기판 조정들을 제어하는 물리적 모델들은 정렬 및 레벨링 메트롤로지를 사용하여 기판의 정확한 패터닝을 달성하기 위해 각각의 기판을 올바르게 일관되게 위치시킨다.
클램핑 동안 기판 지지체의 손상과 같은 결함들이 기판을 왜곡되게 할 수 있다. 특히, 기판 지지체는 그 지지 표면과 기판의 후면 사이의 마찰 및/또는 (1 이상의 처리 단계 동안 기판의 처리에 사용되는) 화학물질의 효과로 인해 시간이 지남에 따라 저하될 것으로 이해될 것이다. 이 지지 표면은 전형적으로 기판과 지지체 사이에 오염물 입자들을 개재시키는 효과를 크게 완화하기 위해 다수의 돌출부들 또는 버얼(burl)을 포함할 수 있다. 이 버얼들 중 1 이상, 또는 기판 지지체의 다른 측면들(특히 에지에서)이 이러한 열화에 의해 영향을 받아, 시간이 지남에 따라 그 형상의 변화를 유도할 수 있고, 이는 그 위에 클램핑되는 기판의 형상에 영향을 줄 것이다. 기판 지지체의 이 열화의 영향들은 기존의 제어 시스템들에 의해 보정가능하지 않을 수 있다.
실시간으로, 생산 동안 기판 지지체의 저하를 모니터링하는 것이 바람직할 것이다.
제 1 실시형태에서, 본 발명은 리소그래피 공정을 모니터링하는 방법을 제공하고, 상기 방법은: 기판 지지체에 의해 지지되는 기판에 관한 높이 변동 데이터를 얻는 단계; 높이 변동 데이터를 통해 회귀(regression)를 피팅(fit)하는 단계 -상기 회귀는 기판의 형상에 근접함- ; 높이 변동 데이터와 회귀 간의 차이를 나타내는 잔차 데이터(residual data)를 결정하는 단계; 및 시간에 따른 상기 잔차 데이터의 변동을 모니터링하는 단계를 포함한다.
제 2 실시형태에서, 본 발명은: 기판에 관한 높이 변동 데이터를 측정하도록 작동가능한 레벨 센서; 상기 기판을 지지하도록 작동가능한 기판 지지체; 및 프로세서를 포함하는 리소그래피 장치를 제공하고, 상기 프로세서는: 높이 변동 데이터를 통해 회귀를 피팅하고 -상기 회귀는 기판의 형상에 근접함- ; 높이 변동 데이터와 회귀 간의 차이를 나타내는 잔차 데이터를 결정하고; 및 시간에 따른 상기 잔차 데이터의 변동을 모니터링하도록 작동가능하다.
또 다른 실시형태에서, 본 발명은 또한 컴퓨터에서 실행될 때 컴퓨터가 제 1 실시형태의 방법을 수행하게 하는 소프트웨어로 저장되어 있는 컴퓨터 프로그램 제품 또는 다른 비-일시적 메모리 디바이스를 제공한다.
컴퓨터 프로그램 제품은 앞서 설명된 선택적 특징들 중 어느 하나를 구체적으로 구현하기 위한 명령어들을 더 포함할 수 있다.
이제 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 실시예들에 따른 진단 장치를 더 포함하는 반도체 디바이스들을 위한 리소그래피 생산 시스템을 형성하는 다른 장치들과 함께 도 1의 리소그래피 장치의 사용을 개략적으로 나타내는 도면;
도 3은 (a) 높이 변동 데이터의 회귀로부터의 잔차 데이터, 및 (b) 에지 시그니처(edge signature), (c) 중심 버얼 시그니처 및 (d) 중심의 다른 시그니처를 포함하는 이 평균 잔차 데이터로부터 디컨볼브(deconvolve)된 시그니처들을 나타내는 도면;
도 4는 시간에 따른 기판 지지체의 디컨볼브된 시그니처들의 변화율을 나타내는, x-축 상의 시간(t)에 대한 y-축 상의 거리 메트릭(d)의 플롯; 및
도 5는 본 발명의 일 실시예를 설명하는 흐름도이다.
본 발명의 특정 대상인 기술들을 설명하기에 앞서, 리소그래피 제조 공정들 및 그 안에서 발생하는 문제들에 대한 일부 배경 정보를 제시하는 것이 유용할 것이다. 예시들은 주로 반도체 기판들 상의 기능 디바이스들의 생산을 위한 공정들에 관련될 것이다. 동일한 원리들은 다른 타입들의 제품 또는 기판들에 적용될 수 있다. 또한, 특히 동일한 원리들이 후속한 제조 공정에서 자체로 사용될 수 있는 레티클과 같은 패터닝 디바이스의 제조에 적용될 수 있다는 것을 이해하여야 한다. 따라서, 다음의 기판에 대한 언급은 마스터 패턴이 형성될 기판에 대한 언급으로도 해석될 수 있으며, 이는 일련의 기판들에 기능 디바이스 패턴들을 적용하기 위해 후속하여 사용된다. 패터닝 디바이스는 투과형 또는 반사형 광학 리소그래피 레티클일 수 있다. 패터닝 디바이스는 대안적으로, 예를 들어 임프린트 리소그래피에서 사용하기 위한 템플릿(template)일 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 리소그래피 장치(LA)를 개략적으로 도시한다. 상기 장치는:
- 방사선 빔(B)(예를 들어, UV 방사선 또는 EUV 방사선)을 컨디셔닝(condition)하도록 구성되는 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 연결되는 지지 구조체(예를 들어, 마스크 테이블)(MT);
- 기판(예를 들어, 레지스트-코팅된 기판)(W)을 유지하도록 구성되고, 소정 파라미터들에 따라 기판을 정확히 위치시키도록 구성된 제 2 위치설정기(PW)에 연결되는 기판 홀더(예를 들어, 웨이퍼 테이블)(WTa 또는 WTb); 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 구성되는 투영 시스템(예를 들어, 굴절 투영 렌즈 시스템)(PS)을 포함한다. 기판(W) 또는 웨이퍼는 처리 동안 가장 위에 위치되어 다양한 처리 단계들이 일어나는 전면, 및 처리 동안 기판 지지체(WTa, WTb)와 접촉하는 전면 반대편의 후면을 갖는다. 후면은 아래에서 설명되는 바와 같이 전면의 왜곡을 초래할 수 있는 오염물에 취약하다.
