KR102256578B1 - Apparatus and method for ptychography imaging - Google Patents

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Abstract

피검사체(object)에 대한 타이코그래피 이미징 장치 및 방법이 개시된다. 타이코그래피 이미징 방법은, 상기 피검사체에 대해 검사광원(probe)을 조사하여 복수의 회절 패턴을 획득하는 단계; 상기 복수의 회절 패턴에 대한 위상을 산출하는 단계; 상기 산출된 위상 정보를 타이코그래피 반복 이미징의 초기 위상 정보로 입력하는 단계; 타이코그래피 반복 이미징을 수행하는 단계; 및 상기 타이코그래피 반복 이미징 결과로 최종 업데이트된 피검사체 및 검사광원 중 하나 이상에 대한 정보를 획득하는 단계를 포함할 수 있다. Disclosed is an apparatus and method for tyographic imaging of an object. A typographic imaging method, comprising: obtaining a plurality of diffraction patterns by irradiating an inspection light source (probe) on the subject; Calculating phases for the plurality of diffraction patterns; Inputting the calculated phase information as initial phase information for typographic repetitive imaging; Performing typographic repetitive imaging; And acquiring information on one or more of the test object and the test light source that are finally updated as a result of the repeated typography imaging.

Description

타이코그래피 이미징 장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD FOR PTYCHOGRAPHY IMAGING}Typographic imaging apparatus and method TECHNICAL FIELD

본 발명은 타이코그래피 이미징 장치 및 방법에 관한 것으로, 위상 가이드를 이용해 피검사체의 표면 이미지를 재구성하는 타이코그래피 이미징 장치 및 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a typography imaging apparatus and method, and relates to a typographic imaging apparatus and method for reconstructing a surface image of an object by using a phase guide.

타이코그래피 기술은 x-ray 영역의 파장을 이용한 투과형 광학계에서 사용하던 알고리즘으로, 반사형 광학계에 대한 타이코그래피 알고리즘은 연구가 진행 중에 있는 상황이다. 기존의 타이코그래피 알고리즘으로는 PIE(ptychographic iterative engine)와 여기서부터 파생된 Epie(extended PIE), pcPIE(position correcting PIE) 등이 있다. 종래의 기술에서는 초기 입력 정보인 위상 정보를 무작위 값으로 입력하여, 회절광 세기 제약조건 및 중첩 영역 제약조건을 이용하여 본래의 위상 정보를 복원한다. 파생된 ePIE, pcPIE의 경우, 제약조건의 오차로 인해 위상 복원의 오차가 발생하는 것을 해결하기 위한 추가적인 연산 과정이 포함되어 있다. Typography technology is an algorithm used in transmission-type optical systems using wavelengths in the x-ray range, and typography algorithms for reflection-type optical systems are being studied. Existing typography algorithms include ptychographic iterative engine (PIE), extended PIE (Epie), and position correcting PIE (pcPIE) derived therefrom. In the prior art, phase information, which is initial input information, is input as a random value, and the original phase information is restored using the diffracted light intensity constraint and the overlapped region constraint. In the case of the derived ePIE and pcPIE, an additional calculation process is included to solve the occurrence of an error in phase reconstruction due to an error in a constraint condition.

종래의 타이코그래피 기술은 최종 재구성 이미지의 품질 및 수렴 속도 결정에 중요한 역할을 하는 위상 정보 복원을 위해서 초기 입력 위상 값을 무작위로 설정하고, 회절광 세기의 제곱근 값을 연산 과정 중에 지속적으로 대입하여 주는 제약 조건과 회절패턴간의 상대적인 위치 정보를 제약 조건으로 사용한다. In the conventional typography technology, the initial input phase value is randomly set and the square root value of the diffracted light intensity is continuously substituted during the calculation process in order to restore phase information that plays an important role in determining the quality and convergence speed of the final reconstructed image. The relative position information between the constraint condition and the diffraction pattern is used as the constraint condition.

이 때 위상 정보를 참값과 근사하게 복원하기 위해서는 제약조건의 오차를 최소화하는 것이 필요하다. 하지만 이는 현실적으로 불가능하며, 제약조건의 오차에서 발생하는 오차로 인해 최종 복원되는 위상 값에도 오차가 발생하게 되어 정확도가 떨어지게 된다. 또한 위상 값을 복원하기 위한 연산 횟수가 증가하는 문제점 또한 발생한다. In this case, it is necessary to minimize the error of the constraint condition in order to restore the phase information to approximate the true value. However, this is not practically possible, and an error occurs in the finally restored phase value due to an error occurring in the error of the constraint condition, resulting in a decrease in accuracy. In addition, there is a problem that the number of operations for restoring the phase value increases.

즉, 종래의 기술과 같이 타이코그래피 이미징에서 초기 위상 정보를 무작위로 입력하게 될 경우, 제약 조건의 오차로 인해서 복원된 위상 값의 재현성이 없거나, 스태그네이션(stagnation) 현상으로 인해 위상 복원이 이루어지지 않는 문제들이 발생한다. In other words, when initial phase information is randomly input in typographic imaging as in the prior art, there is no reproducibility of the restored phase value due to an error in a constraint condition, or a phase restoration is not performed due to a stagnation phenomenon. Problems arise.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은, 피검사체(object)에 대한 타이코그래피 이미징 방법을 제공하는 데 있다.An object of the present invention for solving the above problems is to provide a typographic imaging method for an object to be inspected.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 다른 목적은, 타이코그래피 이미징 방법을 이용하는 장치를 제공하는 데 있다.Another object of the present invention for solving the above problems is to provide an apparatus using a typographic imaging method.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 또 다른 목적은 피검사체 검사 방법을 제공하는 데 있다.Another object of the present invention for solving the above problems is to provide a method for inspecting a subject.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 피검사체에 대한 타이코그래피 이미징 방법은, 상기 피검사체에 검사광원(probe)을 조사하여 복수의 회절 패턴을 획득하는 단계; 상기 복수의 회절 패턴에 대한 위상을 산출하는 단계; 상기 산출된 위상 정보를 타이코그래피 반복 이미징의 초기 위상 정보로 입력하는 단계; 타이코그래피 반복 이미징을 수행하는 단계; 및 상기 타이코그래피 반복 이미징 결과로 최종 업데이트된 피검사체 및 검사광원 중 하나 이상에 대한 정보를 획득하는 단계를 포함할 수 있다.A typographic imaging method for an object according to an embodiment of the present invention for achieving the above object includes: obtaining a plurality of diffraction patterns by irradiating an inspection light source (probe) on the object; Calculating phases for the plurality of diffraction patterns; Inputting the calculated phase information as initial phase information for typographic repetitive imaging; Performing typographic repetitive imaging; And acquiring information on one or more of the test object and the test light source that are finally updated as a result of the repeated typography imaging.

상기 복수의 회절 패턴에 대한 위상은 싱글 샷 결맞음성 회절 이미징(CDI)을 이용해 산출될 수 있다. The phases for the plurality of diffraction patterns may be calculated using single-shot coherence diffraction imaging (CDI).

상기 싱글 샷 CDI는 에러 감소 알고리즘(Error Reduction Algorithm; ERA) 또는 하이브리드 입력-출력(Hybrid Input-Output; HIO) 알고리즘을 이용하여 수행될 수 있다.The single-shot CDI may be performed using an error reduction algorithm (ERA) or a hybrid input-output (HIO) algorithm.

상기 타이코그래피 반복 이미징을 수행하는 단계는 회절광 세기 및 중첩 영역 정보에 대한 제약 조건을 적용하는 단계를 포함할 수 있다. The step of performing the typographic repetitive imaging may include applying constraints on the intensity of diffracted light and the overlapped region information.

상기 복수의 회절 패턴에 대한 위상은 상기 피검사체의 위상 및 검사광원의 위상이 컨벌루션(convolution)된 특성을 가진다.The phases of the plurality of diffraction patterns have a characteristic in which the phase of the object and the phase of the inspection light source are convolved.

산출된 상기 복수의 회절 패턴에 대한 위상은 상기 초기 위상 정보 중 피검사체의 초기 위상 정보로 입력될 수 있다. The calculated phases of the plurality of diffraction patterns may be input as initial phase information of the subject among the initial phase information.

상기 타이코그래피 이미징 방법은 상기 최종 업데이트된 피검사체에 대한 정보를 이용해 상기 피검사체의 표면 이미지를 재구성하는 단계를 더 포함할 수 있다.The typographic imaging method may further include reconstructing a surface image of the test subject using information on the last updated subject.

