KR102260941B1 - 계측 센서, 리소그래피 장치 및 디바이스 제조 방법 - Google Patents

계측 센서, 리소그래피 장치 및 디바이스 제조 방법 Download PDF

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Abstract

위치 센서와 같은 계측 센서 시스템이 개시된다. 시스템은, 기판 상의 계측 마크로부터 회절되고 산란된 방사선을 집광하도록 구성되는 광학 집광 시스템 - 상기 집광된 방사선은 적어도 하나의 파라미터-감응 신호 및 파라미터-감응성이 아닌 노이즈 신호를 포함하는 것임 -, 상기 집광된 방사선을 처리하도록 동작가능한 처리 시스템, 및 모듈 하우징을 포함한다. 노이즈 신호로부터 분리된 적어도 하나의 파라미터-감응 신호를 상기 처리 시스템으로부터 상기 하우징 외부의 검출 시스템에 유도하기 위하여 광학 가이드가 제공된다. 검출기는 분리된 적어도 하나의 파라미터-감응 신호를 검출한다. 차광부는 0차 방사선을 차단하고 및/또는 축소시키기 위한 것이고, 광학 시스템은 광학 가이드와 검출기 사이에 제공될 수 있다.

Description

계측 센서, 리소그래피 장치 및 디바이스 제조 방법
관련 출원에 대한 상호 참조
본 출원은 2016 년 12 월 19 일에 출원된 EP 출원 번호 제 16204922.5의 우선권을 주장하며, 이것은 그 전체 내용이 원용되어 본원에 통합된다.
본 발명은, 예를 들어 리소그래피 기법에 의해 디바이스를 제조할 때 사용가능한 방법 및 장치, 및 리소그래피 기법을 사용하는 디바이스의 제조 방법에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 계측 센서에 관한 것이고, 특히 기판 상의 마크의 위치를 결정하는 위치 센서 및 방법에 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, 마스크 또는 레티클(reticle)이라고도 불리는 패터닝 장치가 집적회로의 개개의 층 상에 형성될 회로 패턴을 생성하기 위해 사용될 수 있다. 이러한 패턴은 기판(예를 들어, 실리콘 웨이퍼) 상의 타겟부(예를 들어, 다이의 일부, 하나의 다이, 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 타겟부들의 네트워크를 포함할 것이다. 이러한 타겟부는 일반적으로 "필드"라고 불린다.
복잡한 디바이스의 제조 시에, 통상적으로 많은 리소그래피 패터닝 단계가 수행되어 기판 상의 연속 층에 기능성 피쳐를 형성한다. 그러므로, 리소그래피 장치 성능의 중요한 양태는 적용된 패턴을 이전의 층에 설치된(동일한 장치 또는 상이한 리소그래피 장치에 의해) 피쳐에 상대적으로 정확하고 정밀하게 배치하는 능력이다. 이러한 목적을 위하여, 기판에는 정렬 마크의 하나 이상의 세트가 제공된다. 각각의 마크는, 통상적으로 광학 위치 센서인 위치 센서를 사용하여 그 위치가 추후에 측정될 수 있는 구조체이다. 리소그래피 장치는 기판 상의 마크의 위치를 정확하게 측정할 수 있는 하나 이상의 정렬 센서를 포함한다. 여러 타입의 마크와 여러 타입의 정렬 센서가 여러 제조사와 동일한 제조사의 여러 제품들로부터 알려져 있다. 현재 리소그래피 장치에서 널리 사용되는 센서의 타입은, 미국 6961116(den Boef 등)에 기술되는 것과 같은 자기-참조(self-referencing) 간섭측정계에 기초한다. 일반적으로, 마크는 X- 및 Y-위치를 얻기 위해 별개로 측정된다. 그러나, 결합된 X- 및 Y- 측정이 공개된 특허 출원 US 2009/195768 A(Bijnen 등)에 기술된 기법을 사용하여 수행될 수 있다. 이러한 센서의 변형과 응용예는 US2015355554A1(Mathijssen), WO2015051970A1(Tinnemans 등)에 기술된다. 이러한 공개 문헌 모두의 내용은 참조되어 본 명세서에 원용된다.
정렬 센서와 같은 현재의 계측 센서에서, 검출기에 도달하는 "0차 회절 차수"(예를 들어, 스폿 미러의 에지로부터, 표면의 거친 부분으로부터, 타겟 에지 등으로부터 산란되고 측정 중인 파라미터와 관련된 신호 정보를 포함하지 않는 광)는 센서의 동적 범위를 한정한다. 보상하기 위하여, 0차 스톱(stop)은 0차 산란광을 더 많이 차단하고 충분한 웨이퍼 정렬 성능을 얻기 위하여 크기가 증가될 수 있다. 그러나, 정렬 센서 모듈 내에서의 부피, 열, 진동 및/또는 다른 제약, 예컨대 요구되는 1차 회절 차수의 차단이 회피되는 것 때문에 바람직하지 않을 수 있다.
본 발명은 제 1 양태에서 개선된 파라미터-감응 신호 검출을 목적으로 한다.
본 발명은 제 2 양태에서 감소된 암전류 검출을 목적으로 한다.
본 발명은 제 1 양태에서, 계측 센서 시스템으로서, 기판 상의 계측 마크로부터 회절되거나 산란된 방사선을 집광하도록 구성되는 광학 집광 시스템 - 상기 집광된 방사선은 적어도 하나의 파라미터-감응 신호 및 적어도 하나의 노이즈 신호를 포함하는 것임 -; 집광된 방사선을 처리하도록 동작가능한 처리 시스템; 상기 처리 시스템을 수용하는 모듈 하우징; 상기 적어도 하나의 노이즈 신호로부터 분리된 적어도 하나의 파라미터-감응 신호를 상기 처리 시스템으로부터 상기 하우징 외부의 검출 시스템에 유도하기 위한 적어도 하나의 광학 가이드; 및 분리된 적어도 하나의 파라미터-감응 신호를 검출하도록 동작가능한 적어도 하나의 검출기를 포함하는, 계측 센서 시스템을 제공한다.
'분리된다(separated')는 용어가 '임의의 방식으로 분리된다' 또는 '임의의 시스템에서 분리된다'를 의미하는 것으로 해석되어야 한다는 것에 주의한다. 광학 가이드 내에서, 광은 통상적으로 공간적으로 분리되지 않고, 오직 전파 방향에 관해서만 분리된다. 이러한 분리가 "분리된다"라는 용어로 망라된다.
상기 계측 센서 시스템은 상기 하우징 외부에 위치되는 적어도 하나의 차광부(obscuration)를 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 차광부는 광학 가이드와 검출기 사이에 위치된다. 일 실시예에서, 차광부는 상기 광학 가이드의 출사면의 퓨필 평면에 위치된다. 일 실시예에서, 계측 센서 시스템은 상기 퓨필 평면을 규정하는 광학 시스템을 포함한다. 일 실시예에서, 상기 광학 시스템은 상기 적어도 하나의 검출기에 의해 검출되기 전에 집광된 방사선을 축소시키도록 동작가능하다. 일 실시예에서, 상기 광학 시스템의 확대 인자는 ½x보다 작다. 일 실시예에서, 상기 적어도 하나의 광학 가이드의 단면에 대한 상기 적어도 하나의 검출기의 면적의 비율은 적어도 1:2 이다. 일 실시예에서, 상기 광학 시스템의 확대 인자는 약 ¼x이다. 일 실시예에서, 상기 적어도 하나의 광학 가이드의 단면에 대한 상기 적어도 하나의 검출기의 면적의 비율은 적어도 1:16 이다. 일 실시예에서, 상기 계측 센서 시스템은 복수 개의 채널 각각에 대해 검출기, 광학 가이드 및 차광부를 포함하고, 각각의 채널은 상이한 파라미터-감응 광 신호를 검출하기 위한 것이다. 일 실시예에서, 상이한 파라미터-감응 광 신호는, 상기 집광된 방사선의 대응하는 검출된 더 높은 차수의 합산으로부터 얻어지는 합 신호 및 상기 집광된 방사선의 대응하는 검출된 더 높은 차수의 차분으로부터 얻어지는 차 신호를 적어도 포함한다.
일 실시예에서, 차광부는 적어도 선택적으로, 상기 적어도 하나의 노이즈 신호를 차단하도록 동작가능하다.
일 실시예에서, 차광부는 파라미터-감응 신호의 경로 내로 선택적으로 스위칭가능하다.
일 실시예에서, 차광부의 크기, 형상 및/또는 그레이 레벨 세기는 조절가능하다. 일 실시예에서, 상기 차광부는 변동하는 크기 및/또는 구성의 복수 개의 요소를 포함하고, 상기 복수 개의 요소의 각각의 하나는 파라미터-감응 신호의 경로 내로 선택적으로 스위칭가능하다. 일 실시예에서, 상기 차광부는 구성가능한 공간 광 변조 디바이스를 포함한다.
일 실시예에서, 상기 적어도 하나의 검출기는, 상기 적어도 파라미터-감응 신호를 검출하기 위한 적어도 제 1 검출 요소 및 상기 적어도 하나의 노이즈 신호를 검출하기 위한 적어하기 위한 적어도 제 2 검출 요소를 포함한다. 일 실시예에서, 상기 적어도 제 1 검출 요소 및 상기 적어도 제 2 검출 요소는 별개의 검출기를 포함한다. 일 실시예에서, 상기 적어도 제 1 검출 요소 및 상기 적어도 제 2 검출 요소는 카메라 디바이스의 적어도 제 1 픽셀 및 적어도 제 2 픽셀을 포함한다. 일 실시예에서, 상기 계측 센서 시스템은, 상기 광학 가이드와 상기 적어도 하나의 검출기 사이에 광학 디바이스를 포함하고, 상기 광학 디바이스는, 상기 적어도 하나의 파라미터-감응 신호를 상기 제 1 검출 요소에 유도하고, 상기 적어도 하나의 노이즈 신호를 상기 제 2 검출 요소에 유도하도록 동작가능하다.
