KR20190046988A - 정정 유도 방법 및 장치, 구조체의 속성을 결정하는 방법 및 장치, 디바이스 제조 방법 - Google Patents

Abstract

광학 시스템은 조명 방사선을 전달하고 기판 상의 타겟 구조체와의 상호작용 이후에 방사선을 수집한다. 측정 세기 프로파일이 구조체의 속성의 측정치를 계산하기 위하여 사용된다. 광학 시스템은 고체 침지 렌즈를 포함할 수 있다. 교정 방법에서, 광학 시스템은 제 1 조명 프로파일을 사용하는 제 1 세기 프로파일 및 제 2 조명 프로파일을 사용하는 제 2 세기 프로파일을 획득하도록 제어된다. 이러한 프로파일들이 의사 반사(ghost reflection)의 효과를 완화하기 위한 정정을 유도하기 위하여 사용된다. 예를 들어 반달형 조명 프로파일을 상이한 배향에서 사용하면, 방법은 SIL이 내부 전반사를 초래할 곳에서도 의사 반사를 측정할 수 있다. 광학 시스템은 수광된 산란된 검출 방사선에 기초하여 이동을 제어하기 위한 오염물 검출 시스템을 포함할 수 있다. 광학 시스템은 에버네슨트 파 상호작용을 향상시키기 위한 유전체 코팅을 가지는 광학 컴포넌트를 포함할 수 있다.

Description

정정 유도 방법 및 장치, 구조체의 속성을 결정하는 방법 및 장치, 디바이스 제조 방법

본 발명은 광학 시스템은 교정에 관한 것이다. 본 명세서에서 설명되는 실시예는, 예를 들어 검사 장치에 적용될 수 있고, 예를 들어 사용가능한 리소그래피 장치에 적용될 수 있으며, 예를 들어 리소그래피 기법에 의해 디바이스를 제조하는 데에 적용될 수 있다. 본 명세서에서 설명되는 실시예는, 고체 침지 렌즈(SIL) 또는 마이크로-SIL을 채용하는 검사 장치에 적용될 수 있다.

리소그래피 프로세스는 기판 상에, 통상적으로는 기판의 타겟 영역 상에 원하는 패턴을 부여하는 것이다. 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. 이 패턴은 기판(예컨대, 실리콘 웨이퍼) 상의 타겟 영역(예컨대, 하나의 다이(die)의 일부분, 하나의 다이, 또는 여러 개의 다이를 포함) 상으로 전사(transfer)될 수 있다. 패턴의 전사는 통상적으로 기판 상에 제공된 방사선-감응재(레지스트)층 상으로의 이미징(imaging)을 통해 수행된다. 기판에 걸친 연속적인 타겟 부분에서 패턴을 반복하기 위하여, 스테핑 및/또는 스캐닝 이동이 수반될 수 있다. 또한, 기판 상에 패턴을 임프린트(imprint)함으로써 패터닝 장치로부터 기판으로 패턴을 전사할 수도 있다.

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 오버레이(예를 들어, 디바이스 내의 두 층들 사이에 상이한 패터닝 단계에서 형성되는 패턴들 사이의 정렬의 정확도) 및 리소그래피 장치의 디포커스를 측정하는 전문 툴을 포함하는, 이러한 측정을 하기 위한 다양한 툴들이 알려져 있다. 최근, 다양한 형태의 산란계들이 리소그래피 분야에서 사용되도록 개발되어 왔다. 이러한 디바이스들은 방사선 빔을 타겟 위로 지향시키고 산란된 방사선의 하나 이상의 속성 - 예를 들어, 파장의 함수인 단일 반사각에서의 세기; 반사된 각도의 함수인 하나 이상의 파장에서의 세기; 또는 반사된 각도의 함수로서의 편광 -을 측정하여 "스펙트럼" 또는 "퓨필 이미지"를 획득하고, 타겟의 관심 속성은 이러한 스펙트럼으로부터 결정될 수 있다. 관심 속성은 다양한 기법: 예를 들어, 엄밀한 커플링된 파 분석(rigorous coupled wave analysis) 또는 유한 요소 방법(finite element method)과 같은 반복적 접근법에 의한 타겟 구조체의 재구성, 라이브러리 검색, 및 주된 성분 분석에 의하여 결정될 수 있다.

알려진 산란계의 예들은 미국 특허 출원 공개 번호 US 2006-033921 및 US 2010-201963 에 기술되는 타입의 각도-분해 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, 미국 특허 출원 공개 번호 US 2006-066855 에 기술된 것처럼, 이러한 장치를 사용하여 회절 기초 오버레이가 측정될 수 있다. 방법 및 산란계는 미국 특허 출원 공개 번호 US 2011-0027704, US 2006-033921 및 US 2010-201963 에도 개시된다. 리소그래피 처리에서의 물리적 치수가 감소됨에 따라, 더 작은 피쳐를 검사할 필요가 있고, 계측 전용인 타겟이 차지하는 공간은 감소시킬 필요가 있다. 이러한 출원들 모두의 내용은 참조되어 본 명세서에 원용된다.

예를 들어 캡쳐될 수 있는 산란각의 범위를 증가시키기 위하여, 고체 침지 렌즈(SIL) 또는 소형 SIL(마이크로-SIL)이 대물 렌즈와 타겟 구조체 사이에 제공될 수 있다. 고체 침지 렌즈(SIL)를 포함하는 각도 분해 산란계의 일 예가 미국 특허 출원 공개 번호 US 2009-316979 에 개시된다. SIL이 타겟과 극단적으로 가까워지면 1 보다 큰 매우 높은 실효 NA가 얻어지는데, 이것은 더 큰 범위의 산란각이 퓨필 이미지 내에 캡쳐될 수 있다는 것을 의미한다. 이러한 SIL을 반도체 계측용 검사 장치에 적용하는 것이 미국 특허 출원 공개 번호 US 2016-061590 에 개시된다.

개구수를 높이는 것을 이용하면, SIL과 기판 사이의 갭이 원하는 값으로 설정되고 최적 값으로 유지될 필요가 있다. 예를 들어, 기판과의 광학적 상호작용의 근거리장에서 SIL을 유지하려면 갭은 수 십 나노미터, 예를 들어 10-100 nm의 범위에 속할 수 있다. SIL 요소를 제어하기 위한 장치가 미국 특허 출원 공개 번호 US 2016-061590 및 2016 년 4 월 19 일에 출원된 PCT 특허 출원 번호 PCT/EP2016/058640 에 기술된다. 모든 언급된 출원과 출원 공개 문헌의 내용은 그 전부가 원용에 의해 본원에 통합된다. SIL을 사용하면 더 작은 조명 스폿이 형성될 수 있고, 결과적으로 더 작은 타겟이 사용되게 할 수도 있다.

본 발명은 일반적으로 광학 시스템의 교정에 적용가능하다. 본 발명은 임의의 특정 타입의 검사 장치, 또는 심지어 일반적인 검사 장치에 적용되도록 한정되지 않는다. 본 발명의 원리도 SIL 또는 마이크로-SIL 요소를 포함하는 광학 시스템에 한정되지 않는다. 그럼에도 불구하고, 본 명세서에서 설명되는 실시예는 검사 장치용 광학 시스템, 및 SIL 또는 마이크로-SIL 요소를 포함하는 광학 시스템에 유용하게 적용된다. 광학 시스템에 있어서의 일반적인 문제점은 광학 시스템 내의 재료 및 표면에서 반사되고 산란된 방사선에 대한 것인데, 이러한 방사선은 원하는 방사선과 예측불가능한 방식으로 혼합되고 콘트라스트를 감소시키거나 캡쳐된 정보에 노이즈를 도입한다. 따라서, 이미지 또는 다른 신호가 측정을 위해서 캡쳐될 경우 이러한 원치 않는 방사선의 효과가 정정될 수 있도록 하나 이상의 교정 단계가 통상적으로 수행된다.

산란측정 퓨필 검출을 일 예로 들면, 광학 시스템의 후초점면 근처에 위치된 이미지 센서는 산란측정 데이터(산란 스펙트럼)를 퓨필 이미지의 형태로 캡쳐한다. 이러한 산란측정 데이터와 함께, 이미지 센서는 "의사(ghost)" 신호라고 불릴 수 있는 신호도 픽업한다. 이러한 신호는 관심 타겟 구조체가 아니라, 예를 들어 광학 시스템 내의 표면으로부터의 반사에 의해서 생긴다. 조명 방사선을 전달하는 것과 타겟과의 상호작용 이후에 산란측정 데이터를 캡쳐하는 것을 동시에 수행하기 위해서 사용된다면 이러한 신호들은 특히 중요하다. 별개의 인입 빔 인출 빔과 분리시키는 한 가지 방법은 퓨필 이미지를 타겟 구조체 대신에 빔 덤프(방사선 흡수 디바이스)로 캡쳐하는 것이다. 그러면 캡쳐된 이미지는 광학 표면에서의 원치 않는 반사에만 기인하게 되고, 의사 신호를 정정하기 위해서 장래의 이미지로부터 제거될 수 있다. 하지만 다른 교정 방법이 적절할 수도 있다. 예를 들어, SIL-기초 광학 시스템 내에는 서브-파장 거리에 타겟이 존재하지 않으면 SIL 내에 내부 전반사가 존재할 수 있다.

광학 시스템을 통한 전파를 특징짓기 위해서 다른 타입의 교정 단계가 수행될 수도 있다. 이러한 교정방법은 뚜렷한 반사율을 가지는 반사 요소를 사용하는 미러 교정법이다. 미러 교정법은 변동하는 파장, 입사각 및/또는 입사 편광에 대한 현미경 대물렌즈의 광투과를 계산하기 위하여 사용될 수 있다. 하지만 다른 교정 방법이 적절할 수도 있다. 대물렌즈 및 SIL을 포함하는 광학 시스템의 경우, 대물 렌즈 및 SIL을 통한 투과를 미러 교정법에서의 미러를 사용하여 측정하는 것은 가능하지 않을 수 있다.

산란계에서 수행될 수 있는 다른 타입의 교정은 소위 개구수 스케일링(NA 스케일링)을 측정하고 퓨필 대칭점을 캡쳐된 이미지 내에 위치시키는 것이다. 이러한 교정법은 시간이 많이 걸릴 수 있고, 따라서 이러한 단계들을 위해서 다른 방법들이 역시 관심을 받고 있다.

본 발명은 고체 침지 렌즈의 표면 및 기판의 검사된 표면에서 이동하는 에버네슨트 파의 상호작용을 개선시키기 위해서 적용가능하다. 입자 검출 시스템에서 마주하게 되는 공통적인 문제점은 기판의 표면에 있는 오염 입자에 의해 산란된 방사선에 비하여 반사된 방사선의 백그라운드가 상대적으로 크다는 것이다. 따라서 이러한 검출 시스템의 신호-대-잡음 비는 열악하다. 본 발명은 이러한 문제점에 대한 해결책을 제안한다.

본 발명은 고체 침지 렌즈가 검사된 기판의 표면에 있는 입자 또는 구조체와 충돌하는 것을 보호하기 위해 적용가능하다.

일 양태에 따르면, 광학 시스템에 대한 정정을 유도하는 방법으로서, 상기 광학 시스템은 조명 방사선을 타겟 구조체로 전달하는 것 및 상기 타겟 구조체와의 상호작용 이후에 방사선을 수집하는 것 양자 모두를 위하여 동작가능하고,

상기 광학 시스템의 퓨필을 제 1 조명 프로파일에 따라서 조명하는 동안에 상기 광학 시스템에 의해 수집된 방사선을 나타내는 제 1 세기 프로파일을 획득하는 단계;

상기 광학 시스템의 퓨필을 상기 제 1 조명 프로파일과 다른 제 2 조명 프로파일에 따라서 조명하는 동안에 상기 광학 시스템에 의해 수집된 방사선을 나타내는 제 2 세기 프로파일을 획득하는 단계; 및

상기 제 1 세기 프로파일과 상기 제 2 세기 프로파일을 사용하여, 타겟 구조체와의 상호작용에 비해, 상기 조명 방사선의 상기 광학 시스템과의 상호작용의 효과를 완화하기 위한 정정을 유도하는 단계를 포함하는, 정정 유도 방법이 제공된다.

상이한 조명 프로파일을 사용하여 검출된 세기 프로파일을 사용하면, 이러한 방법은 의사 반사의 효과를 광학 시스템의 상이한 부분으로부터 효과적으로 분리하여, 정정이 계산될 수 있게 한다.

일부 실시예들에서, 상기 제 1 세기 프로파일과 상기 제 2 세기 프로파일의 상이한 부분은 상기 조명 방사선의 상기 광학 시스템과의 상호작용의 효과를 나타내는 세기 프로파일을 합성하기 위해 사용된다.

이러한 방법은 종래의 방법이 적용될 수 없는, SIL 컴포넌트를 포함하는 광학 시스템에서 정정을 획득하기 위해 적용될 수 있다. 상이한 조명 프로파일이 밝고 어두운 상이한 부분들을 가지는 경우, 내부 전반사의 효과가 각각의 세기 프로파일 내의 퓨필의 특정한 부분으로 국한될 수 있다.

일 양태에 따르면, 구조체의 속성을 결정하는 방법으로서, 전술된 방법에 의해 하나 이상의 정정을 유도하는 것을 포함하며,

구조체와의 상호작용 이후에 광학 시스템에 의해 수집된 방사선을 나타내는 측정 세기 프로파일을 수신하는 단계; 및

구조체의 속성의 측정치를 적어도 부분적으로 상기 측정 세기 프로파일에 기초하여 연산하고, 유도된 정정을 사용하는 단계를 더 포함하는 방법이 제공된다.

일 양태에 따르면, 측정면에 대한 광학 시스템의 이동의 제어 방법으로서, 상기 광학 시스템은 조명 방사선을 상기 측정면에 전달하는 것 및 상기 측정면과의 상호작용 이후에 방사선을 수집하는 것 양자 모두를 위하여 동작가능하고,

상기 측정면을 검출 방사선으로 조명하는 단계;

상기 측정면에 의해 산란된 검출 방사선 수광하는 단계; 및

수광된 상기 산란된 검출 방사선에 기초하여 상기 광학 시스템의 이동을 제어하는 단계를 포함하는, 상대 이동 제어 방법이 제공된다.

일 양태에 따르면, 본 명세서에 진술된 방법에 따라서 광학 시스템의 이동을 제어하는 방법을 수행하도록 구성되는 장치가 제공된다.

일 양태에 따르면, 표면의 검사를 위한 광학 시스템으로서, 상기 광학 시스템은 조명 방사선을 상기 표면에 전달하고 상기 표면과의 상호작용 이후에 방사선을 수집하도록 구성되고, 상기 광학 시스템은 적어도 하나의 광학 요소와 상기 표면 사이의 에버네슨트 파 상호작용을 강화하도록 구성되는 유전체 코팅이 제공된 상기 광학 요소를 포함하는, 광학 시스템이 제공된다.

일 양태에 따르면, 광학 시스템에 대한 정정을 유도하도록 구성되는 장치로서, 상기 광학 시스템은 조명 방사선을 타겟 구조체로 전달하는 것 및 상기 타겟 구조체와의 상호작용 이후에 방사선을 수집하는 것 양자 모두를 위하여 동작가능하고,

프로세서를 포함하고, 상기 프로세서는,

상기 광학 시스템의 퓨필을 제 1 조명 프로파일에 따라서 조명하는 동안에 상기 광학 시스템에 의해 수집된 방사선을 나타내는 제 1 세기 프로파일을 획득하고,

상기 광학 시스템의 퓨필을 상기 제 1 조명 프로파일과 다른 제 2 조명 프로파일에 따라서 조명하는 동안에 상기 광학 시스템에 의해 수집된 방사선을 나타내는 제 2 세기 프로파일을 획득하며,

상기 제 1 세기 프로파일과 상기 제 2 세기 프로파일을 사용하여, 타겟 구조체와의 상호작용에 비해, 상기 조명 방사선의 상기 광학 시스템과의 상호작용의 효과를 완화하기 위한 정정을 유도하도록 구성되는, 정정 유도 장치가 제공된다.

프로세서는,

관심 구조체와의 상호작용 이후에 상기 광학 시스템에 의해 수집되는 방사선을 나타내는 측정 세기 프로파일을 수신하고; 및

적어도 부분적으로 상기 측정 세기 프로파일에 기초하여 상기 구조체의 속성의 측정치를 연산하고, 유도된 정정을 사용하도록 더 구성될 수 있다.

일 양태에 따르면, 광학 시스템, 상기 광학 시스템용 제어 시스템 및 전술된 바와 같은 장치를 포함하는 검사 장치가 제공되는데, 제어 시스템은 제 1 세기 프로파일과 제 2 세기 프로파일을 획득하도록 상기 광학 시스템을 제어하고, 관심 구조체로부터 측정 세기 프로파일을 획득하며, 적용가능하다면, 추가 세기 프로파일 및 제 3 및 제 4 세기 프로파일을 획득하고, 정정을 유도하고 관심 구조체의 속성을 계산하는 데에 사용되도록 상기 세기 프로파일을 상기 프로세서로 전달하도록 구성된다.

본 명세서에서 개시된 단계들은 콘텍스트가 허락하는 임의의 순서로 수행될 수 있고, 규정된 순서로 수행될 필요가 없을 수 있다. 따라서, 예를 들어 정정을 유도하는 데에 사용되기 위한 세기 프로파일이 측정 세기 프로파일이 수신되기 전에 또는 후에 수신되는지는 설계 선택의 문제이다. 동일한 원리가 세기 프로파일을 획득하기 위해서 광학 시스템이 작동되는 시퀀스 에도 적용된다.

일 양태에 따르면, 처리 시스템이 본 명세서에서 설명된 바와 같은 방법에 의하여 정정을 유도하게 하기 위한 머신-판독가능 명령의 하나 이상의 시퀀스를 포함하는 컴퓨터 프로그램 제품이 제공된다. 컴퓨터 프로그램 제품은 비-일시적 저장 매체를 포함할 수 있다.

일 양태에 따르면, 리소그래피 프로세스 단계를 포함하는 디바이스 제조 방법이 제공되는데, 상기 리소그래피 프로세스 단계를 수행하기 이전 또는 이후에, 전술된 바와 같은 본 발명의 방법에 의하여 기판 상의 구조체의 측정치가 획득되고, 획득된 측정치는 상기 기판 및/또는 추가 기판의 처리를 위하여 상기 리소그래피 프로세스 단계의 파라미터를 조절하도록 사용된다.

