KR20040030652A - 교번적인 위상 변위 마스크 검출 방법 및 장치 - Google Patents

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셜리 헤마
알렉스 골든슈타인
가디 그린버그
뮤라 프리드만
보아즈 케난
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어플라이드 머티어리얼스, 인코포레이티드
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Abstract

인커밍 검출 그리고 주기적 및 예비 노광 검출 툴용으로 위상 변위 마스크 레티클의 완전하고 신속한 검출을 위한 레티클 검출 시스템 및 방법은 마스크 숍의 고객에 적합한 검출 툴로서 마스크 숍과 같은 편의 시설에 의해 이용가능하다. 본 발명의 시스템 및 방법은 노광 조건(즉, 파장, 수 조리개, 시그마, 및 조명 조리개 형태)과 동일한 광학 조건 하에서 위상 변위 마스크의 이미지를 얻음으로써 에어리얼 이미지의 위상 에러를 탐지한다. 이미지는 포지티브 아웃 오브 포커스 및 네거티브 아웃 오브 포커스로 얻어지고 가능한 위상 에러를 향상시키기 위해 비교된다. "위상 에러"란 용어는 포토레지스트 상의 이미지를 달성하기 위해 노광 시스템을 이용하고, 웨이퍼 스펙의 요구사항을 만족시킴으로써, 위상 변위 마스크 상에서 프로그램된 180°로부터 위상 이탈의 허용가능한 범위를 지칭한다.

Description

교번적인 위상 변위 마스크 검출 방법 및 장치 {ALTERNATING PHASE-SHIFT MASK INSPECTION METHOD AND APPARATUS}
현대의 마이크로전자 소자는 포토리소그래피 프로세스를 이용하여 일반적으로 생산된다. 이러한 프로세스에서, 반도체 웨이퍼는 우선 포토레지스트 층으로 코팅된다. 이러한 포토레지스트 층은 그 후 포토마스크(단순화를 위해, 용어 포토마스크, 마스크, 및 레티클이 상호교환적으로 이용됨)를 이용하여 조명 광에 노광되고 연속적으로 현상된다. 현상 후에, 노광되지 않은 포토레지스트는 제거되고, 노광된 포토레지스트는 웨이퍼 상에 마스크 이미지를 생성시킨다. 그 후, 웨이퍼의 최상층은 에칭된다. 그 후, 잔류 포토레지스트는 벗겨진다. 다층 웨이퍼에 있어서, 상기 과정은 연속 패턴화된 층을 생성하도록 반복된다.
상기 포토리소그래픽 프로세스를 이용하여 생성된 마이크로전자 회로 내의 소자 수를 증가시키기 위해서는 포토레지스트 노광에서 매우 고해상도의 이미지를 이용해야 한다. 포토레지스트 상에 투영될 수 있는 이미지의 해상도에 대한 주요 제한은 마스크의 미세구조물 상에서의 조명 광 회절 효과와 마스크 자체의 품질에 대한 제한에 의해 형성된다. 회절 효과는 포토레지스트의 노광에 사용되는 전자기적 방사의 파장이 노광 중에 재생성되는 마스크의 미세구조물의 크기와 관련하여 상당할 때 중요하게 된다. 해상도의 증가 및 투영된 이미지의 재생성가능한 미세구조물의 크기 감소는 포토레지스트 노광에서 사용되는 빛의 파장을 감소시킴으로써 달성될 수도 있다. 이러한 이유로 인해, 보다 짧은 파장에 대응하는 스펙트럼의 자외선 영역에서 전자기적 방사를 이용하는 것이 유리하다. 특히, 자외선 i-라인(365nm), 원자외선(248nm), 193nm, 및 157nm 파장이 이용되었다. 극 자외선(11-13nm) 파장이 공지되어 있고; 이러한 파장이 또한 사용될 수 있음이 예상된다.
이미지의 해상도를 증가시키는 또다른 방법은 사입사 조명, 광학적 근접 교정(OPC) 레티클, 및 위상 변위 마스크(PSM) 레티클을 포함하는 해상도 강화 기술(RET)을 이용하는 것이다.
작동상 마이크로전자 회로를 제조하기 위해, 마스크는 가능한 한 결함이 없어야 하고, 바람직하게 완전 무결해야 함을 당업자는 이해해야 한다. 그러므로, 잠재적으로 마이크로전자 회로 제조 수율을 감소시킬 수 있는 마스크 내의 다양한 결함을 검출하는 마스크 검출 툴이 요구된다. 마이크로포토리소그래픽 프로세스에서 사용되는 보다 작은 최소 배선폭 뿐만 아니라, 위상 변위 마스크 및 OPC 마스크를 이용하기 위해서는 보다 정교한 마스크 검출용 툴이 필요하다. 예를 들어, 위상 변위 마스크의 검출은 입자와 같은 "통상적인" 결함 탐지 뿐만 아니라, 마스크의 다양한 두께 영역 내의 에러 검출을 요한다. 마스크 검출용의 다양한 시스템이 전자 산업의 요구에 따라 개발되어 왔다.
초기 마스크 검출 툴은 마스크의 품질을 연구하기 위해 실제적인 포토레지스트 노광을 이용했다. 이러한 방법에 따라, 마스크는 광학적 노광 시스템 상에 위치되고 포토레지스트를 실제적으로 노광시키기 위해 사용되었다. 이러한 방식으로 얻어진 이미지는 마스크가 요구조건을 수행하는지를 결정하기 위해 연구된다. 이러한 방법은 고가이고, 시간을 요하고, 때때로 부정확하기 때문에, 비경제적이고 불충분하다.
소정 종류의 마스크 결함("표면" 결함으로 지칭되고, 예를 들어 마스크 표면 상의 입자)은 마스크를 통해 투과된 빛과 마스크의 일 면에 의해 반사된 빛에 의해 형성된 마스크의 이미지를 이용하여 마스크를 검출함으로써 탐지될 수 있다. 이러한 방법을 이용하는 마스크 검출 툴은 이미지를 요하고 이들을 분석한다. 두 이미지의 분석 결과는 마스크의 조건에 대한 정보를 산출한다. 다른 시스템은 다이-대-다이 비교, 다이-대-데이타베이스 비교, 또는 반사된 이미지 대 투과된 이미지 비교를 이용한다. 다이-대-다이 비교 방법에서, 마스크 다이의 얻어진 이미지는 동일한 마스크로부터의 또다른 다이의 이미지와 비교된다. 다이-대-데이타베이스 방법에서, 얻어진 이미지는 설계 상세를 이용하여 시뮬레이트된 이미지와 비교된다.
이러한 검출 시스템은 실제적인 포토리소그래피 프로세스 중에 포토레지스트 상에 프린트되거나 프린트되지 않을 수도 있는 결함을 탐지할 수 있다. 이러한 방법의 주요 단점은 이러한 방법이 웨이퍼 상의 마스크에 의해 실제적으로 형성된 광학적 이미지와 독립적으로 마스크의 물리적 구조를 연구한다는 점이다. 예를 들어, 마스크가 형성하는 이미지의 라인 폭의 변화는 종종 마스크 자체의 대응 라인 폭 변화 보다 크다. 이러한 현상은 마스크 오차 확대요소(MEEF)로 지칭된다. 또다른 예로는 PSM이 있는데, 여기에는 위상 에러와 프린트된 이미지 사이에 가시적인 관계는 없다. 그러므로, 마스크의 물리적 구조를 마스크가 포토레지스트 상에 형성시키는 실제적인 이미지와 관련시켜, 마스크가 실제적으로 형성시키는 이미지를 직접 연구하는 것이 바람직하다.
