KR100886897B1 - System and method for characterizing optical systems using holographic reticles - Google Patents

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Abstract

본 발명에 따르면, 광학 시스템의 특성 평가는 소정 영역의 이미지 공간 내의 이미지 데이터를 얻음으로써 단일 취득 단계로 신속하고 용이하게 얻어진다. 레티클 및 이미지 평면은 주기성 패턴 또는 회절 격자를 포함하는 복수개의 특징 패턴 세트가 위에 형성된 레티클이 초점 깊이를 포함하는 소정 영역의 공간에 이미징되도록 서로 경사지게 위치된다. 계측 툴은 광학 시스템의 이미징 특성을 결정하기 위해 단일의 단계 또는 노광으로 초점 깊이를 통해 소정 영역의 공간에서 검출되거나 기록된 이미지를 분석하는 데 사용된다. 따라서, 초점, 상면 만곡, 비점 수차, 구면 수차, 코마 및/또는 초점 평면 편차가 결정될 수 있다. 본 발명은 특히 반도체 제조와 그에 사용되는 포토리소그래픽 기술에 적용 가능하고, 극적으로 증가된 데이터 품질과 전체 매개 변수 공간의 연속적인 포괄 범위로 단일 노광으로 광학 시스템의 특성을 신속하게 평가할 수 있다. 실시예에서, 시험 레티클은 2개 이상의 광학 복사선을 간섭시킴으로써 홀로그래픽 방식으로 제조된다. 발생된 간섭 패턴은 레티클 상에 기록되고, 광학 시스템을 시험하는 데 사용된다. 홀로그래픽 간섭 패턴의 기하학적 형상은 간섭 광선의 특성에 의해 엄격하게 제어되어, 종래의 레티클 기록 기술보다 정확하다.According to the present invention, the characteristic evaluation of the optical system is obtained quickly and easily in a single acquisition step by obtaining image data in the image space of a predetermined area. The reticle and image plane are positioned inclined to each other such that a plurality of feature pattern sets comprising a periodic pattern or a diffraction grating are imaged in a space of a predetermined region including a focal depth. The metrology tool is used to analyze the detected or recorded image in the space of a given area through the depth of focus in a single step or exposure to determine the imaging characteristics of the optical system. Thus, focal, top curvature, astigmatism, spherical aberration, coma and / or focal plane deviation can be determined. The invention is particularly applicable to semiconductor fabrication and the photolithographic techniques used therein, and allows rapid evaluation of the characteristics of an optical system with a single exposure with dramatically increased data quality and a continuous coverage of the entire parameter space. In an embodiment, the test reticle is manufactured in a holographic manner by interfering two or more optical radiations. The generated interference pattern is recorded on the reticle and used to test the optical system. The geometry of the holographic interference pattern is tightly controlled by the characteristics of the interfering rays, which is more accurate than conventional reticle recording techniques.

광학 시스템의 특성 평가, 레티클, 단일 노광, 광학 복사선, 홀로그래픽 간섭 패턴Characterization of optical systems, reticles, single exposure, optical radiation, holographic interference patterns

Description

홀로그래픽 레티클을 사용하여 광학 시스템의 특성을 평가하는 시스템 및 방법{SYSTEM AND METHOD FOR CHARACTERIZING OPTICAL SYSTEMS USING HOLOGRAPHIC RETICLES}SYSTEM AND METHOD FOR CHARACTERIZING OPTICAL SYSTEMS USING HOLOGRAPHIC RETICLES}

본 발명은 광학 시스템의 특성을 평가하는 것에 관한 것으로, 특히 홀로그래픽 방식으로 제조된 레티클(holographically produced reticle)을 사용하여 초점(focus), 상면 만곡(field curvature), 비점 수차(astigmatism), 구면 수차 (spherical), 코마(coma) 및/또는 초점 평면 편차(focus plane deviation)를 포함하는 광학 시스템의 신속하고 정밀한 특성 평가에 관한 것이다.FIELD OF THE INVENTION The present invention relates to evaluating the characteristics of an optical system, in particular focusing, field curvature, astigmatism, spherical aberration using holographically produced reticles. A rapid and precise characterization of an optical system, including spherical, coma and / or focus plane deviations.

포토리소그래피(photolithography)는 흔히 반도체 소자 및 다른 전자 장비의 제조에 사용된다. 포토리소그래피에서, 고품질의 투사 광학 장치(projection optic)는 흔히 리지스트(resist)로 덮인 웨이퍼 등의 감광성 기판 상으로 레티클 상의 특징 패턴(feature)을 이미징(묘화)하는 데 사용된다. 재현되기를 원하는 특징 패턴의 크기가 지속적으로 작아짐에 따라, 광학 시스템 또는 투사 광학 장치는 이미지 품질을 위해 계속적으로 유지 보수되고 확인되어야 한다.Photolithography is often used in the manufacture of semiconductor devices and other electronic equipment. In photolithography, high quality projection optics are often used to image (draw) features on a reticle onto a photosensitive substrate, such as a wafer covered with a resist. As the size of the feature pattern desired to be reproduced continues to decrease, the optical system or projection optics must be constantly maintained and verified for image quality.

흔히, 광학 시스템 또는 투사 광학 장치의 성능은 시간이 걸리는 기술 없이는 얻기는 곤란하다. 일반적으로, 이미지 필드의 상이한 위치에서 그리고 상이한 초점 깊이에서 감광성 기판의 다수회의 노광이 광학 시스템의 특성을 평가하기 위해서 필요하다. 그러면, 광학 시스템은 다수회로 처리된 이미지의 검사로부터 얻어진 정보를 수집함으로써 특성이 평가된다. 다수회의 노광과 이에 대응하여 처리된 이미지는 각각 순차적으로 취득된다. 결국, 측정 중에 광학 시스템의 매개 변수에 대한 초점 에러, 스캔 에러 및 일시적 변동이 혼합된다.Often, the performance of optical systems or projection optics is difficult to obtain without time-consuming techniques. In general, multiple exposures of the photosensitive substrate at different locations in the image field and at different depths of focus are necessary to evaluate the properties of the optical system. The optical system then evaluates the characteristics by collecting information obtained from inspection of the multi-processed image. Multiple exposures and correspondingly processed images are each acquired sequentially. As a result, focus errors, scan errors, and transient variations on the parameters of the optical system during the measurement are mixed.

스캔 및 초점 에러의 경우에, 노이즈가 데이터 내로 도입된다. 일시적 변동의 경우에, 유효 데이터가 회복 불가능하다. 부가적으로, 데이터는 매개 변수 범위에 걸쳐 연속적이라기 보다는 이산적으로 추출된다. 결국, 양자화 에러 (quantization error)가 인접한 샘플들 사이에 있는 데이터 수치의 평가로부터 발생한다.In the case of scan and focus errors, noise is introduced into the data. In the case of a temporary change, valid data is not recoverable. In addition, data is extracted discretely rather than continuously across a range of parameters. As a result, a quantization error arises from the evaluation of data values between adjacent samples.

크기가 감소된 특징 패턴을 이미징할 수 있는 투사 광학 장치의 증가하는 제조 용량(throughput) 및 성능 요건에 대한 요구에 따라, 광학 시스템의 특성을 평가하는 데 사용되는 장치 및 방법을 개선할 필요성이 존재한다. 또한, 광학 시스템의 성능의 특성을 신속하고 용이하게 평가하는 데 사용될 수 있으며 다수회의 노광 및 다수개의 이미지의 처리를 수행할 필요 없이 동시에 얻어지고 처리되는 고정밀 데이터 또는 정보를 신속하며 용이하게 제공하는 장치 및 방법을 개발할 필요성이 존재한다.In response to the increasing manufacturing throughput and performance requirements of projection optics capable of imaging reduced feature patterns, there is a need to improve the apparatus and methods used to evaluate the characteristics of optical systems. do. It is also a device that can be used to quickly and easily evaluate the characteristics of the performance of an optical system and provide fast and easy high-precision data or information obtained and processed simultaneously without the need to perform multiple exposures and processing of multiple images. And the need to develop a method.

본 발명은 비교적 단시간 동안에 또는 단일 노광으로 소정 영역의 공간을 사용함으로써 광학 시스템의 특성 평가 정보를 동시에 얻는 방법 및 장치를 포함한 다. 상이한 배향, 크기 및 라인 형태의 복수개의 특징 패턴을 갖는 시험 레티클은 특성이 평가될 광학 시스템으로 이미징된다. 레티클이 위치되는 물체 평면 또는 특성 평가 데이터가 얻어지는 이미지 평면 중 하나는 대응하는 3차원 영역의 공간 내에서 경사져 있거나 소정 각도로 위치된다. 복수개의 특징 패턴을 갖는 레티클은 특성이 평가될 광학 시스템으로 이미징된다. 이와 같이, 소정 영역의 공간 내에서, 초점 깊이를 통해, 초점을 통한 특징 패턴 품질의 포락선(envelope)이 얻어진다. 이러한 특징 패턴 품질의 포락선은 레티클 평면에 대해 경사진 평면에서 레티클의 이미지 데이터를 취득함으로써 동시에 얻어진다. 레티클의 발생된 이미지와 대응하는 특징 패턴은 간섭 툴(tool)을 포함할 수도 있는 계측 기술(metrology technique)로 분석되어, 광학 시스템의 특성을 얻는다. 얻을 수 있는 광학 시스템의 특성은 초점, 상면 만곡, 비점 수차, 코마, 왜곡, 텔리센트리서티 (telecentricity) 및/또는 초점 평면 편차; 및 구면 수차와 간섭의 변동에 대한 정보를 포함한다.The present invention includes a method and apparatus for simultaneously acquiring characteristic evaluation information of an optical system by using a predetermined area of space for a relatively short time or with a single exposure. Test reticles having a plurality of feature patterns of different orientations, sizes, and line shapes are imaged with an optical system whose properties are to be evaluated. The object plane on which the reticle is located or one of the image planes from which the characteristic evaluation data is obtained is inclined or positioned at an angle in the space of the corresponding three-dimensional area. Reticles having a plurality of feature patterns are imaged with an optical system whose properties are to be evaluated. In this way, within the space of the predetermined region, an envelope of the characteristic pattern quality through the focus is obtained through the depth of focus. This feature pattern quality envelope is obtained simultaneously by acquiring image data of the reticle in a plane inclined with respect to the reticle plane. The characteristic pattern corresponding to the generated image of the reticle is analyzed with a metrology technique, which may include an interference tool, to obtain the characteristics of the optical system. The characteristics of the optical system obtainable include focus, top curvature, astigmatism, coma, distortion, telecentricity and / or focal plane deviations; And information about variation in spherical aberration and interference.

실시예에서, 상기된 시험 레티클은 홀로그래픽 방식으로 제조된다. 구체적으로, 홀로그래픽 레티클은 주기성 간섭 패턴(들)을 갖는 간섭 영역을 발생시키도록 2개 이상의 광학 복사선을 간섭시킴으로써 제조된다. 간섭 패턴은 사진 필름(photographic film), 포토 리지스트 등의 다양한 기록 기술 중 임의의 것을 사용하여 레티클 블랭크(reticle blank) 상에 기록된다. 주기성 간섭 패턴의 기하학적 형상은 간섭 광학 비임의 특성에 의해 엄격하게 제어된다. 구체적으로, 기하학적 형상은 광선의 파장, 파면 변동(wavefront variation) 및 노광 장치(즉, 간섭 전후의 광학 복사선의 상대적인 각도)의 기하학적 형상에 의해 제어된다. 이들 인자는 모두 일련으로 기록되는 e-빔(e-beam) 또는 레이저 기록 툴보다 훨씬 정밀하게 제어될 수 있다. 부가적으로, 훨씬 큰 레티클 영역이 홀로그래픽 패터닝을 사용하여 단일의 시도로 기록될 수 있다. 이와 같이, 서브 필드(sub-filed)를 서로 결합함으로써 발생하는 기록 에러가 완전히 회피된다.In an embodiment, the test reticle described above is manufactured in a holographic manner. Specifically, holographic reticles are produced by interfering two or more optical radiations to generate an interference region having periodic interference pattern (s). The interference pattern is recorded on a reticle blank using any of a variety of recording techniques such as photographic film, photoresist and the like. The geometry of the periodic interference pattern is tightly controlled by the nature of the interfering optical beam. Specifically, the geometry is controlled by the wavelength of the light beam, the wavefront variation and the geometry of the exposure apparatus (ie, the relative angle of the optical radiation before and after the interference). These factors can all be controlled more precisely than e-beam or laser recording tools that are recorded in series. In addition, much larger reticle regions can be recorded in a single attempt using holographic patterning. In this way, writing errors caused by combining sub-fields with each other are completely avoided.

따라서, 본 발명의 장점은 광학 시스템이 신속하게 그리고 단일의 노광 또는 이미징 작업으로 특성이 평가된다는 것이다.Thus, an advantage of the present invention is that the optical system is characterized quickly and in a single exposure or imaging operation.

본 발명의 장점은 광학 시스템의 특성 평가에 필요한 데이터가 신속하게 취득된다는 것이다.An advantage of the present invention is that the data necessary for the evaluation of the characteristics of the optical system is obtained quickly.

본 발명의 다른 장점은 종래 기술과 관련된 초점, 스캔 및 일시적 에러에 대해 둔감한 데이터가 신속하게 취득된다는 것이다.Another advantage of the present invention is that data insensitive to focus, scan and transient errors associated with the prior art is obtained quickly.

본 발명의 장점은 레티클 기록 에러가 e-빔 또는 레이저 레티클 기록 툴에 비해 시험 레티클을 홀로그래픽 방식으로 패터닝함으로써 감소되거나 제거된다는 것이다.An advantage of the present invention is that the reticle writing error is reduced or eliminated by holographically patterning the test reticle as compared to an e-beam or laser reticle recording tool.

본 발명의 장점은 홀로그래픽 방식으로 패터닝된 레티클이 기존의 레티클 기록 툴보다 훨씬 작은 선폭을 인쇄할 수 있다는 것이다.An advantage of the present invention is that holographically patterned reticles can print a much smaller linewidth than conventional reticle recording tools.

본 발명의 장점은 주기성 회절 격자(grating)에 대한 피치 균일성이 시험 레티클을 홀로그래픽 방식으로 패터닝함으로써 엄격하게 제어될 수 있다는 것이다. 예컨대, 처핑된(chirped) 또는 연속 가변형 피치 패턴이 상당한 정확도로 발생될 수 있다. 이는 정확하게 제어된 연속적인 라인 크기, 라인 배향 및 패턴 피치에 대한 광학 시스템 성능의 검사를 제공한다.An advantage of the present invention is that pitch uniformity for periodic diffraction gratings can be tightly controlled by holographically patterning test reticles. For example, chirped or continuously variable pitch patterns can be generated with significant accuracy. This provides an inspection of the optical system performance for precisely controlled continuous line size, line orientation and pattern pitch.

본 발명의 장점은 주기성 구조의 위상 편이(phase shift)가 정밀하게 제어될 수 있다는 것이다. 위상 편이 구조는 이미지 평면에서 특징 패턴의 편이를 발생시키는 독특한 광학 수차의 특성 평가에서 중요하다.An advantage of the present invention is that the phase shift of the periodic structure can be precisely controlled. The phase shift structure is important in the evaluation of the characteristics of the unique optical aberrations that cause the shift of the feature pattern in the image plane.

본 발명의 특징은 정보 또는 데이터가 소정 영역의 이미지 공간 전체에 걸쳐 얻어진다는 것이다.It is a feature of the present invention that information or data is obtained over the entire image space of a given area.

본 발명의 다른 특징은 레티클이 이미지 공간에서 데이터를 취득하는 평면과 상이한 평면에 있다는 것이다.Another feature of the invention is that the reticle is in a different plane than the plane from which the data is acquired in image space.

본 발명의 다른 특징은 레티클 및/또는 이미지 평면 인터셉터(interceptor)로부터의 수직선이 광학 시스템의 축과 동일 선상에 있지 않다는 것이다.Another feature of the invention is that the vertical line from the reticle and / or image plane interceptor is not collinear with the axis of the optical system.

이들 및 다른 목적, 장점 및 특징은 다음의 상세한 설명을 고려하면 용이하게 명백해질 것이다.These and other objects, advantages and features will be readily apparent upon consideration of the following detailed description.

여기에 합체되어 명세서의 일부를 형성하는 첨부 도면은 본 발명을 도시하고 있고, 그 설명과 더불어, 본 발명의 원리를 설명하며 당업자가 본 발명을 실시할 수 있게 하는 역할도 추가로 한다.The accompanying drawings, which are incorporated herein and form part of the specification, illustrate the invention, and together with the description, illustrate the principles of the invention and further serve to enable those skilled in the art to practice the invention.

도1a는 포토리소그래픽 시스템의 개략도이다.1A is a schematic diagram of a photolithographic system.

도1b는 복조 장치(24)를 구비한 포토리소그래픽 시스템의 개략도이다.1B is a schematic diagram of a photolithographic system having a demodulation device 24.

도2는 레티클 또는 물체 공간의 사시도이다.2 is a perspective view of a reticle or object space.

도3은 감광성 기판 또는 이미지 공간의 사시도이다. 3 is a perspective view of a photosensitive substrate or image space.                 

도4는 복수개의 주기성 구조 또는 패턴이 위에 형성된 시험 레티클을 도시하는 평면도이다.4 is a plan view showing a test reticle having a plurality of periodic structures or patterns formed thereon.

도5a는 하나의 형태의 회절 격자 또는 주기성 패턴이나 구조를 도시하는 평면도이다.5A is a plan view showing one type of diffraction grating or periodic pattern or structure.

도5b는 다른 형태의 회절 격자 또는 주기성 패턴이나 구조를 도시하는 평면도이다.Fig. 5B is a plan view showing another form of diffraction grating or periodic pattern or structure.

도6은 광학 시스템의 특성을 평가하는 데 사용되는 데이터의 취득을 개략적으로 도시하고 있다.6 schematically illustrates the acquisition of data used to evaluate the characteristics of an optical system.

도7은 본 발명의 일 실시예의 고수준 방법의 단계를 도시하는 블록도이다.Figure 7 is a block diagram illustrating the steps of the high level method of one embodiment of the present invention.

도8a는 소정 영역의 공간을 개략적으로 도시하고 있다.8A schematically shows a space of a predetermined area.

도8b는 감광성 기판 상에 형성되는 이미지의 개략 평면도이다.8B is a schematic plan view of an image formed on a photosensitive substrate.

도9a는 레티클 상의 패턴의 일부의 일 실시예의 개략 평면도이다.9A is a schematic plan view of one embodiment of a portion of a pattern on a reticle.

도9b는 도9a에 도시된 실시예에 기초하여 비점 수차의 검출을 도시하는 개략 사시도이다.9B is a schematic perspective view showing detection of astigmatism based on the embodiment shown in FIG. 9A.

도10a는 레티클을 도시하는 개략 평면도이다.10A is a schematic plan view illustrating the reticle.

도10b는 레티클 패턴의 일부를 도시하는 개략 평면도이다.Fig. 10B is a schematic plan view showing a part of the reticle pattern.

도11a는 레티클 상의 패턴의 일부의 다른 실시예의 개략 평면도이다.11A is a schematic plan view of another embodiment of a portion of a pattern on a reticle.

도11b는 도11a에 도시된 실시예에 기초하여 비점 수차의 검출을 도시하는 개략 사시도이다.FIG. 11B is a schematic perspective view showing detection of astigmatism based on the embodiment shown in FIG. 11A. FIG.

도12는 구면 수차를 검출하는 데 사용되는 레티클 패턴의 일부를 도시하는 개략 평면도이다.12 is a schematic plan view showing a portion of a reticle pattern used to detect spherical aberration.

도13은 광학 시스템의 특성을 평가하는 데 사용되는 상이한 수차들을 검출하기 위한 상이한 특징 패턴 세트 또는 패턴 부분으로 분할된 레티클을 도시하는 개략 평면도이다.13 is a schematic plan view showing a reticle divided into different feature pattern sets or pattern portions for detecting different aberrations used to evaluate the characteristics of the optical system.

도14는 본 발명의 일 실시예에서 광학 시스템의 왜곡 또는 수차의 검출을 도시하는 간섭계 지도(interferometer map)의 그래프의 사시도이다.Figure 14 is a perspective view of a graph of an interferometer map illustrating the detection of distortion or aberration of an optical system in one embodiment of the present invention.

도15는 본 발명의 일 실시예로 검출될 수 있는 상이한 왜곡 또는 수차를 도시하는 그래프이다.Figure 15 is a graph showing different distortions or aberrations that may be detected in one embodiment of the present invention.

도16a 내지 도16d는 도15에 도시된 상이한 왜곡 또는 수차를 그래프의 사시도로 도시하고 있다.16A to 16D show different distortions or aberrations shown in FIG. 15 in a perspective view of the graph.

도17은 광학 시스템의 최적 초점을 얻는 데 사용되는 본 발명의 일 실시예를 도시하는 감광성 기판의 평면도이다.Fig. 17 is a plan view of a photosensitive substrate showing one embodiment of the present invention used to obtain an optimal focus of an optical system.

도18은 본 발명의 일 실시예에서 구면 수차의 검출을 도시하는 그래프이다.18 is a graph showing detection of spherical aberration in one embodiment of the present invention.

도19a는 향상된 이미징을 위한 레티클의 최적 배치를 결정하기 위한 본 발명의 일 실시예를 도시하는 개략 평면도이다.19A is a schematic plan view illustrating one embodiment of the present invention for determining an optimal placement of a reticle for enhanced imaging.

도19b는 도19a에 도시된 본 발명의 일 실시예에 사용되는 레티클의 개략 평면도이다.Fig. 19B is a schematic plan view of the reticle used in one embodiment of the present invention shown in Fig. 19A.

도20은 본 발명의 일 실시예에 따른 홀로그래픽 레티클 기록 시스템을 도시하고 있다.Figure 20 illustrates a holographic reticle recording system according to one embodiment of the present invention.

