KR20230085230A - 투영 시스템에서의 수차를 예측하기 위한 측정 장치 및 방법 - Google Patents

Abstract

리소그래피 장치 내의 투영 시스템에서의 수차를 예측하기 위해 투영 시스템 가열 모델을 교정하는 방법으로서, 기판 테이블 상에 제공된 기판 상의 하나 이상의 노광 필드를 노광하도록, 투영 시스템을 통해 노광 방사선을 전달하는 단계, 및 상기 노광 방사선에 의해 초래되는, 상기 투영 시스템에서의 수차의 측정을 수행하는 단계를 포함하고, 제 1 수차 측정과 제 2 수차 측정 사이의 시간 기간은 상기 기판 상의 모든 노광 필드를 노광하는데 소요될 시간 기간보다 짧은, 투영 시스템 가열 모델 교정 방법.

Description

투영 시스템에서의 수차를 예측하기 위한 측정 장치 및 방법{MEASUREMENT APPARATUS AND METHOD FOR PREDICTING ABERRATIONS IN A PROJECTION SYSTEM}

관련 출원에 대한 상호 참조

본 출원은 2018 년 2 월 27 일에 출원된 EP 출원 번호 18158900.3의 우선권을 주장하며, 이것은 그 전체 내용이 원용되어 본원에 통합된다.

본 발명은 투영 시스템에서의 수차를 예측하기 위한 투영 시스템 가열 모델을 교정하기 위한 측정 장치 및 방법에 관한 것이다.

리소그래피 장치는 원하는 패턴을 기판에 적용하도록 구성된 기계이다. 리소그래피 장치는 예컨대 집적회로(IC)의 제조 시에 사용될 수 있다. 리소그래피 장치는 예를 들어 패터닝 디바이스(예를 들어 마스크)의 패턴("디자인 레이아웃" 또는 "디자인"이라고도 불림)을 기판(예를 들어, 웨이퍼) 위에 제공된 방사선-감응 재료(레지스트)의 층에 투영시킬 수 있다.

반도체 제조 프로세스가 계속하여 발전함에 따라, 디바이스 당 트랜지스터와 같은 회로 소자들의 양은 일반적으로 "무어(Moore)의 법칙"이라고 불리는 경향을 따라서 수 십 년에 걸쳐 지속적으로 증가하는 반면에, 기능 소자들의 치수는 계속하여 감소되어 왔다. 무어(Moore)의 법칙이 계속되게 하기 위해서, 반도체 산업은 점점 더 더 작은 피쳐를 생성할 수 있게 하는 기술을 찾고 있다. 기판에 패턴을 투영하기 위하여, 리소그래피 장치는 전자기 방사선을 사용할 수 있다. 이러한 방사선의 파장이 기판 상에 패터닝되는 피쳐의 최소 크기를 결정한다. 현재 사용되는 통상적인 파장은 365 nm(i-라인), 248 nm, 193 nm 및 13.5 nm이다. 4 nm 내지 20 nm의 범위, 예를 들어(6).7 nm 또는 13.5 nm에 속하는 파장을 가지는 극자외(EUV) 방사선을 사용하는 리소그래피 장치는, 예를 들어 193 nm의 파장을 가지는 전자기 방사선을 사용하는 리소그래피 장치보다 더 작은 피쳐를 기판 위에 형성하기 위해 사용될 수 있다.

패턴을 기판 상에 이미징하기 위하여 사용되는 투영 시스템은 투영된 이미지의 파면에 일부 수차를 유도할 것이다.

본 발명의 목적은 종래 기술과 관련되는 하나 이상의 문제점을 없애거나 완화시키는, 수차를 예측하고 모델링하기 위한 방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 제 1 양태에 따르면, 리소그래피 장치 내의 투영 시스템에서의 수차를 예측하기 위해 투영 시스템 가열 모델을 교정하는 방법으로서, 기판 테이블 상에 제공된 기판 상의 하나 이상의 노광 필드를 노광하도록, 투영 시스템을 통해 노광 방사선을 전달하는 단계; 및 상기 노광 방사선에 의해 초래되는, 상기 투영 시스템에서의 수차의 측정을 수행하는 단계를 포함하고, 측정들 사이의 시간 기간은 상기 기판 상의 모든 노광 필드를 노광하는데 소요될 시간 기간보다 짧은, 투영 시스템 가열 모델 교정 방법이 제공된다.

수차의 연속적인 측정들 사이의 시간 기간은 10 초 이하일 수 있다.

상기 방법은, 기판이 리소그래피 장치 내에서 노광되기 이전에 수차를 측정하는 단계를 더 포함할 수 있다.

상기 방법은, 상기 노광 필드의 노광과 연관된 수차를 측정하는 단계; 상기 기판의 다른 노광 필드를 노광하도록, 상기 투영 시스템을 통해 노광 방사선을 전달하는 단계; 및 상기 다른 노광 필드의 노광과 연관된 수차를 측정하는 단계를 더 포함할 수 있다.

상기 방법은, 상기 기판 테이블 상의 기판의 서로 상이한 노광 필드들의 복수 회의 노광 각각에 대하여 수차를 적어도 한 번 측정하는 단계를 더 포함할 수 있다.

상기 방법은, 노광 방사선이 상기 투영 시스템을 통과하지 않는 냉각 페이즈 동안에, 기판이 상기 기판 테이블 상에 위치된 채로 수차를 측정하는 단계를 더 포함할 수 있다.

상기 방법은 냉각 페이즈 중에 수차를 여러 번 측정하는 단계를 더 포함할 수 있다.

냉각 페이즈 중의 수차의 연속적인 측정들 사이의 시간 기간은 기판의 노광 중의 수차의 연속적인 측정들 사이의 시간 기간보다 짧을 수 있다.

상기 방법은, 상기 투영 시스템을 통해 노광 방사선을 전달하기 이전에 수차를 측정하고, 상기 투영 시스템을 통해 노광 방사선을 전달한 이후에 수차를 측정하는 단계를 더 포함할 수 있다.

상기 방법은 상기 기판의 노광 중의 수차의 측정들 사이에 상기 투영 시스템에 대한 개구수(NA)의 크기를 유지하는 단계를 더 포함할 수 있다.

상기 방법은, 상기 기판의 노광 및 냉각 페이즈 중에, 상기 투영 시스템에 대한 개구수(NA))의 크기를 전체 NA보다 적게 유지하는 단계를 더 포함할 수 있다.

상기 방법은, 복수 개의 기판 테이블 상의 복수 개의 기판의 노광과 연관된 수차를 측정하는 단계를 더 포함할 수 있다.

상기 방법은, 방사선 빔을 생성하는 소스의 시간 변조를 제공하는 단계를 더 포함할 수 있다.

상기 방법은, 방사선 빔을 생성하는 소스의 진폭 변조를 제공하는 단계를 더 포함할 수 있다.

본 발명의 제 2 양태에 따르면, 리소그래피 장치 내의 투영 시스템에서의 수차를 예측하기 위한 투영 시스템 가열 모델을 교정하기 위한 측정을 수행하도록 구성되는 측정 장치로서, 상기 측정 장치는, 기판 테이블 상의 기판 상의 하나 이상의 노광 필드를 노광하게끔, 상기 투영 시스템을 통해 전달되는 노광 방사선에 의해 초래되는 상기 투영 시스템 내의 수차의 측정을 수행하도록 구성되고, 상기 측정 장치는 상기 기판 상의 모든 노광 필드를 노광하는데 소요될 시간 기간보다 짧은 시간 기간 동안 측정을 수행하도록 구성되는, 측정 장치가 제공된다.

수차의 연속적인 측정들 사이의 시간 기간은 10 초 이하일 수 있다.

상기 측정 장치는, 상기 기판이 상기 리소그래피 장치 내에서 노광되기 이전에 수차를 측정하도록 구성될 수 있다.

상기 측정 장치는, 상기 노광 필드의 노광과 연관된 수차를 측정한 후, 노광 방사선이 상기 기판의 다른 노광 필드를 노광하도록 상기 투영 시스템을 통과한 후에, 상기 기판의 다른 노광 필드의 노광과 연관된 수차를 측정하도록 구성될 수 있다.

상기 측정 장치는, 상기 기판 테이블 상의 기판의 서로 상이한 노광 필드들의 복수 회의 노광 각각에 대하여 수차를 적어도 한 번 측정하도록 구성될 수 있다.

상기 측정 장치는, 방사선이 상기 투영 시스템을 통과하지 않는 냉각 페이즈 동안에, 상기 기판 테이블 상에 위치된 기판에서 수차를 측정하도록 구성될 수 있다.

상기 측정 장치는, 냉각 페이즈 중에 상기 기판에서 수차를 여러 번 측정하도록 구성될 수 있다.

냉각 페이즈 중의 수차의 연속적인 측정들 사이의 시간 기간은 기판의 노광 중의 수차의 연속적인 측정들 사이의 시간 기간보다 짧을 수 있다.

상기 측정 장치는, 노광 방사선이 상기 투영 시스템을 통해 전달되기 이전에 수차를 측정하고, 노광 방사선이 상기 투영 시스템을 통해 전달된 이후에 수차를 측정하도록 구성될 수 있다.

상기 측정 장치는 복수 개의 기판 테이블 상의 복수 개의 기판의 노광과 연관된 수차를 측정하도록 구성될 수 있다.

방사선은 진폭 변조될 수 있다.

방사선은 시간 변조될 수 있다.

본 발명의 제 3 양태에 따르면, 리소그래피 장치로서, 마스크로부터의 패턴을 기판 상에 투영하도록 구성되는 투영 시스템을 포함하고, 전술된 측정 장치를 더 포함하는, 리소그래피 장치가 제공된다.

상기 투영 시스템에 대한 개구수(NA)의 크기는 상기 기판의 노광 중의 수차의 측정들 사이에서 유지될 수 있다.

상기 투영 시스템에 대한 개구수(NA)의 크기는 상기 기판의 노광 및 냉각 페이즈 중에 전체 NA보다 적게 유지될 수 있다.

투영 시스템에 대한 개구수(NA)의 크기는 노광을 위하여 전체 NA 미만으로부터 측정을 위하여 전체 NA로 변경된 후, 다시 다른 노광을 위하여 전체 NA 미만으로 변경될 수 있다.

본 발명의 제 4 양태에 따르면, 프로세서가 전술된 바와 같은 방법을 수행하게 하도록 구성되는 컴퓨터 판독가능 명령을 포함하는 컴퓨터 프로그램이 제공된다.

본 발명의 제 5 양태에 따르면, 전술된 바와 같은 컴퓨터 프로그램을 저장하는 컴퓨터 판독가능 매체가 제공된다.

본 발명의 제 7 양태에 따르면, 리소그래피 장치 내의 투영 시스템에서의 수차를 예측하기 위한 투영 시스템 가열 모델을 교정하기 위한 컴퓨터 장치로서, 프로세서 판독가능 명령을 저장하는 메모리; 및 상기 메모리에 저장된 실행 명령을 판독하고 실행하도록 구성되는 프로세서를 포함하고, 상기 프로세서 판독가능 명령은, 컴퓨터가 전술된 바와 같은 방법을 수행하도록 제어하게 구성되는 명령을 포함하는, 컴퓨터 장치가 제공된다.

