KR20190124265A

KR20190124265A - 이미징 광학 시스템의 파면 수차를 측정하기 위한 측정 장치

Info

Publication number: KR20190124265A
Application number: KR1020197028451A
Authority: KR
Inventors: 알브레히트 에르만; 헬무트 하이드너; 미햐엘 자마니에고
Original assignee: 칼 짜이스 에스엠테 게엠베하
Priority date: 2017-03-02
Filing date: 2018-02-28
Publication date: 2019-11-04
Anticipated expiration: 2038-02-28
Also published as: KR102559932B1; US20200003655A1; DE102017203376B3; US11441970B2; WO2018157977A1

Abstract

본 발명은 이미징 광학 시스템(12)의 파면 수차를 측정하기 위한 측정 장치(10)에 관한 것이며, 광학 시스템 상에 방사될 측정파(26)를 발생하도록 설계되고, 조명 방사선(32)으로 마스크 평면(14)을 조명하기 위한 조명 시스템(30) 및 마스크 평면 내에 배열된 간섭성 구조체(36)를 포함하는 측정파 발생 모듈(24)을 포함하고, 상기 장치는 또한 광학 시스템을 통과한 후에 측정파를 측정하고, 측정 결과에 기초하여, 평가 디바이스(46)에 의해, 공칭 파면으로부터 측정파의 파면의 편차를 결정하는 방식으로 설계된 파면 측정 모듈(28)을 포함한다. 평가 디바이스(46)는 측정 결과에 대한 마스크 층의 영역 내의 조명 방사선의 강도 분포(70)의 영향을 결정하고 파면의 편차의 결정 동안 이를 고려하도록 설계된다.

Description

이미징 광학 시스템의 파면 수차를 측정하기 위한 측정 장치

본 출원은 2017년 3월 2일 출원된 독일 특허 출원 10 2017 203 376.2호의 우선권을 주장한다. 이 특허 출원의 전체 개시내용은 본 출원에 참조로서 합체되어 있다.

본 발명은 이미징 광학 시스템의 파면 수차를 측정하기 위한 측정 장치 및 방법 및 이러한 측정 장치를 포함하는 마이크로리소그래픽 투영 노광 장치에 관한 것이다.

예로서, 전단 간섭 측정법이 예를 들어, 마이크로리소그래픽 투영 렌즈와 같은 광학 이미징 시스템의 고도로 정확한 측정을 위해 사용된다. 전단 간섭 측정법은 위상 편이 간섭 측정 기술이다. 광학 이미징 시스템의 파면 수차를 결정하기 위해, 간섭성 마스크가 예를 들어 대물 평면에 배열되고, 예를 들어, 이하에 분석 격자라 또한 칭하는 변위 가능한 회절 격자와 같은 위상 편이 구조체가 이미지 평면 내에 배열된다. 분석 격자는 작은 단계에서 이미징 시스템의 광축에 횡방향으로 변위된다. 분석 격자의 이동 방향에서의 파면의 공간 도함수 및 그로부터 파면의 토포그래피, 및 최종적으로 광학 이미징 시스템의 파면 수차는 검출기에 의해 캡처된 간섭 패턴 또는 시어로그램(shearograms)으로부터 결정될 수 있다.

DE 101 09 929 A1호는 광학 시스템 내의 파면을 결정하기 위한 다양한 측정 장치를 설명하고 있는데, 상기 측정 장치는 전단 간섭 측정법에 기초한다. 이미징 광학 시스템의 대물 평면에 간섭성 마스크로서 상이한 2차원 구경 패턴을 갖는 천공 마스크의 사용에 추가하여, 각각의 경우에 대물 평면의 상이한 필드점을 위한 측정 빔의 동시 발생을 갖는 측정 장치가 또한 제공된다.

설명된 측정 장치의 문제점은, 제르니케 다항식 전개(Zernike polynomial expansion)에 의해 파면 수차를 설명할 때, 파면 기울기를 특징화하는 필드점 의존성 제르니케 계수(Z2, Z3)에 의해 지정되는 왜곡 수차에 관한 제한된 측정 정확성에 있다.

본 발명의 목적은 전술된 문제점이 해결되고, 특히 왜곡 수차의 측정 정확성의 향상이 야기되는 서두에 언급된 유형의 측정 장치 및 방법을 제공하는 것이다.

본 발명에 따르면, 전술된 목적은 예를 들어 이미징 광학 시스템의 파면 수차를 측정하기 위한 측정 장치에 의해 달성될 수 있다. 측정 장치는 광학 시스템 상에 방사하기 위한 측정파를 발생하도록 구성되고, 조명 방사선으로 마스크 평면을 조명하기 위한 조명 시스템을 포함하고, 마스크 평면 내에 배열된 간섭성 구조체를 포함하는 측정파 발생 모듈을 포함한다. 더욱이, 측정 장치는 광학 시스템을 통과한 후에 측정파를 측정하고, 측정 결과로부터, 평가 디바이스에 의해, 원하는 파면으로부터 측정파의 파면의 편차를 결정하도록 구성된 파면 측정 모듈을 포함한다. 이 경우에, 평가 디바이스는 측정 결과에 대한 마스크 평면의 영역 내의 조명 방사선의 강도 분포의 영향을 결정하고 파면의 편차를 결정할 때 이를 고려하도록 구성된다.

조명 시스템에 의해 발생된 조명 방사선의 강도 분포는 특히, 미리 확인되고, 또한 조명 균질성이라 칭하는 공간 분해된 강도 분포, 및/또는 각도 분해된 강도 분포를 포함하고, 이들로부터 조명 시스템의 텔레센트리시티(telecentricity)가 결정될 수 있다.

본 발명에 따른 해결책은 왜곡 수차의 측정 정확성이 불균질한 마스크 조명에 의해 악영향을 받을 수 있다는 식견에 기초한다. 본 발명에 따르면, 측정 장치의 파면 측정 결과에 대한 마스크 조명의 불균질성의 정확한 영향은 마스크 평면의 영역에서 조명 방사선의 강도 분포로부터 확인되고 측정 결과로부터 추출된다. 왜곡 수차에 관한 측정 정확성의 상당한 향상이 따라서 달성될 수 있다.

일 실시예에 따르면, 평가 디바이스는 광학 전파 계산에 의해 측정 결과에 대한 마스크 평면의 영역 내의 조명 방사선의 강도 분포의 영향을 결정하도록 구성된다. 광학 전파 계산은 기하학적-광학 계산 및/또는 물리적-광학 계산을 포함할 수 있다. 물리적-광학 계산은 특히, 푸리에-광학 모듈에 기초할 수 있다.

다른 실시예에 따르면, 측정파 발생 모듈은 조명 방사선의 빔 경로 내에 배열된 확산 구조체를 포함한다. 이 유형의 확산 구조체는 마스크 평면의 영역에서 조명 방사선의 강도 분포를 균질화하는 역할을 한다. 따라서 이미지 평면 내의 왜곡 수차의 발생을 미리 감소시키는 것이 가능하다. 남아 있는 왜곡 수차는 이어서 단지 비교적 약간이기 때문에, 이 수차는 증가된 정확성을 갖고 확인된 강도 분포에 기초하여 광학 전파 계산에 의해 파면 수차에 대한 결과로부터 추출될 수 있다.

