KR102030100B1 - 검사와 계측을 위한 방법 및 장치 - Google Patents

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Abstract

광계측을 위한 방법 및 장치가 개시된다. 예를 들어, 타겟으로부터 갭을 두고 있는 있는 광학 컴포넌트를 사용하여 측정된 타겟에 대한 방사선 세기 분포를 수반하는 방법이 개시되는데, 이러한 방법은 방사선 세기 분포의 방사선 세기의 변동에 대한 정정 인자를 갭의 거리의 변동의 함수로서 계산하는 단계를 포함한다.

Description

검사와 계측을 위한 방법 및 장치
관련 출원에 대한 상호 참조
본 출원은 2015 년 3 월 5 일에 출원된 EP 출원 번호 제 15157799.6 의 우선권을 주장하며, 이것은 그 전체 내용이 원용되어 본원에 통합된다.
분야
본 발명은 계측 타겟으로부터 캡쳐된 측정된 방사선 분포에 있는 오차의 정정을 위한 방법 및 장치에 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, 집적회로의 개개의 층 상에 형성될 회로 패턴을 생성하기 위해 마스크 또는 레티클(reticle)로도 지칭되는 패터닝 장치가 사용될 수 있다. 이러한 패턴은 기판(예를 들어, 실리콘 웨이퍼) 상의 타겟부(예를 들어, 다이의 일부, 하나 또는 몇몇 다이들을 포함) 상으로 전사될 수 있다. 패턴의 전사는 통상적으로 기판 상에 제공된 방사선-감응재(레지스트)층 상으로의 이미징(imaging)을 통해 수행된다. 일반적으로, 단일 기판은 연속적으로 패터닝되는 인접한 타겟 영역들의 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 방사 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.
리소그래피 프로세스를 모니터링하기 위하여, 패터닝된 기판이 검사되고 패터닝된 기판의 하나 이상의 파라미터가 측정된다. 하나 이상의 파라미터에는 예컨대 패터닝된 기판 내에 형성되거나 또는 패터닝된 기판 상에 형성된 연속층 간의 오버레이 오차 및 현상된 감광성 레지스트의 임계 선폭(critical linewidth)이 포함될 수 있다. 이러한 측정은 제품 기판 자체 및/또는 기판 상에 제공된 전용의 계측 타겟 상에서 수행될 수 있다. 리소그래피 공정으로 형성된 미세 구조물의 측정을 행하기 위한 다양한 기술이 있으며, 이들 기술에는 주사 전자 현미경(scanning electron microscope) 및/또는 다양한 특수 기기를 사용하는 것이 포함된다.
신속하고 비침투식 형태의 특수 검사 기기인 산란계(scatterometer)는 방사선의 빔을 기판의 표면 상의 타겟으로 향하게 하여 산란 또는 반사된 빔의 성질을 측정한다. 빔이 기판에 의해 반사되거나 산란되기 전과 후의 하나 이상의 빔의 특성을 비교함으로써, 기판의 하나 이상의 특성을 결정할 수 있다. 두 가지 주요 유형의 산란계가 알려져 있다. 분광 산란계(spectroscopic scatterometer)는 광대역 방사선 빔을 기판 상으로 지향시키고 특정한 좁은 각도 범위로 산란된 방사선의 스펙트럼(예컨대, 파장을 함수로 하는 세기)을 측정한다. 각도 분해 산란계(angularly resolved scatterometer)는 단색성 방사선 빔(monochromatic radiation beam)을 이용하고, 산란된 방사선의 세기를 각도를 함수로 하여 측정한다.
산란측정의 특정 적용예는 주기적 타겟 내에서의 피쳐 비대칭의 측정 분야이다. 이것은, 예를 들어 오버레이 오차의 크기로서 사용될 수 있지만, 다른 애플리케이션들도 역시 알려져 있다. 각도 분해 산란계에서, 비대칭은 회절 스펙트럼의 반대 부분들을 비교함으로써(예를 들어 주기적 격자의 회절 스펙트럼 내의 -1차 및 +1차를 비교함으로써) 측정될 수 있다. 이것은, 예를 들어 미국 특허 공개 번호 US2006-066855 에 기술된 바와 같이 각도-분해 산란측정법에서 간단하게 수행될 수 있다.
리소그래피 처리에서의 물리적 치수가 감소됨에 따라, 예를 들어 측정 정확도를 증가시키고 및/또는 계측 전용인 타겟이 차지하는 공간은 감소시킬 필요가 있다. -1차 및 +1차 방사선을 차례대로 사용하여 타겟의 별개의 이미지를 촬영함으로써 더 작은 타겟을 사용할 수 있게 하기 위해서, 이미지 기초 산란측정법이 고안되었다. 이러한 이미지 기초 기법의 예는 미국 특허 공개 번호 제 US2011-0027704, 제 US2011-0043791 및 제 US2012-0044470 에 기술되는데, 이들은 본 명세서에서 그 전부가 원용에 의해 통합된다.
그러나, 여전히 타겟 크기를 더욱 감소시키고 정확도를 개선시켜야 하는 필요가 있으며, 현존하는 기법들에는 정확도를 유지하고 및/또는 타겟의 크기를 감소시키는 것을 어렵게 하는 여러 제약들이 있다. 검사 및 측정 기법을 개선할 다른 방법은 기판 표면에 가장 가까운 광학 요소로서 고체 침지 렌즈(solid immersion lens; SIL)를 사용하는 것이다. SIL이 기판 표면(예를 들어, 타겟면)에 극히 가까우면, 1 보다 큰 매우 높은 실효 개구수(NA)가 생긴다. 이러한 SIL과 함께 비간섭성 또는 간섭성 방사원을 사용하면 매우 작은 타겟을 검사할 수 있다.
개구수를 높이는 것을 이용하면, SIL과 기판 사이의 갭이 원하는 값으로 설정돼야 한다. 예를 들어, 기판과 유효 광학적 콘택을 형성하는 SIL을 얻기 위해서, 갭은 10-50 nm의 범위 안에 있을 수 있다. 예시적인 광학적 갭 측정 방법 및 장치는 높은 개구수 요소에서의 편광의 교차 성분을 검출하는 것을 수반할 수 있다. 그러면 교차 편광된 신호는 검출기에 의해 기록되고, 갭 제어 프로세스로의 입력 파라미터로서 사용될 수 있다. 다른 예에서, 갭은 반사된 레이저 방사선 세기를 참조하여 제어될 수 있다. 이러한 갭을 대표하는 신호(예를 들어, 그 크기 또는 공칭 크기로부터의 그 변동을 대표함)를 얻기 위해서, 다른 방법 및 장치가 사용될 수도 있음이 이해될 수 있을 것이다.
임의의 검출 방법과 무관하게, SIL(또는 다른 컴포넌트)과 기판(또는 다른 표면) 사이의 갭은 통상적으로는 연관된 액츄에이터 및 제어 시스템에 의하여 원하는 갭 거리 또는 거리 범위로 설립되고 유지돼야 한다. 이것은, 타겟으로부터 리디렉팅된 방사선으로부터 유도되고, SIL(또는 다른 컴포넌트)을 사용하여 얻어진 측정 데이터(예를 들어, 세기 데이터, 이미지, 등)가 이러한 갭에 따라 달라지기 때문이고, 따라서 기판으로부터 리디렉팅된 방사선이 에버네슨트하게(evanescently) SIL에 커플링되기 때문에 임의의 관심 파라미터(예를 들어, 타겟 패턴의 일부의 높이, 타겟 패턴의 일부의 너비, 타겟 패턴의 하나 이상의 다양한 층의 두께, 등)는 갭 거리에 따라 달라질 것이다.
하지만, 원하는 갭을 확립하고 유지하기 위해 사용되는 제어 메커니즘과 무관하게, 잔여 동적 오차는 일반적으로 갭에 존재하고, 즉 원하는 또는 갭 거리에는 기대된 갭 거리부터의 동적 오차가 존재한다. 그리고, 절대값으로 갭 거리에 작은 변동이라도 있으면, 측정 데이터로부터 유도된 하나 이상의 관심 파라미터를 결정하는 데에 수락할 수 없는 큰 오차가 생길 수 있다는 것이 발견되었다. 따라서, 예를 들어 SIL과 기판 사이의 갭에 있는 잔여 오차에 대해서 SIL(또는 다른 컴포넌트)을 사용하여 얻어진 측정 데이터를 정정하고, 및/또는 정정된 측정 데이터를 사용하여 관심 파라미터를 유도하기 위한 하나 이상의 방법 및 장치를 제공하는 것이 바람직하다.
일 양태에서, 타겟에 관련된 하나 이상의 관심 파라미터의 재구성을 위해서, 해당 타겟과 연관된 방사선 세기를 정정하기 위한 방법이 제공된다.
일 양태에서, 타겟으로부터 갭을 두고 있는 있는 광학 컴포넌트를 사용하여 측정된 타겟에 대한 방사선 세기 분포를 수반하는 방법으로서, 상기 방사선 세기 분포의 방사선 세기의 변동에 대한 정정 인자를 상기 갭의 거리의 변동의 함수로서 계산하는 단계를 포함하는, 방법이 제공된다.
일 양태에서, 주어진 타겟 구조체에 대해, 상기 타겟 구조체와 광학 요소 사이의 갭에 대한 방사선 세기의 의존성에 대한 이차 도함수 텐서를 계산하는 단계; 측정 기간에 걸쳐 갭 변동 분포의 통계적 분산을 결정하는 단계; 및 상기 통계적 분산 및 이차 도함수 텐서에 기초하여 상기 타겟 구조체에 대한 방사선 세기의 변동을 결정하는 단계를 포함하는, 방법이 제공된다.
일 양태에서, 주어진 타겟 구조체에 대하여, 상기 타겟 구조체와 광학 요소 사이의 갭에 대한 방사선 세기의 의존성에 대한 이차 도함수 텐서를 계산하는 단계; 상기 타겟의 측정 기간 중에 갭 변동 분포의 통계적 분산을 평가하는 단계로서, 상기 갭 변동 분포는 측정된 갭 신호에 기초하는, 단계; 및 상기 이차 도함수 텐서 및 상기 갭 변동 분포의 통계적 분산에 기초하여, 타겟 구조체에 걸친 평균 방사선 세기 변동을 상기 갭의 변동의 함수로서 평가하는 단계를 포함하는, 방법이 제공된다.
실시예들은 첨부 도면을 참조하여 오직 예시를 통하여 이제 설명될 것이다:
도 1 은 리소그래피 장치의 일 실시예를 개략적으로 도시한다;
도 2 는 리소그래피 셀 또는 클러스터의 일 실시예를 개략적으로 도시한다;
도 3 은 예시적인 검사 장치 및 계측 기법을 개략적으로 도시한다;
도 4 는 예시적인 검사 장치를 개략적으로 도시한다;
도 5 는 검사 장치의 조명 스폿과 계측 타겟 사이의 조명 스폿을 예시한다;
도 6 은 측정 데이터에 기초하여 관심 파라미터를 유도하는 프로세스를 개략적으로 보여준다;
도 7 은 타겟 마커의 하나의 피치의 일 예를 도시한다;
도 8 은 고체 침지 렌즈(SIL)를 포함하는 예시적인 검사 장치를 도시한다;
도 9 는 시간 상에서 자신의 공칭 값 로부터의 갭의 편차(갭 변동)의 시뮬레이션된 값의 일 예를 도시한다;
도 10a 내지 도 10c 는 각각의 상이한 획득 시간에 걸쳐 데이터의 두 세트와 연관된 시뮬레이션된 예시 갭 변동 분포를 보여준다;
도 11a 는 타겟 패턴을 재구성하기 위해 사용된 시뮬레이션된 갭 분포의 세트에 대한 상단 CD의 변동의 다양한 시뮬레이션된 값의 예시적인 발생 빈도를 보여준다;
도 11b 는 타겟 패턴을 재구성하기 위해 사용된 시뮬레이션된 갭 분포의 세트에 대한 하단 CD의 변동의 다양한 시뮬레이션된 값의 예시적인 발생 빈도를 보여준다;
도 11c 는 타겟 패턴을 재구성하기 위해 사용된 시뮬레이션된 갭 분포의 세트에 대한 격자 높이의 변동의 다양한 시뮬레이션된 값의 예시적인 발생 빈도를 보여준다;
도 11d 는 타겟 패턴을 재구성하기 위해 사용된 시뮬레이션된 갭 분포의 세트에 대한 갭 거리의 변동의 다양한 시뮬레이션된 값의 예시적인 발생 빈도를 보여준다;
도 12a 내지 도 12d 는 갭 분포의 수학적 모멘트들의 다양한 상이한 타입에 대한 시뮬레이션된 갭 분포의 하나의 수학적 모멘트의 다양한 시뮬레이션된 값에 관한 CD에 있는 변동(상단 CD에 대한)의 의존성을 나타낸다;
도 13a 내지 도 13g 는 시뮬레이션된 갭 분포의 분산(제2 수학적 모멘트)이 있는 타겟 패턴에 관련된 다양한 파라미터에 대한, CD에 있는 변동의 의존성을 나타낸다;
도 14 는 SIL을 사용하여 얻어진 측정된 데이터에 기초하여 타겟 패턴의 하나 이상의 관심 파라미터를 유도하기 위한 프로세스의 흐름도를 도시한다; 그리고
도 15 는 SIL을 사용하여 얻어진 측정된 데이터에 기초하여 타겟 패턴의 하나 이상의 관심 파라미터를 유도하기 위한 프로세스의 흐름도를 개략적으로 도시한다.
