KR20100131924A

KR20100131924A - 파면수차 측정 장치, 노광 장치 및 디바이스 제조 방법

Info

Publication number: KR20100131924A
Application number: KR1020100051105A
Authority: KR
Inventors: 가즈끼 야마모또; 요시노리 오사끼
Original assignee: 캐논 가부시끼가이샤
Priority date: 2009-06-08
Filing date: 2010-05-31
Publication date: 2010-12-16
Also published as: JP5503193B2; JP2010283308A; US20100309448A1; US8400612B2; KR101320240B1

Abstract

피검 광학계의 파면수차를 측정하는 측정 장치이며, 피검 광학계를 통과한 광에 의해 생성된 간섭 무늬에 기초하여 파면수차를 산출하도록 구성된 산출 유닛; 및 산출 유닛에 의해 산출된 파면수차에 기초하여 파면 상태를 나타내는 평가값을 산출하고, 평가값이 허용 범위 내이면, 산출된 파면수차를 피검 광학계의 파면수차로서 결정하도록 구성된 결정 유닛을 포함하는 측정 장치가 개시된다.

Description

파면수차 측정 장치, 노광 장치 및 디바이스 제조 방법{WAVEFRONT ABERRATION MEASUREMENT APPARATUS, EXPOSURE APPARATUS, AND METHOD OF MANUFACTURING DEVICE}

본 발명은, 파면수차 측정 장치, 노광 장치 및 디바이스 제조 방법에 관한 것이다.

집적 회로 및 대규모 집적 회로 등의 반도체 디바이스나 전하 결합 소자(charge-coupled device, CCD) 등의 촬상 디바이스나 액정 패널 등의 표시 디바이스 및 자기 헤드 등의 디바이스를 포토리소그래피 프로세스에 의해 제조하기 위해 마스크(예를 들어, 레티클)에 형성된 패턴을 피노광체(exposure target)에 전사하는 투영 노광 장치가 종래부터 사용되어 왔다. 노광 장치는, 레티클 상의 패턴을 소정의 배율에서 정밀하게 피노광체에 전사해야 하기 때문에, 수차가 작아 결상 성능이 우수한 투영 광학계를 사용하는 것이 중요하다. 이는, 최근 반도체 디바이스의 더 진보된 미세 패터닝에 대한 요구에 수반하여, 전사 패턴이 광학계의 수차에 대하여 더 민감해지고 있기 때문에 특히 중요하다. 이로 인해, 투영 광학계의 광학 성능(예를 들어, 파면수차)을 고정밀도로 정확하게 산출하는 것에 대한 요구가 발생하고 있다.

종래의 한 방법은 마스크 패턴을 웨이퍼 상에 실제로 프린트하고, 얻어진 레지스트 상을, 예를 들어, 주사 전자 현미경(scanning electron microscope, SEM)에 의해 관찰하고 검사한다. 이 방법은, 예를 들어, 노광 및 현상을 포함하는 검사에 긴 시간을 필요로 하고, SEM의 조작의 곤란성이나 레지스트 도포 및 현상에 기인하는 오차 때문에 검사의 재현성이 나쁘다. 따라서, 이러한 문제들을 해결하기 위해서, 이상 구면파를 형성하기 위한 핀 홀을 갖는 점회절 간섭계(point diffraction interferometer, PDI) 및 쉬어링 간섭을 이용하는 쉬어링 간섭계가 종래부터 알려져 있다. 또한, 요즘에는, 이상 원기둥파 또는 이상 타원파를 형성하기 위한 슬릿을 갖는 선회절 간섭계(line diffraction interferometer, LDI)를 이용하는 측정 장치가 제안되어 있다. 일본 공개 특허 제2000-146705호 공보, 일본 공개 특허 제2000-097666호 공보, 및 일본 공개 특허 제2005-244126호 공보는, 예를 들어, PDI, 쉬어링 간섭계, 및 LDI의 상세를 개시한다.

노광 장치에 탑재된 파면수차의 측정 장치가 LDI인 경우, 이상 파면을 형성하기 위한 슬릿 형상과 투영 광학계의 수차 정보를 포함하는 파면을 투과시키기 위한 창 형상으로 이루어지는 측정 마크(창/슬릿 부재)가 투영 광학계의 하방에 배치된 플레이트 상에 형성된다. 또한, 상기 플레이트의 바로 아래에 2차원 수광 소자가 배치된다. 2차원 수광 소자는, 상술한 창/슬릿 부재에 의해 발생하는 2개의 파면간의 간섭을 촬상한다. 촬상된 간섭 무늬의 화상을 해석하는 것에 의해, 투영 광학계에 발생된 파면수차가 산출된다. 산출된 파면수차(Zernike 다항식의 각항의 수차값)를 바탕으로, 투영 광학계를 구성하는 렌즈 군의 위치를 보정하는 것에 의해, 투영 광학계의 광학 성능을 고정밀도로 유지한다.

그러나, 측정 마크 상에 먼지가 붙어 있을 경우나 측정 위치가 어긋난 상태일 경우, 개구수(numerical aperture, NA)의 전체 영역에는 간섭 무늬가 발생하지 않아, 국소적으로 결함이 있는 간섭 무늬 화상이 얻어진다. 이 경우, 상술된 간섭 무늬 화상으로부터 산출된 파면수차(Zernike 다항식의 각항의 수차값)는 오차를 갖는다. 잘못된 수차값에 기초하여 투영 광학계를 보정하면 광학 성능의 열화를 초래한다. 상술된 논의는, LDI에 한하지 않고, PDI 및 쉬어링 간섭계 등의 피검 광학계의 광학 성능을 측정하는 모든 광학 성능 측정 장치에 대하여 성립된다.

본 발명은, 파면수차를 정밀하고 효율적으로 측정할 수 있는 측정 장치를 제공한다.

본 발명에 따르면, 피검 광학계의 파면수차를 측정하는 측정 장치이며, 피검 광학계를 통과한 광에 의해 생성된 간섭 무늬에 기초하여 파면수차를 산출하도록 구성된 산출 유닛; 및 산출 유닛에 의해 산출된 파면수차에 기초하여 파면 상태를 나타내는 평가값을 산출하고, 평가값이 허용 범위 내일 경우에 산출된 파면수차를 피검 광학계의 파면수차로서 결정하도록 구성된 결정 유닛을 포함하는 측정 장치가 제공된다.

본 발명의 다른 특징들은 첨부 도면을 참조하여 하기의 예시적인 실시예들의 설명으로부터 명백하게 될 것이다.

