KR20180115742A

KR20180115742A - 구조체를 측정하는 방법, 검사 장치, 리소그래피 시스템 및 디바이스 제조 방법

Info

Publication number: KR20180115742A
Application number: KR1020187026905A
Authority: KR
Inventors: 페트릭 워나르; 사이먼 필립 스펜서 헤이스팅스; 코스타 아사프라오 알베르토 다; 루카츠 저지 마치트
Original assignee: 에이에스엠엘 네델란즈 비.브이.
Priority date: 2016-02-26
Filing date: 2017-02-08
Publication date: 2018-10-23
Also published as: US10466594B2; IL260940B; US11022892B2; US20170248852A1; US20200064744A1; CN108700829B; CN108700829A; TW201921165A; JP2019509629A; TWI706228B; KR102188711B1; TWI649636B; WO2017144270A1; TW201741777A; JP6703612B2

Abstract

검사 장치(140)는 리소그래피 프로세스에 의해 기판 상에 형성된 타겟 구조체(T)의 비대칭 또는 다른 특성을 측정한다. 조명 조건의 주어진 세트에 대하여, 상기 측정치의 정확도는 상기 기판에 걸친 프로세스 변동 및/또는 기판들 사이의 프로세스 변동에 의해 크게 영향받는다. 이러한 장치는 상기 조명 조건의 두 개 이상의 변형물(p1-, p1, p1+; λ1-, λ1, λ1+) 하에서 복수 개의 구조체에 의해 산란된 방사선을 집광하도록 구성된다. 처리 시스템(PU)은 상기 구조체 중 상이한 구조체들에 대한 상기 변형물의 상이한 선택 또는 조합 하에서 집광된 방사선을 사용하여 상기 특성의 측정치를 유도하도록 구현된다. 변형물은 예를 들어, 파장, 또는 각도 분포, 또는 조명 조건의 임의의 특성에 대한 것일 수 있다. 변형물의 선택 및/또는 조합은 상이한 변형물에서 관찰되는 신호 품질(302, Q, A)에 대해서 이루어진다.

Description

구조체를 측정하는 방법, 검사 장치, 리소그래피 시스템 및 디바이스 제조 방법

관련 출원에 대한 상호 참조

본 출원은 2016 년 2 월 26 일에 출원되고 그 전체 내용이 원용되어 본원에 통합되는 EP 출원 번호 제 16157503.0 의 우선권을 주장한다.

본 발명은, 예를 들어 리소그래피 기법에 의한 디바이스의 제조에서 사용가능한 계측용 방법, 및 장치 및 리소그래피 기법을 사용하는 디바이스의 제조 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.

리소그래피 프로세스에서, 생성된 구조체를, 예를 들어 프로세스를 제어하고 검증하기 위해서 자주 측정하는 것이 바람직하다. 임계 치수(CD)를 측정하기 위하여 흔히 사용되는 스캐닝 전자 현미경, 및 디바이스에 있는 두 개의 층들의 정렬 정확도인 오버레이를 측정하는 전문 툴과 같이, 이러한 측정을 하기 위한 다양한 툴들이 알려져 있다. 최근, 다양한 형태의 산란계들이 리소그래피 분야에서 사용되도록 개발되어 왔다. 이러한 디바이스들은 방사선 빔을 타겟 위로 지향시키고, 산란 방사선의 하나 이상의 특성 - 예를 들어, 파장의 함수인 단일 반사각에서의 세기; 반사된 각도의 함수인 하나 이상의 파장에서의 세기; 또는 반사된 각도의 함수로서의 편광 - 을 측정하여 회절 "스펙트럼"을 획득하고, 그로부터 타겟의 관심 특성이 결정될 수 있다.

알려진 산란계의 예들은 US2006033921A1 호 및 US2010201963A1 호에 기술되는 타입의 각도-분해된 산란계를 포함한다. 이러한 산란계에 의하여 사용되는 타겟은, 예를 들어 40μm x 40μm인 상대적으로 큰 격자들이고, 측정 빔은 격자보다 더 작은 스폿을 생성한다(즉, 격자는 언더필된다). 복원에 의해 피쳐 형상을 측정하는 것과 함께, 공개 특허 출원 제 US2006066855A1 에 기술된 것처럼, 이러한 장치를 사용하여 회절 기초 오버레이가 측정될 수 있다. 회절 차수들의 암-시야 이미징을 사용하는 회절-기초 오버레이를 통해, 더 소타겟에 대한 오버레이 및 다른 파라미터의 측정이 가능해진다. 이러한 타겟은 조명 스폿 보다 더 작을 수 있고, 기판 상의 제품 구조체에 의하여 둘러싸일 수도 있다. 환경 제품 구조체로부터의 세기는 이미지-평면 내에서의 암시야 검출을 사용한 오버레이 타겟으로부터의 세기로부터 효율적으로 분리될 수 있다.

암시야 이미징 계측의 예는 특허 출원 제 US20100328655A1 및 제 US2011069292A1 에서 발견될 수 있는데, 이들은 그 전체 내용이 원용되어 본원에 통합된다. 이러한 기술의 추가적인 개발예들은 특허 공개 번호 US20110027704A, US20110043791A, US2011102753A1, US20120044470A, US20120123581A, US20120242970A1, US20130258310A, US20130271740A 및 WO2013178422 에 설명되었다. 통상적으로 이러한 방법에서는 타겟의 속성으로서 비대칭을 측정하는 것이 필요하다. 타겟은 비대칭의 측정이 오버레이, 초점 또는 선량과 같은 다양한 성능 파라미터의 측정을 얻기 위해 사용될 수 있도록 설계될 수 있다. 타겟의 비대칭은 산란계를 사용한 회절 스펙트럼의 반대 부분들 사이의 세기에서의 차이를 검출함으로써 측정된다. 예를 들어, +1 차 및 -1 차 회절 차수의 세기가 비대칭의 측정을 얻기 위해 비교될 수 있다.

이러한 공지된 기법에서, 타겟 내의 주기적 구조체(격자)로부터 +1 차 및 -1 차 회절 차수를 얻기 위해서 적절한 조명 모드 및 이미지 검출 모드가 사용된다. 이러한 반대 회절 차수의 세기를 비교하면 구조체의 비대칭의 측정치가 제공된다. 많은 경우에, 획득된 비대칭 신호는 관심 성능 파라미터뿐만 아니라 프로세스 변수에 대한 미지의 범위(extent)에 따라 달라진다. 관심 파라미터의 측정 정확도를 개선하기 위하여, 아주 특이한 조명 조건이, 예를 들어 조명 방사선의 스펙트럼 및 각도 분포에 관하여 규정될 수 있다. 고도의 3-차원의 구조체의 경우, 양호한 품질의 비대칭 신호를 얻으려면 매우 좁은 스펙트럼 피크 및 매우 구체적인 조명 프로파일이 요구될 수 있다.

불행하게도, 기판에 걸쳐 그리고 기판들 사이에 프로세스 변동이 있다는 것은 기판의 한 부분에 대해 최적인 조명 조건이 다른 부분에 대해서는 최적이 아니고 심지어는 소용이 없다는 것을 의미할 수 있다는 것이 발견되었다. 추가 측정을 수행하지 않고서 모든 웨이퍼의 모든 부분에 대해서 조명 조건을 어떻게 변경해야 하는지를 사전에 하는 것은 어려울 것이다.

본 발명은 기판에 걸친 프로세스 변동 및/또는 기판들 사이에 프로세스 변동이 존재하는 경우 측정치의 정확도를 개선하는 것을 목적으로 한다.

본 발명은 제 1 양태에서 리소그래피 프로세스에 의하여 하나 이상의 기판 상에 형성된 복수 개의 구조체의 특성을 측정하는 방법으로서, 각각의 구조체의 상기 특성의 측정치는 조명 조건의 주어진 세트 하에서 상기 구조체에 의해 산란된 후에 집광된 방사선으로부터 적어도 부분적으로 유도되고,

조명 조건의 주어진 세트에 대하여, 상기 구조체 중 상이한 구조체들에 대한 상기 측정치의 정확도는 상기 기판에 걸친 프로세스 변동 및/또는 기판들 사이의 프로세스 변동에 의해 영향받으며, 상기 방법은 상기 조명 조건의 두 개 이상의 변형물 하에서 집광된 방사선을 사용하여 수행되고, 상기 구조체 중 상이한 구조체들에 대하여, 상기 특성의 측정치는 상기 변형물의 상이한 선택 또는 조합 하에서 집광된 방사선을 사용하여 유도되는, 구조체 특성 측정 방법을 제공한다.

조명 조건의 변형물은, 예를 들어 파장, 조명의 각도 분포, 초점, 편광 또는 조명 조건의 임의의 다른 특성에 대하여 변할 수 있다.

일부 실시예들에서, 상기 구조체의 적어도 하나의 서브세트에 대하여, 상기 조명 조건의 변형물의 공통 세트를 사용하여 각각의 구조체로부터 방사선이 집광되고,

상기 측정치를 유도하는 데에 사용되는 상기 변형물의 선택 또는 조합은 상기 방사선을 집광한 이후에 수행된다.

구조체의 상기 서브세트에 대한 변형물의 선택 또는 조합은, 예를 들어 상기 조명 조건의 상이한 변형물 하에서 상기 구조체로부터 집광된 방사선에서 관찰되는 신호 품질에 적어도 부분적으로 기초할 수 있다. 비대칭 측정의 경우, 예를 들어 비대칭 신호의 진폭은 구조체들의 그룹으로부터 쉽게 결정된다.

이러한 방법은 상기 리소그래피 프로세스의 성능 파라미터를 복수 개의 주기적 구조체에 대해 상기 방법에 의해 결정된 비대칭에 기초하여 계산하는 단계를 더 포함할 수 있다. 성능 파라미터는, 예를 들어 오버레이, 초점, 또는 선량일 수 있다.

본 발명은 리소그래피 프로세스에 의하여 하나 이상의 기판 상에 형성된 복수 개의 구조체의 특성을 측정하기 위한 검사 장치로서, 조명 광학 시스템, 집광 광학 시스템 및 처리 시스템을 포함하고, 상기 처리 시스템은, 각각의 구조체의 상기 특성의 측정치를 상기 조명 광학 시스템에 의해 설립된 조명 조건의 하나 이상의 세트 하에서 상기 구조체에 의해 산란된 후에 상기 집광 광학 시스템에 의해 집광된 방사선으로부터 적어도 부분적으로 유도하도록 구성되고, 조명 조건의 주어진 세트에 대하여, 상기 구조체 중 상이한 구조체들에 대한 상기 측정치의 정확도는 상기 기판에 걸친 프로세스 변동 및/또는 기판들 사이의 프로세스 변동에 의해 영향받으며, 상기 조명 시스템 및 집광 시스템은 상기 조명 조건의 두 개 이상의 변형물 하에서 복수 개의 구조체에 의해 산란된 방사선을 집광하도록 구성되고, 상기 처리 시스템은, 상기 구조체 중 상이한 구조체들에 대한 상기 변형물의 상이한 선택 또는 조합 하에서 집광된 방사선을 사용하여 상기 특성의 측정치를 유도하도록 구성되는, 검사 장치를 더 제공한다.

또한, 본 발명은 프로그래밍가능한 처리 디바이스가 전술된 본 발명의 방법을 구현하게 하는 머신 판독가능 명령을 포함하는 컴퓨터 프로그램 제품을 제공한다. 머신 판독가능 명령은 예를 들어 비-일시적 스토리지 매체에 구현될 수 있다.

또한, 본 발명은 전술된 바와 같은, 본 발명에 따른 리소그래피 장치 및 검사 장치를 포함하는 리소그래피 시스템을 제공한다.

본 발명은, 디바이스 패턴이 리소그래피 프로세스를 사용하여 일련의 기판들에 적용되는 디바이스 제조 방법으로서, 제 1 항 내지 제 17 항 중 어느 한 항의 방법을 사용하여, 상기 기판들 중 적어도 하나 상에서 상기 디바이스 패턴의 일부로서 또는 디바이스 패턴 이외에 형성된 하나 이상의 구조체의 하나 이상의 특성을 측정하는 단계, 및 측정의 결과에 따라 추후의 기판들에 대하여 상기 리소그래피 프로세스를 제어하는 단계를 포함하는, 디바이스 제조 방법을 더 제공한다.

