KR101704591B1 - 검사 장치 및 방법 - Google Patents

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Abstract

분광 스케터로미터는 타겟 격자 상에 조명된 스폿으로부터 회절된 0차 및 고차 방사선을 검출한다. 상기 장치는 0차(반사된) 방사선의 스펙트럼을 형성 및 검출하고, 개별적으로 고차 회절 방사선의 스펙트럼을 형성 및 검출한다. 각각의 스펙트럼은 대칭 위상 격자를 이용하여 형성되어, 스펙트럼들의 대칭 쌍을 형성하고 검출한다. 스펙트럼들의 쌍은 감소된 포커스 감도를 갖는 단일 스펙트럼을 얻도록 평균될 수 있다. 두 스펙트럼들을 비교하여, 후속한 리소그래피 단계에서의 높이 측정들을 개선하기 위한 정보가 산출될 수 있다. 타겟 격자는 0차 및 고차 방사선이 상이한 평면들에서의 스폿으로부터 나오도록 비스듬하게 방위된다. 2 개의 스케터로미터는 동시에 작동되어, 상이한 비스듬한 방향들로부터 타겟을 조명할 수 있다. 방사형 투과 필터가 스폿에서의 사이드로브들을 감소시키고, 제품 크로스토크를 감소시킨다.

Description

검사 장치 및 방법{INSPECTION APPARATUS AND METHOD}
본 출원은 2012년 2월 21일에 출원된 미국 가출원 61/601,156의 이익을 주장하며, 이는 본 명세서에서 그 전문이 인용참조된다.
본 발명은, 예를 들어 리소그래피 기술에 의한 디바이스 제조 시에 이용가능한 검사 방법 및 장치에 관한 것이다.
리소그래피 장치는 기판 상에, 통상적으로는 기판의 타겟부 상에 원하는 패턴을 적용시키는 기계이다. 리소그래피 장치는, 예를 들어 집적 회로(IC)의 제조 시에 사용될 수 있다. 그 경우, 대안적으로 마스크 또는 레티클이라 칭하는 패터닝 디바이스가 IC의 개별층 상에 형성될 회로 패턴을 생성하기 위해 사용될 수 있다. 이 패턴은 기판(예컨대, 실리콘 웨이퍼) 상의 (예를 들어, 다이의 부분, 한 개 또는 수 개의 다이를 포함하는) 타겟부 상으로 전사(transfer)될 수 있다. 패턴의 전사는 통상적으로 기판 상에 제공된 방사선-감응재(레지스트)층 상으로의 이미징(imaging)을 통해 수행된다. 일반적으로, 단일 기판은 연속하여 패터닝되는 인접한 타겟부들의 네트워크를 포함할 것이다. 알려진 리소그래피 장치는, 한번에 타겟부 상으로 전체 패턴을 노광함으로써 각각의 타겟부가 조사(irradiate)되는 소위 스테퍼, 및 방사선 빔을 통해 주어진 방향("스캐닝"-방향)으로 패턴을 스캐닝하는 한편, 이 방향과 평행한 방향(같은 방향으로 평행한 방향) 또는 역-평행 방향(반대 방향으로 평행한 방향)으로 기판을 동기적으로 스캐닝함으로써 각각의 타겟부가 조사되는 소위 스캐너를 포함한다. 또한, 기판 상에 패턴을 임프린트(imprint)함으로써 패터닝 디바이스로부터 기판으로 패턴을 전사할 수도 있다.
리소그래피 공정을 모니터링(monitor)하기 위해, 패터닝된 기판의 파라미터들이 측정된다. 파라미터들은, 예를 들어 패터닝된 기판 내에 또는 기판 상에 형성된 연속층들 간의 오버레이 오차, 및 현상된 감광성 레지스트의 임계 선폭(critical linewidth)을 포함할 수 있다. 이 측정은 제품 기판(product substrate) 및/또는 지정된 메트롤로지 타겟(dedicated metrology target) 상에서 수행될 수 있다. 리소그래피 공정 시 형성된 미세한 구조체들의 측정을 수행하기 위해, 스캐닝 전자 현미경 및 다양한 특수 툴들의 사용을 포함하는 다양한 기술들이 존재한다. 고속 및 비-침습(non-invasive) 형태의 특수 검사 툴은, 기판의 표면 상의 타겟부 상으로 방사선 빔을 지향하여, 산란되거나 반사된 빔의 특성들을 측정하는 스케터로미터(scatterometer)이다. 상기 빔이 기판에 의해 반사되거나 산란된 전후에 상기 빔의 특성들을 비교함으로써, 기판의 특성들이 결정될 수 있다. 이는, 예를 들어 알려진 기판 특성들과 연계된 알려진 측정들의 라이브러리(library) 내에 저장된 데이터와 반사된 빔을 비교함으로써 수행될 수 있다. 스케터로미터의 2 가지 주 형태가 알려져 있다. 분광 스케터로미터(spectroscopic scatterometer)는 기판 상으로 광대역 방사선 빔을 지향하고, 특정한 좁은 각도 범위(particular narrow angular range)로 산란되는 방사선의 스펙트럼(파장의 함수로서 세기)을 측정한다. 각도 분해된 스케터로미터(angularly resolved scatterometer)는 단색 방사선 빔(monochromatic radiation beam)을 사용하고, 각도의 함수로서 산란된 방사선의 세기를 측정한다.
분광 스케터로미터는 하드웨어가 비교적 단순하다는 이점을 가지며, 이는 매칭(matching) 및 캘리브레이션(calibration)을 개선하도록 돕는다. 하지만, 이는 메트롤로지 격자들의 비대칭 및 매우 격리된 피처들을 측정하기가 어렵다. 각도 분해된 스케터로미터는 광학적으로 더 복잡하며, 이는 캘리브레이션 및 매칭을 복잡하게 한다. 또한, 실제로 조정가능한 다수 파장들이 요구되며, 이는 복잡하고 고가인 광학기를 초래한다. 리소그래피 공정의 분해능이 증가함에 따라, 훨씬 더 작은 피처들이 기판 상에 생성된다. 최소 피처들의 분해능에서 스케터로메트리를 수행하기 위해서는, 리소그래피 공정 자체에서 사용되는 것에 필적하는 방사선의 더 짧은 파장들을 사용하는 것이 바람직할 수 있다. 대체로 이를 위해 자외(UV) 범위의 파장들이 효과적일 수 있다. 하지만, 이러한 파장들에 대한 광학 시스템들은 특히 복잡해진다.
따라서, 신규한 형태의 스케터로미터, 특히 현재 및 차세대 리소그래피 공정의 분해능에서의 피처 크기들을 갖는 메트롤로지 타겟들을 측정하기에 적절한 스케터로미터에 대한 요구가 존재한다. 발명자는 알려진 분광 스케터로미터들이 타겟 격자로부터의 고차 회절 방사선을 이용하지 않는 것이 이들의 한계라는 것을 인지하였다.
신규한 형태의 스케터로미터가 문서 "A New Approach to Pattern Metrology" [Christopher P. Ausschnitt, published in Metrology, Inspection, and Process Control for Microlithography XⅧ, edited by Richard M. Silver, Proceedings of SPIE Vol.5375(SPIE, Bellingham, WA, 2004), DOI: 10.1117/12.539143]에서 제안되었다. 종래의 분광 스케터로미터들과 달리, Ausschnitt의 소위 MOXIE 시스템은 0차 및 1차 회절 방사선을 사용한다. 또한, 이는 회절 차수들을 분광 신호로 분해하도록 기판 상의 타겟 격자 자체를 사용한다. 하지만, 이 시스템 또한 패턴 비대칭들을 측정하는 것에 대해 최적화되지 않는다. 또한, 1차 신호의 스펙트럼 분해능(spectral resolution)은 타겟 지오메트리에 의존하고, 실제 메트롤로지 응용들에 대해 너무 작은 것으로 예상된다.
알려진 스케터로메트리 기술들의 또 다른 문제점은 제품 기판들 상에서 스케터로메트리 타겟들에 의해 점유되는 공간 또는 "리얼 에스테이트(real estate)"이다. 타겟들은 서로로부터, 또한 제품 피처들로부터 멀리 떨어져서 측정들 간의 크로스-토크(cross-talk)를 회피하여야 한다. 또한, 발명자는 기구의 조명 스폿이 주 스폿 주위에 에너지의 상당한 사이드로브(sidelobe)들을 갖는 점 확산 함수(point spread function)를 갖는 것이 크로스-토크의 한가지 원인이라는 것을 인지하였다.
일반적으로 리소그래피 공정에서의 문제점은, 기판으로의 패턴의 전사를 제어하는 데 사용되는 높이 측정들이 공정-의존성 영향들에 의해 예측할 수 없게 영향을 받을 수 있다는 것이다.
본 발명은 앞선 문제점들을 극복하기 위한 검사 장치 및 방법을 제공하려는 것이다.
본 발명의 제 1 실시형태에 따르면, 타겟 구조체 상의 스폿에서 입사각을 갖는 광대역 방사선을 지향하는 조명 광학기 -사용되는 타겟 구조체는 주기적인 격자를 포함함- , 타겟으로부터 반사된 방사선을 수용하고 반사된 방사선의 스펙트럼을 형성 및 검출하는 0차 검출 광학기, 및 타겟 구조체 내의 주기적인 격자에 의해 1 이상의 차수에서 회절된 방사선을 수용하고 수용된 회절 방사선의 스펙트럼을 형성 및 검출하는 고차 검출 광학기를 갖는 분광 스케터로미터를 포함한 검사 장치가 제공된다.
일 실시예에서, 조명 광학기 및 0차 검출 광학기는 일반적으로 타겟 구조체의 평면에 수직인 제 1 평면에서 방사선을 처리하는 한편, 고차 검출 광학기는 제 1 평면에 대해 각을 이루는 제 2 평면에서 방사선을 처리하도록 배치되며, 고차 회절 방사선은 장치의 사용 시 제 1 평면에 대한 타겟 구조체 내의 주기적인 격자의 라인들의 비스듬한 방위의 결과로서 제 2 평면에 들어온다.
고차 방사선을 상이한 평면으로 들어가게 하는 것은 이러한 기구의 실제 레이아웃을 용이하게 한다. 일 실시예에서, 제 1 평면은 주기적인 격자의 라인들의 예상 방위에 대해 45 °의 각도로 설정되고, 동일한 타겟 구조체의 동시 측정을 위해 제 2 분광 스케터로미터가 제공되며, 제 2 분광 스케터로미터의 제 1 평면은 처음-언급된 분광 스케터로미터의 제 1 평면에 대해 직각으로 배치된다. 처음-언급된 스케터로미터와 제 2 스케터로미터의 고차 검출 광학기 사이에 광학 구성요소들이 공유될 수 있다.
또한, 제 1 실시형태에서 본 발명은 기판 상의 타겟 구조체 -타겟 구조체는 주기적인 격자를 포함함- 의 특성들을 측정하는 방법을 제공하고, 상기 방법은 앞서 설명된 바와 같은 본 발명의 제 1 실시형태에 따른 검사 장치를 이용하여 타겟 구조체로부터 0차 스펙트럼 및 적어도 하나의 고차 스펙트럼을 얻는 단계, 및 타겟 구조체의 1 이상의 파라미터들의 측정들을 얻도록 측정된 스펙트럼들을 처리하는 단계를 포함한다.
본 발명의 독립적인 제 2 실시형태에 따르면, 타겟 구조체 상의 스폿에서 입사각을 갖는 광대역 방사선을 지향하는 조명 광학기, 타겟 구조체로부터 0차 또는 고차에서 회절된 방사선을 수용하고 회절된 방사선의 스펙트럼을 형성 및 검출하는 검출 광학기를 갖는 분광 스케터로미터가 제공되고, 상기 검출 광학기는 반사된 방사선의 스펙트럼들의 대칭 쌍(symmetrical pair)을 형성하도록 배치된 대칭 회절 격자를 포함하며, 한 쌍의 스펙트럼 검출기가 두 스펙트럼을 검출하도록 배치되고, 장치는 반사된 방사선의 단일 검출 스펙트럼을 얻도록 두 검출기로부터의 측정들을 조합하는 프로세서를 더 포함한다.
본 발명의 제 2 실시형태에 따른 분광 스케터로미터는, 예를 들어 UV 방사선을 사용하기에 적절한, 알려진 분광 장치와 비교하여 매우 단순한 광학 구성을 가질 수 있다.
스펙트럼의 대칭 쌍을 갖는 본 발명의 제 2 실시형태에 따른 분광 스케터로미터는 종래의 단일-스펙트럼 구성과 비교하여 디포커스에 대해 감소된 감도를 갖도록 이루어질 수 있다. 일 실시예에서, 회절 격자의 0차 빔을 수용하기 위해 추가 검출기가 배치되고, 상기 추가 검출기는 일반적으로 스펙트럼 검출기들의 쌍 사이의 지점에 위치되며, 추가 검출기로부터의 신호들이 타겟 구조체 상의 스폿의 포커스를 모니터링하는 데 사용된다.
본 발명의 제 2 실시형태에 따른 분광 스케터로미터는 본 발명의 제 1 실시형태에 따른 장치에서 0차 및/또는 고차 검출 광학기를 형성하기 위해 사용될 수 있다. 아래의 추가 예시들이 도면들을 참조하여 이를 설명할 것이다.
또한, 제 2 실시형태에서 본 발명은 기판 상의 타겟 구조체 -타겟 구조체는 주기적인 격자를 포함함- 의 특성들을 측정하는 방법을 제공하고, 상기 방법은 앞서 설명된 바와 같은 본 발명의 제 2 실시형태에 따른 검사 장치를 이용하여 타겟 구조체로부터 스펙트럼을 얻는 단계, 및 타겟 구조체의 1 이상의 파라미터들의 측정들을 얻도록 검출된 스펙트럼들을 처리하는 단계를 포함한다.
제 3 실시형태에서 본 발명은 타겟 구조체 상의 스폿에 방사선 빔을 포커스하는 조명 광학기를 포함한 광학 장치를 제공하고, 상기 빔의 광학 축선으로부터의 반경방향 거리에 따라 증가하는 투과 손실을 (포커스하기에 앞서) 상기 빔에 부과하기 위해 필터가 제공되며, 이로 인해 조명 광학기의 점 확산 함수에서의 사이드로브들의 에너지가 감소된다.
조명 광학기를 포함한 광학 장치는, 예를 들어 본 발명의 제 1 또는 제 2 실시형태에 따른 스케터로미터일 수 있다. 점 확산 함수에서의 사이드로브들의 억제는 이웃하는 피처들 간의 크로스-토크를 감소시켜, 예를 들어 타겟 특성들의 더 정확한 측정들 및/또는 이웃하는 구조체들에 더 가까운 더 작은 타겟들의 사용을 허용할 수 있다.
또한, 제 3 실시형태에서 본 발명은 기판 상의 타겟 구조체의 특성들을 측정하는 방법을 제공하고, 상기 방법은 앞서 설명된 바와 같은 본 발명의 제 3 실시형태에 따른 광학 장치를 이용하여 방사선의 스폿으로 타겟 구조체를 조명하는 단계, 타겟 구조체에 의해 회절된 방사선을 검출하는 단계, 및 타겟 구조체의 1 이상의 파라미터들의 측정들을 얻도록 검출된 방사선을 처리하는 단계를 포함한다.
발명자는 (앞서 설명된 본 발명의 제 2 실시형태에서 사용된 것과 유사한) 스펙트럼들의 대칭 쌍을 갖는 분광 스케터로미터가 대안적으로 또는 추가적으로 리소그래피 패터닝 공정의 제어를 위해 구성된 높이 측정들에 영향을 주는 공정-의존성 변동들의 정보를 얻는 데 사용될 수 있다는 것을 인지하였다. 기판마다 및 로트(lot)마다 변할 수 있는 이 영향들은 높이 센서가 실제 표면 높이와 상이한 높이를 보고하게 할 수 있다. 이 높이 오차는 겉보기 표면 강하(apparent surface depression: ASD)라고 칭해질 수 있으며, 예를 들어 광학 투영 시스템을 포커스하기 위해 높이 측정들을 사용하는 후속한 리소그래피 단계에서 부정확성을 야기한다.
본 발명의 독립적인 제 4 실시형태에 따르면, 타겟 구조체 상의 스폿에서 입사각을 갖는 광대역 방사선을 지향하는 조명 광학기, 타겟 구조체로부터 0차 또는 고차에서 회절된 방사선을 수용하고 회절된 방사선의 스펙트럼을 형성 및 검출하는 검출 광학기를 갖는 분광 스케터로미터가 제공되고, 상기 검출 광학기는 반사된 방사선의 스펙트럼들의 대칭 쌍을 형성하도록 배치된 대칭 회절 격자를 포함하며, 한 쌍의 스펙트럼 검출기가 두 스펙트럼을 검출하도록 배치되고, 장치는 기판 상의 타겟부의 위치에서 겉보기 표면 강하의 정보를 얻도록 두 검출기로부터의 측정들을 비교하는 프로세서를 더 포함한다.
또한, 제 4 실시형태에서 본 발명은 리소그래피 장치를 제어하는 방법을 제공하고, 기판을 가로질러 1 이상의 위치들에서 상기 장치에 의해 구성된 높이 측정들에 기초하여 기판에 패턴이 적용되며, 앞서 설명된 본 발명의 제 3 실시형태에 따른 분광 스케터로미터를 이용하여 얻어진 겉보기 표면 강하의 정보에 기초하여 상기 높이 측정들에 보정이 적용된다.
앞서 설명된 본 발명의 다양한 실시형태들은 서로 독립적으로 사용될 수 있으며, 또는 2 이상의 실시형태들이 동일한 장치 또는 방법에서 함께 조합될 수 있다.
첨부된 도면들을 참조하여, 본 발명의 다양한 실시예들의 구조 및 작동뿐만 아니라, 본 발명의 또 다른 특징들 및 장점들이 아래에서 상세하게 설명된다. 본 발명은 본 명세서에서 설명되는 특정한 실시예들에 제한되지 않는다는 것을 유의한다. 본 명세서에서, 이러한 실시예들은 단지 예시적인 목적으로만 제시된다. 당업자라면, 본 명세서에 포함되는 교수(teaching)에 기초하여 추가적인 실시예들을 명백히 알 것이다.
본 명세서에 통합되며 명세서의 일부분을 형성하는 첨부된 도면들은 본 발명의 예시적인 실시예들을 나타내며, 설명과 함께 본 발명의 원리들을 설명하고 당업자가 본 발명을 수행하고 사용할 수 있게 하는 역할을 한다:
도 1은 리소그래피 장치를 도시하는 도면;
도 2는 리소그래피 셀 또는 클러스터(cluster)를 도시하는 도면;
도 3은 본 발명의 제 1 실시형태를 구현하는 신규한 검사 장치의 개략적인 블록 다이어그램;
도 4는 로션 프리즘 편광기(Rochon prism polarizer)의 상세도가 삽입된 본 발명의 제 2 실시형태를 구현하는 도 3의 장치에서의 0차 브랜치의 개략적인 블록 다이어그램;
도 5는 도 3의 장치의 실제 구현에서의 0차 브랜치의 개략적인 다이어그램;
도 6a 및 도 6b는 도 3 내지 도 5의 장치에서의 분광 격자의 피처들을 예시하는 도면;
도 6c는 장치 내의 격자에 의해 발생되는 상이하게 편광된 방사선의 스펙트럼들의 변위를 예시하는 도면;
도 7a 내지 도 7c는 예시적인 장치에서의 광자 예산(photon budget)의 관리를 예시하는 도면;
도 8 및 도 9는 도 3 내지 도 5의 장치에서 검출된 스펙트럼에서의 수차의 관리를 예시하는 도면;
도 10은 도 4 및 도 5의 장치에서의 포커스 오차의 관리를 예시하는 도면;
도 11은 도 3 내지 도 5의 장치를 셋업(set up)하는 데 유용한 신규한 캘리브레이션 프리즘을 예시하는 도면;
도 12는 0차 방사선에 대해 상이한 평면에서 1차 회절 방사선의 일반적인 위치를 나타내고, 타겟 격자 방향에 대해 비스듬한 방위를 갖는 일 실시예에서의 도 3 내지 도 5의 장치 중 둘을 포함하는 듀얼-브랜치 스케터로미터(dual-branch scatterometer)의 레이아웃을 예시하는 도면;
도 13a 내지 도 13d는 도 12에 나타낸 듀얼-브랜치 스케터로미터에서의 고차 회절 방사선의 수집을 예시하는 도면;
도 14는 본 발명의 제 3 실시형태에 따라, 도 3 내지 도 12의 스케터로미터들에서 제품 크로스-토크를 완화하는 스케터로미터 내의 필터의 형태를 더 상세히 나타내는 도면;
도 15는 도 14의 필터의 다양한 파라미터들 및 스케터로미터의 점 확산 함수에 대한 그 영향을 예시하는 그래프들;
도 16은 예를 들어 리소그래피 공정에서 사용되는 높이 측정들에 영향을 주는 겉보기 표면 강하의 현상을 예시하는 도면;
도 17은 본 발명의 제 4 실시형태에 따라, 도 4 및 도 5에 예시된 타입의 스케터로미터를 이용하여 겉보기 표면 강하에 대한 정보를 얻는 방법을 예시하는 도면; 및
도 18은 본 발명의 제 4 실시형태에서의 일 실시예에 따른 기판들을 패터닝하는 방법의 흐름도이다.
