KR101791268B1

KR101791268B1 - Ｅｕｖ 마스크 평평함을 평가하기 위한 방법 및 시스템

Info

Publication number: KR101791268B1
Application number: KR1020110097254A
Authority: KR
Inventors: 지안 프랜시스코 로루소; 리 상
Original assignee: 아이엠이씨 브이제트더블유
Priority date: 2010-09-27
Filing date: 2011-09-27
Publication date: 2017-11-20
Also published as: KR20120031916A; EP2434345B1; JP5869251B2; EP2434345A1; TW201234121A; JP2012074677A; US9104122B2; US20120075604A1; TWI550355B

Abstract

리소그래피 시스템 또는 컴포넌트를 평가하기 위한 방법(200)이 설명된다. 상기 방법(200)은 - 리소그래피 시스템에서 리소그래피 처리를 위한 제1 파장 또는 파장 영역의 전자기 방사선과는 다른, 제2 파장 또는 파장 영역의 전자기 방사선을 한 리소그래피 광학요소로 향하도록 하고(204) 그리고 감광층을 포함하는 기판에서 전자기 리소그래피 광학요소로부터 반사되는 전자기 방사선 적어도 일부를 검사하며; 그 뒤에 상기 검사된 전자기 방사선을 평가하고(205); 그리고 노광된 감광층 평가로부터 리소그래피 광학요소 및/또는 그 홀더의 윤곽 파라미터를 결정(206)함을 포함한다.

Description

ＥＵＶ 마스크 평평함을 평가하기 위한 방법 및 시스템{Method and system for evaluating EUV mask flatness}

본 발명은 리소그래피에 대한 것이며, 특히 반도체 처리를 위한 리소그래피에 대한 것이다. 특히, 본 발명은 리소그래피의 윤곽과 굴곡을 평가하기 위한 방법 및 시스템에 대한 것이다.

오늘날 광학적 리소그래피는 248 nm 또는 193 nm 파장을 사용한다. 193 nm 투입 리소그래피 집적회로(IC)의 경우, 생산은 45 nm 이하 또는 심지어 32 nm 이하에서 가능하다. 그러나 서브-32 nm 반 피치 노드에서 인쇄하기 위해, 이 같은 파장은 이중 패터닝이 사용되지 않는다면, 이론적 한계로 인해 만족스럽지 않다. 193 nm 파장을 사용하는 대신, 더욱 진보된 기술이 사용되었으며, 이는 극자외선 리소그래피(EUV 리소그래피)라 불리며, 10 nm 내지 14 nm, 특히 13.5 nm 파장을 사용한다. 이 같은 기술은 소프트 X-레이 리소그래피로서 알려져 있으며, 특히 2 nm 내지 50 nm 범위 파장을 사용한다.

심 극자외선(DUV) 범위에서 일정 파장의 광학적 리소그래피에서, 상기 전자기 방사선은 종래의 렌즈 및 마스크들에 사용된 유리를 포함하여, 대부분의 재료에 의해 전송된다.

그러나 짧은 파장의 경우, 가령 극자외선 리소그래피 및 소프트 X-레이 리소그래피의 경우, 상기 전자기 방사선은 종래의 렌즈 및 마스크를 위해 사용된 유리를 포함한다. 따라서, 종래의 광학적 리소그래피와 비교하여 완전히 다른 장비가 EUV 리소그래피를 수행하기 위해 필요하다. 렌즈를 사용하는 대신에, 그와 같은 영상 시스템은 현재 모든 반사 광학장치에 의존하며, 따라서 가령 거울과 같은 거울 반사요소로 인용되는, 반사 광학적 요소들로 구성된다. 이들 반사 광학요소들, 가령 거울들은 13.5 nm 파장으로 높은 반사도 (70% 까지)를 갖도록 디지인된 다중층 구조로 코팅된다. 또한, 공기는 EUV 광선을 흡수하며, 진공 환경이 필요하다.

EUV 리소그래피의 소개는 또한 극복해야 하는 다수의 챌린지를 발생시켰다. 한 가지 챌린지는 척(chucked)된 마스크(또는 레티클)의 평평한 요구에 대한 것이다. 허용할 수 있는 오버레이의 평평하지 않음으로 인해 에러가 발생될 수 있다. SEMI EUV 마스크 및 마스크 척킹 스탠다드(P37, 극자외선 리소그래피 마스크 기판 그리고 P40, 극자외선 리소그래피 마스크를 위한 장착 요구 및 정렬 기준 위치를 위한 명세서)에 따라, 엄격한 마스크 평평함 요구가 정해지며, 22 nm 기술 노드 및 그 이상의 경우 30 nm 피크-피크 밸리 이하의 마스크 평평함 오류가 있다.

척(chucked)된 마스크 평평함에 대한 이들 엄격함 요구에 부합하기 위해, EUV 리서그래프에서 전자기 척 사용이 소개되었으며, 마스크 블랭크 평평함 제어를 최적합하게 하였다. 오프라인 간섭계 도량형학 장비들이 개발되어 정전 척킹 실시를 가능하게 하도록 하며,가령 Proceedings of SPIE Vol. 6607, 2007 by Shu. Nataraju et al., Proceedings of SPIE Vol. 6517, 2007 에서 공개되며, 척된 마스크의 평평한 측정이 자이로 간섭계를 사용하여 수행되고 제한된 요소 모델에서 소개되어 레티클 그리고 척 표면의 기하학 구조를 결정하도록 한다. 그러나 이들 모델들은 툴(tool)간(tool-to-tool) 변경되는 척 특성을 감안하지 않는다. 더구나, 이들 두 예는 제자리에서 검사하는 것이 아니라, 따로 떼어내어 검사하는 것이다. 즉 리소그래피 툴 측정 기술 바깥에서 검사되는 것이다.

광학적 요소의 평평함을 결정하기 위해 간섭계를 사용하는 것은 종래 기술에서 알려져 있다. 이 같은 기술은 간섭계 광원으로부터 광선을 방출시키고, 검사기에 의해 마스크로부터 그리고 기준 물체로부터 반사된 광선의 간섭 패턴을 측정함에 기초하는 것이다. 테스트 또는 기준 물체 그리고 검사기 모두가 리소그래피 환경에서 필요하다는 것은 이 같은 기술의 단점이다. 이 같은 기술은 리소그패피 시스템내 제자리에서 마스크 전체 평평함에 자격을 부여하도록 적용된 바가 없다. 리소그패피 장비(tool)에서 상기 마스크의 평평함을 개선하기 위해, 한 시스템이 Vernon의 미국 특허출원 US 2008/0079927에서 설명된다. 평평한 상태로 리소그래피 마스크를 지니도록 하는 한 홀더가 공개된다. 상기 홀더는 다수의 독립적으로 제어 가능한 액추에이터를 포함하며 이들은 기판에 결합되고 리소그래피 마스크에 결합되어 리소그래피 마스크를 평평하게 하도록 한다.

EUV 리소그래피에서 마스크 평평함 요구의 임계성은 제 자리에서의 (척)된 리소그래피 마스크, 특히 EUV 리소그래피 마스크의 평평함을 평가하고 특징으로 하기 위한 방법 및 시스템에 대한 필요를 암시하는 것이다.

미국 특허 US 6,950,176에서는, EUV 리소그래피 마스크 평평함 평가 시스템이 공개된다. 상기 시스템은 무 접촉 커패시턴스 프로브를 포함한다. 척(된) EUV 마스크를 커패시턴스 프로브로 스캔닝함으로써, 평평함 프로파일이 결정될 수 있다. 이 같은 방법의 단점은 상기 마스크/레티클의 평평함에 대한 오버뷰를 얻기 위해 마스크 또는 레티클이 완전히 스캔되어야 한단는 것이다. 이 같은 방법의 또 다른 단점은 UHV 용량 게이지가 EUV 노광 중에 EUV - 노광 장비를 간섭하지 않고 제자리에(in situ) 설치될 필요가 있다는 것이다.

상기 설명된 단점을 극복하는 마스크 검사를 위한 방법 및 시스템에 대한 필요가 있다.

본 발명의 목적은 리소그래피 광학요소의 평평함 또는 펑평하지 않음을 모니터하기 위한 방법 및 시스템을 제공하는 것이다. 본 발명에 따른 실시 예 장점은 리소그래피 광학요소의 평평함 또는 평평하지 않음이 제자리에서, 즉 리소그래피 처리 시스템 내에서 모니터 될 수 있다는 것이다.

본 발명은, 리소그래피 시스템에서 리소그래피 처리를 위한 제1 파장 또는 파장 영역의 전자기 방사선과는 다른, 제2 파장 또는 파장 영역의 전자기 방사선을 한 리소그래피 광학요소로 향하도록 하고 그리고 감광층을 포함하는 기판에서 전자기 리소그래피 광학요소로부터 반사되는 전자기 방사선 적어도 일부를 검사하며; 그 뒤에 상기 검사된 전자기 방사선을 평가하고; 그리고 노광된 감광층 평가로부터 리소그래피 광학요소 및/또는 그 홀더의 윤곽 파라미터를 결정함을 포함하는, 리소그래피 시스템 또는 그 컴포넌트를 평가하기 위한 방법에 대한 것이다.

본 발명에 따른 실시 예 장점은 리소그래피 광학요소의 평평함 또는 평평하지 않음이 사용자에게 친근한 도량형학 시스템 그리고 반도체 생산 환경에서 이용될 수 있는 한 세트의 장비에 특징이 있다는 것이다.

본 발명에 따른 실시 예 장점은 척킹(chucking) 반복성이 모니터될 수 있다는 것이다.

상기 방법은 또한 감광층을 갖는 기판을 얻고, 상기 리소그래피 광학 요소를 얻으며, 그리고 상기 리소그래피 시스템 내 제2 파장 또는 파장 영역의 전자기 방사선을 방출하기 위한 에너지 소스를 얻음을 포함한다.

상기 리소그래피 시스템은 극자외선(EUV) 리소그래피 시스템일 수 있다.

상기 리소그래피 시스템 내 리소그래피 처리를 위한 제1파장 또는 제1 파장 영역의 전자기 방사선이 극자외선(EUV) 전자기 방사선이며, 상기 리소그래피 시스템 내 리소그래피 처리를 위한 제2파장 또는 제2 파장 영역의 전자기 방사선이 심자외선(DUV) 전자기 방사선이다.

제2 파장 또는 파장 영역의 전자기 방사선과 동시에, 제1 파장 또는 파장 영역의 전자기 방사선이 상기 광학적 리소그래피 요소를 향하여 방향이 정해지고, 그러나 상기 제1파장 또는 파장 영역의 전자기 방사선 적어도 일부가 광학적 리소그래피 요소에서 흡수될 수 있다.

본 발명에 따른 실시 예 장점은 리소그래피 광학요소의 평평함 또는 평평하지 않음이 리소그래피 장비 광원, 즉 반도체 기판의 리소그래피 처리를 위해 사용된 동일한 소스를 사용하여 모니터될 수 있다.

상기 제1 파장 또는 파장 영역의 전자기 방사선이 제2 파장 또는 파장 영역의 전자기 방사선과는 다른 방사선 소스에 의해 유도된다.

상기 검사된 전자기 방사선을 평가하는 것이 감광층을 포함하는 기판을 광학적으로 평가함을 포함한다. 상기 광학적으로 평가함이 제자리에서(in-situ) 광학적으로 평가함을 포함한다.

상기 평가가 노광 감광층 내 높이 차 또는 프린지(fringes) 모두를 평가함을 포함한다.

상기 방법이, 윤곽 파라미터(topographical parameter)를 결정한 뒤에, 상기 결정된 윤곽 파라미터를 참작하여 리소그래피 광학요소 또는 그 홀더를 교정함을 포함한다.

