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KR20090091060A - 측정 방법 및 측정용 레티클 - Google Patents

측정 방법 및 측정용 레티클 Download PDF

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KR20090091060A
KR20090091060A KR1020090014312A KR20090014312A KR20090091060A KR 20090091060 A KR20090091060 A KR 20090091060A KR 1020090014312 A KR1020090014312 A KR 1020090014312A KR 20090014312 A KR20090014312 A KR 20090014312A KR 20090091060 A KR20090091060 A KR 20090091060A
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KR
South Korea
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mark
optical system
measurement
wavefront
measuring
Prior art date
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Application number
KR1020090014312A
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English (en)
Inventor
유우스께 마쯔무라
Original Assignee
캐논 가부시끼가이샤
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
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Publication date
Application filed by 캐논 가부시끼가이샤 filed Critical 캐논 가부시끼가이샤
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Abstract

본 발명은 피검 광학계의 파면 수차를 측정하는 측정 방법을 제공하며, 상기 방법은, 측정용 레티클을 피검 광학계의 물체면에 배치하는 단계와, 피검 광학계의 이미지 면에 파면 측정용 마크의 이미지를 형성하는 단계, 및 피검 광학계의 이미지 면에 형성된 파면 측정용 마크의 이미지의 이상적 위치로부터의 위치 어긋남 량에 기초하여 피검 광학계의 파면 수차를 산출하는 단계를 포함하고, 상기 파면 측정용 마크는, 제1 방향으로 길이 방향을 갖는 제1 마크와, 상기 제1 방향에 직교하는 제2 방향으로 길이 방향을 갖고 상기 제1 마크로부터 이격된 제2 마크를 포함한다.
피검 광학계, 파면 수차, 측정용 레티클, 파면 측정용 마크, 보정 마크

Description

측정 방법 및 측정용 레티클 {MEASUREMENT METHOD AND MEASUREMENT RETICLE}
본 발명은 측정 방법 및 측정용 레티클에 관한 것이다.
포토리소그래피 기술을 사용해서 반도체 디바이스를 제조하기 위해, 레티클(마스크)에 형성된 회로 패턴을 투영 광학계에 의해 웨이퍼 등에 투영해서 회로 패턴을 전사하는 투영 노광 장치가 종래부터 사용되어 왔다.
반도체 디바이스들의 최근의 미세 패턴화의 진행에 따라, 투영 광학계의 광학 특성을 정밀하게 관리하는 것이 중요하게 되었다. 특히, 투영 광학계의 파면 수차를 정밀하게 측정하는 것이 필수적이다.
투영 광학계의 파면 수차를 측정하는 기술로는, 미국 특허 제5,828,455호 및 미국 특허 제5,978,085호에 개시되어 있는 ISI 벙법이라고 불리는 기술과 국제 공개 제03/088329호 팜플렛에 개시되어 있는 특수 회절 격자 패턴을 사용한 SPIN 방법이라고 불리는 기술이 알려져 있다.
반도체 디바이스들의 최근의 미세 패턴화에 따라, 고차 성분을 포함하는 파면 수차를 정밀하게 측정하는 것이 요구되고 있다. 종래의 SPIN 방법이나 ISI 방 법으로는, 요구되는 측정 정밀도를 항상 만족시킬 수는 없다.
SPIN 방법이나 ISI 방법을 사용하여 투영 광학계 등의 피검 광학계의 고차 성분을 포함하는 파면 수차를 정밀하게 측정하기 위해서는, 이러한 피검 광학계의 동공면에 있어서의 측정 영역(측정 대상 영역)을 넓히는(이상적으로는, 측정 영역을 피검 광학계의 해상 한계에 가깝게 만드는) 것이 효과적이다.
그러나, 본 발명자가 상세히 검토한 결과, 종래의 SPIN 방법이나 ISI 방법에 있어서의 장치 구성에 있어서는, 피검 광학계의 동공면에 있어서의 측정 영역이 한계까지 넓지 않고, 측정 영역을 확대할 수 있는 여지가 있는 것을 발견했다.
본 발명은, 피검 광학계의 고차 성분들을 포함하는 파면 수차를 정밀하게 측정할 수 있는 측정 방법을 제공한다.
본 발명의 제1 특징에 따르면, 파면 측정용 마크와 상기 파면 측정용 마크로부터의 광을 피검 광학계의 동공면 상의 상이한 위치들에 입사시키기 위한 핀홀을 포함하는 측정용 레티클을 사용하여, 상기 피검 광학계의 파면 수차를 측정하는 측정 방법이 제공되며, 상기 방법은, 상기 측정용 레티클을 상기 피검 광학계의 물체면에 배치하는 단계와, 상기 피검 광학계의 이미지 면에 상기 파면 측정용 마크의 이미지를 형성하는 단계, 및 상기 피검 광학계의 이미지 면에 형성된 상기 파면 측정용 마크의 이미지의 이상적 위치로부터의 위치 어긋남 량에 기초하여 상기 피검 광학계의 파면 수차를 산출하는 단계를 포함하고, 상기 파면 측정용 마크는, 제1 방향으로 길이 방향을 갖는 제1 마크와, 상기 제1 방향에 직교하는 제2 방향으로 길이 방향을 갖고 상기 제1 마크로부터 이격된 제2 마크를 포함한다.
본 발명의 제2 특징에 따르면, 피검 광학계의 파면 수차를 측정할 때에, 상기 피검 광학계의 물체면에 배치되는 측정용 레티클이 제공되며, 상기 측정용 레티클은, 파면 측정용 마크, 및 상기 파면 측정용 마크로부터의 광을 피검 광학계의 동공면 상의 상이한 위치들에 입사시키는 핀홀을 포함하고, 상기 파면 측정용 마크는, 제1 방향으로 길이 방향을 갖는 제1 마크와, 상기 제1 방향에 직교하는 제2 방향으로 길이 방향을 갖고 상기 제1 마크로부터 이격된 제2 마크를 포함한다.
본 발명의 다른 특징들은 첨부 도면들을 참조하여 하기의 예시적인 실시예들의 설명으로부터 분명하질 것이다.
본 발명에 따르면, 피검 광학계의 동공면에 있어서의 측정 영역을 종래 기술보다 확대할 수 있고, 피검 광학계의 고차 성분들을 포함하는 파면 수차를 정밀하게 측정할 수 있다.
이하, 첨부 도면을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시 형태에 대해 설명될 것이다. 도면들에 있어서, 동일한 참조 번호들은 동일한 부재들을 지시하고, 중복된 설명은 생략될 것이다.
본 발명의 더 나은 이해를 돕기 위해, 우선, SPIN 방법 및 ISI 방법에 의한 파면 수차의 측정 원리들과 구체적인 문제점들에 대해서 설명될 것이다.
도 15는 SPIN 방법에 의한 파면 수차 측정의 원리들을 설명하기 위한 도면이다. SPIN 방법에 의한 파면 수차의 측정에서는, 도 15에 도시된 바와 같이, 특수한 측정용 레티클(1000)을 사용한다. 측정용 레티클(1000)은, 특수한 회절 격자 패턴을 형성하는 파면 측정용 마크(1100)를 광의 사출측에 갖고, 핀홀(1200)을 광의 입사측에 갖는다. 또한, 측정용 레티클(l000)은 σ1 이상의 조명 각도로 광을 핀홀(1200)에 가이드하는 확산부(1300)를 갖는다. 또한, 도 15는 확산부(1300)를 이해하기 쉽게 도시한다. 그러나, 확산부(1300)는, 실제로는 핀홀(1200)의 내측에 배치된다.
조명계(도시되지 않음)로부터의 광은, σ(σ≥1)에서, 즉, 피검 광학계 0S의 개구수 이상의 개구수에서 핀홀에 도달하여, 파면 측정용 마크(1100)를 경사지게 조명한다. 파면 측정용 마크(1100)는 특수한 회절 격자 패턴에 의해, 0차 회절광 이외의 회절광(예를 들어, ±1차 회절광)의 발생을 억제하는 기능을 갖는다. 따라서, 파면 측정용 마크(1100)의 회절 격자 패턴의 각 점들을 통과한 광 성분들은, 서로 다른 각도들에서 피검 광학계 OS의 동공면 상의 상이한 위치들에 도달하고, 피검 광학계 OS의 파면 수차의 영향을 받아서 웨이퍼 WF에 이미지들을 형성한다.
웨이퍼 WF에 형성된 회절 격자 패턴의 점들은, 상이한 파면 수차들(위상들)의 영향을 받는다. 따라서, 회절 격자 패턴의 점들을 통과한 광 성분들은 피검 광학계 OS의 파면의 법선 방향으로 진행하므로, 웨이퍼 WF에 형성된 회절 격자 패턴의 점들은 피검 광학계 OS의 동공면 내의 대응하는 점들의 경사분만큼 시프트한다 (즉, 이상적 위치로부터 어긋난다). 그 결과, 웨이퍼 WF에 형성된 회절 격자 패턴의 레퍼런스 패턴(이상적 위치를 규정하는 이상적 격자)으로부터의 상대 위치 어긋남이 측정될 때, 피검 광학계 0S의 동공면 내의 각 점의 파면의 경사가 얻어진다. 그러므로, 다양한 수학적 방법들에 기초하여 파면 수차를 산출하는 것이 가능하다.