본 발명의 실시예는 첨부된 개략적인 도면을 참조하여 이제 예시하는 방식으로만 설명될 것이다:
- 도 1은 본 발명의 일 실시예에 따르는 리소그래피 장치의 개략적인 개요를 도시한다;
- 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따르는 측정 프로시저를 사용하여 획득된 교정 데이터의 다이어그램을 도시한다;
- 도 3은 이전의 측정 데이터 및 이전의 투영 시스템 가열 모델 곡선의 다이어그램을 도시한다;
- 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 교정 데이터 및 투영 시스템 가열 모델 곡선 및 이전의 투영 시스템 가열 모델 곡선과의 비교의 다이어그램을 도시한다.
- 도 5는 노광 및 냉각 기간 중의, 시간의 함수인 제르니케 다항식 진폭의 다이어그램을 도시한다.
- 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 측정 시리즈를 포함하는, 시간의 함수인 제르니케 진폭의 다이어그램을 도시한다.
- 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 에너지 선량 변조의 일 예를 도시한다.

본 명세서에서, "방사선" 및 "빔"이라는 용어는 자외 방사선(예를 들어 365, 248, 193, 157 또는 126 nm의 파장을 가지는 방사선) 및 EUV(예를 들어 약 5-100 nm 범위의 파장을 가지는 극자외 방사선)를 포함하는 모든 타입의 전자기 방사선을 망라하도록 사용된다.

"레티클", "마스크" 또는 "패터닝 디바이스"라는 용어는 본 명세서에서 채용될 때, 인입하는 방사선 빔에 기판의 타겟부 내에 생성될 패턴에 대응하여 패터닝된 단면을 부여하기 위하여 사용될 수 있는 일반적 패터닝 디바이스를 지칭하는 것으로 넓게 해석될 수 있다. "광 밸브"라는 용어도 이러한 콘텍스트에서 사용될 수 있다. 전통적인 마스크(투과성 또는 반사성; 이진, 위상-천이, 하이브리드 등) 외에, 다른 이러한 패터닝 디바이스들의 예에는 프로그램가능 미러 어레이 및 프로그램가능 LCD 어레이가 포함된다.

도 1은 리소그래피 장치(LA)를 개략적으로 묘사한다. 리소그래피 장치(LA)는 방사선 빔(B)(예를 들어, UV 방사선 또는 DUV 방사선 또는 EUV 방사선)을 조절하도록 구성되는 조명 시스템(조명기(IL)라고도 불림), 패터닝 디바이스(예를 들어, 마스크)(MA)를 지지하도록 구성되고 특정 파라미터에 따라서 패터닝 디바이스(MA)를 정확하게 위치설정하도록 구성되는 제 1 위치설정기(PM)에 연결되는 마스크(예를 들어, 마스크 테이블)(MT), 기판(예를 들어, 레지스트-코팅된 웨이퍼)(W)을 홀딩하도록 구성되고 특정 파라미터에 따라서 기판 지지대를 정확하게 위치설정하도록 구성되는 제 2 위치설정기(PW)에 연결되는 기판 지지대(예를 들어, 웨이퍼 테이블)(WT), 및 패터닝 디바이스(MA)에 의하여 방사선 빔(B)에 부여된 패턴을 기판(W)의 타겟부(C)(예를 들어, 하나 이상의 다이를 포함) 상에 투영하도록 구성되는 투영 시스템(예를 들어, 굴절성 투영 렌즈 시스템)(PS)을 포함한다.

동작 시에, 조명 시스템(IL)은 방사선 빔을 빔 전달 시스템(BD)을 통해 방사선 소스(SO)로부터 수광한다. 조명 시스템(IL)은 방사선을 지향시키고, 성형(shaping)하며, 또는 제어하기 위한 다양한 유형의 광 컴포넌트, 예컨대 굴절식, 반사, 자기적, 전자기, 정전기 및/또는 다른 유형의 광 컴포넌트, 및/또는 이들의 임의의 조합을 포함할 수도 있다. 조명기(IL)는 방사선 빔(B)이 패터닝 디바이스(MA)의 평면 상에 그 단면에서 원하는 공간 및 각도 세기 분포를 가지도록 조정하기 위하여 사용될 수도 있다.

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

리소그래피 장치(LA)는, 투영 시스템(PS)과 기판(W) 사이의 공간을 채우기 위해 기판의 적어도 일부분이 상대적으로 높은 굴절률을 가진 액체, 예컨대 물에 의해 커버될 수 있는 유형일 수 있으며 이것은 침지 리소그래피라고도 불린다. 침지 기법에 대한 더 많은 정보가 본 명세서에서 원용에 의해 통합되는 US6952253에 제공된다.

리소그래피 장치(LA)는 두 개 이상의 기판 지지대(WT)를 가지는 타입일 수도 있다("듀얼 스테이지"라고도 불림). 이러한 "다중 스테이지" 머신에서, 기판 지지대(WT)는 병렬적으로 사용될 수 있고, 및/또는 기판(W)의 후속 노광을 준비하는 단계들이 기판 지지대(WT) 중 하나 상에 위치될 수 있는 반면에, 다른 기판 지지대(WT) 상의 다른 기판(W)은 다른 기판(W) 상에 패턴을 노광시키기 위해서 사용되고 있다.

기판 지지대(WT)에 추가하여, 리소그래피 장치(LA)는 측정 스테이지를 포함할 수 있다. 측정 스테이지는 센서 및/또는 세정 디바이스를 홀딩하도록 구성된다. 센서는 투영 시스템(PS)의 속성 또는 방사선 빔(B)의 속성을 측정하도록 구성될 수 있다. 측정 스테이지는 다수의 센서를 홀딩할 수 있다. 세정 디바이스는 리소그래피 장치의 부분, 예를 들어 투영 시스템(PS)의 부분 또는 침지액을 제공하는 시스템의 부분을 세정하도록 구성될 수 있다. 측정 스테이지는, 기판 지지대(WT)가 투영 시스템(PS)으로부터 멀어질 때 투영 시스템(PS) 아래에서 이동할 수 있다.

동작 시에, 방사선 빔(B)은 패터닝 디바이스, 예를 들어 지지 구조체(MT) 상에 홀딩되는 마스크(MA) 상에 입사하고, 그리고 패터닝 디바이스(MA) 상에 있는 패턴(디자인 레이아웃)에 의하여 패터닝된다. 패터닝 디바이스(MA)를 가로지르면, 방사선 빔(B)은 기판(W)의 타겟부(C) 상에 빔을 포커싱하는 투영 시스템(PL)을 통과한다. 제 2 위치설정기(PW) 및 위치 측정 시스템(IF)의 도움을 받아, 예를 들어 방사선 빔(B)의 경로에 있는 상이한 타겟부들(C)을 포커싱되고 정렬된 위치에 위치설정하기 위하여, 기판 지지대(WT)가 정확하게 이동될 수 있다. 이와 유사하게, 제 1 위치설정 디바이스(PM) 및 가능하게는 다른 위치 센서(도 1에는 명확하게 묘사되지 않음)가, 방사선 빔(B)의 경로에 대하여 패터닝 디바이스(MA)를 정확하게 위치설정하기 위하여 사용될 수 있다. 패터닝 디바이스(MA) 및 기판(W)은 마스크 정렬 마크(M1, M2) 및 기판 정렬 마크(P1, P2)를 이용하여 정렬될 수 있다. 비록 도시된 바와 같이 기판 정렬 마크들(P1, P2)이 전용 타겟부들 점유하지만, 이들은 타겟부들 사이의 공간에 위치될 수도 있다. 기판 정렬 마크(P1, P2)는 타겟부들(C) 사이에 위치되면 스크라이브 레인 정렬 마크라고 알려져 있다.

본 발명을 명확하게 하기 위하여, 직교 좌표계가 사용된다. 직교 좌표계는 세 축, 즉, x-축, y-축 및 z-축을 가진다. 세 축 각각은 다른 두 개의 축들에 직교한다. x-축 중심의 회전은 Rx-회전이라고 불린다. y-축 중심의 회전은 Ry-회전이라고 불린다. z-축 중심의 회전은 Rz-회전이라고 불린다. x-축 및 y-축은 수평면을 규정하는 반면에 z-축은 수직 방향이다. 직교 좌표계는 본 발명을 한정하는 것이 아니고 오직 명확화를 위해서만 사용된다. 그 대신에, 다른 좌표계, 예컨대 원통형 좌표계가 본 발명을 명확하게 하기 위해서 사용될 수도 있다. 직교 좌표계의 배향은 상이할 수 있고, 예를 들어 z-축이 수평면과 나란한 성분을 가질 수 있다.

센서(S)는 리소그래피 장치의 기판 테이블(WT)에 제공될 수 있다. 센서(S)는 투영 렌즈(투영 시스템(PS)이라고도 불릴 수 있음)에 의해 투영되는 방사선 빔의 수차를 측정하도록 구성된다. 센서(S)는, 예를 들어 회절 격자(예를 들어, 수 백 개의 라인을 포함함) 아래 수 밀리미터에 위치된 이미징 어레이(예를 들어, CCD 또는 CMOS 어레이)를 포함할 수 있다. 예를 들어 핀홀 내에 인쇄된 몇 개의 라인으로 이루어질 수 있는 대상물 마커(미도시)가 마스크(MA) 상에 또는 마스크 테이블(MT) 상에 제공된다.

투영 시스템(PS)에 의해 초래되는 수차를 측정하기 위해서, 방사선 빔(B)이 대상물 마커를 조명하도록 마스크 테이블(MT)이 이동된다. 투영 시스템(PS)은 대상물 마커의 이미지를 기판 테이블(WT)에 형성한다. 센서(S)는 투영 시스템(PS) 아래에 위치되어 대상물 마커의 원거리장 이미지를 캡쳐한다. 일련의 대상물 마커 이미지가 XY 평면에 상대적으로 상이한 위치(즉, 도 1에 도시되는 직교 좌표를 사용하는 상이한 xy-방향 위치)에서 캡쳐된다. 이미지들은 프로세서(PR)에 의해 분석되어 투영 시스템(PS)에 의해 방사선 빔(B)에 도입된 수차의 측정을 제공한다.

그러므로, 수차는 예를 들어 제니케 다항식의 세트로서 표현될 수 있다. 예를 들어, 필드 차수 오프셋, 틸트, 곡률 및 제 3 차수의 제르니케 계수 Z₂ 내지 Z₂₅가 수차를 나타내도록 사용될 수 있다. 따라서, 투영 시스템(PS)의 상태의 기술(description)은 96 개(24*4)의 계수를 가질 수 있다. 다른 실시예들에서는 다른 범위의 제르니케 계수가 사용될 수도 있다. 예를 들어 Z₆₄에 이르는 제르니케 계수가 사용될 수도 있고, 또는 Z₁₀₀에 이르는 제르니케 계수가 사용될 수도 있다. 다른 예들에서, 수차는 상이한 타입의 센서를 사용하여 다른 방법으로 측정될 수 있다. 예를 들어, 수차의 제한된 세트(dX, dY, dZ)의 경우, 예를 들어 투과성 이미지 센서를 이용함으로써, 위치를 결정하기 위하여 피크 광 세기가 측정될 수도 있다.