본 발명에 따른 실시 예 장점은 리소그래피 광학요소의 평평함 또는 평평하지 않음에 대한 결과가 가능한 교정을 위해 리소그래피 처리 시스템으로 직접 피드백으로서 제공될 수 있다.

본 발명에 따른 실시 예 장점은 노광 웨이퍼 또는 기판 내 오버레이 에러들이 최소로 될 수 있다는 것이다.

상기 리소그래피 광학요소가 제1 홀더 상에 위치하며, 그 방법이 리소그래피 광학요소 그리고 동일한 특징을 갖는 조사 소스를 사용하여 상기 제2 리소그래피 처리 시스템에서 방향을 정하고 평가하는 단계를 반복하고, 상기 리소그래피 광학요소 및/또는 그 홀더의 윤곽 파라미터를 결정하는 것이, 제1 및 제2 리소그래프 처리 시스템 컴포넌트 사이 윤곽 차이를 결정하고, 리소그래프 처리 시스템 툴(tool)간(tool-to-tool) 평가를 허용함을 포함한다.

제1 및 제2 리소그래피 처리 시스템 컴포넌트들 사이 윤곽 차는 제1 리소그래피 광학요소 홀더와 제2 리소그래피 광학요소 사이 차가 될 것이다. 본 발명에 따른 실시 예 장점은 리소그래피 툴(tool)간 변화가 리소그래피 광학요소 평평함 또는 평평하지 않음을 평가하는 때 쉽게 참작될 수 있다는 것이다.

본 발명은 또한 리소그래피 처리 시스템에 대한 것이며, 마스크 또는 마스크 블랭크를 홀딩하는 수단; 기판의 리소그래프 처리를 위해 제1 조사 빔(irradiation beam)을 발생시키기 위한 제1 조사 소스(irradiation source); 제1 조사 소스와 다르며 제2 조사 빔을 발생시키기 위한 제2 조사 소스로서, 상기 제2 조사 빔의 파장 또는 파장 영역가 상기 마스크 또는 마스크 블랭크 윤곽을 평가하기 위해 제1 조사 빔의 파장 또는 파장 영역 보다 상당히 긴 바의, 제2 조사 소스; 제2 조사 빔의 적어도 일부를 검사하기 위한 한 감광층을 포함하는 기판을 홀딩하기 위한 수단; 그리고 상기 마스크 또는 마스크 블랭크를 통해 상기 제1 및 제2 조사 소스로부터 상기 감광층으로 조사 빔을 안내하기 위한 조사 광학장치를 포함하는 리소그래피 처리 시스템에 대한 것이다.

상기 리소그패피 처리 시스템이 극자외선 리소그래피 처리 시스템이며, 제1 조사 소스가 상기 기판의 극자외선 리소그라피 처리를 위한 조사 소스이고 상기 제2 조사 소스가 심자외선 조사 소스이다.

상기 리소그래피 처리 시스템이 제1 조사 빔 적어도 일부가 감광층에 입사되는 것을 일시적으로 선택적으로 막기 위한 EUV 필터를 더욱 포함한다. 이 같은 필터가 마스크 또는 마스크 블랭크상의 흡수층과 같은, 리소그래피 요소상의 한 흡수층일 수 있다.

상기 시스템이 검사된 제2 조사 빔을 평가하고, 그리고 상기 리소그래피 처리 시스템 내 마스크 또는 마스크 블랭크 또는 그 홀더의 윤곽 파라미터를 이끌어 내기 위해 프로그램된 처리 수단을 더욱 포함한다.

본 발명은 한 특징에 따라, 리소그래피 광학요소의 윤곽을 평가하기 위한 방법에 대한 것이며, 상기 방법은 감광층을 포함하는 기판을 얻고, 가령 제공하는 단계, 리소그래피 광학요소를 얻고, 가령 제공하는 단계, 파장 영역 내 전자기 방사선을 방출하는 에너지 소스를 얻고, 가령 제공하는 단계, 상기 전자기 방사선을 상기 기판을 향하게 하고 이에의해 감광층을 노광하는 단계를 포함하며멸, 상기 기판을 향하게 하는 것이 전가기 방사선을 리소그래피 광학요소로 향하게 함을 포함하며, 상기 전자기 방사선 적어도 일부가 상기 리소그래피 광학소스로부터 기판의 감광층을 향하도록 반사된다.

본 발명 방법은 또한 그 뒤에 노광 감광층을 평가하고, 상기 노광 감광층의 평가로부터 리소그래피 광학요소 윤곽을 결정함을 포함한다. 본 발명 실시 예에 따라, 기판을 제공하고, 리소그래피 광학요소를 제공하며, 그리고 에너지 소스를 제공함이, 기판을 제공하고, 리소그래피 광학요소를 제공하며, 그리고 리소그래피 처리 시스템 및/또는 리소그래피 도량형학 시스템에서 상기 에너지 소스를 제공함을 포함한다.

본 발명은 또한 리소그래피 광학요소의 윤곽을 평가하기 위한 방법에 대한 것이며, 상기 방법이 감광층을 포함하는 기판을 얻고, 제공하는 단계; 상기 리소그래피 광학요소를 얻고 제공하는 단계를 포함하며; 상기 리소그래피 광학요소가 마스크 블랭크이고, 상기 전자기 방사선을 기판을 향하게 하고 이에 의해 상기 감광층을 노광하는, 전자기 방사선을 방출시키는 EUV 소스를 얻고 제공하는 단계를 포함하고; 상기 기판을 향하게 하는 것이 전자기 방사선을 상기 마스크 블랭크를 향하게 함을 포함하고, 상기 전자기 방사선 일부가 상기 마스크 블랭크에 의해 흡수되며 그리고 상기 전자기 방사선 다른 일부는 상기 마스크 블랭크로부터 기판의 감광층으로 향하도록 된다.

본 발명의 방법은 또한 그 뒤에 상기 노광 감광층을 평가하고 노광 감광층 평가로부터 상기 마스크 블랭크의 윤곽을 결정함을 포함한다. 전자기 방사선의 일부는 EUV 부분인 것이 바람직하다. 전자기 방사선의 다른 부분은 DUV 부분인 것이 바람직하다.

본 발명은 또한 리소그래피 광학요소의 윤곽을 평가하기 위한 방법에 대한 것이며, 상기 방법이 감광층을 포함하는 기판을 얻고, 제공하는 단계; 상기 리소그래피 광학요소를 얻고 제공하는 단계를 포함하며; 상기 리소그래피 광학요소가 한 마스크를 포함하고, 상기 전자기 방사선을 기판을 향하게 하고 이에 의해 상기 감광층을 노광하는, 전자기 방사선을 방출시키는 DUV 소스를 얻고 제공하는 단계를 포함하고; 상기 기판을 향하게 하는 것이 전자기 방사선을 상기 마스크 블랭크를 향하게 함을 포함하고, 상기 전자기 방사선은 상기 마스크로부터 기판의 감광층으로 반사 된다.

본 발명의 방법은 또한 그 뒤에 상기 노광 감광층을 평가하고 노광 감광층 평가로부터 상기 마스크의 윤곽을 결정함을 포함한다.

본 발명의 한 특징에 따라, 본 발명은 리소그래피 처리 시스템에 대한 것이며, 상기 시스템은 조사 빔을 발생시키기 위한 조사 소스, 마스크 또는 마스크 블랭크를 고정하기 위한 홀딩 수단, 기판을 고정하기 위한 수단, 마스크 또는 마스크 블랭크를 통해 상기 기판을 향해 조사 소스로부터의 조사 빔을 안내하기 위한 조사 광학장치, 그리고 상기 마스크 또는 마스ㅋ 블랭크를 평가하기 위한 제2 조사 소스를 포함한다.

본 발명은 리소그래피 툴(tool)간(tool-to-tool) 검사를 위한 방법에 대한 것이다. 본 발명 방법은 제1 및 제2 리소그래피 광학 시스템 단계들을 포함하며, 제1 리소그래피 광학 시스템은 제1 감광층을 갖는 제1 기판 그리고 제1 리소그래피 광학요소 그리고 제1 에너지 소스를 포함하며, 제2 리소그래피 광학 시스템은 제2 감광층을 갖는 제2 기판 그리고 제2 리소그래피 광학요소 그리고 제2 에너지 소스를 포함하며, 제1 및 제2 에너지 소스 그리고 제1 및 제2 리소그래피 광학요소의 특징은 각각 동일한다.

본 발명 방법은 제1 및 제2 에너지 소스로부터 제1 및 제2 기판 각각으로 제1 단일 파장 중심 파장 영역를 포함하는 전자기 방사선을 향하게 함을 포함하며, 이에의해 제1 및 제2 기판의 감광층을 노광하고, 상기 전자기 방사선을 향하게 하는 것이 전자기 방사선을 제1 및 제2 리소그래피 광학요소로 각각 향하게 하고, 상기 전자기 방사선은 제1 및 제2 리소그래피 광학요소로부터 각각 제1 및 제2 기판의 감광층을 향하여 반사된다.

본 발명 방법은 또한 그 뒤에 제1 및 제2 기판의 노광 감광층을 평가하고, 제1 및 제2 기판의 상기 평가된 노광 감광층을 비교하여 상기 제1 및 제2 리소그래피 광학 시스템 사이 윤곽 변화를 결정함을 포함한다. 상기 제1 및 제2 리소그래피 광학 시스템 사이 윤곽 변화를 결정하는 것은 상기 리소그래피 광학요소가 부착되는 척 윤곽에서의 더욱 특별한 차가 될 수 있다.

본 발명은 리소그래피 처러 툴(tool)간 평가를 위한 방법에 대한 것이며, 상기 방법이 리소그래피 처리 툴(tool)내 얻고, 가령 제공하는 단계, 감광층을 포함하는 기판을 얻고, 가령 제공하는 단계; 척상에서 리소그래피 광학요소를 얻고, 가령 제공하는 단계, 전자기 방사선을 방출하는 에너지 소스를 얻고, 가령 제공하는 단계, 상기 전자기 방사선을 상기 기판을 향하게 하고 이에의해 감광층을 노광하는 단계를 포함하며, 상기 전자기 방사선이 상기 리소그래피 광학요소로부터상기 기판의 감광층을 향하도록 반사된다.

본 발명은 또한 그 뒤에 리소그래피 처러 툴(tool)에세 제공함을 포함한다. 상기 방법이 또 다른 감광층을 포함하는 기판을 얻고, 가령 제공하며, 척상에서 리소그래피 광학요소를 얻고, 가령 제공하는 단계, 전자기 방사선을 방출하는 또 다른 에너지 소스를 얻고, 가령 제공하는 단계, 또 다른 리소그래피 처리 툴 내에서 상기 전자기 방사선을 또 다른 기판을 향하게 하고 이에의해 감광층을 노광하는 단계를 포함하며, 상기 방향을 향하게 하는 것이 상기 전자기 방사선이 상기 리소그래피 광학요소로 향하도록 함을 포함하고, 상기 전자기 방사선이 또 다른 리소그래피 광학요소로부터 또 다른 기판의 감광층을 향하여 반사된다.

상기 본 발명 방법은 상기 기판 그리고 또 다른 기판의 노광 감광층을 그 뒤에 평가하고 상기 기판 그리고 또 다른 기판의 노광 감광층 평가로부터 척(chuck)과 또 다른 척 사이 윤곽 차를 결정함을 포함한다. 상기 에너지 소스 및 또 다른 에너지 소스는 동일한 특성을 갖는 것이 바람직하다.

감광층을 갖는 기판 그리고 감광층을 갖는 또 다른 기판이 같은 특징을 갖는 것이 바람직하다. 상기 에너지 소스는 EUV 소스일 수 있다. 리소그래피 광학소스는 EUV 마스크 블랭크일 수 있다. 상기 EUV 마스크 블랭크는 상기 전자기 방사선 일부, 즉 상기 EUV 일부를 흡수할 수 있는 또 다른 층을 포함한다. 이 같은 경우, 전자기 방사선의 DUV 일부만이 감광층을 향해 반사된다.