일 실시예 변형예에 따르면, 확산 구조체는 레티클 기판의 제1 측에 배열되고, 그 다른 측은 간섭성 구조체를 포함한다. 다른 측은 제1 측에 관하여 레티클 기판의 반대측이다. UV 광이 조명 방사선으로서 사용되는 경우에, 투과시에 동작되는 확산 플레이트의 형태의 확산 구조체는 레티클 기판의 상면(제1 측)에 배열될 수 있다. EUV 방사선이 조명 방사선으로서 사용되는 경우에, 확산 구조체는 레티클 기판의 내부에 지향되는 반사 표면층 상에 배열되고 레티클 기판의 이면(제1 측)에 배열될 수 있는데, 이 표면층은 레티클 기판의 절결부를 거쳐 조사되고, 예를 들어, US 6,940,587 B2호의 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 이 표면층에 의해, 레티클 기판의 상면(다른 측)에서 간섭성 구조체가 "후방"으로부터, 즉 레티클 기판의 내부 영역으로부터 조사된다.

다른 실시예에 따르면, 측정 장치는 이미징 광학 시스템의 필드점 의존성 파면 기울기 수차를 측정하도록 구성된다. 다른 실시예에 따르면, 측정 장치는 이미징 광학 시스템의 왜곡 수차를 측정하도록 구성된다.

다른 실시예에 따르면, 측정파 발생 모듈은 조명의 개구수를 증가시키기 위한, 조명 방사선의 빔 경로 내에 배열된 포커싱 광학 유닛을 포함한다. 이 경우에, 이는 광학 시스템의 동공의 과노출을 야기하고; 확산 구조체는 따라서 간섭성 구조체를 조명하는 조명 스폿을 확대하고 균질화하기 위해 주로 사용될 수 있다. 달리 말하면, 간섭성 구조체는 측정파의 원점을 형성하고, 포커싱 광학 유닛은 간섭성 구조체로부터 발산하는 광선의 각도 범위를 증가시키는 역할을 하여, 따라서 측정될 광학 시스템의 동공을 위한 향상된 방출 또는 동공의 과노출을 야기한다. 스폿 렌즈 요소의 형태의 포커싱 광학 유닛은 레티클 기판의 상면에 고정될 수 있고, 그 이면에는 간섭성 구조체를 포함한다. 이 경우에, 예를 들어 방사선-투과 플레이트의 형태의 스페이서 요소가 레티클 기판과 스폿 렌즈 요소 사이에 배열될 수 있다. 일 실시예 변형예에 따르면, 확산 구조체는 포커싱 광학 유닛에 배열될 수 있고; 예로서, 포커싱 광학 유닛이 미러를 포함하는 경우에, 확산 구조체는 미러면 상에 배열될 수 있다.

다른 실시예 변형예에 따르면, 측정파 발생 모듈은 확산 구조체를 갖는 확산 플레이트를 포함하고, 상기 확산 플레이트는 상기 조명 방사선의 빔 경로 내에서 상기 포커싱 광학 유닛의 상류측에 배열된다. 이 유형의 확산 플레이트는, 정확하게 배열될 때, 간섭성 구조체를 조명하는 조명 스폿의 매우 효과적인 균질화를 유도할 수 있다. 여기서, 투과시에 동작되는 포커싱 광학 유닛의 경우에, 확산 플레이트는 포커싱 광학 유닛에 관하여 레티클 기판에 반대측에 배열될 수 있고, 또는 반사 포커싱 광학 유닛의 경우에, 상기 확산 플레이트는 레티클 기판과 동일한 포커싱 광학 유닛의 측면에 배열될 수 있다. 특히, 포커싱 광학 유닛 및 확산 플레이트는, 확산 플레이트 및 간섭성 구조체를 갖는 레티클 기판이 이미징 모듈에 관하여 대략화된 2f 배열로 배열되는, 즉 확산 플레이트 및 레티클 기판이 각각의 경우에 이미징 모듈의 대향 초점 평면에 위치되는 이러한 방식으로 배열된다.

더욱이, 본 발명은 웨이퍼 상에 마스크 구조체를 이미징하기 위한 투영 렌즈를 포함하는 마이크로리소그래픽 투영 노광 장치를 제공한다. 투영 노광 장치는 전술된 실시예 또는 실시예 변형예 중 하나에서 투영 렌즈의 파면 수차를 측정하기 위한 측정 장치를 포함한다.

더욱이, 본 발명은 이미징 광학 시스템의 파면 수차를 측정하기 위한 방법을 제공한다. 이 방법은 마스크 평면 내에 배열된 간섭성 구조체를 조명 방사선으로 조명함으로써 광학 시스템 상에 방사하기 위한 측정파를 발생하는 단계, 및 마스크 평면의 영역에서 조명 방사선의 강도 분포를 확인하는 단계를 포함한다. 더욱이, 방법은 측정파를 광학 시스템 상에 방사하여, 광학 시스템을 통과한 후에 측정파를 측정하고, 측정 결과에 대한 마스크 평면의 영역에서 조명 방사선의 확인된 강도 분포의 영향을 결정하고, 마스크 평면 내의 강도 분포의 결정된 영향을 고려하여 측정 결과로부터 원하는 파면으로부터의 측정파의 파면의 편차를 결정하는 단계를 포함한다.

광학 시스템 상에 방사하기 위한 측정파를 발생하는 단계는 전술된 유형의 측정파 발생 모듈에 의해 수행될 수 있고, 마스크 평면 내에 배열된 간섭성 구조체를 조명 방사선으로 조명하는 단계는 전술된 유형의 조명 시스템에 의해 수행될 수 있다. 더욱이, 원하는 파면으로부터의 측정파의 파면의 편차를 결정하는 단계는 전술된 유형의 평가 디바이스에 의해 수행될 수 있다.

조명 시스템에 의해 발생된 조명 방사선의 측정된 강도 분포는, 또한 조명 균질성이라 칭하는 공간 분해된 강도 분포, 및/또는 각도 분해된 강도 분포를 포함할 수 있고, 이들로부터 특히, 조명 시스템의 텔레센트리시티가 결정될 수 있다.

본 발명에 따른 방법의 일 실시예에 따르면, 측정 결과에 대한 마스크 평면의 영역 내의 조명 방사선의 확인된 강도 분포의 영향은 광학 전파 계산에 의해 결정된다.

본 발명의 방법에 따른 다른 실시예에 따르면, 확산 구조체는 조명 방사선의 빔 경로 내에 배열된다. 일 실시예 변형예에 따르면, 확산 구조체는 레티클 기판의 제1 측에 배열되고, 그 다른 측은 간섭성 구조체를 포함한다.

다른 실시예에 따르면, 조명의 개구수를 증가시키기 위한 포커싱 광학 유닛이 조명 방사선의 빔 경로 내에 배열된다. 일 실시예 변형예에 따르면, 확산 구조체를 포함하는 확산 플레이트가 조명 방사선의 빔 경로 내에서 포커싱 광학 유닛의 상류측에 배열된다.

