KR101546972B1 - 투사노출장치의 이미지면에서 강도 분포 결정방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 투사 노출 시스템의 초점면(6)에 강도분포를 결정하는 방법에 관한 것으로, 큰 개구 이미지 시스템(7,8)이 에뮬레이트되고 샘플에서 나온 광이 에뮬레이션 이미지 시스템에 의해 로컬 분해 검출기에 나타난다. 상기 방법을 실행하는 장치와 에뮬레이트 장치들도 또한 개시되어 있다. 본 발명은 시스템 아포디제이션이 고려되기 때문에 재생품질을 개선할 수 있다. 본 발명의 방법은 출사동에서 적분 진폭분포를 결정하고, 기설정된 아포디제이션 보정과 상기 적분 진폭분포를 결합하여, 변경된 진폭분포에 따라 보정된 아포디제이션 이미지를 계산하는데 있다.
투사 노출 시스템, 아포디제이션, 포토리소그래피

Description

투사노출장치의 이미지면에서 강도 분포 결정방법{Method for determining intensity distribution in the image plane of a projection exposure arrangement}
본 발명은 큰 개구를 갖는 이미지 시스템이 에뮬레이트되고 샘플에서 나온 광이 에뮬레이션 이미지 시스템에 의해 공간해상 검출기에 이미지되는 방법에 관한 것이다.
특히, 에뮬레이션 이미지 시스템은 마이크로 전자회로를 만드는데 사용되는 포토리소그래피 스캐너일 수 있다. 이를 위해, 구조가 포토레지스트로 코팅된 웨이퍼에 이미지되는 포토리소그래피 마스크가 사용되므로, 상기 포토레지스트가 노출되어 웨이퍼상에 구조가 노출 위치에서 변형된다.
에뮬레이션 이미지 시스템은 이와 같은 포토리소그래피 스캐너를 에뮬레이터하는데 사용된다. 그러나, 스캐너는 노출되는 운반체상에 마스크 구조의 축소된 이미지를 이미지하는 반면에, 에뮬레이션 이미지 시스템은 마스크 검사 시스템에 사용되며, 상기 마스크 검사 시스템에서 구조의 확대된 이미지가 검출기에 이미지된다. 양 시스템은 마스크 면에 같은 개구수를 가지나, 이미지면이 다르다. 한편, 마스크 검사 시스템의 이미지면 수치 개구는 약 0이다. 다른 한편, 점점 더 작은 대 물구조 크기는 포토리소그래피 스캐너에서 0.8 이상의 점점 더 큰 이미지면 수치 개구를 필요로 한다. 이는 마스크 검사 시스템과 포토리소그래피 스캐너의 이미지에서 더 이상 무시할 수 없는 편차를 초래하며, 특히 이 경우 스캐너의 개구수 대 포토레지스트에서 굴절률의 비가 0.8/1.7 보다 크다. 스캐너 시스템에 나타나는 이들 편차 또는 결함들은 또한 소위 아포디제이션(Apodization)을 각각 포함한다: 입사각의 함수로서 포토레지스트에서 광의 투과가 일정하지 않고 큰 입사각들에 증가한다.
종래 기술에서, 마스크 검사용 에뮬레이션 이미지 시스템과 포토리소그래피 스캐너 간의 이미지 면의 차이는 보조적인 역할을 한다. 그러나, 반도체 산업에서, 65㎚ 미만의 웨이퍼 구조를 제조하기 위한 액침 시스템(immersion system)의 사용이 장래에 선호된다. 웨이퍼에 침지액을 바름으로써, 개구수 NA>1가 이미지면에 달성되어, 동일한 파장으로 더 작은 구조를 만들게 한다. 따라서, 예컨대, 침지액으로서 물과 λ=193㎚ 파장의 광의 조명을 이용하여, 1.4의 최대 개구수가 달성될 수 있다. 다른 침지액을 이용해 심지어 더 큰 개구수도 달성될 수 있다. 1:4의 감소인수는 65㎚ 또는 45㎚의 웨이퍼 구조 각각에 대해 260㎚ 또는 180㎚의 마스크 구조를 각각 필요로 한다. 따라서, 마스크 구조는 현재 193㎚의 이미지 파장 범위내에 있다. 더 작은 구조의 경우, 사용된 마스크에서 결함 분석이 점점 더 중요해 진다. 분석에 적합한 마스크 검사 시스템의 일예는 Carl Zeiss SMS GmbH의 AIMSTM(Areal Imaging Measurement System)이다. 마스크의 작은 영역(결함 지역)이 조사(照射)되 고 포토리소그래피 스캐너에서와 동일한 조명 및 이미징(파장, 개구수) 상태하에서 이미지된다. 그러나, 포토리소그래피와는 대조적으로, 마스크에 의해 발생된 이미지는 CCD 카메라에 확대 이미지된다. 카메라는 웨이퍼 상에 포토레지스트와 동일한 이미지를 본다. 따라서, 에어리얼 이미지(aerial image)가 복잡한 테스트 프린트없이 분석된다. 종래 기술에 알려진 다른 시스템에서와 같이 이 시스템에서, 포토리소그래피 스캐너에 대한 아포디제이션의 편차는 고려되지 않는데, 이는 개구수가 여전히 작아서 편차가 여태까지 역할을 하지 못했기 때문이다. 그러나, 포토리소그래피 스캐너에서 마스크면에 큰 개구의 사용이 장래에 예상될 수 있기 때문에, 이들 편차가 더 중요해 진다.