마스크 현상 단계 중에, 마스크 성능의 평가를 용이하게 하기 위해, IBM사는 마스크 평가용 에어리얼 이미징 방법을 이용하는 에어리얼 이미지 측정 시스템(AIMS, 등록상표)으로 지칭되는 전자현미경을 개발했다. AIMS(등록상표) 기술을 수행하는 마스크 현상 툴, 자이스(Zeiss) MSM100은 독일 칼 자이스, 게엠베하(Carl Zeiss, GmbH)로부터 상업적으로 이용가능하다. MSM100 시스템은 신규 개발된 마스크의 인쇄적성 특성을 평가하는데 사용될 수 있다.
에어리얼 이미징 방법은 유럽 특허 출원 제 0628806호에 개시되어 있다. 상기 방법에 따라, 검출 시스템은 반도체 소자 제조 중에 포토레지스트를 노광시키는데 사용되는 광학적 노광 시스템을 시뮬레이트한다. 마스크 검출 장치의 광학 시스템은, 실제 소자 제조 중에 포토레지스트 상에 형성되는 이미지를 생성하기 위해, 실제 마이크로포토리소그래피 프로세스에 사용되는 노광 조건 세트를 이용한다. 특히, 시스템은 광학적 노광 시스템의 이미징 수 조리개 NA, 조명 조리개, 노광 빛의 부분 간섭 및 파장을 정합시킨다. 생성된 에어리얼 이미지는 확장되고 자외선 방사에 민감한 CCD 카메라를 이용하여 탐지된다.
마스크 설계의 평가 외에, 에어리얼 이미징 방법의 이용으로 실제적인 마이크로포토리소그래피 프로세스 중에 프린트된 마스크 결함의 탐지가 허용된다. 투명 영역 상의 입자, 핀-홀, 핀-도트, 에지 절단, 등을 포함하는 레티클 상의 소정 종류의 결함은 프린트된 이미지에 라인 폭 변경을 야기한다. 본원에서 사용되는 용어 "라인 폭"은 와이어-대-와이어 거리와 같이, 포토레지스트 상의 레티클에 의해 생성되는 이미지의 변수 세트를 설명하며, 이는 레티클이 결함으로 인해 불합격될지를 결정한다. 얻어진 에어리얼 이미지는 또한 IBM에 의해 개발된 AIMS(등록상표) 소프트웨어를 이용하여 분석된다. 상기 모든 장점에도 불구하고, 자이스/IBM 시스템은 다른 검출 시스템에 의해 탐지된 결함 세트에 대해 인쇄적성 리뷰 스테이션으로서의 응용을 제한했다.
미국 특허 제 5,481,624호에는 위상 변위 마스크의 다이-대-데이타베이스 검출용 에어리얼 이미징을 이용하는 시스템이 개시되어 있다. 전술된 검출 방법에 따라, 위상 변위 마스크에 의해 생성된 에어리얼 이미지는 마스크를 제조할 때 사용되었던 초기 회로 패턴에 대해 입증된다.
미국 특허 제 5,795,688호에는 다이-대-데이타베이스 비교를 이용하는 광학적 근접 교정을 구비한 마이크로포토리소그래피 마스크의 검출용 에어리얼 이미징 방법을 이용하는 시스템이 개시되어 있다. 상기 시스템에서, 전술한 광학적 근접 교정을 이용하여 제조된 마스크의 에어리얼 이미지는 시뮬레이션(simulation)에 의해 얻어진 동일한 마스크의 에어리얼 이미지와 비교된다. 손실 크롬, 오염, 유리 손상, 위상 결함, 및 투과 에러와 같은 마스크 내의 다양한 결함이 두 이미지 사이의 불일치로 확인된다. 시뮬레이션 프로세스는 광학적 노광 시스템의 제한된 해상도로 인해 광학적 근접 효과와 마스크 제조 프로세스 중에 포토레지스트 에칭으로 인한 근접 효과를 고려한다. 시뮬레이트된 에어리얼 이미지는 초기 마스크 설계, 또는 선택적으로 광학적 근접 효과로 교정된 마스크 설계를 이용하여 얻어질 수 있다.
마스크 검출 기술에서 전술한 개선에도 불구하고, 현재 산업적 요구사항을수행하는 검출 툴은 없다. IBM 시스템은 제조 스테이지 마스크 검출용으로 설계된 것이 아니라 마스크 개발 실험용으로 설계되어, 적절한 자동화를 달성할 수 없다.
또한, 기존 에어리얼 이미징 시스템에 의해 사용되는 다이-대-데이타베이스 비교에 기초한 검출 방법은, 특히 매우 복잡한 마스크 설계용으로 항상 유효한 것은 아니다. 다이-대-데이타베이스 비교 방법은 광학 노광 시스템의 거동 뿐만 아니라, 마스크 검출에 사용되는 시뮬레이트된 이미지를 제조하기 위해 마스크 제조 프로세스에 사용되는 에칭 효과를 설명하는 모델을 이용한다. 그러나, 실제 마스크는 마스크 기록 툴의 제한으로 인해 마스크 설계와는 상이하다. 결과적으로, 데이타베이스로부터 에어리얼 이미지로의 변경에 정확성의 제한이 존재한다. 부적절한 시뮬레이션은 상당한 수의 귀찮은 결함-얻어진 에어리얼 이미지와 마스크 내에 실제적인 결함의 존재에 의한 것이 아니라 시뮬레이션 모델의 부적절함에 의해 야기되는 시뮬레이트된 이미지 사이의 차이를 야기할 수 있다. 귀찮은 결함은 마스크 검출을 상당히 복잡하게 할 수 있다. 전술한 모든 이유로, 시뮬레이트된 이미지의 품질에 대한 제한은 다이-대-데이타베이스 비교를 이용하는 에어리얼 이미징 검출 기술의 성능을 제한한다.
따라서, 마스크가 실제 포토레지스트 상에 형성되는 이미지의 라인 폭 내의 결함을 탐지할 수 있는 마스크 검출 시스템이 필요하다.
상기 시스템은 위상 결함과 입자, 오염물, 코팅 결함, 등과 같은 표면 결함의 존재를 탐지할 수 있어야 한다.
또한 마스크 검출 시스템은 전술한 마스크 결함을 신속하고 신뢰성있게 확인할 수 있는 것이 바람직하다. 이러한 시스템은 실험실 및 마스크 숍과 같은 청정 제조 환경에서 효과적으로 작동하여 그 제조성능을 증가시킨다.
본 발명은 마이크로포토리소그래피 공정을 통해 마이크로전자 소자를 제조하는데 이용되는 레티클 검출 기술에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 레티클이 사용되는 특정 포토리소그래피 툴의 작동을 에뮬레이트(emulate)함으로써 결함을 검출하는 방법 및 장치에 관한 것이다. 이러한 툴은 광학 스테퍼, 스캐너, 및 스텝-및-스캔 노광 시스템을 포함하는 광학 노광 시스템일 수도 있다. 본 발명은 산업 환경에서 레티클을 용이하게 검출할 수 있는 방법 및 장치로 구체화된다.