다른 실시예에 따르면, 조명 방사선은 조명 시스템에 의해 발생되고, 마스크 평면의 영역에서 조명 방사선의 강도 분포를 확인하는 단계는 조명 시스템에 의해 발생된 조명 방사선의 강도 분포 및 또한 확산 구조체의 확산 분포를 개별적으로 측정하는 단계를 포함한다. 확산 구조체의 확산 분포는 균질한 조사의 경우에 확산 구조체에 의해 발생된 확산된 방사선의 각도 분해된 강도 분포를 의미하는 것으로 이해되어야 한다. 확산 구조체는 확산 플레이트 상에 배열될 수 있다. 이 경우에, 확산 분포를 결정하기 위해 확산 플레이트를 개별적으로 측정하는 것이 가능하다. 마스크 평면 내의 조명 방사선의 강도 분포는 조명 시스템에 의해 발생된 조명 방사선의 측정된 강도 분포 및 확산 구조체의 측정된 확산 분포로부터 연산적으로 확인된다.

다른 실시예에 따르면, 간섭성 구조체는 레티클 기판의 마스크 영역에 배열된다. 더욱이, 포커싱 광학 유닛이 조명 방사선의 빔 경로에 배열되고, 마스크 평면의 영역에서 조명 방사선의 강도 분포를 확인하는 단계는 마스크 영역의 중심으로부터의 포커싱 광학 유닛의 위치 편차를 확인하는 단계를 포함한다. 포커싱 광학 유닛의 위치 편차는 조명 방사선의 전파 방향을 따른 투영시에 마스크의 중심에 배열된 원하는 위치에 대한 포커싱 광학 유닛의 실제 위치의 오프셋에 대응한다. 위치 편차를 확인하는 단계는 촉각 측정법에 의해 수행될 수 있다. 일 실시예 변형예에 따르면, 마스크 평면 내의 조명 방사선을 확인하는 단계는 조명 시스템에 의해 발생된 조명 방사선의 측정된 강도 분포 및 또한 포커싱 광학 유닛의 확인된 위치 편차 및 또한, 특히 확산 구조체의 측정된 확산 분포로부터 연산적으로 수행된다.

다른 실시예에 따르면, 간섭성 구조체를 갖는 레티클이 마스크 평면에 배열되고, 조명 방사선의 강도 분포를 확인하는 단계는 레티클과 조명 방사선의 상호 작용 후에 수행된다. 강도 분포를 확인하는 것은 따라서 예를 들어, 레티클의 바로 아래에서, 즉 레티클의 하류측에 배치된 빔 경로 내의 위치에서 수행될 수 있다.

다른 실시예에 따르면, 마스크 평면의 영역에서 강도 분포는 현미경 대물 렌즈를 포함하는 강도 측정 모듈에 의해 마스크 평면을 스캐닝함으로써 확인된다.

다른 실시예에 따르면, 마이크로리소그래픽 투영 노광 장치 내로 통합된 투영 렌즈가 측정될 이미징 광학 시스템으로서 사용되고, 마스크 평면의 영역의 강도 분포를 확인하는 단계는 투영 노광 장치의 웨이퍼 평면에 배열된 파면 센서에 의해 수행된다. 일 실시예에 따르면, 강도 분포를 측정하는 단계는, 마스크 평면에 간섭성 구조체 및 투영 노광 장치의 웨이퍼 평면에 파면 센서를 갖는 레티클을 동기적으로 변위함으로써 수행된다. 변위 프로세스 중에 시간 경과에 따라 기록된 강도 프로파일을 유도함으로써, 마스크 평면 내의 공간 분해된 강도 프로파일을 결정하는 것이 가능하다.

본 발명에 따른 측정 장치의 전술된 실시예, 예시적인 실시예 또는 실시예 변형예 등에 관하여 상술된 특징은 본 발명에 따른 측정 방법에 대응적으로 적용될 수 있고, 그 반대도 마찬가지이다. 본 발명에 따른 실시예의 이들 및 다른 특징은 도면의 상세한 설명 및 청구범위에 설명되어 있다. 개별 특징은 본 발명의 실시예로서 개별적으로 또는 조합하여 구현될 수 있다. 더욱이, 이 특징은 독립적으로 보호 가능한 유리한 실시예 및 출원의 계류 중에 또는 후에만 적절하면 청구되는 보호를 설명할 수 있다.

본 발명의 및 다른 유리한 특징은 첨부 개략도를 참조하여 본 발명에 따른 예시적인 실시예의 이하의 상세한 설명에 도시되어 있다. 도면에서: 도 1은 조명 방사선을 발생하기 위한 조명 시스템 및 또한 마스크 평면 내에 배열된 간섭성 레티클을 포함하는 이미징 광학 시스템의 파면 수차를 확인하기 위한 본 발명에 따른 측정 장치의 일 예시적인 실시예를 도시하고 있다.
도 2는 확산 플레이트를 갖는 도 1에 따른 간섭성 레티클의 일 예시적인 실시예를 도시하고 있다.
도 3은 도 1에 따른 마스크 평면의 영역에 위치설정을 위한 확산 플레이트, 포커싱 광학 유닛 및 또한 레티클 기판을 포함하는 장치를 도시하고 있다.
도 4는 도 1에 따른 간섭성 레티클로서 도 3에 따른 장치의 구성의 일 예시적인 실시예를 도시하고 있다.
도 5는 측정 장치가 EUV 방사선과 함께 동작을 위해 구체화되어 있는 경우에 도 1에 따른 간섭성 레티클의 일 예시적인 실시예를 도시하고 있다.
도 6은 측정 장치가 EUV 방사선과 함께 동작을 위해 구체화되어 있는 경우에 도 1에 따른 간섭성 레티클의 다른 예시적인 실시예를 도시하고 있다.
도 7은 도 1에 따른 마스크 평면 내의 조명 방사선의 공간 분해된 강도 분포를 측정하기 위한 측정 장치를 도시하고 있다.
도 8은 도 1에 따른 마스크 평면 내의 조명 방사선의 각도 분해된 강도 분포를 측정하기 위한 측정 장치를 도시하고 있다.
도 9는 도 2에 따른 확산 플레이트의 확산 분포를 측정하기 위한 측정 장치를 도시하고 있다.
도 10은 도 1에 따른 간섭성 레티클 바로 아래의 조명 방사선의 강도 분포를 측정하기 위한 측정 장치를 도시하고 있다.
도 11은 간섭성 레티클 바로 아래의 조명 방사선의 공간 분해된 강도 분포를 측정하기 위한 측정 장치를 도시하고 있고, 상기 측정 장치는 마이크로리소그래픽 투영 노광 장치에 통합되어 있다.

이하에 설명되는 예시적인 실시예 또는 실시예 또는 실시예 변형예에서, 서로 기능적으로 또는 구조적으로 유사한 요소는 가능한 한 동일한 또는 유사한 도면 부호를 구비한다. 따라서, 특정 예시적인 실시예의 개별 요소의 특징의 이해를 위해, 다른 예시적인 실시예의 설명 또는 본 발명의 일반적인 설명을 참조해야 한다.

