KR20110063511A

KR20110063511A - 2차원 타겟을 이용한 리소그래피 포커스 및 조사량 측정

Info

Publication number: KR20110063511A
Application number: KR1020117007529A
Authority: KR
Inventors: 크리스티안 리비스; 휴고 크라머; 드 커크호프 마르쿠스 반; 요하네스 콰에닥커스; 크리스틴 마티우스
Original assignee: 에이에스엠엘 네델란즈 비.브이.
Priority date: 2008-10-06
Filing date: 2009-10-02
Publication date: 2011-06-10
Also published as: WO2010040696A1; IL211685A0; US20140247434A1; US20110249244A1; JP2012504859A; KR101295203B1; CN102171618B; CN102171618A; IL211685A; NL2003589A; US8891061B2; US9436099B2; JP5584689B2

Abstract

노광 장치가 방사선의 정확한 조사량을 출력하고 있고 또한 그 투영 시스템이 방사선을 정확하게 포커스하고 있는지의 여부를 판정하기 위해, 기판 상에 특정 마커를 프린트하기 위한 마스크에 시험 패턴이 이용된다. 이 마커는 그 후 포커스 및 조사량과 기타 관련 특성에서의 오차가 있는지를 판정하기 위해 스캐터로미터와 같은 검사 장치에 의해 측정된다. 시험 패턴은 포커스 및 조사량의 변화가 마스크를 이용하여 노광되는 패턴의 특성을 측정함으로써 용이하게 판정되도록 구성된다. 시험 패턴은 물리적 또는 기하학적 특성, 예컨대 피치가 2 차원의 각각에서 상이한 2D 패턴이 될 수 있다. 시험 패턴은 또한 1차원의 구조체의 어레이로 구성된 1차원 패턴일 수도 있드며, 이 구조체는 하나 이상의 부구조체로 구성되고, 이 부구조체가 포커스 및 조사량에 대해 상이하게 반응하여 노광 패턴을 발생하고, 이 노광 패턴으로부터 포커스 및 조사량이 결정될 수 있다.

Description

2차원 타겟을 이용한 리소그래피 포커스 및 조사량 측정{LITHOGRAPHIC FOCUS AND DOSE MEASUREMENT USING A 2-D TARGET}

관련 출원과의 상호 참조

본 출원은 2008년 10월 6일자로 출원된 미국 가특허 출원 61/103,078의 이점을 주장하며, 이 특허 출원은 그 전체 내용이 본 명세서에 원용되어 있다.

발명의 분야

본 발명은 예컨대 리소그래피 기술에 의하여 디스바이스를 제조하는데 이용할 수 있는 검사 방법에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 리소그래피 장치의 포커스 및 조사량(dose) 관련 특성을 시험하기 위해 기판 상에 마커를 인쇄하기 위한 패턴에 관한 것이다. 본 발명은 또한 패턴을 포함하고 있는 마스크, 마커를 포함하고 있는 기판, 마커를 인쇄하는 노광 장치, 마커를 시험하는 검사 장치, 및 이에 수반되는 방법에 관한 것이다.

리소그래피 장치는 기판 상에 통상적으로는 기판의 타겟 영역 상에 원하는 패턴을 부여하는 장치이다. 리소그래피 장치는 예컨대 집적회로(IC)의 제조시에 사용될 수 있다. 그 경우, 마스크 또는 레티클(reticle)로도 지칭되는 패터닝 장치가 집적회로의 개개의 층 상에 형성될 회로 패턴을 생성하기 위해 사용될 수 있다. 이 패턴은 기판(예컨대, 실리콘 웨이퍼) 상의 타겟 영역(예컨대, 다이(die)의 일부분, 하나의 다이, 또는 여러 개의 다이를 포함하는) 상으로 전사(transfer)될 수 있다. 패턴의 전사는 통상적으로 기판 상에 제공된 방사선-감응재(레지스트)층 위에의 이미징(imaging)을 통해 수행된다. 일반적으로, 단일 기판은 연속적으로 패터닝되는 인접한 타겟 영역들의 네트워크를 포함할 것이다. 공지된 리소그래피 장치는, 타겟 영역 상에 패턴 전체를 한번에 노광함으로써 각각의 타겟 영역을 조사(照射)하는 소위 스테퍼(stepper), 및 소정의 방향("스캐닝"-방향)의 방사 빔을 통해 패턴을 스캐닝하는 동시에, 이 방향과 평행한 방향(동일 방향으로 평행한 방향) 또는 역-평행 방향(반대 방향으로 평행한 방향)으로 기판을 스캐닝함으로써 각각의 타겟 영역을 조사하는 소위 스캐너를 포함한다. 또한, 기판 상에 패턴을 임프린트(imprint)함으로써 패터닝 장치로부터 기판으로 패턴을 전사할 수 있다.

리소그래피 공정을 모니터하기 위해, 예컨대 패터닝된 기판 내에 형성되거나 또는 패터닝된 기판 상에 형성된 연속층 간의 오버레이 오차와 같은 패터닝된 기판의 파라미터를 측정하는 것이 필요하다. 리소그래피 공정으로 형성된 미세 구조체의 측정을 행하기 위한 다양한 기술이 존재하며, 이들 기술에는 주사 전자 현미경(scanning electron microscope) 및 다양한 특수 기기를 사용하는 것을 포함한다. 특수 검사 기기 중의 하나로는 방사 빔이 기판의 표면 상의 타겟으로 향하게 되어 산란 또는 반사된 빔의 특성이 측정되는 스캐터로미터(scatterometer)가 있다. 방사 빔이 기판에 의해 반사되거나 산란되기 전과 후의 방사 빔의 특성을 비교함으로써, 기판의 특성이 결정될 수 있다. 이것은 예컨대 반사 빔을 공지의 기판 특성과 관련된 공지의 측정치의 라이브러리에 저장된 데이터와 비교함으로써 행해질 수 있다. 2개의 주요 유형의 스캐터로미터가 알려져 있다. 분광 스캐터로미터(spectroscopic scatterometer)는 광대역 방사 빔을 기판 상으로 지향시키고 특히 좁은 각도 범위로 산란된 방사선의 스펙트럼(예컨대, 파장을 함수로 하는 세기)을 측정한다. 각도 분해 스캐터로미터(angularly resolved scatterometer)는 단색성 방사 빔(monochromatic radiation beam)을 이용하고, 산란된 방사선의 세기를 각도를 함수로 하여 측정한다.

스캐터로미터는 리소그래피 장치의 기판 배향 및 노광 성능을 포함한 리소그래피 장치의 여러 가지의 상이한 측면을 측정하기 위해 이용될 수 있다. 리소그래피 장치의 2개의 중요 파라미터, 특히 리소그래피 장치에 의해 수행되어 스캐터로미터에 의해 측정될 수 있는 노광 동작의 2개의 중요 파라미터는 포커스와 조사량이다. 특히, 리소그래피 장치는 하술되는 바와 같은 방사 소스 및 투영 시스템을 갖는다. 기판을 노광하기 위해 기판 상에 투영되는 방사선의 조사량은 노광 장치 또는 리소그래피 장치의 여러 부분에 의해 제어된다. 대부분의 경우 리소그래피 장치의 투영 시스템은 방사선을 기판의 정확한 부분에 포커스하는 것을 담당한다. 가장 선명한 이미지가 기판의 레벨에서 발생하고, 가장 선명한 패턴이 기판 위에 노광될 수 있도록, 기판의 레벨 이전 또는 이후가 아닌 기판의 레벨에서 포커싱이 발생하는 것이 중요하다. 이에 의하여 더 작은 생성물 패턴이 인쇄될 수 있게 된다.

방사선의 포커스 및 조사량은 기판에 노광되는 패턴 또는 구조체의 파라미터에 직접 영향을 준다. 스캐터로미터를 이용하여 측정될 수 있는 파라미터는 예컨대 바 형상(bar-shaped) 구조체의 임계 치수(critical dimension, CD) 또는 측벽 각도(SWA)와 같이 기판 상에 인쇄되는 구조체의 물리적 특성이다. 임계 치수는 예컨대 측정된 구조체에 따라 바, 스페이스, 도트 또는 홀과 같은 구조체의 평균 폭인 것이 효과적이다. 측벽 각도는 기판의 표면과 구조체의 상승부 또는 하강부 간의 각도이다.

또한, 스크라이브 레인 구조(scribe lane structure)가 포커스 측정용 프로덕트 마스크(product mask)와 함께 사용되는 경우에는, 예컨대 마스크의 벤딩을 교정하기 위한 포커스 교정과 같은 마스크 형상 교정이 적용될 수 있다.

포커스 및 조사량은 측정이 이루어지는 기판에 1차원 마커를 발생시키는 마스크 패턴에서의 1차원 구조체로부터 스캐터로메트리(scatterometry), 또는 주사 전자 마이크로스코피에 의해 동시에 결정된다. 그 구조체가 노광 및 가공시에 임계 치수 및 포커스 에너지 매트릭스(FEM)의 각각의 포인트에 대한 임계 치수와 측벽 강도 측정치의 고유의 조합을 갖는다면, 하나의 구조체가 이용될 수 있다. 임계 치수와 측벽 각도의 이러한 고유의 조합이 이용 가능하다면, 포커스 및 조사량의 값은 이들 측정치로부터 고유하게 결정될 수 있다.

그러나, 이러한 1차원 구조체를 사용하는 것은 문제가 있다. 일반적으로, 유사한 임계 치수 및 측벽 각도 측정치를 발생하는 포커스와 조사량의 복수 조합이 있다. 이것은 포커스 및 조사량이 하나의 1차원 구조체를 측정함으로써 고유하게 결정될 수 없다는 것을 의미한다. 이러한 모호성(ambiguity)을 해소하기 위해 별도의 인접한 마커에 하나 이상의 구조체를 이용하는 것이 고려되었다. 그러나, 복수의 마커가 상이한 구조체를 통합하는 것은, 측정 마커를 위해 사용된 기판의 면적 및 상이한 측정 마커 모두를 측정하기 위한 측정 시간이 구조체의 개수와 비례하여 증가하고, 또한 모호성의 감소에 비례하여 증가할 것이라는 점에서, 이롭지 않다.

따라서, 마스크의 표면적을 최소로 하면서 공정에서 사용되는 노광 장치 및 이에 의한 기판의 포커스 및 조사량을 측정할 수 있는 효과적인 시스템 및 방법이 요망된다.

본 발명의 실시예에서, 노광 장치의 포커스 및/또는 조사량 관련 특성을 측정하는 방법이 제공되며, 이 방법은, 측정될 노광 장치와 마커를 형성하기 위한 패턴을 포함하는 마스크를 이용하여 기판 상에 상기 마커를 프린트하는 단계로서, 상기 패턴이 구조체의 어레이를 갖고, 상기 어레이가 상기 노광 장치에 의한 분해능 내에 있는(resolvable by the exposure apparatus) 제1 방향의 피치와 상기 노광 장치에 의한 분해능에서 벗어나 있는(not resolvable by the exposure apparatus) 상기 제1 방향과 상이한 제2 방향의 피치를 갖는, 프린트 단계를 포함한다. 상기 방법은 또한 상기 마스크를 이용하여 상기 노광 장치에 의해 노광된 상기 기판의 특성을 측정하는 단계를 포함하며, 상기 기판의 특성을 측정하는 단계는, 상기 기판 상의 상기 마커에 방사선 빔을 투영하는 단계, 상기 기판 상의 상기 마커로부터 반사된 방사선을 검출하는 단계, 및 반사된 방사선의 특성으로부터 상기 노광 장치의 포커스 및 조사량 관련 특성 중의 하나 이상을 결정하는 단계를 포함한다.

본 발명의 다른 실시예에서, 노광 장치용 마스크가 제공되며, 상기 마스크는, 기판 상에 마커를 프린트하기 위한 패턴을 포함하며, 상기 패턴이 구조체의 어레이를 포함하고, 상기 어레이가 상기 노광 장치에 의한 분해능 내에 있는(resolvable by the exposure apparatus) 제1 방향의 제1 피치와 상기 노광 장치에 의한 분해능에서 벗어나 있는(not resolvable by the exposure apparatus) 상기 제1 방향과 상이한 제2 방향의 제2 피치를 갖는다.

본 발명의 다른 실시예에서, 마커를 프린트하기 위한 패턴을 포함하는 마스크를 이용하여 기판 상에 마커를 프린트하도록 구성된 노광 장치에 사용하기 위한 투영 장치가 제공되며, 이 투영 장치는, 상기 마스크 상의 패턴을 제1 방향으로는 분해(resolution)하고 상기 패턴을 상기 제1 방향과는 상이한 제2 방향으로는 분해하지 않도록 구성된다.

