KR20190005762A - 마이크로리소그라피용 마스크의 특징을 구하는 방법 및 디바이스 - Google Patents

마이크로리소그라피용 마스크의 특징을 구하는 방법 및 디바이스 Download PDF

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KR20190005762A
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토마스 탈러
토마스 프랑크
울리히 마테예카
마르쿠스 데귄터
로베르트 비르크너
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칼 짜이스 에스엠티 게엠베하
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Abstract

본 발명은, 마이크로리소그라피용 마스크의 특징을 구하는 방법 및 디바이스에 관한 것이다. 본 발명에 따른 방법에서, 마이크로리소그라픽 투영 노광 장치에서 리소그라피 프로세스에 사용하고자 하는 마스크의 구조들이 조명 광학 유닛(610)에 의해 조명되고, 마스크(621)는 이미징 광학 유닛(630)에 의해 검출기 유닛(640) 상에 이미징되며, 검출기 유닛(640)에 의해 기록되는 이미지 데이터가 평가 유닛(650)에서 평가된다. 이 경우, 마이크로리소그라픽 투영 노광 장치에서 리소그라피 프로세스를 위해 미리 규정된 조명 세팅을 에뮬레이트(emulate)하기 위해, 검출기 유닛(640) 상으로의 마스크(621)의 이미징이, 조명 광학 유닛(610)에 세팅되는 조명 세팅 또는 이미징 광학 유닛(630)에서 세팅되는 편광-영향 효과에 관해 서로 상이한 복수의 개별 이미징으로 실행된다.

Description

마이크로리소그라피용 마스크의 특징을 구하는 방법 및 디바이스{METHOD AND DEVICE FOR CHARACTERIZING A MASK FOR MICROLITHOGRAPHY}
관련 출원에의 교차 참조
본 출원은, 2017년 7월 7일에 출원된 독일 특허출원 DE 10 2017 115 262.8을 우선권으로 청구한다. 이 출원의 내용은 여기서 참조로서 인용된다.
본 발명은, 마이크로리소그라피용 마스크의 특징을 구하는 방법 및 디바이스에 관한 것이다. 본 발명은 결함을 찾는 것과, 또한 마스크 상의 구조의 특징을 구하는 것, 예컨대 위치 판정 또는 구조의 선 폭(CD: Critical Dimension)을 판정하며 프로세스 윈도우를 확인하는 것(예컨대, 도스(dose) 및 디포커스(defocus)에 따라 선 폭을 판정함으로써)에 모두 적용될 수 있다.
마이크로리소그라피는 예컨대 집적 회로나 LCDs와 같은 미세 구조 소자를 제조하는데 사용된다. 마이크로리소그라피 프로세스는 소위 투영 노광 장치에서 실행되며, 이 장치는 조명 디바이스와 투영 렌즈를 포함한다. 조명 디바이스에 의해 조명되는 마스크(= 레티클)의 이미지는, 이 경우에 투영 렌즈에 의해 감광 층(포토레지스트)가 코팅되며 투영 렌즈의 이미지 평면에 배치되는 기판(예컨대, 실리콘 웨이퍼) 상에 투영되어, 마스크 구조를 기판의 감광 코팅에 전사한다.
리소그라피 프로세스에서, 마스크 상의 원치 않는 결함은 특히 불리한 효과를 가지며, 이는 이들 결함이 매 노광 단계로 재현될 수 있기 때문이다. 가능한 결함 위치의 이미징 효과의 직접적인 분석이, 그에 따라 마스크 결함을 최소화하며 성공적인 마스크 수리를 실현하기 위해 바람직하다. 그러므로 투영 노광 장치에 현재 존재하는 것과 동일한 조건 하에서 가능한 정밀하게 신속하고 간단히 마스크를 측정하거나 통과시킬 필요가 있다.
이를 위해, 마스크 검사 장치에서, 마스크의 세그먼트의 공간 이미지를 기록하고 평가하는 것이 알려져 있다. 공간 이미지를 기록하기 위해, 이 경우, 마스크 상에서 측정되는 구조는 조명 광학 유닛에 의해 조명되며, 여기서 마스크로부터 들어온 광이 이미징 광학 유닛을 통해 검출기 유닛에 투영되어 검출된다.
마스크 검사 장치에서는, 투영 노광 장치의 조건과 유사한 조건 하에서 가능하다면 마스크의 측정을 실행하기 위해, 마스크는 통상적으로 투영 노광 장치에서와 동일한 방식으로 조명되며, 여기서 특히 동일한 파장, 동일한 개구수 및 또한 동일한 (적절히 편광된다면) 조명 세팅이 마스크 검사 장치에서 세팅된다.
그러나 마스크 검사 장치의 이미징 광학 유닛에서, 검출기 유닛 상으로의 마스크의 이미징은 - 투영 노광 장치에서 실행되는 웨이퍼 상의 이미징과는 달리 - 축소된 형태로 발생하기보다는 매우 확대된 형태로 발생한다는 점에서 문제가 발생한다. 그에 따라 각각의 투영 또는 이미징 광학 유닛에 존재하는 매우 상이한 개구수(그러한 개구수는 마스크 검사 장치의 이미징 광학 유닛에서는 거의 0임)는, 리소그라피 프로세스에서 발생하는 웨이퍼 상의 이미징이 마스크 검사 장치에서 발생하는 검출기 유닛 상의 이미징과는 발생한 벡터 효과 면에서 상당히 상이하다는 결과를 갖는다. 이 경우, "벡터 효과"는, 각각의 이미지 평면에서 발생하는 전자기 방사선의 간섭의 편광 의존성을 의미하는 것으로 이해되어야 한다.
