KR20220119492A

KR20220119492A - 산란계 기반의 입자 검사 시스템의 개선된 정렬

Info

Publication number: KR20220119492A
Application number: KR1020227026902A
Authority: KR
Inventors: 크리스토퍼 마이클 도한; 제임스 해밀턴 월시; 로버토 비. 비너
Original assignee: 에이에스엠엘 홀딩 엔.브이.
Priority date: 2020-02-03
Filing date: 2021-01-21
Publication date: 2022-08-29
Also published as: US20230089666A1; JP2023512177A; JP7362934B2; CN115023604A; WO2021156070A1

Abstract

패턴화 디바이스 검사 장치, 시스템 및 방법이 설명된다. 하나의 양태에 따르면, 검사 방법이 개시되는데, 그 방법은, 검사 시스템 내의 다중 엘리먼트 검출기에서, 오브젝트의 표면에서 산란되는 방사선을 수신하는 것을 포함한다. 방법은, 프로세싱 회로부를 사용하여, 다중 엘리먼트 검출기의 각각의 엘리먼트의 출력을 측정하는 것을 더 포함하되, 출력은 수신된 산란된 방사선에 대응한다. 또한, 방법은, 프로세싱 회로부를 사용하여, 측정된 출력이 사전 결정된 임계치를 초과하는 다중 엘리먼트 검출기의 하나 이상의 엘리먼트를 포함하는 활성 픽셀 영역을 식별하는 것에 의해 다중 엘리먼트 검출기를 캘리브레이팅하는 것을 포함한다. 방법은 다중 엘리먼트 검출기의 나머지 엘리먼트를 포함하는 비활성 픽셀 영역을 식별하는 것을 또한 포함한다. 추가적으로, 방법은 산란된 방사선을 야기하는 광원과 다중 엘리먼트 검출기 사이의 디폴트 정렬 설정으로서 활성 픽셀 영역을 설정하는 것을 포함한다.

Description

산란계 기반의 입자 검사 시스템의 개선된 정렬

관련 출원에 대한 교차 참조

본 출원은 2020년 2월 3일자로 출원된 미국 특허 가출원 번호 제62/969,261호의 우선권을 주장하며, 그 전체는 참조에 의해 본원에 통합된다.

분야

본 개시는 리소그래피 장치 및 시스템에서 리소그래피 패턴화 디바이스(lithographic patterning device) 상의 오염의 검출에 관한 것이다.

리소그래피 장치는, 기판 상으로, 일반적으로 기판의 타겟 부분 상으로 소망되는 패턴을 적용하는 머신이다. 리소그래피 장치는, 예를 들면, 집적 회로(integrated circuit; IC) 또는 기능하도록 설계되는 다른 디바이스의 제조에서 사용될 수 있다. 그 경우, 대안적으로 마스크 또는 레티클로 지칭되는 패턴화 디바이스는, 기능하도록 설계되는 디바이스의 개개의 층 상에 형성될 회로 패턴을 생성하기 위해 사용될 수도 있다. 이 패턴은 기판(예를 들면, 실리콘 웨이퍼) 상의 타겟 부분(예를 들면, 하나의, 또는 여러 개의 다이의 부분을 포함함) 상으로 전사될 수 있다. 패턴의 전사는 통상적으로 기판 상에 제공되는 방사선 감응 재료(레지스트)의 층 상으로의 이미징을 통한다. 일반적으로, 단일의 기판은, 연속적으로 패턴화되는 인접한 타겟 부분의 네트워크를 포함할 것이다. 공지된 리소그래피 장치는, 전체 패턴을 타겟 부분 상으로 한 번에 노광시키는 것에 의해 각각의 타겟 부분이 조사되는(irradiated) 소위 스테퍼(steppers), 및 주어진 방향("스캐닝" 방향)에서 방사선 빔을 통해 패턴을 스캐닝하고, 한편 이 방향과 평행하게 또는 반평행하게 기판을 동시에 스캐닝하는 것에 의해 각각의 타겟 부분이 조사되는 소위 스캐너를 포함한다. 패턴을 기판 상으로 임프린팅하는 것에 의해 패턴을 패턴화 디바이스로부터 기판으로 전사하는 것도 또한 가능하다.

반도체 디바이스와 같은 디바이스를 제조하는 것은, 통상적으로, 다수의 제조 프로세스를 사용하여 기판(예를 들면, 반도체 웨이퍼)을 프로세싱하여 디바이스의 다양한 피쳐(feature) 및 종종 다수의 층을 형성하는 것을 수반한다. 그러한 층 및/또는 피쳐는, 통상적으로, 예를 들면, 퇴적, 리소그래피, 에칭(etch), 화학적 기계적 연마, 및 이온 주입을 사용하여 제조되고 프로세싱된다. 다수의 디바이스가 기판 상의 복수의 다이 상에 제조될 수도 있고, 그 다음, 개개의 디바이스로 분리될 수도 있다. 이 디바이스 제조 프로세스는 패턴화 프로세스로 간주될 수도 있다. 패턴화 프로세스는, 기판 상에 패턴을 제공하기 위한 패턴 전사 단계, 예컨대 리소그래피 장치를 사용한 광학적 및/또는 나노임프린트 리소그래피를 수반하고, 통상적으로, 그러나 옵션 사항으로(optionally), 하나 이상의 관련된 패턴 프로세싱 단계, 예컨대 현상 장치에 의한 레지스트 현상, 베이킹 툴을 사용한 기판의 베이킹, 에칭 장치에 의한 패턴의 에칭, 등등을 수반한다. 게다가, 하나 이상의 계측(metrology) 프로세스가 패턴화 프로세스에서 수반된다.

계측 프로세스는 프로세스를 모니터링 및/또는 제어하기 위해 패턴화 프로세스 동안 다양한 단계에서 사용된다. 예를 들면, 계측 프로세스는, 예를 들면, 패턴화 프로세스의 성능이 하나 이상의 특성으로부터 결정될 수 있도록, 패턴화 프로세스 동안 기판 상에 형성되는 피쳐의 상대적 위치(예를 들면, 위치 맞춤(registration), 오버레이, 정렬, 등등) 또는 치수(예를 들면, 선 폭, 임계 치수(critical dimension; CD), 두께, 등등)와 같은, 기판의 하나 이상의 특성을 측정하기 위해 사용된다. 하나 이상의 특성이 허용 가능하지 않은 경우(예를 들면, 특성(들)에 대한 사전 결정된 범위를 벗어남), 패턴화 프로세스의 하나 이상의 변수는, 패턴화 프로세스에 의해 제조되는 기판이 허용 가능한 특성(들)을 가지도록, 예를 들면, 하나 이상의 특성의 측정에 기초하여, 설계되거나 또는 수정될 수도 있다.

리소그래피 및 다른 패턴화 프로세스 기술의 발전과 함께, 기능성 엘리먼트의 치수는 지속적으로 감소하였고, 한편 디바이스마다, 트랜지스터와 같은 기능성 엘리먼트의 양은 수십 년에 걸쳐 꾸준히 증가되었다. 한편, 오버레이, 임계 치수(CD), 등등의 관점에서 정확성의 요건은 점점 더 엄격해지고 있다. 오버레이에서의 에러, CD에서의 에러, 등등과 같은 에러는 패턴화 프로세스에서 필연적으로 생성될 것이다. 예를 들면, 이미징 에러는 광학 수차, 패턴화 디바이스 가열, 패턴화 디바이스 에러, 및/또는 기판 가열로부터 생성될 수도 있고, 예를 들면, 오버레이, CD, 등등의 관점에서 특성 묘사될 수 있다. 추가적으로 또는 대안적으로, 에러는, 에칭, 현상, 베이크, 등등과 같은 패턴화 프로세스의 다른 부분에서 도입될 수도 있고, 예를 들면, 오버레이, CD, 등등의 관점에서 유사하게 특성 묘사될 수 있다. 에러는 디바이스의 기능 장애, 오염, 또는 기능 디바이스의 하나 이상의 전기적 문제를 비롯한, 디바이스의 기능의 관점에서 문제를 야기할 수도 있다. 따라서, 하나 이상의 이들 에러를 특성 묘사할 수 있고 이들 에러 중 하나 이상을 감소시키거나 또는 최소화하기 위해 패턴화 프로세스를 설계, 수정, 제어, 등등을 하기 위한 단계를 취할 수 있는 것이 바람직하다.

생성될 수도 있는 하나의 그러한 에러는 리소그래피 패턴화 디바이스의 표면 상의 오염이다. 그러한 오염은, 패턴 그 자체의 에칭 및/또는 패턴화 프로세스에서의 후속하는 부정확성에 영향을 끼칠 수도 있는 리소그래피 패턴화 디바이스의 표면 상의 입자의 존재를 포함할 수도 있는데, 이것은 손상된 및/또는 작동 불능의 회로를 초래할 수도 있다.

그러한 만큼, 이들 에러는 비효율적인 프로세싱, 낭비, 및 프로세싱 지연에 기인하는 추가적인 비용에 또한 기여할 수 있다.

따라서, 오염 물질의 사이즈 및 위치를 비롯한, 패턴화 디바이스의 오염의 레벨을 결정하고, 사전 정의된 공차(tolerance) 내에 있는 것으로 디바이스를 수락할지, 또는 사전 정의된 공차를 초과하여 오염된 것으로 디바이스를 거부할지의 여부를 결정할 필요성이 존재한다.

몇몇 실시형태에서, 리소그래피 검사 장치, 시스템 및 방법이 본원에서 설명된다. 몇몇 양태에 따르면, 검사 시스템 내의 다중 엘리먼트 검출기에서, 오브젝트의 표면에서 산란되는 방사선(radiation)을 수신하는 것을 포함하는 검사 방법이 설명된다. 방법은, 프로세싱 회로부(processing circuitry)를 사용하여, 다중 엘리먼트 검출기의 각각의 엘리먼트의 출력을 측정하는 것을 더 포함하되, 출력은 수신된 산란된 방사선에 대응한다. 또한, 방법은, 프로세싱 회로부를 사용하여, 측정된 출력이 사전 결정된 임계치를 초과하는 다중 엘리먼트 검출기의 하나 이상의 엘리먼트를 포함하는 활성 픽셀 영역을 식별하는 것, 및 다중 엘리먼트 검출기의 나머지 엘리먼트를 포함하는 비활성 픽셀 영역을 식별하는 것에 의해 다중 엘리먼트 검출기를 캘리브레이팅하는 것, 및 산란된 방사선을 야기하는 광원과 다중 엘리먼트 검출기 사이의 디폴트 정렬 설정으로서 활성 픽셀 영역을 설정하는 것을 더 포함한다.

몇몇 양태에 따르면, 검사 방법은, 다중 엘리먼트 검출기에서, 오브젝트의 표면에서 산란되는 제2 방사선을 수신하는 것, 및 활성 픽셀의 출력에 기초하여 검출 신호를 생성하는 것을 더 포함할 수도 있는데, 검출 신호는 표면 상의 이질 입자(foreign particle)의 존재를 나타낸다. 검사 방법은, 비활성 픽셀 영역의 출력에 기초하여, 스퓨리어스 신호(spurious signal) - 스퓨리어스 신호는 산란 광을 나타냄 - 를 결정하는 것, 및 비활성 픽셀 영역의 출력을 폐기하는 것을 또한 포함할 수도 있다.

몇몇 양태에 따르면, 다중 엘리먼트 검출기의 표면 영역 상에서 산란된 방사선에 의해 생성되는 조명 스팟은 다중 엘리먼트 검출기의 검출 표면 영역보다 더 작을 수도 있고, 활성 픽셀 영역은 조명 스팟을 포함한다.

몇몇 실시형태에 따르면, 방법은, 검출 신호가 비활성 픽셀 영역으로부터 수신되는 것에 응답하여 스퓨리어스 신호를 결정하는 것, 및 스퓨리어스 신호를 위양성(false positive) 신호로서 분류하는 것을 더 포함할 수도 있다. 또한, 방법은, 이질 입자의 위치를, 활성 픽셀 영역 내의 픽셀로부터의 픽셀 출력을 측정하는 것, 가장 높은 출력 레벨을 갖는 활성 픽셀 영역 내의 하나 이상의 픽셀을 식별하는 것, 및 활성 픽셀 영역 내의 식별된 하나 이상의 픽셀의 위치에 기초하여 이질 입자의 위치를 외삽하는(extrapolating) 것에 기초하여 결정하는 것을 또한 포함할 수도 있다.

몇몇 실시형태에 따르면, 방법은, 다중 엘리먼트 검출기와 광원 사이의 오정렬 조건(misalignment condition)을 식별하는 것에 의해, 게다가, 오정렬을 식별하는 것에 응답하여 캘리브레이션 동작을 재초기화하는 것에 의해 보상 동작을 수행하는 것을 더 포함할 수도 있다. 이와 관련하여, 식별하는 것은, 활성 픽셀 영역 내에서 또는 활성 픽셀 영역과 경계를 접하는 비활성 픽셀 영역 내에서, 다중 엘리먼트 검출기의 표면 영역 상에서 산란된 방사선에 의해 생성되는 조명 스팟 외부에 있는 새로운 복수의 엘리먼트를 검출하는 것을 더 포함할 수도 있는데, 새로운 복수의 엘리먼트 각각은 하나 이상의 검사 동작에 걸쳐 사전 결정된 임계치를 초과하는 출력을 생성한다.

몇몇 양태에 따르면, 방법은 다중 엘리먼트 검출기와 광원 사이의 디폴트 정렬 설정으로서 새로운 활성 픽셀 영역을 설정하는 것을 더 포함할 수도 있다. 또한, 몇몇 양태에 따르면, 오정렬 조건은, 조명 영역과 검출 영역 사이에서 오정렬을 초래할 수도 있는 드리프트(또는 시프트)가 광학 엘리먼트 사이에서 발생할 수도 있는 드리프트 조건(drift condition)일 수도 있다.

본 개시의 추가적인 피쳐 및 이점뿐만 아니라, 본 개시의 다양한 실시형태의 구조 및 동작은, 첨부하는 도면을 참조하여 이하에서 상세하게 설명된다. 본 개시는 본원에서 설명되는 특정한 실시형태로 제한되지는 않는다는 것을 유의한다. 그러한 실시형태는 단지 예시적인 목적만을 위해 본원에서 제시된다. 추가적인 실시형태는, 본원에 포함되는 교시에 기초하여 관련 기술(들)에서 숙련된 자에게 명백할 것이다.

