KR101129529B1 - 리소그래피 장치 및 디바이스 제조 방법 - Google Patents
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Abstract
인코더-타입 위치 측정 시스템의 그리드 플레이트 내의 결함을 결정하는 방법에 있어서, 상기 방법은: 이동가능한 대상물의 위치를 다른 대상물에 대해 측정하도록 인코더-타입 위치 측정 시스템을 제공하는 단계 - 상기 인코더-타입 위치 측정 시스템은 그리드 플레이트 및 인코더 헤드를 포함함 - ; 상기 2 이상의 검출기들의 각각에서 반사된 광의 양을 측정하는 단계; 상기 2 이상의 검출기들 상의 상기 반사된 광의 조합된 광 세기를 이용하여, 상기 측정 위치에서 상기 그리드 플레이트의 반사율을 나타내는 반사율 신호를 결정하는 단계; 및 상기 그리드 플레이트의 반사율 신호에 기초하여 상기 측정 위치에서 결함의 존재를 결정하는 단계를 포함한다.
Description
본 발명은 인코더-타입(encoder-type) 위치 측정 시스템의 그리드 플레이트 내의 결함을 결정하는 방법, 인코더-타입 위치 측정 시스템을 이용하는 위치 측정 방법, 및 이러한 인코더-타입 위치 측정 시스템을 포함하는 리소그래피 장치에 관한 것이다.
리소그래피 장치는 기판 상에, 통상적으로는 기판의 타겟부 상에 원하는 패턴을 적용시키는 기계이다. 리소그래피 장치는, 예를 들어 집적 회로(IC)의 제조시에 사용될 수 있다. 이러한 경우, 대안적으로 마스크 또는 레티클이라 칭하는 패터닝 디바이스가 IC의 개별 층 상에 형성될 회로 패턴을 생성하기 위해 사용될 수 있다. 이 패턴은 기판(예컨대, 실리콘 웨이퍼) 상의 (예를 들어, 한 개 또는 수 개의 다이의 부분을 포함하는) 타겟부 상으로 전사(transfer)될 수 있다. 패턴의 전사는 통상적으로 기판 상에 제공된 방사선-감응재(레지스트)층 상으로의 이미징(imaging)을 통해 수행된다. 일반적으로, 단일 기판은 연속하여 패터닝되는 인접한 타겟부들의 네트워크를 포함할 것이다. 종래의 리소그래피 장치는, 한번에 타겟부 상으로 전체 패턴을 노광함으로써 각각의 타겟부가 조사(irradiate)되는 스테퍼들, 및 방사선 빔을 통해 주어진 방향("스캐닝"- 방향)으로 패턴을 스캐닝하는 한편, 이 방향과 평행한 방향(같은 방향으로 평행한 방향) 또는 역-평행 방향(반대 방향으로 평행한 방향)으로 기판을 동기적으로 스캐닝함으로써 각각의 타겟부가 조사되는 스캐너들을 포함한다. 또한, 기판 상에 패턴을 임프린트(imprint)함으로써 패터닝 디바이스로부터 기판으로 패턴을 전사할 수도 있다.
공지된 리소그래피 장치에서, 기판 테이블 및 패터닝 디바이스 지지체와 같은 이동가능한 대상물(object)들의 위치를 측정하기 위해 위치 센서가 사용된다. 이 위치는 높은 정확도로 그리고 통상적으로는 다수의 자유도(degrees of freedom)로 측정된다.
리소그래피 장치 스테이지 시스템과 같은 스테이지 시스템에서 사용되는 위치 측정 시스템은 인코더 헤드 및 그리드 플레이트를 포함하는 인코더-타입 센서이다. 인코더 헤드는 그리드 플레이드 상의 측정 위치를 향해 광을 방출하는 광 소스, 및 상기 그리드 플레이트에 의해 반사된 광을 수용하는 다수의 검출기들을 포함한다. 2 이상의 검출기들에 의해 수용된 광 사이의 위상차에 기초하여, 그리드 플레이트에 대해 이동가능한 대상물의 위치가 결정된다.
이러한 인코더-타입 위치 측정 시스템은 높은 정확도로 그리고 다수의 자유도로 이동가능한 대상물의 위치를 제공할 수 있다. 인코더 헤드는 1 이상의 자유도로 위치를 결정할 수 있다. 인코더 시스템은 2-차원 인코더 측정 시스템이며, 인코더 헤드는 그리드 플레이트에 대해 평행한 방향으로 또한 상 그리드 플레이트의 방향에 수직인 방향으로 그리드 플레이트에 대해 그 위치를 측정할 수 있다. 이러한 인코더 헤드들 중 세 개는 6 자유도로 그리드 플레이트에 대해 이동가능한 대상물의 위치를 측정할 수 있는 시스템을 제공한다.
그리드 플레이트의 제조 공정으로 인해, 그리드 또는 격자는 결함을 포함할 수 있다. 특히, 그리드 플레이트의 반사율은 이러한 결함으로 인해 특정 위치(들)에서 벗어날 수 있다. 이러한 결함들은 부정확한 위치 측정들을 초래할 수 있으므로, 바람직하지 않다. 부정확한 위치 측정들을 회피하기 위하여, 그리드 플레이트의 생성 공정 동안의 요건들은 매우 까다로우며, 생성된 그리드 플레이트의 제한된 개수만이 리소그래피 장치에 사용되기에 충분한 품질을 갖는다. 그 결과, 그리드 플레이트들의 비용이 상당히 높다.
또한, 사용 시, 예를 들어 오염, 세정 또는 물리적인 손상으로 인해, 결함들이 존재하게 될 수 있다. 또한, 이러한 결함들은 사용되는 이동가능한 대상물의 부정확한 위치 측정을 초래할 수 있다.
인코더-타입 위치 측정 시스템의 그리드 플레이트 내의 결함을 결정하는 방법, 및 인코더-타입 위치 측정 시스템을 이용하는 위치 측정 방법을 제공하여, 그리드 플레이트 내의 결함들의 존재가 고려될 수 있는 것이 바람직하다. 또한, 이러한 방법을 수행하기 위해 인코더-타입 위치 측정 시스템을 포함하는 리소그래피 장치를 제공하는 것이 바람직하다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 인코더-타입 위치 측정 시스템의 그리드 플레이트 내의 결함을 결정하는 방법이 제공되며, 상기 방법은: 이동가능한 대상물의 위치를 다른 대상물에 대해 측정하도록 적어도 1 이상의 인코더-타입 위치 측정 시스템을 제공하는 단계 - 상기 인코더-타입 위치 측정 시스템은 그리드 플레이트 및 인코더 헤드를 포함하며, 상기 그리드 플레이트는 상기 이동가능한 대상물 및 다른 대상물 중 하나 상에 장착되고, 상기 인코더 헤드는 상기 이동가능한 대상물 및 다른 대상물 중 다른 하나 상에 장착되며, 상기 인코더 헤드는 상기 그리드 플레이트 상의 측정 위치를 향해 방사선 빔을 방출하도록 구성된 방사선 소스 및 상기 그리드 플레이트에 의해 반사된 방사선 빔의 양을 측정하도록 각각 구성된 2 이상의 검출기들을 적어도 포함함 - ; 상기 2 이상의 검출기들의 각각에서 반사된 방사선 빔의 양을 측정하는 단계; 상기 2 이상의 검출기들 상의 상기 반사된 방사선 빔의 조합된 방사선 빔 세기를 이용하여, 상기 측정 위치에서 상기 그리드 플레이트의 반사율을 나타내는 반사율 신호를 결정하는 단계; 및 상기 그리드 플레이트의 반사율 신호에 기초하여 상기 측정 위치에서 결함의 존재를 결정하는 단계를 포함한다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 인코더-타입 위치 측정 시스템을 이용하는 위치 측정 방법이 제공되고, 상기 방법은: 이동가능한 대상물의 위치를 다른 대상물에 대해 측정하도록 적어도 1 이상의 인코더-타입 위치 측정 시스템을 제공하는 단계 - 상기 인코더-타입 위치 측정 시스템은 그리드 플레이트 및 인코더 헤드를 포함하며, 상기 그리드 플레이트는 상기 이동가능한 대상물 및 다른 대상물 중 하나 상에 장착되고, 상기 인코더 헤드는 상기 이동가능한 대상물 및 다른 대상물 중 다른 하나 상에 장착되며, 상기 인코더 헤드는 상기 그리드 플레이트 상의 측정 위치를 향해 방사선 빔을 방출하도록 구성된 방사선 소스 및 상기 그리드 플레이트에 의해 반사된 방사선 빔의 양을 측정하도록 각각 구성된 2 이상의 검출기들을 적어도 포함함 - ; 상기 2 이상의 검출기들의 각각에 반사된 방사선 빔의 양을 측정하는 단계; 상기 측정된 방사선 빔의 양에 기초하여 상기 그리드 플레이트에 대해 상기 인코더 헤드의 위치를 결정하는 단계; 및 측정된 위치에서 상기 그리드 플레이트 내의 결함의 영향을 보상하는 단계를 포함한다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 인코더-타입 위치 측정 시스템의 그리드 플레이트 내의 결함을 결정하는 방법이 제공되고, 상기 방법은: 이동가능한 대상물의 위치를 다른 대상물에 대해 측정하도록, 그리드 플레이트 및 인코더 헤드를 포함하는 적어도 1 이상의 인코더-타입 위치 측정 시스템을 제공하는 단계 - 상기 그리드 플레이트는 상기 이동가능한 대상물 및 다른 대상물 중 하나 상에 장착되고, 상기 인코더 헤드는 상기 이동가능한 대상물 및 다른 대상물 중 다른 하나 상에 장착되며, 상기 인코더 헤드는 상기 그리드 플레이트 상의 측정 위치를 향해 방사선 빔을 방출하도록 구성된 방사선 소스 및 상기 그리드 플레이트에 의해 반사된 방사선 빔의 양을 측정하도록 각각 구성된 2 이상의 검출기들을 적어도 포함함 - ; 상기 그리드 플레이트에 대해 상기 2 이상의 검출기들의 적어도 2 이상의 상이한 각도에 대해 적어도 2 이상의 위치 오차 맵들을 결정하는 단계; 및 상기 적어도 2 이상의 위치 오차 맵들로부터 결함 맵을 추출하는 단계를 포함한다.