따라서, 본 발명의 목적은 한편으로는 마스크 검사 시스템과 다른 한편으로는 포토리소그래피 스캐너 간에 아포디제이션 행동면에서 이미지 조건들이 서로 조정되는 방법을 찾는 것이다.
상술한 타입의 방법에서, 이 목적은 마스크가 조사(照射)되고, 마스크에서 나온 광이 공간분해 검출기에 검출되며, 상기 공간분해 검출기에 의해 신호가 기록되고, 강도분포가 상기 신호를 기초로 계산되는 것에 의해 달성된다. 상기 계산은 투사 조사 시스템의 이미지면에 개구수를 고려한다.
본 발명의 이점적인 실시예에서, 입사광의 위상분포가 이미지면에서 결정된다. 상기 위상분포를 기초로, 출사동(exit pupil)에서 복소 진폭분포가 재구성되고, 상기 재구성된 진폭분포는 기설정된 아포디제이션 보정과 결합되어, 변형된 진폭분포가 보정된 아포디제이션을 갖는 이미지를 계산하는데 사용된다.
본 발명의 다른 이점적인 실시예에서, 복소 진폭분포는 이미지면에서 입사광의 위상분포를 계산하고 상기 위상분포를 기초로 복소 진폭분포(complex amplitude distribution)를 재구성함으로써 결정된다.
이미지면에 위상분포를 결정하는 것은 2차원 퓨리에 변환과 같은 공지된 방법들에 의해 또는 출사동에서 빔의 위상 검색에 의해 계산되게 하고, 상기 대물지점에서 나오는 빔들은 모두 평행하며 이미지면에 있는 어떤 점에 이른다. 위상 자체가 종래 기술로부터 공지된 방법들에 의해 측정될 수 있다. 예컨대, 다수의 이미지들이 초점면 앞에, 초점면 내에, 그리고 초점면 뒤에 기록될 수 있고, 그런 후 위상값들이 회귀 평가방법에 의해 수학적으로 재구성될 수 있다. 예컨대, 샤크 하트만(Shack Hartmann) 법에 의한 위상값의 직접 측정이 또한 가능하다. 위상이동 측방향 층밀림 간섭계(phase-shifting lateral shearing interferometer)가 또한 위상분포를 결정하기 위해 사용될 수 있다. 위상분포에 대한 지식은 출사동에서의 복소 진폭분포가 수학적으로 재구성되게 한다. 그런 후, 이 재구성 진폭분포는 기설정된 아포디제이션 보정과 결합되어, 변형된 진폭분포가 발생된다. 상기 변형된 진폭분포는 차례로 아포디제이션의 보정이 고려된 이미지를 최종 계산하게 한다.
이 경우, 복소 진폭분포는 이점적으로 동공면에 있는 각 점에 대해서가 아니라 좌표(p,q)를 갖는 많은 점들에 대해서만 결정된다. 진폭분포는 이들 점들에 대해서만 아포디제이션 보정으로 결합된다. 일반적인 내삽법이 중간 값을 계산하는데 사용될 수 있다.