본 발명의 특징은 한 EUV 리소그래피 처리 시스템에 관련되며, 이 같은 시스템은 적어도 제1 및 제3 조사 소스, 기판의 EUV 리소그래피 처리를 위한 제1 조사 소스, 마스크 또는 마스크 블랭크를 평가하기 위한 제2 조사 소스를 포함한다.

본 발명의 실시 예에 따라, 제1 조사 소스는 약 13.5 nm 파장을 포함하는 전자기 방사선을 방출하는 EUV 소스일 수 있다. 상기 EUV 소스는 기판의 리소그래피 처리, 즉 레지스트 층을 대개 포함하는 기판을 노광하기 위해 사용될 수 있다. 다음 단계에서, 현상 및 에칭 단계가 수행되어 당업자에게 알려진 바와 같이, 기판을 더욱 패턴하도록 한다.

본 발명 실시 예에 따라, 제2 조사 소스는 약 193 nm 또는 248 nm 중심의 좁은 파장 영역 전자기 방사선을 방출하는 DUV 소스일 수 있다. 또 다른 실시 예에 따라, 상기 마스크 또는 마스크 블랭크를 평가하는 것은 상기 마스크를 홀딩하기 위한 수단의 윤곽을 평가함을 포함한다. 상기 마스크 또는 마스크 블랭크를 홀딩하기 위한 수단은 척(chuck)일 수 있다.

본 발명은 또한 리소그래피 처리 시스템에 대한 것이며, 상기 시스템은 조사 빔을 발생시키기 위한 조사 소스, 마스크 또는 마스크 블랭크를 홀딩하기 위한 수단, 기판을 홀딩하기 위한 수단, 상기 조사 소스로부러 마스크 또는 마스크 블랭크를 통해 상기 기판을 향햐 제1 조사 빔을 안내하기 위한 조사 광학장치 그리고 제2 조사 빔을 발생시키어 상기 마스크 또는 마스크 블랭크를 평가하거나 상기 마스크 홀더를 평가하기 위한 제2 조사 소스를 포함한다. 제2 실시 예에서, 상기 제2 조사 빔의 파장 또는 파장 영역는 제1 조사 빔의 파장 또는 파장 영역 보다 길다.

본 발명에 대한 바람직한 특징이 첨부한 독립 청구항 및 종속 청구항에서 기재된다. 종속 청구항 특징들은 독립 청구항 특징들과 결합되며 필요에 따라 다른 종속 청구항 특징들과 결합될 수 있다. 본 발명 및 종래 기술에 대한 장점을 요약할 목적으로, 본 발명의 목적 및 장점이 설명되었다.

물론, 본 발명의 특정 실시 예에 따라 모든 그와 같은 목적들 또는 장점들이 달성될 수 있다. 따라서 가령 당업자라면 본원 명세서에서 설명되거나 암시된 바 있는 다른 목적들 또는 장점들을 달성할 필요없이 한 장점 또는 한 그룹의 장점들만을 달성하도록 본 발명이 실시될 수도 있음을 이해할 것이다.

도 1은 본 발명 실시 예에 따른 EUS 리소그래피 시스템 개략적 설명 도면.
도 2는 본 발명 실시 예에 따른 개략적 흐름도.
도 3a 및 3b는 본 발명 실시 예에 대한 리소그래피 광학요소를개락적으로 도시한 도면.
도 4는 본 발명 실시 예에 따른 다른 윤곽 파라미터에 대한 개략적 도면.
도 5는 본 발명 실시 예에 따른 리소그래피 광학 요소의 윤곽을 결정하기 위한 방법을 개략적으로 도시하는 도면.
도 6a 및 6b는 본 발명의 실시 예에 따른 다른 구부러짐 예를 도시한 도면.
도 7은 본 발명 실시 예에 따라 노출된 기판에 대한 예시적인 마이크로 영상을 도시한 도면.
도 8은 평판 리소그래피 광학 요소에 대한 윤곽을 결정하기 위한 본 발명 특징 실시 예에 따른 방법을 개략적으로 도시한 도면.
도 9는 굴곡된(curved) 리소그래피 광학 요소에 대한 윤곽을 결정하기 위한 본 발명 실시 예에 따른 방법을 개략적으로 도시한 도면.
도 10은 본 발명 실시 예에 따른 리소그래피 시스템에 대한 개략적 설명을 도시한 도면.
도 11a 및 11b는 본 발명 실시 예에 따른 노출 파라미터로 시뮬레이션된, 기판의 시뮬레이션 결과를 도시한 도면.

본 발명은 하기에서 첨부 도면을 참고로 하여 특정 실시 예에 대하여 설명되며, 그러나 이 같은 실시 예로 발명이 한정될 것이 아니며 오로지 청구범위에 의해서만 그 범위가 정해질 것이다. 첨부된 도면은 개략적인 것으로서 본 발명을 한정하기 위한 것이 아니다. 도면에서, 일정 요소에 대한 크기는 과장될 수 있으며 설명의 목적을 위해 실제 축적으로 도시되지 않는다.

또한, 본원 명세서에서 설명되는 상부(top), 하부(bottom), 위로(over), 아래로(under) 등등은 설명의 목적으로 사용되는 것이며 상대적인 위치를 필연적으로 정하기 위해 설명하는 것은 아니다. 이와 같이 사용된 용어들은 적절한 경우 상호 교환가능하며, 본원 명세서에서 설명된 본 발명의 실시 예들은 본원 명세서에서 설명된 이외의 방위로도 동작될 수 있는 것이다.

청구범위에서 사용되는 바의 '포함하는'은 다음에 오는 목록 대상 수단들로 제한하는 것으로 해석하지 않아야 한다; 즉 다른 요소 또는 단계들을 제외하는 것이 아닌 것이다. 따라서 명시된 특징, 정수, 단계 또는 컴포넌트의 존재를 명시하는 것으로 해석되며, 그러나 하나 또는 둘 이상의 다른 특징, 정수, 단계 또는 컴포넌트들, 도는 이들 그룹의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다. 수단 A 및 B를 포함하는 장치라는 기재의 표현 범위는 단지 A와 B만으로 구성된 장치로 한정하는 것이 아닌 것이다. 이는 본 발명과 관련하여, 본 발명 장치의 관련 컴포넌트가 A 와 B라는 것이다.

본원 명세서에서, 한 실시 예 또는 일 실시 예는 그와 같은 실시 예에서 설명된 특정 특징, 구조 또는 특징이 본 발명의 적어도 한 실시 예에 포함된다는 것을 의미한다. 따라서, 본원 명세서 여러 위치에서 "한 실시 예" 또는 "일 실시 예"는 동일한 실시 예를 의미하는 것이 아닐 수 있다. 또한 특정 특징, 구조 도는 특징은 본 발명 기술분야에 통상의 지식을 가진자에게 명백한 바와 같이 다른 적절한 방법으로 결합 될 수 있기도 하다.

또한, 본 명세서에서 설명된 실시 예는 다른 실시 예에서 포함된 다른 특징을 포함할 수 있으며, 다른 실시 예 특징의 컴비네이션은 본 발명 범위 내에 있는 것이다.

또한, 본 발명 실시 예 일부는 컴퓨터 시스템 처리기에 의해 실시 될 수 있는 방법 또는 그와 같은 방법의 요소 컴비네이션으로 설명되며, 동일한 기능을 수행하는 다른 수단에 의해서도 설명된다. 따라서, 그와 같은 방법 또는 그와 같은 방법의 요소를 수행하기 위한 필요한 지시를 갖는 처리기는 그와 같은 방법 도는 그와 같은 방법의 요소를 수행하기 위한 수단을 형성한다. 또한, 장치 실시 예에서 설명된 요소는 본 발명을 수행하는 목적을 위한 요소에 의해 수행된 기능을 수행하기 위한 수단의 예이다.

다음 용어는 본 발명의 이해를 위한 것이다.

용어 "X-레이"는 파장 10 nm 내지 0.01 nm 의 전자기 방사선을 포함한다.

용어 "극자외선(extreme ultraviolet radiation)"(EUV 방사선)은 파장 영역가 10 내지 20 nm인 방사선이며, 소프트 X-레이 영역 또는 진공 자외선 영역으로 언급이 된다. 따라서 EUV 방사선은 약 13.5 nm +/- 0.3 nm의 파장, 즉 EUV 리소그래피 장비에 의해 현재 사용되는 파장을 갖는 전자기 방사선을 포함한다.

용어 "심 자외선(deep ultraviolet radiation)"(DUB radiation)은 파장 영역가 121 nm 내지 300 nm인 전자기 방사선을 포함한다.

전자기 방사선과 관련하여, 용어 "단일 파장(monochromatic)"이라 함은 매우 좁은 파장 영역의 파장을 갖는 전자기 방사선을 의미하는 것이다. 이론적으로 "단일 파장" 전자기파 방사선은 단일 파장 전자기파 파장을 의미하는 것이다. 그러나 실제에서는 단일 파장 전자기파 파장만을 의미하는 것이 아님이 당업자에게 자명한 것이다. 또한 "의사-단일파장(quasi-monochromatic)"이 사용될 수 있기도 하다.

본원 명세서에서 용어 "리소그래피 처리 시스템"은 가령 EUV 리소그래피 노출 장비와 같은 리소그래피 노출 장비를 의미하는 것이다.

본원 명세서에서 용어 "리소그래피 도량형학 시스템(lithographic metrology system)"은 리소그래피 처리 또는 리소그래피 처리 시스템에서 파라미터 특징 및/또는 최적화를 위해 사용된다.

본 명세서에서 용어 "리소그래피 광학요소"는 한 광학요소를 나타내도록 사용되며, 이는 대표적으로 리소그래피 처리시스템에서 사용된다. 리소그래피 광학요소는 반사성이 있거나 비 반사성이 있다. 리소그래피 처리에서 사용된 전자기 방사선의 파장에 따라 각기 상이한 광학적 요소가 사용된다. 가령, EUV 리소그래피 처리 시스템에서, 상기 광학적 요소들은 약 13.5 nm의 파장이 진공에서 사용되기 때문에 반사성이 있을 것을 필요로 한다.

적어도 4개의 광학적 컴포넌트들이 EUV 리소그래피 노출을 위해 사용되며: 이들 4개의 컴포넌트는 조사 소스로부터 가능한 한 많은 방사선을 캡쳐하는 수집기, 마스크에 사용된 필드(field)를 균일하게 조명하는 조사 시스템(irradiation system), 웨이퍼 기판으로 전달될 패턴을 자신이 담고있는 마스크, 그리고 상기 마스크로부터 상기 웨이퍼로 스트럭츄어(구조)를 축소하는 영상 광학장치이다. EUV 리소그래피의 경우, 모든 이들 광학장치들은 거울과 같은 반사 요소들로 구성된다. 또한 레티클(reticle)(원판)이라 불리기도 하는 상기 마스크는 리소그래피 광학 요소이며, 특히 반사성 거울이다.

EUV 거울은 굴곡된 그러나 자동으로 유연한 표면으로 생산되며, 상기 유연한 표면으로 특수한 다중 층 코팅이 적용된다. 상기 코팅은 EUV 광선(즉, 약 13.5 nm)에 대해 피크 반사도를 제공하도록 조정된다.

선택적으로, 상기 리소그래피 광학요소는 심 자외선(DUV) 리소그래피에서 사용되는 바의 렌즈일 수 있다. DUV 리소그래피는 더욱 긴 파장(가령 EUV 리소그래피에서의 파장(가령, 13.5 nm) 과 비교하여 248 nm, 193 nm, 157 nm, ...)을 사용한다. 이들 더욱 긴 파장에서 광선은 종래의 렌즈들에 의해 전송될 수 있다.