일 실시예에서, 상기 적어도 하나의 파라미터-감응 신호는 각각 상이한 파장의 여러 개의 파라미터-감응 신호를 포함하고, 상기 적어도 하나의 검출기는 파라미터-감응 신호 중 일부 또는 전부에 대한 별개의 검출 요소를 포함한다.
일 실시예에서, 계측 센서 시스템은 위치 센서이다. 일 실시예에서, 상기 파라미터-감응 신호는 위치-감응 신호를 포함한다.
일 실시예에서, 처리 시스템은 간섭측정 디바이스를 포함한다.
일 실시예에서, 처리 시스템은 자기-참조 간섭측정계를 포함한다.
일 실시예에서, 집광된 방사선은 1100 nm보다 긴 파장의 방사선을 포함한다.
일 실시예에서, 상기 처리 시스템은 제 1 파장 범위에 속하는 상기 집광된 방사선을 처리하기 위한 제 1 처리 서브-시스템 및 제 2 파장 범위에 속하는 상기 집광된 방사선을 처리하기 위한 제 2 처리 서브-시스템을 포함한다. 일 실시예에서, 상기 제 2 파장 범위는 1100 nm보다 긴 파장의 적외 방사선을 포함한다.
본 발명은 제 2 양태에서, 계측 센서 시스템으로서, 기판 상의 계측 마크로부터 회절되거나 산란된 방사선을 집광하도록 구성되는 광학 집광 시스템, 집광된 방사선으로부터 적어도 하나의 파라미터-감응 신호를 유도하도록, 상기 집광된 방사선을 처리하도록 동작가능한 처리 시스템; 상기 처리 시스템을 수용하는 모듈 하우징; 상기 집광된 방사선을 검출하기 위한 적어도 하나의 검출기; 상기 적어도 하나의 파라미터-감응 신호를 상기 처리 시스템으로부터 상기 적어도 하나의 검출기에 지향시키기 위한 적어도 하나의 광학 가이드; 및 상기 검출기에 의해 검출되기 전에 상기 집광된 방사선을 축소시키도록 동작가능한 광학 시스템을 포함하는, 계측 센서 시스템을 제공한다.
일 실시예에서, 상기 광학 시스템의 확대 인자는 ½보다 작다. 일 실시예에서, 상기 적어도 하나의 광학 가이드의 단면에 대한 상기 적어도 하나의 검출기의 면적의 비율은 적어도 1:2 이다. 일 실시예에서, 상기 광학 시스템의 확대 인자는 약 ¼x이다. 일 실시예에서, 상기 적어도 하나의 광학 가이드의 단면에 대한 상기 적어도 하나의 검출기의 면적의 비율은 적어도 1:4 이다.
일 실시예에서, 상기 계측 센서 시스템은 복수 개의 채널 각각에 대해 검출기, 광학 가이드 및 광학 시스템을 포함하고, 각각의 채널은 상이한 파라미터-감응 광 신호를 검출하기 위한 것이다. 일 실시예에서, 상이한 파라미터-감응 광 신호는, 상기 집광된 방사선의 대응하는 검출된 더 높은 차수의 합산으로부터 얻어지는 합 신호 및 상기 집광된 방사선의 대응하는 검출된 더 높은 차수의 차분으로부터 얻어지는 차 신호를 적어도 포함한다.
일 실시예에서, 계측 센서 시스템은 위치 센서이다. 일 실시예에서, 상기 파라미터-감응 신호는 위치-감응 신호를 포함한다.
일 실시예에서, 처리 시스템은 간섭측정 디바이스를 포함한다.
일 실시예에서, 처리 시스템은 자기-참조 간섭측정계를 포함한다.
일 실시예에서, 집광된 방사선은 1100 nm보다 긴 파장의 방사선을 포함한다.
일 실시예에서, 상기 처리 시스템은 제 1 파장 범위에 속하는 상기 집광된 방사선을 처리하기 위한 제 1 처리 서브-시스템 및 제 2 파장 범위에 속하는 상기 집광된 방사선을 처리하기 위한 제 2 처리 서브-시스템을 포함한다. 일 실시예에서, 상기 제 2 파장 범위는 1100 nm보다 긴 파장의 적외 방사선을 포함한다.
또한, 본 발명은 리소그래피 프로세스를 사용하여 디바이스 패턴이 기판에 적용되는 디바이스 제조 방법으로서, 상기 기판 상에 형성된 하나 이상의 마크의 측정된 위치를 참조하여, 적용된 패턴을 위치설정하는 단계를 포함하고, 측정된 위치는 제 1 양태 또는 제 2 양태의 계측 센서 시스템을 사용하여 획득되는, 디바이스 제조 방법을 제공한다.
또한, 본 발명은 디바이스 패턴이 리소그래피 프로세스를 사용하여 기판에 적용되는 디바이스 제조 방법으로서, 상기 기판 상에 형성된 하나 이상의 마크의 측정된 위치를 참조하여, 적용된 패턴을 위치설정하는 단계를 포함하고, 상기 측정된 위치는 제 1 양태에 따른 계측 센서 시스템을 사용하여 획득되며, 상기 위치설정하는 단계는, 개략적 위치설정 단계 및 미세 위치설정 단계를 수행하는 것을 포함하고, 위치가 측정되는 마크의 피치는 상기 미세 위치설정 단계보다 상기 개략적 위치설정 단계에 대하여 더 크며; 차광부는 상기 개략적 위치설정 단계를 수행할 때보다 상기 미세 위치설정 단계를 수행할 때에 더 크도록 구성되는, 디바이스 제조 방법을 제공한다. 일 실시예에서, 차광부는 개략적 위치설정 단계를 수행할 때 파라미터-감응 신호의 경로 밖으로 스위칭된다. 일 실시예에서, 패턴이 불투명층에 적용되고, 측정된 위치는 1100 nm보다 긴 파장의 방사선을 사용하여 획득된다.
또한, 본 발명은 기판에 패턴을 적용하는 데에 사용되기 위한 리소그래피 장치를 제공하고, 리소그래피 장치는 제 1 또는 제 2 양태의 계측 센서 시스템을 포함한다. 일 실시예에서, 리소그래피 장치는 계측 센서 시스템이 본 발명에 따른 방법을 수행하게 하도록 구성되는 제어기를 포함한다.
또한, 본 발명은 계측 센서 시스템과 같은 센서 시스템으로서, 기판 상의 계측 마크로부터 회절되고 산란된 방사선을 집광하도록 구성되는 광학 집광 시스템 - 상기 집광된 방사선은 적어도 하나의 파라미터-감응 신호를 포함하는 것임 -; 상기 집광된 방사선을 처리하도록 동작가능한 처리 시스템; 상기 처리 시스템을 수용하는 모듈 하우징; 적어도 하나의 파라미터-감응 신호를 상기 처리 시스템으로부터 상기 하우징 외부의 검출 시스템에 유도하기 위한 적어도 하나의 광학 가이드; 및 적어도 하나의 파라미터-감응 신호를 검출하도록 동작가능한 적어도 하나의 검출기를 포함하고, 상기 광학 가이드는 입력 및 출력을 가지고, 상기 집광된 방사선은 상기 입력으로부터 상기 출력으로 전파되며, 상기 적어도 하나의 파라미터-감응 신호는 하나 이상의 각도 범위 내에 포함되고, 각각의 각도 범위는 상기 출력에서의 축방향과 상기 출력에서 전파되는 방사선 사이의 각도의 각도 범위인, 센서 시스템을 제공한다.
일 실시예에서, 센서 시스템은 적어도 하나의 검출기를 포함하고, 검출기 시스템은 하나 이상의 각도 범위 내의 방사선을 적어도 하나의 검출기로 유도하도록 구성된다.
일 실시예에서, 센서 시스템은 적어도 하나의 검출기를 포함하는 검출기 시스템을 포함하고, 검출기 시스템은 하나 이상의 각도 범위 밖의 방사선 중 적어도 일부를 적어도 하나의 검출기로부터 멀어지게 유도하도록 구성된다.
일 실시예에서, 센서 시스템은 적어도 하나의 검출기를 포함하는 검출기 시스템을 포함하고, 검출기 시스템은 하나 이상의 각도 범위 밖의 방사선 중 적어도 일부를 적어도 하나의 검출기로부터 차단하도록 구성된다.
본 발명의 전술된 양태와 다른 양태는 이하 설명되는 예들을 고려하면 이해될 것이다.
본 발명의 실시예는 첨부된 도면을 참조하여 오직 예시적인 방식으로 이제 설명될 것이다:
도 1은 리소그래피 장치를 도시한다;
도 2는 도 1의 장치에서 수행되는 측정 및 노광 프로세스를 개략적으로 예시한다;
도 3은 기판 상에 형성된 타겟 구조체의 위치를 측정하기 위하여 위치 센서를 사용하는 것과 불투명한 오버라잉 구조체가 일으키는 문제점을 개략적으로 예시한다;
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따라 적응되는 위치 센서를 개략적으로 도시한다;
도 5는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 위치 센서의 광학 시스템을 개략적으로 도시한다; 그리고
도 6은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 위치 센서의 광학 시스템을 개략적으로 도시한다.
본 발명의 실시예들을 상세하게 설명하기 이전에, 본 발명의 실시예들이 구현될 수 있는 예시적인 환경을 제시하는 것이 유익하다.