조명 시스템은 방사선을 지향, 성형, 또는 제어하기 위하여, 굴절, 반사, 자기, 전자기, 정전기 또는 다른 타입의 광학 구성요소들, 또는 여하한의 그 조합과 같은 다양한 타입들의 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 부여하는 데 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 타입들, 및 다양한 하이브리드(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 여하한 타입의 투영 시스템을 포괄하는 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, 장치는 (예를 들어, 투과 마스크를 채택하는) 투과형으로 구성된다. 대안적으로, 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 지지체들(및/또는 2 이상의 마스크 테이블들)을 갖는 형태로 구성될 수 있다. 이러한 "다수 스테이지" 기계에서는 추가적인 웨이퍼 테이블이 병행하여 사용될 수 있으며, 또는 1 이상의 웨이퍼 테이블이 노광에 사용되고 있는 동안 1 이상의 다른 웨이퍼 테이블에서는 준비작업 단계가 수행될 수 있다. 본 명세서에 개시된 발명은 독립형으로(in a stand-alone fashion) 사용될 수 있지만, 특히 이는 단일- 또는 다수-스테이지 장치들의 노광-전 측정 스테이지에서의 추가적인 기능들을 제공할 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 마스크와 투영 시스템 사이에도 적용될 수 있다. 침지 기술은 투영 시스템의 개구수(numerical aperture)를 증가시키는 기술로 당업계에 잘 알려져 있다. 본 명세서에서 사용되는 바와 같은 "침지"라는 용어는 기판과 같은 구조체가 액체 내에 잠겨야 함을 의미하는 것이라기보다는, 단지 액체가 노광 시 투영 시스템과 기판 사이에 놓인다는 것을 의미한다.
일루미네이터(IL)는 방사선 소스(SO)로부터 방사선 빔을 수용한다. 예를 들어, 소스가 엑시머 레이저(excimer laser)인 경우, 소스 및 리소그래피 장치는 별도의 개체일 수 있다. 이러한 경우, 소스는 리소그래피 장치의 일부분을 형성하는 것으로 간주되지 않으며, 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 소스가 수은 램프인 경우, 소스는 리소그래피 장치의 통합부일 수 있다. 소스(SO) 및 일루미네이터(IL)는, 필요에 따라 빔 전달 시스템(BD)과 함께 방사선 시스템이라고 칭해질 수 있다.
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 컨디셔닝하는 데 사용될 수 있다.
방사선 빔(B)은 지지 구조체(예를 들어, 마스크 테이블)(MT) 상에 유지되는 패터닝 디바이스(예를 들어, 마스크)(MA) 상에 입사되며, 패터닝 디바이스에 의해 패터닝된다. 마스크(MA)를 가로질렀으면, 방사선 빔(B)은 투영 시스템(PS)을 통과하며, 이는 기판(W)의 타겟부(C) 상에 상기 빔을 포커스한다. 제 2 위치설정기(PW) 및 위치 센서(IF)(예를 들어, 간섭계 디바이스, 리니어 인코더 또는 용량성 센서)의 도움으로, 기판 지지체(WTa/WTb)는 예를 들어 방사선 빔(B)의 경로 내에 상이한 타겟부(C)들을 위치시키도록 정확하게 이동될 수 있다. 이와 유사하게, 제 1 위치설정기(PM) 및 (도 1에 명확히 도시되지 않은) 또 다른 위치 센서는, 예를 들어 마스크 라이브러리(mask library)로부터의 기계적인 회수 후에, 또는 스캔하는 동안, 방사선 빔(B)의 경로에 대해 마스크(MA)를 정확히 위치시키는 데 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 지지체(WTa/WTb)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, 마스크 테이블(MT)은 단-행정 액추에이터에만 연결되거나 고정될 수 있다. 마스크(MA) 및 기판(W)은 마스크 정렬 마크들(M1, M2) 및 기판 정렬 마크들(P1, 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 있음]. 이와 유사하게, 마스크(MA) 상에 1보다 많은 다이가 제공되는 상황들에서, 마스크 정렬 마크들은 다이들 사이에 위치될 수 있다.
도시된 장치는 다음 모드들 중 적어도 하나에서 사용될 수 있다:
1. 스텝 모드에서, 마스크 테이블(MT) 및 기판 지지체(WTa/WTb)는 기본적으로 정지 상태로 유지되는 한편, 방사선 빔에 부여된 전체 패턴은 한 번에 타겟부(C) 상으로 투영된다[즉, 단일 정적 노광(single static exposure)]. 그 후, 기판 지지체(WTa/WTb)는 상이한 타겟부(C)가 노광될 수 있도록 X 및/또는 Y 방향으로 시프트된다. 스텝 모드에서, 노광 필드의 최대 크기는 단일 정적 노광 시에 이미징되는 타겟부(C)의 크기를 제한한다.
2. 스캔 모드에서, 마스크 테이블(MT) 및 기판 지지체(WTa/WTb)는 방사선 빔에 부여된 패턴이 타겟부(C) 상으로 투영되는 동안에 동기적으로 스캐닝된다[즉, 단일 동적 노광(single dynamic exposure)]. 마스크 테이블(MT)에 대한 기판 지지체(WTa/WTb)의 속도 및 방향은 투영 시스템(PS)의 확대(축소) 및 이미지 반전 특성에 의하여 결정될 수 있다. 스캔 모드에서, 노광 필드의 최대 크기는 단일 동적 노광 시 타겟부의 (스캐닝 되지 않는 방향으로의) 폭을 제한하는 반면, 스캐닝 동작의 길이는 타겟부의 (스캐닝 방향으로의) 높이를 결정한다.
3. 또 다른 모드에서, 마스크 테이블(MT)은 프로그램가능한 패터닝 디바이스를 유지하여 기본적으로 정지된 상태로 유지되며, 방사선 빔에 부여된 패턴이 타겟부(C) 상으로 투영되는 동안 기판 지지체(WTa/WTb)가 이동되거나 스캐닝된다. 이 모드에서는, 일반적으로 펄스화된 방사선 소스(pulsed radiation source)가 채택되며, 프로그램가능한 패터닝 디바이스는 기판 지지체(WTa/WTb)의 매 이동 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.