도 16a 내지 16c를 참조하여, 웨이퍼 WF에 형성된 회절 격자 패턴과 레퍼런스 패턴 간의 상대 위치 어긋남의 측정에 대해서 설명될 것이다. 도 16a는 회절 격자 패턴(파면 측정용 마크(1100))을 도시한다. 회절 격자 패턴은 경사진 조명에 의해 웨이퍼 WF에 전사된다(인쇄된다). 도 16b는 레퍼런스 패턴을 도시한다. 레퍼런스 패턴은 경사진 조명을 사용하지 않고, 도 16a에 도시된 회절 격자 패턴에 중첩되면서 웨이퍼 WF에 전사된다(인쇄된다). 도 16c는 도 16a에 도시된 회절 격자 패턴과 도 16b에 도시된 레퍼런스 패턴을 웨이퍼 WF에 전사한 결과를 도시한다. 도 16c에 있어서 회절 격자 패턴의 코너부들이 해상하지 않는 것은, 피검 광학계 OS의 동공면에 배치되는 개구 조리개(aperture stop)의 영향 때문이다.
도 16c에 도시된 바와 같이, 회절 격자 패턴 및 레퍼런스 패턴이 웨이퍼에 전사될 때, 오버레이 측정 장치는 회절 격자 패턴과 레퍼런스 패턴 간의 상대 위치 어긋남을 측정한다. 더 구체적으로는, 레퍼런스 패턴의 박스의 중심과 레퍼런스 패턴의 박스를 둘러싸는 회절 격자 패턴의 박스의 중심 간의 상대 위치 어긋남이 측정된다(이는 "박스-인-박스(box-in-box) 측정 방법"이라고 불린다). 상대 위치 어긋남이 측정되어야 하는 점(측정점)은, 각 레퍼런스 패턴의 박스의 중심에 설정된다.
전술한 바와 같이, SPIN 방법에 있어서는, 통상, 파면 측정용 마크로서 특수한 회절 격자 패턴이 웨이퍼에 전사된다. 회절 격자 패턴의 위치 어긋남이 박스-인-박스 측정 방법에 의해 측정됨으로써, 피검 광학계의 파면 수차가 측정된다.
도 17은 ISI 방법에 의한 파면 수차의 측정의 원리들을 설명하기 위한 도면이다. ISI 방법에 의한 파면 수차의 측정에서는 도 17에 도시된 바와 같이, 특수한 측정용 레티클(2000)을 사용한다. 측정용 레티클(2000)은 격자 형상의 파면 측정용 마크(2100)와, 파면 측정용 마크(2100)의 중심의 아래에 미리 결정된 거리를 두고 배치된 핀홀(2200)과, 파면 측정용 마크(2100)의 바로 위에 배치된 볼록 렌즈(포지티브 렌즈)(2300)를 갖는다.
조명계(도시되지 않음)로부터의 광은 볼록 렌즈(2300)를 통하여 σ1 이상의 조명 각도에서 파면 측정용 마크(2100)를 조명한다. 파면 측정용 마크(2100)에 포함된 회절 격자 패턴을 통과한 광은 핀홀(2200)을 통과한다. 그러나, 핀홀(2200)을 통과할 수 있는 광은, 회절 격자 패턴의 점들의 위치들과 핀홀(2200)을 연결한 각도들을 갖는 광 성분들만을 포함한다. 따라서, 파면 측정용 마크(2100)에 있어서의 회절 격자 패턴의 점들을 통과한 광 성분들은 상이한 각도들에서 피검 광학계 0S의 동공면 상의 상이한 위치들에 도달하여, 피검 광학계 0S의 파면 수차의 영향을 받으며 웨이퍼 WF에 이미지를 형성한다.
웨이퍼 WF에 형성된 회절 격자 패턴의 포인트들은 상이한 파면 수차들(위상들)의 영향을 받는다. 회절 격자 패턴의 점들을 통과한 광 성분들은 피검 광학계 OS의 파면의 법선 방향으로 진행하기 때문에, 웨이퍼 WF에 형성된 회절 격자 패턴 의 점들은, 피검 광학계 0S의 동공면 내의 대응하는 점들의 파면의 경사분만큼 어긋난다(즉, 이상적 위치들로부터 어긋난다). 그 결과, 웨이퍼 WF에 형성된 회절 격자 패턴의 레퍼런스 패턴(이상적 위치를 규정하는 이상적 격자)으로부터의 상대 위치 어긋남이 측정될 때, 피검 광학계 0S의 동공면 내의 각 점의 파면의 경사가 얻어진다. 그러므로, 다양한 수학적 방법들에 기초하여 파면 수차를 산출하는 것이 가능하다.
ISI 방법에 있어서도, SPIN 방법과 마찬가지로, 회절 격자 패턴과 레퍼런스 패턴 간의 상대 위치 어긋남이 박스-인-박스 측정 방법으로 측정됨으로써, 피검 광학계의 파면 수차가 측정된다.
SPIN 방법 및 ISI 방법에 있어서의 회절 격자 패턴의 위치 어긋남 량(측정치)은, 전술한 바와 같이, 피검 광학계의 파면의 경사를 반영한다. 피검 광학계의 파면의 경사는, 파면 수차의 고차 성분에 대해 동공면의 주변에서 커진다. 따라서, 고차 성분을 포함하는 파면 수차를 정밀하게 측정하기 위해서는, 투영 광학계 등의 피검 광학계의 동공면에 있어서의 측정 영역(측정 대상 영역)을 동공면의 주변까지 설정할 필요가 있다. 바꾸어 말하면, 도 18에 도시한 바와 같이, 피검 광학계의 동공면에 있어서의 측정 영역을 확대함으로써, 파면 수차의 측정 정밀도를 향상시킬 수 있다(즉, 고차 성분들을 포함하는 파면 수차를 정밀하게 측정할 수 있다). 도 18은 피검 광학계의 동공면에 있어서의 측정 영역과 측정 오차 간의 관계를 도시하는 그래프이다. 도 18에서 횡축은 피검 광학계의 동공면에 있어서의 측정 영역의 반경을 피검 광학계의 개구수(NA)에 의해 규격화하여 구한 값을 나타낸 다. 종축은 36 제르니케 항들(Zernike terms)의 측정 오차의 RMS 값(파면 수차의 자승의 동공면 내에 있어서의 적분값)을 나타낸다.
피검 광학계의 동공면에 있어서의 측정 영역은, 이하의 2개의 요인들에 기인하여, 투영 광학계 등의 피검 광학계의 전체 NA(σr=1)보다 작아진다. 제1 요인은 회절 격자 패턴이 σr=1까지 해상하지 않는다는 것이다. 또한, 이하에서는, 회절 격자 패턴의 해상 한계에서의 σr이 해상 한계라고 칭해질 것이다. 제2 요인으로서는, 회절 격자 패턴의 위치 어긋남을 박스-인-박스 측정 방법을 사용하여 측정할 때, 측정 영역이 상술한 해상 한계보다 더 작아진다는 것이다.
제1 요인(해상 한계가 σr=1보다 더 작아지는 이유)에 대해서 설명될 것이다.
SPIN 방법에서, 핀홀은, 핀홀과 회절 격자 패턴의 점들을 연결한 각도들을 갖는 광 성분들만으로 회절 격자 패턴을 경사지게 조명하는 기능을 갖는다. 핀홀을 통과한 광은, 회절 격자 패턴의 유한한 영역을 통과한다. 회절 격자 패턴은 상술한 바와 같이, 0차 회절광 이외의 회절광의 발생을 억제하는 기능을 갖는다. 이 때문에, 회절 격자 패턴의 점들을 통과한 광 성분들은 0차 회절광만을 포함한다. 따라서, 회절 격자 패턴으로부터의 회절광은, 피검 광학계의 동공면을 유한한 크기로 통과한다. 바꾸어 말하면, 핀홀의 직경은 피검 광학계의 동공면에서의 광속의 직경에 상당한다. 광속의 직경이 유한하므로, 일부 광 성분들은 개구 조리개 때문에 피검 광학계의 동공면의 부근의 회절 격자 패턴을 통과할 수 없게 된다. 그 결과, 피검 광학계의 동공면의 외측 가장자리에 가까운 주변부를 통과한 광 성분들은 웨이퍼 상에서 해상하지 않거나, 불완전하게 해상한다. 따라서, 피검 광학계의 동공면에 있어서의 측정 영역(의 크기)은, 핀홀의 직경, 즉, 개구 직경의 영향을 받는다. 더 구체적으로는, 피검 광학계의 동공면에서의 핀홀 직경을 σs라고 하면, 회절 격자 패턴이 완전하게 해상하는 해상 한계, 즉, 피검 광학계의 동공면에 있어서의 측정 영역의 반경은, σr=1-σs로 된다. σs 및 σr은 피검 광학계의 전체 NA에 의해 반경을 규격화하여 얻은 값들이다. 실제로는, σr=1-σs에서, 회절 격자 패턴의 해상이 갑자기 정지하지는 않는다. 그러나, σr=1-σs보다도 외측의 영역을 측정점(측정 영역)으로서 설정하는 것은, 측정 오차를 유발한다. 이하에서는, σr=1-σs의 측정 영역 내의 측정점들만이 사용되는 예가 설명될 것이다. 이 값은 해상 한계로서 정의된다.
ISI 방법에 있어서, 핀홀은, 회절 격자 패턴으로부터의 회절광 중, 회절 격자 패턴의 점들과 핀홀 간을 연결한 각도들을 갖는 광 성분들만을 통과시키는 기능을 갖는다. 바꾸어 말하면, 핀홀은 회절 격자 패턴으로부터의 회절광을 기계적으로 차광한다. 핀홀을 통과한 회절 격자 패턴으로부터의 회절광은, 피검 광학계의 동공면을 유한한 크기로 통과한다. 핀홀의 직경은, 피검 광학계의 동공면에서의 광속의 직경에 상당한다. 따라서, SPIN 방법과 마찬가지로, 해상 한계(σr=1-σs)가 존재한다.
