KR101958050B1 - 극자외선 레티클의 임계 치수 균일성 모니터링 - Google Patents
극자외선 레티클의 임계 치수 균일성 모니터링 Download PDFInfo
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Abstract
광학 검사 도구를 이용하여 샘플의 검사를 촉진하는 방법 및 장치가 개시된다. 광학 검사 도구는 EUV 레티클에 걸친 강도 변동을 특정하는 EUV 레티클로부터의 광학 테스트 이미지 또는 신호를 획득하기 위해 사용되고, 이 강도 변동은 플레어 교정 CD 변동이 없는 임계 치수 균일성(CDU) 맵을 발생하도록 플레어 교정 CD 변동을 제거한 CD 변동으로 변환된다. 이러한 제거된 플레어 교정 CD 변동은 EUV 레티클을 제조하기 위한 설계 데이터로부터 비롯되고, 그러한 플레어 교정 CD 변동은 일반적으로 포토리소그래피 공정 중에 포토리소그래피 도구의 시야(FOV)에 걸쳐 나타나는 플레어 차를 보상하도록 설계된다. CDU 맵은 하나 이상의 메모리 소자에 저장되고 및/또는 예를 들면 검사 도구 또는 포토리소그래피 시스템의 디스플레이 장치에서 디스플레이된다.
Description
관련 출원의 교차 참조
이 출원은 루이팡 시(Rui-Fang Shi) 등이 "EUV 레티클의 임계 치수 균일성 모니터링"의 명칭으로 2012년 4월 18일자 출원한 미국 가특허 출원 제61/635,141호를 우선권 주장하며, 이 우선권 출원은 여기에서의 인용에 의해 모든 목적으로 그 전체 내용이 본원에 통합된다.
기술분야
본 발명은 레티클 검사 및 계측 분야에 관한 것으로, 특히 임계 치수(CD) 균일성을 모니터링하기 위한 극자외선(EUV) 레티클의 검사 및 측정에 관한 것이다.
일반적으로, 반도체 제조 산업은 실리콘 등의 기판에 적층 및 패터닝되는 반도체 물질을 이용하여 집적 회로를 제조하기 위해 고도로 복잡한 기술을 수반한다. 집적 회로는 전형적으로 복수의 레티클(reticle)로부터 제조된다. 초기에, 회로 설계자는 레티클 생산 시스템에 특수한 집적 회로(IC) 설계를 묘사하는 회로 패턴 데이터를 제공하고, 상기 레티클 생산 시스템은 상기 패턴 데이터를 복수의 레티클로 변환한다. 하나의 새로운 유형의 레티클은 대부분을 반사하는 복수의 반사층 및 패턴화 흡수층으로 이루어진 극자외선(extreme ultraviolet, EUV) 레티클이다.
회로 집적의 대규모화 및 반도체 소자의 크기 감소에 기인하여, 레티클 및 제조된 소자는 임계 치수(critical dimension, CD) 균일성 변동에 점점 더 민감해지고 있다. 이러한 변동은, 만일 교정되지 않으면, 최종의 소자가 전기적 타이밍 에러에 기인하여 바람직한 성능에 부합하지 못하게 할 수 있다. 더 나쁜 경우에도, 상기 변동은 최종 장치가 오작동하고 수율(yield)에 악영향을 주게 할 수 있다.
따라서, CD 균일성을 모니터링하기 위해 EUV 레티클을 검사 및 측정하는데 적합한 기술을 제공하는 것이 바람직하다.
이하에서는 본 발명의 특정 실시형태에 대한 기본적인 이해를 제공하기 위해 본 발명의 간단한 요약을 제시한다. 이 요약은 본 발명의 외연적 전체상(extensive overview)이 아니고, 본 발명의 핵심적/중요한 요소를 식별하거나 본 발명의 범위를 기술하는 것이 아니다. 그 유일한 목적은 여기에서 개시되는 일부 개념을 뒤에서 제시하는 더 구체적인 설명의 전조로서 간단한 형태로 제시하기 위한 것이다.
일 실시형태에 있어서, 광학 검사 도구를 이용하여 샘플의 검사를 촉진하는 방법이 개시된다. 딥 자외선(deep ultraviolet, DUV) 도구와 같은 광학 검사 도구는 EUV 레티클에 걸친 강도 변동(intensity variation)을 특정하는 EUV 레티클로부터의 광학 테스트 이미지 또는 신호를 획득하기 위해 사용되고, 이 강도 변동은 교정 CD 변동이 없는 임계 치수 균일성(critical dimension uniformity, CDU) 맵을 발생하도록 (예를 들면, 리소그래픽 도구에서의 플레어(flare) 또는 방위각 보상을 위해) 교정 CD 변동을 제거한 CD 변동으로 변환된다. 이러한 제거된 교정 CD 변동은 EUV 레티클을 제조하기 위한 설계 데이터로부터 비롯되고, 그러한 교정 CD 변동은 일반적으로 포토리소그래피 공정 중에 포토리소그래피 도구의 시야(field of view, FOV)에 걸쳐 나타나는 차(예를 들면, 플레어)를 보상하도록 설계된다. CDU 맵은 하나 이상의 메모리 소자에 저장되고 및/또는 예를 들면 검사 도구 또는 포토리소그래피 시스템의 디스플레이 장치에서 디스플레이된다. 특정 실시형태에 있어서, CDU 맵은 FOV에 걸쳐 플레어 또는 방위각 차를 보상하도록 상기 EUV 테스트 레티클의 설계 데이터에 대한 플레어 교정 또는 방위각 CD 변동의 도입 전에 설계자의 의도와 관련하여 발생된다. 추가의 예에 있어서, CDU 맵은 수직 및 수평 특징 바이어스(feature bias)를 고려하도록 발생된다.
특정 구현예에 있어서, CDU 맵은 (i) EUV 테스트 레티클의 설계 데이터에 기초하여 강도 변동과 CD 변동 간에서 변환하기 위한 변환 계수(conversion factor)를 결정하고, (ii) 테스트 이미지의 강도 변동을 상기 테스트 이미지의 CD 변동으로 변환하고, (iii) 상기 설계 데이터에 기초하여 교정 CD 변동을 결정하고, 및 (iv) CDU 맵을 발생하기 위해 상기 테스트 이미지의 CD 변동으로부터 교정 CD 변동을 감산함으로써 발생된다. 추가의 양태에 있어서, 상기 변환 계수는 상기 설계 데이터로부터 레티클 모델의 구성을 모델링하고 상기 테스트 이미지와 실질적으로 일치하는 기준 이미지를 발생하도록 상기 레티클 모델의 광학적 검사를 모델링하기 위해 상기 설계 데이터에 모델을 적용하여 엄격한 전자기 시뮬레이션을 수행함으로써 결정된다. 다른 추가의 양태에 있어서, 설계 데이터에 엄격한 전자기 시뮬레이션을 수행하는 단계는 모델의 동조가능 파라미터 값의 다른 집합들을 선택하는 단계와, 기준 이미지가 테스트 이미지와 실질적으로 정합될 때까지 기준 이미지를 발생하도록 상기 모델을 적용하는 단계를 포함하고, 여기에서, 상기 동조가능 파라미터 값은 패턴 CD, 레티클 제조 변수, 레티클 물질 특성 및 검사 도구 파라미터 중의 하나 이상을 포함한다. 일 양태에 있어서, 변환 계수는 관련된 강도 및 CD 변동 값의 표 형태를 취한다. 다른 양태에 있어서, 교정 CD 변동은 교정전 설계 데이터와 교정 후 설계 데이터 간의 CD 차를 결정함으로써 결정된다.
다른 실시형태에 있어서, CDU 맵은 (i) 샘플 레티클의 설계 데이터 및 상기 샘플 레티클로부터 획득된 샘플 이미지에 기초하여 강도 변동과 CD 변동 간에서 변환하기 위한 변환 계수를 사전 계산하고, (ii) 제1 CDU 맵을 발생하기 위해, 상기 사전 계산된 변환 계수를 이용하여, EUV 테스트 레티클의 테스트 이미지의 강도 변동을 상기 테스트 이미지의 CD 변동으로 변환하고, (iii) 상기 제1 CDU 맵을 플레어 교정 CD 변동 맵에 맞추고(fitting), 및 (iv) 제2 CDU 맵을 발생하기 위해 상기 테스트 이미지의 제1 CDU 맵으로부터 상기 플레어 교정 CD 변동 맵을 감산함으로써 발생된다.
추가의 양태에 있어서, CDU 맵은 EUV 테스트 레티클의 설계 데이터 없이 발생된다. 다른 양태에 있어서, 상기 변환, 맞춤 및 감산을 위한 동작은 후속 EUV 테스트 레티클에 대한 다른 변환 계수를 계산함이 없이 사전 계산된 변환 계수에 기초하여 복수의 후속 EUV 테스트 레티클에 대하여 반복된다. 일 양태에 있어서, 맞춤 동작은 ∑x,y[ΔCD(x,y)/CD(x,y)-f(coeff, F(x,y))]2과 같은 합을 최소화함으로써 수행되고, 여기에서 상기 합은 ΔCD(x,y)/CD(x,y)로 표시되는 제1 CDU 맵의 포인트에 대하여 취해지고 f(coeff, F(x,y))는 F의 다항식이며, 여기에서 F(x,y)는 패턴 밀도 맵을 계산하고 상기 패턴 밀도 맵을 점 확산 함수(point-spread function)와 콘볼빙(convolving)함으로써 추정되는 플레어 강도의 맵이고, f(coeff, F(x,y))는 플레어 강도에 대한 CD 보상의 추정치이다.
다른 실시형태에 있어서, CDU 맵은 (i) EUV 테스트 레티클의 설계 데이터에 기초하여 CD 측정을 위한 선택된 특징들을 식별하고, (ii) 상기 테스트 이미지의 상기 선택된 특징들에 대한 아이소포컬 한계 강도 점(isofocal threshold intensity point)들 간의 거리를 측정하고 CD 바이어스를 특징짓는 단일 파라미터의 플로팅(floating) 중에 상기 설계 데이터로부터 발생된 시뮬레이트 기준 이미지와 테스트 이미지 간의 차를 최소화함으로써 상기 선택된 특징들에 대한 CD를 측정하고, (iii) 상기 측정된 CD에 기초하여 CD 변동을 결정하고, (iv) 상기 설계 데이터에 기초하여 교정 CD 변동을 결정하고, 및 (v) CDU 맵을 발생하기 위해 상기 테스트 이미지의 CD 변동으로부터 상기 교정 CD 변동을 감산함으로써 발생된다.
다른 실시형태에 있어서, 본 발명은 EUV 레티클을 검사하기 위한 검사 시스템과 관련된다. 시스템은 입사 빔을 발생하기 위한 광원과, 입사 빔을 EUV 레티클에 지향시키기 위한 조명 광학 모듈과, 입사 빔에 응답하여 상기 EUV 레티클로부터 반사된 출력 빔을 지향시키기 위한 수집 광학 모듈과, 상기 출력 빔을 검출하고 상기 출력 빔에 대한 이미지 또는 신호를 발생하기 위한 센서와, 전술한 방법 중의 하나 이상을 수행하도록 구성된 제어기를 포함한다.
