KR20220150369A - 샘플링 스킴을 결정하는 방법, 연관된 장치 및 컴퓨터 프로그램 - Google Patents

Abstract

샘플링 스킴을 결정하는 방법이 개시된다. 이러한 방법은 병렬 센서 기술을 획득하는 단계 및 복수 개의 후보 획득 구성을 상기 병렬 센서 기술 및 잠재적 계측 위치에 기반하여 식별하는 단계를 포함한다. 상기 후보 획득 구성 각각은 평가 메트릭에 관하여 평가되고, 후보 획득 구성이 상기 평가에 기반하여 선택된다. 선택된 획득 구성에 대한 대응하는 계측 위치가 샘플링 스킴에 추가된다.

Description

샘플링 스킴을 결정하는 방법, 연관된 장치 및 컴퓨터 프로그램

관련 출원에 대한 상호 참조

본원은 2020 년 4 월 6일에 출원된 EP 출원 제 20168243.2 및 2020 년 4 월 9 일에 출원된 EP 출원 제 20168876.9에 대한 우선권을 주장하는데, 이들 양자 모두는 그 전체 내용이 원용되어 본원에 통합된다.

본 발명은 계측을 위한 샘플링 스킴을 결정하는 방법, 연관된 장치 및 컴퓨터 프로그램에 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 개별 층 상에 형성될 회로 패턴을 생성하기 위해 사용될 수 있다. 이러한 패턴은 기판(예컨대, 실리콘 웨이퍼) 상의 타겟 영역(예컨대, 하나의 다이(die)의 일부분, 하나의 다이, 또는 여러 개의 다이를 포함) 상으로 전사(transfer)될 수 있다. 패턴의 전사는 통상적으로 기판 상에 제공된 방사선-감응재(레지스트)층 상으로의 이미징(imaging)을 통해 수행된다. 일반적으로, 단일 기판은 연속적으로 패터닝되는 인접한 타겟부들의 네트워크를 포함할 것이다. 공지된 리소그래피 장치는, 한 번에 타겟부 상으로 전체 패턴을 노광함으로써 각 타겟부가 조사(irradiate)되는 이른바 스테퍼, 및 주어진 방향("스캐닝" 방향)으로 방사선 빔을 통해 패턴을 스캔하는 동시에 이러한 방향에 평행 또는 반-평행하게 기판을 스캔함으로써 각 타겟부가 조사되는 이른바 스캐너를 포함한다. 또한, 기판 상에 패턴을 임프린트(imprint)함으로써 패터닝 장치로부터 기판으로 패턴을 전사할 수도 있다.

어떤 타입의 장치가 채택되더라도, 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 위치설정할 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. 시간을 많이 소비하는 이러한 동작들은 리소그래피 장치의 쓰루풋을 제한하고, 결과적으로 반도체 또는 다른 제품의 단위 비용을 상승시킨다.

패턴 피쳐가 점점 작아지고 오버레이 성능 요구 사항이 점점 까다로워짐에 따라, "웨이퍼 그리드"의 비선형 왜곡을 더 정확하게 모델링하고 정정하기 위해서 소위 진보된 정렬 모델이 개발되어 왔고 계속 개발되고 있다. 이러한 진보된 모델은 웨이퍼에 걸쳐서 증가된 개수의 타겟을 측정하는 것에 의존한다. 하지만 궁극적으로는, 리소그래피 프로세스 전체의 쓰루풋 및/또는 비용을 부적절하게 한정하지 않고서는 제한된 개수의 가용 타겟만이 측정될 수 있다.

따라서, 계측 프로세스의 정보성, 커버리지 및/또는 쓰루풋을 비용 효과적인 방식으로 증가시키는 것이 바람직하다.

일 양태에서, 본 발명은 샘플링 스킴을 결정하는 방법으로서, 상기 샘플링 스킴은 기판 상의 잠재적 계측 위치들의 집합 중의 계측 위치들의 진부분집합(proper subset)을 기술하는 것이고, 상기 방법은, 병렬 계측을 수행할 수 있는 복수 개의 계측 센서의 배열을 기술하는 병렬 센서 기술(parallel sensor description)을 획득하는 단계; 상기 병렬 센서 기술 및 상기 잠재적 계측 위치에 기반하여 복수 개의 후보 획득 구성(candidate acquisition configuration)을 식별하는 단계 - 각각의 후보 획득 구성은 상기 기판, 및 따라서 상기 잠재적 계측 위치 중 대응하는 하나 이상의 잠재적 계측 위치에 대한 상기 센서 기술의 특정 위치를 기술하는 것임 -; 상기 후보 획득 구성 각각을 평가 메트릭에 관하여 평가하는 단계; 및 각각의 선택된 획득 구성에 대한 대응하는 계측 위치를 포함하는 것으로서 상기 샘플링 스킴을 규정하는 단계를 포함하는, 샘플링 스킴 결정 방법을 제공한다.

본 발명의 특정한 실시형태의 이러한 특징과 다른 특징은 후술되는 예시적인 실시형태를 고려함으로써 당업자에 의해 이해될 것이다.

본 발명의 실시형태가 오직 예시를 통하여, 대응하는 참조 심벌들이 대응하는 부분을 표시하는 첨부된 개략도를 참조하여 이제 설명될 것이다.
도 1의 (a)는 본 발명의 일 실시형태에 따른 리소그래피 장치를 도시한다;
도 1의 (b)는 공지된 실무에 따른, 도 1의 (a)의 장치 내에서의 측정 및 노광 프로세스의 스테이지들을 개략적으로 예시한다;
도 2의 (a)는 기판 상의 가능한 계측 위치를 보여준다;
도 2의 (b)는 샘플 스킴 최적화에 따른, 예시적인 선택된 계측 위치를 보여준다;
도 3은 본 발명의 일 실시형태에 따른 샘플 스킴 최적화 방법을 예시하는 흐름도이다;
도 4는 도 3의 샘플 스킴 최적화 방법에 기반한 제 1 측정 전략을 예시한다;
도 5는 도 3의 샘플 스킴 최적화 방법에 기반한 제 2 측정 전략을 예시한다;
도 6의 (a) 및 도 6의 (b)는 일 실시형태에 따라서 샘플 스킴 최적화 방법을 활용할 수 있는 병렬 센서 계측 디바이스의 두 개의 도면이다; 그리고
도 7은 본 명세서에서 설명된 프로세스를 구현하는 데에 유용한 컴퓨터 시스템 하드웨어를 도시한다.

도 1의 (a)는 본 발명의 일 실시예에 따른 리소그래피 장치(LA)를 개략적으로 도시한다. 이러한 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 위치설정하도록 구성되는 제 1 위치설정기(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 위치설정하도록 구성되는 제 2 위치설정기(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 광학 컴포넌트, 예컨대 굴절식, 반사식, 자기식, 전자기식, 정전기식 또는 다른 유형의 광학 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 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 모든 사용은 "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 시프트 피쳐(phase shifting feature) 또는 소위 어시스트 피쳐(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 투과식 또는 반사식일 수 있다. 패터닝 장치의 예는 마스크, 프로그램가능 미러 어레이, 및 프로그램가능(LCD) 패널을 포함한다. 마스크는 리소그래피 분야에 잘 알려져 있으며, 이진, 교번 위상-시프트, 감쇄 위상-시프트, 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 침지액(immersion liquid)의 사용 또는 진공의 사용과 같은 다른 요인들에 대해 적합한, 굴절식, 반사식, 반사 굴절식(catadioptric), 자기식, 전자기식, 및 정전식 광학 시스템, 또는 이들의 임의의 조합을 포함하는 어떠한 타입의 투영 시스템도 포함하는 것으로 넓게 해석되어야 한다. 본 명세서에서 투영 렌즈"라는 용어가 임의로 사용되면 더 일반적인 용어인 "투영 시스템"과 같은 의미인 것으로 간주될 수도 있다.

도시된 것처럼, 장치는 투과식이다(예를 들어, 투과식 마스크를 채용). 또는, 장치는 반사식 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" 기계에서, 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. 본 명세서에 개시된 발명은 독립적으로 사용될 수 있지만, 본 발명은 특히 단일-스테이지 또는 멀티-스테이지 장치의 사전-노광 측정 스테이지에서 추가 기능을 제공할 수 있다.

리소그래피 장치는 또한, 투영 시스템과 기판 사이의 공간을 채우기 위해 기판의 적어도 일부분이 상대적으로 높은 굴절률을 가진 액체, 예컨대 물에 의해 커버될 수 있는 유형일 수 있다. 침지액은 또한 예컨대 마스크 및 투영 시스템 사이와 같은 리소그래피 장치 내의 다른 공간에도 도포될 수 있다. 침지 기법은 투영 시스템의 개구수(numerical aperture)를 증가시키기 위하여 당업계에 주지된다. 본 명세서에 사용된 바와 같은 "침지(immersion)"라는 용어는, 기판과 같은 구조체가 액체에 잠겨야 하는 것을 의미하지 않고, 그보다는 노광 동안에 투영 시스템과 기판 사이에 액체가 위치된다는 것을 의미한다.

도 1의 (a)를 참조하면, 조명기(IL)는 방사선 빔을 방사원(SO)으로부터 수광한다. 예를 들어, 소스가 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 소스가 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 외측-σ 및 내측-σ라 함)는 조절될 수 있다. 부가적으로, 조명기(IL)는 집속기(integrator; IN) 및 집광기(condenser; CO)와 같은 다양한 다른 성분들을 포함할 수도 있다. 조명기는 방사선 빔이 자신의 단면에서 원하는 균일성 및 세기 분포를 가지도록 조절하기 위하여 사용될 수 있다.

방사선 빔(B)은 지지 구조체(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(PS)을 통과한다. 제 2 위치설정기(PW) 및 위치 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 위치설정하기 위하여, 기판 테이블(WTa/WTb)이 정확하게 이동될 수 있다. 이와 유사하게, 제 1 위치설정기(PM) 및 다른 위치 센서(도 1에는 명확하게 묘사되지 않음)는, 예를 들어 마스크 라이브러리로부터의 기계적 탐색 이후에, 또는 스캔 동안에, 방사선 빔(B)의 경로에 대하여 마스크(MA)를 정확하게 위치설정하기 위하여 사용될 수 있다. 일반적으로, 마스크 테이블(MT)의 이동은, 제 1 위치설정기(PM)의 일부를 형성하는 롱-스트로크 모듈(long-stroke module; 개략적 위치 설정) 및 숏-스트로크 모듈(short-stroke module; 미세 위치 설정)을 이용하여 실현될 수도 있다. 마찬가지로, 기판 테이블(WTa/WTb)의 이동은 제 2 위치설정기(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 타겟부를 점유하지만, 이들은 타겟부 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 폭)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 펄스형(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) 및 그 사이에서 기판 테이블이 교환될 수 있는 두 개의 스테이션 - 노광 스테이션 및 측정 스테이션 -을 가지는 소위 듀얼 스테이지 타입이다. 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 표면을 매핑하는 것과 정렬 센서(AS)를 사용하여 기판 상의 정렬 마크의 위치를 측정하는 것을 포함할 수도 있다. 그러면 리소그래피 장치의 쓰루풋이 크게 증가할 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. 본 발명은 하나의 기판 테이블만을 가지거나 세 개 이상의 기판 테이블을 가지는 장치에 적용될 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 위치설정기(PW)의 서보 제어를 전담할 수 있다. 분리 유닛은 개략적 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 1의 (b)는 도 1의 (a)의 듀얼 스테이지 장치 내에서 기판(W) 상의 타겟부(예를 들어 다이)를 노광하는 공지된 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. 이러한 설명을 위하여, 기판(W)이 이미 노광 스테이션 내에 로딩되었다고 가정된다. 단계 200에서, 새로운 기판(W')이 도시되지 않은 메커니즘에 의해 장치로 로딩된다. 이러한 두 기판들은 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.