이 예시에서의 리소그래피 장치(LA)는 2 개의 기판 지지체들(WTa 및 WTb), 및 기판 지지체들이 교환될 수 있는 2 개의 스테이션들 - 노광 스테이션 및 측정 스테이션 - 을 갖는 소위 듀얼 스테이지 타입으로 이루어진다. 하나의 기판 지지체 상의 하나의 기판이 노광 스테이션(EXP)에서 노광되고 있는 동안, 또 다른 기판이 측정 스테이션(MEA)에서 다른 기판 지지체 상으로 로딩(load)되어 다양한 준비작업 단계들이 수행될 수 있도록 한다. 준비작업 단계들은 레벨 센서(LS)를 이용하여 기판의 표면 높이를 매핑하는 단계, 및 정렬 센서(AS)를 이용하여 기판 상의 정렬 마크들의 위치를 측정하는 단계를 포함할 수 있다. 정렬 마크들은 공칭적으로 규칙적인 그리드 패턴에 배치된다. 하지만, 마크들을 생성함에 있어서 부정확성으로 인해, 또한 그 처리 전반에 걸쳐 발생하는 기판의 변형들로 인해, 마크들은 이상적인 그리드로부터 벗어난다. 결과적으로, 기판의 위치 및 방위를 측정하는 것에 추가하여, 장치(LA)가 매우 높은 정확성으로 올바른 위치들에 제품 피처들을 프린트하여야 하는 경우, 정렬 센서는 실제로 기판 영역에 걸쳐 많은 마크의 위치들을 상세히 측정하여야 한다. 그러므로, 정렬 마크들의 측정은 매우 시간-소모적이고, 2 개의 기판 지지체들의 제공이 장치의 스루풋의 상당한 증가를 가능하게 한다. 위치 센서(IF)가 노광 스테이션뿐 아니라 측정 스테이션에 있는 동안 기판 지지체의 위치를 측정할 수 없는 경우, 두 스테이션들에서 기판 지지체의 위치들이 추적될 수 있도록 제 2 위치 센서가 제공될 수 있다. 본 발명은 단 하나의 기판 지지체만을 갖거나, 2보다 많은 지지체를 갖는 장치에 적용될 수 있다.
또한, 장치는 설명되는 다양한 액추에이터들 및 센서들의 모든 이동들 및 측정들을 제어하는 리소그래피 장치 제어 유닛(LACU)을 포함한다. 또한, LACU는 장치의 작동에 관련된 원하는 계산들을 구현하는 신호 처리 및 데이터 처리 능력을 포함한다. 실제로는, 제어 유닛(LACU)이 많은 서브-유닛들의 시스템으로서 실현될 것이며, 각각 장치 내의 서브시스템 또는 구성요소의 실시간 데이터 취득, 처리 및 제어를 처리한다. 예를 들어, 하나의 처리 서브시스템은 기판 위치설정기(PW)의 서보 제어(servo control) 전용일 수 있다. 별도 유닛들이 개략 및 미세 액추에이터들, 또는 상이한 축선들을 처리할 수도 있다. 또 다른 유닛은 위치 센서(IF)의 판독 전용일 수 있다. 장치의 전체 제어는 이 서브-시스템들의 처리 유닛들, 조작자들, 및 리소그래피 제조 공정에 관련된 다른 장치들과 통신하는 중앙 처리 유닛에 의해 제어될 수 있다.
도 2는 200에서, 반도체 제품들을 위한 산업 제조 시설의 상황에서의 리소그래피 장치(LA)를 나타낸다. 리소그래피 장치[또는 줄여서 "리소 툴"(200)] 내에서, 측정 스테이션(MEA)은 202로 나타내어지고, 노광 스테이션(EXP)은 204로 나타내어진다. 제어 유닛(LACU)은 206으로 나타내어진다. 제조 시설 내에서, 장치(200)는 "리소셀(litho cell)" 또는 "리소 클러스터(litho cluster)"의 일부분을 형성하고, 이는 장치(200)에 의한 패터닝을 위해 기판(W)에 감광성 레지스트 및 다른 코팅들을 적용하는 코팅 장치(208)도 포함한다. 장치(200)의 출력 측에는, 노광된 패턴을 물리적 레지스트 패턴으로 현상하기 위해 베이킹 장치(210) 및 현상 장치(212)가 제공된다.
일단 패턴이 적용되고 현상되면, 패터닝된 기판들(220)이 222, 224, 226으로 예시된 바와 같은 다른 처리 장치들로 이송된다. 넓은 범위의 처리 단계들이 통상적인 제조 시설에서 다양한 장치들에 의해 구현된다. 예시를 위해, 이 실시예에서 장치(222)는 에칭 스테이션이고, 장치(224)는 에칭-후 어닐링 단계를 수행한다. 또 다른 물리적 및/또는 화학적 처리 단계들이 또 다른 장치들(226 등)에서 적용된다. 재료의 증착, 표면 재료 특성의 변경(산화, 도핑, 이온 주입 등), 화학-기계적 연마(CMP) 등과 같은 수많은 타입의 작업이 실제 디바이스를 만드는 데 필요할 수 있다. 장치(226)는, 실제로는 1 이상의 장치에서 수행되는 일련의 상이한 처리 단계들을 나타낼 수 있다.
잘 알려진 바와 같이, 반도체 디바이스들의 제조는 적절한 재료들 및 패턴들로 디바이스 구조체들을 구축하기 위해, 기판 상의 층마다 이러한 처리의 많은 반복들을 수반한다. 따라서, 리소 클러스터에 도달하는 기판들(230)은 새로 준비된 기판들일 수 있거나, 또는 이 클러스터 또는 또 다른 장치에서 완전히 앞서 처리된 기판들일 수 있다. 이와 유사하게, 필요한 처리에 의존하여, 장치(226)를 떠나는 기판들(232)이 동일한 리소 클러스터에서의 후속한 패터닝 작업을 위해 반환될 수 있거나, 이들은 상이한 클러스터에서의 패터닝 작업들이 예정될 수 있거나, 또는 이들이 완료된 제품들이고 다이싱 및 패키징을 위해 보내질 수 있다.
제품 구조체의 각각의 층은 공정 단계들의 상이한 세트를 필요로 하고, 각각의 층에서 사용되는 장치들(226)은 타입이 완전히 상이할 수 있다. 또한, 장치(226)에 의해 적용되어야 하는 처리 단계들이 공칭적으로 동일한 경우에도, 큰 시설에서는 상이한 기판들에서 단계(226)를 수행하도록 병행하여 동작하는 수 개의 아마도 동일한 기계들이 존재할 수 있다. 이 기계들 사이의 결함들 또는 셋업의 작은 차이들은 이들이 상이한 방식으로 상이한 기판들에 영향을 준다는 것을 의미할 수 있다. 에칭(장치 222)과 같은 각각의 층에 비교적 공통적인 단계들도, 공칭적으로 동일하지만 스루풋을 최대화하도록 병행하여 동작하는 수 개의 에칭 장치들에 의해 구현될 수 있다. 또한, 실제로, 상이한 층들이 상이한 에칭 공정들, 예를 들어 에칭될 재료의 세부항목에 따라 플라즈마 에칭, 화학적 에칭, 및 예를 들어 이방성 에칭과 같은 특수한 요건들을 필요로 할 수 있다.