보다 구체적으로, 본 발명은 마이크로포토리소그래피 공정에 사용되는 위상 변위 마스크를 검출하기 위한 방법 및 장치에 관한 것이다. 위상 변위 마스크(PSM, phase shift mask)는 제조 공정 중에 웨이퍼를 노광시키는 간섭성 광의 강도를 제어하는 상쇄 간섭을 이용한다. 근접하게 이격된 조리개는 소정의 특정 조리개를 관통하는 소정의 빛이 인접한 조리개를 관통하는 빛과 관련하여 180도 아웃 오브 페이스(out of phase)되는 방식으로 구성된다. 결과적으로, 인접한 조리개 사이의 어두운 영역으로 퍼지는 소정의 빛은 취소되거나 소멸 간섭될 것이다. 특정 조리개의 중앙에서, 인접한 조리개로부터의 빛은 보강 간섭한다. 소멸 간섭은 어두운 영역의 중앙에서 원치 않는 노출을 감소시키고 보다 작은 미세구조물이웨이퍼 상에서 에칭되도록 허용한다. 이러한 효과는 또한 이미지가 포커스되지 않을 때 발생하여, 포커스 에러로 인한 이미지 감쇠(image degradation)가 상당히 감소된다. 리소그래픽 용어로, 이는 피사계 심도(DOF, depth of focus)를 연장시킨다. PSM 물리학은 1982년 12월, M.D. Levinson, NS. Viswanathan, 및 R.A. Simpson의 IEEE 공보 vol. ED-29, No. 12 "PSM으로 포토리소그래피에서 해상도 개선"에 설명되어 있다.
포커스 에러와 위상 에러의 복합 효과는 다음의 상세한 설명에 의해 단순화될 수 있고, 도 4에 도시된다. 포커스 에러는 전체 위상 에러 δρ에 기여하고 마스크 위상 에러는 △ρ를 프로그램화된 180°위상 영역에 도입시킨다. 보강 간섭 영역에서, 강도는 위상 및 포커스 기여로 특정 피쳐와 인접한 피쳐의 진폭 합의 결과: A(180°+ △ρ) + A(180°+ △ρ+ δρ)이다. 위상 마스크 에러 δρ는 포지티브 디포커스에 대해 양이고, 전체 위상 에러 δρ가 마스크 위상 에러 △ρ에 근접한다고 가정하면, 간섭은 대응하는 위상(대부분 보강의 결과) 사이에 있을 것이다. 최상의 포커스에 대해 위상차는 △ρ(적은 보강 간섭)일 것이다. 네가티브 디포커스의 경우, 위상차는 2·△ρ(최하 양의 간섭)일 것이다. 포지티브 디포커스와 네가티브 디포커스의 비교는 일반적인 포커스를 취한 이미지의 비교 보다 훨씬 큰 신호차를 제공할 것이다.
위상 변위 빛 영역은 에칭 또는 증착 기술에 의해 형성될 수도 있다. 일 기술에 따라, 마스크 기판은 상기 영역을 관통하는 빛이 180°만큼 위상 변위되도록 정확한 깊이로 에칭될 수도 있다. 위상 변위 재료가 또한 기판 상에 증착될 수도있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 레티클 검출 시스템의 스캐너 유닛의 개략도이며,
도 2는 본 발명의 또다른 실시예에 따른 위상 변위 마스크를 검출하는 스캐너 유닛의 개략도이며,
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 레티클 검출 시스템의 블록 선도이며, 그리고,
도 4는 본 발명의 또다른 실시예에 이용되는 위상 에러 임팩트의 물리적 현상을 도시한다.
전술한 관점에서, 본 발명의 일 특징은 포토리소그래피 마스크의 특성에 대한 보다 완벽한 정보를 제공하는 검출 시스템을 제공하고자 하는 것이다. 특히, 본 발명의 일 특징은 언포커스 이미지(unfocused images)를 이용해 위상 에러를 탐지할 수 있는 마스크 검출 시스템을 제공하고자 하는 것이다.
본 발명의 또다른 특징은 상기 마스크 결함을 신속하고 신뢰성있게 인식할 수 있는 마스크 검출 시스템을 제공하고자 하는 것이다.
상기 특징들을 수행하고 본 발명의 장점을 달성하기 위해, 노광 조건 하에 광학적 노광 시스템과 함께 사용되는 다중 다이 레티클(multiple die reticle)을 검출하는 방법이 제공되며, 상기 다중 다이 레티클은 적어도 제 1 및 제 2 다이를 포함한다. 본 발명의 방법에 따라, 지적된 조건 하에서 투과 광을 이용하여 다수의 레티클 이미지가 얻어진다. 다수의 레티클 이미지는 제 1 다이 이미지와 제 2 다이 이미지를 포함한다. 다수의 레티클 이미지 각각은 상이한 포커스 조건에 대응한다. 제 1 다이 및 제 2 다이의 이미지는 제 1 다이 내의 라인 폭 변화를 검출하는데 이용된다.
또한 본 발명에 따라, 본 발명의 방법을 실행하는데 이용될 수 있는 장치가 제공된다. 일 실시예에서, 상기 장치는 노광 조건 하에서 다중 다이 레티클의 다수의 이미지를 얻기 위한 스캐너를 포함한다. 다수의 이미지는 제 1 다이 이미지와 제 2 다이 이미지를 포함한다. 상기 장치는 또한 제 1 다이 이미지와 제 2 다이 이미지를 비교함으로써 제 1 당이의 라인 폭의 변화를 검출하는 이미지 프로세싱 모듈을 포함한다.
본 발명의 또다른 특징에 따라, 전술된 스캐너 유닛은 보다 구체적인 위상 변위 마스크 방식으로 이용되어, 위상 변위 마스크의 검출 특성을 이용한다. 본 발명의 또다른 측면에 따라, 위상 변위 마스크 검출용 단순 장치(단일 및 다중 다이 마스크)가 제공된다.
또한, 본 발명에 따라 레이저 광 소오스; 레티클을 조명하는 투과 조명 수단 및 호모지나이저; 및 노광 조건 하에서 레티클의 다수의 확대된 이미지를 형성하는 광학 시스템을 포함하는 장치가 제공되며, 상기 광학 시스템은 지시된 노광 조건 세트를 재형성하는 가변 조명 및 이미징 조리개를 구비한다. 레티클의 다수의 얻어진 이미지는 제 1 다이의 이미지와 제 2 다이의 이미지를 포함한다. 본 발명의 장치는 또한 레티클의 다수의 확대된 이미지를 얻는 이미지 획득 모듈; 및 제 1 다이의 이미지와 제 2 다이의 이미지를 비교함으로써 레티클의 조건을 분석하는 이미지 프로세싱 모듈을 포함한다. 본 발명의 장치는 또한 본 발명의 방법을 수행하기 위해, 시스템의 암시야 부분이 불필요함에도 불구하고, 암시야 반사 이미지를 얻는 광학 시스템을 포함할 수도 있다. 결과적으로, 본원에 참조되고 1999년 10월 13일에 공동출원되어 공동 양수된 미국 특허 출원 번호제 09/417,518호에 개시된 장치가 이용될 수도 있다.