도21은 본 발명의 일 실시예에 따른 홀로그래픽 레티클을 기록하기 위한 플 로우차트를 도시하고 있다.Figure 21 illustrates a flow chart for recording a holographic reticle according to one embodiment of the present invention.

도22a는 본 발명의 일 실시예에 따른 홀로그래픽 패터닝에 의해 발생되는 2개의 구형 광선 간섭을 도시하고 있다.Figure 22A illustrates two spherical ray interferences caused by holographic patterning in accordance with one embodiment of the present invention.

도22b는 본 발명의 일 실시예에 따른 2개의 구형 광선 간섭에 대한 피치 균일성을 도시하고 있다.Figure 22B illustrates pitch uniformity for two spherical ray interferences in accordance with one embodiment of the present invention.

도23a는 본 발명의 일 실시예에 따른 홀로그래픽 패터닝을 사용하여 처핑된 회절 격자를 발생시키는 시스템을 도시하고 있다.Figure 23A illustrates a system for generating a chirped diffraction grating using holographic patterning in accordance with an embodiment of the present invention.

도23b 내지 도23d는 본 발명의 일 실시예에 따른 홀로그래픽 패터닝에 의해 발생되는 다양한 처핑된 회절 격자를 도시하고 있다.23B-23D illustrate various chirped diffraction gratings generated by holographic patterning according to one embodiment of the invention.

도23e는 원형 윤대판 어레이(zone plate array)를 도시하고 있다.Fig. 23E shows a circular zone plate array.

도23f는 본 발명의 일 실시예에 따른 엇갈린(interlaced) 처핑된 회절 격자를 사용하는 광학 시스템의 초점 결정을 도시하고 있다.Figure 23f illustrates focus determination of an optical system using an interlaced chirped diffraction grating in accordance with an embodiment of the present invention.

도24는 본 발명의 일 실시예에 따라 시험 레티클 상에 홀로그래픽 방식으로 패터닝된 교차형 회절 격자(cross-grating)의 원자력 현미경 사진을 도시하고 있다.Figure 24 shows an atomic force micrograph of a cross-grating holographically patterned pattern on a test reticle in accordance with one embodiment of the present invention.

도25는 본 발명의 일 실시예에 따른 홀로그래픽 패터닝에 의해 발생되는 홀로그래픽 육각형 패턴을 도시하고 있다.Figure 25 illustrates a holographic hexagonal pattern generated by holographic patterning in accordance with an embodiment of the present invention.

도26은 본 발명의 일 실시예에 따른 홀로그래픽 패터닝에 의해 발생되는 다각형 회절 격자를 도시하고 있다.Figure 26 illustrates a polygonal diffraction grating generated by holographic patterning according to one embodiment of the present invention.

도27은 본 발명의 일 실시예에 따른 홀로그래픽 패터닝에 의해 발생되는 윤 대판 어레이를 도시하고 있다.Figure 27 illustrates an array of wheel plates generated by holographic patterning according to one embodiment of the present invention.

도28은 본 발명의 일 실시예에 따른 피치 변화 및 위상 변화를 집합적으로 나타내는 홀로그래픽 방식으로 패터닝된 회절 격자를 도시하고 있다.Figure 28 illustrates a holographic patterned diffraction grating collectively representing pitch changes and phase changes in accordance with one embodiment of the present invention.

도29a는 변하는 듀티 사이클(duty cycle)로 일정한 피치를 갖는 홀로그래픽 패턴을 구비한 레티클을 도시하고 있다.FIG. 29A shows a reticle with a holographic pattern with a constant pitch with varying duty cycles.

도29b 및 도29c는 레티클(2900)의 홀로그래픽 패턴이 형성되는 방식을 도시하고 있다.29B and 29C illustrate how the holographic pattern of the reticle 2900 is formed.

도30은 본 발명의 일 실시예에 따른 홀로그래픽 방식으로 발생되는 회절 격자의 위상 편이를 정확하게 제어하는 위상 제어 시스템을 도시하고 있다.30 illustrates a phase control system for accurately controlling the phase shift of a diffraction grating generated in a holographic manner according to an embodiment of the present invention.

도31은 본 발명의 일 실시예에 따른 정확한 위상 편이 제어부를 갖는 홀로그래픽 레티클 기록 시스템을 도시하고 있다.Figure 31 illustrates a holographic reticle recording system with an accurate phase shift control in accordance with an embodiment of the present invention.

도32는 본 발명의 일 실시예에 따른 홀로그래픽 방식으로 발생되는 회절 격자의 위상 편이를 변경하기 위한 플로우차트(3200)를 도시하고 있다.Figure 32 shows a flowchart 3200 for changing the phase shift of the diffraction grating generated in a holographic manner in accordance with one embodiment of the present invention.

도33은 본 발명의 일 실시예에 따른 간섭도(interferogram)를 도시하고 있다.33 illustrates an interferogram according to an embodiment of the present invention.

도34는 본 발명의 일 실시예에 따른 시험 하의 광학 시스템에 대한 왜곡 대 광학 선폭의 그래프를 도시하고 있다.Figure 34 shows a graph of distortion versus optical linewidth for an optical system under test in accordance with an embodiment of the present invention.

도35a 및 도35b는 부분 간섭이 이미지 오프셋에 영향을 주는 방식을 도시하고 있다.35A and 35B show how partial interference affects the image offset.

도36은 각각의 선폭이 기본 선폭 크기의 정수배가 되도록 선폭의 함수로서 상대적인 이미지 편이의 측정이 다양한 선폭을 구비한 레티클을 사용함으로써 단순화될 수 있는 방식을 도시하고 있다.Figure 36 shows how the measurement of relative image shift as a function of linewidth can be simplified by using a reticle with various linewidths such that each linewidth is an integer multiple of the baseline width size.

동일한 도면 부호는 동일하거나 기능적으로 유사한 요소를 나타내는 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하기로 한다.DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings, wherein like reference numerals represent the same or functionally similar elements.

1. 광학 시스템의 특성 평가1. Characterization of optical system

도1a는 본 발명을 개략적으로 도시하고 있다. 포토리소그래피 시스템(10)이 대체로 도시되어 있다. 광원(illumination source)(12)은 광학 시스템 또는 투사 광학 장치(18)를 통해 감광성 기판 또는 이미지 공간(20) 내의 감광성 기판(22) 상으로 레티클 또는 물체의 공간이나 영역(14) 내에서 레티클(16)의 이미지를 투사하는 데 사용된다. 레티클(16)은 감광성 기판(22)에 대해 경사져 있는 평면 내에 위치된다. 레티클(16) 및 감광성 기판(22)은 각종의 상이한 방식으로 경사져 있을 수도 있다. 바람직하게는, 레티클(16) 또는 웨이퍼(22)의 위치 설정은 레티클(16) 또는 웨이퍼(22)가 광학 시스템 또는 투사 광학 장치(18)의 물체 영역 또는 초점 깊이를 통해 연장하도록 이루어진다. 감광성 기판(22)에 의해 기록되는 이미징 데이터는 광학 시스템 또는 투사 광학 장치(18)의 특성 평가를 가능하게 하는 정보를 제공한다. 초점, 상면 만곡, 비점 수차, 코마 및/또는 초점 평면 편차 등의 이미징 특성과 구면 수차 및 간섭성 변동을 결정하기 위한 정보가 얻어질 수 있다. 초점을 통한 전체 이미지 필드의 이미지 품질은 비교적 단시간 내에 단일의 이미징 또는 노광 작업으로 얻어질 수 있다. 레티클의 전체 이미지는 광학 시스템 또는 투사 광학 장치(18)의 특성을 평가하기 위한 계측 기술로 분석될 수 있다. 이와 같이, 광학 시스템 또는 투사 광학 장치(18)는 x 및 y 필드 방향으로 그리고 z 방향으로의 초점 깊이로 특성이 평가된다. 감광성 기판(22)이 레티클(16)을 통과하는 전자기 복사를 기록하는 방식으로서 지적되었지만, 예컨대 전하 결합 소자(CCD: charge coupled device) 어레이, 위치 감지 검출기(PSD: position sensitive detector) 또는 이와 동등한 검출기와 같은 수광 센서(photoreceptive sensor) 등의 전자기 복사를 검출하기 위한 임의의 장치가 사용될 수도 있다.1a schematically illustrates the invention. Photolithography system 10 is shown generally. An illumination source 12 is via the optical system or projection optics 18 onto the photosensitive substrate or photosensitive substrate 22 in the image space 20 in a reticle or object 14 in the space or area 14 of the reticle. 16) is used to project the image. The reticle 16 is located in a plane that is inclined with respect to the photosensitive substrate 22. The reticle 16 and the photosensitive substrate 22 may be inclined in a variety of different ways. Preferably, the positioning of the reticle 16 or wafer 22 is such that the reticle 16 or wafer 22 extends through the object area or focal depth of the optical system or projection optics 18. Imaging data recorded by the photosensitive substrate 22 provides information that enables the evaluation of the characteristics of the optical system or projection optics 18. Information for determining spherical aberration and coherence variations and imaging characteristics such as focal, top curve, astigmatism, coma and / or focal plane deviation can be obtained. Image quality of the entire image field through focus can be obtained in a single imaging or exposure operation in a relatively short time. The entire image of the reticle can be analyzed with metrology techniques to evaluate the characteristics of the optical system or projection optics 18. As such, the optical system or projection optics 18 is characterized by depth of focus in the x and y field directions and in the z direction. Although the photosensitive substrate 22 has been pointed out as a way of recording electromagnetic radiation through the reticle 16, for example, a charge coupled device (CCD) array, a position sensitive detector (PSD) or an equivalent detector Any device for detecting electromagnetic radiation, such as a photoreceptive sensor, may be used.

대신에, 복조 장치가 간섭 패턴을 발생시키는 데 사용될 수 있다. 도1b는 복조 장치(24)를 구비한 포토리소그래픽 시스템의 개략도이다. 복조 장치(24)는 당업자에게 공지된 바와 같이 복조 레티클, 전기 광학 복조 장치(electro-optic demodulating device), 음향 광학 복조 장치(acousto-optic demodulating device) 또는 다른 복조 장치일 수도 있다.Instead, a demodulation device can be used to generate the interference pattern. 1B is a schematic diagram of a photolithographic system having a demodulation device 24. Demodulation device 24 may be a demodulation reticle, an electro-optic demodulating device, an acoustic-optic demodulating device, or other demodulation device.

간섭 패턴은 광학 수차를 검출하고 실시간으로 포토리소그래픽 시스템(10)에 대한 조정을 지원하기 위해 시각적으로 관찰될 수 있다는 점에서 유리하다.The interference pattern is advantageous in that it can be visually observed to detect optical aberrations and to support adjustments to the photolithographic system 10 in real time.

간섭 패턴은 무아레 패턴(Moire fringe pattern)을 포함할 수도 있다. 무아레 패턴은 공칭 패턴(nominal pattern)으로부터의 전체적 확대 변화 및 국부적 왜곡 변화를 나타낼 수도 있다.The interference pattern may comprise a Moire fringe pattern. The moire pattern may exhibit a global broadening change and a local distortion change from the nominal pattern.

복조 장치(24)의 다음에는 상기된 바와 같은 감광성 기판(22), CCD 어레이, PSD 또는 이와 동등한 검출기가 위치될 수도 있다. 대신에, 검출기 어레이는 일체형 검출기 모듈을 발생시키도록 리소그래픽 또는 홀로그래픽 방식으로 패터닝될 수 도 있다. 매개 변수 공간의 다중화(multiplexing)는 하기된 바와 같이 비용이 비싸고 시간이 걸리는 사진 기록 시스템에 대한 필요성 없이 초점, 비점 수차, 코마 왜곡, 확대 등을 검출하는 데 사용될 수 있다.Next to the demodulation device 24 may be a photosensitive substrate 22, CCD array, PSD or equivalent detector as described above. Instead, the detector array may be patterned in a lithographic or holographic manner to generate an integrated detector module. Multiplexing of the parameter space can be used to detect focus, astigmatism, coma distortion, magnification, etc. without the need for an expensive and time consuming photo recording system as described below.

도2는 도1a의 물체(14)의 예인 물체 공간 또는 레티클 공간(114)을 도시하고 있다. 물체 또는 레티클 공간(114) 내에는 복수개의 상이한 주기성 특징 패턴(116a 내지 116e)을 포함하는 레티클(116)이 놓인다. 각각의 복수개의 상이한 주기성 패턴 또는 특징 패턴(116a 내지 116e)은 광학 시스템의 특성을 평가하기 위해 상이한 이미징 정보 또는 데이터를 얻기 위한 변하는 라인 형태, 특징 패턴, 크기 및 배향의 회절 격자 패턴을 포함할 수도 있다. 주기성 특징 패턴 또는 구조는 주기적일 필요는 있지만 회절 격자일 필요는 없다. 레티클(16)은 소정 각도(124)에 의해 물체 또는 레티클 공간(114) 내에 경사져 있을 수도 있다. 따라서, 레티클(116)은 소정 범위의 깊이(z1)에 걸쳐 레티클 또는 물체 공간(114) 내에 위치된다.FIG. 2 shows an object space or reticle space 114 that is an example of the object 14 of FIG. 1A. Within the object or reticle space 114 is a reticle 116 comprising a plurality of different periodic feature patterns 116a-116e. Each of the plurality of different periodic patterns or feature patterns 116a-116e may include diffraction grating patterns of varying line shapes, feature patterns, sizes and orientations to obtain different imaging information or data to evaluate the properties of the optical system. have. Periodic feature patterns or structures need to be periodic but need not be diffraction gratings. Reticle 16 may be inclined within object or reticle space 114 by an angle 124. Thus, the reticle 116 is located in the reticle or object space 114 over a range of depths z 1 .

도3은 감광성 기판 또는 이미지 공간(120)의 데이터 취득 평면에 소정 각도로 위치된 감광성 기판(122)을 도시하는 사시도이다. 감광성 기판(122)은 감광성 기판 또는 이미지 공간(120) 내에 소정 각도(126)로 위치된다. 감광성 기판(122)은 소정 범위의 깊이(z2)를 통해 연장한다. 이 범위의 깊이(z2)는 광학 시스템 또는 투사 광학 장치의 초점 깊이 내에 그리고 이를 넘어서 있다. 감광성 기판(122)은 도2에 도시된 레티클(116)의 경사 각도(124)와 합성되는 각도(126)로 경사져 도 시되어 있다. 레티클(116) 및 감광성 기판(122)은 서로에 대해 상이한 방식으로 각도가 형성되거나 경사져 있을 수도 있고, 도2 및 도3에 도시된 경사는 본 발명에 사용될 수 있는 적절한 경사 또는 각도의 예일 뿐이라는 것을 이해하여야 한다. 본 발명의 개시 내용에 따른 광학 시스템을 위한 유용한 특성 평가 데이터를 얻는 데 있어서, 하나의 평면이 다른 평면에 대해 경사져 있고 2개의 평면의 경사진 위치 설정의 정도 및 특성이 원하는 특성 평가 데이터의 형태 및 양에 의해서만 결정되는 것만이 필요할 수도 있다. 예컨대, 레티클의 평면은 경사져 있을 필요가 없지만, 감광성 기판의 평면은 레티클의 평면에 대해 경사져 있거나 경사지게 제조된다. 대신에, 당업자라면 레티클과 감광성 기판 사이의 배치 관계의 상기 설명은 도1b의 설명으로 상기된 레티클과 복조 장치(24) 사이의 유사한 배치 관계에도 적용할 수 있다는 것을 인정할 것이다.3 is a perspective view showing the photosensitive substrate 122 positioned at an angle to the photo acquisition substrate or the data acquisition plane of the image space 120. The photosensitive substrate 122 is positioned at an angle 126 in the photosensitive substrate or image space 120. The photosensitive substrate 122 extends through a predetermined range of depth z 2 . The depth z 2 of this range is within and beyond the depth of focus of the optical system or projection optics. The photosensitive substrate 122 is shown inclined at an angle 126 that is composited with the inclination angle 124 of the reticle 116 shown in FIG. The reticle 116 and photosensitive substrate 122 may be angled or inclined in different ways with respect to each other, and the inclinations shown in FIGS. 2 and 3 are merely examples of suitable inclinations or angles that may be used in the present invention. Should be understood. In obtaining useful characterization data for an optical system according to the present disclosure, one plane is inclined relative to another plane and the degree and nature of the inclination positioning of the two planes is desired and Only what is determined by quantity may be necessary. For example, the plane of the reticle need not be inclined, but the plane of the photosensitive substrate is made to be inclined or inclined relative to the plane of the reticle. Instead, those skilled in the art will recognize that the above description of the placement relationship between the reticle and the photosensitive substrate can also be applied to the similar arrangement relationship between the reticle and the demodulation device 24 described above with reference to FIG. 1B.

도4는 복수개의 상이한 주기성 특징 패턴, 패턴, 구조 또는 격자가 위에 형성된 레티클(216)을 도시하는 평면도이다. 레티클(216)은 도1a의 레티클(16)의 예이다. 상이한 주기성 특징 패턴은 광학 시스템의 특성을 평가하기 위한 상이한 이미징 정보를 얻는 데 사용될 수 있는 상이한 특징 패턴 세트를 형성하여 그룹화될 수도 있다. 예컨대, 레티클(216)은 4개의 특징 패턴 세트를 구성할 수 있는 복수개의 상이한 라인 형태, 특징 패턴, 크기 및 배향을 포함할 수도 있다. 예컨대, 제1 특징 패턴 세트(216a)는 바스켓 위브(basket weave)를 포함하고, 제2 특징 패턴 세트(216b)는 복수개의 수평선 및 수직선을 포함하며, 제3 특징 패턴 세트(216c)는 제2 특징 패턴 세트(216b)에 대해 상이한 간격 및 크기를 갖는 수평 선 및 수직선을 포함하고, 제4 특징 패턴 세트(216d)는 상이한 세트의 수평선 및 수직선을 포함하며, 제5 특징 패턴 세트(216e)는 제1 특징 패턴 세트(216a)와 동일하거나 상이할 수도 있는 바스켓 위브를 포함한다. 레티클(216)은 물체 공간 내의 경사 평면 상으로 이미징하기 위한 전체 이미지 필드에 걸쳐 상이한 라인 및 간격 또는 회절 격자를 포함할 수 있는 복수개의 상이한 특징 패턴 세트를 포함한다. 이미지 공간을 횡단하는 평면에서의 이미지의 검출 및 분석에 의해 광학 시스템의 성능 또는 이미징 특성 평가를 결정하는 데 사용될 수 있는 광학 시스템 특성 평가 데이터의 취득이 이루어진다.4 is a plan view showing a reticle 216 having a plurality of different periodic feature patterns, patterns, structures, or gratings formed thereon. Reticle 216 is an example of reticle 16 of FIG. 1A. Different periodic feature patterns may be grouped by forming different sets of feature patterns that can be used to obtain different imaging information for evaluating the characteristics of the optical system. For example, the reticle 216 may include a plurality of different line shapes, feature patterns, sizes, and orientations that may constitute four feature pattern sets. For example, the first feature pattern set 216a includes a basket weave, the second feature pattern set 216b includes a plurality of horizontal lines and vertical lines, and the third feature pattern set 216c includes a second weave. A horizontal line and a vertical line having different spacings and sizes with respect to the feature pattern set 216b, the fourth feature pattern set 216d includes a different set of horizontal lines and vertical lines, and the fifth feature pattern set 216e And a basket weave, which may be the same as or different from the first feature pattern set 216a. Reticle 216 includes a plurality of different feature pattern sets that may include different lines and spacing or diffraction gratings over the entire image field for imaging onto an inclined plane in object space. Detection and analysis of the image in a plane traversing the image space results in the acquisition of optical system characterization data that can be used to determine the performance or imaging characteristic evaluation of the optical system.

도5a는 레티클의 일부 상에 놓이고 감광성 기판 상으로 이미징될 수 있는 다른 특징 패턴 세트(316c)의 예이다. 특징 패턴 세트(316c)는 소정 패턴을 형성하는 다중 또는 엇갈린 로우나 스트라이프(row or stripe)를 포함하는 폭(w1)을 갖는 중심 필드를 포함할 수도 있다. 예컨대, 로우(330)는 그 위에 이격된 수직선을 갖고, 로우(332)는 그 위에 이격된 수평선을 갖고, 로우(334)는 그 위에 -45°의 이격된 사선을 갖고, 로우(336)는 그 위에 +45°의 사선을 갖는다. 스트라이프 또는 로우(330, 332, 334, 336)는 도5a에 도시된 바와 같이 레티클의 일부 상에 형성된 특징 패턴 세트(316c)의 길이(L)를 따라 연장하는 패턴을 형성할 수도 있다. 특징 패턴 세트(316c)의 모서리는 컬럼 또는 수직 스트라이프(328)로부터 형성될 수도 있다. 컬럼(328) 내에는 바스켓 위브 패턴이 있다. 컬럼(328) 내의 바스켓 위브는 부분 전달성 섹션 또는 부분으로부터 형성될 수도 있다. 특징 패턴 세트(316c) 의 전체 폭은 w2이다. 예로써, 특징 패턴 세트(316c)는 총 폭(w2)이 대략 5 ㎜이고 중심 폭(w1)이 대략 4.5 ㎜이며 길이(L)가 대략 27 ㎜인 치수를 가질 수도 있다. 각각의 로우 또는 스트라이프는 대략 50 ㎛의 높이 또는 폭일 수도 있다. 로우 내의 각각의 선폭은 200 ㎚ 정도일 수도 있다. 특징 패턴 세트(316c)는 예로써 제공된다. 다른 특징 패턴 세트가 본 발명의 기술적 사상 및 범주로부터 벗어나지 않고 광학 시스템의 특성을 결정하는 데 사용될 수도 있다.5A is an example of another feature pattern set 316c that can be placed on a portion of the reticle and imaged onto a photosensitive substrate. The feature pattern set 316c may include a center field having a width w 1 including multiple or staggered rows or stripes forming a predetermined pattern. For example, row 330 has vertical lines spaced thereon, row 332 has horizontal lines spaced thereon, row 334 has diagonal lines spaced -45 ° thereon, and row 336 has It has a diagonal of + 45 ° on it. Stripes or rows 330, 332, 334, 336 may form a pattern extending along the length L of feature pattern set 316c formed on a portion of the reticle as shown in FIG. 5A. The corners of the feature pattern set 316c may be formed from columns or vertical stripes 328. Within column 328 is a basket weave pattern. The basket weave in column 328 may be formed from a partially deliverable section or portion. The overall width of the feature pattern set 316c is w 2 . By way of example, the feature pattern set 316c may have dimensions having a total width w 2 of approximately 5 mm, a central width w 1 of approximately 4.5 mm, and a length L of approximately 27 mm. Each row or stripe may be approximately 50 μm in height or width. Each line width in the row may be on the order of 200 nm. The feature pattern set 316c is provided by way of example. Other feature pattern sets may be used to determine the characteristics of the optical system without departing from the spirit and scope of the invention.