앞선 문제를 고려하며 마이크로리소그라픽 투영 노광 장치에서 발생하는 벡터 효과를 판정하여 공간 이미지 생성 시에 그러한 효과를 고려하기 위해, 특히 마스크 검사 장치로 복수의 개별 이미징을 실행하는 것이 알려져 있으며, 그러한 개별 이미징 동안에, 상이한 편광-광학 소자가 조명 및/또는 이미징 광학 유닛에 위치지정되며, 대응하여 생성되는 이미지는 서로 결합되어 계산된다. 그러나 앞서 기재한 절차는 상대적으로 큰 시간 소비를 필요로 한다.
종래기술에 관하여는, 예를 들면 DE 10 2004 033 603 A1, DE 10 2004 033 602 A1, DE 10 2005 062 237 A1, DE 10 2007 009 661 A1 및 EP 1 615 062 B1을 참조해야 한다.
본 발명의 목적은, 발생하는 벡터 효과를 포함하는 리소그라피 프로세스에서 주어지는 조건을 고려하여 더 빠르고 간략화된 측정을 가능케 하는, 마이크로리소그라피용 마스크의 특징을 구하는 방법과 디바이스를 제공하는 것이다.
본 목적은, 독립항의 특성에 따라 각각의 방법에 의해 및 디바이스에 의해 달성된다.
마이크로리소그라피용 마스크의 특징을 구하는 본 발명에 따른 방법에서, 마이크로리소그라픽 투영 노광 장치에서 리소그라피 프로세스에 사용하고자 하는 마스크의 구조는 조명 광학 유닛에 의해 조명되며, 여기서 마스크는 이미징 광학 유닛에 의해 검출기 유닛 상에 이미징되며, 검출기 유닛에 의해 기록되는 이미지 데이터는 평가 유닛에서 처리된다.
본 발명의 일 양상에 따라, 이 방법은, 마이크로리소그라픽 투영 노광 장치에서 리소그라피 프로세스를 위해 미리 규정된 조명 세팅을 에뮬레이트(emulate)하기 위해, 검출기 유닛 상으로의 마스크의 이미징이 조명 광학 유닛에 세팅되는 (조명) 세팅에 관해 서로 상이한 복수의 개별 이미징으로 실행된다는 것을 특징으로 한다.
본 발명은, 특히 마스크 검사 동안, 유리한(예컨대, 계속적으로 선형인) 편광 분포를 각각 갖는 서로 상이한 조명 세팅이 마스크 검사 장치의 조명 광학 유닛에 세팅되는 한, 리소그라피 프로세스에서 원하거나 미리 규정되는 편광된 세팅이 적절한 방식으로 "분해됨"으로써, 마이크로리소그라픽 투영 노광 장치에서 추후의 리소그라피 프로세스에서 발생하는 벡터 효과를 상당히 감소된 측정 복잡도로 그리고 상대적으로 짧은 시간에 판정하는 개념을 기초로 한다.
이 경우, 마스크 검사 장치의 조명 광학 유닛에 세팅되는 이들("하위") 조명 세팅은, 서로 중첩되면, 리소그라피 프로세스에서 바람직한 미리 규정된 편광된 조명 세팅을 적어도 대략적으로 산출하도록 선택된다.
이 접근법으로, 본 발명은, 각 경우에 벡터 효과에 관해 고려되는 편광된 조명 세팅이 계속적으로 선형인 편광 방향을 갖는 조명 세팅이라면, 그 자체가 알려져 있으며 배경 기술에서 기재한 벡터 효과 계산이 상당히 더 간단하고 빠르게 실행될 수 있다는 상황을 이용한다. 이러한 접근법은, 대체로 우수한 근사로 수행되며, 조명 광학 유닛에 존재하는 계속적인 편광 방향이 마스크 검사 장치의 이미징 광학 유닛과 하류의 마스크에 의해 더 이상은 상당히 변경되지 않는다는 가정을 기초로 한다.
본 발명은 그에 따라 특히 종래의 접근법으로부터의 변경을 포함하며, 이 종래의 접근법에서, 각 경우에, 마스크 검사 장치에서, 실제 리소그라피 프로세스에서 미리 한정된 편광된 조명 세팅은 동일하게 세팅된다. 오히려, 본 발명에 따라, 적절한 편광된 조명 세팅이 마스크 검사 장치의 조명 광학 유닛에서 타겟 지정된 방식으로 세팅되며, 그러한 조명 세팅은 리소그라피 프로세스에서 원하거나 미리 규정된 편광된 조명 세팅과는 상이하지만, 대신 리소그라피 프로세스에서 예상되는 벡터 효과의 더 빠르고 간략한 계산을 가능케 한다. 유리하게도, 이들은, 세팅되는 조명 세팅의 합이 광 분포 및 편광 면에서 실제 리소그라피 프로세스에서 미리 규정되는 조명 세팅에 대략적으로 또는 정확히 대응하도록 선택된다.
일 실시예에 따라, 조명 광학 유닛에서 세팅되는 조명 세팅 각각은 계속적으로 선형인 조명 분포를 갖는다.
일 실시예에 따라, 마이크로리소그라픽 투영 노광 장치에서 세팅되는 조명 세팅은 준-접선 방향(quasi-tangential) 편광 분포를 갖는다.
