KR102375006B1

KR102375006B1 - 고성능 euv 마스크의 위상 측정장치

Info

Publication number: KR102375006B1
Application number: KR1020190149063A
Authority: KR
Inventors: 이동근
Original assignee: 주식회사 이솔
Priority date: 2019-11-19
Filing date: 2019-11-19
Publication date: 2022-03-16
Also published as: KR20210061177A

Abstract

본 발명은 고성능 EUV 위상 측정장치에 관한 것으로, 코히런트 EUV 광을 출력하는 EUV 소스(Laser Source), 상기 EUV 소스에서 출력되는 EUV 광을 측정대상(마스크)에 집속시키기 위한 적어도 하나 이상의 광학계를 포함하는 광학수단 및 상기 광학수단을 통해 상기 EUV 광을 상기 측정대상에 집속시킬 때 집속시키되 상기 측정대상에서 측정특성이 다른 임의의 2곳에 광을 집속시키며, 상기 임의의 2곳에서 반사되는 광을 서로 간섭시켜 간섭무늬를 형성시키고, 상기 간섭무늬의 행태를 검출하는 검출부;를 포함하여 구성되되, 상기 검출된 간섭무늬의 패턴을 통해 상기 임의의 2곳의 위상차를 검출하는 것을 특징으로 한다.

Description

고성능 EUV 마스크의 위상 측정장치{Phase measuring device for high performance EUV mask}

본 발명은 EUV 마스크의 위상 측정장치에 관한 것으로, 좀 더 상세하게는 반도체 재료 중 EUV(extreme ultra violet)용 포토마스크(photomask)의 위상(phase)을 측정하기 위한 고성능 EUV 마스크의 위상(phase) 측정장치에 관한 것이다.

반도체 기술 개발에서 노광은 아주 핵심 적인 공정이다. 기존 193nm 파장을 사용하는 ArF 노광 기술은 PSM(phase shift mask) 기술 개발 덕분에 기존 노광 장비를 활용하여 더욱 미세화된 공정을 수행할 수 있게 되었다.

PSM mask 기술은 마스크 패턴의 간섭 현상을 이용하여 미세화 패턴 형성 시 패턴 형성 불량율을 개선시킬 수 있게 한다. 이를 위해서 기존 마스크와 달리 PSM 마스크는 마스크 내 패턴을 형성하는 물질이 다를 뿐만 아니라 본 물질의 위상(phase) 품질을 관리하는 것이 PSM 마스크의 생산 관리에서 가장 중요하다.

PSM mask의 위상 품질 관리는 위상(phase) 측정장치를 이용하여 위상 측정 공정 관리를 통해서 이루어지고 있다. PSM 마스크 적용 이후 미세화가 더욱 진행되어 이제 193 nm파장의 광보다 더 짧은 13.5 nm 파장을 노광공정에 적용하는 EUV 리소그라피(lithography) 기술이 도입되고 있다. 뿐만 아니라 EUV용 PSM 개발 또한 반도체 수율 향상을 위해서 개발이 활발하게 수행되고 있다.

EUV용 PSM mask가 양산 공정에 원활히 적용되기 위해서는 ArF 양산 기술에서와 같이 EUV mask의 위상을 측정하는 장치를 통한 EUV용 PSM mask의 위상 품질 관리가 필수적이다.

이러한 장치를 구현하기 위해서는 기존 ArF용 위상 측정장치와 달리 EUV 광과 EUV 광학계를 적용한 새로운 위상 측정장치의 개발이 필요한 실정이다.