해결되는 문제에 따라, 아포디제이션 보정은 다른 방식들로 기설정될 수 있다. 따라서, 예컨대, 기설정된 아포디제이션 보정은 에뮬레이션 이미지 시스템에 나타난 아포디제이션에 실질적으로 해당하는 아포디제이션일 수 있고, 진폭분포는 이 아포디제이션에 의해 나누어질 수 있다. 이런 식으로, 이 시스템에 나타난 아포디제이션은 적어도 부분적으로 보상될 수 있다. 편의상, 기설정된 아포디제이션 보정은 자연스러운 아포디제이션이거나, 알려진 경우, 기술적 아포디제이션 또는 양자의 조합일 수 있다. 그러나, 기설정된 아포디제이션 보정은 바람직하게는 에뮬레이션 이미지 시스템에 나타난 아포디제이션에 실질적으로 해당하는 아포디제이션이며, 진폭분포가 이와 함께 곱해진다. 이는 에뮬레이션 이미지 시스템에 나타난 아포디제이션이 적어도 대략적으로 발생되게 하여, 우세한 조건들이 최선의 가능한 방식으로 에뮬레이트된다. 에뮬레이션 이미지 시스템에서 자연적인 아포디제이션 또는 기술적 아포디제이션 또는 양 아포디제이션이 여기서 편의상 또한 아포디제이션 보정으로 주어진다. 이는 특히 에뮬레이션 이미지 시스템이 포토리소그래피 스캐너인 경우에 중요한데, 이는 정확히 포토리소그래피 스캐너에서 우세한 조건들이 가장 잘 에뮬레이트될 수 있는 방식이기 때문이다. 가능한 한 충실하게 이들 조건들을 에뮬레이트하기 위해, 스캐너의 개구수와 에뮬레이트 포토레지스트의 함수로서 아포디제이션 보정을 기설정하는 것이 이점적이다. 포토리소그래피 스캐너의 아포디제이션은 1/cosθ' 인수를 출사동의 진폭분포에 곱함으로써 에뮬레이트될 수 있고, 여기서 θ'는 에뮬레이트 포토레지스트에서 광의 입사각이다. 포토리소그래피 스캐너의 자연적 아포디제이션(natural apodization) T(p,q)는 하기 식에 따라 결정될 수 있다:
Figure 112008016144569-pct00001
여기서, T는 진폭투과이고, n'은 사용된 포토레지스트의 굴절률이며, (p.q)는 무차원 동공좌표(dimensionless pupil coordinates)이다.
스캐너에 나타난 아포디제이션의 수학적 고려와는 별도로, 본 목적은 또한 아포디제이션을 변경하기 위해 강도변경 광학소자가 빔경로 내에 있거나 빔경로에 연결되는 점에서 상술한 타입의 방법에 의해 달성된다. 이 소자를 이용하여, 기설정된 강도분포가 출사동에 발생된다. 상기 강도변형 광학소자는 기설정된 강도분포를 발생하기 위해 이점적으로 제어될 수 있다. 예컨대, 이는 다른 포토레지스트들에 의해 야기된 다른 아포디지제이션들이 포토리소그래피 스캐너에 고려되게 한다. 또 다른 가능성은 이 강도변경 광학소자를 바꾸어, 자동적으로 변경이 발행될 수 있게 하는데 있다. 편의상, 에뮬레이션 이미지 시스템의 자연적 및/또는 기술적 아포디제이션에 실질적으로 해당하는 강도분포가 주어져, 그 결과 상기 아포디제이션이 적어도 대략적으로 발생되어 진다. 이 경우, 자연적 아포디제이션은 하기 식에 따라 결정된다:
Figure 112008016144569-pct00002
여기서 n과 θ는 각각 굴절률과 대물공간, 즉, 마스크에서 광의 입사각이며, n'과 θ'는, 포토레지스트에 대한 것으로, 이미지 공간, 즉, 웨이퍼상에서 대응하는 양이다.
상기 방법의 다른 실시예에서, 에뮬레이션 이미지 시스템의 역 자연적 및/또는 역 기술적 아포디제이션에 실질적으로 해당하는 강도분포는 대안이거나 추가로서 기설정되며, 그 결과 상기 아포디제이션이 적어도 부분적으로 보상된다. 이는 에뮬레이션 이미지 시스템의 아포디제이션 효과를 거의 완벽하게 에뮬레이터하게 하고 이에 따라 상당히 현실적인 방법으로 상기 에뮬레이션 이미지 시스템의 아포디제이션을 에뮬레이트하게 한다.