도 1은 리소그래피 장치(LA)를 개략적으로 묘사한다. 이러한 장치는 방사선 빔(B)(예를 들어, UV 방사선 또는 DUV 방사선)을 조절하도록 구성되는 조명 시스템(illuminator)(IL); 패터닝 디바이스(예를 들어, 마스크)(MA)를 지지하도록 구성되고 특정 파라미터에 따라서 패터닝 디바이스를 정확하게 위치설정하도록 구성되는 제 1 위치설정기(PM)에 연결되는 패터닝 디바이스 지지대 또는 지지 구조체(예를 들어, 마스크 테이블)(MT); 기판(예를 들어, 레지스트-코팅된 웨이퍼)(W)을 홀딩하도록 각각 구성되고 특정 파라미터에 따라서 기판을 정확하게 위치설정하도록 구성되는 제 2 위치설정기(PW)에 각각 연결되는 두 개의 기판 테이블(예를 들어, 웨이퍼 테이블)(WTa 및 WTb); 및 패터닝 디바이스(MA)에 의하여 방사선 빔(B)에 부여된 패턴을 기판(W)의 타겟부(C)(예를 들어, 하나 이상의 다이를 포함) 상에 투영하도록 구성되는 투영 시스템(예를 들어, 굴절성 투영 렌즈 시스템)(PS)을 포함한다. 레퍼런스 프레임(RF)은 다양한 컴포넌트들을 연결하고, 패터닝 디바이스와 기판의 위치와 그들의 피쳐들의 위치를 설정하고 측정하기 위한 기준으로서의 역할을 한다.
조명 시스템은 방사선을 지향시키고, 성형(shaping)하고, 또는 제어하기 위한 다양한 유형의 광학 컴포넌트, 예컨대 굴절식, 반사식, 자기식, 전자기식, 정전기식 또는 다른 유형의 광학 컴포넌트, 또는 이들의 임의의 조합을 포함할 수도 있다.
패터닝 디바이스 지지대(MT)는 패터닝 디바이스를, 패터닝 디바이스의 지향, 리소그래피 장치의 설계, 및 예를 들어 패터닝 디바이스가 진공 환경에서 유지되는지 여부와 같은 다른 조건에 의존하는 방식으로 홀딩한다. 패터닝 디바이스 지지대는 패터닝 장치를 유지하기 위해 기계식, 진공식, 정전식, 또는 기타 클램핑 기술들을 이용할 수 있다. 패터닝 디바이스 지지대는 예컨대 필요에 따라 고정되거나 이동시킬 수 있는 프레임(frame) 또는 테이블일 수도 있다. 패터닝 디바이스 지지대는 패터닝 디바이스가 예를 들어 투영 시스템에 대하여 원하는 위치에 있다는 것을 보장할 수도 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 시프트 피쳐(phase shifting feature) 또는 소위 어시스트 피쳐(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.
도시된 것처럼, 장치는 투과형이다(예를 들어, 투과형 패터닝 디바이스를 채용함). 또는, 장치는 반사형 타입(예를 들어, 위에서 언급된 바와 같은 타입의 프로그램가능 미러 어레이를 채용하거나, 반사 마스크를 채용함)일 수도 있다. 패터닝 디바이스의 예는 마스크, 프로그램가능 미러 어레이, 및 프로그램가능(LCD) 패널을 포함한다. 본 명세서에서의 "레티클" 또는 "마스크"라는 용어의 모든 사용은 "패터닝 장치"라는 좀 더 일반적인 용어와 동의어로 간주될 수 있다. 그러므로, "패터닝 디바이스"라는 용어는 이러한 프로그래밍가능한 패터닝 디바이스에 의하여 구현될 패턴을 규정하는 정보를 디지털 형태로 저장하는 디바이스를 지칭하는 것으로도 해석될 수 있다.
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 광학 시스템, 또는 이들의 임의의 조합을 포함하는 어떠한 타입의 투영 시스템도 포함하는 것으로 넓게 해석되어야 한다. 본 명세서에서 "투영 렌즈"라는 용어의 모든 사용은 더 일반적인 용어인 "투영 시스템"과 같은 의미인 것으로 간주될 수도 있다.
리소그래피 장치는 또한, 투영 시스템과 기판 사이의 공간을 채우기 위해 기판의 적어도 일부분이 상대적으로 높은 굴절률을 가진 액체, 예컨대 물에 의해 커버될 수 있는 유형일 수 있다. 침지액은 또한 예컨대 마스크 및 투영 시스템 사이와 같은 리소그래피 장치 내의 다른 공간에도 도포될 수 있다. 침지 기법은 투영 시스템의 개구수(numerical aperture)를 증가시키기 위하여 당업계에 주지된다.
동작 시에, 조명기(IL)는 방사선 빔을 방사선 소스(SO)로부터 수광한다. 예를 들어, 소스가 엑시머 레이저인 경우, 소스 및 리소그래피 장치는 별도의 엔티티일 수 있다. 이러한 경우에, 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 소스가 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.
예를 들어, 조명기(IL)는 방사선 빔의 각 세기 분포(angular intensity distribution)를 조절하기 위한 조절기(AD), 집속기(IN), 및 콘덴서(CO)를 포함할 수도 있다. 조명기는 방사선 빔이 자신의 단면에서 원하는 균일성 및 세기 분포를 가지도록 조절하기 위하여 사용될 수 있다.
방사선 빔(B)은 지지 구조체(MT) 상에 홀딩되는 패터닝 디바이스(MA) 상에 입사하고, 그리고 패터닝 디바이스에 의하여 패터닝된다. 패터닝 디바이스(예를 들어 마스크(MA))를 가로지르면, 방사선 빔(B)은 기판(W)의 타겟부(C) 상에 빔을 포커싱하는 투영 시스템(PS)을 통과한다. 제 2 위치설정기(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 위치설정하기 위하여, 기판 테이블(WTa 또는 WTb)이 정확하게 이동될 수 있다. 이와 유사하게, 제 1 위치설정기(PM) 및 다른 위치 센서(도 1에는 명확하게 묘사되지 않음)는, 예를 들어 마스크 라이브러리로부터의 기계적 탐색 이후에, 또는 스캔 동안에, 방사선 빔(B)의 경로에 대하여 패터닝 디바이스(예를 들어, 마스크(MA)를 정확하게 위치설정하기 위하여 사용될 수 있다.
패터닝 디바이스(예를 들어 마스크(MA) 및 기판(W)은 마스크 정렬 마크(M1, M2) 및 기판 정렬 마크(P1, P2)를 이용하여 정렬될 수 있다. 비록 도시된 바와 같이 기판 정렬 마크들이 전용 타겟부를 점유하지만, 이들은 타겟부 사이의 공간(이들은 스크라이브 레인(scribe-lane) 정렬 마크로 알려짐)에 위치될 수도 있다. 마찬가지로, 패터닝 디바이스(예를 들어 마스크(MA))에 두 개 이상의 다이가 제공되는 상황에서는, 마스크 정렬 마크들은 다이들 사이에 위치될 수도 있다. 작은 정렬 마크도 역시 다이에, 그리고 디바이스 피쳐들 사이에 포함될 수 있는데, 이러한 경우 마커는 가능한 한 작고 인접한 피쳐에 비하여 임의의 다른 이미징 또는 프로세스 조건을 요구하지 않는 것이 바람직하다. 정렬 마커를 검출하는 정렬 시스템이 상세히 후술된다.
도시된 장치는 다양한 모드들에서 사용될 수 있다. 스캔 모드에서는, 패터닝 디바이스 지지대(예를 들어, 마스크 테이블(MT) 및 기판 테이블(WT)이 동기되어 스캐닝되는 동안, 방사선 빔에 부여된 패턴이 타겟부(C) 상에 투영된다(즉, 단일 동적 노광). 패터닝 디바이스 지지대(예를 들어, 마스크 테이블(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 폭)을 한정하는 한편, 스캐닝 모션의 길이는 타겟부의 높이(스캐닝 방향에서의)를 결정한다. 당업계에 주지되는 다른 타입의 리소그래피 장치 및 동작 모드도 가능하다. 예를 들어, 스텝 모드가 알려진다. 소위 무마스크 리소그래피에서, 프로그래밍가능한 패터닝 디바이스는 정지되게 홀딩되지만 변화하는 패턴을 가지며, 및 기판 테이블(WT)이 이동되거나 스캐닝된다.
또한, 전술한 사용 모드들의 조합 및/또는 변형, 또는 전혀 다른 사용 모드들이 채용될 수도 있다.
리소그래피 장치(LA)는 두 개의 기판 테이블(WTa, WTb)과 그들 사이에서 기판 테이블이 교환될 수 있는 두 개의 스테이션 - 노광 스테이션(EXP) 및 측정 스테이션(MEA) - 을 가지는, 소위 듀얼 스테이지 타입이다. 하나의 기판 테이블에 있는 하나의 기판이 노광 스테이션에서 노광되는 동안, 다른 기판은 측정 스테이션에 있는 다른 기판 테이블에 로딩될 수 있고, 다양한 준비 단계들이 수행될 수 있다. 그러면 리소그래피 장치의 쓰루풋이 크게 증가할 수 있다. 준비 단계는 레벨 센서(LS)를 사용하여 기판의 표면 높이 컨투어를 매핑하는 것과 정렬 센서(AS)를 사용하여 기판 상의 정렬 마커의 위치를 측정하는 것을 포함할 수도 있다. 기판 테이블이 측정 스테이션과 노광 스테이션에 있는 동안 기판 테이블의 위치를 위치 센서(IF)가 측정할 수 없다면, 참조 프레임(RF)에 상대적인 이러한 스테이션 양자 모두에서의 기판 테이블의 위치를 측정할 수 있도록 제 2 위치 센서가 제공될 수 있다. 다른 구성이 알려져 있으며, 도시된 듀얼-스테이지 구성 대신에 사용될 수 있다. 예를 들어, 기판 테이블 및 측정 테이블이 제공되는 다른 리소그래피 장치가 알려져 있다. 이것은 예비 측정을 수행할 때에 서로 도킹되고, 기판 테이블이 노광을 겪는 동안에 언도킹된다.