본원에 통합되며 본 명세서의 일부를 형성하는 첨부하는 도면은, 본 개시를 예시하며, 상세한 설명과 함께, 본 개시의 원리를 설명하도록 그리고 관련 기술(들)의 분야에서 숙련된 자가 본 개시를 만들고 사용하는 것을 가능하게 하도록 또한 역할을 한다.
도 1a는, 몇몇 실시형태에 따른, 반사형 리소그래피 장치의 개략도를 도시한다;
도 1b는, 몇몇 실시형태에 따른, 투과형 리소그래피 장치의 개략도를 도시한다;
도 2는, 몇몇 실시형태에 따른, 반사형 리소그래피 장치의 상세한 개략도를 도시한다;
도 3은, 몇몇 실시형태에 따른, 리소그래피 셀의 개략도를 도시한다;
도 4는, 몇몇 실시형태에 따른, 계측 시스템의 개략도를 도시한다;
도 5는, 몇몇 실시형태에 따른, 레이저 스캐닝을 사용하는 리소그래피 패턴화 디바이스 검사 시스템의 개략도를 도시한다;
도 6a 내지 도 6c는, 몇몇 실시형태에 따른, 광검출기를 갖는 리소그래피 패턴화 디바이스 상의 조명 스팟의 정렬을 예시한다;
도 7은 완벽한 정렬을 필요로 하는 광검출기에 걸친 전통적인 스팟을 예시한다;
도 8은, 몇몇 실시형태에 따른, 조명 스팟의 위치 결정 공차(positioning tolerance)를 개선하기 위한 과대 사이즈의 이차원 이미지 센서 어레이를 예시한다;
도 9는, 몇몇 실시형태에 따른, 오브젝트의 표면을 검사하기 위한 예시적인 방법을 예시하는 흐름도를 예시한다;
도 10은, 몇몇 실시형태에 따른, 오브젝트의 표면을 검사하기 위해 검사 검출기를 캘리브레이팅하기 위한 예시적인 방법을 예시하는 흐름도를 예시한다;
도 11은, 몇몇 실시형태에 따른, 정렬 드리프트를 검출하기 위한 예시적인 방법을 예시하는 흐름도를 예시한다;
도 12는, 몇몇 실시형태에 따른, 조명 광학기기(optics)를 검출 광학기기와 정렬하기 위한 예시적인 방법을 예시하는 흐름도를 예시한다;
도 13은, 몇몇 실시형태에 따른, 포토다이오드의 어레이를 포함하는 검출기 디바이스의 예시이다;
도 14는, 몇몇 실시형태에 따른, 리소그래피 패턴화 디바이스 상의 입자를 검출하기 위해 사용되는 검출기의 조합의 예시이다;
도 15a 및 도 15b는, 몇몇 실시형태에 따른, 리소그래피 패턴화 디바이스 상의 입자를 검출하기 위해 사용되는 검출기의 조합을 예시한다; 그리고
도 16은, 몇몇 실시형태에 따른, 조합 센서의 내부 구성을 예시한다.
본 개시의 피쳐 및 이점은, 동일한 참조 문자가 전체에 걸쳐 대응하는 엘리먼트를 식별하는 도면과 연계하여 취해질 때 하기에서 기술되는 상세한 설명으로부터 더욱 명백해질 것이다. 도면에서, 유사한 참조 번호는 일반적으로 동일한, 기능적으로 유사한, 및/또는 구조적으로 유사한 엘리먼트를 나타낸다. 추가적으로, 일반적으로, 참조 번호의 가장 좌측 숫자(들)는 그 참조 번호가 처음 나타나는 도면을 식별한다. 달리 나타내어지지 않는 한, 본 개시 전체에 걸쳐 제공되는 도면은 일정한 비율의 도면으로서 해석되어서는 안된다.

본 명세서는 본 개시의 피쳐를 통합하는 하나 이상의 실시형태를 개시한다. 개시된 실시형태(들)는 본 개시를 예시화하는 것에 불과하다. 본 개시의 범위는 개시된 실시형태(들)로 제한되지는 않는다. 본 개시는 본원에 첨부되는 청구범위에 의해 정의된다.

설명되는 실시형태(들), 및 본 명세서에서의 "하나의 실시형태", "한 실시형태", "예시적인 실시형태", 등등에 대한 언급은, 설명되는 실시형태(들)가 특정한 피쳐, 구조, 또는 특성을 포함할 수도 있지만, 그러나, 모든 실시형태가 반드시 그 특정한 피쳐, 구조, 또는 특성을 포함할 필요는 없을 수도 있다는 것을 나타낸다. 또한, 그러한 문구는 반드시 동일한 실시형태를 가리키는 것은 아니다. 게다가, 특정한 피쳐, 구조, 또는 특성이 한 실시형태와 관련하여 설명되는 경우, 명시적으로 설명되든 또는 설명되지 않든 간에 다른 실시형태와 관련하여 그러한 피쳐, 구조, 또는 특성을 달성하는 것이 기술 분야에서 숙련된 자의 지식 내에 있다는 것이 이해된다.

"밑에", "아래에", "하위에", "위에", "상에", "상위에" 및 등등과 같은 공간적으로 상대적인 용어는, 도면에서 예시되는 바와 같은, 다른 엘리먼트(들) 또는 피쳐(들)에 대한 하나의 엘리먼트 또는 피쳐의 관계를 설명하기 위한 설명의 용이성을 위해 본원에서 사용될 수 있다. 공간적으로 상대적인 용어는 도면에서 묘사되는 방위에 추가하여 사용 또는 동작 중인 디바이스의 상이한 방위를 포괄하도록 의도된다. 장치는 다르게 배향될 수 있고(90 도 또는 다른 방위로 회전됨) 본원에서 사용되는 공간적으로 상대적인 디스크립터는 마찬가지로 그에 따라 해석될 수도 있다.

용어 "약"은 특정한 기술에 기초하여 변할 수 있는 주어진 양의 값을 나타내기 위해 본원에서 사용될 수 있다. 특정한 기술에 기초하여, 용어 "약"은, 예를 들면, 값의 10 내지 30 %(예를 들면, 값의 ±10%, ±20%, 또는 ±30%) 이내에서 변하는 주어진 양의 값을 나타낼 수 있다.

본 개시의 실시형태는 하드웨어, 펌웨어, 소프트웨어, 또는 이들의 임의의 조합으로 구현될 수 있다. 본 개시의 실시형태는, 하나 이상의 프로세서에 의해 판독 및 실행될 수 있는, 머신 판독 가능 매체 상에서 저장되는 명령어로서 또한 구현될 수도 있다. 머신 판독 가능 매체는, 머신(예를 들면, 컴퓨팅 디바이스)에 의해 판독 가능한 형태로 정보를 저장 또는 송신하기 위한 임의의 메커니즘을 포함할 수도 있다. 예를 들면, 머신 판독 가능 매체는, 리드 온리 메모리(ROM); 랜덤 액세스 메모리(RAM); 자기 디스크 저장 매체; 광학 저장 매체; 플래시 메모리 디바이스; 전기, 광학, 음향 또는 다른 형태의 전파 신호(예를 들면, 반송파, 적외선 신호, 디지털 신호, 등등), 및 기타를 포함할 수도 있다. 게다가, 펌웨어, 소프트웨어, 루틴, 및/또는 명령어는 소정의 액션을 수행하는 것으로 본원에서 설명될 수 있다. 그러나, 그러한 설명은 단지 편의를 위한 것이다는 것 및 그러한 액션은, 실제로는, 컴퓨팅 디바이스, 프로세서, 컨트롤러, 또는 펌웨어, 소프트웨어, 루틴, 비일시적 컴퓨터 판독 가능 명령어, 등등을 실행하는 다른 디바이스로부터 유래한다는 것이 인식되어야 한다.

그러나, 그러한 실시형태를 더욱 상세하게 설명하기 이전에, 본 개시의 실시형태가 구현될 수 있는 예시적인 환경을 제시하는 것이 도움이 된다.

예시적인 리소그래피 시스템

도 1a 및 도 1b는, 몇몇 실시형태에 따른, 리소그래피 장치(100) 및 리소그래피 장치(100')의 개략도를 각각 도시한다. 몇몇 실시형태에서, 리소그래피 장치(100) 및 리소그래피 장치(100') 각각은 다음의 것을 포함한다: 방사선 빔(B)(예를 들면, 심자외선(deep ultra violet) 또는 극자외선(extreme ultra violet; EUV) 방사선)을 컨디셔닝하도록 구성되는 조명 시스템(일루미네이터)(IL); 패턴화 디바이스(예를 들면, 마스크, 레티클, 또는 동적 패턴화 디바이스)(MA)를 지지하도록 구성되며 패턴화 디바이스(MA)를 정확하게 위치 결정하도록 구성되는 제1 포지셔너(PM)에 연결되는 지지 구조물(예를 들면, 마스크 테이블)(MT); 및 기판(예를 들면, 레지스트 코팅된 웨이퍼)(W)을 유지하도록 구성되며 기판(W)을 정확하게 위치 결정하도록 구성되는 제2 포지셔너(PW)에 연결되는 기판 테이블(예를 들면, 웨이퍼 테이블)(WT). 본원에서 추가로 설명될 바와 같이, 일루미네이터의 다른 구성은 개선된 조명, 및 설계의 소형화를 위해 구현될 수도 있다.

리소그래피 장치(100 및 100')는 패턴화 디바이스(MA)에 의해 방사선 빔(B)에 부여되는 패턴을 기판(W)의 타겟 부분(예를 들면, 하나 이상의 다이를 포함함)(C) 상으로 투영하도록 구성되는 투영 시스템(projection system; PS)을 또한 구비한다. 리소그래피 장치(100)에서, 패턴화 디바이스(MA) 및 투영 시스템(PS)은 반사형이다. 리소그래피 장치(100')에서, 패턴화 디바이스(MA) 및 투영 시스템(PS)은 투과형이다.

조명 시스템(IL)은, 방사선 빔(B)을 지향, 성형, 및/또는 제어하기 위한 다양한 타입의 광학 컴포넌트, 예컨대 굴절, 반사, 반사굴절(catadioptric), 자기, 전자기, 정전기, 및/또는 다른 타입의 광학 컴포넌트, 또는 이들의 임의의 조합을 포함할 수도 있다.

지지 구조물(MT)은 패턴화 디바이스(MA)를, 기준 프레임과 관련한 패턴화 디바이스(MA)의 방위, 리소그래피 장치(100 및 100') 중 적어도 하나의 설계, 및 다른 조건, 예컨대, 패턴화 디바이스(MA)가 진공 환경에서 유지되는지 또는 그렇지 않은지의 여부에 의존하는 방식으로 유지한다. 지지 구조물(MT)은 패턴화 디바이스(MA)를 유지하기 위해 기계적, 진공, 정전기, 또는 다른 클램핑 기술을 사용할 수도 있다. 지지 구조물(MT)은, 예를 들면, 필요에 따라, 고정될 수 있거나 또는 이동 가능할 수 있는 프레임 또는 테이블일 수 있다. 센서를 사용하는 것에 의해, 지지 구조물(MT)은, 패턴화 디바이스(MA)가, 예를 들면, 투영 시스템(PS)과 관련하여 소망되는 포지션에 있는 것을 보장할 수 있다.

용어 "패턴화 디바이스"(MA)는, 자신의 단면에서 패턴을 갖는 방사선 빔(B)을 부여하기 위해, 예컨대 기판의 타겟 부분(C)에서 패턴을 생성하기 위해 사용될 수 있는 임의의 디바이스를 가리키는 것으로 광의적으로 해석되어야 한다. 방사선 빔(B)에 부여되는 패턴은 집적 회로를 형성하기 위해 타겟 부분(C)에서 생성되고 있는 디바이스의 특정한 기능 층에 대응할 수 있다.

패턴화 디바이스(MA)는 (도 1b의 리소그래피 장치(100')에서와 같이) 투과형 또는 (도 1a의 리소그래피 장치(100)에서와 같이) 반사형일 수도 있다. 패턴화 디바이스(MA)의 예는 레티클, 마스크, 프로그래밍 가능한 미러 어레이, 및 프로그래밍 가능한 LCD 패널을 포함한다. 마스크는 리소그래피에서 널리 공지되어 있으며, 이진의, 교대하는 위상 시프트, 및 감쇠 위상 시프트와 같은 마스크 타입뿐만 아니라, 다양한 하이브리드 마스크 타입을 포함한다. 프로그래머블 미러 어레이의 예는, 작은 미러의 매트릭스 배열을 활용하는데, 그 각각은 유입하는 방사선 빔을 상이한 방향으로 반사시키기 위해 개별적으로 기울어질 수 있다. 기울어진 미러는 작은 미러의 매트릭스에 의해 반사되는 방사선 빔(B)의 패턴을 부여한다.

용어 "투영 시스템"(PS)은, 사용되고 있는 노광 방사선에 대해, 또는 기판(W)에 대한 침지 액체의 사용 또는 진공의 사용과 같은 다른 요인에 대해 적절한, 굴절, 반사, 반사굴절, 자기, 전자기 및 정전 광학 시스템, 또는 이들의 임의의 조합을 비롯한, 임의의 타입의 투영 시스템을 포괄할 수 있다. 다른 가스가 너무 많은 방사선 또는 전자를 흡수할 수 있기 때문에, EUV 또는 전자 빔 방사선에 대해 진공 환경이 사용될 수 있다. 따라서, 진공 벽 및 진공 펌프의 도움으로, 전체 빔 경로에 진공 환경이 제공될 수 있다.

리소그래피 장치(100) 및/또는 리소그래피 장치(100')는 두 개(이중 스테이지) 이상의 기판 테이블(WT)(및/또는 두 개 이상의 마스크 테이블)을 갖는 타입의 것일 수도 있다. 그러한 "다수의 스테이지" 머신에서, 추가적인 기판 테이블(WT)은 병렬로 사용될 수 있거나, 또는 하나 이상의 다른 기판 테이블(WT)이 노광을 위해 사용되고 있는 동안 하나 이상의 테이블 상에서 준비 단계가 실행될 수 있다. 몇몇 상황에서, 추가적인 테이블은 기판 테이블(WT)이 아닐 수도 있다.

도 1a 및 도 1b를 참조하면, 일루미네이터(IL)는 방사선 소스(SO)로부터 방사선 빔을 수신한다. 예를 들면, 소스(SO)가 엑시머 레이저인 경우, 소스(SO) 및 리소그래피 장치(100, 100')는 별개의 물리적 엔티티일 수도 있다. 그러한 경우에, 소스(SO)는 리소그래피 장치(100 또는 100')의 일부를 형성하는 것으로 간주되지 않으며, 방사선 빔(B)은, 예를 들면, 적절한 지향성 미러 및/또는 빔 확장기(beam expander)를 포함하는 (도 1b의) 빔 전달 시스템(BD)의 도움으로 소스(SO)로부터 일루미네이터(IL)로 전달된다. 다른 경우에, 소스(SO)는, 예를 들면, 소스(SO)가 수은 램프인 경우, 리소그래피 장치(100, 100')의 필수 부분일 수 있다. 소스(SO) 및 일루미네이터(IL)는, 필요한 경우, 빔 전달 시스템(BD)과 함께, 방사선 시스템으로 칭해질 수 있다.

일루미네이터(IL)는 방사선 빔의 각도 강도 분포를 조정하기 위한 (도 1b의) 조정기(AD)를 포함할 수 있다. 일반적으로, 일루미네이터의 동공 평면(pupil plane)에서의 강도 분포의 적어도 외부 및/또는 내부 반경 방향 범위(일반적으로, 각각, "σ-외부" 및 "σ-내부"로 지칭됨)가 조정될 수 있다. 또한, 일루미네이터(IL)는 적분기(integrator; IN) 및 집광기(condenser; CO)와 같은 (도 1b의) 다양한 다른 컴포넌트를 포함할 수 있다. 일루미네이터(IL)는, 방사선 빔(B)을, 그 단면에서 소망되는 균일성 및 강도 분포를 가지도록 컨디셔닝하기 위해 사용될 수 있다.

