KR100200734B1 - 에어리얼 이미지 측정 장치 및 방법 - Google Patents
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Abstract
에어리얼 이미지 측정 장치 및 방법에 관하여 개시한다. 본 발명에 따른 에어리얼 이미지 측정 장치는 포토마스크상의 결함에 따른 영향을 검증하기 위하여, 광원으로부터 상기 포토마스크를 투과한 투과광에 의거하여 형성된 에어리얼 이미지를 측정하는 것으로서, 광원으로부터의 빛을 상기 포토마스크의 크롬 패턴이 형성된 표면에 조사하여 반사광을 형성시키는 반사 시스템을 포함한다.
Description
본 발명은 에어리얼 이미지(aerial image) 측정 장치 및 방법에 관한 것으로, 특히 포토마스크상의 각종 결함에 따른 영향을 검증하기 위한 에어리얼 이미지 측정 장치 및 방법에 관한 것이다.
일반적으로, 포토마스크 또는 레티클(이하, 단지 포토마스크라 함)을 사용하여 웨이퍼상에 패턴을 구현할 때 포토마스크상에 존재하는 각종 결함이 웨이퍼에 미치는 영향을 미리 검증하기 위하여 에어리얼 이미지를 측정한다.
도 1은 종래 기술에 따른 에어리얼 이미지 측정 장치의 구성을 개략적을 도시한 것이다.
도 1을 참조하면, 종래 기술에 따른 에어리얼 이미지 측정 장치는 예를 들면 DUV(Deep Ultraviolet) 또는 i-라인 광원(2)과, 상기 광원(2)으로부터 조사되는 빛의 파장에 맞는 필터를 갖춘 전동 필터(4), NA(Numerical Aperture) 및 코히런시(coherency)를 조절할 수 있는 조명측 조리개(6) 및 시야 조리개(8)를 통과한 빛을 집광하여 포토마스크(50)의 크롬 패턴(52)이 형성된 반대측 표면으로 빛을 보내는 집광 렌즈(10)와, 상기 포토마스크(50)를 투과한 빛을 전기적인 신호로 변환하여 에어리얼 이미지를 형성시키는 CCD(Charge-Coupled Device) 카메라(30)와, 상기 에어리얼 이미지를 측정하기 위한 AIMS(Aerial Image Measurement System)(40)을 포함하고 있다. 상기 포토마스크(50)를 투과한 빛은 대물 렌즈(12), 튜브 렌즈(14), 7X 확대 투영 렌즈(16) 및 상측 조리개(20)를 거쳐서 CCD 카메라(30)에 전달된다. 상기 상측 조리개(20)와 CCD 카메라(30) 사이에는 NA 및 코히런시의 관찰을 가능하게 하는 보조 렌즈(22)가 설치되어 있고, 또한 상기 대물 렌즈(12)를 통과하여 상기 튜브 렌즈(14)에서 결상된 빛을 모니터와 같은 보조 출력기(도시 생략)를 사용하여 관찰할 수 있도록 가시광 관찰용 CCD 카메라(15)가 설치되어 있다.
상기와 같이 구성된 종래 기술에 따른 에어리얼 이미지 측정 장치에서는 광원으로부터의 빛이 포토마스크의 코롬 패턴이 형성된 반대측 표면에서 조사됨으로써 투과된 광만을 사용하여 에어리얼 이미지를 측정하기 때문에, 포토마스크 패턴상에 존재하는 각종 결함이 웨이퍼상에 미치는 영향을 정확하게 검증할 수 없다.
보다 구체적으로 설명하면, 상기한 종래 기술에 따른 에어리얼 이미지 측정 장치에서는 포토마스크의 크롬 패턴이 형성된 반대측 표면으로부터 포토마스크를 투과하는 빛에 의하여 형성된 에어리얼 이미지만을 측정하므로, 포토마스크의 전면에 걸쳐서 크롬 패턴 위에 코팅된 반사 방지층에서의 반사율의 차이에 따른 영향, 포토마스크상의 결함을 수정한 후에 수정 부분 또는 그 인접 부분에 남아 있는 크롬 입자 또는 이온 빔을 이용하여 크롬을 제거한 경우에 이온 빔 소스인 갈륨에 의해 야기되는 영향, 포토마스크상의 결함을 제거한 후에 포토마스크상에 발생된 손상 부분에 의한 영향, 포토마스크상에 형성된 크롬 패턴층의 두께 차이에 따른 영향, 포토마스크상에 형성된 크롬 패턴층 위에 존재하는 유동성 또는 비유동성 파티클이나 기타 공정중에 발생되는 유기물 등의 오염 물질에 따른 영향 등을 검증하는 것이 불가능하다.
