KR101660343B1 - 푸리에 필터링 및 이미지 비교를 구비한 마스크 검사 - Google Patents

Abstract

푸리에 필터링 및 이미지 비교를 구비한 마스크 검사 시스템은 제 1 검출기, 동적 푸리에 필터, 제어기, 및 제 2 검출기를 포함할 수 있다. 제 1 검출기는 검사 시스템의 푸리에 평면에 위치될 수 있고 마스크의 영역에 의해 생성된 패턴화된 빛의 제 1 부분을 검출할 수 있다. 동적 푸리에 필터는 패턴화된 빛의 검출된 제 1 부분에 기초하여 제어기에 의해 제어될 수 있다. 제 2 검출기는 마스크의 섹션에 의해 생성되고 동적 푸리에 필터를 통해 투과되는 패턴화된 빛의 제 2 부분을 검출할 수 있다. 나아가 마스크 검사 시스템은 패턴화된 빛의 제 2 부분을 또다른 패턴화된 빛과 비교하기 위한 데이터 분석 디바이스를 포함할 수 있다. 결과적으로, 마스크 검사 시스템은 마스크의 영역 상의 임의의 가능성 있는 결함을 보다 정확히 그리고 더 높은 분해능으로 검출할 수 있다.

Description

푸리에 필터링 및 이미지 비교를 구비한 마스크 검사{MASK INSPECTION WITH FOURIER FILTERING AND IMAGE COMPARE}

본 출원은 2009년 4월 13일 출원된 미국 임시 출원 제61/168,833호에 우선권을 주장하고, 이는 참조에 의해 전체로서 본원에 통합된다. 본 발명은 일반적으로 리소그래피에 관한 것이고, 보다 구체적으로는 마스크 검사를 위한 방법 및 시스템에 관한 것이다.

리소그래피 장치는 기판, 통상적으로 기판의 타겟부 상에 요구되는 패턴을 적용하는 기기이다. 리소그래피 장치는 예를 들어 집적 회로(IC)의 제조에 이용될 수 있다. 이러한 경우, 대안적으로 마스크 또는 레티클로 지칭되는 패터닝 디바이스가 IC의 개별 층 상에 형성될 회로 패턴을 생성하기 위해 이용될 수 있다. 이러한 패턴은 기판(예를 들어, 실리콘 웨이퍼) 상의 타겟부(예를 들어, 일부, 하나 또는 몇몇 다이들로 이루어짐) 상으로 전사될 수 있다. 패턴의 전사는 통상적으로 기판 상에 제공된 감방사성 물질(레지스트)의 층 상으로 이미징을 통해 이루어진다. 일반적으로, 단일 기판은 연속하여 패턴화되는 인접한 타겟부의 네트워크를 포함할 것이다. 공지된 리소그래피 장치는, 타겟부 상으로 전체 패턴을 노광함으로써 각 타겟부가 한번에 조사(irradiate)되는 이른바 스텝퍼, 및 주어진 방향("스캐닝" 방향)으로 방사 빔을 통해 패턴을 스캔하는 동시에 이러한 방향에 평행 또는 반-평행하게 스캔함으로써 각 타겟부가 조사되는 이른바 스캐너를 포함한다. 또한 기판 상으로 패턴을 임프린트함으로써 패턴화 장치로부터 기판으로 패턴을 전사하는 것도 가능하다.

작은 특징을 이미징하기 위해서, 리소그래피 장치에서 노광 방사선으로서, 5-20 나노미터 범위, 특히 13.5 나노미터의 파장을 갖는 극 자외 방사선(EUV), 또는 대전된 입자 빔, 예를 들어 이온 빔 및 전자 빔을 이용하는 것이 제안되었다. 이러한 유형의 방사선은 흡수를 피하기 위해 장치 내의 빔 경로가 진공화(evacuate)되어야 함을 요한다. EUV 방사선에 대해 굴절성의 광학 소자를 제조하기 위한 용도의 어떠한 공지된 물질도 존재하지 않으므로, EUV 리소그래피 장치는 방사, 조명 및 투영 시스템에 있어서 미러를 이용한다. 이러한 미러는 오염에 고도로 취약하고, 이에 의해 반사율 따라서 장치의 수율을 감소시킨다. 나아가 EUV 용도의 소스는 폐기물을 생성할 수 있고, 이러한 폐기물이 조명 시스템 내로 진입되는 것을 방지해야 한다.

IC의 치수가 감소하고 마스크로부터 기판으로 전사되는 패턴이 더 복잡해짐에 따라, 마스크 상에 형성된 패턴과 연관된 불균일, 결함 등을 검출하는 것이 점점 더 중요해 질 수 있다. 결과적으로, 마스크 상에 형성된 특징에 있어서의 결함은 기판 상에 형성된 패턴 결함으로 변환(translate)된다. 마스크 결함은 예를 들어 마스크 블랭크 상의 코팅에 있어서의 결함, 마스크 샵(shop)에서의 마스크 패턴화 공정, 및 웨이퍼 제조 설비에 있어서의 마스크 핸들링 및 오염 결함과 같은 다양한 소스로부터 발생할 수 있다. 그러므로, 원치 않는 입자 및 오염물이 기판 상으로 마스크 패턴을 전사하는데 영향을 끼치는 것을 최소화하거나 이러한 영향을 제거하기 위해, 결함을 찾기 위한 마스크의 검사가 중요하다.

마스크는 패턴 이미징 및 분석 시스템을 이용하여 임의의 가능성 있는 결함을 찾기 위해 검사된다. 결함을 검출하기 위한 한가지 방법은 공칭 동일한 패턴으로부터 광학 이미지를 비교하는 것에 의한다. 비교된 광학 이미지들 간의 차이는 결함 영역을 표시할 수 있다. 결함을 검출하기 위한 다른 방법은 결함 영역을 표시하는 차이들을 포함하는 설계 데이터베이스와 검사된 패턴을 비교하는 것에 의한다. 그러나 패턴 이미징 및 분석 시스템은 느리고 비용이 많이 들며 분해능이 제한될 수 있다.

오염 입자에 의해 생성된 결함의 존재를 검출하기 위해 마스크를 검사하는데 레이저 스캐닝 시스템이 이용된다. 이러한 오염은 입자에 의해 생성된 산란광을 검출함으로써 검출된다. 이러한 시스템은 특히 마스크 패턴을 보호하는 펠리클 또는 마스크 블랭크를 검사하기 위해 이용된다. 그러나 레이저 스캐닝 시스템은 특히 EUV 패턴화된 마스크 상에서 입자 크기 분해능에 있어서 제한된다. 이러한 패턴은 흡수층 내로 에칭되고, 이는 상당한 산란(scattering) 단면을 갖는다. 흡수층에서 패턴에 의해 생성된 산란광은 작은 입자에 의해 생성된 산란광의 검출을 불가능하게 할 수 있다.

에칭된 패턴으로부터 산란된 빛을 막고 무작위의 결함으로부터 산란된 빛을 통과시키기 위해 푸리에 필터가 제안된 바 있다. 그러나 푸리에 필터는 패턴 특정적이고 각각의 패턴을 위해 튜닝(tune)되어야 한다. 프로그램가능한 푸리에 필터가 제안되었지만, 에칭된 패턴을 필터링하는 것만으로는 충분히 효율적이지 못하다.

상기 내용을 고려해 볼 때, 결함 검출을 향상시키고 작은 입자에 대한 검출 감도를 개선시키기 위해 마스크 검사 용도의 개선된 방법 및 시스템이 요구된다.

본 발명의 일 실시예는 마스크 검사 시스템을 제공한다. 이러한 시스템은: 제 1 푸리에 평면에 위치되고 제 1 마스크의 제 1 섹션(section)에 의해 생성된 제 1 패턴화된 빛의 제 1 부분을 검출하도록 구성된 제 1 검출기; 제 1 동적 푸리에 필터; 상기 제 1 패턴화된 빛의 제 1 부분에 기초하여 상기 제 1 동적 푸리에 필터를 제어하도록 구성된 제 1 제어기; 상기 제 1 마스크의 제 1 섹션에 의해 생성된 제 1 패턴화된 빛의 제 2 부분이 상기 제 1 동적 푸리에 필터를 통해 투과(transmit)된 후 상기 제 2 부분을 검출하도록 구성된 제 2 검출기; 제 1 광로를 따라 상기 제 1 마스크와 상기 제 1 검출기 사이에 위치되는 제 1 배플; 제 2 광로를 따라 상기 제 1 마스크와 상기 제 1 동적 푸리에 필터 사이에 위치되는 제 2 배플; 및 상기 제 1 패턴화된 빛의 제 2 부분을 다른 패턴화된 빛과 비교하도록 구성된 데이터 분석 디바이스를 포함할 수 있고, 상기 제 1 배플 및 제 2 배플은, 상기 제 1 검출기에 의한 상기 제 1 패턴화된 빛의 제 1 부분의 검출과 상기 제 1 제어기에 의한 상기 제 1 동적 푸리에 필터의 제어에 있어서의 시간 지연을 보상하게끔 조정되도록 구성될 수 있다.
상기 실시예는 다음의 부가적인 특징 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 시스템은 상기 제 1 패턴화된 빛을 분할하여 상기 제 1 패턴화된 빛의 제 1 부분은 상기 제 1 검출기를 향해 그리고 상기 제 1 패턴화된 빛의 제 2 부분은 상기 제 2 검출기를 향해 지향시키도록 구성된 빔 스플리터를 더 포함할 수 있다. 상기 제 1 배플은 상기 빔 스플리터와 상기 제 1 검출기 사이에 위치되고, 상기 제 2 배플은 상기 빔 스플리터와 상기 제 2 검출기 사이에 위치될 수 있다. 상기 제 1 동적 푸리에 필터는 디지털 미러 어레이일 수 있다. 상기 제 1 동적 푸리에 필터는 광 밸브 어레이일 수 있다. 시스템은, 제 2 푸리에 평면에 위치되고 제 2 마스크의 제 2 섹션에 의해 생성된 제 2 패턴화된 빛의 제 3 부분을 검출하도록 구성된 제 3 검출기; 제 2 동적 푸리에 필터; 상기 제 2 마스크의 제 2 섹션에 의해 생성된 제 2 패턴화된 빛의 제 3 부분에 기초하여 상기 제 2 동적 푸리에 필터를 제어하도록 구성된 제 2 제어기; 및 상기 제 2 패턴화된 빛의 제 4 부분이 상기 제 2 동적 푸리에 필터를 통해 투과된 후 상기 제 4 부분을 검출하도록 구성된 제 4 검출기를 더 포함할 수 있다. 상기 제 1 마스크 및 상기 제 2 마스크는 동일 또는 유사한 마스크 패턴을 포함할 수 있다. 시스템은, 제 2 푸리에 평면에 위치되고 상기 제 1 마스크의 제 2 섹션에 의해 생성된 제 2 패턴화된 빛의 제 3 부분을 검출하도록 구성된 제 3 검출기; 제 2 동적 푸리에 필터; 상기 제 2 패턴화된 빛의 제 3 부분에 기초하여 상기 제 2 동적 푸리에 필터를 제어하도록 구성된 제 2 제어기; 및 상기 제 2 패턴화된 빛의 제 4 부분이 상기 제 2 동적 푸리에 필터를 통해 투과된 후 상기 제 4 부분을 검출하도록 구성된 제 4 검출기를 더 포함할 수 있고, 상기 데이터 분석 디바이스는 상기 제 1 패턴화된 빛의 제 2 부분을 상기 제 2 패턴화된 빛의 제 4 부분과 비교하도록 구성되고; 상기 제 1 마스크의 제 1 섹션 및 제 2 섹션은 동일 또는 유사한 마스크 패턴을 포함할 수 있다.

