KR102257889B1 - 회절 광학 시스템 정렬 방법 및 회절 광학 요소 - Google Patents

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에이에스엠엘 네델란즈 비.브이.
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Abstract

본 발명에 따른, 작동 빔으로 작동될 회절 광학 시스템을 정렬시키는 방법은 작동 빔과 상이한 파장 범위를 갖는 정렬 빔을 이용하여 그리고 정렬 빔과 작동 빔을 동일 (또는 설정) 방향으로 회절시키기에 최적화된(552) 회절 광학 요소를 이용하여 회절 광학 시스템을 정렬하(558)는 것을 포함한다. 예에서, 정렬 빔은 적외선(IR) 방사선을 포함하며, 작동 빔은 연질 X-선(SXR) 방사선을 포함한다. 회절 광학 요소에 제1 피치(pIR)를 갖는 제1 주기적 구조체 및 제2 피치(pSXR)를 갖는 제2 주기적 구조를 제공함으로써 회절 광학 요소는 최적화된다. 정렬 후, 진공 시스템은 펌핑 다운되며(562), 작동 중에 SXR 작동 빔은 IR 정렬 빔의 광학 소스에 의해 펌핑된 고 고조파 생성(HHG) 광학 소스에 의해 생성(564)된다.

Description

회절 광학 시스템 정렬 방법 및 회절 광학 요소
본 출원은 2017년 2월 23일에 출원된 유럽출원 제17157671.3호의 우선권을 주장하며, 이 출원의 내용은 전체적으로 본 명세서에서 인용 참조된다.
본 발명은 회절 광학 시스템을 정렬하는 방법, 회절 방법, 회절 광학 요소 및 관련된 계측과 리소그래피 장치에 관한 것이다.
리소그래피 장치는 기판 상으로, 통상적으로는 기판의 타겟 부분 상으로 원하는 패턴을 적용시키는 기계이다. 리소그래피 장치는, 예를 들어 집적 회로(IC)의 제조에 사용될 수 있다. 그 경우, 대안적으로 마스크 또는 레티클로 지칭되는 패터닝 디바이스가 사용되어 IC의 개별 층 상에 형성될 회로 패턴을 생성할 수 있다. 이 패턴은 기판 (예를 들어, 실리콘 웨이퍼) 상의 (예를 들어, 1개의 다이 또는 수 개의 다이의 일부를 포함하는) 타겟 부분 상으로 전사될 수 있다. 특정 패턴과 물질 조성물을 각각 갖고 있는 다수의 층이 도포되어 최종 제품의 기능적 디바이스와 상호 연결부를 한정한다.
리소그래피 공정에서, 예를 들어 공정 제어 및 검증을 위하여 생성된 구조체를 측정하는 것이 흔히 바람직하다. 임계 치수(CD)를 측정하기 위해 종종 사용되는 주사 전자 현미경 및 디바이스 내의 2개의 층의 정렬 정확도인 오버레이를 측정하기 위한 전문화된 툴을 포함하는, 이러한 측정을 수행하기 위한 다양한 툴이 알려져 있다. 최근에, 리소그래피 분야에서의 사용을 위하여 다양한 형태의 스케터로미터(scatterometers)가 개발되고 있다.
공지된 스케터로미터의 예는 종종 전용 계측 타겟의 제공에 의존한다. 예를 들어, 방법은 측정 빔이 격자보다 작은 스폿 (즉, 격자가 덜 채워진다(underfilled))을 생성하기에 충분히 큰 단순한 격자 형태의 타겟을 요구할 수 있다. 소위 재구성 방법에서, 격자의 특성은 산란된 방사선과 타겟 구조물의 수학적 모델과의 상호 작용을 시뮬레이션함으로써 계산될 수 있다. 시뮬레이션된 상호 작용이 실제 타겟에서 관찰된 것과 유사한 회절 패턴을 생성할 때까지 모델의 매개변수가 조정된다.
재구성에 의한 피처 형상의 측정에 더하여, 회절-기반 오버레이는 공개된 특허 출원 공개 US2006-066855A1에 설명된 바와 같은 장치를 사용하여 측정될 수 있다. 회절 차수의 암-필드 이미징(dark-field imaging)을 사용하는 회절-기반 오버레이 계측은 더 작은 타겟에 대한 오버레이 측정을 가능하게 한다. 이 타겟은 조명 스폿보다 작을 수 있으며 웨이퍼 상의 제품 구조체로 둘러싸일 수 있다. 암-필드 이미징 계측의 예가 예를 들어, US2011/102753A1 및 US2012/0044470A와 같은 많은 공개된 특허출원에서 찾아질 수 있다. 복합 격자 타겟을 사용하여 하나의 이미지에서 다수의 격자가 측정될 수 있다. 공지의 스케터로미터는 가시 또는 근-IR(근적외선) 파장 범위의 광을 사용하는 경향이 있으며, 이는 격자의 피치가 특성이 실제로 관심 대상인 실제 제품 구조체보다 훨씬 더 조대할(coarser) 것을 요구한다. 이러한 제품 피처는 훨씬 짧은 파장을 갖는 심자외(DUV) 방사선 또는 극자외(EUV) 방사선을 사용하여 한정될 수 있다. 불행하게도, 이러한 파장은 일반적으로 이용 가능하지 않거나 계측을 위하여 사용할 수 없다.
현대의 제품 구조체의 치수는 매우 작아서 일반적인 광학 계측 기술에 의해 이미지될 수 없다. 작은 피처는, 예를 들어 다수의 패터닝 공정 및/또는 피치-곱셈(pitch-multiplication)에 의해 형성된 피처를 포함한다. 따라서 대량 계측에 사용되는 타겟은 종종 오버레이 오차 또는 임계 치수가 관심 대상 특성인 제품보다 훨씬 큰 피처를 사용한다. 측정 결과는 실제 제품 구조체의 치수에만 간접적으로 관련되며, 또한 계측 타겟이 리소그래피 장치 내에서의 광학 투영 및/또는 제조 공정의 다른 단계에서의 상이한 처리 하에서 동일한 왜곡을 겪지 않기 때문에 부정확할 수 있다. 주사 전자 현미경(SEM)은 이러한 최신 제품 구조체를 직접 분해할 수 있는 반면에, SEM은 광학 측정보다 훨씬 더 많은 시간을 소비한다. 더욱이, 전자는 두꺼운 공정 층을 통과할 수 없으며, 이는 전자를 계측 응용에 덜 적합하게 한다. 접촉 패드를 사용하여 전기적 특성을 측정하는 것과 같은 다른 기술 또한 알려져 있지만 진짜 제품 구조체의 간접적인 흔적(evidence)만을 제공한다
계측 동안 사용된 방사선의 파장을 감소 (즉, "연질 X-선" 파장 스펙트럼을 향해 이동)시킴으로써, 더 작은 구조체를 분해하고, 구조체의 구조적 변동에 대한 민감성을 증가시키며 및/또는 제품 구조체 내로 더 침투하는 것이 가능하다. 적절한 고주파 방사선을 생성하는 한 이러한 방법은 고 고조파 생성(HHG) 방사선 소스를 사용하는 것에 의한 것이다. 이러한 HHG 방사선 소스는 레이저 방사선 (예를 들어, 적외(IR) 방사선)을 이용하여 HHG 생성 매체를 여기시키며, 그에 의하여 고주파 방사선을 포함하는 고조파를 생성한다.
SXR (연질 X-선) 스케터로미터의 광학 경로를 따르는 광학 요소는 여러 개의 미러 및 격자를 포함할 수 있다. 다른 광학 요소는 광학 소스 및 센서를 포함하고 있다. 광학 요소 중 일부는 ㎛ 및 m㎭ 범위의 위치 결정 정확도를 갖고 정렬되어야 할 것이다.
진공이 없을 때 조립 단계 중에 (그리고 후속 유지 보수 중에) SXR 스케터로미터의 광학 요소들을 정렬시킬 필요가 있다. 이러한 조건에서, 회절 광학 시스템의 정렬을 수행하기 위하여 (대기압에서 공기에 의해 흡수된) SXR은 이용할 수 없다. 미러의 경우 SXR 미러가 IR을 또한 반사하기 때문에 문제가 되지 않으며, 미러들은 IR 빔을 사용하여 쉽게 정렬된다. 회절 각도는 파장에 좌우되기 때문에 격자에 대해 이는 작동하지 않는다. 이는 단지 0차 (반사)는 격자 배향에 대해 정렬될 수 있지만, 어떤 유리한 특성을 갖는 비대칭 원추형 회절 조건과 특히 관련되는 정확한 격자 배향에 대해서는 정렬될 수 없다는 것을 의미한다. 특히, 이는 매우 높은 회절 효율을 갖고 제조될 수 있다. 따라서 정렬을 구현하기가 어렵고 복잡하다. 회절 빔(들)의 경로를 고려하여 광학 요소가 대기압에서 정렬될 수 없기 때문에, 정렬은 비진공 조립 또는 유지 보수 스테이지에 고정될 수 없다. SXR 조명을 이용하여 진공 상태에서 추가 정렬 점검이 필요하다. 이러한 문제를 갖는 다른 회절 광학 시스템은 다른 계측 및 검사 장치, 리소그래피 장치 및 단색화 장치(monochromator)를 포함하고 있다. 회절 광학 요소는 광학 경로를 따라 어디에도 있을 수 있다.
회절 광학 시스템의 정렬을 개선하고 위에서 언급된 문제점 중 적어도 일부를 극복하는 것이 바람직할 것이다.
본 발명의 제1 양태에 따르면, 작동 빔으로 작동되도록 회절 광학 시스템을 정렬시키는 방법이 제공되며, 본 방법은 작동 빔과 상이한 파장 범위를 갖는 정렬 빔을 이용하여 그리고 정렬 빔과 작동 빔을 설정 방향들로 회절시키기에 최적화된 회절 광학 요소를 이용하여 회절 광학 시스템을 정렬하는 것을 포함한다.