본 발명의 상기 및 다른 양태들은 도면을 참조하여 이하에서 더 구체적으로 설명된다.
도 1은 예시적인 EUV 레티클의 개략적 측면도이다.
도 2는 EUV 포토리소그래피 공정에서 EUV 레티클과 웨이퍼의 상관관계를 보인 측면도이다.
도 3은 본 발명의 제1 구현 예에 따라 EUV 레티클을 검사하는 절차를 보인 흐름도이다.
도 4는 본 발명의 제2 구현 예에 따라 EUV 레티클을 검사하는 절차를 보인 흐름도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시형태에 따른, 테스트 레티클에 대하여 결정된 CDU 곡선과 추론된 CD 플레어 곡선 간의 최적의 맞춤을 도식적으로 보인 도이다.
도 6은 사전 계산된 아이소포컬 한계를 이용하여 강도 이미지로부터 획득되는 CD 측정치의 획득을 보인 도이다.
도 7은 본 발명의 제3 구현 예에 따라 EUV 레티클을 검사하는 절차를 보인 흐름도이다.
도 8은 본 발명의 기술이 구현될 수 있는 예시적인 검사 시스템의 개략도이다.
도 9는 본 발명의 기술이 구현될 수 있는 광학 검사 도구의 일부 요소들을 도식적으로 보인 도이다.
도 2는 EUV 포토리소그래피 공정에서 EUV 레티클과 웨이퍼의 상관관계를 보인 측면도이다.
도 3은 본 발명의 제1 구현 예에 따라 EUV 레티클을 검사하는 절차를 보인 흐름도이다.
도 4는 본 발명의 제2 구현 예에 따라 EUV 레티클을 검사하는 절차를 보인 흐름도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시형태에 따른, 테스트 레티클에 대하여 결정된 CDU 곡선과 추론된 CD 플레어 곡선 간의 최적의 맞춤을 도식적으로 보인 도이다.
도 6은 사전 계산된 아이소포컬 한계를 이용하여 강도 이미지로부터 획득되는 CD 측정치의 획득을 보인 도이다.
도 7은 본 발명의 제3 구현 예에 따라 EUV 레티클을 검사하는 절차를 보인 흐름도이다.
도 8은 본 발명의 기술이 구현될 수 있는 예시적인 검사 시스템의 개략도이다.
도 9는 본 발명의 기술이 구현될 수 있는 광학 검사 도구의 일부 요소들을 도식적으로 보인 도이다.
이하의 설명에서, 본 발명의 완전한 이해를 제공하기 위해 다수의 특정 세부가 개시된다. 본 발명은 이러한 특정 세부의 일부 또는 전부가 없이 실시될 수 있다. 다른 예에 있어서, 잘 알려져 있는 컴포넌트 또는 처리 동작은 본 발명을 불필요하게 불명료하게 하지 않도록 자세히 설명하지 않았다. 비록 본 발명이 특정 실시형태와 관련하여 설명되지만, 이 설명은 본 발명을 특정 실시형태로 제한하는 의도가 없다는 것을 이해할 것이다.
극자외선(EUV) 리소그래피 공정은 전형적으로 EUV 파장, 예를 들면 13.5 nm의 파장으로 웨이퍼에서의 패터닝을 촉진하도록 설계된 EUV형 레티클을 이용한다. 도 1은 예시적인 EUV 레티클의 일부의 개략적 측면도이다. 도시된 것처럼, EUV 레티클(100)은 낮은 열팽창(LTE) 또는 초저 팽창(ULE) 유리판과 같은 기판(102)을 포함할 수 있다.
기판은 EUV 파장으로 리소그래픽 노광을 수행하기 위해 EUV 파장에서의 적당한 반사율(예를 들면, 60-70% 또는 그 이상)을 제공하도록 복수의 물질 층(104)으로 덮여진다. 다층 스택(104)은 EUV 방사선의 흡수를 최소화하고 EUV 방사선의 반사를 최대화하는 브래그(Bragg) 반사체로서 소용된다. 반사는 일반적으로 서로 다른 굴절률의 물질들 간의 계면에서 발생하고, 굴절률의 차가 클수록 반사율이 더 높다. 극히 낮은 파장에 노출되는 물질의 굴절률이 약 1과 같지만, 상이한 굴절률의 교호하는 층들을 가진 복수의 층을 사용함으로써 상당한 반사가 달성될 수 있다. 상기 다층 스택은 또한 입사 방사선이 적은 손실로 반사되도록 흡수성이 낮은 물질로 될 수 있다. 소정 실시형태에 있어서, 상기 복수의 층(104)은 약 7 nm 피치로 배치된 몰리브데늄(Mo) 층과 실리콘(Si) 층의 약 30-40(또는 40-50) 교호 쌍을 포함한다. 다른 적당한 층은 Mo2C와 Si, Mo와 베릴륨(Be), 몰리브데늄 루테늄(MoRu)과 Be의 교호 층들을 포함할 수 있다.
상기 복수의 층(104)들은 산화를 방지하기 위한 Ru와 같은 캐핑 층을 포함할 수 있다. 다른 실시형태에 있어서, EUV 레티클은 석영, 반사방지 코팅(antireflective coating, ARC), 및 기타의 특징을 포함할 수 있다. 소정의 패턴(예를 들면, 106a 및 106b)은 상기 복수의 층(104) 위에 배치되는 흡수층에 형성된다. 예를 들면, 얇은 반사방지 산화물이 위에 형성된 탄탈 붕소 질화물 막이 EUV 흡수재로서 작용한다. 레티클 패턴용으로 사용되는 물질은 초미세 해상도 특징을 달성하기 위해 에칭 바이어스가 거의 제로로 되도록 선택될 수 있다.
일반적으로, 임의의 적당한 EUV 포토리소그래피 공정은 EUV 레티클을 통해 웨이퍼에서 포토레지스트 층을 노출시키도록 구현될 수 있다. 도 2는 EUV 포토리소그래피 공정에서 레티클과 웨이퍼의 상관관계를 보인 측면도이다. 포토리소그래피 시스템의 광원은 EUV 레티클과 함께 사용하기에 적합한 임의의 적당한 방사선을 생성한다. 예를 들면, 약 11~14 nm 사이의 EUV 파장 또는 더 낮은 소프트 x-선 파장이 활용될 수 있다. 특정의 구현 예에 있어서, 약 13.5 nm의 파장이 생성된다.
포토리소그래피 중에, EUV 레티클의 복수의 층(104)으로부터 반사된 방사선(206)은 웨이퍼 기판(204) 상에 형성된 레지스트 층(202)에서 흡수된다. 흡수된 방사선은 포토레지스트가 현상된 때 EUV 레티클의 흡수재 패턴 층(예를 들면, 106a)에 대응하는 웨이퍼 기판(204)의 레지스트 층(202)에 노출된 패턴을 형성하는 광산(photoacid)(H+) 및 확대된 광산(예를 들면, 208a, 208b)을 생성한다. EUV 레티클과 웨이퍼 사이의 반사성 이미징 광학계는 명확성을 위해 도 2에서 생략되었다.
EUV 리소그래피의 사용 전에, 광학 레티클 패턴은 웨이퍼 상에 동일한 다이를 생성하는 동일한 다이 패턴을 갖도록 설계되었다. 이와 대조적으로, EUV 레티클은 웨이퍼 상에 동일한 다이를 생성하는 상이한 다이 패턴을 갖도록 설계된다. 그 이유 중의 하나는 리소그래피 프로젝터의 필드가 아크 형상을 갖는다는 것이다. 웨이퍼와 레티클은 상기 아크에 수직한 방향으로 상기 필드를 통하여 동기적으로 주사(scan)된다. 마스크에서 중심 광선의 방위각은 아크 형상 필드를 따라 변한다. 빔 주사와 관련된 수평 특징 대 수직 특징과 같은 다른 유형의 특징은 상이한 그림자 효과를 야기한다. 이러한 차이는 아크를 따라 변한다. 그러므로, 주사 방향으로 정렬된 다이들은 다른 필드 위치에 있는 다이들보다 더 작다. 다이들이 레티클 위에서 다른 패턴을 갖는 두번째 이유는 노광 필드의 가장자리가 되기도 하는 다이의 가장자리가 노광 필드 내에 있는 다이의 가장자리와 다를 수 있다는 것이다. 리소그래피 프로젝터는 웨이퍼를 층계화(step)하고 웨이퍼의 비노출부에서 주사를 반복한다. 이웃하는 노광 필드의 가장자리는 중첩된다. 중첩하는 가장자리는 2회 노출되고 코너는 4회 노출될 수 있다. 회로 패턴은 복수회 노출되지 않고, 노광 필드의 가장자리에서 레티클의 반사를 감소시키기 위해 측정이 이루어질 수 있다. 그럼에도 불구하고, 이중 노광에 의해 노광 필드의 가장자리에서 플레어 노광의 미세한 차를 야기할 수 있다. 레티클에서 다이 패턴들 간에 차이를 발생하는 가능한 세번째 이유는 리소그래피 도구의 시야(FOV)와 관련한 광의 다른 부분이 상이한 산란 특성을 나타낸다는 것이다. 예를 들면 다른 광학 경로(예를 들면, 상이한 각 및 상이한 표면 평활도 특성)로부터의 광은 FOV에 걸쳐 다르게 산란할 것이다. 레티클 패턴은 일반적으로 플레어 효과라고 부르는 상기 상이한 산란 효과를 보상하도록 설계될 필요가 있다. 레티클의 상이한 FOV 위치는 중심 광선의 상이한 플레어 레벨 및 상이한 방위각을 보상하도록 다르게 설계될 수 있다.
레티클이 플레어 교정을 위해 상이한 FOV 위치에 대하여 상이한 다이 패턴을 가지는 경향이 있기 때문에, 임계 치수 균일성(CDU)을 특징짓거나 또는 레티클에 걸쳐서 실제 임계 치수(CD)를 측정하는 것이 곤란할 수 있다. 즉, 레티클의 CD 특성은 중심 광선의 플레어 및 방위각 의존성을 보상하는 레티클 패턴으로 설계된 CD 차에 의해 비대칭(skew)으로 될 수 있다.
본 발명의 소정 실시형태는 광학 검사 도구로부터 획득된 강도 결과에 기초하여 CD 특성을 결정하고 상기 결정된 CD 특성으로부터 보상 CD 특성(예를 들면, 플레어 또는 다른 유형의 CD 교정 변동)을 필터링하는 기술을 제공한다. 일반적으로, EUV 레티클에 걸쳐 CD 변동치 또는 측정치가 획득되고, 그 결과들은 플레어 및 중심 광선 방위각 변동과 같은 필드 위치 의존 효과(field-position-dependent effect)에 대한 설계 보상 전에 설계자의 의도와 관련하여 획득된다. 다시 말하면, 보상 CD 특성은 잡음원으로서 취급되고, 플레어 또는 중심 광선 방위각 변동 및 그들의 보상이 없는 경우에 존재하는 레티클의 CD 특성을 보상 CD 특성이 가리지 않도록 제거된다. 특정 구현 예에 있어서, 검사 결과 또는 CD 특성은 수직/수평 특징 바이어스를 고려하는 방식으로 결정된다.