일 실시예에 따라, 마이크로리소그라픽 투영 노광 장치에서 세팅되는 조명 세팅은 4중극 조명 세팅 또는 환상 조명 세팅이다.
일 실시예에 따라, 복수의 개별 이미징은 이미징 광학 유닛의 수정 없이 실행된다.
일 실시예에 따라, 조명 광학 유닛에서 세팅되는 조명 세팅은, 실제 리소그라피 프로세스에서 미리 규정되는 조명 세팅의 편광 분포(예컨대, 조명 퓨필의 제1 영역에서 x-편광 및 조명 퓨필의 제2 영역에서 y-편광)에 적어도 대략적으로 대응하는 편광 분포를 갖는다. 각각의 노광 단계에서 사용되는 조명 세팅은, 이때 조명 퓨필의 각각 선택되는 영역을 조명하며(유리하게는, 노광 단계에서, 이것은 대응하는 편광으로 모든 영역을 조명하는 것을 수반함), 나머지 영역을 어둡게 함으로써 변할 수 있다. 결국, 적절하다면, 조명의 밝기 분포만을 변경해야 하지만, 조명 광학 유닛에서 세팅되는 편광 분포는 변경하지 않아야 한다.
일 실시예에 따라, 개별 이미징에 대한 상이한 조명 세팅이 조명 광학 유닛에 배치되는 편광-영향 광학 요소의 영역에 의해 세팅되고, 이들 영역으로부터 광은 각각의 개별 이미징 동안 마스크에 전달되며, 이들 영역은 개별 이미징에 대해 서로 상이하도록 선택된다.
본 발명의 실시예에서, 밝기 분포는 적어도 하나의 스탑을 교체 또는 이동 또는 변위시킴으로써 변경될 수 있다.
본 발명의 추가 실시예에서, 밝기 분포는 마이크로 미러 어레이를 사용하여 변경될 수 있다. 이것은, 밝기 분포가 매우 신속하게 변경될 수 있다는 장점이 있다.
일 실시예에 따라, 상이한 조명 세팅이 세팅되거나, 밝기 분포는, 스탑을 교체 또는 변위시킴으로서 조명 광학 유닛에서 개별 이미징에 대해 변경된다.
추가 실시예에 따라, 상이한 조명 세팅이 세팅되거나 밝기 분포는, 서로 독립적으로 세팅될 수 있는 다수의 미러 요소를 포함하는 미러 배치를 사용하여 조명 광학 유닛에서 개별 이미징에 대해 변경된다. 추가 실시예에서, 본 발명에 따라, (예컨대, LCDs 또는 LEDs를 사용하여) 능동적으로 성형 가능한 광원이 상이한 조명 세팅을 세팅하는데 또는 개별 이미징에 대해 밝기 분포를 변경하는데 또한 사용될 수 있다.
추가 실시예에 따라, 실제 리소그라피 프로세스에서 미리 규정되는 편광된 조명 세팅(예컨대, 조명 퓨필의 제1 영역에서 x-편광 및 조명 퓨필의 제2 영역에서 y-편광)에 대략적으로 또는 정확히 대응하는 조명 세팅이 세팅된다. 게다가, 선형 편광기가 조명 빔 경로에 도입될 수 있으며, 여기서 예컨대 광의 x-편광된 부분만이 일 노광 단계에서 마스크에 전달되며, 광의 y-편광된 부분만이 추가 노광 단계에서 마스크에 전달된다. 결국, 복수의 개별 이미징은 이미징 광학 유닛의 수정 없이 그리고 "실제" 조명 광학 유닛의 수정 없이 실행된다.
추가 실시예에 따라, 마스크는 개별 이미징 모두 동안 동일한 편광된 조명 세팅(예컨대, 조명 퓨필의 제1 영역에서 x-편광 및 조명 퓨필의 제2 영역에서 y-편광)으로 조명된다. 각각의 선형 편광기는 그 후 이미징 빔 경로에 도입될 수 있으며, 여기서 예컨대 광의 x-편광된 부분만이 일 노광 단계에서 검출기에 전달되며, 광의 y-편광된 부분만이 추가 노광 단계에서 검출기에 전달된다. 결국, 복수의 개별 이미징은 조명 광학 유닛의 수정 없이 실행된다.
일 실시예에 따라, 마스크는, 실제 리소그라피 프로세스에서 미리 규정되는 편광된 조명 세팅(예컨대, 조명 퓨필의 제1 영역에서 x-편광 및 조명 퓨필의 제2 영역에서 y-편광)에 대략적으로 또는 정확히 대응하는 편광된 조명 세팅으로 조명된다. 이미징 빔 경로에서, 적절한 광학 요소(예컨대, 편광 빔 분할기 큐브, 로숀 프리즘(Rochon prism) 또는 윌라스톤 프리즘(Wollaston prism))가 위치지정되며, 이러한 요소는 예컨대 광의 x-편광된 부분을 제1 검출기에 보내며 광의 y-편광된 부분을 제2 검출기에 또는 제1 검출기의 상이한 영역에 보낸다. 결국, 복수의 개별 이미징은 조명 광학 유닛의 수정 없이 그리고 단일 노광만으로 실행된다. 앞서 기재한 실시예에서 "x-편광" 및 "y-편광"을 각각 참조하였지만, 본 발명은 이것으로 제한되기 보다는 조명 퓨필의 제1 및 제2 영역 각각에서의 다른 서로 상이한 편광 분포에 또한 적용될 수 있다.