앞선 및/또는 후속한 공정들은 언급된 바와 같이 다른 리소그래피 장치들에서 수행될 수 있고, 심지어 상이한 타입들의 리소그래피 장치에서 수행될 수도 있다. 예를 들어, 분해능 및 오버레이와 같은 파라미터들에서 매우 까다로운(demanding) 디바이스 제조 공정에서의 몇몇 층들은 덜 까다로운 다른 층들보다 더 고급인(advanced) 리소그래피 툴에서 수행될 수 있다. 그러므로, 몇몇 층들은 침지형 리소그래피 툴에서 노광될 수 있는 한편, 다른 것들은 '건식(dry)' 툴에서 노광된다. 몇몇 층들은 DUV 파장들에서 동작하는 툴에서 노광될 수 있는 한편, 다른 것들은 EUV 파장 방사선을 이용하여 노광된다.
또한, 도 2에는 제조 공정 시 원하는 스테이지들에서 제품들의 파라미터들의 측정들을 수행하기 위해 제공되는 메트롤로지 장치(240)가 도시된다. 현대 리소그래피 제조 시설에서의 메트롤로지 스테이션의 통상적인 예시는 스케터로미터, 예를 들어 각도-분해 스케터로미터(angle-resolved scatterometer) 또는 분광 스케터로미터(spectroscopic scatterometer)이며, 이는 장치(222)에서의 에칭에 앞서 220의 현상된 기판들의 속성들을 측정하도록 적용될 수 있다. 메트롤로지 장치(240)를 이용하여, 예를 들어 오버레이 또는 임계 치수(CD)와 같은 중요한 성능 파라미터들이 현상된 레지스트에서 명시된 정확성 요건들을 충족시키지 않는 것으로 결정될 수 있다. 에칭 단계에 앞서, 현상된 레지스트를 벗기고(strip) 리소 클러스터를 통해 기판들(220)을 다시 처리할 기회가 존재한다. 또한, 잘 알려진 바와 같이, 장치(240)로부터의 메트롤로지 결과들은 시간에 걸쳐 작은 조정들을 수행함으로써 리소 클러스터에서 패터닝 작업들의 정확한 성능을 유지하는 데 사용되어, 제품들이 사양을 벗어나고 재-작업을 요구할 위험을 최소화할 수 있다. 물론, 메트롤로지 장치(240) 및/또는 다른 메트롤로지 장치들(도시되지 않음)이 처리된 기판들(232, 234) 및 유입 기판들(230)의 속성들을 측정하도록 적용될 수도 있다.
도 1을 다시 참조하면, 기판 지지체들(WTa/WTb)은 기판에 대한 초기 처리 단계들로부터의 화학 잔류물의 영향, 및 기판 지지체 상의 기판들의 반복된 클램핑 및 언클램핑의 더 일반적인 마찰 마모로 인해 시간이 지남에 따라 저하된다. 심하게 열화된 기판 지지체는 이미징된 패턴 내의 결함들 및 이에 따른 수율의 감소를 유도할 것이다. 결과적으로, 열화가 수율에 영향을 미치기 전에 기판 지지체를 교체하는 것(또는 기판 지지체의 세정과 같은 또 다른 적절한 유지보수 조치를 수행하는 것)이 중요하다. 하지만, 기판 지지체의 교체는 상당한 장치 다운타임(및 비용)을 유도하므로, 불필요한 빈도로 수행되어야 하는 작업이 아니다. 또한, 결과적 다운타임 및 그 영향을 완화하기 위해 필요한 준비들이 이루어질 수 있도록 이러한 유지보수가 필요한 경우를 예측할 수 있는 것이 큰 이점이 될 것이다.
(주로) 기판 지지체 열화 및/또는 오염으로부터 발생하는 시간에 따른 변화들을 모니터링하기 위해 레벨 센서 측정 데이터(높이 변동 데이터)를 사용하는 것이 제안된다. 특히, 클램핑된 기판 형상의 회귀 피트(regression fit) 및 레벨 센서 데이터의 잔차를 포함하는 잔차 데이터의 시간에 따른 변화들을 모니터링하는 것이 제안된다. 이러한 잔차 데이터는 (예를 들어, 기판 지지체의) 알려진 특징들에 기초하여 디컨볼브될 수 있다. 이러한 방식으로, 레벨 센서 데이터에 대한 회귀 피트의 잔차는 일련의 가우시안 기반 필터(Gaussian based filter)들을 사용하여 처리되어, 시간이 지남에 따라 기판 지지체 시그니처가 어떻게 변화하는지에 대한 통찰력을 얻을 수 있다.
레벨 센서 장치(예를 들어, 자외선 레벨 센서 또는 UVLS)가 레벨링 메트롤로지를 수행하고, 기판 당 213,000 개보다 많은 측정 포인트를 측정할 수 있다. 이 크기의 데이터세트를 효과적으로 정확하게 모델링하기 위해, 데이터세트를 더 효율적으로 특성화하도록 회귀가 이루어질 수 있다. 특정한 예시로서, 회귀는 k-최근접 이웃 탐색을 갖는 국소 회귀 비모수 방정식(local regression nonparametric equation)을 포함할 수 있다.
잔차 데이터는 레벨 센서 데이터로부터 클램핑된 기판 형상의 회귀 피트를 감산함으로써 결정될 수 있으며, 이에 의해 아래놓인 기판 지지체 시그니처가 드러난다. 이에 후속하여, 이 잔차 데이터가 기판 지지체 디자인/시그니처 효과들의 지식을 사용하여 알려진 기본 구조들의 디컨볼브된 시그니처들로 디컨볼브되는 것이 제안된다. 테이블 디자인 및/또는 상이한 시그니처 효과들을 갖는 영역들의 지식은 기판의 나머지(기판 중심)에 대한 버얼 및/또는 기판 에지(이는 기판 중심으로부터 100 mm 내지 140 mm 외주 밖의; 예를 들어, 기판 중심으로부터 100 mm, 기판 중심으로부터 120 mm, 또는 기판 중심으로부터 140 mm에서의 기판 영역으로서 정의될 수 있음)의 위치와 같은 알려진 대상물들 사이의 간격의 지식을 포함할 수 있다. 이는 잔차 데이터를 디컨볼브하도록 1 이상의 필터를 적용함으로써 행해질 수 있다. 필터들은, 예를 들어 기판 지지체 디자인 및/또는 시그니처 효과들의 지식으로 최적화된, 일련의 가우시안 기반 필터들을 포함할 수 있다. 일단 개별적인 서브 그룹들로 분리되면, 시간이 지남에 따른 그 시그니처들의 작은 변화들을 모니터링하는 방법이 제안된다.