본 발명의 다른 실시예에서, 구조체의 어레이를 포함하는 패턴을 이용하여 프린트되는 마커를 포함하며, 상기 어레이가 상기 마커에서 분해(resolution)되는 제1 방향의 피치와 상기 마커에서 분해되지 않는 상기 제1 방향과 상이한 제2 방향의 피치를 갖는, 기판이 제공된다.

본 발명의 다른 실시예에서, 노광 장치의 포커스 및/또는 조사량 관련 특성을 측정하는 검사 시스템이 제공되며, 이 검사 시스템은, 측정될 노광 장치를 이용하여 기판 상에 마커를 프린트하기 위한 패턴을 포함하며, 상기 패턴이 구조체의 어레이를 갖고, 상기 어레이가 상기 노광 장치에 의한 분해능 내에 있는(resolvable by the exposure apparatus) 제1 방향의 피치와 상기 노광 장치에 의한 분해능에서 벗어나 있는(not resolvable by the exposure apparatus) 상기 제1 방향과 상이한 제2 방향의 피치를 갖는, 마스크를 포함한다. 이 검사 시스템은 또한 상기 마스크를 이용하여 상기 노광 장치에 의해 마커가 프린트된 기판의 특성을 측정하도록 구성된 검사 장치를 포함하며, 상기 검사 장치는, 방사 소스, 상기 방사 소스로부터의 방사선을 상기 마커 상으로 지향시키도록 구성된 투영 시스템, 상기 마커로부터 반사된 방사선을 검출하도록 구성된 검출기, 및 반사된 방사선의 특성으로부터, 상기 노광 장치의 포커스 및/또는 조사량 관련 특성을 결정하도록 구성된 프로세서를 포함한다.

본 발명의 다른 실시예에서, 리소그래피 장치, 리소그래픽 셀, 및 검사 장치가 제공되며, 상기 검사 장치는 패턴을 포함하는 마스크를 이용하여 노광 장치에 의해 마커가 프린트된 기판의 특성을 측정하도록 구성되며, 상기 마커가 구조체의 어레이를 포함하는 패턴을 이용하여 프린트되고, 상기 어레이가 상기 마커에서 분해(resolution)되는 제1 방향의 피치와 상기 마커에서 분해되지 않는 상기 제1 방향과 상이한 제2 방향의 피치를 갖는다. 상기 검사 장치는 방사 소스와, 상기 방사 소스로부터의 방사선을 상기 마커 상으로 지향시키도록 구성된 투영 시스템과, 상기 마커로부터 반사된 방사선을 검출하도록 구성된 검출기와, 검출된 방사선, 반사된 방사선의 특성, 및 상기 마커를 프린트하기 위해 사용된 상기 노광 장치의 포커스 및 조사량 관련 특성으로부터 상기 마커의 특성을 결정하도록 구성된 프로세서를 포함한다.

본 발명의 추가의 실시예, 특징 및 장점과 본 발명의 다양한 실시예의 구조 및 작동은 첨부 도면을 참조하여 아래에 상세하게 설명된다. 본 발명은 본 명세서에 개시된 구체적인 실시예로 한정되지 않는다. 이러한 실시예는 단지 예시를 목적으로 하는 것이며, 본 명세서에 포함된 교시에 기초하여 당해 기술 분야의 당업자에 의해 다른 실시예가 구현될 수도 있음은 자명하다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 리소그래피 장치를 도시하고 있다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 리소그래픽 셀 또는 클러스터를 도시하고 있다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 제1 스캐터로미터를 도시하고 있다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 제2 스캐터로미터를 도시하고 있다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따라 종래 기술에 의거한 포커스 및 조사량 측정 패턴을 도시하고 있다.
도 6a 및 도 6b는 본 발명의 실시예에 따른 포커스 및 조사량 측정 패턴을 도시하고 있다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 포커스 및 조사량 측정 패턴을 도시하고 있다.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 포커스 및 조사량 측정 패턴을 도시하고 있다.
도 9는 본 발명의 실시예에 따른 도 8의 패턴에 대한 포커스와 조사량 간의 관계를 도시하고 있다.
도 10a는 본 발명의 실시예에 따라 종래 기술에 의거한 포커스 측정의 동작을 도시하며, 도 10b는 본 발명의 실시예에 따라 종래 기술에 의거한 조사량 측정을 도시한다.
도 11은 본 발명의 실시예에 따라 포커스 및 조사량을 측정하는 과제를 도시하고 있다.
도 12는 본 발명의 실시예에 따른 가변 부구조체(varying substructure)를 갖는 패턴을 도시하고 있다.
도 13a, 도 13b 및 도 13c는 본 발명의 실시예에 따라 상이한 패턴을 이용한 조사량 측정치를 비교하는 도면이다.
도 14는 본 발명의 실시예에 따라 상이한 패턴에 대한 임계 치수, 조사량 및 포커스 간의 관계를 도시하고 있다.
도 15a, 도 15b 및 도 15c는 본 발명의 실시예에 따라 상이한 패턴에 대한 측벽 각도와 포커스 간의 관계를 도시하고 있다.
도 16은 본 발명의 실시예에 따라 도 15의 상이한 패턴의 각각에 대한 측벽 각도, 포커스 및 조사량 간의 관계를 도시하고 있다.
도 17은 본 발명의 실시예에 따라 3개의 상이한 패턴에 대한 조사량과 포커스 감도(sensitivity)를 비교하는 도표이다.

이하에서는, 단지 예시를 목적으로 하는 본 발명의 실시예를 대응하는 부분에 대응하는 도면 부호가 부여되어 있는 첨부된 개략 도면을 참조하여 설명할 것이다. 또한, 본 명세서에 포함되어 본 명세서의 일부를 이루고 있는 첨부 도면은 본 발명을 예시하며, 상세한 설명과 함께 본 발명의 원리를 설명하여 당업자로 하여금 본 발명을 구성하고 이용할 수 있도록 한다.

본 발명의 특징 및 장점은 도면에 걸쳐 대응하는 구성요소에 유사한 도면 부호가 부여되어 있는 첨부 도면을 참조하는 이하의 상세한 설명으로부터 더욱 명확하게 될 것이다. 도면에서, 유사한 도면 부호는 전반적으로 동일하거나, 기능적으로 유사하거나, 및/또는 구조적으로 유사한 구성요소를 나타낸다. 그 구성요소를 가장 먼저 도시하고 있는 도면은 해당 도면 부호의 가장 좌측의 숫자에 의해 나타내어져 있다.

본 명세서는 본 발명의 특징부를 포함하는 하나 이상의 실시예를 개시한다. 개시된 실시예는 단지 본 발명을 예시하기 위한 것이며, 본 발명의 요지는 개시된 실시예로 한정되지 않는다. 본 발명은 첨부된 청구범위에 의해 이루어진다.

개시된 실시예와 본 명세서에서 "일실시예", "실시예", "일례의 실시예" 등의 지칭은, 개시된 실시예가 특정 특징부, 구조 또는 특징을 포함할 수 있지만, 모든 실시예가 그 특징 특징부, 구조 또는 특징을 반드시 포함하는 것은 아니라는 것을 나타낸다. 더욱이, 이러한 표현들은 반드시 동일한 실시예를 지칭하는 것도 아니다. 또한, 그 특정 특징부, 구조 또는 특징이 실시예와 관련하여 설명될 때에, 당해 기술 분야에 익숙한 사람의 지식 내에서 명시적으로 기술되는지의 여부에 상관없는 다른 실시예에 관련하여 이러한 특징부, 구조 또는 특징이 행해질 것이다.

본 발명의 실시예는 하드웨어, 펌웨어, 소프트웨어 또는 이들의 어떠한 조합으로 실시될 수 있다. 본 발명의 실시예는 또한 하나 이상의 프로세서에 의해 판독되어 실행될 수 있는 기기 판독 가능한 매체 상에 기억된 명령어로서 실시될 수도 있다. 기기 판독 가능한 명령어는 기기(예컨대, 컴퓨팅 디바이스)에 의해 판독할 수 있는 형태로 정보를 저장하거나 전송하는 어떠한 메카니즘도 포함할 수 있다. 예컨대, 기기 판독 가능한 매체는 판독 전용 메모리(ROM), 랜덤 액세스 메모리(RAM), 자기 디스크 저장 매체, 광학 저장 매체, 플래시 메모리 소자, 전기적, 광학적, 음향적, 또는 다른 형태의 전파 신호(예컨대, 반송파, 적외선 신호, 디지털 신호 등) 등을 포함할 수 있다. 또한, 펌웨어, 소프트웨어, 루틴, 명령어는 특정 동작을 수행하는 것으로서 본 명세서에 기술될 수 있다. 그러나, 이러한 기술은 단지 편의를 위한 것이며, 이러한 동작은 실제로는 컴퓨팅 디바이스, 프로세서, 컨트롤러, 또는 펌웨어, 소프트웨어, 루틴, 명령어 등을 실행하는 기타 디바이스에서 이루어진다.

이러한 실시예를 더욱 구체적으로 기술하기 전에, 본 발명의 실시예를 실시할 수 있는 일례의 환경을 제공하는 것이 유익하다.

도 1은 리소그래피 장치를 개략적으로 도시하고 있다. 본 리소그래피 장치는, 방사 빔(B)(예컨대, UV 방사선 또는 DUV 방사선)을 조절하도록 구성된 조명 시스템(조명기)(IL), 패터닝 장치(예컨대, 마스크)(MA)를 지지하도록 구성되고, 또한 특정 파라미터에 따라 패터닝 장치(MA)를 정확히 위치시키도록 구성된 제1 위치 설정기(PM)에 연결된 지지 구조체(예컨대, 마스크 테이블)(MT), 기판(예컨대, 레지스트가 코팅된 기판)(W)을 유지하도록 구성되고, 특정 파라미터에 따라 기판(W)을 정확히 위치시키도록 구성된 제2 위치 설정기(PW)에 연결된 기판 테이블(예컨대, 웨이퍼 테이블)(WT), 및 패터닝 장치(MA)에 의해 방사 빔(B)에 부여한 패턴을, 기판(W)의 타겟 영역(C)(예컨대, 하나 이상의 다이를 포함하는) 상에 투영하도록 구성된 투영 시스템(예컨대, 굴절형 투영 렌즈 시스템)(PL)을 포함한다.

조명 시스템은 방사선을 지향, 성형 또는 제어하기 위한 굴절형, 반사형, 자기형, 전자기형, 정전형, 또는 다른 형태의 광학 요소들 또는 이들의 임의의 조합과 같은 다양한 형태의 광학 요소들을 포함할 수 있다.

지지 구조체는 패터닝 장치를 지지, 즉 패터닝 장치의 무게를 지탱한다. 지지 구조체는 패터닝 장치의 배향, 리소그래피 장치의 디자인, 및 예컨대 패터닝 장치가 진공 분위기에서 유지되는지의 여부와 같은 기타 조건들에 좌우되는 방식으로 패터닝 장치를 유지한다. 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 장치가 예컨대 투영 시스템에 대하여 요구된 위치에 있도록 할 수 있다. 본 명세서의 "레티클" 또는 "마스크"라는 용어의 어떠한 사용도 "패터닝 장치"라는 좀 더 일반적인 용어와 동의어로 간주될 수 있다.

본 명세서에서 사용되는 "패터닝 장치"라는 용어는, 기판의 타겟 영역에 패턴을 생성하기 위하여 방사 빔의 단면에 패턴을 부여하기 위해 사용될 수 있는 어떠한 디바이스도 포함되는 것으로 폭넓게 해석되어야 한다. 방사 빔에 부여된 패턴은, 예컨대 그 패턴이 위상 반전 피처(phase shifting feature) 또는 이른바 어시스트 피처(assist feature)를 포함하는 경우, 기판의 타겟 영역 내의 요구된 패턴과 정확히 일치하지 않을 수도 있다는 것에 유의하여야 한다. 일반적으로, 방사 빔에 부여된 패턴은 집적회로와 같은 타겟 영역 내에 생성되는 디바이스에서의 특정 기능층에 대응할 것이다.

패터닝 장치는 투과형 또는 반사형 모두 가능하다. 패터닝 장치의 예로는 마스크, 프로그래머블 미러 어레이, 및 프로그래머블 LCD 패널을 포함한다. 마스크는 리소그래피 분야에서 잘 알려져 있으며, 바이너리형, 교번 위상 반전형 및 감쇠 위상 반전형과 같은 마스크 타입뿐만 아니라 다양한 하이브리드 마스크 타입들을 포함한다. 프로그래머블 미러 어레이의 예는 소형 미러들의 매트릭스 배열을 채용하며, 그 각각의 미러들은 입사하는 방사 빔을 상이한 방향으로 반사시키도록 개별적으로 경사지는 것이 가능하다. 경사진 미러들은 미러 매트릭스에 의해 반사되는 방사 빔에 패턴을 부여한다.

