KR20150048226A - Euv 마스크 검사 시스템의 광학계의 파면 수차 계측 - Google Patents
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Abstract
극자외선(EUV) 검사 시스템의 파면 수차(wave-front aberration)를 측정하기 위한 테스트 구조가 개시된다. 상기 테스트 구조는 EUV 광에 대해 실질적으로 반사율을 갖지 않는 물질로부터 형성되는 기판 및, 상기 기판 상에 형성되고 EUV 광을 반사시키도록 상이한 굴절률을 갖는 층들의 복수의 교번(alternating) 쌍들을 포함하는, 필러(pillar)와 같은 다중층(multilayer, ML) 스택부를 포함한다. 상기 쌍들의 개수는 15개 이하이다.
Description
관련 출원에 대한 상호 참조
본 출원은, 모든 목적을 위해 참조로서 그 전부가 본 명세서에 포함되며, Qiang Zhang 등에 의해 2012년 8월 30일에 출원되고, "EUV 화학선 포토마스크 검사를 위한 프로젝션 광학계의 현장 파면 수차 계측용 테스트 마스크(Test Mask for In-Situ Wave Front Aberration Metrology of Projection Optics for EUV Actinic Photomask Inspection)"로 명명된, 미국 가특허출원 제61/694,919호의 우선권을 주장한다.
본 발명은 일반적으로 극자외선(extreme ultra violet, EUV) 레티클 검사 및 계측 시스템들의 분야에 관한 것이다. 보다 구체적으로, 본 발명은 EUV 검사 시스템들을 위한 파면 계측에 관한 것이다.
일반적으로, 반도제 제조 산업은, 층을 이루며 실리콘과 같은 기판 상에 패터닝되는, 반도체 물질들을 이용하여 집적 회로를 제조하는 매우 복잡한 기법들을 포함한다. 집적 회로는 통상적으로 복수의 레티클들 또는 마스크들로부터 제조된다. 처음에, 회로 설계자들은 특정한 집적 회로(integrated circuit, IC) 설계를 묘사하는 회로 패턴 데이터를, 상기 패턴 데이터를 복수의 레티클들로 변환하는, 레티클 생산 시스템에 제공한다. 레티클의 한 가지 신흥 유형은 복수의 주로 반사하는 층들 및 패터닝된 흡수체층으로 구성되는 극자외선(EUV) 레티클이다.
회로 집적의 대규모성 및 반도체 소자들의 감소하는 크기로 인해, 레티클들 및 제조되는 소자들은 결함들에 더욱 민감해졌다. 이들 결함들은, 보정되지 않으면, 최종 소자가 전기적 타이밍 에러(timing error)로 인해 원하는 성능을 충족시키지 못하게 만들 수 있다. 더 불량한 경우, 그러한 결함들이 최종 소자가 고장나서 수율에 부정적인 영향을 미치도록 만들 수 있다.
EUV 레티클의 검사를 원활하게 하기 위해 향상된 테스트 소자, 장치, 및 기법을 제공하는 것이 유익할 것이다.
이하의 내용은 본 발명의 특정 실시예들의 기본적 이해를 제공하기 위해 개시의 단순화된 요약을 제공한다. 본 요약은 개시의 광범위환 개요가 아니며, 또한 본 발명의 핵심/중요(key/critical) 요소들을 밝히거나 또는 본 발명의 범위를 기술하는 것이 아니다. 본 요약의 유일한 목적은, 차후에 제공되는 보다 상세한 설명에 대한 서두로서, 본 명세서에 개시되는 일부 개념들을 단순화된 형태로 제공하는 것이다.
극자외선(EUV) 검사 시스템의 파면 수차(wave-front aberration)를 측정하는 테스트 구조가 개시된다. 상기 테스트 구조는 EUV 광에 대해 실질적으로 반사율을 갖지 않는 물질로부터 형성된 기판 및, 상기 기판 상에 형성되고 EUV 광을 반사하도록 상이한 굴절률을 갖는 층들의 복수의 교번 쌍들(alternating pairs)을 포함하는, 다중층(multilayer, ML) 스택부를 포함한다. 상기 ML 스택부는 상기 기판의 일부를 노출시키도록 상기 기판 상에 배치된다. 특정 실시예들에서, 상기 쌍들의 개수는 15개 이상이다. 다른 양태에서, 상기 쌍들은 10개 이상이고, 또 다른 양태들에서는 5개 미만이다.
특정 구현예에서, 각 쌍은 (ⅰ) 몰리브덴(Mo)층 및 실리콘(Si)층, (ⅱ) 루테늄(ruthenium, Ru)층 및 Si층, 또는 (ⅲ) 탄소(C) 기반 장벽층(barrier layer)으로 접속되는(interfaced) Mo층 및 Si층을 포함한다. 다른 양태에서, 상기 테스트 구조는 상기 ML 스택부 위에, 상기 ML 스택부의 산화를 방지하고 실질적으로 투명한 물질로부터 형성되는, 캡핑층(capping layer)을 포함한다. 다른 실시예에서, 상기 ML 스택부의 상기 층들의 교번 쌍들은 비주기적이며, 각 교번 쌍은 상기 테스트 구조에서 회절되는 EUV 광이 실질적으로 상기 검사 시스템의 입사 퓨필 영역(entrance pupil area)을 채우도록 최적화된 두께를 가지고, 및/또는 최적화된 피크 반사율(peak reflectivity)을 가진다.
특정 예에서, 상기 ML 스택부의 주기는 약 7 ㎚ 내지 7.5 ㎚이다. 다른 피쳐(feature)에서, 상기 ML 스택부는 EUV 광으로 이미지화될 때 상기 ML 스택부와 상기 기판 간에 하이 콘트라스트(high contrast)를 제공하는 조성을 가진다. 일 실시예에서, 상기 ML 스택부는 75 ㎚ 이하의 두께를 가진다. 다른 양태에서, 상기 기판은 EUV 광의 반사율이 0.1% 미만이 되도록 하는 굴절률을 가진다. 또 다른 구현예에서, 상기 테스트 구조는 상기 ML 스택부의 상부 및 측벽들 위에 컨포멀층(conformal layer)을 포함하며, 상기 컨포멀층은 산소에 대해 낮은 확산성을 가지고 실질적으로 투명하다. 다른 양태에서, 상기 ML 스택부는 필러(pillar)이며 100 ㎚ 미만의 직경을 가진다.
대안적인 실시예에서, 본 발명은 극자외선(EUV) 검사 시스템의 파면 수차를 측정하기 위한 테스트 구조를 형성하는 방법과 관련된다. 상기 방법은 (ⅰ) EUV 광을 반사하는 제 1 층 및 제 2 층의 복수의 교번 쌍들을 증착하는 단계, 및 (ⅱ) 다중층(ML) 스택부를 형성하기 위해 상기 제 1 층 및 상기 제 2 층의 상기 복수의 교번 쌍들을 패터닝하는 단계를 포함한다. 상기 제 1 및 제 2 층들의 상기 쌍들의 개수는 10개 이하이다.
특정 구현예에서, 상기 제 1 및 제 2 층들의 상기 복수의 교번 쌍들은: (ⅰ) 상기 제 1 및 제 2 층들의 상기 복수의 교번 쌍들 위에 하드 마스크층(hard mask layer)을 형성하는 단계; (ⅱ) 레지스트 패턴을 형성하기 위해 상기 하드 마스크층 위에 포토레지스트 물질을 형성하고 노광하는 단계; (ⅲ) 상기 레지스트 패턴으로, 하드 마스크 패턴을 형성하기 위해 상기 하드 마스크층을 에칭하는 단계; (ⅳ) 상기 하드 마스크 패턴으로, 상기 ML 스택부를 형성하기 위해 상기 제 1 및 제 2 층들의 상기 복수의 교번 쌍들을 에칭하는 단계; 및 (ⅴ) 상기 하드 마스크 패턴을 제거하는 단계에 의해 패터닝된다. 또 다른 양태에서, 상기 하드 마스크층은 크롬(chromium)이다. 또 다른 양태에서, 염소/산소 기반의 화학(chemistry)이 상기 하드 마스크층을 에칭하는데 이용된다. 다른 실시예에서, 육불화황(sulfur hexafluoride) 기반의 화학이 상기 ML 스택부를 형성하기 위해 상기 제 1 및 제 2 층들의 상기 복수의 교번 쌍들을 에칭하는데 이용된다. 다른 예에서, 상기 제 1 및 제 2 층들의 상기 복수의 교번 쌍들은 상기 ML 스택부를 형성하도록 상기 제 1 및 제 2 층들의 상기 복수의 교번 쌍들을 에칭하기 위해 집속 이온빔(focused ion beam)을 이용하여 패터닝된다.
다른 실시예에서, 상기 방법은 복수의 ML 스택부들을 형성하도록 상기 제 1 및 제 2 층들의 상기 복수의 교번 쌍들을 패터닝하는 단계를 포함한다. 이 실시예에서, 상기 복수의 ML 스택부들은, 복수의 ML 예비 스택(pre-stack)부들을 형성하도록 제 1 층 및 제 2 층의 상기 복수의 교번 층들에 전자빔 포토리소그래피 공정 및 후속 에칭 공정을 적용하여 형성되고, 그 다음에 집속 이온빔 포토리소그래피가, 상기 ML 예비 스택부들보다 더 작은 폭을 갖는 상기 ML 스택부들을 형성하기 위해, 상기 ML 예비 스택부들에 대해 수행된다.
다른 실시예에서, 테스트 구조는 기판, EUV 광을 반사하도록 상이한 굴절률을 갖는 층들의 다수의 교번 쌍들에 있어서 상기 쌍들의 개수가 15개 이하인 쌍들, 및 상기 층들의 복수의 쌍들 위에 형성되는 흡수체층을 가진다. 상기 흡수체층은 그 하부에 있는 상기 층들의 복수의 쌍들의 일부를 노출시키도록 형성되는 홀(hole)을 가진다. 또 다른 양태에서, 상기 흡수체층은 탄탈륨 질화물(TaN), 크롬(Cr), 백금(Pt), 또는 니켈(Ni)로 구성된다. 다른 예에서, 상기 흡수체층은 100 ㎚ 이하의 두께를 가진다.