본 발명의 다른 실시예는 다음의 단계를 포함하는, 결함을 찾기 위해 마스크를 검사하는 방법을 제공한다. 제 1 마스크에 의해 생성된 제 1 패턴화된 빛의 제 1 부분의 제 1 푸리에 이미지를 검출하는 단계; 검출된 제 1 푸리에 이미지에 기초하여 제 1 푸리에 필터를 제어하는 단계; 상기 제 1 푸리에 필터를 이용하여 상기 제 1 패턴화된 빛의 제 2 부분을 필터링하는 단계; 상기 제 1 푸리에 이미지의 검출과 상기 제 1 푸리에 필터의 제어에 있어서의 시간 지연을 보상하도록 제 1 배플 및 제 2 배플을 조정하는 단계; 상기 필터링된 제 2 부분을 검출하는 단계; 및 상기 필터링된 제 2 부분을 다른 패턴화된 빛과 비교하는 단계.
상기 실시예는 다음의 부가적인 특징 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 방법은, 제 2 마스크에 의해 생성된 제 2 패턴화된 빛의 제 3 부분의 제 2 푸리에 이미지를 검출하는 단계; 검출된 제 2 푸리에 이미지에 기초하여 제 2 푸리에 필터를 제어하는 단계; 상기 제 2 푸리에 필터를 이용하여 상기 제 2 패턴화된 빛의 제 4 부분을 필터링하는 단계; 및 상기 제 2 패턴화된 빛의 필터링된 제 4 부분을 검출하는 단계를 더 포함할 수 있다. 상기 비교하는 단계는: 상기 제 1 패턴화된 빛의 필터링된 제 2 부분을 상기 제 2 패턴화된 빛의 필터링된 제 4 부분과 비교하는 단계를 포함할 수 있다. 방법은, 상기 제 1 푸리에 이미지 및 상기 제 2 푸리에 이미지에 기초하여 평균화된 푸리에 이미지를 생성하는 단계; 및 상기 평균화된 푸리에 이미지에 기초하여 상기 제 1 푸리에 필터 및 상기 제 2 푸리에 필터를 제어하는 단계를 더 포함할 수 있다.

본 발명의 추가적인 실시예는 리소그래피 시스템을 제공한다. 이러한 시스템은, 패터닝 구조를 지지하도록 구성된 지지부 ― 상기 패터닝 구조는 노광 단계(phase) 및 검사 단계 중 적어도 하나의 단계 동안 방사 빔을 패턴화하도록 구성됨 ―; 기판을 유지하도록 구성된 기판 테이블; 상기 노광 단계 동안 상기 기판의 타겟부 상에 상기 패턴화된 빔을 투영(project)하도록 구성된 투영 시스템; 및 상기 검사 단계 동안 상기 패터닝 구조의 영역을 검사하도록 구성된 패터닝 구조 검사 시스템을 포함할 수 있고, 상기 패터닝 구조 검사 시스템은: 상기 패터닝 구조의 영역으로부터 패턴화된 빛을 수신하도록 구성되고 상기 패턴화된 빛을 상기 패턴화된 빛의 제 1 부분 및 상기 패턴화된 빛의 제 2 부분으로 분할하도록 구성된 빔 스플리터, 푸리에 평면에 위치되고 상기 빔 스플리터에 의해 지향된 상기 제 1 부분을 검출하도록 구성된 제 1 검출기, 동적 푸리에 필터, 상기 패턴화된 빛의 상기 검출된 제 1 부분에 기초하여 상기 동적 푸리에 필터를 제어하도록 구성된 제어기, 상기 패턴화된 빛의 제 2 부분이 상기 동적 푸리에 필터를 통해 투과된 후 상기 제 2 부분을 검출하도록 구성된 제 2 검출기, 제 1 광로를 따라 상기 패터닝 구조와 상기 제 1 검출기 사이에 위치되는 제 1 배플; 제 2 광로를 따라 상기 패터닝 구조와 상기 동적 푸리에 필터 사이에 위치되는 제 2 배플; 및 상기 패턴화된 빛의 제 2 부분을 다른 패턴화된 빛과 비교하도록 구성된 데이터 분석 디바이스를 포함할 수 있고, 상기 제 1 배플 및 제 2 배플은, 상기 제 1 부분의 검출과 상기 동적 푸리에 필터의 제어에 있어서의 시간 지연을 보상하게끔 조정되도록 구성될 수 있다.
본 발명의 또 다른 실시예는 스캐닝 검출 시스템을 제공하며, 푸리에 평면에 위치되고 마스크 패턴을 갖는 마스크의 섹션에 의해 생성된 제 1 패턴화된 빛의 푸리에 필드를 검출하도록 구성되는 제 1 검출기와, 주(primary) 이미징 경로에 위치되는 동적 푸리에 필터를 포함하는 광학 채널; 상기 마스크 패턴에 의해 생성된 상기 제 1 패턴화된 빛과 상기 마스크 패턴에 의해 생성된 상기 주 이미징 경로 내의 제 2 패턴화된 빛 양자 모두를 제거하도록 상기 제 1 패턴화된 빛의 푸리에 필드에 기초하여 상기 동적 푸리에 필터를 제어하도록 구성된 제어기; 광로를 따라 상기 마스크와 상기 제 1 검출기 사이에 위치되는 제 1 배플; 및 상기 주 이미징 경로를 따라 상기 마스크와 상기 동적 푸리에 필터 사이에 위치되는 제 2 배플을 포함할 수 있고, 상기 제 1 배플 및 제 2 배플은, 상기 푸리에 필드의 검출과 상기 동적 푸리에 필터의 제어에 있어서의 시간 지연을 보상하게끔 조정되도록 구성될 수 있다.
추가적인 실시예로서, 광학 채널에서 검출기를 이용하여, 마스크 패턴을 갖는 마스크의 섹션에 의해 생성된 제 1 패턴화된 빛의 푸리에 필드를 검출하는 단계로서, 상기 검출기는 푸리에 평면에 위치되는, 검출 단계; 상기 마스크 패턴에 의해 생성된 상기 제 1 패턴화된 빛과 상기 마스크 패턴에 의해 생성된 주 이미징 경로 내의 제 2 패턴화된 빛 양자 모두를 제거하도록, 제어기를 이용하여, 상기 제 1 패턴화된 빛의 푸리에 필드에 기초하여 상기 주 이미징 경로에 위치된 상기 동적 푸리에 필터를 제어하는 단계; 및 상기 푸리에 필드의 검출과 상기 동적 푸리에 필터의 제어에 있어서의 시간 지연을 보상하도록 제 1 배플 및 제 2 배플을 조정하는 단계를 포함하는, 방법이 제공된다.

본 발명의 추가적인 특징 및 장점뿐만 아니라, 본 발명의 다양한 실시예의 구조 및 동작은 첨부된 도면을 참조하여 이하 상세하게 기술된다. 본 발명은 본원에서 기술된 특정 실시예로 제한되지 않음에 주목해야 한다. 이러한 실시예는 단지 예시의 목적으로 본원에서 제시된다. 추가적인 실시예는 본원에 포함된 교시에 기초하여 통상의 기술자에게 명백할 것이다.

이제 본 발명의 실시예는, 단지 예시로서, 첨부된 개략적인 도면을 참조하여 기술될 것이고, 도면에서 대응하는 참조 기호는 대응하는 부분을 나타낸다.
도 1a 및 1b는 각각 반사 및 투과형 리소그래피 장치를 도시한다.
도 2는 예시적인 EUV 리소그래피 장치를 도시한다.
도 3은 마스크 검사 시스템의 실시예에 대한 도시이다.
도 4는 마스크 검사 시스템에서 이용될 수 있는 마스크 패턴 이미지 제거 시스템의 실시예에 대한 도시이다.
도 5는 마스크 검사 시스템의 다른 실시예에 대한 상세한 도시이다.
도 6은 마스크를 검사하기 위한 방법의 실시예에 대한 도시이다.
도 7은 마스크 검사 시스템의 다른 실시예에 대한 도시이다.
도 8a는 리소그래피 장치의 노광 단계(phase)의 실시예에 대한 도시이다.
도 8b는 리소그래피 장치의 검사 단계의 실시예에 대한 도시이다.
도 9a는 리소그래피 장치의 노광 단계의 다른 실시예에 대한 도시이다.
도 9b는 리소그래피 장치의 검사 단계의 다른 실시예에 대한 도시이다.
본 발명의 특징 및 장점은 도면과 관련하여 취해질 때 이하 제시되는 상세한 설명으로부터 보다 명백해질 것이고, 도면을 통해 유사한 참조 문자가 대응하는 구성요소를 식별한다. 도면에서, 유사한 참조 번호는 일반적으로 동일하고/하거나, 기능적으로 유사하고/하거나 구조적으로 유사한 구성요소를 나타낸다. 구성요소가 첫 번째로 나타나는 도면은 대응하는 참조 번호에 있어서 제일 왼쪽의 숫자에 의해 표시된다.

개괄

본 명세서는 본 발명의 특징을 통합하는 하나 이상의 실시예를 개시한다. 개시된 실시예는 단지 본 발명을 예시하는 것이다. 본 발명의 범위는 개시된 실시예로 제한되지 않는다. 본 발명은 이에 첨부된 청구 범위에 의해 규정된다.

기술된 실시예, 및 본 명세서에서 "하나의 실시예" "실시예" "예시적인 실시예" 등에 대한 언급은 기술된 실시예가 특정 특징, 구조, 또는 특성을 포함할 수 있지만 각각의 실시예가 특정 특징, 구조, 또는 특성을 반드시 포함하지는 않을 수도 있음을 나타낸다. 나아가 이러한 구(phrase)는 반드시 동일한 실시예를 지칭하는 것은 아니다. 또한 특정 특징, 구조, 또는 특성이 실시예와 관련하여 기술되는 경우, 명시적으로 기술되어 있는지 여부와 무관하게 다른 실시예와 관련하여 이러한 특징, 구조, 또는 특성을 실현하는 것이 당업자의 지식 범위 내에 있음이 이해되어야 한다.

본 발명의 실시예는 하드웨어, 펌웨어, 소프트웨어, 또는 이들의 임의의 조합으로 구현될 수 있다. 본 발명의 실시예는 또한 기계-판독가능 매체 상에 저장된 명령으로서 구현될 수 있고, 이러한 명령은 하나 이상의 프로세서에 의해 판독 및 실행될 수 있다. 기계-판독가능 매체는 기계(예를 들어, 컴퓨팅 디바이스)에 의해 판독가능한 형태로 정보를 저장 또는 송신하기 위한 임의의 메커니즘을 포함할 수 있다. 예를 들어, 기계-판독가능 매체는 판독 전용 메모리(ROM); 랜덤 액세스 메모리(RAM); 자기 디스크 저장 매체; 광학 저장 매체; 플래시 메모리 소자; 전기적, 광학적, 음향 또는 다른 형태의 전파된 신호(예를 들어, 반송파, 적외선 신호, 디지털 신호 등) 등을 포함할 수 있다. 나아가, 펌웨어, 소프트웨어, 루틴, 명령은 본원에서 특정 동작을 수행하는 것으로 기술될 수 있다. 그러나 이러한 설명은 단지 편의를 위한 것이며 실제로 이러한 동작은 펌웨어, 소프트웨어, 루틴, 명령 등을 실행하는 컴퓨팅 디바이스, 프로세서, 제어기, 또는 다른 디바이스에서 비롯된 것임을 인식해야 한다.

그러나, 이러한 실시예를 보다 상세하게 기술하기 전에 본 발명의 실시예가 구현될 수 있는 예시적인 환경을 제시하는 것이 유익하다.

