KR20220016950A - 계측 방법 및 연관된 계측, 그리고 리소그래피 장치 - Google Patents

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세바스티아누스 아드리아누스 구르덴
시몬 레이날드 후이스만
아르잔 요하네스 안톤 베우크만
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에이에스엠엘 네델란즈 비.브이.
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Abstract

타겟을 측정하기 위하여 측정 조명을 이용하는 것을 포함하는 계측 방법이 개시되며, 상기 측정 조명은 복수의 조명 조건을 포함한다. 본 방법은 제1 파라미터 값을 획득하기 위해, 예를 들어 양의 가중을 각각 포함하는 상기 복수의 조명 조건의 제1 서브세트로 제1 측정 캡처를 수행하는 것; 및 제2 파라미터 값을 획득하기 위해, 예를 들어 음의 가중을 각각 포함하는 상기 복수의 조명 조건의 제2 서브세트로 제2 측정 캡처를 수행하는 것을 포함한다. 최적화된 파라미터 값은 적어도 제1 파라미터 값과 제2 파라미터 값의 가중된 조합으로서 결정된다.

Description

계측 방법 및 연관된 계측, 그리고 리소그래피 장치
관련 출원에 대한 상호 참조
본 출원은 2019년 7월 2일에 출원된 EP 출원 19183776.4의 우선권을 주장하며, 이의 내용은 원용에 의해 전체적으로 본 명세서 내에 포함된다.
본 발명은, 예를 들어 리소그래피 기술에 의한 디바이스의 제조에 사용 가능한 방법 및 장치, 그리고 리소그래피 기술을 사용하는 디바이스의 제조 방법에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 계측 센서 및 이러한 계측 센서를 갖는 리소그래피 장치에 관한 것이다.
리소그래피 장치는 원하는 패턴을 기판 상으로, 일반적으로 기판의 타겟 부분 상으로 적용하는 기계이다. 리소그래피 장치는, 예를 들면, 집적 회로(IC)의 제조에 사용될 수 있다. 그 예에서, 대안적으로 마스크 또는 레티클로 지칭되는 패터닝 디바이스는 IC의 개별 층 상에 형성될 회로 패턴을 생성하기 위해 사용될 수 있다. 이 패턴은 기판 (예를 들어, 실리콘 웨이퍼) 상의 (예를 들어, 다이의 일부, 하나의 다이 또는 여러 다이를 포함하는) 타겟 부분 상으로 전사될 수 있다. 패턴의 전사는 전형적으로 기판 상에 제공된 방사선 민감성 재료(레지스트) 층 상으로의 이미징을 통해 이루어진다. 일반적으로, 단일 기판은 연속적으로 패터닝되는 인접 타겟 부분들의 네트워크를 포함할 것이다. 이 타겟 부분들은 흔히 "필드(field)"로 지칭된다.
복잡한 디바이스의 제조에서, 전형적으로 많은 리소그래피 패터닝 단계가 수행되며, 그에 의하여 기판의 연속적인 층에 기능적 피처를 형성한다. 따라서 리소그래피 장치의 성능의 중요한 측면은 이전 층에 (동일한 장치 또는 상이한 리소그래피 장치에 의해) 놓여진 피처와 관련하여 적용된 패턴을 정확하게 그리고 정밀하게 배치시키는 능력이다. 이 목적을 위하여, 기판은 하나 이상의 정렬 마크 세트를 구비하고 있다. 각 마크는 위치 센서, 전형적으로 광학 위치 센서를 사용하여 나중에 위치가 측정될 수 있는 구조체이다. 리소그래피 장치는 하나 이상의 정렬 센서를 포함하며, 기판 상의 마크의 위치는 이 정렬 센서에 의하여 정확하게 측정될 수 있다. 상이한 유형의 마크들 및 상이한 유형의 정렬 센서들이 상이한 제조 업체 및 동일한 제조 업체의 상이한 제품들로부터 알려져 있다.
다른 적용에서, 계측 센서는 (레지스트 내의 및/또는 에칭 후의) 기판 상의 노광된 구조체를 측정하기 위하여 사용된다. 빠르고 비침습적인 형태의 전문적인 검사 툴은 스캐터로미터이며, 스캐터로미터에서 방사선의 빔은 기판의 표면 상의 타겟으로 향하고 또한 산란된 또는 반사된 빔의 특성이 측정된다. 공지된 스캐터로미터의 예는 US2006/033921A1 및 US2010/201963A1에 설명된 유형의 각도 분해 스캐터로미터를 포함한다. 재구성에 의한 피처 형상의 측정에 더하여, 공개된 특허 출원 US2006/066855A1에 기술된 바와 같이, 회절 기반 오버레이는 이러한 장치를 사용하여 측정될 수 있다. 회절 차수의 암시야 이미징을 사용하는 회절 기반 오버레이 측정은 더 작은 타겟 상에서의 오버레이 측정을 가능하게 한다. 암시야 이미징 계측의 예는 국제 특허 출원 WO2009/078708 및 WO2009/106279에서 찾을 수 있으며, 이 문헌은 그 전체가 원용에 의해 본 명세서 내에 포함된다. 이 기술의 추가 발전 사항은 공개된 특허 공보 US2011/0027704A, US2011/0043791A, US2011/102753A1, US2012/0044470A, US2012/0123581A, US2013/0258310A, US2013/0271740A 및 WO2013/178422A1에 설명되어 있다. 이 타겟은 조명 스폿보다 작을 수 있으며 또한 웨이퍼 상의 제품 구조체에 둘러싸여 있을 수 있다. 복합 격자 타겟을 이용하여 다수의 격자가 하나의 이미지에서 측정될 수 있다. 이 모든 적용의 내용 또한 원용에 의해 본 명세서 내에 포함된다.
일부 스캐터로미터 또는 정렬 센서에서와 같은 일부 계측 적용에서, 계측 타겟의 결함은 그 타겟으로부터 측정된 값의 파장/편광 의존적 변화를 초래할 수 있다. 이와 같이, 이 변화에 대한 보정 및/또는 완화는 때로는 다수의 상이한 파장 및/또는 편광 (또는 보다 일반적으로, 다수의 상이한 조명 조건)을 사용하여 동일한 측정을 수행하는 것에 영향을 받는다. 다수의 조명 조건을 사용하여 측정하는 하나 이상의 양태를 개선하는 것이 바람직할 것이다.
제1 양태에서, 본 발명은 타겟을 측정하기 위하여 측정 조명을 이용하는 것을 포함하는 계측 방법을 제공하며, 상기 측정 조명은 복수의 조명 조건을 포함하고, 상기 방법은 제1 파라미터 값을 획득하기 위해, 복수의 조명 조건의 제1 서브세트로 제1 측정 캡처를 수행하는 것; 제2 파라미터 값을 획득하기 위해, 복수의 조명 조건의 제2 서브세트로 제2 측정 캡처를 수행하는 것; 및 최적화된 파라미터 값을 적어도 제1 파라미터 값과 제2 파라미터 값의 가중된 조합으로서 결정하는 것을 포함한다.
또한, 제1 양태의 방법을 수행하도록 작동 가능한 계측 디바이스를 포함하는 계측 장치 및 리소그래피 장치가 개시된다.
본 발명의 위의 양태 및 기타 양태는 아래에 설명된 예를 고려하여 이해될 것이다.
첨부된 개략적인 도면을 참조하여 본 발명의 실시예가 단지 예로서 설명될 것이며, 도면에서:
도 1은 리소그래피 장치를 도시하고 있다.
도 2는 도 1의 장치에서의 측정 및 노광 공정을 개략적으로 도시하고 있다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따라 조정 가능한 정렬 센서의 개략도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따라 조정 가능한 대안적인 계측 디바이스의 개략도이다.
도 5는 (a) 입력 방사선의 퓨필 이미지; (b) 도 4의 계측 디바이스의 작동 원리를 도시하는 축외 조명 빔의 퓨필 이미지; 및 (c) 도 4의 계측 디바이스의 또 다른 작동 원리를 도시하는 축외 조명 빔의 퓨필 이미지를 포함하고 있다.
도 6은 상이한 파장에서의 순차적인 측정들을 기반으로 하는 측정 스킴에 대한 시간에 대한 세기의 플롯이다.
도 7은 상이한 파장에서의 병행 측정들을 기반으로 하는 측정 스킴에 대한 시간에 대한 세기의 플롯이다.
도 8은 (a) 단일 검출기에 통합된 상이한 파장들에서의 다수의 측정을 갖는 최적의 조명 가중을 기반으로 하는 측정 스킴에 대한 시간에 대한 세기의 플롯; 및 (b) 최적의 조명 가중이 어떻게 운용되는지를 도시하는, 위치에 대한 세기의 플롯을 보여주고 있다.
도 9는 본 발명의 제1 실시예에 따른 측정 스킴에 대한 시간에 대한 세기의 플롯이다.
도 10은 본 발명의 제2 실시예에 따른 측정 스킴에 대한 시간에 대한 세기의 플롯이다.
본 발명을 상세히 설명하기 전에, 본 발명의 실시예가 구현될 수 있는 예시적인 환경을 제공하는 것이 유익할 것이다.
