KR100855074B1 - 리소그래피 장치용 센서 및 측정치들을 획득하는 방법 - Google Patents

Abstract

센서 배열장치는 기판을 처리하도록 구성되는 디바이스의 특성, 예컨대 광학적 특성들을 측정하는데 사용될 수 있다. 센서 배열장치는, 상기 기판에 집적 회로로서 제공되는 복수의 센서 요소; 복수의 센서 요소 각각에 대하여 연관된 전자 회로 중 하나로서, 상기 센서 요소에 연결되는 처리 회로; 상기 처리 회로에 연결되는 입력/출력 인터페이스를 포함하는, 복수의 센서 요소 각각에 대하여 연관된 전자 회로; 및 사용중인 상기 복수의 센서 요소들 중 1이상과 연관된 전자 회로에만 작동 전력을 공급하도록 구성된 전력 공급 유닛을 구비한다. 상기 1이상의 센서 요소 및 처리 전자기기, 입력/출력 유닛. 및/또는 전력공급유닛은 기판에 1이상의 집적회로로서 또는 다른 구조체로서 제공될 수도 있다.

Description

리소그래피 장치용 센서 및 측정치들을 획득하는 방법{SENSOR FOR LITHOGRAPHIC APPARATUS AND METHOD OF OBTAINING MEASUREMENTS}

본 발명은 리소그래피 투영장치 및 방법에 관한 것이다.

이하 "패터닝구조체(patterning structure)"라는 용어는 기판의 타겟부에 형성되어야 할 패턴에 대응하는 패터닝된 단면을 입사하는 방사빔에 부여하도록 사용될 수 있는 구조체 또는 필드를 지칭하는 것으로서 폭넓게 해석되어야 하며; 본 명세서에서는 "광 밸브(light valve)"라는 용어로도 사용된다. 패터닝구조체상에 "디스플레이된(displayed)" 패턴은, (가령, 피처들의 사전-바이어싱(pre-biasing), 광 근접 보정 피처, 위상 및/또는 편광 변화 기술, 및/또는 다중 노광 기술들이 사용되는 경우에) 예를 들어 기판 또는 그것의 층으로 최종적으로 전사되는 패턴과는 실질적으로 상이할 수도 있다는 것을 이해해야 한다. 일반적으로, 상기 패턴은 집적회로 또는 기타 디바이스와 같이 타겟부에 형성될 디바이스내의 특정기능층에 해당할 것이다(이하 참조). 패터닝구조체는 반사형 및/또는 투과형일 수도 있다. 패터닝구조체의 예로는 다음과 같은 것들이 포함된다.

- 마스크. 이 마스크의 개념은 리소그래피분야에서 잘 알려져 있고, 바이너리(binary)형, 교번위상-시프트(alternating phase-shift)형 및 감쇠위상-시프트형 과 같은 마스크형식과 다양한 하이브리드 마스크형식을 포함한다. 방사빔내에 이러한 마스크가 놓이면, 마스크의 패턴에 따라 마스크로 입사되는 방사선의 선택적인 투과(투과형 마스크의 경우) 또는 반사(반사형 마스크의 경우)가 이루어진다. 마스크의 경우에는, 일반적으로 마스크테이블이 지지구조체가 되고, 상기 마스크테이블은 입사되는 방사선 빔의 소정위치에 마스크가 고정될 수 있게 하며, 필요한 경우에는 마스크를 상기 빔에 대하여 상대적으로 이동시킬 수 있도록 한다.

- 프로그램가능한 거울 어레이. 이러한 디바이스의 일 예로는, 점탄성 제어층(viscoelastic control layer)과 반사면을 구비한 매트릭스-어드레서블 표면이 있다. 이러한 장치의 기본원리는, (예를 들어) 반사면의 어드레스된 영역(addressed area)에서는 입사광이 회절광으로 반사되는 반면, 어드레스되지 않은 영역에서는 입사광이 비회절광으로 반사되는 것이다. 적절한 필터를 사용하면, 반사된 빔으로부터 비회절광이 필터링되어 회절광만 남게할 수 있다. 이러한 방식으로, 상기 빔은 상기 매트릭스-어드레서블 표면의 어드레싱 패턴에 따라 패터닝된다. 입사광을 회절광으로서 반사시키는 격자를 형성하기 위하여, 각각의 격자 광 밸브(GLV)가 (예를 들어, 전위의 적용에 의하여) 서로에 대해 변형될 수 있는 복수의 반사 리본들을 포함하는 경우, 위와 대응되는 방식에 GLV들의 어레이가 사용될 수도 있다. 프로그램가능한 거울 어레이의 추가 대 안실시예는 매우 작은(미세할(microscopic) 수 있음) 거울들의 매트릭스 배치를 채택하는 것인데, 상기 각각의 작은 거울은 적당하게 국부적으로 치우친 전기장을 가하거나 또는 압전작동수단(piezoelectric actuation means)을 채택하여 축선에 대하여 개별적으로 기울어질 수 있다. 또한, 상기 거울은 매트릭스-어드레서블이고, 이러한 어드레싱된 거울은 입사하는 방사빔을 어드레싱되지 않은 거울에 대하여 다른 방향으로 반사할 것이다. 이러한 방식으로, 반사된 빔은 매트릭스-어드레서블 거울의 어드레싱 패턴에 따라 패터닝된다. 이때 요구되는 매트릭스 어드레싱은 적당한 전자수단을 사용하여 수행될 수 있다. 상술된 두가지 상황 모두에 있어서, 패터닝구조체는 1이상의 프로그램가능한 거울 어레이로 이루어질 수 있다. 이러한 거울 어레이에 관한 보다 상세한 정보는, 예를 들어 본 명세서에서 인용 참조되고 있는 미국특허 US 5,296,891호 및 US 5,523,193호와 PCT 특허출원 WO 98/38597호 및 WO 98/33096호로부터 얻을 수 있다. 프로그램가능한 거울 어레이의 경우에, 상기 지지구조체는 필요에 따라 고정되거나 또는 이동할 수 있는, 예를 들어, 프레임 또는 테이블로 구현될 수 있다.

- 프로그램가능한 LCD 패널. 이러한 구조의 일례는 본 명세서에서 인용 참조되고 있는 미국특허 US 5,229,872호에 개시되어 있다. 상술된 바와 같이, 이러한 경우에서의 지지구조체는 필요에 따라 고정되거나 또는 이동할 수 있는, 예를 들어, 프레임 또는 테이블로 구현될 수 있다.

리소그래피 장치는 패터닝구조체를 지지하는(즉, 그것의 무게를 지탱하는) 지지구조체를 포함할 수 있다. 상기 지지구조체는, 패터닝구조체의 방위, 리소그래피 장치의 디자인, 및 가령 패터닝수단이 진공환경내에서 유지되는지의 여부와 같은 여타 조건에 따르는 특정한 방식으로 상기 패터닝구조체를 잡아준다. 상기 구조체는, 기계적 클램핑, 진공, 또는 여타 클램핑 기술(예를 들어, 진공 조건하에서의 정전기 클램핑)을 사용하여 이루어질 수 있다. 상기 지지구조체는, 예를 들어 필요에 따라 고정 또는 이동될 수 있고, 패터닝구조체가 가령 투영시스템에 대하여 원하는 위치에 자리할 수 있도록 하는 프레임 또는 테이블일 수 있다.

본 명세서에서 사용되는 "레티클" 또는 "마스크"란 용어의 어떠한 사용도 보다 일반적인 용어인 "패터닝구조체"와 동의어로 간주될 수 있다. 간략히 하기 위해, 본 명세서의 나머지 부분 중 특정한 곳에서는 그 자체를 마스크(또는 "레티클") 및 마스크 테이블(또는 "레티클 테이블")을 포함하는 예시들에 대해 구체적으로 지정될 수도 있다. 하지만, 이러한 예시에서 논의되는 일반적인 원리들은 상술된 바와 같이 패터닝구조체의 보다 넓은 범주에서 이해될 수 있어야 한다.