도 1은, 측정 장치를 포함하는 노광 장치를 도시하는 개략 블록도이다.
도 2는, 제1 실시예의 제1 마스크를 도시하는 개략 평면도이다.
도 3은, 제1 실시예의 제2 마스크를 도시하는 개략 평면도이다.
도 4는, 제1 실시예의 파면수차의 측정 동작을 나타내는 흐름도이다.
도 5는, 도 3에 나타내는 제2 마스크 내의 마크로부터 출사된 광을 도시하는 모식도이다.
도 6은, 도 1에 도시되는 촬상 디바이스가 검출하는 광의 간섭 무늬의 일례를 나타내는 개략도이다.
도 7은, 도 4의 단계 S002의 프로세스 내용을 나타내는 개념도이다.
도 8은, 도 4의 단계 S002에서 결정되는 파면 상태의 일례를 나타내는 개념도이다.
도 9는, 제1 실시예의 시감도(visibility)의 산출 방법의 일례를 도시하는 모식도이다.
도 10은, 제2 실시예의 제1 마스크를 도시하는 개략 평면도이다.
도 11은, 제2 실시예의 제2 마스크를 도시하는 개략 평면도이다.
도 12는, 제2 실시예의 파면수차의 측정 동작을 나타내는 흐름도이다.

[제1 실시예]

이하, 본 발명의 제1 실시예의, PDI 방식의 측정 장치를 포함하는 노광 장치(10)에 대해서, 첨부 도면을 참조하여 설명한다. 도 1에 도시된 노광 장치(10)는, 예를 들어, 스텝 앤드 스캔 방식이나 스텝 앤드 리피트 방식으로, 마스크(21)에 형성된 회로 패턴을 피노광체(웨이퍼)(41)에 노광하여 전사하는 투영 노광 장치이다. 이러한 노광 장치는, 서브마이크로미터 수준이나 쿼터 마이크로미터 이하의 수준에서의 리소그래피 프로세스에 적합하다. 이하, 본 실시예에서는, 스텝 앤드 스캔 방식의 노광 장치("스캐너"라고도 불림)를 예로 들어 설명한다. 여기서, "스텝 앤드 스캔 방식"은, 마스크에 대하여 웨이퍼를 연속적으로 주사하면서 마스크 패턴을 웨이퍼에 노광하여 전사하고, 1샷의 노광 종료 후, 웨이퍼 스테이지(42)를 다음 노광 영역으로 스텝 이동하는 노광 방법을 의미한다. "스텝 앤드 리피트 방식"은, 여기에서 웨이퍼의 일괄 노광마다 웨이퍼를 다음 샷의 노광 영역으로 스텝 이동하는 노광 방법을 의미한다.

노광 장치(10)는, 측정 장치(50a 및 50b)를 탑재하고, 조명계(11), 마스크(21), 투영 광학계(31), 및 웨이퍼(41)를 포함한다. 조명계(11)는, 광원 유닛(12), 릴레이 광학계(13), 및 조명 광학계(14)를 포함한다. 광원 유닛(12)은, 예를 들어, 광원으로서 약 193nm의 파장을 갖는 ArF 엑시머 레이저나 또는 약 248nm의 파장을 갖는 KrF 엑시머 레이저를 사용할 수 있다. 그러나, 레이저의 유형은 엑시머 레이저에 한정되지 않고, 레이저의 개수도 한정되지 않는다. 또한, 광원 유닛(12)이 레이저를 사용할 때, 레이저 광원으로부터의 평행 광속을 원하는 빔 형상으로 정형하는 광학계, 및 코히런트한 레이저 광속을 인코히런트한 광속으로 변환하는 광학계를 사용할 수 있다. 또한, 광원부(12)에 사용 가능한 광원은 레이저로 한정되는 것이 아니고, 하나 또는 복수의 수은 램프나 크세논 램프 등의 램프도 사용가능하다. 조명계(11)는 마스크(21)를 조명하는 광학계이며, 예를 들어, 렌즈, 미러, 옵티컬 인티그레이터, 및 σ 조리개 등을 포함한다. 릴레이 광학계(13)는, 광원 유닛(12)으로부터의 광속을 조명 광학계(14) 및 얼라인먼트 광학계(15)에 도광한다. 조명 광학계(14)는, 예를 들어, 콘덴서 렌즈, 파리의 눈 렌즈(fly-eye lens), 개구 조리개, 콘덴서 렌즈, 슬릿, 및 결상 광학계 등의 광학 소자가 이 순서로 정렬되도록 구성된다. 얼라인먼트 광학계(15)는 얼라인먼트 스코프를 포함하고, 통상의 노광 동안에는 광로 밖에 배치된다. 도 1은, 얼라인먼트 광학계(15)를 구동하는 구동 기구는 도시하지 않는다. 얼라인먼트 스코프는 마스크(21) 상의 얼라인먼트 마크(도시 안됨)와 웨이퍼 스테이지(42) 상의 얼라인먼트 마크를, 투영 광학계(31)를 통해서 결상함으로써 마스크(21)와 웨이퍼(41)의 위치 정렬을 행한다. 마스크(또는 레티클)(21)는, 예를 들어, 석영으로 만들어지고, 그의 표면층 아래로는 전사되어야 할 회로 패턴(또는 상)이 형성되고, 마스크 스테이지(또는 레티클 스테이지)(22)에 의해 지지 및 구동된다. 마스크(21)에 의해 회절된 광은, 투영 광학계(31)를 통과해 웨이퍼(41) 상에 투영된다. 마스크(21)와 웨이퍼(41)는 광학적으로 서로 공액의 관계에 있다. 제1 실시예에 따른 노광 장치(10)는 스캐너이기 때문에, 마스크(21)와 웨이퍼(41)를 축소 배율비와 동등한 속도 비율로 주사함으로써 마스크의 패턴을 웨이퍼에 전사한다. 또한, 스텝 앤드 리피트 방식의 노광 장치("스테퍼"라고도 불림)는 마스크(21)와 웨이퍼(41)를 정지시킨 상태에서 노광을 행한다.