선행 및/또는 후속 프로세스는 전술된 것처럼 다른 리소그래피 장치에서 수행될 수 있고, 심지어 상이한 타입의 리소그래피 장치에서 수행될 수도 있다. 예를 들어, 분해능 및 오버레이와 같은 파라미터에 대해서 엄격한 디바이스 제조 프로세스에서의 일부 층들은 덜 엄격한 다른 층들보다 더 발전된 리소그래피 툴에서 수행될 수 있다. 그러므로 일부 층들은 침지 타입 리소그래피 툴에서 노광될 수 있는 반면에, 다른 층들은 '건식(dry)' 툴에서 노광된다. 일부 층들은 DUV 파장에서 동작하는 툴 안에서 노광될 수 있는 반면에, 다른 층들은 EUV 파장 방사선을 사용하여 노광된다.

202에서, 기판 테이블(WTa, WTb)에 상대적인 기판의 정렬을 측정하고 기록하기 위해서 기판 마크(P1) 등과 이미지 센서(미도시)를 사용한 정렬 측정이 사용된다. 또한, 기판(W')에 걸친 수 개의 정렬 마크가 측정되어 "웨이퍼 그리드"를 구축할 것인데, 이것은 공칭 직사각형 그리드에 상대적인 임의의 왜곡을 포함하여, 기판 전체에 걸친 마크의 분포를 매우 정확하게 매핑한다. 단계 204에서, 노광된 패턴의 정확한 포커싱에 사용되도록 X-Y 포지션에 대한 웨이퍼 높이의 맵도 측정된다.

기판(W')이 로딩될 때, 수행될 노광 및, 웨이퍼의 특성, 및 웨이퍼 위에 이미 형성되었거나 형성될 패턴을 규정하는 레시피 데이터(206)가 수신되었다. 202 및 204에서 수행된 웨이퍼 위치, 웨이퍼 그리드 및 높이 맵의 측정치가 이러한 레시피 데이터에 추가되어, 레시피 및 측정 데이터의 완전한 세트(208)가 노광 스테이지로 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. 더 상세히 후술되는 바와 같이, 더 많은 파라미터를 사용하는 진보된 모델도 알려져 있다.

210에서, 웨이퍼(W') 및 웨이퍼(W)가 교환되어, 측정된 기판(W')이 노광 스테이션(EXP)에 들어가면서 기판(W)이 되게 한다. 이러한 교환은 장치 내의 지지대(WTa 및 WTb)를 교환함으로써 수행되어, 기판(W, W')이 그러한 지지대들 상에 정확하게 클램핑되고 위치설정되어 기판 테이블과 기판 자체 사이의 상대적인 정렬을 유지하게 한다. 이에 상응하여, 테이블이 교환되면, 노광 단계를 제어할 때 기판(W)(앞서서는 W' 였음)에 대한 측정 정보(202, 204)를 이용하려면, 투영 시스템(PS) 및 기판 테이블(WTb)(앞서서는 WTa 였음) 사이의 상대적인 위치를 결정하기만 하면 된다. 단계 212에서, 마스크 정렬 마크(M1, M2)를 사용하여 레티클 정렬이 수행된다. 단계 214, 216, 218에서, 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 앞서 배치된 피쳐에 대해서 정확하게 정렬된다. 이제 W"이라고 명명되는 노광된 기판이 단계 220에서 장치로부터 언로딩되어, 노광된 패턴에 따른 에칭 또는 다른 프로세스를 거치게 된다.

본 명세서에 개시된 개념은 주로 오버레이 계측 및/또는 정렬 계측의 콘텍스트에서 설명될 것이다. 그러나, 이것은 이러한 콘텍스트에 대한 제한으로서 받아들여져서는 안 된다; 본 명세서의 개념은 다수의 잠재적 측정 포인트들의 진부분집합의 다수의 센서 셋업을 사용하는 임의의 계측에 적용가능하다. 임의의 이러한 콘텍스트에서, 진부분집합을 결정하기 위한 샘플링 스킴 최적화는 장점을 제공할 것으로 기대될 수 있다. 그러므로, 예시적인 설명을 위해서 정렬 모델이 지금부터 설명될 것이지만, 본 명세서에 개시된 개념은, 예를 들어 노광-선량 정정 모델, 및/또는 초점 정정 모델과도 함께 사용될 수 있다. 이러한 모델은 당업자에게 잘 알려져 있고, 임의의 세부사항에 대해서는 설명되지 않을 것이다.

진보된 정렬 모델

현재의 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 더 중요한 프로세스에 대해서는, 소망되는 오버레이 성능을 얻기 위해서 웨이퍼 그리드가 더 상세하게 정정되는 것이 필요하다. 진보된 정렬 모델이 이러한 목적을 위하여 개발되어 왔다. 본 명세서에서, '진보된' 정렬 모델이란 표준인 여섯 개의 파라미터보다 더 큰 복잡도를 가지는 모든 타입의 모델을 가리킨다. 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, 구역-정렬(ZA) 및 방사상 기저 함수(RBF) 기초 정렬 모델이 있다. HOWA는 3차, 및 그보다 높은 차수의 다항식 함수에 기초한 공지된 기법이다. 구역 정렬은, 예를 들어 Huang 등, "Overlay improvement by zone alignment strategy", Proc. SPIE 6922, 69221G(2008)에 기술되며, 이것은 본원에 원용되어 통합된다. 이러한 진보된 모델의 그 외의 버전 및 확장본이 고안될 수 있다. 진보된 모델은 타겟 층을 노광하는 중에 정정되는 웨이퍼 그리드의 복잡한 기술(description)을 생성한다. RBF 및 HOWA의 최근 버전은 수 십 개의 파라미터에 기반한 특히 복잡한 기술을 제공한다. 이것은, 충분한 상세를 가지는 웨이퍼 그리드를 얻기 위해서는 매우 많은 측정이 요구된다는 것을 암시한다.

다수의 기판 테이블(WTa/WTb)이 있는 실시형태들에서도, 각각의 웨이퍼 상에서의 진보된 정렬을 위한 충분한 측정치를 획득하기 위해 걸리는 시간은 궁극적으로 쓰루풋에 영향을 준다. 측정별 시간을 감소시키면 각각의 측정의 정확도를 감소시키는 경향이 있어서, 쓰루풋에 주는 영향을 피하기가 어렵게 된다. 또한, 진보된 정렬 모델을 사용하여 하나의 층에 정이 적용되면, 동일한 레벨의 세부사항이 후속 층에 적용되어야 하고, 그렇지 않으면 제 1 층에서의 정정이 후속 층들의 오버레이에 있는 오차의 소스가 된다. 그러므로, 제조사는 후속 층에 진보된 모델을 사용함으로써 추가적인 측정 오버헤드를 수용할지, 또는 후속 층에서 더 적은 마크를 측정하면서 더 간단한 정렬 모델로 회귀함으로써 오버레이 페널티를 감수할지 여부의 어려운 선택을 한다.

정렬 및 모델 추정 / 정정 계산을 위해 직면하게 되는 문제점들에는 많은 정도의 유사도가 존재한다. 공통점은 특정 위치에서 취해지는 측정들의 제한된 세트를 사용하여 특정한 체계적 패턴이 추정된다는 것이다. 추정 프로세스에 포함되도록 그로부터의 측정이 선택되는 위치들이 결과적으로 얻어지는 모델이 얼마나 신뢰성이 있는지를 결정한다. 그 이유는 추정 프로시저에 대해서 모든 측정 위치들이 반드시 동일한 정보성을 가지는 것이 아니기 때문이다.

일부 HVM(High Volume Manufacturing) 측정 스킴들은 기판 상의 두 개의 필드를 거의 변하지 않게 샘플링하는 반면에 기반의 나머지는 성긴 방식으로 커버한다(예를 들어 필드마다 하나의 계측 포인트만 있음). 이것은 이미 현재 사용되는 모델에 대해서도 최선이 아니고, 더 높은 차수의 모델에 대해서는 더 심각한 문제점이 생기기 시작한다. 이것이 정렬을 위해 수행되는 계측(예를 들어, 기판을 노광 이전에 투영 광학기에 대해서 정렬시키기 위하여 정렬 센서를 사용함) 및 프로세스 모니터링을 위한 노광후 계측에 적용된다.

도 1의 (a)에 도시된 바와 같은 리소그래피 장치에서, 정렬은 노광 이전에 각각의 기판에 대해서 수행된다. 다수의 계측 포인트(예를 들어, 정렬 마크)가 기판의 형상을 캡쳐하고 배치 노이즈(예를 들어, 리소그래피 장치 베이스라인으로부터 유래됨)를 평균화하기 위해서 사용된다. 또한, 프로세스를 모니터링하고 그에 대한 정정을 프로세스 제어 장치의 일부로서 결정하기 위하여, 노광후 계측 툴(예를 들어, 산란측정 기반 툴 또는 e-빔 툴)이 다수의 계측 포인트(예를 들어, 계측 타겟)로부터 관심 파라미터(예를 들어, 오버레이, 초점, 임계 치수 또는 임의의 다른 메트릭)를 측정하기 위하여 사용될 수 있다. 각각의 경우에, 여러 측정 타겟들이 웨이퍼 상의 각각의 필드 내에 배치될 수 있다. 계측의 비용을 제한하기 위하여, 이러한 가능한 측정 위치들의 부분집합이 실제로 측정되고, 이러한 측정치로부터 적절한 스테이지 위치 및/또는 다른 노광 파라미터(예를 들어, 초점 선량 등) 및 리소그래피 노광 시스템 또는 그 외의 처리 장비에 대한 정정(필드에 걸친, 웨이퍼에 걸친, 로트에 걸친 정정)을 결정하는 제어 알고리즘에 대한 입력으로서 사용된다. 정렬 초점, 선량 또는 다른 노광 파라미터에 대한 현재의 일부 알고리즘은 어떤 계측 위치가 샘플링되는지를 기판을 균일한 방식으로 커버하는 것에 기반하여 결정하는데, 균일도는 이웃하는 계측 포인트들 사이의 동등한 거리로서 규정된다.

이것을 개선하기 위하여, WO2015/110191(본 명세서에 원용에 의해 통합됨)은 측정 스킴 또는 샘플링 스킴(예를 들어, 이용가능한 모든 계측 위치 중에서 어떤 계측 위치가 측정되어야 하는지를 기술함)을 결정하기 위한 방법을 기술하는데, 이것은 샘플 스킴 최적화(sample scheme optimization; SSO)라고 불릴 수 있다. 이러한 방법은, 예를 들어, 해당 계측 위치가 선택된다면 샘플 스킴의 정보성이 얼마나 많이 개선될 것인지를 결정하기 위하여, 후보 계측 위치를 평가하는 단계를 포함한다. 이것은 모든 후보 계측 위치를 평가하고 측정 스킴에 대하여 가장 많은 정보를 추가할 것으로 결정되는 하나를 선택하는 것을 포함할 수 있다. 좀 더 구체적으로는, 각각의 선택된 계측 포인트는 그 주위에 연관된 제외 구역을 가질 수 있고, 후보 포인트는 이러한 제외 구역 밖에 위치된 잠재적 계측 위치만을 포함할 수 있다. 그러면 전체 샘플링 스킴이 기판에 걸쳐서 충분하게 분산되는 것이 보장된다.

또는, 쓰루풋을 위하여 최적화된 순차적인 방식(최적 라우팅)으로 선택된 타겟을 측정하는 샘플링 스킴이 고안될 수 있다. 이러한 접근법들의 혼합물도 가능하다; 예를 들어, 쓰루풋/라우팅을 고려하면서(예를 들어, 이러한 두 개의 고려사항을 평가, 또는 다른 방법에서 가중함을 통하여) 정보성을 최대화하는 샘플링 스킴이 가능하다.

각각의 측정을 위하여, 센서는 타겟에 대해서 위치설정될 필요가 있다. 따라서, 웨이퍼가 센서에 대해서 이동될 필요가 있다. 이것은 센서를 x- 및 y- 방향으로 이동시킴으로써, 또는 웨이퍼를 x- 및 y-방향 또는 이들의 조합으로 이동시킴으로써 수행될 수 있다.