일반적으로, 필터와 같은 강도감쇠 요소들이 강도를 변경하기 위해 사용된다. 그러나, 본 방법의 실시예는 또한 강도가 강도변경 광학소자에 의해 강화되는 것이 생각될 수 있다.
포토리소그래피 스캐너가 에뮬레이트되는 경우, 강도분포는 이점적으로 스캐너의 개구수와 에뮬레이트된 포토레지스트의 함수로서 기설정된다.
또한, 큰 개구를 갖는 광학 이미지 시스템이 애뮬레이트되는 청구항 9 내지 14항의 방법 단계들 중 하나에 따른 방법을 수행하기 위한 현미경 이미지 시스템에서, 본 목적은 하나 이상의 강도변경 광학소자들이 아포디제이션을 바꾸게 제공되는 것으로 달성된다. 가장 간단한 경우로, 필터가 강도변경 광학소자로서 제공된다. 심지어 여러 개의 필터들이 제공될 수 있다. 필터는 또한 교환될 수 있으므로, 에뮬레이션 시스템에 따라 다른 필터가 사용되거나 연결될 수 있다. 예컨대, 필터들이 디스크로 구성될 수 있고, 그런 후 각각 사용자 인터페이스를 통해 빔경로에 도입될 수 있다.
필터가 교환가능한 경우, 기술적 아포디제이션이 다른 스캐너들에 대해 에뮬레이트될 수 있다. 필터는 에뮬레이트되는 포토레지스트의 다른 굴절률들에 적용될 수 있다. 더욱이, 이러한 필터는 또한 최대 가능한 개구수보다 더 작은 개구수만을 포함하도록 설계될 수 있다. 대신에, 더 큰 총 투과를 갖게 된다. 교환가능한 필터의 단점은 기계적 정밀도 요구가 높다는 것이다. 따라서, 마운트가 매우 정확하게 가공되어야 한다. 상기 감쇠 이외에, 흡수층도 또한 소정의 위상편차를 야기하게 된다. 교환가능하지 않은 필터에서, 이러한 위상편차는 필터 자체에서 보상되어야 한다. 한편, 교환가능하지 않은 필터에서, 위상편차는 대물이 조절되는 동안 자동적으로 제거될 수 없다.
따라서, 본 발명의 바람직한 실시예에서, 필터는 대물렌즈 중 하나에 직접 적용된다. 이는 예컨대 기상증착에 의해 행해질 수 있다.
다른 바람직한 실시예에서, 적어도 2개의 강도변경 광학소자들, 바람직하게는 필터들이 형성된다. 상기 소자들 중 하나는 강한 강도변경효과를 가지며 예컨대 대부분의 아포디제이션을 보정한다. 이 경우, 위상편차는 조절에 의해 또한 제거된다. 교환가능한 소자(들)도 또한 에뮬레이트되는 특별한 포토레지스트에 적용을 가능하게 한다. 이 경우, 강도변경 효과는 실질적으로 더 약해진다. 따라서, 위상편차는 부차적인 역할을 한다.
필터 대신에, 본 발명의 바람직한 실시예에서 강도변경 광학소자로서 강도강화 매질이 제공된다. 특히 바람직하게는, 레이저, 특히 연결되는 것이 바람직한 고체 레이저가 사용된다. 이러한 레이저는 예컨대 동공면에 얇게 도핑된 결정을 배치하고 적어도 하나의 측면으로부터 광축에 수직하게 펌핑함으로써 구현될 수 있다. 이미지가 발생하기 위해, 광자들이 회절크기로 정위상으로 중첩되어야 한다. 광자들이 결정을 통과할 때, 다른 광자들은 정확한 방향 및 정위상으로 방출에 의해 자극받는다. 회절크기가 어느 정도 강화되는 것은 결정 도핑 프로파일 및 광학 펌핑과정에 따른다. 유효한 강도강화 매질의 사용은 필터를 사용할 때 발생되는 에너지 손실과 같은 에너지 손실을 방지한다. 그러나, 특히 현미경에서, 에너지 밀도는 이미 비교적 낮아서 필터에 의한 추가 감소는 어떤 환경에서 악영향을 끼칠 수 있다.
