KR20200110409A - 증가된 대역폭을 갖는 계측 방법 및 장치 - Google Patents

Abstract

측정 적용(335; 340; 345)을 위한 측정 조명의 대역폭을 최적화하는(300) 방법 및 관련된 계측 장치가 개시된다. 본 방법은 기준 대역폭을 갖는 기준 측정 조명으로 기준 측정을 수행하는 것(305); 및 변동된 후보 대역폭을 갖는 측정 조명으로 각각 수행되는 하나 이상의 최적화 측정을 수행하는 것(310; 325)을 포함한다. 하나 이상의 최적화 측정은 기준 측정과 비교되며(320); 측정 적용을 위한 최적 대역폭은 이 비교를 기반으로 선택된다(330).

Description

증가된 대역폭을 갖는 계측 방법 및 장치

관련 출원에 대한 상호 참조

본 출원은 2018년 2월 20일에 출원된 유럽특허출원 EP 18157680.2의 우선권을 주장하며, 이는 그 전체 내용이 원용되어 본 명세서에 통합된다.

본 방법은, 예를 들어 리소그래피 기술에 의하여 디바이스의 제조에 이용 가능한 리소그래피 방법 및 장치에 관한 것이며, 또한 리소그래피 기술을 이용한 디바이스 제조 방법에 관한 것이다.

리소그래피 장치는 기판 상으로, 통상적으로는 기판의 타겟 부분 상으로 원하는 패턴을 적용시키는 기계이다. 리소그래피 장치는, 예를 들어 집적 회로(IC)의 제조 시에 사용될 수 있다. 그 경우, 대안적으로 마스크 또는 레티클(reticle)로 지칭되는 패터닝 디바이스가 IC의 개별 층 상에 형성될 회로 패턴을 생성하기 위해 사용될 수 있다. 이 패턴은 기판(예를 들어, 실리콘 웨이퍼) 상의 (예를 들어, 하나의 또는 여러 개의 다이의 일부를 포함하는) 타겟 부분 상으로 전사될 수 있다. 패턴의 전사는 전형적으로 기판 상에 제공된 방사선-감응 물질(레지스트)의 층 상으로의 이미징(imaging)을 통해 이루어진다. 일반적으로, 단일 기판은 연속적으로 패터닝되는 인접한 타겟 부분들의 네트워크를 포함할 것이다. 리소그래피 공정에서, 예를 들어 공정 제어 및 검증을 위하여, 생성된 구조체를 자주 측정하는 것이 바람직하다. 임계 치수(CD)를 측정하기 위하여 흔히 사용되는 스캐닝 전자 현미경 및 디바이스 내의 2개의 층의 정렬 정확도의 척도인 오버레이를 측정하기 위한 전문적인 툴을 포함하는, 이러한 측정을 하기 위한 다양한 툴이 알려져 있다. 오버레이는 2개의 층 사이의 오정렬의 정도에 관하여 설명될 수 있으며, 예를 들어 1㎚의 측정된 오버레이에 대한 언급은 2개 층이 1㎚만큼 오정렬되어 있다는 상황을 설명할 수 있다.

최근에, 리소그래피 분야에서 사용하기 위하여 다양한 형태의 스캐터로미터가 개발되고 있다. 이 디바이스는 방사선의 빔을 타겟 상으로 지향시키고 산란 방사선의 하나 이상의 속성 - 예를 들어, 파장의 함수로서의 단일 반사각에서의 세기; 반사된 각도의 함수로서의 하나 이상의 파장에서의 세기; 또는 반사된 각도의 함수로서의 편광-을 측정하여 "스펙트럼"을 획득하며 타겟의 관심 대상 특성은 이 스펙트럼으로부터 결정될 수 있다. 관심 대상 특성의 결정은 다양한 기법: 예를 들어, 정밀 결합파 분석(rigorous coupled wave analysis) 또는 유한 요소 방법(finite element method)과 같은 반복적 접근법에 의한 타겟의 재구성; 라이브러리 검색; 및 주요 구성 요소 분석에 의하여 수행될 수 있다.

다양한 이유로, 예를 들어 웨이퍼 상의 공간을 최대화하기 위하여 타겟이 점점 더 작아지고 있다. 타겟이 축소됨에 따라 우수한 측정 품질과 신호 대 잡음 특성을 보장하기 위해 충분한 조명(예를 들어, 측정 당 광자의 수)을 보장하는 것이 어려워지고 있다. 타겟이 작을수록 초당 타겟에 입사될 광자가 적어지며 이러한 측정 시간이 증가한다. 이 측정 시간을 줄이고 및/또는 앞서 언급된 문제들 중 하나를 다루는 것이 바람직하다.

제1 양태에서의 본 발명은 측정 적용을 위한 측정 조명의 대역폭을 최적화하는 방법을 제공하며, 본 방법은 기준 대역폭을 갖는 기준 측정 조명으로 기준 측정을 수행하는 단계; 변동된 후보 대역폭을 갖는 측정 조명으로 각각 수행되는 하나 이상의 최적화 측정을 수행하는 단계; 하나 이상의 최적화 측정을 기준 측정과 비교하는 단계; 및 비교에 근거하여 측정 적용을 위한 최적 대역폭을 선택하는 단계를 포함한다.

제2 양태에서의 본 발명은 측정 적용에서 측정 조명을 사용하여 측정을 수행하는 방법을 제공하며, 본 방법은 측정 적용을 위한 측정 조명의 대역폭을 최적화하는 단계를 포함한다.

본 발명은 측정 조명을 제공하도록 작동 가능한 조명 소스; 및 각 측정 적용을 위한 측정 조명의 대역폭을 최적화하도록 작동 가능한 프로세서를 포함하는 계측 장치를 더 제공한다.

본 발명은 제1 양태의 방법을 수행하기 위한 계측 장치 및 비-일시적 컴퓨터 프로그램 제품을 더 제공한다.

본 발명의 추가 특징 및 이점뿐만 아니라 본 발명의 다양한 실시예의 구조 및 동작이 첨부 도면을 참조하여 아래에서 상세하게 설명된다. 본 발명이 본 명세서에서 설명되는 특정 실시예로 한정되지 않는다는 점이 주목된다. 이러한 실시예는 본 명세서에서 예시를 위해 제공될 뿐이다. 본 명세서에 포함된 교시에 근거하여 부가적인 실시예가 관련 기술(들)의 숙련된 자에게 명백해질 것이다.

이제 본 발명의 실시예가 첨부된 도면을 참조하여 예로서만 설명될 것이다.
도 1은 반도체 디바이스를 위한 생산 설비를 형성하는 다른 장치와 함께 리소그래피 장치를 도시하고 있다.
도 2는 (a) 제1 쌍의 조명 개구를 이용하여 타겟을 측정하는데 사용하기 위한 암시야 스캐터로미터의 개략적인 도면 및 (b) 주어진 조명 방향에 대한 타겟 격자의 회절 스펙트럼의 세부 사항을 포함하고 있다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 방법을 설명하는 흐름도이다.

본 발명의 실시예를 상세하게 설명하기 전에, 본 발명의 실시예가 구현될 수 있는 예시적인 환경을 제시하는 것이 유익하다.

도 1 은 대량의 리소그래피 제조 공정을 실행하는 산업 설비의 일부로서의 리소그래피 장치(LA)를 200 에서 보여주고 있다. 본 예에서, 제조 공정은 반도체 웨이퍼와 같은 기판 상에서의 반도체 제품(집적 회로)의 제조에 적합하다. 당 업자는 상이한 유형의 기판을 이 공정의 변형에서 처리함으로써 매우 다양한 제품이 제조될 수 있다는 점을 인식할 것이다. 반도체 제품의 생산은 오늘날 큰 상업적 의미를 갖는 예로서만 사용된다.