WO2015/110191에 개시된 앞서 언급된 방법은 하나의 센서 계측 디바이스를 염두에 두고 고안되었고, 즉, 계측 디바이스는 한번에 하나의 계측 포인트를 측정하도록 동작될 수 있다. 그 이후에, 여러 개의 계측 포인트의 병렬/동시 측정을 가능하게 하기 위한(즉, 센서별로 하나의 계측 포인트임) 복수 개(예를 들어, 2 개 내지 10 개, 또는 선택적으로는 10 개 이상, 예를 들어 2 개 내지 25 개)의 센서를 포함하는 병렬 센서 계측 디바이스가 고안되고 설명되었다. 이러한 병렬 센서 계측 디바이스는 정렬 및 노광후 계측 양자 모두를 위하여 구상되고, 다음의 개시내용은 이용가능한 계측 포인트의 부분집합이 그에 대해서 선택되는 양자 모두의 타입의 디바이스 또는 임의의 다른 계측 디바이스에도 동일하게 적용가능하다.

도 2의 (a)는 웨이퍼 상의 이용가능한 타겟의 예시적인 배치(이러한 특정한 예에서는 타겟의 개수가 1627 개임)를 보여준다. 타겟의 동일한 배치가 각각의 필드에 대해서 이용가능한데, 그 이유는 각각의 필드가 동일한 레티클에 의해서 이미징되기 때문이다. 모든 타겟을 측정하는 것은 비용 효과적이지 못하고, 제어의 관점에서 볼 때에 요구되지 않는다. 그 대신에, 다른 노광 파라미터에 대한 언더라잉 모델에 대하여 또는 정렬 모델에 대하여, 오버레이(다음 웨이퍼 상의 오버레이)를 최소화하기 위하여 스캐너 정정을 적용하기 위하여 사용되는 언더라잉 모델에 대하여 가장 많은 값을 제공하는 "최적" 부분집합이 선택된다(예를 들어, SSO를 사용함). 고정된 피치에서의 필드마다의 반복에 기인하여, 타겟 레이아웃은 고도로 구조화될 수 있다(예를 들어, 도 2의 (a)에서 도시되는 바와 같이).

도 2의 (b)에는 이러한 SSO(예를 들어, WO2015/110191에서 설명된 바와 같음)로부터의 예시적인 샘플링 스킴 출력이 표시된다. 이용가능한 1627 개의 타겟 중에서, 220 개의 타겟의 진부분집합만이 계측 단계 도중에 측정을 위해서 선택된다. 이러한 220 개의 측정에 기반하여, 프로세스 최적화 또는 정렬 모델이 업데이트된다. 선택되는 타겟의 개수는 계측 비용과 프로세스 개선(예를 들어, 오버레이 감소) 사이에서의 절충점이다. 도 2의 (a)에 반하여, 도 2의 (b)에 도시되는 레이아웃은 더 이상 구조화되지 않는다; SSO 프로세스의 결과로서 측정되는 타겟들의 효과적인 '무작위화가 이루어진다. 단일 센서 계측 시스템에서는, 측정 위치의 개수가 측정되는 타겟의 개수와 같다. 이것은, 이러한 단일 센서 계측 툴에 대하여, 이러한 샘플링 스킴의 경우 웨이퍼 상의 모든 선택된 포인트를 측정하려면 220 개의 웨이퍼 스테이지 위치가 요구된다는 것을 의미한다.

(예를 들어) 여섯 개의 병렬적인 미리 조절된 센서를 포함하는 것과 같은 병렬 센서 어레이의 경우, 이상적으로는 여섯 개의 이전에 측정되지 않은 위치에서의 측정이 각각의 획득 구성에 대해서 병렬적으로 수행돼야 한다(예를 들어, 센서 그리드를 이동시키는 것, 웨이퍼를 이동시키는 것 또는 양자 모두를 이동시키는 것에 의해서 영향을 받는지 여부에 달린 각각의 센서 그리드 획득 위치, 각각의 센서 이동, 또는 좀 더 일반적으로는 기판에 대한 센서 어레이의 각각의 상이한 위치). 특정한 예에서는, 여섯 개의 센서가 2 x 3 그리드로 배치될 수 있다(물론, 센서 어레이는 임의의 개수의 센서를 임의의 배열로 포함할 수 있음). 센서의 xy-위치가 필드 피치 또는 그 배수를 가지고 정렬되는 고정된 그리드에 맞게 조절되도록, 센서는 미리 조절될 수 있다. 결과적으로, 여섯 개의 센서 어레이를 사용할 경우 220 개의 계측 포인트를 측정하기 위해서 220/6 = 37 개의 스테이지 위치만이 요구되어야 한다(220/(37 x 6) = 99.1 %의 효율을 나타냄). 그러나, 그리드의 무작위화된' 성질 때문에, SSO로 최적화된 샘플링 스킴의 모든 측정 포인트를 이러한 병렬 센서를 사용하여 측정하기 위해서 요구되는 스테이지 위치들의 개수는 통상적으로 훨씬 더 많다. 예를 들어, 특정한 SSO-최적화 샘플링 스킴에 대하여, 앞서 언급된 미리 조절된 2x3 센서 어레이가 220 개의 포인트 모두를 측정하기 위해서 188 개의 스테이지 위치의 총 수를 요구했다는 것이 밝혀진 바 있다. 계측 프로세스의 시작 시에만 6 개의 측정되지 않은 타겟을 병렬적으로 측정하는 것이 가능했다; 스테이지 위치별로 측정된 이전에 측정되지 않은 타겟(최적화된 샘플링 스킴의 타겟)의 개수는 오직 1 개 또는 2 개로 빠르게 줄어들었다. 이러한 경우에, 결과적으로 얻어지는 효율은 220/(188 x 6) = 20%이다.

계측 툴 내의 병렬 센서의 잠재력을 최적으로 사용하기 위한 목적을 위하여, 병렬 계측의 (디자인) 지식을 SSO 알고리즘 내에 포함시키는 것이 제안된다. 샘플링 스킴 최적화기의 목적은 동일하게 유지된다는 것에 주의한다: 이것은 가능한 많은 (오버레이) 모델 관련 데이터를 최소의 계측 비용으로 수집하는 것이다. 그러나, 모든 병렬 센서를 효율적으로 사용하기 위하여, 샘플링 스킴은 센서 어레이 그리드의 감소된 샘플링 그리드와의 콘볼루션을 근사화하도록 구성될 수 있다. 다르게 말하면, 샘플링 스킴(및 라우팅)은, 모든 이동 이후에 모든 센서들이 타겟, 및 더 바람직하게는 이전에 측정된 바 없는 타겟을 측정하기 위한 위치에 있도록, 예를 들어 각각의 이동 이후에 측정가능한 측정되지 않은 타겟의 개수가 최대화되고 및/또는 여러 번 측정되는 타겟의 개수가 최소화되도록, 최적화된다. 제안된 "병렬성 인식 SSO(parallelism aware SSO)"의 결과로서, 타겟 스킴의 무작위화(randomization)가 감소될 것이다. 본 명세서에 전체에서, "병렬 계측"이라는 용어는 오직 하나의 계측 위치가 측정되는(예를 들어, 웨이퍼 에지에서) 계측 단계를 포함할 수 있다.

도 3은 특정 모델이 주어질 경우에 추정 프로세스에 대한 계측 위치를 선택하는 알고리즘을 기술하는 흐름도이다. 동시에, 이러한 알고리즘은 두 가지 목적이 균형을 이루도록, 선택된 계측 위치들을 균일한 방식으로 위치설정하려고 시도한다. 본 명세서에서 설명되는 방법은 센서가 서로에 대하여 고정된 관계로 유지되는(즉, 고정된 그리드 내에 있는) 다중 센서 계측 디바이스에 관련될 수 있다.

이러한 알고리즘은 입력으로서 잠재적 계측 위치 또는 계측 타겟 위치의 목록을 취한다(305). 잠재적 계측 위치의 목록(305)은 상이한 소스들로부터 유래할 수 있다. 예를 들어, 목록(305)은 모든 잠재적 계측 위치들이 측정된 현존하는 측정 데이터로부터 유래할 수 있다. 또는, 목록(305)은 레티클 상의 가능한 위치들의 목록으로부터 유래할 수 있고, 가능한 위치는 계측 타겟이 레티클 디자인에 따라서 삽입될 수 있는 위치들을 포함한다. 따라서, 잠재적 계측 위치들의 목록(305)은 계측 위치가 이미 존재하는 위치, 및/또는 계측 위치가 존재하지 않지만 하나를 거기에 위치시킬 가능성이 존재하는 위치를 포함할 수 있다.

흐름도의 첫 번째 단계는 샘플 스킴을 초기화(300)하는 것을 포함할 수 있다. 이러한 단계는 측정 스킴을 위하여 하나 또는 그 외의 (적은) 개수의 초기 선택된 획득 구성(예를 들어, 기판에 대한 스테이지 위치)을 선택하는 것을 포함한다. 초기 선택된 센서 그리드 획득 위치(들)는 웨이퍼 정렬 모델에 따른 하나 이상의 기준들에 따라서 선택될 수 있다. 초기 선택된 획득 구성(들)은, 반복이 없이(즉, 초기 선택된 획득 구성이 두 개 이상 존재하는 경우, 선택된 획득 구성 중 어느 것도 동일한 계측 위치를 포함하지 않음), 그리드 위치마다 측정되는 유효한 계측 위치 또는 타겟의 개수를 최대화하도록 선택될 수 있다. 여러 초기 그리드 획득 위치들이 선택되는 경우, 이들은 처음에 선택된 계측 위치들이 기판 상에 양호하게 분포되도록 하는 위치를 포함할 수 있다. 초기 선택된 획득 구성(들)의 각각에 대하여, 대응하는 계측 위치들이 샘플링 스킴에 추가된다.

선택적으로, 초기화 단계(300)는 각각의 선택된 계측 위치 주위에 하나 이상의 초기 선택된 획득 구성에 대응하는 제외 구역을 규정하는 것을 더 포함할 수 있다. 제외 구역은, 제외 구역 내의 그 외의 계측 포인트가 샘플 스킴 내에 포함되도록 고려되지 않도록 각각의 선택된 계측 포인트 주위의 구역을 규정한다; 즉, 이들은 후보 계측 포인트가 되는 것으로부터 제거된다(적어도 한 번의 반복에 대해서 제거되고, 이들은 추후에 다시 포함될 수도 있음). 제외 구역 바깥의 모든 계측 포인트는 후보 계측 포인트이고, 즉 장래의 반복 시에 "선택가능하다". 예를 들어, 제외 구역은 원형일 수 있고 각각의 선택된 계측 위치에 중심을 둘 수 있으며, 즉, 선택된 계측 위치로부터 특정 거리 안에 있는 모든 계측 위치들은 제외 구역 안에 있을 수 있다. 예를 들어, 불충분한 후보 포인트가 존재한다면 제외 구역이 더 작아져서 후보 포인트의 개수를 증가시킬 수 있도록, 제외 구역의 크기는 변할 수 있다. 제외 구역의 크기는, 예를 들어 특정 구역에 대하여 또는 해당 구역에 반하도록 타겟 선택을 편향시키기 위하여, 기판 상의 위치의 함수일 수도 있다(예를 들어, 왜곡이 더 클 것으로 기대될 수 있는 에지 위치에서는 선택을 독려하기 위해서 기판 에지에는 더 작은 제외 구역을 가짐). 이것은 제외 구역에 위치-의존적 스케일링 인자를 적용함으로써 영향받을 수 있다.

평가 단계(310)는 모든 후보 획득 구성을 평가하는 것을 포함할 수 있다. 후보 획득 구성은, 모든(또는 특정 개수가 넘는) 대응하는 계측 위치(즉, 해당 센서 그리드 획득 위치에 있을 때에 센서 그리드에 의해 측정된 계측 위치)가 후보 계측 위치, 즉 이미 선택되지 않고 제외 내에 있지 않는 계측 위치를 포함하는 모든 획득 구성을 포함할 수 있다.