현미경내 빔경로는 주로 회전 대칭이므로, 강도변경 광학소자는 편의상 광축 주위로 실질적으로 회전대칭인 강도를 변경하도록 구현된다. 애플리케이션에 따라 필터는 투과가 중앙에서 외주부로 증가 또는 감소하도록 구현될 수 있다. 예컨대, 스캐너 시스템에서 에뮬레이션이 에뮬레이트되는 경우, 투과는 외주부를 향해 증가되어야 한다. 구현하기 가장 쉬운 형태로, 강도변경 광학소자는 편의상 한 대물지점에서 나온 빔들이 평행하거나 다른 대물지점들에서 나온 빔들이 동일한 각도로 동일한 위치에 수렴하는 동공면에 또는 동공면 부근에 배열된다. 포토리소그래피 스캐너의 자연적 아포디제이션이 에뮬레이트되는 식으로, 예컨대, 강도변경 광학소자가 실질적으로 하기 식에 따라 강도를 변경하도록 설계된다:
Figure 112008016144569-pct00003
여기서, I는 투과 강도이고, r0는 이미지 동공의 반경이며, r은 광축 거리이고, nr은 에뮬레이트 포토레지스트에서의 굴절률이며, NA는 포토리소그래피 스캐너의 개구수이고, C는 상수이다. 1 값이 상수로 선택된 경우, 강도변경 광학소자는 강도를 강화해야 한다. 그러나, 상수가 분모의 최대값 이하이게 선택된 경우, 광학소자는 순전히 감쇠로서 설계될 수 있다. 이 경우, 투과는 100%를 넘지 않게 된다.
본 발명의 또 다른 실시예에서, 강도변경 광학소자는 큰 경사하중 하에 있는 영역에 배열된다. 예컨대, 필터는 만곡된 렌즈면에 기상증착될 수 있다. 이 소자를 통과하는 투과는 각도 의존적이며 편광 의존적이게 된다. 적절한 코팅이 공기에서 또는 침지액에서 포토레지스트로의 전이시에 경계면에서 발생하는 프레즈넬 반사를 에뮬레이트하게 한다. 그러나, 필터를 렌즈면에 부착하는데 아무런 제한은 없다. 대안으로, 필터는 또한 광선이 큰 개구수를 갖는 위치에서 빔에 도입될 수 있다.
큰 경사강도 하에 있는 영역에 광학소자를 배열할 때, 2가지 주요 효과가 이용될 수 있고 재료가 이에 따라 설계될 수 있다: 한편으로, 입사각에 따른 용적 흡수가 있고 이는 평행 평판에서 기울어진 빔들이 더 긴 거리를 이동하기 때문이며, 다른 한편으로, 표면에서 반사는 광의 입사각에 따른다. 첫번째 효과는 물론 양의 굴절력 또는 음의 굴절력을 갖는 렌즈의 경우에 이용될 수 있으며, 광축부근의 렌즈에 들어가는 광선들은 주변 빔보다 더 길거나 더 짧은 거리를 각각 이동한다.
에뮬레이션 이미지 시스템에서 아포디제이션의 변경 대신에, 하나 이상의 강도변경 광학소자들이 또한 아포디제이션을 변경하기 위해 포토리소그래피 스캐너 자체, 즉, 에뮬레이션 시스템의 빔 경로에 형성될 수 있다. 이런 식으로, 스캐너 시스템의 자연적 및/또는 기술적 아포디제이션은 에뮬레이션 시스템에서의 보정이 어떤 환경에서는 불필요하도록 보정될 수 있다. 바람직하기로, 광학소자는 또한 동공면 또는 동공면 부근에서 교환가능하게 배열된다. 광학소자는 편의상 사용된 포토레지스트에 따라 자연적 및/또는 기술적 아포디제이션을 보정한다. 본 발명의 바람직한 실시예에서, 광학소자는 하기 식에 따른 동공좌표(p,q)를 갖는 진폭투과 T(p.q)를 가지며,
Figure 112008016144569-pct00004
여기서, β는 확대배율이며, n'은 사용된 포토레지스트의 굴절률이다.
본 발명은 하기의 예시적인 실시예를 참조로 더 상세히 설명된다.
각각의 도면에서,
도 1a은 종래 기술에 공지된 타입의 포토리소그래피 스캐너를 도시한 것이다.
도 1b는 종래 기술의 마스크 검사 시스템을 도시한 것이다.
