KR20190134804A - 타겟 측정 방법, 계측 장치, 리소그래피 셀 및 타겟 - Google Patents

타겟 측정 방법, 계측 장치, 리소그래피 셀 및 타겟 Download PDF

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Abstract

기판 상에 형성된 타겟을 측정하기 위한 방법 및 장치가 개시된다. 타겟은 정렬 구조체 및 계측 구조체를 포함한다. 한 가지 방법으로서, 타겟을 제1 방사선으로 조명하고 타겟으로부터 제1 방사선의 산란으로 인한 방사선을 검출하는 단계를 포함하는 제1 측정 프로세스가 수행된다. 제2 측정 프로세스는 타겟을 제2 방사선으로 조명하고 타겟으로부터 제2 방사선의 산란으로 인한 방사선을 검출하는 단계를 포함한다. 제1 측정 프로세스는 정렬 구조체의 위치를 검출한다. 제2 측정 프로세스는 제1 측정 프로세스에 의해 검출된 정렬 구조체의 위치를 사용하여 제2 방사선의 방사선 스폿을 계측 구조체 내의 요구되는 위치에 정렬시킨다.

Description

타겟 측정 방법, 계측 장치, 리소그래피 셀 및 타겟
관련 출원에 대한 상호 참조
본 출원은 2017년 5월 19일에 출원된 EP 출원 제17171935.4호에 대해 우선권을 주장하며, 이러한 문헌의 내용은 원용에 의해 전체적으로 본 명세서에 포함된다.
본 발명은 기판 상에 형성된 타겟을 측정하기 위한 방법 및 장치, 리소그래피 셀 및 타겟에 관한 것이다.
리소그래피 장치는 기판 상에, 일반적으로 기판의 타겟부 상에 원하는 패턴을 적용하는 기기이다. 리소그래피 장치는, 예를 들어 집적 회로(IC)의 제조에 사용될 수 있다. 그러한 경우, 마스크 또는 레티클이라고도 칭하는 패터닝 디바이스가 IC의 개별 층상에 형성될 회로 패턴을 생성하는 데 사용될 수 있다. 이러한 패턴은 기판(예컨대, 실리콘 웨이퍼) 상의 타겟부(예를 들어, 다이의 일부, 하나의 다이 또는 수 개의 다이를 포함) 상으로 전사될 수 있다. 패턴의 전사는 전형적으로 기판 상에 제공된 방사선-감응 재료(레지스트)의 층 상으로의 이미징을 통해 이루어진다. 일반적으로, 단일 기판은 연속적으로 패터닝되는 인접한 타겟부들의 네트워크를 포함할 것이다. 리소그래피 프로세스에서는, 예를 들어 프로세스 제어 및 검증을 위해 생성된 구조체를 자주 측정하는 것이 바람직하다. 임계 치수(CD)를 측정하는 데 종종 사용되는 스캐닝 전자 현미경, 및 오버레이(디바이스 내의 2개의 층들 사이의 정렬 정확도에 대한 척도)를 측정하기 위한 전문화된 툴을 포함하여 이러한 측정을 수행하기 위한 다양한 툴이 알려져 있다. 오버레이는 2개의 층 사이의 오정렬의 정도로 기술될 수 있는데, 예를 들어 1nm의 측정된 오버레이에 대한 언급은 2개의 층이 1nm만큼 오정렬된 상황을 나타낼 수 있다.
최근, 리소그래피 분야에서 사용하기 위한 다양한 형태의 스캐터로미터가 개발되어 왔다. 이들 디바이스는 방사선 빔을 타겟 상으로 지향시키고, 산란된 방사선의 하나 이상의 특성 - 예를 들어, 파장의 함수로서 단일 반사각에서의 세기 또는 소정 범위의 반사각에 걸친 세기; 반사된 각도의 함수로서 하나 이상의 파장에서의 세기; 또는 반사된 각도의 함수로서 편광 - 을 측정하여 "스펙트럼"을 얻고, 그로부터 타겟의 관심 대상 특성을 결정할 수 있다. 관심 대상 특성의 결정은 다양한 기법, 예를 들어 엄격 결합파 해석 또는 유한 요소 방법을 이용하여 구현된 반복적인 접근법에 의한 타겟의 재구성; 라이브러리 탐색; 및 주성분 분석 등에 의해 수행될 수 있다.
타겟은 0차 회절 차수(정반사에 대응)가 차단되고 더 높은 차수만이 처리되는 암시야 계측법을 이용하여 측정될 수 있다. 암시야 계측법의 예는 국제 특허 출원 WO　2009/078708 및 WO　2009/106279 에서 찾을 수 있으며, 이들 문헌은 원용에 의해 그 전체가 본원에 포함된다.
주어진 오버레이 타겟에 대한 상이한 회절 차수들(예컨대, -1차 회절 차수와 +1차 회절 차수) 사이의 세기 비대칭은 타겟 비대칭, 즉 타겟에 있어서의 비대칭의 척도를 제공한다. 오버레이 타겟에서의 이러한 비대칭은 오버레이(2개의 층의 원치 않는 오정렬)의 지표로서 사용될 수 있다.
예를 들어, 제조 중인 제품의 구조체를 포함하는 제품 영역에서, 타겟을 위해 이용 가능한 공간이 거의 없는 위치에 타겟이 배치되는 것이 요구될 수도 있다. 이러한 영역에 위치하는 타겟은 작아야 한다. 충분한 정확도로 그러한 타겟에 방사선 스폿을 정렬하는 것은 어려운 과제이다.
타겟을 측정하기 위한 기존의 방법 및 장치를 개선하는 것이 바람직하다.
본 발명의 일 양태에 따르면, 기판 상에 형성된 타겟을 측정하는 방법이 제공되고, 타겟은 정렬 구조체 및 계측 구조체를 포함하며, 상기 방법은: 상기 타겟을 제1 방사선으로 조명하고 상기 타겟으로부터 제1 방사선의 산란으로 인한 방사선을 검출하는 단계를 포함하는 제1 측정 프로세스; 상기 타겟을 제2 방사선으로 조명하고 상기 타겟으로부터 제2 방사선의 산란으로 인한 방사선을 검출하는 단계를 포함하는 제2 측정 프로세스를 포함하고, 상기 제1 측정 프로세스는 상기 정렬 구조체의 위치를 검출하고, 상기 제2 측정 프로세스는 제1 측정 프로세스에 의해 검출된 상기 정렬 구조체의 위치를 사용하여 제2 방사선의 방사선 스폿을 계측 구조체 내의 요구되는 위치에 정렬시키고, 제2 측정 프로세스의 방사선 스폿은: 방사선 스폿을 형성하는 적어도 0차 방사선을 개념적으로 둘러쌀 수 있는 최소한의 사변형 경계 박스가 상기 정렬 구조체와 교차하거나 상기 정렬 구조체를 둘러싸고, 상기 사변형 경계 박스로 둘러싸인 적어도 0차 방사선은 배타적으로 상기 정렬 구조체의 외부에 있도록 구성된다.
본 발명의 일 양태에 따르면, 기판 상에 형성된 타겟을 측정하기 위한 계측 장치가 제공되며, 계측 장치는: 상기 타겟을 제1 방사선으로 조명하고 상기 타겟으로부터 제1 방사선의 산란으로 인한 방사선을 검출하도록 구성되는 제1 측정 시스템; 상기 타겟을 제2 방사선으로 조명하고 상기 타겟으로부터 제2 방사선의 산란으로 인한 방사선을 검출하도록 구성되는 제2 측정 시스템; 및 컨트롤러를 포함하되, 상기 컨트롤러는: 상기 제1 측정 시스템에 의해 검출된 방사선을 사용하여 정렬 구조체의 위치를 검출하고; 상기 정렬 구조체의 검출된 위치를 사용하여 제2 방사선의 방사선 스폿을 상기 계측 구조체 내의 요구되는 위치에 정렬시키도록 상기 제2 측정 시스템을 제어하도록 구성되고, 제2 측정의 방사선 스폿은: 방사선 스폿을 형성하는 적어도 0차 방사선을 개념적으로 둘러쌀 수 있는 최소한의 사변형 경계 박스가 상기 정렬 구조체와 교차하거나 상기 정렬 구조체를 둘러싸고, 상기 사변형 경계 박스로 둘러싸인 적어도 0차 방사선은 배타적으로 상기 정렬 구조체의 외부에 있도록 구성된다.
본 발명의 일 양태에 따르면, 기판 상에 형성된 타겟이 제공되고, 타겟은 정렬 구조체 및 계측 구조체를 포함하며, 상기 계측 구조체를 통해 평균화된, 가시광에 의한 조명에 관한 계측 구조체의 전체 반사율은, 상기 정렬 구조체를 통해 평균화된, 가시광에 의한 조명에 관한 정렬 구조체의 전체 반사율과, 상기 정렬 구조체를 통해 평균화된, 가시광에 의한 조명에 관한 정렬 구조체의 전체 반사율의 적어도 20%만큼 상이하며, 상기 계측 구조체는 상기 정렬 구조체의 어떠한 부분도 존재하지 않는 원형 또는 타원형 영역을 포함하고, 상기 원형 또는 타원형 영역을 개념적으로 둘러쌀 수 있는 최소한의 사변형 경계 박스가 상기 정렬 구조체와 교차하거나 상기 정렬 구조체를 둘러싼다.
이제 본 발명의 실시예에 관해, 대응하는 도면 부호가 상응하는 부분을 나타내는 첨부된 개략적인 도면을 참조로 하여 단지 예시의 목적으로 설명할 것이다.
도 1은 리소그래피 장치를 개략적으로 나타낸다.
도 2은 리소그래피 셀 또는 클러스터를 개략적으로 나타낸다.
