KR20140041520A

KR20140041520A - 측정 시스템

Info

Publication number: KR20140041520A
Application number: KR1020137032138A
Authority: KR
Inventors: 마쿠스 괴퍼트; 헬무트 하이드너; 롤프 프라이만; 크리스토프 스트라이벨
Original assignee: 칼 짜이스 에스엠테 게엠베하
Priority date: 2011-06-08
Filing date: 2012-06-06
Publication date: 2014-04-04
Also published as: WO2012168272A1; JP2014517533A; CN103608729B; CN103608729A; DE102011077223A1; KR102014551B1; US20140118712A1; JP6124881B2; US9482968B2; DE102011077223B4

Abstract

투영 노광 장치(1)를 위한 대물렌즈(27)는 대물렌즈 프레임(28) 상에 배치되는 계측 스테이지(30)를 포함한다.

Description

측정 시스템{MEASURING SYSTEM}

독일 특허 출원 DE 10 2011 077 223.5 및 US 61/494,678의 내용이 참고로 포함된다.

본 발명은 투영 노광 장치의 적어도 하나의 구성요소를 특징짓기 위한 측정 시스템에 관한 것이다. 본 발명은 또한 투영 노광 장치를 위한 대물렌즈, 이러한 유형의 대물렌즈를 포함하는 투영 광학 유닛, 및 이러한 유형의 투영 광학 유닛을 포함하는 투영 노광 장치에 관한 것이다. 또한, 본 발명은 투영 노광 장치의 적어도 하나의 구성요소를 특징짓는 방법, 미세구조화된 구성요소를 제조하는 방법, 및 이러한 방법에 의해 제조되는 구성요소에 관한 것이다.

측정 장치를 포함하는 투영 노광 장치가 예를 들어 US 2011/0013171 A1으로부터 알려져 있다.

본 발명은 투영 노광 장치의 적어도 하나의 구성요소를 특징짓기 위한 측정 시스템을 개선하는 데 목적을 두고 있다.

이러한 목적은 특허청구범위 제1항의 특징에 의해 달성된다. 이러한 발명의 핵심은 적어도 하나의 측정 장치를 위치설정하기 위한 위치설정 장치를 투영 노광 장치의 대물렌즈에 변위가능한 방식으로 연결하는 데 있다. 위치설정 장치는 특히 이른바 "계측 스테이지(metrology stage)"이다. 그것은 특히 예를 들어 광학 신호를 전기 신호로 변환시키기 위한 전기-광학 검출기를 포함하는 다수의 측정 장치의 배치에 기여한다. 측정 장치는 공간 분해, 특히 2차원 공간 분해 방사선 검출기, 예를 들어 하나 이상의 CCD 카메라를 포함할 수 있다. 그것은 특히 측방향 이미지 오프셋을 측정하기 위한 수단 및/또는 동공 투과 측정을 위한 수단 및/또는 파면 측정을 위한 수단 및/또는 분광 측정을 위한 수단을 포함할 수 있다.

대물 렌즈에의 위치설정 장치의 배치는 대물렌즈에 대한 적어도 하나의 측정 장치의 특히 안정된, 따라서 재현가능한 배치를 가능하게 한다. 또한, 이러한 유형의 배치는 투영 노광 장치의 다른 구성요소의 변위와 관계없이, 특히 웨이퍼 마운트의 변위와 관계없이 적어도 하나의 측정 장치의 위치설정, 특히 이동을 가능하게 한다. 본 발명에 따른 배치의 다른 이점은 대물렌즈에의 위치설정 장치의 배치가 웨이퍼 평면 내에서, 즉 투영 광학 유닛의 이미지 평면 내에서 이용가능한 공간의 개선된 활용을 가능하게 하는 것이다.

위치설정 장치는 적어도 하나의 변위 자유도를 갖는다. 그것은 특히 대물렌즈의 광축에 대해 횡방향으로 변위가능하다. 위치설정 장치에 의해, 적어도 하나의 측정 장치가 특히 대물렌즈의 빔 경로 내의 적어도 하나의 측정 위치와 그것이 바람직하게는 완전히 대물렌즈의 빔 경로 밖에 배치되는 파킹 위치(parking position) 사이에서 변위가능하다. 이러한 경우에, 적어도 하나의 측정 위치와 파킹 위치는 서로로부터 1 mm보다 멀리, 특히 1 cm보다 멀리, 특히 5　cm보다 멀리 이격될 수 있다.

광축에 대한 횡방향 변위성에 대한 대안으로서 또는 그것에 더하여, 적어도 하나의 측정 장치는 대물렌즈의 광축에 평행한 방향으로 위치설정 장치에 의해 변위될 수 있다. 하나의 특히 유리한 실시예에서, 위치설정 장치는 또한 회전 자유도를 가질 수 있다. 그것은 특히 대물렌즈의 광축에 평행한 축을 중심으로 하는 적어도 하나의 측정 장치의 회전을 가능하게 할 수 있다.

바람직하게는, 측정 시스템은 측정 방사선을 발생시키기 위한 적어도 하나의 방사선원을 포함한다. 방사선원은 EUV 방사선원일 수 있다. 특히, 물체 필드 내의 구조를 이미지 필드 내에 배치되는 웨이퍼 상에 이미지 형성하기 위해 사용되는 동일한 방사선원이 포함될 수 있다. 그에 대한 대안으로서, 측정 시스템은 또한 측정 방사선을 발생시키기 위한 별개의 방사선원을 포함할 수 있다. 측정 방사선은 특히 물체 필드 내에 배치되는 구조를 이미지 필드 내에 배치되는 웨이퍼 상에 이미지 형성하기 위한 파장 범위와 중첩되지 않는 파장 범위 내에 있을 수 있다. 측정 시스템의 방사선원에 의해 발생되는 방사선의 파장은 특히 웨이퍼를 패턴화하기 위해 사용되는 감광 코팅이 둔감한 파장 범위 내에 있다. 이는 이러한 경우에 웨이퍼의 노광이 측정 방사선의 산란에 둔감하기 때문에 특히 유리하다. 측정 시스템의 방사선원은 특히 하나의 또는 복수의 발광 다이오드(LED)일 수 있다. 후자는 동일하거나 상이한 파장을 갖는 광을 발생시킬 수 있다. 방사선원으로부터의 방사선은 이미지 형성 광학 유닛에 의해 결합될 수 있다. 이러한 경우에, 이미지 형성 광학 유닛은 하나의 또는 복수의 광 도파관을 포함할 수 있다.

바람직하게는, 적어도 하나의 측정 장치는 동공 부근에 또는 필드 부근에 배치된다. 그것은 특히 대물렌즈의 동공 평면의 영역에 또는 중간 이미지 평면의 영역에 배치될 수 있다. 이러한 유형의 배치는 제공되는 측정의 유형에 따라 유리하다. 하나의 특히 유리한 실시예에서, 위치설정 장치는 대물렌즈의 광축에 평행한 방향으로의 측정 장치의 변위를 가능하게 한다.

측정 시스템은 또한 특수한 측정 레티클을 포함할 수 있다. 후자는 레티클 홀더 상에 배치될 수 있다. 이는 웨이퍼 상에 이미지 형성될 구조를 갖는 레티클을 장착하기 위해 제공되는 동일한 레티클 홀더일 수 있다. 그에 대한 대안으로서, 별개의 측정 레티클 홀더가 또한 제공될 수 있다. 측정 레티클 홀더와 레티클 홀더는 특히 서로 관계없이 변위가능할 수 있다. 그 결과, 측정 시스템의 융통성이 더욱 증가된다. 홀더는 또한 "스테이지"로 지칭된다.

본 발명의 다른 목적은 투영 노광 장치의 대물렌즈를 개선하는 것이다.