다른 실시예에서, 본 발명은, EUV 광에 대해 실질적으로 반사율을 갖지 않는 물질로부터 형성된 기판을 포함하고 및 EUV 광을 반사하도록 상이한 굴절률을 갖는 층들의 복수의 교번 쌍들에 있어서 상기 쌍들의 개수가 15개 이하인 쌍들을 포함하는, 테스트 구조 상에 EUV 입사빔을 조사하는 하나 이상의 조명 요소들을 포함하는 검사 시스템과 관련된다. 상기 시스템은 또한 상기 테스트 구조로부터 출력빔을 검출하고 및 상기 출력빔에 기반하여 이미지 또는 신호를 발생시키는 하나 이상의 이미징 요소들을 포함하며, 상기 출력빔은 상기 테스트 구조 상의 입사빔에 응답하여 상기 테스트 구조로부터 방출되고, 실질적으로 상기 검사 시스템의 퓨필(pupil)을 가로질러 파면 수차를 측정하기 위해 프로세서가 상기 이미지 또는 신호를 분석하도록 구성된다. 일 양태에서, 상기 시스템은 0.1 초과의 개구수(numerical aperture, NA)를 가진다. 다른 예들에서, 상기 테스트 구조는 상기 특징들 중 어느 하나 이상을 포함한다.
본 발명의 이러한 및 다른 측면들은 도면을 참조하여 하기에서 더 설명된다.
도 1a는 예시적 EUV 레티클의 측면도의 도식적 표현이다.
도 1b는 EUV 포토리소그래피 공정에서 EUV 레티클 및 웨이퍼의 측면도 관점을 도시한다.
도 2는 본 발명의 기법들이 구현될 수 있는 화학선 검사툴(actinic inspection tool)의 도식적 표현이다.
도 3a는 본 발명의 일 실시예에 따른, EUV 파면 수차를 측정하기 위한 다중층(ML) 필러(pillar) 구조를 갖는 진단 마스크(diagnostic mask)의 도식적 측면도이다.
도 3b는 도 3a의 ML 필러 구조의 사시도이다.
도 4a 내지 도 4g는 본 발명의 특정 실시예에 따른, EUV 검사툴의 파면 수차를 측정하기 위한 ML 필러 구조를 제조하는 공정을 도시한다.
도 5는 본 발명의 제 2 실시예에 따른, EUV 검사툴의 파면 수차를 측정하기 위한 핀홀(pinhole) 구조의 측면도 표현이다.
도 6은 본 발명의 예시적 일 구현예에 따른 상이한 크기의 ML 필러 및 핀홀 테스트 구조들에 대한 강도 콘트라스트(intensity contrast)를 비교한 것을 보여준다.
도 7a 내지 도 7g는 본 발명의 실시예들에 사용될 수 있는 다양한 Mo/Si 다중층 설계들에 대해 계산된 각분해(angle-resolved) 반사율을 보여준다.
도 8a 내지 도 8f는 본 발명의 ML 필러 또는 핀홀 테스트 구조 실시예들을 이용하여 형성되는 다양한 퓨필 이미지들(pupil images)을 도시한다.
도 1b는 EUV 포토리소그래피 공정에서 EUV 레티클 및 웨이퍼의 측면도 관점을 도시한다.
도 2는 본 발명의 기법들이 구현될 수 있는 화학선 검사툴(actinic inspection tool)의 도식적 표현이다.
도 3a는 본 발명의 일 실시예에 따른, EUV 파면 수차를 측정하기 위한 다중층(ML) 필러(pillar) 구조를 갖는 진단 마스크(diagnostic mask)의 도식적 측면도이다.
도 3b는 도 3a의 ML 필러 구조의 사시도이다.
도 4a 내지 도 4g는 본 발명의 특정 실시예에 따른, EUV 검사툴의 파면 수차를 측정하기 위한 ML 필러 구조를 제조하는 공정을 도시한다.
도 5는 본 발명의 제 2 실시예에 따른, EUV 검사툴의 파면 수차를 측정하기 위한 핀홀(pinhole) 구조의 측면도 표현이다.
도 6은 본 발명의 예시적 일 구현예에 따른 상이한 크기의 ML 필러 및 핀홀 테스트 구조들에 대한 강도 콘트라스트(intensity contrast)를 비교한 것을 보여준다.
도 7a 내지 도 7g는 본 발명의 실시예들에 사용될 수 있는 다양한 Mo/Si 다중층 설계들에 대해 계산된 각분해(angle-resolved) 반사율을 보여준다.
도 8a 내지 도 8f는 본 발명의 ML 필러 또는 핀홀 테스트 구조 실시예들을 이용하여 형성되는 다양한 퓨필 이미지들(pupil images)을 도시한다.
하기의 설명에서, 본 발명의 완전한 이해를 제공하기 위해 많은 구체적 세부사항들이 기술된다. 본 발명은 이들 구체적 세부사항들 중 일부 또는 전부 없이 실시될 수 있다. 다른 예들에서, 본 발명을 불필요하게 모호하게 하지 않기 위해 잘 알려진 구성요소 또는 공정 작업은 상세히 설명되지 않았다. 본 발명은 특정 실시예들과 함께 설명될 것이지만, 본 발명을 상기 실시예들에 제한하고자 한 것이 아님을 이해해야 할 것이다.
도입(Introduction)
극자외선(extreme ultraviolet, EUV) 리소그래피 공정은 통상적으로, 13.5 ㎚와 같은 EUV 파장에서 웨이퍼 상에 패터닝하는 것을 원활하게 하도록 설계되는, EUV형 레티클을 이용한다. 도 1a는, 반도체 웨이퍼 패턴을 제조하는데 이용될 수 있는, EUV 레티클의 예의 일부의 측면도의 도식적 표현이다. 나타낸 바와 같이, 상기 EUV 레티클(100)은, 저열팽창(low thermal expansion, LTE) 또는 초저팽창(ultra-low expansion, ULE) 유리판과 같은, 기판(102)을 포함할 수 있다.
상기 기판은 EUV 파장에서 리소그래픽 노광을 수행하기 위해 EUV 파장에서 중간정도의 반사율(예를 들면, 60% 내지 70% 이상)을 제공하는 물질의 다중층들(104)로 피복된다. 상기 다중층 스택(104)은 EUV 방사선의 좋지 않은 흡수체이면서 EUV 방사선의 반사를 극대화시키는 브래그 반사체(Bragg reflector)로서의 역할을 한다. 반사는 일반적으로 상이한 굴절률의 물질들 간의 계면에서 발생하며, 굴절률 차이가 더 클수록 반사율이 더 커진다. 매우 낮은 파장들에 노출되는 물질들에 대한 굴절률은 대략 1과 같지만, 상이한 굴절률의 교번 층들(alternating layers)을 갖는 다중층들의 사용을 통해 현저한 반사가 성취될 수 있다. 상기 다중층 스택은 또한 충돌 방사선(impinging radiation)이 거의 손실 없이 반사되도록 낮은 흡수 특성들로 구성될 수 있다. 제조 레티클들(fabrication reticles)에서, 상기 다중층들(104)은 약 7 ㎚의 피치(pitch)로 배치되는 몰리브덴(Mo) 및 실리콘(Si) 층들의 약 30개 내지 약 40개(또는 약 40개 내지 약 50개)의 교번 쌍들을 포함할 수 있다.
상기 다중층들(104)은 Ru과 같은 캡핑층(capping layer, 106)으로 피복되어, 그 하부에 있는 ML 반사체층(ML reflector layer)의 산화를 방지하도록 할 수 있다. 다른 실시예들에서, EUV 레티클은 석영(quartz), 심자외선(deep UV, DUV)에 대한 반사방지 코팅(antireflective coating, ARC), 및 기타 피쳐(feature)들을 포함할 수 있다. 패턴(예를 들면, 108a 및 108b)이 상기 다중층들(104) 위에 배치되는 흡수체층(absorber layer)에 형성된다. 예를 들면, 얇은 반사방지 산화물로 상부가 덮힌 질화 탄탈륨 붕소(tantalum boron nitride)막은 EUV 흡수체로 작용한다. 상기 레티클 패턴에 이용되는 물질(들)은 초미세 해상도 피쳐들을 성취하기 위해 거의 0의 에칭 바이어스(etch bias)를 갖도록 선택될 수 있다.
일반적으로, EUV 레티클을 통해 웨이퍼 상의 포토레지스트 층을 노광하기 위해 어떠한 적합한 EUV 포토리소그래피 공정이든지 실시될 수 있다. 도 1b는 EUV 포토리소그래피 공정에서 레티클 및 웨이퍼 샘플의 측면도 관점을 도시한다. 포토리소그래피 시스템의 광원은 EUV 레티클들과 함께 사용하기에 적합한 어떠한 적합한 방사선이든지 생성할 수 있다. 예를 들면, 약 11 ㎚ 내지 약 14 ㎚의 EUV 파장들 또는 더 낮은 연질 x-선(soft x-ray) 파장들이 이용될 수 있다. 특정 구현예에서, 약 13.5 ㎚의 파장이 생성된다.
포토리소그래피 중에, EUV 레티클의 상기 다중층들(104)로부터 반사되는 방사선(156)은 웨이퍼 기판(154) 상에 형성되는 레지스트층(152)에서 흡수된다. 상기 흡수되는 방사선은 광산들(photoacids, H+)을 생성시키고 증폭된 광산들(예를 들면, 158a 및 158b)은, 포토레지스트가 현상될 때 상기 EUV 레티클의 상기 흡수체 패턴층(예를 들면, 108a)에 대응하는, 상기 웨이퍼 기판(154)의 상기 레지스트층(152)에 노광된 패턴을 형성한다. 상기 EUV 레티클과 상기 웨이퍼 사이의 반사 이미징 광학계(reflective imaging optics)는 명확성을 위해 도 1b에서 생략되어 있다.