기판 지지체 시그니처들의 모니터링으로부터 공정 및 디바이스 효과들을 격리시키기 위해, 때때로 여하한의 디바이스 또는 공정 스택없이 기판들을 측정하는 것이 가장 좋은 실행일 것이다. 주어진 리소그래피 장치로부터의 생산 기판 세트들과 함께 기준 기판 세트의 시그니처들을 모니터링하는 것이 가치있을 것이다. 예를 들어, 1 개의 로트(총 25 개의 기판들)로부터의 잔차들이 기판 지지체마다(예를 들어, 테이블 1로부터의 12 개의 기판들 및 테이블 2로부터의 13 개의 기판들) 평균되어, 각각의 기판 지지체에 고유한 시그니처들이 격리될 수 있다.
특정 실시예에서, 잔차 데이터는 3 개의 디컨볼브된 테이블 시그니처들 또는 서브-그룹들로 디컨볼브된다. 도 3이 이를 예시한다. 도 3(a)는 잔차 데이터이며, 이는 다수의 기판들에 걸친 (예를 들어, 기판 지지체 당) 평균 잔차를 포함할 수 있다. 3 개의 디컨볼브된 시그니처들 또는 서브-그룹들은 (b) 기판 에지 시그니처(예를 들어, 테이블의 중심으로부터 > 140 mm) 및 2 개의 기판 중심 시그니처를 포함한다. 그러므로, 중심(테이블의 중심으로부터 < 140 mm) 시그니처는: (c) "중심 버얼"(높은 주파수) 시그니처 및 남은 (d) "중심 기타(other)", 더 낮은 주파수 시그니처로 분해된다. 이 특정한 시그니처들로의 디컨볼루션(deconvolution)은 순전히 예시적이다. 예를 들어, 원칙적으로 중심의 다른 시그니처를 더 디컨볼브하는 것이 가능할 것이다. 이의 일 예시는 반경방향(radial) 시그니처(동심 링들의 시그니처)를 디컨볼브하는 것을 포함할 수 있으며, 이는 잔차 데이터 및 "중심 기타" 시그니처에서 볼 수 있다.
도 4는 시간(t)에 따른 각각의 개별 지점과 기준점 사이의 유사성 또는 거리 메트릭(d)(예를 들어, 유클리드 거리)에 관하여, 디컨볼브된 서브-그룹들의 변화율을 예시하는 플롯을 나타낸다. 이러한 것으로서, 관측값들 간의 쌍별 거리가 사용되어 서브-그룹 당 단일 값 KPI를 발생시키며, 이 변동은 시간에 걸쳐 모니터링될 수 있다. 나타낸 특정 예시에서, 기준점은 처음 두 로트(R)의 기판들에 대한 다수의 지점들에 걸친 평균 시그니처를 포함하지만, 이는 임의의 예시이다. 데이터는, 테이블 에지 시그니처가 테이블 에지 중심보다 큰 속도로 변화함을 나타낸다. 또한, 중심 서브그룹들에 대한 거리 메트릭은 처음 일반적인 증가 후에 수평을 유지하고 비교적 평탄하게 유지되는 경향이 있음을 알 수 있다. 이 거리 메트릭(또는, 더 일반적으로, 기판 지지체 시그니처들 중 1 이상의 변화)을 모니터링함으로써, 일반적으로 기판 지지체의 열화를 나타내는 변화가 시간에 따라 모니터링될 수 있다. 예를 들어, 거리 메트릭이 임계치에 도달하기 시작하면, 기판 지지체가 교체 또는 다른 유지보수 조치를 필요로 할 것을 나타내는 것으로 여겨질 수 있다. 그 후, 이는 적절하게 스케줄링될 수 있고, 예를 들어 설비 내의 또 다른 리소그래피 장치에 충분한 생산 능력이 존재함을 보장함으로써 결과적 다운타임을 완화시킬 수 있다.
거리 메트릭을 모니터링함에 있어서, 점프(J) 또는 스파이크의 1 이상의 인스턴스가 관찰될 수 있다. 이는 기판 지지체에 대한 오염의 표시일 수 있다. 이러한 점프가 관찰되면, 일 실시예에서 모니터 기판이 측정되어 점프가 로트 특정적인지 또는 테이블로 인한 것인지(이 경우, 테이블 세정 동작이 개시될 수 있음)를 결정할 수 있다. 또한, 스파이크에 관한 대응하는 관련 시그니처들의 관찰이 오염의 위치를 나타낼 수도 있다. 일 실시예에서, 오염에 대한 다이-내(in-die) 제품 레이아웃을 결정하기 위해 레벨 센서 데이터의 세부사항과 이를 사용하는 것이 제안된다. 이를 행함으로써, 오염에 의해 영향을 받을 수 있는 다이들의 수를 결정하고, 이에 따라 수율에 대한 오염의 가능한 영향을 추산하는 것이 가능하다.
도 5는 1 이상의 기판 지지체 시그니처를 모니터링하는 방법, 및 특히 기판 지지체 저하 및/또는 오염을 결정하기 위해 이러한 시그니처를 모니터링하는 방법을 설명하는 흐름도이다. 상기 방법은 다음 단계들을 포함할 수 있다:
단계(500)에서, 예를 들어 레벨 센서 장치를 사용함으로써 1 이상의 모니터 또는 기준 기판들의 높이 변동 데이터가 측정된다. 이 모니터 기판들은 이들에 대해 여하한의 다른 처리 또는 노광이 수행되지 않고 측정될 수 있다.
단계(510)에서, 회귀가 높이 변동 데이터를 통해 피팅되고, 모니터 기판들로부터의 높이 센서 데이터와 회귀 사이의 잔차를 포함하는 모니터 잔차 데이터가 결정된다. 모니터 잔차 데이터는 다수의 기판들에 걸쳐 (기판 지지체 당) 평균될 수 있다.
단계(520)에서, 모니터 잔차 데이터는 (예를 들어, 적절한 필터들의 적용에 의해) 복수의 서브-그룹들을 확립하도록 디컨볼브된다. 특정 예시에서, 복수의 서브-그룹들은 에지 서브-그룹, 중심 버얼 서브-그룹 및 중심 기타 서브-그룹을 포함할 수 있다.
그 후, 생산 기판들이 측정되어(530), 단계들(500 및 510)과 유사한 방식으로, 생산 잔차 데이터가 도출되는 생산 높이 변동 데이터를 얻는다.
단계(540)에서, 생산 잔차 데이터는 실시간으로 디컨볼브 및 모니터링된다. 이는 모니터 잔차 데이터로부터 및/또는 1 이상의 초기 생산 기판들/로트들(예를 들어, 처음 2 개의 로트에 걸친 평균)로부터의 생산 잔차 데이터로부터 결정된 기준에 대해 각각의 서브-그룹에 대한 거리 메트릭을 결정하는 것을 포함할 수 있다. 이 단계는 생산 로트들의 처리 및 노광에 걸쳐 반복(loop)되며, 제품 독립적이어야 한다.