상기 다른 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 타이코그래피 이미징 장치는 적어도 하나의 프로세서 및 상기 프로세서를 통해 실행되는 적어도 하나의 명령을 저장하는 메모리를 포함할 수 있으며, 상기 적어도 하나의 명령은, 상기 프로세서로 하여금, 피검사체에 대해 검사광원을 조사하여 복수의 회절 패턴을 획득하도록 하는 명령; 상기 복수의 회절 패턴에 대한 위상을 산출하도록 하는 명령; 상기 산출된 위상 정보를 타이코그래피 반복 이미징의 초기 위상 정보로 입력하도록 하는 명령; 타이코그래피 반복 이미징을 수행하도록 하는 명령; 및 상기 타이코그래피 반복 이미징 결과로 최종 업데이트된 피검사체 및 검사광원 중 하나 이상에 대한 정보를 획득하도록 하는 명령을 포함할 수 있다. A typographic imaging apparatus according to an embodiment of the present invention for achieving the other object may include at least one processor and a memory for storing at least one instruction executed through the processor, and the at least one instruction The instructions for causing the processor to obtain a plurality of diffraction patterns by irradiating an inspection light source with respect to an object to be inspected; Instructions to calculate phases for the plurality of diffraction patterns; A command for inputting the calculated phase information as initial phase information for typographic repetitive imaging; Instructions to perform typographic repetitive imaging; And a command for obtaining information on at least one of the test object and the test light source that are finally updated as a result of the typographic repetitive imaging.

상기 복수의 회절 패턴에 대한 위상은 싱글 샷 결맞음성 회절 이미징(CDI)을 이용해 산출될 수 있는데, 싱글 샷 CDI는 에러 감소 알고리즘(Error Reduction Algorithm; ERA) 또는 하이브리드 입력-출력(Hybrid Input-Output; HIO) 알고리즘을 이용하여 수행될 수 있다.The phases for the plurality of diffraction patterns may be calculated using single-shot coherence diffraction imaging (CDI), and the single-shot CDI is an Error Reduction Algorithm (ERA) or Hybrid Input-Output; HIO) algorithm.

상기 타이코그래피 반복 이미징을 수행하도록 하는 명령은, 회절광 세기 및 중첩 영역 정보에 대한 제약 조건을 적용하도록 하는 명령을 포함할 수 있다. The command for performing the typographic repetitive imaging may include a command for applying a constraint on the intensity of the diffracted light and the overlapped area information.

또한, 상기 적어도 하나의 명령은, 상기 최종 업데이트된 피검사체에 대한 정보를 이용해 상기 피검사체의 표면 이미지를 재구성하도록 하는 명령을 더 포함할 수 있다. In addition, the at least one command may further include a command to reconstruct a surface image of the test subject using information on the last updated subject.

상기 복수의 회절 패턴에 대한 위상은 상기 피검사체의 위상 및 검사광원의 위상이 컨벌루션(convolution)된 특성을 가진다.The phases of the plurality of diffraction patterns have a characteristic in which the phase of the object and the phase of the inspection light source are convolved.

산출된 상기 복수의 회절 패턴에 대한 위상은 상기 초기 위상 정보 중 피검사체의 초기 위상 정보로 입력될 수 있다. The calculated phases of the plurality of diffraction patterns may be input as initial phase information of the subject among the initial phase information.

상기 최종 업데이트된 피검사체에 대한 정보는, 마스크 또는 펠리클(pellicle)이 결합된 마스크를 검사하는 데 사용될 수 있다.The last updated information on the subject may be used to inspect a mask or a mask to which a pellicle is attached.

상기 또 다른 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 피검사체 검사 방법은, 피검사체에 검사광원(probe)을 조사하여 복수의 회절 패턴을 획득하는 단계; 상기 복수의 회절 패턴에 대한 위상을 산출하는 단계; 상기 산출된 위상 정보를 타이코그래피 반복 이미징의 초기 위상 정보로 입력하는 단계; 타이코그래피 반복 이미징을 수행하는 단계; 및 상기 타이코그래피 반복 이미징 결과를 이용해 상기 피검사체의 표면 이미지를 재구성하는 단계를 포함할 수 있다. A test object inspection method according to an embodiment of the present invention for achieving the above another object includes: obtaining a plurality of diffraction patterns by irradiating an inspection light source (probe) on the test object; Calculating phases for the plurality of diffraction patterns; Inputting the calculated phase information as initial phase information for typographic repetitive imaging; Performing typographic repetitive imaging; And reconstructing a surface image of the subject by using the result of the repeated typography imaging.

여기서, 상기 피검사체는 극자외선 노광 공정용 마스크 또는 펠리클(pellicle)이 결합된 마스크일 수 있다.Here, the subject may be a mask for an extreme ultraviolet exposure process or a mask to which a pellicle is combined.

상기와 같은 본 발명의 실시예들에 따르면 타이코그래피 이미징시 중요하게 작용하는 위상 정보의 정확도를 향상시킴으로써, 극자외선 노광공정용 마스크 패턴 계측 및 검사에서 최종 이미지의 품질 및 수렴 속도를 향상시킬 수 있다. According to the embodiments of the present invention as described above, by improving the accuracy of phase information that is important during typography imaging, it is possible to improve the quality and convergence speed of the final image in the measurement and inspection of the mask pattern for the extreme ultraviolet exposure process. .

따라서, 극자외선 노광 공정용 마스크 검사에서 생산성 및 해상도를 향상 시킬 수 있다.Therefore, it is possible to improve the productivity and resolution in the mask inspection for the extreme ultraviolet exposure process.

도 1은 일반적인 타이코그래피 이미징의 일 예를 설명하기 위한 개념도이다.
도 2는 타이코그래피 이미징의 통상적인 방법의 일 예를 나타낸다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따라 위상 가이드를 이용한 타이코그래피 이미징 방법의 순서도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따라 HIO 연산을 이용해 초기 위상 정보를 획득하고 타이코그래피 이미징 수행하는 개념도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 타이코그래피 이미징 장치의 블록 구성도이다.
1 is a conceptual diagram illustrating an example of a typical typographic imaging.
2 shows an example of a conventional method of tyographic imaging.
3 is a flowchart of a tyography imaging method using a phase guide according to an embodiment of the present invention.
4 is a conceptual diagram of acquiring initial phase information and performing typographic imaging using HIO operation according to an embodiment of the present invention.
5 is a block diagram of a typographic imaging apparatus according to an embodiment of the present invention.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다. In the present invention, various modifications may be made and various embodiments may be provided, and specific embodiments will be illustrated in the drawings and described in detail in the detailed description. However, this is not intended to limit the present invention to a specific embodiment, it should be understood to include all changes, equivalents, and substitutes included in the spirit and scope of the present invention. In describing each drawing, similar reference numerals have been used for similar elements.

제1, 제2, A, B 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는 데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. "및/또는"이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다. Terms such as first, second, A, and B may be used to describe various elements, but the elements should not be limited by the terms. The above terms are used only for the purpose of distinguishing one component from another component. For example, without departing from the scope of the present invention, a first element may be referred to as a second element, and similarly, a second element may be referred to as a first element. The term “and/or” includes a combination of a plurality of related described items or any of a plurality of related described items.

어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다. When a component is referred to as being "connected" or "connected" to another component, it is understood that it may be directly connected or connected to the other component, but other components may exist in the middle. It should be. On the other hand, when a component is referred to as being "directly connected" or "directly connected" to another component, it should be understood that there is no other component in the middle.

본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.The terms used in the present application are only used to describe specific embodiments, and are not intended to limit the present invention. Singular expressions include plural expressions unless the context clearly indicates otherwise. In the present application, terms such as "comprise" or "have" are intended to designate the presence of features, numbers, steps, actions, components, parts, or combinations thereof described in the specification, but one or more other features. It is to be understood that the presence or addition of elements or numbers, steps, actions, components, parts, or combinations thereof does not preclude in advance.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.Unless otherwise defined, all terms used herein including technical or scientific terms have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art to which the present invention belongs. Terms as defined in a commonly used dictionary should be interpreted as having a meaning consistent with the meaning in the context of the related technology, and should not be interpreted as an ideal or excessively formal meaning unless explicitly defined in the present application. Does not.

