KR102125284B1 - 검사와 계측을 위한 방법 및 장치 - Google Patents

Abstract

표면에 대한 광학 컴포넌트의 위치 제어 방법이 개시된다. 이러한 방법은, 제 1 위치 측정 프로세스에 의해 제 1 신호를 획득하는 단계; 상기 제 1 신호를 사용하여 모션의 제 1 범위에 대해 상기 광학 컴포넌트와 표면 사이의 상대 운동을 제어하는 단계; 상기 제 1 위치 측정 프로세스와 상이한 제 2 위치 측정 프로세스에 의해 제 2 신호를 획득하는 단계; 및 상기 제 2 신호를 사용하여 모션의 제 2 범위에 대해 상기 광학 컴포넌트와 표면 사이의 상대 운동을 제어하는 단계로서, 상기 모션의 제 2 범위는 상기 모션의 제 1 범위보다 상기 표면에 더 가까운, 제어하는 단계를 포함할 수 있다.

Description

검사와 계측을 위한 방법 및 장치

관련 출원에 대한 상호 참조

본 출원은 2015 년 3 월 11 일에 출원된 EP 출원 번호 제 15158677.3 의 우선권을 주장하며, 이것은 그 전체 내용이 원용되어 본원에 통합된다.

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(angularly 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 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 정확도를 개선시켜야 하는 필요가 있으며, 현존하는 기법들에는 정확도를 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 반사성 또는 회절면 사이의 갭을 제어하기 위해 적용될 수 있다.

일 양태에서, 표면에 대한 광학 컴포넌트의 위치 제어 방법으로서, 제 1 위치 측정 프로세스에 의해 제 1 신호를 획득하는 단계; 상기 제 1 신호를 사용하여 모션의 제 1 범위에 대해 상기 광학 컴포넌트와 표면 사이의 상대 운동을 제어하는 단계; 상기 제 1 위치 측정 프로세스와 상이한 제 2 위치 측정 프로세스에 의해 제 2 신호를 획득하는 단계; 및 상기 제 2 신호를 사용하여 모션의 제 2 범위에 대해 상기 광학 컴포넌트와 표면 사이의 상대 운동을 제어하는 단계로서, 상기 모션의 제 2 범위는 상기 모션의 제 1 범위보다 상기 표면에 더 가까운, 제어하는 단계를 포함하는, 광학 컴포넌트의 위치 제어 방법이 제공된다.

일 양태에서, 표면에 대한 광학 컴포넌트의 위치 제어 방법으로서, 상기 표면에 도달하도록 상기 광학 컴포넌트를 통해 방사선을 제공하는 단계; 상기 광학 컴포넌트와 표면 사이의 위치의 변화의 함수로서, 퓨필 또는 상기 퓨필의 공액 내에서 조명된 영역의 형상 또는 크기의 변화를 초래하도록, 상기 표면에 의해 리디렉팅된 방사선의 적어도 일부를 차단하는 단계; 및 상기 표면에 대한 상기 광학 컴포넌트의 위치가 제어되는 것의 기초가 되는 트리거 신호를 생성하도록, 상기 조명된 영역의 리디렉팅된 방사선을 검출하는 단계를 포함하는, 광학 컴포넌트의 위치 제어 방법이 제공된다.

일 양태에서, 표면에 도달하도록 광학 컴포넌트를 통해 방사선을 제공하는 단계; 상기 광학 컴포넌트와 표면 사이의 위치의 변화의 함수로서, 상기 표면에 의해 리디렉팅된 방사선에 의해 조명되는 영역의 형상 또는 크기를 변화시키는 단계; 검출 신호를 생성하도록, 마스크의 애퍼쳐를 통과한 후에 상기 리디렉팅된 방사선의 적어도 일부를 검출기를 사용하여 검출하는 단계로서, 상기 애퍼쳐는 상기 리디렉팅된 방사선의 광축과 상기 마스크의 교차점으로부터 이격되어 있는, 단계; 및 상기 검출 신호 및 검출 신호의 필터링된 버전의 함수로서 트리거 신호를 유도하는 단계를 포함하는, 방법이 제공된다.

일 양태에서, 표면에 도달하도록 광학 컴포넌트를 통해 방사선을 제공하는 단계; 상기 광학 컴포넌트와 표면 사이의 위치의 변화의 함수로서, 상기 표면에 의해 리디렉팅된 방사선에 의해 조명되는 영역의 형상 또는 크기를 변화시키는 단계; 제 1 검출 신호를 생성하도록, 상기 리디렉팅된 방사선의 적어도 일부를 제 1 검출기를 사용하여 검출하는 단계; 제 2 검출 신호를 생성하도록, 상기 리디렉팅된 방사선의 적어도 일부를 제 2 검출기를 사용하여 검출하는 단계로서, 상기 제 1 검출기는 평면에서 연장되는 제 1 검출기 방사선 수광 요소를 가지고, 상기 제 2 검출기는 제 1 검출기 방사선 수광 요소와 실질적으로 동일한 평면에서 연장되는 제 2 검출기 방사선 수광 요소를 가지며, 상기 제 1 검출기 방사선 수광 요소는 상기 제 2 검출기 방사선 수광 요소와 대략적으로 동심인, 단계; 및 상기 제 1 검출 신호와 제 2 검출 신호의 함수로서 트리거 신호를 유도하는 단계를 포함하는, 방법이 제공된다.

일 양태에서, 디바이스 제조 방법으로서, 리소그래피 프로세스를 사용하여 디바이스 패턴이 일련의 기판들에 적용되고, 상기 방법은, 본 명세서에 기술된 방법을 사용하여, 상기 기판들 중 적어도 하나 상의 상기 디바이스 패턴의 일부로서 또는 그 외에 형성된 적어도 하나의 타겟을 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 리디렉팅된 방사선을 검출하여 리소그래피 프로세스의 파라미터를 결정하도록 구성되는 검사 장치; 및

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

일 양태에서, 검출 장치로서, 표면으로부터 리디렉팅되고 상기 표면에 대해 이동하는 광학 컴포넌트를 통과하는 방사선의 적어도 일부를 수광하도록 구성되는 제 1 마스크로서, 상기 제 1 마스크는 상기 방사선이 통과하게 하기 위한 애퍼쳐를 가지는, 제 1 마스크; 제 1 검출 신호를 생성하도록, 상기 제 1 마스크를 통과하는 리디렉팅된 방사선을 수광하도록 구성되는 제 1 검출기; 상기 리디렉팅된 방사선의 적어도 일부를 수광하도록 구성되는 제 2 마스크로서, 상기 제 2 마스크는 상기 방사선이 통과하게 하기 위한 애퍼쳐를 가지고, 상기 제 1 마스크는 상기 리디렉팅된 방사선의 광축과 제 1 마스크의 교차점에 위치된 애퍼쳐를 포함하여, 상기 제 2 마스크는 상기 광축과 제 2 마스크의 교차점으로부터 이격되어 있는 애퍼쳐를 가지되, 상기 제 2 마스크의 애퍼쳐의 내측 주연부는 상기 제 1 마스크의 애퍼쳐의 외측 주연부보다 상기 광축으로부터 더 멀리 떨어져 있는, 제 2 마스크; 및

제 2 검출 신호를 생성하도록, 상기 제 2 마스크를 통과하는 리디렉팅된 방사선을 수광하도록 구성되는 제 2 검출기를 포함하는, 검출 장치가 제공된다.

일 양태에서, 검출 장치로서, 방사선을 검출하도록 구성되는 제 1 검출기로서, 평면에서 연장되는 제 1 검출기 방사선 수광 요소를 가지는, 제 1 검출기; 및 방사선을 검출하도록 구성되는 제 2 검출기로서, 상기 제 1 검출기 방사선 수광 요소와 실질적으로 동일한 평면에서 연장되는 제 2 검출기 방사선 수광 요소를 가지는, 제 2 검출기를 포함하고, 상기 제 1 검출기 방사선 수광 요소는 상기 제 2 검출기 방사선 수광 요소와 대략적으로 동심인, 검출 장치가 제공된다.

일 양태에서, 검출 장치로서, 표면으로부터 리디렉팅되고 상기 표면에 대해 이동하는 광학 컴포넌트를 통과하는 방사선의 적어도 일부를 수광하도록 구성되는 마스크로서, 상기 리디렉팅된 방사선의 광축과 상기 마스크의 교차점으로부터 이격되어 있는 애퍼쳐를 가지는, 마스크; 검출 신호를 생성하도록, 상기 마스크의 애퍼쳐를 통과한 후에 상기 리디렉팅된 방사선의 적어도 일부를 검출하도록 구성되는 검출기; 및 상기 표면에 대한 광학 컴포넌트의 위치가 제어되는 것의 기초가 되는 트리거 신호를 생성하도록 구성되는 제어 시스템을 포함하고, 상기 트리거 신호는 상기 검출 신호의 필터링된 버전의 함수인, 검출 장치가 제공된다.