결정(550)에서, 모니터 기판들이 재-측정되어야 하는지가 결정된다. 그렇다면, 단계(560)에서, 모니터 기판들은 리소그래피 장치를 통해 순환되고 기준 베이스라인에 대한 여하한의 변화를 벤치마킹(benchmark)하도록 재-측정된다(560). 이는 주기적으로 수행되거나, 디컨볼브된 제품 잔차 데이터의 모니터링의 결과로서(예를 들어, 점프가 검출됨) 유발될 수 있다.
결정(570)에서, 유지보수 조치가 필요한지가 결정된다. 그러한 경우, 단계(580)에서 유지보수 조치가 수행된다(예를 들어, 기판 지지체 교체를 스케줄링함). 그렇지 않은 경우, 상기 방법은 단계(530)로 되돌아가서 생산 잔차 데이터가 생산 공정 전반에 걸쳐 측정, 디컨볼브 및 모니터링되도록 한다.
일 실시예에서, 디컨볼브된 잔차 데이터를 벡터화하여 등가(XY 기울기) 벡터 맵을 얻는 것도 가능하다. 이는 예를 들어 다음 수학식을 사용하여 행해질 수 있다:
Figure 112019094286373-pct00001
여기서 F(x,y)는 기판 상의 x,y 좌표의 함수로서 잔차 데이터의 값을 나타낸다. 그 후, 이 벡터 맵은 오버레이에 대한 여하한의 기판 지지체 변화들의 영향을 결정하는 데 사용될 수 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 토포그래피는 기판 상에 생성되는 패턴을 정의한다. 패터닝 디바이스의 토포그래피는 기판에 공급된 레지스트 층으로 가압될 수 있으며, 레지스트는 전자기 방사선, 열, 압력 또는 그 조합을 인가함으로써 경화된다. 패터닝 디바이스는 레지스트가 경화된 후에 레지스트로부터 이동되어 그 안에 패턴을 남긴다.
본 명세서에서 사용되는 "방사선" 및 "빔"이라는 용어는 이온 빔 또는 전자 빔과 같은 입자 빔뿐만 아니라, (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) 방사선을 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.
특정 실시예들의 앞선 설명은, 당업계의 지식을 적용함으로써, 다양한 적용들에 대해 본 발명의 일반적인 개념을 벗어나지 않고 지나친 실험 없이 이러한 특정 실시예들을 쉽게 변형하고, 및/또는 응용할 수 있도록 본 발명의 일반적인 성질을 전부 드러낼 것이다. 그러므로, 이러한 응용예 및 변형예들은 본 명세서에 나타낸 교시 및 안내에 기초하여, 개시된 실시예들의 균등물의 의미 및 범위 내에 있도록 의도된다. 본 명세서에서, 어구 또는 전문 용어는 예시에 의한 설명을 위한 것이며 제한하려는 것이 아니므로, 당업자라면 본 명세서의 전문 용어 또는 어구가 교시 및 안내를 고려하여 해석되어야 한다는 것을 이해하여야 한다.
아래의 번호가 매겨진 실시예들의 리스트에서 추가 실시예들이 개시된다:
1. 리소그래피 공정을 모니터링하는 방법에 있어서:
기판 지지체에 의해 지지되는 기판에 관한 높이 변동 데이터를 얻는 단계;
높이 변동 데이터를 통해 회귀를 피팅하는 단계 -상기 회귀는 기판의 형상에 근접함- ;
높이 변동 데이터와 회귀 간의 차이를 나타내는 잔차 데이터를 결정하는 단계; 및
시간에 따른 상기 잔차 데이터의 변동을 모니터링하는 단계를 포함하는 방법.
2. 실시예 1에 있어서, 디컨볼브된 잔차 데이터를 얻도록 기판 지지체의 알려진 특징들에 기초하여 상기 잔차 데이터를 디컨볼브하는 단계를 포함하고, 상기 모니터링하는 단계는 디컨볼브된 잔차 데이터를 모니터링하는 단계를 포함하는 방법.
3. 실시예 2에 있어서, 상기 디컨볼브된 잔차 데이터는 기판 에지에 관한 적어도 하나의 서브-그룹 및 기판 중심에 관한 적어도 하나의 서브-그룹을 포함하는 방법.
4. 실시예 3에 있어서, 상기 기판 에지는 기판 중심으로부터 120 nm보다 멀리 위치되는 외주 밖의 영역을 포함하는 방법.
5. 실시예 4에 있어서, 상기 기판 에지는 기판 중심으로부터 140 nm 외주 밖의 영역을 포함하는 방법.
6. 실시예 3 내지 실시예 5 중 어느 하나에 있어서, 상기 기판 중심에 관한 적어도 하나의 서브-그룹은 기판 지지체 상의 버얼들의 위치에 관한 제 1 중심 서브-그룹 및 기판 중심의 잔차 데이터의 나머지에 관한 제 2 중심 서브-그룹으로 디컨볼브되는 방법.
7. 실시예 2 내지 실시예 6 중 어느 하나에 있어서, 상기 잔차 데이터를 디컨볼브하는 단계는 상기 잔차 데이터에 적어도 하나의 필터를 적용하는 단계를 포함하는 방법.
8. 실시예 1 내지 실시예 7 중 어느 하나에 있어서, 시간에 따른 상기 잔차 데이터의 변동을 모니터링하는 단계에 기초하여 유지보수 조치를 스케줄링하는 단계를 포함하는 방법.
9. 실시예 8에 있어서, 유지보수 조치는 기판 지지체를 교체하는 것을 포함하는 방법.
10. 실시예 8 또는 실시예 9에 있어서, 시간에 따른 상기 잔차 데이터의 변동을 모니터링하는 단계는 1 이상의 초기 높이 변동 측정으로부터 얻어진 기준 잔차 데이터에 대해 거리 메트릭의 변동을 결정하고 모니터링하는 단계를 포함하는 방법.
11. 실시예 10에 있어서, 유지보수 조치는 상기 잔차 데이터가 상기 거리 메트릭에 따라 상기 기준 잔차 데이터로부터 사전설정된 거리를 드리프트하도록 관찰되는 경우에 스케줄링되는 방법.
12. 실시예 8에 있어서, 오염을 나타내는 사건이 잔차 데이터에서 관찰되는 경우에, 상기 유지보수 조치는 기판 지지체를 세정하는 단계를 포함하는 방법.
13. 실시예 12에 있어서, 상기 사건은 시간에 따른 잔차 데이터 내의 스파이크를 포함하는 방법.
