KR20110132509A - 노광 장치 검사용 마스크 및 노광 장치 검사 방법 - Google Patents

노광 장치 검사용 마스크 및 노광 장치 검사 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명의 실시 형태에 따르면, 노광광에 대하여 반사성의 주면을 갖는 기판과, 상기 주면에 설치된 제1 패턴부를 구비한 노광 장치 검사용 마스크가 제공된다. 상기 제1 패턴부는, 상기 주면에 형성되고, 상기 주면에 대하여 평행한 제1 방향을 따라서 소정의 피치로 주기적으로 배열되고 상기 노광광에 대하여 흡수성을 갖는 복수의 제1 흡수층을 포함하는 제1 하층과, 상기 제1 하층의 상기 기판과는 반대측에 형성되고, 상기 제1 방향을 따라서 상기 피치로 주기적으로 배열되고, 상기 복수의 제1 흡수층 각각의 적어도 일부를 노출시켜, 상기 노광광에 대한 반사율이 상기 제1 흡수층보다도 높은 복수의 제1 반사층을 포함한다.

Description

노광 장치 검사용 마스크 및 노광 장치 검사 방법{MASK FOR INSPECTION OF EXPOSURE APPARATUS AND METHOD OF INSPECTING EXPOSURE APPARATUS}
<관련 출원>
본 출원은 일본 특허 출원 제2010-126698호(2010년 6월 2일)에 기초한 것으로서, 그 우선권을 주장하며, 그 전체 내용이 본 명세서에서 참조로서 인용된다.
본 발명의 실시 형태는, 일반적으로 장치 검사용 마스크 및 노광 장치 검사 방법에 관한 것이다.
반도체 장치의 미세화에 수반하여, 반도체 장치를 제조할 때에 사용되는 노광 장치의 노광광의 단파장화가 진행되고 있다. 예를 들어, 파장이 13.5나노미터(nm)인 극단 자외광(EUV: Extreme Ultra Violet)을 사용하는 노광 기술의 실용화가 기대되고 있다. 이러한 EUV를 사용하는 노광에 있어서는, 물질의 흡수 계수가 크기 때문에 투과 렌즈를 사용할 수 없고, 미러를 사용한 반사 광학계가 사용된다. 이로 인해, EUV를 사용한 노광에 있어서는 반사형의 포토마스크가 사용된다.
반사형의 포토마스크를 사용한 노광 장치의 성능을 평가하기 위한 특별한 기술의 개발이 필요해지고 있다.
본 발명은 상기 종래 기술을 감안하여 이루어진 것으로, 반사형 포토마스크를 사용하는 노광 장치의 검사를 위한 노광 장치 검사용 마스크 및 노광 장치 검사 방법을 제공할 수 있다.
본 발명의 실시 형태에 따르면, 노광광에 대하여 반사성의 주면을 갖는 기판과, 상기 주면에 설치된 제1 패턴부를 구비한 노광 장치 검사용 마스크가 제공된다. 상기 제1 패턴부는, 상기 주면에 형성되고, 상기 주면에 대하여 평행한 제1 방향을 따라서 소정의 피치로 주기적으로 배열되고 상기 노광광에 대하여 흡수성을 갖는 복수의 제1 흡수층을 포함하는 제1 하층과, 상기 제1 하층의 상기 기판과는 반대측에 형성되고, 상기 제1 방향을 따라서 상기 피치로 주기적으로 배열되고, 상기 복수의 제1 흡수층 각각의 적어도 일부를 노출시켜, 상기 노광광에 대한 반사율이 상기 제1 흡수층보다도 높은 복수의 제1 반사층을 포함한다.
본 발명의 다른 실시 형태에 따르면, 상기의 노광 장치 검사용 마스크에서 반사한 상기 노광광을 검사용 웨이퍼에 형성된 레지스트막에 조사하여, 상기 노광 장치 검사용 마스크의 패턴을 반영한 패턴을 갖는 레지스트층을 형성하고, 상기 레지스트층의 상기 패턴의 위치를 계측하는 것을 특징으로 하는 노광 장치 검사 방법이 제공된다.
도 1은, 제1 실시 형태에 관한 노광 장치 검사용 마스크의 구성을 예시하는 모식적 단면도.
도 2의 (a) 및 (b)는, 노광 장치 검사용 마스크의 동작을 예시하는 모식도.
도 3은, 비교예의 노광 장치 검사용 마스크의 구성을 예시하는 모식적 단면도.
도 4는, 제1 실시 형태에 관한 노광 장치 검사용 마스크의 특성을 예시하는 모식도.
도 5의 (a) 및 (b)는, 제1 실시 형태에 관한 노광 장치 검사용 마스크의 특성을 예시하는 모식도.
도 6은, 제1 실시 형태에 관한 다른 노광 장치 검사용 마스크의 구성을 예시하는 모식적 단면도.
도 7은, 제1 실시 형태에 관한 다른 노광 장치 검사용 마스크의 구성을 예시하는 모식적 단면도.
도 8은, 제1 실시 형태에 관한 다른 노광 장치 검사용 마스크의 구성을 예시하는 모식적 단면도.
도 9는, 제2 실시 형태에 관한 노광 장치 검사용 마스크의 구성을 예시하는 모식적 평면도.
도 10의 (a) 및 (b)는, 제2 실시 형태에 관한 노광 장치 검사용 마스크의 구성을 예시하는 모식적 단면도.
도 11의 (a) 및 (b)는, 제2 실시 형태에 관한 노광 장치 검사용 마스크의 구성을 예시하는 모식적 단면도.
도 12는, 제2 실시 형태에 관한 노광 장치 검사용 마스크의 특성을 예시하는 그래프도.
도 13은, 제2 실시 형태에 관한 다른 노광 장치 검사용 마스크의 구성을 예시하는 모식적 평면도.
도 14는, 제3 실시 형태에 관한 노광 장치 검사 방법을 예시하는 흐름도.
이하에, 본 발명의 각 실시 형태에 대하여 도면을 참조하면서 설명한다.
또한, 도면은 모식적 또는 개념적인 것이며, 각 부분의 두께와 폭의 관계, 부분간의 크기의 비율 등은 반드시 현실의 것과 동일하다고는 할 수 없다. 또한, 동일한 부분을 나타내는 경우라도, 도면에 따라 서로의 치수나 비율이 상이하게 나타내어지는 경우도 있다.
또한, 본원 명세서와 각 도면에 있어서, 이미 설명한 도면에 관하여 전술한 것과 마찬가지의 요소에는 동일한 부호를 부여하여 상세한 설명은 적절히 생략한다.
(제1 실시 형태)
도 1은, 제1 실시 형태에 관한 노광 장치 검사용 마스크의 구성을 예시하는 모식적 단면도이다.
본 실시 형태에 관한 노광 장치 검사용 마스크(110)는, 반사형 포토마스크를 사용하는 노광 장치의 검사에 사용되는 노광 장치 검사용 마스크이다. 피검사 대상의 노광 장치는, 예를 들어 파장이 13.5nm인 EUV를 노광광으로서 사용하는 노광 장치이다.
노광 장치 검사용 마스크(110)는, 후술하는 바와 같이 회절 효율이 서로 다른 플러스 1차 회절광과 마이너스 1차 회절광을 발생시킨다.
도 1에 도시한 바와 같이, 본 실시 형태에 관한 노광 장치 검사용 마스크(110)는, 기판(10)과 제1 패턴부(60a)를 구비한다.
기판(10)은, 노광 장치에 사용되는 노광광(예를 들어 EUV)에 대하여 반사성의 주면(10a)을 갖는다.
본 구체예에 있어서는, 기판(10)은, 기체(11)와 적층막(14)을 갖는다. 적층막(14)은 기체(11) 상에 설치된다. 적층막(14)은, 주면(10a)에 대하여 수직한 적층 방향으로 교대로 적층된 복수의 제1 층(12)과, 복수의 제1 층(12)끼리의 사이에 형성된 제2 층(13)을 갖는다. 제1 층(12)의 노광광에 대한 광학 특성은, 제2 층(13)의 노광광에 대한 광학 특성과는 다르다. 노광광에 대한 광학 특성은, 노광광에 대한 굴절률, 노광광에 대한 반사율 및 노광광에 대한 흡수율 중 적어도 어느 하나를 포함한다. 예를 들어, 제1 층(12)에는 실리콘(Si)이 사용되고, 제2 층(13)에는 몰리브덴(Mo)이 사용된다.