여기서, 용어 "(마스크) 기판"은 베이스 유리 또는 세라믹 재이며, 그 위에 (마스크) 블랭크 또는 마스크를 만들기 위해 필름들이 증착된다. 상기 용어 "UV (마스크) 블랭크"는 그 위에 뒤쪽 전도 층(정전 척킹(electrostatic shuching)을 위해)을 증착한 기판, 다중 층 필름 스택(EUV 방사선의 높은 반사를 제공하기 위해), 그리고 흡수기 필름 스택(바람직한 영역에서 광선 반사를 차단하기 위해)을 포함한다. 마스크 패턴을 기록하기 위한 한 저항 층이 가장 상측 층이다. 이 같은 저항 층은 상기 (패턴) 마스크 위 어디에도 존재하지 않는다.

용어 "마스크"는 용어 "레티클"과 혼용하여 사용된다. 레티클은 마스크의 한 종류로서 스텝퍼(stepper) 또는 스캐너를 위해 사용되며, 상기 레티클 상의 영상이 확대되도록 리덕션 광학장치(reduction optics)를사용한다. 마스크/레티클은 웨이퍼에서 패턴을 발생하도록 사용된 투명하고 불투명한 영역들의 한 패턴을 갖는 플레이트이다. 용어 "UV 마스크"는 EUV 리소그래피에서 사용된, EUV(미스크) 브랭크를 패턴닝하는 최종 결과를 말한다. EUV 리소그래피를 위해서, 상기 마스크/레티클은 한 EUV 미러로서 시작되며, 상기패턴이 한 흡수층으로서 상기 상부 표면에 적용된다.

용어 "플래트니스 에러(flatness error)"는 평면으로부터 해당 표면이 일탈하는 것을 의미하며, 상기 평면은 플래트니스 데이터에 적합한 최소 제곱법으로 정의되는 것이다. 기판은 가령 휘어지며, 이 같은 구부러짐은 저부면 및 상부면에서 증착된 필름으로부터 발생되어, 상기 플래트니스 에러에 기여를 한다.

도 4는 기판(402)의 표면 플래트니스와 관련된 각기 다른 용어들에 대한 개략적 설명을 제공한다. 상기 표면은 배면 또는 정면 표면일 수 있다. 상기 기판(402)의 실제 (굴곡 또는 편평하지 않은) 표면은 선(403)으로 표시된다. 선(401)은 기판(402)의 표면 평면에 맞는 최소 제곱법을 정하는 것이다. 실제 표면의 피크-피크 거리(404)는 플래트니스 에러이다. 또한 로컬 경사각(405)은 로컬 경사와 상기 표면의 최소 제곱법 맞춤 평면(401) 사이 각도로 정해진다.

본 발명 특징의 실시 예는 동일한 크기를 갖거나 레티클 두께보다 작은 파장을 갖는 전자기 방사선을 사용하는 리소그래피 시스템 및 방법을 위해 적합하다. 상기 전자기 방사선으로 대표적으로 극자외선(EUV) 방사선을 포함한다.

본 발명은 리소그래피 광학요소의 플레트니스 또는 윤곽 또는 높이 또는 상하 종단면을 평가하기 위한 방법 및 시스템에 대한 것이다. 또한 본 발명은 리소그래피 광학요소의 플레트니스 또는 윤곽 또는 높이 또는 상하 종단면을 교정하기 위한 방법 및 시스템에 대한 것이다. 또한 본 발명은 마스크 검사 또는 EUV 마스크 검사를 위한 방법 및 시스템에 대한 것이다. 본 발명은 또한 리소그래피 처리 시스템에 대한 것이기도 하다.

본 발명의 실시 예는 리소그래피 처리 시스템에 대한 것이다. 리소그래피 처리는 리소그래피 노출 장비라고도 불리는 리소그래피 처리 시스템에서 수행된다. 본 발명의 실시 예는 또한 리소그래피 도량형학 시스템과 관련되기도 한다.

본 발명 실시 예에 따른 본 발명 및 시스템이 특정 실시 예와 관련하여 하기에서 더욱 상세히 설명된다. 그러나 본 발명이 이들 설명에 의해 제한되는 것은 아니며, 청구범위에 의해서만 제한되는 것이다.

본 발명은 또한 리소그래피를 수행하기 위한 리소그래피 처리 시스템에 대한 것이다. 본 발명의 실시 예는 특히 극자외선(EUV) 리소그래피 시스템에 대한 것이며, 그러나 그에 의해 제한되는 것은 아니다. 본 발명 시스템은 마스크 홀더라고 불리기도 하는 마스크 또는 마스크 블랭크를 고정하기 위한 수단을 포함한다. 상기 시스템은 또한 기판의 리소그래피 처리를 위한 제1 광선 비임을 발생시키기 위한 제1 광선 소스 그리고 제1 광선 소스와는 다르며 제2 광선 비임을 발생시키기 위한 제 2 광선 소스를 더욱 포함한다.

제2 광선 비임의 파장 또는 파장 영역는 제1 조사 빔의 파장 또는 파장 또는 파장 영역보다 상당히 길다. 상기 제2 조사 빔은 마스크, 마스크 블랭크 또는 이들의 홀더 윤곽을 평가하기 위해 제공된다. 본 발명 시스템은 또한 제2 조사 빔의 적어도 일부를 검사하기 위한 감광층을 포함하는 기판의 홀딩 수단, 그리고 마스크 또는 마스크 블랭크를 통해 상기 감광층을 향해 제1 및 제2 조사 소스로부터 조사 빔을 안내하기 위한 조사 광학장치를 포함한다.

본 발명 실시 예에서, 리소그래피 시스템은 EUV 리소그래피 처리 시스템이며, 이 같은 시스템은 적어도 제1 및 제2 조사 소스를 포함하고, 제1 조사 소스는 기판의 EUV 리소그래피 처리를 위한 것이며, 제2 조사 소스는 마스크 또는 마스크 블랭크, 또는 이를 홀딩하는 시스템의 한 컴포넌트를 평가하기 위한 것으로서, 가령 마스크 또는 마스크 블랭크, 또는 이를 홀딩하는 시스템의 한 컴포넌트의 윤곽을 평가하기 위한 것이다.

이와 같은 컴포넌트는 척(chuck)일 수 있다. 본 발명 실시 예에 따라, 제1 조사 소스는 약 13.5 nm인 파장을 포함하는 전자기 방사선을 방출하는 EUV 소스이다. 상기 EUV 소스는 상기 기판의 리소그래피 처리를 위해 사용된다. 즉 한 레지스트 층을 포함하는 기판을 노광시킨다. 당업자에게 알려진 바와 같이, 다음 단계에서 디벨로핑 및 에칭 단계가 더욱 수행되어 기판의 패턴을 만들도록 한다. 본 발명 실시 예에 따라, 제2 조사 소스는 193 nm 또는 248 nm에 중심을 둔 협 파장 영역 전자기 방사선을 방출하는 DUV 소스이다.

본 발명 실시 예는 마스크 또는 마스크 블랭크 또는 마스크 또는 마스크 블랭크들을 지지하기 위한 리소그래피 시스템 내 컴포넌트들의 윤곽을 평가하기 위해 사용된다. 본 발명의 실시 예는 EUV 마스크 또는 마스크 블랭크와 함께 사용하기 위해 특히 적합하다. 그러나 그와 같은 실시로 본 발명을 제한하는 것은 아니다. EUV 마스크(310)(도 3b) 또는 EUV 마스크 블랭크(300)(도 3a)는 기판(302)을 포함하여, 그 위에 뒷면 전도층(301), 다중 층 필름(303), 흡수기 필름 스택(304)을 갖는다. EUV 마스크 블랭크(300)는 또한 최 상부층에서 마스크 패턴의 기록을 위해 한 레지스트 층(305)를 포함한다.

상기 흡수기 필름 스택(absorber film stack)(304)은 전자기 방사선 반사를 차단하기 위해 상기 다중 층 스택(303) 상부에 증착된 층 스택을 포함한다. 상기 흡수기 필름 스택(304)은 또한 흡수기 보수 작업에서 사용하기 위한 선택적인 버퍼 층(도시되지 않음)을 포함하기도 한다. 뒷면 전도 층(301)은 기판(301)의 뒷면에 증착된 한 전도 층을 포함하여, 상기 다중 층 스택 및/또는 흡수기 필름 스택의 증착중에 및/또는 EUV 스캐너 노광 중에 기판의 정전기적 처킹을 가능하게 하도록 한다. 상기 멀티 층 스택(303)은 높은 EUV 반사도를 제공하기 위해 상기 기판상에 증착된 층들의 스택을 포함한다. 이는 또한 캡핑(capping) 층들 및/또는 에칭 정지 층들(도시되지 않음)을 포함할 수 있기도 하다.

리소그래피 시스템에서, 마스크 또는 레티클은 척(chuck)에 장착되어 상기 리소그래피 처리 동안 상기 마스크를 단단히 고정하도록 한다. 마스크와 직접 접촉하고 있는 상기 척의 표면은 장착 표면으로 정해진다. 대개 상기 마스크의 뒷면 표면은 패턴으로 되지 않으며, 상기 장착 표면에 직접 접촉하지 않는다. 가령, 한 정전기 척이 사용되어 상기 척과 마스크 뒷면 사이 정전기력을 기초로 하여 부착된 마스크를 고정하도록 한다. 또 다른 예로서 상기 마스크를 고정하기 위한 기계적 척이 사용될 수 있기도 하다.

한 특정 실시 예에서, 본 발명 시스템은 방사선 소스로부터 레티클을 통해 리소그래피 처리되어질 디바이스로 방사선을 안내하도록 하는 다수의 미러들을 포함하며, 레지스트 층이 존재하는 극자외선 리소그래피 시스템이다. 도 1은 극자외선 리소그래피 처리 시스템의 개략도이다.

상기 시스템(400)은 조사 비임을 조사 소스(410)로부터 레티클 스테이지(430)로 안내하기 위한 조사 광학 장치를 포함하며, 상기 레티클 스테이지(430)는 레티클(432)을 홀딩하도록 된다. 상기 레티클 스테이지(430)는 가령 정전기 척을 포함하여 상기 레티클(432)을 단단히 붙잡고 있도록 한다.

상기 시스템(400)은 또한 프로젝션 광학장치(440)를 포함하여 변조된 조사 빔을 레지스트 층(454)을 포함하는 장치(452)를 붙잡고 있도록 된 기판 스테이지(450)로 안내하도록 한다. 상기 조사 소스(410)는 가령 EUV 광선과 같은 전자기 방사선을 제공하도록 적용된다. 상기 조사 광학 장치는 가령 레이저-발사(laser-fired) 플라즈마 소스, 방전 소스, 전자 비임 저장 링 싱크로트론에서의 언줄레이터(전자석으로 전자 빔을 곡행(曲行)시켜 강한 방사광을 얻는 장치) 또는 위글러(wiggler) 등이 될 수 있다.

조사 광학장치(420)는 하나 또는 둘 이상의 필터들, 미러들, 반사 표면들, 조정 장치들 등을 포함하여, 조사 빔을 레티클 스테이지(430)으로 안내하도록 한다. 상기 조사 소스(410) 그리고 조사 광학장치(420)는 레티클의 오프-축 조사(off-axis irradiation)이 얻어지도록 한다.

본 발명의 실시 에에 따른 짧은 파장을 사용하는 리소그래피 시스템은 반사 모드로 동작하며, 상기 광학적 요소들은 전달 요소가 아니라 반사 요소들이다. 상기 레티클 스테이지(430)는 한 레티클을 홀딩하도록 적용된다. 이는 조사 빔을 변조하기 위해 사용된 레티클 패턴을에 따른 레티클 스트럭츄어를 포함하여, 상기 디바이스(452)의 레지스트 층(454)에서 한 패턴을 발생시키도록 한다.