본 발명의 전술된 장점 및 다른 장점이 첨부 도면을 참조하여 다음의 상세한설명으로부터 명백해질 것이다.
본 발명에 따른 결함 검출 시스템은 세 개의 주 모듈; 즉 (1) 스캐너 모듈; (2) 결함 검출 이미지 프로세싱 하드웨어 모듈; 및 (3) 포스트 프로세스 및 리뷰 스테이션으로 구성된다. 스캐너 모듈은 레티클을 스캔하고 다수의 촛점면, 바람직하게 일 실시예에서 3 개의 촛점면에서 투과 광의 레티클 공간 이미지를 얻고, 또한, 일 촛점면에서 반사광의 레티클 암시야 이미지를 얻을 수도 있다. 위상 변위 마스크에 대해, 알 수 있는 것처럼 암시야 이미지가 생략될 수도 있다. 추가적으로, 아웃 오브 포커스(out of focus) 이미지가 제공하는 정보에 기초하여 위상 변위 마스크의 결함을 확인하기 위해 3 개의 촛점면 보다 오히려 2 개의 촛점면의 시리얼 이미지(serial images)가 얻어질 수도 있다.
광학 시스템의 조명 및 이미지 부품의 조리개를 적절히 조절함으로써, NA 및 간섭 인자가 조절된다. 스캐너 모듈의 광학 시스템은 광학적 노광 시스템의 거동을 시뮬레이트하고, 그 결과, 얻어진 투과 광의 공간 이미지는 소정의 노광 조건 하에서 포토레지스트 상에 형성된 이미지와 광학적으로 동등하다. 이미지 프로세싱 모듈은 그 후 레티클 내의 결함을 검출하기 위해 얻어진 이미지를 이용한다.
소프트웨어에 기초한 포스트 프로세스 및 리뷰 스테이션은 노광 시스템의 촛점영역을 통해 검출된 결함의 이미지를 리뷰하고 분석한다.
본 발명의 레티클 검출 장치의 3 개의 모듈 및 그 작동 방법의 상세한 설명이 후술된다.
스캐너 유닛
바람직하게, 스캐너 유닛은 레티클의 전체 활동면을 스캔하고 상이한 촛점면에서 3 개의 공간 이미지를 연속적으로 얻는다. 스캐너 유닛은 오프-라인 리뷰를 위한 스캐닝 중에 얻어진 검출된 결함의 스캔 이미지를 공급한다. 스캐너 유닛은 또한 리뷰 단계 중에 추가적인 촛점면에서 검출된 결함의 추가 공간 이미지를 얻을 수 있다.
도 1은 스캐너 유닛의 내부 구조를 도시한다. 스캐너 유닛은 광학 현미경 컬럼의 많은 부품을 포함한다. 도 1을 참조하면, 스캐너는 이동 스테이지(2)에 고정된 레티클(1)을 스캔한다. 스테이지(2)가 이동가능하게 도시되지만, 스테이지가 고정되고 스캐너가 이동가능하게 될 수 있다. 또다른 대안으로서, 스테이지(2) 및 스캐너 모두가 이동가능할 수 있다. 스캐너와 레티클 사이의 상대 이동이 중요하다. 빛 소오스(3)로부터의 레이저광은 레티클(1)을 조명하는데 사용된다. 빛 소오스(3)는 바람직하게 펄스 레이저 소오스(pulsed laser source)이지만, 빛 소오스(3)는 또한 연속적으로 작동할 수 있다. 빛 소오스(3)에 의해 제공된 복사선(radiation)은 바람직하게 노광 시스템의 정확한 파장을 가져, 예를 들어 원자외선(deep UV, 248nm), 193nm, 157nm, 또는 EUV(11-13nm)의 파장으로 레티클이 노광되도록 설계된다.
스캐너 모듈이 레티클의 공간 이미지를 얻을 때, 레티클 바닥면은 호모지나이저(homogenizer) 및 조명 광(5), 조명 조리개(7), 및 집광렌즈(6)를 포함하는 투과 광 조명 시스템을 이용하여 조명된다. 호모지나이저는 다른 기능 중에서, 간섭 조명 소오스(coherent illumination source)의 이용으로부터 발생되는 스펙클(speckle)을 감소시키는 기능을 한다. 호모지나이저의 구조는 호모지나이저가 스펙클을 적절히 감소시키는 한, 중요하지 않다. 레티클(1)이 광학적 노광 시스템 상에 장착될 때, 스캐너 모듈에 의해 얻어진 레티클(1)의 공간 이미지는 포토레지스트 상에서 레티클(1)에 의해 형성되는 이미지를 시뮬레이트한다. 이러한 모드에서, 조명 광 소오스(3)로부터의 복사선은 호모지나이저 및 조명 광(5)과 집광렌즈(6)를 통과한다. 집광렌즈(6)는 레티클 평면에서 조명 비임 광의 직경을 이미지 시스템의 필드 오브 뷰(field of view)의 크기 보다 다소 크게 감소시킨다. 집광렌즈(6)와 호모지나이저 및 조명 광(5) 사이에 조명 수 조리개(7, NAill)가 있고, 그 크기 및 형태는 조명 조리개 변환기(8)에 의해 변환될 수 있다. 조명조리개(7)의 크기 및 형태를 조절함으로써 포토레지스트 노광 툴의 조명 및 간섭 조건을 재형성할 수 있다. 특히, 조리개(7)는 후술하는 것처럼, 적절한 간섭 비 시그마(coherence ratio sigma)를 설정하고 4중(quadruple) 또는 환형 조명 모드와 같은 동축(on axis) 및 사입사(off axis) 조명 사이에서 선택하도록 정해진다.
대물렌즈(10)는 투과 광 조명 작동 모드에서 레티클(1)에 의해 투과된 빛을 수집(collect)한다. 전술한 공동계류중인 출원에 도시된 바와 같이, 대물렌즈(10)는 또한 암시야 조명 작동 모드에서 레티클에 의해 반사된 빛을 수집할 수 있다. 대물렌즈(10)를 관통한 후, 빛은 수집 조절 가능한 수 개구 조리개(12)를 관통하며, 이는 광학적으로 설계된 조리개 정지 표면 또는 주름 표면에 위치된다. 수집 조절 수 개구 조리개(12)의 크기는 마이크로포토리소그래피 프로세스에 사용되는 노광 시스템의 작동 조건을 재형성하도록 선택된다. 그러므로, 본 발명에 따른 레티클 검출 시스템의 광학 시스템에 의해 형성된 리티클(1)의 에어리얼 이미지는 마이크로포토리소그래피 프로세스 중에 광학적 노광 시스템에 의해 포토레지스트 상에 형성된 이미지와 동일하다.