설명을 용이하게 하기 위해, 직교 xyz-좌표계가 도면에 지시되어 있고, 이 좌표계로부터 도면에 도시되어 있는 구성요소의 각각의 위치 관계가 명백하다. 도 1에서, y-방향은 도면의 지면에 수직으로 상기 지면 내로 연장하고, x-방향은 우측을 향해 연장하고, z-방향은 상향으로 연장한다.

도 1은 이미징 광학 시스템(12)의 파면 수차를 결정하기 위한 측정 장치(10)의 제1 예시적인 실시예를 개략적으로 도시하고 있다. 이미징 광학 시스템(12)은 대물 평면 또는 마스크 평면(14)의 필드점을 마스크 평면(14)에 할당된 이미지 평면(16) 내로 이미징하는 역할을 하고, 이를 위해, 이는 광학 요소(18)를 포함하는데, 이들 중 2개만이 예시적인 방식으로 도 1에 도시되어 있다. 더욱이, 도 1은 z-방향에 평행한 이미징 광학 시스템(12)의 광축(20)을 도시하고 있고, 동공을 경계 한정하기 위해 동공 평면 내에 배열된 구경 조리개(22)를 지시하고 있다. 이미징 광학 시스템(12)은 통상적으로 동작 또는 사용된 파장에서 또는 특정 동작 파장 범위에서 가능한 무수차인 이미징을 위해 구체화된다. 이러한 광학 이미징 시스템의 일 예는 웨이퍼 상에 마스크 구조를 이미징하기 위한 마이크로리소그래픽 투영 렌즈이다.

도 1에 도시된 이미징 광학 시스템(12)은 UV 파장 범위, 특히 대략 365 nm, 대략 248 또는 대략 193 nm에서 동작되는 투영 렌즈로서 구체화될 수 있다. 더욱이, 이미징 광학 시스템(12)은 또한 EUV 파장 범위, 즉 100 nm 미만의 파장, 특히 대략 13.5 nm 또는 대략 6.8 nm의 파장에서 동작되는 투영 렌즈로서 구체화될 수 있다. 이 유형의 투영 렌즈의 경우에, 광학 요소(18)는 미러로서 구성된다. 이에 따라, 측정 장치(10)는 이미징 광학 시스템(12)의 동작 파장에 대해 적합한 방식으로 구성된다. 일반적으로, 측정 장치(10)는 적외선 범위로부터 x-레이 범위까지의 파장에 대해 적합한 방식으로 구체화될 수 있다.

다채널 전단 간섭 측정법은 이미징 광학 시스템(12)의 파면 수차를 결정하기 위해 측정 장치(10)로 수행될 수 있다. 위상 편이의 원리에 기초하는 이러한 간섭 측정법은 예를 들어, DE 101 09 929 A1호에 설명되어 있다. 측정 장치(10)는 측정파(26)를 발생하기 위한 측정파 발생 모듈(24)을 포함한다. 측정파 발생 모듈(24)은 적합한 조명 방사선(32)을 제공하기 위한 조명 시스템(30) 및 또한 이미징 광학 시스템(12)의 대물 평면 또는 마스크 평면(14)의 영역에 배열된 간섭성 구조체(36)를 갖는 간섭성 레티클(34)을 포함한다. 도시된 예시적인 실시예에서, 간섭성 마스크라 또한 칭하는 간섭성 구조체(36)는 간섭성 레티클의 이면에 배열된다.

더욱이, 측정 장치(10)는 이미지 평면(16)의 영역에 배열된 회절 분석 격자(38)를 포함하는 파면 측정 모듈(28), 빔 경로 내에서 분석 격자(38)의 하류측에 배치되고 측정 방사선의 공간 분해 캡처를 위한 캡처 표면(42)을 갖는 검출 디바이스(40), 및 평가 디바이스(46)를 포함한다.

조명 시스템(30)은 이미징 광학 시스템(12)의 측정을 위한 충분한 강도 및 간섭성을 갖는 조명 방사선(32)을 제공한다. 이 경우에, 조명 방사선(32)의 적어도 일부의 파장은 이미징 광학 시스템(12)의 동작 파장에 대응한다. 도 11에 따른 마이크로리소그래픽 투영 노광 장치(100)의 조명 시스템이 조명 시스템(30)으로서 사용될 수 있다. 특히, 측정 장치(10)는 이 유형의 투영 노광 장치(100)에 완전히 통합될 수 있다.

도 1에 도시된 간섭성 구조체(36)는 예를 들어, 마스크 평면(14) 내에서 연장된 핀홀 조리개의 2차원 장치를 포함한다. 이 방식으로, 측정파(26)는 각각의 경우에 마스크 평면(14)의 복수의 필드점에 대해 동시에 제공되고, 상기 측정파의 각각의 빔 경로는 또한 이미징 광학 시스템(12)의 측정 채널이라 칭한다. 도 1은 이들 측정 채널 중 하나를 예로서 도시하고 있다. 이러한 다채널 측정 장치(10)에 의해, 전단 간섭 측정법에 의해 복수의 필드점에 대해 이미징 광학 시스템(12)의 이미징 특성을 동시에 측정하는 것이 가능하다. 측정 채널의 빔 경로는 바람직하게는, 측정파(26)가 구형 파면을 갖고 분기 방식으로 핀홀 조리개로부터 발산하고 측정될 이미징 광학 시스템(12)에 의해 이미지 평면(16) 상에 이미징되거나 포커싱되는 이러한 방식으로 구성된다. 이 경우에, 측정 방사선은 도 1에 지시된 바와 같이, 이하에 더 상세히 설명되는 바와 같이, 바람직하게는 구경 조리개(22)에 의해 전체 동공을 조명하거나 과노출한다. 병진 모듈(도 1에는 도시되어 있지 않음)이 간섭성 레티클(34)의 정확한 위치설정을 위해 제공될 수 있다. 특히, 마이크로리소그래픽 투영 노광 장치 내로 통합되는 투영 렌즈를 측정할 때, 변환 모듈로서 투영 노광 장치의 레티클 스테이지를 사용하는 것이 가능하다.

대안 실시예에서, 간섭성 구조체(36)로서 마스크 평면(14) 내에서 변위 가능하도록 구체화된 핀홀 조리개를 갖는 단지 하나의 측정 채널만이 제공될 수 있다. 더욱이, 서로에 대해 대칭 2차원 배열로 측정 채널을 위한 복수의 핀홀 조리개가 제공될 수 있고, 게다가 원형 구경, 또는 간섭성 구조체(36)로서, 예를 들어 정사각형 또는 삼각형으로서, 또한 다각형 방식으로 구체화된 구경이 제공될 수 있다. 간섭성 마스크 또는 조사 장치의 다른 가능한 실시예 및 이들의 설명에 관하여, 특히 DE 101 09 929 A1호를 참조하라.