동일한 참조 기호들이 대응하는 요소들을 전부 식별하는 도면들에 관련하여 아래에서 설명되는 상세한 설명으로부터 본 발명의 특징들 및 장점들이 더 명백해질 것이다. 도면들에서, 동일한 참조 번호들은 일반적으로 동일하고, 기능적으로 유사한, 및/또는 구조적으로 유사한 요소들을 나타낸다.
본 명세서는 본 발명의 특징들을 구체화하는 1 이상의 실시예들을 개시한다. 개시된 실시예(들)는 단지 본 발명을 예시한다. 개시된 실시예(들)에 본 발명의 범위가 제한되지는 않는다. 본 발명은 본 명세서에 첨부된 청구항들에 의해 정의된다.
본 명세서에서, "하나의 실시예", "일 실시예", "예시적인 실시예" 등으로 설명된 실시예(들) 및 이러한 언급들은, 설명된 실시예(들)가 특정한 특징, 구조 또는 특성을 포함할 수 있지만, 모든 실시예가 특정한 특징, 구조 또는 특성을 반드시 포함하는 것은 아닐 수 있음을 나타낸다. 또한, 이러한 어구들이 반드시 동일한 실시예를 칭하는 것은 아니다. 또한, 특정한 특징, 구조 또는 특성이 일 실시예와 관련하여 설명되는 경우, 다른 실시예들과 관련하여 이러한 특징, 구조 또는 특성을 초래하는 것은 명확하게 설명되든지 그렇지 않든지 당업자의 지식 내에 있음을 이해한다.
본 발명의 실시예들은 하드웨어, 펌웨어, 소프트웨어 또는 여하한의 그 조합으로 구현될 수 있다. 또한, 본 발명의 실시예들은 기계-판독가능한 매체 상에 저장된 명령어들로서 구현될 수 있으며, 이는 1 이상의 프로세서에 의해 판독되고 실행될 수 있다. 기계-판독가능한 매체는 기계(예를 들어, 연산 디바이스)에 의해 판독가능한 형태로 정보를 저장하거나 전송하는 여하한의 메카니즘을 포함할 수 있다. 예를 들어, 기계-판독가능한 매체는 ROM(read only memory); RAM(random access memory); 자기 디스크 저장 매체; 광학 저장 매체; 플래시 메모리 디바이스들; 전기, 광학, 음향 또는 다른 형태의 전파 신호(propagated signal)(예를 들어, 반송파, 적외선 신호, 디지털 신호 등) 등을 포함할 수 있다. 또한, 펌웨어, 소프트웨어, 루틴(routine), 및 명령어들은 본 명세서에서 소정 동작을 수행하는 것으로서 설명될 수 있다. 하지만, 이러한 설명들은 단지 편의를 위한 것이며, 이러한 동작은 사실상 연산 디바이스, 프로세서, 제어기, 또는 펌웨어, 소프트웨어, 루틴, 명령어 등을 실행하는 다른 디바이스로부터 일어난다는 것을 이해하여야 한다.
하지만, 이러한 실시예들을 더 상세히 설명하기 전에, 본 발명의 실시예들이 구현될 수 있는 예시적인 환경을 제시하는 것이 유익하다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 소스 컬렉터 모듈(SO)을 포함하는 리소그래피 장치(LA)를 개략적으로 나타낸다. 상기 장치는: 방사선 빔(B)(예를 들어, EUV 방사선)을 컨디셔닝(condition)하도록 구성된 조명 시스템(일루미네이터)(IL); 패터닝 디바이스(예를 들어, 마스크 또는 레티클)(MA)를 지지하도록 구성되고, 패터닝 디바이스를 정확히 위치시키도록 구성된 제 1 위치설정기(PM)에 연결된 지지 구조체(예를 들어, 마스크 테이블)(MT); 기판(예를 들어, 레지스트-코팅된 웨이퍼)(W)을 유지하도록 구성되고, 기판을 정확히 위치시키도록 구성된 제 2 위치설정기(PW)에 연결된 기판 테이블(예를 들어, 웨이퍼 테이블)(WT); 및 기판(W)의 (예를 들어, 1 이상의 다이를 포함하는) 타겟부(C) 상으로 패터닝 디바이스(MA)에 의해 방사선 빔(B)에 부여된 패턴을 투영하도록 구성된 투영 시스템(예를 들어, 반사 투영 시스템)(PS)을 포함한다.
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 타입, 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 내포하는 것으로서 폭넓게 해석되어야 한다. 본 명세서의 "투영 렌즈"라는 용어의 어떠한 사용도 "투영 시스템"이라는 좀 더 일반적인 용어와 동의어로 간주될 수 있다.
본 명세서에 도시된 바와 같이, 상기 장치는 (예를 들어, 투과 마스크를 채택하는) 투과형으로 구성된다. 대안적으로, 상기 장치는 (예를 들어, 앞서 언급된 바와 같은 타입의 프로그램가능한 거울 어레이를 채택하거나, 반사 마스크를 채택하는) 반사형으로 구성될 수 있다.
리소그래피 장치는 2 개(듀얼 스테이지) 이상의 기판 테이블(및/또는 2 이상의 마스크 테이블)을 갖는 형태로 구성될 수 있다. 이러한 "다수 스테이지" 기계에서는 추가 테이블이 병행하여 사용될 수 있으며, 또는 1 이상의 테이블이 노광에 사용되고 있는 동안 1 이상의 다른 테이블에서는 준비작업 단계가 수행될 수 있다.
또한, 리소그래피 장치는 투영 시스템과 기판 사이의 공간을 채우기 위해서, 기판의 전체 또는 일부분이 비교적 높은 굴절률을 갖는 액체, 예컨대 물로 덮일 수 있는 형태로도 구성될 수 있다. 또한, 침지 액체는 리소그래피 장치 내의 다른 공간들, 예를 들어 마스크와 투영 시스템 사이에도 적용될 수 있다. 침지 기술은 투영 시스템의 개구수(numerical aperture)를 증가시키는 기술로 당업계에 잘 알려져 있다. 본 명세서에서 사용되는 "침지"라는 용어는 기판과 같은 구조체가 액체 내에 담그어져야 함을 의미하는 것이라기보다는, 노광 시 액체가 투영 시스템과 기판 사이에 놓이기만 하면 된다는 것을 의미한다.
도 1을 참조하면, 일루미네이터(IL)는 방사선 소스(SO)로부터 방사선 빔을 수용한다. 예를 들어, 소스가 엑시머 레이저(excimer laser)인 경우, 상기 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, 상기 소스는 리소그래피 장치의 통합부일 수 있다. 상기 소스(SO) 및 일루미네이터(IL)는, 필요에 따라 빔 전달 시스템(BD)과 함께 방사선 시스템이라고도 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 유지되어 있는 패터닝 디바이스(예를 들어, 마스크)(MA) 상에 입사되며, 패터닝 디바이스에 의해 패터닝된다. 상기 마스크(MA)를 가로질렀으면, 상기 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, 2-D 인코더 또는 용량성 센서)의 도움으로, 기판 테이블(WT)은 예를 들어 방사선 빔(B)의 경로 내에 상이한 타겟부(C)들을 위치시키도록 정확하게 이동될 수 있다. 이와 유사하게, 제 1 위치설정기(PM) 및 (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 테이블(WT)의 이동은 장-행정 모듈 및 단-행정 모듈을 이용하여 실현될 수 있으며, 이는 제 2 위치설정기(PW)의 일부분을 형성한다. (스캐너와는 대조적으로) 스테퍼의 경우, 마스크 테이블(MT)은 단-행정 액추에이터에만 연결되거나 고정될 수 있다. 마스크(MA) 및 기판(W)은 마스크 정렬 마크들(MK1 및 MK2) 및 기판 정렬 마크들(P1 및 P2)을 이용하여 정렬될 수 있다. 비록, 예시된 기판 정렬 마크들은 지정된(dedicated) 타겟부들을 차지하고 있지만, 그들은 타겟부들 사이의 공간들 내에 위치될 수도 있다[이들은 스크라이브-레인 정렬 마크(scribe-lane alignment mark)들로 알려져 있음]. 이와 유사하게, 마스크(MA) 상에 1 이상의 다이가 제공되는 상황들에서, 마스크 정렬 마크들은 다이들 사이에 위치될 수 있다.
리소그래피 장치는 다음 모드들 중 적어도 1 이상에서 사용될 수 있다:
1. 스텝 모드에서, 마스크 테이블(MT) 및 기판 테이블(WT)은 기본적으로 정지 상태로 유지되는 한편, 방사선 빔에 부여된 전체 패턴은 한번에 타겟부(C) 상에 투영된다[즉, 단일 정적 노광(single static exposure)]. 그 후, 기판 테이블(WT)은 상이한 타겟부(C)가 노광될 수 있도록 X 및/또는 Y 방향으로 시프트된다. 스텝 모드에서, 노광 필드의 최대 크기는 단일 정적 노광 시에 이미징되는 타겟부(C)의 크기를 제한한다.
2. 스캔 모드에서, 마스크 테이블(MT) 및 기판 테이블(WT)은 방사선 빔에 부여된 패턴이 타겟부(C) 상에 투영되는 동안에 동기적으로 스캐닝된다[즉, 단일 동적 노광(single dynamic exposure)]. 마스크 테이블(MT)에 대한 기판 테이블(WT)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) 상에 투영되는 동안 기판 테이블(WT)이 이동되거나 스캐닝된다. 이 모드에서는, 일반적으로 펄스화된 방사선 소스(pulsed radiation source)가 채택되며, 프로그램가능한 패터닝 디바이스는 기판 테이블(WT)이 각각 이동한 후, 또는 스캔 중에 계속되는 방사선 펄스 사이사이에 필요에 따라 업데이트된다. 이 작동 모드는 앞서 언급된 바와 같은 타입의 프로그램가능한 거울 어레이와 같은 프로그램가능한 패터닝 디바이스를 이용하는 마스크없는 리소그래피(maskless lithography)에 용이하게 적용될 수 있다.
또한, 상술된 사용 모드들의 조합 및/또는 변형, 또는 완전히 다른 사용 모드들이 채택될 수도 있다.
도 2에 도시된 바와 같이, 리소그래피 장치(LA)는 때때로 리소셀(lithocell) 또는 클러스터라고도 칭하는 리소그래피 셀(LC)의 일부분을 형성하며, 이는 기판 상에 전-노광(pre-exposure) 및 후-노광(post-exposure) 공정들을 수행하는 장치를 포함한다. 통상적으로, 이들은 레지스트 층들을 증착시키는 스핀 코터(spin coater: SC), 노광된 레지스트를 현상하는 디벨로퍼(developer: DE), 칠 플레이트(chill plate: CH) 및 베이크 플레이트(bake plate: BK)를 포함한다. 기판 핸들러 또는 로봇(RO)이 입력/출력 포트들(I/O1, I/O2)로부터 기판들을 집어올리고, 상기 기판들을 상이한 공정 장치들 사이에서 이동시킨 후, 리소그래피 장치의 로딩 베이(loading bay: LB)로 전달한다. 흔히 집합적으로 트랙이라고도 하는 이러한 디바이스들은, 리소그래피 제어 유닛(LACU)을 통해 리소그래피 장치를 제어하는 감독 제어 시스템(supervisory control system: SCS)에 의해 자체 제어되는 트랙 제어 유닛(TCU)의 제어를 받는다. 따라서, 스루풋과 처리 효율성을 최대화하기 위해 상이한 장치가 작동될 수 있다.
리소그래피 장치에 의해 노광되는 기판들이 올바르고 일관성있게(consistently) 노광되기 위해서는, 후속한 층들 간의 오버레이 오차, 라인 두께, 임계 치수(CD) 등과 같은 특성들을 측정하도록 노광된 기판들을 검사하는 것이 바람직하다. 오차가 검출되는 경우, 특히 검사가 동일한 뱃치(batch)의 다른 기판이 여전히 노광되도록 충분히 빠르게 행해질 수 있다면, 후속한 기판들의 노광에 대해 조정이 수행될 수 있다. 또한, 이미 노광된 기판들은 - 산출량을 개선하도록 - 벗겨져서(strip) 재가공(rework)되거나, 버려져서 결점이 있다고 알려진 기판들 상에 노광을 수행하는 것을 회피할 수 있다. 기판의 몇몇 타겟부들에만 결점이 있는 경우, 양호한 타겟부들 상에만 또 다른 노광이 수행될 수 있다.
검사 장치는 기판의 특성들을 결정하는 데 사용되며, 특히 상이한 기판들 또는 동일한 기판의 상이한 층들의 특성들이 층마다 어떻게 변하는지를 결정하는 데 사용된다. 검사 장치는 리소그래피 장치(LA) 또는 리소셀(LC)에 통합될 수 있으며, 또는 독립형 디바이스(stand-alone device)일 수 있다. 가장 신속한 측정들을 가능하게 하기 위해, 검사 장치는 노광 직후에 노광된 레지스트 층에서 특성들을 측정하는 것이 바람직하다. 하지만, 레지스트 내의 잠상(latent image)은 매우 낮은 콘트라스트(contrast)를 갖고 - 방사선에 노광된 레지스트의 부분과 노광되지 않은 레지스트의 부분 간의 굴절률에 있어서 매우 작은 차이만 존재함 - 모든 검사 장치가 잠상의 유용한 측정들을 수행하기에 충분한 감도를 갖는 것은 아니다. 그러므로, 측정들은 통상적으로 노광된 기판 상에서 수행되는 제 1 단계이고 레지스트의 노광된 부분과 노광되지 않은 부분 간의 콘트라스트를 증가시키는 노광후 베이크 단계(PEB) 이후에 수행될 수 있다. 이 단계에서, 레지스트 내의 이미지는 반-잠재(semi-latent)라고 칭해질 수 있다. 또한, 현상된 레지스트 이미지 - 이때, 레지스트의 노광된 부분 또는 노광되지 않은 부분 중 하나는 제거되었음 - 의 측정들을 수행하는 것이 가능하고, 또는 에칭과 같은 패턴 전사 단계 이후에 수행하는 것이 가능하다. 후자의 가능성은 결점이 있는 기판의 재가공에 대한 가능성을 제한하지만, 여전히 유용한 정보를 제공할 수 있다.
도 3은 기판(W) 상의 타겟(102)에 의해 회절된 0차 및 고차 방사선을 처리하는 신규한 분광 스케터로미터(100)를 도시한다. 상기 장치는 광대역 방사선의 소스(104), 조명 광학기(106), 0차 검출 광학기(108) 및 검출기(110)를 포함한다. 또한, 스케터로미터는 1차 검출 광학기(120) 및 검출기(122)를 포함한다.
이러한 스케터로미터는 수직-입사(normal-incidence) 스케터로미터 또는 경사-입사(oblique-incidence) 스케터로미터로서 구성될 수 있다. 도 3 및 후속한 다이어그램들에 예시된 레이아웃에서, 경사 입사가 사용된다. 이러한 레이아웃의 특별한 이점은, 조명 광학기(106) 및 검출 광학기(108, 120)에 대해 반사 광학기가 사용되어, 소스(104)로부터의 방사선이 DUV(deep UV) 및 VUV(vacuum UV) 파장 대역인 경우에 광학 디자인을 간소화할 수 있다는 것이다. 따라서, 소스(104)로부터 수용된 좁은 방사선 빔(140)이 좁은 포커스 빔(narrow, focused beam: 142)으로 형성되어 타겟(102) 상에 입사한다. 0차 또는 정반사된 방사선(specular reflected radiation: 144)이 0차 검출 광학기(108)에 의해 수용되고, 스펙트럼(146)으로 분할된다. 타겟(102) 내의 주기적인 피처들에 의해 회절된 1차 방사선(150)은 1차 검출 광학기(120)에 의해 수용되고, 스펙트럼(152)으로 분할된다. 0차 및 고차 회절 방사선의 스펙트럼들은 각각 검출기들(110 및 122)에 의해 포착(capture)되고, 처리 유닛(130)으로 공급된다. 각각 검출된 스펙트럼은 파장(λ)의 함수로서 세기(I)를 기록한다. 0차 스펙트럼은 함수 I 0(λ)로 나타내어지는 한편, 1차 스펙트럼은 함수 I 1(λ)로 나타내어진다. 이 도면에서는, 고차의 일 예시로서 1차 방사선만이 포착된다. 다른 실시예들에서, 2차, 3차 등이 포착될 수도 있다. 다음 설명에서, 1차 회절 방사선은 간명함을 위해, 이것이 단지 고차 회절 방사선의 일 예시라는 조건으로 언급될 것이다.
검출기들(110 및 122)로부터 수신된 데이터로부터, 검출된 스펙트럼을 일으키는 구조체 또는 프로파일이 처리 유닛(130)에 의해 재구성될 수 있다. 기판(W) 상의 타겟(102)은, 현상 이후에 바아(bar)들이 솔리드 레지스트 라인들로 형성되도록 프린트되는 1-D 격자일 수 있다. 타겟(102)은, 현상 이후에 격자가 레지스트 내에서 솔리드 레지스트 필라(pillar)들 또는 비아(via)들로 형성되도록 프린트되는 2-D 격자일 수 있다. 대안적으로, 상기 바아들, 필라들 또는 비아들은 기판 안으로 에칭될 수 있다. 이 패턴은 리소그래피 투영 장치, 특히 투영 시스템(PS) 내의 색수차(chromatic aberration) 및 조명 대칭성에 민감할 수 있으며, 이러한 수차들의 존재는 프린트된 격자의 변동에서 드러날 것이다. 따라서, 프린트된 격자들의 스케터로메트리 데이터가 상기 격자들을 재구성하는 데 사용된다. 프린팅 단계 및/또는 다른 스케터로메트리 공정들의 정보로부터, 라인 폭 및 형상과 같은 1-D 격자의 파라미터들, 또는 필라나 비아의 폭 또는 길이 또는 형상과 같은 2-D 격자의 파라미터들이 처리 유닛(130)에 의해 수행되는 재구성 프로세스에 입력될 수 있다.