Ⅰ. 예시적인 리소그래피 환경

A. 예시적인 반사 및 투과형 리소그래피 시스템

도 1a 및 1b는 각각 리소그래피 장치(100) 및 리소그래피 장치(100')를 개략적으로 도시한다. 리소그래피 장치(100) 및 리소그래피 장치(100')는 각각 다음을 포함한다: 방사 빔(B)(예를 들어, DUV 또는 EUV 방사선)을 조절(condition)하도록 구성된 조명 시스템(조명기)(IL); 패터닝 디바이스(예를 들어, 마스크, 레티클, 또는 동적 패터닝 디바이스)(MA)를 지지하도록 구성되고 패터닝 디바이스(MA)를 정확히 위치시키도록 구성되는 제 1 위치 설정기(PM)에 연결된 지지 구조(예를 들어, 마스크 테이블); 및 기판(W)(예를 들어, 레지스트 코팅된 웨이퍼)을 유지하도록 구성되고 기판(W)을 정확히 위치시키도록 구성된 제 2 위치 설정기(PW)에 연결된 기판 테이블(WT)(예를 들어, 웨이퍼 테이블). 리소그래피 장치(100 및 100')는 또한 기판(W)의 타겟부(C)(예를 들어, 하나 이상의 다이를 포함) 상으로 패터닝 디바이스(MA)에 의해 방사 빔(B)에 부여된 패턴을 투영하도록 구성된 투영 시스템(PS)를 갖는다. 리소그래피 장치(100)에서 패터닝 디바이스(MA) 및 투영 시스템(PS)는 반사형이고, 리소그래피 장치(100')에서 패터닝 디바이스(MA) 및 투영 시스템(PS)는 투과형이다.

조명 시스템(IL)은 방사 빔(B)을 지향시키거나, 형상화(shape)하거나, 또는 제어하기 위한 다양한 유형의 광학 컴포넌트, 예를 들어, 굴절형, 반사형, 자기형, 전자기형, 정전기형 또는 다른 유형의 광학 컴포넌트, 또는 이들의 임의의 조합을 포함할 수 있다.

지지 구조(MT)는 패터닝 디바이스(MA)의 배향, 리소그래피 장치(100 및 100')의 설계, 및 다른 조건, 예를 들어 패터닝 디바이스(MA)가 진공 환경에서 유지되는지 여부와 같은 조건에 종속되는 방식으로 패터닝 디바이스(MA)를 유지한다. 지지 구조(MT)는 패터닝 디바이스(MA)를 유지하기 위해 기계적, 진공, 정전기 또는 다른 클램핑 기술을 이용할 수 있다. 지지 구조(MT)는 예를 들어, 필요에 따라 고정되거나 이동가능할 수 있는 프레임 또는 테이블일 수 있다. 지지 구조(MT)는 예를 들어 투영 시스템(PS)에 대하여 패터닝 디바이스가 요구되는 위치에 있도록 보장할 수 있다.

본 명세서에서 사용되는 "패터닝 디바이스"(MA)라는 용어는, 기판(W)의 타겟부(C)에 패턴을 생성하는 것과 같이, 방사 빔(B)의 단면에 패턴을 부여하기 위해 사용될 수 있는 어떠한 장치도 지칭하는 것으로 폭넓게 해석되어야 한다. 방사 빔(B)에 부여된 패턴은 집적 회로와 같은, 타겟부(C)에 생성되는 소자 내의 특정 기능 층에 대응할 수 있다.

패터닝 디바이스(MA)는 (도 1b의 리소그래피 장치(100')에서와 같이) 투과형 또는 (도 1a의 리소그래피 장치(100)에서와 같이) 반사형 모두 가능하다. 패터닝 디바이스(MA)의 예로는 레티클, 마스크, 프로그램가능 미러 어레이, 및 프로그램가능 LCD 패널을 포함한다. 마스크는 리소그래피 분야에서 잘 알려져 있으며, 바이너리형, 교번 위상 반전형 및 감쇠 위상 반전형과 같은 마스크 유형뿐만 아니라 다양한 하이브리드 마스크 유형들을 포함한다. 프로그램가능 미러 어레이의 예는 소형 미러들의 매트릭스 배열을 채용하며, 그 각각의 미러들은 입사하는 방사 빔을 상이한 방향으로 반사시키도록 개별적으로 경사지는 것이 가능하다. 경사진 미러는 미러 매트릭스에 의해 반사되는 방사 빔에 패턴을 부여한다.

본 명세서에서 사용되는 "투영 시스템"이라는 용어는, 이용되고 있는 노광 방사선에 대하여 적합하거나 또는 침지액의 사용 또는 진공의 사용과 같은 다른 요인들에 대하여 적합한, 굴절형, 반사형, 반사 굴절형(catadioptric), 자기형, 전자기형, 및 정전형 광학 시스템, 또는 이들의 임의의 조합을 포함하는 어떠한 유형의 투영 시스템도 포함하는 것으로서 폭넓게 해석되어야 한다. 여타 가스들이 과도하게 많은 방사선 또는 전자를 흡수할 수 있기 때문에 진공 환경이 EUV 또는 전자 빔 방사에 대해 이용될 수 있다. 그러므로 진공 환경은 진공 벽 및 진공 펌프를 이용하여 전체 빔 경로에 제공될 수 있다.

리소그래피 장치(100) 및/또는 리소그래피 장치(100')는 2개(듀얼 스테이지) 또는 그 이상의 기판 테이블(WT)(및/또는 2개 이상의 마스크 테이블)을 갖는 형태로 구성될 수 있다. 이러한 "복수 스테이지" 기계에서는, 추가의 기판 테이블을 병행하여 사용하거나, 또는 하나 이상의 테이블 상에서 예비 공정을 수행하면서 다른 하나 이상의 기판 테이블(WT)을 노광용으로 사용하는 것이 가능하다.

도 1a 및 1b를 참조하면, 조명기(IL)는 방사 소스(SO)로부터 방사 빔을 수신한다. 예컨대, 방사 소스(SO)가 엑시머 레이저인 경우, 방사 소스(SO) 및 리소그래피 장치(100, 100')는 별도의 구성요소일 수도 있다. 이러한 경우, 방사 소스(SO)는 리소그래피 장치(100, 100')의 일부를 형성하는 것으로 간주되지 않으며, 방사 빔(B)은 예컨대 적합한 지향 미러 및/또는 빔 확장기(beam expander)를 포함하는 빔 전달 시스템(BD)(도 1b)을 이용하여 방사 소스(SO)로부터 조명기(IL)로 전달된다. 다른 경우에, 예컨대 방사 소스(SO)가 수은 램프인 경우에, 이러한 방사 소스(SO)는 리소그래피 장치에 통합된 부품일 수도 있다. 방사 소스(SO) 및 조명기(IL)는 필요에 따라 빔 전달 시스템(BD)과 함께 방사 시스템으로 지칭될 수도 있다.

조명기(IL)는 방사 빔의 각도 세기 분포(angular intensity distribution)를 조정하기 위한 조정기(AD)(도 1b)를 포함할 수 있다. 일반적으로, 조명기의 퓨필 평면(pupil plane) 내의 세기 분포의 적어도 외측 반경 및/또는 내측 반경 범위(통상적으로, 각각 외측-σ 및 내측-σ라 함)가 조정될 수 있다. 또한, 조명기(IL)는 집속기(integrator)(IN) 및 집광기(condenser)(CO)와 같은 다양한 다른 구성요소들(도 1b)을 포함할 수 있다. 조명기(IL)는 방사 빔의 단면에서 요구된 균일성 및 세기 분포를 갖도록 방사 빔(B)을 조절하는데 사용될 수 있다.

도 1a를 참조하면, 방사 빔(B)은 지지 구조(MT)(예를 들어, 마스크 테이블) 상에 유지된 패터닝 디바이스(MA)(예를 들어, 마스크) 상에 입사되고, 패터닝 디바이스(MA)에 의해 패턴화된다. 리소그래피 장치(100)에서, 방사 빔(B)은 패터닝 디바이스(MA)(예를 들어, 마스크)로부터 반사된다. 패터닝 디바이스(MA)(예를 들어, 마스크)로부터 반사된 후, 방사 빔(B)은 투영 시스템(PS)을 통과하고, 이는 기판(W)의 타겟부(C) 상으로 방사 빔(B)을 집속(focus)시킨다. 제2 위치 설정기(PW) 및 위치 센서(IF2)(예컨대, 간섭계 디바이스, 선형 인코더, 또는 용량형 센서)를 이용하여, 예컨대 상이한 타겟부(C)를 방사 빔(B)의 경로 내에 위치시키도록 기판 테이블(WT)을 정확하게 이동시킬 수 있다. 마찬가지로, 방사 빔(B)의 경로에 대하여 패터닝 디바이스(예를 들어, 마스크)를 정확하게 위치시키기 위해 제1 위치 설정기(PM) 및 다른 위치 센서가 이용될 수 있다. 패터닝 디바이스(MA)(예를 들어, 마스크) 및 기판(W)은 마스크 정렬 마크(M1, M2) 및 기판 정렬 마크(P1, P2)를 이용하여 정렬될 수 있다.

도 1b를 참조하면, 방사 빔(B)은 지지 구조(예를 들어, 마스크 테이블(MT)) 상에 유지된 패터닝 디바이스(예를 들어, 마스크(MA)) 상에 입사되고, 패터닝 디바이스에 의해 패턴화된다. 마스크(MA)를 횡단한 후, 방사 빔(B)은 투영 시스템(PS)를 통과하며, 이는 기판(W)의 타겟부(C) 상으로 빔을 집속(focus)시킨다. 제2 위치 설정기(PW) 및 위치 센서(IF)(예컨대, 간섭계 디바이스, 선형 인코더, 또는 용량형 센서)를 이용하여, 예컨대 상이한 타겟부(C)를 방사 빔(B)의 경로 내에 위치시키도록 기판 테이블(WT)을 정확하게 이동시킬 수 있다. 마찬가지로, 예를 들어 마스크 라이브러리로부터의 기계적 인출(retrieval) 후에 또는 스캔 동안에, 방사 빔(B)의 경로에 대하여 패터닝 디바이스(예를 들어, 마스크)를 정확하게 위치시키기 위해 제1 위치 설정기(PM) 및 다른 위치 센서(도 1b에는 명확히 도시되어 있지 않음)가 이용될 수 있다.

일반적으로, 지지 구조(MT)의 이동은, 제1 위치 설정기(PM)의 일부를 형성하는 롱-스트로크 모듈(long-stroke module; 개략적 위치 설정) 및 숏-스트로크 모듈(short-stroke module; 미세 위치 설정)을 이용하여 실현될 것이다. 마찬가지로, 기판 테이블(WT)의 이동은 제2 위치 설정기(PW)의 일부를 형성하는 롱-스트로크 모듈 및 숏-스트로크 모듈을 이용하여 실현될 수 있다. (스캐너와 대조적으로) 스테퍼의 경우, 마스크 테이블(MT)은 숏-스트로크 액추에이터에만 연결될 수도 있고, 또는 고정될 수도 있다. 마스크(MA) 및 기판(W)은 마스크 정렬 마크(M1, M2) 및 기판 정렬 마크(P1, P2)를 이용하여 정렬될 수 있다. 도시된 바와 같이 기판 정렬 마크들이 전용의 타겟부를 점하고 있지만, 이들 마크들은 타겟부 사이의 공간 내에 위치될 수도 있다(이들은 스크라이브-레인(scribe-lane) 정렬 마크로 알려져 있음). 마찬가지로, 마스크(MA) 상에 둘 이상의 다이가 제공되는 상황에서는, 마스크 정렬 마크들은 다이들 사이에 위치될 수 있다.

리소그래피 장치(100 및 100')는 다음 모드들 중 적어도 하나의 모드로 사용될 수 있다.

1. 스텝 모드에서는, 지지 구조(MT)(예를 들어, 마스크 테이블) 및 기판 테이블(WT)을 기본적으로 정지 상태로 유지하면서, 방사 빔(B)에 부여된 패턴 전체를 한 번에 타겟부(C) 상에 투영한다(즉, 단일 정지 노광). 그리고나서, 상이한 타겟부(C)가 노광될 수 있도록 기판 테이블(WT)을 X 방향 및/또는 Y 방향으로 이동시킨다.