도 1은 리소그래피 장치(LA)를 개략적으로 도시하고 있다. 본 장치는 방사선 빔(B) (예를 들어, UV 방사선 또는 DUV 방사선)을 조절하도록 구성된 조명 시스템 (일루미네이터(illuminator))(IL); 패터닝 디바이스 (예를 들어, 마스크)(MA)를 지지하도록 구성되며, 특정 파라미터에 따라서 패터닝 디바이스를 정확하게 위치시키도록 구성된 제1 포지셔너(PM)에 연결되어 있는 패터닝 디바이스 지지체 또는 지지 구조체 (예를 들어, 마스크 테이블)(MT); 기판 (예를 들어, 레지스트-코팅된 웨이퍼)(W)을 유지시키도록 각각 구성되며, 특정 파라미터에 따라서 기판을 정확하게 위치시키도록 구성된 제2 포지셔너(PW)에 각각 연결되어 있는 2개의 기판 테이블 (예를 들어, 웨이퍼 테이블)(WTa 및 WTb); 및 패터닝 디바이스(MA)에 의하여 방사선 빔(B)에 부여된 패턴을 기판(W)의 (예를 들어, 하나 이상의 다이를 포함하는) 타겟 부분(C) 상으로 투영하도록 구성된 투영 시스템 (예를 들어, 굴절식 투영 렌즈 시스템)(PS)을 포함하고 있다. 기준 프레임(RF)은 다양한 구성 요소를 연결하며 패터닝 디바이스와 기판의 그리고 그들 상의 피처의 위치를 설정 및 측정하기 위한 기준부(reference) 역할을 한다.
조명 시스템은 방사선을 지향시키고, 성형(shaping)하고 또는 제어하기 위하여, 굴절식, 반사식, 자기식, 전자기식, 정전식 및/또는 다른 유형의 광학 구성 요소 또는 이들의 임의의 조합과 같은 다양한 유형의 광학 구성 요소를 포함할 수 있다.
패터닝 디바이스 지지체(MT)는 패터닝 디바이스의 배향, 리소그래피 장치의 설계, 및 예를 들어 패터닝 디바이스가 진공 환경에서 유지되는지 여부와 같은 다른 조건에 의존하는 방식으로 패터닝 디바이스를 유지시킨다. 패터닝 디바이스 지지체는 패터닝 디바이스를 유지시키기 위하여 기계적, 진공, 정전기 또는 기타 클램핑 기술을 사용할 수 있다. 패터닝 디바이스 지지체(MT)는, 예를 들어 필요에 따라 고정될 수 있거나 이동 가능할 수 있는 프레임 또는 테이블일 수 있다. 패터닝 디바이스 지지체는 패터닝 디바이스가 예를 들어 투영 시스템에 대해 원하는 위치에 있는 것을 보장할 수 있다.
본 명세서에 사용된 용어 "패터닝 디바이스"는 기판의 타겟 부분에 패턴을 생성하기 위해 방사선 빔의 횡단면에 패턴을 부여하기 위해 사용될 수 있는 임의의 디바이스를 지칭하는 것으로 넓게 해석되어야 한다. 예를 들어 패턴이 위상-시프팅 피처 또는 소위 어시스트 피처를 포함한다면 방사선 빔에 부여된 패턴은 기판의 타겟 부분에서 원하는 패턴과 정확하게 대응하지 않을 수 있다는 점이 주목되어야 한다. 일반적으로, 방사선 빔에 부여된 패턴은 집적 회로와 같은, 타겟 부분에 생성되는 디바이스 내의 특정 기능 층에 대응할 것이다.
여기에 도시된 바와 같이, 본 장치는 (예를 들어, 투과식 패터닝 디바이스를 사용하는) 투과형이다. 대안적으로, 본 장치는 (예를 들어, 위에서 언급된 바와 같은 유형의 프로그램 가능한 미러 어레이를 사용하는 또는 반사식 마스크를 사용하는) 반사형일 수 있다. 패터닝 디바이스의 예는 마스크, 프로그램 가능한 미러 어레이 및 프로그램 가능한 LCD 패널을 포함한다. 본 명세서에서 용어 "레티클" 또는 "마스크"의 임의의 사용은 보다 일반적인 용어 "패터닝 디바이스"와 동의어로 간주될 수 있다. 용어 "패터닝 디바이스"는 또한 이러한 프로그램 가능한 패터닝 디바이스를 제어하는 데 사용하기 위해 패턴 정보를 디지털 형태로 저장하는 디바이스를 지칭하는 것으로 해석될 수 있다.
본 명세서에서 사용되는 용어 "투영 시스템"은 이용되고 있는 노광 방사선에 대하여 또는 침지 액체의 사용 또는 진공의 사용과 같은 다른 요인에 대하여 적합한 것으로서, 굴절식, 반사식, 반사 굴절식(catadioptric), 자기식, 전자기식, 및 정전식 광학 시스템, 또는 이들의 임의의 조합을 포함하는 다양한 유형의 투영 시스템을 포함하는 것으로 넓게 해석되어야 한다. 본 명세서에서의 용어 "투영 렌즈"의 임의의 사용은 더 일반적인 용어 "투영 시스템"과 동의어로서 간주될 수 있다.
리소그래피 장치는 또한 투영 시스템과 기판 사이의 공간을 채우기 위해 기판의 적어도 일부분이 상대적으로 높은 굴절률을 가진 액체, 예를 들어 물로 덮일 수 있는 유형일 수 있다. 침지 액체는 또한 리소그래피 장치의 다른 공간, 예를 들어 마스크와 투영 시스템 사이에 적용될 수 있다. 침지 기술은 투영 시스템의 개구수를 증가시키기 위한 본 기술 분야에서 잘 알려져 있다.
작동 시에, 일루미네이터(IL)는 방사선 소스(SO)로부터 방사선 빔을 받아들인다. 예를 들어, 소스가 엑시머 레이저인 경우, 소스와 리소그래피 장치는 별개의 개체일 수 있다. 이러한 경우에, 소스는 리소그래피 장치의 일부를 형성하는 것으로 간주되지 않으며, 예를 들어 적절한 지향 미러 및/또는 빔 익스팬더를 포함하는 빔 전달 시스템(BD)의 도움으로 방사선 빔은 소스(SO)에서 일루미네이터(IL)로 전달된다. 다른 경우에, 예를 들어 소스가 수은 램프일 때 소스는 리소그래피 장치의 일체형 부분일 수 있다. 소스(SO)와 일루미네이터(IL)는 필요한 경우 빔 전달 시스템(BD)과 함께 방사선 시스템으로 지칭될 수 있다.
일루미네이터(IL)는, 예를 들어 방사선 빔의 각도 세기 분포를 조정하기 위한 조정기(AD), 적분기(integrator)(IN) 및 컨덴서(CO)를 포함할 수 있다. 일루미네이터는 방사선 빔의 횡단면에 원하는 균일성과 세기 분포를 갖도록 방사선 빔을 조정하기 위해 사용될 수 있다.
방사선 빔(B)은 패터닝 디바이스 지지체(MT) 상에서 유지되는 패터닝 디바이스(MA) 상에 입사되며, 패터닝 디바이스에 의해 패터닝된다. 패터닝 디바이스(예를 들어, 마스크)(MA)를 가로지른 방사선 빔(B)은 투영 시스템(PS)을 통과하며, 투영 시스템은 빔을 기판(W)의 타겟 부분(C) 상으로 집속시킨다. 제2 포지셔너(PW) 및 위치 센서(IF) (예를 들어, 간섭 디바이스, 선형 인코더, 2-D 인코더 또는 용량성 센서)의 도움으로, 기판 테이블(WTa 또는 WTb)은, 예를 들어 방사선 빔(B)의 경로 내에 상이한 타겟 부분(C)들을 위치시키기 위하여 정확하게 이동될 수 있다. 마찬가지로, 제1 포지셔너(PM) 및 (도 1에는 명확히 도시되지 않은) 또 다른 위치 센서가 사용되어, 예를 들어 마스크 라이브러리로부터의 기계적 인출(retrieval) 후 또는 스캔 동안에 패터닝 디바이스(예를 들어, 마스크)(MA)를 방사선 빔(B)의 경로에 대해 정확히 위치시킬 수 있다.
패터닝 디바이스 (예를 들어, 마스크)(MA) 및 기판(W)은 마스크 정렬 마크(M1, M2) 및 기판 정렬 마크(P1, P2)를 사용하여 정렬될 수 있다. 도시된 바와 같은 기판 정렬 마크들은 전용 타겟 부분을 점유하고 있지만, 이들은 (스크라이브-레인 정렬 마크로 알려져 있는) 타겟 부분들 사이의 공간에 위치될 수 있다. 유사하게, 하나보다 많은 다이가 패터닝 디바이스 (예를 들어, 마스크)(MA) 상에 제공되는 상황에서, 마스크 정렬 마크는 다이들 사이에 위치될 수 있다. 작은 정렬 마크는 또한 디바이스 피처들 사이에서 다이 내에 포함될 수 있으며, 이 경우 마커는 가능한 한 작고 인접한 피처와 다른 임의의 이미징 또는 공정 조건을 필요로 하지 않는 것이 바람직하다. 정렬 마커를 검출하는 정렬 시스템이 아래에서 더 자세히 설명된다.
도시된 장치는 다양한 모드에서 사용될 수 있다. 스캔 모드에서, 패터닝 디바이스 지지체 (예를 들어, 마스크 테이블)(MT) 및 기판 테이블(WT)은 방사선 빔에 부여된 패턴이 타겟 부분(C) 상으로 투영되는 동안 동시에 스캔된다 (즉, 단일 동적 노광). 패터닝 디바이스 지지체 (예를 들어, 마스크 테이블)(MT)에 대한 기판 테이블(WT)의 속도 및 방향은 투영 시스템(PS)의 (축소) 확대 및 이미지 반전 특성에 의해 결정될 수 있다. 스캔 모드에서, 노광 필드의 최대 크기는 단일 동적 노광에서 타겟 부분의 (비스캐닝 방향의) 폭을 제한하는 반면 스캐닝 움직임의 길이는 타겟 부분의 (스캐닝 방향의) 높이를 결정한다. 다른 유형의 리소그래피 장치 및 작동 모드가 본 기술 분야에서 잘 알려진 바와 같이 가능하다. 예를 들어, 스텝 모드가 알려져 있다. 소위 "마스크리스(maskless)" 리소그래피에서, 프로그램 가능한 패터닝 디바이스는 정지 상태로 유지되지만 패턴이 변경되고 기판 테이블(WT)은 이동되거나 스캔된다.