상술한 바와 같이, SPIN 방법 및 ISI 방법에 있어서는, 취할 수 있는 측정 영역의 한계값은 σr=1-σs인데, 이는 피검 광학계의 전체 NA(σr=1)보다도 작다.
제2의 요인(회절 격자 패턴의 위치 어긋남을 박스-인-박스 측정 방법을 사용 하여 측정할 때, 측정 영역이 해상 한계보다도 작아지는 이유)에 대해서 설명될 것이다.
도 19는 회절 격자 패턴과 레퍼런스 패턴이 전사된 웨이퍼를 도시하는 도면이다. 점선은 해상 한계(1-σs)를 도시한다. 도 19로부터 명백한 바와 같이, 피검 광학계의 파면을 측정하기 위한 측정점은 해상 한계를 나타내는 점선보다도 내측에 있다. 이것은, 종래의 SPIN 방법 및 ISI 방법에서는, 박스-인-박스 측정 방법을 실시하기 때문인데, 즉, 회절 격자 패턴과 레퍼런스 패턴 (두개의 박스 패턴들) 간의 상대 위치 어긋남을 1개의 측정점의 위치 어긋남으로서 측정하기 때문이다. 따라서, 일 측정점에 있어서의 위치 어긋남을 측정하기 위해서는, 측정점을 둘러싸는 회절 격자 패턴의 4개의 변들 모두가 해상했어야 한다. 그 결과, 측정 영역은 회절 격자 패턴의 사이즈만큼 해상 한계보다 더 작아진다.
예를 들어, 도 20에 도시된 바와 같이, 회절 격자 패턴의 선 폭을 W1, 회절 격자 패턴과 레퍼런스 패턴 간의 간격을 S, 레퍼런스 패턴의 선폭을 W2, 레퍼런스 패턴의 내측 폭(선들 간의 간격)을 G2, 해상 한계(σr=1-σs)로부터 회절 격자 패턴까지의 간격을 △라고 한다. 이 값들은 피검 광학계의 동공면에 있어서의 값들을 피검 광학계의 전체 NA에 의해 규격화하여 얻어진다. 도 20을 참조하면, 피검 광학계의 동공면에 있어서의 측정 영역의 반경은 1-σs-(W1+S+W2+G2/2+△)로 되고, 이것은 해상 한계보다도 작다. 여기서, 도 20은, 도 19에 있어서, 회절 격자 패턴의 선폭, 회절 격자 패턴과 레퍼런스 패턴 간의 간격, 레퍼런스 패턴의 선폭, 레퍼런스 패턴의 내측 폭, 및 해상 한계로부터 회절 격자 패턴까지의 간격의 정의들을 도시하는 도면이다.
상술한 바와 같이, SPIN 방법이나 ISI 방법을 이용하여, 투영 광학계 등의 피검 광학계의 고차 성분들을 포함하는 파면 수차를 정밀하게 측정하기 위해서는, 이러한 피검 광학계의 동공면에 있어서의 측정 영역을 넓히는(이상적으로는, 측정 영역을 피검 광학계의 해상 한계에 가까이 만드는) 것이 필요하다.
이를 위해, 본 발명에서는, 피검 광학계의 동공면의 각 점에 대응해서 배치되고, 서로 직교하는 2개의 독립한 제1 마크 및 제2 마크가 파면 측정용 마크로서 사용된다. 피검 광학계의 이미지 면에 형성되는 제1 마크의 이미지의 이상적 위치로부터의 위치 어긋남 량 및 제2 마크의 이미지의 이상적 위치로부터의 위치 어긋남 량이 측정된다. 두개의 위치 어긋남 량들에 기초하여 산출되는 파면 수차들이 합성됨으로써, 피검 광학계의 파면 수차가 측정된다. 이것은, 투영 광학계 등의 피검 광학계의 동공면에 있어서의 측정 영역을 확대하는 것을 가능하게 해주고, 파면 수차의 측정 정밀도를 향상시킨다(즉, 고차 성분들을 포함하는 파면 수차를 정밀하게 측정할 수 있게 해준다).
더 구체적으로는, 도 1에 도시된 바와 같이, 제1 마크(이하, "H 마크"라고 칭해짐)(112)와, 제2 마크(이하 "V 마크"라고 칭함)(114)를 포함하는 파면 측정용 마크(110)가 사용된다. H 마크(112)는 제1 방향으로 길이 방향을 갖도록 형성된다. 또한, V 마크(114)는 제1 방향에 직교하는 제2 방향으로 길이 방향을 갖고, H 마크(112)로부터 이격된다. 또한, 이하에서는, H 마크(112) 및 V 마크(114)가 집합적으로 HV 마크라고 칭해질 것이다. H 마크(112)와 V 마크(114)는 웨이퍼에 상 이한 위치들에 전사된다. 그 후, H 마크(112)에 평행한 레퍼런스 패턴이 H 마크(112) 상에 중첩되면서 웨이퍼에 전사된다. V 마크(114)에 평행한 레퍼런스 패턴이 V 마크(1l4) 상에 중첩되면서 웨이퍼에 전사된다. H 마크(112)와 레퍼런스 패턴 간의 상대 위치 어긋남 량, 및 V 마크(114)와 레퍼런스 패턴 간의 상대 위치 어긋남 량이 측정된다.
도 2는 V 마크(114)와 레퍼런스 패턴이 전사된 웨이퍼를 도시하는 도면이다. 점선은 해상 한계(1-σs)를 도시한다. 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명에서는, 상대 위치 어긋남이 측정되어야 하는 점(측정점)을 V 마크(114) 상에 설정하는 것이 가능해서(즉, V 마크(114) 상의 위치 어긋남을 측정하여), 측정 영역을 확대시킬 수 있다. 예를 들어, V 마크(114)의 선폭을 W1, 해상 한계(σr=1-σs)로부터 V 마크(114)까지의 간격을 △라고 한다. 이 때, 피검 광학계의 동공면에 있어서의 측정 영역의 반경은 1-σs-(W1/2+△)이 된다. 따라서, 본 발명에 있어서의 측정 영역은, 박스-인-박스 측정 방법에 있어서의 측정 영역보다도 넓고, 파면 수차의 측정 정밀도가 향상될 수 있다.
도 3은 파면 측정용 마크(110)(HV 마크)를 사용해서 피검 광학계의 파면 수차가 측정될 때(본 발명)의 측정 영역과 핀홀의 직경 간의 관계, 및 박스-인-박스 측정 방법에 있어서의 측정 영역과 핀홀의 직경 간의 관계를 도시하는 그래프이다. 도 3으로부터 명백한 바와 같이, 핀홀의 직경이 동일하면, 박스-인-박스 측정 방법보다도 파면 측정용 마크(110)(HV 마크)를 이용한 경우 쪽이, 피검 광학계의 동공면에 있어서의 측정 영역이 더 넓어질 수 있다.
또한, 도 16a에 도시된 바와 같은 회절 격자 패턴이 사용된 때에도, 제1 방향으로 길이 방향을 갖는 패턴과 제2 방향으로 길이 방향을 갖는 패턴을 따로따로 측정하면, HV 마크를 이용한 경우와 마찬가지로, 측정 영역이 넓어질 수 있다. 그러나, 이하에 설명되는 두가지 점들에 있어서, 도 1에 도시된 파면 측정용 마크(110)(HV 마크)가, 도 16a에 도시된 회절 격자 패턴보다 더 유리하다.
첫번째 점은, 측정 영역에 있어서의 측정점들의 개수이다. 도 16a에 도시된 회절 격자 패턴이 사용된 때, 레퍼런스 패턴의 크기는, 레퍼런스 패턴의 선폭보다도 커진다. 이것은, 한개의 레퍼런스 패턴을 사용하여 제1 방향 및 제2 방향의 양쪽의 위치 어긋남을 측정하기 위해서, 레퍼런스 패턴이 제1 방향 및 제2 방향으로 길이 방향을 가질 필요가 있기 때문이다.
반면, H 마크(112)가 사용될 때, 제2 방향의 위치 어긋남만이 측정된다. 레퍼런스 패턴은 제1 방향으로 길이 방향을 가질 필요가 있다. 이 경우, 레퍼런스 패턴의 크기는, 레퍼런스 패턴의 선폭과 같다. 따라서, 도 1에 도시된 파면 측정용 마크(110)(HV 마크)가 사용되는 때가, 도 16a에 도시된 바와 같은 회절 격자 패턴이 사용될 때보다도, 측정점들의 개수가 더 많아질 수 있다. 그러므로, 파면 수차의 측정 정밀도를 향상시키는 것이 가능하다.
두번째 점은, 각 측정점에 있어서의 파면 수차의 방향이다. 도16a에 도시된 바와 같은 회절 격자 패턴이 사용될 때, 각 측정점에서는 제1 방향 또는 제2 방향의 위치 어긋남만이 측정될 수 있다. 따라서, 피검 광학계의 동공면에 있어서의 측정점에 있어서, 각 측정점에서 한 방향의 파면 수차(파면 수차 정보)만이 얻어질 수 있다. 그 결과, 위치 어긋남을 측정한 후의 파면 수차의 산출 처리가 복잡해진다.
