KR102076021B1 - 검사와 계측을 위한 방법 및 장치 - Google Patents

Abstract

제 1 편광 상태의 입사 방사선을 광학 컴포넌트에 의해 대상물의 외부 환경과의 계면에 제공하는 단계로서, 상기 계면에 인접하여 상기 계면으로부터 갭만큼 분리되는 표면이 제공되는, 제공하는 단계, 상기 계면으로부터 그리고 상기 표면으로부터 반사되는 입사 방사선으로부터, 반사된 방사선 내에서 제 1 편광 상태의 방사선과 별개로서 상기 계면에서의 제 1 편광의 입사 방사선의 반사로부터 유래되는 상이한 제 2 편광 상태의 방사선을 검출하는 단계, 및 상기 광학 컴포넌트의 초점과 대상물 사이의 상대 위치를 나타내는 위치 신호를 생성하는 단계를 수반하는, 방법.

Description

검사와 계측을 위한 방법 및 장치

관련 출원에 대한 상호 참조

본 출원은 2015 년 5 월 4 일에 출원되고 그 전체 내용이 원용되어 본원에 통합되는 EP 출원 번호 제 15166233.5 의 우선권을 주장한다.

본 명세서는 두 개의 오브젝트들 사이의 거리를 제어하는 방법 및 장치에 관한 것이다.

리소그래피 장치는 기판 상에, 통상적으로는 기판의 타겟 영역 상에 원하는 패턴을 부여하는 장치이다. 리소그래피 장치는 예컨대 집적회로(IC)의 제조 시에 사용될 수 있다. 그 경우, 집적회로의 개개의 층 상에 형성될 회로 패턴을 생성하기 위해 마스크 또는 레티클(reticle)로도 지칭되는 패터닝 장치가 사용될 수 있다. 이러한 패턴은 기판(예를 들어, 실리콘 웨이퍼) 상의 타겟부(예를 들어, 다이의 일부, 하나 또는 몇몇 다이들을 포함) 상으로 전사될 수 있다. 패턴의 전사는 통상적으로 기판 상에 제공된 방사선-감응재(레지스트)층 상으로의 이미징(imaging)을 통해 수행된다. 일반적으로, 단일 기판은 연속적으로 패터닝되는 인접한 타겟 영역들의 네트워크를 포함할 것이다. 공지된 리소그래피 장치는, 한 번에 타겟부 상으로 전체 패턴을 노광함으로써 각 타겟부가 조사(irradiate)되는 이른바 스테퍼, 및 주어진 방향("스캐닝" 방향)으로 방사 빔을 통해 패턴을 스캔하는 동시에 이러한 방향에 평행 또는 반-평행하게 기판을 스캔함으로써 각 타겟부가 조사되는 이른바 스캐너를 포함한다. 또한, 기판 상에 패턴을 임프린트(imprint)함으로써 패터닝 장치로부터 기판으로 패턴을 전사할 수도 있다.

리소그래피 프로세스를 모니터링하기 위하여, 패터닝된 기판이 검사되고 패터닝된 기판의 하나 이상의 파라미터가 측정된다. 하나 이상의 파라미터에는 예컨대 패터닝된 기판 내에 형성되거나 또는 패터닝된 기판 상에 형성된 연속층 간의 오버레이 오차 및 현상된 감광성 레지스트의 임계 선폭(critical linewidth)이 포함될 수 있다. 이러한 측정은 제품 기판 자체 및/또는 기판 상에 제공된 전용의 계측 타겟 상에서 수행될 수 있다. 리소그래피 공정으로 형성된 미세 구조물의 측정을 행하기 위한 다양한 기술이 있으며, 이들 기술에는 주사 전자 현미경(scanning electron microscope) 및/또는 다양한 특수 기기를 사용하는 것이 포함된다.

신속하고 비침투식 형태의 특수 검사 기기인 산란계(scatterometer)는 방사선의 빔을 기판의 표면 상의 타겟으로 향하게 하여 산란 또는 반사된 빔의 성질을 측정한다. 빔이 기판에 의해 반사되거나 산란되기 전과 후의 하나 이상의 빔의 특성을 비교함으로써, 기판의 하나 이상의 특성을 결정할 수 있다. 두 가지 주요 유형의 산란계가 알려져 있다. 분광 산란계(spectroscopic scatterometer)는 광대역 방사선 빔을 기판 상으로 지향시키고 특정한 좁은 각도 범위로 산란된 방사선의 스펙트럼(예컨대, 파장을 함수로 하는 세기)을 측정한다. 각도 분해 산란계(angle resolved scatterometer)는 상대적으로 협대역인 방사선 빔을 이용하고, 산란된 방사선의 세기를 각도의 함수로서 측정한다.

산란측정의 특정 적용예는 주기적 타겟 내에서의 피쳐 비대칭의 측정 분야이다. 이것은, 예를 들어 오버레이 오차의 크기로서 사용될 수 있지만, 다른 애플리케이션들도 역시 알려져 있다. 각도 분해 산란계에서, 비대칭은 회절 스펙트럼의 반대 부분들을 비교함으로써(예를 들어 주기적 격자의 회절 스펙트럼 내의 -1차 및 +1차를 비교함으로써) 측정될 수 있다. 이것은, 예를 들어 미국 특허 공개 번호 US2006-066855 에 기술된 바와 같이 각도-분해 산란측정법에서 간단하게 수행될 수 있다.

리소그래피 처리에서의 물리적 치수가 감소됨에 따라, 예를 들어 측정 정밀도 및/또는 정확도를 증가시키고 및/또는 계측 또는 검사 전용인 타겟이 차지하는 공간은 감소시킬 필요가 있다. -1차 및 +1차 방사선을 차례대로 사용하여 타겟의 별개의 이미지들을 촬영함으로써 더 작은 타겟을 사용할 수 있게 하기 위해서, 이미지 기초 산란측정법이 고안되었다. 이러한 이미지 기초 기법의 예는 미국 특허 공개 번호 제 US2011-0027704, 제 US2011-0043791 및 제 US2012-0044470 에 기술되는데, 이들은 본 명세서에서 그 전부가 원용에 의해 통합된다.

그러나, 여전히 타겟 크기를 더욱 감소시키고 정확도 및/또는 정밀도를 개선시켜야 하는 필요가 있으며, 현존하는 기법들에는 정확도 및/또는 정밀도를 유지하고 및/또는 타겟의 크기를 감소시키는 것을 어렵게 하는 여러 제약들이 있다. 검사 및 측정 기법을 개선할 다른 방법은 기판 표면에 가장 가까운 광학 요소로서 고체 침지 렌즈(solid immersion lens; SIL)를 사용하는 것이다. SIL이 기판 표면(예를 들어, 타겟면)에 극히 가까우면, 1 보다 큰 매우 높은 실효 개구수(NA)를 가진 근-거리장 방사선이 생긴다. 이러한 SIL과 함께 간섭성 또는 비간섭성 방사원을 사용하면 매우 작은 타겟을 검사할 수 있다.

개구수를 높이는 것을 이용하면, SIL과 기판 사이의 갭이 원하는 값으로 설정될 필요가 있다. 예를 들어, 기판과 유효 광학적 콘택을 형성하는 SIL을 얻기 위해서, 갭은 λ/40 내지 λ/8(λ는 측정 방사선의 파장)의 범위 안에, 예를 들어 100-100 nm 또는 10-50 nm의 범위 안에 있을 수 있다. 예시적인 광학적 갭 측정 방법 및 장치는 높은 개구수 요소에서의 편광의 교차 성분을 검출하는 것을 수반할 수 있다. 그러면 교차 편광된 신호는 검출기에 의해 기록되고, 갭 제어 프로세스로의 입력 파라미터로서 사용될 수 있다. 이러한 교차 편광된 신호는 또한 여러 파장의 큰 갭에서 검출된 교차 편광된 신호에 의해 정규화될 수 있다. 다른 예에서, 갭은 반사된 레이저 방사선 세기를 참조하여 제어될 수 있다. 임의의 검출 방법을 사용하면, SIL(또는 다른 컴포넌트)과 기판(또는 다른 표면) 사이의 갭은 원하는 갭 거리 또는 거리 범위로 설립되고 유지될 필요가 있다.

이러한 작은 갭 거리와 다양한 표면 토포그래피가 가능하면(프로세스 변이에 기인하여 기대되거나 기대되지 않거나), 고체 침지 갭 거리에 있는 컴포넌트의 표면에 대한 위치를 제어하는 하나 이상의 방법 및 장치를 제공하는 것이 바람직하다. 그러므로, 특정한 응용예로서, 예를 들어 리소그래피 기법에 의해 제작된 층을 검사하여 오버레이 오차 또는 다른 하나 이상의 다른 파라미터를 측정하기 위하여, 일 실시예는 광학 요소와 반사면 또는 회절면 사이의 갭을 제어하기 위해 적용될 수 있다.

일 실시예에서, 제 1 편광 상태의 입사 방사선을 광학 컴포넌트에 의해 대상물의 외부 환경과의 계면에 제공하는 단계로서, 상기 계면에 인접하여 상기 계면으로부터 갭만큼 분리되는 표면이 제공되는, 제공하는 단계, 상기 계면으로부터 그리고 상기 표면으로부터 반사되는 입사 방사선으로부터, 반사된 방사선 내에서 제 1 편광 상태의 방사선과 별개로서 상기 계면에서의 제 1 편광의 입사 방사선의 반사로부터 유래되는 상이한 제 2 편광 상태의 방사선을 검출하는 단계, 및 상기 광학 컴포넌트의 초점과 대상물 사이의 상대 위치를 나타내는 위치 신호를 생성하는 단계를 수반하는, 방법이 제공된다.

일 실시예에서, 광학 컴포넌트에 의해 방사선을 대상물의 외부 환경과의 계면을 향해 상기 대상물 내로 포커싱하는 단계, 상기 계면에서, 포커싱된 방사선을 내부 전반사에 의해 반사하는 단계, 반사된 방사선을 검출하는 단계, 및 검출된 상기 반사된 방사선에 기초하여, 상기 광학 컴포넌트의 초점과 상기 대상물 사이의 상대 위치를 나타내는 위치 신호를 생성하는 단계를 포함하는, 방법이 제공된다.

일 실시예에서, 광학 컴포넌트로써, 제 1 편광 상태의 방사선을 대상물의 외부 환경과의 계면을 향해 대상물 내로 제공하는 단계; 방사선을 계면으로부터 반사하는 단계로서, 반사된 방사선은 상기 계면에서의 제 1 편광 상태의 방사선의 반사로부터 나타나는, 제 1 편광 상태에 직교하는 제 2 편광 상태의 방사선을 포함하는, 단계; 실질적으로 오직 제 2 편광 상태의 방사선만을 가지거나 반사된 방사선에 비해 제 1 편광 상태보다 제 2 편광 상태의 방사선의 높은 비율을 가지는 처리된 방사선을 생성하도록, 반사된 방사선을 처리하는 단계; 및 처리된 방사선을 검출하고 검출된 처리된 방사선에 기초하여 대상물 및/또는 컴포넌트의 위치를 나타내는 위치 신호를 생성하는 단계를 포함하는 방법이 제공된다.

일 실시예에서, 광학 컴포넌트로써 대상물의 외부 환경과의 계면을 향해 대상물 내로 입사 방사선을 제공하는 단계로서, 상기 계면에 인접하여 상기 계면으로부터 갭만큼 분리되는 표면이 제공되는, 단계; 반사된 방사선 내에서 상기 표면으로부터 반사된 방사선의 비율을 감소시키도록, 상기 계면 및 상기 표면에서 상기 입사 방사선의 반사로부터 나타나는 반시된 방사선을 처리하는 단계; 및 처리된 방사선에 기초하여 대상물 및/또는 컴포넌트의 위치를 나타내는 위치 신호를 생성하는 단계를 포함하는 방법이 제공된다.

일 실시예에서, 광학 컴포넌트로써 대상물의 외부 환경과의 계면을 향해 대상물 내로 원형 편광되는 방사선을 제공하는 단계; 및 계면과 연관된 임계각보다 큰 각도로 상기 계면에 입사하는 방사선으로부터 나타나고 상기 계면으로부터 반사되는 방사선에만 실질적으로 기초하여, 대상물 및/또는 객관적의 위치를 나타내는 위치 신호를 생성하는 단계를 포함하는 방법이 제공된다.

일 양태에서, 리소그래피 프로세스를 사용하여 디바이스 패턴이 일련의 기판들에 적용되는 디바이스 제조 방법으로서, 상기 방법은, 본 명세서에 기술된 방법을 사용하여, 상기 기판들 중 적어도 하나 상에서 상기 디바이스 패턴의 일부로서 또는 디바이스 패턴 이외에 형성된 타겟을 적어도 검사하는 단계, 및 상기 방법의 결과에 따라 추후의 기판들에 대하여 상기 리소그래피 프로세스를 제어하는 단계를 포함하는, 디바이스 제조 방법이 제공된다.

일 양태에서, 프로세서가 전술된 방법이 수행되게 하는 머신-판독가능 명령을 저장하는, 비일시적 컴퓨터 프로그램 제품이 제공된다.

일 양태에서, 시스템으로서, 기판 상의 측정 타겟에 빔을 제공하고, 상기 타겟에 의해 재지향된 방사선을 검출하여 리소그래피 프로세스의 파라미터를 결정하도록 구성되는 검사 장치; 및

본 명세서에 기술되는 비일시적 컴퓨터 프로그램 제품을 포함하는, 시스템이 제공된다.

실시예들은 첨부 도면을 참조하여 오직 예시를 통하여 이제 설명될 것이다:
도 1 은 리소그래피 장치의 일 실시예를 개략적으로 도시한다;
도 2 는 리소그래피 셀 또는 클러스터의 일 실시예를 개략적으로 도시한다;
도 3 은 예시적인 검사 장치 및 계측 기법을 개략적으로 도시한다;
도 4 는 예시적인 검사 장치를 개략적으로 도시한다;
도 5 는 검사 장치의 조명 스폿과 계측/검사 타겟 사이의 조명 스폿을 예시한다;
도 6 은 고체 침지 렌즈(SIL)를 포함하는 예시적인 검사 장치를 도시한다;
도 7 은 타겟면에 관한, 검사 장치의 특정한 컴포넌트의 개략적인 다이어그램을 도시한다;
도 8 은 타겟면에 관한, 검사 장치의 다양한 특정한 컴포넌트의 상대 포지셔닝에 대한 다양한 세트포인트들의 개략적인 표현을 도시한다;
도 9 는(위치 오차 신호 대 위치 오차의) 계산된 예시적인 'S-곡선' 초점 제어 신호의 그래프를 도시한다;
도 10 은 초고-NA 대물렌즈의 퓨필 또는 후초점면(또는 그것의 공액 평면) 및 그 안의 다양한 편광을 개략적으로 도시한다;
도 11 은 s-편광된 방사선의 내부 전반사, p-편광된 방사선, 및 p- 및 s-편광된 방사선 사이의 위상차에 기인한, SIL 내에서의 계산된 위상 천이 대 내부 입사각의 예를 도시한다;
도 12a 는 표면으로부터 하프 파장보다 크게 분리되고 수평 방향에서 선형 편광된 방사선으로 조명되는 SIL로부터의 내부 전반사 방사선의 방사선 세기 분포의 시뮬레이션된 예를 도시하는데, 반사된 방사선은 수평 편광자에 의해 처리된 것이다;
도 12b 는 표면으로부터 하프 파장보다 크게 분리되고 수평 방향에서 선형 편광된 방사선으로 조명되는 SIL로부터의 내부 전반사 방사선의 방사선 세기 분포의 시뮬레이션된 예를 도시하는데, 반사된 방사선은 수직 편광자에 의해 처리된 것이다;
도 13a 는 표면으로부터 하프 파장보다 크게 분리되고 수직 방향에서 선형 편광된 방사선으로 조명되는 SIL로부터의 내부 전반사 방사선의 방사선 세기 분포의 시뮬레이션된 예를 도시하는데, 반사된 방사선은 수평 편광자에 의해 처리된 것이다;
도 13b 는 표면으로부터 하프 파장보다 크게 분리되고 수직 방향에서 선형 편광된 방사선으로 조명되는 SIL로부터의 내부 전반사 방사선의 방사선 세기 분포의 시뮬레이션된 예를 도시하는데, 반사된 방사선은 수직 편광자에 의해 처리된 것이다;
도 14 는 초점 위치 검출 시스템의 일 실시예를 보여주는 도 6 의 장치의 부분들의 확대된 세부도이다;
도 15 는 도 14 의 장치 내의 초점 위치 검출 및 제어 장치를 개략적으로 도시한다;
도 16 은 초점 위치 검출 시스템의 다른 실시예를 보여주는 도 6 의 장치의 부분들의 확대된 세부도이다;
도 17a 는 표면으로부터 하프 파장보다 크게 분리되고 좌측 원형 편광된 방사선으로 조명되는 SIL로부터의 내부 전반사 방사선의 방사선 세기 분포의 시뮬레이션된 예를 도시하는데, 반사된 방사선은 사분파장판 및 수평 편광자에 의해 처리된 것이다;
도 17b 는 표면으로부터 하프 파장보다 크게 분리되고 좌측 원형 편광된 방사선으로 조명되는 SIL로부터의 내부 전반사 방사선의 방사선 세기 분포의 시뮬레이션된 예를 도시하는데, 반사된 방사선은 사분파장판 및 수직 편광자에 의해 처리된 것이다;
도 18a 는 표면으로부터 하프 파장보다 크게 분리되고 우측 원형 편광된 방사선으로 조명되는 SIL로부터의 내부 전반사 방사선의 방사선 세기 분포의 시뮬레이션된 예를 도시하는데, 반사된 방사선은 사분파장판 및 수평 편광자에 의해 처리된 것이다;
도 18b 는 표면으로부터 하프 파장보다 크게 분리되고 우측 원형 편광된 방사선으로 조명되는 SIL로부터의 내부 전반사 방사선의 방사선 세기 분포의 시뮬레이션된 예를 도시하는데, 반사된 방사선은 사분파장판 및 수직 편광자에 의해 처리된 것이다;
도 19 는 초점 위치 검출 시스템의 일 실시예를 보여주는 도 6 의 장치의 부분들의 세부도이다; 그리고
도 20 은 방법의 일 실시예의 개략적인 흐름도이다.

본 발명의 실시예들을 상세하게 설명하기 이전에, 본 발명의 실시예들이 구현될 수 있는 예시적인 환경을 제시하는 것이 유익하다.

도 1 은 리소그래피 장치(LA)를 개략적으로 묘사한다. 이 장치는:

- 방사선 빔(B)(예를 들어, UV 방사선 또는 EUV 방사선)을 조절하도록 구성되는 조명 시스템(조명기)(IL);

- 패터닝 디바이스(예를 들어, 마스크; MA)를 지지하도록 구성되고 특정 파라미터에 따라서 패터닝 디바이스를 정확하게 포지셔닝하도록 구성되는 제 1 포지셔너(positioner; PM)에 연결되는 지지 구조체(예를 들어, 마스크 테이블; MT);

- 기판(예를 들어 레지스트-코팅된 웨이퍼)(W)을 홀딩하도록 구성되고 특정 파라미터에 따라서 기판을 정확하게 포지셔닝하도록 구성되는 제 2 포지셔너(PW)에 연결되는 기판 테이블(예를 들어 웨이퍼 테이블)(WT); 및

- 방사 빔(B)에 부여된 패턴을 패터닝 디바이스(MA)에 의하여 기판(W)의 타겟부(C)(예를 들어 하나 이상의 다이를 포함함)로 투영하도록 구성되는 투영 시스템(예를 들어 굴절 투영 렌즈 시스템)(PS)을 포함하며, 투영 시스템은 기준 프레임(RF) 상에 지지된다.

조명 시스템은 방사선을 지향시키고, 성형(shaping)하고, 또는 제어하기 위한 다양한 유형의 광 컴포넌트, 예컨대 굴절형, 반사형, 자기적, 전자기, 정전기 또는 다른 유형의 광 컴포넌트, 또는 이들의 임의의 조합을 포함할 수도 있다.

지지 구조체는 패터닝 디바이스를, 패터닝 디바이스의 지향, 리소그래피 장치의 디자인, 및 예를 들어, 패터닝 디바이스가 진공 환경에서 유지되는지 여부와 같은 다른 조건에 의존하는 방식으로 지지한다. 지지 구조체는 패터닝 장치를 유지하기 위해 기계식, 진공식, 정전식, 또는 기타 클램핑 기술들을 이용할 수 있다. 지지 구조체는 예컨대 필요에 따라 고정되거나 이동시킬 수 있는 프레임(frame) 또는 테이블일 수도 있다. 지지 구조체는 패터닝 디바이스가 예를 들어, 투영 시스템에 대하여 원하는 위치에 있다는 것을 보장할 수도 있다. 본 명세서에서의 "레티클" 또는 "마스크"라는 용어의 어떠한 사용도 "패터닝 장치"라는 좀 더 일반적인 용어와 동의어로 간주될 수 있다.

본 명세서에서 사용되는 "패터닝 디바이스"라는 용어는, 기판의 타겟부 내에 패턴을 생성하는 것과 같이, 자신의 단면 내에 패턴을 가지는 방사선 빔을 부여하기 위하여 사용될 수 있는 임의의 디바이스를 지칭하는 것으로 폭넓게 해석되어야 한다. 방사선 빔에 부여된 패턴은, 예컨대 그 패턴이 페이즈 천이 피처(phase shifting feature) 또는 소위 어시스트 피처(assist feature)를 포함하는 경우, 기판의 타겟부에서의 요구된 패턴과 정확히 일치하지 않을 수 있다는 것에 유의하여야 한다. 일반적으로, 방사선 빔에 부여된 패턴은 타겟부, 예컨대 집적 회로 내에 생성되는 중인 디바이스 내의 특정한 기능성 층에 대응할 것이다.