투영 광학계(31)는, 예를 들어, 복수의 렌즈 소자만을 포함하는 굴절 광학계, 복수의 렌즈 소자와 미러를 포함하는 반사 굴절 광학계(catadioptric system), 복수의 렌즈 소자와 키노폼 등의 회절 광학 소자를 포함하는 광학계, 또는 미러만을 포함하는 광학계일 수 있다. 색수차의 보정이 필요한 때에는, 서로 분산 정도(아베 수)가 다른 유리 재료로 이루어지는 복수의 렌즈 소자를 이용하거나, 렌즈 소자에 의해 발생되는 것과 역방향으로 분산이 발생되도록 회절 광학 소자를 구성한다. 측정 장치(50a 및 50b)가 투영 광학계(31)의 광학 성능(예를 들어, 파면수차)을 측정한다. 웨이퍼(41)는 프로세스 대상이며 감광제로 도포된다. 웨이퍼(41)는 척(도시 안됨)을 통해서 웨이퍼 스테이지(42)에 의해 유지된다. 웨이퍼 스테이지(42)는 웨이퍼(41) 및 측정 장치(50b)의 일부를 지지한다. 웨이퍼 스테이지(42)는 당업계의 주지의 어떠한 형태도 취할 수 있으므로, 여기에서는 자세한 구조 및 동작의 설명은 생략한다. 예를 들어, 웨이퍼 스테이지(42)는 스테이지 제어부(43)를 이용해서 X 및 Y 방향으로 웨이퍼(41) 및 측정 장치(50b)의 일부를 이동할 수 있다. 마스크(21)와 웨이퍼(41)는, 예를 들어, 서로 동기 주사되어, 웨이퍼 스테이지(42)와 마스크 스테이지(22)의 위치는 얼라인먼트 광학계(15)로 캘리브레이션 후, 마스크 스테이지 제어부(24) 및 스테이지 제어부(43) 등을 사용하여, 일정한 속도 비율로 구동된다.

도 1에 도시된 측정 장치(50a 및 50b)는 조명 광학계(14), 제1 마스크(60), 제2 마스크(70), 촬상 디바이스(53), 통신용 케이블(54), 및 측정 장치 제어부(55)를 포함한다. 제1 마스크(60)와 제2 마스크(70)는 간섭 무늬를 생성하는 패턴 부재로서 기능한다. 제1 실시예에서는, 측정 장치(50a 및 50b)는 간섭 무늬를 검출함으로써 피검 광학계로서의 투영 광학계(31)의 파면수차를 측정하는, PDI 방식의 간섭계를 포함한다. 제1 실시예에서는, 마스크 스테이지(22) 상에 제1 마스크(60)를 설치한다. 이러한 경우 제1 마스크(60)는 예를 들어, 석영이나 형석 등의 투명 기판으로 만들어지고, 기판의 한쪽 표면에 크롬 등을 부착시켜서 형성한다. 조명광학계(14)로부터의 광속은 마스크 스테이지(22) 상에 배치된 제1 마스크(60) 상에 수렴된다. 수렴된 광속은 투영 광학계(31)의 레티클 측, 즉, 물체측의 개구수 NAo와 동등한 σ=1을 만족하는 조명을 형성한다.

도 2는 제1 마스크(60)의 구조를 도시한다. 제1 마스크(60)는 핀 홀(61a)과 창(61b)의 쌍을 포함한다. 투영 광학계(31)의 레티클측, 즉, 물체측의 개구수를 NAo로 하면, 핀 홀(61a)의 직경 △r는 수학식 1을 만족한다.

<수학식 1>

△r < 0.5 × λ/NAo

여기서, λ는 노광광의 파장이다.

핀 홀(61a)의 직경 △r이 수학식 1을 만족하도록 결정함으로써, 핀 홀(61a)에 의해 회절되는 광이 개구수 NAo의 범위 내에서 등위상이 되게 한다. 한편, 창(61b)의 x 방향의 폭 △r'은 λ/NAo 이하이다. 폭 △r'은 대략 수학식 1에 의해 정의된 범위 내가 되도록 설정될 수 있다. 그러나, 창(61b)을 통과한 광은, 후술하는 바와 같이, 웨이퍼측에서 수학식 1을 만족하는 직경의 핀 홀을 통과하기 때문에, 후술되는 바와 같이, 레티클측에서 등위상일 필요는 없다. 그리하여, 폭 △r'은 소정의 광량을 확보하는 관점에서 상대적으로 넓게 설정된다.

제2 마스크(70)는 도 3에 도시한 바와 같이, 핀 홀(71a)과 창(71b)의 쌍을 포함한다. 투영 광학계(31)의 웨이퍼측, 즉, 상측(image side)의 개구수를 NAi로 하면, 핀 홀(71a)은 수학식 2를 만족하는 직경 △w를 갖는다.

<수학식 2>

△w < 0.5 × λ/NAi

핀 홀(71a)의 직경 △w가 수학식 2를 만족하도록 결정함으로써, 핀 홀(71a)에 의해 회절된 광이 개구수 NAi의 범위 내에서 등위상의 구형 파면을 갖도록 한다.

창(71b)의 x 방향의 폭 △w'은 측정될 투영 광학계의 공간 주파수에 기초하여 결정된다. 폭 △w'은 고주파수를 측정하고 싶은 경우에는 넓게 설정되고, 저주파수만 측정하고 싶은 경우에는 좁게 설정된다. 투영 광학계(31)의 동공(pupil)의 공간 주파수를 f라고 하면, 폭 △w'은 수학식 3으로 주어진다.

<수학식 3>

△w' = 2 × f × λ/NAi

여기서, 동공 반경과 동등한 1 주기를 갖는 파면수차의 공간 주파수 f를 1로 가정하는 것을 유의한다.

촬상 디바이스(53)는 CCD 등의 광전 변환 디바이스를 포함한다. 통신 케이블(54)은 촬상 디바이스(53)와 측정 장치 제어부(55)를 서로 통신 가능하게 접속한다. 측정 장치 제어부(55)는 산출 유닛(55a), 결정 유닛(55b), 및 메모리 유닛(55c)을 포함한다. 산출 유닛(55a)은, 촬상 디바이스(53)에 의해 촬상된 간섭 무늬에 기초하여 파면수차를 산출한다. 메모리 유닛(55c)은, 파면수차의 산출에 필요한 파라미터 정보(예를 들어, NA값 및 제2 마스크(70)와 촬상 디바이스(53) 사이의 거리), 및 산출 결과(예를 들어, 파면수차 데이터 및 제르니케 다항식(Zernike polynomials)의 각 항)를 포함하는 데이터군을 저장한다. 산출 유닛(55a)에 의해 위상 정보를 산출하기 위해, 예를 들어, 푸리에 변환법이나 전자 무아레법이 사용된다. 푸리에 변환법은, 하나의 간섭 무늬 화상을 2차원 푸리에 변환함으로써, 피검 파면의 정보를 포함하는 공간 주파수 영역을 추출하고, 원점 시프트를 행하고, 정보를 역 푸리에 변환함으로써 위상 정보를 획득한다. 또한, 전자 무아레법은 하나의 측정되는 간섭 무늬 화상의 것과 동일한 캐리어 주파수를 갖고, 또한 서로로부터 위상시프트된 적어도 3개의 참조 격자 화상을 생성한다. 그 후, 이 방법은 측정된 간섭 무늬 화상과 상기 참조 격자 화상으로부터 작성한 적어도 3개의 무아레 무늬에 대하여, 저역 통과 필터 및 위상 시프트법을 사용하여 프로세스를 행함으로써 위상 정보를 얻는다. 전자 무아레법을 사용할 때, 상술된 프로세스는, 촬상된 간섭 무늬에, 측정 장치 제어부(55)의 메모리에 저장된 참조 격자 화상을 곱함으로써 행해질 수 있다.