평가 단계는 임의의 적절한 평가 메트릭에 기반할 수 있다. 이러한 평가 메트릭 중 하나는, 예를 들어 센서가 각각의 후보 획득 구성에 대해서 얼마나 효율적으로 이용되고 있는지에 기반하는 효율 메트릭을 포함할 수 있다. 센서를 효율적으로 사용하는 것은 아직 측정되지 않은 계측 포인트를 측정하는 것일 수 있다. 예를 들어, 선택된 후보 획득 구성은, 측정되지 않은 계측 위치를 최대화하고, 및/또는 센서의 100%보다 적은, 또는 80% 의 센서가 측정되지 않은 포인트를 측정하는 효율 임계 미만인 임의의 후보 획득 구성을 버리는 것일 수 있다. 이러한 임계는, 예를 들어 이용가능한 후보 획득 구성을 개수를 증가시키기 위해서 선택적으로 변경될 수 있다. 다른 효율 메트릭은, 예를 들어 측정 위치의 분포를 최대화하는 것을 목적으로 하는 분포 메트릭 또는 가장 많은 정보를 추가하는 것을 목적으로 하는 정보성 메트릭(예를 들어, 대응하는 계측 위치에 의해서 추가되는 최대의 총 정보를 가지는 후보 획득 구성)을 포함한다. 다섯 개의 새로운 계측 위치를 추가하는 후보 획득 구성이 여섯 개의 새로운 계측 위치를 추가하는 다른 후보 획득 구성보다 더 많은 정보(정보성 메트릭에 따라서)를 추가할 수 있다는 점에 주목할 수 있다.

분포 메트릭의 일 예는 특정한 계측 위치 밀도가 규정되는 것을 포함할 수 있다. 예를 들어, 웨이퍼 및/또는 필드는 특정 개수의 측정된 포인트가 구역마다 규정되는 구역들로 분할될 수 있다. 어떤 구역에 대한 규정된 개수의 측정된 포인트 또는 타겟 밀도에 도달되면, 해당 영역 내에서는 포인트들이 더 이상 선택될 수 없다. 밀도는 웨이퍼에 걸쳐서 광역적으로 균일하거나, 및/또는 적층된 스킴(모든 필드들이 오버레이됨)의 경우 필드에 걸쳐서 균일할 수 있다. 또는, 상이한 구역에 대해서는 상이한 분포 메트릭(계측 위치 밀도)이 규정될 수 있다; 예를 들어, 웨이퍼의 에지와 같이 더 많은 국소 변동이 기대되는 구역 내에는 밀도가 더 높게 규정될 수 있다. 다른 접근법에서는, 분포 메트릭이 계측 위치들 각각과 그 가장 가까운 이웃 사이의 거리들의 분포, 및 개방된 영역(예를 들어, 선택된 포인트들 사이에 들어갈 수 있는 임의의 원의 최대 반경)의 분포에 기반할 수도 있다. 이러한 파라미터는 국소 레벨에서의 무작위성(randomness) 또는 비-균일성의 레벨을 기술할 수 있다. 일반적으로, 샘플링 스킴 내에 '보이드(void)'를 피하기 위해서는 제한된 무작위성을 가지는 것이 바람직할 수 있다.

후보 획득 구성들이 제 1 레벨에서 제 1 평가 메트릭에 따라서 우선 평가되고 제 2 레벨에서 제 2 평가 메트릭에 따라 평가되는 계층적 접근법이 취해질 수 있다. 예를 들어, 평가는, 각각의 후보 획득 구성(효율 메트릭)에 대해서 측정될 측정되지 않은 계측 포인트의 개수를, 그리고 그 후에 각각의 후보 획득 구성에 대응하는 계측 위치를 포함시킬 경우에 웨이퍼에 걸쳐서 샘플링 스킴이 얼마나 양호하게 분포될지를 기술하는 분포 메트릭을 평가하는 것을 포함할 수 있다. 이러한 방법은 후보 획득 구성들을, 처음에는 대응하는 미측정 후보 계측 위치들의 개수에 관하여, 그리고 그 후에 웨이퍼에 걸쳐서 선택되는 측정 위치들의 분포 또는 커버리지를 최대화하기 위하여(예를 들어, 분포 메트릭에 따라서) 분포 메트릭을 최대화하는 것에 관하여 순위매김하는 것을 포함할 수 있다.

대안적으로, 또는 이것과 조합하여(예를 들어, 유일한 메트릭으로서 또는 하나 이상의 다른 메트릭과의 계층성의 임의의 레벨에서), 평가 단계(310)는 각각의 후보 획득 구성의 모든 대응하는 계측 위치들이 샘플 스킴에 추가된다면 샘플 스킴의 정보성이 얼마나 많이 개선될 것인지(즉, 정보성 메트릭에 따라서)를 계산하는 것을 포함할 수 있다. 정보성을 정량화하는 개념은 앞서 언급된 WO2015/110191에서 설명된다. 간단히 말하면, 평가 단계(310)에서 사용될 수 있는 기준은 후술되는 바와 같이 D-최적성(D-optimality)일 수 있다.

이러한 콘텍스트에서 정보성은 제어 스킴, 언더라잉 모델 및/또는 예측된 통계적 분포에 커플링될 수 있다. 예를 들어, 스킴 A를 사용한 제어 오차의 예측 값이 스킴 B를 사용하는 경우보다 더 적으면 스킴 A는 스킴 B보다 더 많은 정보성을 가진다. 제어에 관련된 특정한 예를 사용하면, 제어 모델이 필드에 걸쳐서 틸트만을 허용한다면, 중심에 있는 포인트가 필드의 에지에 있는 포인트보다 더 적은 정보성을 가지는데, 그 이유는 중심에 있는 포인트에 대해서는 작은 측정 오차가 더 큰 기울기 오차가 될 것이기 때문이다. 변이율에 관련된 다른 특정 예의 경우, 웨이퍼의 중심에서 더 많은 변이율이 예측된다면, 중심에서는 샘플링 밀도를 높이는 것이 더 좋을 것인데, 그 이유는 가장 잡음이 많은 포인트에 대해서는 더 많은 평균화(averaging)가 존재할 것이기 때문이다(레지스트 및 바크(barc)의 스피닝 프로세스 때문에, 웨이퍼의 중심은 초점에 대한 알려진 핫스폿(hotspot)임).

단계 320에서, 후보 획득 구성은 모든 후보 획득 구성의 평가, 및 샘플링 스킴에 추가된 대응하는 계측 위치에 기반하여 선택된다.

예를 들어, 선택된 후보 획득 구성은, 측정되지 않은 계측 위치의 개수를 최대화하는(제 1 기준으로서) 것, 및 그 후에는 측정 위치의 분포를 최대화하고 및/또는 가장 많은 정보를 추가하는 것으로 결정되는(제 2 기준으로서) 것(예를 들어, 대응하는 계측 위치에 의해 추가된 최대의 총 정보를 가지는 후보 획득 구성)일 수 있다.

단계 330에서, 측정 스킴이 선택된 (고유한) 계측 위치를 충분히 가지는지 여부가 결정될 수 있다. 그렇다면, 알고리즘은 끝난다(340). 측정 스킴이 선택된 (고유한) 계측 위치를 가지지 않으면, 단계 350에서 제외 구역이, 예를 들어 선택된 다른 계측 위치들 각각 주위에 규정된 제외 구역에 추가하여, 새롭게 선택된 계측 위치 각각 주위에 규정될 수 있다. 대안적으로 또는 추가적으로, 이러한 방법은 획득 구성의 특정 개수에 대응하는 반복 횟수만큼 반복될 수 있고, 그러므로 최적화된 샘플 스킴 내의 계측 위치의 개수는 변할 수 있게 된다(예를 들어, 최소 개수가 충족된다면). 대안적으로 또는 추가적으로, 이러한 방법은 정보성 메트릭 및/또는 분포 메트릭에 대한 임계 값이 해당 샘플링 스킴에 의해서 충족될 때까지 여러 횟수의 반복만큼 반복될 수 있다.

단계 360에서, 예를 들어 정보성 및 균일성 사이의 적절한 균형을 유지하면서, 알고리즘이 선택하도록 남아 있는 충분한 수의 후보 계측 위치 및/또는 후보 획득 구성이 존재하는지 여부가 결정될 수 있다.

일 실시형태에서, 너무 적은 후보 획득 구성이 존재한다고 결정되면, 이것은 단계 370에서 제외 구역을 축소함으로써 해결된다. 제외 구역은 해당 시점에 측정 스킴 내에 포함된 선택된 계측 위치들 모두에 대해서, 또는 이러한 선택된 계측 위치의 부분집합에 대해서만 축소될 수도 있다. 다양한 기준들에 의존하여 제외 구역들 중 일부만을 축소시키도록 의사결정될 수도 있다. 이러한 기준들은 제외 구역의 크기 또는 그 위치를 포함할 수 있다. 제외 구역을 축소시키는 것은 미리 결정된 양만큼 또는 미리 결정된 퍼센티지만큼 축소시키는 것일 수 있다.

단계(370)에 후속하여, 측정 스킴을 완성하기 위한 충분한 수의 후보 획득 구성/및 또는 후보 계측 위치가 존재할 때까지 결정 단계(360) 및 (필요한 경우) 축소 단계(370)가 반복적으로 반복된다. 충분한 후보 획득 구성이 존재하는 경우, 평가 단계(310)가 반복되고 알고리즘의 다른 반복(단계 310 내지 단계 370)이 시작된다.

도 4는 단계(310)를 예시한다. 이것은 기판의 일부의 계측 포인트들(MP)의 어레이를 보여준다. 검정 계측 포인트는 측정된 것들이고, 예를 들어 이러한 예에서는 5 개의 포인트를 병렬적으로 측정할 수 있는 5 개의 센서를 포함하는 선형 센서 어레이의 단일 획득 구성에 대응한다. 이러한 측정된 계측 포인트 각각 주위에, 제외 구역(EZ)(여기에서는 원형이지만 다른 형상도 가능함)이 규정되고, 제외 구역(EZ) 내의 임의의 계측 포인트(회색 포인트)는 후보 포인트가 되는 것으로부터 제거된다. 그러면, 제외 구역 내의 하나 이상의 (예를 들어, 회색) 포인트를 포함하는 임의의 획득 구성이 고려 대상에서 제외되도록, 임의의 후보 획득 구성이 후보 계측 포인트만을 포함한다는 것이 의사결정될 수 있다. 이와 같이, 획득 구성 AC1은 후보 획득 구성이 아닌 반면에, 획득 구성 AC2는 후보 획득 구성이다. 물론, 후보 획득 구성을 규정하는 규칙은 하나 이상의 비-후보 계측 포인트를 포함하는 획득 구성을 허용함으로써 달라질 수 있다. 비-후보 계측 포인트의 개수는, 예를 들어 불충분한 개수가 존재할 경우에는 후보 획득 구성의 개수를 증가시키도록 변경될 수도 있다. 이것은 대체예로서, 또는 제외 구역을 축소시키는 것과 조합하여 수행될 수 있다.

도 5는 효율 메트릭에 기반한 평가의 특정한 예를 보여준다. 이것은 웨이퍼 에지(WE)에 인접한 계측 포인트(MP)의 행을 보여준다. 센서 어레이(SA)에 대한 세 개의 잠재적 획득 구성(AC1, AC2, AC3)이 표시된다(각각은 계측 포인트(MP)의 행과 같은 행에 대응하지만, 각각 하나의 열만큼 개별적으로 변위됨). 효율 메트릭은 모든 센서가 웨이퍼 상의 측정 포인트를 측정할 수 있는 것은 아닌 샘플링 위치들의 개수를 최소화할 수 있다. 특히, 모든 측정 포인트가 더 많은 측정 포인트(및 바람직하게는 더 많은 측정되지 않은 측정 포인트)를 포함하는 샘플링 위치와 중첩되는 샘플링 위치는 회피되고, 따라서 후보 획득 구성이 되는 것으로부터 제거되어야 한다. 이와 같이, 획득 구성(AC1, AC2)은 중첩하고, 획득 구성(AC3)보다 더 적은 포인트를 포함하기 때문에 후보 획득 구성이 아닌 것으로 여겨진다.

제안된 방법은 쓰루풋을 위하여 센서 어레이의 라우팅(즉, 선택된 획득 구성들의 순서)을 최적화하는 것을 더 포함할 수 있다.