리소그래피 장치는 소정 표면(예를 들어 기판의 타겟부)상에 원하는 패턴을 적용시키는데 사용될 수도 있다. 리소그래피 투영장치는, 예를 들어 집적회로(IC)의 제조에 사용될 수 있다. 이 경우에, 패터닝구조체는 IC의 개별 층에 대응되는 회로패턴을 생성할 수 있으며, 이 패턴은 이후에 방사선 감응재(레지스트)층으로 도포된 기판(실리콘 웨이퍼)상의 타겟부(1이상의 다이 및/또는 그것의 부분들을 포함함)상으로 이미징될 수 있다. 일반적으로, 단일 웨이퍼는 전체 매트릭스 또는 인접해 있는 타겟부들의 전체적인 네트워크를 포함하고, 이들 타겟부는 투영시스템에 의하여 (예를 들어, 한번에 하나씩) 연속적으로 조사된다.

마스크테이블상의 마스크에 의한 패터닝을 채택하는 현재의 장치들 중에서, 두 가지 상이한 형식의 기계들간에 구분이 있을 수 있다. 어느 한 형식의 리소그래피 투영장치에서는, 타겟부상으로 전체 마스크 패턴을 한번에 노광함으로써 각 타겟부가 조사되는데, 이러한 장치를 통상적으로 웨이퍼 스테퍼(wafer stepper)라고 한다. -통상적으로 스텝-앤드-스캔 장치(step-and-scan apparatus)라고 불리워지는- 대체 장치에서는, 소정의 기준 방향("스캐닝 방향")으로 투영빔 하의 마스크 패턴을 점진적으로 스캐닝하는 한편, 상기 스캐닝 방향과 같은 방향 또는 반대 방향으로 기판테이블을 동기적으로 스캐닝함으로써 각 타겟부가 조사된다. 일반적으로, 투영시스템은 배율인자 M(일반적으로 < 1)을 가지므로, 기판테이블이 스캐닝되는 속도 V는 마스크테이블이 스캐닝되는 속도의 인자 M배가 된다. 스캐닝 타입 장치에서의 투영 빔은 스캐닝 방향으로의 슬릿 폭을 갖는 슬릿 형태를 가질 수 있다. 본 명세서서 인용 참조되고, 여기서 서술된 리소그래피 장치에 관한 보다 상세한 정보는, 예를 들어 미국특허 US 6,046,792호에서 찾을 수 있다.

리소그래피 투영장치를 사용하는 제조공정에서, (예를 들어, 마스크의) 패턴은 방사선 감응재(예를 들어, 레지스트)층에 의하여 적어도 부분적으로 도포되는 기판상으로 이미징(image)된다. 이 이미징 절차에 앞서, 기판은 전처리(priming), 레지스트 코팅 및/또는 소프트 베이크와 같은 여러가지 절차들을 거칠 수 있다. 노광 후에는, 노광후 베이크(PEB), 현상, 하드 베이크, 및/또는 이미징된 피처들의 측정/검사와 같은 또 다른 과정을 거치게 된다. 이러한 일련의 절차들은, 디바이스(예를 들어 IC의) 개별 층을 패터닝하기 위한 기초로서 사용될 수 있다. 예를 들어, 이들 전사(transfer) 절차들은 기판상에 레지스트의 패터닝된 층을 생성시킨다. 1이상의 패턴 프로세스들은, 증착, 에칭, 이온주입(도핑), 금속화, 산화, 화학-기계적 폴리싱 등과 같은, 개별 층을 생성, 수정 또는 마무리하기 위한 여러 공정을 거친다. 여러 개의 층이 요구된다면, 새로운 층마다 전체공정 또는 그것의 변형된 공정이 반복되어져야만 할 것이다. 그 결과로, 기판(웨이퍼)상에는 디바이스의 어레이가 존재하게 될 것이다. 이들 디바이스는 다이싱 또는 소잉 등의 기술에 의하여 서로 분리되고, 각각의 디바이스는 캐리어에 장착되고 핀 등에 접속될 수 있다. 본 명세서에서 인용 참조되고 있는 이와 같은 공정에 관한 추가정보는 예를 들어, "Microchip Fabrication: A Practical Guide to Semiconductor Processing "(3판, Peter van Zant 저, McGraw Hill출판사, 1997, ISBN 0-07-067250-4)으로부터 얻을 수 있다.

본 명세서에서 언급되는 기판은, 예를 들어 트랙(통상적으로 레지스트의 층을 기판에 적용하고 노광된 레지스트를 현상하는 툴)이나 메트롤로지 또는 검사 툴에서 노광 전 또는 후에 처리될 수도 있다. 적용이 가능할 경우, 본 명세서의 내용은 상기 및 기타 기판 처리 툴에 적용될 수 있다. 또한, 기판은 (예를 들어 다중 층 IC를 생성시키기 위하여) 한번 이상 처리될 수 있어서, 본 명세서에서 사용된 기판이라는 용어는 다중 처리된 층을 이미 포함하는 기판을 지칭할 수도 있다.

"투영시스템"이라는 용어는, 예를 들어 굴절광학기, 반사광학기 및 카타디옵트릭 시스템을 포함하는 다양한 형태의 투영시스템을 포괄하는 것으로서 폭넓게 해석되어야 한다. 특정 투영시스템은, 사용되는 노광 방사선의 타입, 노광 경로내의 침지 유체(들) 또는 가스-충전된 영역, 노광 경로 모두 또는 일부에 진공이 사용되는지의 여부 등과 같은 인자들을 토대로 하여 선택된다. 설명을 간단히 하기 위하여, 이후 투영시스템은 "렌즈"라 지칭될 수도 있다. 또한, 방사선시스템 또는 조명시스템은 방사선 투영빔의 지향, 성형, 축소, 확대, 패터닝 및/또는 제어를 위한 이들 디자인 타입들 중 어떠한 타입에 따라 작동하는 구성요소들을 포함할 수 있으며, 이후, 이러한 구성요소들은 집합적으로 또는 개별적으로 "렌즈"라고 언급할 수도 있다.

또한, 리소그래피장치는 2개 이상의 기판테이블(및/또는 2이상의 마스크테이블)을 갖는 형태일 수 있다. 이러한 "다수 스테이지" 디바이스에서는 추가 테이블이 병행하여 사용될 수 있거나, 1이상의 테이블이 노광에 사용되고 있는 동안 1이상의 다른 테이블에서는 준비작업 단계가 수행될 수도 있다. 예를 들어, 본 명세서에서 인용 참조되고 있는 미국특허 제5,969,441호 및 PCT 출원 WO 98/40791에는 듀얼 스테이지 리소그래피 장치에 대해 개시되어 있다.

또한, 리소그래피장치는 투영시스템의 최종요소와 기판 사이의 공간을 채우도록 비교적 높은 굴절률을 가지는 액체(예를 들어 물)에 기판이 침지되는 형태일 수도 있다. 침지 액체는 리소그래피장치내의 여타의 공간, 예를 들어 마스크와 투영시스템의 제1요소 사이에 적용될 수도 있다. 당업계에서는 투영시스템의 유효 개구수를 증가시키는 침지 기술의 사용에 대해 잘 알려져 있다.

본 명세서에서, "방사선" 및 "빔"이란 용어는 (예를 들어, 파장이 365, 248, 193, 157 또는 126㎚ 인) 자외선과 EUV(예를 들어, 파장이 5 내지 20㎚ 범위인 극자외선) 및 (이온빔 또는 전자빔과 같은) 입자빔을 포함하는 모든 형태의 전자기방사선을 포괄하여 사용된다.

본 명세서에서는 IC의 제조에 있어서의 리소그래피 장치의 사용례에 대하여 언급하였으나, 이러한 장치가 다른 여러 가능한 응용례를 가지고 있음을 명백히 이해해야 할 것이다. 예를 들어, 상기 장치는 집적 광학시스템, 자기영역메모리용 유도 및 검출패턴, 액정표시패널, 박막자기헤드, DNA 분석 디바이스 등의 제조에도 이용될 수 있다. 당업자라면, 이러한 대안적인 적용례와 관련하여, 본 명세서에서 사용된 "웨이퍼" 또는 "다이"와 같은 용어가 각각 "기판" 및 "타겟부" 등과 같은 좀 더 일반적인 용어로 대체되고 있음을 이해해야 한다.