패터닝 디바이스는 투과형 또는 반사형일 수도 있다. 패터닝 장치의 예는 마스크, 프로그램가능 미러 어레이, 변형가능 미러, 및 프로그램가능 LCD 패널을 포함한다. 마스크는 리소그래피에서 주지되며, 이진, 교번 페이즈-천이, 감쇄 페이즈-천이, 및 다양한 하이브리드 마스크 타입과 같은 마스크 타입을 포함한다. 프로그램가능 미러 어레이의 일 예는 소형 미러들의 매트릭스 정렬을 채용하는데, 이들 각각은 인입하는 방사선 빔을 상이한 방향으로 반사하기 위하여 개별적으로 틸팅될 수 있다. 틸팅된 미러는 미러 매트릭스에 의하여 반사된 방사선 빔 내에 패턴을 부여한다.

본 명세서에서 사용되는 "투영 시스템"이라는 용어는, 이용되고 있는 노광 방사선(exposure radiation)에 대해 적합하거나 또는 액침액(immersion liquid)의 사용 또는 진공의 사용과 같은 다른 요인들에 대해 적합한, 굴절식, 반사식, 반사 굴절식(catadioptric), 자기식, 전자기식, 및 정전식 광학계, 또는 이들의 임의의 조합을 포함하는 어떠한 타입의 투영 시스템도 포함하는 것으로 넓게 해석되어야 한다. 본 명세서에서 "투영 렌즈"라는 용어가 임의로 사용되면 더 일반적인 용어인 "투영 시스템"과 같은 의미인 것으로 간주될 수도 있다.

도시된 것처럼, 장치는 투과형이다(예를 들어, 투과형 마스크를 채용). 또는, 장치는 반사형 타입(예를 들어, 위에서 언급된 바와 같은 타입의 프로그램가능 미러 어레이를 채용하거나, 반사 마스크를 채용함)일 수도 있다.

리소그래피 장치는 두 개(듀얼 스테이지) 또는 더 많은 테이블(예를 들어, 측정, 및/또는 세정, 등을 용이화하기 위해서만 제공되는 기판이 없는, 투영 시스템 아래의 두 개 이상의 기판 테이블(WTa, WTb), 두 개 이상의 패터닝 디바이스 테이블, 기판 테이블(WTa) 및 테이블(WTb))의 타입일 수 있다. 그러한 "다중 스테이지" 머신에서, 부가적인 테이블은 평행하게 사용될 수 있으며, 또한 하나 이상의 다른 테이블들이 노광을 위해 사용되고 있는 동안 준비 단계들이 하나 이상의 테이블 상에 수행될 수 있다. 예를 들어, 정렬 센서(AS)를 사용한 정렬 측정 및/또는 레벨 센서(LS)를 사용한 레벨(높이, 틸트, 등) 측정이 이루어질 수 있다.

리소그래피 장치는 또한, 투영 시스템과 기판 사이의 공간을 채우기 위해 기판의 적어도 일부분이 상대적으로 높은 굴절률을 가진 액체, 예컨대 물에 의해 덮힐 수 있는 유형일 수 있다. 액침액은 또한 예컨대 패터닝 디바이스와 투영 시스템 사이와 같은 리소그래피 장치 내의 다른 공간에도 가해질 수 있다. 액침 기법은 투영 시스템의 애퍼쳐(numerical aperture)를 증가시키기 위하여 당업계에 알려져 있다. 본 명세서에 사용된 바와 같은 "액침(liquid immersion)"이라는 용어는, 기판과 같은 구조체가 액체에 잠겨져야 하는 것을 의미하지 않고, 그보다는 노광 동안에 투영 시스템과 기판 사이에 액체가 위치된다는 것을 의미한다.

더 나아가, 리소그래피 장치는, 적어도 하나의 광학 요소가 기판의 부분에 매우 가깝게 위치되어, 광학 요소와 기판 사이의 갭에 걸쳐지는(spanning) 근-거리장 방사선을 생성하는 타입일 수도 있다. 이것은 고체 침지렌즈/광학 요소를 사용한 고체 침지라고 불릴 수 있다.

도 1 을 참조하면, 조명기(IL)는 방사선 빔을 방사원(SO)으로부터 수광한다. 예를 들어, 방사원이 엑시머 레이저인 경우, 소스 및 리소그래피 장치는 별도의 엔티티일 수 있다. 이러한 경우들에서, 소스는 리소그래피 장치의 일부를 형성하는 것으로 간주되지 않고, 방사선 빔은, 예를 들어 적합한 지향 미러 및/또는 빔 확장기를 포함하는 빔 전달 시스템(BD)의 도움으로, 소스(SO)로부터 조명기(IL)로 전달된다. 다른 경우에, 예컨대 방사원이 수은 램프인 경우에, 이러한 소스는 리소그래피 장치에 통합된 부품일 수 있다. 소스(SO) 및 조명기(IL)는 필요할 경우 빔 전달 시스템(BD)과 함께 방사선 시스템이라고 지칭될 수도 있다.

조명기(IL)는 방사선 빔의 각 세기 분포(angular intensity distribution)를 조절하도록 구성되는 조절기(AD)를 포함할 수도 있다. 일반적으로, 조명기(IL)의 퓨필 평면(pupil plane)에서의 세기 분포의 적어도 외측 및/또는 내측 반경 범위(통상적으로, 각각 외측-σ 및 내측-σ라 함)는 조절될 수 있다. 부가적으로, 조명기(IL)는 집속기(integrator)(IN) 및 집광기(confiner)(CO)와 같은 다양한 다른 컴포넌트들을 포함할 수도 있다. 조명기는 방사선 빔이 자신의 단면에서 원하는 균일도 및 세기기 분포를 가지도록 조정하기 위하여 사용될 수도 있다.

방사선 빔(B)은 지지 구조(예를 들어, 마스크 테이블)(MT) 상에 홀딩되는 패터닝 디바이스(예를 들어, 마스크)(MA) 상에 입사하고, 그리고 패터닝 디바이스에 의하여 패터닝된다. 패터닝 디바이스(MA)를 가로지르면, 방사선 빔(B)은 기판(W)의 타겟부(C) 상에 빔을 포커싱하는 투영 시스템(PS)을 통과한다. 제 2 포지셔너(PW) 및 위치 센서(IF)(예를 들어, 간섭측정 측정 디바이스, 선형 인코더, 2-D 인코더 또는 용량성 센서)의 도움을 받아, 예를 들어 방사선 빔(B)의 경로에 상이한 타겟부들(C)을 포지셔닝하기 위하여, 기판 테이블(WT)이 정확하게 이동될 수 있다. 이와 유사하게, 제 1 포지셔너 및 다른 위치 센서(도 1 에는 명확하게 묘사되지 않음)는, 예를 들어 마스크 라이브러리로부터의 기계적 탐색 이후에, 또는 스캔 동안에, 방사선 빔(B)의 경로에 대하여 패터닝 디바이스(MA)를 정확하게 포지셔닝하기 위하여 사용될 수 있다. 일반적으로, 지지 구조체(MT)의 이동은, 제 1 포지셔너(PM)의 일부를 형성하는 롱-스트로크 모듈(long-stroke module; 개략 위치 설정) 및 숏-스트로크 모듈(short-stroke module; 정밀 위치 설정)을 이용하여 실현될 수도 있다. 마찬가지로, 기판 테이블(WT)의 이동은 제 2 포지셔너(PW)의 일부를 형성하는 롱-스트로크 모듈 및 숏-스트로크 모듈을 이용하여 실현될 수도 있다. 스테퍼의 경우(스캐너와 반대로) 지지 구조체(MT)는 숏-스트로크 액추에이터에만 연결될 수도 있고, 또는 고정될 수도 있다. 패터닝 장치(MA) 및 기판(W)은 패터닝 장치 정렬 마크(M1, M2) 및 기판 정렬 마크(P1, P2)를 이용하여 정렬될 수 있다. 비록 도시된 바와 같이 기판 정렬 마크들이 전용 타겟 영역을 점유하지만, 이들은 타겟 영역 사이의 공간(이들은 스크라이브 레인(scribe-lane) 정렬 마크로 알려짐)에 위치될 수도 있다. 마찬가지로, 마스크(MA)에 두 개 이상의 다이가 제공되는 경우, 마스크 정렬 마크들은 다이들 사이에 위치될 수도 있다.

도시된 장치는 다음 모드들 중 하나 이상의 모드로 사용될 수 있다:

1. 스텝 모드에서는, 지지 구조체(MT) 및 기판 테이블(WT)이 본질적으로 정지 상태로 유지되는 동안, 방사선 빔에 부여된 전체 패턴이 한 번에 타겟부(C) 상에 투영된다(즉, 단일 정적 노광). 그러면, 상이한 타겟부(C)가 노광될 수 있도록 기판 테이블(WT)이 X 방향 및/또는 Y 방향으로 시프트된다. 스텝 모드에서는, 노광 필드의 최대 크기가 단일 정적 노광 시에 이미징되는 타겟부(C)의 크기를 제한한다.

2. 스캔 모드에서는, 지지 구조체(MT) 및 기판 테이블(WT)이 동기되어 스캐닝되는 동안, 방사선 빔에 부여된 패턴이 타겟부(C) 상에 투영된다(즉, 단일 동적 노광). 지지 구조체(MT)에 상대적인 기판 테이블(WT)의 속도 및 방향은 투영 시스템(PS)의 확대율(축소율) 및 이미지 반전 특성에 의하여 결정될 수도 있다. 스캔 모드에서는, 노광 필드의 최대 크기가 단일 동적 노광 시의 타겟부의 폭(스캐닝되지 않는 방향에서의)을 한정하는 한편, 스캐닝 모션의 길이는 타겟부의 높이(스캐닝 방향에서의)를 결정한다.

3. 다른 모드에서는, 프로그램가능 패터닝 디바이스를 홀딩하면서 지지 구조체(MT)는 본질적으로 정지 상태로 유지되고, 기판 테이블(WT)은 방사선 빔에 부여된 패턴이 타겟 영역(C) 상에 투영되는 동안에 이동되거나 스캐닝된다. 이러한 모드에서, 일반적으로 펄스화된(pulsed) 방사선 소스가 채용되며, 프로그램가능한 패터닝 디바이스는 요구될 때, 기판 테이블(WT)의 각 이동 이후에 또는 스캔 도중의 연속적인 방사선 펄스들 사이에서 업데이트된다. 동작의 이러한 모드는 위에서 언급된 바와 같은 타입의 프로그램가능한 미러 어레이와 같은 프로그램가능한 패터닝 디바이스를 이용하는 마스크 없는 리소그래피에 용이하게 적용될 수 있다.

또한, 전술한 사용 모드들의 조합 및/또는 변형, 또는 전혀 다른 사용 모드들이 채용될 수도 있다.

도 2 에 도시된 것처럼, 리소그래피 장치(LA)는 리소셀 또는 클러스터라고도 지칭되는 리소그래피 셀(LC)의 일부를 형성하고, 이는 또한 기판 상에서 노광 전 그리고 노광 후 프로세스를 수행하기 위한 장치를 포함한다. 통상적으로, 이러한 장치는 하나 이상의 레지스트층을 증착하기 위한 하나 이상의 스핀 코터(spin coater; SC), 노광된 레지스트를 현상하기 위한 하나 이상의 현상기(DE), 하나 이상의 칠 플레이트(chill plate; CH), 및 하나 이상의 베이크 플레이트(bake plate; BK)를 포함한다. 기판 핸들러 또는 로봇(RO)이 입력/출력 포트(I/O1, I/O2)로부터 하나 이상의 기판을 픽업하여, 이들을 상이한 공정 장치 간에 이동시키며, 그 후 리소그래피 장치의 로딩 베이(loading bay; LB)에 전달한다. 통칭하여 트랙으로도 지칭되는 이들 장치는 감독 제어 시스템(supervisory control system; SCS)에 의해 제어되는 트랙 제어 유닛(TCU)의 제어 하에 있게 되며, 감독 제어 시스템은 또한 리소그래피 제어 유닛(LACU)을 통해 리소그래피 장치를 제어한다. 그러므로, 처리량 및 처리 효율을 최대화하기 위해 상이한 장치가 작동될 수 있다.

리소그래피 장치에 의해 노광되는 기판이 정확하고 일정하게 노광되도록 하기 위해서는, 노광된 기판을 검사하여 후속층들 사이의 오버레이 오차, 라인 두께, 임계 치수(CD) 등과 같은 하나 이상의 특성을 측정하는 것이 바람직할 수 있다. 따라서, 리소셀(LC)이 그 안에 위치되는 제조 설비는, 리소셀 내에서 처리된 기판(W)의 일부 또는 전부를 수납하는 계측/검사 시스템(MET)을 통상적으로 더 포함한다. 계측/검사 시스템(MET)은 리소셀(LC)의 일부일 수도 있고, 예를 들어 리소그래피 장치(LA)의 일부일 수도 있다.

계측/검사 결과는 감독 제어 시스템(SCS)으로 직접적으로 또는 간접적으로 제공될 수 있다. 오차가 검출되는 경우, 후속 기판의 노광에 대한(특히 배치의 하나 이상의 다른 기판이 여전히 노광될 수 있도록 검사가 충분히 일찍 그리고 빠르게 행해질 수 있는 경우) 및/또는 노광된 기판의 후속 노광에 대한 조정이 이루어질 수 있다. 또한, 이미 노광된 기판은 스트리핑되고 재작업(rework) 되어 수율을 개선하거나, 또는 폐기되어, 이를 통하여 오류가 있는 것으로 알려진 기판에 추가적인 처리가 수행되는 것을 피할 수도 있다. 기판의 일부 타겟 영역에만 오류가 있는 경우, 양호한 것으로 간주되는 타겟 영역에만 추가적 노광이 수행될 수 있다.

계측/검사 시스템(MET) 내에서, 기판의 하나 이상의 특성, 및 구체적으로 상이한 기판의 하나 이상의 특성이 또는 동일 기판의 상이한 층의 특성이 층에 따라 어떻게 변화하는지를 결정하기 위해 검사 장치가 사용된다. 검사 장치는 리소그래피 장치(LA) 또는 리소셀(LC)에 통합될 수도 있고, 또는 독립형 장치일 수도 있다. 신속한 측정을 할 수 있기 위해서는, 검사 장치가 노광 직후에 노광된 레지스트 층에서 하나 이상의 특성을 측정하는 것이 바람직하다. 그러나, 레지스트 내의 잠상(latent image)이 낮은 콘트라스트를 가지며 - 이 경우 방사선에 노광된 레지스트의 부분과 방사선에 노광되지 않은 부분 간에 단지 매우 작은 굴절률차가 있음 - 모든 검사 장치가 잠상의 유용한 측정을 행하기에 충분한 감도를 갖는 것은 아니다. 따라서, 통상적으로 노광된 기판에 대해 수행되는 첫 번째 단계이고, 레지스트의 노광된 부분과 노광되지 않은 부분 간의 콘트라스트를 증가시키는 단계인, 노광 후 베이크 단계(post-exposure bake step, PEB) 후에 측정이 이루어질 수 있다. 이 스테이지에서, 레지스트 내의 이미지는 반잠상(semi-latent)으로 지칭될 수 있다. 또한, 에칭과 같은 패턴 전사 단계 후에, 현상된 레지스트 이미지의 측정을 행하는 것도 가능하며, 그 시점에서 레지스트의 노광된 부분 또는 노광되지 않은 부분 중의 하나가 제거된다. 후자의 가능성은 오류가 있는 기판의 재작업에 대한 가능성은 제한하지만, 여전히 유용한 정보를 제공할 수 있다.

도 3 은 예시적인 검사 장치(예를 들어, 산란계)를 도시한다. 이것은 방사선을 기판(W) 상에 투영하는 브로드밴드(백색 광) 방사선 프로젝터(2)를 포함한다. 반사된 방사선은 분광계 검출기(4)로 전달되고, 이것은 예를 들어 좌측 아래의 그래프에 표시된 것과 같은 경면 반사된 방사선의 스펙트럼(10)(파장의 함수로서의 세기)을 측정한다. 이러한 데이터로부터, 예를 들어 엄밀 결합 파 분석(Rigorous Coupled Wave Analysis) 및 비선형 회귀(non-linear regression)에 의해 또는 도 3 의 우측 아래에 도시한 바와 같은 시뮬레이션된 스펙트럼(simulated spectra)의 라이브러리와의 비교에 의해, 검출된 스펙트럼을 초래하는 구조 또는 프로파일이 프로세서 시스템(PU)에 의해 재구성될 수도 있다. 일반적으로, 재구성을 위해서는, 그 구조의 전반적인 형태가 알려져 있으며 일부 파라미터는 이 구조를 제조하는 프로세스에 대한 정보로부터 가정되어, 이 구조의 소수의 파라미터만이 측정된 데이터로부터 결정되도록 남게 된다. 이러한 검사 장치는 수직 입사(normal-incidence) 검사 장치 또는 경사 입사(oblique-incidence) 검사 장치로서 구성될 수 있다.

사용될 수 있는 다른 검사 장치가 도 4 에 도시된다. 이 장치에서, 간섭성이거나 비간섭성일 수 있는 방사선 소스(2)에 의해 방출된 방사선은 렌즈 시스템(12)을 이용하여 시준되고, 간섭 필터(13) 및 편광기(polarizer)(17)를 통하여 투과되며, 부분 반사면(16)에 의해 반사되고, 바람직하게는 적어도 약 0.9 및 더 바람직하게는 적어도 약 0.95 의 높은 개구수(NA)를 가지는 대물 렌즈(15)를 통해 기판(W) 상의 스폿(S)에 포커스된다. 고체 침지 검사 장치(장치의 대물렌즈와 타겟 사이의 근-거리장 방사선을 사용함) 및/또는 액침 검사 장치(물과 같이 상대적으로 높은 굴절률의 유체를 사용함)는 심지어 1 보다 큰 개구수를 가질 수도 있다.

리소그래피 장치(LA)에서와 같이, 하나 이상의 기판 테이블이 측정 동작 중에 기판(W)을 홀딩하기 위해 제공될 수 있다. 기판 테이블은 형태상 도 1 의 기판 테이블(WTa, WTb)과 유사하거나 동일할 수 있다. 검사 장치가 리소그래피 장치와 통합되는 일 예에서, 이들은 동일한 기판 테이블일 수도 있다. 측정 광학계에 대해 기판을 정확하게 포지셔닝하도록 구성되는 제 2 포지셔너(PW)에 성긴 포지셔너 및 정밀 포지셔너가 제공될 수 있다. 예를 들어 관심 타겟의 위치를 얻고 대물 렌즈(15) 아래의 위치에 놓기 위해서, 다양한 센서 및 액츄에이터가 제공된다. 통상적으로, 기판(W)에 걸친 상이한 위치에서 타겟에 많은 측정이 이루어질 것이다. 기판 지지체는 X 및 Y 방향으로 이동되고 선택적으로는 Z 방향 중심으로 회전되어 상이한 타겟들을 얻을 수 있고, Z 방향으로 이동되어 광학계의 초점에 대한 타겟의 원하는 위치를 얻을 수 있다. 예를 들어 실제로 광학계가 실질적으로 정지된 상태를 유지하고(통상적으로 X 및 Y 방향이지만 Z 방향에서도 정지될 수 있음) 기판만이 이동하는 경우, 대물 렌즈가 기판에 대해 상대적으로 상이한 위치로 이동되고 있는 것처럼 동작을 이해하고 설명하는 것이 편리하다. 기판 및 광학계의 상대적인 위치가 정확하다면, 이들 중 어느 것이 실제로 이동하고 있는지, 또는 둘 다 이동하는 중인지, 또는 광학계의 일부의 조합이 이동하며(예를 들어, Z 및/또는 틸트 방향으로) 광학계의 나머지가 정지된 상태이고 기판이 이동하는지(예를 들어, X 및 Y 방향이지만, 선택적으로 Z 및/또는 틸트 방향으로도 이동가능함)는 이론 상 중요하지 않다.

스펙트럼(spectrum)이 검출되게 하기 위하여, 기판(W)에 의해 재지향된 방사선은 이제 부분 반사면(16)을 통해 검출기(18)에 진입한다. 검출기는 렌즈 시스템(15)의 초점 거리(focal length)에 위치하는, 렌즈 시스템(15)의 후방 투영 퓨필 평면(back-projected pupil plane) 또는 후초점면(또는 그것의 공액 평면)(11) 내에 위치될 수 있지만, 후방 투영 퓨필 평면 또는 후초점면은 보조 광학 장치(도시 안 됨)에 의해 검출기에 재결상될(re-imaged) 수도 있다. 퓨필 평면은, 방사선의 방사 위치(radial position)가 입사각을 정하고, 각도 위치가 방사선의 방위각을 정하는 평면이다. 검출기는 기판 타겟(30)의 2차원 각도 산란 스펙트럼이 측정될 수 있도록 2차원 검출기일 수 있다. 검출기(18)는 예를 들어 CCD 또는 CMOS 센서의 어레이일 수도 있으며, 예컨대 프레임당 40 ms의 노출 시간(integration time)을 사용할 수도 있다.

입사 방사선의 세기를 측정하기 위해, 예를 들어 레퍼런스 빔이 사용될 수 있다. 이를 위해, 방사선 빔이 부분 반사면(16)에 입사되면, 방사선 빔의 일부는 부분 반사면(16)을 투과하여 기준 빔으로서 기준 미러(14)를 향하게 된다. 기준 빔은 그 후 동일한 검출기(18)의 상이한 부분 상에 투영되거나 또는 이와 달리 상이한 검출기(도시하지 않음) 상으로 투영된다.

예를 들면 405 - 790 nm 또는 그보다 낮은, 예컨대 100 - 350 nm와 같은 범위의 관심 파장을 선택하기 위해 하나 이상의 간섭 필터(13)의 세트가 이용될 수 있다. 간섭 필터는 상이한 필터의 세트를 포함하기보다는 튜닝가능할 수도 있다. 간섭 필터 대신 격자(grating)가 이용될 수 있다. 애퍼쳐 스톱 또는 공간 광 변조기(미도시)가 조명 경로에 제공되어 타겟 상의 방사선의 입사각의 범위를 제어할 수 있다.