이와 같이 기판(10)은, 주면(10a)에 있어서 주면(10a)에 대하여 수직한 적층 방향으로 교대로 적층된 복수의 제1 층(12)과, 복수의 제1 층(12)끼리의 사이에 형성되고 노광광에 대한 광학 특성이 제1 층(12)과는 다른 제2 층(13)을 가질 수 있다. 이에 의해, 주면(10a)은 노광광에 대하여 반사성을 가질 수 있다. 또한, 본 구체예에서는, 제1 층(12)이 6층 형성되고, 제2 층(13)이 5층 형성되어 있지만, 제1 층(12)의 수 및 제2 층(13)의 수는 임의적이다.
여기서, 주면(10a)에 대하여 수직한 방향을 Z축 방향으로 한다. Z축 방향에 대하여 수직한 하나의 방향을 X축 방향으로 한다. Z축 방향과 X축 방향에 대하여 수직한 방향을 Y축 방향으로 한다.
또한, 본원 명세서에 있어서, 「적층」이란, 복수의 층이 직접 겹쳐지는 경우 외에, 복수의 층끼리의 사이에 다른 요소가 삽입되어 복수의 층이 겹쳐지는 경우도 포함한다.
제1 패턴부(60a)는, 제1 하층(30a)과 복수의 제1 반사층(40a)을 포함한다.
제1 하층(30a)은 기판(10)의 주면(10a)에 형성된다. 제1 하층(30a)은 복수의 제1 흡수층(31a)을 포함한다. 복수의 제1 흡수층(31a)은, 주면(10a)에 대하여 평행한 제1 방향을 따라서 소정의 피치 P로 주기적으로 배열되고 노광광에 대하여 흡수성을 갖는다.
본 구체예에서는, 제1 하층(30a)은, 복수의 제1 흡수층(31a)끼리의 사이에 형성되고, 노광광에 대한 반사율이 제1 흡수층(31a)보다도 높은 제1 하층 반사층(32a)을 더 포함한다. 또한, 후술하는 바와 같이, 제1 하층 반사층(32a)은 필요에 따라서 형성되고, 제1 하층 반사층(32a)은 경우에 따라서는 생략될 수 있다.
복수의 제1 반사층(40a)은, 제1 하층(30a)의 기판(10)과는 반대측에 형성된다. 예를 들어, 복수의 제1 반사층(40a)은 제1 하층(30a) 상에 형성된다. 복수의 제1 반사층(40a)은, 상기의 제1 방향을 따라서 피치 P로 주기적으로 배열되고, 복수의 제1 반사층(40a)의 각각은, 복수의 제1 흡수층(31a)의 각각의 적어도 일부를 노출시킨다. 복수의 제1 반사층(40a)의 노광광에 대한 반사율은, 제1 흡수층(31a)의 노광광에 대한 반사율보다도 높다.
이하에서는 제1 방향이 X축 방향인 경우로서 설명한다. 그리고, 주면(10a)에 대하여 평행하고 제1 방향(X축 방향)에 대하여 수직한 제2 방향이 Y축 방향인 경우로서 설명한다.
복수의 제1 흡수층(31a)의 각각은, 예를 들어 Y축 방향을 따라서 연장되는 띠 형상의 패턴 형상을 가질 수 있다. 복수의 제1 흡수층(31a)의 각각의 폭 W11(X축 방향을 따른 폭)은, 피치 P의 실질적으로 1/2로 설정될 수 있다. 즉, 복수의 제1 흡수층(31a)의 각각의 X축 방향을 따른 폭 W11은, 복수의 제1 흡수층(31a)끼리의 사이의 폭 W12와 실질적으로 동등하게 설정될 수 있다. 폭 W11과 폭 W12의 합계는, 피치 P와 동등하다. 또한, 본 구체예에서는, 복수의 제1 흡수층(31a)끼리의 사이의 폭 W12는, 복수의 제1 하층 반사층(32a)의 각각의 X축 방향을 따른 폭에 실질적으로 일치한다.
단, 복수의 제1 흡수층(31a)의 각각의 폭 W11은 임의적이다. 또한, 복수의 제1 흡수층(31a)끼리의 사이의 폭 W12(이 예에서는 복수의 제1 하층 반사층(32a)의 각각의 X축 방향을 따른 폭)는 임의적이다.
복수의 제1 반사층(40a)의 각각은, 예를 들어 Y축 방향을 따라서 연장되는 띠 형상의 패턴 형상을 가질 수 있다. 복수의 제1 반사층(40a)의 각각의 X축 방향을 따른 폭 W22는, 복수의 제1 흡수층(31a)의 각각의 폭 W11보다도 작게 설정될 수 있다. 복수의 제1 반사층(40a)의 각각의 X축 방향을 따른 폭 W22는, 복수의 제1 흡수층(31a)끼리의 사이의 폭 W12(이 예에서는 복수의 제1 하층 반사층(32a)의 각각의 X축 방향을 따른 폭)보다도 작게 설정될 수 있다. 이에 의해, 복수의 제1 흡수층(31a)의 각각의 적어도 일부는, 복수의 제1 반사층(40a)에 의해 덮어져 있지 않다.
즉, 기판(10)의 주면(10a)의 측에 있어서, 제1 반사층(40a)과 제1 흡수층(31a)의 적어도 일부가 노출되어 있다.
본 구체예에서는, 복수의 제1 반사층(40a)의 각각의 X축 방향을 따른 폭 W22는, 복수의 제1 흡수층(31a)끼리의 사이의 폭 W12(이 예에서는 복수의 제1 하층 반사층(32a)의 각각의 X축 방향을 따른 폭)의 1/2과 실질적으로 동등하다.
단, 복수의 제1 반사층(40a)의 X축 방향을 따른 폭 W22는 임의적이다.
피치 P는, 예를 들어 80nm로 설정할 수 있다. 복수의 제1 흡수층(31a)의 각각의 폭 W11은, 예를 들어 40nm로 설정할 수 있다. 복수의 제1 흡수층(31a)끼리의 사이의 폭 W12(이 예에서는 복수의 제1 하층 반사층(32a)의 각각의 X축 방향을 따른 폭)는, 예를 들어 40nm로 설정할 수 있다. 복수의 제1 반사층(40a)의 X축 방향을 따른 폭 W22는, 예를 들어 20nm로 설정할 수 있다. 단, 이미 설명한 바와 같이, 폭 W11, 폭 W12 및 폭 W22는 임의적이다. 피치 P에 관한 바람직한 조건에 관해서는 후술한다.
제1 흡수층(31a)에는, 예를 들어 탄탈(Ta)계 재료가 사용된다. 제1 하층 반사층(32a)에는, 예를 들어 실리콘이 사용된다. 제1 반사층(40a)에는, 예를 들어 실리콘이 사용된다.
단, 제1 흡수층(31a)에는, 노광광에 대한 흡수율이 제1 반사층(40a)보다도 높은 임의의 재료를 사용할 수 있다. 또한, 제1 하층 반사층(32a)에는, 노광광에 대한 반사율이 제1 흡수층(31a)보다도 높은 임의의 재료를 사용할 수 있다. 제1 반사층(40a)에는, 노광광에 대한 반사율이 제1 흡수층(31a)보다도 높은 임의의 재료를 사용할 수 있다.
제1 흡수층(31a)의 두께 t11(Z축 방향을 따른 두께)은, 예를 들어 61nm로 할 수 있다. 제1 하층 반사층(32a)의 두께 t12(Z축 방향을 따른 두께)는, 제1 흡수층(31a)의 두께 t11과 실질적으로 동일하게 할 수 있다. 제1 반사층(40a)의 두께 t22(Z축 방향을 따른 두께)는, 예를 들어 61nm로 할 수 있다. 단, 제1 흡수층(31a)의 두께 t11, 제1 하층 반사층(32a)의 두께 t12 및 제1 반사층(40a)의 두께 t22는 임의적이다.
이러한 구성을 갖는 노광 장치 검사용 마스크(110)는, 회절 효율이 서로 다른 플러스 1차 회절광과 마이너스 1차 회절광을 발생시킨다.