이러한 양태와 다른 양태는 후술되는 예들을 숙고하면 당업자에게 명백해질 것이다.

실시예들은 첨부 도면을 참조하여 오직 예시를 통하여 이제 설명될 것이다:
도 1 은 리소그래피 장치를 도시한다;
도 2 는 본 발명에 설명된 검사 장치가 사용될 수 있는 리소그래피 셀 또는 클러스터를 도시한다;
도 3 은 본 명세서에서 설명되는 실시예가 적용될 수 있는 광학 시스템의 일 예로서, 각도-분해 산란측정을 수행하도록 구성되는 검사 장치의 일 예를 도시한다;
도 4 는 방법에서 빔 덤프 및 기준 반사기를 사용하는 교정 단계를 예시한다;
도 5 는 본 명세서에서 설명되는 실시예가 적용될 수 있는 광학 시스템의 다른 예로서, 각도-분해 산란측정을 수행하도록 구성되는 검사 장치의 일 예를 도시하는데, 광학 시스템은 고체 침지 렌즈(SIL)를 포함한다;
도 6(a), 도 6(b) 및 도 6(c)는 고체 침지 렌즈를 포함하는 도 5 의 장치의 광학 시스템의 특성을 좀 더 상세하게 도시한다;
도 7(a), 도 7(b), 도 7(c), 도 7(d), 도 7(e), 도 7(f), 도 7(g) 및 도 7(h)는 도 5 및 도 6 의 장치에 대한 교정 방법의 단계들에서 조명 모드 및 검출 모드를 예시한다;
도 8(a)는 도 7 의 교정 방법의 단계에서 캡쳐된 퓨필 이미지의 형태를 개략적으로 예시한다;
도 8(b)는 도 8(a)에 예시된 타입의 실제 퓨필 이미지에 있는 라인 B-B'에 따른 세기 프로파일을 예시한다;
도 9 는 도 5 의 장치의 이미지 센서 상에서의 산란측정 퓨필 이미지의 캡쳐 및 레퍼런스 퓨필 이미지를 예시한다;
도 10 은 본 발명의 다양한 원리를 적용하는 교정 방법의 흐름도이다;
도 11 은 본 발명의 일 실시예에 따른 검출 시스템을 도시한다;
도 12 는 도 11 의 검출 시스템으로 수행된 측정을 사용하는 계측 방법 및/또는 리소그래피 제조 프로세스의 성능을 제어하는 방법을 예시하는 흐름도이다;
도 13 은 본 발명의 다른 실시예에 따른 검출 시스템을 도시한다;
도 13(b)는 일 실시예에 따르는 애퍼쳐를 도시하는데, 애퍼쳐는 도 13(a)에 의해 도시된 바와 같은 검출 시스템의 일부이다;
도 14(a)는 오염된 기판을 포함하는, 도 13(a)에 따른 검출 시스템을 예시한다;
도 14(b)는 도 13(b)의 애퍼쳐에 대한 산란된 방사선의 상대 위치를 예시한다;
도 15 는 본 발명의 다른 실시예에 따른 검출 시스템을 도시한다;
도 15(b)는 다른 실시예에 따르는 애퍼쳐를 도시하는데, 애퍼쳐는 도 15(a)의 검출 시스템의 일부이다; 그리고
도 16 은 유전체 코팅이 제공된 고체 침지 렌즈를 포함하는 검출 시스템을 예시한다.

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

도 1 은 리소그래피 장치(LA)를 개략적으로 묘사한다. 이러한 장치는 방사선 빔(B)(예를 들어, UV 방사선 또는 DUV 방사선)을 컨디셔닝하도록 구성되는 조명 시스템(illuminator)(IL); 패터닝 디바이스(예를 들어, 마스크)(MA)를 지지하도록 구성되고 특정 파라미터에 따라서 패터닝 디바이스를 정확하게 위치설정하도록 구성되는 제 1 위치설정기(PM)에 연결되는 패터닝 디바이스 지지대 또는 지지 구조체(예를 들어, 마스크 테이블)(MT); 기판(예를 들어, 레지스트-코팅된 웨이퍼)(W)을 홀딩하도록 각각 구성되고 특정 파라미터에 따라서 기판을 정확하게 위치설정하도록 구성되는 제 2 위치설정기(PW)에 각각 연결되는 두 개의 기판 테이블(예를 들어, 웨이퍼 테이블)(WTa 및 WTb); 및 패터닝 디바이스(MA)에 의하여 방사선 빔(B)에 부여된 패턴을 기판(W)의 타겟부(C)(예를 들어, 하나 이상의 다이를 포함) 상에 투영하도록 구성되는 투영 시스템(예를 들어, 굴절성 투영 렌즈 시스템)(PS)을 포함한다. 레퍼런스 프레임(RF)은 다양한 컴포넌트들을 연결하고, 패터닝 디바이스와 기판의 위치와 그들의 피쳐들의 위치를 설정하고 측정하기 위한 기준으로서의 역할을 한다.

조명 시스템은 방사선을 지향시키고, 성형(shaping)하고, 또는 제어하기 위한 다양한 유형의 광 컴포넌트, 예컨대 굴절식, 반사식, 자기식, 전자기식, 정전기식 또는 다른 유형의 광학 컴포넌트, 또는 이들의 임의의 조합을 포함할 수도 있다.

패터닝 디바이스 지지대는 패터닝 디바이스를, 패터닝 디바이스의 지향, 리소그래피 장치의 설계, 및 예를 들어 패터닝 디바이스가 진공 환경에서 유지되는지 여부와 같은 다른 조건에 의존하는 방식으로 홀딩한다. 패터닝 디바이스 지지대는 패터닝 장치를 유지하기 위해 기계식, 진공식, 정전식, 또는 기타 클램핑 기술들을 이용할 수 있다. 패터닝 디바이스 지지대는 예컨대 필요에 따라 고정되거나 이동시킬 수 있는 프레임(frame) 또는 테이블일 수도 있다. 패터닝 디바이스 지지대는 패터닝 디바이스가 예를 들어 투영 시스템에 대하여 원하는 위치에 있다는 것을 보장할 수도 있다.

본 명세서에서 사용되는 "패터닝 디바이스"라는 용어는, 기판의 타겟부 내에 패턴을 생성하는 것과 같이, 자신의 단면 내에 패턴을 가지는 방사선 빔을 부여하기 위하여 사용될 수 있는 임의의 디바이스를 지칭하는 것으로 폭넓게 해석되어야 한다. 방사선 빔에 부여된 패턴은, 예컨대 그 패턴이 위상 시프트 피처(phase shifting feature) 또는 소위 어시스트 피처(assist feature)를 포함하는 경우, 기판의 타겟부에서의 요구된 패턴과 정확히 일치하지 않을 수 있다는 것에 유의하여야 한다. 일반적으로, 방사선 빔에 부여된 패턴은 타겟부, 예컨대 집적 회로 내에 생성되는 중인 디바이스 내의 특정한 기능성 층에 대응할 것이다.

도시된 것처럼, 장치는 투과형이다(예를 들어, 투과형 패터닝 디바이스를 채용함). 또는, 장치는 반사형 타입(예를 들어, 위에서 언급된 바와 같은 타입의 프로그램가능 미러 어레이를 채용하거나, 반사 마스크를 채용함)일 수도 있다. 패터닝 장치의 예는 마스크, 프로그램가능 미러 어레이, 및 프로그램가능(LCD) 패널을 포함한다. 본 명세서에서의 "레티클" 또는 "마스크"라는 용어의 어떠한 사용도 "패터닝 장치"라는 좀 더 일반적인 용어와 동의어로 간주될 수 있다. 그러므로, "패터닝 디바이스"라는 용어는 이러한 프로그래밍가능한 패터닝 디바이스에 의하여 구현될 패턴을 규정하는 정보를 디지털 형태로 저장하는 디바이스를 지칭하는 것으로도 해석될 수 있다.

본 명세서에서 사용되는 "투영 시스템"이라는 용어는, 이용되고 있는 노광 방사선(exposure radiation)에 대해 적합하거나 또는 침지액(immersion liquid)의 사용 또는 진공의 사용과 같은 다른 요인들에 대해 적합한, 굴절식, 반사식, 반사 굴절식(catadioptric), 자기식, 전자기식, 및 정전식 광학 시스템, 또는 이들의 임의의 조합을 포함하는 어떠한 타입의 투영 시스템도 포함하는 것으로 넓게 해석되어야 한다. 본 명세서에서 "투영 렌즈"라는 용어가 임의로 사용되면 더 일반적인 용어인 "투영 시스템"과 같은 의미인 것으로 간주될 수도 있다.

리소그래피 장치는 또한, 투영 시스템과 기판 사이의 공간을 채우기 위해 기판의 적어도 일부분이 상대적으로 높은 굴절률을 가진 액체, 예컨대 물에 의해 커버될 수 있는 유형일 수 있다. 침지액은 또한 예컨대 마스크 및 투영 시스템 사이와 같은 리소그래피 장치 내의 다른 공간에도 도포될 수 있다. 침지 기법은 투영 시스템의 개구수(numerical aperture)를 증가시키기 위하여 당업계에 주지된다.

동작 시에, 조명기(IL)는 방사선 빔을 방사선 소스(SO)로부터 수광한다. 예를 들어, 방사선 소스가 엑시머 레이저인 경우, 소스 및 리소그래피 장치는 별도의 엔티티일 수 있다. 이러한 경우에, 소스는 리소그래피 장치의 일부를 형성하는 것으로 간주되지 않고, 방사선 빔은, 예를 들어 적합한 지향 미러 및/또는 빔 확장기를 포함하는 빔 전달 시스템(BD)의 도움으로, 소스(SO)로부터 조명기(IL)로 전달된다. 다른 경우에, 예컨대 방사선 소스가 수은 램프인 경우에, 이러한 소스는 리소그래피 장치에 통합된 부품일 수 있다. 소스(SO) 및 조명기(IL)는 필요할 경우 빔 전달 시스템(BD)과 함께 방사선 시스템이라고 지칭될 수도 있다.

예를 들어, 조명기(IL)는 방사선 빔의 각 세기 분포(angular intensity distribution)를 조절하기 위한 조절기(AD), 집속기(IN), 및 콘덴서(CO)를 포함할 수도 있다. 조명기는 방사선 빔이 자신의 단면에서 원하는 균일성 및 세기 분포를 가지도록 컨디셔닝하기 위하여 사용될 수 있다.

방사선 빔(B)은 지지 구조체(MT) 상에 홀딩되는 패터닝 디바이스(MA) 상에 입사하고, 그리고 패터닝 디바이스에 의하여 패터닝된다. 패터닝 디바이스(예를 들어 마스크(MA))를 가로지르면, 방사선 빔(B)은 기판(W)의 타겟부(C) 상에 빔을 포커싱하는 투영 시스템(PS)을 통과한다. 제 2 위치설정기(PW) 및 위치 센서(IF)(예를 들어 간섭측정 측정 디바이스, 선형 인코더, 2-D 인코더 또는 용량성 센서)의 도움을 받아, 예를 들어 방사선 빔(B)의 경로에 상이한 타겟부들(C)을 위치설정하기 위하여, 기판 테이블(WTa 또는 WTb)이 정확하게 이동될 수 있다. 이와 유사하게, 제 1 위치설정기(PM) 및 다른 위치 센서(도 1 에는 명확하게 묘사되지 않음)는, 예를 들어 마스크 라이브러리로부터의 기계적 탐색 이후에, 또는 스캔 동안에, 방사선 빔(B)의 경로에 대하여 패터닝 디바이스(예를 들어, 마스크(MA)를 정확하게 위치설정하기 위하여 사용될 수 있다.

패터닝 디바이스(예를 들어 마스크(MA)) 및 기판(W)은 패터닝 디바이스 정렬 마크(M1, M2) 및 기판 정렬 마크(P1, P2)를 이용하여 정렬될 수 있다. 비록 도시된 바와 같이 기판 정렬 마크들이 전용 타겟부를 점유하지만, 이들은 타겟부 사이의 공간(이들은 스크라이브 레인(scribe-lane) 정렬 마크로 알려짐)에 위치될 수도 있다. 마찬가지로, 패터닝 디바이스(예를 들어 마스크(MA)에 두 개 이상의 다이가 제공되는 상황에서는, 패터닝 디바이스 정렬 마크들은 다이들 사이에 위치될 수도 있다. 작은 정렬 마크들도 역시 다이에, 그리고 디바이스 피쳐들 사이에 포함될 수 있는데, 이러한 경우 마크는 가능한 한 작고 인접한 피쳐에 비하여 임의의 다른 이미징 또는 프로세스 조건을 요구하지 않는 것이 바람직하다. 정렬 마크를 검출하는 정렬 시스템이 상세히 후술된다.

도시된 장치는 다양한 모드들에서 사용될 수 있다. 스캔 모드에서는, 패터닝 디바이스 지지대(예를 들어, 마스크 테이블(MT) 및 기판 테이블(WT)이 동기되어 스캐닝되는 동안, 방사선 빔에 부여된 패턴이 타겟부(C) 상에 투영된다(즉, 단일 동적 노광). 패터닝 디바이스 지지대(예를 들어, 마스크 테이블(MT)에 상대적인 기판 테이블(WT)의 속도 및 방향은 투영 시스템(PS)의 확대율(축소율) 및 이미지 반전 특성에 의하여 결정될 수도 있다. 스캔 모드에서는, 노광 필드의 최대 크기가 단일 동적 노광 시의 타겟부의 폭(스캐닝되지 않는 방향에서의)을 한정하는 한편, 스캐닝 모션의 길이는 타겟부의 높이(스캐닝 방향에서의)를 결정한다. 다른 타입의 리소그래피 장치 및 동작 모드도 가능하다. 예를 들어, 스텝 모드가 알려진다. 소위 무마스크 리소그래피에서, 프로그래밍가능한 패터닝 디바이스는 정지되게 홀딩되지만 변화하는 패턴을 가지며, 및 기판 테이블(WT)이 이동되거나 스캐닝된다.

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

리소그래피 장치(LA)는 두 개의 기판 테이블(WTa, WTb)과 그들 사이에서 기판 테이블이 교환될 수 있는 두 개의 스테이션 - 노광 스테이션(EXP) 및 측정 스테이션(MEA) - 을 가지는, 소위 듀얼 스테이지 타입이다. 하나의 기판 테이블에 있는 하나의 기판이 노광 스테이션에서 노광되는 동안, 다른 기판은 측정 스테이션에 있는 다른 기판 테이블에 로딩될 수 있고, 다양한 준비 단계들이 수행될 수 있다. 그러면 리소그래피 장치의 쓰루풋이 크게 증가할 수 있다. 준비 단계는 레벨 센서(LS)를 사용하여 기판의 표면 높이 컨투어를 매핑하는 것과 정렬 센서(AS)를 사용하여 기판 상의 정렬 마크의 위치를 측정하는 것을 포함할 수도 있다. 기판 테이블이 측정 스테이션과 노광 스테이션에 있는 동안 기판 테이블의 위치를 위치 센서(IF)가 측정할 수 없다면, 참조 프레임(RF)에 상대적인 이러한 스테이션 양자 모두에서의 기판 테이블의 위치를 측정할 수 있도록 제 2 위치 센서가 제공될 수 있다. 다른 구성이 알려져 있으며, 도시된 듀얼-스테이지 구성 대신에 사용될 수 있다. 예를 들어, 기판 테이블 및 측정 테이블이 제공되는 다른 리소그래피 장치가 알려져 있다. 이것은 예비 측정을 수행할 때에 서로 도킹되고, 기판 테이블이 노광을 겪는 동안에 언도킹된다.

이러한 장치는 설명되는 다양한 액츄에이터 및 센서의 모든 이동 및 측정을 제어하는 리소그래피 장치 제어 유닛(LACU)을 더 포함한다. 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. 예를 들어, 하나의 처리 서브시스템이 기판 위치설정기(PW)의 서보 제어를 전담할 수 있다. 분리 유닛은 성긴 액츄에이터와 미세 액츄에이터, 또는 상이한 축들을 다룰 수도 있다. 다른 유닛은 위치 센서(IF)의 판독을 전담할 수도 있다. 장치의 전체 제어는 이러한 서브-시스템과 통신하는 중앙 처리 유닛에 의해 제어될 수 있다.

도 2 에 도시된 것처럼, 리소그래피 장치(LA)는 리소셀 또는 클러스터라고도 지칭되는 리소그래피 셀(LC)의 일부를 형성하고, 이는 또한 기판 상에서 노광 전 그리고 노광 후 프로세스를 수행하기 위한 장치를 포함한다. 통상적으로, 이러한 장치는 레지스트층을 증착하기 위한 하나 이상의 스핀 코터(spin coater; SC), 노광된 레지스트를 현상하기 위한 하나 이상의 현상기(DE), 하나 이상의 칠 플레이트(chill plate; CH), 및/또는 하나 이상의 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, 이들을 리소그래피 장치의 로딩 베이(loading bay; LB)에 전달한다. 통칭하여 트랙으로도 지칭되는 이들 장치는 감독 제어 시스템(supervisory control system; SCS)에 의해 제어되는 트랙 제어 유닛(TCU)의 제어 하에 있게 되며, 감독 제어 시스템은 또한 리소그래피 제어 유닛(LACU)을 통해 리소그래피 장치를 제어한다. 그러므로, 처리량 및 처리 효율을 최대화하기 위해 상이한 장치가 작동될 수 있다.

리소그래피 장치에 의해 노광되는 기판이 정확하고 일정하게 노광되도록 하기 위해서는, 노광된 기판을 검사하여 후속 층들 사이의 오버레이 오차, 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)으로 직접적으로 또는 간접적으로 제공된다. 오차가 검출되는 경우, 특히 동일 배치(batch)의 다른 기판이 여전히 노광되기에 충분한 정도로 검사가 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.