도5b는 레티클의 일부 상에 사용될 수 있는 다른 특징 패턴 세트(316d)를 도시하고 있다. 특징 패턴 세트(316d)는 수평선, 수직선 및 사선의 패턴을 포함한다. 스트라이프 또는 로우(330')는 그 위에 수직선 패턴을 갖는다. 로우 또는 스트라이프(334')는 -45°의 복수개의 사선을 갖고, 로우 또는 스트라이프(336')는 그 위에 +45°의 복수개의 사선을 갖는다. 복수개의 로우 또는 스트라이프는 특징 패턴 세트(316d)의 길이를 따라 수평, 수직, -45°, +45°패턴으로 반복된다. 다른 로우 또는 패턴이 검출되거나 결정되기를 원하는 광학 시스템의 특성에 따라 특징 패턴 세트 내에 놓일 수도 있다.5B illustrates another feature pattern set 316d that may be used on a portion of the reticle. The feature pattern set 316d includes a pattern of horizontal lines, vertical lines, and diagonal lines. Stripe or row 330 'has a vertical pattern thereon. Row or stripe 334 'has a plurality of diagonal lines of -45 degrees, and row or stripe 336' has a plurality of diagonal lines of +45 degrees thereon. The plurality of rows or stripes are repeated in a horizontal, vertical, -45 °, + 45 ° pattern along the length of the feature pattern set 316d. Other rows or patterns may be placed within a set of feature patterns depending on the characteristics of the optical system in which they want to be detected or determined.

도6은 특성이 평가될 광학 시스템 또는 투사 광학 장치로 레티클의 이미징으로부터 얻어지는 정보의 처리를 도시하고 있다. 이미지 평면(420)은 감광성 기판 상으로 검출되거나 기록된다. 이미지 평면은 도4에 도시된 바와 같이 레티클에 의해 이미징된 특징 패턴 세트 이미지(420a 내지 420e)를 포함하는 복수개의 이미지를 갖는다. 레티클 평면에 대해 경사져 위치되는 이미지 평면(420)으로부터 얻어 진 데이터는 간섭계가 바람직한 계측 툴(40)을 사용하여 감광성 기판 상으로 기록되는 것이 바람직한 전체 이미지 필드 평면에 걸쳐 도출된다. 계측 툴(40)은 레티클 상의 특징 패턴 세트의 이미지로부터 결정되거나 검출되는 간섭 패턴 등의 정보를 검출하거나 도출할 수 있다. 이미지는 이미지 평면(420) 상에 형성되고, 감광성 기판 상에 기록될 수 있다. 대신에, 이미지 평면(420) 상에 형성된 이미지는 도1b에 도시된 바와 같은 복조 장치(24) 등의 복조 장치를 사용함으로써 실시간으로 관찰될 수 있다. 계측 툴(40)에 결합된 신호 처리기(42)는 상이한 특징 패턴 세트(420a 내지 420e)의 상이한 이미지를 분석하고 처리한다. 신호 처리기(42)로부터의 처리된 신호는 광학 시스템 특성 평가 장치(44)에 제공된다. 따라서, 광학 시스템의 상이한 수차가 결정될 수 있다. 예컨대, 비점 수차는 주기성 패턴 또는 격자 배향의 최적 초점의 차이의 함수로서 결정될 수 있다. 코마는 2차 왜곡 신호(distortion signature) 대 초점의 함수로서 결정될 수 있다. 구면 수차는 라인 크기 대 필드 위치 사이의 최적 초점의 차이의 함수로서 결정될 수 있다. 기록된 데이터는 예컨대 백색광(white light), 암시야 현미경(dark-field microscope), 대구경 간섭계(large aperture interferometer), 레이저 현미경 간섭계(laser microscope interferometer) 또는 간섭 현미경(interferometric microscope) 등의 상이한 계측 툴에 의해 분석될 수 있다.Fig. 6 shows the processing of information obtained from imaging of a reticle with an optical system or projection optics whose characteristics are to be evaluated. Image plane 420 is detected or recorded onto the photosensitive substrate. The image plane has a plurality of images including feature pattern set images 420a through 420e imaged by the reticle as shown in FIG. The data obtained from the image plane 420 inclined relative to the reticle plane is derived over the entire image field plane where the interferometer is desired to be recorded onto the photosensitive substrate using the preferred metrology tool 40. Metrology tool 40 may detect or derive information, such as interference patterns, that are determined or detected from an image of a set of feature patterns on the reticle. An image is formed on the image plane 420 and can be recorded on the photosensitive substrate. Instead, the image formed on the image plane 420 can be observed in real time by using a demodulation device such as demodulation device 24 as shown in FIG. 1B. Signal processor 42 coupled to metrology tool 40 analyzes and processes different images of different feature pattern sets 420a through 420e. The processed signal from the signal processor 42 is provided to the optical system characteristic evaluation device 44. Thus, different aberrations of the optical system can be determined. For example, astigmatism can be determined as a function of the difference in the optimal focus of the periodic pattern or lattice orientation. Coma can be determined as a function of the second distortion signature versus focus. Spherical aberration can be determined as a function of the difference in optimal focus between line size versus field position. The recorded data is then transferred to different metrology tools such as white light, dark-field microscope, large aperture interferometer, laser microscope interferometer or interferometric microscope. Can be analyzed.

도7은 본 발명의 일 실시예의 고수준 방법의 단계를 도시하는 블록도이다. 단계 510은 특성이 평가될 광학 시스템으로 레티클 평면에 대해 경사져 있는 평면에서 주기성 회절 격자 또는 패턴이 위에 형성된 레티클을 이미징하는 단계를 나타 낸다. 주기성 패턴은 상이한 회절 격자 패턴을 포함할 수 있고, 각각의 상이한 회절 격자 패턴은 광학 시스템의 소정 특성을 결정하도록 설계되어 있다. 단계 512는 레티클 평면에 대해 경사져 있는 평면에서 검출되는 주기성 패턴 또는 회절 격자의 이미지를 나타내는 데이터를 기록하는 단계를 나타낸다. 주기성 패턴 또는 회절 격자의 이미지는 당업자에게 명백한 바와 같이 감광성 기판으로 또는 전자 수단에 의해 기록될 수 있거나, 복조 장치를 사용함으로써 실시간으로 관찰되도록 제공될 수 있다. 단계 514는 광학 시스템의 이미징 특성을 결정하도록 기록된 데이터를 간섭 방식으로 분석하는 단계를 나타낸다. 주기성 패턴 또는 회절 격자(들)를 나타내는 데이터는 광학 시스템의 특성을 얻기 위해 간섭 기술로 분석된다. 광학 시스템은 단일 작업으로 전체 필드에 걸쳐 그리고 상이한 초점 깊이로 특성이 평가될 수 있다.Figure 7 is a block diagram illustrating the steps of the high level method of one embodiment of the present invention. Step 510 represents imaging a reticle with a periodic diffraction grating or pattern formed thereon in a plane inclined relative to the reticle plane with the optical system to be characterized. The periodicity pattern may comprise different diffraction grating patterns, each different diffraction grating pattern is designed to determine certain characteristics of the optical system. Step 512 represents recording data representing an image of a periodic pattern or diffraction grating detected in a plane inclined relative to the reticle plane. An image of the periodic pattern or diffraction grating may be recorded into the photosensitive substrate or by electronic means as will be apparent to one skilled in the art, or may be provided for viewing in real time by using a demodulation device. Step 514 represents analyzing the recorded data in an interference manner to determine imaging characteristics of the optical system. Data representing the periodicity pattern or diffraction grating (s) is analyzed with interference techniques to obtain the characteristics of the optical system. The optical system can be characterized over the entire field and at different focal depths in a single operation.

도8 내지 도13은 상면 만곡과 비점 수차 및 구면 수차를 포함한 상이한 수차와 같은 상이한 광학 특성을 결정함으로써 광학 시스템의 특성을 평가하기 위한 상이한 실시예로의 본 발명의 개념의 적용을 도시하고 있다.8-13 illustrate the application of the inventive concept to different embodiments for evaluating the characteristics of an optical system by determining different optical properties such as different aberrations including top curvature and astigmatism and spherical aberration.

도8a는 도1a의 소정 영역의 공간(20)의 예인 소정 영역의 공간(620)을 도시하고 있다. 소정 영역의 공간(620) 내에서, 이미지를 나타내는 전자기 복사가 검출될 수 있다. 예컨대, 감광성 기판(622) 또는 [도1b에 도시된 바와 같은 복조 장치(24) 등의] 복조 장치는 x-y 평면으로부터 각도(θ)로 소정 영역의 공간(620) 내에 위치된다. [도1a로부터의 시스템(10) 등의] 광학 시스템으로부터의 이미지는 감광성 기판(622) 상으로 투사된다. 감광성 기판(622) 상으로 투사된 이미지는 이 전의 도면에 도시된 바와 같이 레티클 상에 놓인 복수개의 특징 패턴 세트 또는 이격된 라인의 이미지이다. 감광성 기판(622)의 사용은 바람직한 실시예에 설명되어 있지만, 임의의 광 수용기(photo receptor) 또는 복조 장치가 레티클의 이미지를 나타내는 전자기 복사선을 수용하여 검출하도록 소정 영역의 공간(620) 내에 놓일 수 있다는 것을 이해하여야 한다.FIG. 8A shows a space 620 of a predetermined area, which is an example of the space 20 of the predetermined area of FIG. 1A. Within the space 620 of a given area, electromagnetic radiation representing the image can be detected. For example, the photosensitive substrate 622 or demodulation device (such as demodulation device 24 as shown in FIG. 1B) is located in the space 620 of the predetermined region at an angle θ from the x-y plane. The image from the optical system (such as system 10 from FIG. 1A) is projected onto photosensitive substrate 622. The image projected onto the photosensitive substrate 622 is an image of a plurality of feature pattern sets or spaced lines placed on the reticle as shown in the previous figures. The use of the photosensitive substrate 622 is described in the preferred embodiment, but any photoreceptor or demodulator may be placed within the space 620 of a given area to receive and detect electromagnetic radiation representing an image of the reticle. It should be understood that there is.

도8b는 도8a에 도시된 바와 같이 위치된 감광성 기판(622) 또는 복조 장치(도시되지 않음)를 사용한 상면 만곡의 검출을 도시하고 있다. 라인(631)은 특성이 평가될 광학 시스템을 위한 상면 만곡을 나타내고, 라인(631)의 폭(d)은 특성이 평가될 광학 시스템의 초점 깊이를 나타낸다. 따라서, 소정 영역의 공간(620) 내에서 감광성 기판을 경사지게 하여 감광성 기판 상으로 이미징되는 복수개의 특징 패턴을 갖는 레티클을 사용함으로써, 상면 만곡 및 필드 깊이는 신속하고 용이하게 결정될 수 있다. 레티클 상의 적절한 특징 패턴 및 배향을 선택함으로써, 광학 시스템의 특성을 평가하는 부가 정보가 감광성 기판의 단일의 노광 또는 소정 영역의 공간 내에서의 전자기 복사의 수용의 단일 데이터 취득으로 얻어질 수 있다.FIG. 8B illustrates detection of top curvature using a photosensitive substrate 622 or demodulation device (not shown) positioned as shown in FIG. 8A. Line 631 represents the top surface curvature for the optical system whose characteristic is to be evaluated, and width d of line 631 represents the depth of focus of the optical system whose characteristic is to be evaluated. Thus, by using a reticle having a plurality of feature patterns imaged onto the photosensitive substrate by tilting the photosensitive substrate in the space 620 of the predetermined region, the top surface curvature and the field depth can be quickly and easily determined. By selecting appropriate feature patterns and orientations on the reticle, additional information for evaluating the characteristics of the optical system can be obtained with a single exposure of the photosensitive substrate or with a single data acquisition of the acceptance of electromagnetic radiation within a given area of space.

라인(631)은 경사진 감광성 기판(622) 상에 이미징된 주기성 패턴 또는 회절 격자 레티클로 생성될 수 있다. 주기성 패턴이나 회절 격자 스트립(strip) 또는 라인(631)은 필드의 중심 아래에서 발생될 것이다. 라인(631)은 필드의 중심 스트립을 한정하는 데 충분할 정도로 좁지만 x 축의 방향으로 여러 개의 결정 가능한 지점(resolvable point)을 포함하는 데 충분할 정도로 넓게 계산되어야 한다. 이는 스트립 또는 라인(631)을 관찰하는 데 사용되는 검출기 어레이, 전하 결합 소자 또는 위치 감지 검출기의 화소 밀도의 함수이다. 위상 편이 간섭계(phase-shifting interferometer)가 사용될 수 있다. 데이터는 위상 편이 간섭계에 대해 리트로우 각도(Littrow angle)로 감광성 기판(622)을 위치시킴으로써 얻어질 수 있다. 리트로우 각도는 간섭계로부터의 전자기 복사가 간섭계로 복귀하도록 재회절(retro-diffraction)하는 각도이다. 위상 편이 간섭계에 의해 취득된 강도 지도의 피크는 특성이 평가될 광학 시스템의 최적 초점의 지점이다. 이들 피크는 y 축 방향으로 리지(ridge)를 포함한다. 필드가 y 축 방향으로 횡단됨에 따라 x 방향으로의 이 리지의 복잡도(meandering)는 상면 만곡을 나타낸다. 이 절차의 강점은 소정 영역의 공간(620)에 걸친 지점에서 강도 데이터를 동시에 취득하는 능력에 있다. 데이터의 교정(calibration), 보정(scaling) 및 도출(extraction)이 용이하다. 이 방법은 재회절의 강도를 사용한다. 상면 만곡도 재반사(retro-reflection)의 위상을 사용하여 검출될 수 있다. 이 방법에서, 감광성 기판은 위상 편이 간섭계의 축에 대해 수직하게 위치된다. 취득된 위상 지도는 감광성 기판 상의 각각의 지점에서 특징 패턴의 리지스트 높이를 포함한다. x 축의 방향으로, 특징 패턴의 품질은 초점 커브의 함수이다. y 축의 방향으로, 임의의 특징 패턴의 크기 및 배향에 대한 최적 초점의 편이는 필드 위치의 함수이다. 상면 만곡 및 비점 수차는 당업자에게 명백한 바와 같이 직각의 특징 패턴의 배향의 함수로서 커브 편이의 비교로부터 도출될 수 있다.Line 631 may be created with a periodic pattern or a diffraction grating reticle imaged on the inclined photosensitive substrate 622. Periodic patterns or diffraction grating strips or lines 631 will occur below the center of the field. Line 631 is narrow enough to define the center strip of the field, but should be calculated wide enough to include several resolvable points in the direction of the x axis. This is a function of the pixel density of the detector array, charge coupled device or position sensing detector used to observe the strip or line 631. Phase-shifting interferometer may be used. Data can be obtained by positioning the photosensitive substrate 622 at a Retrow angle with respect to the phase shift interferometer. The redraw angle is the angle at which retro-diffraction causes electromagnetic radiation from the interferometer to return to the interferometer. The peak of the intensity map obtained by the phase shift interferometer is the point of optimal focus of the optical system whose characteristic is to be evaluated. These peaks include ridges in the y axis direction. As the field is traversed in the y-axis direction, the meandering of this ridge in the x direction indicates top curvature. The strength of this procedure lies in the ability to simultaneously acquire intensity data at points across space 620 in a given area. Calibration, scaling and extraction of the data is easy. This method uses the intensity of re-diffraction. Top curvature can also be detected using the phase of retro-reflection. In this method, the photosensitive substrate is positioned perpendicular to the axis of the phase shift interferometer. The acquired phase map includes the resist height of the feature pattern at each point on the photosensitive substrate. In the direction of the x axis, the quality of the feature pattern is a function of the focus curve. In the direction of the y axis, the shift of the optimal focus for the magnitude and orientation of any feature pattern is a function of field position. Top curvature and astigmatism can be derived from a comparison of curve shifts as a function of the orientation of the orthogonal feature pattern as will be apparent to those skilled in the art.

도9a 및 도9b는 본 발명에 따른 비점 수차의 검출을 개략적으로 도시하고 있다. 도9a는 비점 수차를 검출하는 데 사용되는 [도1b에 도시된 바와 같은 복조 장 치(24) 등의] 복조 장치에 의해 레티클 또는 마스크 상에서 반복적으로 재현될 수 있거나 관찰을 위해 제공될 수 있는 패턴을 개략적으로 도시하고 있다. 부분(716)은 직각의 격자 또는 라인 패턴을 포함한다. 수직선(730)은 수평선(732)들 사이에서 엇갈려 있거나 교대한다. 수직선(730) 및 수평선(732)은 서로에 대해 직각이다.9A and 9B schematically illustrate the detection of astigmatism according to the present invention. 9A shows a pattern that can be repeatedly reproduced on a reticle or mask or provided for observation by a demodulation device (such as demodulation device 24 as shown in FIG. 1B) used to detect astigmatism. Is shown schematically. Portion 716 includes a rectangular grid or line pattern. Vertical lines 730 are staggered or alternate between the horizontal lines 732. Vertical line 730 and horizontal line 732 are perpendicular to each other.

도9b는 도8a에 도시된 바와 같이 소정 영역의 공간에서 경사져 있는 감광성 기판 또는 이에 대응하여 구성된 복조 장치(도시되지 않음) 상에 형성된 이미지를 도시하고 있다. 특징 패턴 세트 또는 감광성 기판 상에 이미징된 주기성 패턴 또는 회절 격자(716')의 일부는 필드의 깊이를 나타내는 측방향 치수(f)를 갖는다. 필드의 깊이를 나타내는 치수(f)를 횡단하여, 상이한 이미지 품질이 치수(f)를 따라 최고 지점에 위치되는 최적 이미지 품질로 얻어질 것이다. 포락선(735)이 형성된다. 포락선(735)은 도9a에 도시된 수평선(732)의 기록된 이미지(732')의 초점 깊이를 따라 치수(f)로 이미지 품질을 나타낸다. 마찬가지로, 도9a에 도시된 수직선(730)은 기록된 이미지(730')에 의해 나타나 있다. 도9a에 도시된 바와 같은 레티클(716)의 일부 상의 수직선(730)의 기록된 이미지(730')에 대한 초점 깊이의 이미지 품질을 나타내는 포락선(733)이 형성된다. 최적 이미지 품질은 포락선(733, 735)을 따라 최고 지점에 의해 그래프로 나타나 있다. 이미지 위치에서의 광학 시스템 내의 임의의 비점 수차는 수평선 및 수직선의 상이한 이미지의 형성을 나타내는 거리(a)에 의해 나타나 있다. 접하는 화살 형상의(tangential and agittal) 이미지 평면의 축방향 분리는 포락선(733, 735)에 의해 나타낸 초점의 상이한 지점에 의해 검출될 수 있다. 이들 초점의 상이한 지점의 측방향 편이는 거리(a)에 의해 나타나 있다.FIG. 9B shows an image formed on a photosensitive substrate inclined in a space of a predetermined region or a demodulation device (not shown) corresponding thereto, as shown in FIG. 8A. The portion of the periodic pattern or diffraction grating 716 ′ imaged on the feature pattern set or photosensitive substrate has a lateral dimension f representing the depth of field. Crossing the dimension f representing the depth of field, different image qualities will be obtained with the optimal image quality located at the highest point along the dimension f. Envelope 735 is formed. Envelope 735 represents image quality in dimension f along the depth of focus of recorded image 732 ′ of horizontal line 732 shown in FIG. 9A. Likewise, the vertical line 730 shown in FIG. 9A is represented by the recorded image 730 '. An envelope 733 is formed that represents the image quality of the depth of focus for the recorded image 730 'of the vertical line 730 on a portion of the reticle 716 as shown in FIG. 9A. The optimal image quality is graphically represented by the highest point along envelopes 733 and 735. Any astigmatism in the optical system at the image location is represented by a distance a indicating the formation of different images of the horizontal and vertical lines. Axial separation of the tangent and agittal image planes can be detected by different points of focus indicated by envelopes 733 and 735. Lateral shifts of the different points of these focal points are represented by distance a.