도 2의 (a) 및 (b)는, 노광 장치 검사용 마스크의 동작을 예시하는 모식도이다. 즉, 도 2의 (a)는, 노광 검사 장치용 마스크의 회절 효율이 비대칭인 경우를 예시하고, 도 2의 (b)는, 노광 검사 장치용 마스크의 회절 효율이 대칭인 경우를 예시하고 있다.
여기서, 노광 장치의 포커스 방향(230)에 대하여 평행한 방향을 Z1축 방향으로 한다. Z1축 방향에 대하여 수직한 하나의 방향을 X1축 방향으로 하고, Z1축 방향과 X1축 방향에 대하여 수직한 방향을 Y1축 방향으로 한다.
도 2의 (b)에 나타낸 바와 같이, 회절 효율이 대칭인 경우에 있어서는, 포커스의 위치가 Z1축 방향을 따라서 시프트하여도, 0차 광(210), 플러스 1차 회절광(211) 및 마이너스 1차 회절광(212)은, 웨이퍼 상의 X1-Y1 평면 내의 동일한 위치에 투영된다. 이로 인해, 포커스의 위치가 Z1축 방향을 따라서 시프트한 경우에 있어서도, 웨이퍼 상에서의 패턴 전사 위치(220)는, 예를 들어 X1-Y1 평면 내에 있어서 변화하지 않는다.
한편, 도 2의 (a)에 나타낸 바와 같이, 회절 효율이 비대칭인 경우에 있어서는, 포커스의 위치가 Z1축 방향을 따라서 시프트하면, 플러스 1차 회절광(211) 및 마이너스 1차 회절광(212)은, 포커스 위치의 시프트를 따라서, 웨이퍼 상의 X1-Y1 평면 내를 시프트한다. 이로 인해, 포커스의 위치가 Z1축 방향을 따라서 시프트한 경우에는, 웨이퍼 상에서의 패턴 전사 위치(220)는, 예를 들어 X1-Y1 평면 내에 있어서 시프트한다.
본 실시 형태에 관한 노광 장치 검사용 마스크(110)에 있어서는, 제1 흡수층(31a)을 포함하는 제1 하층(30a)과, 제1 하층(30a) 상에 형성되고 제1 흡수층(31a)의 적어도 일부를 노출하는 제1 반사층(40a)의 적층 구조를 형성함으로써, 플러스 1차 회절광과 마이너스 1차 회절광에서 회절 효율이 서로 다르다. 즉, 플러스 1차 회절광과 마이너스 1차 회절광은 비대칭이 된다. 이에 의해, 도 2의 (a)에 예시한 바와 같이, 포커스의 위치가 Z1축 방향을 따라서 시프트한 경우에, 웨이퍼 상에서의 패턴 전사 위치(220)를, 예를 들어 X1-Y1 평면 내에 있어서 시프트시킬 수 있다. 이 X1-Y1 평면 내에서의 패턴 전사 위치의 시프트의 양을 계측함으로써, 노광 장치의 포커스의 위치를 검출할 수 있다.
도 3은, 비교예의 노광 장치 검사용 마스크의 구성을 예시하는 모식적 단면도이다.
도 3에 도시한 바와 같이, 비교예의 노광 장치 검사용 마스크(119)에 있어서는, 기판(10)의 주면 상에, 제1 패턴부(69)로서, 복수의 흡수층(31)이 형성되어 있을 뿐이다. 복수의 흡수층(31)은, X축 방향을 따라서 피치 P의 간격으로 배치되어 있고, 흡수층(31)의 폭 W11 및 흡수층(31)끼리의 사이의 폭 W12는, 예를 들어 피치 P의 1/2이다.
이러한 구성을 갖는 비교예의 노광 장치 검사용 마스크(119)에 있어서는, 플러스 1차 회절광과 마이너스 1차 회절광에서 회절 효율이 서로 동일하고, 대칭이다. 이로 인해, 도 2의 (b)에 관하여 설명한 바와 같이, 포커스의 위치가 Z1축 방향을 따라서 시프트한 경우에 있어서도 웨이퍼 상에서의 패턴 전사 위치(220)는 시프트하지 않는다. 이로 인해, 노광 장치의 포커스의 위치를 검출할 수 없다.
이에 대하여, 본 실시 형태에 관한 노광 장치 검사용 마스크(110)에 있어서는, 제1 흡수층(31a)을 포함하는 제1 하층(30a)과, 제1 반사층(40a)의 적층 구조를 채용함으로써, 플러스 1차 회절광과 마이너스 1차 회절광에서 회절 효율을 서로 다르게 하여, 포커스의 위치가 시프트하였을 때에 웨이퍼 상의 패턴 전사 위치(220)를 시프트시킴으로써, 노광 장치의 포커스의 위치를 검출할 수 있다. 즉, 노광 장치 검사용 마스크(110)를 사용함으로써, 반사형 포토마스크를 사용하는 노광 장치의 포커스 특성(예를 들어 포커스 정밀도)의 검사를 행할 수 있다.
이하, 본 실시 형태에 관한 노광 장치 검사용 마스크(110)에서의 피치 P에 관한 바람직한 조건의 예에 대하여 설명한다.
도 4는, 제1 실시 형태에 관한 노광 장치 검사용 마스크의 특성을 예시하는 모식도이다. 즉, 도 4는, 투영 광학계의 개구수 NA(Numerical Aperture)와, 회절광의 투영 범위의 관계를 모식적으로 예시하고 있다.
여기서, 노광 장치의 노광광의 파장을 파장 λ로 하고, 노광 장치의 조명 광학계의 개구수를 조명 광학계 개구수 INA로 하고, 노광 장치의 투영 광학계의 개구수를 투영 광학계 개구수 LNA로 한다. 그리고, 조명 광학계의 개구수와 투영 광학계의 개구수의 비를 개구수비 σ로 한다. 즉, σ=INA/LNA로 한다.
도 4에 나타낸 바와 같이, 노광 장치 검사용 마스크(110)를 사용한 검사에 있어서는, 1차 회절광의 적어도 일부(플러스 1차 회절광(211)의 적어도 일부 및 마이너스 1차 회절광(212)의 적어도 일부)가, 투영 광학계 개구수 LNA의 범위 240 내에 투영되면 된다.
따라서, 하기 수학식 1의 관계가 만족되면 된다.
Figure pat00001
즉, 하기 수학식 2가 만족되면 된다.
Figure pat00002
이와 같이, 피치 P는 λ/{LNA×(1+σ)} 이상으로 설정된다.
도 5의 (a) 및 (b)는, 제1 실시 형태에 관한 노광 장치 검사용 마스크의 특성을 예시하는 모식도이다.
즉, 도 5의 (a) 및 (b)는, 도 4에 예시한 특성보다도 더욱 바람직한 상태를 예시하고 있다.
도 5의 (a)에 나타낸 바와 같이, 투영 광학계 개구수 LNA의 범위 240 내에 1차 회절광 모두(플러스 1차 회절광(211) 모두 및 마이너스 1차 회절광(212) 모두)가 투영되는 상태가 더욱 바람직하다.
그리고, 도 5의 (b)에 나타낸 바와 같이, 투영 광학계 개구수 LNA의 범위 240 내에 2차 회절광(플러스 2차 회절광(213) 및 마이너스 2차 회절광(214))이 투영되지 않는 상태가 더욱 바람직하다.
따라서, 하기 수학식 3의 관계가 만족되는 것이 더욱 바람직하다.
Figure pat00003
즉, 피치 P는, λ/{LNA×(1-σ)} 이상이고, 2×λ/{LNA×(1+σ)} 이하인 것이 더욱 바람직하다. 이에 의해, 투영 광학계 개구수 LNA의 범위 240 내에 1차 회절광 모두가 투영되면서 2차 회절광이 투영되지 않는 상태가 형성되어, 웨이퍼 상에서의 패턴의 전사의 정밀도가 보다 향상되고, 노광 장치의 포커스의 위치의 검출 정밀도가 보다 향상된다.
또한, 노광 파장 λ가 13.5nm이고, 투영 광학계 개구수 LNA가 0.25이고, 개구수비 σ가 0.10인 경우에 피치 P를 80nm로 하면, 상기의 수학식 1, 수학식 2, 수학식 3이 만족된다.
도 6은, 제1 실시 형태에 관한 다른 노광 장치 검사용 마스크의 구성을 예시하는 모식적 단면도이다.