계측 시스템(MET) 내에서, 기판의 특성, 및 구체적으로 상이한 기판의 특성 또는 동일 기판의 상이한 층의 특성이 층에 따라 어떻게 변화하는지를 결정하기 위해 검사 장치가 사용된다. 검사 장치는 리소그래피 장치(LA) 또는 리소셀(LC)에 통합될 수도 있고, 또는 독립형 장치일 수도 있다. 가장 신속한 측정을 할 수 있기 위해서는, 검사 장치가 노광 직후에 노광된 레지스트 층에서 특성을 측정하는 것이 바람직하다. 그러나, 레지스트 내의 잠상(latent image)이 매우 낮은 콘트라스트를 가지며 - 이 경우 방사선에 노광된 레지스트의 부분과 방사선에 노광되지 않은 부분 간에 단지 매우 작은 굴절률차가 있음 - 모든 검사 장치가 잠상의 유용한 측정을 행하기에 충분한 감도를 갖는 것은 아니다. 따라서, 통상적으로 노광된 기판에 대해 수행되는 첫 번째 단계이고, 레지스트의 노광된 부분과 노광되지 않은 부분 간의 콘트라스트를 증가시키는 단계인, 노광 후 베이크 단계(post-exposure bake step, PEB) 후에 측정이 이루어질 수 있다. 이 스테이지에서, 레지스트 내의 이미지는 반잠상(semi-latent)으로 지칭될 수 있다. 또한, 에칭과 같은 패턴 전사 단계 후에, 현상된 레지스트 이미지의 측정을 행하는 것도 가능하며, 그 시점에서 레지스트의 노광된 부분 또는 노광되지 않은 부분 중의 하나가 제거된다. 후자의 가능성은 오류가 있는 기판의 재작업에 대한 가능성은 제한하지만, 여전히 유용한 정보를 제공할 수 있다.

도 3 은 분광식 산란계 대신에 또는 분광식 산란계에 추가하여 사용될 수 있는 각도-분해 산란계의 기본적인 요소를 도시한다. 이러한 타입의 검사 장치에서, 방사선 소스(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 포커싱된다. 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. NA는 마이크로-SIL 및 그와 같은 것을 포함하는 고체 침지 렌즈(SIL) 기법에 의해서 더 증가될 수 있다.

리소그래피 장치(LA)에서와 같이, 하나 이상의 기판 테이블이 측정 동작 중에 기판(W)을 홀딩하기 위해 제공될 수 있다. 기판 테이블은 형태상 도 1 의 기판 테이블(WTa, WTb)과 유사하거나 동일할 수 있다. (검사 장치가 리소그래피 장치와 통합되는 일 예에서, 이들은 동일한 기판 테이블일 수도 있다.) 개략적 위치설정기 및 정밀 위치설정기는 측정 광학 시스템에 대해 기판을 정확하게 위치설정하도록 구성될 수 있다. 예를 들어 관심 타겟의 위치를 얻고 이것을 대물 렌즈(16) 아래의 위치로 데려가기 위해서, 다양한 센서 및 액츄에이터가 제공된다. 통상적으로, 기판(W) 전체의 상이한 위치에서 타겟에 많은 측정이 이루어질 것이다. 기판 지지체는 X 및 Y 방향으로 이동되어 상이한 타겟들을 얻을 수 있고, Z 방향으로 이동되어 타게 상에 광학 시스템의 원하는 포커싱을 얻을 수 있다. 실제로는 광학 시스템이 실질적으로 정지된 상태를 유지하고 기판만이 이동하더라도, 대물 렌즈와 광학 시스템이 기판 상의 상이한 위치로 이동되는 것처럼 동작을 이해하고 설명하는 것이 편리하다. 기판 및 광학 시스템의 상대적인 위치가 정확하다면, 이론 상 이들 중 하나 또는 양자 모두가 실세계에서 이동하고 있는지 여부를 중요하지 않다.

방사선의 일부는 부분 반사면(15)을 통해 투과되고, 레퍼런스 경로(RP)를 따라 레퍼런스 미러(14)로 간다.

임의의 계측 타겟(T)에 의해 회절된 방사선을 포함하는, 기판에 의해 반사된 방사선은 렌즈(16)에 의해 수집되고, 부분 반사면(15)을 통과해서 검출기(19)로 가는 수집 경로(CP)를 따라 간다. 검출기는 렌즈(16)의 퓨필 평면(P)에 위치될 수 있는데, 이것은 렌즈(16)의 후초점 길이(F)에 있다. 실무에서, 퓨필 평면 자체는 접근가능하지 않을 수 있고, 그 대신에 보조 광학기(미도시)를 통해 소위 공액 퓨필 평면(P')에 위치된 검출기 상으로 재결상될 수 있다. 퓨필 평면(P)은 후초점면이라고도 불릴 수 있다. 기판 타겟(T)의 2차원 각도 산란 스펙트럼 또는 회절 스펙트럼이 측정될 수 있도록 검출기는 2차원 검출기일 수 있다. 퓨필 평면 또는 공액 퓨필 평면에서, 방사선의 반경 방향 위치는 포커싱된 스폿(S)의 평면에서의 방사선의 입사/출사각을 규정하고, 광축(O) 주위의 각 위치가 방사선의 아지무스 각도를 규정한다. 검출기(19)는 예를 들어 CCD 또는 CMOS 센서의 어레이일 수도 있으며, 예컨대 프레임당 40 ms의 노출 시간(integration time)을 사용할 수도 있다.

레퍼런스 경로(RP)에 있는 방사선은 동일한 검출기(19)의 상이한 부분 상에 투영되거나 또는 이와 달리 상이한 검출기(도시하지 않음) 상으로 투영된다. 레퍼런스 빔은 흔히 예를 들어 입사 방사선의 세기를 측정하기 위해 사용되어, 산란 스펙트럼에서 측정되는 세기 값들이 정규화되게 된다.

장치로 다시 돌아가면, 조명 시스템(12)의 다양한 컴포넌트들은 동일한 장치 내에서 상이한 계측 '레시피'를 구현하도록 조절가능할 수 있다. 예를 들어, 컬러 필터는 405 - 790 nm 또는 그보다 낮은, 예컨대 200 - 300 nm와 같은 범위의 상이한 관심 파장을 선택하기 위해 간섭 필터들의 세트에 의해 구현될 수 있다. 간섭 필터는 상이한 필터의 세트를 포함하기보다는 튜닝가능할 수도 있다. 간섭 필터 대신 격자(grating)가 이용될 수 있다. 편광자(12c)는 방사선 스폿(S) 내에 상이한 편광 상태를 구현하기 위해서 회전되거나 교환가능할 수 있다. 애퍼쳐 디바이스(13)는 상이한 조명 프로파일을 구현하도록 조절될 수 있다. 애퍼쳐 디바이스(13)는 대물 렌즈(16)의 퓨필 평면(P) 및 검출기(19)의 평면과 공액인 평면(P") 내에 위치된다. 이러한 방식으로, 애퍼쳐 디바이스에 의해 규정되는 조명 프로파일이 기판에 입사하는 방사의 각도 분포를 규정하고, 방사선은 애퍼쳐 디바이스(13) 상의 상이한 위치를 통과한다.

검출기(19)는 단일 파장(또는 좁은 파장 범위)에서의 산란된 방사선의 세기를 측정할 수도 있고, 여러 파장에서의 세기를 별도로 측정할 수도 있으며, 또는 일정 파장 범위에 걸쳐 통합된 세기를 측정할 수도 있다. 또한, 검출기는 횡 자기-편광된(transverse magnetic-polarized) 방사선 및 횡 전기-편광된(transverse electric-polarized) 방사선의 세기, 및/또는 횡자기 편광된 방사선과 횡전기 편광된 방사선 간의 위상차를 별도로 측정할 수도 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 패턴은 리소그래피 투영 장치, 특히 투영 시스템(PS)에 있는 광학 효과에 민감하다. 예를 들어, 조명 대칭성 및 이러한 수차의 존재는 프린트된 격자에서의 변동(variation)에서 명백하게 드러날 것이다. 이에 따라, 프린트된 격자의 산란 데이터가 격자를 복원하는데 이용된다. 인쇄 단계 및/또는 다른 산란 프로세스의 지식으로부터, 라인 폭 및 라인 형상과 같은 1-D 격자의 파라미터 또는 필러 또는 비아의 폭, 길이 또는 형상과 같은 2-D 격자의 파라미터가 처리 유닛(PU)에 의해 수행되는 복원 프로세스에 입력될 수 있다. 본 명세서에 개시된 기법은 격자 구조체를 검사하는 것에 한정되지 않고, 블랭크 기판 또는 평평한 층만을 가지는 기판을 포함하는 임의의 타겟 구조체 또는 고립된 구조체(예를 들어, 예시적인 오염 또는 다른 결함)를 가진 기판이 "타겟 구조체"라는 용어에 포함한다.

재구성에 의해 파라미터를 측정하는 것에 추가하여, 각도 분해 산란측정이 제품 및/또는 레지스트 패턴 내의 피쳐의 비대칭을 측정하는 데에 유용하다. 비대칭 측정의 특정 응용예는 오버레이의 측정을 위한 것인데, 이러한 경우 타겟은 서로 중첩된 주기적 피쳐들의 하나의 세트를 포함한다. 도 3 의 기구를 사용하는 비대칭 측정의 개념은, 예를 들어 위에 인용된 US 2006-066855 에 기술된다. 간단히 말하면, 타겟의 회절 스펙트럼 내의 회절 차수의 위치가 타겟의 주기성에 의해서만 결정되는 반면에, 회절 스펙트럼 내의 세기 레벨의 비대칭은 타겟을 이루는 개개의 피쳐들에 있는 비대칭을 표시한다. 검출기(19)가 이미지 센서일 수 있는 도 3 의 기구에서, 회절 차수에 있는 이러한 비대칭은 검출기(19)에 의해 기록된 퓨필 이미지 내의 비대칭으로서 직접적으로 나타난다. 이러한 비대칭은 유닛(PU) 내에 있는 디지털 이미지 처리에 의해 측정되고, 오버레이의 공지된 값에 대하여 캘리브레이션될 수 있다.

교정 배경

도 4 는 도 3 에 예시된 산란계의 타입과 함께 사용될 수 있는 어떤 교정 프로시저의 단계들을 예시한다. 유사한 교정 프로시저가 다른 타입의 검사 장치, 및 다른 타입의 광학 시스템 에도 일반적으로 적용될 수 있다. 도 4 의 검사 장치의 광학 시스템은 오직 예시적으로 제시된다.

의사 이미지(ghost image) 교정이 본 명세서에서 고려되는 제 1 타입의 교정이다. 의사 이미지는, 타겟(T) 또는 임의의 기판(W)의 존재와 독립적인, 예를 들어 산란계의 광학 요소로부터의 스퓨리어스 반사(402)에 기인하여 검출기(19)에 의해 검출되는 원치 않는 광학 신호이다. 상이한 굴절률을 가진 재료들 사이의 임의의 계면에서는, 프레넬 반사가 생길 수 있다. 고성능 광학 시스템에 있는 광학 표면에는 프레넬 반사를 감소시키기 위해서 복잡한 반사-방지 코팅이 제공될 수 있다. 그럼에도 불구하고, 계면을 통과해서 지나가는 방사선의 작은 부분은 필연적으로 반사된다. 반사된 광선 모두는 검출기(19)에 의해 캡쳐되는 소위 "의사 이미지"에 기여한다. 실제 검사 장치는 예시된 간단한 렌즈(16)와 비교할 때 많은 수의 광학 요소를 포함할 것이라는 것을 기억해야 한다. 그 구조 때문에 고-NA 현미경 대물 렌즈(16)는 의사 이미지의 주된 소스이다. 의사 이미지는 CD/오버레이 결정을 위한 측정 신호를 오염시킨다. 신호-대-노이즈 값이 높아지려면, 산란측정 애플리케이션에서 입사 파워가 높은 것이 바람직하다. 의사 이미지의 세기는 입사 광력(optical power)의 함수이고, 따라서 측정 신호 세기의 큰 부분이 될 수 있다.

의사 이미지에 대해서 장치를 교정하기 위하여, 광학 시스템은 도 4 에 도시된 바와 같이 빔 덤프(404) 상에 포커싱될 수 있다. 빔 덤프로서, 임의의 방사선-흡수 디바이스가 사용될 수 있다. 빔 덤프가 있을 때 센서(19)에 의해 캡쳐되는 이미지가 의사 이미지의 척도로서 사용될 수 있다. 그러면, 관심 타겟(T)을 사용하여 캡쳐된 이미지로부터 의사 이미지가 효과적으로 감산되도록 정정이 규정될 수 있다.

다른 타입의 교정은, 특히 현미경 대물 렌즈(16)의 투과를 위한 투과 교정이다. 각도 분해된 산란계 광학 시스템, 특히 현미경 대물 렌즈(16)는 파장, 각도 및 편광에 의존하는 광투과를 가진다. 측정된 세기로부터 타겟의 반사도를 구축하기 위해서 투과가 교정된다. 예를 들어 CD 재구성은 흔히 이러한 교정된 반사도에 의존한다. 투과의 교정은, 도 4 에 도시되는 레퍼런스 미러(406)와 같은 하나 이상의 특별히 설계된 "기준(fiducial)" 미러를 사용하는 "미러 교정"에 의해 이루어질 수 있다.

다른 교정 프로시저가 퓨필 대칭점(PSP) 및 개구수(NA) 스케일링을 위해서 사용될 수 있다. CD 재구성과 같은 애플리케이션에서, 관찰된 원거리장과 시뮬레이션 사이의 불일치는 CD 재구성을 위해서 최소화되어야 한다. 그러므로, 교정을 위해서는 광학 시스템의 NA의 실제 값이 결정되고, 검출기(19)의 픽셀당 NA 스케일링도 결정된다. 이와 유사하게, 실험 데이터의 중심(퓨필 대칭점)이 결정된다. 이것은 기준 미러(406) 상에서의 "브류스터 눈" 측정(브류스터의 각도에서의 최소 반사도의 위치를 결정함)을 통해서 이루어질 수 있다. 기준 미러는 레퍼런스의 역할을 하고, 각도, 파장 및 편광에 대해서 알려진 반사도를 가지는 재료로 제작된다.

전술된 위치설정 시스템을 사용하면, 빔 덤프(404) 및 하나 이상의 레퍼런스 미러(406)와 같은 레퍼런스 타겟이 타겟(T) 대신에 위치 안팎으로 스왑될 수 있다. 이것은, 이들을 기판 지지대 위의 기판 자체에 의해 점유된 영역 바로 밖에 탑재시킴으로써 쉽게 달성된다.

고체 침지 렌즈(SIL)가 있는 광학 시스템

도 5 는 도 3 의 산란계의 변경된 버전을 도시하는데, 여기에서 조명의 더 작은 스폿(S')이 더 작은 피치의 라인을 가지는 더 작은 타겟(T')에 적용될 수 있다. 컴포넌트들은 도 3 의 산란계와 동일하게 명명된다.

도 5 의 장치를 도 3 의 장치와 비교하면, 첫 번째 차이점은 타겟(T')에 가깝게 추가 렌즈 요소(60)가 제공된다는 것이다. 이러한 추가 렌즈는, 수 밀리미터 정도, 예를 들어 1 mm 내지 5 mm의 범위, 예를 들어 약 2 mm의 단면 너비(예를 들어, 직경)를 가지는 소형 고체 침지 렌즈(SIL)이다. 일 예에서, 이것은 그 표면에 수직 입사 하는 방사선 광선을 수광하는, 굴절률 n인 유리와 같은 재료의 반구를 포함한다. 이러한 광선은 반구의 중심에서 초점이 맞게 되고, SIL이 없는 경우와 비교할 때 n의 인자만큼 더 작은 회절-제한 스폿을 형성한다. 예를 들어, n = 2 를 가지는 통상적 유리 반구는 포커싱된 스폿의 단면 폭을 인자 2 만큼 감소시킬 것이다. 마이크로스코피(microscopy) 및 포토리소그래피에서의 분해능을 증가시키기 위해 렌즈를 액체 내에 침지시키는 것이 사용되어 왔다. 고체 침지 렌즈는 현미경 검사 및 리소그래피에서 액침이 없이 유사한 이득을 얻는 한 방식으로서 제안되어 왔다.

SIL 및 간섭성 방사선을 포함하는 장치를 사용하여 검사를 하는 장점은, 예를 앞서 언급된 미국 특허 출원 공개 번호 US 2009-316979 및 US 2016-061590 에 설명된다. 그러나, 더 작은 스폿 크기가 시스템의 해상도를 실제로 증가시키도록 보장하는 것을 돕기 위해서, 반구의 하단은 타겟(T')과 접촉하거나 이것에 극히 가깝게, 즉 검사 방사선의 파장의 분수 일부보다 가깝게 위치되어야 한다. 그러면 그 실용적 응용예가 제한된다.

그 단면 폭(예를 들어, 직경)이 몇 배 더 작은, 예를 들어 직경이 약 2 밀리미터 대신에 약 2 마이크론인 소위 마이크로-SIL 렌즈도 사용될 수 있다. 도 5 의 장치의 SIL(60)이 마이크로-SIL인 예에서, 이것은 10 μm 미만, 잠재적으로는 5 μm 미만의 단면 폭(예를 들어, 직경)을 가질 수 있다.

소형 SIL(60) 또는 마이크로-SIL 렌즈가 사용되면, 이것은 가동 지지대에 부착되어 SIL(60)과 샘플의 정렬과 근접도를 제어하는 것이 기판까지의 더 큰 단면 폭을 가지는 렌즈의 경우에서보다 훨씬 쉬워지게 할 수 있다. 도 5 의 SIL(60)은 암(64) 및 액츄에이터(66)를 통해서, 대물렌즈(16)를 지지하는 프레임(62)에 탑재된다. 액츄에이터(66)는 동작 시에, 예를 들어 압전식이거나 음성-코일 작동식일 수 있다. 이것은 타겟에 대해서 대물렌즈를 전체적으로 위치설정하는 액츄에이터와 조합하여 동작할 수 있다. 예를 들어, 전술된 개략적 위치설정기 및 정밀 위치설정기와 관련하여, 액츄에이터(66) 및 암(64)은 초정밀 포지셔너라고 간주될 수 있다. 당업자는 이러한 상이한 위치설정기들의 서보 제어 루프가 본 명세서에서 설명될 필요가 없는 방식으로 서로 통합될 수 있다는 것을 이해할 것이다. 컴포넌트(62, 64 및 66)는 기판 테이블 및 위치설정기(전술되지만 미도시)와 함께, SIL 및 타겟(T)을 서로 가까이 위치설정하기 위한 지지 장치를 형성한다. 이론 상, SIL(60)은 프레임(62)에 견고하게 탑재될 수 있고, 및/또는 더 큰 직경을 가질 수 있다. 개별 암 및 액츄에이터는 후술되는 바와 같이 매우 작은 갭을 더 쉽게 제어할 수 있게 한다.

