KR102662123B1 - 반사형 회절 격자 제조 방법 - Google Patents
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Abstract
격자가 그레이징-입사 방사선 빔을 정반사로 반사 및 회절시키기 위하여 미러 상에 제공되고, 입사 빔(800)을 바라보는 측벽(806)의 양측에 제 1 하부구조체(마루) 및 제 2 하부구조체(트렌치)를 포함하는 격자 주기가 있는 주기적 구조체를 가진다. 마루는 빔을 마루의 평평한 상단(808)으로부터 정반사된 빔(810)이 되게끔 0차 방향 β'=β로 정반사로 반사하도록 구성된다. 격자는 빔을 격자 주기로부터 하나 이상의 비-0차 회절 방향 β'≠β로 회절시키기 위하여 고정되거나 변동하는 피치로써 구성된다. 트렌치의 형상은 트렌치의 종횡비를 규정하는 구조적 파라미터인 상단 폭 및 깊이에 의해 기술될 수 있다. 이러한 형상은, 트렌치 바닥으로부터 0차 방향으로 한 번 반사되는 빔의 임의의 광선(그리고 선택적으로 회절)이 측벽에 의하여 차단되도록 결정된다.
Description
관련 출원들에 대한 상호 참조
본 출원은 2019 년 4 월 3 일에 출원되고 그 전체 내용이 원용되어 본원에 통합되는 EP 출원 번호 제 19167133.8의 우선권을 주장한다.
본 발명은 반사형 회절 격자를 제조하는 방법 및 연관된 검사 장치, 계측 장치 및 리소그래피 장치에 관한 것이다.
리소그래피 장치는 원하는 패턴을 기판에 적용하도록 구성된 기계이다. 리소그래피 장치는 예컨대 집적회로 IC의 제조 시에 사용될 수 있다. 리소그래피 장치는 예를 들어 패터닝 디바이스(예를 들어 마스크)에서의 패턴("디자인 레이아웃" 또는 "디자인"이라고도 불림)을 기판(예를 들어, 웨이퍼) 위에 제공된 방사선-감응 재료(레지스트)의 층에 투영시킬 수 있다.
기판에 패턴을 투영하기 위하여, 리소그래피 장치는 전자기 방사선을 사용할 수 있다. 이러한 방사선의 파장이 기판 상에 형성될 수 있는 피쳐의 최소 크기를 결정한다. 현재 사용되는 통상적인 파장은 365 nm(i-라인), 248 nm, 193 nm 및 13.5 nm이다. 4 - 20 nm의 범위, 예를 들어 6.7 nm 또는 13.5 nm에 속하는 파장을 가지는 극자외(EUV) 방사선을 사용하는 리소그래피 장치는, 예를 들어 193 nm의 파장을 가지는 전자기 방사선을 사용하는 리소그래피 장치보다 더 작은 피쳐를 기판 위에 형성하기 위해 사용될 수 있다.
리소그래피 프로세스에서는, 예를 들어 프로세스 제어 및 검증을 위하여, 생성되는 구조체를 자주 측정하는 것이 바람직하다. 스캐닝 전자 현미경 또는 산란계와 같이 다양한 형태의 계측 장치 포함하는, 이러한 측정을 하기 위한 다양한 툴이 알려져 있다. 공지된 산란계의 예들은 흔히, 언더필된 타겟(간단한 격자 또는 상이한 층들 내의 중첩 격자의 형태이고, 충분히 커서 측정 빔이 격자보다 작은 스폿을 생성함) 또는 오버필된 타겟(이러한 경우 조명 스폿은 타겟을 부분적으로 또는 완전히 보유함)과 같은 전용 계측 타겟을 제공하는 것에 의존한다. 더 나아가, 계측 툴, 예를 들어 언더필된 타겟, 예컨대 격자를 조명하는 각도 분해된 산란계를 사용하면, 산란된 방사선과 타겟 구조체의 수학적 모델의 상호작용을 시뮬레이션하고 시뮬레이션 결과를 측정 결과와 비교함으로써 격자의 속성이 계산될 수 있는 소위 재구성 방법을 사용할 수 있게 된다. 모델의 파라미터는 시뮬레이션된 상호작용이 실제 타겟으로부터 관측된 것과 유사한 회절 패턴을 생성할 때까지 조절된다.
산란계는, 센서를 산란계의 대물 렌즈의 퓨필 평면 또는 퓨필과 공액인 평면에 있게 함으로써(이러한 경우 측정은 보통 퓨필 기반 측정이라고 불림), 또는 센서를 이미지 평면 또는 이미지 평면과 공액인 평면에 있게 함으로써(이러한 경우 측정은 보통 이미지 또는 필드 기반 측정이라고 불림), 리소그래피 프로세스의 파라미터의 측정이 가능해지게 하는 다기능 기구이다. 이러한 산란계 및 연관된 측정 기법은 특허 출원 US20100328655, US2011102753A1, US20120044470A, US20110249244, US20110026032 또는 EP1,628,164A에 더 상세히 설명되는데, 이들은 그 전체 내용이 원용되어 본원에 통합된다. 앞서 언급된 산란계는 하나의 이미지 내에서 다수의 격자 중의 다수의 타겟을, 소프트 x-선으로부터 나오고 근-IR 파 범위에서 보이는 광을 사용하여 측정할 수 있다.
광계측 방법에 대한 대체예로서, 하드 x-선(HXR), 및 소프트 x-선(SXR), 또는 EUV 방사선을 포함하는 x-선(이들 세 개 모두가 간략화를 위하여 본 명세서의 후속하는 텍스트에서 모두 SXR이라고 불릴 것임), 예를 들어 0.01 nm 내지 100 nm, 선택적으로 1 nm 내지 100 nm, 선택적으로 1 nm 내지 50 nm, 선택적으로 10 nm 내지 20 nm의 파장 범위 안에 있는 방사선을 사용하는 것도 고려되었다. 앞서 제공된 파장 범위 중 하나에서 기능하는 계측 툴의 하나의 예는 투과형 소각도 x-선 산란(small angle X-ray scattering)(그 콘텐츠가 전체로서 본 명세서에 원용에 의해 통합되는 US 2007224518A에서의 T-SAXS)이다. T-SAXS를 사용한 프로파일(CD) 측정은 Lemaillet 등의 "Intercomparison between optical and X-ray scatterometry measurements of FinFET structures", Proc. of SPIE, 2013, 8681에서 논의된다. 기판 상의 필름 및 층들의 스택의 속성을 측정하기 위하여, 그레이징 입사하는 x-선(GI-XRS) 및 극자외(EUV) 방사선을 사용하는 반사측정 기법이 알려져 있다. 각도측정(goniometric) 및/또는 분광식 기법이 반사측정의 일반적인 분야에 적용될 수 있다. 각도측정 기법에서, 상이한 입사각에 따른 반사된 빔의 변동이 측정된다. 반면에, 분광식 반사측정 기법은 주어진 각도에서 반사된 파장의 스펙트럼을 측정한다(브로드밴드 방사선을 사용함). 예를 들어, EUV 리소그래피에 사용하기 위해 레티클(패터닝 디바이스)을 제조하기 전에, 마스크 블랭크를 검사하기 위해서 EUV 반사측정 기법이 사용되어 왔다.
이러한 범위의 애플리케이션에서는 소프트 x-선 또는 EUV 도주된 내의 파장을 사용하는 것이 충분하지 않게 되는 것이 가능하다. 그러므로, 공개된 특허 출원 US 20130304424A1 및 US2014019097A1(Bakeman 등/KLA)은, x-선을 사용하여 이루어진 측정치 및 120 nm 내지 2000 nm의 범위 안에 있는 파장을 사용한 광학적 측정치가 서로 결합되어 CD와 같은 파라미터의 측정치를 획득하는 하이브리드 계측 기법을 기술한다. CD 측정치는 x-선 수학 모델 및 광학적 수학 모델을 하나 이상의 공통 사항을 통해서 커플링함으로써 획득된다. 인용된 미국 특허 출원의 내용은 그 전체가 본 명세서에서 원용에 의해 통합된다.
표면에 격자 패턴이 있는 HXR, SXR 및 EUV용의 종래의 미러는 입사 방사선의 상대적으로 큰 부분(수 십 퍼센트)을 회절시키도록 통상적으로 최적화된다; 광의 정반사된 부분은 통상적으로 중요도가 떨어진다.
SXR 또는 EUV 계측을 위해서는, 정반사된 광 중 작은 부분만이 타겟 바깥에 도달해야 한다. 이것은 미러의 거칠기 사양으로 전환될 수 있다. 누산된 총산란(TIS)의 일부가 요건으로서 주어지면, 평균 제곱근 표면 오차 ()에 대한 요건은 다음에 의해서 주어지고,
여기에서 는 그레이징 입사각이고 는 파장이다. 예를 들어, nm, 도, 및 TIS = 0.1%인 경우, 요건은 nm이다. 이것은 표면 요건(surface requirement)의 간단한 계산이다. 더 복잡한 모델이 사용될 수도 있다.
회절 격자 부착 거울(mirror-with-diffraction grating)은, 양호하게 규정된 회절 차수(0차 또는 정반사를 포함함) 밖에서는, 가능한 적은 부유 광(산란된 광)을 생성하는 것이 바람직하다. 미러에 대한 거칠기 사양은 격자 요건으로 쉽게 전환될 수 없다. 종래에, 격자 제조사는 0차 주위에서 최소로 가능한 부유 광을 획득할 수 있는 설계 및 제조 방법을 가지고 있지 않았다.
격자 상에 입사하는 방사선의 그레이징-입사 빔을 정반사로(specularly) 반사 및 회절시키기 위한 반사형 회절 격자를 제조하는 방법으로서,
상기 격자는 입사 빔을 바라보는 측벽의 양측에 제 1 하부구조체 및 제 2 하부구조체를 포함하는 격자 주기(grating period)가 있는 주기적 구조체를 가지고,
상기 방법은,
- 상기 제 2 하부구조체를 포함하는 격자 주기 상에 격자의 주기성 방향에 대하여 그레이징 입사각으로 입사하는 빔을 상기 제 1 하부구조체로부터 정반사된 빔 내로 0차 방향으로 정반사로 반사하기 위한 상기 제 1 하부구조체의 구성을 결정하는 단계;
- 빔을 상기 격자 주기로부터 하나 이상의 비-0차 회절 방향으로 회절시키도록 상기 제 2 하부구조체를 포함하는 격자 주기의 고정되거나 변동하는 피치 구성을 결정하는 단계;
- 상기 제 2 하부구조체로부터 상기 0차 방향으로 한 번 반사되는 빔의 임의의 광선이 상기 측벽에 의해 차단되도록, 제 2 하부구조체 및 그 격자 주기의 측벽의 구성을 상기 그레이징 입사각에 기반하여 결정하는 단계; 및
- 상기 제 1 및 제 2 하부구조체 및 측벽의 결정된 구성을 사용하여 상기 격자를 제조하는 단계를 포함하는, 반사형 회절 격자 제조 방법이 제공된다.
바람직하게는, 상기 제 2 하부구조체 및 측벽의 구성을 결정하는 단계는, 상기 입사 빔의 파장 및 상기 제 2 하부구조체를 포함하는 격자 주기의 피치를 사용하여, 상기 제 2 하부구조체로부터 선택된 비-0차 회절 방향으로 회절되는 빔의 임의의 광선이 상기 측벽에 의하여 차단되도록 구성을 결정하는 것을 포함한다. 이것은 부유 광이 측정된 회절 스펙트럼에 기여하는 것을 제거하는 효과를 가진다. 이것은 스펙트럼 측정을 더 정확하게 한다.
상기 격자를 제조하는 단계는, 상기 격자를 거울면 상에 제작하는 것을 포함한다. 이것은 효율적인 정반사를 제공하는 효과를 가지는데, 이것은 계측 애플리케이션을 위하여 유용하다.
바람직하게는, 거울면은 만곡된다. 이것은 정반사된 빔을 타겟 상에 포커싱할 수 있게 하는데, 이것은 계측 애플리케이션을 위하여 유용하다.
바람직하게는, 제 1 하부구조체는 마루를 포함하고, 제 2 하부구조체는 트렌치를 포함한다. 이것은 제조하기가 편리한 구조체이다.
바람직하게는, 상기 마루는 평평한 상단을 포함하고, 상기 트렌치는 상기 마루의 평평한 상단에 평행한 평평한 바닥을 포함한다. 마루의 평평한 상단은 효율적인 정반사를 제공하는데, 이것은 계측 애플리케이션을 위하여 유용하다. 평평한 바닥은 종래의 리소그래피 프로세스를 사용하여 제조하기가 편리한 구조체이다.
바람직하게는 상기 제 2 하부구조체 및 측벽의 구성을 결정하는 단계는, 상기 트렌치의 형상을 결정하는 것을 포함한다. 이러한 형상은 제조 프로세스에서 선택에 의해서 편리하게 제어될 수 있는 것이다.
