KR20240067903A - 소스 선택 모듈, 그리고 관련된 계측 및 리소그래피 장치 - Google Patents

소스 선택 모듈, 그리고 관련된 계측 및 리소그래피 장치 Download PDF

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KR20240067903A
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빗 파울 코르네 헨리 더
로날트 프란시스퀴스 헤르만 휘허르스
요한스 제이코버스 마테우스 바셀맨스
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에이에스엠엘 네델란즈 비.브이.
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Abstract

스펙트럼적으로 성형된 조명 빔을 획득하기 위해 광대역 조명 빔을 스펙트럼적으로 성형하기 위한 소스 선택 모듈이 개시된다. 소스 선택 모듈은 광대역 조명 빔을 분산시키기 위한 빔 분산 요소; 분산된 후 광대역 조명 빔을 공간적으로 변조시키기 위한 격자 광 밸브 모듈; 및 출력 소스 빔을 획득하기 위해 공간적으로 변조된 광대역 조명 빔을 재결합시키기 위한 빔 결합 요소를 포함한다.

Description

소스 선택 모듈, 그리고 관련된 계측 및 리소그래피 장치
관련 출원에 대한 상호 참조
본 출원은 2021년 9월 22일에 출원되고 원용에 의해 전체적으로 본 명세서에 포함된 EP 특허 출원 제21198171.7호의 우선권을 주장한다.
본 발명은, 예를 들어 리소그래피 기술에 의하여 디바이스의 제조에 사용 가능한 방법 및 장치, 그리고 리소그래피 기술을 사용하여 디바이스를 제조하는 방법에 관한 것이다. 본 발명은 특히 계측 센서 및 이러한 계측 센서를 갖는 리소그래피 장치, 그리고 더욱 특히 이러한 계측 센서들을 위한 조명 배열체에 관한 것이다.
리소그래피 장치는 원하는 패턴을 기판 상으로, 일반적으로 기판의 타겟 부분 상으로 적용하는 기계이다. 리소그래피 장치는, 예를 들어 집적 회로(IC)의 제조에 사용될 수 있다. 그 경우에, 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 부분으로 전사될 수 있다. 패턴의 전사는 전형적으로 기판 상에 제공된 방사선-감응성 재료(레지스트)의 층 상으로의 이미징을 통해 이루어진다. 일반적으로, 단일 기판은 연속적으로 패터닝된 인접 타겟 부분들의 네트워크를 포함할 것이다. 이 타겟 부분들은 일반적으로 "필드(field)"로 지칭된다.
복잡한 디바이스의 제조에서, 전형적으로 많은 리소그래피 패터닝 단계가 수행되며, 그에 의하여 기판 상의 연속적인 층들에 기능적 피처를 형성한다. 따라서 리소그래피 장치의 성능의 중요한 양태는 이전 층에 (동일한 장치 또는 상이한 리소그래피 장치에 의해) 놓인 피처에 관하여, 적용된 패턴을 올바르게 그리고 정확하게 배치하는 능력이다. 이 목적을 위하여, 기판은 하나 이상의 정렬 마크 세트를 구비한다. 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 마크들과 상이한 유형의 정렬 센서들은 상이한 제조업체들 및 동일 제조업체의 상이한 제품들로부터 알려져 있다.
다른 적용에서, 계측 센서는 기판 상의 노광된 구조체 (레지스트 내 및/또는 에칭 후)를 측정하기 위하여 사용된다. 빠르고 비침습적인 형태의 특수 검사 툴은, 방사선의 빔이 기판의 표면 상의 타겟으로 향하고 산란 또는 반사 빔의 특성이 측정되는 스캐터로미터이다. 공지된 스캐터로미터의 예는 US2006033921A1 및 US2010201963A1에 설명된 유형의 각도-분해 스캐터로미터를 포함한다. 재구성에 의한 피처 형상의 측정에 더하여, 공개된 특허 출원 US2006066855A1에 설명된 바와 같이, 회절 기반 오버레이는 이러한 장치를 사용하여 측정될 수 있다. 회절 차수의 암시야 이미징을 이용한 회절-기반 오버레이 계측은 더 작은 타겟에서의 오버레이 측정을 가능하게 한다. 암시야 이미징 계측의 예는 국제 특허 출원 WO2009/078708 및 WO2009/106279에서 찾을 수 있으며, 이 문헌들은 그 전체가 원용에 의해 본 명세서에 포함된다. 이 기술의 추가적인 개발 예는 공개된 특허 공보 US20110027704A, US20110043791A, US2011102753A1, US20120044470A, US20120123581A, US20130258310A, US20130271740A 및 WO2013/178422A1에 설명되었다. 이 타겟은 조명 스폿보다 더 작을 수 있으며, 웨이퍼 상의 제품 구조체로 둘러싸일 수 있다. 복합 격자 타겟을 사용하여 하나의 이미지 내에서 다수의 격자가 측정될 수 있다. 이 출원들 모두의 내용 또한 원용에 의해 본 명세서에 포함된다.
일부 스캐터로미터 또는 정렬 센서와 같은 일부 계측 적용에서, 계측 타겟의 불완전성은 그 타겟으로부터의 측정된 값의 파장/편광 의존 변화의 결과로 이어질 수 있다. 따라서, 이 변화에 대한 보정 및/또는 완화는 때때로 다수의 상이한 파장 및/또는 편광 (또는 더 일반적으로, 다수의 상이한 조명 조건)을 이용하여 동일한 측정을 수행하는 것에 영향을 받는다. 이러한 계측 적용을 위해 조명의 스펙트럼 성분들의 스위칭 및 선택을 개선하는 것이 바람직할 것이다.
제1 양태에서의 본 발명은 스펙트럼적으로 성형된 조명 빔을 획득하기 위해 광대역 조명 빔을 스펙트럼적으로 성형하기 위한 소스 선택 모듈을 제공하며, 이 소스 선택 모듈은: 광대역 조명 빔을 분산시키기 위한 빔 분산 요소; 분산된 후 광대역 조명 빔을 공간적으로 변조시키기 위한 격자 광 밸브 모듈; 및 출력 소스 빔을 획득하기 위해 공간적으로 변조된 광대역 조명 빔을 재결합시키기 위한 빔 결합 요소를 포함한다.
또한 제1 양태의 방법을 수행하도록 작동 가능한 계측 디바이스를 포함하는 계측 장치 및 리소그래피 장치가 개시된다.
본 발명의 상기 양태 및 다른 양태가 아래에 설명된 예를 고려함으로써 이해될 것이다.
이제 본 발명의 실시예가 첨부 도면을 참조하여 단지 예로서 설명될 것이며, 도면에서,
도 1은 리소그래피 장치를 도시하고 있다.
도 2는 도 1의 장치에서의 측정 및 노광 공정을 개략적으로 예시하고 있다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른, 조정 가능한 정렬 센서의 개략도이다.
도 4는 (a) 제1 조명 애퍼처 쌍을 사용하여 타겟을 측정하는 것에서의 사용을 위한 암시야 스캐터로미터의 개략도, 그리고 (b) 주어진 조명 방향에 대한 타겟 격자의 회절 스펙트럼의 상세도를 포함한다.
도 5는 격자 광 밸브의 개략도로서, 그의 기본적인 작동을 (a) 평면도, (b) 제1 구성의 종단 도면, 및 (c) 제2 구성의 종단 도면에서 도시하고 있다.
도 6은 본 발명의 제1 실시예에 따른 격자 광 밸브를 포함하는 조명 배열체의 개략도이다.
도 7은 본 발명의 제2 실시예에 따른 격자 광 밸브를 포함하는 조명 배열체의 개략도이다.
도 8은 도 6에 도시된 바와 같은 조명 배열체의 작동 원리의 개략적인 도면으로서, (a) 입력 스펙트럼, (b) 격자 광 밸브에 입사하는 방사선의 평면도, (c) 격자 광 밸브에 입사하는 방사선의 종단(end-on) 도면, 그리고 (d) 결과적인 출력 스펙트럼을 보여주고 있다.
도 9는 본 발명의 제2 실시예에 따른 격자 광 밸브를 포함하는 조명 배열체의 개략도이다.
본 발명의 실시예를 상세히 설명하기 전에, 본 발명의 실시예가 구현될 수 있는 예시적인 환경을 제시하는 것이 유익하다.
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)(IL); 패터닝 디바이스 (예를 들어, 마스크)(MA)를 지지하도록 구성되며, 특정 매개변수에 따라서 패터닝 디바이스를 정확하게 위치시키도록 구성된 제1 포지셔너(PM)에 연결된 패터닝 디바이스 지지체 또는 지지 구조체 (예를 들어, 마스크 테이블)(MT); 각각 기판 (예를 들어, 레지스트 코팅된 웨이퍼)(W)을 유지시키도록 구성되며, 특정 매개변수에 따라서 기판을 정확하게 위치시키도록 구성된 제2 포지셔너(PW)에 각각 연결된 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 투영시키도록 구성된 투영 시스템 (예를 들어, 굴절식 투영 렌즈 시스템)(PS)을 포함한다. 기준 프레임(RF)은 다양한 구성 요소를 연결하며 그리고 패터닝 디바이스와 기판의 위치 그리고 패터닝 디바이스와 기판 상에서의 피처의 위치를 설정 및 측정하기 위한 기준의 역할을 한다.