위에서 설명된 사용 모드 또는 완전히 상이한 사용 모드에 대한 조합 및/또는 변화가 또한 사용될 수 있다.
리소그래피 장치(LA)는 2개의 기판 테이블(WTa, WTb) 및 사이에서 기판 테이블이 교환될 수 있는 2개의 스테이션 -노광 스테이션(EXP) 및 측정 스테이션(MEA)-을 갖는 소위 이중 스테이지 유형이다. 한 기판 테이블 상의 한 기판이 노광 스테이션에서 노광되고 있는 동안, 또 다른 기판은 측정 스테이션에서 다른 기판 테이블 상으로 로딩되고 다양한 준비 단계가 수행될 수 있다. 이는 장치의 처리량의 상당한 증가를 가능하게 한다. 준비 단계는 레벨 센서(LS)를 사용하여 기판의 표면 높이 윤곽을 매핑하는 것 및 정렬 센서(AS)를 사용하여 기판 상의 정렬 마커의 위치를 측정하는 것을 포함할 수 있다. 위치 센서(IF)가 측정 스테이션과 노광 스테이션에 있는 동안 기판 테이블의 위치를 측정할 수 없다면, 제2 위치 센서가 제공되어 기준 프레임(RF)에 대한 기판 테이블의 위치가 양 스테이션에서 추적되는 것을 가능하게 한다. 도시된 이중 스테이지 배열체 대신에 다른 배열체가 알려져 있으며 사용 가능하다. 예를 들어, 기판 테이블과 측정 테이블이 제공되는 다른 리소그래피 장치가 알려져 있다. 이들은 준비 측정을 수행할 때 함께 도킹(docked)되며, 그후 기판 테이블이 노광을 겪는 동안 언도킹(undocked)된다.
도 2는 도 1의 이중 스테이지 장치 내에서 기판(W) 상의 타겟 부분 (예를 들어, 다이)를 노광시키기 위한 단계를 도시하고 있다. 점선 박스 내의 좌측부가 측정 스테이션(MEA)에서 수행되는 단계인 반면에, 우측부는 노광 스테이션(EXP)에서 수행되는 단계를 보여주고 있다. 가끔, 위에서 설명한 바와 같이, 기판 테이블(WTa, WTb) 중 하나는 노광 스테이션에 있는 동안, 다른 기판은 측정 스테이션에 있다. 이 설명의 목적을 위하여, 기판(W)이 이미 노광 스테이션 내에 로딩되었다는 것이 가정된다. 단계 200 에서, 새로운 기판(W')이 보이지 않는 메커니즘에 의해 장치로 로딩된다. 리소그래피 장치의 처리량을 증가시키기 위하여 이 2개의 기판은 동시에 처리된다
처음에 새로 로딩된 기판(W')을 참조하면, 이 기판은 장치 내에서의 첫 노광을 위해 새로운 포토레지스트로 준비된, 이전에 처리되지 않은 기판일 수 있다. 그러나 일반적으로, 설명된 리소그래피 공정은 일련의 노광 및 처리 단계 중 한 단계일 뿐이며, 따라서 기판(W')은 이 장치 및/또는 다른 리소그래피 장치를 이미 여러 차례 통과하였으며 또한 거쳐야 할 후속 공정을 가질 수도 있다. 특히 오버레이 성능을 향상하는 문제에 대하여, 과제는 하나 이상의 패터닝 및 처리 주기를 이미 거친 기판 상의 정확한 위치에 새로운 패턴이 정확하게 적용되는 것을 보장하는 것이다. 이 처리 단계들은 만족스러운 오버레이 성능을 달성하기 위해 측정되고 보정되어야 하는 기판의 왜곡을 점진적으로 도입한다.
이전 및/또는 후속 패터닝 단계는 방금 언급된 바와 같이 다른 리소그래피 장치들에서 수행될 수 있으며, 또한 상이한 유형의 리소그래피 장치에서 수행될 수도 있다. 예를 들어, 분해능과 오버레이와 같은 파라미터 면에서 매우 까다로운, 디바이스 제조 공정 내의 일부 층은 덜 까다로운 다른 층보다 더욱 진보된 리소그래피 툴에서 수행될 수 있다. 따라서, 일부 층은 침지 유형 리소그래피 툴에서 노광될 수 있는 한편, 다른 층은 "건식(dry)" 툴에서 노광된다. 일부 층은 DUV 파장에서 작동하는 툴에서 노광될 수 있는 반면에, 다른 층은 EUV 파장 방사선을 이용하여 노광된다.
단계 202에서, 기판 마크(P1) 등과 이미지 센서 (보이지 않음)를 사용하는 정렬 측정이 기판 테이블(WTa/WTb)에 대한 기판의 정렬을 측정하고 기록하기 위해 사용된다. 또한, 기판(W')에 걸친 여러 정렬 마크는 정렬 센서(AS)를 사용하여 측정될 것이다. 이 측정은 "웨이퍼 그리드"를 설정하기 위해 일 실시예에서 사용되며, 이 웨이퍼 그리드는 공칭 직사각형 그리드에 대한 임의의 왜곡을 포함하는, 기판에 걸친 마크들의 분포를 매우 정확하게 매핑한다.
단계 204에서, X-Y 위치에 대한 웨이퍼 높이(Z)의 맵은 또한 레벨 센서(LS)를 이용하여 측정된다. 일반적으로, 높이 맵은 노광된 패턴의 정확한 초점을 달성하기 위해서만 사용된다. 이는 그 외에 또한 다른 목적을 위해서 사용될 수 있다.
기판(W')이 로딩되었을 때, 레시피 데이터(206)가 수신되어 수행될 노광, 또한 웨이퍼의 특성, 그리고 웨이퍼 위에 앞서 형성되었거나 형성될 패턴을 규정하였다. 이 레시피 데이터에 202, 204에서 만들어진 웨이퍼 위치, 웨이퍼 그리드 및 높이 맵의 측정값이 추가되며, 따라서 레시피와 측정 데이터(208)의 전체 세트가 노광 스테이션(EXP)에 전달될 수 있다. 정렬 데이터의 측정은, 예를 들어 리소그래피 공정의 결과물인 제품 패턴에 대해 고정된 또는 공칭적으로 고정된 관계로 형성되는 정렬 타겟의 X 및 Y 위치를 포함한다. 노광 직전에 얻어진 이 정렬 데이터는 모델을 데이터에 맞추는 파라미터로 정렬 모델을 생성하기 위해 사용된다. 이 파라미터와 정렬 모델은 노광 작동 중에 사용되어 현재의 리소그래피 단계에서 적용되는 패턴의 위치를 보정할 것이다. 사용 중인 모델은 측정된 위치들 간의 위치 편차를 보간한다. 일반적인 정렬 모델은, "이상적인" 그리드의 병진, 회전 및 스케일링(scaling)을 상이한 차원에서 함께 규정하는 4개, 5개, 또는 6개의 파라미터를 포함할 수 있다. 더 많은 파라미터를 사용하는 진보된 모델이 알려져 있다.
단계 210 에서, 웨이퍼들(W' 및 W)이 교환되며, 따라서 측정된 기판(W')이 노광 스테이션(EXP)에 들어가는 기판(W)이 된다. 도 1의 예시적인 장치에서, 이 교환은 장치 내의 지지체(WTa 및 WTb)를 교환함으로써 수행되며, 따라서 기판들(W, W')은 이 지지체 상에 정확하게 클램핑되고 위치된 상태를 유지하여 기판 테이블과 기판 자체 사이의 상대적인 정렬을 보존한다. 이에 따라, 테이블들이 교환되면, 투영 시스템(PS)과 기판 테이블(WTb) (이전에는 WTa) 사이의 상대적인 위치를 결정하는 것은 노광 단계의 제어시 기판(W) (이전에는 W')에 대한 측정 정보(202, 204)를 이용하기 위해 필요한 모든 것이다. 단계 212에서, 레티클 정렬은 마스크 정렬 마크(M1, M2)를 사용하여 수행된다. 단계 214, 216, 218 에서, 다수의 패턴의 노광을 완료하기 위하여, 스캐닝 움직임과 방사선 펄스가 기판(W)에 걸쳐 연속적인 타겟 위치들에 적용된다.
노광 단계의 수행시 측정 스테이션에서 획득된 정렬 데이터와 높이 맵을 사용함으로써, 이 패턴들은 원하는 위치에 대하여, 특히 동일 기판 상에 이전에 놓여진 피처에 대해서 정확하게 정렬된다. 이제 W"로 표기되는 노광된 기판이 단계 220 에서 장치로부터 언로딩되어, 노광된 패턴에 따라 에칭 또는 다른 공정을 거친다.
당 업자는 위의 설명이 실제 제조 상황의 한 예와 관련된 다수의 매우 상세한 단계의 간략한 개요라는 것을 알 것이다. 예를 들어, 단일 패스로 정렬을 측정하는 것보다는, 흔히 동일한 또는 상이한 마크를 사용하여 개략적인 측정과 세밀한 측정의 별도 단계가 있을 것이다. 개략적인 및/또는 세밀한 정렬 측정 단계는 높이 측정 전 또는 후에 수행되거나 인터리브될 수 있다.
복잡한 디바이스의 제조에서, 전형적으로 많은 리소그래피 패터닝 단계가 수행되며, 그에 의하여 기판의 연속적인 층에 기능적 피처를 형성한다. 따라서 리소그래피 장치의 성능의 중요한 측면은 (동일한 장치 또는 상이한 리소그래피 장치에 의하여) 이전 층에 놓여진 피처와 관련하여 적용된 패턴을 정확하게 그리고 정밀하게 배치시키는 능력이다. 이 목적을 위하여, 기판은 하나 이상의 마크 세트를 구비하고 있다. 각 마크는 위치 센서, 전형적으로 광학 위치 센서를 사용하여 나중에 위치가 측정될 수 있는 구조체이다. 위치 센서는 "정렬 센서"로 지칭될 수 있으며 마크는 "정렬 마크"로 지칭될 수 있다.