바람직하게는, 상기 제 2 하부구조체 및 측벽의 구성을 결정하는 단계는, 상기 트렌치의 종횡비를 규정하는 하나 이상의 구조적 파라미터를 결정하는 것을 포함한다. 종횡비는 트렌치의 디자인을 규정하는 유용한 방법이다.
바람직하게는, 상기 트렌치의 종횡비를 규정하는 하나 이상의 구조적 파라미터를 결정하는 것은,
부등식
을 만족시키는 것을 포함하며,
여기에서 D는 트렌치의 깊이이고, W는 트렌치의 상단 폭이며, β는 그레이징 입사각이고 및 β'는 0차 방향 또는 비-0차 회절 방향이다. 이러한 간단한 기하학적 규칙은 사용하기가 쉽고, 격자의 정반사율(specular reflectance)에 대한 산란 성능을 향상시키는 데에 있어서 놀랍도록 효과적이어서, 너무 많은 부유 광이 타겟 바깥에 도달하지 않게 한다.
바람직하게는, 상기 격자는 상기 트렌치의 변동하는 상단 폭을 가지고, 상기 트렌치의 깊이는 변동하는 상단 폭 중 최대 상단 폭에 대하여 상기 부등식을 만족시키도록 선택된다. 이것은 경면 산란 성능(specular scattering performance)이 격자에 걸쳐서 모든 상단 폭에 대해서 보장되는 효과를 가진다.
바람직하게는, 상기 격자는 상기 트렌치의 변동하는 상단 폭을 가지고, 상기 트렌치의 깊이는 변동하는 상단 폭에 대응하는 상기 부등식을 만족시키도록 변동된다. 이것은, 가장 좁은 트렌치가 너무 깊어지도록 요구(이것은 제조하기가 힘들 수 있음)하지 않으면서, 경면 산란 성능이 격자에 걸쳐서 모든 상단 폭에 대해서 보장되는 효과를 가진다.
바람직하게는, 상기 격자 주기는 격자 피치 대 트렌치 폭 비율(grating pitch over trench width ratio)이 0.5가 넘거나, 더 바람직하게는 0.7을 넘거나, 가장 바람직하게는 0.9를 넘도록 구성된다. 이렇게 비율이 증가되면 점진적으로 타겟 상에 더 많은 정반사된 광이 제공되게 되고, 이것은 계측을 위하여 유용하다.
바람직하게는, 격자 주기는 정반사로 반사 및 회절되는 방사선의 대부분을, 더 바람직하게는 70%가 넘는 부분 또는 가장 바람직하게는 90%가 넘는 부분을 정반사로 반사하도록 구성된다. 이렇게 퍼센티지가 증가되면 점진적으로 타겟 상에 더 많은 정반사된 광이 제공되게 되고, 이것은 계측을 위하여 유용하다.
바람직하게는, 상기 방사선은 파장이 1 nm 내지 100 nm의 범위 안에 있거나, 10 nm 내지 20 nm의 범위 안에 있다. 이것은, 특히 EUV 반도체 제조 시의 계측 애플리케이션에 대해서 유용한 파장 범위이다.
바람직하게는, 상기 그레이징 입사각은 1 도 내지 17 도의 범위 안에 있거나, 더 바람직하게는 3 도 내지 5 도의 범위 안에 있다.
본 발명의 제 2 양태에 따르면, 격자 상에 입사하는 방사선의 그레이징-입사 빔을 정반사로 반사 및 회절시키기 위한 반사형 회절 격자로서, 상기 격자는 입사 빔을 바라보는 측벽의 양측에 제 1 하부구조체 및 제 2 하부구조체를 포함하는 격자 주기가 있는 주기적 구조체를 가지고, 상기 격자는,
- 상기 제 2 하부구조체를 포함하는 격자 주기 상에 격자의 주기성 방향에 대하여 그레이징 입사각으로 입사하는 빔을 상기 제 1 하부구조체로부터 정반사된 빔 내로 0차 방향으로 정반사로 반사하도록 구성되는, 상기 제 1 하부구조체; 및
- 빔을 상기 격자 주기로부터 하나 이상의 비-0차 회절 방향으로 회절시키기 위하여 고정되거나 변동하는 피치로써 구성되는 상기 제 2 하부구조체를 포함하는 격자 주기를 포함하고,
상기 제 2 하부구조체 및 측벽은, 상기 제 2 하부구조체로부터 상기 0차 방향으로 한 번 반사되는 빔의 임의의 광선이 상기 측벽에 의해 차단되도록 구성되며,
상기 격자 주기는, 정반사로 반사 및 회절되는 방사선의 대부분을 정반사로 반사하도록 구성되는, 반사형 회절 격자가 제공된다.
본 발명의 제 3 양태에 따르면, 검사 장치로서,
- 타겟의 조명을 위한 방사선 빔을 제공하도록 동작가능한 방사선 소스;
- 상기 방사선 빔을 받아들이도록 배치되는, 본 발명의 제 2 양태에 따르는 반사형 회절 격자;
- 정반사된 빔을 받아들이도록 배치되는 상기 타겟을 지지하기 위한 타겟 지지대; 및
- 상기 격자 주기로부터 회절된 회절 빔을 받아들이도록 배치되는 검출기를 포함하는, 검사 장치가 제공된다.
본 발명의 제 4 양태에 따르면, 제 3 양태의 검사 장치를 포함하는 계측 장치가 제공된다.
본 발명의 제 5 양태에 따르면, 제 3 양태의 검사 장치를 포함하는 리소그래피 장치가 제공된다.
본 발명의 실시예는 첨부된 개략적인 도면을 참조하여 이제 예시하는 방식으로만 설명될 것이다:
- 도 1은 리소그래피 장치의 개략적인 개요를 도시한다;
- 도 2는 본 발명의 실시형태가 구현될 수 있는 계측 장치(302)의 개략도를 도시한다;
- 도 3은 본 발명에 일 실시예에 따르는 계측 장치에서의 방사선 경로의 개략도를 도시한다;
- 도 4는 기하학적 파라미터를 예시하는, 그레이징-입사 방사선 빔을 정반사로 반사 및 회절시키는 격자의 개략도를 도시한다;
- 도 5는 격자 파라미터를 예시하는 격자의 단면의 개략도를 도시한다;
- 도 6은 그레이징-입사 방사선 빔을 정반사로 반사하는 격자의 개략적인 기하학적 표현을 도시한다;
- 도 7은 측벽에 의하여 차단되는 트렌치 바닥으로부터의 정반사를 위한 깊이 임계에 있는 격자 트렌치의 개략적인 기하학적 표현을 도시한다;
- 도 8은 본 발명의 일 실시형태에 따르는, 바닥으로부터의 정반사가 측벽에 의하여 차단되게 하는 깊은 격자 트렌치의 개략적인 기하학적 표현이다;
- 도 9는 본 발명의 일 실시형태에 따르는, 측벽에 의하여 차단되는 트렌치 바닥으로부터의 일차 회절에 대한 깊이 임계에 있는 격자 트렌치의 개략적인 기하학적 표현을 도시한다;
- 도 10은 발산형 인입 광선이 있는 만곡형 격자의 개략적인 기하학적 표현을 도시한다;
- 도 11은 만곡형 가변 라인/공간 격자의 개략적인 기하학적 표현이다;
- 도 12는 가장 넓은 상단이 측벽에 의하여 차단되는 트렌치의 바닥으로부터의 정반사에 대한 임계에 있는 트렌치 깊이를 가지는 만곡형 가변 라인/공간 격자의 개략적인 기하학적 표현을 도시한다;
- 도 13은 측벽에 의하여 차단되는 트렌치의 바닥으로부터의 정반사에 대한 임계에 있는 가변 트렌치 깊이를 가지는 만곡형 가변 라인/공간 격자의 개략적인 기하학적 표현을 도시한다; 그리고
- 도 14는 본 발명의 일 실시형태에 따른 반사형 회절 격자를 제조하는 방법의 흐름도이다.
- 도 1은 리소그래피 장치의 개략적인 개요를 도시한다;
- 도 2는 본 발명의 실시형태가 구현될 수 있는 계측 장치(302)의 개략도를 도시한다;
- 도 3은 본 발명에 일 실시예에 따르는 계측 장치에서의 방사선 경로의 개략도를 도시한다;
- 도 4는 기하학적 파라미터를 예시하는, 그레이징-입사 방사선 빔을 정반사로 반사 및 회절시키는 격자의 개략도를 도시한다;
- 도 5는 격자 파라미터를 예시하는 격자의 단면의 개략도를 도시한다;
- 도 6은 그레이징-입사 방사선 빔을 정반사로 반사하는 격자의 개략적인 기하학적 표현을 도시한다;
- 도 7은 측벽에 의하여 차단되는 트렌치 바닥으로부터의 정반사를 위한 깊이 임계에 있는 격자 트렌치의 개략적인 기하학적 표현을 도시한다;
- 도 8은 본 발명의 일 실시형태에 따르는, 바닥으로부터의 정반사가 측벽에 의하여 차단되게 하는 깊은 격자 트렌치의 개략적인 기하학적 표현이다;
- 도 9는 본 발명의 일 실시형태에 따르는, 측벽에 의하여 차단되는 트렌치 바닥으로부터의 일차 회절에 대한 깊이 임계에 있는 격자 트렌치의 개략적인 기하학적 표현을 도시한다;
- 도 10은 발산형 인입 광선이 있는 만곡형 격자의 개략적인 기하학적 표현을 도시한다;
- 도 11은 만곡형 가변 라인/공간 격자의 개략적인 기하학적 표현이다;
- 도 12는 가장 넓은 상단이 측벽에 의하여 차단되는 트렌치의 바닥으로부터의 정반사에 대한 임계에 있는 트렌치 깊이를 가지는 만곡형 가변 라인/공간 격자의 개략적인 기하학적 표현을 도시한다;
- 도 13은 측벽에 의하여 차단되는 트렌치의 바닥으로부터의 정반사에 대한 임계에 있는 가변 트렌치 깊이를 가지는 만곡형 가변 라인/공간 격자의 개략적인 기하학적 표현을 도시한다; 그리고
- 도 14는 본 발명의 일 실시형태에 따른 반사형 회절 격자를 제조하는 방법의 흐름도이다.
본 명세서에서, "방사선" 및 "빔"의 용어는 자외 방사선(예를 들어 365, 248, 193, 157 또는 126 nm의 파장을 가짐), EUV, 및 하드 x-선(HXR) 및 소프트 x-선(SXR)(예를 들어, 0.01 nm 내지 50 nm, 또는 선택적으로는 1 nm 내지 100 nm, 또는 선택적으로 1 nm 내지 50 nm, 또는 선택적으로 10 nm 내지 20 nm의 파장 범위 안에 있음)을 포함하는 x-선을 포함하는 모든 타입의 전자기 방사선을 망라하도록 사용된다.
도 1은 리소그래피 장치(LA)를 개략적으로 묘사한다. 리소그래피 장치(LA)는 방사선 빔(B)(예를 들어, UV 방사선 또는 DUV 방사선 또는 EUV 방사선)을 조절하도록 구성되는 조명 시스템(조명기(IL)라고도 불림), 패터닝 디바이스(예를 들어, 마스크)(MA)를 지지하도록 구성되고 특정 파라미터에 따라서 패터닝 디바이스(MA)를 정확하게 위치설정하도록 구성되는 제 1 위치설정기(PM)에 연결되는 마스크지지체(예를 들어, 마스크 테이블)(MT), 기판(예를 들어, 레지스트-코팅된 웨이퍼)(W)을 홀딩하도록 구성되고 특정 파라미터에 따라서 기판 지지대를 정확하게 위치설정하도록 구성되는 제 2 위치설정기(PW)에 연결되는 기판 지지대(예를 들어, 웨이퍼 테이블)(WT), 및 패터닝 디바이스(MA)에 의하여 방사선 빔(B)에 부여된 패턴을 기판(W)의 타겟부(C)(예를 들어, 하나 이상의 다이를 포함) 상에 투영하도록 구성되는 투영 시스템(예를 들어, 굴절형 투영 렌즈 시스템)(PS)을 포함한다.
동작 시에, 조명 시스템(IL)은 방사선 빔을 빔 전달 시스템(BD)을 통해 방사선 소스(SO)로부터 수광한다. 조명 시스템(IL)은 방사선을 지향시키고, 성형(shaping)하며, 또는 제어하기 위한 다양한 유형의 광 컴포넌트, 예컨대 굴절식, 반사, 자기적, 전자기, 정전기 및/또는 다른 유형의 광 컴포넌트, 및/또는 이들의 임의의 조합을 포함할 수도 있다. 조명기(IL)는 방사선 빔(B)이 패터닝 디바이스(MA)의 평면 상에 그 단면에서 원하는 공간 및 각도 세기 분포를 가지도록 조정하기 위하여 사용될 수도 있다.