본 발명의 일 실시예에 따르면,
방사선 빔을 컨디셔닝하도록 구성된 조명 시스템; 패터닝 디바이스를 지지하도록 구성된 지지체 - 상기 패터닝 디바이스는 패터닝된 방사선 빔을 형성하기 위해 상기 방사선 빔의 단면에 패턴을 부여할 수 있음 - ; 기판을 유지하도록 구성된 기판 테이블; 상기 기판의 타겟부 상으로 상기 패터닝된 방사선 빔을 투영하도록 구성된 투영 시스템; 및 리소그래피 장치의 이동가능한 대상물의 위치를 측정하는 위치 측정 시스템을 포함하고, 상기 위치 측정 시스템은 그리드 플레이트 및 인코더 헤드를 포함하는 적어도 1 이상의 인코더 시스템을 포함하며, 상기 인코더 헤드는 측정 위치에서 상기 그리드 플레이트에 의해 반사된 방사선 빔을 측정하도록 2 개의 검출기들을 적어도 포함하고, 상기 인코더 시스템은 상기 2 이상의 검출기들에 의해 측정된 상기 반사된 방사선 빔에 기초하여 조합된 방사선 빔 세기를 이용하여, 상기 측정 위치에서 상기 그리드 플레이트의 반사율을 결정하도록 구성되는 리소그래피 장치가 제공된다.
이하, 대응하는 참조 부호들이 대응하는 부분들을 나타내는 첨부된 개략적인 도면들을 참조하여, 단지 예시의 방식으로만 본 발명의 실시예들을 설명할 것이다:
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 리소그래피 장치를 도시한 도면; 및
도 2는 인코더-타입 측정 시스템의 일 실시예를 도시한 도면이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 리소그래피 장치를 도시한 도면; 및
도 2는 인코더-타입 측정 시스템의 일 실시예를 도시한 도면이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 리소그래피 장치를 개략적으로 도시한다. 상기 장치는 방사선 빔(B)(예를 들어, UV 방사선 또는 여타의 적절한 방사선)을 컨디셔닝하도록 구성된 조명 시스템(일루미네이터)(IL), 패터닝 디바이스(예를 들어, 마스크)(MA)를 지지하도록 구성되고, 소정 파라미터들에 따라 패터닝 디바이스를 정확히 위치시키도록 구성된 제 1 위치설정 디바이스(PM)에 연결된 패터닝 디바이스 지지체 또는 지지 구조체(예를 들어, 마스크 테이블)(MT)를 포함한다. 또한, 상기 장치는 기판(예를 들어, 레지스트-코팅된 웨이퍼)(W)을 유지하도록 구성되고, 소정 파라미터들에 따라 기판을 정확히 위치시키도록 구성된 제 2 위치설정 디바이스(PW)에 연결된 기판 테이블(예를 들어, 웨이퍼 테이블)(WT) 또는 "기판 지지체"를 포함한다. 또한, 상기 장치는 기판(W)의 타겟부(C)(1 이상의 다이를 포함) 상에 패터닝 디바이스(MA)에 의하여 방사선 빔(B)에 부여된 패턴을 투영하도록 구성된 투영 시스템(예를 들어, 굴절 투영 렌즈 시스템)(PS)을 포함한다.
조명 시스템은 방사선을 지향, 성형 또는 제어하기 위하여, 굴절, 반사, 자기, 전자기, 정전기 또는 여하한의 타입의 광학 구성요소들, 또는 그 조합과 같은 다양한 타입의 광학 구성요소를 포함할 수 있다.
패터닝 디바이스 지지체는 패터닝 디바이스의 방위, 리소그래피 장치의 디자인, 및 예를 들어 패터닝 디바이스가 진공 환경에서 유지되는지의 여부와 같은 다른 조건들에 의존하는 방식으로 패터닝 디바이스를 유지한다. 패터닝 디바이스 지지체는 패터닝 디바이스를 유지하기 위해 기계적, 진공, 정전기, 또는 다른 클램핑 기술들을 이용할 수 있다. 패터닝 디바이스 지지체는, 예를 들어 필요에 따라 고정되거나 이동가능할 수 있는 프레임 또는 테이블일 수 있다. 패터닝 디바이스 지지체는, 패터닝 디바이스가 예를 들어 투영 시스템에 대해 원하는 위치에 있을 것을 보장할 수 있다. 본 명세서의 "레티클" 또는 "마스크"라는 용어의 어떠한 사용도 "패터닝 디바이스"라는 좀 더 일반적인 용어와 동의어로 간주될 수 있다.
본 명세서에서 사용되는 "패터닝 디바이스"라는 용어는, 기판의 타겟부에 패턴을 생성하기 위해서, 방사선 빔의 단면에 패턴을 부여하는데 사용될 수 있는 여하한의 디바이스를 언급하는 것으로 폭넓게 해석되어야 한다. 방사선 빔에 부여된 패턴은, 예를 들어 상기 패턴이 위상-시프팅 피처(phase-shifting feature)들 또는 소위 어시스트 피처(assist feature)들을 포함하는 경우, 기판의 타겟부 내의 원하는 패턴과 정확히 일치하지 않을 수도 있다는 것을 유의하여야 한다. 일반적으로, 방사선 빔에 부여된 패턴은 집적 회로와 같이 타겟부에 생성될 디바이스 내의 특정 기능 층에 해당할 것이다.
패터닝 디바이스는 투과형 또는 반사형일 수 있다. 패터닝 디바이스의 예로는 마스크, 프로그램가능한 거울 어레이, 및 프로그램가능한 LCD 패널들을 포함한다. 마스크는 리소그래피 분야에서 잘 알려져 있으며, 바이너리(binary)형, 교번 위상-시프트형 및 감쇠 위상-시프트형과 같은 마스크 타입뿐만 아니라, 다양한 하이브리드(hybrid) 마스크 타입들을 포함한다. 프로그램가능한 거울 어레이의 일 예시는 작은 거울들의 매트릭스 구성을 채택하며, 그 각각은 입사하는 방사선 빔을 상이한 방향으로 반사시키도록 개별적으로 기울어질 수 있다. 기울어진 거울들은 거울 매트릭스에 의해 반사되는 방사선 빔에 패턴을 부여한다.