앞서 설명된 바와 같이, 타겟은 기판의 표면 상에 있다. 이 타겟은 흔히 2-D 어레이 내의 실질적으로 직사각형인 구조체들 또는 격자 내의 일련의 라인들의 형상을 취할 것이다. 메트롤로지에서의 엄밀한 광학 회절 이론들의 목적은, 사실상 타겟으로부터 반사되는 회절 스펙트럼의 계산이다. 다시 말하면, CD(임계 치수) 균일성 및 오버레이 메트롤로지에 대하여 타겟 형상 정보가 얻어진다. 오버레이 메트롤로지는, 기판 상의 두 층들이 정렬되는지의 여부를 결정하기 위해 두 타겟들의 오버레이가 측정되는 측정 시스템이다. CD 균일성은 단순히 리소그래피 장치의 노광 시스템이 어떻게 기능하고 있는지를 결정하기 위한 기판에 걸친 다양한 격자들의 균일성의 측정이다. 명확하게는, CD 또는 임계 치수는 기판 상에 "기록"되는 대상물의 폭이며, 리소그래피 장치가 기판 상에 물리적으로 기록할 수 있는 한계이다.
타겟(102)과 같은 타겟 및 그 회절 특성들의 모델링과 조합하여 앞서 설명된 스케터로미터들 중 하나를 이용하면, 많은 방식으로 구조체의 형상 및 다른 파라미터들의 측정이 수행될 수 있다. 프로세스의 제 1 형태(모델-기반 재구성)에서, 타겟 형상의 제 1 추산(제 1 후보 구조체)에 기초한 회절 패턴이 계산되고, 관찰된 회절 패턴과 비교된다. 그 후, 모델의 파라미터들이 체계적으로 변하고, 회절이 일련의 반복들에서 재-계산되어 새로운 후보 구조체들을 발생시키고, 이에 따라 최적 피트(best fit)에 도달한다. 프로세스의 제 2 형태에서는, 다수의 상이한 후보 구조체들에 대한 회절 스펙트럼들이 미리 계산되어 회절 스펙트럼들의 '라이브러리'가 생성된다. 그 후, 측정 타겟으로부터 관찰된 회절 패턴이 최적 피트를 찾기 위해 계산된 스펙트럼들의 라이브러리와 비교된다. 이 두 재구성 방법들은 실제로 다른 형태들의 스케터로미터를 이용하는 것으로부터 당업자에게 알려져 있다. 당업자라면, 본 명세서에 개시된 신규한 기구에 의해 얻어진 스펙트럼들을 이용하도록 재구성 방법들을 쉽게 구성할 수 있을 것이다. 두 모델-기반 및 라이브러리-기반 방법들은 함께 사용될 수 있다. 예를 들어, 라이브러리로부터 개략 피트(coarse fit)가 얻어진 후, 최적 피트를 찾도록 반복 프로세스가 이어질 수 있다. 모델-기반 재구성을 수행하는 기술들의 예시들로는 RCWA(Rigorous Coupled Wave Analysis) 및 비-선형 회귀(non-linear regression)이 있다. 일반적으로, 재구성을 위해 구조체의 일반적인 형태가 알려지며, 상기 구조체가 만들어진 공정의 정보로부터 일부 파라미터들이 가정되어, 스케터로메트리 데이터로부터 결정될 구조체의 몇몇 파라미터들만이 남게 된다.
1차 회절 방사선과 같은 고차 회절 차수들을 포착함으로써, 도 3의 신규한 분광 스케터로미터는 모델을 제한하거나 라이브러리를 향상시키는 추가 파라미터들을 사용하여, 메트롤로지의 품질을 개선할 수 있다. 검출기들은 개별적으로 횡자기(transverse magnetic)-편광 및 횡전기(transverse electric)-편광의 세기, 및/또는 횡자기-편광 및 횡전기-편광 간의 위상차를 측정할 수 있다.
도 4는 조명 광학기(106) 및 0차 검출 광학기(108)를 조금 더 상세하게 개략적으로 나타낸다. 소스(104)는 S로 표시되고, 예를 들어 DUV 방사선의 광범위한 스펙트럼을 생성하는 중수소 기체 방전 소스를 포함한다. 이러한 소스들은, 예를 들어 일본의 Hamamatsu Photonics로부터 이용가능하다. 바람직한 경우 다른 형태들의 소스, 예를 들어 Energetiq 사로부터 이용가능한 LDLS(laser driven light sources)가 사용될 수 있다. A로 표시된 어퍼처 플레이트(aperture plate)가 조명 광학기에 대한 입구 어퍼처(entrance aperture)를 정의한다. 어퍼처는 예를 들어 100 x 200 ㎛이고, 타원형일 수 있다. 편광기(P1)가 빔(140)으로부터 하나의 편광을 선택하고, 이를 포커싱 거울(M1)로 통과시키며, 이는 편광된 빔을 타겟(102)을 조명하는 스폿(160)으로 포커스한다. 거울(M1)에 의해 형성된 조명 광학기는 어퍼처(A)의 축소 이미지를 형성하여, 예를 들어 20 ㎛ 직경의 작은 스폿이 타겟 상에 형성되게 한다. 비스듬한 입사각으로 인해, 어퍼처(A)에 의해 정의된 타원형 스폿은 타겟 상에서 실질적으로 원형인 스폿으로 변형된다.
포커스된 조명 스폿(160)의 정반사가 0차 반사 빔(144)이며, 이는 검출 광학기(108)의 일부분을 형성하는 제 2 포커싱 거울(M2)에 의해 포착된다. 검출기(110)는 제 1 및 제 2 픽셀 어레이 검출기들(110a 및 110b) 및 중앙 포커스 검출기(110c)를 갖는 특정한 형태로 도시된다. 거울(M2)은 포커스 센서(110c)의 위치인 검출기(110) 상에 스폿(160)의 이미지를 포커스하도록 배치된다. 또한, 검출 광학기 내에는 제 2 편광기(P2) 및 회절 격자(G)가 있다. 편광기(P2)는 분석기로서 제공되어, 원하지 않는 편광을 갖는 방사선을 차단한다. 회절 격자(G)는 이 예시에서 종래의 분광 격자라기보다는 단순한 투과 위상 격자(transmissive phase grating)이다. 종래의 분광 격자가 가능한 한 많은 방사선을 1차 스펙트럼으로 집중시키도록 "블레이징(blazing)"과 같은 피처들로 설계되는 반면, 이 시스템에서 사용되는 비교적 단순한 위상 격자는 0차 빔(144)의 한 쌍의 대칭-배치된 1차 스펙트럼들을 생성한다. 이 스펙트럼들은 도 4에서 146a 및 146b로 표시되고, 픽셀 어레이 검출기들(110a 및 110b)에 의해 각각 포착된다. 0차 방사선(144)의 일부분(162)이 격자(G)를 똑바로 통과하여 포커스 검출기(110c) 상에 스폿(160)의 이미지를 형성한다. 검출 광학기가 조명 광학기의 축소율과 유사한 배율을 갖는다고 가정하면, 포커스 센서 상의 스폿 직경은 어퍼처(A)와 유사한 크기로 이루어질 수 있다. 알려진 각도 분해 스케터로미터의 큰 NA(개구수)에 비해, 검출 광학기 및 조명 광학기의 NA는 상당히 더 작으며, 대략 0.1이다.
화살표들(164 및 166)로 나타낸 바와 같이, 편광기들(P1 및 P2)이 회전되어 여하한의 원하는 편광을 선택할 수 있다. 앞서 언급된 바와 같이 상이한 측정들에 대해 상이한 편광들이 사용되어, 분석에 이용가능한 데이터의 양을 증대시킬 수 있다. 본 장치에 유용한 특정 형태의 편광기는 삽입된 상세도에서 166으로 나타낸 바와 같은 로션 프리즘이다. 로션 프리즘은 2 피스의 복굴절 물질에 의해 형성된다. 이 예시에서 설명되는 파장들에 대해, 불화마그네슘 결정(magnesium fluoride crystal)이 적절하다. 삽입된 상세도에 나타낸 바와 같이, 편광되지 않은 왼쪽으로부터 들어오는 광선이 그 정상 광선 및 이상 광선 성분들로 분리된다. 구체적으로, 삽입 다이어그램의 평면에서 편광되는 정상 광선(o)은 편향없이 똑바로 프리즘을 통과하는 한편, 페이지로의 편광을 갖는 이상 광선(e)은 편향된다. 정상 광선만이 광학 시스템을 통해 진행한다. 이상 광선은 필요에 따라 정지부(stop: 168)에 의해 적극적으로 차단될 수 있다. 이상 광선은 선택적으로 검출기(169, 점선으로 도시됨)에 의해 검출될 수 있다. 이는 예를 들어 원하는 방사선을 조금도 가로채지 않고 광학 신호들의 세기 변동들을 모니터링하는 방식으로서 유용할 수 있다.
또한, 분석 편광기(P2)는 로션 프리즘에 의해 편리하게 형성될 수 있다. 광학 경로에서의 로션 프리즘의 길이는 예를 들어 20 내지 30 mm일 수 있다.
용어의 혼동을 회피하기 위해, 타겟(102) 및 격자(G) 둘 다 회절 격자들로서 작용하는 주기적인 구조체들임을 기억하는 것이 유용하다. 따라서, 도 4의 오른쪽에 예시된 0차 검출 광학기에 들어가는 빔은 타겟(102)에 의해 반사된 0차 빔이다. 검출 광학기 자체 내에서 격자(G)가 분광기의 일부분을 형성하고, 스펙트럼들(146a 및 146b)은 차별적(differential)인 회절 격자(G)의 1차 회절 방사선을 포함하는 한편, 포커스 검출기(110c) 상에 입사하는 빔(162)은 회절 격자(G)의 0차 빔이다.
UV 영역 내의 매우 짧은 파장의 방사선에 유리한 매우 단순한 광학 시스템을 갖는 것 이외에도, 예시된 방식으로 2 개의 스펙트럼들 및 포커스 빔(162)을 생성하는 것은 아래에서 설명되는 바와 같이 분광 스케터로미터의 신규 디자인에 대해 장점들을 유도한다. 이 장점들은 타겟(102)에 의해 회절된 고차 방사선(도 4에 도시되지 않음)을 처리함으로써 유도되는 이점들과 독립적이다. 제 1 이점은, 스폿(160)이 타겟(102) 상에 얼마나 잘 포커스되는가에 따라 포커스 검출기(110c) 상의 스폿 이미지의 위치가 변한다는 것이다. 포커스 검출기는, 예를 들어 단순한 스플릿 포토다이오드(split photodiode)를 포함할 수 있다. 이상적인 포커스로부터의 편차는 포커스 검출기 상의 스폿의 위치 편차를 야기하며, 이는 스폿이 가능한 한 포커스되게 유지하도록 피드백 메카니즘(도시되지 않음)에서 사용될 수 있다. 필요에 따라, 격자(G)의 특성들이 조정되어, 메트롤로지 목적으로 관심있는 1차 스펙트럼들에서 에너지를 포커스하고 최대화하기 위해 방사선의 작은 부분만이 이 빔으로 허용되게 할 수 있다. 이 포커싱 메카니즘에 대한 액추에이터가, 예를 들어 기판(W)을 위아래로 이동시켜 적절한 포커스를 복원하도록 배치될 수 있다. 이제 포커싱이 더 간소화되는 도 5를 참조하여, 광학 시스템들의 대안적인 구성이 설명될 것이다.
도 5를 참조하면, 도 4에 나타낸 분광 스케터로미터의 재구성된 버전이 기본적으로 상이한 레이아웃에서 동일한 구성요소들을 갖는다. 도 4의 구성요소와 동일한 참조 번호들 또는 표시들을 갖는 구성요소들은 실질적으로 동일한 형태 및 기능을 갖는다. 차이점들은 배율, 입사각 등에 있을 수 있다. 이 수정된 구성에서의 방사선의 광학 경로는 더 조밀(compact)하고 수직으로 분포된 장치를 제공하기 위해 폴딩(fold)된다. 이러한 구성은, 특히 기존 메트롤로지 시스템들과 함께 놓이거나 배치되는 경우 기구의 하우징 및 피트인(fit in)을 개선할 수 있다. 실제 기구에서는, 일부 작업들에 이용가능한 새로운 스케터로미터를 갖는 한편, 다른 작업들에 대해 알려진 형태의 분광 및/또는 각도-분해된 스케터로미터 또한 제공되는 것이 바람직할 수 있다. 광학 경로의 폴딩은 다이어그램에 나타낸 바와 같은 추가 거울들(M3, M4, M5)에 의해 달성된다. 거울 M4와 거울 M1, 및 거울 M2와 편광기 P2 간의 광학 경로의 구간들은 서로 평행하고, 기판(W)의 평면에 대해 수직이다. 이 구성에 의해, 타겟 상으로의 스폿(160)의 포커싱이 거울들(M1, M2)을 포함한 서브조립체를 위아래로 간단히 이동시키는 액추에이터(170)에 의해 제어될 수 있다. 이 방식으로, 포커스 액추에이터에 의해 이동될 질량(amount of mass)은 스케터로미터의 전체 광학 시스템 또는 전체 기판 테이블이 포커싱을 달성하도록 이동되는 경우보다 훨씬 더 작을 수 있다.
또한, 반경 방향으로 점점 감소하는 투과를 갖는 회전-대칭 투과 필터를 갖는 필터(172)가 도 5에 도시되고, 선택적으로 도 4이 구성에도 존재한다. 이 필터는 광학기의 점 확산 함수에서의 사이드로브들이 상당히 억제되어, 타겟 영역 외부에 광 "누출(leaking)"이 더 적을 것을 보장한다. DUV 파장들에서의 사용에 적절한 이러한 필터의 일 예시, 및 스케터로미터의 성능에 대한 그 효과가 도 14 및 도 15를 참조하여 아래에서 더 설명될 것이다.
기판의 평면에 수직인 축선이 도시되고, 다이어그램에서 O로 표시된다. 0차 빔의 입사각 및 반사각은 각각 θi 및 θr로 표시된다. 입사각은, 예를 들어 실제 구현에서 60 °일 수 있다. 물론, 반사각은 0차 빔에 대해 입사각과 동일하다. 도 4의 2-거울 구성과 비교하여, 도 5의 구성은 분명히 더 복잡하고 추가 구성요소들을 필요로 한다. 그럼에도 불구하고, 반사 광학기에 유리하게 굴절 광학 구성요소들이 회피된다. 이는 방사선이 DUV 파장 대역에 있는 기구들의 다음 세대에 대해 특별한 이점들을 갖는다.
다시, 설명된 실시예들 각각에 존재하는 1차 검출 광학기(120) 및 타겟(102)으로부터의 1차 회절 방사선은 간명함을 위해 도 5에 예시되지 않는다. 아래에서 더 설명되는 바와 같이, 설명된 예시들에서의 장치는 1차 회절 방사선이 다이어그램의 평면 밖으로 편향되어 1차 검출 광학기가 0차 광학기와 공간을 공유할 필요가 없게 하는 방식으로 구성되고 사용된다.
도 6은 본 발명의 실시예들의 분광 격자(G)의 형태를 예시하며, 상이한 편광들의 스펙트럼들 간의 크로스토크를 회피하기 위해 도 4 및 도 5의 실시예들에서 사용된 기술을 더 예시한다.
도 6a는 격자 라인들(180)을 갖는 위상 격자(G)의 평면도이다. 도 6b는 위상 격자의 단면도이다. 이 예시에서의 격자는 투과형이고, 사용되는 방사선에 대해 투명한 유리 또는 결정으로부터 만들어지며, 주위 매질과 상이한 소정 굴절률을 갖는다. 본 예시에서는 석영이 사용될 수 있다. 각각의 격자 라인(180)은 상이한 두께의 부분들, 이 경우에는 주기 또는 피치 P 및 높이 h를 갖는 단순한 구형파(rectangular wave) 패턴을 포함한다. 입사 방사선(여기에서 격자의 후면에 도달하는 것으로 도시됨)의 일부는 격자를 똑바로 통과하여 0차 빔(162)을 형성한다. 방사선의 다른 부분들은 피치 P 및 파장 λ에 의존하는 각도들을 갖는 1차 빔들(146a, 146b)로 회절된다.
도 6b에 예시된 광선들은 평행하고 단색이다. 광선들이 상이한 파장들의 방사선을 포함하는 경우, 상이한 회절각들이 스펙트럼들로 분해되는 고차 빔들을 야기한다. 광선들이 평행하지 않은 경우, 아래에서 설명되는 바와 같이 스펙트럼들의 약간의 번짐(blurring)이 도입될 수 있다. 0차 및 고차 빔들의 상대 강도들은 격자의 높이(h)를 조절(tune)함으로써 조정될 수 있다. 상기 조절은 특히, 가령 파장 범위의 특정 구간에서 1차를 강조하고, 다른 구간은 약화시키는 데 사용될 수 있다. 이 기능은 아래에서 설명되는 바와 같이 활용되어, 적어도 부분적으로 광 소스 및 검출기들의 비-균일한 스펙트럼 응답을 보상할 수 있다.
회절 격자(G)는 다른 실시예들에서, 나타낸 바와 같은 투과 격자보다는 반사 격자일 수 있다. 반사 격자는 폴딩 거울들 중 하나, 예를 들어 도 5의 예시에서 거울 M5를 대신할 수 있으며, 또는 이는 레이아웃을 적절히 구성한 추가 구성요소일 수 있다. 격자는 곡면 거울 상에 형성될 수 있지만, 결과로서 복잡성이 증가한다. 이 예시들에서의 격자들은 위상 격자들이며, 이는 진폭 격자들보다 큰 효율성(낮은 광 손실)을 갖는다. 그럼에도 불구하고, 상기 장치는 진폭 격자와 동일한 방식으로 작동할 것이다.
이미 언급된 바와 같이, 분석 편광기(P2)는 P1에 사용되는 편광 프리즘(166)과 유사한 형태를 갖는 로션 프리즘을 포함할 수 있다. 방사선이 떠나는 프리즘(P1)은 단일 선형 편광으로 이루어지는 반면, 타겟(102)과의 상호작용이 어느 정도의 편광해소(depolarization)를 야기하여 직교 성분을 도입할 수 있다. 제 2 프리즘(P2)에서, 그 방위에 의존하여 분석을 위해 이 직교 성분이 선택되거나, 원래 편광이 선택될 수 있다. 하지만, 로션 프리즘(P2)의 기능에 따라 정상 및 이상 성분들(o-선 및 e-선) 둘 다 프리즘으로부터, 단지 약간 상이한 방향들로 나온다. 그러므로, 신중한 설계 없이는 원하지 않는(e-선) 방사선이 격자(G)에 부딪칠 가능성이 있고, 그 스펙트럼이 원하는(o-선) 방사선의 스펙트럼에 겹칠 수 있다.
도 6a에 예시된 바와 같이, o-선은 수직으로 또는 수평으로 편광될 수 있고, e-선은 그에 대해 90 도로 편광될 것이다. 검출기들(110a 및 110b)에 의해 검출된 스펙트럼들이 원하는 편광만을 포함하기 위해, 격자(G)는 그 라인들(180)이 편광의 축선들에 대해 상이한 각도로 배치된다. 이 각도는 편리함을 위해 45 도일 수 있다. 광선들이 스펙트럼을 형성하도록 퍼지는 각도들은, 결과적으로 e-선이 o-선으로부터 벗어나는 각도와 상이하다. 도 6b에 예시된 바와 같이, 검출기들(110a 및 110b)은 이와 유사하게 45 도로 방위되어, o-선 스펙트럼들(146a 및 146b)을 수용한다. 동시에, e-선은 다이어그램의 평면에 대해 수직으로 또는 수평으로 변위되기 때문에, 여하한의 e-선 스펙트럼들(146a', 146b', 146a" 또는 146b")은 검출기들이 놓이는 라인 밖으로 변위된다.