조명 시스템은 방사선을 지향시키고, 성형(shaping)하고, 또는 제어하기 위한, 굴절식, 반사식, 자기식, 전자기식, 정전식 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 디바이스를, 패터닝 디바이스의 배향, 리소그래피 장치의 디자인, 및 예를 들어 패터닝 디바이스가 진공 환경 내에서 유지되는지 여부와 같은 다른 조건에 의존하는 방식으로 유지시킨다. 패터닝 디바이스 지지체는 기계적, 진공, 정전기, 또는 기타 클램핑 기술을 이용하여 패터닝 디바이스를 유지시킬 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 대하여 원하는 위치에 있다는 것을 보장할 수 있다.
본 명세서에서 사용되는 용어 "패터닝 디바이스"는, 기판의 타겟 부분에 패턴을 생성하기 위해 방사선 빔의 횡단면에 패턴을 부여하기 위하여 사용될 수 있는 임의의 디바이스를 지칭하는 것으로 넓게 해석되어야 한다. 방사선 빔에 부여된 패턴은, 예를 들어 패턴이 위상 시프트 피처(phase shifting feature) 또는 소위 어시스트 피처(assist feature)를 포함한다면, 기판의 타겟 부분의 원하는 패턴에 정확히 대응하지 않을 수 있다는 점이 주목되어야 한다. 일반적으로, 방사선 빔에 부여된 패턴은 집적 회로와 같은, 타겟 부분에 생성되고 있는 디바이스 내의 특정 기능 층에 대응할 것이다.
도면에 도시된 바와 같이, 본 장치는 (예를 들어, 투과식 패터닝 디바이스를 이용하는) 투과 유형이다. 대안적으로, 본 장치는 (예를 들어, 위에서 언급된 바와 같은 유형의 프로그램 가능한 미러 어레이를 사용하는, 또는 반사식 마스크를 이용하는) 반사 유형일 수 있다. 패터닝 디바이스의 예는 마스크, 프로그램 가능한 미러 어레이, 및 프로그램 가능한 LCD 패널을 포함한다. 본 명세서에서의 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 대해, 또는 침지 액체의 사용 또는 진공의 사용과 같은 다른 요인에 대해 적합한, 굴절식, 반사식, 반사 굴절식(catadioptric), 자기식, 전자기식, 및 정전식 광학 시스템, 또는 이들의 임의의 조합을 포함하는 임의의 유형의 투영 시스템을 포함하는 것으로 넓게 해석되어야 한다. 본 명세서에서의 용어 "투영 렌즈"의 임의의 사용은 더 일반적인 용어 "투영 시스템"과 동의어로 간주될 수도 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 장치 내의 다른 공간에, 예를 들어 마스크와 투영 시스템 사이에 적용될 수 있다. 침지 기술은 투영 시스템의 개구수(numerical aperture)를 증가시키기 위한 기술 분야에서 잘 알려져 있다.
작동 시, 일루미네이터(IL)는 방사선 소스(SO)로부터 방사선 빔을 받아들인다. 예를 들어, 소스가 엑시머 레이저인 경우, 소스와 리소그래피 장치는 별개의 개체들일 수 있다. 이러한 경우에, 소스는 리소그래피 장치의 일부를 형성하는 것으로 간주되지 않으며, 방사선 빔은, 예를 들어 적합한 지향 미러 및/또는 빔 익스팬더(beam expander)를 포함하는 빔 전달 시스템(BD)의 도움으로 소스(SO)로부터 일루미네이터(IL)로 나아간다. 다른 경우에, 예를 들어 소스가 수은 램프일 때, 소스는 리소그래피 장치의 필수 부분일 수 있다. 소스(SO)와 일루미네이터(IL)는 필요하다면 빔 전달 시스템(BD)과 함께 방사선 시스템으로 지칭될 수도 있다.
일루미네이터(IL)는, 예를 들어 방사선 빔의 각도 세기 분포를 조정하기 위한 조절기(AD), 집속기(integrator)(IN) 및 집광기(condenser)(CO)를 포함할 수 있다. 일루미네이터는 방사선 빔의 횡단면에서 원하는 균일성 및 세기 분포를 갖도록 방사선 빔을 조절하기 위하여 사용될 수 있다.
방사선 빔(B)은 패터닝 디바이스 지지체(MT) 상에 유지되고 있는 패터닝 디바이스(MA)에 입사하며, 그리고 패터닝 디바이스에 의하여 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)와 위치 센서(IF) (예를 들어, 간섭계 디바이스, 선형 인코더, 2-D 인코더 또는 용량성 센서)의 도움으로, 예를 들어 방사선 빔(B)의 경로에 상이한 타겟 부분(C)들을 위치시키기 위하여, 기판 테이블(WTa 또는 WTb)은 정확하게 이동될 수 있다. 유사하게, 제1 포지셔너(PM)와 (도 1에서는 명확하게 도시되지 않은) 또 다른 위치 센서가 이용되어, 예를 들어 마스크 라이브러리로부터의 기계적 인출 이후에, 또는 스캔 동안에 패터닝 디바이스 (예를 들어, 마스크)(MA)를 방사선 빔(B)의 경로에 대하여 정확하게 위치시킬 수 있다.
패터닝 디바이스 (예를 들어, 마스크)(MA)와 기판(W)은 마스크 정렬 마크(M1, M2)와 기판 정렬 마크(P1, P2)를 이용하여 정렬될 수 있다. 도시된 바와 같은 기판 정렬 마크들이 전용 타겟 부분을 점유하고 있지만, 이들은 타겟 부분들 사이의 공간에 위치될 수 있다 (이들은 스크라이브-레인 정렬 마크로 알려져 있다). 마찬가지로, 패터닝 디바이스 (예를 들어, 마스크)(MA) 상에 하나보다 많은 다이가 제공된 상황에서, 마스크 정렬 마크는 다이들 사이에 위치될 수 있다. 소형 정렬 마크는 또한 디바이스 피처들 사이에서 다이 내에 포함될 수 있으며, 이 경우 마커는 가능한 한 작고 또한 인접한 피처들과는 임의의 다른 이미징 또는 공정 조건을 필요로 하지 않는다는 것이 바람직하다. 정렬 마커를 검출하는 정렬 시스템은 아래에서 더 설명된다.
도시된 장치는 다양한 모드에서 사용될 수 있다. 스캔 모드에서, 방사선 빔에 부여된 패턴이 타겟 부분(C) 상으로 투영되는 동안 패터닝 디바이스 지지체 (예를 들어, 마스크 테이블)(MT)와 기판 테이블(WT)은 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 확대율(축소율) 및 이미지 반전 특성에 의하여 결정될 수 있다. 스캔 모드에서, 노광 필드의 최대 크기가 단일 동적 노광 시 타겟 부분의 (비-스캐닝 방향으로의) 폭을 제한하는 반면에, 스캐닝 움직임의 길이는 타겟 부분의 (스캐닝 방향으로의) 높이를 결정한다. 본 기술 분야에서 잘 알려져 있는 바와 같이, 다른 유형의 리소그래피 장치 및 작동 모드가 가능하다. 예를 들어, 스텝 모드가 알려져 있다. 소위 "마스크리스(maskless)" 리소그래피에서, 프로그램 가능한 패터닝 디바이스는 고정 상태에서 유지되지만, 변화하는 패턴을 가지며, 그리고 기판 테이블(WT)은 이동되거나 스캔된다.
위에서 설명된 사용 모드들의 조합 및/또는 변형, 또는 완전히 상이한 사용 모드들이 또한 이용될 수 있다.
리소그래피 장치(LA)는 2개의 기판 테이블(WTa, WTb) 및 2개의 스테이션 -노광 스테이션(EXP)과 측정 스테이션(MEA)-을 가지며 기판 테이블들이 2개의 스테이션 사이에서 교환될 수 있는 소위 이중 스테이지 유형이다. 한 기판 테이블 상의 한 기판이 노광 스테이션에서 노광되고 있는 반면에, 또 다른 기판은 측정 스테이션에서 다른 기판 테이블 상으로 로딩될 수 있으며 다양한 준비 단계가 수행된다. 이는 장치의 처리량의 상당한 증가를 가능하게 한다. 준비 단계는 레벨 센서(LS)를 이용하여 기판의 표면 높이 윤곽을 매핑하는 것 및 정렬 센서(AS)를 이용하여 기판 상의 정렬 마커의 위치를 측정하는 것을 포함할 수 있다. 기판 테이블이 측정 스테이션에 그리고 노광 스테이션에 있는 동안 위치 센서(IF)가 기판 테이블의 위치를 측정할 수 없다면, 제2 위치 센서가 제공되어 기준 프레임(RF)에 대해 양 스테이션에서 기판 테이블의 위치가 추적되는 것을 가능하게 할 수 있다. 보여지는 이중 스테이지 배열체 대신에 다른 배열체가 알려져 있고 사용 가능하다. 예를 들어, 기판 테이블과 측정 테이블이 제공된 다른 리소그래피 장치가 알려져 있다. 이 테이블들은 준비 측정을 수행할 때 함께 도킹되며, 그 후 기판 테이블이 노광을 겪는 동안에 도킹 해제된다.