2. 스캔 모드에서는, 지지 구조(MT)(예를 들어, 마스크 테이블) 및 기판 테이블(WT)을 동기적으로 스캐닝하면서, 방사 빔에 부여된 패턴을 타겟부(C) 상에 투영한다(즉, 단일 동적 노광). 지지 구조(MT)(예를 들어, 마스크 테이블)에 대한 기판 테이블(WT)의 속도 및 방향은 투영 시스템(PS)의 확대율(축소율) 및 이미지 반전 특성에 의하여 결정될 수 있다.

3. 또다른 모드에서는, 프로그램가능 패터닝 디바이스를 유지한 채로 지지 구조(MT)(예를 들어, 마스크 테이블)를 실질적으로 정지 상태로 하고, 또한 기판 테이블(WT)을 이동시키거나 스캐닝하면서, 방사 빔(B)에 부여된 패턴을 타겟부(C) 상에 투영한다. 펄스형 방사 소스(SO)가 채용될 수 있고, 프로그램가능 패터닝 디바이스는 기판 테이블(WT)의 각각의 이동 후에 또는 스캔 동안의 연속적인 방사 펄스들의 사이에서 필요에 따라 업데이트된다. 이 작동 모드는 앞서 본원에서 언급된 것과 같은 유형의 프로그램가능 미러 어레이와 같은 프로그래머블 패터닝 디바이스를 이용하는 마스크 없는 리소그래피(maskless lithography)에 용이하게 적용될 수 있다.

또한, 전술한 사용 모드들의 조합 및/또는 변형, 또는 전혀 다른 사용 모드들도 채용될 수 있다.

본원에서는, 집적회로(IC)의 제조에 있어서 리소그래피 장치의 사용에 대해 특정하게 언급할 수 있지만, 본원에서 설명된 리소그래피 장치는 집적 광학 시스템, 자기 도메인 메모리(magnetic domain memory)용 유도 및 검출 패턴, 평판 디스플레이, 액정 디스플레이(LCD), 박막 자기 헤드 등의 제조와 같은 기타 응용예들을 가질 수 있음을 이해하여야 한다. 당업자라면, 이러한 대안적인 응용예와 관련하여, 본 명세서에서 사용된 "웨이퍼" 또는 "다이"와 같은 어떠한 용어의 사용도 각각 "기판" 또는 "타겟부"와 같은 좀더 일반적인 용어와 동의어로 간주될 수 있음을 이해할 것이다. 본원에서 언급되는 기판은, 노광 전후에, 예컨대 트랙(전형적으로 기판에 레지스트층을 도포하고 노광된 레지스트를 현상하는 툴), 계측 장비, 및/또는 검사 툴에서 처리될 수 있다. 적용 가능한 범위에서, 상기 기판 처리 툴과 여타 기판 처리 툴에 본원의 개시 내용이 적용될 수 있다. 또한, 예컨대 다층 집적회로를 생성하기 위하여 기판이 복수 회 처리될 수 있으므로, 본 명세서에 사용되는 기판이라는 용어는 이미 여러 번 처리된 층들을 포함한 기판을 지칭할 수도 있다.

추가적인 실시예에서, 리소그래피 장치(100)는 극 자외선(EUV) 소스를 포함하고, 이는 EUV 리소그래피 용도의 EUV 방사 빔을 생성하도록 구성된다. 일반적으로, EUV 소스는 방사 시스템(이하 참조)에서 구성되고, 대응하는 조명 시스템은 EUV 소스의 EUV 방사 빔을 조절하도록 구성된다.

B. 예시적인 EUV 리소그래피 장치

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 예시적인 EUV 리소그래피 장치(200)를 도시한다. 도 2에서, EUV 리소그래피 장치(200)는 방사 시스템(42), 조명 광학 유닛(44), 및 투영 시스템(PS)을 포함한다. 방사 시스템(42)은 방사 소스(SO)를 포함하고, 여기서 방사 빔은 방전 플라즈마에 의해 형성될 수 있다. 일 실시예에서, EUV 방사선은 예를 들어 Xe 가스, Li 증기, 또는 Sn 증기로부터의 가스 또는 증기에 의해 생성될 수 있고, 여기서 전자기 스펙트럼의 EUV 범위에서의 방사선을 방출하기 위해서 매우 높은 온도의 플라즈마가 생성된다. 이러한 매우 높은 온도의 플라즈마는 예를 들어 방전에 의해 적어도 부분적으로 이온화된 플라즈마를 생성함으로써 생성될 수 있다. 예를 들어, 10 Pa 부분압의 Xe, Li, Sn 증기 또는 임의의 다른 적합한 가스 또는 증기가 이러한 방사선을 효율적으로 생성하는데 요구될 수 있다. 방사 소스(SO)에 의해 방출된 방사선은 소스 챔버(47)의 개구부에 또는 이러한 개구부 뒤에 위치된 가스 배리어 또는 오염물 트랩(49)을 통해 소스 챔버(47)로부터 집광 챔버(48) 내로 전달된다. 일 실시예에서, 개스 배리어(49)는 채널 구조를 포함할 수 있다.

집광 챔버(48)는 접선 입사 집광기(grazing incidence collector)로부터 형성될 수 있는 방사선 집광기(50)(이는 또한 집광 미러 또는 집광기로도 지칭될 수 있음)를 포함한다. 방사선 집광기(50)는 상류 방사선 집광 측(50a) 및 하류 방사선 집광 측(50b)을 가지고, 집광기(50)에 의해 전달된 방사선은 격자 스펙트럼 필터(51)로부터 반사되어 집광 챔버(48)의 개구부에서 가상의 소스 포인트(52)에 집속될 수 있다. 방사선 집광기(50)는 당업자에게 알려져 있다.

집광 챔버(48)로부터, 방사 빔(56)은 조명 광학 유닛(44)에서 수직(normal) 입사 반사체(53 및 54)를 통해 레티클 또는 마스크 테이블(MT) 상에 위치된 레티클 또는 마스크(미도시) 상으로 반사된다. 패턴화된 빔(57)이 형성되고, 이는 투영 시스템(PS)에서 반사성 요소(58 및 59)를 통해 기판 테이블(WT) 또는 웨이퍼 스테이지 상에 지지된 기판(미도시) 상으로 이미징된다. 다양한 실시예에서, 조명 광학 유닛(44) 및 투영 시스템(PS)은 도 2에 도시된 것보다 많은(또는 적은) 요소를 포함할 수 있다. 예를 들어, 격자 스펙트럼 필터(51)가 리소그래피 장치의 유형에 따라 선택적으로 존재할 수 있다. 또한 일 실시예에서, 조명 광학 유닛(44) 및 투영 시스템(PS)은 도 2에 도시된 것보다 많은 미러를 포함할 수 있다. 예를 들어, 투영 시스템(PS)은 반사성 요소(58 및 59)에 부가하여 1 내지 4개의 반사성 요소를 통합할 수 있다. 도 2에서, 참조 번호(180)는 2개의 반사체 간의 공간, 예를 들어 반사체(142 및 143) 사이의 공간을 나타낸다.

일 실시예에서, 집광 미러(50)는 또한 접선 입사 미러 대신에 또는 이에 부가하여 수직(normal) 입사 집광기를 포함할 수 있다. 또한 반사체(142, 143 및 146)를 갖는 내포형(nested) 집광기를 참조하여 기술되지만, 집광 미러(50)는 본원에서 집광기의 예로서 추가적으로 사용된다.

또한 도 2에 개략적으로 도시된 것처럼 격자(51) 대신에 투과성 광학 필터 또한 적용될 수 있다. EUV에 투과성이 있는 광학 필터뿐만 아니라, UV 방사선에 투과성이 덜하거나 UV 방사선을 실질적으로 흡수하는 광학 필터는 당업자에게 알려져 있다. 따라서, "격자 스펙트럼 순도 필터"는 또한 본원에서 "스펙트럼 순도 필터"로서 상호교환적으로 표시되고, 이는 격자 또는 투과성 필터를 포함한다. 도 2에 도시되지는 않지만, EUV 투과성 광학 필터가 추가적인 광학 요소로서 포함될 수 있고, 이는 예를 들어 조명 유닛(44) 및/또는 투영 시스템(PS)에서 집광 미러(50) 또는 광학 EUV 투과성 필터의 상류에 구성된다.

광학 요소에 대해 "상류" 및 "하류"와 같은 용어들은 각각 하나 이상의 추가적인 광학 요소의 "광학적으로 상류" 및 "광학적으로 하류"에 있는 하나 이상의 광학 요소의 위치를 나타낸다. 방사 빔이 리소그래피 장치(200)를 통해 횡단하는 광로를 따라, 제 2 광학 요소보다 소스(SO)에 더 인접한 제 1 광학 요소는 이러한 제 2 광학 요소의 상류에 구성되어 있는 것이다; 제 2 광학 요소는 제 1 광학 요소의 하류에 구성되어 있는 것이다. 예를 들어, 집광 미러(50)는 스펙트럼 필터(51)의 상류에 구성되는 반면, 광학 요소(53)는 스펙트럼 필터(51)의 하류에 구성된다.

도 2에 도시된 모든 광학 요소(및 본 실시예의 개략적인 도면에 도시되지 않은 추가적인 광학 요소)는 소스(SO), 예를 들어 Sn에 의해 생성된 오염물의 증착에 취약할 수 있다. 이는 방사선 집광기(50), 및 존재한다면 스펙트럼 순도 필터(51)에 대해 그러할 수 있다. 그러나 세정 디바이스가 이러한 광학 요소 중 하나 이상을 세정하기 위해 채용될 수 있을 뿐만 아니라, 세정 방법이 이러한 광학 요소, 수직 입사 반사체(53 및 54) 및 반사성 요소(58 및 59) 또는 다른 광학 요소, 예를 들어 추가적인 미러, 격자 등에도 적용될 수 있다.

방사선 집광기(50)는 접선 입사 집광기일 수 있고, 이러한 실시예에서 집광기(50)는 광축(O)을 따라 정렬된다. 소스(SO), 또는 이의 이미지 또한 광축(O)을 따라 위치될 수 있다. 방사선 집광기(50)는 반사체(142, 143 및 146)(또한 몇몇 볼터(Wolter)-유형 반사체들을 포함하는 "쉘" 또는 볼터-유형 반사체로도 알려짐)를 포함할 수 있다. 반사체(142, 143 및 146)는 내포(nest)되어 광축(O) 주위로 회전 대칭적일 수 있다. 도 2에서, 내측 반사체는 참조 번호 142에 의해 표시되고, 중간 반사체는 참조 번호(143)에 의해 표시되며, 외측 반사체는 참조 번호(146)에 의해 표시된다. 방사선 집광기(50)는 특정 용적, 즉 외측 반사체(들)(146) 내의 용적을 둘러싼다. 통상적으로, 외측 반사체(들)(146) 내의 용적은 원주방향으로 닫혀 있지만, 작은 개구가 존재할 수 있다.

반사체(142, 143 및 146)는 각각 표면들을 포함할 수 있고, 이러한 표면들의 적어도 일부는 반사층 또는 다수의 반사층을 나타낸다. 따라서 반사체(142, 143 및 146)(또는 넷 이상의 반사체 또는 쉘을 갖는 방사선 집광기의 실시예에서는 추가적인 반사체들)는 소스(SO)로부터의 EUV 방사선을 반사 및 집광하도록 적어도 부분적으로 고안되고, 반사체(142, 143 및 146) 중 적어도 일부는 EUV 방사선을 반사 및 집광하도록 고안되지 않을 수 있다. 예를 들어, 반사체의 후방 측 중 적어도 일부는 EUV 방사선을 반사 및 집광하도록 고안되지 않을 수 있다. 이러한 반사층의 표면 상에, 추가적으로 보호용 캡 층 또는 반사 층의 표면 중 적어도 일부 상에 제공된 광학 필터로서의 캡 층이 존재할 수 있다.