수 조리개(12)로부터 방출된 빛은 레티클(1)의 이미지를 형성하기 위해, 튜브 렌즈(13)와 같은 렌즈에 의해 포커스된다. 이러한 이미지는 그 후 줌 확대 렌즈(14)에 의해 확대된다. 줌 확대 렌즈(14)를 통과한 후에, 빛 비임은 레티클 검출 장치의 세 개의 CCD 카메라, 즉 제 1 포커스 카메라(16), 제 2 포커스 카메라(17), 및 제 3 포커스 카메라(18)에 레티클의 세 이미지를 형성하기 위해 비임 스플리터(15)에 의해 스플리트된다. 일 실시예에서 세 개의 CCD 카메라를 사용하는 것이 바람직하지만, 본 발명은 CCD 카메라의 수에 제한되지 않음을 인식해야 한다. 레티클의 바람직한 세 개의 이미지를 형성하는 소정 카메라 구성 또는 조합이 이용될 수도 있다. 아래에서 알 수 있는 바와 같이, 특히 위상 변위 마스크를 취급할 때, 세 개의 이미지 보다 두 개의 디포커스 이미지가 이용될 수도 있다.
본 발명의 또다른 실시예에서 시스템은 레티클의 검출면을 촛점면에 유지시키는 적절한 자동 포커스 시스템(구체적으로 도시되지 않음)을 구비한다. 이는 일반적으로 스테이지(2), 또는 대물렌즈(10), 또는 양자의 이동을 Z 방향으로 제공함으로써 수행된다.
레티클(1)은 투과 광 조명 시스템(5)에 의해 조명되고 투과 광의 레티클의 세 이미지가 제 1 포커스 카메라(16), 제 2 포커스 카메라(17), 및 제 3 포커스 카메라(18)에 의해 동시에 얻어진다. 이러한 작동 모드 중에, 제 1 포커스 카메라(16)는 포커스 상태이며, 제 2 및 제 3 포커스 카메라(17, 18)는 디포커스 상태이다. 제 2 포커스 포커스(17)은 포지티스 디포커스 상태에 있고, 제 3 포커스 카메라(18)는 네거티브 디포커스 상태에 있다. 카메라(16-18)에서 생성된 레티클의 에어리얼 이미지는 상당히 확대된(일반적으로 x50-x200) 상태임을 주목해야 한다. 이러한 이유로 인해, 한계 허용 촛점면 사이의 거리는 확대되어, 카메라의 촛점면의 위치의 큰 변화를 허용한다. 이러한 촛점면의 위치는 종래의 기계적 수단에 의해 조절될 수 있다.
본 발명의 레티클 검출 장치의 작동 방법이 후술된다. 일 실시예에서, 스테이지(2)는 스캐너가 레티클을 뱀 모양의 방식으로 슬라이스-바이-슬라이스로 스캔하는 방식으로 레티클(1)을 이동시킨다. 다시, 스테이지(2)와 스캐너 유닛 사이의 상대 이동은 스캐닝을 가능케 하는 공지된 방식으로 일어난다. 서펜타인 스캐닝(serpentine scanning)은 스캐닝이 완료되는 한, 본 발명에서 결정적인 것은 아니다. 슬라이스의 폭은 바람직하게 시스템의 광학 필드 오브 뷰의 폭이다. CCD 카메라(16, 17 및 18)는 레티클(1)의 전체 슬라이스의 이미지를 동시에 얻을 수 있는 라인 CCD 소자일 수 있다. 선택적으로, CCD 카메라(16, 17 및 18)는 변위 지연 형태일 수 있다. 바람직하게, 카메라(16-18)는 자외선 범위, 특히 원 UV 범위에서 민감하다. 극 UV 범위에서의 민감도가 또한 예상된다.
본 발명의 일 실시예에서, 이동 스테이지(2)와 레티클(1)은 연속 방식으로 이동한다. CCD 카메라(16, 17 및 18)는 스테이지가 필드 오브 뷰를 통과할 때마다 레티클(1)의 슬라이스 이미지를 얻기 위해 스테이지(2)에 의해 트리거(trigger)된다. 바람직하게, 레티클의 이미지는 레이저 펄스를 레이저 소오스(3)로부터 시스템의 조명 광(5)을 통해 발사하고 이미징 광을 통해 디지털 에어리어 카메라(16-18)로 이미지를 얻음으로써 얻어진다. 펄스된 레이저 소오스가 레티클을 조명하는데 사용된다면, 레티클은 이미지 획득 시간에서 정지 상태일 필요가 없고, 이러한 이유로 레티클은 연속적으로 이동할 수 있음을 이해할 것이다. 동일한 결과가 카메라(16-18)에 대한 짧은 노광 시간을 이용함으로써 얻어질 수 있다. 본 발명의 또다른 실시예에서, 스테이지(2)와 레티클(1)은 계단 방식으로 이동한다. 또다른 실시예에서, 스테이지(2)와 레티클(1)은 정지상태일 수도 있고, 빛이 이동하여 바람직한 방식으로 레티클을 스캔한다. 스테이지(2)와 스캐너 사이의 상대 이동은바람직한 스캐닝을 달성하는데 이용될 수도 있다.
이해할 수 있는 것처럼, 조리개(7, 12)가 투과 광 조명 모드 중에 비임의 경로로 삽입될 때, 스캐너 유닛의 광은 노광 툴의 광을 에뮬레이트한다. 특히, 조명 조리개(7)는 집광렌즈(6)의 유효 조명 NAill을 선택적으로 변경시키고, 조리개(12)는 대물렌즈(10)의 수집 수 조리개 NAcoll을 변경시킨다. NAill대 NAcoll의 비는 대물렌즈의 푸필 필링 비(pupil filling ratio)로 지칭되고 레티클 조명의 간섭을 책임진다. 푸필 필링 비의 값이 작을수록, 레티클 조명의 간섭은 더 커진다. 수 조리개(7)는 보다 복잡한 구성, 예를 들어 비임의 축과 관련하여 배치된 4 개의 작은 조리개를 가질 수 있음을 주목해야 한다. 다른 조명 조리개 구성이 상이한 노광 시스템과 레티클과의 상호작용을 에뮬레이트하기 위해 이용될 수 있다.
조명 광의 간섭을 결정하는 것 외에, 조명 수 조리개(7)는 노광 툴을 보다 정확하게 닮도록 빛 비임을 형성하는데 이용될 수 있다. 그 결과, 조명 조리개(7)는 또한 입사 비임의 형상에 영향을 주는 적절한 어포디제이션 조리개(apodization aperture) 또는 회절 광 소자일 수도 있다. 조리개(7)는 비임의 횡단면을 가로질러 평평한 상부 비임, 즉 균일한 강도 분포를 갖는 비임을 제공할 수 있다. 따라서, 수 조리개(7, 12)의 형상 및 크기를 조절함으로써, 검출 툴은 유효 NA, 조명의 간섭, 및 조명 비임의 형상을 포함하는 노광 툴의 조명 조건을 에뮬레이트한다. 모든 필드 오브 뷰에 대해, 세 개의 이미지가 상이한 촛점면에서 얻어진다. 수 조리개(7, 12)의 크기를 적절히 조절함으로써, 시스템은 광학적 노광 시스템의 거동을 시뮬레이트하고, 그 결과, 얻어진 에어리얼 이미지는 주어진 세트의 노광 조건 하에서 포토레지스트 상에 형성된 이미지와 광학적으로 동등하다.