일 양태에서, 검출 장치로서, 검출 신호를 생성하도록, 표면으로부터 리디렉팅되고 상기 표면에 대해 이동하는 광학 컴포넌트를 통과하는 방사선의 적어도 일부를 검출하도록 구성되는 검출기로서, 퓨필 또는 상기 퓨필의 공액 내에서 조명된 영역의 형상 또는 크기는 상기 광학 컴포넌트와 표면 사이의 위치의 변화의 함수로서 변화하는, 검출기; 및 상기 표면에 대한 광학 컴포넌트의 위치가 제어되는 것의 기초가 되는 트리거 신호를 생성하도록, 상기 리디렉팅된 방사선의 광축과 상기 검출기의 교차점으로부터 이격되어 있는 애퍼쳐를 가지는 소프트웨어 마스크를 적용하여 상기 애퍼쳐보다 상기 광축에 더 가까운 검출기에 의해 수광된 방사선의 처리를 효과적으로 차단하도록 구성되는 프로세서 시스템을 포함하는, 검출 장치가 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 9a 내지 도 9d 는 방사선 빔에 대한 대물렌즈 및 고체 침지 렌즈의 특정 위치들의 개략적인 표현을 도시한다;
도 10 은 일 실시예에 따르는 검출 시스템의 개략적 표현을 도시한다;
도 11 은 일 실시예에 따르는, 트리거 신호 대 갭 거리의 시뮬레이션된 개략적 그래프를 도시한다;
도 12a 는 검출된 신호와 검출된 신호의 필터링된 버전(이러한 예에서는 저역-통과)의 시뮬레이션된 개략적 그래프를 도시한다;
도 12b 는 일 실시예에 따르는, 검출된 신호로부터 유도된 트리거 신호 및 도 11 의 트리거 신호의 필터링된 버전의 시뮬레이션된 개략적 그래프를 도시한다;
도 13 은 일 실시예에 따르는 검출 시스템의 개략적인 표현을 도시한다;
도 14 는 갭 검출 시스템의 일 실시예를 보여주는 도 6 의 장치의 부분들의 확대된 세부도이다;
도 15 는 도 14 의 장치 내의 갭 검출 및 제어 장치를 개략적으로 도시한다;
도 16 은 갭 검출 시스템의 다른 실시예를 보여주는 도 6 의 장치의 부분들의 확대된 세부도이다; 그리고
도 17 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 DUV 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 위상 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 위상-천이, 감쇄 위상-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 침지액(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. 침지액은 또한 예컨대 패터닝 디바이스와 투영 시스템 사이와 같은 리소그래피 장치 내의 다른 공간에도 가해질 수 있다. 침지 기법은 투영 시스템의 애퍼쳐(numerical aperture)를 증가시키기 위하여 당업계에 알려져 있다. 본 명세서에 사용된 바와 같은 "침지(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 침지 렌즈/광학 요소를 사용한 고체 침지이라고 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(condenser)(CO)와 같은 다양한 다른 컴포넌트들을 포함할 수도 있다. 조명기는 방사선 빔이 자신의 단면에서 원하는 균일성 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 일수일 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(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 액체 침지 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 이동되어 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 리디렉팅된 방사선은 이제 부분 반사면(16)을 통해 검출기(18)에 진입한다. 검출기는 대물 렌즈(15)의 초점 거리(focal length)에 위치하는 후위 투영 퓨필 평면(back-projected pupil plane)(11) 내에 배치될 수 있지만, 퓨필 평면은 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 200~300 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 리디렉팅된 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 색수차(chromatic aberration)에 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, 처리 유닛(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 유닛(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 10 또는 20 μm보다 더 클 수 있고 타겟 폭 및 길이는 30 또는 40 μm 정방형일 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 제한될 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 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 정확도를 개선할 필요가 있다. 예를 들자면, 예를 들어 측정의 민감도를 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. 민감도를 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 5 μm x 5 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, 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 렌즈 엘리먼트(60)가 제공된다는 것이다. 이러한 추가적 렌즈는, 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, 재료들의 조합 등인, 굴절률 n의 재료로 제조된다. SIL 재료 내에서, 원래의 광선의 개구수(NA)는 n으로 승산된다. 수광된 광선은 반구 또는 초반구의 대략 중심에서 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.

마이크로스코피(microscopy) 및 포토리소그래피에서의 해상도를 증가시키기 위해 광학 요소를 액체 내에 침지시키는 것이 사용되어 왔다. 고체 침지 렌즈는 액체 침지이 가지는 불편함/문제점이 없이 유사한 이득을 달성할 수 있다. 그러나, 더 작은 스폿 크기가 시스템의 해상도를 실제로 증가시키지 않는다고 보장하려면, SIL의 하단은 타겟(30)과 접촉하거나 이것에 극히 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-SIL 렌즈가 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 이동 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. 이것은 단일 스테이지 배치구성이라고 지칭될 수 있는데, 여기에서 대물 렌즈(15) 및 SIL(60)은 서로에 대해 고정되고 프레임(62)의 액츄에이터에 의해 이동된다. 이러한 경우에, 이점들은 SIL이 대물렌즈의 초점에 기계적으로 위치될 수 있다는 것일 수 있다.

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 암(64) 및 액츄에이터(66)를 통해 프레임(예를 들어, 프레임(62)) 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 서보 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(T)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 암 및 액츄에이터는 좀 더 상세하게 후술되는 바와 같이 매우 작은 갭을 더 쉽게 제어할 수 있게 한다.

SIL(60)을 포함시키면 훨씬 더 작은 스폿(S')으로의 포커싱이 가능해진다. SIL은 타겟으로부터 근-거리장 방사선을 캡쳐링하면서 작동하고, 이러한 목적을 위해서 타겟 구조체로부터 방사선의 하나의 파장(λ)보다 훨씬 더 가깝게, 일반적으로 하프 파장보다 더 가깝게, 예를 들어 약 λ/20 에 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 내지 λ/8 사이이다. 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 1-10%) 서보 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, 및/또는 SIL 포지셔닝 및 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. 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, 1-10 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 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 마이크론, 예를 들어 400 내지 150 마이크론, 예를 들어 약 250 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 125 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 125 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 내지 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 리디렉팅되며 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.

도 9 를 참조하면, 방사선 빔(790)에 대한 대물렌즈(15) 및 SIL(60)의 특정 위치의 개략적인 표현이 트리거 신호를 결정하기 위하여 도시된다. 즉, 도 9a 내지 도 9d 는 대물렌즈(15) 및 SIL(60)을 통과하는 가능한 광선 경로를 보여준다. 퓨필 평면(900) 및 대물렌즈(15)의 초점면(910)이 임계 각도(CA)와 함께 도시된다. 일 실시예에서, SIL(60)은 도 9 에 도시된 바와 같이 반구형이다. 더 나아가, 일 실시예에서, SIL(60)은 SIL의 하단측의 중앙부에 위치된 팁을 가진다. 팁은 작은 갭(795)이 생기게 한다. 상세히 후술되는 바와 같이, SIL(60)은 도시된 바와 같은 팁을 가져야 하는 것은 아니다. 더 나아가, SIL(60)과 표면(W) 사이의 상대 운동 중에, SIL(60)은 대물렌즈(15)의 초점면에 유지된다. 또한, 쉽게 설명하기 위하여, 도 9 는 갭이 감소할 때 퓨필 평면 상의 조명된 반경이 증가한다는 것을 예시하기 위하여, 상이한 갭에서의 임계 광선만을 예시한다. 도시된 임계 광선 외의 다른 광선들은 도 9 의 광학 시스템의 실용적인 구현형태 내에 제공될 것이다.

퓨필 평면에서의 그 위치에 따라, 빔(790)의 광선은 대물렌즈(15)를 통과해서 상이한 방식으로 전파될 수 있다. 도 9a 를 참조하면, 대물렌즈(15)는 임계적으로 조명되고, 퓨필은 오버필된다. 빔(790)의 광선 모두는 퓨필 평면(900)으로부터 SIL(60) 및 표면(W)을 향해 아래로 전파된다. 광선이 광축(OA)에 충분히 가까우면, 표면(W)으로부터의 그 리디렉션은 SIL(60)의 팁에 놓일 것이고, 이러한 광선은 대물렌즈(15)를 통해 반대로 전파될 것이다. 도 9a 보다 거리가 더 짧은 갭(795)을 보여주는 도 9b 를 참조하면, 표면(W)으로부터의 리디렉팅된 광선이 SIL(60)의 끝의 에지를 조명하고 대물렌즈(15)를 통해 되전파되는 임계 위치가 퓨필 평면(900) 상에 있다.

이제 도 9b 보다 작은 갭(795)의 크기를 보여주는 도 9c 를 참조하면, 빔(790)의 광선은 도 9b 의 임계 위치와 같은 임계 위치를 넘어간다. 이러한 광선은 비네팅되거나(vignetted) 그렇지 않으면 시스템 내에서 완전히 또는 부분적으로 차단된다. 이러한 비네팅/차단은 원인이 여러 가지일 수 있다. 이러한 비네팅/차단의 하나의 예시적인 이유는 표면(W)에 의해 리디렉팅되는 빔이 도 9c 에 도시된 바와 같이 SIL(60)의 팁에 더 이상 도달하지 않기 때문이다. 대안적으로 또는 추가적으로, 이것은 광학 시스템 내의 더 아래에서 발생할 수 있다. 중요한 것은, 이것이 체계적이고, 표면(W)이 대물렌즈(15)의 초점면에 있는 동안 발생하지 않는다면(즉, 표면(W)이 초점면에 있는 SIL(60)과 광학적으로 접촉할 때 발생하지 않는다면), 이러한 비네팅/차단을 정확하게 무엇이 야기하는지는 중요하지 않다는 것이다. 더 나아가, 도 9c 에서보다 더 작은 갭(795)의 크기를 보여주는 도 9d 를 참조하면, 광선은 퓨필 평면(900)에서 임계 각도(CA)를 넘을 수 있고, 따라서 SIL(60)의 표면 상에서의 전반사 때문에 표면(W)에 도달하지 않는다.

비네팅/차단이 광학 시스템의 특성이고 이러한 광학 시스템이 안정하도록 설계되고 재구성되기 때문에, 갭(795)의 크기의 변화 때문에 퓨필이 채워지는 것은 고도로 반복가능하고, 따라서 트리거 신호를 구성하기 위해 사용하는 데에 적절하다. 그러므로, 갭(795)의 크기를 감소시킴으로써, SIL(60)로 되전파될 광선에 대한 임계가 이동할 것이다. 그러므로, 예를 들어 갭(795)의 크기가 감소되는 동안, 광축(OA)과 임계 각도(CA) 사이에서, 퓨필 평면은 중앙부에서부터 방사선으로 점진적으로 채워질 것이고, 이러한 방사선은 표면(W)으로부터 리디렉팅된다.

이제, 도 10 을 참조하면, 도 9 에서의 방사선 거동을 이용하는, 일 실시예에 따른 검출기 시스템의 개략적인 표현이 도시된다. 검출기 시스템은 대물렌즈(15)(대물렌즈(15)와 광학 시스템의 나머지는 도 10 에서 컴포넌트들이 분명하게 보이게 하기 위해서 도시되지 않음)로부터, 표면(W)에 의해 리디렉팅되거나, 내부로 반사되는 등의 방사선을 수광하기 위한 빔 스플리터(1000)를 포함한다. 빔 스플리터(1000)는 방사선의 일부를 검출기(1005)를 향해, 그리고 방사선의 일부를 검출기(1020)를 향해 제공한다. 검출기(1005) 및 검출기(1020) 중 하나 또는 양자 모두는 포토다이오드, 또는 카메라 센서일 수 있다. 광학 시스템(미도시)은 대물렌즈(15)의 퓨필 평면(900)을 검출기(1005)에 인접한 공액 평면(1015) 및 검출기(1020)에 인접한 공액 평면(1030) 상에 투영한다.