분석 격자(38)는 위상 격자로서, 진폭 격자로서, 또는 몇몇 다른 적합한 유형의 회절 격자로, 예를 들어 그레이스케일 격자로서 구체화된다. 회절 격자로서, 분석 격자(38)는 라인 격자, 교차 격자, 바둑판 무늬 격자, 삼각형 격자 또는 임의의 다른 적합한 주기적 구조체를 포함할 수 있다. 전단 간섭 측정법의 맥락에서 위상 편이에 대해, 분석 격자(38)는 x-방향 또는 y-방향에 실질적으로 평행하게 따라서 광축(20)에 대해 횡방향으로 배향된 병진 방향(39)에서 검출 디바이스(40)와 함께 변위될 수 있다. 변위는 예를 들어, 투영 노광 장치(100) 내로의 통합의 경우에 도 11에 따른 웨이퍼 변위 스테이지(134)와 같은 위치설정 모듈(도면에는 도시되어 있지 않음)의 도움으로 일 방향으로 단계식으로 수행된다.

간섭무늬(44)가 분석 격자(38)에서 형성되는 0차 회절의 방사선과, 예를 들어 1차 회절과 같은 더 고차 회절의 방사선 사이의 간섭의 결과로서 각각의 측정 채널에 대해 캡처 표면(42) 상에 발생된다. 분석 격자(38)를 변위하는 결과로서 소위 "일시적 위상 편이"가 존재한다. 여기서, 더 고차의 회절의 위상은 변화하고 반면에 0차 회절의 위상이 동일하게 남아 있는데, 그 결과 각각의 간섭 무늬(44)의 변화가 존재한다. 특히, 2개의 인접한 변위 위치 사이의 거리는, 전단 간섭 측정법을 위해 적합한 위상 편이가 이들 변위 위치 사이에서 발생하는 이러한 방식으로 선택된다. 통상적으로, 거리는 분석 격자(38)의 격자 주기의 분율이다.

검출 디바이스(40)는 개별 센서의 2차원 배열체를 포함하고 예를 들어 공간 분해 CCD 센서로서 구체화되는 방사선-감응성 캡처 표면(42)을 포함한다. 검출 디바이스(40)에 의해 캡처된 간섭 무늬(44)는 평가 디바이스(46)에 통신된다.

캡처된 간섭 무늬로부터, 평가 디바이스(46)는 이산 푸리에 분석에 의해, 발산 측정파(26'), 이미징 광학 시스템(12)을 통과한 후의 측정파(26)의 파면의 토포그래피를 확인한다. 이미징 광학 시스템(12)의 파면 수차는 그 미리규정된 원하는 파면으로부터의 발산 측정파(26')의 파면의 확인된 토포그래피의 편차로부터 발생한다.

그러나, 이러한 계산은, 마스크 평면(14) 내의 간섭성 구조체(26)의 조명이 그 공간 분해된 강도 분포 및 그 각도 분해된 강도 분포의 모두에 대해 균질하다. 불균질한 조명은 이미지 평면(16) 내에 왜곡 수차를 유도한다. 예로서, 평면형 소스로서 역할을 하고 동공 대 필드 변환이 발생하지 않는 간섭성 레티클(34)의 경우에, 심지어 0.5%/mm의 공간 분해된 균질성의 선형 편차조차도 0.25 mm의 왜곡 수차를 유도한다. 왜곡 수차는 파면 편차의 제르니케 계수(Z2, Z3)에 의해 특징화될 수 있다.

파면 수차의 측정 결과의 이러한 왜곡 수차를 최소화하기 위해, 본 발명에 따르면, 마스크 평면(14)의 영역 내의 조명 방사선(32)의 강도 분포(70)는 도 7 내지 도 11을 참조하여 이하에 더 상세히 설명되는 바와 같이, 파면 측정 전 또는 중에 확인된다. 강도 분포(70)를 확인하는 것은 공간 분해 및/또는 각도 분해 방식으로 수행될 수 있다. 평가 디바이스(46)는 광학 전파 계산에 의해 측정 결과에 대한 확인된 강도 분포(70)의 영향을 결정하고, 원하는 파면으로부터 발산 측정파(26')의 파면의 편차를 결정할 때 및 따라서 이미징 광학 시스템(12)의 파면 수차를 결정할 때 이 영향을 고려한다.

광학 전파 계산은 이미징 광학 시스템(12)의 개별 광학 요소(18)의 지식 및 빔 경로 내의 상기 요소의 배열에 기초한다. 이 경우에, 광학 전파 계산은 기하학적-광학 또는 물리적-광학 계산을 포함할 수 있다. 물리적-광학 계산은 특히, 푸리에-광학 모듈에 기초할 수 있다.

본 발명에 따른 일 예시적인 실시예에 따르면, 측정파 발생 모듈(24)은 조명 방사선(32)의 빔 경로 내의 마스크 평면(14)의 상류측에 배열된 확산 구조체(48)를 포함하고, 상기 확산 구조체는 마스크 평면(14)의 영역에서 조명 방사선의 강도 분포(70)를 균질화하는 역할을 한다. 이 측정은 이미지 평면(16) 내의 왜곡 수차의 발생을 최소로 미리 감소시킨다. 남아 있는 왜곡 수차는 이어서 단지 비교적 약간이기 때문에, 이들 수차는 높은 정확성을 갖고 확인된 강도 분포(70)에 기초하여 광학 전파 계산에 의해 파면 수차에 대한 결과로부터 추출될 수 있다.

도 2 내지 도 6은 균질화를 위한 역할을 하는 확산 구조체(48)가 제공되는 측정파 발생 모듈(24)의 전술된 예시적인 실시예에 대한 실시예를 도시하고 있다. 이 경우에, 도 2 내지 도 4는 조명 방사선(32)으로서 가시광 또는 UV 광의 사용을 위한 실시예에 관한 것이고, 도 5 및 도 6은 EUV 방사선의 사용을 위한 실시예에 관한 것이다.

도 2에 따른 실시예에서, 확산 구조체는, 특히 간섭성 구조체(36)를 포함하는 레티클 기판(52) 위에 배열된 확산 플레이트(50a)의 형태의 간섭성 레티클(34)의 부분이다. 확산 구조체(48)는 따라서 레티클 기판(52)의 상면(58)에 배열되고, 간섭성 구조체(36)는 상기 레티클 기판의 이면(56)에 배열된다. 확산 구조체(48)는 첫째로 간섭성 구조체(36)로부터 발산하는 측정파(26)를 팽창하는 역할을 한다. 도 2에서, 확산 구조체(48)의 존재 없이 발생된 측정파(26a)에 대해 팽창된 측정파는 도면 부호 26b로 나타낸다. 팽창된 측정파(26b)는 구경 조리개(22)에 의해 경계 한정된 동공을 과노출하고, 측정파(26a)와 비교하여, 동공 조명의 균질화 및 따라서 이에 따라 마스크 평면(14) 내의 각도 분해된 강도 분포의 균질화를 유도한다. 더욱이, 확산 구조체(48)는 마스크 평면(14) 내의 조명 스폿을 확대하여, 이에 의해 마스크 평면(14) 내의 공간 분해된 강도 분포의 균질화를 유도한다.