본 발명의 목적은 포토마스크상의 각종 결함에 따른 영향을 검증하기 위하여 포토마스크의 투과광에 의한 에어리얼 이미지 뿐 만 아니라 반사광에 의한 에어리얼 이미지를 형성할 수 있는 에어리얼 이미지 측정 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 포토마스크상에 존재할 수 있는 각종 결함중 어떠한 결함에 의한 영향도 충분히 검증할 수 있는 에어리얼 이미지 측정 방법을 제공하는 것이다.
도 1은 종래 기술에 따른 에어리얼 이미지 측정 장치의 구성을 개략적을 도시한 것이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 에어리얼 이미지 측정 장치의 구성을 개략적으로 도시한 것이다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 에어리얼 이미지 측정 장치의 구성을 개략적으로 도시한 것이다.
도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명
100A : 투과광 경로, 100B : 반사광 경로
102 : 광원, 104 : 전동 필터
106 : 조명측 조리개, 108 : 시야 조리개
110 : 집광 렌즈, 112 : 대물 렌즈
114 : 튜브 렌즈, 115 : CCD 카메라
116 : 7X 확대 투영 렌즈, 120 : 상측 조리개
122 : 보조 렌즈, 130 : CCD 카메라
140 : AIMS, 150 : 포토마스크
152 : 크롬 패턴, 160 : 빔 스플리터
162 : 반사경, 170A, 170B : 온/오프 블링커
190 : 반사 시스템
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 포토마스크상의 결함에 따른 영향을 검증하기 위하여, 광원으로부터 상기 포토마스크를 투과한 투과광에 의거하여 형성된 에어리얼 이미지를 측정하는 에어리얼 이미지 측정 장치에 있어서, 상기 광원으로부터의 빛을 상기 포토마스크의 크롬 패턴이 형성된 표면에 조사하여 반사광을 형성시키는 반사 시스템을 포함하는 것을 특징으로 하는 에어리얼 이미지 측정 장치를 제공한다.
바람직하게는, 상기 반사 시스템은 상기 광원으로부터의 빛을 상기 투과광이 형성되는 투과광 경로와, 상기 반사광이 형성되는 반사광 경로로 분할하는 빔 스플리터와, 상기 반사광 경로에 따라 전달된 빛이 상기 포토마스크의 크롬 패턴이 형성된 표면에 조사되도록 빛의 경로를 전환시키는 반사경을 포함한다.
또한 바람직하게는, 상기 투과광 경로 및 반사광 경로에는 각각 상기 투과광 경로 및 반사광 경로로 전달되는 빛을 선택적으로 차단 또는 통과시킬 수 있는 온/오프 수단이 설치된다.
또한 바람직하게는, 상기 광원은 DUV(Deep Ultraviolet) 또는 i-라인 광원이다.
또한 본 발명은, 포토마스크상의 결함에 따른 영향을 검증하기 위하여, 제1 광원으로부터 상기 포토마스크를 투과한 투과광에 의거하여 형성된 에어리얼 이미지를 측정하는 에어리얼 이미지 측정 장치에 있어서, 제2 광원으로부터의 빛을 상기 포토마스크의 크롬 패턴이 형성된 표면에 조사하여 반사광을 형성시키는 반사 시스템을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 에어리얼 이미지 측정 장치를 제공한다.
바람직하게는, 상기 반사 시스템은 상기 제2 광원으로부터의 빛을 상기 포토마스크의 크롬 패턴이 형성된 표면에 조사되도록 빛의 경로를 전환시키는 반사경을 포함하고, 상기 제2 광원과 반사경 사이에는 상기 제2 광원으로부터 전달되는 빛을 선택적으로 차단 또는 통과시킬 수 있는 온/오프 수단과, NA(Numerical Aperture) 및 코히런시(coherency)를 조절할 수 있는 조리개가 설치된다. 상기 제1 광원 및 제2 광원은 DUV 또는 i-라인 광원인 것이 바람직하다.