공액 평면(1015) 근처에, 마스크(1010)가 제공된다. 이와 유사하게, 공액 평면(1030) 근처에는, 마스크(1025)가 제공된다. 일 실시예에서, 마스크(1010 및 1025)는 상이하다. 마스크(1010 및 1025)의 예시적인 포맷은 그들의 탑/다운 뷰(top/down view)의 형태로 도시된다. 일 실시예에서, 마스크(1010, 1025)는 투과성을 가지도록 남겨진 부분 내에 맞춤되는 방사선을 제외하고는 모든 입사 방사선을 차단한다. 일 실시예에서, 마스크(1010) 및 마스크(1025) 상의 투과부는 상이한 반경 또는 폭을 가지고, 마스크(1010)의 투과부는 마스크(1025)의 투과부보다 작은 반경 또는 폭을 가진다. 일 실시예에서, 마스크(1010)는 플레이트의 중앙부 내에 투과 개구(예를 들어, 개방 애퍼쳐와 같은 원형 홀)를 가지는 플레이트를 포함할 수 있고 마스크(1025)는 플레이트의 중앙부 주위에 투과 링 개구(예를 들어, 환형 개방 애퍼쳐와 같은 고리들)가 있는 플레이트를 포함할 수 있다.

도 10 의 우측을 참조하면, 갭(795)의 3 개의 상이한 거리에 대한 퓨필들이 개략적으로 도시되는데, 밝은 부분은 퓨필에 도달하는 방사선에 대응하고 어두운 부분은 빈 퓨필(즉, 방사선이 없음)에 대응한다. 퓨필(1035)은 대략적으로 갭(795)이 상대적으로 큰 도 9d 의 상태에 대응한다. 이러한 퓨필(1035)에서, 고도로 조명된 링은 임계 각도(CA)를 넘은 SIL(60)의 내부 반사에 기인한다. 퓨필(1040)은 대략적으로는 갭(795)이 도 9d 에서보다 작은 도 9c 의 상태에 대응한다. 그러므로, 큰 비율의 방사선이 여전히 임계 각도(CA)에 있거나 그 밖에 있으므로, 링을 조명한다. 임계 각도(CA)의 다른 비율이 전술된 비네팅/차단의 임계 위치 내에서 나타나고, 따라서 SIL(60)을 통해서 검출기(1005, 1020)를 향해 리디렉팅된다. 이러한 방사선이 퓨필의 중앙부를 채운다. 퓨필(1045)은 대략적으로, 더 적은 비네팅/차단이 발생하고 및 더 많은 방사선(795)이 표면(W)에 입사하고 광학 시스템을 통과해서 다시 검출기로 복귀하는 도 9c 의 다른 상태에 대응한다. 퓨필(1045)은 트리거 거리, 즉 모션이 종결되거나 종결되기 시작할 수 있는 포인트에 대한 퓨필이라고 명명될 수 있다. 갭(795)이 더욱 감소됨에 따라, 비네팅/차단의 효과가 없고(예를 들어 도 9c 로부터 도 9b 로의 천이 시에) 그리고 고체 조명 퓨필이 형성(예를 들어 도 9a 에 대응함)될 때까지, 퓨필의 중앙부가 더 많이 조명될 것이다.

그러므로, 갭(795)이 감소됨에 따라, 퓨필 평면(각도 < 임계 각도(CA))은 전술된 바와 같이 점진적으로 방사선으로 채워질 것이다. 이제 도 10 의 마스크(1010 및 1025)를 참조하면, 퓨필의 중앙부에서 특정하게 채워지기 시작하여, 마스크(1010) 상의 투과부(예를 들어, 홀)가 방사선으로 채워지지만(따라서 검출기(1005)가 조명되고 신호를 방출함), 마스크(1025)의 투과부(예를 들어, 고리)는 그렇지 않다. 갭(795)이 더 가까워지는 경우에만, 방사선이 종국적으로 마스크(1025)의 투과부(예를 들어, 고리)를 채우게 된다(따라서 검출기(1025)가 조명되고 신호를 방출함). 검출기(1005 및 1020)의 신호들 사이의 비율이 다음과 같이 트리거 신호(TS)를 이루도록 사용될 수 있다:

여기에서

는 검출기(1020)로부터의 신호(예를 들어, 전압 신호)이고,

은 검출기(1005)로부터의 신호(예를 들어, 전압 신호)이며, 및 항 ε은 대략

인 노이즈 레벨을 가져서,

≥ 0 이기 때문에 0으로 나누는 문제점을 피한다.

및

에 기초한 다른 수학식들도 역시 트리거 신호로서 적합할 수 있다.

트리거 신호는 특정한 갭 거리(795)가 획득되는지 여부를 결정하기 위하여 모니터링될 수 있다. 도 11 을 참조하면, 트리거 신호 대 갭 거리의 시뮬레이션된 개략적인 그래프가 도시된다. 이러한 그래프에서, 3 개의 일반적 구간들을 볼 수 있다. 제 1 구간에서, 갭(795)의 거리가 감소되면, 갭(795)의 거리는 상대적으로 크고 광축에 가까운 방사선만이 표면(W)로부터 검출기(예를 들어, 도 10 의 퓨필(1035))로 되전파될 수 있을 것이다. 이러한 방사선은 약하고 검출기(1005)에 의해서만 검출되며(마스크(1010)가 광축 위에 개구를 가지기 때문임), 따라서

은 상대적으로 작은 값을 가질 것이고

는 마스크(1025)가 광축 상에서 실질적으로 불투명하기 때문에 제로일 것이다. 따라서, 트리거 신호(TS)는 마크된 구간(1130) 내에 있을 것이다. 트리거 신호(TS)는

가 제로인 한,

의 값과 무관하게 구간(1130) 내에 있을 것이다. 더 나아가, 트리거 신호(TS)는

의 값이

의 값과 비교할 때 상대적으로 더 큰 동안에는 구간(1130) 내에 있을 것이다.

그러므로, 갭(795)이 감소되면,

의 값이 커질 것이고, 마스크(1010)의 투과부의 작은 폭(예를 들어, 직경) 때문에, 갭(795)의 거리에 있는 짧은 변화에 걸쳐서 자신의 최대치에 도달할 것이다. 하지만,

이 수학식 1의 분모이기 때문에, 트리거 신호(TS)는

가 제로인 동안에는 0 로 유지된다. 갭(795)이 방사선이 마스크(1025)의 투과부를 역시 채우는 크기까지 감소되면, 트리거 신호(TS)의 값은 천이 구간(1110) 내에서 증가할 것이다. 그러면 구간(1110) 내에서 신속하게 최대치에 도달할 수 있다.

및

의 최대 값이 되면, 즉, 마스크(1010 및 1025)의 투과부들이 강한 방사선으로 완전히 조명되면, 트리거 신호(TS)는 구간(1120)에서 자신의 최대 값에 도달하고 갭(795)의 크기가 감소하는 나머지 기간 동안 거기에서 유지될 것이다. 따라서, 구간(1130)은 갭(795)의 거리가 언제 천이 구간(1110) 내에서 갭(795)의 소망하는 트리거 거리로부터 더 멀어지는지를 나타내고, 구간(1110)은 갭 크기가 갭(795)의 소망하는 트리거 거리가 되거나 그 거리에 도달하는 작은 천이 범위이며, 구간(1120)은 갭(795)의 거리가 언제 소망하는 트리거 거리의 거리보다 작은지를 나타낸다. 그러므로, 도 11 에 도시된 바와 같이, 갭(795)의 크기가 감소되는 동안, 트리거 신호(TS)는 트리거 신호가 특정한 임계를 초과하거나, 임계와 같아지거나, 이보다 낮아질 때에 트리거 신호가 트리거로서 적합하게 하는 계단형 응답을 보여줄 것이다.

이해될 수 있는 것처럼, 갭(795)의 크기가 갭(795)의 작은 거리로부터 더 큰 거리까지 증가함에 따라 유사한 그래프가 얻어질 것이다. 지역(1120)은 갭(795)의 작은 크기에 대응하고, 이제, 신호(TS)가 갭(795)의 상대적으로 더 큰 크기에 대해서 구간(1130) 내에 있을 때까지, 갭(795)의 크기가 증가함에 따라 신호(TS)는 천이 구간(1110) 내에서 감소할 것이다.

그러므로, 도 11 에 도시된 바와 같이, 임계(1100)는, 천이 구간(1110) 내에 있는 값을 가지고 트리거 신호(TS)가 평가될 수 있는 대상이 되는 것으로 규정될 수 있다. 예를 들어, 갭(795)의 크기를 감소시키는 모션에 대하여, 트리거 신호(TS)는 그 값이 임계(1100) 이상인지 여부에 대해 평가될 수 있다. 이것이 임계(1100) 이상이면, 상대적인 모션의 중단 또는 해당 모션을 중단시키는 것을 시작하는 것과 같은 액션이 트리거링될 수 있다. 이와 유사하게, 갭(795)의 크기를 증가시키는 모션에 대하여, 트리거 신호(TS)는 그 값이 임계(1100) 이하인지 여부에 대해 평가될 수 있다. 이것이 임계(1100) 이하인 경우, 상대적인 모션의 중단, 이러한 모션의 중단의 시작, 또는 모션의 가속화와 같은 액션이 트리거링될 수 있다.