정렬 프로세스 배경
도 2는 도 1의 듀얼 스테이지 장치 내에서 기판(W) 상의 타겟부(예를 들어 다이)를 노광하는 단계를 예시한다. 점선 박스 내의 좌측이 측정 스테이션(MEA)에서 수행되는 단계들인 반면에, 우측은 노광 스테이션(EXP)에서 수행되는 단계들이다. 가끔, 전술된 바와 같이, 기판 테이블(WTa, WTb) 중 하나는 노광 스테이션에 있는 반면에, 다른 기판은 측정 스테이션에 있다. 이것을 설명하기 위해서, 기판(W)이 이미 노광 스테이션 내에 로딩되었다고 가정한다. 단계 200에서, 새로운 기판(W')이 도시되지 않은 메커니즘에 의해 장치로 로딩된다. 이러한 두 개의 기판은 리소그래피 장치의 쓰루풋을 증가시키기 위해서 병렬적으로 처리된다.
우선 새롭게 로드된 기판(W')을 참조하면, 이것은 장치 내에서 일차 노광을 위해 새로운 포토레지스트로 준비된, 이전에 처리되지 않은 기판일 수 있다. 그러나, 일반적으로는 설명된 리소그래피 프로세스는 일련의 노광 및 처리 단계 중 하나에 지나지 않을 것이므로, 기판(W')은 이러한 장치 및/또는 다른 리소그래피 장치를 이미 여러 차례 거쳤고, 거쳐야 할 후속 프로세스가 더 있을 수도 있다. 특히 오버레이 성능을 개선하는 문제에 대해서 살펴보면, 과제는 새로운 패턴이 패터닝 및 처리의 하나 이상의 사이클에 이미 노출되었던 기판 상의 정확하게 맞는 위치에 적용되도록 보장하는 것이다. 이러한 처리 단계의 결과, 만족스러운 오버레이 성능을 얻으려면 반드시 측정되고 정정돼야 하는 왜곡이 기판 내에 점진적으로 도입된다.
선행 및/또는 후속 패터닝 단계는 전술된 것처럼 다른 리소그래피 장치에서 수행될 수 있고, 심지어 상이한 타입의 리소그래피 장치에서 수행될 수도 있다. 예를 들어, 분해능 및 오버레이와 같은 파라미터가 매우 중요한 일부 층들은 디바이스 제작 프로세스 중에 덜 중요한 다른 층들 보다 더 진보된 리소그래피 툴에서 처리될 수 있다. 그러므로 일부 층들이 침지 타입 리소그래피 툴에서 노광될 수 있는 반면에 다른 층들은 '건식' 툴에서 노광된다. 일부 층들은 DUV 파장에서 동작하는 툴 안에서 노광될 수 있는 반면에, 다른 층들은 EUV 파장 방사선을 사용하여 노광된다.
202에서, 기판 테이블(WTa/WTb)에 상대적인 기판의 정렬을 측정하고 기록하기 위해서 기판 마크(P1) 등과 이미지 센서(미도시)를 사용한 정렬 측정이 사용된다. 추가하여, 여러 정렬 마크가 정렬 센서(AS)를 사용하여 기판(W') 전체에 걸쳐 측정될 것이다. 일 실시예에서, 이러한 측정이 "웨이퍼 그리드"를 구축하도록 사용되는데, 이것은 공칭 직사각형 그리드에 상대적인 임의의 왜곡을 포함하여, 기판 전체에 걸쳐 마크의 분포를 매우 정확하게 매핑한다.
단계 204에서, X-Y 위치에 대한 웨이퍼 높이(Z)의 맵이 역시 레벨 센서(LS)를 사용하여 측정된다. 통상적으로, 높이 맵은 노광된 패턴의 정확한 포커싱을 얻기 위해서만 사용된다. 이것은 또한 다른 목적을 위해서도 사용될 수 있다.
기판(W')이 로딩될 때, 수행될 노광 및, 웨이퍼의 특성, 및 웨이퍼 위에 이미 형성되었거나 형성될 패턴을 규정하는 레시피 데이터(206)가 수신되었다. 202 및 204에서 수행된 웨이퍼 위치, 웨이퍼 그리드 및 높이 맵의 측정치가 이러한 레시피 데이터에 추가되어, 레시피 및 측정 데이터의 완전한 세트(208)가 노광 스테이션(EXP)으로 전달될 수 있게 한다. 정렬 데이터의 측정은, 예를 들어 리소그래피 프로세스의 결과물인 제품 패턴에 대해서 고정되거나 공칭적으로 고정된 관련성으로 형성되는 정렬 타겟의 X 및 Y 위치를 포함한다. 노광 직전에 얻어진 이러한 정렬 데이터는 모델을 데이터에 근사화하는 파라미터를 가지는 정렬 모델을 생성하도록 사용된다. 이러한 파라미터 및 정렬 모델이 현재의 리소그래피 단계에서 적용되는 패턴의 위치를 정정하기 위해서 노광 동작 중에 사용될 것이다. 사용되는 모델은 측정된 위치들 사이의 위치 편차를 보간한다. 종래의 정렬 모델은, '이상적인' 그리드의 병진, 회전 및 크기조정을 상이한 차원에서 함께 규정하는 네 개, 다섯 개, 또는 여섯 개의 파라미터를 포함할 수 있다. 더 많은 파라미터를 사용하는 발전된 모델이 공지되어 있다.
210에서, 웨이퍼(W') 및 웨이퍼(W)가 교환되어, 측정된 기판(W')이 노광 스테이션(EXP)에 들어가면서 기판(W)이 되게 한다. 도 1의 예시적인 장치에서, 이러한 교환은 장치 내의 서포트(WTa 및 WTb)를 교환함으로써 수행되어, 기판(W, W')이 그러한 서포트들 상에 정확하게 클램핑되고 포지셔닝되어 기판 테이블과 기판 자체 사이의 상대적인 정렬을 유지하게 한다. 이에 상응하여, 테이블이 교환되면, 노광 단계를 제어할 때 기판(W)(앞서서는 W'였음)에 대한 측정 정보(202, 204)를 이용하려면, 투영 시스템(PS) 및 기판 테이블(WTb)(앞서서는 WTa 였음) 사이의 상대적인 위치를 결정하기만 하면 된다. 단계 212에서, 마스크 정렬 마크(M1, M2)를 사용하여 레티클 정렬이 수행된다. 단계 214, 216, 218에서, 여러 패턴들을 완전히 노광하기 위하여, 스캐닝 모션과 방사선 펄스가 기판(W) 전체에 걸친 연속적인 타겟 위치에 적용된다.
측정 스테이션에서 얻어진 것과 같은 정렬 데이터 및 높이 맵을 사용함으로써, 노광 단계를 수행할 때, 이러한 패턴들은 원하는 위치와 특히 동일한 기판 상에 앞서 배치된 피쳐에 대해서 정확하게 정렬된다. 이제 W"이라고 명명되는 노광된 기판이 단계 220에서 장치로부터 언로딩되어, 노광된 패턴에 따른 에칭 또는 다른 프로세스를 거치게 된다.
당업자는, 앞선 설명이 실제 제조 상황의 일 예에 수반된 여러 구체적인 단계들의 단순화된 개관이라는 것을 알게 될 것이다. 예를 들어, 단일 패스에서 정렬을 측정하는 것이 아니라, 흔히 동일하거나 상이한 마크를 사용하는 개략적 측정과 미세 측정의 별개의 단계들이 존재할 것이다. 개략적 측정 및/또는 미세 정렬 측정 단계는 높이 측정 전후에 수행될 수 있고, 또는 인터리빙될 수 있다.
현재로는, 정렬 센서(AS)와 같은 광학 위치 센서는 정렬 마크를 독출하기 위하여 가시 방사선 및/또는 근-적외(NIR) 방사선을 사용한다. 일부 프로세스에서, 정렬 마크가 형성된 이후에 기판 상의 층들을 처리하면 신호 강도가 낮거나 신호가 없기 때문에 마크가 이러한 정렬 센서에 의해 발견될 수 없는 상황이 생긴다. 신호 강도가 낮거나 신호가 없는 것은, 예를 들어 가시/NIR 파장 대역에 속하는 방사선을 차단하고 따라서 정렬 센서의 동작을 차단하는, 마크 상의 불투명층에 의해 야기될 수 있다. 이러한 문제점을 해결하기 위하여, 후속 층에 추가 마크를 생성하여 마크 검출이 쉽게 이루어지게 하는 것이 알려져 있다. 그러나, 이러한 추가 마크를 생성하는 것은 비용이 많이 든다. 일부 프로세스는, 마크의 상단에 위치된 재료만이 제거되어 마크가 측정될 수 있게 하는 방식으로, 광학 윈도우를 현존하는 마크 상에 생성하는 것에 의존한다. 그러나, 이것 역시 추가적 처리 단계 및 비용이 필요하다.
도 3은, 불투명층(302)을 관통할 수 있는 방사선의 훨씬 더 긴 파장을 사용하는 정렬 센서(AS-IR)를 사용하는 것에 기초하는 대안적 솔루션을 예시한다. 불투명층(302)은 다른 재료 층(304) 및 기판(308) 상의 정렬 마크(306) 위에 형성된다. 이러한 정렬 센서는 현재로는 500-900 nm의 파장에서 동작한다. 이러한 파장 범위 가시 범위에 가까운 적외선 파장들을 포함하는 반면, 이들은 공통 불투명층을 투과할 수 없다. 이러한 불투명층을 통한 투과는 더 긴 IR 파장에 대해서 상대적으로 높다. 이를 완화하기 위하여, 예를 들어 1000 nm보다 긴, 예를 들어 1500-2500 nm 범위에 있는 파장의 방사선을 사용하여 동작할 수 있는 정렬 센서(AS-IR)가 제공될 수 있다. 정렬 마크(306)는 종래의 피치를 가지는 종래의 정렬 마크일 수 있고, 또는 이러한 더 긴 파장을 가지고 측정하는 데에 더 잘 적응되는, 예를 들어 더 긴 격자 피치를 가지는 특수 마크일 수도 있다.
