KR20200014916A - 광학 검출기 - Google Patents

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샌더 배스 루볼
리챠드 퀸타닐라
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에이에스엠엘 네델란즈 비.브이.
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Abstract

규칙적인 구조체에 의해 회절된 회절 방사선을 검출하기 위한 검출기로서, 검출기는: 제1 영역과 제2 영역을 가지며 회절 방사선의 적어도 일부를 감지하기 위한 센서; 제1 파장 범위 내의 파장을 갖는 방사선의 투과를 허용하도록 구성된 제1 코팅; 및 제2 파장 범위 내의 파장을 갖는 방사선의 투과를 허용하도록 구성된 제2 코팅을 포함하고, 제1 코팅은 센서의 제1 영역을 코팅하고, 제2 코팅은 센서의 제2 영역을 코팅하며, 제1 영역과 제2 영역은 상이한 영역이다.

Description

광학 검출기
관련 출원에 대한 상호 참조
본 출원은 2017년 8월 14일자로 출원된 EP 출원 제17186164.4호에 대해 우선권을 주장하며, 이러한 문헌의 내용은 원용에 의해 전체적으로 본 명세서에 포함된다.
본 발명은 광학 검출기에 관한 것으로, 특히 본 발명은 회절 방사선을 검출하기 위한 광학 검출기에 관한 것일 수 있다.
리소그래피 장치는 기판의 타겟부 상에 원하는 패턴을 적용하는 기기이다. 리소그래피 장치는, 예를 들어 본 명세서에서 집적 회로(IC)로 지칭되는 로직 및/또는 메모리 칩의 제조에 사용될 수 있다. 그러한 경우, 마스크 또는 레티클이라고도 칭하는 패터닝 디바이스가 IC의 개별 층상에 형성될 회로 패턴을 생성하는 데 사용될 수 있다. 이러한 패턴은 기판(예컨대, 실리콘 웨이퍼) 상의 타겟부(예를 들어, 다이의 일부, 하나의 다이 또는 수 개의 다이를 포함) 상으로 전사될 수 있다. 패턴의 전사는 전형적으로 기판 상에 제공된 방사선-감응 재료(레지스트)의 층 상으로의 이미징을 통해 이루어진다. 일반적으로, 단일 기판은 연속적으로 패터닝되는 인접한 타겟부들의 네트워크를 포함할 것이다. 이러한 타겟 부분은 일반적으로 "필드"라고 불린다.
리소그래피 프로세스에서는, 예를 들어 프로세스 제어 및 검증을 위해 생성된 구조체를 자주 측정하는 것이 바람직하다. 이를 계측이라고 할 수 있다. 임계 치수(CD)를 측정하는 데 종종 사용되는 스캐닝 전자 현미경(SEM), 및 오버레이(디바이스 내의 2개의 층들 사이의 정렬 정확도)를 측정하기 위한 전문화된 툴을 포함하여 이러한 측정을 수행하기 위한 다양한 툴이 알려져 있다. 최근, 리소그래피 분야에서 사용하기 위한 다양한 형태의 광학 툴 또는 스캐터로미터가 개발되어 왔다. 이들 디바이스는 방사선 빔을 타겟 상으로 지향시키고, 산란된 방사선의 하나 이상의 특성 - 예를 들어, 파장의 함수로서의 단일 반사각에서의 세기; 반사된 각도의 함수로서 하나 이상의 파장에서의 세기; 또는 반사된 각도의 함수로서 편광 - 을 측정하여 측정 신호를 얻고, 그로부터 타겟의 관심 특성을 결정할 수 있다.
동시에, 공지된 검사 기법은 가시 또는 자외선 대역(예컨대, 200 nm 를 넘는 대역)의 방사선을 채용한다. 이는 측정할 수 있는 가장 작은 피처를 제한하므로 이러한 기법은 더 이상 최신 리소그래피 공정에서 만들어진 가장 작은 피처를 직접 측정할 수 없다. 더 작은 구조체의 측정을 가능하게 하기 위해, 예를 들어 극자외(EUV) 리소그래피에 사용되는 EUV 파장과 유사한 더 짧은 파장의 방사선을 사용하는 기법이 제안되었다. 이러한 파장은 1 내지 100 nm, 예를 들어 1 내지 125 nm의 범위일 수 있다. 이러한 파장 범위의 일부 또는 전부는 연질 x-선(SXR) 파장이라 칭할 수도 있다. 일부 저자는 더 좁은 범위의 파장, 예를 들어 5-50 nm 또는 10-20 nm 범위를 지칭하기 위해 SXR의 용어를 사용할 수도 있다. 본 명세서에 개시된 방법 및 장치의 목적을 위해, 이러한 용어 SXR 및 EUV는 어떠한 엄격한 구별도 암시하지 않고 사용될 것이다. 예를 들어 0.1-1 nm의 범위에서 더 경질의 x-선을 사용한 계측도 고려된다.