일 예에서, 병렬 인식 SSO 방법론을 사용한 결과, 56 개의 획득 구성 또는 스테이지 위치만을 사용하여 측정될 수 있는 계측 위치를 포함하는 샘플링 스킴이 얻어졌다는 것이 증명될 수 있다. 그러므로 결과적으로 얻어지는 효율은 319/(56 x 6) = 95%이다. 이전의 예와 비교할 때, 훨씬 적은 스테이지 위치에 대해서 더 많은 포인트가 측정된다(인자는 319/56 = 5.7 배임).

선택적인 실시형태에서, 병렬 센서 어레이의 피치는 필드 그리드와 같도록, 또는 그리드의(예를 들어, 적은) 배수가 되도록 선택될 수 있다. 타겟의 필드내 위치가 규칙적인 그리드에 있는 경우, 센서 그리드의 피치가 이러한 필드내 피치를 포함하도록 역시 선택될 수 있다는 것이 제안된다. 예를 들어, 제 1 방향(기판 평면에 평행인, 예를 들어 x-방향)으로의 센서 어레이 그리드의 피치

는 다음과 같이 정의될 수 있고:

여기에서

는 제 1 방향으로의 필드 피치이고

는 제 1 방향으로의 필드내 피치이다.

은 임의의 작은, 예를 들어 10 미만의 정수일 수 있다;

도 10 미만의 임의의 작은 정수, 예를 들어, 좀 더 구체적으로는 0 또는 1일 수 있다. 유사하게, 제 2 방향(제 1 방향에 수직이고 기판 평면에 평행한, 예를 들어 y-방향)으로의 센서 어레이 그리드의 피치

는 다음과 같이 정의될 수 있고:

여기에서

는 제 2 방향으로의 필드 피치이고

는 제 2 방향으로의 필드내 피치이다.

는 임의의 작은, 예를 들어 10 미만의 정수일 수 있다;

도 10 미만의 임의의 작은 정수, 예를 들어, 좀 더 구체적으로는 0 또는 1일 수 있다.

추가적인 실시형태에서, 제안된 SSO 알고리즘은

,

,

,

중 하나 이상에 대한 최적 값을 결정하기 위하여 사용될 수 있다; 적은 개수는 오정렬에 덜 취약한 더 콤팩트한 센서 어레이라는 장점을 가질 것이고, 많은 개수는 더 많은 하나의 병렬 획득 내에서 더 많은 크로스-웨이퍼(cross-wafer) 정보를 커버할 것이다. 이러한 방법은

및

중 하나 또는 양자 모두에 대해서 최적화하여(예를 들어,

및

는 제로임) 센서 피치를 필드 피치(한 방향 또는 두 방향으로의 피치)에 맞게 최적화하는 것을 포함하거나,

및/또는

의 최적화를 통하여 필드내 타겟에 대한 최적화를 더 포함할 수도 있다.

다른 선택적인 실시형태에서는, 웨이퍼에 대한 타겟 레이아웃을 최적화하여 병렬 인식 SSO 개념을 가능하게 하고 그 값을 최대화하는 것이 제안된다. 예를 들어, 타겟들의 부분집합들이 미리 조절된 센서 어레이에 따라서 그룹화될 수 있다(예를 들어, 본 명세서에서 설명된 특정 예에서는 2 x 3의 그룹들로 그룹화됨).

위에서 언급된 바와 같이, 평가 단계(310)에서 사용될 수 있는 기준은 D-최적성일 수 있다. D-최적 설계에서는, 정보 매트릭스의 행렬식이 최대화된다(그리고 따라서 분산 공분산 매트릭스의 행렬식이 최소화됨). 선형 모델, 즉 자신의 파라미터에 있어서 선형인 모델을 가정하면, 다음의 수학식들이 기록될 수 있다:

측정은 m으로 표시되고, 파라미터는 p로 표시되며, 잔차는 ξ로 표시되고, 소위 디자인 매트릭스는 C로 표시된다. 이러한 디자인 매트릭스가 이러한 모델의 심장부(heart)를 형성하고, 각각의 측정들이 이루어졌던 선택된 계측 위치에서 평가된 기저 함수에 포함된다. 예를 들어 0차 내지 4차의 x에서의 1 차원의 다항식 모델을 사용하면, 기저 함수는 간단하게 1, x, x², x³ 및 x⁴이 각각 될 것이다. 그러므로, 정규화를 고려하지 않고서 측정이 위치 x=3에서 이용가능하게 되려면, C 내의 대응하는 행은 다음이 될 것이다: [1 3 9 27 81].

그러면, 모델링 프로세스 다음과 같이 진행할 수 있다:

1. 선택된 계측 포인트 위치에서의 측정이 이용가능함(이용가능해짐);

2. 데이터에 하재하는(underlying) 관련된 정보를 캡쳐하기 위하여 적절한 모델 형태(즉, 기저 함수들의 세트)가 선택됨;

3. 최소화가 수행되어 모델 및 측정 데이터 사이의 일부 수학적 놈(mathematical norm)에서의 거리를 최소화하는 파라미터 값이 산출되고, 이러한 최소화가 최소화 모델링의 형태를 취할 수 있음.

앞선 설명과 동일한 명명법을 유지하면, 최소제곱 추정에서 풀이되는 최적화 문제는 다음과 같다:

이것은 이제 다음과 같이 풀이될 수 있다:

C^TC는 정보 매트릭스이고, 그 역행렬 [C^TC]^-1은 분산-공분산 매트릭스이다. 정보 매트릭스 및 분산-공분산 매트릭스 양자 모두는 측정 레이아웃(즉, 실험)이 선택된 모델에 대해서 얼마나 많은 정보성을 가지는지를 표시한다; 즉, 레이아웃이 파라미터의 분화(differentiation)를 얼마나 양호하게 허용할 것인지를 표시한다(이것을 위해서 실제 측정 값이 사용되지 않는다는 것에 주의해야 함). 그러므로, 분산-공분산 매트릭스의 행렬식을 최소화하거나 정보 매트릭스의 행렬식을 최대화하는 것은 동일한 결과를 산출할 것이다.

앞선 설명이 오버레이 및 정렬에 대해서 이루어졌지만, 이들로 한정되지 않는다는 것을 다시 언급한다. 본 명세서에서 설명된 방법들은 측정/모델링될 수 있는 임의의 타입의 피쳐(예를 들어, 임계 치수, 초점, 측벽 각도 등)의 계측에서 사용될 수 있다. 계측의 비용이 올라갈수록, 감소된 크기의 지능적인 샘플 스킴의 추가되는 가치는 커진다.

도 3의 방법이 충분한 수의 계측 위치 및/또는 획득 구성이 존재할 때까지 포인트를 추가하는 것을 기술하지만, 이것은 이러한 샘플링 스킴 최적화를 수행하는 하나의 방법일 뿐이다. 대안적인 방법은 소망되는 것보다 많은 샘플링 위치를 포함하는 초기의 오버샘플링된 스킴과 함께 시작할 수 있다. 평가 단계에서는, 이러한 스킴으로부터 제거될 후보가 식별될 수 있고, 가장 리던던트한 것으로 평가되는(및/또는 평가 메트릭에 대한 임계에 기반하여 리던던트한 것으로 식별되는) 것들이 제거될 수 있어서, 남은 것들을 선택한다. 또 다른 접근법은 무작위이거나 임의의 그 외의 비-최적화된 분포를 가지는 소망되는 개수의 샘플링 위치를 가지고 시작되고, 그 후에 하나 이상의 샘플링 위치를 반복적으로 재분포시켜서 평가 메트릭(들)을 최적화할 수 있다(예를 들어, 정보성, 분포 및/또는 효율 메트릭을 증가시킴).

도 6의 (a) 및 도 6의 (b)는 다수의 타겟 상에서 계측을 병렬적으로 실행할 수 있고, 본 명세서에서 설명되는 방법을 구현할 수 있는 검출 광학 시스템들의 어레이를 포함하는 계측 툴 배열체(600)의 평면도 및 측면도인 개략적인 표현을 각각 보여준다. 이러한 배열체는 WO2018/238363에서 더 상세하게 설명되고(특히 해당 명세서의 도 9a, 도 9b 및 도 10에 관련하여), 이것은 본 명세서에 원용에 의해 통합된다.

검출 광학 시스템들 각각은 구조체에 의해 산란된 조명 방사선의 일부를 캡쳐하고 캡쳐된 방사선을 검출 광 센서(610)를 향해서 투과시키기 위한 검출 광 센서(610) 및 적어도 하나의 렌즈를 포함할 수 있다. 이와 같이, 검출 광학 시스템은 기판 상에 제작되는 구조체의 관심 파라미터를 결정하기 위한 계측 툴의 일부를 형성할 수 있고, 계측 툴은 구조체를 조명 방사선으로 조명하기 위한 조명 광학 시스템을 더 포함한다. 그러므로, 도 6에 도시되는 어레이 요소들(604) 각각은 조명 광학 시스템이 없이 검출 센서를 포함할 수 있다. 후속하는 설명을 위하여, 광학 검출 시스템들 각각은 어레이의 요소, 또는 어레이 요소(604)라고 불릴 것이다. 어레이 요소(604) 각각은 광학 검출기 센서(610)를 포함할 수 있다. 광학 검출기 센서는 검출 광 센서(610) 및 기판(602)의 평면 사이에서 직교식으로 연장되는 센서 축(606)을 가진다.

기판(602)은 도 6의 (a)에 도시된 선들에 의해서 표시되는 복수 개의 다이(608)를 포함한다. 어레이 요소(604) 각각은 개별적인 다이(608)에 상대적으로 위치되고, 그로부터 계측 데이터를 취할 수 있다. 그러므로, 복수 개의 다이(608) 각각은 단일 요소 어레이(604)를 포함할 수 있다. 다이들 각각에 공통이고 다이 내에서 대응하는 위치를 가지는 계측 마커들이 센서들(610) 각각에 의하여 병렬적으로 측정될 수 있도록, 어레이 요소(604)는 다이들(608) 각각에 대해서 공통인 수평 위치에 위치될 수 있다.

어레이는 광학 검출 시스템들의 틸팅되거나 이어붙여진(tesselated) 배열체를 포함할 수 있다. 각각의 광학 검출 시스템은 점유공간 영역들이 서로 접경을 이루어 어레이를 제공하는 미리 결정된 형상을 가지는 점유공간 영역 내에 제공될 수 있다. 각각의 점유공간 영역은 같을 수 있고, 다각형일 수 있으며, 예를 들어 각각의 점유공간 영역은 삼각형, 사각형 또는 육각형일 수 있다. 일 예에서, 어레이는 허니콤 어레이를 제공하기 위한 육각형의 점유공간 영역의 이어붙임으로서 제공될 수 있다. 따라서, 어레이 요소들은 벌집 어레이로 배치될 수 있다. 광학 검출 시스템들의 어레이는 m 개의 행과 n 개의 열을 가지는 2 차원의 어레이로서 표시된다. 행 m은 제 1 방향, 예를 들어 기판의 x 방향으로 연장될 수 있고, 열은 제 2 방향, 예를 들어 y 방향으로 연장될 수 있다. 행 및 열의 방향들 중 어느 하나 또는 양자 모두는 x 또는 y 방향에 대해서 기울어질 수 있다. 일반적으로, 행 및 열의 개수는 각각의 2 개보다 클 것이다. 그러나, 웨이퍼 상의 특정 필드 레이아웃 또는 계측 점유공간에 대해서는 소망되는 개수의 행 또는 열이 존재할 수 있다. 어레이는 또한 임의의 소망되는 형상일 수 있고, 정사각형 또는 직사각형 구성으로 한정되지 않는다. 어레이 요소들(604)의 개수는 상이한 애플리케이션을 수용하도록 변동될 수 있다. 어레이의 크기는, 예를 들어 x 방향으로 최대 15 개 및 y 방향으로 최대 100 개일 수 있다. 일부 예들에서, 전체 웨이퍼를 커버하기 위해서, 개별 다이(608) 각각에 대하여 하나의 어레이 요소(604)가 제공될 수 있다. 다른 애플리케이션에서는, 다이들(608)의 개수보다 적은 다른 개수의 어레이 요소(604)가 제공될 수도 있다. 어레이 요소들의 각각의 부재는 기판의 상이한 필드와 정렬될 수 있다.