본 발명의 다른 특징과 장점 및 본 발명의 다양한 실시예의 구조 및 동작은 첨부 도면들을 참조하여 아래에서 상세하게 설명된다. 본 발명이 본 명세서에서 설명되는 특정 실시예로 한정되지 않는다는 것에 주의한다. 이러한 실시예는 본 명세서에서 예시를 위해 제공될 뿐이다. 본 명세서에 포함된 교시에 기초하는 추가적인 실시예들이 당업자에게 명백해질 것이다.

이제, 본 발명의 실시예들이 첨부된 도면을 참조하여 오직 예시에 의하여 설명될 것이다:
도 1 은 반도체 디바이스용 생산 설비를 제조하는 다른 장치와 함께 리소그래피 장치를 도시한다;
도 2 는 (a) 본 발명의 일부 실시예에 따른 각도-분해 산란측정 및 암시야 이미징 검사 방법을 수행하도록 구성되는 검사 장치 및 (b)도 2 의 장치에서 타겟 격자에 의해 입사 방사선이 회절되는 것의 확대된 상세도를 개략적으로 도시한다;
도 3 은 측정 신호 품질과 방사선 파장 사이의 관련성에 있어서의 가변 프로세스 의존성의 문제점을 예시한다;
도 4 는 측정 신호 품질과 방사선의 각도 분포(조명 프로파일) 사이의 관련성에 있어서의 가변 프로세스 의존성의 문제점을 예시한다;
도 5 는 본 발명의 일 실시예에서 조명 조건의 3 개의 변형물을 사용하여 측정 신호를 얻는 경우에 생길 수 있는 네 가지 경우를 예시한다;
도 6 은 본 발명의 일 실시예에서 분산으로서 사용될 수 있는 3 개의 방사선 스펙트럼들을 선택하는 일 예를 예시한다;
도 7 은 예시적인 기판에 걸친 최적 조명 조건의 변동을 예시한다; 그리고
도 8 은 도 3 내지 도 7 의 원리를 사용하여 리소그래피 프로세스를 제어하는 방법의 흐름도이다.

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

도 1 은 대량의 리소그래피 제조 프로세스를 구현하는 산업 설비의 일부로서, 리소그래피 장치(LA)를 100 에서 도시한다. 제공된 예에서, 제조 프로세스는 반도체 웨이퍼와 같은 기판 상에 반도체 제품(집적 회로)을 제조하기 위해 적응된다. 상이한 타입의 기판을 이러한 프로세스를 변형하여 처리함으로써 매우 다양한 제품이 제조될 수 있다는 것을 당업자는 이해할 것이다. 반도체 제품의 생산은 오늘날 상업적으로 매우 중요한 일 예로서만 사용된다.

리소그래피 장치(또는 간략히 "리소 툴(100)") 내에는 102 에 측정 스테이션(MEA)이 도시되고, 104 에 노광 스테이션(EXP)이 도시된다. 제어 유닛(LACU)은 106 에 도시된다. 이러한 예에서, 각각의 기판은 패턴이 적용되게 하기 위해 측정 스테이션 및 노광 스테이션에 진입한다. 광학적 리소그래피 장치에서, 컨디셔닝된 방사선 및 투영 시스템을 사용하여 패터닝 디바이스(MA)로부터 기판 상에 제품 패턴을 전사하기 위해서 예를 들어 투영 시스템이 사용된다. 이것은 패턴의 이미지를 방사선-감응 레지스트 재료의 층에 형성함으로써 이루어진다.

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. 패터닝(MA) 디바이스는 마스크 또는 레티클일 수 있고, 이것은 패터닝 디바이스에 의해 투과되거나 반사된 방사선 빔에 패턴을 부여한다. 알려진 동작 모드는 스테핑 모드 및 스캐닝 모드를 포함한다. 잘 알려진 바와 같이, 투영 시스템은 기판에 대한 지지 및 위치설정시스템 및 패터닝 디바이스와 다양한 방식으로 협동하여 원하는 패턴을 기판에 걸친 많은 타겟 부분에 적용시킬 수 있다. 프로그래밍가능한 패터닝 디바이스는 고정된 패턴을 가지는 레티클 대신에 사용될 수 있다. 예를 들어, 방사선은 심자외선(DUV) 또는 극자외(EUV) 파대역에 있는 전자기 방사선을 포함할 수 있다. 본 발명은 다른 타입의 리소그래피 프로세스, 예를 들어 전자 빔에 의한, 예를 들어 임프린트 리소그래피 및 다이렉트 라이팅(direct writing) 리소그래피에도 역시 적용가능하다.

리소그래피 장치 제어 유닛(LACU)은 다양한 액츄에이터 및 센서의 모든 이동 및 측정을 제어하여, 장치(LA)가 기판(W) 및 레티클(MA)을 수용하고 패터닝 동작을 구현하게 한다. LACU는 장치의 동작과 관련된 원하는 계산을 구현하는 신호 처리와 데이터 처리 능력을 더 포함한다. 실무상, 제어 유닛(LACU)은, 이러한 장치 내의 서브시스템 또는 컴포넌트의 실시간 데이터 획득, 처리 및 제어를 각각 처리하는 많은 서브유닛들의 시스템으로서 구현될 것이다.

패턴이 노광 스테이션(EXP)에서 기판에 적용되기 전에, 기판은 측정 스테이션(MEA)에서 처리되어 다양한 준비 단계들이 수행될 수 있게 한다. 준비 단계는 레벨 센서를 사용하여 기판의 표면 높이를 매핑하는 것과 정렬 센서를 사용하여 기판 상의 정렬 마크의 위치를 측정하는 것을 포함할 수도 있다. 공칭적으로, 정렬 마크는 규칙적인 그리드 패턴으로 배치된다. 그러나, 마크를 생성할 때 생기는 부정확성과 처리되는 동안 발생하는 기판의 변형 때문에, 마크들은 이상적인 그리드로부터 벗어나게 된다. 결과적으로, 이러한 장치가 제품 피쳐를 매우 높은 정확도로 올바른 위치에 인쇄하려면, 기판의 위치 및 배향을 측정하는 것에 추가하여, 실무상 정렬 센서는 기판 면적에 걸쳐 많은 마크의 위치를 자세하게 측정해야 한다. 이러한 장치는 두 개의 기판 테이블을 가지는 소위 이중 스테이지 타입일 수 있고, 각 테이블에는 제어 유닛(LACU)에 의해 제어되는 위치설정 시스템이 있다. 하나의 기판 테이블에 있는 하나의 기판이 노광 스테이션(EXP)에서 노광되는 동안, 다른 기판은 측정 스테이션(MEA)에 있는 다른 기판 테이블에 로딩될 수 있어서, 다양한 준비 단계들이 수행될 수 있다. 그러므로, 정렬 마크를 측정하는 것은 시간이 많이 걸리는 작업이고, 두 개의 기판 테이블을 제공하면 장치의 쓰루풋이 크게 증가하게 될 수 있다. 기판 테이블이 측정 스테이션과 노광 스테이션에 있는 동안 기판 테이블의 위치를 위치 센서(IF)가 측정할 수 없다면, 이러한 스테이션 양자 모두에서의 기판 테이블의 위치를 측정할 수 있도록 제 2 위치 센서가 제공될 수 있다. 예를 들어, 리소그래피 장치(LA)는 두 개의 기판 테이블(WTa 및 WTb)과 그들 사이에서 기판 테이블이 교환될 수 있는 두 개의 스테이션 - 노광 스테이션 및 측정 스테이션 - 을 가지는, 소위 이중 스테이지 타입일 수 있다.

생산 설비 내에서, 장치(100)는, 이러한 장치(100)에 의한 패터닝을 위해서 감광성 레지스트 및 다른 코팅을 기판(W)에 적용시키기 위한 코팅 장치(108)를 역시 포함하는 "리소 셀" 또는 "리소 클러스터"의 일부를 형성한다. 장치(100)의 출력 측에는, 노광된 패턴을 물리적 레지스트 패턴으로 현상하기 위해서 베이킹 장치(110) 및 현상 장치(112)가 제공된다. 이러한 장치들 모두 사이에서, 기판 핸들링 시스템은 기판을 지지하고 이들을 장치의 일부에서 다른 부분으로 전달하는 것을 담당한다. 통칭하여 트랙으로도 지칭되는 이들 장치는 감독 제어 시스템(supervisory control system; SCS)에 의해 제어되는 트랙 제어 유닛의 제어 하에 있게 되며, 감독 제어 시스템은 또한 리소그래피 장치 제어 유닛(LACU)을 통해 리소그래피 장치를 제어한다. 그러므로, 처리량 및 처리 효율을 최대화하기 위해 상이한 장치가 작동될 수 있다. 감독 제어 시스템(SCS)은 각각의 패터닝된 기판을 생성하기 위해 수행될 단계들의 정의를 상세히 제공하는 레시피 정보(R)를 수신한다.

리소셀 내에서 패턴이 적용되고 현상되면, 패터닝된 기판(120)은 122, 124, 126 에 예시되는 것과 같은 다른 처리 장치로 전달된다. 통상적인 제조 설비 내에는 다양한 장치에 의해 광범위한 처리 단계들이 구현된다. 예시를 위하여, 이러한 실시예에서 장치(122)는 에칭 스테이션이고, 및 장치(124)는 에칭후 어닐링 단계를 수행한다. 추가적인 물리적 및/또는 화학적 처리 단계들이 다른 장치(126 등)에 적용된다. 재료의 증착, 표면 재료 특성의 변경(산화, 도핑, 이온 이식 등), 화학적-기계적 연마(CMP) 등과 같은 여러 타입의 동작들이 실제 디바이스를 제작하기 위해 요구될 수 있다. 실무상, 장치(126)는 하나 이상의 장치에서 수행되는 일련의 상이한 처리 단계를 나타낸다.

잘 알려진 바와 같이, 반도체 디바이스를 제작하려면, 적합한 재료 및 패턴을 가지는 디바이스 구조체를 기판 위에 층별로 쌓아올리기 위해 이러한 처리들의 반복이 수반된다. 이에 따라, 리소 클러스터에 도달하는 기판(130)은 새롭게 준비된 기판일 수도 있고, 또는 기판은 이러한 클러스터 또는 완전히 다른 장치에서 이전에 처리된 기판일 수도 있다. 이와 유사하게, 요구되는 처리에 따라서, 장치(126)를 떠나는 기판(132)은 동일한 리소 클러스터 내에서의 후속 패터닝 동작을 위해 반환될 수 있거나, 상이한 클러스터 내에서의 패터닝 동작을 위해 보내질 수 있거나, 다이싱 및 패키징을 위해 보내져야 할 마감된 제품일 수도 있다.

제품 구조체의 각각의 층은 상이한 세트의 프로세스 단계를 요구하고, 각각의 층에서 사용되는 장치(126)는 타입이 완전히 다를 수도 있다. 더 나아가, 장치(126)에 의해 적용될 처리 단계들이 공칭적으로 동일한 경우에도, 큰 설비에서는 상이한 기판들에 단계(126)를 수행하도록 병렬적으로 동작하는, 동일해 보이는 여러 머신들이 존재할 수도 있다. 이러한 머신들 사이에서 셋-업 또는 고장에 있어서 작은 차이가 발생한다는 것은, 다른 기판들이 다른 방식으로 영향받게 된다는 것을 의미할 수 있다. 심지어, 에칭(장치(122))과 같이 각각의 층에 대해 상대적으로 공통인 단계들도, 공칭적으로 동일하지만 병렬적으로 작동하여 쓰루풋을 최대화하는 여러 에칭 장치들에 의해 구현될 수 있다. 더욱이, 실무적으로는, 다른 층들은 에칭될 재료의 세부사항과 예를 들어 이방성 에칭과 같은 특별한 요구 사항에 따라서 다른 에칭 프로세스, 예를 들어 화학적 에칭, 플라즈마 에칭을 요구한다.

선행 및/또는 후속 프로세스는 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.