방사선 집광기(50)는 소스(SO)의 이미지 또는 소스(SO)의 근방에 배치될 수 있다. 각 반사체(142, 143 및 146)는 적어도 두 개의 인접한 반사 표면을 포함할 수 있고, 소스(SO)로부터 더 떨어진 반사 표면이 소스(SO)에 더 인접한 반사 표면보다 광축(O)에 대하여 더 작은 각으로 배치된다. 이런 식으로, 접선 입사 집광기(50)는 광축(O)을 따라 전파되는 (E)UV 방사 빔을 생성하도록 구성된다. 적어도 두 개의 반사체가 실질적으로 동축으로 배치될 수 있고 광축(O) 주위로 실질적으로 회전 대칭되도록 연장될 수 있다. 방사선 집광기(50)는 외측 반사체(146)의 외부 표면 상에 추가적인 특징을 가질 수 있거나 외측 반사체(146) 주위에 추가적인 특징을 가질 수 있는데, 예를 들어 보호용 홀더, 가열기 등이다.

본원에서 기술된 실시예에서, 문맥이 허용하는 곳에서의 "렌즈" 및 "렌즈 요소"라는 용어는 굴절형, 반사형, 자기형, 전자기형 및 정전형 광학 컴포넌트들을 포함하는 다양한 유형의 광학 컴포넌트들 중 어느 하나 또는 그 조합을 지칭할 수도 있다.

본원에서 사용된 "방사선" 및 "빔"이라는 용어는, 자외(UV) 방사선(예컨대, 365, 248, 193, 157, 또는 126 nm의 파장을 가짐), 극 자외(EUV 또는 연성 x-선) 방사선(예를 들어, 5-20nm 범위의 파장, 예컨대 13.5nm의 파장을 가짐), 또는 5nm 미만에서 작용하는 경성 X-선뿐만 아니라 이온 빔 또는 전자 빔과 같은 입자 빔을 포함하는 모든 유형의 전자기 방사선을 포괄한다. 일반적으로, 780-3000 nm(또는 그 이상) 사이의 파장을 갖는 방사선은 적외(IR) 방사선이라 간주된다. UV는 대략적으로 100-400 nm의 파장을 갖는 방사선을 지칭한다. 리소그래피 내에서, 이는 통상적으로 수은 방전 램프에 의해 생성될 수 있는 다음과 같은 파장에 적용된다: G-라인 436 nm; H-라인 405 nm; 및/또는 I-라인 365 nm. 진공 UV, 또는 VUV(즉 공기에 의해 흡수된 UV)는 대략적으로 100-200 nm의 파장을 갖는 방사선을 지칭한다. 심자외선(deep UV; DUV)은 일반적으로 126 nm 내지 428 nm 범위의 파장을 갖는 방사선을 지칭하고, 일 실시예에서 엑시머 레이저는 리소그래피 장치 내에서 이용되는 DUV 방사선을 생성할 수 있다. 예를 들어 5-20 nm 범위의 파장을 갖는 방사선은 특정 파장 대역(이 중 적어도 일부는 5-20 nm 범위에 있음)을 갖는 방사선과 관련됨을 인식해야 한다.

Ⅱ. 마스크 검사 시스템의 실시예

도 3은 마스크 검사 시스템(300)의 실시예에 대한 도시이다. 마스크 검사 시스템(300)은 마스크 패턴 이미지 제거 시스템(303) 및 검출기(305)를 포함한다. 마스크 패턴 이미지 제거 시스템(303)은 마스크(301)로부터 산란광(302)을 수신한다. 산란광(302)은 마스크(301)의 패턴(미도시)으로부터의 산란광 및 마스크(301) 상의 임의의 가능성 있는 불균일, 결함 등(이후 결함)으로부터의 산란광을 포함한다. 마스크 패턴 이미지 제거 시스템(303)은 마스크(301)의 패턴으로부터의 산란광을 실질적으로 모두 제거한다. 결과적으로, 검출기(305)는 마스크(301) 상의 가능성 있는 결함으로부터의 산란광(308) 만을 실질적으로 검출한다.

도 4는 마스크 패턴 이미지 제거 시스템(403)의 실시예에 대한 도시이다. 예를 들어, 마스크 패턴 이미지 제거 시스템(403)은 도 3의 마스크 패턴 이미지 제거 시스템(303)으로서 이용될 수 있다. 마스크 패턴 이미지 제거 시스템(403)은 빔 스플리터(411), 검출기(413), 제어기(415), 및 동적 푸리에 필터(417)를 포함한다.

일 실시예에서, 빔 스플리터(411)는 마스크(예를 들어, 도 3의 마스크(301))로부터 산란광(402)을 수신한다. 빔 스플리터(411)는 산란광(402)을 제 1 부분(402A) 및 제 2 부분(402B)으로 분할한다. 빔 스플리터(411)는 제 1 부분(402A)을 검출기(413)로 제 2 부분(402B)을 동적 푸리에 필터(417)로 지향시킨다. 검출기(413) 및 동적 푸리에 필터(417)는 산란광(402)이 진행하는 방향으로 빔 스플리터(411)에 대해 상류에 위치된다. 빔 스플리터의 분할율(splitting ratio), 즉 빔(402) 중 얼마나 많은 부분이 402B에 대해 402A를 형성하는지는 도 3의 검출기(305) 또는 검출기(413)에 따라 다를 수 있다(예를 들어, 분할율은 검출기의 감도에 의존할 수 있음).

일 실시예에서, 검출기(413)는 마스크 패턴 이미지 제거 시스템(403)의 푸리에 평면에 위치된다. 일례에서, 검출기(413)는 CCD 카메라를 포함한다. 그러나 다른 유형의 검출기 또한 이용될 수 있다.

일례에서, 제어기(415)가 검출기(413)에 연결된다. 제어기(415)는 검출된 제 1 부분(402A)을 나타내는 신호(414)를 검출기(413)로부터 수신하도록 구성된다. 제어기(415)는 검출된 제 1 부분(402A)으로부터 마스크의 패턴의 푸리에 필드 측정치를 추가로 분석할 수 있다. 제어기(415)는 이러한 푸리에 필드 측정치를 이용하여 제어 신호(416)를 생성할 수 있고, 이는 동적 푸리에 필터(417)를 동적으로 제어하는데 이용된다.

일례에서, 동적 푸리에 필터(417)는 디지털 미러 어레이, 광 밸브 어레이 등을 포함하지만 이에 제한되지 않는다. 제어 신호(416)의 수신을 통해 구성된 후, 동적 푸리에 필터(417)는 빔 스플리터(411)로부터 제 2 부분(402B)을 수신한다. 동적 푸리에 필터(417)는 마스크의 패턴에 의해 생성된 산란광을 실질적으로 제거하도록 구성된다. 결과적으로, 동적 푸리에 필터(417)를 떠나는 산란광(408)은 마스크 상에 존재하는 임의의 가능성 있는 결함으로부터의 산란광만을 실질적으로 포함한다.

일례에서, 검출된 제 1 부분(402A)(검출기(413)에서 검출)으로부터의 마스크 패턴의 푸리에 필드 측정치는 마스크 패턴의 공간 주파수, 크기, 및 위상 정보를 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 제어기(415)는 이러한 정보를 이용하여 동적 푸리에 필터(417)를 동적으로 제어할 수 있다. 일 실시예에서, 몇몇 공간 주파수의 빛을 통과시키고 몇몇 다른 공간 주파수의 빛을 차단함으로써 푸리에 필터링이 수행될 수 있다. 일례에서, 푸리에 필터(417)는 푸리에 필드 측정치에서 측정된 마스크 패턴의 공간 주파수, 크기 및 위상 정보에 기초하여 마스크 패턴에 의해 생성된 산란광의 공간 주파수를 실질적으로 차단하고 따라서 마스크 패턴에 의해 생성된 산란광을 실질적으로 제거할 수 있다. 부가적으로 또는 대안적으로, 푸리에 필터(417)에서의 푸리에 필터링에 의해, 마스크 상에 존재하는 임의의 가능성 있는 결함으로부터의 산란광의 공간 주파수는 실질적으로 통과할 수 있고, 따라서 마스크 상에 존재하는 임의의 가능성 있는 결함으로부터의 산란광만이 푸리에 필터(417)를 통해 실질적으로 통과할 수 있다.

일례에서, 마스크 검사 시스템(303 또는 403)은 종래 시스템보다 더 정확하고 보다 높은 분해능으로 마스크 영역 상의 임의의 가능성 있는 결함을 검출할 수 있다. 예를 들어, 결함 크기 검출 감도는 단지 푸리에 필터링을 이용하는 시스템보다 10배 이상 개선될 수 있다. 또한 본 발명의 몇몇 실시예는 기존 시스템에 비하여 추정된 검사 시간을 개선시킬 수 있다.

도 5는 마스크 검사 시스템(500)의 다른 실시예에 대한 도시이다. 마스크 검사 시스템(500)은 선택적인 이미징 광학기(521 및 523), 빔 스플리터(511), 제 1 검출기(513), 제어기(515), 동적 푸리에 필터(517), 제 2 검출기(519), 선택적인 마스크 개구부 또는 배플(525), 및 선택적인 데이터 분석 디바이스(533)를 포함한다. 배플(525)은, 예컨대 도 5에 도시된 바와 같이, 제 1 광로를 따라 마스크(501)와 검출기(513) 사이에 위치되는 제 1 배플과, 제 2 광로를 따라 마스크(501)와 동적 푸리에 필터(517) 사이에 위치되는 제 2 배플을 포함할 수 있다.

마스크(501)는 패턴(미도시) 및 가능성 있는 결함(미도시)을 포함한다. 마스크(501)는 이하 논의되는 것과 같이 예시된다. 마스크(501)로부터의 산란광(502)은 빔 스플리터(511)에 의해 수신된다. 일 실시예에서 이미징 광학기(521)는 산란광(502)을 집광하도록 구성되고 빔 스플리터(511)가 산란광(502)을 수신하기 전에 제로 회절 차수(zero diffraction order) 빛을 제거할 수 있다.

일 실시예에서, 마스크 검사 시스템(500)은 선택적으로 조명 소스(529) 및 반사성 디바이스(531)를 포함한다. 조명 소스(529) 및 반사성 디바이스(531)는 마스크(501)를 조명할 수 있다. 이러한 실시예에서, 마스크(501)는 반사성 마스크이다. 마스크(501)는 예를 들어, EUV 반사성 마스크일 수 있다. 조명 광은 마스크(501)의 표면으로부터 실질적으로 수직하게 반사될 수 있다. 조명 소스(529)는 레이저 조명 소스, EUV 조명 소스 등을 포함할 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.

대안적으로, 다른 실시예에서, 마스크 검사 시스템(500)은 마스크(501)를 조명하기 위한 조명 소스(527)를 선택적으로 포함한다. 이러한 실시예에서, 마스크(501)는 투과성 마스크이다. 조명 광은 마스크(501)의 표면 상에서 실질적으로 수직하게 수신될 수 있다. 조명 소스(527)는 레이저 조명 소스 등을 포함할 수 있지만, 이에 제한되지 않는다.

일례에서, 마스크(501)로부터의 산란광(502)은 빔 스플리터(511)에 의해 수신되고 산란광의 제 1 부분(502A) 및 산란광의 제 2 부분(502B)으로 분할된다. 제 1 부분(502A)은 빔 스플리터(511)에 의해 검출기(513)로 지향된다. 검출기(513)는 마스크 검사 시스템(500)의 푸리에 평면에 위치되고 산란광의 제 1 부분(502A)을 검출하도록 구성된다.