또한 광대역의 연질 x-선 광이 산란 계측에 이용될 수 있다. 단파장 방사선을 사용하여 타겟을 조명하고 산란된 광(회절 패턴)을 캡처한다. 더불어 0차 반사 빔은 스펙트로미터로 보내진다. 회절 패턴과 0차 신호는, 예를 들어 재구성 알고리즘을 사용하여 관심 파라미터(CD, OVL 등)를 얻기 위해 사용된다.
SXR 방사선의 컴팩트한 소스는 HHG 소스를 포함하며, 이러한 소스에서는 레이저로부터의 적외선 펌프 방사선이 기체 매질과의 상호 작용에 의해 더 짧은 파장의 방사선으로 변환된다. HHG 소스는 예를 들어 미국 콜로라도주 볼더 소재의 KMLabs(http://www.kmlabs.com/)에서 입수할 수 있다.
관심 있는 SXR 광자는 임의의 매질에서 매우 짧은 침투 깊이를 갖기 때문에, 기체 매질은 저압(진공 부근) 환경에 위치한 가스 제트의 형태를 취할 수 있다. 이러한 가스 제트는 노즐로부터 자유롭게 배출되거나 펌프 방사선과의 상호 작용을 연장시키는 도파관 구조 내에 한정될 수 있다.
도 1은 HHG 소스(100)로서 사용하기 위한 장치(100)의 개략적인 블록도를 도시한다. 장치(100)는 펄스형 고출력 적외선 또는 광학 레이저(102), 방사선 입력(106) 및 방사선 출력(108)을 포함하는 챔버(104), 그리고 진공 광학 시스템(110)을 포함한다. 레이저(102)는 구동 방사선을 방출하는데, 이는 방사선 입력(106)을 통해 챔버(104)로 들어가고 챔버(104) 내의 상호작용 영역(114)에 위치한 가스 타겟(112)에 입사된다. 가스 타겟(112)은 소량(전형적으로 수 입방 mm)의 특정 가스(예를 들어, 희가스, 질소, 산소 또는 이산화탄소)를 포함한다. 금속성 플라즈마(예를 들어, 알루미늄 플라즈마)와 같은 다른 매질이 사용될 수도 있다.
레이저(102)에 의해 방출된 구동 방사선과 가스 타겟(112)의 가스 원자와의 상호 작용으로 인해, 가스 타겟(112)은 구동 방사선의 일부를 방출 방사선으로 변환하게 되는데, 이 경우 방출 방사선은 1 nm 내지 100 nm의 범위 내에서 복수의 파장의 방사선을 포함한다(본 명세서에서 SXR로 지칭됨). 방출 방사선은 전형적으로 구동 레이저의 홀수 고조파로 구성되는데, 즉 주파수가 구동 레이저 주파수의 홀수배이다. 이러한 소위 "고조파" 방사선은 입사 구동 방사선과 동일 선상에 있는 방향으로 방출된다.
SXR 빔은 방사선 출력(108)을 통과한 후 진공 광학 시스템(110)에 의해 조작되어 검사될 웨이퍼로 지향된다.
공기(및 실제로 임의의 가스)가 SXR 방사선을 많이 흡수하기 때문에 가스 타겟과 검사 대상 웨이퍼 사이의 체적이 배기(evacuate)되거나 거의 배기된다. 구동 방사선은, 일반적으로 용융 실리카 또는 이에 상응하는 물질로 만들어진 뷰포트인 방사선 입력(106)을 통해 챔버(104) 내로 지향된다. 구동 방사선과 방출 방사선(SXR 빔)은 동일 선상에 있기 때문에, 구동 방사선은 방사선 출력(108)을 관통하여 진공 광학 시스템(110)에 들어가지 못하도록 전형적으로 차단될 필요가 있다. 이는 일반적으로 방사선 출력(108)에 필터를 통합함으로써 수행되는데, 필터는 방출된 빔 경로에 배치되고 구동 방사선에 대해 불투명하지만(예를 들어, 적외선 또는 가시광에 불투명), 방출 방사선 빔에 대해 적어도 부분적으로 투명하다. 이러한 필터는 지르코늄 또는 알루미늄을 사용하여 제조될 수 있다.
