KR20190079633A - 연질 x-선에서 적외선 파장까지의 XUV 광원의 스펙트럼을 측정 및 처리하기 위한 방법, 장치 및 컴퓨터 프로그램 - Google Patents

연질 x-선에서 적외선 파장까지의 XUV 광원의 스펙트럼을 측정 및 처리하기 위한 방법, 장치 및 컴퓨터 프로그램 Download PDF

Info

Publication number
KR20190079633A
KR20190079633A KR1020197014118A KR20197014118A KR20190079633A KR 20190079633 A KR20190079633 A KR 20190079633A KR 1020197014118 A KR1020197014118 A KR 1020197014118A KR 20197014118 A KR20197014118 A KR 20197014118A KR 20190079633 A KR20190079633 A KR 20190079633A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
spectrum
light
spectrometer
camera
wavelength
Prior art date
Application number
KR1020197014118A
Other languages
English (en)
Inventor
무하렘 바야르카타
프레데릭 비요크
휴버트 마리아 자코버스 바스티아엔스
캐스퍼 브루니먼
Original Assignee
우니베르지태트 트벤테
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 우니베르지태트 트벤테 filed Critical 우니베르지태트 트벤테
Publication of KR20190079633A publication Critical patent/KR20190079633A/ko

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01J—MEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
    • G01J1/00—Photometry, e.g. photographic exposure meter
    • G01J1/42—Photometry, e.g. photographic exposure meter using electric radiation detectors
    • G01J1/4257—Photometry, e.g. photographic exposure meter using electric radiation detectors applied to monitoring the characteristics of a beam, e.g. laser beam, headlamp beam
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01J—MEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
    • G01J1/00—Photometry, e.g. photographic exposure meter
    • G01J1/42—Photometry, e.g. photographic exposure meter using electric radiation detectors
    • G01J1/429—Photometry, e.g. photographic exposure meter using electric radiation detectors applied to measurement of ultraviolet light
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01J—MEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
    • G01J3/00—Spectrometry; Spectrophotometry; Monochromators; Measuring colours
    • G01J3/12—Generating the spectrum; Monochromators
    • G01J3/18—Generating the spectrum; Monochromators using diffraction elements, e.g. grating
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01J—MEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
    • G01J3/00—Spectrometry; Spectrophotometry; Monochromators; Measuring colours
    • G01J3/28—Investigating the spectrum
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01J—MEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
    • G01J3/00—Spectrometry; Spectrophotometry; Monochromators; Measuring colours
    • G01J3/28—Investigating the spectrum
    • G01J3/2823—Imaging spectrometer
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01J—MEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
    • G01J3/00—Spectrometry; Spectrophotometry; Monochromators; Measuring colours
    • G01J3/12—Generating the spectrum; Monochromators
    • G01J2003/1204—Grating and filter
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01J—MEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
    • G01J3/00—Spectrometry; Spectrophotometry; Monochromators; Measuring colours
    • G01J3/28—Investigating the spectrum
    • G01J2003/283—Investigating the spectrum computer-interfaced
    • G01J2003/2836—Programming unit, i.e. source and date processing

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Spectrometry And Color Measurement (AREA)
  • Investigating Or Analysing Materials By Optical Means (AREA)

Abstract

연질 x-선에서 적외선 파장까지의 파장 범위 내의 광을 생성하기 위한 XUV 소스에 의해 생성되는, 광(7)의 스펙트럼을 광대역 분광계(1)를 이용해 측정 및 처리하기 위한 방법에 있어서, 상기 처리는, 이 범위보다 더 긴 파장들에의 무시할만한 더 높은 차수의 기여를 가지는, 측정되는 스펙트럼 내의 파장 범위의 평가에 기초한다.