리소그래피 장치의 광학 구성요소들의 광학적 특성들은 작동 중에 변화될 수도 있다. 사전설정된 레벨의 품질을 유지하기 위해서는, 리소그래피 장치의 광학시스템에서 어떠한 변형(anomaly)이 존재하지 않는지를 파악하는 것이 중요하다. 광학적 특성들은, 예를 들어 미국특허 공개 공보 US2002/0001088A에 기술된 바와 같이 특수-목적의 테스트 기구를 사용하여 테스팅될 수 있다. 상기 공보는, 예를 들어 마이크로리소그래피용 스테퍼 또는 스캐너의 광학 구성요소들에서의 수차를 측정 및 보정하는데 사용될 수 있는 웨이브 프론트 검출(wave front detection)용 장치에 대해 기술하고 있다.

이들 공지된 테스트 디바이스들은 노광되는 웨이퍼의 위치에 위치되며, 리소그래피 장치를 상당한 정도까지 조립 해제해야 한다. 결과적으로, 테스팅될 장치는 상당한 시간 동안 작동되지 않아야만 할 수도 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 센서 배열장치는: 기판에 집적 회로로서 제공되며, 상기 센서 요소에 연결되는 처리 회로를 포함하는, 복수의 센서 요소 각각에 대해 연관된 전자 회로가 제공되는 복수의 센서 요소 및 상기 처리 회로에 연결되는 입력/출력 인터페이스를 구비한 기판을 포함한다. 사용중에 복수의 센서 요소들 중 1이상과 연관된 전자 회로에만 작동 전력을 공급하도록 구성되는 전력 공급 유닛(power supply unit)이 제공된다. 이러한 배열장치들을 포함하는 장치 및 이러한 배열장치들을 사용하는 방법 또한 개시된다.

이하, 개략적인 첨부도면을 참조하여, 본 발명의 실시예들이 예시의 방법으로 설명될 것이다.

도 1은 그와 연계하여 본 발명의 일 실시예가 채용될 수 있는 리소그래피 장치를 나타낸 도;

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 센서 배열장치를 나타낸 도;

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 센서 배열장치와 조합된 전용 테스트 마스크의 간략화된 도이다.

상기 도면들에 있어, 대응되는 참조부호들은 대응되는 부분들을 나타낸다.

본 발명의 실시예들은, 예를 들어 테스트를 준비 및 수행하는데 많은 노력을 요하지 않고 장치의 광학 구성요소들의 테스트를 가능하게 하는데 사용될 수 있는 센서 배열장치를 포함한다. 이러한 센서 배열장치는, (리소그래피 장치와 같은) 기판들을 처리하도록 구성된 디바이스의 특성들, 예컨대 광학적 특성들을 측정하는데 사용될 수 있다.

도 1은 그와 연계하여 본 발명의 일 실시예가 채용될 수 있는 리소그래피 투영장치를 개략적으로 나타내고 있다. 상기 장치는 다음과 같은 것들을 포함한다:

방사선 투영빔을 공급하도록 구성된(예를 들어, 공급가능한 구조체를 구비한) 방사선 시스템. 특정 예시에서, 방사선 투영빔(PB)(예를 들어, UV 방사선 또는 DUV 방사선)을 공급하는 방사선 시스템은 방사선 소스(SO) 및 일루미네이터(IL)를 포함한다;

상기 투영빔을 패터닝할 수 있는 패터닝구조체를 지지하도록 구성된 지지구조체. 이 예시에서, 제 1 대물테이블(마스크테이블)(MT)은 마스크(MA)(예를 들어, 레티클)를 유지시키는 마스크 홀더가 제공되며, 아이템 PL에 대해 마스크를 정확하게 위치설정하는 제 1 위치설정 구조체에 연결된다;

기판을 잡아주도록 구성된 제 2 대물테이블(기판테이블). 이 예시에서, 기판테이블(WT)은 기판(W)(예를 들어, 레지스트-코팅된 웨이퍼)을 잡아주는 기판 홀더가 제공되고, 아이템 PL 및 (예를 들어, 간섭계) 측정구조체(IF)에 대해 상기 기판을 정확하게 위치설정하는 제 2 위치설정 구조체에 연결된다; 그리고

패터닝된 빔을 투영하도록 구성된 투영시스템("렌즈"). 이 예시에서, 투영시스템(PL)(예를 들어, 굴절 렌즈 그룹, 카타디옵트릭(catadioptric) 또는 카톱트릭(catoptric) 시스템, 및/또는 거울 시스템)은 기판(W)의 타겟부(C)(예를 들어, 1이상의 다이 및/또는 그것의 부분(들)을 포함함)상에 마스크(MA)의 조사된 부분을 이미징하도록 구성된다. 대안적으로, 투영시스템은 프로그램가능한 패터닝구조체의 요소들이 셔터로서 작용할 수 있는 2차 소스들의 이미지들을 투영할 수도 있다. 투 영시스템은 또한, 예를 들어 2차 소스들을 형성하고 기판상에 마이크로스폿들(microspots)을 투영하기 위한 마이크로렌즈 어레이(MLA)를 포함할 수도 있다.

도시된 바와 같이, 상기 장치는 (예를 들어, 투과마스크를 갖는) 투과형으로 이루어진다. 하지만, 일반적으로 상기 장치는 예를 들어, (반사형 마스크를 구비한) 반사형으로 구성될 수도 있다. 대안적으로, 상기 장치는 상술된 바와 같이 소정 타입의 프로그램가능한 거울 어레이와 같은 패터닝 구조체의 또 다른 종류를 채용할 수도 있다.

소스(SO)(예를 들어, 수은 램프, 엑시머 레이저, 전자총(electron gun), 레이저-생성 플라즈마 소스나 방전 플라즈마 소스, 또는 저장 링 또는 싱크로트론에서의 전자 빔의 경로 주위에 제공되는 언듈레이터(undulator))는 방사선 빔을 생성시킨다. 이 빔은, 직접적으로 또는 예를 들어 빔 익스팬더(Ex)와 같은 콘디셔닝 구조체 또는 필드를 거친후에 조명시스템(일루미네이터)(IL)내로 공급된다. 일루미네이터(IL)는, 예를 들어 기판에서 투영빔에 의해 전달되는 방사선 에너지의 각도 분포에 영향을 미칠 수도 있는 상기 빔의 세기분포의 외반경 및/또는 내반경 크기(통상적으로, 각각 외측-σ 및 내측-σ라 함)를 설정하는 조정구조체 또는 필드(AM)를 포함할 수 있다. 또한, 상기 장치는, 인티그레이터(IN) 및 콘덴서(CO)와 같은 다양한 다른 구성요소들을 포함할 수도 있다. 이러한 방식으로, 마스크(MA)상에 입사되는 빔(PB)은 그 단면에 원하는 균일성과 세기 분포를 갖는다.

도 1과 관련하여, 소스(LA)는 (예를 들어, 흔히 소스(LA)가 수은 램프인 경우에서와 같이) 리소그래피 투영장치의 하우징내에 있을 수 있으나, 그것은 리소그 래피 투영장치로부터 떨어져 있을 수도 있으며, 그것이 생성하는 방사선 빔은 (예를 들어, 적절한 지향 거울 및/또는 빔 익스펜더의 도움으로) 상기 장치내로 들어간다; 후자의 시나리오는 흔히 소스(LA)가 엑시머 레이저인 경우이다. 본 발명 및 청구항들은 이들 두 시나리오 모두를 포괄한다. 소스(SO) 및 일루미네이터(IL)는, 빔 전달 시스템(BD)과 함께 방사선 시스템이라 지칭될 수도 있다.