도 3은 (a) 제1 쌍의 조명 개구를 이용하여 타겟을 측정하는 데 사용하기 위한 암시야 스케터로미터의 개략도; (b) 주어진 조명 방향에 대한 타겟 격자의 회절 스펙트럼의 세부 사항; (c) 알려진 형태의 다중 격자 타겟에 대한 도면 및 기판상의 측정 스폿의 윤곽; 및 (d) 도 3(a)의 스케터로미터에서 얻은 도 3(c)의 타겟의 이미지에 대한 도면을 포함한다.
도 4는 제품 영역 외부의 스크라이브 레인에 배치된 타겟을 도시한다.
도 5는 정렬 구조체 및 계측 구조체를 포함하는 타겟 상의 원형 방사선 스폿을 도시한다.
도 6은 정렬 구조체 및 계측 구조체를 포함하는 대안적인 타겟 상의 타원형 방사선 스폿을 도시한다.
도 7은 제1 측정 시스템, 제2 측정 시스템 및 컨트롤러를 포함하는 계측 장치를 도시한다.
본 명세서는 본 발명의 특징을 포함하는 하나 이상의 실시예를 개시한다. 개시된 실시예(들)는 단지 본 발명을 예시하는 것이다. 본 발명의 범위는 개시된 실시예(들)에 한정되지 않는다. 본 발명은 본 명세서에 첨부된 청구항에 의해 규정된다.
기술된 실시예(들), 및 본 명세서에서 "일 실시예", "실시예", "예시적인 실시예"에 대한 언급은 기술된 실시예(들)가 특정한 특징, 구조 또는 특성을 포함할 수 있음을 나타내지만, 모든 실시예가 반드시 특정한 특징, 구조 또는 특성을 포함할 필요는 없다. 또한, 그러한 문구들은 반드시 동일한 실시예를 지칭하는 것은 아니다. 또한, 특정한 특징, 구조 또는 특성이 실시예와 관련하여 설명될 때, 명시적으로 설명되는지 여부에 무관하게 그러한 특징, 구조 또는 특성을 다른 실시예와 관련하여 실시하는 것도 당업자의 지식 범위 내에 있음을 이해할 것이다.
하지만 이러한 실시예를 상세하게 설명하기 전에, 본 발명의 실시예가 구현될 수 있는 예시적인 환경을 제시하는 것이 유익할 것이다.
도 1은 리소그래피 장치(LA)를 개략적으로 나타낸다. 이러한 장치는 방사선 빔(B)(예를 들어, UV 방사선 또는 DUV 방사선)을 컨디셔닝하도록 구성된 조명 시스템(조명기)(IL), 패터닝 디바이스(예를 들어, 마스크)(MA)를 지지하도록 구성되고 소정 파라미터들에 따라 패터닝 디바이스를 정확히 위치설정하도록 구성된 제1 위치 설정기(PM)에 연결되는 지지 구조체(예를 들어, 마스크 테이블)(MT), 기판(예를 들어, 레지스트 코팅된 웨이퍼)(W)을 유지하도록 구성되고 소정 파라미터들에 따라 기판을 정확히 위치설정하도록 구성된 제2 위치 설정기(PW)에 연결되는 기판 테이블(예를 들어, 웨이퍼 테이블)(WT); 및 기판(W)의 타겟부(C)(예를 들어, 하나 이상의 다이를 포함함) 상에 패터닝 디바이스(MA)에 의해 방사선 빔(B)에 부여된 패턴을 투영하도록 구성된 투영 시스템(예를 들어, 굴절형 투영 렌즈 시스템)(PS)을 포함한다.
조명 시스템은 방사선을 지향, 성형 또는 제어하기 위해 굴절형, 반사형, 자기형, 전자기형, 정전형 또는 기타 다른 유형의 광학 컴포넌트 또는 이들의 조합과 같은 다양한 유형의 광학 컴포넌트를 포함할 수 있다.
지지 구조체는 패터닝 디바이스를 지지, 즉 그 무게를 지탱한다. 이는 패터닝 디바이스의 배향, 리소그래피 장치의 설계, 및 예를 들어 패터닝 디바이스가 진공 환경에 유지되는지의 여부와 같은 기타 다른 조건에 의존하는 방식으로 패터닝 디바이스를 유지한다. 지지 구조체는 기계식, 진공식, 정전식 또는 다른 클램핑 기술을 사용하여 패터닝 디바이스를 유지할 수 있다. 지지 구조체는 필요에 따라 고정되거나 이동할 수 있는, 예를 들어 프레임 또는 테이블일 수 있다. 지지 구조체는 패터닝 디바이스가 예를 들어 투영 시스템에 대해 원하는 위치에 있도록 보장할 수 있다. 본 명세서에서 "레티클" 또는 "마스크"라는 용어의 어떠한 사용도 "패터닝 디바이스"라는 좀 더 일반적인 용어와 동의어로 간주될 수 있다.
본 명세서에서 사용되는 "패터닝 디바이스"라는 용어는 기판의 타겟부에 패턴을 생성하기 위해 방사선 빔의 단면에 패턴을 부여하는 데 사용될 수 있는 임의의 디바이스를 지칭하는 것으로 폭넓게 해석되어야 한다. 방사선 빔에 부여된 패턴은, 예를 들어 패턴이 위상-시프팅 피처 또는 소위 어시스트 피처를 포함하는 경우, 기판의 타겟부에서의 원하는 패턴과 정확히 일치하지 않을 수도 있다는 점에 주목해야 한다. 일반적으로, 방사선 빔에 부여된 패턴은 집적 회로와 같이 타겟부에 생성되는 디바이스의 특정 기능 층에 해당할 것이다.
패터닝 디바이스는 투과형 또는 반사형일 수 있다. 패터닝 디바이스의 예는 마스크, 프로그램 가능한 미러 어레이 및 프로그램 가능한 LCD 패널을 포함한다. 마스크는 리소그래피에서 잘 알려져 있으며 바이너리, 교번 위상 시프트 및 감쇠 위상 시프트와 같은 마스크 유형은 물론 다양한 하이브리드 마스크 유형을 포함한다. 프로그램 가능한 미러 어레이의 예는 입사하는 방사선 빔을 다양한 방향으로 반사시키도록 각각 개별적으로 기울어질 수 있는 작은 미러의 매트릭스 배열을 채용한다. 기울어진 미러는 미러 매트릭스에 의해 반사되는 방사선 빔에 패턴을 부여한다.
본 명세서에서 사용된 "투영 시스템"이라는 용어는, 사용되는 노광 방사선에 적합하거나 액침액의 사용 또는 진공의 사용과 같은 다른 요인들에 대해 적합한 것으로서, 굴절형, 반사형, 반사굴절형, 자기형, 전자기형 및 정전형 광학 시스템 또는 이들의 임의의 조합을 포함하는 다양한 유형의 투영 시스템을 포괄하는 것으로 폭넓게 해석되어야 한다. 본 명세서에서 "투영 렌즈"라는 용어의 어떠한 사용도 "투영 시스템"이라는 좀 더 일반적인 용어와 동의어로 간주될 수 있다.
예를 들면 본 실시예에서 장치는 투과형(예를 들어, 투과형 마스크를 채택)이다. 대안적으로, 장치는 반사형(예를 들어, 위에서 언급된 바와 같은 유형의 프로그램 가능한 미러 어레이를 채택하거나, 반사형 마스크를 채택함)일 수 있다.
리소그래피 장치는 2개(듀얼 스테이지) 또는 그 이상의 기판 테이블 및 예컨대 둘 이상의 마스크 테이블을 갖는 형태일 수 있다. 이러한 "다중 스테이지" 기기에서는 추가의 테이블을 병렬적으로 사용할 수 있으며, 또는 하나 이상의 다른 테이블을 노광용으로 사용하면서 하나 이상의 테이블 상에서 준비 단계를 수행할 수 있다.
또한, 리소그래피 장치는 투영 시스템과 기판 사이의 공간을 채우도록, 비교적 높은 굴절률을 갖는 액체, 예를 들어 물로 기판의 적어도 일부가 덮일 수 있는 유형일 수도 있다. 액침액은 또한 리소그래피 장치의 다른 공간, 예를 들어, 마스크와 투영 시스템 사이에 적용될 수 있다. 액침 기술은 투영 시스템의 개구수를 증가시키기 위해 당해 기술 분야에서 잘 알려져 있다. 본 명세서에서 사용되는 "액침"이라는 용어는 기판과 같은 구조체가 액체에 잠겨야 함을 의미하는 것이 아니라 오히려 액체가 노광 중에 투영 시스템과 기판 사이에 위치한다는 것을 의미한다.
도 1을 참조하면, 조명기(IL)는 방사선 소스(SO)로부터 방사선 빔을 수광한다. 예를 들어, 방사선 소스가 엑시머 레이저인 경우, 방사선 소스 및 리소그래피 장치는 별개의 개체일 수 있다. 그러한 경우에, 방사선 소스는 리소그래피 장치의 일부를 형성하는 것으로 여겨지지 않으며, 방사선 빔은 예를 들어 적절한 지향 미러 및/또는 빔 확장기를 포함하는 빔 전달 시스템(BD)의 도움으로 방사선 소스(SO)로부터 조명기(IL)로 전달된다. 이와 다른 경우, 예를 들어 방사선 소스가 수은 램프인 경우, 소스는 리소그래피 장치에 통합된 부분일 수 있다. 방사선 소스(SO) 및 조명기(IL)는 필요에 따라 빔 전달 시스템(BD)과 함께 방사선 시스템으로 지칭될 수 있다.
조명기(IL)는 방사선 빔의 각도 세기 분포를 조정하기 위한 조정기(AD)를 포함할 수 있다. 일반적으로, 조명기의 동공면 내의 세기 분포의 적어도 외측 반경 및/또는 내측 반경 치수(일반적으로 각각 외측-σ 및 내측-σ로 지칭됨)가 조정될 수 있다. 또한, 조명기(IL)는 집속기(IN) 및 집광기(CO)와 같은 다양한 다른 컴포넌트들을 포함할 수 있다. 조명기는 단면에 원하는 균일성과 세기 분포를 갖도록 방사선 빔을 컨디셔닝하는 데 사용될 수 있다.