측정들의 세트는, 방사선 빔(B)에 의해 조명되는 구역에 따른 상이한 x-방향 위치에서 대상물 마커 및 센서(S)로 수행될 수 있다(조명된 구역은 노광 슬릿이라고 불릴 수 있음). 또는, 센서(S)는 노광 슬릿의 전체 x- 방향범위를 따라 이미지를 캡쳐하기에 충분히 큰 이미징 어레이(예를 들어 CCD 또는 CMOS 어레이)를 포함할 수 있다. 이러한 경우, 대상물 마커의 세트가 마스크 레벨에 제공될 수 있고, 대상물 마커는 노광 슬릿의 x-방향을 따라 이격된다. 그러면, 수차 측정이 이러한 세트의 각각의 대상물 마커에 대해서 결정된다. 일 실시예에서 대상물 마커의 세트는 일곱 개의 대상물 마커를 포함할 수 있고, 따라서 수차 측정이 노광 슬릿의 x-방향을 따라 이격된 일곱 개의 위치에서 제공될 수 있다. 일부 실례들에서, 이미지는 노광 슬릿을 양분하는 중앙선(y = 0에 대응할 수 있음)으로부터 떨어져서 캡쳐될 수 있고, 수차 측정을 제공하도록 사용된다. 다른 예들에서, 상이한 개수의 대상물 마커가 존재할 수 있다. 다른 예들에서, 대상물 마커는 x-방향으로는 전혀 정렬되지 않을 수 있다.

제어기(CT)는, 투영 시스템(PS)에 의해 초래되는 수차를 정정하기 위해서 투영 시스템(PS)의 렌즈를 조절하도록 구성된다. 투영 시스템(PS)의 수 개의 렌즈에는 그 렌즈의 형상, 위치 및/또는 배향을 수정하도록 구성되는 조작기가 제공될 수 있다. 렌즈 조작기는, 예를 들어 압축력 또는 신장력을 렌즈의 에지에 인가하는 기계식 액츄에이터일 수 있고, 또는 예를 들어 렌즈의 부분들을 각각 선택적으로 가열 또는 냉각하도록 구성되는 히터 쿨러일 수도 있다. 조작기를 사용하여 렌즈 형상, 위치 및 배향을 수정하는 효과는 잘 알려져 있고, 따라서 렌즈 조작기는 투영 시스템(PS)에 의해 도입되는 수차를 알려진 방식으로 정정하기 위해 사용될 수 있다. 렌즈 조절 및 수차는 선형 관계를 가지는 것으로 여겨질 수 있다. 따라서, 센서(S), 프로세서(PR), 제어기(CT) 및 렌즈 조작기는 피드백 루프를 포함하고, 이것은 수차를 측정하고 측정된 수차를 정정하기 위해서 사용된다. 일 예에서, 센서(S) 및 제어기(CT)는 Z₉ 오프셋이 존재한다고 결정한다. 이것은, 반대 Z₉ 오프셋을 도입하는 조작기 조절들의 선형 조합을 도입함으로써 감소될 수 있다. 조작기 조절들의 선형 조합은, 다양한 렌즈 조작기를 자유도로 취급함으로써, 메리트 함수(통상적으로 측정된 수차들의 제곱합)를 최적화하여 결정된다. a가 모든 조작기 위치를 포함하는 벡터이고 z가 노광 슬릿 내의 상이한 위치에서 측정된 벡터를 포함하는 벡터라면, 렌즈 조절 이후에 얻어지는 수차는 z' = z - L.a가 될 것이고 L은 '렌즈 의존성(lens dependencies)'을 포함하는 행렬이다. 렌즈 의존성은 각각의 조작기에 의해 도입된 수차들의 기술(description)이다. 솔루션의 간단한 예는 최소제곱 솔루션인데, 여기에서 z'은 벡터 a를 가변 파라미터 세트로 취급하면서 최소화되어, a_min =(L . L^T)^(-1) . L^T . z를 제공한다. 최소제곱 솔루션 이외의 솔루션들이 사용될 수도 있다.

그러므로, 피드백 루프는 투영 시스템(PS)에 의해 야기되는 수차를 정정하기 위하여 사용될 수 있다. 투영 시스템(PS)에 의해 도입된 모든 수차를 완전히 제거하는 것은 가능하지 않을 수도 있다. 그러나, 수차들이 임계 아래가 되도록 수차를 감소시키면, 투영 시스템(PS)을 사용하여 패턴을 요구되는 정확도로 기판 상에 투영시키는 데 충분할 수 있다. 수차의 정정이라는 것은 수차가 완전히 제거되는 것을 의미하는 의도가 아니다(이것은 비실용적일 것이다). 그 대신에, 수차 정정은 투영 렌즈 조절을 의미하는 것으로 해석될 수 있는데, 그러면 투영 렌즈에 의해 초래된 수차가 감소된다(또는 감소되도록 의도됨).

언급된 바와 같이, 패턴을 기판 상에 이미징하기 위하여 사용되는 투영 시스템(PS)은 투영된 이미지에 일부 수차를 유도할 것이다. 수차는 투영 시스템(PS)의 상이한 속성 또는 설정에 기인할 수 있는데, 이들은 두 그룹에 속하는 것으로 여겨질 수 있다. 제 1 그룹은 투영 렌즈의 환경에 관련되는데, 이것은 투영 렌즈의 온도, 투영 렌즈 내의 압력, 투영 렌즈 내의 상이한 위치에서의 차분 압력, 및 냉각수 온도를 포함할 수 있다. 제 2 그룹은 투영 렌즈에 의해 투영되는 방사선에 관련되고, 노광 설정이라고 여겨질 수 있다. 제 2 그룹은 방사선 빔의 조명 모드를 포함할 수 있고, 예를 들어 편광 모드, 마스크의 속성, 예컨대 마스크의 아이덴티티, 마스크 상에 존재하는 회절 패턴 및 마스크의 투과, 기판(W)으로부터의 방사선의 반사, 및 조명되는 마스크 영역의 폭을 포함한다.

투영 시스템(PS)의 광학적 속성은 투영 렌즈 요소 내의 열분포에 따라 달라진다. 광이 렌즈를 통과할 때, 이러한 광의 일부가 흡수되고, 이러한 흡수가 국지적 가열을 유도한다. 열 확산 및 열전도, 및 광원의 시간 변조에 의해서, 열분포가 동적이고 시간-의존적이 되게 된다. 국지적 가열은 투영 시스템(PS)의 국지적 광학적 속성을 변하게 하고, 따라서 투영 시스템(PS)의 전체 광학적 속성이 시간-의존적이 되며, 결과적으로 파면의 왜곡이 생긴다. 언급된 바와 같이, 이들이 수차이고, 제르니케 다항식에 의해 표현될 수 있다.

수차 중 적어도 일부는 투영 시스템(PS)에 의해 유도될 수 있다. 마스크 또는 마스크의 왜곡이 투영된 이미지 내에 수차의 다른 부분을 유도할 수 있다는 것이 이해될 것이다. 투영 시스템(PS)에 의해 유도된 수차의 일부는 렌즈 가열을 모델링함으로써 기술될 수 있다. 렌즈 가열을 모델링함으로써 기술될 수 있는 수차의 일부는, 예를 들어 기판의 하나 이상의 로트의 노광 중에 투영 시스템(PS)에 열이 전달됨으로써 생길 수 있다. 예를 들어, 수차의 일부는 투영 렌즈의 열팽창, 투영 렌즈의 코팅의 열팽창 및/또는 투영 렌즈의 하나 이상의 속성, 예컨대 예를 들어 투영 렌즈의 굴절률의 변화에 의해서 초래될 수 있다. 렌즈 가열 모델은, 예를 들어 기판의 하나 이상의 로트의 노광 중에 투영 시스템(PS)에 전달되는 열에 대한 투영 시스템(PS)의 응답을 모델링할 수 있다. 렌즈 가열을 모델링하는 것은, 참(true) 시스템, 예를 들어 리소그래피 장치(LA)의 측정에 기반하는 시스템 식별 방법을 사용하는 것을 포함할 수 있다.

렌즈 가열 모델을, 리소그래피 장치, 예를 들어 투영 시스템(PS)의 측정에 기반하는 시스템 식별 방법을 사용하는 것을 포함할 수 있다. 리소그래피 장치의 측정은 리소그래피 장치의 교정 중에, 예를 들어 기판의 생산의 노광이 인터럽트될 때에 수행될 수 있다. 렌즈 가열 모델의 품질/정확도는 리소그래피 장치의 교정 중에 수집될 수 있는 측정 데이터에 달려 있다. 이러한 측정 데이터는, 예를 들어 센서(S)에 의해 수행되는 수차 측정을 포함할 수 있고, 이것은 대응하는 노광 설정, 방사선 빔의 조명 모드 및/또는 마스크의 속성과 함께 저장된다. 렌즈-가열 거동은 적은 수(예를 들어, 2 개 내지 3 개)의 지수항에 의해 양호하게 기술될 수 있는데, 이것은 각각의 개체 제르니케 및 필드 차수에 대한 시간-의존적 성질을 기술한다. 즉, 각각의 상이한 제르니케에 대해 적은 수의 상이한 지수항이 존재한다.

정확한 렌즈 가열 모델을 위해서는, 렌즈 가열 모델의 교정이 필요할 수 있다. 예를 들어, 교정은 각각의 노광 설정, 예를 들어 조명 모드 또는 마스크의 상이한 속성에 대해서 사용될 수 있다. 이러한 교정을 위하여, 데이터를 수집하기 위해서 전용 측정 시퀀스가 사용될 수 있고, 이것은 렌즈 가열 모델의 교정을 위해서 사용될 수 있다. 이것이 상업적인 생산을 위한 리소그래피 장치(LA)의 이용가능성에 영향을 줄 수 있다. 다른 예에서, 렌즈 가열 모델의 오프라인 계산적 교정(computational calibration)이 각각의 노광 설정에 대해서 수행될 수 있다. 이러한 예에서, 교정 측정은, 렌즈 가열 모델의 교정을 위해 사용될 수 있는 데이터를 획득하기 위하여 오프라인 물리적 모델에 의해 생성된다. 렌즈 가열 모델의 오프라인 계산적 교정을 사용함으로써, 기판의 상업적 생산을 위한 리소그래피 장치(LA)의 이용가능성은 영향받지 않을 수 있다. 그러나, 렌즈 가열 모델의 정확도는, 렌즈 가열 모델의 교정이 리소그래피 장치(LA)의 측정에 기반하지 않기 때문에 한정될 수 있다. 또 다른 예에서, 상업적 기판의 생산 중의 인라인 측정이 렌즈 가열 모델을 교정하기 위하여 사용될 수 있다. 상업적 기판은 이러한 예에서 여전히 생산될 수 있다. 그러나, 인라인 교정된 렌즈 가열 모델이 사용가능하지 않을 수도 있다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따르는 측정 프로시저로 획득된 교정 데이터의 일 예를 보여준다. 언급된 바와 같이, 렌즈(투영 시스템(PS)) 가열 모델의 교정은 인라인 또는 오프라인으로 수행될 수 있다. 이러한 콘텍스트에서, 인라인이란 생산 기판을 노광할 때 수행되는 리소그래피 장치(LA)에서의 측정을 가리키고, 오프라인이란 생산 기판을 노광하지 않을 때에 수행되는 리소그래피 장치(LA)에서의 측정을 가리킨다. 이러한 실시예에서, 투영 시스템(PS) 가열 모델의 교정은 오프라인으로 수행되고, 도 1의 용어가 사용되는 성분들을 기술하기 위해서 사용될 것이다.