이러한 목적은 특허청구범위 제2항의 특징에 의해 달성된다. 이러한 발명의 핵심은 계측 스테이지를 대물렌즈의 프레임 상에 장착하는 것이다. 계측 스테이지는 특히 대물렌즈 프레임에 직접 연결된다. 그것은 계측 스테이지 상에 배치되는 적어도 하나의 측정 장치를 변위시키기 위한 적어도 하나의 변위 자유도를 갖는다. 변위 자유도는 선형 자유도 및/또는 회전 자유도일 수 있다. 계측 스테이지는 특히 대물렌즈의 광축에 대해 횡방향으로, 특히 수직하게 그리고/또는 대물렌즈의 광축에 평행한 방향으로 변위가능하고/변위가능하거나 대물렌즈의 광축에 평행한 축을 중심으로 회전가능하다. 이러한 잇점은 전술된 측정 시스템의 그것에 상응한다.

바람직하게는, 복수의 측정 장치가 계측 스테이지 상에 배치될 수 있다.

위치설정 장치, 특히 계측 스테이지 및/또는 측정 장치는 대물렌즈의 요소로 간주될 수 있다. 그것들은 또한 대물렌즈의 프레임에 연결되는 그러나 대물렌즈 밖에 국한되는 별개의 요소로 간주될 수 있다.

위치설정 장치는 바람직하게는 적어도 하나의 측정 장치가 대물 렌즈의 광학 구성요소가 배치되는 범위 밖에 국한되도록 구성된다. 측정 장치는 바람직하게는 대물렌즈의 빔 경로의 방향으로 대물렌즈의 마지막 광학 구성요소 뒤에 배치될 수 있다.

바람직하게는, 적어도 하나의 측정 장치는 그것이 대물렌즈의 빔 경로 내에 배치되는 적어도 하나의 측정 위치와 그것이 완전히 대물렌즈의 빔 경로 밖에 배치되는 파킹 위치 사이에서 변위가능하다.

바람직하게는, 대물렌즈를 보정하기 위한 액추에이터가 제공된다. 액추에이터는 계측 스테이지 상에 배치되는 적어도 하나의 측정 장치에 특히 데이터-전송 방식으로 연결될 수 있다. 이러한 경우에, 계측 스테이지는 특히 대물렌즈를 보정하기 위한 대물렌즈 조작기의 구성요소를 형성한다. 바꾸어 말하면, 대물렌즈는 계측 스테이지 상에 배치되는 적어도 하나의 측정 장치 형태의 보정 장치와 액추에이터를 구비할 수 있다.

바람직하게는, 위치설정 장치는 자기장과의 상호작용이 없다. 그것은 특히 그 구동 장치가 외부 자기장 변화에 반응하지 않도록 구현된다. 이러한 유형의 변화는 예를 들어 웨이퍼 마운트의 구동 장치에 의해 유발될 수 있다. 역으로, 위치설정 장치, 특히 그 구동 장치는 그것이 자기장을 발생시키지 않도록, 특히 외부 자기장에 영향을 미치지 않도록 구현된다. 이는 특히 위치설정 장치가 피에조-액추에이터 또는 피에조-구동 장치를 구동 장치로서 구비한다는 사실에 의해 달성될 수 있다. 이러한 유형의 피에조-구동 장치에 의해 매우 높은 구동력이 발생될 수 있다. 그것들은 또한 매우 정밀하게 구동될 수 있다. 마지막으로, 이러한 유형의 구동 장치는 진공에 적합하다. 결과적으로, 진공-호환성 구동 장치가 포함된다. 이는 특허청구범위 제7항에 따른 계측 스테이지를 갖춘 대물렌즈가 진공 챔버 내에 배치되기 때문에 특히 유리하다. 진공 챔버 내에의 이러한 유형의 배치는 대물렌즈가 EUV 투영 노광 장치에 사용될 수 있다는 사실의 선행 조건이다.

바람직하게는, 대물렌즈는 위치설정 장치 및/또는 대물렌즈에 작용하는 가변력을 보정하기 위한 적어도 하나의 변위가능한 평형추를 구비한다. 따라서, 평형추는 또한 보정 중량체로 지칭된다. 평형추는 위치설정 장치의 변위 및/또는 위치설정 장치상에서의 측정 장치 또는 측정 장치들의 배치의 변화로 인해 가변적일 수 있는 대물렌즈 프레임에 대한 힘을 적어도 부분적으로 보정하는 것을 가능하게 한다. 이는 특히 회전 자유도를 갖는 위치설정 장치의 경우에 유리하다. 보정 중량체는 계측 스테이지의 안정성을 증가시킨다. 또한, 이에 의해 계측 스테이지의 변위로 인한 대물렌즈 프레임의 변형 위험과 따라서 계측 스테이지에 의한 대물렌즈의 광학 특성의 손상 위험을 감소, 특히 방지하는 것이 가능하다.

본 발명의 다른 목적은 물체 필드를 이미지 필드 내로 투영하기 위한 투영 광학 유닛과 투영 노광 장치를 개선하는 것이다.

이들 목적은 특허청구범위 제9항 및 제10항의 특징에 의해 달성된다. 이점은 대물렌즈에 관해 기술된 것에 상응한다.

바람직하게는, 측정 장치는 대물렌즈의 빔 경로에 대해 대물렌즈의 마지막 광학 구성요소와 이미지 필드, 특히 웨이퍼 스테이지 사이에 배치된다. 측정 장치가 대물렌즈와 관계없는 구성요소로 간주되면, 그것은 바람직하게는 대물렌즈와 이미지 필드, 특히 웨이퍼 스테이지 사이에 배치된다.

바람직하게는, 투영 노광 장치는 변위가능한 웨이퍼 홀더를 포함하며, 여기서 측정 장치 또는 측정 장치들을 갖춘 계측 스테이지는 웨이퍼 홀더와 관계없이 변위가능하다. 이에 의해 투영 노광 장치의 융통성이 증가된다. 웨이퍼 홀더와 관계없이 변위가능한 계측 스테이지는 특히 투영 노광 장치의 적어도 하나의 파라미터의 병행 측정과 투영 노광 장치에 의한 웨이퍼의 노광을 가능하게 한다. 특히, 이에 의해 투영 노광 장치의 처리량이 증가된다.

본 발명의 다른 목적은 투영 노광 장치의 적어도 하나의 구성요소를 특징짓기 위한 방법을 개선하는 것이다.

이러한 목적은 특허청구범위 제12항의 특징에 의해 달성된다. 이점은 전술된 것에 상응한다.

바람직하게는, 투영 노광 장치를 특징짓기 위한 파라미터는 웨이퍼의 노광과 동시에 측정된다. 파라미터의 측정은 특히 최대로 가능한 이미지 필드의 에지 영역에서 수행될 수 있다. 특히, 웨이퍼의 노광을 위해 노광되는 필드 밖의 영역이 투영 노광 장치를 특징짓기 위해 사용될 수 있다.

본 발명의 다른 목적은 투영 노광 장치를 사용하여 구성요소를 제조하기 위한 방법과 이러한 방법에 의해 제조되는 구성요소를 특정하는 것이다. 이들 목적은 본 발명에 따르면 특허청구범위 제14항에 따른 방법과 특허청구범위 제15항에 따른 구성요소에 의해 달성된다.

이들 주제의 이점은 이미 위에서 논의된 것에 상응한다.