도 1에 도시된 파면 측정용 마크(110)(HV 마크)가 사용되는 때에도, 각 측정점에서는 제1 방향 또는 제2 방향의 위치 어긋남만이 측정될 수 있다. 그러나, H 마크(112) 및 V 마크(114)가 전사되므로, 두개의 마크들의 측정 결과들(즉, 위치 어긋남들)이 합성될 수 있다. 따라서, 피검 광학계의 동공면에 있어서의 각 측정점에 있어서, 제1 방향 및 제2 방향의 양쪽의 파면 수차들(파면 수차 정보)을 얻을 수 있다. 그 결과, 위치 어긋남 측정 후 파면 수차의 산출 처리가 단순화된다.
이하, 도 1에 도시된 파면 측정용 마크(110)(HV 마크)를 사용하는 피검 광학계의 파면 수차의 측정 방법에 대해서 설명될 것이다. 도 4는 본 발명의 일 특징에 따른 측정 방법을 실시하는 측정 장치(1)의 구성을 도시하는 개략적인 단면도이다.
측정 장치(1)는, SPIN 방법을 사용하여 피검 광학계 OS(예를 들어, 노광 장치의 투영 광학계 등)의 파면 수차를 측정한다. 측정 장치(1)는 조명계(도시되지 않음)와, 피검 광학계 OS의 물체면에 배치되는 측정용 레티클(10)과, 레티클 스테이지(20)와, 웨이퍼 스테이지(30)와, 오토-포커스계(40)와, 얼라인먼트 스코프(50)와, 산출부(60)를 포함한다.
측정용 레티클(10)은, 레티클 척(도시되지 않음)을 통해서 레티클 스테이지(20) 상에 배치되고, X축 방향, Y축 방향 및 Z축 방향으로 구동 가능하게 지지된다. 측정용 레티클(10)은, 광의 사출측에 도 1에 도시된 H 마크(112)와 V 마 크(114)를 포함하는 파면 측정용 마크(110)를 갖는다. H 마크(112)와 V 마크(114)는, 상술한 바와 같이, 서로 직교하는 독립한 두개의 마크들이다. 바꾸어 말하면, H 마크(112)과 V 마크(114)는 서로 이격되어 있다. H 마크(112) 및 V 마크(114) 각각은, 0차 회절광 이외의 회절광의 발생을 억제하는 특수한 회절 격자 패턴으로 형성된다.
또한, 측정용 레티클(10)은, 광의 사출측에, H 마크(112) 및 V 마크(114)에 대한 레퍼런스 패턴(120)을 갖는다. 레퍼런스 패턴(120)은 H 마크(112)와 V 마크(114)에 대하여 상이한 레퍼런스 패턴들을 포함한다. 본 실시예에서, 레퍼런스 패턴(120)은 H 마크(112)에 대한 레퍼런스 패턴으로서 H 마크용 레퍼런스 패턴(122)과, V 마크(114)에 대한 레퍼런스 패턴으로서 V 마크용 레퍼런스 패턴(124)을 포함한다. H 마크용 레퍼런스 패턴(122)은 H 마크(112)에 평행한 직선 패턴이다. H 마크용 레퍼런스 패턴(122)의 엘리먼트들은, 도 5a에 도시된 바와 같이, 그들이 H 마크(112)의 엘리먼트들 사이의 웨이퍼 WF에 전사되도록 간격을 갖는다. 또한, V 마크용 레퍼런스 패턴(124)은, V 마크(114)에 평행한 직선 패턴이다. V 마크용 레퍼런스 패턴(122)의 엘리먼트들은, 도 5b에 도시된 바와 같이, 그들이 V 마크(114)의 엘리먼트들 사이의 웨이퍼 WF에 전사되도록 간격을 갖는다. 도 5a는 H 마크(112)와 H 마크용 레퍼런스 패턴(122)이 전사된 웨이퍼 WF를 도시하는 도면이다. 도 5b는 V 마크(114)와 V 마크용 레퍼런스 패턴(124)이 전사된 웨이퍼 WF를 도시하는 도면이다. H 마크(112) 및 V 마크(114)는, 피검 광학계 OS의 동공면에 배치되는 개구 조리개 때문에, 도 5a 및 도 5b에 있어서 원형으로 전사된다.
또한, 측정용 레티클(10)은 광의 입사측에 H 마크(112) 및 V 마크(114)에 대응하는 핀홀들(130)을 갖는다. 핀홀들(130)은 파면 측정용 마크(110)(H 마크(112) 및 V 마크(114))로부터의 광을 피검 광학계 OS의 동공면 상의 상이한 위치들에 입사시키는 기능을 갖는다. 또한, 핀홀들(130) 각각은 핀홀(130)을 통과한 광에 의해 H 마크(112) 또는 V 마크(114)의 전면을 균일하게 조명하기 위한 확산부(140)를 갖는다. 확산부(140)는, 예를 들어, 확산기, 컴퓨터 생성 홀로그램(Computer Generated Hologram: CGH), 또는 회절 광학 소자로 형성된다. 도 4는 확산부(140)를 이해하기 쉽게 도시한다. 그러나, 확산부(140)는, 실제로는, 핀홀(130)의 내측에 배치된다.
측정용 레티클(10)은 레퍼런스 패턴(120)에 대응하는 광의 입사측에 핀홀을 갖지 않고 개구를 갖는다. 따라서, 레퍼런스 패턴(120)이 경사지게 조명되지 않고, 정상적으로 조명되어 웨이퍼 WF에 전사된다. 레퍼런스 패턴(120)에 대응해서 제공되는 개구의 크기는 피검 광학계 OS의 NA와 거의 같은 정도인 것이 바람직하다.
측정 장치(1)의 동작, 즉, 측정 장치(1)에 의한 피검 광학계 OS의 파면 수차의 측정에 대해서 설명될 것이다.
조명계(도시되지 않음)로부터의 광은 측정용 레티클(10)의 파면 측정용 마크(110)(H 마크(112) 및 V 마크(114))를 조명한다. 이때, H 마크(112) 및 V 마크(114)가 동시에 조명 영역에 위치하도록, 조명계에 제공된 조명 영역 조정 기구(예를 들어, 마스킹 블레이드)(도시되지 않음)가 구동된다. 그 다음, 웨이퍼 WF의 포커스 위치(Z축 방향의 위치)가 오토-포커스계(40)를 사용하여 검출된다. 검출 결과에 기초하여 웨이퍼 스테이지(30)가 Z축 방향으로 구동되어, 웨이퍼 WF를 피검 광학계 OS의 베스트 포커스면의 근방에 배치한다. 레티클 스테이지(20) 및 웨이퍼 스테이지(30)는 피검 광학계 OS의 축소 배율비에 대응하는 속도비로 주사되어, H 마크(112) 및 V 마크(114)가 동시에 (즉, 1회의 노광 단계에서) 웨이퍼 WF에 전사된다.
도 6은, 웨이퍼 WF에 전사된 H 마크(112) 및 V 마크(114)와 웨이퍼 WF 상의 전사 영역(노광 영역) 간의 관계를 도시하는 도면이다. H 마크(112) 및 V 마크(114)를 동시에 전사함에 있어서는, 이하의 세가지 특징들이 있다. 첫번째 특징은, 전사 영역 내에 있어서의 H 마크(112)와 V 마크(114) 간의 위치(렌즈 이미지 높이)의 차이 때문에 오차가 발생된다는 것이다. 두번째 특징은, H 마크(112)와 V 마크(114)의 동시적인 전사는 웨이퍼 WF의 포커스 구동 오차(즉, 웨이퍼 WF의 구동 재현성)에 의해 영향을 받지 않는다는 것이다. 세번째 특징은, H 마크(112)와 V 마크(114)의 동시적인 전사는 웨이퍼 WF의 평탄도에 의해 영향을 받는다는 것이다.
H 마크(112) 및 V 마크(114)는 웨이퍼 WF에 개별적으로 전사될 수 있다는 것에 유의한다. 우선, 측정용 레티클(10)의 파면 측정용 마크(110) 중 H 마크(112)만이 조명 영역(즉, 피검 광학계 OS의 물체면 상의 미리 결정된 위치)에 위치하도록 조명계에 제공된 조명 영역 조정 기구(도시되지 않음)가 구동된다. 그 다음, 웨이퍼 WF의 포커스 위치(Z축 방향의 위치)가 오토-포커스계(40)를 사용하여 검출된다. 검출 결과에 기초하여 웨이퍼 스테이지(30)가 Z축 방향으로 구동되어, 웨이 퍼 WF를 피검 광학계 OS의 베스트 포커스면의 근방에 배치한다. 레티클 스테이지(20)와 웨이퍼 스테이지(30)는 피검 광학계 OS의 축소 배율비에 대응하는 속도비로 주사됨으로써, 제1 노광 단계에서 H 마크(112)만이 웨이퍼 WF에 전사된다. 그런 다음, 같은 방식으로(예를 들어, 측정용 레티클(10)의 파면 측정용 마크(110) 중 V 마크(114)만을 조명 영역에 위치하도록, 조명계에 제공된 조명 영역 조정 기구(도시되지 않음)를 구동함에 의해), 제2 노광 단계에 있어서, V 마크(114)만이 웨이퍼 WF에 전사된다. 그러나, V 마크(114)는 H 마크(112)를 전사했을 때와 같은 렌즈 이미지 높이를 사용하여 전사된다. H 마크(112)와 V 마크(114)는 임의적인 순서로 전사될 수 있음에 유의한다. 제1 노광 단계에서 H 마크(112) 및 V 마크(114) 중 하나의 마크가 전사되고, 제2 노광 단계에서 H 마크(112) 및 V 마크(114) 중 다른 하나의 마크가 전사된다.