화살표(612a, 612b, 612c)로 표시된 바와 같이, 어레이 요소(604)(또는 그 부분)가 서로에 대하여 또는 기판(602)에 대하여 이동될 수 있도록 어레이는 조절가능할 수 있다. 도시된 바와 같이, 인접한 어레이 요소들(604)은 제 1 거리만큼 서로 분리된다. 인접한 어레이 요소들 사이의 제 1 거리는 다이 또는 계측 타겟의 피치에 대응할 수 있다. 제 1 거리는 어레이 요소들(604)의 각각의 인접한 쌍들 모두에 대해서 동일할 수 있다. 화살표(612a)에 의해 표시된 바와 같이, 인접한 어레이 요소들 사이의 분리거리가 제 1 거리로부터 제 2 거리로 변경될 수 있도록 어레이 요소들(604) 각각은 이동될 수 있다. 어레이 요소(604)의 이동은 x 및/또는 y 방향으로 수행될 수 있다.

간극은 기판(602)에 걸쳐 분포된 다이(608) 또는 계측 타겟의 피치에 따르는 고정된 피치일 수 있다. 이와 같이, 어레이 요소들(604)의 간극은 표준 간극 및 표준 피쳐들에 대응하는 여러 미리 결정된 이산 간극 설정 중 하나, 예컨대 다이의 피치일 수 있다. 피치는, 예를 들어 종래의 다이 크기에 대응하도록 x 방향으로 26mm이고 y 방향으로 33mm일 수 있다. 다른 피치는 26mm X 16.5mm를 포함할 수 있다. 계측 툴(600)은 종래의 간극 또는 빈번하게 사용되는 하나 이상의 간극들의 목록 또는 라이브러리를 포함하거나 접근할 수 있다. 미리 결정된 간극은 제조 레시피의 일부를 형성하거나 특정 프로세스를 위한 셋-업 프로세스의 일부로서 포함될 수 있다.

양호한 계측 데이터를 얻기 위해서는, 센서 축(606)이 기판(602) 표면의 평면에 수직이 되도록 정렬되는 것이 바람직하다. 처리된 웨이퍼(602)의 기판 표면은 약 수 백 마이크로라디안인 국소 틸트 변동을 보여줄 수 있다. 이러한 국소 틸트 변동을 다루기 위하여, 어레이 요소는 센서 축(606)과 기판(602) 표면 사이의 각도를 변경하도록 틸팅가능할 수 있다(612b). 틸트는 두 개의 직교 방향, 예를 들어 x 및 y 방향으로 한정될 수 있고, 센서를 x 방향으로 기울이면 센서 축이 x 방향을 따라 이동하게 될 것이고, 센서를 y 방향으로 기울이면 센서 축이 y 방향을 따라서 이동하게 될 것이다. 두 개의 기울임 방향을 조합하면 임의의 기판 틸트가 수용되게 할 수 있다. 표면 레벨에서의 변동이 국소적일 수 있기 때문에, 어레이 요소들 각각은 다른 어레이 요소들(604)로부터 독립적으로 이동될 수 있다. 통상적으로, x-축 주위로 틸팅하면, y 방향에서의 움직임이 일어날 것이다(반대도 마찬가지임).

어레이 요소(604)의 틸트를 결정하기 위하여, 어레이 요소들 각각 내에 틸트 센서가 포함될 수 있다. 틸트 센서는 당업계에 공지된 바와 같은 광 센서일 수 있고, 바람직하게는 광 센서(610) 내에 포함될 수 있다. 따라서, 어레이 요소들(604) 각각은 통합된 오버레이 및 틸트 센서를 포함할 수 있다.

오버레이 계측 데이터를 획득하기 위하여 계측 툴이 사용되면, 센서 비대칭으로부터 초래되는 측정 오차를 정정할 수 있다면 유리할 것이다. 이러한 오차는 툴-유발-천이(Tool-Induced-Shift; TIS)라고 불릴 수 있다. TIS(또는 다른 유사한 이슈)를 다루기 위하여, 어레이 요소(604)는 감지 축(606) 주위로 각각 회전가능할 수 있다. 따라서, 어레이 요소(604) 각각은 제 1 회전 위치로부터 제 2 회전 위치로 회전될 수 있는데, 제 1 및 제 2 위치는 그들이 툴 유발 천이를 설명하기 위해서 있어야 하는 범위까지 역평행(antiparallel)이다. 따라서, 센서들은 약 180 도에 걸쳐 회전될 수 있다. 이러한 회전은 통상적으로 삽입 축(606) 주위에서 일어날 것이지만, 기판의 표면에 대한 제 1 및 제 2 회전 위치들 사이의 위치 차이가 획득된 계측 데이터를 처리할 때에 고려될 수 있다. 즉, 이러한 회전의 결과로서 일어나는 감지 축(606)의 x-y 위치에서의 천이가, 오버레이 데이터를 각각의 제 1 및 제 2 회전 위치로부터 취해진 정렬 데이터로써 수정함으로써 수용될 수 있다.

어레이 요소(604)의 이동은 당업계에 공지된 적절한 액츄에이터를 사용하여 달성될 수 있다. 액츄에이터는, 예를 들어 압전 모터일 수 있다. 따라서, 어레이 요소(604) 각각은 움직임의 기술된 범위들 각각을 위한 하나 이상의 액츄에이터를 포함할 수 있다.

계측 툴은 어레이 요소(604)의 이동을 제어하도록 구성된 위치 제어기(614)를 포함할 수 있다. 따라서, 위치 제어기(614)는 필요한 제어 신호를 제공하기 위하여 액츄에이터들 각각과 통신할 것이다. 위치 제어기(614)는 액츄에이터, 어레이 요소(604) 또는 기판(602)에 대한 어레이 요소의 위치의 표시를 제공할 수 있는 일부 다른 소스 중 어느 하나로부터 위치 데이터를 수신하도록 배치될 수도 있다. 위치 제어기(614)는 요소 어레이들 사이에서 분포될 수 있고, 또는 어레이 요소들 모두를 개별적으로 제어하도록 배치되는 중앙 유닛으로서 제공될 수도 있다. 중앙 유닛은 계측 툴(600)에 속하거나 원격으로 위치될 수 있다. 위치 제어기(614)는 더 큰 제어 시스템의 일부를 형성할 수 있다. 사용 시에, 위치 제어기(614)는 어레이 요소들(604) 각각을 정확한 위치로 이동시키기 이전에 인접한 어레이 요소들 사이의 소망되는 간극을 수신 또는 결정할 수 있다. 어레이 요소(604)가 위치되고, 위치가 검증되며, 임의의 조절이 이루어졌으면, 계측 데이터가 전술된 바와 같이 획득될 수 있다.

어레이 요소(604)는 개별적으로 제어가능할 수도 있다. 어레이 요소(604)는 전술된 이동 범위 중 하나 이상을 가질 수 있다. 그러므로, 어레이 요소들(604)이 틸트되지만 x-y 방향으로는 이동하지 않도록 배치되는 예들이 존재할 수 있다. 이것은 어레이 요소들의 간극이 x-y 방향으로 고정될 수 있는 경우에 유용할 수 있다.

어레이 요소(604)는 유사하거나 동일한 어레이 요소들(604)일 수 있다. 예를 들어, 모든 어레이 요소는 동일한 동작 파장 범위 내에서 동작하도록 구성될 수 있다. 어레이 요소(604)가 유사하거나 동일한 경우에도, 각각의 어레이 요소가 어레이 요소의 전체 동작 파장 범위 내의 다른 파장의 조명 방사선을 수광할 수 있고, 예를 들어 상이한 어레이 요소들이 200 내지 2000 nm의 동작 파장 범위 내의 상이한 파장을 수광할 수 있는 것이 배제되지 않는다. 그러나, 모든 어레이 요소(604)가 서로 유사하거나 동일할 필요가 없다. 다른 어레이 요소(604)와 다른 적어도 하나의 어레이 요소(604)가 존재할 수 있다. 또한, 어레이 요소(604)는 어레이 요소들(604)의 그룹으로 하위분할될 수 있고, 어레이 요소들(604)의 각각의 그룹 내에서는 어레이 요소들이 유사하거나 동일하지만 어레이 요소들(604)의 그룹들에 걸쳐서는 다를 수도 있다. 예를 들어, 어레이의 제 1 행 또는 열은 제 1 타입의 어레이 요소를 포함하고, 어레이의 제 2 행 또는 열은 제 2 타입의 어레이 요소를 포함하는 등이다. 하나의 어레이 요소가 조명 광학 시스템 및 검출 광학 시스템의 조합을 포함하는 것에 주의하여야 한다. 어레이 요소들이 다르다면, 그들의 각각의 조명 광학 시스템 및/또는 그들의 각각의 검출 광학 시스템은 서로 다를 수 있다.

어레이 요소들(604)의 어레이는 고정된 위치에서 계측 툴 내에 제공될 수 있는 반면에, 계측 툴은 기판(602)을, 예를 들어 가동 기판 테이블을 사용하여 이동시키도록 구성된다. 어레이 요소들(604)의 어레이는 계측 툴 내에서도 이동가능할 수 있다. 예를 들어, 어레이 요소(604)의 하나의 그룹이, 예를 들어 기판(602)이 있는 기판 테이블의 중앙 위치인 위치에 위치되도록, 어레이 요소들(604)의 어레이는 이동가능할 수 있다. 이를 통하여, 어레이 요소들(604)의 중앙에 위치된 그룹이 어레이 요소들(604)의 어레이에 대한 기판(602)의 이동에 기반하여 전체 기판(602)에 걸친 측정을 위해서 사용될 수 있다.

구현형태

전술된 방법의 단계는 도 1의 (a)에 도시되는 리소그래피 장치 제어 유닛(LACU) 내에서 자동화될 수 있다. 이러한 유닛(LACU)은 도 7에 도시된 바와 같은 컴퓨터 어셈블리를 포함할 수 있다. 컴퓨터 어셈블리는 본 발명에 따른 어셈블리의 실시예들에 있는 제어 유닛의 형태인 전용 컴퓨터일 수 있고 또는, 대안적으로, 리소그래피 투영 장치를 제어하는 중앙 컴퓨터일 수 있다. 컴퓨터 어셈블리는 컴퓨터-실행가능 코드를 포함하는 컴퓨터 프로그램 제품을 로딩하도록 구현될 수 있다. 그러면, 컴퓨터 프로그램 제품이 다운로드되면, 레벨 및 정렬 센서(AS, LS)의 실시예를 가진 리소그래피 장치의 전술된 바와 같은 용도를 컴퓨터 어셈블리가 제어하게 할 수 있다.

프로세서(727)에 연결된 메모리(729)는 하드 디스크(761), 판독 전용 메모리(ROM)(762), 전기적 소거가능 프로그래밍가능 판독 전용 메모리(EEPROM)(763) 및/또는 랜덤 액세스 메모리(RAM)(764)와 같은 여러 메모리 컴포넌트를 포함할 수 있다. 앞서 언급된 메모리 컴포넌트 모두가 있어야 하는 것은 아니다. 더욱이, 앞서 언급된 메모리 컴포넌트가 프로세서(727)에 또는 서로에 대해 반드시 물리적으로 인접해야 하는 것이 아니다. 이들은 떨어진 거리에 위치될 수 있다.

프로세서(727)는 일부 종류의 사용자 인터페이스, 예를 들어 키보드(765) 또는 마우스(766)에도 연결될 수 있다. 당업자에게 알려진 터치 스크린, 트랙 볼, 발화 컨버터 또는 다른 인터페이스도 역시 사용될 수 있다.

프로세서(727)는, 예를 들어 컴퓨터 실행가능한 코드의 형태인 데이터를 플로피 디스크(768) 또는 CDROM(769)과 같은 데이터 캐리어로부터 판독하고, 어떤 상황에서는 여기에 데이터를 저장하도록 구성되는 읽기 유닛(767)에 연결될 수 있다. 또한, 당업자에게 공지된 DVD 또는 다른 데이터 캐리어도 사용될 수 있다.

프로세서(727)는 종이에 출력 데이터를 인쇄하기 위한 프린터(770) 및 디스플레이(771), 예를 들어 모니터 또는 LCD(액정 디스플레이), 및 당업자에게 알려진 임의의 다른 타입의 디스플레이에도 연결될 수 있다.