도 1a를 참조하면, 방사선 빔(B)은, 지지 구조물(예를 들면, 마스크 테이블)(MT) 상에 유지되는 패턴화 디바이스(예를 들면, 마스크)(MA) 상에 입사되고, 패턴화 디바이스(MA)에 의해 패턴화된다. 리소그래피 장치(100)에서, 방사선 빔(B)은 패턴화 디바이스(예를 들면, 마스크)(MA)로부터 반사된다. 패턴화 디바이스(예를 들면, 마스크)(MA)로부터 반사된 이후, 방사선 빔(B)은 투영 시스템(PS)을 통과하는데, 투영 시스템(PS)은 방사선 빔(B)을 기판(W)의 타겟 부분(C) 상으로 포커싱한다. 제2 포지셔너(PW) 및 포지션 센서(IF2)(예를 들면, 간섭계 디바이스, 선형 인코더, 또는 용량성 센서)의 도움으로, 기판 테이블(WT)은 (예를 들면, 방사선 빔(B)의 경로에서 상이한 타겟 부분(C)을 위치 결정하기 위해) 정확하게 이동될 수 있다. 마찬가지로, 제1 포지셔너(PM) 및 다른 포지션 센서(IF1)는 방사선 빔(B)의 경로와 관련하여 패턴화 디바이스(예를 들면, 마스크)(MA)를 정확하게 위치 결정하기 위해 사용될 수 있다. 패턴화 디바이스(예를 들면, 마스크)(MA) 및 기판(W)은 마스크 정렬 마크(M1, M2) 및 기판 정렬 마크(P1, P2)를 사용하여 정렬될 수 있다.

도 1b를 참조하면, 방사선 빔(B)은, 지지 구조물(예를 들면, 마스크 테이블(MT)) 상에 유지되는 패턴화 디바이스(예를 들면, 마스크(MA)) 상에 입사되고, 패턴화 디바이스에 의해 패턴화된다. 마스크(MA)를 관통한 이후, 방사선 빔(B)은 투영 광학 시스템(PS)을 통과하는데, 투영 광학 시스템(PS)은 빔을 기판(W)의 타겟 부분(C) 상으로 포커싱한다. 투영 시스템은 조명 시스템 동공(illumination system pupil)(IPU)에 켤레인(conjugate) 동공 PPU를 구비한다. 방사선의 일부는 조명 시스템 동공(IPU)에서의 강도 분포로부터 방출되고, 마스크 패턴에서 회절에 의해 영향을 받지 않으면서 마스크 패턴을 횡단하고 조명 시스템 동공(IPU)에서 강도 분포의 이미지를 생성한다.

제2 포지셔너(PW) 및 포지션 센서(IF)(예를 들면, 간섭계 디바이스, 선형 인코더, 또는 용량성 센서)의 도움으로, 기판 테이블(WT)은 (예를 들면, 방사선 빔(B)의 경로에서 상이한 타겟 부분(C)을 위치 결정하기 위해) 정확하게 이동될 수 있다. 유사하게, 제1 포지셔너(PM) 및 다른 포지션 센서(도 1b에서 도시되지 않음)는 (예를 들면, 마스크 라이브러리(mask library)로부터의 기계적 회수 이후, 또는 스캔 동안) 방사선 빔(B)의 경로와 관련하여 마스크(MA)를 정확하게 위치 결정하기 위해 사용될 수 있다.

몇몇 실시형태에서, 마스크 테이블(MT)의 이동은, 제1 포지셔너(PM)의 일부를 형성하는 장행정 모듈(long-stroke module)(대략적인 위치 결정(positioning)) 및 단행정 모듈(short-stroke module)(정밀한 위치 결정)의 도움으로 실현될 수 있다. 유사하게, 기판 테이블(WT)의 이동은, 제2 포지셔너(PW)의 일부를 형성하는 장행정 모듈 및 단행정 모듈을 사용하여 실현될 수 있다. (스캐너와는 대조적으로) 스테퍼의 경우, 마스크 테이블(MT)은 단행정 액추에이터에만 연결될 수 있거나, 또는 고정될 수 있다. 마스크(MA) 및 기판(W)은 마스크 정렬 마크(M1, M2), 및 기판 정렬 마크(P1, P2)를 사용하여 정렬될 수 있다. 비록 (예시되는 바와 같은) 기판 정렬 마크가 전용 타겟 부분을 점유하지만, 그들은 타겟 부분 사이의 공간에 위치될 수 있다(스크라이브 레인 정렬 마크(scribe-lane alignment mark)로서 공지되어 있음). 유사하게, 하나보다 더 많은 다이가 마스크(MA) 상에 제공되는 상황에서, 마스크 정렬 마크는 다이 사이에 위치될 수 있다.

마스크 테이블(MT) 및 패턴화 디바이스(MA)는 진공 챔버에 있을 수 있는데, 여기서는 마스크와 같은 패턴화 디바이스를 진공 챔버 안팎으로 이동시키기 위해 진공 내 로봇(in-vacuum robot; IVR)이 사용될 수 있다. 대안적으로, 마스크 테이블(MT) 및 패턴화 디바이스(MA)가 진공 챔버 외부에 있는 경우, 진공 내 로봇(IVR)과 유사하게, 다양한 운반 동작을 위해 진공 밖 로봇이 사용될 수 있다. 이송 스테이션의 고정된 운동학적 마운트(kinematic mount)로의 임의의 페이로드(예를 들면, 마스크)의 원활한 이송을 위해, 진공 내 로봇 및 진공 외 로봇 둘 모두는 캘리브레이팅될 필요가 있다.

리소그래피 장치(100')는 패턴화 디바이스 이송 시스템을 포함할 수도 있다. 예시적인 패턴화 디바이스 이송 시스템은, 예를 들면, 진공 내 로봇(IVR), 마스크 테이블(MT), 제1 포지셔너(PM) 및 패턴화 디바이스를 이송 및 위치 결정하기 위한 다른 유사한 컴포넌트를 포함하는 패턴화 디바이스 교환 장치(V)일 수도 있다. 패턴화 디바이스 교환 장치(V)는 패턴화 디바이스 운반 컨테이너와 프로세싱 도구(예를 들면, 리소그래피 장치(100')) 사이에서 패턴화 디바이스를 이송하도록 구성될 수도 있다.

리소그래피 장치(100 및 100')는 다음의 모드 중 적어도 하나에서 사용될 수 있다:

1. 스텝 모드에서, 방사선 빔(B)에 부여되는 전체 패턴이 한 번에 타겟 부분(C) 상으로 투영되는 동안, 지지 구조물(예를 들면, 마스크 테이블)(MT) 및 기판 테이블(WT)은 본질적으로 정지 상태로 유지된다(즉, 단일의 정적 노출). 그 다음, 기판 테이블(WT)은 상이한 타겟 부분(C)이 노출될 수 있도록 X 및/또는 Y 방향으로 시프트된다.

2. 스캔 모드에서, 방사선 빔(B)에 부여되는 패턴이 타겟 부분(C) 상으로 투영되는 동안, 지지 구조물(예를 들면, 마스크 테이블)(MT) 및 기판 테이블(WT)은 동시에 스캔된다(즉, 단일의 동적 노출). 지지 구조물(예를 들면, 마스크 테이블)(MT)에 대한 기판 테이블(WT)의 속도 및 방향은, 투영 시스템(PS)의 배율(축소) 및 이미지 반전 특성에 의해 결정될 수 있다.

3. 다른 모드에서, 지지 구조물(예를 들면, 마스크 테이블)(MT)은 프로그래머블 패턴화 디바이스를 유지하면서 실질적으로 정지 상태로 유지되고, 방사선 빔(B)에 부여되는 패턴이 타겟 부분(C) 상으로 투영되는 동안 기판 테이블(WT)은 이동 또는 스캔된다. 펄스식(pulsed) 방사선 소스(SO)가 활용될 수 있고, 프로그래머블 패턴화 디바이스는 기판 테이블(WT)의 각각의 이동 이후 또는 스캔 동안 연속하는 방사선 펄스 사이에서 필요에 따라 업데이트된다. 이 동작 모드는 프로그래머블 미러 어레이와 같은 프로그래머블 패턴화 디바이스를 활용하는 마스크가 없는 리소그래피(maskless lithography)에 쉽게 적용될 수 있다.

설명된 사용의 모드의 조합 및/또는 변형 또는 완전히 상이한 사용의 모드가 또한 활용될 수 있다.

몇몇 실시형태에서, 리소그래피 장치(100)는, EUV 리소그래피를 위한 EUV 방사선의 빔을 생성하도록 구성되는 극자외선(EUV) 소스를 포함한다. 일반적으로, EUV 소스는 방사선 시스템에서 구성되고, 대응하는 조명 시스템은 EUV 소스의 EUV 방사선 빔을 컨디셔닝하도록 구성된다.

도 2는 소스 콜렉터 장치(SO), 조명 시스템(IL), 및 투영 시스템(PS)을 포함하는 리소그래피 장치(100)를 더욱 상세하게 도시한다. 소스 콜렉터 장치(SO)는, 진공 환경이 소스 콜렉터 장치(SO)의 엔클로징 구조물(enclosing structure)(220) 내에서 유지될 수 있도록 구성되고 배열된다. EUV 방사선 방출 플라즈마(210)는 방전 생성 플라즈마 소스에 의해 형성될 수도 있다. EUV 방사선은 가스 또는 증기, 예를 들면, Xe 가스, Li 증기 또는 Sn 증기에 의해 생성될 수도 있는데, 여기서 초고온 플라즈마(210)는 전자기 스펙트럼의 EUV 범위에서 방사선을 방출하도록 생성된다. 초고온 플라즈마(210)는, 예를 들면, 적어도 부분적으로 이온화된 플라즈마를 야기하는 전기적 방전에 의해 생성된다. 방사선의 효율적인 생성을 위해, Xe, Li, Sn 증기 또는 임의의 다른 적절한 가스 또는 증기의, 예를 들면, 10 Pa의 부분 압력이 필요로 될 수도 있다. 몇몇 실시형태에서, EUV 방사선을 생성하기 위해 여기된 주석(Sn)의 플라즈마가 제공된다.

고온 플라즈마(210)에 의해 방출되는 방사선은, 소스 챔버(211)의 개구 내에 또는 후방에 위치 결정되는 옵션 사항의 가스 배리어(barrier) 또는 오염 물질 트랩(contaminant trap)(230)(몇몇 경우에 오염 물질 배리어 또는 포일 트랩으로 또한 칭해짐)을 통해, 소스 챔버(211)로부터 콜렉터 챔버(212)로 전달된다. 오염 물질 트랩(230)은 채널 구조물(channel structure)을 포함할 수도 있다. 오염 물질 트랩(230)은 또한 가스 배리어 또는 가스 배리어와 채널 구조물의 조합을 포함할 수도 있다. 본원에서 추가로 나타내어지는 오염 물질 트랩 또는 오염 물질 배리어(230)는, 기술 분야에서 공지되어 있는 바와 같이, 채널 구조물을 적어도 포함한다.

콜렉터 챔버(212)는 소위 스침 입사 콜렉터(grazing incidence collector)일 수도 있는 방사선 콜렉터(CO)를 포함할 수도 있다. 방사선 콜렉터(CO)는 업스트림 방사선 콜렉터 측(upstream radiation collector side)(251) 및 다운스트림 방사선 콜렉터 측(downstream radiation collector side)(252)을 갖는다. 콜렉터(CO)를 통과하는 방사선은, 가상의 소스 포인트(IF)에서 포커싱되도록 격자 스펙트럼 필터(240)에서 반사될 수 있다. 가상 소스 포인트(IF)는 일반적으로 중간 초점으로 지칭되며, 소스 콜렉터 장치는, 중간 초점(IF)이 엔클로징 구조물(220)의 개구(219)에 또는 그 근처에 위치되도록 배열된다. 가상 소스 포인트(IF)는 방사선 방출 플라즈마(210)의 이미지이다. 격자 스펙트럼 필터(240)는 특히 적외선(IR) 방사선을 억제하기 위해 사용된다.

후속하여, 방사선은, 패턴화 디바이스(MA)에서, 방사선 빔(221)의 소망되는 각도 분포를 제공하도록, 뿐만 아니라, 패턴화 디바이스(MA)에서 방사선 강도의 소망되는 균일성을 제공하도록 배열되는 패싯 필드 미러 디바이스(facetted field mirror device)(222) 및 패싯 동공 미러 디바이스(facetted pupil mirror device)(224)를 포함할 수도 있는 조명 시스템(IL)을 통과한다. 지지 구조물(MT)에 의해 유지되는 패턴화 디바이스(MA)에서의 방사선의 빔(221)의 반사시, 패턴화된 빔(226)이 형성되고, 패턴화된 빔(226)은 투영 시스템(PS)에 의해 반사 엘리먼트(228, 230)를 통해 웨이퍼 스테이지 또는 기판 테이블(WT)에 의해 유지되는 기판(W) 상으로 이미지화된다.

일반적으로, 조명 광학기기 유닛(IL) 및 투영 시스템(PS)에서는 도시되는 것보다 많은 엘리먼트가 존재할 수도 있다. 격자 스펙트럼 필터(240)는 리소그래피 장치의 타입에 따라, 옵션 사항으로 존재할 수도 있다. 또한, 도면에서 도시되는 것들보다 더 많은 미러가 존재할 수도 있는데, 예를 들면, 도 2에서 도시되는 것보다 프로젝션 시스템(PS)에서 1 내지 6 개의 추가적인 반사 엘리먼트가 존재할 수도 있다.

도 2에서 예시되는 바와 같이, 콜렉터 광학기기(CO)는, 단지 콜렉터(또는 콜렉터 미러)의 한 예로서, 스침 입사 반사기(253, 254, 및 255)를 갖는 네스트화된(nested) 콜렉터로서 묘사된다. 스침 입사 반사기(253, 254, 및 255)는 광학 축(O) 주위에서 축 대칭으로 배치되고 이러한 타입의 콜렉터 광학기기(CO)는, 바람직하게는, 종종, DPP 소스로 칭해지는 방전 생성 플라즈마 소스와 조합하여 사용된다.

예시적인 리소그래피 셀

도 3은, 때때로 리소셀 또는 클러스터로 또한 지칭되는 리소그래피 셀(300)의 개략도를 도시한다. 리소그래피 장치(100 또는 100')는 리소그래피 셀(300)의 일부를 형성할 수도 있다. 리소그래피 셀(300)은, 기판 상에서 노광 이전 및 노광 이후 프로세스를 수행할 장치를 또한 포함할 수도 있다. 종래에, 이들은 레지스트 층을 퇴적하기 위한 스핀 코터(spin coater; SC), 노출된 레지스트를 현상하기 위한 현상액(developer; DE), 냉각 플레이트(chill plate; CH) 및 베이크 플레이트(bake plate; BK)를 포함한다. 기판 핸들러, 또는 로봇(RO)은, 입력/출력 포트(I/O1, I/O2)로부터 기판을 픽업하고, 그들을 상이한 프로세스 장치 사이에서 이동시키고, 그 다음, 리소그래피 장치의 로딩 베이(loading bay; LB)로 전달한다. 종종 집합적으로 트랙으로 칭해지는 이들 디바이스는, 감독 제어 시스템(supervisory control system; SCS)에 의해 자체 제어되는 트랙 제어 유닛(track control unit; TCU)의 제어 하에 있는데, 감독 제어 시스템(SCS)은 또한 리소그래피 제어 유닛(lithography control unit; LACU)을 통해 리소그래피 장치를 제어한다. 따라서, 상이한 장치는 스루풋 및 프로세싱 효율성을 최대화하도록 동작될 수 있다.