본 발명의 다른 세부 사항 및 이점이 도면을 참조하여 복수의 예시적인 실시예의 설명으로부터 명백해질 것이다.
도 1은 EUV 투영 리소그래피를 위한 투영 노광 장치를 통한 자오면 단면의 개략도를 도시한다.
도 2는 제1 예시적 실시예에 따른 측정 장치를 갖춘 대물렌즈의 개별 세부 사항을 명확하게 하기 위해 도 1에 따른 투영 노광 장치로부터의 발췌 부분의 개략도를 도시한다.
도 3 내지 도 11은 다른 예시적인 실시예의 도 2에 따른 도면을 도시한다.
도 12 및 도 13은 투영 노광 장치의 적어도 하나의 구성요소를 특징짓기 위한 본 발명에 따른 방법을 명확하게 하기 위해 투영 광학 유닛 내의 빔 경로의 개략도를 도시한다.
도 14는 산란 범위에 대한 미광 세기의 의존성을 일례로서 예시하기 위한 다이어그램을 도시한다.
도 15는 레티클 홀더의 개략도를 도시한다.
도 15a 및 도 15b는 두 예시적인 측정 레티클의 도면을 도시한다.
도 16은 측정 장치를 갖춘 계측 스테이지의 개략도를 도시한다.
도 16a는 측정 격자의 예시적인 실시예의 도면을 도시한다.
도 16b는 측정 다이아프램의 예시적인 실시예의 도면을 도시한다.
도 17은 측정 장치의 세부 사항의 예시적인 도면을 도시한다.

우선, 마이크로리소그래피를 위한 투영 노광 장치(1)의 구성요소가 도 1을 참조하여 일례로서 기술된다. 이러한 경우에, 도 1에 예시된 투영 노광 장치(1)는 전적으로 일례로서 이해되어야 한다. 개별 구성요소, 특히 그 수 및/또는 배치가 또한 도 1에 예시된 실시예로부터 벗어날 수 있다. 투영 노광 장치(1)는 방사선원(3) 및 물체 평면(6) 내의 물체 필드(5)의 노광을 위한 조명 광학 유닛(4)을 갖춘 조명 시스템(2)을 포함한다. 이러한 경우에, 물체 필드(5) 내에 배치되는 레티클(7)이 노광되고, 상기 레티클은 단지 발췌 부분으로서 예시되는 레티클 홀더(8)에 의해 유지된다.

투영 노광 장치(1)는 또한 물체 필드(5)를 이미지 평면(11) 내의 이미지 필드(10) 내로 이미지 형성하기 위한 투영 광학 유닛(9)을 포함한다. 레티클(7) 상의 구조가 이미지 평면(11) 내의 이미지 필드(10)의 영역에 배치되는 웨이퍼(12)의 감광층 상으로 이미지 형성되며, 상기 웨이퍼는 마찬가지로 개략적으로 예시되는 웨이퍼 홀더(13)에 의해 유지된다. 투영 노광 장치(1)는 이미지 평면(11) 내에서의 웨이퍼(12)의 변위가능한 배치를 위해 1개, 2개 또는 그 초과의 웨이퍼 홀더(13)를 구비할 수 있다. 웨이퍼 홀더(13)는 특히 이른바 트윈 스테이지로서 구현될 수 있다. 이러한 유형의 트윈 스테이지는 웨이퍼(12)를 수용하기 위한 2개 이상의 웨이퍼 리셉터클을 구비할 수 있다. 이러한 유형의 트윈 스테이지의 세부 사항에 대해, 예를 들어 EP 1 197 801 A1이 참조되어야 한다.

레티클 홀더(8)는 또한 레티클 스테이지로 지칭된다. 웨이퍼 홀더(13)는 또한 웨이퍼 스테이지로 지칭된다. 이러한 경우에, 스테이지는 예를 들어 레티클(7), 웨이퍼(12) 또는 추후 상세히 기술될 측정 장치(16)와 같은 요소를 장착하기 위한, 즉 위치설정하기 위한 특히 변위가능한 장치를 지칭한다.

투영 노광 장치(1), 특히 방사선원(3), 조명 시스템(2), 투영 광학 유닛(9) 및 웨이퍼 홀더(13)는 배기가능한 챔버(29) 내에 배치된다.

방사선원(3)은 특히 EUV 방사선(14)을 방출하는 EUV 방사선원이다. EUV 방사선원(3)의 방출된 사용된 방사선의 파장은 5 nm 내지 30 nm의 범위 내에 있으며, 특히 13.5 nm이다. 리소그래피에 사용되는 그리고 그것에 적합한 광원이 이용가능한 다른 파장, 예를 들어 300 nm 미만의 파장을 갖는 DUV 방사선원 또는 200 nm 미만의, 특히 193 nm의 파장을 갖는 V-UV 방사선원도 또한 가능하다. 방사선원(3)은 플라즈마 소스, 예를 들어 GDPP 소스 또는 LPP 소스일 수 있다. 싱크로트론에 기반하는 방사선원도 또한 방사선원(3)으로서 사용될 수 있다. 당업자는 이러한 유형의 방사선원에 관한 정보를 예를 들어 US 6,859,515 B2에서 찾아볼 수 있다.

EUV 방사선(14)은 또한 조명 광 또는 이미지 형성 광으로 지칭된다.

집속기(15)가 EUV 방사선원(3)으로부터의 EUV 방사선(14)을 집속시키기 위해 제공된다.

조명 광학 유닛은 다수의 필드 면(field facet)(23)을 갖춘 필드 면 미러(field facet mirror)(17)를 포함한다. 필드 면 미러(17)는 물체 평면(6)에 대해 광학적으로 공액하는 조명 광학 유닛(4)의 평면 내에 배치된다. 조명 광(14)은 필드 면 미러(17)로부터 조명 광학 유닛(4)의 동공 면 미러(pupil facet mirror)(18)로 반사된다. 동공 면 미러(18)는 다수의 동공 면(pupil facet)(24)을 구비한다. 동공 면 미러(18)의 도움으로, 필드 면 미러(17)의 필드 면(23)이 물체 필드(5) 내로 이미지 형성된다. 필드 면 미러(17) 상의 각각의 필드 면(23)에 대해, 동공 면 미러(18) 상에 정확히 하나의 관련 동공 면(24)이 있다. 결과적으로, 각각 하나의 필드 면(23)과 하나의 동공 면(24) 사이에 광 채널이 형성된다. 적어도 하나의 면 미러(17, 18)의 면(23, 24)은 스위칭가능한 방식으로 구현될 수 있다. 그것들은 면 미러(17, 18) 상에 특히 틸팅가능한 방식으로 배치될 수 있다. 이러한 경우에, 단지 면(23, 24)의 일부분만을, 예를 들어 최대 30%, 최대 50% 또는 최대 70%만을 틸팅가능한 방식으로 구현하는 것이 가능하다. 또한 모든 면(23, 24)을 틸팅가능한 방식으로 구현하는 것이 준비될 수 있다. 스위칭가능한 면(23, 24)은 특히 필드 면(23)이다. 필드 면(23)의 틸팅에 의해, 각각의 동공 면(24)에 대한 그 할당과 따라서 광 채널의 형성이 달라질 수 있다. 틸팅가능한 면(23, 24)을 갖춘 면 미러(17, 18)의 추가의 세부 사항에 대해, DE 10 2008 009 600 A1이 참조되어야 한다.

또한, 조명 광학 유닛(4)은 이른바 미러(20, 21, 22)를 갖춘 전달 광학 유닛(19)을 포함한다. 전달 광학 유닛(19)의 마지막 미러(23)는 스침 입사(grazing incidence)를 위한 미러("스침 입사 미러")이다. 동공 면 미러(18)와 전달 광학 유닛(19)은 조명 광(14)을 물체 필드(5) 내로 전달하기 위한 후속 광학 유닛을 형성한다. 전달 광학 유닛(19)은 특히 동공 면 미러(18)가 투영 광학 유닛(9)의 입사 동공 내에 배치될 때 생략될 수 있다.

위치 관계의 보다 간단한 설명을 위해, 직교 xyz 좌표계가 도면에 도시된다. 이러한 경우에, z-축은 각각 투영 광학 유닛(9)의 광축(25)의 방향으로 연장된다. 명확함의 이유로, 광축(25)이 모든 도면에 도시되지는 않는다. 물체 평면(6)과 이미지 평면(11)은 각각의 경우에 광축(25)에 수직하게, 따라서 xy 평면에 평행하게 연장된다.