방사선 빔(B)은 지지 구조체(예를 들어, 마스크 테이블(MT)) 상에 유지되는 패터닝 디바이스(예를 들어, 마스크(MA)) 상에 입사되고, 패터닝 디바이스에 의해 패터닝된다. 마스크(MA)를 거친 후에, 방사선 빔(B)은 투영 시스템(PS)을 통과하게 되며, 투영 시스템(PS)은 기판(W)의 타겟부(C) 상으로 빔을 포커싱한다. 제2 위치설정기(PW) 및 위치 센서(IF)(예를 들어, 간섭계 디바이스, 선형 인코더, 2-D 인코더 또는 용량성 센서)의 도움으로, 기판 테이블(WT)은 예를 들어 방사선 빔(B)의 경로에 다양한 타겟부(C)를 위치설정하도록 정확하게 이동될 수 있다. 유사하게, 제1 위치설정기(PM) 및 또 다른 위치 센서(도 1에는 명확히 도시되지는 않음)가, 예를 들어 마스크 라이브러리로부터의 기계적 회수 후에, 또는 스캔 중에, 방사선 빔(B)의 경로에 대해 마스크(MA)를 정확히 위치설정하는 데 사용될 수 있다. 일반적으로, 마스크 테이블(MT)의 이동은 제1 위치설정기(PM)의 일부를 형성하는 롱-스트로크 모듈(개략적 위치설정) 및 숏-스트로크 모듈(미세 위치설정)의 도움으로 실현될 수 있다. 유사하게, 기판 테이블(WT)의 이동은 제2 위치설정기(PW)의 일부를 형성하는 롱-스트로크 모듈 및 숏-스트로크 모듈을 사용하여 실현될 수 있다. (스캐너와는 대조적으로) 스테퍼의 경우, 마스크 테이블(MT)은 숏-스트로크 액츄에이터에만 연결되거나 고정될 수 있다. 마스크(MA) 및 기판(W)은 마스크 정렬 마크(M1, M2) 및 기판 정렬 마크(P1, P2)를 사용하여 정렬될 수 있다. 도시된 바와 같이 기판 정렬 마크가 전용화된 타겟부를 점유하지만, 이들은 타겟부 사이의 공간에 위치할 수도 있다(이들은 스크라이브-레인 정렬 마크(scribe-lane alignment mark)로 알려져 있다). 유사하게, 둘 이상의 다이가 마스크(MA) 상에 제공되는 상황에서, 마스크 정렬 마크는 다이 사이에 위치될 수 있다.
도시된 장치는 다음 모드들 중 적어도 하나로 사용될 수 있다:
1. 스텝 모드에서는, 방사선 빔에 부여된 전체 패턴이 한번에 타겟부(C) 상에 투영되는 동안, 마스크 테이블(MT) 및 기판 테이블(WT)은 실질적으로 정지 상태로 유지된다(단일 정적 노광). 그 다음, 기판 테이블(WT)은 상이한 타겟부(C)가 노광될 수 있도록 X 및/또는 Y 방향으로 시프트된다. 스텝 모드에서, 노광 필드의 최대 크기는 단일 정적 노광으로 이미징되는 타겟부(C)의 크기를 제한한다.
2. 스캔 모드에서는, 방사선 빔에 부여된 패턴이 타겟부(C) 상에 투영되는 동안, 마스크 테이블(MT) 및 기판 테이블(WT)이 동기적으로 스캐닝된다(즉, 단일 동적 노광). 마스크 테이블(MT)에 대한 기판 테이블(WT)의 속도 및 방향은 투영 시스템(PS)의 배율(축소율) 및 이미지 반전 특성에 의해 결정될 수 있다. 스캔 모드에서, 노광 필드의 최대 크기는 단일 동적 노광에서 타겟부의(비-스캐닝 방향으로의) 폭을 제한하는 반면, 스캐닝 동작의 길이는 타겟부의(스캐닝 방향으로의) 높이를 결정한다.
3. 또 다른 모드에서, 마스크 테이블(MT)은 프로그램 가능한 패터닝 디바이스를 유지하면서 실질적으로 정지된 상태로 유지되며, 방사선 빔에 부여된 패턴이 타겟부(C) 상에 투영되는 동안 기판 테이블(WT)이 이동 또는 스캐닝된다. 이러한 모드에서는, 일반적으로 펄스형 방사선 소스가 채용되고, 프로그램 가능 패터닝 디바이스는 기판 테이블(WT)의 각각의 이동 후에 또는 스캔 중에 연속적인 방사선 펄스 사이에서 필요에 따라 업데이트된다. 이러한 동작 모드는 상술한 바와 같은 유형의 프로그램 가능한 미러 어레이 등의 프로그램 가능한 패터닝 디바이스를 이용하는 마스크 없는 리소그래피(maskless lithography)에 용이하게 적용될 수 있다.
상술된 사용 모드들의 조합 및/또는 변형 또는 완전히 다른 사용 모드들이 또한 채용될 수 있다.
도 2에 도시된 바와 같이, 리소그래피 장치(LA)는 리소셀(lithocell) 또는 클러스터로도 지칭되는 리소그래픽 셀(LC)의 일부를 형성하며, 리소그래피 셀은 또한 기판에 대해 노광-전 프로세스 및 노광-후 프로세스를 수행하기 위한 장치를 포함한다. 통상적으로, 이러한 장치는 레지스트층을 증착하는 스핀 코터(spin coater)(SC), 노광된 레지스트를 현상하는 현상기(DE), 냉각 플레이트(chill plate, CH), 및 베이크 플레이트(bake plate, BK)를 포함한다. 기판 핸들러 또는 로봇(RO)이 입력/출력 포트(I/O1, I/O2)로부터 기판을 픽업하여, 이를 상이한 프로세스 장치 간에 이동시키며, 그 후 리소그래피 장치의 로딩 베이(loading bay, LB)에 전달한다. 통칭하여 트랙으로도 지칭되는 이들 장치는 감독 제어 시스템(supervisory control system, SCS)에 의해 제어되는 트랙 제어 유닛(TCU)의 제어 하에 있게 되며, 감독 제어 시스템은 또한 리소그래피 제어 유닛(LACU)을 통해 리소그래피 장치를 제어한다. 그러므로, 처리량 및 처리 효율을 최대화하기 위해 상이한 장치가 작동될 수 있다.
리소그래피 장치에 의해 노광된 기판이 정확하고 일관되게 노광되도록 하기 위해, 후속하는 층들 사이의 오버레이, 라인 두께, 임계 치수(CD) 등과 같은 특성을 측정하기 위해 노광된 기판을 검사하는 것이 바람직하다. 오차가 검출되는 경우, 특히 동일한 배치(batch)의 다른 기판들이 여전히 노광될 수 있을 정도로 검사가 충분히 신속하고 빠르게 수행될 수 있다면, 후속 기판의 노광에 대한 조정이 이루어질 수 있다. 또한, 이미 노광된 기판이 수율 개선을 위해 스트리핑 및 재작업될 수 있고, 또는 가능하다면 폐기될 수 있으며, 이로써 결함 있는 것으로 알려진 기판 상에서 노광을 수행하는 것을 피하게 된다. 기판의 단지 특정 타겟 부분만이 결함 있는 경우, 결함이 없는 것으로 여겨지는 타겟 부분에 대해서만 추가적인 노광이 행해질 수 있다.
계측 장치는 기판의 특성을 결정하는 데 사용되며, 특히 동일한 기판의 상이한 층들 또는 상이한 기판들의 특성이 층마다 어떻게 달라지는지를 결정하는 데 사용된다. 이러한 계측 장치는 리소그래피 장치(LA) 또는 리소셀(LC)에 통합될 수 있거나 독립형 디바이스일 수 있다. 가장 신속한 측정을 가능하게 하기 위해, 계측 장치가 노광 직후 노광된 레지스트 층에서 특성을 측정하는 것이 바람직하다. 그러나, 방사선에 노광된 레지스트의 부분과 방사선에 노광되지 않은 부분 간의 굴절율에 단지 아주 작은 차이가 있기 때문에 레지스트 내의 잠상은 매우 낮은 콘트라스트를 가지며 - 모든 계측 장치가 잠상의 유용한 측정을 행할 수 있을 정도로 충분한 감도를 갖는 것은 아니다. 따라서, 통상적으로 노광된 기판에 대해 수행되는 첫 번째 단계이고 레지스트의 노광된 부분과 노광되지 않은 부분 간의 콘트라스트를 증가시키는 단계인, 노광후 베이크 단계(post-exposure bake step, PEB) 후에 측정이 이루어질 수 있다. 이러한 스테이지에서, 레지스트 내의 이미지는 반잠상(semi-latent)으로 지칭될 수 있다. 또한, 레지스트의 노광된 부분 또는 노광되지 않은 부분 중의 하나를 제거한 시점에서, 또는 에칭과 같은 패턴 전사 단계 후에, 현상된 레지스트 이미지의 측정을 행하는 것도 가능하다. 후자의 가능성은 결함이 있는 기판의 재작업에 대한 가능성을 제한하지만, 유용한 정보를 여전히 제공할 수 있다.