본 명세서에서 사용되는 "투영 시스템"이라는 용어는, 이용되고 있는 노광 방사선에 대하여 적합하거나 또는 액침액(immersion liquid)의 사용 또는 진공의 사용과 같은 다른 요인들에 대하여 적합한, 굴절형, 반사형, 반사 굴절형(catadioptric), 자기형, 전자기형, 및 정전형 광학 시스템, 또는 이들의 임의의 조합을 포함하는 어떠한 타입의 투영 시스템도 포함하는 것으로서 폭넓게 해석되어야 한다. 본 명세서에서 사용되는 "투영 렌즈"라는 용어는 "투영 시스템"이라는 좀더 일반적인 용어의 동의어로 간주할 수 있다.

본 명세서에서 설명한 바와 같이, 리소그래피 장치는 투과형의 것(예컨대, 투과형 마스크를 채용함)이다. 이와 달리, 리소그래피 장치는 반사형의 것(예컨대, 전술한 바와 같은 유형의 프로그래머블 미러 어레이를 채용하거나, 또는 반사형 마스크를 채용함)일 수도 있다.

리소그래피 장치는 예컨대 2개(듀얼 스테이지) 이상의 기판 테이블(및/또는 2개 이상의 마스크 테이블)을 갖는 형태로 구성될 수 있다. 이러한 "복수 스테이지" 기계에서는, 추가의 테이블을 병행하여 사용하거나, 또는 하나 이상의 테이블 상에서 예비 공정을 수행하면서 다른 하나 이상의 테이블을 노광용으로 사용하는 것이 가능하다.

리소그래피 장치는 기판의 적어도 일부가 예컨대 물과 같은 비교적 굴절률이 높은 액체로 덮여지도록 하여 투영 시스템과 기판 사이의 공간을 채우도록 하는 타입의 것일 수도 있다. 액침액은 예컨대 마스크와 투영 시스템 사이와 같이 리소그래피 장치 내의 다른 공간에도 가해질 수 있다. 액침 기술은 투영 시스템의 개구도를 증가시키기 위해 본 기술 분야에 널리 공지되어 있다. 본 명세서에 사용되는 바와 같은 "액침"이라는 표현은 기판과 같은 구조체가 액체 내에 침수되는 것을 의미하는 것이 아니라, 노광 동안에 투영 시스템과 기판 사이에 액체가 위치된다는 것을 의미한다.

도 1을 참조하면, 조명기(IL)는 방사 소스(SO)로부터 방사 빔을 수광한다. 예컨대, 방사 소스(SO)가 엑시머 레이저인 경우, 방사 소스(SO)와 리소그래피 장치는 별도의 구성요소일 수도 있다. 이러한 경우, 방사 소스(SO)는 리소그래피 장치의 일부를 형성하는 것으로 간주되지 않으며, 방사 빔은 예컨대 적합한 지향 미러 및/또는 빔 확장기(beam expander)를 포함하는 빔 전달 시스템(BD)을 이용하여 방사 소스(SO)로부터 조명기(IL)에 전달된다. 다른 경우에, 예컨대 방사 소스(SO)가 수은 램프인 경우에, 이 방사 소스(SO)는 리소그래피 장치에 통합된 부품일 수도 있다. 방사 소스(SO) 및 조명기(IL)는 필요에 따라 빔 전달 시스템(BD)과 함께 방사 시스템으로 지칭될 수도 있다.

조명기(IL)는 방사 빔의 각도 세기 분포(angular intensity distribution)를 조정하는 조정기(AD)를 포함할 수 있다. 일반적으로, 조명 시스템의 퓨필 평면(pupil plane) 내의 세기 분포의 적어도 외측 반경 및/또는 내측 반경 범위(통상적으로, 각각 외측-σ 및 내측-σ라 함)가 조정될 수 있다. 또한, 조명기(IL)는 집속기(IN)(integrator) 및 집광기(CO)(condenser)와 같은 다양한 다른 구성요소들을 포함할 수 있다. 조명기(IL)는 방사 빔의 단면에서 요구된 균일성 및 세기 분포를 갖도록 방사 빔을 조절하는데 사용될 수 있다.

방사 빔(B)은 지지 구조체(예컨대, 마스크 테이블)(MT) 상에 유지되어 있는 패터닝 장치(예컨대, 마스크)(MA) 상에 입사되며, 패터닝 장치(MA)에 의해 패터닝된다. 마스크(MA)를 종단한 후, 방사 빔(B)은 투영 시스템(PL)을 통과하고, 투영 시스템(PL)은 방사 빔을 기판(W)의 타겟 영역(C) 상에 집속시킨다. 제2 위치 설정기(PW) 및 위치 센서(IF)(예컨대, 간섭계 디바이스, 선형 인코더, 2-D 인코더, 또는 용량형 센서)를 이용하여, 예컨대 상이한 타겟 영역(C)을 방사 빔(B)의 경로 내에 위치시키도록 기판 테이블(WT)을 정확하게 이동시킬 수 있다. 마찬가지로, 제1 위치 설정기(PM) 및 다른 위치 센서(도 1에 명시되어 도시되어 있지는 않음)를 이용하여, 예컨대 마스크 라이브러리(mask library)로부터의 기계적 인출 후에 또는 스캔하는 동안에, 방사 빔(B)의 경로에 대하여 마스크(MA)를 정확히 위치시키는 것이 가능하다. 일반적으로, 마스크 테이블(MT)의 이동은, 제1 위치 설정기(PM)의 일부를 형성하는 롱-스트로크 모듈(long-stroke module; 개략적 위치 설정) 및 숏-스트로크 모듈(short-stroke module; 미세 위치 설정)을 이용하여 실현될 것이다. 마찬가지로, 기판 테이블(WT)의 이동은 제2 위치 설정기(PW)의 일부를 형성하는 롱-스트로크 모듈 및 숏-스트로크 모듈을 이용하여 실현될 수 있다. 스테퍼의 경우(스캐너와 반대되는 것으로서의), 마스크 테이블(MT)은 숏-스트로크 액추에이터에만 연결될 수도 있고, 또는 고정될 수도 있다. 마스크(MA) 및 기판(W)은 마스크 정렬 마크(M1, M2) 및 기판 정렬 마크(P1, P2)를 이용하여 정렬될 수 있다. 도시된 바와 같이 기판 정렬 마크들이 전용의 타겟 영역에 위치하고 있지만, 이들 마크들은 타겟 영역 사이의 공간 내에 위치될 수도 있다(이들은 스크라이브-레인(scribe-lane) 정렬 마크로 알려져 있다). 마찬가지로, 마스크(MA) 상에 하나 이상의 다이가 제공되는 상황에서는, 마스크 정렬 마크들은 다이들 사이에 위치될 수 있다.

도시된 장치는 다음 모드들 중 하나 이상의 모드로 사용될 수 있다:

1. 스텝 모드에서는, 마스크 테이블(MT) 및 기판 테이블(WT)을 기본적으로 정지 상태로 유지한 채로, 방사 빔(B)에 부여한 패턴 전체를 한 번에 타겟 영역(C) 상에 투영한다(즉, 단일 정지 노광). 그리고나서, 상이한 타겟 영역(C)이 노광될 수 있도록 기판 테이블(WT)을 X 방향 및/또는 Y 방향으로 이동시킨다. 스텝 모드에서는, 노광 필드의 최대 크기에 의해, 단일 정지 노광시에 이미징되는 타겟 영역(C)의 크기가 한정된다.

2. 스캔 모드에서는, 마스크 테이블(MT) 및 기판 테이블(WT)을 동기적으로 스캐닝하면서, 방사 빔에 부여한 패턴을 타겟 영역(C) 상에 투영한다(즉, 단일 동적 노광). 마스크 테이블(MT)에 대한 기판 테이블(WT)의 속도 및 방향은 투영 시스템(PL)의 확대율(축소율) 및 상 반전 특성에 의하여 결정될 수 있다. 스캔 모드에서는, 노광 필드의 최대 크기에 의해, 단일 동적 노광시의 타겟 영역의 폭(스캐닝되지 않는 방향에서의 폭)이 한정되는 한편, 스캐닝 동작의 길이에 의해 타겟 영역(C)의 높이(스캐닝 방향에서의 높이)가 결정된다.

3. 또 다른 모드에서는, 프로그래머블 패터닝 장치를 유지한 채로 마스크 테이블(MT)을 기본적으로 정지 상태로 하고, 또한 기판 테이블(WT)을 이동시키거나 스캐닝하면서, 방사 빔에 부여한 패턴을 타겟 영역(C) 상에 투영한다. 이 모드에서는, 일반적으로 펄스 방사 소스가 채용되며, 프로그래머블 패터닝 장치는 기판 테이블(WT)의 각각의 이동 후에 또는 스캔 동안의 연속적인 방사 펄스의 사이에서 필요에 따라 업데이트된다. 이 작동 모드는 앞서 언급한 바와 같은 타입의 프로그래머블 미러 어레이와 같은 프로그래머블 패터닝 장치를 이용하는 마스크 없는 리소그래피(maskless lithography)에 용이하게 적용될 수 있다.

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

도 2에 도시된 바와 같이, 리소그래피 장치(LA)는 리소셀(lithocell) 또는 클러스터로도 지칭되는 리소그래픽 셀(LC)의 일부를 형성하며, 리소셀은 또한 기판에 대해 전노광 공정(pre-exposure process) 및 후노광 공정을 수행하기 위한 장치를 포함한다. 통상적으로, 이러한 장치는 레지스트층을 증착하는 스핀 코터(spin coater)(SC), 노광된 레지스트를 현상하는 현상기(DE), 칠 플레이트(chill plate, CH), 및 베이크 플레이트(bake plate, BK)를 포함한다. 기판 핸들러 또는 로봇(RO)이 입력/출력 포트(I/O1, I/O2)로부터 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 위해, 후속 층들 간의 오버레이 오차, 라인 두께, 임계 치수(CD) 등과 같은 특성을 측정하기 위해 노광된 기판을 검사하는 것이 바람직할 수 있다. 오차가 검출되는 경우, 특히 동일 배치(batch)의 다른 기판이 여전히 노광되기에 충분하게 검사가 곧바로 신속하게 행해질 수 있으면, 후속 기판의 노광에 대한 조정이 이루어질 수 있다. 또한, 이미 노광된 기판이 예컨대 수율을 향상시키기 위해 벗겨지거나 재작업될 수 있으며, 아니면 폐기함으로써 오류가 있는 것으로 알려진 기판에 대한 노광을 수행하는 것을 방지한다. 기판의 일부 타겟 영역만이 오류가 있는 경우, 양호한 상태의 타겟 영역에만 추가의 노광이 수행될 수 있다.

기판의 특성, 구체적으로 상이한 기판의 특성 또는 동일 기판의 상이한 층의 특성이 층에 따라 어떻게 변화하는지를 결정하기 위해 검사 장치가 사용된다. 검사 장치는 리소그래픽 장치(LA) 또는 리소셀(LC)에 통합될 수도 있고, 또는 독립형 장치일 수도 있다. 가장 신속한 측정을 가능하게 하기 위해, 검사 장치는 노광 직후에 노광된 레지스트층에서의 특성을 측정한다. 그러나, 레지스트 내의 잠상(latent image)은 매우 낮은 컨트래스트를 가지며, 이로써 방사선에 노광된 레지스트의 부분과 방사선에 노광되지 않은 부분 간의 굴절율차가 매우 작게 되며, 모든 검사 장치가 잠상의 유용한 측정을 행하기에 충분한 감도를 갖지는 않는다. 따라서, 통상적으로 노광된 기판에 대해 수행되는 첫 번째 단계이고, 레지스트의 노광된 부분과 노광되지 않은 부분 간의 콘트래스트를 증가시키는 단계인, 후노광 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, 레지스트의 노광된 부분 또는 노광되지 않은 부분 중의 하나를 제거한 지점에서, 또는 에칭과 같은 패턴 전사 단계 후에, 현상된 레지스트 이미지의 측정을 행하는 것도 가능하다. 후자의 가능성은 오류가 있는 기판의 재작업에 대한 가능성은 제한하지만, 유용한 정보를 제공할 수 있다.