다수의 상이한 특징 패턴 세트, 주기성 패턴 또는 회절 격자가 본 발명에 따라 사용될 수 있다. 도10a 및 도10b는 광학 시스템의 비점 수차를 결정하는 데 사용될 수 있는 다른 특징 패턴 세트, 주기성 패턴 또는 회절 격자를 도시하고 있다. 도10a는 레티클 패턴 또는 특징 패턴 세트를 각각 포함한 복수개의 스트라이프(816)를 갖는 레티클 또는 마스크(817)를 도시하는 평면도이다. 도10b는 도10a에 도시된 레티클(817)이 형성되는 레티클의 주기성 패턴 또는 회절 격자(816) 중 하나를 개략적으로 도시하고 있다. 특징 패턴 세트, 주기성 패턴 또는 회절 격자(816)는 주기성 패턴 또는 회절 격자의 복수개의 컬럼으로부터 형성된다. 주기성 패턴 또는 회절 격자의 인접한 컬럼의 쌍들은 직각 라인들의 쌍들로부터 형성된다. 예컨대, 컬럼(830)은 수직선으로부터 형성되고, 컬럼(832)은 수평선으로 형성된다. 수직선 및 수평선은 서로에 대해 직각이다. 컬럼(836)은 +45°의 사선으로부터 형성되고, 컬럼(838)은 -45°의 사선으로부터 형성된다. 따라서, 컬럼(836, 834) 내의 라인은 서로에 대해 직각이다. 도10b에 도시된 바와 같이 상이한 라인 배향을 갖는 컬럼들의 엇갈림은 특성이 평가될 광학 시스템의 수차에 대한 정보를 제공한다. 필드의 상당한 부분의 수차는 본 발명을 실시하면서 동시에 검출될 수 있다.Many different feature pattern sets, periodic patterns or diffraction gratings can be used in accordance with the present invention. 10A and 10B illustrate other feature pattern sets, periodic patterns, or diffraction gratings that can be used to determine astigmatism of an optical system. FIG. 10A is a top view illustrating a reticle or mask 817 having a plurality of stripes 816 each including a reticle pattern or feature pattern set. FIG. 10B schematically illustrates either the periodic pattern of the reticle or the diffraction grating 816 on which the reticle 817 shown in FIG. 10A is formed. A feature pattern set, periodic pattern, or diffraction grating 816 is formed from a plurality of columns of the periodic pattern or diffraction grating. Pairs of adjacent columns of the periodic pattern or diffraction grating are formed from pairs of rectangular lines. For example, column 830 is formed from vertical lines, and column 832 is formed from horizontal lines. Vertical lines and horizontal lines are perpendicular to each other. Column 836 is formed from a diagonal of + 45 ° and column 838 is formed from a diagonal of -45 °. Thus, the lines in columns 836, 834 are perpendicular to each other. The staggering of the columns with different line orientations as shown in FIG. 10B provides information about the aberration of the optical system whose characteristics are to be evaluated. Aberrations of a substantial portion of the field can be detected simultaneously with practicing the present invention.

도11a 및 도11b는 본 발명에 따라 비점 수차를 결정하기 위해 라인 또는 특징 패턴 세트의 사용을 도시하는 단순화된 개략도이다. 본 발명의 상기 실시예에 서, 라인 또는 특징 패턴 세트는 로우라기 보다는 컬럼으로 배열되어 있다. 도11은 레티클 패턴(916)의 부분 평면도를 도시하고 있다. 레티클 패턴은 복수개의 특징 패턴 세트 또는 라인으로부터 형성되며, 그 일부는 수평 배향과 수직 배향 사이에서 교대하는 라인의 컬럼에 의해 형성된다. 컬럼(930)은 복수개의 수직선으로부터 형성되고, 컬럼(932)은 복수개의 수평선으로부터 형성된다. 레티클의 일부(916)로부터 형성된 이미지는 이미지 공간 내에 투사될 때 비점 수차를 검출하는 데 사용된다. 상기 실시예에서, 레티클 부분(916)의 이미지를 기록하는 데 사용되는 감광성 기판은 x-y 평면으로부터 레티클 부분(916)에 대해 경사져 있고, y 축에 대해 회전된다. 대신에, [도1b에 도시된 바와 같은 복조 장치(24) 등의] 복조 장치가 레티클에 대해 대응하여 구성될 수 있다. 도11b는 필드 위치에서 비점 수차를 결정하기 위해 이미지 공간에서의 이미지의 검출 및 분석을 개략적으로 도시하고 있다. 이미지가 기록되는 감광성 기판이 x-y 평면으로부터 경사져 있고 y 축에 대해 회전되어 있기 때문에, x 방향은 도11에 도시된 바와 같이 초점 깊이를 나타낸다. 도11b에 도시된 z 방향으로의 높이는 상이한 초점 깊이에서 이미지 품질을 나타낸다. 도11b의 막대(bar)(930')는 도11a에 도시된 수직선의 교대형 컬럼(930)의 이미지 품질을 나타낸다. 이미지 품질은 초점 깊이를 따라 증감하고, 최적 이미지 품질은 어느 정도 중심에 위치된다. 따라서, 수직선의 컬럼(930)의 이미지 품질을 나타내는 포락선(933)이 형성된다. 마찬가지로, 도11b에 도시된 바와 같이, 수평선의 컬럼(932)의 이미지 품질은 막대(932')에 의해 나타나 있고, z 방향으로의 막대(932')의 높이는 이미지 품질을 나타낸다. 이미지 품질은 x 방향 으로의 초점 깊이를 따라 증감한다. 따라서, 도11a에 도시된 레티클 부분(916) 상의 수직선의 컬럼(932)의 이미지 품질을 나타내는 막대(932')의 포락선(935)이 결정될 수 있다. 막대(930')에 의해 나타낸 수직선의 컬럼(930)의 이미지는 막대(932')에 의해 나타낸 수평선의 컬럼(932)의 이미지들 사이에서 엇갈려 있다. 특성이 평가될 광학 시스템의 필드 위치에서 비점 수차가 없다면, 포락선(933, 935)은 일치할 것이다. 그러나, 임의의 비점 수차가 거리(a')에 의해 나타낸 포락선(933, 935) 사이의 상대적인 편이에 의해 검출될 수 있다.11A and 11B are simplified schematic diagrams illustrating the use of a line or feature pattern set to determine astigmatism in accordance with the present invention. In this embodiment of the invention, the line or feature pattern set is arranged in columns rather than rows. 11 shows a partial plan view of the reticle pattern 916. The reticle pattern is formed from a plurality of feature pattern sets or lines, some of which are formed by columns of lines that alternate between horizontal and vertical orientations. Column 930 is formed from a plurality of vertical lines, and column 932 is formed from a plurality of horizontal lines. The image formed from the portion 916 of the reticle is used to detect astigmatism when projected into image space. In this embodiment, the photosensitive substrate used to record the image of the reticle portion 916 is inclined relative to the reticle portion 916 from the x-y plane and rotated about the y axis. Instead, a demodulation device (such as demodulation device 24 as shown in FIG. 1B) may be configured correspondingly to the reticle. Figure 11B schematically illustrates the detection and analysis of an image in image space to determine astigmatism at field positions. Since the photosensitive substrate on which the image is recorded is inclined from the x-y plane and rotated about the y axis, the x direction represents the depth of focus as shown in FIG. The height in the z direction shown in Fig. 11B indicates image quality at different focal depths. Bar 930 ′ in FIG. 11B represents the image quality of the alternating column 930 of vertical lines shown in FIG. 11A. Image quality increases and decreases along the depth of focus, and optimal image quality is centered to some extent. Thus, an envelope 933 representing the image quality of column 930 of the vertical line is formed. Similarly, as shown in Fig. 11B, the image quality of the column 932 of the horizontal line is represented by the bar 932 ', and the height of the bar 932' in the z direction represents the image quality. Image quality increases and decreases along the depth of focus in the x direction. Thus, the envelope 935 of the bar 932 'representing the image quality of the column 932 of the vertical line on the reticle portion 916 shown in FIG. 11A can be determined. The image of column 930 of vertical lines represented by bars 930 'is staggered between the images of column 932 of horizontal lines represented by bars 932'. If there is no astigmatism at the field position of the optical system to be characterized, the envelopes 933 and 935 will coincide. However, any astigmatism can be detected by the relative shift between the envelopes 933 and 935 represented by the distance a '.

도9a, 도9b, 도11a 및 도11b는 본 발명의 상이한 실시예를 사용하여 동일한 정보를 얻기 위한 상이한 기술을 도시하고 있다. 본 발명의 개시 내용은 레티클 상의 복수개의 상이한 특징 패턴 세트, 주기성 패턴 또는 회절 격자의 이미지를 동시에 형성하여 소정 영역의 공간 내에 발생된 이미지를 기록한다는 점에 있어서 단일의 단계 또는 노광으로 광학 시스템의 수차의 검출 및 특성 평가를 가능하게 한다. 본 발명의 개시 내용은 레티클의 일부에 사용되는 상이한 특징 패턴 세트, 주기성 패턴 또는 회절 격자에 따라 광학 시스템의 상이한 수차를 결정하는 데 사용될 수 있다.9A, 9B, 11A and 11B illustrate different techniques for obtaining the same information using different embodiments of the present invention. Disclosed herein are aberrations of an optical system in a single step or exposure in that it simultaneously forms an image of a plurality of different feature pattern sets, periodic patterns or diffraction gratings on a reticle to record an image generated within a given area of space. Enable detection and characterization of The disclosure of the present invention can be used to determine different aberrations of an optical system according to different feature pattern sets, periodic patterns, or diffraction gratings used in some of the reticles.

도12는 구면 수차를 검출하는 데 사용될 수 있는 특징 패턴 세트 또는 라인 패턴을 갖는 레티클의 일부(1016)를 도시하고 있다. 레티클 부분(1016)은 상이한 라인 간격 또는 폭을 갖는 교대형 라인의 컬럼(1030, 1032)을 나타낸다. 예컨대, 컬럼(1030)의 라인 간격은 300 ㎚일 수도 있고, 컬럼(1032)의 라인 간격은 100 ㎚일 수도 있다. 도12에 도시된 레티클 패턴 부분(1016)은 도9a에 도시된 레티클 패 턴 부분(716)과 유사하다. 그러나, 레티클 패턴 부분(716)이 비점 수차를 검출하기 위해 라인 배향을 사용하는 경우에, 레티클 패턴 부분(1016)은 구면 수차를 검출하기 위해 선폭 또는 간격을 사용한다. 이들은 모두 감광성 기판이 소정 이미지 영역의 공간에서 경사져 있는 경우와 같이 상이한 초점 깊이로 소정 영역의 공간에서 각각의 레티클 패턴 부분의 이미지를 검출한다. 부가적으로, 이들은 모두 광학 시스템의 수차를 나타내는 정보를 포함하는 상이하게 이미징된 라인으로 단일 단계로 간섭계로 판독될 수 있다. 레티클 패턴 부분(1016)에 대해, 이미지 품질은 상이한 선폭에 대해 초점 깊이를 따라 변할 것이다. 따라서, 각각의 상이한 선폭 섹션에 대한 초점 깊이의 함수로서 이미지 품질을 나타내는 포락선은 임의의 구면 수차에 따라 이동될 것이다. 레티클의 일부분에 걸쳐 상이한 라인 패턴을 갖는 상이한 레티클 부분이 필드의 상이한 위치에서 각종의 상이한 수차를 검출하기 위해 사용될 수 있다는 것을 이해하여야 한다. 이들 레티클 패턴의 상이한 부분은 상면 만곡 및 상이한 수차를 동시에 검출하여 측정하기 위해 단일의 레티클로 합체될 수 있다.Figure 12 shows a portion 1016 of a reticle having a feature pattern set or line pattern that can be used to detect spherical aberration. Reticle portion 1016 represents alternating lines of columns 1030 and 1032 having different line spacing or width. For example, the line spacing of column 1030 may be 300 nm, and the line spacing of column 1032 may be 100 nm. Reticle pattern portion 1016 shown in FIG. 12 is similar to reticle pattern portion 716 shown in FIG. 9A. However, when reticle pattern portion 716 uses line orientation to detect astigmatism, reticle pattern portion 1016 uses line width or spacing to detect spherical aberration. They all detect the image of each reticle pattern portion in the space of the predetermined region with different focal depths, such as when the photosensitive substrate is inclined in the space of the predetermined image region. In addition, they can all be read into the interferometer in a single step with differently imaged lines containing information indicative of the aberration of the optical system. For the reticle pattern portion 1016, the image quality will vary along the depth of focus for different line widths. Thus, an envelope representing image quality as a function of focal depth for each different linewidth section will be shifted according to any spherical aberration. It should be understood that different reticle portions having different line patterns across the portion of the reticle can be used to detect various different aberrations at different locations in the field. Different parts of these reticle patterns can be incorporated into a single reticle to simultaneously detect and measure top curvature and different aberrations.

도13은 광학 시스템의 특성을 평가하기 위해 필드에 걸쳐 동시에 상이한 수차를 검출하도록 구성된 상이한 레티클 패턴 부분을 가질 수 있는 다른 섹션들 중에서 예로서 섹션(1119a 내지 1119d)을 갖는 복수개의 상이한 섹션으로 분할되는 레티클(1117)을 도시하고 있다. 예컨대, 확대가 재회절의 각도로서 측정될 수 있다. 정상적인 특징 패턴의 피치와 관련된 공칭 회절 광선 각도가 교정된 공칭 피치 기판, 교정된 프리즘 또는 표면들 사이의 공칭 각도와 상이하게 측정될 수 있 다. 확대 제거 후에 남는 왜곡은 보정된 위상 지도로서 측정될 수 있다. 보정은 정상적인 주기성 패턴 또는 회절 격자 피치, 간섭계 파장 및 국부적 재회절 광선 각도의 평면 내의 왜곡, IPD 및 기하학적 제한 사이의 관계를 반영한다. 코마는 광학 시스템의 초점 깊이를 통해 경사진 필드를 횡단하여 2차 왜곡으로서 간주되는 초점을 통한 유도된 이미지 편이에 의해 측정된다.FIG. 13 is divided into a plurality of different sections having, for example, sections 1119a to 1119d among other sections that may have different reticle pattern portions configured to detect different aberrations simultaneously across a field to evaluate the characteristics of the optical system. Reticle 1117 is shown. For example, magnification can be measured as the angle of rediffraction. The nominal diffraction light beam angle associated with the pitch of the normal feature pattern can be measured differently from the nominal angle between the corrected nominal pitch substrate, the corrected prism or the surfaces. Distortion remaining after magnification can be measured as a corrected phase map. The correction reflects the relationship between normal periodic pattern or diffraction grating pitch, interferometer wavelength and in-plane distortion of local re-diffracted ray angle, IPD and geometrical constraints. Coma is measured by the induced image shift through the focus, which is regarded as a second order distortion across the inclined field through the depth of focus of the optical system.

도14는 바스켓 위브 또는 엇갈리거나 교차형 주기성 패턴 또는 회절 격자의 이미지로 노출된 리지스트가 덮이거나 감광성인 기판의 간섭 분석 또는 지도의 사시도이다. 대신에, 이러한 분석은 [도1b에 도시된 바와 같은 복조 장치(24) 등의] 복조 장치를 사용함으로써 실시간으로 패턴을 관찰하여 수행될 수 있다. 바스켓 위브 또는 교차형 주기성 패턴 또는 회절 격자는 전체 필드에 걸쳐 직교하는 라인을 갖는 레티클이다. 광학 시스템의 전체 필드는 경사진 감광성 기판 상으로 필드 위에서 레티클을 노광함으로써 특성이 평가될 수 있다. 감광성 기판은 전체 필드가 광학 시스템의 초점 깊이 내에 있도록 경사져야 한다. 경사 때문에, 도14의 x 축은 x 방향으로의 초점 및 필드 위치를 나타낸다. y 축은 y 방향으로의 필드 위치를 나타낸다. z 축은 광학 시스템의 수차 또는 왜곡의 결과로서 주기성 패턴 또는 회절 격자의 라인 사이의 피치 변화를 나타낸다. 표면 윤곽(1221)은 광학 시스템의 이미징 특성의 정보를 제공한다. 광학 시스템은 전체 필드를 해석함으로써 전체적으로 또는 원하는 부분의 필드를 해석함으로써 국부적으로 특성이 평가될 수 있다.14 is a perspective view of an interference analysis or map of a substrate that is covered or photosensitive with a basket weave or a staggered or crossed periodic pattern or an image of a diffraction grating. Instead, this analysis can be performed by observing the pattern in real time by using a demodulation device (such as demodulation device 24 as shown in FIG. 1B). A basket weave or cross periodic pattern or diffraction grating is a reticle with lines that are orthogonal over the entire field. The entire field of the optical system can be evaluated by exposing the reticle over the field onto the inclined photosensitive substrate. The photosensitive substrate must be inclined such that the entire field is within the depth of focus of the optical system. Because of the inclination, the x axis of FIG. 14 represents the focus and field position in the x direction. The y axis represents the field position in the y direction. The z axis represents the pitch change between the periodic patterns or lines of the diffraction grating as a result of the aberration or distortion of the optical system. Surface contour 1221 provides information of the imaging characteristics of the optical system. The optical system can be evaluated in nature either by interpreting the entire field or by interpreting the field of the desired portion.

도15는 본 발명의 상기 실시예를 사용하여 광학 시스템의 특성을 평가하도록 얻어질 수 있는 상이한 이미징 특성 및 왜곡 또는 수차를 도시하는 그래프이다. 화살표(1202)는 코마를 나타내고, 도14에 도시된 대체로 또는 전체적으로 곡면인 표면 윤곽(1221)에 의해 도시되어 있다. 화살표(1204)는 텔리센트리서티를 나타내고, 도14에 도시된 표면 윤곽(1221)의 y 축에 대한 x-y 평면의 소정 경사도로서 도시되어 있다. 화살표(1206)는 전체적인 또는 평균적인 확대를 나타내고, 도14에 도시된 표면 윤곽(1221)의 x 축에 대한 x-y 평면의 소정 경사도로서 도시되어 있다. 화살표(1208)는 확대의 y 왜곡 신호 또는 국부적인 변화를 나타내고, 도14에 도시된 표면 윤곽(1221)의 국부적인 변화에 의해 도시되어 있다. 전체 필드에 걸쳐 수차 또는 왜곡이 없는 경우에, 간섭 지도는 평탄하고 경사가 없는 표면을 나타낼 것이다.Figure 15 is a graph showing the different imaging characteristics and distortions or aberrations that can be obtained to evaluate the characteristics of the optical system using this embodiment of the present invention. Arrow 1202 represents coma and is illustrated by a generally or entirely curved surface contour 1221 shown in FIG. Arrow 1204 represents telecentricity and is shown as a predetermined slope of the x-y plane with respect to the y axis of the surface contour 1221 shown in FIG. Arrow 1206 represents an overall or average magnification and is shown as a predetermined slope of the x-y plane with respect to the x axis of the surface contour 1221 shown in FIG. Arrow 1208 represents the y distortion signal or local change in magnification and is shown by local change in surface contour 1221 shown in FIG. In the absence of aberrations or distortions over the entire field, the interference map will represent a smooth, non-sloped surface.

도16a 내지 도16d는 도15에 그래프로 도시된 특성이 평가될 광학 시스템의 상이한 왜곡 또는 수차의 개략 사시도이다. 도16a는 x 축에 대한 x-y 평면의 소정 경사도를 갖는 라인을 나타낸다. 이 경사도는 전체적인 확대를 나타낸다. 따라서, 필드 내에 전체적인 확대가 없다면, x 축에 대한 x-y 평면의 경사도가 없다. 도16b는 초점을 통한 곡면 또는 2차 만곡(bow)을 갖는 라인을 나타낸다. 이 초점 또는 x 방향을 통한 곡면은 코마를 나타낸다. 도16c는 y 축에 대한 x-y 평면의 소정 경사도를 갖는 라인을 나타낸다. 이 경사도는 텔리센트리서티를 나타낸다. 도16d는 국부적인 곡면을 갖는 라인을 나타낸다. 이 곡면은 필드 위치의 함수로서 확대의 왜곡 기호 또는 국부적인 변화를 나타낸다. 이들 특징 또는 특성은 도14에 도시된 간섭도로부터 독립적으로 도출될 수 있다. 따라서, 광학 시스템의 전체 필 드는 다수회의 노광 또는 별도의 분석에 대한 필요가 없이 단일의 단계로 특성이 평가될 수 있다.16A-16D are schematic perspective views of different distortions or aberrations of the optical system for which the characteristics graphically shown in FIG. 15 are to be evaluated. Figure 16A shows a line with a predetermined slope of the x-y plane with respect to the x axis. This slope represents the overall magnification. Thus, if there is no overall magnification in the field, there is no slope of the x-y plane with respect to the x axis. Figure 16B shows a line with a curved or secondary bow through the focal point. This focal or curved surface through the x direction represents coma. Figure 16c shows a line with a predetermined slope of the x-y plane with respect to the y axis. This slope represents the telecentricity. Figure 16D shows a line with local curved surfaces. This curve represents the distortion symbol or local change of magnification as a function of field position. These features or characteristics can be derived independently from the degree of interference shown in FIG. Thus, the entire field of the optical system can be characterized in a single step without the need for multiple exposures or separate analysis.