예시적인 계측 시스템

도 4는, 몇몇 실시형태에 따른, 리소그래피 장치(100 또는 100')의 일부로서 구현될 수 있는 계측 시스템(400)의 개략도를 도시한다. 몇몇 실시형태에서, 계측 시스템(400)은 기판(W)의 표면 상의 높이 및 높이 변동을 측정하도록 구성될 수도 있다. 몇몇 실시형태에서, 계측 시스템(400)은 기판 상의 정렬 마크의 포지션을 검출하도록 그리고 정렬 마크의 검출된 포지션을 사용하여 리소그래피 장치(100 또는 100')의 다른 컴포넌트 또는 패턴화 디바이스와 관련하여 기판을 정렬하도록 구성될 수도 있다.

몇몇 실시형태에서, 계측 시스템(400)은 방사선 소스(402), 투영 격자(404), 검출 격자(412), 및 검출기(414)를 포함할 수도 있다. 방사선 소스(402)는 하나 이상의 통과 대역을 갖는 전자기 협대역 방사선 빔을 제공하도록 구성될 수도 있다. 몇몇 실시형태에서, 하나 이상의 통과 대역은 약 500 nm 내지 약 900 nm 사이의 파장의 스펙트럼 내에 있을 수도 있다. 다른 예에서, 하나 이상의 통과 대역은 약 500 nm 내지 약 900 nm 사이의 파장의 스펙트럼 내에서 이산적인 좁은 통과 대역일 수도 있다. 다른 예에서, 방사선 소스(402)는 약 225 nm와 400 nm 사이의 파장의 자외선(UV) 스펙트럼 내의 광을 생성한다. 방사선 소스(402)는 장기간에 걸쳐(예를 들면, 방사선 소스(402)의 수명에 걸쳐) 실질적으로 일정한 중심 파장(center wavelength; CWL) 값을 갖는 하나 이상의 통과 대역을 제공하도록 추가로 구성될 수도 있다. 방사선 소스(402)의 그러한 구성은 현재 계측 시스템에서, 상기에서 논의되는 바와 같이, 소망되는 CWL 값으로부터 실제 CWL 값의 시프트를 방지하는 데 도움이 될 수도 있다. 그리고, 결과적으로, 일정한 CWL 값의 사용은 현재의 계측 시스템과 비교하여 계측 시스템(예를 들면, 계측 시스템(400))의 장기간 안정성 및 정확성을 개선할 수도 있다.

투영 격자(404)는 방사선 소스(402)로부터 생성되는 방사선의 빔(또는 빔들)을 수신하도록, 그리고 투영된 이미지를 기판(408)의 표면 상으로 제공하도록 구성될 수도 있다. 이미징 광학기기(406)는 투영 격자(404)와 기판(408) 사이에 포함될 수도 있고, 하나 이상의 렌즈, 미러, 격자, 등등을 포함할 수도 있다. 몇몇 실시형태에서, 이미징 광학기기(406)는 투영 격자(404)로부터 투영되는 이미지를 기판(408)의 표면 상으로 포커싱하도록 구성된다.

몇몇 실시형태에서, 투영 격자(404)는 표면 법선에 대해 각도(θ)에서 기판(408)의 표면 상에 이미지를 제공한다. 이미지는 기판 표면에 의해 반사되고 검출 격자(412) 상에서 다시 이미지화된다. 검출 격자(412)는 투영 격자(404)와 동일할 수도 있다. 이미징 광학기기(410)는 기판(408)과 기판 검출 격자(412) 사이에 포함될 수도 있고, 하나 이상의 렌즈, 미러, 격자, 등등을 포함할 수도 있다. 몇몇 실시형태에서, 이미징 광학기기(410)는 기판(408)의 표면으로부터 반사되는 이미지를 검출 격자(412) 상으로 포커싱하도록 구성된다. 기울어진 입사에 기인하여, 기판(408) 표면에서의 높이 변동(Z_w)은, 검출 격자(412)에 의해 수신될 때 투영 격자(404)에 의해 투영되는 이미지를 다음의 식 (1)에 의해 주어지는 바와 같은 거리(s)에 걸쳐 시프트할 것이다:

몇몇 실시형태에서, 투영 격자(404)의 시프트된 이미지는 검출 격자(412) 및 이미지 시프트의 주기 함수인 투과 강도에 의해 부분적으로 투과된다. 이 시프트된 이미지는 검출기(414)에 의해 수신되고 측정된다. 검출기(414)는 포토다이오드 또는 포토다이오드 어레이를 포함할 수도 있다. 검출기(414)의 다른 예는 CCD 어레이를 포함한다. 몇몇 실시형태에서, 검출기(414)는 수신된 이미지에 기초하여 1 nm만큼 낮은 웨이퍼 높이 변동을 측정하도록 설계될 수도 있다.

산란계 기반의 입자 검사 시스템의 정렬의 예시적인 실시형태

도 5는, 몇몇 실시형태에 따른, 레이저 스캐닝을 사용하는 리소그래피 패턴화 디바이스 검사 시스템(500)의 개략도를 도시한다. 하나의 예에서, 검사 시스템(500)은, 리소그래피 패턴화 디바이스(504)가 스캐닝 레이저를 지나 천천히 이동하는 동안, (리소그래피 패턴화 디바이스를 가로질러) X 방향(502)으로 리소그래피 패턴화 디바이스의 표면을 스캐닝하는 레이저 광원 스캐너를 포함한다. 스캐닝 동작은 글래스 측(예를 들면, 502(a) 및/또는 펠리클 측(예를 들면, 502(b))) 상에서 행해질 수도 있다는 것이 인식될 수 있다. 리소그래피 패턴화 디바이스(504) 상에 오염이 존재하는 경우, 그러면, 본원에서 추가로 설명될 바와 같이, 광은 산란될 수도 있고, 검출기(506)는 산란된 광을 프로세싱하여 검출된 오염의 추가적인 분석을 제공할 수도 있다. 검출기(506)는 상이한 스캐닝 동작을 검출하기 위해 상이한 위치(예를 들면, 글래스 측 스캐닝 동작을 검출하기 위한 포지션(506(a)) 및/또는 펠리클 측 스캐닝 동작을 검출하기 위한 포지션(506(b)))에 위치 결정될 수도 있다는 것이 인식될 수 있다.

몇몇 실시형태에서, 오염이 검출되지 않는 경우, 그러면, 검출기는 리소그래피 패턴화 디바이스(504)의 표면으로부터의 임의의 산란을 검출할 수 없을 수도 있고, 검출된 광은 추가로 프로세싱되지 않을 것이다. 앞서 언급되는 바와 같이, 리소그래피 패턴화 디바이스(504)의 표면 상에서 발견되는 임의의 오염은, 의도하지 않은 패턴 또는 오작동 회로를 산출할 프로세싱된 패턴의 수정을 초래할 수도 있다.

하나의 예에서, 검출기(506(a))는 반사된 강도 레벨을 검출하는 것에 의해 광의 강도를 검출하여 입자(508)의 사이즈를 결정할 수도 있다. 이것은 더 높은 레벨의 강도를 더 큰 입자 사이즈와 상관시키는 방식으로 행해질 수도 있다. 이것은, 더 큰 입자가 더 많은 광을 산란시킬 것이고, 따라서, 검출기(506(a))에게 더 밝게 나타날 것이기 때문인데, 여기서 더 작은 입자는 더 적은 광을 산란시킬 것이고, 따라서, 검출기(506(a))에게 더 어둡게 나타날 것이다.

사이즈-강도 상관 관계는 입자(508)의 사이즈를 결정하기 위한 단지 하나의 척도에 불과하다는 것이 인식될 수 있다. 몇몇 예에서, 입자(508)는 작은 그러나 고도로 반사성인 입자(예를 들면, 금속)일 수도 있고, 따라서, 강도 상관 관계는, 실제보다 더 크게 나타나는 입자 사이즈를 산출할 수도 있다. 대안적으로, 입자(508)는 큰 저반사 입자(예를 들면, 탄소)일 수도 있고, 따라서, 강도 상관 관계는 실제보다 더 작게 나타나는 입자 사이즈를 산출할 수도 있다.

따라서, 추가적인 프로세싱은, 본원에서 추가로 설명될 바와 같이, 리소그래피 패턴화 디바이스의 표면을 오염시키는 입자 및 입자 사이즈의 개선된 검출을 제공할 수도 있다.

하나의 예에서, 도 6a 내지 도 6c에서 추가로 설명되는 바와 같이, 정렬은 검출기 평면에서의 입자 이미지의 검출에서 중요한 인자일 수도 있다. 예를 들어 도 6a를 보면, 도 6a는 조명 빔(604)에 노출되는 리소그래피 패턴화 디바이스(602)(예를 들면, 레티클)를 설명한다. 입자 검출은, 조명 스팟이 기판을 가로질러 래스터 스캐닝되는 산란 측정법(scatterometry)에 의해 달성될 수도 있다. 앞서 언급되는 바와 같이, 기판(예를 들면, 레티클/리소그래피 패턴화 디바이스(602)의 표면) 상에 입자가 있는 경우, 산란된 광은 정적 광검출기(606)에 의해 측정될 수도 있다. 몇몇 실시형태에서, 광검출기도 또한 이동 가능하다는 것이 인식될 수 있다. 광검출기의 이동은, 리소그래피 패턴화 디바이스의 전체 표면의 스캐닝을 가능하게 할 래스터 스캔 또는 다른 스캔 순서를 따를 수도 있다. 하나의 예에서, 검출된 광의 강도는 검출된 입자의 사이즈에 관련될 수도 있다.

마이크로 레벨 입자를 측정하기 위해, 광학기기는 미크론 미만의 공차로 위치 결정될 수도 있다. 이것은, 레티클 상의 조명된 영역(608)과 검출기(606) 상의 검출된 영역(610) 사이의 정렬의 레벨을 필요로 한다. 그러한 만큼, 기계적 공차 및 광학적 왜곡은 수정하기 어려울 수도 있는 동적 정렬 에러를 나타낼 수도 있다. 예를 들면, 조명 스팟은, 그것이 입자(506)에 부딪힐 때, 산란된 광이 광검출기(606) 안으로 위치 결정되도록 정확하게 정렬되어야만 한다. 리소그래피 패턴화 디바이스(602)가 완전히 깨끗한 경우, 반사된 광은 어두울 수도 있고, 광은 빔 덤프로 들어갈 수도 있다는 점을 유의할 가치가 있다. 그러나, 임의의 타입의 오염이 있는 경우, 조사된 오염 물질은 광검출기(606)에 의해 측정되는 것을 필요로 할 수도 있는 광 산란을 생성할 수도 있다. 따라서, (산란으로부터의) 광 스팟과 광검출기의 고도의 정렬이 요구될 수도 있고, 앞서 언급되는 바와 같이, 특수한 제조 도구를 필요로 하는 미크론 정도일 필요가 있을 것이다.

몇몇 실시형태에서, 도 6b 및 도 6c에서 예시되는 바와 같이, 조명된 스팟(608)과 검출된 스팟(610) 사이에서 실질적인 중첩이 있는 경우, 입자 오염을 정확하게 검출하는 광검출기의 능력이 감소될 수도 있다. 예를 들면, 도 6b에서, 검출기는 중첩된 영역에서 오염을 여전히 검출할 수도 있지만, 그러나, 중첩되지 않는 주변 영역에서는 그렇게 하지 않을 수도 있다. 또한, 중첩이 잘 정렬되지 않은 경우(예를 들면, 도 6c), 입자를 포함할 수도 있는 조명된 픽셀은 검출 픽셀과 정렬되지 않을 수도 있는데, 그것이 중첩된/정렬된 영역 내에 있지 않기 때문이다. 그러한 만큼, 검출기는 입자를 검출할 수 없을 수도 있는데, 그 이유는, 산란된 광이 수신될 수도 있는 픽셀에 관련되는 임의의 정보를 검출기가 프로세싱할 수 없을 수도 있기 때문이다. 도 10에서 추가로 설명될 바와 같이, 영역(610) 내에서 검출되는 입자 이미지(612)는 검출기에 의해 프로세싱되는 신호인 것으로 결정될 수도 있는데, 여기서 영역(610) 내에 있지 않은 픽셀에 의해(예를 들면, 픽셀(614)로부터) 생성되는 임의의 검출 또는 신호는 위양성 검출로서 간주되어 폐기될 수도 있다.

도 7은, 몇몇 실시형태에 따른, 완벽한 정렬을 요구하는 광검출기를 가로지르는 전통적인 스팟을 예시한다. 예를 들면, 조명된 영역과 검출된 영역 사이의 완벽한 정렬을 위해 광검출기를 가로지르는 전통적인 스팟이 필요로 될 수도 있다.

조명된 영역과 검출기 영역 사이의 엄격한 정렬 요건을 극복하기 위해, 본 개시는, 몇몇 실시형태에 따라, 조명 스팟의 위치 결정 공차를 향상시키기 위해, 도 8에서 예시되는 바와 같이, 이차원 이미지 센서 어레이를 구현할 수도 있다.

도 8에서, 의도된 반사 스팟보다 더 큰 센서 어레이가 활용될 수도 있다. 이것은 광학 정렬 공차를 개선하고 제조 가능성을 개선한다. 하나의 실시형태에서, 단일의 포토다이오드 셀 대신, 전하 결합 소자(charge coupled device; CCD), 상보형 금속 산화물 반도체(complementary metal-oxide semiconductor; CMOS), 또는 이산 광검출기 형태의 이차원 이미지 센서 어레이가 사용될 수도 있다. 다른 실시형태에서, 어레이는 포토다이오드의 어레이일 수도 있다.

포토다이오드 어레이와 같은 광검출기 어레이의 사용은, 이미지 센서 어레이가 과대 사이즈이고 결과적으로 나타나는 스팟이 정확한 정렬을 요구하지 않고도 이미지 센서 어레이의 상이한 영역 상에 속할 수도 있기 때문에, 조명 스팟, 폴리곤 미러(polygon mirror), 광학기기 또는 광검출기의 위치 결정 공차가 모두 완화되는 것을 허용할 수도 있다. 예를 들면, 영역(802)은, 원치 않는 반사(804) 및 사전 정의된 활성 픽셀 영역(808) 내의 조명 스팟(806)을 캡쳐할 수도 있는 광검출기 어레이의 전체 영역을 나타낼 수도 있다. 조명 스팟(806)은 영역(802) 내의 임의의 포지션(예를 들면, 측면, 코너, 중간, 등등)에서 검출될 수 있다. 하나의 실시형태에서, 활성 픽셀 영역(808)은, 예를 들면, 도 10에 정의되는 바와 같은 캘리브레이션 프로세스에 기초하여 식별/정의될 수도 있다. 그러한 캘리브레이션은, 검출기 어레이가 완전한 중첩을 달성하기에 충분히 크기 때문에 높은 검출 정확도를 유지하면서, 검사 시스템이, 리소그래피 패턴화 디바이스 상의 조명된 영역과 검출기 상의 조명된 영역 사이의 정렬 또는 대응 관계에서 증가된 공차 및 유연성을 갖는 것을 허용한다.