도 6에 도시한 바와 같이, 본 실시 형태에 관한 다른 노광 장치 검사용 마스크(111)도, 기판(10)과 제1 패턴부(61)를 구비한다. 그리고, 제1 패턴부(61)는, 제1 흡수층(31a)과 제1 하층 반사층(32a)을 포함하는 제1 하층(30a)과, 제1 하층(30a)의 기판(10)과는 반대측에 형성된 제1 반사층(40a)을 포함한다.
본 구체예에 있어서는, 제1 반사층(40a)의 각각의 X축 방향을 따른 위치는, 제1 하층 반사층(32a)의 각각의 X축 방향을 따른 위치의 중앙 부분에 배치되어 있다. 한편, 도 1에 예시한 노광 장치 검사용 마스크(110)에 있어서는, 제1 반사층(40a)의 각각의 X축 방향을 따른 위치는, 제1 하층 반사층(32a)의 각각의 X축 방향을 따른 위치의 단부에 배치되어 있다. 이와 같이, 제1 반사층(40a)의 각각의 X축 방향을 따른 위치는 임의적이다.
도 7은, 제1 실시 형태에 관한 다른 노광 장치 검사용 마스크의 구성을 예시하는 모식적 단면도이다.
도 7에 도시한 바와 같이, 본 실시 형태에 관한 다른 노광 장치 검사용 마스크(112)도, 기판(10)과 제1 패턴부(62)를 구비한다. 그리고, 제1 패턴부(62)는, 제1 흡수층(31a)과 제1 하층 반사층(32a)을 포함하는 제1 하층(30a)과, 제1 반사층(40a)을 포함한다.
본 구체예에 있어서는, 제1 반사층(40a)의 각각은, 제1 하층 반사층(32a)과 제1 흡수층(31a)의 경계 상에 형성되어 있다. 즉, 제1 반사층(40a)의 각각은, 서로 인접하는 제1 하층 반사층(32a)과 제1 흡수층(31a) 상에 형성되어 있다. 이와 같이 제1 반사층(40a)은, 제1 하층 반사층(32a) 상에만 형성하여도 되고(예를 들어 노광 장치 검사용 마스크(110 및 111)), 또한 제1 하층 반사층(32a)과 제1 흡수층(31a)의 양쪽 위에 형성하여도 된다(예를 들어 노광 장치 검사용 마스크(112)).
도 8은, 제1 실시 형태에 관한 다른 노광 장치 검사용 마스크의 구성을 예시하는 모식적 단면도이다.
도 8에 도시한 바와 같이, 본 실시 형태에 관한 다른 노광 장치 검사용 마스크(113)도, 기판(10)과 제1 패턴부(63)를 구비한다. 그리고, 제1 패턴부(63)는, 제1 흡수층(31a)을 포함하는 제1 하층(30a)과, 제1 반사층(40a)을 포함한다. 본 구체예에 있어서는, 제1 하층(30a)에는 제1 하층 반사층(32a)이 형성되어 있지 않다.
본 구체예에 있어서는, 제1 반사층(40a)의 각각은, 제1 흡수층(31a)의 각각의 위(제1 흡수층(31a)의 기판(10)과는 반대측)에 형성되어 있다. 또한, 제1 반사층(40a)의 각각은, 제1 흡수층(31a)의 각각의 일부를 노출시키고 있다.
상기와 같은 구성을 갖는 노광 장치 검사용 마스크(111, 112 및 113)에 있어서도, 회절 효율이 서로 다른 플러스 1차 회절광과 마이너스 1차 회절광을 발생시킬 수 있어, 반사형 포토마스크를 사용하는 노광 장치의 검사를 행할 수 있다. 여기서, 이들 노광 장치 검사용 마스크(111, 112 및 113)에 있어서도, 제1 흡수층(31a)의 폭 W11, 복수의 제1 흡수층(31a)끼리의 사이의 폭 W12(예를 들어, 복수의 제1 하층 반사층(32a)의 각각의 X축 방향을 따른 폭) 및 제1 반사층(40a)의 폭 W22는 임의적이다.
또한, 본 실시 형태에 관한 노광 장치 검사용 마스크(110, 111, 112 및 113)에 의해 검사되는 노광 장치에 있어서는, 파장이 예를 들어 13.5nm인 EUV를 노광광으로서 사용한다. 이로 인해, 예를 들어 KrF나 ArF 등과 같은 심자외광(DUV: Deep Ultra Violet)을 광원광으로 한 노광과는 달리, 물질에서의 흡수 계수가 크기 때문에, 노광 장치 검사용 마스크(110, 111, 112 및 113)는 진공 중에서 사용된다.
(제2 실시 형태)
도 9는, 제2 실시 형태에 관한 노광 장치 검사용 마스크의 구성을 예시하는 모식적 평면도이다.
도 10의 (a) 및 (b)는, 제2 실시 형태에 관한 노광 장치 검사용 마스크의 구성을 예시하는 모식적 단면도이다.
즉, 도 10의 (a)는 도 9의 A1-A2선 단면도이고, 도 10의 (b)는 도 9의 B1-B2선 단면도이다.
도 11의 (a) 및 (b)는, 제2 실시 형태에 관한 노광 장치 검사용 마스크의 구성을 예시하는 모식적 단면도이다.
즉, 도 11의 (a)는 도 9의 C1-C2선 단면도이고, 도 11의 (b)는 도 9의 D1-D2선 단면도이다.
도 9에 도시한 바와 같이, 본 실시 형태에 관한 노광 장치 검사용 마스크(120)는, 제1 패턴부(60a) 외에, 기판(10)의 주면(10a)에 설치된 제2 패턴부(60b)를 더 구비한다.
도 10의 (a)에 도시한 바와 같이, 제1 패턴부(60a)는, 도 1에 관하여 설명한 노광 장치 검사용 마스크(110)에서의 제1 패턴부(60a)와 마찬가지로 할 수 있으므로 설명을 생략한다.
도 10의 (b)에 도시한 바와 같이, 제2 패턴부(60b)는, 제2 하층(30b)과 복수의 제2 반사층(40b)을 포함한다.
제2 하층(30b)은 주면(10a)에 형성된다. 제2 하층(30b)은, X축 방향을 따라서 피치 P로 주기적으로 배열되고 노광광에 대하여 흡수성을 갖는 복수의 제2 흡수층(31b)을 포함한다.
복수의 제2 반사층(40b)은, 제2 하층(30b)의 기판(10)과는 반대측에 형성된다. 복수의 제2 반사층(40b)은, X축 방향을 따라서 피치 P로 주기적으로 배열한다. 복수의 제2 반사층(40b)의 각각은, 복수의 제2 흡수층(31b)의 각각의 적어도 일부를 노출시킨다. 복수의 제2 반사층(40b)의 노광광에 대한 반사율은, 제2 흡수층(31b)의 노광광에 대한 반사율보다도 높다.
본 구체예에서는, 제2 하층(30b)은, 복수의 제2 흡수층(31b)끼리의 사이에 형성되고, 노광광에 대한 반사율이 제2 흡수층(31b)보다도 높은 제2 하층 반사층(32b)을 더 포함한다.
그리고, 도 10의 (a) 및 (b)에 도시한 바와 같이, 제1 흡수층(31a) 및 제1 반사층(40a)에서의 X축 방향을 따른 상대적인 위치 관계와, 제2 흡수층(31b) 및 제2 반사층(40b)에서의 X축 방향을 따른 상대적인 위치 관계는, Y축 방향(즉, 주면(10a)에 대하여 평행하고 X축 방향에 대하여 수직한 방향)을 축으로 하는 경면 대칭의 관계를 갖는다.
예를 들어, 제1 흡수층(31a)의 피치 P와, 제2 흡수층(31b)의 피치 P는, 서로 실질적으로 동일하다. 그리고, 제1 흡수층(31a)의 폭 W11과, 제2 흡수층(31b)의 폭 W1lb는, 서로 실질적으로 동일하다. 그리고, 복수의 제1 흡수층(31a)끼리의 사이의 폭 W12와, 복수의 제2 흡수층(31b)끼리의 사이의 폭 W12b는, 서로 실질적으로 동일하다. 그리고, 제1 반사층(40a)의 폭 W22와, 제2 반사층(40b)의 폭 W22b는, 서로 실질적으로 동일하다.