일 실시예에 따라, 개별 이미징 동안 검출기 유닛에 의해 기록되는 이미지 데이터의 평가 동안, 그러한 이미지 데이터의 변환은 각 경우에 실행되며, 변환 동안, 그러한 이미지 데이터는 편광-의존적 가중을 받게 된다. 이 경우, 웨이퍼 레벨에서 마이크로리소그라픽 투영 노광 장치의 동작 동안 발생하는 전자기 방사선의 간섭의 편광 의존성(벡터 효과)을 개별 이미징 동안 세팅되는 조명 세팅을 위해 고려할 수 있다.
일 실시예에 따라, 개별 이미징 동안 검출기 유닛에 의해 기록되는 이미지 데이터는, 그러한 변환 다음에, 더해지거나, 가중된 방식으로 더해지거나, 평균이 구해지거나 가중된 방식으로 평균이 구해진다.
추가 양상에 따라, 본 발명은 마이크로리소그라피용 마스크의 특징을 구하는 방법에 관한 것이며, 마이크로리소그라픽 투영 노광 장치에서 리소그라피 프로세스에 사용하고자 하는 마스크의 구조는 조명 광학 유닛에 의해 조명되며, 마스크는 이미징 광학 유닛에 의해 적어도 하나의 검출기 유닛 상에 이미징되며, 검출기 유닛에 의해 기록되는 이미지 데이터는 평가 유닛에서 평가되며,
- 마이크로리소그라픽 투영 노광 장치에서 리소그라피 프로세스에 대해 미리 규정되는 조명 세팅을 에뮬레이트하기 위해, 적어도 하나의 검출기 유닛 상에의 마스크의 이미징은, 조명 광학 유닛에 세팅되는 조명 세팅 또는 이미징 광학 유닛의 편광-영향 효과에 관해 서로 상이한 복수의 개별 이미징으로 실행되고;
- 개별 이미징 동안 적어도 하나의 검출기 유닛에 의해 기록되는 이미지 데이터의 평가 동안, 그러한 이미지 데이터의 변환은 각 경우에 실행되며, 그러한 변환 동안 그러한 이미지 데이터는 편광-의존적 가중을 받게 되며;
- 개별 이미징 동안 적어도 하나의 검출기 유닛에 의해 기록되는 이미지 데이터는, 그러한 변환 다음에, 더해지거나, 가중된 방식으로 더해지거나, 평균이 구해지거나 가중된 방식으로 평균이 구해진다.
이 경우에, 또한, 이미지 데이터의 변환 동안, 웨이퍼 레벨에서 마이크로리소그라픽 투영 노광 장치의 동작 동안 발생하는 전자기 방사선의 간섭의 편광 의존성(벡터 효과)을 개별 이미징 동안 세팅되는 조명 세팅을 위해 고려할 수 있다.
이 경우에, 개별 이미징이 조명 광학 유닛에서 세팅되는 조명 세팅에 관하여 서로로부터 상이하다는 말은, 각각의 조명 세팅이 동일한 세기 분포의 서로 상이한 편광 분포를 갖는 개별 이미징을 갖는 시나리오를 또한 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
일 실시예에 따라, 적어도 2개의 서로 상이한 검출기 유닛 또는 검출기 유닛의 적어도 2개의 상이한 영역이 개별 이미징 동안 이미지 데이터를 기록하는데 사용된다.
일 실시예에 따라, 이 경우, 상이한 편광 속성의 광 부분이 적어도 2개의 서로 상이한 검출기 유닛에 의해 또는 검출기 유닛의 적어도 2개의 상이한 영역에 의해 동시에 기록된다.
본 발명은 마이크로리소그라피용 마스크의 특징을 구하는 디바이스로서, 마스크 상의 구조를 조명하기 위한 조명 광학 유닛, 검출기 유닛, 마스크를 검출기 유닛 상에 이미징하기 위한 이미징 광학 유닛, 및 검출기 유닛에 의해 기록되는 이미지 데이터를 평가하기 위한 평가 유닛을 포함하는 디바이스에 관한 것이며, 이 디바이스는 앞서 기재한 특성을 갖는 방법을 실행하도록 구성된다.
이 디바이스의 장점 및 바람직한 구성에 관해서는, 본 발명에 따른 방법과 관련하여 앞선 설명을 참조한다.
본 발명의 추가 구성은 상세한 설명 및 종속항으로부터 수집할 수 있다.
본 발명은 수반하는 도면에 예시한 예시적인 실시예를 기초로 하여 이하에서 더 상세하게 설명할 것이다.
도 1 내지 도 5는, 본 발명에 따른 방법의 상이한 실시예를 설명하기 위한 개략도를 도시한다.
도 6은, 본 발명에 따른 방법에 사용할 수 있는 디바이스의 예시적인 구성을 설명하기 위한 개략도를 도시한다.
도 6은, 본 발명이 실현될 수 있는 마스크 검사 장치(600)의 가능한 구성을 도시한다.
도 6에 따라, 마스크 검사 장치(600)에서, 마스크(621)가 마스크 홀더(620) 상에 장착된다. 마스크(621) 상에서 측정되는 구조는 광원(601)에 의해 생성되는 조명 광이 조명 광학 유닛(610)을 통해 조명된다. 마스크(621)로부터 들어온 광은 이미징 광학 유닛(630)에 의해 검출기 유닛(640) 상에 이미징되어 검출된다. 검출기 유닛(640)에 의해 기록되는 이미지 데이터는 구조의 위치를 판정하기 위해 평가 유닛(650)에서 평가된다.