본 발명의 제2 양태에 따르면, 상이한 파장 범위들을 갖는 제1 및 제2 빔을 동일한 방향으로 회절시키는 방법이 제공되며, 본 방법은 제1피치를 갖는 제1 주기적 구조체 및 제2 피치를 갖는 제2 주기적 구조체를 갖는 회절 광학 요소를 이용하는 것을 포함하며, 여기서 피치들은 제1 및 제2 빔을 동일한 방향으로 회절시키도록 선택된다.
본 발명의 제3 양태에 따르면, 작동 빔으로 작동되도록 회절 광학 시스템을 정렬하는 방법이 제공되며, 본 방법은 제2 양태에 따라 상이한 파장 범위를 갖는 제1 및 제2 빔을 동일한 방향으로 회절시키는 것을 포함하며, 여기서 제1 빔은 정렬 빔이고, 제2 빔은 작동 빔이다.
본 발명의 제4 양태에 따르면, 상이한 파장 범위를 갖는 제1 및 제2 빔을 동일한 방향으로 회절시키기 위한 회절 광학 요소가 제공되며, 본 회절 광학 요소는 제1 피치를 갖는 제1 주기적 구조체 및 제2 피치를 갖는 제2 주기적 구조체를 포함하며, 여기서 피치들은 제1 및 제2 빔을 동일한 방향으로 회절시키도록 선택된다.
본 발명의 제5 양태에 따르면, 상이한 파장 범위를 갖는 제1 및 제2 빔을 설정 방향들로 회절시키기 위한 회절 광학 요소가 제공되며, 본 회절 광학 요소는 제1 피치를 갖는 제1 주기적 구조체 및 제2 피치를 갖는 제2 주기적 구조체를 포함하며, 여기서 피치들은 제1 및 제2 빔을 설정 방향들로 회절시키도록 선택되고,
여기서 제1주기적 구조체는 회절 광학 요소 상에 투영될 때 제1 빔의 스폿에 대응하는 영역에 형성되며; 그리고 제2주기적 구조체는 회절 광학 요소 상에 투영될 때 제2 빔의 스폿에 대응하는 영역에 형성된다.
본 발명의 제6 양태에 따르면, 제4 또는 제5 양태의 회절 광학 요소를 포함하는 계측 장치가 제공된다.
본 발명의 제7 양태에 따르면, 제4 또는 제5 양태의 회절 광학 요소를 포함하는 리소그래피 장치가 제공된다.
본 발명의 다양한 실시예의 구조 및 작동뿐만 아니라 본 발명의 다른 양태, 특징 및 장점이 첨부 도면을 참조하여 이하에 상세하게 설명된다. 본 발명은 본 명세서에서 설명된 특정 실시예로 제한되지 않는다는 점이 주목된다. 이러한 실시예는 단지 예시의 목적으로 본 명세서에 제시된다. 부가적인 실시예는 본 명세서에 포함된 교시에 기초하여 관련 기술(들)에 숙련된 자들에게 명백할 것이다.
본 발명의 실시예가 이제 대응하는 참조 부호가 대응하는 부분을 나타내는 첨부된 개략적인 도면을 참조하여 단지 예로서 설명될 것이다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른, 조정 가능한 반도체 디바이스를 위한 생산 설비를 형성하는 다른 장치와 함께 리소그래피 장치를 도시하고 있다.
도 2는 EUV 계측 방법에서의 입사, 반사 및 회절 빔의 기하학적 구조를 도시하고 있다.
도 3a는 도 2의 방법을 수행하고 본 발명의 실시예에 따른 적응 가능한 계측 장치의 구성 요소를 도시하고 있다.
도 3b는 도 3a의 장치의 조명 시스템의 구성 요소를 도시하고 있다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른, 적응 가능한 HHG 소스를 사용하는 계측 장치를 도시하고 있다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 회절 광학 시스템을 정렬하는 방법의 흐름도이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 회절 광학 요소로서 사용하기 위한 다중-피치 격자를 도시하고 있다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 회절 광학 요소를 도시하고 있다.
그러나 이러한 실시예를 상세하게 설명하기 전에, 본 발명의 실시예가 구현될 수 있는 예시적인 환경을 제시하는 것이 유익하다. 도 1 내지 도 4는 이러한 환경을 도시하고 있다.
도 1의 100은 대량의 리소그래피 제조 공정을 구현하는 산업 설비의 일부로서의 리소그래피 장치(LA)를 보여주고 있다. 본 예에서, 제조 공정은 반도체 웨이퍼와 같은 기판 상의 반도체 제품 (집적 회로)의 제조에 맞춰져 있다. 당 업자는 상이한 유형의 기판을 이 공정의 변형으로 기판을 처리함으로써 매우 다양한 제품이 제조될 수 있다는 것을 인식할 것이다. 반도체 제품의 생산은 오늘날 상업적으로 큰 중요성을 갖는 예로서 순수하게 사용된다.
리소그래피 장치 (또는 간단히 "리소 툴")(100) 내에서, 측정 스테이션(MEA)은 102에 보여지고 있으며, 노광 스테이션(EXP)은 104에 보여지고 있다. 제어 유닛(LACU)은 106에 보여지고 있다. 이 예에서, 각 기판은 패턴이 적용되도록 측정 스테이션과 노광 스테이션에 체류(visit)한다. 광학 리소그래피 장치에서, 예를 들어, 투영 시스템은 조정된 방사선 및 투영 시스템을 사용하여 제품 패턴을 패터닝 디바이스(MA)로부터 기판 상으로 전사하기 위하여 사용된다. 이는 패턴의 이미지를 방사선 감응 레지스트 물질의 층에 형성함으로써 수행된다.
본 명세서에서 사용되는 용어 "투영 시스템"은 사용되는 노광 방사선에 대하여, 또는 침지 액체의 사용 또는 진공의 사용과 같은 다른 인자에 대하여 적절하다면 굴절, 반사, 반사 굴절(catadioptric), 자기, 전자기 및 정전 광학 시스템, 또는 그들의 임의의 조합을 포함하는 임의의 형태의 타입의 투영 시스템을 포함하는 것으로서 폭넓게 해석되어야 한다. 패터닝 디바이스(MA)는 마스크 또는 레티클일 수 있으며, 이는 패터닝 디바이스에 의해 투과 또는 반사되는 방사선 빔에 패턴을 부여한다. 공지된 작동 모드는 스테핑 모드 및 스캐닝 모드를 포함하고 있다. 잘 알려진 바와 같이, 투영 시스템은 기판과 패터닝 디바이스에 대한 지지 및 위치 결정 시스템과 다양한 방법으로 협력하여 기판에 걸쳐 많은 타겟 부분에 원하는 패턴을 적용할 수 있다. 고정 패턴을 갖는 레티클 대신에 프로그램 가능한 패터닝 디바이스가 사용될 수 있다. 방사선은 예를 들어 심자외선 (DUV) 또는 극 자외선(EUV) 파장 대역에서의 전자기 방사선을 포함할 수 있다. 본 발명은 또한 예를 들어 전자 빔에 의하여 다른 유형의 리소그래피 공정, 예를 들어 임프린트 리소그래피 및 직접 기입 리소그래피에 적용 가능하다.
리소그래피 장치 제어 유닛(LACU)은 다양한 액추에이터 및 센서의 모든 이동 및 측정을 제어하여 장치가 기판(W)과 레티클(MA)을 수용하며 패터닝 작동을 실행하게 한다. 제어 유닛(LACU)은 또한 신호 처리 및 데이터 처리 능력을 포함하여 장치의 작동과 관련된 원하는 계산을 실행한다. 실제로, 제어 유닛(LACU)은 장치 내의 서브시스템 또는 구성 요소의 실시간 데이터 획득, 처리 및 제어를 각각 취급하는 많은 서브-유닛의 시스템으로서 실현될 것이다.
노광 스테이션(EXP)에서 패턴이 기판에 적용되기 전에, 다양한 준비 단계가 수행될 수 있도록 기판은 측정 스테이션(MEA)에서 처리된다. 준비 단계는 레벨 센서를 사용하여 기판의 표면 높이를 매핑(mapping)하는 것과 정렬 센서를 사용하여 기판 상의 정렬 마크의 위치를 측정하는 것을 포함할 수 있다. 정렬 마크들은 규칙적인 그리드(grid) 패턴 형태로 명목상 배치되어 있다. 그러나, 마크 생성의 부정확성으로 인하여 그리고 또한 그의 처리 동안 발생하는 기판의 변형으로 인하여, 마크들은 이상적인 그리드에서 벗어난다. 결과적으로, 기판의 위치 및 배향을 측정하는 것에 더하여, 장치가 제품 피처를 정확한 위치에 매우 높은 정확도로 인쇄하는 경우, 정렬 센서는 실제로 기판 영역에 걸쳐 많은 마크의 위치를 상세하게 측정해야 한다.
리소그래피 장치(LA)는 2개의 기판 테이블을 갖는 소위 이중(dual) 스테이지 유형일 수 있으며, 기판 테이블 각각은 제어 유닛(LACU)에 의해 제어되는 위치 결정 시스템을 갖고 있다. 하나의 기판 테이블 상의 하나의 기판이 노광 스테이션(EXP)에서 노광되고 있는 동안, 다른 기판이 측정 스테이션(MEA)에서 다른 기판 테이블 상으로 로딩될 수 있어 다양한 준비 단계가 수행될 수 있다. 따라서, 정렬 마크의 측정은 매우 시간-소모적이며, 2개의 기판 테이블의 제공은 장치의 처리량의 상당한 증가를 가능하게 한다. 위치 센서(IF)가 노광 스테이션뿐만 아니라 측정 스테이션에 있는 동안 기판 테이블의 위치를 측정할 수 없다면, 제2 위치 센서가 제공되어 양 스테이션에서 기판 테이블의 위치가 추적될 수 있게 할 수 있다. 리소그래피 장치(LA)가 2개의 기판 테이블을 갖는 소위 이중 스테이지 유형인 경우, 노광 스테이션과 측정 스테이션은 기판 테이블이 교환될 수 있는 별개의 위치들일 수 있다.