본 발명은 중첩 영역이 발생하도록 획득한 여러 장의 회절 패턴을 연결하여 하나의 이미지를 획득하는 타이코그래피 알고리즘 기술에 관한 것으로, 보다 상세하게는 타이코그래피 이미징시 중요하게 작용하는 위상 정보의 정확도를 향상시키기 위해 위상 가이드 연산을 포함하는 알고리즘으로, 최종 이미지의 품질 및 수렴 속도를 향상시킬 수 있다. The present invention relates to a typography algorithm technology for acquiring a single image by connecting multiple diffraction patterns acquired so that an overlapping area occurs, and more particularly, to improve the accuracy of phase information, which is important during typographic imaging. It is an algorithm including a phase guide operation to improve the quality and convergence speed of the final image.

보다 구체적으로, 본 발명은 타이코그래피 이미징 과정에서 계산하는 위상 값을 보다 정확하고 고속으로 계산하기 위한 알고리즘에 관한 것이다. 초기 입력 위상 값을 무작위가 아닌, 각각의 회절 패턴에서 단일 샷(single shot) CDI 기술을 통해 먼저 계산한 위상 정보를 입력하여, 종래 기술보다 정확한 위상 정보와 연산 속도를 감소시킬 수 있다. More specifically, the present invention relates to an algorithm for calculating a phase value calculated in a typographic imaging process more accurately and at a high speed. The initial input phase value is not random, but by inputting the phase information calculated first through the single shot CDI technique in each diffraction pattern, it is possible to reduce the accurate phase information and calculation speed compared to the prior art.

이때, 다른 파장을 이용한 검사 및 계측 기술로는 극자외선 노광공정용 마스크의 특성을 올바르게 평가할 수 없기 때문에 EUV 파장을 이용한 관측 기술이 필요하다. 하지만, X-ray 및 EUV(극자외선) 파장에서 이미지 결상을 위한 렌즈의 제작은 짧은 파장으로 인해서 어려움이 존재하며, 수십 nm 수준의 해상도를 확보하기 위해서는 정교한 광학계 제어가 요구된다. 이 과정에서 발생하는 물리적 오차 제어의 어려움이 존재한다. 본 발명은 이미징 광학계 오차에서 발생하는 문제점을 해결하고, 생체시료의 손상을 최소화하고 피검사체의 특성을 올바르게 분석하고자 하는 관측 기술과 관련이 있다.At this time, since inspection and measurement techniques using different wavelengths cannot correctly evaluate the characteristics of the mask for the extreme ultraviolet exposure process, an observation technique using the EUV wavelength is required. However, manufacturing a lens for image formation at X-ray and EUV (extreme ultraviolet) wavelengths is difficult due to short wavelengths, and sophisticated optical system control is required to secure a resolution of several tens of nm. There is a difficulty in controlling the physical error that occurs in this process. The present invention relates to an observation technique that solves a problem arising from an error in an imaging optical system, minimizes damage to a biological sample, and correctly analyzes the characteristics of a subject.

타이코그래피 이미징에서 최종적으로 획득하고자 하는 정보는 피검사체의 표면 이미지 및 위상 정보이다. 이를 위해 회절광 정보와 제약 조건을 토대로 푸리에, 역푸리에 연산을 실시한다. 이 때 최종 이미지의 품질 및 수렴 속도를 결정하는 것은 제약 조건의 정확성이다. 제약 조건에 오차가 발생할 경우, 특히 복원 위상 값의 오차가 크게 발생한다. The information to be finally acquired in typographic imaging is the surface image and phase information of the subject. To this end, Fourier and inverse Fourier calculations are performed based on diffracted light information and constraint conditions. In this case, it is the accuracy of the constraint that determines the quality and convergence speed of the final image. When an error occurs in the constraint condition, a particularly large error in the reconstructed phase value occurs.

본 기술의 특성은 반복 연산을 통해서 실제에 가까운 참값을 복원하는 데 있으며, 제약 조건은 역문제 연산에서 참값에 가까운 근사값 복원에 가장 큰 영향을 미치는 파라미터이다. The characteristic of this technology is to restore the true value close to the real value through iterative operation, and the constraint condition is the parameter that has the greatest influence on the restoration of the approximate value close to the true value in the inverse problem operation.

본 발명에서는 앞서 살펴본 바와 같이 제약 조건의 오차로 인해 위상 복원에 오차가 발생하는 문제를 해결하고자 위상 가이드(phase-guide)를 위한 추가 연산을 도입한다. In the present invention, as described above, an additional operation for a phase-guide is introduced in order to solve the problem that an error occurs in phase restoration due to an error in a constraint condition.

이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. Hereinafter, preferred embodiments according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 일반적인 타이코그래피 이미징의 일 예를 설명하기 위한 개념도이다. 1 is a conceptual diagram illustrating an example of a typical typographic imaging.

도 1에서 그 개념을 도시하는 알고리즘은 PIE(ptychographic iterative engine)일 수 있다. The algorithm showing the concept in FIG. 1 may be a ptychographic iterative engine (PIE).

타이코그래피는 광원이 되는 각 프로브 위치에서의 STEM(scanning transmission electron microscope)으로부터 회절 데이터를 측정하고, 측정 결과인 4D 데이터 셋을 변환하여 위상을 도출하는 방식이다. 타이코그래피의 장점은 단지 회절 데이터만을 이용하고 시료(specimen)의 제약이 없으며, 비교적 넓은 범위의 뷰를 획득 가능하다는 점이다. 단점으로는 데이터 수집 시간이 매우 길고 시료의 드리프트 및 오염 문제가 있으며, 프로브가 매우 정교하게 움직여야 한다는 점이다.Typography is a method of measuring diffraction data from a scanning transmission electron microscope (STEM) at each probe position serving as a light source, and converting a 4D data set as a result of the measurement to derive a phase. The advantage of typography is that only diffraction data is used, there is no limitation on the specimen, and a relatively wide range of views can be obtained. The disadvantages are that the data collection time is very long, there is a problem of drift and contamination of the sample, and the probe has to be moved very precisely.

PIE(ptychographic iterative engine)는 이러한 단점을 극복하기 위해 제안된 기법으로, 타이코그래피와 반복 기법의 강점을 결합한 방식이다. 도 1을 참조하면, 해당 방법에서는 시료가 움직이지 않고, 입사광원(indident radiation source) 또는 시료 이후에 위치하는 개구(aperture)가 움이면서 여러 개의 회절 패턴(diffraction pattern)를 획득한다. PIE (ptychographic iterative engine) is a proposed technique to overcome these shortcomings and combines the strengths of typography and iterative techniques. Referring to FIG. 1, in the method, a sample does not move, and an indident radiation source or an aperture positioned after the sample moves to obtain several diffraction patterns.

이 방법은 정렬 문제를 피할 수 있고 렌즈가 필요하지 않기 때문에 보다 높은 해상도의 이미지를 획득할 수 있다. 이와 같은 타이코그래피 알고리즘은 극자외선 노광공정용 펠리클(pellicle)과 마스크의 표면 결함 및 패턴 손실을 대면적으로 이미징하는 데 사용 가능한 기술로서, 양산 공정 적용이 예상되는 극자외선 노광기술의 마스크 검사 기술에 적용될 수 있다. 극자외선 노광공정용 마스크 검사 기술은 확립되지 않은 상황으로, 다양한 종류의 검사기술의 연구개발이 진행 중에 있다. This method avoids the alignment problem and can obtain a higher resolution image because no lens is required. Such a typography algorithm is a technology that can be used to image surface defects and pattern loss of pellicles and masks for the extreme ultraviolet ray exposure process over a large area, and is suitable for the mask inspection technology of extreme ultraviolet ray exposure technology that is expected to be applied in the mass production process. Can be applied. As the mask inspection technology for the extreme ultraviolet exposure process has not been established, research and development of various types of inspection technologies are in progress.

타이코그래피 이미징은 피검사체에서 회절된 광원을 포집하여 이로부터 본래의 이미지를 역으로 산출하는 역문제 연산이다. 해당 기술은 위상 정보가 소실된 회절 패턴에 여러 가지 제약 조건을 설정하여 본래의 위상 및 이미지를 복원하는 결맞음성 회절 이미징(Coherent Diffraction Imaging; CDI)의 한 범주이다. Typographic imaging is an inverse problem operation that collects a light source diffracted from an object and calculates an original image from it inversely. This technology is a category of Coherent Diffraction Imaging (CDI) that restores the original phase and image by setting various constraints on the diffraction pattern in which the phase information is lost.