도 2는 도 1의 이중 스테이지 장치에서 기판(W) 상의 타겟 부분 (예를 들어, 다이)을 노광시키는 단계를 도시하고 있다. 측정 스테이션(MEA)에서 수행되는 단계는 좌측의 점선 박스 내에 있는 반면에, 우측은 노광 스테이션(EXP)에서 수행되는 단계를 보여주고 있다. 때로는, 위에서 설명된 바와 같이, 기판 테이블(WTa, WTb)들 중 하나는 노광 스테이션에 있을 것인 반면에, 다른 하나는 측정 스테이션에 있다. 이 설명의 목적을 위하여, 기판(W)이 이미 노광 스테이션 내로 로딩되었다는 것이 가정된다. 단계 200에서, 새로운 기판(W')이 보이지 않는 메커니즘에 의하여 장치로 로딩된다. 리소그래피 장치의 처리량을 증가시키기 위하여 이 2개의 기판은 동시에 처리된다.
처음에 새로 로딩된 기판(W')을 참조하면, 이는 장치에서의 첫 노광을 위하여 새로운 포토 레지스트로 준비된, 이전에 처리되지 않은 기판일 수 있다. 그러나 일반적으로, 설명된 리소그래피 공정은 일련의 노광 및 처리 단계들 중 단지 한 단계일 것이며, 따라서 기판(W')은 이 장치 및/또는 다른 리소그래피 장치를 이미 여러 차례 통과하였으며 거쳐야 할 후속 공정 또한 가질 수 있다. 특히 오버레이 성능을 향상시키는 문제에 대하여, 과제는 패터닝 및 처리의 하나 이상의 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 장치에서 수행될 수 있으며, 또한 심지어 상이한 유형의 리소그래피 장치에서도 수행될 수 있다. 예를 들어, 분해능과 오버레이와 같은 매개변수 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 반면, 다른 층은 "건식(dry)" 툴에서 노광된다. 일부 층은 DUV 파장에서 가동하는 툴에서 노광될 수 있는 반면에, 다른 층은 EUV 파장 방사선을 이용하여 노광된다.
단계 202에서, 기판 마크(P1) 등과 이미지 센서(보이지 않음)를 이용한 정렬 측정은 기판 테이블(WTa/WTb)에 대한 기판의 정렬을 측정하고 기록하기 위해 사용된다. 또한, 기판(W')에 걸친 여러 정렬 마크는 정렬 센서(AS)를 이용하여 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 집속을 달성하기 위해서만 이용된다. 이는 그 외에 다른 목적을 위하여 사용될 수 있다.
기판(W')이 로딩되었을 때, 레시피 데이터(206)가 수신되어, 수행될 노광, 및 웨이퍼 그리고 웨이퍼 상에 이전에 만들어지고 또한 만들어질 패턴의 특성을 규정하였다. 202 및 204에서 만들어진 웨이퍼 위치, 웨이퍼 그리드 및 높이 맵의 측정이 이 레시피 데이터에 추가되며, 따라서 레시피 데이터와 측정 데이터의 완전한 세트(208)가 노광 스테이션(EXP)에 전달될 수 있다. 정렬 데이터의 측정은, 예를 들어 리소그래피 공정의 제품인 제품 패턴에 대해 고정된 또는 공칭적으로 고정된 관계로 형성되는 정렬 타겟의 X 및 Y 위치를 포함한다. 노광 직전에 얻어진 이 정렬 데이터는 모델을 데이터에 피팅하는 매개변수로 정렬 모델을 생성하기 위해 사용된다. 이 매개변수와 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 매개변수를 포함할 수 있다. 더 많은 매개변수를 사용하는 진보된 모델이 알려져 있다.
단계 210에서, 기판(W' 및 W)들이 교체되며, 따라서 측정된 기판(W')이 노광 스테이션(EXP)으로 들어가는 기판(W)이 된다. 도 1의 예시적인 장치에서, 이 교체는 장치 내에서 지지체(WTa 및 WTb)들을 교환함으로써 수행되며, 따라서 기판(W, W')은 이 지지체들 상에 정확하게 클램핑되고 위치된 상태로 남아 있어 기판 테이블들과 기판들 자체 사이의 상대적인 정렬을 보존한다. 이에 따라, 테이블들이 교체되면, 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, 마스크 정렬 마크(M1, M2)를 사용하여 레티클 정렬이 수행된다. 단계 214, 216, 218에서, 다수의 패턴의 노광을 완료하기 위하여, 스캐닝 움직임 및 방사선 펄스가 기판(W)에 걸친 연속적인 타겟 위치들에 적용된다.
노광 단계의 수행 시 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 표기된 노광된 기판이 단계 220에서 장치로부터 언로딩되어 노광된 패턴에 따라 에칭 또는 다른 공정을 거치게 된다.
숙련된 자는 위의 설명이 실제 제조 상황의 한 예에 수반된 다수의 매우 상세한 단계의 간략화된 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 수행될 수 있거나, 인터리브(interleaved)될 수 있다.
복잡한 디바이스의 제조에서, 전형적으로 많은 리소그래피 패터닝 단계가 수행되며, 그에 의하여 기판 상의 연속적인 층에 기능적 피처를 형성한다. 따라서 리소그래피 장치의 성능의 중요한 양태는 (동일한 장치 또는 상이한 리소그래피 장치에 의해) 이전 층에 놓여진 피처와 관련하여, 적용된 패턴을 올바르게 그리고 정확하게 배치하는 능력이다. 이 목적을 위하여, 기판은 하나 이상의 마크 세트를 구비한다. 각 마크는 그 위치가 위치 센서, 전형적으로 광학 위치 센서를 이용하여 나중에 측정될 수 있는 구조체이다. 위치 센서는 "정렬 센서"로서 지칭될 수 있으며, 마크는 "정렬 마크"로서 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. 기판 상에 형성된 정렬 마크로부터 위치 정보를 획득하기 위해 정렬 (또는 위치) 센서는 회절 및 간섭과 같은 광학 현상을 이용할 수 있다. 현재의 리소그래피 장치에서 사용되는 정렬 센서의 예는 US6961116에 설명된 바와 같은 자기 참조 간섭계(self-referencing interferometer)를 기반으로 한다. 예를 들어 US2015261097A1에 개시된 바와 같이 위치 센서의 다양한 개선 및 변경이 개발되고 있다. 이 공보들의 모두의 내용은 원용에 의해 본 명세서에 포함된다.
마크, 또는 정렬 마크는 기판 상에 제공된 또는 기판에 (직접적으로) 형성된 층 상에 또는 내에 형성된 일련의 바(bars)를 포함할 수 있다. 마크가 잘 알려진 공간 주기(피치)를 가지는 회절 격자로서 간주될 수 있도록 바들은 규칙적으로 이격될 수 있으며 격자 라인으로서의 역할을 할 수 있다. 이 격자 라인들의 배향에 따라, 마크는 X 축을 따른, 또는 (X 축에 실질적으로 수직으로 배향된) Y 축을 따른 위치의 측정을 허용하도록 디자인될 수 있다. X-축 및 Y-축 모두에 대해 +45도 및/또는 -45도로 배열된 바들을 포함하는 마크는, 원용에 의해 포함되는 US2009/195768A에 설명된 바와 같은 기술을 이용한 조합된 X- 및 Y-측정을 허용한다.
정렬 센서는 각 마크를 방사선의 스폿으로 광학적으로 스캔하여, 사인파와 같은 주기적으로 변동하는 신호를 획득한다. 이 신호의 위상이 분석되어 마크의 위치, 따라서 정렬 센서에 대한 기판의 위치를 결정하며, 이 정렬 센서는 결국 리소그래피 장치의 기준 프레임에 대하여 고정된다. 상이한 (개략적인 그리고 세밀한) 마크 치수와 관련된 소위 개략적인 마크와 세밀한 마크가 제공될 수 있으며, 따라서 정렬 센서는 주기적 신호의 상이한 사이클들은 물론 한 사이클 내의 정확한 위치(위상)를 구별할 수 있다. 상이한 피치들의 마크들이 또한 이 목적을 위하여 사용될 수 있다.
마크의 위치를 측정하는 것은 또한 위에 마크가, 예를 들어 웨이퍼 그리드의 형태로 제공되는 기판의 변형에 관한 정보를 제공할 수 있다. 기판의 변형은, 예를 들어 기판 테이블에 대한 기판의 정전 클램핑에 의하여 및/또는 기판이 방사선에 노출될 때 기판의 가열에 의하여 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 의하여 조명 스폿(SP)으로서, 기판(W) 상에 위치된 마크(AM)와 같은 마크로 전환된다. 이 예에서 전환 광학계는 스폿 미러(SM)와 대물렌즈(OL)를 포함한다. 조명 스폿(SP) -마크(AM)는 이 조명 스폿에 의해 조명된다-은 그 직경이 마크 자체의 폭보다 약간 작을 수 있다.
정렬 마크(AM)에 의해 회절된 방사선은 (이 예에서는, 대물렌즈(OL)를 통하여) 정보 전달 빔(IB)으로 시준된다. 용어 "회절된"은 (반사로서 지칭될 수 있는) 마크로부터의 0차 회절을 포함하도록 의도된다. 예를 들어 위에서 언급된 US6,961,116에 개시된 유형의 자기 참조 간섭계(self-referencing interferometer)(SRI)는 빔(IB)을 그 자체와 간섭시키며, 그 후 빔은 광검출기(PD)에 의해 받아들여진다. (보이지 않는) 부가적인 광학계가 포함되어 방사선 소스(RSO)에 의해 하나보다 많은 파장이 생성되는 경우에 별도의 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 마크에서 반사된 0차 방사선을 차단하는 역할을 할 수 있으며, 따라서 정보 전달 빔(IB)은 마크(AM)로부터의 더 높은 차수의 회절 방사선만을 포함한다 (이는 측정에 필수적인 것은 아니지만, 신호 대 노이즈비를 향상시킨다).