검출기(18)는 단일 파장(또는 좁은 파장 범위)에서의 재지향된 방사선의 세기를 측정할 수도 있고, 여러 파장에서의 세기를 별도로 측정할 수도 있으며, 또는 일정 파장 범위에 걸쳐 통합된 세기를 측정할 수도 있다. 또한, 검출기는 횡자기 편광(transverse magnetic-polarized) 및 횡전기 편광 방사선(transverse electric-polarized radiation)의 세기, 및/또는 횡자기 편광 방사선과 횡전기 편광 방사선 간의 위상차를 별도로 측정할 수도 있다.

기판(W) 상의 타겟(30)은 1-D 격자일 수도 있으며, 이 1-D 격자는 현상 후에 바(bar)가 고상의 레지스트 라인(solid resist line)으로 형성되도록 프린트된다. 타겟(30)은 2-D 격자일 수도 있으며, 이 2-D 격자는 현상 후에 바(bar)가 고상 레지스트 필라(solid resist pillar) 또는 레지스트 내의 비아(via)로 형성되도록 프린트된다. 바, 필라 또는 비아는 기판 내로 에칭될 수도 있다. 격자(예를 들어, 바, 필라, 비아)의 패턴은 리소그래피 투영 장치, 특히 투영 시스템(PS)에서의 수차에 민감하며, 그리고 조명 대칭성 및 이러한 수차의 존재는 프린트된 격자에서의 변동(variation)에서 명백하게 드러날 것이다. 이에 따라, 프린트된 격자의 측정된 데이터가 격자를 재구성하는데 이용된다. 인쇄 단계 및/또는 다른 검사 프로세스의 지식으로부터, 라인 폭 및 라인 형상과 같은 1-D 격자의 하나 이상의 파라미터 또는 필라 또는 비아의 폭 또는 길이 또는 형상과 같은 2-D 격자의 하나 이상의 파라미터가, 프로세서 시스템(PU)에 의해 수행되는 재구성 프로세스에 입력될 수 있다.

재구성을 통한 파라미터의 측정에 추가하여, 각도 분해 산란측정이 제품 및/또는 레지스트 패턴 내의 피쳐의 비대칭을 측정하는 데에 유용하다. 비대칭 측정의 특정 응용예는 오버레이의 측정을 위한 것인데, 이러한 경우 타겟(30)은 서로 중첩된 주기적 피쳐들의 하나의 세트를 포함한다. 도 3 또는 도 4 의 기구를 사용하는 비대칭 측정의 개념은, 예를 들어 미국 특허 공개 번호 US2006-066855 에 기술되는데, 이것은 그 전체로서 본 명세서에 원용된다. 간단히 말하면, 타겟의 회절 스펙트럼 내의 회절 차수의 위치가 타겟의 주기성에 의해서만 결정되는 반면에, 회절 스펙트럼 내의 비대칭은 타겟을 이루는 개개의 피쳐들에 있는 비대칭을 표시한다. 검출기(18)가 이미지 센서일 수 있는 도 4 의 기구에서, 회절 차수에 있는 이러한 비대칭은 검출기(18)에 의해 기록된 퓨필 이미지 내의 비대칭으로서 직접적으로 나타난다. 이러한 비대칭은 프로세서 시스템(PU) 내에 있는 디지털 이미지 처리에 의해 측정되고, 오버레이의 공지된 값에 대하여 캘리브레이션될 수 있다.

도 5 는 도 4 의 장치에서의 통상적인 타겟(30), 및 조명 스폿(S)의 평면도를 도시한다. 주변 구조체로부터의 간섭이 없는 회절 스펙트럼을 얻기 위해서, 일 실시예에서 타겟(30)은 조명 스폿(S)의 폭(예를 들어, 직경) 보다 더 큰 주기적 구조체(예를 들어, 격자)이다. 스폿(S)의 폭은 5, 10 또는 20 μm 이상일 수 있고 타겟 폭 및/또는 타겟 길이는 10, 12, 15, 20, 30 또는 40 μm일 수 있다. 다르게 말하면, 타겟은 조명에 의해 '언더필되고(underfilled'), 회절 신호에는 타겟 자체 밖의 제품 피쳐 등에 의한 간섭이 없다. 조명 장치(2, 12, 13, 17)는 대물 렌즈(15)의 퓨필 평면에 걸쳐서 균일한 세기의 조명을 제공하도록 구성될 수 있다. 또는, 예를 들어 조명 경로에 애퍼쳐를 포함함으로써, 조명은 온 축 또는 오프 축 방향으로 제한되거나 아포디제이션(apodization) 필터로 변경될 수 있다.

하지만, 계측 타겟에 의해 점유되는 공간을 줄일 필요가 있다.

예를 들어, 계측 타겟이 종래에 위치되었던 기판 상의 타겟부들(C) 사이의 '스크라이브 레인'의 폭을 예를 들어 줄이는 것이 필요하다. 추가적으로 또는 대안적으로, 예를 들어 계측 타겟을 디바이스 패턴 자체 내에 포함시켜서, CD 및/또는 오버레이와 같은 파라미터의 변동을 더 정밀 및/또는 정확하게 모니터링하고 정정할 필요성이 있다. 이러한 목적을 위해서, 회절 기초 계측의 다른 방법이 가장 최근에 고안되었다. 예를 들어 이미지-기초 계측에서, 각각 회절 스펙트럼의 상이하게 선택된 차수들을 사용한, 타겟의 두 개의 이미지가 제작된다. 두 개의 이미지를 비교하면, 비대칭 정보를 얻을 수 있다. 이미지의 부분들을 선택함으로써, 타겟 신호를 그 주변으로부터 분리할 수 있다. 타겟은 더 작게 제작될 수 있고, 동일한 조명 스폿 내에 여러 개가 포함될 수 있도록 정사각형일 필요가 없다. 이러한 기법의 예들이 미국 특허 공개 번호 US2011-0027704, US2011-0043791, 및 US2012-0044470 에 기술된다.

계측 타겟에 의해 점유되는 공간을 줄이는 것에 추가하거나 대안적으로, 측정 자체의 성질, 예컨대 그들의 정확도 및/또는 정밀도를 개선할 필요가 있다. 예를 들어 측정의 감도를 더 높일 필요가 있다. 추가적으로 또는 대안적으로, 예를 들어 위에서 설명된 재구성 시에 다양한 파라미터들 간에 더 양호한 디커플링을 얻는 것을 필요가 있다. 예를 들어, 다른 관심 파라미터에 영향을 주는 관심 파라미터와 연관된 측정들의 효과를 감소시키거나 없앰으로써 특정한 관심 파라미터들 각각에 대해서 더 양호한 값을 얻을 필요가 있다.

크기 감소 및/또는 정확도에 대한 필요성이 계속되는 한, 현존 기법들은 일부 기술적 제한사항을 만족시킬 수 있다. 예를 들어, 일부 방법은 적어도 ±1차 회절 차수를 캡쳐하려 한다. 대물 렌즈(15)의 개구수를 고려하면, 이것은 타겟의 주기적 구조체의 피치(L)를 제약한다. 감도를 개선하고 및/또는 타겟 크기를 줄이려면, 더 짧은 파장(λ)을 사용하는 것을 고려할 수 있다. 더 나아가, 타겟들은 너무 작아서는 안되며 그렇지 않으면 주기적 구조체라고 간주되기에 충분한 피쳐를 가지지 않을 것이다(예를 들어, 이전의 제약을 고려하면 적어도 15 개의 라인이 최소치 주기적 구조체 크기를 약 2 μm x 2 μm에 고정시킬 수 있음). 결과적으로, 일 예로서 오버레이는 제품(예를 들어, 디바이스) 레이아웃의 크기보다 더 큰 치수를 가지는 주기적 구조체 피쳐(예를 들어, 라인)를 사용하여 측정되어, 오버레이 측정의 신뢰성을 낮추게 된다. 이상적으로는 피쳐 라인 및 피치는 제품 피쳐와 유사한 치수를 가져야 한다.

도 6 은 측정 자체의 성질의 속성(예를 들어, 정밀도 및/또는 정확도)의 개선 및/또는 타겟 크기의 감소가 구현될 수 있는 검사 장치를 도시한다. 도 6 에서, 스폿(S')(예를 들어 더 작은 타겟이 소망될 경우에는 관습보다 더 작을 수 있음)이 타겟(30')(예를 들어 더 작은 타겟이 소망될 경우에는 관습보다, 예를 들어 더 작은 피치의 피쳐보다 더 작을 수 있음)에 적용될 수 있다. 유사한 참조 번호들은 도면 전체에 걸쳐 유사한 성분들을 가리킨다.

도 6 의 장치를 도 4 의 장치와 비교하면, 첫 번째 차이점은 타겟(30')에 가깝게 추가적 광학 요소(60)가 제공된다는 것이다. 이러한 추가적 광학 요소는, 수 밀리미터 정도, 예를 들어 1 mm 내지 5 mm의 범위, 예를 들어 약 2 mm의 너비(예를 들어, 직경)를 가지는 소형 고체 침지 렌즈(SIL)이다. 일 예에서, SIL은 자신의 표면에 실질적으로 수직 입사하는 방사선 광선을 수광하는 재료의 반구를 포함한다. 일 실시예에서, SIL은 초반구(super-hemisphere)와 같은 다른 형상일 수 있다. 일 실시예에서, SIL은 예컨대 유리, 융해된 석영, 크리스탈, 재료들의 조합 등인, 굴절률 n의 재료로 제조된다. 일 실시예에서, 굴절률 n은 상대적으로 높고, 예를 들어 약 1.5 이상, 약 1.8 이상, 약 2 이상, 또는 약 2.2 이상이다. SIL 재료 내에서, 원래의 광선의 개구수(NA)는 n으로 승산된다. 수광된 광선은 반구의 중심 근처 또는 초반구의 불유점(aplanatic point)에서 초점이 맞게 되고, SIL이 없는 경우와 비교할 때 n의 인자만큼 더 작은 스폿을 형성한다. 예를 들어, n = 2 를 가지는 통상적 유리 반구는 포커싱된 스폿의 폭을 2 의 인자만큼 감소시킬 것이다.

개구수 NA_o의 대물렌즈가 반구형 SIL 내에 초점이 맞으면, 결합 시스템의 개구수는 SIL 내에서 NA = n_SIL NA_o가 되는데, 여기에서 n_SIL은 SIL의 굴절률 이다. 예를 들어, NA_o = 0.9의 고 NA 대물렌즈와 n_{SIL =} 2 의 SIL이 있으면, NA = 1.8 이라는 초고-NA 값이 획득될 수 있다; 반면에, 고 NA 대물렌즈와 결합된 대안적인 반구-초과(more-than-hemispherical)형 SIL 디자인은 결과적으로 NA = n_SIL ² NA_o의 초고-NA 값을 초래할 수 있다. SIL과 타겟 사이의 거리가 사용되는 방사선의 파장보다 훨씬 작거나 굴절률 매칭 액체가 사용되는 경우, 이러한 초고-NA 광학적 구성은 검사 장치의 계측 능력을 개선시킬 수 있다.

SIL과 표면(W)(예컨대 기판(W) 상에 증착된 하나 이상의 구조화되거나 구조화되지 않은 층) 사이의 거리가 방사선 빔(타겟의 검사용 빔 또는 위치 측정용 빔 등)의 약 절반 파장보다 크면, 광축에 대해 각도 α로 SIL(60) 내에서 포커싱되고 n_SIL sinα > 1 인 광선은 내부 전반사(TIR)에 의해, SIL 팁과 약 1 의 굴절률을 가지는 표면(W) 사이의 환경(예를 들어, 공기와 같은 기체)의 평면 계면에서 전부 반사된다. 따라서, TIR은 표면(W)의 조명의 유효 개구수를 약 1 로 한정한다. 그러나, SIL과 표면 사이의 거리가 하프 파장 λ보다 훨씬 작은 경우(예를 들어, 약 λ/10 보다 작은 경우), n_SIL sinα > 1 광선과 표면(W) 사이에 강한 에버네슨트 커플링이 발생한다. 이러한 에버네슨트 커플링이 유효 개구수를, 예를 들어 전술된 바와 같이 약 1.8 로 증가시킨다. 이러한 현상은 교란된 내부 전반사(frustrated total internal reflection; FTIR) 또는 에버네슨트 커플링이라고 알려져 있다. 이러한 경우에, SIL 및 표면(W)은 실제 기계적 접촉이 없이 광학적 접촉 상태에 있다고 간주될 수 있다. 그러므로, FTIR 조건에서, 표면(W)을 조명하는 것과 표면(W)에 의해 산란된 방사선을 검출하는 것이 1 을 넘는 개구수(초고-NA)에 대한 값을 가지고 가능하다.

마이크로스코피(microscopy) 및 포토리소그래피에서의 해상도를 증가시키기 위해 광학 요소를 액체 내에 액침시키는 것이 사용되어 왔다. 고체 침지 렌즈는 액침이 가지는 불편함/문제점이 없이 유사한 이득을 달성할 수 있다. 그러나, SIL의 하단은 타겟(30)과 접촉되거나 매우 가깝게 위치되어야 한다. 그러면 그 실용적 응용예가 제한된다.

소위 마이크로-SIL도 역시 사용될 수 있다. 이러한 SIL의 폭(예를 들어, 직경)은 훨씬 더 작고, 예를 들어 폭이 약 2 밀리미터가 아니라 약 2 마이크론이다. 도 6 의 SIL(60)이 마이크로-SIL인 예에서, 이것은 10 μm 이하, 잠재적으로는 5 μm 이하의 폭(예를 들어, 직경)을 가질 수 있다.

소형 SIL(60) 또는 마이크로-SIL이 사용되면, 이것은 가동 지지대에 부착되어 정렬과 기판까지의 근접도를 제어하는 것이 더 큰 폭을 가지는 렌즈의 경우에서보다 훨씬 쉬워지게 한다. 예를 들어 도 6 에서 SIL(60)은 프레임(62)에 탑재된다. 일 실시예에서, 프레임(62)은 이동가능하다. 프레임(62)을 이동시키기 위하여 액츄에이터가 제공될 수 있다. 일 실시예에서, 프레임(62)은 대물 렌즈(15)를 지지한다. 따라서, 일 실시예에서, 프레임(62)은 대물 렌즈(15) 및 SIL(60) 양자 모두를 함께 이동시킬 수 있다. 일 실시예에서, 프레임(62)용 액츄에이터는 프레임(62)(및 SIL(60))을 실질적으로 Z 방향으로 이동시키도록 구성될 수 있다. 일 실시예에서, 프레임(62)용 액츄에이터는 프레임(62)(및 SIL(60))을 X 축 및/또는 Y 축 중심으로 이동시키도록 구성될 수 있다. 일 실시예에서, SIL(60)은 프레임(62)에 대해 상대적인 고정된 위치에 있다. 일 실시예에서, 대물렌즈(15)는, 예를 들어 액츄에이터에 의해 프레임(62)에 상대적으로 이동가능하다.

위에서 언급된 바와 같이, 도 6 의 SIL(60)은 프레임(62)에 탑재되고, 이것은 일 실시예에서 대물 렌즈(15)를 지지한다. 물론, SIL(60)은 대물 렌즈(15)를 지지하는 것과 별개의 프레임에 탑재될 수 있다. 일 실시예에서, SIL(60)은 구조체(64) 및 액츄에이터(66)를 통해 프레임(예를 들어, 프레임(62))에 연결된다. 액츄에이터(66)는, 예를 들어 동작하는 압전 소자이거나 작동된 보이스 코일일 수 있다. 대물 렌즈(15)와 SIL(60) 사이의 상대 운동을 일으키기 위해서 SIL(60)이 액츄에이터를 포함하는 구성은 듀얼 스테이지 구성이라고 불릴 수 있다. 듀얼 스테이지에서, 예를 들어 동작 범위의 분리, 진동 억제 성능, 표면에 대한 SIL 포지셔닝 및 포커싱과 같은 몇몇 기능들은 분리될 수 있다. 일 실시예에서, 대물렌즈 스테이지는 실질적으로 Z-방향(실질적으로/본질적으로 표면에 수직)으로만 이동할 수 있다. 일 실시예에서, SIL 스테이지는 1 자유도보다 많은 자유도에서, 예를 들어 적어도 3 자유도에서, 예를 들어 Z-방향으로 그리고 X-축 및/또는 Y-축 중심으로 이동하여 SIL을 표면에 실질적으로 평행하게 포지셔닝할 수 있다. SIL 스테이지는 원하는 전체 이동 거리를 커버하기에 충분한 기계적 범위를 가지지 않을 수 있다. 그러므로, SIL 스테이지는 SIL을 표면 위의 어느 적은 거리에 포지셔닝하기 위하여 사용될 수 있는 반면에, 대물렌즈 스테이지는 대물렌즈를 표면에 대해, 또는 SIL에 대해 초점에 포지셔닝할 수 있다.

액츄에이터(66)는 타겟에 대해서 대물렌즈를 전체적으로 포지셔닝하나 하나 이상의 액츄에이터와 조합하여 동작할 수 있다. 이러한 상이한 포지셔너들의 제어 루프들은 서로 통합될 수 있다. 컴포넌트(62, 64 및 66)는 기판 테이블 및 포지셔너(전술되지만 도 6 에는 미도시)와 함께, SIL 및 타겟(30)을 서로 가까이 포지셔닝하기 위한 지지 장치를 형성한다. 위에서 언급된 바와 같이, 이론 상, SIL(60)은 프레임(62)에 견고하게 탑재될 수 있고, 및/또는 더 큰 폭을 가질 수 있다. 개별 구조체 및 액츄에이터는 좀 더 상세하게 후술되는 바와 같이 매우 작은 갭을 더 쉽게 제어할 수 있게 한다.

SIL(60)은 타겟으로부터 근-거리장 방사선을 캡쳐링하면서 작동하고, 이러한 목적을 위해서 타겟 구조체로부터 방사선의 하나의 파장(λ)보다 훨씬 더 가깝게, 일반적으로 하프 파장보다 더 가깝게 위치된다. 거리가 가까워질수록, 근-거리장 신호가 기구에 더 강하게 커플링될 것이다. 그러므로, SIL(60)과 타겟(30') 사이의 갭은 λ/4 보다 적고, 예를 들어 λ/40 - λ/8 의 범위 또는 λ/10 - λ/20 의 범위 안에 있을 수 있다. 검사 장치의 NA가 효과적으로 증가되기 때문에, 타겟 주기적 구조체의 피치는 제품 치수에 더 가깝게 감소될 수 있다.

마이크로-SIL이 사용되는 예에서, 종래에는 예를 들어 산란계에서 사용된 타입의 비간섭성(incoherent) 방사선은 마이크로-SIL만큼 작은 마이크론-크기의 스폿에는 포커싱될 수 없다. 따라서, 이러한 실시예에서 방사원(2)은 간섭성 소스로 변경될 수 있다. 그러므로, 레이저 소스(70)는 광섬유(72)를 통해 조명 광학기(12) 등으로 커플링된다. 기판 상의 스폿 크기에 대한 제한은 포커싱 렌즈 시스템의 개구수 및 레이저 파장에 의해 설정된다. 공간적으로 간섭성인 방사선을 사용하는 추가적인 이점으로서, 레이저 방사원(70)이 있는 기구가 상이한 타입의 산란측정 또는 측정을 수행하기 위해 사용될 수 있다. 예를 들어, 간섭성 푸리에 산란측정(coherent Fourier scatterometry; CFS)이 타겟을 측정하기 위하여 사용될 수 있다.

위에서 강조된 바와 같이, SIL과 타겟 사이에는 작은 갭이 유지되어야 한다. 역시 위에서 강조된 바와 같이, 이러한 갭을 제어하기 위한 공지된 기법은, 특히 다양한 상이한 타겟 구조체 및 재료를 검사해야 할 경우에는 한계를 가진다.

예를 들어, 외부 교란, 예를 들어 300 nm까지의 진동에 노출될 수 있으며, SIL과 측정된 표면 사이에서 λ/40 내지 λ/4 의 범위, 예를 들어 10 내지 100 nm에서 선택된 갭을 가지는 상대적으로 작은 고체 침지 렌즈(SIL)를 작은(예를 들어, 갭 크기의 약 1 내지 10%) 제어 오차로 제어하는 것은 아주 어려운 일이다. 이것은 갭 거리를 나타내는 신호, 예를 들어 갭 오차 신호(GES)를 사용하여 고-대역폭 제어를 함으로써 달성될 수 있다.

SIL 및 대물렌즈를 측정된 표면에 더 가까이 포지셔닝하는 것을 쉽게 하기 위하여 "듀얼 스테이지" 개념이 사용될 수 있고, 이것은 특정 기능들이 분리될 수 있게 하고, 예를 들어 모션 범위, 진동 억제 능력, SIL 포지셔닝 및/또는 표면에 대한 포커싱이 분리될 수 있게 한다. 도 7 을 참조하면, "듀얼 스테이지" 개념의 일 실시예가 개략적으로 묘사된다. SIL(60)은 가동 지지체(700)에 부착되어 SIL(60)의 정렬과 이러한 경우에는 기판(W)인 측정된 표면으로의 근접성을 제어를 쉽게 한다. 이것은 SIL 스테이지라고 명명될 수 있다. 더 나아가, 대물렌즈(15)가 가동 지지체(710)에 부착되어 SIL(60)과 대물렌즈(15)의 정렬과 이러한 경우에는 기판(W)인 측정된 표면으로의 근접성을 제어를 쉽게 한다. 이것은 대물렌즈 스테이지라고 명명될 수 있다.