상기 프로젝션 광학장치(440)는 하나 또는 둘 이상의 필터들, 미러들, 반사 표면들, 조정 장치 그리고 렌즈들을 포함할 수 있다. 조사 광학장치(420) 그리고 프로젝션 광학장치(440)는 예를 들면 구형상의 변형, 비점 수차(astigmatism), 코마(coma) 등과 같은, 광학적 시스템 내 대표적인 변형을 발생시킬 수 있다. 본 발명의 실시 예에서, 웨이퍼 스테퍼 시스템(wafer stepper system) 그리고 스텝-스캔 시스템(step-and-scan system)이 생각될 수 있다.

도 10은 본 발명 실시 예에 따른 응용 시스템의 개략적인 도면이다. 현재 기술의 EUV 리소그래피 처리 시스템 기술에 존재하는 모든 광학장치 그리고 특징들이 존재할 수 있다. 또한 또 다른 조사 소스(490)이 상기 EUV 리소그래피 처리 시스템에서 제공된다.

동작시, 대표적인 리소그래피 처리를 시작하기 이전에(기판을 패턴닝하기 위해) 기판(일정 정해진 패턴에 따라 패턴이 만들어질 필요가 있는)을 제1 조사 소스로 노광함에 의해, 제2 조사 소스를 사용하는 노광이 수행된다. 한 기판이 상기 시스템 내로 제공되며, 마스크(제1 조사 소스로 노광하는 단계를 위해 사용될 수 있는)가 시스템 내로 제공되며 상기 기판이 제2 조사 시스템을 사용하여 마스크를 통해 노광된다.

상기 노광된 기판을 평가함으로써, 마스크 또는 마스크 블랭크 또는 척에 대한 편평함 또는 윤곽에 대한 더욱 많은 정보를 추출할 수 있다. 상기 마스크 또는 마스크 블랭크 또는 척에 대하여 편평함 또는 윤곽에 대한 보다 많은 교정이 수행되어야 하고 그 뒤에 또 다른 조사 처리, 즉, 실질적인 리소그래피 처리가 제1 조사 소스를 사용하여 개시될 수 있으며, 그에 의해 마스크 또는 교정된 마스크 (또는 마스크 블랭크 또는 척)를 통해 패턴될 기판을 노광시킬 수 있다.

본 발명의 한 특징은 리소그래피 광학요소 또는 그 홀더에 대한 윤곽을 평가하기 위한 방법 또는 보다 일반적으로 리소그래피 시스템의 윤곽을 평가하기 위한 방법에 대한 것이다. 이 같은 방법은 가령 마스크, 마스크 블랭크 또는 그 홀더를 평가하기에 특히 적합하다. 그러나 이 같은 실시에 한정되는 것은 아니다.

본 발명 실시 예에 따른 방법은 리소그래피 시스템에서 리소그래피 처리를 위해 제1 파장 또는 파장 영역의 전자기 방사선과는 다른, 제2 파장 또는 파장 영역의 전자기 방사선을 리소그래피 광학요소로 향하도록 하고, 상기 전자기 방사선 적어도 일부가 감광층을 포함하는 기판에서 리소그래피 광학요소로부터 반사되는가를 검사함을 포함한다. 그 다음에 상기 검사된 전자기 방사선이 평가되며, 상기 노광 감광층 평가로부터 리소그래피 광학요소 및/또는 그 홀더 윤곽 파라미터가 결정된다. 본 발명의 한 실시 예가 도 2에서 도시되며, 평가를 위한 방법(200)에 대한 선택적인 그리고 스탠다드 스텝들을 설명한다.

본 발명 실시 예에 따라, 기판을 얻고, 리소그래피 광학요소를 얻으며, 그리고 에너지 소스를 얻는 것은 기판을 제공하고, 리소그래피 광학요소를 제공하며, 그리고 리소그래피 처리 시스템 및/또는 리소그래피 도량형학 시스템에서 에너지 시스템을 제공함을 포함한다. 상기 리소그래피 처리 시스템은 EUV 리소그래피 처리 시스템인 것이 바람직하다. 이들 컴포넌트들을 얻기 위한 단계들은 선택적일 수 있는 데, 그 같은 컴포넌트들이 사전에 설치될 수 있기 때문이다. 상기 리소그래피 처리 시스템은 EUV 리소그래피 처리 시스템인 것이 바람직하다. 이들 단계들은 하기에서 더욱 상세히 설명된다.

한 선택적 단계(201)에서, 상기 방법은 한 감광층을 갖는 기판을 얻음을 포함한다. 이에 의해 기판을 얻는 것은 규격품의 기판에 감광층을 제공함을 포함하거나, 기판에 그와 같은 코팅을 제공하고 그리고 시스템에서 이를 설치함을 포함할 수 있다. 선택적으로 상기 기판은 이미 시스템에 소개되어서, 이 같은 단계가 더이상 수행될 필요가 없도록 할 수 있다. 감광층을 포함하는 한 기판이 제공된다.

실시 예에서, 상기 기판은 실리콘, 갈륨 비소(GaAs), 또는 실리콘 게르마늄(SiGe) 기판, 인듐 인화물(InP), 게르마늄(Ge), 또는 실리콘 게르마늄(SiGe) 기판과 같은 반도체 기판을 포함할 수 있다. 상기 "기판"은 가령 반도체 기판부에 추가하여 SiO₂ 또는 Si₃N₄ 층과 같은 절연층을 포함할 수 있다. 따라서, 상기 용어 기판이라 함은 실리콘-온-글레스, 실리콘-온-사파이어 기판을 포함할 수 있다. 상기 "기판"은 따라서 관심이 있는 부분 또는 층 아래에 놓인 층들을 위한 요소들을 규정하도록 사용된다. 또한, 상기 기판은 글레스 또는 금속 층과 같은 한 층이 형성되는 다른 베이스 일 수 있다. 따라서 한 기판은 블랭킷 웨이퍼와 같은 한 웨이퍼일 수 있으며, 혹은 한 하부 층상에 성장된 에피텍셜 층과 같은 또 다른 베이스 재료로 적용된 한 층일 수 있다. 상기 기판은 패턴으로 되지 않는 것이 바람직하다. 상기 기판은 노출된 반도체 웨이퍼일 수 있다.

상기 감광층을 갖는 기판은 리소그래피 광학 시스템 및/또는 리소그래피 도량형학 시스템에 제공된다. 상기 감광층은 대개 포토레지스트이다(또는 레지스트라 불리기도 한다.). 상기 포토레지스트는 포지티브 또는 네가티브일 수 있다. 상기 감광층은 적어도 상기 에너지 소스에 의해 방출된 전자기 방사선에 민감하다. 상기 감광층은 적어도 에너지 소스에 의해 방출된 전자기 방사선에 민감하여야 한다. 상기 감광층은 가령 스핀-코팅 기술과 같은 분야 당업자에게 알려진 기술을 사용하여 기판상에서 제공될 수 있다.

감광층을 갖는 상기 기판은 리소그래피 광학요소의 윤곽을 결정하는 방법을 위한 탐지기로서 작용할 것이다. 또 다른 광학적 단계(202)에서, 상기 리소그래피 광학요소는 리소그래피 광학시스템에서 및/또는 리소그래피 도량형학 시스템에서 얻어진다.

본 발명 실시 예에 따라, 상기 리소그래피 광학요소는 마스크 또는 마스크 블랭크이다. 바람직하게, 상기 리소그래피 광학요소는 EUV 마스크 또는 EUV 마스크 블랭크이다. 상기 리소그래피 광학요소는 한 윤곽을 갖는 프런트사이드를 포함한다.

상기 윤곽은 리소그래피 광학요소의 프런트사이드 굴곡일 수 있다. EUV 마스크 또는 EUV 마스크 블랭크의 경우, 상기 굴곡은 대부분 볼록면이다. 상기 리소그래피 광학요소의 굴곡은 굴곡이 B인 반경으로 특징될 수 있다. 굴곡이 크면 클수록 굴곡 B의 반경은 더욱 작다. 상기 굴곡이 작으면 작을 수록 굴곡 B의 반경은 더욱 크다.

이 같은 기술이 도 6a, 그리고 6b에서 도시된다. 볼록면(601a, 601b)을 갖는 한 리소그래피 광학요소(602a, 602b)가 도시된다. 리소그래피 광학요소(602a)로부터의 상기 볼록면(601a)은 리소그래피 광학요소(602b)로부터의 볼록면(601b)보다 작다. 또 다른 표면의 볼록면 보다 작은 볼록면을 갖는 표면이 그 표면이 또 다른 표면 보다 더욱 평평함을 의미한다. 결과적으로, 리소그래피 광학요소(602a)에 대한 굴곡(603a) 반경은 리소그래피 광학요소(602a)에 대한 굴곡(603a) 반경보다 크다. 굴곡(603a, 603b)의 반경은 굴곡(601a, 601b)내에 맞는 원(604a, 604b)로부터의 반경에 의해 정해진다.

상기 윤곽은 리소그래피 광학 요소의 프런트사이드 형상이며, 이 같은 형상은 상기 프런트사이드 표면의 각기 다른 높이들을 포함한다. 상기 형상은 평평함 에러로 정해질 수 있다(도 4, 405). 상기 형상은 로컬 슬로프 각도(도 4, 405)로 정해질 수 있다. 상기 형상은 리소그래피요소 프런트사이드 표면 윤곽, 즉 거리의 함수로서 높이(도 4, 403)를 반영한 윤곽 프로파일에 의해 정해진다. 상기 윤곽 프로파일 도는 높이 프로파일 또는 윤곽 프로파일 또는 높이 프로파일은 2 차원(한 방향으로 높이 대 거리) 또는 3 차원(두 방향으로 높이 대 거리)일 수 있다.

또 다른 선택적 단계(203)에서, 에너지 소스는 다음 선택적 시스템 및/또는 리소그래피 도량형학 시스템으로 얻어진다. 상기 에너지 소스는 한 파장 영역로 전자기 방사선을 방출한다. 본 발명 실시 예에 따라, 상기 에너지 소스는 EUV 소스이다. 한 EUV 리소그래피 소스는 광범위 파장을 갖는 전자기 방사선을 방출한다. 그러나 상기 EUV 소스에 대한 광학 작업의 경우, 상기 EUV 소스의 스펙트럼 순도는 DUV/EUV 광선(130 과 400 nm 사이 DUV 파장을 갖는다) 7%이하 일 것을 필요로 한다.

가령, 레이저-발생 플라즈마(LPP) EUV 소스가 사용되며, 이는 13.5 nm에서 매우 강한 방출 피크를 갖는 Sn-기반 LLP EUV 소스일 수 있다. 몰리브덴/실리콘(Mo/Si) 다중층과 같은 다중층 필름을 상기 마스크 또는 마스크 블랭크에서 사용하여, 약 70% 의 높은 반사도가 2% 대역폭을 갖는 13.5 nm 파장에서 달성될 수 있다. 1% 대역폭 내의 광선은 '대역 내(in-band)' 방사선이라 불린다. 그러나 상기 마스크들은 또한 '대역 외(out-band)' 방사선으로 알려진 다른 파장을 반사하기도 한다. 대역 외 방사선은 두 대역, 첫 번째 대역은 130 내지 400 nm, 두 번째 대역은 400 nm 내지 적외선 및 가시광선으로 분류된다.

리소그래피 요소의 윤곽을 결정하기 위해, 상기 EUV 소스의 소위 대역 외 방사선, 즉 상기 EUV 소스의 DUV 파장 부분이 중요하다.

본 발명 실시 예에 따라, EUV 소스가 사용되는 때, 상기 리소그래피 요소는 상기 전자기 방사선 EUV 및 DUV 파장 모두에 반사적이다.