리소그래피 장치(또는 약칭으로 "리소 툴"(200)) 내에서, 202 에 측정 스테이션(MEA)이 보여지며, 노광 스테이션(EXP)은 204에서 보여진다. 제어 유닛(LACU)은 206 에서 보여진다. 이 예에서, 각 기판은 측정 스테이션 및 노광 스테이션에 체류(visit)하여 적용된 패턴을 갖는다. 광학 리소그래피 장치에서, 예를 들어 투영 시스템은 조정된 방사선 및 투영 시스템을 이용하여 제품 패턴을 패터닝 디바이스(MA)로부터 기판 상으로 전사하기 위하여 사용된다. 이는 패턴의 이미지를 방사선-감응 레지스트 물질의 층에 형성함으로써 이루어진다.

본 명세서에서 사용되는 용어 "투영 시스템"은 이용되고 있는 노광 방사선에, 또는 침지 액체의 사용 또는 진공의 사용과 같은 다른 요인에 적합한, 굴절식, 반사식, 반사-굴절식(catadioptric), 자기식, 전자기식, 및 정전식 광학 시스템, 또는 이들의 임의의 조합을 포함하는 임의의 유형의 투영 시스템을 포함하는 것으로 넓게 해석되어야 한다. 패터닝 디바이스(MA)는 마스크 또는 레티클일 수 있으며, 이는 패터닝 디바이스에 의해 투과되거나 반사된 방사선 빔에 패턴을 부여한다. 공지된 작동 모드는 스테핑 모드와 스캐닝 모드를 포함한다. 잘 알려진 바와 같이, 투영 시스템은 기판과 패터닝 디바이스에 대한 지지 및 위치 결정 시스템과 다양한 방법으로 협력하여 기판에 걸쳐 많은 타겟 부분에 원하는 패턴을 적용시킬 수 있다. 고정 패턴을 갖는 레티클 대신에 프로그램 가능한 패터닝 디바이스가 사용될 수 있다. 방사선은 예를 들어 심자외선(DUV) 또는 극자외선(EUV) 파장 대역에서의 전자기 방사선을 포함할 수 있다. 본 발명은 또한, 예를 들어 전자 빔에 의하여 다른 유형의 리소그래피 공정, 예를 들어 임프린트 리소그래피 및 직접 기입(direct writing) 리소그래피에 적용 가능하다.

리소그래피 장치 제어 유닛(LACU)은 다양한 액추에이터 및 센서의 모든 이동 및 측정을 제어하여 기판(W) 및 레티클(MA)을 수용하고 패터닝 작동을 실행한다. 제어 유닛(LACU)은 또한 신호 처리 및 데이터 처리 능력을 포함하여 이 장치의 작동과 관련된 원하는 계산을 실행한다. 실제로, 제어 유닛(LACU)은 이 장치 내의 서브시스템 또는 구성 요소의 실시간 데이터 획득, 처리 및 제어를 각각 다루는 많은 서브-유닛의 시스템으로서 구현될 것이다.

노광 스테이션(EXP)에서 패턴이 기판에 적용되기 전에, 다양한 준비 단계가 수행될 수 있도록 기판은 측정 스테이션(MEA)에서 처리된다. 준비 단계는 레벨 센서를 이용하여 기판의 표면 높이를 매핑(mapping)하는 것 및 정렬 센서를 이용하여 기판 상의 정렬 마크의 위치를 측정하는 것을 포함할 수 있다. 정렬 마크들은 명목상 규칙적인 그리드(grid) 패턴 형태로 배치되어 있다. 그러나 마크를 생성하는 데 있어서의 부정확성으로 인하여 그리고 그의 처리 동안 발생하는 기판의 변형으로 인하여, 마크들은 이상적인 격자에서 벗어난다. 결과적으로, 기판의 위치 및 배향을 측정하는 것에 더하여, 장치가 제품 피처를 정확한 위치에 매우 높은 정확도로 인쇄하는 경우, 정렬 센서는 실제로 기판 영역에 걸쳐 많은 마크의 위치를 상세하게 측정해야 한다. 리소그래피 장치(LA)는 2개의 기판 테이블을 갖는 소위 이중(dual) 스테이지 유형일 수 있으며, 각 기판 테이블은 제어 유닛(LACU)에 의해 제어되는 위치 결정 시스템을 갖고 있다. 하나의 기판 테이블 상의 하나의 기판이 노광 스테이션(EXP)에서 노광되고 있는 동안, 다양한 준비 단계가 수행될 수 있도록 다른 기판은 측정 스테이션(MEA)에서 다른 기판 테이블 상으로 로딩될 수 있다. 따라서, 정렬 마크의 측정은 매우 시간-소모적이며, 2개의 기판 테이블의 제공은 장치의 처리량의 상당한 증가를 가능하게 한다. 위치 센서(IF)가 노광 스테이션뿐만 아니라 측정 스테이션에 있는 동안 위치 센서가 기판 테이블의 위치를 측정할 수 없다면, 제2 위치 센서가 제공되어 양 스테이션에서 기판 테이블의 위치가 추적될 수 있게 할 수 있다. 리소그래피 장치(LA)는 예를 들어 2개의 기판 테이블 및 -노광 스테이션과 측정 스테이션- 2개의 스테이션을 갖는 소위 이중 스테이지 유형일 수 있으며, 기판 테이블들은 2개의 스테이션 사이에서 교환될 수 있다.

생산 설비 내에서, 장치(200)는, 이러한 장치(200)에 의한 패터닝을 위하여 감광성 레지스트 및 다른 코팅부를 기판(W)에 도포하기 위한 코팅 장치(208)를 또한 포함하는 "리소 셀" 또는 "리소 클러스터"의 일부를 형성한다. 장치(200)의 출력측에는, 노광된 패턴을 물리적 레지스트 패턴으로 현상하기 위하여 베이킹 장치(210) 및 현상 장치(212)가 제공된다. 이 모든 장치들 사이에서, 기판 핸들링 시스템은 기판들을 지지하고 이들을 장치의 일부에서 옆의 부분으로 전달하는 것을 처리한다. 흔히 일괄하여 트랙으로 지칭되는 이 장치들은 자체가 감독 제어 시스템(SCS)에 의해 제어되는 트랙 제어 유닛의 제어 하에 있으며, 감독 제어 시스템은 또한 리소그래피 장치 제어 유닛(LACU)을 통해 리소그래피 장치를 제어한다. 따라서, 처리량 및 처리 효율을 최대화하기 위하여 상이한 장치가 작동될 수 있다. 감독 제어 시스템(SCS)은 각 패터닝된 기판을 생성하기 위해 수행될 단계들의 규정을 아주 상세히 제공하는 레시피 정보(R)를 수신한다.

패턴이 리소 셀에서 적용되고 현상되면, 패터닝된 기판(220)은 222, 224, 226에 도시된 바와 같은 다른 처리 장치로 이송된다. 광범위한 처리 단계는 전형적인 제조 설비 내의 다양한 장치에 의해 실행된다. 예의 목적을 위하여, 본 실시예의 장치(222)는 에칭 스테이션이며, 장치(224)는 에칭 후 어닐링(annealing) 단계를 수행한다. 추가의 물리적 및/또는 화학적 처리 단계가 추가 장치(226) 등에 적용된다. 물질의 증착, 표면 물질 특성의 변경(산화, 도핑, 이온 주입 등), 화학적 기계적 연마(CMP) 등과 같은, 많은 유형의 작동이 실제 디바이스를 만들기 위하여 요구될 수 있다. 장치(226)는, 실제로 하나 이상의 장치 내에서 수행되는 일련의 상이한 처리 단계를 나타낼 수 있다.