또한, 예를 들어 제2 흡수층(31b)의 두께는, 제1 흡수층(31a)의 두께 t11과 동일하게 설정되고, 제2 하층 반사층(32b)의 두께는, 제1 하층 반사층(32a)의 두께 t12와 동일하게 설정되고, 제2 반사층(40b)의 두께는, 제1 반사층(40a)의 두께 t22와 동일하게 설정된다.
그리고, 예를 들어 제1 흡수층(31a)에 대한 제1 반사층(40a)의 배치(X축 방향을 따른 상대적인 배치)는, 제2 흡수층(31b)에 대한 제2 반사층(40b)의 배치(X축 방향을 따른 상대적인 배치)에 대하여, Y축 방향을 축으로 한 경면 대칭이다.
이러한 관계를 갖는 제1 패턴부(60a)와 제2 패턴부(60b)를 사용함으로써, 예를 들어 노광 장치의 포커스가 시프트한 경우에서의 제1 패턴부(60a)의 웨이퍼 상에의 전사 패턴의 시프트 방향과, 제2 패턴부(60b)의 웨이퍼 상에의 전사 패턴의 시프트 방향을 서로 역방향으로 할 수 있다. 즉, 제1 패턴부(60a)의 웨이퍼 상에의 전사 패턴의 시프트 방향이 플러스 X1축 방향인 경우에는, 제2 패턴부(60b)의 웨이퍼 상에의 전사 패턴의 시프트 방향은, 플러스 X1축 방향과는 역방향인 마이너스 X1축 방향으로 할 수 있다.
제2 흡수층(31b)의 광학 특성은, 제1 흡수층(31a)의 광학 특성과 동일하게 설정된다. 제2 흡수층(31b)에 사용되는 재료는, 제1 흡수층(31a)에 사용되는 재료와 동일하다. 또한, 제2 흡수층(31b)은, 제1 흡수층(31a)과 동시에 일괄하여 형성할 수 있다.
제2 반사층(40b)의 광학 특성은, 제1 반사층(40a)의 광학 특성과 동일하게 설정된다. 제2 반사층(40b)에 사용되는 재료는, 제1 반사층(40a)에 사용되는 재료와 동일하다. 또한, 제2 반사층(40b)은, 제1 반사층(40a)과 동시에 일괄하여 형성할 수 있다. 기판(10)의 주면(10a)의 반사율과 제2 반사층(40b)의 반사율의 대소 관계는, 기판(10)의 주면(10a)의 반사율과 제1 반사층(40a)의 반사율의 대소 관계와 동일하다.
제2 하층 반사층(32b)의 광학 특성은, 제1 하층 반사층(32a)의 광학 특성과 동일하게 설정된다. 제2 하층 반사층(32b)에 사용되는 재료는, 제1 하층 반사층(32a)에 사용되는 재료와 동일하다. 또한, 제2 하층 반사층(32b)은, 제1 하층 반사층(32a)과 동시에 일괄하여 형성할 수 있다.
이러한 구성을 갖는 제1 패턴부(60a)와 제2 패턴부(60b)의 조합을 사용함으로써, 예를 들어 제1 패턴부(60a)만을 사용하는 경우에 비하여, 검출 감도를 2배로 할 수 있어, 보다 정밀도가 높은 검사를 행할 수 있다.
또한, 제1 패턴부(60a)와 제2 패턴부(60b)의 조합은, 기판(10)의 주면(10a)에 있어서 복수 설치할 수 있다.
또한, 도 9에 도시한 바와 같이, 노광 장치 검사용 마스크(120)는, 주면(10a)에 설치된 제3 패턴부(60c)와, 주면(10a)에 설치된 제4 패턴부(60d)를 더 구비한다.
도 11의 (a)에 도시한 바와 같이, 제3 패턴부(60c)는, 제3 하층(30c)과 복수의 제3 반사층(40c)을 포함한다.
제3 하층(30c)은 주면(10a)에 형성된다. 제3 하층(30c)은, 주면(10a)에 대하여 평행하고 X축 방향에 대하여 수직한 Y축 방향을 따라서 피치 P로 주기적으로 배열되고 노광광에 대하여 흡수성을 갖는 복수의 제3 흡수층(31c)을 포함한다.
복수의 제3 반사층(40c)은, 제3 하층(30c)의 기판(10)과는 반대측에 형성된다. 복수의 제3 반사층(40c)은, Y축 방향을 따라서 피치 P로 주기적으로 배열한다. 복수의 제3 반사층(40c)의 각각은, 복수의 제3 흡수층(31c)의 각각의 적어도 일부를 노출시킨다. 복수의 제3 반사층(40c)의 노광광에 대한 반사율은, 제3 흡수층(31c)의 노광광에 대한 반사율보다도 높다.
본 구체예에서는, 제3 하층(30c)은, 복수의 제3 흡수층(31c)끼리의 사이에 형성되고, 노광광에 대한 반사율이 제3 흡수층(31c)보다도 높은 제3 하층 반사층(32c)을 더 포함한다.
도 11의 (b)에 도시한 바와 같이, 제4 패턴부(60d)는, 제4 하층(30d)과 복수의 제4 반사층(40d)을 포함한다.
제4 하층(30d)은 주면(10a)에 형성된다. 제4 하층(30d)은, Y축 방향을 따라서 피치 P로 주기적으로 배열되고 노광광에 대하여 흡수성을 갖는 복수의 제4 흡수층(31d)을 포함한다.
복수의 제4 반사층(40d)은, 제4 하층(30d)의 기판(10)과는 반대측에 형성된다. 복수의 제4 반사층(40d)은, Y축 방향을 따라서 피치 P로 주기적으로 배열한다. 복수의 제4 반사층(40d)의 각각은, 복수의 제4 흡수층(31d)의 각각의 적어도 일부를 노출시킨다. 복수의 제4 반사층(40d)의 노광광에 대한 반사율은, 제4 흡수층(31d)의 노광광에 대한 반사율보다도 높다.
본 구체예에서는, 제4 하층(30d)은, 복수의 제4 흡수층(31d)끼리의 사이에 형성되고, 노광광에 대한 반사율이 제4 흡수층(31d)보다도 높은 제4 하층 반사층(32d)을 더 포함한다.
그리고, 도 11의 (a) 및 (b)에 도시한 바와 같이, 제3 흡수층(31c) 및 제3 반사층(40c)에서의 Y축 방향을 따른 상대적인 위치 관계와, 제4 흡수층(31d) 및 제4 반사층(40d)에서의 Y축 방향을 따른 상대적인 위치 관계는, X축 방향을 축으로 하는 경면 대칭의 관계를 갖는다.
예를 들어, 제3 흡수층(31c)의 피치 P와, 제4 흡수층(31d)의 피치 P는, 서로 실질적으로 동일하다. 그리고, 제3 흡수층(31c)의 폭 W11c와, 제4 흡수층(31d)의 폭 W11d는, 서로 실질적으로 동일하다. 그리고, 복수의 제3 흡수층(31c)끼리의 사이의 폭 W12c와, 복수의 제4 흡수층(31d)끼리의 사이의 폭 W12d는, 서로 실질적으로 동일하다. 그리고, 제3 반사층(40c)의 폭 W22c와, 제4 반사층(40d)의 폭 W22d는, 서로 실질적으로 동일하다.
또한, 예를 들어 제4 흡수층(31d)의 두께는, 제3 흡수층(31c)의 두께와 동일하게 설정되고, 제4 하층 반사층(32d)의 두께는, 제3 하층 반사층(32c)의 두께와 동일하게 설정되고, 제4 반사층(40d)의 두께는, 제3 반사층(40c)의 두께와 동일하게 설정된다.
그리고, 예를 들어 제3 흡수층(31c)에 대한 제3 반사층(40c)의 배치(Y축 방향을 따른 상대적인 배치)는, 제4 흡수층(31d)에 대한 제4 반사층(40d)의 배치(Y축 방향을 따른 상대적인 배치)에 대하여, X축 방향을 축으로 한 경면 대칭이다.
이러한 관계를 갖는 제3 패턴부(60c)와 제4 패턴부(60d)를 사용함으로써, 예를 들어 노광 장치의 포커스가 시프트한 경우에서의 제3 패턴부(60c)의 웨이퍼 상에의 전사 패턴의 시프트 방향과, 제4 패턴부(60d)의 웨이퍼 상에의 전사 패턴의 시프트 방향을 서로 역방향으로 할 수 있다.
