KR20210016439A - 리소그래피 측정을 위한 센서 장치 및 방법 - Google Patents
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Abstract
기판(W)의 타겟(330)의 위치를 결정하기 위한 센서 장치(300)는, 방사선 비임(310)을 기판 상으로 투영하도록 구성된 투영 광학 기구(315; 321), 타겟으로부터 산란된 측정 방사선(325)을 집광하도록 구성된 수집 광학 기구(321), 측정 방사선의 적어도 일부분(355)의 퓨필(pupil) 함수 변화를 결정하고 이를 나타내는 신호(340)를 출력하도록 구성된 파면(wavefront) 감지 시스템;(335), 및 신호를 수신하고 모인 측정 방사선 및 측정 방사선의 적어도 일부분의 결정된 퓨필 함수 변화에 적어도 부분적으로 의존하여 타겟의 위치를 결정하도록 구성된 측정 시스템(350)을 포함한다.
Description
본 출원은 2018년 7월 4일에 출원된 유럽 출원 18181584.6의 우선권을 주장하고, 이 유럽 출원은 여기서 전체적으로 참조로 관련되어 있다.
본 발명은 기판의 타겟의 위치를 결정하기 위한 센서 장치 및 방법에 관한 것이다. 본 센서 장치는 리소그래피 장치의 일부분을 형성할 수 있다. 센서 장치는 측정 기구의 일부분을 형성할 수 있다. 센서 장치는 독립적인 장치일 수도 있다.
리소그래피 장치는 요구되는 패턴을 기판 상으로 가하도록 구성된 기계이다. 리소그래피 장치는 예컨대 집적 회로(IC)의 제조에 사용될 수 있다. 리소그래피 장치는, 예컨대,패터닝 장치(예컨대, 마스크)의 패턴("디자인 레이아웃" 또는 "디자인"이라고도 함)을 기판(예컨대, 웨이퍼) 상에 제공되어 있는 방사선 민감성 재료(레지스트)의 층 상으로 투영할 수 있다.
반도체 제조 공정이 계속 발전하고 있음에 따라, 통상적으로 "무어(Moore)"의 법칙이라고 하는 추세에 따라서, 회로 요소의 치수는 지속적으로 감소되었고, 반면, 디바이스 마다 있는 트랜지스터와 같은 기능 요소의 양은 수십년에 걸쳐 꾸준히 증가하고 있다. 무어의 법칙에 따르기 위해, 반도체 산업은 점점더 작은 피쳐(feature)를 만들 수 있는 기술을 추구하고 있다. 패턴을 기판 상에 투영하기 위해, 리소그래피 장치는 전자기 방사선을 사용할 수 있다. 이 전자기 방사선의 파장이 기판 상에 패터닝되는 피쳐의 최소 크기를 적어도 부분적으로 결정한다. 현재 사용되고 있는 전형적인 파장은 365 nm(i-line), 248 nm, 193 nm 및 13.5 nm 이다. 4 nm 내지 20 nm(예컨대, 6.7 nm 또는 13.5 nm)의 파장을 갖는 극자외선(EUV) 방사선을 사용하는 리소그래피 장치를 사용하여, 예컨대, 193 nm의 파장을 갖는 방사선을 사용하는 리소그래피 장치 보다 작은 피쳐를 기판 상에 형성할 수 있다.
리소그래피 공정을 제어하여 디바이스 피쳐를 기판 상에 정확하게 배치하기 위해, 일반적으로 정렬 마크가 기판 상에 제공되며, 리소그래피 장치는, 기판 상의 정렬 마크의 위치를 정확하게 측정할 수 있는 하나 이상의 정렬 측정 시스템을 포함한다. 이들 정렬 측정 시스템은 위치를 효과적으로 측정하는 장치이다. 정렬 마크는 기판 상에 형성된 공정 층을 이전에 형성된 공정 층에 대해 정확하게 배치하는 것을 도와 준다. 정렬 측정은, 일반적으로, 각 공정 층이 형성되기 전에, 기판이 리소그래피 장치 안으로 로딩될 때 마다 리소그래피 장치 내에서 행해진다.
본 발명의 목적은, 여기서 또는 다른 곳에서 언급한 종래 기술의 문제들 중의 하나 이상을 적어도 부분적으로 해결하는, 기판 상의 타겟의 위치를 결정하는 센서 장치 및 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 제 1 양태에 따르면, 기판의 타겟의 위치를 결정하기 위한 센서 장치가 제공되며, 이 센서 장치는, 방사선 비임을 기판 상으로 투영하도록 구성된 투영 광학 기구; 타겟으로부터 회절된 방사선 비임으로 형성된 측정 방사선을 집광하도록 구성된 수집 광학 기구; 측정 방사선의 적어도 제 1 부분의 퓨필(pupil) 함수 변화를 결정하고 이를 나타내는 신호를 출력하도록 구성된 파면(wavefront) 감지 시스템; 및 상기 신호를 수신하고 측정 방사선의 적어도 제 2 부분 및 수신된 신호에 적어도 부분적으로 의존하여 상기 타겟의 위치를 결정하도록 구성된 측정 시스템을 포함한다.
퓨필 함수 변화는, 센서 장치의 퓨필 면에서 측정 방사선의 제 1 부분의 위상(예컨대, 상대 위상) 및/또는 측정 방사선의 제 1 부분의 강도(예컨대, 상대 강도)를 포함한다. 본 발명의 제 1 양태에 따른 센서 장치는, 타겟의 위치가 측정 방사선의 적어도 제 1 부분의 결정된 퓨필 함수 변화에 적어도 부분적으로 의존하여 결정되기 때문에 유리하다.
유리하게, 이로써, 잠재적인 오차 범위에 대해 결정된 위치를 적어도 부분적으로 교정하기 위해 사용될 수 있는, 측정 방사선의 퓨필 함수 변화(예컨대, 센서 장치의 퓨필 면에서의 위상 및/또는 강도)가 제공된다. 예컨대, 측정 방사선의 퓨필 함수 변화를 사용하여, 타겟의 변형(예컨대, 비대칭), 기판의 구조(예컨대, 내부 반사물, 겉보기 표면 함몰부 등)와 관련된 오차, 초점 오차(예컨대, 텔레센트릭성(telecentricity) 및/또는 경사), 비점수차와 같은 광학 수차(예컨대, 투영 광학 기구 및/또는 수집 광학 기구와 같은 센서 장치의 불완전한 광학 부품으로 인해 생김) 및/또는 센서 장치에 존재하는 의도치 않은 비대칭 중의 하나 이상의 조합을 적어도 부분적으로 교정할 수 있다.
추가적으로, 본 발명의 제 1 양태에 따른 센서 장치는, 퓨필 함수 변화 정보를 모니터링하여, 위에서 언급한 오차가 시간에 따라 어떻게 변하는 지(예컨대, 광학 수차의 변화)를 모니터링할 수 있고 그리하여 그의 연속적인 또는 주기적인 교정을 가능하게 하며 그리고/또는 하나 이상의 오차에 기여하는 광학 부품의 확인을 가능하게 해준다.
타겟은 오버레이 측정을 위해 구성된 예컨대 정렬 마크 또는 측정 마크일 수 있다.
파면 감지 시스템은 어떤 형태의 파면 센서라도 포함할 수 있는데, 예컨대, Shack-Hartmann 센서, 피라미드 센서, 간섭 측정 센서(예컨대, 횡방향 전단 간섭계) 등을 포함할 수 있다. 파면 감지 시스템은 하나 이상의 파면 센서를 포함할 수 있다.
측정 시스템은, 예컨대, 측정 방사선의 제 1 부분의 결정된 퓨필 함수 변화를 사용하여, 측정 방사선의 모인 적어도 제 2 부분의 회절 차수 사이의 결정된 위상 오프셋을 적어도 부분적으로 교정할 수 있다. 적어도 부분적으로 교정된 위상 오프셋을 사용하여, 기판의 타겟의 위치를 결정할 수 있다.
파면 감지 시스템은, 상기 측정 방사선의 적어도 제1 부분을 복수의 서브 비임으로 분할하도록 구성된 제 1 분할 광학 요소; 각 서브 비임의 강도를 검출하고 이 강도를 나타내는 측정 신호를 출력하도록 구성된 검출기 시스템; 및 상기 측정 신호를 수신하고 측정 방사선의 적어도 제 1 부분의 퓨필 함수 변화를 결정하도록 구성된 프로세서를 포함할 수 있다.
분할 광학 요소는 적어도 하나의 프리즘을 포함할 수 있다. 이 프리즘은 피라미드 형태일 수 있다. 피라미드형 프리즘은 측정 방사선의 일부분을 4개의 서브 비임으로 분할하도록 구성될 수 있다.
검출기 시스템은 복수의 검출기를 포함할 수 있고, 각 검출기는 복수의 감지 요소, 예컨대, 하나 이상의 CCD 검출기 또는 CMOS 검출기를 포함할 수 있다. 감지 요소는 어레이로 배치될 수 있다.
프로세서는 서로 그리고/또는 공유 장치와 연통하는 복수의 프로세서를 포함할 수 있다.
파면 감지 시스템은, 측정 방사선의 서로 상이한 파장을 분리하도록 구성된 분산 광학 요소; 적어도 하나의 다른 분할 광학 요소; 및 측정 방사선의 분리된 파장의 상이한 부분을 각 분할 광학 요소 상으로 집속시키도록 구성된 집속 요소를 더 포함할 수 있고, 분할 광학 요소는 그에 집속되는 측정 방사선의 분리된 파장의 부분을 복수의 분산된 서브 비임으로 분할하도록 구성된다.
이 실시 형태는, 유리하게, 복수의 파장, 예컨대, 복수의 개별적인 파장 및/또는 연속적인 파장을 포함하는 측정 방사선의 퓨필 함수 변화를 검출할 수 있다.
분산 광학 요소는 그레이팅을 포함할 수 있다. 분산 광학 요소는 프리즘을 포함할 수 있다. 분산 광학 요소는 센서 장치의 퓨필 면 근처에 위치될 수 있다.
각 분할 광학 요소는 상이한 대역폭의 방사선을 받을 수 있다.
집속 요소는 렌즈의 어레이를 포함할 수 있고, 어레이 내의 각 렌즈는 측정 방사선의 분리된 파장의 서로 상이한 부분을 한 분할 광학 요소 상으로 집속시키도록 구성된다. 예컨대, 렌즈의 어레이는 1차원 렌즈 어레이를 포함할 수 있고, 그 렌즈 어레이는 분산 광학 요소의 분산 방향에 대응하는 방향으로 배열된다. 이리하여, 측정 방사선이 연속적인 파장을 포함할 때 센서가 사용될 수 있고, 렌즈 어레이를 사용하여, (분산 광학 기구를 사용하여 분리된) 측정 방사선의 스펙트럼을 복수의 개별적인 부분으로 분할한다.
파면 감지 시스템은, 상기 측정 방사선의 적어도 제 1 부분의 파면의 상이한 부분을 샘플링하여 복수의 샘플 비임을 형성하도록 구성된 복수의 샘플링 광학 요소; 각 샘플 비임을 검출하고 샘플 비임의 적어도 하나의 특성을 나타내는 측정 신호를 출력하도록 구성된 검출기 시스템; 및 상기 측정 신호를 수신하고 측정 신호를 사용하여, 상기 측정 방사선의 적어도 제 1 부분의 퓨필 함수 변화를 결정하도록 구성된 프로세서를 포함할 수 있다.
샘플 비임의 적어도 하나의 특성은 샘플 비임의 공간 강도 분포에 관한 정보를 포함할 수 있다. 예컨대, 샘플 비임의 적어도 하나의 특성은, 예컨대, 시스템의 광축에 대략적으로 수직인 면 내에서의 샘플 비임의 위치(예컨대, 샘플 비임의 중심의 위치)를 포함할 수 있다. 샘플 비임의 이러한 위치는, 샘플 비임이 형성되는 측정 방사선의 부분의 위상에 의존할 수 있다.
추가적으로 또는 대안적으로, 샘플 비임의 적어도 하나의 특성은 샘플 비임의 총 강도에 관한 정보를 포함할 수 있다. 샘플 비임의 이러한 총 강도는, (센서 장치의 퓨필 면에서) 샘플 비임이 형성되는 측정 방사선의 진폭에 의존할 수 있다.
샘플링 광학 요소는 마이크로 렌즈일 수 있다. 샘플링 요소는 어레이, 예컨대 그리드 패턴으로 배치될 수 있다. 샘플링 광학 요소는 센서 장치의 퓨필 면의 근처에 위치될 수 있다.
검출기 시스템은 복수의 검출기를 포함할 수 있고, 각 검출기는 복수의 감지 요소, 예컨대, 하나 이상의 CCD 검출기 또는 CMOS 검출기를 포함할 수 있다. 감지 요소는 어레이로 배치될 수 있다. 각 샘플 비임은 일반적으로 복수의 상이한 감지 요소에 받아 들여질 수 있음을 알 것이다.