레티클(1)의 상이한 포커스 이미지는 상이한 포커스 조건에서 세 개의 CCD 카메라(16-18)로 얻어진다. 바람직하게, 각각의 카메라로부터의 디지털 데이타는 변형, 등록 에러, 조명 비균일성, 및 카메라의 픽셀 비균일성으로 보상된다. 수집된 데이타는 동기화 신호로 이미지 프로세싱 모듈에 송신된다. 메인 제어 컴퓨터(도시 않음)는 스캐너를 제어한다.
위상 변위 마스크에서 결함을 탐지하는데 특히 유용한 또다른 실시예에서, 제 2 및 제 3 포커스 카메라(17, 18)에 의해 획득된 이미지는 서로 비교된다. 위상 변위 영역을 통과하는 빛은 확대되기 때문에, 투과 광에 의해 형성된 이미지만이 웨이퍼 상에 디스플레이된 이미지를 대표한다. 하나의 디포커스면에서 취해진 이미지는 배경 보다 밝은 위상 결함을 나타내고, 다른 디포커스면에서 취해진 이미지는 배경 보다 어두운 위상 결함을 나타낸다. 두 디포커스면에서 취해진 이미지를 비교함으로써, 소정의 위상 결함은 배경에 대해 이중 비교로 나타난다. 다른 다이 또는 데이타베이스와의 비교는 이러한 위상 결함을 탐지하기 위해 요구되지 않는다.
바람직하게, 스캐너 유닛은 또한 시스템을 동기화시키고, 진단 목적으로 더미 신호(dummy signal)를 형성시키는 하드웨어 동기화 모듈(도시 않음)을 포함한다. 스테이지(2)의 이동은 시스템용 클록을 발생시키는 레이저 간섭계(도시 않음)에 의해 모니터된다. 동기화 모듈은 조명 레이저 소오스(3)로부터의 레이저 펄스와 카메라(16-18)의 노광을 동기화하기 위해 이러한 클록을 이용한다. 보상 카드(도시 않음)는 광 이미지 변형, 등록 에러, 카메라 픽셀의 민감도 변화, 및 레이저 펄스의 강도 변화를 보상한다. 스캔의 조건은 노광 조건(NA, 시그마, 조리개 형태)과 검출 민감도(확대율)를 정합시키는 메인 제어 컴퓨터(도시 않음)를 통해 작업자에 의해 설정된다.
이러한 실시예는 도 1에 도시된 장치에 의해 실행될 수도 있지만, 제 1, 인-포커스 CCD 카메라(16)는 불필요하다. 도 2는 도 1의 장치를 도시하지만, 제 1 포커스 카메라가 없다. 전술한 것처럼, 세 개의 카메라 뿐만 아니라 암시야 이미징 장치를 구비한 전술한 공동 출원에서 도시된 장치는 본 발명의 장치를 실행하기 위해 사용될 수도 있으며, 상기 카메라 중 하나는 암시야 이미징과 관계된다.
스캐너는 디지털 이미지, 동기화 및 클록 신호를 이미지 프로세싱 모듈에 전송한다. 이미지 데이타 전송 라인은 스캐너 유닛과 이미지 프로세싱 모듈이 상이한 위치에 있도록 허용하기에 충분히 길게 형성될 수 있다. 바람직하게, 스캐너는 다양한 포커스 위치에서 결함의 이미지를 그랩하도록 메인 컴퓨터를 통해 포스트 프로세스 및 리뷰 스테이션에 의해 이용될 수 있다.
이미지 프로세싱 모듈
바람직하게, 이미지 프로세싱 모듈은 스캐너 유닛을 이용하여 발생된 이미지 패턴에서 결함을 찾는 실시간 이미지 프로세서이다. 이미지 데이타의 스트림은 일 실시예에서 인 포커스와 상이한 두 종류의 아웃 오브 포커스 이미지 데이타를 포함할 것이다. 또다른 실시예에서, 두 상이한 아웃 오브 포커스 스트림은 위상 변위마스크의 결함을 확인하기 위해 서로 비교될 수 있다.
레티클은 슬라이스 후 스캔되지만, 위상 결함 또는 위상 변화의 존재에 대한 정보는 마스크 좌표에 따라 기록된다. 위상 변화는 정량적인 값이며, 이는 포스트 프로세스 옵션을 이용하여 실제 위상 에러를 평가하는데 이용될 수 있다. 상기 기록된 정보는 결함 또는 위상 변화 맵을 형성하는데 이용된다.
포스트 프로세스 및 리뷰 스테이션
포스트 프로세스 및 리뷰 스테이션은 이미지 데이타를 자동적으로 분석하는데 이용된다. 또한 사용자는 이미지 프로세싱 모듈로 검출된 의심 결함을 리뷰할 수 있다. 바람직하게, 포스트 프로세스 및 리뷰 스테이션은 소프트웨어에 기초하고 컴퓨터 워크스테이션에서 작동한다. 에어리얼 이미지의 다이-대-다이 비교를 이용하여 검출된 레티클 결함은 더 연구되고, 얻어진 에어리얼 이미지와 시뮬레이트된 에어리얼 이미지를 비교함으로써 분류되고, 상기 시뮬레이트된 에어리얼 이미지는 시뮬레이션 소프트웨어를 이용하여 얻어질 수 있다. 예를 들어, 광범위하게 이용가능한 시뮬레이션 소프트웨어 패키지(AIMSTM, VSSTM, Sigma C, FinleyTM) 중 하나가 이러한 목적으로 적합할 수 있다. AIMSTM소프트웨어는 MSM100 툴 상에서 사용되도록 IBM사에 의해 설계되었고 위상 변위 마스크의 에어리얼 이미지 뿐만 아니라 광학적 근접 교정(optical proximity corrections)을 갖는 마스크를 시뮬레이트할 수 있다. VSSTM및 FinleyTM소프트웨어 패키지는 범용 컴퓨터 상에서 작동할 수 있다. 이러한 패키지는 노광 시스템의 NA와 같은 노광 조건을 입력하고, 레티클의거동 뿐만 아니라 포토레지스트의 거동을 에뮬레이트함으로써 시뮬레이트된 이미지를 생성한다. 이러한 시뮬레이트된 이미지는 추가적이고, 보다 정확한 연구와 검출된 결함의 분류를 수행하는데 사용된다.
바람직하게, 포스트 프로세스 및 리뷰 스테이션은 사용자-친화 그래픽 사용자 인터페이스를 이용하여 작동된다. 포스트 프로세스 및 리뷰 스테이션은 다양한 작동 모드를 갖는다.
포스트 프로세스 및 리뷰 스테이션은 사용자 제어로 검출된 결함을 리뷰하고 분류한다. 본 발명의 일 실시예에 따라, 사용자는 이미지 프로세싱 모듈에 의해 생성된 결함 리스트로부터 결함을 선택할 수 있다. 이에 응답하여, 시스템은 모니터 스크린 상의 스캔의 포커스에서 대응하는 양호한 다이 에어리얼 이미지와 검출된 결함을 디스플레이한다. 상기 실시예에서, 결함 및 양호한 특성(웨이퍼 평면에서)의 라인 폭 측정치는 사용자의 요청에 따라 계산될 수 있다. 상기 시스템은 또한 결함 인쇄적성의 가능성에 대한 계산을 수행할 수 있다. 상기 실시예에 따라, 보다 많은 수의 포커스에서 이미지는 사용자의 요청에 따라 그랩되고 보다 정밀한 오버래핑 프로세스 윈도우에 의해 즉시 처리된다.