생산 설비 내에서, 장치(100)는 "리소셀" 또는 "리소 클러스터"의 일부를 형성하며, 이는 또한 장치(100)에 의한 패터닝을 위하여 감광성 레지스트 및 다른 코팅부를 기판(W)에 도포하기 위한 코팅 장치(108)를 포함하고 있다. 장치(100)의 출력 측에는, 노광된 패턴을 물리적 레지스트 패턴으로 현상하기 위하여 베이킹 장치(110) 및 현상 장치(212)가 제공되어 있다. 이 모든 장치 사이에서, 기판 핸들링 시스템들은 기판을 지지하고 기판을 장치의 한 부분에서 다음 부분으로 이송시키는 것을 처리한다. 흔히 총괄적으로 "트랙(track)"으로서 지칭되는 이 장치들은 감독 제어 시스템(SCS)에 의해 자체 제어되는 트랙 제어 유닛의 제어 하에 있으며, 감독 제어 시스템은 또한 리소그래피 장치 제어 유닛(LACU)을 통해 리소그래피 장치를 제어한다. 따라서, 처리량과 처리 효율성을 최대화하기 위해 상이한 장치가 작동될 수 있다. 감독 제어 시스템(SCS)은 각각의 패터닝된 기판을 생성하도록 수행될 단계의 정의를 더 상세하게 제공하는 레시피(recipe) 정보(R)를 수신한다.
패턴이 리소 셀에서 적용되고 현상되면, 패터닝된 기판(120)은 122, 124, 126에 도시된 바와 같은 다른 처리 장치로 이송된다. 광범위한 제조 단계는 전형적인 제조 설비의 다양한 장치에 의해 실행된다. 예를 들어, 본 실시예의 장치(122)는 에칭 스테이션이며, 장치(124)는 에칭 후 어닐링(annealing) 단계를 수행한다. 추가의 물리적 및/또는 화학적 처리 단계가 추가 장치(126) 등에 적용된다. 물질의 증착, 표면 물질 특성의 변경 (산화, 도핑, 이온 주입 등), 화학적 기계적 연마(CMP) 등과 같은, 실제 디바이스를 만들기 위하여 많은 유형의 작동이 요구될 수 있다. 장치(126)는, 실제로 하나 이상의 장치 내에서 수행되는 일련의 상이한 처리 단계를 나타낼 수 있다.
잘 알려진 바와 같이, 반도체 디바이스의 제조는 적절한 물질 및 패턴을 갖는 디바이스 구조체들을 기판 상에 층별로 구축하기 위해 이러한 처리의 많은 반복을 수반한다. 따라서, 리소 클러스터에 도달하는 기판(130)은 새로 준비된 기판일 수 있으며 또는 이 기판은 클러스터 또는 다른 장치에서 이전에 완전히 처리된 기판일 수 있다. 유사하게, 요구되는 처리에 따라, 장치(126)를 떠나는 기판(132)은 동일한 리소 클러스터에서의 후속 패터닝 작업을 위해 복귀될 수 있거나, 이 기판은 상이한 클러스터에서의 패터닝 작업을 하도록 예정될 수 있거나, 이 기판은 다이싱(dicing) 및 패키징을 위해 보내질 최종 제품일 수 있다.
제품 구조체의 각 층은 상이한 일련의 공정 단계들을 필요로 하며, 각 층에서 사용된 장치(126)는 유형이 완전히 다를 수 있다. 또한, 장치(126)에 의해 적용될 처리 단계들이 명목상 동일한 경우일지라도, 대규모 설비에서, 아마도 상이한 기판 상에서 단계(126)를 수행하기 위해 동시에 작동하는 여러 개의 동일한 기계가 있을 수 있다. 이 기계들 사이의 설정(set-up) 또는 결함의 작은 차이는 이 기계들이 상이한 방식으로 상이한 기판들에 영향을 준다는 것을 의미할 수 있다. 에칭 (장치(122))과 같이 각 층에 대해 비교적 공통적인 단계조차도, 명목상으로는 동일하지만 처리량을 최대화하기 위해 동시에 작동하는 몇몇 에칭 장치에 의해 실행될 수 있다. 더욱이, 실제로, 상이한 층들은 에칭될 물질의 세부 사항에 따라 상이한 에칭 공정, 예를 들어 화학적 에칭, 플라즈마 에칭을 필요로 하며, 또한 예를 들어 이방성 에칭과 같은 특별한 요구 조건을 필요로 한다.
이전 및/또는 후속 공정은 방금 언급된 바와 같이 다른 리소그래피 장치에서 수행될 수 있으며, 또한 상이한 유형의 리소그래피 장치에서 수행될 수도 있다. 예를 들어, 분해능 및 오버레이와 같은 매개변수를 매우 요구하는 디바이스 제조 공정에서의 일부 층은 덜 요구하는 다른 층보다 더 첨단 리소그래피 툴에서 수행될 수 있다. 따라서 일부 층은 침지 유형의 리소그래피 툴에서 노광될 수 있는 반면, 다른 층은 "건식 툴(dry tool)"에서 노광될 수 있다. 일부 층은 DUV 파장에서 작동하는 툴에서 노광될 수 있는 반면에, 다른 층은 EUV 파장 방사선을 사용하여 노광된다.
리소그래피 장치에 의하여 노광된 기판이 정확하고 일관되게 노광되도록 하기 위하여, 노광된 기판을 검사하여 후속 층들 사이의 오버레이 오차, 라인 두께, 임계 치수(CD) 등과 같은 특성을 측정하는 것이 바람직하다. 따라서, 리소셀(LC)이 안에 위치되어 있는 제조 설비는 또한 리소셀에서 처리된 기판(W)의 일부 또는 전부를 수용하는 계측 시스템(MET)을 포함하고 있다. 계측 결과는 감독 제어 시스템(SCS)(138)에 직접 또는 간접적으로 제공된다. 오차가 검출되면, 후속 기판의 노광에 대한 조정이 이루어질 수 있으며, 특히 동일한 배치(batch)의 다른 기판이 계속해서 노광될 만큼 곧바로 그리고 신속하게 계측이 이루어질 수 있다면 더욱 그렇다. 또한, 이미 노광된 기판은 벗겨지고 재가공되어 수율을 개선하거나 폐기될 수 있으며, 그에 의하여 결함이 있는 것으로 알려진 기판에 대한 추가 처리를 수행하는 것을 피할 수 있다. 기판의 일부 타겟 부분에만 결함이 있는 경우, 양호한 타겟 부분에 대해서만 추가 노광이 수행될 수 있다.
도 1에는 제조 공정에서의 원하는 단계에서 제품의 매개변수를 측정하기 위해 제공되는 계측 장치(140)가 보여지고 있다. 현대적인 리소그래피 생산 설비에서의 계측 장치의 공통적인 스케터로미터의 예는, 스케터로미터, 예를 들어 각도-분해 스케터로미터 또는 분광 스케터로미터이며, 이는 장치(122)에서의 에칭 전에 120에서, 현상된 기판의 특성을 측정하기 위해 적용될 수 있다. 계측 장치(140)를 사용하여, 예를 들어 오버레이 또는 임계 치수(CD)와 같은 중요한 성능 매개변수가 현상된 레지스트에서의 특정 정확도 요건을 충족시키지 않는다는 점이 결정될 수 있다. 에칭 단계 전에, 현상된 레지스트를 벗겨내고 리소 클러스터를 통해 기판(120)을 재처리할 기회가 존재한다. 잘 알려진 바와 같이, 감독 제어 시스템(SCS) 및/또는 제어 유닛(LACU)(106)에 의해 시간에 따라 작은 조정을 수행함으로써, 장치(140)로부터의 계측 결과(142)는 리소 클러스터에서의 패터닝 작동의 정확한 성능을 유지하는데 사용될 수 있으며, 그에 의하여 제품이 사양을 벗어나고 재작업을 요구하는 위험이 최소화된다. 물론, 계측 장치(140) 및/또는 다른 계측 장치 (보여지지 않음)는 처리된 기판(132, 134) 및 들어오고 있는 기판(130)의 특성을 측정하기 위해 적용될 수 있다.
도 2는 EUV 계측 방법을 도시하고 있는데 반하여, 도 3은 EUV 계측 장치(300)를 도시하고 있다. 본 장치는 도 1의 제조 시스템에서 처리된 기판(W)의 매개변수를 측정하기 위한 EUV 계측 장치(244)의 예로서 사용될 수 있다.
도 2에서, 타겟(T)은 구형(spherical) 참조 프레임의 원점에 1차원 격자 구조체를 포함하고 있는 것으로 개략적으로 나타나 있다. 축(X, Y 및 Z)은 타겟에 대하여 한정되어 있다 (물론 임의의 좌표가 이론 상으로는 원칙적으로 한정될 수 있으며, 각 구성 요소는 도시된 것과 관련하여 한정될 수 있는 자신의 국부적 기준 프레임을 가질 수 있다). 타겟 구조체의 주기성(D)의 방향은 X 축과 나란하다. 본 도면은 실제 사시도가 아니며, 개략적인 도면일 뿐이다. X-Y 평면은 타겟과 기판의 평면이며, 명확함을 위하여 원(302)의 비스듬한 도면으로 표시된, 관찰자를 향하여 기울어진 것으로 보여지고 있다. Z 방향은 기판에 수직인 방향(N)을 정의한다. 도 2에서, 입사 광선 중 하나에는 도면 부호 304가 부여(labeled)되며 그레이징 입사(grazing incidence) 각도를 갖고 있다. 이 예에서, 입사 광선(304) (및 방사선 스폿(S)을 형성하는 모든 입사 광선)은 X-Z 평면에 평행한 평면, 즉 방향 D 및 N으로 한정되고 원(306)으로 표시되는 평면에 실질적으로 놓인다. 타겟(T)의 주기적 구조체에 의해 산란되지 않은 반사 광선(308)은 앙각(α)을 갖고, 도면에서 타겟의 우측을 향하여 출사된다.
분광 반사 측정을 수행하기 위하여, 광선(308) 및 다른 반사 광선은 상이한 파장의 광선을 포함하는 스펙트럼(310)으로 나누어진다. 스펙트럼은 예를 들어 그레이징 입사 회절 회절 격자(312)를 사용하여 생성될 수 있다. 회절 격자(312)는, 예를 들어 도 6 또는 도 7을 참조하여 설명된 바와 같이 본 발명의 실시예에 따른 회절 광학 요소일 수 있다. 이는, 예를 들어 도 5를 참조하여 설명된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 광학 시스템의 정렬을 가능하게 한다. 스펙트럼은 검출기(313)에 의하여 검출된다. 예를 들어 픽셀 어레이를 갖는 CCD 이미지 검출기일 수 있는 이 검출기는 스펙트럼을 전기 신호로 변환하고 결국에는 분석을 위한 디지털 데이터로 변환하기 위해 사용된다.