검사 시스템 예들(Inspection system examples)
도 2는 본 발명의 기법들이 구현될 수 있는 EUV 화학선 검사툴(200)의 도식적 표현이다. 상기 검사툴(200)은 일반적으로, 본 명세서에서 더 설명되는 바와 같이, 테스트 구조 상으로 EUV 입사빔을 조사하는 하나 이상의 조명 요소들(illumination elements, 201), 및 상기 테스트 구조로부터 출력빔을 검출하고 상기 출력빔에 기반하여 이미지 또는 신호를 발생시키는 하나 이상의 이미징 요소들(imaging elements, 209)을 포함할 수 있다. 상기 출력빔은 상기 테스트 구조 상의 입사빔에 응답하여 상기 테스트 구조로부터 방출된다.
도시된 예에서, 상기 조명 요소들(201)은 EUV 레티클의 검사에 적합한 광원(202)을 포함할 수 있다. 광원의 일 예는 준-연속파 레이저(quasi-continuous wave laser)이다. 특정 실시예들에서, 광원은 일반적으로 높은 펄스 반복률, 저잡음, 고파워, 안정성, 신뢰성, 및 확장성을 제공할 수 있다.
상기 조명 요소들(201)은 또한 정밀한 빔 위치조정(beam positioning)을 위한 빔 조향 장치(beam steering device) 및, 광 레벨 제어, 스펙클 잡음(speckle noise) 감소, 및 높은 빔 균일성을 제공하는데 이용될 수 있는, 빔 조절 장치(beam conditioning device)를 포함할 수 있다. 빔 조향 및/또는 빔 조절 장치들은, 예를 들면, 레이저와는 별개의 물리적 장치들일 수 있다.
검사 시스템은 입사광 빔을 상기 검사되는 표면(212) 상으로 조사하고 포커싱하는 조명 요소들(201)을 어떤 적합한 개수 및 유형으로든지 포함할 수 있다. 간결성을 위해, 도 2는 오직 콘덴서 광학계(condenser optics, 204)만을 도시하고 있다. 그러나, 본 발명이 속하는 기술분야의 숙련된 자라면 검사 시스템은 특정 검사 기능들을 성취하는데 필요한 다른 광학 요소들을 포함할 수 있음을 이해할 것이다.
상기 샘플(210)은 또한 상기 검사 시스템(200)의 스테이지(표시되지 않음) 상에 위치될 수 있으며, 상기 검사 시스템(200)은 또한 상기 입사빔에 대해 상대적으로 상기 스테이지(및 샘플)를 이동시키는 또는 상기 시스템(200)의 다른 구성요소들을 이동시키는 위치조정 메커니즘(positioning mechanism)을 포함할 수 있다. 예로서, 하나 이상의 모터 메커니즘들이 각각 스크류 드라이브 및 스테퍼 모터, 피드백 위치를 갖는 선형 드라이브, 또는 밴드 액추에이터(band actuator) 및 스테퍼 모터로부터 형성될 수 있다.
상기 입사빔(들)이 상기 샘플(210) 상에 충돌한 후, 광은 그 다음에 "출력광(output light)" 또는 "출력빔(output beam)"(또는 다중 출력빔들)의 형태로 상기 샘플(210)로부터 반사 및 산란될 수 있다. 상기 검사 시스템은 또한 하나 이상의 검출기들을 향해 상기 출력광을 조사하기 위한 어떠한 적합한 이미징 광학계 배열들(imaging optics arrangements)이든지 포함할 수 있다. 상기 이미징 광학계(209)(및/또는 조명 광학계(201))는 상이한 픽셀 크기들, 예를 들면, 픽셀당 약 100 ㎚ 미만, 보다 구체적으로, 약 75 ㎚ 미만 또는 심지어 60 ㎚ 미만으로 조절될 수 있다.
나타낸 바와 같이, 출력빔은 프로젝션 광학계(208)를 통해 검출기(214)에 의해 수신될 수 있다. 특정 실시예들에서, 상기 검출기(214)는 시간 지연 적분(time delay integration, TDI) 검출기이다. 통상적인 TDI 검출기는 상기 검사되는 표면의 동일한 영역의 다중 노출들을 누적하여, 입사광을 취합하는데 이용가능한 적분 시간(integration time)을 효과적으로 증가시킨다. 객체 동작(object motion)은 선명한(crisp) 이미지를 보장하기 위해 상기 노출들과 동기화될 수 있다. 일반적으로, 검출기는 트랜스듀서들(transducers), 컬렉터들, 전하 결합 소자들(charge-coupled devices, CCDs) 또는 다른 유형의 방사선 센서들을 포함할 수 있다.
상기 조명광 빔(illuminating light beam)은, 수직 각도(normal angle) 및/또는 경사 각도들과 같이, 어떠한 적합한 각도로라도 상기 샘플 표면(212)에 조사될 수 있다. 이들 실시예들에서, 감쇠기(attenuator)가 상기 산란광 빔의 0차 성분을, 검출기에 도달하기 전에, 감쇠시키기 위해 상기 출력빔 경로 상에 위치될 수 있다. 또한, 이미징 어퍼쳐(imaging aperture)가 상기 출력광 빔의 0차 성분의 위상을 이동시키기 위해 상기 출력빔 경로 상에 위치될 수 있다. 조명 어퍼쳐(illumination aperture)가 또한 다양한 조명 프로파일들을 성취하기 위해 상기 조명 경로 상에 위치될 수 있다.
검출기는 통상적으로 프로세서 시스템(216) 또는, 보다 일반적으로, 상기 검출기(214)로부터의 아날로그 신호들을 처리를 위한 디지털 신호들로 변환하도록 구성되는 아날로그-디지털 컨버터를 포함할 수 있는, 신호 처리 장치와 결합된다. 상기 프로세서 시스템(216)은 하나 이상의 반사빔들의 강도(intensity), 위상, 파면 계측 특성들, 및/또는 기타 특성들을 분석하도록 구성될 수 있다. 상기 프로세서 시스템(216)은 (예를 들면, 프로그래밍 명령어들을 이용하여) 결과 이미지, 측정된 신호, 또는 기타 검사 특성들을 표시하기 위한 사용자 인터페이스(예를 들면, 컴퓨터 스크린)를 제공하도록 구성될 수 있다. 상기 프로세서 시스템(216)은 또한 입력을 제공하기 위한 하나 이상의 입력 장치들(예를 들면, 키보드, 마우스, 조이스틱)을 포함할 수 있다. 상기 프로세서 시스템(216)은 또한, 예를 들면, 샘플 위치(예를 들면, 포커싱 및 스캐닝) 및 기타 계측 또는 검사 파라미터들 및 상기 검사 시스템 요소들의 구성들을 제어하기 위해 상기 스테이지에 결합될 수 있다. 특정 실시예들에서, 상기 프로세서 시스템(216)은 본 명세서에서 상세히 설명되는 파면 계측 기법들을 수행하도록 구성된다.
상기 검사툴은 일반적으로 검출된 광을 강도 값들에 대응하는 검출 신호들로 변환하도록 작동될 수 있다. 상기 검출 신호들은 상기 레티클의 상이한 위치들에서의 상이한 강도 값들에 대응하는 진폭(amplitude) 값들을 갖는 전자기 파형(electromagnetic waveform)의 형태를 취할 수 있다. 상기 검출 신호들은 또한 강도 값들 및 연관된 레티클 지점 좌표들의 간단한 리스트의 형태를 취할 수 있다. 상기 검출 신호들은 또한 상기 레티클 상에서의 상이한 위치들 또는 스캔 지점들에 대응하는 상이한 강도 값들을 갖는 이미지의 형태를 취할 수 있다. 강도 이미지(intensity image)가, 상기 레티클의 모든 위치들이 스캔되어 검출 신호들로 변환된 후, 생성될 수 있거나, 또는 강도 이미지의 부분들이 각 레티클 부분이 스캔됨에 따라 생성되어, 상기 전체 레티클이 스캔된 후, 최종 강도 이미지가 완성될 수 있다.
상기 검사 시스템은 또한 상기 검사 시스템을 설정하고 결함 데이터, 이미지들, 및 맵(map)들을 검토하기 위한 하나 이상의 검사 제어 및/또는 리뷰 스테이션들을 포함할 수 있다. 상기 검사 시스템은 통상적으로 하나 이상의 마이크로프로세서 집적 회로들을 포함할 수 있고, 또한 인터페이스 및/또는 메모리 집적 회로들을 포함할 수 있으며, 상기 설정 레시피들 및 검사 결과들을 저장하기 위한 공유 및/또는 글로벌(global) 메모리 장치들과 추가적으로 결합될 수 있다.
상기 검사 시스템 또는 리뷰 스테이션의 하나 이상의 구성요소들은, 컴퓨터 판독가능 매체에 저장될 수 있는, 본 명세서에서 설명되는 다양한 작동들을 수행하기 위한 프로그램 명령어들/컴퓨터 코드를 포함하는 특별 구성 컴퓨터 시스템을 포함할 수 있다. 기계 판독가능 매체의 예들은: 하드디스크, 플로피 디스크, 및 자기 테이프와 같은 자기적 매체; CD-ROM 디스크와 같은 광학적 매체; 광디스크와 같은 광자기(magneto-optical) 매체; 및 읽기 전용 메모리 소자(read-only memory device, ROM) 및 랜덤 액세스 메모리(random access memory, RAM)와 같은, 프로그램 명령어들을 저장하고 실행하도록 특별히 구성되는 하드웨어 장치들을 포함하지만, 이에 제한되지 않는다. 프로그램 명령어들의 예들은, 예를 들면, 컴파일러에 의해 생성되는 기계 코드(machine code), 및 인터프리터를 이용하여 컴퓨터에 의해 실행될 수 있는 보다 고급의 코드를 함유하는 파일들을 포함한다.