액츄에이터(720)는 가동 지지체(700) 및 SIL(60)을 가동 지지체(710) 및/또는 대물렌즈(15)에 대해 이동시키기 위하여 제공될 수 있다. 액츄에이터(730)는 가동 지지체(710) 및 대물렌즈(15)를 지지체(740)에 대해 이동시키기 위하여 제공될 수 있다. 이러한 실시예에서, 가동 지지체(700)는 가동 지지체(710) 위에 탑재되기 때문에, 가동 지지체(710)가 움직이면 가동 지지체(700) 및/또는 SIL(60)도 이동될 수 있다. 따라서, 일 실시예에서, 가동 지지체(710)는 대물 렌즈(15) 및 SIL(60) 양자 모두를 함께 이동시킬 수 있다. 액츄에이터(720 및/또는 730)는, 예를 들어 동작하는 압전 소자이거나 작동된 보이스 코일일 수 있다.

SIL 스테이지는 대물렌즈 스테이지에 대해 기계적으로 매달릴 수 있으며, 이것이 등가 스프링 및/또는 댐핑(750)에 의해 표현된다. 스프링 및/또는 댐핑(750)은 액츄에이터(720) 내에 통합될 수 있고 및/또는 적합한 스프링 및/또는 댐퍼 구조체에 의해 별개로 제공될 수도 있다. 이와 유사하게, 대물렌즈 스테이지는 지지체(740)에 대해 기계적으로 매달릴 수 있으며, 이것이 등가 스프링 및/또는 댐핑(760)에 의해 표현된다. 스프링 및/또는 댐핑(760)은 액츄에이터(730) 내에 통합될 수 있고 및/또는 적합한 스프링 및/또는 댐퍼 구조체에 의해 별개로 제공될 수도 있다.

일 실시예에서, 액츄에이터(720)는 가동 지지체(700)(및 SIL(60))를 실질적으로 Z 방향으로 이동시키도록 구성될 수 있다. 일 실시예에서, 액츄에이터(720)는 가동 지지체(700)(및 SIL(60))를 X 축 및/또는 Y 축 중심으로 이동시키도록 구성될 수 있다. 일 실시예에서, 액츄에이터(730)는 가동 지지체(710)(및 대물렌즈(15))를 실질적으로 Z 방향으로 이동시키도록 구성될 수 있다. 일 실시예에서, 액츄에이터(730)는 가동 지지체(710)(및 대물렌즈(15))를 X 축 및/또는 Y 축 중심으로 이동시키도록 구성될 수 있다. 일 실시예에서, 대물렌즈 스테이지는 실질적으로 Z-방향(실질적으로 표면에 수직)으로만 이동할 수 있다. 일 실시예에서, SIL 스테이지는 1 자유도보다 많은 자유도에서, 예를 들어 적어도 3 자유도에서, 예를 들어 Z-방향으로 그리고 X-축 및/또는 Y-축 중심으로 이동하여 SIL을 표면에 실질적으로 평행하게 포지셔닝할 수 있다. SIL 스테이지는 원하는 전체 이동 거리를 커버하기에 충분한 기계적 범위를 가지지 않을 수 있다. 그러므로, SIL 스테이지는 SIL을 표면 위의 어느 적은 거리에 포지셔닝하기 위하여 사용될 수 있는 반면에, 대물렌즈 스테이지는 대물렌즈를 표면에 대해, 또는 SIL에 대해 초점에 포지셔닝할 수 있다.

더 나아가, 일 실시예에서, 표면(W) 자체도 이동될 수 있다. 예를 들어 표면(W)을 가진 기판 테이블(WT)은 표면(W)을 SIL(60)에 대해 이동시켜서 SIL(60)과 표면(W) 사이에 적합한 갭을 구축하는 것을 쉽게 만들 수 있다.

이러한 포지셔닝을 가능하게 하기 위하여, 하나 이상의 신호가 제공될 수 있다. 예를 들어, 지지체(740)에 대한 및/또는 표면(W)에 대한 대물렌즈(15) 및/또는 SIL(60)의 포지셔닝을 가능하게 하기 위하여 하나 이상의 신호(770)가 제공될 수 있다. 이와 유사하게, 하나 이상의 신호(780)는 대물렌즈(15)에 대한 및/또는 표면(W)에 대한 SIL(60)의 포지셔닝을 가능하게 하기 위하여 제공될 수 있다. 하나 이상의 신호(785)는 표면(W)에 대한 SIL(60)의 포지셔닝을 가능하게 하기 위하여 제공될 수 있다. 일 예로서, 대물렌즈(15)와 지지체(740) 사이의 상대적인 포지셔닝을 가능하게 하기 위한 신호(770)는 인코더, 가스 센서, 또는 간섭측정계에 의해 제공될 수 있다.

좀 더 자세하게 후술되는 바와 같이, 대물렌즈(15)/SIL(60)과 표면(W) 사이의 상대적인 포지셔닝을 가능하게 하기 위한 신호(770)는 대물렌즈(15), SIL(60)을 통과하여 표면(W)에 도달하는 방사선 빔(790)으로부터 유도된 신호일 수 있다. 도 7 의 인세트로 도시되는 바와 같이, 방사선 빔(790)은 SIL(60)의 팁(797)에 위치된 초점(798)을 가질 수 있다. 일 실시예에서, SIL(60)의 팁(797)은 평평면을 포함한다. 방사선 빔(790)은 위치를 결정하기 위한 전용빔일 수 있고, 또는 표면을 측정하기 위하여 사용되지만 어떤 때에는 위치 측정 빔으로서 사용되는 빔일 수도 있다. 대물렌즈(15)와 SIL(60) 사이의 상대적인 포지셔닝을 가능하게 하기 위한 신호(780)는 초점 오차 신호(focus error signal; FES)일 수 있다. SIL(60)과 표면(W) 사이의 상대적인 포지셔닝을 가능하게 하기 위한 신호(785)는 본 명세서에서 설명된 바와 같은 갭 오차 신호(GES)일 수도 있다.

그러므로, 액츄에이터(720 및 730)는 표면(W)에 대해 대물렌즈(15) 및 SIL(60)을 포지셔닝하기 위해 함께 동작하여 소망하는 갭(795)을 설립할 수 있다. 표면(W)에 가깝게 SIL(60)의 포지셔닝을 제어하고 SIL(60)을 거의 해당 위치에서 유지시키기 위해 제어 시스템이 제공된다. 제어 시스템은 세트포인트 갭 값을 수신하고 하나 이상의 액츄에이터(예를 들어, 액츄에이터(720 및/또는 730))를 제어하여 하나 이상의 모션에서 SIL(60)을 세트포인트 갭 값 또는 그 근처에 포지셔닝하고 SIL(60)을 해당 위치에 또는 그 근처에 유지시킬 수 있다. 표면(W)과 SIL(60) 사이에는 큰 상대 진동이 있을 수 있다. 그러므로, SIL(60)은 고-대역폭(예를 들어, 1 내지 10 kHz) 피드백 제어 시스템으로 제어될 수 있다. 제어 시스템이 제어하게 하기 위해서, SIL(60)과 표면(W) 사이의 갭은 갭 오차 신호(GES)라고 불리는 하나 이상의 신호에 의해 표현될 수 있다. GES 또는 다른 위치 신호를 측정하기 위한 다양한 기법들이 당업계에 공지되어 있다.

일 실시예에서, 액츄에이터(720)는 정밀 포지셔너라고 간주될 수 있고 액츄에이터(730)는 거친 포지셔너라고 간주될 수 있다. Z-방향에서의 모션(예를 들어, 수직 모션)에 대한 일 실시예에서, "듀얼 스테이지" 시스템은(1) 대물렌즈(15)와 SIL(60) 사이의 초점, 및 2) SIL(60)과 표면(W) 사이의 갭(795) 양자 모두의 제어를 가능하게 할 수 있다.

더 나아가, "듀얼 스테이지" 시스템은 갭(795)에 대해 상대적으로 큰 동적 범위, 예를 들어 10 nm 미만의 정밀도로 대략 밀리미터의 범위가 가능하게 할 수 있다. 도 8 을 참조하면, Z-방향 모션 세트 포인트의 일 실시예가 개략적으로 설명된다. 제 1 세트포인트 거리(800)는, 측정될 표면(예를 들어, 기판(W))의 측정될 다른 표면과의 교환이 가능하게 하기 위한, 표면(W)으로부터의 SIL(60)의 거리(즉, 갭(795))에 대해서 규정될 수 있다. 일 실시예에서, 제 1 세트포인트 거리(800)는 약 수 밀리미터, 예를 들어 약 1-5 mm, 또는 약 1 mm의 범위에서 선택될 수 있다. 측정될 표면(W)이 제 자리에 놓이면, SIL(60)은 갭(795)의 제 2 세트포인트 거리(810)로의 접근 모션(805)에서 표면(W)에 더 가깝게 포지셔닝될 수 있다. 일 실시예에서, 제 2 세트포인트 거리(810)는 약 수 백 마이크론에서 수십 마이크론까지, 예를 들어 400 내지 50 마이크론, 예를 들어 약 150 내지 350 마이크론, 예를 들어 약 300 마이크론의 범위에서 선택될 수 있다. 제 2 세트포인트 거리(810)는 표면(W)과 SIL(60) 사이의 상대적으로 안전한 상대 운동을 가능하게 하여, 예를 들어 SIL(60)을 타겟(30) 상에 수평으로 포지셔닝한다.

제 2 세트포인트 거리(810)로부터, SIL(60)은 갭(795)의 제 3 세트포인트 거리(820)로의 접근 모션(815)에서 표면(W)에 더 가깝게 포지셔닝될 수 있다. 일 실시예에서, 제 3 세트포인트 거리(820)는 하프 파장, 예를 들어 약 350 내지 100 나노미터, 예를 들어 약 350 내지 175 나노미터, 예를 들어 약 300 나노미터의 범위에서 선택될 수 있다. 제 3 세트포인트 거리(820)는 GES가 사용될 수 있는 최대 갭(795)일 수 있다.

제 3 세트포인트 거리(820)로부터, SIL(60)은 갭(795)의 제 4 세트포인트 거리(830)로의 접근 모션(825)에서 표면(W)에 더 가깝게 포지셔닝될 수 있다. 일 실시예에서, 제 4 세트포인트 거리(830)는 약 100 내지 10 나노미터, 예를 들어 약 50 내지 10 나노미터, 예를 들어 약 20 내지 30 나노미터 또는 약 30 나노미터의 범위에서 선택될 수 있다. 제 4 세트포인트 거리(830)는 측정(835)이 이뤄지는 갭(795)일 수 있다. 측정 시에, 갭(795)은 제 4 세트포인트 거리(830)에서 실질적으로 유지된다.

측정이 완료되면, SIL(60)은 표면(W)으로부터 더 멀어지게 포지셔닝되어, 표면 상의 다른 위치에서의 추가 측정하는 것 또는 표면(W)을 다른 표면(W)으로 교환하는 것을 가능하게 한다. 일 실시예에서, SIL(60)은 제 3 세트포인트 거리(820)로의 후퇴 모션(840)에서 표면(W)으로부터 멀리 포지셔닝되고, 이것은 접근 모션(825)과 동일한 값을 가질 수도 있고 그와 다를 수도 있다. 제 3 세트포인트 거리(820)로부터, SIL(60)은 제 2 세트포인트 거리(810)로의 후퇴 모션(845)에서 표면(W)으로부터 멀리 포지셔닝되고, 이것은 접근 모션(815)과 동일한 값을 가질 수도 있고 그와 다를 수도 있다.

위에서 언급된 바와 같이, SIL(60)은 제 2 세트포인트 거리(810)에서 유지되어 표면(W)과 SIL(60) 사이의 상대적으로 안전한 상대 운동(855)을 가능하게 해서, 예를 들어 SIL(60)과 타겟 사이의 상대 운동(예를 들어, 표면(W)을 수평으로 이동시키는 것 및/또는 SIL(60)을 수평으로 이동시키는 것)에 의해 SIL(60)을 다른 타겟(30) 위에 수평으로 포지셔닝할 수 있다. 그러므로, 일 실시예에서, 표면(W) 상의 상이한 위치에 있는 각각의 타겟에 대하여, SIL의 접근 모션(815 및 825) 및 후퇴 모션(840 및 845)은 SIL(60)과 표면(W) 사이의 상대적인 모션 중에 표면(W) 및 SIL(60)의 손상을 방지하는 것을 돕도록 반복된다. 일 실시예에서, 후퇴 모션(840 및 845)은 제 2 세트포인트 거리(810)로의 단일 모션으로 결합될 수 있으며, 여기에서 예를 들어 다음 동작은 SIL(60)을 다른 타겟(30) 상에 포지셔닝하기 위한 표면(W)과 SIL(60) 사이의 상대 운동(855)이다.

표면(W)이 다른 표면(W)으로 대체되거나 센서가 셧 다운되어 있으면, SIL(60)은 제 1 세트포인트 거리(800)로의 모션(850)에서 표면(W)으로부터 멀리 포지셔닝되고, 이것은 모션(805)의 시작과 동일한 값을 가질 수도 있고 그와 다를 수도 있다. 일 실시예에서, 모션(840, 845 및 850)은 제 1 세트포인트 거리(800)로의 단일 모션으로 결합될 수 있고, 여기에서 예를 들어 다음 동작은 표면(W)이 다른 표면(W)으로 대체되는 것 또는 센서가 셧 다운되는 것이다.

일 실시예에서, 접근 모션(805)은 후퇴 모션(850)과 동일한 파라미터(예를 들어, 가속도, 속력, 세트포인트, 등)를 가질 필요가 없다. 이와 유사하게, 일 실시예에서, 후퇴 모션(845)은 접근 모션(815)과 동일한 파라미터(예를 들어, 가속도, 속력, 세트포인트, 등)를 가질 필요가 없다. 이와 유사하게, 일 실시예에서, 후퇴 모션(840)은 접근 모션(825)과 동일한 파라미터(예를 들어, 가속도, 속력, 세트포인트, 등)를 가질 필요가 없다.

이러한 다양한 모션은, 예를 들어 이동하는 부분들의 관성 및 액츄에이터 및/또는 그 증폭기의 제한사항 때문에 시간이 걸린다. 생산성을 개선하기 위하여, 센서 시스템의 한계 및 제약, 짧은 거리, 제어 시스템 대역폭, 등을 감소시키는 것이 바람직하다. 특히, 모션(815, 825, 840 및 845)에 "엑스트라" 시간이 걸리면 생산성(예를 들어, 분당 측정되는 타겟의 수)에 크게 영향을 줄 수 있다.

일 실시예에서, 모션(815) 시의 접근 속도는 생산성을 위하여 한정적일 수 있다(모션(805)이 접근 모션(815)보다 덜 빈번하게 발생하지만, 모션(805) 시의 접근 속도도 마찬가지임). 예를 들어, GES는 근-거리장 갭 거리(예를 들어, 약 350 내지 100 나노미터, 예를 들어 약 300 nm)의 상한(outer limit)에만 이용가능할 수 있어서, SIL이 표면(W)에 영향을 주기 전의 이용가능한 "정지(braking)" 거리는 상대적으로 짧고, 예를 들어 약 350 내지 125 나노미터의 일부, 예를 들어 약 300 nm이다. 그러므로, "브레이크(brake)" 거리 및 시스템의 다른 상태가 주어지면, 모션(805 및 815)에 대한 허용될 수 있는 최대 접근 속도는, 예를 들어 약 100 내지 1000 μm/s, 예를 들어 250 내지 350 μm/s 또는 약 300 μm/s에서 결정된다. 그러므로, GES가 근-거리장 갭 거리 밖에서는 이용가능하지 않을 수 있기 때문에, SIL(60)과 표면(W) 사이의 상대적인 모션은, 각각의 표면(W)의 시작시의 제 1 세트포인트 거리(800)로부터 그리고 표면(W) 상의 타겟들 사이의 제 2 세트포인트 거리(810)로부터의 전체 범위에 걸친 해당 최대 속도를 가지는 것일 것이다. 그러므로, 적어도 모션(815) 중에는 더 높은 속도를 가능하게 하는 것이 바람직하다.

따라서, 일 실시예에서, 다단계 "브레이킹" 프로세스가 제공된다. 즉, 일 실시예에서, SIL(60)과 표면(W) 사이의 상대적인 모션은 두 개 이상의 단계로 "브레이킹된다". 제 1 단계에서, 제 2 세트포인트 거리(810)로의 및/또는 제 3 세트포인트 거리(820)로의 범위에 있는 트리거 신호를 사용하여 "원거리장(far-field) 브레이킹"이 적용된다. 제 3 세트포인트 거리(820)에서, 예를 들어 GES 신호를 사용하여 "근거리장(near-field) 브레이킹"이 적용된다. 이러한 접근법을 사용하면, 모션(805) 및/또는 모션(815)의 속도는, 예를 들어 약 10 배의 인자만큼, 예를 들어 약 1-10 mm/s, 예를 들어 2.5 내지 5 mm/s, 예를 들어 약 3 mm/s로 증가될 수 있다. 최대 허용될 수 있는 새로운 속도는 적용가능한 컴포넌트의 관성에 기인한 브레이크 거리 및 전력 전자제품에 의해 결정될 수 있다(예를 들어, 브레이크 거리는 SIL 스테이지의 범위를 초과하지 않을 수 있음). 예를 들어, 다단계 브레이크 프로세스는 모션(815)을 위한 시간을 약 5 배의 인자만큼 감소시킬 수 있다.

일 실시예에서, 트리거 신호는 광신호이다. 일 실시예에서, 대물렌즈(15) 및 SIL(60)을 통과하여 전파되고, 표면(W)에 의해 재지향되며 대물렌즈(15) 및 SIL(60)을 통과해서 복귀하는 방사선(790)이 광학적 트리거 신호에 대한 기초로서 사용된다. 그러므로, 이러한 신호가 있으면, 전체 시스템 디자인에 대한 영향은, 예를 들어 다른 제어 신호에 대해서 이미 이용가능한 조명을 사용함으로써, 그리고 광로에 적게 영향을 주는 상대적으로 간단한 검출 방법을 사용함으로써 상대적으로 작아진다.

위에서 언급된 바와 같이, 접근 및/또는 후퇴 모션에서, SIL(60)과 표면(W) 사이의 거리는, 예를 들어 대략 1 mm의 SIL(60)과 표면(W) 사이의 거리 및 수십 나노미터의 SIL(60)과 표면(W) 사이의 거리 사이에서 변경된다. 이러한 접근 및/또는 후퇴 모션 중에, SIL(60)은 SIL 팁(797)이 대물렌즈(15)의 초점 위치(798)와 일치되도록 능동적으로 제어될 수 있다.

이해될 수 있는 바와 같이, 이러한 접근 및/또는 후퇴 모션은 가속과 감속을 수반한다. 이를 고려하면, SIL(60)의 능동 감쇠가 있으면, 이러한 가속과 감속은, 예를 들어 SIL(60)이, 예를 들어 대물렌즈(15)에 대한 자신의 가요성 서스펜션에서 진동하게 할 수 있다. 이러한 진동은 최대 허용될 수 있는 가속 / 감속, 그리고 따라서 SIL(60)과 표면(W) 사이의 거리가 변경될 수 있는 달성가능한 최대 속도에 부정적인 영향을 미칠 수 있다. 그러면 쓰루풋 손실이 초래될 수 있다. 또한, 진동이 생기면 표면(W)에 대해 SIL(60) 및/또는 대물렌즈(15)를 제어하기 위한 임계 제어 신호가 손실될 수 있다. 그러므로, 대물렌즈(15)의 초점에 대한 SIL(60)의 위치의 능동 감쇠 또는 폐루프 제어에 의하여 예를 들어 이러한 SIL(60) 진동을 감소시키는 것이 바람직하다. 따라서, 예를 들어 대물렌즈(15)의 초점 위치(798)에 대한 SIL(60)의 평면형 팁(797)의 위치의 폐루프 제어 및/또는 평면형 팁(797)에대한 대물렌즈(15)의 제어(예를 들어 팁이 초점 위치(798)에 더 가까워지게 하는 것 및/또는 초점 위치(798)가 팁에 더 가까워지게 하는 것, 또는 초점 위치(798)로부터 팁이 멀리 이동되게 하는 것 및/또는 초점 위치(798)가 팁으로부터 멀어지도록 이동되게 하는것)를 제공하는 것이 바람직하다. 따라서, 적합한 초점 제어 신호가 필요하다. 이러한 초점 제어 신호는 바람직하게는 일부 포인트에서 대물렌즈(15)의 초점 위치에 가까워질 표면(W)에 의해 교란되어서는 안 된다.

초점 제어 신호에 기초한 대상물에 대한 광학 요소의, 또는 그 반대의 폐루프 초점 제어가 다양한 위치 측정 기법 중 임의의 것을 사용하여 이루어져서 초점 제어 신호를 제공할 수 있다. 이러한 위치 측정 기법은 비점수차 포커싱, 스폿 사이즈 검출, 푸코 나이프 에지 검출, 및/또는 쌍-공초점(bi-confocal) 검출과 같은 광학적 위치 측정 기법을 포함할 수 있다.

초점 제어 신호의 이러한 다양한 광학적 위치 측정 기법들은 일부 공통 속성을 공유할 수 있다. 예를 들어, 초점 제어 신호는 흔히 두 개 이상의 검출기(단일 센서의 별개의 부분의 형태인 개별 검출기들을 포함함), 예를 들어 두 개 이상의 포토다이오드 또는 카메라 센서에 의해 검출되는 방사선 내의 방사선으로부터 유도된다. 불균형은 흔히 비점수차와 같은 의도적으로 가산된 파면 수차에 의해, 또는 빔의 일부를 차단함으로써(푸코 나이프 에지, 쌍-공초점 검출) 또는 작거나 마스킹된 검출기로써 빔의 일부만을 선택함으로써 초래된다. 초점 제어 신호는 흔히 다양한 검출기에 의해 검출된 방사선 신호들의 합산으로 정규화되어, 초점 제어 신호가 광학 요소가 그 위에 포커싱하는 대상물의 반사도에 덜 민감하게 하거나 이러한 신호가 방사선 소스의 세기 변동에 덜 민감하게 한다. 즉, 복수 개의 검출기를 사용함으로써, 재지향된 측정된 방사선의 양을 미리 설정된 임계와 직접적으로 비교하는 것을 피할 수 있고, 이를 통해서, 예를 들어 방사선이 그로부터 재지향되는 표면의 반사도에 대한 직접적인 의존성을 피할 수 있으며, 여기에서 반사도는 표면 상에 존재하는 구조, 재료, 등에 따라서 자릿수가 달라질 수 있다. 그러므로, 복수 개의 검출기와 함께 작업하고 이들의 신호를 서로에 대해 평가하면, 프로세스 변동에 대해 더 견실한 시스템을 만드는 것을 돕게 된다.