이와 같은 일반적인 타이코그래피 이미징은 소실된 위상 정보 복원을 위해 무작위 형태의 위상 정보를 초기 값으로 입력하여 푸리에, 역푸리에 변환의 반복 연산을 통해 피검사체의 위상을 탐색한다. 이 과정에서 회절 광 세기의 제곱근 값을 연산 과정 중 지속적으로 대입하고, 회절 패턴간 중첩영역 정보를 지정하는 제약 조건 삽입을 통해서 실제 위상 값을 계산할 수 있다. In such general typographic imaging, in order to restore lost phase information, phase information in a random form is input as an initial value, and the phase of an object is searched through iterative operations of Fourier and inverse Fourier transforms. In this process, the square root value of the diffraction light intensity is continuously substituted during the calculation process, and the actual phase value can be calculated by inserting a constraint condition specifying the overlapped region information between the diffraction patterns.

도 2는 타이코그래피 이미징의 통상적인 방법의 일 예를 나타낸다. 2 shows an example of a conventional method of tyographic imaging.

도 2를 참조하면, 통상적인 타이코그래피 이미징에서는 우선, 피검사체에 대한 이미징을 위해 회절 광 포집 과정을 통해 회절 패턴 데이터를 획득한다(S21). 각 회절 패턴 데이터는 피검사체(object)와 검사 광원(probe)의 컨벌루션(convolution) 관계로 이루어져 있다. Referring to FIG. 2, in conventional typographic imaging, first, diffraction pattern data is obtained through a diffraction light collection process for imaging an object (S21). Each diffraction pattern data consists of a convolutional relationship between an object and a probe.

이 때, 피검사체와 검사 광원에 대한 정보는 알 수 없으므로 초기 입력 정보로는 임의의 값이 제공되고, 임의의 초기 값을 이용해 타이코그래피 이미징 연산이 시작된다. 이때 임의의 초기 값은 객체에 대한 임의의 진폭 및 임의의 위상(random amplitude, random phase)(11), 그리고 프로브에 대한 임의의 진폭 및 임의의 위상(12)을 포함할 수 있다. At this time, since information on the subject and the inspection light source is unknown, a random value is provided as initial input information, and a typographic imaging operation is started using the random initial value. In this case, the arbitrary initial value may include an arbitrary amplitude and a random phase 11 for the object, and an arbitrary amplitude and an arbitrary phase 12 for the probe.

회절 광 포집 과정에서 소실된 위상 정보 복원과 피검사체 표면 이미지를 재구성하기 위해, 타이코그래피 이미징 연산을 복수 회, 예를 들어 X회 실시한다(S220). 이 과정에서 회절광 세기 및 중첩 영역 정보에 대한 제약조건이 적용된다. In order to reconstruct the phase information lost in the process of collecting the diffracted light and reconstruct the surface image of the subject, a typographic imaging operation is performed a plurality of times, for example, X times (S220). In this process, constraints on the diffracted light intensity and overlapping area information are applied.

X회의 타이코그래피 이미징 연산이 완료되면, 최종적으로 업데이트된 객체 및 최종 업데이트된 프로브를 획득한다((S231, S232). 즉, 피검사체와 검사 광원의 진폭(amplitude) 및 위상(phase) 정보가 업데이트된다. 이때, 초기 객체 및 초기 프로브 값으로 임의의 값이 사용되었기 때문에, 제약 조건의 오차가 발생할 경우 최종 업데이트된 피검사체와 검사 광원의 진폭 및 위상 정보에 오차가 발생하게 된다. 이는 타이코그래피 이미징이 역문제 연산을 진행하는 특성을 가지는 기술이기 때문이며, 역문제 연산에서 주어진 조건 및 제약 조건의 오차는 최종 결과에 오차로 작용한다. When the X times typographic imaging operation is completed, the finally updated object and the last updated probe are obtained (S231, S232). That is, the amplitude and phase information of the object and the inspection light source are updated. At this time, since a random value was used as the initial object and initial probe values, if an error in the constraint condition occurs, an error occurs in the amplitude and phase information of the finally updated object and the inspection light source. This is because it is a technology that has the characteristic of performing this inverse problem operation, and the errors of the given conditions and constraints in the inverse problem operation act as errors in the final result.

또한, 연산 과정 중에서도 제약 조건의 오차는 알고리즘이 참값에 가까운 근사값을 복원하는 연산의 정확성을 저하시킨다. 이는 회절광 세기의 제곱근 값을 지속적으로 대입하는 제약 조건과 상관 관계가 깊으며, 세기 제약 조건을 연산 과정 중 입력하면서 위상 정보를 복원하게 되는데 제약 조건에 오차가 발생할 경우 오차가 큰 결과 값을 도출하게 된다. In addition, the error of the constraint condition during the operation process degrades the accuracy of the operation in which the algorithm restores an approximate value close to the true value. This is highly correlated with the constraint condition of continuously substituting the square root value of the diffracted light intensity, and the phase information is restored while inputting the intensity constraint condition during the calculation process. If an error occurs in the constraint condition, a result value with a large error is derived. It is done.

본 발명에서는 이를 해결하고자 초기 위상 정보 값을 랜덤(random) 값이 아닌 참값에 근사한 값으로 입력하고자 한다. In the present invention, to solve this problem, an initial phase information value is inputted as a value approximating a true value rather than a random value.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따라 위상 가이드를 이용한 타이코그래피 이미징 방법의 순서도이다. 3 is a flowchart of a tyography imaging method using a phase guide according to an embodiment of the present invention.

본 발명에서는 극자외선 노광에서 이용하는 파장과 동일한 13.5 nm 파장의 검사광원 이용하여 검사를 수행하며, 종래 기술에서 제약조건의 오차로 인해 최종 관측 이미지의 품질이 저하되는 것을 해결하기 위해 위상 가이드(phase guide) 연산을 도입한다.In the present invention, inspection is performed using an inspection light source having a wavelength of 13.5 nm, which is the same as the wavelength used in extreme ultraviolet exposure, and in the prior art, a phase guide is used to solve the deterioration of the quality of the final observed image due to an error in the constraint condition. ) Operation is introduced.

도 3을 참조하여 보다 상세히 설명하면, 먼저 피검사체에 대한 이미징을 위해 회절 광 포집 과정을 통해 회절 패턴 데이터를 획득한다(S310). 각 회절 패턴 데이터는 피검사체(object) 와 검사 광원(probe)의 컨벌루션(convolution) 관계로 이루어져 있다.Referring to FIG. 3 in more detail, first, diffraction pattern data is obtained through a diffraction light collection process for imaging an object (S310). Each diffraction pattern data consists of a convolutional relationship between an object and a probe.

이후, 중첩 영역이 존재하는 N장의 회절광 데이터 각각에 대해 싱글 샷 CDI를 이용해 위상을 1차적으로 산출한다(S320). 이때, 싱글 샷 CDI는 에러 감소 알고리즘(Error Reduction Algorithm; ERA) 또는 하이브리드 입력-출력(Hybrid Input-Output; HIO) 알고리즘일 수 있다. 여기서, 1차적으로 계산된 위상 정보는 제약 조건에 오차가 존재하더라도 종래 기술 대비 상대적으로 정확하게 위상 정보를 복원할 수 있다. Thereafter, a phase is primarily calculated using a single-shot CDI for each of the N pieces of diffracted light data in which the overlapping region exists (S320). In this case, the single-shot CDI may be an error reduction algorithm (ERA) or a hybrid input-output (HIO) algorithm. Here, the phase information calculated primarily can be relatively accurately restored compared to the prior art even if an error exists in the constraint condition.

싱글 샷 CDI를 이용해 1차적으로 계산된 위상 정보는 타이코그래피 이미징의 초기 정보로 입력된다(S330). 이때, 초기 정보는 피검사체, 즉 객체의 위상 정보일 수 있다. Phase information, which is primarily calculated using the single-shot CDI, is input as initial information for typographic imaging (S330). In this case, the initial information may be phase information of the subject, that is, the object.

이후, 타이코그래피 이미징 연산이 복수 회 반복하여 수행된다(S340). 이 과정에서 회절광 세기 및 중첩 영역 정보에 대한 제약조건이 적용된다. Thereafter, the typographic imaging operation is repeatedly performed a plurality of times (S340). In this process, constraints on the diffracted light intensity and overlapping area information are applied.

X회의 타이코그래피 이미징 연산이 완료되면, 최종적으로 업데이트된 객체 및 최종 업데이트된 프로브를 획득한다(S351, S352). 즉, 피검사체와 검사 광원의 진폭(amplitude) 및 위상(phase) 정보가 업데이트된다. 이때, 1차적으로 계산된 위상 정보가 객체의 초기 위상 정보로 사용되었기 때문에, 제약 조건에 오차가 존재하더라도 종래 기술 대비 상대적으로 정확하게 위상 정보를 복원할 수 있다. When the X times typographic imaging operation is completed, the finally updated object and the last updated probe are obtained (S351 and S352). That is, amplitude and phase information of the test object and the test light source are updated. In this case, since the phase information calculated primarily is used as the initial phase information of the object, even if an error exists in the constraint condition, the phase information can be relatively accurately restored compared to the prior art.