갭(795)의 소망하는 트리거 거리를 얻기 위해서, 임계(1100)는 천이 구간(1110)(도 11 참조) 내의 갭(795)의 소망하는 거리로 적절하게 선택될 수 있다. 상이한 값의 트리거 신호(TS)에 대응하는 실제 갭 거리를 얻기 위해서, 갭(795)의 거리는 트리거 신호(TS)의 값(및/또는 캘리브레이션 단계에서 V_PD1 및 V_PD2의 값)을 결정하는 것과 조율되어 개별적으로 측정될 수 있고, 또는 제 1 원리에 의하여 또는 시뮬레이션에 의해 수학적으로 계산될 수 있다. 더 나아가, 천이 구간(1110)을 도 11 의 그래프에서 측면으로 천이시키기 위해서, 즉, 천이 구간(1110)에 의해 커버되는 갭(795)의 거리의 값의 상이한 범위를 얻기 위해서, 마스크(1010 및 1025)의 투과부의 디자인은, 예를 들어 크기 및/또는 형상에 있어서(또한, 예를 들어 캘리브레이션 단계에 의해 또는 제 1 원리로부터 얻은 수학적 계산에 의해서 또는 시뮬레이션에 의해서) 변경될 수 있다. 일 실시예에서, 추가적으로 또는 대안적으로, 천이 구간(1110)을 도 11 의 그래프에서 측면으로 천이시키기 위해서, 즉, 천이 구간(1110)에 의해 커버되는 갭(795)의 거리의 값의 상이한 범위를 얻기 위해서, 공액(conjugated) 퓨필 평면의 확대(축소)가 조절될 수 있다(역시, 예를 들어 캘리브레이션 단계에 의해 또는 제 1 원리로부터 얻은 수학적 계산에 의해서 또는 시뮬레이션에 의해서).

검출기(1005 및 1020)를 사용함으로써, 반사된 방사선의 양을 프리셋 임계와 직접적으로 비교하는 것을 피할 수 있고, 이를 통해서, 표면(W)의 반사도에 대한 직접 의존성을 피할 수 있다. 이러한 반사도는 표면(W)에 존재하는 구조체, 재료 등에 따라서 한 자리수를 변경할 수 있다. 그러므로, 검출기(1005 및 1020)와 함께 작업하고 이들의 신호를 서로에 대해 평가하면, 프로세스 변동에 대해 더 견실한 시스템을 만드는 것을 돕게 된다.

일 실시예에서, 트리거 신호는 대물렌즈(15)의 퓨필의 이미지에서, 마스킹된 하나의 검출기(예를 들어, 포토다이오드)로써 생성될 수 있다. 특히, 일 실시예에서, 불투명한 지역 내에 투과 링 부분이 있는 검출기가 도 10 의 검출기(1020) 및 그 마스크(1025)와 유사하게 사용된다. 이러한 측정 기법의 장점은, 광로가 오직 하나의 검출기 및 연관된 마스킹을 가질 수 있다는 것이다. 프로세스 변동에 대한 강건성을 제공하기 위해서, 측정된 단일 신호(예를 들어, V_PD2)는 동일한 신호의 필터링된 버전과 비교될 수 있다. 일 실시예에서, 필터링된 버전은 검출된 신호의 저역-통과 필터링된 버전일 수 있다. 검출기에서 방사선 양의 급격한 변화가 검출되면, 검출기의 검출된 신호는 즉시 변할 것이지만, 동일한 신호의 저역-통과 버전은 그 뒤를 따른다. 동일한 신호의 필터링된 버전은 전자적으로 또는 디지털적으로 생성될 수 있다. 그러므로, 트리거 신호(TS)는 다음과 같이 규정될 수 있다:

여기에서

는 검출기의 검출된 신호이고,

는 검출된 신호의 필터링된 버전이며, 항 ε은 대략

인 노이즈 레벨 내의 양의 값을 가져서,

≥ 0 이기 때문에 0으로 나누는 문제점을 피하게 된다.

및

에 기초한 다른 수학식도 트리거 신호로서 적합할 수 있다. 예를 들어 추가 공식은

,

, 또는

를 포함한다.

도 12a 를 참조하면, 신호(1200)는 갭(795)의 거리에 대한 검출기의 검출된 신호이다. 도 12a 의 예에서, 신호(1210)는 갭(795)의 거리에 대한 검출된 신호의 저역-통과 버전이다. 그래프에서 알 수 있는 바와 같이, 신호(1210)는 신호(1200)보다 다소 늦는다. 이러한 지연(lag)이 수학식 2 에서 트리거 신호(1220)를 생성하는데 이용된다. 그러므로, 트리거 신호(1220)는 검출기에서 방사선 세기의 급격한 변화가 검출되지 않는 한 제로일 것이다. 이러한 급격한 변화는, 트리거 신호가 특정한 임계와 같아지거나, 초과하거나, 이보다 낮을 경우에 전술된 바와 같은 액션을 일으키는 트리거일 수 있다. 임계는, 트리거 신호(1220) 피크를 결정하는 표면(W) 반사도 및 접근/후퇴 속도의 변동에 대해 더 견실해지도록, 그리고 측정 노이즈에 대해 견실해지도록 조심스럽게 선택돼야 한다. 필터의 컷-오프 주파수는 접근 속도 및 TS 신호(1220)의 소망하는 폭, 즉, TS가 제로보다 큰 갭 범위의 함수로서 조심스럽게 선택돼야 한다.

도 9 내지 도 11 의 실시예와 유사하게, 갭(795)의 소망하는 트리거 거리를 획득하기 위하여, 트리거 신호(1220)에 대한 임계는 피크 내의 갭(795)의 소망된 거리(도 12 참조)로 적절하게 선택될 수 있다. 상이한 값의 트리거 신호(TS)에 대응하는 실제 갭 거리를 얻기 위해서, 갭(795)의 거리는 캘리브레이션 단계에서 트리거 신호(TS)의 값(및/또는 V_PD의 값)을 결정하는 것과 조율되어 개별적으로 측정될 수 있고, 또는 제 1 원리에 의하여 또는 시뮬레이션에 의해 수학적으로 계산될 수 있다. 더 나아가, 신호(1220)의 피크를 도 12 의 그래프에서 천이시키기 위해서, 즉, 피크에 의해 커버되는 갭(795)의 거리의 값의 상이한 범위를 얻기 위해서, 마스크의 투과부의 디자인은, 예를 들어 크기 및/또는 형상 및/또는 공액 퓨필 평면의 확대(축소)에 있어서 조절될 수 있다(또한, 예를 들어 캘리브레이션 단계에 의해 또는 제 1 원리로부터 얻은 수학적 계산에 의해서 또는 시뮬레이션에 의해서 또는 이들 모두에 의해서).

일 실시예에서, 그 앞에 상이한 형상의 마스크를 가지는 검출기 또는 그 앞에 마스크를 가지는 단일 검출기는 고속 검출기(예를 들어, 고속 카메라)로 대체될 수 있고 "마스킹(masking)"은 이미지 처리에 의해 소프트웨어로 수행될 수 있다. 따라서, 이러한 개념은, 하나 이상의 마스크가 픽셀화된(pixelated) 검출기와 조합되어 소프트웨어로 구현되는, 하나 이상의 하드웨어 마스크를 가지는 하나 이상의 검출기를 가진 실시예와 본질적으로 동일할 수 있다. 그러므로, 이러한 실시예에서, 고속 검출기는 예를 들어 도 10 의 검출기(1020) 및/또는 검출기(1005)의 위치에 배치된 검출기 상에 적용되는 동일한 조명 프로파일을 기록한다. 이러한 실시예에서, 마스크(1025 및/또는 1010)는 검출기(들) 전면에 물리적 구조체로서 존재하지 않을 것이고, 오히려 전술된 물리적 마스크와 같은 형상 고려사항을 가지고 소프트웨어로 구현될 것이다. 일 실시예에서, 소프트웨어 마스크(들)는 물리적 하드웨어 마스크의 투과부에서 "1" 의 픽셀 값을 가지고, 물리적 하드웨어 마스크의 차단부에서 "0" 의 픽셀 값을 가진다. 그러므로, 일 실시예에서, 소프트웨어 마스크는 이제 검출기에 의해 기록된 조명 분포로 픽셀 단위로 승산될 것이고, 본질적으로 적용가능한 마스크의 차단부에 대응하는 픽셀은 턴오프하고 적용가능한 마스크의 투과부에 있는 픽셀은 온 상태를 유지할 것이다. 따라서, 소프트웨어 마스크는 본질적으로 기록된 검출기 판독치(reading)에서 소망하는 픽셀을 턴오프하여, 잔여 픽셀들이 검출 신호로서 사용(및 본 명세서에서 설명된 바와 같이 처리)될 수 있게 할 수 있다.

일 실시예에서, 트리거 신호는 대물렌즈(15)의 퓨필의 이미지에서 두 개의 동심 검출기(예를 들어, 포토다이오드)를 사용하여 생성될 수 있다. 도 13 을 참조하면, 두 개의 동심 검출기(1300 및 1310)(예를 들어, 포토 다이오드)가 제공된다. 두 개의 검출기(1300, 1310)는 도 13 에 도시된 바와 같이 서로 절연될 수 있다. 그러므로, 중심이 조명되면, 내부 검출기(1300)가 조명을 검출하고 출력 신호(1320)를 제공할 것이다. 외부 검출기(1310)가 조명되면, 이것이 신호(1330)를 제공할 것이다. 그러므로, 도 9 에 설명된 것과 같이 퓨필이 점점 채워지는 것을 검출하는 것은, 마스크 대신에 동심 검출기(1300, 1310)를 사용하여 얻어질 수 있다. 이와 같은 구조화된 검출기를 사용함으로써, 도 10 의 방사선 경로는 빔 스플리터(1000) 및 마스크(1010 및 1025)를 제거함으로써 단순화될 수 있다. 이러한 검출기 장치에 의해 생성되는 두 개의 신호는 도 10 의 실시예에 있는 검출기(1005 및 1020)에 의해 측정된 신호와 유사하고, 따라서 트리거 신호는 전술된 바와 유사하게 유도되고 유사한 방식으로 평가될 수 있다. 마스크(1010 및 1025)의 크기 및/또는 형상을 바꿔서 측정된 갭(795)의 크기 범위를 변경하는 대신에, 검출기(1300 및 1310)의 크기 및/또는 형상이 동일한 효과를 얻도록 변경될 수 있다. 추가적으로 또는 대안적으로, 측정된 갭(795)의 크기 범위를 변경하기 위하여, 공액 퓨필 평면의 확대(축소)가 조절될 수 있다. 단순화된 방사선 경로가 가지는 장점에는 예를 들어 디자인이 더 콤팩트해진다는 것이 포함되고, 방사선이 다수의 암(arm)에 걸쳐서 분할되지 않기 때문에, 검출된 신호가 더 강할 것이기 때문에 신호-대-잡음 비가 더 양호해질 것이다.