메모리 유닛(55c)에 저장된 투영 광학계(31)의 파면수차 정보는 주제어부(80)에 송신된다. 주제어부(80)는, 수신한 파면수차 정보에 기초하여 파면수차 보정에 필요한 렌즈 구동량과 파장 구동량을 산출하고, 산출 결과를 투영계 제어부(32)에 출력한다. 투영계 제어부(32)는, 투영 광학계(31)를 구성하는 복수의 렌즈의 몇 군데에 설치된 렌즈 구동계를 제어하는 것에 의해, 또한 광원 유닛(12)에 의해 발진되는 노광광의 파장을 제어하는 것에 의해, 투영 광학계(31)가 원하는 파면수차량을 발생하게 할 수 있다. 투영계 제어부(32)는, 주제어부(80)로부터 입력된 렌즈 구동량을 따라, 투영 광학계(31) 내부의 복수의 렌즈를 변위시킨다. 또한, 투영계 제어부(32)는 입력된 파장 구동량을 따라, 광원 유닛(12)에 의해 발진되는 노광광의 파장을 변경시킨다.

도 4는 본 실시예의 투영 광학계(31)의 파면수차를 측정하는 방법을 도시하는 흐름도이다. 투영 광학계(31)는 측정 장치에 의해 그의 파면수차가 측정되는 피검 광학계로서 기능한다는 것에 유의한다. 도 4에 도시하는 흐름도는, 파면수차를 산출하는 단계 S001, 파면 상태를 검사하는 단계 S002, 파면 상태를 결정하는 단계 S003, 낮은 차수의 수차량을 사용하여 최적화를 수행하는 단계 S004, 간섭 무늬 상태를 최적화하는 단계 S005를 포함한다. 단계 S001에서는, 광원 유닛(12)에 의해 출사된 광속이 조명 광학계(14)에 도광된 후, 조명 광학계(14) 내의 σ 조리개를 통해 제1 마스크(60) 내의 마크(61)만을 조사하도록, 조명 광학계(14)와 제1 마스크(60)의 위치가 마스크 스테이지 제어부(24)에 의해 조정된다. 이때, 핀 홀(61a)은 수학식 1을 만족하는 폭을 갖기 때문에, 핀 홀(61a)로부터 출사된 광은 등위상의 구형 파면을 갖는 회절광이 되어, 투영 광학계(31)의 광학 동공의 전체면에 조사된다. 한편, 창(61b)을 통과한 광속은 조명 광학계(14)의 수차 정보를 포함하는 광속이 된다.

스테이지 제어부(43)는, 제1 마스크(60)의 마크(61)로부터 출사되는 광이 투영 광학계(31)를 통해 제2 마스크(70) 내의 마크(71) 상에 상을 형성하도록 웨이퍼 스테이지(42)의 위치를 조정한다. 이러한 동작에 의해, 제1 마스크(60)의 핀 홀(61a)은 제2 마스크(70)의 창(71b)에 결상하고, 제1 마스크(60)의 창(61b)은 제2 마스크(70)의 핀 홀(71a)에 결상한다. 핀 홀(71a)에 의해 회절된 광속은 등위상의 구형 파면을 갖는다. 한편, 창(71b)을 통해 투과된 파면은, 핀 홀(61a)에 의해 x 방향으로 등위상인 파면으로 정형된 후, 투영 광학계(31)를 투과하므로, 투영 광학계(31)의 수차 정보를 포함한다. 제1 마스크(60) 및 제2 마스크(70)는 간섭 무늬를 생성하는 패턴 부재로서 기능한다.

도 5는 핀 홀(71a)과 창(71b)으로부터 출사되는 광속을 도시하는 모식도이다. 도 5로부터 알 수 있듯이, 핀 홀(71a)을 통과한 광은, 구형의(spherical) 이상 파면(701a)을 가지며, 창(71b)을 통과한 광은 피검 파면(701b)을 갖는다. 도 6은, 촬상 디바이스(53)가 검출하는 핀 홀(71a)과 창(71b)으로부터 사출된 광의 간섭 무늬의 일례를 나타낸다. 핀 홀(71a)과 창(71b) 사이의 간격만큼 중심이 서로 어긋난 투영 광학계(31)의 동공의 상이 2개 촬상되고, 그들의 중첩 영역에 간섭 무늬가 발생한다. 발생한 간섭 무늬는, 촬상 디바이스(53)에 의해 촬상되고, 산출 유닛(55a)에 의해 간섭 무늬의 위상 정보가 산출된다. 산출된 위상 정보는, 파면수차 데이터로서 메모리 유닛(55c)에 저장된다. 파면 상태를 체크하는 단계 S002에서는, 결정 유닛(55b)이, 단계 S001에서 저장된 파면수차 데이터에 기초하여 파면 상태를 나타내는 평가값을 산출한다. 산출 유닛(55a)에 의해 생성되는 파면수차 데이터는, 예를 들어, 2차원으로 배열된 평가점에 파면을 나타내는 값이 맵핑된 데이터이다.

도 7은 단계 S002에서의 프로세스를 도시하는 개념도이다. 도 7을 참조하면, 결정 유닛(55b)이, 단계 S001에서 산출된 파면수차 데이터(도 7의 중앙의 이미지)에 대하여 파면 상태를 검사하는 것에 의해 파면 에러 맵(도 7의 우측 이미지)을 산출한다. 결정 유닛(55b)은, 예를 들어, 각각의 평가점이 파면수차 데이터에 있어서, 복수의 평가점 중 적어도 하나의 평가점의 파면수차량과의 차분이 임계값을 초과하는지의 여부를 결정하고, 이웃하는 평가점과의 파면수차량 차분이 임계값을 초과하는 평가점을 에러 평가점(도 7의 우측 화상의 백색 부분)이라고 결정한다. 상술된 차분의 임계값은, 미리 측정 환경에 따라서 최적인 값이 설정된다. 상술된 임계값은, 전체 NA 범위(예를 들어, 전체 범위에 걸쳐 500 mλ)에 걸쳐 고정된 값을 취할 수 있거나, 또는 각 평가점마다 상이한 값을 취할 수 있다(예를 들어, NA ≤ 0.5인 범위에서 200mλ, 그리고 NA > 0.5인 범위에서 800mλ). 결정 유닛(55b)은 상술된 에러 결정을 전체 NA 범위에 대하여 행하는 것에 의해 모든 에러 평가점을 구한다. 에러 평가점의 총수는 파면 상태를 나타내는 평가값이다. 예를 들어, 측정 위치의 어긋남 및 측정 마크 상의 먼지 부착 등에 기인하여 간섭 무늬의 결핍 부분의 수가 증가함에 따라, 상술된 평가값(에러 평가점의 총수)은 증가한다.