계측 장치가 도 3(a)에 도시되어 있다. 타겟(T)과 이러한 타겟을 조명하는 데 사용되는 측정 방사선의 회절된 광선이 도 3(b)에 보다 상세히 예시되어 있다. 도시된 계측 장치는 암시야 계측 장치로서 알려진 유형이다. 이러한 계측 장치는 독립형 디바이스이어도 되고, 또는 예컨대 측정 스테이션에서 리소그래피 장치(LA)에 또는 리소그래피 셀(LC)에 통합될 수도 있다. 장치를 통해 여러 브랜치를 갖는 광축이 점선(O)으로 표현되어 있다. 이러한 장치에서, 광원(11)(예를 들어, 크세논 램프)에 의해 방출된 광은 빔 스플리터(15)를 통해 렌즈(12, 14) 및 대물 렌즈(16)를 포함하는 광학 시스템에 의해 기판(W) 상으로 지향된다. 이들 렌즈는 4F 배열의 이중 시퀀스로 배치된다. 기판 이미지를 여전히 검출기 상에 제공하고 동시에 공간 주파수 필터링을 위해 중간 동공면에 대한 액세스를 허용한다면, 상이한 렌즈 배열이 사용될 수 있다. 따라서, 방사선이 기판 상에 입사하는 각도 범위는, 여기에서 (공액) 동공면으로 지칭되는, 기판 평면의 공간 스펙트럼을 제공하는 평면에서의 공간 세기 분포를 규정함으로써 선택될 수 있다. 특히, 이것은 대물 렌즈 동공면의 역-투영 이미지(back-projected image)인 평면에서, 렌즈(12)와 렌즈(14) 사이에 적합한 형태의 개구 플레이트(13)를 삽입함으로써 행해질 수 있다. 예시된 실시예에서, 개구 플레이트(13)는 상이한 조명 모드가 선택될 수 있도록 하는 13N 및 13S로 표시된 상이한 형태를 갖는다. 본 예에서의 조명 시스템은 축외 조명 모드를 형성한다. 제1 조명 모드에서, 개구 플레이트(13N)는, 단지 설명을 목적으로 "북쪽"으로 지정된 방향으로부터 축외 조명을 제공한다. 제2 조명 모드에서, 개구 플레이트(13S)는 유사한 조명을 제공하지만 "남쪽"으로 표시된 반대 방향으로부터 조명을 제공하기 위해 이용된다. 상이한 개구를 사용함으로써 다른 조명 모드도 가능하다. 요구되는 조명 모드 밖의 임의의 불필요한 광은 요구되는 측정 신호와 간섭할 것이기 때문에 동공면의 나머지는 어두운 것이 바람직하다.
도 3(b)에 도시된 바와 같이, 타겟(T)은 기판(W)이 대물 렌즈(16)의 광축(O)에 수직인 상태로 배치된다. 기판(W)은 지지체(미도시)에 의해 지지될 수 있다. 축(O)에서 벗어난 각도로 타겟(T) 상에 충돌하는 측정 방사선 광선(I)은 하나의 0차 광선(실선 0) 및 2개의 1차 광선(일점쇄선 +1과 이점쇄선 -1)을 발생시킨다. 오버필된 소형 타겟을 이용하는 경우, 이들 광선은 계측 타겟(T) 및 기타 피처를 포함한 기판의 영역을 커버하는 다수의 평행 광선 중의 단지 하나가 된다는 점을 기억해야 한다. 플레이트(13)의 개구가 (유용한 광량을 허용하는데 필요한) 한정된 폭을 가지므로, 입사 광선(I)은 실제로는 일정 범위의 각도를 점유할 것이고, 회절 광선 0차와 +1/-1차가 다소 확산될(spread out) 것이다. 소형 타겟의 포인트 확산 함수에 따라, 각각의 차수 +1과 -1은 도시된 바와 같이 단일의 이상적인 선이 아니라 일정 범위의 각도에 걸쳐 추가로 확산될 것이다. 타겟의 격자 피치 및 조명 각도는 대물 렌즈에 진입하는 1차 광선이 중앙의 광축과 근접하게 정렬되도록 설계되거나 조정될 수 있다는 것에 주목해야 한다. 도 3(a) 및(b)에 예시된 광선은 순전히 이들이 도면에서 보다 용이하게 구별될 수 있도록 하기 위해 다소 축에서 벗어난 것으로 도시되어 있다.
기판(W) 상의 타겟(T)에 의해 회절된 적어도 0차와 +1차 회절 광선은 대물 렌즈(16)에 의해 집광되고, 빔 스플리터(15)를 통해 역으로 지향된다. 도 3(a)로 돌아가서, 제1 조명 모드와 제2 조명 모드 둘 모두가 북쪽(N)과 남쪽(S)으로 표시된 정반대 측의 개구를 지정하는 것으로 예시되어 있다. 측정 방사선의 입사 광선(I)이 광축의 북쪽 측으로부터 기인한 것인 경우, 즉 제1 조명 모드가 개구 플레이트(13N)를 이용하여 적용된 경우에는, +1(N)으로 표시되는 +1차 회절 광선이 대물 렌즈(16)에 진입한다. 반대로, 제2 조명 모드가 개구 플레이트(13S)를 이용하여 적용된 경우에는, -1(S)로 표시되는 -1차 회절 광선이 렌즈(16)에 진입하는 광선이 된다.
제2의 빔 스플리터(17)는 회절 빔을 2개의 측정 브랜치로 분할한다. 제1 측정 브랜치에서, 광학 시스템(18)은 0차 및 1차 회절 빔을 이용하여 제1 센서(19)(예컨대, CCD 또는 CMOS 센서) 상에 타겟의 회절 스펙트럼(동공면 이미지)을 형성한다. 각각의 회절 차수는 센서 상의 상이한 포인트에 충돌하며, 이로써 이미지 처리가 차수를 비교하고 대비(contrast)할 수 있게 된다. 센서(19)에 의해 캡쳐된 동공면 이미지는 계측 장치를 포커싱하거나 및/또는 1차 빔의 세기 측정치를 정규화하기 위해 이용될 수 있다. 동공면 이미지는 또한 재구성과 같은 수많은 측정 목적을 위해 사용될 수 있다.
제2 측정 브랜치에서, 광학 시스템(20, 22)은 센서(23)(예컨대, CCD 또는 CMOS 센서) 상에 타겟(T)의 이미지를 형성한다. 제2 측정 브랜치에서, 동공면에 공액 관계를 이루는 평면에 구경 조리개(21)가 제공된다. 구경 조리개(21)는 센서(23) 상에 형성된 타겟의 이미지가 -1차 또는 +1차 빔으로만 형성되도록 0차 회절 빔을 차단하도록 기능한다. 센서(19, 23)에 의해 캡쳐된 이미지는 이러한 이미지를 처리하는 프로세서(PU)에 출력되며, 프로세서의 기능은 수행되는 측정의 특정한 타입에 좌우될 것이다. "이미지"라는 표현은 본 명세서에서는 넓은 의미로 사용된다는 것을 유의하기 바란다. 이와 같은 격라 라인의 이미지는 -1 및 +1 차수 중의 하나만이 제공되는 경우에는 형성되지 않을 것이다.
도 3에 도시된 개구 플레이트(13) 및 시야 조리개(21)의 구체적인 형태는 단지 예에 불과하다. 본 발명의 또 다른 실시예에서는, 타겟의 축상 조명이 사용되고, 실질적으로 단지 하나의 1차 회절 광만을 센서에 통과시키기 위하여 축외 개구를 갖는 구경 조리개가 사용된다. 또 다른 실시예에서, 측정에 있어서 1차 빔 대신 또는 1차 빔에 추가하여 2차, 3차 및 더 높은 차수의 빔(도 3에 도시되지 않음)이 사용될 수 있다
측정 방사선을 이들 상이한 타입의 측정에 적합화시키기 위해, 개구 플레이트(13)는 원하는 패턴을 제 위치에 놓이게 하도록 회전하는 디스크 둘레에 형성된 다수의 개구 패턴을 포함할 수 있다. 개구 플레이트(13N 또는 13S)는 하나의 방향(설정에 따라 X 또는 Y)으로 배향된 격자를 측정하는 데에만 사용될 수 있다는 것을 유의해야 한다. 직교 격자의 측정을 위해, 90 ° 및 270 °만큼 타겟의 회전이 구현될 수 있다. 이를 이용하는 것과 장치의 수많은 기타 변형예 및 응용예가 위에서 언급한 종래의 특허 문헌에 기술되어 있다.
도 3(c)는 공지된 방법에 따라 기판 상에 형성된 (복합) 타겟을 도시한다. 이러한 예에서의 타겟은 조밀하게 함께 위치된 4개의 격자들(25a 내지 25d)을 포함하여, 이들이 계측 장치의 계측 방사선 조명 빔에 의해 형성된 하나의 측정 씬(scene) 또는 측정 스폿(24) 내에 모두 있게 된다. 4개의 격자는 모두 동시에 조명되고 센서(19 및 23) 상에 동시에 이미징된다. 오버레이의 측정에 전용화된 예에서, 격자들(25a 내지 25d)은 그 자체로, 기판(W) 상에 형성된 반도체 디바이스의 상이한 층들에 패터닝되는 중첩되는 격자들에 의해 형성된 복합 격자들이다. 격자(25a 내지 25d)는 복합 격자의 상이한 부분들이 형성되는 층들 사이의 오버레이의 측정을 용이하게 하기 위해 상이하게 바이어스된 오버레이 오프셋들(층들 사이의 의도적인 불일치)을 가질 수도 있다. 이러한 기술은 당업자에게 잘 알려져 있으므로 더 이상 설명하지 않는다. 또한, 격자(25a 내지 25d)는 X 및 Y 방향으로 입사하는 방사선을 회절시키도록, 도시된 바와 같이 그 배향이 다를 수 있다. 일 예시에서, 격자(25a 및 25c)는 각각 + d 및 -d의 바이어스를 갖는 X 방향 격자이다. 격자(25b 및 25d)는 각각 오프셋(+ d 및 -d)을 갖는 Y 방향 격자이다. 이들 격자의 별개의 이미지가 센서(23)에 의해 캡쳐된 이미지에서 식별될 수 있다. 이는 타겟의 한 가지 예시일 뿐이다. 타겟은 4개보다 많거나 4개보다 적은 격자를 포함하거나 또는 하나의 격자만을 포함할 수도 있다.