제1 검사 및 측정 접근법에 있어서, 플레어 보상 및 수직/수평 바이어스를 고려하기 위해 설계 데이터베이스가 이용된다. 도 3은 본 발명의 제1 구현 예에 따라 EUV 레티클을 검사하는 절차(300)를 보인 흐름도이다. 검사 절차(300)는 레티클을 제조한 후 그러한 레티클이 포토리소그래피 공정에 사용되기 전에 및 레티클이 하나 이상의 포토리소그래피 공정에 사용된 후의 임의의 시간에 레티클에서 수행될 수 있다. 또한, 하기의 동작이 레티클의 임의의 하나 이상의 부분에 대하여 적용될 수 있다. 예를 들면, 레티클 이미지는 복수의 프로세서에 의해 처리되는 복수의 패치 이미지로서 정의될 수 있다. 레티클 패치는 테스트 패치 데이터에 대하여 병렬로 동작하는 프로세서에 분배될 수 있다. 비록 필수적인 것은 아니지만, 도 3의 동작은 레티클 이미지의 복수의 패치에 대하여 병렬로 수행될 수 있다.
처음에, EUV 레티클의 테스트 이미지가 단계 301에서 획득된다. 일 실시형태에 있어서, 레티클의 패치 부분을 주사하여 전체 레티클로부터 강도 데이터를 획득할 수 있다. 각 패치는 단일 다이 또는 복수의 다이를 포함할 수 있다. 패치는 특수한 시스템 및 응용 필요조건에 따라서 임의의 크기 및 형상을 가질 수 있다. 일반적으로, 레티클을 임의의 적당한 방법으로 주사함으로써 각각의 패치 부분에 대한 복수의 강도 값이 획득될 수 있다. 예를 들면, 각각의 패치에 대한 복수의 강도 값은 레티클을 래스터 주사(raster scan)함으로써 획득될 수 있다. 대안적으로, 이미지는 원형 또는 소용돌이 패턴과 같은 임의의 적당한 패턴으로 레티클을 주사함으로써 획득될 수 있다. 물론, 센서(하나 이상)가 다르게(예를 들면, 원형 패턴으로) 배치되어야 할 수 있고 및/또는 레티클이 주사 중에 레티클로부터 원형 또는 소용돌이 형상으로 주사하기 위해 다르게 이동(예를 들면, 회전)될 수 있다.
일례로, 레티클이 검사/계측 도구의 센서를 지나서 이동할 때, 레티클의 직사각형 영역(여기에서는 "스와쓰"(swath)라고 부름)으로부터 검출되고 상기 검출된 광은 스와쓰의 각 패치 내의 복수의 포인트에서 복수의 강도 값으로 변환된다. 이 실시형태에 있어서, 검사/계측 도구의 센서는 레티클로부터 반사된 광을 수신하고 레티클의 패치의 스와쓰에 대응하는 강도 데이터를 그로부터 발생하기 위해 직사각형 패턴으로 배치된다. 특정 예에 있어서, 각각의 스와쓰는 백만개의 픽셀 폭 및 약 1000~2000개의 픽셀 높이를 가질 수 있고, 각각의 패치는 약 1000개의 픽셀 폭 및 약 1000~2000개의 픽셀 높이를 가질 수 있다. 일례로서, 각각의 픽셀은 72nm의 사이즈를 갖는다.
각각의 강도 데이터 집합은 레티클의 "스와쓰"에 대응할 수 있다. 각각의 강도 데이터 집합은 지그재그(serpentine) 또는 래스터 패턴으로 레티클로부터 스와쓰를 순차적으로 주사함으로써 획득될 수 있다. 예를 들면, 레티클(600)의 제1 스와쓰는 제1 강도 집합을 획득하기 위해 좌에서 우로 광학 검사 시스템의 광 빔에 의해 주사된다. 그 다음에, 제2 스와쓰는 제2 강도 집합을 획득하기 위해 우에서 좌로 주사된다. 각각의 스와쓰 데이터 집합은 복수의 패치로 또한 분할될 수 있다. 각 스와쓰의 각 패치 내의 복수의 포인트에 대하여 강도 데이터를 수집하는 동안 또는 그 후에, 각 패치의 임의 부분에 대하여, 또는 예를 들면 각 테스트 이미지의 하나 이상의 패치의 집합에 대하여 평균 강도 값이 또한 결정될 수 있다.
각 패치의 강도 값은 임의의 적당한 방식으로 구성된 광학 검사 도구를 이용하여 획득될 수 있다. EUV 레티클의 경우에, 광학 검사 도구는 일반적으로 반사 강도 값을 획득하기 위해 "레시피"(recipe) 또는 동작 파라미터의 집합으로 구성된다. 레시피 설정은 특정 패턴의 픽셀 사이즈로 레티클을 주사하기 위한 설정, 단일 신호로부터 인접 신호들을 그룹화하기 위한 설정, 포커스 설정, 조명 또는 검출 개구 설정, 입사 빔 각 및 파장 설정, 다른 검출기 설정, 반사 광량에 대한 설정 등 중에서 하나 이상을 포함할 수 있다.
단계 302에서는 설계 데이터베이스가 제공될 수 있다. 설계 데이터베이스는 광학 이미지의 강도 변동과 CD 변동 간에서 변환하기 위한 변환 계수(k)를 결정하기 위해 사용될 수 있다. 변환 계수는 상기 설계 데이터로부터 레티클 모델의 구성을 모델링하고 기준 이미지를 발생하도록 상기 레티클 모델의 광학적 검사를 모델링하기 위해 상기 설계 데이터에 엄격한 전자기 시뮬레이션을 수행함으로써 결정될 수 있다. 예를 들면, 상기 모델은 설계 다각형의 코너를 둥글게 하는 것과 같은 실제 테스트 레티클을 형성하도록 설계 패턴을 변경하는 것과 동일한 방법으로 상기 설계 데이터 패턴을 변경하기 위한 처리를 시뮬레이트함으로써 레티클 패턴을 시뮬레이트한다. 상기 모델은 또한 실제 테스트 레티클로부터 테스트 이미지를 발생하도록 특수 검사 도구를 모델링함으로써 상기 시뮬레이트된 레티클 패턴으로부터 발생된 기준 이미지를 시뮬레이트한다. 더 구체적으로, 모델은 시뮬레이트되는 레티클로부터 광이 반사되는 법 및 검사 도구의 광학계 및 센서에 의해 검출되는 법을 시뮬레이트하고, 상기 검출된 광에 기초하여 기준 이미지를 시뮬레이트한다. 레티클 제조 시뮬레이션 및 검사 도구 시뮬레이션을 위한 예시적인 모델링 소프트웨어는 캘리포니아 밀피타스에 소재하는 KLA-Tencor로부터 입수가능한 프로리쓰(PROLITH™)이다.
설계 데이터에 기초하여 기준 이미지를 시뮬레이트하기 위한 동조가능 모델 파라미터의 제1 집합이 먼저 단계 304에서 선택될 수 있다. 이 모델은 또한 설계 데이터에 또한 적용되어 단계 304에서 시뮬레이트된 기준 레티클 이미지를 발생한다. 전형적으로 결함은 레티클 이미지의 픽셀들 중 작은 백분율을 나타내기 때문에, 결함을 제외한 대부분의 모델링된 기준 레티클 이미지의 픽셀은 동조가능 모델 파라미터가 최적화된 때 테스트 이미지와 정합된다. 즉, 모델이 실제 테스트 레티클이 만들어지는 법 및 테스트 이미지가 선택된 검사 도구에 의해 상기 테스트 레티클로부터 획득되는 법을 매우 밀접하게 시뮬레이트한 경우, 시뮬레이트된 기준 이미지는 또한 테스트 이미지와 밀접하게 정합되는 경향이 있다. 따라서, 테스트 레티클을 구성하기 위해 사용한 특수한 레티클 처리 및 테스트 이미지를 발생하기 위해 사용한 검사 도구가 이해되고 정확히 모델링되면, 테스트 이미지와 매우 밀접하게 정합하는 정확한 기준 이미지(및 이미지가 형성되는 법)이 시뮬레이트될 수 있다.
모델의 동조가능 파라미터는 대응하는 레티클 이미지를 발생하기 위해 임의의 적당한 형태를 취할 수 있다. 동조가능 파라미터는 설계 데이터로부터 기준 레티클을 구성하기 위한 코너 라운딩 량, 레티클 물질 속성(예를 들면, 조성 및 치수), 패턴 밀도 의존 바이어스 등과 같은 레티클 기록 특성, 및 테스트 레티클로부터 테스트 이미지를 발생하기 위해 사용되는 동일한 광학적 검사 도구를 모델링하기 위한 조명 및 검출 개구 설정, 편광, 포커스, 수차(aberration) 특성, 파장, 픽셀 사이즈, 입사각 등과 같은 검사 도구 특성에 속할 수 있다. 검사 도구 모델은 설계 데이터에 기초하여 기준 이미지를 구성하기 위해, 모델링된 기준 레티클 패턴에 적용된다. 모델링된 기준 이미지는 임의의 결함 없이 설계 데이터에 의해 구성된 레티클이 검사 도구의 센서에 이미징되는 법에 대응한다.
선택된 동조가능 파라미터의 각각의 집합을 이용하여 설계 데이터에 모델을 적용한 후에, 단계 306에서, 상기 발생된 기준 이미지와 대응하는 테스트 이미지 간의 최적 정합이 달성되었는지 결정할 수 있다. 예를 들면, 각각의 특수한 테스트 패치 이미지는 설계 데이터베이스부로부터 발생된 대응하는 기준 패치 이미지와 비교된다. 각각의 테스트 이미지 및 대응하는 기준 이미지는 다양한 강도 값을 가진 복수의 픽셀을 포함할 수 있다. 대안적으로, 테스트 및 기준 레티클 부분은 레티클 부분에서 복수의 xy 위치에 대한 복수의 강도 값으로 표시될 수 있다.
동조가능 파라미터는 동조 파라미터 값의 상이한 조합을 선택함으로써 특정 수의 반복이 수행된 후에 최적의 정합을 발생할 것이다. 예를 들면, 최적의 정합은 테스트 이미지와 모델링된 기준 이미지 간에 최소의 차이를 야기하는 파라미터들의 집합에 대응할 수 있다. 최적의 정합은 2개의 이미지의 차의 규정량(norm)이 정합의 조정가능한 파라미터의 변경에 의해 실질적으로 감소될 수 없는 경우의 조건으로서 정의될 수 있다. 적당한 규정량은 2개의 이미지의 픽셀 간 차(pixel by pixel difference)의 제곱의 합의 제곱근 또는 상기 차의 제곱의 합이다.
예시된 실시형태에 있어서, 만일 특정 기준 이미지와 테스트 이미지 간의 최적 정합이 발견되지 않으면, 다음의 동조가능 파라미터의 집합이 모델링을 위해 선택되고, 그 집합이 단계 304에서 설계 데이터에 적용되어 새로운 기준 이미지를 생성한다. 파라미터 값들의 다음 집합은 기준 이미지와 테스트 이미지 간의 최적 정합이 발견될 때까지 단계 304에서 반복적으로 선택된다.