본 발명의 실시예들을 상세하게 설명하기 이전에, 본 발명의 실시예들이 구현될 수 있는 예시적인 환경을 제시하는 것이 유익하다.
도 1 은 리소그래피 장치(LA)를 개략적으로 묘사한다. 이 장치는:
- 방사선 빔(B)(예를 들어 UV 방사선 또는 DUV 방사선)을 조절하도록 구성되는 조명 시스템(조명기)(IL);
- 패터닝 디바이스(예를 들어, 마스크; MA)를 지지하도록 구성되고 특정 파라미터에 따라서 패터닝 디바이스를 정확하게 포지셔닝하도록 구성되는 제1 포지셔너(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 포지셔닝하도록 구성되는 제2 포지셔너(PW)에 연결되는 기판 테이블(예를 들어 웨이퍼 테이블)(WT); 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)(PL)을 포함하며, 투영 시스템은 기준 프레임(RF) 상에 지지된다.
조명 시스템은 방사선을 지향시키고, 성형(shaping)하고, 또는 제어하기 위한 다양한 유형의 광 컴포넌트, 예컨대 굴절형, 반사형, 자기적, 전자기, 정전기 또는 다른 유형의 광 컴포넌트, 또는 이들의 임의의 조합을 포함할 수도 있다.
지지 구조체는 패터닝 디바이스를, 패터닝 디바이스의 지향, 리소그래피 장치의 디자인, 및 예를 들어 패터닝 디바이스가 진공 환경에서 유지되는지 여부와 같은 다른 조건에 의존하는 방식으로 지지한다. 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(frame) 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 어떠한 사용도 "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 천이 피처(phase shifting feature) 또는 소위 어시스트 피처(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 투과형 또는 반사형일 수도 있다. 패터닝 장치의 예는 마스크, 프로그램가능 미러 어레이, 및 프로그램가능 LCD 패널을 포함한다. 마스크는 리소그래피에서 주지되며, 이진, 교번 위상-천이, 감쇄 위상-천이, 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 액침액(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 투과형이다(예를 들어, 투과형 마스크를 채용). 또는, 장치는 반사형 타입(예를 들어 위에서 언급된 바와 같은 타입의 프로그램가능 미러 어레이를 채용하거나, 반사 마스크를 채용함)일 수도 있다.
리소그래피 장치는 두 개(듀얼 스테이지) 또는 더 많은 테이블(예를 들어, 측정, 및/또는 세정, 등을 용이화하기 위해서만 제공되는 기판이 없는, 투영 시스템 아래의 두 개 이상의 기판 테이블(WTa, WTb), 두 개 이상의 패터닝 디바이스 테이블, 기판 테이블(WTa) 및 테이블(WTb))의 타입일 수 있다. 그러한 "다중 스테이지" 머신에서, 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. 예를 들어 정렬 센서(AS)를 사용한 정렬 측정 및/또는 레벨 센서(LS)를 사용한 레벨(높이, 틸트, 등) 측정이 이루어질 수 있다.
리소그래피 장치는 또한, 투영 시스템과 기판 사이의 공간을 채우기 위해 기판의 적어도 일부분이 상대적으로 높은 굴절률을 가진 액체, 예컨대 물에 의해 덮힐 수 있는 유형일 수 있다. 액침액은 또한 예컨대 패터닝 디바이스와 투영 시스템 사이와 같은 리소그래피 장치 내의 다른 공간에도 가해질 수 있다. 액침 기법은 투영 시스템의 애퍼쳐(numerical aperture)를 증가시키기 위하여 당업계에 주지된다. 본 명세서에 사용된 바와 같은 "액침"이라는 용어는, 기판과 같은 구조체가 액체에 잠겨져야 하는 것을 의미하지 않고, 그보다는 노광 동안에 투영 시스템과 기판 사이에 액체가 위치된다는 것을 의미한다.
도 1 을 참조하면, 조명기(IL)는 방사선 빔을 방사원(SO)으로부터 수광한다. 예를 들어, 방사원이 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 방사원이 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 조절하도록 구성되는 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 컴포넌트들을 포함할 수도 있다. 조명기는 방사선 빔이 자신의 단면에서 원하는 균일성 및 세기기 분포를 가지도록 조정하기 위하여 사용될 수도 있다.
방사선 빔(B)은 지지 구조(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(PL)을 통과한다. 제2 포지셔너(PW) 및 위치 센서(IF)(예를 들어 간섭측정 측정 디바이스, 선형 인코더, 2-D 인코더 또는 용량성 센서)의 도움을 받아, 예를 들어 방사선 빔(B)의 경로에 상이한 타겟부들(C)을 위치설정하기 위하여, 기판 테이블(WT)이 정확하게 이동될 수 있다. 이와 유사하게, 제1 포지셔너 및 다른 포지션 센서(도 1 에는 명확하게 묘사되지 않음)는, 예를 들어 마스크 라이브러리로부터의 기계적 탐색 이후에, 또는 스캔 동안에, 방사선 빔(B)의 경로에 대하여 패터닝 디바이스(MA)를 정확하게 포지셔닝하기 위하여 사용될 수 있다. 일반적으로, 지지 구조체(MT)의 이동은, 제1 포지셔너(PM)의 일부를 형성하는 롱-스트로크 모듈(long-stroke module; 개략 위치 설정) 및 숏-스트로크 모듈(short-stroke module; 정밀 위치 설정)을 이용하여 실현될 수도 있다. 마찬가지로, 기판 테이블(WT)의 이동은 제2 포지셔너(PW)의 일부를 형성하는 롱-스트로크 모듈 및 숏-스트로크 모듈을 이용하여 실현될 수도 있다. 스테퍼의 경우(스캐너와 반대로) 지지 구조체(MT)는 숏-스트로크 액추에이터에만 연결될 수도 있고, 또는 고정될 수도 있다. 패터닝 장치(MA) 및 기판(W)은 패터닝 장치 정렬 마크(M1, M2) 및 기판 정렬 마크(P1, P2)를 이용하여 정렬될 수 있다. 비록 도시된 바와 같이 기판 정렬 마크들이 전용 타겟 영역을 점유하지만, 이들은 타겟 영역 사이의 공간(이들은 스크라이브 레인(scribe-lane) 정렬 마크로 알려짐)에 위치될 수도 있다. 마찬가지로, 마스크(MA)에 두 개 이상의 다이가 제공되는 경우, 마스크 정렬 마크들은 다이들 사이에 위치될 수도 있다.
도시된 장치는 다음 모드들 중 하나 이상의 모드로 사용될 수 있다:
1. 스텝 모드에서는, 지지 구조체(MT) 및 기판 테이블(WT)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(WT)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, 지지 구조체(MT) 및 기판 테이블(WT)이 동기되어 스캐닝되는 동안, 방사선 빔에 부여된 패턴이 타겟부(C) 상에 투영된다(즉, 단일 동적 노광). 지지 구조체(MT)에 상대적인 기판 테이블(WT)의 속도 및 방향은 투영 시스템(PL)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)을 한정하는 한편, 스캐닝 모션의 길이는 타겟부의 높이(스캐닝 방향에서의)를 결정한다.
3. 다른 모드에서는, 프로그램가능 패터닝 디바이스를 홀딩하면서 지지 구조체(MT)는 본질적으로 정지 상태로 유지되고, 기판 테이블(WT)은 방사선 빔에 부여된 패턴이 타겟 영역(C) 상에 투영되는 동안에 이동되거나 스캐닝된다. 이러한 모드에서, 일반적으로 펄스화된(pulsed) 방사선 소스가 채용되며, 프로그램가능한 패터닝 디바이스는 요구될 때, 기판 테이블(WT)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.
도 2 에 도시된 것처럼, 리소그래피 장치(LA)는 리소셀 또는 클러스터라고도 지칭되는 리소그래피 셀(LC)의 일부를 형성할 수 있고, 이는 또한 기판 상에서 노광 전 그리고 노광 후 프로세스를 수행하기 위한 장치를 포함한다. 통상적으로, 이러한 장치는 하나 이상의 레지스트층을 증착하기 위한 하나 이상의 스핀 코터(spin coater; SC), 노광된 레지스트를 현상하기 위한 하나 이상의 현상기(DE), 하나 이상의 칠 플레이트(chill plate; CH), 및 하나 이상의 베이크 플레이트(bake plate; BK)를 포함한다. 기판 핸들러 또는 로봇(RO)이 입력/출력 포트(I/O1, I/O2)로부터 하나 이상의 기판을 픽업하여, 이들을 상이한 공정 장치 간에 이동시키며, 그 후 리소그래피 장치의 로딩 베이(loading bay; LB)에 전달한다. 통칭하여 트랙으로도 지칭되는 이들 장치는 감독 제어 시스템(supervisory control system; SCS)에 의해 제어되는 트랙 제어 유닛(TCU)의 제어 하에 있게 되며, 감독 제어 시스템은 또한 리소그래피 제어 유닛(LACU)을 통해 리소그래피 장치를 제어한다. 그러므로, 처리량 및 처리 효율을 최대화하기 위해 상이한 장치가 작동될 수 있다.
리소그래피 장치에 의해 노광되는 기판이 정확하고 일정하게 노광되도록 하기 위해서는, 노광된 기판을 검사하여 후속층들 사이의 오버레이 오차, 라인 두께, 임계 치수(CD) 등과 같은 하나 이상의 특성을 측정하는 것이 바람직할 수 있다. 따라서, 리소셀(LC)이 그 안에 위치되는 제조 설비는, 리소셀 내에서 처리된 기판(W)의 일부 또는 전부를 수납하는 계측 시스템(MET)을 통상적으로 더 포함한다. 계측 시스템(MET)은 리소셀(LC)의 일수일 수도 있고, 예를 들어 리소그래피 장치(LA)의 일부일 수도 있다.
계측 결과는 감독 제어 시스템(SCS)으로 직접적으로 또는 간접적으로 제공될 수 있다. 오차가 검출되는 경우, 후속 기판의 노광에 대한(특히 배치의 하나 이상의 다른 기판이 여전히 노광될 수 있도록 검사가 충분히 일찍 그리고 빠르게 행해질 수 있는 경우) 및/또는 노광된 기판의 후속 노광에 대한 조정이 이루어질 수 있다. 또한, 이미 노광된 기판은 스트리핑되고 재작업(rework) 되어 수율을 개선하거나, 또는 폐기되어, 이를 통하여 오류가 있는 것으로 알려진 기판에 추가적인 처리가 수행되는 것을 피할 수도 있다. 기판의 일부 타겟 영역에만 오류가 있는 경우, 양호한 것으로 간주되는 타겟 영역에만 추가적 노광이 수행될 수 있다.