후속하여, 상기 방사선 빔(PB)은 마스크테이블(MT)상에서 유지되어 있는 마스크(MA)상에 입사된다. 상기 방사선 빔(PB)은, 마스크(MA)를 가로질러(대안적으로는, 마스크(MA)에 의해 반사되어), 렌즈(PL)를 통과해, 기판(W)의 타겟부(C)상에 상기 빔을 포커스한다. 제 2 위치설정구조체(PW)(및 간섭계 측정구조체(IF))의 도움으로, 기판테이블(WT)은, 예를 들어 방사선 빔(B)의 경로내에 상이한 타겟부(C)를 위치시키도록 정확하게 이동될 수 있다. 이와 유사하게, 제 1 위치설정구조체(PM)(또 다른 다른 위치센서와 연계될 수도 있음(명확히 도시되지는 않음))는, 예를 들어 마스크 라이브러리로부터의 기계적인 회수 후에, 또는 스캔하는 동안, 방사선 빔(PB)의 경로에 대하여 마스크(MA)를 정확히 위치시키는데 사용될 수 있다. 일반적으로, 대물테이블(MT, WT)의 이동은, 도 1에 명확히 도시되지는 않았으나 긴 행정 모듈(long stroke module)(개략 위치설정) 및 짧은 행정 모듈(미세 위치설정)의 도움을 받아 실현될 것이다. 하지만, (스텝-앤드-스캐너와는 대조적으로) 웨이퍼 스테퍼의 경우, 상기 마스크테이블(MT)은 단지 짧은 행정 액츄에이터에만 연결되거나 고정될 수도 있다. 마스크(MA) 및 기판(W)은 마스크 정렬마크(M1, M2) 및 기판 정렬마크(P1, P2)를 이용하여 정렬될 수도 있다.

상술된 장치는 몇가지 상이한 모드로 사용될 수 있다.

1. 스텝 모드에서는, 마스크테이블(MT)은 기본적으로 정지상태로 유지되며, 전체 패턴은 한번에 타겟부(C)상에 투영된다{즉, 단일 섬광(single "flash)")}. 그런 후, 기판테이블(WT)은 X 및/또는 Y 방향으로 시프트되어 다른 타겟부(C)가 빔(PB)에 의해 조사될 수 있다. 스텝 모드에서, 노광필드의 최대 크기는 단일 정적 노광시에 묘화되는 타겟부(C)의 크기를 제한할 수 있다.

2. 스캔 모드에서는, 주어진 타겟부(C)가 단일 "섬광"으로 노광되지 않는다는 점을 제외하고 본질적으로 동일한 시나리오가 적용된다. 그 대신, 마스크 테이블(WT)은 v의 속도로 주어진 방향(소위 "스캔방향", 예를 들어 Y 방향)으로 이동 가능해서, 투영빔(PB)이 마스크 이미지의 모든 부분을 스캐닝하도록 된다. 이와 함께 기판테이블(WT)은 속도 V=Mv로, 동일한 방향 또는 그 반대 방향으로 동시에 이동하는데, 이 때 M은 렌즈(PL)의 배율이다(통상적으로, M = 1/4 또는 1/5). 마스크 테이블(MT)에 대한 기판테이블(WT)의 속도 및 방향은 투영시스템(PL)의 이미지 반전 특성(image reversal characteristic) 및 확대율(또는 축소율)에 의해서 결정될 수 있다. 이러한 방식으로, 분해능에 제약을 가하지 않고, 상대적으로 큰 타겟부(C)가 노광될 수 있다. 스캔 모드에서, 노광 필드의 최대 크기는 단일 동적 노광의 타겟부의 (비-스캐닝 방향으로의) 폭을 제한하는 반면, 스캐닝 운동의 길이는 타겟부의 (스캐닝방향으로의) 높이를 결정할 수 있다.

3. 또 다른 모드에서, 마스크 테이블(MT)은 프로그램가능한 패터닝구조체를 유지하여 기본적으로 정지된 상태로 유지되며, 방사선 빔에 부여되는 패턴이 타겟 부(C)상에 투영되는 동안, 기판테이블(WT)이 이동되거나 스캐닝된다. 이 모드에서는, 일반적으로 펄스 방사선 소스(pulsed radiation source)가 채용되며, 프로그램가능한 패터닝구조체는 기판테이블(WT)이 각각 이동한 후, 또는 스캔중에 계속되는 방사선펄스 사이에서 필요에 따라 업데이트된다. 이 작동 모드는 상기 언급된 바와 같은 종류의 프로그램가능한 거울 어레이와 같은 프로그램가능한 패터닝구조체를 활용하는 마스크없는 리소그래피(maskless lithography)에 용이하게 적용될 수 있다.

또한, 상술된 모드들의 조합 및/또는 변형, 또는 완전히 다른 상이한 사용 모드들이 채용될 수도 있다.

리소그래피 장치의 광학시스템은 리소그래피 장치에 의하여 생성되는 제품들의 최종 품질에 있어 매우 중요할 수 있다. 따라서, 광학시스템의 특정들을 측정하고, 때때로 광학시스템(예컨대 투영렌즈(PL))의 1이상이 요소들을 조정하는 것이 중요하다. 종래의 방식에서는, 리소그래피 장치의 부분적인 조립해제 및 웨이퍼(W)(웨이퍼 스테이지(WT))를 대신한, 특수한 테스트 기구의 설치에 의하여 이러한 측정이 수행될 수 있다.

도 2에서는, 센서 배열장치(10)의 평면도가 도시되어 있다. 센서 배열장치(10)는 다수의 요소들이 웨이퍼(1)상의 집적 회로로서 형성되는 반도체 웨이퍼(1)를 포함한다. 상기 웨이퍼(1)는 실리콘 재료, 또는 웨이퍼 처리에 적합한 또 다른 재료나 재료 조합물로 이루어질 수 있다.

상기 요소들은 다수의 센서(2)(또는 센서 어레이), 센서(2)들의 출력 신호들 을 수신하는 처리 전자기기(processing electronics)(예를 들어, 일련의 작동을 수행하도록 구성되는 논리 요소들(logic elements)의 어레이와 같은 처리 회로), 및 처리 회로(4)에 연결되는 메모리(6)를 포함한다. 메모리(6)는 처리 회로(4)에 대한 작동 명령어들을 저장하는 비-휘발성 부분(non-volatile part), 및 측정 데이터를 저장하는 휘발성 또는 비-휘발성 부분을 포함할 수 있다. 나아가, 처리 회로(4) 및 전력공급유닛(9)에 연결되는 입력/출력 유닛(예를 들어, 인터페이스 회로)(8)이 존재한다. 입력/출력 유닛(8)은 센서 배열장치(10)로부터 외부 디바이스로 데이터를 전송할 수 있으며, 전력공급유닛(9)은 센서 배열장치(10)상의 요소들로 작동 전력을 제공한다.

또한, 웨이퍼(1)는 처리될 공칭 웨이퍼(W)의 정렬 마크들과 비교가능한 정렬 마크(5)들을 포함하며 리소그래피 장치에서 웨이퍼(1)를 정렬시키는데 사용될 수 있다.

대안적인 형태에서, 웨이퍼상에 집적되는 다수의 개별 센서 배열장치(10)들(즉, 처리 전자기기(4), 메모리(6), I/O 유닛(8) 및 전력공급유닛(9) 중 1이상과 센서(2)들의 조합)을 구비하는 것도 가능하다. 그 다음, 각각의 센서 배열장치(10)는 리소그래피 장치의 특정한 특징을 측정하도록 구성될 수도 있다(이하 참조).

국제특허출원 WO 03/056392는 이러한 센서 배열장치를 기술하고 있다는 것을 참조하라, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 전력공급유닛(9)은 사용중인 복수의 센서 요소(2)들 중 1이상과 연관된 전자 회로(4, 6, 8)에만 작동 전력을 공급하도록 구성된다.