도 3은 본 발명의 실시예에 사용될 수 있는 스캐터로미터를 도시한다. 스캐터로미터는 방사선을 기판(W) 상에 투영하는 광대역(백색광) 방사선 투영기(2)를 포함한다. 반사된 방사선은 분광계 검출기(2)에 통과되며, 분광계 검출기(4)는 정반사 방사선의 스펙트럼(10)(파장을 함수로 하는 세기)을 측정한다. 이 데이터로부터, 검출된 스펙트럼에 의해 생성되는 프로파일 또는 구조체가 RCWA(Rigorous Coupled Wave Analysis) 및 비선형 회귀(non-linear regression)에 의해 또는 도 3의 하단에 도시된 바와 같이 시뮬레이션된 스펙트럼의 라이브러리와의 비교에 의해 처리 유닛(PU)에 의해 재구성될 수 있다. 일반적으로, 재구성을 위해, 일반적인 형태의 구조체가 알려져 있으며, 일부 파라미터는 이 구조체를 구성하는 공정에 대한 정보로부터 가정되어, 이 구조의 소수의 파라미터만이 스캐터로메트리 데이터로부터 결정되게 된다. 이러한 스캐터로미터는 수직 입사 스캐터로미터 또는 경사 입사 스캐터로미터로서 구성될 수 있다.

본 발명에 사용될 수 있는 또 다른 스캐터로미터가 도 4에 도시되어 있다. 이 장치에서, 방사 소스(2)에 의해 방출된 방사선은 렌즈 시스템(12)을 이용하여 간섭 필터(13) 및 편광기(polarizer)(17)를 통해 포커스되고, 부분 반사 표면(16)에 의해 반사되고, 예컨대 바람직하게는 적어도 약 0.9, 더욱 바람직하게는 적어도 약 0.95의 높은 개구도(NA)를 갖는 마이크로스코프 대물 렌즈(15)를 통해 기판(W) 상에 포커스된다. 각각의 액침 스캐터로미터는 1이 넘는 개구도를 갖는 렌즈를 포함하는 경우도 있다. 반사된 방사선은 그 후 부분 반사 표면(16)에서 검출기(18)로 투과되어 스캐터 스펙트럼이 검출된다. 검출기는 렌즈 시스템(15)의 초점 거리에 있는 배면 투영 퓨필 평면(back-projected pupil plane)(11)에 위치될 수 있지만, 퓨필 평면은 보조 광학장치(도시하지 않음)를 이용하여 검출기 상에 재이미징(re-image)될 수 있다. 퓨필 평면은, 방사선의 방사 위치(radial position)가 입사각을 정의하고, 각도 위치가 방사선의 방위각을 정의하는 평면이다. 일례에서, 검출기는 2차원 검출기이어서, 기판 타겟(30)의 2차원 각도 산란 스펙트럼이 측정될 수 있다. 검출기는 예컨대 CCD 또는 CMOS 센서의 어레이일 수 있으며, 예컨대 프레임당 40 ms의 노출 시간(integration time)을 이용할 수 있다.

예컨대 입사 방사선의 세기를 측정하기 위해 기준 빔이 이용되는 경우가 있다. 이를 위해, 방사 빔이 빔 스플리터(16)에 입사될 때, 방사 빔의 일부가 빔 스플리터를 투과하여 기준 빔으로서 기준 미러(14)를 향하게 된다. 기준 빔은 그 후 동일한 검출기(18)의 상이한 부분 상에 투영된다.

일례를 들면 405∼790 nm 또는 예컨대 200∼300 nm와 같은 그 미만의 범위의 대상 파장을 선택하기 위해 간섭 필터(13)의 세트가 이용될 수 있다. 간섭 필터는 상이한 필터의 세트를 포함하기보다는 조정될 수 있다. 간섭 필터 대신 격자(grating)가 이용될 수 있다.

검출기(18)는 단일 파장 또는 좁은 파장 범위에서의 산란 광의 세기를 측정할 수도 있고, 여러 파장에서의 각각의 세기를 측정할 수도 있으며, 또는 일정 파장 범위에 걸쳐 통합된 세기를 측정할 수도 있다. 또한, 검출기는 횡자기(transverse magnetic) 편광된 광 및 횡전기(transverse electric) 편광된 광의 세기, 및/또는 횡자기 편광된 광과 횡전기 편광된 광 간의 위상차를 별도로 측정할 수 있다.

광대역 광원(즉, 넓은 범위의 광 주파수 또는 파장을 갖고 또한 그에 따라 넓은 범위의 컬러를 갖는 광원)을 이용하는 것이 가능하여, 커다란 에텐듀(large etendue)를 제공함으로써 복수의 파장들의 믹싱을 가능하게 한다. 광대역에서의 복수의 파장은 각각 ＊8의 대역폭 및 적어도 2＊8(즉, 대역폭의 2배)의 간격을 갖는다. 복수의 방사선의 "소스"는 섬유 다발을 이용하여 분할된 연장된 방사선 소스의 상이한 부분들일 수도 있다. 이러한 방식으로, 각도 분해 산란 스펙트럼은 복수의 파장에서 병렬로 측정될 수 있다. 예컨대 파장 및 2개의 상이한 각도와 같은 3-D 스펙트럼이 측정될 수 있으며, 이 3-D 스펙트럼은 2-D 스펙트럼보다 더 많은 정보를 담고 있다. 이것은 더 많은 정보가 측정될 수 있도록 하여, 계측 공정 견고성(metrology process robustness)을 증가시킨다. 이것은 유럽 특허 번호 1,628,164A에 더욱 상세하게 설명되어 있으며, 이 특허는 그 전체 내용이 본 명세서에 원용되어 있다.

기판(W) 상의 타겟(30)은 현상 후에 바(bar)가 실선의 레지스트 라인으로 형성되도록 프린트되는 격자일 수도 있다. 이와 달리, 바가 기판 내로 에칭될 수도 있다. 이 패턴은 리소그래피 투영 장치, 구체적으로 투영 시스템(PL), 및 조명 시스템에서의 색수차(chromatic aberration)에 민감하며, 이러한 수차의 존재 및 조명 대칭성은 프린트된 격자에서의 수차를 나타낼 것이다. 이에 따라, 프린트된 격자의 스캐터로메트리 데이터가 격자를 재구성하는데 이용된다. 인쇄 단계 및/또는 다른 스캐터로메트리 공정에 대한 정보로부터, 라인 폭 및 라인 형상과 같은 격자의 파라미터가 처리 유닛(PU)에 의해 수행되는 재구성 공정에 입력될 수 있다.

본 발명은 노광 장치에서 마스크 상에 사용하기 위한 패턴의 실시예에 관련된다. 노광 장치의 마스크는 투과형 마스크일 수도 있고, 또는 미러와 같은 복수의 개별 제어 가능한 요소 등의 반사형 마스크일 수도 있다. 이러한 마스크는 예컨대 리소그래피 장치에서 기판 상에 마커를 프린트하기 위해 노광 장치에 의해 이용된다. 기판 상의 마커 또는 프린트된 패턴은 그 후 스캐터로미터 또는 엘립소미터(ellipsometer)와 같은 검사 장치를 이용하여 측정된다. 격자와 같은 프린트된 구조체로부터 반사된 방사선을 측정할 수 있고 또한 프린트된 패턴 내의 개별 구조체의 임계 치수(CD) 또는 동일 구조체의 측벽 각도(SWA)와 같은 패턴의 파라미터를 측정할 수 있는 검사 장치라면 어떠한 종류의 검사 장치도 이용될 수 있다.

반사된 방사선 또는 기판 상의 마커의 측정치의 특성은, 이들 특성(반사된 방사선의 특성 또는 CD 혹은 SWA의 특성)과 마커를 프린트하기 위해 사용된 노광 장치의 포커스 및/또는 조사량 관련 특성 간의 관계에 대한 이전의 측정치 또는 시뮬레이션 및 외삽(extrapolation)의 수학 모델 또는 라이브러리와 비교된다. 포커스 및/또는 조사량 관련 특성은 포커스 오프셋(렌즈의 오정렬에 의해 야기될 수 있는) 또는 조사량 오프셋(예컨대, 방사 빔의 세기의 불균일에 의해 야기된)일 수도 있다. 이들은 또한 비점수차(astigmatism), 컨트래스트, 또는 렌즈 수차(통상적으로 제르니케로 표현된)와 같은 다른 포커스 관련 파라미터일 수도 있다. 이와 달리, 이들은 조사량 또는 세기 변동과 같은 조명(즉, 방사선) 파라미터일 수도 있다. 이와 달리, 측정된 파라미터는, 로컬 베이크플레이트 온도(기판 표면에 걸쳐 조사량의 변동이 발생할 때에 기판 표면에 걸쳐 반사 방사선 또는 CD 혹은 SWA에서 유사한 변동을 발생시키는) 및 레지스트 변동(역시, 레지스트 두께 또는 밀도 등의 변동이 조사량의 변동과 마찬가지로 CD 및 SWA 등의 변동을 발생할 것임)과 같은 조사량에 의해 야기되는 충격과 유사한 레지스트에 대한 충격을 갖는 파라미터일 수도 있다.

조사량(포커스는 필수적이지는 않음)의 오프셋만이 측정될 수 있는 상황의 예는 다음과 같다. 기판 상에 노광된 패턴을 고착시키기 위해 기판 상에 있는 레지스트층을 건조시키는 가열된 플레이트인 베이크플레이트 상에 노광된 후의 기판이 위치될 수 있다. 기판의 저면 상의 베이크플레이트의 가열은 기판의 상면에 대한 방사선의 세기와 유사한 특성을 갖는다. 베이크플레이트의 온도가 균질하지 않다면, 레지스트가 균일하게 건조되지 않을 것이다. 레지스트 상의(예컨대, 기판 상의 복수의 마커에서의) 피처(feature)의 측정은 조사량에 대해 측정이 이루어지는 것과 동일한 방식으로 전술한 시스템을 이용하여 측정될 수 있다. 판정되는 "조사량"의 변동은 실제로는 베이크플레이트의 온도의 변동일 수 있으며, 그에 따라 베이크플레이트는 이러한 변동을 교정하도록 조정될 수 있다. 실제로, 기판의 패턴 필드 내의 동일 마커를 이용하여 먼저 노광 기기에 존재하는 조사량 변동을 측정할 수 있으며, 그 후 베이크플레이트에 존재하는 변동을 측정하며, 그 후의 측정치에 대해서는 노광 기기에서의 조사량 변동을 고려한다. 이 경우의 마커는 단지 조사량 감도만을 필요로 한다.

도 5는 바(B)의 1차원 어레이(바가 1차원이 아니라 어레이가 1차원으로 되어 있다는 것에 유의하기 바란다)를 포함하는 격자(G)를 도시하고 있다. 이것은 리소그래피 장치에서의 기판(W)의 오버레이 및 정렬과 같은 특징을 측정하는데 흔히 사용되는 패턴의 예이다. 그러나, 전술한 바와 같이, 방사선이 이 격자(G)로부터 반사되고, 임계 치수 및 측벽 각도와 같은 파라미터가 반사된 방사선으로부터 결정될 때에, CD 및 SWA 측청치를 발생할 포커스 및 조사량의 여러 개의 조합이 이루어질 수 있다.

본 발명의 일실시예는 도 6a에 도시된 것과 같은 패턴(30)의 생성을 포함한다. 패턴(30)은 구조체(40)의 2차원 어레이이다. 본 발명의 특징은 2차원 반복 구조체(40)가 x 및 y 방향의 각각에서 상이한 물리적 또는 기하학적 특성을 갖는다는 것이다. x 및 y 방향의 각각에서의 상이한 물리적 또는 기하학적 특성 때문에, 각각의 배향은 포커스 및 조사량 변동에 대해 중요하면서도 의도적으로 상이한 응답을 갖는다. 이것은 단순한 임계 치수 및 측벽 각도보다 프린트된 구조체의 더욱 복잡한 전체적인 동작을 발생한다. 그 결과, 소정의 포커스 및 조사량에 대해 전체적인 응답이 고유의 것으로 되어, 하나의 1차원 어레이의 측정치에 비하여 포커스 및 조사량의 더욱 우수한 분리를 가능하게 한다. 본 발명의 실시예에 따른 하나의 반복 구조체에서의 상이한 특성의 조합은 하나의 마커가 사용될 수 있도록 하며, 또한 하나의 마커에 대해 측정이 이루어질 수 있으므로, 예컨대 1차원 어레이 또는 단일 구조체를 각각 포함하는 복수의 마커를 이용하는 것에 비하여 이 패턴을 위해 마스크 상에 이용되는 공간과, 노광된 마커를 위해 기판 상에 이용되는 공간을 감소시킬 수 있을 뿐만 아니라, 측정 결과의 모호성(ambiguity)의 감소를 증가시키면서 측정을 행하는데 소요되는 시간을 감소시킨다는 것을 의미한다.