계측 시스템(MET) 내에서, 기판의 하나 이상의 특성, 및 구체적으로 상이한 기판의 하나 이상의 특성이 또는 동일 기판의 상이한 층의 특성이 층에 따라 어떻게 변화하는지를 결정하기 위해 검사 장치가 사용된다. 검사 장치는 리소그래피 장치(LA) 또는 리소셀(LC)에 통합될 수도 있고, 또는 독립형 장치일 수도 있다. 신속한 측정을 할 수 있기 위해서는, 검사 장치가 노광 직후에 노광된 레지스트 층에서 하나 이상의 특성을 측정하는 것이 바람직하다. 그러나, 레지스트 내의 잠상(latent image)이 낮은 콘트라스트를 가지며 - 이 경우 방사선에 노광된 레지스트의 부분과 방사선에 노광되지 않은 부분 간에 단지 매우 작은 굴절률차가 있음 - 모든 검사 장치가 잠상의 유용한 측정을 행하기에 충분한 감도를 갖는 것은 아니다. 따라서, 통상적으로 노광된 기판에 대해 수행되는 첫 번째 단계이고, 레지스트의 노광된 부분과 노광되지 않은 부분 간의 콘트라스트를 증가시키는 단계인, 노광 후 베이크 단계(post-exposure bake step, PEB) 후에 측정이 이루어질 수 있다. 이 스테이지에서, 레지스트 내의 이미지는 반잠상(semi-latent)으로 지칭될 수 있다. 또한, 에칭과 같은 패턴 전사 단계 후에, 현상된 레지스트 이미지의 측정을 행하는 것도 가능하며, 그 시점에서 레지스트의 노광된 부분 또는 노광되지 않은 부분 중의 하나가 제거된다. 후자의 가능성은 오류가 있는 기판의 재작업에 대한 가능성은 제한하지만, 여전히 유용한 정보를 제공할 수 있다.
도 3 은 예시적인 검사 장치(예를 들어, 산란계)를 도시한다. 이것은 방사선을 기판(W) 상에 투영하는 브로드밴드(백색 광) 방사선 프로젝터(2)를 포함한다. 반사된 방사선은 분광계 검출기(4)로 전달되고, 이것은 예를 들어 좌측 아래의 그래프에 표시된 것과 같은 경면 반사된 방사선의 스펙트럼(10)(파장의 함수로서의 세기)을 측정한다. 이러한 데이터로부터, 예를 들어 엄밀 결합 파 분석(Rigorous Coupled Wave Analysis) 및 비선형 회귀(non-linear regression)에 의해 또는 도 3 의 우측 아래에 도시한 바와 같은 시물레이션된 스펙트럼(simulated spectra)의 라이브러리와의 비교에 의해, 검출된 스펙트럼을 초래하는 구조 또는 프로파일이 프로세서(PU)에 의해 재구성될 수도 있다. 일반적으로, 재구성을 위해서는, 그 구조의 전반적인 형태가 알려져 있으며 일부 파라미터는 이 구조를 제조하는 프로세스에 대한 정보로부터 가정되어, 이 구조의 소수의 파라미터만이 측정된 데이터로부터 결정되도록 남게 된다. 이러한 검사 장치는 수직 입사(normal-incidence) 검사 장치 또는 경사 입사(oblique-incidence) 검사 장치로서 구성될 수 있다.
사용될 수 있는 다른 검사 장치가 도 4 에 도시된다. 이 장치에서, 방사선 소스(2)에 의해 방출된 방사선은 렌즈 시스템(12)을 이용하여 시준되고, 간섭 필터(13) 및 편광기(polarizer)(17)를 통하여 투과되며, 부분 반사 표면(16)에 의해 반사되고, 바람직하게는 적어도 약 0.9 및 더 바람직하게는 적어도 약 0.95 의 높은 개구수(NA)를 가지는 대물 렌즈(15)를 통해 기판(W) 상의 스폿(S)에 포커스된다. 심지어 액침 검사 장치(물과 같은 상대적으로 높은 굴절률의 유체를 사용함)는 1 이 넘는 개구수를 가질 수도 있다.
리소그래피 장치(LA)에서와 같이, 하나 이상의 기판 테이블이 측정 동작 중에 기판(W)을 홀딩하기 위해 제공될 수 있다. 기판 테이블은 형태상 도 1 의 기판 테이블(WTa, WTb)과 유사하거나 동일할 수 있다. 검사 장치가 리소그래피 장치와 통합되는 일 예에서, 이들은 동일한 기판 테이블일 수도 있다. 측정 광학계에 대해 기판을 정확하게 포지셔닝하도록 구성되는 제2 포지셔너(PW)에 성긴 포지셔너 및 정밀 포지셔너가 제공될 수 있다. 예를 들어 관심 타겟의 위치를 얻고 대물 렌즈(15) 아래의 위치에 놓기 위해서, 다양한 센서 및 액츄에이터가 제공된다. 통상적으로, 기판(W)에 걸친 상이한 위치에서 타겟에 많은 측정이 이루어질 것이다. 기판 지지체는 X 및 Y 방향으로 이동되어 상이한 타겟들을 얻을 수 있고, Z 방향으로 이동되어 광학계의 초점에 대한 타겟의 원하는 위치를 얻을 수 있다. 예를 들어 실제로 광학계가 실질적으로 정지된 상태를 유지하고(통상적으로 X 및 Y 방향이지만 Z 방향에서도 정지될 수 있음) 기판만이 이동하는 경우, 대물 렌즈가 기판에 대해 상대적으로 상이한 위치로 이동되고 있는 것처럼 동작을 이해하고 설명하는 것이 편리하다. 기판 및 광학계의 상대적인 위치가 정확하다면, 이들 중 어느 것이 실제로 이동하고 있는지, 또는 둘 다 이동하는 중인지, 또는 광학계의 일부의 조합이 이동하며(예를 들어, Z 및/또는 틸트 방향으로) 광학계의 나머지가 정지된 상태이고 기판이 이동하는지(예를 들어, X 및 Y 방향이지만, 선택적으로 Z 및/또는 틸트 방향으로도 이동가능함)는 이론 상 중요하지 않다.
스펙트럼(spectrum)이 검출되게 하기 위하여, 기판(W)에 의해 리디렉팅된 방사선은 이제 부분 반사 표면(16)을 통해 검출기(18)에 진입한다. 검출기는 대물 렌즈(15)의 초점 거리(focal length)에 위치하는 후위 투영 퓨필 평면(back-projected pupil plane)(11) 내에 배치될 수 있지만, 퓨필 평면은 보조 광학 장치(도시 안 됨)에 의해 검출기에 재결상될(re-imaged) 수도 있다. 퓨필 평면은, 방사선의 방사 위치(radial position)가 입사각을 정하고, 각도 위치가 방사선의 방위각을 정하는 평면이다. 검출기는 기판 타겟(30)의 2차원 각도 산란 스펙트럼이 측정될 수 있도록 2차원 검출기일 수 있다. 검출기(18)는 예를 들어 CCD 또는 CMOS 센서의 어레이일 수도 있으며, 예컨대 프레임당 40 ms의 노출 시간(integration time)을 사용할 수도 있다.
입사 방사선의 세기를 측정하기 위해, 예를 들어 레퍼런스 빔이 사용될 수 있다. 이를 위해, 방사선 빔이 부분 반사면(16)에 입사되면, 방사선 빔의 일부는 부분 반사면(16)을 투과하여 기준 빔으로서 기준 미러(14)를 향하게 된다. 기준 빔은 그 후 동일한 검출기(18)의 상이한 부분 상에 투영되거나 또는 이와 달리 상이한 검출기(도시하지 않음) 상으로 투영된다.
예를 들면 405~790 nm 또는 그보다 낮은, 예컨대 200~300 nm와 같은 범위의 관심 파장을 선택하기 위해 하나 이상의 간섭 필터(13)의 세트가 이용될 수 있다. 간섭 필터는 상이한 필터의 세트를 포함하기보다는 튜닝가능할 수도 있다. 간섭 필터 대신 격자(grating)가 이용될 수 있다. 애퍼쳐 스톱 또는 공간 광 변조기(미도시)가 조명 경로에 제공되어 타겟 상의 방사선의 입사각의 범위를 제어할 수 있다.
검출기(18)는 단일 파장(또는 좁은 파장 범위)에서의 리디렉팅된 방사선의 세기를 측정할 수도 있고, 여러 파장에서의 세기를 별도로 측정할 수도 있으며, 또는 일정 파장 범위에 걸쳐 통합된 세기를 측정할 수도 있다. 또한, 검출기는 횡자기 편광(transverse magnetic-polarized) 및 횡전기 편광 방사선(transverse electric-polarized radiation)의 세기, 및/또는 횡자기 편광 방사선과 횡전기 편광 방사선 간의 위상차를 별도로 측정할 수도 있다.
기판(W) 상의 타겟(30)은 1-D 격자일 수도 있으며, 이 1-D 격자는 현상 후에 바(bar)가 고상의 레지스트 라인(solid resist line)으로 형성되도록 프린트된다. 타겟(30)은 2-D 격자일 수도 있으며, 이 2-D 격자는 현상 후에 바(bar)가 고상 레지스트 필라(solid resist pillar) 또는 레지스트 내의 비아(via)로 형성되도록 프린트된다. 바, 필라 또는 비아는 기판 내로 에칭될 수도 있다. 격자(예를 들어, 바, 필라, 비아)의 패턴은 리소그래피 투영 장치, 특히 투영 시스템(PS)에서의 색수차(chromatic aberration)에 민감하며, 그리고 조명 대칭성 및 이러한 수차의 존재는 프린트된 격자에서의 변동(variation)에서 명백하게 드러날 것이다. 이에 따라, 프린트된 격자의 측정된 데이터가 격자를 재구성하는데 이용된다. 인쇄 단계 및/또는 다른 검사 프로세스의 지식으로부터, 라인 폭 및 라인 형상과 같은 1-D 격자의 하나 이상의 파라미터 또는 필라 또는 비아의 폭 또는 길이 또는 형상과 같은 2-D 격자의 하나 이상의 파라미터가, 처리 유닛(PU)에 의해 수행되는 재구성 프로세스에 입력될 수 있다.
재구성을 통한 파라미터의 측정에 추가하여, 각도 분해 산란측정이 제품 및/또는 레지스트 패턴 내의 피쳐의 비대칭을 측정하는 데에 유용하다. 비대칭 측정의 특정 응용예는 오버레이의 측정을 위한 것인데, 이러한 경우 타겟(30)은 서로 중첩된 주기적 피쳐들의 하나의 세트를 포함한다. 도 3 또는 도 4 의 기구를 사용하는 비대칭 측정의 개념은, 예를 들어 미국 특허 공개 번호 US2006-066855 에 기술되는데, 이것은 그 전체로서 본 명세서에 원용된다. 간단히 말하면, 타겟의 회절 스펙트럼 내의 회절 차수의 위치가 타겟의 주기성에 의해서만 결정되는 반면에, 회절 스펙트럼 내의 비대칭은 타겟을 이루는 개개의 피쳐들에 있는 비대칭을 표시한다. 검출기(18)가 이미지 센서일 수 있는 도 4 의 기구에서, 회절 차수에 있는 이러한 비대칭은 검출기(18)에 의해 기록된 퓨필 이미지 내의 비대칭으로서 직접적으로 나타난다. 이러한 비대칭은 유닛(PU) 내에 있는 디지털 이미지 처리에 의해 측정되고, 오버레이의 공지된 값에 대하여 캘리브레이션될 수 있다.
도 5 는 도 4 의 장치에서의 통상적인 타겟(30), 및 조명 스폿(S)의 평면도를 도시한다. 주변 구조체로부터의 간섭이 없는 회절 스펙트럼을 얻기 위해서, 일 실시예에서 타겟(30)은 조명 스폿(S)의 폭(예를 들어, 직경) 보다 더 큰 주기 구조체(예를 들어, 격자)이다. 스폿(S)의 폭은 타겟의 폭과 길이보다 작을 수 있다. 다르게 말하면, 타겟은 조명에 의해 '언더필되고(underfilled)', 회절 신호에는 타겟 자체 밖의 제품 피쳐 등에 의한 간섭이 없다. 조명 장치(2, 12, 13, 17)는 대물 렌즈(15)의 퓨필 평면에 걸쳐서 균일한 세기의 조명을 제공하도록 구성될 수 있다. 또는, 예를 들어 조명 경로에 애퍼쳐를 포함함으로써, 조명은 온 축 또는 오프 축 방향으로 제한될 수 있다.