상기 다른 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 적어도 1개의 광원으로부터 포토마스크를 거친 광에 의거하여 형성된 에어리얼 이미지 측정 방법에 있어서, 상기 광원중 제1 광원으로부터 상기 포토마스크의 크롬 패턴이 형성된 반대측 표면으로 조사되어 상기 포토마스크를 투과한 투과광과, 상기 광원중 제2 광원으로부터 상기 포토마스크의 크롬 패턴이 형성된 표면으로 조사되어 상기 포토마스크에서 반사된 반사광중 하나의 광을 선택하는 단계와, 상기 선택된 광에 의거하여 에어리얼 이미지를 형성하는 단계와, 상기 에어리얼 이미지를 검사하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 에어리얼 이미지 측정 방법을 제공한다.
상기 광원은 1개로 구성하여 상기 제1 광원 및 제2 광원을 동일 광원으로 하는 것이 가능하다. 또는, 상기 광원을 2개로 구성하여 상기 제1 광원 및 제2 광원을 서로 다른 광원으로 할 수도 있다.
다음에, 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 첨부 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 에어리얼 이미지 측정 장치의 구성을 개략적으로 도시한 것이다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 에어리얼 이미지 측정 장치는 포토마스크(150)상의 각종 결함에 따른 영향을 검증하기 위하여, 광원(102)으로부터 상기 포토마스크(150)를 투과한 투과광에 의거하여 형성된 에어리얼 이미지를 측정하는 에어리얼 이미지 측정 장치에 있어서, 상기 포토마스크(150)의 크롬 패턴(152)이 형성된 표면으로부터 반사된 반사광에 의거하여 에어리얼 이미지를 형성하기 위하여 상기 광원(102)으로부터의 빛을 상기 포토마스크(150)의 크롬 패턴(152)이 형성된 표면에 조사하여 반사광을 형성시키는 반사 시스템(190)을 더 포함한다.
바람직하게는, 상기 반사 시스템(190)은 상기 광원(102)으로부터의 빛을 상기 투과광이 형성되는 투과광 경로(100A)와 상기 반사광이 형성되는 반사광 경로(100B)로 분할하는 빔 스플리터(160)와, 상기 반사광 경로(100B)에 따라 전달된 빛이 상기 포토마스크(150)의 크롬 패턴(152)이 형성된 표면에 조사되도록 빛의 경로를 전환시키는 반사경(162)을 포함한다.
또한, 상기 투과광 경로(100A) 및 반사광 경로(100B)에는 각각 상기 투과광 경로(100A) 및 반사광 경로(100B)로 전달되는 빛을 선택적으로 차단 또는 통과시킬 수 있는 온/오프 수단, 예를 들면 온/오프 블링커(blinker)(170A, 170B)가 설치되어 있다. 따라서, 상기 온/오프 블링커(170A, 170B)의 온/오프 상태에 따라 상기 투과광 경로(100A) 및 반사광 경로(100B)로 전달되는 빛을 차단 또는 통과시킬 수 있다. 따라서, 투과광에 의한 에어리얼 이미지 또는 반사광에 의한 에어리얼 이미지를 선택적으로 형성할 수 있다.
보다 구체적으로 설명하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 에어리얼 이미지 측정 장치에서는 예를 들면 DUV 또는 i-라인 광원(102)과, 상기 광원(102)으로부터의 빛을 투과광 경로(100A)와 반사광 경로(100B)로 분할하는 빔 스플리터(160)를 갖추고 있다. 상기 광원(102)과 빔 스플리터(160) 사이에는 통상의 경우에서와 같이 상기 광원(102)으로부터 조사되는 빛의 파장에 맞는 필터를 갖춘 전동 필터(104)와, NA 및 코히런시를 조절할 수 있는 조명측 조리개(106)가 설치되어 있다.