프로세서는 서로 그리고/또는 공유 장치와 연통하는 복수의 프로세서를 포함할 수 있다.
센서 장치는 측정 방사선의 일부분을 샘플링 요소 상으로 재결상(reimaging0하도록 구성된 재결상 광학 기구를 더 포함할 수 있다.
파면 감지 시스템은, 서로 상이한 파장의 샘플 비임을 분리하도록 구성된 제 1 분산 광학 요소; 및 분리된 파장의 샘플 비임을 분산된 샘플 비임으로 집속시키도록 구성된 제 1 집속 요소를 더 포함할 수 있다.
유리하게, 이러한 구성으로, 측정 방사선의 적어도 제 1 부분의 복수의 서로 다른 스펙트럼 성분이 동시에 결정될 수 있다. 예컨대, 그러한 제 1 분산 광학 요소의 사용으로, 제 1 분산 광학 요소의 분산 방향에 대응하는 방향으로의 샘플 비임의 공간 강도 분포가 측정 방사선의 스펙트럼에 관련된다. 추가로, 위에서 논의한 바와 같이, 샘플 비임의 공간 강도 분포는, 샘플 비임이 형성되는 측정 방사선의 부분의 위상에 의존한다. 그러므로 측정 방사선의 스펙트럼과 수차가 서로 얽혀 있음을 알 것이며, 그래서, 개별 파장에 대한 지식을 사용하여, 수차 정보를 풀어 낼 수 있다.
이러한 구성은, 측정 방사선이 개별 세트의 복수의 알려진 파장 또는 연속적인 파장을 포함할 때 사용될 수 있다.
센서 장치는 샘플 비임을 제 1 분산 광학 요소 상으로 집속시키도록 구성된 집속 요소를 더 포함할 수 있다.
파면 감지 시스템은, 상기 샘플 비임의 제 1 부분을 제 1 광학 분기부에 보내고 또한 샘플 비임의 제 2 부분을 제 2 광학 분기부에 보내도록 구성된 비임 분리기를 더 포함할 수 있다. 제 1 광학 분기부는, 샘플 비임의 제 1 부분의 서로 상이한 파장을 제 1 방향으로 분리시키도록 구성된 상기 제 1 분산 광학 요소; 및 상기 샘플 비임의 제 1 부분의 분리된 파장을 제 1 분산된 샘플 비임으로 집속시키도록 구성된 상기 제 1 집속 요소를 포함한다. 제 2 광학 분기부는, 샘플 비임의 제 2 부분의 서로 상이한 파장을 다른 방향으로 분리시키도록 구성된 제 2 분산 광학 요소; 및 상기 샘플 비임의 제 2 부분의 서로 상이한 파장을 제 2 분산된 샘플 비임으로 집속시키도록 구성된 제 2 집속 요소를 포함한다.
상기 비임 분리기는, 제 1 및 2 부분 각각이 실질적으로 동일한 공간 강도 분포를 갖도록 구성된다. 예컨대, 비임 분리기는 비임 분할기일 수 있다.
제 1 분산 광학 요소와 제 2 분산 광학 요소는 센서 장치의 광축을 중심으로 서로에 대해 상이한 회전 위치를 갖는다. 유리하게도, 이로써, 측정 방사선의 스펙트럼에 대한 지식이 없이도, 수차 정보가 스펙트럼 정보로부터 풀어질 수 있다.
본 발명의 제 2 양태에 따르면, 패터닝 장치로부터 패턴을 기판 상으로 투영하도록 배치되는 리소그래피 장치가 제공되며, 이 리소그래피 장치는 본 발명의 제 1 양태에 따른 센서 장치를 포함한다.
본 발명의 제 3 양태에 따르면, 본 발명의 제 1 양태에 따른 센서 장치를 포함하는 측정 장치가 제공된다.
본 발명의 제 4 양태에 따르면, 기판의 타겟의 위치를 결정하는 방법이 제공되며, 이 방법은 방사선 비임을 기판 상으로 투영하는 단계; 타겟으로부터 산란된 측정 방사선을 집광하는 단계; 상기 측정 방사선의 적어도 일부분의 퓨필 함수 변화를 결정하는 단계; 및 모인 측정 방사선 및 결정된 퓨필 함수 변화에 적어도 부분적으로 의존하여 상기 타겟의 위치를 결정하는 단계를 포함한다.
본 방법은 본 발명의 제 1 양태에 따른 센서 장치를 사용하여 수행된다.
측정 방사선은 서로 상이한 파장의 방사선을 포함할 수 있다.
본 방법은 상기 측정 방사선의 부분의 파면의 상이한 부분을 샘플링하여 복수의 샘플 비임을 형성하는 단계; 상기 샘플 비임을 샘플 비임의 제 1 부분 및 샘플 비임의 제 2 부분으로 분할하는 단계; 샘플 비임의 제 1 부분의 서로 상이한 파장을 제 1 분산 방향으로 분리하여 제 1 분산된 샘플 비임을 형성하는 단계; 샘플 비임의 제 2 부분의 서로 상이한 파장을 다른 분산 방향으로 분리하여 제 2 분산된 샘플 비임을 형성하는 단계; 상기 제 1 분산 방향으로의 상기 제 1 및 2 분산된 샘플 비임의 변위 및/또는 변형을 비교하는 단계; 상기 다른 분산 방향으로의 상기 제 1 및 2 분산된 샘플 비임의 변위 및/또는 변형을 비교하는 단계; 및 상기 비교를 사용하여 상기 제 1 분산 방향 및 다른 분산 방향으로 스펙트럼 정보와 퓨필 함수 변화 정보의 얽힘을 푸는 단계를 더 포함한다.
본 발명의 제 5 양태에 따르면, 컴퓨터가 본 발명의 제 4 양태에 따른 방법을 수행하게 하도록 구성된 컴퓨터 판독 가능 지시를 포함하는 컴퓨터 프로그램이 제공된다.
본 발명의 제 6 양태에 따르면, 본 발명의 제 5 양태에 따른 컴퓨터 프로그램을 가지고 있는 컴퓨터 판독 가능 매체가 제공된다.
본 발명의 제 7 양태에 따르면, 방사선 비임의 파면을 결정하기 위한 컴퓨터 장치가 제공되며, 이 장치는 프로세서 판독 가능 지시를 저장하는 메모리, 및 이 메모리에 저장되어 있는 지시를 판독하고 실행하도록 배치되는 프로세서를 포함하고, 프로세서 판독 가능 지시는 본 발명의 제 4 양태에 따른 방법을 수행하기 위해 컴퓨터를 제어하는 지시를 포함한다.
이제, 첨부된 개략적인 도면을 참조하여 본 발명의 실시 형태를 단지 예로서 설명할 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시 형태에 따른 센서 장치를 포함하는 리소그래피 장치의 개략적인 외부도를 나타낸다.
도 2는 공지된 센서 장치의 일부분을 개략적으로 나타낸다.
도 3은 본 발명의 일 실시 형태에 따른 파면 감지 시스템을 포함하는 센서 장치를 개략적으로 나타낸다.
도 4는 본 발명의 일 실시 형태에 따른 분산 광학 요소 및 복수의 분할 광학 요소를 갖는 파면 감지 시스템을 포함하는 센서 장치를 개략적으로 나타낸다.
도 5는 본 발명의 일 실시 형태에 따른 렌즈의 어레이를 포함하는 집속 요소를 갖는 파면 감지 시스템을 포함하는 센서 장치를 개략적으로 나타낸다.
도 6은 본 발명의 일 실시 형태에 따른 복수의 샘플링 광학 요소 및 제 1 분산 광학 요소를 갖는 파면 감지 시스템을 포함하는 센서 장치를 개략적으로 나타낸다.
도 7은 본 발명의 일 실시 형태에 따른 2개의 광학 분기부를 갖는 파면 감지 시스템을 포함하는 센서 장치를 개략적으로 나타낸다.
도 2는 공지된 센서 장치의 일부분을 개략적으로 나타낸다.
도 3은 본 발명의 일 실시 형태에 따른 파면 감지 시스템을 포함하는 센서 장치를 개략적으로 나타낸다.
도 4는 본 발명의 일 실시 형태에 따른 분산 광학 요소 및 복수의 분할 광학 요소를 갖는 파면 감지 시스템을 포함하는 센서 장치를 개략적으로 나타낸다.
도 5는 본 발명의 일 실시 형태에 따른 렌즈의 어레이를 포함하는 집속 요소를 갖는 파면 감지 시스템을 포함하는 센서 장치를 개략적으로 나타낸다.
도 6은 본 발명의 일 실시 형태에 따른 복수의 샘플링 광학 요소 및 제 1 분산 광학 요소를 갖는 파면 감지 시스템을 포함하는 센서 장치를 개략적으로 나타낸다.
도 7은 본 발명의 일 실시 형태에 따른 2개의 광학 분기부를 갖는 파면 감지 시스템을 포함하는 센서 장치를 개략적으로 나타낸다.
본 문헌에서, "방사선" 및 '비임" 이라는 용어는, 자외선 방사선(예컨대, 365, 248, 193, 157 또는 126 nm의 파장을 가짐) 및 EUV 방사선(예컨대, 약 5 - 100 nm의 파장을 갖는 극자외선 방사선)을 포함하여, 모든 종류의 전자기 방사선을 포함하기 위해 사용된다.
이와 관련하여 사용되는 "레티클", "마스크" 또는 "패터닝 장치" 라는 용어는, 들어오는 방사선에 패터닝된 단면(기판의 타겟 부분에 생성될 패턴에 대응함)을 부여하기 위해 사용될 수 있는 일반적인 패터닝 장치를 말하는 것으로 넓게 해석될 수 있다. 이와 관련하여 "광 밸브"라는 용어도 사용될 수 있다. 전통적인 마스크(투과형 또는 반사형, 이진(binary), 위상 변이, 하이브리드형 등) 외에도, 다른 그러한 패턴닝 장치의 예를 들면, 프로그램 가능한 미러 어레이 및 프로그램 가능한 LCD 어레이가 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시 형태에 따른 센서 장치(100)를 포함하는 리소그래피 장치(LA)를 개략적으로 나타낸다. 이 리소그래피 장치(LA)는, 방사선 비임(B)(예컨대, UV 방사선, DUV 또는 EUV 방사선)을 조절하도록 구성된 조명 시스템(조명기라고도 함)(IL), 패터닝 장치(예컨대, 마스크)(MA)를 지지하도록 구성되어 있고, 특정한 파라미터에 따라 그 패터닝 장치(MA)를 정확히 위치시키도록 구성된 제 1 위치 설정기(PM)에 연결되는 마스크 지지부(예컨대, 마스크 테이블)(MT), 기판(예컨대, 레지스트 코팅된 웨이퍼)(W)을 유지하도록 구성되어 있고, 특정한 파라미터에 따라 기판 지지부(WT)를 정확히 위치시키도록 구성된 제 2 위치 설정기(PW)에 연결되는 기판 지지부, 및 패터닝 장치(MA)에 의해 방사선 비임(B)에 부여되는 패턴을 기판(W)의 타겟 부분(C)(예컨대, 하나 이상의 다이를 포함함) 상에 투영하도록 구성되어 있는 투영 시스템(예컨대, 굴절형 투영 렌즈 시스템)(PS)을 포함한다.
작동시, 조명 시스템(IL)은 예컨대 비임 전달 시스템(BD)을 통해 방사선원(SO)으로부터 방사선 비임을 받는다. 조명 시스템(IL)은 방사선의 안내, 성형 및/또는 제어를 위한 굴절형, 반사형, 자기식, 전자기식, 정전기식 및/또는 다른 종류의 광학 요소 또는 그의 조합과 같은 다양한 종류의 광학 요소를 포함할 수 있다. 조명기(IL)는 방사선 비임(B)을 패터닝 장치(MA)의 평면에서 그의 단면에서 요구되는 공간적 및 각도 강도 분포를 갖도록 조절하도록 사용될 수 있다.
여기서 사용되는 "투영 시스템"(PS)이라는 용어는, 사용되는 노광 방사선 및/또는 침지 액체의 사용 또는 진공의 사용과 같은 다른 인자에 적절한, 굴절형 광학 시스템, 반사형 광학 시스템, 카타디옵트릭 광학 시스템, 왜상(anamorphic) 광학 시스템, 자기식 광학 시스템, 전자기식 광학 시스템 및/또는 정전기식 광학 시스템 또는 이것들의 임의의 조합을 포함하여, 다양한 종류의 투영 시스템을 포함하는 것으로 넓게 해석되어야 한다. 여기서 "투영 렌즈" 라는 용어의 사용은 더 일반적인 용어인 "투영 시스템"(PS)과 동의어인 것으로 생각될 수 있다.