실제 시스템에서, 방사선(304)의 스펙트럼은 시간 변동의 영향을 받을 수 있으며, 이는 분석을 방해할 것이다. 　이 변동에 대해 검출된 스펙트럼을 정상화하기 위해, 기준 스펙트럼이 제2 검출기(314)에 의해 캡처된다. 기준 스펙트럼을 생성하기 위해, 소스 방사선(316)은 다른 회절 격자(318)에 의해 회절된다. 회절 격자(318)는, 예를 들어 도 6 또는 도 7을 참조하여 설명된 바와 같이 본 발명의 실시예에 따른 회절 광학 요소일 수 있다. 이는, 예를 들어 도 5를 참조하여 설명된 바와 같이 본 발명의 실시예에 따른 광학 시스템의 정렬을 가능하게 한다. 격자(318)의 0차 반사 광선은 입사 광선(304)을 형성하는 반면에, 격자(318)의 1차 회절 광선(320)은 기준 스펙트럼 검출기(314)에 의해 검출되는 기준 스펙트럼을 형성한다. 기준 스펙트럼을 나타내는 전기 신호와 데이터는 분석에서의 사용을 위해 획득된다.
입사각(α)의 하나 이상의 값에 대해 획득된 측정된 스펙트럼으로부터, 타겟 구조체(T)의 특성의 측정은 아래에서 추가로 설명되는 방식으로 계산될 수 있다.
도 3a를 참조하면, EUV 계측 장치(300)는 도 2의 방법에 의해, 기판(W) 상에 형성된 계측 타겟(T)의 특성을 측정하기 위하여 제공된다. 다양한 하드웨어 구성 요소가 개략적으로 표시되어 있다. 이 구성 요소의 실제 실행은 공지된 설계 원리에 따라, 기존 구성 요소와 특별히 설계된 구성 요소의 혼합체를 적용하는 관련 숙련자에 의하여 수행될 수 있다. 기판을 설명될 다른 구성 요소에 대해 원하는 위치 및 배향으로 유지시키기 위한 지지체 (상세히 도시되지 않음)가 제공된다. 방사선 소스(330)는 조명 시스템(332)에 방사선을 제공한다. 조명 시스템(332)은 타겟(T) 상에 집속된 방사선 스폿을 형성하는 광선(304)으로 표시되는 EUV 방사선의 빔을 제공한다. 조명 시스템(332)은 또한 기준 스펙트럼(320)을 검출기(314)에 제공한다. 구성 요소(312, 313) 등은 편리하게 검출 시스템(333)으로 간주될 수 있다.
이 예에서 기판(W)은 광선(304)의 입사각(α)이 조정될 수 있도록 위치 결정 시스템(334)을 갖는 가동 지지체 상에 장착되어 있다. 이 예에서, 소스(330)와 조명 시스템(332)은 정지 상태를 유지하는 반면에, 편의상 기판(W)을 기울여 입사각을 변경하는 것이 선택된다. 반사 광선(308)을 받기 위하여, 검출 시스템(333)은 추가의 가동 지지체(336)를 구비하고 있으며, 따라서 이는 고정 조명 시스템에 대한 각도(2α)를 통해 또는 기판에 대한 각도를 통해 이동한다. 반사 측정의 그레이징 입사 상황(regime)에서, 도시된 바와 같이, 입사각(α)을 기판의 평면을 기준으로 한정하는 것이 편리하다. 물론, 이는 입사 광선(I)의 입사 방향과 기판에 수직인 방향(N) 사이의 각도로서 동일하게 한정될 수 있다.
각 타겟(T)을 방사선의 집속된 스폿(S)이 위치된 위치로 이동시키기 위하여 (이를 다른 방식으로 보면, 타겟이 위치된 위치로 스폿을 이동시키기 위하여) 도시되지 않은 부가적인 액추에이터가 제공된다. 실제 응용에서, 단일 기판 상에서 측정될 일련의 개별 타겟들 또는 타겟 위치들이 있을 수 있을 수 있으며 일련의 기판들이 또한 있을 수 있다. 이론 상으로는, 조명 시스템 및 검출기가 정지된 상태를 유지하는 동안 기판 및 타겟이 이동되고 재배향되는지, 조명 시스템 및 검출기가 이동되는 동안 기판이 정지된 상태를 유지하는지, 또는 상대 운동을 하는 상이한 구성 요소들이 이러한 기술의 조합에 의하여 이루어지는지 여부는 중요하지 않다. 본 발명은 이 모든 변형을 포함한다.
도 2를 참조하여 이미 설명된 바와 같이, 타겟(T)과 기판(W)에 의해 반사된 방사선은 검출기(313)에 충돌하기 전에 상이한 파장의 광선들의 스펙트럼(310)으로 나누어진다. 검출기(306)는, 예를 들어 통상적으로 검출기 요소들의 어레이인 위치-감응 EUV 검출기를 포함하고 있다. 어레이는 선형 어레이일 수 있으나, 실제로는 요소(픽셀)의 2-차원 어레이가 제공될 수도 있다. 검출기(313)는 예를 들어 CCD(전하 결합 디바이스) 이미지 센서일 수 있다.
프로세서(340)는 검출기(313 및 314)로부터 신호를 수신한다. 특히, 검출기(313)로부터의 신호(ST)는 타겟 스펙트럼을 나타내며, 검출기(314)로부터의 신호(SR)는 기준 스펙트럼을 나타낸다. 프로세서(340)는 타겟 스펙트럼으로부터 기준 스펙트럼을 감산하여 소스 스펙트럼 내의 변동에 대하여 정규화된 타겟의 반사 스펙트럼을 포함할 수 있다. 하나 이상의 입사각에 대한 결과적인 반사 스펙트럼이 타겟의 특성, 예를 들어 CD 또는 오버레이의 측정을 계산하기 위해 프로세서 내에서 사용된다.
실제로, 소스(330)로부터의 방사선은 일련의 짧은 펄스로 제공될 수 있으며, 신호(SR 및 ST)는 각각의 펄스에 대해 함께 캡처될 수 있다. 각 개별 펄스가 이 입사각에서의 이 타겟에 대한 전체 반사 스펙트럼으로 통합되기 전에 각 개별 펄스에 대한 차분 신호(difference signal)가 계산된다. 이러한 방식으로, 펄스들 사이의 소스 스펙트럼의 불안정성이 보정된다. 펄스 레이트(pulse rate)는 초당 수천 또는 심지어는 수만 (헤르츠)일 수 있다. 하나의 반사 스펙트럼으로 측정되도록 통합되는 펄스의 수는 예를 들어 수 십 또는 수 백 개일 수 있다. 이렇게 많은 펄스가 있더라도, 물리적 측정은 일 초의 일부가 걸린다.
반도체 제조시 계측에 대한 EUV-SR의 응용 시, 작은 격자 타겟이 사용될 수 있다. 다수의 회절 스펙트럼은 그레이징 입사각(α)을 다양한 상이한 값으로 설정하면서 검출기(313 및 314)를 사용하여 캡처된다. 타겟 구조체의 검출된 스펙트럼 및 수학적 모델을 사용하여, CD 및/또는 다른 관심 매개변수의 측정에 도달하기 위해 재구성 계산이 수행될 수 있다. 예시적인 재구성 방법이 이하에서 더 설명될 것이다.
간단히 타겟 자체를 고려하면, 라인과 공간의 치수는 타겟 디자인에 좌우될 것이지만, 구조체의 주기는 예를 들어 100 ㎚ 미만, 50 ㎚ 미만, 20 ㎚ 미만, 심지어 10 ㎚ 미만일 수 있으며 또한 5 ㎚까지 내려갈 수 있다. 격자 구조체의 라인들은 기판의 제품 영역 내의 제품 피처와 동일한 치수 및 피치일 수 있다. 격자 구조체의 라인은 사실상, 오직 계측 목적을 위해서 전용 타겟 영역 내에 형성된, 타겟 구조체보다는 제품 구조체의 라인일 수 있다. 이러한 작은 피처는 예를 들어 EUV 리소그래피 공정에서 임프린트 리소그래피에 의해 또는 직접-서입(direct-write) 방법에 의해 형성될 수 있다. 이러한 작은 피처는 또한 소위 이중-패터닝 공정 (일반적으로 다중-패터닝)에 의하여 현재의 DUV 리소그래피를 사용해서 형성될 수 있다. 이 카테고리의 기술은, 예를 들어 리소-에칭-리소-에칭(LELE)에 의한 피치-이중화(doubling) 및 백 엔드-오브 라인(back end-of the line: BEOL) 층에서의 자기-정렬 듀얼-다마신(dual-damascene)을 포함한다. 설명의 목적을 위하여, 다음 예에서는 CD가 관심 대상 매개변수라는 점이 가정될 것이다. 그러나, 중첩되어 형성되는 2개의 격자가 있는 경우, 다른 관심 대상 매개변수는 오버레이일 수 있다. 이는 아래에서 별개로 설명되는 바와 같은 EUV-SR 회절 차수의 비대칭성에 기초하여 측정될 수 있다. 하부 구조체로의 적당한 침투를 이루기 위해 필요하다면 입사각이 증가될 수 있다.
다중-패터닝 공정에서, 구조체는 하나의 패터닝 작동이 아닌, 2개 이상의 패터닝 단계에서 제품의 하나의 층에 형성된다. 따라서, 예를 들어, 구조체의 제1 모집단은 구조체의 제2 모집단과 인터리브(interleaved)될 수 있으며, 하나의 단계만으로 얻을 수 있는 것보다 더 높은 분해능을 얻기 위하여 이러한 모집단은 상이한 단계들에서 형성된다. 모집단의 배치는 기판 상의 다른 피처에 대하여 동일하고 완벽해야 하지만, 모든 실제 패턴은 당연히 어느 정도의 위치 오프셋을 나타낸다. 모집단들 사이의 임의의 의도하지 않은 위치 오프셋은 오버레이의 형태인 것으로 간주될 수 있으며, 또한 층들 사이의 오버레이를 측정하기 위하여 사용되는 것과 유사한 기술에 의하여 측정될 수 있다. 부가적으로, 피처들의 다수의 모집단이 단일 층에 형성된다면, 아래에 놓여진 또는 위에 놓여진 층 내의 피처에 대한 오버레이는 각 모집단마다 상이할 수 있으며, 이 모집단들 각각에 대한 오버레이는 필요하다면 개별적으로 측정될 수 있다.