도 6b는 스트립된 구성 때문에 제브라 패턴(Zebra pattern)으로 지칭될 수 있는 다른 형태의 패턴을 도시하고 있다. 도 6b에서 알 수 있는 바와 같이, 제브라 패턴은 제1 방향의 넓은 피치(P)와 이에 직교하는 방향의 미세 피치(p)를 갖는다. 넓은 피치(P)는 제브라 스트립 패턴의 듀티 사이클의 일부이며, 이것은 기판 상에 요구된 시험 마커를 생성하기 위해 마스크 상의 패턴을 조사하기 위해 사용된 방사 빔의 다양한 조명 모드의 포커스/조사량 감도에 기초하는, 즉 방사 빔의 편광, 파장, 세기 등에 좌우되는, 최적화를 위해 변화된다. 넓은 피치는 예컨대 약 400 내지 600 nm 사이에서 변화될 수 있다.

추가로 또는 이와 달리, 미세 피치(p)는 노광 장치에 의해 프린트될 수 있는 것보다 작은 크기로 고정될 수 있기 때문에 변화되지 않는다. 예컨대, 미세 피치는 대략 70 nm로 고정될 수 있다. 작은 피치가 노광 장치에 의해 기판 상에 프린트되지 않는 이유는 사용되는 노광 방사선의 파장에 연관된다. 본 예에서, 미세 피치는 공지의 리소그래피 장치의 분해능(resolution)이 약 80 nm이기 때문에 대략 70 nm이며, 미세 피치는 서브 레졸루션(sub-resolution)이 될 수 있다. 그러나, EUV 방사선을 사용하는 리소그래피 장치가 본 발명의 실시예에 의해 상정되어, 미세 피치가 약 50 nm, 30 nm 또는 심지어는 10 nm일 수도 있는 매우 작은 분해능을 갖게 된다.

기판 상에 프린트되지 않는 구조체(예컨대, 노광 장치에 의한 분해능을 벗어나기 때문에)는, 그럼에도 불구하고, 웨이 어시스트 피처 작업(way assist feature work)과 유사한 방식으로, 프린트 가능한 다른 구조체가 프린트되는 것에 영향을 준다. 그러나, 본 패턴은 특히 포커스 및 조사량에 응답하도록 설계된다.

도 6b는 또한 넓은 피치(P)와 동일한 방향의 넓은 임계 치수(CD) 및 이에 직교하는 방향의 미세 임계 치수(cd)를 도시하고 있다. 이들 측정치 중의 하나는 조명 모드에 따라 변화할 수 있다. 전술한 피치 측정치에서는, 넓은 임계 치수(CD)는 예컨대 약 200 nm와 300 nm 사이에서 변화될 수 있으며, 미세 임계 치수(cd)는 약 30 내지 40 nm 정도로 될 수 있다.

도 8b에 대해 위에 제공된 예에서, 전체 제브라 패턴은 약 40×40 ㎛의 오더로 될 수 있다.

패턴은 포커스 및 조사량에 대한 감도가 높아지고 또한 프로세스 윈도우(process window)가 작아지도록 설계된다. 한편 동일 마스크 내의 또한 그에 따라 동일 기판을 이용하여 프린트되는 기판의 동일 필드 상의 프로덕트 영역(product area)은 조사량 및 포커스 감도가 가능한 한 낮은 영역이고, 커다란 프로세스 윈도우를 통합한다. 이러한 방식으로, 프로덕트 및 시험 패턴이 서로 영향을 주지 않으며, 프로덕트는 기판 상과 같이 마스크 상의 더욱 중요한 영역을 갖는다.

제브라 패턴의 바-앤드 스페이스(bar-and-space) 격자 레이아웃에 대한 대안으로서, 2차원 패턴은 컨택트 홀(contact hole) 또는 하나의 피치 방향이 노광 장치에 의해 프린트될 수 없는 어떠한 다른 형상과 같은 다른 구조체로 구성될 수 있다.

여러 개의 상이한 패턴 구조가 가능하며, 당해 기술 분야에 익숙한 사람에 의해 이해될 것이다. x 및 y 방향 중의 하나 이상의 방향에서 라인 및/또는 공간을 분할하거나 또는 나노콤브(nanocomb)와 같은 이종의 구조체(exotic structure)를 통합하는 것과 같은 다수의 다른 세그멘테이션이 이용될 수 있다. 더 많은 예가 아래에 설명되어 있다.

이와 달리, 1차원 반복 구조가 도 7에 도시된 바와 같은 베이스로 개시되는 패턴으로서 이용될 수 있다. 이 1차원 패턴은 도 6b의 제브라 패턴과 동일한 것으로 작용하지만, 미세 피치(p)가 완전히 사라져 도 7에 도시된 바와 같이 실선 바(50)를 제공한다. 단위 셀 또는 단일 구조체(40)를 갖는 패턴(30)은 부구조체(substructure)(50)로 분할된다. 일례에서, 포커스 및 조사량에 대한 단위 셀의 상이한 구조체의 응답이 개별적으로 및 별도로 측정될 수 있도록 단위 셀(40) 당 여러 개의 부구조체가 있는 것이 바람직하다. 도 7의 패턴은 복수회 반복되며, x 및 y 방향으로 상이한 부구조체를 포함하고 있는 단위 셀을 나타낸다. 도 7의 바는 예컨대 도 12에 도시된 바와 같이 상이한 서브세그먼트로 분할될 수 있으며, 이에 대해서는 추후에 설명된다.

도 8은 x 및 y 방향으로 상이한 구조체(40)를 갖는 다른 패턴(30)을 도시하고 있다. 포커스 및 조사량 변동에 대한 이들 구조체 치수의 응답은 도 9에 도시되어 있다. 이 예에서, y 방향에서의 라인 폭은 주로 조사량에 좌우된다. x 방향에서, 라인 폭은 주로 포커스에 좌우된다. 도 9에 도시된 다양한 이미지(45)는 포커스 및 조사량을 함수로 하는 노광 후의 기판 상에 프린트된 결과 구조체이다.

임계 치수 또는 측벽 각도로부터 포커스 및 조사량을 결정하기 위해, 포커스 조사량 모델이 생성된다. 커다란 범위의 포커스 및 조사량 값을 커버하기 위해 포커스 에너지 매트릭스(FEM)의 임계 치수(CD) 및 측벽 각도(SWA)가 측정된다. 이로부터, 포커스 및 조사량과 CD 및 SWA 간의 관계를 기술하고 보간하는 수학 모델이 생성된다. 이 보간 모델을 이용하여, 어떠한 단일 CD 및/또는 SWA 측정치가 포커스 및 조사량으로 변환될 수 있다.

우수한 포커스/조사량 모델은, 제1 장소에서의 모델을 구축하기 위해 이용되는 동일한 측정 타겟 구조체에 대한 포커스 및 조사량 값을 예측할 수 있어야 한다. 이것은 "셀프 테스트"로 시험되며, 여기서 셋포인트 값(setpoint value)과 포커스 및 조사량이 도 10a 및 도 10b에 도시된 바와 같이 타겟 구조물의 예측 값에 대하여 플로트된다. 이상적으로는, 기울기 1을 갖는 직선이 획득된다. 즉, 측정된 모델 값이 예측 값과 동일하여야 한다. 그러나, 일부 1차원 구조에 대해, 포커스 조사량 모델은 도 10a에 도시된 바와 같이 양의 포커스 값과 음의 포커스 값에서 노광된 프린트 구조체 간에 충분한 차이가 보이지 않는다는 사실 때문에 정확한 포커스 값을 결정하는 것이 가능하지 않다. 음의 포커스 값에서는 방사선의 초점이 기판 표면의 일측에 있으며, 양의 포커스 값에서는 동일 기판 표면의 타측에 있다. 방사선의 포커스가 요망되는 곳의 기판 표면에서는 제로가 될 것이다. 도 10a에서는 수평축(bottom axis)에 설정 포커스 위치(set focus position)를 나타내고, 수직축에 예측 값을 나타내었다. 이 도면에서 알 수 있는 바와 같이, 예측 값은 거의 모두가 양의 값이어서, 고전적인 1차원 구조로는 문제가 된다. 조사량 결정은 도 10b에 도시된 바와 같이 약간 더 우수하게 이루어지며, 이 도면에서는 설정 조사량과 예측 조사량 간에 1의 기울기를 갖는 직선이 가능하게 된다.

패턴 구조체 특성의 비유일성(non-uniqueness)을 갖는 다른 문제는 예측 포커스 및 조사량 값에서 커다란 산란을 초래한다. 이것은 도 11에 도시되어 있다. 구조체에 따라서는, 포커스 및 조사량 예측 그래프에서의 위치는 얼마나 정확한 포커스 및 조사량이 결정될 수 있는지를 결정한다. 잡음 추정(noise estimate)은, 그래프 내의 특정 지역에 대해, 포커스 및 조사량이 조사량 측정 결과에 대한 포커스의 잡음성 영역에 대응하는 그래프 C 및 D에서의 커다란 산란에 의해 도시된 바와 같이 결정하기가 더욱 어렵다는 것을 보여준다. 재생성 시험(reproducibility test)에서, 동일한 마커가 복수회 측정되고, 그 후 포커스 및 조사량 값이 결정된다. 도 11에는, 도면의 중앙에 있는 잡음 플로트의 원형 영역에 대해, 우측편 아래의 모서리 부분에 있는 원형 영역은 잡음 플로트의 중앙 원형 영역에 대한 것보다 높은 산란을 발생한다는 것이 도시되어 있다.

각각의 단위 셀에 하나 이상의 부구조체를 갖는 1차원 반복 구조체 또는 2차원 반복 구조체로 포커스 및/또는 조사량을 결정하는 장점은, 더 넓은 범위의 방사선 상태와 레지스트 및 스택 특성에서 단일 구조체로부터 포커스 및 조사량 정보를 분리하기에 더욱 확실한 패턴을 설계할 수 있다는 것이다. 이것은 레지스트에 대한 또한 더욱 복잡한 하부 토폴로지에 대한 포커스-조사량 측정 가능성을 향상시킨다. 포커스 및 조사량과는 별도로, 구조체의 2개 이상의 변화하는 특성(즉, CD 및 SWA)으로부터의 추가의 정보가, 대상으로 하는 기타 공정 또는 노광 파라미터를 해결하기 위해 이용될 수 있다.

교번하는 라인에 부구조체를 포함하는 패턴의 예가 도 12에 도시되어 있다. 이 패턴(에컨대 기판 상에 프린트하기 위해 마스크 상에 제공될 수 있는)은 도시된 바와 같이 프린트할 수 있으며, 이로써 기판 상의 그 결과의 마커가 마스크의 프린팅 패턴과 동일한 것으로 보일 것이다. x-방향에서, 마커는 조사량에 민감(dose-sensitive)하지만 포커스에 민감하지는 않다(not focus-sensitive). 이것은 마커가 일반적으로 x-방향에서 정규의 조밀한 타겟으로서 작용하기 때문이며, 이것은 포커스 조사량의 변동이 영향을 미치지 않는다는 것을 의미한다. 그러나, y-방향에서는, 마커는 더 큰 갭 때문에 조사량에 민감하면서 포커스에도 민감하다. 일반적이지 않은(에컨대, 환형의) 방사 빔 성형을 이용함으로써, y-방향에서의 마커 때문에 회절된 방사선(검사 단계 동안)은 x-방향에서의 회절과 구별될 수 있다. 퓨필 평면에서 적절하게 필터링함으로써, 포커스 및 조사량은 예컨대 도 12에 도시된 마커의 정상 라인 및 단절 라인(chopped line)의 CD 측정치를 조사함으로써 서로 구별될 수 있다.

어레이 내에 서브-어레이 또는 부구조체를 이용하는 핵심 중의 하나는, 이것이 적어도 한 방향에서 패턴(또는 마커)의 투과율을 변화시킨다는 것이다. 이와 같이 하는 이유는, 패턴의 방사선에 대한 투과율에 영향을 주는 것은 구조체의 CD이기 때문이다. 구조체의 CD는 노광 장치의 어떠한 특성이 측정되고 있는지에 따라 패턴의 투과율에 영향을 주도록 변화될 수 있다.