KR 10-1484937호 KR 10-2011-0110578호 KR 10-2008-0041671호

상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명은 고성능 EUV 위상 측정장치(EUV phase measurement tool)를 제공하는 것이다. 본 발명에서 이루고자 하는 다른 기술적 과제는, EUV PSM Mask의 위상 측정을 위한 고성능 EUV 위상 광학계를 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한, 본 발명에서 이루고자 하는 또 다른 기술적 과제는, EUV PSM Mask의 위상 측정 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한, 본 발명은 기존의 마이켈슨 간섭계 등에 필요한 광학계와 기구계 부품의 복잡한 구성없이 간소화된 장치 구현으로 EUV 마스크 위상의 정밀 측정이 가능한 측정장치를 제공하고자 하는데 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 코히런트(coherent) EUV 광을 출력하는 EUV 소스(EUV Source), 상기 EUV 소스에서 출력되는 코히런트 EUV 광을 측정대상(마스크)에 집속시키기 위한 적어도 하나 이상의 광학계를 포함하는 광학수단 및 상기 광학수단을 통해 상기 EUV 광을 상기 측정대상에 집속시킬 때 집속시키되 상기 측정대상에서 측정특성이 다른 임의의 2곳에 광을 집속시키며, 상기 임의의 2곳에서 반사되는 광을 서로 간섭시켜 간섭무늬를 형성시키고, 상기 간섭무늬의 행태를 검출하는 검출부를 포함하여 구성되되, 상기 검출된 간섭무늬의 패턴을 통해 상기 임의의 2곳의 위상차를 검출하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 광학계를 통해 상기 측정대상에 광을 집속시키는 제 1경로 및/또는 측정대상에서 반사되어 상기 검출부에 광을 집속시키는 제 2경로 사이에는 광을 분리하는 분리수단이 구비한 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 분리수단은 이중 슬릿으로 형성되며 상기 제1경로에 구비되는 1형태 슬릿이거나, 상기 제 2경로에 구비되는 2형태 슬릿이거나, 상기 제 1경로와 상기 제 2경로에 모두 구비되는 3형태 슬릿인 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 1형태슬릿은 상기 제 1경로에는 이중슬릿이 배치되고 상기 제 2경로에는 단일 슬릿이 배치되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 2형태 슬릿은 상기 제 1경로에는 단일슬릿이 배치되고 상기 제 2경로에는 이중 슬릿이 배치되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 3형태 슬릿은 상기 제1경로에는 이중슬릿이 배치되고 상기 제 2경로에는 이중슬릿이 배치되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 제 1경로와 상기 제 2경로에 배치되는 각각의 슬릿은 하나의 부재에 구비되어 일체로 형성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 측정대상에서 측정특성은 측정대상에 대한 임의의 2곳의 상대적인 위상 차이를 측정하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 측정대상과 대비되는 표준시편을 구비하되, 상기 표준시편은 모든 위치에 대해 상대적 위상 차이가 없음에 따라 표준시편의 임의의 2곳을 측정하여 기준간섭무늬를 획득하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 기준간섭무늬와 측정대상의 임의의 2곳을 측정하여 얻은 측정간섭무늬를 비교하여 간섭무늬의 패턴의 이동량을 검출하여 상기 이동량으로 측정대상의 2곳에 대한 상대 위상 차이를 측정하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 EUV 소스는, 상기 단색(monochromatic) 코히런트(coherent) EUV 광원으로 상기 측정대상에 대한 위상을 측정할 때 사용하는 광원의 파장을 13nm 내지 14nm 사이의 EUV 파장을 적용하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 광학수단은, 상기 EUV 소스에서 출력되는 코히런트 EUV 광을 상기 측정대상으로 조사할 때 하나의 평면 거울과 하나의 구면 거울을 구성하여 광학계를 구성하거나, 평면(plane) 또는 토로이달(toroidal) 또는 파라볼릭(parabolic) EUV 단일 거울을 적용하는 것을 포함한다.

상기와 같이 구성되고 작용되는 본 발명은 따른 EUV 위상 측정장치는, 종래는 광의 회절과 간섭 현상을 규명하기 위한 기술을 EUV mask의 위상을 측정하는 기술로 적용한 결과이며, 간섭 EUV 광과 고성능 EUV 광학계를 적용함으로써 EUV 마스크의 위상을 정밀하게 측정할 수 있게 한다.

또한, 본 발명에 포함된 광학계와 이중 슬릿 기술을 적용하면 간섭계 구성을 위한 빔스플리터(beam splitter)와 광 경로 보상을 위한 스테이지(stage) 등 전통적인 마이켈슨(Michelson) 간섭계 구성에 필요한 광학부품 및 기구 부품을 제거할 수 있어서 간소화된 시스템과 경제적으로 고성능 간섭계를 구성할 수 있는 장점이 있다.