도 3(d)는 도 3(a)의 장치에서 도 3(c)의 타겟을 사용하여, 센서(23) 상에 형성되어 검출될 수 있는 이미지의 예를 도시한다. 동공면 이미지 센서(19)는 상이한 개별 격자들(25a 내지 25d)을 분해할 수는 없지만, 이미지 센서(23)는 그렇게 할 수 있다. 어두운 직사각형은, 기판 상의 조명된 스폿(24)이 대응하는 원형 영역(26)으로 이미징되는, 센서 상의 이미지의 필드를 나타낸다. 이러한 영역 내에서, 직사각형 영역(27a 내지 27d)은 작은 타겟 격자(25a 내지 25d)의 이미지를 나타낸다. 타겟이 제품 영역에 있는 경우 이러한 이미지 필드의 주변부에 제품 피처가 보일 수도 있다. 이미지 프로세서 및 컨트롤러(PU)는 패턴 인식을 사용해 이들 이미지를 처리하여 격자(25a 내지 25d)의 별개 이미지(27a 내지 27d)를 식별한다. 이런 식으로, 이미지는 센서 프레임 내의 특정 위치에 매우 정밀하게 정렬될 필요가 없으며, 이는 전체적으로 측정 장치의 처리량을 크게 개선한다.
일단 격자의 개별 이미지가 식별되면, 이러한 개별 이미지의 세기가, 예를 들어 식별된 영역 내에서 선택된 픽셀 세기 값을 평균화하거나 합산함으로써 측정될 수 있다. 이미지들의 세기 및/또는 다른 특성을 서로 비교할 수 있다. 리소그래피 프로세스의 상이한 파라미터를 측정하기 위해 이러한 결과는 조합될 수 있다. 오버레이 성능은 이러한 파라미터의 중요한 예이다.
도 4는 제품 영역(70)을 둘러싸는 스크라이브 레인(72)에 위치된 예시적인 타겟(74)(원형의 피처로 도시됨)을 나타낸다. 스크라이브 레인(72)에 타겟(74)을 위치시키는 것은 편리한데, 타겟(74)이 비교적 커지는 것을 이러한 스크라이브 레인이 허용하기 때문이다. 또한, 스크라이브 레인(72)에서 타겟(74) 주위의 영역은 타겟(74)에 대해 비교적 큰 광학 콘트라스트를 갖도록 배열될 수 있다. 큰 광학 콘트라스트는 방사선 스폿을 타겟(74)과 정렬하는 것을 더 용이하게 한다. 한 가지 접근법으로, 타겟(74)을 포함하는 영역의 이미지가 획득된다. 컴퓨터로 구현된 패턴 인식은 이러한 이미지를 사용하여 타겟(74)이 어디에 위치하는지 식별한다. 위치는 타겟(74)을 사용하는 후속 측정 프로세스 동안 방사선 스폿을 타겟(74)과 정렬시키는 데에 사용된다.
기판(W)에 걸쳐 더 높은 공간 밀도로 계측 측정을 수행하는 것이 바람직한 경우, 스크라이브 레인(72) 이외의 위치에 타겟(74)을 위치시키는 것이 필요할 수도 있다. 이것은 예를 들어 타겟(74)에 대한 측정치를 사용하여 고차 정정이 구현되어야 하는 경우에 필요할 수도 있다. 예를 들어, 제품 영역(70) 내에 타겟을 위치시키는 것이 필요할 수도 있다. 스크라이브 레인(72) 이외의 위치에서, 타겟(74)이 컴퓨터로 구현된 패턴 인식을 사용하여 확실하게 식별될 수 있도록 하기 위해 타겟(74)을 둘러싸는 영역에서 광학 콘트라스트가 충분히 높게 되도록 배열하는 것이 어려울 수도 있다. 추가적인 높은 콘트라스트 구조체가 타겟(74)에 인접하여 형성될 수 있지만, 이는 추가 공간을 사용하게 될 것이며, 이러한 공간이 이용 가능하지 않을 수도 있다. 방사선 스폿은 각각의 타겟(74)을 인식할 필요 없이 또는 타겟(74)과 연관된 정렬 구조체를 인식할 필요 없이 타겟(74)과 정렬될 수 있다. 이것은, 다른 정렬 구조체를 사용하여 그리고 기판 테이블(WT)의 이동 정확도에 의존하여 달성될 수 있다. 그러나 이러한 접근법을 사용하여 높은 정확도를 달성하는 것은 어렵다. 또한, 스크라이브 레인(72) 이외의 위치에서 개별 타겟(74)에 이용 가능한 공간은 타겟(74)이 매우 작을 것을 요구할 수도 있다. 타겟(74)은 예컨대 10x10μm2, 선택적으로 약 5x5μm2보다 작을 수 있다. 이것은 방사선 스폿을 타겟(74)과 충분히 정확하게 정렬하는 작업을 더 어렵게 한다.
본 발명의 실시예에 따른 방법은 상기 과제를 해결한다. 방법은 기판(W) 상에 형성된 타겟(80)을 측정하는 단계를 포함한다. 예시적인 타겟(80)이 도 5 및 6에 도시되어 있다. 타겟(80)은 하나 이상의 정렬 구조체(76A-D)를 포함한다. 일 실시예에서, 타겟(80)은 서로 분리된 둘 이상의 정렬 구조체(76A-D)를 포함한다. 도 5 및 도 6의 예에서, 서로 분리된 4개의 정렬 구조체(76A-D)가 제공된다. 타겟(80)은 계측 구조체(84)를 더 포함한다.
타겟(80)을 제1 방사선으로 조명하고 타겟(80)으로부터 제1 방사선의 산란으로 인한 방사선을 검출하는 단계를 포함하는 제1 측정 프로세스가 수행된다. 타겟(80)을 제2 방사선으로 조명하고 타겟(80)으로부터 제2 방사선의 산란으로 인한 방사선을 검출하는 단계를 포함하는 제2 측정 프로세스가 수행된다.
제1 측정 프로세스는 하나 이상의 정렬 구조체(76A-D) 각각의 위치를 검출한다. 일 실시예에서, 이러한 검출은 각각의 하나 이상의 정렬 구조체(76A-D)와 계측 구조체(84)의 이미지를 형성하는 것을 포함한다. 이어서, 정렬 구조체(76A-D)를 인식하고 그에 의해 위치를 검출하기 위해 컴퓨터 구현된 패턴 인식이 사용될 수 있다. 하나 이상의 정렬 구조체(76A-D) 각각이 계측 구조체(84)와 같은 기판(W) 상의 주변 영역에 대해 높은 광학 콘트라스트를 갖도록 배열함으로써 검출이 용이해질 수 있다. 일 실시예로서, 계측 구조체(84)를 통해 평균화된, 제1 방사선에 의한 조명에 관한 계측 구조체(84)의 전체 반사율은, 정렬 구조체(76A-D)를 통해 평균화된, 제1 방사선에 의한 조명에 관한 하나 이상의 정렬 구조체(76A-D) 각각의 전체 반사율과, 정렬 구조체(76A-D)를 통해 평균화된, 제1 방사선에 의한 조명에 관한 정렬 구조체(76A-D)의 전체 반사율의 적어도 20%, 선택적으로 적어도 50%, 선택적으로 적어도 80%, 선택적으로 적어도 90% 만큼 상이하다. 일 실시예로서, 적어도 제1 방사선은 가시 방사선을 포함하여, 계측 구조체(84)를 통해 평균화된, 가시 방사선에 의한 조명에 관한 계측 구조체(84)의 전체 반사율은, 정렬 구조체(76A-D)를 통해 평균화된, 가시 방사선에 의한 조명에 관한 하나 이상의 정렬 구조체(76A-D) 각각의 전체 반사율과, 정렬 구조체(76A-D)를 통해 평균화된, 가시 방사선에 의한 조명에 관한 정렬 구조체(76A-D)의 전체 반사율의 적어도 20%, 선택적으로 적어도 50%, 선택적으로 적어도 80%, 선택적으로 적어도 90% 만큼 상이하게 된다.
계측 구조체(84)는 계측 측정을 수행하기에 적합한 임의의 구조체를 포함할 수 있다. 이러한 계측 측정은 리소그래피 프로세스 또는 적어도 하나의 리소그래피 단계를 포함하는 제조 시퀀스 내의 단계의 파라미터를 측정할 수 있다. 파라미터는 예를 들어 오버레이 또는 임계 치수를 포함할 수 있다. 다양한 실시예에서, 계측 구조(84)는 격자와 같은 주기적 구조체를 포함한다. 계측 구조체(84)는 도 3(a)-(d)를 참조하여 전술한 계측 타겟(T)의 구조체 중 임의의 것을 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 하나 이상의 정렬 구조체(76A-D) 각각은 비-주기적이다.
제2 측정 프로세스는 제1 측정 프로세스에 의해 검출된 하나 이상의 정렬 구조체(76A-D) 각각의 위치를 사용하여 제2 방사선의 방사선 스폿(82)을 계측 구조체(84) 내의 요구되는 위치에(예컨대, 계측 구조체(84)의 중심에) 정렬시킨다. 제2 측정 프로세스의 방사선 스폿(82)은 방사선 스폿(82)을 형성하는 적어도 0차 방사선을 개념적으로 둘러쌀 수 있는 최소한의 사변형 경계 박스가 하나 이상의 정렬 구조체(76A-D) 각각과 교차하거나 정렬 구조체를 둘러싸도록 구성된다. 일 실시예에서, 방사선 스폿(82)의 형상은 회절 효과에 의해 원형 또는 타원형(기판(W) 상으로의 입사각에 따라 달라짐)이 되도록 규정된다. 0차 보다 높은 로브(lobe)가 존재할 수도 있고 광학 필터링(아포다이제이션)에 의해 제거될 수도 있다. 사변형 경계 박스로 둘러싸인 적어도 0차 방사선은 배타적으로 하나 이상의 정렬 구조체(76A-D) 각각의 외부에 있다. 따라서, 어떠한 정렬 구조체도 존재하지 않는 원형 또는 타원형 영역(즉, 방사선 스폿(82)을 형성하는 적어도 0차 방사선을 규정하는 영역)을 계측 구조체(84)가 포함하고, 이러한 원형 또는 타원 영역을 개념적으로 둘러쌀 수 있는 최소한의 사변형 경계 박스가 하나 이상의 정렬 구조체(76A-D) 각각과 교차하거나 이를 둘러싸게 되는 타겟(80)이 제공된다.