레티클 홀더(8)는 투영 노광 중, 레티클(7)이 y-방향에 평행하게 물체 평면(6) 내에서 변위 방향으로 변위될 수 있도록 제어된 방식으로 변위가능하다. 웨이퍼 홀더(13)는 상응하게 웨이퍼(12)가 y-방향에 평행하게 이미지 평면(11) 내에서 변위 방향으로 변위가능하도록 제어된 방식으로 변위가능하다. 그 결과, 레티클(7)과 웨이퍼(12)가 첫 번째로 물체 필드(5)를 통해 그리고 두 번째로 이미지 필드(10)를 통해 스캐닝될 수 있다. 변위 방향은 또한 스캐닝 방향으로 지칭된다. 스캐닝 방향으로의 레티클(7)과 웨이퍼(12)의 이동은 바람직하게는 서로 동시에 달성될 수 있다.

필드 면 미러(17)의 구성의 세부 사항에 대해, 예를 들어 DE 10 1007 041 004 A1, 특히 그것의 도 3이 참조된다.

투영 광학 유닛(9)은 도 1에 구체적으로 예시되지 않은 다수의 투영 미러(26)를 포함한다. 투영 광학 유닛(9)은 특히 적어도 3개의, 특히 적어도 4개의, 특히 적어도 5개의 투영 미러(26)를 포함한다. 그것은 특히 적어도 6개, 7개 또는 8개의 투영 미러(26)를 구비할 수 있다. 4개의 미러(26₁ 내지 26₄)를 구비하는 투영 광학 유닛(9)이 일례로서 도 2 내지 도 5와 도 8 내지 도 11에 예시된다. 이러한 경우에, 빔 경로 내의 마지막 거울은 이미지 형성 광(14)을 위한 통과 개구를 구비한다. 투영 미러(26)는 투영 노광 장치(1)의 대물렌즈(27)의 일부이다. 그것들은 특히 대물렌즈(27)의 광학 구성요소를 형성한다. 대물렌즈(27)는 도면에 예시되지 않은 다른 광학 구성요소, 예를 들어 필터 및/또는 다이아프램을 구비할 수 있다. 광학 구성요소는 대물렌즈 프레임(28)에 의해 유지된다. 대물렌즈 프레임(28)은 일반적으로 대물렌즈(27)의 광학 구성요소를 장착하기 위한 대물렌즈 마운트를 형성한다.

본 발명에 따르면, 측정 장치(16)를 유지시키기 위한 계측 스테이지(metrology stage)(30) - 일반적으로 위치설정 장치로 지칭되는 - 가 대물렌즈 프레임(28) 상에 배치된다. 특히, 복수의 측정 장치(16)가 계측 스테이지(30) 상에 배치될 수 있다. 계측 스테이지(30)는 대물렌즈 프레임(28)에 연결된다. 그것은 특히 대물렌즈 프레임(28)에 직접 연결된다. 계측 스테이지(30)는 특히 적어도 3개의 점에서 대물렌즈 프레임(28)에 연결된다. 연결의 유형은 대물렌즈 프레임(28)과 계측 스테이지(30)를 위해 사용되는 재료에 의존한다. 예를 들어, 대물렌즈 프레임(28)에 대한 계측 스테이지(30)의 연결을 위해 접착 결합, 스크류 연결, 납접, 레이저 용접 또는 전자 빔 용접이 가능하다. 비-자성 연결이 바람직하다.

계측 스테이지(30)는 대물렌즈 프레임(28)에 대해 변위가능하다. 그것은 측정 장치(16)를 변위시키기 위한 적어도 하나의 변위 자유도를 갖는다. 그것은 광축(25)에 대해 특히 횡방향으로, 특히 수직하게 변위가능하다. 따라서, 그것은 대물렌즈(27) 내의 이미지 형성 광(14)의 빔 경로 내의 측정 위치로 이동될 수 있다. 그것은 마찬가지로 이미지 형성 광(14)의 빔 경로 밖으로 이동될 수 있다. 그것은 특히 그것이 완전히 대물렌즈(27) 내의 이미지 형성 광(14)의 빔 경로 밖에 위치되는 파킹 위치(parking position)로 변위될 수 있다. 그것은 특히 빔 경로의 특정 에지 영역에 표적화된 방식으로 배치될 수 있다. 그것은 특히 웨이퍼(12)의 노광을 위해 사용되지 않는 에지 영역에 배치될 수 있다. 이러한 경우에, 대물렌즈(27)가 광축(25)에 수직한 방향으로 이미지 평면(11)의 레벨에서 노광되도록 이미지 필드(10)를 넘어 돌출되는 최대 필드 크기를 갖는다는 사실을 활용할 수 있다. 이미지 필드(10)를 넘어 돌출되는 에지 영역은 웨이퍼(12)의 노광을 위해 사용되지 않는다.

광축(25)에 대한 횡방향으로의 계측 스테이지(30)의 변위도는 특히 적어도 1 mm, 특히 적어도 1 cm, 특히 적어도 5 cm일 수 있다.

계측 스테이지(30)는 측정 장치(16)를 광축(25)에 대해 횡방향으로, 특히 수직하게 변위시키기 위한 xy-조절기(34)를 포함한다. 또한, 계측 스테이지(30)는 측정 장치(16)를 광축(25)의 방향으로 변위시키기 위한 z-조절기(31)를 구비할 수 있다. 따라서, 측정 장치(16)는 계측 스테이지(30)에 의해 투영 광학 유닛(9)의 광축(25)의 방향으로 변위가능하다. 그 결과, 측정 장치(16)를 동공 부근에, 특히 동공 평면의 영역에, 또는 필드 부근에, 특히 이미지 평면(11) 또는 중간 이미지 평면의 영역에 배치하는 것이 가능하다. 이러한 경우에, 동공 부근의 측정 장치(16)의 배치는 다음의 조건이 충족되는 배치를 의미하는 것으로 이해되어야 한다:

P(16) = D(SA)/(D(SA) + D(CR)) > 0.5, 특히 P(16) > 0.7.

이러한 경우에, D(SA)는 측정 장치(16)의 위치에서 물체 필드로부터 출사하는 빔의 부구경 직경(subaperture diameter)이고, D(CR)은 측정 장치(16)의 영역에서 광학 시스템의 기준면 내에서 측정되는 유효 물체 필드의 주 광선의 최대 거리이다. 기준면은 광학 시스템의 대칭면 또는 자오면일 수 있다. 파라미터 P(16)의 정의는 WO 2009/024164 A1에서 지시되는 것과 일치한다. 필드 평면 내에서는, P(16) = 0이 적용된다. 동공 평면 내에서는, P(16) = 1이 적용된다. 필드 부근의 측정 장치(16)의 배치는 P(16) < 0.5, 특히 P(16) < 0.3인 배치를 의미하는 것으로 이해되어야 한다.

계측 스테이지(30)는 계측 장치(16)를 대물렌즈(27)의 빔 경로의 방향으로 투영 미러(26)가 배치되는 범위 밖에 배치하도록 구성될 수 있다. 특히, 계측 스테이지(30)는 측정 장치(16)를 대물렌즈(27)의 빔 경로의 방향으로 마지막 투영 미러(26) 뒤에, 즉 마지막 투영 미러(26)와 웨이퍼 스테이지(13) 사이에 배치하도록 구성될 수 있다. 따라서, 측정 장치(16)는 빔 경로의 방향으로 대물렌즈(27) 밖에 배치되는 것으로 간주될 수 있다.