EUV 소스가 사용되는 본 발명 실시 예에 따라,상기 리소그래피 요소는 전자기 방사선의 DUV 파장 부분에 반사적 일 수 있으며, 그러나 상기 에너지 소스의 파장 영역와는 다른 파장에는 반사적이지 않을 수 있다. 즉 상기 전자기 방사선 EUV 파장 부분에는 비-반사적이다. 상기 리소그래피 광학요소는 흡수기 층을 갖는 마스크 블랭크이며, 상기 흡수기 층은 상기 EUV 파장 부분을 흡수하며, 그러나 상기 DUV 파장 부분은 반사한다.

상기 EUV 소스는 공지 기술의 EUV 리소그래피 처리 시스템에서 상기 기판을 처리하는 리소그래피를 위해 사용되는 EUV 리소그래피 소스와 동일 할 수 있다.

본 발명의 실시 예에 따라, 에너지 소스는 DUV 소스이다. 상기 DUV 소스는 단일 파장을 포함하는 준-단일파장 영역 전자기 방사선을 방출한다. 상기 DUV 소스는 스탠다드 리소그래피 처리를 위해 사용된 EUV 리소그래피 소스 외에, EUV 리소그래피 처리 시스템 내로 제공된 추가의 소스일 수 있다.

본 발명 실시 예에 따라, 추가의 광선 또는 에너지 소스(490)가 리소그래피 광학 시스템(400)내에 제공되며, 상기추가 에너지 소스(490)는 DUV 소스를 포함한다(도 10). 이 같은 경우, 상기 리소그래피 광학 시스템은 EUV 리소그래피로서 알려져 있기도 한 기판의 스탠다드 리소그래피 처리에 사용된 EUV 소스(410), 그리고 상기 리소그래피 광학 요소 윤곽을 평가하기 위해 사용된 DUV 소스(409)(이는 상기 EUV 소스로부터 상이하다)를 포함한다.

본 발명의 실시 예에 따르면, 상기 전자기 방사선은 130 nm 내지 400 nm 범위의 파장 대역을 포함하며, 가능한한 좁은 대역을 갖는다. 본 발명의 실시 예에 따르면, 단일 파장 중심 좁은 파장 대역이 사용된다. 본 발명 실시 예에 따르면, 193 nm (+/- 1 nm) 중심의 좁은 파장 대역이 사용된다. 본 발명 실시 예에 따르면, 248 nm (+/- 1 nm) 중심의 좁은 파장 대역이 사용된다. 본 발명 실시 예에 따르면, 단일 파장은 리소그래피 광학요소의 윤곽 최대 높이 차이 2배 이상이다.

한 단계에서, 상기 방법은 에너지 소스 또는 광원으로부터 기판으로 전자기 방사선을 향하게 하여(204), 그에 의해 상기 감광층을 노광함을 포함한다.

본 발명 실시 예에 따라, 전자기 방사선을 리소그래피 광학요소로 향하게 하는 것은 상기 리소그래피 광학요소 표면 평면에 수직인 면에 대하여 약 6도 각도를 갖게된다.

상기 전자기 방사선은 먼저 리소그래피 광학요소를 향하도록 되며, 더욱 구체적으로 상기 리소그래피 광학요소의 프런트사이드를 향하도록 되며, 두 번째로 상기 리소그래피 광학요소로부터 반사되고, 더욱 구체적으로 상기 리소그래피 광학요소의 프런트사이드로부터 상기 기판의 감광층을 향하도록 된다. 상기 전자기 방사선의 적어도 일부는 상기 리소그래피 광학요소로부터 상기 기판을 향하도록 된다.

분리된 DUV 소스가 사용되면, 상기 리소그래피 광학요소의 프런트사이드로 향하며 상기 리소그래피 광학요소의 프런트사이드로부터 기판의 감광층을 향하는 상기 전자기 방사선은 한 DUV 파장 영역, 보다 구체적으로 약 248nm 또는 193nm 중심 단일 파장을 포함할 것이다. 상기 DUV 소스는 가능한 한 단일 파장인 것이 바람직하다.

EUV 소스가 사용되면, 상기 리소그래피 광학요소의 프런트사이드로 향하도록 되고 상기 리소그래피 광학요소의 프런트사이드로부터 상기 기판의 감광층으로 반사된 전자기 방사선은 EUV 파장 영역를 포함하며, 그러나 DUV 파장 영역를 포함하기도 한다. 상기 EUV 소스의 DUV 파장 부분은 상기 리소그래피 광학요소의 윤곽 평가를 가능하게 한다. 선택적으로 상기 리소그래피 광학요소는 한 EUV 파장 흡수기 층을 포함하여, 상기 DUV 파장부분만이 상기 리소그래피 광학요소로부터 상기 기판의 감광층을 향해 반사되도록 한다.

상기 에너지 소스에 따라, 상기 전자기 방사선의 일 부분만이 상기 리소그래피 광학요소로부터 상기 기판상의 감광층을 향해 반사되며, 혹은 모든 전자기 방사선이 상기 리소그래피 광학요소로부터 상기 기판상의 감광층을 향해 반사된다.

다음에, 단계(205)에서 표시된 바와 같이, 상기 노광 감광층(exposed photosensitive layer)이 평가되며, 상기 리소그래피 광학요소 또는 그 홀더의 윤곽이 단계(206)에서 표시된 바와 같이, 상기 노광 감광층 평가에 따라 결정된다.

본 발명 실시 예에 따라, 상기 노광 감광층 평가는 상기 노광 감광층을 광학적으로 평가함을 포함한다. 광학적으로 평가하는 것은 현미경을 갖는 노광 감광층을 평가함을 포함한다. 상기 현미경으로는 원자력 현미경(AFM), 광학 현미경, 전자 현미경(가령 SEM 또는 TEM), 간섭계 등이 있다.

본 발명 실시 예에 따라, 노광 감광층을 평가하는 것은 그 자리에서, 즉 상기 리소그래피 시스템 내에서 수행될 수도 있고 또는 따로 분리하여 평가될 수 있기도 하다. 본 발명 실시 예에 따라, 상기 노광 감광층을 평가하는 것은 상기 노광 감광층 높이 차이를 식별시킴을 포함한다.

본 발명 실시 예에 따라, 상기 노광 감광층은 상기 노광 감광층에서 프린지를 식별함을 더욱 포함한다. 본 발명 실시 예에 따라, 상기 노광 감광층을 평가하는 것은 2차원 또는 3 차원으로 평가함을 포함한다.

본 발명 실시 예에 따라, 상기 노광 레지스트층의 평가로부터 결정하여, 상기 윤곽은 윤곽 파라미터를 결정함을 포함한다. 상기 윤곽 파라미터는 가령 평평함 에러(flatness error), 굴곡, 최대 높이 차, 또는 평균 제곱근(rms) 윤곽 값일 수 있다.

본 발명에 따르면, 상기 방법은 노광 감광층을 평가한 뒤에 상기 결정된 윤곽 파라미터를 기초로 하여 상기 리소그래피 광학요소를 교정함을 포함한다. 상기 리소그래피 광학요소를 교정하는 것은 상기 결정된 윤곽 파라미터가 결정된 값보다 큰 때 실행된다. 상기 결정된 값은 가령 평평함 에러 값, 최대 높이 차이 값, 굴곡 값, rms 값 등이 될 수 있다.

놀랍게도, DUV 파장부분을 포함하며, 리소그래피 광학요소(502) 프런트사이드(501)를 갖는, 전자기 방사선(506)의 상호 작용으로 인해, 상기 리소그래피 광학요소(502)로부터 반사된 전자기 방사선(507)에 노광된, 반도체 기판(508)에서의 결과 패턴(509)은, 일련의 프린지(fringes)(510)를 포함한다. 이 같은 일련의 프린지(510)는 상기 리소그래피 광학요소(502)의 (알려지지 않은) 윤곽을 정한다. 그렇지 않다면, 상기 노광 감광층(508)에서의 프린지(510) 시리즈는 상기 리소그래피 광학 요소(502) (프런트사이드) 윤곽(501)에 대한 정보이다.

전자기 방사선의 상기 리소그래피 광학요소(502)와의 상호 작용은 간섭에 기초하며, 상기 에너지 소스는 한 소스로서 작용하며, 상기 감광층을 갖는 기판은 상기 리소그래피 광학요소의 윤곽을 감지하기 위한 검사기로서 작용한다. 상기 리소그래피 광학요소(502)의 프런트사이드(501) 윤곽으로 인해, 입사 전자기파는 이들 입사 전자기파의 경로차에 따라 동 위상 또는 이상 위상으로 반사될 수 있다.

상기 입사 전자기파의 반사가 동 위상이라면, 건설적 간섭이 발생되며 결국 상기 노광 감광층에 밝은 신호(또는 프린지)를 발생시킬 것이다. 만약 입사 전자기파의 반사가 이상 위상이면, 파괴적인 간섭이 발생되며, 결국 상기 노광 감광층 어두운 신호(dark signal)(또는 프린지)를 발생시킬 것이다.

상기 반사된 전자기 방사선으로 인한 감광층상의 밝은 그리고 어두운 프린지 발생은 전자기 방사선 파장에 달려있다. 건설적 간섭은 상기 반사된 전자기파에 대한 경로 차가 전자기파 파장(1)의 정수(n)일때 발생될 것이다. 상기 경로 차는 2d sin(α)로 정해지며, 상기 d는 평면들 간의 거리, 즉 상기 전자기 방사선이 충돌하게 되는 평면들 사이 높이 차이이다.

건설적 간섭은 2d sin(α)= nλ에서 발생되며, n는 정수이다. 파괴적 간섭은 2d sin(α)≠nλ인 경우 발생되며, n는 정수이다. 파괴적 간섭은 반사된 전자기파 파장(λ)에 대한 경로 차가 전자기파 파장 l 정수(n)가 아닌 때 발생된다. 전자기 방사선, 리소그래피 광학요소 그리고 감광층을 갖는 기판 사이 간섭 상호작용이 도 9에서 개략적으로 도시된다.

최대 높이 차에 대하여 민감하도록 하기 위해, 상기 최대 높이 차는 λ/2 보다 작아야 한다. EUV 리소그래피와 관련된 실시 예의 경우, SEMI 스탠다드는 35 nm 보다 작은 평평함 에러를 필요로 하며, 따라서 사용된 파장은 70 nm 보다 커야 한다. 적어도 한 DUV 파장 부분을 포함하는 소스가 사용되는 때, 상기 전자기 방사선의 파장은 70 nm 보다 크다. 그렇지 않다면, 상기 전자기 방사선 파장이 길면 길수록, 더욱 작은 높이(작은 경로 차)에 대하여 덜 민감하다.

도 8은 리소그래피 광학요소의 평평한 윤곽에서 발생되는 간섭을 도시한다. 리소그래피 광학요소(800)에는 평평한 상부 표면(프런트사이드)(801)이 제공된다. 전자기 방사선은 평평한 상부 표면을 향하도록 된다. 즉, 각기 다른 전자기파(806a, 806b)가 평평한 상부 표면(801)에 충돌한다. 상기 충돌하는 전자기파(806a, 806b)는 동일 평면으로부터(상기 상부 표면이 평평함으로) 기판(808)을 향해 반사된다. 따라서 상기 반사된 전자기파(807a, 807b)는 동 위상이며 건설적 간섭이 발생된다. 이 같은 상황에서, 상기 전자기파(807a, 807b) 사이 경로 차는 0이다.

도 9는 평평하지 않은 리소그래피 광학요소(900), 즉 리소그래피 광학요소가 윤곽(901)을 갖는 경우 발생되는 간섭을 도시한다. 리소그래피 광학요소(900)에는 높이 프로파일(901)을 갖는 상부 표면(프런트사이드)이 제공된다. 상기 충돌 전자기파(906a, 906b)는 각기 다른 평면(상부 면의 높이 차(height difference)로 인해)으로부터 기판(908)로 반사된다. 따라서, 상기와 같은 높이 차로 인해, 상기 반사된 전자기파(907a, 907b)가 이상 위상을 이루며 파괴적 간섭이 발생된다.