Description

연질 x-선에서 적외선 파장까지의 XUV 광원의 스펙트럼을 측정 및 처리하기 위한 방법, 장치 및 컴퓨터 프로그램
본 발명은 연질 x-선에서 적외선 파장까지의 파장 범위 내의 광의 스펙트럼을 광대역 분광계를 이용해 측정 및 처리하기 위한 방법에 관한 것이다.
광대역 분광계(broadband spectrometer)는 일반적으로 특정 소스의 파장 범위에 적합한, XUV 소스에 의해 방출되는 광의 스펙트럼을 측정하기 위한 분광계이다. XUV 소스들의 파장 범위는 그 중에서도 대략 0.1 nm에서 5 nm까지의 파장들의 연질 X-선 범위, 대략 5 nm 내지 40 nm의 파장들의 극자외선(EUV) 범위, 대략 30 nm 내지 120 nm의 파장들의 진공 자외선(VUV) 범위, 및 대략 120 nm 내지 400 nm의 파장들의 자외선(UV) 범위를 커버한다. 글자 그대로, 이 범위들의 명명법은 분명하게 정의되지 않고, 다른 명칭들이 부분적으로 중첩되는 범위들에 대하여 사용될 수 있다.
XUV 광원들은 현재 자유전자 레이저 연구, 천문학, 원소 형광 분석 및 포토리소그래피와 같은 많은 과학 및 하이테크 응용 분야들에서 많은 관심을 가지고 있는 것이다.
연질 X-선 소스들은 예를 들어 미지의 물질 조합을 갖는 샘플들의 조합의 결정을 위한 물질-특정 흡수 및 형광을 이용한, 재료 분석을 위해 이용된다. 이러한 분석에 있어서, 소스의 광은 분석될 샘플에 충격을 주고, 부분적으로 이로부터 반사되고, 분광계에 의해 스펙트럼으로 기록된다.
특히, EUV 포토리소그래피 도구는 웨이퍼 생산량을 최대화하기 위해, 13.5 nm 파장 주위의 협대역(중심 파장의 2%)에서, 즉 대역 내 스펙트럼(in-band spectrum)으로 방출하기 위해 광원을 최적화할 필요가 있다. 이러한 측면에서, EUV 포토리소그래피 도구의 스펙트럼 감시는 이 도구의 최적 생산성을 위해 중요한 단계이다. 현재, EUV 포토리소그래피의 광원은 EUV 반사경을 이용해 감시되는데, 이 EUV 반사경은 소스 방출, 및 광다이오드를 필터링한다. 이 측정 방법은 대역 내 EUV 전력을 정확하게 측정할 수 있지만, 목표가 되는 EUV 대역 바깥의 방출 전력은 정확하게 측정할 수 없다. 대역 외 광(out-of-band radiation)은 연질 x-선(<5 nm)부터 적외선 파장(>700 nm)까지 연장되는 매우 넓은 파장 범위에 걸치고 또한 EUV 반사경들 상에 잉여의 열 부하 및 포토레지스트의 기생 노출과 같은 위험한 결과를 가져올 수 있다. 대역 외 방사를 평가하기 위해, 극단적인 광대역 검출 스킴이 필요하다.
회절 격자들(diffraction gratings)은 고유의 특성으로 인해, 제한된 스펙트럼 대역폭으로 고통받는다. 격자들은 입사 광(incoming radiation)을 격자 등식
Figure pct00001
에 따른 회절 차수들의 세트(set of diffraction orders)로 회절시킨다. 여기서,
Figure pct00002
은 회절 차수를 나타내는 정수이고,
Figure pct00003
는 파장이고,
Figure pct00004
는 격자 간격,
Figure pct00005
는 입사각이고
Figure pct00006
는 파장
Figure pct00007
에 대한 회절각이다. 격자 등식의 하나의 지시자(indication)는 단파장의 더 높은 (즉, 2번째보다 더 큰) 회절 차수는 더 긴 파장의 첫번째 회절 차수와 동일한 각으로 회절된다는 것이다. 명백하게,
Figure pct00008
의 2번째 회절 차수는 파장
Figure pct00009
의 첫번째 회절 차수와 동일한 각으로 회절된다. 이 파장들의 중첩은 완전한 대역 외 스펙트럼의 정확한 평가를 방해한다.
상업적으로 이용가능한 EUV 분광계가 가진 다른 문제는 분광계에 사용되는 CCD 카메라들의 제한된 수의 세기 카운트들(intensity counts)로부터 발생한다. 통상적으로, 대역 내 13.5 nm 피크의 세기 레벨은 대역 외 스펙트럼의 세기 레벨들보다 더 큰 크기의 차수들이다. 그러므로 대역 내 스펙트럼은 쉽게 카메라를 포화시키고 또한 대역 외 범위에 있어서의 매우 낮은 세기들의 기록을 금지시킨다.