이제 도 7을 참조하면, 당업자는 검출기에서 유용한 측정들이 적정한 시간 척도에서 수행되도록 관심 스펙트럼에 걸쳐 방사선의 충분한 세기가 존재하는 경우에만, 분광 스케터로미터와 같은 기구가 원하는 대로 수행될 수 있다는 것을 이해한다. 도 7(a)는 포착 시간(acquisition time) 내의 광자들의 수를 나타내는 광자 계수(photon count: NA)로 전환된 어퍼처(A) 이후의 상업적으로 이용가능한 중수소 소스(104)의 세기 스펙트럼을 예시한다. 포착 시간은, 예를 들어 실제 기구에서 20 ms일 수 있다. 이 예시에서의 소스(104)는 보다 짧은 파장들(200 nm)에서 비교적 높은 세기를 갖고, 이는 더 긴 스펙트럼의 단부(400 nm)에서 실질적으로 더 낮은 레벨로 떨어진다. 도 7(b)는 어퍼처(A)로부터 검출기(110)까지의 예시적인 조명 및 검출 광학기들의 순수 효율성(NE)을 예시한다. 이는 주어진 파장에서 검출기에 도달하는 광자들의 비율을 나타낸다. 이는 예를 들어 제 1 편광기(P)에서의 광자들의 50 %의 손실을 포함하고, 거울들(M1, M2 등)에서의 소정 반사율 및 회절 격자(G)의 소정 효율성을 가정한다. 중요하게는, 격자의 효율성이 디자인에 의해 소스가 더 약한 경우 더 효율적인 파장들에 맞춰져, 순수 효율성 스펙트럼(NE)의 형상에서 보상 효과를 달성할 수 있다. 그러므로, 이 예시에 나타낸 바와 같이, 효율성 스펙트럼은 더 강한 것에 비해 소스 스펙트럼에서 더 약한 파장들을 강화하기 위해 선택될 수 있다.
도 7(c)는 조명 및 검출 광학기들을 통한 순수 효율성 및 들어오는 광자들의 조합을 유도한 검출기에서의 각 파장의 광자들의 수(ND)를 예시한다. 검출기에서의 광자들의 수가 아직도 더 긴 파장들에서보다 더 낮은 파장들에서 실질적으로 더 높다는 것을 알 것이다. 하지만, 광자 계수의 이 하락은 검출기(110)의 감도(SD)의 대응하는 상승에 의해 매칭되어, 전체적으로 기구에 대해 비교적 평탄한 응답을 달성한다. 상기 응답은 물론 완벽히 평탄할 수 없지만, 처리 유닛(130) 내에 적용될 보정 곡선을 생성하도록 모델링 및/또는 측정될 수 있다. 도 8은 검출 광학기의 매우 단순한 성질로 인해 스펙트럼들(146a 및 146b)의 형성 시 발생하는 수차의 현상을 예시한다. 직경(D)을 갖는 스폿(190)이 격자(G)의 0차 빔(162)으로부터 포커스 검출기 상에 형성된다. 1차 스펙트럼(예를 들어, 스펙트럼 146a)은 주기 P를 갖는 격자의 작용에 의해 편향된 광선들에 의해 형성된다. 스펙트럼 내의 각 파장(λ)이 편향되는 각도(θ)는 나타낸 바와 같이 파장 및 격자 주기에 의존한다.
종래의 스케터로미터에서는 격자에 도달하는 광선들이 평행할 것을 보장하도록 되어 있었던 반면, 이 단순한 광학 시스템에서 광선들은 스폿(190)으로 나타낸 바와 같이 수렴하고 있다. 그 결과, 이들은 개구수(NA)에 따른 양만큼 평행하지 않다. 그 결과, 회절 스펙트럼에서의 각 파장에 대해, 광선들은 스폿에 대해 완벽히 포커스되지 않고, 스폿(192)은 오히려 수차로 인해 번진다. 포커스된 스펙트럼의 최고 근사치를 얻기 위해, 검출기(110a)가 점선으로 나타낸 각도로 배치된다. 수차는 도 9에 예시된 바와 같이 모델링될 수 있고, 이는 대략 NA = 0.01, L = 100 mm, D = 200 및 P = 200 ㎛의 파라미터들을 갖는 디자인에 기초한 분광기에 의해 보고될 파장에서의 불확실(uncertainty) Δλ를 제공한다. 스펙트럼의 이 번짐 양은 유용한 기구에 대해 허용가능한 한계 내에 있다. 또한, 번짐의 원인이 매우 우수하게 모델링될 수 있기 때문에, 번짐의 양이 계산될 수 있으며, 이로 인해 프로세서(130)가 측정된 스펙트럼들에 디콘볼루션(deconvolution)을 적용하고 정확성을 더 개선할 수 있다.
도 10은 대칭적으로 반대인 스펙트럼들이 2 개의 검출기들(10a 및 110b) 상에 동시에 기록되는 신규한 구성의 몇몇 이점들을 예시한다. 각각의 검출기는, 예를 들어 1024 픽셀 × 16 픽셀을 갖는 CCD 어레이를 포함할 수 있다. 더 긴 방향으로의 각각의 픽셀 위치가 스펙트럼 상의 상이한 지점을 나타낸다. 어레이의 더 짧은 방향에 걸친 픽셀들에 의해 측정된 세기가 단일 값으로 통합된다. 검출기들에 의해 알 수 있는 예시적인 스펙트럼들이 곡선 Ia(λ) 및 Ib(λ)로 나타내어진다. 예상되는 바와 같이 서로의 거울 이미지들의 스펙트럼들이 포커스 검출기(110c)를 중심으로 한다는 것을 알아차릴 것이다. 두 센서들로부터의 값들이 조합(평균화)되어, 다음 공식에 따라 주어진 파장에서 스펙트럼의 세기 측정을 얻을 수 있다:
Figure 112014089142676-pct00001
분광 스케터로미터에 대한 중요한 성능 파라미터는 타겟(102) 상의 스폿(160)의 포커스에서의 오프셋들에 의해 야기된 오차들에 대한 보고된 스펙트럼의 견고성(robustness)이다. 일반적으로, 포커스에서의 오차 ΔZ가 보고된 파장의 정확성에서의 오차 Δλ(ΔZ)를 생성할 것이다. 그러므로, 알려진 분광 스케터로미터들에서는 포커스가 오프셋들을 최소화하도록 매우 엄격히 제어될 필요가 있다. 반면에, 본 실시예들에서 사용된 대칭 디자인에서는 포커스 오프셋들이 보고된 파장들에 훨씬 더 적은 영향을 미친다. 이러한 이유를 이해하기 위해, 포커스 오프셋들이 동일한 방향으로 두 스펙트럼들의 시프트 Δλ(ΔZ)를 야기하는 한편, 보고된 파장은 두 센서들 상에서 반대 방향들로 변한다는 것을 유의하여야 한다. 따라서, 검출기(110a)에 의해 보고된 스펙트럼에서 더 긴 파장들로의 시프트는 검출기(110b)에서 더 짧은 파장들로의 시프트에 의해 보상된다. 그 결과, 디포커스가 보고된 스펙트럼의 번짐을 초래하지만, 포커스 오차들에 의해 야기되는 파장 방향으로의 시프트는 존재하지 않는다. 그 결과, 포커싱 시스템의 성능 파라미터들이 완화되어, 더 단순한 구성 및/또는 더 빠른 측정 성능을 유도할 수 있다. 필요에 따라, 디포커스에 의해 야기되는 추가적인 스펙트럼 번짐은 쉽게 모델링되기 때문에, 프로세서(130)가 포커싱 시스템으로부터의 포커스 오차 신호를 이용하여 이를 고려할 수 있다.
포커스 오차 신호를 제공하는 것 이외에도, 검출기(110c)는 조명의 전체 세기의 변동들을 측정하는 데 사용되어 측정된 스펙트럼들을 처리하기에 앞서 이러한 변동들을 보정할 수 있다. 이는 시스템 내의 다른 곳에 개별 센서를 제공할 필요성을 회피한다.
분광 스케터로미터의 대칭 디자인의 추가 이점으로서, 스케터로미터의 명백한 포커싱 위치에서의 파장-의존성 변동들(겉보기 표면 강하 또는 ASD)에 대한 정보가 얻어질 수 있다. 이는 결국 후속한 패턴의 노광 시 기판 높이의 측정에 영향을 주는 공정-의존성 ASD 효과들을 예측하는 데 유용할 수 있다. 이 잠재력을 활용하는 예시적인 장치 및 방법이 도 16 및 도 17을 참조하여 아래에서 예시되고 설명될 것이다.
도 11은 앞서 설명된 분광 스케터로미터와 같은 기구의 캘리브레이션에 유용한 간단한 디바이스(200)를 예시한다. 특정한 요건은, 실제 타겟들(102)의 스펙트럼 응답이 정확히 측정되고 계산될 수 있기 전에 완전한 기구의 스펙트럼 응답이 보정을 위해 측정되고 저장되는 것이다. DUV 파장들과 같은 더 짧은 파장들로 이동하는 경우, 기준 반사기들의 이용가능성이 문제가 된다. 이러한 파장들에서, 종래의 반사 재료들은 그들 자신의 파장 의존성을 나타낸다. 디바이스(200)는 석영 또는 용융 실리카와 같은 매우 투명한 재료의 프리즘을 포함하며, 이는 관심 파장 대역에서 큰 파장 의존성을 나타내지 않는다. 상기 디바이스는 들어오는 광선(201)이 면 202에서 내부 전반사에 의해 반사되어 나가는 광선(203)을 제공하도록 기구의 기판 지지체(WT) 상에 위치될 수 있다. 입구 면(entry face: 204) 및 출구 면(exit face: 206)이 입사 광선(200) 및 반사 광선(203)의 방향에 완전히 수직이고, 편차가 발생하지 않도록 이루어진다. 입구 및 출구 면들에는 선택적으로 입사 및 반사 빔들의 수렴 또는 발산에 매칭하는 작은 곡률이 주어질 수 있다. 이 방식으로, 광선들이 수직으로 면들을 "타격"하므로, 면들에 의해 야기되는 빔 왜곡이 최소화된다.
나가는 광선(203)의 세기(IR)는 프리즘이 만들어지는 재료의 굴절률에만 의존하고, 매우 높은 정확성으로 알려져 있는 입체각 반사율(reflectance factor: R)에 의해 들어오는 광선(201)의 세기(IO)에 관련된다. 반사율(R)에 대한 공식은 다음과 같다:
Figure 112014089142676-pct00002
이때, a는 프리즘 재료의 흡수율(absorption)이고, t는 면들(204, 206) 각각에서의 투과율(transmission)이다. 굴절률 n이 각각의 파장에서 잘 알려져 있다면, 투과율 t는 프레넬 방정식으로부터 계산될 수 있다:
Figure 112014089142676-pct00003
완전한 기구의 스펙트럼 응답에 의한 -그렇지 않으면, 어려운 과제인- 캘리브레이션 공정은 이 정확한 기준 디바이스의 사용에 의해 간소화된다. 상이한 입사각들을 이용하여 기구를 캘리브레이션하기 위해, 상이한 프리즘이 만들어질수 있다. 대안적으로, 바람직한 경우 상이한 각도들의 패싯(facet)들을 갖는 단일 프리즘이 만들어질 수 있다.
도 12는 서로 수직으로 배치된, 예를 들어 도 4 또는 도 5에 나타낸 타입의 분광 스케터로미터들 중 둘을 포함한 실제 장치의 레이아웃을 예시한다. 각각의 스케터로미터는 완전한 기구의 브랜치로서 언급될 것이며, 이 브랜치들은 편리함을 위해 브랜치 A 및 브랜치 B로 표시된다. 타겟(102)이 전형적인 상황에서 회절 격자의 형태를 갖는다는 것을 기억하면, 이 격자의 라인들은 다이어그램에서 수직으로 방위되는 것으로 도시되고, Y 축선에 평행하다. 스케터로미터 브랜치들(A 및 B)은 서로 수직으로 방위되어, 둘 다 X 및 Y 축선들에 대해 45 °가 된다. 따라서, 브랜치 A의 입사 빔은 개략적으로 좌측 하부에서 소스(SA)로부터 이동하고, 타겟으로부터 반사되며, 다이어그램의 우측 상부에서 검출 광학기(도시되지 않음)에 들어가는 한편, 브랜치 B의 입사 빔은 우측 하부에서 소스(SB)로부터 이동하고, 타겟으로부터 반사되며, 다이어그램의 좌측 상부에서 검출 광학기에 들어간다.
2 개의 독립적인 스케터로미터 브랜치들을 제공하고 이들을 서로 수직으로, 및 타겟 격자에 대해 45 °로 배치하는 것은, 이제 설명되는 바와 같은 향상된 기능을 가능하게 한다. 우선, 2 개의 상이한 방향들로부터 동일한 타겟 격자를 측정함으로써, 브랜치들(A 및 B)로부터의 측정 결과들이 다양한 방식으로 비교될 수 있다. 하나의 예시적인 측정 프로세스에서, 2 개의 브랜치들은 입사하는 방사선의 상이한 편광들로 사용되고, 이는 상이한 편광들에서의 타겟의 측정을 얻도록 편광들을 스위칭(switch)할 필요성을 회피한다. 기구의 스루풋이 크게 증가될 수 있는데, 이는 편광을 스위칭하는 것이 일반적으로 연계된 지연 및 정착 시간을 갖는 기구 내에서의 기계적 변화를 필요로 하기 때문이다. 또 다른 적용에서, 두 브랜치들에서 동일한 편광이 사용되어, 격자 구조체의 비대칭에 대한 정보를 얻기 위해 상이한 방향들로부터 취해진 타겟 격자의 0차 스펙트럼들이 비교될 수 있다. 이는, 예를 들어 리소그래피 셀의 분해능 한계에서 제작된 구조체들의 오버레이 오차를 측정하는 데 사용될 수 있다. 이들은 단지 브랜치 A 브랜치 B로서 병행하여 작용하는 2 개의 분광 스케터로미터들에 의해 제공되는 증가된 기능의 2 개의 예시들이다.
설명된 기능에 추가하여, 그 0차 경로가 타겟 격자(102)의 라인들에 대해 비스듬한 하나 또는 2 개의 분광 스케터로미터들의 제공은, 타겟으로부터의 고차 스케터로메트리 스펙트럼들이 0차 경로의 평면 외부에 있는 위치에서 겸출될 수 있게 한다. 다시 도 12를 참조하면, 브랜치 A로부터의 입사 방사선은 일반적으로 화살표 Ai로 나타낸 방향으로 도달하는 한편, 0차 방사선은 화살표 A0로 나타낸 방향으로 브랜치 A의 검출 광학기에 들어간다. 타겟으로부터의 1차 회절 방사선은 잘 알려진 "원추형 회절(conical diffraction)"의 원리에 따라 점선 화살표 A-1로 나타낸 각도로 떠난다. 이와 유사하게, 브랜치 B에 대한 0차 및 1차 회절 방사선은 각각 화살표 B0 및 B+1로 나타낸 방향을 따르고 있다.
또한, 다시 도 4에 나타낸 일반적인 레이아웃을 참조하면, 스케터로미터의 각 브랜치에 대한 1차 검출 광학기(120)는 A-1 및 B+1 방향들을 따르는 빔들을 가로채도록 위치된다는 것을 이해할 것이다. 또한, 이제 도 13을 참조하여 예시되는 바와 같이, A 및 B 브랜치들로부터의 1차 빔들의 근접은 두 브랜치들의 1차에 대한 검출 광학기로 하여금 공유된 구성요소들을 이용하여 조합되게 한다.
도 13(a)는 설명된 기구에서의 1차 검출 광학기(120)의 개략적인 평면도인 한편, 도 13(b)는 X 축선을 따라 보이는 동일한 검출 광학기의 개략적인 측면도이다. 각각의 (a) 및 (b) 도면은 명쾌함을 위해 단지 부분적이다. 접미사 'A' 또는 'B'는 브랜치 A 또는 브랜치 B의 1차 검출 광학기에 속하는 구성요소를 나타낸다. 접미사가 없는 경우, 그림은 두 브랜치들에 대해 포괄적이다. 접미사 'a' 또는 'b'는 도 4 내지 도 6에서의 접미사 a 또는 b의 사용과 유사하게, 두 반대 스펙트럼들 중 하나와 연계된 구성요소들을 나타낸다. 다시, 접미사 a 또는 b가 본 명세서 및/또는 도면에서 없는 경우, 특징은 두 스펙트럼들에 대해 포괄적이다. 1차 검출 광학기(120)의 제 1 구성요소는 타원형 거울 세그먼트(210)이며, 이는 기구의 A 및 B 브랜치들로부터 1차 회절 빔들(150A 및 150B)을 수집하고, 검출기(122)의 방향으로 이들을 포커스한다. 이 빔들 각각의 경로에서, 추가 회절 격자(212)가 제공되어 1차 빔을 스펙트럼으로 퍼뜨리며, 각각의 브랜치 A 및 B에 대한 스펙트럼은 각각 152A 및 152B로 표시된다.
당업자라면, 1차 회절 빔(150)에서의 방사선이 자체로 조명의 파장(λ)과 타겟 격자의 피치 간의 관계에 따라 퍼진 스펙트럼이라는 것을 이해할 것이다. 도시된 상이한 파장들의 3 개의 광선들을 따르면, 각각이 상이한 장소에서 격자(212)를 통과한다는 것을 알 것이다. 이제, 스펙트럼의 스펙트럼을 취하는 것이 더 우수한 스펙트럼을 제공하지는 않는다. 하지만, 1차 검출 광학기의 디자인은 타겟 격자 자체로 인한 분광 효과가 광선들이 검출기(122)에 도달하는 시간에 의해 상쇄되도록 이루어진다. 이는 단순히, 그러나 분광 격자(212)의 존재에 대해 거울(210)이 타겟 상의 스폿(160)으로부터의 모든 1차 방사선을 검출기(122)의 평면 내의 스폿 이미지(160')로 포커스할 것을 보장함으로써 달성된다. 따라서, 격자(212)가 방사선을 한 쌍의 스펙트럼들(152a 및 152b)로 퍼뜨리는 경우, 검출기들(122a 및 122b)이 격자(212)의 분광 효과에 의해서만 결정되는, 그리고 타겟 격자의 분광 효과와 독립적인 스펙트럼들을 수용한다. 그러므로, 1차 방사선을 먼저 한 지점으로 포커스한 후, 이를 개별 스케터로미터로 공급할 필요성이 존재하지 않는다.
0차 브랜치의 경우에서와 같이, 격자는 투과형 또는 반사형으로 이루어질 수 있으며, 위상 격자 또는 진폭 격자일 수 있다. 반사 격자의 경우, 분광 격자는 예를 들어 타원형 거울(210)의 표면 상에 만들어질 수 있다. [그 경우, 라인들의 지오메트리는 도 13(c)에 나타낸 것의 왜곡된 버전일 것이지만, 이는 예를 들어 포토리소그래피 기술들에 의해 계산되고 형성될 수 있다.]
측면도에서 알 수 있는 바와 같이, 검출기(122)의 '평면'은 거의 곡면으로 만들어져, 스펙트럼들(152a 및 152b)의 상이한 부분들의 포커스에서의 수차를 보상할 수 있다. 이 수차는 0차 검출 광학기에 대해 도 8 내지 도 10을 참조하여 앞서 설명된 것과 정확히 동일하다. 앞서 설명된 바와 같이, 스펙트럼들의 결과적인 번짐은 필요에 따라 신호 처리에 의해 간단히 모델링되고 보정될 수 있다.