프로세서(727)는 통신 네트워크(772), 예를 들어 공중 전화 교환망 네트워크(public switched telephone network; PSTN), 근거리 네트워크(LAN), 광역 네트워크(WAN) 등에 입력/출력(I/O)을 담당하는 송신기/수신기(773)를 이용하여 연결될 수도 있다. 프로세서(727)는 통신 네트워크(772)를 통해서 다른 통신 시스템과 통신하도록 구현될 수 있다. 본 발명의 일 실시형태에서, 외부 컴퓨터(미도시), 예를 들어 운영자의 개인용 컴퓨터는 통신 네트워크(772)를 통해서 프로세서(727)에 로그인할 수 있다.

프로세서(727)는 독립형 시스템으로서 또는 병렬적으로 동작하는 여러 처리 유닛으로서 구현될 수 있는데, 각각의 처리 유닛은 더 큰 프로그램의 서브-태스크를 실행하도록 배치된다. 또한, 처리 유닛은 여러 하부 처리 유닛들을 가지는 하나 이상의 메인 처리 유닛으로 분할될 수 있다. 프로세서(727)의 일부 처리 유닛은 다른 처리 유닛과 떨어진 거리에 위치되고 통신 네트워크(772)를 통해서 통신할 수도 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.

추가적인 실시형태들이 다음 번호를 가진 절들의 후속하는 목록에서 개시된다:

1. 샘플링 스킴(sampling scheme)을 결정하는 방법으로서,

상기 샘플링 스킴은 기판 상의 잠재적 계측 위치들의 집합 중의 계측 위치들의 진부분집합(proper subset)을 기술하는 것이고, 상기 방법은,

병렬 계측을 수행할 수 있는 복수 개의 계측 센서의 배열을 기술하는 병렬 센서 기술(parallel sensor description)을 획득하는 단계;

상기 병렬 센서 기술 및 상기 잠재적 계측 위치에 기반하여 복수 개의 후보 획득 구성(candidate acquisition configuration)을 식별하는 단계 - 각각의 후보 획득 구성은 상기 기판, 및 따라서 상기 잠재적 계측 위치 중 대응하는 하나 이상의 잠재적 계측 위치에 대한 상기 센서 기술의 특정 위치를 기술하는 것임 -;

상기 후보 획득 구성 중 적어도 일부를 평가 메트릭(evaluation metric)에 관하여 평가하는 단계;

상기 평가에 기반하여 후보 획득 구성을 선택하는 단계; 및

각각의 선택된 획득 구성에 대한 대응하는 계측 위치를 포함하는 것으로서 상기 샘플링 스킴을 규정하는 단계를 포함하는, 샘플링 스킴 결정 방법.

2. 제 1 절에 있어서,

상기 평가 메트릭은,

후보 획득 구성의 효율을 복수 개의 계측 센서를 사용하는 것에 관하여 정량화하는 효율 메트릭(efficiency metric);

후보 획득 구성의 대응하는 계측 위치에 의해 상기 샘플링 스킴에 추가되는 정보량을 정량화하는 정보성 메트릭(informativity metric); 및

상기 기판 및/또는 상기 기판의 구역 또는 필드에 걸친 상기 샘플링 스킴의 커버리지를 정량화하는 분포 메트릭(distribution metric)

중 하나 이상을 포함하는, 샘플링 스킴 결정 방법.

3. 제 2 절에 있어서,

제 2 항에 있어서,

상기 선택하는 단계는,

상기 효율 메트릭에 따라서 가장 효율적인 후보 획득 구성;

대응하는 계측 위치가 상기 정보성 메트릭에 따라서 가장 많은 정보를 상기 샘플링 스킴에 추가하는 후보 획득 구성; 및/또는

대응하는 계측 위치가 상기 분포 메트릭에 따라서 상기 기판에 걸친 상기 샘플링 스킴의 커버리지를 최대화하는 후보 획득 구성

을 선택하는 것을 포함하는, 샘플링 스킴 결정 방법.

4. 제 2 절 또는 제 3 절에 있어서,

상기 평가하는 단계는,

계층구조(hierarchy)로 상기 효율 메트릭, 정보성 메트릭 및 분포 메트릭 중 두 개 이상에 따라서 평가하는 것을 포함하는, 샘플링 스킴 결정 방법.

5. 제 2 절 내지 제 4 절 중 어느 한 절에 있어서,

상기 효율 메트릭은 평가된 각각의 후보 획득 구성에 대응하는 측정되지 않은 잠재적 측정 위치의 개수를 최대화하는, 샘플링 스킴 결정 방법.

6. 제 2 절 내지 제 5 절 중 어느 한 절에 있어서,

상기 효율 메트릭은 상기 후보 획득 구성으로부터, 대응하는 모든 측정 위치들이 더 많은 측정 위치를 포함하는 획득 구성과 중첩되는 획득 구성을 디스카운트(discount)하는, 샘플링 스킴 결정 방법.

7. 제 2 절 내지 제 6 절 중 어느 한 절에 있어서,

상기 정보성 메트릭은 D-최적성(D-optimality)인, 샘플링 스킴 결정 방법.

8. 제 7 절에 있어서,

상기 샘플링 스킴은 모델링 스킴에 관련되고,

상기 방법은,

후보 획득 구성에 대응하는 계측 위치들 각각에 대하여, 상기 후보 획득 구성에 대응하는 계측 위치를 가지는 상기 모델링 스킴을 기술하는 디자인 매트릭스의 행렬식을 최대화하거나, 상기 디자인 매트릭스에 대응하는 분산-공분산 매트릭스의 행렬식을 최소화하는 것을 더 포함하는, 샘플링 스킴 결정 방법.

9. 제 1 절 내지 제 8 절 중 어느 한 절에 있어서,

상기 방법은,

후보 획득 구성에 대하여 상기 평가 단계를 수행하는 것의 반복(iteration)을 되풀이하고, 상기 평가에 기초하여,

상기 샘플링 스킴이 계측 위치들의 임계 개수를 포함하는 것;

상기 샘플링 스킴이 획득 구성들의 임계 개수에 관련되는 것;

상기 평가 메트릭에 대한 임계 값이 상기 샘플링 스킴에 의하여 충족되는 것

중 하나 이상이 충족될 때까지, 대응하는 계측 위치를 상기 샘플링 스킴에 추가하거나 상기 샘플링 스킴으로부터 제거하는 단계를 포함하는, 샘플링 스킴 결정 방법.

10. 제 1 절 내지 제 9 절 중 어느 한 절에 있어서,

상기 방법은,

비-최적화된 분포를 가지는 계측 위치들 및/또는 획득 구성들의 요구되는 개수를 포함하는 초기 샘플링 스킴을 결정하는 단계; 및

상기 평가에 기초하여, 상기 평가 메트릭에 관하여 상기 샘플링 스킴을 최적화하도록, 하나 이상의 획득 구성을 반복적으로 재분포시키는 단계를 포함하는, 샘플링 스킴 결정 방법.

11. 제 1 절 내지 제 10 절 중 어느 한 절에 있어서,

상기 복수 개의 후보 획득 구성을 식별하는 단계는,

상기 잠재적 계측 위치들로부터 복수 개의 후보 계측 위치를 결정하는 초기 단계를 포함하고,

상기 후보 획득 구성 각각은 대응하는 후보 계측 위치들의 임계 최소 개수를 가지는 것으로서 결정되는, 샘플링 스킴 결정 방법.

12. 제 1 절 내지 제 11 절 중 어느 한 절에 있어서,

상기 샘플링 스킴 내에 포함되는 각각의 계측 위치 근방에 제외 구역(exclusion zone)이 규정되고,

상기 후보 계측 위치는 이러한 제외 구역 밖에 위치된 잠재적 계측 위치만을 포함하는, 샘플링 스킴 결정 방법.

13. 제 12 절에 있어서,

상기 후보 계측 위치는 제외 구역 내에 있지 않는 상기 잠재적 계측 위치 모두를 포함하는, 샘플링 스킴 결정 방법.

14. 제 12 절 또는 제 13 절에 있어서,

상기 방법은,

상기 방법의 다음 반복을 위한 충분한 후보 계측 위치가 존재한다고 결정하는 단계; 및

충분한 후보 계측 위치가 존재하지 않는 경우, 상기 제외 구역 중 일부 또는 전부의 면적을 감소시키는 단계를 포함하는, 샘플링 스킴 결정 방법.

15. 제 12 절 내지 제 14 절 중 어느 한 절에 있어서,

각각의 제외 구역은 실질적으로 원형이고 자신의 대응하는 선택된 계측 위치에 중심을 가지는, 샘플링 스킴 결정 방법.

16. 제 12 절 내지 제 15 절 중 어느 한 절에 있어서,

각각의 제외 구역의 면적은 상기 기판 상의 대응하는 선택된 계측 위치의 포지션에 따라서 변하는, 샘플링 스킴 결정 방법.

17. 제 16 절에 있어서,

각각의 제외 구역의 면적은 그 대응하는 선택된 계측 위치가 상기 기판의 중심에 가까울수록 증가하는 경향이 있는, 샘플링 스킴 결정 방법.

18. 제 1 절 내지 제 17 절 중 어느 한 절에 있어서,

상기 방법은,

상기 기판 상의 상기 계측 위치들의 배열을 상기 센서 기술에 따라서 최적화하는 단계를 포함하는, 샘플링 스킴 결정 방법.

19. 제 18 절에 있어서,

상기 계측 위치들은 상기 센서 기술에 대응하여 그룹들로 배열되는, 샘플링 스킴 결정 방법.

20. 제 1 절 내지 제 19 절 중 어느 한 절에 있어서,

상기 방법은,

복수 개의 계측 센서의 배열을 상기 기판에 관련된 적어도 하나의 기판 그리드에 따라서 최적화하는 단계를 포함하는, 샘플링 스킴 결정 방법.

21. 제 20 절에 있어서,

적어도 하나의 기판 그리드는 필드간 그리드 및 필드내 그리드 중 하나 또는 양자 모두를 포함하는, 샘플링 스킴 결정 방법.

22. 제 21 절에 있어서,

상기 최적화하는 단계는,

적어도 하나의 방향으로의 센서 간극을, 필드간 그리드의 피치의 정수배 및 필드내 그리드의 피치의 정수배 중 하나 또는 이들의 합에 따라서 결정하는 것을 포함하는, 샘플링 스킴 결정 방법.

23. 제 22 절에 있어서,

상기 방법은,

필드간 그리드의 피치 및 필드내 그리드의 피치 중 하나 또는 양자 모두의에 대한 상기 정수배를 최적화하는 단계를 더 포함하는, 샘플링 스킴 결정 방법.

24. 제 1 절 내지 제 23 절 중 어느 한 절에 있어서,

상기 방법은,

상기 잠재적 계측 위치들의 초기화 부분집합(initialization subset)이 상기 샘플링 스킴 내에 포함되도록 미리-선택되는 초기화 단계를 수행하는 것을 포함하고,

상기 초기화 부분집합은 하나 이상의 획득 구성에 대응하는, 샘플링 스킴 결정 방법.

25. 제 1 절 내지 제 24 절 중 어느 한 절에 있어서,

상기 방법은,

상기 샘플링 스킴에 의하여 기술된 계측 위치를 측정하기 위한, 연속적인 획득 구성들의 순서를 기술하는 라우팅을 최적화하는 단계를 포함하는, 샘플링 스킴 결정 방법.

26. 제 1 절 내지 제 25 절 중 어느 한 절에 있어서,

상기 방법은,

상기 센서 기술에 의해 기술된 상기 복수 개의 계측 센서들의 배열체를 가지는 계측 툴을 사용하여, 계측 동작을 상기 샘플링 스킴에 따라서 상기 기판 상에 수행하는 단계를 포함하는, 샘플링 스킴 결정 방법.

27. 제 26 절에 있어서,

상기 계측 동작은, 정렬 동작 또는 제품 기능성, 오버레이, 임의의 제품 치수, 초점을 모니터링하기 위한 노광후 모니터링 동작 및/또는 선량 모니터링 동작, 또는 이들의 임의의 조합을 포함하는, 샘플링 스킴 결정 방법.