적어도 몇가지 구현례에 있어서, 센서 배열장치(10)는 리소그래피 장치를 조립해제할 필요없이 리소그래피 장치의 광학적 특성들을 측정하는데 사용될 수 있다. 예를 들어, 센서 배열장치(10)는 공칭 웨이퍼(W)로서 리소그래피 장치 내측에서 이송가능하도록 구성될 수도 있다.

센서(2)들은 다양한 타입 및/또는 측정 원리들로 이루어질 수 있다. 캘리브레이션 및 최적화의 목적을 위해, 조명시스템(IL) 및 투영렌즈(PL)에 의하여 형성되는 공간 이미지를 자주 평가하는 것이 바람직할 수 있다. 이러한 응용례에 있어, 센서(2)들은 3차원의 웨이퍼 위치에서의 공간 세기 분포를 모니터링하도록 구성될 수 있다. 또한, 상기 센서(2)들은 생산 마스크(MA)상에 드물게 존재하고 특수 목적의 마스크(MA)상에 많이 존재하는 특수 마스크들의 위치를 측정하는데 사용될 수 있다. 또한, 센서(2)들은 작은 마스크 피처들을 이미징하는 경우 포인트-스프레드 함수의 형상을 측정하도록 구성될 수 있다. 이러한 정보는 렌즈 또는 콘덴서 수차와 같은, 리소그래피 장치와 관련된 상세한 정보를 얻기 위해 처리될 수 있다.

특정 예시에서, 센서(2)들은 웨이퍼(1)에 집적 회로로서 일체로 형성되는 다이오드 어레이를 포함한다. 예를 들어, 어레이 요소들 중에서 반응에 있어서의 차이, 시간에 걸친 반응에 있어서의 변화, 디바이스 에이징(aging) 및/또는 오염 등을 포함할 수 있는 인자들을 고려하기 위하여, (초기에 및/또는 주기적으로) 다이오드 어레이를 특성화하는 것이 바람직할 수 있다.

대안적으로, (가령, 스폿 센서의 기능성(functionality)을 제공하기 위하여) 필드에 걸친 광의 세기(예를 들어, 웨이퍼 레벨에서의 조명의 균일성) 또한 측정될 수 있다. 스트레이 광 효과도 측정될 수 있다.

센서(2)들은 처리 전자기기(4)들에 연결될 수 있다. 나타낸 실시예에서, 웨이퍼(1)상의 모든 센서(2)들은 센서 신호들의 처리를 위하여 단일 집적 회로에 연결된다. 대안적으로, 처리 전자기기(4)들의 부분은 웨이퍼상의 센서(2)에 바로 인접하게 배치될 수 있다. 처리 전자기기(4)들은 신호 사전-처리(예컨대, 적분 및 디지털화)를 수행할 수 있지만, 웨이퍼(1)상의 하나 이상(아마도 모든)의 센서(2)들의 신호들을 기반으로 하는 보다 복잡한 계산들을 수행할 수도 있다.

센서 배열장치 신호의 추가 처리 및 센서 배열장치(10)의 전력 공급을 위한 외부 디바이스에의 연결은, 예를 들어 웨이퍼 스테이지(WT)상의 특수한 타입의 제거가능한 커넥터를 사용하는 물리적 연결에 의하여 이루어질 수 있다. 하지만, 이러한 해법은, 매우 성가시며 리소그래피 장치 내측에 추가적인 기구를 필요로 할 수 있다. 따라서, 대안실시예에서, 웨이퍼(1)상의 센서 배열장치(10)는 척과 조합하여 제공되며, 상기 척은 웨이퍼가 유지되는 웨이퍼 스테이지(WT)의 일부이다. 센서 배열장치(10)와 척의 조합체는, 측정시 웨이퍼 스테이지(WT)에서 대체 척으로서 임시로 위치될 수 있다. 척과 센서 배열장치(10)의 조합은, 리소그래피 장치의 내부 이더넷 또는 여타 데이터 네트워크에 연결되어 리소그래피 장치 소프트웨어에 의하여 제어되는 휴대용 유닛일 수 있다. 대체 척은, 그것이 대체하는 척의 기능성 모두 또는 단지 일부(예를 들어, 6보다 작은 자유도의 위치설정)를 제공할 수 있다.

하지만, 이 제 1 대안실시예는 또한, 리소그래피 장치의 특정 부분의 일시적 인 제거를 필요로 할 수 있다. 따라서, 추가의 대안실시예에서는, I/O 유닛(8) 및 전력공급유닛(9) 둘 모두가 무선방식으로 작동되며, 이에 대해서는 WO 03/056392의 개시물로부터 알 수 있다.

센서 배열장치(10)를 작동시키는데 필요한 작동 전력은, 예를 들어 RF 전력을 사용하여 공급될 수 있다. 이 경우에, 전력공급유닛(9)은 안테나(웨이퍼(1)에 부착되거나 통합될 수 있음) 및 수용된 RF 전력을 필요에 따라 DC 또는 AC 전력으로 전환시키기 위한 회로를 포함할 수 있다. 본 발명에 따른 일 실시예에서, 전력공급유닛(9)은 상이한 주파수에서 RF 전력을 수용하도록 구성된다. 주파수에 따라, 센서 배열장치(10)의 특정 부분(또는 다수의 센서 배열장치(10)가 웨이퍼(1)상에 존재하는 경우 특정 센서 배열장치(10))에 작동 전력이 공급된다.

또한, I/O 유닛(8)은 RF 신호 교환(exchange)을 이용하여 작동될 수도 있다. 이 경우에, I/O 유닛(8)은 (제공될 경우, 전력공급유닛(9)과 동일하거나 별개일 수 있는) 웨이퍼(1)에 부착되거나 통합되는 안테나를 포함할 수 있다. 처리 전자기기(4)는 외부 디바이스에 대한 데이터 교환이 가능하도록 I/O 유닛(8)과 연동하도록 구성된다. 예를 들어, 외부 디바이스는 메모리(6)에 저장되는 사전설정된 데이터의 세트를 요구할 수 있으며, 및/또는 외부 디바이스는 메모리(6)에 저장될 처리 전자기기(4)에 대해 수정된 작동 명령어들을 업로드할 수 있다. 다수의 센서 배열장치(10)가 웨이퍼(1)상에 존재하는 경우, I/O 유닛(8)들 중 특정한 하를 어드레싱하는데 멀티플렉싱 기술(multiplexing technique)(예를 들어, 주파수-분할 멀티플렉싱)이 사용될 수 있다.

예를 들어, 광을 사용하는 I/O 유닛(8) 및/또는 전력공급유닛(9)에 의한, 여타 무선 기술들이 사용하는 것도 생각해 볼 수 있다. 광(전자기 방사선)은 에너지 또는 데이터를 전송하는데 사용될 수 있다. 예를 들어, 전력을 제공하기 위해 웨이퍼(1)에 태양 전지나 여타 광전지를 통합하는 것도 생각해 볼 수 있다. 이와 같이 공지된 다양한 어드레싱 기술들이 사용될 수도 있다.

센서 배열장치(10)에 전력을 공급하고 및/또는 센서 배열장치(10)와의 인터페이싱을 제공하는 외부 요소들은, 예를 들어 리소그래피 장치의 내측(웨이퍼 테이블(WT)에 근접, 그 중 일 예시가 도 1에 도시되어 있음)에 위치될 수 있다. 예를 들어, 테스트 배열장치(10)는 리소그래피 장치의 데이터 네트워크에 연결될 수 있다. 이러한 연결은 리소그래피 장치의 광학시스템의 완전 자동의 테스팅 및 조정을 가능하게 할 수 있다. 대안적으로, 이들 요소들은 리소그래피 장치의 외측에 제공될 수도 있다. 후자의 배열장치의 잠재적인 장점은, 센서 배열장치(10)를 갖는 웨이퍼(1) 및 전력과 데이터 교환을 제공하는 외부 기구를 포함하는 휴대용 테스트 세트가 구성될 수 있다는 점이다. 리소그래피 장치에 추가적인 기구를 부가할 필요없이, 이러한 세트는 비용을 절감할 수 있다.