도 13(c)에 나타낸 바와 같이, 1차 분광 격자(212)는 도 7(a)에 예시된 0차 격자와 유사하게 45 °로 배치된 라인들을 갖는다. 두 브랜치들(A 및 B)로부터의 광선들에 대해 개별 격자 부분들(212A 및 212B)이 제공되고, 정반대의 45 °방위를 갖는다. 도 13(d)는 도 7 내지 도 10을 참조하여 앞서 설명된 0차 검출 광학기의 작동과 유사한 방식으로, 브랜치들(A 및 B)에 대한 1차 방사선의 대칭 스펙트럼들을 수집하는 4 개의 검출기들(122Aa, 122Ab, 122Ba, 122Bb)의 일 세트를 예시한다. 중앙 검출기(122c)는 선택적이지만, 예를 들어 1차 빔의 0차의 세기를 측정하고, 및/또는 1차 검출 광학기에 대한 독립적인 포커스 신호를 제공하도록 배치될 수 있다. 고차 검출 광학기의 독립적인 포커싱은, 1차 검출 광학기가 0차 검출 광학기와 동일한 초점을 갖도록 설계되고 제조될 수 있음에 따라, 실제로는 불필요한 복잡화인 가능성이 있다. 하지만, 이 완전히 대칭인 구성에서, 중앙 검출기(122c) -제공되는 경우- 는 두 브랜치들(A 및 B)로부터 빔들을 수용할 것이고, 이는 이러한 검출기의 디자인 및 작동에서 고려되어야 할 것이다.
고차 스펙트럼을 형성하는 데 사용되는 격자(212)는 타겟 격자와 구별되기 때문에, 그 성능이 바람직한 스펙트럼 분해능을 달성하도록 설계될 수 있고, 이는 타겟 격자 피치와 독립적이다. 이는 분광학을 수행하기 위해 타겟 격자가 의존되는 알려진 MOXIE 제안과 대조적이다.
결론적으로, 많은 변별적이고 유용한 특징들을 이용하여 분광 스케터로미터 장치가 설명되었다. 타겟으로부터 반사된 0차 방사선의 스펙트럼을 분석하는 것 이외에도, 1차 회절 방사선 또한 포착되고 그 스펙트럼이 별도로 분석된다. 이 분석들의 결과들이 수치 처리에 의해 조합되어, 타겟의 다양한 특성들의 측정들이 얻어진다. 0차 및/또는 고차 방사선으로부터의 스펙트럼들을 얻는 데 있어서, 단순한 위상 격자에 기초한 신규한 분광기 디자인이 구현될 수 있으며, 이때 측정된 스펙트럼을 얻기 위해 2 개의 대칭적 스펙트럼들이 검출되고 조합된다. 조합된 스펙트럼은 포커스 변동들에 대해 비교적 둔감한 한편, 위상 격자를 통한 0차 빔이 직접 포커스 센서로서 사용될 수 있다.
설명된 예시들의 다른 특정한 특징들이 기구의 구현 및/또는 성능에 있어서 이점들을 가져온다. 예를 들어, 분광 격자를 분석되는 방사선의 편광에 대해 비스듬히 배치하는 것은 스펙트럼으로 하여금 정상 및 이상 광선들 간의 크로스토크 없이 얻어지게 한다. 또 다른 예시로서, 기구의 광학 경로를 타겟 격자(102)의 방위에 대해 비스듬한 평면 내에 배치하면, 고차 회절 방사선이 그 평면 밖으로 방향을 바꾸게 되며, 그때 이는 고차 검출 광학기에 의해 더 쉽게 포착될 수 있다. 스케터로미터의 직교 브랜치들을 제공함으로써, 동일한 타겟 격자의 다수 측정들이 동시에 이루어질 수 있다. 예를 들어, 타겟 격자의 비대칭에 대한 정보를 얻기 위해, 이들은 동일한 편광으로 이루어질 수 있거나, 또는 이들은 상이한 편광들로 이루어질 수 있다. 실제로, 이 기술들은 측정들의 전체 세트를 얻기 위해 각각의 타겟과 조합될 수 있다. 입사 방사선의 각 편광에 대해, 분석 편광기(P2)는 2 개의 상이한 방위들로 회전되어, 산란된 스펙트럼의 편광-의존성을 발견하도록 총 4 개의 측정을 제공할 수 있다.
기구의 다수 브랜치들로부터의 고차 스펙트럼들이 재구성에 이용가능한 스펙트럼 정보에 추가되도록 수집되고 처리될 수 있다. 신중한 디자인을 이용하여, 광학 구성요소들이 상이한 브랜치들의 고차 검출 광학들 간에 공유될 수 있다. 1차 및 고차 회절 스펙트럼들이 얻어질 수 있다. 원칙적으로는, 0차 브랜치에서의 편광기(P2)와 유사하게, 검출기(122)에 앞서 고차 빔에 분석 편광기가 포함될 수 있다. 하지만, 편광기의 부재가 광학기를 더 단순하게 한다. 1차 브랜치에서, 광은 이미 메트롤로지 타겟에 의해 상이한 각도들로 분산된다. 결과로서, 광의 각도 발산은 0차 브랜치의 경우에서와 같이 상당히 더 크다. 이는 사용될 수 있는 편광기의 형태들을 제한한다. UV 파장 대역에서는, 현재 이러한 발산 광 빔들을 다룰 수 있는 편광기들이 존재하지 않는다.
타겟 격자의 비대칭 측정을 참조하면, 이는 오버레이가 측정되고 있는 두 층들 사이의 재료들이 사용되는 방사선에 대해 충분히 투명하다는 것을 전제하여 오버레이 오차의 측정으로 확장될 수 있다.
당업자라면 상기 장치의 앞선 적용 및 많은 다른 적용들을 분명히 알 것이며, 본 발명은 어느 특정한 측정에서의 적용에 제한되지 않는다. 상기 장치의 많은 수정들 및 변형들이 당업자의 역량 안에서 구상될 수 있다. 이미 언급된 바와 같이, 예를 들어 본 발명의 실시예들은 1차보다 높은 차수의 회절 방사선, 및 재구성 또는 다른 메트롤로지 작업에서 처리되도록 이러한 방사선에 대해 얻어진 스펙트럼들을 수집할 수 있다. 서로 수직으로 배치된 2 개의 동일한 스케터로미터를 갖는 구성이 특정한 다용성(versatility)을 제공하지만, 이 스케터로미터들이 동일한 것은 이들이 상이한 능력을 갖도록 바라는 경우 필수적이지 않다. 예를 들어, 이들 모두가 고차 브랜치들을 가질 필요는 없다. 두 스케터로미터들이 고차 브랜치들을 갖는 경우, 다른 구성이 더 실용적이거나 더 높은 성능을 제공한다면, 이들이 타원형 거울(210)과 같은 구성요소들을 공유할 필요가 없다. 거울들(M1 내지 M5) 및 타원형 거울 부분(210)과 같은 소정 수의 광학 구성요소들이 예시되었지만, 더 많거나 더 적은 수의 요소들을 갖는 광학 시스템들도 물론 설계될 수 있다. 예를 들어, 현재 의도된 적용들에서 우수한 성능을 달성하는 것이 필요하다고 여겨지지는 않지만, 수차로 인한 스펙트럼의 번짐은 더 정교한 검출 광학기에 의해 감소될 수 있다. 당업자라면, 늘 그렇듯 몇 가지 점에서 성능을 개선하는 것과 더 정교한 구성을 추구함으로써 증가된 비용 및/또는 저감된 성능을 도입하는 것 사이에 트레이드-오프(trade-off)가 존재함을 이해할 것이다.
도 14는 소스를 이미징함으로써 스폿을 생성하는 조명 광학기 내에 포함된 필터를 더 상세히 예시한다. 도 5의 장치에서, 예를 들어 필터는 필터 172이고, 소스는 어퍼처(A)에 의해 나타내어진다. 조명 광학기는 렌즈로서 예시된 포커싱 요소들을 포함하지만, 이 예시에서는 거울(M1)의 형태로 구현된다. 포커스된 조명 스폿은 160으로 표시된다. 분광 스케터로메트리에서는, 모든 측정 광이 메트롤로지 타겟 내부에 투영되는 경우가 유리하다[다시 말하면: 스폿은 격자를 "덜 채워야(underfill)" 한다]. 메트롤로지 타겟 외부의 여하한의 미광이 잠재적으로 메트롤로지 오차들을 초래할 수 있으며, 특히 제품 피처들 또는 다른 타겟들이 그 영역에 존재하는 경우에 그러하다.
필터(172)가 없는 경우, 회절은 웨이퍼 상에 조명 스폿을 이미징하는 광학기의 점 확산 함수(IPSF)가 회전 대칭적인 에어리 함수(Airy function)라는 것을 의미한다:
Figure 112014089142676-pct00004
여기에서 J1은 베셀 함수이고, r은 다음과 같이 주어지는 정규화된 반경방향 좌표이다:
Figure 112014089142676-pct00005
이 표현에서, NA는 이미징 광학기의 개구수이고, λ는 광의 파장이며, a는 에어리 함수의 중심으로부터의 반경이다. 소스 어퍼처(A)에서의 광의 각 점은 이 함수에 따라 퍼질 것이다. 작은 조명 스폿을 얻도록 어퍼처가 매우 작게 만들어지는 경우에도, 스폿은 이 에어리 함수에 따라 사이드로브들을 갖도록 회절에 의해 퍼질 것이다. 점 확산 함수는 결국 변조 전달 함수(MTF)로 나타내는 조명 광학기의 공간 주파수 응답을 좌우한다.
에어리 함수는 반경의 함수로서만 느리게 쇠퇴(decay)하는 비교적 강한 진동 사이드로브들 및 중심 피크를 갖는다. 사이드로브들의 비교적 강하고 느린 쇠퇴는 비교적 많은 양의 광이 메트롤로지 타겟 외부에 이미징되게 한다. 이는 특히, 일반적으로 낮은 조명 NA가 사용되는 분광 기구에서 크다.
도 14에 나타낸 바와 같이, 필터(172)는 광학 축선(O)으로부터의 거리(a)에 따라 감소하는 투과를 갖는다. 이는 방사형 투과 필터(radial transmission filter)라고 칭해질 것이다. 삽입 상세도에 나타낸 바와 같이, 필터(172)는 예를 들어 금속-코팅된 얇은 플레이트(172a)로 만들어질 수 있으며, 반경방향으로 증가하는 두께(h)의 금속 층(172b)을 갖는다. UV 파장에 적절한 필터의 예시적인 파라미터들이 아래에서 주어진다. 필터가 이 예시에서는 개별 구성요소로서 도시되지만, 이는 예를 들어 거울(M1)에 코팅을 적용함으로써 또 다른 요소와 통합될 수도 있다.
필터는 조명 광학기의 퓨필 평면 내에 또는 그 부근에 배치되어, 그 효과가 더 높은 공간 주파수들을 점점 약화시키도록 한다. 이는 점 확산 함수(IPSF)의 사이드로브들의 감소를 유도한다. 유사한 동작이, 필터들이 "링잉(ringing)"을 감소시키는 데 사용되는 신호 처리 이론으로부터 잘 알려져 있다. 본 명세서에서, 이는 스케터로메트리에서 메트롤로지 타겟 외부에 누출되는 광의 양을 최소화하기 위해 적용된다.
일반적으로, 여하한의 점진적인 투과 감소가 사이드로브들의 감소를 제공할 것이다. 하지만, 특정 반경방향 변동들이 매우 효율적인 감소를 제공할 것이다. 신호 이론으로부터 잘 알려진 예시는 다음과 같이 정의된 투과 함수 T(a)를 제공하는 해닝 윈도우 함수이다:
Figure 112014089142676-pct00006
이때, a는 도 14에서 앞서 나타낸 바와 같은 반경방향 좌표이다.
도 15(a)는 이 해닝 윈도우의 형상을 나타낸다. 이미 언급된 바와 같이, 이 투과 함수는 반경방향으로 변하는 두께로 기재 상에 금속막을 증착함으로써 실제 필터에서 실현될 수 있다. 도 15(b)에 나타낸 이 두께 분포는, 예를 들어 기재 상에 먼저 50 nm 두께의 Ti 막을 증착시킴으로써 만들어진다. 그 후, 이 막이 에칭 챔버(etch chamber)에서 원형 다이어프램을 점점 폐쇄시킴으로써 반경방향으로 에칭된다. 그 경우, 중심이 가장 긴 에칭 시간을 가지므로, Ti 막이 완전히 제거된다. 에지는 가장 짧은 에칭 시간을 가지므로, 에지에서 두께가 감소되지 않는다. 하지만, 다른 제작 방법들도 가능하다. 도 15(b)의 예시에서, 금속 두께는 필터의 방사형 투과 함수가 해닝 함수에 접근하는 것을 목표로, 중심으로부터의 거리(a)가 증가함에 따라 처음에는 천천히, 그리고 그 후에는 소정 증가율로 증가한다.
도 15(c)는 도 15(b)에 나타낸 두께 분포에 대한 3 개의 상이한 파장들에 대해 계산된 방사형 투과 함수(T)를 나타낸다. 이 표기에서의 T는 입사하는 세기의 일부(fraction)로서 표현되는 투과된 세기(즉, 파워)를 나타낸다. 알 수 있는 바와 같이, 상이한 파장들에 대해 약간의 감쇠 변동이 존재한다. 필요한 경우, 파장 변동은 수 개의 재료들을 혼합함으로써, 또는 수 개의 막들을 증착함으로써 더 감소될 수 있다. 하지만, 이는 복잡성을 증가시키고, 실제로 요구되지 않을 수 있다.
도 15(d)는 방사형 투과 필터(172)를 이용하지 않은(NF), 및 이용한(F) 조명 광학기(M1, M2)의 계산된 PSF의 그래프이다. 이 함수들은 λ = 300 nm의 방사선에 대해 계산되고, NA = 0.1을 이용하여 입사각 60 °로 기판 상에 포커스되었다. (비스듬한 입사각은 스폿에 타원 형상을 제공하고, 그래프들은 그 단축 상의 스폿의 단면을 나타낸다). 수직 로그 스케일을 유념하면, 방사형 투과 필터가 회절 링들의 매우 큰 감소를 제공할 것을 분명히 알 수 있다.
필터의 단점은 광의 손실이며, 이는 증가된 잡음 및 더 긴 측정 포착 시간을 초래할 것이다. 하지만, 유효 NA가 또한 감소되므로, 유효 NA가 다시 원래 요구되는 NA와 거의 같은 레벨까지 포커싱 광학기의 NA를 증가시킬 수 있다. 이 방식으로, 광 손실이 허용가능한 레벨로 제한될 것이다.
도 16 및 도 17은 겉보기 표면 강하 또는 ASD의 현상, 및 본 명세서에서 설명된 분광 스케터로미터 장치들에서 검출된 대칭 스펙트럼들을 이용하여 이것이 측정될 수 있는 방식을 예시한다.
도 1에 나타낸 바와 같은 장치를 이용하는 리소그래피에서, 웨이퍼 높이는 선택적으로 레벨 센서를 이용하여 측정된다. 이 레벨 센서의 작동은 통상적으로 광삼각법(optical triangulation)에 기초한다. 패턴이 비스듬한 각도로 웨이퍼 상에 투영되고, 이 반사된 패턴이 검출기 상에 재-이미징된다. 웨이퍼 상의 높이 변동이 검출기 상의 패턴의 시프트를 유도할 것이다. 이는 측정된 높이 변동을 유도한다. 높이 변동들은, 투영 시스템(PS)을 이용하여 패터닝된 빔으로 기판을 노광하기에 앞서 기판(W)을 가로질러 맵핑된다. 높이 측정의 오차들은 바람직한 제품 패턴의 열악한 포커싱을 초래하므로, 전체적으로 리소그래피 단계의 성능을 제한한다.
도 16(a)는 레벨 감지를 거치는 통상적인 기판(W)을 나타낸다. 아래 놓인 Si 기판(1600)이 중간 반사-방지 층(1604)을 갖고, 방사선 감응 레지스트(1602)로 코팅된다. 상기 층 두께는 축척에 맞춰 도시되지 않는다. 대다수의 리소그래피 단계들에서, 앞서 적용되고 패터닝되는 다른 층들이 층 1604와 최종 기판(1600) 사이에 놓일 수 있다는 것을 이해할 것이다. 레벨 센서로부터 입사하는 방사선이 1606으로 도시되고, 반사되는 광선들이 1608로 도시된다. 이상적으로, 센서는 레지스트 표면의 최상부를 측정하여야 한다. 통상적으로, 알려진 레벨 센서들은 가시광으로 작용하고, 레지스트 및 BARC 층들은 측정 광에 대해 투명하다. 또한, BARC 층 아래에 놓일 수 있는 층들도 측정 광에 대해 투명하다. 결과로서, 측정 광은 레지스트 및 공정 층들의 스택을 관통하여, 겉보기 표면 강하 또는 ASD라고 하는 예시된 측정 오차를 발생시킨다. 실제로, 이 ASD 효과는 매우 커질 수 있다(> 100 nm).
하지만, 실제 문제점은 이 오차의 규모가 아니라, 이것이 웨이퍼마다 및 로트마다 변할 수 있다는 사실이다. 그러므로, 이는 각각의 웨이퍼에 특정한 정보 없이는 보정될 수 없으며, 이는 스루풋에 있어서 손해가 크다. 이 변동들을 감소시키도록 대처하는 제 1 단계로서, 향후 레벨 센서가 가시광 대신에 UV를 사용할 수 있다. UV LS의 경우, 측정 광은 스택의 최상층들에서 흡수되므로, 스택 변동들로 인한 결과적인 공정 감도가 상당히 감소될 것이다. 하지만, ASD는 UV 범위에서도 부분적으로 투명한 공정 층의 몇몇 타입들에 대한 UV 레벨 센서에 대해 여전히 문제일 것이다. 실제로, UV 레벨 센서가 충분히 효과적인지, 또는 레벨링 문제들이 여전히 잔여 ASD 변동들로 인한 것인지를 미리 예측하는 것이 항상 가능하지는 않다. 레벨링 문제들이 잔여 ASD 변동들로 인한 것인지를 평가하기 위해, LS 공정 의존성의 변동들을 검출할 수 있는 측정 시스템이 이용가능한 경우가 바람직하다.
도 16(a)에서의 광선들의 비스듬한 입사 및 반사(1606 및 1608)는 도 5의 스케터로미터에서의 조명 및 회절 광선들(142, 144)의 비스듬한 입사 및 반사와 유사하다는 것을 주목할 수 있다. 발명자는 잔여 ASD 변동들을 검출하기 위해, 대신에 또는 추가로 본 명세서에 개시된 신규한 분광 스케터로미터가 사용될 수 있다는 것을 인지하였다. 이 정보는 선택적으로 레벨링 시스템에 피드 포워드될 수 있는 보정 신호를 도출하는 데 사용될 수 있다.
도 16(b)는 스케터로미터에 의해 측정된 타겟 기판의 반사 스펙트럼을 예시한다. 반사율(R)은 간단히 검출된 방사선의 세기(IR)를 입사 방사선의 세기(IO)로 나눈 것이다. 이 세 수량은 모두 파장(λ)의 함수로서 변한다. 도 7에 관하여 이미 설명된 바와 같이, 검출기의 감도가 또한 파장에 따라 변한다는 것이 고려되어야 한다. 또한, 겉보기 표면 강하(ASD)는 파장의 함수이고, 도 16(c)가 전형적인 스택에 대한 계산된 ASD를 나타낸다.
도 17을 참조하면, 다시 리소그래피 시스템에서의 레벨 센서의 공정-의존성 효과들을 측정하는 데 사용될 수 있는 분광 스케터로미터의 검출기 레이아웃을 알 수 있다. 대칭 스펙트럼들이 각각의 검출기 위에 그래프들로 도시된다. 이 도면에서의 스펙트럼들은 이미 반사율 Ra 및 Rb로 전환되었지만, 도 10에서의 스펙트럼들은 그 세기 값들 Ia 및 Ib로 도시되었다. 다양한 실시예들에서의 이 스케터로미터의 정확한 작동은 이미 도 4 내지 도 13에 관하여 앞서 설명되었으며, 여기에서 너무 상세히 반복되지 않을 것이다. 하지만, 원칙적으로 본 명세서에서 설명하는 것은 ASD에 대한 정보를 얻기 위한 독립적인 기구이다. 또한, 동일한 하드웨어가 많은 다른 측정들을 할 수 있는 분광 스케터로미터의 기반을 형성한다는 사실은 장치의 설계자 및 사용자가 그들이 원하는 대로 활용하거나 무시할 수 있는 것이다.