본 개시물의 일 예에 따르는 위치 센서 또는 정렬 센서의 일 예의 단순화된 개략도가 도 4에 도시된다. 조명 소스(420)는 하나 이상의 파장의 방사선의 빔(422)을 제공하는데, 이것은 스폿 미러(427)를 거쳐 대물 렌즈(424)를 통과하여, 기판(W) 상에 위치된 정렬 마크(402)와 같은 정렬 마크 상에 우회된다. 정렬 마크(402)에 의해 산란된 방사선은 대물 렌즈(424)에 의해 픽업되고, 정보-포함 빔(426) 내로 시준된다. 광학 분석기(428)는 빔(426)을 처리하고, 개별 빔을 광 가이드(예를 들어 광섬유)(429)를 통해 센서 어레이(430) 상에 출력한다. 센서 그리드(430) 내의 개개의 센서로부터 나오는 세기 신호(432)는 처리 유닛(PU)으로 제공된다. 블록(428)에서의 광학 처리와 유닛(PU)에서의 연산 처리를 조합함으로써, 센서에 상대적인 기판 상의 X- 및 Y-위치에 대한 값들이 출력된다. 대안적으로 또는 추가적으로, 오버레이(OV) 및/또는 임계 치수(CD)와 같은 다른 파라미터가 측정될 수 있다.
도 5는 본 개시물의 일 예에 따르는 위치 센서 또는 정렬 센서의 일 예를 더 상세하게 도시한다. 이것은 기판(504) 상의 정렬 마크(502)의 위치를 측정하도록 동작가능한 정렬 센서를 도시한다. 위치 센서는 방사선을 전달, 집광 및 처리하여 정렬 마크로부터 위치 신호를 획득하도록 동작가능한 광학 시스템(500)을 포함한다.
광학 시스템은, 방사선을 공통 조명 경로(쇄선(506)으로 표시됨)를 따라 정렬 마크(502)로 전달하고, 기판으로부터 회절되거나 산란된 방사선을 공통 집광 경로(쇄선(508)으로 표시됨)를 따라 집광하며, 집광된 방사선을 처리 경로(쇄선(510)으로 표시됨)에서 처리하도록 구성된다. 처리 경로(510)에서 광학 시스템은, 정렬 마크(502)가 광학 시스템(500)에 상대적으로 이동할 때 적어도 하나의 위치-감응 신호(512)를 유도하도록 동작가능하다. 512로 명명된 신호는 이러한 예에서, 종국에는 전기 신호(514)로 변환되고 프로세서(516)에 의해 처리되어 하나 이상의 위치 측정치(518)를 생성하는 광 신호이다.
이러한 정렬 센서의 구조 및 동작의 세부사항은 발명의 개요에서 언급된 종래의 특허 공개 문헌들에서 발견될 수 있고, 본 명세서에서는 반복되지 않을 것이다. 간단히 말하면, 조명 경로(506)에는 LED 또는 레이저 소스(530a, 530b, 530c)와 같은 복수 개의 개별적인 파장 소스가 제공된다. 이러한 예에서는 세 개의 소스가 도시된다; 그러나 단일 소스만 존재하거나, 세 개가 아닌 여러 소스가 존재할 수 있다. 도시된 구체적인 예에서, 소스(530a, 530b, 530c)는 상이한 파장의 방사선, 예를 들어 녹색 및 적색 가시광, 1500-2500 nm의 범위에 속하고, 선택적으로 2000 nm보다 긴 파장을 가지는 파장을 포함하는 근적외선(NIR) 파장 및/또는 적외 방사선을 공급하도록 배치된다. 이러한 상이한 파장은 상이하게 편광되어, 소스의 개수를 늘리거나 가동부를 사용하지 않고도 검출 능력의 다양성을 개선할 수 있다. 예를 들어, US2015355554A1에서 설명되는 예에서, 가시/근적외선 파대역(500-900 nm)에 속하는 네 개의 파장은 R, G, N 및 F로 명명된다. R 및 F는 제 1 편광 방향을 가지는 반면에, G 및 N은 제 1 편광 방향에 직교하는 제 2 편광 방향을 가진다. 요구되는 성능 및 기대되는 동작 조건에 따라서, 추가 소스가 제공될 수 있다. 이러한 소스들은 협대역 소스 또는 광대역 소스일 수 있고, 고정식 주파수이거나 튜닝가능할 수 있으며, 간섭성 또는 비간섭성일 수 있다. 비록 별개의 소스들이 도시되지만, 이러한 파장 중 일부 또는 전부가 하나의 광대역 소스로부터 유도되고 상이한 파장 범위로 분할되는 것도 역시 가능하다. 소스들은 레이저, 가스 방전 소스, 플라즈마 소스, 초연속체 소스 및 콤프턴 산란 소스를 포함할 수 있다. 단일 소스는, 상이한 파장들이 필터에 의해서가 아니라 시간에 있어서 다중화되도록, 상이한 파장들 사이에서 스위칭가능할 수 있다.
소스 타입이 무엇이던 간에, 양자 모두의 파대역의 방사선이 조명 서브-시스템(532)에서 결합되어 공통 조명 경로(506)를 따라가는 단일 빔(534)을 형성한다. 소스들은 동시에 동작할 수도 그렇지 않을 수도 있지만, 하지만 공통 조명 서브-시스템은 위치 센서의 하우징 내에, 그리고 리소그래피 툴(LA) 또는 다른 장치 내의 구조가 콤팩트해지게 한다. 빔(534)은 스폿 미러(536)에 의해 대물 렌즈(538) 내로 편향되고, 대물 렌즈는 빔을 정렬 타겟(502) 상의 스폿으로 포커싱한다. 이러한 예에서 조명 서브-시스템(532)은 방사선의 각각의 파장을 빔(534)으로 우회시키기 위한 이색성 미러(540)의 스택을 포함한다. 빔을 조절하고 스폿을 포커싱하기 위하여 대물 렌즈(538)와 협력하는 렌즈(542, 544)가 제공된다. 또한, 조명 서브-시스템 내에는 반파(half-wave) 플레이트(546) 또는 사분파 플레이트가 제공되어 자기-참조 간섭측정계 내에서 처리하기에 적합한 조명 편광 특징을 제공한다.
정렬 마크(502)에 의해 반사되고 회절된 방사선은 대물 렌즈(538)에 의해 집광 경로(508)로 집광된다. 집광된 방사선이 광축 상에 단일 빔으로서 예시되지만, 이러한 정보-운반 빔은 실제로는 산란 및 회절에 의해 확산된다. 노이즈 신호를 나타내는 축상 성분은 스폿 미러(536)에 의해 적어도 부분적으로 차단되고, 따라서 스폿 미러는 이러한 노이즈 신호를 차단하기 위한 차광부로서의 역할을 수행한다. 그러면, 남아 있는 더 높은 차수의 회절된 방사선(및 일부 부유 노이즈 신호)이 처리 시스템(552)에 진입한다. 노이즈 신호는, 요구되는 신호 정보를 포함하지 않고, 및/또는 그에 대한 파라미터-감응 정보가 '스크램블되고(scrambled') 추출하기가 어렵거나 불가능한 모든 산란된 방사선을 포함할 수 있다. 이러한 방사선은 본질적으로 노이즈만을 추가한다. 이러한 노이즈 신호는 그 중에서도 0차 반사 방사선을 포함할 수 있다. 물론, 더 높은 차수의 파라미터 감응 신호(들)도 일부 노이즈를 포함할 것이지만, 이러한 신호는 용이하게 추출가능한 파라미터-감응 정보를 포함하기 때문에 이러한 콘텍스트에서 노이즈 신호가 아니다.
처리 시스템의 속성은 요구되는 성능 및 제공된 마크의 타입에 따라 달라질 것이다. 처리 시스템은 간섭측정, 또는 온 이미징, 또는 기법들의 조합에 기초할 수 있다. 처리 시스템은 서로 실질적으로 동일한 타입일 수도 있고, 또는 완전히 상이한 타입일 수도 있다. 이러한 예에서, 처리 시스템은 간섭측정에 기초하고, 참고 문헌에서 기술된 타입의 자기-참조 간섭측정계를 포함한다고 가정될 것이다.
처리 시스템(552) 내에서, 자기-참조 간섭측정계(556)는 집광된 방사선을 차광부(obscuration)(557)를 통해서 수광한다. 차광부(557)의 목적은, 스폿 미러 및 대물렌즈의 내츄럴 애퍼쳐(natural aperture)에 의해 제공되는 임의의 공간적 필터링에 추가하여, 반사되고 회절된 방사선 중 어느 부분이 처리 시스템에 들어가도록 허락되는지를 제어하는 것이다.