세기 신호(SI)는 처리 유닛(PU)에 공급된다. 블록(SRI)에서의 광학 처리와 유닛(PU)에서의 연산 처리의 조합에 의하여, 기준 프레임에 관한 기판 상의 X-위치 및 Y-위치에 대한 값이 출력된다.
도시된 유형의 단일 측정은 마크의 1 피치에 대응하는 특정 범위 내의 마크의 위치만을 고정시킨다. 이와 함께 보다 개략적인 측정 기술이 사용되어 사인 파형의 어느 주기가 마킹된 위치를 포함하는 주기인지를 식별한다. 마크가 만들어지는 재료 그리고 마크가 위에 및/또는 아래에 제공되는 재료와 관계없이, 증가된 정확도를 위하여 및/또는 마크의 견실한 검출을 위하여
더 개략적인 및/또는 더 세밀한 레벨에서의 동일한 공정이 상이한 파장들에서 반복된다. 이러한 다수의 파장 측정을 수행하고 처리하는 데 있어서의 개선 사항은 아래에 개시되어 있다.
계측 장치가 도 4a에서 보여지고 있다. 타겟(T) 그리고 타겟을 조명하기 위해 사용되는 측정 방사선의 회절 광선이 도 4b에 보다 상세히 도시되어 있다. 도시된 계측 장치는 암시야 계측 장치로서 알려진 유형이다. 여기에 도시된 계측 장치는 암시야 계측의 설명을 제공하기 위한 순전히 예시적인 것이다. 계측 장치는 독립형 디바이스일 수 있거나, 예를 들어 측정 스테이션에서 리소그래피 장치(LA)에, 또는 리소그래피 셀(LC)에 포함될 수도 있다. 장치 전체에 걸쳐 다수의 분기부(branches)를 갖는 광학 축은 점선(O)으로 표현되어 있다. 이 장치에서, 소스(11)(예를 들어, 크세논 램프)에 의해 방출된 광은 렌즈(12, 14)와 대물렌즈(16)를 포함하는 광학 시스템에 의하여 빔 스플리터(15)를 통해 기판(W) 상으로 지향된다. 이 렌즈들은 4F 배열체의 이중 시퀀스로 배열된다. 기판 이미지를 여전히 검출기 상에 제공하고 동시에 공간 주파수 필터링을 위해 중간 퓨필-평면에 대한 액세스를 허용한다면, 상이한 렌즈 배열체가 사용될 수 있다. 따라서 방사선이 기판 상에 입사하는 각도 범위는, 여기에서 (공액) 퓨필 평면으로 지칭되는, 기판 평면의 공간 스펙트럼을 제공하는 평면에서의 공간 세기 분포를 규정함으로써 선택될 수 있다. 특히, 이는 대물렌즈 퓨필 평면의 역-투영 이미지(back-projected image)인 평면에서, 렌즈(12)와 렌즈(14) 사이에 적합한 형태의 애퍼처 플레이트(13)를 삽입함으로써 행해질 수 있다. 도시된 예에서, 애퍼처 플레이트(13)는 13N과 13S로 표기된 상이한 형태를 가져, 상이한 조명 모드들이 선택되는 것을 허용한다. 본 예에서의 조명 시스템은 축외 조명 모드를 형성한다. 제1 조명 모드에서, 애퍼처 플레이트(13N)는, 단지 설명을 목적으로 "북(north)"으로 지정된 방향으로부터 축외 조명을 제공한다. 제2 조명 모드에서, 애퍼처 플레이트(13S)는 유사한 조명을, 그러나 "남(south)"으로 표시된 반대 방향으로부터 조명을 제공하기 위해 이용된다. 상이한 애퍼처를 사용함으로써 다른 조명 모드가 가능하다. 요구되는 조명 모드 밖의 임의의 불필요한 광은 요구되는 측정 신호와 간섭할 것이기 때문에 퓨필 평면의 나머지는 바람직하게는 어둡다(dark).
도 4b에서 보여지는 바와 같이, 타겟(T)은 대물렌즈(16)의 광학 축(O)에 수직인 기판(W)과 함께 배치된다. 기판(W)은 지지체(보이지 않음)에 의해 지지될 수 있다. 축(O)에서 벗어난 각도로부터 타겟(T)에 충돌하는 측정 방사선의 광선(I)은 0차 광선 (실선 0) 및 2개의 1차 광선(일점쇄선 +1과 이점쇄선 -1)을 발생시킨다. 오버필된 소형 타겟이라면, 이 광선은 계측 타겟(T)과 기타 피처를 포함하는 기판의 영역을 덮는 많은 평행 광선 중의 단지 하나일 뿐이라는 점이 기억되어야 한다. 플레이트(13)의 애퍼처가 (유용한 광량을 허용하기에 필요한) 한정된 폭을 갖기 때문에, 입사 광선(I)은 실제로는 일정 범위의 각도를 점유할 것이며, 회절 광선(0 및 +1/-1)은 다소 확산될(spread out) 것이다. 소형 타겟의 점 확산 함수에 따라, 각 차수(+1과 -1)는 보여지는 바와 같이 단일의 이상적인 광선이 아니라 일정 각도 범위에 걸쳐 추가로 확산될 것이다. 타겟의 격자 피치 및 조명 각도는 대물렌즈에 진입하는 1차 광선이 중앙 광학 축과 근접하게 정렬되도록 디자인되거나 조정될 수 있다는 점을 주목한다. 순전히 광선들이 도면에서 보다 용이하게 구별되는 것을 가능하게 하도록 도 4a 및 도 4b에 도시된 광선은 다소 축외인 것으로 보여지고 있다.
기판(W) 상의 타겟(T)에 의해 회절된 적어도 0 및 +1 차수는 대물렌즈(16)에 의해 집광되고, 빔 스플리터(15)를 통해 뒤로 지향된다. 도 4a로 돌아가서, 북(N)과 남(S)으로 표기된 정반대의 애퍼처들을 지정함으로써 제1 조명 모드와 제2 조명 모드 모두가 도시된다. 측정 방사선의 입사 광선(I)이 광학 축의 북측으로부터 온 경우, 즉 제1 조명 모드가 애퍼처 플레이트(13N)를 이용하여 적용된 경우에, +1(N)으로 표기된 +1 회절 광선은 대물렌즈(16)로 들어간다. 그에 반하여, 제2 조명 모드가 애퍼처 플레이트(13S)를 이용하여 적용된 경우, -1 회절 광선(1(S)로 표기됨)은 렌즈(16)에 들어가는 광선이다.
제2 빔 스플리터(17)는 회절 빔을 2개의 측정 분기부로 분할한다. 제1 측정 분기부에서, 광학 시스템(18)은 0차 및 1차 회절 빔을 이용하여 제1 센서(19) (예를 들어, CCD 또는 CMOS 센서) 상에 타겟의 회절 스펙트럼 (퓨필 평면 이미지)을 형성한다. 각 회절 차수는 센서 상의 상이한 포인트에 충돌하며, 따라서 이미지 처리가 차수를 비교하고 대조(contrast)할 수 있다. 센서(19)에 의해 캡처된 퓨필 평면 이미지는 계측 장치를 집속하거나 및/또는 1차 빔의 세기 측정을 정규화하기 위해 이용될 수 있다. 퓨필 평면 이미지는 또한 재구성과 같은 많은 측정 목적을 위해 사용될 수 있다.
제2 측정 분기부에서, 광학 시스템(20, 22)은 센서(23)(예를 들어, CCD 또는 CMOS 센서) 상에 타겟(T)의 이미지를 형성한다. 제2 측정 분기부에서, 퓨필 평면에 공액인 평면에 구경 조리개(21)가 제공된다. 구경 조리개(21)는 센서(23) 상에 형성된 타겟의 이미지가 -1차 또는 +1차 빔으로만 형성되도록 0차 회절 빔을 차단하는 기능을 한다. 센서(19 및 23)에 의해 캡처된 이미지는 이러한 이미지를 처리하는 프로세서(PU)로 출력되며, 프로세서의 기능은 수행되는 측정의 특정 유형에 좌우될 것이다. 용어 "이미지"는 본 명세서에서는 넓은 의미로 사용된다는 점을 주목한다. -1 및 +1 차수 중의 하나만이 제공되는 경우에 이와 같은 격자 라인의 이미지는 형성되지 않을 것이다.
도 4에서 보여지는 애퍼처 플레이트(13) 및 시야 조리개(21)의 구체적인 형태는 전적으로 예이다. 본 발명의 또 다른 실시예에서, 타겟의 축상 조명이 사용되고 또한 축외 애퍼처를 갖는 구경 조리개가 사용되어 실질적으로 단지 하나의 1차 회절 광만을 센서에 전달한다. 다른 예에서, 이사분면 애퍼처(two quadrant aperture)가 사용될 수 있다. 이는 위에서 언급된, US2010201963A1에 설명된 바와 같은 것과 같은, 양 및 음의 차수의 동시 검출을 가능하게 할 수 있다. 위에서 언급된 US2011102753A1에 설명된 바와 같이, 검출 분기부에 광학 웨지(wedge) (세그먼트식 프리즘 또는 기타 적절한 요소)를 갖는 실시예가 사용되어 단일 이미지에서 공간적으로 이미징화하기 위하여 차수를 분리할 수 있다. 또 다른 실시예에서, 1차 빔 대신에 또는 그에 더하여, (도 4에서는 보이지 않는) 2차, 3차 그리고 고차 빔이 측정에 사용될 수 있다. 또 다른 실시예에서, 세그먼트식 프리즘이 구경 조리개(21) 대신에 사용될 수 있으며, 이는 +1 및 -1 차수 모두가 이미지 센서(23) 상의 공간적으로 분리된 위치들에서 동시에 캡처되는 것을 가능하게 한다.