도 7a 및 7b는 웨이퍼 WF에 전사된 H 마크(112) 및 V 마크(114), 웨이퍼 WF상의 전사 영역(노광 영역), 및 주어진 렌즈 이미지 높이(x, y) 간의 관계를 도시하는 도면들이다. 도 7a는 제1 노광 단계의 상태를 도시한다. 도 7b는 제2 노광 단계의 상태를 도시한다. 도 7a 및 7b에서는, 각 노광 단계에 있어서, 렌즈 이미지 높이(x, y)를 H 마크(112) 또는 V 마크(114)의 중심과 매칭하는 예를 도시한다. H 마크(112) 및 V 마크(114)를 따로따로 전사함에 있어서는, 이하의 세가지 특징들이 있다. 첫번째 특징으로서는, 전사 영역 내에 있어서, H 마크(112)를 전사할 때의 렌즈 이미지 높이가 V 마크(114)를 전사할 때의 렌즈 이미지 높이와 거의 같게 될 수 있다는 것이다. 두번째 특징으로서는, H 마크(112)와 V 마크(114)의 따로따 로의 전사는 웨이퍼 WF의 포커스 구동 오차(즉, 웨이퍼 WF의 구동 재현성)에 의해 영향을 받는다는 것이다. 세번째 특징으로서는, H 마크(112)와 V 마크(114)의 따로따로의 전사는 웨이퍼 WF의 평탄도에 의해 영향을 받지 않는다는 것이다.
H 마크(112) 및 V 마크(114)의 동시적인 전사와 H 마크(112) 및 V 마크(114)의 따로따로의 전사 사이에는, H 마크(112)와 V 마크(114) 간의 디포커스 차(즉, H 마크(112)의 이미지와 V 마크(114)의 이미지 간의 디포커스 량의 차)를 초래하는 오차 성분이 변화한다. H 마크(112) 및 V 마크(114)의 동시적인 전사에서는, 웨이퍼 WF의 포커스 위치가 피검 광학계 OS의 베스트 포커스면에 맞추어진 후에, H 마크(112)와 V 마크(114)가 전사된다. 따라서, 웨이퍼 WF의 평탄도가 H 마크(112)와 V 마크(114) 간의 디포커스 차의 주요 요인이다. 반면에, H 마크(112) 및 V 마크(114)의 따로따로의 전사에서는, H 마크(112)의 전사와 V 마크(114)의 전사 각각에 있어서, 웨이퍼 WF의 포커스 위치가 피검 광학계 OS의 베스트 포커스면에 맞추어진다. 따라서, 웨이퍼 WF의 포커스 구동 오차가 H 마크(112)와 V 마크(114) 간의 디포커스 차의 주요 요인이다.
H 마크(112)와 V 마크(114) 간의 디포커스 차(H 마크(112)의 이미지와 V 마크(114)의 이미지 사이의 디포커스 량의 차)의 보정에 대해서는 나중에 상세하게 설명될 것이다. 그러나, 보정을 위해, H 마크(112)와 V 마크(114)를 동시에 전사할지, 혹은, 따로따로 전사할지를 선택할 필요가 있다.
따라서, H 마크(112) 및 V 마크(114)가 웨이퍼 WF에 전사될 때, 레티클 스테이지(20)가 구동되어 H 마크용 레퍼런스 패턴(122)을 조명 영역에 위치시킨다. H 마크용 레퍼런스 패턴(122)이 웨이퍼 WF에 전사된 H 마크(112)와 겹쳐지도록 전사된다(도 5a). 마찬가지로, V 마크용 레퍼런스(124)도 웨이퍼 WF에 전사 된 V 마크(114)와 겹쳐지도록 전사된다(도 5b). H 마크용 레퍼런스 패턴(122)과 V 마크용 레퍼런스 패턴(124)은 동시에 전사될 수 있거나, 따로따로 전사될 수 있음에 유의한다. H 마크용 레퍼런스 패턴(122) 및 V 마크용 레퍼런스 패턴(124)은 임의의 순서로 전사될 수 있다.
H 마크(112), V 마크(114), H 마크용 레퍼런스 패턴(122), 및 V 마크용 레퍼런스 패턴(124)이 웨이퍼 WF에 전사될 때, H 마크(112) 및 V 마크(114)의 위치 어긋남들(위치 어긋남 량들)이 얼라인먼트 스코프(50)를 사용하여 측정된다. H 마크(112) 및 V 마크(114)의 위치 어긋남들(위치 어긋남 량들)은 이상적 위치들을 규정하는 H 마크용 레퍼런스 패턴(122) 및 V 마크용 레퍼런스 패턴(124)로부터의 위치 어긋남들을 지시한다. 얼라인먼트 스코프(50)는 피검 광학계 OS의 광축 외에 배치되어, H 마크(112)와 H 마크용 레퍼런스 패턴(122) 간의 위치 어긋남 량, 및 V 마크(114)와 V 마크용 레퍼런스 패턴(124) 간의 위치 어긋남 량을 측정한다.
도 8을 참조하여, H 마크(112)와 H 마크용 레퍼런스 패턴(122) 간의 위치 어긋남 량의 측정에 대해서 구체적으로 설명될 것이다. H 마크(112)의 길이 방향(제1 방향)은 H 방향으로서 정의된다. H 방향에 직교하는 방향은, 즉, V 마크(114)의 길이 방향(제2 방향)은 V 방향으로서 정의된다. V 방향의 위치 어긋남, 즉, V 방향의 파면 정보만이 H 마크(112)(및 H 마크용 레퍼런스 패턴(122))에 기초하여 측정된다. H 방향의 위치 어긋남, 즉, H 방향의 파면 정보만이 V 마크(114)(및 V 마 크용 레퍼런스 패턴(124))에 기초하여 측정된다. H 마크(112) 및 V 마크(114)에 기초하여 얻어진 두개의 파면 수차 정보를 합성함으로써, 피검 광학계 OS의 파면 수차가 얻어질 수 있다.
우선, V 방향의 위치 어긋남을 측정하기 위해 사용될 H 마크(112)의 하나의 엘리먼트 상의 점(측정점)과, H 마크(112)의 근방의 H 마크용 레퍼런스 패턴(122)의 1개 이상의 엘리먼트를 얼라인먼트 스코프(50)의 시야 내에 위치시키도록 웨이퍼 스테이지(30)가 구동된다. 그 다음에, H 마크(112)가, 원하는 측정점의 H 방향 좌표에 있어서 V 방향으로 측정되고, 얻어진 펄스들이 적산된다(즉, 펄스 적산 영역이 얻어진다). 이것은, 원하는 측정점의 V 방향 좌표에 있어서의 H 마크(112)의 중심(V 방향)을 구할 수 있게 한다. 동일한 측정이 H 마크용 레퍼런스 패턴(122)에 대하여도 실행되어, 원하는 측정점의 H 방향 좌표에 있어서의 H 마크용 레퍼런스 패턴(122)의 중심(V 방향)을 구한다. H 마크(112)의 중심과 H 마크용 레퍼런스 패턴(122)의 중심 간의 상대 위치 어긋남(V 방향)이 측정되고, 이에 의해 원하는 측정점에 있어서의 H 마크(112)의 위치 어긋남(V 방향)을 얻는다. 그런 다음, 웨이퍼 스테이지(30)가 H 방향으로 미리 결정된 구동량만큼 구동되고, 상술한 측정이 반복된다. 이때, 웨이퍼 스테이지(30)의 구동량은, 웨이퍼 WF에 전사된 V 마크(114)의 피치와 일치시키는 것이 바람직하다. 이러한 방식으로, H 마크(112)의 하나의 엘리먼트의 측정이 종료될 때, H 마크(112)의 그 다음 엘리먼트가 측정된다. 이 동작이 반복됨으로써, 전체적인 H 마크(112)의 위치 어긋남을 측정한다.
본 실시예에서는, H 마크(112) 및 H 마크용 레퍼런스 패턴(122)이 따로따로 측정된다. 그러나, 그들은 동시에 측정될 수 있다.
V 마크(114)와 V 마크용 레퍼런스 패턴(124) 간의 위치 어긋남 량의 측정은, H 마크(112)와 H 마크용 레퍼런스 패턴(122) 간의 위치 어긋남 량의 측정과 동일하며, 그 상세한 설명은 생략될 것이다.
H 마크(112)의 그의 이상적 위치로부터의 위치 어긋남 량 및 V 마크(114)의 그의 이상적 위치로부터의 위치 어긋남 량의 측정 후, 산출부(60)는 그 측정 결과들에 대해 연산 처리를 실행하여, 피검 광학계 OS의 파면 수차를 산출한다. 더 구체적으로는, H 마크(112)로부터 얻어진 측정치가 각 측정점의 V 방향의 위치 어긋남이다. V 마크(114)로부터 얻어진 측정치는 각 측정점의 H 방향의 위치 어긋남이다. 따라서, 두개의 측정 결과들로부터 각 측정점의 H 방향 및 V 방향의 위치 어긋남들이 구해진다. 각 측정점의 H 방향 및 V 방향의 위치 어긋남들에 기초하여 피검 광학계 OS의 파면 수차가 산출된다. 이러한 방식으로, 산출부(60)는 피검 광학계 OS의 이미지 면에 형성되는 파면 측정용 마크(110)(H 마크(112) 및 V 마크(114))의 이상적 위치로부터의 위치 어긋남 량에 기초하여 피검 광학계 OS의 파면 수차를 산출한다.