도17은 광학 시스템의 최적 초점을 결정하기 위한 본 발명의 일 실시예를 도시하는 노광된 감광성 기판의 평면도이다. 레티클의 이미지는 광학 시스템의 필드에 걸쳐 감광성 기판(1322) 상으로 투사된다. 대신에, 레티클의 이미지는 [도1b에 도시된 바와 같은 복조 장치(24) 등의] 복조 장치를 사용함으로써 실시간으로 관찰하도록 제공될 수 있다. 레티클은 직사각형 필드의 2개의 길이 방향 모서리(1328)를 따라 바스켓 위브의 주기성 패턴 또는 회절 격자 패턴의 이미지를 투사한다. 감광성 기판(1322)은 길이 방향 축에 대해 경사져 있어서, 비교적 좁은 제1 밴드(1311)가 제1 노광 중에 2개의 길이 방향 모서리(1328) 내에서 감광성 기판을 횡단하여 측방향으로 인쇄된다. 다음에, 감광성 기판(1322)은 도17의 도면 용지 내로 연장하는 z 방향으로 광학 축과 동축인 소정 거리로 편이되어, 비교적 좁은 제2 밴드(1331')가 제2 노광 중에 2개의 길이 방향 모서리 내에서 감광성 기판을 횡단하여 측방향으로 인쇄된다. 광학 시스템을 위한 최적 초점의 위치는 제1 및 제2 인쇄 밴드(1331, 1331')의 위치를 분석함으로서 결정될 수 있다. 이 분석은 편이된 소정 거리에 따라 용이하게 결정되거나 유도될 수 있는 기하학적 형상을 사용하여 수행된다. 예컨대, 지점(M)에서의 필드의 중심을 위한 초점 위치는 거리(OA 및 O'A')를 측정함으로써 얻어진다. 이들 숫자는 소정 필드 중심(M)에 대한 노광된 제1 인쇄 밴드(1331)의 위치를 산출한다. 제1 및 제2 밴드(1331, 1331')를 형성하는 2회의 노광을 위한 초점 수치의 내삽(interpolation)은 M에서의 필드 중심을 위한 초점 수치를 산출한다. 이 초점 수치는 광학축만을 따른다. 측방향 축에 대한 경사 에러는 기판을 따라 거리(AB)를 측정함으로써 교정된다. 경사도는 거리(AB)에 의해 결정된 바와 같은 기판의 ㎜에 대해 2회의 노광들 사이의 초점 차이에 의해 결정된 바와 같은 초점 편이의 ㎚로 표현된다. 이 경사도 수치를 사용하여, 길이 방향 축에 대한 만곡 또는 경사가 거리(OA 및 O'A') 또는 거리(OB 및 O'B') 사이의 거리 차이의 측정을 통해 선분(A-A' 또는 B-B')의 각도(θ)를 측정함으로써 결정된다. 4개의 이들 거리의 측정으로부터, 기판은 측정 에러 정정 또는 평균화를 위한 여분(redundancy)으로 최적 초점 평면에 정렬된다. 대신에, 이들 수치는 다음 공식으로부터 도출될 수 있다. 여기에서, M'은 선분(A-A')과 선분(B-B') 사이의 중간에 있는 라인(1333)의 중간점 상에 놓여 있고, IFS는 2회의 노광 사이의 z 또는 광학 축을 따른 유도된 초점 편이 또는 의도적 편이이며, IT는 측방향 축에 대한 유도된 경사 또는 의도적 편이이다. 그러면, 경사도(S)는 H/W이고; 초점 에러(FE)는 IFS/AB×MM'이며; 길이 방향 축에 대한 경사 에러(TE)는 (IFS/AB)-IT이고; 측방향 축에 대한 경사 또는 만곡 에러(BE)는 S×IFS/AB이다.Figure 17 is a plan view of an exposed photosensitive substrate illustrating one embodiment of the present invention for determining an optimal focus of an optical system. An image of the reticle is projected onto the photosensitive substrate 1322 over the field of the optical system. Instead, the image of the reticle can be provided for viewing in real time by using a demodulation device (such as demodulation device 24 as shown in FIG. 1B). The reticle projects an image of the periodic pattern or diffraction grating pattern of the basket weave along the two longitudinal edges 1328 of the rectangular field. The photosensitive substrate 1322 is inclined with respect to the longitudinal axis such that a relatively narrow first band 1311 is printed laterally across the photosensitive substrate in two longitudinal edges 1328 during the first exposure. Next, the photosensitive substrate 1322 is shifted by a predetermined distance coaxial with the optical axis in the z direction extending into the drawing sheet of Fig. 17, so that the relatively narrow second band 1331 'has two longitudinal edges during the second exposure. Printed laterally across the photosensitive substrate. The location of the optimal focus for the optical system can be determined by analyzing the positions of the first and second printed bands 1331, 1331 ′. This analysis is performed using a geometric shape that can be easily determined or derived depending on the distance that is shifted. For example, the focal position for the center of the field at point M is obtained by measuring the distances OA and O'A '. These numbers calculate the position of the exposed first print band 1331 relative to the predetermined field center M. Interpolation of the focus values for the two exposures forming the first and second bands 1331, 1331 ′ yields the focus values for the field center at M. This focal figure only follows the optical axis. The tilt error about the lateral axis is corrected by measuring the distance AB along the substrate. The inclination is expressed in nm of the focal shift as determined by the focal difference between two exposures with respect to mm of the substrate as determined by the distance AB. Using this gradient value, the line segment AA 'or B- is obtained by measuring the distance difference between the curvature or inclination of the longitudinal axis between the distances OA and O'A' or the distances OB and O'B '. B ') is determined by measuring the angle θ. From the measurements of these four distances, the substrate is aligned to the optimal point plane with redundancy for measurement error correction or averaging. Instead, these numbers can be derived from the following formula. Where M 'lies on the midpoint of line 1333 midway between line segment A-A' and line B-B ', and the IFS is along the z or optical axis between the two exposures. Induced focus shift or intentional shift, IT is induced tilt or intentional shift with respect to the lateral axis. Then, the slope S is H / W; The focus error FE is IFS / AB x MM '; Slope error (TE) for the longitudinal axis is (IFS / AB) -IT; The tilt or bend error (BE) for the lateral axis is S x IFS / AB.

도18은 구면 수차를 검출하기 위한 본 발명의 일 실시예의 사용을 도시하고 있다. 커브 또는 라인(1402)은 초점의 함수로서 리지스트 깊이를 나타낸다. 감광성 기판을 노광할 때의 초점을 통한 경사로 인해, 처리된 리지스트에 의해 감광성 기판 상에 형성되는 주기성 패턴 또는 회절 격자는 변하는 깊이를 갖는다. 이 깊이는 최적 초점에서 최대이고, 초점이 악화됨에 따라 작아진다. 영역(1404)에서의 커브 또는 라인(1402)의 비대칭성은 구면 수차를 나타낸다. 따라서, 본 발명은 광학 시스템의 구면 수차를 검출하는 데 적용될 수 있다.Figure 18 illustrates the use of one embodiment of the present invention for detecting spherical aberration. Curve or line 1402 represents the resist depth as a function of focus. Due to the inclination through the focus when exposing the photosensitive substrate, the periodic pattern or diffraction grating formed on the photosensitive substrate by the treated resist has a varying depth. This depth is maximum at the optimum focus and decreases as the focus deteriorates. The asymmetry of the curve or line 1402 in the region 1404 represents spherical aberration. Thus, the present invention can be applied to detecting spherical aberration of an optical system.

도19a 및 도19b는 최적화된 이미징을 얻기 위해 광학 시스템에서의 레티클의 초기 배치를 결정하기 위한 본 발명의 다른 실시예를 도시하고 있다. 도19a 및 도19b를 참조하면, 감광성 기판(1522)이 레티클(1516)에 의해 노광된다. 대신에, 레티클의 이미지는 [도1b에 도시된 바와 같은 복조 장치(24) 등의] 복조 장치를 사용함으로써 실시간으로 관찰하도록 제공된다. 레티클은 x 축에 대해 x-y 평면으로부터 경사져 있다. 감광성 기판(1522)은 바람직하게는 y 축에 대해 x-y 평면으로부터 경사져 있다. 따라서, 레티클(1516) 및 감광성 기판(1522)은 도1에 도시된 실시예와 마찬가지로 서로에 대해 직각으로 경사져 있다. 레티클(1516)은 상이한 선폭을 갖는 복수개의 직각으로 엇갈린 라인을 갖는다. 예컨대, 라인(1531)은 비교적 좁은 수직 선폭을 갖고, 라인(1533)은 비교적 넓은 수직 선폭을 갖는다. 수직선(1531, 1533)은 x 방향으로 교대하거나 엇갈려 있다. 비교적 좁은 수평선(1534)과 비교적 넓은 수평선(1536)이 y 방향으로 교대하거나 엇갈려 있다. 상이한 폭을 갖는 교대하거나 엇갈린 수평선 및 수직선의 격자 패턴이 형성된다. 레티클(1516) 상의 격자 패턴은 노광 중에 감광성 기판(1522)의 경사로 인해 초점을 통해 감광성 기판(1522) 상으로 레티클(1516)의 경사로 인해 레티클 위치를 통해 이미징된다. 처리된 감광성 기판(1522)은 선폭 또는 특징 패턴 크기의 함수로서 최적 초점 위치의 궤적(locus)을 가질 것이다. 이 궤적은 리지스트 깊이를 포함한 이미지를 검사함으로써 결정된다. 일반적으로, 최대 리지스트 깊이는 최대 초점을 결정한다. 대신에, 최적 초점 위치의 궤적은 [도1b에 도시된 바와 같은 복조 장치(24) 등의] 복조 장치에 의해 발생되는 시각화된 패턴을 분석함으로써 결정될 수 있을 것이다. 즉, 최적 초점에서, 리지스트는 보다 완전히 노광되므로, 보다 큰 깊이를 갖는다. 각각의 상이한 선폭에 대한 최적 초점 위치가 교차하는 위치는 수차 특히 구면 수차를 최소화하기 위한 레티클에 대한 바람직한 위치를 나타낸다. 도19a를 참조하면, 라인(1502, 1504)의 교차는 구면 수차를 최소화하기 위해 레티클(1506)에 대한 최적 위치를 나타낸다. 라인(1506)은 최적 이미지를 얻거나 구면 수차를 최소화하기 위해 레티클(1516)의 위치 설정을 위한 최적 위치의 장소 또는 평면을 나타낸다. 예컨대, 도19의 감광성 기판의 좌측 길이 방향 모서리를 따라 도시된 바와 같이, 도19b의 레티클(1516)이 x축에 대해 1 단위로 경사져 있다면, 라인(1506)은 레티클이 최적 이미징을 얻기 위해 0.4 단위로 위치되어야 한다는 것을 나타낸다. 라인(1506)은 레티클의 경사 축 또는 x 축에 대해 평행하게 도시되어 있다. 단지 2개의 상이한 교대하거나 엇갈려 있는 선폭이 도시되어 있지만, 임의의 개수의 상이한 선폭이 교대하거나 엇갈려 있을 수 있다는 것을 이해하여야 한다.19A and 19B illustrate another embodiment of the present invention for determining the initial placement of a reticle in an optical system to obtain optimized imaging. 19A and 19B, the photosensitive substrate 1522 is exposed by the reticle 1516. Instead, the image of the reticle is provided for viewing in real time by using a demodulation device (such as demodulation device 24 as shown in FIG. 1B). The reticle is inclined from the x-y plane with respect to the x axis. The photosensitive substrate 1522 is preferably inclined from the x-y plane with respect to the y axis. Thus, the reticle 1516 and the photosensitive substrate 1522 are inclined at right angles to each other, as in the embodiment shown in FIG. Reticle 1516 has a plurality of perpendicularly staggered lines with different line widths. For example, line 1531 has a relatively narrow vertical line width, and line 1533 has a relatively wide vertical line width. The vertical lines 1531 and 1533 are alternately or staggered in the x direction. The relatively narrow horizontal line 1534 and the relatively wide horizontal line 1536 are alternately or staggered in the y direction. Grid patterns of alternating or staggered horizontal and vertical lines with different widths are formed. The grating pattern on the reticle 1516 is imaged through the reticle position due to the inclination of the reticle 1516 onto the photosensitive substrate 1522 through focus due to the inclination of the photosensitive substrate 1522 during exposure. The processed photosensitive substrate 1522 will have a locus of optimal focal position as a function of line width or feature pattern size. This trajectory is determined by examining the image including the resist depth. In general, the maximum resist depth determines the maximum focus. Instead, the trajectory of the optimal focus position may be determined by analyzing the visualized pattern generated by the demodulation device (such as demodulation device 24 as shown in FIG. 1B). In other words, at the optimal focus, the resist is more fully exposed and therefore has a greater depth. The position at which the optimum focal position for each different line width intersects represents the preferred position for the reticle to minimize aberrations, in particular spherical aberration. Referring to Figure 19A, the intersection of lines 1502 and 1504 represents the optimal position for reticle 1506 to minimize spherical aberration. Line 1506 represents the location or plane of the optimal location for positioning of the reticle 1516 to obtain an optimal image or minimize spherical aberration. For example, as shown along the left longitudinal edge of the photosensitive substrate of FIG. 19, if reticle 1516 of FIG. 19B is inclined by one unit with respect to the x-axis, line 1506 is 0.4 to obtain the optimal reticle imaging. Indicates that it must be located in units. Line 1506 is shown parallel to the oblique or x axis of the reticle. While only two different alternating or staggered linewidths are shown, it should be understood that any number of different linewidths may be alternating or staggered.

본 발명은 상이한 실시예와 상이한 특징 패턴 세트 또는 라인 패턴에 대해 도시되고 설명되었지만, 분명히 다른 특징 패턴 세트 또는 라인 패턴이 광학 시스템의 특성을 평가하기 위해 상이한 방식으로 사용되고 배열될 수 있다. 그러나, 본 발명의 모든 실시예는 상이한 초점 깊이로 소정 영역의 공간에서 각종의 상이한 패턴 부분을 동시에 이미징한다. 상이한 깊이로 복수개의 패턴 부분의 기록된 이 미지는 광학 시스템의 특성을 평가하도록 간섭 방식으로 분석된다. 이 간섭 분석은 바람직하게는 레티클의 기록된 이미지의 간섭 분석으로부터 얻어진 데이터가 광학 시스템의 거의 완전한 특성 평가를 제공하도록 단일 단계로 수행된다. 따라서, 본 발명은 광학 시스템의 필드 내에서 상이한 위치를 순차적으로 선택하여 분석할 필요성을 방지한다. 결과적으로, 본 발명의 개시 내용은 광학 시스템의 매우 신속하고 강력한 특성 평가라는 결과를 나타낸다.Although the present invention has been shown and described with respect to different embodiments and different feature pattern sets or line patterns, apparently different feature pattern sets or line patterns can be used and arranged in different ways to evaluate the properties of the optical system. However, all embodiments of the present invention simultaneously image various different pattern portions in the space of a given area with different focal depths. Recorded images of the plurality of pattern portions at different depths are analyzed in an interference manner to evaluate the characteristics of the optical system. This interference analysis is preferably performed in a single step so that the data obtained from the interference analysis of the recorded image of the reticle provides an almost complete characterization of the optical system. Thus, the present invention avoids the need to sequentially select and analyze different positions within the field of the optical system. As a result, the disclosure of the present invention results in a very rapid and powerful characterization of the optical system.

따라서, 본 발명의 방법 및 장치는 광학 시스템의 초점, 상면 만곡, 비점 수차, 코마 및/또는 초점 평면 편차를 결정하기 위해 단일 노광이나 이미징 단계 또는 실시간 관찰로 광학 시스템의 특성 평가를 가능하게 한다는 것을 이해하여야 한다. 본 발명은 감광성 기판 상으로 마스크 또는 레티클 패턴을 인쇄하는 데 사용되는 포토리소그래픽 광학 장치의 특성 평가에 특히 적용 가능하다. 본 발명은 3차원 어레이의 개별 샘플 지점(x, y, 초점)에서 이미지 품질 또는 라인 품질의 평가를 통해서가 아니라 초점을 통한 특징 패턴 품질의 포락선을 검출함으로써 최적 초점을 결정한다. 본 발명은 초점 및 레티클 물체 위치를 통해 연속적인 데이터를 산출한다.Thus, the method and apparatus of the present invention enable the characterization of an optical system with a single exposure or imaging step or real-time observation to determine the focus, top curvature, astigmatism, coma and / or focal plane deviation of the optical system. It must be understood. The invention is particularly applicable to the evaluation of the properties of photolithographic optical devices used to print masks or reticle patterns on photosensitive substrates. The present invention determines the optimal focus by detecting the envelope of the feature pattern quality through focus, not through evaluation of image quality or line quality at individual sample points (x, y, focus) of the three-dimensional array. The present invention produces continuous data through the focus and reticle object position.

따라서, 본 발명은 초점 자체 검색(focus self-seeking) 즉 노광되는 웨이퍼 또는 감광성 기판의 필드가 초점 깊이를 방해하면 최적 초점의 구역을 항상 인쇄할 것이라는 점에서 정상적인 초점 평면에 둔감하다는 장점을 갖는다. 본 발명은 감도가 높고 소음이 낮으며 단일의 노광으로 노광 특성 평가 매개 변수의 신속한 취득을 제공한다는 장점을 갖는다. 본 발명은 관련된 시간이 걸리는 다수회의 노광 및 초점 슬라이싱 에러로 슬라이싱한 초점 평면에 대한 필요성을 제거시킨다.Thus, the present invention has the advantage of being insensitive to the normal focal plane in that focus self-seeking, i.e., the field of the exposed wafer or photosensitive substrate will always print the region of optimal focus if it interferes with the depth of focus. The present invention has the advantage of providing high sensitivity, low noise and fast acquisition of exposure characteristic evaluation parameters in a single exposure. The present invention obviates the need for a sliced focal plane with associated time-consuming multiple exposure and focus slicing errors.

시험에서, 감도 및 소음 수준이 5 ㎚ 수준 이상으로 정기적으로 얻어졌다. 이들 낮은 수준은 종래 기술을 사용하여 얻을 수 없다. 종래 기술은 일반적으로 감소하는 선폭에 따라 악화된다. 그러나, 본 발명은 선폭이 감소함에 따라 강력해진다는 장점을 갖는다. 이는 본 발명이 선폭 이미지라기보다는 특징 패턴 품질의 포락선을 해결하는 데 따르기 때문에 발생한다.In the test, sensitivity and noise levels were regularly obtained above the 5 nm level. These low levels cannot be obtained using the prior art. Prior art generally worsens with decreasing line width. However, the present invention has the advantage that it becomes stronger as the line width is reduced. This occurs because the present invention relies on solving envelopes of feature pattern quality rather than linewidth images.

본 발명은 수 초의 비교적 단시간 내에 전체 필드 데이터를 얻을 수 있다. 이는 작은 라인 크기와 열적으로 변하는 시간 상수 때문에 극단파장의 자외선(deep UV)을 사용하는 포토리소그래픽 툴에서 중요한 특징이다. 단일의 샷으로 전체 필드 노광을 사용하는 본 발명의 능력은 데이터의 스캐닝 취득으로 인한 정렬 타이밍 에러를 제거시킨다. 다중화된 특징 패턴 배향, 크기 및 라인 형태를 갖는 복수개의 상이한 특징 패턴 세트의 사용은 초점 위치, 비점 수차, 상면 만곡 및 초점 깊이의 결정을 가능하게 한다. 부가적으로, 본 발명은 코마, 구면 수차 및 간섭의 변동에 대한 정보를 산출할 수 있다.The present invention can obtain full field data in a relatively short time of several seconds. This is an important feature in photolithographic tools that use extreme UV because of their small line size and thermally variable time constants. The ability of the present invention to use full field exposure in a single shot eliminates alignment timing errors due to scanning acquisition of data. The use of a plurality of different feature pattern sets with multiplexed feature pattern orientation, size, and line shape enables determination of focal position, astigmatism, top curvature, and focus depth. In addition, the present invention can calculate information about coma, spherical aberration and variation in interference.

본 발명은 인쇄된 이미지를 분석하기 위한 계측 툴을 포함하여 시험될 이미징 시스템에 의해 이미징되는 다중화된 주기성 특징 패턴과 리소그래픽 기록 공정을 포함한다는 점에 있어서 광학 시스템의 신속한 특성 평가를 가능하게 한다. 특징 패턴 세트는 그룹 또는 격리된 상이한 라인 형태, 형상, 크기 및 배향일 수도 있다. 본 발명은 단일 노광으로 이미징 시스템의 초점 깊이를 통해 그리고 이를 넘어 이들 특징 패턴 세트를 이미징한다. 초점을 통한 포락선 또는 특징 패턴의 품질은 인쇄되어 분석된다. 이 분석은 자기 상관도 및 상호 상관도 분석(auto-correlation and cross-correlation analysis)의 경우에서와 같이 전체 초점 깊이의 데이터 평가를 포함할 수 있다. 대신에, 분석은 전체의 최대치 또는 최소치의 비대칭성 또는 경사도를 확인할 수 있다. 이는 소정의 그리고 그에 따라 최적이 아닌 이산 초점 위치에서 개별 특징 패턴을 분석하는 종래 기술과 대조적이다.The present invention enables rapid characterization of an optical system in that it includes a lithographic recording process and multiplexed periodic feature patterns imaged by the imaging system to be tested, including a metrology tool for analyzing the printed image. The feature pattern set may be grouped or isolated different line shapes, shapes, sizes and orientations. The present invention images these feature pattern sets through and beyond the depth of focus of the imaging system in a single exposure. The quality of the envelope or feature pattern through the focus is printed and analyzed. This analysis may include data evaluation of the overall focal depth as in the case of auto-correlation and cross-correlation analysis. Instead, the analysis can identify the asymmetry or slope of the maximum or minimum of the whole. This is in contrast to the prior art, which analyzes individual feature patterns at predetermined and therefore not optimal discrete focus positions.

초점을 통한 특정한 특징 패턴 세트의 품질은 선택된 특징 패턴 형태의 배향 및/또는 크기에 따라 플랫 초점(flat focus), 상면 만곡, 비점 수차, 구면 수차, 부분 간섭, 왜곡 및 코마를 결정하는 데 사용될 수 있다. 비점 수차의 경우에, 상이한 라인 배향은 필드 아래에서 엇갈려 암시야 또는 간섭 현미경에 의해 판독될 수 있다. 대신에, 상이한 라인 배향은 필드를 횡단하여 엇갈려 간섭 현미경 또는 원자력 현미경에 의해 판독될 수 있다. 왜곡의 경우에, 특징 패턴은 전체 시야 간섭계(full field interferometer)를 사용하여 판독될 수 있다.The quality of a particular set of feature patterns through focus can be used to determine flat focus, top curvature, astigmatism, spherical aberration, partial interference, distortion, and coma, depending on the orientation and / or size of the selected feature pattern shape. have. In the case of astigmatism, different line orientations can be staggered below the field and read by dark field or interference microscopy. Instead, different line orientations can be staggered across the field and read by an interference microscope or an atomic force microscope. In the case of distortion, the feature pattern can be read using a full field interferometer.