도 3b는 도 3a의 장치에서 조명 시스템(332)의 하나의 가능한 배열체를 도시하고 있다. 플라즈마와 같은 방사선 소스가 330에 나타나 있다. EUV 리소그래피의 경우 여러 유형의 소스들이 실험적으로 또는 상업적으로 테스트되고 만들어지고 있다. 이들 중 임의의 것이 원하는 파장 범위에 따라 본 장치에 적용될 수 있다. 플라즈마 소스는 주석(Sn)뿐만 아니라 Xe 또는 Ar 또는 Kr 또는 Ne 또는 N, 또는 이들의 임의의 조합을 포함하고 있다. 레이저 구동 광원 및 고조파 생성기 소스가 적용될 수 있다. 플라즈마 소스는 적용될 수 있는 유일한 소스 유형은 아니지만 현재는 콤팩트 한 형태로 가장 많이 사용 가능한 유형이다. 싱크로트론(synchrotron) 소스는 보다 유용한 전력 레벨을 생성할 수 있으며, 파장 및 전력에서 보다 제어 가능하지만, 콤팩트한 형태로 아직 상업화되지 않았다.
원하는 스펙트럼 특성을 갖는 EUV 방사선의 빔(500)은 다양한 방향으로 방출된다. 소스(330)의 출구 (조명 시스템(332)에 대한 입구)에 제1 개구(502)가 제공되어 조명 시스템을 위한 입구 퓨필(entrance pupil)의 역할을 한다. 잘 한정된 발산을 갖는, 입사하는 빔(504)은 집속 광학 요소 또는 시스템에 충돌한다. 이 집속 시스템은 본 예시에서 2차원 만곡형 미러(506), 예를 들어 타원형 미러에 의하여 구현된다. 미러(506)는 수렴 빔(508)을 생성하며, 이는 집속되어 기판(W)상의 타겟 위치에 스폿을 형성한다. 선택적으로, 제2 개구(510)가 제공되어 타겟에서의 빔(404)의 직경을 제한한다. 특히, 개구(510)는 상이한 요구 조건/크기 및 상이한 입사각(α)에 따라 상이한 형상의 빔(B')이 생성될 수 있도록 높이 및/또는 폭이 조절 가능하도록 이루어질 수 있다.
반사 빔(408)은 타겟의 구조에 관한 정보를 운반하면서 검출 시스템(333) (본 도면에서는 보여지지 않음)으로 진입한다. 선택적으로, 빔이 검출 시스템 (333)으로 진입함에 따라 빔의 발산을 감소시키기 위해, 제2 집속 미러(520)가 제공된다.
도 2 및 도 3a에서 보여지는 바와 같이, 기준 스펙트럼(320)은 기준 스펙트럼 검출기(314)에 의하여 형성되고 검출된다. 도 3b에 도시된 예시적인 조명 시스템에서, 기준 스펙트럼(320)을 생성하기 위한 격자(318)는 만곡형 미러(506)에 통합되어 있다. 대안적인 실시예에서, 기준 스펙트럼 격자(318)는 미러(506)와 직렬로 별도의 요소로서 제공될 수 있다. 어느 경우에도, 미러와 회절 격자(506/318) 또는 별개의 요소(318)는, 예를 들어 도 6 또는 도 7을 참조하여 설명된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 회절 광학 요소일 수 있다. 이는, 예를 들어 도 5를 참조하여 설명된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 광학 시스템의 정렬을 가능하게 한다. 또한, 방사선을 빔(504)에서 빔(508)으로 집속하기 위하여, 단일의 2차원 만곡형 미러(506)가 일련의 2개 이상의 1차원 만곡형 (원통형) 미러로 대체될 수 있다. 격자는 제공되는 곳마다 "편평한 필드(flat field)"유형일 수 있으며, 따라서 검출기(314)에서 선형 또는 평면형 픽셀 어레이에 걸쳐 잘 분해된 스펙트럼이 형성된다. 유사하게, 2차원 만곡형 집속 미러(520)가 검출 측에 제공되는 경우, 하나 이상의 차원적으로 만곡진 미러가 제공될 수 있다. 만곡형 미러는 타겟에 의해 반사된 방사선의 스펙트럼(310)을 형성하는 격자(312)와 통합될 수 있다. 미러 및 회절 격자(312)는, 예를 들어 도 6 또는 도 7을 참조하여 설명된 바와 같이 본 발명의 실시예에 따른 회절 광학 요소일 수 있다. 이는, 예를 들어 도 5를 참조하여 설명된 바와 같이 본 발명의 실시예에 따른 광학 시스템의 정렬을 가능하게 한다. 원하는 스펙트럼 분해능을 얻기 위하여 빔(408)을 2차원으로 집속할 필요가 없을 수 있다는 점이 주목된다.
예를 들어 2 ㎚ 내지 50 ㎚ 의 파장을 갖는, "연질 X-선(soft X-ray)" 또는 EUV 범위의 방사선을 방출하는 소스를 사용하는 계측 툴이 개발될 수 있다. 이러한 소스의 예는 방전 생성 플라즈마 소스, 레이지 생성 소스 또는 고차 고조파 생성(HHG 또는 고 고조파 생성) 소스를 포함하고 있다. HHG 소스는 방출된 광에서 시준된 광자 (고휘도)의 큰 플럭스를 제공할 수 있는 것으로 알려져 있다.
계측 응용에 사용되는 HHG 소스는 유럽 특허 출원 EP152020301, EP16168237, EP16167512에 도시되고 추가로 설명되어 있으며, 이 출원들의 내용은 전체적으로 본 명세서에서 인용 참조된다. 계측 응용에서, 이러한 HHG 공급 소스는 (예를 들어) 수직 입사에 매우 근접한 수직 입사 (예를 들어, 수직으로부터 10도 이내)에, 그레이징 입사 (예를 들어, 표면으로부터 20도 이내), 임의의 각도에서, 또는 (한 번의 캡처로 더 많은 측정 정보를 획득하기 위해) 다수의 각도에서 사용될 수 있다.
도 4는 방사선 소스(430)를 포함하는 계측 배열체를 상세히 도시하고 있다. 방사선 소스(430)는 고 고조파 생성(HHG) 기술에 기초하여 EUV 방사선을 생성하기 위한 HHG 소스이다. 방사선 소스(430)의 주요 구성 요소는 펌프 레이저(431) 및 HHG 가스 셀(432)과 같은 HHG 매체이다 (HHG 고체 표면 매체 또한 사용될 수 있다). 가스 공급부(434)는 가스 셀에 적합한 가스를 공급하며, 여기서 가스는 전원 (도시되지 않음)에 의하여 선택적으로 이온화된다. 펌프 레이저(431)는 예를 들어, 필요에 따라 수 메가 헤르츠까지의 펄스 반복 속도로, 펄스 당 1 ㎱ (1 나노초) 미만으로 지속되는 적외 방사선의 펄스를 생성하는, 광 증폭기를 갖는 섬유-기반 레이저일 수 있다. 파장은 예를 들어 1 ㎛ (1 미크론)의 범위 내에 있을 수 있다. 레이저 펄스는 펌프 방사선 빔(440)으로서 HHG 가스 셀(432)로 전달되며, 여기서 방사선의 일부분은 더 높은 주파수로 변환된다. 원하는 파장 또는 파장들의 가간섭성 방사선을 포함하는 측정 방사선 빔(442)이 HHG 가스 셀로(432)로부터 나온다.
측정 방사선(442)은 다수의 파장을 포함할 수 있다. 방사선이 단색성이면, 측정 계산 (재구성)이 단순화될 수 있지만, HHG로 여러 파장을 갖는 방사선을 생성하는 것은 더 쉽다. 이는 디자인 선택의 문제이며 동일한 장치 내에서 선택 가능한 옵션일 수도 있다. 예를 들어, 상이한 파장은 상이한 물질의 구조를 이미징할 때 상이한 레벨의 콘트라스트(contrast)를 제공할 것이다. 금속 구조물 또는 실리콘 구조물의 검사를 위하여, 예를 들어, (탄소계) 레지스트의 피처를 이미징하기 위해 또는 이러한 상이한 물질의 오염을 검출하기 위해 사용되는 파장에 대해 상이한 파장이 선택될 수 있다.
하나 이상의 필터링 장치(444)가 제공될 수 있다. 예를 들어, 알루미늄(Al)의 얇은 멤브레인과 같은 필터는 기본적인 IR 방사선이 검사 장치로 더 나아가는 것을 차단하는 역할을 할 수 있다. 가스 셀(432)에서 생성된 것 중에서 하나 이상의 특정 고조파 파장을 선택하기 위해 격자 (도시되지 않음)가 제공될 수 있다. 격자는, 예를 들어 도 6 또는 도 7을 참조하여 설명된 바와 같이 본 발명의 실시예에 따른 회절 광학 요소일 수 있다. 이는, 예를 들어 도 5를 참조하여 설명된 바와 같이 본 발명의 실시예에 따른 광학 시스템의 정렬을 가능하게 한다.
EUV 방사선이 공기 내에서 이동하고 있을 중에 흡수된다는 점을 염두에 둘 때 빔 경로의 일부 또는 전부는 진공 환경 내에 포함될 수 있다. 방사선 소스(430)의 다양한 구성 요소 및 조명 광학계는 동일한 장치 내에서 상이한 계측 "레시피"를 구현하도록 조정 가능할 수 있다. 예를 들어, 상이한 파장 및/또는 편광이 선택 가능하게 이루어질 수 있다.