최적 정합이 발견되면, 테스트 이미지와 기준 이미지 간의 강도 차가 또한 결함으로서 신호(flag)되고 저장될 수 있다. 이러한 결함은 그 결함이 사양 내에 있는지 여부를 판단하기 위해 또한 분석될 수 있다. 예를 들면, 결함은 그러한 결함이 실제 결함인지, 오류 결함인지 또는 노이즈인지 판단하기 위해 분석될 수 있다.
최적 정합을 야기한 최종 모델은 그 다음에 단계 308에서 강도 변동과 임계 치수 균일성(CDU) 사이에서 변환하기 위한 변환 계수(k)를 결정하기 위해 사용될 수 있다. 변환 계수(k)는 그 다음에 단계 310에서 CDU 맵을 발생하기 위해 테스트 이미지의 상이한 시야(FOV) 위치에 대한 CD 변동을 결정하기 위해 사용될 수 있다. 예를 들면, k는 레티클에 걸친 필드 내 CD 변동을 결정하기 위해 테스트 이미지 강도 값에 적용된다. 특정의 구현 예에 있어서, CDU는 전체 평균(global average) 또는 우세(dominant) CD 값과 관련한 특정 레티클 부분에 대한 우세 또는 평균 CD 값에 대응한다. 상기 글로벌 평균 또는 우세 CD 값은 전체 레티클 또는 레티클의 일부에 대하여 발견될 수 있다.
특정의 구현 예에 있어서, ΔI/I와 ΔCD/CD 간의 관계는 ΔCD/CD = k(피치, CD)*ΔI/I의 공식에 의해 표시되고, 여기에서 I는 측정된 평균 강도(예를 들면, 약 100 ㎛ 길이 범위 내에서)를 나타내고, ΔI는 전체 평균화 강도로부터의 변동을 나타낸다. 변수 k는 최종 모델과 관계된 변환 계수이다. 즉, 변환 계수(k)는 최종 모델의 최종 파라미터에 의존한다. 변환 계수(k)에 대한 상기 수학식에서, 피치(p) 및 CD에 대한 그 의존성은 1차원 패턴의 경우를 예시하기 위한 것이다. 2차원의 경우에는 p 및 CD가 다각형 또는 사다리꼴 형태인 패턴의 실제 묘사에 의해 교체될 수 있다.
변환 계수는 임의의 적당한 방식으로 결정될 수 있다. 예를 들면, 모델은 특정 피치 또는 명목상 CD, 예를 들면 100 nm를 가진 선 특징의 제1 집합에 적용될 수 있다. 모델은 상기 100 nm 특징에 대한 제1 평균 강도 값을 출력한다. 상기 선 특징의 제1 집합의 CD는 그 다음에 변경되고(명목상 CD로부터) 모델은 상기 특징의 제1 집합에 대한 결과적인 강도 변화를 출력한다. 즉, 시뮬레이트된 레티클 패턴의 CD는 변경될 수 있고, 최종의 모델이 상기 조정된 CD 변화에 적용되어 모델링된 레티클 이미지의 대응하는 모델링된 강도 변화를 출력한다. CD의 변화와 강도의 변화 간의 관계(k)는 레티클 모델의 복수의 CD 변화를 통한 반복에 의해 결정될 수 있다. 이 처리는 임의 수 및 임의 유형의 특징에 적용될 수 있다. 임의의 2차원 패턴에 대하여, 모든 방위에서 특징 사이즈의 균등한 팽창 또는 수축은 1차원이 아닌 특징에 대한 변환 계수를 획득하기 위해 적용될 수 있다.
특정의 구현 예에 있어서, 변환 계수는 다른 CD 변동 값을 다른 강도 변동 값에 관련시키는 표 형태를 취한다. 다른 기술에 있어서, k 계수는 CD 변동 값을 획득하기 위해 강도 변동 값에 적용될 수 있는 수학식의 형태를 취한다. 여하튼, 테스트 이미지로부터의 측정된 강도 변동 값은 각각의 FOV 측정 위치에 대한 CD 변동 값으로 효과적으로 변환될 수 있다. 예를 들면, 이 변환 계수(k)는 단계 310에서 CDU 맵을 발생하기 위하여 테스트 이미지의 다른 시야(FOV) 위치에 대한 CD 변동을 결정하기 위해 사용될 수 있다.
설계 데이터에 기초하여, 플레어 보상에 기인하는 다른 FOV 위치의 CD 변화는 단계 312에서 플레어 맵을 발생하기 위해 결정될 수 있다. 예를 들면, 유사한 유형의 패턴 특징(예를 들면, 선 패턴)들 간의 CD 차가 레티클에 걸쳐 결정될 수 있다. 다른 접근법으로, CD 차는 전형적으로 EDA(전자 설계 자동화) 동작에서 설계 데이터에 추가되고, 교정 전 및 교정 후(예를 들면, 플레어 교정 후) 설계 데이터는 CD 보상 값을 결정하기 위해 제공될 수 있다. 특정의 구현 예에 있어서, 교정 전 설계 데이터의 CD는 교정 후 설계 데이터의 CD와 비교되고, 그러한 CD 차는 교정(예를 들면, 플레어) 맵으로서 규정된다. 이 교정 CD 맵은 그 다음에 단계 314에서 (플레어 보상 없이) 테스트 중인 EUV 레티클의 실제 CDU 맵을 결정하기 위해 테스트 이미지에 대하여 결정된 CDU 맵으로부터 감산될 수 있다.
패턴 방위는 상기 패턴 차를 분리하여 고려하기 위해 CDU 맵을 결정하기 위한 처리로 또한 인수분해될 수 있다. 예를 들면, 설계 템플릿은 특정 레티클 부분의 특정 피치 및 방위 값을 특정하기 위해 사용될 수 있다. 대안적으로, 설계 데이터 패턴은 1차원 수평 또는 수직 선 또는 공간과 같은 특정 패턴을 찾기 위해 분석될 수 있다. 예를 들면, 다른 피치 및 방위를 가진 다른 레티클에 대하여 다른 변환 계수가 발생될 수 있다. 특정의 구현 예에 있어서, 수직 특징은 각을 이룬 입사 빔과 관련한 특징의 방위가 EUV 스캐너에서의 "그림자 효과"라고 부르는 반사 강도에 다르게 영향을 줄 것이다. 그 결과, 소정의 패턴이 그들의 방위와 관계없이 최종 웨이퍼에서 동일하게 되도록 의도되더라도, 그러한 EUV 레티클에서의 패턴은 그들의 방위에 따라서 실질적으로 상이한 사이즈를 가질 것이다. 그러므로, 그들의 변환 계수(k)는 수평 및 수직 특징들이 강도 측정을 통한 CDU 맵의 구성시에 별도로 고려될 수 있을 정도로 충분히 다를 수 있다. 즉, 수평 특징에 대한 교정 CD 맵은 수직 특징의 교정 CD 맵과는 별도로 획득될 수 있다. 이러한 별도의 교정 맵은 그 다음에 각각의 테스트 이미지 특징으로부터 획득된 CDU 맵으로부터 별도로 감산될 수 있다. 최종의 분리된 CDU 맵들은 그 다음에 결합되거나 또는 포토리소그래피 공정의 교정을 위해 분리된 채 유지될 수 있다.
CDU 맵이 제공된 후, 단계 316에서 레티클이 검사를 통과하였는지 상기 맵에 기초하여 결정할 수 있다. 예를 들면, 사용자는 CD 변동의 크기를 분석하여 그러한 CD 변동이 미리 규정된 사양 내에 있는지 결정할 수 있다. 대안적으로, 임의의 CD 변동이 미리 규정된 한계 이상(또는 이하)인지를 자동화 공정에 의해 결정할 수 있다. 만일 CD 변동이 미리 규정된 한계 이상(또는 이하)이면, 대응하는 레티클 부분은 그 다음에 레티클이 결함이 있고 더 이상 사용할 수 없는지 결정하기 위해 더 주의깊게 검토될 수 있다. 예를 들면, SEM은 상기 결함 영역을 검토하여 임계 치수(CD)가 실제로 사양을 벗어나는지 결정하기 위해 사용될 수 있다.
만일 레티클이 검사/측정을 통과하면, 그러한 레티클은 단계 320에서 웨이퍼를 제조하기 위해 사용될 수 있다. 정확하게 결정된 CDU 맵은 또한 그러한 레티클을 이용한 웨이퍼의 제조 중에 레티클에 걸쳐 도즈(dose) 레벨을 효과적으로 관리하기 위해 활용될 수 있다. 예를 들면, 레티클에서 특정 위치의 CDU 맵은 레티클의 그러한 특정 위치에 대한 포토리소그래피 광의 도즈 교정을 위해 맵된다.
만일 레티클이 검사/측정을 통과하지 못하면, 그 레티클은 단계 318에서 버려지거나 또는 만일 가능하다면 보수될 수 있다. 예를 들면, 소정 결함이 레티클로부터 세정되거나 제거될 수 있다. 보수 후의 임의의 시간에 레티클에 대한 검사가 수행될 수 있고 절차(300)가 반복된다. 상기 보수 도구 중의 하나는 제이스(Zeiss)의 CDC 도구이다.
이 설계 데이터베이스 접근법은 강도 기반 CD 특성에 최상으로 적합되는 특징들을 사용할 수 있게 한다. 추가로, "양호한" 설계가 테스트 중인 레티클에 대하여 사용한 특정 레티클 제조 공정 및 검사 도구를 시뮬레이트하기 위해 사용되어 공정 및 도구 효과가 소거되게 하기 때문에, 이 접근법은 시스템 수차 및 노이즈(예를 들면, 포커스 에러)에 대한 민감도가 낮다. 이 접근법은 선, 공간 및 접촉 특징과 잘 작용할 것이다.
설계 데이터베이스를 이용할 수 없거나 처리 시간 및 자원이 제한된 검사/계측 시스템의 경우에는 CD 균일성을 결정하기 위해 다른 접근법을 사용할 수 있다. 일 접근법에 있어서, 변환 계수(예를 들면, 변환 표)는 공지의 CD 변동을 가진 샘플 레티클에 기초하여 사전 계산된다. 이 샘플 레티클의 설계 데이터베이스를 또한 이용할 수 있다. 그러나, 상기 사전 계산은 1회 수행될 수 있고, 그 다음에 그러한 테스트 레티클에 대한 설계 데이커베이스의 사용 없이 상기 샘플 레티클과 상이한 패턴을 가진 다른 테스트 레티클에 대하여 사용된다.
도 4는 본 발명의 제2 구현 예에 따라 EUV 레티클을 검사하는 절차를 보인 흐름도이다. 처음에, 단계 402에서 공지의 CD 변동을 가진 샘플 EUV 레티클로부터 샘플 이미지가 획득된다. 이 샘플 레티클은 플레어 보상을 위한 CD 변동을 포함할 수 있고 포함하지 않을 수도 있는 다른 CD 변동을 가진 임의 수 및 임의 유형의 패턴을 가질 수 있다. 이 샘플 이미지는 단계 404에서 공지의 CD 및 측정된 샘플 레티클의 강도에 기초하여 변환 계수를 사전 계산하기 위해 사용될 수 있다(예를 들면, 변환 표의 형태로).