본 명세서에서 사용되는 "투영 시스템(PS)"이라는 용어는, 이용되고 있는 노광 방사선(exposure radiation)에 대해 적합하거나 또는 침지액(immersion liquid)의 사용 또는 진공의 사용과 같은 다른 요인들에 대해 적합한, 굴절식, 반사식, 반사 굴절식(catadioptric), 애너모픽(anamorphic), 자기식, 전자기식, 및/또는 정전식 광학 시스템, 및/또는 이들의 임의의 조합을 포함하는 다양한 타입의 투영 시스템도 포함하는 것으로 넓게 해석되어야 한다. 본 명세서에서 "투영 렌즈"라는 용어의 모든 사용은 더 일반적인 용어인 "투영 시스템(PS)"과 같은 의미인 것으로 간주될 수도 있다.
리소그래피 장치(LA)는, 투영 시스템(PS)과 기판(W) 사이의 공간을 채우기 위해 기판의 적어도 일부분이 상대적으로 높은 굴절률을 가진 액체, 예컨대 물에 의해 커버될 수 있는 유형일 수 있으며 이것은 침지 리소그래피라고도 불린다. 침지 기법에 대한 더 많은 정보가 본 명세서에서 원용에 의해 통합되는 US6952253에 제공된다.
리소그래피 장치(LA)는 두 개 이상의 기판 지지대(WT)를 가지는 타입일 수도 있다("듀얼 스테이지"라고도 불림). 이러한 "다중 스테이지" 머신에서, 기판 지지대(WT)는 병렬적으로 사용될 수 있고, 및/또는 기판(W)의 후속 노광을 준비하는 단계들이 기판 지지대(WT) 중 하나 상에 위치될 수 있는 반면에, 다른 기판 지지대(WT) 상의 다른 기판(W)은 다른 기판(W) 상에 패턴을 노광시키기 위해서 사용되고 있다.
기판 지지대(WT)에 추가하여, 리소그래피 장치(LA)는 측정 스테이지를 포함할 수 있다. 측정 스테이지는 센서 및/또는 세정 디바이스를 홀딩하도록 구성된다. 센서는 투영 시스템(PS)의 속성 또는 방사선 빔(B)의 속성을 측정하도록 배치될 수 있다. 측정 스테이지는 다수의 센서를 홀딩할 수 있다. 세정 디바이스는 리소그래피 장치의 부분, 예를 들어 투영 시스템(PS)의 부분 또는 침지액을 제공하는 시스템의 부분을 세정하도록 구성될 수 있다. 측정 스테이지는, 기판 지지대(WT)가 투영 시스템(PS)으로부터 멀어질 때 투영 시스템(PS) 아래에서 이동할 수 있다.
동작 시에, 방사선 빔(B)은 패터닝 디바이스, 예를 들어 지지 구조체(MT) 상에 홀딩되는 마스크(MA) 상에 입사하고, 그리고 패터닝 디바이스(MA) 상에 있는 패턴(디자인 레이아웃)에 의하여 패터닝된다. 패터닝 디바이스(MA)를 가로지르면, 방사선 빔(B)은 기판(W)의 타겟부(C) 상에 빔을 포커싱하는 투영 시스템(PS)을 통과한다. 제 2 위치설정기(PW) 및 위치 측정 시스템(IF)의 도움을 받아, 예를 들어 방사선 빔(B)의 경로에 있는 상이한 타겟부들(C)을 포커싱되고 정렬된 위치에 위치설정하기 위하여, 기판 지지대(WT)가 정확하게 이동될 수 있다. 이와 유사하게, 제 1 위치설정 디바이스(PM) 및 가능하게는 다른 위치 센서(도 1에는 명확하게 묘사되지 않음)가, 방사선 빔(B)의 경로에 대하여 패터닝 디바이스(MA)를 정확하게 위치설정하기 위하여 사용될 수 있다. 패터닝 디바이스(MA) 및 기판(W)은 마스크 정렬 마크(M1, M2) 및 기판 정렬 마크(P1, P2)를 이용하여 정렬될 수 있다. 비록 도시된 바와 같이 기판 정렬 마크들(P1, P2)이 전용 타겟부들 점유하지만, 이들은 타겟부들 사이의 공간에 위치될 수도 있다. 기판 정렬 마크(P1, P2)는 타겟부들(C) 사이에 위치되면 스크라이브 레인 정렬 마크라고 알려져 있다.
리소그래피 장치(LA)에 의해 노광되는 기판이 정확하고 일정하게 노광되도록 하기 위해서는, 기판을 검사하여 후속 층들 사이의 오버레이 오차, 라인 두께, 임계 치수(CD) 등과 같은, 패터닝된 구조체의 속성을 측정하는 것이 바람직할 수 있다. 이러한 목적을 위해, 검사 툴(미도시)이 사용될 수 있다. 오차가 검출되면, 특히 검사가 동일한 배치 또는 로트의 다른 기판(W)이 여전히 노광되거나 처리되어야 하기 전에 이루어진다면, 예를 들어 후속 기판의 노광에 또는 기판(W) 상에서 수행될 다른 프로세스 단계에 조절이 이루어질 수 있다.
계측 장치라고도 불릴 수 있는 검사 장치가, 기판(W)의 속성, 및 구체적으로 상이한 기판(W)의 속성이 또는 동일 기판(W)의 상이한 층과 연관된 속성이 층에 따라 어떻게 변화하는지를 결정하기 위해 사용된다. 또는, 검사 장치는 기판(W) 상의 결점을 식별하도록 구성될 수 있고, 예를 들어 리소셀(도시되지 않음)의 일부일 수 있으며, 또는 리소그래피 장치(LA)에 통합될 수 있고, 또는 심지어 독립형 디바이스일 수도 있다. 검사 장치는 잠상(노광 후의 레지스트 층 내의 이미지), 또는 반-잠상(노광후 베이크 단계(PEB) 후의 레지스트 층 내의 이미지), 또는 현상된 레지스트 이미지(레지스트의 노광되거나 비노광된 부분이 제거되었음), 또는 심지어 에칭된 이미지(에칭과 같은 패턴 전사 단계 이후)의 속성을 측정할 수 있다.
도 2는 본 발명의 실시형태들이 구현될 수 있는, 그레이징 입사에서 EUV 및/또는 x-선 방사선을 사용하는 분광식 산란계를 포함하는 계측 장치(302)의 개략적인 물리적 구조를 오직 예시적으로 도시한다.
검사 장치(302)는 방사선 소스(310), 조명 시스템(312), 기판 지지대(316), 검출 시스템(318, 398) 및 계측 처리 유닛(MPU)(320)을 포함한다.
이러한 예에서, 소스(310)는 고 고조파 생성(high harmonic generation; HHG) 기법에 기반한 EUV 또는 소프트 x-선 방사선의 생성기를 포함한다. 이러한 소스는 KMLabs, Boulder Colorado, USA(http://www. kmlabs. com/)에서 입수가능하다. 방사선 소스의 주된 구조 요소는 구동 레이저(330)와 HHG 가스 셀(332)이다. 가스 공급부(334)는 가스 셀에 적절한 가스를 공급하고, 거기에서 가스는 전기 소스(336)에 의해서 선택적으로 이온화된다. 구동 레이저(300)는, 예를 들어 요구되는 바에 따라 수 메가헤르쯔에 달하는 펄스 반복률을 가지고, 예를 들어 펄스당 1 ns(1 나노초) 미만 동안 지속될 수 있는 광 증폭기가 있는 섬유-기반 레이저일 수 있다. 적외선 방사선의 파장은 예를 들어 1 μm(1 마이크론)의 영역에 있을 수 있다. 레이저 펄스는 제 1 방사선 빔(340)으로서 HHG 가스 셀(332)에 전달되고, 여기에서 가스 내에서 방사선의 일부가 제 1 방사선보다 더 높은 주파수로 변환되어 소망되는 파장 또는 파장들의 간섭성 제 2 방사선을 포함하는 빔(342)이 된다.
제 2 방사선은 다수의 파장을 보유할 수 있다. 방사선이 단색이라면, 측정 계산(예를 들어, 재구성)이 단순화될 수 있지만, 여러 파장을 가진 방사선을 생성하는 것은 HHG를 사용하는 것이 더 용이하다. 가스 셀(332) 내의 가스의 볼륨이 HHG 공간을 규정하지만, 이러한 공간은 완전히 밀폐될 필요는 없고, 정적 볼륨 대신에 가스의 흐름이 사용될 수 있다. 가스는, 예를 들어 네온(Ne) 또는 아르곤(Ar)과 같은 비활성 가스일 수 있다. N2, O2, He, Ar, Kr, Xe 가스가 모두 고려될 수 있다. 이것은 설계 선택의 문제이고, 동일한 장치 내의 선택가능한 옵션일 수도 있다. 상이한 파장은 상이한 재료의 구조체를 이미징할 때에, 예를 들어 상이한 레벨의 콘트라스트를 제공할 것이다. 예를 들어 금속 구조체 또는 실리콘 구조체를 검사하기 위해서, (탄소계) 레지스트의 피쳐를 이미징하거나, 또는 이러한 상이한 재료의 오염을 검출하기 위해서 사용되는 것에 맞게 상이한 파장이 선택될 수 있다. 하나 이상의 필터링 디바이스(344)가 제공될 수도 있다. 예를 들어, 알루미늄(Al)의 박막과 같은 필터는 기본 IR 방사선이 검사 장치 내로 더 들어가는 것을 막는 역할을 할 수 있다. 가스 셀 내에 생성된 것들 중에서 하나 이상의 특정한 고조파 파장을 선택하기 위해 격자(미도시)가 제공될 수 있다. 빔 경로 중 일부 또는 전부가 진공 환경 내에 보유될 수 있고, SXR/EUV 방사선이 공기 중에서 이동할 때 흡수된다는 점을 상기한다. 방사선 소스(310) 및 조명 광학기(312)의 다양한 컴포넌트는 동일한 장치 내에서 상이한 계측 '레시피'를 구현하기 위해서 조절될 수 있다. 예를 들어, 상이한 파장 및/또는 편광이 선택가능해질 수 있다.
검사 대상인 구조체의 재료에 따라서 상이한 파장이 하위 층으로의 관통의 요구되는 레벨을 제공할 수 있다. 최소 디바이스 피쳐 중에서 최소 디바이스 피쳐 및 결함을 결정하기 위해서는 짧은 파장이 선호될 수 있다. 예를 들어, 범위 1-20 nm, 선택적으로 범위 1-10 nm, 선택적으로 범위 10- 20 nm 내의 하나 이상의 파장이 선택될 수 있다. 5 nm보다 짧은 파장은 반도체 제조 시에 통상적으로 관심 대상인 재료에서 반사할 때 매우 낮은 임계 각도라는 문제를 겪게 된다. 그러므로, 파장을 선택하기 위해서는 5 nm보다 큰 것이 더 높은 입사각의 신호를 제공할 것이다. 반면에, 검사 태스크가 어떤 재료의 존재를 검출하기 위한 것이라면, 예를 들어 오염을 검출하기 위한 것이라면, 50 nm까지의 파장이 유용하게 사용될 수 있다.
방사선 소스(310)로부터, 필터링된 빔(342)이 검사 챔버(350)에 진입하고, 거기에서 관심 구조체(타겟이라고도 알려짐)를 포함하는 기판(W)이 검사를 위해서 기판 지지대(316)에 의하여 측정 위치에 홀딩된다. 관심 대상 구조체는 T로 명명된다. 검사 챔버(350) 내의 기압은 진공 펌프(352)에 의해 진공으로 유지됨으로써, EUV 방사선이 주변을 통해 부적절하게 감쇠되지 않고 전달될 수 있게 한다. 조명 시스템(312)은 방사선을 포커싱된 빔(356)으로 포커싱하는 기능을 가지고, 예를 들어 전술된 공개된 미국 특허 출원 US2017/0184981A1(그 내용이 전체로서 본 명세서에서 원용에 의해 통합됨)에 기술되는 바와 같은 하나의 2차원 만곡형 미러, 또는 일련의 1차원 만곡형 미러를 포함할 수 있다. 포커싱이 수행되어, 관심 구조체 상에 투영될 때 직경 10 μm 하에서 둥근 또는 타원형 스폿(S)을 얻는다. 기판 지지대(316)는, 예를 들어 X-Y 병진 스테이지 및 회전 스테이지를 포함하는데, 이것에 의하여 기판(W)의 임의의 부분이 요구되는 배향에서 빔의 초점으로 전달된다. 따라서, 방사선 스폿(S)이 관심 대상 구조체 상에 형성된다. 대안적으로 또는 추가적으로, 기판 지지대(316)는 예를 들어 기판(W)을 특정 각도로 틸팅시켜서 관심 구조체(T) 상의 포커싱된 빔의 입사각을 제어할 수 있는 틸팅 스테이지를 포함한다.
선택적으로, 조명 시스템(312)은 레퍼런스 방사선 빔을 레퍼런스 검출기(314)로 제공하는데, 이것은 필터링된 빔(342) 내의 상이한 파장의 스펙트럼 및/또는 세기를 측정하도록 구성될 수 있다. 레퍼런스 검출기(314)는 프로세서(310)로 제공되는 신호(315)를 생성하도록 구성될 수 있고, 필터는 필터링된 빔(342)의 스펙트럼 및/또는 필터링된 빔 내의 상이한 파장의 세기에 대한 정보를 포함할 수 있다.