또다른 실시예에서, 결함의 온-라인 리뷰를 이용하여 보다 정밀한 분석이 수행된다. 상기 실시예에서, 결함의 높은 해상도 이미지, 높은 NA가 얻어진다. 이로 인해 레티클 상의 실제적인 결함, 특히 웨이퍼 상의 라인 폭 변화를 야기하는 결함을 시각화할 수 있다.
본 발명의 또다른 실시예에서, 시스템은 전체 레티클에 대한 위상 변화의 맵을 발생시키기 위해 레티클(1)의 개개 다이에 대한 위상 에러 평가 결과를 이용한다. 발생된 맵은 그 후 그래픽 포맷으로 사용자에게 디스플레이된다. 예를 들어, 상이한 위상 변화 값을 갖는 레티클의 상이한 영역이 상이한 색으로 도시될 수도 있다. 이러한 맵은 위상 변화 양이 레티클 상의 다이-대-다이로부터 어떻게 변하는지에 대한 보다 유용한 시각화 방법을 제공한다. 예를 들어, 중앙 다이와 비교하여, 위상 변화 양이 주변 다이에 대해 어떻게 다른지를 아는 것은 중요하다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 레티클 검출 시스템의 작동을 도시하는 블록 선도이다. 도 3을 참조하면, 스캐너 유닛(101)은 레티클의 이미지를 얻어 이미지 데이타(104)를 프로세싱을 위한 이미지 프로세싱 유닛(102)에 전송한다. 이미지 프로세싱 유닛(102)은 이미지 데이타의 프로세싱을 수행하고 레티클 내의 결함을 탐지한다. 그 후, 이미지 프로세싱 유닛(102)은 결함 및 양호한 다이의 처리된 이미지 데이타(105)를 연속적인 분석 및 디스플레이를 위한 포스트 프로세스 및 리뷰 스테이션(103)에 전송한다. 포스트 프로세스 및 리뷰 스테이션은 제어 신호(106, 107)를 이미지 프로세싱 유닛 및 스캐너 유닛에 송신할 수 있다. 포스트 프로세스 및 리뷰 스테이션에서 추가적인 이미지가 이미지 분석에서 필요하다면, 포스트 프로세스 및 리뷰 스테이션은 추가적인 이미지를 그랩하기 위해 요청 신호(107)를 스캐너 유닛(101)에 송신하고 이러한 추가적인 이미지를 프로세스하기 위해 요청 신호(106)를 이미지 프로세싱 유닛에 송신한다.
본 발명은 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 이용하여 설명되었지만, 다양한 수정이 본 발명의 범위 및 취지로부터 벗어남이 없이 가능함을 당업자는 용이하게 이해될 것이다.

Claims (34)

  1. 노광 조건 세트 하에서 광학적 노광 시스템과 함께 사용되는 위상 변위 마스크를 검출하는 방법으로서,
    투과 광을 이용하여 상기 위상 변위 마스크의 다수의 에어리얼 이미지를 얻는 단계로서, 상기 다수의 에어리얼 이미지는 상기 노광 조건 세트를 이용하여 상기 노광 시스템의 프로세스 윈도우 내에 얻어지고; 상기 다수의 에어리얼 이미지는 위상 변위 마스크의 제 1 및 제 2 에어리얼 이미지를 포함하며; 상기 위상 변위 마스크의 상기 제 1 에어리얼 이미지는 제 1 아웃 오브 포커스 조건이고, 상기 위상 변위 마스크의 상기 제 2 에어리얼 이미지는 제 2 아웃 오브 포커스 조건인 상기 위상 변위 마스크의 다수의 에어리얼 이미지를 얻는 단계; 및
    상기 위상 변위 마스크 내의 위상 결함 및 에러를 탐지하도록 상기 제 1 및 제 2 에어리얼 이미지를 비교하는 단계를 포함하는,
    위상 변위 마스크를 검출하는 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 아웃 오브 포커스 조건은 포지티브 아웃 오브 포커스 조건이고, 상기 제 2 아웃 오브 포커스 조건은 네거티브 아웃 오브 포커스 조건인,
    위상 변위 마스크를 검출하는 방법.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 비교 단계 전에, 상기 제 1 및 제 2 에어리얼 이미지는 노광 시스템과 포토레지스트의 거동을 시뮬레이트하도록 변환되는,
    위상 변위 마스크를 검출하는 방법.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 위상 변위 마스크의 얻어진 에어리얼 이미지는 상기 위상 변위 마스크를 이용하는 상기 광학적 노광 시스템에 의해 포토레지스트 상에 형성되는 대응 이미지와 관련하여 확대되는,
    위상 변위 마스크를 검출하는 방법.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 비교의 결과를 자동적으로 처리하는 단계를 더 포함하는,
    위상 변위 마스크를 검출하는 방법.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 위상 변위 마스크의 상기 위상의 변화 맵을 형성하도록 상기 비교 결과를 이용하는 단계를 더 포함하는 방법.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 투과 광은 펄스 레이저 소오스(pulsating light source)를 이용하여 제공되는,
    위상 변위 마스크를 검출하는 방법.
  8. 제 8 항에 있어서,
    상기 펄스 레이저 소오스는 펄스 레이저(pulsating laser)인,
    위상 변위 마스크를 검출하는 방법.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 다수의 에어리얼 이미지를 얻는 단계는 상기 투과 광과 상기 위상 변위 마스크 사이에 연속적인 상대 이동을 제공하는 단계를 포함하는,
    위상 변위 마스크를 검출하는 방법.
  10. 제 7 항에 있어서,
    상기 다수의 에어리얼 이미지를 얻는 단계는 상기 레이저와 상기 위상 변위 마스크 사이에 연속적인 상대 이동을 제공하는 단계를 포함하는,
    위상 변위 마스크를 검출하는 방법.
  11. 노광 조건 세트 하에서 광학적 노광 시스템과 함께 사용되는 위상 변위 마스크를 검출하는 장치로서,
    상기 노광 조건 세트 하에서 상기 위상 변위 마스크의 다수의 에어리얼 이미지를 얻는 스캐너로서, 상기 위상 변위 마스크의 다수의 에어리얼 이미지는 상기 위상 변위 마스크의 제 1 및 제 2 에어리얼 이미지를 포함하며; 상기 위상 변위 마스크의 상기 제 1 에어리얼 이미지는 제 1 아웃 오브 포커스 조건이고, 상기 위상 변위 마스크의 상기 제 2 에어리얼 이미지는 제 2 아웃 오브 포커스 조건인 스캐너; 및
    상기 위상 변위 마스크의 상기 제 1 및 제 2 에어리얼 이미지를 이용하여 상기 위상 변위 마스크의 위상 변화를 탐지하는 이미지 프로세싱 모듈을 포함하는,
    위상 변위 마스크를 검출하는 장치.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 제 1 아웃 오브 포커스 조건은 포지티브 아웃 오브 포커스 조건이고, 상기 제 2 아웃 오브 포커스 조건은 네거티브 아웃 오브 포커스 조건인,
    위상 변위 마스크를 검출하는 장치.