본 명세서에서 사용되는 "투영 시스템"이라는 용어는, 사용되는 노광 방사선에 대하여, 또는 침지 액체의 사용 또는 진공의 사용과 같은 다른 인자들에 대하여 적절하다면, 굴절, 반사, 카타디옵트릭(catadioptric), 자기, 전자기 및 정전기 광학 시스템, 또는 여하한의 그 조합을 포함하는 여하한의 타입의 투영 시스템을 내포하는 것으로서 폭넓게 해석되어야 한다. 본 명세서의 "투영 렌즈"라는 용어의 어떠한 사용도 "투영 시스템"이라는 좀 더 일반적인 용어와 동의어로 간주될 수 있다.
본 명세서에 도시된 바와 같이, 상기 장치는 (예를 들어, 투과 마스크를 채택하는) 투과형으로 구성된다. 대안적으로, 상기 장치는 (예를 들어, 앞서 언급된 것과 같은 타입의 프로그램가능한 거울 어레이를 채택하거나, 반사 마스크를 채택하는) 반사형으로 구성될 수 있다.
리소그래피 장치는 2 개(듀얼 스테이지) 이상의 기판 테이블 또는 "기판 지지체"(및/또는 2 이상의 마스크 테이블 또는 "마스크 지지체")를 갖는 형태로 구성될 수 있다. 이러한 "다수 스테이지" 기계에서는 추가 테이블 또는 지지체가 병행하여 사용될 수 있으며, 또는 1 이상의 테이블 또는 지지체가 노광에 사용되고 있는 동안 1 이상의 다른 테이블 또는 지지체에서는 준비작업 단계가 수행될 수 있다.
또한, 리소그래피 장치는 투영 시스템과 기판 사이의 공간을 채우기 위해서, 기판의 전체 또는 일부분이 비교적 높은 굴절률을 갖는 액체, 예컨대 물로 덮일 수 있는 형태로도 구성될 수 있다. 또한, 침지 액체는 리소그래피 장치 내의 다른 공간들, 예를 들어 패터닝 디바이스(예를 들어, 마스크)와 투영 시스템 사이에도 적용될 수 있다. 침지 기술은 투영 시스템의 개구수(numerical aperture)를 증가시키는데 사용될 수 있다. 본 명세서에서 사용되는 "침지"라는 용어는 기판과 같은 구조체가 액체 내에 잠겨야 함을 의미하는 것이라기보다는, 노광시 액체가 예를 들어 투영 시스템과 기판 사이에 놓이기만 하면 된다는 것을 의미한다.
도 1을 참조하면, 일루미네이터(IL)는 방사선 소스(SO)로부터 방사선 빔을 수용한다. 예를 들어, 상기 소스가 엑시머 레이저인 경우, 상기 소스 및 리소그래피 장치는 별도의 개체일 수 있다. 이러한 경우, 상기 소스는 리소그래피 장치의 일부분을 형성하는 것으로 간주되지 않으며, 상기 방사선 빔은 예를 들어 적절한 지향 거울 및/또는 빔 익스팬더(beam expander)를 포함하는 빔 전달 시스템(BD)의 도움으로, 소스(SO)로부터 일루미네이터(IL)로 통과된다. 다른 경우, 예를 들어 상기 소스가 수은 램프인 경우, 상기 소스는 리소그래피 장치의 통합부일 수 있다. 상기 소스(SO) 및 일루미네이터(IL)는, 필요에 따라 빔 전달 시스템(BD)과 함께 방사선 시스템이라고 칭해질 수 있다.
상기 일루미네이터(IL)는 방사선 빔의 각도 세기 분포를 조정하도록 구성된 조정기(AD)를 포함할 수 있다. 일반적으로, 일루미네이터의 퓨필 평면 내의 세기 분포의 적어도 외반경 및/또는 내반경 크기(통상적으로, 각각 외측-σ 및 내측-σ라 함)가 조정될 수 있다. 또한, 일루미네이터(IL)는 인티그레이터(IN) 및 콘덴서(CO)와 같이, 다양한 다른 구성요소들을 포함할 수도 있다. 일루미네이터는 방사선 빔의 단면에 원하는 균일성(uniformity) 및 세기 분포를 갖기 위해, 방사선 빔을 컨디셔닝하는데 사용될 수 있다.
상기 방사선 빔(B)은 패터닝 디바이스 지지체(예를 들어, 마스크 테이블)(MT) 상에 유지되어 있는 패터닝 디바이스(예를 들어, 마스크)(MA) 상에 입사되며, 패터닝 디바이스에 의해 패터닝된다. 패터닝 디바이스(예를 들어, 마스크)(MA)를 가로질렀으면, 상기 방사선 빔(B)은 투영 시스템(PS)을 통과하여 기판(W)의 타겟부(C) 상에 상기 빔을 포커스한다. 제 2 위치설정 디바이스(PW) 및 위치 센서의 도움으로, 기판 테이블(WT)은 예를 들어 방사선 빔(B)의 경로 내에 상이한 타겟부(C)들을 위치시키도록 정확하게 이동될 수 있다. 이와 유사하게, 제 1 위치설정 디바이스(PM) 및 또 다른 위치 센서(도 1에 명확히 도시되지 않음)는, 예를 들어 마스크 라이브러리(mask library)로부터의 기계적인 회수 후에, 또는 스캔하는 동안, 방사선 빔(B)의 경로에 대해 패터닝 디바이스(예를 들어, 마스크)(MA)를 정확히 위치시키는데 사용될 수 있다. 일반적으로, 패터닝 디바이스 지지체(예를 들어, 마스크 테이블)(MT)의 이동은 장-행정 모듈(long-stroke module: 개략 위치설정) 및 단-행정 모듈(short-stroke module: 미세 위치설정)의 도움으로 실현될 수 있으며, 이는 제 1 위치설정 디바이스(PM)의 일부분을 형성한다. 이와 유사하게, 기판 테이블(WT) 또는 "기판 지지체"의 이동은 장-행정 모듈 및 단-행정 모듈을 이용하여 실현될 수 있으며, 이는 제 2 위치설정 디바이스(PW)의 일부분을 형성한다. (스캐너와는 달리) 스테퍼의 경우, 패터닝 디바이스 지지체(예를 들어, 마스크 테이블)(MT)는 단-행정 액추에이터에만 연결되거나 고정될 수 있다. 패터닝 디바이스(예를 들어, 마스크)(MA) 및 기판(W)은 패터닝 디바이스 정렬 마크들(M1, M2) 및 기판 정렬 마크들(P1, P2)을 이용하여 정렬될 수 있다. 비록, 예시된 기판 정렬 마크들은 지정된(dedicated) 타겟부들을 차지하고 있지만, 그것들은 타겟부들 사이의 공간들 내에 위치될 수도 있다[이들은 스크라이브-레인 정렬 마크(scribe-lane alignment mark)들로 알려져 있다]. 이와 유사하게, 패터닝 디바이스(예를 들어, 마스크(MA)) 상에 1 이상의 다이가 제공되는 상황들에서, 패터닝 디바이스 정렬 마크들은 다이들 사이에 위치될 수 있다.
도시된 장치는 다음 모드들 중 1 이상에서 사용될 수 있다:
1. 스텝 모드에서, 패터닝 디바이스 지지체(예를 들어, 마스크 테이블)(MT) 또는 "마스크 지지체" 및 기판 테이블(WT) 또는 "기판 지지체"는 기본적으로 정지 상태로 유지되는 한편, 방사선 빔에 부여되는 전체 패턴은 한번에 타겟부(C) 상에 투영된다[즉, 단일 정적 노광(single static exposure)]. 그 후, 기판 테이블(WT) 또는 "기판 지지체"는 상이한 타겟부(C)가 노광될 수 있도록 X 및/또는 Y 방향으로 시프트된다. 스텝 모드에서 노광 필드의 최대 크기는, 단일 정적 노광시에 이미징되는 타겟부(C)의 크기를 제한한다.