방사선 소스(430)로부터, 필터링된 빔은 검사 챔버로 들어가며, 여기서 관심 대상 구조체 또는 타겟 구조체를 포함하는 기판(W)은 검사를 위해 기판 지지부(414)에 의해 유지된다. 타겟 구조체에는 도면 부호 T가 부여되어 있다. 작동시, 검사 챔버 내의 분위기는 진공 펌프(452)에 의해 거의 진공으로 유지되며, 따라서 연질 X-선 방사선은 대기를 통한 과도한 감쇠없이 통과할 수 있다. 조명 시스템은 방사선을 집속 빔(456)으로 집속하기 위한 하나 이상의 광학 요소(454)를 포함하고 있으며, 예를 들어 위에서 언급된 종래의 특허 출원에서 설명된 바와 같이, 2차원 만곡형 미러 또는 일련의 1차원 만곡형 미러들을 포함할 수 있다. 스펙트럼(410)은 빔(456)과 타겟(T)의 상호 작용에 의해 형성된다. 따라서 빔(456)은 CCD 검출기(470)를 향하여 회절된다(410). 도 4에 도시된 예시적인 광학 시스템에서, 웨이퍼(W) 상의 타겟(T)은 주기적 구조체를 갖는다. 타겟(T)은, 예를 들어 도 6 또는 도 7을 참조하여 설명된 바와 같이 본 발명의 실시예에 따른 회절 광학 요소일 수 있다. 이는, 예를 들어 도 5를 참조하여 설명된 바와 같이 본 발명의 실시예에 따른 광학 시스템의 정렬을 가능하게 한다. 집속은 관심 대상 상으로 투영될 때 직경이 10 ㎛ 미만인 둥근 또는 타원형 스폿을 이루기 위해 수행된다. 기판 지지부(414)는 예를 들어 X-Y 병진 스테이지 및 회전 스테이지를 포함하고 있으며, 이에 의하여 기판(W)의 임의 부분은 원하는 배향으로 빔의 초점 지점으로 이동될 수 있다. 따라서, 방사선 스폿(S)은 관심 대상 구조체 상에 형성된다. 관심 대상 구조체에서 반사된 방사선(408)은 그후 검출기(460)에 의해 검출된다.
기준 스펙트럼(412)은 빔(442)과 곡면 미러(454)의 상호 작용에 의해 형성된다. 빔(442)은 따라서 CCD 검출기(480)를 향해 회절된다(412). 도 4에 도시되어 있는 광학 시스템에서, 기준 스펙트럼(412)을 생성하기 위한 격자는 곡면 미러(454)에 통합되어 있다. 대안적인 실시예에서, 기준 스펙트럼 격자는 미러(454)와 직렬로 별개의 요소로서 광학 경로를 따라 제공될 수 있다. 어느 경우에도, 미러 및 회절 격자(454) 또는 별개의 요소는, 예를 들어 도 6 또는 도 7을 참조하여 설명된 바와 같이 본 발명의 실시예에 따른 회절 광학 요소일 수 있다. 이는, 예를 들어 도 5를 참조하여 설명된 바와 같이 본 발명의 실시예에 따른 광학 시스템의 정렬을 가능하게 한다.
위에서 논의된 바와 같이, 조립 단계 동안 및 유지 보수 동안 광학 요소를 정렬할 필요가 있다. 본 발명의 실시예에 따르면, 회절 광학 소자를 포함하는 광학 시스템을 정렬하기 위해 HHG에 의해 생성된 SXR 광보다는 IR 구동 레이저(431) 자체를 사용하는 것이 가능하다. IR 레이저는 SXR 광과 공선적(collinear)일 수 있지만, 훨씬 더 간단한 도구 (예를 들어, IR 감광성 물질로 코팅된 뷰 카드(view card))의 사용을 허용하며 진공이 필요하지 않기 때문에 작업하기 훨씬 쉽다. 본 발명은 구현하기 간단하고 정렬 복잡도를 감소시킨다.
본 발명의 실시예는 SXR에 대한 것과 동일한 IR에 대해 회절 각도를 갖도록 최적화된 다중-피치 격자를 사용할 수 있다. 이는 SXR 성능에 가벼운 영향만을 주고 수행될 수 있다.
격자로부터의 회절은 전형적으로 격자 방정식에 의해 설명되며,
Figure 112019094988776-pct00001
　
여기서 θi와 θf는 입사하는 그리고 회절된 빔의 각도이며, n은 회절 차수, λ는 파장, 그리고 p는 구조체의 피치이다. 이 공식은 평면 구성 (즉, 입사광이 격자 라인에 수직이다)에서만 유효하지만, 임의적인 구성을 설명하기 위해 유사한 공식이 이용 가능하다.
모든 경우에, 회절 각도는 인자 nλ/p에만 의존한다. 따라서 λ와 p가 동시에 크기 조정(scaled)되면 회절 각도는 동일하게 유지될 것이다.
Figure 112019094988776-pct00002
이 되도록 다수의 피치를 갖는 격자가 사용될 수 있다.
SXR 광은 또한 큰 피치(pIR)로부터 회절될 것이지만, 회절 각도는 매우 작을 것이며, 따라서 이 광은 쉽게 무시될 수 있다. 다양한 다중-피치 격자가 도 6을 참고하여 아래에 설명되어 있다.
도 5는 작동 빔으로 작동될 회절 광학 시스템을 정렬시키는 방법의 플로우차트이다. 작동 빔과 상이한 파장 범위를 갖는 정렬 빔이 사용된다. 정렬 빔의 파장 범위는 전형적으로 작동 빔의 파장 범위보다 긴 파장에 있다. 이 예에서, 정렬 빔은 적외(IR) 방사선을 포함하고 있으며, 작동 빔은 연질 X-선 (SXR) 방사선을 포함하고 있다. SXR 작동 빔은 IR 정렬 빔(예를 들어, 도 4의 440)에 의해 펌핑되는 고 고조파 생성(HHG) 광학 소스 (예를 들어, 도 4의 432)에 의해 생성된다. 이 방법은 다음 단계들을 갖고 있다:
552: 광학 시스템에 회절 광학 요소 설치. 회절 광학 요소에 제1 피치(pIR)를 갖는 제1 주기적 구조체와 제2 피치(pSXR)를 갖는 제2 주기적 구조체를 제공함으로써 회절 광학 요소는 최적화된다. 회절 광학 요소는, 예를 들어 도 6 또는 도 7을 참조하여 설명된 것일 수 있다.
554: IR 필터 (예를 들어, 도 4의 444)가 이미 설치되어 있다면 제거. IR (펌프 방사선/정렬 빔) 필터는 SXR 작동 빔을 사용할 때 작동 중에 사용된다. 정렬을 수행하면서 정렬 빔 필터를 고 고조파 생성 광학 소스로부터 제거하는 것은 정렬 빔이 광학 시스템을 통과하는 것을 허용한다. 이렇게 하여, 정렬 빔은 광학 시스템을 구성하는 광학 요소들의 정렬을 위해 사용될 수 있다.
556: 이미 설치되어 있는 IR 펌프 레이저 (예를 들어, 도 4의 431)를 저전력으로 설정. 따라서, 정렬은 작동 빔을 생성하기 위해 사용되는 것보다 낮은 세기를 갖는 정렬 빔을 사용하여 수행된다.
558: 정렬 빔(IR)을 사용하여 그리고 정렬 빔과 작동 빔을 설정 방향으로 회절시키기 위해 최적화된 회절 광학 요소를 사용하여 회절 광학 시스템을 정렬. 정렬 빔은 정렬 동안, 회절 광학 시스템의 작동 중에 작동 빔이 회절 광학 요소 쪽으로 향하는 것과 동일한 광학 경로를 따라 향한다. 이는 IR이, 작동시 SXR 방사선이 따를 것과 동일한 회절 광학 경로를 따를 것이기 때문에 편리하다. 회절 광학 시스템을 정렬시키는 것은 회절 광학 시스템의 광학 요소를 구성하는 것을 포함한다. 광학 요소는 하나 이상의 회절 광학 요소, 광학 검출기 및 광원을 포함할 수 있다. 구성하는 것은 광학 요소의 위치, 배향 또는 광학 특성을 배치하는 것을 포함할 수 있다.
설정 방향들은 동일한 방향일 수 있다. 이는 IR이, 작동시 SXR 방사선이 따를 것과 동일한 회절 광학 경로뿐만 아니라 반사 광학 경로를 따를 것이기 때문에 편리하다. 그후 IR에 또한 민감한 SXR 센서를 사용하여 광학 시스템이 정렬될 수 있다. 정렬 중에 IR을 사용하여 SXR 광학 경로가 예측되고 추적될 수 있다. 광학 경로에 접근할 수 있는 기술자가 대기압에서 이를 수행할 수 있기 때문에 이는 편리하다. 저전력 IR은 또한 예를 들어 뷰 카드를 사용함으로써 정렬 절차를 위하여 사용하기에 안전하여 회절된 광학 경로를 수동으로 가로지르고 강조한다.
광학 시스템의 정렬이 성공되면, 광학 요소는 제자리에 영구적으로 고정될 수 있다. 이는 유리하게는 광학 시스템에 안정성을 부가하고 보다 신뢰성있게 만든다. 또한, 조립 동안 광학 요소의 위치 결정을 한 번만 수행하는 것은 제품 비용(CoG)을 감소시킨다.
560: IR 필터 교체 및 광학 시스템의 조립 완료.
562: 광학 시스템의 작동을 시작하기 위해, 진공 시스템 펌프 다운.
564: HHG에 의한 IR 레이저 전력 증가 및 SXR 방사선 생성.
566: 선택적으로, 광학 시스템의 정렬은 SXR 방사선을 사용하여 점검될 수 있다. 정렬된 광학 시스템은 계측 측정을 위해 SXR을 사용하여 작동될 수 있다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 회절 광학 요소로서 사용하기 위한 다중-피치 격자의 부분들의 횡단면도를 도시하고 있다. 다중-피치 격자(604 내지 616)는 각각 기판(602) 상에 제조된다. 2개의 피치(pIR 및 pSXR)가 제1 격자(604) 상에 표시되어 있다. 여기에 도시된 다중-피치 격자에 2개의 피치가 사용되지만, 3개 이상의 피치가 사용될 수 있다. 따라서, 하나 이상의 작동 파장 및/또는 하나 이상의 정렬 파장이 사용될 수 있다.