리소그래피 장치는 하나 이상의 (예를 들어, 복수의) 정렬 센서를 포함할 수 있으며, 기판 상에 제공된 정렬 마크의 위치는 이 정렬 센서에 의하여 정확하게 측정될 수 있다. 정렬(또는 위치) 센서는 회절 및 간섭과 같은 광학 현상을 사용하여 기판에 형성된 정렬 마크로부터 위치 정보를 얻을 수 있다. 현재 리소그래피 장치에 사용되는 정렬 센서의 예는 US6,961,116에 설명된 바와 같은 자기 참조 간섭계(self-referencing interferometer)를 기반으로 한다. 예를 들어 US2015/261097A1에 개시된 바와 같이 위치 센서의 다양한 개선 및 변형이 개발되고 있다. 이 모든 공보의 내용은 원용에 의해 본 명세서 내에 포함된다.
마크 또는 정렬 마크는 기판 상에 제공된 또는 기판에 (직접) 형성된 층 상에 또는 층 내에 형성되는 일련의 바(bar)를 포함할 수 있다. 마크가 잘 알려진 공간 주기(피치)를 갖는 회절 격자로 간주될 수 있도록 바들은 규칙적으로 간격을 둘 수 있으며 격자 라인으로서의 역할을 할 수 있다. 이 격자 라인의 방향에 따라, 마크는 X축을 따르는 또는 (X축에 실질적으로 수직으로 배향되는) Y 축을 따르는 위치의 측정을 허용하도록 설계될 수 있다. X축 및 Y축 모두에 대해 +45도 및/또는 -45도로 배열된 바들을 포함하는 마크는 US2009/195768A에 설명된 기술을 이용하여, 조합된 X- 및 Y-측정을 허용하며, 이 특허공보는 원용에 의해 포함된다.
정렬 센서는 사인파와 같이 주기적으로 변하는 신호를 얻기 위해 방사선의 스폿으로 각 마크를 광학적으로 스캔한다. 이 신호의 위상이 분석되어 마크의 위치, 따라서 정렬 센서에 대한 기판의 위치를 결정하며, 정렬 센서는 결과적으로 리소그래피 장치의 기준 프레임에 대해 고정된다. 정렬 센서가 주기 신호의 상이한 주기들뿐만 아니라 주기 내의 정확한 위치(위상)를 구별할 수 있도록, 상이한 (개략적인 그리고 세밀한) 마크 치수와 관련된, 소위 개략적인 그리고 세밀한 마크가 제공될 수 있다. 상이한 피치의 마크들도 이 목적을 위하여 사용될 수 있다.
마크의 위치를 측정하는 것은 또한 마크가 제공되는 기판의 변형에 관한 정보를, 예를 들어 웨이퍼 그리드의 형태로 제공할 수 있다. 기판의 변형은, 예를 들어 기판 테이블에 대한 기판의 정전기적 클램핑 및/또는 기판이 방사선에 노출될 때 기판의 가열에 의해 발생할 수 있다.
도 3은 공지된 정렬 센서(AS)의 실시예의 개략적인 블록도이다. 방사선 소스(RSO)는 하나 이상의 파장의 방사선의 빔(RB)을 제공하며, 이는 전환 광학계에 의해, 기판(W) 상에 위치된 마크(AM)와 같은 마크 상으로 방사선 스폿(SP)으로서 전환된다. 이 예에서, 전환 광학계는 스폿 미러(SM)와 대물렌즈(OL)를 포함하고 있다. 조명 스폿(SP) -마크(AM)는 이 조명 스폿에 의해 조명된다-은 마크 자체의 폭보다 직경이 약간 작을 수 있다.
마크(AM)에 의해 회절된 방사선은 (이 예에서는 대물렌즈(OL)를 통해) 정보 전달 빔(IB)으로 시준된다. 용어 "회절된"은 (반사로 지칭될 수 있는) 마크로부터의 0차 회절을 포함하도록 의도된다. 자기 참조 간섭계(SRI), 예를 들어 위에서 언급한 US6,961,116에 개시된 유형의 간섭계는 빔(IB)을 자신과 간섭시키며, 그 이후 빔은 광검출기(PD)에 의해 받아들여진다. 방사선 소스(RSO)에 의해 하나보다 많은 파장이 생성되는 경우, 부가적인 광학계(보이지 않음)가 포함되어 별개의 빔을 제공할 수 있다. 광검출기는 단일 요소일 수 있거나 원하는 경우 다수의 픽셀을 포함할 수 있다. 광검출기는 센서 어레이를 포함할 수 있다.
이 예에서 스폿 미러(SM)를 포함하는 전환 광학계는 또한 마크로부터 반사되는 0차 방사선을 차단하는 역할을 할 수도 있으며, 따라서 정보 운반 빔(IB)은 마크(AM)로부터의 더 높은 차수의 회절 방사선만을 포함한다 (이는 측정에 필수적인 것은 아니지만, 신호 대 노이즈 비를 개선한다).
세기 신호(SI)는 처리 유닛(PU)으로 공급된다. 블록(SRI)에서의 광학 처리와 유닛(PU) 에서의 연산 처리의 조합에 의해, 기준 프레임에 대한 기판 상의 X-위치와 Y-위치에 대한 값이 출력된다.
도시되는 유형의 단일 측정은 마크의 하나의 피치에 대응하는 소정의 범위 내에서 마크의 위치만을 고정시킨다. 보다 개략적인 측정 기술이 이와 함께 사용되어 사인파의 어떤 주기가 마킹된 위치를 포함하는 주기인지를 식별한다. 마크가 제조되는 재료, 및 마크가 위 및/또는 아래에 제공되는 재료와 관계없이, 마크의 증가된 정확도 및/또는 확고한 검출을 위해 더욱 개략적인 및/또는 더욱 세밀한 레벨에서의 동일한 공정이 상이한 파장에서 반복된다. 이러한 다중 파장 측정을 수행하고 처리하는 개선 사항이 아래에 개시되어 있다.
정렬 및 제품/공정 모니터링 계측 적용 모두를 갖는 또 다른 특정 유형의 계측 센서가 최근에 유럽 출원 EP18195488.4 및 EP19150245.9에 설명되어 있으며, 이들은 원용에 의해 본 명세서에 참조로 포함된다. 이는 최적화된 간섭성을 갖는 계측 디바이스를 설명하고 있다. 보다 구체적으로, 계측 디바이스는 측정 조명의 다수의 공간적 비간섭성 빔을 생성하도록 구성되어 있으며, 상기 빔들의 각각 (또는 상기 빔들의 측정 쌍의 양 빔, 각 측정 쌍은 측정 방향에 대응한다)은 그들의 횡단면 내에 대응하는 영역을 갖고, 이 횡단면에 대해 이 영역들에서의 빔들 간의 위상 관계는 알려져 있다; 즉 대응하는 영역에 대하여 상호 공간적 간섭성이 있다.
이러한 계측 디바이스는 허용 가능한(최소한의) 간섭 아티팩트(스펙클(speckle))로 작은 피치 타겟을 측정할 수 있으며 또한 암시야 모드에서 작동 가능할 것이다. 이러한 계측 디바이스는 기판 위치를 측정 (예를 들어, 고정된 기준 위치에 대한 주기적 구조체 또는 정렬 마크의 위치를 측정)하기 위한 위치 또는 정렬 센서로서 사용될 수 있다. 그러나 계측 디바이스는 또한 오버레이의 측정 (예를 들어, 상이한 층들 또는 심지어 스티칭 마크(stitching mark)의 경우에 동일한 층 내의 주기적 구조체들의 상대 위치의 측정)을 위하여 사용 가능할 수 있다. 계측 디바이스는 또한 주기적 구조체들의 비대칭성을 측정할 수 있으며, 따라서 타겟 비대칭성 측정을 기반으로 하는 임의의 파라미터를 측정하기 위해 사용될 수 있다 (예를 들어, 회절 기반 오버레이(DBO) 기술을 사용하여 오버레이 또는 회절 기반 초점(DBF) 기술을 사용하여 초점).
도 4는 이러한 계측 디바이스의 가능한 구현 형태를 보여주고 있다. 계측 디바이스는 기본적으로 새로운 조명 모드를 갖는 표준 현미경으로서 작동한다. 계측 디바이스(300)는 디바이스의 주요 구성 요소를 포함하는 광학 모듈(305)을 포함하고 있다. (모듈(305) 외부에 위치될 수 있으며 다중 모드 섬유(315)에 의하여 모듈에 광학적으로 연결될 수 있는) 조명 소스(310)는 광학 모듈(305)에 공간적 비간섭성 방사선 빔(320)을 제공한다. 광학 구성 요소(317)는 공간적 비간섭성 방사선 빔(320)을 간섭성 축외 조명 생성기(325)로 전달한다. 이 구성 요소는 특히 본 명세서에서 개념에 대해 특히 중요하며 또한 더 상세하게 설명될 것이다. 간섭성 축외 조명 생성기(325)는 공간적 비간섭성 방사선 빔(320)으로부터 복수 (예를 들어, 4개)의 축외 빔(330)을 생성한다. 이 축외 빔(330)의 특성은 아래에서 더 상세히 설명될 것이다. 조명 생성기의 0차 차수는 조명 0차 블록 요소(375)에 의해 차단될 수 있다. 이 0차 차수는 이 문헌에서 설명된 간섭성 축외 조명 생성기 예들의 일부 (예를 들어, 위상 격자 기반 조명 생성기)를 위해서만 존재할 것이며, 따라서 이러한 0차 차수 조명이 생성되지 않는 경우 생략될 수 있다. 축외 빔(330)은 (광학 구성 요소(335) 및) 스폿 미러(340)를 통해 (예를 들어, 높은 NA) 대물렌즈(345)로 전달된다. 대물렌즈는 축외 빔(330)을 기판(350) 상에 위치되어 있는 샘플 (예를 들어, 주기적 구조체/정렬 마크) 상으로 집속하며, 여기서 빔은 산란 및 회절한다. 산란된 더 높은 회절 차수(355+, 355-) (예를 들어, 각각 +1 및 -1 차수)는 스폿 미러(340)를 통해 다시 전파되고 광학 구성 요소(360)에 의하여 센서 또는 카메라(365)에 집속되며, 여기서 이들은 간섭되어 간섭 패턴을 형성한다. 적절한 소프트웨어를 실행하는 프로세서(380)는 그후 카메라(365)에 의해 캡처된 간섭 패턴의 이미지(들)를 처리할 수 있다.