하나의 실시형태에서, 픽셀이 입자로부터 발생되지 않는 광에 기인하는 원치 않는 노이즈를 포함하기 때문에, 어떤 픽셀을 활성으로 만들고 어떤 픽셀을 무시할지를 선택하도록 이미지 프로세싱 알고리즘이 고안되어 캘리브레이팅될 수도 있다. 이 알고리즘을 사용하면, 시간 경과에 따른 임의의 정렬 드리프트는 단일의 포토다이오드가 사용될 때 초래되었던 문제를 생성하지 않을 것인데, 그 이유는, 어레이가 과대 사이즈의 검출 영역 내에서 더 높은 공차의 조절을 가능하게 하기 때문이다. 또한, 펠리클 처짐(sag)은 때때로 조명 스팟으로 하여금 변하게 할 수도 있다. 따라서, 이것은, 스팟이 리소그래피 패턴화 디바이스를 가로질러 횡단할 때 상이한 픽셀을 동적으로 활성화하는 것에 의해 또한 캘리브레이팅될 수 있다. 하나의 양태에 따르면, 공지된 입자 사이즈를 갖는 캘리브레이션 레티클은 입자 스캐너 시스템에 배치될 수도 있다.

광학기기와 광검출기의 정렬에 기초하여, 입자는 광검출기 어레이의 특정한 영역으로 광을 산란시킬 수도 있다. 따라서, 캘리브레이션 프로세싱 알고리즘은, 어레이의 어떤 영역이 광을 검출하고 있고 어떤 영역이 검출하고 있지 않은지를 검출할 수도 있다. 그러한 만큼, 광을 수신하고 있는 영역은 미래의 입자 스캔을 위해 턴온될 수도 있고, 한편 캘리브레이션 프로세스 동안 광을 수신하지 않는 영역은 미래의 입자 스캔을 위해 턴오프될 것이다. 또한, 입자 광을 수신하는 픽셀 영역은, 그 특정한 픽셀 영역으로부터의 신호가 사용되어야 하는지 또는 폐기되어야 하는지를 결정하기 위해 임계치 프로세싱을 받을 수도 있다. 캘리브레이션 및 판독 방법의 추가적인 설명은, 도 9 내지 도 11을 참조하여 본원에서 제공된다.

도 9는, 몇몇 실시형태에 따른, 레티클 또는 펠리클(예를 들면, 리소그래피 패턴화 디바이스)과 같은 오브젝트의 표면을 검사하기 위한 예시적인 방법(900)을 예시하는 흐름도를 예시한다. 방법의 동작은 도시되는 순서대로 수행될 필요는 없으며 몇몇 동작은 옵션 사항일 수도 있거나 또는 추가될 수도 있다는 것이 인식되어야 한다.

방법(900)은 단계(902)에서 시작한다. 단계(902)에서, 오브젝트(예를 들면, 레티클, 펠리클, 등등)의 표면이 조명 빔으로 조명된다. 한 실시형태에서, 조명 빔은 기울어진 각도에서 오브젝트 표면에 제공된다. 단계(904)에서, 조명된 오브젝트 표면으로부터의 산란된 광이 인터셉트된다(intercepted). 단계(906)에서, 산란된 광은 센서(예를 들면, 센서 어레이를 포함하는 도 5의 센서(504)) 상으로 투영된다. 한 실시형태에서, 센서는 오브젝트 표면을 기울어진 각도에서 "보고", 한편, 조명 빔은 수직 광을 제공할 수 있다. 단계(908)에서, 산란된 광은 오브젝트 표면 상에 위치되는 입자를 검출하도록 프로세싱된다. 예를 들면, 입자 검출을 위해 실제 이미지를 분석하기 위해 센서에 커플링되는 프로세서가 사용될 수 있다.

단계(910)에서, 검출된 입자의 입자 사이즈 및 포지션이 결정된다. 이 정보는 평가되고 있는 오브젝트의 사용에 관한 결정을 내리기 위해 사용될 수 있다. 예를 들면, 결정된 입자 사이즈 및 포지션이 사전 결정된 범위 또는 다른 한계 내에 있는지의 여부에 기초하여, 오브젝트가 거부될 필요가 있는지의 여부의 결정이 이루어질 필요가 있을 수도 있다(912).

도 10은, 몇몇 실시형태에 따른, 오브젝트의 표면을 검사하기 위해 검사 검출기를 캘리브레이팅하기 위한 예시적인 방법(1000)을 예시하는 흐름도를 예시한다. 방법의 동작은 도시되는 순서대로 수행될 필요는 없으며 몇몇 동작은 옵션 사항일 수도 있거나 또는 추가될 수도 있다는 것이 인식되어야 한다.

방법(1000)은, 단계(908)의 계속일 수도 있는 단계(1002)에서 시작한다. 이 방법은 산란된 광을 검출할 센서 어레이 내의 영역을 식별하기 위해 캘리브레이션을 수행하기 위해 활용될 수도 있다. 추가적으로, 이 방법은, 도 11에서 추가로 논의될 바와 같이, 검출된 드리프트 동작을 재캘리브레이팅하기 위해 활용될 수도 있다. 단계(1002)에서, 조명을 수신하는 셀이 검출된다. 앞서 설명되는 바와 같이, 이것은, 조명된 영역과 검출된 영역 사이에서 가능한 한 완벽에 가까운 중첩을 가지기 위해 엄격한 정렬 공차에 대한 필요성을 제거한다. 오히려, 과대 사이즈의 센서 어레이는 더 큰 공차 범위 내에서 산란 광에 의해 형성되는 전체 영역을 포함할 수 있다.

단계(1004)에서, 복수의 어레이 셀이, 조명된 디바이스 영역을 포괄하는 활성 영역(예를 들면, 활성 영역(808))의 일부인 것으로 식별된다. 단계(1006)에서, 활성 영역 내의 복수의 어레이 셀은, 디바이스 상의 조명된 영역에 대응하는 조명 영역(예를 들면, 조명 영역(806))으로서 식별된다. 도 8에서 설명되는 바와 같이, 활성 영역은 조명 영역보다 더 크고 추가적인 픽셀을 포함한다.

활성 영역과 더 작은 조명 영역 둘 모두의 설정은 추가로 완화된 공차를 허용한다. 예를 들면, 몇몇 조명된 스팟은, 전체 픽셀이 아닌, 픽셀의 일부를 포괄할 수도 있다. 따라서, 그 픽셀을 활성 픽셀로서 포함하는 것은, 검출기가, 그 픽셀의 출력을 판독하여 조명된 스팟의 전체를 커버하는 것을 허용할 것이다. 그렇지 않으면, 픽셀의 그 부분은 판독되지 않을 것이고, 그 결과, 조명 스팟의 일부가 판독되지 않는 것으로 귀결될 것이다. 조명 영역이 식별되는 경우, 조명된 영역 내의 입자는 단계(1008)에서 검출될 수도 있다. 이와 관련하여, 검출기는, 조명된 영역 내의 픽셀로부터 수신되는 신호를, 활성 픽셀로서 분류되는 픽셀로부터 수신되고 있는 신호인 것으로 결정할 수도 있고, 또한, 검출 신호가 활성 픽셀로서 분류되는 그들 픽셀로부터 수신되는 것에 응답하여, 이질 입자(예를 들면, 입자)의 존재에 대응하는 신호를 추가로 결정할 수도 있다.

검출기 셀이 산란된 광을 수신하면, 그들은 신호(예를 들면, 수신된 방사선에 기초한 검출 신호)를 생성한다. 그 다음, 검출기는 검출기의 하나 이상의 픽셀 출력의 합인 전체 검출 신호를 생성할 수도 있다. 검출 신호에 기초하여, 검출기는 리소그래피 패턴화 디바이스(예를 들면, 패턴화 디바이스(606))의 표면 상의 이질 입자의 존재에 대응하는 신호 및 스퓨리어스 신호를 식별할 수도 있다. 하나의 예에서, 이 결정은 어떤 픽셀이 판독치를 생성하고 있는지에 기초할 수도 있다. 예를 들면, 스퓨리어스 신호는, (예를 들면, 캘리브레이션 동안) 이전에 비활성 픽셀로서 식별된 픽셀에서 생성되는 신호일 수도 있는데, 여기서, 표면 상의 이질 입자의 존재에 대응하는 신호는, (예를 들면, 산란된 광을 수신하는 것으로 지정된 활성 영역 내에서) 이전에 활성인 것으로 식별된 픽셀에서 생성될 수도 있다. 신호가 스퓨리어스 신호로서 결정되는 경우, 신호는 위양성 신호로 분류되어 폐기될 수도 있다. 위양성 신호의 식별은, 리소그래피 패턴화 장치에서 프로세스 지연으로 이어지는 오검출 및 잘못된 판독치를 제거하는 데 도움이 될 수도 있다.

도 11은, 몇몇 실시형태에 따른, 정렬 드리프트를 검출하기 위한 예시적인 방법(1100)을 예시하는 흐름도를 예시한다. 방법의 동작은 도시되는 순서대로 수행될 필요는 없으며 몇몇 동작은 옵션 사항일 수도 있거나 또는 추가될 수도 있다는 것이 인식되어야 한다.

단계(1102)에서, 검출기 어레이 내에서, 조명을 수신하는 복수의 셀이 검출된다. 단계(1104)에서, 어레이 셀이 이전에 정의된 활성 영역 내에 있는지, 또는 외부에 있는지의 결정이 이루어진다. 검출된 셀이 활성 영역 내에 있는 경우, 그러면 방법은 앞서 논의되는 바와 같이 단계(904)로 계속된다. 복수의 셀 중 임의의 셀이 활성 영역 밖에 있는 것으로 결정되는 경우, 단계(1106)에서, 드리프트가 결정되고 도 10에 제공되는 방법에 따라 재캘리브레이션(1108)이 수행된다.

리소그래피 장치(예를 들면, 리소그래피 장치(100))는 기판 상으로, 예컨대 기판의 타겟 부분 상으로 소망되는 패턴을 적용한다. 리소그래피 장치를 사용한 집적 회로(IC)의 제조 동안, 리소그래피 패턴화 디바이스(예를 들면, 마스크 또는 레티클)는 IC의 개개의 층 상에서 형성될 회로 패턴을 생성한다. 이 패턴은 기판(예를 들면, 실리콘 기판) 상의 타겟 부분(예를 들면, 하나의, 또는 여러 개의 다이의 부분을 포함함) 상으로 전사될 수도 있다. IC의 제조 비용을 감소시키기 위해, 각각의 IC의 다수의 기판을 노출시키는 것이 유리할 수도 있다. 마찬가지로, 리소그래피 장치는 지속적으로 사용될 수도 있다. 즉, 몇몇 실시형태에서, 모든 타입의 IC의 제조 비용을 잠재적인 최소로 유지하기 위해, 기판 노출 사이의 유휴 시간도 또한 최소화된다. 이것은 검사, 입자 검출 및 캘리브레이션을 포함할 수 있다. 따라서, 리소그래피 장치는, 드리프트, 이동 및 균일성 변화로 이어지는 장치의 컴포넌트의 팽창을 야기할 수 있는 열을 흡수할 수 있다.

패턴화 디바이스 및 기판 상의 양호한 이미징 품질을 보장하기 위해, 조명 빔의 제어된 균일성이 유지될 수도 있다. 그러한 만큼, 조명 빔이 적어도 약간의 균일성을 가지고 제어될 수도 있는 전체 리소그래피 프로세스. 따라서, 드리프트, 또는 이동을 야기하는 임의의 팽창에 대한 보상은 재캘리브레이션을 사용하여 수행되는 것을 필요로 할 수도 있다. 몇몇 예에서, 광검출기 어레이는 리소그래피 패턴화 디바이스 상의 조명된 영역과 관련하여 과대 사이즈로 될 수도 있고, 검출기의 물리적 조정 또는 임의의 타입의 이동에 의한 물리적 재캘리브레이션은 필요하지 않을 수도 있다. 오히려, 재캘리브레이션 프로세스는 센서 어레이 상으로 투영되는 검출된 산란된 광에 기초하여 활성 및 조명 영역을 재정의할 수도 있다.

더욱이, 드리프트 검출은 더 넓은 진단 성능의 일부일 수도 있다. 이와 관련하여, 드리프트뿐만 아니라, 이동 및 임의의 타입의 균일성 변화와 관련하여 정렬이 명세 설정 밖의 최대치에 가까울 때를 예측하기 위해 중심 추적 알고리즘(centroid tracking algorithm)이 활용될 수도 있다. 한 실시형태에 따르면, 공지된 입자 사이즈를 갖는 캘리브레이션 레티클이 캘리브레이션을 위해 시스템에 삽입될 때, 활성 픽셀 신호 강도가 측정될 수도 있고 중심이 계산될 수 있다. 예를 들면, 신호가 두 픽셀 사이에서 균등하게 분할되는 경우, 중심은 두 픽셀의 중심에 있다. 하나의 픽셀이 더 강한 강도 값을 기록하기 시작하고, 다른 픽셀이 더 낮은 강도가 되기 시작함에 따라, "중심"은 더 높은 강도의 픽셀을 향해 이동하는 것으로 보일 수도 있다. 이 중심은 두 개 이상의 픽셀을 사용하여 검출될 수도 있다. 따라서, 시간의 한 기간에 걸쳐, 중심이 추적될 수도 있고 드리프트 데이터가 측정될 수도 있다. 이것은, 시스템이 공차 밖 조건을 향해 이동하고 있는지를 결정하는 데 도움이 될 수 있다. 공차 밖 조건은, 활성 픽셀이 올바른 활성 픽셀로 입자를 더 이상 추적하지 않는 조건일 수도 있다.

비활성 포토다이오드가 원치 않는 광을 거부하도록 설정될 수도 있지만, 비활성 포토다이오드의 출력을 측정하여 원치 않는 산란 광에 기인하는 위양성의 강도를 측정하는 이점이 있다. 몇몇 실시형태에 따르면, 실제 입자는 캘리브레이팅된 검출 영역 내에서 조명될 수도 있다. 고스트 입자(ghost particle)가 검출 영역뿐만 아니라 주변 영역을 조명할 수도 있다. 따라서, 주변 영역의 신호 강도를 모니터링하는 것에 의해, 고스트 입자의 검출, 즉 위양성 검출에 플래그를 표시하는 것이 가능하다.

센서 어레이는 포토다이오드의 어레이, CCD 어레이 또는 등등일 수도 있다. 포토다이오드의 어레이는, 예를 들면, CCD 어레이에 추가적인 이점을 제공할 수 있다. 예를 들면, 포토다이오드의 프로세싱 시간은 이미지 판독 및 검출의 프로세싱 속도를 증가시킬 수도 있다.