상기 검사 장치(200)는 EUV 레티클들 뿐만 아니라, 소자들, 웨이퍼들, 또는 기타 유형의 레티클들과 같은, 기타 반도체 샘플들을 검사하기에 적합할 수 있다.본 발명의 상기 검사 장치를 이용하여 검사 또는 이미지화될 수 있는 기타 유형의 샘플들은, 평판 디스플레이와 같이, 어떠한 표면이라도 포함한다.
상기 예시적 검사 시스템들에서, 상기 입사빔은 광의 어떠한 적합한 형태이든지 될 수 있다. 또한, 어떠한 적합한 렌즈 배열이든지 상기 입사빔을 상기 샘플을 향해 조사하고 상기 샘플로부터 방출되는 상기 출력빔을 검출기를 향해 조사하는데 이용될 수 있다. 상기 출력빔은, 구체적인 검사 또는 계측 응용에 따라, 상기 샘플로부터 반사 또는 산란되거나 또는 상기 샘플을 통과하여 전송될 수 있다. EUV 레티클 검사에 대해, 상기 출력빔은 상기 샘플로부터 산란된다. 마찬가지로, 어떠한 적합한 검출기 유형이든지 또는 검출 요소들의 개수가 몇 개든지 상기 출력빔을 수신하고 상기 수신된 출력빔의 특성들(예를 들면, 강도)에 기반하여 이미지 또는 신호를 제공하는데 이용될 수 있다.
임의의 검사 응용들에서, 상기 입사광 또는 검출광의 상이한 공간적 부분들이 어떠한 적합한 입사각들에서 어떠한 입사광 또는 검출광 프로파일을 생성하기 위해 어떠한 적합한 공간적 어퍼쳐에서 선택적으로 회절될 수 있다. 예로서, 프로그램가능 조명 또는 검출 어퍼쳐들이, 쌍극자(dipole), 사극자(quadrapole), 퀘이사(quasar), 고리(annulus) 등과 같은, 특정한 빔 프로파일을 생성하는데 이용될 수 있다. 구체적 예에서, 픽셀화(pixelated) 조명 기법들이 구현될 수 있다. 프로그램가능 조명들 및 특별한 어퍼쳐들이 상기 레티클 상의 특정 패턴들에 대한 피쳐 콘트라스트(feature contrast)를 향상시키는 용도로 쓰일 수 있다.
파면 계측(Wave front metrology)
상기 검사 시스템의 상기 광학적 구성요소들이 처음에 EUV 레티클의 검사를 위해 설치될 수 있지만, 상기 광학적 구성요소들은 진동 또는 열 효과들로 인해 시간에 따라 드리프트(drift)될 수 있다. 이 "파면(wave-front)" 수차는 검사중인 상기 EUV 레티클의 이미징을 열화시킬 것이다. 따라서, 상기 EUV 레티클 검사를 위한 상기 검사툴의 상기 광학계는 상기 광학적 파면 수차의 드리프트를 최소화하도록 위치재조정(re-positioning)이 필요할 수 있다.
본 발명의 특정 실시예들은 EUV 레티클 또는 포토마스크의 화학선 검사용 광학계의 파면 수차를 측정 및 모니터링하기 위한 진단 포토마스크를 제공한다. 특히, 이 파면 수차의 측정은 제조 EUV 레티클들을 이미지화하는데 이용될 상기 EUV 화학선 검사 시스템의 조명 광학계 및 이미징 센서의 동일한 세트를 활용한다. EUV 레티클들을 검사하기 위한 상기 광학계에서 파면 수차를 측정하기 위해, 이 진단 마스크는 일반적으로 EUV 레티클 검사에 이용되는 동일한 광학적 요소들을 활용하도록 EUV 광과 함께 운용되도록 설계된다. 따라서, 이 측정에서, 상기 진단 마스크는 검사되는 포토마스크들이 있게 될 동일한 위치에 위치한다.
모든 EUV 포토마스크들은 반사형이므로, 상기 진단 마스크도 또한 반사성 설계에 기반할 수 있다. 대안적으로, 핀홀 테스트 구조들을 갖는 멤브레인식(membrane-like) 투과형 EUV 포토마스크가 이용될 수 있으며, 이는 그 다음에 상기 조명빔을 상기 진단 마스크의 후면으로 전송하기(route) 위해 안팎으로 셔틀링될 수 있는 릴레이 광학 요소들(relay optical elements)을 이용할 수 있다. 릴레이 광학 요소들의 이 셔틀링(shuttling)은 처리량(throughput) 손실을 촉발시키고 상기 검사 시스템의 비용 및 복잡성을 증가시키게 될 것이다. 나아가, 그것은 공간 제한으로 인해 항상 실현가능한 것은 아니다.
상기 진단 마스크가, 예를 들면, 도 1 및 도 2에 관해 상기에서 설명한 바와 같은 제조 EUV 마스크의 상기 EUV 레티클 패턴들과 유사한 특성들을 이용하여 형성되었다면, 파면 계측시 여러가지 이슈들이 발생할 수 있다. 제조 EUV 마스크의 상기 다중층 반사체는 통상적으로, 그것의 각-대역폭(angular-bandwidth)을 최대화하기보다, 리소그래픽 목적을 위해 높은 피크 반사율(peak reflectivity)을 달성하도록 최적화된다. 따라서, 이 유형의 마스크들을 이용한 파면 수차의 측정은 상기 ML 반사체의 각-대역폭의 제한으로 인해, 예를 들면, 약 0.1 미만의, 상대적으로 작은 개구수(numerical aperature, NA)를 갖는 검사 시스템들 내의 프로젝션 광학계에만 적합하다.
또한, 흡수체 물질들에 패터닝된 테스트 피쳐들(features)을 이용하여 파면 수차를 측정하는 동안, 백그라운드 억제, 피쳐 해상도(feature resolution) 및 이미지 품질의 균형을 잡는 것이 어려울 수 있다. 낮은 강도 백그라운드를 달성하기 위해, 상기 흡수체 물질의 두께는 클 필요가 있다. 동시에, 더 두꺼운 흡수체는 상기 테스트 피쳐의 종횡비(aspect ratio)를 증가시켜, 미세 해상도로 패터닝하는 것을 더 어렵게 만든다. 나아가, 더 두꺼운 흡수체는 또한 섀도잉(shadowing) 및 상기 EUV 검사 시스템의 사입사 조명(off-axis illumination)과 연관된 두꺼운 마스크 효과로 인해 광학적 이미지 품질을 저하시킨다. 흡수체층은 또한, 수차 계측과 간섭하기에 충분히 클 수 있는, 0이 아닌 EUV 반사율을 갖는 경향이 있다.
본 발명의 특정 실시예들은, 가능한 한 균일하게 상기 퓨필(pupil)을 실질적으로 채우기 위해 EUV 광 강도를 회절시키도록 설계되는, 진단 테스트 패턴을 제공한다. 또한, 진단 마스크 실시예들은, 상기 이미지화되는 테스트 구조와 이미지화되는 백그라운드 간에 하이 콘트라스트의 결과를 가져오는, 테스트 구조 및 주위 백그라운드 물질을 포함한다.
상기 진단 마스크의 상기 테스트 패턴의 임계 횡 치수(critical lateral dimension)는 상기 프로젝션 광학계의 해상도에 필적하거나 그 미만이 되도록 설계될 수 있다. 일 실시예에서, 상기 테스트 패턴은 수십 나노미터(㎚) 이하이다. 상기 진단 마스크는 또한, 상기 테스트 구조가 EUV 광 하에서 이미지화될 때, 높은 광학적 해상도 및 대비를 제공하면서 리소그래픽 패터닝을 그렇게 미세한 해상도로 지원하도록 설계될 수 있다.
일 실시예에서, 상기 진단 마스크는, 높은 굴절률 대비를 갖는 두 개의 교번하는 저흡수 물질들로 구성되는, 얇은 EUV 다중층(multilayer, ML) 반사체 설계에 기반할 수 있다. 통상적으로 Mo/Si 이중층의 40 내지 60 쌍들을 포함하는, 제조 레티클 상에서 보이는 상기 반사체와 반대로, 본 발명의 특정 실시예들은 약 15개 이하 또는, 예를 들면, 5개와 같이, 약 10개 이하의 Mo/Si 이중층의 쌍들을 이용한다. 10개 미만의 ML부(304)의 이중층들 또는 쌍들을 이용하는 것의 결과는 상기 다중층 반사체(304)의 대역폭이 현저히 증가한다는 것이다. 또한, 상기 이중층(304)(예들 들면, Mo/Si)의 두께 또는 주기는, 관심있는 각도 범위에서 반사율을 더 평탄화하기 위해, 약 7.0 ㎚ 내지 약 7.5 ㎚ 범위에 걸쳐 조정될 수 있다.
제 1 실시예에서, 필러(pillar)와 같은, ML 스택부(ML stack portion)가 얇은 ML로부터 형성된다. 도 3a는 본 발명의 일 실시예에 따른, EUV 파면 수차를 측정하기 위한 ML 필러 구조(300)를 갖는 진단 마스크의 도시적 측면도이다. 도 3b는 도 3a의 상기 ML 필러 구조(300)의 사시도이다. 도 3a는 도 3b의 라인 A에 따른 도면이다. 나타낸 바와 같이, 상기 ML 필러 구조(300)는 기판(302) 상에 ML부(304)를 포함한다.
상기 기판(302)은 일반적으로, 반사성인 상기 결과적인 ML 필러 구조(300)와 비교하여, EUV 광(예를 들면, 13.5 ㎚)에 대해 낮은 반사율을 갖는 물질로부터 형성될 수 있다. 즉, 상기 기판은, 실질적으로 투명한 물질들과 같이, EUV 파장들에서 반사율을 최소화하는 물질로부터 형성될 수 있다. 예를 들면, 상기 기판은 또한, 저열팽창 물질(low-thermal expansion material, LTEM)과 같이, 제조 EUV 레티클에 사용되는 것과 동일한 기판을 가질 수 있다. 상기 기판은, 유리 또는 Si과 같은, 다른 저반사 물질들로부터 형성될 수 있다. 상기 기판은 대안적으로, 벌크 석영 또는 유리 층 위의 Si층과 같이, 다중층들로부터 형성될 수 있다. 일 예에서, 상기 기판은 진공에 가까운 굴절률을 갖는 물질로부터 형성되어, EUV 광의 반사율이 0.1% 미만이 되는 결과를 가져온다.