따라서, 본 발명은 광학 시스템 특히 반도체 웨이퍼의 제조를 위한 포토리소그래피에서 사용되는 투사 광학 장치의 특성을 신속하고 용이하게 평가하는 능력을 크게 진전시킨다는 것을 이해하여야 한다. 단일 노광, 데이터 취득 또는 관찰 단계로부터, 소정 시간에 단일 지점에서 광학 시스템의 특성을 평가하는 유용한 정보가 얻어질 수 있다. 이는 이미징 성능이 고수준으로 유지된다는 점에서 제조 용량 및 수율을 크게 증가시킨다.
Accordingly, it should be understood that the present invention greatly advances the ability to quickly and easily evaluate the properties of projection optical devices used in optical systems, particularly photolithography for the manufacture of semiconductor wafers. From a single exposure, data acquisition or observation step, useful information for evaluating the characteristics of the optical system at a single point in time can be obtained. This greatly increases manufacturing capacity and yield in that imaging performance is maintained at a high level.

2. 홀로그래픽 시험 레티클 2. Holographic Test Reticle                 

여기에 기재된 바와 같이, 복수개의 주기성 패턴 및 다른 구조를 구비한 시험 레티클이 시험 하의 (광학 장치 등의) 광학 시스템의 특성을 평가하는 데 사용된다. 예컨대, 도1에 도시된 바와 같이, 광학 시스템(18)은 시험 레티클(16) 상의 패턴으로 이미징되어, 기판(22) 상에 기록되는 이미지 데이터를 발생시킨다. 기판(22)은 광학 시스템을 위한 매개 변수를 결정하도록 차후에 처리되는 초점, 상면 만곡, 비점 수차, 코마, 초점 평면 편차, 구면 수차 및 간섭 변동(coherence variation)을 포함한 이미지 데이터를 검색하도록 조사된다.As described herein, test reticles with a plurality of periodic patterns and other structures are used to evaluate the properties of optical systems (such as optical devices) under test. For example, as shown in FIG. 1, optical system 18 is imaged in a pattern on test reticle 16 to generate image data that is recorded on substrate 22. Substrate 22 is irradiated to retrieve image data including focus, top curvature, astigmatism, coma, focal plane deviation, spherical aberration and coherence variation, which are subsequently processed to determine parameters for the optical system.

시험 레티클(16)은 광학 시스템(18)의 품질을 시험하는 데 사용되므로, 시험 레티클(16) 상의 패턴은 실제 특성 평가가 이루어질 수 있도록 가능하면 정확한 것이 바람직하다. 구체적으로, 시험 레티클 상의 회절 격자의 라인 및 공간(예컨대, 도4 참조)은 정확한 치수 및 배치를 갖는 것이 중요하다. 회절 격자가 정확하지 않으면, 기판(22) 상에 기록되는 수차가 광학 시스템(18)에 의해 유발된 것인 지 또는 시험 레티클(16)에 의해 유발된 것인 지 결정하기 곤란하다.Since the test reticle 16 is used to test the quality of the optical system 18, it is desirable that the pattern on the test reticle 16 be as accurate as possible so that actual characterization can be made. Specifically, it is important that the lines and spaces of the diffraction gratings on the test reticle (eg, see FIG. 4) have the correct dimensions and placement. If the diffraction grating is not accurate, it is difficult to determine whether the aberration recorded on the substrate 22 is caused by the optical system 18 or by the test reticle 16.

시험 레티클을 포함한 레티클을 제조하는 종래의 수단은 e-빔 기록 툴 및 레이저 기록 툴을 포함한다. 이들 종래 기술은 일반적으로 큰 합성 필드 패턴(larger composite field pattern)을 형성하기 위해 차후에 서로 결합되는 큰 패턴의 서브 필드를 기록한다. 서브 필드가 서로 결합될 때, 레티클 기록 에러가 발생할 수 있다. 매우 높은 개구수(VHNA: very high numerical aperture)의 리소그래픽 툴의 100 ㎚ 미만의 선폭에서, 이들 기록 에러는 광학 이미징 시스템을 시험하는 능력에서 제한 인자가 되었다. Conventional means for manufacturing a reticle including a test reticle include an e-beam recording tool and a laser recording tool. These prior art generally records large patterns of subfields that are subsequently joined together to form a large composite field pattern. When subfields are combined with each other, a reticle write error may occur. At line widths below 100 nm of lithographic tools with very high numerical aperture (VHNA), these recording errors have been a limiting factor in the ability to test optical imaging systems.                 

따라서, 다음의 논의에서는 본 발명에 따라 홀로그래픽 시험 레티클을 제조하는 방법 및 시스템을 설명하기로 한다. 홀로그래픽 레티클은 상기된 회절 격자 및 다른 시험 구조 등의 주기성 간섭 패턴을 갖는 간섭 영역을 형성하기 위해 2개 이상의 광학 복사선을 간섭시킴으로써 형성된다. 다음에, 간섭 패턴은 포토 리지스트 등의 다양한 기록 기술을 사용하여 레티클 블랭크 상에 기록된다. 간섭 패턴의 기하학적 형상은 간섭 광학 복사선의 특성에 의해 엄격하게 제어된다. 구체적으로, 기하학적 형상의 광선의 파장, 파면 변동 및 노광 장치의 기하학적 형상(즉, 간섭 전후의 광학 복사선의 상대적인 각도)에 의해 제어된다. 이들 인자는 모두 연속적으로 기록되는 e-빔 또는 레이저 기록 기술보다 훨씬 정확하게 제어될 수 있다. 부가적으로, 크기가 훨씬 큰 레티클 영역이 이 홀로그래픽 기술을 사용하여 단일 시도로 기록될 수 있다. 이와 같이, e-빔을 서로 결합함으로써 발생하는 기록 에러가 완전히 회피된다.Accordingly, the following discussion describes a method and system for manufacturing a holographic test reticle in accordance with the present invention. The holographic reticle is formed by interfering two or more optical radiations to form an interference region having a periodic interference pattern, such as the diffraction grating and other test structures described above. Next, the interference pattern is recorded on the reticle blank using various recording techniques such as photoresist. The geometry of the interference pattern is tightly controlled by the nature of the interfering optical radiation. Specifically, it is controlled by the wavelength of the geometric rays, the wavefront variation and the geometry of the exposure apparatus (ie the relative angle of the optical radiation before and after the interference). All of these factors can be controlled much more accurately than e-beam or laser recording techniques that are continuously recorded. In addition, much larger reticle regions can be recorded in a single trial using this holographic technique. In this way, writing errors caused by combining the e-beams with each other are completely avoided.

도20은 레이저(2002), 스플리터(2006), 파면 조정 광학 장치(wavefront manipulation optic)(2010), 간섭 영역(2012) 및 포토 리지스트(2014)를 갖는 레티클 블랭크(2016)를 포함한 홀로그래픽 레티클을 기록하는 시스템(2000)을 도시하고 있다. 플로우차트(2100)(도21 참조)를 참조하여 이 시스템(2000)을 다음과 같이 설명하기로 한다.20 shows a holographic reticle including a laser 2002, a splitter 2006, a wavefront manipulation optic 2010, a reticle blank 2016 with an interference region 2012 and a photoresist 2014. A system 2000 for recording the data is shown. Referring to flowchart 2100 (see FIG. 21), this system 2000 will be described as follows.

단계 2102에서, 레이저(2002)는 간섭성 광학 복사선(2004)을 발생시킨다.In step 2102, laser 2002 generates coherent optical radiation 2004.

단계 2104에서, 스플리터(2006)는 광학 복사선(2004)을 2개 이상의 광선 (2008a, 2008b)으로 분리한다. 2개의 광선(2008a, 2008b)이 도시 및 설명의 용이 화를 위해 도시되어 있다. 그러나, 다수개의 광선(2008)이 발생될 수 있을 것이다. 여기에서, 광선의 개수는 원하는 간섭 패턴의 형태에 따른다.In step 2104, splitter 2006 splits optical radiation 2004 into two or more light rays 2008a and 2008b. Two rays 2008a and 2008b are shown for ease of illustration and description. However, multiple rays 2008 may be generated. Here, the number of rays depends on the shape of the desired interference pattern.

단계 2106에서, 파면 조정 광학 장치(2010)는 하나 이상의 광선(2008)의 파면을 조정하여, 광선(2011a, 2011b)을 발생시킨다. 전형적인 광학 장치(2010)는 레이저 광선의 파면을 대체로 변경하는 데 사용되는 다양한 광학 구성 요소를 포함하고, 렌즈, 확대기(expander), 시준기(collimator), 공간 필터(spatial filter), 미러 등을 포함하지만 이에 제한되지 않는다. 특정예로서, 핀홀(pinhole)을 통해 수렴하는 광선에 의해 발생되는 구형파의 공간 필터링은 파장, 파면 발산 각도, 전파 거리 및 광선 교차 각도에 의해 불리는 엄격하게 제어된 파면을 발생시킬 것이다. 부가적으로, 광학 장치(2010)는 발생된 광선(2010)이 차후에 간섭하여 간섭 영역을 발생시키도록 정렬된다.In step 2106, the wavefront adjustment optics 2010 adjusts the wavefront of one or more light rays 2008 to generate light rays 2011a and 2011b. A typical optical device 2010 includes various optical components used to alter the wavefront of a laser beam generally, and includes lenses, expanders, collimators, spatial filters, mirrors, and the like. This is not restrictive. As a specific example, the spatial filtering of square waves generated by light rays converging through pinholes will generate a strictly controlled wavefront called by wavelength, wavefront divergence angle, propagation distance and beam intersection angle. In addition, the optical device 2010 is arranged such that the generated light beam 2010 subsequently interferes to generate an interference region.

발생된 광선(2011a, 2011b)은 차후의 광선 간섭 중에 원하는 간섭 패턴을 발생시키는 파면을 갖는다. 각각의 광선(2011)을 위한 파면의 특정 형태는 원하는 특정 간섭 패턴에 따른다. 전형적인 파면은 원통형 파면, 평면형 파면, 구형 파면 등을 포함하지만 이에 제한되지 않는다. 여기에서는 특정 파면 조합 및 관련 간섭 패턴을 추가로 논의하기로 한다.Generated light rays 2011a and 2011b have wavefronts that generate a desired interference pattern during subsequent light interference. The particular form of wavefront for each ray 2011 depends on the particular interference pattern desired. Typical wavefronts include, but are not limited to, cylindrical wavefronts, planar wavefronts, spherical wavefronts, and the like. The specific wavefront combinations and associated interference patterns will be discussed further here.

단계 2108에서, 광선(2011a, 2011b)은 관련 간섭 패턴을 갖는 간섭 영역(2012)을 발생시키도록 간섭한다. 도20은 도시 및 설명의 용이화를 위해 2개의 광선 간섭을 도시하고 있다. 그러나, 본 발명의 범주는 다수개의 광선 간섭을 포함한다. 여기에서, 광선의 개수는 원하는 간섭 패턴의 형태에 따른다. In step 2108, light rays 2011a and 2011b interfere to generate an interference region 2012 having an associated interference pattern. FIG. 20 shows two ray interferences for ease of illustration and description. However, the scope of the present invention includes a plurality of ray interferences. Here, the number of rays depends on the shape of the desired interference pattern.                 

단계 2110에서, 레티클(2016) 상의 포토 리지스트(2014)는 간섭 영역(2012)과 관련된 간섭 패턴을 기록한다. 사진 필름, 홀로그래픽 필름, 광굴절성 매체(photo-refractive media), 광중합체(photopolymer) 및 당업자에 의해 이해되는 간섭 패턴을 기록하는 다른 공지된 수단을 포함하지만 이에 제한되지 않는 다른 형태의 기록 매체가 사용될 수 있을 것이다.In step 2110, photoresist 2014 on reticle 2016 records the interference pattern associated with interference region 2012. Other forms of recording media, including but not limited to photographic films, holographic films, photo-refractive media, photopolymers, and other known means for recording interference patterns understood by those skilled in the art. May be used.

단계 2112에서, 포토 리지스트(2014)는 원하는 간섭 패턴을 갖는 시험 레티클을 발생시키도록 현상된다.In step 2112, photoresist 2014 is developed to generate a test reticle having a desired interference pattern.

단계 2114에서, 도1에 도시된 광학 시스템(18) 등의 광학 시스템이 홀로그래픽 시험 레티클을 사용하여 시험된다.In step 2114, an optical system such as the optical system 18 shown in FIG. 1 is tested using a holographic test reticle.

시험 레티클을 홀로그래픽 방식으로 기록하는 데에는 다수의 장점이 있으며, 그 일부를 다음과 같이 논의하기로 한다. 우선, 홀로그래픽 패터닝은 발생된 간섭 패턴이 광선의 파장, 간섭 광선의 파면 변동 및 노광 장치의 기하학적 형상에 의해 결정되기 때문에 e-빔 기술보다 정확하다. 이들 인자는 모두 종래의 e-빔 및 레이저 기록 기술에서보다 정확하게 제어될 수 있어서, 종래 기술과 관련된 레티클 기록 에러를 감소시킨다.There are a number of advantages to holographic recording of test reticles, some of which will be discussed as follows. First, holographic patterning is more accurate than e-beam technology because the generated interference pattern is determined by the wavelength of the light beam, the wavefront variation of the interference light, and the geometry of the exposure apparatus. Both of these factors can be controlled more accurately in conventional e-beam and laser recording techniques, reducing the reticle writing errors associated with the prior art.

증가된 정확성으로 인해, 광학 성능 시험에서 공통인 주기성 구조(예컨대, 회절 격자)는 홀로그래픽 기술을 사용하여 용이하게 발생된다. 예컨대, 선형 회절 격자에서, 선폭 피치 균일성은 정확하게 제어되어, 왜곡이 최소화된다. 부가적으로, 처핑된 회절 격자에서, 가변 피치 패턴은 상당한 정확성으로 발생될 수 있다. 따라서, 광학 시스템은 정확하게 제어된 연속적인 라인 크기, 라인 배향 및 패턴 피치에 걸쳐 시험될 수 있다. 부가적으로, 주기성 구조의 위상 편이가 정확하게 제어될 수 있다. 위상이 편이된 회절 격자는 이미지 평면의 특징 패턴 편이를 발생시키는 광학 시스템의 독특한 광학 수차의 특성 평가에 유용하다.Due to the increased accuracy, common periodic structures (eg diffraction gratings) in optical performance tests are easily generated using holographic techniques. For example, in a linear diffraction grating, the linewidth pitch uniformity is precisely controlled so that distortion is minimized. In addition, in the chirped diffraction grating, the variable pitch pattern can be generated with significant accuracy. Thus, the optical system can be tested over precisely controlled continuous line size, line orientation and pattern pitch. In addition, the phase shift of the periodic structure can be accurately controlled. Phase shifted diffraction gratings are useful for characterizing the unique optical aberrations of optical systems that produce feature pattern shifts in the image plane.

부가적으로, 홀로그래픽 패터닝은 e-빔 및 레이저 기록 툴을 포함한 기존의 레티클 기록 툴보다 훨씬 작은 선폭을 인쇄할 수 있다. 예컨대, e-빔 기술은 현재 100 ㎚ 이상으로 제한되지만, 홀로그래픽 패터닝은 100 ㎚ 미만 그리고 50 ㎚ 정도인 선폭을 인쇄할 수 있다.
Additionally, holographic patterning can print much smaller linewidths than conventional reticle recording tools, including e-beam and laser recording tools. For example, e-beam technology is currently limited to 100 nm or more, but holographic patterning can print line widths that are less than 100 nm and on the order of 50 nm.

2a. 특정 배치 및 간섭 패턴2a. Specific placement and interference patterns

홀로그래픽 레티클을 패터닝하는 특정 실시예와 발생된 간섭 패턴을 다음과 같이 설명하기로 한다. 이들 실시예는 예시 목적만을 의미하는 것으로, 제한하려는 의미는 아니다. 여기에 제공된 논의에 따르면 당업자는 다른 실시예가 이해될 것이다. 이들 다른 실시예는 본 발명의 범주 및 기술적 사상 내에 속한다.Specific embodiments of patterning holographic reticles and generated interference patterns will be described as follows. These examples are for illustrative purposes only and are not intended to be limiting. Other embodiments will be understood by those skilled in the art according to the discussion provided herein. These other embodiments are within the scope and spirit of the present invention.

도22a는 2개의 구형 광선의 간섭에 따른 홀로그래픽 패터닝(또는 기록)의 예를 도시하고 있다. 도22a를 참조하면, 광학 확대기(2204a, 2204b)는 광학 복사선(2202a, 2202b)을 수용한다. 확대기(2204a, 2204b)는 광선(2206a, 2206b)으로서 나타낸 확대 구형 파면을 갖도록 광선(2202a, 2202b)을 조정한다. 광선(2206a, 2206b)은 도시된 바와 같은 실질적으로 선형인 회절 격자 패턴을 갖는 간섭 영역(2208)을 발생시키도록 간섭한다. 선형 회절 격자 패턴은 레티클 블랭크(2210) 상에 기록된다. 회절 격자 패턴의 선폭 및 간격(피치 균일성으로도 불림)은 광선의 파장과 광선 간섭이 발생하는 각도에 의해 엄격하게 제어된다. 레이저가 광원으로서 사용될 때, 광학 파장은 극히 정확하고 안정적이다. 따라서, 발생된 회절 격자의 피치 균일성도 매우 정확하고 안정적이며, e-빔 또는 레이저 기록 기술로 달성된 것보다 개선된다.Fig. 22A shows an example of holographic patterning (or recording) according to the interference of two spherical rays. Referring to Figure 22A, optical expanders 2204a and 2204b receive optical radiation 2202a and 2202b. Expanders 2204a and 2204b adjust light rays 2202a and 2202b to have an enlarged spherical wavefront, shown as light rays 2206a and 2206b. Light rays 2206a and 2206b interfere to produce an interference region 2208 having a substantially linear diffraction grating pattern as shown. The linear diffraction grating pattern is recorded on the reticle blank 2210. The linewidth and spacing (also called pitch uniformity) of the diffraction grating pattern is strictly controlled by the wavelength of the light beam and the angle at which the light interference occurs. When a laser is used as the light source, the optical wavelength is extremely accurate and stable. Thus, the pitch uniformity of the generated diffraction gratings is also very accurate and stable and is improved over that achieved with e-beam or laser recording techniques.

도22a에서, 구형 확대 광선은 예시 목적만을 위한 것이지 제한하려는 의도가 아닌 선형 회절 격자를 형성하도록 도시되어 있다. 다른 실시예가 당업자에 의해 이해될 것이다. 예컨대, 긴 경로 길이의 의사 평면파 광선(long path length quasi-plane wave beam)이 피치 균일성을 개선하는 데 사용될 수 있다. 대신에, 부가적인 광학 장치가 평면파를 발생시키기 위해 광선을 시준하는 데 사용될 수 있다. 바꿔 말하면, 선형 회절 격자가 시준된 광선을 간섭시킴으로써 발생될 수 있다.In FIG. 22A, the spherical magnifying light beam is shown to form a linear diffraction grating for illustrative purposes only and not intended to be limiting. Other embodiments will be understood by those skilled in the art. For example, long path length quasi-plane wave beams can be used to improve pitch uniformity. Instead, additional optics can be used to collimate the beam to generate plane waves. In other words, a linear diffraction grating can be generated by interfering collimated light rays.

도22b는 2개의 구형 광선 간섭에 의해 발생되는 간섭 패턴(2212)과 관련된 모의 실험(simulation)을 도시하고 있다. 이 모의 실험은 패턴(2212)에 걸친 피치 균일성의 변화를 나타낸다. 간섭 패턴(2212)의 중심에 있는 박스(2214)는 일정한 피치 균일성을 갖는 영역을 강조한다. 바꿔 말하면, 선폭 및 간격은 박스(2214) 내에서 실질적으로 일정하다. 대조적으로, 박스(2216)는 가변적(그러나 제어된) 피치 균일성을 갖는 패턴(2212)의 영역을 강조한다. 구체적으로, 박스(2216)의 선폭 및 간격은 소정의 제어된 비율로 증가한다. 이는 처핑된 회절 격자로서 알려져 있다. 마찬가지로, 패턴(2212)의 다른 부분은 제어된 비율로 감소하는 선폭 및 간격을 갖는다. 22B shows a simulation involving the interference pattern 2212 caused by two spherical ray interferences. This simulation shows a change in pitch uniformity over pattern 2212. Box 2214 at the center of interference pattern 2212 highlights areas with constant pitch uniformity. In other words, line width and spacing are substantially constant within box 2214. In contrast, box 2216 highlights an area of pattern 2212 with variable (but controlled) pitch uniformity. Specifically, the line width and spacing of the box 2216 increases at a predetermined controlled rate. This is known as a chirped diffraction grating. Likewise, other portions of pattern 2212 have linewidths and spacing that decrease at a controlled rate.                 

도23a 내지 도23e는 처핑된 회절 격자를 갖는 간섭 패턴을 발생시키는 홀로그래픽 레티클 패터닝을 도시하고 있다. 상기된 바와 같이, 처핑된 회절 격자는 도23b 내지 도23e에 추가로 도시된 바와 같이 일련의 연속 가변형 라인 및 공간을 갖는다. 처핑된 회절 격자는 다수회의 노광을 필요로 하지 않고도 다수개의 선폭 및 간격에 걸쳐 광학 시스템의 이미지 왜곡을 결정하는 데 유용하다.23A-23E illustrate holographic reticle patterning to generate an interference pattern with a chirped diffraction grating. As noted above, the chirped diffraction grating has a series of continuous variable lines and spaces as further shown in FIGS. 23B-23E. Chirped diffraction gratings are useful for determining image distortion of an optical system over multiple linewidths and intervals without requiring multiple exposures.