센서(S)는, 기판 테이블(WT) 위의 기판(W) 상의 하나 이상의 노광 필드(타겟부(C))를 노광하도록 투영 시스템(PS)을 통과하는 노광 방사선(방사선 빔(B))에 의해 초래된 투영 시스템(PS) 내의 수차의 측정을 하도록 구성되는 측정 장치의 적어도 일부를 형성하는 것으로 여겨질 수 있다.

언급된 바와 같이, 투영 시스템(PS) 내에서의 방사선 빔(B)의 열분포는 동적이고 시간-의존적이며, 투영 시스템(PS) 가열 효과 중 일부는 다른 투영 시스템(PS) 가열 효과보다 고속이다. 즉, 고속 투영 시스템 가열 효과는, 다른 더 느린 렌즈 가열 효과보다 적은 시상수로 감쇄된다. 투영 시스템(PS) 가열 효과는, 상업적 생산 중에 두 기판을 노광하기 위하여 필요한 시간보다 적은 시간 기간 내에 일어난다면 고속이라고 여겨질 수 있다. 고속 투영 시스템(PS) 가열 효과는 기판의 연속적인 노광들 사이의 준비 동작 동안에 그 효과의 대부분이 냉각될 수 있는 것들이라고 여겨질 수 있다. 이것은, 노광 시간이 10 초인 기판을 사이클링하는데 15-20 초가 소요되는 리소그래피 장치(LA)의 경우, 시상수가 약 5-10 초라는 것을 의미한다. 이러한 시상수는 보통 생산 시퀀스에서 측정을 할 때에 측정하기 어렵다는 특성을 가진다.

도 2의 그래프는 시간(x-축)에 대한 투영 시스템(PS)(렌즈) 가열 효과(y-축)를 보여준다. 특히, 점은 투영 시스템(PS)에서의 수차에 대한 Z₅ 제르니케 계수의 측정을 나타내고, 선은 측정들을 통해 근사화되었다. 스캐닝 프로세스에 걸쳐 이동되는 기판의 냉각 페이즈의 마지막 부분에 대한 투영 시스템(PS) 가열 효과는 그래프의 섹션 A에서 표시된다. 섹션 A에는 투영 시스템(PS)을 통과하는 노광 방사선이 아주 적게 존재한다. 이것은, 수차 측정이 이루어질 수 있지만 교정된 투영 시스템(PS) 가열에는 영향을 주지 않도록 낮은 세기 노광 방사선일 수 있다(즉, 방사선은 투영 시스템(PS) 가열의 콘텍스트에서는 무시될만하다). 방사선의 "제로-선량"이 존재하고 따라서 존재한다고 해도 측정되는 투영 시스템(PS) 가열 효과가 거의 없기 때문에, 기판은 노광되지 않고 있다. 이것은 이전의 노광에 기인하여 투영 시스템(PS) 내에 존재하는 열이 소산되게 하고 투영 시스템(PS) 가열 이외의 기생 효과의 특징을 결정할 수 있게 할 수 있다.

그래프의 다음 섹션인 섹션 B에서, 단일 기판(W)의 노광 중의 투영 시스템(PS)의 가열 효과가 표시된다. 특히, 섹션 B에서는, 전체 기판(W)이 가열 페이즈에 노출되고 노광되며, 그 후에 이것이 추가적으로 다섯 번 반복된다. 다르게 말하면, 76 개의 노광 필드(C)(이러한 예에서)를 포함하는 전체 기판 커버리지 층의 노광이 여섯 번 반복된다. 측정을 위하여, 전체 기판(W)은 투영 시스템(PS) 내에 충분히 큰 가열 효과가 존재하도록 노광된다. 노광을 여섯 번 반복하면, 가열 효과가 포화되게 되고, 가열 효과에 대한 적합한 범위가 측정되게 한다.

노광 방사선은 기판(W)의 노광 필드(C)를 노광하기 위해서 투영 시스템(PS)을 통해 전달되고, 노광 필드(C)의 노광과 연관된 수차가 센서(S)에 의해 측정된다. 그러면, 노광 방사선은 기판(W)의 모든 노광 필드(C)를 다시 노광하기 위해서 투영 시스템(PS)을 통해 전달되고, 노광 필드(C)의 노광과 연관된 수차가 센서(S)에 의해 측정된다. 이것이 추가적으로 네 번 반복된다. 다른 예들에서, 노광 필드(C)의 개수는 76 개가 아닐 수 있다. 다른 예들에서는, 전체 기판(W)의 그 외의 횟수, 예를 들어 1-5 회 또는 7 회 이상의 반복 노광이 이루어질 수도 있다. 다른 예들에서는, 전체 기판(W) 층은 측정들 사이에 노광되지 않을 수 있고, 전체 기판(W) 층의 일부만이 노광될 수도 있다. 예를 들어, 기판(W) 상의 노광 필드(C)의 개수 중 절반만이 측정들 사이에 노광될 수 있다. 다른 예들에서, 측정들 사이의 각각의 노광 중에 하나 또는 수 개의 노광 필드(C)만이 노광될 수 있다.

수차는 기판 테이블(WT) 상의 기판(W)의 상이한 노광 필드(C)의 복수 개의 노광 각각에 대하여 적어도 한 번 측정될 수도 있다. 좀 더 자세하게 설명하면, 이러한 예에서, 수차 측정(Z₅ 측정)은 기판(W)의 노광 필드(C)의 노광 직전에 그리고 노광이 각각의 기판(W)에 대해 일어난 직후에 이루어진다. 즉, 여섯 개의 기판(W) 모두에 대해 총 열 두 개의 측정이 존재한다. 노광 이전 또는 이후에 측정하면 열부하가 효과적으로 변조된다. 이것은 투영 시스템(PS) 가열 파라미터의 더 정확한 근사화가 일어나게 한다. 측정들이 노광에 더 가까울수록, 근사화의 정확도가 더 좋아진다. 비록 도 2에는 여섯 개의 노광이 도시되지만, 다른 예들에서는 상이한 개수의 노광 필드(C), 예컨대 한 개, 두 개, 또는 세 개의 노광 필드(C)가 노광될 수 있다.

좀 더 일반적으로는, 투영 시스템(PS)에서의 수차의 제 1 및 제 2 측정들 사이의 시간 기간은 기판(W)의 모든 노광 필드(C)를 노광하기 위해 소요될 시간 기간보다 짧다. 그러면, 좀 더 상세하게 후술되는 바와 같이, 투영 시스템(PS) 가열 현상들이 더 정확하게 검출되게 된다.

도 2의 그래프의 섹션 C에서, 기판(W)은, 아직 다른 기판 테이블(WT)과 교환되지 않은 기판 테이블(WT) 상의 노광 위치에 여전히 위치된다. 즉, 그래프의 섹션 B 및 C는 단일 기판 테이블(WT) 상에 제공된 단일 기판(W)에서 이루어지는 측정에 관련된다. 그래프의 섹션 C는 노광 방사선이 투영 시스템(PS)을 통과하지 않거나 거의 통과하지 않는, 기판(W)의 냉각 페이즈에 관련된다. 섹션 C에서, 단일 노광 필드는 각각의 단일-필드 노광 이전 및 이후에 측정이 이루어지면서 "제로 선량"으로 노광된다(이것은 실질적으로 단일-필드 노광들 사이에 두 번의 측정에 해당한다). 측정들이 전체 세트가 임의의 기판 테이블(WT) 교환을 피하면서 단일 기판(W)에서 수행되기 때문에, 기판 테이블(WT)을 교환하는 데에 시간이 손실되지 않는다. 더욱이, 새로운 기판 테이블의 재정렬과 연관되는 일부 양태의 센서 노이즈가 감소된다.

도 2의 예에서는, 냉각 페이즈(그래프의 섹션 C)에서 40 회의 측정이 수행된다. 단일 노광 필드(C)는 노광 방사선이 투영 시스템(PS)을 가열하지 않는 상태로 노광된다. 냉각 페이즈 중에, 단일 노광 필드는 제로-선량으로 '노광된다'. 이것은, 시스템이 이러한 노광 필드를 노광하는 동작 전부를 거치지만, 투영 시스템(PS)으로부터 광이 전파되지 않는 상태로 거친다는 것을 의미한다. 이것은 두 가지 장점을 가진다. 첫째로, 기판(W) 영역으로 이동하고 되돌아오는데 소요되는 시간 때문에, 센서(S)의 듀티 사이클 이 한정된다. 둘째로, 스캔들이 이루어지는 조건이 각각의 '이전(before)' 스캔 및 각각의 '이후(after)' 스캔에 대하여 동일하다. 스테이지가 센서(S)를 향해 이동하는 방향은 측정 결과에 영향을 줄 수 있다(스테이지와 렌즈 사이에 침지액이 있는 시스템의 경우).

동일한 기판 테이블(WT)이 각각의 측정에 대해 사용될 수 있고, 측정들 사이에 기판 테이블(WT)이 교환되지 않는다. 기판 테이블(WT) 교환이 생략되면 측정들 사이의 시간이 감소되게 된다. 냉각 페이즈 중에 상대적으로 많은 수의 측정을 하면, 고속 투영 시스템(PS) 가열 거동에 대한 투영 시스템(PS) 가열 모델을 위한 양호한 데이터가 제공된다. 다른 예들에서, 냉각 페이즈 중에 다른 횟수의 측정, 예를 들어 한 번, 두 번 또는 세 번이 이루어질 수도 있다. 좀 더 일반적으로는, 투영 시스템(PS)에서의 수차는 냉각 페이즈 중에 여러 번 측정될 수 있다. 냉각 페이즈 중의 수차의 연속적인 측정들 사이의 시간 기간은 기판의 노광 중의 수차의 연속적인 측정들 사이의 시간 기간보다 짧을 수 있다. 다른 예들에서, 수차는 냉각 페이즈 중에 한 번만 측정될 수도 있다.

도 2의 그래프의 섹션 D는, 그래프의 섹션 B와 유사한 가열 페이즈에 노출되는 중인 로트의 다음 기판(W)의 결과 중 일부를 보여준다. 이러한 기판(W)에 대해서도 냉각 페이즈(미도시)가 존재할 것이다. 이러한 예에서, 시퀀스는 로트 내의 여덟 개의 기판(W)에 대해서 계속된다. 다른 예들에서, 로트 내에는 8 개보다 많거나 적은 기판(W)이 존재할 수 있다. 좀 더 일반적으로는, 복수 개의 기판 테이블(WT) 상에 제공된 복수 개의 기판(W)의 노광과 연관된 수차가 측정된다. 즉, 기판(W)에 대한 모든 노광 필드를 노광시키는데 소요될 시간 기간보다 짧은 시간 기간에 의해 분리되는 수차 측정들이 이루어진다. 그들의 각각의 기판 테이블(WT) 상에 제공된 각각의 기판(W)에 대해서, 적어도 하나의 수차 측정이 가열 페이즈 중에 이루어질 수 있고, 적어도 하나의 수차 측정이 냉각 페이즈 중에 이루어질 수 있다.

도 2에 도시되는 교정 데이터를 제공하는 교정 방법은 고속 가열 효과가 교정될 수 있게 한다. 특히, 20 초 미만의 시상수를 요구하는 투영 시스템 가열-유도 수차 드리프트가 이러한 방법을 사용하여 적절하게 교정될 수 있다. 일부 예들에서, 시간 기간은 가열 페이즈 중에 수차의 측정들 사이에서 10 초이고, 측정은 노광 전후에 이루어진다(도 2의 그래프의 섹션 B). 다른 예들에서, 연속적인 측정들 사이의 시간 기간은 10 초 미만일 수 있다. 측정들 사이의 시간은 2 초만큼 짧을 수 있고, 그러면 4 초만큼 짧은 시상수가 교정될 수 있다.