리소그래피 장치(LA)는, 투영 시스템(PS)과 기판(W) 사이의 공간을 충전하도록 기판(W)의 적어도 일부분이 비교적 높은 굴절률을 갖는 액체, 예컨대, 물로 덮힐 수 있는 유형일 수도 있다(침지 리소그래피라고도 함). 액체의 사용을 침지 기술이라고 할 수 있다. 침지 기술에 대한 더 많은 정보는 본원에 참조로 관련되어 있는 US6952253에 주어져 있다.
리소그래피 장치(LA)는 2개 이상의 기판 지지부(WT)를 갖는 종류일 수 있다("이중 스테이지" 또는 "다중 스테이지"라고도 함). 이러한 "다중 스테이지" 기계에서, 기판 지지부(WT)는 병렬적으로 사용될 수 있다. 추가로 또는 대안적으로, 기판(W)의 다음 노광을 준비하는 것에 관련된 단계는 기판 지지부(WT) 중의 하나에 위치되어 있는 기판(W)에서 수행될 수 있고, 다른 기판 지지부(WT) 상에 있는 다른 기판(W)은 다른 기판(W) 상의 패턴을 노광하는 데에 사용된다. 예컨대, 기판(W)의 다음 노광을 준비하는 것에 관련된 단계들 중의 하나 이상은, 다른 지지부에 있는 다른 기판의 노광이 일어나고 있을 때 한 기판 지지부(WT) 상의 기판(W)의 타겟의 위치를 결정하기 위해 센서 장치(100)를 사용하는 것을 포함할 수 있다.
기판 지지부(WT)에 추가로, 리소그래피 장치(LA)는 측정 스테이지를 포함할 수 있다. 이 측정 스테이지는 센서 및/또는 정화 장치를 유지하도록 배치된다. 센서는 투영 시스템(PS)의 특성 및/또는 방사선 비임(B)의 특성을 측정하도록 배치될 수 있다. 측정 스테이지는 다수의 센서를 유지할 수 있다. 측정 스테이지는 예컨대 센서 장치(100)를 유지할 수 있다. 정화 장치는 리소그래피 장치(LA)의 일부분, 예컨대, 투영 시스템(PS)의 일부분 또는 침지 액체를 제공하는 시스템의 일부분을 정화하도록 배치된다. 기판 지지부(WT)가 투영 시스템(PS) 아래에 있지 않을 때 측정 스테이지는 투영 시스템(PS) 아래에서 움직일 수 있다.
작업시, 방사선 비임(B)은 마스크 지지부(MT) 상에 유지되는 패터닝 장치(예컨대, 마스크)(MA)에 입사하고, 패터닝 장치(MA)에 존재하는 패턴(즉, 디자인 레이아웃)으로 패터닝된다. 방사선 비임(B)은 마스크(MA)와 상호 작용한 후에 투영 시스템(PS)을 통과하고, 이 투영 시스템은 방사선 비임(B)을 기판(W)의 타켓 부분(C) 상으로 집속한다. 제 2 위치 설정기(PW) 및 위치 측정 시스템(IF)의 도움으로, 기판 지지부(WT)가 정확하게 움직여, 예컨대, 상이한 타겟 부분(C)을 방사선 비임(B)의 경로에서 집속 및 정렬된 위치에 위치시킬 수 있다. 유사하게, 제 1 위치 설정기(PM) 및 가능하다면 다른 위치 센서(도 1에는 명확히 나타나 있지 않음)를 사용하여, 패터닝 장치(MA)를 방사선 비임(B)의 경로에 대해 정확하게 위치시킬 수 있다. 패터닝 장치(MA) 및/또는 기판(W)은 마스크 정렬 마크(M1, M2) 및 기판 정렬 마크(P1, P2)와 같은 타겟을 사용하여 정렬될 수 있다. 도 1의 예에 나타나 있는 기판 정렬 마크(P1, P2)는 전용의 타겟 부분을 차지하지만, 기판 정렬 마크(P1, P2)는 타겟 부분(C) 사이의 공간에 위치될 수도 있다. 기판 정렬 마크(P1, P2)는 타겟 부분(C) 사이에 위치되는 경우 스크라이브-레인 정렬 마크라고 한다.
본 발명을 명확히 하기 위해, 카르테시안 좌표계가 사용된다. 카르테시안 좌표계는 3개의 축, 즉 x-축, y-축 및 z-축을 갖는다. 3개의 축 각각은 다른 두 축과 직교한다. x-축 주위로의 회전을 Rx-회전이라고 할 수 있다. y-축 주위로의 회전을 Ry-회전이라고 할 수 있다, z-축 주위로의 회전을 Rz-회전이라고 할 수 있다. x-축 및 y-축은 수평면을 규정한다고 할 수 있고, z-축은 그 수평면에 대해 수직 방향이다라고 할 수 있다. 카르테시안 좌표계는 본 발명을 한정하지 않고 단지 명확화를 위해 사용된다. 대안적으로, 본 발명을 명확화하기 위해 원통 좌표계와 같은 다른 좌표계도 사용될 수 있다. 카르테시안 좌표계의 방향은 예컨대 변할 수 있는데, 그래서 z-축은 수평면을 따른 성분을 갖게 된다.
도 2는 기판(W) 상의 타겟(205)의 위치를 결정하기 위한 공지된 센서 장치(200)의 일부분을 개략적으로 나타낸다. 타겟(205)은 예컨대 기판 정렬 마크(예컨대, 도 1에 나타나 있는 기판 정렬 마크(P1, P2))일 수 있다. 도 2의 예에서, 타겟(205)은 기판(W)의 최상측 표면에 위치되는 그레이팅(grating)을 포함한다. 타겟(205)은 기판(W) 상의 다른 곳에 위치될 수 있는데, 예컨대, 기판(W)의 하나 이상의 층 밑에 매립될 수 있다. 공지된 센서 장치(200)는 방사선 비임(215)을 기판(W) 상으로 투영하도록 구성된 투영 광학 기구를 포함한다. 도 2의 예에서, 투영 광학 기구는, 방사선 비임(215)을 렌즈(213) 쪽으로 반사시키는 반사 요소(214)를 포함하고, 그 렌즈는 방사신 비임(215)을 기판(W) 상으로 집속시킨다. 투영 광학 기구는 다른 광학 요소를 포함할 수 있다. 방사선 비임(215)은 타겟(205)으로부터 산란되어 측정 방사선(225)을 형성하게 된다. 도 2의 예에서, 방사선 비임(215)은 타겟(205)으로부터 회절되어, 복수의 회절 차수(226 - 228)를 포함하는 측정 방사선(225)을 형성한다. 이해의 명료성을 위해, 0차 회절 차수(226), +1 회절 차수(227) 및 -1 회절 차수(228)가 도 2에 나타나 있다. 그러나, 측정 방사선(225)은 더 많은 수의 회절 차수(226 - 228)를 포함할 수 있음을 알 것이다. 0차 회절 차수(226)는 투영 광학 기구로 복귀하고 센서 장치(200)로부터 멀어지는 방향으로 향하게 된다. +1 및 -1 회절 차수(227, 228)는 대응하는 회절 각도(θ)로 타겟(205)으로부터 산란된다. 이 회절 각도(θ)는 서로 다를 수 있다. 센서 장치(200)는, 타겟(205)으로부터 산란된 측정 방사선(225)을 집광하도록 구성된 수집 광학 기구를 더 포함할 수 있다. 도 2의 예에서, 수집 광학 기구는, 렌즈(213)(투영 광학 기구의 일부분을 형성함) 및 한쌍의 반사 요소(220)를 포함한다. +1 및 -1 회절 차수(227, 228)는 렌즈(213)에 의해 시준되고 수집 광학 기구의 반사 요소(220)에 의해 서로의 쪽으로 반사된다.
센서 장치(200)는 수집된 측정 방사선(225)에 적어도 부분적으로 의존하여 타겟(205)의 위치를 결정하도록 구성된 측정 시스템(230)을 더 포함한다. 도 2의 예에서, 측정 시스템(230)은 비임 분할기(231), 한쌍의 집속 요소(236, 237), 및 한쌍의 광검출기(232, 234)를 포함한다. 한쌍의 광검출기(232, 234)는 프로세서(235)와 연통한다. 비임 분할기(231)는, +1 회절 차수(227)의 적어도 일부분이 제 1 집속 요소(236) 및 제 1 광검출기(232)에 입사되고 +1 회절 차수(227)의 적어도 일부분은 제 2 집속 요소(237) 및 제 2 광검출기(234)에 입사되도록 +1 회절 차수(227)를 분할한다. 비임 분할기(231)는 또한, -1 회절 차수(228)의 적어도 일부분이 제 1 광검출기(232)에 입사되고 -1 회절 차수(228)의 적어도 일부분은 제 2 광검출기(234)에 입사되도록 -1 회절 차수(228)를 분할한다. 그러므로 비임 분할기(231)는 +1 회절 차수(227) 및 -1 회절 차수(228) 각각의 일부분을 제 1 광검출기(232)와 제 2 광검출기(234) 각각에 보낸다. 특히, 비임 분할기(231)는 +1 회절 차수(227) 및 -1 회절 차수(228) 각각의 일부분을 그들 사이의 제 1 상대 위상으로 제 1 광검출기(232)에 보내고, 또한 +1 회절 차수(227) 및 -1 회절 차수(228) 각각의 일부분을 그들 사이의 제 2 상대 위상으로 제 2 광검출기(232)에 보내게 된다. 이렇게 해서, 측정 시스템(230)은 Mach-Zehnder 간섭계와 유사하게 거동한다. 광검출기(232, 234)는 +1 회절 차수(227)와 -1 회절 차수(228) 사이의 결과적인 간섭의 강도를 측정하고 또한 대응하는 측정 신호를 발생시키도록 구성된다.
일반적으로, 회절 그레이팅으로부터의 산란으로 생기는 각 개별적인 회절 비임의 위상은 회절 그레이팅에 대한 입사 방사선 비임의 위치에 의존한다. 입사 방사선 비임의 비임 스폿이 회절 그레이팅 위에서 스캐닝되면, 형성되는 회절 비임의 위상이 변할 것이다.
작동 시스템(나타나 있지 않음)이, 방사선 비임(215)이 타겟(205)에 입사되는 중에 기판(W)과 센서 장치(200) 사이의 상대 운동을 발생시키도록 구성된다. 결과적으로, 간섭 패턴(240)이 생성되고, 이 패턴은 기판(W)과 센서 장치(200) 사이의 상대 운동으로 진동하게 된다. 프로세서(235)는, 간섭 패턴(240)을 나타내는 측정 신호를 수신하고 또한 이 측정 신호에 따라 타겟(205)의 위치를 결정하도록 구성된다. 프로세서(235)는, 예컨대, 간섭 패턴(240)의 위상 오프셋을 결정하고 그리하여 타겟(205)과 센서 장치(200) 사이의 위치 오프셋을 결정하도록 구성될 수 있다. 간섭 패턴(240)의 위상 오프셋의 결정은, 간섭 패턴(240)에 대해 위상 핏(fit)을 수행하는 것을 포함할 수 있다. 예컨대, 간섭 패턴은 다음과 같이 분해될 수 있다:
x가 위치 변수인 경우(기판(W)과 센서 장치(200) 사이의 상대 위치를 특성화할 수 있음), σ는 간섭 패턴의 위상 오프셋이고, a 및 b는 계수이다. 위상 핏을 간섭 패턴에 대해 수행하여 계수 a 및 b에 대한 값을 찾을 수 있고, 위상 오프셋(σ)은 계수의 결정된 값으로부터 계산될 수 있다. 위상 핏은, 예컨대 최소 자승 핏 또는 푸리에 분해와 같은 적절한 피팅법을 수행하는 것을 포함할 수 있다. 위상 오프셋은 다음과 같은 식을 통해 결정될 수 잇다:
위상 오프셋을 사용하여 타겟(205)의 위치를 결정한다. 기판(W)의 타겟(205)의 결정된 위치는 측정된 회절 차수(227, 228)의 위상 및 강도 분포에 의존한다. 회절 차수(227, 228)의 위상 및 강도 분포는 복수의 오차원(error source)의 영향을 받을 수 있다. 오차원은 예컨대 타겟(205)의 변형 및/또는 비대칭, 기판(W)의 두께 및/또는 재료 층의 변화, 촛점 오차(예컨대, 기판(W)의 의도치 않은 경사 및/또는 광학 시스템의 텔레센트릭성(telecentricity) 및/또는 센서 장치(200)의 광학 요소(212, 220)의 광학 수차(aberration)를 포함할 수 있다. 오차원의 적어도 일부는 시간에 따라 변할 수 있다. 오차원은 결과적인 간섭 패턴(240)의 변이를 야기할 수 있다. 그리고, 이러한 변이는 프로세서(235)에 의해 타겟(205) 위치의 변이로서 해석될 수 있다. 그러므로, 오차원으로 인한 간섭 패턴(240)의 그러한 변이는 공지된 센서 장치(200)를 사용하여 수행되는 측정의 정확도에 부정적인 영향을 준다. 예컨대, 오차원으로 인한 간섭 패턴(240)의 변이는 약 1 nm와 약 15 nm 사이의 타겟 위치 측정 오차를 야기할 수 있다. 타겟 위치 측정 오차는, 다음에 기판(W)에서 수행되는 리소그래피 공정에 부정적인 영향을 줄 수 있다. 예컨대, 기판(W)은 이어지는 리소그래피 노광 중에 리소그래피 장치의 노광 방사선과 정렬 불량이 될 수 있고, 결과적으로, 잘못된 디바이스가 리소그래피 장치로 제조된다.