도 2는 에뮬레이션 이미지 시스템, 즉, 현재 종래 기술에서와 같이 마스크에 대해 이미지면에 위치되는 마스크 검사 시스템의 일부를 도시한 것이다.
도 3a는 동공필터를 구비하는 본 발명의 제 1 실시예를 도시한 것이다.
도 3b는 자연적 아포디제이션의 에뮬레이션을 위한 제 1 실시예의 투과를 도시한 것이다.
도 4는 광학소자가 큰 경사하중 하에서 한 영역에 배열되는 본 발명의 또 다른 실시예를 도시한 것이다.
도 5는 광학소자가 또한 큰 경사하중 하에서 한 영역에 배열되는 본 발명의 또 다른 실시예를 도시한 것이다.
도 6은 큰 경사하중 하에 있는 영역들에서 광학소자들의 강도변경에 대한 대안을 도시한 것이다.
도 7은 렌즈들 중 하나에 덮여진 다른 경로길이를 이용한 실시예을 도시한 것이다.
도 1a는 종래 기술에 공지된 바와 같은 포토리소그래피 스캐너를 도시한 것이다. 조명원(미도시)에서 나온 광빔(1)이 피사면에 배열된 대상물 또는 마스크(2)에 입사한다. 그런 후 빔은 스캐너 이미지 시스템(3)들어가, 여기서 도시된 예에서는 4 인수만큼 축소된 마스크(2)를 이미지하는, 웨이퍼에 도포된 포토레지스트층(4)에 입사한다. 포토레지스트는 광투과 위치에 노출된다. 연이은 공정에 의해, 마스크(2)의 이미지가 웨이퍼에 재생된다.
마스크의 제조는 매우 복잡하고 고가이며, 이들 비용은 사용된 구조의 크기가 줄어듦에 따라 증가되기 때문에, 마스크들은 주로 포토리소그래피 스캐너에 사용되기 전에 오류 검사된다. 이를 위해, 도 1b에 예에 의해 도시된 마스크 검사 시스템, 예컨대, Carl Zeiss SMS GmbH의 AIMSTM 이 사용될 수 있다. 도1a에 또한 표시된 이미징 시스템을 관통하는 일점쇄선까지, 양 시스템은 동일하다. 즉, 양 시스템은 동일한 파장과, 일치하는 조사원과 동일한 조사 편광을 사용한다. 마스크측 개구수도 또한 동일하다. 그러나, 마스크(2)의 이미지는 스캐너 이미지 시스템(3)에서 크기가 축소되어 포토레지스트층(4)에 이미지되는 반면에, 마스크(2)는 여기서 예로서 선택된 450배 확대 에뮬레이션 이미지 시스템(5)에 의해 도시된 예에서 CCD 카메라(6)에 이미지 된다. 다른 확대도 또한 가능한 것은 말할 필요도 없다. 따라서, 개구수는 스캐너의 경우 이미지면에 매우 큰 반면에, 마스크 검사 시스템에서 개구수는 매우 작다. 이 차로 인해 다른 아포디제이션이 발생한다.
상기 아포디제이션은 마스크 검사 시스템에서 다른 방식으로 보상될 수 있다. 먼저, 도 2는 렌즈 시스템들 간에 빔들이 대략 평행한 2개의 렌즈 시스템(7 및 8)을 구비하는 에뮬레이션 이미지 시스템(5)을 다시 더 상세하게 도시한 것이다.
도 3a에 도시된 본 발명의 제 1 실시예에서, 필터(9)가 렌즈 시스템(7 및 8) 사이에 있는 경우에 동공면 또는 동공면 부근의 면에 도입되고, 필터는 도 3b에 도시된 바와 같이 하기 식에 따라 광축으로부터의 거리에 따라 회전 대칭을 갖는 강 도의 투과를 변경한다.
Figure 112008016144569-pct00005
이 경우, 상수 C < 1는 투과가 동공 외주부에서 100%이도록 선택되었다. 도시된 예에서, 개구수는 1.4이며 포토레지스트의 굴절률은 1.72이다. 필터 대신에, 강도강화 매질이 또한 이용될 수 있다.