2. 스캔 모드에서, 패터닝 디바이스 지지체(예를 들어, 마스크 테이블)(MT) 또는 "마스크 지지체" 및 기판 테이블(WT) 또는 "기판 지지체"는 방사선 빔에 부여된 패턴이 타겟부(C) 상에 투영되는 동안에 동기적으로 스캐닝된다[즉, 단일 동적 노광(single dynamic exposure)]. 패터닝 디바이스 지지체(예를 들어, 마스크 테이블)(MT) 또는 "마스크 지지체"에 대한 기판 테이블(WT) 또는 "기판 지지체"의 속도 및 방향은 투영 시스템(PS)의 확대(축소) 및 이미지 반전 특성에 의하여 결정될 수 있다. 스캔 모드에서, 노광 필드의 최대 크기는 단일 동적 노광시 타겟부의 (스캐닝 되지 않는 방향으로의) 폭을 제한하는 반면, 스캐닝 동작의 길이는 타겟부의 (스캐닝 방향으로의) 높이를 결정한다.
3. 또 다른 모드에서, 패터닝 디바이스 지지체(예를 들어, 마스크 테이블)(MT)는 프로그램가능한 패터닝 디바이스를 유지하여 기본적으로 정지된 상태로 유지되며, 방사선 빔에 부여된 패턴이 타겟부(C) 상에 투영되는 동안, 기판 테이블(WT) 또는 "기판 지지체"가 이동되거나 스캐닝된다. 이 모드에서는, 일반적으로 펄스화된 방사선 소스(pulsed radiation source)가 채택되며, 프로그램가능한 패터닝 디바이스는 기판 테이블(WT) 또는 "기판 지지체"가 각각 이동한 후, 또는 스캔 중에 계속되는 방사선 펄스 사이사이에 필요에 따라 업데이트된다. 이 작동 모드는 앞서 언급된 바와 같은 타입의 프로그램가능한 거울 어레이와 같은 프로그램가능한 패터닝 디바이스를 이용하는 마스크없는 리소그래피(maskless lithography)에 용이하게 적용될 수 있다.
또한, 상술된 사용 모드들의 조합 및/또는 변형, 또는 완전히 다른 사용 모드들이 채택될 수도 있다.
도 1의 리소그래피 장치에서, 기판 테이블(WT)의 위치를 측정하기 위해 인코더-타입 위치 측정 시스템(PMS)이 제공된다. 인코더-타입 위치 측정 시스템은 6 자유도로 기판 테이블(WT)의 위치를 결정하도록 구성된다. 이러한 이유로, 다수의 인코더 헤드들(EH)이 기판 테이블(WT) 상에 제공되며, 리소그래피 장치의 프레임, 예를 들어 소위 메트롤로지 프레임 상에 그리드 플레이트(GP)가 장착된다.
그리드 플레이트(GP)는 그리드 또는 격자를 포함하는 대상물이며, 반드시 판 형상일 필요는 없다. 그리드 플레이트(GP)는 인코더 헤드(EH)를 이용하여 이동가능한 대상물의 위치를 측정하는데 사용되는 그리드 또는 격자가 제공된 여하한의 대상물일 수 있다.
도 1에 도시된 인코더 헤드(EH)는 두 방향들 - 한 방향은 그리드 플레이트(GP) 상의 그리드 또는 격자에 대해 실질적으로 평행하고, 다른 한 방향은 그리드 플레이트(GP)에 대해 실질적으로 수직임 - 로 그리드 플레이트에 대해 그 위치를 결정할 수 있다. 리소그래피 장치의 이동가능한 대상물에 대한 위치 측정 시스템의 대안적인 실시예에서는, 리소그래피 장치의 프레임 상에 1 이상의 인코더 헤드들이 제공될 수 있으며, 이동가능한 대상물 상에 1 이상의 그리드 플레이트들이 제공될 수 있다.
도 2는 인코더 헤드(EH) 및 그리드 플레이트(GP)의 일 실시예의 개략도이다. 인코더 헤드(EH) 및 그리드 플레이트(GP)의 이러한 조합은, 예를 들어 DR. JOHANNES HEIDENHAIN GmbH, Traunreut, Deutschland로부터 이용가능하다. 인코더 헤드(EH)는 광범위하게 "방사선 소스"라 칭해질 수 있는 광 소스(LS), 상기 광 소스에 의해 방출된 광 또는 방사선 빔을 집광하는 콘덴서(CD), 스캐닝 레티클(SR), 및 3 개의 검출기들(DET), 예를 들어 볼타 전지(voltaic cell)들을 포함한다.
광 소스 또는 방사선 소스(LS)는 스캐닝 레티클(SR)을 향해 광 또는 방사선 빔을 방출한다. 스캐닝 레티클(SR)은 그리드 플레이트(GP) 상에 제공된 격자에 대응하는 격자를 포함한다. 광파 또는 방사선파가 스캐닝 레티클(SR)을 통과할 때, 이는 거의 동일한 발광 세기(luminous intensity)를 갖는, +1, 0 및 -1 차의 3 개의 부분 파들로 회절된다.
상기 발광 세기의 대부분이 +1 및 -1의 반사된 회절 차수들에서 발견되도록, 상기 부분 파들은 그리드 플레이트(GP)에 의해 회절된다. 이러한 부분 파들은 다시 회절되고 간섭하는 스캐닝 레티클(SR)의 위상 격자에서 다시 만난다. 이는 본질적으로 상이한 각도들에서 스캐닝 레티클(SR)을 떠나는 3 개의 파열(wave train)을 생성한다.
상기 3 개의 파열들은 3 개의 검출기들(DET)에 의해 수용되며, 이는 교번하는 광 또는 방사선 빔 세기를 전기적 신호들로 변환시킬 수 있다. 이러한 전기적 신호들에 기초하여, 인코더 헤드(EH)에 대해 평행한 방향으로 그리드 플레이트(GP)의 위치 변화가 결정될 수 있으며, 이에 따라 이 방향으로 그리드 플레이트(GP)에 대한 인코더 헤드(EH)의 상대 위치가 높은 정확성으로 결정될 수 있다.
위치 측정 시, 위치의 변화를 결정하기 위해 각각의 검출기에 의해 포획된 광 방사선 빔 세기의 변화가 사용된다. 그리드 플레이트 내에 결함들이 존재하지 않거나, 적어도 그리드 플레이트(GP) 내에 존재하는 결함들이 알려져 이러한 결함들이 고려될 수 있는 것이 바람직하다. 본 발명의 일 실시예는 그리드 플레이트 내의 결함들을 검출하고, 이러한 결함들을 고려하는 방법을 제공한다.
그리드 플레이트의 반사율은 검출기들(DET) 상에 떨어지는 광 또는 방사선 빔의 양과 관계된다. 따라서, 3 개의 검출기들(DET) 상에 수용된 광 또는 방사선 빔의 양을 측정하고, 반사된 광 또는 방사선 빔의 조합된 광 또는 방사선 빔 세기, 예를 들어 상기 검출기들 상에 떨어지는 광 또는 방사선 빔의 전체 양을 이용함으로써, 측정 위치에서 그리드 플레이트의 반사율을 나타내는 신호가 결정될 수 있다.
3 개의 검출기들에 의해 수용된 광 또는 방사선 빔의 전체 양 대신에, 상기 검출기들에 의해 수용된 광 또는 방사선 빔 세기들의 또 다른 조합이 그리드 플레이트(GP)의 반사율을 나타내는 신호를 결정하는데 사용될 수도 있음을 유의한다.
이 그리드 플레이트(GP)의 반사율은 측정 위치, 즉 광 또는 방사선 소스(LS)의 광 또는 방사선 빔이 그리드 플레이트(GP)에 의해 반사되는 그리드 플레이트(GP)의 위치에서 결함의 존재를 결정하는데 사용될 수 있다. 일반적으로, 그리드 플레이트(GP) 내의 결함은 상기 결함의 위치에서 그리드 플레이트(GP)의 반사율의 변동을 가져올 것이다. 통상적으로, 결함의 위치에서의 반사율은 결함이 없는 그리드 플레이트(GP) 상의 위치에서보다 더 작을 것이다. 따라서, 예를 들어 그리드 플레이트(GP)의 반사율이 임계 레벨 아래에 있는 반면, 이 그리드 플레이트(GP)의 수직 반사율(normal reflectivity)이 이 임계 값 위에 있을 때에, 결함이 존재한다는 것이 결정될 수 있다. 이러한 결함의 위치가 알려지면, 그 측정 위치에서 부정확한 위치 측정이 예측될 수 있다. 그리드 플레이트의 반사율은 반사율이 측정되는 방향에 의존할 수 있다.