0차 회절 (정반사) 방사선은 검출 분기부 내의 적절한 위치에서; 예를 들어, 스폿 미러(340) 및/또는 별도의 검출 0차 블록 요소에 의해 차단된다. 축외 조명 빔들의 각각에 대해 0차 반사가 있다는 것, 현재 실시예에서 총 4개의 이 0차 반사가 있다는 것이 주목되어야 한다. 4개의 0차 반사를 차단하기에 적합한 개구 프로파일의 예가 도 4b 및 도 4c에서 보여지고 있으며 422로 표시되어 있다. 이와 같이, 계측 디바이스는 "암시야(dark field)" 계측 디바이스로서 작동된다.
제안된 계측 디바이스의 주 개념은 필요한 경우에만 측정 조명에서 공간적 간섭성을 유도하는 것이다. 보다 구체적으로, 축외 빔(330)들의 각각에서 대응하는 퓨필 포인트 세트들 사이에 공간 간섭성이 유도된다. 보다 구체적으로, 퓨필 포인트 세트는 축외 빔들의 각각 내의 대응하는 단일 퓨필 포인트를 포함하고 있으며, 퓨필 포인트 세트는 상호 공간적으로 간섭성이지만, 여기서 각 퓨필 포인트는 동일 빔 내의 다른 모든 퓨필 포인트에 대해 비간섭성이다. 이러한 방식으로 측정 조명의 간섭성을 최적화함으로써 작은 피치 타겟에서 암시야 축외 조명을 수행하는 것이 가능해지지만, 각 축외 빔(330)이 공간적으로 비간섭성이기 때문에 최소한의 스펙클 아티팩트를 갖는다.
도 5는 개념을 설명하기 위해 3개의 퓨필 이미지를 보여주고 있다. 도 5a는 도 4의 퓨필 평면(P1)과 관련된 제1 퓨필 이미지를 보여주고 있으며, 도 5b 및 도 5c는 각각 도 4의 퓨필 평면(P2)과 관련된 제2 퓨필 이미지를 보여주고 있다. 도 5a는 공간적 비간섭성 방사선 빔(320)을 (횡단면으로) 보여주고 있으며, 도 5b 및 도 5c는 2개의 상이한 실시예에서 간섭성 축외 조명 생성기(325)에 의하여 생성된 축외 빔(330)을 (횡단면으로) 보여주고 있다. 각 경우에서, 외부 원(395)의 범위는 현미경 대물렌즈의 최대 검출 NA에 대응하며; 이는 순전히 한 예로써 0.95 NA일 수 있다.
퓨필들 각각의 삼각형(400)들은 서로에 대해 공간적으로 간섭성인 퓨필 포인트 세트를 나타낸다. 유사하게, ×표(cross)(405)들은 서로에 대해 공간적으로 간섭성인 또 다른 퓨필 포인트 세트를 나타낸다. 삼각형들은 빔 전파에 대응하는 ×표들 및 다른 모든 퓨필 포인트들에 대해 공간적으로 비간섭성이다. (도 5b에서 보여지는 예에서의) 전반적인 원리는 상호 공간적으로 간섭성인 각 퓨필 포인트 세트 (각 간섭성 포인트 세트)가 다른 모든 간섭성 포인트 세트와 같이 조명 퓨필(P2) 내에서 동일한 간격을 갖는다는 것이다. 이와 같이, 이 실시예에서, 각 간섭성 포인트 세트는 다른 모든 간섭성 포인트 세트의 퓨필 내의 변환(translation)이다.
도 5b에서, 삼각형(400)으로 표시되는 제1 간섭성 포인트 세트의 각 퓨필 사이의 간격은 ×표(405)로 표시되는 간섭성 포인트 세트의 각 퓨필 포인트 사이의 간격과 동일해야 한다. 이 문맥에서 "간격"은 방향성이며, 즉, ×표 세트 (제2 포인트 세트)는 삼각형 세트 (제1 포인트 세트)에 대하여 회전되는 것이 허용되지 않는다. 이와 같이, 축외 빔(330)들의 각각은 그 자체에 의하여 비간섭성 방사선을 포함하고 있다; 그러나 축외 빔(330)들은 공지된 위상 관계 (공간적 간섭성)를 갖는, 그들의 횡단면 내에 대응하는 포인트 세트를 갖는 동일한 빔들을 함께 포함하고 있다. 각 포인트 세트의 포인트들이 동일하게 이격될 필요는 없다는 점이 주목되어야 한다 (예를 들어, 이 예에서의 4개의 삼각형(405) 사이의 간격이 동일할 필요가 없다). 이와 같이, 축외 빔(330)들은 퓨필 내에서 대칭적으로 배열될 필요가 없다.
도 5c는 이 기본적인 개념이 빔(330X)이 제1 방향 (X-방향)에 대응하고 빔(330Y)이 제2 방향 (Y-방향)에 대응하는 경우 단일 측정 방향에 대응하는 빔들 간에만 상호 공간적 간섭성을 제공하는 것으로 확장될 수 있다는 것을 보여주고 있다. 이 예에서, 정사각형 및 + 기호 각각은 삼각형 및 ×표로 나타내어진 퓨필 포인트 세트와 대응하지만 이와는 반드시 공간적으로 간섭성이 아닌 퓨필 포인트 세트를 나타낸다. 그러나, ×표들은 + 기호와 마찬가지로 상호 공간적으로 간섭성이며, ×표들은 + 기호의 퓨필 내에서의 기하학적 변환(geometric translation)이다. 이와 같이, 도 5c에서, 축외 빔들은 단지 쌍별(pair-wse) 간섭성이다.
이 실시예에서, 축외 빔들은 방향, 예를 들어 X 방향(330X) 및 Y 방향(330Y)에 의해 개별적으로 고려된다. (포인트(405X) 쌍과 같이, 포인트(400X) 쌍이 상호 간섭성이도록) 캡처된 X 방향 회절 차수를 생성하는 빔(330X) 쌍은 서로 간섭성일 필요만 있다. 마찬가지로, (포인트(405Y) 쌍과 같이, 포인트(400Y) 쌍이 상호 간섭성이도록) 캡처된 Y 방향 회절 차수를 생성하는 빔(330Y) 쌍은 서로 간섭성일 필요만 있다. 그러나 포인트(400X와 400Y)의 쌍들 사이는 간섭성이 있을 필요가 없으나, 포인트(405X와 405Y)의 쌍들 사이는 그렇지 않다. 이와 같이, 고려되는 각 측정 방향에 대응하는 축외 빔 쌍에 포함되는 간섭성 포인트 쌍들이 있다. 이전과 같이, 측정 방향에 대응하는 각 쌍의 빔에 대해, 각 쌍의 간섭성 포인트들은 다른 모든 간섭성 포인트 쌍의 퓨필 내에서의 기하학적 변환(geometric translation)이다.
예를 들어 정렬에서 또는 오버레이 (또는 초점과 같은 다른 관심 대상 파라미터)를 측정하기 위해 타겟을 측정할 때, 타겟으로부터의 원치 않는 분포는 측정 신호에 영향을 미치며, 이는 측정된 위치 또는 오버레이 값에 영향을 준다. 이상적인 상황에서, 다중 파장 측정에 사용되는 모든 파장은 기하학적으로 완벽한 기판 상의 타겟에 대해 동일한 정렬 위치 표시 또는 오버레이 값을 생성할 것이다. 이제 정렬 적용에 집중하면, 원치 않는 분포의 효과는 파장 의존적 정렬 위치 편차(APD)이며, 따라서 다른 색상은 실제 (즉, 불완전한) 기판에 대한 상이한 위치 표시를 야기한다. 이러한 분포는, 예를 들어 다음을 포함한다:
● 격자 비대칭-예를 들어 최하부 격자의 바닥 기울기 또는 동일하지 않은 측벽 각도들의 형태의 원하지 않는 격자 비대칭은 파장 의존적 APD를 야기한다. 유사한 길이 스케일로 인하여, APD는 파장의 함수로 천천히 변화한다.
● 두께 변화 및 센서 수차 - 스택 내 층 두께 변화 및 간섭은 퓨필 내에서 광을 재분포시킬 수 있으며, 이는 센서 수차와 함께 APD를 유발한다. 예를 들어, 스택 내의 광학 두께가 약 1㎛이면, APD가 파장의 함수로서 변화하는 전형적인 길이 스케일은 약 150㎚이다.
● 잔류 토포그래피 및 표면 거칠기 - 웨이퍼 품질이 낮을 때 토포그래피와 및 표면 거칠기는 APD를 유발할 수 있으며, APD는 간섭으로 인하여 파장 의존적이다. APD 변화에 대한 전형적인 길이 스케일은 층 두께에 대한 것 (l㎛ 두께 스택에 대해 150㎚)과 거의 동일하다.