US 2009/0046273 A1은 반도체 제조에 사용되는 EUV 소스들의 작동을 감시 및 제어하기 위한 시스템들 및 방법들을 개시한다. 방법은 대역 내 및 대역 외 광을 방출하는 광원을 가지는 반도체 제조 장치를 제공하는 단계, 제1 대역 외 광을 측정하는 단계, 제2 대역 외 광을 측정하는 단계, 및 적어도 부분적으로, 제1 및 제2 대역 외 측정들의 비교에 기초하여, 광원의 대역 내 광을 제어하는 단계를 포함한다. 장치는 EUV 플라즈마 소스에 의해 방출되는 대역 외 EUV 광을 검출하기 위해 작동가능한 검출기, 전자기적 검출기에 결합되고 또한 검출된 대역 외 EUV 광에 기초하여 적어도 하나의 대역 외 광 변수에 작동가능한 분광계, 및 분광계에 결합되고 또한 대역 외 측정들에 기초하여 EUV 플라즈마 소스의 작동을 감시 및 제어하기 위해 작동가능한 컨트롤러를 포함한다.
US 2009/0046273 A1에 따르면, 원자외선(deep UV) 스펙트럼을 위해, 그레이징-입사각 반사-분광계(grazing-incidence-angle relection-spectrometer)가 사용되었는데, 이것은 부피가 큰 디자인들, 정렬 절차들에 있어서의 어려움들 및 격자 및 검출기의 오염에 대한 민감성으로 이어질 수 있다. 방법은, 그 중에서도, 제1 대역 외 광을 측정하는 단계 및 제2 대역 외 광을 측정하는 단계를 포함한다. 도시된 표들로부터, 이 종래 기술 방법 및 장치는 대략 30 nm에서 160 nm까지의 대역 외 범위에 대해서는 침묵하는데, 이것은 EUV 반사경들에 대한 잉여 열 부하 및 포토레지스트의 기생적 노출과 같은 위험한 영향들을 가져올 수 있는, 광 전력에의 상대적으로 높은 기여를 포함할 수 있다.
본 발명의 목적은 컴팩트하고 정렬하기 쉽고, 또한 더 높은 회절 차수들에 의한 원하지 않는 오염의 경감을 위해 제공되는, 광대역 분광계를 이용해 연질 X-선들로부터 적외선 파장들까지의 EUV 광원들의 스펙트럼을 측정 및 최적화하기 위한 장치를 제공하는 데 있다.
전제부에 특정된 종류의 방법으로, 이 목적은 달성되고, 또 다른 장점들이 실현되는데, 여기서 본 발명에 따르면, 상기 처리는 (a) 측정되는 스펙트럼에서 최장 파장
Figure pct00010
을 평가하는 단계를 포함하여, 최장 파장
Figure pct00011
보다 더 짧은 파장들에 대한 스펙트럼의 더 높은 회절 차수들의
Figure pct00012
보다 더 긴 파장들에 대한 스펙트럼의 일부에의 기여는 이전에 정의된 값 이하이다. 이전에 정의된 값은 최장 파장
Figure pct00013
보다 더 짧은 파장들에 대한 더 높은 회절 차수들의
Figure pct00014
보다 더 긴 파장들에 대한 스펙트럼의 일부에의 기여에 의한, 예를 들어 퍼센트로 선택될 수 있다.
상기 최장 파장의 평가에 기초하여 스펙트럼을 처리하는 것은 어떠한 파장의, 예를 들어 상기에서 언급된 종래 기술 방법에 따르면 배제되었던 30-160 nm 범위를 배제하지 않고, 완전한 스펙트럼의 재구성을 가능하게 해준다.
본 발명에 따른 방법의 일 실시예에 있어서, 이때 상기 광대역 분광계(broadband spectrometer)는 셔터(shutter), 핀홀(pinhole) 및 슬릿 중 하나, 적어도 하나의 전달 격자(transmission grating) 및 카메라를 포함하고, 상기 처리는 (b)
Figure pct00015
에 의해 주어진 범위 내에서 파장들
Figure pct00016
에 대하여 상기 핀홀 또는 슬릿으로 인한, 카메라에 의해 기록되는 바와 같이 광의 세기에 있어서의 증폭(broadening)을 제거하고, 및 상기 격자와 상기 카메라의 효율성들(efficiencies)에 의해 최종 파장 범위에 있어서의 세기를 나누어, 이로써 제1 스펙트럼 범위 내에서 회복된 스펙트럼을 획득하는 단계, (c)
Figure pct00017
에 의해 주어진 범위 내에서
Figure pct00018
에 의해 주어진 범위에의 모든 더 큰 차수 회절들의 기여들을 계산하고 또한 상기 카메라(6)에 의해 기록된 바와 같이 상기 광의 세기로부터 이 기여들을 감산하여, 이로써
Figure pct00019
에 의해 주어진 범위 내에서 파장들
Figure pct00020
에 대하여 회복된 스펙트럼 범위를 획득하는 단계, 및 (d) 상기 카메라에 의해 기록된 바와 같이 완전한 스펙트럼이 처리되고 상기 소스로부터의 스펙트럼이 회복될 때까지, 다음 인접한 파장 범위에 대하여 상기 단계들 (b) 및 (c)에 따른 계산을 반복하여, 이로써 다음 인접한 범위 내에서 파장들
Figure pct00021
에 대하여 다음 인접한 회복된 스펙트럼 범위를 획득하는 단계를 더 포함한다.
일 실시예에 있어서, 상기 광대역 분광계는 적어도 하나의 스펙트럼 필터를 더 포함하고, 상기 방법의 (b) 단계는, 상기 필터의 효율성에 의해 상기 최종 파장 범위에 있어서의 세기를 나누는 것을 더 포함한다.