도 12는, 몇몇 실시형태에 따른, 조명 광학기기(optics)를 검출 광학기기와 정렬하기 위한 예시적인 방법(1200)을 예시하는 흐름도를 예시한다. 몇몇 양태에 따르면, 방법(1200)은, 검사 시스템 내의 다중 엘리먼트 검출기에서, 리소그래피 패턴화 디바이스의 표면에서 산란되는 방사선을 수신하는 동작(1202)을 포함할 수도 있다. 조명 소스가 리소그래피 패턴화 디바이스(예를 들면, 레티클)의 일부를 조명할 수도 있다. 앞서 언급되는 바와 같이, 검출 정확도를 향상시키기 위해 조명 소스와 검출 시스템 사이의 정렬이 요구될 수도 있다. 이와 관련하여, 그리고 정렬 공차를 향상시키기 위해, 다중 엘리먼트 검출기가 사용될 수도 있다. 그러한 검출기는 포토다이오드 어레이일 수도 있다. 다른 다중 엘리먼트 검출기가 사용될 수도 있지만(예를 들면, CCD, CMOS, 등등), 포토다이오드 어레이 센서는, 조명된 영역 및 관련된 데이터의 효율적이고 편리한 프로세싱을 포함하는 소정의 이점을 제공한다.

방법(1200)은 다중 엘리먼트 검출기의 각각의 엘리먼트의 출력의 측정 동작(1204)을 또한 포함할 수도 있는데, 출력은 수신된 산란 방사선에 대응한다. 이와 관련하여, 검출기는, 포토다이오드 어레이의 각각의 포토다이오드의 출력을 측정하여, 산란된 광이 포토다이오드 어레이에 입사되는 곳을 결정할 수도 있다. 이것은, 지속적으로 조정되는 것을 필요로 할 수도 있는 조명 소스와 검출기 사이의 수동의 물리적인 정렬에 대한 필요성을 제거할 수 있다. 대신, 방법(1200)은, 광을 수신하는 활성 영역 내에서 지정되는 픽셀을 프로그래밍 방식으로 인에이블 또는 디스에이블할 수 있는 증가된 검출 영역을 허용한다. 이와 관련하여, 시간 경과에 따른 시스템 드리프트, 또는 오정렬이 있는 경우, 정렬을 수동으로 재캘리브레이팅하는 동작과는 대조적으로 간단한 재캘리브레이션 프로세스가 발생될 수 있다. 이것은, 어떤 픽셀을 활성화/비활성화할지를 제어하는 것에 의해 임의의 오정렬이 보상 또는 조정될 수 있기 때문에, 광학 시스템의 더 큰 제조 공차를 또한 허용한다. 따라서, 산란된 광을 수신하는 픽셀은 출력을 가질 것이고, 광을 수신하지 않는 픽셀은 출력을 가지지 않을 수도 있거나, 또는 충분한 진폭 값의 임계치 미만인 출력을 가질 수도 있다.

방법(1200)은 캘리브레이션 동작(1206)을 더 포함할 수도 있다. 이와 관련하여, 방법(1200)은, 측정된 출력이 사전 결정된 임계치를 초과하는 다중 엘리먼트 검출기의 하나 이상의 엘리먼트를 포함하는 활성 픽셀 영역을 식별하는 것, 및 다중 엘리먼트 검출기의 나머지 엘리먼트를 포함하는 비활성 픽셀 영역을 식별하는 것에 의해 다중 엘리먼트 검출기를 캘리브레이팅하는 것을 포함할 수도 있다. 본원의 도 8에서 설명되는 바와 같이, 조명 스팟이 포토다이오드 어레이 상으로 입사되는 경우, 광을 수신하는 픽셀은 활성 픽셀로 설계될 수도 있고 광을 수신하지 않는 또는 원치 않는 반사를 수신하는 픽셀은 비활성 픽셀로서 지정될 수도 있다. 이 지정은 각각의 픽셀에 대한 측정된 값 출력에 의존할 수도 있다. 본원에서 언급되는 바와 같이, 광을 수신하는 픽셀은 사전 결정된 임계치 이상의 출력, 예를 들면, 수신된 입사 광에 대응하기에 충분한 진폭을 갖는 출력을 제공할 수도 있다.

방법(1200)은, 활성 픽셀 영역을, 산란된 방사선을 야기하는 광원과 다중 엘리먼트 검출기 사이의 디폴트 정렬 설정으로서 설정하는 것(1208)을 더 포함할 수도 있다. 활성 픽셀 영역을 설정하는 것은, 레티클에 입사하는 광을, 검출기 상에서의 그것의 대응하는 반사(산란)와 정렬하는 데 중요하다. 일단 활성 영역이 결정되면, 활성 영역은 (드리프트 조건이 발생하지 않는 한) 모든 미래의 판독이 취해질 수도 있는 위치로서 지정될 수도 있다. 이 시점에서, 검출기는 캘리브레이팅되어 검사 동작을 수행할 준비가 되었다고 말하여 질 수 있다.

방법(1200)은 도 12에서 예시되지 않는 다른 동작을 포함할 수도 있다. 예를 들면, 방법(1200)은 오브젝트의 표면에서 산란되는 제2 방사선을 수신하는 것 및 활성 픽셀의 출력에 기초하여 검출 신호를 생성하는 것을 포함할 수도 있다. 이와 관련하여, 제2 방사선 산란은 검출기가 캘리브레이팅된 이후 발생하는 것일 수도 있다. 또한, 검출 신호는 입자가 검출되는지 또는 검출되지 않는지의 여부를 나타내는 신호일 수도 있다. 여기에서 언급되는 바와 같이, 오염이 없는 레티클은 조명될 때 산란된 광을 생성하지 않을 수도 있다. 따라서, 검출기에서 광이 수신되는 경우, 검출기는 활성 영역 내의 각각의 픽셀의 출력을 측정할 수도 있고 (연산 증폭기 또는 등등을 사용하여) 가중된 합 연산을 수행할 수도 있다. 그 다음, 다중 엘리먼트 검출기는 오염 물질이 존재하는지의 여부를 나타내는 검출 신호를 생성할 수도 있다. 예를 들면, 오염 물질이 존재하는 경우, 그러면, 가중된 합은 값 "1"과 동등할 수도 있는데, 여기서 가중된 합은 "0" 또는 가까운 값과 동등할 수도 있다. 이것은 오염 물질의 존재하는지 또는 존재하지 않는지의 여부를 나타낸다.

몇몇 실시형태에 따르면, 오염 물질의 위치를 결정하기 위해 추가적인 조치가 취해질 수도 있다. 예를 들면, 활성 픽셀 영역 내의 어떤 픽셀(들)이 가장 큰 출력(가장 강한 강도를 나타냄)을 갖는지를 결정하기 위해 검출기에 의해 추가적인 프로세싱이 수행될 수도 있다. 검출기 상의 조명 스팟이 레티클 상의 조명 스팟에 대응하기 때문에, 그때, 픽셀 출력에 의해 측정되는 바와 같은 오염 물질의 검출된 위치는 레티클 상의 조명 스팟 내의 위치에 대응할 것이다. 따라서, 이 동작은 활성 픽셀 영역 내에서 오염 물질이 위치되는 곳을 결정하는 것으로부터 오염 물질의 위치를 외삽할 수도 있다.

방법(1200)은 검출기가 비활성 픽셀 영역의 출력을 폐기하는 것을 또한 가능하게 할 수도 있다. 이 비활성 픽셀 영역은 지정된 활성 픽셀 영역 외부의 영역이다. 대안적으로, 검출기는, 위양성 조건이 발생하는지의 여부를 결정하기 위해, 비활성 픽셀 영역 내의 픽셀의 출력을 또한 판독할 수도 있다. 그러한 조건은 시스템이 미광을 수신하는 경우에 정의될 수도 있다.

검출기의 표면 영역 상에서 산란된 방사선에 의해 생성되는 조명 스팟은, 활성 픽셀 영역이 조명 스팟을 포함하는 검출기의 검출 표면 영역보다 더 작을 수도 있다. 이것은, 조명 스팟이 원형일 수도 있고 활성 픽셀 영역이 반드시 원형은 아닐 수도 있기 때문일 수도 있다.

본 개시의 몇몇 양태에서, 조명 스팟이 변하게 할 수도 있는 드리프트 조건, 또는 펠리클 처짐에 기인하여 오정렬 조건이 발생할 수도 있다. 따라서, 하나의 예에서, 방법(1200)은, 스팟이 레티클을 가로질러 횡단할 때 상이한 픽셀을 동적으로 활성화하는 것에 의해 조명 스팟에서의 변동을 캘리브레이팅하는 것을 포함할 수도 있다. 따라서, 방법(1200)은, 포토다이오드의 새로운 세트가 검출되고 활성 영역의 일부인 것으로 결정되는 새로운 캘리브레이션 프로세스를 요구할 수도 있다. 이것은, 검출기가, 공차 및/또는 상기에서 언급된 조건 중 임의의 것에서의 변화를 수용하도록 활성 픽셀 영역을 조정하는 것을 가능하게 할 수도 있다.

도 13은, 몇몇 실시형태에 따른, 포토다이오드의 어레이를 포함하는 검출기 디바이스(1300)를 예시한다. 포토다이오드 어레이(photodiode array; PDA)(1302)는 집적 회로(IC) 칩 상의 별개의 포토다이오드의 선형 어레이일 수 있다. 하나의 예에서, PDA는 파장의 범위가 동시에 검출되는 것을 허용하기 위해 분광계의 이미지 평면에서 배치될 수도 있다. 이와 관련하여, 그것은 사진 필름의 전자적 버전으로서 생각될 수 있다. 몇몇 실시형태에 따르면, 프로세서(1304)는 PDA로부터 수신되는 신호를 프로세싱할 수도 있고 수신된 신호가 검출된 입자를 나타내는 신호(즉, 검출된 신호(1306))인지, 또는 고스트 입자를 나타내는 신호(즉, 위양성을 나타내는 고스트 신호(1308))인지를 결정할 수도 있다. 하나의 양태에서, 활성 픽셀인 것으로 캘리브레이션 프로세스 동안 식별되는 픽셀로부터의 신호는 합산되어 프로세싱된다. 예를 들면, 캘리브레이션 프로세스는 픽셀 6, 7, 10, 및 11을 활성 픽셀로 식별할 수도 있고(이것은 하나의 예에 불과하며, 임의의 수의 픽셀이 캘리브레이션 프로세스 동안 활성 픽셀로서 식별될 수도 있고, 1 개의 픽셀로부터 n 개의 픽셀까지의 범위에 이를 수도 있다는 것이 이해될 수도 있다), 이들 신호의 집합적 출력은, 리소그래피 패턴화 디바이스의 표면 상에서 검출되는 입자를 나타내는 신호로서 합산되어 프로세싱될 수도 있다.

앞서 설명되는 바와 같이, PDA(1302)는 고스트 신호(1308)를 또한 검출할 수도 있다. 하나의 양태에서, PDA(1302)는 활성으로서 식별되지 않는 픽셀로부터 수신되는 데이터를 거부하도록 구성될 수도 있다. 예를 들면, 상기의 예를 사용하면, 프로세서는 픽셀 6, 7, 10, 및 11로부터 수신되는 데이터만을 프로세싱하도록, 그리고 PDA(1302) 내의 임의의 다른 픽셀로부터 수신되는 데이터를 무효화 또는 삭제하도록 구성될 수도 있다. 다른 양태에서, 프로세서(1304)는 비활성 픽셀(예를 들면, 픽셀 1, 2, 3, 4, 등등)로부터 수신되는 신호를 프로세싱하도록 구성될 수도 있다. 이와 관련하여, 프로세서(1304)는 비활성 픽셀로부터 수신되는 모든 신호를 프로세싱할 수도 있고 고스트 입자(위양성) 검출을 나타내는 검출된 고스트 신호(1308)를 출력할 수도 있다.

앞서 설명되는 바와 같이, 캘리브레이션 프로시져는 광검출기 중 어떤 것을 활성으로 만들지를 결정할 수 있다. 이와 관련하여, 그들 활성 광검출기의 출력은 함께 합산되어 출력 신호를 생성한다. 비활성 포토다이오드는 그와 같이 분류될 수도 있고, 위양성 판독치를 야기하는 원치 않는 광을 거부하도록 구성될 수도 있다.

하나의 실시형태에서, 프로세서는 아날로그 합산 프로세서 또는 디지털 합산 프로세서일 수도 있다. 아날로그 합산에서, 각각의 아날로그 출력은 합산 증폭기로 진행하기 이전에 인에이블될 수 있거나 또는 디스에이블될 수 있다. 디지털 합산에서, 각각의 출력은 개별적으로 디지털화되고 디지털 방식으로 인에이블/디스에이블될 수 있다.

몇몇 실시형태에서, 입자 검사 시스템의 제조는, 입자 오염을 검출하고, 드리프트 및 다른 성분 변동성을 보상하도록 재캘리브레이팅하는 것; 조명 시스템과 광검출기 사이에서 완화된 광학적 정렬 공차를 제공하는 것; 재캘리브레이션에 의한 보상하는 능력에 기인하여 시간이 지남에 따라 완화된 드리프트 예산을 제공하는 것; 및 레티클 검사 시스템과 동일한 샘플 레이트에서 실행되는 별개의 아날로그 대 디지털 컨버터를 사용하여 동시에 샘플링될 수 있는 포토다이오드 어레이의 사용 때문에 필수 스루풋을 충족할 수 있는 적절한 스루풋을 제공하는 것을 허용할 수도 있다.

검출된 입자의 사이즈를 결정하기 위해, 산란된 광의 강도가 측정될 수도 있다. 앞서 언급되는 바와 같이, 더 큰 오브젝트는 더 많은 광을 산란시킬 수도 있고, 따라서, 검출기에서 더 높은 강도의 판독치를 제공할 수도 있다. 그러나, 몇몇 오브젝트가 높은 반사율 특성을 가질 수도 있고, 따라서, 단순히 사이즈보다는 그들의 구성 때문에, 더 큰 오브젝트보다 더 높은 강도를 제공할 수도 있기 때문에, 항상 그런 것은 아니다. 따라서, 검출된 오브젝트의 사이즈를 더욱 정확하게 측정하기 위해, 광검출기 어레이에 추가하여, 이미징 디바이스의 사용이 추가로 활용될 수도 있다.

하나의 예에서, 픽셀의 개수를 직접적으로 측정하기에 충분히 확대하는 것에 의해 사이즈를 결정하기 위해, 고해상도 2D 픽셀 어레이(즉, 카메라)가 활용될 수도 있다. 픽셀은 관심 있는 가장 작은 입자 사이즈를 보기에 충분한 해상도를 가지도록 충분히 작게 만들어질 수도 있다. 대략적인 검출을 위해 산란 측정법 모드에서 2D 센서를 사용하기 위해서는, 모든 픽셀은 초당 수백만 프레임의 레이트에서 판독될 필요가 있을 것이다. 이 속도는 어떤 센서에서도 실현 가능하지 않다. 또한, 또 다른 센서의 사용은 공간 제약에 직면할 수도 있다.