라인으로서 측정될 수 있는 구조체가 기판 상에 프린트되는 한, 포커스 측정이 이루어질 수 있다. 투과율에 변경이 있을 때, 조사량 특성이 측정될 수 있다. 조사량 및 포커스(또는 다른 관련 특성)를 측정하기 위해 사용될 수 있는 패턴의 또 다른 예로는 체커보드 패턴이 있으며, 이 패턴에서는 어두운 정사각형(또는 다른 형상)이 구조체(홀 또는 도트를 포함하는)이고, 밝은 정사각형(또는 다른 형상)이 구조체들 간의 공간이다. 구조체 및 공간의 상대적인 크기는 투과율에 영향을 주도록 변경될 수 있고, 또는 구조체는 하나의 1-D 또는 2-D 어레이로부터 다음 어레이 간에 크기 및/또는 형상이 변화될 수도 있다. 이와 달리, 조사량 및 포커스/조사량을 측정하기 위해, 구조체 및 공간이 도 12와 관련하여 설명한 바와 같이 하나의 방향에서 프린트 가능하고 다른 방향에서는 프린트 가능하지 않도록 배열될 수 있다.

임의의 이러한 주기적 2-D 패턴으로부터, 포커스 및 조사량 양자가 이하의 방법들 중의 어느 것에 의해서도 결정될 수 있으며, 이들 방법은 본 발명의 요지를 제한하려는 것도 아니고, 이들 방법으로만 한정되는 것도 아니다:

1. 패턴으로부터 반사된 방사선의 회절 스펙트럼으로부터 직접 포커스 및 조사량을 측정함(예컨대, 예상된 회절 스펙트럼, 모델링된 회절 스펙트럼 또는 시뮬레이션된 회절 스펙트럼과 비교함으로써);

2. 전술한 바와 같은 패턴으로부터 프린트된 마커를 기판 상의 연속하는 층 상에 프린트하고, 중첩된 층으로부터 반사된 방사선의 작용을 예측된 작용과 비교하여 조사함으로써 연속하는 층의 오버레이 오프셋을 측정하는, 오버레이 측정을 이용하여 포커스 및 조사량을 측정함;

3. 다양한 직접 및 간접 측정 기술을 이용한 기판 상의 구조체의 SWA, CD 및 기타 물리적 특성의 재구성을 이용하여 포커스 및 조사량을 측정함;

4. 퓨필 평면(회절된 방사선이 효과적으로 포커스되고, 조사될 수 있는)에서의 방사선 정보를 검사함으로써 포커스 및 조사량을 측정함.

그 결과의 포커스 및 조사량 관련 측정치는 노광 장치에 피드백되거나 또는 피드 포워드되며, 그 후 어느 하나의 측정치에서의 어떠한 오차를 보상한다.

도 13 내지 도 17은 표준 1-차원 패턴을 어시스트 피처를 포함하는 표준 1-차원 패턴 및 전술한 바와 같은 2-차원 패턴과 비교함으로써 수행된 시뮬레이션의 비교를 도시하고 있다. 도시된 구체적인 예에서, 모든 패턴의 피치는 x 방향의 약 380 nm의 넓은 피치와 y 방향의 약 150 nm의 미세 피치를 갖는 도 13c 및 도 15c에 도시된 2-차원 패턴을 제외하고는 약 380 nm이다. 이 예들의 모두에서, 레지스트 두께는 약 125 nm이다.

도 13a는 바의 형상의 단일 구조체를 갖는 패턴을 도시하고 있다. 측정된 임계 치수(도면에 평균 임계 치수 MCD로 나타내어져 있는)가 조사량과 비교된다. 도 13a의 그래프로부터 알 수 있는 바와 같이, 경사가 매우 가파르지 않으며, 이것은 조사량에 대한 CD의 감도가 낮다는 것을 의미한다. 그래프 내의 각각의 라인은 상이한 포커스 값(㎛ 단위)에 관련된다.

도 13b는 어시시트 피처를 갖는 패턴을 도시한다. 어시스트 피처에 의해, 프린트된 패턴 상에서 볼 수 있는 블러링(blurring) 및 구조체 에러의 에지를 보상하기 위해, 추가의 구조체가 마스크 상의 패턴에 포함된다는 것을 의미한다. 구조체(55)는 도 13b에 도시된 바와 같이 메인 구조체(40)에 대한 어시스트 피처이다. 이들 어시스트 피처(55)가 마스크 패턴 상에 보이지만, 이들은 파장에 의해 구별되거나 및/또는 메인 구조체(40)의 어떠한 에지 에러를 소거하기 위해 전체적으로 보상되기에는 너무 작기 때문에 기판 상의 프린트된 구조체에서 보이지 않는다. 도 13b에 도시된 그래프에서 알 수 있는 바와 같이, 어시스트 피처는 조사량에 대한 CD의 기울기를 어시스트 피처가 없는 경우보다 더욱 가파르게 한다.

도 13c는 본 발명의 실시예에 따른 2-차원 주기적 구조체(40)를 갖는 패턴(30)을 도시하고 있다. 그래프로부터 알 수 있는 바와 같이, 포커스의 어떠한 고정된 값에 대해, 조사량에 대한 CD의 기울기는 어시스트 피처를 갖는 패턴에 대한 그래프보다도 평균적으로 더 가파르다. 이것은 2D 패턴(의 CD)가 다른 시험 패턴보다 조사량에 더 민감하다는 것을 의미한다.

도 14는 도 13의 각각의 패턴의 기울기를 포커스 값과 비교한 그래프이다. 기울기의 전체 절대값이 클수록(또는 이들 값이 더욱 음으로 갈수록), 패턴에 더욱 민감하며, 이것은 달리 말하면 그래프 하의 공간이 적을수록 사용된 패턴에 더욱 민감한 것으로 설명될 수 있다. 2차원 타겟은 어시스트 피처를 갖거나 갖지 않는 패턴보다 이러한 상황이 더욱 크게 나타난다.

도 15는 도 13과 동일한 측정이지만, 포커스 측정치와 비교된 측벽 각도를 도시하고 있다. 도 13과 마찬가지로, 도 15a는 단일 구조체(40)를 갖는 마스크 패턴을 도시한다. 이 도면에는 포커스에 대한 SWA의 그래프도 도시되어 있다. 도 15b는 메인 구조체(40)와 어시스트 피처(55)를 갖는 패턴의 경우의 포커스에 대한 SWA의 그래프를 도시한다. 최종적으로, 도 15c는 x 및 y 방향에서 상이한 구조체(40)를 갖는 2차원 패턴(30)의 경우의 포커스에 대한 SWA의 그래프를 도시한다. 2차원 패턴은 다른 2개의 패턴의 어느 것에서보다 포커스에 대한 SWA의 평균 기울기가 더 가파르다. 도 16은 측정된 조사량에 대한 도 15a, 도 15b, 및 도 15c의 그래프로부터의 기울기를 도시하고 있다. 도 16의 그래프는 조사량에 대한 기울기가 다른 2개의 패턴의 경우보다 2차원 패턴의 경우가 더 가파르다는 것을 도시하고 있다.

도 17은 도 13 및 도 15에 도시된 3개의 패턴의 각각의 패턴에 대한 조사량 감도 및 포커스 감도에 대한 도표이다. 도표로부터 알 수 있는 바와 같이, 조사량 및 포커스 감도는 어시스트 피처를 갖지 않는 패턴, 어시스트 피처를 갖는 패턴, 2차원 구조 어레이를 갖는 패턴의 순으로 증가한다. 이들 결과는 12.5 내지 13.5 mJ/㎠의 조사량과 -0.100 내지 -0.050 ㎛의 포커스에 대한 것이다.

따라서 2차원 패턴은 다른 타입의 공지의 패턴보다도 조사량 및 포커스에 대해 더 민감한 것으로 시험을 통해 나타났다.

본 명세서에서는, 집적회로(IC)의 제조에 있어서 리소그래피 장치의 사용예에 대해 특정하게 언급하였지만, 본 명세서에서 설명된 리소그래피 장치는 집적 광학 시스템, 자기 도메인 메모리(magnetic domain memory)용 유도 및 검출 패턴, 평판 디스플레이, 액정 디스플레이(LCD), 박막 자기 헤드 등의 제조와 같은 기타 응용예들을 가질 수 있음을 이해하여야 한다. 당업자라면, 이러한 다른 응용예와 관련하여, 본 명세서에서 사용된 "웨이퍼" 또는 "다이"와 같은 어떠한 용어의 사용도 각각 "기판" 또는 "타겟 영역"과 같은 좀더 일반적인 용어와 동의어로 간주될 수 있음을 이해할 것이다. 본 명세서에서 언급되는 기판은, 노광 전후에, 예컨대 트랙(전형적으로 기판에 레지스트층을 도포하고 노광된 레지스트를 현상하는 장치), 계측 장비, 및/또는 검사 장치에서 처리될 수 있다. 적용 가능한 곳에서, 상기한 기판 처리 장치와 여타 기판 처리 장치에 본 명세서의 개시 내용이 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 수도 있다.

본 발명의 실시예를 광학 리소그래피에 사용하는 것에 대해 구체적으로 언급하였지만, 본 발명은 예컨대 임프린트 리소그래피와 같은 다른 응용에도 이용될 수 있음을 이해할 것이며, 문맥이 허용하는 한 본 발명은 광학 리소그래피로 제한되지 않는다. 임프린트 리소그래피에서, 패터닝 장치의 토포그래피는 기판 상에 형성된 패턴을 정의한다. 패터닝 장치의 토포그래피는 기판에 공급된 레지스트의 층에 프레스된 후에, 이 레지스트를 전자기 방사선, 열, 압력 또는 이들의 조합을 가함으로써 경화시킨다. 패터닝 장치는 레지스트가 경화된 후에 레지스트를 벗겨냄으로써 기판에 패턴을 잔류시킨다.

본 명세서에 사용된 "방사선" 및 "빔"이라는 용어는, 자외(UV) 방사선(예컨대, 365, 355, 248, 193, 157, 또는 126 nm의 파장 또는 그 부근의 파장을 가짐) 및 EUV 방사선(예컨대, 5 nm와 20 nm 사이의 파장을 가짐)을 포함하는 모든 형태의 전자기 방사선뿐만 아니라 이온 빔 또는 전자 빔과 같은 입자 빔을 포괄한다.

문맥이 허용하는 곳에서의 "렌즈"라는 용어는 굴절식, 반사식, 자기식, 전자기식, 및 정전식 광학 요소들을 포함하는 다양한 타입의 광학 요소들 중 어느 하나 또는 그 조합을 지칭할 수도 있다.

이상에서 본 발명의 특정 실시예들이 설명되었지만, 본 발명은 설명된 것과 다르게 실시될 수도 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 예컨대, 본 발명은 전술한 바와 같은 방법을 기술하는 컴퓨터 판독 가능한 명령어의 하나 이상의 시퀀스를 포함하는 컴퓨터 프로그램, 또는 이러한 컴퓨터 프로그램을 그 안에 저장하고 있는 데이터 저장 매체(예컨대, 반도체 메모리, 자기 디스크, 또는 광디스크)의 형태를 취할 수 있다.

청구범위의 해석은 본 명세서의 과제의 해결 수단 부분 및 요약서 부분보다는 주로 상세한 설명 부분을 통해 이루어져야 할 것이다. 과제의 해결 수단 부분 및 요약서 부분은 본 발명의 발명자에 의해 고려된 본 발명의 모든 실시예가 아닌 하나 이상의 실시예를 설명하므로, 본 발명 및 첨부된 청구범위를 어떠한 방식으로든 제한하려는 것은 아니다.

본 발명은 특정 기능부 및 이들의 관계에 대한 구현을 예시하는 기능 블록(functional storing block)을 이용하여 개시되어 있다. 이들 기능 블록의 경계는 설명의 편의를 위해 본 명세서 내에서 임의적으로 정해진 것이다. 구체적인 기능 및 관계가 적합하게 수행되는 한 다른 대안의 경계가 정해질 수 있다.

구체적인 실시예에 대한 전술한 설명은 본 발명의 전반적인 특성을 완전하게 보여주어, 당해 기술 분야에 익숙한 사람이 갖고 있는 지식을 적용함으로써 본 발명의 전반적인 개념으로부터 벗어나지 않고서도 불필요한 실험 없이 이러한 구체적인 실시예에 대한 다양한 응용을 용이하게 수정 및/또는 적합화할 수 있을 것이다. 따라서, 이러한 수정 및 적합화는 본 명세서에 제공된 교시 및 지침을 기반으로 하여 개시 실시예의 등가물의 범위 내에 있는 것이다. 본 명세서 내의 전문 용어 또는 기술 용어는 해당 부분을 그 표현으로 한정하려는 것이 아니라 그 부분을 설명하기 위한 것이므로, 본 명세서의 전문 용어 또는 기술 용어는 교시 및 지침의 관점으로 당업자에 의해 이해되어야 한다.

본 발명의 범위 및 요지는 전술한 예의 실시예로 한정되지 않고, 이하의 청구범위 및 그 등가물에 따라서만 정해져야 한다.