리소그래피 장치에 의해 노광되는 기판이 정확하고 일정하게 노광되도록 하기 위해서는, 노광된 기판을 검사하여 후속 층들 사이의 오버레이 에러, 라인 두께, 임계 치수(CD) 등과 같은 특성을 측정하는 것이 바람직할 수 있다. 따라서, 리소셀(LC)이 그 안에 위치되는 제조 설비는, 리소셀 내에서 처리된 기판(W)의 일부 또는 전부를 수납하는 계측 시스템(MET)을 더 포함한다. 계측 결과는 감독 제어 시스템(SCS, 138)으로 직접적으로 또는 간접적으로 제공된다. 오차가 검출되는 경우, 특히 동일 배치(batch)의 다른 기판이 여전히 노광되기에 충분한 정도로 계측이 곧바로 신속하게 행해질 수 있으면, 후속 기판의 노광에 대한 조정이 이루어질 수 있다. 또한, 이미 노광된 기판들은 스트리핑되고 재작업(rework) 되며 - 수율을 개선하기 위하여 - 또는 폐기되어, 이를 통하여 오류가 있는 것으로 알려진 기판에 다른 처리를 수행하는 것을 회피할 수도 있다. 기판의 일부 타겟 영역에만 오류가 있는 경우, 양호한 것으로 간주되는 타겟 영역에만 추가의 노광이 수행될 수 있다.

도 1 에는 제조 프로세스의 원하는 스테이지에서 제품의 파라미터를 측정하기 위해 제공되는 계측 장치(140)도 역시 도시된다. 현대의 리소그래피 생산 설비 내에 있는 계측 장치의 공통적인 예는, 예를 들어 각도-분해 산란계 또는 분광식 산란계인데, 이것은 장치(122)에서의 에칭 이전에 120 에서 현상된 기판의 특성을 측정하기 위해 적용될 수 있다. 계측 장치(140)를 사용하면, 예를 들어 오버레이 또는 임계 치수(CD)와 같은 중요한 성능 파라미터가 현상된 레지스트 내의 규정된 정확도 요구 사항을 만족시키지 않는다는 것이 결정될 수 있다. 에칭 단계 이전에, 현상된 레지스트를 벗겨내고 리소 클러스터를 통해 기판(120)을 재처리할 기회가 있다. 역시 잘 알려진 바와 같이, 장치(140)로부터의 계측 결과(142)는, 시간에 따라 미세하게 조절하는 감독 제어 시스템(SCS) 및/또는 제어 유닛(LACU)(106)에 의해서, 패터닝 동작의 정확한 성능을 유지하여 제품이 사양에 벗어나게 제작되거나 재작업해야 하는 위험을 최소화시키기 위해 사용될 수 있다. 물론, 계측 장치(140) 및/또는 다른 계측 장치(미도시)는 처리된 기판(132, 134), 및 인입하는 기판(130)의 특성을 측정하기 위해 적용될 수 있다.

예시적인 검사 장치

도 2 의 (a)는 소위 암시야 이미징 계측을 구현하는 검사 장치의 주요 요소들을 개략적으로 도시한다. 이러한 장치는 독립형 디바이스이거나 리소그래피 장치(LA), 예를 들어 측정 스테이션, 또는 리소그래피 셀(LC) 중 하나에 통합될 수 있다. 장치에 걸쳐서 여러 브랜치를 가지는 광축이 점선 O로 표현된다. 타겟 격자 구조체(T) 및 회절된 광선들이 도 2 의 (b)에 좀 더 상세히 표시된다.

도입부에 인용된 종래의 출원들에서 기술되어 있는 바와 같이, 도 2 의 (a)의 암시야-이미징 장치는 분광 산란계 대신에 또는 추가하여 사용될 수 있는 다목적 각도-분해(angle-resolved) 산란계의 일부일 수 있다. 이러한 타입의 검사 장치에서, 방사원(11)에 의해 방출된 방사선은 조명 시스템(12)에 의해 컨디셔닝된다. 예를 들어, 조명 시스템(12)은 시준 렌즈 시스템(12a), 컬러 필터(12b), 편광자(12c) 및 애퍼쳐 디바이스(13)를 포함할 수 있다. 컨디셔닝된 방사선은 조명 경로(IP)를 따라가는데, 여기에서 부분 반사면(15)에 의해 반사되고 현미경 대물 렌즈(16)를 통해 기판(W) 상의 스폿(S) 상에 집광된다. 계측 타겟(T)은 기판(W) 상에 형성될 수 있다. 렌즈(16)는 높은 개구수(NA), 바람직하게는 적어도 0.9 및 더 바람직하게는 적어도 0.95 의 개구수를 가진다. 원할 경우 1 이 넘는 개구수를 얻기 위해서 침지 유체가 사용될 수 있다.

이러한 예에서 대물 렌즈(16)는 타겟에 의해 산란된 방사선을 집광하는 역할도 한다. 개략적으로, 이러한 복귀 방사선에 대해서 집광 경로 CP가 도시된다. 다목적 산란계는 집광 경로에 두 개 이상의 측정 브랜치를 가질 수 있다. 퓨필 이미징 브랜치로서 도시된 예는 퓨필 이미징 광학 시스템(18) 및 퓨필 이미지 센서(19)를 포함한다. 이미징 브랜치도 도시되는데, 이것은 아래에서 상세히 설명될 것이다. 또한, 추가적인 광학 시스템 및 브랜치가, 예를 들어 세기 정규화, 캡쳐 타겟의 거친 이미징, 포커싱 및 기타 등등을 위한 레퍼런스 방사선을 집광하도록, 실제 장치 내에 포함될 것이다. 이들의 세부사항은 전술된 이전의 공개 문헌에서 발견될 수 있다.

계측 타겟(T)이 기판(W) 상에 제공되는 경우, 타겟은 1-D 격자일 수도 있으며, 이 1-D 격자는 현상 후에 바(bar)가 고상의 레지스트 라인(solid resist line)으로 형성되도록 프린트된다. 타겟은 2-D 격자일 수도 있으며, 이 2-D 격자는 현상 후에 바(bar)가 고상 레지스트 필러(solid resist pillar) 또는 레지스트 내의 비아(via)로 형성되도록 프린트된다. 바, 필러 또는 비아는 이와 달리 기판 내로 에칭될 수도 있다. 이러한 격자 각각은 그 특성을 검사 장치를 사용하여 조사할 수 있는 타겟 구조체의 일 예이다. 격자의 경우, 구조체는 주기적이다. 오버레이 계측 타겟의 경우, 격자는 이전의 패터닝 단계에 의해 형성되었던 다른 격자 위에 인쇄되거나 다른 격자와 인터리빙된다.

조명 시스템(12)의 다양한 컴포넌트들은 동일한 장치 내에서 상이한 계측 '레시피'를 구현하도록 조절가능할 수 있다. 조명 방사선의 특징인 파장(컬러) 및 편광을 선택하는 것에 추가하여, 조명 시스템(12)은 상이한 조명 프로파일들을 구현하도록 조절될 수 있다. 애퍼쳐 디바이스(13)의 평면은 대물 렌즈(16)의 퓨필 평면 및 퓨필 이미지 검출기(19)의 평면과 공액이다. 그러므로, 애퍼쳐 디바이스(13)에 의해 규정된 조명 프로파일은 스폿(S)에서 기판(W)에 입사하는 광의 각도 분포를 규정한다. 상이한 조명 프로파일을 구현하기 위하여, 애퍼쳐 디바이스(13)가 조명 경로에 제공될 수 있다. 애퍼쳐 디바이스는 가동 슬라이드 또는 휠 상에 탑재된 그 외의 애퍼쳐(13a, 13b, 13c 등)를 포함할 수 있다. 또는, 이것은 고정형 또는 프로그래밍가능한 공간 광 변조기(SLM)(13c)를 포함할 수 있다. 추가적인 대안으로서, 광섬유가 조명 퓨필 평면의 상이한 위치에 배치되고, 그들의 개별 위치에 광을 전달하거나 전달하지 않도록 선택적으로 사용될 수 있다. 이러한 변형예는 모두 전술된 문서에서 논의되고 예시된다. 애퍼쳐 디바이스는 투과성이 아니라 반사성 형태일 수도 있다. 예를 들어, 반사성 SLM이 사용될 수 있다. 사실상, UV 또는 EUV 파대역에서 동작하는 검사 장치에서, 광학 요소들 중 거의 모두 또는 전부는 반사성일 수 있다.

조명 모드에 따라서, 입사각이 도 2 의 (b)에 'I'로 표시된 것처럼 되도록 예시적인 광선(30a)이 제공될 수 있다. 타겟(T)에 의해 반사된 0차 광선의 경로는 '0'으로 명명된다(광축 'O'와 혼동되지 않도록). 유사하게, 동일한 조명 모드 또는 제 2 조명 모드에서, 광선(30b)이 제공될 수 있고, 이러한 경우에 제 1 모드와 비교할 때 입사 및 반사각은 스왑될 것이다. 도 2 의 (a)에서, 제 1 및 제 2 예시적인 조명 모드의 0차 광선들이 각각 0a 및 0b로 명명된다.

도 2 의 (b)에 상세히 도시된 바와 같이, 타겟 구조체의 일 예로서의 격자 타겟(T)은 대물 렌즈(16)의 광축(O)에 직교하는 상태로 기판(W)에 배치된다. 오프-축 조명 프로파일의 경우, 축(O)에서 벗어난 각도로부터 격자(T)에 충돌하는 조명(I)의 광선(30aI)은 0차 광선(실선 0) 및 두 개의 1차 광선(일점쇄선 +1 및 이점쇄선 -1)이 발생되게 한다. 오버필된 소타겟 격자의 경우에, 이러한 광선들은 계측 타겟 격자(T) 및 다른 피쳐를 포함하는 기판의 영역을 커버하는 많은 평행 광선들 중 단지 하나일 분이라는 것을 기억해야 한다. 조명 광선(30a)의 빔이 유한한 폭(광의 유용한 양을 허락하기에 필요한 폭)을 가지기 때문에, 입사 광선(I)은 사실상 각도의 일정한 범위를 차지할 것이고, 회절된 광선 0 및 +1/-1 은 어느 정도 확산될 것이다. 소타겟의 점확산 함수에 따라서, 각각의 차수 +1 및 -1 은 도시된 바와 같은 단일한 이상적인 광선이 아니라 각도의 일정 범위에 걸쳐 더 넓게 확산될 것이다.

암시야 이미징을 위한 집광 경로의 브랜치에서, 이미징 광학 시스템(20)은 기판(W) 상의 타겟의 이미지(T')를 센서(23)(예를 들어, CCD 또는 CMOS 센서)에 형성한다. 애퍼쳐 스톱(21)이, 대물 렌즈(16)의 퓨필 평면에 공액인 집광 경로(CP)의 이미징 브랜치에 있는 평면에 제공된다. 애퍼쳐 스톱(21)은 퓨필 스톱이라고도 불릴 수 있다. 조명 애퍼쳐가 다른 형태를 가질 수 있는 것처럼, 애퍼쳐 스톱(21)도 다른 형태를 가질 수 있다. 렌즈(16)의 유효 애퍼쳐와 함께, 애퍼쳐 스톱(21)은 산란 방사선의 어느 부분이 센서(23) 상에 이미지를 형성하기 위해 사용되는지를 결정한다. 통상적으로, 애퍼쳐 스톱(21)은 0차 회절빔을 차단하여 센서(23)에 형성된 타겟의 이미지가 일차 빔에 의해서만 형성되게 하는 기능을 한다. 양자 모두의 1차 빔이 결합되어 이미지를 형성하는 예에서, 이것은 암시야 현미경 검사와 균등한 소위 암시야 이미지일 것이다.

센서(23)에 의하여 캡쳐된 이미지는 이미지 프로세서 및 제어기(PU)로 출력되고, 이들의 기능은 수행되는 특정 타입의 측정에 따라서 달라질 것이다. 본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 타겟 구조체의 비대칭의 측정이 수행된다. 비대칭 측정은 타겟 구조체에 대한 지식과 결합되어 이들을 형성하기 위해 사용되는 리소그래피 프로세스의 성능 파라미터의 측정치를 획득할 수 있다. 이러한 방식으로 측정될 수 있는 성능 파라미터는, 예를 들어 오버레이, 초점 및 선량을 포함한다. 상이한 성능 파라미터가 동일한 기본적인 비대칭 측정 방법을 통해서 이렇게 측정되게 하도록, 타겟의 특수한 설계가 제공된다.