본 명세서에서 예시되는 탑재 암(64) 및 액츄에이터(66)의 형태는 순전히 개략적이다. 탑재 암과 액츄에이터(66)의 실제 구현형태는 앞서 언급된 PCT 특허 출원 PCT/EP2016/058640 에 기술된다.

SIL(60)을 포함시키면 훨씬 더 작은 스폿(S')으로의 포커싱이 가능해진다. 전술된 바와 같이, SIL은 타겟으로부터 근-거리장 방사선을 캡쳐링하면서 작동하고, 이러한 목적을 위해서 타겟 구조체로부터 방사선의 하나의 파장(λ)보다 훨씬 더 가깝게, 일반적으로 하프 파장보다 더 가깝게, 예를 들어 약 λ/20 에 위치된다. 거리가 가까워질수록, 근-거리장 신호가 기구에 더 강하게 커플링될 것이다. 그러므로 SIL(60)과 타겟(T') 사이의 가스 갭은 100 nm보다 작아서, 예를 들어 10 nm 내지 50 nm 사이일 수 있다. 산란계의 NA가 효과적으로 증가되기 때문에, 타겟 격자의 피치도, 회절 신호의 큰 각도 스펙트럼을 여전히 캡쳐하면서 제품 치수에 더 가깝게 감소될 수 있다. 또는, 피치는 회절 신호의 더 큰 각도 범위를 캡쳐하는 동안 유지될 수 있다.

마이크로-SIL이 사용되는 예에서, 종래에는 산란계에서 사용된 타입의 비간섭성(incoherent) 방사선은 마이크로-SIL만큼 작은 마이크론-크기의 스폿에는 포커싱될 수 없다. 따라서, 이러한 실시예에서 방사선 소스(11)는 레이저와 같은 간섭성 소스일 수 있다. 레이저 소스는 광섬유를 통해 조명 시스템(12)에 커플링될 수 있다. 기판 상의 스폿 크기에 대한 제한은 포커싱 렌즈 시스템의 개구수 및 레이저 파장에 의해 설정된다. 미국 특허 출원 공개 번호 US 2016-061590 에서 언급된 바와 같이, 레이저 방사선 소스가 있는 기구가 상이한 타입의 산란측정, 예를 들어 간섭성 푸리에 산란측정(CFS)을 수행하기 위하여 사용될 수 있다.

SIL이 있는 경우의 교정 이슈

전술된 바와 같이, 본 발명은 대물 렌즈 앞에 SIL 또는 마이크로-SIL 요소를 가지는 광학 시스템에만 적용되는 것이 아니고, 본 발명은 특히 SIL 요소가 있는 광학 시스템의 교정에서 발생되는 특정한 문제점들을 해결하는 것을 목적으로 한다.

진술된 바와 같은 의사 이미지 교정을 참조하면, 의사 신호는 광학 시스템 내의 스퓨리어스 반사들인데, 이들은 결국 검출된 퓨필 이미지에서 나타난다. 대물 렌즈(16) 상의 거의 모든 입사 방사선은 대물 렌즈(16)를 통과해 투과되고, SIL이 없으면 교정 측정을 위한 빔 덤프 내에 흡수될 수 있다. 그러나, SIL(60)이 존재하면, SIL 상에 입사하는 광선의 모든 각도가 SIL을 통해 투과되는 것이 아니다. 그 반대로, SIL과 주면 매질 사이의 상대 굴절률에 의존하는 임계 입사각보다 높은 광선에 대하여 내부 전반사(TIR)가 발생된다.

도 6 (a) 내지 도 6(c)는 이러한 현상을 더 상세하게 예시한다. 도 6(a)의 X-Z 단면에서, SIL(60)은 대물 렌즈(16)를 바라보는 반구형 상면(602) 및 타겟(T')을 바라보는 평면형 하면(604)을 가지는 것으로 도시된다. 조명 방사선의 광선(606)은 렌즈(16)에 의해서, 하면(604)에 공칭적으로 위치설정된 SIL(60) 내의 초점(608)에 포커싱된다. 이러한 포커싱을 제어하기 위한 방법 및 장치는 앞서 언급된 PCT 특허 출원 PCT/EP2016/058640 에 설명된다.

도 6(b)는 5 의 평면 P/P"에서의 조명 프로파일(610)을 개략적으로 도시한다. 도 6(c)는 타겟 구조체가 SIL(60) 근처에 없다고 가정할 때 평면 P/P'에서의 수집된 방사선의 분포를 개략적으로 도시한다. 조명 프로파일(610)이 도시된 바와 같이 원형 분포로 가득 차면, 도 6(a)의 X-Z 단면에서 볼 수 있는 것처럼 대물 렌즈(16)의 포커싱 동작에 의해서 광선의 원뿔(620)이 형성된다. 이러한 광선 원뿔은 광선이 내부 전반사를 위한 임계 각도 아래의 각도에서 SIL(60)의 하면(604)과 만나는 중앙 부분(622)을 포함한다. 광선 원뿔은 광선이 내부 전반사를 위한 임계 각도보다 높은 각도에서 SIL(60)의 하면(604)과 만나는 외부 부분(624)을 더 포함한다.

임계 각도는 다음 수학식에 의해 정의된다:

여기에서

는 주면 매질(공기로 가정됨)이고

은 SIL의 굴절률이다. 임계 각도가 발생되는 경계는 렌즈(16) 및 SIL(60)의 전체 시스템에서의 1 의 NA에 대응한다(정의에 의함).

SIL(60)의 하면(604)에 매우 가까운 타겟 구조체가 존재하면, 내부 전반사는 만족되지 않고, 조명 원뿔(620)의 부분들 양자 모두로부터의 광선들(620)이 타겟 구조체와 상호작용할 수 있다. 그러면 1 보다 큰 NA를 가진 렌즈 및 SIL이 얻어진다. 그러나, 타겟 구조체가 없으면 외부 원뿔 내의 광선은 SIL(60)의 하면(604)에서 내부 전반사를 겪게 되고, 대물 렌즈(16)를 향해 강하게 되반사된다. 도 6(c)는 면 P/P' 내의 수집된 방사선이 어떻게 1 미만의 NA 값에 대응하는 어두운 중앙 영역(632)을 포함하는지를 보여준다. 여기에서, 거의 모든 광선은 SIL(60) 밖으로 통과했고, 프레넬 반사에 의해 야기된 의사 이미지만이 존재한다. 1 보다 큰 NA 값에 대응하는 밝은 외부 영역(634)에서, 거의 모든 광선은 내부 전반사에 의해 되반사되었다. 의사 이미지도 존재하지만, 내부 전반사에 의해 압도된다(swamped). 결과적으로, 빔 덤프(404)가 SIL(60) 아래에 배치되더라도 검출기(19)가 의사 이미지를 정확하게 캡쳐할 수 없기 때문에 도 4 의 교정 방법은 실패한다. 다른 솔루션이 요구된다.

투과 교정의 단계를 참조하면, 변동하는 파장, 각도 및 입사 편광에 대한 현미경 대물렌즈의 광투과를 계산하기 위하여 미러 교정이 어떻게 사용될 수 있는지가 전술되었다. 이러한 교정 방법은 대물 렌즈(16) 및 SIL의 조합을 사용하는 경우에도 실패한다. SIL은 대물 렌즈(16)의 초점면에 배치된다. 이러한 "초고-NA" 렌즈 시스템을 통과하는 광투과는 기준 레퍼런스 미러(406)를 사용하여 간단하게 측정될 수 없다. 다른 솔루션이 요구된다.

더 나아가, 방법들은 NA 스케일링 및 퓨필 대칭점을 교정하기 위해서, 브류스터 각도라고 알려진 편광 현상을 활용한다. 브류스터 각도에서, 샘플의 반사도는 편광 및 각도의 특정 조명 조건 하에서 사라진다. 이러한 교정 방법은 NA 스케일링 및 PSP 측정을 위해서 각각의 파장에서의 두 개의 직교 입사 편광을 사용하는 측정을 수반한다. 그러면 시간이 많이 걸린다. 시간을 덜 소모하는 다른 솔루션이 주목받게 될 것이다.

의사 이미지 정정을 위한 다른 방법

본 명세서에 개시된 교정 방법에서, SIL(60)의 하단면에서의 내부 전반사 때문에 반사된 방사선을 SIL 및/또는 다른 광학 요소의 만곡면으로부터 되반사되는 "의사" 방사선과 분리시키는 것이 제안된다. 지금부터 설명되는 방법에서, 의사 이미지는 상이한 조명 조건 하에서 캡쳐된 두 개 이상의 부분 의사 이미지로부터 합성된다. 특히, 교정 측정은, 광학 시스템의 퓨필의 일부만을 조명 방사선으로 각각 조명하면서 두 번 이상 수행된다. 다르게 말하면, 각각의 측정에서의 조명 프로파일은 암영역을 가진다. 이러한 암영역은 적어도 부분적으로 명영역에 정반대에 위치된다. 이것은 특히, 의사 반사가 그렇지 않으면 내부 전반사가 주로 일어나서 의사 반사를 차단했을 NA>1 영역 내에서 검출될 수 있다는 것을 의미한다.

도 7(a) 내지 도 7(h)는 네 개의 측정 단계에 기초하는 이러한 제안된 방법의 일 예를 예시한다. 이러한 예에서 각각의 측정 단계는 애퍼쳐 디바이스(13) 내에서 "반달형" 애퍼쳐를 사용하여 밝은 절반(710a) 및 어두운 절반(710b)을 가지는 조명 프로파일을 생성한다. 도 7(a) 및 도 7(b)는 교정 방법의 제 1 측정 단계에서 이러한 상황이 도 6(a) 및 도 7(b)의 상황과 어떻게 다른지를 보여준다. 도 7(c) 및 도 7(d)는 제 2 측정 단계에 대해서 같은 것을 보여주고, 도 7(e) 및 도 7(f)는 제 3 측정 단계를 보여주며, 도 7(g) 및 도 7(h)는 제 4 측정 단계를 보여준다. 각각의 단계에서, 반달형 애퍼쳐의 배향은 90 도(π/2 라디안)만큼 회전된다. 따라서 반달형의 배향은 hm0, hmπ, hmπ/2 및 hm3π/2 로 편리하게 명명된다.

제 1 단계(hm0)를 고려하면, 도 7(a) 및 도 7(b)는 대물 렌즈(16)의 입사 퓨필(평면 P/P")에서의 입사 조명 및 후초점면(P/P')에서의 이미지를 NA ≤1 및 NA ≥ 1 인 상이한 영역에서 개략적으로 보여준다. 렌즈(16)가 SIL(60)의 하면(604)에 포커싱되고, 타겟이 멀리 떨어져 있거나(>>λ) 또는 빔 덤프(404)로 교체되면, 검출된 퓨필 이미지의 중앙 및 외부 영역에 있는 방사선은 이제 영역이 조명 프로파일의 밝은 절반 또는 어두운 절반에 대응하는지 여부에 따라서 달라진다.

도 8(a)는 도 7 의 방법의 제 1 단계에서 검출기(19)에 의해 캡쳐된 퓨필 이미지의 일 예를 개략적으로 도시한다. 이러한 도면은 실험 이미지에 기초한다. 영역(732a, 732b 734a, 734b)은 도 7(b)에서와 같은 방식으로 명명된다. 이러한 이미지는 도 7(b), 도 7(d), 도 7(f) 및 도 7(h)의 단계들 각각에 대응하며 회전된 형태로 시각화될 수 있다. 아래에서 더 설명될 이유 때문에, 실험 이미지는 이로부터 45 도 회전되었다. 도 8(b)는 실험 이미지 내에서 도 8(a)에 표시된 라인 B-B'를 따라 검출된 세기 프로파일을 보여준다. 의사 이미지 영역(732a 및 734a) 내에서의 세기 및 세기의 변동이 영역(734b)에서의 밝은 내부 전반사보다 여러 배 더 적다는 것을 알 수 있다.

이제 도 7 및 도 8 을 함께 참조하면, 검출된 세기 프로파일 내의 제 1 중앙 영역(732a)은 NA ≤ 1 인 조명 프로파일의 암부에 대응한다. 그러나, 의사 방사선은 조명 프로파일의 밝은 절반(710a)을 투과시키는 표면으로부터의 후방 반사된 방사선(예를 들어 SIL(60)의 상면(602)으로부터의 프레넬 반사를 포함함)을 포함하며 해당 영역(732a) 내에서 검출될 수 있다. NA ≥1 의 영역(734b) 내의 강한 방사선은 언제나 조명 프로파일의 밝은 절반(710a)으로부터의 방사선의 내부 전반사 때문에 항상 존재하지만, 이러한 영역은 의사 이미지 교정 측정에서는 무시될 수 있다. 의사 이미지 교정에서 더 유용한 것은 NA > 1 인 조명 프로파일의 어두운 절반(710b)에 대응하는 외부 영역(734a) 내의 후방 반사된 방사선이다. 이러한 영역 내에는 내부 전반사된 방사선이 없어서, 의사 이미지의 부분(예를 들어 SIL(60)의 상면(602)으로부터의 프레넬 반사를 포함함)이 캡쳐될 수 있다.

애퍼쳐 디바이스(13) 및 조명 프로파일의 상이한 배향을 사용하여 이러한 측정 단계를 반복하면, 전반사된 방사선이 각각 없는 요구되는 의사 이미지의 상이한 부분들이 캡쳐될 수 있다. 이러한 상이한 부분들은 결합되어 장래의 측정을 정정하는 데에 사용되기 위한 단일 의사 이미지를 합성할 수 있다.

도 9 는 도 9 에 도시되는 퓨필 이미지 검출기(19)의 레이아웃을 도시한다(또한 도 3 및 도 5 를 참조한다). 검출기는 광검출기를 각각 포함하는 정사각형 픽셀의 어레이를 제공하는 것으로 가정된다. 각각의 방향에서의 픽셀의 개수는, 예를 들어 1000 개 또는 2000 개일 수 있다. 영역(902)은 수집 경로(CP)에 있는 후초점면의 이미지에 대응한다. 영역(902) 내에서 도 7(b), 도 7(d), 도 7(f), 도 7(h) 및 도 8(a)에서 개략화된 퓨필 이미지들이 캡쳐될 것이다. 수 개의 픽셀(척도에 맞는 것은 아님)이 아래에서 더 언급될 포인트 P1 및 P2 주위에 표시된다. 다른 영역(904)은 레퍼런스 경로(RP)(도 5)로부터 레퍼런스 방사선을 수광하도록 배치된다. 영역(902 및 904)은 광학 시스템에 어떤 확대 및 축소가 포함되어 설계되는지에 따라서, 실무에서는 다르게 스케일링될 수 있다. 단순화를 위해서 영역(902 및 904)이 동일하게 스케일링된다고 가정하면, 영역(904)은 폭(예를 들어, 직경)에 있어서 영역(902)보다 조금 더 클 수 있는데, 그 이유는 레퍼런스 경로가 조명 경로(IP) 및 수집 경로(CP)에 있는 대물 렌즈(16)의 물리적 개방에 의해서 클리핑되지 않기 때문이다. 파선 영역(906)은 영역(902)에 직접적으로 매핑되는 영역(904)의 부분을 표시한다.

의사-정정된 이미지에 대한 문제점과 표현식의 상세한 수학적 공식이 이제 제공될 것이다. 다음 표기법이 규정된다:

-

: 검출기(19)(CCD 칩 또는 유사한) 상의 픽셀의 직각좌표.

-

: 각각의 픽셀에서의 검출기(19)의 DC 오프셋.

-

: 검출기(19)의 감지 영역(902)에서의 DC 오프셋.

-

: 위첨자는 상이한 애퍼쳐 배향을 나타낸다.

-

: 모든 애퍼쳐 배향에 적용될 수 있는 스칼라 DC 오프셋.

-

은 도 8(a)의 영역(732a 및 734a)에 대응하는, 특정 반달형 애퍼쳐에 대한 후면 반사 기여도이다.

-

: 검출기(19) 상의 감지 영역(902) 및 레퍼런스 영역(906) 각각 내의 픽셀들의 총 개수.

-

: 이것은 픽셀-의존적 비선형 인자이다. 이러한 인자의 영향은 알려진 방식으로 픽셀 세기에 의존한다.

-

는 의사 이미지 측정(

) 및 실제 타겟(

)에 대한 데이터 획득의 노출 시간에서의 차이에 대응하는 스케일링 인자이다.

-

는 측정 중에 검출기(19)에 의해 캡쳐된 "원시" 이미지이다.

-

는 dc 오프셋 및 비선형 효과에 대해 정정된 합성된 의사 이미지이다.

-

는 대물 렌즈(16)의 표면 및 SIL의 반구형 상면(602)을 포함하는 광학기로부터 되반사된 의사 이미지를 나타낸다. 상이한 조명 프로파일에 대해서 이러한 의사 이미지를 결합하면 완전한 의사 이미지가 합성될 수 있다.

다양한 배향, 즉

의 반달형 애퍼쳐를 가지는 의사 세기를 고려한다. DC 오프셋은 모든 배향에 대해서 동일하다.

그러면 네 개의 교정 측정 단계 각각에서 감지 영역(902)의 영역(732a 및 734a) 내에 기록되는 의사 이미지 세기는 다음과 같이 표현될 수 있다:

DC 및 비선형성이 정정된 의사 이미지는 위의 측정치로부터 다음 공식에 의해 계산될 수 있다:

여기에서

는 CCD의 DC 오프셋이고

은 변동하는 세기에서 각각의 픽셀에 대해 룩업 테이블 내에 저장된 노출 시간 대 세기 비선형성이다. 퓨필 영역의 절반을 각각 커버하는 네 개의 이미지가 결합되기 때문에 인자 1/2이 나타난다. 상이한 프로파일의 개수 및 커버리지가 변경되면, 인자도 적절하게 조절될 수 있다.

이러한 이미지

가 실제 타겟(T') 상에서의 정정 측정에 사용되기 위해 저장된다. 실제로는, 실제 타겟 상에서의 측정에서 사용될 수 있는 파장(λ) 및 입사 편광의 각각의 상이한 조합에 대해서 교정 측정 및 계산이 이러한 방식으로 수행된다.

DC-오프셋 및 비선형성 계산의 프로시저는 당업자의 능력 범위 내에서의 세부적인 구현형태의 문제이다. 비선형성은 예를 들어 룩업 테이블을 사용하여 정정될 수 있다.