파면 상태를 결정하는 단계 S003에서, 결정 유닛(55b)은 단계 S002에서 산출한 평가값이 허용 범위 내인지의 여부를 결정한다. 예를 들어, 결정 유닛(55b)은, 산출된 평가값을 미리 설정된 2개의 임계값(예를 들어, 임계값1 = 600, 임계값2 = 5000)을 비교하여 파면 상태를 결정한다. 상술된 임계값은, 측정 장치의 설치 환경 및 필요한 측정 정밀도에 따라 임의로 설정될 수 있다. 도 8은 결정 유닛(55b)에 의해 파면 상태를 결정한 결과의 일례를 나타낸다. 도 8은 "양호(제1 등급)", "불량(제2 등급)", 또는 "매우 불량(제3 등급)"으로 각각 분류된 결정 결과를 도시한다. "불량(제2 등급)"은 파면 상태가 "양호(제1 등급)보다 열등하며, "매우 불량(제3 등급)"은 파면 상태가 "불량(제2 등급)"보다 열등하다. "평가값 ≤ 임계값1”이면, 결정 유닛(55b)은 파면 상태를 "양호"로 분류하고, 파면수차 측정 결과를 투영계 제어부(32)로의 피드백이 가능한 투영 광학계(31)의 파면수차로서 결정한다. 이 경우, 파면을 만족스러운 상태에서 측정할 수 있으므로, 파면수차의 측정은 종료된다. "임계값1 < 평가값 ≤ 임계값2"의 경우, 결정 유닛(55b)은 파면 상태를 "불량"으로 분류한다. 그 후, 결정 유닛(55b)은, 파면수차의 높은 차수의 수차의 측정 결과는 신뢰성이 낮아, 투영계 제어부(32)에 피드백할 수는 없지만, 다항식으로 전개된 파면수차의 특정 차수 성분(낮은 차수의 성분)은 신뢰성이 있는 레벨을 갖는다고 결정한다. 따라서, 파면수차의 낮은 차수의 수차 성분(파면 수차가 전개되는 Zernike 다항식의 제2항 내지 제4항의 성분)에 기초하여, 제2 마스크의 위치를 보정하기 위해서는 처리를 단계 S004로 진행시켜 x, y, 및 z 방향으로 웨이퍼 스테이지 측정 위치를 변화시키기만 하면 된다. "임계값2 < 평가값”이면, 결정 유닛(55b)은, 파면 상태를 "매우 불량"으로 분류하고, 측정 결과는 사용할 수 없으며 신뢰성을 갖지 않는다고 분류한다. 이 경우, 웨이퍼 스테이지의 측정 위치를 x, y, 및 z 방향으로 변동시키면서 간섭 무늬 발생 상태가 최적인 위치를 검출하는 간섭 무늬 상태 최적화 단계 S005로 처리를 진행하는 것이 필요하기만 할 뿐이다.

낮은 차수의 수차를 사용하여 최적화를 수행하는 단계 S004에서는, 결정 유닛(55b)이, 산출된 낮은 차수의 수차의 측정 결과로부터 웨이퍼 스테이지의 x, y, 및 z 위치의 보정량을 산출한다. x, y, 및 z 위치의 보정량 Xcorr, Ycorr, 및 Zcorr는, 예를 들어, 수학식 4를 사용해서 산출될 수 있다.

<수학식 4>

Xcorr = Cx × (Z2-Zi2)

Ycorr = Cy × (Z3-Zi3)

Zcorr = Cz × (Z4-Zi4)

여기서, Z2, Z3, 및 Z4는 제2 내지 제4 Zernike 항의 수차의 측정치이고, Zi2, Zi3, 및 Zi4는 제2 내지 제4 Zernike 항의 수차의 초기값(초기 조정시의 값)이고, Cx, Cy, 및 Cz는 수차값 각각에 대한 측정 위치의 민감도의 계수이다. 수학식 4에 의해 산출된 보정량만큼 웨이퍼 스테이지 위치를 구동시키는 것에 의해, 파면수차가 다시 측정될 위치가 결정된다.

간섭 무늬 상태를 최적화하는 단계 S005에서는, 웨이퍼 스테이지 위치를 x, y, 및 z 방향으로 변동시킴으로써 제2 마스크(70)의 위치를 변동시키면서 간섭 무늬를 촬상한다. 결정 유닛(55b)은, 촬상한 복수의 간섭 무늬의 패턴으로부터 시감도 값을 산출하고, 최대의 시감도값이 얻어지는 웨이퍼 스테이지의 x, y, 및 z 위치를 측정 위치로서 결정한다. 결정 유닛(55b)의 시감도 산출은, 예를 들어, 하기의 방법을 사용한다. 도 9 좌측의 화상은, 촬상 디바이스(53)에 의해 촬상되는 간섭 무늬의 화상 데이터의 일례를 도시한다. 상술된 화상 데이터의 화살표 D는, 시감도 산출을 위한 처리 방향을 가리킨다. 이 경우, 간섭 무늬는 X 방향으로 생성되어, 처리 방향은 X 방향이다. 또한, 점선 W로 지시된 프레임 내의 범위는 시감도 산출 영역을 나타낸다. 도 9의 우측의 그래프는, 도 9의 좌측 화상의 임의 선의 광량값을 그래프로 나타내어 얻어진다. 횡축은 화소 위치를 나타내고, 종축은 광량값을 나타낸다. 도 9의 우측의 그래프의 해치 부분에 의해 나타낸 시감도의 산출 영역 A에서, 시감도값 V가 수학식 5를 이용하여 산출되고,

<수학식 5>

V = (Imax - Imin)/(Imax + Imin)

여기서, Imax는 밝은 부분의 광강도이고(광량의 최대값), Imin은 어두운 부분의 광강도(광량의 최소값)이다. 시감도 산출 영역 A의 폭은, "측정 장치(50a 및 50b)의 설계값으로부터 산출한 간섭 무늬의 피치" + α의 값으로서 미리 설정된다.

상술된 시감도값 V는, 시감도의 산출 영역 A의 위치를 처리 방향 D로 주사시키는 것에 의해 산출할 수 있다. 상술된 프로세스를 각 선에 대하여 행한 후, 최종적으로는, 도 9의 좌측 화상에서 점선 W로 나타낸 시감도 산출 영역 내의 모든 화소 위치에서의 시감도값의 평균, 또는 pTile법을 이용하여 산출한 값 등이 간섭 무늬의 시감도 값으로서 결정될 수 있다.