도 14 는 도 6 의 장치에서 타겟에 가까운 부분들의 개략적인 부분적인 확대도를 도시한다. 특히 도 14 는 도 6 의 장치에서 갭(즉 갭(795)의 거리)을 결정하고 제어하는 데에 사용하기 위한 예시적인 광로의 개략도를 제공한다. 도 15 는 갭 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 리디렉팅된 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(PU(편의를 위하여 도 14 에는 미도시))에 연결된 검출기(18)(편의를 위하여 도 14 에는 미도시)로 디렉팅된다. 위에서 언급된 바와 같이, 이러한 파라미터의 예시적인 응용예는 오버레이 오차를 결정하는 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, 갭(795)을 결정하고 제어하기 위하여, 방사선 빔(1405)(예를 들어, 브로드밴드 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 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 디렉팅된다. 제어 빔(1405)은 SIL(60)을 통과해서 지나가서 기판 표면에 대해 실질적으로/본질적으로 수직 입사각에서 타겟(30')에 충돌하는 광대역 방사선의 좁은 빔을 포함할 수 있다. 타겟(30')에 의해 리디렉팅된 제어 빔 방사선은 1425 라고 불리고, 광학 컴포넌트(1420)에 의해 검출 장치(도 14 에는 도시되지 않지만 일부 예는 도 10 및 도 13 에 도시됨)로 디렉팅된다. 애퍼쳐(1415)가, 코히어런스 길이를 증가시키기 위해서 제어 빔(1405)의 폭을 감소시키도록 제어 경로에 배치될 수 있다. 제어 빔(1405)의 폭 도 역시, 광학 컴포넌트(1410)에 충돌하는 방사선의 부분을 선택하기 위하여, 예를 들면 광학 컴포넌트(1420) 상의 광학 코팅에 의해 변경될 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. 400 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. 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 갭(795)의 크기의 값을 모니터링하고 제어하기 위한 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 디렉팅된다. 검출기 장치(1435)에 의해 생성된 하나 이상의 신호는 프로세서(PU)와 통신하는 프로세서 시스템(1440)으로 디렉팅된다. 프로세서 시스템(1440)은 검출기 장치에 의해 생성된 하나 이상의 신호를 분석하여, 예를 들어 갭(795)의 거리 값, 브레이크, 트리거 또는 본 명세서에서 설명된 바와 같은 다른 신호 및/또는 컴포넌트의 이동에 대한 하나 이상의 세트포인트를 결정한다. 일 실시예에서, 이러한 분석은 프로세서(PU)에 의해 수행될 수 있다. 그러면, 프로세서(PU)는 결정 결과를 사용하여, 하나 이상의 액츄에이터(예를 들어, 액츄에이터(66))를 활성화함으로써 갭(795)의 값을 소망하는 세트 포인트로 제어한다. 이러한 방식으로, 갭(795)의 서보 제어가 달성된다.

더 나아가, 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 장치 도 이에 따라 조절될 수 있다. 제어 빔(1405)에 의해 SIL(60) 및 타겟(30')을 비스듬히 조사하는 일 예가 도 16 에 개략적으로 예시된다. 타겟(30')은 광학 컴포넌트(1410)를 통해 방사선(1405)에 의해 자신의 수선에 대해 비스듬히 조사된다. 타겟(30')에 의해 리디렉팅되는 방사선(1425)은 본 명세서에서 설명된 바와 같은 검출 장치로 디렉팅된다.

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.

도 17 은 광학 장치 내의 컴포넌트들 사이의 갭을 결정하고 제어하기 위한 예시적인 방법을 나타내는 흐름도이다. 이러한 방법은 일반적으로 처리 시스템으로 제공되는 적절한 프로그래밍 명령들과 조합된 광학 및 전자 하드웨어 컴포넌트에 의해 구현된다. 갭은, 예를 들어 고개구수 광학 장치와 이러한 예에서 타겟면이라고 불리는 반사면 또는 회절면 사이의 갭일 수 있다. 고개구수 광학 장치는, 예를 들면 대물렌즈(15) 및 SIL(60)을 포함하는 광학 장치일 수 있고, 반사면 또는 회절면은 예를 들면 타겟(30 또는 30')일 수 있다. 갭은 더 일반적으로는 광학 시스템 내의 임의의 두 개의 컴포넌트들 사이에 있을 수 있다.

이러한 방법은 다음 단계를 포함한다:

S101: 예를 들어 기판 상의 계측 타겟을 포함하는 타겟 구조체가 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 회절면의 '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(fine)' 포지셔닝은 후술되는 다음 단계들에 의해 갭을 제어한다.

S102: 하나 이상의 방사선 측정 빔이 광학 장치를 통해 타겟면 상에 디렉팅된다.

S103: 타겟에 의해 리디렉팅된 방사선이 광학 장치에 의해 수집되고 전술된 바와 같은 하나 이상의 검출기 장치로 디렉팅된다. 검출기 장치(들)는 수광된 방사선에 기초하여 하나 이상의 검출 신호를 생성한다. 일 실시예에서, 제 1 위치 측정 프로세스에 의해 획득된 제 1 신호(예를 들어, 도 9 내지 도 13 의 실시예들에서 설명된 바와 같이 측정된 신호) 및 제 1 위치 측정 프로세스와 다른 제 2 위치 측정 프로세스에 의해 획득된 제 2 신호(예를 들어, GES 신호)가 존재한다. 일 실시예에서, S103 의 측정은, 표면에 도달하도록 광학 컴포넌트를 통해 방사선을 제공하는 단계, 광학 컴포넌트와 표면 사이의 위치의 변화의 함수로서, 퓨필 또는 그 공액(conjugate) 내에서 조명된 영역의 형상 또는 크기의 변화를 초래하도록, 표면에 의해 리디렉팅된 방사선의 적어도 일부를 차단하는 단계, 및 조명된 영역의 리디렉팅된 방사선을 검출하는 단계를 포함할 수 있다.

S104: 처리 시스템은 하나 이상의 검출 신호를 분석하고, 예를 들어 갭(795)의 거리 값, 브레이크, 트리거 또는 본 명세서에서 설명된 바와 같은 다른 신호 및/또는 컴포넌트의 이동에 대한 하나 이상의 세트포인트를 결정한다. 처리 시스템은 분석 출력을 저장할 수도 있다. 단계 S102-S104 는 측정 빔(들)을 사용한 갭 제어가 요구되는 한 반복될 것이다. 예를 들어, 일 실시예에서, 조명된 영역의 검출된 리디렉팅된 방사선은 표면에 대한 광학 컴포넌트의 위치가 제어되는 것의 기초가 되는 트리거 신호를 생성하기 위하여 사용될 수 있다.

S105: 갭 거리(795)가 단계 S104 의 출력을 사용하거나 그에 기초하여 제어된다. 예를 들어, 갭(795)의 거리 값은 세트 값과 비교될 수 있고, 그러면 프로세서(PU)는 광학 장치의 하나 이상의 부분들과 타겟면 사이의 상대 위치를 변경하기 위한 커맨드를 발행할 수 있다. 도 6 의 검사 장치의 예에서, 갭(795)의 거리는 액츄에이터(66)를 사용하여 조절될 수 있다. 일 실시예에서, 모션의 제 1 범위(예를 들어, 세트포인트(810 및/또는 820)까지)에 대한 광학 컴포넌트(예를 들어, SIL(60))와 표면(예를 들어, 표면(W)) 사이의 상대 운동의 전술된 제 1 신호를 사용한 제어가 제공되고, 모션의 제 2 범위(예를 들어, 세트포인트(830)까지)에 대한 광학 컴포넌트와 표면 사이의 상대 운동의 전술된 바와 같은 제 2 신호를 사용한 제어가 존재하며, 모션의 제 2 범위는 모션의 제 1 범위보다 표면에 더 가깝다.

따라서, 일 실시예에서, 근-거리장 계측/검사를 위하여 적어도 2-단계 브레이킹 시스템 또는 프로세스가 제공된다. 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 검출/트리거 신호가 제공된다. SIL(60)을 통해 작동함으로써, 표면(W)과 SIL(60) 사이의 거리의 측정은 SIL(60)과 표면(W) 사이에서 직접적으로 수행된다.

더 나아가, 일 실시예에서, 적어도 두 개의 검출기로부터의 신호들이 서로 비교되고, 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, 예를 들어 시스템의 검출기 전면에 있는 마스크의 애퍼쳐의 크기 및/또는 형상의 적절한 디자인 및/또는 공액 퓨필 평면의 확대(축소)의 적절한 디자인에 의해서, 트리거가 야기되는 갭 거리를 자유롭게 설계할 수 있게 된다.

본 명세서에서 설명된 실시예들이 거의 표면(W)(예를 들어, 타겟(30/30')의 표면)에 접근하는 것에 대하여 설명되었지만, 본 명세서에서 논의되는 기법 및 장치는 표면(W)에 대해서 어떤 최소 높이가 넘게 광학 컴포넌트를 후퇴 및/또는 유지시키기 위해서도 역시 사용될 수 있다.

예를 들어, 타겟들 사이의 이동을 위한 갭(795)의 후퇴 거리, 예를 들어 갭(795)의 제 2 세트포인트 거리(810)가 가능한 많이 줄어들게 함으로써, 생산성이 크게 개선될 수 있다. 예를 들어, 수 백 마이크론의 범위로부터, 예를 들어 175 내지 50 마이크론의 범위까지 제 2 세트포인트 거리(810)를 감소시키는 것이 바람직할 수 있다. 갭(795)의 후퇴 거리는, SIL(60)이 표면(W)과 SIL(60) 사이에서의 실질적으로 수평인 모션 중에 표면(W)에 부딪치지 않도록 보장하는 것을 돕도록 선택된다. 후퇴 거리는 다수의 변수, 예컨대 온도 변화, 기판 테이블 두께의 변화, 기판 두께 및 기판 상의 하나 이상의 프로세스 층의 변화, z/Rx/Ry에서 SIL(60)에 대한 기판 스테이지의 포지셔닝의 변화(틸트된 기판이 이동하면, SIL-기판 거리는 모션 중에 변함), 및/또는 기판 스테이지 및 SIL(60)의 동적 진동에 따라 달라질 것이다.