대안으로서, 웨이퍼 메모리(6)에 측정 데이터(생(raw) 데이터 또는 처리된 데이터)를 저장하고, 이 데이터를 오프-라인으로, 즉 리소그래피 장치 외부에서 회수하는 것이 가능하다.

도 3에는, WO 03/056392로부터 알려진 가능한 테스트 시나리오의 일 예시가 도시되어 있다. 후술되는 센서(2)는 상이한 센서 배열장치에서 사용될 수도 있다는 데 유의해야 한다. 예를 들어, 리소그래피 장치의 투영렌즈 시스템(PL)의 광학적 특성들을 테스트하기 위하여, 센서 배열장치(10)는 공칭 웨이퍼 위치에 위치된다. 적절한 테스트 마스크는 마스크 테이블(MT)상에 위치된다. 도 3에서, 이것이 간략한 도로 나타나 있으며, 상기 테스트 마크는 참조부호 13으로, 투영렌즈 시스템(PL)은 참조부호 14로 나타나 있다. 센서(2)는 포토다이오드(11) 및 디텍터 마스크(12)를 포함하며, 이들 둘 모두는 웨이퍼(1)에 통합될 수 있다.

테스트 마스크(13) 및 디텍터 마스크(12) 둘 모두는 N×N의 규칙적으로 이격된 투명 홀(15)들을 포함하며, 그 각각은 λ/NA와 비교하여 작은 직경을 갖는다(여기서, λ는 투영된 광의 파장이고, NA는 투영렌즈(14)의 개구수이다). 홀(15)들의 피치는 투영렌즈(14)의 분해능과 비교하여 크다. 이 구성에 있어, 기본적으로 렌즈의 포인트-스프레드 함수는, 구멍의 개수(N²)와 동일한 인자만큼 증가되는 세기로, 센서(2)에 의하여 관측될 수 있다. 웨이퍼(1)는 3차원으로 스캐닝될 수 있으며, 따라서 에어리얼 이미지 또는 포인트-스프레드 기능을 기록할 수 있다. 관측된 포인트 스프레드 기능으로부터의 왜곡, 초점 평면 및 여타 고차의 렌즈 수차들을 결정하기 위한 기계적 절차가 알려진다. 기술된 접근법은, 측정 조건들이 리소그래피 장치에서 처리되는 웨이퍼(W)의 공칭 노광 조건들에 대응되도록 만들어질 수 있다는 장점이 있다.

테스트 마스크(13) 및 센서(2)의 조합체에는, 다양한 타입의 수차들을 측정할 수 있도록 하기 위해 다른 광학적 피처들이 제공된다. 대상물들(구멍(15)들)의 δ-타입의 어레이는 투영렌즈 수차를 측정하기에 적합하다. 테스트 마스크(13)로서 프레즈넬 존 렌즈(Fresnel zone lens)는 콘덴서 렌즈 수차의 검출을 가능하게 한다. 테스트 마스크(13)상의 큰 정사각형체들은 스트레이 광 특징들의 측정을 가능하게 한다. 규칙적인 디바이스 패턴들(공칭 생산 마스크(MA))은 패턴의 측정을 정확하게 하고 조명 조건들을 최적화시킨다. 테스트 마스크(13)상의 브릭 벽 구조체(brick wall structure)는 다른 수차들의 측정을 가능하게 한다.

도 3을 참조하여 기술되는 센서(2)는 본 발명의 일 실시예에 따른 센서 배열장치(10)의 단일 센서(2)로서 사용될 수 있다. 하지만, 센서 어레이의 이들 다수의 센서들을 조합하는 것도 가능하다. 또한, 센서들 또는 센서 어레이(2)는 웨이퍼(1)의 표면에 퍼져서 제공될 수 있으며, 단일 단계에서 리소그래피 장치의 전체 이미지 필드의 프로빙(pobing)이 가능하도록 한다. 이러한 배열장치는 전체 이미지 필드에 걸쳐 균일한 측정들을 신속하게 수행하는데 사용될 수 있다. 또한, 예를 들어, 단일 단계 테스트에서 다양한 타입의 수차들의 측정 및 검출을 가능하게 하기 위해, 상술된 바와 같이 테스트 마스크(13)상의 패턴들과 조합하여 센서(2)들을 제공하는 것도 가능하다.

추가 실시예에서는, 센서 배열장치(10)가 상이한 형태를 갖는 기판(1)상에 제공되어, 그것이 마스크 테이블(MT)의 마스크(MA)의 위치에서 위치될 수 있도록 한다. 이러한 배열장치는 마스크 테이블(MT)까지 리소그래피 장치의 광학시스템(예를 들어, 도 1을 참조하여 기술된 바와 같이 조명시스템(IL))의 특정한 측정들을 가능하게 하는데 사용될 수 있다.

본 발명은 굴절 광학 리소그래피 장치에 특별하게 중점을 둔 실시예를 사용하여 설명되었다. 하지만, 본 발명은 굴절 광학 리소그래피 장치와 같은 다른 타입의 리소그래피 장치에서 사용될 수도 있다. 나아가, 본 발명은, 심도(deep) UV, 193nm, 157nm 또는 EUV 타입들과 같은 모든 타입의 리소그래피 장치에서 사용될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 센서 배열장치는 기판을 포함하며, 상기 센서 배열장치는 기판에 집적 회로로서 제공되는 복수의 센서 요소들을 갖는다. 센서 요소에 연결되는 처리 회로 및 상기 처리 회로에 연결되는 입력/출력 인터페이스를 포함하는, 복수의 센서 요소들 각각에 대하여 연관된 전자 회로가 제공된다. 또한, 센서 배열장치는 사용중인 복수의 센서 요소들 중 1이상과 연관된 전자 회로에만 작동 전력을 공급하도록 구성되는 전력공급유닛을 포함한다.

센서 요소(또는 센서 요소들의 그룹)와 연관된 전자 회로의 분산(decentralized) 구조를 가짐으로써, 전자 회로의 복잡도를 저감시킨다. 센서 배열장치의 모든 센서 요소들로부터의 신호들로 작동하는 웨이퍼상의 매우 복잡한 처리 전자기기들을 더 이상 제공할 필요가 없고, 특정 테스트를 위해 조사되는 단일 센서 요소들 또는 소그룹의 센서 요소들을 위한 전용 전자 회로만을 제공하면 된다.

추가 구성에서, 복수의 센서 요소들은 사전설정된 방식으로 기판에 걸쳐 분포되는데, 예를 들면 웨이퍼 중심부 주위에 집중된다. 웨이퍼(1)의 중심 부근에, 그리고 그에 따라 웨이퍼 스테이지의 중심 부근에 배치되는 센서 요소들을 구비하면, 훨씬 더 작은 스테이지 스트로크를 필요로 하여, 리소그래피 장치가 보다 효율 적으로 작동하도록 한다.

복수의 센서 요소들 각각과 연관된 전자 회로는 추가 실시예에서 사전설정된 방식으로 기판에 걸쳐 분포되는데, 예를 들면 전체 기판 표면에 걸쳐 균일하게 분포된다. 따라서, 전자 회로 및 센서 요소들의 덜 복잡한 레이-아웃을 가능하게 하며, 따라서 센서 배열장치의 보다 단순한 제조가 가능해진다. 또한, 전자 회로의 적절한 레이-아웃에 의해 전자 회로에 의하여 야기되는 가열 효과들을 제어하는 것이 가능하다.

추가 실시예에서, 또한 처리 전자기기, 입력/출력 유닛 및/또는 전력공급유닛은, 집적 회로로서, 또는 기판내의 여타 구조체들 또는 기판에 부착된(예를 들어, 표면상이나 표면 위에 부착된) 여타의 구조체들로서 제공된다. 이것은, 통상적인 기판 또는 웨이퍼로서 핸들링될 수 있는 센서 배열장치를 제공한다. 또한, 다수의 센서 배열장치들은 단일 웨이퍼상에 집적될 수 있다. 이러한 실시예를 사용하면, 다수의 센서 배열장치들 중 특정한 하나를 사용하여, 디바이스의 다양한 광학적 특성들을 측정하는데 사용될 수 있는 단일 테스트 웨이퍼가 제공될 수 있다. 또한, 단일-단계의 균일한 측정들을 가능하게 하는, 완전한 기판 표면과 관련된 측정들이 실행될 수 있다.