도 3은 본 발명의 일 실시 형태에 따른 파면(wavefront) 감지 시스템(335)을 포함하는 센서 장치(300)를 개략적으로 나타낸다. 센서 장치(300)는 방사선 비임(310)을 기판(W) 상으로 투영하도록 구성된 투영 광학 기구를 포함한다. 투영 광학 기구는 예컨대 반사형 광학 요소, 하나 이상의 렌즈와 같은 투과형 광학 요소와 같은 하나 이상의 광학 요소를 포함할 수 있다. 도 3의 예에서, 투영 광학 기구는 방사선 비임을 렌즈(321) 쪽으로 반사시키는 반사 요소(315)를 포함하고, 그 렌즈는 방사신 비임을 기판(W) 상으로 집속시킨다.
센서 장치(300)는, 기판(W)의 타겟(330)으로부터 산란된 측정 방사선(325)을 집광하도록 구성된 수집 광학 기구를 더 포함한다. 도 3의 예에서, 수집 광학 기구는, 측정 방사선(325)을 시준하도록 구성된 렌즈(321)(투영 광학 기구의 일부분을 형성함)를 포함한다. 측정 방사선(325)은, 수집 광학 기구에 의해 모인 후에, 비임 분할기(345)에 입사한다. 비임 분할기(345)는, 측정 방사선의 적어도 제 1 부분(355)이 파면 센서(335)에 입사하고 또한 측정 방사선의 제 2 부분(360)의 적어도 일부가 측정 시스템(350)에 입사하도록 측정 방사선(325)을 분할하도록 구성된다.
파면 감지 시스템(335)은, 측정 방사선의 적어도 제 1 부분(355)의 퓨필(pupil) 함수 변화를 결정하고 이를 나타내는 신호(340)를 출력하도록 구성된다. 파면 감지 시스템(335)은 어떤 형태의 파면 센서라도 포함할 수 있는데, 예컨대, Shack-Hartmann 센서, 피라미드 센서, 간섭 측정 센서(예컨대, 횡방향 전단 간섭계, Sagnac 간섭계 또는 공통 경로 간섭계) 등을 포함할 수 있다. 대안적으로 또는 추가적으로, 파면 감지 시스템(335)는 위상 회수 파면 센서를 포함할 수 있다.
파면 감지 시스템은 하나 이상의 파면 센서를 포함할 수 있다.
측정 시스템(350)은 신호(340)를 수신하고 수집된 측정 방사선(325) 및 측정 방사선의 제 1 부분(355)의 결정된 퓨필 함수 변화에 적어도 부분적으로 의존하여 기판(W)의 타겟(330)의 위치를 결정하도록 구성된다. 측정 시스템(350)은 예컨대 측정 방사선의 일부분(355)의 결정된 퓨필 함수 변화를 사용하여, 결정된 위상 오프셋을 부분적으로 교정할 수 있다. 적어도 부분적으로 교정된 위상 오프셋을 사용하여 기판(W)의 타겟(330)의 위치를 결정할 수 있다.
파면 감지 시스템(335)은 센서 장치(300)의 퓨필 면에서 정보(예컨대, 측정 방사선의 제 1 부분(355)의 복합 퓨필 함수 변화)를 결정하도록 구성될 수 있다. 당업자는, 이와 관련하여, 센서 장치의 퓨필 면은 일반적으로 수집 광학 기구의 출구 퓨필을 말하는 것임을 알 것이다. 이는 수집 광학 기구의 이미지 측(검출기 측)에 있는 물리적 스탑 또는 구멍의 이미지이다. 실제로, 퓨필 면은 렌즈의 개구수로 정의될 수 있다. 이 퓨필 면은 기판이 배치되는 면의 푸리에 변환 면으로서 정의될 수 있다(이 면을 대상물 면이라고 할 수 있음). 그러므로, 퓨필 면에서 방사선의 전기장 강도의 분포는 대상물 면에 배치되는 대상물(예컨대, 타겟)의 푸리에 변환과 관련 있다. 특히, 퓨필 면에서 방사선의 전기장 강도의 분포(즉, 타겟에 의해 산란되는 방사선의 각도 분포)는, (a) 조명 퓨필 면에서 방사선의 전기장 강도의 분포(즉, 타겟을 조명하는 방사선의 각도 분포) 및 (b) 타겟의 푸리에 변환의 콘볼루션(convolution)으로 주어진다. 퓨필 면과 켤레 관계로 있는 센서 장치 내의 면을 또한 퓨필 면이라고 할 수 있다. 대상물 면(즉, 기판과 타겟이 배치되는 면) 및 그와 켤레 관계로 있는 센서 장치 내의 면을 필드 면이라고 할 수 있다. 제 1 면 내의 각 점이 제 2 면 내의 한 점 상으로 결상되면 광학 시스템(예컨대, 센서 장치) 내에서 2개의 면이 켤레 관계로 있음을 알 것이다. 파면 감지 시스템(335)은 센서 장치(300)의 개구수의 좌표의 함수로 측정 방사선의 일부분(355)의 강도 분포를 결정하도록 구성될 수 있다. 파면 감지 시스템(335)은 센서 장치(300)의 개구수의 좌표의 함수로 측정 방사선의 일부분(355)의 파면(즉, 전자기장의 상대 위상)을 결정하도록 구성될 수 있다. 추가로 또는 대안적으로, 파면 감지 시스템(335)은 센서 장치(300)의 개구수의 좌표의 함수로 센서 장치의 퓨필 면에서 측정 방사선의 일부분(355)의 상대 강도를 결정하도록 구성될 수 있다.
측정 방사선(325)은 단일 스펙트럼 성분으로 이루어질 수 있다. 즉, 측정 방사선(325)은 단일 파장의 방사선 또는 작은 대역폭의 방사선(단색 방사선이라고 할 수 있음)으로 이루어질 수 있다. 대안적으로, 측정 방사선(325)은 복수의 스펙트럼 성분을 포함할 수 있다. 스펙트럼 성분은 개별적인 대역폭의 방사선일 수 있다. 대안적으로, 스펙트럼 성분은 연속적인 파장의 방사선을 형성할 수 있다. 파면 감지 시스템(335)은 분산 광학 요소(나타나 있지 않음)를 포함할 수 있고, 이 광학 요소는 그 파면 감지 시스템이 측정 방사선(325)의 상이한 스펙트럼 성분의 퓨필 함수 변화를 동시에 측정할 수 있게 해준다.
도 4는 본 발명의 일 실시 형태에 따른 분산 광학 요소(405) 및 복수의 분할 광학 요소(411 - 414)를 갖는 파면 감지 시스템(400)을 포함하는 센서 장치(401)를 개략적으로 나타낸다. 도 4의 센서 장치(401)는 도 3의 센서 장치(300)와 많은 공통적인 부품을 공유하며, 유사한 부분에는 유사한 참조 번호가 주어져 있다. 도 4의 파면 감지 시스템(400)은 도 3에 나타나 있는 파면 감지 시스템(335)의 일 실시 형태일 수 있다. 도 3과 도 4의 차이점을 아래에서 논의한다.
분산 광학 요소(405)는 측정 방사선의 제 1 부분(355)의 서로 상이한 파장을 분리하도록 구성되어 있다. 즉, 분산 광학 요소(405)는 퓨필 면에서 측정 방사선의 일부분(355)의 복수의 파장 성분 카피를 만든다. 도 4의 예에서, 분산 광학 요소(405)는 그레이팅을 포함한다. 대안적으로, 분산 광학 요소(405)는 분산 프리즘을 포함할 수 있다. 분산 광학 요소(405)는 센서 장치의 퓨필 면 근처에 위치되고, 측정 방사선(325)의 구성 파장에 따라 측정 방사선의 제 1 부분(355)을 분산시킨다. 도 4의 예에서, 측정 방사선(325)은 4개의 개별적인 스펙트럼 성분(421-424)을 포함한다. 4개의 개별적인 스펙트럼 성분(421-424)은 예컨대 약 500 nm와 약 900 nm 사이의 방사선 대역폭을 포함한다. 예컨대, 제 1 개별 스펙트럼 성분(421)은 약 500 nm(예컨대, 532 nm)의 중심 파장을 가질 수 있다. 제 2 개별 스펙트럼 성분(422)은 약 600 nm(예컨대, 635 nm)의 중심 파장을 가질 수 있다. 제 3 개별 스펙트럼 성분(423)은 약 800 nm(예컨대, 780 nm)의 중심 파장을 가질 수 있다. 제 4 개별 스펙트럼 성분(424)은 약 900 nm(예컨대, 850 nm)의 중심 파장을 가질 수 있다. 각 개별 스펙트럼 성분은 약 1 nm와 약 20 nm 사이의 파장 대역폭을 가질 수 있다.
측정 방사선의 일부분(355)의 분리된 개별 스펙트럼 성분(421-424)은 집속 요소(420)에 입사한다. 이 집속 요소(420)는, 스펙트럼 성분(421-424) 중의 다른 스펙트럼을 각 분할 광학 요소(411-414) 상으로 집속시키도록 구성되어 있다. 즉, 퓨필 면에 있는 측정 방사선의 일부분(355)의 파장 성분 카피 각각은 분할 광학 요소(411-414) 중의 다른 요소 상으로 결상된다. 분할 광학 요소(411-414)는 센서 장치(401)의 필드 면 근처에 위치된다. 분할 광학 요소(411-414)는 어레이로 배치될 수 있다. 각 분할 광학 요소(411-414)는 측정 방사선의 부분(355)의 다른 스펙트럼 성분을 받을 수 있다. 분할 광학 요소(411-414)는 그에 집속되는 측정 방사선의 분리된 파장(421-424)의 부분을 복수의 분산된 서브 비임(431-446)으로 분할하도록 구성된다. 즉, 각 분할 광학 요소(411-414)는 복수의 서브 비임(431-446)을 만든다(예컨대, 분할 광학 요소(411)는 서브 비임(431-434)을 만들고, 분할 광학 요소(412)는 서브 비임(435-438)을 만들고, 분할 광학 요소(413)는 서브 비임(439-442)을 만들며, 분할 광학 요소(414)는 서브 비임(443-446)을 만든다). 도 4는 또한 검출기 뷰(475)(검출기 시스템(470)의 광축에 수직인 면 내에 있음)를 나타낸다. 검출기 뷰(475)는 검출기 시스템(470)으로 검출된 분산된 서브 비임(431-446)을 나타낸다. 그리하여 분할 광학 요소(411-414)는 검출기 시스템(470)에서 센서 장치의 퓨필 필드의 복수의 파장 종속적 영상을 형성한다. 복수의 분산된 서브 비임(431-446)은 검출기 시스템(470)에 입사하기 전에 시준 광학 요소(460)를 통과한다. 이 시준 광학 요소(460)는 퓨필 필드를 결상하여, 각 개별 스펙트럼 성분(421-424)에 대한 복수의 변위 영상이 검출기 시스템(470)에서 형성된다.
검출기 시스템(470)은, 각 서브 비임(431-446)의 강도를 검출하고 이를 나타내는 측정 신호(341)를 출력하도록 구성된다. 검출기 시스템(470)은 복수의 감지 요소(나타나 있지 않음)를 포함할 수 있다. 이 감지 요소는, 예컨대, CCD 검출기 또는 CMOS 검출기의 픽셀(pixel)일 수 있다. 파면 감지 시스템(335)은 프로세서(450)를 더 포함하는데, 이 프로세서는, 측정 신호(341)를 수신하고 이에 따라 측정 방사선(325)의 부분(355)의 퓨필 함수 변화를 결정하도록 구성되어 있다. 측정 시스템(350)은 프로세서(450)에 의해 출력된 신호(340)를 수신하고 이 신호(340)를 사용하여, 모인 측정 방사선 및 측정 방사선의 적어도 일부분의 결정된 퓨필 함수 변화에 부분적으로 의존하여 타겟의 위치를 결정하게 된다.