그러나, 이러한 변수 중 많은 것은 표면(W)과 SIL(60)의 실질적으로 수평인 모션 중에(또는 SIL(60) 및 표면(W)이 서로에 대해서 실질적으로 정지된 경우) 거의 변하지 않을 수 있다. 그러므로, 변화가 거의 없으면, 수 백 마이크론을 후퇴하는 것은 너무 보수적인 것일 수 있다. 하지만, 후퇴 거리를 175 내지 50 마이크론, 예를 들어 50 내지 100 μm 또는 약 70 μm의 범위로 감소시키면, 수락불가능한 충돌 위험이 생길 수 있다. 이러한 위험은 추가적인 "원거리장 갭(far field gap)" 센서로써 완화될 수 있다.

따라서, 일 실시예에서, 전술된 바와 같은(그리고 이를 위해 설계된 것일 수 있는) 신호가 후퇴 높이를 위해 사용된다. 그러므로, 예를 들어 표면(W)의 검사 또는 계측 측정 이후에, 갭(795)의 크기는 SIL(60)과 표면(W) 사이의 상대 운동에 의해, 인코더, 간섭측정계 또는 다른 센서(센서 스테이지에 레퍼런스를 가진 센서)를 사용하여 소망하는 후퇴 높이(예를 들어, 175 내지 50 마이크론, 예를 들어 50 내지 100 μm 또는 약 70 μm)까지 증가된다. 그러면, 표면(W)과 SIL(60) 사이의 상대 수평 모션 중에, 방사선 빔이 다-단계 "브레이킹" 프로세스에 대해 전술된 바와 같은 광학 시스템을 통해 검출되고, 트리거 신호가 이에 대응하도록 생성된다. 그러므로, 갭 크기가 전술된 바와 같은 변화에 기인하여 감소하고, 후퇴 높이가 70 μm인 경우 예를 들어, 50 μm인 트리거 레벨로 감소되어, 해당 트리거 신호에 대해 임계 값이 통과되면, 예를 들어 SIL(60)을 후퇴시키기 위한 트리거가 생성되고 사용될 수 있다.

트리거 레벨은 표면(W)과 SIL(60) 사이의 상대적인 모션 중에 응답할 충분한 시간이 있도록 해야 한다. 이것은 SIL(60)의 하단의 기하학적 구조 및 기판 토폴로지도 역시 고려해야 하고, 예를 들어 SIL(60)을 통과하는 측정된 거리는 SIL(60)과 표면(W) 사이의 최소 거리가 아닐 수 있다.

일 실시예에서, 1) 제 1 트리거 레벨(예를 들어, 50 μm)에서 표면(W)과 SIL(60) 사이의 갭의 거리가 증가되고(예를 들어, SIL(60)이 후퇴되고), 2) 제 2 트리거 레벨(예를 들어, 30 μm)에서 표면(W)과 SIL(60) 사이의 상대 수평 모션이 중단되는 경우, 다-단계 안전성 메커니즘이 제공될 수 있다. 따라서, 제 1 트리거는 상대적인 수평 모션을 허용할 수 있는 반면에, 제 2 트리거는 실효적으로는 "긴급" 스톱(예를 들어, 처리시 지연을 초래할 수 있음)일 것이다.

그러므로, 일 실시예에서, 갭(795)의 상이한 크기와 연관된 다수의 트리거 임계가 존재할 수 있다. 예를 들어 다음이 존재할 수 있다:

1) 표면(W)으로의 접근에 대해 전술된 바와 같은 자신의 연관된 갭(795) 크기가 있는 "브레이크" 트리거, 및/또는

2) 갭(795)이 SIL(60)과 표면(W) 사이의 상대 수평 모션(예를 들어, 액츄에이터가 SIL(60)을 표면(W)으로부터 멀리 이동시킴)에 대한 높이에 있는 경우, SIL(60)과 표면(W) 사이의 상대적인 실질적 수직 모션을 야기하기 위한, 자신의 연관된 갭(795) 크기가 있는 후퇴 트리거, 및/또는

3) 표면(W)과 SIL(60) 사이의 상대 수평 모션이 중단되게 하는, 자신의 연관된 갭(795) 크기가 있는 "긴급" 트리거.

일 실시예에서, 1) 및 2), 또는 1) 및 3)을 위한 트리거는 동일한 신호로부터 결정될 수 있다. 다수의 트리거 레벨(즉, 갭(795)의 크기)을 가능하게 하기 위하여, 상이한 마스크 구조를 가지는 추가적 검출기가 제공될 수 있다. 검출기 및 "소프트웨어" 마스크를 사용하는 일 실시예에서, SIL(60)과 표면(W) 사이의 상대 위치의 상이한 포인트에 상이한 소프트웨어 마스크가 채용될 수 있다. 예를 들어, 제 1 소프트웨어 마스크가 1)을 위해 사용될 수 있고, 제 2 소프트웨어 마스크가 2)를 위해, 그리고 제 3 소프트웨어 마스크가 3)을 위해 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, 기초하여 하나 이상의 특정한 신호에 기초한 기법에 의해 갭을 제어하는 다양한 기법들이 제공된다. 이러한 기법은 산란계, 정렬 센서(정렬 마크들 사이의 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 기판/타겟면에 대한 SIL의 위치 제어를 설명하고 있지만, 개시된 방법 및 장치는 임의의 표면에 대한 마이크로캔틸레버(microcantilever)와 같은 임의의 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 명세서에서 설명되는 알고리즘은, 예를 들어 프로세서(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.

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 처리된 층들을 포함한 기판을 지칭할 수 있다.

본원에서 사용된 "방사선" 및 "빔"이라는 용어는, 자외(UV) 방사선(예컨대, 약 400 nm 미만이고 약 20 nm를 초과하거나, 약 365, 355, 248, 193, 157, 또는 126 nm의 파장을 가짐) 및 극자외(EUV) 방사선(예컨대, 5-20 nm 범위의 파장을 가짐), 및 이온 빔 또는 전자 빔과 같은 입자 빔을 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 (40)