초점 제어 신호는 통상적으로 위치의 오차 신호 대 위치 오차의 'S-곡선' 과 닮을 것이다. 이러한 곡선의 일 예가 도 9 의 곡선(900)인데, 여기에서 위치 오차 신호는 임의의 단위이고(도 9 에 도시된 바와 같이) 위치 오차는 거리 단위이다(예를 들어 도 9 에 도시된 바와 같이 밀리미터 단위임). 하지만, 만일 예를 들어 광학 요소가 방사선을 그 위에 포커싱하는 대상물이 적어도 대략적으로 초점 깊이인 두께를 가진 다중층 구조체(예를 들어, 패터닝된 반도체 기판의 부분)라면, 상이한 층들 사이의 두 개 이상의 계면이 검출된 신호에 기여하게 될 것이다. 종래의 초점 제어 신호는 대략적으로 초점 깊이인 거리만큼 분리된 상이한 층들을 구별할 수 없다.

그러므로, 일 실시예에서, 초고-NA SIL 시스템을 사용하면, SIL 팁에서의 FTIR 및 프레넬 반사에 의해 반사된 방사선은 종래의 위치 측정 기법을 사용하여 'S-곡선' 초점 제어 신호(예컨대 도 9 의 곡선(900))를 생성할만큼 충분히 클 수 있다. 즉, SIL 팁(797)에 대한 대물렌즈(15)의 위치에 대한 위치 측정 기법은, 외부 환경과 SIL 팁(797)의 계면에서의 (교란된) 내부 전반사 및 프레넬 반사를 이용하여 이러한 반사된 방사선을 측정함으로써 초점 제어 신호를 획득할 수 있다.

하지만, SIL(60)이 표면(W)에 가까워지는 경우 이러한 접근법에도 문제점이 생길 수 있다. 수 십 마이크로미터보다 작은 SIL(60)과 표면(W) 사이의 거리에서, 적어도 두 개의 반사가 방사선을 검출하는 검출기 상에 중첩되기 시작할 수 있다. 하나의 반사는 SIL(60)과 외부 환경(예를 들어, 공기) 사이의 계면으로부터 나오고 다른 반사는 표면(W)으로부터 나온다.

도 9 를 참조하면, 종래의 비점수차 포커싱 방법 및 특정한 광학적 구성을 사용하는(이러한 예에서 위치 오차 신호 대 위치 오차의) 계산된 'S-곡선' 초점 제어 신호가 도시된다. 곡선(900)은 SIL에 가까운 표면(W)이 없는 상황에 대한 것이다(그리고 따라서 통상적인 'S-곡선'을 보여준다). 곡선(910)은 표면(W)이 SIL(60) 팁으로부터 약 75 μm인 예시적인 거리에 있는 상황에 대한 것이다. 곡선(920)은 표면(W)이 SIL(60) 팁으로부터 약 15 μm인 예시적인 거리에 있는 상황에 대한 것이다. 그러므로, SIL(60)에 인접한, 그리고 약 75 μm 이상, 또는 약 85 μm 이상, 또는 약 95 μm 이상, 또는 약 105 μm 이상, 또는 약 115 μm 이상의 SIL(60)과 표면(W) 사이의 거리에 대한 상황에서, 두 개의 별개의 전체적으로 양호한 'S-곡선'이 곡선(910)에 도시된 바와 같이 두 표면(즉, SIL(60) 팁 및 표면(W)) 각각에 대해서 생성될 것이다. 하지만, 앞선 거리보다 짧지만 초점 깊이보다 큰 거리에 대해서, 'S-곡선' 초점 제어 신호는 크게 교란될 것이고, 심지어는 곡선(910)에 도시된 바와 같은 신호의 기울기의 여러 제로-교차점 및 부호 변화를 가질 수도 있다. SIL(60)과 표면(W) 사이의 거리가 대략 초점 깊이인 경우, 하나의 일반적으로 양호한 'S-곡선' 초점 제어 신호가 다시 얻어진다. 그러나, 이것이 발생되면, SIL(60)은 대물렌즈(15)에 대해서 더 이상 제어되지 않고, 대신에, 예를 들어 SIL(60)과 표면(W) 사이의 에버네슨트 커플링에 기초하는 다른 제어 신호를 사용하여 표면(W)에 대해서 제어될 수 있다.

그러므로, 표면(W)에 의한 반사는 대물렌즈(15)의 초점의 관점에서 대물렌즈(15)와 SIL(60) 사이의 상대 위치를 제어하기 위한 위치 제어 신호를 크게 교란시킬 수 있다. 따라서, 예방 조치가 취해져야 한다.

일 실시예에서, 초점 제어 신호의 교란은, SIL(60) 내에서의 TIR의 광학적 속성을 활용함으로써 SIL(60) 및 표면(W)으로부터의 반사들을 분리함으로써 감소되거나 실질적으로 제어되는데, 이것은 선형 편광된 입사 광선이 TIR에 의한 반사 시에 타원형으로 편광되게 한다. 그러면, 편광은 광학적 처리에 의해서 효과적으로 분리되어, 위치 측정 빔의 약 하프 파장 보다 큰 SIL(60)과 표면(W) 사이의 거리에 대해서 표면(W)에 의한 반사에 대해 낮은 감도(예를 들어, 거의 무감도임)를 가지는 초점 제어 신호(예를 들어, 대물렌즈(15)의 초점에 대한 SIL(60) 팁 위치의 위치 제어 신호)를 생성할 수 있다.

전술된 광학적 효과는 TIR의 조건 하에서 조건의 입사 광선 전기장 벡터의 p- 및 s- 편광된 성분들 사이에서 도입되는 위상차에 의해 초래된다. 이러한 위상차는, 선형 편광된 방사선이 표면(W)을 향해 지향되는 경우, 대물렌즈(15)의 퓨필 또는 후초점면(또는 그것의 공액 평면)의 일부 내의 반사된 방사선이 타원형으로 편광되게 한다. p-편광된 성분(가끔 횡자계(TM) 편광이라고도 불림)은 그 전기장이 입사면에 놓여 있는 편광된 방사선인 반면에, s-편광된 성분(가끔 횡전기(TE) 편광이라고 불림)은 그 전기장이 입사면에 직교하는 편광된 방사선이다.

이러한 광학적 효과를 예시하기 위하여, 초고-NA 대물렌즈의 퓨필 또는 후초점면(또는 그 공액 평면)을 개략적으로 도시하는 도 10 을 참조한다. 대물렌즈는 X-축과 나란한(이러한 예에서) 편광을 가지는 선형 편광된 방사선으로 조명된다. 퓨필 또는 후초점면(또는 그것의 공액 평면)의 XZ 평면 내에 포커싱되고 반사되는 광선은 TIR 이전 그리고 이후에 p-편광된다(1000). 퓨필 또는 후초점면(또는 그것의 공액 평면)의 YZ 평면 내에 포커싱되고 반사되는 광선은 TIR 이전 그리고 이후에 p-편광된다(1010). NA > 1 에서의 모든 다른 광선은 편광의 p- 및 s- 성분 양자 모두를 가진다. 즉, 반사 이후에, 이러한 광선은 TIR에 기인한 타원형 편광(1020)을 가진다.

그러므로, 도 11 을 참조하면, s-편광된 방사선(1100)의 TIR, p-편광된 방사선(1110), 및 굴절률 n= 2.01 인 SIL에 대한 p- 및 s-편광된 방사선 사이의 위상차(1120)에 기인한, SIL 내에서의 계산된 위상 천이 대 내부 입사각의 예들이 도시된다. 약 26 도 내부 입사각에서의 불연속성은 브류스터(Brewster) 각에 기인한 것이다. TIR은 SIL 매질 내에서 약 30 도 입사각을 넘어서 발생한다.

따라서, TIR은 광파워의 많은 부분이 선형 편광된 조명 방사선의 그것에 수직인 편광으로 다시 퓨필 또는 후초점면(또는 그것의 공액 평면)으로 반사되게 한다. 그러므로, 대물렌즈(15)가, 예를 들어 x-축과 나란한 편광 방향을 가지는 선형 편광된 방사선으로 조명되면, TIR 이후의 광파워는, 그 편광이 x-축과 나란한 퓨필 또는 후초점면(또는 그것의 공액 평면)의 n_SIL sinα > 1(외부 환경은 약 1 의 굴절률을 가짐) 부분 내의 방사선 세기 분포, 및 그 편광이 y-축과 나란한 퓨필 또는 후초점면(또는 그것의 공액 평면)의 n_SIL sinα > 1(외부 환경은 약 1 의 굴절률을 가짐) 부분 내의 방사선 세기 분포로 분할된다. 표면(W)으로부터의 반사는 조명의 편광을 본질적으로 유지하고, 따라서 x-축과 나란한 편광 방향을 가지는 퓨필 또는 후초점면(또는 그것의 공액 평면)의 n_SIL sinα ≤ 1(외부 환경은 약 1 의 굴절률을 가짐) 부분 내의 방사선 분포에 기여한다(거의 대부분).

이러한 방사선 세기 분포의 시뮬레이션된 예가 도 12 에 도시된다. 도 12 의 퓨필 또는 후초점면(또는 그것의 공액 평면) 내에서의 시뮬레이션된 방사선 분포는, SIL(60)과 표면 격자 패턴이 있는 표면(W) 사이의 1500 nm 거리에 대한, 수평 방향으로 선형 편광되고 660 nm의 파장을 가지는 NA=1.6 렌즈의 경우이다. 도 12a 는 수평 편광자를 통해 퓨필 또는 후초점면(또는 그것의 공액 평면) 내에서 "검출되는" 바와 같은 방사선 분포를 보여준다. 중심에 있는 동심의 무늬는 SIL(60) 및 표면(W) 사이의 갭 내의 간섭에 기인한다. 도 12b 는 수직 편광자를 통해 퓨필 또는 후초점면(또는 그것의 공액 평면) 내에서 "검출되는" 바와 같은 방사선 분포를 보여준다. 방사선의 이러한 작은 부분은 표면(W)과의 큰 상호작용을 가지지 않고, 주로 SIL(60) 팁 및 외부 환경 사이의 계면에서의 TIR에 기인한 것이다.

이러한 방사선 세기 분포의 다른 시뮬레이션된 예가 도 13 에 도시된다. 도 13 의 퓨필 또는 후초점면(또는 그것의 공액 평면) 내에서의 시뮬레이션된 방사선 분포는, SIL(60)과 표면 격자 패턴이 있는 표면(W) 사이의 1500 nm 거리에 대한, 그 대신에 수직 방향으로 선형 편광되고 660 nm의 파장을 가지는 NA=1.6 렌즈의 경우이다. 도 13a 는 수평 편광자를 통해 퓨필 또는 후초점면(또는 그것의 공액 평면) 내에서 "검출되는" 바와 같은 방사선 분포를 보여준다. 방사선의 이러한 작은 부분은 표면(W)과의 큰 상호작용을 가지지 않고, 주로 SIL(60) 팁 및 외부 환경 사이의 계면에서의 TIR에 기인한 것이다. 도 13b 는 수직 편광자를 통해 퓨필 또는 후초점면(또는 그것의 공액 평면) 내에서 "검출되는" 바와 같은 방사선 분포를 보여준다. 중심에 있는 동심의 무늬는 SIL(60) 및 표면(W) 사이의 갭 내의 간섭에 기인한다.

그러므로, 도 12 및 도 13 으로부터, 표면(W)에서의 반사로부터 SIL(60) 및 외부 환경(예를 들어, 공기와 같은 기체) 사이의 평면 계면에서의 반사를 효과적으로 분리하는 것이 가능하다는 것을 알 수 있다. 이것은, 조명의 선형 편광에 수직인 편광 상태만을 전파(예를 들어 투과)시키는 편광자를 통해 반사된 방사선을 검출하면서, 선형 편광된 방사선으로 대물렌즈(15)를 조명함으로써 이루어질 수 있다. 그러므로, 일 실시예에서, 대물렌즈(15) 및 SIL(60)을 선형 편광된 조명으로 조명하면서, 조명에 대해 수직인 편광 상태만을 전파(예를 들어 투과)시키는 편광자를 통과하여 SIL(60)로부터 오는 반사된 방사선을 검출기로써 검출하는 시스템 및 프로세스 내에서 위치 제어 신호가 획득되어, 이러한 측정된 방사선에 기초하여 초점 제어 신호가 얻어진다. 그렇지 않으면 시스템 및 프로세스는 종래의 초점 제어 신호 검출 시스템 및 방법일 수도 있다. 따라서, 표면(W)(의 위치)에 대해 실질적으로 둔감한 방식으로, 대물렌즈(15)의 초점에 관한, SIL(60)과 대물렌즈(15) 사이의 상대 위치에 대한 초점 제어 신호 'S-곡선' 을 검출하는 것이 가능하다.

도 14 는 도 6 의 실시예의 장치에서 타겟에 가까운 부분들의 개략적인 부분적인 확대도를 도시한다. 도 14 는 특히, 도 6 의 장치 내의 대물렌즈(15)의 초점 위치를 결정하고, 그러한 결정에 기초하여 대물렌즈(15) 및/또는 SIL(60)의 포지셔닝을 제어하는 데에 사용되기 위한 예시적인 광로의 개략도를 제공한다. 도 15 는 초점 위치 결정 및 제어 시스템의 일 실시예를 개략적으로 도시한다. 계측 또는 검사 장치로서의 해당 장치의 기능과 관련하여, 측정 조명 빔(1400)은 광학 컴포넌트(12(편의를 위하여 도 14 에는 미도시), 13(편의를 위하여 도 14 에는 미도시), 15, 16(편의를 위하여 도 14 에는 미도시), 17(편의를 위하여 도 14 에는 미도시), 및 60(도 6 을 참조하여 전술됨)을 포함하는 조명 경로를 따라가고, 따라서 여기에서는 설명되지 않을 것이다. 타겟(30')에 의해 재지향된 방사선을 수집하기 위한 광학 컴포넌트(60, 15)를 포함하는 수집 경로 도 역시 도 6 을 참조하여 전술된다. 수집 경로의 광학 컴포넌트들에 의하여 수집된 방사선은, 타겟 재구성 또는 다른 목적을 위하여 프로세서 시스템(PU)(편의를 위하여 도 14 에는 미도시)에 연결된 검출기(18)(편의를 위하여 도 14 에는 미도시)로 지향된다. 위에서 언급된 바와 같이, 이러한 파라미터의 예시적인 응용예는 오버레이 오차를 결정하는 것 또는 임계 치수(CD)를 결정하는 것을 위한 것일 수 있다. 타겟(30')은 도 1 의 리소그래피 장치 및 도 2 를 참조하여 위에서 설명된 처리 툴의 클러스터를 사용하여 패터닝되고 처리된 기판(W)에 형성될 수도 있다. 본 명세서에 개시된 기술은 이러한 검사 장치로 한정되지 않는다. 다른 응용예, 예를 들어 광학 기록 분야에서, 조명 경로 및 수집 경로는 유사하게 배치될 수 있다.

일 실시예에서, 대물렌즈(15)의 초점 위치를 결정하고 대물렌즈(15)와 SIL(60) 사이의 상대 위치를 제어하기 위하여, 방사선 빔(1405)(예를 들어, 레이저 또는 광대역 방사선 빔)은 제어 경로라고 불리게 될 광로를 따라 간다. 빔(1405)은 제어 빔 이라고 불릴 수 있고, 본 명세서에서 설명되는 빔(790), GES에 도달할 빔, 및/또는 거리 또는 위치를 결정하기 위하여 사용되는 다른 빔일 수 있다. 도 14 는 빔(1405)의 예시적인 광선을 보여준다; 실무에서, 빔(1405)은 소정 너비를 가지며 SIL(60)을 실질적으로 채울 것이다. 따라서, 빔(1405)은 통상적으로 한 번에 여러 각도에서(대물렌즈(15) 및/또는 SIL(60)에 의한 굴절에 기인함) 방사선으로 SIL(60)의 팁을 조명할 것이고, SIL(60)의 팁에 또는 그 근처에 단일 초점이 생기게 할 것이다. 그러면, 예를 들어 도 10, 도 12 및 도 13 에 도시된 바와 같이, 퓨필 또는 후초점면(또는 그것의 공액 평면) 내에 방사선의 TIR 링을 얻는 것이 가능해진다.

이러한 예에서 제어 경로는 미러 또는 부분-반사면의 형태를 가질 수 있는 광학 컴포넌트(1410 및 1420)를 포함한다. 제어 빔(1405)은 광학 컴포넌트(1410)에 의해 광학 컴포넌트(1420)를 통과하여 SIL(60)로 지향된다. 제어 빔(1405)은 대물렌즈(15) 및 SIL(60)을 통과하여 SIL(60)의 팁과 외부 환경(예를 들어, 공기와 같은 기체) 사이의 계면에 충돌하는데, 여기에서 대물렌즈(15)의 초점은 접근 및/또는 후퇴 모션 도중에 위치가 결정되는 것이 바람직하다. 예를 들어 표면(W) 및/또는 SIL(60)의 팁 및 외부 환경의 계면에 의해 재지향된 제어 빔 방사선은 1425 로 명명되고 광학 컴포넌트(1420)에 의해 검출기 장치(1435)(예를 들어, 복수 개의 센서, 예를 들어 포토다이오드 또는 카메라 센서와 같은 복수 개의 검출기를 포함함)으로 지향된다. 위에서 언급된 바와 같이, SIL(60)의 팁과 외부 환경의 계면에 대한 임계각보다 높은 각도로 입사하는 방사선은 검출기 장치(1435)로 다시 반사될 것이고, 따라서 대물렌즈(15)의 초점 위치의 측정을 제공할 수 있다. 즉, 계면에서의 (교란된) 내부 전반사 및 프레넬 반사에 기인하여 다시 반사된 방사선은 검출기 장치(1435)에 의해 측정되어 초점 제어 신호를 산출할 수 있다.

하지만, 위에서 논의된 바와 같이, 표면(W)은 SIL(60)에 상대적으로 가까워서 방사선은 표면(W)으로 진행할 수 있고, 따라서 검출기 장치에서 수광된 방사선은 계면에 추가적으로 표면(W)에 의한 반사로부터 초래되는 방사선을 포함할 수 있다. 그러므로, 이러한 상황에서 대물렌즈(15)의 초점 위치의 측정을 얻기 위해서, 대물렌즈(15)는 선형 편광된 방사선으로 조명된다. 예를 들어 방사선(1405)의 소스가 선형 편광된 방사선을 제공하지 않는 경우, 편광 디바이스(1445), 예컨대 편광자가 선형 편광된 방사선을 제공하기 위하여 사용될 수 있다. 방사선(1405)의 소스가 선형 편광된 방사선을 제공하는 경우 편광 디바이스(1445)는 생략될 수 있다. 편광 디바이스(1445)는 선형 편광된 방사선을 SIL(60)로 제공하기 위해서 상이한 위치에 위치될 수 있다.

위에서 논의된 바와 같이, SIL(60)의 팁과 외부 환경의 계면에서의 TIR이 편광 변화를 초래한다. 따라서, SIL(60)의 팁과 표면(W)의 계면으로부터 나온 재지향된 방사선은 조명의 선형 편광에 수직인 편광만 전파(예를 들어, 투과)하는 편광 디바이스를 통해 전달된다. 이를 수행하기 위해서, 선형 편광된 조명의 편광을 차단하고 조명의 선형 편광에 수직인 편광이 검출 장치(1435)를 향해 전파(예를 들어, 투과)하게 하기 위해서, 편광 디바이스(1450)(예컨대 수평 편광자, 수직 편광자 또는 편광 빔 스플리터)가 제공된다. 그러면 편광 디바이스(1450)로부터 나온 전파되는 재지향된 방사선이 검출 장치(1435)에서 측정된다. 편광 디바이스(1450)는 검출 장치(1435)에서의 조명의 선형 편광에 수직인 자신의 편광을 가지는 재지향된 방사선을 제공하기 위해서 상이한 위치에 위치될 수 있다. 따라서, 편광 디바이스(1450)는 SIL(60) 및 외부 환경(예를 들어, 공기와 같은 기체) 사이의 계면에서의 반사를 표면(W)에서의 반사로부터 분리하는 것을 효과적으로 가능하게 한다.

그러므로, 일 실시예에서, 대물렌즈(15) 및 SIL(60)을 선형 편광된 조명으로 조명하면서, 조명에 대해 수직인 편광 상태만을 전파(예를 들어 투과)시키는 편광 디바이스(1450)를 통과하여 SIL(60)로부터 오는 반사된 방사선을 검출 장치(1435)로써 검출하는 시스템 및 프로세스 내에서 위치 제어 신호가 획득된다. 편광 디바이스(1450)로부터 전파된(예를 들어, 투과된) 재지향된 방사선은 측정되어 초점 제어 신호를 초래하며, 그러면 이것이 대물렌즈(15) 및/또는 SIL(60)의 위치를 제어하여, 예를 들어 SIL(60)의 팁에서의 대물렌즈(15)의 초점 위치의 제어가 가능하게 하도록 제어 루프에서 사용될 수 있다. 따라서, 예를 들어 SIL(60)의 팁에서의 대물렌즈(15)의 초점 위치의 제어가 가능해지도록, 대물렌즈(15) 및/또는 SIL(60)의 포지셔닝에 대한 초점 제어 신호 'S-곡선' 을 검출하는 것이 가능해진다.

일 실시예에서, 제어 빔(1405)의 폭을 감소시키도록 애퍼쳐(1415)가 제어 경로에 배치될 수 있다. 검출 장치로 전달되는 방사선(1425)의 부분을 선택하기 위하여, 애퍼쳐 스톱(1430)도 제어 경로 내에 배치될 수 있다.