각 경우에, 복수의 상이한 파장 (예를 들어, 적절하게 멀리 떨어져 있고, 위에서 설명된 스케일 내에서 일부를 가짐)에서 측정하는 것은 APD에 대한 보정 또는 완화를 가능하게 할 수 있다. 초기 해결책은 전형적으로 특정 타겟/스택에 대해 가장 정확한 파장을 결정하고 이를 사용하려고 시도되었다. (원용에 의해 본 명세서에 포함된) 미국 공개 US2019/0094721 A1에 더 자세히 설명된 개선된 해결책은 최적 색상 가중(optimal color weighting)(OCW)으로 지칭되는 기술을 포함한다.
APD는 층 두께 변화 및 측정되고 있는 타겟의 유형에 따라 다를 뿐만 아니라 다양한 색상(예를 들어, 파장 또는 편광)에 대해 상이하게 스케일링된다는 것이 인식될 것이다. OCW 기반 방법은 측정값에 대한 타겟 변형의 영향을 최소화하기 위해 사용되는 모든 색상의 최적(예를 들어, 가중된) 조합을 결정하는 것을 목표로 한다.
정렬 예를 사용하여, K 색상을 사용하는 측정에 대해 최적화된 측정 위치(
Figure pct00001
)는 예를 들어 각 측정 위치(x k )의 선형 가중 조합에 의해 계산될 수 있다:
Figure pct00002
여기서
Figure pct00003
는 가중치이다. 실시예에서, 가중치들의 합은 1과 같다. 가중치는 모든 j에 대해
Figure pct00004
이도록 결정될 수 있으며, 여기서
Figure pct00005
...은 공정 변화(예를 들어, 격자 비대칭 변화, 층 두께 변화 및 표면 토폴로지 변화)이다.
Figure pct00006
은 정렬 위치(
Figure pct00007
)가 (작은) 표면 변화(pj)의 영향을 받지 않는다는 것을 의미한다.
현재 다수의 파장에 대한 측정 데이터를 얻기 위해 사용되는 다양한 해결책이 있다. 도 6은 제1 측정 스킴을 도시하는 시간에 대한 세기의 플롯(plot)이며, 제1 타겟(T1) 및 제2 타겟(T2)의 측정치를 보여주고 있다. 여기에서 타겟의 각 전체 측정은(예를 들어, 단일 검출기 또는 카메라에서의) 3개의 파장(λ1, λ2, λ3) 각각에서의 순차적인 측정 캡처를 포함한다. 각 전체 측정을 위하여 사용되는 색상은 지속적으로 조정 가능할 수 있으며 타겟당 측정된 파장의 수는 3개부터 달라질 수 있다. 제2 예가 도 7에 도시되어 있으며, 여기서 각 파장(λ1, λ2, λ3)에 대한 각 측정 캡처는 별도의 검출기 또는 카메라에서 캡처된 각 파장 세기와 함께 동시에 수행된다.
또 다른 예는 다중 파장을 단일 검출기의 단일 측정 캡처로 통합하는 것을 포함한다. 이 접근법은 최적 조명 가중으로서 지칭되는 개념을 이용한다. 이 개념이 도 8에 의하여 도시되어 있다. 도 8a는 이 최적 조명 가중 예에 대한, 도 6 및 도 7의 시간에 대한 세기의 플롯과 동등한 시간에 대한 세기의 플롯이다. 3개의 파장(λ1, λ2, λ3)은 단일 캡처에서 조합된 단일 세기로서 측정될 수 있다. 단일 측정 위치가 통합 측정으로부터 어떻게 결정될 수 있는지의 예가 도 8b에서의 위치(x) (또는 검출 배열체에 따라 시간(t))에 대한 세기(I)의 플롯에 의하여 도시되고 있다. 각 파장과 관련된 세기 신호는 검출기에서 동일한 주기로 캡처되지만 개별적으로 가중된다. 예를 들어, 신호는 파장마다 조명 세기를 설정함으로써 (예를 들어, 음향 광학 가변 필터(AOTF) 또는 유사한 디바이스를 이용하여) 가중될 수 있다. 도 8b에서, 제1 파장(xλ1)과 제2 파장(xλ2) (이 예에서는 명확함을 위하여 2개의 파장만 사용된다)에 대한 정렬 위치가 가중된 세기와 결합하여 가중된 정렬 위치(xw)를 야기하며, 이 가중된 정렬 위치는 측정된 신호(SIG)로부터 결정될 수 있다.
위에서 설명된 접근 방식에는 많은 문제가 있다. 타겟당 총 측정 시간이 5㎳를 초과하지 않아야 하는 경우 상이한 파장들의 순차적인 캡처가 매우 어렵다. 따라서 5 내지 10개의 색상을 연속적으로 측정하는 것은 캡처당 1㎳ 미만이 된다. 이는 기계 역학 및 낮은 소스 파워로 인해 낮은 재현성을 초래한다. 또한, 색상 전환 및 검출기/카메라에 대한 속도 요구 사항은 구현하기 어려울 것이며 많은 비용이 들 것이다. 병렬 측정은 높은 하드웨어 간접 비용(hardware overhead)을 가지며, 예를 들어 5 내지 10개의 색상과 2개의 편광에서의 이미지 및 퓨필 평면 이미징을 위하여 20 내지 40대의 검출기가 필요할 것이다. 특히, 시스템이 이미지 기반인 경우 20 내지 40대의 카메라가 필요하면서, 많은 양의 요구 사항과 열 발생이 필요할 것이다. 이 검출기들의 각각은 드리프트(drift)에 대한 보정 및 제어를 필요로 한다. 카메라에서 다수의 이미지를 동시에 이미징함으로써 검출기의 수를 줄이는 것은 가능하지만 광학계 복잡성을 증가시킨다. 광학 조명 가중은 색상에 대해 양의 가중만 가능하다는 문제가 있다. 따라서, 이 방법은 두께 변화와 같은, 양의 가중치만이 필요한 공정 변화에 대해서만 적절하게 효과적이다. 이 방법은 음의 색상 가중치를 필요로 하는 격자 비대칭 및 기타 공정 변화에는 비효율적이다.
이 문제를 해결하기 위하여, N개의 상이한 조명 조건 (예를 들어, 여기서 N>2, N>3, N>4, N>5, N>8, N>15 또는 N>20)으로 타겟을 측정하는 방법이, 또한 음의 가중치가 부과되는 것을 허용하는 2개 또는 4개의 측정 캡처에서만 될 것이다. 상이한 조명 조건은, 예를 들어 상이한 파장 또는 상이한 파장/편광 조합을 포함할 수 있다. 상이한 조명 조건이 추가로 확장되어 각도 조명 스펙트럼과 같은, 조정될 수 있는 조명 조건의 다른 양태를 포함할 수 있다. 더욱이, 각도 스펙트럼은 또한 색상 (및/또는 편광)별로 조정될 수 있다. (각도 별로 색상의 조정을 가능하게 하기 위하여) 이는 초분광 일루미네이터와 같은 더 복잡한 하드웨어를 필요로 할 것이다. 이는, 예를 들어 초분광 일루미네이터에서 센서 광학 모듈로 광을 안내하는 섬유 번들(fiber bundle)을 사용하여 구현될 수 있다. 본 방법은 개별적으로 측정된 색상을 갖는 광학 색상 가중 개념과 단일 캡처에서 검출기 상의 통합된 색상을 갖는 광학 조명 가중의 조합을 포함한다.
특히, 실시예는 양의 가중 파장들을 함께(또는 편광 상태마다) 그리고 음의 가중 파장들을 함께 (또는 편광 상태마다) 통합하는 것을 포함한다. 이와 같이 본 방법은 모든 양의 가중 파장을 하나의 양의 가중 캡처 (또는 편광 상태마다 별도로 통합되는 경우 2개)에서 통합하는 것 및 모든 음의 가중 파장을 하나의 음의 가중 캡처 (또는 편광 상태마다 별도로 통합되는 경우 2개)로 통합하는 것을 포함할 수 있다. 이 캡처들의 각각 (또는 요구되는 가중에 따라 이들 중 적어도 하나)는 이전에 설명된 최적 조명 가중 방법과 본질적으로 동일한 개념을 사용하여 통합된 다수의 파장을 포함한다. 이 캡처들의 각각으로부터의 측정 위치는 그후 OCW와 유사한 방법의 가중과 (예를 들어, 선형으로) 조합될 수 있다.
도 9는 이 개념을 설명하는, 시간에 대한 세기의 플롯을 포함하고 있다. 제1 타겟(T1)의 측정은 양의 가중 캡처(M1)에서 모든 양의 가중 파장(λ1, λ2, λ4)으로 수행되며, 이후 제1 타겟(T1)의 측정은 음의 가중 캡처(M2)에서 모든 음의 가중 파장(λ3, λ5)으로 수행된다. 이는 그후 후속 타겟(예를 들어 제2 타겟(T2))에 대해 반복된다. 2개의 캡처 중 하나는 단일 파장만을 포함할 수 있다는 점이 주목되어야 한다.
단일 캡처 내에 포함된 파장의 가중은 파장들의 각각에 대한 세기를 가중시킴으로써 달성된다. 이와 같이, 신호들의 각각은 주기는 동일할 것이며 또한 각 캡처에 대한 측정된 신호로부터의 측정된 위치는 각각의 세기에 의해 가중된 각 구성 파장에 대한 측정 위치들의 조합으로부터 발생할 것이다.
측정들은 그후 설명된 OCW 개념을 사용하여 조합되지만, 양의 가중 캡처에 대한 제1 가중치(Wpos)와 제2 가중치(Wneg)의 2개의 수치 가중치(numerical weights)만 사용한다; 즉,
Figure pct00008
이다.