따라서, 본 발명 장치는 고성능 EUV 용 PSM 마스크를 안정적으로 제작하는데 지원하고, 결과적으로 개발된 고성능 EUV용 PSM 마스크를 반도체 제작용 노광 공정에 적용함으로써 웨이퍼 수율 개선 및 반도체 제작 공정비용을 절감하는데 크게 기여할 수 있는 이점이 있다.

도 1은 본 발명에 따른 고성능 EUV 마스크의 위상 측정장치의 동작 원리를 나타낸 설명도,
도 2는 본 발명에 따른 고성능 EUV 마스크의 위상 측정장치의 전체 구성도,
도 3은 본 발명에 따른 고성능 EUV 마스크의 위상 측정장치에서 광학계 구성의 실시예를 나타낸 도면,
도 4는 본 발명에 따른 고성능 EUV 마스크의 위상 측정장치에서 분리수단(이중슬릿부)의 여러 예를 도시한 도면,
도 5는 본 발명에 따른 고성능 EUV 마스크의 위상 측정장치를 통한 측정 과정을 나타낸 도면,
도 6은 본 발명에 따른 고성능 EUV 마스크의 위상 측정장치를 통한 측정대상의 검출 이미지를 나타낸 도면,
도 8은 본 발명에 따른 고성능 EUV 마스크의 위상 측정장치를 통한 광 신호 측정 오차에 따른 위상 측정 오차 분석 결과를 도시한 도면.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 고성능 EUV 마스크의 위상 측정장치를 상세히 설명하면 다음과 같다.

본 발명에 따른 고성능 EUV 마스크의 위상 측정장치는, 코히런트 EUV 광을 출력하는 EUV 소스(EUV light Source), 상기 EUV 광 소스에서 출력되는 코히런트 EUV 광을 측정대상(마스크)에 집속시키기 위한 적어도 하나 이상의 광학계를 포함하는 광학수단 및 상기 광학수단을 통해 상기 EUV 광을 상기 측정대상에 집속시킬 때 집속시키되 상기 측정대상에서 측정특성이 다른 임의의 2곳에 광을 집속시키며, 상기 임의의 2곳에서 반사되는 광을 서로 간섭시켜 간섭무늬를 형성시키고, 상기 간섭무늬의 행태를 검출하는 검출부를 포함하여 구성되되, 상기 검출된 간섭무늬의 패턴을 통해 상기 임의의 2곳의 위상차를 검출하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 고성능 EUV 마스크 위상 측정장치는, 광 분리수단(이중슬릿부 ; 200)을 이용하여 기준 간섭무늬의 획득과 측정대상(MASK)의 위상차에 따라 획득되는 간섭무늬간의 상대적 관계를 해석함으로써 기존의 복합한 광학계 구성없이 간소한 시스템 구성으로 마스크를 측정할 수 있으며, 마스크의 위상을 정밀하게 측정할 수 있는 이점이 있다.

도 1은 본 발명에 따른 고성능 EUV 마스크의 위상 측정장치의 동작 원리를 나타낸 설명도이다.

도 1을 살펴보면, EUV 광원을 이중슬릿부(double slit ; 광 분리수단)에 조사하고 이를 통해 각각의 슬릿에서 빔이 회절하고 2차원 검출부(센스 어레이)로 각각의 슬릿에서 회절되고 간섭되어 나타난 무늬가 검출한다.

이때, 상기 이중슬릿부에 구성된 슬릿 간의 거리가 P일 때, P sin(q) = n lambda의 관계식을 만족하는 보광(constructive) 간섭무늬가 스크린(거리 z)위에 회절각도(q)에 의해 형성되고, 여기서 n은 0, +/- 1, +/- 2, ... 등의 정수이며, q는 보광 간섭 무늬가 형성되는 광의 회절각도 이고, z는 이중슬릿부에서 간섭 무늬가 형성되는 스크린까지의 거리이며, 어느 한쪽의 slit 앞 혹은 뒤에 위상차를 만드는 투과 혹은 반투과형 sample을 빛이 투과하고, 상기 sample의 위상 변위(phi)에 의해서 검출부에 형성된 간섭무늬의 위치는 P sin(q) = n lambda+phi*lambda/(2pi)의 새로운 관계식을 만족하게 된다. 즉 보광 간섭 무늬가 형성하는 위치는 sample(Phase object)의 변위(phi)에 의해서 이동하게 된다. 여기서 pi는 원주율이다.