계측 스테이지(30)는 또한 회전 베어링(32)을 구비할 수 있다. 회전 베어링(32)의 도움으로, 측정 장치(16)는 회전축(33)을 중심으로 회전가능하다. 회전축(33)은 특히 광축(25)에 평행하다. 측정 장치(16)의 회전을 가능하게 하는 회전 베어링(32)은 또한 이동 보정에 더하여 회전 보정을 가능하게 한다. 이는 제르니케 필드 오프셋(Zernike field offset)을 결정하는 것을 가능하게 한다. 또한, 이에 의해 보정 방법의 더욱 우수한 조절, 즉 더욱 높은 정확도가 달성된다.

xy-조절기(34), z-조절기(31) 및 회전 베어링(32)은 계측 스테이지(30), 특히 측정 장치(16)를 변위시키기 위한 구동 장치(35)의 부품이다. 구동 장치(35)는 특히 진공-호환성 구동 장치이다. 또한, 구동 장치(35)는 바람직하게는 자기장과의 상호작용이 없다. 결과적으로, 구동 장치(35)는 특히 외부 자기장 또는 그 변화에 반응하지 않는다. 역으로, 구동 장치(35)는 자기장을 발생시키지 않는다. 결과적으로, 구동 장치(35)는 특히 웨이퍼 홀더(13)의 부품과의, 특히 그 구동장치와의 상호작용이 없다.

구동 장치(35)는 특히 하나의 또는 복수의 피에조-구동 장치(piezo-drive)(58)를 포함한다. 구동 장치(35), 특히 피에조-구동 장치(58)는 특히 매우 높은 분해능에 의해 구별된다. 최대 30 pm의 분해능이 달성될 수 있다. 또한, 구동 장치(35)에 의해 최대 600 N의 유지력이 발생될 수 있다. 구동 장치(35)는 원칙적으로 무한 길이의 작동 거리를 제공한다.

예를 들어 도 17에 예시된 바와 같이, z-조절기(31)는 3개의 피에조-구동 장치(58)를 구비할 수 있다. z-조절기(31)의 3개의 피에조-구동 장치(58)에 의해, 측정 장치(16)가 배치되는 평면이 명확하게 한정될 수 있다. 원칙적으로, 단일 피에조-구동 장치(58)를 갖춘 z-조절기(31)를 형성하는 것도 또한 가능하다. xy-조절기(34)는 바람직하게는 2개의 피에조-구동 장치(58)를 포함한다. 이러한 경우에, 특히, 피에조-구동 장치(58) 중 하나가 계측 스테이지(30)를 x-방향으로 조절하는 역할을 할 수 있다. 다른 하나의 피에조-구동 장치(58)는 특히 계측 스테이지(30)를 y-방향으로 조절하는 역할을 한다.

회전 베어링(32)도 또한 피에조-구동 장치(58)를 구비할 수 있다. 회전 베어링(32)의 피에조-구동 장치(58)의 도움으로, 특히 측정 장치(16)가 그것 상에 배치되는 회전 테이블(59)이 회전축(33)을 중심으로 회전가능하다.

계측 스테이지(30)를 대물렌즈(27) 상에 배치함으로써, 상기 스테이지가 의도된 사용을 위해 최적화될 수 있다. 계측 스테이지(30)를 웨이퍼 홀더(13)로부터 분리시키는 것은 특히 측정 장치(16)의 변위 중 높은 스캐닝 속도를 회피하는 것을 가능하게 한다. 또한, 보정을 위한 회전 자유도를 실현하는 것이 가능하다. 또한, 측정 장치(16)의 배치의 매우 높은 강성과 따라서 특히 높은 안정성을 달성하는 것이 가능하다. 이는 특히 이른바 "가시선(line of sight)"(LOS) 측정에 유리하다. 마지막으로, 계측 스테이지(30)를 대물렌즈(27) 상에 배치하는 것은 대물렌즈(27)의 측정 중 오류 영향을 감소시킨다.

대물렌즈(27)는 또한 그것을 보정하기 위한 액추에이터(36)를 구비할 수 있다. 액추에이터(36)는 적어도 하나의 측정 장치(16)에 특히 데이터-전송 방식으로 연결된다. 따라서, 대물렌즈(27)는 피드백을 갖는다.

측정 장치(16)의 세부 사항에 관하여, 예를 들어 US 2011/001 3171 A1이 참조되어야 한다.

측정 장치(16)를 갖춘 계측 스테이지(30)는 투영 노광 장치(1)의 적어도 하나의 구성요소를 특징짓기 위한 측정 시스템(37)의 일부이다. 측정 시스템(37)은 또한 측정 방사선을 발생시키기 위한 적어도 하나의 측정 방사선원(38)을 포함한다. 도 2, 도 3, 도 6 및 도 7에 예시된 실시예에서, 측정 방사선원(38)은 투영 노광 장치(1)의 조명 시스템(2)의 방사선원(3)과 동일하다. 이들 예시적인 실시예에서, EUV 방사선(14)은 레티클(7)을 웨이퍼(12) 상으로, 즉 물체 필드(5)를 이미지 필드(10) 내로 투영하기 위한 역할과 측정 방사선(39)의 역할을 한다. 따라서, 이들 예시적인 실시예에서, 측정 방사선(39)은 조명 광과 동일한 파장을 갖는다.

측정 시스템(37)은 또한 특수한 측정 레티클(40)을 포함한다. 도 2에 예시된 바와 같이, 측정 레티클(40)은 또한 측정 레티클 스테이지로 지칭되는 별개의 측정 레티클 마운트(41) 상에 배치될 수 있다. 측정 레티클(40)은 특히 물체 평면(6) 내에 배치된다. 측정 레티클 마운트(41)는 바람직하게는 레티클 홀더(8)와 관계없이 변위가능하다. 그것은 광축(25)에 대해 특히 횡방향으로, 특히 수직하게 변위가능하다. 그것은 또한 광축(25)에 평행한 축을 중심으로 회전가능할 수 있다. 원칙적으로, 그것은 또한 광축(25)의 방향으로 변위가능할 수 있다.

측정 레티클(40)의 상이한 실시예가 일례로서 도 15a 및 도 15b에 예시된다. 측정 레티클(40)은 특히 크롬 마스크로서 구현될 수 있다. 그것은 격자 구조체(60) 및/또는 링 구조체(56)를 구비할 수 있다. 세부 사항에 대해, 예를 들어 US 7333216 B2가 참조되어야 한다. 측정 레티클(40)은 측정 레티클 마운트(41)에 의해 변위가능하다. 그것은 특히 광축(25)에 수직한 방향으로, 즉 특히 물체 평면(6) 내에서 변위가능하다. 그것은 특히 또한 광축(25)에 평행한 축을 중심으로 회전가능할 수 있다.

측정 레티클(40)은 레티클(7)과 교대로 투영 노광 장치(1)의 빔 경로 내로 도입될 수 있다. 그에 대한 대안으로서, 측정 레티클(40)은 레티클(7)과 병행하여, 즉 동시에 측정 방사선(39)으로 조명될 수 있다.

측정 레티클(40) 및/또는 계측 스테이지(30)의 회전성은 특히 파면(Z2, Z3)의 왜곡 성분을 결정하기 위한 제공된 측정 기술, 예를 들어 파면 측정 기술 및/또는 미광 측정 기술의 보정에 유리하다. 이러한 경우에, 측정 레티클(40)은 보정 중 상이한 보정 위치에서 측정된다. 이들 위치는 물체 평면(6) 내에서의 측정 레티클(40)의 그리고/또는 이미지 평면(11) 내에서의 측정 장치(16)의 병진 및/또는 회전 면에서 상이하다. 예를 들어, 서로에 대해 각각 90°만큼 회전되는 측정 레티클(40)의 4개의 위치가 보정을 위해 가능하다. 특히, 측정 장치(16)에 대한 측정 레티클(40)의 상대 배치가 보정을 위해 변경된다. 측정 레티클(40)과 측정 장치(16)가 이어서 특히 서로에 대해 회전된다.

도 2에 따른 것과 실질적으로 대응하는 도 3에 따른 실시예에서, 측정 레티클(40)은 레티클(7)과 마찬가지로 레티클 홀더(8) 상에 배치된다. 별개의 측정 레티클 마운트(41)가 생략될 수 있다. 이러한 경우에, 측정 레티클(40)은 레티클(7)과 함께 변위가능할 수 있다. 그것은 또한 특히 레티클(7)에 대해 고정 방식으로 배치될 수 있다.