단계 S004 또는 S005에서 웨이퍼 스테이지 위치를 최적 측정 위치로 구동시킨 후, 다시, 파면수차를 측정하는 S001을 실시한다. 이때, 측정 위치가 보정되었기 때문에 측정 결과의 파면 상태는 전회의 단계 S001을 실시하여 얻어진 측정 결과의 파면 상태보다 낫다. 상술된 단계들 S001 내지 S005를, 미리 정해진 횟수만큼 반복하는 것에 의해, 최종적인 파면수차 측정 결과가 최적 측정 위치에서 얻어진다. 단계들 S001 내지 S005를 미리 정해진 횟수만큼 반복해도 파면 상태가 "양호"라고 결정되지 않는다고 가정한다. 이 경우에는, 예를 들어, 측정 마크의 열화나 먼지의 부착 등의 요인을 고려하여, 측정 마크를 변경하거나, 또는 측정 장치(50a 및 50b)를 재 검사하는 것이 필요하기만 할 뿐이다.

파면수차를 간섭 무늬의 시감도에 기초하여 평가하는 종래의 방법에서는, 실제로는 파면수차의 산출이 가능함에도 불구하고, 종종 산출이 불가능하다고 결정된다. 또한, 간섭 무늬의 시감도에 기초하여 파면수차를 평가하는 종래의 방법에서는, 측정 마크 위에 먼지가 부착되어 백 화소가 발생했을 때, 시감도가 높다고 잘못 판단될 수 있다. 대조적으로, 본 실시예의 측정 장치는, 이러한 문제를 방지할 수 있다.

본 실시예의 파면수차의 측정 장치를 사용하면, 파면수차의 오측정을 방지할 수 있다. 또한, 측정 위치가 부적절하면, 자동적으로 최적인 측정 위치로 측정 위치가 조정된 후에 측정을 실행한다. 이것은 종래 기술보다도 안정성이 높고, 정밀도 높게 파면수차를 측정하는 것을 가능하게 한다.

[제2 실시예]

본 발명의 제2 실시예에서는 LDI 방식의 측정 장치를 포함하는 노광 장치(10)에 대해 첨부 도면을 참조하여 설명한다. 제2 실시예의 개략도는, 도 1에 도시된 제1 실시예에서와 대략 동일하지만, 도 1에 있어서의 제1 마스크(60)가 제1 마스크(60')에 의해 치환되고, 제2 마스크(70)가 제2 마스크(70')에 의해 치환되는 것만이 상이하다. 제1 마스크(60')의 구조를 도 10에 도시한다. 제1 마스크(60')는, 0° 방향으로 배향된 슬릿(61'a)과 창(61'b)으로 이루어지는 마크(61')와, 90° 방향으로 배향된 슬릿(62'a)과 창(62'b)으로 이루어지는 마크(62')를 포함한다. 양쪽 마크는 폭 및 간격 등은 동일하지만 배치 방위만이 상이하다. 투영 광학계(31)의 레티클측, 즉 물체측의 개구수를 NAo로 하면, 슬릿들(61'a 및 62'a)은 수학식 1에 의해 결정되는 폭 △r을 갖는다. 슬릿들(61'a 및 62'a)의 폭을 수학식 1을 만족시키도록 결정하는 것은, 슬릿들에 의해 회절되는 광이 개구수 NAo의 범위 내에서 등위상이 되도록 한다. 한편, 창들(61'b 및 62'b)의 폭 △r'은 λ/NAo이하이다. 폭 △r'은 대략 수학식 1에 의해 정의된 범위 내가 되도록 설정될 수 있다. 그러나, 창(61'b 및 62'b)을 통과한 광은, 후술하는 바와 같이, 웨이퍼측에서 수학식 1을 만족하는 폭의 슬릿을 통과하기 때문에, 레티클측에서 등위상일 필요는 없다. 그리하여, 폭 △r'은 주어진 광량을 확보하는 관점에서 상대적으로 넓게 설정된다.

도 11은 제2 마스크(70')를 도시하는 개략 평면도이다. 제2 마스크(70')는 도 11에 도시한 바와 같이, 0° 방향(Y 방향)으로 배향된 슬릿(71'a)과 창(71'b)으로 이루어지는 마크(71'), 및 90° 방향(X 방향)으로 배향된 슬릿(72'a)과 창(72'b)으로 이루어지는 마크(72')를 포함한다. 마크들(71' 및 72')은 폭 및 간격 등은 동일하지만 배치 방위만이 상이하다. 투영 광학계(31)의 웨이퍼측, 즉, 상(image)측의 개구수를 NAi로 하면, 슬릿들(71'a 및 72'a)은 수학식 2를 만족하는 폭 △w을 갖는다. 슬릿들(71'a 및 72'a)의 폭이 수학식 2를 만족시키도록 결정함으로써, 슬릿들에 의해 회절되는 광은 개구수 NAi의 범위 내에서 등위상이 되게 한다. 창(71'b 및 72'b)의 폭 △w'은 측정될 투영 광학계의 공간 주파수에 기초하여 결정된다. 폭 △w'은 고주파를 측정하고 싶은 경우에는 넓게 설정되고, 저주파만 측정될 필요가 있는 경우에는 좁게 설정된다. 투영 광학계(31)의 동공의 공간 주파수를 f라고 하면, 폭 △w'은 수학식 3에 의해 주어진다. 슬릿과 창의 길이 Lw가 더 길수록, 더 알맞은 광량이 얻어진다. 그럼에도 불구하고, 길이 Lw는, 투영 광학계(31)의 수차가 균일한 영역(소위 아이소플래내틱 영역(isoplanatic region)) 내일 필요가 있다. 논의의 편의를 위해, 하기에서는, 마크들(61' 및 71')을 X 마크라고 종종 칭하고, 마크들(62' 및 72')을 Y 마크라고 종종 칭할 것이다. 또한 이하에서, X 마크 및 Y 마크에 의해 형성되는 간섭 무늬를 각각 X 간섭 무늬 및 Y 간섭 무늬라고 칭할 것이다.

도 12는, 본 실시예에서의 파면수차의 측정 동작을 도시하는 흐름도이다. 도 12에 도시된 흐름도는 X 파면수차를 측정하는 단계 S101, Y 파면수차를 측정하는 단계 S102, 및 X 및 Y 파면수차를 합성하는 단계 S103을 포함한다. 이하, 상술된 각 단계의 동작에 대해서 설명한다. X 파면수차를 측정하는 단계 S101에서는, X 간섭 무늬를 촬상 디바이스(53)에 의해 촬상하고, 촬상한 X 간섭 무늬 데이터에 기초하여 산출 유닛(55a)이 X 파면수차를 산출한다. 단계 S101은 제1 실시예에서 설명된 도 4에 도시된 동작 시퀀스와 대략 동일하고, 이하에서는, 도 4에 도시된 흐름도를 참조하여 설명한다. 그러나, 제1 실시예와 구별하기 위해서, 제1 실시예의 단계들 S001 내지 S005를 하기 설명에서는 단계들 S001X 내지 S005X로 대체한다.