상술한 바와 같이, 본 실시예에서는, 웨이퍼 WF에 전사된 H 마크(112)의 이미지와 V 마크(114)의 이미지 간에 디포커스 차(디포커스 량의 차)가 발생된다. 디포커스 차는 H 마크(112)의 위치 어긋남 및 V 마크(114)의 위치 어긋남을 합성해서 피검 광학계 OS의 파면 수차를 산출할 때에, 비점 수차 측정 오차(비점 수차 오차)를 초래한다.
비점 수차 오차는 도 9에 도시된 바와 같은 래티스(lattice) 형상을 갖는 격자 마크(160)를 사용하여 보정될 수 있다. 바꾸어 말하면, 격자 마크(160)는 피검 광학계 OS의 이미지 면에 형성되는 H 마크(112)의 이미지와 V 마크(114)의 이미지 사이의 디포커스 량의 차를 보정하는 보정 마크로서 기능한다. 격자 마크(160)는, 예를 들어, 측정용 레티클(10)에 형성된다.
격자 마크(160)는 H 방향(제1 방향)으로 길이 방향을 갖는 마크(H 마크(112))와 V 방향(제2 방향)으로 길이 방향을 갖는 마크(V 마크(114))를 포함하고, 따라서 위치 어긋남의 측정에 있어서 H 방향과 V 방향 사이에 어떠한 디포커스 차도 생성하지 않는다. 이 때문에, 격자 마크(160)의 위치 어긋남 량에 기초하여 산출되는 피검 광학계 OS의 파면 수차는 디포커스 차에 의해 유발된 오차(비점 수차 오차)를 포함하지 않는다.
격자 마크(160) 및 격자 마크(160)에 대응하는 레퍼런스 마크가 웨이퍼 WF에 전사된다. 격자 마크(160)의 이상적 위치로부터의 위치 어긋남이 측정된다. 그 측정 결과에 기초하여 파면 수차가 산출된다. 격자 마크(160)에 기초하여 산출되는 파면 수차(파면 수차 정보)를 사용함으로써, H 마크(112)의 위치 어긋남 및 V 마크(114)의 위치 어긋남에 기초하여 산출되는 피검 광학계 OS의 파면 수차의 비점 수차 오차를 보정하는 것이 가능해진다.
도 10을 참조하여, H 마크(112)의 위치 어긋남 및 V 마크(114)의 위치 어긋남에 기초하여 산출되는 피검 광학계 OS의 파면 수차의 비점 수차 오차의 보정에 대해서 설명될 것이다. H 마크(112), H 마크용 레퍼런스 패턴(122), V 마크(114), V 마크용 레퍼런스 패턴(124), 격자 마크(160), 및 격자 마크(160)에 대응하는 레퍼런스 마크는 웨이퍼 WF에 전사된다고 가정한다.
도 10을 참조하면, 우선, 단계 S3002에 있어서, H 마크(112)의 위치 어긋남 량 및 V 마크(114)의 위치 어긋남 량이 측정된다.
단계 S3004에 있어서, 단계 S3002에서 측정된 H 마크(112)의 위치 어긋남 량 및 V 마크(114)의 위치 어긋남 량에 기초하여, 피검 광학계 OS의 파면 수차 W1가 산출된다.
단계 S3006에 있어서, 격자 마크(160)의 위치 어긋남 량이 측정된다.
단계 S3008에 있어서, 단계 S3006에서 측정된 격자 마크(160)의 위치 어긋남 량에 기초하여 피검 광학계 OS의 파면 수차 WA2가 산출된다.
단계 S3010에 있어서, 파면 수차 WA2의 비점 수차 성분이 파면 수차 WA1에 대입되어 파면 수차 WA1에 포함된 비점 수차 오차를 보정하고, 이에 의해 비점 수차 오차 보정 후 파면 수차 WA3을 산출한다.
단계 S3012에 있어서, 단계 S3010에서 산출된 파면 수차 WA3이 피검 광학계 OS의 파면 수차로서 얻어진다.
도 11은 H 마크(112)의 위치 어긋남 및 V 마크(114)의 위치 어긋남에 기초하여 산출되는 피검 광학계 OS의 파면 수차의 비점 수차 오차의 보정의 다른 예를 도시한다. 단계 S4002 내지 S4008은 도 10에 도시된 단계 S3002 내지 S3008과 동일하다.
단계 S4010에 있어서, 파면 수차 WA1가 파면 수차 WA2와 비교되고, 이에 의 해 H 마크(112)와 V 마크(114) 사이의 디포커스 차를 산출한다.
단계 S4012에 있어서, 단계 S4010에서 산출된 디포커스 차에 기초하여 단계 S4002에서 측정된 H 마크(112) 및 V 마크(114)의 위치 어긋남 량들이 보정된다.
단계 S4014에 있어서, 단계 S4012에서 보정된 H 마크(112) 및 V 마크(114)의 위치 어긋남 량들에 기초하여 피검 광학계 OS의 파면 수차 WA3가 산출된다.
단계 S4016에 있어서, 단계 S4014에서 산출된 파면 수차 WA3가 피검 광학계 OS의 파면 수차로서 얻어진다.
보정 마크로서, H 방향(제1 방향)에 직교하는 방향으로 길이 방향을 갖고 H 마크(112)와 일체적으로 형성되는 마크, 또는 V 방향(제2 방향)에 직교하는 방향으로 길이 방향을 갖고 V 마크(114)와 일체적으로 형성되는 마크가 사용될 수 있다.
도 12는 H 방향에 직교하는 방향으로 길이 방향을 갖고 H 마크(112)와 일체적으로 형성되는 마크(160A)를 도시하는 도면이다. 도 12에 있어서, 점선은 피검 광학계 OS의 동공면에 배치되는 개구 조리개를 지시한다. 마크(160A)는, 도 12에 도시된 바와 같이, H 마크(112)의 두 점들에서 형성된다. 마크(160A)는 웨이퍼 WF에 전사될 때에, 측정 영역의 주변부에 위치되도록 형성되는 것이 바람직하다. 도 12에 도시된 H 마크(112)에 있어서는, H 마크(112)와 마크(160A) 간의 교점들에서 H 방향 및 V 방향의 위치 어긋남 량들이 측정될 수 있다.
도 13은 마크(160A)와 일체적으로 형성된 H 마크(112)가 이용될 때 H 마크(112)의 위치 어긋남 및 V 마크(114)의 위치 어긋남에 기초하여 산출되는 피검 광학계 OS의 파면 수차의 비점 수차 오차의 보정을 설명하기 위한 순서도이다. 마 크(160A)와 일체적으로 형성된 H 마크(112), H 마크용 레퍼런스 패턴(122), V 마크(114), 및 V 마크용 레퍼런스 패턴(124)이 웨이퍼 WF에 전사되는 것으로 가정한다.
단계 S5002에 있어서, 마크(160A)와 일체적으로 형성된 H 마크(112)의 위치 어긋남 량 및 V 마크(114)의 위치 어긋남 량이 측정된다.
단계 S5004에 있어서, 마크(160A)의 위치 어긋남은, 마크(160A)와 같은 위치에 있어서의 V 마크(114)의 H 방향의 위치 어긋남(도 12에 화살표로 지시됨)과 비교되어, 이에 의해 H 마크(112)와 V 마크(114) 간의 디포커스 차를 산출한다. 또한, H 마크(112)와 일체적으로 형성된 마크(160A)의 엘리먼트들 사이의 거리를 그에 대응하는 V 마크(114)의 엘리먼트들 사이의 거리와 비교함으로써, H 마크(112)와 V 마크(114) 간의 디포커스 차가 산출될 수 있다.
단계 S5006에 있어서, 단계 S5004에서 산출된 디포커스 차에 기초하여, 단계 S5002에서 측정된 H 마크(112) 및 V 마크(114)의 위치 어긋남 량들이 보정된다.
단계 S5008에 있어서, 단계 S5006에서 보정된 H 마크(112) 및 V 마크(114)의 위치 어긋남 량들에 기초하여, 피검 광학계 OS의 파면 수차 WA4가 산출된다.
단계 S5010에 있어서, 단계 S5008에서 산출된 파면 수차 WA4가 피검 광학계 OS의 파면 수차로서 얻어진다.
본 실시예의 측정 장치(1)에 따르면, 피검 광학계 OS의 동공면에 있어서의 측정 영역을 종래보다 확대하는 것이 가능해서, SPIN 방법을 사용하여, 피검 광학계 OS의 고차 성분을 포함하는 파면 수차를 정밀하게 측정할 수 있다.
본 실시예에서는, 파면 측정용 마크(110)와 레퍼런스 패턴(120) 등이 웨이퍼 WF에 전사된다. 그러나, 파면 측정용 마크(110)와 레퍼런스 패턴(120) 등이 웨이퍼 WF에 전사되지 않고, 촬상 소자 등을 사용해서 공중 이미지(aerial image)가 측정될 수 있다.
본 실시예에서는, 얼라인먼트 스코프(50)가 H 마크(112) 및 V 마크(114)의 그들의 이상적 위치들로부터의 위치 어긋남 량들을 측정한다. 그 대신에, 오버레이 측정 장치가 사용될 수 있다. 또한, H 마크(112) 및 V 마크(114)의 이상적 위치들로부터의 위치 어긋남들은, 레퍼런스 패턴(120)을 이용하지 않고, 예를 들어, 웨이퍼 스테이지(30) 상의 기준 위치를 사용해서 측정될 수도 있다.
본 실시예에서는, 레퍼런스 패턴(120)은 측정용 레티클(10)에 형성된다. 그 대신에, 레퍼런스 패턴(120)이 레티클 스테이지(20)나 다른 레티클에 형성될 수 있고, 피검 광학계 OS의 물체면에 배치될 수도 있다.