제3 흡수층(31c) 및 제4 흡수층(31d)의 광학 특성은, 제1 흡수층(31a) 및 제2 흡수층(31b)의 광학 특성과 동일하게 설정된다. 제3 흡수층(31c) 및 제4 흡수층(31d)에 사용되는 재료는, 제1 흡수층(31a) 및 제2 흡수층(31b)에 사용되는 재료와 동일하다. 또한, 제3 흡수층(31c) 및 제4 흡수층(31d)은, 제1 흡수층(31a) 및 제2 흡수층(31b)과 동시에 일괄하여 형성할 수 있다.
제3 반사층(40c) 및 제4 반사층(40d)의 광학 특성은, 제1 반사층(40a) 및 제2 반사층(40b)의 광학 특성과 동일하게 설정된다. 제3 반사층(40c) 및 제4 반사층(40d)에 사용되는 재료는, 제1 반사층(40a) 및 제2 반사층(40b)에 사용되는 재료와 동일하다. 또한, 제3 반사층(40c) 및 제4 반사층(40d)은, 제1 반사층(40a) 및 제2 반사층(40b)과 동시에 일괄하여 형성할 수 있다.
제3 하층 반사층(32c) 및 제4 하층 반사층(32d)의 광학 특성은, 제1 하층 반사층(32a) 및 제2 하층 반사층(32b)의 광학 특성과 동일하게 설정된다. 제3 하층 반사층(32c) 및 제4 하층 반사층(32d)에 사용되는 재료는, 제1 하층 반사층(32a) 및 제2 하층 반사층(32b)에 사용되는 재료와 동일하다. 또한, 제3 하층 반사층(32c) 및 제4 하층 반사층(32d)은, 제1 하층 반사층(32a) 및 제2 하층 반사층(32b)과 동시에 일괄하여 형성할 수 있다.
이러한 구성을 갖는 제3 패턴부(60c)와 제4 패턴부(60d)의 조합을 사용함으로써, 예를 들어 제3 패턴부(60c)만을 사용하는 경우에 비하여, 검출 감도를 2배로 할 수 있어, 보다 정밀도가 높은 검사를 행할 수 있다.
또한, 제3 패턴부(60c)와 제4 패턴부(60d)의 조합은, 기판(10)의 주면(10a)에 있어서 복수 설치할 수 있다.
도 12는, 제2 실시 형태에 관한 노광 장치 검사용 마스크의 특성을 예시하는 그래프도이다.
즉, 도 12는, 노광 장치 검사용 마스크(120)를 사용한 노광 장치의 검사에 있어서, 노광 장치의 포커스의 위치(예를 들어 Z1축 방향을 따른 위치)가 시프트하였을 때의, 웨이퍼 상에서의 패턴 전사 위치(220)의 예를 들어 X1축 방향을 따른 시프트량을 시뮬레이션한 결과를 예시하고 있다. 도 12에 있어서, 횡축은 노광 장치의 포커스의 위치의 시프트량 Sf이고, 종축은 웨이퍼 상에서의 패턴 전사 위치(220)의 X1축 방향을 따른 시프트량 Sx1이다.
또한, 이 시뮬레이션에 있어서는, 피치 P는 80nm이고, 제1 흡수층(31a)의 폭 W11은 40nm이고, 복수의 제1 흡수층(31a)끼리의 사이의 폭 W12(이 예에서는 복수의 제1 하층 반사층(32a)의 각각의 X축 방향을 따른 폭)는 40nm이고, 제1 반사층(40a)의 폭 W22는 20nm이고, 제1 흡수층(31a)의 두께 t11은 61nm이고, 제1 하층 반사층(32a)의 두께 t12는 제1 흡수층(31a)의 두께 t11과 동일하고, 제1 반사층(40a)의 두께 t22는 61nm로 되었다.
도 12에 나타낸 바와 같이, 노광 장치의 포커스의 위치의 시프트량 Sf에 대하여, 웨이퍼 상에서의 패턴 전사 위치(220)의 X1축 방향을 따른 시프트량 Sx1은 비례한다. 시프트량 Sx1과 시프트량 Sf의 관계는, 충분한 선형성을 갖는다. 그리고, 예를 들어 노광 장치의 포커스의 위치의 시프트량 Sf가 100nm일 때에는, 웨이퍼 상에서의 패턴 전사 위치(220)의 X1축 방향을 따른 시프트량 Sx1의 절대값은 4.8nm가 된다.
이와 같이, 본 실시 형태에 관한 노광 장치 검사용 마스크(120)를 사용함으로써, 포커스의 위치의 Z1축 방향을 따른 시프트에 기초하여, 웨이퍼 상에서의 패턴 전사 위치(220)를 X1-Y1 평면 내에 있어서 시프트시킬 수 있다. 그리고, 패턴 전사 위치의 시프트를 계측함으로써, 노광 장치의 포커스의 위치를 검출할 수 있다. 즉, 노광 장치의 포커스 특성을 평가할 수 있다.
또한, 노광 장치 검사용 마스크(120)에 있어서는, 제1 패턴부(60a)에는, 도 1에 예시한 구성이 적용되고 있지만, 노광 장치 검사용 마스크(120)의 제1 패턴부(60a)에는, 도 6, 도 7 및 도 8에 예시한 제1 패턴부(61, 62 및 63)의 구성을 적용하여도 된다. 이 경우에는, 노광 장치 검사용 마스크(120)의 제2 패턴부(60b)에는, 각각 제1 패턴부(61, 62 및 63)의 구성에 적합한 구성이 적용된다. 또한, 제3 패턴부(60c)에도 도 6, 도 7 및 도 8에 예시한 제1 패턴부(61, 62 및 63)의 구성을 적용하여도 되며, 이 경우에는 제4 패턴부(60d)에는, 각각 제1 패턴부(61, 62 및 63)의 구성에 적합한 구성이 적용된다.
도 13은, 제2 실시 형태에 관한 다른 노광 장치 검사용 마스크의 구성을 예시하는 모식적 평면도이다.
도 13에 도시한 바와 같이, 본 실시 형태에 관한 노광 장치 검사용 마스크(121)도, 기판(10)과, 제1 패턴부(60a), 제2 패턴부(60b), 제3 패턴부(60c) 및 제4 패턴부(60d)를 구비한다. 제1 패턴부(60a), 제2 패턴부(60b), 제3 패턴부(60c) 및 제4 패턴부(60d)의 단면의 구성은, 도 10의 (a), 도 10의 (b), 도 11의 (a) 및 도 11의 (b)에 예시한 구성으로 할 수 있으므로 설명을 생략한다.
노광 장치 검사용 마스크(121)에 있어서는, 제1 패턴부(60a), 제2 패턴부(60b), 제3 패턴부(60c) 및 제4 패턴부(60d)의 주면(10a) 내에서의 배치가 노광 장치 검사용 마스크(120)와는 다르다.
즉, 도 9에 예시한 노광 장치 검사용 마스크(120)에 있어서는, 제1 패턴부(60a)와 제2 패턴부(60b)는 X축 방향을 따라서 배열된다. 그리고, 노광 장치 검사용 마스크(120)에 있어서는, 제3 패턴부(60c)와 제4 패턴부(60d)는 Y축 방향을 따라서 배열된다.
한편, 도 13에 예시한 노광 장치 검사용 마스크(121)에 있어서는, 제1 패턴부(60a)와 제2 패턴부(60b)는 Y축 방향을 따라서 배열된다. 그리고, 노광 장치 검사용 마스크(121)에 있어서는, 제3 패턴부(60c)와 제4 패턴부(60d)는 X축 방향을 따라서 배열된다.
노광 장치 검사용 마스크(121)에 있어서도, 회절 효율이 서로 다른 플러스 1차 회절광과 마이너스 1차 회절광을 발생시킬 수 있어, 반사형 포토마스크를 사용하는 노광 장치의 검사를 행할 수 있다.
(제3 실시 형태)
도 14는, 제3 실시 형태에 관한 노광 장치 검사 방법을 예시하는 흐름도이다.