일례에서, 제어기(515)는 검출기(513)에 연결되고, 산란광의 검출된 제 1 부분(502A)을 나타내는 신호(514)를 수신하도록 구성된다. 제어기(515)는 산란광의 검출된 제 1 부분(502A)의 푸리에 필드를 측정하여 제어 신호(516)를 생성하도록 구성된다. 푸리에 필드 측정치에 기초하여, 제어기(515)는 신호(516)를 이용하여 동적 푸리에 필터(517)를 구성 및 제어한다.

일례에서, 동적 푸리에 필터(517)는 또한 빔 스플리터(511)로부터 산란광의 제 2 부분(502B)을 수신한다. 동적 푸리에 필터(517)는 산란광의 제 2 부분(502B)로부터 마스크(501)의 패턴에 의해 생성된 실질적으로 모든 산란광을 제거하도록 구성된다. 결과적으로 동적 푸리에 필터(517)를 떠나는 산란광(508)은 마스크(501) 상에 존재할지 모르는 임의의 가능성 있는 결함에 의해 생성된 산란광만을 실질적으로 포함한다.

일 실시예에서, 마스크 검사 시스템(500)은 선택적인 마스킹 개구부 또는 배플(525)을 포함한다. 마스킹 개구부(525)는 중간 이미지 평면에 위치되어 검사의 선두(leading) 부분 및 후미(trailing) 부분을 규정한다. 검사의 선두 부분은 산란광이 푸리에 평면에서 마스크(501)로부터 검출기(513)로 진행하는 영역으로서 규정된다. 검사의 후미 부분은 산란광이 마스크(501)로부터 동적 푸리에 필터(517)로 진행하는 영역으로서 규정된다. 마스킹 개구부(525)는, 검출기(513)가 산란광의 제 1 부분(502A)을 검출하는 시기 또는 지속기간과 동적 푸리에 필터(517)가 제어 신호(516)에 기초하여 구성되는 시기 또는 지속기간 사이에 발생할 수 있는 임의의 시간 지연을 보상하도록 조정될 수 있다. 예를 들어, 푸리에 필드 측정치의 분석 및 동적 푸리에 필터(517)의 제어는 산란광의 제 2 부분(502B)을 동적으로 필터링하기 조금 전에 발생할 수 있다. 마스킹 개구부(525)는 배플, 셔터 블레이드 등을 포함할 수 있지만, 이에 제한되지 않는다.

일례에서, 산란광의 제 2 부분(502B)이 동적 푸리에 필터(517)를 통해 횡단한 후, 산란광의 필터링된 제 2 부분(508)이 검출기(519)에 의해 검출된다. 일 실시예에서, 검출기(519)는 마스크 검사 시스템(500)의 이미지 평면에 위치될 수 있다. 일 실시예에서, 마스크 검사 시스템(500)은 산란광의 필터링된 제 2 부분(508)을 처리하여 검출기(519) 상으로 지향시키는데 이용되는 선택적인 이미징 광학기(523)를 포함할 수 있다. 본 예시적인 구성에서, 산란광의 필터링된 제 2 부분(508)은 마스크(501)의 임의의 가능성 있는 결함에 의해 생성된 산란광만을 실질적으로 포함한다. 마스크(501)의 패턴에 의해 생성된 산란광은 동적 푸리에 필터(517)에 의해 실질적으로 필터링된다.

일례에서, 마스크 검사 시스템(500)은 데이터 분석 디바이스(533)를 더 포함한다. 데이터 분석 디바이스(533)는 검출기(519)에 연결되어, 추가적인 분석을 위해 산란광의 검출된 필터링된 제 2 부분(508)을 나타내는 신호(532)를 수신하도록 구성된다. 일 실시예에서, 데이터 분석 디바이스(533)는 산란광의 검출된 필터링된 제 2 부분(508)을 또다른 산란광과 비교하도록 구성된다. 일 실시예에서, 이러한 또다른 산란광은 마스크 검사 시스템(500)에 의해 이전에 검출된 것이고, 데이터베이스(534) 또는 메모리에 저장된 것이다. 또다른 예에서, 이러한 또다른 산란광은 마스크(501)의 동일 영역으로부터 비롯된 것일 수 있거나 유사한 패턴을 갖는 또다른 마스크(미도시)의 동일 영역으로부터 비롯된 것일 수 있다. 부가적으로, 또는 대안적으로, 이러한 또다른 산란광은 실질적으로 동일한 패턴을 갖는 마스크의 또다른 영역으로부터 비롯된 것일 수 있다. 또다른 실시예에서, 이러한 또다른 산란광은 설계 데이터베이스(534)에 저장되어 있는 기준 데이터일 수 있다. 또다른 실시예에서, 도 7에서 보다 상세하게 설명될 것처럼, 이러한 또다른 산란광은 산란광의 필터링된 제 2 부분(508)이 검출기(519)에 의해 검출되는 것과 실질적으로 동시에 검출된다. 부가적으로, 또는 대안적으로, 데이터 분석 디바이스(533)는 산란광 및 또다른 산란광의 검출된 필터링된 제 2 부분(508)을 차감(subtract)하도록 구성된다. 이러한 또다른 산란광은 위에서 언급된 임의의 산란광을 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 데이터 분석 디바이스(533)는 차감하기 전에 검출된 필터링된 제 2 부분(508) 또는 이를 나타내는 것(representation)을 정규화하도록 구성된다.

일 실시예에서, 데이터 분석 디바이스(533)는 디바이스(533)가 신호(532)를 또다른 산란광과 비교하기 전에 산란광의 검출된 필터링된 제 2 부분(508)을 나타내는 신호(532)를 선택적으로 정규화하도록 구성된다. 이는 마스크 상에 있는 가능성 있는 결함의 검출을 개선시킬 수 있다.

일례에서, 신호(532)를 또다른 산란광과 비교함으로써, 데이터 분석 디바이스(533)는 동적 푸리에 필터(517)를 통과했을지도 모르는 마스크(501)의 패턴에 의해 생성된 임의의 잔여 산란광을 제거할 수 있다. 결과적으로, 마스크 검사 시스템(500)은 마스크(501) 상에 존재할지 모르는 임의의 가능성 있는 결함의 검출을 개선시킨다. 일 실시예에서, 데이터 분석 디바이스(533)는 마스크(501)가 결함을 포함하고 있음을 사용자 또는 시스템에 경고하는 경고 시스템(536)을 초기화하도록 구성된다. 일 실시예에서, 데이터 분석 디바이스(533)는 마스크(501) 상의 결함의 크기 및 위치를 결정하도록 구성된다. 마스크(501)의 패턴에 대한 결함의 위치 및 크기, 및 이러한 결함의 중요도에 따라, 마스크(501)는 세정 프로세스를 위해 교체 또는 제거될 수 있다.

일례에서, 마스크 검사 시스템(500)의 결함 검출 능력을 개선시키기 위해 마스크 검사 시스템(500)에서 이용되는 조명 광의 파장 및 검사 채널의 개구수(numerical aperture)가 계산 또는 조정될 수 있다. 조명광의 파장이 짧아질수록, 마스크 검사 시스템(500)의 분해능은 높아진다. 검사 채널의 개구수가 높아질수록, 마스크 검사 시스템(500)의 분해능은 높아진다. 예로서, 193 nm 또는 266 nm를 갖는 조명 광 및 약 0.95의 개구수를 갖는 검사 채널이 이용될 수 있다.

일 실시예에서 마스크 검사 시스템(500)은, 예를 들어 도 1a 또는 1b에 도시된 것과 같은 리소그래피 장치에서 노광 툴에 부착된 검사 모듈로서 이용될 수 있다. 이러한 실시예에서, 마스크는 모듈로 이송(transfer)될 수 있고, 마스크 상에 검사가 수행될 수 있으며, 마스크는 리소그래피 공정을 위해 노광 툴로 이송될 수 있다. 대안적으로, 또다른 실시예에서, 마스크 검사 시스템(500)은 리소그래피 장치로부터 분리될 수 있다.

일례에서, 마스크 검사 시스템(500)은 임의의 광학 마스크를 검사하는데 이용될 수 있고, 예를 들어 마스크 검사 시스템(500)은 진공 상태에서 패턴화된 EUV 마스크를 검사하는데 이용될 수 있고, 마스크 검사 시스템(500)은 EUV 마스크의 전방측 또는 후방측을 검사하는데 이용될 수 있다. 일 실시예에서 마스크(501) 상의 패턴은 주기적 패턴이다.

도 6은 결함을 찾기 위해 마스크를 검사하기 위한 방법(600)의 실시예에 대한 도시이다. 방법(600)은 예를 들어 도 3, 4 또는 5에 관하여 위에서 기술된 마스크 검사 시스템(300, 403, 또는 500)을 이용하여 수행될 수 있다.

단계(601)에서, 마스크의 영역이 방사 빔으로 조명된다.

단계(603)에서, 마스크의 영역에 의해 생성된 산란광의 제 1 부분은 검출기에 의해 수신되어 산란광의 제 1 부분의 푸리에 이미지를 검출한다.

단계(605)에서, 산란광의 제 1 부분의 검출된 푸리에 이미지는 동적 푸리에 필터를 셋업하고 이를 제어하는데 이용된다.

단계(607)에서, 산란광의 제 2 부분은 동적 푸리에 필터를 통해 횡단하고 마스크 영역의 패턴에 의해 생성된 산란광은 산란광의 제 2 부분으로부터 실질적으로 제거된다.

단계(609)에서, 마스크의 영역 상의 임의의 가능성 있는 결함에 의해 생성된 산란광을 실질적으로 포함하는, 산란광의 필터링된 제 2 부분은 검출기에 의해 수신 및 검출된다.

선택적인 단계(611)에서, 산란광의 검출된 필터링된 제 2 부분은 또다른 패턴화된 빛과 비교된다. 이러한 비교에 의해서, 필터를 통과했을지도 모르는 마스크 영역의 패턴에 의해 생성된 임의의 잔여 산란광이 제거될 수 있다. 결과적으로, 결함 검출이 개선된다. 일 실시예에서, 산란광의 검출된 필터링된 제 2 부분을 상기 또다른 패턴화된 빛과 비교하는 것은, 산란광의 검출된 필터링된 제 2 부분 및 상기 또다른 패턴화된 빛을 차감하는 것을 포함할 수 있지만, 이에 제한되지 않는다.

일 실시예에서, 이러한 또다른 산란광은 마스크 검사 시스템에 의해 이전에 검출된 것이고, 데이터베이스에 저장된 것이다. 이러한 또다른 산란광은 동일한 마스크의 동일 영역으로부터 비롯된 것일 수 있거나 유사한 패턴을 갖는 또다른 마스크의 동일 영역으로부터 비롯된 것일 수 있다. 부가적으로, 또는 대안적으로, 이러한 또다른 산란광은 실질적으로 동일한 패턴을 갖는 동일한 마스크의 또다른 영역으로부터 비롯된 것일 수 있다. 다른 실시예에서, 또다른 산란광은 설계 데이터베이스에 저장되어 있는 기준 데이터일 수 있다. 또다른 실시예에서, 도 7에서 보다 상세하게 설명될 것처럼, 이러한 또다른 산란광과 산란광의 필터링된 제 2 부분은 연속적으로 그리고 실질적으로 동시에 검출된다.

도 7은 마스크 검사 시스템(700)의 도시이다. 마스크 검사 시스템(700)은 적어도 두 개의 광학 채널(703A 및 703B)을 포함할 수 있다. 각 광학 채널(703A 및 703B)은 마스크 검사 시스템, 예를 들어 도 3, 4 및 5에 도시된 마스크 검사 시스템(300, 403 및 500)을 포함할 수 있다. 푸리에 평면 검출기(예를 들어, 도 4의 검출기(413))는 푸리에 평면(707)에 위치될 수 있다.