28. 적합한 프로세서에서 실행될 때, 상기 프로세서가 제 1 절 내지 제 27 절 중 어느 한 절의 방법을 수행하게 하는 컴퓨터 판독가능 명령을 포함하는 컴퓨터 프로그램.

29. 제 28 절의 컴퓨터 프로그램을 포함하는 컴퓨터 프로그램 제품.

30. 계측 장치로서,

상기 센서 기술에 의해 기술되는 바와 같이 병렬 계측을 수행할 수 있는 복수 개의 계측 센서의 배열체를 포함하는 센서 배열체;

프로세서; 및

제 28 절의 컴퓨터 프로그램을 포함하는 저장 디바이스를 포함하는, 계측 장치.

31. 제 30 절에 있어서,

상기 센서 배열체는 주어진 개수의 샘플링 위치에 대하여 효율 메트릭, 정보성 메트릭 또는 분포 메트릭 중 하나 이상을 최대화하도록 최적화된, 샘플링 스킴 결정 방법.

32. 제 30 절 또는 제 31 절에 있어서,

상기 계측 센서들은 필드 그리드의 정수배만큼 분리된, 샘플링 스킴 결정 방법.

33. 제 30 절 내지 제 32 절 중 어느 한 절에 있어서,

상기 계측 센서들의 개수는 10 개 미만인, 샘플링 스킴 결정 방법.

34. 기판 상에 패턴을 노광하도록 동작가능한 리소그래피 장치; 및

제 30 절 내지 제 33 절 중 어느 한 절에 따른 계측 장치를 포함하는, 리소그래피 셀.

비록 본문에서 IC의 제조에서 리소그래피 장치를 사용하는 것에 대해서 특별히 언급하였지만, 본 명세서에서 설명되는 리소그래피 장치는 다른 응용 분야, 예컨대 통합된 광학 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. 당업자는, 이러한 다른 응용예의 문맥에서, 본 명세서에서 사용된 "웨이퍼" 또는 "필드"/"다이"와 같은 어떠한 용어의 사용도 각각 "기판" 또는 "타겟부"와 같은 좀더 일반적인 용어와 동의어로 간주될 수 있음을 이해할 것이다. 본 명세서에서 기판은, 예를 들어 트랙(통상적으로 레지스트 층을 기판에 도포하고 노광된 레지스트를 현상하는 툴), 계측 툴 및/또는 검사 툴에서, 노광 전 또는 노광 후에 처리될 수 있다. 적용 가능한 범위에서, 본 발명은 이러한 기판 처리 툴 및 다른 기판 처리 툴에 적용될 수 있다. 또한, 예컨대 다층 집적회로를 생성하기 위하여 기판이 복수 회 처리될 수 있으므로, 본 명세서에 사용되는 기판이라는 용어는 이미 여러 번 처리된 층들을 포함한 기판을 지칭할 수 있다.

비록 위에서 광 리소그래피의 콘텍스트에서 본 발명의 실시형태를 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, 248, 193, 157, 또는 126 nm의 파장을 가짐) 및 극자외(EUV) 방사선(예컨대, 5-20 nm 범위의 파장을 가짐), 및 이온 그리고 빔 또는 전자 빔과 같은 입자 빔을 포함하는, 모든 타입의 전자기 방사선을 망라한다.

본 명세서에 사용된 "렌즈"라는 용어는, 문맥이 허용한다면, 굴절, 회절, 반사, 자기, 전자자기, 및 정전기 광 성분을 포함하는 다양한 타입의 광 성분 중 임의의 것 또는 조합을 가리킬 수 있다.

비록 본 발명의 특정한 실시형태가 위에서 설명되었지만, 본 발명은 설명된 것과 다르게 실시될 수 있다는 것이 이해될 것이다. 예컨대, 본 발명의 실시형태는 위에서 개시된 바와 같은 방법을 기술하는 기계 판독 가능한 명령어들의 하나 이상의 시퀀스들을 포함하는 컴퓨터 프로그램, 또는 이러한 컴퓨터 프로그램이 저장되는 데이터 저장 매체(예컨대, 반도체 메모리, 자기 디스크 또는 광디스크)의 형태를 취할 수 있다.

위의 설명은 한정적인 것이 아니라 예시적인 의도로 제공된다. 따라서, 다음 진술되는 청구항의 범위로부터 벗어나지 않으면서, 설명된 바와 같은 본 발명에 변경이 이루어질 수 있다는 것이 당업자에게는 명백할 것이다. 추가하여, 본 명세서의 임의의 하나의 실시형태에서 도시되거나 설명된 구조적 피쳐 또는 방법 단계들이 다른 실시형태들에서도 역시 사용될 수 있다는 것이 이해되어야 한다.

Claims (15)

1. 샘플링 스킴(sampling scheme)을 결정하는 방법으로서,
   상기 샘플링 스킴은 기판 상의 잠재적 계측 위치들의 집합 중의 계측 위치들의 진부분집합(proper subset)을 기술하는 것이고, 상기 방법은,
   병렬 계측을 수행할 수 있는 복수 개의 계측 센서의 배열을 기술하는 병렬 센서 기술(parallel sensor description)을 획득하는 단계;
   상기 병렬 센서 기술 및 상기 잠재적 계측 위치에 기반하여 복수 개의 후보 획득 구성(candidate acquisition configuration)을 식별하는 단계 - 각각의 후보 획득 구성은 상기 기판, 및 따라서 상기 잠재적 계측 위치 중 대응하는 하나 이상의 잠재적 계측 위치에 대한 상기 센서 기술의 특정 위치를 기술하는 것임 -;
   상기 후보 획득 구성 중 적어도 일부를 평가 메트릭(evaluation metric)에 관하여 평가하는 단계;
   상기 평가에 기반하여 후보 획득 구성을 선택하는 단계; 및
   각각의 선택된 획득 구성에 대한 대응하는 계측 위치를 포함하는 것으로서 상기 샘플링 스킴을 규정하는 단계를 포함하는, 샘플링 스킴 결정 방법.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 평가 메트릭은,
   후보 획득 구성의 효율을 복수 개의 계측 센서를 사용하는 것에 관하여 정량화하는 효율 메트릭(efficiency metric);
   후보 획득 구성의 대응하는 계측 위치에 의해 상기 샘플링 스킴에 추가되는 정보량을 정량화하는 정보성 메트릭(informativity metric); 및
   상기 기판 및/또는 상기 기판의 구역 또는 필드에 걸친 상기 샘플링 스킴의 커버리지를 정량화하는 분포 메트릭(distribution metric)
   중 하나 이상을 포함하는, 샘플링 스킴 결정 방법.
3. 제 2 항에 있어서,
   상기 선택하는 단계는,
   상기 효율 메트릭에 따라서 가장 효율적인 후보 획득 구성;
   대응하는 계측 위치가 상기 정보성 메트릭에 따라서 가장 많은 정보를 상기 샘플링 스킴에 추가하는 후보 획득 구성; 및/또는
   대응하는 계측 위치가 상기 분포 메트릭에 따라서 상기 기판에 걸친 상기 샘플링 스킴의 커버리지를 최대화하는 후보 획득 구성
   을 선택하는 것을 포함하는, 샘플링 스킴 결정 방법.
4. 제 2 항 또는 제 3 항에 있어서,
   상기 평가하는 단계는,
   계층구조(hierarchy)로 상기 효율 메트릭, 정보성 메트릭 및 분포 메트릭 중 두 개 이상에 따라서 평가하는 것을 포함하는, 샘플링 스킴 결정 방법.
5. 제 2 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
   - 상기 효율 메트릭이, 평가된 각각의 후보 획득 구성에 대응하는 측정되지 않은 잠재적 측정 위치의 개수를 최대화하는 것, 및
   - 상기 효율 메트릭이, 상기 후보 획득 구성으로부터, 대응하는 모든 측정 위치들이 더 많은 측정 위치를 포함하는 획득 구성과 중첩되는 획득 구성을 디스카운트(discount)하는 것
   중 적어도 하나가 성립하는, 샘플링 스킴 결정 방법.
6. 제 2 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 정보성 메트릭은 D-최적성(D-optimality)이고,
   선택적으로, 상기 샘플링 스킴은 모델링 스킴에 관련되며,
   상기 방법은,
   후보 획득 구성에 대응하는 계측 위치들 각각에 대하여, 상기 후보 획득 구성에 대응하는 계측 위치를 가지는 상기 모델링 스킴을 기술하는 디자인 매트릭스의 행렬식을 최대화하거나, 상기 디자인 매트릭스에 대응하는 분산-공분산 매트릭스의 행렬식을 최소화하는 것을 더 포함하는, 샘플링 스킴 결정 방법.
7. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 방법은,
   후보 획득 구성에 대하여 상기 평가 단계를 수행하는 것의 반복(iteration)을 되풀이하고, 상기 평가에 기초하여,
   상기 샘플링 스킴이 계측 위치들의 임계 개수를 포함하는 것;
   상기 샘플링 스킴이 획득 구성들의 임계 개수에 관련되는 것;
   상기 평가 메트릭에 대한 임계 값이 상기 샘플링 스킴에 의하여 충족되는 것
   중 하나 이상이 충족될 때까지, 대응하는 계측 위치를 상기 샘플링 스킴에 추가하거나 상기 샘플링 스킴으로부터 제거하는 단계를 포함하는, 샘플링 스킴 결정 방법.
8. 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 방법은,
   비-최적화된 분포를 가지는 계측 위치들 및/또는 획득 구성들의 요구되는 개수를 포함하는 초기 샘플링 스킴을 결정하는 단계; 및
   상기 평가에 기초하여, 상기 평가 메트릭에 관하여 상기 샘플링 스킴을 최적화하도록, 하나 이상의 획득 구성을 반복적으로 재분포시키는 단계를 포함하는, 샘플링 스킴 결정 방법.
9. 제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 복수 개의 후보 획득 구성을 식별하는 단계는,
   상기 잠재적 계측 위치들로부터 복수 개의 후보 계측 위치를 결정하는 초기 단계를 포함하고,
   상기 후보 획득 구성 각각은 대응하는 후보 계측 위치들의 임계 최소 개수를 가지는 것으로서 결정되는, 샘플링 스킴 결정 방법.
10. 제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 방법은,
    상기 기판 상의 상기 계측 위치들의 배열을 상기 센서 기술에 따라서 최적화하는 단계를 포함하고,
    선택적으로, 상기 계측 위치들은 상기 센서 기술에 대응하여 그룹들로 배열되는, 샘플링 스킴 결정 방법.
11. 제 1 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 방법은,
    상기 복수 개의 계측 센서의 배열을 상기 기판에 관련된 적어도 하나의 기판 그리드에 따라서 최적화하는 단계를 포함하고,
    선택적으로, 상기 적어도 하나의 기판 그리드는 필드간 그리드 및 필드내 그리드 중 하나 또는 양자 모두를 포함하는, 샘플링 스킴 결정 방법.
12. 제 1 항 내지 제 11 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 방법은,
    상기 잠재적 계측 위치들의 초기화 부분집합(initialization subset)이 상기 샘플링 스킴 내에 포함되도록 미리-선택되는 초기화 단계를 수행하는 것을 포함하고,
    상기 초기화 부분집합은 하나 이상의 획득 구성에 대응하는, 샘플링 스킴 결정 방법.
13. 적합한 프로세서에서 실행될 때, 상기 프로세서가 제 1 항 내지 제 12 항 중 어느 한 항의 방법을 수행하게 하는 컴퓨터 판독가능 명령을 포함하는 컴퓨터 프로그램.
14. 계측 장치로서,
    상기 센서 기술에 의해 기술되는 바와 같이 병렬 계측을 수행할 수 있는 복수 개의 계측 센서의 배열체를 포함하는 센서 배열체;
    프로세서; 및
    제 13 항의 컴퓨터 프로그램을 포함하는 저장 디바이스를 포함하는, 계측 장치.
15. 기판 상에 패턴을 노광하도록 동작가능한 리소그래피 장치; 및
    제 14 항에 따른 계측 장치를 포함하는, 리소그래피 셀.

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