도 2 의 (b) 및 조명 광선(30a)을 다시 참조하면, 타겟 격자로부터의 +1차 회절 광선은 대물 렌즈(16)에 진입하고, 센서(23)에 기록되는 이미지에 기여할 것이다. 광선(30b)은 광선(30a)에 반대인 각도로 입사하고, 따라서 -1차 회절 광선이 대물 렌즈에 진입하고 이미지에 기여한다. 오프-축 조명을 사용하는 경우 애퍼쳐 스톱(21)이 0차 방사선을 차단한다. 종래의 문헌들에서 설명된 바와 같이, 조명 모드는 X 및 Y 방향에서 오프-축 조명으로 규정될 수 있다.

이러한 상이한 조명 모드들의 타겟 격자의 이미지들을 비교함으로써, 비대칭 측정치가 획득될 수 있다. 또는, 비대칭 측정치는 동일한 조명 모드를 유지하지만 타겟을 회전시킴으로써 얻어질 수 있다. 오프-축 조명이 도시되지만, 그 대신에 타겟의 온-축 조명이 사용될 수 있고, 회절된 광의 오직 하나의 1차 광만을 센서로 실질적으로 전달하도록 변경된 오프-축 애퍼쳐(21)가 사용될 수 있다. 추가적인 예에서, 오프-축 프리즘(22)의 쌍이 온-축 조명 모드와 함께 사용된다. 이러한 프리즘은 +1 및 -1차 광선을 센서(23) 상의 상이한 위치로 우회시켜서, 두 개의 순차적인 이미지 캡쳐 단계들을 수행할 필요가 없이 이들이 검출되고 비교될 수 있게 하는 효과를 가진다. 그 결과, 별개의 이미지들이 이미지 센서(23) 상의 분리된 위치에 형성된다. 예를 들어 도 2 의 (a)에서, 조명 광선(30a)으로부터의 +1차 회절을 사용하여 만들어진 이미지 T'(+1a)는 조명 광선(30b)으로부터의 -1차 회절을 사용하여 만들어진 이미지 T'(-1b)로부터 공간적으로 분리된다. 이러한 기법은 공개된 특허 출원 제 US2011102753A1 에서 개시되는데, 이러한 문서의 내용은 원용되어 본원에 통합된다. 2차, 3차 및 더 고차인 빔(도 2 에는 미도시)이 1차 빔 대신에 또는 이에 추가하여 측정에 사용될 수 있다. 추가적인 변형예로서, 오프-축 조명 모드는 일정하게 유지되는 반면에, 타겟 자체가 대물 렌즈(16) 아래에서 180 도 회전되어 반대 회절 차수들을 사용하여 이미지를 캡쳐한다.

종래의 렌즈-기초 이미징 시스템이 예시되지만, 본 명세서에 개시된 기법은 플렌옵틱 카메라, 및 소위 "무렌즈" 또는 "디지털" 이미징 시스템에도 동일하게 적용될 수 있다. 그러므로, 회절된 방사선을 위한 처리 시스템 중 어느 부분이 광학 도메인에서 구현되고 어떤 것이 전자 및 소프트웨어 도메인에서 구현되는지에 대한 폭넓은 설계 선택이 가능하다.

프로세스 감도 - 도입부

일부 경우에, 검출된 암시야 이미지 또는 퓨필 이미지의 타겟 구조체의 비대칭에 대한 감도는 해당 기판에 걸쳐 지역마다 및/또는 기판마다 다른 리소그래피 프로세스의 파라미터에 크게 의존한다. 도 3 은 프로세스 감도, 즉 파장 λ에 대한 비대칭 신호 품질의 의존성의 제 1 예를 도시한다. 수직 축은, 예를 들어 격자 구조체로부터 얻은 비대칭 신호의 세기 A를 나타낸다. 이러한 예에서 타겟 구조체는, 현대의 고밀도 메모리 디바이스(예를 들어, NAND 메모리 또는 DRAM)와 같은 3-D 구조체이다.

구조체의 깊이가 깊기 때문에, 간섭 효과가 나타난다는 것은 비대칭 신호의 세기가 파장의 함수로서 순환적으로 변한다는 것을 의미한다. 실선 곡선(302)은 제 1 편광의 조명 하에서의 파장의 함수로서의 신호 세기를 나타내는 반면에, 점선 곡선(304)은 제 2 편광의 조명 하에서의 신호 세기를 나타낸다. 여기에서 수직 및 수평 스케일의 단위는 임의이다. 그러나, 이러한 곡선에서 나타나는 순환식 변동이, 종래의 산란계에서 사용되는 조명의 파장 및 정상 대역폭의 범위와 비교할 때 파장 스케일에서 매우 짧은 주기를 가진다는 것이 이해될 것이다. 파장 스케일에서의 피크 사이의 거리는, 예를 들어 50 nm 미만 또는 30 nm 미만만큼 떨어질 수 있다. 흑백 방사선 파장 λ1은 매우 강한 비대칭 신호를 제공할 것이고, 흑백 방사선 파장 λ2는 매우 강하지만 부호가 반대인 비대칭 신호를 제공할 것이다. 파장 범위의 다른 부분에서, 파장 λ3 및 λ4가 조명의 다른 편광을 가지는 가장 강한 신호를 제공할 것이다. 이러한 편광은 주어진 타겟 또는 타겟들에 대한 계측 레시피의 일부로서 특정될 수 있다. 검사 장치가 매우 좁은 대역폭을 가지는 이러한 파장들 중 하나만을 사용할 수 있다면, 신호 품질은 양호할 것이다. 그러나, 통상적으로 사용되는 방사선은 유한한 대역폭을 가진다. 이러한 대역폭이 사이클의 절반을 커버할 정도로 넓다면, 음의 피크 신호들 내의 양의 피크의 평균은 상쇄되어 비대칭 신호를 제공하지 않을 것이다. 그러므로, 예를 들어 폭이 10 nm 미만, 또는 심지어 8 nm 미만의 좁은 대역폭이 요구될 것이다.

이해될 수 있는 것처럼, 파장에 대한 신호의 순환식 거동은 하나 이상의 층의 적층을 통한 간섭 효과의 결과이고, 한 사이클의 정확한 위상 및 폭은 기판에 걸쳐서 변할 수 있는 그러한 층들의 두께에 직접적으로 의존할 것이다. 더욱이, 도 3 에 도시된 곡선은, 기판에 걸쳐 그리고 기판들 사이에 성능이 변함에 따라 수 나노미터보다 크게 측면으로 이동할 것이다. 이러한 프로세스 변동이 화살표(306)에 의해 표시된다. 따라서, 파장 λ1 및 λ2가 동일한 파장 하에서 웨이퍼 상의 하나의 위치에 있는 계측 타겟으로부터 가장 강한 비대칭 신호를 제공할 수 있는 반면에, 이들은 곡선이 좌측 또는 우측으로 천이되는 다른 위치에서는 신호를 거의 제공하지 않거나 아예 제공하지 않을 수도 있다. 다르게 말하면, 주어진 파장에 대하여, 비대칭 신호의 품질은 프로세스 변동에 크게 의존한다.

도 4 는 다른 종류의 프로세스 의존성을 예시하는데, 이러한 경우에 암시야 이미징 계측을 위한 조명 프로파일의 최선의 선택에 영향을 주는 프로세스 의존성을 예시한다. 이러한 예에서는, (a)에 도시된 일반적 형태의 애퍼쳐(13c)가 바람직하다. 그러나, 비대칭 신호를 최대화하고 관심 파라미터 이외의 프로세스 변동에 대한 의존성을 최소화하기 위해서, 각각의 사분체 내에 더 선택적인 조명 패턴을 생성하기 위해서 공간 광 변조기(SLM)(13d)가 사용되고 있다. 적합한 조명 패턴이 (b)에 도시된다. 어두운 부분은 조명 퓨필 내에 광이 존재하지 않는 것을 나타내는 반면에, 회색 및 백색 부분은 광이 존재하는 것을 나타낸다. 조명 퓨필 내의 각각의 위치가 타겟 구조체 상의 조명 방사선의 특정한 입사각에 대응한다는 것이 기억될 수 있다. 따라서, 광의 패턴 및 조명 퓨필 내의 어두운 부분이 타겟 구조체에서의 조명의 각도 분포를 규정한다.

SLM(13d)은 프로그래밍가능한 SLM일 수 있다. 프로그래밍가능한 SLM은, 예를 들어 적어도 턴온 또는 턴오프될 수 있고, 선택적으로 투과 또는 반사의 중간 값으로 설정될 수 있는 개개의 픽셀-유사 셀들의 어레이를 포함할 수 있다. SLM의 다른 형태에서, 예를 들어 기판 상에 증착된 불투명한 및/또는 반사성 부분에 의한 고정 패턴이 제공될 수 있다. 이것은 저렴하게 구현가능하고, 프로그래밍가능한 SLM의 유연성을 가지지는 않지만 여전히 개개의 제품 타입 및 층에 대해서 맞춤화될 수 있다. 최적 조명 프로파일을 계산하기 위하여, 각각의 픽셀에 대해서 이것이 검출된 암시야 이미지 내의 원치 않는 비대칭 신호에 얼마나 포지티브로 기여하는지를 그래프로 표현하기 위해서 시뮬레이션 및/또는 실험이 수행된다. 퓨필 평면의 각각의 부분에 대한 감도의 그래프가, 퓨필의 하나의 사분체의 확대도로 (c)에 도시된다. 어두운 부분에서, 픽셀은 원치 않는 비대칭 신호에 네거티브로 기여할 것이다. 더 밝은 부분에서는, 픽셀이 포지티브로 기여할 것이다. (c)에 도시된 것은 개략적이지만, 실제 예에 기초한 것이다. 타원에 의해 강조된 지역 내에서, 강한 포지티브로 반응하는 픽셀들이 강한 네거티브로 반응하는 픽셀의 지역에 바로 인접한다는 것을 알 수 있게 될 것이다. 이러한 부분이 도 4 의 (d)에서 확대된다. 가장 강한 신호 품질을 얻기 위해서, 조명 프로파일 (b) 내의 픽셀은 포지티브 감도의 지역 내에서 가장 밝고 네거티브의 감도의 지역 내에서 어두워야 한다(또는 그 반대의 경우도 마찬가지이다). 네거티브 감응 픽셀에 중첩하는 조명 프로파일의 임의의 밝은 지역은 포지티브 감응 픽셀로부터의 원치 않는 신호를 직접적으로 상쇄할 것이다.

이러한 방식으로, (b)에서의 조명 프로파일이 설계된다. 불행하게도, 기판에 걸친 그리고 기판들 사이의 프로세스 변동은 감응 지역과 무감응 지역 사이의 경계(402)가 이동하게 한다. 그러므로, 이러한 프로세스 변동을 고려할 수 있다면, 최적의 조명 프로파일 (b) 내의 명부와 암부 사이의 경계(들)도 화살표(404)에 의해 표시되는 것처럼 이동할 것이다. 경계(402)가 아주 조금만 이동하더라도 매우 양호한 조명 프로파일을 매우 열악한 조명 프로파일로 바꿀 수 있다.

요약하자면, 조명의 파장 및 각도 분포는 타겟 구조체의 조명의 파라미터의 예들이고, 이들은 특정한 구조체 및 프로세스에 대해서 튜닝될 수 있지만, 이들에 대해서 튜닝의 성공은 기판내 및 기판간 프로세스 변동에 의해 방해받을 수 있다. 예를 들어 스폿(S)의 초점 높이를 포함하는 조명의 파라미터의 다른 예들도 역시 고려될 수 있다.