일 실시예에서, 둘 이상의 정렬 구조체가 제공되고 각각의 정렬 구조체는 최소한의 사변형 경계 박스의 각각의 코너와 중첩된다. 이러한 타입의 예가 도 5 및 도 6에 도시되어 있다.
도 5의 예에서, 0차 방사선으로 형성된 방사선 스폿(82)은 원형이다. 이것은 예를 들어 기판(W)에 수직으로 입사하는 방사선에 의해 달성될 수 있다. 4개의 정렬 구조체(76A-D)가 방사선 스폿(82) 외부에 제공된다. 방사선 스폿(82)을 둘러쌀 수 있는 최소한의 사변형 경계 박스는, 정사각형의 각각의 변이 방사선 스폿(82)을 규정하는 원의 일부에 접하게 되도록 하는 치수를 갖는 정사각형이다. 정사각형은 4개의 정렬 구조체(76A-D) 각각과 교차할 것이다.
도 6의 예에서, 0차 방사선으로 형성된 방사선 스폿(82)은 타원형이다. 이것은 예를 들어 원형 대칭 단면 프로파일을 갖는 방사선이 기판(W)에 비스듬하게 입사됨으로써 달성될 수 있다. 4개의 정렬 구조체(76A-D)가 방사선 스폿(82) 외부에 제공된다. 방사선 스폿(82)을 둘러쌀 수 있는 최소한의 사변형 경계 박스는, 직사각형의 각각의 변이 방사선 스폿을 규정하는 타원의 일부에 접하게 되도록 하는 치수를 갖는 직사각형이다. 직사각형은 4개의 정렬 구조체(76A-D) 각각과 교차할 것이다.
최소한의 사변형 경계 박스가 정사각형 또는 직사각형인 실시예에서, 이러한 경계 박스의 폭 및 높이 중 하나 또는 양자 모두는 10 마이크론 미만, 선택적으로 9 마이크론 미만, 선택적으로 8 마이크론 미만, 선택적으로 7 마이크론 미만, 선택적으로 6 마이크론 미만, 선택적으로 5 마이크론 미만일 수 있다.
실시예는, 특히 작은 타겟에 대하여, 측정에 사용되는 방사선 스폿(82)이 전형적으로 원형 또는 타원형인 반면 타겟(82)을 위치시키는 데에 이용 가능한 영역은 전형적으로 사변형(예를 들어 정사각형 또는 직사각형)을 가질 것이라는 인식에 기초한다. 이는 타겟(80)에 의해 사용되는 전체 면적을 증가시키지 않으면서 정렬 구조체를 위치시키기 위한 여지를 남긴다. 예를 들어 5x5μm2의 경우, 최대 방사선 스폿(82)과 최소한의 정사각형 경계 박스 사이의 영역은 750x750nm의 4개의 정렬 구조체를 위한 공간을 제공할 것이다.
도 7은 상기 원리에 기초한 예시적인 계측 장치를 나타낸다. 계측 장치는 제1 측정 시스템(61) 및 제2 측정 시스템(62)을 포함한다. 계측 장치는, 예를 들어 도 1 및 도 2를 참조하여 전술한 바와 같은 리소그래피 시스템의 일부로서 제공될 수 있다. 계측 장치는 전술한 방법 중 임의의 것에 따라 기판(W) 상에 형성된 타겟(80)을 측정하도록 구성된다.
제1 측정 시스템(61)은 상술한 제1 측정 프로세스를 수행한다. 일 실시예에서, 제1 측정 시스템(61)은 제1 방사선 소스(42)를 포함한다. 제1 방사선 소스(42)는 광학 시스템(44)을 통해 제1 방사선으로 타겟(80)을 조명한다.
제2 측정 시스템(62)은 상술한 제2 측정 프로세스를 수행한다. 일 실시예에서, 제2 측정 시스템(62)은 제2 방사선 소스(11)를 포함한다. 제2 방사선 소스(11)는 제2 방사선으로 타겟을 조명한다. 일 실시예에서, 제1 방사선 소스(42)는 제2 방사선 소스(11)와 상이하며, 예를 들어 상이한 특성을 갖는 방사선을 출력하고/하거나 별도의 디바이스에 수용되도록 구성된다. 제1 방사선 소스(42)로부터의 방사선은 제1 측정 프로세스를 수행하기에 적합하도록 구성된다. 제2 방사선 소스(11)로부터의 방사선은 제2 측정 프로세스를 수행하기에 적합하도록 구성된다.
제2 측정 시스템(62)은 제1 방사선 소스(11)로부터의 방사선을 기판(W) 상으로 지향시키기 위한 광학 시스템(40)을 포함한다. 기판(W)으로부터 반사된 방사선은 광학 시스템(40)에 의해 하나 이상의 센서(19, 23)로 지향된다. 일 실시예에서, 제2 측정 시스템(62)은 도 3을 참조하여 전술한 유형의 계측 장치를 포함한다. 이러한 유형의 실시예에서, 광학 시스템(40)은 도 3(a)에 도시된 바와 같이 렌즈(12 및 14) 및 대물 렌즈(16)를 포함할 수 있다. 광학 시스템(40)은 도 3(a)에 도시된 바와 같이 방사선을 기판(W) 쪽으로 지향시키기 위한 빔 스플리터(15)를 더 포함할 수 있다. 광학 시스템(40)은 제1 측정 브랜치 및 제2 측정 브랜치 중 하나 또는 양자 모두를 더 포함할 수 있다. 도 7의 특정한 예에서, 이들 측정 브랜치 모두가 제공된다. 각각의 측정 브랜치의 광학 요소의 예시적인 세부 사항이 도 3(a)에 도시되어 있다. 제1 측정 브랜치로부터의 출력은 센서(19)로 지향된다. 제2 측정 브랜치로부터의 출력은 센서(23)로 지향된다.
일 실시예에서, 광학 시스템(40)은 대물 렌즈(16)의 일부로서 추가의 빔 스플리터를 포함하는데(도 3(a) 참조) 이는 제1 방사선 소스(42)로부터의 방사선을 광학 시스템(44)으로부터 기판(W) 으로 그리고 역으로 기판(W)으로부터 광학 시스템(44)으로 지향시킨다. 제1 측정 프로세스는 센서(46)로부터의 출력을 사용한다.
일 실시예에서, 센서(46)로부터의 출력을 사용하여 하나 이상의 정렬 구조체(76A-D)의 위치를 검출하는 컨트롤러(48)가 제공된다. 컨트롤러(48)는, 하나 이상의 정렬 구조체(76A-D)의 검출된 위치를 사용하여 제2 방사선의 방사선 스폿을 계측 구조체(84) 내의 요구되는 위치에 정렬시키도록 제2 측정 시스템(62)에 의해 수행되는 제2 측정 시스템을 제어하도록 구성된다.
본 명세서에 개시된 개념은 모니터링 목적으로 구조체에 대한 리소그래피 후(post-lithography) 측정 이외에도 유용성을 찾을 수 있다. 예를 들어 이러한 검출기 아키텍처는, 패터닝 프로세스 동안 기판을 정렬하기 위해 리소그래피 장치에 사용되는, 동공면 검출에 기초하는 장래의 정렬 센서 개념에 이용될 수도 있다.
앞서 기술한 타겟은 측정의 목적을 위해 특별히 설계되고 형성된 계측 타겟이지만, 이와 다른 실시예에서는 기판 상에 형성된 디바이스의 기능적 부분에 해당하는 타겟 상에서 특성이 측정될 수 있다. 많은 디바이스가 규칙적이고 격자 모양인 구조를 가지고 있다. 본 명세서에서 사용되는 "타겟 격자" 및 "타겟"이라는 용어는 수행되는 측정을 위해 특별히 구조체가 제공될 것을 요하지 않는다.
계측 장치는 도 2를 참조하여 상술한 리소그래피 셀(LC)과 같은 리소그래피 시스템에 사용될 수 있다. 리소그래피 시스템은 리소그래피 프로세스를 수행하는 리소그래피 장치(LA)를 포함한다. 리소그래피 장치는 후속하는 리소그래피 프로세스를 수행할 때, 예를 들어 후속하는 리소그래피 프로세스를 개선하기 위해, 리소그래피 프로세스에 의해 형성된 구조체에 대한 계측 장치에 의한 측정 결과를 이용하도록 구성될 수 있다.
일 실시예는, 리소그래피 프로세스에 관한 정보를 얻기 위해 구조체 상의 타겟을 측정하고 및/또는 측정치를 분석하는 방법을 기술하는 기계 판독 가능 명령의 하나 이상의 시퀀스를 포함하는 컴퓨터 프로그램을 포함할 수 있다. 또한, 그러한 컴퓨터 프로그램이 저장되어 있는 데이터 저장 매체(예를 들어, 반도체 메모리, 자기 또는 광학 디스크)가 제공될 수 있다. 기존 리소그래피 또는 계측 장치가 이미 생산 및/또는 사용 중에 있는 경우, 본 발명은 프로세서로 하여금 여기에 설명된 방법을 수행하게 하는 업데이트된 컴퓨터 프로그램 제품을 제공함으로써 구현될 수 있다.