본 발명의 제 2 실시예가 도 4에 도시되어 있다. 이 경우, 필터(10)는 마스크측 위치에 도시된 렌즈 시스템(7)의 견고한 아치형 표면에 기상증착되었다. 그러나, 이 위치에 국한되지 않으며 다른 곳에 위치될 수 있다. 표면은 아치형이며 또한 큰 경사하중(high angular load)을 나타낸다. 즉, 대물지점에서 나온 빔들은 큰각도로 필터(10)에 입사한다. 면을 선택하는데 있어 유일한 결정요인은 경사하중이다. 대안으로, 평면인 필터(11)는 또한 마스크(2)와 렌즈 시스템(7) 간에 또는 개구수가 큰 임의의 다른 위치에 삽입될 수 있다. 양 경우, 코팅은 입사각에 따라 광의 투과에 영향을 끼치도록 선택되어야 한다. 예컨대, 반사행동이 광의 입사각에 따르는 층이 사용될 수 있다.
도 6은 본 발명의 또 다른 실시예를 도시한 것이다. 필터 특성들이 광의 입사각에 따르는 코팅 대신에, 평행 평판(12)이 마스크(2)와 렌즈 시스템(7) 사이의 빔경로에 있는 동일한 위치에 그리고 또한 큰 경사하중 하에 삽입된다. 이 필터소자는 다른 각도로 입사하는 빔들이 판내의 다른 경로길이를 맡고 있는 효과를 이용 한다. 입사각이 수직면에 대해 클 수록, 맡게되는 거리도 더 커지고 체적내 흡수도 역시 더 높아지게 된다.
대안으로, 도 7에 도시된 바와 같이, 이 예에서 렌즈 시스템(8)의 렌즈(13)는 또한 용적 흡수에 사용될 수 있다. 상술한 판(12)의 경우에서와 같이, 다른 경로길이 및 흡수도에 관계된 차의 효과가 또한 이점적이다. 그러나, 렌즈는 또한 빔 발산이 낮거나 심지어 0에 가까운 시스템내의 한 위치에 삽입될 수 있다. 다른 경로길이들은 렌즈의 형태에 기인한다. 예컨대, 양의 굴절력을 갖는 볼록렌즈에서, 광학축 부근에 있는 렌즈에 입사하는 빔은 렌즈의 외주부에서 렌즈에 입사하는 빔보다 상기 렌즈에서 더 큰 거리를 맡게 된다. 음의 굴절력을 갖는 수렴렌즈에 대해서는, 상기 경우는 정확히 반대이다.
마스크 검사 시스템에서 에뮬레이션 이미지 시스템의 예로서 고려된 강도변경 광학소자는 스캐너 이미지 시스템(3)에서 기본적으로 동일한 위치에 유사한 방식으로 필적할만한 특성들을 가지며 사용될 수 있다.
참조부호 리스트
1. 광빔
2. 마스크
3. 스캐너 이미지 시스템
4. 포토레지스트 층
5. 에뮬레이션 이미지 시스템
6. CCD 카메라
7,8. 렌즈 시스템
9,10,11. 필터
12. 평행 평판
13. 렌즈
본 발명의 상세한 설명에 포함됨.

Claims (35)

  1. 마스크를 배열하여 노출시키며, 상기 마스크에서 온 광을 공간해상 검출기로 지향시키고, 상기 공간해상 검출기에 의해 신호를 기록하고 상기 신호를 기초로 강도분포를 계산하는 에뮬레이션 이미지 시스템의 이미지 면에서의 보정된 강도분포를 결정하는 방법으로서,
    포토리소그래피 스캐너는 에뮬레이트되고 샘플에서 나온 광이 에뮬레이션 이미지 시스템에 의해 공간해상 검출기 상에 이미지되며,
    상기 계산은 상기 포토리소그래피 스캐너의 이미지 면에 있는 개구수를 고려하며,
    복소 진폭분포가 출사동(exit pupil)에서 결정되며, 상기 진폭분포는 기설정된 아포디제이션 보정(apodization correction)과 결합되고, 변경된 상기 진폭분포를 기초로 보정 아포디제이션을 나타내는 이미지가 계산되고,
    기설정된 아포디제이션 보정은 포토리소그래피 스캐너에 있는 아포디제이션에 해당하는 아포디제이션이며, 진폭분포는 상기 아포디제이션에 의해 곱해져, 상기 포토리소그래피 스캐너에 있는 아포디제이션이 발생되며,
    상기 포토리소그래피 스캐너의 자연적 및/또는 기술적 아포디제이션은 아포디제이션 보정을 위해 기설정되며,