본 발명에 따른 방법은 컴퓨터 상에 기록하기 전 스펙트럼에 영향을 미치는 4 개의 물리적인 프로세스들의 효과들을 고려한다. 제1 물리적인 프로세스는 스펙트럼 필터로 인한 스펙트럼의 감쇠(attenuation)이다. 제2 프로세스는 핀홀/슬릿으로 인한 스펙트럼 특성들의 증폭(broadening)이다. 제3 프로세스는 전달 격자로 인한 수 개의 회절 차수들로의 스펙트럼의 회절이다. 제4 프로세스는 카메라, 예를 들어 CCD 카메라에 의한 검출이다. 이 4 개의 프로세스들은
Figure pct00022
(1)
로서 수학적으로 기록될 수 있다.
이때,
Figure pct00023
은 기록된 세기이고
Figure pct00024
는 공간 좌표계에 있어서의 핀홀/슬릿 함수인데, 이것은 CCD 상에서의 스펙트럼 라인들의 증폭을 야기시킨다. 이 증폭은 식 (1)에서, 컨볼루션 연산자
Figure pct00025
로 나타난다. 문자
Figure pct00026
은 회절 차수를 나타내고,
Figure pct00027
은 격자로 획득될 수 있는 최고 회절 차수를 나타낸다. 인자
Figure pct00028
은 회절 차수가 증가함에 따라 증가되는 분산(dispersion)을 나타낸다.
Figure pct00029
는 분광계에 입사되는 세기이고,
Figure pct00030
은
Figure pct00031
번째 차수에 대한 격자의 회절 효율성이고,
Figure pct00032
는 필터의 전달 효율성이고 또한
Figure pct00033
는 CCD의 콴텀 효율성(quantum efficiency)이다.
뒤의 실시예에 따른 방법은, 이전에 정의된 이하의 더 긴 파장들에의 더 높은 차수의 기여를 하는 파장 범위를 찾는 (a) 단계에 의해 시작한다. 통상적으로 0 차수에 근접한 짧은 파장들에서의 세기는 낮고 이 짧은 파장들의 더 높은 차수 기여들은 더 높은 차수들의 회절 효율성이 1 차수보다 더 작기 때문에 더 낮다.
Figure pct00034
로서 이전에 정의된 값 이하의 더 높은 차수 기여를 하는 최장 파장을 나타낸다면, 스펙트럼 범위
Figure pct00035
는 무시할만한 더 높은 차수 오염을 가진다고 결론낼 수 있다. 이 스펙트럼 범위에서, 입사 세기는 식 (1)에서 첫번째 회절 차수만을 고려하는 것에 의해 계산될 수 있다. 이 상황에 있어서, 식 (1)은
Figure pct00036
(2)
로 변환될 수 있다.
단계 (b)에 따르면, 식 (2)에서, 기록된 세기는 핀홀/슬릿 함수의 역,
Figure pct00037
과 먼저 컨볼루션되고, 잡음 억제를 위한 정규화 기술들(regularization techniques)이 핀홀/슬릿의 효과를 제거하도록 적용되고 그후 격자, 필터 및 CCD의 효율성들에 의해 나누어진다.
단계 (c)에 따르면, 파장 범위
Figure pct00038
의 모든 더 높은 차수 기여들이 계산되고 이하와 같이 기록된 세기로부터 감산된다:
Figure pct00039
(3)
이 단계는 범위
Figure pct00040
에 있어서의 기록된 세기를 회복하고 또한 이 회복된 세기로부터,
Figure pct00041
, 입사 세기는 식 (2)를 이용해 계산될 수 있다.
단계 (d)에 따르면, 회복된 스펙트럼 범위는 완전한 스펙트럼이 회복될 때까지 단계들 (b) 및 (c)를 반복함으로써 확장된다.
광이 EUV 광인 일 실시예에 있어서, EUV 광의 스펙트럼을 측정하는 단계는 13.5 nm의 파장을 갖는 광에 대하여 낮은 전달 특성 및 대역 외 파장들에 대하여 높은 전달 특성을 가지는, 스펙트럼 필터를 이용한 대역 외 스펙트럼의 측정을 포함한다. 이러한 필터의 사용은 카메라의 포화 없이 훨씬 더 긴 노출 시간을 갖는 스펙트럼 기록들을 허용한다. 노출 시간의 증가는 신호대잡음비(SNR)의 증가로 귀결되고, 이로써 대역 외 스펙트럼에 있어서의 낮은 세기들의 기록을 가능하게 해준다. 이러한 방식으로, 카메라의 한정된 카운트들은 더 효과적으로 이용될 수 있다.
실제로 유리한 일 실시예에 있어서, 분광계의 스펙트럼 해상도(spectral resolution)는 카메라로부터 최대 거리에 분광계 내 핀홀 또는 슬릿 및 격자를 위치시키는 것에 의해 최대화된다. 실제 상황에 있어서, 격자/핀홀 커플 및 핀홀은 바람직하게 분광계의 입구에 배치된다.
본 발명의 방법은 프로그램 코드를 갖는 컴퓨터 프로그램 제품으로 구현될 수 있는데, 이 프로그램 코드는 컴퓨터 프로그램 제품이 컴퓨터에서 운영될 때 방법들 중 하나를 수행하도록 작동가능하다. 프로그램 코드는 예를 들어 기계에서 판독가능한 캐리어(carrier) 상에 저장될 수 있다.