합성된 의사 이미지가 획득되면, SIL 표면(604)에 근접한 타겟(T')으로 측정된 퓨필 이미지가 다음과 같이 의사 반사에 대해서 정정될 수 있다.

의사 이미지

를 계산하기 위하여 사용되는 측정이 (예를 들어) H 및 V로 명명된 두 입사 편광 및 여러 입사 파장(λ)에 대해서 최대 노광

(CCD 또는 다른 검출기(19)의 포화를 피함)에서 이루어진다고 가정한다.

그리고 원시 퓨필 이미지가 노출 시간

로 타겟(T')으로부터 캡쳐된다고 가정한다. 타겟에 대한 정정된 퓨필 이미지를 얻기 위해서, 편광 및 파장의 적절한 조합을 가지는 의사 이미지가 스케일링 인자

로 센서 이미지로부터 공제된다.

가 타겟으로부터 측정된 원시 이미지 데이터라고 한다. 그러면 의사 교정된 타겟 이미지

은 다음과 같이 계산될 수 있다:

이러한 교정된 퓨필 이미지는, 재구성 또는 다른 방법에 의해서 타겟 구조체의 속성을 결정하기 위하여 사용될 수 있다.

반달형 애퍼쳐를 각각 사용하는 네 단계가 일 예로서 설명되었지만, 이것은 그저 하나의 예일 뿐이다. 이론상, 의사 교정은 서로 180 도(예를 들어 배향 hm0 및 hmπ)만큼 배향된 두 개의 반달형 애퍼쳐를 가지고도 가능하다. 실무상, 광학 시스템의 후초점면에 반달형 애퍼쳐의 이미징을 할 때 에지에서는 회절 효과가 있어서, 이러한 경계 영역에 대한 양호한 데이터는 합성될 수 없다. 이러한 이유로, 측정의 제 1 세트에 대해 90 도 배향된(예를 들어, 배향 hmπ/2 및 hm3π/2) 두 개의 반달형 애퍼쳐의 다른 세트를 사용하는 것이 제안된다. 이들 모두, 서로 90 도 배향된 네 개의 상이한 배향에 있는 반달형 애퍼쳐들은 충분한 중첩을 제공하여, 고품질 데이터가 광학적 셋업의 의사 교정을 위해서 사용될 수 있게 한다. 이론상, 교정 단계의 개수는 2 개, 3 개, 4 개 또는 임의의 개수일 수 있다.

측정들의 풀 세트에 걸쳐서, 캡쳐된 이미지들의 충분한 부분들이 조명 프로파일의 부분으로부터의 밝은 방사선의 내부 전반사를 겪지 않는 부분으로 나온다면, 조명 애퍼쳐의 암부의 크기는 반달 모양보다 크거나 작을 수 있다. 개시된 실시예에서, 매번 조명되는 입사 퓨필의 부분은 전체 퓨필의 세그먼트이다. 세그먼트는 예를 들어 사분체보다 크거나 퓨필의 약 절반 이하일 수 있다. 그러면 경계 구역을 사용하는 것을 피하기에 충분히 중첩하는 세그먼트가 제공될 수 있다. 예를 들어, 사분체보다 헐씬 큰 세그먼트를 매번 가지는 네 번의 캡쳐가 사용될 수 있지만, 이것이 반달 모양이어야 하는 것은 아니다. 반달형 애퍼쳐는 부분적으로는 현존하는 산란계 또는 다른 장치의 애퍼쳐 디바이스(13) 내에서 이미 이용가능하거나, 타겟의 측정에 사용되기 때문에 편리할 수 있다.

반달형 애퍼쳐를 사용하는 네 번의 측정 단계를 가지는 예로 돌아가면, 도 7 에 표시된 것들과는 다른 배향을 사용하는 것이 바람직할 수 있다. 예를 들어, 일부 실시예에서는 에지 회절 효과의 원치 않는 영향이 도 7 및 도 8 에 표시된 것과 45 도 회전된 배향에서 네 번의 측정을 함으로써 최소화될 수 있다. (위에서 언급된 바와 같이, 도 8 이 기초하는 실험 이미지는 표시된 것으로부터 45 도 회전된 애퍼쳐로 캡쳐되었음). 이러한 경우에, 아이디어는 편광 및 다른 효과를 활용하는 것인데, 그러면 퓨필 이미지가 어두워지게 되거나 측정에 사용될 때 내재적으로 불확정성에 노출되게 된다. 이러한 경우에, 각도 π/4, 3π/4, 5π/4 및 7/4π로 배향된 반달형 애퍼쳐를 가지고 교정 측정을 수행함으로써, 에지 회절의 영향이 더욱 최소화될 수 있다. 오직 두 번의 교정 측정이 수행되는 경우, 이러한 45 도 배향은 특히 유리할 수 있다.

전술된 예시적인 단계들이 SIL(60)의 근거리장 내에 타겟이 없는 의사 이미지 데이터를 캡쳐하는 것을 설명하지만, 요구되는 결과는 적합한 타겟이 존재해도 여전히 얻어질 수 있다. 타겟이 직접 반사(정반사)만을 생성하고, 방사선을 퓨필 이미지의 "어두운" 절반 내로 다시 산란시키지 않는다면, 교정은 영향받을 필요가 없다. 그러나, 계산은 적응될 필요가 있을 수 있고, 예를 들어 SIL과 타겟 구조체 사이의 갭에 대한 정보가 포함될 필요가 있을 수 있다.

대물 렌즈-SIL 투과 교정을 위한 방법

SIL(60)이 있는 초고-NA 광학 시스템에서, 조명 경로(IP)를 통과하는 방사선은 대물 렌즈(16) 및 SIL의 입사 퓨필을 통해 타겟(T') 상에 입사한다. 타겟(T')과 상호작용한 후, 통합 시스템(대물 렌즈 및 SIL)의 후초점면에 있는 방사선이 검출기(19)에서 이미징된다.

다시 도 9 를 참조하면, 간결성을 위하여 퓨필 대칭점(PSP)이 좌표 (0,0)을 가진다고 가정한다. 방사선이 SIL 표면에서 또는 SIL 아래의 근거리장에 있는 타겟(T')에 의해 반사되면, 입사 퓨필에 있는 포인트 P1 = (x,y)에서 입사하는 방사선은 후초점면에 있는 포인트 P2 = (-x, -y)에서 자신의 정반사 기여도를 가진다. P2에서 검출된 세기는 선택된 입사 파장 및 편광에 대한 현미경 대물렌즈 및 SIL의 광투과의 함수이다. 특히 SIL이 통상적으로 2 보다 큰 매우 높은 굴절률 재료로 제작되면, 투과 손실이 커질 수 있고, 이것이 예를 들어 재구성에 의해 타겟 속성을 정확히 계산하려면 고려되어야 한다.

대물렌즈 및 SIL의 광투과를 고려하기 위한 수학적 설명 및 제안된 프로시저가 이하 설명된다. 이러한 방법은 의사 이미지 교정이, 예를 들어 도 7 및 도 8 을 참조하여 직전에 설명된 방법에 의해서 이미 수행되었다고 가정한다.

원시 퓨필 이미지는 검출기(19)를 사용하여 감지 부분(902) 및 레퍼런스 부분(906)에서 캡쳐된다. 포인트 P2와 관련하여, 이러한 이미지는 세기 값

,

,

,

을 제공한다. 아래첨자 "sil"이 있는 값은 근거리장 내에 타겟이 없이 캡쳐된 이미지로부터 온 것인 반면에, 아래첨자 "target"이 있는 값은 타겟(T')이 근거리장에 있을 때에 캡쳐된다. 이러한 섹션의 목적을 달성하기 위한 타겟은 실제 타겟 또는 기준 타겟일 수 있다. 이러한 접근법에서, SIL 하단면이 실질적으로 기준으로서 역할을 하고 있다. 레퍼런스 퓨필 이미지는 타겟 및 SIL 측정에 있는 세기 요동을 고려하기 위해 사용된다. 후속하는 수학식에서 사용되는 표기법이 다음과 같이 정리된다:

-

각도

에서의 조명 광선에 대한 렌즈 및 SIL의 투과. (렌즈에 있는 각도는 퓨필 평면에서의 위치에 대응한다.) 이러한 교정이 장래의 측정 태스크에서 사용될 수 있는 상이한 편광 및 파장 구성에 대해서 수행되어,

이다.

-

산란계의 수집 경로(CP) 경로에 있는 광학기의 투과. 또한,

.

-

산란계의 레퍼런스 경로(RP)에 있는 광학기의 투과. 또한,

-

유리-기체 계면(표면 604)에서의 SIL의 반사도. 또한

.

-

레퍼런스 경로(RP)에서 사용되는 역-반사기(retro-reflector)의 반사도. 또한,

-

: 퓨필 이미지 영역(902)에서의 검출기(19)의 DC 오프셋.

-

: 레퍼런스 빔 영역(904)에서의 검출기(19)의 DC 오프셋.

-

그리고

: 데이터 획득의 지속기간.

-

는, 데이터 획득의 상이한 노출 시간에 기인하여, 원시 이미지로부터 의사 이미지를 공제하기 위한 스케일링 인자이다. 즉,

-

: DC 및 비선형성 오프셋에 대해 교정된, 퓨필 이미지 영역(902) 및 레퍼런스 빔 영역(904) 각각에서의 의사 기여도. 또한,

-

: 교정 이후에 측정을 수행하는 동안의 입력 세기

이제, 타겟이 근거리장 내에 있지 않으면, 포인트 P2에서의 캡쳐된 신호와 입사 조명 사이에 다음 관계가 적용된다:

정정된 픽셀 세기를 나타내기 위해서 틸드(~)를 사용하면, 이것은 다음과 같이 쓰여질 수 있다:

타겟이 있으면, 원시 캡쳐된 신호는 다음 공식에 의해 조명 방사선에 관련된다:

이것은 다음과 같이 쓰여질 수 있다

그리고 원시 캡쳐된 레퍼런스 신호는 다음 공식에 의해 조명 방사선에 관련된다:

이것은 다음과 같이 쓰여질 수 있다

타겟 구조체의 속성을 측정하기 위한 관심 파라미터는,

이고, 앞선 수학식을 사용하면 이러한 파라미터는 다음이 된다:

수학식 9 및 수학식 13 으로부터 다음과 같이 쓸 수 있다:

이것을 수학식 14 에 대입하면 다음이 된다:

이제, 브류스터 각도 위치에서는, 수학식 16 의 분모인 항

이 제로에 가까워진다는 문제가 있다. 이것 때문에 현존하는 교정 기법들이 그러한 위치에서는 효과적이지 않게 된다.

이러한 문제점은 근거리장에 있는 알려진 레퍼런스 반사기(기준)를 가지고 측정을 함으로써 해결된다. 이러한 레퍼런스 반사기, 예컨대 알루미늄 레퍼런스가 있는 상황이 아래첨자 "al"로 표시된다면, 다음이 된다

따라서, 결합형 광학 시스템(대물 렌즈 + SIL)을 통과하는 투과의 원거리장 교정에서의 낮은 세기 브류스터 각도 영역을 극복하기 위하여, 투과의 교정이 알려진 기준(예를 들어, Al)이 있는 근거리장에서 수행될 수 있다. 원거리장에서의 이러한 교정을 위한 다른 접근법은, 실질적으로 일부 적합한 보간 수학식에서 브류스터 각도 영역의 양측의 데이터를 사용하여,

의 낮은 값을 가지는 픽셀에 근사되는 데이터를 사용하는 것일 것이다.

위의 이론 및 구현하기 어렵다는 점에 기초하여, 2-단계 방법이 투과의 교정을 위해 개시된다. 우선 대물 렌즈(16)는 상이한 입사 편광(ξ: H 및 V)에 대해서 알려진 기준 상의 투과에 대해서 특징지어진다. 이러한 제 1 단계는 SIL이 없는 전술된 바와 같은 교정과 같을 수 있다. 다음 항과 명명법이 규정된다:

-

퓨필 평면에 있는 픽셀 좌표(x, y)에서 주어진,

편광된 입력에 대한 입사각

에서의 대물 렌즈(16)의 투과. (아래첨자 "mo"는 "현미경 대물렌즈"를 나타냄)

-

퓨필 평면에 있는 픽셀 좌표-(x, y)에서 주어진,

편광된 입력에 대한 입사각

에서 결합된 대물 렌즈 및 SIL의 투과.

-

: SIL 내의 흡수. 재료가 등방성이기 때문에 흡수는 입사 편광과 무관하다.

-

: 기체/유리 계면에서의 SIL의 반구형 상면(602)으로부터의 스퓨리어스 반사. 이것은 입사 편광으로부터 독립적이고 SIL의 굴곡 상의 상이한 위치에 대해서 동일할 것으로 가정된다.

-

: SIL 볼륨 내에서의 산란. 이러한 파라미터는 입사 편광으로부터 독립적일 것으로 가정된다. 더 나아가, SIL이 매우 균질한 매질로 형성되기 때문에, 이러한 산란은 2차적인 효과라고 간주될 수 있다.

이제, 다음 관계가 쓰여질 수 있다:

그리고,

항

및

은 브류스터 각도(SIL 굴절률로 표현됨)에 대응하는 입사각에서 규정되지 않는다. 알려진 기준 상의

를 결정하고, SIL의 효과

를 결합된 대물 렌즈 및 SIL 시스템의 공지된 투과로부터 계산하는 것이 가능하다. 그러면,

의 정보가 제로 세기를 가지고 그 근처에 있는 픽셀에서의 광학 시스템의 투과를 계산하기 위하여 사용될 수 있다.

NA 스케일링 및 퓨필 대칭점 교정을 위한 방법

위에서 언급된 바와 같이, NA 스케일링 및 퓨필 대칭점을 교정하기 위한 다른 방법도 관심 대상이다. 퓨필 대칭점(PSP)은 광축 O와 정렬된 제로 각도 광선에 대응하는 픽셀 위치이다. 각도 대 픽셀 위치의 스케일링은 NA 스케일링이라고 알려져 있다. NA 스케일링의 표현은 개략적으로 치수 NAS에 의해 도 9 에 표현된다. PSP 및 NAS는 재구성 또는 계측 또는 검사의 다른 방법의 정확도를 최대화하기 위해서 교정되고 명확히 규정되어야 하는 광학 시스템 및 검사 장치의 파라미터이다.

본 명세서에 개시된 다른 방법은 내부 전반사 현상을 활용하는데, 이것은 SIL(60)이 있는 초고-NA 광학 시스템의 특징으로서 이미 전술되었다. 원거리장 상황에서, SIL과 기판 사이의 거리가 파장 λ보다 훨씬 길면, 검출기(19)에 의해 캡쳐되는 퓨필 이미지는 뚜렷한 동심의 영역을 가진다. 이러한 영역은 예를 들어 도 6(c)에 도시되고 NA=1에 대응하는 경계(640)를 가진다. 외부 경계(642)의 폭(예를 들어, 직경)은 초고-NA 광학 시스템의 최대 NA를 나타낸다. 이러한 피쳐는 캡쳐된 퓨필 이미지에서 인식되고 NA 스케일링을 위해서 사용될 수 있다.

예를 들어, 하나 이상의 캡쳐된 퓨필 이미지로부터, N을 NA=1 에서의 원의 직경에 대응하는 픽셀들의 개수라고 하고, 최대 NA 원에서의 원의 직경에 대응하는 픽셀들의 개수가 Nmax로 주어진다고 한다. 그러면 광학 시스템의 NA는: NA =Nmax/N으로 주어진다. 퓨필 대칭점은 이러한 원의 중심을 찾음으로써도 식별될 수 있다.

적용예

도 10 은 광학 시스템이 본 명세서에 개시된 기법에 의해 교정된 계측 장치가 도 1 및 도 2 에 예시된 타입의 리소그래피 제조 시스템을 제조하는 데에 적용되는 것을 예시한다. 단계들이 우선 나열되고, 상세히 설명될 것이다:

- S20: 광학 시스템의 교정

- S21: 기판을 처리하여 기판 상에 구조체를 생성함

- S22: 기판에 걸쳐 CD 및/또는 다른 파라미터를 측정함

- S23: 계측 레시피를 업데이트함

- S24: 리소그래피 및/또는 프로세스 레시피를 업데이트함

단계 S20 에서, 계측 장치(240)로서의 역할을 하는 산란계 내에서 교정 단계가 수행된다. 산란계의 광학 시스템은 SIL 또는 마이크로-SIL을 포함할 수 있다. 이러한 교정은 본 명세서에 개시된 교정 단계 중 임의의 것 또는 전부, 및 본 발명과 관련되지 않는 임의의 개수의 다른 교정 단계를 포함할 수 있다. 이러한 경우에 교정 단계 S20 은: S20a - 전술된 바와 같은 의사 이미지 교정; 및/또는 S20b - 전술된 바와 같은 렌즈-SIL 투과 교정; 및/또는 S20c - 전술된 바와 같은 NA 스케일링 및 퓨필 대칭점 교정을 포함한다.

실제 측정 이전에 수행되는 단계 S20 의 교정을 분리하여 명명하고 논의하면 이해해 편리하지만, 반드시 그래야 하는 것은 아니다. 교정 단계는 이론상 타겟 상에서의 측정 이전 또는 이후에 수행되거나 측정과 인터리빙될 수 있다. 물론, 교정 단계들 중 임의의 것은 정정을 갱신하고 정확도를 유지하기 위하여 일정 시간 기간 이후에 반복될 수 있다. 이러한 교정 단계 중 임의의 것 또는 전부는 때때로, 모든 측정 사이클의 일부로서 수행될 수 있다. 교정 동작의 타이밍은 실제 측정의 쓰루풋을 방해하는 교정 "오버헤드"를 가능한 한 최소화하면서, 장치 내부의 조건의 임의의 드리프트 또는 변화에 반응하도록 설계될 것이다.

단계 S21 에서, 리소그래피 제조 시스템을 사용하여 기판에 걸쳐서 구조체가 생성된다. S22에서, 기판에 걸쳐 구조체의 특성을 측정하기 위하여 계측 장치(240) 및 선택적으로 다른 계측 장치 및 정보 소스가 사용된다. 예를 들어, 속성의 이러한 측정은 산란계를 통해 획득된 퓨필 이미지로부터 계산된다. 관심 특성은, 예를 들어 CD(임계 치수), OVL(오버레이) 및/또는 EPE(에지 배치 오차)일 수 있다. 교정 단계(S20)로부터 얻어진 정정이 단계 S22 에서의 측정의 계산에 사용된다. 단계 S23 에서, 선택적으로, 하나 이상의 계측 레시피 및/또는 계측 장치의 교정이 얻어진 측정 결과에 비추어 갱신된다.