도 4에 따른 예시적인 실시예에서, 방사선원(3)과 상이한 별개의 측정 방사선원(38)이 제공된다. 이러한 경우에, 예를 들어 발광 다이오드(LED)가 측정 방사선원(38)의 역할을 한다. 측정 방사선원(38)은 또한 다수의 LED를 구비할 수 있다. 이러한 경우에, LED는 특히 하나의 또는 복수의 행 및/또는 열로 배치된다. 그것들은 모두 동일한 파장을 갖는 측정 방사선(39)을 방출할 수 있다. 그것들은 또한 상이한 파장을 갖는 측정 방사선(39)을 방출할 수 있다.

측정 방사선원(38)으로부터의 측정 방사선(39)은 이미지 형성 광학 유닛(42)에 의해 측정 레티클(40) 상으로 지향된다. 이미지 형성 광학 유닛(42)은 특히 확산 장치(43), 예를 들어 확산 스크린 또는 확산 로드를 포함할 수 있다. 이러한 예시적인 실시예에서, 측정 방사선원(38)은 배기가능한 챔버(29) 밖에 배치될 수 있다. 그것은 방사선을 특히 진공-기밀(vacuum-tight) 윈도우(44)를 통해 배기가능한 챔버(29) 내로 보낼 수 있다. 원칙적으로, 측정 방사선원(38)은 이미지 형성 광학 유닛(42)과 함께 또한 배기가능한 챔버(29) 내에 배치될 수 있다.

이미지 형성 광학 유닛(42)은 또한 측정 방사선원(38), 특히 LED 또는 LED들로부터의 측정 방사선(39)을 측정 레티클(40)로 전달하기 위한 섬유, 특히 광섬유 형태의 광 도파관을 구비할 수 있다. 별개의 이미지 형성 광학 유닛(42)에 의해, 특히 광섬유 유닛에 의해, 특정한 원하는 개구수를 갖는 측정 방사선을 측정 레티클(40) 상으로 간단한 방식으로 안내하는 것이 가능하다.

측정 방사선(39)은 조명 방사선(14)의 그것과 상이할 수 있는 파장 범위 내에 있다. 측정 방사선(39)의 파장은 특히 가시 범위 내에 있을 수 있다. 측정 방사선(39)은 특히 웨이퍼(12)의 코팅이 둔감한 파장 범위 내에 있다. 이에 의해, 측정 방사선(39), 특히 그 산란이 웨이퍼(12)의 노광에 원하지 않는 영향을 미치지 않는 것이 보장될 수 있다.

측정 방사선원(38)은 또한 특히 유리하게는 측정 레티클 마운트(41) 내에 통합될 수 있다. 측정 방사선(39)을 발생시키기 위한 측정 방사선원(38)과 그 배치의 세부 사항에 대해, 예를 들어 DE 10 2010 038 697.9가 참조되어야 한다.

별개의 측정 방사선원(38)을 포함하는 실시예에서, 측정 방사선(39)은 조명 광(14)과 관계없이 중단될 수 있다. 역으로, 조명 광(14)이 측정 방사선(39)과 관계없이 중단되는 것도 물론 가능하다. 이에 의해 방사선원(3)이 절약될 수 있다(conserved).

그 설명이 참조되는 도 4에 따른 그것과 실질적으로 일치하는 도 5에 예시된 실시예에서, 측정 레티클(40)은 레티클 홀더(8)와 별개의 측정 레티클 마운트(41) 상에 배치된다. 이러한 예시적인 실시예에서, 측정 레티클 마운트(41)는 대물렌즈(27) 상에, 특히 대물렌즈 프레임(28) 상에 배치되고, 특히 그것에 연결된다. 계측 스테이지(30)에 따르면, 이러한 경우에, 측정 레티클 마운트(41)는 또한 xy-조절기(45) 및 유리하게는 또한 z-조절기(46) 및/또는 회전 베어링(47)을 포함한다. xy-조절기(45), z-조절기(46) 및 회전 베어링(47)은 이번에도 구동 장치(48)의 부품이다. 이에 관한 세부 사항에 대해, 계측 스테이지(30)의 구동 장치(35)의 설명이 참조되어야 한다.

이러한 예시적인 실시예에서, 측정 시스템(37)은 편향 미러(49)를 포함한다. 편향 미러(49)는 계측 스테이지(30)에 고정되게 또는 조절가능하게 연결된다. 그것은 또한 대물렌즈(27) 상에, 특히 대물렌즈 프레임(28) 상에 직접 배치될 수 있다.

도 6 및 도 7에 예시된 바와 같이, 대물렌즈(27) 상에의 계측 스테이지(30)의 배치는 또한 이른바 액침 스캐너(immersion scanner)의 경우에 제공될 수 있다. 후자는 특히 VUV 범위 내의, 특히 193 nm의 파장의 조명 광(14)을 발생시키는 방사선원(3)을 포함한다. 상이한 파장 범위로부터의 조명 광(14)도 마찬가지로 가능하다. 침액(50)이 투영 광학 유닛(9)의 대물렌즈(27)와 노광될 웨이퍼(12) 사이에 배치된다. 예를 들어 물이 침액의 역할을 한다.

계측 스테이지(30)는 적어도 부분적으로 침액(50) 밖에 배치될 수 있다. 측정 장치(16)는 침액(50) 내에 또는 침액(50)과의 계면에 배치되는 검출기(51)를 포함한다. 이러한 경우에 특히 양자 변환기(quantum converter)가 포함될 수 있다.

이들 실시예는 배기가능한 챔버(29)를 구비하지 않는다. 도 6에 예시된 바와 같이, 측정 레티클(40)은 레티클(7)과 함께 레티클 홀더(8) 상에 배치될 수 있다. 그에 대한 대안으로서, 도 7에 예시된 바와 같이, 측정 레티클(40)을 별개의 측정 레티클 마운트(41)에 의해 빔 경로 내로 도입하는 것도 마찬가지로 가능하다. 측정 레티클 마운트(41)는 대물렌즈(27) 상에, 특히 대물렌즈 프레임(28) 상에 배치될 수 있다.

도 8 내지 도 11에 예시된 실시예에 따르면, 위치설정 장치, 특히 계측 스테이지(30)는 보정 중량체(52)를 포함한다. 보정 중량체(52)는 계측 스테이지(30) 및/또는 대물렌즈(27), 특히 대물렌즈 프레임(28)에 작용하는 가변력을 보정하는 역할을 한다. 계측 스테이지(30) 및 대물렌즈(27), 특히 대물렌즈 프레임(28)에 작용하는 레버리지(leverage)는 특히 계측 스테이지(30)의 변위와 그것 상의 측정 장치(16)의 배치에 의존한다.

보정 중량체(52)는 특히 각각의 측정 장치(16)에 대해 변위가능한 평형추로서 구현된다. 그것은 특히 측정 장치(16)를 갖춘 계측 스테이지(30)의 중량 분포를 회전축(33)에 대해 평형시키는 역할을 한다. 보정 중량체(52)에 의해, 특히, 측정 장치(16)를 갖춘 계측 스테이지(30)가 무게 중심을 갖되, 회전축(33)이 이러한 무게 중심을 통해 연장되도록 그 위치가 정확하게 조절되는 무게 중심을 갖는 것이 보장될 수 있다.

도 8에 예시된 실시예에서, 보정 중량체(52)는 계측 스테이지(30) 내에 통합된다. 도 9 및 도 10에 예시된 실시예에서, 보정 중량체(52)는 계측 스테이지(30) 상에 별도로 배치된다. 그것은 특히 회전축(33)에 대해 계측 스테이지(30)의 변위에 대하여 동일하게 그리고 반대로 변위가능하다. 그것은 측정 장치(16)에 대해 계측 스테이지(30)의 대향측에 또는 측정 장치(16)의 동일측에서 계측 스테이지(30)에 인접하게 배치될 수 있다.