단계 S001X에서, 마스크 스테이지 제어부(24) 및 스테이지 제어부(43)는 우선, 다음과 같이 조명 광학계(14), 제1 마스크(60'), 및 제2 마스크(70')를 정렬한다. 마스크 스테이지 제어부(24)는, 광원 유닛(12)으로부터 출사된 광속이 조명광학계(14)로 도광된 후, 조명 광학계(14)의 σ 조리개를 통해 제1 마스크(60') 내의 마크(61')에만 조사되도록, 조명 광학계(14) 및 제1 마스크(60')의 위치를 조정한다. 이때, 슬릿(61'a)은 수학식 1을 만족하는 폭을 갖기 때문에, 슬릿(61'a)으로부터 출사되는 광은 X 방향으로 등위상의 구형 파면을 갖는 회절광이 되어, 투영 광학계(31)의 광학 동공의 전체면에 조사된다. 한편, 창(61'b)을 통과한 광속은 조명 광학계(14)의 수차 정보를 포함하는 광속이 된다.

다음에, 제1 마스크(60') 내의 마크(61')로부터 출사하는 광이 투영 광학계(31)에 의해 제2 마스크(70') 내의 마크(71')에 결상되도록, 스테이지 제어부(43)는 웨이퍼 스테이지(42)의 위치를 조정한다. 이러한 동작에 의해, 제1 마스크(60')의 슬릿(61'a)은 제2 마스크(70')의 창(71'b)에 결상되고, 제1 마스크(60')의 창(61'b)은 제2 마스크(70')의 슬릿(71'a)에 결상된다. 슬릿(71'a)에 의해 회절되는 광속은 X 방향으로 등위상인 파면을 갖는다. 한편, 창(71'b)을 통하여 투과되는 광속은, 슬릿(61'a)에 의해 X 방향으로 등위상인 파면으로 정형된 후, 투영 광학계(31)를 통하여 투과되므로, 투영 광학계(31)의 수차 정보를 포함한다. 상술된 정렬에 의해 발생한 X 간섭 무늬는 촬상 디바이스(53)에 의해 촬상되고, 측정 장치 제어부(55)의 산출 유닛(55a)에 의해 그 위상 정보가 산출된다. 산출된 위상 정보는, X 방향의 투영 광학계의 수차 정보를 포함하는 X 파면수차 데이터로서 메모리 유닛(55c)에 저장된다.

단계들 S002X 내지 S005X의 동작은, 제1 실시예에 있어서의 단계들 S002 내지 S005와 대략 동일하므로 설명을 생략한다. 상술된 X 파면수차를 측정하는 단계 S101에서, X 파면수차가 최적인 측정 위치에서 측정된다. Y 파면수차를 측정하는 단계 S102에서, Y 간섭 무늬를 촬상한 후, 촬상한 Y 간섭 무늬 데이터에 기초하여 Y 파면수차가 산출된다. 단계 S102는 단계 S101과 마찬가지로, 제1 실시예에서 설명한 도 4에 도시된 동작 순서와 거의 동일하고, 하기에서는 도 4에 도시된 흐름도를 참조하여 설명한다. 그러나, 제1 실시예와 구별하기 위해서 하기의 설명에서는, 제1 실시예의 단계들 S001 내지 S005가 단계들 S001Y 내지 S005Y로 대체된다. 단계 S001Y에서, 마스크 스테이지 제어부(24) 및 스테이지 제어부(43)는 우선 하기 방식으로 조명 광학계(14), 제1 마스크(60'), 및 제2 마스크(70')를 정렬한다. 마스크 스테이지 제어부(24)는 광원 유닛(12)으로부터 출사된 광속이 조명 광학계(14)에 도광된 후, 조명 광학계(14) 내의 σ 조리개를 통하여 제1 마스크(60') 내의 마크(62')에만 조사되도록, 조명 광학계(14)와 제1 마스크(60')의 위치를 조정한다. 이 때, 슬릿(62'a)은 수학식 1을 만족하는 폭을 갖기 때문에, 슬릿(62'a)으로부터 출사된 광은 Y 방향으로 등위상의 구형 파면을 갖는 회절광이 되어, 투영 광학계(31)의 광학 동공 전체면에 조사된다. 한편, 창(62'b)을 통과한 광속은 조명 광학계(14)의 수차 정보를 포함하는 광속이 된다.

스테이지 제어부(43)는, 제1 마스크(60')의 마크(62')로부터 출사된 광이 투영 광학계(31)를 통해 제2 마스크(70') 내의 마크(72')에 결상되도록, 웨이퍼 스테이지(42)의 위치를 조정한다. 이러한 동작에 의해, 제1 마스크(60')의 슬릿(62'a)은 제2 마스크(70')의 창(72'b)에 결상되고, 제1 마스크(60')의 창(62'b)은 제2 마스크(70')의 슬릿(72'a)에 결상된다. 슬릿(72'a)에 의해 회절된 광속은 Y 방향으로 등위상의 구형 파면을 갖는다. 한편, 창(72'b)을 투과하는 광속은, 슬릿(62'a)에 의해 Y 방향으로 등위상인 파면으로 정형된 후, 투영 광학계(31)를 통해 투과되므로, 투영 광학계(31)의 수차 정보를 포함한다. 상술된 정렬에 의해 발생한 Y 간섭 무늬는 촬상 디바이스(53)에 의해 촬상되고, 측정 장치 제어부(55)의 산출 유닛(55a)에 의해 그 위상 정보가 산출된다. 산출된 위상 정보는, Y 방향의 투영 광학계의 수차 정보를 포함하는 Y 파면수차 데이터로서 메모리 유닛(55c)에 저장된다. 단계들 S002Y 내지 S005Y의 동작은, 제1 실시예의 단계들 S002 내지 S005와 대략 동일하므로 설명을 생략한다. 상술된 Y 파면수차를 측정하는 단계 S102에서, Y 파면수차는 최적 측정 위치에서 측정된다. X 및 Y 파면수차를 합성하는 단계 S103에서, 산출 유닛(55a)은, 단계 S101에서 측정한 X 파면수차와, 단계 S102에서 측정한 Y 파면수차를 합성하여, 2차원 방향으로 투영 광학계의 수차 정보를 갖는 파면수차를 산출한다.

제2 실시예의 동작에 대해서 위에서 설명했다. 본 실시예의 파면수차의 측정 장치를 사용하면, 파면수차의 오측정을 방지할 수 있다. 또한, 측정 위치가 부적절한 경우에는, 측정 위치가 자동적으로 최적 측정 위치로 조정된 후에 측정을 행한다. 이것은 종래 기술보다 높은 안정성과 높은 정밀도를 가지고 파면수차를 측정할 수 있게 한다.