진보적인 방법의 일 실시예는, 그러므로 컴퓨터 프로그램이 컴퓨터 상에서 운영될 때, 여기서 설명되는 방법들 중 하나를 수행하기 위한 프로그램 코드를 갖는 컴퓨터 프로그램이다.
본 발명은 나아가 연질 x-선에서 적외선 파장까지의 파장 범위 내의 광의 스펙트럼을 측정 및 처리하기 위한 장치에 관한 것으로서, 광대역 분광계를 포함하는데, 이 분광계는 상기에서 설명되는 방법에 따라 셔터, 핀홀 및 슬릿 중 하나, 적어도 하나의 전달 격자 및 카메라를 포함하고, 이 장치에는 측정된 스펙트럼 내에서 최장 파장(
Figure pct00042
)을 평가하기 위한 프로세싱 수단이 마련되어, 최장 파장
Figure pct00043
보다 더 짧은 파장들에 대한 스펙트럼의 더 높은 회절 차수들의
Figure pct00044
보다 더 긴 파장들에 대한 스펙트럼의 일부에의 기여는 이전에 정의된 값 이하이다.
바람직하게, 분광계는 적어도 하나의 스펙트럼 필터를 포함한다.
본 발명에 따른 장치의 일 실시예에 있어서, 상기 셔터는 상기 입사 빔에 대하여 가로지르는 방향(transverse direction)으로의 운동을 위해 동력 설비를 갖춘 병진 스테이지(motorized translation stage) 상에 장착되는 캐리어 내에 고정된다.
대역 외 스펙트럼에 있어서 낮은 세기들의 기록을 제공하기 위해, 일 실시예에 있어서 상기 적어도 하나의 특정 필터는 대역 내 파장에서의 광에 대하여 낮은 전달 특성을, 대역 외 파장들에 대해서는 높은 전달 특성을 가진다.
이러한 일 실시예에 있어서 상기 분광계는 예를 들어 EUV 분광계이고, 상기 대역 내는 13.5 nm의 중심 파장 근처의 2%의 대역폭을 나타낸다.
바람직하게, 상기 분광계 필터는 캐리어 내에 고정되는, 세트로부터 선택가능한 하나이다.
상기 스펙트럼 필터들의 세트를 고정하는 상기 캐리어는 예를 들어 상기 입사 빔에 대하여 가로지르는 방향들로의 움직임을 위해 동력 설비를 갖춘 병진 스테이지들 상에 장착된다.
또 다른 실시예에 있어서, 상기 핀홀 또는 슬릿은 상기 입사 빔에 대하여 가로지르는 방향 및 길이방향의 방향으로의 움직임을 위해 동력 설비를 갖춘 병진 스테이지들 상에 장착되는 캐리어 내에 고정된다.
유리한 일 실시예에 있어서, 상기 전달 격자는 캐리어에 고정되는, 세트로부터 선택가능한 하나이다.
전달 격자들의 세트를 고정하는 상기 캐리어는 상기 입사 빔에 대하여 가로지르는 방향들 및 길이방향의 방향으로의 움직임을 위해 동력 설비를 갖춘 병진 스테이지들 상에 장착된다.
상기 전달 격자들의 세트는 개별적인 전달 격자들을 포함하는 어레이를 보여주는 마이크로칩에 의해 제공될 수 있는데, 이때 상기 어레이는 예를 들어 3 x 7 행렬이고, 여기서 개별적인 전달 격자들은 각각 mm 당 500, 780, 1000, 1500, 1850, 2000, 2500 라인들의 라인 밀도들을 가지고 또한 mm 증가 당 1000 라인들을 가지는 (이로부터 복수로) 3000로부터 시작해서 10000까지이다.
바람직한 일 실시예에 있어서 상기 핀홀 또는 슬릿 및 상기 격자는 상기 카메라에 대하여 먼 위치에 배치된다.
미광(stray light)을 감소시키기 위해, 카메라가 CCD 칩을 포함하는 일 실시예에 있어서, 상기 분광계는 상기 광 빔의 경로에 대하여 수직 위치에 상기 격자와 상기 카메라 사이에 배치되는, 상기 CCD 칩의 표면 치수에 대응하는 구멍(aperture)을 가지는 흑색 판(blackened plate)을 포함한다.
본 발명에 따른 장치는, 특히 예를 들어 EUV 리소그래피를 위한 장치에 사용되는 EUV 소스와 같은, XUV 광원을 제어하기에 적합하다.
그러므로, 바람직한 일 실시예에 있어서, 본 발명에 따른 장치에 있어서의 제어 수단은 이러한 광원의 스펙트럼을 최적화하기 위해 XUV 광원을 제어하기에 적합하다.
뒤의 실시예에 있어서, 소스 스펙트럼은 예를 들어 구동 레이저 전력, 펄스 지속 시간, 일시적 펄스 형태, 초점 크기, 초점 형태, 빔 포지셔닝, 편광, 선-펄스와 메인-펄스 사이의 시간 지연, 및 가스 압력과 같은, 소스 변수들을 조정함으로써 최적화될 수 있다.
본 발명은 도면들을 참조하여, 예시적인 실시예들을 기초로 하여 이제 이하에서 설명될 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 방법의 일 실시예의 흐름도를 보여준다.
도 2는 EUV 분광계에 입사되는, EUV 소스에 의해 방출되는 바와 같은 EUV 광의 빔의 스펙트럼을 보여준다.
도 3은 EUV 분광계에 의해 기록되는 바와 같은 도 2에 도시된 스펙트럼을 보여준다.