  13. 제 11 항에 있어서,
    상기 스캐너는 상기 위상 변위 마스크의 다수의 에어리얼 이미지를 얻는 다수의 카메라를 포함하는,
    위상 변위 마스크를 검출하는 장치.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 다수의 카메라는,
    상기 위상 변위 마스크의 상기 제 1 이미지를 얻는 제 1 카메라; 및
    상기 위상 변위 마스크의 상기 제 2 이미지를 얻는 제 2 카메라를 포함하는,
    위상 변위 마스크를 검출하는 장치.
  15. 제 14 항에 있어서,
    상기 제 1 카메라는 포지티브 방향의 아웃 오브 포커스이고; 그리고
    상기 제 2 카메라는 네거티브 방향의 아웃 오브 포커스인,
    위상 변위 마스크를 검출하는 장치.
  16. 제 13 항에 있어서,
    상기 스캐너는 조명 광으로 상기 위상 변위 마스크를 조명하는 빛 소오스를 더 포함하며; 그리고
    상기 다수의 카메라는 상기 조명 광에 민감한,
    위상 변위 마스크를 검출하는 장치.
  17. 제 16 항에 있어서,
    상기 빛 소오스는 펄스 빛 소오스(pulsating light source)인,
    위상 변위 마스크를 검출하는 장치.
  18. 제 17 항에 있어서,
    상기 펄스 빛 소오스는 펄스 레이저인,
    위상 변위 마스크를 검출하는 장치.
  19. 제 11 항에 있어서,
    상기 스캐너와 상기 위상 변위 마스크 사이의 연속 상대 이동을 유효하게 하는 수단을 더 포함하는,
    위상 변위 마스크를 검출하는 장치.
  20. 제 17 항에 있어서,
    상기 레이저와 상기 위상 변위 마스크 사이의 연속적인 상대 이동을 유효하게 하는 수단을 더 포함하는,
    위상 변위 마스크를 검출하는 장치.
  21. 제 14 항에 있어서,
    상기 스캐너는;
    상기 위상 변위 마스크를 조명하는 투과 광 조명 시스템;
    상기 위상 변위 마스크로부터 방출되는 빛을 수집하고 상기 제 1 및 제 2 카메라의 상기 위상 변위 마스크의 에어리얼 이미지를 생성시키는 광학 시스템을 더포함하는,
    위상 변위 마스크를 검출하는 장치.
  22. 제 21 항에 있어서,
    상기 스캐너의 광학 시스템은 상기 노광 조건 세트를 재생성하는 수 개구 조리개를 더 포함하는,
    위상 변위 마스크를 검출하는 장치.
  23. 노광 조건 세트 하에서 광학적 노광 시스템과 함께 사용되는 위상 변위 마스크를 검출하는 장치로서,
    빛 소오스;
    상기 위상 변위 마스크를 조명하는 투과 광 조명 수단;
    상기 노광 조건 하에서 상기 위상 변위 마스크의 다수의 확대된 에어리얼 이미지를 생산하고, 상기 노광 조건 세트를 재생산하는 수 개구 조리개를 구비한 광학적 수단;
    상기 위상 변위 마스크의 다수의 확대된 에어리얼 이미지를 얻는 이미징 수단으로서, 상기 위상 변위 마스크의 다수의 에어리얼 이미지는 상기 위상 변위 마스크의 제 1 및 제 2 에어리얼 이미지를 포함하고; 상기 위상 변위 마스크의 제 1 에어리얼 이미지는 제 1 아웃 오브 포커스 조건이고, 상기 위상 변위 마스크의 제 2 에어리얼 이미지는 제 2 아웃 오브 포커스 조건인, 이미징 수단; 및
    상기 위상 변위 마스크의 다수의 에어리얼 이미지를 이용하여 상기 위상 변위 마스크의 조건을 분석하는 이미지 프로세싱 수단을 포함하는,
    위상 변위 마스크를 검출하는 장치.
  24. 제 23 항에 있어서,
    상기 제 1 아웃 오브 포커스 조건은 포지티브 아웃 오브 포커스 조건이고, 상기 제 2 아웃 오브 포커스 조건은 네거티브 아웃 오브 포커스 조건인,
    위상 변위 마스크를 검출하는 장치.
  25. 제 23 항에 있어서,
    상기 빛 소오소는 펄스 빛 소오스인,
    위상 변위 마스크를 검출하는 장치.
  26. 제 25 항에 있어서,
    상기 펄스 빛 소오스는 펄스 레이저인,
    위상 변위 마스크를 검출하는 장치.
  27. 제 23 항에 있어서,
    상기 스캐너와 상기 위상 변위 마스크 사이의 연속적인 상대 이동을 유효하게 하는 수단을 더 포함하는,
    위상 변위 마스크를 검출하는 장치.
  28. 제 26 항에 있어서,
    상기 레이저와 상기 위상 변위 마스크 사이의 연속적인 상대 이동을 유효하게 하는 수단을 더 포함하는,
    위상 변위 마스크를 검출하는 장치.
  29. 제 23 항에 있어서,
    상기 이미징 수단은 상기 위상 변위 마스크가 상기 투과 광 조명 수단에 의해 조명될 때 상기 위상 변위 마스크의 다수의 확대된 에어리얼 이미지를 얻는 다수의 카메라를 더 포함하는,
    위상 변위 마스크를 검출하는 장치.
  30. 제 29 항에 있어서,
    상기 다수의 카메라는;
    상기 위상 변위 마스크의 상기 제 1 이미지를 얻는 제 1 카메라;
    상기 위상 변위 마스크의 상기 제 2 이미지를 얻는 제 2 카메라; 및
    상기 위상 변위 마스크가 상기 투과 광 조명 수단에 의해 조명될 때 상기 제 1 및 제 2 카메라에 의해 각각 얻어지는 상기 위상 변위 마스크의 상기 제 1 및 제 2 에어리얼 이미지를 포함하는,
    위상 변위 마스크를 검출하는 장치.
  31. 제 30 항에 있어서,
    상기 제 1 카메라는 포지티브 방향의 아웃 오브 포커스이고; 그리고
    상기 제 2 카메라는 네거티브 방향의 아웃 오브 포커스인,
    위상 변위 마스크를 검출하는 장치.
  32. 제 23 항에 있어서,
    상기 위상 변위 마스크의 상기 조건을 그래픽 형태로 디스플레이하는 포스트 프로세스 및 리뷰 수단을 더 포함하는,
    위상 변위 마스크를 검출하는 장치.
  33. 제 30 항에 있어서,
    상기 빛 소오스의 파장은 상기 노광 시스템의 파장과 동일하고, 그리고
    상기 제 1 및 제 2 카메라는 상기 레이저 빛 소오스의 스펙트럼에 민감한,
    위상 변위 마스크를 검출하는 장치.
  34. 제 23 항에 있어서,
    상기 빛 소오스의 이용으로부터 야기되는 스펙클을 감소시키도록 상기 투과 광 조명 수단에 인접하게 배치되는 호모지나이저를 더 포함하는,
    위상 변위 마스크를 검출하는 장치.
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