본 검사 방법은, 반사형 포토마스크를 사용하는 노광 장치의 검사 방법이다. 피검사 대상의 노광 장치는, 예를 들어 파장이 13.5nm인 EUV를 노광광으로서 사용하는 노광 장치이다. 본 검사 방법에 있어서는, 회절 효율이 서로 다른 플러스 1차 회절광과 마이너스 1차 회절광을 발생시키는 노광 장치 검사용 마스크가 사용된다.
도 14에 나타낸 바와 같이, 본 검사 방법에서는, 실시 형태에 관한 노광 장치 검사용 마스크에서 반사한 노광광을 검사용 웨이퍼에 형성된 레지스트막에 조사하여, 노광 장치 검사용 마스크의 패턴을 반영한 패턴을 갖는 레지스트층을 형성한다(스텝 S110).
예를 들어, 제1 및 제2 실시 형태에 관하여 설명한 노광 장치 검사용 마스크(110, 111, 112, 113, 120 및 121), 및 그들 변형의 노광 장치 검사용 마스크에서 반사한 노광광을 검사용 웨이퍼에 형성된 레지스트막에 조사한다. 그리고, 예를 들어 현상 처리를 행하여, 노광 장치 검사용 마스크의 패턴(예를 들어 제1 패턴부(60a)의 패턴 등)을 반영한 패턴을 갖는 레지스트층을 형성한다.
그리고, 도 14에 나타낸 바와 같이, 검사용 웨이퍼에 형성된 레지스트층의 패턴의 위치를 계측한다(스텝 S120). 즉, 예를 들어 제1 패턴부(60a)의 패턴을 반영한 레지스트층의 패턴의 위치를 계측한다.
도 2의 (a)에 관하여 설명한 바와 같이, 실시 형태에 관한 노광 장치 검사용 마스크에 있어서는, 플러스 1차 회절광과 마이너스 1차 회절광에서 회절 효율이 서로 다르기 때문에, 노광 장치의 포커스의 위치의 시프트에 기초하여, 레지스트층의 패턴의 위치가 시프트한다. 그리고, 이 레지스트층의 패턴의 위치를 계측함으로써, 노광 장치의 포커스 특성을 검사할 수 있다.
제2 실시 형태에 관하여 설명한 바와 같이, 제1 패턴부(60a)와 제2 패턴부(60b)의 조합을 사용하면, 제1 패턴부(60a)의 패턴을 반영한 레지스트층의 패턴과, 제2 패턴부(60b)의 패턴을 반영한 레지스트층의 패턴의 상대적인 위치를 계측함으로써, 레지스트층의 패턴의 위치의 시프트를 간단하게 계측할 수 있다. 그리고, 이 경우에는 1종류의 패턴부를 사용하는 경우에 비하여, 검출 감도를 2배로 할 수 있어, 보다 정밀도가 높은 검사를 행할 수 있다.
또한, 제3 패턴부(60c)와 제4 패턴부(60d)의 조합을 사용함으로써, 레지스트층의 패턴의 위치의 시프트를 간단하게 계측할 수 있고, 그리고 1종류의 패턴부를 사용하는 경우에 비하여, 검출 감도를 2배로 할 수 있어, 보다 정밀도가 높은 검사를 행할 수 있다.
이상, 실시 형태에 따르면, 반사형 포토마스크를 사용하는 노광 장치의 검사를 위한 노광 장치 검사용 마스크 및 노광 장치 검사 방법을 제공할 수 있다.
또한, 본원 명세서에 있어서, 「수직」 및 「평행」은, 엄밀한 수직 및 엄밀한 평행 뿐만 아니라, 예를 들어 제조 공정에서의 편차 등을 포함하는 것이며, 실질적으로 수직 및 실질적으로 평행이면 된다.
이상, 구체예를 참조하면서, 본 발명의 실시 형태에 대하여 설명하였다. 그러나, 본 발명의 실시 형태는, 이들 구체예에 한정되는 것이 아니다. 예를 들어, 노광 장치 검사용 마스크에 포함되는 기판, 기체, 적층막, 패턴부, 하층, 흡수층, 반사층, 하층 반사층 등의 각 요소의 구체적인 구성에 관해서는, 당업자가 공지의 범위로부터 적절히 선택함으로써 본 발명을 마찬가지로 실시하고, 마찬가지의 효과를 얻는 것이 가능한 한, 본 발명의 범위에 포함된다.
또한, 각 구체예 중 어느 2개 이상의 요소를 기술적으로 가능한 범위에서 조합한 것도, 본 발명의 요지를 포함하는 한 본 발명의 범위에 포함된다.
그 밖에, 본 발명의 실시 형태로서 상술한 노광 장치 검사용 마스크 및 노광 장치 검사 방법을 기초로 하여, 당업자가 적절히 설계 변경하여 실시할 수 있는 모든 노광 장치 검사용 마스크 및 노광 장치 검사 방법도, 본 발명의 요지를 포함하는 한, 본 발명의 범위에 속한다.
그 밖에, 본 발명의 사상의 범주에 있어서, 당업자라면 각종 변경예 및 수정 예에 상도할 수 있는 것이며, 그들 변경예 및 수정예에 대해서도 본 발명의 범위에 속하는 것으로 이해된다.
본 발명의 몇가지 실시 형태를 설명하였지만, 이들 실시 형태는 예로서 제시한 것이며, 발명의 범위를 한정하는 것은 의도하고 있지 않다. 이들 신규한 실시 형태는, 그 밖의 여러가지 형태로 실시되는 것이 가능하며, 발명의 요지를 일탈하지 않는 범위에서, 다양한 생략, 치환, 변경을 행할 수 있다. 이들 실시 형태나 그 변형은, 발명의 범위나 요지에 포함됨과 함께, 특허청구 범위에 기재된 발명과 그 균등한 범위에 포함된다.
110: 노광 장치 검사용 마스크
10: 기판
10a: 주면
11: 기체
12: 제1 층
13: 제2 층
14: 적층막
60a: 제1 패턴부

Claims (20)

  1. 노광광에 대하여 반사성의 주면을 갖는 기판과,
    상기 주면에 설치된 제1 패턴부를 구비하고,
    상기 제1 패턴부는,
    상기 주면에 형성되고, 상기 주면에 대하여 평행한 제1 방향을 따라서 소정의 피치로 주기적으로 배열되고 상기 노광광에 대하여 흡수성을 갖는 복수의 제1 흡수층을 포함하는 제1 하층과,
    상기 제1 하층의 상기 기판과는 반대측에 형성되고, 상기 제1 방향을 따라서 상기 피치로 주기적으로 배열되고, 상기 복수의 제1 흡수층 각각의 적어도 일부를 노출시켜, 상기 노광광에 대한 반사율이 상기 제1 흡수층보다도 높은 복수의 제1 반사층을 포함하는 것을 특징으로 하는 노광 장치 검사용 마스크.
  2. 제1항에 있어서, 상기 제1 하층은, 상기 복수의 제1 흡수층끼리의 사이에 형성되고, 상기 노광광에 대한 반사율이 상기 제1 흡수층보다도 높은 제1 하층 반사층을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 노광 장치 검사용 마스크.
  3. 제2항에 있어서, 상기 제1 흡수층은 탄탈을 포함하고, 상기 제1 하층 반사층은 실리콘을 포함하고, 상기 제1 반사층은 실리콘을 포함하는 것을 특징으로 하는 노광 장치 검사용 마스크.
  4. 제1항에 있어서, 상기 노광광의 파장을 λ, 검사 대상이 되는 노광 장치의 투영 광학계의 개구수를 LNA, 상기 노광 장치의 조명 광학계의 개구수를 상기 투영 광학계의 상기 개구수로 나눈 값을 σ로 하였을 때에, 상기 피치는 λ/{LNA×(1-σ)} 이상이고, 2×λ/{LNA×(1+σ)} 이하인 것을 특징으로 하는 노광 장치 검사용 마스크.
  5. 제1항에 있어서, 상기 복수의 제1 흡수층 각각의 상기 제1 방향을 따른 폭은, 상기 복수의 제1 흡수층끼리의 간격과 동등한 것을 특징으로 하는 노광 장치 검사용 마스크.
  6. 제1항에 있어서, 상기 복수의 제1 반사층 각각의 상기 제1 방향을 따른 폭은, 복수의 제1 흡수층 각각의 상기 제1 방향을 따른 폭보다도 작은 것을 특징으로 하는 노광 장치 검사용 마스크.