1. 표면에 대한 광학 컴포넌트의 위치 제어 방법으로서,
   제 1 위치 측정 프로세스에 의해 제 1 신호를 획득하는 단계 ― 상기 제 1 신호를 획득하는 단계는:
   상기 표면에 도달하도록 상기 광학 컴포넌트를 통해 방사선을 제공하는 단계;
   상기 광학 컴포넌트와 표면 사이의 위치의 변화의 함수로서, 퓨필 또는 상기 퓨필의 공액(conjugate) 내에서 조명된 영역의 형상 또는 크기의 변화를 초래하도록, 상기 표면에 의해 리디렉팅된 방사선의 적어도 일부를 차단하는 단계; 및
   상기 제 1 신호를 유도하기 위해 사용되는 신호를 생성하도록, 상기 조명된 영역의 리디렉팅된 방사선을 검출하는 단계를 포함함 ―;
   상기 제 1 신호를 사용하여 모션의 제 1 범위에 대해 상기 광학 컴포넌트와 표면 사이의 상대 운동을 제어하는 단계;
   상기 제 1 위치 측정 프로세스와 상이한 제 2 위치 측정 프로세스에 의해 제 2 신호를 획득하는 단계; 및
   상기 제 2 신호를 사용하여 모션의 제 2 범위에 대해 상기 광학 컴포넌트와 표면 사이의 상대 운동을 제어하는 단계로서, 상기 모션의 제 2 범위는 상기 모션의 제 1 범위보다 상기 표면에 더 가까운, 제어하는 단계를 포함하는, 광학 컴포넌트의 위치 제어 방법.
2. 삭제
3. 제 1 항에 있어서,
   상기 검출하는 단계는,
   제 1 검출 신호를 생성하도록, 제 1 마스크의 애퍼쳐를 통과한 후에 상기 리디렉팅된 방사선의 적어도 일부를 제 1 검출기를 사용하여 검출하는 단계;
   제 2 검출 신호를 생성하도록, 제 2 마스크의 애퍼쳐를 통과한 후에 상기 리디렉팅된 방사선의 적어도 일부를 제 2 검출기를 사용하여 검출하는 단계; 및
   제 1 검출 신호와 제 2 검출 신호의 함수로서 상기 제 1 신호를 유도하는 단계를 포함하는, 광학 컴포넌트의 위치 제어 방법.
4. 제 3 항에 있어서,
   상기 제 1 마스크는 상기 리디렉팅된 방사선의 광축과 상기 제 1 마스크의 교차점에 위치된 애퍼쳐를 포함하고,
   상기 제 2 마스크는 상기 광축과 제 2 마스크의 교차점으로부터 이격되어 있는 애퍼쳐를 가지되, 상기 제 2 마스크의 애퍼쳐의 내측 주연부는 상기 제 1 마스크의 애퍼쳐의 외측 주연부보다 상기 광축으로부터 더 멀리 떨어져 있는, 광학 컴포넌트의 위치 제어 방법.
5. 제 1 항에 있어서,
   상기 검출하는 단계는,
   검출 신호를 생성하도록, 마스크의 애퍼쳐를 통과한 후에 상기 리디렉팅된 방사선의 적어도 일부를 검출기를 사용하여 검출하는 단계로서, 상기 애퍼쳐는 상기 리디렉팅된 방사선의 광축과 상기 마스크의 교차점으로부터 이격되어 있는, 단계; 및
   상기 검출 신호의 필터링된 버전의 함수로서 상기 제 1 신호를 유도하는 단계를 포함하는, 광학 컴포넌트의 위치 제어 방법.
6. 제 1 항에 있어서,
   상기 검출하는 단계는,
   제 1 검출 신호를 생성하도록, 상기 리디렉팅된 방사선의 적어도 일부를 제 1 검출기를 사용하여 검출하는 단계;
   제 2 검출 신호를 생성하도록, 상기 리디렉팅된 방사선의 적어도 일부를 제 2 검출기를 사용하여 검출하는 단계로서, 상기 제 1 검출기는 평면에서 연장되는 제 1 검출기 방사선 수광 요소를 가지고, 상기 제 2 검출기는 제 1 검출기 방사선 수광 요소와 동일한 평면에서 연장되는 제 2 검출기 방사선 수광 요소를 가지며, 상기 제 1 검출기 방사선 수광 요소는 상기 제 2 검출기 방사선 수광 요소와 동심인, 단계; 및
   상기 제 1 검출 신호와 제 2 검출 신호의 함수로서 상기 제 1 신호를 유도하는 단계를 포함하는, 광학 컴포넌트의 위치 제어 방법.
7. 제 3 항 또는 제 6 항에 있어서,
   상기 제 1 신호는 상기 제 2 검출 신호를 제 1 검출 신호로 나눈 값의 함수인, 광학 컴포넌트의 위치 제어 방법.
8. 제 1 항 및 제 3 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 제 1 신호를 사용하여 모션의 제 1 범위에 대해 상기 광학 컴포넌트와 표면 사이의 상대 운동을 제어하는 단계는, 임계치에 대하여 상기 제 1 신호를 평가하고, 상기 제 1 신호가 임계치를 통과하면, 상기 모션의 제 1 범위 내에서 상기 광학 컴포넌트와 표면 사이의 상대 운동을 중단시키거나 중단시키기 시작하는 단계를 포함하는, 광학 컴포넌트의 위치 제어 방법.
9. 제 1 항 및 제 3 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 제 2 신호는 갭 오차 신호(gap error signal; GES)인, 광학 컴포넌트의 위치 제어 방법.
10. 제 1 항 및 제 3 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 방법은, 상기 제 2 신호를 사용하여 모션의 제 2 범위에 대해 상기 광학 컴포넌트와 표면 사이의 상대 운동을 제어하는 단계 이후에:
    상기 표면에 도달하도록 상기 광학 컴포넌트를 통해 방사선을 제공하는 단계;
    상기 광학 컴포넌트와 표면 사이의 갭의 크기를 나타내는 신호를 생성하도록, 상기 표면에 의해 리디렉팅된 방사선을 검출하는 단계; 및
    임계치에 대하여 상기 신호를 평가하고, 상기 신호가 임계치를 통과하면, (i) 상기 광학 컴포넌트와 표면 사이의 상대 운동에 의해 상기 갭의 크기가 증가되도록 하는 것, 및 (ii)상기 광학 컴포넌트와 표면 사이의 상대 수평 모션이 중단되도록 하는 것 중 하나 또는 양자 모두를 수행하는 단계를 포함하는, 광학 컴포넌트의 위치 제어 방법.
11. 표면에 대한 광학 컴포넌트의 위치 제어 방법으로서,
    상기 표면에 도달하도록 상기 광학 컴포넌트를 통해 방사선을 제공하는 단계;
    상기 광학 컴포넌트와 표면 사이의 위치의 변화의 함수로서, 퓨필 또는 상기 퓨필의 공액 내에서 조명된 영역의 형상 또는 크기의 변화를 초래하도록, 상기 표면에 의해 리디렉팅된 방사선의 적어도 일부를 차단하는 단계; 및
    상기 표면에 대한 상기 광학 컴포넌트의 위치가 제어되는 것의 기초가 되는 트리거 신호를 생성하도록, 상기 조명된 영역의 리디렉팅된 방사선을 검출하는 단계를 포함하는, 광학 컴포넌트의 위치 제어 방법.
12. 제 11 항에 있어서,
    상기 검출하는 단계는,
    제 1 검출 신호를 생성하도록, 제 1 마스크의 애퍼쳐를 통과한 후에 상기 리디렉팅된 방사선의 적어도 일부를 제 1 검출기를 사용하여 검출하는 단계;
    제 2 검출 신호를 생성하도록, 제 2 마스크의 애퍼쳐를 통과한 후에 상기 리디렉팅된 방사선의 적어도 일부를 제 2 검출기를 사용하여 검출하는 단계; 및
    제 1 검출 신호와 제 2 검출 신호의 함수로서 상기 트리거 신호를 유도하는 단계를 포함하는, 광학 컴포넌트의 위치 제어 방법.
13. 제 12 항에 있어서,
    상기 제 1 마스크는 상기 리디렉팅된 방사선의 광축과 상기 제 1 마스크의 교차점에 위치된 애퍼쳐를 포함하고,
    상기 제 2 마스크는 상기 광축과 제 2 마스크의 교차점으로부터 이격되어 있는 애퍼쳐를 가지되, 상기 제 2 마스크의 애퍼쳐의 내측 주연부는 상기 제 1 마스크의 애퍼쳐의 외측 주연부보다 상기 광축으로부터 더 멀리 떨어져 있는, 광학 컴포넌트의 위치 제어 방법.
14. 제 11 항에 있어서,
    상기 검출하는 단계는,
    검출 신호를 생성하도록, 마스크의 애퍼쳐를 통과한 후에 상기 리디렉팅된 방사선의 적어도 일부를 검출기를 사용하여 검출하는 단계로서, 상기 애퍼쳐는 상기 리디렉팅된 방사선의 광축과 상기 마스크의 교차점으로부터 이격되어 있는, 단계; 및
    상기 검출 신호의 필터링된 버전의 함수로서 상기 트리거 신호를 유도하는 단계를 포함하는, 광학 컴포넌트의 위치 제어 방법.
15. 제 11 항에 있어서,
    상기 검출하는 단계는,
    제 1 검출 신호를 생성하도록, 상기 리디렉팅된 방사선의 적어도 일부를 제 1 검출기를 사용하여 검출하는 단계;
    제 2 검출 신호를 생성하도록, 상기 리디렉팅된 방사선의 적어도 일부를 제 2 검출기를 사용하여 검출하는 단계로서, 상기 제 1 검출기는 평면에서 연장되는 제 1 검출기 방사선 수광 요소를 가지고, 상기 제 2 검출기는 제 1 검출기 방사선 수광 요소와 동일한 평면에서 연장되는 제 2 검출기 방사선 수광 요소를 가지며, 상기 제 1 검출기 방사선 수광 요소는 상기 제 2 검출기 방사선 수광 요소와 동심인, 단계; 및
    상기 제 1 검출 신호와 제 2 검출 신호의 함수로서 상기 트리거 신호를 유도하는 단계를 포함하는, 광학 컴포넌트의 위치 제어 방법.
16. 제 12 항 또는 제 15 항에 있어서,
    상기 트리거 신호는 상기 제 2 검출 신호를 제 1 검출 신호로 나눈 값의 함수인, 광학 컴포넌트의 위치 제어 방법.
17. 제 11 항 내지 제 15 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 방법은, 상기 표면에 대한 상기 광학 컴포넌트의 위치가 제어되는 것의 기초가 되는 트리거 신호를 생성하도록, 상기 조명된 영역의 리디렉팅된 방사선을 검출하는 단계 이후에,
    임계치에 대하여 상기 트리거 신호를 평가하고, 상기 트리거 신호가 임계치를 통과하면, 모션의 제 1 범위 내의 상기 광학 컴포넌트의 운동을 중단시키거나 중단시키기 시작하는 단계를 더 포함하는, 광학 컴포넌트의 위치 제어 방법.
18. 표면에 대한 광학 컴포넌트의 위치 제어 방법으로서,
    표면에 도달하도록 광학 컴포넌트를 통해 방사선을 제공하는 단계;
    상기 광학 컴포넌트와 표면 사이의 위치의 변화의 함수로서, 상기 표면에 의해 리디렉팅된 방사선에 의해 조명되는 영역의 형상 또는 크기를 변화시키는 단계;
    검출 신호를 생성하도록, 마스크의 애퍼쳐를 통과한 후에 상기 리디렉팅된 방사선의 적어도 일부를 검출기를 사용하여 검출하는 단계로서, 상기 애퍼쳐는 상기 리디렉팅된 방사선의 광축과 상기 마스크의 교차점으로부터 이격되어 있는, 단계; 및
    상기 검출 신호의 필터링된 버전의 함수로서 트리거 신호를 유도하는 단계를 포함하는, 광학 컴포넌트의 위치 제어 방법.
19. 제 18 항에 있어서,