여기서 xpos는 양의 캡처로부터의 측정 위치이며, xneg는 음의 캡처로부터의 측정 위치이다. 설명된 바와 같이, 이 측정 위치(xpos 및 xneg)는 각 구성 파장들의 각각에 대한 측정 위치의 (세기를 통하여) 가중 조합을 각각 포함할 것이다. 따라서 도 9의 특정 예를 이용하여,
Figure pct00009
및
Figure pct00010
이며, 여기서 I1 내지 I5는 각각 각 파장(λ1 내지 λ5)의 가중 조명 세기이고, 또한 x1 내지 x5는 파장(λ1 내지 λ5)을 각각 사용한 단일 파장 측정으로부터 획득된 측정 위치이다. 조명 가중은, 예를 들어 조명 경로의 AOTF에 의해 설정될 수 있다.
위의 처리는 많은 실제 적용에서 충분할 대략적이고 단순화된 처리이다. 그러나 특정 예에 대한 보다 정확한 설명은 다음과 같을 것이다:
Figure pct00011
Figure pct00012
여기서, 부가적인 계수는 조명 조건 (예를 들어, 파장 또는 편광)에 관한 신호 강도, 검출기 효율 등과 같은 요인의 의존성을 고려한다. 심지어 이 또한 근사치이며, 이 근사치는 위치와 가중치가 크게 상이하지 않을 때 충분히 정확하다. 적절한 처리는, 예를 들어 다음을 사용하여 상이한 가중치를 갖는 2개의 기호(sing)의 합의 위상을 계산한다:
Figure pct00013
이는
Figure pct00014
및
Figure pct00015
를 규정함으로써 일반화되고 단순화할 수 있으며, 여기서 f 및 g는 적절한 함수이다. 따라서 일반적으로, 설명된 개념의 목적은 (예를 들어, 함수(f 및 g) 및 가중치(W)를 적용한 후에) 획득된 위치(xopt)가 공정 변화에 강하도록 (예를 들어, 편도 함수가 0이 되도록) 색상 (보다 일반적으로, 조명 조건) 및 세기를 선택하는 것이다.
연속 파장 범위를 효과적으로 얻기 위해 파장의 수는 거의 무한대로 확장될 수 있다는 점을 주목한다. 이러한 실시예에서, AOTF를 사용하는 것 대신에, (예를 들어, 격자 및 공간 광 변조기를 포함하는) 또 다른 유형의 (초)분광 성형기((hyper)spectral shaper)가 사용되어 색상 및 가중치를 조정할 수 있다.
도 9에 도시된 실시예는 다수의 편광 설정을 포함하지 않는다. 본 명세서에서 설명된 개념에서 다수의 편광 설정을 통합하기 위한 많은 옵션이 있다. 하나의 가능한 배열은 편광 상태마다 하나씩, 2개의 평행한 검출 배열체를 제공하는 것을 포함할 수 있다. 그러한 배열체에서, 제1 측정 전략은 이전과 같이 2개의 순차적인 (양의 가중 및 음의 가중) 측정을 포함할 수 있다. 이의 결과는 파장과 세기 가중이 H 및 V 편광 상태에 대해 동일할 것이라는 것이다. 대안적으로, 가중 방향과 편광 조합마다 4개의 순차적 측정 캡처가 수행될 수 있다. 이러한 접근 방식에서, 측정은 양의 가중 H 편광 캡처, 양의 가중 V 편광 캡처, 음의 가중 H 편광 캡처 및 음의 가중 V 편광 캡처를 포함할 수 있다. 이는 측정 시간을 두 배로 하는 비용이 들기는 하지만 서로 다른 편광에 대해 상이한 다른 색상과 가중치가 설정될 수 있게 한다는 이점을 갖는다. 물론, 제2의 OCW와 같은 계산 단계가 이제 4개의 측정값의 가중 조합일 것이다; 즉:
Figure pct00016
이다.
또 다른 실시예에서, 파장마다 편광의 선택을 가능하게 하는 조명 배열체 또는 일루미네이터가 제공될 수 있다. 예를 들어, 제1 AOTF가 제공되어 H 편광에 대한 파장 및 가중치를 설정할 수 있으며, 또한 제2 AOTF가 제공되어 V 편광에 대한 파장 및 가중치를 설정할 수 있다. 제1 및 제2 AOTF로부터의 출력은 (예를 들어, 편광 빔 스플리터를 사용하여) 단일 조명 빔으로 결합될 수 있다. H 및 V 측정은 단일 검출기에서 통합되거나 각각의 H 및 V 검출기/카메라에서 별도로 검출될 수 있다. 도 10은 제1 그룹의 파장/편광 조합(λ1H, λ2V, λ4V)을 사용하는 양의 가중 캡처(M1)와 제2그룹의 파장/편광 조합(λ3V, λ4H, λ3H, λ5V)을 사용하는 음의 가중 캡처(M2)를 포함하는, 단일 검출기에 통합된 측정을 도시하고 있다. 따라서, 이 예에서
(전과 같이)
Figure pct00017
이며, 여기서
Figure pct00018
이며,
Figure pct00019
이다.
각 측정에 사용된 파장과 가중치를 결정하기 위해 레시피 생성을 위한 방법이 이제 설명될 것이다. 본 방법은 OCW에서 이미 수행한 것과 유사할 수 있다. 레시피 생성은 특별히 높은 처리량이 필요하지 않다는 점이 주목되어야 한다. 트레이닝 방법의 제1 단계는 다수의 파장에 대해 (바람직하게는, 각 경우에, 양 편광에 대해) 정렬된 위치 및 신호 강도를 개별적으로 측정하는 것을 포함한다. 이는 한 번에 한 색상씩 순차적으로 이루어질 수 있다. 충분한 대표적인 공정 변화가 있도록 충분한 타겟/웨이퍼/로트가 측정되어 충분한 트레이닝 데이터를 획득해야 한다. 선택적인 제2 단계는 주사 전자 현미경 또는 스캐터로미터와 같은 계측 툴로 웨이퍼를 노광하고 측정하는 것을 포함한다. 제3 단계는 파장들의 최적화된 서브세트 (또는 파장/편광 조합) 및 그들 각각의 가중치를 결정하는 것을 포함하며, 따라서:
1) (가중 정렬 위치를 기반으로 하는) 가상적인 노광 후의 오버레이는 최소화될 것이며 (이 단계는. 예를 들어, 단계 2로부터 이용 가능하게 되는 실제 오버레이 데이터를 필요로 한다); 또는
2) 가중 위치는 실제 마크 위치에 기인할 수 있는 (측정 및/또는 시뮬레이션을 통해 획득된 주어진 타겟에 대한 파장으로 정렬 또는 APD의 변화를 설명하는) 측정된 정렬 위치 "스윙 곡선(swing curve)"의 변화와 강한 관련이 있다; 예를 들어, 전체 오프셋과 같은 편광 및 파장을 통해 일관적인 구성 요소. 이 가중 위치는 바람직하게는 또한 공정 변화 (예를 들어, 파장 및 편광을 통해 변화하는 구성 요소)에 기인하는 스윙 곡선의 변화와 0의 (또는 최소) 상관 관계를 갖는다.
각 캡처 내에서의 강도 가중은 조명 조건들 (파장 및/또는 편광) 간의 임의의 신호 강도 변화에 대해 (트레이닝 및 생산 모두에서) 보정되어야 한다는 점이 주목되어야 한다. 예를 들어, 파장 λ1과 파장 λ2의 세기가 동일하게 가중되는 것으로 결정되었지만 파장 λ1의 (예를 들어, 웨이퍼의 품질에 관련된) 신호 강도가 파장 λ2의 신호 강도의 2배라면, 보상을 위하여 파장 λ2의 세기(I2)는 파장 λ1의 세기(I1)의 2배가 되어야 한다. 이는, 예를 들어 위에서 제공된 예에서의 계수(ci) 및/또는 함수(f, g)를 사용하여 수행될 수 있다.
데이터/측정 주도 트레이닝 외에도 원칙적으로 시뮬레이션에 기반한 트레이닝을 수행하는 것이 (대안으로 또는 조합하여) 또한 가능하다는 점이 인식되어야 한다. 예를 들어, 색상과 가중을 결정하기 위하여, 원칙적으로 대표적인 웨이퍼 스택 및 대표적인 (예상되는) 공정 변화에 관해 수행된 시뮬레이션으로 시뮬레이션 도메인에서 순수하게 트레이닝하는 것이 가능하다. 이와 같이, 알려진 OCW 기술과 관련하여 이미 설명된 색상 및 가중을 결정하기 위한 임의의 가능한 트레이닝 방법 또한 여기에서 사용될 수 있다.
위의 설명은 (예를 들어, 리소그래피 장치/스캐너, 계측 장치 또는 임의의 다른 처리 장치 내에서) 기판을 위치시키기 위한 정렬 적용에 집중되어 있다. 이러한 적용에서, 타겟은 보통 정렬 마크로 지칭되며, 계측 디바이스는 (도 3에 도시된 바와 같은) 정렬 센서로 지칭된다. 본 명세서에 개시된 개념은 다수의 파장을 사용하고 파장 의존적 오차를 겪는 임의의 광학적 계측 적용에 적용 가능하다는 점이 인식되어야 한다. 이는 스캐터로미터 기반 디바이스를 이용하는 계측 적용을 포함하여, 예를 들어 오버레이 또는 초점 (또는 다른 관심 대상 파라미터)을 측정할 수 있으며 따라서 (제품 구조체의 전용 타겟 또는 타겟 영역이든지 간에) 오버레이 또는 초점 타겟을 측정할 수 있다. 본 명세서에서 설명된 개념이 적용될 수 있는 또 다른 디바이스는 도 4 및 도 5와 관련하여 설명된 계측 디바이스이며, 이는 특히 오버레이/초점 계측 및 정렬 적용이 가능하다. 당 업자는 이러한 다른 적용을 위해 위의 교시를 용이하게 맞출 수 있을 것이다. 예를 들어, 정렬 위치에 대한 임의의 참조는 오버레이/초점 값 또는 세기 비대칭에 대한 값 (또는 원하지 않는 파장 의존성을 보여주는 임의의 다른 파라미터)으로 대체될 수 있다. 정렬 위치와 같이, 이 파라미터들은 단일의 완벽한 타겟에 대해 파장 의존성을 보이지 않아야 한다.