본 명세서에서는, 집적회로(IC)의 제조에 있어서 리소그래피 장치의 사용에 대해 특정하게 언급하였지만, 본원에서 설명된 리소그래피 장치는 집적 광학 시스템, 자기 도메인 메모리(magnetic domain memory)용 유도 및 검출 패턴, 평판 디스플레이, 액정 디스플레이(LCD), 박막 자기 헤드 등의 제조와 같은 기타 응용예들을 가질 수 있음을 이해하여야 한다. 당업자라면, 이러한 다른 응용예와 관련하여, 본 명세서에서 사용된 "웨이퍼" 또는 "다이"와 같은 어떠한 용어의 사용도 각각 "기판" 또는 "타겟부"와 같은 좀더 일반적인 용어와 동의어로 간주될 수 있음을 이해할 것이다. 본 명세서에서 언급되는 기판은, 노광 전후에, 예컨대 트랙(전형적으로 기판에 레지스트층을 도포하고 노광된 레지스트를 현상하는 툴), 계측 툴, 및/또는 검사 툴에서 처리될 수 있다. 적용 가능한 경우, 이러한 기판 처리 툴과 여타 기판 처리 툴에 본 명세서의 개시 내용이 적용될 수 있다. 또한, 예컨대 다층 IC를 생성하기 위하여 기판이 복수 회 처리될 수 있으므로, 본 명세서에 사용되는 기판이라는 용어는 이미 여러 번 처리된 층들을 포함한 기판을 지칭할 수도 있다.
본 발명에 따른 추가 실시예는 아래의 번호가 매겨진 조항에서 추가로 기술된다.
1. 기판 상에 형성된 타겟을 측정하는 방법으로서, 타겟은 정렬 구조체 및 계측 구조체를 포함하며, 상기 방법은:
상기 타겟을 제1 방사선으로 조명하고 상기 타겟으로부터 제1 방사선의 산란으로 인한 방사선을 검출하는 단계를 포함하는 제1 측정 프로세스;
상기 타겟을 제2 방사선으로 조명하고 상기 타겟으로부터 제2 방사선의 산란으로 인한 방사선을 검출하는 단계를 포함하는 제2 측정 프로세스를 포함하고,
상기 제1 측정 프로세스는 상기 정렬 구조체의 위치를 검출하고,
상기 제2 측정 프로세스는 제1 측정 프로세스에 의해 검출된 상기 정렬 구조체의 위치를 사용하여 제2 방사선의 방사선 스폿을 계측 구조체 내의 요구되는 위치에 정렬시키고,
제2 측정 프로세스의 방사선 스폿은:
방사선 스폿을 형성하는 적어도 0차 방사선을 개념적으로 둘러쌀 수 있는 최소한의 사변형 경계 박스가 상기 정렬 구조체와 교차하거나 상기 정렬 구조체를 둘러싸고,
상기 사변형 경계 박스로 둘러싸인 적어도 0차 방사선은 배타적으로 상기 정렬 구조체의 외부에 있도록 구성되는, 타겟 측정 방법.
2. 제1조항에 있어서, 상기 제1 측정 프로세스는 상기 정렬 구조체 및 상기 계측 구조체의 이미지를 형성하는 단계를 포함하는, 타겟 측정 방법.
3. 제2조항에 있어서, 상기 제1 측정 프로세스는 상기 정렬 구조체를 인식하기 위해 컴퓨터 구현된 패턴 인식을 사용하는, 타겟 측정 방법.
4. 제1조항 내지 제3조항 중 어느 한 조항에 있어서, 상기 계측 구조체는 주기적 구조체를 포함하는, 타겟 측정 방법.
5. 제1조항 내지 제4조항 중 어느 한 조항에 있어서, 상기 정렬 구조체는 비주기적인 것인, 타겟 측정 방법.
6. 제1조항 내지 제5조항 중 어느 한 조항에 있어서,
상기 계측 구조체를 통해 평균화된, 제1 방사선에 의한 조명에 관한 계측 구조체의 전체 반사율은, 상기 정렬 구조체를 통해 평균화된, 제1 방사선에 의한 조명에 관한 정렬 구조체의 전체 반사율과, 상기 정렬 구조체를 통해 평균화된, 제1 방사선에 의한 조명에 관한 정렬 구조체의 전체 반사율의 적어도 20%만큼 상이한, 타겟 측정 방법.
7. 제1조항 내지 제6조항 중 어느 한 조항에 있어서, 상기 타겟은 서로 분리된 둘 이상의 정렬 구조체를 포함하는, 타겟 측정 방법.
8. 제1조항 내지 제7조항 중 어느 한 조항에 있어서, 상기 최소한의 사변형 경계 박스는 정사각형 또는 직사각형인, 타겟 측정 방법.
9. 제1조항 내지 제8조항 중 어느 한 조항에 있어서, 상기 방사선 스폿은 원형 또는 타원형인, 타겟 측정 방법.
10. 제1조항 내지 제9조항 중 어느 한 조항에 있어서, 상기 방사선 스폿은 원형 또는 타원형으로 회절 제한되는, 타겟 측정 방법.
11. 기판 상에 형성된 타겟을 측정하기 위한 계측 장치로서,
상기 타겟을 제1 방사선으로 조명하고 상기 타겟으로부터 제1 방사선의 산란으로 인한 방사선을 검출하도록 구성되는 제1 측정 시스템;
상기 타겟을 제2 방사선으로 조명하고 상기 타겟으로부터 제2 방사선의 산란으로 인한 방사선을 검출하도록 구성되는 제2 측정 시스템; 및
컨트롤러를 포함하되, 상기 컨트롤러는:
상기 제1 측정 시스템에 의해 검출된 방사선을 사용하여 정렬 구조체의 위치를 검출하고;
상기 정렬 구조체의 검출된 위치를 사용하여 제2 방사선의 방사선 스폿을 상기 계측 구조체 내의 요구되는 위치에 정렬시키도록 상기 제2 측정 시스템을 제어하도록 구성되고,
제2 측정의 방사선 스폿은:
방사선 스폿을 형성하는 적어도 0차 방사선을 개념적으로 둘러쌀 수 있는 최소한의 사변형 경계 박스가 상기 정렬 구조체와 교차하거나 상기 정렬 구조체를 둘러싸고,
상기 사변형 경계 박스로 둘러싸인 적어도 0차 방사선은 배타적으로 상기 정렬 구조체의 외부에 있도록 구성되는, 계측 장치.
12. 제11조항에 있어서, 상기 제1 측정 시스템은 상기 정렬 구조체 및 상기 계측 구조체의 이미지를 형성하도록 구성되는, 계측 장치.
13. 제12조항에 있어서, 상기 컨트롤러는 상기 정렬 구조체를 인식하기 위해 컴퓨터 구현된 패턴 인식을 사용하도록 구성되는, 계측 장치.
14. 제11조항 내지 제13조항 중 어느 한 조항에 있어서, 상기 계측 구조체는 주기적 구조체를 포함하는, 계측 장치.
15. 제1조항에 있어서, 상기 정렬 구조체는 비주기적인 것인, 계측 장치.
16. 제11조항 내지 제15조항 중 어느 한 조항에 있어서,
상기 계측 구조체를 통해 평균화된, 제1 방사선에 의한 조명에 관한 계측 구조체의 전체 반사율은, 상기 정렬 구조체를 통해 평균화된, 제1 방사선에 의한 조명에 관한 정렬 구조체의 전체 반사율과, 상기 정렬 구조체를 통해 평균화된, 제1 방사선에 의한 조명에 관한 정렬 구조체의 전체 반사율의 적어도 20%만큼 상이한, 계측 장치.
17. 제11조항 내지 제16조항 중 어느 한 조항에 있어서, 상기 타겟은 서로 분리된 둘 이상의 정렬 구조체를 포함하는, 계측 장치.
18. 제11조항 내지 제17조항 중 어느 한 조항에 있어서, 상기 최소한의 사변형 경계 박스는 정사각형 또는 직사각형인, 계측 장치.
19. 제11조항 내지 제18조항 중 어느 한 조항에 있어서, 상기 방사선 스폿은 원형 또는 타원형인, 계측 장치.
20. 제11조항 내지 제19조항 중 어느 한 조항에 있어서, 상기 방사선 스폿은 원형 또는 타원형으로 회절 제한되는, 계측 장치.
21. 리소그래피 셀로서,
기판 상에 타겟을 규정하기 위해 리소그래피 프로세스를 수행하도록 구성된 리소그래피 장치; 및
상기 타겟을 측정하도록 구성되는, 제11조항 내지 제20조항 중 어느 한 조항에 따른 계측 장치를 포함하는, 리소그래피 셀.
22. 기판 상에 형성된 타겟으로서,
정렬 구조체 및 계측 구조체를 포함하고,
상기 계측 구조체를 통해 평균화된, 가시광에 의한 조명에 관한 계측 구조체의 전체 반사율은, 상기 정렬 구조체를 통해 평균화된, 가시광에 의한 조명에 관한 정렬 구조체의 전체 반사율과, 상기 정렬 구조체를 통해 평균화된, 가시광에 의한 조명에 관한 정렬 구조체의 전체 반사율의 적어도 20%만큼 상이하며,
상기 계측 구조체는 상기 정렬 구조체의 어떠한 부분도 존재하지 않는 원형 또는 타원형 영역을 포함하고,
상기 원형 또는 타원형 영역을 개념적으로 둘러쌀 수 있는 최소한의 사변형 경계 박스가 상기 정렬 구조체와 교차하거나 상기 정렬 구조체를 둘러싸는, 기판 상에 형성된 타겟.
23. 제22조항에 있어서, 상기 최소한의 사변형 경계 박스는 정사각형 또는 직사각형인, 기판 상에 형성된 타겟.
24. 제23조항에 있어서, 상기 최소한의 사변형 경계 박스의 폭 및 높이 중 하나 또는 둘 모두가 10 마이크론 미만인, 기판 상에 형성된 타겟.
25. 제22조항 내지 제24조항 중 어느 한 조항에 있어서, 상기 계측 구조체는 주기적 구조체를 포함하는, 기판 상에 형성된 타겟.
26. 제22조항 내지 제25조항 중 어느 한 조항에 있어서, 상기 정렬 구조체는 비주기적인 것인, 기판 상에 형성된 타겟.