Claims

노광 장치의 포커스 및/또는 조사량 관련 특성을 측정하는 방법에 있어서,
측정될 노광 장치와 마커를 형성하기 위한 패턴을 포함하는 마스크를 이용하여 기판 상에 상기 마커를 프린트하는 단계로서, 상기 패턴이 구조체의 어레이를 갖고, 상기 어레이가 상기 노광 장치에 의한 분해능 내에 있는(resolvable by the exposure apparatus) 제1 방향의 피치와 상기 노광 장치에 의한 분해능에서 벗어나 있는(not resolvable by the exposure apparatus) 상기 제1 방향과 상이한 제2 방향의 피치를 갖는, 프린트 단계; 및
상기 마스크를 이용하여 상기 노광 장치에 의해 노광된 상기 기판의 특성을 측정하는 단계
를 포함하며, 상기 기판의 특성을 측정하는 단계는,
상기 기판 상의 상기 마커에 방사선 빔을 투영하는 단계;
상기 기판 상의 상기 마커로부터 반사된 방사선을 검출하는 단계; 및
반사된 방사선의 특성으로부터 상기 노광 장치의 포커스 및 조사량 관련 특성 중의 하나 이상을 결정하는 단계
를 포함하는, 측정 방법.
제1항에 있어서,
상기 노광 장치를 측정한 결과의 포커스 및/또는 조사량 관련 측정치가, 상기 포커스 및/또는 조사량 관련 특성에서의 어떠한 오차를 교정하기 위해 상기 노광 장치에 피드백되는, 측정 방법.
제1항에 있어서,
측정되는 상기 노광 장치의 특성은 노광 방사 빔의 포커스 오프셋인, 측정 방법.
제1항에 있어서,
측정되는 상기 노광 장치의 특성은 노광 방사 빔의 조사량 오프셋인, 측정 방법.
제1항에 있어서,
측정되는 상기 노광 장치의 특성은 비점수차(astigmatism) 또는 렌즈 수차(lens aberration)인, 측정 방법.
제1항에 있어서,
측정되는 상기 노광 장치의 특성은 상기 기판 상의 레지스트 프로파일인, 측정 방법.
제1항에 있어서,
다양한 공지의 포커스 오프셋 및/또는 조사량 오프셋을 이용하여 상기 기판 상에 상기 마커를 프린트하는 단계;
상기 공지의 포커스 오프셋 및/또는 조사량 오프셋을 함수로 하여 반사 방사선의 특성의 변동을 측정하는 단계; 및
상기 특성의 변동에 대한 측정치를 기초로 하여, 상기 반사 방사선의 특성과 상기 포커스 오프셋 및/또는 조사량 오프셋 간의 관계의 라이브러리를 저장하는 단계
를 더 포함하는, 측정 방법.
제1항에 있어서,
상기 노광 장치의 포커스 및/또는 조사량의 다양한 오프셋에 응답하여 마커 패턴 및/또는 반사 방사선을 시뮬레이션하는 단계; 및
상기 시뮬레이션에 기초하여 다양한 포커스 및/또는 조사량 오프셋에 대한 마커 패턴 및/또는 반사 방사선 특성의 수학 모델을 저장하는 단계
를 더 포함하는, 측정 방법.
노광 장치용 마스크에 있어서,
기판 상에 마커를 프린트하기 위한 패턴을 포함하며, 상기 패턴이 구조체의 어레이를 포함하고, 상기 어레이가 상기 노광 장치에 의한 분해능 내에 있는(resolvable by the exposure apparatus) 제1 방향의 제1 피치와 상기 노광 장치에 의한 분해능에서 벗어나 있는(not resolvable by the exposure apparatus) 상기 제1 방향과 상이한 제2 방향의 제2 피치를 갖는, 노광 장치용 마스크.
제9항에 있어서,
상기 마스크 상의 패턴은, 2개의 방향으로 반복하고 각각의 방향에서 상이한 물리적 특성을 갖는 반복 구조체를 포함하며, 상기 상이한 물리적 특성은 상기 마스크를 통과하는 방사선의 포커스 오프셋 및/또는 조사량 오프셋에 대해 서로 상이하게 응답하도록 구성되는, 노광 장치용 마스크.
제9항에 있어서,
상기 패턴은 2개의 방향의 각각에서 상이한 기하학적 특성을 갖는 반복 구조체의 2차원 어레이를 포함하며, 상기 상이한 기하학적 특성은 상기 마스크를 통과하는 방사선의 포커스 오프셋 및/또는 조사량 오프셋에 대해 서로 상이하게 응답하도록 구성되는, 노광 장치용 마스크.
제9항에 있어서,
상기 구조체는, 2개의 방향 중의 제1 방향에서의 변이 제2 방향에서의 변보다 더 긴 직사각형인, 노광 장치용 마스크.
제9항에 있어서,
상기 패턴은 바(bar)와 상기 바 사이의 공간으로 구성된 격자(grating)의 어레이를 포함하는, 노광 장치용 마스크.
제9항에 있어서,
상기 패턴은 1차원 또는 2차원 어레이를 복수 개 포함하며, 상기 1차원 또는 2차원 어레이 중의 하나 이상이 상기 패턴 내에서 상기 1차원 또는 2차원 어레이 중의 하나 이상의 다른 어레이와 상이한, 노광 장치용 마스크.
제9항에 있어서,
상기 패턴은 홀의 어레이를 포함하는, 노광 장치용 마스크.
제9항에 있어서,
상기 패턴은 도트의 어레이를 포함하는, 노광 장치용 마스크.
제9항에 있어서,
상기 구조체의 어레이는 구조체의 서브어레이를 포함하는, 노광 장치용 마스크.
제9항에 있어서,
상기 구조체의 하나 이상의 부분이, 상기 구조체와 유사한 평균 투과율을 갖는 부구조체(substructure)를 포함하는, 노광 장치용 마스크.
제9항에 있어서,
상기 패턴은, 상기 제2 방향에서의 상기 제2 피치가, 측정될 상기 노광 장치에 의해 프린트될 수 있는 것보다 작도록, 서로 떨어져 있는 구조체의 어레이를 포함하는, 노광 장치용 마스크.
제9항에 있어서,
상기 제2 피치는 측정될 상기 노광 장치에 의한 분해능보다 작은(less than can be resolved by the exposure apparatus), 노광 장치용 마스크.
제9항에 있어서,
상기 제1 피치는 상기 노광 장치의 분해능 내에 있고, 변화될 수 있는, 노광 장치용 마스크.
제9항에 있어서,
양방향에서의 구조체의 임계 치수(critical dimension, CD)는 가변적인, 노광 장치용 마스크.
마커를 프린트하기 위한 패턴을 포함하는 마스크를 이용하여 기판 상에 마커를 프린트하도록 구성된 노광 장치에 사용하기 위한 투영 장치로서, 상기 마스크 상의 패턴을 제1 방향으로는 분해(resolution)하고 상기 패턴을 상기 제1 방향과는 상이한 제2 방향으로는 분해하지 않도록 구성되는, 투영 장치.
제23항에 있어서,
상기 마스크 상의 패턴을 상기 제1 방향에서 상기 기판 상으로 충실하게 프린트할 수 있지만 상기 마스크 상의 패턴을 상기 제2 방향에서 상기 기판 상으로 충실하게 프린트할 수 없도록 하는 특성을 갖는 방사 빔을 투영하도록 구성되는, 투영 장치.
구조체의 어레이를 포함하는 패턴을 이용하여 프린트되는 마커를 포함하며, 상기 어레이가 상기 마커에서 분해(resolution)되는 제1 방향의 피치와 상기 마커에서 분해되지 않는 상기 제1 방향과 상이한 제2 방향의 피치를 갖는, 기판.
노광 장치의 포커스 및/또는 조사량 관련 특성을 측정하는 검사 시스템에 있어서,
측정될 노광 장치를 이용하여 기판 상에 마커를 프린트하기 위한 패턴을 포함하며, 상기 패턴이 구조체의 어레이를 갖고, 상기 어레이가 상기 노광 장치에 의한 분해능 내에 있는(resolvable by the exposure apparatus) 제1 방향의 피치와 상기 노광 장치에 의한 분해능에서 벗어나 있는(not resolvable by the exposure apparatus) 상기 제1 방향과 상이한 제2 방향의 피치를 갖는, 마스크; 및
상기 마스크를 이용하여 상기 노광 장치에 의해 마커가 프린트된 기판의 특성을 측정하도록 구성된 검사 장치
를 포함하며, 상기 검사 장치는,
방사 소스;
상기 방사 소스로부터의 방사선을 상기 마커 상으로 지향시키도록 구성된 투영 시스템;
상기 마커로부터 반사된 방사선을 검출하도록 구성된 검출기; 및
반사된 방사선의 특성으로부터, 상기 노광 장치의 포커스 및 조사량 관련 특성 중의 하나 이상을 결정하도록 구성된 프로세서
를 포함하는, 검사 시스템.
제26항에 있어서,
상기 프로세서는, 반사된 방사선을, 반사된 방사선의 특성과 포커스 및/또는 조사량 관련 특성 간의 이전에 측정되거나, 시뮬레이션되거나, 및/또는 외삽(extrapolation)된 관계의 라이브러리와 비교함으로써, 상기 노광 장치의 포커스 및 조사량 관련 특성 중의 하나 이상을 결정하도록 구성되는, 검사 시스템.
패턴을 포함하는 마스크를 이용하여 노광 장치에 의해 마커가 프린트된 기판의 특성을 측정하도록 구성되며, 상기 마커가 구조체의 어레이를 포함하는 패턴을 이용하여 프린트되고, 상기 어레이가 상기 마커에서 분해(resolution)되는 제1 방향의 피치와 상기 마커에서 분해되지 않는 상기 제1 방향과 상이한 제2 방향의 피치를 갖는, 검사 장치에 있어서,
방사 소스;
상기 방사 소스로부터의 방사선을 상기 마커 상으로 지향시키도록 구성된 투영 시스템;
상기 마커로부터 반사된 방사선을 검출하도록 구성된 검출기; 및
검출된 방사선으로부터 상기 마커의 특성을 결정하고, 반사된 방사선의 특성으로부터 상기 마커를 프린트하기 위해 사용된 상기 노광 장치의 포커스 및/또는 조사량 관련 특성을 결정하도록 구성된 프로세서
를 포함하는, 검사 장치.
제28항에 있어서,
상기 프로세서는, 반사된 방사선을, 반사된 방사선의 특성과 포커스 및/또는 조사량 관련 특성 간의 이전에 측정되거나, 시뮬레이션되거나, 및/또는 외삽(extrapolation)된 관계의 라이브러리와 비교함으로써, 상기 노광 장치의 포커스 및 조사량 관련 특성 중의 하나 이상을 결정하도록 구성되는, 검사 장치.
제28항에 있어서,
상기 검사 장치는 스캐터로미터(scatterometer)인, 검사 장치.
리소그래피 장치에 있어서,
패턴을 조명하도록 배치된 조명 광학 시스템;
청구항 23에 따른 투영 장치; 및
청구항 28에 따른 검사 장치
를 포함하는, 리소그래피 장치.
리소그래픽 셀(lithographic cell)에 있어서,
기판을 방사선 민감성 층으로 코팅하도록 구성된 코터(coater);
상기 코터에 의해 코팅된 상기 기판의 방사선 민감성 층 상에 이미지를 노광하도록 배치된 리소그래피 장치;
상기 리소그래피 장치에 의해 노광된 이미지를 현상하도록 배치된 현상기; 및
청구항 28에 따른 검사 장치
를 포함하는, 리소그래픽 셀.
노광 장치의 포커스 및 조사량 관련 특성 중의 하나 이상을 측정하는 방법에 있어서,
측정될 노광 장치와 마커를 형성하기 위한 패턴을 포함하는 마스크를 이용하여 기판 상에 상기 마커를 프린트하는 단계로서, 상기 패턴이 구조체의 어레이를 갖고, 상기 어레이가 상기 노광 장치에 의한 분해능 내에 있는(resolvable by the exposure apparatus) 제1 방향의 피치와 상기 노광 장치에 의한 분해능에서 벗어나 있는(not resolvable by the exposure apparatus) 상기 제1 방향과 상이한 제2 방향의 피치를 갖는, 프린트 단계; 및
상기 마스크를 이용하여 상기 노광 장치에 의해 노광된 상기 기판의 특성을 측정하는 단계
를 포함하며, 상기 기판의 특성을 측정하는 단계는,