파면 측정용 마크(110)(HV 마크)는, 도 14에 도시한 바와 같이, ISI 방법을 사용하는 측정 장치(1A)에도 적용될 수 있다. 도 14는 본 발명의 일 특징에 따른 측정 장치(1A)의 구성을 도시하는 개략적인 단면도이다.
측정 장치(1A)는, ISI 방법을 사용하여 피검 광학계 OS(예를 들어, 노광 장치의 투영 광학계 등)의 파면 수차를 측정한다. 측정 장치(1A)는 조명계(도시되지 않음)와, 피검 광학계 OS의 물체면에 배치되는 측정용 레티클(10A)과, 레티클 스테이지(20)와, 웨이퍼 스테이지(30)와, 오토-포커스계(40)와, 얼라인먼트 스코프(50)와, 산출부(60)를 포함한다.
측정용 레티클(10A)은, 레티클 척(도시되지 않음)을 통해서 레티클 스테이지(20)에 배치되고, X축 방향, Y축 방향, 및 Z축 방향으로 구동 가능하게 지지된다. 측정용 레티클(10A)은 광의 사출측에 도1에 도시된 바와 같은 H 마크(112)와 V 마크(114)를 포함하는 파면 측정용 마크(110)를 갖는다.
또한, 측정용 레티클(10A)은 광의 사출측에 H 마크(112) 및 V 마크(114)에 대한 레퍼런스 패턴(120)을 갖는다.
측정용 레티클(10A)은 광의 입사측에 H 마크(112) 및 V 마크(114) 각각에 대응해서 볼록 렌즈(포지티브 렌즈)(170)를 갖는다. 볼록 렌즈들(170)은 H 마크(112) 또는 V 마크(114)의 중심들 바로 위에 배치된다. 볼록 렌즈(170)는 파면 측정용 마크(110)(H 마크(112) 및 V 마크(114))를 σ≥1로 되도록, 즉, 피검 광학계 OS의 개구수 이상의 개구수의 광으로 조명하는 기능을 갖는다.
파면 측정용 마크(110) 및 레퍼런스 패턴(120)의 바로 아래에는 펠리클 프레임(pellicle frame)과 같은 프레임 부재로 형성되는 스페이서(180)가 배치된다. 스페이서(180)는 H 마크(112) 및 V 마크(114)에 대응해서 핀홀들(130A)을 갖는 것에 유의한다. 스페이서(180)는 레퍼런스 패턴(120)에 대응하여 핀홀을 갖지 않고 개구를 갖는다. 또한, 레퍼런스 패턴(120)에 대응해서 제공되는 개구의 크기는 피검 광학계 OS의 NA 정도인 것이 바람직하다.
측정 장치(1A)에 있어서, 파면 측정용 마크(110)(H 마크(112) 및 V 마크(114))는 경사지게 조명되어 웨이퍼 WF에 전사된다. 반면에, 레퍼런스 패턴(120)은 경사지게 조명되지 않고 정상적으로 조명되어 웨이퍼 WF에 전사된다.
또한, 측정 장치(1A)에 있어서의 파면 측정용 마크(110) 및 레퍼런스 패턴(120)의 전사, H 마크(112) 및 V 마크(114)의 위치 어긋남 량들의 측정, 피검 광학계 OS의 파면 수차의 산출은 측정 장치(1)와 동일하며, 그 상세한 설명은 생략될 것이다.
측정 장치(1A)에 따르면, 피검 광학계 OS의 동공면에 있어서의 측정 영역을 종래보다 확대하는 것이 가능해서, ISI 방법을 사용하여, 피검 광학계 OS의 고차 성분을 포함하는 파면 수차를 정밀하게 측정할 수 있다.
이하, 측정 장치(1 또는 1A)를 갖는(즉, 본 발명의 일 특징에 따른 측정 방법을 실시하는 기능을 갖는) 노광 장치에 대해서 설명될 것이다. 도 21은 노광 장치(30O)의 구성을 도시하는 개략적인 단면도이다. 노광 장치(300)는 스텝-앤드-스캔 방법으로 레티클(320)의 패턴을 웨이퍼(340)에 전사하는 투영 노광 장치이다. 노광 장치(300)는 스텝-앤드-리피트 방법 또는 임의의 다른 노광 방법도 사용할 수 있다.
노광 장치(300)는 조명 장치(310)와, 레티클(320) 및 측정용 레티클(10)을 지지하는 레티클 스테이지(325)와, 투영 광학계(330)와, 웨이퍼(340)를 지지하는 웨이퍼 스테이지(345)를 포함한다. 또한, 노광 장치(300)는 오토-포커스계(40)와, 얼라인먼트 스코프(50)와, 산출부(60)와, 조정부(360)를 포함한다. 노광 장치(300)에 있어서, 조명 장치(310), 레티클 스테이지(325), 웨이퍼 스테이지(345), 측정용 레티클(10), 오토-포커스계(40), 얼라인먼트 스코프(50), 및 산출부(60)는 상술한 측정 장치(1)를 형성한다는 것에 유의한다. 본 실시예에서는, 측정 장 치(1)가 노광 장치(300)에 적용된 예가 설명될 것이다. 그러나, 측정 장치(1A)가 적용될 수도 있다. 측정 장치(1A)를 적용하기 위해서는, 측정용 레티클(10)이 측정용 레티클(10A)로 치환된다.
조명 장치(310)는 전사될 회로 패턴이 형성된 레티클(320) 및 측정용 레티클(10)을 조명한다. 조명 장치(310)는 광원부(312)와 조명 광학계(314)를 포함한다.
광원부(312)는, 예를 들어, 광원으로서 엑시머 레이저를 사용한다. 엑시머 레이저는 파장이 약 248nm인 KrF 엑시머 레이저, 및 파장이 약 193nm인 ArF 엑시머 레이저 등을 포함한다. 그러나, 광원부(312)의 광원은 엑시머 레이저에 한정되지 않는다. 파장이 약 157nm인 F2 레이저 등도 사용될 수 있다.
조명 광학계(314)는 레티클(320) 및 측정용 레티클(10)을 조명한다. 조명 광학계(314)는 렌즈, 미러, 옵티컬 인테그레이터(optical integrator), 위상판, 회절 광학 소자, 조리개 등을 포함한다.
레티클(320)은 회로 패턴을 갖고, 레티클 스테이지(325)에 의해 지지 및 구동된다. 레티클(320)로부터 사출된 회절광은 투영 광학계(330)를 통하여 웨이퍼(340)에 투영된다. 스텝-앤드-스캔 방법을 이용하는 노광 장치(300)는 레티클(320)과 웨이퍼(340)를 주사함으로써, 레티클(320)의 패턴을 웨이퍼(340)에 전사한다.
레티클 스테이지(325)는 레티클(320) 및 측정용 레티클(10)을 지지 및 구동 한다.
투영 광학계(330)는 레티클(320)의 패턴을 웨이퍼(340)에 투영한다. 투영 광학계(330)는 굴절계, 반사 굴절계(catadioptric system), 혹은 반사계를 사용할 수 있다. 후술하는 바와 같이, 투영 광학계(330)의 고차 성분들을 포함하는 파면 수차가 정밀하게 조정된다.
본 실시예에서, 웨이퍼(340)는 레티클(320)의 패턴이 투영(전사)되는 기판이다. 그러나, 웨이퍼(340)는 글래스 플레이트 또는 다른 기판으로 치환될 수 있다. 웨이퍼(340)에는 포토레지스트가 도포된다.
웨이퍼 스테이지(345)는 웨이퍼(340)를 지지 및 구동한다.
조정부(360)는 측정 장치(1)의 측정 결과(즉, 산출부(60)에서 산출된 투영 광학계(330)의 파면 수차)에 기초하여 파면 수차가 저감하도록 투영 광학계(330)를 조정한다.
노광 장치(300)의 동작에 있어서, 우선, 투영 광학계(330)의 파면 수차가 측정된다. 투영 광학계(330)의 파면 수차는, 상술한 바와 같이, 측정 장치(1)에 포함된 조명 장치(310), 레티클 스테이지(325), 웨이퍼 스테이지(345), 측정용 레티클(10), 오토-포커스계(40), 얼라인먼트 스코프(50), 및 산출부(60)를 사용하여 측정된다. 투영 광학계(330)의 파면 수차의 측정 후, 그 측정 결과에 기초하여 조정부(360)가 투영 광학계(330)를 조정한다. 측정 장치(1)는, 상술한 바와 같이, 투영 광학계(330)의 고차 성분들을 포함하는 파면 수차를 정밀하게 측정할 수 있기 때문에, 조정부(360)는 투영 광학계(330)의 파면 수차를 정밀하게 조정한다.
그 다음, 레티클(320)의 패턴이 웨이퍼(340)에 노광된다. 광원부(312)로부터 사출된 광속은 조명 광학계(314)를 통해 레티클(320)을 조명한다. 레티클(320)의 패턴을 반영하는 광은 투영 광학계(330)를 통해 웨이퍼(340) 상에 이미지를 형성한다. 노광 장치(300)에 사용되는 투영 광학계(330)는, 상술한 바와 같이, 파면 수차가 정밀하게 조정되기 때문에 우수한 이미징(결상) 능력을 갖는다. 따라서, 노광 장치(300)는 경제성 좋게 높은 처리량의 고품질의 디바이스(예를 들면, 반도체 집적 회로 소자, 액정 표시 소자 등)를 제공할 수 있다. 또한, 디바이스는 상술한 노광 장치가, 회로 패턴을 포토레지스트로 도포된 기판(예를 들면, 웨이퍼 또는 글래스 플레이트 등)으로 노광하도록 하는 단계와, 노광된 기판을 현상하는 단계와, 그 밖의 주지의 단계들에 의해 제조된다는 것에 유의한다.