단계 S24 에서, CD 또는 다른 파라미터의 측정은 원하는 값과 비교되고, 리소그래피 제조 시스템 내의 리소그래피 장치 및/또는 다른 장치의 하나 이상의 세팅을 업데이트하기 위하여 사용된다. 더 양호한 교정을 가지는 계측 장치를 제공함으로써, 더 정확한 측정이 얻어질 수 있다. 그러면, 측정 결과가 추가 측정 및 리소그래피 장치의 추가 제어에 적용될 경우 더 양호한 성능이 얻어질 수 있다.

오염물 검출

위의 예에서, 측정을 하기 위해 고체 침지 렌즈가 사용되었다. 전술된 바와 같이, 일 실시예에서, 측정을 수행하기 위하여 SIL은 측정될 표면의 약 20 nm 내의 위치에 있다. SIL을 표면까지 이러한 거리에 위치설정할 수 있으려면, 표면은 기판 또는 타겟 구조체의 표면 상에 임의의 오염물(예를 들어 먼지 입자)이 없어야 한다. 후속하는 설명에서, 표면 또는 측정 중인 표면을 참조할 것이다. 물론, 이러한 용어가 기판 표면 또는 기판 상의 타겟 구조체도 동일하게 가리킬 수 있다는 것이 이해될 것이다.

측정 중에, SIL은 측정 중인 표면에 가깝게 위치설정된다. 특정한 측정 위치에서의 특정한 측정 또는 일련의 측정의 결과, SIL과 표면 사이에 표면에 평행한 방향으로 다음 측정 타겟을 향한 상대적인 변위(X-Y 축을 따라)가 있기 전에 SIL은 표면으로부터 이동된다(통상적으로 Z-축을 따라). 다음 측정 타겟에서, SIL과 표면 사이에 측정 위치로의 Z-축의 상대 이동이 있다. 만일 하나 이상의 표면 오염물이 측정 중인 표면에 존재한다면, 이동하는 동안에 SIL과 오염물 사이에 충돌이 생기는 것이 가능하다는 것이 이해될 것이다. 그러면 SIL 또는 측정 중인 표면 중 하나 또는 양자 모두가 손상될 수 있다.

따라서, SIL이 측정 위치에 위치되기 전에 오염물에 대해서 측정 중인 표면을 평가하는 것이 유익할 것이다. 또한 SIL과 표면 사이의 상대 이동이 저지될 수 있기 전에, 오염물이 SIL과 접촉하게 될만큼 SIL이 충분히 가깝게 되기 이전에 평가를 수행하는 것이 유익할 것이다. 특히, 측정 갭보다 큰 오염물을 검출하는 것이 유익할 것이다.

더욱이, 표면 오염물의 검출은 측정 프로세스에 최소의 영향만을 주면서 수행돼야 한다. 다르게 말하면, 측정 시스템의 측정 쓰루풋은 검출 프로세스에 의해서 영향받아서는 안 된다.

예시적인 오염물 검출 시스템(1100)이 도 11 에 도시된다. 오염물 검출 시스템은 오직 예시를 위해서 따로 도시된다. 일부 예들에서, 오염물 검출 시스템은 위의 예에서 설명된 바와 같은 검사 장치의 광학 시스템 내에 통합된다. 이러한 예에서, 오염물 검출 시스템의 광학 요소 중 하나 이상은 검사 장치의 광학 시스템과 공유될 수 있다. 다른 예들에서, 오염물 검출 시스템은 독립형 장치 내에 배치된다.

오염물 검출 시스템은 방사선(1103)을 방출하는 방사선 소스(1102)를 포함한다. 방사선 소스는 평면(1104)에서의 포인트 소스 입력으로 간주될 수 있다. 일 예에서, 방사선 소스는 레이저 소스이다. 일부 예들에서, 방사선의 특성은 기판의 재료 또는 재료들에 의존하여 선택된다. 다른 예들에서, 방사선의 특성은 검출될 것이 기대되는 오염물의 재료 속성에 의존하여 선택된다.

방사선은 하나 이상의 광학 요소를 포함할 수 있는 오염물 조명 시스템(1106)을 통해, 그리고 대물 렌즈(1108) 및 SIL(1110)을 통해 전파되어 측정 중인 표면(1111)에 오염물 검출 조명을 제공한다. 오염물 검출 조명은 측정 중인 표면 상에 스폿을 형성하고, 표면에 의해 산란된다. 오염물을 검출하기 위한 임의의 적합한 조명을 형성하기 위하여 방사선 소스 및 오염물 조명 시스템이 사용될 수 있다. 일부 예들에서, 오염물 검출 조명은 특정 각도로 측정 중인 표면에 전달된다. 특정한 예에서, 조명은 오프-축 쾰러(

) 조명으로서 형성된다.

대물 렌즈는 임의의 적합한 형상을 가질 수 있고, 일부 예들에서 도 5 를 참조하여 전술된 바와 같은 대물 렌즈와 동일할 수 있다. 이와 유사하게, SIL은 속성의 임의의 적합한 세트를 가질 수 있다. 일 예에서, 오염물 조명 시스템의 대물 렌즈 및 SIL은 위에서 논의된 광학 시스템과 공유된다.

산란된 검출 방사선은 SIL 및 대물 렌즈를 통해 다시 전파된다. 후속하여, 산란된 검출 방사선은 검출 방사선 수집 시스템(1112a, 1112b)을 통해 지나가고 검출기(1114)에 도달한다. 검출 방사선 수집 시스템은 임의의 적합한 형상을 가질 수 있고 임의의 적합한 광학 컴포넌트를 포함할 수 있다. 일 예에서, 검출 수집 방사선 시스템은 앞선 예들에서 설명된다. 이와 유사하게, 검출기는 앞선 예들을 참조하여 설명된 검출기와 동일할 수 있다. 일부 예들에서, 검출기는 차단 애퍼쳐 요소(1116)를 포함한다. 차단 애퍼쳐 요소는 일부 예들에서 정반사된 방사선을 차단하도록 형성될 수 있다. 물론 블록 애퍼쳐 요소의 기능이 이론상 다른 방법(예를 들어 검출기 필터, 또는 소프트웨어 필터링 알고리즘)에 의해서 구현될 수 있다는 것이 이해될 것이다.

전술된 바와 같이, 측정이 시작되기 전에 검사 장치의 광학 시스템의 적어도 일부는 주어진 표면의 특정 근접성 이내에서 이동된다(근접성은 통상적으로 수 십 또는 수 백 nm임). 일부 예들에서, 광학 시스템에 대한 정정을 유도하는 방법은 광학 시스템의 적어도 일부를 획득 단계 이전에 이동시키는 것을 포함한다. 예시적인 이동 단계가 도 12 를 참조하여 이제 설명될 것이다.

1201 에서, 표면이 검출 방사선으로 조명된다. 조명 단계는 임의의 적합한 방식으로 수행될 수 있다. 일 예에서, 표면은 도 11 을 참조하여 설명된 바와 같은 시스템을 사용하여 조명된다.

1202 에서, 표면에 의해 산란된 검출 방사선이 수광된다. 일부 예들에서, 수광하는 단계는, 검출 방사선 수집 시스템에 의해 수집된 산란된 검출 방사선을 나타내는 세기 프로파일을 수신하는 것; 및 수신된 세기 프로파일을 사용하여 측정면 상의 오염물의 존재를 결정하는 것을 포함한다. 일 예에서, 산란된 검출 방사선은 도 11 을 참조하여 설명된 바와 같은 시스템에 의해 수집된다.

1203 에서, 광학 시스템 내에서의 이동(예를 들어 SIL과 측정될 표면 사이의 상대 이동)이 수광된 산란된 검출 방사선에 기초하여 제어된다. 일 예에서, 표면 오염물이 수광하는 단계 중에 검출되면, 적합한 제어 동작을 취한다. 특정한 예에서, 광학 시스템의 적어도 일부의 이동(예를 들어, 측정될 표면에 상대적인 SIL의 이동)이 제어된다.

이해될 수 있는 것처럼, 광학 시스템은 임의의 적합한 방식으로 제어될 수 있다. 일부 예들에서, 표면 오염물이 검출되면 이동이 중단된다. 다른 예들에서, 이동 속도는 감소되지만 중단되지는 않는다. 일 예에서, 광학 시스템은 초기 위치로 이동된다. 다른 예에서, 광학 시스템의 이동은 중단되고 광학 시스템과 측정면 사이의 특정 거리가 유지된다. 전술된 예가 하나 또는 여러 이동 축들에 따른 이동을 포함할 수 있다는 것이 이해될 것이다. 또한, 광학 시스템 내의 추가적 또는 대안적 액츄에이터가 제어 동작의 일부로서 작동될 수 있다는 것이 역시 이해될 것이다.

특히 측정 상황에서의 예시적인 장치가 이제 도 13 및 도 14 를 참조하여 설명될 것이다. 도 11 과 쉽게 비교하기 위하여, 도 11 의 대응하는 요소들과 유사한 도 13 및 도 14 의 요소들은 도 11 에 사용된 참조 부호와 유사한 참조 부호로 명명되는데, "11" 대신에 접두부 "13" 및 "14"가 사용된다.

도 13(a)는 도 11 에 도시되는 것과 실질적으로 동일한 예시적인 장치를 도시한다. 이러한 예에서, 방사선 빔(1303)은 방사선 소스(1302)에 의해 방출되어 표면(1311)에 의해 산란된다. 방사선은 대물 렌즈(1308) 및 SIL(1310)을 통해, 그리고 표면 상으로 전파된다. 오염물이 없다면, 주된 산란 메커니즘은 표면으로부터의 정반사이다. 정반사된 방사선은 다시 SIL을 통해서 그리고 검출 광학 시스템(미도시)을 통해서 전파된다. 반사된 방사선은 검출기(1314)에 도달한다. 일 예에서, 검출기는 블록 애퍼쳐 요소(1316)를 포함한다.

도 13(b)는 예시적인 차단 애퍼쳐 요소(1316)를 도시한다. 차단 애퍼쳐 요소는 반달형 애퍼쳐(1316a)를 가진다. 정반사된 방사선은 `블록` 애퍼쳐 요소에 의해 차단된다(정반사된 방사선 스폿의 위치는 도 13(b)에서 X(1317)로 표시됨). 따라서, 검출기는 정반사된 방사선 중 어느 것도 수광하지 않는다.

도 14(a)는 오염물이 표면에 존재하는 제 2 의 예시적인 상황을 보여준다.

이러한 예에서, 방사선 빔(1403)은, 적어도 부분적으로 표면 오염물(1413)에 의해 산란된다. 산란된 방사선의 각도 펼침은 도 13 의 정반사된 방사선의 그것보다 클 것이다. 따라서, 산란된 방사선은 도 13 의 반사된 스폿이 아니라 검출 평면에서 세기 분포를 형성할 것이다. 방사선 분포는 블록 애퍼쳐 요소 상의 애퍼쳐와 적어도 부분적으로 중첩하고, 즉 산란된 방사선의 적어도 일부는 애퍼쳐(1416a)를 통과할 것이다. 결과적으로, 검출기는 기판으로부터 산란된 방사선을 수광하고, 표면 오염물의 존재는 검출기로부터의 비-제로 신호에 의해 표시될 것이다.

임의의 적합한 검출기가 사용될 수도 있다. 일부 예들에서, 하나 이상의 포토 다이오드가 사용된다. 실무상, 검출기를 짧은 노출 시간(integration time)으로 사용하는 것이 유익하다. 고-휘도 방사선 소스(예를 들어 레이저)와 함께 사용되면, 기판 상에 존재하는 오염물의 신속한 검출을 수행하는 것이 가능하다. 측정에 후속하는 하나 이상의 추가 동작을 수행하기 위해서 처리 유닛(미도시)이 제공될 수 있다. 이러한 동작은 일부 예들에서 측정 데이터에 기초할 수 있다.

상기 예에서, 광학 시스템은 정반사된 방사선의 감쇠를 제공하기 위한 애퍼쳐를 포함한다. 그러나, 애퍼쳐에 대한 대안적인 예들도 이론상 동일하게 사용될 수 있다는 것이 이해될 것이다. 일 예에서, 검출기의 위치는 정반사된 방사선이 검출기에 도달하지 않도록 천이될 수 있다. 다른 예에서, 감쇠 코팅이 검출기 표면 중 일부에 도포된다.

예시적인 다른 장치가 도 15 를 참조하여 이제 설명될 것이다. 도 13 과 쉽게 비교하기 위하여, 도 13 의 대응하는 요소들과 유사한 도 15 의 요소들은 도 13 에 사용된 참조 부호와 유사한 참조 부호로 명명되는데, "13" 대신에 접두부 "15"가 사용된다. 더욱이, 명료하게 설명하기 위해서, 앞선 예들의 요소들과 실질적으로 다른 요소들만이 후속하는 설명에서 상세히 논의될 것이다.

도 15 에 도시되는 예시적인 장치는 SIL을 포함하지 않는다. 오히려, 광학 시스템은 대물 렌즈(1508)를 포함한다. 대물 렌즈는 방사선에 대한 푸리에 변환 요소로서의 역할을 수행한다.

오염물이 표면에 존재하지 않으면, 정반사된 방사선은 차단 애퍼쳐 요소에 의해 차단될 것이다. 표면에 오염물이 존재하면, 방사선은 더 이상 차단 애퍼쳐 요소에 의해 완전하게 차단되지 않게 하도록 회절된다.

어떤 상황에서는, 특히 결함 크기가 수 십 나노미터 정도에 지나지 않는다면 입자 검출이 어려워질 수 있다. 입자 검출은 입자의 굴절률이 기판 또는 그 아래의 다른 표면의 굴절률과 비슷하다면 역시 어려워질 수 있다(예를 들어 기판 표면 상의 유리 입자).

도 16 은 SIL을 포함하는 예시적인 광학 시스템을 도시한다. 이러한 예에서, 광학 시스템은 도 5 에 도시되는 것과 실질적으로 동일한 산란계이다. 그러나, 이것은 오직 예를 들기 위한 것이고, 실제로는 다음의 예들이 도 11 에 도시된 바와 같은 시스템 내에 구현될 수도 있다는 것이 이해될 것이다. 또한, 많은 실시예들이 구상될 수 있다는 것이 이해될 것이다. 도 5 와 쉽게 비교하기 위하여, 도 5 의 대응하는 요소들과 유사한 도 16 의 요소들은 도 5 에 사용된 참조 부호와 유사한 참조 부호로 명명되는데, 접두부 "16"이 사용된다. 더욱이, 명료하게 설명하기 위해서, 앞선 예들의 요소들과 실질적으로 다른 요소들만이 후속하는 설명에서 상세히 논의될 것이다.

산란계는 방사선 입력부(예를 들어 방사선 소스)(1611), 조명 시스템(1612), 부분 반사면(1615), 대물 렌즈(1616) 및 검출기(1619)를 포함한다. 도 5 의 산란계와 유사하게, 산란계는 SIL(1660)을 포함한다. 증착(1661)이 SIL의 표면에 적용된다.

증착은 SIL과 표면 상의 오염물 사이의 에버네슨트 파 상호작용을 증가시키도록 동작가능하다. 그러면 입자 검출 시스템의 신호-대-잡음 비가 증가된다. 오염물 검출은 임의의 적합한 방식으로 수행될 수 있고, 일부 예들에서 실질적으로 전술된 바와 같이 수행된다. 하나의 특정한 예에서, 전술된 바와 같은 차분 검출이 표면 상의 오염물의 존재를 검출하기 위하여 사용된다.

임의의 적합한 증착이 적용될 수 있다. 일부 예들에서, 증착은 유전체 코팅이다. 유전체 코팅은 유전체 재료의 하나의 또는 복수 개의 층으로 구성될 수 있다. 유전체 코팅은 임의의 적합한 또는 복수 개의 적합한 재료를 포함할 수 있다. 일 예에서, 유전체 코팅은 기판의 적어도 하나의 물리적 속성에 매칭된다. 일 예에서, 유전체 코팅은 기판의 굴절률에 매칭된다.

일부 예들에서, 유전체 코팅은 임의의 적합한 하나 이상의 추가 특성을 가질 수 있다. 일 예에서, 유전체 코팅은 파장 의존적 재료(예를 들어 파장-의존적 응답과 같은 하나 이상의 광학적 특성이 재료의 두께에 의존하는 유전체 재료)를 포함한다. 다른 예들에서, 유전체 재료 중 하나 이상은 편광-감응성을 가진다. 다르게 말하면, 유전체 재료(들)의 광학적 속성은 방사선의 편광에 따라 달라진다.

결론

본 명세서에서 개시된 교정 방법들은 종래의 방법이 적용될 수 없거나 덜 정확한 결과를 제공하는 경우에 사용될 수 있다. 본 명세서에서 산란계와 같이 검사 장치 내에서 교정 방법 및 장치를 사용하는 것을 특히 참조하였지만, 개시된 장치가 현미경과 같은 다른 검사 장치, 및 전술된 바와 같은 다른 타입의 기능성 장치에도 적용될 수 있다는 것이 이해되어야 한다. 본 명세서에서 설명되는 실시예는 임의의 특정 타입의 검사 장치, 또는 심지어 일반적인 검사 장치에 적용되도록 한정되지 않는다.

비록 본 명세서에서 개시된 방법이 특히 SIL 또는 마이크로-SIL을 가지는 광학 시스템에서 대두되는 문제점들을 해결하기 위해서 고안되었지만, 본 명세서에 개시된 의사 이미지 정정 방법은 SIL이 없는 광학 시스템에도 적용될 수 있다. 반달형 프로파일과 같은 조명 프로파일을 사용하면, 예를 들어 빔 덤프가 필요 없이 의사 이미지를 교정할 수 있다.

비록 본문에서 IC의 제조에서 검사 장치를 사용하는 것에 대해서 특별히 언급하였지만, 본 명세서에서 설명되는 검사 장치는 다른 응용 분야, 예컨대 집적 광 시스템의 제조, 자기장 도메인 메모리용 유도 및 검출 패턴, 평판-패널 디스플레이, 액정 디스플레이(LCD), 박막 자기 헤드, 등을 가질 수 있다는 것이 이해되어야 한다. 당업자는, 이러한 다른 응용예의 문맥에서, 본 명세서에서 사용된 "웨이퍼" 또는 "다이"와 같은 어떠한 용어의 사용도 각각 "기판" 또는 "타겟부"와 같은 좀 더 일반적인 용어와 동의어로 간주될 수 있음을 이해할 것이다.