도 14는 몇몇 실시형태에 따라 상이한 구성으로 배열되는 검출기(예를 들면, 검출기 픽셀을 갖는 검출기(606))를 포함하는 센서 어레이(1400)를 도시한다. 몇몇 실시형태에서, 검출기(606)는 산란 측정법 모드 및 고해상도 이미징 모드 둘 모두에서 판독하기 위해 단일의 물리적 센서에 두 개의 센서 기술을 통합한다. 몇몇 양태에 따르면, 검출기(606)는 다음의 두 개 이상의 센서 기술을 통합하도록 구성될 수도 있다: 2D 어레이의 CCD/CMOS 픽셀(1402) 및 포토다이오드(들)(1404). 포토다이오드의 구성 또는 배치는 임의의 배열로 배열될 수 있는데, 그 중 두 개가 도 14에서 도시되어 있다. 전용 포토다이오드는 전자적으로 함께 합산되어 모든 광검출기 픽셀 상의 전체 광자와 동등한 순시 값(instantaneous value)을 제공한다. 이 방법은, 포토다이오드가 초당 수백만 번 판독될 수 있기 때문에 고속 판독을 허용하고, 한편 CMOS/CCD 픽셀은 직렬로 클록 아웃되어야만(clocked out) 하고 일반적으로 초당 최대 수천 프레임의 프레임 속도를 갖는다.

도 15a 및 도 15b는, 몇몇 실시형태에 따른, 리소그래피 패턴화 디바이스 상의 입자를 검출하기 위해 사용되는 검출기의 조합을 예시한다. 도 15a 및 도 15b에서, 센서는 입자를 대략적으로 검출하기 위해 그리고 모든 픽셀(1502)에서 판독치를 제공하기 위해 사용될 수도 있다. 따라서, 일단 고해상도의 더 느린 (CCD/CMOS)를 사용하여 입자가 발견되면, 픽셀 데이터는 판독될 수 있다. (예를 들면, 다음 번 라인 스캔에서) 동일한 입자에 대한 재트리거를 방지하기 위해, 이미지 센서의 사이즈가 유지될 진입 금지 영역(keep out area) 트리거링 이벤트의 중복을 방지한다. 이와 관련하여, 포토다이오드 판독 신호(1504)는 초기에 판독될 수도 있다. 판독 신호(1504)의 값이 임계치(1508)를 초과하는 경우, 어떤 타입의 입자가 검출된다는 것이 결정되고, 이것은 CMOS 판독 동작이 발생하게 트리거한다(예를 들면, CMOS 판독 신호(1506)). 이러한 방식으로, 두 개의 검출기는 직렬식으로(in tandem) 동작할 수 있는데, 여기서 포토다이오드 어레이는 입자를 검출하고 CCD/CMOS 어레이는 검출된 입자의 사이즈를 검출할 수 있다. 또한, 하나의 예에서, 포토다이오드 어레이에 의한 다른 입자의 트리거링을 방지하기 위해, CCD/CMOS 어레이의 2D 어레이 판독(1512)이 활성화될 때, 차단 구역(block out zone)이 트리거될 수도 있다(1510). 2D 어레이 판독(1512) 동안, 다른 노출은 트리거될 수 없다는 것이 인식될 수 있다. 그러나, 두 입자가 서로 매우 가까운 경우, 재스캔 동작을 수행하는 것이 가능할 것이다. 따라서, 차단 구역은, CCD/CMOS 판독이 완료될 때까지, 포토다이오드 어레이 판독을 일시적으로 보류할 수도 있다.

몇몇 실시형태에 따르면, 검출기 어레이는, 검출기가 데이터를 프로세싱하고 입자 및 입자 사이즈를 더욱 효율적이고 편리한 방식으로 식별하는 것을 가능하게 하는 하나 이상의 타입의 픽셀 기술을 포함할 수도 있다. 몇몇 실시형태에서, 도 16에서 예시되는 바와 같이, 검출기(1602)는 CMOS/CCD 픽셀 어레이(1402) 및 포토다이오드 픽셀 어레이(1404)의 조합을 포함할 수도 있다. 이러한 조합은 하나의 어레이가 입자를 검출하는 것을 허용할 수도 있고(예를 들면, 포토다이오드 어레이(1404)), 한편 다른 어레이가 입자 사이즈를 검출하는 것을 허용할 수도 있다(예를 들면, CMOS/CCD 어레이(1402)). 이것은, 포토다이오드 어레이가 정보의 고해상도 캡쳐/프로세싱이 필요하지 않기 때문에 데이터를 더 빠르게 프로세싱할 수도 있기 때문이다. 따라서, 포토다이오드 어레이는 입자가 존재하는지 또는 존재하지 않는지의 여부를 신속하게 식별할 수도 있고, 그 다음, CMOS/CCD 픽셀 프로세싱은 입자 사이즈의 검출과 함께 후속될 수 있다. 하나의 양태에 따르면, 포토다이오드 어레이(1404)는 일련의 픽셀이 (도 13의 예에 따라) 입자를 식별하였다는 것을 결정할 수도 있다. 따라서, 프로세서(예를 들면, 프로세서(1304))는 합산 증폭기(1604)에게 포토다이오드 활성 픽셀의 부근 내의 CMOS/CCD 픽셀로부터의 픽셀 데이터를 프로세싱할 것을 요청할 수도 있다. 하나의 양태에서, 프로세서는 행 디코더(1606) 및 열 디코더(1608), 아날로그 대 디지털 컨버터(1610) 및 인터페이스(1612)를 포함하는 회로부를 포함할 수도 있다. 몇몇 실시형태에 따르면, 아날로그 대 디지털 컨버터(1610)는 입자 검출을 위한 픽셀 판독치를 나타내는 픽셀 값(1614)을 출력할 수도 있다. 하나의 예에서, 픽셀 값(1614)은 단일의 픽셀 값에 대응할 수도 있다.

몇몇 실시형태에 따르면, 도 16에서 설명되는 접근법은, 1) 입자를 신속하게 검출하는 것에 의해 입자 검출의 효율성을 증가시키고, 그리고 2) 입자를 검출했던 활성 픽셀을 둘러싸는 이미지 데이터를 수집하는 것에 의해 입자 사이즈 검출의 효율성을 증가시키는 2 단계 솔루션을 제공한다.

본 발명의 다른 양태는 다음의 번호가 매겨진 조항에서 설명된다.

1. 다음의 것을 포함하는 검사 방법:

검사 시스템 내의 다중 엘리먼트 검출기에서, 오브젝트의 표면에서 산란되는 방사선을 수신하는 것;

프로세싱 회로부를 사용하여, 다중 엘리먼트 검출기의 각각의 엘리먼트의 출력 - 출력은 수신된 산란된 방사선에 대응함 - 을 측정하는 것;

프로세싱 회로부를 사용하여, 측정된 출력이 사전 결정된 임계치를 초과하는 다중 엘리먼트 검출기의 하나 이상의 엘리먼트를 포함하는 활성 픽셀 영역을 식별하는 것, 및 다중 엘리먼트 검출기의 나머지 엘리먼트를 포함하는 비활성 픽셀 영역을 식별하는 것에 의해 다중 엘리먼트 검출기를 캘리브레이팅하는 것; 및

산란된 방사선을 야기하는 광원과 다중 엘리먼트 검출기 사이의 디폴트 정렬 설정으로서 활성 픽셀 영역을 설정하는 것.

2. 다음의 것을 더 포함하는, 조항 1의 검사 방법:

다중 엘리먼트 검출기에서, 오브젝트의 표면에서 산란되는 제2 방사선을 수신하는 것; 및

활성 픽셀의 출력에 기초하여 검출 신호 - 검출 신호는 표면 상의 이질 입자의 존재를 나타냄 - 를 생성하는 것.

3. 조항 2의 검사 방법으로서,

비활성 픽셀 영역의 출력에 기초하여, 스퓨리어스 신호 - 스퓨리어스 신호는 산란 광을 나타냄 - 를 결정하는 것; 및

비활성 픽셀 영역의 출력을 폐기하는 것을 더 포함한다.

4. 조항 1의 검사 방법으로서,

다중 엘리먼트 검출기의 표면 영역 상에서 산란된 방사선에 의해 생성되는 조명 스팟은 다중 엘리먼트 검출기의 검출 표면 영역보다 더 작고, 그리고

활성 픽셀 영역은 조명 스팟을 포함한다.

5. 다음의 것을 더 포함하는, 조항 1의 검사 방법:

검출 신호가 비활성 픽셀 영역으로부터 수신되는 것에 응답하여 스퓨리어스 신호를 결정하는 것; 및

스퓨리어스 신호를 위양성 신호로서 분류하는 것.

6. 다음의 것을 더 포함하는, 조항 2의 검사 방법:

이질 입자의 위치를,

활성 픽셀 영역 내의 픽셀로부터의 픽셀 출력을 측정하는 것,

가장 높은 출력 레벨을 갖는 활성 픽셀 영역 내의 하나 이상의 픽셀을 식별하는 것, 및

활성 픽셀 영역 내의 식별된 하나 이상의 픽셀의 위치에 기초하여 이질 입자의 위치를 외삽하는 것

에 기초하여 결정하는 것.

7. 조항 2의 검사 방법으로서, 보상 동작을 수행하는 것을 더 포함하되, 보상 동작은 다음의 것을 포함한다:

다중 엘리먼트 검출기와 광원 사이의 오정렬 조건을 식별하는 것; 및

오정렬을 식별하는 것에 응답하여 캘리브레이션 동작을 재초기화하는 것.

8. 조항 7의 검사 방법으로서, 식별하는 것은 다음의 것을 더 포함한다:

활성 픽셀 영역 내에서 또는 활성 픽셀 영역과 경계를 접하는 비활성 픽셀 영역 내에서, 다중 엘리먼트 검출기의 표면 영역 상에서 산란된 방사선에 의해 생성되는 조명 스팟 외부에 있는 새로운 복수의 엘리먼트 - 새로운 복수의 엘리먼트 각각은 하나 이상의 검사 동작에 걸쳐 사전 결정된 임계치를 초과하는 출력을 생성함 - 를 검출하는 것.

9. 다음의 것을 더 포함하는 조항 7의 검사 방법:

다중 엘리먼트 검출기와 광원 사이의 디폴트 정렬 설정으로서 새로운 활성 픽셀 영역을 설정하는 것.

10. 조항 7의 검사 방법으로서, 오정렬 조건은 드리프트 조건이다.

11. 다음의 것을 포함하는 리소그래피 검사 장치:

프로세싱 회로부를 사용하여, 다중 엘리먼트 검출기의 각각의 엘리먼트의 출력 - 출력은 수신된 산란된 방사선에 대응함 - 을 측정하도록,

프로세싱 회로부를 사용하여, 측정된 출력이 사전 결정된 임계치를 초과하는 다중 엘리먼트 검출기의 하나 이상의 엘리먼트를 포함하는 활성 픽셀 영역을 식별하는 것, 및 다중 엘리먼트 검출기의 나머지 엘리먼트를 포함하는 비활성 픽셀 영역을 식별하는 것에 의해 다중 엘리먼트 검출기를 캘리브레이팅하도록, 그리고

산란된 방사선을 야기하는 광원과 다중 엘리먼트 검출기 사이의 디폴트 정렬 설정으로서 활성 픽셀 영역을 설정하도록

구성되는 다중 엘리먼트 검출기.

12. 조항 11의 리소그래피 검사 장치로서, 검출기는 다음의 것을 하도록 추가로 구성된다:

오브젝트의 표면에서 산란되는 제2 방사선을 수신하는 것, 및

13. 조항 12의 리소그래피 검사 장치로서, 검출기는 다음의 것을 하도록 추가로 구성된다:

비활성 픽셀 영역의 출력을 폐기하는 것.

14. 조항 11의 리소그래피 검사 장치로서,

활성 픽셀 영역은 조명 스팟에 대응한다.

15. 조항 11의 리소그래피 검사 장치로서, 검출기는 다음의 것을 하도록 추가로 구성된다:

검출 신호가 활성 픽셀 영역 외부의 픽셀로부터 수신되는 것에 응답하여 스퓨리어스 신호를 결정하는 것, 및

스퓨리어스 신호를 위양성 신호로서 분류하는 것.

16. 조항 12의 리소그래피 검사 장치로서, 검출기는 다음의 것을 하도록 추가로 구성된다:

이질 입자의 위치를,

에 기초하여 결정하는 것.

17. 조항 12의 리소그래피 검사 장치로서, 검출기는:

보상 동작을 수행하도록 추가로 구성되되, 보상 동작은 다음의 것을 포함한다:

다중 엘리먼트 검출기와 광원 사이의 오정렬 조건을 식별하는 것, 및

18. 조항 17의 리소그래피 검사 장치로서, 검출기에 의한 식별 동작은 다음의 것을 더 포함한다:

활성 픽셀 영역 내에 있는 또는 활성 픽셀 영역과 경계를 접하는, 다중 엘리먼트 검출기의 표면 영역 상에서 산란된 방사선에 의해 생성되는 조명 스팟 외부에 있는 새로운 복수의 엘리먼트 - 새로운 복수의 엘리먼트 각각은 사전 결정된 임계치를 초과하는 출력을 생성함 - 를 검출하는 것.

19. 조항 16의 리소그래피 검사 장치로서, 검출기는 다음의 것을 하도록 추가로 구성된다:

20. 조항 16의 리소그래피 검사 장치로서, 오정렬 조건은 드리프트 조건이다.

비록 IC의 제조에서의 리소그래피 장치의 사용에 대해 본 명세서에서 특정한 참조가 이루어질 수 있지만, 본원에서 설명되는 리소그래피 장치는, 통합된 광학 시스템, 자기 도메인 메모리에 대한 안내 및 검출 패턴, 플랫 패널 디스플레이, LCD, 박막 자기 헤드, 등등의 제조와 같은 다른 애플리케이션을 가질 수도 있다는 것이 이해되어야 한다. 숙련된 기술자는, 그러한 대안적인 애플리케이션의 맥락에서, 본원에서의 용어 "웨이퍼" 또는 "다이"의 임의의 사용은, 더욱 일반적인 용어 "기판" 또는 "타겟 부분"과 각각 동의어로서 간주될 수 있다는 것을 인식할 것이다. 본원에서 언급되는 기판은, 노출 이전에 또는 이후에, 예를 들면, 트랙 유닛(통상적으로 기판에 레지스트의 층을 도포하고 노출된 레지스트를 현상하는 도구), 계측 유닛 및/또는 검사 유닛에서 프로세싱될 수 있다. 적용 가능한 경우, 본원에서의 개시는, 그러한 기판 프로세싱 도구 및 다른 기판 프로세싱 도구에 적용될 수 있다. 게다가, 기판은, 예를 들면, 다층 IC를 생성하기 위해, 한 번보다 더 많이 프로세싱될 수 있고, 그 결과, 본원에서 사용되는 용어 기판은, 이미 다수의 프로세싱된 층을 포함하는 기판을 또한 가리킬 수도 있다.

비록 광학 리소그래피의 맥락에서 본 개시의 실시형태의 사용에 대해 상기에서 특정한 언급이 이루어졌을 수도 있지만, 본 개시는 다른 애플리케이션, 예를 들면, 임프린트 리소그래피(imprint lithography)에서 사용될 수 있고, 맥락이 허용하는 경우, 광학 리소그래피로 제한되지는 않는다는 것이 인식될 것이다. 임프린트 리소그래피에서, 패턴화 디바이스에서의 토포그래피(topography)는, 기판 상에서 생성되는 패턴을 정의한다. 패턴화 디바이스의 토포그래피는, 기판에 공급되는 레지스트의 층으로 인쇄될 수 있는데, 기판 상의 레지스트는, 전자기 방사선, 열, 압력 또는 이들의 조합을 적용하는 것에 의해 경화된다. 패턴화 디바이스는, 레지스트가 경화된 이후 그 안에 패턴을 남긴 상태에서 레지스트 밖으로 이동된다.