도23a를 참조하면, 홀로그래픽 레티클 장치(2300)가 처핑된 회절 격자를 갖는 간섭 패턴을 발생시키는 데 유용한 축으로부터 벗어난 원통형 및 평면파 광선 조합(off-axis cylindrical and plane wave beam combination)을 도시하고 있다. 평면형 파면을 갖는 복사선(2310a, 2310b)이 도시된 바와 같이 레티클(2306)의 저부 상으로 투사된다. 부가적으로, 미러(2302)가 광선(2310a, 2310b)에 대해 각도(α, β)로 레티클(2306) 상으로 복사선(2304a, 2304b)을 투사한다. 광선(2304a, 2304b)은 바람직하게는 원통형 파면을 갖고, 지점(2308)에서 만난다. 광선(2310a, 2310b; 2304a, 2304b)은 처핑된 회절 격자 패턴을 갖는 간섭 영역을 발생시키도록 간섭한다. 여기에서, 처핑된 회절 격자의 특성은 원통형 발산의 기하학적 형상 및 간섭 광선 파장에 의해 지배된다.Referring to Figure 23A, a holographic reticle device 2300 illustrates an off-axis cylindrical and plane wave beam combination that is off-axis useful for generating an interference pattern with a chirped diffraction grating. . Radiation 2310a, 2310b having a planar wavefront is projected onto the bottom of the reticle 2306 as shown. Additionally, mirror 2302 projects radiation 2304a and 2304b onto reticle 2306 at angles α and β with respect to light rays 2310a and 2310b. Rays 2304a and 2304b preferably have a cylindrical wavefront and meet at point 2308. Light rays 2310a, 2310b; 2304a, 2304b interfere to produce an interference region having a chirped diffraction grating pattern. Here, the properties of the chirped diffraction grating are governed by the geometry of the cylindrical divergence and the interference light wavelength.

도23b 내지 도23e는 전형적인 처핑된 회절 격자를 도시하고 있다. 구체적으로, 도23b는 원통형 윤대판 회절 격자(2312)를 도시하고 있다. 여기에서, 선폭 및 간격은 회절 격자의 중심에서 최대이고, 회절 격자의 중심으로부터 회절 격자의 모서리로 감소한다. 도23c는 원통형 윤대판 회절 격자(2314)를 도시하고 있다. 여기에서, 선폭 및 간격은 회절 격자의 중심에서 최소이고, 회절 격자의 모서리에서 최대가 되도록 증가한다. 도23d는 다수개의 처핑된 회절 격자(2318a 내지 2318e)를 포함하는 엇갈린 처핑된 회절 격자(2316)를 도시하고 있다. 엇갈린 회절 격자(2316)는 구성 요소 회절 격자(2318)의 다수회의 노광을 취하여 노광들 사이에 y 방향으로 레티클 블랭크를 이동시킴으로써 발생된다. 엇갈린 회절 격자(2316)는 이미지 왜곡이 시험 하의 광학 시스템의 다수개의 필드 지점에서 동시에 측정되게 한다. 도23e는 원형 윤대판 어레이를 도시하고 있다.Figures 23B-23E illustrate typical chirped diffraction gratings. Specifically, FIG. 23B shows a cylindrical annular plate diffraction grating 2312. Here, the line width and spacing are maximum at the center of the diffraction grating and decrease from the center of the diffraction grating to the edge of the diffraction grating. 23C shows a cylindrical annular plate diffraction grating 2314. Here, the line width and spacing are increased to be minimum at the center of the diffraction grating and maximum at the edge of the diffraction grating. FIG. 23D shows staggered chirped diffraction gratings 2316 including a plurality of chirped diffraction gratings 2318a through 2318e. Staggered diffraction grating 2316 is generated by taking multiple exposures of component diffraction grating 2318 and moving the reticle blank in the y direction between exposures. Staggered diffraction grating 2316 allows image distortion to be measured simultaneously at multiple field points of the optical system under test. Fig. 23E shows a circular annular plate array.

상기된 바와 같이, (피치 변동 등의) 홀로그래픽 방식으로 발생되는 처핑된 회절 격자의 특성은 간섭 광선의 기하학적 형상 및 파장에 의해 지배된다. 결과적으로, 홀로그래픽 방식으로 발생되는 처핑된 회절 격자는 그 크기를 횡단하여 연속적이고 매끄럽게 변한다. 대조적으로, 이산형 패터닝 방법은 일반적으로 주사형(scanned), 래스터형(rastered) 또는 화소형(pixelated) 패터닝의 함수로서 회절 격자의 선폭 및 피치를 변화시킨다. 이들 이산형 일련 방법은 패터닝 광선 위치, 스테이지 위치 및 결합 정확성의 일시적 변동을 겪는다.As noted above, the properties of the chirped diffraction grating generated in a holographic manner (such as pitch variation) are governed by the geometry and wavelength of the interference beam. As a result, the chirped diffraction grating generated in a holographic manner changes continuously and smoothly across its size. In contrast, discrete patterning methods generally vary the linewidth and pitch of the diffraction grating as a function of scanned, rastered or pixelated patterning. These discrete serial methods suffer from temporal fluctuations in patterning beam position, stage position and coupling accuracy.

도23f는 엇갈린 처핑된 회절 격자(2316)를 사용한 광학 시스템의 초점 결정을 도시하고 있다. 구체적으로, 초점 커브(2320a 내지 2320e)는 엇갈린 처핑된 회절 격자(2316)를 사용하여 [도1의 광학 시스템(18) 등의] 시험 하의 광학 시스템을 이미징함으로써 발생된다. 각각의 커브(2320)는 인접한 회절 격자(2318)의 선폭에 대응하는 (도1a의 z 방향으로의) 초점 깊이를 나타낸다. 회절 격자(2318)의 선폭 중 하나는 [선폭(2322) 등의] 기준 초점을 제공하도록 임의로 선택되고, 다른 선폭을 위한 초점 깊이는 도시된 바와 같이 기준 초점에 대해 작도된다. FIG. 23F illustrates focus determination of an optical system using staggered chirped diffraction grating 2316. Specifically, focal curves 2320a through 2320e are generated by imaging the optical system under test (such as optical system 18 of FIG. 1) using staggered chirped diffraction grating 2316. Each curve 2320 represents a depth of focus (in the z direction of FIG. 1A) corresponding to the line width of adjacent diffraction grating 2318. One of the line widths of the diffraction grating 2318 is arbitrarily selected to provide a reference focus (such as line width 2322) and the depth of focus for the other line widths is plotted relative to the reference focus as shown.                 

도24는 홀로그래픽 시험 레티클 상에 패터닝된 실제의 교차형 회절 격자 (2400)의 원자력 현미경 사진을 도시하고 있다. 교차형 회절 격자(2400)는 45°의 각도로 관찰되고, 2개의 세트의 직교 라인(즉, 2중 기하학적 형상)을 갖는다.FIG. 24 shows an atomic force micrograph of an actual crossed diffraction grating 2400 patterned on a holographic test reticle. Crossed diffraction grating 2400 is observed at an angle of 45 ° and has two sets of orthogonal lines (ie, double geometry).

도25는 3개의 상이한 배향(즉, 3중 대칭)의 라인을 가져 이들 배향에서의 이미지 왜곡이 동시에 측정되게 하는 홀로그래픽 육각형 패턴(2500)을 도시하고 있다. 이는 광학 시스템의 이미지 왜곡이 이들 3개의 배향에서 동시에 측정되게 한다. 본 발명은 n중 대칭이 아래에서 논의될 것이기 때문에 3중 대칭으로 제한되지 않는다.Figure 25 illustrates a holographic hexagonal pattern 2500 that has lines of three different orientations (i.e. triple symmetry) so that image distortion in these orientations is measured simultaneously. This allows the image distortion of the optical system to be measured simultaneously in these three orientations. The present invention is not limited to triple symmetry since n symmetry will be discussed below.

도26은 다수개의 평면파 광선을 간섭/조합한 결과인 다각형 회절 격자(2600)를 도시하고 있다. 회절 격자(2600)는 0°, 45°, 90°, 135°의 상대적인 각도에서 교차하는 x-y 평면의 교차선을 포함한다. 본 발명은 이 기하학적 형상에 제한되지 않는다. 아래에 도시된 바와 같이, 다수개의 광선 간섭은 2중, 3중 또는 4중, 일반화하면 n중 기하학적 형상을 갖는 레티클 상에 복잡한 마이크론 미만의(sub-micron) 기하학적 형상을 발생시키는 데 사용될 수 있다. 이들 n중 패턴은 라인 배향에 따르는 광학 시스템 매개 변수를 검사하는 데 사용될 수 있다. 이들 패턴을 홀로그래픽 방식으로 발생시키는 장점은 주기성 구조들 사이의 공간 관계가 엄격하게 제한된다는 것이다. 부가적으로, 이들 n중 패턴은 광학 시스템의 동공 평면(pupil plane)의 방위 의존형 비대칭 수차(azimuthally-dependent asymmetric aberration)로서 분리 가능한 왜곡, 코마 또는 다른 이미지 편이 수차의 결합을 분리하는 데 중요하다. Figure 26 shows a polygonal diffraction grating 2600 as a result of interference / combination of multiple plane wave rays. Diffraction grating 2600 includes intersecting lines in the x-y plane that intersect at relative angles of 0 °, 45 °, 90 °, and 135 °. The present invention is not limited to this geometry. As shown below, multiple ray interferences can be used to generate complex sub-micron geometries on a reticle having a double, triple or quadruple, generalized n geometry. . These n-n pattern can be used to examine optical system parameters depending on the line orientation. The advantage of generating these patterns holographically is that the spatial relationship between the periodic structures is strictly limited. In addition, these n-fold patterns are important for separating the combination of separable distortion, coma or other image shift aberrations as azimuthally-dependent asymmetric aberrations of the pupil plane of the optical system.                 

실시예에서, 회절 격자(2400)의 교차선은 강도가 함수 [sin(x+y)*sin(x-y)*sin(x)*sin(y)]2 따라 변하는 사인형 진폭을 갖는다. 당업자에게 이해되겠지만, 2개의 접촉 분리 라인(binary on-off line)을 포함한 다른 강도 분포가 사용될 수 있다. 이들 다른 진폭 함수는 본 발명의 범주 및 기술적 사상 내에 속한다.In an embodiment, the intersection line of the diffraction grating 2400 has a sinusoidal amplitude whose intensity varies according to the function [sin (x + y) * sin (xy) * sin (x) * sin (y)] 2 . As will be appreciated by those skilled in the art, other intensity distributions can be used, including two binary on-off lines. These other amplitude functions are within the scope and spirit of the present invention.

도27은 제한까지 n중 기하학적 형상을 취하는 윤대판 어레이(2700)를 도시하고 있다. 윤대판 어레이(2700)는 가변 선폭 및 간격을 갖는(즉, 처핑된) 원을 포함한다. 어레이(2700)의 원형 배향 때문에, 모든 가능한 라인 배향에 대한 이미지 왜곡이 동시에 그리고 단일 시험 레티클로 측정될 수 있다. 실시예에서, 윤대판 어레이(2700)는 구형 광선을 형성하도록 2개의 광학 복사선을 조합/간섭함으로써 발생된다.
FIG. 27 shows a tread plate array 2700 that takes n of geometry up to the limit. The annular plate array 2700 includes circles with variable linewidth and spacing (ie, chirped). Because of the circular orientation of the array 2700, image distortion for all possible line orientations can be measured simultaneously and with a single test reticle. In an embodiment, the annular plate array 2700 is generated by combining / interfering two optical radiations to form a spherical ray.

2b. 위상 편이 간섭 패턴2b. Phase Shift Interference Pattern

도28은 주기성 회절 격자에 대한 피치 변화 및 위상 변화의 예를 집합적으로 도시하는 홀로그래픽 방식으로 패터닝된 회절 격자(2082 내지 2806)를 도시하고 있다. 구체적으로, 회절 격자(2802, 2804)는 회절 격자(2802)의 선폭 및 간격이 회절 격자(2804)의 피치보다 훨씬 작기 때문에 발생하는 피치 변화를 도시하고 있다. 회절 격자(2804, 2806)는 회절 격자(2806)의 라인이 회절 격자(2804)의 라인에 대해 x 방향으로 편이되기 때문에 발생하는 위상 변화를 도시하고 있다.FIG. 28 illustrates holographically patterned diffraction gratings 2082 to 2806 collectively showing examples of pitch change and phase change for a periodic diffraction grating. Specifically, the diffraction gratings 2802 and 2804 illustrate pitch variations that occur because the line width and spacing of the diffraction gratings 2802 are much smaller than the pitch of the diffraction grating 2804. Diffraction gratings 2804 and 2806 illustrate phase changes that occur because the lines of diffraction grating 2806 are shifted in the x direction with respect to the lines of diffraction grating 2804.

대신에, 회절 격자의 듀티 사이클(또는 라인 대 공간 비율)은 동일한 회절 격자 피치를 유지하면서 연속적으로 또는 단계적으로 변할 수 있다. 도29a는 가변형 듀티 사이클을 갖는 일정한 피치 회절 격자의 홀로그래픽 패턴을 구비한 레티클을 도시하고 있다. 도29a에서, 레티클(2900)은 일정한 피치 회절 격자(2902)를 갖는다. 그러나, 프로파일 A(2904)에서, 회절 격자(2902)의 듀티 사이클은 1:1 라인 대 공간 비율이지만, 프로파일 B(2906)에서, 회절 격자(2902)의 듀티 사이클은 3:1 라인 대 공간 비율이다. 하나의 레티클(2900) 상에 일정한 피치를 갖는 이러한 홀로그래픽 패턴을 갖는 것은 전체 패턴이 단일 회절 각도로 간섭 방식으로 문의되게 한다. 하나의 레티클 상에서 일정한 피치를 각각 갖는 한 세트의 홀로그래픽 패턴을 갖는 포토리소그래픽 시스템을 시험함으로써, 수차는 라인 대 공간 듀티 사이클의 함수로서 발생되는 다양하게 유도되는 이미지 편이 및 초점 편이에 기초하여 확인되고 분리된다.Instead, the duty cycle (or line to space ratio) of the diffraction grating can vary continuously or stepwise while maintaining the same diffraction grating pitch. FIG. 29A shows a reticle with a holographic pattern of a constant pitch diffraction grating with a variable duty cycle. In Fig. 29A, the reticle 2900 has a constant pitch diffraction grating 2902. However, in profile A 2904, the duty cycle of the diffraction grating 2902 is a 1: 1 line to space ratio, while in profile B 2906, the duty cycle of the diffraction grating 2902 is a 3: 1 line to space ratio. to be. Having such a holographic pattern with a constant pitch on one reticle 2900 causes the entire pattern to be interfered in a single diffraction angle in an interfering fashion. By testing a photolithographic system with a set of holographic patterns each having a constant pitch on one reticle, aberrations are identified based on various induced image shifts and focal shifts generated as a function of line-to-space duty cycle. And separated.

도29b 및 도29c는 레티클(2900)의 홀로그래픽 패턴이 형성되는 방식을 도시하고 있다. 도29b는 균일한 회절 격자 패턴(2908)을 도시하고 있다. 도29c는 노광 강도(2910)의 변동을 갖는 패턴을 도시하고 있다. 도29c에서, 노광 강도는 저부 부분(2912)에서 크고, 상부 부분(2914)에서 작다. 저부 부분(2912)과 상부 부분(2914) 사이의 노광 강도는 이들 2개의 부분(2912, 2914)의 수치들 사이의 완만한 전이로 연속적으로 변한다. 홀로그래픽 레티클 패턴(2900)은 노광 강도(2910)의 변동을 갖는 패턴 상에 균일한 회절 격자 패턴(2908)을 중첩시킴으로써 형성된다. 당업자라면 각종의 듀티 사이클 패턴 중 임의의 것이 균일한 회절 격자 패턴 상에 노광 강도의 변동을 갖는 패턴을 중첩시킴으로써 발생될 수 있다는 것을 인정 할 것이다. 특히, 노광 강도의 변동을 갖는 패턴은 노광 강도가 패턴의 길이(span)를 횡단하여 높은 수치로부터 낮은 수치로 전이하는 것에 제한되지 않는다.29B and 29C illustrate how the holographic pattern of the reticle 2900 is formed. 29B shows a uniform diffraction grating pattern 2908. 29C shows a pattern with variations in exposure intensity 2910. In FIG. 29C, the exposure intensity is large at the bottom portion 2912 and small at the upper portion 2914. The exposure intensity between the bottom portion 2912 and the top portion 2914 varies continuously with a gentle transition between the values of these two portions 2912 and 2914. The holographic reticle pattern 2900 is formed by superimposing a uniform diffraction grating pattern 2908 on a pattern having a variation in exposure intensity 2910. Those skilled in the art will appreciate that any of a variety of duty cycle patterns may be generated by superimposing a pattern with variations in exposure intensity on a uniform diffraction grating pattern. In particular, the pattern having the variation in the exposure intensity is not limited to the transition of the exposure intensity from the high value to the low value across the span of the pattern.

도30은 도28의 회절 격자(2804, 2806)들 사이의 위상 편이 등의 제어된 위상 편이를 형성하는 위상 제어 시스템(3000)을 도시하고 있다. 이 제어 시스템(3000)은 광학 검출기(3004, 3006), 제어 입력부(3008) 및 차이 모듈(difference module)(3010)을 포함한다. 제어 시스템(3000)은 프린지 로킹 커패서티(fringe locking capacity)로서 작동될 수 있거나, 제어 신호(3008)에 기초하여 의도적인 회절 격자 위상 편이를 이용하는 데 사용될 수 있다.30 illustrates a phase control system 3000 that forms a controlled phase shift, such as a phase shift between the diffraction gratings 2804 and 2806 of FIG. This control system 3000 includes optical detectors 3004 and 3006, control inputs 3008 and difference module 3010. The control system 3000 can be operated as a fringe locking capacity or can be used to utilize intentional diffraction grating phase shift based on the control signal 3008.

광학 검출기(3004, 3006)는 홀로그래픽 간섭 패턴(3002)의 상이한 지점에서 광선 강도를 측정하도록 놓여 있어, 강도 신호(3005, 3007)를 발생시킨다. 본 발명의 실시예에서, 검출기(3004, 3006)는 검출된 광선의 강도에 비례하는 전기 신호를 발생시키는 광학 검출기 다이오드 또는 이와 동등한 장치이다.Optical detectors 3004 and 3006 are placed to measure light intensity at different points of holographic interference pattern 3002, generating intensity signals 3005 and 3007. In an embodiment of the invention, detectors 3004 and 3006 are optical detector diodes or equivalent devices that generate an electrical signal proportional to the intensity of the detected light beam.

차이 모듈(3010)은 강도 신호(3005, 3007) 및 제어 신호(3008)를 수용한다. 차이 모듈(3010)은 강도 신호(3005)에 제어 신호(3008)를 가산한 다음에 강도 신호(3007)를 감산함으로써 차이 신호(3011)를 결정한다. 프린지 로킹 중에, 제어 신호(3008)는 실질적으로 0이므로, 차이 신호(3011)는 검출기(3004, 3006)에 의해 측정되는 광선 강도 사이의 차이를 나타낸다. 차이 신호(3011)가 대략 0이면, 검출기(3004, 3006)는 대략 동일한 광선 강도를 수용하므로, 각각의 프린지 상의 동일한 대응 위치를 감시한다. 차이 신호(3011)가 대략 0이 아니면, 검출기(3004, 3006)는 광선 프린지의 동일한 부분에 다리를 걸치지 않는다.The difference module 3010 receives the intensity signals 3005 and 3007 and the control signal 3008. The difference module 3010 determines the difference signal 3011 by adding the control signal 3008 to the intensity signal 3005 and then subtracting the intensity signal 3007. During fringe locking, the control signal 3008 is substantially zero, so the difference signal 3011 represents the difference between the light intensity measured by the detectors 3004, 3006. If the difference signal 3011 is approximately zero, the detectors 3004 and 3006 receive approximately the same light intensity, thus monitoring the same corresponding position on each fringe. If difference signal 3011 is not approximately zero, detectors 3004 and 3006 do not bridge the same portion of the light fringe.

차이 신호(3011)는 미러, 수정 또는 간섭 패턴(3002)을 형성하는 데 사용된 간섭 광선 중 하나의 위상을 편이시키는 다른 광학 장치(도시되지 않음)를 제어하는 데 사용된다. 차이 신호(3011)가 대략 0이면, 어떠한 행동도 취해지지 않는다. 차이 신호(3011)가 대략 0이 아니면, 간섭 광선은 간섭(또는 프린지) 패턴(3002)의 위상을 편이시키기 위해 위상이 편이된다. 프린지 로킹을 위해, 프린지 패턴(3002)은 검출기(3004, 3006)가 광선의 동등한 강도를 검출하여 차이 신호(3011)를 대략 0이 되게 하도록 위상이 편이된다. 프린지 로킹은 진동 및 다른 임의의 방해 등으로 인해 작은 수정을 하는 데 유용하다. 프린지 로킹과 대조적으로, 의도적인 위상 편이는 아래에서 추가로 논의된 바와 같이 0이 아닌 제어 신호(3008)를 도입함으로써 신호(3005, 3007)가 동일할 때에도 프린지 패턴(3002)에 도입된다.The difference signal 3011 is used to control another optical device (not shown) that shifts the phase of one of the interference rays used to form the mirror, crystal or interference pattern 3002. If the difference signal 3011 is approximately zero, no action is taken. If the difference signal 3011 is not approximately zero, the interference beam is out of phase to shift the phase of the interference (or fringe) pattern 3002. For fringe locking, the fringe pattern 3002 is phase shifted such that the detectors 3004 and 3006 detect the equivalent intensity of the light beams, causing the difference signal 3011 to be approximately zero. Fringe locking is useful for making small modifications due to vibrations and other random disturbances. In contrast to fringe locking, intentional phase shift is introduced into fringe pattern 3002 even when signals 3005 and 3007 are identical by introducing a non-zero control signal 3008 as discussed further below.