센서 장치의 퓨필 면에서의 측정 방사선(325)의 위상(즉, 파면)은 서브 비임(431-434, 435-438, 439-442, 443-446)의 각 세트의 상대 강도를 적어도 부분적으로 결정한다. 검출기 시스템(470)은 분산된 서브 비임(431-446)의 강도를 측정하고 이를 나타내는 측정 신호(341)를 출력하도록 구성된다. 프로세서(450)는 측정 신호(341)를 수신하고 이 측정 신호(341)를 사용하여, 그의 스펙트럼 성분(421-424)에 대한 측정 방사선(325)의 퓨필 함수 변화를 결정하도록 구성된다. 예컨대, X 및 Y 방향으로 측정 방사선의 일부분(355)의 스펙트럼 성분(421-424) 중 하나의 파면은 다음의 식을 사용하여 결정될 수 있다.
식 1: 
식 2: 
여기서,
는 파면의 X 방향 구배(gradient) 이고, 
는 파면의 Y 방향 구배이며, I1, I2, I3 및 I4는 측정 방사선의 제 1 부분(355)의 한 스펙트럼 성분의 상좌측, 상우측, 하좌측 및 하우측 서브 비임의 XY 면에서의 강도 분포이다. 예컨대, 스펙트럼 성분(421)의 경우에, I1는 서브 비임(431)의 강도 분포이고, I2는 서브 비임(432)의 강도 분포이고, I3은 서브 비임(433)의 강도이며, I4는 서브 비임(434)의 강도이다. 측정 방사선의 모든 스펙트럼 성분에 대해 측정 방사선의 퓨필 함수 변화를 결정하기 위해, 측정 방사선의 부분(355)의 다른 스펙트럼 성분(422-424)와 관련된 서브 비임(435-446)에 대해 대응 식이 수행될 수 있다. 측정 방사선의 부분(355)의 진폭은 서브 비임(431-446)의 강도 분포의 합을 계산하여 결정될 수 있다. 도 4에 나타나 있는 발명의 실시 형태는, 유리하게, 복수의 개별 스펙트럼 성분(421-424)(즉, 방사선 파장의 복수의 개별적인 대역폭)을 포함하는 측정 방사선의 부분(355)의 퓨필 함수 변화를 검출할 수 있다. 개별 스펙트럼 성분(421-424)은 알려져 있을 수 있다. 예컨대, 4개의 개별 스펙트럼 성분(421-424)은 약 500 nm와 약 900 nm 사이의 방사선 대역폭을 포함할 수 있다. 예컨대, 제 1 개별 스펙트럼 성분(421)은 약 500 nm(예컨대, 532 nm)의 중심 파장을 가질 수 있다. 제 2 개별 스펙트럼 성분(422)은 약 600 nm(예컨대, 635 nm)의 중심 파장을 가질 수 있다. 제 3 개별 스펙트럼 성분(423)은 약 800 nm(예컨대, 780 nm)의 중심 파장을 가질 수 있다. 제 4 개별 스펙트럼 성분(424)은 약 900 nm(예컨대, 950 nm)의 중심 파장을 가질 수 있다. 각 개별 스펙트럼 성분은 약 10 nm와 약 20 nm 사이의 파장 대역폭을 가질 수 있다.
도 5는 본 발명의 일 실시 형태에 따른 렌즈(520a-520f)의 어레이를 포함하는 집속 요소를 갖는 파면 감지 시스템(500)을 포함하는 센서 장치(501)를 개략적으로 나타낸다. 도 5의 센서 장치(501)는 도 3의 센서 장치(300)와 많은 공통적인 부품을 공유하고, 유사한 부분에는 유사한 참조 번호가 주어져 있다. 도 5의 파면 감지 시스템(500)은 도 3에 나타나 있는 파면 센서(335)의 일 실시 형태일 수 있다. 도 3과 도 5의 차이점을 아래에서 논의한다.
도 5에 나타나 있는 파면 감지 시스템(500)은, 측정 방사선(325)이 연속적인 파장의 방사선(520)을 포함하고 단일 집속 요소(420)가 렌즈(520a-520f)의 어레이로 대체되었다는 점을 제외하고, 도 4의 파면 감지 시스템과 동일하다. 분산 광학 요소(405)는 센서 장치의 퓨필 면 근처에 위치되고, 측정 방사선(325)의 파장에 따라 측정 방사선의 일부분(355)을 분산시킨다. 도 5의 예에서, 측정 방사선(325)은 연속적인 파장의 방사선을 포함한다. 분산 광학 요소(405)는 이 연속적인 파장의 방사선을 분산시킨다.
측정 방사선의 일부분(355)으로부터 얻어진 연속적인 방사선은 렌즈(520a-520f)의 어레이에 입사한다. 렌즈(520a-520f)의 어레이는 연속적인 파장의 방사선을 개별적인 스펙트럼 성분(521-526)으로 분리하는 작용을 한다. 각 스펙트럼 성분(521-526)은 방사선(520)의 연속적인 파장의 부분 대역을 포함한다. 렌즈(520a-520f)의 어레이는 분리된 스펙트럼 성분(521-526)의 다른 부분을 각 분할 광학 요소(511-516) 상으로 집속시키도록 배치된다. 즉, 각 렌즈(520a-520f)는 측정 방사선의 개별 부분 대역의 부분(355)을 받고 센서 장치의 퓨필 면에서 그의 영상을 형성한다. 렌즈(520a-520f)의 어레이에 있는 각 렌즈는, 측정 방사선의 부분(355)의 분리된 스펙트럼 성분(521-525)의 다른 부분을 복수의 분할 광학 요소(511-516) 중의 한 요소 상으로 집속시키도록 구성되어 있다. 즉, 퓨필 면에 있는 측정 방사선의 부분(355)의 파장 성분 카피 각각은 분할 광학 요소(511-516) 중의 다른 분할 광학 요소 상으로 결상된다. 예컨대, 렌즈(520a-520f)의 어레이는 1차원 렌즈 어레이를 포함할 수 있고, 그 렌즈 어레이는 분산 광학 요소(405)의 분산 방향(Y)에 대응하는 방향(Y)으로 배열된다. 분산 광학 요소(405)의 분산 방향은, 분산 광학 요소가 측정 방사선의 부분(355)의 스펙트럼 성분(521-526)을 분리하는 방향이다. 도 5의 예에서, 렌즈 어레이(520a-520f)는 6개의 렌즈를 포함한다. 렌즈 어레이(520a-520f)는 더 많거나 더 적은 수의 렌즈를 포함할 수 있다. 렌즈 어레이(520a-520f)에 있는 렌즈의 수는 적어도 부분적으로 출구 퓨필 직경 및/또는 분산 광학 요소(405)의 분산력에 의존할 수 있다. 렌즈 어레이(520a-520f)는, 예컨대, 약 10 개 내지 약 30 개의 렌즈, 예컨대, 약 20개의 렌즈를 포함할 수 있다. 렌즈 어레이(520a-520f)에 있는 각 렌즈는 약 250 미크론 내지 약 750 미크론, 예컨대 약 500 미크론의 직경을 가질 수 있다.
분할 광학 요소(511-516)는 센서 장치의 필드 퓨필 면 근처에 위치된다. 각 분할 광학 요소(511-516)는 다른 부분 대역폭의 방사선(521-526)을 받을 수 있다. 분할 광학 요소(511-516)는, 그에 집속되는 측정 방사선의 분리된 스펙트럼 성분(521-526)의 일부분을 복수의 분산된 서브 비임(531-554)으로 분할하도록 구성될 수 있다. 즉, 각 분할 광학 요소(511-516)는 복수의 서브 비임(531-554)을 만든다(예컨대, 분할 광학 요소(511)는 서브 비임(531-534)을 만들고, 분할 광학 요소(512)는 서브 비임(535-438)을 만들며, 분할 광학 요소(513)는 서브 비임(539-542)을 만들고, 분할 광학 요소(514)는 서브 비임(543-546)을 만들며, 분할 광학 요소(515)는 서브 비임(547-550)을 만들며, 분할 광학 요소(516)는 서브 비임(551-554)을 만든다). 도 5는 검출기 뷰(575)를 포함하는데, 이 검출기 뷰는 검출기 시스템(470)의 광축에 수직인 면 내에 있다. 검출기 뷰(575)는 검출기 시스템(470)으로 검출된 분산된 서브 비임(531-554)을 나타낸다. 분할 광학 요소(511-516)는 검출기 시스템(470)에서 센서 장치의 퓨필 필드의 복수의 파장 종속적 영상을 형성하도록 구성될 수 있다. 복수의 분산된 서브 비임(531-554)은 검출기 시스템(470)에 입사하기 전에 시준 광학 요소(460)를 통과한다. 이 시준 광학 요소(460)는 퓨필 필드를 결상하여, 각 개별 스펙트럼 성분(521-526)에 대한 분산된 서브 비임(531-554)의 복수의 변위 영상이 검출기 시스템(470)에서 형성된다.
검출기 시스템(470)은, 각 분산된 서브 비임(531-554)의 강도를 검출하고 이를 나타내는 측정 신호(341)를 출력하도록 구성된다. 검출기 시스템(470)은 복수의 감지 요소(나타나 있지 않음)를 포함할 수 있다. 이 감지 요소는, 예컨대, CCD 검출기의 픽셀일 수 있다. 파면 감지 시스템(500)은 프로세서(450)를 더 포함하는데, 이 프로세서는, 측정 신호(341)를 수신하고 이 측정 신호에 따라 측정 방사선의 제 1 부분(355)의 퓨필 함수 변화를 결정하도록 구성되어 있다. 프로세서(450)는 도 3과 관련하여 위에서 논의한 바와 동일한 방식으로 측정 방사선의 부분(355)의 퓨필 함수 변화를 결정할 수 있다. 즉, 각 스펙트럼 성분(521-526) 및 그의 관련된 분산된 서스 비임(531-554)에 대해 식 1 및 식 2가 수행될 수 있다.
어떤 실시 형태에서, 파면 감지 시스템은 단일 분할 광학 요소를 포함할 수 있다. 이 분할 광학 요소는 측정 방사선(325)의 부분(355)을 복수의 서브 비임으로 분할하여 하나 이상의 방향으로의 파면 구배 정보를 결정하도록 구성될 수 있다. 분할 광학 요소는, 예컨대, 연속적인 파장 구배 정보를 결정하기 위해 액시콘 프리즘을 포함할 수 있다. 분할 광학 요소는 예컨대 피라미드 센서와 같은 프리즘일 수 있다. 피라미드 센서는 측정 방사선의 부분을 4개의 서브 비임으로 분할할 수 있다. 분할 광학 요소는 센서 장치의 필드 면 내에 배치될 수 있다. 파면 감지 시스템은, 각 서브 비임의 강도를 검출하고 이를 나타내는 측정 신호를 출력하도록 구성된 검출기 시스템을 더 포함할 수 있다. 검출기 시스템은 복수의 검출기를 포함할 수 있고, 각 검출기는 복수의 감지 요소, 예컨대, 하나 이상의 CCD 검출기 또는 CMOS 검출기를 포함할 수 있다. 예컨대, 검출기 시스텝은 100 x 100 광감성 픽셀의 어레이를 포함할 수 있다. 더 많은 수의 픽셀 또는 더 높은 밀도의 픽셀을 사용하여 센서 장치의 공간 분해능을 개선할 수 있다. 감지 요소는 어레이로 배치될 수 있다. 파면 감지 시스템은, 측정 신호를 수신하고 이 측정 신호에 따라 측정 방사선의 부분의 퓨필 함수 변화를 결정하도록 구성된 프로세서를 더 포함할 수 있다. 그 프로세서는 서로 그리고/또는 공유 장치와 연통하는 복수의 프로세서를 포함할 수 있다. 검출기 시스템에서의 각 서브 비임의 강도는, 분할 광학 요소에 입사하는 측정 방사선의 부분의 파면에 적어도 부분적으로 의존할 수 있다. 즉, 센서 장치의 퓨필 면에 있는 측정 방사선의 부분의 파면은, 파면 감지 시스템에 있는 분할 광학 요소에 입사하는 방사선으로부터 각 서브 비임에 들어가는 광 플럭스에 영향을 준다. 따라서, 서브 비임의 강도를 측정하고 사용하여, 측정 방사선의 부분의 퓨필 함수 변화를 결정한다. 퓨필 함수 변화는 센서 장치의 퓨필 면에서 측정 방사선의 부분의 상대 위상 및/또는 상대 강도일 수 있다. 서브 비임의 합 강도를 측정하고 사용하여, 센서 장치의 퓨필 면에서 측정 방사선의 부분의 강도를 결정한다. 센서 장치의 퓨필 면으로부터 위상 정보와 강도 정보 둘 다를 결정함으로써, 전체 복합 필드 퓨필에 대한 정보가 유리하게 제공된다.
도 6은 본 발명의 일 실시 형태에 따른 복수의 샘플링 광학 요소(610) 및 제 1 분산 광학 요소(650)를 갖는 파면 감지 시스템(600)을 포함하는 센서 장치(601)를 개략적으로 나타낸다. 도 6의 센서 장치(601)는 도 3의 센서 장치(300)와 많은 공통적인 부품을 공유하고, 유사한 부분에는 유사한 참조 번호가 주어져 있다. 도 6의 파면 감지 시스템(600)은 도 3에 나타나 있는 파면 감지 시스템(335)의 일 실시 형태일 수 있다. 도 3과 도 6의 차이점을 아래에서 논의한다.