다른 실시예들은 아래의 번호가 매겨진 절들의 목록에서 개시된다:

1. 광학 시스템에 대한 정정을 유도하는 방법으로서, 상기 광학 시스템은 조명 방사선을 타겟 구조체로 전달하는 것 및 상기 타겟 구조체와의 상호작용 이후에 방사선을 수집하는 것 양자 모두를 위하여 동작가능하고,

상기 광학 시스템의 퓨필을 제 1 조명 프로파일에 따라서 조명하는 동안에 상기 광학 시스템에 의해 수집된 방사선을 나타내는 제 1 세기 프로파일을 획득하는 단계;

상기 광학 시스템의 퓨필을 상기 제 1 조명 프로파일과 다른 제 2 조명 프로파일에 따라서 조명하는 동안에 상기 광학 시스템에 의해 수집된 방사선을 나타내는 제 2 세기 프로파일을 획득하는 단계; 및

상기 제 1 세기 프로파일과 상기 제 2 세기 프로파일을 사용하여, 타겟 구조체와의 상호작용에 비해, 상기 조명 방사선의 상기 광학 시스템과의 상호작용의 효과를 완화하기 위한 정정을 유도하는 단계를 포함하는, 정정 유도 방법.

2. 제 1 절에 있어서,

상기 제 1 세기 프로파일과 상기 제 2 세기 프로파일을 사용하여 정정을 유도하는 단계는, 상기 제 1 세기 프로파일과 상기 제 2 세기 프로파일의 상이한 부분들을 사용하여 상기 조명 방사선의 상기 광학 시스템과의 상호작용의 효과를 나타내는 세기 프로파일을 합성하는, 정정 유도 방법.

3. 제 1 절 또는 제 2 절에 있어서,

상기 제 1 세기 프로파일과 상기 제 2 세기 프로파일 각각은 상기 광학 시스템의 후초점면에서의 방사선의 분포를 나타내고,

상기 제 1 세기 프로파일과 상기 제 2 세기 프로파일을 사용하여 정정을 유도하는 단계는, 상기 후초점면의 상이한 영역들에 대응하는 상기 제 1 세기 프로파일과 상기 제 2 세기 프로파일의 부분들을 사용하는, 정정 유도 방법.

4. 제 1 절 내지 제 3 절 중 어느 한 절에 있어서,

상기 광학 시스템의 퓨필을 상기 제 1 조명 프로파일 및 상기 제 2 조명 프로파일과 다른 추가 조명 프로파일에 따라서 조명하는 동안에 상기 광학 시스템에 의해 수집된 방사선을 나타내는 추가 세기 프로파일이 획득되고,

상기 제 1 세기 프로파일과 상기 제 2 세기 프로파일을 사용하여 정정을 유도하는 단계는, 상기 제 1 세기 프로파일, 상기 제 2 세기 프로파일, 및 상기 추가 세기 프로파일을 사용하여 상기 정정을 유도하는, 정정 유도 방법.

5. 제 1 절 내지 제 4 절 중 어느 한 절에 있어서,

상기 광학 시스템은, 고체 침지 렌즈 및 상기 고체 침지 렌즈를 상기 타겟 구조체로부터 상기 조명 방사선의 파장보다 짧은 거리 내에 홀딩하도록 동작가능한 마운트를 포함하는, 정정 유도 방법.

6. 제 5 절에 있어서,

상기 제 1 조명 프로파일 및 상기 제 2 조명 프로파일은 상기 거리 내에 타겟 구조체가 없이 수집된 방사선을 나타내는, 정정 유도 방법.

7. 제 1 절 내지 제 6 절 중 어느 한 절에 있어서,

상기 방법은,

상기 광학 시스템 및 레퍼런스 구조체와의 상호작용 이후에 상기 광학 시스템에 의해 수집되는 방사선을 나타내는 제 3 세기 프로파일을 획득하는 단계; 및

상기 제 3 세기 프로파일을 사용하여 상기 추가 정정을 유도하는 단계를 더 포함하는, 정정 유도 방법.

8. 제 7 절에 있어서,

상기 광학 시스템은, 고체 침지 렌즈(SIL) 및 상기 고체 침지 렌즈를 상기 타겟 구조체로부터 상기 조명 방사선의 파장보다 짧은 거리 내에 홀딩하도록 동작가능한 마운트를 포함하고, 상기 방법은,

상기 SIL이 없이 상기 광학 시스템 및 상기 레퍼런스 구조체와의 상호작용 이후에 상기 광학 시스템에 의해 수집되는 방사선을 나타내는 제 4 세기 프로파일을 획득하는 단계; 및

상기 제 3 세기 프로파일 및 상기 제 4 세기 프로파일 양자 모두를 사용하여 상기 추가 정정을 유도하는 단계를 더 포함하는, 정정 유도 방법.

9. 제 7 절 또는 제 8 절에 있어서,

상기 방법은,

상기 광학 시스템 및 상기 타겟 구조체와의 상호작용 이전의 상기 조명 방사선의 특성을 나타내는 레퍼런스 세기 프로파일을 획득하는 단계를 더 포함하고,

상기 제 3 세기 프로파일을 사용하여 추가 정정을 유도하는 단계는 상기 레퍼런스 세기 프로파일을 사용하여 상기 추가 정정을 유도하는, 정정 유도 방법.

10. 제 1 절 내지 제 9 절 중 어느 한 절에 있어서,

상기 정정을 유도하는 단계는 세기 프로파일을 획득하기 위해서 사용되는 검출기의 속성의 특성에 대한 정정을 포함하는, 정정 유도 방법.

11. 제 1 절 내지 제 10 절 중 어느 한 절에 있어서,

상기 제 1 조명 프로파일 및 상기 제 2 조명 프로파일 각각에서 상기 퓨필의 약 절반 이하인 부분이 조명되는 동안 퓨필의 잔여 부분은 실질적으로 암 상태이고,

조명된 부분 및 암 상태인 부분은 제 1 조명 프로파일과 제 2 조명 프로파일 사이에서 상이한, 정정 유도 방법.

12. 제 1 절 내지 제 11 절 중 어느 한 절에 있어서,

상기 제 1 조명 프로파일 및 상기 제 2 조명 프로파일 각각에서, 사분체보다 크고 퓨필의 약 절반 이하인 세그먼트인 퓨필의 부분이 각각 조명되는, 정정 유도 방법.

13. 제 1 절 내지 제 12 절 중 어느 한 절에 있어서,

상기 광학 시스템은 상이한 선택가능한 특성의 조명 방사선을 전달하도록 동작가능하고,

상기 방법은 상이한 제 1 및 제 2 세기 프로파일을 가지고 두 번 이상 수행되어 상이한 선택가능한 특성 하에서 수집된 방사선에 적용가능한 정정을 유도하는, 정정 유도 방법.

14. 구조체의 속성을 결정하는 방법으로서, 제 1 절 내지 제 13 절 중 임의의 절의 방법에 의해 정정을 유도하는 단계를 포함하고,

구조체와의 상호작용 이후에 광학 시스템에 의해 수집된 방사선을 나타내는 측정 세기 프로파일을 수신하는 단계; 및

구조체의 속성의 측정치를 적어도 부분적으로 상기 측정 세기 프로파일에 기초하여 연산하고, 유도된 정정을 사용하는 단계를 더 포함하는, 구조체 속성 결정 방법.

15. 광학 시스템과 측정면 사이의 상대 이동의 제어 방법으로서, 상기 광학 시스템은 조명 방사선을 상기 측정면에 전달하는 것 및 상기 측정면과의 상호작용 이후에 방사선을 수집하는 것 양자 모두를 위하여 동작가능하고,

상기 측정면을 검출 방사선으로 조명하는 단계;

상기 측정면에 의해 산란된 검출 방사선을 수광하는 단계; 및

수광된 상기 산란된 검출 방사선에 기초하여 상기 상대 이동을 제어하는 단계를 포함하는, 상대 이동 제어 방법.

16. 제 15 절에 있어서,

상기 조명하는 단계는 오염물 조명 광학 시스템을 사용하여 수행되는, 상대 이동 제어 방법.

17. 제 15 절 또는 제 16 절에 있어서,

상기 수광하는 단계는 검출 방사선 수집 시스템을 사용하여 수행되는, 상대 이동 제어 방법.

18. 제 17 절에 있어서,

상기 수광하는 단계는,

상기 검출 방사선 수집 시스템에 의해 수집된 산란된 검출 방사선을 나타내는 세기 프로파일을 수신하는 것; 및

수신된 세기 프로파일을 사용하여 상기 측정면 상의 오염물의 존재를 결정하는 것을 포함하는, 상대 이동 제어 방법.

19. 제 15 절 내지 제 18 절 중 어느 한 절에 있어서,

상기 상대 이동을 제어하는 단계는,

상기 광학 시스템의 적어도 하나의 부분의 이동을 중지시키는 것; 상기 광학 시스템의 적어도 하나의 부분의 이동 속도를 감소시키는 것; 상기 광학 시스템의 적어도 하나의 부분을 초기 위치로 이동시키는 것; 또는 상기 광학 시스템과 상기 측정면 사이의 특정 거리를 유지하는 것 중 적어도 하나를 포함하는, 상대 이동 제어 방법.

20. 광학 시스템에 대한 정정을 유도하도록 구성되는 장치로서, 상기 광학 시스템은 조명 방사선을 타겟 구조체로 전달하는 것 및 상기 타겟 구조체와의 상호작용 이후에 방사선을 수집하는 것 양자 모두를 위하여 동작가능하고,

상기 장치는 프로세서를 포함하되, 상기 프로세서는,

상기 광학 시스템의 퓨필을 제 1 조명 프로파일에 따라서 조명하는 동안에 상기 광학 시스템에 의해 수집된 방사선을 나타내는 제 1 세기 프로파일을 획득하고,

상기 광학 시스템의 퓨필을 상기 제 1 조명 프로파일과 다른 제 2 조명 프로파일에 따라서 조명하는 동안에 상기 광학 시스템에 의해 수집된 방사선을 나타내는 제 2 세기 프로파일을 획득하며,

상기 제 1 세기 프로파일과 상기 제 2 세기 프로파일을 사용하여, 타겟 구조체와의 상호작용에 비해, 상기 조명 방사선의 상기 광학 시스템과의 상호작용의 효과를 완화하기 위한 정정을 유도하도록 구성되는, 정정 유도 장치.

21. 제 20 절에 있어서,

상기 프로세서는,

상기 제 1 세기 프로파일과 상기 제 2 세기 프로파일의 상이한 부분들을 사용하여 상기 조명 방사선의 상기 광학 시스템과의 상호작용의 효과를 나타내는 세기 프로파일을 합성하도록 구성되는, 정정 유도 장치.

22. 제 20 절 또는 제 21 절에 있어서,

상기 제 1 세기 프로파일과 상기 제 2 세기 프로파일 각각은 상기 광학 시스템의 후초점면에서의 방사선의 분포를 나타내고,

상기 프로세서는, 상기 후초점면의 상이한 영역들에 대응하는 상기 제 1 세기 프로파일과 상기 제 2 세기 프로파일의 부분들을 사용하도록 구성되는, 정정 유도 장치.

23. 제 20 절 내지 제 22 절 중 어느 한 절에 있어서,

상기 프로세서는,

상기 광학 시스템의 퓨필을 제 1 및 제 2 조명 프로파일과 상이한 추가 조명 프로파일에 따라 조명하는 동안 상기 광학 시스템에 의해 수집된 방사선을 나타내는 추가 세기 프로파일을 수신하도록 구성되고,

상기 프로세서는 상기 제 1, 제 2 및 추가 세기 프로파일을 사용하여 정정을 유도하도록 구성되는, 정정 유도 장치.

24. 제 20 절 내지 제 23 절 중 어느 한 절에 있어서,

상기 프로세서는,

상기 광학 시스템 및 레퍼런스 구조체와의 상호작용 이후에 상기 광학 시스템에 의해 수집된 방사선을 나타내는 제 3 세기 프로파일을 수광하고;

상기 제 3 세기 프로파일을 사용하여 추가 정정을 유도하도록 더욱 구성되는, 정정 유도 장치.

25. 제 24 절에 있어서,

상기 프로세서는,

상기 광학 시스템 및 레퍼런스 구조체와의 상호작용 이후에 상기 광학 시스템에 의해 수집된 방사선을 나타내는 제 4 세기 프로파일을 수광하고 - 상기 제 4 세기 프로파일은 광학 시스템 내에 존재하는 고체 침지 렌즈(SIL)로 수집된 방사선을 나타내는 제 4 세기 프로파일을 나타내고, 상기 제 4 세기 프로파일은 상기 고체 침지 렌즈가 없이 상기 광학 시스템에 의해 수집된 방사선을 나타냄 -;

상기 제 3 및 제 4 세기 프로파일 양자 모두를 사용하여 추가 정정을 유도하도록 더욱 구성되는, 정정 유도 장치.

26. 제 25 절에 있어서,

상기 프로세서는,

상기 광학 시스템 및 타겟 구조체와의 상호작용 이전에 상기 조명 방사선의 특성을 나타내는 레퍼런스 세기 프로파일을 수신하고;

상기 제 3 및 제 4 세기 프로파일에 추가하여, 상기 레퍼런스 세기 프로파일을 사용하여 추가 정정을 유도하도록 더욱 구성되는, 정정 유도 장치.

27. 제 20 절 내지 제 26 절 중 어느 한 절에 있어서,

상기 프로세서는 상기 세기 프로파일을 획득하기 위하여 사용되는 검출기의 특성에 대한 정정을 포함하도록 상기 정정을 유도하도록 구성되는, 정정 유도 장치.

28. 제 20 절 내지 제 27 절 중 어느 한 절에 있어서,

상기 프로세서는,

관심 구조체와의 상호작용 이후에 상기 광학 시스템에 의해 수집되는 방사선을 나타내는 측정 세기 프로파일을 수신하고;

적어도 부분적으로 상기 측정 세기 프로파일에 기초하여 상기 구조체의 속성의 측정치를 연산하고, 상기 유도된 정정을 사용하도록 더 구성될 수 있는, 정정 유도 장치.

29. 제 15 절 내지 제 19 절 중 어느 한 절에 따라서, 측정면에 대한 광학 시스템의 이동을 제어어하는 방법을 수행하도록 구성되는 장치.

30. 제 29 절에 있어서,

상기 장치는 오염물 검출 시스템을 포함하고, 상기 오염물 검출 시스템은,

오염물 검출 조명을 관심 측정면에 제공하도록 구성되는 오염물 조명 시스템; 및

상기 관심 측정면에 의해 산란된 오염물 검출 조명을 수집하도록 구성되는 검출 방사선 수집 시스템을 포함하는, 장치.

31. 제 30 절에 있어서,

상기 검출 방사선 수집 시스템은 정반사 방사선(specular radiation) 필터링 성분을 포함하는, 장치.

32. 제 31 절에 있어서,

상기 정반사 방사선 필터링 성분은, 정반사 방사선을 차단하도록 동작가능한 애퍼쳐, 또는 비-정반사 방사선(non-specular radiation)만을 검출하도록 동작가능한 검출기 중에서 선택되는, 장치.

33. 제 20 절 내지 제 32 절 중 어느 한 절에 있어서,

상기 광학 시스템 또는 오염물 검출 시스템 중 적어도 하나는, 적어도 하나의 광학 요소와 관심 구조체 또는 표면 사이의 에버네슨트 파 상호작용을 강화하도록 구성되는 유전체 코팅이 제공된 상기 광학 요소를 포함하는, 장치.

34. 표면의 검사를 위한 광학 시스템으로서,

상기 광학 시스템은 조명 방사선을 상기 표면에 전달하고 상기 표면과의 상호작용 이후에 방사선을 수집하도록 구성되고,

상기 광학 시스템은 적어도 하나의 광학 요소와 상기 표면 사이의 에버네슨트 파 상호작용을 강화하도록 구성되는 유전체 코팅이 제공된 상기 광학 요소를 포함하는, 광학 시스템.

35. 제 34 절에 있어서,

상기 광학 요소는 고체 침지 렌즈인, 광학 시스템.

36. 제 34 절 또는 제 35 절에 있어서

상기 유전체 코팅은 유전체 재료의 복수 개의 층을 포함하는, 광학 시스템.

37. 제 34 절 내지 제 36 절 중 어느 한 절에 있어서,

상기 유전체 코팅은 관심 구조체 또는 표면의 적어도 하나의 물리적 속성과 매칭되는, 광학 시스템.

38. 광학 시스템, 상기 광학 시스템용 제어 시스템 및 제 28 절의 장치를 포함하는 검사 장치로서,

상기 제어 시스템은,

제 1 세기 프로파일과 제 2 세기 프로파일을 획득하고, 관심 구조체로부터 측정 세기 프로파일을 획득하며, 적용가능하다면, 추가 세기 프로파일 및 제 3 및 제 4 세기 프로파일을 획득하도록 상기 광학 시스템을 제어하고, 정정을 유도하고 관심 구조체의 속성을 계산하는 데에 사용되도록 상기 세기 프로파일을 상기 프로세서로 전달하도록 구성되는, 검사 장치.

39. 제 38 절에 있어서,

상기 제어 시스템은,

상기 제 1 조명 프로파일 및 상기 제 2 조명 프로파일과 상이한 추가 조명 프로파일에 따라 상기 광학 시스템의 퓨필을 조명하는 동안 상기 광학 시스템에 의해 수집되는 방사선을 나타내는 추가 세기 프로파일을 획득하도록 상기 광학 시스템을 제어하고, 상기 제 1, 제 2 및 추가 세기 프로파일을 상기 정정을 유도하는 데에 사용되도록 상기 프로세서로 전달하도록 더욱 구성되는, 검사 장치.

40. 제 38 절 또는 제 39 절에 있어서,

상기 제어 시스템은,

상기 광학 시스템 및 레퍼런스 구조체와의 상호작용 이후에 상기 광학 시스템에 의해 수집되는 방사선을 나타내는 제 3 세기 프로파일을 획득하도록 상기 광학 시스템을 제어하고, 추가 정정을 유도하는 데에 사용되도록 상기 제 3 세기 프로파일을 상기 프로세서로 전달하도록 더욱 구성되는, 검사 장치.