도 6 은 계측법을 사용하여 얻어진 측정된 데이터에 기초하여 타겟 패턴의 하나 이상의 관심 파라미터를 결정하는 프로세스의 예시적인 흐름도를 개략적으로 도시한다. 검출기(18)에 의해 검출된 방사선은 타겟(30')에 대한 측정된 방사선 분포(108)를 제공한다. 이러한 측정된 방사선 분포(108)는 기판 내에 또는 상에 형성된 연속적인 층들 사이의 오버레이 오차 및/또는 예를 들어 현상된 감광성 레지스트의 임계 치수와 같은 관심 파라미터를 유도할 수 있게 하는 정보를 보유한다. 도 7 은 타겟(타겟(30, 30')과 같음)의 예시적인 부분 및 타겟을 구성하고 이와 관련된 다양한 재료들의 예시적인 층들을 도시한다. 예를 들어, 타겟은 베어(bare) 실리콘 기판(700) 상에 높인 실리콘 이산화물(SiO2)(710)의 층을 포함할 수 있다. 층(710) 위에는 실리콘 질화물(Si3N4)(720)의 층이 있을 수 있고, 이것은 그 위에 높인 TEOS(tetraethyl orthosilicate)(730)의 층을 가지는 격자 피쳐를 형성할 수 있다. 층(730)의 위에는 실리콘 질화물(Si3N4)(740)의 다른 층이 있고, 이것은 다른 격자 피쳐(예를 들어, 측정 오버레이에 대한 격자 피쳐)를 형성할 수 있다. 도 7 은 타겟을 규정하는 것을 돕는 타겟의 다양한 파라미터, 예를 들어, 층(710)의 두께를 나타내는 거리 H1, 층(720)의 두께를 나타내는 거리 H2, 층(730)의 두께를 나타내는 거리 H3, 층(740)의 두께를 나타내는 거리 H4, 층(740)의 상단 임계 치수(TCD), 및 층(740)의 하단 임계 치수(BCD)를 더 나타낸다. 이러한 다양한(및 그 외의) 파라미터들은 검출기(18)에서 얻어지는 방사선 분포에 영향을 준다.
주어진 타겟(30')에 대해서, 방사선 분포(208)는, 예를 들어 수치 맥스웰 솔버(numerical Maxwell solver; 210)를 사용하여, 타겟(30')에 대한 패턴의 파라미터화된 모델(206)로부터 계산 / 시뮬레이션될 수 있다. 파라미터화된 모델(206)은 도 7 에서 식별된 하나 이상의 파라미터 및/또는 하나 이상의 층들의 굴절률, 하나 이상의 층들의 측벽 각도, 등과 같은 다른 파라미터를 포함할 수 있다. 파라미터의 초기 값은 측정되고 있는 타겟에 대해 기대되는 값일 수 있다. 그러면 측정된 방사선 분포(108)는 212 에서 계산된 방사선 분포(208)와 비교되어 이들 사이의 차를 결정한다. 차이가 있으면, 파라미터화된 모델(206)의 파라미터 중 하나 이상의 값은 변경될 수 있고, 새롭게 계산된 방사선 분포(208)가 계산되고, 측정된 방사선 분포(108)와 계산된 방사선 분포(208) 사이에 충분한 매칭이 존재할 때까지 측정된 방사선 분포(108)에 대해 비교된다. 그런 포인트에서, 파라미터화된 모델(206)의 파라미터들의 값은 실제 타겟(30')의 기하학적 구조에 대한 양호하거나 최선의 매칭을 제공한다. 파라미터화된 모델의 그러한 파라미터 중 하나(예를 들어, CD)는 리소그래피 프로세스를 평가하기 위해서 사용자에 의해 사용될 수 있다. 추가적으로 또는 대안적으로, 관심 파라미터는 파라미터화된 모델의 하나 이상의 값들로부터 유도될 수 있다.
하지만, 계측 타겟에 의해 점유되는 공간을 줄일 필요가 있다.
예를 들어, 계측 타겟이 종래에 위치되었던 기판 상의 타겟부들(C) 사이의 '스크라이브 레인'의 폭을 줄이는 것이 필요하다. 추가적으로 또는 대안적으로, 예를 들어 계측 타겟을 디바이스 패턴 자체 내에 포함시켜서, CD 및/또는 오버레이와 같은 파라미터의 변동을 더 정확하게 모니터링하고 정정할 필요성이 있다. 이러한 목적을 위해서, 회절 기초 계측의 다른 방법이 가장 최근에 고안되었다. 예를 들어 이미지-기초 계측에서, 각각 회절 스펙트럼의 상이하게 선택된 차수들을 사용한, 타겟의 두 개의 이미지가 제작된다. 두 개의 이미지를 비교하면, 비대칭 정보를 얻을 수 있다. 이미지의 부분들을 선택함으로써, 타겟 신호를 그 주변으로부터 분리할 수 있다. 타겟은 더 작게 제작될 수 있고, 동일한 조명 스폿 내에 여러 개가 포함될 수 있도록 정사각형일 필요가 없다. 이러한 기법의 예들이 미국 특허 공개 번호 US2011-0027704, US2011-0043791, 및 US2012-0044470 에 기술된다.
계측 타겟에 의해 점유되는 공간을 줄이는 것에 추가하거나 대안적으로, 측정 자체의 성질, 예컨대 그들의 정확도를 개선할 필요가 있다. 예를 들자면, 예를 들어 측정의 민감도를 더 높일 필요가 있다. 추가적으로 또는 대안적으로, 예를 들어 위에서 설명된 재구성 시에 다양한 파라미터들 간에 더 양호한 디커플링을 얻는 것을 필요가 있다. 예를 들어, 다른 관심 파라미터에 영향을 주는 관심 파라미터와 연관된 측정들의 효과를 감소시키거나 없앰으로써 특정한 관심 파라미터들 각각에 대해서 더 양호한 값을 얻을 필요가 있다.
크기 감소 및/또는 정확도에 대한 필요성이 계속되는 한, 현존 기법들은 일부 기술적 제한사항을 만족시킬 수 있다. 예를 들어, 일부 방법은 적어도 ±1차 회절 차수를 캡쳐하려 한다. 대물 렌즈(15)의 개구수를 고려하면, 이것은 타겟의 주기 구조체의 피치(L)를 제약한다. 민감도를 개선하고 및/또는 타겟 크기를 줄이려면, 더 짧은 파장(λ)을 사용하는 것을 고려할 수 있다. 더 나아가, 타겟은 너무 작아질 수 없고, 그렇지 않으면 주기 구조체라고 간주되기에 충분한 피쳐를 가지지 않을 것이다. 결과적으로, 일 예로서 오버레이는 제품(예를 들어, 디바이스) 레이아웃의 크기보다 더 큰 치수를 가지는 주기적 구조체 피쳐(예를 들어, 라인)를 사용하여 측정되어, 오버레이 측정의 신뢰성을 낮추게 된다. 이상적으로는 피쳐 라인 및 피치는 제품 피쳐와 유사한 치수를 가져야 한다.
도 8 은 측정 자체의 성질의 속성(예를 들어, 정확도)의 개선 및/또는 타겟 크기의 감소가 구현될 수 있는 검사 장치를 도시한다. 도 8 에서, 스폿(S')(예를 들어 더 작은 타겟이 소망될 경우에는 관습보다 더 작을 수 있음)이 타겟(30')(예를 들어 더 작은 타겟이 소망될 경우에는 관습보다, 예를 들어 더 작은 피치의 피쳐보다 더 작을 수 있음)에 적용될 수 있다. 유사한 참조 번호들은 도면 전체에 걸쳐 유사한 성분들을 가리킨다.
도 8 의 장치를 도 4 의 장치와 비교하면, 첫 번째 차이점은 타겟(30')에 가깝게 추가적 렌즈 엘리먼트(60)가 제공된다는 것이다. 이러한 추가적 렌즈는, 수 밀리미터 정도, 예를 들어 1 mm 내지 5 mm의 범위, 예를 들어 약 2 mm의 폭(예를 들어, 직경)을 가지는 소형 고체 침지 렌즈(SIL)이다. 일 예에서, SIL은 자신의 표면에 실질적으로 수직 입사하는 방사선 광선을 수광하는 재료의 반구를 포함한다. 일 실시예에서, SIL은 초반구(super-hemisphere)와 같은 다른 형상일 수 있다. 일 실시예에서, SIL은 예컨대 유리, 융해된 석영, 재료들의 조합, 등인, 굴절률 n의 재료로 제조된다. SIL 재료 내에서, 원래의 광선의 개구수(NA)는 n으로 승산된다. 수광된 광선은 반구 또는 초반구의 대략 중심에서 초점이 맞게 되고, SIL이 없는 경우와 비교할 때 n의 인자만큼 더 작은 스폿을 형성한다. 예를 들어, n = 2 를 가지는 통상적 유리 반구는 포커싱된 스폿의 폭을 2 의 인자만큼 감소시킬 것이다.
마이크로스코피(microscopy) 및 포토리소그래피에서의 해상도를 증가시키기 위해 광학 요소를 액체 내에 액침시키는 것이 사용되어 왔다. 고체 침지 렌즈는 액체 액침이 가지는 불편함/문제점이 없이 유사한 이득을 달성할 수 있다. 그러나, 증가된 NA가 시스템의 해상도를 실제로 증가시키지 않는다고 보장하려면, SIL의 하단은 타겟(30)과 접촉하거나 이것에 극히 가깝게 위치되어야 한다. 그러면 그 실용적 응용예가 제한된다.
소위 마이크로-SIL도 역시 사용될 수 있다. 이러한 SIL의 폭(예를 들어, 직경)은 훨씬 더 작고, 예를 들어 폭이 약 2 밀리미터가 아니라 약 2 마이크론이다. 도 8 의 SIL(60)이 마이크로-SIL인 예에서, 이것은 10 μm 이하, 잠재적으로는 5 μm 이하의 폭(예를 들어, 직경)을 가질 수 있다.
소형 또는 마이크로-SIL(60)이 사용되면, 이것은 가동 지지대에 부착되어 정렬과 기판까지의 근접도를 제어하는 것이 더 큰 폭을 가지는 렌즈의 경우에서보다 훨씬 쉬워지게 한다. 예를 들어 도 8 에서 SIL(60)은 프레임(62)에 탑재된다. 일 실시예에서, 프레임(62)은 이동가능하다. 프레임(62)을 이동시키기 위하여 액츄에이터가 제공될 수 있다. 일 실시예에서, 프레임(62)은 대물 렌즈(15)를 지지한다. 따라서, 일 실시예에서, 프레임(62)은 대물 렌즈(15) 및 SIL(60) 양자 모두를 함께 이동시킬 수 있다. 일 실시예에서, 프레임(62)용 액츄에이터는 프레임(62)(및 SIL(60))을 실질적으로 Z 방향으로 이동시키도록 구성될 수 있다. 일 실시예에서, 프레임(62)용 액츄에이터는 이동 프레임(62)(및 SIL(60))을 X 축 및/또는 Y 축 중심으로 이동시키도록 구성될 수 있다. 일 실시예에서, SIL(60)은 프레임(62)에 대해 상대적인 고정된 위치에 있다. 이것은 단일 스테이지 배치구성이라고 지칭될 수 있는데, 여기에서 대물 렌즈(15) 및 SIL(60)은 서로에 대해 고정되고 프레임(62)의 액츄에이터에 의해 이동된다. 이러한 경우에, 이점들은 SIL이 대물렌즈의 초점에 기계적으로 위치될 수 있다는 것일 수 있다.