잘 알려진 바와 같이, 반도체 디바이스의 제조는 적절한 물질 및 패턴을 갖는 디바이스 구조체들을 기판 상에 층별로 구축하기 위해 이러한 처리의 많은 반복을 수반한다. 따라서, 리소 클러스터에 도달하는 기판(230)들은 새로 준비된 기판일 수 있으며 또는 이 기판들은 이 클러스터 또는 또 다른 장치에서 이전에 완전히 처리된 기판일 수 있다. 유사하게, 요구되는 처리에 따라, 장치(126)를 떠나는 기판(232)은 동일한 리소 클러스터에서의 후속 패터닝 작업을 위해 복귀될 수 있거나, 이 기판은 상이한 클러스터에서의 패터닝 작업을 하도록 예정될 수 있거나, 이 기판은 다이싱(dicing) 및 패키징을 위해 보내질 최종 제품일 수 있다.

제품 구조체의 각 층은 상이한 일련의 공정 단계들을 필요로 하며, 각 층에서 사용된 장치(226)는 유형이 완전히 다를 수 있다. 또한, 장치(226)에 의해 적용될 처리 단계들이 명목상 동일한 경우일지라도, 대규모 설비에서, 아마도 상이한 기판 상에서 단계(226)를 수행하기 위해 동시에 작동하는 여러 개의 동일한 기계가 있을 수 있다. 이 기계들 간의 설정(set-up) 또는 결함의 작은 차이는 이 기계들이 상이한 방식으로 상이한 기판들에 영향을 준다는 것을 의미할 수 있다. 에칭(장치(222))과 같은, 각 층에 대해 비교적 공통적인 단계조차도 명목상으로는 동일하지만 처리량을 최대화하기 위해 동시에 가동하는 여러 개의 에칭 장치에 의해 실행될 수 있다. 더욱이, 실제로, 상이한 층들은 에칭될 물질의 세부 사항에 따라 상이한 에칭 공정, 예를 들어 화학적 에칭, 플라즈마 에칭을 필요로 하며, 또한 예를 들어 이방성 에칭과 같은 특별한 요구 조건을 필요로 한다.

이전 및/또는 후속 공정은 방금 언급된 바와 같이 다른 리소그래피 장치에서 수행될 수 있으며, 심지어 상이한 유형의 리소그래피 장치에서 수행될 수도 있다. 예를 들어, 분해능 및 오버레이와 같은 매개변수 면에서 매우 까다로운, 디바이스 제조 공정에서의 일부 층은 덜 까다로운 다른 층보다 더 진보된 리소그래피 툴에서 수행될 수 있다. 따라서 일부 층은 침지 유형의 리소그래피 툴에서 노광될 수 있는 반면, 다른 층은 "건식 툴(dry tool)"에서 노광될 수 있다. 일부 층은 DUV 파장에서 작동하는 툴에서 노광될 수 있는 반면에, 다른 층은 EUV 파장 방사선을 사용하여 노광된다.

리소그래피 장치에 의하여 노광된 기판이 정확하고 일관되게 노광되도록 하기 위하여, 노광된 기판을 검사하여 후속 층들 간의 오버레이 오차, 라인 두께, 임계 치수(CD) 등과 같은 특성을 측정하는 것이 바람직하다. 따라서, 리소 셀(LC)이 위치되어 있는 제조 설비는 또한 하나 이상의 계측 시스템을 포함하고 있다. 계측 시스템은 독립형 계측 장치(MET)(240) 및/또는 통합형 계측 장치(IM)(207)를 포함할 수 있다. 독립형 계측 장치(MET)(240)는 오프라인에서 측정을 수행하기 위해서 리소 셀 내에서 처리된 기판(W)의 일부 또는 전부를 받아들인다. 통합형 계측 장치(IM)(207)는 인라인 측정을 수행하며 트랙에 통합되어 노광 직후 기판(W)의 일부 또는 전부를 받아들이고 측정한다. 계측 결과는 감독 제어 시스템(SCS)으로 직접적으로 또는 간접적으로 제공된다(238). 오차가 검출되는 경우, 특히 동일 배치(batch)의 다른 기판이 여전히 노광되기에 충분한 만큼 계측이 곧바로 그리고 신속하게 행해질 수 있으면, 후속 기판의 노광에 대한 조정이 이루어질 수 있다.

현대의 리소그래피 생산 설비 내의 계측 장치의 공통적인 예는 스캐터로미터, 예를 들어 각도-분해식 스캐터로미터 또는 분광 스캐터로미터이며, 이는 일반적으로, 장치(222)에서의 에칭 이전에 220에서 현상된 기판의 특성을 측정하기 위해 적용될 수 있다. 독립형 계측 장치(240) 및/또는 통합형 계측 장치(207)를 사용하여, 예를 들어 오버레이 또는 임계 치수(CD)와 같은 중요한 성능 매개변수가 현상된 레지스트 내의 구체적인 정확도 요건을 충족하지 않는다는 것이 결정될 수 있다. 에칭 단계 이전에, 현상된 레지스트를 벗겨내고 리소 클러스터를 통해 기판(220)을 재처리할 기회가 존재한다. 또한, 잘 알려진 바와 같이, 감독 제어 시스템(SCS) 및/또는 제어 유닛(LACU)(206)이 시간이 지남에 따라 작은 조정을 수행함으로써 장치(240)로부터의 계측 결과(242)는 리소 클러스터 내에서의 패터닝 작동의 정확한 성능을 유지하기 위하여 사용될 수 있으며, 그에 의하여 제품이 사양에 벗어나게 제작되는 위험 및 재작업을 필요로 하는 것을 최소화시킨다. 물론, 계측 장치(240) 및/또는 다른 계측 장치(보이지 않음)는 처리된 기판(232, 234) 및 들어오는 기판(230)의 특성을 측정하기 위해 적용될 수 있다.

계측 장치가 도 2a에서 보여진다. 독립형 계측 장치(240) 및/또는 통합형 계측 장치(207)는, 예를 들어 이러한 계측 장치 또는 임의의 다른 적합한 계측 장치를 포함할 수 있다. 타겟(T) 및 타겟을 조명하기 위해 사용되는 측정 방사선의 회절 광선이 도 2b에 더 상세히 도시되어 있다. 도시된 계측 장치는 암시야(dark field) 계측 장치로 알려진 유형이다. 계측 장치는 독립형 디바이스일 수 있거나, 예를 들어 측정 스테이션에서 리소그래피 장치(LA) 또는 리소그래피 셀(LC)에 통합될 수 있다. 장치에 걸쳐서 여러 분기부(branches)를 갖는 광학 축이 점선(O)으로 표현되어 있다. 이 장치에서, 소스(11)(예를 들어, 크세논 램프)에 의하여 방출된 광은 렌즈(12, 14)와 대물렌즈(16)를 포함하는 광학 시스템에 의하여 빔 스플리터(15)를 통해 기판(W) 상으로 지향된다. 이 렌즈들은 4F 배열(4F arrangement)의 이중 시퀀스로 배치되어 있다. 기판 이미지를 검출기 상으로 여전히 제공하고 또한 공간적-주파수 필터링을 위하여 중간 퓨필-평면(pupil-plane)의 접근을 동시에 허용한다면, 상이한 렌즈 배열이 사용될 수 있다. 따라서, 방사선이 기판에 입사하는 각도 범위는, 본 명세서에서 (켤레(conjugate)) 퓨필 평면으로 지칭되는, 기판 평면의 공간적 스펙트럼을 제공하는 평면에서의 공간적 세기 분포를 한정함으로써 선택될 수 있다. 특히, 이는 대물렌즈 퓨필 평면의 후방-투영된(back-projected) 이미지인 평면에, 렌즈(12 및 14)들 사이에 적합한 형태의 개구 플레이트(13)를 삽입함으로써 수행될 수 있다. 도시된 예에서, 개구 플레이트(13)는, 13N 및 13S로 표시된 상이한 형태들을 가져 상이한 조명 모드들이 선택되는 것을 허용한다. 본 예에서의 조명 시스템은 비축(off-axis) 조명 모드를 형성한다. 제1 조명 모드에서, 개구 플레이트(13N)는, 오직 설명의 목적을 위하여, "북(north)"으로 지정되는 방향으로부터 비축을 제공한다. 제2 조명 모드에서, 개구 플레이트(13S)는 유사한 조명을 제공하기 위하여 사용되지만, "남(south)"으로 표기된 반대 방향으로부터 조명을 제공한다. 상이한 개구를 이용함으로써 다른 조명 모드가 가능하다. 원하는 조명 모드 외의 임의의 불필요한 광이 원하는 측정 신호와 간섭할 것이기 때문에 퓨필 평면의 나머지는 바람직하게는 암 상태(dark)이다.