바람직하게는 그리드 플레이트(GP)의 전체 표면에 걸쳐 다수의 측정 위치들에서 그리드 플레이트의 반사율을 측정함으로써, 그리드 플레이트(GP)의 반사율 프로파일이 제공될 수 있다. 이러한 반사율 프로파일을 디폴트 프로파일(default profile)과 비교하고 임계 연산(threshold operation)을 적용함으로써, 그리드 플레이트(GP)의 결함 맵이 결정될 수 있다. 이러한 결함 맵은 그리드 플레이트(GP) 상의 결함들의 존재 및 위치에 관한 정보를 제공한다. 실제 위치 측정 동안에 그리드 플레이트(GP)가 사용된다면, 어떤 측정 위치들에서 부정확한 위치 측정이 예상될 수 있는지를 알 수 있다.
그리드 플레이트의 반사율 프로파일 및/또는 결함 맵은 저장될 수 있고, 다른 반사율 프로파일 및/또는 결함 맵과 비교될 수 있다. 반사율 프로파일 및/또는 결함 맵 간의 여하한의 차이는 그리드 플레이트(GP) 상에 새로운 결함을 가리킬 수 있다. 이러한 새로운 결함은 위치 측정 동안에 고려될 수 있다. 또한, 그리드 플레이트의 품질이 저하되는지 여부를 결정하는데 사용될 수도 있다. 결함들의 개수 또는 크기가 최대 개수 또는 크기보다 큰 경우, 위치 측정 시스템에 새로운 그리드 플레이트(GP)를 설치하도록 결정될 수 있다.
또한, 검출기들 상에 반사된 광 또는 방사선 빔의 양은 그리드 플레이트(GP)에 대한 인코더 헤드(EH)의 각도에 의존한다는 것을 유의한다. 그러므로, 그리드 플레이트의 반사율 프로파일을 결정하는 동안에 인코더 헤드의 각도가 일정한 것이 바람직할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 방법은 그리드 플레이트 내의 새로운 결함들에 대한 결함 검출 방법에 사용될 수도 있다. 이러한 방법에서, 실제 위치 측정 동안에 그리드 플레이트의 측정된 반사율은 동일한 측정 위치에서 이전에 측정된 반사율과 비교될 수 있다. 그리드 플레이트의 반사율이 실질적으로 상이하다면, 그리드 플레이트(GP) 내에 결함이 존재할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예의 방법은 그리드 플레이트 내의 새로운 결함들의 온라인 검출에도 적용될 수 있다. 이러한 방법에서, 리소그래피 공정 시 실제 위치 측정 동안에 측정된 인코더 헤드의 반사율 신호는 이전에 측정된 반사율 신호들과 비교될 수 있다. 특히, 실제 반사율 신호와 이전에 측정된 반사율 신호들 간의 상관관계가 결정될 수 있다. 이 상관관계는 임계치와 비교될 수 있다. 임계치가 초과된 경우, 실제 측정 위치에서 결함이 검출될 수 있다. 또한, 반사율 신호 대신에, 인코더 헤드의 또 다른 출력 신호, 예를 들어 인코더 헤드에 의해 제공된 위치 신호가 그리드 플레이트 내의 결함을 검출하는데 사용될 수도 있다.
그리드 플레이트(GP) 내의 결함은 부정확한 위치 측정을 초래할 수 있다. 이러한 부정확한 위치 측정은 위치 측정 동안에 위치 측정에 결함의 영향을 보상함으로써 고려될 수 있다.
이 보상은 그리드 플레이트(GP) 내의 결함으로 인한 인코더 헤드(EH)의 출력 신호의 위상 오차를 추정하고 이 위상 오차를 보상함으로써 수행될 수 있다. 이러한 보상을 위해, 예상된 위상 오차는 그리드 플레이트의 반사율 프로파일과 조합한 인코더 헤드(EH)의 포워드 임펄스 응답(forward impulse response)에 기초한 결함 커널(defect kernel)에 의해 예측될 수 있다. 이러한 실시예에서, 반사율 프로파일은 결함 커널에 대한 입력으로서 사용되며, 결함 커널의 출력은 그리드 플레이트 내의 결함의 영향에 관한 정보를 제공한다.
이후, 결함 커널의 예시가 제공된다. 이 결함 커널은 그리드 플레이트(GP) 상의 결함을 결정하고, 및/또는 그리드 플레이트 상의 알려진 결함을 보상하는데 사용될 수 있다. 그리드 플레이트의 반사율의 국부적인 변동으로서 결함이 정의된다. 이 변동은 몇 가지 소스들을 가질 수 있다. 흡수 양은 
으로 표시된다. 이 값은 비 결함과 완전히 흡수한 결함에 대응하여 0 내지 1 사이에서 변동할 수 있다.
3 개의 검출기들(DET)의 출력 신호들은 단일 위상 출력 신호(φ)로 조합된다. 각각의 인코더는 상이한 민감도 벡터들을 갖는 2 개의 채널들을 포함하며, 이들은 A 및 B로 표시된다. 출력 신호들 A 및 B의 위상 오차들은 인코더의 임펄스 응답을 갖는 결함 
의 컨볼루션(convolution)에 의해 연산될 수 있다.
여기서, 
및 
는 출력 신호들 A 및 B의 임펄스 응답들을 나타낸다. 출력 신호들 A 및 B에 대한 임펄스 응답들은:
로 정의되며,
여기서, 
는 단일 스폿(spot)에 대한 임펄스 응답을 나타낸다. 단일 스폿 임펄스 응답은:
에 의해 주어지며,
결함 상수(constant) C는:
에 의해 정의된다.
상기의 예시에서, 그리드 플레이트의 반사율의 y 방향으로의 변동들이 주어진다. 그리드 플레이트의 반사율의 다른 방향들로의 변동들은 상이할 수 있다는 것을 유의한다. 따라서, 상기의 관계와 유사하게, x 방향으로 또는 여타의 다른 방향으로 그리드 플레이트의 반사율에 대한 관계가 존재한다. 본 발명의 방법의 결과들을 더욱 개선하기 위하여, 그리드 플레이트 상의 결함을 결정하도록 상이한 방향들의 반사율의 변동들이 결정될 수 있다.
상기의 방정식들의 상수들에 대한 수치적 값들의 예시가 표 1에 제시된다.
표 1 상수 결함 모델(Constants defect model)
리사쥬 반경(Lissajous radius)은 검출기 상으로 떨어지는 광 또는 방사선 빔의 양을 나타낸다. 결함이 존재하지 않는 경우, 정규화된 리사쥬 반경은 1이다. 결함이 존재하는 경우, 출력 신호들 A 및 B에 대한 정규화된 리사쥬 반경은 컨볼루션
에 의해 제공되며,
여기서, 
및 
는 출력 신호들 A 및 B의 임펄스 응답을 나타낸다. 출력 신호들 A 및 B에 대한 임펄스 응답은:
로 정의된다.
가우시안 방사조도 분포(Gaussian irradiance distribution)에 대하여, 단일 스폿의 임펄스 응답은:
에 의해 주어진다.
이상, 인코더들의 포워드 임펄스 응답들이 제시된다. 결함 
이 주어진다면, 위치 응답 및 정규화된 리사쥬 반경을 연산할 수 있다. 이제, 측정된 반사율 프로파일들 
및 
은 위상 오차들 
및 
를 연산하는데 사용된다.
측정된 반사율 프로파일들은 실제 결함 
에 의존할 뿐만 아니라, 추가 측정 잡음 
및 
에도 의존한다. 위너 커널(Wiener kernel)은 결함 커널의 설계 시 이 측정 잡음을 포함하는 방법으로서 사용될 수 있다.
제 1 단계는 
및 
에 대응하는 주파수 응답 함수(FRF)를 연산하는 것이며, 이는
및
에 의해 정의된다.