    상기 아포디제이션 보정은 포토리소그래피 스캐너와 에뮬레이트 포토레지스트의 개구수에 따라 결정되는 것을 특징으로 하는 에뮬레이션 이미지 시스템의 이미지 면에서의 보정된 강도분포를 결정하는 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 출사동에서 상기 복소 진폭분포를 결정하기 위해, 입사광의 위상분포가 결정되고, 상기 위상분포를 기초로, 상기 복소 진폭분포가 재구성되는 것을 특징으로 하는 에뮬레이션 이미지 시스템의 이미지 면에서의 보정된 강도분포를 결정하는 방법.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 복소 진폭분포는 출사동내에 좌표(p,q)를 갖는 다수의 점들에 대해 결정되며, 상기 아포디제이션 보정과 결합되는 것을 특징으로 하는 에뮬레이션 이미지 시스템의 이미지 면에서의 보정된 강도분포를 결정하는 방법.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 기설정된 아포디제이션 보정은 에뮬레이션 이미지 시스템에 있는 아포디제이션에 해당하는 아포디제이션이며, 상기 진폭분포는 상기 아포디제이션에 의해 나누어져, 기존의 아포디제이션이 상기 결합에 의해 적어도 부분적으로 보상되는 것을 특징으로 하는 에뮬레이션 이미지 시스템의 이미지 면에서의 보정된 강도분포를 결정하는 방법.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 에뮬레이션 이미지 시스템의 자연적 및/또는 기술적 아포디제이션은 아포디제이션 보정으로서 기설정되는 것을 특징으로 하는 에뮬레이션 이미지 시스템의 이미지 면에서의 보정된 강도분포를 결정하는 방법.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 포토리소그래피 스캐너의 자연적 아포디제이션 T(p,q)은 하기 식에 따라 결정되며
    Figure 112014038394714-pct00018
    여기서, T는 진폭투과이고, p 및 q는 무차원 동공좌표이며, n'은 사용된 포토레지스트의 굴절률인 것을 특징으로 하는 에뮬레이션 이미지 시스템의 이미지 면에서의 보정된 강도분포를 결정하는 방법.
  7. 포토리소그래피 스캐너가 에뮬레이트되고 샘플에서 나온 광이 에뮬레이션 이미지 시스템에 의해 공간해상 검출기 상에 이미지되며,
    아포디제이션을 변경하기 위해, 강도변경 광학 소자가 빔경로에 위치하거나 빔경로에 연결되어, 이 소자에 의해 기설정된 강도분포가 출사동에 발생되며,
    상기 강도분포는 상기 스캐너의 개구수와 에뮬레이트된 포토레지스트에 따라 기설정되며,
    상기 에뮬레이션 이미지 시스템은 확대된 이미지를 제공하고,
    기설정된 아포디제이션 보정은, 에뮬레이션 이미지 시스템에서 발생되는 아포디제이션에 상응하는 것을 특징으로 하는, 에뮬레이션 이미지 시스템의 이미지 면에서의 보정된 강도 분포를 결정하는 방법.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 강도변경 광학소자는 기설정된 강도분포를 발생하도록 제어되는 것을 특징으로 하는, 에뮬레이션 이미지 시스템의 이미지 면에서의 보정된 강도 분포를 결정하는 방법.
  9. 제 7 항에 있어서,
    에뮬레이션 이미지 시스템의 자연적 및/또는 기술적 아포디제이션에 해당하는 강도분포가 결정되어, 그 결과 상기 아포디제이션이 발생되는 것을 특징으로 하는, 에뮬레이션 이미지 시스템의 이미지 면에서의 보정된 강도 분포를 결정하는 방법.
  10. 제 7 항에 있어서,
    에뮬레이션 이미지 시스템의 역(逆) 자연적 및/또는 역(逆) 기술적 아포디제이션에 해당하는 강도분포가 결정되어, 그 결과 상기 아포디제이션이 적어도 부분적으로 보상되는 것을 특징으로 하는, 에뮬레이션 이미지 시스템의 이미지 면에서의 보정된 강도 분포를 결정하는 방법.
  11. 제 7 항에 있어서,
    상기 강도는 상기 강도변경 광학소자에 의해 강화되는 것을 특징으로 하는, 에뮬레이션 이미지 시스템의 이미지 면에서의 보정된 강도 분포를 결정하는 방법.
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