따라서, 이렇게 측정되는 간섭무늬의 위치 변화를 이용하여 sample(마스크 샘플)의 위상을 측정할 수 있는 고성능 EUV 마스크 위상 측정장치를 개시한다.

도 2는 본 발명에 따른 고성능 EUV 마스크의 위상 측정장치의 전체 구성도이다.

본 발명에서는 레이저 소스(100)로 펨토초 레이저를 기체에 집속하여 광을 발생시키는 고차조화파 방식의 EUV 광이나, 싱크로트론 장치 내 언듈에이트(undulator)에서 발생하는 EUV 광, 엑스선 레이저 발생 장치에서 발생시키는 광, 자유전자 레이저(free electron laser) 방식으로 발생된 광을 적용하여 상기 EUV 소스(100)를 구성한다.

상기 레이저 소스에서 출력되는 광은 단색광이어야 하며 공간적 간섭성이 우수한 코히런트 EUV 광을 사용하는 것이 바람직하다. 실험적 경험과 문헌에 의하면 상기 각 장치에서 발생된 광들은 모두 적용 가능하나 산업계에 적합한 광원은 고차조화파 방식의 EUV 광원이다.

상기 고차조화파 방식이 광은 수십에서 수백 펨토초(femtosecond) 펄스폭을 가지는 고출력 IR(적외선) 레이저를 진공장치 내 국소 영역에 형성된 불활성 기체에 조사함으로써 발생시킬 수 있으며, 적용 기체는 Ne(Neon)과 He(Helium)이 EUV 광을 생성시키기에 적합한 것으로 알려져 있고, 본 기술에서도 이 두 기체가 실용적으로 적용될 수 있다. 발생된 고차조화파 방식의 EUV 광과 고출력 IR 레이저를 분리하기 위해서 Zr 성분이 주로 포함된 X-선용 필터가 적용된다. 적용 필터의 두께는 고차조화파 발생 효율과 EUV 광학계 성능에 따라 달라지는데 주로 50 nm에서 500 nm 사이의 두께를 가진 필터가 적용되어진다. 상기 필터가 적용되면 EUV 광은 고효율로 필터를 투과하는 반면 IR 레이저는 흡수 및 반사되어 투과하지 못하게 된다.

EUV 광과 EUV 광학계와의 정렬을 위해서는 EUV 광학계에 엑추에이터(actuator)를 적용할 수 있으나, 광학계 내 EUV 거울 간의 정렬의 정밀도가 아주 높기 때문에 EUV 광 발생 장치 전체를 움직여서 정렬할 수 있는 방식이 바람직하다. 따라서, 본 발명에서는 EUV 광 발생장치 전체를 6축 스테이지 위에 설치하여 광학계 내 정렬이나 광 발생 효율 변화에 무관하게 EUV 광과 EUV 광학계가 정렬 될 수 있도록 하는 방식을 적용한다.

상기 EUV 소스에서 출력되는 광은 광학계를 통해 측정대상인 마스크에 조사하여 측정광을 획득하게 된다.

EUV 광학계 부분에서는 EUV용 평면 거울(110)을 이용하여 EUV용 구면 거울(120)에 빔을 전달시키고 상기 구면 거울(120)에 전달된 빔은 입사각이 2도 미만으로 빔의 수차 발생이 최소화되게 하고 상기 구면 거울에서 반사된 빔은 분리수단(dual slit plate ; 200) 영역에 EUV 광을 집속시킨다. 이때, 집속된 빔 사이즈의 크기는 상기 구면 거울(120)의 반지름을 조정하여 이중 슬릿의 장축 길이와 집속빔의 지름이 유사하게 조정한다.