측정 방사선의 제 1 부분(355)은, 기판(W)의 타겟(330)으로부터 산란되고 비임 분할기(345)에서 반사된 후에, 복수의 샘플링 광학 요소(610)에 입사하게 된다. 파면 감지 시스템(600)은, 측정 방사선의 부분(355)을 샘플링 요소(610) 상에 결상하도록 구성된 렌즈와 같은 결상 광학 기구(나타나 있지 않음)를 더 포함할 수 있다. 각 샘플링 광학 요소(610)는, 측정 방사선의 부분(355)의 파면의 다른 부분을 샘플링하여 복수의 샘플 비임(621-625)을 형성하도록 구성될 수 있다. 샘플링 광학 요소(610)는 마이크로 렌즈를 포함할 수 있다. 이 마이크로 렌즈의 직경은 적어도 부분적으로 센서 장치의 요구되는 분해능에 달려 있다. 각 마이크로 렌즈는 예컨대 약 1μm 보다 큰 직경을 가질 수 있다. 각 마이크로 렌즈는 예컨대 약 500μm 보다 작은 직경을 가질 수 있다. 샘플링 요소(610)는 어레이, 예컨대 그리드 패턴으로 배치될 수 있다. 어레이에 있는 샘플링 요소의 수는 적어도 부분적으로 센서 장치의 요구되는 분해능에 달려 있다. 어레이는 예컨대 약 100 개 이상의 샘플링 요소를 포함할 수 있다. 어레이는 예컨대 약 10000 개 이하의 샘플링 요소를 포함할 수 있다. 측정 방사선(355)의 주어진 회절 차수는 복수의 샘플링 광학 요소(610)에 의해 샘플링될 수 있다.
파면 감지 시스템(600)은 시준 광학 요소(630)를 더 포함할 수 있고, 이 광학 요소는, 샘플 비임이 제 1 분산 광학 요소(650)에 입사하기 전에 샘플 비임(621-625)을 시준하도록 구성되어 있다. 제 1 분산 광학 요소(650)는 센서 장치의 퓨필 면 근처에 위치된다. 제 1 분산 광학 요소(650)는 샘플 비임(621-625)의 서로 다른 스펙트럼 성분(651-654)을 분리시키도록 구성될 수 있다. 즉, 제 1 분산 광학 요소(650)는, 측정 방사선(325)의 파장의 함수로 샘플 비임(621-625)의 강도 분포를 분산 방향(도 6에서 Y 방항)으로 분산시키도록 구성될 수 있다. 도 6의 예에서, 측정 방사선(325)은 4개의 개별 스펙트럼 성분(651-654)을 포함한다. 4개의 개별 스펙트럼 성분(651-654)은, 예컨대, 약 500 nm과 약 900 nm 사이의 방사선 대역폭을 포함할 수 있다. 예컨대, 제 1 개별 스펙트럼 성분(421)은 약 500 nm(예컨대, 532 nm)의 중심 파장을 가질 수 있다. 제 2 개별 스펙트럼 성분(422)은 약 600 nm(예컨대, 635 nm)의 중심 파장을 가질 수 있다. 제 3 개별 스펙트럼 성분(423)은 약 800 nm(예컨대, 780 nm)의 중심 파장을 가질 수 있다. 제 4 개별 스펙트럼 성분(424)은 약 900 nm(예컨대, 850 nm)의 중심 파장을 가질 수 있다. 각 개별 스펙트럼 성분은 약 1 nm와 약 20 nm 사이의 파장 대역폭을 가질 수 있다. 샘플 비임(621-625)의 분리된 스펙트럼 성분을 분산된 샘플 비임(660)이라고 할 수 있다.
샘플 비임(621-625)의 분리된 스펙트럼 성분(660)은 집속 요소(670)에 입사한다. 이 집속 요소(670)는 분산된 샘플 비임(660)을 검출기 시스템(470) 상으로 집속시킨다. 검출기 시스템(470)은, 각 분산된 샘플 비임(660)을 검출하고 또한 분산된 샘플 비임의 적어도 하나의 특성을 나타내는 측정 신호(341)를 출력하도록 구성될 수 있다. 분산된 샘플 비임(660)의 적어도 하나의 특성은 분산된 샘플 비임의 공간 강도 분포에 관한 정보를 포함할 수 있다. 예컨대, 분산된 샘플 비임(660)의 적어도 하나의 특성은, 예컨대, 센서 장치의 광축에 대체로 수직인 면 내에서의 분산된 샘플 비임의 위치(예컨대, 분산된 샘플 비임의 중심의 위치)를 포함할 수 있다. 분산된 샘플 비임(651-654)의 위치는, 분산된 샘플 비임(651-654)이 형성되는 측정 방사선의 제 1 부분(355)의 위상에 의존할 수 있다. 검출기 시스템(470)은 복수의 검출기(나타나 있지 않음)를 포함할 수 있고, 각 검출기는 복수의 감지 요소, 예컨대, 하나 이상의 CCD 검출기를 포함할 수 있다. 감지 요소는 어레이, 예컨대 그리드 패턴으로 배치될 수 있다. 각 분산된 샘플 비임(651-654)은 일반적으로 검출기 시스템(470)의 복수의 서로 다른 감지 요소에 받아 들여질 수 있음 알 것이다.
파면 감지 시스템(600)은, 측정 신호(341)를 수신하고 이 측정 신호(341)를 사용하여 측정 방사선의 부분(355)의 위상을 결정하도록 구성된 프로세서(450)를 더 포함할 수 있다. 프로세서(450)는 서로 그리고/또는 공유 장치와 연통하는 복수의 프로세서를 포함할 수 있다.
검출기 시스템(470)으로 검출된 샘플 비임(625) 중의 하나와 관련된 4개의 븐산된 샘플 비임(651-654)의 확대도(655)가 도 6에 나타나 있다. 각 분산된 샘플 비임(651-654)은 검출기 시스템(470)에서 예상 위치(661-664)를 가질 수 있다. 분산된 샘플 비임(651-654)의 예상 위치(661-664)는 예컨대 측정 방사선(325)이 실질적으로 평평한 파면을 가질 때 그 분산된 샘플 비임(651-654)의 위치일 수 있다. 분산된 샘플 비임(651-654)의 위치와 분산된 샘플 비임의 예상 위치(661-664) 사이의 오프셋을 사용하여 측정 방사선(325)의 위상을 결정할 수 있다. 예컨대, 분산된 샘플 비임(651-654)의 위치와 분산된 샘플 비임의 예상 위치(661-664) 사이의 오프셋을 사용하여, 실질적으로 평평한 파면으로부터의 측정 방사선(325)의 파면의 변화를 결정할 수 있다.
유리하게, 도 6에 나타나 있는 실시 형태는, 측정 방사선(325)의 복수의 서로 다른 스펙트럼 성분(651-654)에 대한 위상 정보를 동시에 결정할 수 있다. 예컨대, 제 1 분산 광학 요소(650)의 사용으로, 제 1 분산 광학 요소(650)의 분산 방향에 대응하는 Y-방향으로의 샘플 비임(621-625)의 공간 강도 분포가 측정 방사선(325)의 스펙트럼에 관련된다. 추가로, 위에서 논의한 바와 같이, 샘플 비임(621-625)의 공간 강도 분포는, 샘플 비임(621-625)이 형성되는 측정 방사선의 부분(355)의 위상에 의존한다. 그러므로 측정 방사선(355)의 스펙트럼 정보 및 위상 정보는 서로 얽혀 있다. 개별 스펙트럼 성분(651-654)에 대한 지식을 사용하여, 측정 신호(341)로부터 스펙트럼 정보를 풀어 내어, 측정 방사선(325)의 위상을 보일 수 있다.
전술한 바와 같이, 파면 감지 시스템(600)의 프로세서(450)는, 측정 신호(341)를 수신하고 이 측정 신호(341)를 사용하여 측정 방사선의 하나 이상의 부분(355)의 위상을 결정하도록 구성된다. 또한 전술한 바와 같이, 이 위상 정보는 샘플 비임(621-625)의 공간 강도 분포로부터 결정되고, 이 공간 강도 분포는 샘플 비임(621-625)이 형성되는 측정 방사선의 부분(355)의 위상에 달려 있다. 추가로 또는 대안적으로, 파면 감지 시스템(600)의 프로세서(450)는 측정 신호(341)를 수신하고 이 측정 신호(341)를 사용하여 측정 방사선의 하나 이상의 부분(355)의 진폭을 결정하도록 구성될 수 있다. 이 진폭 정보는 샘플 비임(621-625)의 총 또는 전체 강도로부터 결정될 수 있고, 이 강도는 샘플 비임(621-625)이 형성되는 측정 방사선의 부분(355)의 진폭에 달려 있다. 일반적으로, 파면 감지 시스템(600)의 프로세서(450)는 측정 신호(341)를 수신하고 이 측정 신호(341)를 사용하여 측정 방사선의 하나 이상의 부분(355)의 퓨필 함수 변화(예컨대, 위상 및/또는 진폭)를 결정하도록 구성된다.
대안적으로, 이제 논의하는 바와 같이, 2개의 광학 분기부를 포함하는 파면 감지 시스템을 사용하여, 측정 방사선의 스펙트럼 정보 및 위상 정보의 얽힘을 풀 수 있다.
도 7은 본 발명의 일 실시 형태에 따른 2개의 광학 분기부(710, 720)를 갖는 파면 감지 시스템(700)을 포함하는 센서 장치(701)를 개략적으로 나타낸다. 도 7의 센서 장치(701)는 도 3의 센서 장치(300)와 공통적인 부품을 공유하며, 유사한 부분에는 유사한 참조 번호가 주어져 있다. 도 7의 파면 센서(700)는 도 3에 나타나 있는 파면 감지 시스템(335)의 일 실시 형태일 수 있다. 도 3과 도 7의 차이점을 아래에서 논의한다. 도 7의 센서 장치는, 측정 방사선(325)이 연속적인 파장의 방사선을 포함하고 도 7의 파면 감지 시스템은 비임 분할기(705) 및 추가적인 광학 분기부(720)를 포함한다는 점을 제외하고, 도 6의 센서 장치와 동일하다.
측정 방사선의 부분(355)은, 기판(W)의 타겟(330)으로부터 산란되고 비임 분할기(345)에서 반사된 후에, 복수의 샘플링 광학 요소(610)에 입사하게 된다. 파면 감지 시스템(700)은, 측정 방사선의 부분(355)을 샘플링 요소(610) 상에 결상하도록 구성된 렌즈와 같은 결상 광학 기구(나타나 있지 않음)를 더 포함할 수 있다. 각 샘플링 광학 요소(610)는, 측정 방사선의 부분(355)의 파면의 다른 부분을 샘플링하여 복수의 샘플 비임(621-625)을 형성하도록 구성될 수 있다. 파면 감지 시스템(700)은 비임 분리기(705)를 포함할 수 있고, 이 비임 분리기는, 샘플 비임의 제 1 부분(715)을 제 1 광학 분기부(710)에 보내고 또한 샘플 비임의 제 2 부분(725)을 제 2 광학 분기부(720)에 보내도록 구성된다. 비임 분리기(705)는, 제 1 부분(715)과 제 2 부분(725) 각각이 실질적으로 동일한 공간 강도 분포를 갖도록 구성된다. 예컨대, 비임 분리기(705)는 비임 분할기일 수 있다.
제 1 광학 분기부(710)는 시준 광학 요소(630a)를 포함할 수 있고, 이 광학 요소는, 샘플 비임이 제 1 분산 광학 요소(650a)에 입사하기 전에 샘플 비임(621-625)의 제 1 부분(715)을 시준하도록 구성되어 있다. 제 1 분산 광학 요소(650a)는 센서 장치의 퓨필 면 근처에 위치된다. 제 1 분산 광학 요소(650a)는 샘플 비임의 제 1 부분(715)의 서로 상이한 파장을 제 1 방향(도 7에서 Y-방향)으로 분리시키도록 구성될 수 있다. 즉, 제 1 분산 광학 요소(650)는, Y-방향으로 측정 방사선(325)의 파장의 함수로 샘플 비임(621-625)의 강도 분포를 분산시키도록 구성될 수 있다. 제 1 광학 분기부(710)는, 샘플 비임의 제 1 부분(715)의 분리된 파장을 제 1 분산된 샘플 비임(751)에 집속시키도록 구성된 제 1 집속 요소(741a)를 더 포함할 수 있다.