(예컨대, 도 6에 도시한 구조를 갖는) 마스크 검사 장치에서 마스크를 측정하기 위한 본 발명에 따른 방법의 상이한 실시예를 이제 도 1 이하를 참조하여 기재할 것이다. 이들 실시예가 각 경우에 공통으로 갖고 있는 것은, 마스크 검사 장치(600)의 조명 광학 유닛(610)에서, 실제 리소그라피 프로세스에 대해 미리 규정되는 원하는 편광된 조명 세팅이 세팅되기 보다는, 예컨대 오히려 복수의 개별 이미징이 서로 상이한 조명 세팅으로 실행된다는 점이다.
개별 이미징에 대한 기초로서 취한 이들 조명 세팅은, 이후 이들이 첫째로 리소그라피 프로세스의 미리 규정되는 편광된 조명 세팅을 "합으로" 산출하지만, 둘째로 각각의 세팅이, 편광된 조명 세팅이 세팅되는 경우에 투영 노광 장치에서 리소그라피 프로세스에 대해 예상되거나 고려되어야 하는 관련 벡터 효과의 매우 간단하며 빠른 계산을 세팅 스스로가 가능케 하도록 선택된다.
특히, 이하에서 기재될 실시예 모두에서 리소그라피 프로세스에 대해 미리 규정되는 편광된 조명 세팅은 준-접선 방향 조명 세팅이며, 여기서 각각의 세기 분포는 이하에서 기재할 바와 같이 실시예에 따라 상이할 수 도 있다.
개별 실시예에서 각각의 개별 이미징에 대한 기초로서 취한 조명 세팅은 각각 계속적으로 선형인 편광 분포를 가지며, 이들 세팅이 관련 준-접선 방향 조명 세팅을 "합으로" 또는 중첩하여 산출하도록 그러한 준-접선 방향 조명 세팅을 "분해함으로써" 확인한다.
도 1의 a) 내지 d)에 따른 예시적인 실시예를 참조하면, 리소그라피 프로세스를 위해 미리 규정되는 편광된 조명 세팅은 준-접선 방향 4중극 조명 세팅이며, 그에 대한 편광 분포(101)가 도 1의 a)에 예시되어 있으며, 세기 분포(102)가 도 1의 b)에 예시되어 있다.
도 1의 c) 및 도 1의 d)는, 앞서 언급한 "분해"에 따른 개별 이미징에 대한 기초로서 취한 조명 세팅(110, 120)을 도시하며, 편광 방향이 y-방향으로 연장하며 x-방향으로 서로 대향하여 자리하는 조명 극을 갖는 2중극 세팅이 도 1의 c)에 따라 제1 개별 이미징으로 세팅되며, 편광 방향이 x-방향으로 연장하며 y-방향으로 서로 대향하여 자리하는 조명 극을 갖는 추가 2중극 세팅이 도 1의 d)에 따라 제2 개별 이미징으로 세팅된다. 조명 세팅(110, 120)은 그에 따라, 도 6의 이미징 광학 유닛(630)에서의 추가적인 편광-광학 요소를 사용할 필요가 없이도, 첫째로 도 1의 a) 및 b)에 따라 준-접선 방향 4중극 조명 세팅을 "합으로" 산출하며, 둘째로 계속적으로 선형인 편광 분포로 인해, 또한 그 자체로 알려진 방식으로 리소그라피 프로세스에 대해 고려될 각각의 벡터 효과의 빠르고 간단한 계산을 가능케 한다.
도 1의 c) 및 도 1의 b)에 따라 개별 이미징에 대한 기초로서 취한 조명 세팅은 조명 광학 유닛(610)에서 대응하는 스탑을 사용하여 또는 개별 요소, 예컨대 (예컨대 DE 10 2013 212 613 B4로부터 알려져 있는) 개별 미러의 배치를 통해, 세팅될 수 있으며, 이러한 개별 요소는 원하는 조명 세팅을 세팅하기 위해 서로 독립적으로 조정할 수 있다. 대응하는 편광 분포를 생성하기 위해, 각각 도 1의 d) 및 도 1의 d)에 예시되는 편광 분포를 생성하는 임의의 적절한 편광-영향 요소를 사용할 수 있다. 대안적으로, 2개의 노광 사이에서 90°만큼 회전하는 선형 편광기를 사용할 수 도 있다.
검출기 유닛(640)에서 도 1의 c) 및 d)에 따라 개별 이미징 동안 각각 얻은 측정 이미지의 검출 후, 첫째 그 자체로 알려진 방법에 따라, 리소그라피 프로세스에서 예상되는 관련 벡터 효과를 각각의 이미지 데이터에 더하며, 그 후 벡터 효과에 관해 대응하여 정정된 측정 데이터를 전체 이미지에 더한다. 이미지 데이터를 전체 이미지에 이렇게 더하는 것은 바람직하게는, 마스크 구조 없이 얻어지며 적절히 위치지정되는 검출기 방향으로 확인되는 세기 값에의 정규화를 실행함으로써 "에너지-정규화되는" 방식으로 실행되어, 예컨대 카메라 불균일과 같은 광학기기-특정 효과를 제거한다. 본 단락에서, 종래 기술에 관해서는, EP 1 615 062 B1을 참조한다.