간섭측정계(556)의 입구에서, 반파 플레이트(558)가 방사선의 편광을 45 도로 조절한다. 그러면, 간섭측정계는, 반대 회절 차수들이 보강과 상쇄 간섭하도록 빔을 그 회전된 복제본과 간섭시키면서, 방사선을 참조 문헌에 기술된 방식으로 처리한다. 편광 빔 스플리터(560)는 "합" 및 "차" 채널을 분리시키고, 이들은 위치-감응 광 신호(512)를, 광 신호를 역다중화 및/또는 검출을 위해 더 편리한 위치로 라우팅하기 위하여 사용될 수 있는 광섬유(563) 또는 다른 적합한 광 가이드(중공 금속 튜브 등을 포함할 수 있음)를 통해 검출 시스템(562)에 제공한다. 검출 시스템(562)은 합 및 차 채널 각각에 대하여, 요구되는 전기적 위치 신호(514)를 획득하기 위한 광검출기를 포함한다. 파대역이 여러 개의 파장을 포함하는 경우, 파장 역다중화기가 검출 시스템 내에 포함되고, 각각의 파장에 대한 전기 신호(514)를 획득하기 위하여 개별적인 광검출기가 제공된다.
검출 시스템(562)에 대해서 설명된 것과 같은 방식으로, 소스(530a, 530b, 530c 등)는, 도 5에 이미 도시된 바와 같이 광섬유 또는 다른 적합한 광 가이드를 사용하여 원격으로 위치될 수 있다.
불투명층을 통해 정렬할 때의 웨이퍼 품질이 매우 낮기 때문에, 신호 레벨은 투명 층을 통해 정렬할 때의 통상적인 정렬 센서 신호 레벨보다 몇 개의 자릿수만큼 낮을 것이다. 그러므로, 허용가능한 정렬 성능을 얻기 위해서는 노이즈 신호의 억제가 대응해서 개선되어야 한다. 현재로는, 이를 위한 좋은 솔루션이 존재하지 않는다. 정렬 센서 모듈 내의 임의의 차광부를 매우 크게 하는 것은 바람직하지 않은데, 그 이유는 그러면 정렬 센서의 피치 유연성이 감소되고, 예를 들어 그 개략적 웨이퍼 정렬(coarse wafer alignment; COWA) 능력이 복잡해지기 때문이다. 또한, 대응하는 진동 및 열 충격 때문에, 정렬 센서 모듈 내에 이동가능/ 튜닝가능한 차광부를 배치하는 것도 바람직하지 않다. 사실상, 이러한 차광부(557)는 이미 피치를 감소시키며, 따라서 이를 제거하는 것이 바람직할 것이다(모듈 내의 스폿 미러(536)에만 의존함). 본 명세서에서 설명되는 제안이 이를 가능하게 한다.
그러므로, 검출 시스템이 노이즈 신호로부터 각도적으로(angularly) 분리된 요구되는 광 신호를 검출하도록 배치되는 것이 제안된다. 검출 시스템은 요구되는 광 신호만을 검출하고, 따라서 노이즈 신호를 차단하도록 배치될 수 있고, 또는 그렇지 않으면 양자 모두를 검출할 수 있다. 노이즈 신호가 차단되는 경우, 검출 시스템은 광섬유/광 가이드(563)의 출력부와 검출 시스템(562) 내의 각각의 검출기 사이에 차광부를 포함할 수 있다. 이와 같이, 검출 시스템(562)은 검출기마다 차광부를 포함할 수 있다. 이러한 차광부는 정렬 시스템 모듈(그 경계가 이중-쇄선(581)으로 표시됨) 내에 위치된 차광부(557) 보다 크거나, 크도록 튜닝가능할 수 있다. 이러한 차광부는 모듈 내의 차광부(557)를 대체할 수 있다. 차광부는 선택적으로 튜닝가능하거나(예를 들어 형상 또는 크기에 있어서), 광 신호(512)의 경로로 스위칭가능(예를 들어 요구됨에 따라 안팎으로 이동가능함)할 수 있다. 이러한 차광부는 광섬유(563) 출력부의 푸리에 평면 또는 퓨필 평면(미도시)에 위치(또는 위치결정)될 수 있고, 따라서 검출 시스템(562)은 푸리에 평면을 규정하는 광섬유 출력부 이후에 이미징 시스템을 포함할 수 있다. 광섬유(563) 출력부의 푸리에 평면이 차광부에 대한 바람직한 위치일 수 있는 반면에, 이것은 푸리에 평면이 아닌 위치(광섬유(563) 출력부의 정확한 이미지 평면은 제외)에 배치될 수 있다. 선택적인 실시예에서, 광학 시스템은 광 신호를 축소하여, 더 작은 검출기(더 작은 암전류 카운트를 가짐)가 사용될 수 있게 할 수 있다. 이러한 축소 이미징 시스템은 본 명세서에 개시된 차광부가 없는 경우에도 검출 시스템(562) 내에 포함될 수 있다. 차광부가 정렬 시스템 모듈 외부에(예를 들어, 광섬유(563)의 출력부와 검출 시스템(562) 내의 각각의 검출기 사이) 위치된다면, 이러한 차광부 및/또는 이미징 시스템이 실제로 이와 같은 검출 시스템(562)의 부분을 구성할 필요는 없다는 것에 주의한다.
개시된 개념은 정렬 마크의 위치를 측정하기 위한 위치 또는 정렬 센서의 관점에서 전술된 바 있다. 이러한 위치 센서가 오버레이 또는 임계 치수(CD)와 같은 다른 파라미터를 측정하기 위하여 사용될 수 있으며, 개념들은 이러한 측정에도 동일하게 적용가능하다는 것이 이해되어야 한다. 전술된 바와 같이, 실제 정렬 센서/위치 센서 배열체는 도 5의 예시적인 배열체와 다를 수 있다. 센서 배열체는 자기-참조 간섭측정계 타입이 아닌 타입일 수 있다. 개념들은 타겟으로부터 회절된 더 높은-차수의 회절 방사선을 측정하는 다른 타입의 계측 센서에도 동일하게 적용가능하고, 따라서 노이즈 신호가 가능한 많이 차단되도록 요구한다. 동적 범위가 증가되고 및/또는 암전류 카운트가 적어지면(더 작은 검출기) 이러한 모든 계측 센서에서 유리하다는 것이 이해되어야 한다.
계측 센서 배열체는 도시된 바와 같이 하나의 처리 시스템(552)만을 포함하거나 두 개 이상의 처리 시스템(552)을 포함할 수 있다. 일부 실례들에서, 상이한 파대역에 대해서 상이한 처리 경로를 가진다는 장점이 있을 수 있고, 본 명세서에서 개시된 바와 같은 계측 센서가 이와 같이 배치될 수 있다. 예를 들어, 가시/NIR 파대역을 위한 제 1 처리 시스템 및 적외선 파대역을 위한 제 2 처리 시스템이 제공될 수 있다.
도 6은 단일 검출기 브랜치에 대한 제안된 구성의 세부사항을 보여주는 단순화된 개략도이다. 방사선 소스(630)로부터 얻어진 방사선(634)을 스폿 미러(636)를 통해 기판(604) 상의 정렬 마크(602) 상에 포커싱하는 대물 렌즈(638)가 도시된다. 정렬 마크(602)로부터 산란된 방사선은 1차(또는 더 높은) 회절 차수(670) 및 노이즈 신호(672)를 포함한다. 도 5의 차광부(557)와 같을 수 있는 차광부(674)가 도시된다. 어떠한 경우에서도, 차광부(674)는 모든 노이즈 신호(672)를 차단하기에는 충분하지 않은 크기로 도시되고, 일부 부유 노이즈 신호(672')가 간섭측정계(656)(자기-참조 간섭측정계, 예를 들어 도 5의 자기-참조 간섭측정계(556)일 수 있음) 내로 전달될 수 있다. 이미 설명된 이유 때문에, 부유 노이즈 신호(672')를 차단하도록 차광부(674)를 충분히 크게 만드는 것이 바람직하지 않은 경우가 흔히 존재한다. 이와 같이, 이러한 부유 노이즈 신호(672') 중 일부는 간섭측정계(656)를 빠져나오고 렌즈(676)에 의해 광섬유(663) 내로 포커싱되는데(요구되는 광 신호(670')를 따라), 광섬유는 광 신호 및 부유 노이즈 신호(672')를 검출기(678)(도 5의 처리 시스템(552)과 같은 처리 시스템의 일부를 형성할 수 있음)로 수송한다. 이러한 예에서, (차광부(680)가 없으면) 요구되는 광 신호(670')의 방사선보다 더 많은 부유 노이즈 신호(672')가 검출기(678)에 도달할 것이라는 것을 알 수 있다.
발명자들은, (x, y,φ,θ)에서 다중모드 섬유에 입사하는 광선의 경우(x, y는 위치를 나타내고, φ는 방위각을 나타내며, θ는 법선에 대한 각도를 나타냄), 출력에서의 θ 는 입력에서의 θ 와 같고(반면에, x, y 및 φ는 스크램블됨), 결과적으로 얻어지는 광선은 확산되어 각도 θ의 두 배의 원뿔(cone twice angle)의 고리(annulus)를 채운다는 것을 이해하였다. 이것은, 광섬유(663)에 진입하는 각도 분리된 노이즈 신호 및 더 높은(예를 들어, 1차) 차수가 광섬유(663)로부터 나올 때에 각도 분리된 상태를 유지할 것이라는 것을 의미한다. 이것이 다중모드 섬유가 아닌 일부 다른 타입의 광학 가이드에 대해서도 참이고, 본 명세서에서 설명되는 개념이 임의의 이러한 광학 가이드에도 동일하게 적용가능하다는 것에 주의한다.
부유 노이즈 신호(672')는 일반적으로, 요구되는 광 신호(1차/더 높은 회절 차수)(670')의 입사각 θ1보다 상대적으로 더 작은 각도 θ2로 광섬유(663)에 입사한다. 이러한 각도 분리는 광섬유(636)에 의해 보존된다. 그러므로 나오는 부유 노이즈 신호(672'') 및 요구되는 광 신호(670'')도 분리된 상태를 유지하면서 각도 θ2 및 각도 θ1 각각으로 나온다. 물론, 요구되는 광 신호의 입사각 θ1보다 높은 각도 θ2에서 입사하는 부유 노이즈 신호(672')를 제어하는 것이 가능하다는 것에 주의한다. 그리고, 예를 들어 다른 더 높은 회절 차수가 존재하는 경우 다수의 신호 각도 θ1도 역시 존재할 수 있다. 또한, 사용되는 파장 방사선이 여러 개이기 때문에 다수의 신호 각도 θ1이 존재할 수 있다.