편하게 설명하기 위하여, 제어 빔(1405)을 생성하기 위한 소스는 도 14 에 도시되지 않는다. 100 내지 900 nm 범위에서 선택된 하나 이상의 파장의 방사선을 방출하는 방사원이 사용될 수 있다. 소스는, 예를 들어 백색 광 또는 소위 백색 광 레이저를 방출하는 램프일 수 있다. 다른 실시예들에서, 방사선은 연속하는 광대역 스펙트럼을 가지는 대신에 다색성(많은 개별 파장을 포함함)일 수 있다. 일 실시예에서, 방사선은 연속하는 광대역 스펙트럼을 가지는 대신에 실질적으로 단색성(협대역 광학 선 스펙트럼을 포함함)일 수 있다. 측정 조명 빔(1400) 및 제어 빔(1405)의 소스는 하나일 수 있고 같을 수 있다. 하나의 이러한 실시예에서, 응용예에서 고간섭성 광원이 사용될 필요가 없으면, 도 6 의 레이저 소스(70)는 광대역 광원으로 교체되어 빔(1400 및 1405) 양자 모두에 대한 방사선을 공급할 수 있다. 또는, 빔(1400 및 1405)을 생성하기 위하여 상이한 소스가 사용될 수도 있다.

도 15 는 대물렌즈(15)의 초점 위치를 모니터링하고 초점 위치에 대한 제어가 가능해지게 하는 장치를 개략적으로 도시한다. 도 15 의 장치는 검출기 장치(1435)(예를 들어, 전술된 바와 같은 장치)를 포함한다. 방사선(1425)이 검출기 장치(1435)로 지향된다. 검출기 장치(1435)에 의해 생성된 하나 이상의 신호는 프로세서 시스템(PU)과 통신하는 프로세서 시스템(1440)으로 지향된다. 프로세서 시스템(1440)은 검출기 장치에 의해 생성된 하나 이상의 신호를 처리하여, 예를 들어 본 명세서에서 설명된 바와 같은 초점 제어 신호 및/또는 컴포넌트의 이동에 대한 하나 이상의 세트포인트를 생성한다. 일 실시예에서, 이러한 분석은 프로세서 시스템(PU)에 의해 수행될 수 있다. 그러면, 프로세서 시스템(PU)은 결정 결과를 사용하여, 하나 이상의 액츄에이터(예를 들어, 액츄에이터(66))를 활성화함으로써 SIL(60) 및/또는 대물렌즈(15)의 위치를 원하는 설정 포인트로 제어한다. 이러한 방식으로, 대물렌즈(15) 및/또는 SIL(60)의 위치 제어가 이루어져서, 예를 들어 SIL(60)의 팁에서의 대물렌즈(15)의 초점 위치의 제어가 가능해질 수 있다.

일 실시예에서, SIL(60)은 제로가 아닌 입사각에서 제어 빔(1405)에 의해 비스듬히 조사될 수 있다. 타겟을 조명하고 타겟 및 제어 경로에 의해 방출된 방사선을 수집하기 위한 도 14 의 광학 장치도 이에 따라 조절될 수 있다. 제어 빔(1405)에 의해 SIL(60)을 비스듬히 조사하는 일 예가 도 16 에 개략적으로 예시된다. SIL(60)은 광학 컴포넌트(1410)를 통해 방사선(1405)에 의해 SIL(60)의 광축에 대해 비스듬하게 조사된다. 재지향되는 방사선(1425)은 본 명세서에서 설명된 바와 같은 검출 장치로 지향된다.

일 실시예에서, 갭 제어를 위한 복수 개의 측정 빔이 사용될 수 있다. 예를 들어, 도 14 및 도 15 의 장치에 따라 제공된, 예를 들어 복수 개의 빔이 존재할 수 있다. 예를 들어 도 16 의 장치에 따라 제공된 복수 개의 빔이 존재할 수 있다. 또는, 도 14 및 도 15 의 장치에 따라 제공된 하나 이상의 빔과, 예를 들어 도 16 의 장치에 따라 제공된 하나 이상의 빔의 조합이 제공될 수도 있다.

제어 신호를 얻기 위해서 선형 편광을 사용하는 것이 전술되었지만, 제어 신호를 검출하기 위하여 원형 편광된 조명을 사용하는 것이 바람직할 수 있다. 그러므로, 원형 편광된 방사선으로 조명된 초고-NA 광학 장치의 대물렌즈(15)의 퓨필 또는 후초점면(또는 그것의 공액 평면)내의 방사선 세기 분포의 시뮬레이션된 예가 도 17 에 도시된다. 도 17 의 퓨필 또는 후초점면(또는 그것의 공액 평면)의 시뮬레이션된 방사선 분포는 SIL(60)과 표면 격자 패턴이 있는 표면(W) 사이의 1500 nm 거리에 대한, 660 nm의 파장을 가진 좌측 원형 편광된 방사선이 있는 NA=1.6 렌즈의 경우에 대한 것이다. 도 17a 는 수평 편광자를 통해 퓨필 또는 후초점면(또는 그것의 공액 평면) 내에서 "검출되는" 바와 같은 방사선 분포를 보여준다. 중심에 있는 동심의 무늬는 SIL(60) 및 표면(W) 사이의 갭 내의 간섭에 기인한다. 도 17b 는 수직 편광자를 통해 퓨필 또는 후초점면(또는 그것의 공액 평면) 내에서 "검출되는" 바와 같은 방사선 분포를 보여준다. 중심에 있는 동심의 무늬는 SIL(60) 및 표면(W) 사이의 갭 내의 간섭에 기인한다.

원형 편광된 조명 방사선의 경우의 이러한 방사선 세기 분포의 다른 시뮬레이션된 예가 도 18 에 도시된다. 도 18 의 퓨필 또는 후초점면(또는 그것의 공액 평면)의 시뮬레이션된 방사선 분포는 SIL(60)과 표면 격자 패턴이 있는 표면(W) 사이의 1500 nm 거리에 대한, 660 nm의 파장을 가진 그 대신의 우측 원형 편광된 방사선이 있는 NA=1.6 렌즈의 경우에 대한 것이다. 도 18a 는 수평 편광자를 통해 퓨필 또는 후초점면(또는 그것의 공액 평면) 내에서 "검출되는" 바와 같은 방사선 분포를 보여준다. 중심에 있는 동심의 무늬는 SIL(60) 및 표면(W) 사이의 갭 내의 간섭에 기인한다. 도 18b 는 수직 편광자를 통해 퓨필 또는 후초점면(또는 그것의 공액 평면) 내에서 "검출되는" 바와 같은 방사선 분포를 보여준다. 중심에 있는 동심의 무늬는 SIL(60) 및 표면(W) 사이의 갭 내의 간섭에 기인한다.

도 17 및 도 18 로부터, SIL(60) 및 외부 환경 사이의 계면에서 반사된 방사선과 표면(W)에 의해 반사된 방사선 간의 간섭 때문에, 동심의 무늬가 모든 편광 순열(polarization permutation)에서 관찰된다. 그러므로, 이러한 편광 순열 중 어느 것도 실질적으로 표면(W)에 대해 둔감한 것으로 보이지 않는다. 그러나, 본 명세서에서 설명된 바와 같은 SIL 위치 제어 문제에 대한 관련된 거리 범위에서, 퓨필 또는 후초점면(또는 그것의 공액 평면)의 바깥 부분이 SIL(60) 및 외부 환경 사이의 계면에서의 내부 전반사에 의해 반사된 방사선을 보유한다. 하프 파장보다 작은 거리에서만 이러한 방사선이 표면(W)과 상호작용할 것이고, 이러한 포인트에서 SIL(60)과 표면(W) 사이의 갭 거리를 제어하기 위해서 다른 에버네슨트 커플링-기초 제어 신호가 사용될 수 있다.

그러므로, 일 실시예에서, 임계각 n_SIL sinα = 1(외부 환경은 약 1 의 굴절률을 가짐) 이하의 각도로 포커싱되는 실질적으로 모든 방사선이 반사된 방사선으로부터 제거되거나 감소됨으로써, 임계각 n_SIL sinα = 1(외부 환경은 약 1 의 굴절률을 가짐)보다 큰 각도로 포커싱된 방사선만이, 그리고 이러한 방사선 대부분이 측정되고 초점 제어 신호를 얻기 위해 사용되도록 한다. 임계각 n_SIL sinα = 1(외부 환경은 약 1 의 굴절률을 가짐)보다 큰 각도를 가지는 방사선은 SIL과 외부 환경의 계면에서의 내부 전반사에 기인한 것이고, 따라서 이러한 방사선은, 예를 들어 대물렌즈(15)의 초점이 SIL(60)의 팁에 있게 되고 이것이 표면(W)(의 위치)에 대해 실질적으로 민감하지 않게 이루어지도록, SIL(60) 및/또는 대물렌즈(15)의 포지셔닝의 제어를 가능하게 하는 위치 제어 신호를 제공하기 위해 사용될 수 있다.

도 19 는 도 6 의 실시예의 장치의 일부의 개략적인 부분 확대도를 도시한다. 특히, 도 19 는 도 6 의 장치 내에서 대물렌즈(15)의 초점 위치를 결정하고 초점 위치에 대한 제어가 가능해지게 하도록 사용되기 위한 예시적인 광로의 개략도를 제공한다. 계측 또는 검사 장치로서의 장치의 기능과 관련하여, 측정 조명 빔(1400)은, 도 6 을 참조하여 전술되었기 때문에 여기서는 논의되지 않는 광학 컴포넌트(13, 16(이러한 예에서 비-편광 빔 스플리터일 수 있음), 15 및 60)를 포함하는 조명 경로를 따라갈 수 있다. 또한, 측정 조명 빔(1400)의 조명 경로는 도 6 을 참조하여 전술되었기 때문에 여기서는 논의되지 않는 광학 컴포넌트(12 및 17)(이들 모두는 편의상 도 19 에는 도시되지 않음)를 포함할 수 있다. 타겟에 의해 재지향된 방사선(1400)을 수집하기 위한 광학 컴포넌트(60, 15)를 포함하는 수집 경로도 역시 도 6 을 참조하여 전술된다.

이러한 실시예에서, 수집된 방사선(1400)은 광학 컴포넌트(16)에 의해 릴레이 시스템(1520)으로 지향되고, 이것은 수집된 방사선(1400)을 광학 컴포넌트(1525)(이러한 예에서는 비-편광 빔 스플리터일 수 있음)로 지향한다. 그러면, 광학 컴포넌트(1525)로부터 나오는 수집된 방사선(1400)은 하나 이상의 대역통과 및/또는 노치 필터(1530)를 지나 광학 컴포넌트(1535)(이러한 예에서 편광 빔 스플리터일 수 있음)로 간다. 타겟 재구성 또는 다른 목적을 위하여, 광학 컴포넌트(1535)는 수집된 방사선(1400)을 프로세서 시스템(PU)(편의상 도 14 에는 도시되지 않음)에 연결된 검출기 장치(1545)로 제공한다. 이러한 예에서, 검출기 장치(1545)는 그들의 측정면이 대물렌즈(15)의 퓨필 평면(1515)의 퓨필 평면(1540)에 있거나 그에 가깝게 위치되는 복수 개의 센서를 포함한다. 위에서 언급된 바와 같이, 이러한 파라미터의 예시적인 응용예는 오버레이 오차를 결정하는 것 또는 임계 치수(CD)를 결정하는 것을 위한 것일 수 있다. 타겟은 도 1 의 리소그래피 장치 및 도 2 를 참조하여 위에서 설명된 처리 툴의 클러스터를 사용하여 패터닝되고 처리된 기판(W)에 형성될 수도 있다. 본 명세서에 개시된 기술은 이러한 검사 장치로 한정되지 않는다. 다른 응용예, 예를 들어 광학 기록 분야에서, 조명 경로 및 수집 경로는 유사하게 배치될 수 있다.

일 실시예에서, 대물렌즈(15)의 초점 위치를 결정하기 위하여(따라서 초점 위치에 대한 제어를 가능하게 함), 방사선 빔(1405)(예를 들어, 광대역 방사선 빔)은 제어 경로라고 불리게 될 광로를 따라 간다. 빔(1405)은 제어 빔 이라고 불릴 수 있고, 본 명세서에서 설명되는 빔(790), GES에 도달할 빔, 및/또는 거리 또는 위치를 결정하기 위하여 사용되는 다른 빔일 수 있다. 이러한 예에서 제어 경로는 측정 또는 검사 방사선 빔(1400)의 여러 광학 컴포넌트, 예컨대 필터(13), 광학 컴포넌트(16), 릴레이 시스템(1520) 및 광학 컴포넌트(1525)를 공유하지만, 반드시 그래야 하는 것은 아니다.

도 19 에 도시된 바와 같이, 제어 빔(1405)은 대물렌즈(15) 및 SIL(60)로 지향된다(이러한 예에서는 필터(13) 및 광학 컴포넌트(16)를 통해). 제어 빔(1405)은 대물렌즈(15) 및 SIL(60)을 통과하여 SIL(60)의 팁과 외부 환경(예를 들어, 공기와 같은 기체) 사이의 계면에 충돌하는 광대역 방사선의 좁은 빔을 포함하는데, 여기에서 대물렌즈(15)의 초점은 접근 및/또는 후퇴 모션 도중에 위치가 결정되는 것이 바람직하다. 위에서 논의된 바와 같이, 빔(1405)은 특정 편광을 가질 수 있다. 빔(1405)의 소스가 요구되는 편광을 제공하지 않는 경우, 편광은 편광 디바이스(1500)에 의해 제공될 수 있다. 일 실시예에서, 대물렌즈(15) 및 SIL(60)에 제공된 편광은 원형 편광된 조명일 수 있다. 원형 편광된 조명은 사분 파 플레이트(1500)(대물렌즈(15)의 후면 초점면에 가까이 배치될 수 있음)를 사용하여 획득될 수 있다. 선형 편광된 방사선(방사선(1405)의 소스로부터 나오거나 편광 요소, 예를 들어 편광 디바이스(1500)의 제공된 부분 또는 인접한 부분에 의해 제공될 수 있음)은 사분 파 플레이트(1500)를 통해 전파(예를 들어, 투과)되어 원형 편광될 수 있다. 사분 파 플레이트(1500)가, 예를 들어 대물렌즈(15)의 후면 초점면에 가까이 있으면, 반사된 방사선(1405)은 대물렌즈(15)를 통과하여 그리고 사분 파 플레이트(1500)를 통하여 방사선(1405)에 대한 검출 장치를 향해 다시 반사될 수 있다. 일 실시예에서, 수집된 방사선(1405)을 검출 장치로 전파(예를 들어, 투과)시키기 위해서 개별 사분 파 플레이트(1555)가 제공될 수 있다. 일 실시예에서, 좌측 원형 편광된 방사선이 대물렌즈(15)에 제공되도록 수평 편광된 방사선이 사분 파 플레이트(1500) 상에 입사한다. 일 실시예에서, 우측 원형 편광된 방사선이 대물렌즈(15)에 제공되도록 수직 편광된 방사선이 사분 파 플레이트(1500) 상에 입사한다.

예를 들어 표면(W) 및/또는 SIL(60)의 팁 및 외부 환경의 계면에 의해 재지향된 제어 빔 방사선은 광학 컴포넌트(16)에 의해 검출기 장치(1580)(예를 들어, 복수 개의 센서와 같은 복수 개의 검출기를 포함함)으로 지향된다. 특히, 일 실시예에서, 반사된 빔(1405)은 SIL(60) 및 대물렌즈(15)에 의해 수집되고 하나 이상의 광학 컴포넌트를 통해 하나 이상의 대역통과 및/또는 노치 필터(1550)로 지향된다. 필터(1550)로부터, 수집된 빔(1405)은 선택적인 편광 디바이스(1555)(예를 들어, 사분 파 플레이트)를 향해 지향된다. 그러면 수집된 방사선(1405)은 광학 컴포넌트(1570)(이러한 예에서는 편광 빔 스플리터일 수 있음)로 진행한다. 광학 컴포넌트(1570)는 수집된 방사선(1405)을 하나 이상의 렌즈(1575)를 통해 프로세서 시스템(PU)(편의상 도 14 에는 도시되지 않음)에 연결된 검출기 장치(1580)로 제공하여, 초점 위치 제어, 또는 다른 목적을 위한 제어 신호를 얻는다. 이러한 예에서, 검출기 장치(1580)는 복수 개의 센서를 포함한다. 검출기 장치(1580)는 본 명세서에서 설명된 바와 같은 생성 'S-곡선' 을 생성하기 위한 종래의 초점 제어 신호 검출 방법일 수 있다. 검출기 장치(1580)의 센서들 각각은 서로 직교하는 편광을 가지는 방사선을 검출한다. 제어 목적을 위해 사용되는 방사선은 대물렌즈(15)의 퓨필 평면에 입사할 때에 수평, 수직, 우측 원형 편광되거나 좌측 원형 편광될 수 있다.

위에서 언급된 바와 같이, 일 실시예에서, 임계각 n_SIL sinα = 1(외부 환경은 약 1 의 굴절률을 가짐) 이하의 각도로 포커싱되는 실질적으로 모든 방사선이 반사된 방사선으로부터 제거되거나 감소됨으로써, 임계각 n_SIL sinα = 1(외부 환경은 약 1 의 굴절률을 가짐)보다 큰 각도로 포커싱된 방사선만이, 그리고 이러한 방사선 거의 모두가 측정되고 초점 제어 신호를 얻는데 사용될 수 있게 한다. 이를 달성하기 위해서, 일 실시예에서, 임계각 n_SIL sinα = 1(외부 환경은 약 1 의 굴절률을 가짐)보다 낮은 각도로 초점되는 방사선을 반사된 방사선으로부터 제거 또는 감소시키기 위해서, 대물렌즈(15)의 후면 초점면의 공액 평면(1560) 내에 디바이스(1565)가 배치된다. 일 실시예에서, 디바이스(1565)는 임계각 n_SIL sinα = 1(외부 환경은 약 1 의 굴절률을 가짐)보다 낮게 포커싱된 실질적으로 모든 방사선을 차단하도록 구현되는 마스크를 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 마스크(1565)는 투과성을 가지도록 남겨진 부분 내에 맞춤되는 방사선을 제외하고는 모든 입사 방사선을 차단한다. 도 19 에 도시된 바와 같이, 마스크(1565)는 수집된 방사선 빔(1405)의 중심에 위치된 디스크 형태일 수 있고, 임계각 n_SIL sinα = 1(외부 환경은 약 1 의 굴절률을 가짐)보다 낮은 각도로 포커싱된 방사선을 차단하기에 적합한 치수를 가진다. 일 실시예에서, 마스크(1565)의 차단부와 투과부는 상이한 반지름 또는 폭을 가질 수 있다. 일 실시예에서, 마스크(1565)는 플레이트의 중앙부 주위에 투과성 링 개구(예를 들어, 고리 개방된 애퍼쳐와 같은 고리)가 있는 플레이트를 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 마스크(1565)는 SIL(60)로부터 검출기 장치(1580)까지의 광로 내의 다른 위치에 위치될 수도 있다. 일 실시예에서, 마스크(1565)는 액츄에이터에 연결되어 마스크(1565)를 광로 내외로 이동시킬 수 있다. 일 실시예에서, 필요할 경우 광로 내에 배치될 수 있는 상이한 디자인(예를 들어, 상이한 SIL들, 등)의 복수 개의 마스크(1565)가 존재할 수 있다. 일 실시예에서, 마스크(1565)는 구성가능하고 가변인 차단 영역을 규정할 수 있다. 예를 들어, 마스크(1565)는 셔터-타입 디바이스, LCD 디바이스, 등일 수 있다. 일 실시예에서, 반사된 방사선으로부터 임계각 n_SIL sinα = 1(외부 환경은 약 1 의 굴절률을 가짐) 이하의 각도로 포커싱되는 방사선을 제거하거나 감소시키기 위하여, 디바이스(1565)에 대해 상이한 메커니즘이 사용될 수 있다. 예를 들어, 디바이스(1565)는 애퍼쳐 주위의 반사부가 반사된 방사선의 일부를 검출기 장치(1580)로 반사하는, 애퍼쳐를 가진 미러를 포함할 수 있다. 추가 예로서, 디바이스(1565)는 반사된 방사선의 바깥 부분을 증폭하거나 반사된 방사선의 중앙 부분을 감소시키는 렌즈를 포함할 수 있다.

도 20 은 광학적 장치 내의 컴포넌트들 사이의 초점 위치를 결정하고 초점 위치에 대한 제어를 가능하게 하는 예시적인 방법을 나타내는 흐름도이다. 이러한 방법은 일반적으로 처리 시스템으로 제공되는 적절한 프로그래밍 명령들과 조합된 광학 및 전자 하드웨어 컴포넌트에 의해 구현된다. 초점 위치는, 예를 들어 고 개구수 광학 장치 내의 다른 광학 요소에 대한 어떤 광학 요소의 초점 위치일 수 있다. 고개구수 광학 장치는, 예를 들면 대물렌즈(15) 및 SIL(60)을 포함하는 광학 장치일 수 있고, 여기에서 SIL은 타겟(30 또는 30')과 같은 반사면 또는 회절면에 가까이 있을 수 있다.

이러한 방법은 다음 단계를 포함한다:

S101: 계측 타겟과 같은 타겟 구조체를 포함하는 기판이 광학 장치에 대해 X-Y-Z 방향에서 미리 정의된 위치에 위치된다. 예를 들어 미세 제어를 위한 하나 이상의 방사선 빔과 함께 사용되기 위한 갭 값을 설정하기 위해 필요하다면, 고개구수 광학 장치에 대한 기판면의 '거친' 포지셔닝(약 수 mm 또는 마이크론의 정밀도를 가짐)이 다른 센서를 사용하여 수행될 수 있다. 종래의 기판 지지체 및 포지셔닝 시스템이 이러한 단계에서 사용될 수 있다. '미세' 포지셔닝이 갭을 제어한다.