반대로, 상기 ML부는 상기 이미지화되는 ML 필러 구조와 상기 주위의 기판 간에 하이 콘트라스트의 결과를 초래하도록 고반사율 물질로부터 형성된다. 예를 들면, 상기 ML부(304)는, 몰리브덴(Mo) 및 실리콘(Si), 루테늄(Ruthenium, Ru) 및 Si, 탄소(C) 기반 장벽층(barrier layer)으로 접속되는 Mo층 및 Si층 등과 같이, EUV 응용들에서 사용되는 어떠한 적합한 반사성 물질로부터도 형성될 수 있다.
캡핑층(capping layer, 308)이, 상기 다중층(304)을 습기 및 산소 공격으로부터 보호하기 위해, 상기 완성된 다중층(304)의 상부 위에 증착될 수 있다. 특정 구현예에서, 상기 캡핑층(308)은 수 나노미터의 두께를 가진다. 상기 캡핑층(106)은 또한 실질적으로 EUV 광에 대해 투명하도록 선택된다. 상기 캡핑층은 루테늄(Ru), Si, 다이아몬드형 탄소(diamond-like carbon, DLC), 백금(Pt) 등을 포함할 수 있다. 이 캡핑층(308)은 선택사항(optional)이다.
이 예에서, 상기 ML 필러 구조는 상기 프로젝션 광학계의 해상도에 필적하거나 그 미만인 두께(T)를 가질 수 있다. 예를 들면, 상기 ML 필러 구조는, 약 75 ㎚ 미만, 또는 심지어 약 50 ㎚ 미만과 같이, 수십 나노미터(㎚) 이하의 두께(T)를 가진다. 이 두께(T)는, 상기 다중층 두께(T)와 유사 또는 심지어 미만인, 훨씬 더 미세한 횡적(lateral) 해상도(D)로 상기 다중층을 패터닝하는 것을 지원할 수 있다.
상기 ML 필러 구조(300)는 어떠한 적합한 제조 기법이든 이용하여 형성될 수 있다. 도 4a 내지 도 4g는 본 발명의 특정 실시예에 따른, EUV 검사툴의 파면 수차를 측정하기 위한 ML 필러 구조(ML 필러 구조(300))를 제조하는 공정을 도시한다. 도 4a는, 기판(302) 상에 균일하게 증착되는, 균일한 다중층들(ML, 404), 캡핑층(406), 및 하드 마스크층(402)을 나타낸다. 이들 층들은 두께 제어와 함께 그러한 층들을 균일하게 증착하는 어떠한 적합한 증착 공정들에 의해서든 형성될 수 있다. 예를 들면, 상기 ML 반사체(404)에서의 각 층, 상기 캡핑층(406), 및 상기 하드 마스크층은 각각 이온빔 증착 또는 마그네트론 스퍼터링(magnetron sputtering)에 의해 증착될 수 있다.
나타낸 바와 같이, 도 4a에서, 크롬(Cr)과 같은 얇은 하드 에칭 마스크층(402)이 상기 다중층(ML) 반사체(404)(및 캡핑층(406))의 상부 위에 균일하게 형성될 수 있다. 상기 하드 마스크 물질 및 두께는 상기 하드 마스크와 상기 ML 반사체(404)(및 캡핑층(406)) 간의 에칭 선택성에 기반하여 선택될 수 있다. 즉, 상기 하드 마스크는, 예를 들면, 플라즈마 에칭 공정에서, 상기 ML 반사체(404)와 비교하여, 양호한 에칭 콘트라스트(etch contrast)를 제공하도록 선택될 수 있다.
도 4b에 나타낸 바와 같이, 리소그래피 공정이 상기 하드 마스크(402) 상에 레지스트 패턴(408)을 형성하는데 이용될 수 있다. 어떤 적합한 리소그래피 공정이든지 상기 레지스트 패턴을 형성하기 위해 상기 레지스트 물질을 노광하는데 이용될 수 있다. 예시적 리소그래피 공정들은 집속 이온빔(focused ion beam) 리소그래피, 전자빔(e-빔) 리소그래피, 광학적 리소그래피, 마스크 또는 무마스크(maskless) 공정 등을 포함한다.
도 4c에 나타낸 바와 같이, 레지스트 패턴(408)은, 예를 들면, 플라즈마 에칭 공정시, 에칭된 하드 마스크 패턴(410)을 형성하는데 이용될 수 있다. 상기 에칭 화학(etching chemistry)은 상기 하드 마스크(402)만을 에칭하도록 조정될 수 있다. 예를 들면, Cr에 대해 염소/산소 기반의 화학이 이용될 수 있다. 상기 레지스트는 이 에칭 후에 제거될 수도 있고 제거되지 않을 수도 있다.
도 4e에 나타낸 바와 같이, 상기 ML 필러 패턴은, 상기 하드 마스크 물질에 대해 상기 ML 물질의 높은 에칭 선택성을 갖는 제 2 에칭 화학을 이용하여 상기 ML 필러의 반사체 패턴(304) 및 캡핑 패턴(308)을 형성하도록, 실질적으로 상기 하드 마스크 패턴(410)으로부터 전사될 수 있다. 한 가지 화학의 예는, Cr을 상기 하드 마스크(302)로 이용하는 경우, 육뷸화황(sulfur hexafluoride)에 기반할 수 있다. 상기 노출된 ML 반사체는 상기 기판(302) 쪽으로 완전히 에칭되어 들어갈 수 있다. 도 4f에 나타낸 바와 같이, 상기 남은 하드 마스크(410)는 습식 화학 에천트(etchant)에 의해 제거될 수 있다.
하드 마스크를 이용하는 대신에, 상기 포토레지스트 패턴(408)이 상기 ML 반사체를 직접 에칭하는데 이용될 수 있다. 즉, 상기 포토레지스트는 에칭 마스크를 형성한다. 그러나, 이 레지스트 에칭 마스크는 에칭 공정시 완전히 소모되어, 이에 따라 필러(pillar)와 같은 ML부를 형성하기 전에 상기 ML 반사체의 상부도 역시 소모되기 시작할 수 있다. 에칭 레시피는, 오직 상기 레지스트층(408)만을 천천히 에칭하면서, 상기 ML 반사체(404)를 빨리 에칭하도록 선택될 수 있다. 그러나, 상기 하드 마스크 물질(예를 들면, Cr)만을 천천히 에칭하는 레시피를 찾는 것이 더 쉬워서, 하드 마스크를 이용하는 것이 바람직할 수 있다.
도 4g에 나타낸 바와 같이, 대안적인 ML 필러 구조(450)가, 상기 ML 반사체 패턴(304)이 에칭된 후, 상기 ML 필러 구조 위에 컨포멀층(conformal layer, 452)을 증착하는 추가 공정에 의해 형성될 수 있다. 즉, 상기 ML 패턴(304)(및, 존재한다면, 캡핑층(308))은, 상기 ML 구조의 측벽들 및 상부가 산화되는 것으로부터 보호하기 위해, 물질의 얇은 층으로 컨포멀하게 오버-코팅될 수 있다. 그러한 물질은 산소에 대해 낮은 확산성을 갖고 EUV 파장들에서 상대적으로 투명하도록 선택될 수 있다. 그러한 물질의 예들로는 Ru, 붕소(B), DLC, SiO2 및 Si3N4를 포함한다. 상기 캡핑층(308)은 상기 컨포멀층(452)과 함께 이용될 수도 또는 이용되지 않을 수도 있다.
대안적인 실시예에서, 상기 ML 반사체 패턴(304) 및 캡핑 패턴(308)은 에칭 마스크(예를 들면, 410)를 사용하지 않고 집속 이온빔을 이용하여 에칭될 수 있다. 즉, 상기 하드 마스크층(402)을 형성하고(도 4a), 상기 레지스트 패턴(410)을 형성하며(도 4c), 상기 하드 마스크층(402)을 하드 마스크 패턴(410)으로 에칭하는(도 4c) 상기 공정은 생략되고, 상기 ML 필러 구조(300)를 직접 형성하도록 상기 얇은 ML 반사체(404)를 에칭하는 무마스크 집속 이온빔(FIB) 공정으로 대체될 수 있다. 그러나, 무마스크 리소그래피 공정은 대배열(large array) 또는 다수의 테스트 구조들을 에칭하기에 실용적이지 않을 수 있다. 이 단점을 완화하기 위해, e-빔 리소그래피 및 플라즈마 에칭, 뿐만 아니라 FIB 에칭의 조합에 기반한 하이브리드 접근법이 이용될 수 있을 것이다. 예를 들면, e-빔 리소그래피 및 플라즈마 에칭이 상대적으로 큰 직경을 갖는 ML 필러 구조들을 형성하는데 먼저 적용될 수 있다. 그 다음에, FIB 에칭이 FIB에 의해 제거되어야 하는 물질들의 양을 최소화하도록 상기 구조들을 원하는 크기로 잘라내는데 이용된다.
제 2 실시예에서, 핀홀 구조가 또한 EUV 검사툴에 대한 파면 수차를 측정하기 위해 설계될 수 있다. 도 5는 본 발명의 제 2 실시예에 따른, EUV 검사툴의 파면 수차를 측정하기 위한 핀홀 구조(500)의 측면도 표현이다. 나타낸 바와 같이, 상기 핀홀 구조(500)는 흡수체 패턴(506)으로부터 형성되는 핀홀(508)을 포함한다. 상기 흡수체 패턴은, 기판(502) 위에 형성될 수 있는, 얇은 ML 반사체(504) 위에 형성된다. 광이 결코 상기 기판을 마주치지 않으므로, 상기 기판은 어떤 물질로도 형성될 수 있다. 상기 흡수체 패턴(506)은, 예를 들면, 상기에서 설명한 바와 같은, 어떠한 적합한 리소그래피 공정에 의해서든지 형성될 수 있다.