반사된 방사선(360)은 검출기(318)에 의해 캡쳐되고, 스펙트럼이 타겟 구조체(T)의 속성을 계산할 때 사용하도록 프로세서(320)에게 제공된다. 따라서, 조명 시스템(312) 및 검출 시스템(318)이 검사 장치를 형성한다. 이러한 검사 장치는 그 내용이 전체로서 본 명세서에서 원용에 의해 통합되는 US2016282282A1에 기술된 종류의 소프트 x-선 및/또는 EUV 분광식 반사율계를 포함할 수 있다.
타겟(T)이 어떤 주기성을 가지면, 포커싱된 빔(356)의 방사선도 부분적으로 회절될 수 있다. 회절된 방사선(397)은 입사각 그리고 반사된 방사선(360)에 대해서 두드러지는 각도로 다른 경로를 따라간다. 도 2에서, 표시된 회절된 방사선(397)은 개략적인 방식으로 표시되고, 회절된 방사선(397)은 표시된 경로 이외의 많은 다른 경로를 따라갈 수도 있다. 검사 장치(302)는 회절된 방사선(397)의 적어도 일부분을 검출 및/또는 이미징하는 추가적인 검출 시스템(398)을 더 포함할 수 있다. 도 2에서는 추가적인 검출 시스템(398)이 하나 도시되지만, 검사 장치(302)의 실시형태는 다른 위치에 배치되어 복수 개의 회절 방향으로 회절되는 방사선(397)을 검출 및/또는 이미징하도록 배치되는 두 개 이상의 추가적인 검출 시스템(398)을 포함한다. 다르게 말하면, 타겟(T) 상에 충돌하는 포커싱된 방사선 빔의 (더 높은) 회절 차수가 하나 이상의 추가적인 검출 시스템(398)에 의해서 검출 및/또는 이미징된다. 하나 이상의 검출 시스템(398)은 계측 프로세서(320)로 제공되는 신호(399)를 생성한다. 신호(399)는 회절된 광(397)의 정보를 포함할 수 있고, 및/또는 회절된 광(397)으로부터 획득된 이미지를 포함할 수 있다.
스폿(S)을 요구되는 제품 구조체와 정렬하고 포커싱하는 것을 돕기 위해서, 검사 장치(302)는 계측 프로세서(320)의 제어 하에 보조 방사선을 사용하는 보조 광학기를 더 제공할 수 있다. 계측 프로세서(320)는 또한, 병진 스테이지, 회전 및/또는 틸트 스테이지로서 동작하는 위치 제어기(372)와 통신할 수 있다. 프로세서(320)는 기판의 위치 및 배향에 대한 고도로 정확한 피드백을 센서를 통해서 수신한다. 센서(374)는, 예를 들어 피코미터의 범위에서 정확도를 제공할 수 있는 간섭계를 포함할 수 있다. 검사 장치(302)의 동작 중에, 검출 시스템(318)에 의해 캡쳐된 스펙트럼 데이터(382)가 계측 처리 유닛(320)에 전달된다.
언급된 바와 같이, 대안적인 형태의 검사 장치는, 예를 들어 비대칭의 회절-기반 측정을 수행하기 위하여, 법선 입사 또는 근사-법선 입사인 소프트 x-선 및/또는 EUV 방사선을 사용한다. 양자 모두의 타입의 검사 장치가 하이브리드 계측 시스템 내에 제공될 수 있다. 측정될 성능 파라미터에는 오버레이(OVL), 임계 치수(CD), 간섭성 회절 이미징(CDI) 및 당해-분해능(at-resolution) 오버레이(ARO) 계측이 있을 수 있다. 소프트 x-선 및/또는 EUV 방사선은, 예를 들어 100 nm 미만의 파장을 가질 수 있고, 예를 들어 5-30 nm, 선택적으로는 10 nm 내지 20 nm의 범위 안에 있는 방사선을 사용한다. 방사선은 성질상 협대역 또는 광대역일 수 있다. 방사선은 특정한 파장 대역에서 이산 피크를 가질 수 있고, 또는 더 많은 연속 성질을 가질 수 있다.
오늘날의 생산 설비에서 사용되는 광 산란계와 같이, 검사 장치(302)는 리소셀 또는 ADI) 내에서 처리되는 레지스트 재료 내의 구조체를 측정하기 위하여(현상후 검사(After Develop Inspection), 및/또는 더 강성인 재료 내에 형성된 후에 구조체를 측정하기 위하여(에칭후 검사(After Etch Inspection) 또는 AEI) 사용될 수 있다. 예를 들어, 기판은 현상 장치, 에칭 장치, 어닐링 장치 및/또는 다른 장치에 의해서 처리된 이후에 검사 장치(302)를 사용하여 검사될 수 있다.
도 3은 계측 장치 내의 방사선 경로의 개략적인 표현을 도시한다. 도 2 및 도 3에서 도시되는 이러한 예시적인 계측 장치 내에서, 회절이 거의 제한되는 소스(311)로부터의 방사선은 웨이퍼(W) 상의 타겟(T) 상에 포커싱된다. 이러한 타겟은 통상적으로 웨이퍼 상의 유한-크기 구역이다(예를 들어, 50 μm x 50 μm 또는 5 μm x 5 μm). 관심 대상인 격자/미러 비균일성(예를 들어, > 1 μm)은 타겟 크기 및 격자로부터 타겟까지의 광 경로의 길이에 의존한다. 방사선은 1 nm 내지 100 nm의 범위 안에 있는, 바람직하게는 소프트 x-선(SXR) 범위인 10 nm 내지 20 nm 안에 있는 파장을 가지는데, 이것은 EUV 범위의 일부라고 기술될 수도 있다. 정확한 계측을 이하여, 다음의 포인트들이 (가장) 중요하다:
너무 많은 SXR 광이 타겟 바깥에 도달해서는 안 되고, 예를 들어 입사 파워의 0.05 미만이거나, 0.01 미만이거나, 또는 0.001 미만만이 도달해야 한다.
타겟(T) 상에 입사하는 SXR 방사선(356)의 스펙트럼은, 바람직하게는 타겟의 노광과 동시에 측정될 수 있다.
그레이징-입사(GI) 미러(312)는 SXR 빔을 타겟(T) 상에 포커싱한다. 타겟으로부터 산란된 방사선(360)은 검출기(318)에 의해 캡쳐된다. 미러의 표면 상의 라인 패턴(격자)은 SXR 방사선의 일부(358)를 어레이 센서(314)를 향해서 회절시키는데, 상이한 파장 성분은 어레이 센서 상의 상이한 포인트에 도달한다. 어레이 센서로부터의 신호가 스펙트럼으로서 해석될 수 있다.
SXR 또는 EUV 계측을 위해서는, 정반사된 광 중 작은 부분만이 타겟 바깥에 도달해야 한다. 이것은 미러의 거칠기 사양으로 전환될 수 있다. 누산된 총산란(TIS)의 일부가 요건으로서 주어지면, 평균 제곱근 표면 오차 ()에 대한 요건은 다음에 의해서 주어지고,
여기에서 는 그레이징 입사각이고 는 파장이다. 예를 들어, nm, 도, 및 TIS = 0.1%인 경우, 요건은 nm이다. 이것은 표면 요건(surface requirement)의 간단한 계산이다. 더 복잡한 모델이 사용될 수도 있다.
회절 격자 부착 거울(mirror-with-diffraction grating)은, 양호하게 규정된 회절 차수(0차 또는 정반사를 포함함) 밖에서는, 가능한 적은 부유 광(산란된 광)을 생성하는 것이 바람직하다. 미러에 대한 거칠기 사양은 격자 요건으로 쉽게 전환될 수 없다. 종래에, 격자 제조사는 0차 주위에서 최소로 가능한 부유 광을 획득할 수 있는 설계 및 제조 방법을 가지고 있지 않았다.
도 4는 기하학적 파라미터를 예시하는, 그레이징-입사 방사선 빔을 정반사로 반사 및 회절시키는 격자의 개략도를 도시한다. 선(402)으로 표시된 인입하는 방사선 빔은 파장 λ인 연관된 파면(404)을 가진다. 빔은 그레이징 입사각 β를 가진다. 이러한 예에서 선(402)은 격자의 주기성 방향(412)에 대해서 각도 φ로 미러(416) 상의 격자(414)에 입사한다. 이러한 각도 φ가 평면형 회절의 조건인 제로이면, 빔은 격자의 주기성 방향에 대해 그레이징 입사각 β를 가진다. 평면형 회절은 입사 광선 및 모든 반사 및 회절되는 광선이 (평평한) 평면 안에 있는 경우에 생긴다. φ가 비제로인 경우(예를 들어, φ = 90 도), 광선은 원뿔 상에 있다; 이러한 경우는 "원추형 회절(conical diffraction)"이라고 불린다. 순수한 원추형 회절의 조건에서(φ = 90 도), 트렌치의 바닥은 임의의 실용적인 트렌치 단면에 대해서 차단되지 않을 것이다. 그러나, 본 명세서에서 설명되는 실시형태는 (근사) 평면형 회절에서, 바람직하게는 φ < 10 도에서 사용된다. 입사 빔이 발산하기 때문에, φ는 빔에 걸쳐서 변한다. 실시형태들은 0.05 미만의 개구수를 가지는 것이 바람직한데, 이것은 3 도의 절반 각도에 해당한다.
빔은 평면(406) 내에서 0차 방향(410)으로 정반사된다(β와 같은 각도로). 빔은 하나 이상의 회절-차수 방향으로, 이러한 예에서는 +1 차 방향(408)(β와 같지 않은 각도로)으로 회절된다.
도 5는 격자 파라미터를 예시하는 미러(416) 상의 반사형 회절 격자의 단면의 개략도를 도시한다. 격자 주기는 상단 폭 W 및 마루(508), 측벽(506)의 양 측면을 가지는 트렌치(502)(그루브라고도 알려져 있음)를 가진다. 반사형 회절 격자의 형상은 주된 파라미터인, 격자 주기에 걸쳐 있는 피치 P, 그루브 폭 W, 그루브 깊이 D로 특징이 결정될 수 있다. 더욱이, 도 5에 도시된 바와 같이 측벽각(side-wall angle; SWA) 및 측벽각 비대칭(sidewall angle asymmetry; SWAA)이 존재한다. 더 많은 형상 파라미터, 예컨대 트렌치 하단면(바닥)의 기울기 및 트렌치 하단면의 곡률이 도입될 수도 있다. 트렌치의 폭은 충분히 작을 수 있고, 측벽각은 충분히 커서 측벽들 사이에 평평한 하단면(바닥)이 존재하지 않게 될 수 있다. 이러한 트렌치 구조가 v-그루브(510)이다.
도 6은 그레이징-입사 방사선 빔을 정반사로 반사하는 격자의 개략적인 기하학적 표현을 도시한다. SXR 파장보다 훨씬 큰 격자 피치, 예를 들어, 500 nm 및14 nm 각각이 사용될 수 있다. 그러므로 준-기하학적 광학(quasi-geometrical optic)에 기반하여 감도를 추정할 수 있다. 도 6을 참조하면, 트렌치의 깊이 및 트렌치 에지가 트렌치의 바닥 상에 쉐도잉되는 효과에 기인하여 입사 플럭스 중 일부가 손실되고(602) 정반사로 반사하지 않는다. 입사 빔 중 일부(604)는, 트렌치 상단으로부터 반사된 빔(608) 및 트렌치 바닥의 중심으로부터 정반사로 반사된 빔(610)과 같은 0차 방향(606)으로 정반사되지 않는다. 트렌치 바닥으로부터 반사된(610) 입사 플럭스는 마루의 상단으로부터 반사된 것(608)에 대해 위상차를 얻는다. 이것은 트렌치의 깊이로부터 초래되는 경로 길이차의 결과이다. 하단(610) 및 상단(608)으로부터 반사된 파들이 간섭성으로(coherently) 합해진다; 간섭성 합산에서는, 위상 및 진폭 효과가 설명된다.
격자의 제조 프로세스의 결과 도 3의 기하학적 파라미터의 국소 변동이 생기면, 이것은 매끈한 미러에서의 국소 높이 변동이 부유 광을 초래하는 것과 같이 부유 광을 초래할 것이다. SXR 계측 장치에서의 그레이징-입사 미러 또는 격자의 경우, 1 μm 내지 1 mm의 길이 스케일에서의 국소 변동이 특히 관심 사항이다. 이것은 산란각이 국소 변동의 길이 스케일에 반비례하기 때문이다; 충분히 큰 산란각은 광 경로에서 클리핑될 것이고, 산란각이 충분히 작으면 타겟을 벗어나는(out-of-target) 조명(즉, 부유 광)이 생기지 않을 것이다.
정반사의 복합 반사 계수 (위상 및 진폭)이 기하학적 파라미터에 의존한다는 것에 주의한다. 복합 반사 계수는 상업적으로 구입가능하거나 개방된 소스로서 이용가능한 시뮬레이션 소프트웨어를 사용하여 계산될 수 있다.