조명 파라미터의 최적화

본 발명의 원리에 따르면, 복수 개의 구조체의 특성을 측정하는 방법은 조명 조건의 두 개 이상의 변형물 하에서 집광된 방사선을 사용하여 수행되고, 상기 구조체 중 상이한 구조체들에 대하여 상기 특성의 측정치가 상기 변형물들의 상이한 선택 또는 조합 하에서 집광된 방사선을 사용하여 유도되는 것이 제안된다. 그러면, 조명 조건의 주어진 세트에 대하여, 상기 구조체 중 상이한 구조체들에 대해 결과적으로 얻어지는 측정의 정확도가 상기 기판에 걸친 프로세스 변동 및/또는 기판들 사이의 프로세스 변동에 의해 영향받을 경우, 더 정확한 측정이 얻어질 수 있다. 구현형태를 단순화하기 위하여, 개시된 실시예에서는, 각각의 위치 및/또는 기판에서 공통되는 복수 개의 변형물이 사용될 것인 반면에, 다른 실시예는 말하자면 상기 기판에 걸친 프로세스 변동 및/또는 기판들 사이에서 이러한 변형물을 변경할 수 있다.

도 5 는 적어도 측정될 타겟 구조체의 서브세트의 서브세트 내에서, 각각의 타겟 구조체를 측정하기 위하여 3 개의 변형물이 사용되는 제 1 실시예를 도시한다. 일반적인 신호 품질 값 Q가 조명 조건의 일반적인 파라미터 P에 대해서 도시된다. 비대칭 기초 계측의 경우, 신호 품질 값 Q는 도 3 의 비대칭 신호 세기 A와 같을 수 있다. 다른 응용예에서, 상이한 신호 품질 값 Q가 규정될 수 있다. 파라미터 P에 대하여, 도 3 의 예에서 파라미터 P는 간단하게 조명 파대역의 중앙 파장일 수 있다. 다수의 격자 구조체를 포함하는 합성물 타겟의 경우, 신호 품질 Q 또는 "스택 감도(stack sensitivity)"가 격자들 중 격리된 단일한 격자가 아니라 다수의 격자 상의 측정으로부터 계산될 수 있다. 도 2 의 장치의 암시야 이미징 브랜치에서, 다수의 격자는 동시에 이미징되어 필요한 신호가 하나의 또는 두 개의 이미지 캡쳐로부터 이용가능하게 할 수 있다. 결론적으로, 이러한 방법이 일반적으로 각각의 격자 구조체에 적용되는 신호 품질에 관련되지만, 신호 품질은 격리된 각각의 격자에 대해서가 아니라 이웃하는 구조체 모두의 그룹에 대해 총괄하여 측정될 수 있다.

도 5 는 p1, p1- 및 p1+로 명명된 파라미터 P의 3 개의 변형물을 사용하여 검출될 수 있는 네 가지 경우를 예시한다. 파라미터 및 파라미터와 신호 품질 사이의 의존성이 어떤 것이던지, 변형물 p1, p1-및 p1+를 사용하여 측정할 때 얻어진 신호 품질 값들 Q 사이의 비교는 네 가지 상이한 경우 중 하나에만 속할 수 있다. 케이스 A에서, 중간 변형물 p1에 대한 신호 품질 값은 다른 두 개의 변형물의 경우보다 더 크고, 이것이 도면에서 케이스 A를 의미한다. 신호 품질 곡선(302)의 형태가 도 3 에 도시된 형태를 가진다고 가정하면, 이것은 중앙 값 p1이 신호 품질 곡선 내의 피크에 가까워진다는 것을 암시한다. 이와 유사하게, 케이스 B에서, 중앙 값 p1은 신호 품질 곡선 내의 트로프에 또는 이에 가깝다. 신호 품질 값 Q가 전술된 방법에 의해 얻어진 회절 신호로부터 유도된 비대칭 신호라면, 이러한 값이 양수인지 음수인지가 알려져 있다. 결과적으로, 케이스 A에서의 값이 양이라고 가정하면, 최적 신호 품질은 p1-와 p1+ 사이의 범위에 속하게 되고 p1은 측정된 3 개의 변형물 중 최선의 신호 품질을 가진다는 것을 알 수 있다. 이와 유사하게, 케이스 B에서의 값이 음이라고 가정하고, 음의 신호가 이러한 예에서 양의 신호만큼 정확한 측정을 제공한다는 것이 알려지면, 최적 신호 품질은 p1-과 p1+ 사이의 범위에서 발견될 것이라는 것을 알 수 있다. 다시 말하건대, p1은 측정된 3 개의 변형물 중 최선의 신호 품질을 가진다.

케이스 C 및 D에서, 3 개의 변형물 중 최좌측 변형물 p1-가 최고 신호 품질을 가지거나, 최우측 변형물 p1+가 최고 신호 품질을 가진다. 소망되는 경우에는, 가정된 곡선은 케이스 A 및 B로부터 측정을 통해서 피팅될 수 있고, 소망되는 경우에는 파라미터 P의 최적 값이 사용될 수 있다. 케이스 C 및 D에서는, 변동의 기울기만이 결정될 수 있다. 아래 예시되는 바와 같이, 기판에 걸쳐서 충분한 수의 측정을 사용하면, 케이스 C 및 D에서의 모호성을 해결하기 위하여 최적 파라미터 값의 변동의 모델이 구축될 수 있다.

도 2 로 돌아가면, 이미지 프로세서 내의 제어기(CTRL) 및 제어기(PU)는 파장(신호 λ) 및/또는 조명 프로파일(신호 AP)과 같은 조명 조건의 파라미터의 선택을 제어하기 위한 신호를 제공한다. 이러한 방식으로, 요구되는 변형물이 f 각각의 타겟 구조체의 측정에 대해서 선택될 수 있다. 변형물들은 기판에 걸쳐 모든 타겟 구조체에 대해서, 그리고 한 로트의 모든 기판에 걸쳐 주어진 레시피의 모든 타겟 구조체에 대해서 동일할 수 있다. 대안적으로, 선택된 변동은 사전에 프로그래밍된 방법으로, 또는 필요할 경우 적응적 방법으로 변할 수 있다.

변형물들의 세트에 대해서 신호가 획득된 후, 이미지 프로세서 및 제어기(PU)는 비대칭과 같은 구조체의 요구되는 특성의 측정을 선택하기 위해서, 그리고 오버레이, 초점 또는 선량과 같은 리소그래피 프로세스의 성능 파라미터의 측정의 비대칭 값을 계산하기 위해서 여러 기법을 적용할 수 있다. 위의 예에 기초하여 측정 방법을 구현할 때, 일부 실시예들에서 조명 조건의 적어도 하나의 특성에 대하여, 변형물의 선택 또는 조합은 상기 측정치를 유도하기 위하여 하나의 최선 변형물을 선택하는 것을 포함한다. 다른 실시예들에서, 상기 조명 조건의 적어도 하나의 특성에 대하여, 변형물의 선택 또는 조합은 상기 측정치를 유도하는 데에 사용되기 위하여 변형물의 가중된 조합을 계산함으로써 구현될 수 있다. 도 5 의 예에서, 케이스 A에서 하나의 최선 변형물의 선택은 원(502)으로 표시되는 반면에, 두 개의 최선의 변형물의 선택은 원(504)으로 표시된다. 두 개의 최선의 변형물은 그 신호 세기에 따라 각각 가중되면서 평균화될 수 있다. 대안적으로, 3 개의 변형물, 또는 얼마나 많은 변형물이 규정되던지 이들은 자신의 신호 품질에 따라 단일 조합 내에서 가중될 수 있다. 이러한 조합에서 충분히 낮게 가중된다면, 가장 열악한 샘플을 제외할 필요가 없다.

도 6 을 참조하면, 파라미터 P의 값이 신호 품질 값 Q의 순환 변동의 사이클 폭 Λ에 대한 지식에 기초하여 선택되는 특정 구현형태가 도시된다. 이러한 예에서, 도 3 에서와 같이 파라미터 P는 파장 λ이고, 신호 품질 값 Q는 비대칭 신호 세기 A이다. 선택된 변형물은 공칭 파장 λ1과 두 개의 다른 변형물 λ1- 및 λ1+를 가지는 방사선 스펙트럼들이다. 각각의 변형물에서 방사선 스펙트럼은 이러한 공칭 파장에 중심을 가지는 방사선의 좁은 피크를 포함한다. 이러한 피크(602)가 비대칭 신호 세기의 그래프에 오버레이되어 개략적으로 예시된다. 이러한 예에서, 이러한 변형물은 신호 품질의 순환식 변동의 사이클 폭 또는 피치 Λ의 절반에 대응하는 파장의 범위에 걸쳐서 균일하게 이격되도록 선택된다. 스펙트럼 피크의 대역폭은 사이클 폭보다 가능한 한 작도록, 그리고 사이클 폭의 절반보다는 확실히 작도록 설정된다. 이러한 방식으로, 도 6 의 (a)에 예시된 최선의 경우의 시나리오에서, 세 개의 변형물 중 하나는 곡선 상의 최적 위치에 또는 이에 가깝게 될 것이다. 도 6 의 (b)에 예시된 최악의 경우의 시나리오에서, 변형물 중 하나는 최적은 아니더라도 적어도 양호한 신호 세기를 가질 것이다. 예시된 예에서, 스펙트럼 피크의 폭 및 그들의 간격은 이들이 실질적으로 중첩되지 않도록 선택된다. 실무상, 피크들 중 적어도 두 개가 실질적으로 중첩하지 않고, 순환식 변형물의 상이한 부분에 속한다면, 변형물들 중 하나의 또는 다른 것이 양호한 신호를 제공할 것이다. 상세한 설명과 청구항의 용어에서, 두 개의 피크들의 간격 또는 분리라고 하면, 그들의 폭과 그들이 주어진 정도까지 중첩되는지 여부와 무관하게, 그들의 각각의 최대치들의 간격 또는 분리를 가리키려는 의도이다.

다르게 말하면, 검사 장치의 타겟 구조체 및 광학 시스템의 종래의 일부 실험 및/또는 모델링에 기초하여, 두 개 이상의 변형물의 펼침(spread)은 그들 중 적어도 하나가 예를 들어 이용가능한 최대 신호 세기의 50%보다 큰 신호 세기를 제공하도록 선택될 수 있다. 도시된 바와 같이 곡선(302)이 대략적으로는 정현 형상을 가진다고 가정하면, 근사적으로 사이클 폭 Λ의 1/4만큼 분리된 두 개의 변형물을 선택하면 이러한 기준이 만족될 것이다. 다시 말하건대, 위에서 언급된 바와 같이, 3 개의 변형물을 선택하면 기판에 걸친 최적 파라미터 값의 변동에 대한 더 많은 정보가 유도될 수 있다. 이러한 지식을 적용하면, 예를 들어 요구되는 측정의 전체 개수가 후술되는 바와 같이 감소될 수 있다. 이러한 지식이 추출되면 프로세스 의존성 특성을 진단하기 위해서도 사용될 수 있다.

도 3 및 도 6 의 예에서, 조명 조건의 특성으로서의 파장은 가변 파라미터로 표현되고, 상기 두 개 이상의 변형물은 상기 파라미터에 의해 규정된다. "파장"이라는 용어는 조명의 스펙트럼 특성을 줄이는 말로서 사용되고, 이것은 물론 중심 파장, 피크 파장, 및 피크 파장 근처에서의 파장의 펼침 또는 대역폭을 포함한다. 도 3 의 곡선(302)에 있는 피크 및 트로프의 폭에 따라서, 조명 방사선의 대역폭은 종래의 기구와 비교하여 매우 좁게 선택될 필요가 있을 수 있다. 튜닝가능한 레이저(11a) 및 단일 모드 섬유(11b)를 사용하면 변형물들 각각에 대해서 방사선의 적합한 특성을 전달하는 것을 도울 수 있다. 종래의 장치가 적외선으로부터 가시광 파장까지 범위의 스펙트럼에 걸쳐 널리 이격된 파장에서 측정을 하기 위해 사용되는 반면에, 본 명세서에서 언급되는 "변형물(variant)"은 일반적으로 훨씬 근접하게 이격된다는 것이 이해될 것이다. 분산(variance)의 목적은 측정의 다양성을 제공하는 것이 아니라, 심지어 동일한 공칭 파장, 공칭 조명 프로파일 등 근방에서 응답에 차이가 생기게 하는 프로세스 변동이 존재해도 충분한 신호 품질을 가지는 단일 측정이 획득될 수 있게 보장하는 것이다.