변환 계수는 그 다음에 다른 레티클 설계와 함께 나중의 사용을 위해 저장될 수 있다. 그러나, 테스트 레티클에 대하여 사용된 특정 처리를 위한 최적의 변환 계수 집합을 달성하기 위해 각각의 특정 마스크 제조 공정, 마스크 물질 및 검사 도구에 대한 새로운 변환 계수 집합이 사전 계산되는 것이 바람직하다. 이러한 테스트 레티클은 도구 건강 조정 처리와 관련될 수 있고, 그 동안에 이들 테스트 레티클(그들의 데이터베이스와 함께)로부터의 광학 이미지는 변환 계수를 결정하기 위해 사용될 수 있다.
검사/측정 중인 각각의 새로운 레티클에 대하여, 단계 406에서 예를 들면 테스트 이미지가 획득될 수 있다. 사전 계산된 변환 계수(k)는 단계 410에서 전술한 바와 같이 CDU 맵을 발생하기 위해 테스트 이미지의 다른 FOV 위치에 대한 CD의 변화를 결정하기 위해 사용될 수 있다.
CDU 맵은 그 다음에 단계 412에서 레티클에 걸쳐 발생된 플레어 맵에 맞추어진다. 일반적으로, 임의 유형의 곡선 맞춤 기술이 사용될 수 있다. 플레어 보상을 위한 CD는 레티클에 걸쳐 포물선 형상(볼록 또는 오목)으로 변하는 경향이 있기 때문에, 결정된 CDU 곡선은 최소 제곱(또는 최소 제곱 거리) 접근법에 기초하여 조정되는 다항식 플레어 보상 곡선에 맞추어질 수 있다. 다른 곡선 맞춤 접근법은 발생된 플레어 곡선으로서 임의 수 및 임의 유형의 함수의 합 또는 푸리에 급수를 이용하는 것, 대수 또는 기하학적 맞춤을 구현하는 것 등을 포함할 수 있다.
일례로, 결정된 CDU 맵과 플레어에 대한 CD 보상의 조정가능한 맵 간의 차는 최소화될 수 있다. 최소화되는 양은 ∑x,y[ΔCD(x,y)/CD(x,y)-f(coeff, F(x,y))]2으로서 표현될 수 있고, 여기에서 상기 합은 CDU 맵의 포인트에 대하여 취해지고 f(coeff, F)는 F의 다항식이다. F(x,y)는 플레어 강도의 맵이다. 일 실시형태에 있어서, F는 패턴 강도의 맵을 먼저 계산하고 그 다음에 패턴 강도 맵을 점 확산 함수와 콘볼빙함으로써 추정된다. 함수 f(coeff, F(x,y))는 플레어 강도에 대한 CD 보상의 추정치이다. 상기 차를 최소화함으로써, 다항식 계수 "coeff"의 집합이 추론될 수 있다. 특정의 예에 있어서, F는 플레어 맵이고 c*F-d*F2은 플레어를 보상하기 위한 상대적 CD 변화이며, 여기에서 c와 d는 추론된다.
도 5는 본 발명의 일 실시형태에 따른, 테스트 레티클에 대하여 결정된 CD 변동(ΔCD/CD) 곡선(502)과 추론된 CD 플레어 곡선(504) 간의 최적의 맞춤을 도식적으로 보인 도이다. 각각의 곡선은 레티클 위치의 함수로서의 CD 변동(결정된 또는 추론된 플레어 보상)을 나타낸다. 예시된 곡선은 레티클의 한쪽 가장자리로부터 다른 쪽 가장자리까지 연장한다.
CD 변동 데이터와 추론된 플레어 곡선 간의 최소화된 차가 발견되면, 그 차는 플레어 보상을 포함하지 않는 CD 변동을 나타낸다. CD 변동은 CDU 맵을 구성하기 위해 사용될 수 있다. 도시된 바와 같이, 차(506)는 의도된 플레어 보상 CD 변동에 의해 야기되지 않는 CD 변동을 나타낸다.
다시 도 4를 참조하면, 상기 계산된 플레어 맵은 그 다음에 단계 414에서 플레어 보상 없는 CDU 맵을 획득하기 위해 상기 결정된 CDU 맵으로부터 감산될 수 있다. 예를 들면, 플레어 보상 없는 CDU 맵은 상기 수학식 (ΔCD/CD-f(coeff, F))에 의해 결정되고, 여기에서 F는 가장 가까운 플레어 맵이다.
그 다음에, 단계 416에서 레티클이 통과하였는지 결정할 수 있다. 만일 레티클이 통과하였으면, 단계 420에서 CDU 맵에 기초하여 도즈를 교정하는 동안 상기 레티클을 사용할 수 있다. 그렇지 않으면, 레티클은 단계 418에서 보수되거나 버려질 수 있다.
또 다른 접근법에 있어서, 개별 특징 기반 CD 특성이 설계 데이터베이스에 기초하여 사용된다. 도 7은 본 발명의 제3 구현 예에 따라 EUV 레티클을 검사하는 절차를 보인 흐름도이다. 처음에, 단계 702에서 CD 측정을 위한 선택된 특징을 찾기 위해 설계 데이터베이스가 검색된다. 예를 들면, 1차원 선 또는 공간 특징이 적당한 특징을 특정하는 미리 규정된 템플릿 또는 패턴 인식 알고리즘을 이용하여 찾아진다.
검사/측정 중인 EUV 레티클의 테스트 이미지가 그 다음에 단계 706에서 획득될 수 있다. 테스트 레티클의 선택된 특징의 CD 측정치를 획득하기 위해 임의의 적당한 기술을 이용할 수 있다. 제1의 예시적인 접근법에 있어서, CD는 단계 707에서 사전 계산된 아이소포컬 한계에 기초하여 테스트 이미지의 각각의 선택된 특징으로부터 측정된다. 도 6은 사전 계산된 아이소포컬 한계를 이용하여 강도 이미지로부터 CD 측정치를 획득하는 것을 보인 것이다. 이 도 6은 테스트 레티클 영역의 선 특징(602)의 CD(603)를 측정하기 위해 사전 계산된 아이소포컬 한계를 이용하는 것을 보인 것이다. 아이소포컬 한계는 초점에 대한 CD 측정의 감도를 최소화하고, 그러한 한계는 다른 초점들에서의 동일한 패턴의 이미지들의 집합으로부터 사전 계산될 수 있다.
레티클 선 특징(602)에 대하여 강도 곡선(606a, 606b)으로 나타낸 바와 같이, 다른 강도 값 집합은 예를 들면 검사 도구에서의 다른 초점 설정을 위해 선 특징(602)에 대하여 획득될 수 있다. 비록 이러한 선 특징(602)에 대한 강도 값이 초점 설정과 관련하여 위로 또는 아래로 이동할 수 있지만, 다른 강도 곡선이 2개의 지점에서 교차하는 아이소포컬 한계 강도 값이 있고, 이것은 CD를 측정하기 위해 사용될 수 있다. 다시 말해서, 만일 강도가 선 특징(602)에 수직한 선(610)을 따라 복수의 위치에서 측정되고 아이소포컬 한계를 알고 있으면, CD는 그러한 아이소포컬 한계와 동일한 강도 값 포인트(608a, 608b)들 간의 위치 거리(612)로서 측정될 수 있다. 따라서, 레티클에 걸친 CD 측정치는 테스트 레티클 이미지에 걸친 선 특징(또는 다른 유형의 특징)에 대한 강도 값으로부터 획득될 수 있다.
도 7의 단계 708에 나타낸 바와 같은 제2의 접근법에 있어서, 각각의 선택된 특징에 대한 CD 측정치는 CD 바이어스를 특징짓는 단일 모델 파라미터를 조정함으로써 설계 데이터에 기초한 모델링된 기준 이미지와 상기 테스트 이미지 간의 차를 최소화함으로써 결정될 수 있다. 조정가능한 CD 바이어스는 설계 데이터에 적용될 수 있고, 기준 이미지는 CD 바이어스의 현재 값에 기초하여 최종 모델을 이용하여 계산된다. 기준 이미지는 실제 CD 바이어스가 조정가능 CD 바이어스의 추정치와 같을 때 검사 도구/현미경에 의해 관측될 것으로 기대되는 이미지이다. 기준 이미지와 테스트 이미지 간의 차의 규정량을 최소화하는 CD 바이어스의 값은 CD 바이어스의 최상 추정치, 예를 들면 측정치로서 정의될 수 있다. 일 실시형태에 있어서, 이미지들 간의 차의 규정량은 테스트 이미지와 기준 이미지의 픽셀들 간 차의 제곱을 합산함으로써 획득될 수 있다. 상기 규정량을 최소화하는 CD 바이어스는 레벤버그-마쿼트(Levenberg-Marquardt) 알고리즘 또는 가우스-뉴튼 알고리즘을 이용하여 계산될 수 있다.
CD 측정치가 테스트 이미지로부터 획득되는 법과 관계없이, CDU 맵은 그 다음에 단계 710에서 CD 측정치로부터 발생될 수 있다. 예를 들면, ΔCD/CD는 레티클에 걸쳐 복수의 선택된 특징 위치에 대하여 결정된다. 플레어 CD 맵이 또한 단계 712에서 교정(플레어 교정) 전 및 교정 후 설계 데이터에 기초하여(또는 다른 기술에 기초하여) 발생될 수 있다. 이 교정 CD 맵은 그 다음에 단계 714에서 테스트 레티클에 대한 플레어 보상 없이 CDU 맵을 결정하기 위해 상기 테스트 이미지로부터 결정된 CDU 맵으로부터 감산될 수 있다.
그 다음에, 단계 716에서 레티클이 통과하였는지 결정할 수 있다. 만일 레티클이 통과하였으면, 단계 720에서 CDU 맵에 기초하여 도즈를 교정하는 동안 상기 레티클을 사용할 수 있다. 그렇지 않으면, 레티클은 단계 718에서 보수되거나 버려질 수 있다.
이 최종의 접근법에 있어서, 큰 면적의 반복 패턴을 획득할 필요는 없다. 따라서, 로직(비 반복성) 패턴을 이용하여 CDU 맵을 발생할 수 있다. 또한, CDU 맵을 결정하기 위한 이 CD 측정 접근법은 CD 측정을 수행함에 있어서 최상으로 작용하는 적당한 특징 또는 특성이 설계 데이터베이스로부터 선택되기 때문에 매우 정확할 수 있다.