위에서 언급된 바와 같이, 도 8 의 SIL(60)은 프레임(62)에 탑재되고, 이것은 일 실시예에서 대물 렌즈(15)를 지지한다. 물론, SIL(60)은 대물 렌즈(15)를 지지하는 것과 별개의 프레임에 탑재될 수 있다. 일 실시예에서, SIL(60)은 암(64) 및 액츄에이터(66)를 통해 프레임(예를 들어, 프레임(62)) 연결된다. 액츄에이터(66)는, 예를 들어 동작하는 압전 소자이거나 작동된 보이스 코일일 수 있다. 대물 렌즈(15)와 SIL(60) 사이의 상대 운동을 일으키기 위해서 SIL(60)이 액츄에이터를 포함하는 구성은 듀얼 스테이지 구성이라고 불릴 수 있다. 듀얼 스테이지에서, 특정 기능들은 분리될 수 있다. 예를 들어, (상대적으로 큰) 객관적 스테이지는 상대적으로 무거운 대물렌즈를 포함하고, 상대적으로 큰 동작 범위를 가질 수 있다. 일 실시예에서, 대물렌즈 스테이지는 실질적으로 Z-방향(실질적으로 표면에 수직)으로만 이동할 수 있다. 더 나아가, 이것은 상대적으로 긴 변위 범위에 대해 충분하지만 작은 표면 교란을 억제하기에는 충분하지 않은(예를 들어 너무 낮음) 어떤 대역폭(예를 들어, 약 100Hz)을 가질 수 있다. (상대적으로 작은) SIL 스테이지는 상대적으로 가벼운 SIL을 포함하고, 상대적으로 작은 동작 범위를 가질 수 있다. 일 실시예에서, SIL 스테이지는 적어도 3 자유도에서, 예를 들어 Z-방향으로 그리고 X-축 및/또는 Y-축 중심으로 이동하여 SIL을 표면에 실질적으로 평행하게 포지셔닝할 수 있다. 더 나아가, 이것은 작은 표면 교란(예를 들어, 약 1-5 nm)을 억제하기 위한 어떤 대역폭(예를 들어, 충분히 높은 대역폭)을 가질 수 있다. SIL 스테이지는 원하는 전체 이동 거리를 커버하기에 충분한 기계적 범위를 가지지 않을 수 있다. 그러므로, SIL 스테이지는 SIL을 표면 위의 약 10-50 nm에 포지셔닝하기 위하여 사용될 수 있는 반면에, 대물렌즈 스테이지는 대물렌즈를 표면에 대해서 초점에 포지셔닝할 수 있다.
액츄에이터(66)는 타겟에 대해서 대물렌즈를 전체적으로 포지셔닝하나 하나 이상의 액츄에이터와 조합하여 동작할 수 있다. 예를 들어, 전술된 성긴 포지셔너 및 정밀 포지셔너와 관련하여, 액츄에이터(66)는 초정밀 포지셔너라고 간주될 수 있다. 이러한 상이한 포지셔너들의 서보 제어 루프들은 서로 통합될 수 있다. 컴포넌트(62, 64 및 66)는 기판 테이블 및 포지셔너(전술되지만 도 8 에는 미도시)와 함께, SIL 및 타겟(T)을 서로 가까이 포지셔닝하기 위한 지지 장치를 형성한다. 위에서 언급된 바와 같이, 이론 상, SIL(60)은 프레임(62)에 견고하게 탑재될 수 있고, 및/또는 더 큰 폭을 가질 수 있다. 개별 암 및 액츄에이터는 좀 더 상세하게 후술되는 바와 같이 매우 작은 갭을 더 쉽게 제어할 수 있게 한다.
SIL(60)을 포함시키면 훨씬 더 작은 스폿(S')으로의 포커싱이 가능해진다. SIL은 타겟으로부터 근-거리장 방사선을 캡쳐링하면서 작동하고, 이러한 목적을 위해서 타겟 구조체로부터 방사선의 하나의 파장(λ)보다 훨씬 더 가깝게, 일반적으로 하프 파장보다 더 가깝게, 예를 들어 약 λ/20 에 위치된다. 거리가 가까워질수록, 근-거리장 신호가 기구에 더 강하게 커플링될 것이다. 그러므로 SIL(60)과 타겟(30') 사이의 갭은 100 nm보다 적고, 예를 들어 10 nm 내지 50 nm사이이다. 검사 장치의 NA가 효과적으로 증가되기 때문에, 타겟 주기 구조체의 피치가 제품 치수에 더 가깝게 감소될 수 있도록 민감도와 파라미터 역-상관(de-correlation)이 향상된다.
마이크로-SIL이 사용되는 예에서, 종래에는 예를 들어 산란계에서 사용된 타입의 간섭성하지 않은(incoherent) 방사선은 마이크로-SIL만큼 작은 마이크론-크기의 스폿에는 포커싱될 수 없다. 따라서, 이러한 실시예에서 또는 매크로-SIL(즉, 마이크로-SIL보다 큰 것)을 사용하는 일 실시예에서, 방사원(2)은 간섭성 소스로 변경될 수 있다. 그러므로, 레이저 소스(70)는 광섬유(72)를 통해 조명 광학기(12) 등으로 커플링된다. 기판 상의 스폿 크기에 대한 제한은 포커싱 렌즈 시스템의 개구수 및 레이저 파장에 의해 설정된다. 공간적으로 간섭성인 방사선을 사용하는 추가적인 이점으로서, 레이저 방사원(70)이 있는 기구가 상이한 타입의 산란측정 또는 측정을 수행하기 위해 사용될 수 있다. 예를 들어, 간섭성 푸리에 산란측정(coherent Fourier scatterometry; CFS)이 타겟을 측정하기 위하여 사용될 수 있다.
위에서 강조된 바와 같이, SIL과 타겟 사이에는 작은 갭이 유지되어야 한다. 역시 위에서 강조된 바와 같이, 이러한 갭을 제어하기 위한 공지된 기법은, 특히 다양한 상이한 타겟 구조체 및 재료를 검사해야 할 경우에는 한계를 가진다.
하지만, 갭에 대한 제어가 개선되면, 제어 시스템의 잔여 동적 오차를 제거하는 것은 불가능하지는 않더라도 어려워질 것이다. 즉, 제어 메커니즘과 무관하게, 갭의 실제 값(예를 들어, 10 내지 50 nm의 범위에 있는 값, 예를 들어, 20, 25, 30, 또는 35 nm)은, 장치 내의 진동, 장치 주위의 움직임, 장치가 놓여 있는 바닥의 진동, 반데르 발스 힘의 변이율(variability) 등과 같은 다양한 인자 때문에 변할 수 있다.
도 9 는 갭의 시간으로부터의 예시적인 편차 대 10 내지 50 nm의 범위의 갭에 있는 SIL을 사용한 측정 데이터의 획득을 위한 시간의 그래프이다. 즉, 도 9 에 그려진 변수는, 절대 갭 거리의 측정이 아니라 원하는 또는 기대된 갭 값으로부터의 변화이고, 이러한 데이터는 특정 공칭 값에 있도록 제어되는 SIL에 대한 것이다. 도 9 에서 알 수 있는 바와 같이, 변이율의 절대 값이 상대적으로 작을 수 있는 반면에, 이러한 변동은 매우 크고, 더 나아가 일부 값들은 공칭 값에 비교할 때 상대적으로 높을 수 있다. 따라서, SIL을 사용하여 측정된 방사선 분포로부터 하나 이상의 관심 파라미터를 유도할 때에, 이러한 갭이 획득 시간에 걸쳐 하나의 값을 가지며 오차가 충분히 크지 않다고 가정하면 정확하지 않을 수 있다. 그러므로, 측정 데이터의 획득 기간에 걸쳐 갭 거리가 단일 값을 가진다고 가정하면 하나 이상의 재구성된 관심 파라미터의 정밀도를 떨어뜨릴 수 있다. 따라서, 측정 데이터, 및/또는 측정 데이터로부터 유도된 하나 이상의 관심 파라미터에 정정을 가해서, 갭 거리에 있는 변이율을 고려하는 것이 바람직하다.
그러므로, 이러한 종류의 정정을 하기 위해서, 갭 거리 변이율의 표시(measure)가 있어야 한다. 갭 변동은 임의의 이용가능한 갭 관련 신호를 사용하여 결정/측정될 수 있다. 실시예에서, 갭을 제어하기 위하여 사용되는 제어 신호는 갭 변동에 대한 프록시로서 사용될 수 있다. 이러한 신호는 특정 데이터 수집을 위해 갭 변동 분포를 실시간으로 측정하기에 충분할 수 있다. 더 나아가, 당업계에 공지된 바와 같이, 갭 오차 신호(GES)가 사용될 수 있고, 이제부터 당업계에 공지된 기법들 중 임의의 기법을 사용하여 획득/측정될 수 있다. 더 나아가, 측정 데이터의 특정 세트를 정정할 수 있으려면, 측정 데이터에 관련된 갭 변동에 대한 정보(예를 들어 그 값)를 이용할 수 있어야 한다. 예를 들어, 측정 데이터의 획득 시간의 전부는 아니라도 적어도 일부에 대한 갭 변동에 대한 정보(예를 들어 그 값)가 제공될 수 있다. 예를 들어, 측정 데이터의 전부 또는 일부를 획득하는 시간 이전에 획득된, 예를 들어 획득하는 동안 실제로 측정하지 않고 얻어진 동적 거동에 대한 정보(예를 들어 그 값)가 제공될 수 있다.
도 10a 내지 도 10c 는 데이터 수집의 두 개의 예시적인 세트에 대한, 3 개의 상이한 시간 간격(각각 2 ms, 10 ms, 및 60 ms)에 걸친 갭 변동의 분포에 대한 그래프를 보여준다. 이러한 분포는 특정 획득 시간 동안의 x-축의 갭에 있는 특정 변동에 대한 y-축에서의 확률을 나타낸다. 알 수 있는 바와 같이, 갭 변동 분포는 상이한 데이터 콜렉션들에 대해 다를 수 있다. 따라서, 갭 변동 분포는 특정 획득 시간에서의 그리고 그 동안의 SIL의 동적 거동에만 의존하는 것이 아니라, 거동이 측정되는 획득 시간에도 역시 의존한다. 따라서, 동일한 일반적 조건(예를 들어, 동일한 공칭 갭 거리, 측정 방사선 파장, 등)에서 동일한 타겟을 측정하면, 획득 시간 동안의 갭 거리에 있는 변이율뿐만 아니라 데이터의 콜렉션들 사이의 해당 변동의 변이율 때문에, 측정 데이터의 상이한 세트들 및, 이에 따라 하나 이상의 유도된 관심 파라미터의 상이한 값들이 얻어질 수 있다.
위에서 논의된 바와 같이, SIL을 통해 커플링된 방사선의 세기는 갭에 있는 변동에 민감하다. 따라서, 갭에 작은 잔여 오차가 있더라도, 예를 들어 약 1 nm(도 9 에서 볼 수 있는 바와 같이)가 있더라도, 원하는 공차 레벨보다 큰 재구성 오차가 유도될 수 있다. 예를 들어, 도 11a 내지 도 11d 는 도 7 의 타겟과 같은 타겟의 시뮬레이션된 측정에 대한, 계산된(예를 들어 시물레이션을 통해 계산된) 상단 CD, 하단 CD의 변동, 타겟의 격자 피쳐의 높이(예를 들어, 도 7 의 H1), 및 평균 갭(각각)을 도시한다. 이러한 예에서, 타겟으로부터의 방사선 세기 분포는 여러 번 결정되었고, 각각의 시물레이션은 특정 획득 시간(예를 들어, 2 ms)에 대한 자기 자신의 각각의 갭 분포를 가진다. 그러한 방사선 세기 분포로부터, 상단 CD, 하단 CD, 및 격자 피쳐의 높이가 유도되었고, 그러면 실제 CD로부터의 그들의 변동이 결정되었다(이것은 시뮬레이션된 데이터이기 때문에 참 CD가 알려져 있음). 더 나아가, 평균 갭은 획득 시간에 걸친 갭 거리의 평균이고, 공칭 갭 거리로부터의 그 변동이 계산되었다. 그러므로, 그래프들은 x 축에서 특정 파라미터의 변동(즉, 자신의 참 값 또는 공칭 값으로부터의 변동)의 퍼센티지를 나타내고, y-축에서는 시뮬레이션된 측정들의 세트에 있는 해당 특정 변동의 발생 횟수를 나타낸다. 격자 피쳐의 높이에는 자신의 CD 변동에 있어서 분산이 거의 나타나지 않고(그리고 이러한 변동은 거의 제로이고, 즉, 시뮬레이션된 세기 분포로부터 결정된 높이가 시물레이션에서 사용되는 높이와 거의 매칭됨) 평균 갭에서의 변동이 매우 균일하게 분산되어 있지만, 예상치 않게 매우 큰 비-균일성이 상단 CD 및 하단 CD의 변동의 분포에 존재하고, 더 나아가 해당 분포는 제로로부터 편향되었다는 것을 알 수 있다.