상기 투과광 경로(100A)에는 시야 조리개(108)를 통과한 빛을 집광하여 포토마스크(150)의 크롬 패턴(152)이 형성된 반대측 표면으로 빛을 보내는 집광 렌즈(110)가 설치되어 있다. 상기 반사광 경로(100B)에 따라 전달된 빛은 상기 반사경(162)에 의하여 상기 포토마스크(150)의 크롬 패턴(152)이 형성된 표면에 조사된다. 이와 같이 반사광 경로(100B)를 따라서 포토마스크(150)상에 조사된 빛의 반사광과, 상기 투과광 경로(100A)를 따라서 포토마스크(150)를 투과한 투과광은 대물 렌즈(112), 튜브 렌즈(114), 7X 확대 투영 렌즈(116) 및 상측 조리개(120)를 거쳐서 CCD 카메라(130)와 AIMS(140)에 전달된다. 따라서, CCD 카메라(130)에서는 상기 투과광 경로(100A)를 따라 진행하여 상기 포토마스크(150)를 투과한 투과광 뿐 만 아니라 상기 반사광 경로(100B)를 따라 진행하여 상기 포토마스크(150)의 표면으로부터 반사된 반사광까지도 전기적인 신호로 변환하여 에어리얼 이미지를 형성시키고, 이를 상기 AIMS(140)에서 측정하게 된다.
상기 상측 조리개(120)와 CCD 카메라(130) 사이에는 NA 및 코히런시의 관찰을 가능하게 하는 보조 렌즈(122)가 설치되어 있고, 또한 상기 대물 렌즈(112)를 통과하여 상기 튜브 렌즈(114)에서 결상된 빛을 모니터와 같은 보조 출력기(도시 생략)를 사용하여 관찰할 수 있도록 가시광 관찰용 CCD 카메라(115)가 설치될 수 있다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 에어리얼 이미지 측정 장치의 구성을 개략적으로 도시한 것이다.
도 3에 도시한 실시예는 도 2를 참조하여 설명한 실시예에서와 대체로 동일하며, 따라서 도 3에 있어서 각 부분중 도 2의 부분에 대응하는 부분에 대하여는 도 2에서 사용한 참조 부호에 100을 더한 것에 해당하는 참조 부호를 사용하여 표시하고, 그 상세한 설명은 생략한다.
단, 도 3에 도시한 본 발명의 다른 실시예에 따른 에어리얼 이미지 측정 장치에서는 포토마스크(250)의 크롬 패턴(252)이 형성된 표면으로부터 반사된 반사광에 의거하여 에어리얼 이미지를 형성하기 위한 반사 시스템(290)에서 별도로 설치한 추가 광원(202')을 사용하고, 상기 추가 광원(202')으로부터의 빛을 상기 포토마스크(250)의 크롬 패턴(252)이 형성된 표면에 조사한다. 따라서, 본 실시예에서는 도 2의 실시예에서와 같은 빔 스플리터(160)를 설치할 필요가 없다. 그 대신 상기 추가 광원(202')과 반사경(262) 사이에는 상기 추가 광원(202')으로부터 반사광 경로(200B)로 전달되는 빛을 선택적으로 차단 또는 통과시킬 수 있는 온/오프 블링커(270B)와, NA 및 코히런시를 조절할 수 있는 조명측 조리개(206')가 설치되어 있다.
상기한 바와 같은 구성을 갖춘 본 발명에 따른 에어리얼 이미지 측정 장치를 사용하여 적어도 1개의 광원으로부터 포토마스크를 거친 광에 의거하여 형성된 에어리얼 이미지를 측정할 때에는, 상기 광원중 제1 광원으로부터 상기 포토마스크의 크롬 패턴이 형성된 반대측 표면으로 조사되어 상기 포토마스크를 투과한 투과광과, 상기 광원중 제2 광원으로부터 상기 포토마스크의 크롬 패턴이 형성된 표면으로 조사되어 상기 포토마스크에서 반사된 반사광중 하나의 광을 선택하고, 상기 선택된 광에 의거하여 에어리얼 이미지를 형성하고, 상기 에어리얼 이미지를 검사함으로써, 포토마스크상의 각종 결함이 웨이퍼에 미치는 영향을 검증하게 된다.
상기한 바와 같은 본 발명의 바람직한 실시예에 의하면, 포토마스크상의 각종 결함에 따른 영향을 검증하기 위하여 포토마스크의 투과광에 의한 에어리얼 이미지 뿐 만 아니라 반사광에 의한 에어리얼 이미지를 측정할 수 있으므로, 포토마스크상의 어떠한 결함에 대하여도 그 영향을 정확하게 검증할 수 있으며, 또한 포토마스크상에서 허용 가능한 결함의 수준을 판단할 수 있는 잇점이 있다.
이상, 본 발명을 바람직한 실시예를 들어 상세하게 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시예에 한정되지 않고, 본 발명의 기술적 사상의 범위 내에서 당 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 여러가지 변형이 가능하다.