보정 중량체(52)의 변위성을 명확하게 하기 위해, 도 9 내지 도 11은 각각의 경우에 실선을 사용하여 그리고 점선 방식으로 계측 스테이지(30) 및 보정 중량체(52)의 두 상이한 위치를 예시한다.

도 11에 예시된 실시예에서, 보정 중량체(52)는 광축(25)의 방향으로 계측 스테이지(30)에 대해 대물렌즈(27)의 대향측에 배치된다. 이는 특히 광축(25)에 대해 횡방향으로 대물렌즈(27)에 작용하는 힘의 보정에 유리하다.

측정 장치(16)는 각각의 경우에 하나의 또는 복수의 격자(53) 및/또는 다이아프램(54)을 구비할 수 있다. 격자 또는 격자들(53) 및/또는 다이아프램 또는 다이아프램들(54)은 특히 측정 레티클(40)의 구조에 맞추어진다.

또한, 측정 장치(16)는 각각의 경우에 전자기 방사선의 공간 분해 검출을 위한 센서 장치(55), 특히 CCD 카메라를 포함한다. 센서 장치(55)는 광축(25)의 방향으로 격자(53) 및/또는 다이아프램(54)으로부터 거리를 두고 배치된다.

바람직하게는, 센서 장치(55)와 격자(53) 사이의 거리는 요구되는 대로 달라질 수 있다. 예를 들어, 도 12에 예시된 바와 같이, 격자(53)와 센서 장치(55) 사이의 큰 거리가 단일 측정 채널에 의한 연속 측정에 유리할 수 있는 반면, 일례로서 도 13에 예시된 바와 같이, 격자(53)와 센서 장치(55) 사이의 작은 거리가 서로 나란히 배치되는 다수의 측정 채널에 의한 병행 측정에 유리하다. 격자(53)와 센서 장치(55) 사이의 거리의 선택은 특히 대물렌즈(27)의 개구수 및/또는 측정 레티클(40)의 구조의 세부 사항에 의존한다. 거리는 특히 100 마이크로미터 내지 10 센티미터의 범위 내에 있다. 이러한 경우에, 격자(53)와 센서 장치(55) 사이의 거리는 특히 적어도 격자(53)에 의해 생성되는 회절 패턴의 제1 최대값들이 센서 장치(55)의 영역에서 중첩되지 않도록 선택된다. 이러한 경우에 특히 수차(Z5 내지 Z81)의 측정을 위해 연속 측정이 제공된다. 이러한 경우에 특히 수차(Z2 내지 Z36)의 측정을 위해 병행 측정이 제공된다.

하나의 측정 채널과 격자와 카메라 사이의 큰 거리를 포함하는 실시예가 동공의 확대된 이미지 형성과 따라서 또한 고차 제르니케, 특히 Z5 내지 Z81의 정확한 결정을 가능하게 하는 반면, 도 13에 예시된 바와 같이, 서로 나란히 배치되는 다수의 측정 채널의 병행 측정은 전체 이미지 필드(10)에 걸쳐 파면을 측정하는 것과 따라서 왜곡 및 이미지 쉘(image shell)을 결정하는 것을 가능하게 한다. 원칙적으로, 격자와 카메라 사이의 상이한 거리를 갖는 측정 장치(16)를 단일 계측 스테이지(30) 상에 배치하는 것이 가능하다. 도 12 및 도 13에 일례로서 예시된 측정 시스템(37)은 특히 본 발명에 따른 계측 스테이지(30)에 의해 단일 측정 시스템(37) 내에 통합될 수 있다.

투영 노광 장치(1), 특히 대물렌즈(27)의 적어도 하나의 구성요소를 특징짓기 위해, 계측 스테이지(30)가 측정 방사선(39)의 빔 경로 내로, 특히 조명된 필드 내로 이동된다. 그것은 특히 웨이퍼 홀더(13)와 관계없이 이동된다. 그것은 특히 웨이퍼 홀더(13)보다 상당히 느리게 이동될 수 있다. 이에 의해 측정 장치(16)의 손상이 회피될 수 있다.

동공 투과 측정을 위해, 측정 장치(16)가 계측 스테이지(30)에 의해 동공 부근에 배치될 수 있다. 동공은 이어서 계측 스테이지(30)에 의해 측정 데이터를 기록하기 위해 횡단, 즉 스캐닝될 수 있다.

조명 광(14)에 의한 웨이퍼(12)의 노광을 위해, 측정 장치(16)가 광축(25)에 대해 측방향으로, 즉 횡방향으로 투영 광학 유닛(9)의 빔 경로 밖으로 이동될 수 있다. 그에 대한 대안으로서, 측정 장치(16)가 특히 레티클(7)을 웨이퍼(12) 상으로 이미지 형성하기 위해 사용되지 않는 노광된 필드의 에지 영역에 배치될 수 있다. 이러한 경우에, 대물렌즈(27)의 특징화가 웨이퍼(12)의 노광과 병행하여, 즉 동시에 수행될 수 있다. 이러한 경우에, 유리하게는 웨이퍼(12)의 코팅이 둔감한 파장을 갖는 측정 방사선(39)을 발생시키기 위한 별개의 측정 방사선원(38)이 제공될 수 있다. 병행하는 대물렌즈(27)의 특징화와 웨이퍼(12)의 조명을 위해, 계측 스테이지(30)의 도움으로, 특히 대물렌즈(27)의 이미지 필드가 구조에 의해 지배되는 방식으로 웨이퍼(12) 상에 이미지 형성되는 이미지 필드(10)보다 약간 크다는 사실을 활용할 수 있다. 이러한 에지 영역의 방사선(14)은 웨이퍼(12) 상으로의 레티클(7)의 이미지 형성을 저해함이 없이 대물렌즈(27)를 특징짓기 위해 사용될 수 있다.

대물렌즈(27)의 특징화가 웨이퍼(12)의 노광과 병행하여, 즉 동시에 수행될 수 있기 때문에, 대물렌즈(27)를 특징짓기 위해 웨이퍼(12)의 노광이 중단될 필요가 없다. 상이한 웨이퍼(12)의 노광 사이에, 내부 필드 영역에서, 특히 이미지 필드(11)에서 측정을 수행하는 것도 또한 가능하다.

대물렌즈(27) 상에의 계측 스테이지(30)의 배치로 인해, 대물렌즈(27)를 특징짓기 위해 필드 에지에서 보다 큰 영역을 사용하는 것이 가능한데, 왜냐하면 고려되어야 할 안전 공차 형태의 조절 파라미터가 보다 적기 때문이다. 보다 큰 사용가능 영역으로 인해, 더욱 상이한 측정 기술, 예를 들어 또한 보다 큰 구조를 갖는 파면 측정을 실현하는 것이 가능하다.

미광(stray light) 계측에 관련되는 응용에 대해, 측정 레티클 마운트(41)에 의한 계측 스테이지(30) 및/또는 측정 레티클(40)의 회전성이 특히 유리하다. 계측 스테이지(30)에 의한 측정 장치(16) 및/또는 측정 레티클 마운트(41)를 갖춘 측정 레티클(40)의 회전으로 인해, 측정불가한, 이른바 "금지된(forbidden)" 공간 주파수를 회피하는 것이 가능하다.

산란 범위 Δx에 대한 미광 세기 I의 의존성이 일례로서 도 14에 예시된다. 대략 10 ㎛의 범위 이하에서, 이른바 짧은-범위 플레어(short-range flare)를 측정하기 위한 파면 측정 기술이 활용된다. 대략 10 ㎛의 범위 이상에서, 이른바 중간-범위 플레어(mid-range flare)를 측정하기 위해 미광 세기를 측정하기 위한 기술이 활용된다.