본 발명의 기술은 하드웨어 및/또는 소프트웨어의 임의의 적당한 조합으로 구현될 수 있다. 도 8은 본 발명의 기술이 구현될 수 있는 예시적인 검사 시스템(800)의 개략도이다. 검사 시스템(800)은 검사 시스템 또는 검사기(도시 생략됨)로부터 입력(802)을 수신할 수 있다. 검사 시스템(800)은 또한 수신된 입력(802)을 분배하기 위한 데이터 분배 시스템(예를 들면, 804a, 804b), 수신된 입력(802)의 특정 부분/패치를 처리하기 위한 강도 신호(또는 패치) 처리 시스템(예를 들면, 패치 프로세서 및 메모리(806a, 806b)), CDU 맵을 발생하기 위한 CDU 맵 발생기 시스템(예를 들면, CDU 맵 발생기 프로세서 및 메모리(812)), 검사 시스템 컴포넌트들 간의 통신을 가능하게 하는 네트워크(예를 들면, 전환형 네트워크(808)), 선택사양인 대용량 기억 장치(816), 및 강도 데이터, CD 측정치 및/또는 CDU 맵을 검토하기 위한 하나 이상의 검사 제어 및/또는 검토 스테이션(예를 들면, 810)을 포함할 수 있다. 검사 시스템(800)의 각 프로세서는 전형적으로 하나 이상의 마이크로프로세서 집적 회로를 포함하고, 인테페이스 및/또는 메모리 집적 회로를 또한 포함하며, 추가로 하나 이상의 공유형 및/또는 전체 메모리 소자에 결합될 수 있다.
입력 데이터(802)를 발생하기 위한 검사 데이터 획득 시스템(도시 생략됨)은 레티클의 강도 신호 또는 이미지를 획득하기 위한 임의의 적당한 기기(예를 들면, 여기에서 추가로 설명되는 것)의 형태를 취할 수 있다. 예를 들면, 검사기는 레티클로부터 하나 이상의 광 센서에 반사된 검출 광의 일부에 기초하여 광학 이미지를 구성하거나 레티클의 일부의 강도 값을 발생할 수 있다. 검사기는 그 다음에 강도 값을 출력할 수 있고, 또는 이미지가 검사기로부터 출력될 수 있다.
검사기 또는 검사 도구는 입사 광 빔이 레티클의 각 패치에 걸쳐 주사할 때 반사 광을 검출 및 수집하도록 동작할 수 있다. 전술한 바와 같이, 입사 광 빔은 복수의 패치를 각각 포함하는 레티클 스와쓰에 걸쳐 주사할 수 있다. 광은 이 입사 빔에 응답하여 각 패치의 복수의 포인트 또는 하위 영역(subarea)으로부터 수집된다.
검사 도구는 일반적으로 상기 검출된 광을 강도 값에 대응하는 검출 신호로 변환하도록 동작할 수 있다. 검출 신호는 레티클의 상이한 위치에서 상이한 강도 값에 대응하는 진폭 값을 가진 전자기 파형의 형태를 취할 수 있다. 검출 신호는 강도 값의 단순한 리스트 및 관련 레티클 포인트 좌표의 형태를 또한 취할 수 있다. 검출 신호는 레티클 상의 상이한 위치 또는 주사 점에 대응하는 상이한 강도 값을 가진 이미지의 형태를 또한 취할 수 있다. 강도 이미지는 레티클의 모든 위치가 주사되고 검출 신호로 변환된 후에 발생될 수 있고, 또는 전체 레티클이 주사된 후에 완료되는 최종 강도 이미지에 의해 각각의 레티클 부분이 주사된 때 강도 이미지의 일부가 발생될 수 있다.
다른 검사 응용에 있어서, 입사 광 또는 검출 광은 임의의 적당한 공간 개구(spatial aperture)를 임의의 적당한 입사 각으로 통과하여 임의의 입사 광 또는 검출 광 프로파일을 생성할 수 있다. 예로서, 프로그램가능한 조명 또는 검출 개구를 이용하여 쌍극자, 사극자, 퀘이사(quasar), 환형 등과 같은 특수한 빔 프로파일을 생성할 수 있다. 특정의 예에 있어서, 픽셀화 조명 기술이 구현될 수 있다. 프로그램가능한 조명 또는 특수 개구는 레티클 상의 소정 패턴에 대한 특징 콘트라스트(feature contrast)를 향상시킬 목적으로 사용될 수 있다.
강도 또는 이미지 데이터(802)는 네트워크(808)를 통해 데이터 분배 시스템에 의해 수신될 수 있다. 데이터 분배 시스템은 수신된 데이터(802)의 적어도 일부를 저장하기 위한 RAM 버퍼와 같은 하나 이상의 메모리 소자와 관련될 수 있다. 바람직하게, 총 메모리는 전체 데이터 견본(swatch)을 저장할 정도로 충분히 크다. 예를 들면, 1 기가바이트의 메모리는 1000개의 픽셀 또는 포인트마다 백만개인 견본에 대하여 잘 작용한다.
데이터 분배 시스템(예를 들면, 804a, 804b)은 프로세서(예를 들면, 806a, 806b)에 대한 수신 입력 데이터(802)의 일부의 분배를 또한 제어할 수 있다. 예를 들면, 데이터 분배 시스템은 제1 패치의 데이터를 제1 패치 프로세서(806a)에 전송하고 제2 패치의 데이터를 패치 프로세서(806b)에 전송할 수 있다. 복수의 패치에 대한 복수의 데이터 집합이 또한 각각의 패치 프로세서에 전송될 수 있다.
패치 프로세서는 레티클의 적어도 일부 또는 패치에 대응하는 강도 값 또는 이미지(뿐만 아니라 기준 이미지)를 수신할 수 있다. 패치 프로세서는 수신된 데이터 부분을 저장하는 것과 같은 로컬 메모리 기능을 제공하는 DRAM 소자 등의 하나 이상의 메모리 소자(도시 생략됨)에 각각 결합되거나 상기 메모리 소자와 통합될 수 있다. 바람직하게, 메모리는 레티클의 패치에 대응하는 데이터를 저장할 정도로 충분히 크다. 대안적으로, 패치 프로세서는 메모리를 공유할 수 있다. 그 일례는 인텔의 복수의 CPU이고, 여기에서는 각각의 코어가 패치 프로세서로 소용되고 다수의 코어가 메모리를 공유한다.
각각의 입력 데이터(802) 집합은 레티클의 스와쓰에 대응할 수 있다. 하나 이상의 데이터 집합은 데이터 분배 시스템의 메모리에 저장될 수 있다. 이 메모리는 데이터 분배 시스템 내의 하나 이상의 프로세서에 의해 제어될 수 있고, 메모리는 복수의 구획으로 나누어질 수 있다. 예를 들면, 데이터 분배 시스템은 스와쓰의 일부에 대응하는 데이터를 제1 메모리 구획(도시 생략됨)에서 수신하고, 다른 스와쓰에 대응하는 다른 데이터를 제2 메모리 구획(도시 생략됨)에서 수신할 수 있다. 바람직하게, 데이터 분배 시스템의 각각의 메모리 구획은 그 메모리 구획과 관련된 프로세서로 전송될 데이터 부분만을 유지한다. 예를 들면, 데이터 분배 시스템의 제1 메모리 구획은 제1 데이터를 유지함과 아울러 상기 제1 데이터를 패치 프로세서(806a)에 전송하고, 제2 메모리 구획은 제2 데이터를 유지함과 아울러 상기 제2 데이터를 패치 프로세서(806b)에 전송할 수 있다.
데이터 분배 시스템은 데이터의 각 데이터 집합을 임의의 적당한 데이터 파라미터에 기초하여 규정 및 분배할 수 있다. 예를 들면, 데이터는 레티클 상의 패치의 대응하는 부분에 기초하여 규정 및 분배될 수 있다. 일 실시형태에 있어서, 각각의 스와쓰는 그 스와쓰 내에서 픽셀의 수평 위치에 대응하는 한 범위의 컬럼 위치와 관련된다. 예를 들면, 스와쓰의 컬럼 0~256은 제1 패치에 대응하고, 이들 컬럼 내의 픽셀들은 하나 이상의 패치 프로세서에 전송되는 제1 이미지 또는 강도 값의 집합을 포함할 것이다. 마찬가지로, 스와쓰의 컬럼 257~512는 제2 패치에 대응하고, 이들 컬럼 내의 픽셀들은 다른 패치 프로세서에 전송되는 제2 이미지 또는 강도 값의 집합을 포함할 것이다.
검사 장치는 반도체 소자 또는 웨이퍼 및 광학 레티클뿐만 아니라 EUV 레티클 또는 마스크를 검사하는데 적합할 수 있다. 하나의 적당한 검사 도구는 캘리포니아 밀피타스에 소재하는 KLA-Tencor로부터 입수가능한 테론(Teron™) 레티클 검사 도구이다. 본 발명의 검사 장치를 이용하여 검사 또는 이미징될 수 있는 다른 유형의 샘플은 평판 디스플레이와 같은 임의의 표면을 포함한다.
검사 도구는 입사 광 빔을 발생하기 위한 적어도 하나의 광원, 입사 빔을 샘플에 조사하기 위한 조명 광학계, 입사 빔에 응답하여 상기 샘플로부터 방사된 출력 빔을 지향시키기 위한 수집 광학계, 상기 출력 빔을 검출하고 상기 출력 빔에 대한 이미지 또는 신호를 발생하기 위한 센서, 및 여기에서 구체적으로 설명한 바와 같이 검사 도구의 각 컴포넌트를 제어하고 CDU 맵 발생 기술을 가능하게 하는 제어기를 포함할 수 있다.
이하의 예시적인 검사 시스템에 있어서, 입사 빔은 임의의 적당한 간섭성 광의 형태를 가질 수 있다. 추가로, 입사 빔을 샘플로 지향시키고 샘플로부터 나오는 출력 빔을 검출기로 지향시키기 위해 임의의 적당한 렌즈 구성이 사용될 수 있다. 출력 빔은 샘플로부터 반사 또는 산란될 수 있고 또는 상기 샘플을 통하여 투과될 수 있다. EUV 레티클 검사를 위하여, 출력 빔은 샘플로부터 반사된다. 마찬가지로, 출력 빔을 수신하고 수신된 출력 빔의 특성(예를 들면, 강도)에 기초하여 이미지 또는 신호를 제공하기 위해 임의의 적당한 검출기 유형 또는 임의 수의 검출 요소를 사용할 수 있다.
도 9는 본 발명의 기술이 구현될 수 있는 광학 검사 도구의 일부 요소들을 도식적으로 보인 도이다. 시스템(900)은 EUV 레티클의 검사에 적합한 광원(902)을 포함한다. 광원의 일례는 준연속(quasi-continuous) 파 레이저이다. 소정의 실시형태에 있어서, 광원은 일반적으로 높은 펄스 반복률, 낮은 노이즈, 고출력, 안정성, 신뢰성 및 확장가능성을 제공할 수 있다. 비록 EUV 스캐너가 13.5 nm 파장에서 동작하지만, EUV 레티클의 검사 도구는 동일한 파장에서 동작할 필요가 없다는 점에 주목한다. 193 nm에서 동작하는 KLA-Tencor로부터의 테론 시스템은 EUV 레티클을 검사할 수 있는 것으로 입증되었다.
광원은 정밀한 빔 위치설정을 위한 빔 조향 장치 및 빔 조절 장치를 포함할 수 있고, 이들은 광 레벨 제어, 얼룩 노이즈 감소 및 높은 빔 균일성을 제공하기 위해 사용될 수 있다. 빔 조향 장치 및/또는 빔 조절 장치는 예를 들면 레이저와는 별도의 물리적 장치일 수 있다.