41. 제 38 절 내지 제 40 절 중 어느 한 절에 있어서,

상기 광학 시스템은, 고체 침지 렌즈 및 상기 고체 침지 렌즈를 상기 타겟 구조체로부터 상기 조명 방사선의 파장보다 짧은 거리 내에 홀딩하도록 동작가능한 마운트를 포함하는, 검사 장치.

42. 제 40 절에 있어서,

상기 광학 시스템은, 고체 침지 렌즈(SIL) 및 상기 고체 침지 렌즈를 상기 타겟 구조체로부터 상기 조명 방사선의 파장보다 짧은 거리 내에 홀딩하도록 동작가능한 마운트를 포함하고, 상기 제어 시스템은,

상기 SIL이 없이 상기 광학 시스템 및 상기 레퍼런스 구조체와의 상호작용 이후에 상기 광학 시스템에 의해 수집되는 방사선을 나타내는 제 4 세기 프로파일을 획득하고, 상기 제 3 세기 프로파일 및 상기 제 4 세기 프로파일 양자 모두를 사용하여 추가 정정을 유도하도록 더욱 구성되는, 검사 장치.

43. 제 42 절에 있어서,

상기 제어 시스템은,

상기 광학 시스템 및 타겟 구조체와의 상호작용 이전에 상기 조명 방사선의 특성을 나타내는 레퍼런스 세기 프로파일을 획득하게끔 상기 광학 시스템을 제어하도록 더욱 구성되고,

상기 프로세서는 상기 레퍼런스 세기 프로파일을 사용하여 추가 정정을 유도하도록 구성되는, 검사 장치.

44. 제 38 절 내지 제 43 절 중 어느 한 절에 있어서,

상기 제어 시스템은 상기 거리 내에 타겟 구조체가 없이 방사선을 수집함으로써 상기 제 1 및 제 2 조명 프로파일을 획득하게끔 상기 광학 시스템을 제어하도록 구성되는, 검사 장치.

45. 제 38 절 내지 제 44 절 중 어느 한 절에 있어서,

상기 광학 시스템은,

상기 퓨필의 약 절반 이하인 상기 퓨필의 부분이 조명되는 동안 상기 퓨필의 잔여 부분이 실질적으로 어둡도록 상기 제 1 조명 프로파일 및 상기 제 2 조명 프로파일 각각을 생성하도록 제어되고,

조명된 부분 및 암 상태인 부분은 제 1 조명 프로파일과 제 2 조명 프로파일 사이에서 상이한, 검사 장치.

46. 제 38 절 내지 제 45 절 중 어느 한 절에 있어서,

상기 광학 시스템은, 상기 퓨필의 부분이 각각의 경우 조명되도록 상기 제 1 및 제 2 조명 프로파일 각각을 생성하도록 제어되고,

상기 부분은 사분체보다 크고 상기 퓨필의 약 절반 이하인 세그먼트인, 검사 장치.

47. 제 38 절 내지 제 46 절 중 어느 한 절에 있어서,

상기 광학 시스템은 상이한 선택가능한 특성의 조명 방사선을 전달하도록 동작가능하고,

상기 제어 시스템은 상이한 제 1 세기 프로파일과 제 2 세기 프로파일을 획득하도록 상기 광학 시스템을 두 번 이상 제어하고, 상이한 선택가능한 특성 하에서 수집된 방사선에 적용가능한 정정을 유도하도록 구성되는, 검사 장치.

48. 제 38 절 내지 제 47 절 중 어느 한 절에 있어서,

상기 검사 장치는 반도체 기판 상에 형성된 미세 구조체의 검사를 위해 적응되는, 검사 장치.

49. 제 38 절 내지 제 48 절 중 어느 한 절에 있어서,

상기 검사 장치는, 관심 측정면 상의 오염물을 검출하도록 배치되는 오염물 검출 시스템을 더 포함하는, 검사 장치.

50. 제 49 절에 있어서,

상기 오염물 검출 시스템은,

오염물 검출 조명을 관심 측정면에 제공하도록 구성되는 오염물 조명 시스템; 및

상기 관심 측정면에 의해 산란된 오염물 검출 조명을 수집하도록 구성되는 검출 방사선 수집 시스템을 포함하는, 검사 장치.

51. 제 38 절 내지 제 50 절 중 어느 한 절에 있어서,

상기 광학 시스템 또는 오염물 검출 시스템 중 적어도 하나는, 적어도 하나의 광학 요소와 관심 구조체 또는 표면 사이의 에버네슨트 파 상호작용을 강화하도록 구성되는 유전체 코팅이 제공된 상기 광학 요소를 포함하는, 검사 장치.

52. 제 51 절에 있어서,

상기 광학 요소는 고체 침지 렌즈인, 검사 장치.

53. 제 51 절 또는 제 52 절에 있어서

상기 유전체 코팅은 유전체 재료의 복수 개의 층을 포함하는, 장치.

54. 제 51 절 내지 제 53 절 중 어느 한 절에 있어서,

상기 유전체 코팅은 관심 구조체 또는 표면의 적어도 하나의 물리적 속성과 매칭되는, 장치.

55. 컴퓨터 프로그램 제품으로서,

처리 시스템이, 제 1 절 내지 제 19 절 중 어느 한 절의 방법을 수행하거나 제 20 절 내지 제 33 절 중 어느 한 절의 프로세서를 구현하게 하기 위한 머신 판독가능 명령의 하나 이상의 시퀀스를 포함하는, 컴퓨터 프로그램 제품.

56. 디바이스 제조 방법으로서,

리소그래피 프로세스 단계를 포함하고,

상기 리소그래피 프로세스 단계를 수행하기 이전 또는 이후에, 제 1 절 내지 제 19 절 중 어느 한 절의 방법에 의하여 기판 상의 구조체의 측정치가 획득되고, 획득된 측정치는 상기 기판 및/또는 추가적 기판의 처리를 위하여 상기 리소그래피 프로세스 단계의 파라미터를 조절하도록 사용되는, 디바이스 제조 방법.

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, 5-20 nm 범위의 파장을 가짐), 및 이온 빔 또는 전자 빔과 같은 입자 빔을 포함하는, 모든 타입의 전자기 방사선을 망라한다.

본 명세서에 사용된 "렌즈"라는 용어는, 문맥이 허용한다면, 굴절, 회절, 반사, 자기, 전자자기, 및 정전기 광 컴포넌트를 포함하는 다양한 타입의 광 컴포넌트 중 임의의 것 또는 조합을 가리킬 수 있다.

비록 특정한 실시예가 위에서 설명되었지만, 본 발명은 설명된 것과 다르게 실시될 수 있다는 것이 이해될 것이다. 또한, 장치의 부분들은 위에서 개시된 바와 같은 방법을 기술하는 기계 판독 가능한 명령어들의 하나 이상의 시퀀스들을 포함하는 컴퓨터 프로그램, 또는 이러한 컴퓨터 프로그램이 저장되는 데이터 저장 매체(예컨대, 반도체 메모리, 자기 디스크 또는 광디스크)의 형태로 구현될 수 있다.

위의 설명은 한정적인 것이 아니라 예시적인 의도로 제공된다. 따라서, 다음 진술되는 청구항의 범위로부터 벗어나지 않으면서, 설명된 바와 같은 본 발명에 변경이 이루어질 수 있다는 것이 당업자에게는 명백할 것이다.

Claims (24)

1. 광학 시스템에 대한 정정을 유도하는 방법으로서, 상기 광학 시스템은 조명 방사선을 타겟 구조체로 전달하는 것 및 상기 타겟 구조체와의 상호작용 이후에 방사선을 수집하는 것 양자 모두를 위하여 동작가능하고,
   상기 광학 시스템의 퓨필을 제 1 조명 프로파일에 따라서 조명하는 동안에 상기 광학 시스템에 의해 수집된 방사선을 나타내는 제 1 세기 프로파일을 획득하는 단계;
   상기 광학 시스템의 퓨필을 상기 제 1 조명 프로파일과 다른 제 2 조명 프로파일에 따라서 조명하는 동안에 상기 광학 시스템에 의해 수집된 방사선을 나타내는 제 2 세기 프로파일을 획득하는 단계; 및
   상기 제 1 세기 프로파일과 상기 제 2 세기 프로파일을 사용하여, 타겟 구조체와의 상호작용에 비해, 상기 조명 방사선의 상기 광학 시스템과의 상호작용의 효과를 완화하기 위한 정정을 유도하는 단계를 포함하는, 정정 유도 방법.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 제 1 세기 프로파일과 상기 제 2 세기 프로파일을 사용하여 정정을 유도하는 단계는, 상기 제 1 세기 프로파일과 상기 제 2 세기 프로파일의 상이한 부분들을 사용하여 상기 조명 방사선의 상기 광학 시스템과의 상호작용의 효과를 나타내는 세기 프로파일을 합성하는, 정정 유도 방법.
3. 제 1 항에 있어서,
   상기 제 1 세기 프로파일과 상기 제 2 세기 프로파일 각각은 상기 광학 시스템의 후초점면에서의 방사선의 분포를 나타내고,
   상기 제 1 세기 프로파일과 상기 제 2 세기 프로파일을 사용하여 정정을 유도하는 단계는, 상기 후초점면의 상이한 영역들에 대응하는 상기 제 1 세기 프로파일과 상기 제 2 세기 프로파일의 부분들을 사용하는, 정정 유도 방법.
4. 제 1 항에 있어서,
   상기 광학 시스템의 퓨필을 상기 제 1 조명 프로파일 및 상기 제 2 조명 프로파일과 다른 추가 조명 프로파일에 따라서 조명하는 동안에 상기 광학 시스템에 의해 수집된 방사선을 나타내는 추가 세기 프로파일이 획득되고,
   상기 제 1 세기 프로파일과 상기 제 2 세기 프로파일을 사용하여 정정을 유도하는 단계는, 상기 제 1 세기 프로파일, 상기 제 2 세기 프로파일, 및 상기 추가 세기 프로파일을 사용하여 상기 정정을 유도하는, 정정 유도 방법.
5. 제 1 항에 있어서,
   상기 광학 시스템은, 고체 침지 렌즈 및 상기 고체 침지 렌즈를 상기 타겟 구조체로부터 상기 조명 방사선의 파장보다 짧은 거리 내에 홀딩하도록 동작가능한 마운트를 포함하는, 정정 유도 방법.
6. 제 5 항에 있어서,
   상기 제 1 조명 프로파일 및 상기 제 2 조명 프로파일은 상기 거리 내에 타겟 구조체가 없이 수집된 방사선을 나타내는, 정정 유도 방법.
7. 제 1 항에 있어서,
   상기 방법은,
   상기 광학 시스템 및 레퍼런스 구조체와의 상호작용 이후에 상기 광학 시스템에 의해 수집되는 방사선을 나타내는 제 3 세기 프로파일을 획득하는 단계; 및
   상기 제 3 세기 프로파일을 사용하여 추가 정정을 유도하는 단계를 더 포함하는, 정정 유도 방법.
8. 제 7 항에 있어서,
   상기 광학 시스템은, 고체 침지 렌즈(SIL) 및 상기 고체 침지 렌즈를 상기 타겟 구조체로부터 상기 조명 방사선의 파장보다 짧은 거리 내에 홀딩하도록 동작가능한 마운트를 포함하고, 상기 방법은,
   상기 SIL이 없이 상기 광학 시스템 및 상기 레퍼런스 구조체와의 상호작용 이후에 상기 광학 시스템에 의해 수집되는 방사선을 나타내는 제 4 세기 프로파일을 획득하는 단계; 및
   상기 제 3 세기 프로파일 및 상기 제 4 세기 프로파일 양자 모두를 사용하여 상기 추가 정정을 유도하는 단계를 더 포함하는, 정정 유도 방법.
9. 제 7 항에 있어서,
   상기 방법은,
   상기 광학 시스템 및 상기 타겟 구조체와의 상호작용 이전의 상기 조명 방사선의 특성을 나타내는 레퍼런스 세기 프로파일을 획득하는 단계를 더 포함하고,
   상기 제 3 세기 프로파일을 사용하여 추가 정정을 유도하는 단계는 상기 레퍼런스 세기 프로파일을 사용하여 상기 추가 정정을 유도하는, 정정 유도 방법.
10. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 조명 프로파일 및 상기 제 2 조명 프로파일 각각에서 상기 퓨필의 약 절반 이하인 부분이 조명되는 동안 퓨필의 잔여 부분은 실질적으로 암 상태이고,
    조명된 부분 및 암 상태인 부분은 제 1 조명 프로파일과 제 2 조명 프로파일 사이에서 상이한, 정정 유도 방법.
11. 광학 시스템에 대한 정정을 유도하도록 구성되는 장치로서, 상기 광학 시스템은 조명 방사선을 타겟 구조체로 전달하는 것 및 상기 타겟 구조체와의 상호작용 이후에 방사선을 수집하는 것 양자 모두를 위하여 동작가능하고,
    상기 장치는 프로세서를 포함하되, 상기 프로세서는,
    상기 광학 시스템의 퓨필을 제 1 조명 프로파일에 따라서 조명하는 동안에 상기 광학 시스템에 의해 수집된 방사선을 나타내는 제 1 세기 프로파일을 수신하고,
    상기 광학 시스템의 퓨필을 상기 제 1 조명 프로파일과 다른 제 2 조명 프로파일에 따라서 조명하는 동안에 상기 광학 시스템에 의해 수집된 방사선을 나타내는 제 2 세기 프로파일을 수신하며,
    상기 제 1 세기 프로파일과 상기 제 2 세기 프로파일을 사용하여, 타겟 구조체와의 상호작용에 비해, 상기 조명 방사선의 상기 광학 시스템과의 상호작용의 효과를 완화하기 위한 정정을 유도하도록 구성되는, 정정 유도 장치.
12. 제 11 항에 있어서,
    상기 프로세서는,
    상기 제 1 세기 프로파일과 상기 제 2 세기 프로파일의 상이한 부분들을 사용하여 상기 조명 방사선의 상기 광학 시스템과의 상호작용의 효과를 나타내는 세기 프로파일을 합성하도록 구성되는, 정정 유도 장치.
13. 제 11 항에 있어서,
    상기 제 1 세기 프로파일과 상기 제 2 세기 프로파일 각각은 상기 광학 시스템의 후초점면에서의 방사선의 분포를 나타내고,
    상기 프로세서는, 상기 후초점면의 상이한 영역들에 대응하는 상기 제 1 세기 프로파일과 상기 제 2 세기 프로파일의 부분들을 사용하도록 구성되는, 정정 유도 장치.
14. 제 11 항에 있어서,
    상기 광학 시스템 또는 오염물 검출 시스템 중 적어도 하나는, 광학 요소와 관심 구조체 또는 표면 사이의 에버네슨트 파 상호작용을 강화하도록 구성되는 유전체 코팅이 제공된 적어도 하나의 광학 요소를 포함하는, 정정 유도 장치.
15. 광학 시스템과 측정면 사이의 상대 이동의 제어 방법으로서, 상기 광학 시스템은 조명 방사선을 상기 측정면에 전달하는 것 및 상기 측정면과의 상호작용 이후에 방사선을 수집하는 것 양자 모두를 위하여 동작가능하고,
    상기 측정면을 검출 방사선으로 조명하는 단계;
    상기 측정면에 의해 산란된 검출 방사선을 검출 방사선 수집 시스템을 사용하여 수광하는 단계; 및
    수광된 상기 산란된 검출 방사선에 기초하여 상기 상대 이동을 제어하는 단계를 포함하는, 상대 이동 제어 방법.
16. 제 15 항에 있어서,
    상기 수광하는 단계는,
    상기 검출 방사선 수집 시스템에 의해 수집된 산란된 검출 방사선을 나타내는 세기 프로파일을 수신하는 것; 및
    수신된 세기 프로파일을 사용하여 상기 측정면 상의 오염물의 존재를 결정하는 것을 포함하는, 상대 이동 제어 방법.
17. 제 15 항에 있어서,
    상기 상대 이동을 제어하는 단계는,
    상기 광학 시스템의 적어도 하나의 부분의 이동을 중지시키는 것; 상기 광학 시스템의 적어도 하나의 부분의 이동 속도를 감소시키는 것; 상기 광학 시스템의 적어도 하나의 부분을 초기 위치로 이동시키는 것; 또는 상기 광학 시스템과 상기 측정면 사이의 특정 거리를 유지하는 것 중 적어도 하나를 포함하는, 상대 이동 제어 방법.
18. 제 15 항에 따라 측정면에 대한 광학 시스템의 이동을 제어하는 방법을 수행하도록 구성되는 장치로서,
    오염물 검출 시스템을 포함하고, 상기 오염물 검출 시스템은,
    오염물 검출 조명을 관심 측정면에 제공하도록 구성되는 오염물 조명 시스템; 및
    상기 관심 측정면에 의해 산란된 오염물 검출 조명을 수집하도록 구성되는 검출 방사선 수집 시스템을 포함하는, 장치.
19. 제 18 항에 있어서,
    상기 검출 방사선 수집 시스템은 정반사 방사선(specular radiation) 필터링 컴포넌트를 포함하는, 장치.
20. 제 19 항에 있어서,
    상기 정반사 방사선 필터링 컴포넌트는, 정반사 방사선을 차단하도록 동작가능한 애퍼쳐, 또는 비-정반사 방사선(non-specular radiation)만을 검출하도록 동작가능한 검출기 중에서 선택되는, 장치.
21. 표면의 검사를 위한 광학 시스템으로서,
    상기 광학 시스템은 조명 방사선을 상기 표면에 전달하고 상기 표면과의 상호작용 이후에 방사선을 수집하도록 구성되고,
    상기 광학 시스템은 광학 요소와 상기 표면 사이의 에버네슨트 파 상호작용을 강화하도록 구성되는 유전체 코팅이 제공된 적어도 하나의 광학 요소를 포함하는, 광학 시스템.
22. 제 21 항에 있어서,
    상기 광학 요소는 고체 침지 렌즈인, 광학 시스템.
23. 제 21 항에 있어서
    상기 유전체 코팅은 유전체 재료의 복수 개의 층을 포함하는, 광학 시스템.
24. 제 21 항에 있어서,
    상기 유전체 코팅은 관심 구조체 또는 표면의 적어도 하나의 물리적 속성과 매칭되는, 광학 시스템.

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