기판(602)은, 예를 들어 실리콘(Si) 또는 유리로 만들어질 수 있다. 다중-피치 격자(604 내지 616)의 패턴 및 충진 층은, 예를 들어 Si (결정질 또는 비정질), SiO2, Si3N4 또는 포토레지스트, 또는 이러한 물질들의 조합으로 만들어질 수 있다. 상이한 물질들은 상이한 해칭선들; 해칭선이 없는 것, 좌측 대각선 해칭선, 우측 대각선 해칭선 또는 십자 해칭선의 상이한 해칭선을 갖는 것으로 도시되어 있다. 다중-피치 격자(606)는 다른 격자 상에 오버레이되어 있는 한 격자를 갖고 있다. 다중-피치 격자(610 내지 616)들은 동일 평면 상에 있다. 코스 피치(pIR) 격자를 한정하기 위하여 다중-피치 격자(614 및 616)는 상이한 물질을 사용하기 보다는, 미세 피치(pSXR) 격자의 상이한 선 폭 및 라인 높이를 갖고 있다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 회절 광학 요소의 평면도를 도시하고 있다. 도 7a를 참조하면, 미세 피치(pSXR) 격자(702)는 코스 피치(pIR) 격자(704)와 인터리브되고 동일 평면 상에 있다.
도 7b를 참조하면, 회절 광학 요소 상에 투영될 때 미세 피치(pSXR) 격자(702)가 SXR 작동 빔의 스폿에 대응하는 영역에 형성된다. 이 예에서 이 영역은 타원이다. 회절 광학 요소 상에 투영될 때 코스 피치(pIR) 격자(704)는 IR 정렬 빔의 스폿에 대응하는 영역에 형성된다. 이 경우 IR 스폿이 더 크며, 따라서 영역은 더 작은 SXR 작동 빔의 스폿 주위로 확장된다.
도 6 및 도 7을 참조하여 설명된 회절 광학 요소는 도 1을 참조하여 설명 바와 같은 리소그래피 장치 및/또는 도 2 내지 도 4를 참조하여 설명된 것과 같은 계측 장치에 통합될 수 있다. 다른 예로서, 도 6 및 도 7을 참조하여 설명된 회절 광학 요소는 단색화 장치 또는 다른 회절 광학 시스템에 통합될 수 있다. 이러한 회절 광학 시스템에서, 본 발명에 따른 방법은 광학 요소를 정렬하기 위해 사용될 수 있다.
추가 실시예가 후속의 번호가 부여된 항목에 개시되어 있다:
1. 작동 빔으로 작동되도록 회절 광학 시스템을 정렬시키는 방법으로서,
본 방법은
작동 빔과 상이한 파장 범위를 갖는 정렬 빔을 이용하여 그리고 정렬 빔과 작동 빔을 설정 방향들로 회절시키기에 최적화된 회절 광학 요소를 이용하여 회절 광학 시스템을 정렬하는 것을 포함한다.
2. 항목 1의 방법에서, 설정 방향들은 동일한 방향이다.
3. 항목 1 또는 2의 방법에서, 정렬 빔은 정렬 동안, 회절 광학 시스템의 작동 중에 작동 빔이 회절 광학 요소 쪽으로 향하는 것과 동일한 광학 경로를 따라 향한다.
4. 항목 1 내지 3 중 어느 한 항목의 방법에서, 정렬 빔의 파장 범위는 작동 빔의 파장 범위보다 긴 파장에 있다.
5. 항목 4의 방법에서, 정렬 빔은 적외 방사선을 포함하고 있으며, 작동 빔은 연질 X-선 방사선을 포함하고 있다.
6. 항목 1 내지 5 중 어느 한 항목의 방법에서, 작동 빔은 정렬 빔의 광학 소스에 의하여 펌핑되는 고 고조파 생성 광학 소스에 의하여 생성된다.
7. 항목 6의 방법에서, 정렬은 작동 빔을 생성하기 위해 사용되는 것보다 낮은 세기를 갖는 정렬 빔을 사용하여 수행된다.
8. 항목 7은 방법은 정렬을 수행하면서, 작동 빔으로의 작동 중에 사용될 정렬 빔 필터를 고 고조파 생성 광학 소스로부터 제거하는 것을 더 포함하고 있다.
9. 항목 1 내지 8 중 어느 한 항목의 방법에서, 회절 광학 시스템을 정렬하는 것은 회절 광학시스템의 구성 요소를 구성하는 것을 포함하고 있다.
10. 항목 1 내지 9 중 어느 한 항목의 방법은 회절 광학 요소에 제1피치를 갖는 제1 주기적 구조체 및 제2 피치를 갖는 제2 주기적 구조체를 제공함으로써 회절 광학 요소를 최적화하는 것을 더 포함하고 있다.
11. 항목 10의 방법에서, 주기적 구조체들은 다중-피치 주기적 구조체를 포함하고 있다.
12. 항목 8의 방법에서, 주기적 구조체들은 격자를 포함하고 있다.
13. 항목 10 내지 12 중 어느 한 항목의 방법에서, 주기적 구조체들은 동일 평면 상에 있다.
14. 항목 10 내지 13 중 어느 한 항목의 방법에서, 주기적 구조체들은 오버레이되어(overlaid) 있다.
15. 항목 10 내지 13 중 어느 한 항목의 방법에서, 주기적 구조체들은 인터리브되어(interleaved) 있다.
16. 항목 10 내지 13 중 어느 한 항목의 방법에서,
제1주기적 구조체는 회절 광학 요소 상에 투영될 때 정렬 빔의 스폿에 대응하는 영역에 형성되며; 그리고
제2주기적 구조체는 회절 광학 요소 상에 투영될 때 작동 빔의 스폿에 대응하는 영역에 형성된다.
17. 상이한 파장 범위들을 갖는 제1 및 제2 빔을 동일한 방향으로 회절시키는 방법으로서, 본 방법은
제1 피치를 갖는 제1 주기적 구조체 및 제2 피치를 갖는 제2 주기적 구조체를 갖는 회절 광학 요소를 이용하는 것을 포함하며, 피치들은 제1 및 제2 빔을 동일한 방향으로 회절시키도록 선택된다.
18. 항목 17의 방법에서, 제1 빔은 제2 빔이 회절 광학 요소 쪽으로 향하는 것과 동일한 광학 경로를 따라 향한다.
19. 항목 17 또는 항목 18의 방법에서, 제1 빔의 파장 범위는 제2 빔의 파장 범위보다 긴 파장에 있다.
20. 항목 19의 방법에서, 제1 빔은 적외 방사선을 포함하고 있으며, 제2 빔은 연질 X-선 방사선을 포함하고 있다.
21. 항목 17 내지 20 중 어느 한 항목의 방법에서, 주기적 구조체는 다중-피치 주기적 구조체를 포함하고 있다.
22. 항목 17 내지 21 중 어느 한 항목의 방법에서, 주기적 구조체는 격자를 포함하고 있다.
23. 항목 17 내지 22 중 어느 한 항목의 방법에서, 주기적 구조체들은 동일 평면 상에 있다.
24. 항목 17 내지 23 중 어느 한 항목의 방법에서, 주기적 구조체들은 오버레이되어 있다.
25. 항목 17 내지 23 중 어느 한 항목의 방법에서, 주기적 구조체들은 인터리브되어 있다.
26. 항목 10 내지 23 중 어느 한 항목의 방법에서,
제1 주기적 구조체는 회절 광학 요소 상에 투영될 때 제1 빔의 스폿에 대응하는 영역에 형성되며; 그리고
제2 주기적 구조체는 회절 광학 요소 상에 투영될 때 제2 빔의 스폿에 대응하는 영역에 형성된다.
27. 작동 빔으로 작동되도록 회절 광학 시스템을 정렬하는 방법으로서, 본 방법은 항목 17 내지 26 중 어느 한 항목에 따라 상이한 파장 범위를 갖는 제1 및 제2 빔을 동일한 방향으로 회절시키는 것을 포함하며, 제1 빔은 정렬 빔이고, 제2 빔은 작동 빔이다.
28. 상이한 파장 범위를 갖는 제1 및 제2 빔을 동일한 방향으로 회절시키기 위한 회절 광학 요소로서, 회절 광학 요소는
제1 피치를 갖는 제1 주기적 구조체 및 제2 피치를 갖는 제2 주기적 구조체를 포함하며,
피치들은 제1 및 제2 빔을 동일한 방향으로 회절시키도록 선택된다.
29. 항목 28의 회절 광학 요소에서, 피치들은 제1 빔이 제2 빔이 회절 광학 요소 쪽으로 향하는 것과 동일한 광학 경로를 따라 향할 때 제1 및 제2 빔을 동일한 방향으로 회절시키도록 선택된다.
30. 상이한 파장 범위를 갖는 제1 및 제2 빔을 설정 방향들로 회절시키기 위한 회절 광학 요소로서, 회절 광학 요소는
제1 피치를 갖는 제1 주기적 구조체 및 제2 피치를 갖는 제2 주기적 구조체를 포함하며, 피치들은 제1 및 제2 빔을 설정 방향들로 회절시키도록 선택되고,
제1주기적 구조체는 회절 광학 요소 상에 투영될 때 제1 빔의 스폿에 대응하는 영역에 형성되며; 그리고 제2주기적 구조체는 회절 광학 요소 상에 투영될 때 제2 빔의 스폿에 대응하는 영역에 형성된다.
31. 항목 30의 회절 광학 요소에서, 설정 방향들은 동일한 방향이다.
32. 항목 30 또는 31의 회절 광학 요소에서, 피치는 제1 빔이 제2 빔이 회절 광학 요소 쪽으로 향하는 것과 동일한 광학 경로를 따라 향할 때 제1 및 제2 빔을 동일한 방향으로 회절시키도록 선택된다.
33. 계측 장치는 항목 28 내지 32 중 어느 한 항목의 회전 광학 요소를 포함하고 있다.
34. 리소그래피 장치는 항목 28 내지 32 중 어느 한 항목의 회전 광학 요소를 포함하고 있다.