이 예에서, 상기 흡수체 물질은 가능한 한 EUV 광에 대해 높은 흡수성을 갖도록 선택될 수 있다. 상기 EUV 제조 레티클에 사용되는 것과 동일한 TaN 흡수체 물질이 상기 핀홀 구조에 사용될 수 있다. 그러나, 이 실시예는 실제 제조 레티클과 동일한 물질에 제한될 필요는 없다. 예를 들면, 상기 흡수체 물질은 EUV 레티클들을 제조하는데 이용되는 상기 흡수체 물질, 예를 들면, TaN보다 더 높은 EUV 흡수 특성을 갖는 흡수체 물질들로 형성될 수 있다. 상기 핀홀에 대한 예시적 흡수체 물질은 다음 물질들 중 하나 이상을 포함한다: 니켈(Ni), 크롬(Cr), 백금(Pt) 등.
캡핑층(508)은 상기 ML 반사체(504)를 습기 및 산소 공격으로부터 보호하기 위해 (상기 흡수체층이 증착되기 전에) 상기 ML 반사체(504)의 상부 위에 증착될 수 있다. 특정 구현예에서, 상기 캡핑층(508)은 수 나노미터의 두께를 가진다. 상기 캡핑층(508)은, 예를 들면, Ru, Si, DLC 또는 Pt를 포함할 수 있다.
상기 핀홀 깊이(D) 및 폭(W)은, 상기 퓨필 영역을 채우는 것으로부터, 그 하부에 있는 ML 반사체(504)로부터 반사되는 광에 영향을 주게 될, 섀도잉과 같은, 부정적인 광학적 효과들을 최소화하도록 선택될 수 있다. 일 예에서, 약 50 ㎚(이하)의 흡수체층 두께(D)가 양호한 효과를 낸다. 약 40 ㎚ 내지 약 100 ㎚의 핀홀 폭이 양호한 효과를 낸다.
상기 ML 필러 실시예와 유사하게, 상기 핀홀 구조의 상기 ML 반사체(504)는 또한 상기 EUV 검사툴의 각 대역폭(angular bandwidth)을 지원하도록 설계될 수 있다. 따라서, 상기 핀홀 반사체(504)는, 상기 ML 필러 구조의 상기 ML 패턴에 대해 상기에서 설명한 바와 같이, 감축된 수의 층 쌍들을 가질 수 있다. 예를 들면, 상기 ML 반사체(504)는 Mo/Si 이중층의 높은 굴절률 콘트라스트를 갖는 두 개의 교번하는 저흡수 물질들로 구성될 수 있으며, 예를 들면, 5개와 같이, 약 10개 이하의 Mo/Si 이중층의 쌍들을 이용할 수 있다. 상기 ML 반사체(504)는 또한 루테늄(Ru) 및 Si, Ru층 및 Si층, 탄소(C) 기반 장벽층으로 접속되는 Mo층 및 Si층, 등의 감축된 수의 교번 층들로부터 형성될 수 있다.
도시된 실시예들은 둥근 필러 구조들이나 아니면 둥근 홀들로서 설명되고 있지만, 다른 형태들이 고려될 수 있다. ML 스택/필러 또는 핀홀 구조의 어떤 적합한 유형이든지 상기 퓨필 영역을 가로질러 파면 수차를 측정하는데 이용될 수 있다. 예로서, 상기 ML 스택/필러 구조는 정육면체(cube), 타원형(oval) 등일 수 있다. 마찬가지로, 상기 핀홀 구조는 정육면체 형태의 홀 또는 비아(via), 정사각형 형태의 트렌치(trench), 타원형 등일 수 있다. 일 실시예에서, 상기 테스트 패턴은 상기 전체 퓨필 영역을 가로질러 측정하기 위한 단일의 ML 필러 또는 핀홀 구조로 구성된다. 다른 실시예들에서, 상기 테스트 패턴은 상기 퓨필을 가로질러 측정하는데 함께 이용되는 상이한 크기 또는 형태의 다중의 ML 필러들 및/또는 핀홀들로 구성된다.
상기 ML 필러 테스트 패턴 및 핀홀 모두 상기 테스트 구조와 상기 주위 백그라운드 간의 콘트라스트를 제공한다. 도 6은 본 발명의 일 예시적 구현예에 따른, 상이한 크기의 ML 필러 테스트 구조들 및 핀홀 구조들에 대한 강도 콘트라스트를 비교한 것들을 보여준다. 그래프(602)는 ML 필러 구조에 대응하지만, 반면에 그래프(610)는 핀홀 구조에 대응한다. 도 6의 상기 핀홀 구조는, EUV 레티클들에서 보이는 공통적 흡수체 물질인, 50 ㎚ 두께의 TaN 흡수체 물질로부터 형성되었다. 특정 디포커스(defocus)에서의 상기 테스트 피쳐(ML 필러 또는 핀홀)의 이미지 강도는 기준(reference)으로서 이용된다. 두 설계들은 주어진 피쳐 직경 크기에 대한 이미지에서 상기 테스트 피쳐의 유사한 휘도(brightness) 강도를 제공하는 동일한 얇은 다중층 반사체를 구비하고 있다(곡선들(604 및 612)). 양호한 균일한 퓨필 충진(fill)에 대해, 50 ㎚ 이하의 피쳐 크기가 관심 있는 크기이다.
그래프(602)는 ML 필러 강도 곡선(604)(각 점은 정사각형으로 표시됨) 및 그것의 대응하는 백그라운드 강도 곡선(606)(각 점은 다이아몬드로 표시됨)을 ML 필러 직경(㎚)의 함수로서 보여준다. 유사하게, 그래프(610)는 핀홀 강도 곡선(612)(각 점은 정사각형으로 표시됨) 및 그에 대응하는 백그라운드 강도 곡선(614)(각 점은 다이아몬드로 표시됨)을 핀홀 직경(㎚)의 함수로서 보여준다.
각 강도 그래프는 상기 대응하는 백그라운드 강도와 비교하여 상기 ML 필러/핀홀 구조의 강도 간의 콘트라스트(contrast)를 보여준다. 나타낸 바와 같이, 상기 ML 필러 크기가 증가함에 따라 상기 ML 필러와 그것의 백그라운드 강도 간의 콘트라스트는 증가하며, 상기 ML 필러와 백그라운드 강도 간에 명확한 차이가 있는 것처럼 보인다. 상기 핀홀 설계는, 그러나, 50 ㎚에 가까운 핀홀 치수들에 대해 상기 핀홀 구조 강도와 동일한 상기 백그라운드 강도를 보여준다. 상기 핀홀 설계의 백그라운드 강도는 50 ㎚ 미만의 치수들에 대한 핀홀 구조의 신호 강도만큼 높거나 또는 그보다 훨씬 더 높아서, 간섭 효과로 인해 불량한 신호 대 잡음비(signal-to-noise ratio) 및 이미지 아티팩트(image artifact)를 초래한다. 반대로, 본 발명의 특정 실시예들에 기반한 상기 ML 필러 설계는 상기 백그라운드 강도의 추가적인 30x 억제를 제공하여, 훨씬 더 깨끗한 이미지를 제공한다. 그것은 이미지 품질의 저하 없이, 필요에 따라 상기 피쳐 크기를 더 축소할 수 있게 한다.
상기 핀홀 이미지 콘트라스트는, 더 낮은 백그라운드 강도를 초래하는, 상이한 흡수체 물질들을 이용하여 향상될 수 있다. 또한, 상기 흡수체 물질의 두께를 증가시키는 것은 콘트라스트를 향상시키고 백그라운드 잡음을 억제할 수 있다.
상기 진단 테스트 구조들의 특정 실시예들은 EUV 검사툴의 파면 수차를 측정하기 위한 증가된 각 대역폭을 제공한다. 즉, 반사된 광은 상기 퓨필을 가로질러 또는 상이한 수집 각도들에서 실질적으로 균일하다. 본 발명의 특정 실시예들은, 반도체 소자를 제조하기 위해 상기 EUV 레티클을 사용하는 포토리소그래피 시스템의 NA보다 통상적으로 더 큰, 상기 퓨필 영역을 실질적으로 채우도록 상기 검사툴의 EUV 광학계로 이미지화될 수 있는 ML 필러 또는 핀홀 구조를 제공한다. 즉, 상기 검사 시스템의 레티클 평면에서의 NA는 종종, 테스트 검사 이미지들과 실제 프린트된 이미지들 간에 차이를 초래하게 될, 상기 리소그래피 시스템의 레티클 평면에서의 NA보다 상당히 더 크다. 예를 들면, EUV 마스크를 검사하는 상기 EUV 화학선 검사기의 NA는 0.1보다 더 클 수 있다.
도 7a 내지 도 7g는 본 발명의 실시예들에서 이용될 수 있는 다양한 Mo/Si 다중층 설계들에 대해 계산된 각분해(angle-resolved) 반사율을 보여준다. 이들 그래프들에서 각 곡선은 13.5 ㎚에서의 비편광(unpolarized) EUV 광의 반사율을 나타낸다. 각 반사율 곡선은 입사각들의 함수로 도시되어 있다.
도 7g는 7.0 ㎚ 피치를 갖는 통상적인 개수인 40개의 이중층들로부터 형성되는 테스트 구조에 대해 퓨필을 가로지르는 강도를 입사각의 함수로 보여준다. 상기 반사율 값들은 일부 각도들(13도 미만)에 대해 상대적으로 평평하다. 그러나, 반사율은 급격하게 떨어지고 13도를 초과하는 각도들에서는 균일하지 않다. EUV 검사 시스템의 대역폭은 통상적으로 도 7a 내지 도 7g에 나타낸 범위보다 훨씬 더 넓다.