상기 광학계를 통해 분리수단(200)을 통과한 EUV 광은 측정대상인 마스크에 조사된 후 다시 반사되어 검출부(400)에서 간섭무늬를 획득하여 마스크의 위상을 검출한다. 상기 EUV 광은 분리수단(200)을 투과하여 이중 슬릿 모양의 빔이 EUV 마스크(300)에 전사된다. 여기서 상기 EUV 광은 슬릿에 의해 회절하게 되고 이로 인해 광이 마스크에 도달할 때 슬릿 모양이 넓어지면서 일그러지게 되는데 이를 최소화하기 위해서 마스크와 이중 슬릿간의 거리가 가능한 가깝도록 한다.

상기 EUV 마스크(300)에는 크게 EUV 광을 반사시키는 다층막(multilayer ; 310)과 위상 효과를 만들기 위한 상기 다층막 위에 흡수체(absorber ; 320)가 쌓인 구조로 구성된다. 본 발명에서는 위상 측정은 상기 흡수체(320)의 위상을 상기 다층막(310) 대비 상대적으로 측정하게 되는 것이다.

도 3은 본 발명에 따른 고성능 EUV 마스크의 위상 측정장치에서 광학계 구성의 실시예를 나타낸 도면이다.

본 발명에 따른 실시예 1에 따라 상기 EUV용 광학계에서 1개의 평면 거울(110)과 1개의 구면 거울(120)이 적용되면 각각 약 65% 이상의 반사도를 가지므로 전체 0.65*0.65=0.42로 약 42%의 반사도를 가지는 반면, 실시예 2에 도시된 바와 같이 1개의 토로이달 또는 1개의 파라볼릭 거울(130)만 이용하여 빔을 집속하면 광 집속 효율을 65%로 개선할 수 도 있다. 뿐만 아니라, 광 출력이 충분히 높으면 1개의 평면 거울을 적용하여 EUV 광을 이중슬릿부에 전달되게 할 수 있다.

도 4는 본 발명에 따른 고성능 EUV 마스크의 위상 측정장치에서 이중슬릿부의 여러 실시예를 도시한 도면이다.

상기 분리수단(200)은 상기 광학계를 통해 상기 측정대상에 광을 집속시키는 제 1경로 및/또는 측정대상에서 반사되어 상기 검출부에 광을 집속시키는 제 2경로 사이에는 광을 분리하는 역할을 한다. 본 발명에 따르면, 상기 분리수단은 이중 슬릿으로 형성되며, 상기 제1경로에 구비되는 1형태 슬릿이거나, 상기 제 2경로에 구비되는 2형태 슬릿이거나, 상기 제 1경로와 상기 제 2경로에 모두 구비되는 3형태 슬릿으로 구성된다. 이때, 상기 1형태 슬릿은 상기 제 1경로에는 이중슬릿이 배치되고 상기 제 2경로에는 단일 슬릿이 배치되고, 상기 2형태 슬릿은 상기 제 1경로에는 단일슬릿이 배치되고 상기 제 2경로에는 이중 슬릿이 배치되며, 상기 3형태 슬릿은 상기 제1경로에는 이중슬릿이 배치되고 상기 제 2경로에는 이중슬릿이 배치되는 것을 특징으로 한다.

도면을 통해 다시 설명하자면, 본 발명에서는 여러 형태의 슬릿을 가지는 상기 분리수단(200)을 구성할 수 있다. 도면의 (a)와 같이 상기 이중 슬릿판 구조가 sample에 광을 간섭 없이 조사하기 위한 아파처(aperture ; 210, 단일슬롯)와 측정대상(EUV mask)에서 반사된 광을 간섭시키기 위한 슬릿(220)으로 구성할 수 있다.

또는 (b)처럼 상기 이중슬릿부(200) 구조가 sample에 처음부터 이중 슬릿(220)을 통과해서 광이 조사되고 각 sample의 두 영역에서 반사된 광이 아파처(210)를 간섭 없이 투과해서 검출기에 간섭되게 하는 것으로 구성시킬 수 있다.