로 정의된다.
세기 신호 상에 위치 오차 
및 추가 잡음 
의 파워 스펙트럼(power spectra)이 주어진다면, 결함 커널의 FRF의 위너 추정치(estimate)는:
로 정의되고,
여기서,
이 필터 
의 임펄스 응답은 
를 공간 도메인으로 다시 변환시킴으로써 알아낼 수 있다.
반사율 프로파일을 갖는 이 결함 커널의 컨볼루션은 위상 오차들에 대한 추정치를 제공한다.
검출 필터 수치(defect filter numerical)를 연산하기 위해, 예를 들어 빠른 푸리에 변환(fast Fourier transformation)이 적용될 수 있으며, 이는 주기적인 경계 조건들을 가정한다. 이러한 주기적인 조건들은 본 적용에 대해서는 부정확하다. 그 결과로, 추정된 커널은 그 경계 주변에서 부정확할 수 있다. 이러한 문제에 대한 해답을 제공하기 위해, 결함 필터는 란초스 보정(Lanczos correction)을 이용하여 트런케이트(truncate)될 수 있다. 이 보정은 실제 트런케이션 이전에 sinc 함수와의 곱을 수반한다.
앞서 설명된 결함 커널은 그리드 플레이트 내의 영향으로 인한 위상 오차의 유용한 추정을 제공할 것이며, 따라서 그리드 플레이트(GP) 내의 결함들로 인한 위치 오차들을 보상하는데 사용될 것이다. 하지만, 그리드 플레이트(GP) 내의 결함의 검출 및/또는 보상을 위해 여하한의 다른 결함 모델이 사용될 수도 있다.
그리드 플레이트의 결함 맵을 결정하는 방법의 대안적인 실시예에서, 그리드 플레이트에 대한 2 이상의 검출기들의 적어도 2 이상의 상이한 각도들에 대해 적어도 2 이상의 위치 오차 맵들을 결정하고, 적어도 2 이상의 위치 오차 맵들로부터 검출 맵을 추출함으로써, 그리드 플레이트 내의 결함들이 결정될 수 있다. 위치 오차 맵들을 결정하기 위해, 본 명세서에서 전문이 인용 참조되는 미국 특허 출원 11/006,970호에 개시된 바와 같은 방법이 사용될 수 있다.
미국 특허 출원 11/006,970호의 방법에서, 위치 오차 맵은:
a) 설정점 신호에 응답하여, 인코더 그리드 플레이트에 대한 스테이지를 이동시킴으로써 - 상기 스테이지의 위치는 스테이지 제어기에 의해 제어됨 - ;
b) 상기 이동시키는 동안에, 인코더 그리드와 상호작동하는 센서 헤드에 의해 상기 스테이지의 위치를 측정함으로써;
c) 상기 센서 헤드에 의해 측정된 바와 같은 상기 스테이지의 위치와 설정점 신호 간의 차이를 나타내는 신호를 레지스터(register)함으로써;
얻어질 수 있다.
이 레지스터된 신호에 기초하여, 위치 오차 맵이 결정된다. 위치 오차 맵들이 그리드 플레이트에 대한 인코더 헤드의 적어도 2 개의 상이한 각도에 대해 결정될 때, 적어도 2 개의 위치 오차 맵들로부터 결함 맵이 추출될 수 있다. 이 예시에서, 반사율의 변동들은 2 개의 위치 오차 맵들의 측정 사이에서 그리드 플레이트에 대한 인코더 헤드의 각도를 변화시킴으로써 결정된다. 그 결과, 2 개의 상이한 각도들로부터 측정된 위치 오차 맵들의 변동들이 결정될 수 있다. 하지만, 그리드 플레이트의 반사율에 기인한 위치 오차 맵들의 변동은, 제 1 각도로부터 제 2 각도로 이동이 행해지는 각도에 의존할 수 있다. 예를 들어, y-축을 중심으로 한 회전 Ry는 측정된 위치 오차 맵들 중 하나의 변화로 인해 결함의 결정을 유도할 수 있다. 하지만, 회전 Ry에 수직인, x-축을 중심으로 한 동일한 각도 상에서의 회전 Rx는 동일한 위치에서 결함의 결정을 유도하지 않을 수 있는데, 이는 측정된 2 개의 위치 오차 맵들이 동일할 것이기 때문이다.
결함들이 한 방향으로만 발생할 수 있기 때문에, 본 방법의 실시예는 그리드 플레이트에 대한 2 이상의 검출기들의 다른 각도 - 상기 각도는 첫 번째 2 개의 각도들과 다른 평면에 존재함 - 에 대해 제 3 위치 오차 맵을 결정하는 단계, 및 3 개의 위치 오차 맵들로부터 결함 맵을 추출하는 단계를 포함할 수 있다. 다른 2 개의 각도들과 다른 각도에서 제 3 위치 오차 맵을 결정함으로써, 결과적인 결함 맵은 2 개의 직교하는 축들을 중심으로 한 회전의 영향에 관한 정보를 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 제 3 각도는 첫 번째 2 개의 각도들의 평면과 실질적으로 수직이다.
예를 들어, 첫 번째 2 개의 각도들은 y-축을 중심으로 한 회전, 즉 x-z 평면에서의 회전에 관할 것일 수 있고, 제 3 각도는 y-축에 수직인 x-축을 중심으로 한 회전, 즉 y-z 평면에서의 회전에 관한 것일 수 있다. 결과적인 결함 맵은 x-축과 y-축 둘 모두를 중심으로 한 회전에 관한 정보를 포함한다.
상이한 각도들 간의 영향들의 측정에 요구되는 기울기(tilt)는 인코더 헤드가 그리드 플레이트에 대해 기울어지도록 요구할 수 있다. 이러한 기울기에 의해 측정된 영향은 인코더 헤드의 실제 각도 변화에 의해 유도될 뿐만 아니라, 인코더 헤드의 내부 오프셋(internal offset)에 관해서도 유도될 수 있다. 예를 들어, 이러한 인코더 헤드의 내부 오프셋은, 예를 들어 내부 광학 구성요소들의 허용오차로 인하여, 인코더 헤드의 상기 내부 광학 구성요소들에 의해 유도될 수 있다. 따라서, 상기의 방법에 따른 위치 오차 맵의 측정에서 인코더 헤드의 기울기의 영향들을 결정할 때, 상기 방법은 인코더 헤드의 내부 구성요소들의 오프셋을 보상하는 단계를 포함할 수 있다. 이러한 보상은 여하한의 적절한 오프셋 정보, 예를 들어 인코더 헤드의 캘리브레이션에 의해 얻어진 정보에 기초할 수 있다.
일 예시로서, 인코더 헤드의 오프셋을 캘리브레이션하는 단계는 다음의 단계들: 알려진 결함 상에서 세기 및 위치 데이터를 측정하는 단계, 및 측정된 위치 데이터에 관해 측정된 세기 데이터를 피팅(fitting)하는 단계에 의해 수행될 수 있다. 상기 데이터가 피팅되기 이전에, 세기 데이터 및 위치 데이터가 필터링될 수 있다. 이 캘리브레이션 방법에서, 알려진 여하한의 적절한 결함이 사용될 수 있다. 일 실시예에서는, 의도적으로 제조된 결함이 사용될 수 있다. 이러한 제조된 결함을 이용할 때, 결함의 크기 및 위치가 알려진다.
캘리브레이션 방법의 대안적인 실시예에서는, 인코더 헤드 내의 오프셋을 결정하는 세기 데이터 대신에 결함의 형상이 사용될 수 있다. 캘리브레이션은 그리드 플레이트에 대해 인코더 헤드의 단일 각도에서 수행될 수 있다.
대안적인 캘리브레이션 방법에서는, 다수의 각도들에서, 즉 한 방향으로의 회전에 대한 적어도 2 이상의 각도들, 또는 다수의 방향들로의 적어도 3 이상의 각도들에서 얻어진 위치 데이터가 사용될 수 있을 것이다. 상이한 각도들에서 얻어진 위치 데이터는 인코더 헤드의 내부 오프셋의 영향을 계산하기에 충분한 정보를 제공한다. 이 실시예에서는 세기 데이터가 요구되지 않는다.