전체 기판(W)의 노광이 아니라 기판(W) 상의 제한된 개수의 노광 필드(C)의 노광과 연관된 측정을 한다는 것은, 더 높은 빈도의 측정이 이루어질 수 있다는 것을 의미한다. 더욱이, 측정들 사이에서 기판 테이블(WT)을 교환하는 것을 피하면, 기판(W)을 교환하는데 소요되는 시간이 회피되므로 더 빠른 측정이 이루어질 수 있다. 더욱이, 다음 기판 테이블(WT)의 재정렬과 연관된 센서 노이즈의 일부 양태는, 연속적인 측정들 사이의 최소 시간 기간을 줄이는 것을 돕는다.

각각의 노광 필드에 대한 노광과 연관된 수차의 측정들 사이에(가열 페이즈), 투영 시스템(PS)에 대한 개구수(NA)는 동일한 크기로 유지될 수 있다. 투영 시스템(PS)에 대한 NA의 크기는 냉각 페이즈 중에 동일한 크기로 유지될 수 있다. 투영 시스템(PS)에 대한 NA의 크기는 기판(W)의 양자 모두의 노광(가열 페이즈 및 냉각 페이즈)에 대한 측정 중에 동일한 크기로 유지될 수 있다. NA의 크기는 측정 장치의 전체 NA(즉 최대 NA) 보다 적을 수 있다. 이루어지는 일부 또는 모든 측정에 대해서 작은 퓨필이 사용될 수 있다. 전체 NA가 느린 거동에 대해서 일반적으로 사용될 수 있기 때문에, 고속 가열 효과에 대해 교정하기 위해서 전체 퓨필(전체 또는 최대 NA)에 걸쳐 이미징하는 것이 필요하지 않을 수도 있다. 본 발명의 실시예의 교정 방법이 우선적으로 고속 렌즈 가열 거동을 교정하는 것에 관련되기 때문에, 전체 NA에서의 이미징이 요구되지 않을 수도 있다. 투영 시스템(PS)의 NA는 노광을 위한 특정한 크기(예를 들어 최대 NA보다 작음)를 가질 수 있고, NA는 측정을 위한 특정한 크기, 예컨대 최대 NA를 가질 수 있다. NA의 크기는 노광 NA로부터 측정을 위한 최대 NA로 변한 후, 측정 후에 다시 노광을 위한 노광 NA로 변할 수 있다.

기판(W)의 주어진 로트의 노광 중에 생기는 투영 시스템(PS) 가열을 예측하는 것과 함께, 후속 로트 중에 가열된 투영 시스템(PS)의 냉각의 효과가 예측될 수 있다. 전체 퓨필(즉 최대 NA)에 설쳐서 수차를 예측하기 위해서, 투영 시스템(PS) 가열 교정 중에 최대 NA에서 수차를 측정했을 필요가 있다. 투영 시스템(PS) 가열은 노광이 이루어지는 NA에 의존한다. 따라서, 더 큰 NA에서 노광되는 후속 로트에 대한 작은 NA 노광으로부터 투영 시스템(PS) 가열을 측정한 후 예측하기 위해서, 최대 NA에서 측정하고, NA를 노광 NA로 감소시키며, 노광하고, 그 뒤에 NA를 조절하고 다시 측정할 필요가 있다. 따라서, 얼마나 빨리 최대 NA에서의 측정이 작은 NA에서의 웨이퍼의 노광 전후에 수행될 수 있는지에 대한 시간 한정이 존재한다(예를 들어, 약 4 초). 따라서, 도 2의 그래프의 섹션 B에서, 작은 NA 노광에 대한 노광 및 측정은 측정들 사이에 틀림없이 추가 시간(예를 들어, 약 8 초)을 추가할 것이다. 반면에 최대 NA로 한 번 전환한 후의 섹션 C 동안, 모든 측정은 추가적 NA 변경이 없이 수행될 수 있다.

NA를 전환하는 것(예를 들어, 작은 퓨필로부터 최대 NA로 또는 그 반대로)은 어느 정도 시간이 걸린다. 이것은, NA가 측정들 사이에 전환된다면, 측정이 이루어질 수 있기 전에 지연이 존재한다는 것을 의미한다. 측정들 사이에 NA의 스위칭을 피하면, 측정 속도가 증가될 수 있고, 즉, 연속적인 측정들 사이의 시간 기간이 감소될 수 있다. 이것은 도 2의 그래프의 섹션 C에서 특히 유용해지는데, 그 이유는 단일 NA 변경 이후에 상대적으로 짧은 시간 기간 내에 많은 수의 측정이 일어나기 때문이다.

도 2의 교정을 위해 노광되는 중인 기판(W)은 생산 중이 아니고, 즉, 노광되는 필드는 동작하는 집적 회로를 후속하여 형성할 것으로 기대되지 않는다. 이것은 노광 방사선(방사선 빔(B))이 기판이 생산될 때 가능했을 것과 다른 방식으로 수정될 수 있다는 것을 의미한다. 이것은, 노광되는 중인 기판(W)이, 해당 기판이 생산 중에 사용되고 있었다면 요구될 필요한 패턴을 그 위에 가질 필요가 없기 때문이다. 방사선 빔(B)은 증가된 레벨의 방사선을 기판의 특정 구역 상에 입력하는 것 및/또는 기판의 특정 노광 필드만을 노광하는 것에 의해서 수정될 수 있다.

방사선 빔(B)의 진폭은 방사선 빔(B)을 생성하는 광원의 세기 레벨 변동에 의해 변조될 수 있다. 그러면 가열 효과의 세기가 증가된다. 좀 더 자세하게 설명하면, 진폭 변조는 방사선의 세기 레벨을 생산을 위한 정상 노광 위로 증가시켜서 더 많은 가열과 증가된 고속 가열 효과를 제공한다. 그러면, 매우 빈번한 샘플링과 함께, 렌즈 가열이 매우 빈번하게 여기될 수 있다. 더 나아가, 이것은 더 큰 신호 대 잡음 비를 생성하고, 따라서 교정에 대한 정확도가 개선된다.

방사선 빔(B)이 스위치온되고 투영 시스템(PS) 내에 가열 효과를 생성하는 시간은 수정될 수 있고, 즉, 방사선 빔(B)을 생성하는 광원이 시간 변조된다. 광원의 이러한 시간 변조는, 투영 시스템(PS) 고속 가열 효과가 더 효과적으로 그리고 또한 더 양호한 근사화 정확도로 여기된다는 것을 의미한다. 투영 시스템(PS) 고속 가열 효과의 교정이 투영 시스템(PS) 가열 모델의 정확도를 증가시키기 위해서 특히 중요하기 때문에, 고속 가열을 위하여 투영 시스템(PS) 가열 효과를 증가시키면 모델의 정확도를 증가시키는 데에 유익하다. 교정이 일어나는 동안 타이밍을 변경하면, 가열 효과가 여기되는 비율이 변경된다. 그러면 시상수가 더 신뢰가능한 방법으로 근사화될 수 있게 되는 결과가 된다. 방사선 빔(B)의 타이밍을 변경하면, 예를 들어 가열 중 일부를 더 짧은 시간 기간 내에 제공하고 가열 중 일부를 더 긴 시간 기간 내에 제공하면, 데이터에 더 많은 변동이 생긴다. 그러면 데이터에 근사화될 수 있는 시상수의 범위가 넓어지고, 따라서 더 양호한 근사화가 이루어진다.

투영 시스템(PS) 가열 측정이 기판(W)의 노광 시퀀스를 인터럽트한다는 점에서 논란이 있다. 투영 시스템(PS) 가열 측정 동안에, 가열 프로세스가 인터럽트된다. 따라서, 기판(W)은 노광될 수 없고(투영 시스템(PS) 가열이 여기됨), 투영 시스템(PS) 가열 신호가 동시에 샘플링된다.

투영 시스템(PS)을 기판(W)을 노광함으로써 충분히 여기하면서, 높은 샘플링 밀도(시간 상)를 획득하는 것이 바람직하다. 여기의 지속성이 중요하다: 투영 시스템(PS)은 관심 대상인 주파수 범위 내에서 여기되어야 한다. 단조로운 가열 입력 신호의 결과, 투영 시스템(PS) 가열 신호의 저 주파수(큰 시상수)가 여기된다. 반면에 고 주파수 입력 신호는, 예를 들어 전체 기판(W) 보다 적은 노광 또는 측정할 시간이 단축됨에 따른 노광들 사이의 짧은 시간은, 높은 렌즈 가열 주파수(작은 시상수, 따라서 고속 투영 시스템(PS) 가열)를 여기시킨다.

방사선 빔(B)의 시간 변조는, 측정들 사이에서, 기판(W)의 일부만을, 예를 들어 기판(W) 상의 노광 필드(C)의 절반을 가열 페이즈(도 2의 섹션 B) 중에 노광시키는 것에 의해서 달성될 수 있다.

방사선 빔(B)의 시간 변조를 달성하기 위한 다른 방법은 측정하기 전에 상이한 개수의 기판을 노광시키는 것일 것이다. 일 예로서, 3 개의 기판이 노광된 후 측정이 이루어질 수 있고, 그 후에 4 개의 기판이 노광된 후 측정이 이루어질 수 있는 등이다. 일련의 전체-기판 노광 중의 상이한 횟수의 반복된 전체-기판 노광(가열 페이즈 - 도 2의 섹션 C) 이후에는 제로-선량 단일-필드 노광(냉각 페이즈)이 이루어질 수 있다. 그러면 투영 시스템(PS) 가열 현상들이 상이한 방식으로 자극되고, 모든 시상수를 더 쉽게 식별할 수 있게 된다. 다른 예들에서, 방사선 빔(B)의 시간 변조를 얻기 위한 다른 방법이 사용될 수도 있다. 예를 들어, 기판(W)은 상이한 개수의 기판(W)을 노광하는데 소요되는 시간 동안 제로 선량으로 노광될 수 있다.

측정들 사이의 시간 기간이 감소되면, 시상수가 측정된 데이터로 근사화되게 하고, 그러면 고속 투영 시스템(PS) 가열 효과의 개선된 교정이 제공된다. 측정을 더 신속하게 한다는 것은, 특정 시간 기간 내에 더 많은 측정이 이루어질 수 있다는 것을 의미한다. 측정을 더 많이 한다는 것은 더 많은 데이터 포인트가 얻어져서 투영 시스템(PS) 가열 효과가 더 양호하게 모델링된다는 것을 의미한다. 실시예에 따른 측정 프로시저의 장점 중 일부가 렌즈 가열 제어(Lens Heating Control; LHC)를 위한 이전의 전략을 참조하여 이제 예시될 것이다.