14. 실시예 12 또는 실시예 13에 있어서,
상기 리소그래피 공정에 의해 적용되고 있는 제품 레이아웃에 대해 오염의 위치를 결정하는 단계; 및
수율에 대한 오염의 영향을 결정하는 단계를 포함하는 방법.
15. 실시예 1 내지 실시예 14 중 어느 하나에 있어서, 기판 지지체에 의해 지지되는 적어도 하나의 모니터 기판에 관한 모니터 높이 변동 데이터를 얻는 초기 단계를 포함하고, 모니터 기판은 리소그래피 공정에 의해 적용되는 산물을 갖지 않는 방법.
16. 실시예 15에 있어서, 생산 동안 상기 적어도 하나의 모니터 기판에 대해 모니터 높이 변동 데이터를 재-측정하는 단계를 포함하는 방법.
17. 실시예 16에 있어서, 상기 재-측정된 모니터 높이 변동 데이터는 리소그래피 공정에 의해 적용되는 산물의 효과들 및/또는 처리 효과들에 기인하는 시간에 따른 상기 잔차 데이터의 변동에 대한 여하한의 효과들을 식별하고 제거 및/또는 보상하는 데 사용되는 방법.
18. 실시예 16 또는 실시예 17에 있어서, 상기 재-측정된 모니터 높이 변동 데이터는 상기 잔차 데이터에서의 사건이 로트에 특정한지, 또는 기판 지지체 또는 그 오염에 기인하는지를 결정하는 데 사용되는 방법.
20. 실시예 1 내지 실시예 19 중 어느 하나에 있어서, 등가 벡터 맵을 얻도록 잔차 데이터를 벡터화하는 단계, 및 오버레이에 대한 여하한의 기판 지지체 변화들의 영향을 결정하기 위해 벡터 맵을 사용하는 단계를 포함하는 방법.
21. 실시예 1 내지 실시예 20 중 어느 하나에 있어서, 리소그래피 장치는 복수의 기판 지지체들을 포함하고, 상기 방법은 기판 지지체마다 개별적으로 수행되는 방법.
22. 실시예 1 내지 실시예 21 중 어느 하나에 있어서, 상기 높이 변동 데이터를 얻기 위해 레벨 센서 장치를 사용하여 상기 기판을 측정하는 단계를 포함하는 방법.
23. 리소그래피 장치에 있어서,
기판에 관한 높이 변동 데이터를 측정하도록 작동가능한 레벨 센서;
상기 기판을 지지하도록 작동가능한 기판 지지체; 및
프로세서를 포함하고, 이는:
높이 변동 데이터를 통해 회귀를 피팅하고 -상기 회귀는 기판의 형상에 근접함- ;
높이 변동 데이터와 회귀 간의 차이를 나타내는 잔차 데이터를 결정하고; 및
시간에 따른 상기 잔차 데이터의 변동을 모니터링하도록 작동가능한 리소그래피 장치.
24. 실시예 23에 있어서, 프로세서는 디컨볼브된 잔차 데이터를 얻도록 기판 지지체의 알려진 특징들에 기초하여 상기 잔차 데이터를 디컨볼브하고, 디컨볼브된 잔차 데이터를 모니터링하도록 더 작동가능한 리소그래피 장치.
25. 실시예 24에 있어서, 상기 디컨볼브된 잔차 데이터는 기판 에지에 관한 적어도 하나의 서브-그룹 및 기판 중심에 관한 적어도 하나의 서브-그룹을 포함하는 리소그래피 장치.
26. 실시예 25에 있어서, 상기 기판 에지는 기판 중심으로부터 120 nm보다 큰 외주 밖의 영역을 포함하는 리소그래피 장치.
27. 실시예 26에 있어서, 상기 기판 에지는 기판 중심으로부터 140 nm 외주 밖의 영역을 포함하는 리소그래피 장치.
28. 실시예 25 내지 실시예 27 중 어느 하나에 있어서, 프로세서는 상기 기판 중심에 관한 적어도 하나의 서브-그룹을 기판 지지체 상의 버얼들의 위치에 관한 제 1 중심 서브-그룹 및 기판 중심의 잔차 데이터의 나머지에 관한 제 2 중심 서브-그룹으로 디컨볼브하도록 더 작동가능한 리소그래피 장치.
29. 실시예 24 내지 실시예 28 중 어느 하나에 있어서, 프로세서는 상기 잔차 데이터에 적어도 하나의 필터를 적용함으로써 상기 잔차 데이터를 디컨볼브하도록 더 작동가능한 리소그래피 장치.
30. 실시예 23 내지 실시예 29 중 어느 하나에 있어서, 프로세서는 시간에 따른 상기 잔차 데이터의 변동을 모니터링하는 단계에 기초하여 유지보수 조치를 스케줄링하도록 더 작동가능한 리소그래피 장치.
31. 실시예 30에 있어서, 유지보수 조치는 기판 지지체를 교체하는 것을 포함하는 리소그래피 장치.
32. 실시예 30 또는 실시예 31에 있어서, 상기 프로세서는, 시간에 따른 상기 잔차 데이터의 변동을 모니터링하는 경우에 1 이상의 초기 높이 변동 측정으로부터 얻어진 기준 잔차 데이터에 대해 거리 메트릭의 변동을 결정하고 모니터링하도록 작동가능한 리소그래피 장치.
33. 실시예 30에 있어서, 프로세서는 상기 잔차 데이터가 상기 거리 메트릭에 따라 상기 기준 잔차 데이터로부터 사전설정된 거리를 드리프트하도록 관찰되는 경우에 유지보수 조치를 스케줄링하도록 작동가능한 리소그래피 장치.
34. 실시예 30에 있어서, 오염을 나타내는 사건이 잔차 데이터에서 관찰되는 경우에, 상기 유지보수 조치는 기판 지지체를 세정하는 단계를 포함하는 리소그래피 장치.
35. 실시예 34에 있어서, 상기 사건은 시간에 따른 잔차 데이터 내의 스파이크를 포함하는 리소그래피 장치.
36. 실시예 34 또는 실시예 35에 있어서, 프로세서는:
상기 리소그래피 공정에 의해 적용되고 있는 제품 레이아웃에 대해 오염의 위치를 결정하고; 및
수율에 대한 오염의 영향을 결정하도록 더 작동가능한 리소그래피 장치.
37. 실시예 23 내지 실시예 36 중 어느 하나에 있어서, 기판 지지체에 의해 지지되는 적어도 하나의 모니터 기판에 관한 모니터 높이 변동 데이터를 측정하도록 작동가능하고, 모니터 기판은 리소그래피 공정에 의해 적용되는 산물을 갖지 않는 리소그래피 장치.
38. 실시예 37에 있어서, 생산 동안 상기 적어도 하나의 모니터 기판에 대해 모니터 높이 변동 데이터를 재-측정하도록 작동가능한 리소그래피 장치.