상기 기판 상의 상기 마커에 방사 빔을 투영하는 단계;
상기 기판 상의 상기 마커로부터 반사된 방사선을 검출하는 단계; 및
반사된 방사선의 특성으로부터 상기 노광 장치의 포커스 및 조사량 관련 특성 중의 하나 이상을 결정하는 단계
를 포함하는, 측정 방법.
제33항에 있어서,
측정되는 상기 노광 장치 포커스 및 조사량 관련 측정치 중의 하나 이상이, 상기 포커스 및 조사량 관련 특성 중의 하나 이상에서의 어떠한 오차를 교정하기 위해 상기 노광 장치에 피드백되는, 측정 방법.
제33항에 있어서,
측정되는 상기 노광 장치의 특성은 노광 방사 빔의 포커스 오프셋을 포함하는, 측정 방법.
제33항에 있어서,
측정되는 상기 노광 장치의 특성은 노광 방사 빔의 조사량 오프셋을 포함하는, 측정 방법.
제33항에 있어서,
측정되는 상기 노광 장치의 특성은 비점수차(astigmatism) 또는 렌즈 수차(lens aberration)를 포함하는, 측정 방법.
제33항에 있어서,
측정되는 상기 노광 장치의 특성은 상기 기판 상의 레지스트 프로파일을 포함하는, 측정 방법.
제33항에 있어서,
하나 이상의 소정의 포커스 오프셋 및 조사량 오프셋을 이용하여 상기 기판 상에 상기 마커를 프린트하는 단계;
상기 하나 이상의 소정의 포커스 오프셋 및 조사량 오프셋을 함수로 하여 반사 방사선의 특성의 변동을 측정하는 단계; 및
상기 특성의 변동에 대한 측정치를 기초로 하여, 상기 반사 방사선의 특성과 상기 하나 이상의 소정의 포커스 오프셋 및 조사량 오프셋 간의 관계의 라이브러리를 저장하는 단계
를 더 포함하는, 측정 방법.
제33항에 있어서,
상기 노광 장치의 상기 하나 이상의 포커스 오프셋 및 조사량 오프셋에 응답하여 마커 패턴과 반사 방사선 중의 하나 이상을 시뮬레이션하는 단계; 및
상기 시뮬레이션에 기초하여 상기 하나 이상의 포커스 및 조사량 오프셋에 대한 마커 패턴 및/또는 반사 방사선 특성 중의 하나 이상의 특성의 수학 모델을 저장하는 단계
를 더 포함하는, 측정 방법.
노광 장치에 사용하도록 구성된 마스크에 있어서,
기판 상에 마커를 프린트하기 위해 사용되도록 구성된 패턴을 포함하며, 상기 패턴이 구조체의 어레이를 포함하고, 상기 어레이가 상기 노광 장치에 의한 분해능 내에 있는(resolvable by the exposure apparatus) 제1 방향의 제1 피치와 상기 노광 장치에 의한 분해능에서 벗어나 있는(not resolvable by the exposure apparatus) 상기 제1 방향과 상이한 제2 방향의 제2 피치를 갖는, 마스크.
제41항에 있어서,
상기 마스크 상의 패턴은, 2개의 방향으로 반복하고 각각의 방향에서 상이한 물리적 특성을 갖는 반복 구조체를 포함하며, 상기 상이한 물리적 특성은 상기 마스크를 통과하는 방사선의 포커스 오프셋 또는 조사량 오프셋에 대해 서로 상이하게 응답하도록 구성되는, 마스크.
제41항에 있어서,
상기 패턴은 2개의 방향의 각각에서 상이한 기하학적 특성을 갖는 반복 구조체의 2차원 어레이를 포함하며, 상기 상이한 기하학적 특성은 상기 마스크를 통과하는 방사선의 포커스 오프셋 또는 조사량 오프셋에 대해 서로 상이하게 응답하도록 구성되는, 마스크.
제41항에 있어서,
상기 구조체는, 2개의 방향 중의 제1 방향에서의 변이 제2 방향에서의 변보다 긴 직사각형인, 마스크.
제41항에 있어서,
상기 패턴은 바(bar)와 상기 바 사이의 공간으로 구성된 격자(grating)의 어레이를 포함하는, 마스크.
제41항에 있어서,
상기 패턴은 1차원 또는 2차원 어레이를 복수 개 포함하며, 상기 1차원 또는 2차원 어레이 중의 하나 이상이 상기 패턴 내에서 상기 1차원 또는 2차원 어레이 중의 하나 이상의 다른 어레이와 상이한, 마스크.
제41항에 있어서,
상기 패턴은 홀의 어레이를 포함하는, 마스크.
제41항에 있어서,
상기 패턴은 도트의 어레이를 포함하는, 마스크.
제41항에 있어서,
상기 구조체의 어레이는 구조체의 서브어레이를 포함하는, 마스크.
제41항에 있어서,
상기 구조체의 어레이의 하나 이상의 부분이, 상기 구조체의 어레이와 유사한 평균 투과율을 갖는 부구조체(substructure)를 포함하는, 마스크.
제41항에 있어서,
상기 구조체의 어레이는, 상기 제2 방향에서의 상기 제2 피치가, 측정될 상기 노광 장치에 의해 프린트될 수 있는 것보다 작도록, 서로 떨어져 있도록 구성되는, 마스크.
제41항에 있어서,
상기 제2 피치는 측정될 상기 노광 장치에 의한 분해능보다 작은, 마스크.
제41항에 있어서,
상기 제1 피치는 상기 노광 장치의 분해능 내에 있고, 변화될 수 있는, 마스크.
제41항에 있어서,
양방향에서의 구조체의 임계 치수(critical dimension, CD)는 가변적인, 마스크.
마커를 프린트하기 위한 패턴을 갖고 있는 마스크를 포함하는, 기판 상에 마커를 프린트하도록 구성된 노광 장치에 사용하기 위한 투영 장치로서, 상기 마스크 상의 패턴을 제1 방향으로는 분해(resolution)하고 상기 패턴을 상기 제1 방향과는 상이한 제2 방향으로는 분해하지 않도록 구성되는, 투영 장치.
제55항에 있어서,
상기 마스크 상의 패턴을 상기 제1 방향에서 상기 기판 상으로 프린트하지만 상기 마스크 상의 패턴을 상기 제2 방향에서 상기 기판 상으로 프린트하지 않도록 구성된 방사 빔을 투영하도록 구성되는, 투영 장치.
마커를 프린트하도록 구성된 구조체의 어레이를 포함하는 패턴을 포함하며, 상기 어레이가 상기 마커에서 분해(resolution)되는 제1 방향의 피치와 상기 마커에서 분해되지 않는 상기 제1 방향과 상이한 제2 방향의 피치를 갖는, 기판.
노광 장치의 포커스 또는 조사량 관련 특성을 측정하도록 구성된 검사 시스템에 있어서,
측정될 노광 장치를 이용하여 기판 상에 마커를 프린트하도록 구성된 패턴을 포함하며, 상기 패턴이 구조체의 어레이를 갖고, 상기 어레이가 상기 노광 장치에 의한 분해능 내에 있는(resolvable by the exposure apparatus) 제1 방향의 피치와 상기 노광 장치에 의한 분해능에서 벗어나 있는(not resolvable by the exposure apparatus) 상기 제1 방향과 상이한 제2 방향의 피치를 갖는, 마스크; 및
상기 마스크를 이용하여 상기 노광 장치에 의해 마커가 프린트된 기판의 특성을 측정하도록 구성된 검사 장치
를 포함하며, 상기 검사 장치는,
방사 소스;
상기 방사 소스로부터의 방사선을 상기 마커 상으로 지향시키도록 구성된 투영 시스템;
상기 마커로부터 반사된 방사선을 검출하도록 구성된 검출기; 및
반사된 방사선의 특성으로부터, 상기 노광 장치의 포커스 또는 조사량 관련 특성을 결정하도록 구성된 프로세서
를 포함하는, 검사 시스템.
제58항에 있어서,
상기 프로세서는, 반사된 방사선을, 반사된 방사선의 특성과 포커스 또는 조사량 관련 특성 간의 이전에 측정되거나, 시뮬레이션되거나, 및/또는 외삽(extrapolation)된 복수의 관계와 비교함으로써, 상기 노광 장치의 포커스 또는 조사량 관련 특성을 결정하도록 구성되는, 검사 시스템.
패턴을 포함하는 마스크를 이용하여 노광 장치에 의해 마커가 프린트된 기판의 특성을 측정하도록 구성되며, 상기 마커가 구조체의 어레이를 포함하는 패턴을 이용하여 프린트되고, 상기 어레이가 상기 마커에서 분해(resolution)되는 제1 방향의 피치와 상기 마커에서 분해되지 않는 상기 제1 방향과 상이한 제2 방향의 피치를 갖는, 검사 장치에 있어서,
방사 소스;
상기 방사 소스로부터의 방사선을 상기 마커 상으로 지향시키도록 구성된 투영 시스템;
상기 마커로부터 반사된 방사선을 검출하도록 구성된 검출기; 및
검출된 방사선으로부터 상기 마커의 특성을 결정하고, 반사된 방사선의 특성으로부터 상기 마커를 프린트하기 위해 사용된 상기 노광 장치의 포커스 또는 조사량 관련 특성을 결정하도록 구성된 프로세서
를 포함하는, 검사 장치.
제60항에 있어서,
상기 프로세서는, 반사된 방사선을, 반사된 방사선의 특성과 포커스 또는 조사량 관련 특성 간의 이전에 측정되거나, 시뮬레이션되거나, 및/또는 외삽(extrapolation)된 복수의 관계와 비교함으로써, 상기 노광 장치의 포커스 또는 조사량 관련 특성을 결정하도록 구성되는, 검사 장치.
제60항에 있어서,
상기 검사 장치는 스캐터로미터(scatterometer)를 포함하는, 검사 장치.
리소그래피 장치에 있어서,
패턴을 조명하도록 배치된 조명 광학 시스템;
마커를 프린트하기 위한 패턴을 갖고 있는 마스크를 포함하는 기판 상에 마커를 프린트하도록 구성되고, 또한 상기 마스크 상의 패턴을 제1 방향으로는 분해(resolution)하고 상기 패턴을 상기 제1 방향과는 상이한 제2 방향으로는 분해하지 않도록 구성되는 투영 장치; 및
패턴을 포함하는 마스크를 이용하여 노광 장치에 의해 마커가 프린트된 기판의 특성을 측정하도록 구성되는 검사 장치로서, 상기 마커가 구조체의 어레이를 포함하는 패턴을 이용하여 프린트되고, 상기 어레이가 상기 마커에서 분해(resolution)되는 제1 방향의 피치와 상기 마커에서 분해되지 않는 상기 제1 방향과 상이한 제2 방향의 피치를 가지며,
방사 소스;
상기 방사 소스로부터의 방사선을 상기 마커 상으로 지향시키도록 구성된 투영 시스템;
상기 마커로부터 반사된 방사선을 검출하도록 구성된 검출기; 및
검출된 방사선으로부터 상기 마커의 특성을 결정하고, 반사된 방사선의 특성으로부터 상기 마커를 프린트하기 위해 사용된 상기 노광 장치의 포커스 또는 조사량 관련 특성을 결정하도록 구성된 프로세서
를 포함하는 검사 장치
를 포함하는, 리소그래피 장치.
리소그래픽 셀(lithographic cell)에 있어서,
기판을 방사선 민감성 층으로 코팅하도록 구성된 코터(coater);
상기 코터에 의해 코팅된 상기 기판의 방사선 민감성 층 상에 이미지를 노광하도록 배치된 리소그래피 장치;
상기 리소그래피 장치에 의해 노광된 이미지를 현상하도록 배치된 현상기; 및
패턴을 포함하는 마스크를 이용하여 노광 장치에 의해 마커가 프린트된 기판의 특성을 측정하도록 구성되는 검사 장치로서, 상기 마커가 구조체의 어레이를 포함하는 패턴을 이용하여 프린트되고, 상기 어레이가 상기 마커에서 분해(resolution)되는 제1 방향의 피치와 상기 마커에서 분해되지 않는 상기 제1 방향과 상이한 제2 방향의 피치를 가지며,
방사 소스;
상기 방사 소스로부터의 방사선을 상기 마커 상으로 지향시키도록 구성된 투영 시스템;
상기 마커로부터 반사된 방사선을 검출하도록 구성된 검출기; 및
검출된 방사선으로부터 상기 마커의 특성을 결정하고, 반사된 방사선의 특성으로부터 상기 마커를 프린트하기 위해 사용된 상기 노광 장치의 포커스 또는 조사량 관련 특성을 결정하도록 구성된 프로세서
를 포함하는 검사 장치
를 포함하는, 리소그래픽 셀.