검사 시스템은 조명 광 빔을 검사 표면(912)에 집중시키기 위한 광학 요소 집합을 포함한다. 간단히 하기 위해, 도 9에는 집광 렌즈(904), 이미징 렌즈(908), 검출기 렌즈(913) 및 빔 스플리터(906)만이 도시되어 있다. 그러나, 이 기술에 숙련된 사람이라면 검사 시스템이 특정의 검사 기능을 달성하기 위해 필요한 다른 광학 요소들을 포함할 수 있다는 것을 이해할 것이다. 이미징 렌즈(908)는 특유의 낮은 수차 필요조건에 부합하기 위해 비교적 클 수 있다. 이미징 렌즈는 상이한 사이즈의 픽셀로 조정될 수 있다. 예를 들면 각 픽셀에 대하여 약 100 nm 미만, 더 구체적으로는 약 75 nm 미만 또는 60 nm 미만으로 조정될 수 있다.
샘플(910)은 검사 시스템(100)의 스테이지(도시 생략됨) 상에 배치될 수 있고, 검사 시스템(100)은 입사 빔과 관련하여 스테이지(및 샘플)을 이동시키기 위한 포지셔닝 메카니즘을 또한 포함할 수 있다. 예를 들면, 하나 이상의 모터 메카니즘은 각각 스크류 드라이브와 스테퍼 모터, 피드백 위치를 가진 선형 드라이브, 또는 밴드 액추에이터와 스테퍼 모터로 구성될 수 있다.
입사 빔이 샘플(910)에 부딪친 후, 광은 "출력 광" 또는 "출력 빔"의 형태로 샘플(910)로부터 반사 또는 산란될 수 있다. 검사 시스템은 또한 출력 광을 하나 이상의 검출기로 지향시키기 위한 임의의 적당한 렌즈 구성을 포함한다. 도시된 바와 같이, 반사 빔은 검출기(914)에 의해 수신될 수 있다. 소정의 실시형태에 있어서, 검출기는 시간 지연 적분(TDI) 검출기이다. 전형적인 TDI 검출기는 검사되는 표면의 동일 영역의 복수의 노출을 누산하여 입사 광 수집에 이용할 수 있는 적분 시간을 효과적으로 증가시킨다. 객체 움직임은 노출과 동기화되어 선명한 이미지를 보장한다. 일반적으로, 검출기는 트랜스듀서, 컬렉터, 전하 결합 소자(CCD) 또는 다른 유형의 방사선 센서를 포함할 수 있다.
도 9는 조명 광 빔이 검사 표면과 관련하여 실질적으로 수직한 각도로 샘플 표면(912)에 지향되는 경우의 예를 보인 것이다. 다른 실시형태에 있어서, 조명 광 빔은 빗각으로 지향되어 조명 빔과 반사 빔이 분리되게 할 수 있다. 이러한 실시형태에서는 검출기에 도달하기 전에 반사 광 빔의 영차(zero order) 성분을 감쇠시키기 위해 반사 빔 경로에 감쇠기가 배치될 수 있다. 더 나아가, 반사 광 빔의 영차 성분의 위상을 편이(shift)시키기 위해 반사 빔 경로에 이미징 조리개(imaging aperture)가 배치될 수 있다.
검출기는 전형적으로 검출기(914)로부터의 아날로그 신호를 처리를 위한 디지털 신호로 변환하도록 구성된 아날로그-디지털 변환기를 포함한 프로세서 시스템(916), 또는 더 일반적으로는 신호 처리 장치와 결합된다. 프로세서 시스템(916)은 하나 이상 반사 빔의 강도, 위상 및/또는 다른 특성을 분석하도록 구성될 수 있다. 프로세서 시스템(916)은 결과적인 테스트 이미지 및 다른 검사 특성들을 디스플레이하기 위한 사용자 인터페이스(예를 들면, 컴퓨터 스크린)을 제공하도록 구성될 수 있다(예를 들면, 프로그래밍 명령어에 의해). 프로세서 시스템(916)은 또한 입력을 제공하기 위한 하나 이상의 입력 장치(예를 들면, 키보드, 마우스, 조이스틱)를 포함할 수 있다. 프로세서 시스템(916)은 또한 예를 들면 검사 시스템 요소의 샘플 위치(예를 들면, 집속 및 주사) 및 기타의 검사 파라미터 및 구성을 제어하기 위해 스테이지(910)와 결합될 수 있다. 소정의 실시형태에 있어서, 프로세서 시스템(916)은 전술한 검사 기술을 실행하도록 구성된다. 프로세서 시스템(916)은 전형적으로 적당한 버스 또는 다른 통신 메카니즘을 통해 입력/출력 포트 및 하나 이상의 메모리에 결합된 하나 이상의 프로세서를 구비한다.
상기 정보 및 프로그램 명령어는 특수하게 구성된 컴퓨터 시스템에서 구현될 수 있기 때문에, 이러한 시스템은 컴퓨터 판독가능 매체에 저장될 수 있는 전술한 각종 동작을 수행하게 하는 프로그램 명령어/컴퓨터 코드를 포함한다. 기계 판독가능 매체의 예는, 비제한적인 예를 들자면, 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체; CD-ROM 디스크와 같은 광학 매체; 광디스크와 같은 자기 광학 매체; 및 판독 전용 메모리 소자(ROM) 및 랜덤 액세스 메모리(RAM)와 같은, 프로그램 명령어를 저장 및 수행하도록 특수하게 구성된 하드웨어 장치를 포함한다. 프로그램 명령어의 예는 컴파일러에 의해 생성된 것과 같은 머신 코드, 및 인터프리터를 이용하여 컴퓨터에서 실행될 수 있는 고급 코드를 내포한 파일을 포함한다.
상기 설명 및 도면은 시스템의 특정 컴포넌트로 제한되는 것으로 해석되어서는 안된다는 점 및 시스템은 여러 가지 다른 형태로 구현될 수 있다는 점에 주목하여야 한다. 예를 들면, 검사 또는 계측 도구는 레티클 또는 웨이퍼의 결함들을 검출하고 및/또는 중요한 특징 양태를 해결하도록 구성된 임의 수의 공지의 이미징 또는 계측 도구로부터 임의의 적당한 특징들을 가질 수 있는 것으로 예상된다. 예를 들면, 검사 또는 측정 도구는 명시야 이미징 현미경 검사, 암시야 이미징 현미경 검사, 풀 스카이 이미징(full sky imaging) 현미경 검사, 위상 대조 현미경 검사, 편광 대조 현미경 검사, 및 간섭성 프로브 현미경 검사용으로 적응될 수 있다. 타겟의 이미지를 포착하기 위해 복수의 이미지 방법들이 사용될 수 있는 것으로 또한 예상된다. 이러한 방법들은, 예를 들면, 단일 그랩(grab), 이중 그랩, 단일 그랩 간섭성 프로브 현미경 검사(coherence probe microscopy, CPM) 및 이중 그랩 CPM 방법을 포함한다. 산란계와 같은 비-이미징 광학 방법이 또한 검사 또는 계측 장치의 일부를 구성하는 것으로 또한 예상된다.
지금까지 본 발명을 명확한 이해를 목적으로 상세히 설명하였지만, 첨부된 특허 청구범위의 범위 내에서 소정의 변경 및 수정이 이루어질 수 있다는 것은 명백하다. 본 발명의 프로세스, 시스템 및 장치를 구현하는 많은 대안적인 방법이 있을 수 있다는 점에 주목하여야 한다. 예를 들면, 결함 검출 특성 데이터는 투과 출력 빔, 반사 출력 빔 또는 조합 출력 빔으로부터 획득될 수 있다. 따라서, 본 실시형태는 예시하는 것일 뿐 제한하는 것이 아니라고 생각하여야 하고, 본 발명은 여기에서 제공하는 세부로 제한되지 않는다.
Claims (26)
- 검사 도구를 이용하여 극자외선(extreme ultraviolet, EUV) 레티클을 검사하는 방법에 있어서,
검사 도구로, EUV 테스트 레티클에 걸친 강도 변동(intensity variation)을 특정하는 테스트 이미지 또는 신호를 상기 EUV 테스트 레티클로부터 획득하는 단계와;
임계 치수 균일성(critical dimension uniformity, CDU) 맵을 발생시키기 위해 상기 테스트 이미지 또는 신호의 강도 변동을 상기 EUV 테스트 레티클에 걸친 임계 치수(critical dimension, CD) 변동으로 변환하는 단계로서, 상기 CDU 맵은 상기 EUV 테스트 레티클을 제조하기 위한 설계 데이터로부터 비롯된 교정 CD 변동을 제거함으로써 발생되고, 상기 교정 CD 변동은 포토리소그래피 공정 동안에 포토리소그래피 도구의 시야(field of view, FOV)에 걸쳐 존재하는 차이(difference)를 보상(compensate)하도록 설계된 것인, 상기 변환하는 단계와;
상기 CDU 맵을 하나 이상의 메모리 소자에 저장하거나 또는 상기 CDU 맵을 디스플레이 장치 상에 디스플레이하는 단계
를 포함하는 극자외선 레티클 검사 방법. - 제1항에 있어서, 상기 CDU 맵은, 상기 FOV에 걸쳐 플레어(flare) 또는 방위각(azimuthal angle) 차이를 보상하기 위해, 상기 EUV 테스트 레티클에 대한 설계 데이터로의 플레어 교정 또는 방위각 CD 변동의 도입 전에 설계자의 의도와 관련하여 발생되는 것인 극자외선 레티클 검사 방법.
- 제1항에 있어서, 상기 CDU 맵은 수직 또는 수평 특징 바이어스(feature bias)를 고려하도록 발생되는 것인 레티클 검사 방법.
- 제1항에 있어서, 상기 테스트 이미지는 딥 자외선(deep ultraviolet, DUV) 파장에서 상기 검사 도구로 획득되는 것인 레티클 검사 방법.
- 제1항에 있어서, 상기 CDU 맵은,
상기 EUV 테스트 레티클에 대한 설계 데이터에 기초하여, 강도 변동과 CD 변동 간의 변환을 위한 변환 계수를 결정하는 동작과;
상기 테스트 이미지의 강도 변동을 상기 테스트 이미지에 대한 CD 변동으로 변환하는 동작과;
상기 설계 데이터에 기초하여, 상기 교정 CD 변동을 결정하는 동작과;
상기 CDU 맵을 발생시키기 위해 상기 교정 CD 변동을 상기 테스트 이미지에 대한 CD 변동으로부터 감산하는 동작
에 의해 발생되는 것인 레티클 검사 방법. - 제5항에 있어서, 상기 변환 계수는, 상기 설계 데이터로부터 레티클 모델의 구축을 모델링하기 위해 그리고 상기 테스트 이미지와 실질적으로 일치하는 기준 이미지를 발생시키도록 상기 레티클 모델의 검사를 모델링하기 위해 상기 설계 데이터에 모델을 적용하여 엄격한 전자기 시뮬레이션을 수행함으로써 결정되는 것인 레티클 검사 방법.