도 2b에서 보여지는 바와 같이, 타겟(T)은 대물렌즈(16)의 광학 축(O)에 수직인 기판(W)과 함께 배치된다. 기판(W)은 지지체(보이지 않음)에 의해 지지될 수 있다. 축(O)을 벗어난 각도로부터 타겟(T)에 충돌하는 측정 방사선의 광선(I)은 0차 광선(실선 0)과 2개의 1차 광선(일점 쇄선(+1) 및 이점 쇄선(-1))을 발생시킨다. 오버필된(overfilled) 작은 타겟으로, 이 광선들은 계측 타겟(T) 및 다른 피처를 포함하는 기판의 영역을 덮는 많은 평행 광선 중 하나일 뿐이라는 점이 기억되어야 한다. 플레이트(13) 내의 개구가 (유용한 양의 광을 받아들이는 데 필요한) 유한 폭을 갖고 있기 때문에, 입사 광선(I)은 사실상 각도 범위를 차지할 것이며, 회절 광선(0 및 +1/-1)은 어느 정도 확산될 것이다. 작은 타겟의 포인트 확산 기능에 따라, 각 차수(+1 및 -1)는 보여지는 바와 같은 단일의 이상적인 광선이 아니라, 각도 범위에 걸쳐 더 확산될 것이다. 타겟의 격자 피치 및 조명 각도는 대물렌즈로 들어가는 1차 광선이 중앙 광학 축과 밀접하게 정렬되도록 설계되거나 조정될 수 있다는 점을 유의한다. 도 2a 및 도 2b에 도시된 광선들은 전적으로 도면에서 보다 더욱 쉽게 구별될 수 있도록 축을 약간 벗어난 것으로 보여지고 있다.

기판(W) 상의 타겟(T)에 의하여 회절된 적어도 0 및 +1 차수는 대물렌즈(16)에 의하여 수집되고 다시 빔 스플리터(15)를 통해 뒤로 지향된다. 도 2a로 돌아가서, 제1 및 제2 조명 모드 모두는 북(N) 및 남(S)으로 표기된 정반대인 개구들을 지정함으로써 예시된다. 측정 방사선의 입사 광선(I)이 광축의 북측으로부터 입사하는 경우, 즉 제1 조명 모드가 개구 플레이트(13N)를 사용하여 적용되는 경우, +1(N)로 표기된 +1 회절 광선이 대물렌즈(16)에 진입한다. 그에 반해, 제2 조명 모드가 개구 플레이트(13S)를 사용하여 적용되는 경우, -1 회절 광선(-1(S)로 표기됨)은 렌즈(16)에 진입하는 광선이다.

제2 빔 스플리터(17)는 회절 빔을 2개의 측정 분기부(branches)로 나눈다. 제1 측정 분기부에서, 광학 시스템(18)은 0차 및 1차 회절 빔을 사용하여 제1 센서(19)(예를 들어, CCD 또는 CMOS 센서) 상에 타겟의 회절 스펙트럼(퓨필 평면 이미지)을 형성한다. 각 회절 차수는 센서 상의 상이한 지점에 도달(hit)하며, 따라서 이미지 처리는 차수들을 비교하고 대조할 수 있다. 센서(19)에 의해 캡처된 퓨필 평면 이미지는 계측 장치를 집속하고 및/또는 1차 빔의 세기 측정을 정규화하기 위하여 사용될 수 있다. 퓨필 평면 이미지는 또한 재구성과 같은 많은 측정 목적을 위해 사용될 수 있다.

제2 측정 분기부에서, 광학 시스템(20, 22)은 센서(23)(예를 들어, CCD 또는 CMOS 센서) 상에 타겟(T)의 이미지를 형성한다. 제2 측정 분기부에서, 퓨필-평면에 대해 켤레인 평면에 구경 조리개(aperture stop)(21)가 제공된다. 구경 조리개(21)는, 센서(23) 상에 형성된 타겟의 이미지가 -1차 또는 +1차 빔으로부터만 형성되도록 0차 회절 빔을 차단하는 기능을 한다. 센서(19 및 23)에 의해 캡처된 이미지는 이미지를 처리하는 프로세서(PU)로 출력되며, 프로세서의 기능은 수행되는 특정 유형의 측정에 좌우될 것이다. 본 명세서에서 용어 "이미지"는 넓은 의미로 사용된다는 점이 주목된다. -1차 및 +1차 중 하나만이 존재하는 경우에, 이와 같은 격자 라인의 이미지는 형성되지 않을 것이다.

도 2에서 보여지는 특정 형태의 개구 플레이트(13)와 시야 조리개(field stop)(21)는 전적으로 예이다. 본 발명의 다른 실시예에서, 타겟의 축상(on-axis) 조명이 사용되며 비축 개구를 갖는 구경 조리개는 실질적으로 하나의 1차 회절 광만을 센서로 보내기 위해 사용될 수 있다. 또 다른 실시예에서, 1차 빔 대신에, 또는 이에 더하여, 2차, 3차 및 더 높은 차수의 빔(도 2에서는 보여지지 않음)이 측정에 사용될 수 있다.

측정 방사선을 이 상이한 유형의 측정에 적응 가능할 수 있게 하기 위하여, 개구 플레이트(13)는 디스크 주위에 형성되는 다수의 개구 패턴을 포함할 수 있으며, 디스크는 회전하여 원하는 패턴을 제 위치로 이동시킨다. 개구 플레이트(13N 또는 13S)는 한 방향으로 (설정(set-up)에 따라 X 또는 Y) 배향되는 격자를 측정하기 위해서만 사용될 수 있다는 점이 주목된다. 직교 격자의 측정을 위하여, 90° 및 270°를 통한 타겟의 회전이 실현될 수 있다. 이들의 사용 및 본 장치의 많은 다른 변형 및 적용은 위에서 언급된, 앞서 공개된 출원에 설명되어 있다.

일부 경우에, 계측 장치는 측정 방사선의 파장(들) 및/또는 대역폭의 선택을 허용할 수 있다. 측정 민감도는 전형적으로 적층체 별 단위로 파장에 따라 다르기 때문에(흔히 스윙 곡선(swing curve)으로 지칭됨), 이 기능은 전형적으로 측정 민감도를 증가시키기 위해 사용되는 파장을 최적화하는 데 사용된다. 전형적으로, 측정 방사선의 대역폭은 상당히 또는 매우 좁게 유지된다. 더 넓은 대역폭은 측정 품질에 역효과를 미치며 따라서 측정 정확도에 부정적인 영향을 미치는 것으로 알려져 있다.