  7. 제1항에 있어서, 상기 복수의 제1 반사층 각각의 상기 제1 방향을 따른 폭은, 복수의 제1 흡수층끼리의 사이의 상기 제1 방향을 따른 폭보다도 작은 것을 특징으로 하는 노광 장치 검사용 마스크.
  8. 제1항에 있어서, 상기 주면에 설치된 제2 패턴부를 더 구비하고,
    상기 제2 패턴부는,
    상기 주면에 형성되고, 상기 제1 방향을 따라서 상기 피치로 주기적으로 배열되고 상기 노광광에 대하여 흡수성을 갖는 복수의 제2 흡수층을 포함하는 제2 하층과,
    상기 제2 하층의 상기 기판과는 반대측에 형성되고, 상기 제1 방향을 따라서 상기 피치로 주기적으로 배열되고 상기 복수의 제2 흡수층 각각의 적어도 일부를 노출하여 상기 노광광에 대한 반사율이 상기 제2 흡수층보다도 높은 복수의 제2 반사층을 포함하고,
    상기 제1 흡수층 및 상기 제1 반사층에서의 상기 제1 방향을 따른 상대적인 위치 관계와, 상기 제2 흡수층 및 상기 제2 반사층에서의 상기 제1 방향을 따른 상대적인 위치 관계는, 상기 주면에 대하여 평행하고 상기 제1 방향에 대하여 수직한 제2 방향을 축으로 하는 경면 대칭의 관계를 갖는 것을 특징으로 하는 노광 장치 검사용 마스크.
  9. 제8항에 있어서, 상기 제2 흡수층의 상기 노광광에 대한 굴절률, 상기 노광광에 대한 반사율 및 상기 노광광에 대한 흡수율 중 적어도 어느 하나를 포함하는 광학 특성은, 상기 제1 흡수층의 상기 노광광에 대한 굴절률, 상기 노광광에 대한 반사율 및 상기 노광광에 대한 흡수율 중 적어도 어느 하나를 포함하는 광학 특성과 동일하고,
    상기 제2 반사층의 상기 노광광에 대한 굴절률, 상기 노광광에 대한 반사율 및 상기 노광광에 대한 흡수율 중 적어도 어느 하나를 포함하는 광학 특성은, 상기 제1 반사층의 상기 노광광에 대한 굴절률, 상기 노광광에 대한 반사율 및 상기 노광광에 대한 흡수율 중 적어도 어느 하나를 포함하는 광학 특성과 동일한 것을 특징으로 하는 노광 장치 검사용 마스크.
  10. 제8항에 있어서, 상기 제2 흡수층에 사용되는 재료는, 상기 제1 흡수층에 사용되는 재료와 동일하고,
    상기 제2 반사층에 사용되는 재료는, 상기 제1 반사층에 사용되는 재료와 동일한 것을 특징으로 하는 노광 장치 검사용 마스크.
  11. 제8항에 있어서, 상기 제2 하층은, 상기 복수의 제2 흡수층끼리의 사이에 형성되고, 상기 노광광에 대한 반사율이 상기 제2 흡수층보다도 높은 제2 하층 반사층을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 노광 장치 검사용 마스크.
  12. 제11항에 있어서, 상기 제2 하층 반사층의 상기 노광광에 대한 굴절률, 상기 노광광에 대한 반사율 및 상기 노광광에 대한 흡수율 중 적어도 어느 하나를 포함하는 광학 특성은, 제1 하층 반사층의 상기 노광광에 대한 굴절률, 상기 노광광에 대한 반사율 및 상기 노광광에 대한 흡수율 중 적어도 어느 하나를 포함하는 광학 특성과 동일한 것을 특징으로 하는 노광 장치 검사용 마스크.
  13. 제11항에 있어서, 상기 제2 하층 반사층에 사용되는 재료는, 상기 제1 하층 반사층에 사용되는 재료와 동일한 것을 특징으로 하는 노광 장치 검사용 마스크.
  14. 제8항에 있어서, 상기 주면에 설치된 제3 패턴부와, 상기 주면에 설치된 제4 패턴부를 더 구비하고,
    상기 제3 패턴부는,
    상기 주면에 형성되고, 상기 주면에 대하여 평행하고 상기 제1 방향에 대하여 수직한 제2 방향을 따라서 상기 피치로 주기적으로 배열되고 상기 노광광에 대하여 흡수성을 갖는 복수의 제3 흡수층을 포함하는 제3 하층과,
    상기 제3 하층의 상기 기판과는 반대측에 형성되고, 상기 제2 방향을 따라서 상기 피치로 주기적으로 배열되고 상기 복수의 제3 흡수층 각각의 적어도 일부를 노출하여 상기 노광광에 대한 반사율이 상기 제3 흡수층보다도 높은 복수의 제3 반사층을 포함하고,
    상기 제4 패턴부는,
    상기 주면에 형성되고, 상기 제2 방향을 따라서 상기 피치로 주기적으로 배열되고 상기 노광광에 대하여 흡수성을 갖는 복수의 제4 흡수층을 포함하는 제4 하층과,
    상기 제4 하층의 상기 기판과는 반대측에 형성되고, 상기 제2 방향을 따라서 상기 피치로 주기적으로 배열되고 상기 복수의 제4 흡수층 각각의 적어도 일부를 노출하여 상기 노광광에 대한 반사율이 상기 제4 흡수층보다도 높은 복수의 제4 반사층을 포함하고,
    상기 제3 흡수층 및 상기 제3 반사층에서의 상기 제2 방향을 따른 상대적인 위치 관계와, 상기 제4 흡수층 및 상기 제4 반사층에서의 상기 제2 방향을 따른 상대적인 위치 관계는, 상기 제1 방향을 축으로 하는 경면 대칭의 관계를 갖는 것을 특징으로 하는 노광 장치 검사용 마스크.
  15. 제1항에 있어서, 상기 제1 흡수층은 탄탈을 포함하고, 상기 제1 반사층은 실리콘을 포함하는 것을 특징으로 하는 노광 장치 검사용 마스크.
  16. 제1항에 있어서, 상기 노광 장치 검사용 마스크는, 회절 효율이 서로 다른 플러스 1차 회절광과 마이너스 1차 회절광을 발생시키는 것을 특징으로 하는 노광 장치 검사용 마스크.
  17. 제1항에 있어서, 상기 기판은, 상기 주면에 대하여 수직한 방향으로 교대로 적층된 복수의 제1 층과, 복수의 제1 층끼리의 사이에 형성되고 노광광에 대한 광학 특성이 제1 층과는 다른 제2 층을 포함하는 것을 특징으로 하는 노광 장치 검사용 마스크.
  18. 제17항에 있어서, 상기 제1 층 및 상기 제2 층 중 어느 한쪽은 실리콘을 포함하고, 상기 제1 층 및 상기 제2 층 중 다른쪽은 몰리브덴을 포함하는 것을 특징으로 하는 노광 장치 검사용 마스크.
  19. 노광광에 대하여 반사성의 주면을 갖는 기판과,
    상기 주면에 설치된 제1 패턴부를 포함하고,
    상기 제1 패턴부는,
    상기 주면에 형성되고, 상기 주면에 대하여 평행한 제1 방향을 따라서 소정의 피치로 주기적으로 배열되고 상기 노광광에 대하여 흡수성을 갖는 복수의 제1 흡수층을 포함하는 제1 하층과,
    상기 제1 하층의 상기 기판과는 반대측에 형성되고, 상기 제1 방향을 따라서 상기 피치로 주기적으로 배열되고, 상기 복수의 제1 흡수층 각각의 적어도 일부를 노출시켜, 상기 노광광에 대한 반사율이 상기 제1 흡수층보다도 높은 복수의 제1 반사층
    을 포함하는 노광 장치 검사용 마스크에서 반사한 상기 노광광을 검사용 웨이퍼에 형성된 레지스트막에 조사하여, 상기 노광 장치 검사용 마스크의 패턴을 반영한 패턴을 갖는 레지스트층을 형성하고,
    상기 레지스트층의 상기 패턴의 위치를 계측하는 것을 특징으로 하는 노광 장치 검사 방법.
  20. 제19항에 있어서, 상기 레지스트층의 형성은, 상기 노광 장치 검사용 마스크에서, 회절 효율이 서로 다른 플러스 1차 회절광과 마이너스 1차 회절광을 발생시키는 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 노광 장치 검사 방법.

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