Claims (13)
- 포토마스크상의 결함에 따른 영향을 검증하기 위하여, 광원으로부터 상기 포토마스크를 투과한 투과광에 의거하여 형성된 에어리얼 이미지를 측정하는 에어리얼 이미지 측정 장치에 있어서,상기 광원으로부터의 빛을 상기 포토마스크의 크롬 패턴이 형성된 표면에 조사하여 반사광을 형성시키는 반사 시스템을 포함하는 것을 특징으로 하는 에어리얼 이미지 측정 장치.
- 제1항에 있어서, 상기 반사 시스템은상기 광원으로부터의 빛을 상기 투과광이 형성되는 투과광 경로와, 상기 반사광이 형성되는 반사광 경로로 분할하는 빔 스플리터와,상기 반사광 경로에 따라 전달된 빛이 상기 포토마스크의 크롬 패턴이 형성된 표면에 조사되도록 빛의 경로를 전환시키는 반사경을 포함하는 것을 특징으로 하는 에어리얼 이미지 측정 장치.
- 제1항에 있어서, 상기 투과광 경로 및 반사광 경로에는 각각 상기 투과광 경로 및 반사광 경로로 전달되는 빛을 선택적으로 차단 또는 통과시킬 수 있는 온/오프 수단이 설치된 것을 특징으로 하는 에어리얼 이미지 측정 장치.
- 제1항에 있어서, 상기 광원은 DUV(Deep Ultraviolet) 또는 i-라인 광원인 것을 특징으로 하는 에어리얼 이미지 측정 장치.
- 포토마스크상의 결함에 따른 영향을 검증하기 위하여, 제1 광원으로부터 상기 포토마스크를 투과한 투과광에 의거하여 형성된 에어리얼 이미지를 측정하는 에어리얼 이미지 측정 장치에 있어서,제2 광원으로부터의 빛을 상기 포토마스크의 크롬 패턴이 형성된 표면에 조사하여 반사광을 형성시키는 반사 시스템을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 에어리얼 이미지 측정 장치.
- 제5항에 있어서, 상기 반사 시스템은 상기 제2 광원으로부터의 빛을 상기 포토마스크의 크롬 패턴이 형성된 표면에 조사되도록 빛의 경로를 전환시키는 반사경을 포함하는 것을 특징으로 하는 에어리얼 이미지 측정 장치.
- 제6항에 있어서, 상기 제2 광원과 반사경 사이에는 상기 제2 광원으로부터 전달되는 빛을 선택적으로 차단 또는 통과시킬 수 있는 온/오프 수단이 설치된 것을 특징으로 하는 에어리얼 이미지 측정 장치.
- 제7항에 있어서, 상기 제2 광원과 반사경 사이에는 NA(Numerical Aperture) 및 코히런시(coherency)를 조절할 수 있는 조리개가 더 설치된 것을 특징으로 하는 에어리얼 이미지 측정 장치.
- 제5항에 있어서, 상기 제1 광원 및 제2 광원은 DUV 또는 i-라인 광원인 것을 특징으로 하는 에어리얼 이미지 측정 장치.
- 적어도 1개의 광원으로부터 포토마스크를 거친 광에 의거하여 형성된 에어리얼 이미지 측정 방법에 있어서,상기 광원중 제1 광원으로부터 상기 포토마스크의 크롬 패턴이 형성된 반대측 표면으로 조사되어 상기 포토마스크를 투과한 투과광과, 상기 광원중 제2 광원으로부터 상기 포토마스크의 크롬 패턴이 형성된 표면으로 조사되어 상기 포토마스크에서 반사된 반사광중 하나의 광을 선택하는 단계와,상기 선택된 광에 의거하여 에어리얼 이미지를 형성하는 단계와,상기 에어리얼 이미지를 검사하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 에어리얼 이미지 측정 방법.
- 제10항에 있어서, 상기 광원은 1개로 구성되고, 상기 제1 광원 및 제2 광원은 동일 광원인 것을 특징으로 하는 에어리얼 이미지 측정 방법.
- 제10항에 있어서, 상기 광원은 2개로 구성되고, 상기 제1 광원 및 제2 광원은 서로 다른 광원인 것을 특징으로 하는 에어리얼 이미지 측정 방법.
- 제10항에 있어서, 상기 광원으로서 DUV 또는 i-라인 광원을 사용하는 것을 특징으로 하는 에어리얼 이미지 측정 방법.
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