도 3에 도시된 실시예에서, 스폿 렌즈 요소의 형태의 포커싱 광학 유닛(54a) 및 또한 확산 플레이트(50a)가 간섭성 구조체(36)를 갖는 레티클 기판(52)의 상류측에 배치된다. 이는 2f 장치인데, 즉 확산 플레이트(50a) 및 간섭성 구조체(36)는 각각의 경우에 포커싱 광학 유닛(54a)의 대략 초점 길이(f)의 거리에서 포커싱 광학 유닛(54a)의 상이한 측에 배열된다. 도 2에 따른 장치와 같이, 이 장치는 첫째로 간섭성 구조체(36)로부터 발산하는 측정파(26)를 팽창하고 또한 마스크 평면(14) 내의 조명 스폿을 확대하고 따라서 마스크 평면(14) 내의 공간 분해된 그리고 각도 분해된 강도 분포의 모두를 균질화하는 역할을 한다. 이미징 광학 시스템(12) 내의 방사선의 다채널 투과의 경우에, 도 3에 따른 장치는 각각의 방사선 채널을 위한 스폿 렌즈 요소의 형태의 포커싱 광학 유닛(54a)을 포함한다.

확산 플레이트(50a), 포커싱 광학 유닛(들)(54) 및 또한 간섭성 구조체(36)를 갖는 레티클 기판(52)을 포함하는, 도 3에 도시된 전체 장치는 이하에 설명되는, 도 4에 따른 실시예 변형예에 도시된 바와 같이, 간섭성 레티클(34) 내로 완전히 통합될 수 있다. 대안적으로, 간섭성 구조체(36)를 갖는 레티클 기판(52)은 도 1에 따른 간섭성 레티클(34)을 형성할 수 있고, 이 경우에 확산 플레이트(50a) 및 포커싱 광학 유닛(들)(54)은 예를 들어, 조명 시스템(30)의 부분으로서 간섭성 레티클(34)의 상류측에 배열된다.

전술된 바와 같이, 도 4는 도 3에 따른 모든 요소가 간섭성 레티클(34) 내에 배열되어 있는 일 실시예 변형예를 도시하고 있다. 간섭성 레티클은 이하에서 "스폿 렌즈 요소 레티클"이라 또한 칭한다. 본 실시예 변형예에서, 스폿 렌즈 요소의 형태의 포커싱 광학 유닛(54a)은 스페이서 요소(55)에 의해 레티클 기판(52)의 상면(58)에 고정된다. 확산 플레이트(50a)는 지지 구조체(57)에 의해 포커싱 광학 유닛(54a)으로부터 적절한 거리에서 레티클 기판(52)에 고정된다.

도 5는 조명 방사선(32)으로서 EUV 방사선을 위한 도 3에 따른 실시예에 대응하는 변형예를 도시하고 있다. 2f 장치가 여기서도 마찬가지로 포함된다. 확산 구조체(48)는 평면 확산 미러(50b)의 형태의 확산 플레이트의 표면에 배열된다. 확산 미러(50b)에서의 반사 후에, 조명 방사선(32)은 간섭성 구조체(36)를 갖는 레티클 기판(52)의 그 표면 상에 포커싱 미러(54b)에 의해 포커싱되고, 이 표면은 상기 레티클 기판 내에 미러로서 구체화된다.

도 3에 따른 장치와 같이, 도 5에 따른 장치는 첫째로 간섭성 구조체(36)로부터 발산하는 측정파(26)를 팽창하고 또한 마스크 평면(14) 내의 조명 스폿을 확대하고 따라서 마스크 평면(14) 내의 공간 분해된 그리고 각도 분해된 강도 분포의 모두를 균질화하는 역할을 한다. 확산 미러(50b), 포커싱 미러(54b) 또는 복수의 포커싱 미러(54b) 및 또한 간섭성 구조체(36)를 갖는 레티클 기판(52)을 포함하는, 도 5에 도시된 전체 장치는 간섭성 레티클(34) 내로 완전히 통합될 수 있다. 대안적으로, 간섭성 구조체(36)를 갖는 레티클 기판(52)은 도 1에 따른 간섭성 레티클(34)을 형성할 수 있고, 이 경우에 확산 미러(50b) 및 포커싱 미러(들)(54b)는 예를 들어, 조명 시스템(30)의 부분으로서 간섭성 레티클(34)의 상류측에 배열된다.

도 6은 EUV 방사선과 함께 사용을 위한 간섭성 레티클(34)의 다른 실시예를 도시하고 있다. 본 실시예에서, 확산 구조체(48)는 포커싱 확산 미러(50c)의 표면에 배열된다. 확산 미러는, 레티클 기판(52)의 상면(58)을 향해 개방되어 있는 캐비티(53)를 확산 미러(50c)의 영역에 갖는 레티클 기판(52)의 이면(56)에 위치된다. 조명 방사선(32)은 캐비티(53)를 거쳐 포커싱 확산 미러(50c) 상에 방사되고, 이 미러는 간섭성 구조체(36)를 갖는 마스크 상에 상기 조명 방사선을 포커싱하고, 상기 마스크는 레티클 기판(52)의 상면(58)에 배열된다.

도 5에 따른 장치와 같이, 도 6에 따른 간섭성 레티클(34)은 첫째로 간섭성 구조체(36)로부터 발산하는 측정파(26)를 팽창하고 또한 마스크 평면(14) 내의 조명 스폿을 확대하고 따라서 마스크 평면(14) 내의 공간 분해된 그리고 각도 분해된 강도 분포의 모두를 균질화하는 역할을 한다.

도 7 내지 도 11은 마스크 평면(14)의 영역에서 조명 방사선(32)의 강도 분포(70)를 결정하기 위한 다양한 실시예를 도시하고 있다. 전술된 바와 같이, 강도 분포를 결정하는 것은 공간 분해 및/또는 각도 분해 방식으로 수행될 수 있다.

도 7 내지 도 9에 도시된 제1 실시예에 따르면, 이를 위해, 먼저 조명 시스템(30)이 개별적으로 측정되는데, 즉 조명 방사선(32)의 강도 분포가 마스크 평면(14) 내의 간섭성 레티클(34)의 배열 없이 측정된다. 이 경우에, 강도 분포의 공간 분해된 성분 및 각도 분해된 성분이 개별적으로 측정될 수 있다.

"균일성"이라 또한 칭하는 공간 분해된 성분은, 도 7에 도시되어 있는 바와 같이, 점 센서로서 구체화될 수 있는 강도 센서(66)에 의해 마스크 평면(14)을 스캐닝함으로써 측정될 수 있다. 각도 분해된 성분은 도 8에 도시된 장치에 의해 기록될 수 있다. 이 장치는 마스크 평면(14) 내에 배열된 핀홀 조리개(72), 이미징 광학 유닛(74), 및 또한 이미징 광학 유닛(74)의 이미지 평면(76) 아래, 특히 이미징 광학 유닛(74)의 동공 평면(80) 내에 배열된 공간 분해 강도 센서(78)를 포함한다. 특히, 조명 시스템(30)의 텔레센트리시티는 강도 분포의 각도 분해된 성분으로부터 결정될 수 있다.