도 4 및 도 5를 상기하면, 어퍼처(A)는 거울(M1)을 통해 기판(W) 상에 이미징된다. 제 2 거울(M2)은 검출기 어레이들(110a 및 110b) 및 포커스 센서(110c) 상으로 측정 스폿(160)을 이미징하는 데 사용된다. 위상 격자(G)로 인해 검출기들(110a, 110b) 상에서 측정된 신호는 반사된 광의 파장 스펙트럼이다. 비스듬한 각도로 타겟을 조명하기 때문에, 검출기들(D1 및 D2) 상의 스펙트럼의 위치는 웨이퍼 높이 오차들에 대해 매우 민감하다. 앞서 이미 설명된 바와 같이, 웨이퍼 높이는 포커스 센서(110c) 및 포커스 액추에이터(170)로 매우 정확하게 모니터링 및 제어된다. 하지만, 측정된 웨이퍼 높이는 파장 의존적이다. 이 파장-의존성은 검출기 어레이들(110a, 110b)에 의해 얻어지는 대칭 스펙트럼들을 이용하여 측정될 수 있다.
이제 도 16 및 도 17을 함께 참조하면, ASD의 현상은 포커스 센서(110c)에 의해 측정된 바와 같은 스케터로미터에서의 반사된 스폿이 레지스트-공기 계면의 최상부의 실제 위치 아래에 놓인다는 것은 의미한다. 하지만, ASD 효과는 파장에 따라 규모가 변한다. 이 결과로서, 검출기 어레이들(110a 및 110b) 상의 스펙트럼들은 도 17의 스펙트럼들 상에 작은 화살표들로 나타낸 바와 같이 작지만 상당한 파장-의존성 시프트를 나타낼 것이다. x-좌표계에서, 이 시프트는 동일한 방향을 갖는다. 대조적으로, 두 검출기 어레이들(110a 및 110b) 상의 파장(λ) 좌표는 반대 방향들을 가리킨다. 결과로서, 스펙트럼의 ASD-유도 시프트의 방향은 검출기들(110a 및 110b) 상에서, 그리고 그 스펙트럼들(Ra 및 Rb) 내에서 반대이다.
이 대칭 효과는 앞서 두 스펙트럼들의 평균을 이용하여 스펙트럼을 얻어서, 스펙트럼을 포커스 오차들에 대해 덜 민감하게 만들기 위해 활용되었다. 발명자는 동일한 대칭 효과가 두 스펙트럼들의 차이를 이용하여 기판 상의 주어진 위치에서 ASD 효과에 대한 정보를 얻을 수 있게 한다는 것을 인지하였다. 두 스펙트럼들이 동일해야 하고, 전반적인 포커스 오차가 도 10에 예시된 바와 같은 스펙트럼들의 완전한 시프트를 유도한다는 것을 상기한다. 각 파장에서의 검출된 스펙트럼들 간의 신호 차가 다음 관계에 의해 파장-의존성 ASD와 관련된다고 나타낼 수 있다:
Figure 112014089142676-pct00007
이 수학식에 따르면, dＲ/dλ = 0인 스펙트럼에서의 영역들에서는 ASD 효과들이 검출될 수 없으므로, 측정된 ASD 스펙트럼에서 일부 빈 구역들이 존재할 것이다. 하지만, 이 영역들은 제한적인 것으로 예상된다. 필요한 경우, 이 구역들에 대한 ASD 값들을 보간할 수 있으며, 또는 소스 방사선 스펙트럼을 형상화하여 dＲ/dλ = 0인 구역들에서 조명 세기 I0(λ)에 기울기를 추가할 수 있다. 하지만, 이는 바람직하지 않게 복잡할 가능성이 있다.
측정된 ASD 정보는 다양한 방식으로 사용될 수 있다. 가장 관심을 끄는 적용 영역은 이 정보를 레벨 센서의 견고성을 더 개선하는 데 사용하는 것일 수 있다. 예를 들어, 이 방법은 웨이퍼가 노광 툴에 들어가기 전에 웨이퍼 상의 ASD 효과를 측정하는 데 사용될 수 있다. 여하한의 경우, ASD 변동들을 검출하는 능력은 신규한 분광 스케터로미터 하드웨어의 유용한 특징이다. ASD 스펙트럼 측정은 프로세서(PU)(도 4 내지 도 13에 도시되지 않지만, 각각의 경우에 제공됨) 내의 소프트웨어로의 간단한 추가에 의해 설명된 분광 스케터로미터의 능력들에 추가될 수 있음을 이해할 것이다.
도 18은 리소그래피 공정에서 이미징을 개선하기 위한 ASD 측정의 적용을 예시하는 흐름도이다. 1800에서, 기판은 리소그래피 툴로부터 분리될 수 있는 분광 스케터로미터로 로딩된다. 스케터로미터는 1 이상의 파장들 및 1 이상의 위치들에서 ASD의 측정들을 얻도록 앞서 설명된 바와 같이 작동된다(1802). 리소그래피 툴의 레벨 센서에서 사용되는 여하한의 파장 또는 파장들이 특히 관심의 대상이 된다. ASD는 예를 들어 기판의 내측 및 외측 부분들에서 측정되어, 스핀 코팅 또는 화학적 기계적 연마(CMP)와 같은 공정 단계들로 인한 층 두께들의 차이들을 설명할 수 있다. 1804에서, 기판은 패터닝 작업에 대비하여 리소그래피 툴로 로딩된다. 상기 툴은, 예를 들어 도 1에 나타낸 형태로 이루어질 수 있다. 1806에서, 상기 툴은 그 레벨 센서들(LS)을 사용하여 기판 표면의 높이 맵을 얻는다. 1808에서, 스케터로미터를 이용하여 앞서 얻어진 ASD 정보에 기초하여 측정된 높이 맵에 보정이 적용된다. (보정은 바람직한 경우 작동하는 동안 레벨 센서로 프로그램될 수 있다; 결과는 동일하다).
1810에서, 기판은 도 1에 관하여 설명된 바와 같이 노광되어, 기판(W)의 각 타겟부(C) 상으로 패턴을 이미징함으로써 패터닝 디바이스(MA)로부터 패턴을 적용한다. 이 이미징 동안 포커스하는 데 사용된 높이 맵이 이 기판에 특정한 ASD 효과들을 설명하도록 보정되었기 때문에, 이미지 품질이 개선된다. 1812에서, 기판은 앞서 도 2를 참조하여 설명된 바와 같이 처리되어, 레지스트 층에 노광된 패턴을 현상한다. 패터닝되는 특정한 제품 층에 따라, 처리는 1814에서 완료되거나, 1816에서 코팅, 노광, 에칭 등의 추가 단계들을 위해 되돌아간다.
하기의 번호가 매겨진 항목들에서 본 발명에 따른 추가 실시예들이 제공된다:
1. 분광 스케터로미터를 포함한 검사 장치로, 이는:
타겟 구조체 상의 스폿에서 입사각을 갖는 광대역 방사선을 지향하는 조명 광학기 -사용되는 타겟 구조체는 주기적인 격자를 포함함- ;
타겟으로부터 반사된 방사선을 수용하고, 반사된 방사선의 스펙트럼을 형성 및 검출하는 0차 검출 광학기; 및
타겟 구조체 내의 주기적인 격자에 의해 1 이상의 차수에서 회절된 방사선을 수용하고, 수용된 회절 방사선의 스펙트럼을 형성 및 검출하는 고차 검출 광학기를 갖는다.
2. 1 항에 따른 검사 장치에서, 고차 검출 광학기는:
스폿으로부터 나오는 고차 회절 방사선을 방사선의 모든 파장들을 포함한 이미지 스폿으로 포커스하는 포커싱 구성부;
이미지 스폿의 적어도 한 측면에 위치된 적어도 하나의 고차 스펙트럼 검출기; 및
고차 스펙트럼 검출기 상에 고차 회절 방사선의 스펙트럼을 형성하기 위해, 스폿과 이미지 스폿 간의 광학 경로 내에 위치된 회절 격자를 포함한다.
3. 2 항에 따른 검사 장치에서, 회절 격자는 고차 회절 방사선의 스펙트럼들의 대칭 쌍을 형성하도록 대칭적이고, 한 쌍의 스펙트럼 검출기들이 스펙트럼들의 쌍을 둘 다 포착하도록 제공되며, 상기 장치는 단일 검출 스펙트럼을 얻도록 두 검출기들로부터의 측정들을 조합하는 프로세서를 더 포함한다.
4. 2 항 또는 3 항에 따른 검사 장치에서, 회절 격자는 투과형 또는 반사형의 위상 격자를 포함한다.
5. 2 항, 3 항 또는 4 항에 따른 검사 장치에서, 포커싱 구성부는 단일 곡면 거울을 포함한다.
6. 앞선 항들 중 어느 한 항에 따른 검사 장치에서, 조명 광학기 및 0차 검출 광학기는 일반적으로 타겟 구조체의 평면에 수직인 제 1 평면에서 방사선을 처리하는 한편, 고차 검출 광학기는 제 1 평면에 대해 각을 이루는 제 2 평면에서 방사선을 처리하도록 배치되며, 고차 회절 방사선은 제 1 평면에 대한 타겟 구조체 내의 주기적인 격자의 라인들의 비스듬한 방위의 결과로서 장치의 사용 시 제 2 평면에 들어간다.
7. 6 항에 따른 검사 장치에서, 제 1 평면은 주기적인 격자 내의 라인들의 예상 방위에 대해 45 °의 각도로 설정된다.
8. 6 항 또는 7 항에 따른 검사 장치에서, 동일한 타겟 구조체의 동시 측정을 위해 제 2 분광 스케터로미터가 제공되고, 제 2 분광 스케터로미터의 제 1 평면은 처음-언급된 분광 스케터로미터의 제 1 평면에 수직으로 배치된다.
9. 8 항에 따른 검사 장치에서, 처음-언급된 스케터로미터와 제 2 스케터로미터의 고차 검출 광학기들 사이에 1 이상의 광학 구성요소들이 공유된다.
10. 앞선 항들 중 어느 한 항에 따른 검사 장치에서, 이는 400 nm보다 짧은 파장들에서의 방사선을 이용한 작동을 위해 배치되고, 조명 광학기는 타겟 구조체 상의 스폿으로 방사선을 포커스하는 1 이상의 곡면 거울들을 포함하는 한편, 0차 및 고차 검출 광학기들은 각각 스펙트럼 검출기의 한 측면에 한 지점에서의 스폿의 이미지를 포커스하는 1 이상의 곡면 거울들을 포함한다.
11. 분광 스케터로미터를 포함한 검사 장치로, 이는:
타겟 구조체 상의 스폿에서 입사각을 갖는 광대역 방사선을 지향하는 조명 광학기;
타겟 구조체로부터 0차 또는 고차에서 회절된 방사선을 수용하고, 회절된 방사선의 스펙트럼을 형성 및 검출하는 검출 광학기를 갖고,
상기 검출 광학기는 반사된 방사선의 스펙트럼들의 대칭 쌍을 형성하도록 배치된 대칭 회절 격자를 포함하며, 한 쌍의 스펙트럼 검출기들이 스펙트럼들을 둘 다 검출하도록 배치되고, 상기 장치는 반사된 방사선의 단일 검출 스펙트럼을 얻도록 두 검출기들로부터의 측정들을 조합하는 프로세서를 더 포함한다.
12. 11 항에 따른 검사 장치에서, 격자의 0차 빔을 수용하도록 추가 검출기가 배치되고, 추가 검출기는 일반적으로 스펙트럼 검출기들의 쌍 사이에서 한 지점에 위치되며, 타겟 구조체 상의 스폿의 포커스를 모니터링하기 위해 추가 검출기로부터의 신호들이 사용된다.
13. 11 항 또는 12 항에 따른 검사 장치에서, 이는 동일한 타겟 구조체의 동시 측정을 위해 배치된 일반적으로 유사한 형태의 제 1 및 제 2 분광 스케터로미터들을 포함하고, 각각의 스케터로미터의 조명 광학기 및 검출 광학기는 일반적으로 타겟 구조체의 평면에 수직인 제 1 평면에서 방사선을 처리하도록 배치되며, 제 2 스케터로미터의 제 1 평면은 처음-언급된 스케터로미터의 제 1 평면에 대해 소정 각도로 배치된다.
14. 13 항에 따른 검사 장치에서, 제 1 및 제 2 분광 스케터로미터들의 제 1 평면들은 서로 수직으로 배치된다.
15. 11 항 내지 14 항 중 어느 한 항에 따른 검사 장치에서, 검출 광학기는 타겟 구조체로부터 반사된 방사선인 0차 회절 방사선을 포착하도록 배치되고, 검출 광학기는 위상 격자에 앞서 반사된 방사선의 경로 내에 분석 편광기를 포함하며, 분석 편광기는 상이한 방향들로 정상 및 이상 광선들을 투과하도록 배치된 로션 프리즘을 포함하여, 이로 인해 스펙트럼들의 형성을 위해 하나의 편광만을 선택하고, 위상 격자는 선택된 편광에 대해 비스듬한 각도로 방위된 라인들을 가지며, 이로 인해 상이한 편광의 방사선이 스펙트럼 검출기들의 쌍으로부터 떨어진 위치에서 위상 격자에 의해 형성된 그 스펙트럼들을 가질 것이다.
16. 11 항 내지 15 항 중 어느 한 항에 따른 검사 장치에서, 검출 광학기는 스폿으로부터 나오는 회절 방사선을 일반적으로 스펙트럼 검출기들 사이의 위치에서의 이미지 스폿으로 포커스하는 포커싱 구성부를 포함하고, 회절 격자는 스펙트럼 검출기들 상에 회절 방사선의 스펙트럼들을 형성하기 위해 스폿과 이미지 스폿 사이의 포커싱 구성부의 광학 경로 내에 위치된다.
17. 16 항에 따른 검사 장치에서, 이는 400 nm보다 짧은 파장들에서의 방사선을 이용한 작동을 위해 배치되고, 포커싱 구성부는 1 이상의 곡면 거울들을 포함한다.
18. 11 항 내지 17 항 중 어느 한 항에 따른 검사 장치에서, 이는 위상 격자의 위치에서 평행하지 않은 반사된 방사선의 광선들에 의해 야기된 수차를 보정하도록 스펙트럼을 처리하는 수단을 더 포함한다.
19. 11 항 내지 18 항 중 어느 한 항에 따른 검사 장치에서, 회절 격자는 투과형 위상 격자이다.
20. 11 항 내지 18 항 중 어느 한 항에 따른 검사 장치에서, 회절 격자는 반사형 위상 격자이다.
21. 20 항에 따른 검사 장치에서, 회절 격자는 스폿으로부터 나오는 회절 방사선을 일반적으로 스펙트럼 검출기들 사이의 위치에서 이미지 스폿으로 포커스하는 곡면 거울 상에 형성된다.
22. 기판 상의 타겟 구조체 -타겟 구조체는 주기적인 격자를 포함함- 의 특성들을 측정하는 방법으로, 상기 방법은 1 항 내지 10 항 중 어느 한 항에 따른 검사 장치를 이용하여 타겟 구조체로부터 0차 스펙트럼 및 적어도 하나의 고차 스펙트럼을 얻는 단계, 및 타겟 구조체의 1 이상의 파라미터들의 측정들을 얻도록 측정된 스펙트럼들을 처리하는 단계를 포함한다.
23. 22 항에 따른 방법에서, 0차 및 고차 스펙트럼들은 입사 방사선의 상이한 편광들을 이용하여, 및/또는 0차 검출 광학기 및 고차 검출 광학기 중 하나 또는 둘 모두에서 상이한 편광들을 선택하여 한 번 이상 동일한 타겟에 대해 측정된다.
24. 22 항 또는 23 항에 따른 방법에서, 0차 및 고차 스펙트럼들은 타겟 구조체 내의 주기적인 격자의 방위에 대한 방사선의 상이한 입사각들을 이용하여 동일한 타겟에 대해 측정되고, 상이한 입사각들로부터 얻어진 측정들은 타겟 구조체의 비대칭 특성을 측정하도록 조합된다.
25. 24 항에 따른 방법에서, 스펙트럼들은 동일한 타겟 구조체에 지향되도록 배치된 상이한 방위들을 2 개의 분광 스케터로미터들에 제공함으로써 상이한 입사각을 이용하여 동시에 측정된다.
26. 기판 상의 타겟 구조체 -타겟 구조체는 주기적인 격자를 포함함- 의 특성들을 측정하는 방법으로, 상기 방법은 11 항 내지 21 항 중 어느 한 항에 따른 검사 장치를 이용하여 타겟 구조체로부터 스펙트럼을 얻는 단계, 및 타겟 구조체의 1 이상의 파라미터들의 측정들을 얻도록 검출된 스펙트럼들을 처리하는 단계를 포함한다.
27. 26 항에 따른 방법에서, 이는 위상 격자의 위치에서 평행하지 않은 반사된 방사선의 광선들에 의해 야기된 수차를 보정하도록 스펙트럼을 처리하는 단계를 더 포함한다.
28. 타겟 구조체 상의 스폿에 방사선 빔을 포커스하는 조명 광학기를 포함한 광학 장치로, 상기 조명 광학기는 퓨필 평면에 또는 그 부근에 제공된 필터를 포함하고, 상기 필터는 상기 빔의 광학 축선으로부터의 반경방향 거리에 따라 증가하는 투과 손실을 상기 빔에 부과한다.
29. 28 항에 따른 장치에서, 상기 필터는 중심점으로부터 멀어지는 반경방향으로 두께가 증가하는 금속 코팅을 갖는 투명한 기판을 포함한다.
30. 29 항에 따른 장치에서, 상기 두께는 필터의 방사형 투과 함수가 해닝 함수에 접근하도록, 중심점으로부터 거리가 증가함에 따라 처음에는 천천히, 그리고 그 후에는 소정 증가율로 증가한다.
31. 28 항, 29 항 또는 30 항에 따른 장치에서, 상기 조명 광학기는 1 이상의 반사 포커싱 요소들을 포함한다.
32. 28 항, 29 항, 30 항, 또는 31 항에 따른 장치에서, 이는 상기 빔을 형성하는 UV 방사선의 소스를 더 포함한다.
33. 기판 상의 타겟 구조체의 특성들을 측정하는 방법으로, 상기 방법은 28 항 내지 32 항 중 어느 한 항에 따른 광학 장치를 이용하여 방사선의 스폿으로 타겟 구조체를 조명하는 단계, 타겟 구조체에 의해 회절된 방사선을 검출하는 단계, 및 타겟 구조체의 1 이상의 파라미터들의 측정들을 얻도록 검출된 방사선을 처리하는 단계를 포함한다.
34. 분광 스케터로미터로, 이는:
타겟 구조체 상의 스폿에서 입사각을 갖는 광대역 방사선을 지향하는 조명 광학기, 타겟 구조체로부터 0차 또는 고차에서 회절된 방사선을 수용하고 회절된 방사선의 스펙트럼을 형성 및 검출하는 검출 광학기를 갖고,
상기 검출 광학기는 반사된 방사선의 스펙트럼들의 대칭 쌍을 형성하도록 배치된 대칭 회절 격자를 포함하며, 한 쌍의 스펙트럼 검출기들이 상기 스펙트럼들을 둘 다 검출하도록 배치되고, 장치는 기판 상의 타겟 구조체의 위치에서 겉보기 표면 강하의 정보를 얻도록 두 검출기로부터의 측정들을 비교하는 프로세서를 더 포함한다.
35. 투영 시스템을 이용하여 기판에 패턴을 적용함으로써 리소그래피 패터닝 단계를 수행하는 방법으로, 투영 시스템의 포커싱은 기판을 가로질러 복수의 위치들에서 수행된 높이 측정들에 기초하고, 34 항에 따른 분광 스케터로미터를 이용하여 얻어진 겉보기 표면 강하의 정보에 기초하여 상기 높이 측정들에 보정이 적용된다.