계측은 전형적으로 크기가, 예를 들어 10㎛×10㎛ 또는 5㎛×5㎛로 (또는 훨씬 더 작게) 감소하는 타겟에서 수행되고 있다. 이는 여러 가지 이유로 수행될 수 있으며, 따라서 예를 들어, 타겟들이 스크라이브 레인 내가 아닌 제품 피처들 사이에 배치되어 이들이 레티클 또는 웨이퍼에서 점유하는 영역을 최소화할 수 있다. 이러한 타겟은 조명 스폿보다 크거나 (언더필된 측정) 작을 수 있으며 (오버필된 측정) 웨이퍼 상의 제품 구조체로 둘러싸일 수 있다. 이러한 타겟은 하나의 이미지에서 측정할 수 있는 여러 격자를 포함할 수 있다. 그러나 타겟 크기가 감소함에 따라, 처리량이 문제가 된다. 완전한 측정을 수행하는 데 걸리는 시간은 흔히 이동 획득 측정(move-acquire-measure)(MAM) 시간으로 지칭된다. 이 MAM 시간의 획득 부분은 특히 (센서의 전송 및 격자의 회절 효율과 같은 다른 매개 변수에 더하여) 타겟에 입사되는 초당 광자 수(광자 비율)에 좌우될 것이다. 더욱 작은 조명 스폿이 작은 타겟 내에 맞춰지기 위해 사용되기 때문에, 타겟 크기가 (예를 들어, 5㎛² 또는 그 이하로) 감소함에 따라 광자 속도 또한 감소하며, (예를 들어, 주어진 조명 세기 대역폭에 대해) 그 밖의 모든 것은 동일하다. 전형적인 배열에서는, 퓨필 이미지에서 충분한 신호 대 잡음 특성을 얻기 위해 노출 시간(integration time)을 증가시킴에 의하여 측정에 사용할 수 있는 광자의 수가 증가될 수 있으며, 이는 더 많은 MAM 시간 및 더 낮은 처리량으로 이어진다.

이 문제를 다루기 위한 방법은 소스의 전체 세기(밝기)를 높이거나, 측정 방사선을 타겟으로 그리고 타겟으로부터 향하게 하는 광학계의 전송을 개선하거나, 카메라 효율을 높이는 것을 포함할 수 있다. 그러나 이 해결책은 상당한 비용과 하드웨어 변경을 필요로 하기 때문에 구현이 간단하거나 사소한 것은 아니다.

따라서 측정 방사선의 대역폭을 증가시킴으로써 측정에 사용할 수 있는 광자(광자 비율)를 증가시키는 것이 제안된다. 그러나 이미 언급된 바와 같이, 증가된 대역폭 방사선은 측정 품질에 역효과를 미칠 수 있다. 이에 더하여, 증가된 대역폭이 측정 품질에 영향을 미치는 정도는 적용; 예를 들어 특정되고 있는 구조체/타겟/적층체 특성에 좌우된다. 이와 같이, 따라서 증가된 대역폭이 측정에 미치는 영향을 평가하지 않고 단순히 대역폭을 늘리는 것은 권장되지 않는다.

따라서 각 적용을 위한 측정에 사용되는 측정 방사선의 대역폭을 최적화하는 것이 제안된다. 이와 관련하여, 다른 적용은, 예를 들어 다음 중 다른 하나 이상을 참조할 수 있다:

수행된 측정의 유형,

사용된 측정장치의 유형,

(예를 들어, 특정 유형의) 사용된 실제 측정 장치(예를 들어, 다수의 스캐너를 포함하는, 제조 현장 내의 실제 스캐너);

측정되고 있는 타겟 또는 구조체의 유형,

측정되고 있는 적층체의 특성,

기판 상에서의 타겟의 위치,

검출된 방사선으로부터 관심 대상 매개변수를 계산하기 위하여 사용된 측정 알고리즘,

임의의 다른 측정 방사선 매개변수(예를 들어, 중심 파장, 편광, 세기, 기판에 대한 입사 각도).

대역폭(및 가능하게는 파장)을 선택하는 이 능력은 조명 소스의 일부로 실행될 수 있다. 예를 들어, 측정 장치는 선택된 (및 선택 가능한) 중심 파장 주변의 대역폭의 선택을 허용하는 방사선 소스를 구비할 수 있다. 대안적인 배열에서, (본 명세서에 참조로 포함된) WO2017/153130 은 조정 가능한 통과 대역을 생성하기 위해 2개의 에지 통과 LVF, 하나는 장파 통과 LVF 및 하나는 단파 통과 LVF의 조합을 사용하여 대역폭 선택을 가능하게 하는 필터 배열을 설명하고 있다. 이러한 필터 배열은 다중 파장 소스, 예를 들어 백색광 또는 파장의 연속 스펙트럼을 포함하는 다중 파장 소스와 함께 사용될 수 있다. 양 필터를 함께 이동시킴으로써 중심 파장은 연속적으로 조정될 수 있으며 필터들을 서로에 대해 이동시킴으로써 조합된 필터의 대역폭 또한 조정될 수 있다. 이 계측 배열 중 하나 또는 대역폭의 선택/최적화를 가능하게 하는 임의의 다른 배열이 본 명세서에서 설명된 방법에서 사용 가능하다.

적용마다 측정 방사선의 대역폭을 최적화하는 것의 주요 이점은 MAM 시간 및 이에 따른 처리량에 잠재적인 이점이 있다는 것이다. 이는 특히 측정 품질이 증가된 대역폭에 덜 민감한 적용에 대한 경우이다. 최적화는 다수의 기준 중 하나 이상을 기반으로 할 수 있다. 주요 목적은 측정 품질을 허용 가능한 수준으로 유지하면서 대역폭을 최대한 증가시켜 증가된 대역폭의 영향을 제한하는 것이다.

제안된 개념은 대역폭 최적화 단계를 포함할 수 있다. 대역폭 최적화 단계는 대역폭 영향을 평가하는 것을 포함할 수 있으며, 여기서 대역폭 영향은 더 좁은 기준 대역폭(예를 들어, 전형적으로 현재 사용되는 대역폭 또는 더 좁은 대역폭)을 사용하는 것과 비교하여 측정을 위해 더 넓은 대역폭 조명을 사용하는 측정(예를 들어, 측정 품질 및/또는 값)에 끼친 영향이다. 구체적인 실시예에서 기준 대역폭은 15㎚보다 좁은 대역폭, 10㎚보다 좁은 대역폭, 5㎚보다 좁은 대역폭, 또는 5㎚ 내지 15㎚ 범위 내의 대역폭으로 한정될 수 있다. 특정 실시예에서, 조명을 위하여 더 넓은 대역폭은 10㎚보다 넓은 대역폭(기준 대역폭이 10㎚보다 좁다고 가정), 15㎚보다 더 넓은 대역폭, 20㎚보다 더 넓은 대역폭, 30보다 넓은 대역폭, 또는 20㎚ 내지 50㎚ 범위 내의 대역폭일 수 있다.

실시예에서, 방법은 측정에서 기준 대역폭을 갖는 조명을 사용하는 것에 대해 다수의 더 넓은 대역폭을 갖는 조명을 사용하는 것의 대역폭 영향을 평가하는 것을 포함할 수 있다. 대역폭 영향이 수용 가능한, 예를 들어 대역폭 영향이 핵심 성능 지표(KPI)를 충족하는 가장 넓은 대역폭이 그후 선택될 수 있다. 하나의 KPI는 거부 임계 값(rejection threshold value)일 수 있으며, 따라서 거부 임계 값보다 낮은 대역폭 영향 값만 허용 가능한 것으로 간주된다. 각 대역폭 영향 값은 대응하는 더 넓은 대역폭 방사선을 사용한 측정값과 기준 대역폭 방사선을 사용한 측정값 간의 차이를 포함할 수 있다. 이러한 실시예에서, 거부 임계 값은 거부 임계 값 차이를 포함할 수 있다.

보다 구체적으로, 이러한 방법은 대역폭 영향 값이 거부 임계 값을 초과할 때까지 증가하는 대역폭의 방사선으로 동일한 측정을 수행하는 것을 포함할 수 있다. 거부 임계 값이 초과되기 직전의 측정과 관련된 대역폭은 그후 그 특정 적용에 대한 측정을 수행하기 위한 최적화된 대역폭으로서 선택될 수 있다.