S102: 하나 이상의 방사선 측정 빔이 광학 장치를 통해 타겟면을 향해 지향된다.

S103: 광학 요소 또는 대상물(예컨대 SIL(60))과 그 외부 환경 사이의 계면에 의해 반사된 방사선, 및 선택적으로 또한 타겟면에 의해 재지향된 방사선이 광학 장치에 의해 수집되고 전술된 바와 같이 하나 이상의 검출기 장치로 지향된다. 검출기 장치(들)는 수광된 방사선에 기초하여 하나 이상의 검출 신호를 생성한다.

S104: 처리 시스템은 하나 이상의 검출 신호를 분석하고, 예를 들어 본 명세서에서 설명된 바와 같은 초점 제어 신호 및/또는 컴포넌트의 이동에 대한 하나 이상의 세트포인트를 제공한다. 처리 시스템은 분석 출력을 저장할 수도 있다. 단계 S102-S104 는 측정 빔(들)을 사용한 초점 제어 제어가 요구되는 한 반복될 수 있다. 예를 들어, 일 실시예에서, 계면으로부터의 검출된 재지향된 방사선은 SIL(60)의 팁에 대한 대물렌즈(15)의 초점 위치에 대한 위치 오차 신호를 생성하기 위하여 사용될 수도 있으며, 이것에 기초하여 대물렌즈(15) 및 SIL(60)의 상대 위치가 제어된다.

일 실시예에서, S102, S103 및 S104 는 광학 컴포넌트에 의해 방사선을 대상물의 외부 환경과의 계면을 향해 상기 대상물 내로 포커싱하는 단계; 상기 계면에서, 포커싱된 방사선을 전반사에 의해 반사하는 단계; 반사된 방사선을 검출하는 단계; 및 검출된 상기 반사된 방사선에 기초하여, 상기 광학 컴포넌트의 초점과 상기 대상물 사이의 상대 위치를 나타내는 위치 신호를 생성하는 단계를 포함할 수 있다. 일 실시예에서, S102, S103 및 S104 는, 제 1 방향에서 선형 편광된 방사선을 광학 컴포넌트에 의해 대상물의 외부 환경과의 계면을 향해 대상물 내로 제공하는 단계; 제 1 방향과 상이한 제 2 방향에서 타원형으로 편광되거나 선형 편광되며 계면에서 제 1 방향으로 선형 편광된 반사로부터 나타나는 방사선을 검출하는 단계; 및 제 2 방향에서 타원형으로 편광되거나 선형 편광되는 검출된 반사된 방사선에 기초하여, 대상물 및/또는 컴포넌트의 위치를 나타내는 위치 신호를 생성하는 단계를 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 일 실시예에서, S102, S103 및 S104 는 광학 컴포넌트에 의해 입사 방사선을 외부 환경과의 고체 침지 렌즈의 계면을 향해 고체 침지 렌즈 내로 제공하는 단계로서, 상기 계면에 인접하여 상기 계면으로부터 갭만큼 분리되는 표면이 제공되는, 단계; 반사된 방사선 내의 상기 표면으로부터 반사된 방사선의 비율을 감소시키도록, 상기 계면 및 상기 표면에서 상기 입사 방사선의 반사로부터 나타나는 반시된 방사선을 처리하는 단계; 및 처리된 방사선에 기초하여 대상물 및/또는 컴포넌트의 위치를 나타내는 위치 신호를 생성하는 단계를 포함하는 방법이 제공된다. 일 실시예에서, S102, S103 및 S104 는 광학 컴포넌트로써 대상물의 외부 환경과의 계면을 향해 대상물 내로 원형 편광되는 방사선을 제공하는 단계; 및 계면과 연관된 임계각보다 큰 각도로 상기 계면에 입사하는 방사선으로부터 나타나고 상기 계면으로부터 반사되는 방사선에만 실질적으로 기초하여, 대상물 및/또는 객관적의 위치를 나타내는 위치 신호를 생성하는 단계를 포함할 수 있다.

S105: 초점 위치에 대한 포지셔닝이 단계 S104 의 출력을 사용하거나 그에 기초하여 제어된다. 예를 들어, 초점 제어 신호는 설정값과 비교될 수 있고, 그러면 프로세서 시스템(PU)은 광학 장치의 하나 이상의 부분들 사이, 예컨대 대물렌즈와 SIL 사이의 상대 위치를 변경하기 위한 커맨드를 발행할 수 있다. 도 6 의 검사 장치의 예에서, 대물렌즈(15)와 SIL(60) 사이의 상대 위치는 액츄에이터(66)를 사용하여 조절될 수 있다. 설정값은, 대물렌즈(15)와 SIL(60) 사이의 상대적인 모션 또는 대물렌즈(15)의 초점과 SIL(60) 사이의 상대 운동에 반응하거나 그 도중에 충분한 시간이 존재하도록 설정되어야 한다.

따라서, 일 실시예에서, SIL(60) 내의 내부 전반사를 이용한, 대물렌즈(15)의 초점에 대한 SIL(60)과 대물렌즈(15) 사이의 상대적인 포지셔닝을 위한 위치 신호가 검출되거나 생성된다.

더 나아가, 일 실시예에서, 예를 들어 대물렌즈(15)의 초점에 대한 SIL(60) 및/또는 대물렌즈(15)의 능동 감쇄 방법 및/또는 대물렌즈(15) 및/또는 SIL(60)에 작용하는 외부 교란을 억제하는 방법으로서, 이러한 신호에 기초한 SIL(60)과 대물렌즈(15) 사이의 상대 위치의 폐루프 제어가 제공된다. 특히, 이러한 제어는 대물렌즈(15)가 다른 외부 힘, 등에 의해 가속, 감속, 교란되는 중에 사용될 수 있다.

일 실시예에서, 표면(W)으로부터 반사된 방사선에 기인한, SIL(60) 또는 대물렌즈(15)에 대한 위치 신호(예를 들어, SIL(60)과 대물렌즈(15) 사이의 상대 위치 또는 SIL(60)에 대한 대물렌즈(15)의 초점)에 가해지는 부정적인 영향이 감소된다. 일 실시예에서, 이러한 감소는, 대물렌즈(15)의 조명의 편광에 수직인 편광을 가지는 반사된 방사선의 일부로부터 위치 신호를 검출하거나 생성하는 것(예를 들어, 실질적으로 조명의 편광에 수직인 편광을 가지는 방사선만을 전파시키는 편광자를 사용함으로써)에 의해 달성되는데, 조명의 편광에 수직인 편광을 가지는 이러한 방사선은 자신의 외부 환경과의 SIL(60)의 계면에서 발생하는 반사에서 초래된다. 다양한 공지된 광학적 검출 구현형태들이 반사된 빔 내의 이러한 특정 편광으로부터 위치 신호를 얻기 위해 사용될 수 있다. 따라서, 자신의 외부 환경과의 SIL(60)의 계면에서의 반사는 편광 감응 검출을 통해 효과적으로 표면(W)에서의 반사로부터 분리될 수 있다. 그러므로, 이러한 구성의 일 실시예에서, 종래의 NA ≤ 1 렌즈의 경우 신호가 검출되지 않거나 점점 작아지는 신호가 검출될 것인 반면에, NA > 1 SIL(60)의 경우 강한 신호가 존재한다.

일 실시예에서, 대물렌즈(15)가 원형 편광된 방사선으로 조명되는 경우, 표면(W)으로부터 반사된 방사선에 기인한, SIL(60) 또는 대물렌즈(15)에 대한 위치 신호(예를 들어, SIL(60)과 대물렌즈(15) 사이의 상대 위치 또는 SIL(60)에 대한 대물렌즈(15)의 초점)에 가해지는 부정적인 영향이 감소된다. 이러한 경우에, 감소는 임계각 n_SIL sinα = 1 아래에서 포커싱된 반사된 방사선을 차단하면서, 예를 들어 공지된 광학적 검출 방법을 사용하여 방사선의 나머지로부터 위치 신호를 검출 또는 생성함으로써 달성된다. 따라서, 자신의 외부 환경과의 SIL(60)의 계면에서의 반사는 마스크를 통해서 표면(W)에서의 반사로부터 효과적으로 분리될 수 있다.

그러므로, 일 실시예에서, SIL(60) 또는 대물렌즈(15)에 대한 위치 제어 신호를 검출 또는 생성하기 위한 본 명세서에서 설명되는 방법은(예를 들어, SIL(60)에 대한 SIL(60)과 대물렌즈(15) 또는 대물렌즈(15)의 초점 사이의 상대 위치)는 제어 신호를 생성하기 위해 사용되는 방사선의 파장의 절반보다 큰, 표면(W)까지의 SIL(60)의 거리에 위치된 표면(W)으로부터 반사된 방사선에 의한 위치 신호에 대한 부정적인 영향을 감소시킨다.

일 실시예에서, 이러한 방법은 대물렌즈(15), SIL(60), 및 표면(W) 사이의 기존에 이용가능한 광로를 사용할 수 있다. 추가된 컴포넌트는 더 작은 임계 볼륨에, 예컨대 대물렌즈(15) 위에 제공될 수 있다. 따라서, 일 실시예에서, 대물렌즈(15) 및 SIL(60)(이미 계측/검사를 위해 사용되었음)을 통해 작동하고, 이미 이용가능한 조명 소스에 의해 획득될 수 있으며, 따라서 광학 시스템에 가산된 복잡성을 최소화할 수 있는 초점 제어 신호가 제공된다. SIL(60)을 통해 작동함으로써, SIL(60)에 대한 대물렌즈(15)의 초점 위치의 측정은 SIL(60)과 대물렌즈(15) 사이에서 직접적으로 수행된다.

일 실시예에서, 제어 신호는 SIL(60)과 대물렌즈(15) 사이에서의 능동 감쇄 및/또는 SIL(60) 및/또는 대물렌즈(15)에 작용하는 외부 교란의 억제를 가능하게 하는데, 그러면: (i) 더 빠른 모션과 함께 더 높은 쓰루풋 및/또는 (ii) SIL(60)이 대물렌즈(15)에 대해서 초점이 맞는다고 가정하는 하나 이상의 다른 제어 신호에 대한 더 낮은 교란을 가능하게 할 수 있다.

일 실시예에서, 적어도 두 개의 검출기로부터의 신호들이 함께 처리되고, 따라서 절대 신호가 필요하지 않을 수 있기 때문에, 일 실시예에서 프로세스 변동(예를 들어 상이한 표면으로부터의 상이한 반사 계수)에 견실한 방법 및 시스템이 제공된다.

일 실시예에서, (i) SIL(60) 및 외부 환경의 계면에 있는 대물렌즈(15)를 통해 편광된 방사선을 제공하고, (ii) 계면으로부터 반사된 방사선 및 SIL(60)에 인접한 표면(W)으로부터 반사된 방사선의 편광을 필터링하며, 그리고 (iii) 계면(내부 전반사에 의함) 및 표면(W)에서 반사된 방사선의 차분 동위상 천이들에 있는 차이로부터 위치 신호를 획득하는 방법 및 시스템이 제공된다. 따라서, SIL(60) 및/또는 대물렌즈(15)에 관련된 위치 신호는, 계면에서의 내부 전반사로부터 초래되는 s 및 p 편광된 방사선 사이의 위상 천이를 활용하여, 계면으로부터의 반사와 표면(W)으로부터의 반사를 분리함으로써 얻어진다.

일 실시예에서, 공지된 제 1 편광 상태를 가지는 방사선을 표면(W)에 인접한 SIL(60) 내로 포커싱하는 방법 및 시스템이 제공된다. 외부 환경과의 자신의 계면에서 SIL(60) 내부의 총 내부 전반사에 의해 반사되는 방사선은 실질적으로 편광 믹싱되며, 즉, 제 1 편광 상태의 방사선을 포함하고 제 2 의 직교 편광 상태의 방사선을 포함한다. 표면(W)으로부터 반사된 방사선은 상대적으로 작은 입사각 때문에 제 1 편광 상태로부터 거의 변하지 않을 것이다. 그러면, SIL(60)의 계면으로부터 반사된 방사선이 표면(W)으로부터 반사된 방사선으로부터 효과적으로 분리되기 때문에, 제 2 편광 상태에 있는 광을 검출함으로써 SIL(60)을 나타내는 위치 신호(예를 들어, 초점 오차 신호)가 얻어질 수 있다. 이러한 방식으로, 그렇지 않고 제 1 편광 상태가 검출된다면 발생할, SIL으로부터 그리고 표면(W)으로부터 반사되는 방사선 사이의 위치 신호에 있는 크로스-토크를 피할 수 있다. 위치 신호는, SIL(60)과 대물렌즈(15) 사이의 상대 위치를 결정하기 위하여 사용될 수 있는 전술된 바와 같은 S-곡선일 수 있다.

본 명세서의 실시예들이 주로 접근 및/또는 후퇴 모션과 관련하여 설명되었지만, 본 명세서에서 논의되는 기법 및 장치는 다른 컴포넌트에 대한 광학 컴포넌트의 초점의 위치를 유지(예를 들어, 외부 교란의 콘텍스트에서)하기 위해서도 역시 사용될 수 있다.

일 실시예에서, 본 명세서에서 설명되는 제어를 제공하기 위해서 기계적 하드웨어에는 충격이 거의 가해지지 않거나 아예 가해지지 않으며, 광학적 하드웨어에는 제한된 충격이 가해질 수 있고, 세트 포인트 생성기 및 적용가능한 신호 처리를 확장함으로써 모션 제어 소프트웨어에는 제한된 충격이 가해질 것이다.

위에서 설명된 바와 같이, 일 실시예에서, 하나 이상의 특정 신호에 기초한 기법에 의해 초점 위치에 대한 위치 제어를 제공하기 위한 다양한 기법들이 제공된다. 이러한 기법은 산란계, 정렬 센서(하나 이상의 정렬 마크들을 사용하여 정렬을 결정함), 인코더 또는 간섭측정계(위치 측정을 가능하게 함), 및/또는 높이 또는 레벨 센서(표면의 위치 측정을 가능하게 함)와 같은 광계측 또는 검사 장치에 특히 적용될 수 있지만, 이것은 SIL의 다른 응용분야에도 또는 오브젝트가 다른 오브젝트에 매우 가깝게(예를 들어, 400 nm 미만의 범위) 위치되고 및/또는 유지되는 다른 응용분야에도 적용될 수 있다. 이러한 기법은 배타적으로 적용될 필요가 없고, 인용 문헌에서 논의되는 하나 이상의 기법을 포함하여 하나 이상의 다른 기법과 조합하여 적용될 수 있다.

본 명세서의 다양한 실시예들이 SIL과 대물렌즈 사이의 위치 제어를 주로 설명하고 있지만, 개시된 방법 및 장치는 다른 광학 컴포넌트에 대한 임의의 광학 컴포넌트의 위치를 제어하기 위하여 사용될 수도 있다.

갭이라고 언급하는 것은, SIL(60)과 타겟(30) 사이의 매질이, 예를 들어 공기가 되어야 하거나 심지어 가스여야 한다는 것을 암시하려는 의도가 아니다. 임의의 특정 구현형태에서 갭 내의 매질은 진공 또는 부분 진공, 임의의 가스상 또는 액상 매질일 수 있고, 이들의 굴절률은 장치의 광학적 기능의 요구 사항을 만족시킨다.

본 명세서의 검출기는 단일 파장(또는 좁은 파장 범위)에서의 방사선의 세기를 측정할 수도 있고, 여러 파장에서의 세기를 별도로 측정할 수도 있으며, 또는 일정 파장 범위에 걸쳐 통합된 세기를 측정할 수도 있다. 본 명세서의 검출기는 횡자기 편광(transverse magnetic-polarized) 및 횡전기 편광 방사선(transverse electric-polarized radiation)의 세기, 및/또는 횡자기 편광 방사선과 횡전기 편광 방사선 간의 위상차를 별도로 측정할 수도 있다. 본 명세서에서 설명되는 검출기는 편광자를 통과해 지나가는 편광된 방사선을 검출하고, 따라서, 예를 들어 반드시 편광을 측정할 필요 없이 편광 감응 검출을 제공할 수 있다.

본 명세서에서 설명되는 알고리즘은, 예를 들어 프로세서 시스템(PU) 또는 전용 마이크로프로세서 등의 형태인 그 균등물에 의해 수행될 적합한 소프트웨어 프로그램의 코딩을 통해 구현될 수 있다.

본 명세서에서 설명되는 임의의 제어기 또는 제어 시스템은 하나 이상의 컴퓨터 프로그램이 리소그래피 장치의 적어도 하나의 컴포넌트 내에 위치된 하나 이상의 컴퓨터 프로세서에 의해 판독되는 경우 각각 또는 조합되어 동작될 수 있다. 제어기 또는 제어 시스템은 각각 또는 조합하여 신호를 수신, 처리, 및 송신하기에 적합한 임의의 구성을 가질 수 있다. 하나 이상의 프로세서는 제어기 또는 제어 시스템 중 적어도 하나와 통신하도록 구성된다. 예를 들어, 각각의 제어기 또는 제어 시스템은 전술된 방법에 대한 머신-판독가능 명령을 포함하는 컴퓨터 프로그램을 실행하기 위한 하나 이상의 프로세서를 포함할 수 있다. 제어기 또는 제어 시스템은 이러한 컴퓨터 프로그램을 저장하기 위한 데이터 저장 매체, 및/또는 이러한 매체를 수용하기 위한 하드웨어를 포함할 수 있다. 그러므로, 제어기(들) 또는 제어 시스템(들)은 하나 이상의 컴퓨터 프로그램의 머신 판독가능 명령에 따라 동작할 수 있다.

다른 실시예들은 아래의 번호가 매겨진 절에서 제공된다:

1. 제 1 편광 상태의 입사 방사선을 광학 컴포넌트에 의해 대상물의 외부 환경과의 계면에 제공하는 단계로서, 상기 계면에 인접하여 상기 계면으로부터 갭만큼 분리되는 표면이 제공되는, 제공하는 단계;

상기 계면으로부터 그리고 상기 표면으로부터 반사되는 입사 방사선으로부터, 반사된 방사선 내에서 제 1 편광 상태의 방사선과 별개로서 상기 계면에서의 제 1 편광의 입사 방사선의 반사로부터 유래되는 상이한 제 2 편광 상태의 방사선을 검출하는 단계; 및

검출된 방사선에 기초하여, 상기 대상물 및/또는 컴포넌트의 위치를 나타내는 위치 신호를 생성하는 단계를 포함하는, 방법.

2. 제 1 절에 있어서,

상기 방법은, 반사된 방사선으로부터 제 2 의 상이한 편광 상태의 방사선을 필터링하는 단계를 더 포함하는, 방법.

3. 제 2 절에 있어서,

상기 필터링하는 단계는, 반사된 방사선을 편광자를 통해 통과시키는 것을 포함하는, 방법.

4. 제 3 절에 있어서,

상기 편광자는 실질적으로 제 2 편광 상태에 있는 방사선만을 전파하는, 방법.

5. 제 2 절 내지 제 4 절 중 어느 한 절에 있어서,

상기 필터링하는 단계는, 검출된 방사선이 중앙 부분 이외의 방사선이 되도록 상기 반사된 방사선의 중앙 부분을 제거하는 것을 포함하는, 방법.

6. 제 1 절에 있어서,

상기 방법은, 반사된 방사선 내에서 제 2 편광 상태의 방사선의 비율을 증가시키거나 반사된 방사선 내에서 제 1 편광 상태의 방사선의 비율을 감소시키는 단계를 포함하는, 방법.

7. 제 1 절 또는 제 6 절에 있어서,

상기 제 1 편광 상태의 방사선은 제 1 방향에서 선형 편광된 방사선을 포함하고, 상기 제 2 편광 상태의 방사선은 직교하는 제 2 방향에서 선형 편광된 방사선을 포함하는, 방법.

8. 제 1 절 내지 제 6 절 중 어느 한 절에 있어서,

상기 제 1 편광 상태의 방사선은 원형 편광된 방사선을 포함하는, 방법.

9. 제 1 절 내지 제 8 절 중 어느 한 절에 있어서,

상기 반사된 방사선은 계면에서의 내부 전반사에 기인하여 반사되는, 방법.

10. 제 1 절 내지 제 9 절 중 어느 한 절에 있어서,

상기 방법은, 광학 컴포넌트에 의하여, 제 1 편광 상태에 있는 방사선을 상기 계면에 포커싱하는 단계를 더 포함하는, 방법.

11. 제 1 절 내지 제 10 절 중 어느 한 절에 있어서,

상기 위치 신호는 상기 광학 컴포넌트의 초점과 대상물 사이의 상대 위치를 나타내는, 방법.

12. 제 1 절 내지 제 11 절 중 어느 한 절에 있어서,

상기 방법은, 상기 광학 컴포넌트의 초점을 상기 계면에 또는 상기 계면에 가깝게 제공 또는 유지하도록, 상기 위치 신호에 기초하여 상기 광학 컴포넌트와 대상물 사이의 상대 위치를 제어하는 단계를 더 포함하는, 방법.

13. 제 12 절에 있어서,

상기 제어하는 단계는, 상기 상대 위치를 능동적으로 감쇠시키고 및/또는 상기 광학 컴포넌트 및/또는 대상물에 작용하는 외부 교란을 억제하기 위한 폐루프 제어를 포함하는, 방법.

14. 제 1 절 내지 제 13 절 중 어느 한 절에 있어서,

상기 방법은, (i) 상기 광학 컴포넌트 및 대상물 및 (ii) 상기 계면에 인접한 표면 사이의 상대 운동 중에, 상기 광학 컴포넌트와 대상물 사이의 상대 위치를 제어하는 단계를 더 포함하는, 방법.

15. 광학 컴포넌트에 의해 방사선을 대상물의 외부 환경과의 계면을 향해 상기 대상물 내로 포커싱하는 단계;

상기 계면에서, 포커싱된 방사선을 전반사에 의해 반사하는 단계;

반사된 방사선을 검출하는 단계; 및

검출된 상기 반사된 방사선에 기초하여, 상기 광학 컴포넌트의 초점과 상기 대상물 사이의 상대 위치를 나타내는 위치 신호를 생성하는 단계를 포함하는, 방법.