측정 방사선을 이 다양한 유형의 측정에 적응 가능하도록 하기 위하여, 애퍼처 플레이트(13)는 디스크 주위에 형성된 다수의 애퍼처 패턴을 포함할 수 있으며, 이 디스크는 원하는 패턴을 제 위치로 이동시키도록 회전한다. 애퍼처 플레이트(13N 또는 13S)는 한 방향 (설정에 따라 X 또는 Y)으로 배향된 격자를 측정하기 위해서만 사용될 수 있다. 직교 격자의 측정에 대하여, 90° 및 270°를 통한 타겟의 회전이 구현될 수 있다.
본 명세서에 개시된 개념에 사용할 수 있는 계측 적용을 위한 광원은 중공 코어 광결정 섬유(HC-PCF)와 같은 중공 코어 섬유를 기반으로 할 수 있다. 섬유의 중공 코어는 입력 방사선을 확장하기 위한 확장 매체로서의 역할을 하는 가스로 채워질 수 있다. 이러한 섬유와 가스 배열체는 초연속 방사선 소스를 생성하기 위해 사용될 수 있다. 섬유에 입력되는 방사선은 전자기 방사선, 예를 들어 적외, 가시, UV 및 극자외 스펙트럼 중 하나 이상의 방사선일 수 있다. 출력 방사선은 광대역 방사선으로 구성될 수 있거나 이를 포함할 수 있으며, 이 광대역 방사선은 본 명세서에서 백색광으로 지칭될 수 있다. 이는 본 명세서에 개시된 방법 및 장치에 사용 가능한 광대역 광원 기술의 단지 하나의 예일 뿐이며, 다른 적합한 기술이 대신 이용될 수 있다.
계측 센서는 도 3에 도시된 정렬 센서와 같은, 주로 노광 전 계측 또는 정렬을 위하여 디자인된 센서, 및 도 4에 도시된 바와 같은 주로 노광 후 계측 (예를 들어, 오버레이, CD 및/또는 초점 모니터링)을 위하여 디자인된 센서를 포함한다. 어느 경우에나, 조명 스펙트럼을 제어하는 것, 예를 들어 상이한 파장들(컬러들) 및/또는 파면 프로파일들 간에 조명을 스위칭시키는 것이 흔히 바람직하다. 보다 구체적으로, 조명 스펙트럼의 제어는 조명 스펙트럼의 다음 양태들 중 하나 이상의 제어를 포함할 수 있다:
Figure pct00001
컬러 대역의 조정 가능한 중심 주파수;
Figure pct00002
컬러 대역의 조정 가능한 투과;
Figure pct00003
컬러 대역의 조정 가능한 대역폭;
Figure pct00004
복수의 컬러 대역의 스위칭 동시 온/오프.
다수의 방법이 현재 조명 스펙트럼을 제어하기 위하여 사용된다. 하나의 이러한 방법은 AOTF(음향 광학 가변 필터)를 포함한다. 그러나 AOTF를 사용하는 것은 아래 사항을 포함한 많은 불리한 점을 갖는다:
Figure pct00005
일부 적용에 대하여 대역외(Out-of-band) 억제가 충분하지 않다;
Figure pct00006
대역폭 제어의 제한된 유연성;
Figure pct00007
컬러 대역들이 서로 가깝게 이격되어 있다면 컬러 대역들 간에 크로스토크가 있다.
스펙트럼 성형을 위한 하나의 공지된 방법은 디지털 마이크로미러 디바이스(DMD)와 같은 공간 광 변조 디바이스를 사용하는 것을 포함한다. 조정 가능한 중심 주파수와 컬러 대역의 대역폭 그리고 다중 대역의 동시 스위칭을 제공하는 이러한 디바이스를 사용하는 배열체가 알려져 있다. 그러나 이 디바이스들 중 어느 것도 이 모든 것을 수행할 수 없으며 또한 각 컬러 대역에 대하여 조정 가능한 투과를 제공할 수도 없다.
예를 들어 도 4의 장치에서의 적용을 찾는 또 다른 방법은 필요에 따라 상이한 컬러 필터들을 빔 경로로 회전시키는 컬러 휠(color wheels)을 이용하는 것을 포함한다. 그러나 이러한 컬러 휠의 스위칭 속도는 원하는 것보다 느리며 그리고 이는 위에서 열거된 조명 스펙트럼의 제어의 측면들 중 임의의 측면에서 유연성을 거의 또는 전혀 제공하지 않는다.
Silicon Light Machines (SLM)에 의해 판매되는 것과 같은 격자 광 밸브(GLV) 기술을 사용하는 소스 선택 모듈이 제안된다. GLV는 미세 전자 기계 시스템(MEMS) 기술이다. 도 5는 원리를 도시하고 있다. 도 5는 (a) 위 그리고 (b), (c) 종단(end-on)으로부터의 GLV 픽셀 또는 구성 요소(500)의 개략도이다. GLV 구성 요소는 2개 유형의 교번적인 GLV 반사 리본: 전형적으로 공통 전극을 따라 접지되는 정적 또는 바이어스 리본(510)과 전자 드라이버 채널에 의해 구동되는 구동 또는 활성 리본(520)을 포함한다. GLV 모듈은 어레이로 배열된 임의의 수의 이 GLV 구성 요소(500)를 포함할 수 있다. 활성 리본과 바이어스 리본은 그들이 어떻게 구동되는지를 제외하고 본질적으로 동일할 수 있다. 전압이 활성 리본(520)들에 인가되지 않으면, 이 리본들은 바이어스 리본과 동일 평면에 위치하며, 그 구성이 도 5b에 도시된 구성이다. 이 구성에서, GLV는 기본적으로 미러로서의 역할을 하며, 입사광은 정반사된다. 전압이 활성 리본(520)들에 인가되면, 도 5c에 도시된 바와 같이, 이 리본들은 바이어스 리본(510)에 대해 편향되어 정사각형-웰(square-well) 회절 격자를 구축한다. 이 상태에서, 입사광은 고정된 회절 각도로 회절된다. 회절된 광에 대한 반사된 광의 비율은 활성 리본(520)의 전압을 제어함으로써 지속적으로 변경될 수 있으며, 이는 편향의 크기를 제어한다. 따라서 GLV에 의해 회절되는 광의 양은 0 (완전 정반사)에서 모든 입사광 (0의 정반사)까지 아날로그 방식으로 제어될 수 있다.
GLV 모듈이 사용되어 각 컬러 대역에 대하여 조정 가능한 투과를 제어하고 따라서 더 나은 스펙트럼 성형 및 제어를 허용한다는 점이 제안된다. GLV 모듈은 회절된 방사선이 차단/덤핑되고 0차 방사선이 계측 툴에 제공되도록 0차 차수 모드에서 사용될 수 있다. 이는 에텐듀(etendue)를 보존하는 장점을 갖는다.
도 6은 기본 실시예에 따른 소스 선택 모듈의 개략도이다. 광대역 또는 다중 컬러 방사선 소스(SO)는 광대역 또는 다중 컬러 방사선을 제공한다. (임의의 적합한 빔 분산 요소, 예를 들어 프리즘 또는 격자일 수 있는) 분산 요소(DE)는 광대역 방사선을 분산시키기 위해 사용된다. 격자 광 밸브 모듈(GLV)은 분산된 방사선의 스펙트럼을 변조하기 위해 사용된다. 변조된 방사선은 그 후 (임의의 적합한 빔 결합 요소, 예를 들어 프리즘 또는 격자일 수 있는) 빔 결합기(CO)를 이용하여 재결합된다. 결합된 빔은 그 후 계측 툴(MET)에 의해 소스 조명으로 사용될 수 있다.
도 7은 도 6의 실시예의 개선안의 개략도이며, 여기서 분산된 빔은 GLV 모듈 상으로 이중으로 나아간다 (또는 여러 번 나아간다). 배열체는 그 외에는 도 6의 배열체와 유사하다. GLV 모듈에 의한 첫 번째 변조 후 분산된 빔은 미러(M)에 의해 다시 GLV 모듈로 반사되며, 여기서 두 번째로 변조된다. 분산된 빔을 GLV로 이중으로 나아가게 하는 것의 이점은 투과된 방사선과 차단된 방사선 간의 비율이 개선된다는 것이다.
도 8은 도 6의 배열체가 어떻게 작동하는지를 개념적으로 설명하는 개략도이다. 도 8a는 광대역 방사선 소스(SO)로부터의 분산된 광대역 방사선을 설명하는 예시적인 입력 스펙트럼(IP)을 보여주는, 파장(λ)에 대한 세기(I)의 플롯이다. 이 예에서, 광대역 방사선은 동일한 세기의 5개의 컬러 대역(λ1 내지 λ5)을 포함한다. 물론, 이는 단지 예시이며 입력 스펙트럼에 더 많은 또는 더 적은 컬러 대역이 있을 수 있고, 입력 스펙트럼은 파장 범위에 걸쳐 연속적일 수 있으며 및/또는 컬러들 간에 약간의 세기 변화가 있을 수 있다. 마찬가지로, GLV 모듈은 여기에서 보여지는 5개보다 많은 또는 적은 파장 대역을 선택적으로 감쇠시키도록 작동 가능할 수 있다.