이전에, LHC는 투영 시스템(PS) 내의 수차를, 개별 제르니케 계수의 시간-의존적 성질을 전술된 것과 유사한 방식으로 기술하는 지수항을 포함하는 애플리케이션에 특유한 렌즈-가열 모델을 교정함으로써 예측했다. 목표는 웨이퍼-내 드리프트 및 로트-내 드리프트를 교정 및 예측하는 것이었다. 렌즈 가열 교정 테스트, 즉 자동화된 렌즈 가열 교정(Automated Lens Heating Calibration; ALHC)이 생산 노광 중에 수행되었다(소위 인-라인 교정). 그러나, 측정은, 생산 웨이퍼를 노광시키는데 소요되는 시간에 의해 결정되는 간격에서 오직 한 번(또는 아마도 두 번) 생길 것이다.

이러한 과거 전략은 20 초보다 낮은 시상수를 가지는 지수항을 요구했던, 렌즈 가열-유도된 수차 드리프트를 적합하고 효율적으로 교정할 수 없었다. 이것은 적어도 부분적으로 기판(W) 노광 지속기간에 기인하는데, 이것은 약 14 초인 측정의 빈도를 구동한다. 더욱이, 수차를 측정하기 위해 사용되는 센서는 연관된 노이즈도 가진다. 측정의 제한된 최고 주파수 및 센서 노이즈는 결합해서 약 20 초의 더 낮은 한정을 시상수에 부과했고, 이것이 측정된 데이터에 근사화될 수 있다. 또한, 작은 퓨필(NA 이미지)을 사용하는 노광을 위해 전체 렌즈 퓨필(최대 NA)에 걸쳐 렌즈-가열을 기술해야 하는 요구 사항은, NA 스위칭도 기판 노광들 사이의 측정의 지속기간을 연장했다는 것을 의미했다. 이전의 LHC가, 고속 렌즈 가열이 있는 애플리케이션에 대한 상대적으로 열악한 교정 성능을 제공했다는 것이 인식되었다.

도 3은 이전의 LHC 전략 하에 고속 렌즈 가열이 있는 애플리케이션에 대한 열악한 교정 성능을 예시하는 그래프를 도시한다. 특히, 25 개의 기판의 로트의 노광을 위한 특정 타임스케일에 걸친 Z₄₁ 제르니케에 대한 측정이 도시된다. 점들은 Z₄₁ 제르니케에 대한 수차의 측정을 나타내고, 실선 곡선은 디폴트(이전의) 렌즈 가열 모델을 나타낸다. 곡선이 Z₄₁ =0 nm에서 직선인 프리-로트 냉각 부분이 존재한다. 실제 측정은 0 nm 라인 근처에 클러스터링된다는 것을 알 수 있다.

기판들의 로트의 이 시작되고 렌즈가 가열되면(가열 로트 부분), 곡선은 수차를 모델링하는 마루와 골을 가진다. 곡선의 각각의 골은 해당 로트 내의 기판의 노광을 나타낸다. 각각의 기판 노광에 대해 두 측정이 수행된다. 로트 내의 최종 기판이 노광되면, 렌즈의 가열이 중단되고 포스트-로트 냉각 부분이 존재한다.

도 3의 그래프로부터 알 수 있는 바와 같이, 실선 곡선에 의해 표현된 모델과 점에 의해 표현된 실제 측정 사이에는 불일치가 있다. 이것은 마지막 기판이 노광된 후의 포스트-로트 냉각 부분의 초기 부분에서 특히 분명하다. 이것은 적어도 부분적으로, 고속 가열 효과가 양호하게 모델링되지 않기 때문이다. 이러한 불일치는, 수차에 대해 이루어진 정정이 완전히 정확하지 않을 것이기 때문에, 시스템 성능에 영향을 줄 것이다.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따르는 측정 프로시저 및 후속 모델링으로 획득된 교정 데이터의 일 예를 보여준다. 점은 측정 장치, 즉 센서(S)에 의해 측정된 실제 투영 시스템(PS) 가열 데이터(Z₄₁)를 나타낸다.

점곡선 E는 이전의 ALHC 데이터 및 이전의 디폴트 모델을 나타낸다. 점곡선 E가 점에 의해 표현되는 측정과 특히 냉각 페이즈에서 잘 매칭되지 않는다는 것을 알 수 있다. 점선 곡선 F는 ALHC 데이터를 사용하는 새로운 교정 모델을 나타낸다. 새로운 교정 모델에서 더 작은 시상수를 가지는 지수항이 허용된다(디폴트 모델과 비교할 때). 그러면 모델링이 실제 측정된 데이터에 가깝게 개선될 수 있지만, 특히 고속 냉각 거동에 대해서는 불일치가 여전히 존재한다. 연속 실선 곡선 G는 새로운 자동화된 렌즈 가열 적격판정(ALHQ) 및 새로운 교정 모델로부터의 데이터를 나타낸다. 즉, 곡선 G는 이전 경우보다 작은 시간 간격에 의해 분리된 측정을 사용하여, 그리고 더 작은 시상수(디폴트 모델과 비교할 때)를 허용하는 교정 모델을 사용하여 생성되었다.

고속 투영 시스템(PS) 가열 효과는 새로운 측정 프로시저 및 교정 모델을 사용하여 이전의 전략을 사용하는 것보다 정확하게 교정된다. 이것은 고속 및 저속 냉각 거동 양자 모두를 매우 양호하게 기술하는 연속 실선 곡선 G에 의해 증명되는데, 그 이유는 실선 곡선 G가 측정 점을 근사화하기 때문이다. 또한, 실선 곡선 G는 예측된 웨이퍼내 드리프트가 측정된 것(화살표 H 참조)보다 약 30-40% 크다는 것을 보여준다. 곡선 G는 실제로 일어나는 일에 대한 정확한 표현이라고 여겨지고, 결과적으로, 곡선 E 및 F는 웨이퍼내 드리프트를 과소 예측한다. 예측된 드리프트(곡선 G)는 측정된 드리프트(곡선 E 및 F)보다 큰데, 그 이유는 투영 시스템(PS)이 마지막 노광과 첫 번째 측정 사이의 시간 동안 냉각되기 때문이다. 새로운 ALHQ 및 새로운 교정 모델(곡선 G)은 투영 시스템(PS) 가열로 유도된 수차를 기판 노광에 걸쳐 정확하게 교정할 수 있다. 수차에 대한 정보가 개선되면, 렌즈 액츄에이터가 과거에는 알지 못한 이러한 드리프트를 보상하기 위해 사용될 수 있게 된다.

당업자는, 투영 시스템(PS) 가열 효과가 고속 및 저속 기여자(contributor)의 결과인 것으로 여겨질 수 있다는 것을 확인할 수 있다. 예를 들어, 도 5는 가열 진폭을 제르니케 다항식에 관하여 나타낸다. 제르니케 다항식 Z₄₂는 고속 투영 시스템(PS) 가열 거동을 나타내는 것으로 여겨지는 반면에, 제르니케 다항식 Z₉는 상대적으로 느린 가열 거동을 나타낼 수 있다. 도시된 바와 같이, 일 예로서, 제르니케 다항식 Z₉의 진폭은 기판의 노광 중에 느리게 증가하고, 노광이 일어난 후의 냉각 기간 중에 천천히 감소된다. 다음 노광의 시작 시에, 또는 심지어 다음 웨이퍼 로트에서, 선행 노광의 냉각 효과는 여전히 관찰가능할 수 있다. 연속적인 노광에 대한 영향을 최소화하기 위하여, 연속적인 노광 중에 저속 성분의 (잔여) 드리프트를 예측하는 것이 필요하다. 제르니케 Z₉에 의해 예시된 바와 같은 저속 기여자 또는 대표자를 예측하기 위하여, 드리프트는 최대 NA에서 측정되고 교정될 필요가 있는데, 이것은 선행 노광 중에 사용된 NA의 크기와 다를 수 있다.

반면에, 고속 가열 효과(예를 들어 제르니케 Z₄₂로 표현됨)는 노광 및 냉각 기간 각각 동안에 증가 및 감소한다. 연속적인 웨이퍼 로트 동안에, 이러한 고속 가열 효과는 큰 영향을 가지지 않을 수 있다. 이것은, 현재의 웨이퍼 로트를 넘어 고속 투영 시스템(PS) 가열 거동을 예측하는 것이 필요하지 않다는 것을 의미할 수 있다. 또한, 최대 NA에서의 고속 투영 시스템(PS) 가열 거동의 측정 및 교정이 요구되지 않는다.

도 6은 결합되는 두 타입의 측정을 예시한다. 측정 장치, 예를 들어 센서(S)가 투영 시스템(PS) 가열 데이터를 얻기 위해 사용된다. 본 발명의 이러한 실시예에서, 고속 및 저속 투영 시스템(PS) 가열 거동의 측정은 제 1 및 제 2 측정 시리즈에 의해 얻어진다. 제 1 측정 시리즈는: 웨이퍼의 노광 직전에 실행된 측정과 직후에 실행된 측정인 적어도 두 개의 측정을 포함한다. 이것이 채워진 점에 의해 예시된다. 이러한 측정 시리즈의 장점은, 노광 중에 사용된 NA 크기에 대한 NA 크기 변경이 필요하지 않다는 것이다. 그러므로, 측정은 큰 시간 지연이 없이 이루어질 수 있다(NA 스위칭은 시간을 소모할 수 있음). 이것은, 이러한 측정이 고속 투영 시스템(PS) 가열 거동을 교정하기 위해서 적합하다는 것을 의미한다. 제 2 측정 시리즈는 감소된 NA로 연속적인 측정들 사이에, 통상적으로 냉각 기간 동안에 실행되는 적어도 두 개의 측정을 포함한다. 이러한 제 2 측정 시리즈는 최대 NA가 요구되는 저속 드리프팅 제르니케 다항식을 결정하기 위하여 요구된다. 이것은, 노광을 위해 사용되는 NA의 크기가 제 1 측정 시리즈의 측정을 위해 유지되고, 고속 및 저속 렌즈 가열 성분의 정보를 얻기 위해서 제 2 측정 시리즈의 측정에 대하여 최대로 연속 설정된다는 것을 의미한다. 다음 노광이 스케줄링되는 경우, NA는 다음 노광을 위해 요구되는 NA로 다시 변경된다.

투영 시스템(PS) 가열 거동의 교정은 생산 로트 이후에 직접적으로 수행될 수 있다. 그러나, 투영 시스템(PS)은 통상적으로 교정이 시작할 수 있기 전에 냉각될 필요가 있다(프리-냉각). 이것은 리소그래피 장치(LA)의 이용가능성에 큰 손실이 생기게 한다. 또한, 연속적인 생산 로트의 노광에 대한 영향을 피하기 위하여, 교정 시퀀스 이후의 투영 시스템(PS)의 냉각(포스트-냉각)도 요구될 수 있다. 발명자들은, 도 7에 예시된 바와 같은 다양한 에너지 선량이 있는 노광 시퀀스를 이용함으로써, 투영 시스템(PS) 가열 거동의 교정이 리소그래피 장치(LA)의 이용가능성에 최소한의 영향만 주면서 연속적인 생산 로트들 사이에서 이루어질 수 있다는 것을 인식했다.