- 제6항에 있어서, 상기 테스트 이미지의 CD 변동은 상기 EUV 레티클에 대한 전체 평균(global average) 또는 우세(dominant) CD 값과 관련하여 상기 EUV 레티클의 복수의 위치들 각각에 대한 우세 또는 평균 CD 값을 특정하는 것인 레티클 검사 방법.
- 제7항에 있어서, 상기 변환 계수는 연관된 강도 및 CD 변동 값들의 표 형태를 취하는 것인 레티클 검사 방법.
- 제1항에 있어서, 상기 교정 CD 변동은 교정 전 설계 데이터와 교정 후 설계 데이터 간의 CD 차이를 결정함으로써 결정되는 것인 레티클 검사 방법.
- 제1항에 있어서, 상기 CDU 맵은,
샘플 레티클에 대한 설계 데이터 및 상기 샘플 레티클로부터 획득된 샘플 이미지에 기초하여, 강도 변동과 CD 변동 간의 변환을 위한 변환 계수를 미리 계산하는 동작과;
제1 CDU 맵을 발생시키기 위해, 상기 미리 계산된 변환 계수를 이용하여, 상기 EUV 테스트 레티클의 테스트 이미지의 강도 변동을 상기 테스트 이미지에 대한 CD 변동으로 변환하는 동작과;
상기 제1 CDU 맵을 플레어 교정 CD 변동 맵에 맞추는(fit) 동작과;
제2 CDU 맵을 발생시키기 위해, 상기 테스트 이미지에 대한 상기 제1 CDU 맵으로부터 상기 플레어 교정 CD 변동 맵을 감산하는 동작
에 의해 발생되는 것인 레티클 검사 방법. - 제10항에 있어서, 후속 EUV 테스트 레티클에 대한 다른 변환 계수를 계산하지 않고서, 상기 미리 계산된 변환 계수에 기초하여, 복수의 후속 EUV 테스트 레티클들에 대하여 상기 변환하는 동작, 상기 맞추는 동작, 및 상기 감산하는 동작을 반복하는 단계를 더 포함하는 레티클 검사 방법.
- 제10항에 있어서, 상기 맞추는 동작은 ∑x,y[ΔCD(x,y)/CD(x,y)-f(coeff, F(x,y))]2과 동일한 합을 최소화함으로써 수행되고, 상기 합은 ΔCD(x,y)/CD(x,y)로 표현되는 상기 제1 CDU 맵의 점(point)들에 대하여 취해진 것이고 f(coeff, F(x,y))는 F의 다항식이며, 여기서 F(x,y)는 패턴 밀도 맵을 계산하고 상기 패턴 밀도 맵을 점 확산 함수(point-spread function)와 콘볼빙(convolving)함으로써 추정되는 플레어 강도의 맵이고, 여기서 f(coeff, F(x,y))는 상기 플레어 강도에 대한 CD 보상의 추정치인 것인 레티클 검사 방법.
- 제1항에 있어서, 상기 CDU 맵은,
상기 EUV 테스트 레티클에 대한 설계 데이터에 기초하여, CD 측정을 위한 선택된 특징들을 식별하는 동작과;
상기 테스트 이미지에서의 상기 선택된 특징들에 대한 아이소포컬(isofocal) 문턱 강도 점들 간의 거리를 측정하는 것에 의해, 또는 CD 바이어스를 특징짓는 단일 파라미터의 플로팅 중에 상기 설계 데이터로부터 발생된 시뮬레이션된 기준 이미지와 상기 테스트 이미지 간의 차이를 최소화하는 것에 의해, 상기 선택된 특징들에 대한 CD를 측정하는 동작과;
상기 측정된 CD에 기초하여 CD 변동을 결정하는 동작과;
상기 설계 데이터에 기초하여, 상기 교정 CD 변동을 결정하는 동작과;
상기 CDU 맵을 발생시키기 위해 상기 테스트 이미지에 대한 CD 변동으로부터 상기 교정 CD 변동을 감산하는 동작
에 의해 발생되는 것인 극자외선 레티클 검사 방법. - EUV 레티클을 검사하기 위한 검사 시스템에 있어서,
입사 빔을 발생시키기 위한 광원과;
상기 입사 빔을 EUV 레티클 상에 지향시키기 위한 조명 광학 모듈과;
상기 입사 빔에 응답하여 상기 EUV 레티클로부터 반사된 출력 빔을 지향시키기 위한 수집 광학 모듈과;
상기 출력 빔을 검출하고 상기 출력 빔에 대한 이미지 또는 신호를 발생시키기 위한 센서와;
제어기
를 포함하고, 상기 제어기는,
상기 입사 빔에 응답하여, EUV 테스트 레티클에 걸친 강도 변동을 특정하는 테스트 이미지 또는 신호를 상기 EUV 테스트 레티클로부터 획득하는 동작과;
임계 치수 균일성(CDU) 맵을 발생시키도록 상기 테스트 이미지 또는 신호의 강도 변동을 상기 EUV 테스트 레티클에 걸친 임계 치수(CD) 변동으로 변환하는 동작으로서, 상기 CDU 맵은 상기 EUV 테스트 레티클을 제조하기 위한 설계 데이터로부터 비롯된 교정 CD 변동을 제거함으로써 발생되고, 상기 교정 CD 변동은 포토리소그래피 공정 동안에 포토리소그래피 도구의 시야(FOV)에 걸쳐 존재하는 차이를 보상하도록 설계된 것인, 상기 변환하는 동작과;
상기 CDU 맵을 하나 이상의 메모리 소자에 저장하거나 또는 상기 CDU 맵을 디스플레이 장치 상에 디스플레이하는 동작
을 수행하도록 구성된 것인 EUV 레티클을 검사하기 위한 검사 시스템. - 제14항에 있어서, 상기 CDU 맵은, 상기 FOV에 걸쳐 플레어 또는 방위각 차이를 보상하기 위해, 상기 EUV 테스트 레티클에 대한 설계 데이터로의 플레어 교정 또는 방위각 CD 변동의 도입 전에 설계자의 의도와 관련하여 발생되는 것인 검사 시스템.
- 제14항에 있어서, 상기 CDU 맵은 수직 또는 수평 특징 바이어스를 고려하도록 발생되는 것인 검사 시스템.
- 제14항에 있어서, 상기 테스트 이미지는 딥 자외선(DUV) 파장에서 검사 도구로 획득되는 것인 검사 시스템.
- 제14항에 있어서, 상기 CDU 맵은,
상기 EUV 테스트 레티클에 대한 설계 데이터에 기초하여, 강도 변동과 CD 변동 간의 변환을 위한 변환 계수를 결정하는 동작과;
상기 테스트 이미지의 강도 변동을 상기 테스트 이미지에 대한 CD 변동으로 변환하는 동작과;
상기 설계 데이터에 기초하여, 상기 교정 CD 변동을 결정하는 동작과;
상기 CDU 맵을 발생시키기 위해 상기 교정 CD 변동을 상기 테스트 이미지에 대한 CD 변동으로부터 감산하는 동작
에 의해 발생되는 것인 검사 시스템. - 제18항에 있어서, 상기 변환 계수는, 상기 설계 데이터로부터 레티클 모델의 구축을 모델링하기 위해 그리고 상기 테스트 이미지와 실질적으로 일치하는 기준 이미지를 발생시키도록 상기 레티클 모델의 검사를 모델링하기 위해 상기 설계 데이터에 모델을 적용하여 엄격한 전자기 시뮬레이션을 수행함으로써 결정되는 것인 검사 시스템.
- 제19항에 있어서, 상기 테스트 이미지의 CD 변동은 상기 EUV 레티클에 대한 전체 평균 또는 우세 CD 값과 관련하여 상기 EUV 레티클의 복수의 위치들 각각에 대한 우세 또는 평균 CD 값을 특정하는 것인 검사 시스템.
- 제20항에 있어서, 상기 변환 계수는 연관된 강도 및 CD 변동 값들의 표 형태를 취하는 것인 검사 시스템.
- 제18항에 있어서, 상기 교정 CD 변동은 교정 전 설계 데이터와 교정 후 설계 데이터 간의 CD 차이를 결정함으로써 결정되는 것인 검사 시스템.
- 제14항에 있어서, 상기 CDU 맵은,
샘플 레티클에 대한 설계 데이터 및 상기 샘플 레티클로부터 획득된 샘플 이미지에 기초하여, 강도 변동과 CD 변동 간의 변환을 위한 변환 계수를 미리 계산하는 동작과;
제1 CDU 맵을 발생시키기 위해, 상기 미리 계산된 변환 계수를 이용하여, 상기 EUV 테스트 레티클의 테스트 이미지의 강도 변동을 상기 테스트 이미지에 대한 CD 변동으로 변환하는 동작과;
상기 제1 CDU 맵을 플레어 교정 CD 변동 맵에 맞추는 동작과;
제2 CDU 맵을 발생시키기 위해, 상기 테스트 이미지에 대한 상기 제1 CDU 맵으로부터 상기 플레어 교정 CD 변동 맵을 감산하는 동작
에 의해 발생되는 것인 검사 시스템. - 제23항에 있어서, 후속 EUV 테스트 레티클에 대한 다른 변환 계수를 계산하지 않고서, 상기 미리 계산된 변환 계수에 기초하여, 복수의 후속 EUV 테스트 레티클들에 대하여 상기 변환하는 동작, 상기 맞추는 동작, 및 상기 감산하는 동작을 반복하는 것을 더 포함하는 검사 시스템.
- 제23항에 있어서, 상기 맞추는 동작은 ∑x,y[ΔCD(x,y)/CD(x,y)-f(coeff, F(x,y))]2과 동일한 합을 최소화함으로써 수행되고, 상기 합은 ΔCD(x,y)/CD(x,y)로 표현되는 상기 제1 CDU 맵의 점들에 대하여 취해진 것이고 f(coeff, F(x,y))는 F의 다항식이며, 여기서 F(x,y)는 패턴 밀도 맵을 계산하고 상기 패턴 밀도 맵을 점 확산 함수와 콘볼빙함으로써 추정되는 플레어 강도의 맵이고, 여기서 f(coeff, F(x,y))는 상기 플레어 강도에 대한 CD 보상의 추정치인 것인 검사 시스템.
- 제14항에 있어서, 상기 CDU 맵은,
상기 EUV 테스트 레티클에 대한 설계 데이터에 기초하여, CD 측정을 위한 선택된 특징들을 식별하는 동작과;
상기 테스트 이미지에서의 상기 선택된 특징들에 대한 아이소포컬 문턱 강도 점들 간의 거리를 측정하는 것에 의해, 또는 CD 바이어스를 특징짓는 단일 파라미터의 플로팅 중에 상기 설계 데이터로부터 발생된 시뮬레이션된 기준 이미지와 상기 테스트 이미지 간의 차이를 최소화하는 것에 의해, 상기 선택된 특징들에 대한 CD를 측정하는 동작과;
상기 측정된 CD에 기초하여 CD 변동을 결정하는 동작과;
상기 설계 데이터에 기초하여, 상기 교정 CD 변동을 결정하는 동작과;
상기 CDU 맵을 발생시키기 위해 상기 테스트 이미지에 대한 CD 변동으로부터 상기 교정 CD 변동을 감산하는 동작
에 의해 발생되는 것인 검사 시스템.
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