몇몇 인코더 헤드 측정 시스템들은 요구되는 자유도 이상으로 인코더 헤드에 대해 그리드 플레이트의 위치를 함께 결정할 수 있는 인코더 헤드들을 갖는다. 예를 들어, 위치 측정 시스템의 알려진 실시예는 2 자유도로 그리드 플레이트에 대해 인코더 헤드의 위치를 결정하도록 각각 구성된 4 개의 인코더 헤드들을 포함한다. 위치 측정의 경우, 3 개의 인코더 헤드만이 요구된다. 네 번째 인코더 헤드는, 다른 세 개의 인코더 헤드들 중 하나가 일시적으로 그리드 플레이트에 대향하여 위치되지 않는 경우에 위치를 결정하는데 사용될 수 있지만, 캘리브레이션 용도로 사용될 수도 있다.
상기 캘리브레이션 방법의 실시예에서, 의도적으로 제조된 결함은 일 위치에 배치되며, 인코더 헤드들 중 하나가 의도적으로 제조된 결함에 대향하여 배치될 때, 4 개의 모든 인코더 헤드들은 그리드 플레이트와 대향하여 배치된다. 그 결과, 다른 3 개의 인코더 헤드들은 위치 측정 및 제어에 사용될 수 있는 한편, 네 번째 인코더 헤드는 결함의 측정 위치 데이터에 사용된다. 이는, 네 번째 인코더 헤드의 위치 데이터가 부적절한 제어 거동(control behaviour)을 유도하지 않고, 다른 3 개의 인코더 헤드들이 높은 대역폭 제어기를 갖는 위치 제어 루프에 배치될 수 있다는 장점을 갖는다. 그 결과, 네 번째 인코더 헤드에 의해 측정된 위치 데이터에 대한 양호한 측정 신호가 얻어진다.
이상, 본 발명의 실시예들은 그리드 플레이트(GP)에 대해 인코더 헤드(EH)의 위치가 결정될 수 있는 것에 기초하여 신호들을 수신하도록 3 개의 검출기들(DET)을 포함하는 인코더 헤드(EH)와 함께 설명되었다. 또한, 다수의 검출기들을 갖는 여타의 적절한 인코더 헤드가 본 발명의 다른 실시예들에서 사용될 수 있다. 또한, 인코더-타입 위치 측정 시스템이 기판 테이블의 위치를 측정하는데 사용되는 본 발명의 일 실시예가 설명되었다. 다른 이동가능한 대상물들, 특히 패터닝 디바이스 지지체와 같이 리소그래피 장치의 이동가능한 대상물들의 인코더-타입 위치 측정 시스템에 유사한 방법들 및 디바이스들이 사용될 수도 있다.
본 명세서에서는, IC 제조에 있어서 리소그래피 장치의 특정 사용예에 대하여 언급되지만, 본 명세서에 서술된 리소그래피 장치는 집적 광학 시스템, 자기 도메인 메모리용 안내 및 검출 패턴, 평판 디스플레이(flat-panel display), 액정 디스플레이(LCD), 박막 자기 헤드 등의 제조와 같이 다른 적용예들을 가질 수도 있음을 이해하여야 한다. 당업자라면, 이러한 대안적인 적용예와 관련하여, 본 명세서의 "웨이퍼" 또는 "다이"라는 용어의 어떠한 사용도 각각 "기판" 또는 "타겟부"라는 좀 더 일반적인 용어와 동의어로 간주될 수도 있음을 이해할 것이다. 본 명세서에서 언급되는 기판은 노광 전후에, 예를 들어 트랙(전형적으로, 기판에 레지스트 층을 도포하고 노광된 레지스트를 현상하는 툴), 메트롤로지 툴 및/또는 검사 툴에서 처리될 수 있다. 적용가능하다면, 이러한 기판 처리 툴과 다른 기판 처리 툴에 본 명세서의 기재 내용이 적용될 수 있다. 또한, 예를 들어 다층 IC를 생성하기 위하여 기판이 한번 이상 처리될 수 있으므로, 본 명세서에 사용되는 기판이라는 용어는 이미 여러번 처리된 층들을 포함한 기판을 칭할 수도 있다.
이상, 광학 리소그래피와 관련하여 본 발명의 실시예들의 특정 사용예를 언급하였지만, 본 발명은 다른 적용예들, 예를 들어 임프린트 리소그래피에 사용될 수 있으며, 본 명세서가 허용한다면 광학 리소그래피로 제한되지 않는다는 것을 이해할 것이다. 임프린트 리소그래피에서, 패터닝 디바이스 내의 토포그래피(topography)는 기판 상에 생성된 패턴을 정의한다. 패터닝 디바이스의 토포그래피는 전자기 방사선, 열, 압력 또는 그 조합을 인가함으로써 레지스트가 경화되는 기판에 공급된 레지스트 층으로 가압될 수 있다. 패터닝 디바이스는 레지스트가 경화된 후에 그 안에 패턴을 남기는 레지스트로부터 이동된다.
본 명세서에서 사용된 "방사선" 및 "빔"이라는 용어는 (예를 들어, 365, 248, 193, 157 또는 126 nm, 또는 그 정도의 파장을 갖는) 자외(UV) 방사선 및 (예를 들어, 5 내지 20 nm 범위 내의 파장을 갖는) 극자외(EUV) 방사선뿐만 아니라, 이온 빔 또는 전자 빔과 같은 입자 빔을 포함하는 모든 형태의 전자기 방사선을 포괄한다.
본 명세서가 허용하는 "렌즈"라는 용어는, 굴절, 반사, 자기, 전자기 및 정전기 광학 구성요소들을 포함하는 다양한 형태의 광학 구성요소들 중 어느 하나 또는 그 조합으로 언급될 수 있다.
본 발명의 특정 실시예가 상술되었지만 본 발명은 설명된 것과 다르게 실시될 수 있다는 것을 이해할 것이다. 예를 들어, 본 발명은 앞서 개시된 바와 같은 방법을 구현하는 기계-판독가능한 명령어의 1 이상의 시퀀스를 포함하는 컴퓨터 프로그램, 또는 이러한 컴퓨터 프로그램이 저장되어 있는 데이터 저장 매체(예를 들어, 반도체 메모리, 자기 또는 광학 디스크)의 형태를 취할 수 있다.
상기 서술내용은 예시를 위한 것이지, 제한하려는 것이 아니다. 따라서, 당업자라면 아래에 설명되는 청구항들의 범위를 벗어나지 않고 서술된 본 발명에 대한 변형예가 행해질 수도 있음을 이해할 것이다.