이해될 수 있는 것처럼, 측정 쓰루풋이 불필요하게 감소되는 것을 피하기 위하여, 광원 및 조명 시스템은 일반적으로 변형물들 사이에서 매우 신속하게 스위칭하는 것이 가능하도록 구현돼야 한다. 통상적인 구현형태에서, 이미지 또는 회절 패턴을 얻기 위한 시간은 각각의 새로운 타겟 구조체와 연관된 이동-획득-측정 사이클의 일부일 뿐이다. 그럼에도 불구하고, 획득 시간이 증가하게 되면 쓰루풋에 영향을 줄 것이다. 도 7 을 참조하여 후술되는 기법은 모든 타겟 구조체에 대한 획득 시간을 증가시키지 않고서 본 발명의 이점을 얻게 된다.

파라미터 P는 파장 이외의 다른 변수, 예를 들어 초점 길이의 경우에 정의될 수 있다. 이미 언급된 바와 같이, 파장은 변할 수 있는 조명 조건의 유일한 파라미터가 아니다. 방사선의 스펙트럼에 관련된 다른 파라미터는 예를 들어 대역폭일 수 있다. 다른 실시예에서, 광학 시스템의 초점 거리는 상이한 변형물들을 만들도록 조절될 수 있다. 편광은 변경될 수 있는 조명 조건의 다른 특성이다. 예를 들어 편광 각도는 변형물마다 달라지는 파라미터일 수 있다.

도 4 의 예에서, 최선의 값이 어디에 위치할 수 있는지를 추론하기 위해서 외삽 및/또는 보간하는 것이 가능하도록 조명 프로파일의 변형물을 파라미터화하는 것이 가능할 수 있다. 파라미터 P는, 예를 들어 공칭 위치에 상대적인 경계(402)의 변위로서 규정될 수 있다. 반면에, 조명 프로파일이 높은 자유도를 가지기 때문에, 변형물들 사이의 임의의 파라메트릭 관련성을 분석하려 시도하지 않고서 단순하게 다수의 변형물을 규정하는 것이 바람직할 수 있다.

도 7 은 많은 수의 타겟 구조체가 기판(W)의 필드(702)에 걸쳐서 측정되는 실시예를 도시한다. 이러한 예에서, 각각의 필드(702)는 두 개의 계측 타겟을 포함하고, 이들은 종래 기술에서 논의된 것과 같이 오버레이 격자, 초점 격자 등일 수 있다. 실무상, 각각의 필드는 두 개 보다 훨씬 많은 타겟 구조체를 포함할 수 있다. 더욱이, 얼마나 많은 타겟 구조체가 기판 상에 물리적으로 제공되던지, 측정 방법은 그들의 서브세트만을 사용하도록 설계될 수 있다. 이러한 공간적 서브샘플링은, 타겟들의 개수 및 그들의 위치가 요구되는 정보를 부적절한 측정 시간이 없이 획득하기에 충분하도록 설계될 것이다. 공간적 서브샘플링은 기판마다 다르거나, 모든 기판에서 동일할 수 있다. 측정될 타겟 구조체 및 이들 각각을 측정하는 방식은 위에서 언급된 계측 레시피에서 규정될 수 있다.

도 7 에서, 계측 타겟에 대해서 두 개의 상이한 심볼이 사용된다는 것에 주목한다. 십자 표시된 원으로 표시되는 계측 타겟(704)의 제 1 서브세트가 본 발명의 방법이 적용되는 것들이 될 것이고, 각각은 조명 조건의 두 개 이상의 변형물을 사용하여 측정된다. 측정될 것들 중 잔여 타겟들은 706 으로, 그리고 점 표시된 원으로 표시된다. 이러한 것들은 더 적은 변형물들로, 또는 하나의 변형물만을 가지고 측정될 수 있다. 선택적으로, 이러한 위치에서 사용되는 변형물은 제 1 서브세트의 이웃하는 타겟들을 측정하기 위해 획득되는 정보를 참조하여 선택될 수 있다. 이러한 목적을 위해서, 제 1 서브세트(704)의 모든 타겟이 그 사이의 타겟들(706)보다 먼저 측정되는지는 설계 선택의 문제이다.

다시 도 5 를 참조하면, 제 1 타겟(704)에 관련하여, 이러한 방법의 하나의 실시예는 각각의 타겟 구조체에 대해서 이것이 케이스 A, B, C 또는 D에 속하는지 여부를 식별하고자 한다. 예를 들어, 이미지 프로세서 및 제어기(PU)가 어떻게 각각의 타겟(704)에서 3 개의 변형물에 대해 획득되는 신호 세기를 비교함으로써 적용되는 케이스를 식별하여 기판의 상이한 지역을 구별할 수 있는지를 보여주는 컨투어들이 도 7 에 도시되었다. 전술된 바와 같이, 케이스 A 및 B는 샘플 값들의 패턴으로부터 분명하게 식별될 수 있다. 케이스 C 및 D는 분명하게 식별될 수 없지만, 이들은 케이스 A 및 B에서 식별된 지역들 사이의 보간에 의해서 추론될 수 있다. 실제 예에서, 지역들의 개수는 도 7 에 대문자로 표시된 네 개의 지역보다 훨씬 더 많을 수 있다. 모든 타겟을 케이스들 중 하나에 정확하게 할당하고, 따라서 기판 전체의 모든 포인트에서의 최적 변형물을 추적하기 위해서 위상 추적 알고리즘이 적용될 수 있다. 적합한 위상 추적 알고리즘은 논문 "Fast two-dimensional phase-unwrapping algorithm based on sorting by reliability following a noncontinuous path" by Miguel Arevallilo Herraez et al, APPLIED OPTICS, Vol. 41, No. 35 (2002 년 12 월), pp 7437-7444 에서 다른 콘텍스트에서의 응용예에 대해서 논의된다.

적용예

도 8 은 위에서 설명된 장치 및 방법을 사용하여 리소그래피 프로세스의 성능을 측정하는 방법을 예시한다. 단계 S20 에서, 앞에서 설명된 복합 격자 타겟과 같은 타겟 구조체를 생성하도록 하나 이상의 기판이 처리된다. 타겟의 디자인은 공지된 디자인, 또는 새로운 디자인 중 임의의 것일 수 있다. 타겟은 장치의 제 1 측정 브랜치 또는 제 2 측정 브랜치 중 어느 것이 사용되느냐에 따라 대타겟 또는 소타겟 디자인일 수 있다. 타겟은 오버레이, 초점 또는 선량을 비대칭을 통해 측정하도록 설계될 수 있다. 타겟은 다른 성능 파라미터 및/또는 비-비대칭-관련 파라미터를 측정하도록 설계될 수 있다. 선폭 또는 임계 치수(CD)는 비대칭의 측정을 통해서가 아니라 산란측정에 의해 측정될 수 있는 파라미터의 일 예이다.

단계 S21 에서, 적어도 기판 상의 타겟 구조체의 서브세트의 각각에 대한 다수의 분산을 사용하는 측정을 위한 레시피를 포함하는 계측 레시피가 규정된다. 일 실시예에서, 3 개의 파장이 도 6 을 참조하여 전술된 바와 같이 선택되어, 변형물 중 적어도 하나가 양호한 신호 세기를 제공하는 것이 보장되게 한다. 편광, 각도 분포 등을 포함하여 이러한 레시피의 모든 통상적인 파라미터도 규정된다. 다른 실시예들에서, 또는 상이한 파장 스펙트럼들을 가지는 변형물에 추가하여, 상이한 각도 분포(조명 프로파일)를 가지는 변형물이 규정될 수 있다.

단계 S22 에서, 예를 들어 도 2 의 검사 장치는 각각의 변형물에 대한 특정 조명 조건을 사용하여 타겟 구조체의 하나 이상의 회절 스펙트럼들을 캡쳐하도록 작동된다. 비대칭과 같은 특성이 하나 이상의 타겟의 캡쳐된 회절 스펙트럼들로부터 계산된다. 단계(22a)에서, 각각의 변형물에 대한 신호 품질이 비교되고, 측정은 상이한 변형물들로부터 얻어진 신호들의 최적 선택 또는 조합에 기초한다.

두 개 이상의 변형물들로부터 얻어진 신호들을 선택 및/또는 조합하면, 비대칭 측정에서의 프로세스 의존성이 감소되고, 오버레이, 초점 및/또는 선량과 같은 성능 파라미터가 더 정확하게 측정되게 된다.

단계 S23 에서, 획득된 측정 및 보조 데이터에 응답하여 계측 레시피가 업데이트될 수 있다. 예를 들어, 새로운 제품 스택을 위한 계측 기법이 개발되고 있는 중일 수 있다. 단계 S24 에서, 도 1 의 리소그래피 생산 설비를 동작하는 개발 및/또는 생산 단계에서, 리소그래피 프로세스에 대한 레시피가 업데이트되어, 예를 들어 추후의 기판에 있는 오버레이를 개선할 수 있다.

주어진 타겟 구조체의 최선의 측정을 획득하기 위해서 변형물들의 최선의 선택 또는 조합을 식별하고 사용하는 것에 추가하여, 근사도 또는 그렇지 않으면 최적의 조명 조건에 대한 변형물에 대한 정보가 오버레이와 같은 성능 파라미터의 획득된 측정에 신뢰성 가중치를 할당하기 위해서 사용될 수 있다. 따라서, 예를 들어 도 7 에서 케이스 A 또는 B가 적용되는 지역에서의 측정들은 케이스 C 또는 D가 적용되는 지역에서의 측정들보다 더 큰 신뢰성을 가지고 연관될 수 있다. 특히 위상 추적을 사용할 경우, 장치는 각각의 측정에 대하여, 이것이 해당 측정이 수행되었을 때에 최적의 조건으로부터 얼마나 떨어졌는지를 식별할 수 있다. 더 긴 기간 동안에 프로세스의 성능을 개선하기 위해서 계측 결과를 사용하는 진보된 프로세스 제어 시스템은 오버레이 등의 새로운 측정을 그들의 프로세스 모델에 통합시킬 때에 이러한 "최적 조건까지의 거리"를 신뢰성 점수로서 사용할 수 있다.

위의 예에서, 과거의 실험에 기초하여, 모든 타겟 구조체에 대해서 변형물의 적절한 세트가 규정된다고 추정될 수 있다. 반면에, 조명 조건의 각각의 파라미터에 대해서 하나의 값 대신에 이러한 변형물들을 사용하기 때문에, 측정 프로세스는 상기 기판에 걸친 프로세스 변동 및/또는 기판들 사이의 프로세스 변동이 존재함에도 불구하고 최선의 신호 품질 및 측정 정확도를 얻도록 적응될 수 있다. 일부 경우에는 두 개의 변형물만 이용하면 충분할 수 있다. 그러나, 도 5 및 도 7 에 도시된 바와 같이, 적절하게 이격된 세 개의 변형물을 사용하면 일부 실제 상황에서 추가 정보와 더 신뢰가능한 결과를 제공할 수 있다.

선택적으로, 단계(22b)에서, 변형물들 중 어느 것도 최적의 조명 조건에 충분히 가깝지 않다고 결정될 수 있고, 개정된 레시피가 계산되며, 측정이 반복되거나 단순히 레시피가 추가 타겟을 측정하기 전에 조절된다. 도 7 의 위상 추적 방법은 이러한 관점에서 기판의 어느 부분이 개정된 레시피를 사용해야 하는지를 식별하기 위해서 유용할 수 있다. 도 5 및 도 6 에 도시된 순환 변동의 일 예의 경우, 레시피를 이렇게 개정하는 것은 최적의 조건의 다른 사이클이 언제나 존재하는 한 수행될 필요가 없다. 그러나, 다른 상황에서는 의존성이 순환식이 아닐 수 있고, 프로세스 변동이 더 강해짐에 따라 최적의 조명 조건이 현재의 변형물로부터 더 멀리 이동될 수 있다. 전체 기판 또는 미리-프로그래밍된 지역에 대해서 개정된 레시피는 소망되는 경우에 후속 기판에 대해서 사용되어, 시스템이 경험에 기초하여 레시피를 학습하고 업데이트하게 할 수 있다.