대역폭 영향은 여러 방법으로 평가될 수 있다. 대역폭 영향을 평가하기 위한 한 가지 방법은 더 넓은 대역폭 조명을 사용하여 수행된 측정과 기준 대역폭 조명을 사용하여 수행된 측정 사이의 가공되지 않은 또한 필터링된(예를 들어, z-필터링된) 검출 이미지(예를 들어, 계측 방법에 좌우되는 퓨필 평면 이미지 또는 이미지 평면 이미지) 차이를 비교하는 것을 포함할 수 있다. 이러한 실시예에서, 더 넓은 대역폭 조명의 대역폭은 증가될 수 있으며, 차이가 임계 차이를 초과할 때까지, (기준 대역폭에 대응하는) 기준 이미지에 관하여 검출된 이미지에 대한 대응하는 차이 값이 얻어질 수 있다.

대안적으로, 비교는 검출된 이미지로부터 결정된 매개변수 값에 관하여 수행될 수 있다. 예를 들어, (기준 대역폭에 대응하는) 기준 매개변수 값에 대하여 측정된 매개변수 값들(각각은 평가되고 있는 더 넓은 대역폭에 대응함)의 변화는 이미지 비교와 유사한 방식으로 임계 매개변수 값 변경과 비교될 수 있다. 전적으로 한 예로써, 측정된 매개변수 값은 오버레이, 초점, 선량, 임계 치수 또는 측벽 각도 등일 수 있다.

다른 실시예에서, 일련의 측정에 걸쳐 전반적인 비교가 이루어질 수 있다(예를 들어, 더 넓은 대역폭 핑거프린트를 기준(협대역) 핑거프린트와 비교하는 핑거프린트 비교). 예를 들어, (기준 대역폭에 대응하며 제1 측정 세트와 동일한 위치에서 측정된) 기준 측정 세트에 대한 상이한 제1 측정 세트들(각각은 평가되고 있는 더 넓은 대역폭에 대응함) 간의 지점-대-지점 비교는 평가되고 있는 각각의 더 넓은 대역폭에 대한 차이 맵(대역폭 영향 맵)을 얻기 위해 이루어질 수 있다. 교차-기판 대역폭 영향 맵, 교차-필드 대역폭 영향 맵 또는 교차-영역 대역폭 영향 맵을 각각 얻기 위하여, 이러한 비교는, 예를 들어 기판마다, 필드마다 또는 영역(예를 들어, 기판 에지 대 기판 중심 및 가능하게는 또한 하나 이상의 중간 영역을 포함)마다 이루어질 수 있다. 최적화는 지점-대-지점 비교가 전체 대역폭 영향보다는 다른 지점에 관하여 각 지점에 대한 대역폭 영향을 평가하도록 될 수 있다. 이는 일부 적용의 경우 기판에 걸쳐 (또는 필드/영역에 걸쳐) 균일한 영향(예를 들어, 지점-대-지점 차이)이 각 지점에 다르게 영향을 미치는 불균일한 영향보다 더 수용 가능할 수 있기 때문이다. 이와 같이, 비교는 표준 편차(예를 들어, 3σ) 비교와 같은 변동 메트릭(metric) 비교를 포함할 수 있다. 이미 설명된 것과 유사한 방법에서, 이 실시예는 각 대역폭 영향 맵에 대한 변동 메트릭이 임계 값을 초과하는지 여부를 결정하는 것과 임계 값을 초과하지 않는 대역폭 영향 맵에 대응하는 가장 넓은 대역폭을 선택하는 것을 포함할 수 있다.

선택적으로, 더 넓은 대역폭이 측정에 미치는 영향을 최소화하기 위해 대역폭을 최적화하는 것에 더하여, 측정 결정(즉, 사용되는 측정 계산 또는 알고리즘)이 더 넓은 대역폭의 영향을 고려하는 것이 제안된다. 이렇게 하여, 더 넓은 대역폭의 영향이 추가로 감소 및/또는 수정될 수 있다. 대안적으로 또는 추가적으로, 이러한 방법은 대역폭 최적화 단계에서 대역폭을 증가시키기 위한 추가 범위를 제공할 수 있다. 예를 들어, 더 넓은 대역폭의 실제 영향을 줄이는 것은 거부 임계 값이 높아지는 것을 허용할 수 있으며, 그에 의하여 측정 중에 훨씬 더 넓은 대역폭이 사용되는 것을 허용한다.

대역폭 영향을 설명하기 위한 한 실시예는 측정 알고리즘을 훈련시키기 위해 (적어도 하나의) 좁은 기준 대역폭과 관련된 기준 데이터를 사용하는 것을 포함하여 대역폭 영향을 설명할 수 있다. 임의의 적절한 기계 학습 기술이 훈련을 위하여 사용될 수 있다(예를 들어, 적절한 회귀 분석). 기준 데이터는 대응하는 더 넓은 대역폭 측정에 관련될 수 있다. 기준 데이터와 더 넓은 대역폭 측정 간의 관계는 그후 학습될 수 있다. 그후 실제 측정 동안 (예를 들어, 생산 설정에서) 이 관계 (및 이에 기반한 보정)는 실제로 수행되는 더 넓은 대역폭 측정에 적용되어 더 넓은 대역폭의 영향을 완화시킬 수 있으며; 즉, 협대역 방사선이 사용되었다면 관측되었을 값에 가깝게 측정값을 가져올 수 있다.

보다 구체적으로, 측정이 모델 기반(예를 들어, 재구성 기술을 사용한 측정)인 또 다른 실시예에서, 대역폭 영향을 설명하는 것은 모델링된 응답(예를 들어, 모델링된 회절 패턴, 모델링된 퓨필 등)의 시뮬레이션에서 대역폭을 고려하는 것을 포함할 수 있다. 이러한 모델 기반 측정은 잘 알려져 있으며 다수의 매개변수(예를 들어, 일부는 고정되고 일부는 가변적인 매개변수)의 관점에서 측정되고 있는 구조체를 모델링하는 것 및 응답(즉, 검출된 세기 패턴)을 모델링하는 것을 포함할 수 있다. 이 모델링된 응답은 그후, 측정된 응답과 모델링된 응답 사이의 차이를 최소화하기 위하여 변경된 하나 이상의 가변 매개 변수로, 실제 검출된 세기 패턴과 비교될 수 있다. 차이가 최소일 때 매개변수 값은 측정된 구조체의 실제 값으로 간주될 수 있다. 모델이 측정에 실제로 사용되는 측정 방사선의 (더 넓은) 대역폭을 설명하면, 더욱 정확한 재구성이 수행될 수 있다. 실시예에서, 시뮬레이션을 단순화하고 속도를 높이기 위해, 유한 대역폭 다중 대역(예를 들어, 연속) 방사선은 측정 방사선의 실제 대역폭의 범위에 걸쳐 연장되는 2개 이상의 협대역 방사선 소스를 포함하는 측정 방사선에 의해 근사화될 수 있다. 이 특정 맥락에서 협대역은 10㎚보다 넓지 않거나 5㎚보다 넓지 않음을 의미할 수 있다. 이와 같이, 700 내지 730㎚의 연속 대역을 포함하는 측정 방사선은 700㎚ 및 730㎚에서 2개의 협대역 소스에 근사할 수 있다. 실시예에서, 연속 파장 대역에 가깝도록 선택된 실제(예를 들어, 2개) 파장은 연속 파장 대역의 형상에도 좌우될 것이다.