본 발명은 바람직한 실시예들을 참조하여 설명되었지만, 본 발명은 개시된 예시적인 실시예들에 한정되지 않는다는 것이 이해되어야 한다. 다음의 청구항들의 범위는 그 변형들과 등가 구조들 및 기능들을 모두 포괄하도록 최광의로 해석되어야 한다.
도 1은 본 발명의 일 특징에 따른 측정 장치에 사용되는 파면 측정용 마크(HV 마크)의 일례를 도시하는 도면이다.
도 2는 도 1에 도시된 파면 측정용 마크 중 V 마크와 레퍼런스 패턴이 전사 된 웨이퍼를 도시하는 도면이다.
도 3은 도 1에 도시된 파면 측정용 마크(HV 마크)를 사용해서 피검 광학계의 파면 수차가 측정될 때(본 발명) 측정 영역과 핀홀의 직경 간의 관계, 및 박스-인-박스(box-in-box) 측정 방법에 있어서의 측정 영역과 핀홀의 직경 간의 관계를 도시하는 그래프이다.
도 4는 본 발명의 일 특징에 따른 측정 장치의 구성을 도시하는 개략적인 단면도이다.
도 5a는 H 마크와 H 마크용 레퍼런스 패턴이 전사된 웨이퍼를 도시하는 도면이고, 도 5b는 V 마크와 V 마크용 레퍼런스 패턴이 전사된 웨이퍼를 도시하는 도면이다.
도 6은 웨이퍼에 전사된 H 마크와 V 마크와 웨이퍼 상의 전사 영역(노광 영역) 간의 관계를 도시하는 도면이다.
도 7a 및 도 7b는 웨이퍼에 전사된 H 마크 및 V 마크, 웨이퍼 상의 전사 영역(노광 영역) 및 주어진 렌즈 이미지 높이(x, y) 간의 관계를 도시하는 도면들이다.
도 8은 H 마크와 H 마크용 레퍼런스 패턴 간의 위치 어긋남 량의 측정을 설 명하기 위한 도면이다.
도 9는 웨이퍼에 전사된 H 마크와 V 마크 사이의 디포커스 량의 차를 보정하기 위한 보정 마스크의 일례를 도시하는 도면이다.
도 10은 H 마크의 위치 어긋남 및 V 마크의 위치 어긋남에 기초하여 산출되는 피검 광학계의 파면 수차의 비점 수차 오차의 보정을 설명하기 위한 순서도이다.
도 11은 H 마크의 위치 어긋남 및 V 마크의 위치 어긋남에 기초하여 산출되는 피검 광학계의 파면 수차의 비점 수차 오차의 보정을 설명하기 위한 순서도이다.
도 12는 H 방향에 직교하는 방향으로 길이 방향을 갖고 H 마크와 일체적으로 형성되는 마크를 도시하는 도면이다.
도 13은 H 마크의 위치 어긋남 및 V 마크의 위치 어긋남에 기초하여 산출되는 피검 광학계의 파면 수차의 비점 수차 오차의 보정을 설명하기 위한 순서도이다.
도 14는 본 발명의 일 특징에 따른 측정 방법을 실시하는 측정 장치의 구성을 도시하는 개략적인 단면도이다.
도 15는 SPIN 방법에 의한 파면 수차 측정의 원리들을 설명하기 위한 도면이다.
도 16a 내지 16c는 웨이퍼 상에 형성된 이상적인 격자 및 회절 격자 패턴 사이의 상대적인 위치 어긋남의 측정을 설명하기 위한 도면들이다.
도 17은 ISI 방법에 의한 파면 수차 측정의 원리들을 설명하기 위한 도면이다.
도 18은 피검 광학계의 동공면에 있어서의 측정 영역과 측정 오차 간의 관계를 도시하는 그래프이다.
도 19는 회절 격자 패턴과 레퍼런스 패턴이 전사된 웨이퍼를 도시하는 도면이다.
도 20은 회절 격자 패턴의 선폭, 회절 격자 패턴과 레퍼런스 패턴 간의 간격, 레퍼런스 패턴의 선폭, 레퍼런스 패턴의 내측 폭, 및 해상 한계로부터 회절 격자 패턴까지의 간격의 정의들을 도시하는 도면이다.
도 21은 노광 장치의 구성을 도시하는 개략적인 단면도이다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
1, 1A: 측정 장치
10, 10A: 측정용 레티클
20: 레티클 스테이지
30: 웨이퍼 스테이지
40: 오토-포커스계
50: 얼라인먼트 스코프
60: 산출부
110: 파면 측정용 마크
112: 제1 마크(H 마크)
114: 제2 마크(V 마크)
122: H 마크용 레퍼런스 패턴
124: V 마크용 레퍼런스 패턴
130: 핀홀들
160: 격자 마크
160A: 마크
300: 노광 장치
310: 조명 장치
320: 레티클
325: 레티클 스테이지
330: 투영 광학계
340: 웨이퍼
345: 웨이퍼 스테이지

Claims (10)

  1. 파면 측정용 마크와 상기 파면 측정용 마크로부터의 광을 피검 광학계의 동공면 상의 상이한 위치들에 입사시키기 위한 핀홀을 포함하는 측정용 레티클을 사용하여, 상기 피검 광학계의 파면 수차를 측정하는 측정 방법이며, 상기 방법은,
    상기 측정용 레티클을 상기 피검 광학계의 물체면에 배치하는 단계와,
    상기 피검 광학계의 이미지 면에 상기 파면 측정용 마크의 이미지를 형성하는 단계, 및
    상기 피검 광학계의 이미지 면에 형성된 상기 파면 측정용 마크의 이미지의 이상적 위치로부터의 위치 어긋남 량에 기초하여 상기 피검 광학계의 파면 수차를 산출하는 단계
    를 포함하고,
    상기 파면 측정용 마크는, 제1 방향으로 길이 방향을 갖는 제1 마크와, 상기 제1 방향에 직교하는 제2 방향으로 길이 방향을 갖고 상기 제1 마크로부터 이격된 제2 마크를 포함하는, 측정 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 파면 측정용 마크 및 상기 핀홀은, 상기 핀홀을 통과한 광이 상기 파면 측정용 마크에 입사하도록 배치되고,
    상기 측정용 레티클은, 상기 파면 측정용 마크를 상기 피검 광학계의 개구수 보다 더 큰 개구수의 조명광으로 조명하기 위한 확산부를 더 포함하는, 측정 방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 파면 측정용 마크 및 상기 핀홀은, 상기 파면 측정용 마크를 통과한 광이 상기 핀홀에 입사하도록 배치되고,
    상기 측정용 레티클은, 상기 파면 측정용 마크를 상기 피검 광학계의 개구수보다 더 큰 개구수의 조명광으로 조명하기 위한 렌즈를 더 포함하는, 측정 방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 피검 광학계의 이미지 면에 형성되는 상기 제1 마크의 이미지와 상기 제2 마크의 이미지 사이의 디포커스 량의 차를 보정하기 위한 보정 마크를 상기 피검 광학계의 물체면에 배치하고, 상기 피검 광학계의 이미지 면에 상기 보정 마크의 이미지를 형성하는 단계를 더 포함하고,
    상기 산출 단계에서는, 상기 피검 광학계의 이미지 면에 형성되는 상기 제1의 마크의 이미지 및 상기 제2 마크의 이미지의 이상적 위치들로부터의 위치 어긋남 량들과 상기 보정 마크의 이미지의 이상적 위치로부터의 위치 어긋남 량에 기초하여 상기 피검 광학계의 파면 수차가 산출되는, 측정 방법.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 보정 마크는 래티스 형상(lattice shape)을 갖는 격자 마크(grating mark)를 포함하는, 측정 방법.
  6. 제4항에 있어서,
    상기 보정 마크는 상기 제1 마크 및 상기 제2 마크 중 하나 이상과 일체적으로 형성되는, 측정 방법.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 보정 마크는 상기 제1 마크에 직교하는 마크 및 상기 제2 마크에 직교하는 마크 중 하나를 포함하는, 측정 방법.
  8. 제1항에 있어서, 상기 형성 단계는,
    상기 제l 마크 및 상기 제2 마크 중 하나의 마크를 상기 피검 광학계의 물체면 상의 미리 결정된 위치에 배치하고, 상기 하나의 마크의 이미지를 형성하는 단계, 및
    상기 제1 마크 및 상기 제2 마크 중 다른 하나의 마크를 상기 피검 광학계의 물체면 상의 미리 결정된 위치에 배치하고, 상기 다른 하나의 마크의 이미지를 형성하는 단계
    를 포함하는, 측정 방법.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 피검 광학계는 레티클의 패턴을 기판에 투영하는 투영 광학계인, 측정 방법.
  10. 피검 광학계의 파면 수차를 측정할 때에, 상기 피검 광학계의 물체면에 배치되는 측정용 레티클이며,
    파면 측정용 마크, 및
    상기 파면 측정용 마크로부터의 광을 상기 피검 광학계의 동공면의 상이한 위치들에 입사시키는 핀홀
    을 포함하고,
    상기 파면 측정용 마크는, 제1 방향으로 길이 방향을 갖는 제1 마크와, 상기 제1 방향에 직교하는 제2 방향으로 길이 방향을 갖고 상기 제1 마크로부터 이격된 제2 마크를 포함하는, 측정용 레티클.
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