도31에 도시된 바와 같이, 위상 제어 시스템(3000)은 제어된 상대적인 위상 편이로 회절 격자를 갖는 홀로그래픽 시험 레티클을 기록하기 위해 레티클 기록 시스템(3100) 내로 합체될 수 있다. 레티클 기록 시스템(3100)은 위상 제어기(3000) 및 위상 편이 장치(3102)의 부가로 시스템(2000)(도20 참조)과 유사하다. 위상 제어기(3000)는 간섭 영역(2012)을 분석하고, 상기된 바와 같이 간섭 영역(2012) 및 제어 신호 입력(3008)에 기초하여 차이 신호(3011)를 발생시킨다. 차이 신호(3011)는 광선(2011)의 위상을 편이시켜 제어 신호(3008)에 기초하는 간섭 영역(2012)의 위상 편이를 발생시키는 조정 광학 장치(2010)에서 위상 편이 장치(3012)를 제어한다. 따라서, 간섭 영역(2012)은 제어 신호(3008)를 변경함으로써 다양한 크기에 의해 위상이 편이될 수 있다. 위상 편이 장치(3012)는 거울, 수정 또는 광학 광선을 위상 편이하는 데 유용한 다른 광학 장치일 수도 있다. 장치(3012)의 다른 특정 실시예는 반사형, 굴절형, 회절형 어레이; 전기 변형성 장치(electro-deformable device); 음향 광학 장치(acousto-optic device); 압전 구동 미러(piezo-driven mirror) 또는 바이모프 구동 미러(bimorph-driven mirror) 등의 그러나 이에 제한되지 않는 나노 작동 광학 장치(nano-actuated optic device); 반사형, 회절형 또는 굴절형인 나노 변형성 미러; MEMS 미러 어레이; 전기 변형성 홀로그램; 및 전자 프린지 로킹 시스템을 포함한다.As shown in Figure 31, the phase control system 3000 may be incorporated into the reticle recording system 3100 to record holographic test reticles having a diffraction grating with controlled relative phase shifts. Reticle recording system 3100 is similar to system 2000 (see FIG. 20) with the addition of phase controller 3000 and phase shifter 3102. Phase controller 3000 analyzes interference region 2012 and generates a difference signal 3011 based on interference region 2012 and control signal input 3008 as described above. The difference signal 3011 controls the phase shifting device 3012 in the adjusting optics 2010 which shifts the phase of the light beam 2011 to generate a phase shift in the interference region 2012 based on the control signal 3008. . Thus, the interference region 2012 can be phase shifted by various magnitudes by changing the control signal 3008. Phase shift device 3012 may be a mirror, quartz or other optical device useful for phase shifting optical rays. Other particular embodiments of the device 3012 include a reflective, refractive, diffractive array; Electro-deformable devices; Acoustic-optic devices; Nano-actuated optic devices such as, but not limited to, piezo-driven mirrors or bimorph-driven mirrors; Nano-deformable mirrors that are reflective, diffractive or refractive; MEMS mirror arrays; Electrically deformable holograms; And an electronic fringe locking system.

부가적으로, (도28에 도시된 바와 같은) 다수개의 위상이 편이된 회절 격자는 제어 신호(3008)에 대해 상이한 전압을 사용하여 레티클 블랭크를 다수회 노광함으로써 시스템(3100)을 사용하여 발생될 수 있다. 플로우차트(3200)(도32 참조)는 다수개의 위상이 편이된 회절 격자의 발생을 더욱 상세하게 설명하고 있다.Additionally, multiple phase shifted diffraction gratings (as shown in FIG. 28) may be generated using system 3100 by exposing the reticle blank multiple times using different voltages for control signal 3008. Can be. Flowchart 3200 (see Figure 32) illustrates the generation of multiple phase shifted diffraction gratings in more detail.

도32를 참조하면, 단계 3202에서, 제어 신호(3008)의 전압은 기준 전압으로 설정된다. 단계 3204에서, 레티클 블랭크가 기준 전압에 대응하는 기준 회절 격자를 기록하기 위해 홀로그래픽 간섭 영역으로 노광된다. 단계 3206에서, 레티클 블랭크는 회절 격자의 원하는 위상 편이에 직각인 방향으로 이동된다. 예컨대, 도28에서, 회절 격자(2804)가 우선 인쇄되면, 레티클은 회절 격자(2806)를 인쇄하기 위해 y 방향으로 이동될 것이다. 단계 3208에서, 제어 신호(3008)의 전압은 홀로그래픽 간섭 영역의 위상 편이를 수행하도록 변경된다. 단계 3210에서, 레티클 블랭 크는 단계 3204에서 발생된 기준 회절 격자에 대해 위상이 편이되는 회절 격자를 기록하기 위해 (위상이 편이된) 홀로그래픽 간섭 영역으로 재노광된다. 단계 3206 내지 3210은 상대적인 위상 편이를 갖는 다수개의 회절 격자를 발생시키기 위해 다수회 반복될 수 있다. 이 기술을 사용하여, 회절 격자들 사이의 극히 정확한 위상 편이가 구현될 수 있다. 실시예에서, 선폭의 미세 부분의 위상 편이가 달성될 수 있다. 마이크론 미만의 선폭에 대해, Å 범위에서 제어된 위상 편이를 달성하는 것이 가능하다.
Referring to Fig. 32, in step 3202, the voltage of the control signal 3008 is set to the reference voltage. In step 3204, the reticle blank is exposed to the holographic interference region to record a reference diffraction grating corresponding to the reference voltage. In step 3206, the reticle blank is moved in a direction perpendicular to the desired phase shift of the diffraction grating. For example, in Fig. 28, when the diffraction grating 2804 is printed first, the reticle will be moved in the y direction to print the diffraction grating 2806. In step 3208, the voltage of the control signal 3008 is changed to perform the phase shift of the holographic interference region. In step 3210, the reticle blank is reexposed to the holographic interference region (phase shifted) to record the diffraction grating out of phase with respect to the reference diffraction grating generated in step 3204. Steps 3206-3210 can be repeated many times to generate multiple diffraction gratings with relative phase shifts. Using this technique, extremely accurate phase shifts between diffraction gratings can be realized. In an embodiment, the phase shift of the fine portion of the line width may be achieved. For line widths less than a micron, it is possible to achieve a controlled phase shift in the dB range.

2c. 레티클 판독 분석2c. Reticle Reading Analysis

논의된 바와 같이, 여기에서 설명된 시험 레티클은 바람직하게는 광학 시스템을 시험하는 데 사용된다. 예컨대, 도1에 도시된 바와 같이, 광학 시스템(18)은 시험 레티클(16)로 이미징된다. 여기에서, 시험 레티클(16)은 홀로그래픽 방식으로 제조된 시험 레티클이다. 발생된 이미지 데이터는 광학 시스템(18)의 특성을 평가하는 정보를 도출하도록 차후에 분석될 수 있는 감광성 기판(22) 상에 기록된다. 대신에, 발생된 이미지 데이터는 복조 장치를 사용함으로써 실시간으로 관찰되도록 제공될 수 있다.As discussed, the test reticle described herein is preferably used to test the optical system. For example, as shown in FIG. 1, optical system 18 is imaged with a test reticle 16. Here, the test reticle 16 is a test reticle manufactured in a holographic manner. The generated image data is recorded on the photosensitive substrate 22 which can later be analyzed to derive information evaluating the characteristics of the optical system 18. Instead, the generated image data can be provided to be observed in real time by using a demodulation device.

도7에 도시된 바와 같이, 감광성 기판(22)은 시험 하의 광학 시스템의 특성을 결정하기 위해 간섭 기술을 사용하여 분석된다. 발생된 간섭도는 노광된 기판(22)으로부터 간섭 방식으로 회절되는 광선의 동위상 파면(phase front)의 변화를 나타낸다. As shown in FIG. 7, the photosensitive substrate 22 is analyzed using interference techniques to determine the characteristics of the optical system under test. The generated degree of interference represents the change in phase front of the light beam diffracted in an interference manner from the exposed substrate 22.                 

도33은 시험 하의 광학 장치의 3×3 필드 어레이에 대한 회절된 광선의 동위상 파면을 나타내는 예시적인 간섭도(3300)를 도시하고 있다. 간섭도(3300)는 전형적인 혼(horn)(3302) 등의 혼에 의해 윤곽이 그려진 (3×3 어레이에 대응하는) 9개의 블록을 포함한다. 각각의 블록은 시험 하의 광학 시스템의 어레이 필드의 수차 및 왜곡을 정량화하는 경사 및 피스톤을 특징으로 한다. 불균일 왜곡 매개 변수가 국부적인 피스톤 및 경사에 따라 분석될 수 있다. 구체적으로, 경사는 블록의 각도를 나타내고, 반사된 광선의 확대 및 시험 하의 광학 시스템의 텔리센트리서티를 나타낸다. 피스톤은 블록의 높이를 나타내고, 반사된 동위상 파면의 전이 차이(translation difference)와 시험 하의 광학 시스템에 의해 발생된 위상 편이를 나타낸다.FIG. 33 shows an exemplary interference diagram 3300 showing an in-phase wavefront of diffracted light rays for a 3x3 field array of optical devices under test. The interference degree 3300 includes nine blocks (corresponding to a 3x3 array) outlined by a horn, such as a typical horn 3302. Each block features slopes and pistons that quantify the aberrations and distortions of the array field of the optical system under test. Non-uniform distortion parameters can be analyzed according to local piston and tilt. Specifically, the slope represents the angle of the block and the telecentricity of the optical system under test and the magnification of the reflected light beam. The piston represents the height of the block and represents the transition difference of the reflected in-phase wavefront and the phase shift generated by the optical system under test.

특성이 평가되면, 광학 시스템에 대한 왜곡 및 수차는 광학 선폭에 대해 작도될 수 있다. 예컨대, 그래프(3400)(도34 참조)는 코마로 유도된 왜곡 대 광학 선폭을 도시하고 있다. 다른 광학 시스템 특성이 광학 선폭에 대해 정량화되고 작도될 수 있다. 이들은 제르니케 수차(Zernike aberration), 초점, 상면 만곡, 비점 수차, 코마, 왜곡, 텔리센트리서티, 초점 평면 편차, 구면 수차 및 간섭 변동을 포함하지만 이에 제한되지 않는다. 이와 같이, 불균일 왜곡 매개 변수는 선폭 변동의 함수로서 검출될 수 있다. 당업자라면 비선형 동위상 파면이 처핑된 회절 격자 구조를 사용함으로써 단일 홀로그래픽 레티클에 구현될 수 있다는 것을 인정할 것이다.Once the characteristic is evaluated, the distortion and aberration for the optical system can be plotted against the optical linewidth. For example, graph 3400 (see FIG. 34) shows coma induced distortion versus optical linewidth. Other optical system characteristics can be quantified and plotted for the optical linewidth. These include, but are not limited to, Zernike aberration, focal, top curvature, astigmatism, coma, distortion, telecentricity, focal plane deviation, spherical aberration, and interference variation. As such, the non-uniform distortion parameter can be detected as a function of linewidth variation. Those skilled in the art will appreciate that a nonlinear in-phase wavefront can be implemented in a single holographic reticle by using a chirped diffraction grating structure.

그래프(3400)는 이미지 편이가 선폭 및 수차 형태의 함수로서 발생할 수 있 는 방식의 예를 도시하고 있다. 그래프(3400)와 다른 광학 시스템의 특성을 위해 준비된 유사한 그래프가 포토리스그래픽 시스템의 최적 초점 위치에서 얻어진 데이터로부터 준비된다. 그러나, 이미지 오프셋의 크기는 리소그래픽 특징 패턴을 이미징하는 데 사용되는 광학 조명의 부분 간섭(PC: partial coherence)에 의해 영향을 크게 받는다. 도35a 및 도35b는 부분 간섭이 이미지 오프셋에 영향을 주는 방식을 도시하고 있다. 그래프(3500A)(도35a 참조)는 광학 조명의 부분 간섭이 0.6인 각종의 선폭에 대한 초점의 함수로서 이미지 편이를 도시하고 있다. 그래프(3500B)(도35b 참조)는 광학 조명의 부분 간섭이 0.3인 각종의 선폭에 대한 초점의 함수로서 이미지 편이를 도시하고 있다. 당업자라면 상이한 부분 간섭 조건으로 인한 상대적인 편이 차이를 비교하는 것은 낮은 정도의 수차로부터 높은 정도의 수차를 해결하는 다른 방법이라는 것을 인정할 것이다.Graph 3400 shows an example of how image shift can occur as a function of linewidth and aberration form. Similar graphs prepared for the characteristics of the graph 3400 and other optical systems are prepared from data obtained at the optimal focal position of the photoless graphics system. However, the size of the image offset is greatly affected by partial coherence (PC) of the optical illumination used to image the lithographic feature pattern. 35A and 35B show how partial interference affects the image offset. Graph 3500A (see FIG. 35A) shows image shift as a function of focus for various line widths where partial interference of optical illumination is 0.6. Graph 3500B (see FIG. 35B) shows image shift as a function of focus for various line widths where the partial interference of optical illumination is 0.3. Those skilled in the art will appreciate that comparing the relative bias differences due to different partial interference conditions is another way of solving high order aberrations from low order aberrations.

선폭의 함수로서 상대적인 이미지 편이의 측정은 각각의 선폭이 기본 선폭 크기의 정수배가 되도록 다양한 선폭을 갖는 레티클을 사용함으로써 단순화될 수 있다. 표(3600)(도36 참조)는 상이한 회절 각도에 대한 선폭 및 회절 차수 (diffraction order) 사이의 관계를 도시하고 있다. 회절 각도는 문자로서 나타나 있다. 예컨대, 100 ㎚, 200 ㎚, 300 ㎚, 400 ㎚ 및 600 ㎚의 치수의 선폭을 갖는 레티클을 고려하기로 한다. 이 경우에, 200 ㎚ 선폭의 2차 회절은 100 ㎚ 선폭의 1차 회절과 동일한 각도로 있을 것이다. 마찬가지로, 600 ㎚ 선폭의 3차 회절은 200 ㎚ 선폭의 1차 회절과 동일한 각도로 있을 것이다. 이와 같이, 한 세트의 선폭을 갖는 레티클이 동일한 간섭 각도로 상대적인 이미지 편이에 대해 측정될 수 있다. 소정 시험 조건 하에서, 이는 모든 데이터가 단일 샘플 각도로 수집되게 한다. 이는 시험이 수행될 수 있는 속도를 개선시킨다. 또한, 수집된 데이터의 강력함 및 감도도 개선시킨다.
Measurement of relative image shift as a function of linewidth can be simplified by using reticles with varying line widths such that each line width is an integer multiple of the base linewidth size. Table 3600 (see Figure 36) shows the relationship between linewidth and diffraction order for different diffraction angles. Diffraction angles are shown as letters. For example, consider a reticle having line widths in dimensions of 100 nm, 200 nm, 300 nm, 400 nm and 600 nm. In this case, the second order diffraction of the 200 nm linewidth will be at the same angle as the first order diffraction of the 100 nm linewidth. Likewise, the third order diffraction of 600 nm linewidth will be at the same angle as the first order diffraction of 200 nm linewidth. As such, reticles having a set of linewidths can be measured for relative image shift at the same interference angle. Under certain test conditions, this allows all data to be collected at a single sample angle. This improves the speed at which the test can be performed. It also improves the strength and sensitivity of the collected data.

3. 결론3. Conclusion

여기에서 본 발명의 방법 및 구성 요소의 실시예를 설명하였다. 다른 곳에서도 언급된 바와 같이, 이들 실시예는 도시 및 설명만을 위해 기재된 것으로, 제한적으로 해석되지 말아야 한다. 가능한 다른 실시예도 본 발명의 범주 내에 속한다. 여기에 포함된 개시 사항에 기초한 이러한 다른 실시예는 당업자에게 명백할 것이다. 이와 같이, 본 발명의 폭 및 범주는 상기된 전형적인 실시예 중 임의의 것에 의해 제한되지 말아야 하고, 첨부된 청구의 범위 및 그 등가물에 따라서만 한정되어야 한다.Herein, embodiments of the method and components of the present invention have been described. As mentioned elsewhere, these examples are described for illustration and description only and should not be construed as limiting. Other possible embodiments are also within the scope of the present invention. Such other embodiments based on the disclosure contained herein will be apparent to those skilled in the art. As such, the breadth and scope of the present invention should not be limited by any of the above-described exemplary embodiments, but should be defined only in accordance with the appended claims and their equivalents.

Claims (57)

삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 광학 시스템의 특성을 평가하기 위해 홀로그래픽 레티클을 사용하는 방법에 있어서,In a method of using a holographic reticle to evaluate a characteristic of an optical system, (1) 광학 시스템 내에서 광학 광선의 경로에 홀로그래픽 레티클을 놓는 단계와;(1) placing the holographic reticle in the path of the optical beam within the optical system; (2) 홀로그래픽 레티클을 통과하는 광학 광선의 경로에 의해 발생되는 이미지를 기록하는 단계와;(2) recording the image generated by the path of the optical beam through the holographic reticle; (3) 광학 시스템의 특성을 평가하기 위해 이미지를 분석하는 단계(3) analyzing the image to evaluate the characteristics of the optical system 를 포함하며,Including; 상기 이미지는 상면 만곡, 비점 수차, 코마, 왜곡, 텔레센트리시티, 구면 수차, 및 간섭의 변동 중 하나 이상에 대하여 광학 시스템을 특성화시키도록 구성되며, The image is configured to characterize the optical system for one or more of top curvature, astigmatism, coma, distortion, telecentricity, spherical aberration, and variation in interference, 단계 (1)은 레티클을 보유한 제1 평면이 이미지가 기록되는 제2 평면에 대해 경사지게 위치되도록 광학 시스템 내에서 광학 광선의 경로에 홀로그래픽 레티클을 놓는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.Step (1) comprises placing the holographic reticle in the path of the optical beam in the optical system such that the first plane having the reticle is positioned at an angle with respect to the second plane in which the image is recorded. 제40항에 있어서, 홀로그래픽 레티클은 그 위에 형성된 복수개의 특징 패턴 세트를 갖는 것을 특징으로 하는 방법.41. The method of claim 40, wherein the holographic reticle has a plurality of feature pattern sets formed thereon. 제41항에 있어서, 복수개의 특징 패턴 세트는 주기성 패턴 및 회절 격자 패턴 중 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.42. The method of claim 41, wherein the plurality of feature pattern sets comprise one or more of a periodic pattern and a diffraction grating pattern. 제40항에 있어서, 제2 평면은 광학 시스템의 초점 깊이를 포함하는 소정 영역의 공간에 위치되는 것을 특징으로 하는 방법.41. The method of claim 40, wherein the second plane is located in a space of a predetermined area that includes the depth of focus of the optical system. 제40항에 있어서, 단계 (2)는 기록 매체에 홀로그래픽 레티클을 통과하는 광학 광선의 경로에 의해 발생되는 이미지를 기록하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.41. The method of claim 40, wherein step (2) comprises recording an image generated by the path of the optical beam through the holographic reticle to the recording medium. 제40항에 있어서, 기록 매체는 감광성 기판인 것을 특징으로 하는 방법.41. The method of claim 40, wherein the recording medium is a photosensitive substrate. 제40항에 있어서, 단계 (3)은 특징 패턴 이미지 편이를 도출하기 위해 이미지를 분석하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.41. The method of claim 40, wherein step (3) comprises analyzing the image to derive the feature pattern image shift. 제40항에 있어서, 단계 (3)은 광학 시스템의 특성을 평가하기 위해 복조 장치를 사용하여 실시간으로 이미지를 분석하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.41. The method of claim 40, wherein step (3) comprises analyzing the image in real time using a demodulation device to evaluate the characteristics of the optical system. 제40항에 있어서, 단계 (3)은 제르니케 수차를 도출하기 위해 이미지를 분석하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.41. The method of claim 40, wherein step (3) comprises analyzing the image to derive Zernike aberrations. 제40항에 있어서, 단계 (3)은 광학 시스템의 하나 이상의 광학 매개 변수를 나타내는 하나 이상의 경사 및 하나 이상의 피스톤을 갖는 간섭도를 발생시키기 위해 간섭 방식으로 이미지를 분석하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.41. The method of claim 40, wherein step (3) comprises analyzing the image in an interfering manner to generate an interference degree having one or more tilts and one or more pistons representing one or more optical parameters of the optical system. How to. 제49항에 있어서, 단계 (3)은 상기 피스톤에 기초하여 이미지 편이를 검출하는 단계와; 상기 경사에 기초하여 확대 매개 변수를 검출하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.50. The method of claim 49, wherein step (3) comprises: detecting an image shift based on the piston; Detecting a magnification parameter based on the inclination. 제50항에 있어서, 상기 피스톤 및 경사에 기초하여 불균일 왜곡 매개 변수를 검출하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.51. The method of claim 50, further comprising detecting a non-uniform distortion parameter based on the piston and tilt. 제51항에 있어서, 상기 불균일 왜곡 매개 변수는 선폭의 변동의 함수로서 검출되는 것을 특징으로 하는 방법.53. The method of claim 51, wherein the non-uniform distortion parameter is detected as a function of variation in line width. 제51항에 있어서, 상기 불균일 왜곡 매개 변수는 처핑된 회절 격자 구조의 비선형 동위상 파면으로부터 검출되는 것을 특징으로 하는 방법.53. The method of claim 51, wherein the non-uniform distortion parameter is detected from a nonlinear in-phase wavefront of the chirped diffraction grating structure. 제40항에 있어서, 단계 (3)은 낮은 차수의 수차로부터 광학 시스템의 높은 차수의 수차를 해결하기 위해 이미지를 다른 기록된 이미지와 비교하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.41. The method of claim 40, wherein step (3) comprises comparing the image with other recorded images to resolve high order aberrations of the optical system from low order aberrations. 제54항에 있어서, 상기 비교 단계는 기록된 이미지의 상이한 부분 간섭 조건으로 인한 상대적인 편이 차이를 결정하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.55. The method of claim 54, wherein said comparing step further comprises determining a relative shift difference due to different partial interference conditions of the recorded image. 제40항에 있어서, 홀로그래픽 레티클은 각각의 선폭이 기본 선폭의 정수배가 되도록 된 선폭의 패턴을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.41. The method of claim 40, wherein the holographic reticle comprises a pattern of linewidths such that each linewidth is an integer multiple of the baseline width. 제56항에 있어서, 단계 (3)은 단일 간섭 각도에서의 상대적인 이미지 편이를 위해 이미지를 분석하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.59. The method of claim 56, wherein step (3) comprises analyzing the image for relative image shift at a single interference angle.
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