36. 디바이스를 제조하는 방법으로, 이는 35 항에 따른 방법에 의해 기판에 1 이상의 디바이스 패턴들을 적용하는 단계, 및 적용된 패턴들에 따라 디바이스들을 형성하도록 패터닝된 기판을 처리하는 단계를 포함한다.
본 명세서에서는, IC 제조에 있어서 리소그래피 장치의 특정 사용예에 대하여 언급되지만, 본 명세서에 서술된 리소그래피 및 메트롤로지 장치는 집적 광학 시스템, 자기 도메인 메모리용 안내 및 검출 패턴, 평판 디스플레이(flat-panel display), 액정 디스플레이(LCD), 박막 자기 헤드 등의 제조와 같이 다른 적용예들을 가질 수도 있음을 이해하여야 한다. 당업자라면, 이러한 대안적인 적용예와 관련하여, 본 명세서의 "웨이퍼" 또는 "다이"라는 용어의 어떠한 사용도 각각 "기판" 또는 "타겟부"라는 좀 더 일반적인 용어와 동의어로 간주될 수도 있음을 이해할 것이다. 본 명세서에서 언급되는 기판은 노광 전후에, 예를 들어 트랙(전형적으로, 기판에 레지스트 층을 도포하고 노광된 레지스트를 현상하는 툴), 메트롤로지 툴 및/또는 검사 툴에서 처리될 수 있다. 적용가능하다면, 이러한 기판 처리 툴과 다른 기판 처리 툴에 본 명세서의 기재 내용이 적용될 수 있다. 또한, 예를 들어 다층 IC를 생성하기 위하여 기판이 한번 이상 처리될 수 있으므로, 본 명세서에 사용되는 기판이라는 용어는 이미 여러번 처리된 층들을 포함한 기판을 칭할 수도 있다.
이상, 광학 리소그래피와 관련하여 본 발명의 실시예들의 특정 사용예를 언급하였지만, 본 발명은 다른 적용예들, 예를 들어 임프린트 리소그래피에 사용될 수 있으며, 본 명세서가 허용한다면 광학 리소그래피로 제한되지 않는다는 것을 이해할 것이다. 임프린트 리소그래피에서, 패터닝 디바이스 내의 토포그래피(topography)는 기판 상에 생성된 패턴을 정의한다. 패터닝 디바이스의 토포그래피는 전자기 방사선, 열, 압력 또는 그 조합을 인가함으로써 레지스트가 경화되는 기판에 공급된 레지스트 층으로 가압될 수 있다. 패터닝 디바이스는 레지스트가 경화된 후에 그 안에 패턴을 남기는 레지스트로부터 이동된다.
앞선 실시예들은 UV 파장들에서의 방사선을 이용하여 작동하는 것으로 설계되었지만, 당업자라면 필요에 따라 상이한 또는 더 넓은 범위의 파장들을 이용하도록 디자인들을 구성할 수 있다. 본 명세서에서 사용된 "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.
이상, 본 발명의 특정 실시예가 설명되었지만, 본 발명은 설명된 것과 다르게 실시될 수 있다는 것을 이해할 것이다. 예를 들어, 본 발명은 특히 측정 공정의 제어 및 캘리브레이션과 재구성을 위한 결과들의 처리에 관하여, 앞서 개시된 바와 같은 방법을 구현하는 기계-판독가능한 명령어의 1 이상의 시퀀스를 포함하는 컴퓨터 프로그램, 또는 이러한 컴퓨터 프로그램이 저장되어 있는 데이터 저장 매체(예를 들어, 반도체 메모리, 자기 또는 광학 디스크)의 형태를 취할 수 있다.
앞선 서술내용은 예시를 위한 것이지, 제한하려는 것이 아니다. 따라서, 당업자라면 아래에 설명되는 청구항들의 범위를 벗어나지 않고 서술된 본 발명에 대한 변형예가 행해질 수 있다는 것을 분명히 알 것이다.
본 명세서의 요약 및 초록 부분(Summary and Abstract sectons)이 아닌, 발명의 상세한 설명 부분(Detailed Description section)이 청구항을 해석하는 데 사용되도록 의도된다는 것을 이해하여야 한다. 요약 및 초록 부분은 1 이상을 설명할 수 있지만, 발명자(들)에 의해 의도(contemplate)된 본 발명의 모든 예시적인 실시예를 설명하지는 않으므로, 어떠한 방식으로도 본 발명 및 첨부된 청구항을 제한하지는 않는다.
이상, 본 발명은 명시된 기능들 및 그 관계들의 구현을 예시하는 기능 구성 블럭(functional building block)들의 도움으로 설명되었다. 본 명세서에서, 이 기능 구성 블럭들의 경계들은 설명의 편의를 위해 임의로 정의되었다. 명시된 기능들 및 그 관계들이 적절히 수행되는 한, 대안적인 경계들이 정의될 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 적합하게 할 수 있도록 본 발명의 일반적인 성질을 전부 드러낼 것이다. 그러므로, 이러한 응용예 및 변형예들은 본 명세서에 나타낸 교수 및 안내에 기초하여, 기재된 실시예들의 균등물의 의미 및 범위 내에 있도록 의도된다. 본 명세서에서, 어구 또는 전문 용어는 설명을 위한 것이며 제한하려는 것이 아니므로, 당업자라면 본 명세서의 전문 용어 또는 어구가 교수 및 안내를 고려하여 해석되어야 한다는 것을 이해하여야 한다.
본 발명의 범위와 폭은 상술된 예시적인 실시예들 중 어느 것에 의해서도 제한되지 않아야 하며, 다음의 청구항 및 그 균등물에 따라서만 정의되어야 한다.

Claims (21)

  1. 검사 장치에 있어서:
    타겟 구조체 상의 스폿(spot)에서 입사각을 갖는 광대역 방사선을 지향하는 조명 광학기 -사용되는 상기 타겟 구조체는 주기적인 격자를 포함함- ;
    상기 타겟으로부터 반사된 방사선을 수용하고, 상기 반사된 방사선의 스펙트럼을 형성 및 검출하는 0차 검출 광학기(zero order detection optics); 및
    상기 타겟 구조체 내의 주기적인 격자에 의해 1 이상의 차수(one or more higher orders)에서 회절된 방사선을 수용하고, 수용된 고차 회절 방사선의 스펙트럼을 형성 및 검출하는 고차 검출 광학기(higher order detection optics)
    를 갖는 분광 스케터로미터(spectroscopic scatterometer)를 포함하고,
    상기 고차 검출 광학기는 상기 고차 회절 방사선의 스펙트럼들의 대칭 쌍(symmetrical pair)을 형성하도록 대칭적인 회절 격자를 포함하고, 한 쌍의 스펙트럼 검출기들이 상기 스펙트럼들의 쌍을 포착(capture)하도록 제공되며,
    상기 회절 격자는 선택된 편광에 대해 비스듬한 각도로 방위된 라인들을 포함하는 위상 격자여서, 상이한 편광의 방사선이 상기 스펙트럼 검출기들의 쌍으로부터 떨어진 위치에서 상기 위상 격자에 의해 형성된 스펙트럼들을 갖게 되며,
    상기 위상 격자는 두 개의 개별 격자 부분들을 포함하는 1차 분광 격자를 포함하며, 상기 두 개의 개별 격자 부분들 각각은 두 개의 브랜치들로부터의 광선들 각각에 제공되고, 정반대로 방위된 라인들을 포함하는 검사 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 고차 검출 광학기는:
    상기 스폿으로부터 나오는 고차 회절 방사선을 방사선의 모든 파장들을 포함한 이미지 스폿으로 포커스하는 포커싱 구성부(focusing arrangement); 및
    상기 이미지 스폿의 적어도 한 측면에 위치된 적어도 하나의 고차 스펙트럼 검출기를 더 포함하고,
    상기 회절 격자는 상기 고차 스펙트럼 검출기 상에 상기 고차 회절 방사선의 스펙트럼을 형성하기 위해, 상기 스폿과 상기 이미지 스폿 사이의 광학 경로 내에 위치되는 검사 장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    프로세서는 두 검출기들로부터의 측정들을 조합하여 단일 검출 스펙트럼을 얻도록 구성되는 검사 장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 조명 광학기 및 0차 검출 광학기는 일반적으로 상기 타겟 구조체의 평면에 수직인 제 1 평면에서 방사선을 처리하는 한편, 상기 고차 검출 광학기는 상기 제 1 평면에 대해 각을 이루는 제 2 평면에서 방사선을 처리하도록 배치되며, 상기 고차 회절 방사선은 상기 제 1 평면에 대한 상기 타겟 구조체 내의 주기적인 격자의 라인들의 비스듬한 방위의 결과로서 상기 장치의 사용 시 상기 제 2 평면에 들어가는 검사 장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    400 nm보다 짧은 파장들에서의 방사선을 이용한 작동을 위해 배치되고, 상기 조명 광학기는 상기 타겟 구조체 상의 스폿으로 상기 방사선을 포커스하도록 구성되는 1 이상의 곡면 거울(curved mirror)들을 포함하고, 상기 0차 및 고차 검출 광학기들은 각각 스펙트럼 검출기의 한 측면에 한 지점에서의 스폿의 이미지를 포커스하도록 구성되는 1 이상의 곡면 거울들을 포함하는 검사 장치.
  6. 검사 장치에 있어서:
    타겟 구조체 상의 스폿에서 입사각을 갖는 광대역 방사선을 지향하는 조명 광학기; 및
    상기 타겟 구조체로부터 0차 또는 고차에서 회절된 방사선을 수용하고, 상기 회절 방사선의 스펙트럼을 형성 및 검출하는 검출 광학기
    를 갖는 분광 스케터로미터를 포함하고,
    상기 검출 광학기는 반사된 방사선의 스펙트럼들의 대칭 쌍을 형성하도록 배치된 대칭 회절 격자를 포함하며, 한 쌍의 스펙트럼 검출기들이 상기 스펙트럼들을 둘 다 검출하도록 배치되고, 상기 장치는 상기 반사된 방사선의 단일 검출 스펙트럼을 얻도록 두 검출기들로부터의 측정들을 조합하는 프로세서를 더 포함하고,
    상기 대칭 회절 격자는 선택된 편광에 대해 비스듬한 각도로 방위된 라인들을 포함하는 위상 격자를 포함하여서, 상이한 편광의 방사선이 상기 스펙트럼 검출기들의 쌍으로부터 떨어진 위치에서 상기 위상 격자에 의해 형성된 스펙트럼들을 갖게 되며,
    상기 위상 격자는 두 개의 개별 격자 부분들을 포함하는 1차 분광 격자를 포함하며, 상기 두 개의 개별 격자 부분들 각각은 두 개의 브랜치들로부터의 광선들 각각에 제공되고, 정반대로 방위된 라인들을 포함하는 검사 장치.
  7. 제 6 항에 있어서,
    추가 검출기가 상기 격자의 0차 빔을 수용하도록 배치되고, 상기 추가 검출기는 일반적으로 상기 스펙트럼 검출기들의 쌍 사이에서 한 지점에 위치되며, 상기 추가 검출기로부터의 신호들은 상기 타겟 구조체 상의 스폿의 포커스를 모니터링(monitor)하기 위해 사용되는 검사 장치.
  8. 제 6 항에 있어서,
    동일한 타겟 구조체의 동시 측정을 위해 배치된 제 1 및 제 2 분광 스케터로미터들을 포함하고, 각각의 스케터로미터의 조명 광학기 및 검출 광학기는 일반적으로 상기 타겟 구조체의 평면에 수직인 제 1 평면에서 방사선을 처리하도록 배치되며, 상기 제 2 스케터로미터의 제 1 평면은 상기 제 1 스케터로미터의 제 1 평면에 대해 일정 각도로(at an angle to) 배치되는 검사 장치.
  9. 제 6 항에 있어서,
    상기 검출 광학기는 상기 타겟 구조체로부터 반사된 방사선인 0차 회절 방사선을 포착하도록 배치되고, 상기 검출 광학기는 위상 격자(phase grating)에 앞서 상기 반사된 방사선의 경로 내에 분석 편광기(analyzing polarizer)를 포함하며, 상기 분석 편광기는 상이한 방향들로 정상 광선(ordinary ray) 및 이상 광선(extraordinary ray)을 투과시키도록 배치된 로션 프리즘(Rochon prism)을 포함하여 상기 스펙트럼들의 형성을 위해 하나의 편광만을 선택하는 검사 장치.
  10. 제 6 항에 있어서,
    상기 검출 광학기는 상기 스폿으로부터 나오는 회절 방사선을, 일반적으로 상기 스펙트럼 검출기들 사이의 위치에서의 이미지 스폿으로 포커스하는 포커싱 구성부를 포함하고, 상기 회절 격자는 상기 스펙트럼 검출기들 상에 상기 회절 방사선의 스펙트럼들을 형성하기 위해 상기 스폿과 상기 이미지 스폿 사이의 포커싱 구성부의 광학 경로 내에 위치되는 검사 장치.
  11. 제 10 항에 있어서,
    400 nm보다 짧은 파장들에서의 방사선을 이용한 작동을 위해 배치되고, 상기 포커싱 구성부는 1 이상의 곡면 거울들을 포함하는 검사 장치.
  12. 제 6 항에 있어서,
    위상 격자의 위치에서 평행하지 않은 상기 반사된 방사선의 광선들에 의해 야기된 수차(aberration)를 보정하도록 상기 스펙트럼을 처리하는 수단을 더 포함하는 검사 장치.
  13. 기판 상의 타겟 구조체 -타겟 구조체는 주기적인 격자를 포함함- 의 특성들을 측정하는 방법에 있어서:
    제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 따른 검사 장치를 이용하여 상기 타겟 구조체로부터 0차 스펙트럼 및 적어도 하나의 고차 스펙트럼을 얻는 단계, 및 상기 타겟 구조체의 1 이상의 파라미터들의 측정들을 얻도록 측정된 스펙트럼들을 처리하는 단계를 포함하는 방법.
  14. 기판 상의 타겟 구조체 -타겟 구조체는 주기적인 격자를 포함함- 의 특성들을 측정하는 방법에 있어서:
    제 6 항 내지 제 12 항 중 어느 한 항에 따른 검사 장치를 이용하여 상기 타겟 구조체로부터 스펙트럼을 얻는 단계, 및 상기 타겟 구조체의 1 이상의 파라미터들의 측정들을 얻도록 검출된 스펙트럼들을 처리하는 단계를 포함하는 방법.
  15. 삭제
  16. 삭제
  17. 삭제
  18. 삭제
  19. 분광 스케터로미터에 있어서,
    타겟 구조체 상의 스폿에서 입사각을 갖는 광대역 방사선을 지향하는 조명 광학기,
    상기 타겟 구조체로부터 0차 또는 고차에서 회절된 방사선을 수용하고 상기 회절 방사선의 스펙트럼을 형성 및 검출하는 검출 광학기, 및
    두 검출기들로부터의 측정들을 비교하여 기판 상의 상기 타겟 구조체의 위치에서 겉보기 표면 강하(apparent surface depression)의 정보를 얻도록 구성된 프로세서
    를 포함하고,
    상기 검출 광학기는 반사된 방사선의 스펙트럼들의 대칭 쌍을 형성하도록 배치된 대칭 회절 격자를 포함하며,
    한 쌍의 스펙트럼 검출기들이 상기 스펙트럼들을 둘 다 검출하도록 배치되고,
    상기 대칭 회절 격자는 선택된 편광에 대해 비스듬한 각도로 방위된 라인들을 포함하는 위상 격자를 포함하여서, 상이한 편광의 방사선이 상기 스펙트럼 검출기들의 쌍으로부터 떨어진 위치에서 상기 위상 격자에 의해 형성된 스펙트럼들을 갖게 되며,
    상기 위상 격자는 두 개의 개별 격자 부분들을 포함하는 1차 분광 격자를 포함하며, 상기 두 개의 개별 격자 부분들 각각은 두 개의 브랜치들로부터의 광선들 각각에 제공되고, 정반대로 방위된 라인들을 포함하는 분광 스케터로미터.
  20. 투영 시스템을 이용하여 기판에 패턴을 적용함으로써 리소그래피 패터닝 단계를 수행하는 방법에 있어서,
    상기 투영 시스템의 포커싱은 상기 기판을 가로질러 복수의 위치들에서 수행된 높이 측정들에 기초하고, 제 19 항에 따른 분광 스케터로미터를 이용하여 얻어진 겉보기 표면 강하의 정보에 기초하여 상기 높이 측정들에 보정이 적용되는 방법.
  21. 디바이스를 제조하는 방법에 있어서,
    제 20 항에 따른 방법에 의해 기판에 1 이상의 디바이스 패턴들을 적용하는 단계, 및 상기 적용된 패턴들에 따라 디바이스들을 형성하도록 패터닝된 기판을 처리하는 단계를 포함하는 방법.