39. 실시예 38에 있어서, 상기 프로세서는 리소그래피 공정에 의해 적용되는 산물의 효과들 및/또는 처리 효과들에 기인하는 시간에 따른 상기 잔차 데이터의 변동에 대한 여하한의 효과들을 식별하고 제거 및/또는 보상하기 위해 상기 재-측정된 모니터 높이 변동 데이터를 사용하도록 작동가능한 리소그래피 장치.
40. 실시예 38 또는 실시예 39에 있어서, 상기 프로세서는 상기 잔차 데이터에서의 사건이 로트에 특정한지, 또는 기판 지지체 또는 그 오염에 기인하는지를 결정하기 위해 상기 재-측정된 모니터 높이 변동 데이터를 사용하도록 작동가능한 리소그래피 장치.
41. 실시예 23 내지 실시예 40 중 어느 하나에 있어서,
42. 실시예 23 내지 실시예 41 중 어느 하나에 있어서, 상기 프로세서는 등가 벡터 맵을 얻도록 잔차 데이터를 벡터화하고, 오버레이에 대한 여하한의 기판 지지체 변화들의 영향을 결정하기 위해 벡터 맵을 사용하도록 작동가능한 리소그래피 장치.
43. 실시예 23 내지 실시예 42 중 어느 하나에 있어서, 복수의 기판 지지체들을 포함하고, 프로세서는 각각의 기판 지지체에 대해 시간에 따른 대응하는 잔차 데이터의 변동을 개별적으로 모니터링하도록 작동가능한 리소그래피 장치.
44. 컴퓨터에서 실행될 때 컴퓨터가 실시예 1 내지 실시예 22 중 어느 하나의 방법의 단계들을 수행하게 하는 소프트웨어로 저장되어 있는 컴퓨터 프로그램 제품 또는 다른 비-일시적 메모리 디바이스.
본 발명의 범위와 폭은 상술된 예시적인 실시예들 중 어느 것에 의해서도 제한되지 않아야 하며, 다음의 청구항 및 그 균등물에 따라서만 정의되어야 한다.

Claims (15)

  1. 리소그래피 공정을 모니터링하는 방법에 있어서,
    기판 지지체에 의해 지지되는 기판에 관한 높이 변동 데이터를 얻는 단계;
    상기 높이 변동 데이터를 통해 회귀(regression)를 피팅(fit)하는 단계 -상기 회귀는 상기 기판의 형상에 근접함- ;
    상기 높이 변동 데이터와 상기 회귀 간의 차이를 나타내는 잔차 데이터(residual data)를 결정하는 단계;
    시간에 따른 상기 잔차 데이터의 변동을 모니터링하는 단계; 및
    디컨볼브(deconvolve)된 잔차 데이터를 얻도록 상기 기판 지지체의 알려진 특징들에 기초하여 상기 잔차 데이터를 디컨볼브하는 단계
    를 포함하는 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 모니터링하는 단계는 상기 디컨볼브된 잔차 데이터를 모니터링하는 단계를 포함하는 방법.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 디컨볼브된 잔차 데이터는 기판 에지에 관한 적어도 하나의 서브-그룹 및 기판 중심에 관한 적어도 하나의 서브-그룹을 포함하는 방법.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 기판 중심에 관한 적어도 하나의 서브-그룹은 상기 기판 지지체 상의 버얼(burl)들의 위치에 관한 제 1 중심 서브-그룹 및 상기 기판 중심의 잔차 데이터의 나머지에 관한 제 2 중심 서브-그룹으로 디컨볼브되는 방법.
  5. 제 2 항에 있어서,
    상기 잔차 데이터를 디컨볼브하는 단계는 상기 잔차 데이터에 적어도 하나의 필터를 적용하는 단계를 포함하는 방법.
  6. 제 1 항에 있어서,
    시간에 따른 상기 잔차 데이터의 변동을 모니터링하는 단계에 기초하여 유지보수 조치를 스케줄링(schedule)하는 단계를 포함하는 방법.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 유지보수 조치는 상기 기판 지지체를 교체하는 것을 포함하는 방법.
  8. 제 6 항에 있어서,
    사건이 상기 잔차 데이터에서 관찰되어 오염을 나타내는 경우에, 상기 유지보수 조치는 상기 기판 지지체를 세정하는 단계를 포함하는 방법.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 사건은 시간에 따른 상기 잔차 데이터에서의 스파이크(spike)를 포함하는 방법.
  10. 제 8 항에 있어서,
    상기 리소그래피 공정에 의해 적용되고 있는 제품 레이아웃에 대해 상기 오염의 위치를 결정하는 단계; 및
    수율에 대한 상기 오염의 영향을 결정하는 단계를 포함하는 방법.
  11. 제 1 항에 있어서,
    상기 기판 지지체에 의해 지지되는 적어도 하나의 모니터 기판에 관한 모니터 높이 변동 데이터를 얻는 초기 단계를 포함하고, 상기 모니터 기판은 상기 리소그래피 공정에 의해 적용되는 산물(product)을 갖지 않는 방법.
  12. 제 1 항에 있어서,
    등가 벡터 맵(equivalent vector map)을 얻도록 상기 잔차 데이터를 벡터화하는 단계, 및 오버레이에 대한 여하한의 기판 지지체 변화들의 영향을 결정하기 위해 상기 벡터 맵을 사용하는 단계를 포함하는 방법.
  13. 리소그래피 장치에 있어서,
    기판에 관한 높이 변동 데이터를 측정하도록 작동가능한 레벨 센서;
    상기 기판을 지지하도록 작동가능한 기판 지지체; 및
    프로세서
    를 포함하고, 상기 프로세서는:
    상기 높이 변동 데이터를 통해 회귀를 피팅하고 -상기 회귀는 상기 기판의 형상에 근접함- ;
    상기 높이 변동 데이터와 상기 회귀 간의 차이를 나타내는 잔차 데이터를 결정하고;
    시간에 따른 상기 잔차 데이터의 변동을 모니터링하고; 및
    디컨볼브(deconvolve)된 잔차 데이터를 얻도록 상기 기판 지지체의 알려진 특징들에 기초하여 상기 잔차 데이터를 디컨볼브하도록 작동가능한 리소그래피 장치.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 프로세서는 상기 디컨볼브된 잔차 데이터를 모니터링하도록 더 작동가능한 리소그래피 장치.
  15. 명령어들이 기록된 컴퓨터 프로그램을 저장하는 컴퓨터 판독가능 매체로서,
    상기 명령어들은, 컴퓨터에 의해 실행될 때 청구항 1의 방법을 구현하는, 컴퓨터 판독가능 매체.
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