제 2(예를 들어, 디스크형이거나 φ가 불변임) 차광부(680)는 정렬 센서 외부의 푸리에 평면(퓨필 평면)에, 예를 들어 광섬유(663)와 검출기(678) 사이에 제공된다. 구체적으로 설명하면, 푸리에 평면은 렌즈(예를 들어, 렌즈(682a))의 후초점면을 포함할 수 있고, 그 전방 초점면은 섬유(663)의 출사면과 일치한다. 이러한 차광부(680)는 부유 노이즈 신호(672'')를 차단할 만큼 충분히 크다. 차광부(680)가 정렬 센서 모듈 외부에 위치되고, 따라서 이러한 제 2 차광부(680)의 크기가 모듈 내의 부피 제약에 의해 제약되지 않기 때문에, 이것은 문제가 되지 않는다. 전술된 바와 같이, 차광부(680)는 정확하게 푸리에 평면에 있어야 할 필요는 없다. 사실상, 렌즈(682a)(또는 렌즈(682b))가 있어야 할 필요가 없다. 예를 들어, 차광부(680)는 섬유 출사면으로부터 어느 정도 거리에 위치될 수 있고(개재하는 광학기가 없이), 큰 검출기는 방사선을 캡쳐하도록 차광부(680) 뒤에 위치될 수 있다. 이러한 평면은 여전히 본질적으로 푸리에 평면과 등가이다.
일 실시예에서, 차광부(680)는 튜닝가능 및/또는 이동가능할 수 있는데, 이것은 그 내부에서의 진동, 열 및 공간 제약 때문에 정렬 센서 모듈 내에서는 구현하기가 어렵다. 튜닝가능한 차광부(680)는 큰 피치를 가지는 마크에서 측정할 때에(예를 들어 COWA) 작은 스톱(또는 스톱이 없음)이 사용될 수 있게 하는 반면에, 큰 스톱은 더 작은 피치를 가지는 마크에 미세 정렬(FIWA)을 수행할 때에 사용될 수 있다. 이러한 이동가능/튜닝가능 차광부(680)의 여러 가능한 구현형태가 존재한다. 하나의 가능한 구현형태는 크기가 변하며, 예를 들어 필터 휠을 사용하여 빔 내외로 이동될 수 있는 디스크들의 세트를 포함한다. 다른 가능한 구현형태는 디지털 마이크로미러 디바이스와 같은 공간 광 변조기를 포함하는데, 그 안에서 픽셀은 '턴온'(광이 검출기로 투과됨) 또는 '턴오프'(광이 빔 덤프로 편향됨)될 수 있다. 추가적인 구현형태는 가변 크기, 형상 및/또는 그레이 레벨을 가지는 차광부 또는 애퍼쳐 디스크일 수 있다.
위의 예들이 노이즈 신호를 차단하기 위한 차광부를 개시하지만, 이러한 개념은 차광부가 있는 구성으로 한정되지 않는다. 노이즈 신호로부터 각도 분리된 요구되는 광 신호를 검출하는 검출 장치를 포함하는 임의의 구성이 본 발명의 범위에 포함된다. 예를 들어, 차광부 대신에, 신호를 두 부분: 예를 들어, 제 1 검출기에서 검출되는 요구되는 신호를 포함하는 제 1 부분 및 노이즈 신호 및/또는 제 2 검출기로 가는 다른 정보를 포함하는 제 2 부분으로 분리하는 광학 요소가 제공될 수 있다. 다른 실시예들에서, 추가적인 물리적 디바이스는 요구되지 않는다: 예를 들어 작은 검출기가 중앙(노이즈 신호) 부분을 검출하기 위하여 사용될 수 있고, '더 큰' 검출기는 요구되는 신호를 포함하는 주위부를 검출할 수 있다. 또는, 두 개의 검출기 대신에, 중앙(노이즈 신호) 부분을 검출하는 중앙 픽셀 및 요구되는 신호를 검출하는 외부 픽셀을 가진 카메라가 사용될 수 있다. 이러한 실시예의 변형예에서, 추가 검출기 또는 픽셀의 영역이 요구되는 신호의 상이한 부분을 검출하기 위하여 사용될 수 있다. 특히, 다중 파장 방사선이 동시에 사용되는 경우, 각각의 파장에 대한 대응하는 더 높은 차수의 회절 신호는 상이한 입사각 θ1으로 광섬유에 입사할 것이다. 이러한 각도 분리가 보존되기 때문에, 상이한 파장에 대응하는 각각의 더 높은 차수의 회절 신호는 분리되어 검출될 수 있다. 이것은, 파장 역다중화기가 요구되지 않을 수 있다는 것을 의미한다.
정렬 감지에 적외 방사선을 사용하는 것과 관련된 다른 문제점은, 가시광 검출기보다 적외선 검출기에 대해서 암전류 검출이 훨씬 더 높다는 것이다. 암전류가 검출기 면적에 따라 크기가 달라지므로, 작은 검출기가 선호된다. 그러나, 현재의 검출 장치는 특정 직경의 광섬유(536a, 536b, 636)를 사용하며, 이러한 광섬유를 더 작게 만드는 것은 사소한 일이 아니다. 섬유 크기는 타겟 상의 스폿 크기에 의해 제한된다. 타겟 상의 스폿 크기는 상대적으로 크고, 모든 광이 캡쳐되어야 한다. 각각의 검출기(678)가 통상적으로 광섬유에 부착되기 때문에, 검출기는 비슷한 직경(예를 들어, 300μm 직경)이어야 한다.
이러한 문제를 해결하기 위하여, 푸리에 평면을 규정하는 이미징 시스템(682a, 682b)이 또한 광섬유(663) 출력을 축소시키기 위하여 구현될 수 있다. 일 실시예에서, 이러한 축소의 인자는 4 일 수 있는데(예를 들어 ¼x 확대율), 그 이유는 이것이 에탕듀의 컨버세이션에 기인한 물리적 상한에 가깝기 때문이다(하지만 매우 높은 인덱스에 기인하여, 실리콘 고체 침지 렌즈 또는 유사한 것을 사용하면 4의 다른 (근사) 인자만큼 이것을 개선할 수 있음). 이것은 검출기 면적, 및 따라서 암전류가 42 = 16의 인자만큼 감소될 수 있다는 것을 의미한다. 웨이퍼 품질이 낮고, 중요한 체제(regime)인 암전류가 한정되면, 이것이 정렬 위치의 재현성(reproducibility)을 4의 인자만큼 개선시킨다.
구체적으로 설명되고 예시된 것들 외에 본 발명의 원리에 속하는 많은 가능한 구현형태들이 존재한다. 센서 모듈 외부의 차광부에 관련된 실시예 및 이미징 시스템을 축소시키는 것에 관련된 실시예는 각각 따로 구현될 수 있다. 본 발명의 원리는 정렬 센서만이 아닌 다른 타입의 계측 센서, 및 계측 자기-참조 간섭계, 또는 좀 더 일반적으로는 간섭계가 있는 센서에 적용될 수 있다. 파장 범위(들)는 앞서 주어진 예들과 다를 수 있다. 예를 들어, 장래에 적용되도록, 감지 파장을 자외선 파장으로 확장시키는 것이 고려될 수 있다. 본 발명의 원래는, 발명의 개요에서 언급된 종래 특허 및 특허 출원에 소개된 것들을 포함하는 다른 기법들과 조합되어 사용될 수 있다. 예를 들어, WO2015051970A1은 공지된 위치 센서를 편광-분해 성능을 포함시키도록 변경하는 것을 개시한다. 편광 빔 스플리터는 집광된 방사선을 그 편광에 따라서 두 개의 상이한 경로로 분할한다. 그러면 각각의 경로는 자기-참조 간섭측정계가 있는 자기 자신의 처리 서브-시스템을 가진다. 이와 유사하게, 위치 센서는 파대역(예를 들어, 가시/NIR 파대역 및 적외선 파대역) 마다 자기-참조 간섭측정계를 가진 상이한 처리 서브-시스템을 포함할 수 있다. 이러한 개념이 결합되어, 각각의 파대역/편광 조합마다 하나씩인 네 개(또는 그 이상)의 처리 서브-시스템을 제공할 수 있다.
비록 본 발명의 특정한 실시예가 위에서 설명되었지만, 본 발명은 설명된 것과 다르게 실시될 수 있다는 것이 이해될 것이다.
마크로서 위에서 설명된 예시적인 구조체가 위치 측정의 목적을 위하여 특정하게 설계되고 형성된 격자 구조체들인 반면에, 다른 실시예들에서, 기판에 형성된 디바이스의 기능성 부분인 구조체들 상에서 위치가 측정될 수도 있다. 많은 디바이스들은 정규의 격자-유사 구조를 가진다. 본 명세서에서 사용되는 바와 같은 "마크" 및 "격자 구조체"라는 용어는 해당 구조체가 수행되는 중인 측정에 대하여 특정하게 제공되어야 한다는 것을 요구하지 않는다. 불투명층은 종래의 파장에서 마크를 관찰함에 의해 마크의 위치를 측정하는 것을 방해할 수 있는 유일한 종류의 오버라잉 구조체가 아니다. 예를 들어, 표면 거칠기, 또는 상충하는 주기적 구조체가 하나 이상의 파장에서의 측정에 간섭을 일으킬 수 있다.