또한, 격자 주기가 광의 파장보다 훨씬 큰 경우 기하학적 광학(geometrical optics)에 기반하여 대략적인 추정을 하는 것도 가능하다; 그러면 다음 공식이 얻어진다
[수학식 1a]
의 경우.
[수학식 1b]
여기에서, 는 매끄러운 거울면에 대한 반사율(파워이고 진폭이 아님)이다. 수학식 1b는 충분히 깊어서 그루브(즉 트렌치 바닥)의 하단면을 통과하는 임의의 광 경로가 수직 측벽에 의하여 차단되는 그루브인 것으로 이해될 수 있다. 이것은 측벽으로부터 후방 산란되어 하단면으로 가는 광 경로를 포함하지 않는다.
이러한 매개변수화에서, 그루브가 최초에 낮은 거칠기(예를 들어 0.2 nm 미만)로 연마되었던 표면 안에 에칭된다는 것이 가정된다. 제조 프로세스는 연마된 매끄러운 표면의 상단에 마루를 증착할 수도 있다, 이러한 경우의 공식은 다음이 될 것이다:
[수학식 2a]
[수학식 2b]
특정한 격자 디자인이 파라미터 를 가지고, 결과적으로 복합 반사 계수 가 얻어진다고 가정한다(특정 그레이징 각도 및 파장 을 가정함). 국소 변동 (RMS 값으로 표현됨)은 다음의 누산된 총산란이 생기게 할 것이다.
[수학식 3]
P, W, 및 D는 편도함수 및 가 가능한 작게 되어서, W 및 D의 변동에 대한 감도가 가능한 작아지게 되도록 결정될 수 있다.
이러한 예에서, W 및 D만이 공간적 변동을 가지는 파라미터라고 여겨진다. 이것은 대응하는 이차항을 수학식 3의 분자에 추가함으로써 더 많은 파라미터에 대해서 일반화될 수 있다.
파라미터의 최적 조합은 W 및 D가 패터닝 프로세스에서 얼마나 양호하게 제어될 수 있는지에 의존한다. 예를 들어, W가 높은 정확도로 제어될 수 있지만 D는 그렇지 않다면, W 및 D는 이 되도록 결정될 수 있다; 그러면 (수학식 1b에 따라서), D 파라미터에 대한 감도는 존재하지 않는다.
수학식 1 및 수학식 2는 근사화 식들이다. 그러나, 엄밀한 시뮬레이션은, 좁고 깊은 그루브가 넓고 얕은 그루브보다 그루브 깊이에 대해 더 큰 공차(2배 내지 4배의 공차)를 허용한다는 것을 보여준다. 관심 대상인 SXR 파장 nm(임의의 누설된 적외선 광이 아님)을 사용하는 계측 장치 애플리케이션에서, 범위 안에 있는 그레이징 입사각이 유용하다. 유용한 피치는 다음의 범위 안에 있으며,
여기에서 및 이다. (이러한 상수들은 유용한 최고 및 최저 일차 회절 각도(라디안 단위임)이다). 리소그래피 패터닝 프로세스는 광학적 리소그래피의 경우 비율 에 대해서 가장 단순하다고 여겨질 수 있다. 그루브 깊이에 대한 낮은 감도가 다음에 대하여 대략적으로 얻어진다
[수학식 4]
인자 0.6은 분석적인 임계(analytical threshold)인 "1/2보다 다소 큰(a bit more than 1/2)" 값이다. 비록 피치는 파장보다 훨씬 크지만, 이것은 해당 깊이(아래의 예에서는 7-15 nm)에 대해서는 참이 아니다. 그러므로, 방사선의 파동-유사 성질(wave-like nature)이 여전히 격자의 반사/회절 속성에 영향을 준다. 0.4 내지 0.8의 범위 안에 있는 그루브 깊이 D에 대해서 감도가 급격히 떨어지는 것이 발견되었다. 따라서, 임계는 예를 들어 0.4, 0.6, 또는 0.8로 설정될 수 있다.
이러한 부등식은 그루브 깊이에 대한 감도를 최소화하기 위하여 관심 대상이 될 4D 파라미터 공간(P, W, D, β) 내의 영역을 규정한다. 예를 들어 트렌치-바닥 틸트 또는 다른 파라미터가 포함된다면 파라미터 공간은 추가적인 차원을 포함할 수 있다.
그루브 깊이가 전술된 수학식에 따라서 취해지면, 결과적으로 그루브 폭 W에 대해서 큰 감도가 생기는 경향이 있고 다른 모든 것들은 동일하다. 또한, 깊은 그루브는 흡수 손실을 더 크게 하는 경향이 있다. 그루브 깊이 및 그루브 폭 양자 모두에 대한 감도를 낮추는 것은 그루브 폭을 가능한 작게 선택하고 깊이를 수학식 4에 따라서 선택함으로써 달성될 수 있다.
계측 장치 내에서 구현하려는 목표는 0차(R0)에서의 높은 반사율, 1차(R1)에서의 낮은 회절 효율 및 폭 및 깊이 변동에 대한 낮은 감도를 가지는 격자이다. 위의 고려사항을 사용하면서, 여러 가능한 구현들이 고려될 수 있다. 첫 번째 예는 500 nm의 공칭 피치 및 50%의 듀티 사이클(W/P)을 가지는 격자이다. 입사각은 광학적 설계 고려사항에 의해서 허용되는 최소 각도이다. 깊이는 여유를 가지고 수학식 4를 달성하도록 선택된다.
| 파라미터 | 값 | 단위 |
| β | 4 | 도 |
| P | 500 | nm |
| W | 250 | nm |
| D | 15 | nm |
광학적 디자인 경계 조건의 상이한 세트들이 취해지는 경우, 격자 상의 더 작은 입사각이 허용될 수 있다. 이것이 표를 다음과 같이 바꾼다:
| 파라미터 | 값 | 단위 |
| β | 2.75 | 도 |
| P | 500 | nm |
| W | 250 | nm |
| D | 10 | nm |
앞선 예들 양자 모두는 50%의 듀티 사이클을 고려한다. 이상적으로, 훨씬 더 작은 듀티 사이클이 사용되는데, 그 이유는 이것이 산란을 감소시키고, R0를 증가시키며 R1을 감소시키기 때문이다. 이러한 격자는 다음에 의해서 기술될 수 있다:
| 파라미터 | 값 | 단위 |
| β | 4 | 도 |
| P | 500 | nm |
| W | 125 | nm |
| D | 7 | nm |
격자는 가변 라인 공간(VLS) 격자일 수 있고, 이것은 일정한 피치를 가지지 않고, 격자 표면에 걸쳐서 점진적으로 변하는 피치를 가진다. VLS의 하나의 목적은 검출기 상의 회절된 광의 수차를 최소화하는 것이다. 안전을 위하여, 가장 큰 피치가 고려되어야 하는데, 그 이유는 이러한 피치가 또한 가장 큰 폭을 가지고, 수학식 4에 따라서 성능을 한정하기 때문이다. 이것은 도 12를 참조하여 상세히 후술된다. 또는, 처리할 수 있다면, 그루브 깊이는 격자에 걸쳐서 변해서 산란 대 R0를 국지적으로 최적화할 수 있다(국소 피치가 커지는 것은 깊이가 깊어지는 것임). 이것은 도 13을 참조하여 상세히 후술된다.
앞선 설명은 정반사에 대한 산란 성능(0차 회절)을 개선하기 위한 것이다. 측정된 스펙트럼에 부유 광이 미치는 기여도를 제거하고자 한다면, 다음과 같은 유사한 접근법이 사용될 수 있다: 시뮬레이션 또는 기하학적 인자(arguments). 수학식 4에서의 기하학적 규칙은, 예를 들어 일차 회절의 경우와 같이 격자의 주기성 방향에 대한 그레이징 입사각 이 "반사"의 그레이징 각도 와 같지 않은 경우에 대해서 일반화될 수 있다. 기하학적 규칙은 다음이 되는데
[수학식 5]
여기에서 인자 1.2는 기하학적 근사화가 완전히 정확하지는 않다는 사실을 고려하기 위하여 "1보다 약간 큰(a bit more than one)" 값을 의미한다.
도 7은 측벽에 의하여 차단되는 트렌치 바닥으로부터의 정반사를 위한 깊이 임계 에 있는 격자 트렌치의 개략적인 기하학적 표현을 도시한다. 트렌치 바닥의 왼쪽 절반(702)은 그레이징 입사각 β로 인입하는 빔에 대해서 쉐도우이다. 트렌치 바닥의 나머지 우측 절반(704)으로부터 0차 방향으로의 빔의 정반사는 입사 빔을 바라보는 측벽(706)에 의하여 차단된다. 마루(708)의 상단으로부터 0차 방향으로의 정반사가 존재한다(도 6에 도시된 바와 같음). 따라서, 인 경우, 트렌치로부터 동일한 0차 방향으로 정반사되는 입사 빔의 부분이 제로가 되는 경향이 있고, 측벽(706)의 상단 주위에는 회절이 없다고 가정한다.
도 8은 바닥으로부터의 정반사가 측벽에 의하여 차단되게 하는 깊은 격자 트렌치의 개략적인 기하학적 표현이다.
도 8을 참조하면, 트렌치 및 마루는 격자 상에 입사하는 그레이징-입사 방사선 빔을 정반사로 반사 및 회절시키기 위한 반사형 회절 격자의 일부이다. 이러한 격자는 입사 빔(800)을 바라보는 측벽(806) 양측에서 제 1 하부구조체(마루) 및 제 2 하부구조체(트렌치)를 포함하는 격자 주기를 가지는 주기적 구조체(도 5 및 도 6에 도시된 바와 같음)를 가진다. 입사 빔은 트렌치를 포함하는 격자 주기의 국소 주기성 방향에 대하여 트렌치에서 그레이징 입사각 β를 가진다. 그레이징 입사각 β는 1 도 내지 17 도의 범위 안에 있거나, 바람직하게는 3 도 내지 5 도의 범위 안에 있다. 마루는 마루의 평평한 상단(808)으로부터 빔을 0차 방향 β'=β로 정반사된 빔(810)이 되도록 정반사로 반사한다. 이러한 빔은 트렌치를 포함하는 격자 주기 상에 그레이징 입사각 β로 입사한다. 이러한 트렌치를 포함하는 격자 주기, 따라서 고려되는 트렌치에 대해 국지적인 격자 주기는 고정되거나 변동하는 피치로써 구성되어, 빔을 격자 주기로부터 하나 이상의 비-0차 회절 방향 β'≠β로 회절시킨다(도 8에는 미도시). 고려 대상인 트렌치를 포함하지 않는 격자 주기, 예를 들어 고려 대상인 트렌치에 국지적이지 않는 격자 주기가 존재한다. 격자가 만곡되는 경우 및/또는 격자의 피치가 변하는 경우, 그러한 격자 주기는 빔을 고려 대상인 트렌치에 대하여 비-0차 상이한 회절 방향으로 회절시킬 수 있다.
전술된 바와 같이, 트렌치의 형상은 트렌치의 종횡비를 규정하는 구조적 파라미터인 상단 폭 및 깊이에 의해 기술될 수 있다. 트렌치와 같은 하부구조체의 종횡비는 본 명세서에서 W/D로 규정되는 크기들의 비율이다. 이러한 형상은, 트렌치 바닥으로부터 0차 방향으로 한 번 반사되는 빔의 임의의 광선이 측벽에 의하여 차단되도록 결정된다. 도 8의 예에서, 트렌치, 그리고 따라서 이것을 트렌치 상단으로부터 분리하는 측벽은 도 7에서 동일한 스케일로 도시된 것보다 큰 깊이 D를 가지도록 결정된다. 따라서, 트렌치 바닥(802, 804) 및 측벽(806)은 트렌치 바닥으로부터 0차 방향으로 한 번 반사되는 빔의 임의의 광선이 측벽에 의하여 차단되도록 구성된다. 마루의 평평한 상단 및 트렌치의 평평한 바닥은 평행하다. 거울면이 만곡된다면, 거울면의 곡률에 맞춰서 마루의 평평한 상단 및 트렌치의 평평한 바닥에 대응하지만 작은 곡률이 존재할 수 있다. 깊이가 더 깊어지면 트렌치 바닥의 왼쪽(802)이 넘는 부분이 인입하는 빔(800)에 대해서 쉐도우 상태에 있게 된다. 트렌치 바닥의 나머지 우측(804)으로부터 0차 방향으로의 빔의 정반사 모두는 측벽(806)에 의하여 차단된다. 이것이 흡수되거나 입사 빔을 향해 후방으로 정반사되기 때문에 이것은 0차 방향으로부터 차단된다. 트렌치 바닥(802)으로 되돌아가고 다른 측벽(812)으로부터 벗어나는, 측벽(806)의 상단으로부터의 다수의 반사는 빔의 무시될 수 있는 정도의 부분을 0차 방향으로 재지향할 수 있다. 이와 유사하게, 그레이징-입사각 및 측벽각의 특정한 구조의 경우, 측벽(806)의 상단으로부터, 그리고 다른 측벽(812)을 벗어나는 이중 반사가 빔의 무시될 수 있는 정도의 부분을 0차 방향으로 재지향할 수 있다. 이것은, 이러한 단-파장 방사선의 반사에 대한 손실, 및 측벽 표면에 대한 20 도가 넘는 그레이징 입사각에 기인하여 무시될 수 있다. 따라서, 마루 상단으로부터의 정반사의 경우와 같은 0차 방향으로 트렌치로부터 벗어나게 정반사되는 입사 빔의 부분은 제로가 되는 경향이 있다.