도 8b는 (GLV 리본을 내려다 보면서 보여지는) GLV 모듈의 각 부분에 있는 이 컬러 대역들의 각각을 보여주고 있다. 예시적인 도면은 각 GLV 구성 요소에 대하여 컬러 대역을 보여주고 있지만, 각 컬러 대역은 각각의 다중 GLV 구성 요소에 입사될 수 있다 (즉, 복수의 GLV 구성 요소는 각 컬러를 제어하기 위해 사용된다). GLV 표면에 의해 규정된 평면 (예를 들어, 정적 리본에 의해 규정된 평면)은 시스템의 스펙트럼적으로 분산된 이미지 평면을 포함한다.
도 8c는 입력 스펙트럼(IS)을 변조하기 위해 GLV가 어떻게 사용되는지를 개념적으로 도시하고 있다. 보여지는 특정 예에서, 컬러(λ1 및 λ5)가 입사되는 GLV 모듈 부분은 완전히 반사적이다 (즉, 활성 리본에 인가되는 전압이 없으며 따라서 활성 리본이 정적 리본(510)과 동일 평면에 있도록 활성 리본(520)의 변위는 없다). 화살표(Rλ1, Rλ5)의 폭은 반사되는 컬러(λ1, λ5)의 광의 양을 나타낸다. 점선(Dλ1, Dλ5)은 GLV에 의해 더 높은 (0이 아닌) 회절 차수로 회절된 무시할 수 있는 또는 0의 광을 나타낸다. 컬러(λ2, λ3, λ4)에 대하여, 활성 리본(520)은 각각 상이한 회절 효율을 갖는 회절 격자를 형성하는 정적 리본(510)에 대해 상이한 양만큼 변위된다. 다시 한번 화살표(Rλ2, Rλ3, Rλ4)의 폭은 반사되는 컬러(λ2, λ3, λ4)의 광의 양을 나타내며, Dλ2, Dλ3, Dλ4로 표기된 블록의 크기는 반사되는 GLV에 의해 더 높은 (0이 아닌) 회절 차수로 회절된 컬러(λ2, λ3, λ4)의 광의 양을 나타낸다. 모든 회절된 광(Dλ2, Dλ3, Dλ4) (그리고 완전히 0이 아닌 경우 Dλ1, Dλ5)는 조리개(ST) 또는 더 높은 차수 블록에 의해 차단되며, 따라서 반사된 방사선(Rλ1, Rλ2, Rλ3 Rλ4, Rλ5)만이 계측 디바이스로 투과된다.
조리개(ST)는 시스템의 퓨필 평면에 위치될 수 있다. GLV 모듈은 0차 차수 이외의 모든 차수에 대해 분산을 유도하여 0차 차수를 영향을 받지 않은 상태로 남겨둔다 (예를 들어 0차 차수 에텐듀는 증가되지 않는다). 이 더 높은 차수 분산은 조리개(ST)에서의 상이한 빔 위치의 결과로 이어져 차단되는 것을 허용한다. 0차 차수는 영향을 받지 않기 때문에, 출력 빔은 가우시안/단일 모드 빔으로 (이에 가깝게) 남아 있을 것이다. 이러한 정렬 적용이 전형적으로 가우시안 또는 단일 모드 빔을 필요로 하기 때문에 이는 특히 정렬 적용 (즉, 정렬 센서에서의 사용)을 위하여 특히 바람직하다.
도 8d는 도 8c에 도시된 GLV 모듈의 구성을 기반으로 결과적인 출력 스펙트럼(OP)을 보여주는 파장(λ)에 대한 세기(I)의 플롯이다. 알 수 있는 바와 같이, 각 스펙트럼 성분(λ1, λ2, λ3, λ4, λ5)은 그 컬러에 대한 GLV 모듈의 각 부분의 GLV 구성에 대응하는 세기(I)를 갖는다. 이 방식으로 각 스펙트럼 성분의 세기는 최소 투과와 최대 투과 사이에서 연속적으로 변할 수 있다. 최소 투과는, 예를 들어 10% 미만, 5% 미만, 3% 미만, 2% 미만, 1% 미만, 0.5% 미만 또는 0.1% 미만일 수 있다. 최대 투과는, 예를 들어 90%보다, 95%보다, 97%보다, 98%보다, 99%보다, 99.5%보다 또는 99.9%보다 많을 수 있다. 이 방식으로, 임의의 측정에 대해 특정 스펙트럼 프로필을 구성하는 것이 가능하여, 측정 정확도를 향상시킨다.
본 명세서에 개시된 개념을 사용하여 추가적인 개선이 이루어질 수 있다. 예를 들어, 본 명세서에 소스 선택 모듈을 사용하여 소스 수명이 연장될 수 있다. 위에서 설명된 중공 코어 섬유 소스와 같은 일부 광대역 소스는 시간이 지남에 따라 일부 스펙트럼 성분에 대해서만 세기를 잃어 소스 전체를 사용할 수 없게 만드는 경향이 있다. GLV 기반 소스 선택 모듈을 사용함으로써, 소스로부터의 출력 스펙트럼은 모니터링되고 하나 이상의 스펙트럼 성분은 조정되어 시간이 지남에 따라 임의의 스펙트럼 성분(들)의 세기 변화를 보상할 수 있다. 이는 소스의 교체 또는 수리와 같은 소스 서비스 작업들 사이의 간격을 증가시키는 것을 가능하게 한다.
중공 코어 기반 소스와 같은 일부 펄스 구동 조명 소스의 또 다른 문제는 펄스 대 펄스 노이즈가 현저할 수 있다는 것이다. 본 명세서에 개시된 개념이 이 펄스 대 펄스 노이즈를 완화시키기 위해 사용될 수 있다는 점이 제안된다. 예를 들어, 출력 스펙트럼 (예를 들어, 컬러 마다 세기 및/또는 파워 스펙트럼 밀도(PSD))은 (예를 들어, 분광계, 컬러 필터식 포토다이오드 또는 기타 적절한 디바이스를 이용하여) 측정되고 그리고 복수의 스펙트럼을 포함하는 적절한 기간에 걸쳐 평균화되거나 통합될 수 있다. 스펙트럼 측정을 기반으로 GLV 모듈은 세기 변동을 최소화하기 위해 즉시 (실시간으로) 조정될 수 있어 실시간 피드백 루프에서 출력 스펙트럼을 제어한다. 예를 들어, 측정 (예를 들어, 정렬 마크 스캔)은 GLV 모듈이 제1 구성에 (예를 들어, 일반적인 구성에) 있고 동시에 출력 스펙트럼이 측정되는 제1 측정 기간 또는 스캔 기간 (예를 들어, 전체 측정 주기의 첫 번째 50% 내지 90%)를 포함한다. 제2 측정 기간 또는 스캔 기간 (즉, 전체 측정 기간의 나머지 부분)에서, GLV 모듈은 제어되어 원하는 스펙트럼 성분 (예를 들어, 측정 레시피에 따라 그 측정을 위해 사용될 성분)의 세기를 보정할 수 있다. 따라서, 제1 측정 기간 동안 너무 많은 청색 (또는 다른 스펙트럼 성분) 광이 있다는 것이 결정되면, 제2 측정 기간 동안 GLV 모듈을 제어되어 청색 파장을 줄일 수 있다. 이는 세기 변화를 크게 줄일 수 있다.
도 9는 도 6 및 도 7의 도면보다 더 상세하고 방금 설명된 선택적인 개선을 위한 요소를 추가로 포함한 개략도이다. 광대역 소스(SO)는 광대역 방사선을 방출한다. 렌즈(L1 및 L2)로 표현되는 렌즈 시스템은 빔 스티어링 및 빔 위치 피드백 모듈(BS/BPF)이 위치된 퓨필 평면으로의 액세스(access)를 제공한다. 이는 피드백 루프에서 빔 위치를 제어하기 위해 사용될 수 있다. 또한 퓨필 평면에는 분산 요소(DE)(예를 들어, 격자 또는 프리즘)가 있다. 렌즈 L2 및 L3은 제1의 스펙트럼적으로 분산된 이미지 평면 (또는 필드 평면)을 규정하는 반면에, 렌즈 L4는 제2의 스펙트럼적으로 분산된 이미지 평면에서 GLV 모듈(GLV)에 분산 방사선을 집속한다. GLV로부터의 반사 (0차) 방사선은 렌즈(L5)에 의해 캡처되며, 렌즈(L5 및 L6)는 조리개(stop)(ST)가 위치된 퓨필 평면으로의 액세스를 제공한다. 조리개(ST)는 GLV 모듈의 임의의 회절 차수(보이지 않음)를 차단하는 반면에, 실질적으로 감쇠되지 않은 0차 차수를 통과시킨다. 렌즈 L6 및 L7은 제3의 스펙트럼적으로 분산된 이미지 평면(SDIP)을 규정하는 반면, 렌즈 L7 및 L8은 빔 결합기(CO)가 위치된 퓨필 평면으로의 액세스를 제공한다. 또한 렌즈 L7과 L8 사이에는 빔 진단 모듈(BD)이 위치될 수 있으며, 이는 출력 스펙트럼 (예를 들어, 각 스펙트럼 성분에 대한(PSD) 세기)을 측정하도록 작동 가능할 수 있다. 처리 유닛(PU)은 GLV 모듈을 제어할 수 있으며, 또한 빔 진단 모듈(BD)에 연결되어 설명된 바와 같이 피드백 제어를 수행할 수 있다. 마지막으로, 렌즈 L8은 출력 빔을 계측 디바이스(MET)로 (예를 들어, 방사선을 계측 디바이스(MET)로 전송시키는 단일 모드 광섬유와 같은 적합한 광섬유로)로 집속시킨다.