위치 측정 하드웨어 및 기판과 패터닝 디바이스에서 실현되는 적합한 구조체와 연관하여, 일 실시예는 오버라잉 구조체에 의해 덮인 마크의 위치에 대한 정보를 획득하기 위한 전술된 타입의 측정 방법을 구현하는 머신-판독가능 명령의 하나 이상의 시퀀스를 포함하는 컴퓨터 프로그램을 포함할 수 있다. 이러한 컴퓨터 프로그램은, 예를 들어 해당 목적에 전용이거나 도 1의 제어유닛(LACU)에 통합된 프로세서(606) 등에 의해 실행될 수 있다. 그 안에 저장된 이러한 컴퓨터 프로그램을 포함하는 데이터 저장 매체(예를 들어, 반도체 메모리, 자기적 또는 광학적 디스크)가 역시 제공될 수 있다.
비록 위에서 광 리소그래피의 콘텍스트에서 본 발명의 실시예를 사용하는 것에 대해 특정하여 언급하였지만, 본 발명이 다른 애플리케이션, 예를 들어 임프린트(imprint) 리소그래피에서 사용될 수도 있고, 콘텍스트가 허용하는 경우 광 리소그래피로 제한되는 것이 아니라는 것이 인정될 것이다. 임프린트 리소그래피에서, 패터닝 장치의 토포그래피는 기판 상에 생성된 패턴을 정의한다. 패터닝 장치의 토포그래피는 기판에 공급된 레지스트의 층에 프레스될 수도 있고, 그 위에서 레지스트는 전자기 방사선, 열, 압력 또는 이들의 조합을 적용함으로써 경화된다. 패터닝 장치는 레지스트가 경화된 후에 레지스트 외부로 이동됨으로써 그 내부에 패턴을 잔류시킨다.
본원에서 사용된 "방사선" 및 "빔"이라는 용어는, 자외(UV) 방사선(예컨대, 약 365, 355, 248, 193, 157, 또는 126 nm의 파장을 가짐) 및 극자외(EUV) 방사선(예컨대, 1-100 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. 반사성 컴포넌트는 UV 및/또는 EUV 범위에서 동작하는 장치 내에서 사용될 가능성이 있다.
본 발명의 적용 범위 및 범위는 전술한 예시 실시예의 어떠한 것에 의해서도 한정되어서는 안 되며, 후속하는 청구범위 및 그 균등물에 따라서만 정해져야 한다.

Claims (18)

  1. 계측 센서 시스템으로서,
    기판 상의 계측 마크로부터 회절되거나 산란된 방사선을 집광하도록 구성되는 광학 집광 시스템 - 상기 집광된 방사선은 적어도 하나의 파라미터-감응 신호 및 적어도 하나의 노이즈 신호를 포함하는 것임 -;
    집광된 방사선을 처리하도록 동작가능한 처리 시스템;
    상기 처리 시스템을 수용하는 모듈 하우징;
    상기 적어도 하나의 노이즈 신호로부터 분리된 적어도 하나의 파라미터-감응 신호를 상기 처리 시스템으로부터 상기 하우징 외부의 검출 시스템에 유도하기 위한 적어도 하나의 광학 가이드;
    분리된 적어도 하나의 파라미터-감응 신호를 검출하도록 동작가능한 적어도 하나의 검출기; 및
    상기 하우징 외부에 그리고 상기 광학 가이드와 상기 검출기 사이에 위치되는 적어도 하나의 차광부(obscuration)를 포함하는, 계측 센서 시스템.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 차광부는 상기 광학 가이드의 출사면의 퓨필 평면에 위치되는, 계측 센서 시스템.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 계측 센서 시스템은 상기 퓨필 평면을 규정하는 광학 시스템을 포함하는, 계측 센서 시스템.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 광학 시스템은 상기 적어도 하나의 검출기에 의해 검출되기 전에 집광된 방사선을 축소(demagnify)시키도록 동작가능한, 계측 센서 시스템.
  7. 제 1 항 및 제 4 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 계측 센서 시스템은 복수 개의 채널 각각에 대해 검출기, 광학 가이드 및 차광부를 포함하고, 각각의 채널은 상이한 파라미터-감응 광 신호를 검출하기 위한 것인, 계측 센서 시스템.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 차광부는 적어도 선택적으로, 상기 적어도 하나의 노이즈 신호를 차단하도록 동작가능한, 계측 센서 시스템.
  9. 제 7 항에 있어서,
    상기 차광부는 상기 파라미터-감응 신호의 경로 내로 선택적으로 스위칭가능한, 계측 센서 시스템.
  10. 제 7 항에 있어서,
    상기 차광부의 크기, 형상 및/또는 그레이 레벨 세기는 조절가능한, 계측 센서 시스템.
  11. 제 1 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 검출기는, 상기 적어도 파라미터-감응 신호를 검출하기 위한 적어도 제 1 검출 요소 및 상기 적어도 하나의 노이즈 신호를 검출하기 위한 적어하기 위한 적어도 제 2 검출 요소를 포함하는, 계측 센서 시스템.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 계측 센서 시스템은,
    상기 광학 가이드와 상기 적어도 하나의 검출기 사이에 광학 디바이스를 포함하고,
    상기 광학 디바이스는, 상기 적어도 하나의 파라미터-감응 신호를 상기 제 1 검출 요소에 유도하고, 상기 적어도 하나의 노이즈 신호를 상기 제 2 검출 요소에 유도하도록 동작가능한, 계측 센서 시스템.
  13. 제 1 항 및 제 4 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 처리 시스템은 제 1 파장 범위에 속하는 상기 집광된 방사선을 처리하기 위한 제 1 처리 서브-시스템 및 제 2 파장 범위에 속하는 상기 집광된 방사선을 처리하기 위한 제 2 처리 서브-시스템을 포함하는, 계측 센서 시스템.
  14. 계측 센서 시스템으로서,
    기판 상의 계측 마크로부터 회절되거나 산란된 방사선을 집광하도록 구성되는 광학 집광 시스템,
    집광된 방사선으로부터 적어도 하나의 파라미터-감응 신호를 유도하도록, 상기 집광된 방사선을 처리하도록 동작가능한 처리 시스템;
    상기 처리 시스템을 수용하는 모듈 하우징;
    상기 집광된 방사선을 검출하기 위한 적어도 하나의 검출기;
    상기 적어도 하나의 파라미터-감응 신호를 상기 처리 시스템으로부터 상기 적어도 하나의 검출기에 지향시키기 위한 적어도 하나의 광학 가이드; 및
    상기 적어도 하나의 광학 가이드의 하류에 배치되어, 상기 검출기에 의해 검출되기 전에 상기 집광된 방사선을 축소시키도록 동작가능한 광학 시스템을 포함하는, 계측 센서 시스템.
  15. 리소그래피 프로세스를 사용하여 디바이스 패턴이 기판에 적용되는 디바이스 제조 방법으로서,
    상기 기판 상에 형성된 하나 이상의 마크의 측정된 위치를 참조하여, 적용된 패턴을 위치설정하는 단계를 포함하고,
    상기 측정된 위치는 제 1 항, 제 4 항 내지 제 6 항 및 제 14 항 중 어느 한 항의 계측 센서 시스템을 사용하여 획득되는, 디바이스 제조 방법.
  16. 디바이스 패턴이 리소그래피 프로세스를 사용하여 기판에 적용되는 디바이스 제조 방법으로서,
    상기 기판 상에 형성된 하나 이상의 마크의 측정된 위치를 참조하여, 적용된 패턴을 위치설정하는 단계를 포함하고,
    상기 측정된 위치는 제 1 항 및 제 4 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항의 계측 센서 시스템을 사용하여 획득되며,
    상기 위치설정하는 단계는, 개략적 위치설정 단계 및 미세 위치설정 단계를 수행하는 것을 포함하고,
    위치가 측정되는 마크의 피치는 상기 미세 위치설정 단계보다 상기 개략적 위치설정 단계에 대하여 더 크며;
    차광부는 상기 개략적 위치설정 단계를 수행할 때보다 상기 미세 위치설정 단계를 수행할 때에 더 크도록 구성되는, 디바이스 제조 방법.
  17. 패턴을 기판에 적용하는 데에 사용되기 위한 리소그래피 장치로서,
    제 1 항 및 제 4 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항의 계측 센서 시스템을 포함하는, 리소그래피 장치.
  18. 센서 시스템으로서,
    기판 상의 계측 마크로부터 회절되고 산란된 방사선을 집광하도록 구성되는 광학 집광 시스템 - 집광된 방사선은 적어도 하나의 파라미터-감응 신호를 포함하는 것임 -;
    상기 집광된 방사선을 처리하도록 동작가능한 처리 시스템;
    상기 처리 시스템을 수용하는 모듈 하우징;
    적어도 하나의 파라미터-감응 신호를 상기 처리 시스템으로부터 상기 하우징 외부의 검출 시스템에 유도하기 위한 적어도 하나의 광학 가이드; 및
    적어도 하나의 파라미터-감응 신호를 검출하도록 동작가능한 적어도 하나의 검출기를 포함하고,
    상기 광학 가이드는 입력 및 출력을 가지고, 상기 집광된 방사선은 상기 입력으로부터 상기 출력으로 전파되며, 상기 적어도 하나의 파라미터-감응 신호는 하나 이상의 각도 범위 내에 포함되고, 각각의 각도 범위는 상기 출력에서의 축방향과 상기 출력에서 전파되는 방사선 사이의 각도의 각도 범위이며, 상기 적어도 하나의 광학 가이드에 진입할 때의 상기 적어도 하나의 파라미터-감응 신호와 적어도 하나의 노이즈 신호 사이의 각도 분리가 상기 적어도 하나의 광학 가이드로부터 나올 때에도 유지되도록 하는, 센서 시스템.
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