마스크 검사 시스템(700)은 각각 마스크 패턴(701A 및 701B) 상의 검사 영역(705A 및 705B)을 검사하기 위해 이용될 수 있다. 일례에서, 마스크 패턴(701A 및 701B)은 이들 상에 존재할지도 모르는 임의의 가능성 있는 결함을 제외하고 실질적으로 동일한 패턴을 가진다. 조명 빔(730A 및 730B)은 각각 광학 채널(703A 및 703B)에 의해 마스크 패턴(701A 및 701B) 상의 검사 영역(705A 및 705B)으로 지향된다. 검사 영역(705A 및 705B)으로부터의 산란광(702A 및 702B)은 광학 채널(703A 및 703B)로 지향된다.

일례에서, 도 3-6에 관해 위에서 기술된 것처럼, 각 광학 채널에서 각각의 검사 영역의 패턴으로부터 산란된 광은, 결함에 관한 정보를 포함하는 산란광을 격리시키기 위해 동적 푸리에 필터(미도시)를 이용하여 전체 산란광으로부터 실질적으로 제거된다. 결과적으로 필터링된 산란광(미도시)이 검사 영역(705A 및 705B)으로부터 검출된다. 검출된 필터링된 산란광을 나타내는 것들은 데이터 분석 디바이스(미도시)를 이용하여 서로 비교된다. 이러한 나타내는 것들을 비교함으로써, 동적 푸리에 필터를 통과했을지도 모르는 검사 영역(705A 및 705B)의 패턴으로부터 가능성 있는 잔여 산란광이 제거된다. 예를 들어, 검사 영역(705A 및 705B) 상에 존재할지도 모르는 그리고 검사 영역(705A 및 705B)의 공통된 특징은 아닌 임의의 가능성 있는 결함의 검출이 개선된다. 일 실시예에서, 검사 영역(705A 및 705B)의 위치는 마스크 스테이지 좌표 및 조명 빔 기준으로부터 측정될 수 있다.

일 실시예에서, 광학 채널(703A 및 703B)은 마스크 패턴(701A 및 701B)을 동시에 검사한다. 광학 채널(703A 및 703B)로부터의 검출된 푸리에 필터링된 패턴화된 빛을 결과적으로 나타내는 것이 서로 연속적으로 비교된다.

일 실시예에서, 마스크 패턴(701A 및 701B)을 수반하는 마스크 플레이트는 마스크 정렬 키(709)를 포함한다. 마스크 정렬 키(709)는 광학 채널(703A 및 703B)을 정렬하기 위해 이용될 수 있다. 일 실시예에서, 검사 영역(705A 및 705B)의 패턴에 의해 생성된 잔여 산란광을 나타내는 것을 정렬시킴으로써 광학 채널(703A 및 703B) 간의 정렬의 미세한 튜닝이 이루어질 수 있다. 다른 실시예에서, 검사 영역(705A 및 705B)의 패턴에 의해 생성된 잔여 산란광은, 정렬을 개선시키기 위해 광학 채널(703A 및 703B)에서 푸리에 필터의 효율을 감소시킴으로써 향상될 수 있다.

일 실시예에서, 광학 채널(703A 및 703B)의 푸리에 평면(707)에서 검출기(미도시)에 의해 검출된 산란광을 나타내는 것들의 평균은 광학 채널(703A 및 703B)의 동적 푸리에 필터(미도시)를 구성 및 제어하는데 이용된다. 다른 실시예에서, 광학 채널(703A 및 703B) 중 단지 하나가 푸리에 평면(707)에 검출기(미도시)를 포함한다. 이러한 하나의 검출기는 광학 채널(703A 및 703B) 양자 모두의 동적 푸리에 필터(미도시)를 구성 및 제어하는데 이용된다. 다른 실시예에서, 양자 모두의 광학 채널(703A 및 703B)에서 검출되는 필터링된 산란광을 나타내는 것은 서로 비교되기 전에 정규화된다. 일 실시예에서 동적 푸리에 필터가 이용가능하지 않은 경우, 고정된 사전설정(preset) 푸리에 평면 차단 필터가 정합(match)되고 각 광학 채널(703A 및 703B)에서 이용될 수 있다. 그러나 동적 푸리에 필터 대신에 고정된 사전설정 푸리에 평면 차단 필터를 이용하게 되면 필터링 효율이 감소될 수 있고 마스크 검사 시스템(700)의 유효성이 감소될 수 있다.

일 실시예에서, 상이한 스캔 방향으로 마스크 패턴(701A 및 701B) 위에서 각각 광학 채널(703A 및 703B)을 스캔하기 위해 스캐너(704A 및 704B)가 이용될 수 있다. 일례에서, 스캐너(704A 및 704B)는 동시에 마스크 패턴(701A 및 701B) 위에서 광학 채널(703A 및 703B)을 스캔할 수 있다. 또다른 실시예에서, 마스크 패턴(701A 및 701B)은 광학 채널(703A 및 703B)에 의해 스캔될 수 있도록 스캐닝 방향으로 이동할 수 있다.

도 8a는 리소그래피 장치의 노광 단계(800)의 실시예에 대한 도시이다. 도 8b는 리소그래피 장치의 검사 단계(800')의 실시예에 대한 도시이다. 도 8a 및 8b는, 마스크 검사 시스템(807)이 리소그래피 장치와 함께 어떻게 동작할 수 있는지(예를 들어 노광 중의 위치(도 8a)와 검사 중의 위치(도 8b) 사이에서 마스크 검사 시스템(807)을 이동시킴으로써)에 대한 일례의 도시이다. 도 8a는 노광 단계(800)의 도시이다. 노광 단계(800)에서, 조명 소스(805)는 마스크(801)의 타겟부(미도시)를 조명할 수 있다. 마스크(801)로부터 반사된 후, 패턴화된 빛은 기판(803)의 타겟부(미도시) 상에 집속되어 기판(803) 상에 패턴 또는 특징을 형성하게 된다. 노광 단계(800) 동안, 마스크 검사 시스템(807)은 마스크(801)로부터의 패터닝 빔으로부터 오프라인 또는 떨어지도록 이동된다.

도 8b는 검사 단계(800')에 대한 도시이다. 검사 단계(800')에서, 마스크 검사 시스템(807)은 마스크(801)와 기판(803) 사이에서 패턴화된 빔의 빔 경로 내로 이동될 수 있다. 일례에서 마스크 검사 시스템(807)은 예를 들면 도 3, 4, 5 및 7에 도시된 마스크 검사 시스템(300, 403 또는 500)을 포함할 수 있다. 검사 단계(800')에서, 조명 소스(805)는 마스크(801)를 조명한다. 마스크(801) 상에 존재할지도 모르는 임의의 가능성 있는 결함을 검출하기 위해 마스크(801)로부터의 산란광이 마스크 검사 시스템(807)에 의해 수신 및 처리된다.

도 9a는 리소그래피 장치의 노광 단계(900)의 다른 실시예에 대한 도시이다. 도 9b는 리소그래피 장치의 검사 단계(900')의 다른 실시예에 대한 도시이다. 도 9a 및 9b는 마스크 검사 시스템(907)이 리소그래피 장치와 함께 어떻게 동작할 수 있는지(예를 들어 도 9a에 도시된 것과 같은 노광 위치로부터 도 9b에 도시된 것과 같은 검사 위치로 마스크(901)를 이동시킴으로써)에 대한 또다른 예를 도시한다. 노광 단계(900) 동안, 조명 소스(905)는 마스크(901)의 타겟부(미도시)를 조명할 수 있다. 마스크(901)로부터 반사된 후, 패턴화된 빛은 기판(903)의 타겟부(미도시) 상에 집속되어 기판(903) 상에 패턴 또는 특징을 형성한다. 노광 단계(900) 동안, 마스크 검사 시스템(907)은 패턴화된 빔의 경로로부터 오프라인 또는 제거된다.

도 9b는 검사 단계(900')에 대한 도시이다. 검사 단계(900')에서, 마스크(901)는 검사되기 위해 이동될 수 있다. 검사 단계(900') 동안, 마스크(901)는 조명 소스(909)에 의해 조명된다. 마스크(901) 상에 존재할지도 모르는 임의의 가능성 있는 결함을 검출하기 위해 마스크(901)로부터의 산란광이 마스크 검사 시스템(907)에 의해 수신 및 처리된다. 마스크 검사 시스템(907)은 예를 들어, 도 3, 4, 5 및 7에 도시된 마스크 검사 시스템(300, 403 또는 500)을 포함할 수 있다.

Ⅲ. 결론

본 명세서에서는, 집적회로(IC)의 제조에 있어서 리소그래피 장치의 사용예에 대해 특정하게 언급하였지만, 본원에서 설명된 리소그래피 장치는 집적 광학 시스템, 자기 도메인 메모리(magnetic domain memory)용 유도 및 검출 패턴, 평판 디스플레이, 액정 디스플레이(LCD), 박막 자기 헤드 등의 제조와 같은 기타 응용예들을 가질 수 있음을 이해하여야 한다. 당업자라면, 이러한 다른 응용예와 관련하여, 본 명세서에서 사용된 "웨이퍼" 또는 "다이"와 같은 어떠한 용어의 사용도 각각 "기판" 또는 "타겟부"와 같은 좀더 일반적인 용어와 동의어로 간주될 수 있음을 이해할 것이다. 본 명세서에서 언급되는 기판은, 노광 전후에, 예컨대 트랙(전형적으로 기판에 레지스트층을 도포하고 노광된 레지스트를 현상하는 장치), 계측 툴, 및/또는 검사 툴에서 처리될 수 있다. 적용 가능한 범위에서, 상기 기판 처리 장치와 여타 기판 처리 장치에 본 명세서의 개시 내용이 적용될 수 있다. 또한, 예컨대 다층 집적회로를 생성하기 위하여 기판이 복수 회 처리될 수 있으므로, 본 명세서에 사용되는 기판이라는 용어는 이미 여러 번 처리된 층들을 포함한 기판을 지칭할 수도 있다.

광학 리소그래피의 맥락에서 본 발명의 실시예를 이용하는 것에 대해 특정하게 언급하였지만, 본 발명은 다른 응용예, 예를 들어 임프린트 리소그래피에서도 이용될 수 있고, 문맥이 허용하는 한 광학 리소그래피로 제한되지 않음이 인식될 것이다. 임프린트 리소그래피에서 패터닝 디바이스의 토포그러피(topography)는 기판 상에 생성된 패턴을 규정한다. 패터닝 디바이스의 토포그러피는 기판에 공급된 레지스트 층으로 가압될 수 있고, 기판 상에서 레지스트는 전자기 방사선, 열, 압력 또는 이들의 조합을 가함으로써 경화된다. 패터닝 디바이스는 레지스트가 경화된 후 레지스트로부터 떨어지도록 이동되어 레지스트에 패턴을 남겨둔다.

본원에서 사용된 "방사선" 및 "빔"이라는 용어는, 자외(UV) 방사선(예컨대, 365, 248, 193, 157, 또는 126 nm의 파장을 가짐), 극 자외(EUV) 방사선(예를 들어, 5-20nm 범위의 파장을 가짐)뿐만 아니라 이온 빔 또는 전자 빔과 같은 입자 빔을 포함하는 모든 유형의 전자기 방사선을 포괄한다.

문맥이 허용하는 곳에서의 "렌즈"라는 용어는 굴절형, 반사형, 자기형, 전자기형 및 정전형 광학 컴포넌트들을 포함하는 다양한 유형의 광학 컴포넌트들 중 어느 하나 또는 그 조합을 지칭할 수도 있다.

이상에서 본 발명의 특정 실시예들이 설명되었지만, 본 발명은 설명된 것과 다르게 실시될 수도 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 예를 들어, 본 발명은 위에서 개시된 것과 같은 방법을 기술하는 기계 판독가능 명령의 하나 이상의 시퀀스를 포함하는 컴퓨터 프로그램, 또는 내부에 이러한 컴퓨터 프로그램이 저장되어 있는 데이터 저장 매체(예를 들어, 반도체 메모리, 자기 또는 광학 디스크)의 형태를 취할 수 있다.