본원에서의 문체(phraseology) 또는 전문 용어(terminology)는, 제한의 목적을 위한 것이 아니라, 설명의 목적을 위한 것이며, 그 결과, 본 개시에서의 전문 용어 또는 문체는, 본원에서의 교시에 비추어 관련 기술(들)의 숙련된 자에 의해 해석되어야 한다는 것이 이해되어야 한다.

본원에서 설명되는 실시형태에서, 용어 "렌즈" 및 "렌즈 엘리먼트"는, 맥락이 허용하는 경우, 굴절, 반사, 자기, 전자기, 및 정전기 광학 컴포넌트를 비롯한 다양한 타입의 광학 컴포넌트 중 임의의 하나 또는 그 조합을 지칭할 수 있다.

게다가, 본원에서 사용되는 용어 "방사선", "빔" 및 "광"은, 모든 타입의 전자기 방사선, 예를 들면, 자외선(UV) 방사선(예를 들면, 365, 248, 193, 157 또는 126 nm의 파장(λ)을 가짐), 극자외선(EUV 또는 연질 X 선) 방사선(예를 들면, 5-20 nm 범위 내의 파장, 예컨대, 예를 들면, 13.5 nm를 가짐), 또는 5 nm 미만에서 작동하는 경질 X 선뿐만 아니라 입자 빔, 예컨대 이온 빔 또는 전자 빔을 포괄할 수도 있다. 일반적으로, 약 400 내지 약 700 nm 사이의 파장을 갖는 방사선은 가시 방사선으로 간주되고; 약 780-3000 nm(또는 그 이상) 사이의 파장을 갖는 방사선은 IR 방사선으로 간주된다. UV는 대략 100-400 nm의 파장을 갖는 방사선을 지칭한다. 리소그래피 내에서, 용어 "UV"는 수은 방전 램프에 의해 생성될 수 있는 파장: G 라인 436 nm; H 라인 405 nm; 및/또는 I 라인 365 nm에도 또한 적용된다. 진공 UV, 또는 VUV(vacuum UV)(즉, 가스에 의해 흡수되는 UV)는 대략 100-200 nm의 파장을 갖는 방사선을 지칭한다. 심UV(deep UV; DUV)는 일반적으로 126 nm에서부터 428 nm까지의 범위에 이르는 파장을 갖는 방사선을 지칭하고, 몇몇 실시형태에서, 엑시머 레이저는 리소그래피 장치 내에서 사용되는 DUV 방사선을 생성할 수 있다. 예를 들면, 5-20 nm의 범위 내의 파장을 갖는 방사선은, 소정의 파장 대역 - 그 중 적어도 일부는 5-20 nm 범위 내에 있음 - 을 갖는 방사선에 관련된다는 것이 인식되어야 한다.

본원에서 사용되는 바와 같은 용어 "기판"은 재료 층이 추가되는 재료를 설명할 수도 있다. 몇몇 실시형태에서, 기판 자체는 패턴화될 수 있고 그 상에 추가되는 재료도 또한 패턴화될 수도 있거나, 또는 패턴화 없이 남아 있을 수도 있다.

이 문서에서는 IC의 제조에서 본 개시에 따른 장치 및/또는 시스템의 사용에 대한 특정한 참조가 이루어질 수 있지만, 그러한 장치 및/또는 시스템은 많은 다른 가능한 애플리케이션을 갖는다는 것이 명시적으로 이해되어야 한다. 예를 들면, 그것은, 통합된 광학 시스템의 제조, 자기 도메인 메모리(magnetic domain memory)에 대한 안내(guidance) 및 검출 패턴, LCD 패널, 박막 자기 헤드, 등등의 제조에서 활용될 수 있다. 숙련된 기술자는, 그러한 대안적 애플리케이션의 맥락에서, 본 문서에서의 용어 "패턴화 디바이스", "레티클", "웨이퍼" 또는 "다이"의 임의의 사용은, 더욱 일반적인 용어 "마스크", "기판", 및 "타겟 부분"에 의해, 각각, 대체되는 것으로 간주되어야 한다는 것을 인식할 것이다.

본 개시의 특정한 실시형태가 상기에서 설명되었지만, 본 개시는 설명되는 바와는 달리 실시될 수 있다는 것이 인식될 것이다. 설명은 본 개시를 제한하도록 의도되는 것은 아니다.

발명의 내용(Summary) 섹션 및 요약서(Abstract) 섹션이 아니라, 발명을 실시하기 위한 구체적인 내용(Detailed Description)이 청구범위를 해석하기 위해 사용되도록 의도된다는 것이 인식되어야 한다. 발명의 내용 및 요약서 섹션은, 본 발명자(들)에 의해 고려되는 바와 같은 본 개시의 하나 이상의, 그러나 모두는 아닌, 예시적인 실시형태를 기술할 수도 있고, 따라서, 본 개시 및 첨부된 청구범위를 어떤 식으로든 제한하도록 의도되지는 않는다.

본 개시는 명시된 기능 및 그 관계의 구현을 예시하는 기능적 빌딩 블록의 도움으로 상기에서 설명되었다. 이들 기능적 빌딩 블록의 경계는 설명의 편의성을 위해 본원에서 임의적으로 정의되었다. 명시된 기능 및 그 관계가 적절하게 수행되는 한, 대안적인 경계가 정의될 수 있다.

따라서, 특정한 실시형태의 전술한 설명은, 기술 분야의 스킬 내에서 지식을 적용하는 것에 의해, 본 개시의 일반적인 개념을 벗어나지 않으면서, 과도한 실험 없이, 다른 사람이 다양한 애플리케이션에 대해 그러한 특정한 실시형태를 쉽게 수정 및/또는 적응시킬 수 있는 본 개시의 실시형태의 일반적인 본질을 완전히 나타낸다. 따라서, 그러한 적응 및 수정은, 본원에서 제시되는 교시 및 지침에 기초하여, 개시된 실시형태의 등가물의 의미 및 범위 내에 있도록 의도된다.

본 개시의 폭 및 범위는, 상기에서 설명된 예시적인 실시형태 중 임의의 것에 의해 제한되어야 하는 것이 아니라, 오로지, 다음의 청구범위 및 그들의 등가물에 따라 정의되어야 한다.

Claims

검사 방법으로서,
검사 시스템 내의 다중 엘리먼트 검출기에서, 오브젝트의 표면에서 산란되는 방사선을 수신하는 단계;
프로세싱 회로부를 사용하여, 상기 다중 엘리먼트 검출기의 각각의 엘리먼트의 출력 - 상기 출력은 상기 수신된 산란된 방사선에 대응함 - 을 측정하는 단계;
상기 프로세싱 회로부를 사용하여, 측정된 출력이 사전 결정된 임계치를 초과하는 상기 다중 엘리먼트 검출기의 하나 이상의 엘리먼트를 포함하는 활성 픽셀 영역을 식별하는 것, 및 상기 다중 엘리먼트 검출기의 나머지 엘리먼트를 포함하는 비활성 픽셀 영역을 식별하는 것에 의해 상기 다중 엘리먼트 검출기를 캘리브레이팅하는 단계; 및
상기 산란된 방사선을 야기하는 광원과 상기 다중 엘리먼트 검출기 사이의 디폴트 정렬 설정으로서 상기 활성 픽셀 영역을 설정하는 단계를 포함하는, 검사 방법.
제1항에 있어서,
상기 다중 엘리먼트 검출기에서, 상기 오브젝트의 상기 표면에서 산란되는 제2 방사선을 수신하는 단계; 및
상기 활성 픽셀의 출력에 기초하여 검출 신호 - 상기 검출 신호는 상기 표면 상의 이질 입자(foreign particle)의 존재를 나타냄 - 를 생성하는 단계를 더 포함하는, 검사 방법.
제2항에 있어서,
상기 비활성 픽셀 영역의 출력에 기초하여, 스퓨리어스 신호(spurious signal) - 상기 스퓨리어스 신호는 산란 광을 나타냄 - 를 결정하는 단계; 및
상기 비활성 픽셀 영역의 상기 출력을 폐기하는 단계를 더 포함하는, 검사 방법.
제1항에 있어서,
상기 다중 엘리먼트 검출기의 표면 영역 상에서 상기 산란된 방사선에 의해 생성되는 조명 스팟은 상기 다중 엘리먼트 검출기의 검출 표면 영역보다 더 작고, 그리고
상기 활성 픽셀 영역은 상기 조명 스팟을 포함하는, 검사 방법.
제1항에 있어서,
상기 검출 신호가 상기 비활성 픽셀 영역으로부터 수신되는 것에 응답하여 스퓨리어스 신호를 결정하는 단계; 및
상기 스퓨리어스 신호를 위양성(false positive) 신호로서 분류하는 단계를 더 포함하는, 검사 방법.
제2항에 있어서,
상기 이질 입자의 위치를,
상기 활성 픽셀 영역 내의 픽셀로부터의 픽셀 출력을 측정하는 것,
가장 높은 출력 레벨을 갖는 상기 활성 픽셀 영역 내의 하나 이상의 픽셀을 식별하는 것, 및
상기 활성 픽셀 영역 내의 상기 식별된 하나 이상의 픽셀의 위치에 기초하여 상기 이질 입자의 위치를 외삽하는 것
에 기초하여 결정하는 단계를 더 포함하는, 검사 방법.
제2항에 있어서,
보상 동작을 수행하는 단계를 더 포함하되, 상기 보상 동작은:
상기 다중 엘리먼트 검출기와 상기 광원 사이의 오정렬 조건을 식별하는 것; 및
상기 오정렬을 식별하는 것에 응답하여 상기 캘리브레이션 동작을 재초기화하는 것을 포함하는, 검사 방법.
제7항에 있어서,
상기 식별하는 것은:
상기 활성 픽셀 영역 내에서 또는 상기 활성 픽셀 영역과 경계를 접하는 상기 비활성 픽셀 영역 내에서, 상기 다중 엘리먼트 검출기의 표면 영역 상에서 상기 산란된 방사선에 의해 생성되는 조명 스팟 외부에 있는 새로운 복수의 엘리먼트 - 상기 새로운 복수의 엘리먼트 각각은 하나 이상의 검사 동작에 걸쳐 사전 결정된 임계치를 초과하는 출력을 생성함 - 를 검출하는 것을 더 포함하는, 검사 방법.
제7항에 있어서,
상기 다중 엘리먼트 검출기와 상기 광원 사이의 디폴트 정렬 설정으로서 새로운 활성 픽셀 영역을 설정하는 단계를 더 포함하는, 검사 방법.
제7항에 있어서,
상기 오정렬 조건은 드리프트 조건(drift condition)인, 검사 방법.
리소그래피 검사 장치로서,
다중 엘리먼트 검출기를 포함하되, 상기 다중 엘리먼트 검출기는
프로세싱 회로부를 사용하여, 상기 다중 엘리먼트 검출기의 각각의 엘리먼트의 출력 - 상기 출력은 상기 수신된 산란된 방사선에 대응함 - 을 측정하도록,
상기 프로세싱 회로부를 사용하여, 측정된 출력이 사전 결정된 임계치를 초과하는 상기 다중 엘리먼트 검출기의 하나 이상의 엘리먼트를 포함하는 활성 픽셀 영역을 식별하는 것, 및 상기 다중 엘리먼트 검출기의 나머지 엘리먼트를 포함하는 비활성 픽셀 영역을 식별하는 것에 의해 상기 다중 엘리먼트 검출기를 캘리브레이팅하도록, 그리고
상기 산란된 방사선을 야기하는 광원과 상기 다중 엘리먼트 검출기 사이의 디폴트 정렬 설정으로서 상기 활성 픽셀 영역을 설정하도록 구성되는, 리소그래피 검사 장치.
제11항에 있어서,
상기 검출기는 또한:
상기 오브젝트의 상기 표면에서 산란되는 제2 방사선을 수신하도록, 그리고
상기 활성 픽셀의 출력에 기초하여 검출 신호 - 상기 검출 신호는 상기 표면 상의 이질 입자의 존재를 나타냄 - 를 생성하도록 구성되는, 리소그래피 검사 장치.
제12항에 있어서,
상기 검출기는 또한:
상기 비활성 픽셀 영역의 출력에 기초하여, 스퓨리어스 신호 - 상기 스퓨리어스 신호는 산란 광을 나타냄 - 를 결정하도록, 그리고
상기 비활성 픽셀 영역의 상기 출력을 폐기하도록 구성되는, 리소그래피 검사 장치.
제11항에 있어서,
상기 다중 엘리먼트 검출기의 표면 영역 상에서 상기 산란된 방사선에 의해 생성되는 조명 스팟은 상기 다중 엘리먼트 검출기의 검출 표면 영역보다 더 작고, 그리고
상기 활성 픽셀 영역은 상기 조명 스팟에 대응하는, 리소그래피 검사 장치.
제11항에 있어서,
상기 검출기는 또한:
상기 검출 신호가 상기 활성 픽셀 영역 외부의 픽셀로부터 수신되는 것에 응답하여 스퓨리어스 신호를 결정하도록, 그리고
상기 스퓨리어스 신호를 위양성 신호로서 분류하도록 구성되는, 리소그래피 검사 장치.
제12항에 있어서,
상기 검출기는 또한:
상기 이질 입자의 위치를,
상기 활성 픽셀 영역 내의 픽셀로부터의 픽셀 출력을 측정하는 것,
가장 높은 출력 레벨을 갖는 상기 활성 픽셀 영역 내의 하나 이상의 픽셀을 식별하는 것, 및
상기 활성 픽셀 영역 내의 상기 식별된 하나 이상의 픽셀의 위치에 기초하여 상기 이질 입자의 위치를 외삽하는 것
에 기초하여 결정하도록 구성되는, 리소그래피 검사 장치.
제12항에 있어서,
상기 검출기는 또한:
보상 동작을 수행하도록 구성되되, 상기 보상 동작은:
상기 다중 엘리먼트 검출기와 상기 광원 사이의 오정렬 조건을 식별하는 것; 및
상기 오정렬을 식별하는 것에 응답하여 캘리브레이션 동작을 재초기화하는 것을 포함하는, 리소그래피 검사 장치.
제17항에 있어서,
상기 검출기에 의한 상기 식별 동작은:
상기 활성 픽셀 영역 내에 있는 또는 상기 활성 픽셀 영역과 경계를 접하는, 상기 다중 엘리먼트 검출기의 표면 영역 상에서 상기 산란된 방사선에 의해 생성되는 조명 스팟 외부에 있는 새로운 복수의 엘리먼트 - 상기 새로운 복수의 엘리먼트 각각은 사전 결정된 임계치를 초과하는 출력을 생성함 - 를 검출하는 것을 더 포함하는, 리소그래피 검사 장치.
제16항에 있어서,
상기 검출기는 또한:
상기 다중 엘리먼트 검출기와 상기 광원 사이의 디폴트 정렬 설정으로서 새로운 활성 픽셀 영역을 설정하도록 구성되는, 리소그래피 검사 장치.
제16항에 있어서,
상기 오정렬 조건은 드리프트 조건인, 리소그래피 검사 장치.