분산된 조명은 도 7에 의해 도시된 방식으로, 도 9에 도시된 실시예에서의 GLV 모듈 상으로 이중으로 나아갈 (또는 다중으로 나아갈) 수 있다는 점이 인식될 수 있다.
실시예에서, 소스 선택 모듈 (예를 들어, 이미 설명된 소스 선택 모듈들 중 임의의 것)은 고정식 다중대역 통과 컬러 필터 요소와 같은 다중대역 통과 컬러 필터 요소를 포함할 수 있다. 이러한 다중대역 통과 컬러 필터 요소는 예를 들어 소스 선택 모듈의 출력부 (예를 들어, 도 6, 도 7 및 도 8에서의 빔 결합기와 계측 디바이스 사이)에 위치될 수 있다. 이러한 필터는 컬러 대역의 수, 그의 중심 파장 및 그의 대역폭을 잘 제어된 방식으로 규정하기 위해 사용될 수 있으며, GLV 모듈은 각 컬러 대역에 대하여 투과의 제어를 가능하게 한다. 이러한 방식으로, 컬러 대역의 중심 파장과 대역폭은 광학 경로 내의 (매우) 잘 제어되는 고정식 요소에 의해 규정되지만, 이러한 다중 대역 필터 요소가 없는 GLV 기반 소스 선택 모듈과 비교하여 감소된 유연성이 있을 것이다. (GLV 모듈 없이) 고정식 다중 대역 통과 컬러 필터만 사용하는 기존의 선택 모듈과 비교할 때, 이 실시예는 하나 또는 다수의 대역을 선택하는 것 그리고 시간이 지남에 따라 대역을 제어하는 것의 유연성을 제공한다.
실시예는 다음 조항을 이용하여 더 설명될 수 있다:
1. 스펙트럼적으로 성형된 조명 빔을 획득하기 위해 광대역 조명 빔을 스펙트럼적으로 성형하기 위한 소스 선택 모듈은:
광대역 조명 빔을 분산시키기 위한 빔 분산 요소;
분산된 후 광대역 조명 빔을 공간적으로 변조시키기 위한 격자 광 밸브 모듈; 및
출력 소스 빔을 획득하기 위해 공간적으로 변조된 광대역 조명 빔을 재결합시키기 위한 빔 결합 요소를 포함한다.
2. 조항 1에서와 같은 소스 선택 모듈에서, 격자 광 밸브 모듈의 제어는 스펙트럼적으로 성형된 조명 빔의 각 스펙트럼 성분에 대하여 투과를 제어한다.
3. 조항 1 또는 2에서와 같은 소스 선택 모듈은 상기 격자 광 밸브 모듈로부터의 정반사 방사선이 상기 출력 소스 빔 내에 포함되고 상기 격자 광 밸브 모듈에 의해 회절된 임의의 방사선이 상기 출력 소스 빔 내에 포함되지 않도록 구성된다.
4. 조항 3에서와 같은 소스 선택 모듈은 상기 격자 광 밸브 모듈에 의해 회절된 모든 방사선을 차단하도록 그리고 정반사 방사선을 투과시키도록 작동 가능한 조리개(stop)를 포함한다.
5. 조항 4에서와 같은 소스 선택 모듈에서, 상기 조리개는 상기 격자 광 밸브 모듈과 상기 빔 결합 요소 사이의 퓨필 평면에 위치된다.
6. 조항 1 내지 5 중 어느 한 조항에서와 같은 소스 선택 모듈에서, 소스 선택 모듈은 분산된 광대역 조명 빔을 상기 격자 광 밸브 모듈 상으로 이미징하도록 작동 가능한 적어도 하나의 이미징 광학계를 포함한다.
7. 조항 1 내지 6 중 어느 한 조항에서와 같은 소스 선택 모듈에서, 상기 격자 광 밸브 모듈은 상기 분산된 광대역 조명 빔의 각 스펙트럼 성분의 세기가 개별적으로 제어 가능하도록 구성 가능하다.
8. 조항 7에서와 같은 소스 선택 모듈에서, 각 스펙트럼 성분의 세기의 상기 개별적인 제어는 최소 세기와 최대 세기 사이의 연속적인 아날로그 제어를 포함한다.
9. 조항 1 내지 8 중 어느 한 조항에서와 같은 소스 선택 모듈은 적어도 상기 격자 광 밸브 모듈을 제어하도록 작동 가능한 처리 유닛을 포함한다.
10. 조항 9에서와 같은 소스 선택 모듈은 출력 소스 빔의 출력 스펙트럼의 하나 이상의 매개변수를 측정하도록 작동 가능한 빔 진단 모듈을 더 포함한다.
11. 조항 10에서와 같은 소스 선택 모듈에서, 상기 빔 진단 모듈은 기간에 걸쳐 상기 출력 스펙트럼을 측정하도록 작동 가능하며; 그리고 상기 처리 유닛은 상기 기간에 걸쳐 임의의 하나 이상의 스펙트럼 성분의 세기 변화를 보상하기 위해 상기 격자 광 밸브 모듈의 제어를 통해, 분산된 광대역 조명 빔의 하나 이상의 스펙트럼 성분을 조정하도록 작동 가능하다.
12. 조항 10 또는 11에서와 같은 소스 선택 모듈에서, 상기 빔 진단 모듈은 측정 기간의 제1 부분에 걸쳐 상기 출력 스펙트럼을 측정하도록 작동 가능하며; 그리고 측정된 출력 스펙트럼을 기반으로, 상기 처리 유닛은 측정 기간의 제2 부분에서의 소스 노이즈에 의해 유발된 세기 변동을 최소화하도록 상기 격자 광 밸브 모듈의 제어를 통해, 상기 분산된 광대역 조명 빔의 하나 이상의 스펙트럼 성분을 조정하도록 작동 가능하다.
13. 조항 12에서와 같은 소스 선택 모듈에서, 상기 처리 유닛은 측정 동안 상기 하나 이상의 스펙트럼 성분을 실시간으로 조정하도록 작동 가능하다.
14. 조항 12 또는 13에서와 같은 소스 선택 모듈에서, 상기 처리 유닛은 상기 제1 측정 기간에 걸쳐 하나 이상의 스펙트럼 성분의 측정된 매개변수를 평균화하도록 작동 가능하다.
15. 조항 11 내지 14 중 어느 한 조항에서와 같은 소스 선택 모듈에서, 상기 출력 스펙트럼을 측정하는 것은 스펙트럼 성분 마다 세기 및/또는 파워 스펙트럼 밀도를 측정하는 것을 포함한다.
16. 조항 10 내지 15 중 어느 한 조항에서와 같은 소스 선택 모듈에서, 상기 빔 진단 모듈은 분광계 또는 컬러 필터링식 포토다이오드를 포함한다.
17. 조항 1 내지 16 중 어느 한 조항에서와 같은 소스 선택 모듈은 상기 격자 광 밸브 모듈 상에서 상기 분산된 광대역 조명 빔을 2회 이상 통과시키도록 작동 가능한 빔 지향 배열체를 포함하며, 상기 분산된 광대역 조명 빔은 각 통과(pass) 시에 변조된다.
18. 조항 1 내지 17 중 어느 한 조항에서와 같은 소스 선택 모듈은 상기 입력 조명을 제공하기 위한 조명 소스를 포함한다.
19. 조항 18에서와 같은 소스 선택 모듈에서, 조명 소스는 저 에텐듀(etendue) 조명 소스를 포함한다.
20. 조항 18 또는 19에서와 같은 소스 선택 모듈에서, 상기 조명 소스는 확장 매체를 가두기 위한 중공 코어 섬유 및 상기 확장 매체를 여기시키기 위한 여기 방사선을 제공하도록 작동 가능한 여기 방사선 소스를 포함한다.
21. 조항 1 내지 20 중 어느 한 조항에서와 같은 소스 선택 모듈은 출력 소스 빔 내에 포함된 스펙트럼 성분 요소 대역의 수, 출력 소스 빔 내에 포함된 각 스펙트럼 성분 대역의 중심 파장, 그리고 출력 소스 빔 내에 포함된 각 스펙트럼 성분 대역의 대역폭 중 하나 이상을 규정하도록 작동 가능한 다중 대역 통과 컬러 필터 요소를 포함한다.
22. 계측 디바이스는 측정 조명을 제공하기 위하여 조항 1 내지 21 중 어느 한 조항의 소스 선택 모듈을 포함한다.
23. 조항 22에서와 같은 계측 디바이스에서, 계측 디바이스는 스캐터로미터를 포함한다.
24. 조항 23에서와 같은 계측 디바이스는:
기판을 위한 지지체;
상기 측정 조명을 상기 기판 상의 구조체로 지향시키기 위한 광학 시스템; 및
기판 상의 구조체에 의하여 산란된 측정 방사선을 검출하기 위한 검출기를 포함한다.
25. 조항 22에서와 같은 계측 디바이스에서, 계측 디바이스는 정렬 센서를 포함한다.
26. 리소그래피 장치는:
패터닝 디바이스를 지지하기 위한 패터닝 디바이스 지지체;
기판을 지지하기 위한 기판 지지체; 및
상기 패터닝 디바이스 및/또는 상기 기판 지지체의 정렬을 수행하도록 작동 가능한, 조항 25의 계측 디바이스를 포함한다.