또는 (c)처럼 이중 슬릿(220)만으로 구성되어 이중 슬릿을 투과한 각각의 광이 마스크의 두 영역에 각각 도달하고 반사되어 각 슬릿에서 다시 회절하여 간섭무늬를 형성시키는 구조를 갖도록 할 수 있는 것이다.

따라서, 상기 측정대상에서 측정특성은 마스크의 임의의 2곳의 상대적 위상 차이를 측정하게 된다.

도 5는 본 발명에 따른 고성능 EUV 마스크의 위상 측정장치를 통한 측정 과정을 나타낸 도면, 도 6은 본 발명에 따른 고성능 EUV 마스크의 위상 측정장치를 통한 측정대상의 검출 이미지를 나타낸 도면이다.

상기 측정대상에 해당하는 EUV 마스크(300)에는 크게 EUV 광을 반사시키는 다층막(multilayer ; 310)과 위상 효과를 만들기 위한 상기 다층막(310) 위에 흡수체(absorber ; 320)가 쌓인 구조로 구성된다. 본 발명에서 위상 측정은 상기 흡수체(320)의 위상을 다층막 대비 상대적으로 측정하기 위하여 구성되었다. 상기 EUV 광학계에 의해서 집속되고 상기 분리수단(200)을 통과한 광은 다층막에 모두 조사되거나 흡수체(흡수체 아래 다층막 존재)에 모두 조사되거나 상기 다층막(310)과 흡수체(320)의 각각 한쪽 슬릿에서 투과한 광이 조사된다.

각각 슬릿에서 투과하여 EUV 마스크이 각각의 공간 영역에서 반사된 광은 멀리 떨어진 검출기에서 간섭하여 간섭무늬를 검출부(400)에서 검출하게 된다.

EUV 마스크에서 반사되는 두 부분이 모두 다층막인 경우, 검출기의 중앙에 광이 보강 간섭되는 간섭무늬를 형성하게 되고 이를 기준 간섭무늬라고 하고 저장한다.

상기 EUV 마스크를 스테이지로 이동시켜 각 슬릿에서 투과한 광이 하나는 EUV 마스크 내 다층막(310) 부분에 조사되고 다른 하나는 흡수체(320에 조사된다고 한다면, 상기 흡수체(320)에 의해 위상차가 발생하게 되어 검출기면에서 두 광이 간섭하게 되면 보강 간섭무늬 위치가 기준 간섭무늬 기준 대비 이동하게 된다. 이를 샘플 간섭무늬라고 저장한다.

기준 간섭무늬와 샘플 간섭무늬 간의 상대적인 간섭무늬의 이동을 정량적으로 측정하여 상기 흡수체(320)의 위상을 측정하는 기술이 포함된 EUV 위상 측정장치이다.

도 8은 본 발명에 따른 고성능 EUV 마스크의 위상 측정장치를 통한 광 신호 측정 오차에 따른 위상 측정 오차 분석 결과를 도시한 도면이다. 간섭 무늬를 측정하는 센서 어레이로 구성된 검출기에서 각 센서의 광량 측정 오차가 0.5% 일 때 약 0.2도의 재현성을 가지고 위상을 측정할 수 있음을 계산 결과가 보여주고 있다. 이는 업계가 요구하는 수준의 위상 측정 재현성으로 본 기술이 충분히 업계 요구에 대응 능하다는 것을 보여주고 있다.

이와 같이 구성되는 간섭 EUV 광과 고성능 EUV 광학계를 적용함으로써 EUV 마스크의 위상을 정밀하게 측정할 수 있고, 경제적으로 고성능 간섭계를 구성할 수 있는 장점이 있으며, 고성능 EUV 용 PSM 마스크를 안정적으로 제작하는데 지원하고 결과적으로 개발된 고성능 EUV용 PSM 마스크를 반도체 제작용 노광 공정에 적용함으로써 웨이퍼 수율 개선 및 반도체 제작 공정비용을 절감하는데 크게 기여할 수 있는 효과가 있다.