측정치를 얻고, 파장 및 다른 레시피 파라미터의 선택을 제어하기 위한 계산이 이미지 프로세서 및 검사 장치의 제어기(PU) 내에서 수행될 수 있다. 대안적인 실시예들에서, 비대칭 및 다른 관심 파라미터의 계산은 검사 장치 하드웨어 및 제어기(PU)로부터 원격으로 수행될 수 있다. 이들은 예를 들어 감독 제어 시스템(supervisory control system; SCS) 내에서, 또는 검사 장치의 제어기(PU)로부터 측정 데이터를 수신하도록 구성되는 임의의 컴퓨터 장치에서 수행될 수 있다. 교정 측정을 제어하고 처리하는 것은, 획득된 정정 값을 사용하여 대량 계산을 수행하는 것과 별개인 프로세서에서 수행될 수 있다. 이러한 옵션들 모두는 구현하는 사람의 선택에 달린 것이고, 적용되는 원리 또는 얻어지는 장점을 바꾸는 것은 아니다.

결론:

위에 개시된 원리는 기판에 걸쳐 또는 기판들 사이에 강한 프로세스 의존성 변동을 가지는 구조체에서 개선된 측정 정확도가 얻어지게 한다. 이러한 기법은 암시야 이미징 방법 및 다른 방법에 의해 수행될 비대칭 측정에 적용되기에 적합하다. 조명 조건의 다수의 변형물을 사용하면, 최적 조명 조건이 기판에 걸쳐서 변할 경우에 정확도가 향상된다. 다수의 변형물이 각각의 측정을 부적절하게 지연시키지 않으면서 구현될 수 있다면, 이러한 기법은 대량 제작에 적용될 수 있다. 이것은 현대의 레이저 소스, 프로그래밍가능한 애퍼쳐 디바이스 등을 사용하는 조명 시스템을 적절하게 설계하고 구현함으로써 얻어질 수 있다.

또한, 개시된 방법 및 장치는 그들의 측정에 신뢰성 점수를 부여하여, 프로세스 모델링 시스템이 최적의 조건에서 또는 그에 가깝게 수행된 측정에 더 높은 가중치를 제공할 수 있게 할 수 있다.

비록 본 발명의 특정한 실시예가 위에서 설명되었지만, 본 발명은 설명된 것과 다르게 실시될 수 있다는 것이 이해될 것이다.

실시예에 예시된 검사 장치 또는 툴이 병렬 이미지 센서에 의한 퓨필 평면 및 기판 평면의 동시 이미징을 위한 제 1 및 제 2 브랜치를 가지는 특정 형태의 산란계를 포함하지만, 다른 구성도 가능하다. 빔 분할기(17)가 있는 대물 렌즈(16)에 영구적으로 커플링된 두 개의 브랜치를 제공하는 것이 아니라, 브랜치들은 미러와 같은 가동 광학 요소에 의해 선택적으로 커플링될 수 있다. 단일 이미지 센서를 가지는 광학 시스템이 제조될 수 있는데, 센서까지의 광로는 가동 요소에 의해 재구성되어 퓨필 평면 이미지 센서로 그리고 그 후에 기판 평면 이미지 센서로서의 역할을 한다.

위에서 설명된 타겟 구조체가 측정의 목적을 위하여 특정하게 설계되고 형성된 계측 타겟들인 반면에, 다른 실시예들에서, 기판에 형성된 디바이스의 기능성 부분인 타겟들의 속성이 측정될 수도 있다. 많은 디바이스들은 정규의 격자-유사 구조를 가진다. 본 명세서에서 사용되는 바와 같은 '타겟 격자' 및 '타겟 구조체'라는 용어는 해당 구조체가 수행되는 중인 측정에 대하여 특정하게 제공되어야 한다는 것을 요구하지 않는다.

검사 장치 하드웨어 및 기판과 패터닝 디바이스에서 실현되는 적합한 주기적 구조체와 연관하여, 일 실시예는 리소그래피 프로세스에 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 도 2 의 장치에 있는 이미지 프로세서 및 콘트롤러(PU) 및/또는 도 1 의 제어 유닛(LACU) 내에서 실행될 수도 있다. 그 안에 저장된 이러한 컴퓨터 프로그램을 포함하는 데이터 저장 매체(예를 들어, 반도체 메모리, 자기적 또는 광학적 디스크)가 역시 제공될 수 있다.

본 발명에 따른 다른 실시예들은 아래의 번호가 매겨진 절에서 제공된다.

1. 리소그래피 프로세스에 의하여 하나 이상의 기판 상에 형성된 복수 개의 구조체의 특성을 측정하는 방법으로서,

각각의 구조체의 상기 특성의 측정치는 조명 조건의 주어진 세트 하에서 상기 구조체에 의해 산란된 후에 집광된 방사선으로부터 적어도 부분적으로 유도되고,

조명 조건의 주어진 세트에 대하여, 상기 구조체 중 상이한 구조체들에 대한 상기 측정치의 정확도는 상기 기판에 걸친 프로세스 변동 및/또는 기판들 사이의 프로세스 변동에 의해 영향받으며,

상기 방법은 상기 조명 조건의 두 개 이상의 변형물 하에서 집광된 방사선을 사용하여 수행되고,

상기 구조체 중 상이한 구조체들에 대하여, 상기 특성의 측정치는 상기 변형물의 상이한 선택 또는 조합 하에서 집광된 방사선을 사용하여 유도되는, 구조체 특성 측정 방법.

2. 제 1 절에 있어서,

상기 구조체의 적어도 하나의 서브세트에 대하여, 상기 조명 조건의 변형물의 공통 세트를 사용하여 각각의 구조체로부터 방사선이 집광되고,

상기 측정치를 유도하는 데에 사용되는 상기 변형물의 선택 또는 조합은 상기 방사선을 집광한 이후에 수행되는, 구조체 특성 측정 방법.

3. 제 2 절에 있어서,

구조체의 상기 서브세트에 대한 변형물의 선택 또는 조합은, 상기 조명 조건의 상이한 변형물 하에서 상기 구조체로부터 집광된 방사선에서 관찰되는 신호 품질에 적어도 부분적으로 기초하는, 구조체 특성 측정 방법.

4. 제 2 절 또는 제 3 절에 있어서,

구조체의 상기 서브세트에 대한 변형물의 선택 또는 조합은, 상기 조명 조건의 상이한 변형물 하에서 하나 이상의 이웃 구조체로부터 집광된 방사선에서 관찰되는 신호 품질에 적어도 부분적으로 기초하는, 구조체 특성 측정 방법.

5. 제 3 절 또는 제 4 절에 있어서,

상기 서브세트 밖의 구조체의 측정을 위한 변형물의 선택 또는 조합은 상기 서브세트 내의 구조체로부터 집광된 방사선에서 관찰되는 신호 품질에 기초하는, 구조체 특성 측정 방법.

6. 제 1 절 내지 제 5 절 중 어느 한 절에 있어서,

상기 방사선은 협대역 방사선이고,

상기 두 개 이상의 변형물은 방사선의 실질적으로 중첩하지 않는 적어도 두 개의 상이한 스펙트럼 피크를 포함하는, 구조체 특성 측정 방법.

7. 제 6 절에 있어서,

상기 두 개 이상의 스펙트럼 피크는 30 nm 미만의 파장 범위에 걸쳐 이격되는, 구조체 특성 측정 방법.

8. 제 6 절 또는 제 7 절에 있어서,

각각의 변형물에서 상기 협대역 방사선은 10 nm 미만의 대역폭을 가지는, 구조체 특성 측정 방법.

9. 제 6 절 내지 제 8 절 중 어느 한 절에 있어서,

상기 신호 품질은 파장의 함수로서 순환 변동(cyclic variation)을 나타내고,

상기 두 개 이상의 스펙트럼 피크는 대략적으로 상기 순환 변동의 반 사이클 이하만큼 분리되는, 구조체 특성 측정 방법.

10. 제 1 절 내지 제 9 절 중 어느 한 절에 있어서,

상기 방사선은 불균일한 각도 분포를 가지고,

상기 각도 분포는 상기 두 개 이상의 변형물들 사이에서 변하는, 구조체 특성 측정 방법.

11. 제 10 절에 있어서,

상기 방사선은 조명 퓨필 평면 내의 명부(bright portion) 및 암부(dark portion)에 의해 규정되는 불균일한 각도 분포를 가지고,

명부와 암부 사이의 하나 이상의 경계는 상기 두 개 이상의 변형물들 사이에서 천이되는, 구조체 특성 측정 방법.

12. 제 1 절 내지 제 11 절 중 어느 한 절에 있어서,

초점 세팅이 두 개 이상의 변형물들 사이에서 변하는, 구조체 특성 측정 방법.

13. 제 1 절 내지 제 12 절 중 어느 한 절에 있어서,

상기 조명 조건의 적어도 하나의 특성에 대하여, 상기 변형물의 선택 또는 조합은 상기 측정치를 유도하는 데에 사용할 하나의 최선의 변형물을 선택하는 것을 포함하는, 구조체 특성 측정 방법.

14. 제 1 절 내지 제 13 절 중 어느 한 절에 있어서,

상기 조명 조건의 적어도 하나의 특성에 대하여, 상기 변형물의 선택 또는 조합은 상기 측정치를 유도하는 데에 사용할 변형물의 가중된 조합을 포함하는, 구조체 특성 측정 방법.

15. 제 1 절 내지 제 14 절 중 어느 한 절에 있어서,

상기 조명 조건의 적어도 하나의 특성은 가변 파라미터에 의해 표현되고,

상기 두 개 이상의 변형물은 상기 파라미터의 변형 값에 의해 규정되는, 구조체 특성 측정 방법.

16. 제 1 절 내지 제 15 절 중 어느 한 절에 있어서,

상기 방법은, 상기 구조체 중 하나 이상에 대한 상기 특성의 측정치에 기초하여 상기 리소그래피 프로세스의 성능 파라미터를 계산하는 단계를 더 포함하는, 구조체 특성 측정 방법.

17. 제 16 절에 있어서,

상기 방법은, 동일한 구조체 및/또는 이웃하는 구조체를 측정할 경우의 상기 상이한 변형물에 대한 신호 품질의 비교에 기초하여 상기 성능 파라미터에 대한 신뢰성 점수를 계산하는 단계를 더 포함하는, 구조체 특성 측정 방법.

18. 리소그래피 프로세스에 의하여 하나 이상의 기판 상에 형성된 복수 개의 구조체의 특성을 측정하기 위한 검사 장치로서,

조명 광학 시스템, 집광 광학 시스템 및 처리 시스템을 포함하고,

상기 처리 시스템은, 각각의 구조체의 상기 특성의 측정치를 상기 조명 광학 시스템에 의해 설립된 조명 조건의 하나 이상의 세트 하에서 상기 구조체에 의해 산란된 후에 상기 집광 광학 시스템에 의해 집광된 방사선으로부터 적어도 부분적으로 유도하도록 구성되고,

상기 조명 시스템 및 집광 시스템은 상기 조명 조건의 두 개 이상의 변형물 하에서 복수 개의 구조체에 의해 산란된 방사선을 집광하도록 구성되고,

상기 처리 시스템은, 상기 구조체 중 상이한 구조체들에 대한 상기 변형물의 상이한 선택 또는 조합 하에서 집광된 방사선을 사용하여 상기 특성의 측정치를 유도하도록 구성되는, 검사 장치.

19. 제 18 절에 있어서,

상기 측정치를 유도하는 데에 사용되는 상기 변형물의 선택 또는 조합은 상기 방사선을 집광한 이후에 수행되는, 검사 장치.

20. 제 19 절에 있어서,

구조체의 상기 서브세트에 대한 변형물의 선택 또는 조합은, 상기 조명 조건의 상이한 변형물 하에서 상기 구조체로부터 집광된 방사선에서 관찰되는 신호 품질에 적어도 부분적으로 기초하는, 검사 장치.

21. 제 19 절 또는 제 20 절에 있어서,

구조체의 상기 서브세트에 대한 변형물의 선택 또는 조합은, 상기 조명 조건의 상이한 변형물 하에서 하나 이상의 이웃 구조체로부터 집광된 방사선에서 관찰되는 신호 품질에 적어도 부분적으로 기초하는, 검사 장치.