도 2의 a) 및 b)는 추가 실시예를 설명하기 위한 개략도를 도시하며, 여기서 리소그라피 프로세스를 위해 미리 규정되는 편광된 조명 세팅은 여기서 각각 x-방향 및 y-방향에 대해 45°의 각도만큼 회전한 조명 극을 갖는 준-접선 방향 퀘이사(quasar) 조명 세팅이다. 본 발명에 따라, 여기서 도 1의 a) 내지 d)의 예시적인 실시예와 유사한 방식으로, 각각 x-방향 및 y-방향에 대해 45°로 연장하는 계속적으로 선형인 편광 방향을 각 경우에 갖는 각각의 2중극 조명 세팅(210 및 220)이 개별 이미징에 대한 기초로서 취해진다. 대응하는 편광 분포를 생성하기 위해, 도 2의 a)에 예시한 편광 분포(201)를 생성하는 적절한 편광-영향 요소를 사용할 수 있다. 대안적으로, 2개의 노광 사이에 90°만큼 회전하는 선형 편광기를 사용할 수 도 있으며, 여기서 대응하는 조명 극은 스탑 또는 요소, 예컨대 미러를 포함하는 배치를 통해 생성될 수 있으며, 이러한 요소는 서로 독립적으로 조정할 수 있다.
도 5의 a) 및 b)는 추가 실시예를 설명하기 위한 개략도를 도시하며, 이 추가 실시예는, 리소그라피 프로세스를 위해 미리 규정되는 편광된 조명 세팅이 편광되지 않은 영역 또는 조명 극을 추가로 포함한다는 점에서 도 1의 a) 내지 d)의 실시예와 상이하다(여기서 도 5의 a)에 따른 그러한 편광되지 않은 영역은 단지 예를 들어 퓨릴 중앙에 위치지정된다).
도 5의 b) 및 도 5의 c)는, 마스크 검사 장치(600)에서 실행되는 개별 이미징에 대한 본 발명에 따른 기초로서 각각 취해지는 조명 세팅(510 및 520)을 도시한다. 이 경우에, 도 5의 b)에 따라, 편광 방향이 x-방향으로 연장하며 y-방향으로 서로 대향하여 자리잡은 조명 극 외에, 또한 편광되지 않은 광이 리소그라피 프로세스에서 바람직한 영역에서도, 편광 방향이 x-방향으로 연장하며 계속적으로 선형인 편광 분포를 생성하며(여기서, 이 퓨릴 영역에서의 세기는 실제 필요한 값의 50%로 감소한다). 유사하게, 도 5의 c)의 조명 세팅(520)에서, y-편광을 갖고 x-방향으로 서로 대향하여 자리잡은 조명 극 외에, 편광되지 않은 광이 리소그라피 프로세스에서 바람직한 영역에서도, 편광 방향이 y-방향으로 연장하며 계속적으로 선형인 편광 분포를 생성한다. 이것은, (앞서 기재한 실시예에 유사하게 각각의 벡터 효과를 더함으로써 정정되는) 이미지 데이터를 후속하여 더하면, 서로 수직으로 편광되는 영역의 중첩이 결국 편광되지 않은 광을 산출한다는 점을 이용한다.
본 발명의 실시예에서, 도 1의 c) 및 d), 도 2의 c) 및 d) 그리고 도 5의 c) 및 d)를 참조하여 앞서 기재한 실시예에 따라 본 발명에 따른 개별 이미징을 위한 기초로서 각 경우에 취해지는, 계속적으로 선형인 편광 방향을 갖는 편광된 조명 세팅이, 조명 광학 유닛(610)의 조명 빔 경로에서 영구적으로 남아 있지만 각 경우에 부분적으로만(즉, 개별 이미징을 위해 바람직한 조명 극에서만) 조명되는 준-접선 방향 편광 분포(예컨대, 도 1의 a)에 따른 편광 분포(101))를 생성하기 위해 이미 설계되어 있다.
추가 실시예에서, 본 발명에 따른 개별 이미징을 위한 기초로서 각 경우에 취해지는, 계속적으로 선형인 편광 방향을 갖는 편광된 조명 세팅은, 조명 광학 유닛(610)의 조명 빔 경로에서 대응하여 회전되는 선형 시작 편광을 생성하기 위해 각 경우에 설계되는 편광기에 의해 또한 세팅될 수 있다.
본 발명은, 마스크 검사 장치의 조명 광학 유닛에서 개별 이미징을 위한 기초로서 각 경우에 취해지는 계속적으로 선형인 편광 방향의 세팅으로 제한되지 않는다. 이러한 점에서, 추가 실시예에서, 계속적으로 선형인 편광 방향은, 각각의 원하는 편광 방향만이 통과하게 하는 대응하는 분석기를 이미징 광학 유닛의 빔 경로 내에 도입함으로써, 마스크 검사 장치(600)의 이미징 광학 유닛(620) 내에서 세팅될 수 도 있다.
그러한 실현은, 서로 독립적으로 조정될 수 있는 예컨대 미러와 같은 요소를 포함하는 배치를 통해 조명 세팅을 가변적으로 세팅할 가능성을 갖지 않는 마스크 검사 장치에서 특히 유리할 수 있으며, 조명 광학 유닛에서의 변위 가능한 스탑의 사용은 이때 필요하지 않을 수 있다.