따라서, 일 실시예에서, 타겟에 관련된 하나 이상의 관심 파라미터의 재구성을 위해 사용되는 방사선 세기를 정정하기 위한 방법 및 장치가 제안된다. 그러므로, 이를 수행하기 위해서는, 측정되거나 계산된 세기 분포를 정정해서 정정된 세기 분포를 얻을 수 있으며, 이것은 하나 이상의 관심 파라미터를 유도하기 위하여 사용될 수 있다.
정정하기 위해서, 격자-모델 파라미터에 대한 세기 분포의 모델이 확립될 수 있다. 특히, 하나 이상의 격자-모델 파라미터의 변동에 대한 세기 분포에 있는 변동의 모델이 확립될 수 있다. 예를 들어 격자-모델 파라미터의 변동 ΔP i 와 퓨필 내에서 측정된 픽셀의 세기 변동 ΔI 사이의 관련성이 다음 테일러 전개와 같이 써질 수 있다:
Figure 112017090036077-pct00001
여기서, J, H, 및 T는 각각 일차, 파라미터에 대한 픽셀 세기의 이차 및 삼차 도함수 텐서들이고, 다음과 같이 주어진다:
Figure 112017090036077-pct00002
Figure 112017090036077-pct00003
Figure 112017090036077-pct00004
갭 변동 ΔA만이 비-제로라는 것(즉, 갭의 변동 외에는 완벽한 모델이라는 것)이라고 가정되고, 갭에 있는 변동에 기인한 평균 세기 변화는 다음과 같이 표현될 수 있다:
Figure 112017090036077-pct00005
여기에서, μi는 갭 변동 분포(즉, 분포 형상 파라미터)의 i-차 수학적 모멘트를 나타내고, 인덱스 a는 갭 파라미터의 인덱스를 나타낸다. 그러므로, 모멘트는 다음과 같이 주어진다:
Figure 112017090036077-pct00006
Figure 112017090036077-pct00007
여기에서 X는 갭 거리 변동을 나타낸다. 따라서, 일차 모멘트 μ1은 갭 변동 분포의 평균이고, 이차 모멘트 μ2는 갭 변동 분포의 분산이며, 삼차 모멘트 μ3은 갭 변동 분포의 편차(skewness)이고, 사차 모멘트 μ4는 갭 변동 분포의 첨예도(kurtosis 이며 기타 등등이다. 따라서, 세기 변화에 있는 변동은 갭 변동 분포의 다양한 모멘트의 함수로서 계산될 수 있다.
이제, 다양한 관심 파라미터(이러한 파라미터들은 세기 분포로부터 재구성됨)의 각각에 있는 변동이 갭 분포의 다양한 모멘트에 대해서 평가될 수 있다. 예를 들어, 도 12a 내지 도 12d 는 갭 변동 분포의 처음 네 개의 수학적 모멘트("x")의 다양한 값에 대한 시뮬레이션된 갭 변동 분포의 세트로부터 계산된 상단 CD에 있는 계산된 변동("y")을 나타낸다. 도 12a 는 일차 모멘트(평균)에 대한 결과를 나타내고, 도 12b 는 이차 모멘트(분산)에 대한 결과를 나타내며, 도 12c 는 제3 모멘트(편차)에 대한 결과를 나타내고, 도 12d 는 사차 모멘트(첨예도)에 대한 결과를 나타낸다. 도 12c 및 도 12d 는 편차와 첨예도의 정규화된 값들을 나타낸다. 도 12a 내지 도 12d 를 검토하면, 상단 CD가 갭 변동 분포의 세트에 대한 갭 변동 분포의 이차 모멘트(즉, 분산)와 강하게 상관된다는 것이 도 12b 로부터 명백하게 드러난다.
도 13a 내지 도 13g 는 갭 변동 분포의 이차 모멘트(분산)("x")의 다양한 값에 대한 시뮬레이션된 갭 변동 분포의 세트로부터 계산된 다양한 관심 파라미터의 계산된 변동("y")을 나타낸다. 도 13a 는 상단 CD에 대한 결과를 나타내고, 도 13b 는 하단 CD에 대한 결과를 나타내며, 도 13c 는 H1(도 7 참조)에 대한 결과를 나타내고, 도 13d 는 H2(도 7 참조)에 대한 결과를 나타내며, 도 13e 는 H3(도 7 참조)에 대한 결과를 나타내고, 도 13f 는 H4(도 7 참조)에 대한 결과를 나타내며, 도 13g 는 평균 갭에 대한 결과를 나타낸다. 갭 변동 분포의 분산과 도 13a 내지 도 13f 에 도시된 바와 같은 다양한 관심 파라미터 사이의 강한(선형) 상관 성질이 명백하게 드러난다.
도 12a 내지 도 12c 및 도 13a 내지 도 13f 로부터 다음을 결정할 수 있다: (1) 일차 세기 변화(갭 변동 분포의 평균에서 선형임)가 갭 파라미터 자체에 의해 완전히 흡수된다; (2) 이차 세기 변화(갭 변동 분포의 분산에서 선형임)가 분산에 대해 선형인 하나 이상의 다른 관심 파라미터의 변동을 야기한다; 및(3) 삼차 세기 변화(갭 변동 분포의 편차에서 선형님) 또는 더 높은 차수의 세기 변화가 하나 이상의 다른 관심 파라미터에 대해 큰 영향을 미치기에는 너무 작을 수 있다(더 높은 정확도에서는 이것이 계산에 포함될 수도 있음).
그러므로, 갭의 동적 잔여 오차에 기인한 원치않는 관심 파라미터의 변동을 제거하기 위해서, 이차 도함수 텐서의 H aa 엘리먼트를 적용가능한 모델(즉, 측정 시의 특정 공칭 갭, 측정되는 특정 타겟 구조체(예를 들어, 치수, 타겟의 층들의 굴절률 등), 사용되는 특정 방사선 파장 및/또는 편광 등)에 기초하여 계산하는 것이 가능할 수 있다. 일 실시예에서, 이차 도함수 텐서는 퓨필에 걸쳐 계산되고, 즉 퓨필 내의 다양한 포인트(픽셀)의 맵 또는 행렬을 포함한다. 그러면, 특정 측정 데이터 획득에 대해 계산된 갭 변동 분포의 분산 μ 2 와 조합하여, 세기 분포는, 예를 낮은 계산 비용으로 정정될 수 있다.
그러므로, 타겟으로부터 획득된 측정된 방사선 분포에 기초하여 하나 이상의 관심 파라미터를 재구성할 경우에 갭의 동적 잔여 오차를 정정하기 위해서, 전술된 모델에 기초하여 이차 도함수 텐서(예를 들어, 헤시안(Hessian) 행렬) 모델의 H aa 엘리먼트를 한 번만 계산하면 충분할 수 있다. 더 나아가, 분산 μ 2 는 갭 거리 또는 그 변동을 나타내는 제어 신호를 사용하여, 데이터 획득 중에 거의 실시간으로 얻어질 수 있다. 그러므로, 특정 타겟 및 측정 조건 및 특정 측정 데이터 획득으로부터 계산된 분산에 대해 계산된 이차 도함수 텐서를 사용하면, 세기 분포가 낮은 계산 비용으로 정정될 수 있다.
도 14 는 일 실시예에 따르는 세기 분포를 정정하는 방법의 흐름도이다. 단계 S101에서, 주어진 타겟 구조체 및 측정 조건(예를 들어, 공칭 갭 값, 방사선 파장 및/또는 편광)에 대하여, 타겟과 광학 요소 사이의 갭 변동에 대한 방사선 세기의 의존성의 이차 도함수 텐서(예를 들어, 헤시안 행렬)가 계산된다. 이차 도함수 텐서는, 예를 들어 주어진 타겟 구조체 및 측정 조건을 사용하는 적합한 시물레이션 또는 다른 수학적 계산을 사용해서 계산될 수 있다.
예를 들어, 도함수 텐서는 우선 일차 도함수 텐서에 대해서 다음과 같이 계산될 수 있다. 파라미터들의 세트 P =(p1, p2, p3,...)에 의해 파라미터화된 타겟(예를 들어, 격자)에 대해 모델이 제공된다. 솔버(예를 들어, 맥스웰 솔버)가 주어진 파라미터를 가지는 이러한 타겟에 대해서 측정될 퓨필 세기 분포를 계산할 수 있다. 퓨필에서의 세기 분포는 I(kx,ky)로 표시되고, (kx,ky)는 퓨필의 좌표이다. 그러므로, 공칭 퓨필 Inom(kx,ky | p1, p2,...)이 공칭 파라미터의 세트 Pnom =(p1, p2,...)에 대해서 계산될 수 있고, 각각의 파라미터에 대하여, 파라미터가 적게 변동되는 경우 세기가 계산될 수 있다. dI1(kx,ky | p1+delta, p2,...)에 대해서, 이것은 파라미터 값 P =(p1+delta, p2,...)에 대해 적은 델타를 가진 dI1(kx,ky | p1+delta, p2,...)일 것이다. 그러면, 제1 파라미터의 일차 도함수(야코비안)는 J1(kx,ky) =( dI1(kx,ky | p1+delta, p2,...) ) / delta로 제공된다. 이차 이상의 도함수 텐서를 계산하는 프로시저는, 이제 더 높은 차수의 교차-항이 포함된다는 것을 제외하고는 동일하며, 예를 들어 퓨필 dI12(kx,ky | p1+delta, p2+delta, p3,...)는 기여분 H12(kx,ky) =( dI12(kx,ky) - Inom(kx,ky) ) / delta^2 에 대하여 계산되는 등이다.
단계 S102 에서, 획득 기간에 대한 갭 변동 분포의 통계적 분산이 결정된다. 갭 변동 분포는 측정된 갭 신호 또는 다른 갭 신호에 기초한다. 전술된 바와 같이, 갭 신호는 절대 갭 또는 갭에 있는 변동을 나타내는 임의의 신호일 수 있다. 예를 들어, 측정된 갭 신호는 타겟면에 대해 SIL을 포지셔닝하기 위해서 사용되는 제어기로부터 수신된 제어 신호일 수 있다.
단계 S103 에서, 갭 변동에 기인한, 퓨필에 걸쳐 있는 포인트(픽셀)에서의 방사선 세기의 변동(예를 들어, 평균 변동)은 특정 포인트에 대한 이차 도함수 텐서 및 갭 변동 분포의 통계적 분산에 기초하여 계산된다.
단계 S104 에서, 정정은 방사선 세기의 변동에 기초하여 타겟과 연관된 세기 분포에 적용될 수 있다. 예를 들어, 다양한 공간적 위치에서의 계산된 방사선 세기 변동은 SIL을 사용하여 얻어진 대응하는 다양한 공간적 위치에서의 측정된 방사선 세기에 감산/가산되어, 정정된 측정 방사선 세기 분포를 얻을 수 있다. 그러므로, 예를 들어 방사선 세기 분포(108)는 정정되어 정정된 방사선 세기 분포를 얻을 수 있으며, 이러한 정정된 방사선 세기 분포는 212 에서 평가되도록 입력될 수 있다. 또는, 다양한 공간적 포지션에서의 측정된 방사선 세기 변동은, 예를 들어 210 과 같은 수치 맥스웰 솔버를 사용하여 얻어진, 대응하는 다양한 공간적 위치에서의 계산된 방사선 세기에 감산/가산되어, 정정된 계산된 방사선 세기 분포를 얻을 수 있다. 그러므로, 예를 들어, 계산된 방사선 세기 분포(208)는 정정되어 정정된 방사선 세기 분포를 얻을 수 있으며, 이러한 정정된 방사선 세기 분포는 212 에서 평가되도록 입력될 수 있다. 계산된 정정된 방사선 세기 분포는 갭을 확립, 및 유지하기 위해서 사용되는 제어 메커니즘과 무관하게 갭에 있는 변동을 정정한다.