이러한 격자는 만곡된 거울면 상에, 예컨대 도 3을 참조하여 설명된 바와 같은 타원형 미러 상에 제작될 수 있다. 다른 적절한 만곡 형상은 토로이달, 타원형 실린더, 포물면, 포물선 실린더, 쌍곡면 및 쌍곡선 실린더를 포함한다. 평평한 마루 상단 및 트렌치 바닥은 미러에 곡률에 맞게 약간 만곡된다. 미러는 낮은 산란 반사면을 얻기 위해서 연마된 기판이다. 표면은 산란이 충분히 억제되고 격자가 추가되어도(실시형태에 따라 제작될 경우) 소망되는 것보다 많은 산란을 추가하지 않도록 연마된다. 에칭과 같은 적절한 패턴 전사 기법을 사용하여 격자를 패터닝하기 위하여 홀로그램 방법이 사용될 수 있다.
트렌치의 종횡비를 규정하는 구조적 파라미터는 다음 부등식을 만족시키도록 결정되는데
[수학식 6]
여기에서 D는 트렌치의 깊이이고, W는 트렌치의 상단 폭이며, β는 격자의 주기성 방향에 대한 그레이징 입사각이고, β'는 격자의 주기성 방향에 대한 0차 방향(β'=β) 또는 비-0차 회절 방향(β'≠β)이다. 이것은 β'=β 일 경우 수학식 4가 되고, 분석적 임계 0.5W는 0.6W로 변한다.
실시형태들은 제 1 회절 차수에서 낮은 회절 효율을 가지고, 정반사 주위의 산란이 크게 감소되면서 높은 정반사 반사율(specular reflectance)을 가진다. 따라서, 격자 주기는 정반사로 반사 및 회절되는 방사선의 바람직하게는 대부분을, 더 바람직하게는 70%가 넘는 부분 또는 가장 바람직하게는 90%가 넘는 부분을 정반사로 반사하도록 구성된다. 1 도 또는 2 도의 그레이징 입사각 및 최적의 미러 재료가 있는 이상적인 경우에, 격자 주기는 정반사로 반사 및 회절되는 방사선(즉 반사 및 회절되는 총 파워)의 97%가 넘게 정반사로 반사하도록 구성된다. 격자 주기는 바람직하게는 0.5가 넘거나, 더 바람직하게는 격자 피치 대 트렌치 폭 비율(grating pitch over trench width ratio)이 0.7을 넘거나, 가장 바람직하게는 0.9를 넘도록 구성된다. 방사선은 파장이 1 nm 내지 100 nm의 범위 안에 있거나, 바람직하게는 10 nm 내지 20 nm의 범위 안에 있다.
다른 예들에서, 빔의 광선은 제 2 하부구조체로부터 0차 방향으로 반사되지 않는데, 그 이유는 입사 빔과의 시선에 맞는 평평한 바닥이 없기 때문이다. 이러한 예는 v-그루브 트렌치, 충분히 큰 측벽 기울기를 가지는 트렌치, 또는 경사진 바닥(마루 표면과 비교할 때)을 가지는 트렌치를 포함한다. 이러한 예에서, 제 2 하부구조체로부터 0차 방향으로 한 번 반사되는 빔의 임의의 광선이 측벽에 의하여 차단되는 것이 성립된다.
도 9는 측벽에 의하여 차단되는 트렌치 바닥으로부터의 1차 회절을 위한 깊이 임계에 있는 격자 트렌치의 개략적인 기하학적 표현을 도시한다.
트렌치 및 측벽의 구조는, 입사 빔의 파장 및 트렌치를 포함하는 격자 주기의 피치(P)를 사용하여, 트렌치로부터의 빔의 선택된 비-0차 회절 방향(이러한 예에서는 일차)으로의 임의의 회절이 측벽에 의하여 차단되도록 결정된다. 트렌치의 종횡비를 규정하는 구조적 파라미터는 수학식 6의 부등식을 만족시키도록 결정된다(β'≠β임).
도 10은 발산형 인입 광선이 있는 만곡형 격자의 개략적인 기하학적 표현을 도시한다. 실시형태들은 싱크로트론과 비교할 때 큰 개구수 NA, 예를 들어 0.005 < NA < 0.1을 가지는 계측 장치 내에서 구현된다. 발산 빔 및 만곡된 미러에 의하여 싱크로트론과 비교할 때 짧은 경로-길이 및 작은 볼륨이 허용된다. 입사 빔이 발산하는 결과, 격자에 걸쳐서 격자 상의 상이한 그레이징 입사각 α가 초래된다. 도 10 의 중간 트렌치에 대한 그레이징 입사각을 β0라고 규정하면, 격자 상의 그레이징 입사각 α는 β0 보다 큰 값으로부터 β0보다 작은 값까지 격자에 걸쳐서 변한다. 도 10은 다양한 각도들 사이에서의 부등식을 보여주지만, 부호(< 또는 >)는 타원 중 어느 부분이 도시되는지에 따라 달라진다. 도 10에서 β 및 β0에 대한 부등식은 대상물 초점이 이미지 초점 포인트보다 미러로부터 더 멀리 있는 경우에 적용된다.
격자의 곡률 및 입사 빔의 발산의 결과, 격자에 걸쳐서 트렌치에 입사하는 빔의 상이한 그레이징 입사각 β(각각의 트렌치의 레퍼런스 프레임에 대해 국지적으로)가 초래된다. 빔 발산 및 곡률의 효과가 함께 더해져서 결과적으로 얻어지는 국소 값 β가 된다. 이러한 예에서, 트렌치에 입사하는 빔의 그레이징 입사각 β는 β0 보다 작은 값으로부터 β0보다 큰 값까지 변한다.
도 11은 만곡형 가변 라인/공간 격자의 개략적인 기하학적 표현을 도시한다. 트렌치 깊이는 균일한 값 D0이다. 격자는 예를 들어 트렌치의 변하는 상단 폭 W(W < W0 내지 W > W0)를 가질 수 있는데, 그 이유는 이것이 제조하기에 편리한 변동하는 피치 및 일정한 듀티 사이클을 가지기 때문이다. 우측 트렌치는 를 가지고, 따라서 트렌치 바닥으로부터 0차 방향으로의 빔의 일부 정반사는 측벽에 의하여 차단되지 않는다. 그 결과, 원치않는 부유 광이 타겟 바깥에 도달하게 된다.
도 12는 가장 넓은 상단이 측벽에 의하여 차단되는 트렌치의 바닥으로부터의 정반사에 대한 임계에 있는 트렌치 깊이를 가지는 만곡형 가변 라인/공간 격자의 개략적인 기하학적 표현을 도시한다. 격자가 트렌치 상단의 변동하는 상단 폭 W를 가지면, 트렌치의 깊이(D > D0)는 변동하는 상단 폭 중 최대 상단 폭에 대해서 수학식 6의 부등식을 만족시키도록 선택될 수 있다. 또한, 평평한 격자 상에서 입사 빔이 발산함으로써 입사각이 변하게 되되고, 유사한 최적화가 이러한 경우에 수행될 수 있다는 것에 주의한다.
도 13은 측벽에 의하여 차단되는 트렌치의 바닥으로부터의 정반사에 대한 임계에 있는 가변 트렌치 깊이를 가지는 만곡형 가변 라인/공간 격자의 개략적인 기하학적 표현을 도시한다. 도 12의 경우와 같이, 격자는 트렌치의 변동하는 상단 폭 W를 가진다. 이러한 경우에, 모든 트렌치에 대해서 깊은 트렌치 깊이를 선택하는 것이 아니라, 트렌치의 깊이(D)는 변하는 폭에 대응하여 수학식 6의 부등식을 만족시키도록 변경될 수 있다(D < D0 내지 D > D0).
도 4 내지 도 13에 설명된 격자는 검사 장치, 예컨대 도 2 및 도 3을 참조하여 설명된 계측 장치에서 사용될 수 있다. 설명된 도 4 내지 도 13을 참조하여 설명된 격자는 도 1을 참조하여 설명된 바와 같은 리소그래피 장치 내에서도 사용될 수 있다. 이제, 이러한 장치는:
- 방사선 빔을 제공하도록 동작가능한 방사선 소스(310, 311);
- 방사선 빔을 받아들이도록 배치되는, 도 4 내지 도 13을 참조하여 설명된 바와 같은 반사형 회절 격자(312);
- 정반사된 빔을 받아들이도록 배치되는 타겟(T)을 지지하기 위한 타겟 지지대(316); 및
- 격자 주기로부터 회절된 회절 빔을 받아들이도록 배치되는 검출기(314)를 포함한다.
도 14는 본 발명의 일 실시형태에 따른 반사형 회절 격자를 제조하는 방법의 흐름도이다. 이러한 방법은 격자 상에 입사하는 그레이징-입사 방사선 빔을 정반사로 반사 및 회절시키기 위한 반사형 회절 격자를 생성한다. 방사선은 파장이 1 nm 내지 100 nm의 범위 안에 있거나, 바람직하게는 10 nm 내지 20 nm의 범위 안에 있을 수 있다. 격자는 입사 빔을 바라보는 측벽의 양측에 제 1 하부구조체(마루) 및 제 2 하부구조체(트렌치)를 포함하는 격자 주기가 있는 주기적 구조체를 가지며, 도 8 내지 도 13을 참조하여 설명된 바와 같다. 이러한 방법은 다음 단계를 포함한다:
1402: 빔을 마루로부터 0차 방향 β'=β으로의 정반사된 빔으로 정반사로 반사하기 위한 마루의 구성을 결정한다. 빔은 격자의 주기성 방향에 대해서 그레이징 입사각 β로 트렌치를 포함하는 격자 주기 상에 입사한다. 격자 주기는 정반사로 반사 및 회절되는 방사선의 바람직하게는 대부분을, 더 바람직하게는 70%가 넘는 부분 또는 가장 바람직하게는 90%가 넘는 부분을 정반사로 반사하도록 구성된다. 1 도 또는 2 도의 그레이징 입사각 및 최적의 미러 재료가 있는 이상적인 경우에, 격자 주기는 정반사로 반사 및 회절되는 방사선(즉 반사 및 회절되는 총 파워)의 97%가 넘게 정반사로 반사하도록 구성된다. 격자 주기는 격자 피치 대 트렌치 폭 비율(grating pitch over trench width ratio)이 바람직하게는 0.5가 넘거나, 더 바람직하게는 0.7을 넘거나, 가장 바람직하게는 0.9를 넘도록 구성된다.
1406: 빔을 격자 주기로부터 하나 이상의 회절-차수 방향 β'≠β로 회절시키기 위한, 트렌치를 포함하는 격자 주기의 고정되거나 변동하는 피치 구성을 결정한다. 이것은 입사 빔의 파장 및 고려 대상인 트렌치를 포함하는 격자 주기의 피치를 포함하는 정보(1404)를 사용한다. 마루는 평평한 상단을 포함하고, 트렌치는 마루의 평평한 상단에 평행한 평평한 바닥을 포함한다.
1410: 트렌치에 입사하는 빔의 그레이징 입사각 β의 값(1408)에 기반하여, 트렌치로부터 0차 방향으로 한 번 반사되는 빔의 임의의 광선이 측벽에 의하여 차단되도록 격자 주기의 트렌치 및 측벽의 구성을 결정한다. 그레이징 입사각 β는 1 도 내지 17 도의 범위 안에 있거나, 바람직하게는 3 도 내지 5 도의 범위에 속할 수 있다. 이러한 트렌치 및 측벽의 구조의 결정 단계는, 입사 빔의 파장 및 트렌치를 포함하는 격자 주기의 피치(P)를 사용하여, 트렌치로부터의 빔의 선택된 비-0차 회절 방향(β'≠β)으로의 임의의 회절이 측벽에 의하여 차단되도록 결정하는 것을 포함할 수 있다. 단계(1408)는 트렌치의 형상을 결정하는 것을 포함한다. 이것은 트렌치의 종횡비를 규정하는 하나 이상의 구조적 파라미터(W, D)를 결정하는 것을 수반한다. 이것은, 다음 부등식을 만족시키는 것을 포함하는데,
여기에서 D는 트렌치의 깊이이고, W는 트렌치의 상단 폭이며, β는 격자의 주기성 방향에 대한 그레이징 입사각이고, β'는 격자의 주기성 방향에 대한 0차 방향(β'=β) 또는 비-0차 회절 방향(β'≠β)이다. 격자가 트렌치의 변동하는 상단 폭(W)을 가지는 경우, 트렌치의 깊이(D)는, 도 12를 참조하여 설명된 바와 같이 변동하는 상단 폭 중 최대 상단 폭에 대하여 부등식을 만족시키도록 선택된다. 또는, 트렌치의 깊이(D)가, 도 13을 참조하여 설명된 바와 같이 변동하는 폭에 대응하는 부등식을 만족시키도록 변경된다. 바닥 틸트 및/또는 SWA 및/또는 다른 파라미터를 최적화시키기 위한 다른 단계가 포함될 수도 있다.