도 4a 내지 도 4h는 본 발명에 따른 처리의 각각의 중간 단계들 후 도 3의 스펙트럼을 보여준다.
도 5는 본 발명에 따른 처리에 의해 회복된 도 2의 스펙트럼을 보여준다.
도 6은 EUV 분광계의 대략도를 보여준다.
도 7은 본 발명에 따른 EUV 소스 및 컨트롤러와 조합된, 도 6에 도시된 EUV 분광계의 블록도를 보여준다.
대응하는 구성성분들은 동일한 참조 부호들을 가지고 도면들에서 지시된다.
도 1은 컴퓨터 프로그램으로 구현될 수 있는 단계들 (i) 내지 (ⅹⅲ)을 가지는, 본 발명에 따른 방법의 일 실시예의 흐름도를 보여준다.
도 2는 (도 6 및 도 7에 대략적으로 도시된) EUV 분광계(1)에 입사되는, EUV 소스에 의해 방출되는 바와 같은 EUV 광의 빔의 스펙트럼을 보여준다. 이 스펙트럼은 본 발명의 방법에 따라, 회복되는 것이다.
도 3은 (도 6 및 도 7에 대략적으로 도시된) EUV 분광계(1)의 CCD 카메라(6)에 의해 기록된 바와 같은 도 2의 스펙트럼을 보여준다. 이 스펙트럼은 EUV 분광계(1)의 격자(5)로 인한, 수 개의 더 높은 차수 기여들, 및 핀홀(4)로 인한 증폭을 보여준다. CCD 카메라(6)에 의해 (도 7의 라인(17)에 의해 표현되는) 기록되는 바와 같은 스펙트럼은 컨트롤러, CPU(중앙 처리 유닛)(18)으로 입력되고, 이로써 도 1의 흐름도에서 설명된 바와 같은 처리를 위해 첫번째 단계 (i) 시작을 위한 데이터를 제공하게 된다.
도 4a 내지 도 4h는, 기록된 바와 같은 스펙트럼의 처리를 설명하기 위한, 도 1의 흐름도에 따른 처리에 있어서, k=1부터 k=8 까지 증가하는 변수 k 및
Figure pct00045
= 5 nm를 가지는, 수 개의 중간 단계들 (v) 내지 (vⅲ)을 보여준다.
도 5는 충분한 양의 반복 후 획득되는 바와 같이, 회복된 입사 스펙트럼을 보여준다.
도 6은 EUV 분광계(1)를 보여주는데, 이 분광계는 그 입구에 셔터(2), 소스 스펙트럼으로부터 특정 파장 대역들을 선택하기 위한 필터 어레이(3), 슬릿 또는 핀홀(4), 광(7)을 분산시키기 위한 전달 격자 칩(5) 및 스펙트럼의 검출을 위한 후면을 비추는 CCD 카메라인 검출기(6)를 포함한다. 셔터(2)는 입사 빔(7)에 대하여 (화살표(8)에 의해 지시되는) 가로지르는 방향으로 움직임을 위해 동력 설비를 갖춘 병진 스테이지(32) 상에 장착되는 캐리어(22) 내에 고정된다. EUV 광 소스로부터 광(7)은 CCD 카메라(6)를 향하여 서로 다른 각으로 각각의 파장을 회절시키는 격자(5)로 안내된다. 긴 파장을 갖는 광은 더 큰 각들에서 회절된다. 결론적으로 입사 빔(7)의 스펙트럼 내용은 CCD 카메라(6)에 의해 기록된 이미지로부터 다시 계산될 수 있다. 분광계의 구성요소들 모두는 진공 챔버(미도시) 내에 포함된다. 필터(3)는, 입사 빔(7)에 대하여 (화살표들(8, 9)에 의해 지시되는) 가로지르는 방향들로 움직임을 위해 동력 설비를 갖춘 병진 스테이지들(33, 43) 상에 장착되는, 캐리어(23) 내에 고정된, 세트로부터 선택가능한 것이다. 핀홀(4) 또는 슬릿은 입사 빔(7)에 대하여 (화살표(11)에 의해 지시되는) 가로지르는 방향(8) 및 길이방향의 방향으로 움직임을 위해 동력 설비를 갖춘 병진 스테이지(34) 상에 장착되는, 캐리어(24) 내에 고정된다. 전달 격자(5)는 입사 빔(7)에 대하여 가로지르는 방향들(8, 9) 및 길이방향의 방향(11)으로 움직임을 위해 동력 설비를 갖춘 병진 스테이지들(35, 45) 상에 장착되는, 캐리어(25) 내에 고정된, 세트로부터 선택가능한 것이다. 이 병진 스테이지들(32, 33, 43, 34, 35, 45, 55)의 움직임들은 진공과 양립가능한 동력 설비가 갖춰져 있고, 또한 (도 7에 대략적으로 도시된) 그래픽 사용자 인터페이스를 이용하여 컴퓨터로 제어될 수 있다. 제어 시스템은 자동화되고 또한 현장 정렬(in situ alignment)을 허용한다.
도 7은 그 각각이 셔터(2), 필터 어레이(3), 핀홀(4), 격자(5) 및 CCD 카메라(6)를 제어하기 위해 제어 신호들(12, 13, 14, 15, 16)을 생성하고, 이에 더하여 (출력 신호(19)로서 표현되는) 본 발명의 방법에 따라 CCD 카메라(6)의 출력 신호(17)로부터 회복된 스펙트럼을 계산하는, EUV 소스(20)와 컨트롤러(18)와 조합된, EUV 분광계(1)(점선들)을 보여준다. 게다가, 컨트롤러(18)는 그 소스에 의해 방출되는 광의 스펙트럼을 최적화하기 위해 광원(20)을 제어하기 위한 제어 신호들(21)을 생성한다.