즉, 도 3에 도시된 본 발명에 따른 이미징 방법은 종래기술과 달리 N장의 회절패턴을 이용하여, 타이코그래피 이미징을 실시하기 이전에 위상 가이드를 위한 초기 위상 정보 연산 과정을 추가로 포함한다. 초기 위상 정보 연산을 위해서는 ERA 또는 HIO 와 같은 싱글 샷(single shot) CDI 기술을 활용할 수 있으며, 이를 통해 획득한 위상 정보는 아래와 같은 특성을 가진다. That is, unlike the prior art, the imaging method according to the present invention illustrated in FIG. 3 further includes a process of calculating initial phase information for a phase guide before performing typographic imaging using N diffraction patterns. For initial phase information calculation, a single shot CDI technology such as ERA or HIO can be used, and the phase information obtained through it has the following characteristics.

싱글 샷 CDI의 경우, 피검사체와 검사광원을 디컨벌루션(deconvolution)하여 업데이트하는 과정이 없기 때문에 획득한 위상 정보는 피검사체와 검사광원의 위상 정보가 컨벌루션(convolution)된 특성을 가진다. 하지만, 시스템의 특성상 위상 정보는 피검사체의 영향을 크게 받으므로, 계산된 위상 정보는 초기 피검사체의 위상 정보로 입력하여 제약조건의 오차에도 연산 과정 중 스태그네이션 또는 오차가 커지는 방향으로의 업데이트를 막는 위상 가이드 역할을 할 수 있다. In the case of single-shot CDI, since there is no process of deconvolving and updating the test object and the test light source, the acquired phase information has a characteristic in which the phase information of the test subject and the test light source is convolved. However, since the phase information is greatly influenced by the subject due to the nature of the system, the calculated phase information is input as the initial phase information of the subject, so that even in the error of the constraint condition, stagnation or update in the direction of increasing the error during the calculation process is performed. It can act as a blocking phase guide.

한편, 본 발명에 따른 이미징 방법을 이용해 피검사체를 검사할 수 있다. 이 경우 피검사체는 극자외선 노광 공정용 마스크 또는 펠리클이 결합된 마스크일 수 있다. Meanwhile, the subject can be inspected using the imaging method according to the present invention. In this case, the subject may be a mask for an extreme ultraviolet exposure process or a mask to which a pellicle is combined.

따라서, 본 발명의 또 다른 측면은 피검사체 검사 방법과 연관될 수 있으며, 상기 피검사체 검사 방법은, 피검사체에 검사광원(probe)을 조사하여 복수의 회절 패턴을 획득하는 단계; 상기 복수의 회절 패턴에 대한 위상을 산출하는 단계; 상기 산출된 위상 정보를 타이코그래피 반복 이미징의 초기 위상 정보로 입력하는 단계; 타이코그래피 반복 이미징을 수행하는 단계; 및 상기 타이코그래피 반복 이미징 결과를 이용해 상기 피검사체의 표면 이미지를 재구성하는 단계를 포함할 수 있다. Accordingly, another aspect of the present invention may be related to a test subject inspection method, wherein the test subject inspection method includes: obtaining a plurality of diffraction patterns by irradiating an inspection light source (probe) on the test subject; Calculating phases for the plurality of diffraction patterns; Inputting the calculated phase information as initial phase information for typographic repetitive imaging; Performing typographic repetitive imaging; And reconstructing a surface image of the subject by using the result of the repeated typography imaging.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따라 HIO 연산을 이용해 초기 위상 정보를 획득하고 타이코그래피 이미징 수행하는 개념도이다. 4 is a conceptual diagram of acquiring initial phase information and performing typographic imaging using HIO operation according to an embodiment of the present invention.

앞서 설명한 바와 같이 본 발명은 HIO 또는 ERA와 같은 싱글 샷 CDI를 통해 1차적으로 계산된 위상 정보를 타이코그래피의 초기값으로 입력하고 타이코그래피를 통해 2차 계산함으로써, 보다 정확한 최종 위상 정보 복원을 가능케 한다. As described above, the present invention enables more accurate final phase information restoration by inputting the phase information that was primarily calculated through a single-shot CDI such as HIO or ERA as the initial value of the typography and calculating the second order through the typography. do.

도 4의 실시예에서는 HIO 연산을 이용해 초기 위상 정보를 획득하지만, 다른 실시예들에서는 ERA 또는 다른 싱글 샷 CDI를 이용해 초기 위상 정보를 획득할 수 있다. In the embodiment of FIG. 4, initial phase information is obtained using HIO operation, but in other embodiments, initial phase information may be obtained using ERA or other single shot CDI.

한편, 일반적인 타이코그래피 이미징에서의 초기 정보는 아래 수학식 1에 의해 표현된 객체 함수 및 수학식 2로 표현된 프로브 함수로 나타낼 수 있다.Meanwhile, initial information in general typographic imaging may be expressed by an object function expressed by Equation 1 below and a probe function expressed by Equation 2 below.

Figure 112019121188555-pat00001
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Figure 112019121188555-pat00002
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즉, 일반적인 타이코그래피 연산에 이용되는 초기 정보는 복소 값(complex value)으로 모두 랜덤 값(random value)이 입력되는 것이 통상적이다. 하지만, 본 발명에서 제시하는 이미징 방법은 초기 O(r) 값의 위상을 랜덤 값으로 설정하지 않고, HIO 알고리즘을 통해 1차적으로 연산한 후 해당 값을 초기값으로 입력함으로써 정확하고 빠른 계산을 가능케 한다.That is, the initial information used for general typography operations is a complex value, and it is common that a random value is inputted. However, the imaging method proposed in the present invention does not set the phase of the initial O(r) value as a random value, but is primarily calculated through the HIO algorithm and then inputs the corresponding value as the initial value, enabling accurate and fast calculation. do.

HIO 는 1장의 회절 패턴(시스템 측정값)을 가지고 본래의 이미지를 계산하는 알고리즘으로, 회절 패턴은 검사광원(Probe)와 피검사체(Object)의 컨벌루션 관계로 이루어진다. 이때, 회절 패턴을 검출하는 디텍터는 직사각형 형태의 검출 영역을 가지게 되므로 회절패턴 또한 직사각형의 영역(예를 들어, 512 pixel x 512 pixel)으로 포집된다. 하지만, 실제 검사 광원은 원형의 형태이므로 원형의 형태 외의 영역의 정보는 이미지를 계산하는 데 불필요한 정보이다. 따라서 대략적인 검사 광원의 영역을 지정하게 되고 이를 r 값으로 나타낼 수 있다.HIO is an algorithm that calculates the original image with one diffraction pattern (system measurement value), and the diffraction pattern consists of a convolutional relationship between a probe and an object. At this time, since the detector for detecting the diffraction pattern has a rectangular detection area, the diffraction pattern is also collected in a rectangular area (for example, 512 pixels x 512 pixels). However, since the actual inspection light source has a circular shape, information on areas other than the circular shape is unnecessary information for calculating an image. Therefore, an approximate area of the inspection light source is designated, and this can be expressed as an r value.

HIO 연산 결과로 도출되는 값은 gc+1(r) 로 아래 수학식 3에 의해 나타낼 수 있다.The value derived from the HIO operation result can be expressed by Equation 3 below as g c+1 (r).

Figure 112019121188555-pat00003
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수학식 3에서 β는 프로브 영역 내의 값을 영역 외 값 연산에 얼마나 반영할지를 정하는 수치로, 전체 연산에서 가장 핵심되는 수치이며, 0에서 1사이의 값을 가진다. 또한, r은 검사광원 영역, 즉 실제 광원이 입사했다고 판단되는 영역이다.In Equation 3, β is a number that determines how much the value in the probe area is reflected in the calculation of the value outside the area, and is the most important value in the entire calculation, and has a value between 0 and 1. Further, r is an inspection light source area, that is, an area in which it is determined that an actual light source is incident.

gc+1(r)는 전체 영역에 대한 c+1회 연산이 끝난 값을 의미하며, g'c(r)는 초기 지정한 프로브 영역 내의 값을 c회 연산한 값을, [gc(r)-βg'c(r)]는 c+1 회 연산하였을 때 프로브 영역 외의 결과를 나타낸다. 초기 지정한 프로브 영역 외에 대해서는, 프로브 영역 내에서 계산한 값에 가중치를 부여하고 이전 연산 결과와의 차이 값으로 표현된다.g c+1 (r) means the value that has been calculated c+1 times for the entire area, g'c (r) is the value calculated c times in the initially designated probe area, [g c (r ) -βg 'c (r)] shows the results when the region outside the probe operation time c + 1. Other than the initially designated probe area, a weight is given to a value calculated in the probe area and expressed as a difference value from the previous calculation result.