제 1 분산된 샘플 비임(751)은 검출기 시스템(470a)에 입사한다. 이 검출기 시스템(470)a)은, 각각의 제 1 분산된 샘플 비임(751)을 검출하고 제 1 분산된 샘플 비임(751)의 적어도 하나의 특성을 나타내는 측정 신호(341a), 예컨대, 제 1 분산된 샘플 비임(751)의 공간 강도 분포에 관한 정보를 출력하도록 구성될 수 있다. 예컨대, 제 1 분산된 샘플 비임(751)의 적어도 하나의 특성은, 예컨대, 센서 장치의 광축에 대체로 수직인 면에서의 제 1 분산된 샘플 비임(751)의 위치(예컨대, 제 1 분산된 샘플 비임의 중심의 위치)를 포함할 수 있다. 제 1 분산된 샘플 비임(751)의 위치는, 제 1 분산된 샘플 비임(751)이 형성되는 측정 방사선의 부분(355)의 위상에 달려 있을 수 있다. 검출기 시스템(470a)은 복수의 검출기(나타나 있지 않음)를 포함할 수 있고, 각 검출기는 복수의 감지 요소, 예컨대, 하나 이상의 CCD 검출기 또는 CMOS 검출기를 포함할 수 있다. 감지 요소는 어레이, 예컨대 그리드 패턴으로 배치될 수 있다. 제 1 분산된 샘플 비임(751) 각각은 일반적으로 검출기 시스템(470a)의 복수의 서로 다른 감지 요소에 받아 들여질 수 있음을 알 것이다.
제 2 광학 분기부(720)는 제 1 광학 분기부(710)와 동일한 부품, 즉, 제 2 시준 광학 요소(630b), 제 2 분산 요소(650b), 제 2 집속 광학 요소(741b), 및 제 2 검출기 시스템(470b)을 포함할 수 있다. 그러나, 제 2 분산 광학 요소(650b)는, 제 1 분산 광학 요소(650a)와 비교하여, 다른 방향(도 7에서는 X 방향)으로 샘플 비임의 제 2 부분(725)의 구성 파장을 분리하도록 구성되어 있다. 제 2 집속 요소(741b)는 샘플 비임의 제 2 부분(725)의 서로 다른 파장을 제 2 분산된 샘플 비임(752)에 집속시키도록 구성되어 있다. 제 1 분산 광학 요소(650a) 및 제 2 분산 광학 요소(650b)는 센서 장치의 광축을 중심으로 서로에 대해 상이한 회전 위치를 가질 수 있다.
검출기 시스템(470)으로 검출된 제 1 분산된 샘플 비임(751a)의 확대도(755)가 도 7에 나타나 있다. 제 1 분산된 샘플 비임(751a)은 제 1 분산 광학 요소(650a)에 의해 제 1 분산 방향(Y 방향)으로 분산되어 있다. 제 1 분산 광학 요소(650a)의 분산 방향은, 분산 광학 요소(650a)가 샘플 비임의 제 1 부분(715)의 스펙트럼 성분을 분리하는 방향이다. 추가로, 광학 수차로 인해, X-방향 및 Y-방향 모두로 샘플 비임(751)의 변위 및/또는 변형이 일어날 것이다. X-방향으로의 제 1 샘플 비임(751a)의 변위 및/또는 변형은, 그것이 X 방향으로 형성되는 측정 방사선의 부분(355)의 파면(즉, 위상)에 의해 적어도 부분적으로 결정된다. 검출기 시스템(470b)으로 검출된 제 2 분산된 샘플 비임(752a)의 확대도(756)가 도 7에 나타나 있다. 제 2 분산된 샘플 비임(752a)은 제 2 분산 광학 요소(650b)에 의해 제 2 분산 방향(X 방향)으로 분산되어 있다. 제 2 분산 광학 요소(650b)의 분산 방향은, 제 2 분산 광학 요소(650b)가 샘플 비임의 제 2 부분(715)의 스펙트럼 성분을 분리하는 방향이다. 추가로, 광학 수차로 인해, X-방향 및 Y-방향 모두로 샘플 비임(752)의 변위 및/또는 변형이 일어날 것이다. Y-방향으로의 제 2 샘플 비임(752a)의 변위 및/또는 변형은 적어도 부분적으로 Y-방향 및 X-방향으로 측정 방사선(325)의 파면(즉, 위상)에 의해 결정된다.
따라서, 검출기 시스템(470a, 470b)에서 제 1 및 2 분산된 샘플 비임(751, 752)의 변위 및/또는 변형은 적어도 부분적으로 측정 방사선의 부분(355)의 스펙트럼 및 그 측정 방사선의 부분(355)의 위상에 의해 결정될 수 있다. X-방향으로, 제 1 분산된 샘플 비임(751)의 변위 및/또는 변형은 측정 방사선의 부분(355)의 위상에 달려 있고, 제 2 분산된 샘플 비임(752)의 변위 및/또는 변형은 측정 방사선의 부분(355)의 위상 및 스펙트럼 성분 둘 다에 달려 있다. 제 1 분산 방향으로 그 분산된 샘플 비임(751, 752)의 변위 및/또는 변형을 비교함으로써, 제 1 분산 방향으로 스펙트럼 정보와 위상 정보의 얽힘이 풀어질 수 있다. Y-방향으로, 제 1 분산된 샘플 비임(751)의 변위 및/또는 변형은 측정 방사선의 부분(355)의 위상 및 스펙트럼 성분 둘 다에 달려 있고, 제 2 분산된 샘플 비임(752)의 변위 및/또는 변형은 측정 방사선의 부분(355)의 위상에 달려 있다. 다른 분산 방향으로 그 분산된 샘플 비임(751, 752)의 변위 및/또는 변형을 비교함으로써, 다른 분산 방향으로 스펙트럼 정보와 위상 정보의 얽힘이 풀어질 수 있다.
파면 감지 시스템(700)은, 측정 신호(341a, 341b)를 수신하고 이 측정 신호를 사용하여 측정 방사선의 부분(355)의 위상을 결정하도록 구성된 프로세서(450)를 더 포함할 수 있다. 이 프로세서(450)는 서로 그리고/또는 공유 장치와 연통하는 복수의 프로세서를 포함할 수 있다.
각 분산된 샘플 비임(751, 752)은 검출기 시스템(470a, 470b)에서 예상 위치(나타나 있지 않음)를 가질 수 있다. 분산된 샘플 비임(751, 752)의 예상 위치는, 예컨대 측정 방사선(325)이 실질적으로 평평한 파면을 가질 때 그 분산된 샘플 비임(751, 752)의 위치일 수 있다. 분산된 샘플 비임(751, 752)의 위치와 그 분산된 샘플 비임의 예상 위치 사이의 오프셋을 사용하여 측정 방사선의 부분(355)의 위상을 결정할 수 있다. 예컨대, 분산된 샘플 비임(751, 752)의 위치와 그 분산된 샘플 비임(751, 752)의 예상 위치) 사이의 오프셋을 사용하여, 실질적으로 평평한 파면으로부터의 측정 방사선(325)의 파면의 변화를 결정할 수 있다. 추가로 또는 대안적으로, 개별 분산된 샘플 비임(751, 752)의 총 또는 전체 강도를 사용하여, 센서 장치(701)의 퓨필 면 내에서의 측정 방사선(325)의 강도의 변화를 결정할 수 있다.
어떤 실시 형태에서, 파면 감지 시스템은 복수의 샘플링 광학 요소를 포함할 수 있다. 각 샘플링 광학 요소는, 측정 방사선의 부분의 파면의 다른 부분을 샘플링하여 복수의 샘플 비임을 형성하도록 구성될 수 있다. 샘플링 광학 요소는 예컨대 마이크로 렌즈를 포함할 수 있다. 샘플링 광학 요소는 어레이, 예컨대 그리드 패턴으로 배치될 수 있다. 파면 감지 시스템은 검출기 시스템을 더 포함할 수 있고, 이 검출기 시스템은 각 샘플 비임을 검출하고 샘플 비임의 적어도 하나의 특성을 나타내는 신호를 출력하도록 구성되어 있다. 검출기 시스템은 복수의 검출기를 포함할 수 있고, 각 검출기는 복수의 감지 요소, 예컨대, 하나 이상의 CCD 검출기 를 포함할 수 있다. 감지 요소는 어레이로 배치될 수 있다. 샘플 비임의 적어도 하나의 특성은 샘플 비임의 공간 강도 분포에 관한 정보를 포함할 수 있다. 예컨대, 샘플 비임의 적어도 하나의 특성은, 센서 장치의 광축에 대체로 수직인 면에서의 샘플 비임의 위치(예컨대, 샘플 비임의 중심의 위치)를 포함할 수 있다. 샘플 비임의 위치는, 샘플 비임이 형성되는 측정 방사선의 부분의 위상에 달려 있을 수 있다. 서브 비임의 예상 위치로부터 검출기 시스템에서 서브 비임의 영상의 변위를 사용하여, 공칭 위상(예컨대, 이상적인 평평한 파면)에 대한 측정 방사선의 부분의 위상을 결정할 수 있다.
센서 장치(300, 401, 501, 601, 701)의 실시 형태에서, 측정 방사선(360)의 적어도 일부는 측정 시스템(350)에 입사한다. 이 측정 시스템(350)은 신호(340)를 수신하고, 모인 측정 방사선(325) 및 측정 방사선의 부분(355)의 결정된 퓨필 함수 변화에 적어도 부분적으로 의존하여 기판(W)의 타겟(330)의 위치를 결정하도록 구성된다. 지금 부터, 측정 방사선의 위상을 사용하여 원오차(source error)(신호(340)에 포함되어 있는)를 교정하기 위한 한 방법을 논의한다.
측정 시스템(350)을 사용하여 타겟(330)의 위치를 결정하는 것은, 도 2에 나타나 있고 위에서 논의한 측정 시스템(230)으로 타겟(205)의 위치를 결정하는 것과 유사하다. 전술한 바와 같이, 한 회절 비임의 적어도 일부분은 켤레 회절 비임의 적어도 일부분과 조합될 수 있고, 조합된 회절 비임은 광검출기에 받아 들여지고, 조합된 회절 비임의 강도가 측정된다. 방사선 비임(215)이 타겟(205)에 입사하고 있을 때 기판(W)과 센서 장치(200) 사이의 상대 운동을 발생시켜, 인터페로그램(interferogram) 또는 진동하는 측정 강도를 형성할 수 있다. 지금부터 논의하는 바와 같이, 두 켤레 회절 비임 사이의 주어진 상대 위상에 대해, 광 검출기로 결정되는 방사선의 예상 강도를 결정할 수 있다.
일반적으로, 상이한 입사 각도로 타겟(330)의 동일한 점에 입사하는 방사선 비임(310)의 두 방사선 레이(ray)가 결맞음되어 있지 않다. 그러나, 방사선 비임(310)을 산란시키고 복수의 회절 차수를 포함하는 측정 방사선(325)을 형성함으로써, 타겟(310)은 입사하는 방사선 원추의 복수의 카피를 형성한다고 생각될 수 있다(카피는 일반적으로 상이한 위상 및 강도를 가짐). 이들 카피 중 임의의 카피 또는 회절 비임 내에, 측정 타겟(330) 상의 동일한 점으로부터 상이한 산란 각도로 생긴 두 방사선 레이는 결맞음되어 있지 않다(방사선 비임(310)의 특성 때문에). 그러나, 임의의 한 회절 비임 내에 있는 주어진 방사선 레이에 대해, 그 주어진 레이와 공간적으로 결맞음되어 있는 다른 회절 비임 각각에는 대응 방사선 레이가 있다. 예컨대, 각 회절 비임의 주 레이(입사하는 방사선 비임(310)의 주 레이에 대응함)는 결맞음되어 있고, 조합되면, 진폭 레벨에서 간섭할 수 있다. 켤레 회절 비임은, 이들 결맞은 비임이 진폭 레벨에서 간섭하도록 조합될 수 있다. 그러므로, 두 켤레 회절 비임 사이의 주어진 상대 위상차(△φ)에 대해, 광검출기로 결정되는 방사선의 예상 강도는 (ⅰ) 상대 위상차(△φ)를 갖는 각 쌍의 결맞은 레이(초기 입사 방사선 비임(310)으로부터의 주어진 각도에 대응함)를 결맞게 합하고, 그리고 (ⅱ) 이들 결맞은 합 각각을 결맞지 않게 합하여 결정될 수 있다. 각 레이에 대한 강도는 입사하는 방사선 비임(310)의 강도 분포 및 타겟(310)에 의해 형성되는 그레이팅의 산란 효율(그레이팅의 기하학적 구조에 달려 있음) 둘 모두에 달려 있을 것이다.
퓨필 면에서 측정 방사선(325)의 상대 위상에 변화가 있으면, 광검출기로 결정되는 방사선의 예상 진폭 및 타겟(330)의 결정된 위치에 오차가 생길 수 있다. 그러나, 파면 센서(335)가 퓨필 면에서(적어도 켤레 회절 차수가 통과하는 퓨필 면의 부분에서) 측정 방사선(325)의 상대 위상 맵을 결정하는 작용을 하면, 이를 사용하여, 광검출기로 결정되는 방사선의 수정된 예상 강도를 결정할 수 있다(켤레 레이가 통과하는 퓨필 면 내의 위치에서 측정 방사선(325)의 상대 위상 맵의 값에 따라 켤레 레이가 결맞게 합해지는 상대 위상을 수정하여). 이렇게 해서, 측정 방사선의 위상을 사용하여 원오차(신호(340)에 포함되어 있는)를 교정할 수 있다.