전자기파(907a, 907b) 사이의 경로차 d가 0이아니라면, 전자기 방사선 파장 정수 배가 아니라면, 파괴적 간섭이 발생될 것이다. 만약 상기 전자기파(907a, 907b) 사이 경로 차 d가 상기 전자기 방사선 파장의 정수(배)가 아니라면, 건설적 간섭이 발생될 것이다.

전자기 방사선 파장이 커지면 커질수록 상기 프린지는 더욱 눈에 두드러지게 표시될 것이다. 정상적인 EUV 리소그래피에서 처럼, 전자기 방사선 파장은 매우 느리며(약 13.9 nm), 상기 프린지는 가시적이지 못하다. 더욱 높은 파장을 갖는 전자기 방사선, 즉 DUV 방사선을 적용함으로써,상기 프린지가 가시적이게 된다. 상기 마스크의 윤곽은 마스크 또는 마스크 블랭크의 높이 차이를 통해 이동하는 광선의 위상-이동을 발생시킨다.

도 7은 본 발명 특징 실시 예에 따라 노광된 반도체 기판 일부 현미경 영상을 도시한다. 5개의 부속-영상이 동일한 기판에서 도시되며, 그러나 하부 부속 영상(700a)으로부터 상부 부속 영상(700e)으로 도스(dose)가 증가되어 노광된다. 이들 실험적인 측정으로부터, 레티클 윤곽을 노광 기판(감광층을 갖는)으로 전달하기 위해, 노광 도스의 밸런스를 유지하여야 함을 알 수 있다.

상기 노광은 EUV 소스로부터 DUV 파장 부분을 사용하여 수행되었다. 이 같은 예에서, 플라즈마에 의해 발생된 EUV 소스가 사용된다. 이 같은 경우, 상기 스펙트럼 특징은 정확히 알려져 있다. 원형 프린지(510)는 EUV 레티클을 통해 전자기 방사선으로 노광시킨 후 노광된 반도체 기판 상에서 가시적이도록 된다. 상기 관찰된 프린지의 스케일은 밀리미터 정도이다.

상기 프린지의 크기 그리고 뒤이은 프린지들 사이 거리는 리소그래피 광학요소의 굴곡 또는 윤곽에 대하여 상세히 결정할 수 있다. 이 같은 결정은 당업자에게 잘 알려져 있는 광 물리학의 간섭이론에 기초하는 것이다. 이 같은 현상은 두 표면 사이 광선 반사에 의해 발생된 간섭 패턴의 발생을 설명한다. 단일 파장 광선이 사용된 때, 일련의 동심의, 교대하는 광선 및 블랙 링들(프린지들)이 가시적이게 된다. 상기 광선 링들은 두 표면/평면으로부터 반사된 광선들 사이 건설적 간섭에 의해 발생되며, 상기 어두운 링들은 파괴적 간섭에 의해 발생된다. 또한, 외측 링들은 내측 링들보다 더욱 근접하여(가까이) 떨어져 있다.

상기 설명한 바와 같이, 본 발명 실시 예에서, 리소그래피 요소의 윤곽 또는 그 홀더를 평가하기 위한 전자기 방사선을 발생시키는 전자기 방사선 소스는 분리된 소스로서, 리소그래피 처리를 위해 제공된 방사선 소스와는 다르며, 반면에 다른 실시 예에서는, 상기 전자기 방사선 소스는 한 윤곽을 평가하기 위한 전자기 방사선을 발생시키며, 또한 리소그래피 처리를 위한 전자기 방사선을 발생시킨다.

도 11b는 전자기파 방사선 250nm 파장에 대하여 일련의 동심을 가지며, 교대하는 광선 및 블랙 링들(프린지들) 모의 결과를 도시한다. 도 11a는 리소그래피 광학 요소에대한 모의 방법을 도시한다. 상기 도면은 높이 차를 모의하며, 약 250 nm의 구부려짐 또는 굴곡으로서, 이 같은 높이 차가 내측에서 외측 직사각으로 가면서 증가한다. 도 11b는 248 nm 파장으로 노광에 대한 기판에서의 노광 시뮬레이션을 도시한다.

이 같은 시뮬레이션으로부터, 각기 다른 프린지들, 어두운 그리고 밝은 프린지들을 용이하게 인식할 수 있으며, 이는 도 11a 에서의 모의 리소그래피 광학적 요소에서 발생된 파괴적 및 건설적 간섭 때문이다. 이 같은 데이터를 도 7의 실험적 결과에 맞추는 때, 종래 기술과의 비교가 용이하다. 다른 레티클 평평함 도량형학 장비와 비교 및 계산에 따르면, 리소그래피 광학요소의 경우 약 250 nm의 굴곡이 만회된다. 본 발명의 실시 예에 따른 방법을 적용하고 사용함에 의해, 상기 DUV 파장 영역 내 전자기 방사선을 방출하는 조사 소스를 사용하여, 노광 기판에서 척된(chucked) 리소그래피 광학요소(레티클)의 윤곽 신호를 볼 수 있다.

본 발명 실시 예에 따르면, DUV 광원은 EUV 레티클 또는 마스크와 결합하여 사용될 수 있다. 상기 DUV 광원은 반도체 기판의 리소그래피 처리를 위해 사용된 EUV 소스 옆에 있는 EUV 장비내로 용이하게 일체로 될 수 있다. DUB 광선을 상기 레티클 또는 마스크를 향해 방출하는 때, 이 같은 DUV 광선은 반도체 기판을 향하여 반사될 것이며 상기 레티클 또는 마스크 굴곡을 반사시키는 일련의 동일 중심 링들을 형성시킬 것이다.

상기 DUV 노광으로부터 , EUV 레티클 윤곽이 결정될 수 있다. 상기 DUV 노광이전 또는 이후, 척된 EUV 레티클의 윤곽을 결정하기 위해, 상기 EUV 소스가 반도체 기판의 리소그래피 처리(패턴닝)를 위해 적용될 수 있다. 상기 DUV 노광으로부터 상기 노광 기판의 평가에 기초하여, 상기 마스크의 윤곽이 교정되거나 적용될 수 있으며, 혹은 또다른 리소그래피 처리동안에 참작될 수 있다.

본 발명 실시 예에 따르면, EUV 광원은 EUV 레티클 또는 마스크와 결합하여 사용될 수 있다. 상기 EUV 광원은 이미 현재 기술의 EUV 장비에서 이미 이용될 수 있으며 따라서 두배의 작용을 사용될 수 있다. 즉 EUV 리소그래피 처리에 사용되고 및/또는 상기 리소그래피 광학 요소(가령 척되 레티클)를 결정하기 위해 사용될 수 있기도 하다. 만약 EUV 광원(EUV 파장 영역 그리고 DUV 파장 영역를 포함하는)이 사용된다면, 상기 EUV 파장 영역는 상기 리소그래피 광학 요소로부터 기판을 향해 반사된 전자기 방사선의 일부가 아니며, 상기 결과로 발생된 중심이 동일한 프린지들이 너무 작아서 검사하지 못하기 때문에 반도체 기판에 충돌하지 않을 것이다.

따라서, EUV 흡수 층은 가령 조사 중에 있는 레티클 또는 마스크의 상부에 제공될 수 있다. 상기 레티클 상부 표면의 굴곡은 또한 이 같은 EUV 흡수 상부 층 굴곡내에서 반사될 것이다. 상기 레티클 또는 마스크는 상기 EUV 파장 영역 내 전자기 방사선을 흡수하여야 하며, 그러나 상기 DUV 파장 영역 내 전자기 방사선을 흡수하여야 한다. 전자기 방사선의 이 같은 DUV 파장 영역 부분은 반도체 기판을 향해 반사되며 따라서 상기 레티클의 윤곽 프로파일을 반사시키는 기판상에서 한 윤곽 프로파일을 발생시킨다.

본 발명의 실시 예에 따라 상기 리소그래피 광학요소 윤곽을 평가하기 위한 리소그래피 노광은 초점을 맞추어 실행되는 것이 바람직하다. 그러나, 초점을 맞추지 않은 노광으로부터, 상기 리소그래피 광학요소의 윤곽에대한 추가 정보가 수집될 수 있다.

특정 실시 예에서, 상기 방법은 툴(tool)간(tool-to-tool) 검사를 수행하여 리소그래피 장비를 평가함을 허용한다. 가령 제1 리소그래피 시스템에서 상기 설명된 바의 방법을 사용하여 얻어진 감광층을 제2 리소그래피 시스템에서 상기 설명된 바의 방법을 사용하여 얻어진 감광층과 비교하여, 리소그래피 광학요소 또는 그 홀더와 같은 시스템의 일정 컴포넌트를 평가할 수 있다.

상기 후자는 두 시스템에서 상기 설명된 바의 방법을 수행함에 의해 수행되며, 이때 두 시스템 모두에서 유사한 특징을 갖는 요소들이 선택되며, 다만 두 시스템 사이에서 평가될 필요가 있는 요소들은 제외된다. 상기에서 설명된 바와 같이, 레티클이 동 레티클 뒷면에서 리소그래피 광학 시스템 내 척(chuck)에 부착된다. 상기 레티클의 윤곽이 중요할 뿐 아니라 상기 척의 윤곽 또한 존재한다.

툴(tool) 마다 다를 수 있는 척의 평평하지 않음을 참작함이 중요하다. 제1 및 제2 리소그래피 광학 시스템을 비교하는 때, 두 시스템에 대한 척이 상기 척(chuked)된 레티클로 DUV 전자기 방사선을 적용함으로써 그리고 상기 노광 기판(exposed substrate)을 평가함으로써 평가되고 비교될 수 있다. 이 같은 경우, 상기 기판은 상기 척의 윤곽을 결정하기 위한 검사기로서 작용한다. 동일한 리소그래피 광학 요소를 사용함으로써, 감광층을 갖는 에너지 소스 및 기판, 툴(tool)간 척의 차이가 결정될 수 있으며 필요한 때에는 교정될 수 있다.

앞서 상세히 설명된 바와 같이, 프린지들은 상기 척의 윤곽으로 인해 제1 및 제2 기판에서 가시적이게 된다. 만약 제1 및 제2 척이 윤곽이 다르다면, 이는 노광된 제1 및 제2 기판에서 각기 다른 프린징 필드(fringing field)로 도시될 것이다. 이들 두 기판을 비교함으로써, 툴(tool)간(tool-to-tool) 상이한 척의 차이를 추출할 수 있다.

본 발명은 또한 처리 수단에서 실행되는 때, 상기 설명된 바와 같은 윤곽을 결정하기 위한 방법을 수행하기 위한 컴퓨터 프로그램 프로덕트에 대한 것이다.

본 발명은 또한 로컬 또는 광역 통신 네트워크를 통해 컴퓨터 프로그램 프로덕트 또는 그의 전송을 저장하는 머신 판독가능 데이터 저장 장치에 대한 것이다.

리소그래피 시스템을 평가하기 위한 상기 설명된 방법은 적어도 부분적으로 처리 시스템에서 실시될 수 있다. 상기 설명된 바와 같은 상기 시스템은 처리 시스템으로 실시 될 수 있으며, 그와 같은 시스템의 일부 일 수도 있고 그와 같은 시스템을 포함할 수도 있다. 처리 시스템의 한 구성에서, 메모리 서브시스템에 결합된 하나 이상의 프로그램 가능 처리기는 가령 RAM, ROM 등등과 같은 하나 이상의 메모리 형태를 포함할 수 있다.