결국, 조명 광학 유닛에서 본 발명에 따른 개별 이미징을 위해 세팅되는 조명 세팅을 변경하는 대신, 이미징 광학 유닛(630)에서 편광기나 분석기를 사용할 수 도 있어서, 관련 개별 이미징이 각 경우에 계속적으로 선형인 편광 방향만으로 실행되는 효과를 달성할 수 있다. 이를 위해, 예컨대 조명 광학 유닛에서 (도 1의 a) 및 b)와 도 2의 a) 및 b)에서의 예시적인 실시예와 유사하게 도 3의 a) 및 b)에 따라 리소그라피 프로세스를 위해 미리 규정되는 준-접선 방향 4중극 조명 세팅인 경우에) 도 3에 따라, 도 3의 c)에 따라 변경되지 않는 방식으로 각각의 개별 이미징을 위해 조명 세팅을 선택할 수 있다.
도 4의 a) 및 b)에 따라, 이미징 광학 유닛(630)에서 편광을 조작하기 위해, 원칙적으로, 편광 빔 분할기 큐브(410)가 사용되어 이미징 광학 유닛에서 세팅될 원하는 선형 편광 방향에 따라 빔 경로에서 회전될 수 있으며, 도 4의 a) 및 b)에 나타낸 바와 같이, 서로 수직인 편광 방향을 갖는 부분 빔은 서로 상이한 공간 방향으로 각각 보내진다. 도 4의 c) 및 d)는 추가로 유리한 구성을 명확히 하기 위한 개략도를 도시하며, 여기서 람다/2 판(405)이 광학 빔 경로에 대해 편광 빔 분할기 큐브(410)의 상류에 배치된다. 이 경우, 각각의 원하는 편광 방향은 (편광 빔 분할기 큐브(410)는 계속 고정한 채로) 람다/2 판(405)을 회전시킴으로써 세팅될 수 있으며, 이는, (도 4의 c) 및 도 4의 d)에 나타낸 바와 같이) 이 수단에 의해, 편광 빔 분할기 큐브(410) 내로 입사하기 전에 편광 방향이 실제로 회전되기 때문이며, 그에 따라 광의 편광 방향이 편광 빔 분할기 큐브(410)로부터 출사되면 변한다.
이 경우에, 도 4의 c) 및 d)에 따른 편광 빔 분할기 큐브(410) 대신의 람다/2 판(405)의 회전은 상대적으로 더 작은 이미지 오프셋의 장점이 있으며, 이러한 오프셋은 원칙적으로는, 정확한 평면-평행 기하학적 모양으로부터 관련 광학 요소의 제조 규정에 따른 편차(manufacturing-dictated deviations)와 관련이 있다. 구체적으로, 제조 규정에 따른 빔 편향으로 인한 그러한 이미지 오프셋은 상당히 더 작은 두께 덕분에 람다/2 판(405)의 경우에는 덜 두드러져서, 그 결과로, 각각의 편광된 조명 세팅의 세팅 시에 더 높은 정확도를 달성하게 된다.
추가 실시예에서, 별도의 검출기 유닛이 도 4의 b) 또는 도 4의 c)에 따라 편광 빔 분할기 큐브(410)로부터 입사한 2개의 부분 빔 각각에 할당될 수 도 있으며, 그 결과로, 이들 편광 방향과 관련되는 개별 이미지는 동시에 실행될 수 있으며 측정될 수 있고, 결국, 측정 속도의 추가 증가를 유리하게도 달성할 수 있다.
본 발명이 특정 실시예에 기초하여 기재되었을지라도, 수많은 변경 및 대안적인 실시예가 예컨대 개별 실시예의 특성의 교환 및/또는 조합에 의해 당업자에게 자명해 진다. 따라서, 그러한 변경 및 대안적인 실시예가 본 발명에 의해 부수적으로 포함되며, 본 발명의 범위가 수반하는 특허청구범위 및 그 등가물의 의미 내에서만 제한된다는 점은 당업자에게 당연하다.

Claims (14)

  1. 마이크로리소그라피용 마스크의 특징을 구하는 방법으로서, 마이크로리소그라픽 투영 노광 장치에서 리소그라피 프로세스에 사용하고자 하는 마스크의 구조들이 조명 광학 유닛(610)에 의해 조명되고, 상기 마스크(621)는 이미징 광학 유닛(630)에 의해 검출기 유닛(640) 상에 이미징되며, 상기 검출기 유닛(640)에 의해 기록되는 이미지 데이터가 평가 유닛(650)에서 평가되되,
    상기 마이크로리소그라픽 투영 노광 장치에서 상기 리소그라피 프로세스를 위해 미리 규정된 조명 세팅을 에뮬레이트(emulate)하기 위해, 상기 검출기 유닛(640) 상으로의 상기 마스크(621)의 이미징이, 상기 조명 광학 유닛(610)에 세팅되는 조명 세팅에 관해 서로 상이한 복수의 개별 이미징으로 실행되는 것을 특징으로 하는, 방법.
  2. 청구항 1에 있어서, 상기 조명 광학 유닛(610)에서 세팅되는 조명 세팅들이 계속적으로 선형인 편광 분포를 각각 갖는 것을 특징으로 하는, 방법.
  3. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서, 상기 마이크로리소그라픽 투영 노광 장치에서 세팅되는 조명 세팅이 준-접선 방향(quasi-tangential) 편광 분포를 갖는 것을 특징으로 하는, 방법.
  4. 청구항 1 내지 청구항 3 중 어느 한 항에 있어서, 상기 마이크로리소그라픽 투영 노광 장치에서 세팅되는 조명 세팅이 4중극 조명 세팅 또는 환상 조명 세팅인 것을 특징으로 하는, 방법.