Claims (21)

  1. 연질 x-선에서 적외선 파장까지의 파장 범위 내의 광의 스펙트럼을 광대역 분광계(1)를 이용해 측정 및 처리하기 위한 방법에 있어서, 상기 처리는
    a) 측정되는 스펙트럼에서 최장 파장
    Figure pct00046
    을 평가하는 단계를 포함하여, 최장 파장
    Figure pct00047
    보다 더 짧은 파장들의 더 높은 회절 차수들의
    Figure pct00048
    보다 더 긴 파장들에 대한 스펙트럼의 일부에의 기여는 이전에 정의된 값 이하인 것을 특징으로 하는, 방법.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 광대역 분광계(1)는 셔터(2), 핀홀(4) 및 슬릿 중 하나, 적어도 하나의 전달 격자(5) 및 카메라(6)를 포함하고,
    (b)
    Figure pct00049
    에 의해 주어진 범위 내에서 파장들
    Figure pct00050
    에 대하여 상기 핀홀(4) 또는 슬릿으로 인한, 카메라(6)에 의해 기록되는 바와 같이 광의 세기에 있어서의 증폭을 제거하고, 및 상기 격자(5)와 상기 카메라(6)의 효율성들에 의해 최종 파장 범위에 있어서의 세기를 나누어, 이로써 제1 스펙트럼 범위 내에서 회복된 스펙트럼을 획득하는 단계,
    (c)
    Figure pct00051
    에 의해 주어진 범위 내에서
    Figure pct00052
    에 의해 주어진 범위에의 모든 더 큰 차수 회절들의 기여들을 계산하고 또한 상기 카메라(6)에 의해 기록된 바와 같이 상기 광의 세기로부터 이 기여들을 감산하여, 이로써
    Figure pct00053
    에 의해 주어진 범위 내에서 파장들
    Figure pct00054
    에 대하여 회복된 스펙트럼 범위를 획득하는 단계, 및
    (d) 상기 카메라(6)에 의해 기록된 바와 같이 완전한 스펙트럼이 처리되고 상기 소스로부터의 스펙트럼이 회복될 때까지, 다음 인접한 파장 범위에 대하여 상기 단계들 (b) 및 (c)에 따른 계산을 반복하여, 이로써 다음 인접한 범위 내에서 파장들
    Figure pct00055
    에 대하여 다음 인접한 회복된 스펙트럼 범위를 획득하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 방법.
  3. 제 2 항에 있어서, 상기 광대역 분광계(1)는 적어도 하나의 스펙트럼 필터(3)를 더 포함하고,
    Figure pct00056
    에 의해 주어진 범위 내에서 파장들
    Figure pct00057
    에 대하여 카메라(6)에 의해 기록되는 바와 같이 광의 세기에 있어서의 증폭을 제거하는, 상기 (b) 단계는, 상기 필터(3)의 전송 효율성에 의해 상기 파장 범위에 있어서의 세기를 나누는 것을 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 방법.
  4. 제 3 항에 있어서, 상기 광원은 EUV 광이고,
    상기 EUV 광의 스펙트럼을 측정하는 단계는, 대략 13.5 nm의 파장을 가진 광선에 대하여 낮은 전달 특성 및 대역 외 파장들에 대하여 높은 전달 특성을 가지는 스펙트럼 필터(4)를 이용한 대역 외 스펙트럼의 측정을 포함하는 것을 특징으로 하는, 방법.
  5. 제 2 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 분광계(1)의 스펙트럼 해상도는 상기 카메라(6)로부터 최대 거리에 상기 분광계(1) 내 상기 격자(5) 및 상기 핀홀(4) 또는 슬릿을 위치시키는 것에 의해 최대화되는, 방법.
  6. 연질 x-선에서 적외선 파장까지의 파장 범위 내의 광의 스펙트럼을 측정 및 처리하기 위한 장치(10)에 있어서, 광대역 분광계(1)를 포함하는데, 이 분광계(1)는 셔터(2), 핀홀(4) 및 슬릿 중 하나, 적어도 하나의 전달 격자(5) 및 카메라(6)를 포함하고,
    상기 장치(10)에는 측정된 스펙트럼 내에서 최장 파장(
    Figure pct00058
    )을 평가하기 위한 프로세싱 수단(18)이 마련되어, 최장 파장
    Figure pct00059
    보다 더 짧은 파장들에 대한 스펙트럼의 더 높은 회절 차수들의
    Figure pct00060
    보다 더 긴 파장들에 대한 스펙트럼의 일부에의 기여는 이전에 정의된 값 이하인 것을 특징으로 하는, 장치.
  7. 제 6 항에 있어서, 상기 분광계(1)는 적어도 하나의 스펙트럼 필터(3)를 포함하는 것을 특징으로 하는, 장치.
  8. 제 6 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 셔터(2)는 상기 입사 빔(7)에 대하여 가로지르는 방향(8)으로의 운동을 위해 동력 설비를 갖춘 병진 스테이지(32) 상에 장착되는 캐리어(22) 내에 고정되는 것을 특징으로 하는, 장치.
  9. 제 7 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 적어도 하나의 특정 필터(3)는 대역 내 파장에서의 광에 대하여 낮은 전달 특성을, 대역 외 파장들에 대해서는 높은 전달 특성을 가지는 것을 특징으로 하는, 장치.
  10. 제 9 항에 있어서, 상기 분광계는 EUV 분광계이고 상기 대역 내는 13.5 nm의 중심 파장 근처의 2%의 대역폭을 나타내는, 장치.
  11. 제 7 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 분광계 필터(3)는 캐리어(23) 내에 고정되는 세트로부터 선택가능한 하나인 것을 특징으로 하는, 장치.
  12. 제 11 항에 있어서, 상기 스펙트럼 필터들(3)의 세트를 고정하는 상기 캐리어(23)는 상기 입사 빔(7)에 대하여 가로지르는 방향들(8, 9)로의 움직임을 위해 동력 설비를 갖춘 병진 스테이지들(33, 43) 상에 장착되는 것을 특징으로 하는, 장치.
  13. 제 6 항 내지 제 12 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 핀홀(4) 또는 슬릿은 상기 입사 빔(7)에 대하여 가로지르는 방향 및 길이방향의 방향(8, 11)으로의 움직임을 위해 동력 설비를 갖춘 병진 스테이지들(34, 55) 상에 장착되는 캐리어 내에 고정되는 것을 특징으로 하는, 장치.
  14. 제 6 항 내지 제 13 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 전달 격자(5)는 캐리어(25)에 고정되는 세트로부터 선택가능한 하나인 것을 특징으로 하는, 장치.
  15. 제 14 항에 있어서, 전달 격자들(5)의 세트를 고정하는 상기 캐리어(25)는 상기 입사 빔(7)에 대하여 가로지르는 방향들 및 길이방향의 방향(8, 9, 11)으로의 움직임을 위해 동력 설비를 갖춘 병진 스테이지들(35, 45, 55) 상에 장착되는 것을 특징으로 하는, 장치.
  16. 제 14 항 내지 제 15 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 전달 격자들(5)의 세트는 개별적인 전달 격자들을 포함하는 어레이를 보여주는 마이크로칩에 의해 제공되는 것을 특징으로 하는, 장치.
  17. 제 16 항에 있어서, 상기 어레이는 3 x 7 행렬이고 여기서 개별적인 전달 격자들은 각각 mm 당 500, 780, 1000, 1500, 1850, 2000, 2500 라인들의 라인 밀도들을 가지고 또한 mm 증가 당 1000 라인들을 가지는 (이로부터 복수로) 3000로부터 시작해서 10000까지인 것을 특징으로 하는, 장치.
  18. 제 6 항 내지 제 17 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 핀홀(4) 또는 슬릿 및 상기 격자(5)는 상기 카메라(6)에 대하여 먼 위치에 배치되는 것을 특징으로 하는, 장치.
  19. 제 6 항 내지 제 18 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 카메라(6)는 CCD 칩을 포함하고,
    상기 분광계(1)는 상기 광 빔(7)의 경로에 대하여 수직 위치에 상기 격자(5)와 상기 카메라(6) 사이에 배치되는, 상기 CCD 칩의 표면 치수에 대응하는 구멍을 가지는 흑색 판을 포함하는 것을 특징으로 하는, 장치.
  20. 제 6 항 내지 제 19 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제어 수단(18)은 이러한 광원의 스펙트럼을 최적화하기 위해 XUV 광원(20)을 제어하기에 적합한 것을 특징으로 하는, 장치.
  21. 컴퓨터에서 실행될 때 제 2 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 따른 방법을 수행하기 위한 컴퓨터 프로그램.
KR1020197014118A 2016-11-07 2017-11-03 연질 x-선에서 적외선 파장까지의 XUV 광원의 스펙트럼을 측정 및 처리하기 위한 방법, 장치 및 컴퓨터 프로그램 KR20190079633A (ko)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
NL2017729A NL2017729B1 (en) 2016-11-07 2016-11-07 Method, apparatus and computer program for measuring and processing a spectrum of an xuv light source from soft x-rays to infrared wavelengths
NL2017729 2016-11-07
PCT/NL2017/050713 WO2018084708A1 (en) 2016-11-07 2017-11-03 Method, apparatus and computer program for measuring and processing a spectrum of an xuv light source from soft x-rays to infrared wavelengths