위에서 본 발명의 2개의 실시예에 대해서 설명했지만, 본 발명은 이들 실시예로 한정되지 않고, 본 발명의 사상 및 범위 내에서 여러가지 변형 및 변경이 가능하다. 예를 들어, 상기에서는 노광 장치 상에 탑재된 측정 장치의 실시예를 설명했지만, 측정 장치를 항상 노광 장치 상에 탑재할 필요는 없다. 사용되는 측정 장치는, 마스크 스테이지 제어부(24), 스테이지 제어부(43), 및 투영계 제어부(32)와 동등한 기능을 갖는 파면수차의 측정에 대한 전용 장치일 수 있다. 또한, 도 4 및 도 12에 도시된 흐름도의 각 단계는, 전술한 순서대로 실행될 필요는 없다. 예를 들어, 장치의 환경을 감안하여, 파면 상태가 "매우 불량"이라고 결정되리라고 기대되지 않을 때, 단계 S005가 반드시 동작 순서에 포함될 필요는 없다. 또한, 제2 실시예에서는, 단계 S101과 S102의 각각에서, 도 4에 도시된 동작 순서를 실행하는 예(단계들 S001X 내지 S005X 또는 S001Y 내지 S005Y)에 대해서 기술했지만, 단계들 S001X 내지 S005Y의 동작 순서는, 측정 장치의 환경에 따라서 임의로 최적화하기만 하면 된다. 제2 실시예의 LDI 방식에서는 x 방향 및 y 방향의 측정 마크가 채택되었지만, x 및 y 방향이 아닌 임의의 2 방향(예를 들어, 45° 및 135° 방향)의 창/슬릿 부재를 채택할 수 있다. 마지막으로, 본 실시예에서는 PDI 방식과 LDI 방식의 측정 장치를 사용했지만, 동일한 논의가 쉬어링(shearing) 간섭 방식 및 피조(Fizeau) 간섭 방식 등의 피검 광학계의 광학 성능을 간섭 무늬를 이용하여 측정하는 모든 방식의 광학 성능 측정 장치에 대하여 성립된다.

상술된 노광 장치를 사용하는 디바이스 제조 방법이 다음에 설명된다. 디바이스는, 상술한 노광 장치를 사용해서 기판을 노광하는 단계, 노광된 기판을 현상하는 단계, 및 노광된 기판을 프로세스하는 후속되는 주지의 단계에 의해 제조된다. 디바이스는, 예를 들어, 반도체 집적 회로 디바이스 또는 액정 표시 디바이스일 수 있다. 기판은, 예를 들어, 웨이퍼 또는 유리 플레이트일 수 있다. 주지의 단계는, 예를 들어, 산화, 성막, 증착, 도핑, 평탄화, 다이싱, 본딩, 및 패키징 단계를 포함한다.

본 발명이 예시적인 실시예를 참조하여 설명되었지만, 본 발명은 기술된 예시적인 실시예로 한정되지 않는다는 것을 이해해야 한다. 하기 청구항들의 범위는 모든 그러한 변형 및 등가의 구조 및 기능을 포괄하도록 최광의의 해석을 따라야 한다.

10: 노광 장치
21: 마스크
31: 투영 광학계
41: 웨이퍼
50a, 50b: 측정 장치

Claims

피검 광학계의 파면수차를 측정하는 측정 장치이며,
상기 피검 광학계를 통과한 광에 의해 생성된 간섭 무늬에 기초하여 파면수차를 산출하도록 구성된 산출 유닛; 및
상기 산출 유닛에 의해 산출된 파면수차에 기초하여 파면 상태를 나타내는 평가값을 산출하고, 상기 평가값이 허용 범위 내이면, 상기 산출된 파면수차를 상기 피검 광학계의 파면수차로서 결정하도록 구성된 결정 유닛을 포함하는, 측정 장치.
제1항에 있어서,
상기 산출 유닛은, 2차원으로 배열된 평가점에 파면을 나타내는 값이 맵핑된 파면수차 데이터를 생성하고,
상기 평가값은, 상기 산출 유닛에 의해 산출된 파면 수차에 있어서 복수의 평가점 중 인접한 평가점들과의 차분이 임계값을 초과하는 수차량을 갖는 평가점의 총수를 나타내는, 측정 장치.
제1항에 있어서,
상기 결정 유닛은,
상기 평가값에 기초하여, 상기 산출 유닛에 의해 산출된 파면수차를 제1 등급, 상기 제1 등급보다 열등한 제2 등급, 및 상기 제2 등급보다 열등한 제3 등급 중 하나의 등급으로 분류하고,
상기 결정 유닛이 상기 산출된 파면수차를 상기 제1 등급으로 분류하면, 상기 산출된 파면수차를 상기 피검 광학계의 파면수차로서 결정하고,
상기 결정 유닛이 상기 산출된 파면수차를 상기 제2 등급으로 분류하면, 다항식으로 전개된 상기 산출된 파면수차의 특정 차수의 성분에 기초하여, 간섭 무늬를 생성하는 패턴 부재의 위치를 변화시켜, 상기 피검 광학계의 파면수차를 다시 측정하도록 결정하고,
상기 결정 유닛이 상기 산출된 파면수차를 상기 제3 등급으로 분류하면, 상기 패턴 부재의 위치를 변화시켜서 촬상된 복수의 간섭 무늬에 기초하여 간섭 무늬의 시감도(visibility)값을 산출하고, 산출된 상기 시감도값 중에서 최대의 시감도값이 얻어지는 위치로 상기 패턴 부재의 위치를 변화시켜, 상기 피검 광학계의 파면수차를 다시 측정하도록 결정하는, 측정 장치.
제3항에 있어서,
상기 특정 차수의 성분은, 상기 산출된 파면수차를 제르니케 다항식(Zernike polynomials)으로 전개했을 때 제르니케 다항식의 제2항 내지 제4항의 성분을 포함하는, 측정 장치.
제3항에 있어서,
상기 시감도값 V는,
V = (Imax - Imin)/(Imax + Imin)
으로 주어지고, Imax는 간섭 무늬의 밝은 부분의 광강도이며, Imin은 간섭 무늬의 어두운 부분의 광강도인, 측정 장치.
투영 광학계를 통해서 레티클의 패턴을 기판에 투영해서 상기 기판을 노광하는 노광 장치이며,
상기 투영 광학계의 파면수차를 측정하도록 구성된 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 따른 측정 장치를 포함하는, 노광 장치.
제6항에 따른 노광 장치를 사용하여 기판을 노광하는 단계;
노광된 기판을 현상하는 단계; 및
현상된 기판을 가공하여 디바이스를 제조하는 단계를 포함하는, 디바이스 제조 방법.