도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른, 리소그래피 장치(LA)내의 투영 시스템(PS)의 (과도적) 수차 거동을 예측하기 위하여 투영 시스템(PS) 가열 모델을 교정하는 방법을 예시한다. 이러한 방법은 생산 로트 이후에 직접적으로 수행될 수 있는 노광 시퀀스를 포함한다. 도 7에 예시된 바와 같은 노광 시퀀스는 일련의 노광 세트를 포함할 수 있다. 노광 세트는 에너지 선량 및 각각의 노광 세트 내의 노광 횟수에 관해서 서로 다를 수 있다. 노광 시퀀스는, 예를 들어 총 15 회의 노광을 포함하는 여섯 개의 노광 세트(I 내지 VI으로 표시됨)를 포함할 수 있다. 도 7에 도시된 바와 같은 예시적인 노광 시퀀스에는; 제로 선량인 두 개의 노광을 포함하는 제 1 노광 세트, 20 mJ/cm²의 에너지 선량인 세 개의 노광을 포함하는 제 2 노광 세트, 제로 선량인 세 개의 노광을 포함하는 제 3 노광 세트, 15 mJ/cm²의 에너지 선량인 두 개의 노광을 포함하는 제 4 노광 세트, 7.5 mJ/cm²의 에너지 선량인 두 개의 노광을 포함하는 제 5 노광 세트, 및 제로 선량인 세 개의 노광을 포함하는 제 6 노광 세트가 포함된다. 각각의 노광 이전 그리고 이후에, 예를 들어 센서(S)를 이용하여 수차가 측정된다. 에너지 선량을 변조함으로써, 에너지 선량(입력 신호) 및 측정된 수차(출력 신호) 사이의, 제르니케 다항식에 관한 상관이 얻어질 수 있다. 투영 시스템(PS) 상의 열부하를 다양한 에너지 선량의 노광을 이용하여 변조함으로써, 투영 시스템(PS)은 지속적으로 여기된다. 그러면 투영 시스템(PS)이 높은 주파수로 응답할 수 있게 될 것이다. 고 주파수 신호는 교정을 위해 관심 대상인 짧은 시상수의 결과이다.

노광 세트의 개수는, 요구된 정확도 및 또는 각각의 노광 세트 내의 실제 노광에 따라서, 여섯 개보다 많을 수 있고 여섯 개보다 적을 수도 있다. 또한, 노광 세트 당 노광의 횟수는 두 번 또는 세 번의 노광으로 한정되지 않는다. 즉, 더 많거나 적은 노광이 노광 세트마다 사용될 수 있다.

각각의 노광 세트의 에너지 선량은 도 7 및 상기 설명에서 개시된 숫자로 한정되지 않는다.

연속적인 비-제로 노광 세트의 에너지 선량은 감소할 수 있다. 이것은 마지막 비-제로 노광 이후의 잔류열이 최소로 유지된다는 장점을 가질 수 있다. 연속적인 비-제로 노광 세트의 에너지 선량은 증가할 수도 있다는 것에 주의한다. 입력 신호 및 출력 신호 사이의 상관이 결정될 수 있는 한, 임의의 선량 시퀀스가 사용될 수 있다.

전술된 바와 같은, 노광 시퀀스를 포함하는 투영 시스템(PS) 가열 거동을 교정하는 방법은, 최대 NA로 설정되거나 감소된 NA로 설정된 투영 시스템(PS)으로 수행될 수 있다. 투영 시스템(PS)의 감소된 NA 설정은 생산 로트 중의 NA을 위해 사용되는 NA의 크기와 유사할 수 있다.

선행 노광에 의해 사용되는 것과 같은 투영 시스템(PS)의 NA의 크기는, 교정을 위해 사용되는 노광 시퀀스 동안에 유지될 수 있다. 그러면 두 생산 로트들 사이에서 실행된 교정을 위해 요구되는 오버헤드 시간이 최소화될 수 있다.

투영 시스템(PS)의 NA의 크기는 교정을 위해 사용되는 노광 시퀀스 이전에 또는 그 동안에 변경(전환)될 수 있다. NA의 크기는 생산 로트의 노광 중에 사용되는 NA 및 최대 NA에 의해 규정되는 범위 내에 속할 수 있다. 관심 대상인 가열 거동에 의존하여, NA의 크기가 규정되고 설정된다(전환됨).

교정 데이터가 수집된 후에, 다음 단계는 교정 노광 시퀀스의 가열 응답을 노광 시퀀스의 시작 직전에 노광된 생산 로트의 가열 응답으로부터 분리하는 것이다. 이를 수행하기 위해서, 투영 시스템(PS) 가열 모델은 생산 로트의 레티클 정렬 데이터에 대해 교정될 것이다. 이러한 모델은 교정 노광 시퀀스 중에 생산 로트의 냉각 효과를 추정하기 위하여 사용될 수 있다.

본 발명의 실시예의 측정 프로시저 및 교정 방법을 사용하면, 투영 시스템(PS) 가열 모델의 정확도가 개선될 수 있다. 그 데이터 수집의 높은 빈도가 있는 새로운 교정 전략은, 동일한 실험 지속기간 동안에, 타이밍이 생산 시퀀스에 의해 결정되었던 이전의 측정 스킴보다 많은 전체 데이터 세트를 제공한다. 따라서, 교정된 투영 시스템(PS) 가열 거동의 동일한 정확도에 대해서, 새로운 교정 전략이 더 빠를 수 있다. 그러면, 애플리케이션 마다, 그리고 리소그래피 장치(LA) 마다 투영 시스템(PS) 가열 모델의 교정 시간이 크게(예를 들어, 90%가 넘게) 감소될 수 있다. 그러면 리소그래피 장치(LA)의 이용가능성 및 생산 중에 기판들의 사이클 시간이 개선될 수 있다. 이용가능성 개선은 더 짧은 교정 실험을 가지는 것으로부터 얻어진다.

본 명세서에서 IC를 제조하는 분야에 리소그래피 장치를 이용하는 것에 대해 특히 언급될 수 있지만, 본원에서 기술된 리소그래피 장치는 다른 응용예를 가질 수 있음이 이해돼야 한다. 가능한 다른 적용예는 집적 광학 시스템, 자기 도메인 메모리(magnetic domain memory)용 가이드 및 검출 패턴(guidance and detection pattern), 평판 디스플레이, LCD(Liquid Crystal Display), 박막 자기 헤드 등의 제조를 포함한다.

비록 본 명세서에서 리소그래피 장치의 맥락에서 본 발명의 실시예가 특정하게 참조되었지만, 본 발명의 실시예는 다른 장치에서도 사용될 수 있다. 본 발명의 실시예는 마스크 검사 장치, 계측 장치, 또는 웨이퍼(또는 다른 기판) 또는 마스크(또는 다른 패터닝 디바이스)와 같은 대상물을 측정하거나 처리하는 임의의 장치의 일부가 될 수 있다. 이러한 장치는 일반적으로 리소그래피 툴이라고 지칭될 수 있다. 이러한 리소그래피 툴은 진공 조건 또는 주변(비-진공) 조건을 사용할 수 있다.

콘텍스트가 허용하는 경우, 본 발명의 실시예들은 하드웨어, 펌웨어, 소프트웨어, 또는 이것들의 임의의 조합으로 구현될 수도 있다. 본 발명의 실시예는 또한 머신-판독가능 매체 상에 저장되는 명령으로서 구현될 수도 있고, 이들은 하나 이상의 프로세서에 의하여 판독되고 실행될 수도 있다. 머신-판독가능 매체는 머신(예컨대, 컴퓨팅 디바이스)에 의해 판독가능한 형태로 정보를 저장하거나 송신하기 위한 임의의 메커니즘을 포함할 수도 있다. 예를 들어, 머신-판독가능 매체는 판독 전용 메모리(ROM); 랜덤 액세스 메모리(RAM); 자기적 스토리지 미디어; 광학적 스토리지 미디어; 플래시 메모리 디바이스; 전기적, 광학적, 음향학적이거나 다른 형태의 전파된 신호(예를 들어, 반송파, 적외선 신호, 디지털 신호, 등), 및 다른 것들을 포함할 수도 있다. 더 나아가, 펌웨어, 소프트웨어, 루틴, 명령은 본 명세서에서 특정 동작들을 수행하고 있는 것으로 설명될 수도 있다. 그러나, 이러한 설명들이 단지 편의를 위한 것이라는 것과 이러한 동작들이 사실상 펌웨어, 소프트웨어, 루틴, 명령 등을 실행하는 컴퓨팅 디바이스, 프로세서, 제어기, 또는 다른 디바이스로부터 초래된다는 것, 그리고 그렇게 함으로써 액츄에이터 또는 다른 디바이스가 실세계와 상호작용하게 될 수 있다는 것이 이해되어야 한다.

비록 본 발명의 특정한 실시예가 위에서 설명되었지만, 본 발명은 설명된 것과 다르게 실시될 수 있다는 것이 이해될 것이다. 위의 설명은 한정적인 것이 아니라 예시적인 의도로 제공된다. 따라서, 다음 진술되는 절들의 범위로부터 벗어나지 않으면서, 설명된 바와 같은 본 발명에 변경이 이루어질 수 있다는 것이 당업자에게는 명백할 것이다. 본 발명의 다양한 양태들이 다음 번호가 매겨진 절들에서 진술된다.

1. 리소그래피 장치 내의 투영 시스템에서의 수차를 예측하기 위해 투영 시스템 가열 모델을 교정하는 방법으로서,

기판 테이블 상에 제공된 기판 상의 하나 이상의 노광 필드를 노광하도록, 투영 시스템을 통해 노광 방사선을 전달하는 단계; 및상기 노광 방사선에 의해 초래되는, 상기 투영 시스템에서의 수차의 측정을 수행하는 단계를 포함하고,

측정들 사이의 시간 기간은 상기 기판 상의 모든 노광 필드를 노광하는데 소요될 시간 기간보다 짧은, 투영 시스템 가열 모델 교정 방법.

2. 제 1 절에 있어서,

수차의 연속적인 측정들 사이의 시간 기간은 10 초 이하인, 투영 시스템 가열 모델 교정 방법.

3. 제 1 절 또는 제 2 절에 있어서,

상기 방법은,

기판이 상기 리소그래피 장치 내에서 노광되기 이전에 수차를 측정하는 단계를 더 포함하는, 투영 시스템 가열 모델 교정 방법.

4. 제 1 절 내지 제 3 절 중 어느 한 절에 있어서,

상기 방법은,

상기 노광 필드의 노광과 연관된 수차를 측정하는 단계;

상기 기판의 다른 노광 필드를 노광하도록, 상기 투영 시스템을 통해 노광 방사선을 전달하는 단계; 및

상기 다른 노광 필드의 노광과 연관된 수차를 측정하는 단계를 더 포함하는, 투영 시스템 가열 모델 교정 방법.

5. 제 4 절에 있어서,

상기 방법은,

상기 기판 테이블 상의 기판의 서로 상이한 노광 필드들의 복수 회의 노광 각각에 대하여 수차를 적어도 한 번 측정하는 단계를 더 포함하는, 투영 시스템 가열 모델 교정 방법.

6. 제 1 절 내지 제 5 절 중 어느 한 절에 있어서,

상기 방법은,

노광 방사선이 상기 투영 시스템을 통과하지 않는 냉각 페이즈 동안에, 기판이 상기 기판 테이블 상에 위치된 채로 수차를 측정하는 단계를 더 포함하는, 투영 시스템 가열 모델 교정 방법.

7. 제 6 절에 있어서,

상기 방법은,

냉각 페이즈 중에 수차를 여러 번 측정하는 단계를 더 포함하는, 투영 시스템 가열 모델 교정 방법.