설명 내의 및/또는 청구범위에서 인용된 측정 캡처의 순서는 중요하지 않으며 제한으로 간주되어서는 안된다. 이와 같이, 제1 측정 캡처 및 제2 측정 캡처에 대한 참조는, 예를 들어 시간적 순서를 설명하거나 부과하는 것으로 이해되어서는 안되며, 또한 제2 측정 캡처가 제1 측정 캡처 전에 수행될 수 있다는 것이 인식되어야 한다. 이 점에 있어서, 명확함의 목적을 위하여 "제1", "제2", "제3", "제4" 등은 측정 캡처 (또는 서브세트 등)를 구별하기 위하여 단순히 사용된다.
결론적으로, 음의 가중을 또한 용이하게 하면서 단지 2개 (그리고 편광이 또한 변화될 때 가능하게는 4개)의 측정 캡처에서 다수의 색상을 사용하여 측정을 가능하게 하는 방법 및 측정 배열체가 설명된다. 이는 5㎳ 미만의 측정 시간 그리고 또한 비교적 표준적인 검출기 또는 카메라의 사용을 용이하게 한다. 파장/편광 유연성이 최대화되며, 파장/편광의 가능성은 지속적으로 조정 가능하다. 예를 들어, 하나 이상의 표준 AOTF를 사용하여 색상 조정이 구현될 수 있다. 또한, N개의 색상의 별도의 측정과 비교하여 카메라 노이즈가 N/2배 감소한다.
본 발명의 특정 실시예가 위에서 설명되었지만, 본 발명은 설명된 것과 다르게 실시될 수 있다는 점이 인식될 것이다.
광학 리소그래피의 맥락에서 본 발명의 실시예의 사용에 대해 위에서 특정 참조가 이루어졌을 수 있지만, 본 발명은 다른 적용, 예를 들어 임프린트 리소그래피에서 사용될 수 있으며, 또한 문맥이 허용하는 경우 광학 리소그래피에 제한되지 않는다는 점이 인식될 것이다. 임프린트 리소그래피에서, 패터닝 디바이스 내의 토포그래피는 기판에 생성된 패턴을 규정한다. 패터닝 디바이스의 토포그래피는 기판에 공급되는 레지스트의 층으로 가압될 수 있으며, 그 결과 레지스트는 전자기 방사선, 열, 압력 또는 이들의 조합을 적용함으로써 경화된다. 레지스트가 경화된 후 패터닝 디바이스는 레지스트에 패턴을 남기고 레지스트 밖으로 이동된다.
본 명세서에서 사용되는 용어 "방사선" 및 "빔"은, (예를 들어, 약 365, 355, 248, 193, 157 또는 126㎚의 파장을 갖는) 자외(UV) 방사선 및 (예를 들어, 1 내지 100㎚ 범위 내의 파장을 갖는) 극자외(EUV) 방사선뿐만 아니라 이온 빔 또는 전자 빔과 같은 입자 빔을 포함하는 모든 유형의 전자기 방사선을 포함한다.
문맥이 허용하는 경우, 용어 "렌즈"는 굴절식, 반사식, 자기식, 전자기식 및 정전기식 광학 구성 요소를 포함하는, 다양한 유형의 광학 구성 요소 중 임의의 하나 또는 그의 조합을 지칭할 수 있다. 반사식 구성 요소는 UV 및/또는 EUV 범위에서 작동하는 장치에 사용될 가능성이 있다.
본 발명의 폭 및 범위는 위에서 설명된 예시적인 실시예들 중 임의의 것에 의해 제한되어서는 안되며, 다음 청구범위 및 그의 균등물에 따라서만 규정되어야 한다.

Claims (19)

  1. 타겟을 측정하기 위하여 측정 조명을 이용하는 것을 포함하며, 상기 측정 조명은 복수의 조명 조건을 포함하는 계측 방법에 있어서,
    제1 파라미터 값을 획득하기 위해, 상기 복수의 조명 조건의 제1 서브세트로 제1 측정 캡처를 수행하는 것;
    제2 파라미터 값을 획득하기 위해, 상기 복수의 조명 조건의 제2 서브세트로 제2 측정 캡처를 수행하는 것; 및
    최적화된 파라미터 값을 적어도 상기 제1 파라미터 값과 상기 제2 파라미터 값의 가중된 조합으로서 결정하는 것을 포함하는 계측 방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 복수의 조명 조건의 상기 제1 서브세트 각각은 양의 가중을 포함하며, 상기 복수의 조명 조건의 상기 제2 서브세트 각각은 음의 가중을 포함하는 계측 방법.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 복수의 조명 조건은 적어도 복수의 상이한 파장을 포함하는 계측 방법.
  4. 제3항에 있어서, 상기 복수의 조명 조건의 상기 제1 서브세트와 상기 복수의 조명 조건의 상기 제2 서브 세트의 각각은 제1 편광 상태를 포함하며, 상기 방법은:
    제3 파라미터 값을 획득하기 위해, 제2 편광 상태와 양의 가중을 각각 포함하는 상기 복수의 조명 조건의 제3 서브세트로 제3 측정 캡처를 수행하는 것; 및
    제4 파라미터 값을 획득하기 위해, 제2 편광 상태와 음의 가중을 각각 포함하는 상기 복수의 조명 조건의 제4 서브세트로 제4 측정 캡처를 수행하는 것을 더 포함하는 계측 방법.
  5. 제4항 있어서, 상기 복수의 조명 조건의 상기 제1 서브세트, 상기 복수의 조명 조건의 상기 제2 서브세트, 상기 복수의 조명 조건의 상기 제3 서브세트 및 상기 복수의 조명 조건의 상기 제4 서브세트는 상기 복수의 조명 조건의 중첩되지 않은 적절한 서브세트를 포함하는 계측 방법.
  6. 제4항 또는 제5항에 있어서, 상기 최적화된 파라미터 값을 결정하는 것은 상기 제1 파라미터 값, 제2 파라미터 값, 제3 파라미터 값 및 제4 파라미터 값의 가중 조합을 결정하는 것을 포함하는 계측 방법.
  7. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 복수의 조명 조건은 복수의 상이한 파장 및 편광 조합을 포함하는 계측 방법.
  8. 제7항에 있어서, 조명 조건의 상기 제1 서브 세트와 조명 조건의 제2 서브 세트의 각각에 대해: 제1 편광 설정을 포함하는 상기 조명 조건은 제1 가변 필터를 사용하여 선택되고, 제2 편광 설정을 포함하는 조명 조건은 제2 가변 필터를 사용하여 선택되며, 상기 제1 가변 필터와 제2 가변 필터의 출력 빔들은 측정 캡처 이전에 후속적으로 결합되는 계측 방법.
  9. 제7항 또는 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 복수의 조명 조건은 복수의 상이한 각도 조명 스펙트럼을 포함하는 계측 방법.
  10. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 양의 가중과 음의 가중의 각각은 상기 조명 조건의 상기 대응하는 서브세트의 각 조명 조건의 세기의 상대적 가중에 의해 부과되는 계측 방법.
  11. 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 서브세트 및/또는 상기 가중을 결정하기 위하여 초기 트레이닝 단계를 수행하는 것을 포함하는 계측 방법.
  12. 제11항에 있어서, 상기 트레이닝 방법은,
    트레이닝을 위하여 충분한 대표적인 공정 변화가 존재할 충분한 수의 복수의 조명 조건에 대한 파라미터 값을 개별적으로 측정하는 것을 포함하는 방법에 대한 트레이닝 데이터를 생성하는 것; 및
    상기 트레이닝 데이터로부터 상기 서브세트 및/또는 상기 가중을 결정하는 것을 포함하는 계측 방법.
  13. 제12항에 있어서, 상기 트레이닝 데이터로부터 상기 서브세트 및/또는 상기 가중을 결정하는 상기 단계는:
    조명 조건의 최적화된 서브세트와 각각의 가중치에 대응하는 최적화된 파라미터 값을 기반으로 가상 노광 후의 측정 품질 메트릭(metric)이 최소화되도록; 또는
    조명 조건의 최적화된 서브세트와 각각의 가중치에 대응하는 상기 최적화된 파라미터 값이 결정되는 상기 파라미터의 실제 값에 기인하는 파장에 따른 파라미터 값의 변동의 측정된 플롯의 변동과 강한 관련이 있도록
    최적화된 조명 조건의 서브세트와 각각의 가중치를 결정하는 것을 포함하는 계측 방법.
  14. 제1항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 방법은 기판에 대한 위치 값을 결정하기 위한 정렬 방법을 포함하며, 상기 최적화된 값은 최적화된 위치 값을 포함하는 계측 방법.
  15. 제1항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 방법은 오버레이 또는 초점 계측 방법을 포함하며, 상기 최적화된 값은 최적화된 오버레이 값 또는 초점 값을 포함하는 계측 방법.
  16. 제1항 내지 제13항 중 어느 한 항의 방법을 수행하도록 작동 가능한 계측 디바이스.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 측정 조명을 제공하기 위한 조명 시스템; 및
    상기 복수의 조명 조건의 각 서브세트를 선택하기 위한 적어도 하나의 가변 필터를 포함하는 계측 디바이스.
  18. 제16항 및 제17항의 계측 디바이스를 포함하는 리소그래피 장치.
  19. 리소그래피 장치에 있어서,
    패터닝 디바이스를 지지하기 위한 패터닝 디바이스 지지체;
    기판을 지지하기 위한 기판 지지체; 및
    제1항 내지 제13항 중 어느 한 항의 방법을 수행하도록 작동 가능한 계측 디바이스를 포함하는 리소그래피 장치.
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