계측 스테이지(30)는 이른바 짧은-범위 플레어 및 중간-범위 플레어의 영역에서 미광 측정을 동시에 수행하는 것을 가능하게 한다. 특히, 미광 범위 내에서 무결절 전이(seamless transition)를 갖는 파면 측정 기술과 미광 기술이 가능하다. 이를 위해, 파면을 위한 그리고 또한 미광 측정 기술을 위한 구조체가 측정 레티클(40) 상에 제공되고, 상응하는 구조체가 또한 측정 장치(16)에 제공된다. 또한, 이를 위해 측정 장치(16)는 대물렌즈(27)의 개구수에 의해 나누어지는 측정 파장에 대한 측정될 미광 범위의 비율의 크기의 적어도 2배인 분해능을 갖는다.

투영 노광 장치(1)의 적어도 하나의 구성요소의 특징화의 예시적인 일례로서, 이하에서 본 발명에 따른 측정 시스템(37)의 도움으로 수행되는 동공-분해 미광 측정에 대한 설명이 제공된다. 이러한 경우에, 미광은 이상화된 완벽한 대물렌즈(27)의 빔 경로로부터 이탈하는 조명 광(14) 및/또는 측정 방사선(39)의 부분을 의미하는 것으로 이해되어야 한다. 이러한 경우에, 미광 범위는 광축(25)에 수직한 방향으로의 이러한 이탈의 척도이다.

이러한 응용에서, 측정 레티클(40)은 도 15b에 따른 링 구조체를 구비한다. 그것은 특히 측정 방사선(39)을 위한 출력 영역을 형성하는 복수의 링 구조체(56)를 구비한다. 이러한 경우에 링 구조체(56)는 상이한 직경을 갖는다.

미광을 검출하기 위해, 도 16b에 일례로서 예시되는 그리고 하나의 또는 복수의 핀홀(57)을 구비하는 다이아프램(54)이 동공 부근에 배치된다. 다이아프램(54)의 핀홀(57)의 수는 바람직하게는 측정 레티클(40)의 링 구조체(56)의 수와 정확히 일치한다. 핀홀(57)은 그 실시예 면에서, 특히 그 크기 면에서 측정 레티클의 링 구조체(56)의 실시예, 특히 크기에 맞추어진다. 다이아프램(54)은 특히 필드 평면의 영역 내에 배치된다. 측정 방사선(39)은 CCD 카메라 또는 어떤 다른 공간 분해 검출기에 의해 검출된다. 이러한 경우에, 검출은 동공-분해 방식으로 매우 근사하게 달성된다. 동공 내에서의 미광 범위가 작고, 따라서 산란이 매우 근사하게 동공-유지성이기 때문에, 이러한 측정 방법은 동공이 조명 상태에서 상응하게 형상화될 필요 없이 미광을 동공 평면 내의 위치의 함수로서 결정하는 것을 가능하게 한다. 결과적으로, 완전히 충전된 동공에 의해, 임의의 원하는 조명 세팅에서 미광을 매우 근사하게 측정하고 결정하는 것이 가능하다.

본 발명에 따른 측정 시스템(27)에 의해, 예를 들어 투영 미러(26)의 오염 및/또는 변형으로 인한, 특히 열 효과로 인한 투영 노광 장치(1), 특히 투영 광학 유닛(9)의 화질의 감소를 검출하고 인식하는 것이 가능하다.

상이한 도면에 예시된 실시예의 세부 사항, 특히 측정 레티클(40)의 배치, 측정 방사선원(38)의 실시예 및 보정 중량체(52)의 배치는 당연히 서로 임의의 원하는 방식으로 조합될 수 있다.

Claims

투영 노광 장치(1)의 적어도 하나의 구성요소를 특징짓기 위한 측정 시스템(37)이며,
a. 광학 파라미터를 측정하기 위한 적어도 하나의 측정 장치(16); 및
b. 적어도 하나의 측정 장치(16)를 위치시키기 위한 위치설정 장치(30)
를 포함하고,
c. 위치설정 장치(30)는 투영 노광 장치(1)의 대물렌즈(27)에 변위가능한 방식으로 연결되는 측정 시스템(37).
투영 노광 장치(1)를 위한 대물렌즈(27)이며,
a. 적어도 하나의 광학 구성요소(26);
b. 적어도 하나의 광학 구성요소(26)를 장착하기 위한 대물렌즈 마운트(28); 및
c. 적어도 하나의 측정 장치(16)를 유지시키기 위한 위치설정 장치(30)
를 포함하고,
d. 위치설정 장치(30)는 대물렌즈 마운트(28)에 연결되며,
e. 위치설정 장치(30)는 측정 장치(16)를 변위시키기 위한 적어도 하나의 변위 자유도를 갖는 대물렌즈(27).
제2항에 있어서,
적어도 하나의 측정 장치(16)는 대물렌즈(27)의 빔 경로의 방향으로 마지막 광학 구성요소(26) 뒤에 배치되는 것을 특징으로 하는 대물렌즈(27).
제2항 또는 제3항에 있어서,
위치설정 장치(30)는 적어도 하나의 측정 장치(16)가 대물렌즈(27)의 빔 경로 내의 적어도 하나의 측정 위치와 대물렌즈(27)의 빔 경로에 완전히 밖에 배치되는 파킹 위치 사이에서 변위가능하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 대물렌즈(27).
제2항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
대물렌즈(27)를 보정하기 위한 액추에이터(36)를 특징으로 하며, 상기 액추에이터(36)는 데이터-전송 방식으로 적어도 하나의 측정 장치(16)에 연결될 수 있는 것을 특징으로 하는 대물렌즈(27).
제2항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
위치설정 장치(30)는 자기장과의 상호작용이 없는 것을 특징으로 하는 대물렌즈(27).
제2항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
진공 챔버(29) 내에의 배치를 특징으로 하는 대물렌즈(27).
제2항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
위치설정 장치(30) 및/또는 대물렌즈(27)에 작용하는 가변력을 보정하기 위한 적어도 하나의 변위가능한 평형추(52)를 특징으로 하는 대물렌즈(27).
물체 필드(5)를 이미지 필드(10) 내로 투영하기 위한 투영 광학 유닛(9)이며,
a. 제2항 내지 제8항 중 어느 한 항에 따른 대물렌즈(27)
를 포함하는 투영 광학 유닛(9).
투영 노광 장치(1)이며,
a. 조명 시스템(2); 및
b. 제9항에 따른 투영 광학 유닛(9)
을 포함하는 투영 노광 장치(1).
제10항에 있어서,
변위가능한 웨이퍼 홀더(13)를 포함하고, 적어도 하나의 측정 장치(16)를 위치시키기 위한 위치설정 장치(30)는 웨이퍼 홀더(13)와 관계없이 변위가능한 것을 특징으로 하는 투영 노광 장치(1).
투영 노광 장치(1)의 적어도 하나의 구성요소를 특징짓기 위한 방법이며,
- 제10항 또는 제11항에 따른 투영 노광 장치(1)를 제공하는 단계;
- 위치설정 장치(30)에 의해 대물렌즈(27)에 대해 위치되는 적어도 하나의 측정 장치(16)를 제공하는 단계;
- 적어도 하나의 측정 장치(16)에 의해 투영 노광 장치(1)의 적어도 하나의 구성요소를 특징짓기 위한 적어도 하나의 파라미터를 측정하는 단계
를 포함하는 방법.
제12항에 있어서,
적어도 하나의 파라미터를 측정하는 단계는 웨이퍼(12)의 노광과 동시에 수행되는 것을 특징으로 하는 방법.
미세구조화된 구성요소를 제조하기 위한 방법이며,
- 제10항 또는 제11항에 따른 투영 노광 장치(1)를 제공하는 단계;
- 레티클(7)을 제공하는 단계;
- 조명 광(14)에 감광성인 코팅을 구비하는 웨이퍼(12)를 제공하는 단계;
- 투영 노광 장치(1)의 도움으로 레티클(7)의 적어도 하나의 섹션을 웨이퍼(12) 상으로 투영하는 단계;
- 웨이퍼(12) 상의 노광된 코팅을 현상하는 단계
를 포함하는 방법.
제14항에 따른 방법에 따라 제조되는 미세구조화된 구성요소.