27. 제22조항 내지 제26조항 중 어느 한 조항에 있어서, 상기 타겟은 서로 분리된 둘 이상의 정렬 구조체를 포함하는, 기판 상에 형성된 타겟.
28. 제27조항에 있어서, 상기 정렬 구조체 각각은 상기 최소한의 사변형 경계 박스의 개개의 코너와 중첩되는, 기판 상에 형성된 타겟.
29. 제22조항 내지 제28조항 중 어느 한 조항에 따른 타겟을 측정하는 방법으로서, 상기 방법은:
상기 타겟을 제1 방사선으로 조명하고 상기 타겟으로부터 제1 방사선의 산란으로 인한 방사선을 검출하는 단계를 포함하는 제1 측정 프로세스;
상기 타겟을 제2 방사선으로 조명하고 상기 타겟으로부터 제2 방사선의 산란으로 인한 방사선을 검출하는 단계를 포함하는 제2 측정 프로세스를 포함하고,
상기 제1 측정 프로세스는 상기 정렬 구조체의 위치를 검출하고,
제2 측정 프로세스는 제1 측정 프로세스에 의해 검출된 상기 정렬 구조체의 위치를 사용하여 제2 방사선의 방사선 스폿을 계측 구조체 내의 요구되는 위치에 정렬시키는, 타겟 측정 방법.
광학 리소그래피의 맥락에서 본 발명의 실시예를 이용하는 것에 대해 특정하게 언급하였지만, 본 발명은 다른 응용예, 예를 들어 임프린트 리소그래피에서도 이용될 수 있고, 문맥이 허용하는 한 광학 리소그래피로 제한되지 않음이 인식될 것이다. 임프린트 리소그래피에서 패터닝 디바이스의 토포그래피는 기판 상에 생성되는 패턴을 규정한다. 패터닝 디바이스의 토포그래피는 기판에 공급된 레지스트 층으로 가압될 수 있고, 레지스트는 전자기 방사선, 열, 압력 또는 이들의 조합을 가함으로써 경화된다. 패터닝 디바이스는 레지스트가 경화된 후 레지스트로부터 떨어지도록 분리되어 레지스트에 패턴을 남겨둔다.
본원에서 사용된 "방사선" 및 "빔"이라는 용어는, 자외(UV)선(예컨대, 약 365, 355, 248, 193, 157, 또는 126 nm의 파장을 가짐) 및 극자외(EUV)선(예컨대, 5-20 nm 범위의 파장을 가짐)을 포함하는 모든 유형의 전자기 방사선 뿐만 아니라 이온 빔 또는 전자 빔 등의 입자 빔을 포괄한다.
문맥이 허용하는 경우, "렌즈"라는 용어는 굴절형, 반사형, 자기형, 전자기형 및 정전형 광학 컴포넌트를 포함하는 다양한 타입의 광학 컴포넌트 중 어느 하나 또는 그 조합을 지칭할 수도 있다.
특정 실시예에 대한 전술한 설명은 본 발명의 일반적인 본질을 충분히 드러낼 것이므로, 당업계 내의 지식을 적용함으로써, 과도한 실험없이, 본 발명의 일반적인 개념을 벗어나지 않고도, 이러한 특정 실시예를 용이하게 수정하고 및/또는 다양한 응용을 위해 적응시킬 수 있을 것이다. 그러므로, 그러한 적응예 및 수정예는 여기에 제시된 교시 및 지침에 기초하여 개시된 실시예의 등가물의 의미 및 범위 내에 있는 것으로 의도된다. 본 명세서의 어구 또는 용어는 이러한 교시 및 지침에 비추어 당업자에 의해 해석될 수 있도록 설명을 하기 위한 것이지 한정하기 위한 것이 아님을 이해해야 한다.
본 발명의 범위 및 폭은 전술한 예시적인 실시예들 중 어느 것에 의해서도 제한되어서는 안 되며, 다음의 청구 범위 및 그 균등범위에 따라서만 규정되어야 한다.

Claims (15)

  1. 기판 상에 형성된 타겟을 측정하는 방법으로서, 타겟은 정렬 구조체 및 계측 구조체를 포함하며, 상기 방법은:
    상기 타겟을 제1 방사선으로 조명하고 상기 타겟으로부터 제1 방사선의 산란으로 인한 방사선을 검출하는 단계를 포함하는 제1 측정 프로세스;
    상기 타겟을 제2 방사선으로 조명하고 상기 타겟으로부터 제2 방사선의 산란으로 인한 방사선을 검출하는 단계를 포함하는 제2 측정 프로세스를 포함하고,
    상기 제1 측정 프로세스는 상기 정렬 구조체의 위치를 검출하고,
    상기 제2 측정 프로세스는 제1 측정 프로세스에 의해 검출된 상기 정렬 구조체의 위치를 사용하여 제2 방사선의 방사선 스폿을 계측 구조체 내의 요구되는 위치에 정렬시키고,
    제2 측정 프로세스의 방사선 스폿은:
    방사선 스폿을 형성하는 적어도 0차 방사선을 개념적으로 둘러쌀 수 있는 최소한의 사변형 경계 박스가 상기 정렬 구조체와 교차하거나 상기 정렬 구조체를 둘러싸고,
    상기 사변형 경계 박스로 둘러싸인 적어도 0차 방사선은 배타적으로 상기 정렬 구조체의 외부에 있도록 구성되는, 타겟 측정 방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 제1 측정 프로세스는 상기 정렬 구조체 및 상기 계측 구조체의 이미지를 형성하는 단계를 포함하는, 타겟 측정 방법.
  3. 제2항에 있어서, 상기 제1 측정 프로세스는 상기 정렬 구조체를 인식하기 위해 컴퓨터 구현된 패턴 인식을 사용하는, 타겟 측정 방법.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 계측 구조체는 주기적 구조체를 포함하는, 타겟 측정 방법.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 정렬 구조체는 비주기적인 것인, 타겟 측정 방법.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 계측 구조체를 통해 평균화된, 제1 방사선에 의한 조명에 관한 계측 구조체의 전체 반사율은, 상기 정렬 구조체를 통해 평균화된, 제1 방사선에 의한 조명에 관한 정렬 구조체의 전체 반사율과, 상기 정렬 구조체를 통해 평균화된, 제1 방사선에 의한 조명에 관한 정렬 구조체의 전체 반사율의 적어도 20%만큼 상이한, 타겟 측정 방법.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 타겟은 서로 분리된 둘 이상의 정렬 구조체를 포함하는, 타겟 측정 방법.
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 최소한의 사변형 경계 박스는 정사각형 또는 직사각형인, 타겟 측정 방법.
  9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 방사선 스폿은 원형 또는 타원형인, 타겟 측정 방법.
  10. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 방사선 스폿은 원형 또는 타원형으로 회절 제한되는, 타겟 측정 방법.
  11. 기판 상에 형성된 타겟을 측정하기 위한 계측 장치로서,
    상기 타겟을 제1 방사선으로 조명하고 상기 타겟으로부터 제1 방사선의 산란으로 인한 방사선을 검출하도록 구성되는 제1 측정 시스템;
    상기 타겟을 제2 방사선으로 조명하고 상기 타겟으로부터 제2 방사선의 산란으로 인한 방사선을 검출하도록 구성되는 제2 측정 시스템; 및
    컨트롤러를 포함하되, 상기 컨트롤러는:
    상기 제1 측정 시스템에 의해 검출된 방사선을 사용하여 정렬 구조체의 위치를 검출하고;
    상기 정렬 구조체의 검출된 위치를 사용하여 제2 방사선의 방사선 스폿을 상기 계측 구조체 내의 요구되는 위치에 정렬시키도록 상기 제2 측정 시스템을 제어하도록 구성되고,
    제2 측정의 방사선 스폿은:
    방사선 스폿을 형성하는 적어도 0차 방사선을 개념적으로 둘러쌀 수 있는 최소한의 사변형 경계 박스가 상기 정렬 구조체와 교차하거나 상기 정렬 구조체를 둘러싸고,
    상기 사변형 경계 박스로 둘러싸인 적어도 0차 방사선은 배타적으로 상기 정렬 구조체의 외부에 있도록 구성되는, 계측 장치.
  12. 제11항에 있어서, 상기 제1 측정 시스템은 상기 정렬 구조체 및 상기 계측 구조체의 이미지를 형성하도록 구성되는, 계측 장치.
  13. 제12항에 있어서, 상기 컨트롤러는 상기 정렬 구조체를 인식하기 위해 컴퓨터 구현된 패턴 인식을 사용하도록 구성되는, 계측 장치.
  14. 리소그래피 셀로서,
    기판 상에 타겟을 규정하기 위해 리소그래피 프로세스를 수행하도록 구성된 리소그래피 장치; 및
    상기 타겟을 측정하도록 구성되는, 제11항 내지 제13항 중 어느 한 항에 따른 계측 장치를 포함하는, 리소그래피 셀.
  15. 기판 상에 형성된 타겟으로서,
    정렬 구조체 및 계측 구조체를 포함하고,
    상기 계측 구조체를 통해 평균화된, 가시광에 의한 조명에 관한 계측 구조체의 전체 반사율은, 상기 정렬 구조체를 통해 평균화된, 가시광에 의한 조명에 관한 정렬 구조체의 전체 반사율과, 상기 정렬 구조체를 통해 평균화된, 가시광에 의한 조명에 관한 정렬 구조체의 전체 반사율의 적어도 20%만큼 상이하며,
    상기 계측 구조체는 상기 정렬 구조체의 어떠한 부분도 존재하지 않는 원형 또는 타원형 영역을 포함하고,
    상기 원형 또는 타원형 영역을 개념적으로 둘러쌀 수 있는 최소한의 사변형 경계 박스가 상기 정렬 구조체와 교차하거나 상기 정렬 구조체를 둘러싸는, 기판 상에 형성된 타겟.
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