도 7a 내지 도 7f는 더 얇은 ML 구조들을 갖는 다른 테스트 구조들을 보여준다. 그들 중에서, Mo/Si 이중층 5쌍 및 7.3 ㎚의 주기를 갖는 도 7c에서의 설계 (c)는 0도 내지 25도의 각도 범위에 대해 거의 평평한 반사율 응답을 제공한다. 이 반사율 응답은, 약 13도에서 급격한 컷오프(cutoff)를 갖는, Mo/Si 이중층 40쌍 및 7.0 ㎚의 주기를 갖는 도 7g의 종래 다중층 설계 (g)와 대조적이다. 5개의 이중층들 및 피치 7.3 ㎚를 갖는 설계 (c)의 트레이드 오프(trade-off)는 거의 4x 만큼의 피크 반사율의 감소이다. 이 피크 감소는 통상적으로, 처리량(throughput)보다는 정확도가 더 우선순위가 높을수록, 계측 목적에 적당한 것으로 간주된다. 이중층들의 수를 5개에서 10개로 증가시키는 것은 피크 반사율 손실의 약 절반을 회복시킨다(도 7d, 도 7e 및 도 7f 참조). 그러나, 상기 이중층의 수를 증가시키는 것은 또한 다중층 대역폭을 감소시키는데, 이는 더 큰 각도들 쪽에서의 반사율 하락(fall-off)에서 알 수 있다. 더 많은 10개의 ML 수는 40개의 이중층들을 갖는 도 7g의 설계 (g)보다 여전히 더 좋은 콘트라스트를 가질 수 있다.
특정 얇은 이중층 ML 필러 또는 핀홀 테스트 구조들에서, 상기 이중층들(Mo/Si)은 균일한 주기성을 갖는다. 대안적인 실시예들에서, 상기 이중층들은 비주기적이다. 각 이중층의 두께는 더 넓은 각 대역폭 또는 특정 대역폭을 초래하도록 최적화될 수 있다. 달리 말하면, 각 이중층 두께는 퓨필 충진(pupil fill) 및/또는 피크 반사율을 더 최적화하도록 최적화될 수 있다. 비주기적 설계는, 단일 복사(single copy)를 단순히 반복하는 것과 반대되는 바와 같이, 이중층의 각 쌍에서 Mo 및 Si의 두께를 변화시킨다.
도 8a 내지 도 8f는 본 발명의 ML 필러 또는 핀홀 구조 실시예들을 이용하여 형성된 다양한 퓨필 이미지들을 도시한다. 구체적으로, 이들 이미지들은, 도 8a 및 도 8d에서의 두꺼운 ML 핀홀 설계와 비교하여, 도 8c 및 도 8f에서의 에칭된 얇은 ML 필러 설계의 테스트 피쳐 회절 퓨필 충진을 비교한 것, 뿐만 아니라 피쳐 크기들의 두 가지 세트(D=40 ㎚ 및 50 ㎚)에 대해 도 8b 및 도 8e에서 얇은 다중층 반사체를 갖는 향상된 얇은 ML 핀홀 설계도 도시하고 있다. 예를 들면, 도 8a는 상이한 퓨필 강도들에서의 등고선들(contours)에 대해 적색, 오렌지색, 및 황색으로 표시되는 상이한 강도 부분들을 갖는 핀홀 이미지를 보여준다. 이들 상이한 등고선들은 또한 상기 퓨필 어퍼쳐(802)에 대해 상대적으로 이미지화된다. 퓨필 위치의 함수로서의 강도 그래프가 또한 상기 상이한 핀홀 또는 ML 필러 구조들 각각에 대해 도시되어 있다(예를 들면, 그래프들 804a 내지 804f).
일반적으로, 도 8a 내지 도 8f는, 상기 프로젝션 광학계 어퍼쳐의 중심 근처에서 일관되게(coherently) 조명받을 때, 다양한 설계들에 대한 모델링된(modeled) 테스트 피쳐 회절 퓨필 충진을 보여준다. 도 8a 및 도 8d의 종래 설계에서, Mo/Si 이중층 40쌍들 및 50 ㎚ 두께의 TaN 흡수체를 갖는 ML 반사체가 이용된다. 50 ㎚(a) 및 40 ㎚(d)의 피쳐 직경에 대해, 상기 퓨필 충진은 균일한 것과는 거리가 멀고, 상기 다중층의 대역폭에 의해 심하게 변조되어(modulated), 이에 따라, 상기 퓨필 어퍼쳐(802)에 대해 상대적으로 크게 비대칭적인 강도 등고선들을 초래한다. 도 8b에 나타낸 바와 같은 얇은 다중층 핀홀 설계로 전환함으로써, 상기 퓨필 충진은 50 ㎚의 피쳐 직경에 대해 더 큰 다중층 대역폭으로 인해 향상된다. 그러나, 상기 피쳐 크기가 40 ㎚로 계속하여 축소됨에 따라, 상기 퓨필 충진은 도 8e에 나타낸 사입사 조명과 연관된 섀도잉 효과의 결과로 다시 악화된다. 도 8c 및 도 8f에 도시된 바와 같은 상기 에칭된 ML 필러 설계는 이 단점들이 없다. 이 얇은 ML 필러 설계들은 50 ㎚ 및 40 ㎚ 둘 모두에서의 피쳐 크기들에 대해 더 균일하고 대칭적인 퓨필 충진을 제공한다. 게다가, 앞서 논의한 바와 같이, 이 설계는 훨씬 더 깨끗한 백그라운드를 제공한다.
일반적으로, 파면 수차는, 파면이 측정되어야 하는 검사 이미징 시스템을 이용하여, 본 명세서에서 설명되는 테스트 구조들 상에서 캡처되는 이미지들에 기반한, 위상 복원(phase retrieval) 방법에 의해 측정될 수 있다. 이상적인, 비수차(non-aberrated) 이미지가 계산되어 상기 측정된 이미지와 비교될 수 있다. 본 명세서에 참조로서 포함된 논문인, Proceedings of SPIE v4691, 1392 (2002)에 실린, P.Dirksen 등의 "확장된 Nijboer-Zernike 접근법을 이용한 프로젝션 렌즈의 특성확인(Characterization of a projection lens using the extended Nijboer-Zernike approach)"에서 설명되는 기법과 같은, 위상 복원 기법이 이용될 수 있다.
전술한 발명이 이해의 명확성을 위해 상당히 자세히 설명되었지만, 어떤 변경들 및 수정들이 첨부된 청구항의 범위 내에서 이루어질 수 있다는 것은 명백할 것이다. 본 발명의 공정들, 시스템들, 및 장치를 구현하는 많은 대안적인 방식들이 있다는 것에 주의해야 할 것이다. 예를 들면, 본 명세서에서 설명되는 상기 EUV 테스트 구조는, 예를 들면, EUV 결함 리뷰 시스템들에서 파면 수차를 측정하기 위해, 다른 EUV 검사 시스템들과 함께 운용될 수 있다. 따라서, 본 실시예들은 예시적인 것이고 제한적인 것이 아닌 것으로 간주되어야 하며, 본 발명은 본 명세서에 주어진 세부사항들에 제한되어서는 안 된다.
Claims (35)
- 극자외선(extreme ultraviolet, EUV) 광에 대해 실질적으로 반사율(reflectivity)을 갖지 않는 물질로부터 형성되는 기판과,
상기 기판 상에 형성되고 EUV 광을 반사시키도록 상이한 굴절률을 갖는 층들의 복수의 교번(alternating) 쌍들을 포함하는 다중층(multilayer, ML) 스택부로서, 상기 ML 스택부는 상기 기판의 일부를 노출시키도록 상기 기판 상에 배치되는 것인, ML 스택부
를 포함하는, 극자외선(EUV) 검사 시스템의 파면 수차(wave-front aberration)를 측정하기 위한 테스트 구조. - 제1항에 있어서, 각 쌍은 (ⅰ) 몰리브덴(Mo)층 및 실리콘(Si)층, (ⅱ) Ru층 및 Si층, 또는 (ⅲ) 탄소(C) 기반 장벽층(barrier layer)과 접속되는 Mo층 및 Si층을 포함하는 것인, 극자외선(EUV) 검사 시스템의 파면 수차를 측정하기 위한 테스트 구조.
- 제1항에 있어서, 상기 ML 스택부 위에, 상기 ML 스택부의 산화를 방지하고 실질적으로 투명한 물질로부터 형성되는 캡핑층(capping layer)을 더 포함하고, 상기 캡핑층은 Ru, 다이아몬드형 탄소(diamond-like carbon, DLC), Si 또는 백금(Pt)으로 구성되는 것인, 극자외선(EUV) 검사 시스템의 파면 수차를 측정하기 위한 테스트 구조.
- 제1항에 있어서, 상기 ML 스택부의 상기 층들의 교번 쌍들은 비주기적이고, 각 교번 쌍은 상기 테스트 구조로부터 회절되는 EUV 광이 상기 검사 시스템의 입구 퓨필 영역(entrance pupil area)을 실질적으로 채우도록 최적화되는 두께를 가지고 및/또는 최적화된 피크 반사율(peak reflectivity)을 갖는 것인, 극자외선(EUV) 검사 시스템의 파면 수차를 측정하기 위한 테스트 구조.
- 제1항에 있어서, 상기 쌍들의 개수는 10개 이하인 것인, 극자외선(EUV) 검사 시스템의 파면 수차를 측정하기 위한 테스트 구조.
- 제1항에 있어서, 상기 쌍들의 개수는 5개 이하인 것인, 극자외선(EUV) 검사 시스템의 파면 수차를 측정하기 위한 테스트 구조.
- 제1항에 있어서, 상기 ML 스택부의 주기는 약 7 ㎚ 내지 약 7.5 ㎚인 것인, 극자외선(EUV) 검사 시스템의 파면 수차를 측정하기 위한 테스트 구조.