상기 설명은 예시적인 것이고 제한적이지 않도록 의도된다. 따라서, 이하 제시되는 청구 범위로부터 벗어남이 없이 기술된 본 발명에 수정이 이루어질 수 있음이 당업자에게 명백할 것이다. 요약서 부분이 아닌 상세한 설명 부분이 청구 범위를 해석하는데 이용되도록 의도되고 있음을 인식해야 한다. 요약서 부분은 본 발명자에 의해 예상되는 본 발명의 하나 이상의 실시예들을 제시할 수 있지만 모든 예시적인 실시예를 제시하는 것은 아니고, 따라서 본 발명 및 첨부된 청구 범위를 제한하는 것으로 의도되지 않는다.

본 발명의 실시예는 특정 기능 및 이들의 관계의 구현을 예시하는 기능적 구성 블록을 이용하여 기술되었다. 이러한 기능적 구성 블록의 경계는 설명의 편의를 위해 본원에서 임의로 규정되었다. 특정 기능 및 이들의 관계가 적절하게 수행되는 한 대안적인 경계가 규정될 수 있다.

특정 실시예에 대한 상기 설명은 본 발명의 일반적 특성을 전적으로 드러낼 것이므로, 기술 분야 내의 지식을 적용함으로써, 본 발명의 일반적인 개념을 벗어나지 않고 과도한 실험 없이 이러한 특정 실시예를 다양한 응용예를 위해 손쉽게 수정 및/또는 적응시킬 수 있을 것이다. 그러므로, 이러한 적응 및 수정은 본원에서 제시된 교시 및 안내에 기초하여 개시된 실시예의 균등물의 의미 및 범위 내에 있도록 의도된다. 본원의 용어는 제한이 아닌 설명의 목적을 위한 것이므로, 본 명세서의 용어는 교시 및 안내를 고려하여 당업자에 의해 해석되어야 함을 이해하여야 한다.

본 발명의 폭 및 범위는 상기 예시적인 실시예 중 어느 것에 의해서도 제한되어서는 안되고, 뒤따르는 청구 범위 및 이들의 균등물에 따라서만 규정되어야 한다.

Claims (35)

1. 제 1 푸리에 평면에 위치되고 제 1 마스크의 제 1 섹션(section)에 의해 생성된 제 1 패턴화된 빛의 제 1 부분을 검출하도록 구성된 제 1 검출기;
   상기 제 1 마스크의 패턴에 의해 생성된 산란광의 공간 주파수를 차단하도록 구성되는 제 1 동적 푸리에 필터;
   상기 제 1 패턴화된 빛의 제 1 부분에 기초하여 상기 제 1 동적 푸리에 필터를 제어하도록 구성된 제 1 제어기;
   상기 제 1 마스크의 제 1 섹션에 의해 생성된 제 1 패턴화된 빛의 제 2 부분이 상기 제 1 동적 푸리에 필터를 통해 투과(transmit)된 후 상기 제 2 부분을 검출하도록 구성된 제 2 검출기;
   제 1 광로를 따라 상기 제 1 마스크와 상기 제 1 검출기 사이에 위치되는 제 1 배플;
   제 2 광로를 따라 상기 제 1 마스크와 상기 제 1 동적 푸리에 필터 사이에 위치되는 제 2 배플; 및
   상기 제 1 패턴화된 빛의 제 2 부분을 다른 패턴화된 빛과 비교하고, 비교 결과에 기초하여, 상기 제 1 동적 푸리에 필터를 통과한, 상기 제 1 마스크의 패턴에 의해 생성된 잔여 산란광을 제거하도록 구성된 데이터 분석 디바이스
   를 포함하고, 상기 제 1 배플 및 제 2 배플은, 상기 제 1 검출기에 의한 상기 제 1 패턴화된 빛의 제 1 부분의 검출과 상기 제 1 제어기에 의한 상기 제 1 동적 푸리에 필터의 제어에 있어서의 시간 지연을 보상하게끔 조정되도록 구성되는, 시스템.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 제 1 패턴화된 빛을 분할하여 상기 제 1 패턴화된 빛의 제 1 부분은 상기 제 1 검출기를 향해 그리고 상기 제 1 패턴화된 빛의 제 2 부분은 상기 제 2 검출기를 향해 지향시키도록 구성된 빔 스플리터를 더 포함하는, 시스템.
3. 제 2 항에 있어서,
   상기 제 1 배플은 상기 빔 스플리터와 상기 제 1 검출기 사이에 위치되고,
   상기 제 2 배플은 상기 빔 스플리터와 상기 제 2 검출기 사이에 위치되는, 시스템.
4. 제 1 항에 있어서,
   상기 제 1 동적 푸리에 필터는 디지털 미러 어레이인, 시스템.
5. 제 1 항에 있어서,
   상기 제 1 동적 푸리에 필터는 광 밸브 어레이인, 시스템.
6. 삭제
7. 제 1 항에 있어서,
   제 2 푸리에 평면에 위치되고 제 2 마스크의 제 2 섹션에 의해 생성된 제 2 패턴화된 빛의 제 3 부분을 검출하도록 구성된 제 3 검출기;
   제 2 동적 푸리에 필터;
   상기 제 2 마스크의 제 2 섹션에 의해 생성된 제 2 패턴화된 빛의 제 3 부분에 기초하여 상기 제 2 동적 푸리에 필터를 제어하도록 구성된 제 2 제어기; 및
   상기 제 2 패턴화된 빛의 제 4 부분이 상기 제 2 동적 푸리에 필터를 통해 투과된 후 상기 제 4 부분을 검출하도록 구성된 제 4 검출기
   를 더 포함하는, 시스템.
8. 제 7 항에 있어서,
   상기 제 1 마스크 및 상기 제 2 마스크는 동일 또는 유사한 마스크 패턴을 포함하는, 시스템.
9. 삭제
10. 삭제
11. 삭제
12. 삭제
13. 제 1 항에 있어서,
    제 2 푸리에 평면에 위치되고 상기 제 1 마스크의 제 2 섹션에 의해 생성된 제 2 패턴화된 빛의 제 3 부분을 검출하도록 구성된 제 3 검출기;
    제 2 동적 푸리에 필터;
    상기 제 2 패턴화된 빛의 제 3 부분에 기초하여 상기 제 2 동적 푸리에 필터를 제어하도록 구성된 제 2 제어기; 및
    상기 제 2 패턴화된 빛의 제 4 부분이 상기 제 2 동적 푸리에 필터를 통해 투과된 후 상기 제 4 부분을 검출하도록 구성된 제 4 검출기
    를 더 포함하고,
    상기 데이터 분석 디바이스는 상기 제 1 패턴화된 빛의 제 2 부분을 상기 제 2 패턴화된 빛의 제 4 부분과 비교하도록 구성되고; 그리고
    상기 제 1 마스크의 제 1 섹션 및 제 2 섹션은 동일 또는 유사한 마스크 패턴을 포함하는, 시스템.
14. 제 1 마스크에 의해 생성된 제 1 패턴화된 빛의 제 1 부분의 제 1 푸리에 이미지를 검출하는 단계;
    검출된 제 1 푸리에 이미지에 기초하여 제 1 푸리에 필터를 제어하는 단계;
    상기 제 1 푸리에 필터를 이용하여 상기 제 1 패턴화된 빛의 제 2 부분을 필터링하고 상기 제 1 마스크의 패턴에 의해 생성된 산란광의 공간 주파수를 차단하는 단계;
    상기 제 1 푸리에 이미지의 검출과 상기 제 1 푸리에 필터의 제어에 있어서의 시간 지연을 보상하도록 제 1 배플 및 제 2 배플을 조정하는 단계;
    상기 필터링된 제 2 부분을 검출하는 단계; 및
    상기 필터링된 제 2 부분을 다른 패턴화된 빛과 비교하고, 비교 결과에 기초하여, 상기 제 1 푸리에 필터를 통과한, 상기 제 1 마스크의 패턴에 의해 생성된 잔여 산란광을 제거하는 단계
    를 포함하는, 방법.
15. 삭제
16. 제 14 항에 있어서,
    제 2 마스크에 의해 생성된 제 2 패턴화된 빛의 제 3 부분의 제 2 푸리에 이미지를 검출하는 단계;
    검출된 제 2 푸리에 이미지에 기초하여 제 2 푸리에 필터를 제어하는 단계;
    상기 제 2 푸리에 필터를 이용하여 상기 제 2 패턴화된 빛의 제 4 부분을 필터링하는 단계; 및
    상기 제 2 패턴화된 빛의 필터링된 제 4 부분을 검출하는 단계
    를 더 포함하는, 방법.
17. 삭제
18. 제 16 항에 있어서,
    상기 비교하는 단계는:
    상기 제 1 패턴화된 빛의 필터링된 제 2 부분을 상기 제 2 패턴화된 빛의 필터링된 제 4 부분과 비교하는 단계를 포함하는, 방법.
19. 삭제
20. 제 16 항에 있어서,
    상기 제 1 푸리에 이미지 및 상기 제 2 푸리에 이미지에 기초하여 평균화된 푸리에 이미지를 생성하는 단계; 및
    상기 평균화된 푸리에 이미지에 기초하여 상기 제 1 푸리에 필터 및 상기 제 2 푸리에 필터를 제어하는 단계
    를 더 포함하는, 방법.
21. 삭제
22. 삭제
23. 삭제
24. 삭제
25. 리소그래피 시스템으로서,
    패터닝 구조를 지지하도록 구성된 지지부 ― 상기 패터닝 구조는 노광 단계(phase) 및 검사 단계 중 적어도 하나의 단계 동안 방사 빔을 패턴화하도록 구성됨 ―;
    기판을 유지하도록 구성된 기판 테이블;
    상기 노광 단계 동안 상기 기판의 타겟부 상에 상기 패턴화된 빔을 투영(project)하도록 구성된 투영 시스템; 및
    상기 검사 단계 동안 상기 패터닝 구조의 영역을 검사하도록 구성된 패터닝 구조 검사 시스템
    을 포함하고, 상기 패터닝 구조 검사 시스템은:
    상기 패터닝 구조의 영역으로부터 패턴화된 빛을 수신하도록 구성되고 상기 패턴화된 빛을 상기 패턴화된 빛의 제 1 부분 및 상기 패턴화된 빛의 제 2 부분으로 분할하도록 구성된 빔 스플리터,
    푸리에 평면에 위치되고 상기 빔 스플리터에 의해 지향된 상기 제 1 부분을 검출하도록 구성된 제 1 검출기,
    상기 패터닝 구조의 패턴에 의해 생성된 산란광의 공간 주파수를 차단하도록 구성되는 동적 푸리에 필터,
    상기 패턴화된 빛의 상기 검출된 제 1 부분에 기초하여 상기 동적 푸리에 필터를 제어하도록 구성된 제어기,
    상기 패턴화된 빛의 제 2 부분이 상기 동적 푸리에 필터를 통해 투과된 후 상기 제 2 부분을 검출하도록 구성된 제 2 검출기,
    제 1 광로를 따라 상기 패터닝 구조와 상기 제 1 검출기 사이에 위치되는 제 1 배플;
    제 2 광로를 따라 상기 패터닝 구조와 상기 동적 푸리에 필터 사이에 위치되는 제 2 배플; 및
    상기 패턴화된 빛의 제 2 부분을 다른 패턴화된 빛과 비교하고, 비교 결과에 기초하여, 상기 동적 푸리에 필터를 통과한, 상기 패터닝 구조의 패턴에 의해 생성된 잔여 산란광을 제거하도록 구성된 데이터 분석 디바이스
    를 포함하고, 상기 제 1 배플 및 제 2 배플은, 상기 제 1 부분의 검출과 상기 동적 푸리에 필터의 제어에 있어서의 시간 지연을 보상하게끔 조정되도록 구성되는, 리소그래피 시스템.
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