1412: 마루, 측벽 및 트렌치의 결정된 구성을 사용하여 격자를 제조한다. 격자는 거울면 상에 제조될 수 있다.
추가적인 실시예들이 다음 번호를 가진 절들에 제공된다:
1. 격자 상에 입사하는 방사선의 그레이징-입사 빔을 정반사로(specularly) 반사 및 회절시키기 위한 반사형 회절 격자를 제조하는 방법으로서,
상기 격자는 입사 빔을 바라보는 측벽의 양측에 제 1 하부구조체 및 제 2 하부구조체를 포함하는 격자 주기(grating period)가 있는 주기적 구조체를 가지고,
상기 방법은,
상기 제 2 하부구조체를 포함하는 격자 주기 상에 격자의 주기성 방향에 대하여 그레이징 입사각으로 입사하는 빔을 상기 제 1 하부구조체로부터 정반사된 빔 내로 0차 방향으로 정반사로 반사하기 위한 상기 제 1 하부구조체의 구성을 결정하는 단계;
빔을 상기 격자 주기로부터 하나 이상의 비-0차 회절 방향으로 회절시키도록 상기 제 2 하부구조체를 포함하는 격자 주기의 고정되거나 변동하는 피치 구성을 결정하는 단계;
상기 제 2 하부구조체로부터 상기 0차 방향으로 한 번 반사되는 빔의 임의의 광선이 상기 측벽에 의해 차단되도록, 제 2 하부구조체 및 그 격자 주기의 측벽의 구성을 상기 그레이징 입사각에 기반하여 결정하는 단계; 및
상기 제 1 및 제 2 하부구조체 및 측벽의 결정된 구성을 사용하여 상기 격자를 제조하는 단계를 포함하는, 반사형 회절 격자 제조 방법.
2. 제 1 절에 있어서,
상기 제 2 하부구조체 및 측벽의 구성을 결정하는 단계는,
상기 입사 빔의 파장 및 상기 제 2 하부구조체를 포함하는 격자 주기의 피치를 사용하여, 상기 제 2 하부구조체로부터 선택된 비-0차 회절 방향으로 회절되는 빔의 임의의 광선이 상기 측벽에 의하여 차단되도록 구성을 결정하는 것을 포함하는, 반사형 회절 격자 제조 방법.
3. 제 1 절 또는 제 2 절에 있어서,
상기 격자를 제조하는 단계는,
상기 격자를 거울면 상에 제작하는 것을 포함하는, 반사형 회절 격자 제조 방법.
4. 제 3 절에 있어서,
상기 거울면은 만곡되는, 반사형 회절 격자 제조 방법.
5. 제 1 절 내지 제 4 절 중 어느 한 절에 있어서,
상기 제 1 하부구조체는 마루를 포함하고, 상기 제 2 하부구조체는 트렌치를 포함하는, 반사형 회절 격자 제조 방법.
6. 제 5 절에 있어서,
상기 마루는 평평한 상단을 포함하고, 상기 트렌치는 상기 마루의 평평한 상단에 평행한 평평한 바닥을 포함하는, 반사형 회절 격자 제조 방법.
7. 제 5 절 또는 제 6 절에 있어서
상기 제 2 하부구조체 및 측벽의 구성을 결정하는 단계는,
상기 트렌치의 형상을 결정하는 것을 포함하는, 반사형 회절 격자 제조 방법.
8. 제 5 절 내지 제 7 절 중 어느 한 절에 있어서,
상기 제 2 하부구조체 및 측벽의 구성을 결정하는 단계는,
상기 트렌치의 종횡비를 규정하는 하나 이상의 구조적 파라미터를 결정하는 것을 포함하는, 반사형 회절 격자 제조 방법.
9. 제 8 절에 있어서,
상기 트렌치의 종횡비를 규정하는 하나 이상의 구조적 파라미터를 결정하는 것은,
부등식
을 만족시키는 것을 포함하며,
여기에서 D는 트렌치의 깊이이고, W는 트렌치의 상단 폭이며, β는 그레이징 입사각이고 및 β'는 0차 방향 또는 비-0차 회절 방향인, 반사형 회절 격자 제조 방법.
10. 제 9 절에 있어서,
상기 격자는 상기 트렌치의 변동하는 상단 폭을 가지고,
상기 트렌치의 깊이는 변동하는 상단 폭 중 최대 상단 폭에 대하여 상기 부등식을 만족시키도록 선택되는, 반사형 회절 격자 제조 방법.
11. 제 9 절에 있어서,
상기 격자는 상기 트렌치의 변동하는 상단 폭을 가지고,
상기 트렌치의 깊이는 변동하는 상단 폭에 대응하는 상기 부등식을 만족시키도록 변동되는, 반사형 회절 격자 제조 방법.
12. 제 5 절 내지 제 11 절 중 어느 한 절에 있어서,
상기 격자 주기는 0.5를 넘는 격자 피치 대 트렌치 폭 비율로써 구성되는, 반사형 회절 격자 제조 방법
13. 제 12 절에 있어서,
상기 격자 주기는 격자 피치 대 트렌치 폭 비율이 0.7을 넘도록 구성되는, 반사형 회절 격자 제조 방법.
14. 제 13 절에 있어서,
상기 격자 주기는 0.9를 넘는 격자 피치 대 트렌치 폭 비율(grating pitch over trench width ratio)로써 구성되는, 반사형 회절 격자 제조 방법.
15. 제 1 절 내지 제 11 절 중 어느 한 절에 있어서,
상기 격자 주기는, 정반사로 반사 및 회절되는 방사선의 대부분을 정반사로 반사하도록 구성되는, 반사형 회절 격자 제조 방법.
16. 제 15 절에 있어서,
상기 격자 주기는, 상기 정반사로 반사 및 회절되는 방사선의 70%가 넘는 것을 정반사로 반사하도록 구성되는, 반사형 회절 격자 제조 방법.
17. 제 16 절에 있어서,
상기 격자 주기는, 상기 정반사로 반사 및 회절되는 방사선의 90%가 넘는 것을 정반사로 반사하도록 구성되는, 반사형 회절 격자 제조 방법.
18. 제 1 절 내지 제 17 절 중 어느 한 절에 있어서,
상기 방사선은 파장이 1 nm 내지 100 nm의 범위 안에 있는, 반사형 회절 격자 제조 방법.
19. 제 18 절에 있어서,
상기 방사선은 파장이 10 nm 내지 20 nm의 범위 안에 있는, 반사형 회절 격자 제조 방법.
20. 제 1 절 내지 제 19 절 중 어느 한 절에 있어서,
상기 그레이징 입사각은 1 도 내지 17 도의 범위 안에 있는, 반사형 회절 격자 제조 방법.
21. 제 20 절에 있어서,
상기 그레이징 입사각은 3 도 내지 5 도의 범위 안에 있는, 반사형 회절 격자 제조 방법.
22. 제 3 절을 참조하는 제 1 절 내지 제 21 절 중 어느 한 절에 있어서,
상기 거울면은 0.2 nm보다 적은 제곱 평균 제곱근 표면 오차를 가지는, 반사형 회절 격자 제조 방법.
23. 제 1 절 내지 제 22 절 중 어느 한 절에 있어서,
상기 고정되거나 변동하는 피치는 범위
안에 있고, 여기에서 및 이며, 는 파장이고, β는 그레이징 입사각이며, β'는 0차 방향 또는 비-0차 회절 방향인, 반사형 회절 격자 제조 방법.
24. 제 8 절에 있어서,
상기 트렌치의 종횡비를 규정하는 하나 이상의 구조적 파라미터를 결정하는 것은,
부등식
을 만족시키는 것을 포함하고, 여기에서 D는 트렌치의 깊이이고, β는 그레이징 입사각이며, W는 트렌치의 상단 폭인, 반사형 회절 격자 제조 방법.
25. 제 1 절 내지 제 24 절 중 어느 한 절에 있어서,
상기 반사형 회절 격자는 가변 라인 공간(Variable Line Space) 격자인, 반사형 회절 격자 제조 방법.
26. 제 25 절에 있어서,
여기에서 상기 가변 라인 공간 격자의 가장 큰 피치는 범위,
안에 있고, 여기에서 및 이며, 는 파장이고, β는 그레이징 입사각이며 β'는 0차 방향 또는 비-0차 회절 방향인, 반사형 회절 격자 제조 방법.
27. 격자 상에 입사하는 방사선의 그레이징-입사 빔을 정반사로 반사 및 회절시키기 위한 반사형 회절 격자로서,
상기 격자는 입사 빔을 바라보는 측벽의 양측에 제 1 하부구조체 및 제 2 하부구조체를 포함하는 격자 주기가 있는 주기적 구조체를 가지고,
상기 격자는,
상기 제 2 하부구조체를 포함하는 격자 주기 상에 격자의 주기성 방향에 대하여 그레이징 입사각으로 입사하는 빔을 상기 제 1 하부구조체로부터 정반사된 빔 내로 0차 방향으로 정반사로 반사하도록 구성되는, 상기 제 1 하부구조체; 및
빔을 상기 격자 주기로부터 하나 이상의 비-0차 회절 방향으로 회절시키기 위하여 고정되거나 변동하는 피치로써 구성되는 상기 제 2 하부구조체를 포함하는 격자 주기를 포함하고,
상기 제 2 하부구조체 및 측벽은, 상기 제 2 하부구조체로부터 상기 0차 방향으로 한 번 반사되는 빔의 임의의 광선이 상기 측벽에 의해 차단되도록 구성되며,
상기 격자 주기는, 정반사로 반사 및 회절되는 방사선의 대부분을 정반사로 반사하도록 구성되는, 반사형 회절 격자.
28. 제 27 절에 있어서,
상기 격자 주기는, 상기 정반사로 반사 및 회절되는 방사선의 70%가 넘는 것을 정반사로 반사하도록 구성되는, 반사형 회절 격자.
29. 제 28 절에 있어서,
상기 격자 주기는, 상기 정반사로 반사 및 회절되는 방사선의 90%가 넘는 것을 정반사로 반사하도록 구성되는, 반사형 회절 격자.
30. 제 27 절 내지 제 29 절 중 어느 한 절에 있어서,
상기 제 2 하부구조체 및 측벽은, 상기 제 2 하부구조체로부터 선택된 비-0차 회절 방향으로 회절되는 빔의 임의의 광선이 상기 측벽에 의하여 차단되도록 구성되는, 반사형 회절 격자.
31. 제 27 절 내지 제 29 절 중 어느 한 절에 있어서,
상기 격자는 거울면 상에 제작되는, 반사형 회절 격자.
32. 제 31 절에 있어서,
상기 거울면은 만곡되는, 반사형 회절 격자.
33. 제 27 절 내지 제 32 절 중 어느 한 절에 있어서,
상기 제 1 하부구조체는 마루를 포함하고, 상기 제 2 하부구조체는 트렌치를 포함하는, 반사형 회절 격자.
34. 제 33 절에 있어서,
상기 마루는 평평한 상단을 포함하고, 상기 트렌치는 상기 마루의 평평한 상단에 평행한 평평한 바닥을 포함하는, 반사형 회절 격자.
35. 제 33 절 또는 제 34 절에 있어서,
상기 트렌치의 형상은, 상기 제 2 하부구조체로부터 상기 0차 방향으로 한 번 반사되는 빔의 임의의 광선이 상기 측벽에 의하여 차단되도록 구성되는, 반사형 회절 격자.
36. 제 33 절 내지 제 35 절 중 어느 한 절에 있어서,
상기 트렌치의 종횡비를 규정하는 하나 이상의 구조적 파라미터를 결정하는 것은,
부등식
을 만족시키는 것을 포함하며, 여기에서 D는 트렌치의 깊이이고, W는 트렌치의 상단 폭이며, β는 그레이징 입사각이고 β'는 0차 방향 또는 비-0차 회절 방향인, 반사형 회절 격자.
37. 제 36 절에 있어서,
상기 격자는 상기 트렌치의 변동하는 상단 폭을 가지고,
상기 트렌치의 깊이는 변동하는 상단 폭 중 최대 상단 폭에 대하여 상기 부등식을 만족시키도록 구성되는, 반사형 회절 격자.
38. 제 36 절에 있어서,
상기 격자는 상기 트렌치의 변동하는 상단 폭을 가지고,
상기 트렌치의 깊이는 변동하는 상단 폭에 대응하는 상기 부등식을 만족시키도록 변동되는, 반사형 회절 격자.