추가 실시예에서, 처리 전자기기들은 소프트웨어 코드 및/또는 데이터를 저장하도록 구성된 메모리(예를 들어, 휘발성 및/또는 비휘발성)에 연결된다. 소프트웨어 코드는 처리 전자기기들을 프로그래밍하는데 사용되고, 센서 배열장치가 특정한 타입의 측정들에 적합하도록 변화될 수 있다.

추가 실시예에서, 입력/출력 유닛은 무선통신기술을 사용하여 외부 디바이스와 데이터를 교환하도록 구성된다. 무선통신기술은 RF 기술을 기반으로 하거나 광 통신을 사용할 수 있다. 이는, 센서 배열장치가 처리될 공칭 기판과 같은 디바이스에 의하여 핸들링될 수 있는 독립하여 조작이 가능한(stand-alone) 유닛으로서 사용되도록 한다.

추가 실시예에서, 센서 배열장치는 센서 배열장치가 장착되는 척을 더 포함하며, 상기 척은 리소그래피 장치의 웨이퍼 스테이지에 장착가능하다. 척은 리소그래피 장치의 데이터 네트워크에 센서 배열장치를 연결시키는 인터페이스 수단을 포함할 수 있다. 이러한 실시예에 의하면, 측정들을 수행하기 위하여 단지 작은 부분만이 리소그래피 장치에 설치될 수 있도록, 센서 배열장치를 휴대용 유닛으로서 사용하거나 그것을 테스팅될 디바이스로 옮기는 것이 가능할 수도 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 센서 배열장치는 기판, 예를 들어 실리콘 기판과 같은 반도체 기판을 포함하며, 상기 기판은 1이상의 센서 요소, 상기 1이상의 센서 요소에 연결되는 처리 전자기기, 상기 처리 전자기기에 연결되는 입력/출력 유닛, 및 작동 전력을 센서 배열장치에 공급하는 전력공급유닛을 포함하고, 상기 1이상의 센서 요소는 상기 기판에 집적 회로로서 제공되고, 상기 전력공급유닛은 사전설정된 무선 주파수를 갖는 무선 신호를 센서 배열장치의 사전설정된 부분에 대한 공급 전압으로 전환시키도록 구성된다. 사전설정된 부분은, 예를 들어 1이상의 센서 요소들, 처리 전자기기 및 기판의 특정 부분상의 또는 특정 타입의 테스트 배열장치를 갖는 메모리의 조합일 수 있다. 이러한 방식으로, 전력이 상기 부분에만 전달되어 소비되며, 이는 전력 소모를 줄여주고 및/또는 기판에 고온의 스폿들이 덜 형성되도록 한다. 또한, 전력공급유닛은 무선 신호를, 응답기(transponder) 타입의 컨버터와 같은 센서 배열장치용 공급 전압으로 전환시키도록 구성될 수 있다.

이러한 센서 배열장치는 처리될 공칭 기판인 디바이스에서 사용될 수 있다. 따라서, 광학적 특성들의 측정 및 특성화는 디바이스상의 추가 조립해제 및 조립 작업없이 실행될 수 있다. 1이상의 센서 요소가 기판에 집적되면, 디바이스의 광학적 특성들이 올바른 위치에서 측정된다. 상기 1이상의 센서 요소는 포토 셀, 포토 다이오드, 포토 트랜지스터나 심지어 광전지와 같은 감광성 반도체 요소일 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 리소그래피 장치는, 방사선 빔을 제공하는 조명시스템; 상기 빔의 단면에 패턴을 부여하는 역할을 하는 패터닝구조체를 지지하는 지지구조체; 기판을 잡아주는 기판테이블; 상기 패터닝된 빔을 상기 기판의 타겟부상으로 투영하는 투영시스템; 및 본 명세서에서 기술된 바와 같은 센서 배열장치를 포함하며, 1이상의 센서 요소 및 처리 전자기기들은 리소그래피 장치의 광학 시스템들 중 1이상의 수차를 측정하도록 구성된다.

센서 배열장치는 조명시스템 및 투영시스템과 같은 리소그래피 장치의 광학적 특성들을 테스트 및 측정하는데 사용될 수 있다. 이들 시스템들은 굴절 및 반사 광학기 들 모두를 사용할 수도 있다. 특정한 타입의 광학적 특성들을 테스팅하기 위하여, 센서 요소 및 테스트 패터닝 수단 또는 테스트 마스크들의 특정 조합들이 사용될 수도 있다. 기판을 처리하도록 구성되는 디바이스의 특성들, 예컨대 광학적 특성들을 측정하는 방법은, 본 명세서에서 기술된 바와 같이 센서 배열장치를 엔터링(enter)하는 단계; 센서 배열장치를 사용하여 측정을 실행하는 단계; 및 상기 디바이스로부터 센서 배열장치를 제거하는 단계를 포함한다.

모든 센서 배열장치 요소들이 단일 기판에 집적되는 현재의 센서 배열장치의 일 실시예를 사용하면, 처리될 공칭 기판과 꼭 같은 디바이스, 예컨대 리소그래피 장치를 통해 이송되는 센서 배열장치를 갖도록 하는 것이 가능하다. 이러한 배열장치는, 디바이스의 조립해제 및/또는 멈춤 작동을 요하지 않고, 디바이스의 (예를 들어, 광학적) 특성들의 신속하고 보다 빈번한 테스팅을 가능하게 한다.

본 발명의 특정 실시예들에 대해 상술하였으나, 본 발명은 상술된 것과는 달리 실행될 수도 있다는 것을 이해해야 한다. 이들 실시예들의 설명은 본 발명을 제한하려는 것이 아니라는 점을 명백히 이해해야 한다.

Claims (26)

1. 기판을 포함하는 센서 배열장치에 있어서,

   상기 기판에 집적 회로로서 제공되는 복수의 센서 요소;

   상기 복수의 센서 요소 각각에 대해 연관된 전자 회로로서,

   - 상기 센서 요소에 연결되는 처리 회로;

   - 상기 처리 회로에 연결되는 입력/출력 인터페이스를 포함하는 전자 회로; 및

   상기 복수의 센서 요소들 중 사용중(in use)인 하나 또는 복수의 센서 요소와 연관된 전자 회로에만 작동 전력을 공급하도록 구성된 전력 공급 유닛을 구비하는 것을 특징으로 하는 센서 배열장치.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 복수의 센서 요소들은 상기 기판의 중심부 주위에 집중되도록 분포되는 것을 특징으로 하는 센서 배열장치.
3. 제 1 항에 있어서,

   각각의 상기 복수의 센서 요소들과 연관된 전자 회로는 상기 기판의 표면에 걸쳐 균일하게 분포되는 것을 특징으로 하는 센서 배열장치.
4. 제 1 항에 있어서,

   상기 센서 요소는 광학 센서를 구성하는 것을 특징으로 하는 센서 배열장치.
5. 제 1 항에 있어서,

   상기 기판은 리소그래피 장치의 웨이퍼 척에 피팅되도록 구성되는 것을 특징으로 하는 센서 배열장치.
6. 제 1 항에 있어서,

   처리 회로, 입력/출력 인터페이스 및 전력공급유닛 중 1이상은 상기 기판에 집적 회로로서 제공되는 것을 특징으로 하는 센서 배열장치.
7. 제 1 항에 있어서,

   상기 처리 회로는 소프트웨어 코드 및 데이터 중 1이상을 저장하도록 구성되는 메모리에 연결되는 것을 특징으로 하는 센서 배열장치.
8. 제 1 항에 있어서,