이상, 본 발명의 원리를 예시하기 위한 바람직한 실시예와 관련하여 설명하고 도시하였지만, 본 발명은 그와 같이 도시되고 설명된 그대로의 구성 및 작용으로 한정되는 것이 아니다. 오히려, 첨부된 청구범위의 사상 및 범주를 일탈함이 없이 본 발명에 대한 다수의 변경 및 수정이 가능함을 당업자들은 잘 이해할 수 있을 것이다. 따라서 그러한 모든 적절한 변경 및 수정과 균등물들도 본 발명의 범위에 속하는 것으로 간주되어야 할 것이다.

100 : EUV 소스
110 : 평면거울
120 : 구면거울
130 : 토로이달(toroidal)/파라볼릭(parabolic)거울/평면(plane)거울
200 : 분리수단(이중슬릿부)
210 : 아파처
220 : 슬릿
300 : 측정대상(EUV Mask)
310: EUV mask내 다층막 영역
320: EUV mask내 흡수체 영역
400 : 검출부

Claims

코히런트 EUV 광을 출력하는 EUV 소스(EUV Source);
상기 EUV 소스에서 출력되는 코히런트 EUV 광을 측정대상(마스크)에 집속시키기 위한 적어도 하나 이상의 광학계를 포함하는 광학수단; 및
상기 광학수단을 통해 상기 EUV 광을 상기 측정대상에 집속시킬 때 집속시키되 상기 측정대상에서 측정특성이 다른 임의의 2곳에 광을 집속시키며, 상기 임의의 2곳에서 반사되는 광을 서로 간섭시켜 간섭무늬를 형성시키고, 상기 간섭무늬의 행태를 검출하는 검출부;를 포함하여 구성되어,
상기 검출된 간섭무늬의 패턴을 통해 상기 임의의 2곳의 위상차를 검출하며
상기 광학계를 통해 상기 측정대상에 광을 집속시키는 제 1경로 및/또는 측정대상에서 반사되어 상기 검출부에 광을 집속시키는 제 2경로 사이에는 광을 분리하는 분리수단이 구비되고
상기 분리수단은 이중 슬릿으로 형성되며 상기 제1경로에 구비되는 1형태 슬릿이거나, 상기 제 2경로에 구비되는 2형태 슬릿이거나, 상기 제 1경로와 상기 제 2경로에 모두 구비되는 3형태 슬릿이되
상기 3형태 슬릿은 상기 제1경로에는 이중슬릿이 배치되고 상기 제 2경로에는 이중슬릿이 배치하고
상기 제 1경로와 상기 제 2경로에 배치되는 각각의 슬릿은 하나의 부재에 구비되어 일체로 형성된 헝태이며,
상기 측정대상에서 측정특성은 측정대상에 대한 임의의 2곳의 상대적인 위상 차이를 측정하며, 이때 상기 측정대상과 대비되는 표준시편을 구비하되,
상기 표준시편은 모든 위치에 대해 상대적인 위상 차이가 없음에 따라 표준시편의 임의의 2곳을 측정하여 기준간섭무늬를 획득한 후
상기 기준간섭무늬와 측정대상의 임의의 2곳을 측정하여 얻은 측정간섭무늬를 비교하여 간섭무늬의 패턴의 이동량을 검출한 후 상기 이동량으로 측정대상의 2곳에 대한 상대 위상 차이를 측정하며, 상기 EUV 소스는, 상기 코히런트 EUV 광원으로 상기 측정대상에 대한 위상을 측정할 때 사용하는 광원의 파장을 13nm 내지 14nm 사이의 EUV 파장을 적용하는 것을 특징으로 하는 고성능 EUV 마스크의 위상 측정장치.
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제 1항에 있어서,
상기 1형태슬릿은 상기 제 1경로에는 이중슬릿이 배치되고 상기 제 2경로에는 단일 슬릿이 배치되는 것을 특징으로 하는 고성능 EUV 마스크의 위상 측정장치.
제 1항에 있어서,
상기 2형태 슬릿은 상기 제 1경로에는 단일슬릿이 배치되고 상기 제 2경로에는 이중 슬릿이 배치되는 것을 특징으로 하는 고성능 EUV 마스크의 위상 측정장치.
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