단계 S105 에서, 정정된 방사선 세기 분포는 타겟의 하나 이상의 관심 파라미터를 유도하기 위한 프로세스에서 사용될 수 있다. 그러므로, 위에서 논의된 바와 같이, 측정된 방사선 세기 분포(108) 또는 계산된 방사선 세기 분포(208)는 전술된 바와 같이 정정되고, 측정된 방사선 세기 분포로부터 타겟에 관련된 하나 이상의 관심 파라미터를 유도하기 위한 단계(212)로의 입력으로서 도 6 의 프로세스에서 사용될 수 있다. 그러므로, 정정된 방사선 분포는 측정된 타겟 구조체와 연관된 하나 이상의 관심 파라미터를 재구성하기 위하여 사용될 수 있다.
앞서 언급된 논의는, 갭의 변동만이 비-제로라고 가정한다. 그러나, 이것이 언제나 유효한 것은 아니다. 이와 같이, 일부 실례들에서 다른 파라미터(예를 들어, 격자 구조체의 높이, 층의 높이 등)에 있는 변동은 재구성을 위해서 비-제로일 수 있다. 따라서, 비-제로 관심 파라미터(들)에 대한, 주어진 픽셀에 대한 퓨필의 평균 방사선 세기 변화는 다음과 같이 갭 변동 분포의 통계적 분산 μ 2 의 함수로서 쓰여질 수 있다:
Figure 112017090036077-pct00008
따라서, 갭 이외의 하나 이상의 관심 파라미터의 변동이 비-제로인 경우에서 더 높은 정확도가 요구된다면, 삼차 도함수 텐서의 계수 T aai 가 계산되어(예를 들어, 오직 한 번만), 제2 재구성의 계산 비용으로, 제1 재구성(즉, 수학식 5 를 사용하는 재구성)으로부터의 재구성 파라미터 변동을 사용하는 수학식 8 을 사용하여 퓨필이 정정되는 반복 단계가 수행될 수 있다. 다르게 말하면, 하나 이상의 파라미터에 대한 갭 변동에 관련된 방사선 세기의 의존성에 대한 삼차 도함수 텐서가 계산되면, 방사선 세기의 변동이 하나 이상의 파라미터 각각에 대해 평가된다. 따라서, 방사선 세기에 있는 이러한 변동은 갭 변동 분포의 통계적 분산, 이차 도함수 텐서, 삼차 도함수 텐서 및 하나 이상의 파라미터의 변동에 기초하여 계산된다. 따라서, 측정되거나 계산된 방사선 분포에 대한 더 견실한 정정은 이제 반복적으로 평가되어 타겟에 관련된 하나 이상의 파라미터의 더 정확한 재구성에 대한 더 정확한 계산 방사선 분포를 제공할 수 있다. 하나 이상의 파라미터 각각에 대한 삼차 도함수 텐서가 오직 한 번만 계산되면 되는 것이 가능하기 때문에, 제2 반복에 대한 계산 비용이 상대적으로 적다.
두 단계를 단일 최적화 루틴(방사선 분포에 기초하여 계산된 하나 이상의 파라미터를 계산하기 위한 루틴)으로 통합함으로써, 위에서 논의된 두 개의 반복 프로세스에 대한 계산 비용을 더욱 줄이는 것이 가능하다. 이러한 최적화 루틴에서, 퓨필은 제1 최적화의 하나 이상의 중간 단계에서 재정정된다. 그러면 계산 시간이 감소될 것인데, 그 이유는 제2 의 전체 재구성이 필요하지 않을 수 있기 때문이다.
도 15 는 세기 분포를 정정하고, SIL을 사용해서 측정된 타겟의 하나 이상의 파라미터의 재구성 프로세스에서 정정된 세기 분포를 사용하는 흐름도를 개략적으로 도시한다. 1500 에서, 타겟 구조체에 대한 공칭 파라메트릭 모델(예를 들어, 타겟과 연관된 하나 이상의 층의 치수, 하나 이상의 층의 하나 이상의 굴절률, 측정을 위한 공칭 갭 값, 측정된 방사선 파장 및/또는 편광, 등)이 셋업된다. 1502 에서, 모델의 하나 이상의 파라미터의 변동의 함수인, 세기의 변동에 대한 이차 도함수 텐서(및 선택적으로 하나 이상의 더 높은 차수의 도함수 텐서, 예를 들어 삼차 도함수 텐서)가 계산된다. 예를 들어, 수학식 3 을 참조한다. 예를 들어, 갭 변동의 함수인, 세기의 변동에 대한 이차 도함수 텐서가 계산될 수 있다. 1506 에서, SIL을 사용해서 측정 빔으로 타겟을 측정하는 것에서 기대되는 이상적인 퓨필(방사선 분포)은 공칭 파라메트릭 모델을 사용하여 계산되고, 선택적으로 다양한 갭 값에 대해 계산된다.
1504 에서, 방사선 세기 분포가 SIL을 사용하여 타겟에 대해 측정된다. 더 나아가, 1508 에서, 갭 변동 분포는 1504 의 측정된 방사선 세기 분포를 얻기 위해 사용된 획득 시간의 적어도 일부 동안에 획득된다. 선택적으로, 1510 에서, 다양한 갭 값에 대해 이상적인 퓨필이 1506 에서 계산되었으면, 1506 에서 획득된 다양한 갭 값 및 1508 에서 획득된 갭 변동 분포에서의 이상적인 퓨필에 기초하여 퓨필의 가중화된 평균을 계산함으로써 변경된 이상적인 퓨필이 얻어질 수 있다. 대안적으로, 도 6 의 계산된 방사선 세기 분포(208) 대신에 변경된 이상적인 퓨필이 재구성 프로세스에서 사용될 수도 있다. 이러한 변경된 이상적인 퓨필은 갭에 있는 변동에 대한 정정을 포함하지 않을 것이고, 오히려 변경된 퓨필의 생성 시의 갭에 있는 변동에 대한 설명만을 제공할 것이다. 1514 에서, 하나 이상의 수학적 모멘트가 갭 변동 분포로부터 계산된다. 예를 들어, 갭 변동 분포의 분산이 계산될 수 있다.
1516 에서, 1502 에서 결정된 이차(및/또는 더 높은 차수) 도함수 텐서에 기초하고 1514 에서의 갭 변동 분포에 기초하여 정정된 방사선 세기 분포가 계산된다. 정정된 방사선 세기 분포는 1506 에서의 이상적인 퓨필, 1510 에서의 수정된 이상적인 퓨필, 또는 1504 에서의 측정된 방사선 세기 분포의 정정된 버전일 수 있다.
1518 에서, 정정 방사선 세기 분포는 재구성 프로세스에 적용되어 타겟의 하나 이상의 관심 파라미터를 유도한다. 예를 들어, 도 6 의 프로세스가 1518 에서 사용될 수 있다. 도 6 의 프로세스가 사용된다면, 1506 에서의 이상적인 퓨필 또는 1510 에서의 수정된 이상적인 퓨필의 정정된 버전이, 계산된 방사선 세기 분포(208) 대신에 대체될 수 있다. 이와 유사하게, 도 6 의 프로세스가 사용된다면, 1504 의 측정된 방사선 세기 분포의 정정된 버전이 측정된 방사선 세기 분포(108) 대신에 대체될 수 있다.
따라서, 일 실시예에서, 갭 제어 신호가 획득 시간 중에 갭의 역학(및 따라서 분포)을 결정하기 위해 사용되어, 이러한 정보를(예를 들어, 피드 포워드 방식으로), 예를 들어 측정된 방사선으로부터 관심 파라미터를 재구성하는 것과 같은 모델링에 적용한다. 더 나아가, 일 실시예에서, 측정된 퓨필을 모델링하기 위하여 갭 변동 분포 함수가 사용된다. 일 실시예에서, 갭 변동 분포의 통계적 분산과 퓨필 내의 세기 사이의 관련성이, 측정 중의 갭에 있는 동적 잔여 오차에 대한 측정되거나 계산된 퓨필을 정정하기 위하여 사용된다. 일 실시예에서, 파라미터 변동의 효과를 퓨필의 정정에 통합하여, 정정 방법을 모델 오차에 대해 더 견실하게 하기 위해 반복 모델이 사용된다.
그러므로, 일 실시예는 재현(reproducibility) 오차를 감소시킬 수 있게 하고, 따라서 재구성된 관심 파라미터가 더 정밀해지게 한다. 일 실시예는 알고리즘적 접근법(즉 측정된 데이터를 모델링하기 위한 특정 방식)에 기초하기 때문에, 하드웨어 솔루션(예를 들어 갭 변동을 감소시키기 위한 개선된 기계 또는 제어 시스템)보다 더 저렴한 솔루션일 수 있을 것이다.
본 명세서에 개시된 실시예들이 개시된 기법의 응용분야로서 광계측을 사용하지만, 이러한 기법은 SIL에 의해 캡쳐된 방사선에 기초하여 구조체를 재구성하기 위해 사용되는 SIL의 다른 응용분야에, 또는 오브젝트가 다른 오브젝트에 매우 가깝게 위치 및/또는 유지되는 임의의 다른 응용분야에도 적용될 수 있다. 이러한 기법은 전술된 바와 같이 배타적으로 적용될 필요가 없고, 인용 문헌에서 논의되는 하나 이상의 기법을 포함하여 하나 이상의 다른 기법과 조합하여 적용될 수 있다.
예컨대, 본 발명의 실시예는 본 명세서에 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. 더 나아가, 기계 판독 가능한 명령어는 두 개 이상의 컴퓨터 프로그램에서 구현될 수 있다. 두 개 이상의 컴퓨터 프로그램은 하나 이상의 상이한 메모리 및/또는 데이터 저장 미디어에 저장될 수 있다.
본 명세서에서 설명되는 임의의 제어기는 하나 이상의 컴퓨터 프로그램이 리소그래피 장치의 적어도 하나의 컴포넌트 내에 위치된 하나 이상의 컴퓨터 프로세서에 의해 판독되는 경우 각각 또는 조합되어 동작될 수 있다. 제어기는 각각 또는 조합하여 신호를 수신, 처리, 및 송신하기에 적합한 임의의 구성을 가질 수 있다. 하나 이상의 프로세서는 제어기 중 적어도 하나와 통신하도록 구성된다. 예를 들어, 각각의 제어기는 전술된 방법에 대한 머신-판독가능 명령을 포함하는 컴퓨터 프로그램을 실행하기 위한 하나 이상의 프로세서를 포함할 수 있다. 제어기는 이러한 컴퓨터 프로그램을 저장하기 위한 데이터 저장 매체, 및/또는 이러한 매체를 수용하기 위한 하드웨어를 포함할 수 있다. 그러므로, 제어기(들)는 하나 이상의 컴퓨터 프로그램의 머신 판독가능 명령에 따라 동작할 수 있다. 비록 본문에서 IC의 제조에서 검사 장치를 사용하는 것에 대해서 특별히 언급하였지만, 본 명세서에서 설명되는 검사 장치는 다른 응용 분야, 예컨대 집적 광 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 "다이"와 같은 어떠한 용어의 사용도 각각 "기판" 또는 "타겟부"와 같은 좀 더 일반적인 용어와 동의어로 간주될 수 있음을 이해할 것이다. 본 명세서에서 언급되는 기판은, 노광 전후에, 예컨대 트랙(예를 들어, 통상적으로 기판에 레지스트층을 도포하고 노광된 레지스트를 현상하는 툴), 계측 툴 및/또는 검사 툴에서 처리될 수 있다. 적용 가능한 범위에서, 본 명세서에서의 개시물은 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.
다른 실시예들은 아래의 번호가 매겨진 절에서 제공된다:
1. 타겟으로부터 갭을 두고 있는 있는 광학 컴포넌트를 사용하여 측정된 타겟에 대한 방사선 세기 분포를 수반하는 방법으로서,
상기 방사선 세기 분포의 방사선 세기의 변동에 대한 정정 인자를 상기 갭의 거리의 변동의 함수로서 계산하는 단계를 포함하는, 방법.
2. 제 1 절에 있어서,
상기 정정 인자는 이차 도함수 텐서(tensor)를 포함하는, 방법.