   상기 입력/출력 인터페이스는 무선통신기술을 사용하여 외부 디바이스와 데이터를 교환하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 센서 배열장치.
9. 제 1 항에 있어서,

   상기 센서 배열장치가 배치되는 척을 더 포함하고, 상기 척은 리소그래피 장치의 웨이퍼 스테이지에 장착가능한 것을 특징으로 하는 센서 배열장치.
10. 제 9 항에 있어서,

    상기 척은 상기 센서 배열장치를 상기 리소그래피 장치의 데이터 네트워크에 연결하도록 구성되는 인터페이스를 포함하는 것을 특징으로 하는 센서 배열장치.
11. 기판을 포함하는 센서 배열장치에 있어서,

    상기 기판에 집적 회로로서 제공되는 1이상의 센서 요소;

    상기 1이상의 센서 요소에 연결되는 처리 회로;

    상기 처리 회로에 연결되는 입력/출력 인터페이스; 및

    상기 센서 배열장치내의 1이상의 다른 구성요소에 작동 전력을 공급하도록 구성되는 전력공급유닛을 구비하며, 상기 전력공급유닛은 제 1 사전설정된 주파수를 갖는 무선 신호를 상기 센서 배열장치의 제 1 부분을 위한 공급 전압으로 전환하고, 제 2 사전설정된 주파수를 갖는 무선 신호를 상기 제 1 부분과 상이한 센서 배열장치의 제 2 부분을 위한 공급 전압으로 전환시키도록 구성되는 것을 특징으로 하는 센서 배열장치.
12. 리소그래피 장치에 있어서,

    기판을 포함하는 센서 배열장치를 포함하고,

    상기 센서 배열장치는:

    상기 기판에 집적 회로로서 제공되는 복수의 센서 요소;

    상기 복수의 센서 요소 각각에 대해 연관된 전자 회로로서,

    - 상기 센서 요소에 연결되는 처리 회로;

    - 상기 처리 회로에 연결되는 입력/출력 인터페이스를 포함하는 연관된 전자 회로; 및

    상기 복수의 센서 요소들 중 사용중인 하나 또는 복수의 센서 요소와 연관된 전자 회로에만 작동 전력을 공급하도록 구성된 전력 공급 유닛을 구비하는 것을 특징으로 하는 리소그래피 장치.
13. 제 12 항에 있어서,

    상기 복수의 센서 요소들은 상기 기판의 중심부 주위에 집중되도록 분포되는 것을 특징으로 하는 리소그래피 장치.
14. 제 12 항에 있어서,

    각각의 상기 복수의 센서 요소들과 연관된 전자 회로는 상기 기판의 표면에 걸쳐 균일하게 분포되는 것을 특징으로 하는 리소그래피 장치.
15. 제 12 항에 있어서,

    상기 기판은 상기 리소그래피 장치의 웨이퍼 척에 피팅되도록 구성되는 것을 특징으로 하는 리소그래피 장치.
16. 제 12 항에 있어서,

    처리 회로, 입력/출력 인터페이스 및 전력공급유닛 중 1이상은 상기 기판에 집적 회로로서 제공되는 것을 특징으로 하는 리소그래피 장치.
17. 제 12 항에 있어서,

    상기 처리 회로는 소프트웨어 코드 및 데이터 중 1이상을 저장하도록 구성되는 메모리에 연결되는 것을 특징으로 하는 리소그래피 장치.
18. 제 12 항에 있어서,

    상기 입력/출력 인터페이스는 무선통신기술을 사용하여 외부 디바이스와 데이터를 교환하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 리소그래피 장치.
19. 제 12 항에 있어서,

    상기 리소그래피 장치의 웨이퍼 스테이지상에 배치되는 척을 더 포함하며, 그 척 위에는 센서 배열장치가 배치되는 것을 특징으로 하는 리소그래피 장치.
20. 제 19 항에 있어서,

    상기 척은 상기 센서 배열장치를 상기 리소그래피 장치의 데이터 네트워크에 연결시키도록 구성되는 인터페이스를 포함하는 것을 특징으로 하는 리소그래피 장치.
21. 기판을 포함하는 센서 배열장치, 및 패터닝된 방사선 빔을 상기 기판의 타겟부상으로 투영하도록 구성되는 투영시스템을 포함하는 리소그래피 장치에 있어서,

    상기 센서 배열장치는:

    상기 기판에 집적 회로로서 제공되는 1이상의 센서 요소;

    상기 1이상의 센서 요소에 연결되는 처리 회로;

    상기 처리 회로에 연결되는 입력/출력 인터페이스; 및

    상기 센서 배열장치내의 1이상의 다른 구성요소에 작동 전력을 공급하도록 구성된 전력공급유닛을 구비하며, 상기 전력공급유닛은 제 1 사전설정된 주파수를 갖는 무선 신호를 상기 센서 배열장치의 제 1 부분을 위한 공급 전압으로 전환시키고, 제 2 사전설정된 주파수를 갖는 무선 신호를 상기 제 1 부분과 상이한 센서 배열장치의 제 2 부분을 위한 공급 전압으로 전환시키도록 구성되고,

    상기 센서 배열장치는 상기 투영시스템의 수차를 측정하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 리소그래피 장치.
22. 기판을 처리하도록 구성되는 디바이스의 특성들을 측정하는 방법에 있어서,

    상기 디바이스에 센서 배열장치를 엔터링하고 측정 위치에 상기 센서 배열장치를 위치시키는 단계;

    상기 센서 배열장치를 사용하여 측정들을 실행하는 단계; 및

    상기 디바이스로부터 상기 센서 배열장치를 제거하는 단계를 포함하며,

    상기 센서 배열장치는 기판을 포함하고,

    상기 센서 배열장치는:

    상기 기판에 집적 회로로서 제공되는 복수의 센서 요소;

    복수의 센서 요소 각각에 대해 연관된 전자 회로로서,

    - 상기 센서 요소에 연결되는 처리 회로;

    - 상기 처리 회로에 연결되는 입력/출력 인터페이스를 포함하는 전자 회로; 및

    상기 복수의 센서 요소들 중 사용중인 하나 또는 복수의 센서 요소와 연관된 전자 회로에만 작동 전력을 공급하도록 구성된 전력 공급 유닛을 구비하는 것을 특징으로 하는 측정 방법.
23. 제 22 항에 있어서,

    상기 기판은 상기 디바이스의 웨이퍼 척에 피팅되도록 구성되는 것을 특징으로 하는 측정 방법.
24. 기판을 처리하도록 구성되는 디바이스의 특성들을 측정하는 방법에 있어서,

    상기 디바이스에 센서 배열장치를 엔터링하고 측정 위치에 상기 센서 배열장치를 위치시키는 단계;

    상기 센서 배열장치를 사용하여 측정들을 실행하는 단계; 및

    상기 디바이스로부터 상기 센서 배열장치를 제거하는 단계를 포함하며,

    상기 센서 배열장치는 기판을 포함하고,

    상기 센서 배열장치는:

    상기 기판에 집적 회로로서 제공되는 1이상의 센서 요소;

    상기 1이상의 센서 요소에 연결되는 처리 회로;

    상기 처리 회로에 연결되는 입력/출력 인터페이스; 및

    상기 센서 배열장치내의 1 이상의 다른 구성요소에 작동 전력을 공급하도록 구성된 전력공급유닛을 구비하고,

    상기 전력공급유닛은 제 1 사전설정된 주파수를 갖는 무선 신호를 상기 센서 배열장치의 제 1 부분을 위한 공급 전압으로 전환시키고, 제 2 사전설정된 주파수를 갖는 무선 신호를 상기 제 1 부분과 상이한 센서 배열장치의 제 2 부분을 위한 공급 전압으로 전환시키도록 구성되는 것을 특징으로 하는 측정 방법.
25. 제22항에 있어서,

    상기 특성들은 광학적 특성들을 포함하는 것을 특징으로 하는 측정 방법.
26. 제24항에 있어서,

    상기 특성들은 광학적 특성들을 포함하는 것을 특징으로 하는 측정 방법.

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