수학식 3에 표현된 gc+1(r) 또한 (진폭)*(위상)의 형태로 이루어지므로, 해당 결과에서 위상(phase)만을 분리하여, 타이코그래피 이미징 연산의 초기 정보로 입력할 수 있다. Since g c+1 (r) expressed in Equation 3 is also formed in the form of (amplitude) * (phase), only the phase can be separated from the result and input as initial information of the typographic imaging operation. .

최종적으로 타이코그래피를 통해 복원하고자 하는 것은 객체 함수(Object function)의 진폭 및 위상 값이다. 이미징 연산의 시드(seed) 정보가 되는 회절 패턴은 검사광원과 피검사체 간의 컨벌루션 관계로 이루어져 있다. 따라서, 검사광원 및 피검사체는 회절 패턴 이미지를 디컨벌루션(deconvolution)하여 얻을 수 있다. Finally, what is to be restored through typography is the amplitude and phase values of the object function. The diffraction pattern, which is the seed information of the imaging operation, consists of a convolutional relationship between the inspection light source and the inspection object. Accordingly, the inspection light source and the object to be inspected can be obtained by deconvolution of the diffraction pattern image.

디컨벌루션 과정에서는, 회절패턴(reciprocal space)을 역푸리에 변환하여 실제 공간(real space) 이미지를 획득하고 여기에 업데이트 함수(update function)를 적용하여 검사광원과 피검사체 정보를 업데이트하는데, 이러한 과정이 반복되면서 재구성 이미지의 정확도가 향상된다.In the deconvolution process, the diffraction pattern (reciprocal space) is inverse Fourier transform to obtain a real space image, and an update function is applied thereto to update the inspection light source and the subject information. As it is repeated, the accuracy of the reconstructed image is improved.

정리하면, 본 발명에서 제시하는 이미징 방법은 필연적으로 발생하는 제약조건의 오차를 소프트웨어적으로 개선하기 위한 방법으로, 재구성 이미지의 해상도와 수렴 속도에 중요한 영향을 초기 위상 값 입력을 위한 전처리 연산을 포함한다. 이처럼, 위상 가이드 기술을 접목함으로써, 위상 복원 도중 무작위로 발생할 수 있는 위상 오차를 줄이고 스태그네이션 현상을 완화할 수 있다. In summary, the imaging method proposed in the present invention is a method for improving the error of the inevitable constraint condition by software, and includes a preprocessing operation for inputting an initial phase value that has an important influence on the resolution and convergence speed of the reconstructed image. do. In this way, by incorporating the phase guide technology, it is possible to reduce a phase error that may occur randomly during phase restoration and alleviate a stagnation phenomenon.

따라서 본 발명은 극자외선 노광공정의 마스크 검사 기술의 성능 향상의 핵심이 될 수 있는 기술이다. 보다 구체적으로, 본 발명에 따른 알고리즘은 1x nm node 이하급 반도체 제조공정에 사용될 극자외선 노광공정용 마스크 패턴 계측 및 검사 기술로 사용될 수 있다.Accordingly, the present invention is a technology that can become the core of improving the performance of a mask inspection technology in an extreme ultraviolet ray exposure process. More specifically, the algorithm according to the present invention can be used as a mask pattern measurement and inspection technology for an extreme ultraviolet light exposure process to be used in a semiconductor manufacturing process of a 1x nm node or less.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 타이코그래피 이미징 장치의 블록 구성도이다. 5 is a block diagram of a typographic imaging apparatus according to an embodiment of the present invention.

본 발명의 일 실시예에 따른 타이코그래피 이미징 장치는, 적어도 하나의 프로세서(510), 상기 프로세서를 통해 실행되는 적어도 하나의 명령을 저장하는 메모리(520) 및 통신을 수행하는 송수신 장치(530)를 포함할 수 있다. A typographic imaging apparatus according to an embodiment of the present invention includes at least one processor 510, a memory 520 for storing at least one command executed through the processor, and a transceiver 530 for performing communication. Can include.

타이코그래피 이미징 장치(500)는 또한, 입력 인터페이스 장치(540), 출력 인터페이스 장치(550), 저장 장치(560) 등을 더 포함할 수 있다. 타이코그래피 이미징 장치(500)에 포함된 각각의 구성 요소들은 버스(bus)(570)에 의해 연결되어 서로 통신을 수행할 수 있다. The typographic imaging device 500 may further include an input interface device 540, an output interface device 550, and a storage device 560. Each of the components included in the typographic imaging apparatus 500 may be connected by a bus 570 to communicate with each other.

타이코그래피 이미징 장치(500)는 또한 회절 패턴을 포집하는 디텍터를 포함하거나 송수신 장치(530)를 통해 이러한 디텍터와 연동할 수 있다. The typographic imaging apparatus 500 may also include a detector for collecting the diffraction pattern or may interwork with such a detector through the transmission/reception device 530.

프로세서(510)는 메모리(520) 및 저장 장치(560) 중에서 적어도 하나에 저장된 프로그램 명령(program command)을 실행할 수 있다. 프로세서(510)는 중앙 처리 장치(central processing unit, CPU), 그래픽 처리 장치(graphics processing unit, GPU), 또는 본 발명의 실시예들에 따른 방법들이 수행되는 전용의 프로세서를 의미할 수 있다. 메모리(520) 및 저장 장치(560) 각각은 휘발성 저장 매체 및 비휘발성 저장 매체 중에서 적어도 하나로 구성될 수 있다. 예를 들어, 메모리(520)는 읽기 전용 메모리(Read Only memory, ROM) 및 랜덤 액세스 메모리(Random Access Memory, RAM) 중에서 적어도 하나로 구성될 수 있다.The processor 510 may execute a program command stored in at least one of the memory 520 and the storage device 560. The processor 510 may mean a central processing unit (CPU), a graphics processing unit (GPU), or a dedicated processor in which methods according to embodiments of the present invention are performed. Each of the memory 520 and the storage device 560 may be configured with at least one of a volatile storage medium and a nonvolatile storage medium. For example, the memory 520 may be composed of at least one of a read-only memory (ROM) and a random access memory (RAM).

여기서, 적어도 하나의 명령은, 상기 프로세서로 하여금, 피검사체(object) 에 대해 검사광원(probe)을 조사하여 복수의 회절 패턴을 획득하도록 하는 명령; 상기 복수의 회절 패턴에 대한 위상을 산출하도록 하는 명령; 상기 산출된 위상 정보를 타이코그래피 반복 이미징의 초기 위상 정보로 입력하도록 하는 명령; 타이코그래피 반복 이미징을 수행하도록 하는 명령; 및 상기 타이코그래피 반복 이미징 결과로 최종 업데이트된 피검사체 및 검사광원 중 하나 이상에 대한 정보를 획득하도록 하는 명령을 포함할 수 있다. Here, the at least one instruction may include: an instruction for causing the processor to obtain a plurality of diffraction patterns by irradiating an inspection probe on an object; Instructions to calculate phases for the plurality of diffraction patterns; A command for inputting the calculated phase information as initial phase information for typographic repetitive imaging; Instructions to perform typographic repetitive imaging; And a command for obtaining information on at least one of the test object and the test light source that are finally updated as a result of the typographic repetitive imaging.

상기 복수의 회절 패턴에 대한 위상은 싱글 샷 결맞음성 회절 이미징(CDI)을 이용해 산출될 수 있는데, 싱글 샷 CDI는 에러 감소 알고리즘(Error Reduction Algorithm; ERA) 또는 하이브리드 입력-출력(Hybrid Input-Output; HIO) 알고리즘을 이용하여 수행될 수 있다.The phases for the plurality of diffraction patterns may be calculated using single-shot coherence diffraction imaging (CDI), and the single-shot CDI is an Error Reduction Algorithm (ERA) or Hybrid Input-Output; HIO) algorithm.

상기 타이코그래피 반복 이미징을 수행하도록 하는 명령은, 회절광 세기 및 중첩 영역 정보에 대한 제약 조건을 적용하도록 하는 명령을 포함할 수 있다. The command for performing the typographic repetitive imaging may include a command for applying a constraint on the intensity of the diffracted light and the overlapped area information.