이미 논의된 장점에 더하여, 본 명세서에 개시된 소스 선택 모듈은 원하는 스펙트럼 성분의 세기를 증가시킴으로써 신호 대 노이즈비를 향상시킬 수 있다. 예를 들어, 전형적인 소스는 현재 12개 컬러를 동시에 웨이퍼에 제공할 수 있다. 각 컬러의 세기는 웨이퍼 상의 12개 컬러 모두의 조합된 세기가 웨이퍼를 손상시키지 않도록 안전 임계값 미만으로 유지되어야 한다. 본 명세서에 개시된 소스 선택 모듈을 사용함으로써, 사용되지 않는 스펙트럼 성분에 대한 세기가 최소화될 수 있으며, 이는 원하는 스펙트럼 성분의 세기가 상당히 높아지는 것을 허용한다. 예를 들어, 안전 임계값이 (순전히 예로써) 50㎽인 경우, 현재 시스템에서 각 컬러 (12개 컬러 가정)는 단지 4㎽까지의 최대 세기를 가질 수 있다. 그러나 이 컬러들 중 2개의 컬러만이 측정을 위하여 사용된다면, 다른 컬러는 0의 세기로 (또는 이에 가깝게) 약화될 수 있으며 2개의 원하는 컬러는 각각 최대 25㎽의 세기 (또는 측정의 필요에 따라 임의의 비율로 원하는 2개 (또는 그 이상)의 컬러 사이에 분포된 50㎽의 조합된 세기)를 갖는 것이 허용될 수 있다.
용어 컬러(color)는 이 명세서 전체에 걸쳐 파장 또는 스펙트럼 성분과 동의어로 사용되며 컬러는 가시 대역 외부 (예를 들어, 적외선 또는 자외선 파장)의 컬러를 포함할 수 있다는 점이 인식되어야 한다.
본 발명의 특정 실시예가 위에서 설명되었지만, 본 발명은 설명된 것과 다르게 실시될 수 있다는 점이 인식될 것이다.
위에서는 광학 리소그래피의 맥락에서 본 발명의 실시예의 이용에 대한 구체적인 참조가 이루질 수 있었지만, 본 발명은 다른 적용, 예를 들어 임프린트 리소그래피에 이용될 수 있으며 또한 문맥이 허용하는 경우 광학 리소그래피에 제한되지 않는다는 점이 인식될 것이다. 임프린트 리소그래피에서, 패터닝 디바이스에서의 토포그래피는 기판 상에 생성되는 패턴을 규정한다. 패터닝 디바이스의 토포그래피는 기판에 공급된 레지스트의 층으로 가압될 수 있으며, 그 위에서 전자기 방사선, 열, 압력 또는 이들의 조합을 가함으로써 레지스트는 경화된다. 패터닝 디바이스는 레지스트가 경화된 후 레지스트에 패턴을 남기고 레지스트 밖으로 이동된다.
본 명세서에서 사용된 용어 "방사선" 및 "빔"은 (예를 들어, 약 365, 355, 248, 193, 157, 또는 126㎚ 또는 이의 파장을 갖는) 자외(UV) 방사선 및 (예를 들어, 1 내지 100㎚의 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 정전식 광학 구성 요소를 포함하는, 다양한 유형의 광학 구성 요소들 중 임의의 하나 또는 이들의 조합을 지칭할 수 있다. 반사식 구성 요소는 UV 및/또는 EUV 범위에서 작동하는 장치에 사용될 가능성이 있다.
본 발명의 폭과 범위는 위에서 설명된 예시적인 실시예들 중 임의의 것에 의하여 제한되어서는 안되며, 다음의 청구범위 및 그 등가물에 따라서만 규정되어야 한다.

Claims (20)

  1. 스펙트럼적으로 성형된 조명 빔을 획득하기 위해 광대역 조명 빔을 스펙트럼적으로 성형하기 위한 소스 선택 모듈에 있어서,
    광대역 조명 빔을 분산시키기 위한 빔 분산 요소;
    분산된 후 광대역 조명 빔을 공간적으로 변조시키기 위한 격자 광 밸브 모듈; 및
    출력 소스 빔을 획득하기 위해 공간적으로 변조된 광대역 조명 빔을 재결합시키기 위한 빔 결합 요소를 포함하는 소스 선택 모듈.
  2. 제1항에 있어서, 상기 격자 광 밸브 모듈의 제어는 스펙트럼적으로 성형된 조명 빔의 각 스펙트럼 성분에 대하여 투과를 제어하는 소스 선택 모듈.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 소스 선택 모듈은 상기 격자 광 밸브 모듈로부터의 정반사 방사선이 상기 출력 소스 빔 내에 포함되고 상기 격자 광 밸브 모듈에 의해 회절된 임의의 방사선이 상기 출력 소스 빔 내에 포함되지 않도록 구성된 소스 선택 모듈.
  4. 제3항에 있어서, 상기 소스 선택 모듈은 상기 격자 광 밸브 모듈에 의해 회절된 모든 방사선을 차단하도록 그리고 정반사 방사선을 투과시키도록 작동 가능한 조리개(stop)를 포함하는 소스 선택 모듈.
  5. 제4항에 있어서, 상기 조리개는 상기 격자 광 밸브 모듈과 상기 빔 결합 요소 사이의 퓨필 평면에 위치된 소스 선택 모듈.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 소스 선택 모듈은 분산된 광대역 조명 빔을 상기 격자 광 밸브 모듈 상으로 이미징하도록 작동 가능한 적어도 하나의 이미징 광학계를 포함하는 소스 선택 모듈.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 격자 광 밸브 모듈은 상기 분산된 광대역 조명 빔의 각 스펙트럼 성분의 세기가 개별적으로 제어 가능하도록 구성 가능한 소스 선택 모듈.
  8. 제7항에 있어서, 각 스펙트럼 성분의 세기의 상기 개별적인 제어는 최소 세기와 최대 세기 사이의 연속적인 아날로그 제어를 포함하는 소스 선택 모듈.
  9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 소스 선택 모듈은 적어도 상기 격자 광 밸브 모듈을 제어하도록 작동 가능한 처리 유닛을 포함하는 소스 선택 모듈.
  10. 제9항에 있어서, 상기 출력 소스 빔의 출력 스펙트럼의 하나 이상의 매개변수를 측정하도록 작동 가능한 빔 진단 모듈을 더 포함하는 소스 선택 모듈.
  11. 제10항에 있어서, 상기 빔 진단 모듈은 기간에 걸쳐 상기 출력 스펙트럼을 측정하도록 작동 가능하며; 그리고 상기 처리 유닛은 상기 기간에 걸쳐 임의의 하나 이상의 스펙트럼 성분의 세기 변화를 보상하기 위해 상기 격자 광 밸브 모듈의 제어를 통해, 분산된 광대역 조명 빔의 하나 이상의 스펙트럼 성분을 조정하도록 작동 가능한 소스 선택 모듈.
  12. 제10항 또는 제11항에 있어서, 상기 빔 진단 모듈은 측정 기간의 제1 부분에 걸쳐 상기 출력 스펙트럼을 측정하도록 작동 가능하며; 그리고 측정된 출력 스펙트럼을 기반으로, 상기 처리 유닛은 측정 기간의 제2 부분에서의 소스 노이즈에 의해 유발된 세기 변동을 최소화하기 위해 상기 격자 광 밸브 모듈의 제어를 통해, 상기 분산된 광대역 조명 빔의 하나 이상의 스펙트럼 성분을 조정하도록 작동 가능한 소스 선택 모듈.
  13. 제12항에 있어서, 상기 처리 유닛은 측정 동안 상기 하나 이상의 스펙트럼 성분을 실시간으로 조정하도록 작동 가능한 소스 선택 모듈.
  14. 제12항 또는 제13항에 있어서, 상기 처리 유닛은 상기 제1 측정 기간에 걸쳐 하나 이상의 스펙트럼 성분의 측정된 매개변수를 평균화하도록 작동 가능한 소스 선택 모듈.
  15. 제11항 내지 제14항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 출력 스펙트럼을 측정하는 것은 스펙트럼 성분 마다 세기 및/또는 파워 스펙트럼 밀도를 측정하는 것을 포함하는 소스 선택 모듈.
  16. 제10항 내지 제15항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 빔 진단 모듈은 분광계 또는 컬러 필터식 포토다이오드를 포함하는 소스 선택 모듈.
  17. 제1항 내지 제16항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 소스 선택 모듈은 상기 격자 광 밸브 모듈 상에서 상기 분산된 광대역 조명 빔을 2회 이상 통과시키도록 작동 가능한 빔 지향 배열체를 포함하며, 상기 분산된 광대역 조명 빔은 각 통과(pass) 시에 변조되는 소스 선택 모듈.
  18. 제1항 내지 제17항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 소스 선택 모듈은 상기 입력 조명을 제공하기 위한 조명 소스를 포함하는 소스 선택 모듈.
  19. 제18항에 있어서, 상기 조명 소스는 저 에텐듀 조명 소스를 포함하는 소스 선택 모듈.
  20. 제18항 또는 제19항에 있어서, 상기 조명 소스는 확장 매체(broadening medium)를 가두기 위한 중공 코어 섬유 및 상기 확장 매체를 여기시키기 위한 여기 방사선을 제공하도록 작동 가능한 여기 방사선 소스를 포함하는 소스 선택 모듈.
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