22. 제 20 절 또는 제 21 절에 있어서,

상기 서브세트 밖의 구조체의 측정을 위한 변형물의 선택 또는 조합은 상기 서브세트 내의 구조체로부터 집광된 방사선에서 관찰되는 신호 품질에 기초하는, 검사 장치.

23. 제 18 절 내지 제 22 절 중 어느 한 절에 있어서,

상기 조명 시스템은 협대역 방사선으로서 상기 방사선을 제공하도록 구성되고,

상기 두 개 이상의 변형물은 방사선의 실질적으로 중첩하지 않는 적어도 두 개의 상이한 스펙트럼 피크를 포함하는, 검사 장치.

24. 제 23 절에 있어서,

상기 두 개 이상의 스펙트럼 피크는 30 nm 미만의 파장 범위에 걸쳐 이격되는, 검사 장치.

25. 제 23 절 또는 제 24 절에 있어서,

각각의 변형물에서 상기 협대역 방사선은 10 nm 미만의 대역폭을 가지는, 검사 장치.

26. 제 23 절 내지 제 25 절 중 어느 한 절에 있어서,

상기 두 개 이상의 스펙트럼 피크는 대략적으로 상기 순환 변동의 반 사이클 이하만큼 분리되는, 검사 장치.

27. 제 18 절 내지 제 26 절 중 어느 한 절에 있어서,

상기 조명 시스템은 불균일한 각도 분포를 가지는 상기 방사선을 제공하도록 구성되고,

상기 각도 분포는 상기 두 개 이상의 변형물들 사이에서 변하는, 검사 장치.

28. 제 27 절에 있어서,

명부와 암부 사이의 하나 이상의 경계는 상기 두 개 이상의 변형물들 사이에서 천이되는, 검사 장치.

29. 제 18 절 내지 제 28 절 중 어느 한 절에 있어서,

초점 세팅이 두 개 이상의 변형물들 사이에서 변하는, 검사 장치.

30. 제 18 절 내지 제 29 절 중 어느 한 절에 있어서,

상기 조명 조건의 적어도 하나의 특성에 대하여, 상기 변형물의 선택 또는 조합은 상기 측정치를 유도하는 데에 사용할 하나의 최선의 변형물을 선택하는 것을 포함하는, 검사 장치.

31. 제 18 절 내지 제 30 절 중 어느 한 절에 있어서,

상기 조명 조건의 적어도 하나의 특성에 대하여, 상기 변형물의 선택 또는 조합은 상기 측정치를 유도하는 데에 사용할 변형물의 가중된 조합을 포함하는, 검사 장치.

32. 제 18 절 내지 제 31 절 중 어느 한 절에 있어서,

상기 두 개 이상의 변형물은 상기 파라미터의 변형 값에 의해 규정되는, 검사 장치.

33. 제 18 절 내지 제 32 절 중 어느 한 절에 있어서,

상기 처리 시스템은, 상기 구조체 중 하나 이상에 대한 상기 특성의 측정치에 기초하여 상기 리소그래피 프로세스의 성능 파라미터를 계산하도록 더욱 구성되는, 검사 장치.

34. 제 33 절에 있어서,

동일한 구조체 및/또는 이웃하는 구조체를 측정할 경우의 상기 상이한 변형물에 대한 신호 품질의 비교에 기초하여 상기 성능 파라미터에 대한 신뢰성 점수를 계산하는 것을 더 포함하는, 검사 장치.

35. 제 18 절 내지 제 34 절 중 어느 한 절에 있어서,

상기 처리 시스템은 조명 조건의 상이한 변형물 하에서 산란된 상기 방사선을 집광하도록 상기 조명 광학 시스템 및 집광 시스템을 자동적으로 제어하기 위한 제어기를 포함하는, 검사 장치.

36. 머신 판독가능 명령을 포함하는 컴퓨터 프로그램 제품으로서,

상기 머신 판독가능 명령은, 프로그램가능 처리 디바이스가 제 1 절 내지 제 17 절 중 어느 한 절의 방법으로 복수 개의 구조체의 특성의 측정치를 유도하게 하는, 컴퓨터 프로그램 제품.

37. 제 36 절에 있어서,

상기 머신 판독가능 명령은 더 나아가, 상기 프로그래밍가능한 처리 디바이스가, 상기 구조체의 조명 조건을 자동적으로 제어하고 상기 조명 조건의 상기 변형물 하에서 상기 산란된 방사선의 집광을 제어하게 하는, 컴퓨터 프로그램 제품.

38. 리소그래피 시스템으로서,

리소그래피 장치를 포함하고, 상기 리소그래피 장치는,

패턴을 조명하도록 구성되는 조명 광학 시스템;

상기 패턴의 이미지를 기판 상에 투영하도록 구성되는 투영 광학 시스템; 및

제 18 절 또는 제 34 절에 따른 검사 장치를 포함하며,

상기 리소그래피 장치는 상기 패턴을 추가적인 기판에 적용할 때, 상기 검사 장치로부터의 측정 결과를 사용하도록 구성되는, 리소그래피 시스템.

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

제 1 절 내지 제 17 절 중 어느 한 절의 방법을 사용하여, 상기 기판들 중 적어도 하나 상에서 상기 디바이스 패턴의 일부로서 또는 디바이스 패턴 이외에 형성된 하나 이상의 구조체의 하나 이상의 특성을 측정하는 단계, 및

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

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 인가함으로써 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. 산란계 및 다른 검사 장치의 구현형태는 적합한 소스를 사용하여 UV 및 EUV 파장에서 제작될 수 있고, 본 발명은 절대로 IR 및 가시광선을 사용한 시스템으로 한정되는 것이 아니다.

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

리소그래피 프로세스에 의하여 하나 이상의 기판 상에 형성된 복수 개의 구조체의 특성을 측정하는 방법으로서,
각각의 구조체의 상기 특성의 측정치는 조명 조건의 주어진 세트 하에서 상기 구조체에 의해 산란된 후에 집광된 방사선으로부터 적어도 부분적으로 유도되고,
조명 조건의 주어진 세트에 대하여, 상기 구조체 중 상이한 구조체들에 대한 상기 측정치의 정확도는 상기 기판에 걸친 프로세스 변동 및/또는 기판들 사이의 프로세스 변동에 의해 영향받으며,
상기 방법은 상기 조명 조건의 두 개 이상의 변형물(variant) 하에서 집광된 방사선을 사용하여 수행되고,
상기 구조체 중 상이한 구조체들에 대하여, 상기 특성의 측정치는 상기 변형물의 상이한 선택 또는 조합 하에서 집광된 방사선을 사용하여 유도되는, 구조체 특성 측정 방법.
제 1 항에 있어서,
상기 구조체의 적어도 하나의 서브세트에 대하여, 상기 조명 조건의 변형물의 공통 세트를 사용하여 각각의 구조체로부터 방사선이 집광되고,
상기 측정치를 유도하는 데에 사용되는 상기 변형물의 선택 또는 조합은 상기 방사선을 집광한 이후에 수행되는, 구조체 특성 측정 방법.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 방사선은 협대역 방사선이고,
상기 두 개 이상의 변형물은 방사선의 실질적으로 중첩하지 않는 적어도 두 개의 상이한 스펙트럼 피크를 포함하는, 구조체 특성 측정 방법.
제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 방사선은 불균일한 각도 분포를 가지고,
상기 각도 분포는 상기 두 개 이상의 변형물들 사이에서 변하는, 구조체 특성 측정 방법.
제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
초점 세팅이 두 개 이상의 변형물들 사이에서 변하는, 구조체 특성 측정 방법.
제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 조명 조건의 적어도 하나의 특성에 대하여, 상기 변형물의 선택 또는 조합은 상기 측정치를 유도하는 데에 사용할 하나의 최선의 변형물을 선택하는 것을 포함하는, 구조체 특성 측정 방법.
제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 조명 조건의 적어도 하나의 특성에 대하여, 상기 변형물의 선택 또는 조합은 상기 측정치를 유도하는 데에 사용할 변형물의 가중된 조합을 포함하는, 구조체 특성 측정 방법.
제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 조명 조건의 적어도 하나의 특성은 가변 파라미터에 의해 표현되고,
상기 두 개 이상의 변형물은 상기 파라미터의 변형 값(variant value)에 의해 규정되는, 구조체 특성 측정 방법.
제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 방법은, 상기 구조체 중 하나 이상에 대한 상기 특성의 측정치에 기초하여 상기 리소그래피 프로세스의 성능 파라미터를 계산하는 단계를 더 포함하는, 구조체 특성 측정 방법.
리소그래피 프로세스에 의하여 하나 이상의 기판 상에 형성된 복수 개의 구조체의 특성을 측정하기 위한 검사 장치로서,
조명 광학 시스템, 집광 광학 시스템 및 처리 시스템을 포함하고,
상기 처리 시스템은, 각각의 구조체의 상기 특성의 측정치를, 상기 조명 광학 시스템에 의해 확립된 조명 조건의 하나 이상의 세트 하에서 상기 구조체에 의해 산란된 후에 상기 집광 광학 시스템에 의해 집광된 방사선으로부터 적어도 부분적으로 유도하도록 구성되고,
조명 조건의 주어진 세트에 대하여, 상기 구조체 중 상이한 구조체들에 대한 상기 측정치의 정확도는 상기 기판에 걸친 프로세스 변동 및/또는 기판들 사이의 프로세스 변동에 의해 영향받으며,
상기 조명 시스템 및 집광 시스템은 상기 조명 조건의 두 개 이상의 변형물 하에서 복수 개의 구조체에 의해 산란된 방사선을 집광하도록 구성되고,
상기 처리 시스템은, 상기 구조체 중 상이한 구조체들에 대한 상기 변형물의 상이한 선택 또는 조합 하에서 집광된 방사선을 사용하여 상기 특성의 측정치를 유도하도록 구성되는, 검사 장치.
제 10 항에 있어서,
상기 구조체의 적어도 하나의 서브세트에 대하여, 상기 조명 조건의 변형물의 공통 세트를 사용하여 각각의 구조체로부터 방사선이 집광되고,
상기 측정치를 유도하는 데에 사용되는 상기 변형물의 선택 또는 조합은 상기 방사선을 집광한 이후에 수행되는, 검사 장치.
제 10 항 또는 제 11 항에 있어서,
상기 조명 시스템은 협대역 방사선으로서 상기 방사선을 제공하도록 구성되고,
상기 두 개 이상의 변형물은 방사선의 실질적으로 중첩하지 않는 적어도 두 개의 상이한 스펙트럼 피크를 포함하는, 검사 장치.
머신 판독가능 명령을 포함하는 컴퓨터 프로그램 제품으로서,
상기 머신 판독가능 명령은, 프로그램가능 처리 디바이스가 제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항의 방법으로 복수 개의 구조체의 특성의 측정치를 유도하게 하는, 컴퓨터 프로그램 제품.
리소그래피 시스템으로서,
리소그래피 장치를 포함하고, 상기 리소그래피 장치는,
패턴을 조명하도록 구성되는 조명 광학 시스템;
상기 패턴의 이미지를 기판 상에 투영하도록 구성되는 투영 광학 시스템; 및
제 10 항 내지 제 12 항 중 어느 한 항에 청구된 바와 같은 검사 장치를 포함하며,
상기 리소그래피 장치는 상기 패턴을 추가적인 기판에 적용할 때, 상기 검사 장치로부터의 측정 결과를 사용하도록 구성되는, 리소그래피 시스템.
디바이스 패턴이 리소그래피 프로세스를 사용하여 일련의 기판들에 적용되는 디바이스 제조 방법으로서,
제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 청구된 바와 같은 방법을 사용하여, 상기 기판들 중 적어도 하나 상에서 상기 디바이스 패턴의 일부로서 또는 디바이스 패턴 이외에 형성된 하나 이상의 구조체의 하나 이상의 특성을 측정하는 단계, 및
측정의 결과에 따라 추후의 기판들에 대하여 상기 리소그래피 프로세스를 제어하는 단계를 포함하는, 디바이스 제조 방법.