    상기 트리거 신호는 상기 검출 신호를 상기 검출 신호의 필터링된 버전으로 나눈 값의 함수인, 광학 컴포넌트의 위치 제어 방법.
20. 제 18 항 또는 제 19 항에 있어서,
    상기 방법은, 상기 검출 신호의 필터링된 버전의 함수로서 트리거 신호를 유도하는 단계 이후에,
    임계치에 대하여 상기 트리거 신호를 평가하고, 상기 트리거 신호가 임계치를 통과하면, 상기 광학 컴포넌트와 상기 표면 사이의 상대 운동을 중단시키거나 중단시키기 시작하는 단계를 더 포함하는, 광학 컴포넌트의 위치 제어 방법.
21. 제 18 항 또는 제 19 항에 있어서,
    상기 검출 신호의 필터링된 버전은 상기 검출 신호의 저역-통과 버전을 포함하는, 광학 컴포넌트의 위치 제어 방법.
22. 표면에 대한 광학 컴포넌트의 위치 제어 방법으로서,
    표면에 도달하도록 광학 컴포넌트를 통해 방사선을 제공하는 단계;
    상기 광학 컴포넌트와 표면 사이의 위치의 변화의 함수로서, 상기 표면에 의해 리디렉팅된 방사선에 의해 조명되는 영역의 형상 또는 크기를 변화시키는 단계;
    제 1 검출 신호를 생성하도록, 상기 리디렉팅된 방사선의 적어도 일부를 제 1 검출기를 사용하여 검출하는 단계;
    제 2 검출 신호를 생성하도록, 상기 리디렉팅된 방사선의 적어도 일부를 제 2 검출기를 사용하여 검출하는 단계로서, 상기 제 1 검출기는 평면에서 연장되는 제 1 검출기 방사선 수광 요소를 가지고, 상기 제 2 검출기는 제 1 검출기 방사선 수광 요소와 동일한 평면에서 연장되는 제 2 검출기 방사선 수광 요소를 가지며, 상기 제 1 검출기 방사선 수광 요소는 상기 제 2 검출기 방사선 수광 요소와 동심인, 단계; 및
    상기 제 1 검출 신호와 제 2 검출 신호의 함수로서 트리거 신호를 유도하는 단계를 포함하는, 광학 컴포넌트의 위치 제어 방법.
23. 제 22 항에 있어서,
    상기 방법은, 상기 제 1 검출 신호와 제 2 검출 신호의 함수로서 트리거 신호를 유도하는 단계 이후에,
    임계치에 대하여 상기 트리거 신호를 평가하고, 상기 트리거 신호가 임계치를 통과하면, 상기 광학 컴포넌트와 상기 표면 사이의 상대 운동을 중단시키거나 중단시키기 시작하는 단계를 더 포함하는, 광학 컴포넌트의 위치 제어 방법.
24. 제 1 항, 제 3 항 내지 제 6 항, 제 11 항 내지 제 15 항, 제 22 항 및 제 23 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 광학 컴포넌트는 고체 침지 렌즈를 포함하고, 상기 표면은 측정 타겟면을 포함하는, 광학 컴포넌트의 위치 제어 방법.
25. 제 1 항 및 제 3 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제 1 신호와 제 2 신호를 사용하여 상대 운동을 제어하는 것은, 상기 표면으로부터 1 nm 내지 400 nm 안에 상기 광학 컴포넌트를 위치시키는 것을 포함하는, 광학 컴포넌트의 위치 제어 방법.
26. 디바이스 패턴이 리소그래피 프로세스를 사용하여 일련의 기판들에 적용되는 디바이스 제조 방법으로서,
    제 1 항, 제 3 항 내지 제 6 항, 제 11 항 내지 제 15 항, 제 22 항 및 제 23 항 중 어느 한 항의 방법을 사용하여, 상기 기판들 중 적어도 하나 상에서 상기 디바이스 패턴의 일부로서 또는 디바이스 패턴 이외에 형성된 적어도 하나의 타겟을 검사하는 단계, 및
    상기 방법의 결과에 따라 추후의 기판들에 대하여 상기 리소그래피 프로세스를 제어하는 단계를 포함하는, 디바이스 제조 방법.
27. 프로세서가 제 1 항, 제 3 항 내지 제 6 항, 제 11 항 내지 제 15 항, 제 22 항 및 제 23 항 중 어느 한 항의 방법을 수행하도록 하기 위한 머신-판독가능 명령을 포함하는 컴퓨터 프로그램이 저장된 컴퓨터 판독가능 기록 매체.
28. 표면에 대한 광학 컴포넌트의 위치 제어를 위한 시스템으로서,
    기판 상의 측정 타겟에 빔을 제공하고, 상기 타겟에 의해 리디렉팅된 방사선을 검출하여 리소그래피 프로세스의 파라미터를 결정하도록 구성되는 검사 장치; 및
    제 27 항의 컴퓨터 판독가능 기록 매체를 포함하는, 표면에 대한 광학 컴포넌트의 위치 제어를 위한 시스템.
29. 제 28 항에 있어서,
    상기 시스템은,
    방사선 빔을 변조하기 위한 패터닝 디바이스를 홀딩하도록 구성되는 지지 구조체 및 변조된 빔을 방사선 감응 기판 상에 투영하도록 배치되는 투영 광학계를 포함하는 리소그래피 장치를 더 포함하는, 표면에 대한 광학 컴포넌트의 위치 제어를 위한 시스템.
30. 검출 장치로서,
    표면으로부터 리디렉팅되고 상기 표면에 대해 이동하는 광학 컴포넌트를 통과하는 방사선의 적어도 일부를 수광하도록 구성되는 제 1 마스크로서, 상기 제 1 마스크는 상기 방사선이 통과하게 하기 위한 애퍼쳐를 가지는, 제 1 마스크;
    제 1 검출 신호를 생성하도록, 상기 제 1 마스크를 통과하는 리디렉팅된 방사선을 수광하도록 구성되는 제 1 검출기;
    상기 리디렉팅된 방사선의 적어도 일부를 수광하도록 구성되는 제 2 마스크로서, 상기 제 2 마스크는 상기 방사선이 통과하게 하기 위한 애퍼쳐를 가지고, 상기 제 1 마스크는 상기 리디렉팅된 방사선의 광축과 제 1 마스크의 교차점에 위치된 애퍼쳐를 포함하여, 상기 제 2 마스크는 상기 광축과 제 2 마스크의 교차점으로부터 이격되어 있는 애퍼쳐를 가지되, 상기 제 2 마스크의 애퍼쳐의 내측 주연부는 상기 제 1 마스크의 애퍼쳐의 외측 주연부보다 상기 광축으로부터 더 멀리 떨어져 있는, 제 2 마스크; 및
    제 2 검출 신호를 생성하도록, 상기 제 2 마스크를 통과하는 리디렉팅된 방사선을 수광하도록 구성되는 제 2 검출기를 포함하는, 검출 장치.
31. 제 30 항에 있어서,
    상기 검출 장치는, 상기 표면에 대한 광학 컴포넌트의 위치가 제어되는 것의 기초가 되는 트리거 신호를 생성하도록 구성되는 제어 시스템을 더 포함하고,
    상기 트리거 신호는 상기 제 1 검출 신호와 제 2 검출 신호의 함수인, 검출 장치.
32. 제 30 항 또는 제 31 항에 있어서,
    상기 검출 장치는, 리디렉팅된 방사선을 수광하고, 상기 리디렉팅된 방사선의 적어도 일부를 상기 제 1 마스크에 제공하며 상기 리디렉팅된 방사선의 적어도 일부를 상기 제 2 마스크에 제공하도록 구성되는 빔 스플리터를 더 포함하는, 검출 장치.
33. 제 30 항 또는 제 31 항에 있어서,
    상기 광학 컴포넌트는 고체 침지 렌즈를 포함하고, 상기 표면은 측정 타겟면을 포함하는, 검출 장치.
34. 검출 장치로서,
    제 1 검출 신호를 생성하기 위해, 표면으로부터 리디렉팅되고 상기 표면에 대해 이동하는 광학 컴포넌트를 통과하는 방사선 중 적어도 일부를 검출하도록 구성되는 제 1 검출기로서, 평면에서 연장되는 제 1 검출기 방사선 수광 요소를 가지는, 제 1 검출기; 및
    제 2 검출 신호를 생성하기 위해, 상기 표면으로부터 리디렉팅되고 상기 광학 컴포넌트를 통과하는 방사선 중 적어도 일부를 검출하도록 구성되는 제 2 검출기로서, 상기 제 1 검출기 방사선 수광 요소와 동일한 평면에서 연장되는 제 2 검출기 방사선 수광 요소를 가지는, 제 2 검출기를 포함하고,
    상기 제 1 검출기 방사선 수광 요소는 상기 제 2 검출기 방사선 수광 요소와 동심을 이루고,
    퓨필 또는 상기 퓨필의 공액 내에서 조명된 영역의 형상 또는 크기는, 상기 광학 컴포넌트와 표면 사이의 위치의 변화의 함수로서 변화하고, 상기 제 1 검출 신호와 제 2 검출 신호는, 상기 표면에 대한 상기 광학 컴포넌트의 위치가 제어되는 것의 기초가 되는 트리거 신호를 생성하도록 조합되는, 검출 장치.
35. 제 34 항에 있어서,
    상기 제 1 및 제 2 검출기 방사선 수광 요소는 서로 절연되는, 검출 장치.
36. 제 34 항 또는 제 35 항에 있어서,
    상기 제 2 검출기 방사선 수광 요소는 상기 제 1 검출기 방사선 수광 요소를 둘러싸는, 검출 장치.
37. 검출 장치로서,
    표면으로부터 리디렉팅되고 상기 표면에 대해 이동하는 광학 컴포넌트를 통과하는 방사선의 적어도 일부를 수광하도록 구성되는 마스크로서, 상기 마스크는 상기 리디렉팅된 방사선의 광축과 상기 마스크의 교차점으로부터 이격되어 있는 애퍼쳐를 가지고, 상기 마스크는, 상기 광학 컴포넌트와 표면 사이의 위치의 변화의 함수로서 퓨필 또는 상기 퓨필의 공액 내에서 조명된 영역의 형상 또는 크기의 변화를 초래하도록 상기 리디렉팅된 방사선의 적어도 일부를 차단하도록 구성되는, 마스크;
    검출 신호를 생성하도록, 상기 마스크의 애퍼쳐를 통과한 후에 상기 리디렉팅된 방사선의 적어도 일부를 검출하도록 구성되는 검출기; 및
    상기 표면에 대한 광학 컴포넌트의 위치가 제어되는 것의 기초가 되는 트리거 신호를 생성하도록 구성되는 제어 시스템을 포함하고,
    상기 트리거 신호는 상기 검출 신호의 필터링된 버전의 함수인, 검출 장치.
38. 제 37 항에 있어서,
    상기 광학 컴포넌트는 고체 침지 렌즈를 포함하고, 상기 표면은 측정 타겟면을 포함하는, 검출 장치.
39. 제 37 항 또는 제 38 항에 있어서,
    상기 검출 신호의 필터링된 버전은 상기 검출 신호의 저역-통과 버전을 포함하는, 검출 장치.
40. 검출 장치로서,
    검출 신호를 생성하도록, 표면으로부터 리디렉팅되고 상기 표면에 대해 이동하는 광학 컴포넌트를 통과하는 방사선의 적어도 일부를 검출하도록 구성되는 검출기로서, 퓨필 또는 상기 퓨필의 공액 내에서 조명된 영역의 형상 또는 크기는 상기 광학 컴포넌트와 표면 사이의 위치의 변화의 함수로서 변화하는, 검출기; 및
    상기 표면에 대한 광학 컴포넌트의 위치가 제어되는 것의 기초가 되는 트리거 신호를 생성하도록, 상기 리디렉팅된 방사선의 광축과 상기 검출기의 교차점으로부터 이격되어 있는 애퍼쳐를 가지는 소프트웨어 마스크를 적용하여 상기 애퍼쳐보다 상기 광축에 더 가까운 검출기에 의해 수광된 방사선의 처리를 효과적으로 차단하도록 구성되는 프로세서 시스템을 포함하는, 검출 장치.

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