8. 제 7 절에 있어서,

냉각 페이즈 중의 수차의 연속적인 측정들 사이의 시간 기간은 기판의 노광 중의 수차의 연속적인 측정들 사이의 시간 기간보다 짧은, 투영 시스템 가열 모델 교정 방법.

9. 제 1 절 내지 제 8 절 중 어느 한 절에 있어서,

상기 방법은,

상기 투영 시스템을 통해 노광 방사선을 전달하기 이전에 수차를 측정하고, 상기 투영 시스템을 통해 노광 방사선을 전달한 이후에 수차를 측정하는 단계를 더 포함하는, 투영 시스템 가열 모델 교정 방법.

10. 제 1 절 내지 제 9 절 중 어느 한 절에 있어서,

상기 방법은,

상기 기판의 노광 중의 수차의 측정들 사이에 상기 투영 시스템에 대한 개구수의 크기를 유지하는 단계를 더 포함하는, 투영 시스템 가열 모델 교정 방법.

11. 제 1 절 내지 제 10 절 중 어느 한 절에 있어서,

상기 방법은,

상기 기판의 노광 및 냉각 페이즈 중에, 상기 투영 시스템에 대한 개구수의 크기를 전체(full) 개구수보다 작게 유지하는 단계를 더 포함하는, 투영 시스템 가열 모델 교정 방법.

12. 제 1 절 내지 제 11 절 중 어느 한 절에 있어서,

상기 방법은,

복수 개의 기판 테이블 상의 복수 개의 기판의 노광과 연관된 수차를 측정하는 단계를 더 포함하는, 투영 시스템 가열 모델 교정 방법.

13. 제 1 절 내지 제 12 절 중 어느 한 절에 있어서,

상기 방법은,

방사선 빔을 생성하는 소스의 시간 변조를 제공하는 단계를 더 포함하는, 투영 시스템 가열 모델 교정 방법.

14. 제 1 절 내지 제 13 절 중 어느 한 절에 있어서,

상기 방법은,

방사선 빔을 생성하는 소스의 진폭 변조를 제공하는 단계를 더 포함하는, 투영 시스템 가열 모델 교정 방법.

15. 리소그래피 장치 내의 투영 시스템에서의 수차를 예측하기 위한 투영 시스템 가열 모델을 교정하기 위한 측정을 수행하도록 구성되는 측정 장치로서,

상기 측정 장치는, 기판 테이블 상의 기판 상의 하나 이상의 노광 필드를 노광하게끔, 상기 투영 시스템을 통해 전달되는 노광 방사선에 의해 초래되는 상기 투영 시스템 내의 수차의 측정을 수행하도록 구성되고,

상기 측정 장치는 상기 기판 상의 모든 노광 필드를 노광하는데 소요될 시간 기간보다 짧은 시간 기간 내에 측정을 수행하도록 구성되는, 측정 장치.

16. 제 15 절에 있어서,

수차의 연속적인 측정들 사이의 시간 기간은 10 초 이하인, 측정 장치.

17. 제 15 절 또는 제 16 절에 있어서,

상기 측정 장치는, 상기 기판이 상기 리소그래피 장치 내에서 노광되기 이전에 수차를 측정하도록 구성되는, 측정 장치.

18. 제 15 절 내지 제 17 절 중 어느 한 절에 있어서,

상기 측정 장치는,

상기 노광 필드의 노광과 연관된 수차를 측정한 후, 노광 방사선이 상기 기판의 다른 노광 필드를 노광하도록 상기 투영 시스템을 통과한 후에, 상기 기판의 다른 노광 필드의 노광과 연관된 수차를 측정하도록 구성되는, 측정 장치.

19. 제 18 절에 있어서,

상기 측정 장치는,

상기 기판 테이블 상의 기판의 서로 상이한 노광 필드들의 복수 회의 노광 각각에 대하여 수차를 적어도 한 번 측정하도록 구성되는, 측정 장치.

20. 제 15 절 내지 제 18 절 중 어느 한 절에 있어서,

상기 측정 장치는,

방사선이 상기 투영 시스템을 통과하지 않는 냉각 페이즈 동안에, 상기 기판 테이블 상에 위치된 기판에서 수차를 측정하도록 구성되는, 측정 장치.

21. 제 20 절에 있어서,

상기 측정 장치는 상기 냉각 페이즈 중에 상기 기판에서 여러 번 측정하도록 구성되는, 측정 장치.

22. 제 21 절에 있어서,

냉각 페이즈 중의 수차의 연속적인 측정들 사이의 시간 기간은 기판의 노광 중의 수차의 연속적인 측정들 사이의 시간 기간보다 짧은, 측정 장치.

23. 제 15 절 내지 제 22 절 중 어느 한 절에 있어서,

상기 측정 장치는,

노광 방사선이 상기 투영 시스템을 통해 전달되기 이전에 수차를 측정하고, 노광 방사선이 상기 투영 시스템을 통해 전달된 이후에 수차를 측정하도록 구성되는, 측정 장치.

24. 제 15 절 내지 제 23 절 중 어느 한 절에 있어서,

상기 측정 장치는 복수 개의 기판 테이블 상의 복수 개의 기판의 노광과 연관된 수차를 측정하도록 구성되는, 측정 장치.

25. 제 15 절 내지 제 24 절 중 어느 한 절에 있어서,

방사선은 진폭 변조되는, 측정 장치.

26. 제 15 절 내지 제 24 절 중 어느 한 절에 있어서,

방사선은 시간 변조되는, 측정 장치.

27. 리소그래피 장치로서,

마스크로부터의 패턴을 기판 상에 투영하도록 구성되는 투영 시스템을 포함하고,

제 15 절 내지 제 24 절 중 어느 한 절에 따른 측정 장치를 더 포함하는, 리소그래피 장치.

28. 제 27 절에 있어서,

상기 투영 시스템에 대한 개구수의 크기는 상기 기판의 노광 중의 수차의 측정들 사이에 유지되는, 리소그래피 장치.

29. 제 27 절 또는 제 28 절에 있어서,

상기 투영 시스템에 대한 개구수의 크기는, 상기 기판의 노광 및 냉각 페이즈 중에 전체(full) 개구수보다 작게 유지되는, 리소그래피 장치.

30. 컴퓨터 프로그램으로서,

프로세서가 제 1 절 내지 제 14 절 중 어느 한 절에 따른 방법을 수행하게 하도록 구성되는 컴퓨터 판독가능 명령을 포함하는, 컴퓨터 프로그램.

31. 제 30절에 따른 컴퓨터 프로그램을 저장하는 컴퓨터 판독가능 매체.

32. 리소그래피 장치 내의 투영 시스템에서의 수차를 예측하기 위한 투영 시스템 가열 모델을 교정하기 위한 컴퓨터 장치로서,

프로세서 판독가능 명령을 저장하는 메모리; 및

상기 메모리에 저장된 실행 명령을 판독하고 실행하도록 구성되는 프로세서를 포함하고,

상기 프로세서 판독가능 명령은, 컴퓨터가 제 1 절 내지 제 14 절 중 어느 한 절에 따른 방법을 수행하도록 제어하게 구성되는 명령을 포함하는, 컴퓨터 장치.

Claims (15)

1. 기판 테이블 상에 제공된 기판 상의 하나 이상의 노광 필드를 노광하도록, 투영 시스템을 통해 노광 방사선을 전달하는 단계; 및
   상기 투영 시스템에서의 수차의 제 1 측정과 제 2 측정을 수행하는 단계를 포함하고,
   제 1 수차 측정과 제 2 수차 측정 사이의 시간 기간은 상기 기판 상의 상기 하나 이상의 노광 필드 모두를 노광하는데 소요될 시간 기간보다 짧으며,
   노광 방사선이 상기 투영 시스템을 통과하지 않는 냉각 페이즈 중의 수차의 연속적인 측정들 사이의 시간 기간은 기판의 노광 중의 수차의 연속적인 측정들 사이의 시간 기간보다 짧은 방법.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 방법은,
   리소그래피 장치 내에서의 기판의 노광 이전에 수차를 측정하는 단계를 더 포함하는, 방법.
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
   상기 방법은,
   상기 하나 이상의 노광 필드의 노광과 연관된 수차를 측정하는 단계;
   상기 기판의 상기 하나 이상의 노광 필드 중 다른 노광 필드를 노광하도록, 상기 투영 시스템을 통해 노광 방사선을 전달하는 단계; 및
   상기 하나 이상의 노광 필드 중 상기 다른 노광 필드의 노광과 연관된 수차를 측정하는 단계를 더 포함하는, 방법.
4. 제 3 항에 있어서,
   상기 방법은,
   상기 기판 테이블 상의 기판의 상기 하나 이상의 노광 필드 중 서로 상이한 노광 필드들의 복수 회의 노광 각각에 대하여 수차를 적어도 한 번 측정하는 단계를 더 포함하는, 방법.
5. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
   상기 방법은,
   상기 냉각 페이즈 동안에 기판이 상기 기판 테이블 상에 위치된 채로 수차를 측정하는 단계를 더 포함하는, 방법.
6. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
   상기 방법은,
   상기 투영 시스템을 통해 노광 방사선을 전달하기 이전에 수차를 측정하고, 상기 투영 시스템을 통해 노광 방사선을 전달한 이후에 수차를 측정하는 단계를 더 포함하는, 방법.
7. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
   상기 방법은,
   제 1 및 제 2 수차 측정 중에, 상기 투영 시스템에 대한 개구수의 크기를 상기 기판을 노광하기 위해 사용되는 크기로 유지하는 단계를 더 포함하는, 방법.
8. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
   상기 방법은,
   상기 기판의 노광 및 냉각 페이즈 중에, 상기 투영 시스템에 대한 개구수의 크기를 전체(full) 개구수보다 작게 유지하는 단계를 더 포함하는, 방법.
9. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
   상기 방법은,
   복수 개의 기판 테이블 상의 복수 개의 기판의 노광과 연관된 수차를 측정하는 단계를 더 포함하는, 방법.
10. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 방법은,
    방사선 빔을 생성하는 소스의 시간 변조를 제공하는 단계를 더 포함하는, 방법.
11. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 방법은,
    방사선 빔을 생성하는 소스의 진폭 변조를 제공하는 단계를 더 포함하는, 방법.
12. 제 1 항에 있어서,
    상기 방법은, 다수의 노광 세트의 노광 시퀀스에 따라서 노광 방사선을 제공하는 단계를 더 포함하고,
    각각의 노광 세트는,
    서로 다른 에너지 선량, 및
    상이한 노광 횟수 중 적어도 하나를 포함하는, 방법.
13. 제 1 항 또는 제 12 항에 있어서,
    상기 방법은,
    상기 투영 시스템에서의 수차를,
    a) 상기 기판을 노광하기 위하여 사용되는 NA 크기에서 수차를 적어도 한 번 측정하는 스텝,
    b) 최대 NA에서 수차를 적어도 두 번 측정하는 스텝, 및
    c) 상기 기판을 노광하기 위하여 사용되는 NA 크기에서 수차를 적어도 한 번 측정하는 스텝에 따라 측정하는 단계를 더 포함하는, 방법.
14. 측정 장치로서,
    제 1 항 또는 제 2 항에 따르는 방법을 수행하도록 구성되는, 측정 장치.
15. 리소그래피 장치로서,
    마스크로부터의 패턴을 기판 상에 투영하도록 구성되는 투영 시스템을 포함하고,
    제 14 항에 따른 측정 장치를 더 포함하는, 리소그래피 장치.

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