또한, 상기 적어도 하나의 명령은, 상기 최종 업데이트된 피검사체에 대한 정보를 이용해 상기 피검사체의 표면 이미지를 재구성하도록 하는 명령을 더 포함할 수 있다. In addition, the at least one command may further include a command to reconstruct a surface image of the test subject using information on the last updated subject.

상기 복수의 회절 패턴에 대한 위상은 상기 피검사체의 위상 및 검사광원의 위상이 컨벌루션(convolution)된 특성을 가진다.The phases of the plurality of diffraction patterns have a characteristic in which the phase of the object and the phase of the inspection light source are convolved.

산출된 상기 복수의 회절 패턴에 대한 위상은 상기 초기 위상 정보 중 피검사체의 초기 위상 정보로 입력될 수 있다. The calculated phases of the plurality of diffraction patterns may be input as initial phase information of the subject among the initial phase information.

상기 최종 업데이트된 피검사체에 대한 정보는, 극자외선 노광 공정용 마스크 또는 펠리클(pellicle)이 결합된 마스크를 검사하는 데 사용될 수 있다.The last updated information on the subject may be used to inspect a mask for an extreme ultraviolet exposure process or a mask to which a pellicle is combined.

타이코그래피 이미징은 피검사체로부터 회절된 광원을 포집하여 이로부터 푸리에, 역푸리에 연산을 반복함으로써 피검사체의 표면 이미지를 재구성하는 결맞음성 회절 이미징의 한 종류이다. 생명 과학, 의료, 반도체 분야의 발전에 따라 수십 nm 수준의 해상도 확보를 위한 관측 기술이 여러 산업 분야에서 요구되고 있다. 이에 따라 전자빔, X-ray, EUV(Extreme Ultraviolet) 등 매우 짧은 파장을 이용한 관측 기술의 필요성이 대두되었으며, 특히 바이오 이미징 분야에 있어서는 생체 시료의 손실이 없는 관측 기술이 요구된다. 따라서, X-ray, EUV 파장을 펨토초 단위로 조사하여 시료를 관측하는 이미징 기술이 필요하며, 본 발명은 이와 관련된다.Typographic imaging is a type of coherent diffraction imaging in which a light source diffracted from an object is collected and the surface image of the object is reconstructed by repeating Fourier and inverse Fourier operations therefrom. With the development of life science, medical, and semiconductor fields, observation technology for securing a resolution of several tens of nm is required in various industrial fields. Accordingly, the necessity of observation technology using very short wavelengths such as electron beam, X-ray, EUV (Extreme Ultraviolet), etc. has emerged. In particular, in the field of bio-imaging, observation technology without loss of biological samples is required. Accordingly, there is a need for an imaging technology for observing a sample by irradiating X-ray and EUV wavelengths in femtosecond units, and the present invention is related to this.

본 발명은 또한 EUV 마스크 계측 및 검사 기술과도 연관성이 있다. 극자외선 노광공정(Extreme Ultraviolet Lithography, EUVL) 에 이용되는 마스크의 경우, EUV 파장이 모든 물질에 쉽게 흡수되는 특성상 반사형 구조를 갖도록 제작된다. The invention also relates to EUV mask metrology and inspection techniques. In the case of a mask used in an extreme ultraviolet light exposure process (Extreme Ultraviolet Lithography, EUVL), it is manufactured to have a reflective structure due to the characteristic that EUV wavelengths are easily absorbed by all materials.

본 발명의 실시예에 따른 방법의 동작은 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체에 컴퓨터가 읽을 수 있는 프로그램 또는 코드로서 구현하는 것이 가능하다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 컴퓨터 시스템에 의해 읽혀질 수 있는 데이터가 저장되는 모든 종류의 기록장치를 포함한다. 또한 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템에 분산되어 분산 방식으로 컴퓨터로 읽을 수 있는 프로그램 또는 코드가 저장되고 실행될 수 있다. The operation of the method according to the embodiment of the present invention can be implemented as a computer-readable program or code on a computer-readable recording medium. The computer-readable recording medium includes all types of recording devices that store data that can be read by a computer system. In addition, a computer-readable recording medium may be distributed over a network-connected computer system to store and execute computer-readable programs or codes in a distributed manner.

또한, 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 롬(rom), 램(ram), 플래시 메모리(flash memory) 등과 같이 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치를 포함할 수 있다. 프로그램 명령은 컴파일러(compiler)에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터(interpreter) 등을 사용해서 컴퓨터에 의해 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함할 수 있다.Further, the computer-readable recording medium may include a hardware device specially configured to store and execute program commands, such as ROM, RAM, and flash memory. The program instructions may include not only machine language codes such as those produced by a compiler, but also high-level language codes that can be executed by a computer using an interpreter or the like.

본 발명의 일부 측면들은 장치의 문맥에서 설명되었으나, 그것은 상응하는 방법에 따른 설명 또한 나타낼 수 있고, 여기서 블록 또는 장치는 방법 단계 또는 방법 단계의 특징에 상응한다. 유사하게, 방법의 문맥에서 설명된 측면들은 또한 상응하는 블록 또는 아이템 또는 상응하는 장치의 특징으로 나타낼 수 있다. 방법 단계들의 몇몇 또는 전부는 예를 들어, 마이크로프로세서, 프로그램 가능한 컴퓨터 또는 전자 회로와 같은 하드웨어 장치에 의해(또는 이용하여) 수행될 수 있다. 몇몇의 실시예에서, 가장 중요한 방법 단계들의 하나 이상은 이와 같은 장치에 의해 수행될 수 있다. While some aspects of the invention have been described in the context of an apparatus, it may also represent a description according to a corresponding method, where a block or apparatus corresponds to a method step or characteristic of a method step. Similarly, aspects described in the context of a method can also be represented by a corresponding block or item or a feature of a corresponding device. Some or all of the method steps may be performed by (or using) a hardware device such as, for example, a microprocessor, a programmable computer or electronic circuit. In some embodiments, one or more of the most important method steps may be performed by such an apparatus.

실시예들에서, 프로그램 가능한 로직 장치(예를 들어, 필드 프로그머블 게이트 어레이)가 여기서 설명된 방법들의 기능의 일부 또는 전부를 수행하기 위해 사용될 수 있다. 실시예들에서, 필드 프로그머블 게이트 어레이는 여기서 설명된 방법들 중 하나를 수행하기 위한 마이크로프로세서와 함께 작동할 수 있다. 일반적으로, 방법들은 어떤 하드웨어 장치에 의해 수행되는 것이 바람직하다.In embodiments, a programmable logic device (eg, a field programmable gate array) may be used to perform some or all of the functionality of the methods described herein. In embodiments, the field programmable gate array may work with a microprocessor to perform one of the methods described herein. In general, the methods are preferably performed by some hardware device.

이상 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. Although the above has been described with reference to preferred embodiments of the present invention, those skilled in the art will be able to variously modify and change the present invention within the scope not departing from the spirit and scope of the present invention described in the following claims. You will understand that you can.

Claims (19)