본 명세서에서는 IC의 제조에서의 리소그래피 장치의 사용에 대해 특정 언급이 이루어질 수 있지만, 본 명세서 내에서 설명된 리소그래피 장치는 집적 광학 시스템, 자기 도메인 메모리용 유도 및 검출 패턴, 플랫 패널 디스플레이, 액정 디스플레이(LCD), 박막 자기 헤드 등의 제조와 같은 다른 적용들을 가질 수 있다는 것이 이해되어야 한다. 대안적인 적용의 문맥에서 본 명세서에서의 용어 "웨이퍼" 또는 "다이"의 임의의 사용은 보다 일반적인 용어 "기판" 또는 "타겟 부분"과 각각 같은 것을 의미하는 것으로서 고려될 수 있다는 점을 당업자는 인식할 것이다. 본 명세서에 언급된 기판은 노광 전 또는 후에, 예를 들어 트랙 (일반적으로 전형적으로 레지스트 층을 기판에 도포하고 노광된 레지스트를 현상하는 툴), 계측 툴 및/또는 검사 툴에서 처리될 수 있다. 적용 가능한 경우, 본 명세서의 발명은 이러한 그리고 다른 기판 처리 툴에 적용될 수 있다. 또한, 예를 들어 다층 IC를 생성하기 위하여 기판이 여러 번 처리될 수 있으며, 따라서 본 명세서에서 사용되는 용어 기판은 또한 다수의 처리된 층을 이미 포함하는 기판을 지칭할 수도 있다.
광학 리소그래피의 맥락에서 본 발명의 실시예의 사용에 대해 위에서 구체적인 참조가 이루어질 수 있지만, 본 발명이 다른 응용, 예를 들어 임프린트 리소그래피에서 사용될 수 있으며 또한 문맥이 허용하는 경우에 광학 리소그래피에 제한되지 않는다는 것이 인식될 것이다. 임프린트 리소그래피에서, 패터닝 디바이스의 토포그래피는 기판 상에 생성된 패턴을 한정한다. 패터닝 디바이스의 토포그래피는 기판에 공급되는 레지스트 층으로 가압될 수 있으며, 그 결과 전자기 방사선, 열, 압력 또는 이들의 조합을 적용함으로써 레지스트는 경화된다. 패터닝 디바이스는 레지스트가 경화된 후에 패턴을 남기고 레지스트 밖으로 이동된다.
광학 시스템과 관련하여 사용된 용어 "방사선" 및 "빔"은 (예를 들어, 700 ㎚ 내지 10 ㎛ 범위 내의 파장을 갖는) 적외 방사선, (예를 들어, 400 내지 700 ㎚ 범위 내의 파장을 갖는) 가시 방사선, (예를 들어, 200 내지 400 ㎚ 범위 또는 약 365, 355, 248, 193, 157 또는 126 ㎚의 파장을 갖는) 자외(UV) 방사선, (예를 들어, 50 내지 200 ㎚ 범위 내의 파장을 갖는) 심자외 (UV) 방사선, 및 연질 X-선 (SXR) 또는 (예를 들어, 2 내지 50 ㎚ 범위 내의 파장을 갖는) 극자외 (EUV) 방사선을 포함하는 모든 유형의 전자기 방사선을 포함하고 있다. 조합은 작동 빔을 위한 SXR 또는 DUV로부터의 하나의 파장, 및 정렬 빔을 위한 가시 또는 IR로부터의 하나의 파장을 포함할 수 있다. 전형적인 HHG 예는 작동 빔을 위하여 35 ㎚ 파장을, 정렬 빔을 위하여 80 ㎚ 파장을 사용할 것이다.
본 명세서가 허용하는 경우 용어 "광학 요소"는, 굴절, 반사, 자기, 전자기 및 정전기 광학 구성 요소를 포함하는 다양한 유형의 광학 구성 요소들 중 임의의 하나 또는 그 조합을 지칭할 수 있다.
과도한 실험 없이 그리고 본 발명의 전체적인 개념을 벗어나지 않고 본 기술 분야의 기술 내의 지식을 적용함으로써 다른 사람들이 다양한 응용을 위하여 이러한 특정 실시예를 용이하게 변경 및/또는 조정할 수 있도록 특정 실시예의 전술한 설명은 본 발명의 전체적인 특성을 충분히 밝힐 것이다. 따라서 이러한 적응 및 변경은 본 명세서에 제공된 교시 및 안내에 기초하여, 개시된 실시예의 균등물의 의미 및 범위 내에 있도록 의도된다. 본 명세서 내의 어구 또는 전문 용어는 예로써 설명을 위한 것이며 제한하려는 것이 아니며 따라서 본 명세서의 전문 용어 또는 어구는 교시 및 안내를 고려하여 당 업자에 의하여 해석되어야 한다는 점이 이해되어야 한다.
본 발명의 범위와 폭은 위에서 설명된 실시예들 중 임의의 것에 의해서 제한되지 않아야 하며, 다음의 청구항 및 그 균등물에 따라서만 한정되어야 한다.

Claims (15)

  1. 작동 빔으로 작동되도록 회절 광학 시스템을 정렬시키는 방법으로서,
    상기 작동 빔과 상이한 파장 범위를 갖는 정렬 빔을 이용하여 그리고 상기 정렬 빔과 상기 작동 빔을 설정 방향들로 회절시키는 회절 광학 요소를 이용하여 상기 회절 광학 시스템을 정렬하는 것을 포함하고,
    상기 정렬 빔의 파장 범위는 상기 작동 빔의 파장 범위보다 긴 파장에 있으며, 선택적으로 상기 정렬 빔은 적외 방사선을 포함하고, 상기 작동 빔은 연질 X-선 방사선을 포함하는 방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 설정 방향들은 동일한 방향인 방법.
  3. 제1항에 있어서, 상기 정렬 빔은 정렬 동안, 상기 회절 광학 시스템의 작동 중에 상기 작동 빔이 상기 회절 광학 요소 쪽으로 향하는 것과 동일한 광학 경로를 따라 향하는 방법.
  4. 삭제
  5. 제1항에 있어서, 상기 정렬은 상기 작동 빔을 생성하기 위해 사용되는 것보다 낮은 세기를 갖는 정렬 빔을 사용하여 수행되며, 선택적으로 본 방법은 정렬을 수행하면서, 상기 작동 빔으로의 작동 중에 사용될 정렬 빔 필터를 고 고조파 생성 광학 소스로부터 제거하는 것을 더 포함하는 방법.
  6. 제1항 내지 제3항 및 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 회절 광학 요소에 제1피치를 갖는 제1 주기적 구조체 및 제2 피치를 갖는 제2 주기적 구조체를 제공하는 것을 더 포함하며, 선택으로 상기 주기적 구조체는 다중-피치 주기적 구조체를 포함하는 방법.
  7. 제6항에 있어서, 상기 주기적 구조체들은 격자를 포함하는 방법.
  8. 제6항에 있어서, 상기 주기적 구조체들은 동일 평면 상에 있는 방법.
  9. 제6항에 있어서, 상기 주기적 구조체들은 오버레이되어(overlaid) 있거나, 상기 주기적 구조체들은 인터리브되어(interleaved) 있는 방법.
  10. 제6항에 있어서,
    상기 제1주기적 구조체는 상기 회절 광학 요소 상에 투영될 때 상기 정렬 빔의 스폿에 대응하는 영역에 형성되며; 그리고
    상기 제2주기적 구조체는 상기 회절 광학 요소 상에 투영될 때 상기 작동 빔의 스폿에 대응하는 영역에 형성되는 방법.
  11. 상이한 파장 범위들을 갖는 제1 및 제2 빔을 동일한 방향으로 회절시키는 방법으로서,
    제1피치를 갖는 제1 주기적 구조체 및 제2 피치를 갖는 제2 주기적 구조체를 갖는 회절 광학 요소를 이용하는 것을 포함하며, 상기 피치들은 상기 제1 및 제2 빔을 동일한 방향으로 회절시키도록 선택되고,
    상기 제1 빔의 파장 범위는 상기 제2 빔의 파장 범위보다 긴 파장에 있으며, 선택적으로 상기 제1 빔은 적외 방사선을 포함하고, 상기 제2 빔은 연질 X-선 방사선을 포함하는 방법.
  12. 상이한 파장 범위를 갖는 제1 및 제2 빔을 동일한 방향으로 회절시키기 위한 회절 광학 요소로서,
    제1 피치를 갖는 제1 주기적 구조체 및 제2 피치를 갖는 제2 주기적 구조체를 포함하며,
    상기 피치들은 상기 제1 및 제2 빔을 동일한 방향으로 회절시키도록 선택되고,
    상기 제1 빔의 파장 범위는 상기 제2 빔의 파장 범위보다 긴 파장에 있으며, 선택적으로 상기 제1 빔은 적외 방사선을 포함하고, 상기 제2 빔은 연질 X-선 방사선을 포함하는 회절 광학 요소.
  13. 상이한 파장 범위를 갖는 제1 및 제2 빔을 설정 방향들로 회절시키기 위한 회절 광학 요소로서,
    제1 피치를 갖는 제1 주기적 구조체 및 제2 피치를 갖는 제2 주기적 구조체를 포함하며,
    상기 피치들은 상기 제1 및 제2 빔을 상기 설정 방향들로 회절시키도록 선택되고,
    상기 제1 주기적 구조체는 상기 회절 광학 요소 상에 투영될 때 상기 제1 빔의 스폿에 대응하는 영역에 형성되며; 그리고 상기 제2 주기적 구조체는 상기 회절 광학 요소 상에 투영될 때 상기 제2 빔의 스폿에 대응하는 영역에 형성되고,
    상기 제1 빔의 파장 범위는 상기 제2 빔의 파장 범위보다 긴 파장에 있으며, 선택적으로 상기 제1 빔은 적외 방사선을 포함하고, 상기 제2 빔은 연질 X-선 방사선을 포함하는 회절 광학 요소.
  14. 제12항 및 제13항 중 어느 한 항의 회절 광학 요소를 포함하는 계측 장치.
  15. 제12항 및 제13항 중 어느 한 항의 회절 광학 요소를 포함하는 리소그래피 장치.
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