도 3은 실시예에 따른 방법을 설명하는 흐름도이다. 대역폭 최적화 단계(300)에서, 구조체의 적어도 하나의 기준 측정은 기준(예를 들어, 좁은) 대역폭을 갖는 방사선을 사용하여 이루어질 수 있다(305). 단계 310에서, 구조체의 추가 측정은 기준 대역폭보다 더 넓은 대역폭을 갖는 방사선을 사용하여 이루어진다. 단계 315에서, 대역폭 영향은, 예를 들어 단계 305에서 이루어진 기준 측정과 단계 310에서 이루어진 측정 사이의 차이의 척도(measure)로서 결정된다. 단계 320에서, 대역폭 영향이 거부 임계 값을 초과하는지 여부가 결정된다. 그렇지 않다면, 대역폭은 더 증가되며(단계 325), 대역폭 영향이 거부 임계 값을 초과할 때까지 단계 310 내지 단계 320은 반복된다. 이것이 발생하면, 대응 대역폭 영향이 거부 임계 값을 초과하지 않은 가장 넓은 대역폭은 그 적용에 대한 최적화된 대역폭으로서 선택된다(단계 330). 그 후, 대역폭 최적화 단계(300)와 동일한 적용에 대응하는 생산 단계(335)에서, 단계 330에서 선택된 최적화된 대역폭을 갖는 측정 방사선을 사용하여 측정이 수행된다(340). 단계 345에서, 측정값은 그후 단계 340에서 수행된 측정으로부터 결정된다. 선택적으로, 이 결정 단계(345)는 측정값의 계산에서의 대역폭 영향을 설명하는 것을 포함할 수 있다.

본 명세서에서 설명된 방법은 허용 가능한 측정 품질을 유지하면서 주어진 시간 프레임(timeframe)에서 훨씬 더 많은 광자가 주어진 타겟에 입사되는 것을 야기할 수 있다. 이와 같이, 협대역 방사선으로 측정을 수행하는 것과 비교하여 측정 처리량이 증가할 수 있다.

본 발명에 따른 추가 실시예가 하기의 번호가 부여된 항목에서 설명된다:

1. 측정 적용을 위한 측정 조명의 대역폭을 최적화하는 방법에 있어서, 상기 방법은

기준 대역폭을 갖는 기준 측정 조명으로 기준 측정을 수행하는 단계;

변동된 후보 대역폭을 갖는 측정 조명으로 각각 수행되는 하나 이상의 최적화 측정을 수행하는 단계;

하나 이상의 최적화 측정을 상기 기준 측정과 비교하는 단계; 및

비교에 근거하여 측정 적용을 위한 최적 대역폭을 선택하는 단계를 포함한다.

2. 항목 1에 따른 방법에서, 비교 단계는 하나 이상의 최적화 측정의 각각을 기준 측정과 비교함으로써 하나 이상의 최적화 측정의 각각에 대한 대역폭 영향 값을 결정하는 것을 포함한다.

3. 항목 2에 따른 방법에서, 최적 대역폭을 선택하는 단계는 대역폭 영향 값이 성능 지표를 충족하는 후보 대역폭들 중 가장 넓은 것을 선택하는 것을 포함한다.

4. 항목 3에 따른 방법에서, 성능 지표는 거부 임계 값을 포함하되 거부 임계 값은 대역폭 영향 값이 거부 임계 값 미만인 가장 넓은 후보 대역폭에 최적 대역폭이 대응하도록 하는 것이다.

5. 항목 4에 따른 방법에서, 하나 이상의 최적화 측정을 수행하는 단계 및 비교 단계는 변동된 후보 대역폭이 증가되도록 수행되며, 비교는 대역폭 영향 값이 거부 임계 값을 초과할 때까지 이루어진다.

6. 항목 2 내지 항목 5 중 어느 한 항목에 따른 방법에서, 각 대역폭 영향 값은 최적화 측정과 기준 측정 간의 차이를 포함한다.

7. 항목 1 내지 항목 6 중 어느 한 항목에 따른 방법에서, 변동된 후보 대역폭의 각 후보 대역폭은 기준 대역폭보다 넓다.

8. 항목 1 내지 항목 7 중 어느 한 항목에 따른 방법에서, 비교 단계는 하나 이상의 최적화 측정의 각각으로부터 획득되는 검출된 이미지를 기준 측정 동안 획득되는 검출된 이미지와 비교하는 것을 포함한다.

9. 항목 1 내지 항목 7 중 어느 한 항목에 따른 방법에서, 비교 단계는 상기 하나 이상의 최적화 측정의 각각으로부터 계산된 매개변수 값을 기준 측정으로부터 계산된 매개변수 값과 비교하는 것을 포함한다.

10. 항목 1 내지 항목 7 중 어느 한 항목에 따른 방법에서,

기준 측정은 기판 상의 다수의 상이한 위치에서 수행된 기준 측정 세트를 포함하고;

하나 이상의 최적화 측정의 각각은 기판 상의 다수의 상이한 위치에서 수행되는 최적화 측정 세트를 포함하며; 및

비교 단계는 하나 이상의 최적화 측정 세트의 각각과 기준 측정 세트 사이의 위치들의 각각에서의 지점-대-지점 비교를 포함한다.

11. 항목 10에 따른 방법에서, 위치는 기판에 걸쳐, 기판 필드에 걸쳐 또는 기판 영역에 걸쳐 분포된다.

12. 항목 10 또는 항목 11에 따른 방법에서, 비교는 비교되고 있는 각 측정 세트의 변동량을 비교하는 변동 메트릭의 비교를 포함한다.

13. 항목 1 내지 항목 12 중 어느 한 항목에 따른 방법은 최적 대역폭을 갖는 최적 대역폭 측정 조명으로 측정을 수행하는 단계를 포함한다.

14. 항목 13에 따른 방법은 기준 대역폭을 갖는 측정 조명을 사용하는 것에 비해 최적 대역폭 측정 조명을 사용하는 효과를 완화시키면서 측정으로부터 관심 대상 매개변수에 대한 매개변수 값을 결정하는 추가 단계를 포함한다.

15. 항목 14에 따른 방법에서, 최적 대역폭 측정 조명을 사용하는 효과를 완화시키는 것은 최적 대역폭에 대응하는 측정 데이터와 기준 대역폭에 대응하는 기준 데이터 사이의 결정된 관계로부터 매개변수 값에 대한 보정을 결정하는 것을 포함한다.

16. 항목 15에 따른 방법에서, 결정된 관계는 기준 대역폭에 대응하는 기준 데이터를 최적 대역폭에 대응하는 측정 데이터와 연결하는 기계 학습 방법을 통하여 결정된다.

17. 항목 14에 따른 방법에서, 매개변수 값은 모델링된 응답을 결정하기 위해 시뮬레이션된 측정을 이용하여 결정되며, 최적 대역폭 측정 조명을 사용하는 것의 효과를 완화시키는 것은 시뮬레이션된 측정 및 모델링된 응답에 대한 최적 대역폭 측정 조명의 효과를 설명하는 것을 포함한다.

18. 항목 17에 따른 방법에서, 시뮬레이션된 측정에서 최적 대역폭의 효과는 최적 대역폭에 걸쳐 분포된 파장에서 2개 이상의 협대역 소스의 이용을 시뮬레이션함으로써 근사화된다.

19. 측정 적용에서 측정 조명을 사용하여 측정을 수행하는 방법으로서, 본 방법은 측정 적용을 위한 측정 조명의 대역폭을 최적화하는 것을 포함한다.

20. 항목 19에 따른 방법에서, 측정 조명의 대역폭을 최적화하는 단계는 항목 1 내지 항목 18 중 어느 한 항목의 방법을 수행하는 것을 포함한다.

21. 계측 장치는,

측정 조명을 제공하도록 작동 가능한 조명 소스; 및

각 측정 적용을 위한 측정 조명의 대역폭을 최적화하도록 작동 가능한 프로세서를 포함한다.

22. 항목 1 내지 항목 18중 어느 한 항목의 방법을 수행하기 위해 더 작동 가능한 계측 장치.

23. 항목 21 또는 항목 22에 따른 계측 장치는,

기판을 위한 지지체; 및

상기 측정 조명으로 상기 기판 상의 구조체를 측정하기 위한 광학 시스템을 더 포함한다.