  5. 청구항 1 내지 청구항 4 중 어느 한 항에 있어서, 상기 복수의 개별 이미징이 상기 이미징 광학 유닛(630)의 수정 없이 실행되는 것을 특징으로 하는, 방법.
  6. 청구항 1 내지 청구항 5 중 어느 한 항에 있어서, 상기 개별 이미징들에 대한 상이한 조명 세팅들이, 상기 조명 광학 유닛에 배치되는 편광-영향 광학 요소의 영역들에 의해 세팅되며, 상기 영역들로부터 광은 각각의 개별 이미징 동안 상기 마스크에 전달되며, 상기 영역들은 상기 개별 이미징들에 대해 서로 상이하도록 선택되는 것을 특징으로 하는, 방법.
  7. 청구항 1 내지 청구항 6 중 어느 한 항에 있어서, 상기 개별 이미징들에 대한 상이한 조명 세팅들이, 상기 조명 광학 유닛에서 적어도 하나의 스탑(stop)을 교체하거나 변위시킴으로써 세팅되는 것을 특징으로 하는, 방법.
  8. 청구항 1 내지 청구항 7 중 어느 한 항에 있어서, 상기 개별 이미징들에 대한 상이한 조명 세팅들이, 서로 독립적으로 세팅될 수 있는 다수의 미러 요소를 포함하는 미러 배치를 사용하여 세팅되는 것을 특징으로 하는, 방법.
  9. 청구항 1 내지 청구항 8 중 어느 한 항에 있어서, 상기 개별 이미징들 동안 상기 검출기 유닛(640)에 의해 기록되는 이미지 데이터의 평가 동안, 상기 이미지 데이터의 변환이 각 경우에 실행되며, 상기 변환 동안, 상기 이미지 데이터는 편광-의존적 가중을 받게 되는 것을 특징으로 하는, 방법.
  10. 청구항 9에 있어서, 상기 개별 이미징들 동안 상기 검출기 유닛(640)에 의해 기록되는 이미지 데이터가, 상기 변환 다음에, 더해지거나, 가중된 방식으로 더해지거나, 평균이 구해지거나 가중된 방식으로 평균이 구해지는 것을 특징으로 하는, 방법.
  11. 마이크로리소그라피용 마스크의 특징을 구하는 방법으로서, 마이크로리소그라픽 투영 노광 장치에서 리소그라피 프로세스에 사용하고자 하는 마스크의 구조들이 조명 광학 유닛(610)에 의해 조명되고, 상기 마스크(621)는 이미징 광학 유닛(630)에 의해 적어도 하나의 검출기 유닛(640) 상에 이미징되며, 상기 검출기 유닛(640)에 의해 기록되는 이미지 데이터가 평가 유닛(650)에서 평가되되,
    - 상기 마이크로리소그라픽 투영 노광 장치에서 상기 리소그라피 프로세스에 대해 미리 규정되는 조명 세팅을 에뮬레이트하기 위해, 상기 적어도 하나의 검출기 유닛(640) 상에의 상기 마스크(621)의 이미징이, 상기 조명 광학 유닛(610)에 세팅되는 조명 세팅 또는 상기 이미징 광학 유닛(630)의 편광-영향 효과에 관해 서로 상이한 복수의 개별 이미징으로 실행되고;
    - 개별 이미징들 동안 상기 적어도 하나의 검출기 유닛(640)에 의해 기록되는 이미지 데이터의 평가 동안, 상기 이미지 데이터의 변환이 각 경우에 실행되고, 상기 변환 동안 상기 이미지 데이터가 편광-의존적 가중을 받게 되며;
    - 상기 개별 이미징들 동안 상기 적어도 하나의 검출기 유닛(640)에 의해 기록되는 상기 이미지 데이터는, 상기 변환 다음에, 더해지거나, 가중된 방식으로 더해지거나, 평균이 구해지거나 가중된 방식으로 평균이 구해지는 것을 특징으로 하는, 방법.
  12. 청구항 11에 있어서, 적어도 2개의 서로 상이한 검출기 유닛 또는 검출기 유닛의 적어도 2개의 상이한 영역이 상기 개별 이미징들 동안 상기 이미지 데이터를 기록하는데 사용되는 것을 특징으로 하는, 방법.
  13. 청구항 12에 있어서, 이러한 경우에 있어서 상이한 편광 속성들의 광 부분들이 적어도 2개의 서로 상이한 검출기 유닛에 의해 또는 검출기 유닛의 적어도 2개의 상이한 영역에 의해 동시에 기록되는 것을 특징으로 하는, 방법.
  14. 마이크로리소그라피용 마스크의 특징을 구하는 디바이스로서, 상기 마스크(621) 상의 구조들을 조명하기 위한 조명 광학 유닛(610), 검출기 유닛(640), 상기 마스크(621)를 상기 검출기 유닛(640) 상에 이미징하기 위한 이미징 광학 유닛(630), 및 상기 검출기 유닛(640)에 의해 기록되는 이미지 데이터를 평가하기 위한 평가 유닛(650)을 포함하되,
    청구항 1 내지 청구항 13 중 어느 한 항에 기재된 방법을 실행하도록 구성되는 것을 특징으로 하는, 디바이스.
KR1020180077754A 2017-07-07 2018-07-04 마이크로리소그라피용 마스크의 특징을 구하는 방법 및 디바이스 KR102195269B1 (ko)

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