측정 방사선의 부분의 퓨필 함수 변화를 결정함으로써, 원오차를 교정할 수 있다. 측정 방사선의 부분의 결정된 퓨필 함수 변화를 사용하여 타겟 위치 측정 오차를 계산하고 이를 적어도 부분적으로 교정할 수 있다. 결정된 퓨필 함수 변화 정보를 사용하여, 센서 장치에 존재하는 광학 수차 및/또는 초점 오차를 이해하고 특성화할 수 있다. 이러한 광학 수차 및/또는 초점 오차는 파면 센서를 사용하여 모니터링될 수 있고, 센서 장치를 사용하여 행해진 타겟 위치 측정의 정확도를 개선하기 위해 전환 시간이 결정되고 고려될 수 있다. 결정된 퓨필 함수 변화 정보를 사용하여, 하나 이상의 광학 수차의 원인을 결정하고 그리하여 그 광학 부품의 수정 또는 교체를 할 수 있다. 초점 오차는 예컨대 센서 장치의 텔레센트릭성 및/또는 기판의 원치 않은 경사에 관련된 오차를 포함할 수 있다. 측정 방사선의 부분의 상이한 스펙트럼 성분의 퓨필 함수 변화 정보를 동시에 측정함으로써, 본 발명의 일 실시 형태에 따른 센서 장치를 이용하는 리소그래피 공정의 처리량을 개선할 수 있다. 이 센서 장치는, 시간에 따른 오차원의 변화를 결정하기 위해 임의의 원하는 간격으로, 예컨대 기판의 로트(lot) 당 한번으로 측정 방사선의 퓨필 함수 변화를 측정하도록 구성될 수 있다.
다른 언급이 없으면, 여기서 센서 장치의 퓨필 면에서 측정 방사선의 위상은 센서 장치의 퓨필 면에서 (예컨대, 기준 위상에 대한) 측정 방사선의 상대 위상을 의미함을 알 것이다. 유사하게, 다른 언급이 없으면, 여기서 센서 장치의 퓨필 면에서 측정 방사선의 강도는 센서 장치의 퓨필 면에서 (예컨대, 기준 강도에 대한) 측정 방사선의 상대 강도를 의미함을 알 것이다.
이와 관련하여 IC의 제조에 리소그래피 장치를 사용하는 것을 구체적으로 참조할 수 있지만, 여기서 설명되는 리소그래피 장치는 다른 용례를 가질 수 있음을 이해해야 한다. 가능한 다른 용례는, 통합형 광학 시스템, 자기 도메인 메모리를 위한 안내 및 검출 패턴, 평판형 디스플레이, 액정 디스플레이(LCD), 박막 자기 헤드 등의 제조를 포함한다.
이와 관련하여 리소그래피 장치와 관련해서 본 발명의 실시 형태를 구체적으로 참조할 수 있지만, 본 발명의 실시 형태는 다른 장치에도 사용될 수 있다. 본 발명의 실시 형태는 마스크 검사 장치, 계측 장치, 또는 웨이퍼(또는 다른 기판) 또는 마스크(또는 다른 패터닝 장치)와 같은 대상물을 측정 또는 처리하는 장치의 일부분을 형성할 수 있다. 이들 장치는 일반적으로 리소그래피 도구라고 할 수 있다. 이러한 리소그래피 도구는 진공 조건 또는 주변(비진공) 조건을 사용할 수 있다.
광학 리소그래피와 관련하여 본 발명의 실시 형태의 사용을 구체적으로 참조할 수 있지만, 상황이 허용하는 경우, 본 발명은 광학 리소그래피에 한정되지 않고 다른 용례, 예컨대 임프린트 리소그래피에도 사용될 수 있음을 알 것이다.
상황이 허용하는 경우, 본 발명의 실시 형태는 하드웨어, 펌웨어, 소프트웨어, 또는 이것들의 조합으로 구현될 수 있다. 본 발명의 실시 형태는 기계 판독 가능한 매체에 저장되는 지시로도 구현될 수 있고, 그 지시는 하나 이상의 프로세서에 의해 읽혀지고 실행될 수 있다. 기계 판독 가능한 매체는 정보를 기계(예컨대, 컴퓨팅 장치)로 판독 가능한 형태로 저장하거나 전송하기 위한 기구를 포함할 수 있다. 예컨대, 기계 판독 가능한 매체는 읽기 전용 메모리(ROM); 랜덤 액세스 메모리(RAM); 자기적 저장 매체; 광학식 저장 매체; 플래시 메모리 장치; 전기적, 광학식, 음향적 또는 다른 형태의 전파 신호(예컨대, 반송파, 적외선 신호, 디지털 신호 등) 등을 포함할 수 있다. 또한, 펌웨어, 소프트웨어, 루틴, 지시는 여기서 특정한 작용을 수행하는 것으로 설명될 수 있다. 그러나, 그러한 설명은 단지 편의을 위한 것이고 또한 그러한 작용은 사실 펌웨어, 소프트웨어, 루틴, 지시 등을 실행하는 컴퓨팅 장치, 프로세서, 제어기, 또는 다른 장치로 인해 나타나고 그렇게 해서 액츄에이터 또는 다른 장치가 물리적 세계와 상호 작용하게 할 수 있음을 알아야 한다.
이상으로 본 발명의 특정한 실시 형태를 설명했지만, 본 발명은 전술한 바와는 다르게 실시될 수 있음을 알 것이다. 위의 설명은 실례적인 것이고 한정적이지 않다. 따라서, 전술한 바와 같은 본 발명에 대한 수정이, 아래에서 주어진 청구 범위에서 벗어남이 없이 이루어질 수 있음이 당업자에게 명백할 것이다.
Claims (15)
- 기판의 타겟의 위치를 결정하기 위한 센서 장치로서,
방사선 비임을 기판 상으로 투영하도록 구성된 투영 광학 기구;
타겟으로부터 회절된 방사선 비임으로 형성된 측정 방사선을 집광하도록 구성된 수집 광학 기구;
측정 방사선의 적어도 제 1 부분의 퓨필 함수 변화를 결정하고 이를 나타내는 신호를 출력하도록 구성된 파면(wavefront) 감지 시스템; 및
상기 신호를 수신하고 측정 방사선의 적어도 제 2 부분 및 수신된 신호에 적어도 부분적으로 의존하여 상기 타겟의 위치를 결정하도록 구성된 측정 시스템을 포함하는 센서 장치. - 제 1 항에 있어서,
상기 파면 감지 시스템은,
상기 측정 방사선의 상기 적어도 제 1 부분을 복수의 서브 비임으로 분할하도록 구성된 제 1 분할 광학 요소;
각 서브 비임의 강도를 검출하고 이 강도를 나타내는 측정 신호를 출력하도록 구성된 검출기 시스템; 및
상기 측정 신호를 수신하고 측정 방사선의 상기 적어도 제 1 부분의 퓨필 함수 변화를 결정하도록 구성된 프로세서를 포함하는, 센서 장치. - 제 1 항에 있어서,
상기 파면 감지 시스템은,
상이한 파장을 갖는 분산된 방사선 비임에서 측정 방사선의 적어도 제 1 부분을 분리하도록 구성된 분산 광학 요소;
상기 분산된 방사선 비임 중의 하나를 분산된 서스 비임으로 분할하도록 각각 구성된 복수의 분할 광학 요소; 및
상이한 파장의 방사선의 상기 적어도 제 1 부분을 상기 복수의 분할 광학 요소 상으로 집속시키도록 구성된 집속 요소를 더 포함하는, 센서 장치. - 제 3 항에 있어서,
상기 집속 요소는 렌즈의 어레이를 포함하는, 센서 장치. - 제 1 항에 있어서,
상기 파면 감지 시스템은,
상기 측정 방사선의 상기 적어도 제 1 부분의 파면의 상이한 부분을 샘플링하여 복수의 샘플 비임을 형성하도록 각각 구성된 복수의 샘플링 광학 요소;
각 샘플 비임을 검출하고 샘플 비임의 적어도 하나의 특성을 나타내는 측정 신호를 출력하도록 구성된 검출기 시스템; 및
상기 측정 신호를 수신하고 측정 신호를 사용하여, 상기 측정 방사선의 상기 적어도 제 1 부분의 퓨필 함수 변화를 결정하도록 구성된 프로세서를 포함하는, 센서 장치. - 제 5 항에 있어서,
상기 파면 감지 시스템은,
상기 샘플 비임을 서로 상이한 파장을 갖는 분산된 샘플 비임으로 분리하도록 구성된 제 1 분산 광학 요소; 및
분산된 샘플 비임을 상기 검출기 상으로 집속시키도록 구성된 제 1 집속 요소를 더 포함하는, 센서 장치. - 제 6 항에 있어서,
상기 파면 감지 시스템은,
상기 샘플 비임의 제 1 부분을 제 1 광학 분기부에 보내고 또한 샘플 비임의 제 2 부분을 제 2 광학 분기부에 보내도록 구성된 비임 분리기를 더 포함하고,
상기 제 1 광학 분기부는,
샘플 비임의 제 1 부분의 서로 상이한 파장을 제 1 방향으로 분리시키도록 구성된 상기 제 1 분산 광학 요소; 및
상기 샘플 비임의 제 1 부분의 분리된 파장을 제 1 분산된 샘플 비임으로 집속시키도록 구성된 상기 제 1 집속 요소를 포함하고,
상기 제 2 광학 분기부는,
샘플 비임의 제 2 부분의 서로 상이한 파장을 다른 방향으로 분리시키도록 구성된 제 2 분산 광학 요소; 및
상기 샘플 비임의 제 2 부분의 서로 상이한 파장을 제 2 분산된 샘플 비임으로 집속시키도록 구성된 제 2 집속 요소를 포함하는, 센서 장치. - 제 1 항에 있어서,
상기 파면 감지 시스템은 적어도 하나의 파면 센서를 포함하는, 센서 장치. - 패터닝 장치로부터 패턴을 기판 상으로 투영하도록 배치되는 리소그래피 장치로서, 제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 따른 센서 장치를 포함하는 리소그래피 장치.
- 제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 따른 센서 장치를 포함하는 측정 장치.
- 기판의 타겟의 위치를 결정하는 방법으로서,
방사선 비임을 기판 상으로 투영하는 단계;
상기 타겟으로부터 산란된 측정 방사선을 집광하는 단계;
상기 측정 방사선의 적어도 일부분의 퓨필 함수 변화를 결정하는 단계; 및
집광된 측정 방사선 및 결정된 퓨필 함수 변화에 적어도 부분적으로 의존하여 상기 타겟의 위치를 결정하는 단계를 포함하는 방법. - 제 11 항에 있어서,
제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 따른 센서 장치를 사용하여 수행되는 방법. - 제 11 항 또는 제 12 항에 있어서,
상기 측정 방사선은 서로 상이한 파장의 방사선을 포함하고,
상기 측정 방사선의 부분의 파면의 서로 상이한 부분을 샘플링하여 복수의 샘플 비임을 형성하는 단계;
상기 샘플 비임을 샘플 비임의 제 1 부분 및 샘플 비임의 제 2 부분으로 분할하는 단계;
샘플 비임의 제 1 부분의 서로 상이한 파장을 제 1 분산 방향으로 분리하여 제 1 분산된 샘플 비임을 형성하는 단계;
샘플 비임의 제 2 부분의 서로 상이한 파장을 다른 분산 방향으로 분리하여 제 2 분산된 샘플 비임을 형성하는 단계;
상기 제 1 분산 방향으로의 상기 제 1 및 제 2 분산된 샘플 비임의 변위 및/또는 변형을 비교하는 단계;
상기 다른 분산 방향으로의 상기 제 1 및 제 2 분산된 샘플 비임의 변위 및/또는 변형을 비교하는 단계; 및
상기 비교를 사용하여 상기 제 1 분산 방향 및 다른 분산 방향으로 스펙트럼 정보와 퓨필 함수 변화 정보의 얽힘해제(disentangle)를 하는 단계를 더 포함하는 방법. - 제 11 항 내지 제 13 항 중 어느 한 항에 있어서,
결정된 퓨필 함수 변화에 의존하여 타겟 위치 측정 오차를 계산하는 단계; 및
계산된 타겟 위치 측정 오차에 대해 타겟의 결정된 위치를 적어도 부분적으로 교정하는 단계를 더 포함하는 방법. - 제 13 항에 있어서,
퓨필 면에서 상기 측정 방사선의 상대 위상 맵을 결정하는 단계를 더 포함하는 방법.
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