피검사체(object)에 대한 타이코그래피 이미징 방법으로서,
상기 피검사체에 검사광원(probe)을 조사하여 복수의 회절 패턴을 획득하는 단계;
상기 복수의 회절 패턴에 대한 위상을 산출하는 단계;
상기 산출된 위상 정보를 타이코그래피 반복 이미징의 초기 위상 정보로 입력하는 단계;
타이코그래피 반복 이미징을 수행하는 단계; 및
상기 타이코그래피 반복 이미징 결과로 최종 업데이트된 피검사체 및 검사광원 중 하나 이상에 대한 정보를 획득하는 단계를 포함하고,
상기 복수의 회절 패턴에 대한 위상은,
상기 피검사체의 위상 및 검사광원의 위상이 컨벌루션(convolution)된 특성을 갖는, 타이코그래피 이미징 방법.
As a typographic imaging method for an object,
Obtaining a plurality of diffraction patterns by irradiating the test object with an inspection probe;
Calculating phases for the plurality of diffraction patterns;
Inputting the calculated phase information as initial phase information for typographic repetitive imaging;
Performing typographic repetitive imaging; And
Including the step of acquiring information on at least one of the test object and the inspection light source finally updated as a result of the repeated typography imaging,
The phase for the plurality of diffraction patterns is,
Typographic imaging method having a characteristic in which the phase of the test object and the phase of the inspection light source are convolved.
청구항 1에 있어서,
상기 복수의 회절 패턴에 대한 위상은,
싱글 샷 결맞음성 회절 이미징(CDI)을 이용해 산출되는, 타이코그래피 이미징 방법.
The method according to claim 1,
The phase for the plurality of diffraction patterns is,
Typographic imaging method, calculated using single shot coherence diffraction imaging (CDI).
청구항 2에 있어서,
상기 싱글 샷 결맞음성 회절 이미징(CDI)은,
에러 감소 알고리즘(Error Reduction Algorithm; ERA) 또는 하이브리드 입력-출력(Hybrid Input-Output; HIO) 알고리즘을 이용하여 수행되는, 타이코그래피 이미징 방법.
The method according to claim 2,
The single shot coherence diffraction imaging (CDI),
A typographic imaging method performed using an Error Reduction Algorithm (ERA) or Hybrid Input-Output (HIO) algorithm.
청구항 1에 있어서,
상기 타이코그래피 반복 이미징을 수행하는 단계는,
회절광 세기 및 중첩 영역 정보에 대한 제약 조건을 적용하는 단계를 포함하는, 타이코그래피 이미징 방법.
The method according to claim 1,
The step of performing the typography repetitive imaging,
A method comprising applying constraints on diffracted light intensity and overlapping area information.
삭제delete 청구항 1에 있어서,
산출된 상기 복수의 회절 패턴에 대한 위상은,
상기 초기 위상 정보 중 피검사체의 초기 위상 정보로 입력되는, 타이코그래피 이미징 방법.
The method according to claim 1,
The calculated phases for the plurality of diffraction patterns are,
Among the initial phase information, the typographic imaging method is input as initial phase information of the subject.
청구항 1에 있어서,
상기 최종 업데이트된 피검사체에 대한 정보를 이용해 상기 피검사체의 표면 이미지를 재구성하는 단계를 더 포함하는, 타이코그래피 이미징 방법.
The method according to claim 1,
Further comprising the step of reconstructing the surface image of the test object using the last updated information on the test object, typographic imaging method.
청구항 7에 있어서,
상기 최종 업데이트된 피검사체에 대한 정보는,
극자외선 노광 공정용 마스크 또는 펠리클(pellicle)이 결합된 마스크를 검사하는 데 사용되는, 타이코그래피 이미징 방법.
The method of claim 7,
Information on the last updated subject,
A typographic imaging method used to inspect a mask for an extreme ultraviolet exposure process or a mask to which a pellicle is bonded.
프로세서; 및
상기 프로세서를 통해 실행되는 적어도 하나의 명령을 저장하는 메모리를 포함하고,
상기 적어도 하나의 명령은,
피검사체(object)에 검사광원(probe)을 조사하여 복수의 회절 패턴을 획득하도록 하는 명령;
상기 복수의 회절 패턴에 대한 위상을 산출하도록 하는 명령;
상기 산출된 위상 정보를 타이코그래피 반복 이미징의 초기 위상 정보로 입력하도록 하는 명령;
타이코그래피 반복 이미징을 수행하도록 하는 명령; 및
상기 타이코그래피 반복 이미징 결과로 최종 업데이트된 피검사체 및 검사광원 중 하나 이상에 대한 정보를 획득하도록 하는 명령을 포함하고,
상기 복수의 회절 패턴에 대한 위상은,
상기 피검사체의 위상 및 검사광원의 위상이 컨벌루션(convolution)된 특성을 갖는, 타이코그래피 이미징 장치.
Processor; And
Includes a memory for storing at least one instruction executed through the processor,
The at least one command,
An instruction for obtaining a plurality of diffraction patterns by irradiating an inspection probe on an object;
Instructions to calculate phases for the plurality of diffraction patterns;
A command for inputting the calculated phase information as initial phase information for typographic repetitive imaging;
Instructions to perform typographic repetitive imaging; And
Including an instruction to obtain information on at least one of the test object and the inspection light source that are finally updated as a result of the typographic repetitive imaging,
The phase for the plurality of diffraction patterns is,
A typographic imaging apparatus having a characteristic in which the phase of the test object and the phase of the inspection light source are convolved.
청구항 9에 있어서,
상기 복수의 회절 패턴에 대한 위상은 싱글 샷 결맞음성 회절 이미징(CDI)을 이용해 산출되는, 타이코그래피 이미징 장치.
The method of claim 9,
The phases for the plurality of diffraction patterns are calculated using single shot coherence diffraction imaging (CDI).
청구항 10에 있어서,
상기 싱글 샷 결맞음성 회절 이미징(CDI)은,
에러 감소 알고리즘(Error Reduction Algorithm; ERA) 또는 하이브리드 입력-출력(Hybrid Input-Output; HIO) 알고리즘을 이용하여 수행되는, 타이코그래피 이미징 장치.
The method of claim 10,
The single shot coherence diffraction imaging (CDI),
An error reduction algorithm (Error Reduction Algorithm; ERA) or a hybrid input-output (HIO) algorithm performed using a typographic imaging apparatus.
청구항 9에 있어서,
상기 타이코그래피 반복 이미징을 수행하도록 하는 명령은,
회절광 세기 및 중첩 영역 정보에 대한 제약 조건을 적용하도록 하는 명령을 포함하는, 타이코그래피 이미징 장치.
The method of claim 9,
The instruction to perform the typographic repetitive imaging,
A typographic imaging apparatus comprising instructions to apply constraints on diffracted light intensity and overlapping area information.
삭제delete 청구항 9에 있어서,
산출된 상기 복수의 회절 패턴에 대한 위상은,
상기 초기 위상 정보 중 피검사체의 초기 위상 정보로 입력되는, 타이코그래피 이미징 장치.
The method of claim 9,
The calculated phases for the plurality of diffraction patterns are,
Among the initial phase information, the typographic imaging apparatus is input as initial phase information of the subject.
청구항 9에 있어서,
상기 적어도 하나의 명령은,
상기 최종 업데이트된 피검사체에 대한 정보를 이용해 상기 피검사체의 표면 이미지를 재구성하도록 하는 명령을 더 포함하는, 타이코그래피 이미징 장치.
The method of claim 9,
The at least one command,
Further comprising a command to reconstruct the surface image of the test subject by using the last updated information on the subject, typographic imaging apparatus.
청구항 15에 있어서,
상기 최종 업데이트된 피검사체에 대한 정보는,
극자외선 노광 공정용 마스크 또는 펠리클(pellicle)이 결합된 마스크를 검사하는 데 사용되는, 타이코그래피 이미징 장치.
The method of claim 15,
Information on the last updated subject,
Typographic imaging apparatus used to inspect masks for extreme ultraviolet exposure processes or masks to which pellicles are bound.
피검사체에 검사광원(probe)을 조사하여 복수의 회절 패턴을 획득하는 단계;
상기 복수의 회절 패턴에 대한 위상을 산출하는 단계;
상기 산출된 위상 정보를 타이코그래피 반복 이미징의 초기 위상 정보로 입력하는 단계;
타이코그래피 반복 이미징을 수행하는 단계; 및
상기 타이코그래피 반복 이미징 결과를 이용해 상기 피검사체의 표면 이미지를 재구성하는 단계를 포함하고,
상기 복수의 회절 패턴에 대한 위상은,
상기 피검사체의 위상 및 검사광원의 위상이 컨벌루션(convolution)된 특성을 갖는, 피검사체 검사 방법.
Obtaining a plurality of diffraction patterns by irradiating an inspection probe to the subject;
Calculating phases for the plurality of diffraction patterns;
Inputting the calculated phase information as initial phase information for typographic repetitive imaging;
Performing typographic repetitive imaging; And
Reconstructing a surface image of the subject by using the typographic repetitive imaging result,
The phase for the plurality of diffraction patterns is,
The test object inspection method having a characteristic in which the phase of the test object and the phase of the inspection light source are convolved.
청구항 17에 있어서,
상기 복수의 회절 패턴에 대한 위상은,
싱글 샷 결맞음성 회절 이미징(CDI)을 이용해 산출되는, 피검사체 검사 방법.
The method of claim 17,
The phase for the plurality of diffraction patterns is,
A method for inspecting a subject, calculated using single-shot coherence diffraction imaging (CDI).
청구항 18에 있어서,
상기 싱글 샷 결맞음성 회절 이미징(CDI)은,
에러 감소 알고리즘(Error Reduction Algorithm; ERA) 또는 하이브리드 입력-출력(Hybrid Input-Output; HIO) 알고리즘을 이용하여 수행되는, 피검사체 검사 방법.
The method of claim 18,
The single shot coherence diffraction imaging (CDI),
A method of inspecting a subject, which is performed using an Error Reduction Algorithm (ERA) or a Hybrid Input-Output (HIO) algorithm.
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