더욱이, 제1 실시예에 따르면, 도 2, 도 3 또는 도 4에 따른 확산 플레이트(50a), 도 5에 따른 확산 미러(50b), 또는 도 6에 따른 확산 미러(50c)의 확산 분포는 도 9의 확산 플레이트(50a)에 기초하여 예시된 바와 같이, 개별적으로 측정된다. 이 경우에, 확산 플레이트(50a)는 조명 소스(82)에 의해 발생된 조명 광선으로 조사되고, 투과시에 발생된 확산된 방사선(86)은 공간 분해 강도 센서(88)에 의해 기록된다. 더욱이, 도 4에 따른 간섭성 레티클(34)의 사용에 의해, 간섭성 구조체를 갖는 마스크 영역(61)의 중심(62)으로부터 포커싱 광학 유닛(54a)의 렌즈 요소 중심(64)의 위치 편차(A)를 확인하는 것이 또한 가능하고, 상기 마스크 영역은 예를 들어, 촉각 측정법에 의해 포커싱 광학 유닛(54a)에 할당된다.

도 7, 도 8 및 도 9로부터의 장치의 측정 결과와, 적절하면 위치 편차(A)의 측정 결과의 조합은 도 1에 따른 측정 장치(10)의 평가 디바이스(46)에 공급되는 강도 분포(70)를 산출한다. 그 원하는 위치로부터 포커싱 광학 유닛의 위치 편차(A)를 측정하는 것에 대안으로서, 도 4에 따른 간섭성 레티클(34)은 90°의 단계적 회전 및 상이한 회전 위치에서 각각의 측정에 의해 캘리브레이팅될 수 있다.

강도 분포(70)를 확인하기 위한 다른 실시예에 따르면, 도 10에 도시된 바와 같이, 조명 시스템(30)은 확산 구조체(48)를 갖는 간섭성 레티클(34)과 함께, 강도 측정 모듈(90)에 의해 마스크 평면(14)을 스캐닝함으로써 측정된다. 이를 위해, 일 실시예 변형예에 따르면, 이미징 광학 시스템(12)은 강도 측정 모듈(90)을 위한 공간을 만들기 위해, 측정 장치(10)로부터 탈착되고, 또는 측정 장치(10)가 마이크로리소그래픽 투영 노광 장치 내에 통합되는 경우에, 투영 노광 장치로부터 탈착된다. 강도 측정 모듈은 현미경 대물 렌즈(92), 튜브 광학 유닛(94) 및 강도 센서(96)를 포함한다. x-y 평면에서 강도 측정 모듈(90)을 변위함으로써, 간섭성 레티클(34) 바로 아래의 영역에서 조명 방사선(32)의 강도 분포(70)를 측정하는 것이 가능하다.

도 11에 도시된 실시예에 따르면, 강도 분포(70)를 확인하는 것은 도 1에 따른 측정 장치(10)가 통합되어 있는 마이크로리소그래픽 투영 노광 장치(100) 내에서 수행된다. 투영 노광 장치(100)는 스텝-앤-스캔 노광 장치(step-and-scan exposure apparatus)로서 구성된다. 웨이퍼 노광 동작에서, 제품 레티클이 마스크 평면(14) 내에 배열되고, 이미징 광학 시스템(12)의 형태의 투영 렌즈의 광축(20)에 대해 횡방향으로, 웨이퍼 변위 스테이지(134) 상에 배열된 웨이퍼(138)에 반대 방향으로 또는 동일 방향으로 변위된다. 이 경우에, 제품 레티클은 조명 시스템(30)에 의해 조명된다. 이미징 광학 시스템(12)의 파면 수차 측정을 위해, 제품 레티클은 간섭성 레티클(34)로 대체되고, 도면에는 도시되어 있지 않고 도 1에 따른 분석 격자(38) 및 검출 디바이스(40)가 그에 배열되어 있는 웨이퍼 변위 스테이지(134)의 영역은 발산 측정파(26')의 빔 경로 내로 이동된다.

강도 분포(70)를 확인하기 위해, 간섭성 레티클(34)은 마찬가지로 마스크 평면(14) 내에 로딩되고, 웨이퍼 변위 스테이지(134) 상에 배열된 파면 센서(140)가 발산 측정파(26')의 빔 경로 내에 배열된다. 파면 센서(140)의 일 실시예에 따르면, 이는 웨이퍼 플레이트(116) 내에 배열된 회절 격자(142), 및 또한 회절 격자(142) 아래에 배열된 공간 분해 강도 센서(144)를 포함한다. 파면 센서(140)는 또한 상이하게 구성될 수 있고; 특히, DE 101 09 929 A1호의 도 15, 도 17 및 도 18에 도시된 변형예들 중 하나에 따라 구체화될 수 있다.

일 실시예에 따르면, 마스크 평면(14)의 영역에서 조명 방사선(32)의 공간 분해된 강도 분포(70)를 측정하는 것은, 간섭성 구조체(36)의 측정 패턴의 구조체 크기의 분율에서 마스크 평면(14) 내의 간섭성 레티클(34)과 웨이퍼 평면(116) 내의 파면 센서(140)를 반대 방향에서 동기적으로 변위함으로써 수행된다. 이 경우에, 강도 센서(144)는 측정 패턴의 크기에 걸쳐 통합된 강도를 기록한다. 이 경우에, 적분은 강도 센서(144)의 전체 검출 면적에 걸쳐 실행된다. 마스크 평면의 영역에서 공간 분해된 강도 분포는 기록된 강도 함수를 유도함으로써 확인된다. 이 분포는 바람직하게는 또한 이미징 광학 시스템(12)의 미리 확인된 아포디제이션 함수 및 간섭성 레티클(34) 및 파면 센서(140)의 마찬가지로 미리 확인된 투과 함수로 보정된다.

예시적인 실시예의 상기 설명은 예로서라는 것이 이해되어야 한다. 이에 의해 실행된 본 개시내용은 첫째로 통상의 기술자가 본 발명 및 그와 연계된 장점을 이해할 수 있게 하고, 둘째로 통상의 기술자의 이해 내에서 또한 명백한 설명된 구조체 및 방법의 변경 및 수정을 포함한다. 따라서, 모든 이러한 변경 및 수정은, 이들이 첨부된 청구범위, 및 등가물의 정의에 따라 본 발명의 범주 내에 있는 한, 청구범위의 보호에 의해 커버되도록 의도된다.