16. 제 15 절에 있어서,

상기 방법은, 상기 광학 컴포넌트의 초점을 상기 계면에 또는 상기 계면에 가깝게 제공 또는 유지하도록, 상기 위치 신호에 기초하여 상기 광학 컴포넌트와 대상물 사이의 상대 위치를 제어하는 단계를 더 포함하는, 방법.

17. 제 16 절에 있어서,

상기 제어하는 단계는, 상기 상대 위치를 능동적으로 감쇠시키고 및/또는 상기 광학 컴포넌트 및/또는 대상물에 작용하는 외부 교란을 억제하기 위한 폐루프 제어를 포함하는, 방법.

18. 제 15 절 내지 제 17 절 중 어느 한 절에 있어서,

상기 방법은, (i) 상기 광학 컴포넌트 및/또는 대상물과 (ii) 상기 계면에 인접한 표면 사이의 상대 운동 중에, 상기 광학 컴포넌트와 대상물 사이의 상대 위치를 제어하는 단계를 더 포함하는, 방법.

19. 제 15 절 내지 제 18 절 중 어느 한 절에 있어서,

상기 포커싱된 방사선은 편광된 방사선을 포함하는, 방법.

20. 광학 컴포넌트로써, 제 1 편광 상태의 방사선을 대상물의 외부 환경과의 계면을 향해 대상물 내로 제공하는 단계;

방사선을 계면으로부터 반사하는 단계로서, 반사된 방사선은 상기 계면에서의 제 1 편광 상태의 방사선의 반사로부터 나타나는, 제 1 편광 상태에 직교하는 제 2 편광 상태의 방사선을 포함하는, 단계;

실질적으로 오직 제 2 편광 상태의 방사선만을 가지거나 반사된 방사선에 비해 제 1 편광 상태보다 제 2 편광 상태의 방사선의 높은 비율을 가지는 처리된 방사선을 생성하도록, 반사된 방사선을 처리하는 단계; 및

처리된 방사선을 검출하고 검출된 처리된 방사선에 기초하여 대상물 및/또는 컴포넌트의 위치를 나타내는 위치 신호를 생성하는 단계를 포함하는, 방법.

21. 제 20 절에 있어서,

상기 제 1 편광 상태는 제 1 방향에서의 선형 편광이고, 상기 제 2 편광 상태는 직교하는 제 2 방향에서의 선형 편광인, 방법.

22. 제 20 절 또는 제 21 절에 있어서,

상기 반사된 방사선을 처리하는 단계는, 실질적으로 제 2 편광 상태의 방사선만을 전파하는 편광자를 사용하는 것을 포함하는, 방법.

23. 제 20 절 내지 제 22 절 중 어느 한 절에 있어서,

상기 반사된 방사선은 계면에서의 내부 전반사에 기인하여 반사되는, 방법.

24. 제 20 절 내지 제 23 절 중 어느 한 절에 있어서,

상기 방법은, 광학 컴포넌트에 의하여, 제 1 편광 상태의 방사선을 상기 계면에 포커싱하는 단계를 더 포함하는, 방법.

25. 제 20 절 내지 제 24 절 중 어느 한 절에 있어서,

상기 위치 신호는 상기 광학 컴포넌트의 초점과 대상물 사이의 상대 위치를 나타내는, 방법.

26. 제 20 절 내지 제 25 절 중 어느 한 절에 있어서,

상기 방법은, 상기 광학 컴포넌트의 초점을 상기 계면에 또는 상기 계면에 가깝게 제공 또는 유지하도록, 상기 위치 신호에 기초하여 상기 광학 컴포넌트와 대상물 사이의 상대 위치를 제어하는 단계를 더 포함하는, 방법.

27. 제 26 절에 있어서,

상기 제어하는 단계는, 상기 상대 위치를 능동적으로 감쇠시키고 및/또는 상기 광학 컴포넌트 및/또는 대상물에 작용하는 외부 교란을 억제하기 위한 폐루프 제어를 포함하는, 방법.

28. 제 20 절 내지 제 27 절 중 어느 한 절에 있어서,

상기 방법은, (i) 상기 광학 컴포넌트 및/또는 대상물과 (ii) 상기 계면에 인접한 표면 사이의 상대 운동 중에, 상기 광학 컴포넌트와 대상물 사이의 상대 위치를 제어하는 단계를 더 포함하는, 방법.

29. 광학 컴포넌트로써 대상물의 외부 환경과의 계면을 향해 대상물 내로 입사 방사선을 제공하는 단계로서, 상기 계면에 인접하여 상기 계면으로부터 갭만큼 분리되는 표면이 제공되는, 단계;

반사된 방사선 내에서 상기 표면으로부터 반사된 방사선의 비율을 감소시키도록, 상기 계면 및 상기 표면에서 상기 입사 방사선의 반사로부터 나타나는 반시된 방사선을 처리하는 단계; 및

처리된 방사선에 기초하여 대상물 및/또는 컴포넌트의 위치를 나타내는 위치 신호를 생성하는 단계를 포함하는, 방법.

30. 제 29 절에 있어서,

상기 입사 방사선은 제 1 방향에서 선형 편광된 방사선을 포함하는, 방법.

31. 제 30 절에 있어서,

상기 처리하는 단계는, 반사된 방사선 내에서 제 1 방향에서 선형 편광된 방사선의 양을 감소시키는 것을 포함하는, 방법.

32. 제 31 절에 있어서,

상기 처리하는 단계는, 실질적으로 제 1 방향과 상이한 제 2 방향에서 선형 편광되는 방사선만을 전파하는 편광자를 사용하여, 반사된 방사선을 처리하는 것을 포함하는, 방법.

33. 제 32 절에 있어서,

상기 위치 신호를 생성하는 단계는, 제 2 방향에서 선형 편광된 방사선을 검출하는 것 및 제 2 방향에서 선형 편광된 검출된 방사선에 기초하여 대표하는 위치 신호를 생성하는 것을 포함하는, 방법.

34. 제 29 절 내지 제 33 절 중 어느 한 절에 있어서,

상기 계면으로부터의 반사된 방사선은 상기 계면에서의 내부 전반사에 기인하여 반사되는, 방법.

35. 제 29 절 내지 제 34 절 중 어느 한 절에 있어서,

상기 방법은, 광학 컴포넌트에 의하여, 상기 방사선을 상기 계면에 포커싱하는 단계를 더 포함하는, 방법.

36. 제 29 절 내지 제 35 절 중 어느 한 절에 있어서,

상기 위치 신호는 상기 광학 컴포넌트의 초점과 대상물 사이의 상대 위치를 나타내는, 방법.

37. 제 29 절 내지 제 36 절 중 어느 한 절에 있어서,

상기 방법은, 상기 광학 컴포넌트의 초점을 상기 계면에 또는 상기 계면에 가깝게 제공 또는 유지하도록, 상기 위치 신호에 기초하여 상기 광학 컴포넌트와 대상물 사이의 상대 위치를 제어하는 단계를 더 포함하는, 방법.

38. 제 37 절에 있어서,

상기 제어하는 단계는, 상기 상대 위치를 능동적으로 감쇠시키고 및/또는 상기 광학 컴포넌트 및/또는 대상물에 작용하는 외부 교란을 억제하기 위한 폐루프 제어를 포함하는, 방법.

39. 제 29 절 내지 제 38 절 중 어느 한 절에 있어서,

상기 방법은, (i) 상기 광학 컴포넌트 및/또는 대상물과 (ii) 상기 표면 사이의 상대 운동 중에, 상기 광학 컴포넌트와 대상물 사이의 상대 위치를 제어하는 단계를 더 포함하는, 방법.

40. 광학 컴포넌트로써 대상물의 외부 환경과의 계면을 향해 대상물 내로 원형 편광되는 방사선을 제공하는 단계; 및

계면과 연관된 임계각보다 큰 각도로 상기 계면에 입사하는 방사선으로부터 나타나고 상기 계면으로부터 반사되는 방사선에만 실질적으로 기초하여, 대상물 및/또는 객관적의 위치를 나타내는 위치 신호를 생성하는 단계를 포함하는, 방법.

41. 제 40 절에 있어서,

상기 방법은, 상기 계면으로부터 반사된 방사선으로서 상기 계면과 연관된 임계각 이하의 각도에서 상기 계면에 입사하는 방사선으로부터 유래되는 방사선을 차단하는 단계를 더 포함하는, 방법.

42. 제 41 절에 있어서,

상기 차단하는 단계는, 상기 반사된 방사선의 광축과 마스크 사이의 교차점으로부터 이격된 애퍼쳐를 포함하는 상기 마스크를 사용하는 단계를 포함하는, 방법.

43. 제 40 절 또는 제 41 절에 있어서,

상기 방법은, 차단되지 않은 상기 계면으로부터 반사된 방사선을 검출하고, 검출된 상기 반사된 방사선에 기초하여 상기 위치 신호를 생성하는 단계를 포함하는, 방법.

44. 제 40 절 내지 제 43 절 중 어느 한 절에 있어서,

원형 편광된 방사선과 상이한 편광 상태의 방사선은, 계면에서의 입사 방사선의 반사로부터 일어나고, 상기 방법은 반사된 방사선으로부터 상이한 편광 상태의 방사선을 필터링하는 단계를 더 포함하는, 방법.

45. 제 44 절에 있어서,

상기 필터링하는 단계는, 반사된 방사선을 편광자를 통해 통과시키는 것을 포함하는, 방법.

46. 제 40 절 내지 제 45 절 중 어느 한 절에 있어서,

상기 방법은, 광학 컴포넌트에 의하여, 상기 방사선을 상기 계면에 포커싱하는 단계를 더 포함하는, 방법.

47. 제 40 절 내지 제 46 절 중 어느 한 절에 있어서,

상기 위치 신호는 상기 광학 컴포넌트의 초점과 대상물 사이의 상대 위치를 나타내는, 방법.

48. 제 40 절 내지 제 47 절 중 어느 한 절에 있어서,

상기 방법은, 상기 광학 컴포넌트의 초점을 상기 계면에 또는 상기 계면에 가깝게 제공 또는 유지하도록, 상기 위치 신호에 기초하여 상기 광학 컴포넌트와 대상물 사이의 상대 위치를 제어하는 단계를 더 포함하는, 방법.

49. 제 48 절에 있어서,

상기 제어하는 단계는, 상기 상대 위치를 능동적으로 감쇠시키고 및/또는 상기 광학 컴포넌트 및/또는 대상물에 작용하는 외부 교란을 억제하기 위한 폐루프 제어를 포함하는, 방법.

50. 제 40 절 내지 제 49 절 중 어느 한 절에 있어서,

상기 방법은, (i) 상기 광학 컴포넌트 및/또는 대상물과 (ii) 상기 계면에 인접한 표면 사이의 상대 운동 중에, 상기 광학 컴포넌트와 대상물 사이의 상대 위치를 제어하는 단계를 더 포함하는, 방법.

51. 제 1 절 내지 제 50 절 중 어느 한 절에 있어서,

상기 대상물은 고체 침지 렌즈를 포함하는, 방법.

52. 제 1 절 내지 제 51 절 중 어느 한 절에 있어서,

상기 광학 컴포넌트는 대물렌즈를 포함하는, 방법.

53. 제 1 절 내지 제 52 절 중 어느 한 절에 있어서,

상기 방법은, 상기 표면의 1 nm 내지 400 nm 안에 상기 대상물을 위치시키는 단계를 더 포함하는, 방법.

54. 디바이스 패턴이 리소그래피 프로세스를 사용하여 일련의 기판들에 적용되는 디바이스 제조 방법으로서,

제 1 절 내지 제 53 절 중 어느 한 절의 방법을 사용하여, 상기 기판들 중 적어도 하나 상에서 상기 디바이스 패턴의 일부로서 또는 디바이스 패턴 이외에 형성된 타겟을 적어도 검사하는 단계, 및

상기 방법의 결과에 따라 추후의 기판들에 대하여 상기 리소그래피 프로세스를 제어하는 단계를 포함하는, 디바이스 제조 방법.

55. 비일시적 컴퓨터 프로그램 제품으로서,

프로세서가 제 1 절 내지 제 54 절 중 어느 한 절의 방법이 수행되게 하기 위한 머신-판독가능 명령을 저장하는, 비일시적 컴퓨터 프로그램 제품.

56. 기판 상의 측정 타겟에 빔을 제공하고, 상기 타겟에 의해 재지향된 방사선을 검출하여 리소그래피 프로세스의 파라미터를 결정하도록 구성되는 검사 장치; 및

제 55 절의 비일시적 컴퓨터 프로그램 제품을 포함하는, 시스템.

57. 제 56 절에 있어서,

상기 시스템은, 방사선 빔을 변조하기 위해 패터닝 디바이스를 홀딩하도록 구성되는 지지 구조체 및 변조된 빔을 방사선 감응 기판 상에 투영하도록 배치되는 투영 광학계를 더 포함하는, 시스템.

비록 본 명세서에서는, 예를 들어 광학 리소그래피와 연관된 아이템을 검사 또는 측정하기 위해 사용되는 계측 또는 검사 장치의 콘텍스트에서 본 발명의 실시예를 사용하는 것이 특정하게 언급되었지만, 본 명세서에서 설명되는 방법 및 장치가 다른 응용분야에서, 예를 들어 임프린트 리소그래피, 통합 광학계들의 사용 또는 제조, 자기 도메인 메모리를 위한 유도 및 검출 패턴의 사용 또는 제조, 평판-패널 디스플레이의 사용 또는 제조, 액정- 디스플레이(LCDs)의 사용 또는 제조, 박막 자기 헤드의 사용 또는 제조, 등에도 사용될 수 있다는 것이 이해될 것이다. 본 명세서에서 기판은, 예를 들어 트랙(통상적으로 레지스트 층을 기판에 도포하고 노광된 레지스트를 현상하는 툴), 계측 툴 및/또는 검사 툴에서, 노광 전 또는 노광 후에 처리될 수 있다. 적용 가능한 범위에서, 본 명세서에서의 개시물은 이러한 기판 처리 툴 및 다른 기판 처리 툴에 적용될 수 있다. 또한, 예컨대 다층 집적회로를 생성하기 위하여 기판이 복수 회 처리될 수 있으므로, 본 명세서에 사용되는 기판이라는 용어는 이미 여러 번 처리되거나 미처리된 층들을 포함한 기판을 지칭할 수 있다.

본 명세서에서 사용되는 "방사선" 및 "빔"이라는 용어는 자외선(UV) 방사선(예를 들어, 400 nm보다 적고 약 20 nm 또는 약 365, 355, 248, 193, 157, 또는 126 nm보다 큰 파장을 가짐)을 포함하는 모든 타입의 전자기 방사선을 망라한다.

본 명세서에 사용된 "렌즈"라는 용어는, 문맥이 허용한다면, 굴절, 회절, 반사, 자기, 전자자기, 및 정전기 광 컴포넌트를 포함하는 다양한 타입의 광 컴포넌트 중 임의의 것 또는 조합을 가리킬 수 있다.

비록 본 발명의 특정한 실시예가 위에서 설명되었지만, 본 발명은 설명된 것과 다르게 실시될 수 있다는 것이 이해될 것이다. 예컨대, 본 발명의 실시예는 본 명세서에서 개시된 바와 같은 방법을 기술하는 기계 판독 가능한 명령어들의 하나 이상의 시퀀스들을 포함하는 컴퓨터 프로그램, 또는 이러한 컴퓨터 프로그램이 저장되는 비일시적 데이터 저장 매체(예컨대, 반도체 메모리, 자기 디스크 또는 광 디스크 등) 또는 일시적 매체의 형태를 취할 수 있다. 더 나아가, 기계 판독 가능한 명령어는 두 개 이상의 컴퓨터 프로그램에서 구현될 수 있다. 두 개 이상의 컴퓨터 프로그램은 하나 이상의 상이한 데이터 저장 매체에 저장될 수 있다.

위의 설명은 한정적인 것이 아니라 예시적인 의도로 제공된다. 따라서, 다음 진술되는 청구항의 범위로부터 벗어나지 않으면서, 설명된 바와 같은 본 발명에 변경이 이루어질 수 있다는 것이 당업자에게는 명백할 것이다.

Claims (15)

1. 제 1 편광 상태의 입사 방사선을 광학 컴포넌트에 의해 대상물의 외부 환경과의 계면에 제공하는 단계로서, 상기 계면에 인접하여 상기 계면으로부터 갭만큼 분리되는 표면이 제공되는, 단계;
   상기 계면으로부터 그리고 상기 표면으로부터 반사되는 입사 방사선으로부터, 반사된 방사선 내에서 제 1 편광 상태의 방사선과 별개로서 상기 계면에서의 제 1 편광의 입사 방사선의 반사로부터 유래되는 상이한 제 2 편광 상태의 방사선을 검출하는 단계; 및
   상기 계면과 연관된 임계각 이하의 각도로 상기 계면에 입사하는 방사선으로부터 유래되는 반사 방사선을 배제한 검출된 반사 방사선에 기초하여, 상기 광학 컴포넌트의 초점과 대상물 사이의 상대 위치를 나타내는 위치 신호를 생성하는 단계를 포함하되, 상기 위치 신호는 상기 표면으로부터의 반사에 대해 비감응성인, 방법.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 방법은, 상기 반사된 방사선으로부터 편광자를 사용하여 상기 상이한 제 2 편광 상태의 방사선을 필터링하는 단계를 더 포함하는, 방법.
3. 제 1 항에 있어서,
   상기 제 1 편광 상태의 방사선은 제 1 방향으로 편광된 방사선을 포함하고, 상기 제 2 편광 상태의 방사선은 직교하는 제 2 방향으로 편광된 방사선을 포함하는, 방법.
4. 광학 컴포넌트에 의해 방사선을 대상물의 외부 환경과의 계면을 향해 상기 대상물 내로 포커싱하는 단계;
   상기 계면에서, 포커싱된 방사선을 내부 전반사에 의해 반사하는 단계;
   반사된 방사선을 검출하는 단계; 및
   상기 계면과 연관된 임계각 이하의 각도로 상기 계면에 입사하는 방사선으로부터 유래되는 반사 방사선을 배제한 검출된 상기 반사된 방사선에 기초하여, 상기 광학 컴포넌트의 초점과 상기 대상물 사이의 상대 위치를 나타내는 위치 신호를 생성하는 단계를 포함하되, 상기 위치 신호는 상기 계면에 인접하여 상기 계면으로부터 갭만큼 분리되는 표면으로부터의 반사에 대해 비감응성인, 방법.
5. 제 4 항에 있어서,
   상기 방법은, 상기 광학 컴포넌트의 초점을 상기 계면에 또는 상기 계면에 가깝게 제공 또는 유지하도록, 상기 위치 신호에 기초하여 상기 광학 컴포넌트와 대상물 사이의 상대 위치를 제어하는 단계를 더 포함하는, 방법.
6. 제 5 항에 있어서,
   상기 제어하는 단계는, 상기 상대 위치를 능동적으로 감쇠시키고 및/또는 상기 광학 컴포넌트 및/또는 대상물에 작용하는 외부 교란을 억제하기 위한 폐루프 제어를 포함하는, 방법.
7. 제 5 항에 있어서,
   상기 방법은, (i) 상기 광학 컴포넌트 및/또는 대상물과 (ii) 상기 계면에 인접한 상기 표면 사이의 상대 운동 중에, 상기 광학 컴포넌트와 대상물 사이의 상대 위치를 제어하는 단계를 더 포함하는, 방법.
8. 제 4 항에 있어서,
   상기 방법은, 상기 계면으로부터 반사된 방사선으로서 상기 계면과 연관된 임계각 이하의 각도로 상기 계면에 입사하는 방사선으로부터 유래되는 방사선을 차단하는 단계를 더 포함하는, 방법.
9. 제 8 항에 있어서,
   상기 차단하는 단계는, 상기 반사된 방사선의 광축과 마스크 사이의 교차점으로부터 이격된 애퍼쳐를 포함하는 상기 마스크를 사용하는 단계를 포함하는, 방법.
10. 제 8 항에 있어서,
    상기 방법은, 차단되지 않은 상기 계면으로부터 반사된 방사선을 검출하고, 검출된 상기 반사된 방사선에 기초하여 상기 위치 신호를 생성하는 단계를 포함하는, 방법.
11. 제 4 항에 있어서,
    상기 대상물은 고체 침지 렌즈를 포함하는, 방법.
12. 리소그래피 프로세스를 사용하여 디바이스 패턴이 일련의 기판들에 적용되는 디바이스 제조 방법으로서,
    상기 방법은,
    제 1 항의 방법을 사용하여, 상기 기판들 중 적어도 하나 상에서 상기 디바이스 패턴의 일부로서 또는 디바이스 패턴 이외에 형성된 타겟을 적어도 검사하는 단계, 및
    상기 방법의 결과에 따라 추후의 기판들에 대하여 상기 리소그래피 프로세스를 제어하는 단계를 포함하는, 디바이스 제조 방법.
13. 프로세서가 제 1 항의 방법을 수행하게 하기 위한 머신-판독가능 명령을 포함하는 컴퓨터 프로그램이 저장되어 있는 컴퓨터 판독가능한 기록 매체.
14. 기판 상의 측정 타겟에 빔을 제공하고, 상기 타겟에 의해 재지향된 방사선을 검출하여 리소그래피 프로세스의 파라미터를 결정하도록 구성되는 검사 장치; 및
    제 13 항의 컴퓨터 판독가능한 기록 매체를 포함하는, 시스템.
15. 제 14 항에 있어서,
    상기 시스템은,
    방사선 빔을 변조하기 위해 패터닝 디바이스를 홀딩하도록 구성되는 지지 구조체 및 변조된 빔을 방사선 감응 기판 상에 투영하도록 배치되는 투영 광학계를 포함하는 리소그래피 장치를 더 포함하는, 시스템.

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