Claims (21)
- 인코더-타입(encoder-type) 위치 측정 시스템의 그리드 플레이트 내의 결함을 결정하는 방법에 있어서,
이동가능한 대상물의 위치를 다른 대상물에 대해 측정하도록 인코더-타입 위치 측정 시스템을 제공하는 단계 - 상기 인코더-타입 위치 측정 시스템은 그리드 플레이트 및 인코더 헤드를 포함하며, 상기 그리드 플레이트는 상기 이동가능한 대상물 및 다른 대상물 중 하나 상에 장착되고, 상기 인코더 헤드는 상기 이동가능한 대상물 및 다른 대상물 중 다른 하나 상에 장착되며, 상기 인코더 헤드는 상기 그리드 플레이트 상의 측정 위치를 향해 방사선 빔을 방출하도록 구성된 방사선 소스 및 상기 그리드 플레이트에 의해 반사된 방사선 빔의 양을 측정하도록 각각 구성된 2 이상의 검출기들을 포함함 - ;
상기 2 이상의 검출기들의 각각에서 반사된 방사선 빔의 양을 측정하는 단계;
상기 2 이상의 검출기들 상의 상기 반사된 방사선 빔의 조합된 방사선 빔 세기를 이용하여, 상기 측정 위치에서 상기 그리드 플레이트의 반사율을 나타내는 반사율 신호를 결정하는 단계; 및
상기 그리드 플레이트의 반사율 신호에 기초하여 상기 측정 위치에서 결함의 존재를 결정하는 단계를 포함하는 결함 결정 방법. - 제 1 항에 있어서,
다수의 측정 위치들에서 상기 그리드 플레이트의 반사율 신호를 측정하여, 상기 그리드 플레이트의 반사율 프로파일을 결정하는 단계를 포함하는 결함 결정 방법. - 제 2 항에 있어서,
상기 다수의 측정 위치들에서의 상기 그리드 플레이트의 반사율 신호는 상기 그리드 플레이트의 결함 맵(defect map)을 결정하는데 사용되는 결함 결정 방법. - 청구항 4은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.제 3 항에 있어서,
상기 결함 맵은 실제 위치 측정 동안에 결함들을 보상하는데 사용되는 결함 결정 방법. - 제 1 항에 있어서,
측정 위치에서 결함을 결정하는 단계는 측정된 반사율 신호를 임계치와 비교하는 단계를 포함하는 결함 결정 방법. - 제 1 항에 있어서,
측정 위치에서 결함을 결정하는 단계는, 측정된 반사율 신호를, 상기 측정 위치에서 이전에 측정된 반사율 신호와 비교하는 단계를 포함하는 결함 결정 방법. - 청구항 7은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.제 6 항에 있어서,
다수의 측정 위치들에서 상기 그리드 플레이트의 반사율 신호를 측정하여, 상기 그리드 플레이트의 반사율 프로파일을 결정하는 단계를 포함하고, 상기 반사율 프로파일을, 상기 그리드 플레이트의 이전에 결정된 반사율 프로파일과 비교함으로써 결함이 결정되는 결함 결정 방법. - 제 1 항에 있어서,
상기 조합된 방사선 빔 세기는 상기 2 이상의 검출기들에 의해 측정된 전체 방사선 빔 세기인 결함 결정 방법. - 제 1 항에 있어서,
위치 측정 동안에, 상기 인코더 헤드의 출력 및 상기 반사율 신호 중 1 이상을, 예상된 인코더 헤드의 출력 및 예상된 반사율 신호 중 1 이상과 상호연관시켜, 상기 그리드 플레이트 상의 결함을 결정하는 단계를 포함하는 결함 결정 방법. - 청구항 10은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.제 9 항에 있어서,
상기 예상된 출력은 이전에 측정된 인코더 헤드 출력들에 기초하는 결함 결정 방법. - 인코더-타입 위치 측정 시스템을 이용하는 위치 측정 방법에 있어서,
이동가능한 대상물의 위치를 다른 대상물에 대해 측정하도록 인코더-타입 위치 측정 시스템을 제공하는 단계 - 상기 인코더-타입 위치 측정 시스템은 그리드 플레이트 및 인코더 헤드를 포함하며, 상기 그리드 플레이트는 상기 이동가능한 대상물 및 다른 대상물 중 하나 상에 장착되고, 상기 인코더 헤드는 상기 이동가능한 대상물 및 다른 대상물 중 다른 하나 상에 장착되며, 상기 인코더 헤드는 상기 그리드 플레이트 상의 측정 위치를 향해 방사선 빔을 방출하도록 구성된 방사선 소스 및 상기 그리드 플레이트에 의해 반사된 방사선 빔의 양을 측정하도록 각각 구성된 2 이상의 검출기들을 포함함 - ;
상기 2 이상의 검출기들의 각각에서 반사된 방사선 빔의 양을 측정하는 단계;
측정된 방사선 양에 기초하여 상기 그리드 플레이트에 대해 상기 인코더 헤드의 위치를 결정하는 단계; 및
측정된 위치에서 상기 그리드 플레이트 내의 결함의 영향을 보상하는 단계를 포함하는 위치 측정 방법. - 청구항 12은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.제 11 항에 있어서,
상기 보상하는 단계는:
상기 그리드 플레이트의 반사율을 이용하여, 위치 측정 신호의 위상 오차를 예측하는 단계; 및
상기 위상 오차를 보상하는 단계를 포함하는 위치 측정 방법. - 청구항 13은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.제 12 항에 있어서,
상기 인코더 헤드의 포워드 임펄스 응답(forward impulse response)에 기초한 결함 커널(defect kernel)이 상기 결함으로 인한 위상 오차를 예측하는데 사용되는 위치 측정 방법. - 청구항 14은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.제 11 항에 있어서,
상기 보상하는 단계는:
상기 2 이상의 검출기들 상의 상기 반사된 방사선 빔의 조합된 방사선 빔 세기를 이용하여, 상기 측정 위치에서 상기 그리드 플레이트의 반사율을 나타내는 반사율 신호를 결정하고,
상기 그리드 플레이트의 반사율 신호에 기초하여 상기 측정 위치에서 결함의 존재를 결정함으로써,
결정되는 상기 결함을 이용하는 단계를 포함하는 위치 측정 방법. - 인코더-타입 위치 측정 시스템의 그리드 플레이트 내의 결함을 결정하는 방법에 있어서,
이동가능한 대상물의 위치를 다른 대상물에 대해 측정하도록 인코더-타입 위치 측정 시스템을 제공하는 단계 - 상기 인코더-타입 위치 측정 시스템은 그리드 플레이트 및 인코더 헤드를 포함하며, 상기 그리드 플레이트는 상기 이동가능한 대상물 및 다른 대상물 중 하나 상에 장착되고, 상기 인코더 헤드는 상기 이동가능한 대상물 및 다른 대상물 중 다른 하나 상에 장착되며, 상기 인코더 헤드는 상기 그리드 플레이트 상의 측정 위치를 향해 방사선 빔을 방출하도록 구성된 방사선 소스 및 상기 그리드 플레이트에 의해 반사된 방사선 빔의 양을 측정하도록 각각 구성된 2 이상의 검출기들을 포함함 - ;
상기 그리드 플레이트에 대한 상기 2 이상의 검출기들의 2 개의 상이한 각도에 대해 2 개의 위치 오차 맵들을 결정하는 단계; 및
상기 2 개의 위치 오차 맵들로부터 결함 맵을 추출하는 단계를 포함하는 결함 결정 방법. - 리소그래피 장치에 있어서,
패터닝 디바이스를 지지하도록 구성된 지지체 - 상기 패터닝 디바이스는 패터닝된 방사선 빔을 형성하기 위해 상기 방사선 빔의 단면에 패턴을 부여할 수 있음 - ;
기판을 유지하도록 구성된 기판 테이블;
상기 기판의 타겟부 상으로 상기 패터닝된 방사선 빔을 투영하도록 구성된 투영 시스템; 및
리소그래피 장치의 이동가능한 대상물의 위치를 측정하도록 구성된 위치 측정 시스템을 포함하고, 상기 위치 측정 시스템은 그리드 플레이트 및 인코더 헤드를 포함하는 인코더 시스템을 포함하며, 상기 인코더 헤드는 측정 위치에서 상기 그리드 플레이트에 의해 반사된 방사선 빔을 측정하도록 2 개의 검출기들을 포함하고,
상기 인코더 시스템은 상기 2 이상의 검출기들에 의해 측정된 상기 반사된 방사선 빔에 기초하여 조합된 방사선 빔 세기를 이용하여, 상기 측정 위치에서 상기 그리드 플레이트의 반사율을 결정하도록 구성되는 리소그래피 장치. - 제 16 항에 있어서,
상기 인코더 헤드는 3 개의 검출기들을 각각 갖는 2 개의 채널들을 포함하는 리소그래피 장치. - 제 16 항에 있어서,
상기 인코더 헤드는, 상기 그리드 플레이트에 대해 실질적으로 평행한 방향 및 상기 그리드 플레이트에 대해 실질적으로 수직인 방향으로, 상기 그리드 플레이트에 대해 위치를 측정하도록 구성되는 리소그래피 장치. - 제 16 항에 있어서,
상기 그리드 플레이트의 반사율은 상기 그리드 플레이트의 반사율 프로파일을 측정하도록 상기 그리드 플레이트의 표면 상의 측정 위치들에 대해 결정되는 리소그래피 장치. - 제 16 항에 있어서,
상기 조합된 세기는 상기 2 이상의 검출기들에 의해 수용된 방사선 빔의 전체 세기인 리소그래피 장치. - 제 16 항에 있어서,
상기 이동가능한 대상물은 기판 테이블 및 패터닝 디바이스를 지지하도록 구성된 지지체 중 1 이상인 리소그래피 장치.
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