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20190079633A true KR20190079633A (ko) 2019-07-05

Family

ID=57629650

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020197014118A KR20190079633A (ko) 2016-11-07 2017-11-03 연질 x-선에서 적외선 파장까지의 XUV 광원의 스펙트럼을 측정 및 처리하기 위한 방법, 장치 및 컴퓨터 프로그램

Country Status (7)

Country Link
US (1) US20190271586A1 (ko)
EP (1) EP3535552A1 (ko)
JP (1) JP2019537008A (ko)
KR (1) KR20190079633A (ko)
CN (1) CN110062876A (ko)
NL (1) NL2017729B1 (ko)
WO (1) WO2018084708A1 (ko)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2020203592A1 (ja) * 2019-03-29 2020-10-08 国立大学法人大阪大学 光検出装置、光検出方法、光検出装置の設計方法、試料分類方法、及び、不良検出方法
CN114577446B (zh) * 2022-03-07 2023-08-11 中国科学院紫金山天文台 Ccd/cmos极紫外波段量子效率检测装置及方法

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3224736A1 (de) * 1982-07-02 1984-01-05 Bodenseewerk Perkin-Elmer & Co GmbH, 7770 Überlingen Gitterspektrometer
DE69503352T2 (de) * 1995-02-25 1998-10-29 Hewlett Packard Gmbh Verfahren zum Messen und Kompensieren von Streulicht in einem Spektrometer
US6603549B2 (en) * 2000-02-25 2003-08-05 Cymer, Inc. Convolution method for measuring laser bandwidth
US7085492B2 (en) * 2001-08-27 2006-08-01 Ibsen Photonics A/S Wavelength division multiplexed device
CN2608962Y (zh) * 2002-12-27 2004-03-31 中国科学院物理研究所 掠入射软x射线和极紫外线平场谱仪
US7709816B2 (en) 2007-08-16 2010-05-04 Sematech, Inc. Systems and methods for monitoring and controlling the operation of extreme ultraviolet (EUV) light sources used in semiconductor fabrication
GB2475368A (en) * 2009-11-09 2011-05-18 Agilent Technologies Inc Compensation of high spectral orders in diffraction grating-based optical spectrometers

Also Published As

Publication number Publication date
NL2017729B1 (en) 2018-05-23
WO2018084708A1 (en) 2018-05-11
US20190271586A1 (en) 2019-09-05
CN110062876A (zh) 2019-07-26
EP3535552A1 (en) 2019-09-11
JP2019537008A (ja) 2019-12-19

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7414717B2 (en) System and method for detection and identification of optical spectra
CN107615020A (zh) 脉冲光束的光谱特征量测
US9563061B2 (en) Device having an arrangement of optical elements
KR20160083040A (ko) 웨이퍼들 상의 결함들에 대한 정보의 결정
KR101528332B1 (ko) 극자외선 발생 및 분광기 캘리브레이션 장치 및 그 방법
KR20190079633A (ko) 연질 x-선에서 적외선 파장까지의 XUV 광원의 스펙트럼을 측정 및 처리하기 위한 방법, 장치 및 컴퓨터 프로그램
JP2003523510A (ja) 分光分析のための方法および装置
JPH08261825A (ja) 分光計における迷光の測定及び補償方法
US20120292508A1 (en) X-Ray Detection System
US10578486B2 (en) Method of calibrating spectrum sensors in a manufacturing environment and an apparatus for effecting the same
US9188485B1 (en) Apparatus and method for extreme ultraviolet spectrometer calibration
Shevelko et al. X-ray focusing crystal von Hamos spectrometer with a CCD linear array as a detector
WO1993007470A1 (en) Analyzer
US11366013B2 (en) Method of obtaining quantum efficiency distribution, method of displaying quantum efficiency distribution, program for obtaining quantum efficiency distribution, program for displaying quantum efficiency distribution, fluorescence spectrophotometer, and display device
George et al. EUV spectroscopy of mass-limited Sn-doped laser micro-plasmas
JP2009099757A (ja) 半導体表面歪測定装置、方法及びプログラム
JP5441856B2 (ja) Ｘ線検出システム
JP7429931B2 (ja) イメージセンサのスペクトルデータを処理する装置及びその方法
JPH0526728A (ja) ラマン分光用分光器
Legall et al. Spatial and spectral characterization of a laser produced plasma source for extreme ultraviolet metrology
Poletto et al. Performances of a CCD camera from 1-to 1100-nm spectral region
CN115683334A (zh) 渐变滤光片快速光谱测试方法及系统
CN117629409A (zh) 一种基于相干衍射成像的光谱测量方法及装置
Böwering et al. Metrology of laser-produced plasma light source for EUV lithography
Bahodirovna THE PRINCIPLE OF MEASURING THE VALUE OF THE SPECTRUM SEPARATED BY A DIFFRACTION GRATE THROUGH A CAMERA