10: 측정 장치 12: 이미징 광학 시스템
14: 마스크 평면 16: 이미지 평면
18: 광학 요소 20: 광축
22: 구경 조리개 24: 측정파 발생 모듈
26: 측정파 26': 발산 측정파
26a: 확산 구조체가 없는 측정파 26b: 팽창된 측정파
28: 파면 측정 모듈 30: 조명 시스템
32: 조명 방사선 34: 간섭성 레티클
36: 간섭성 구조체 38: 분석 격자
39: 병진 방향 40: 검출 디바이스
42: 캡처 표면 44: 간섭 무늬
46: 평가 디바이스 48: 회절 구조체
50a: 확산 플레이트 50b: 평면 확산 미러
50c: 곡면 확산 미러 52: 레티클 기판
53: 캐비티 54a, 54b: 포커싱 광학 유닛
55: 스페이서 요소 56: 이면
57: 지지 구조체 58: 상면
60: 스페이서 요소 61: 마스크 영역
62: 마스크 중심 64: 렌즈 요소 중심
66: 강도 센서 70: 강도 분포
72: 핀홀 조리개 74: 이미징 광학 유닛
76: 이미지 평면 78: 강도 센서
80: 동공 평면 82: 조명 소스
84: 조명 광선 86: 확산된 방사선
88: 강도 센서 90: 강도 측정 모듈
92: 현미경 대물 렌즈 94: 튜브 광학 유닛
96: 강도 센서 100: 투영 노광 장치
116: 웨이퍼 평면 134: 웨이퍼 변위 스테이지
138: 웨이퍼 140: 파면 센서
142: 회절 격자 144: 강도 센서

Claims

이미징 광학 시스템의 파면 수차를 측정하기 위한 측정 장치이며,
광학 시스템 상에 방사하기 위한 측정파를 발생하도록 구성되고, 조명 방사선으로 마스크 평면을 조명하기 위한 조명 시스템을 포함하고, 상기 마스크 평면 내에 배열된 간섭성 구조체를 포함하는 측정파 발생 모듈, 및
상기 광학 시스템을 통과한 후에 상기 측정파를 측정하고, 상기 측정 결과로부터, 평가 디바이스에 의해, 원하는 파면으로부터 상기 측정파의 파면의 편차를 결정하도록 구성된 파면 측정 모듈을 포함하고,
상기 평가 디바이스는 상기 측정 결과에 대한 상기 마스크 평면의 영역 내의 조명 방사선의 강도 분포의 영향을 결정하고 상기 파면의 편차를 결정할 때 이를 고려하도록 구성되는, 측정 장치.
제1항에 있어서,
상기 평가 디바이스는 광학 전파 계산에 의해 상기 측정 결과에 대한 상기 마스크 평면의 영역 내의 조명 방사선의 강도 분포의 영향을 결정하도록 구성되는, 측정 장치.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 측정파 발생 모듈은 상기 조명 방사선의 빔 경로 내에 배열된 확산 구조체를 포함하는, 측정 장치.
제3항에 있어서,
상기 확산 구조체는 레티클 기판의 제1 측에 배열되고, 그 다른 측은 간섭성 구조체를 포함하는, 측정 장치.
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 이미징 광학 시스템의 필드점 의존성 파면 기울기 수차를 측정하도록 구성되는, 측정 장치.
제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 이미징 광학 시스템의 왜곡 수차를 측정하도록 구성되는, 측정 장치.
제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 측정파 발생 모듈은 상기 조명 방사선의 빔 경로 내에 배열된 포커싱 광학 유닛을 포함하는, 측정 장치.
제7항에 있어서,
상기 측정파 발생 모듈은 확산 구조체를 갖는 확산 플레이트를 포함하고, 상기 확산 플레이트는 상기 조명 방사선의 빔 경로 내에서 상기 포커싱 광학 유닛의 상류측에 배열되는, 측정 장치.
웨이퍼 상에 마스크 구조체를 이미징하기 위한 투영 렌즈, 및 상기 투영 렌즈의 파면 수차를 측정하기 위한 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 따른 측정 장치를 포함하는, 마이크로리소그래픽 투영 노광 장치.
이미징 광학 시스템의 파면 수차를 측정하기 위한 방법이며,
- 마스크 평면 내에 배열된 간섭성 구조체를 조명 방사선으로 조명함으로써 광학 시스템 상에 방사하기 위한 측정파를 발생하는 단계,
- 상기 마스크 평면의 영역에서 상기 조명 방사선의 강도 분포를 확인하는 단계, 및
- 상기 측정파를 상기 광학 시스템 상에 방사하여, 상기 광학 시스템을 통과한 후에 상기 측정파를 측정하고, 상기 측정 결과에 대한 상기 마스크 평면의 영역에서 상기 조명 방사선의 확인된 강도 분포의 영향을 결정하고, 상기 마스크 평면 내의 강도 분포의 결정된 영향을 고려하여 상기 측정 결과로부터 원하는 파면으로부터의 상기 측정파의 파면의 편차를 결정하는 단계를 포함하는, 방법.
제10항에 있어서,
상기 측정 결과에 대한 상기 마스크 평면의 영역 내의 조명 방사선의 확인된 강도 분포의 영향은 광학 전파 계산에 의해 결정되는, 방법.
제10항 또는 제11항에 있어서,
확산 구조체가 상기 조명 방사선의 빔 경로 내에 배열되는, 방법.
제12항에 있어서,
상기 확산 구조체는 레티클 기판의 제1 측에 배열되고, 그 다른 측은 간섭성 구조체를 포함하는, 방법.
제10항 또는 제11항에 있어서,
포커싱 광학 유닛이 상기 조명 방사선의 빔 경로 내에 배열되는, 방법.
제14항에 있어서,
확산 구조체를 포함하는 확산 플레이트가 상기 조명 방사선의 빔 경로 내에서 상기 포커싱 광학 유닛의 상류측에 배열되는, 방법.
제12항 내지 제15항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 조명 방사선은 조명 시스템에 의해 발생되고, 상기 마스크 평면의 영역에서 상기 조명 방사선의 강도 분포를 확인하는 단계는 상기 조명 시스템에 의해 발생된 조명 방사선의 강도 분포 및 또한 상기 확산 구조체의 확산 분포를 개별적으로 측정하는 단계를 포함하는, 방법.
제10항 내지 제16항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 간섭성 구조체는 레티클 기판의 마스크 영역에 배열되고, 포커싱 광학 유닛이 상기 조명 방사선의 빔 경로에 배열되고, 상기 마스크 평면의 영역에서 상기 조명 방사선의 강도 분포를 확인하는 단계는 상기 마스크 영역의 중심으로부터의 상기 포커싱 광학 유닛의 위치 편차를 확인하는 단계를 포함하는, 방법.
제10항 내지 제15항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 간섭성 구조체를 갖는 레티클이 상기 마스크 평면에 배열되고, 상기 조명 방사선의 강도 분포를 확인하는 단계는 상기 레티클과 상기 조명 방사선의 상호 작용 후에 수행되는, 방법.
제10항 내지 제15항 또는 제18항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 마스크 평면의 영역에서 강도 분포는 현미경 대물 렌즈를 포함하는 강도 측정 모듈에 의해 상기 마스크 평면을 스캐닝함으로써 확인되는, 방법.
제10항 내지 제15항 또는 제18항 중 어느 한 항에 있어서,
마이크로리소그래픽 투영 노광 장치 내로 통합된 투영 렌즈가 측정될 이미징 광학 시스템으로서 사용되고, 상기 마스크 평면의 영역의 강도 분포를 확인하는 단계는 상기 투영 노광 장치의 웨이퍼 평면에 배열된 파면 센서에 의해 수행되는, 방법.