- 제1항에 있어서, 상기 ML 스택부는, EUV 광으로 이미지화되는 경우, 상기 ML 스택부와 상기 기판 간에 하이 콘트라스트(high contrast)를 제공하는 조성을 갖는 것인, 극자외선(EUV) 검사 시스템의 파면 수차를 측정하기 위한 테스트 구조.
- 제1항에 있어서, 상기 ML 스택부는 75 ㎚ 이하의 두께를 갖는 것인, 극자외선(EUV) 검사 시스템의 파면 수차를 측정하기 위한 테스트 구조.
- 제1항에 있어서, 상기 기판은 EUV 광의 반사율이 0.1% 미만이 되는 굴절률을 갖는 것인, 극자외선(EUV) 검사 시스템의 파면 수차를 측정하기 위한 테스트 구조.
- 제1항에 있어서, 상기 ML 스택부의 상부 및 측벽들 위에 컨포멀층(conformal layer)을 더 포함하고, 상기 컨포멀층은 산소에 대해 저확산성(low diffusivity)을 갖고 실질적으로 투명하며, 상기 컨포멀층은 Ru, 붕소(B), DLC, SiO2 또는 Si3N4로 이루어지는 것인, 극자외선(EUV) 검사 시스템의 파면 수차를 측정하기 위한 테스트 구조.
- 제1항에 있어서, 상기 ML 스택부는 100 ㎚ 미만의 직경을 갖는 필러(pillar)인 것인, 극자외선(EUV) 검사 시스템의 파면 수차를 측정하기 위한 테스트 구조.
- EUV 광을 반사하는 제 1 층 및 제 2 층의 복수의 교번 쌍들을 증착하는 단계와,
다중층(ML) 스택부를 형성하기 위해 상기 제 1 층 및 상기 제 2 층의 상기 복수의 교번 쌍들을 패터닝하는 단계로서, 상기 ML 스택부는 상기 기판의 일부를 노출시키도록 상기 기판 상에 배치되는 것인, 패터닝하는 단계
를 포함하는, 극자외선(EUV) 검사 시스템의 파면 수차를 측정하기 위한 테스트 구조를 형성하는 방법. - 제13항에 있어서, 상기 제 1 및 제 2 층들의 상기 복수의 교번 쌍들은,
상기 제 1 및 제 2 층들의 상기 복수의 교번 쌍들 위에 하드 마스크층을 형성하는 단계와,
레지스트 패턴을 형성하기 위해 상기 하드 마스크층 위의 포토레지스트 물질을 형성 및 노광하는 단계와,
상기 레지스트 패턴으로, 하드 마스크 패턴을 형성하기 위해 상기 하드 마스크층을 에칭하는 단계와,
상기 하드 마스크 패턴으로, 상기 ML 스택부를 형성하기 위해 상기 제 1 및 제 2 층들의 상기 복수의 교번 쌍들을 에칭하는 단계와,
상기 하드 마스크 패턴을 제거하는 단계
에 의해 패터닝되는 것인, 극자외선(EUV) 검사 시스템의 파면 수차를 측정하기 위한 테스트 구조를 형성하는 방법. - 제14항에 있어서, 상기 하드 마스크층은 크롬(chromium)인 것인, 극자외선(EUV) 검사 시스템의 파면 수차를 측정하기 위한 테스트 구조를 형성하는 방법.
- 제15항에 있어서, 염소/산소 기반의 화학이 상기 하드 마스크층을 에칭하는데 이용되는 것인, 극자외선(EUV) 검사 시스템의 파면 수차를 측정하기 위한 테스트 구조를 형성하는 방법.
- 제15항에 있어서, 육불화황(sulfur hexafluoride) 기반의 화학이 상기 ML 스택부를 형성하기 위해 상기 제 1 및 제 2 층들의 상기 복수의 교번 쌍들을 에칭하는데 이용되는 것인, 극자외선(EUV) 검사 시스템의 파면 수차를 측정하기 위한 테스트 구조를 형성하는 방법.
- 제13항에 있어서, 상기 제 1 및 제 2 층들의 상기 복수의 교번 쌍들은, 상기 ML 스택부를 형성하기 위해 상기 제 1 및 제 2 층들의 상기 복수의 교번 쌍들을 에칭하도록 집속 이온빔(focused ion beam)을 이용하여 패터닝되는 것인, 극자외선(EUV) 검사 시스템의 파면 수차를 측정하기 위한 테스트 구조를 형성하는 방법.
- 제13항에 있어서, 복수의 ML 스택부들을 형성하도록 상기 제 1 층 및 상기 제 2 층의 상기 복수의 교번 쌍들을 패터닝하는 단계를 더 포함하고,
상기 복수의 ML 스택부들은,
복수의 ML 예비 스택부들을 형성하도록 전자빔 포토리소그래피 공정 및 후속 에칭 공정을 제 1 층 및 제 2 층의 상기 복수의 교번 쌍들에 적용하는 단계와,
상기 ML 예비 스택부들보다 더 작은 폭을 갖는 상기 ML 스택부들을 형성하기 위해 상기 ML 예비 스택부들에 대해 집속 이온빔 포토리소그래피를 수행하는 단계
에 의해 형성되는 것인, 극자외선(EUV) 검사 시스템의 파면 수차를 측정하기 위한 테스트 구조를 형성하는 방법. - 제13항에 있어서, 상기 쌍들의 개수는 10개 이하인 것인, 극자외선(EUV) 검사 시스템의 파면 수차를 측정하기 위한 테스트 구조를 형성하는 방법.
- 기판과,
EUV 광을 반사하도록 상이한 굴절률을 갖는 층들의 복수의 교번 쌍들로서, 상기 쌍들의 개수는 15개 이하인 것인, 복수의 교번 쌍들과,
상기 층들의 복수의 교번 쌍들 위에 형성되는 흡수체층(absorber layer)으로서, 상기 흡수체층은 하부의 상기 층들의 복수의 교번 쌍들의 일부를 노출시키도록 형성되는 홀(hole)을 갖는 것인, 흡수체층
을 포함하는, 극자외선(EUV) 검사 시스템의 파면 수차를 측정하기 위한 테스트 구조. - 제21항에 있어서, 상기 흡수체층은 TaN, 크롬, 백금 또는 니켈로 이루어지는 것인, 극자외선(EUV) 검사 시스템의 파면 수차를 측정하기 위한 테스트 구조.
- 제21항에 있어서, 상기 흡수체층은 약 100 ㎚ 이하의 두께를 갖는 것인, 극자외선(EUV) 검사 시스템의 파면 수차를 측정하기 위한 테스트 구조.
- 감시 시스템에 있어서,
EUV 광에 대해 실질적으로 반사율을 갖지 않는 물질로부터 형성된 기판 및 상기 기판 상에 형성되는 다중층(ML) 스택부를 포함하고, EUV 광을 반사하도록 상이한 굴절률을 갖는 층들의 복수의 교번 쌍들로서 상기 쌍들의 개수가 15개 이하인 쌍들을 포함하는, 테스트 구조 상에 EUV 입사빔을 조사하는 하나 이상의 조명 요소들과,
상기 테스트 구조로부터 출력빔을 검출하고 상기 출력빔에 기반하여 이미지 또는 신호를 발생시키는 하나 이상의 이미징 요소들로서, 상기 출력빔은 상기 테스트 구조 상의 입사빔에 응답하여 상기 테스트 구조로부터 방출되는 것인, 하나 이상의 이미징 요소들과,
실질적으로 상기 검사 시스템의 퓨필을 가로질러 파면 수차를 측정하기 위해 상기 이미지 또는 신호를 분석하도록 구성되는 프로세서
를 포함하는, 검사 시스템. - 제24항에 있어서, 상기 검사 시스템은 0.1 초과의 개구수(numerical aperature, NA)를 갖는 것인, 검사 시스템.
- 제24항에 있어서, 각 쌍은 (ⅰ) 몰리브덴(Mo)층 및 실리콘(Si)층, (ⅱ) Ru층 및 Si층, 또는 (ⅲ) 탄소(C) 기반 장벽층과 접속되는 Mo층 및 Si층을 포함하는 것인, 검사 시스템.
- 제24항에 있어서, 상기 ML 스택부의 층들의 교번 쌍들은 비주기적이고, 각 교번 쌍은 상기 테스트 구조로부터 회절되는 EUV 광이 상기 검사 시스템의 입사 퓨필 영역을 실질적으로 채우도록 최적화되는 두께를 가지고 및/또는 최적화된 피크 반사율을 갖는 것인, 검사 시스템.
- 제24항에 있어서, 상기 쌍들의 개수는 10개 이하인 것인, 검사 시스템.
- 제24항에 있어서, 상기 쌍들의 개수는 5개 이하인 것인, 검사 시스템.
- 제24항에 있어서, 상기 ML 스택부의 주기는 약 7 ㎚ 내지 약 7.5 ㎚인 것인, 검사 시스템.
- 제24항에 있어서, 상기 ML 스택부는, EUV 광으로 이미지화 되는 경우, 상기 ML 스택부와 상기 기판 간에 하이 콘트라스트를 제공하는 조성을 갖는 것인, 검사 시스템.
- 제24항에 있어서, 상기 ML 스택부는 75 ㎚ 이하의 두께를 갖는 것인, 검사 시스템.
- 제24항에 있어서, 상기 기판은 EUV 광의 반사율이 0.1% 미만이 되는 굴절률을 갖는 것인, 검사 시스템.
- 제24항에 있어서, 상기 테스트 구조는 상기 ML 스택부의 상부 및 측벽들 위에 컨포멀층을 더 포함하고, 상기 컨포멀층은 산소에 대해 저확산성을 갖고 실질적으로 투명하며, 상기 컨포멀층은 Ru, 붕소(B), DLC, SiO2 또는 Si3N4로 이루어지는 것인, 검사 시스템.
- 제24항에 있어서, 상기 ML 스택부는 100 ㎚ 미만의 직경을 갖는 필러(pillar)인 것인, 검사 시스템.
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