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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101704591B1 (ko) 2012-02-21 2017-02-08 에이에스엠엘 네델란즈 비.브이. 검사 장치 및 방법
KR102231730B1 (ko) 2012-06-26 2021-03-24 케이엘에이 코포레이션 각도 분해형 반사율 측정에서의 스캐닝 및 광학 계측으로부터 회절의 알고리즘적 제거
US8869081B2 (en) * 2013-01-15 2014-10-21 International Business Machines Corporation Automating integrated circuit device library generation in model based metrology
US9619878B2 (en) * 2013-04-16 2017-04-11 Kla-Tencor Corporation Inspecting high-resolution photolithography masks
JP6288549B2 (ja) * 2013-10-24 2018-03-07 株式会社リコー 光学センサ及びこれを備えた画像形成装置、並びに、紙の種類を判別する装置及び方法
CN105874388B (zh) * 2013-12-30 2019-03-15 Asml荷兰有限公司 用于量测目标的设计的方法和设备
JP6406492B2 (ja) * 2014-01-27 2018-10-17 株式会社ニコン 評価方法、評価装置、及び露光システム
CN104950587B (zh) * 2014-03-25 2017-12-29 上海微电子装备（集团）股份有限公司 曝光装置与曝光方法
JP6328468B2 (ja) * 2014-03-31 2018-05-23 株式会社日立ハイテクノロジーズ 欠陥検査装置および検査方法
US9927371B2 (en) * 2014-04-22 2018-03-27 Kla-Tencor Corporation Confocal line inspection optical system
WO2016071020A1 (en) * 2014-11-06 2016-05-12 Sony Corporation Imaging system including lens with longitudinal chromatic aberration, endoscope and imaging method
US10072921B2 (en) 2014-12-05 2018-09-11 Kla-Tencor Corporation Methods and systems for spectroscopic beam profile metrology having a first two dimensional detector to detect collected light transmitted by a first wavelength dispersive element
WO2016150957A1 (en) * 2015-03-25 2016-09-29 Asml Netherlands B.V. Metrology methods, metrology apparatus and device manufacturing method
WO2016161337A1 (en) * 2015-04-03 2016-10-06 Captl Llc Particle detection using reflective surface
CN107533020B (zh) * 2015-04-28 2020-08-14 科磊股份有限公司 计算上高效的基于x射线的叠盖测量***与方法
JP6562699B2 (ja) * 2015-04-30 2019-08-21 キヤノン株式会社 検出装置、計測装置、リソグラフィ装置、物品の製造方法、および検出方法
US10551165B2 (en) * 2015-05-01 2020-02-04 Adarza Biosystems, Inc. Methods and devices for the high-volume production of silicon chips with uniform anti-reflective coatings
IL302339B2 (en) * 2015-06-12 2024-07-01 Asml Netherlands Bv Test device, test method, lithographic device, reticle device and manufacturing method
US10613096B2 (en) 2015-08-28 2020-04-07 Captl Llc Multi-spectral microparticle-fluorescence photon cytometry
US10101676B2 (en) 2015-09-23 2018-10-16 KLA—Tencor Corporation Spectroscopic beam profile overlay metrology
DE102015221773A1 (de) * 2015-11-05 2017-05-11 Carl Zeiss Smt Gmbh Verfahren und Vorrichtung zur Charakterisierung eines durch wenigstens einen Lithographieschritt strukturierten Wafers
KR102190305B1 (ko) 2015-12-23 2020-12-14 에이에스엠엘 네델란즈 비.브이. 메트롤로지 방법, 메트롤로지 장치 및 디바이스 제조 방법
US9754895B1 (en) 2016-03-07 2017-09-05 Micron Technology, Inc. Methods of forming semiconductor devices including determining misregistration between semiconductor levels and related apparatuses
JP6117398B1 (ja) * 2016-03-30 2017-04-19 日新製鋼株式会社 鋼板の表面欠陥検査装置および表面欠陥検査方法
US11313809B1 (en) * 2016-05-04 2022-04-26 Kla-Tencor Corporation Process control metrology
CN109154786B (zh) * 2016-05-17 2020-12-04 Asml荷兰有限公司 基于贯穿波长的相似性的度量强健性
KR20190015553A (ko) 2016-06-09 2019-02-13 에이에스엠엘 네델란즈 비.브이. 계측 장치
WO2018007108A1 (en) * 2016-07-05 2018-01-11 Asml Netherlands B.V. Illumination source for an inspection apparatus, inspection apparatus and inspection method
KR102222149B1 (ko) * 2016-07-26 2021-03-03 에이에스엠엘 네델란즈 비.브이. 레벨 센서 장치, 기판에 걸친 토포그래피 변동을 측정하는 방법, 리소그래피 프로세스에 관련된 물리적 파라미터의 변동을 측정하는 방법, 및 리소그래피 장치
WO2018033499A1 (en) * 2016-08-15 2018-02-22 Asml Netherlands B.V. Alignment method
US10438825B2 (en) 2016-08-29 2019-10-08 Kla-Tencor Corporation Spectral reflectometry for in-situ process monitoring and control
EP3296723A1 (en) * 2016-09-14 2018-03-21 ASML Netherlands B.V. Illumination source for an inspection apparatus, inspection apparatus and inspection method
US10490462B2 (en) 2016-10-13 2019-11-26 Kla Tencor Corporation Metrology systems and methods for process control
EP3321738A1 (en) * 2016-11-10 2018-05-16 ASML Netherlands B.V. Method of measuring a parameter of a device manufacturing process, metrology apparatus, substrate, target, device manufacturing system, and device manufacturing method
EP3333631A1 (en) * 2016-12-06 2018-06-13 ASML Netherlands B.V. Method of measuring a target, metrology apparatus, polarizer assembly
CN114690591A (zh) 2016-12-23 2022-07-01 Asml荷兰有限公司 计算机程序产品和形貌确定方法
CN106646907B (zh) * 2016-12-26 2023-01-24 清华大学深圳研究生院 一种光栅衍射光偏转棱镜
DE102017100273B3 (de) * 2017-01-09 2018-03-01 Bundesrepublik Deutschland, Vertreten Durch Das Bundesministerium Für Wirtschaft Und Energie, Dieses Vertreten Durch Den Präsidenten Der Physikalisch-Technischen Bundesanstalt Verfahren zur Qualitätssicherung einer Belichtungsmaske, Substrat und Belichtungsmaske
CN108333880B (zh) * 2017-01-19 2020-08-04 上海微电子装备（集团）股份有限公司 光刻曝光装置及其焦面测量装置和方法
US10386234B2 (en) 2017-01-27 2019-08-20 Kla-Tencor Corporation Wideband spectrograph
EP3364247A1 (en) 2017-02-17 2018-08-22 ASML Netherlands B.V. Methods & apparatus for monitoring a lithographic manufacturing process
WO2018191497A2 (en) 2017-04-13 2018-10-18 Captl Llc Photon counting and spectroscopy
CN107390172B (zh) * 2017-07-17 2020-04-28 北京大学 一种无接触感知定位方法
US10770327B2 (en) * 2017-07-28 2020-09-08 Taiwan Semiconductor Manufacturing Co., Ltd. System and method for correcting non-ideal wafer topography
EP3444675A1 (en) * 2017-08-14 2019-02-20 ASML Netherlands B.V. Optical detector
US10365211B2 (en) * 2017-09-26 2019-07-30 Kla-Tencor Corporation Systems and methods for metrology beam stabilization
DE102017123114B3 (de) * 2017-10-05 2019-01-10 Carl Zeiss Sms Ltd. Verfahren zur Korrektur der Critical Dimension Uniformity einer Fotomaske für die Halbleiterlithographie
CN111316168B (zh) * 2017-10-31 2022-04-01 Asml荷兰有限公司 量测设备、测量结构的方法、器件制造方法
US10739276B2 (en) * 2017-11-03 2020-08-11 Kla-Tencor Corporation Minimizing filed size to reduce unwanted stray light
KR102498122B1 (ko) 2017-11-21 2023-02-09 삼성전자주식회사 분광 장치와, 분광 방법, 및 생체신호 측정장치
WO2019129465A1 (en) 2017-12-28 2019-07-04 Asml Netherlands B.V. A metrology apparatus for and a method of determining a characteristic of interest of a structure on a substrate
US10386233B2 (en) * 2018-01-06 2019-08-20 Kla-Tencor Corporation Variable resolution spectrometer
CN110068447B (zh) * 2018-01-23 2021-07-27 舜宇光学（浙江）研究院有限公司 一体集成式衍射光学元件测试设备
KR102547422B1 (ko) 2018-02-01 2023-06-22 삼성전자주식회사 이미징 장치, 이를 포함하는 이미징 시스템, 이미징 장치 및 시스템을 이용한 이미징 방법, 이미징 장치 및 시스템을 이용한 반도체 장치의 제조 방법
WO2019166190A1 (en) 2018-02-27 2019-09-06 Stichting Vu Metrology apparatus and method for determining a characteristic of one or more structures on a substrate
US10818005B2 (en) * 2018-03-12 2020-10-27 Kla-Tencor Corp. Previous layer nuisance reduction through oblique illumination
CN112005169B (zh) * 2018-04-06 2023-03-28 Asml荷兰有限公司 具有非线性光学器件的检查设备
US20190355110A1 (en) * 2018-05-15 2019-11-21 Camtek Ltd. Cross talk reduction
US11093840B2 (en) * 2018-06-14 2021-08-17 Nova Measuring Instruments Ltd. Metrology and process control for semiconductor manufacturing
EP3657257A1 (en) * 2018-11-26 2020-05-27 ASML Netherlands B.V. Method for of measuring a focus parameter relating to a structure formed using a lithographic process
KR20200074316A (ko) * 2018-12-14 2020-06-25 삼성전자주식회사 분광 시스템, 광학 검사 방법 및 반도체 소자 제조 방법
EP3674797B1 (en) * 2018-12-28 2021-05-05 IMEC vzw An euvl scanner
EP3715951A1 (en) * 2019-03-28 2020-09-30 ASML Netherlands B.V. Position metrology apparatus and associated optical elements
WO2020182488A1 (en) 2019-03-13 2020-09-17 Asml Holding N.V. Lithographic apparatus, metrology apparatus, optical system and method
FR3094792B1 (fr) * 2019-04-08 2021-10-15 Office National Detudes Rech Aerospatiales Detecteur de gaz
US11684253B2 (en) * 2019-04-24 2023-06-27 Topcon Corporation 2D multi-layer thickness measurement with reconstructed spectrum
US11442021B2 (en) * 2019-10-11 2022-09-13 Kla Corporation Broadband light interferometry for focal-map generation in photomask inspection
JP2022552961A (ja) 2019-10-15 2022-12-21 東京エレクトロン株式会社 基板の１つ以上の特性を監視するためのシステム及び方法
CN110763686B (zh) * 2019-10-29 2021-09-14 上海御微半导体技术有限公司 一种透明样品的缺陷检测装置和检测方法
CN110715931B (zh) * 2019-10-29 2022-04-12 上海御微半导体技术有限公司 一种透明样品缺陷自动检测方法和检测装置
JP2023502872A (ja) 2019-11-04 2023-01-26 東京エレクトロン株式会社 複数のウェハー検査システム（ｗｉｓ）モジュールを較正するためのシステム及び方法
US11168978B2 (en) * 2020-01-06 2021-11-09 Tokyo Electron Limited Hardware improvements and methods for the analysis of a spinning reflective substrates
JP7083856B2 (ja) * 2020-01-07 2022-06-13 日本電子株式会社 高さ測定装置、荷電粒子線装置、および高さ測定方法
JP7398796B2 (ja) * 2020-02-27 2023-12-15 国立大学法人 東京大学 特定成分検出方法および判定方法並びにこれらの方法を用いた装置
WO2021223940A1 (en) * 2020-05-04 2021-11-11 Asml Netherlands B.V. System and method for generating level data for a surface of a substrate
US11300405B2 (en) * 2020-08-03 2022-04-12 Kla Corporation Grey-mode scanning scatterometry overlay metrology
CN113155781B (zh) * 2021-04-23 2022-09-30 杭州海康威视数字技术股份有限公司 一种非接触式检测***
WO2022253526A1 (en) * 2021-05-31 2022-12-08 Asml Netherlands B.V. Metrology measurement method and apparatus
US11738363B2 (en) 2021-06-07 2023-08-29 Tokyo Electron Limited Bath systems and methods thereof
US20230131662A1 (en) * 2021-10-26 2023-04-27 Industrial Technology Research Institute Inspection method and inspection platform for lithography

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006317443A (ja) * 2005-05-10 2006-11-24 Asml Netherlands Bv 検査装置及び検査方法

Family Cites Families (70)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3573353A (en) * 1967-12-18 1971-04-06 Technical Operations Inc Optical detection system and method with spatial filtering
US3614235A (en) * 1969-07-28 1971-10-19 Charles R Munnerlyn Diffraction grating interferometer
JPS4980252U (ko) * 1972-10-28 1974-07-11
DE3027373A1 (de) * 1979-07-20 1981-03-19 Hitachi, Ltd., Tokyo Verfahren und einrichtung zur oberflaechenpruefung
JPS5939683B2 (ja) 1981-05-20 1984-09-26 株式会社東芝 光学式変位検出方式
US4650321A (en) * 1985-07-05 1987-03-17 The Perkin-Elmer Corporation Spatial/spectral real time imaging
JPH0675035B2 (ja) 1986-06-10 1994-09-21 松下電器産業株式会社 反射率測定装置
JP2623093B2 (ja) 1986-11-28 1997-06-25 富士写真フイルム株式会社 レーザ光学系
JPH0781836B2 (ja) 1987-12-01 1995-09-06 キヤノン株式会社 光学測定装置
US4989189A (en) * 1988-08-22 1991-01-29 Eastman Kodak Company Magneto-optic playback apparatus including astigmatic diffracting means
DE69031366T2 (de) * 1989-06-26 1998-04-09 Nippon Electric Co Optisches System
US5638211A (en) * 1990-08-21 1997-06-10 Nikon Corporation Method and apparatus for increasing the resolution power of projection lithography exposure system
JPH0573544U (ja) 1992-03-11 1993-10-08 横河電機株式会社 オンラインカラーセンサ
US5337146A (en) * 1992-03-30 1994-08-09 University Of New Orleans Diffraction-grating photopolarimeters and spectrophotopolarimeters
US5486701A (en) 1992-06-16 1996-01-23 Prometrix Corporation Method and apparatus for measuring reflectance in two wavelength bands to enable determination of thin film thickness
DE4230451A1 (de) * 1992-09-11 1994-03-17 Agfa Gevaert Ag Verfahren und Vorrichtung zur Messung der Dichtewerte einer Kopiervorlage
US6404482B1 (en) * 1992-10-01 2002-06-11 Nikon Corporation Projection exposure method and apparatus
JPH06148573A (ja) 1992-11-09 1994-05-27 Olympus Optical Co Ltd 瞳変調光学系
JP2751789B2 (ja) * 1993-07-14 1998-05-18 日本電気株式会社 光ファイバ増幅器
US5717198A (en) * 1995-07-10 1998-02-10 Qc Optics, Inc. Pellicle reflectivity monitoring system having means for compensating for portions of light reflected by the pellicle
US5706139A (en) * 1995-10-17 1998-01-06 Kelly; Shawn L. High fidelity optical system for electronic imaging
US5841139A (en) * 1997-02-28 1998-11-24 Bio-Rad Laboratories, Inc. Optical instrument providing combined infrared and Ramen analysis of samples
US5859424A (en) * 1997-04-08 1999-01-12 Kla-Tencor Corporation Apodizing filter system useful for reducing spot size in optical measurements and other applications
US6201601B1 (en) * 1997-09-19 2001-03-13 Kla-Tencor Corporation Sample inspection system
US6483580B1 (en) * 1998-03-06 2002-11-19 Kla-Tencor Technologies Corporation Spectroscopic scatterometer system
JP3937593B2 (ja) * 1998-06-10 2007-06-27 キヤノン株式会社 変位情報検出装置
US6320648B1 (en) * 1998-10-12 2001-11-20 Steven R. J. Brueck Method and apparatus for improving pattern fidelity in diffraction-limited imaging
US6184984B1 (en) 1999-02-09 2001-02-06 Kla-Tencor Corporation System for measuring polarimetric spectrum and other properties of a sample
JP5248722B2 (ja) * 1999-04-22 2013-07-31 ケーエルエー−テンカー コーポレイション 自己較正機能を備える表面特性解析用システム
IL130874A (en) * 1999-07-09 2002-12-01 Nova Measuring Instr Ltd System and method for measuring pattern structures
JP2002100561A (ja) * 2000-07-19 2002-04-05 Nikon Corp 露光方法及び装置、並びにデバイス製造方法
DE10043315C1 (de) * 2000-09-02 2002-06-20 Zeiss Carl Projektionsbelichtungsanlage
US6919957B2 (en) * 2000-09-20 2005-07-19 Kla-Tencor Technologies Corp. Methods and systems for determining a critical dimension, a presence of defects, and a thin film characteristic of a specimen
US6829559B2 (en) 2000-09-20 2004-12-07 K.L.A.-Tencor Technologies Methods and systems for determining a presence of macro and micro defects on a specimen
DE10127225A1 (de) * 2001-05-22 2002-11-28 Zeiss Carl Ultraviolettlicht-Abschwächungsfilter
US7061614B2 (en) 2001-10-16 2006-06-13 Therma-Wave, Inc. Measurement system with separate optimized beam paths
IL149557A (en) * 2002-05-09 2008-11-03 Nova Measuring Instr Ltd Optical system operating with variable angle of incidence
WO2005029016A2 (en) * 2003-03-13 2005-03-31 University Of Florida Material identification employing a grating spectrometer
AU2003300005A1 (en) 2003-12-19 2005-08-03 International Business Machines Corporation Differential critical dimension and overlay metrology apparatus and measurement method
WO2005069078A1 (en) * 2004-01-19 2005-07-28 Carl Zeiss Smt Ag Microlithographic projection exposure apparatus with immersion projection lens
DE102004010363B4 (de) * 2004-03-03 2012-11-15 Qimonda Ag Verfahren zur Bestimmung einer örtlichen Variation des Reflektions- oder Transmissionsverhaltens über die Oberfläche einer Maske
US7253902B2 (en) * 2004-03-31 2007-08-07 Mitutoyo Corporation Wavelength detector
DE102004023739A1 (de) * 2004-05-12 2005-12-15 Leica Microsystems Semiconductor Gmbh Messgerät und Verfahren zum Betreiben eines Messgeräts zur optischen Inspektion eines Objekts
US7791727B2 (en) * 2004-08-16 2010-09-07 Asml Netherlands B.V. Method and apparatus for angular-resolved spectroscopic lithography characterization
US7280206B2 (en) * 2004-09-13 2007-10-09 Agilent Technologies, Inc. Method and apparatus to improve the dynamic range of optical devices using spatial apodization
JP4645113B2 (ja) * 2004-09-21 2011-03-09 日本電気株式会社 光検査方法及び光検査装置並びに光検査システム
US7076024B2 (en) 2004-12-01 2006-07-11 Jordan Valley Applied Radiation, Ltd. X-ray apparatus with dual monochromators
US7483133B2 (en) * 2004-12-09 2009-01-27 Kla-Tencor Technologies Corporation. Multiple angle of incidence spectroscopic scatterometer system
US7433056B1 (en) * 2005-07-15 2008-10-07 Kla-Tencor Technologies Corporation Scatterometry metrology using inelastic scattering
US20070139792A1 (en) * 2005-12-21 2007-06-21 Michel Sayag Adjustable apodized lens aperture
US7463369B2 (en) * 2006-03-29 2008-12-09 Kla-Tencor Technologies Corp. Systems and methods for measuring one or more characteristics of patterned features on a specimen
WO2008015973A1 (fr) 2006-08-02 2008-02-07 Nikon Corporation Appareil de détection de défauts et procédé de détection de défauts
TW200818158A (en) * 2006-10-13 2008-04-16 Thomson Licensing Holographic storage system with apodization filter
US20080129986A1 (en) * 2006-11-30 2008-06-05 Phillip Walsh Method and apparatus for optically measuring periodic structures using orthogonal azimuthal sample orientations
JP2008241879A (ja) * 2007-03-26 2008-10-09 Tama Tlo Kk 偏光ビームスプリッタ
DE102007015599A1 (de) 2007-03-29 2008-10-02 Daimler Ag Vermeidung von Halos um intensive Lichtquellen bei optischen Systemen, insbesondere bei Nachtsichtsystemen
JP4950813B2 (ja) * 2007-08-30 2012-06-13 大日本スクリーン製造株式会社 分光エリプソメータ、膜厚測定装置および分光エリプソメータのフォーカス調整方法
JP5039495B2 (ja) * 2007-10-04 2012-10-03 ルネサスエレクトロニクス株式会社 マスクブランク検査方法、反射型露光マスクの製造方法、反射型露光方法および半導体集積回路の製造方法
US8040511B1 (en) * 2008-01-29 2011-10-18 Kla-Tencor Corporation Azimuth angle measurement
NL1036476A1 (nl) * 2008-02-01 2009-08-04 Asml Netherlands Bv Alignment mark and a method of aligning a substrate comprising such an alignment mark.
TWI408356B (zh) * 2008-09-02 2013-09-11 Ind Tech Res Inst 反射式散射儀
US9081304B2 (en) * 2008-09-08 2015-07-14 Asml Netherlands B.V. Substrate, an inspection apparatus, and a lithographic apparatus
JP5676843B2 (ja) * 2008-09-30 2015-02-25 富士通フロンテック株式会社 情報読取用撮像装置
EP2233913B1 (de) * 2009-03-24 2017-07-19 BAM Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung Optischer Standard zur Kalibrierung und Charakterisierung von optischen Messeinrichtungen
US8441639B2 (en) 2009-09-03 2013-05-14 Kla-Tencor Corp. Metrology systems and methods
US20110071784A1 (en) * 2009-09-21 2011-03-24 Nikon Corporation Goos-Hanchen compensation in autofocus systems
JP5520737B2 (ja) 2010-07-30 2014-06-11 株式会社日立ハイテクノロジーズ 欠陥検査装置および欠陥検査方法
WO2012095808A1 (en) 2011-01-12 2012-07-19 Nova Measuring Instruments Ltd. Process control using non-zero order diffraction
KR101704591B1 (ko) 2012-02-21 2017-02-08 에이에스엠엘 네델란즈 비.브이. 검사 장치 및 방법
US10551534B2 (en) * 2016-03-31 2020-02-04 Canon Kabushiki Kaisha Optical element, optical system, image pickup apparatus, and lens apparatus

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006317443A (ja) * 2005-05-10 2006-11-24 Asml Netherlands Bv 検査装置及び検査方法

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