3. 제 1 절 또는 제 2 절에 있어서,
상기 방법은, 상기 타겟의 측정 중에 상기 갭의 갭 변동 분포의 분산을 계산하는 단계를 더 포함하는, 방법.
4. 제 1 절 내지 제 3 절 중 어느 한 절에 있어서,
상기 방법은, 상기 정정 인자에 기초하여 상기 방사선 세기 분포를 정정하는 단계를 더 포함하는, 방법.
5. 제 4 절에 있어서,
상기 정정하는 단계는, 상기 타겟의 측정 중에 상기 갭의 갭 변동 분포의 분산에 기초하여 상기 방사선 세기 분포를 정정하는 단계를 더 포함하는, 방법.
6. 제 4 절 또는 제 5 절에 있어서,
상기 방법은, 정정된 방사선 분포에 기초하여 상기 타겟에 대한 관심 파라미터를 유도하는 단계를 더 포함하는, 방법.
7. 제 4 절 내지 제 6 절 중 어느 한 절에 있어서,
상기 정정된 방사선 세기 분포는 측정된 방사선 세기 분포인, 방법.
8. 제 1 절 내지 제 7 절 중 어느 한 절에 있어서,
상기 방법은,
타겟 구조체에 대하여, 상기 갭의 거리의 변동 이외의 파라미터의 변동에 대한, 상기 방사선 세기 분포의 방사선 세기의 변동의 의존성에 대한 삼차 도함수 텐서를 계산하는 단계; 및
상기 타겟의 측정 중의 상기 갭의 거리의 변동의 통계적 분산, 상기 갭의 거리의 변동의 함수로서의 상기 방사선 세기 분포의 방사선 세기의 변동에 대한 이차 도함수 텐서, 삼차 도함수 텐서 및 파라미터의 변동의 함수로서, 방사선 세기의 변동을 결정하는 단계를 더 포함하는, 방법.
9. 제 1 절 내지 제 8 절 중 어느 한 절에 있어서,
상기 광학 컴포넌트는 고체 침지 렌즈를 포함하고, 상기 갭은 100 nm 이하인, 방법.
10. 제 1 절 내지 제 9 절 중 어느 한 절에 있어서,
상기 갭 변동 분포는 측정된 갭 신호에 기초하는, 방법.
11. 제 1 절 내지 제 10 절 중 어느 한 절에 있어서,
상기 정정 인자는 방사선 세기 분포의 복수 개의 픽셀의 각각에 대한 정정을 포함하는, 방법.
12. 주어진 타겟 구조체에 대해, 상기 타겟 구조체와 광학 요소 사이의 갭에 대한 방사선 세기의 의존성에 대한 이차 도함수 텐서를 계산하는 단계;
측정 기간에 걸쳐 갭 변동 분포의 통계적 분산을 결정하는 단계; 및
상기 통계적 분산 및 이차 도함수 텐서에 기초하여 상기 타겟 구조체에 대한 방사선 세기의 변동을 결정하는 단계를 포함하는, 방법.
13. 제 12 절에 있어서,
상기 갭 변동 분포는 측정된 갭 신호에 기초하는, 방법.
14. 제 13 절에 있어서,
측정된 갭 신호는 상기 타겟에 상대적으로 상기 광학 요소를 위치시키는 제어기로부터 수신되는 갭 제어 신호를 포함하는, 방법.
15. 제 12 절 내지 제 14 절 중 어느 한 절에 있어서,
상기 결정하는 단계는,
상기 방사선 세기에 있는 결정된 변동을 상기 타겟 구조체의 방사선 세기 분포에 적용하여, 상기 타겟 구조체에 대한 정정된 방사선 세기 분포를 획득하는 단계를 더 포함하는, 방법
16. 제 15 절에 있어서,
상기 방법은, 정정된 방사선 세기 분포에 기초하여 상기 타겟과 연관된 파라미터를 유도하는 단계를 더 포함하는, 방법.
17. 제 12 절 내지 제 16 절 중 어느 한 절에 있어서,
상기 방법은, 상기 타겟 구조체에 대하여, 갭의 거리의 변동 이외의 파라미터의 변동에 대한 방사선 세기의 의존성에 대한 삼차 도함수 텐서를 계산하는 단계를 더 포함하고,
상기 방사선 세기의 변동을 결정하는 단계는, 삼차 도함수 텐서 및 상기 파라미터의 변동에 더욱 기초하는, 방법.
18. 제 12 절 내지 제 17 절 중 어느 한 절에 있어서,
상기 광학 컴포넌트는 고체 침지 렌즈를 포함하고, 상기 갭은 100 nm 이하인, 방법.
19. 주어진 타겟 구조체에 대하여, 상기 타겟 구조체와 광학 요소 사이의 갭에 대한 방사선 세기의 의존성에 대한 이차 도함수 텐서를 계산하는 단계;
상기 타겟의 측정 기간 중에 갭 변동 분포의 통계적 분산을 평가하는 단계로서, 상기 갭 변동 분포는 측정된 갭 신호에 기초하는, 단계; 및
상기 이차 도함수 텐서 및 상기 갭 변동 분포의 통계적 분산에 기초하여, 퓨필에 걸친 평균 방사선 세기 변동을 상기 갭의 변동의 함수로서 평가하는 단계를 포함하는, 방법.
20. 디바이스 패턴이 리소그래피 프로세스를 사용하여 일련의 기판들에 적용되는 디바이스 제조 방법으로서,
제 1 절 내지 제 19 절 중 어느 한 절의 방법을 사용하여, 상기 기판들 중 적어도 하나 상에서 상기 디바이스 패턴의 일부로서 또는 디바이스 패턴 이외에 형성된 타겟을 적어도 검사하는 단계, 및
상기 방법의 결과에 따라 추후의 기판들에 대하여 상기 리소그래피 프로세스를 제어하는 단계를 포함하는, 디바이스 제조 방법.
21. 비일시적 컴퓨터 프로그램 제품으로서,
프로세서가 제 1 절 내지 제 19 절 중 어느 한 절의 방법이 수행되게 하기 위한 머신-판독가능 명령을 저장하는, 비일시적 컴퓨터 프로그램 제품.
비록 특정한 참조가 위에서 광 리소그래피의 콘텍스트에서의 본 발명의 실시예의 사용에 대하여 이루어졌지만, 본 발명이 다른 애플리케이션, 예를 들어 임프린트(imprint) 리소그래피에서 사용될 수도 있고, 콘텍스트가 허용하는 경우 광 리소그래피로 제한되는 것이 아니라는 것이 인정될 것이다. 본원에서 사용된 "방사선" 및 "빔"이라는 용어는, 자외(UV) 방사선(예컨대, 약 365, 355, 248, 193, 157, 또는 126 nm의 파장을 가짐) 및 극자외(EUV) 방사선(예컨대, 5-20 nm 범위의 파장을 가짐), 및 이온 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 컴포넌트를 포함하는 다양한 타입의 광 컴포넌트 중 임의의 것 또는 조합을 가리킬 수 있다.
비록 본 발명의 특정한 실시예가 위에서 설명되었지만, 본 발명은 설명된 것과 다르게 실시될 수 있다는 것이 이해될 것이다. 예컨대, 본 발명의 실시예는 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.

Claims (15)

  1. 타겟으로부터 갭을 두고 있는 있는 광학 컴포넌트를 사용하여 측정된 타겟에 대한 방사선 세기 분포를 수반하는 방법으로서,
    상기 방사선 세기 분포의 방사선 세기의 변동에 대한 정정 인자를 상기 갭의 거리의 변동의 함수로서 계산하는 단계를 포함하고, 상기 정정 인자는 (i) 측정된 후의 측정된 방사선 세기 분포를 정정하는 것과 (ii) 계산된 방사선 세기 분포를 정정하는 것 중 하나 또는 양자 모두로 구성되는, 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 정정 인자는 이차 도함수 텐서(tensor)를 포함하는, 방법.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 방법은, 상기 타겟의 측정 중에 상기 갭의 갭 변동 분포의 분산을 계산하는 단계를 더 포함하는, 방법.
  4. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 방법은, 상기 정정 인자에 기초하여 상기 방사선 세기 분포를 정정하는 단계를 더 포함하는, 방법.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 정정하는 단계는, 상기 타겟의 측정 중에 상기 갭의 갭 변동 분포의 분산에 기초하여 상기 방사선 세기 분포를 정정하는 단계를 더 포함하는, 방법.
  6. 제 4 항에 있어서,
    상기 방법은, 정정된 방사선 분포에 기초하여 상기 타겟에 대한 관심 파라미터를 유도하는 단계를 더 포함하는, 방법.
  7. 제 4 항에 있어서,
    상기 정정된 방사선 세기 분포는 측정된 방사선 세기 분포인, 방법.
  8. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 방법은,
    타겟 구조체에 대하여, 상기 갭의 거리의 변동 이외의 파라미터의 변동에 대한, 상기 방사선 세기 분포의 방사선 세기의 변동의 의존성에 대한 삼차 도함수 텐서를 계산하는 단계; 및
    상기 타겟의 측정 중의 상기 갭의 거리의 변동의 통계적 분산, 상기 갭의 거리의 변동의 함수로서의 상기 방사선 세기 분포의 방사선 세기의 변동에 대한 이차 도함수 텐서, 삼차 도함수 텐서 및 파라미터의 변동의 함수로서, 방사선 세기의 변동을 결정하는 단계를 더 포함하는, 방법.
  9. 주어진 타겟 구조체에 대해, 상기 타겟 구조체와 광학 요소 사이의 갭에 대한 방사선 세기의 의존성에 대한 이차 도함수 텐서를 계산하는 단계;
    측정 기간에 걸쳐 갭 변동 분포의 통계적 분산을 결정하는 단계; 및
    상기 통계적 분산 및 이차 도함수 텐서에 기초하여 상기 타겟 구조체에 대한 방사선 세기의 변동을 결정하는 단계를 포함하는, 방법.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 갭 변동 분포는 측정된 갭 신호에 기초하는, 방법.
  11. 주어진 타겟 구조체에 대하여, 상기 타겟 구조체와 광학 요소 사이의 갭에 대한 방사선 세기의 의존성에 대한 이차 도함수 텐서를 계산하는 단계;
    상기 타겟의 측정 기간 중에 갭 변동 분포의 통계적 분산을 평가하는 단계로서, 상기 갭 변동 분포는 측정된 갭 신호에 기초하는, 단계; 및
    상기 이차 도함수 텐서 및 상기 갭 변동 분포의 통계적 분산에 기초하여, 퓨필에 걸친 평균 방사선 세기 변동을 상기 갭의 변동의 함수로서 평가하는 단계를 포함하는, 방법.
  12. 디바이스 패턴이 리소그래피 프로세스를 사용하여 일련의 기판들에 적용되는 디바이스 제조 방법으로서,
    제 1 항 또는 제 2 항의 방법을 사용하여, 상기 기판들 중 적어도 하나 상에서 상기 디바이스 패턴의 일부로서 또는 디바이스 패턴 이외에 형성된 타겟을 적어도 검사하는 단계, 및
    상기 방법의 결과에 따라 추후의 기판들에 대하여 상기 리소그래피 프로세스를 제어하는 단계를 포함하는, 디바이스 제조 방법.
  13. 컴퓨터 프로그램이 저장되어 있는 컴퓨터 판독가능한 기록 매체로서,
    상기 컴퓨터 프로그램은 프로세서가 제 1 항 또는 제 2 항의 방법을 수행하도록 하기 위한 머신-판독가능 명령을 포함하는, 컴퓨터 판독가능한 기록 매체.
  14. 시스템으로서,
    기판 상의 측정 타겟에 빔을 제공하고, 상기 타겟에 의해 리디렉팅된 방사선을 검출하여 리소그래피 프로세스의 파라미터를 결정하도록 구성되는 검사 장치; 및
    제 13 항의 컴퓨터 판독가능한 기록 매체를 포함하는, 시스템.
  15. 제 14 항에 있어서,
    상기 시스템은 리소그래피 장치를 더 포함하고,
    상기 리소그래피 장치는 방사선 빔을 변조하기 위한 패터닝 디바이스를 홀딩하도록 구성되는 지지 구조체 및 변조된 빔을 방사선 감응 기판 상에 투영하도록 배치되는 투영 광학계를 더 포함하는, 시스템.
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