24. 비일시적 컴퓨터 프로그램 제품은 프로세서로 하여금 항목 1 내지 항목 18 중 어느 한 항목의 방법의 수행을 야기하게 하기 위한 기계-판독 가능한 명령을 포함한다.

비록 광학 리소그래피의 맥락에서 본 발명의 실시예의 사용에 대하여 특별히 언급하였지만, 본 발명이 다른 적용, 예를 들어 임프린트(imprint) 리소그래피에서 사용될 수 있으며 문맥이 허용하는 경우 광학 리소그래피로 제한되지 않는다는 점이 인식될 것이다. 임프린트 리소그래피에서, 패터닝 디바이스 내의 토포그래피는 기판 상에 생성된 패턴을 한정한다. 패터닝 디바이스의 토포그래피는 기판에 공급된 레지스트의 층으로 가압될 수 있으며, 그 결과 레지스트는 전자기 방사선, 열, 압력 또는 이들의 조합을 적용함으로써 경화된다. 패터닝 디바이스는 레지스트가 경화된 후에 레지스트 외부로 이동됨으로써 그 내부에 패턴을 남긴다.

본 명세서에서 사용된 용어 "방사선" 및 "빔"은(예를 들어, 약 365, 355, 248, 193, 157, 또는 126㎚의 파장을 갖는) 자외(UV) 방사선 및 (예를 들어, 5 내지 20㎚ 범위의 파장을 갖는) 극자외(EUV) 방사선, 및 이온 빔 또는 전자 빔과 같은 입자 빔을 포함하는, 모든 유형의 전자기 방사선을 포함한다.

용어 "렌즈"는, 문맥이 허용한다면, 굴절, 반사, 자기, 전자기 및 정전기 광학 구성 요소를 포함하는 다양한 유형의 광학 구성 요소들 중 임의의 것 또는 그들의 조합을 지칭할 수 있다.

특정 실시예의 앞선 설명은 본 발명의 실시예의 전반적인 특성을 완전히 드러내어 본 기술 분야의 기술 내의 지식을 적용함으로써 다른 이들은 본 발명의 전반적인 개념으로부터 벗어나지 않고서도 과도한 실험 없이 다양한 응용을 위한 이러한 구체적인 실시예를 용이하게 수정 및/또는 조정할 수 있다. 따라서, 이러한 조정 및 수정은 본 명세서에 제공된 교시 및 지침에 기초하여, 개시된 실시예의 등가물의 의미 및 범위 내에 있도록 의도된다. 본 명세서 내의 구문 또는 용어는 예에 의한 설명의 목적을 위한 것이며 한정하기 위한 것이 아니며 따라서 본 명세서의 용어 또는 구문은 교시 및 지침을 고려하여 당업자에 의하여 해석되어야 한다는 점이 이해되어야 한다.

본 발명의 폭 및 범위는 위에서 설명된 예시적인 실시예들 중 임의의 것에 의하여 제한되어서는 안되며, 다음의 청구범위 및 그 균등물에 따라서만 한정되어야 한다.

Claims (15)

1. 측정 적용을 위한 측정 조명의 대역폭을 최적화하는 방법에 있어서,
   기준 대역폭을 갖는 기준 측정 조명으로 기준 측정을 수행하는 단계;
   변동된 후보 대역폭을 갖는 측정 조명으로 각각 수행되는 하나 이상의 최적화 측정을 수행하는 단계;
   상기 하나 이상의 최적화 측정을 상기 기준 측정과 비교하는 단계; 및
   상기 비교에 근거하여 상기 측정 적용을 위한 최적 대역폭을 선택하는 단계를 포함하는, 측정 조명 대역폭 최적화 방법.
2. 제1항에 있어서, 상기 비교 단계는 상기 하나 이상의 최적화 측정의 각각을 상기 기준 측정과 비교함으로써 상기 하나 이상의 최적화 측정의 각각에 대한 대역폭 영향 값을 결정하는 것을 포함하는, 측정 조명 대역폭 최적화 방법.
3. 제2항에 있어서, 최적 대역폭을 선택하는 단계는 상기 대역폭 영향 값이 성능 지표를 충족하는 후보 대역폭들 중 가장 넓은 것을 선택하는 것을 포함하는, 측정 조명 대역폭 최적화 방법.
4. 제3항에 있어서, 상기 성능 지표는 거부 임계 값을 포함하되 상기 거부 임계 값은 상기 대역폭 영향 값이 상기 거부 임계 값 미만인 가장 넓은 후보 대역폭에 상기 최적 대역폭이 대응하도록 하는 것인, 측정 조명 대역폭 최적화 방법.
5. 제4항에 있어서, 상기 하나 이상의 최적화 측정을 수행하는 단계 및 상기 비교 단계는 상기 변동된 후보 대역폭이 증가되도록 수행되며, 상기 비교는 상기 대역폭 영향 값이 상기 거부 임계 값을 초과할 때까지 이루어지는, 측정 조명 대역폭 최적화 방법.
6. 제2항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 각 대역폭 영향 값은 최적화 측정과 상기 기준 측정 간의 차이를 포함하는, 측정 조명 대역폭 최적화 방법.
7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 변동된 후보 대역폭의 각 후보 대역폭은 상기 기준 대역폭보다 넓은, 측정 조명 대역폭 최적화 방법.
8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 비교 단계는 상기 하나 이상의 최적화 측정의 각각으로부터 획득되는 검출된 이미지를 상기 기준 측정 동안 획득되는 검출된 이미지와 비교하는 것을 포함하는, 측정 조명 대역폭 최적화 방법.
9. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 비교 단계는 상기 하나 이상의 최적화 측정의 각각으로부터 계산된 매개변수 값을 상기 기준 측정으로부터 계산된 매개변수 값과 비교하는 것을 포함하는, 측정 조명 대역폭 최적화 방법.
10. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 기준 측정은 기판 상의 다수의 상이한 위치들에서 수행된 기준 측정 세트를 포함하고;
    상기 하나 이상의 최적화 측정의 각각은 상기 기판 상의 상기 다수의 상이한 위치들에서 수행되는 최적화 측정 세트를 포함하며; 및
    상기 비교 단계는 상기 하나 이상의 최적화 측정 세트의 각각과 상기 기준 측정 세트 사이의 상기 위치들의 각각에서의 지점-대-지점 비교를 포함하는, 측정 조명 대역폭 최적화 방법.
11. 제10항에 있어서, 상기 위치들은 상기 기판에 걸쳐, 기판 필드에 걸쳐 또는 기판 영역에 걸쳐 분포되는, 측정 조명 대역폭 최적화 방법.
12. 제10항 또는 제11항에 있어서, 상기 비교는 비교되고 있는 각 측정 세트의 변동량을 비교하는 변동 메트릭의 비교를 포함하는, 측정 조명 대역폭 최적화 방법.
13. 제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 방법은 상기 최적 대역폭을 갖는 최적 대역폭 측정 조명으로 측정을 수행하는 단계를 포함하는, 측정 조명 대역폭 최적화 방법.
14. 제13항에 있어서, 상기 기준 대역폭을 갖는 측정 조명을 사용하는 것에 비해 상기 최적 대역폭 측정 조명을 사용하는 효과를 완화시키면서 상기 측정으로부터 관심 대상 매개변수에 대한 매개변수 값을 결정하는 추가 단계를 포함하는, 측정 조명 대역폭 최적화 방법.
15. 제14항에 있어서, 상기 최적 대역폭 측정 조명을 사용하는 효과를 완화시키는 것은, 상기 최적 대역폭에 대응하는 측정 데이터와 상기 기준 대역폭에 대응하는 기준 데이터 사이의 결정된 관계로부터 상기 매개변수 값에 대한 보정을 결정하는 것을 포함하는, 측정 조명 대역폭 최적화 방법.

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