39. 제 33 절 내지 제 38 절 중 어느 한 절에 있어서,
상기 격자 주기는 0.5를 넘는 격자 피치 대 트렌치 폭 비율로써 구성되는, 반사형 회절 격자.
40. 제 39 절에 있어서,
상기 격자 주기는 격자 피치 대 트렌치 폭 비율이 0.7을 넘도록 구성되는, 반사형 회절 격자.
41. 제 40 절에 있어서,
상기 격자 주기는 0.9를 넘는 격자 피치 대 트렌치 폭 비율(grating pitch over trench width ratio)로써 구성되는, 반사형 회절 격자.
42. 제 27 절 내지 제 41 절 중 어느 한 절에 있어서,
상기 방사선은 파장이 1 nm 내지 100 nm의 범위 안에 있는, 반사형 회절 격자.
43. 제 42 절에 있어서,
상기 방사선은 파장이 10 nm 내지 20 nm의 범위 안에 있는, 반사형 회절 격자.
44. 제 27 절 내지 제 43 절 중 어느 한 절에 있어서,
상기 그레이징 입사각은 1 도 내지 17 도의 범위 안에 있는, 반사형 회절 격자.
45. 제 31 절을 참조하는 제 27 절 내지 제 44 절 중 어느 한 절에 있어서,
상기 거울면은 0.2 nm보다 적은 제곱 평균 제곱근 표면 오차를 가지는, 반사형 회절 격자 제조 방법.
46. 제 27 절 내지 제 45 절 중 어느 한 절에 있어서,
상기 고정되거나 변동하는 피치는 범위:
안에 있고, 여기에서 및 이며, 는 파장이고, β는 그레이징 입사각이며, β'는 0차 방향 또는 비-0차 회절 방향인, 반사형 회절 격자 제조 방법.
47. 제 33 절 내지 제 35 절 중 어느 한 절에 있어서,
상기 트렌치의 종횡비를 규정하는 하나 이상의 구조적 파라미터는,
부등식
을 만족시키고, 여기에서 D는 트렌치의 깊이이고, β는 그레이징 입사각이며, W는 트렌치의 상단 폭인, 반사형 회절 격자.
48. 제 27 절 내지 제 47 절 중 어느 한 절에 있어서,
상기 반사형 회절 격자는 가변 라인 공간(Variable Line Space) 격자인, 반사형 회절 격자.
49. 제 48 절에 있어서,
여기에서 상기 가변 라인 공간 격자의 가장 큰 피치는 범위,
안에 있고, 여기에서 및 이며, 는 파장이고, β는 그레이징 입사각이며 β'는 0차 방향 또는 비-0차 회절 방향인, 반사형 회절 격자.
50. 제 44 절에 있어서,
상기 그레이징 입사각은 3 도 내지 5 도의 범위 안에 있는, 반사형 회절 격자.
51. 검사 장치로서,
- 타겟의 조명을 위한 방사선 빔을 제공하도록 동작가능한 방사선 소스;
- 상기 방사선 빔을 받아들이도록 배치되는, 제 22 절 또는 제 40 절 어느 한 절의 반사형 회절 격자;
- 정반사된 빔을 받아들이도록 배치되는 상기 타겟을 지지하기 위한 타겟 지지대; 및
- 상기 격자 주기로부터 회절된 회절 빔을 받아들이도록 배치되는 검출기를 포함하는, 검사 장치.
52. 제 46 절에 따른 검사 장치를 포함하는, 계측 장치.
53. 제 46 절의 검사 장치를 포함하는 리소그래피 장치.
비로 본 명세서에서 IC를 제조하는 분야에 검사, 계측, 및 리소그래피 장치를 이용하는 것에 대해 특히 언급될 수 있지만, 본원에서 기술된 장치는 다른 응용예를 가질 수 있음이 이해돼야 한다. 가능한 다른 적용예는 집적 광학 시스템, 자기 도주된 메모리(magnetic domain memory) 용 가이드 및 검출 패턴(guidance and detection pattern), 평판 디스플레이, LCD(Liquid Crystal Display), 박막 자기 헤드 등의 제조를 포함한다.
비록 본 명세서에서 리소그래피 장치의 맥락에서 본 발명의 실시예가 특정하게 참조되었지만, 본 발명의 실시예는 다른 장치에서도 사용될 수 있다. 본 발명의 실시예는 마스크 검사 장치, 계측 장치, 또는 웨이퍼(또는 다른 기판) 또는 마스크(또는 다른 패터닝 디바이스)와 같은 대상물을 측정하거나 처리하는 임의의 장치의 일부가 될 수 있다. 이러한 장치는 일반적으로 리소그래피 툴이라고 지칭될 수 있다. 이러한 리소그래피 툴은 진공 조건 또는 주변(비-진공) 조건을 사용할 수 있다.
비록 특정한 참조가 위에서 광 리소그래피의 콘텍스트에서의 본 발명의 실시예의 사용에 대하여 이루어졌지만, 콘텍스트가 허용하는 경우 본 발명은 광학 리소그래피로 한정되지 않고, 다른 애플리케이션, 예를 들어 임프린트(imprint) 리소그래피에서 사용될 수도 있다는 것이 인정될 것이다.
비록 본 발명의 특정한 실시예가 위에서 설명되었지만, 본 발명은 설명된 것과 다르게 실시될 수 있다는 것이 이해될 것이다. 위의 설명은 한정적인 것이 아니라 예시적인 의도로 제공된다. 따라서, 다음 진술되는 청구항의 범위로부터 벗어나지 않으면서, 설명된 바와 같은 본 발명에 변경이 이루어질 수 있다는 것이 당업자에게는 명백할 것이다.
비록 SXR, 또는 SXR 및 EUV 전자기 방사선을 특별히 참조하였지만, 콘텍스트가 허용하는 경우 본 발명이 라디오파, 마이크로파, 적외선, (가시) 광, 자외선, x-선, 및 감마선을 포함하는 모든 전자기 방사선에도 실시될 수 있다는 것이 이해될 것이다. 광계측 방법에 대한 대체예로서, X-선, 선택적으로는 하드 X-선, 예를 들어 0.01 nm 내지 10 nm, 또는 선택적으로 0.01 nm 내지 0.2 mm, 또는 선택적으로 0.1 nm 내지 0.2 nm의 파장 범위 안에 있는 방사선을 계측 측정을 위해서 사용하는 것도 역시 고려되어 왔다.
Claims (15)
- 격자 상에 입사하는 방사선의 그레이징-입사 빔을 정반사로(specularly) 반사 및 회절시키기 위한 반사형 회절 격자를 제조하는 방법으로서,
상기 격자는 입사 빔을 바라보는 측벽의 양측에 제 1 하부구조체 및 제 2 하부구조체를 포함하는 격자 주기(grating period)가 있는 주기적 구조체를 가지고,
상기 방법은,
상기 제 2 하부구조체를 포함하는 격자 주기 상에 격자의 주기성 방향에 대하여 그레이징 입사각으로 입사하는 빔을 상기 제 1 하부구조체로부터 정반사된 빔으로 0차 방향으로 정반사로 반사하기 위한 상기 제 1 하부구조체의 구성을 결정하는 단계;
빔을 상기 격자 주기로부터 하나 이상의 비-0차 회절 방향으로 회절시키도록 상기 제 2 하부구조체를 포함하는 격자 주기의 고정되거나 변동하는 피치 구성을 결정하는 단계;
상기 제 2 하부구조체로부터 상기 0차 방향으로 한 번 반사되는 빔의 임의의 광선이 상기 측벽에 의해 차단되도록, 제 2 하부구조체 및 그 격자 주기의 측벽의 구성을 상기 그레이징 입사각에 기반하여 결정하는 단계; 및
상기 제 1 및 제 2 하부구조체 및 측벽의 결정된 구성을 사용하여 상기 격자를 제조하는 단계를 포함하는, 반사형 회절 격자 제조 방법. - 제 1 항에 있어서,
상기 제 2 하부구조체 및 측벽의 구성을 결정하는 단계는,
상기 입사 빔의 파장 및 상기 제 2 하부구조체를 포함하는 격자 주기의 피치를 사용하여, 상기 제 2 하부구조체로부터 선택된 비-0차 회절 방향으로 회절되는 빔의 임의의 광선이 상기 측벽에 의하여 차단되도록 구성을 결정하는 것을 포함하는, 반사형 회절 격자 제조 방법. - 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 격자를 제조하는 단계는,
상기 격자를 거울면 상에 제작하는 것을 포함하는, 반사형 회절 격자 제조 방법. - 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 제 1 하부구조체는 마루(ridge)를 포함하고, 상기 제 2 하부구조체는 트렌치를 포함하는, 반사형 회절 격자 제조 방법. - 제 4 항에 있어서,
상기 제 2 하부구조체 및 측벽의 구성을 결정하는 단계는,
상기 트렌치의 형상을 결정하는 것을 포함하는, 반사형 회절 격자 제조 방법. - 제 4 항에 있어서,
상기 제 2 하부구조체 및 측벽의 구성을 결정하는 단계는,
상기 트렌치의 종횡비를 규정하는 하나 이상의 구조적 파라미터를 결정하는 것을 포함하는, 반사형 회절 격자 제조 방법. - 제 6 항에 있어서,
- 상기 격자가 상기 트렌치의 변동하는 상단 폭을 가지고, 상기 트렌치의 깊이가 상기 변동하는 상단 폭 중 최대 상단 폭에 대하여 부등식을 만족시키도록 선택되는 것, 및
- 상기 격자가 상기 트렌치의 변동하는 상단 폭을 가지고, 상기 트렌치의 깊이가 상기 변동하는 상단 폭에 대응하여 부등식을 만족시키도록 변동되는 것
중 적어도 하나가 성립되는, 반사형 회절 격자 제조 방법. - 제 4 항에 있어서,
상기 격자 주기는 격자 피치 대 트렌치 폭 비율(grating pitch over trench width ratio)이 0.5가 넘거나, 0.7을 넘거나, 0.9를 넘도록 구성되는, 반사형 회절 격자 제조 방법. - 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 격자 주기는, 정반사로 반사 및 회절되는 방사선의 과반을 정반사로 반사하도록 구성되는, 반사형 회절 격자 제조 방법. - 제 9 항에 있어서,
상기 격자 주기는, 상기 정반사로 반사 및 회절되는 방사선의 70%가 넘거나, 90%가 넘는 것을 정반사로 반사하도록 구성되는, 반사형 회절 격자 제조 방법. - 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 방사선은 파장이 1 nm 내지 100 nm의 범위 안에 있거나, 10 nm 내지 20 nm의 범위 안에 있는, 반사형 회절 격자 제조 방법. - 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 그레이징 입사각은 1 도 내지 17 도의 범위 안에 있거나, 3 도 내지 5 도의 범위 안에 있는, 반사형 회절 격자 제조 방법. - 격자 상에 입사하는 방사선의 그레이징-입사 빔을 정반사로 반사 및 회절시키기 위한 반사형 회절 격자로서,
상기 격자는 입사 빔을 바라보는 측벽의 양측에 제 1 하부구조체 및 제 2 하부구조체를 포함하는 격자 주기가 있는 주기적 구조체를 가지고,
상기 격자는,
상기 제 2 하부구조체를 포함하는 격자 주기 상에 격자의 주기성 방향에 대하여 그레이징 입사각으로 입사하는 빔을 상기 제 1 하부구조체로부터 정반사된 빔으로 0차 방향으로 정반사로 반사하도록 구성되는, 상기 제 1 하부구조체; 및
빔을 상기 격자 주기로부터 하나 이상의 비-0차 회절 방향으로 회절시키기 위하여 고정되거나 변동하는 피치로써 구성되는 상기 제 2 하부구조체를 포함하는 격자 주기를 포함하고,
상기 제 2 하부구조체 및 측벽은, 상기 제 2 하부구조체로부터 상기 0차 방향으로 한 번 반사되는 빔의 임의의 광선이 상기 측벽에 의해 차단되도록 구성되며,
상기 격자 주기는, 정반사로 반사 및 회절되는 방사선의 과반을 정반사로 반사하도록 구성되는, 반사형 회절 격자. - 제 13 항에 있어서,
상기 제 2 하부구조체 및 측벽은, 상기 제 2 하부구조체로부터 선택된 비-0차 회절 방향으로 회절되는 빔의 임의의 광선이 상기 측벽에 의하여 차단되도록 구성되는, 반사형 회절 격자. - 계측 장치로서,
- 타겟의 조명을 위한 방사선 빔을 제공하도록 동작가능한 방사선 소스;
- 상기 방사선 빔을 받아들이도록 배치되는, 제 13 항 또는 제 14 항의 반사형 회절 격자;
- 정반사된 빔을 받아들이도록 배치되는 상기 타겟을 지지하기 위한 타겟 지지대; 및
- 상기 격자 주기로부터 회절된 회절 빔을 받아들이도록 배치되는 검출기를 포함하는, 계측 장치.
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