상기 처리기 또는 처리기들은 범용일 수도 있고, 특정 목적을 갖는 처리기 일 수도 있으며, 다른 기능들을 수행하는 다른 컴포넌트들을 갖는 칩과 같은 소자에 포함할 수 있기도 하다. 이 같은 처리는 분산된 처리 방식으로 수행될 수 있으며 단일 처리기에서 수행될 수 있다. 따라서, 본 발명의 하나 또는 둘 이상의 특징들이 디지털 전자 회로, 또는 컴퓨터 하드웨어, 폼웨어, 소프트웨어, 또는 이들의 조합으로 실시될 수 있다. 상기 각기 다른 단계들은 컴퓨터에 의해 실행되는 단계들이다. 상기 처리 시스템은 적어도 하나의 디스크 드라이브 및/또는 CD-ROM 드라이브 및/또는 DVD 드라이브를 갖는 저장 서브시스템을 포함한다.

본 발명의 실시 예에서, 디스플레이 시스템, 키보드, 그리고 포인팅 장치가 사용자 인터페이스 서브시스템의 일부로서 포함될 수 있으며, 사용자가 정보를 수동으로 입력할 수 있도록 한다. 데이터를 입력하고 출력하기 위한 포트들이 포함될 수 있다. 네트워크 연결, 다양한 장치들로의 인터페이스, 등등과 같은 더욱 많은 요소들이 포함될 수 있다. 상기 메모리 서브 시스템의 메모리는 때때로 처리 시스템에서 실행되는 때 본 명세서에서 설명된 방법 실시 예 단계들을 실시하는 한 세트의 지시 모두 또는 일부를 보유한다. 한 버스가 컴포넌트들을 연결시키기 위해 제공될 수 있다. 따라서, 한 시스템이 리소그래피 툴 또는 리소그래피 광학요소를 평가하기 위한 방법 특징들을 실시 하기 위한 지시들을 포함하는 것으로 설명된다.

본 발명은 또한 컴퓨터 장치에서 실행되는 때 본 발명에 따른 방법의 동작을 제공하는 컴퓨터 프로그램 프로덕트를 포함하기도 한다. 이 같은 컴퓨터 프로그램 프로덕트는 프로그램가능 처리기에 의해 실행하기 위한 머신 판독가능 코드를 지니는 캐리어 매체에서 명백하게 실시될 수 있다. 본 발명은 따라서 컴퓨터 프로그램 프로덕트를 지니는 캐리어 매체(carrier medium)에 대한 것이며, 컴퓨터 수단에서 실행되는 때, 상기 설명된 어떠한 방법도 실행하기 위한 지시를 제공한다.

상기 용어 "캐이어 매체"라 함은 실행을 위해 처리기로 지시를 제공하는 매체를 의미하는 것이다. 이 같은 매체는 제한없이 비휘발성 매체, 그리고 전송 매체를 포함하는 모든 형태 매체를 의미하는 것이다. 비휘발성 매체는 대용량 저장 일부인 저장 장치와 같은 광학적 또는 자기적 디스크를 포함한다. 컴퓨터 판독가능 미디어의 일반적인 형태는 CD-ROM, DVD, 플랙시블 디스크 또는 플로피 디스크, 테이프, 메모리 칩 또는 카트리지 또는 컴퓨터가 판독할 수 있는 다른 형태의 매체를 포함한다.

다양한 형태의 컴퓨터 판독 가능한 매체가 실행을 위해 한 처리기로 하나 또는 둘 이상의 순서로 하나 또는 둘 이상의 지시를 캐리하는 데 포함될 수 있다. 상기 컴퓨터 프로그램 프로덕트는 또한 LAN, WAN 또는 인터넷과 같은, 한 네트워크 내 반송파를 통해 전송될 수 있기도 하다. 전송 매체는 무선 전파 및 적외선 데이터 통신 중에 발생된 것과 같은 음향 또는 광파 형태롤 취할 수 있다. 전송 매체는 컴퓨터 내에 버스를 포함하는 도선을 포함하는 동축 케이블, 구리 선 및 광 섬유를 포함한다.

본 발명의 장점은 리소그래피 광학요소의 평평함 또는 평평하지 않음이 있던 장소에서, 즉 리소그래피 처리 시스템 내에서 모니터될 수 있다는 것이다.

본 발명의 장점은 리소그래피 광학요소의 평평함 또는 평평하지 않음이 리소그래피 툴(tool)의 광원, 즉 반도체 기판의 리소그래피 처리에 사용된 동일한 소스를 사용하여 모니터될 수 있다는 것이다.

본 발명의 장점은 처킹 반복이 모니터될 수 있다는 것이다.

본 발명의 장점은 리소그래피 광학요소의 평평함 또는 평평하지 않음을 평가하는 때 리소그래피 툴(tool)간 변화가 참작될 수 있다는 것이다.

본 발명의 장점은 리소그래피 광학요소의 평평함 또는 평평하지 않음이 사용자-친화 도량형학 시스템 그리고 반도체 생산 환경에서 통상 이용될 수 있는 한 세트의 툴 장비로 특징될 수 있다는 것이다.

본 발명의 장점은 노광 웨이퍼 또는 기판 내 오버레이 에러가 최소가 될 수 있다는 것이다.

본 발명의 장점은 리소그래피 광학요소의 평평함 또는 평평하지 않음에 대한 결과가 가능한 교정을 위해 리소그래피 처리 시스템으로 직접 공급될 수 있다는 것이다.

비록 바람직한 실시 예, 특정 구성 및 구성들, 그리고 물질들이 본 발명에 따른 장치에 대하여 논의되었으나, 다양한 변경, 변경 세부 사항이 본 발명의 범위를 벗어나지 않는 한도에서 가능한 것이다. 다양한 기능이 상기 블록도에 추가되거나 삭제될 수 있으며 동작들은 동작 블록에서 상호 변경될 수 있다. 단계들리 본 발명의 범위내에서 설명된 방법에 추가되거나 삭제될 수 있다.

Claims

리소그래피 시스템 또는 리소그래피 시스템의 구성요소를 평가하기 위한 방법(200)으로서, 상기 방법(200)은
리소그래피 시스템에서의 리소그래피 공정을 위한 제1 파장 또는 파장 범위의 전자기 복사와 상이한 제2 파장 또는 파장 범위의 전자기 복사를, 리소그래피 광학 요소로 지향시키고(204), 감광층을 포함하는 기판에서 상기 리소그래피 광학 요소로부터 반사되는 전자기 복사의 적어도 일부분을 검출하는 단계,
검출된 전자기 복사를 평가하는 단계(205), 및
노출된 감광층의 평가로부터, 리소그래피 광학 요소 및 리소그래피 광학 요소의 홀더 중 적어도 한 가지의 윤곽 파라미터(topographical parameter)를 결정하는 단계를 포함하되,
제2 파장 또는 파장 범위의 전자기 복사와 동시에, 제1 파장 또는 파장 범위의 전자기 복사가 리소그래피 광학 요소를 향해 지향되지만, 제1 파장 또는 파장 범위의 전자기 복사의 적어도 일부분이 리소그래피 광학 요소에서 흡수되는, 평가하기 위한 방법.
제1항에 있어서, 상기 방법은
감광층을 갖는 기판을 획득하는 단계(201),
리소그래피 광학 요소를 획득하는 단계(202), 및
리소그래피 시스템에 제2 파장 또는 파장 범위의 전자기 복사를 방출하기 에너지 소스를 획득하는 단계(203)를 포함하는, 평가하기 위한 방법.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 리소그래피 시스템은 EUV 리소그래피 시스템인, 평가하기 위한 방법.
제3항에 있어서, 리소그래피 시스템에서의 리소그래피 공정을 위한 제1 파장 또는 파장 범위의 전자기 복사는 EUV 전자기 복사이며, 리소그래피 시스템에서의 리소그래피 공정을 위한 제2 파장 또는 파장 범위의 전자기 복사는 DUV 전자기 복사이며,인, 평가하기 위한 방법.
삭제
제1항 또는 제2항에 있어서, 제1 파장 또는 파장 범위의 전자기 복사는 제2 파장 또는 파장 범위의 전자기 복사와 상이한 복사 소스에 의해 유도되는, 평가하기 위한 방법.
제1항 또는 제2항에 있어서, 검출된 전자기 복사를 평가하는 단계는 감광층을 포함하는 기판을 광학적으로 평가하는 단계를 포함하는, 평가하기 위한 방법.
제7항에 있어서, 상기 광학적으로 평가하는 단계는 제위치(in-situ)에서 광학적으로 평가하는 단계를 포함하는, 평가하기 위한 방법.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 평가하는 단계는 노출된 감광층에서 높이 차 또는 프린지(fringe)를 평가하는 단계를 포함하는, 평가하기 위한 방법.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 방법은 윤곽 파라미터를 결정하는 단계 후에, 결정된 윤곽 파라미터를 고려하여 리소그래피 광학 요소 또는 리소그래피 광학 요소의 홀더를 교정하는 단계를 더 포함하는, 평가하기 위한 방법.
제1항 또는 제2항에 있어서, 리소그래피 광학 요소는 홀더 상에 위치되고, 상기 방법은 동일한 특성을 갖는 리소그래피 광학 요소 및 복사 소스를 이용해 제2 리소그래피 처리 시스템에서 상기 지향시키는 단계 및 평가하는 단계를 반복하는 단계를 더 포함하며, 리소그래피 광학 요소 및 상기 리소그래피 광학 요소의 홀더 중 적어도 하나의 윤곽 파라미터를 결정하는 단계는 제1 리소그래피 처리 시스템과 제2 리소그래피 처리 시스템의 구성요소 간 윤곽의 차이를 결정함으로써, 리소그래피 처리 시스템의 툴(tool)별 평가를 가능하게 하는 단계를 포함하는, 평가하기 위한 방법.
리소그래피 시스템(400)으로서, 상기 시스템(400)은
마스크 또는 마스크 블랭크(mask blank)를 고정하기 위한 수단(430),
기판의 리소그래피 처리를 위한 제1 조사 빔(irradiation beam)을 생성하기 위한 제1 조사 소스(irradiation source)(410),
제2 조사 빔을 생성하기 위한, 제1 조사 소스와 상이한 제2 조사 소스(490) - 상기 제2 조사 빔의 파장 또는 파장 범위는, 마스크 또는 마스크 블랭크의 윤곽을 평가하기 위해, 제1 조사 빔의 파장 또는 파장 범위보다 김 - ,
제2 조사 빔의 적어도 일부분을 검출하기 위한 감광층을 포함하는 기판을 고정하기 위한 수단(450), 및
제1 조사 소스 및 제2 조사 소스로부터의 조사 빔을 마스크 또는 마스크 블랭크를 통해 감광층으로 안내하기 위한 조사 광소자(irradiation optics)(420)를 포함하되,
제2 파장 또는 파장 범위의 전자기 복사와 동시에, 제1 파장 또는 파장 범위의 전자기 복사가 리소그래피 광학 요소를 향해 지향되지만, 제1 파장 또는 파장 범위의 전자기 복사의 적어도 일부분이 리소그래피 광학 요소에서 흡수되도록 상기 시스템이 구성되는, 리소그래피 시스템.
제12항에 있어서, 상기 리소그래피 시스템(400)은 극자외선(extreme ultraviolet) 리소그래피 시스템이며, 제1 조사 소스는 기판의 극자외선 리소그래피 처리를 위한 조사 소스이며, 제2 조사 소스는 심자외선(deep ultraviolet) 조사 소스인, 리소그래피 시스템.
제12항 또는 제13항에 있어서, 리소그래피 시스템(400)은 제1 조사 빔의 적어도 일부분이 감광층 상으로 입사되지 못하게 일시적으로 선택적으로 막기 위한 EUV 필터를 더 포함하는, 리소그래피 시스템.
제12항 또는 제13항에 있어서, 상기 시스템(400)은 검출된 제2 조사 빔을 평가하고 리소그래피 시스템에서 마스크 또는 마스크 블랭크 또는 마스크 홀더의 윤곽 파라미터를 유도하도록 프로그램된 처리 수단을 더 포함하는, 리소그래피 시스템.