공지된 HHG 소스에서, 방출 방사선 빔의 상당 부분이 구동 방사선을 차단하기 위해 방사선 출력(108)에서 사용되는 레이저 차단 필터에 의해 흡수된다. 이는 일반적으로 50%의 방출 방사선 출력 파워의 손실을 초래한다.
현재의 최신 IR 차단 방식은 6 자리수에 이르기까지 IR을 억제하기 위해 투과 필터에 의존하고 있는데, 이는 일반적으로 열부하의 대부분을 먼저 제거하는 (그리고 약간의 추가 자리수만큼 억제를 더하는) 다른 요소(핀홀 또는 반사 필터)와 조합된다. 지르코늄(Zr)은 약 6-19 nm의 투과 윈도우를 가지기 때문에 전형적인 선택이다. 알루미늄(Al)은 또 다른 일반적인 선택이며, 약 20-70 nm를 투과시킨다. 이러한 필터는 100-500 nm 에 이르는 두께의 독립적인 초박형 금속 필름이다. 투과 필터는 소스 가까이에 상류에 배치되므로 전체 툴의 파장 범위를 투과 윈도우 중 중 하나로 제한하게 된다. 매우 작은 피치(예를 들어, 20 nm 미만)를 갖는 타겟 상에서 계측을 수행하기 위해, 편리한 입사 각도 및 회절 각도로 회절 차수를 얻기 위해서는 실제로 20 nm 미만의 파장이 필요하다. 따라서 Zr을 필터링에 사용해야 하므로 툴이 6-19nm 파장으로 제한된다.
본 발명의 목적은 독립적인 초박형 금속 필름을 필요로 하지 않는 개선된 검출기를 제공하려는 것이다.
본 발명은 첨부된 청구 범위에 제시된 검출기, 방사선 검출 방법, 스펙트로미터 및 계측 장치를 제공한다.
이제 본 발명의 바람직한 실시예에 관해, 첨부된 도면을 참조로 하여 단지 예시의 목적으로 설명할 것이다.
도 1은 HHG 방사선 소스로서 사용하기 위한 장치의 개략적인 단면도이다.
도 2는 SXR 방사선을 사용하여 계측을 수행하기 위한 계측 장치의 개략도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 검출기의 개략도이다.
도 4는 예시적인 방사선 스펙트럼을 보여주는 그래프인데, 파장과 회절 차수의 곱이 세기에 대해 도시되어 있다.
도 5은 본 발명의 실시예에 따라 방사선을 검출하는 방법의 단계들을 나타내는 흐름도이다;
도 6은 리소그래피 장치의 개략도이다.
도 7는 리소그래피 셀의 개략도이다.
도 8은 반도체 제조를 최적화하기 위한 세 가지 핵심 기술 간의 협력을 나타내는 홀리스틱 리소그래피의 개략적인 도면을 나타낸다.
도 9는 격자로부터의 회절과 관련된 각도를 나타낸다.
도 2는 SXR 계측 장치(200)를 도시한다. IR 레이저(202)는 전술한 바와 같은 HHG 메커니즘(204)을 시딩(seed)한다. 빔 경로에 있는 IR 필터(206)는 IR 구동 빔의 상당 부분을 차단한다.
조명 서브 시스템(732)은 웨이퍼(W) 상의 타겟(T)을 조명(704)하는데, 조명 서브 시스템(732)은 센서(714)(본 명세서의 개시내용에 따라 공간적으로 분리된 코팅을 가질 수 있음)를 포함하는 스펙트로미터를 포함할 수 있다.
장치(200)의 일부 또는 전부가 배기될 수 있고, 배기된 영역은 웨이퍼(W)를 포함할 수 있다.
스펙트로미터(700)는 격자(712) 및 센서(713)를 포함하며, 이는 본 명세서의 개시내용에 따라 공간적으로 분리된 코팅을 가질 수 있다. 스펙트로미터(700)는 0차 스펙트럼을 측정하는 데에 사용된다. 타겟(T)에 의해 산란된 -1, +1 차수 및 선택적으로 더 높은 차수(예를 들어 -2 및 +2 차수) 또한 본 명세서의 개시 내용에 따라 공간적으로 분리된 코팅을 가질 수 있는 검출기/센서(750) 상에 충돌할 수 있다.
회절 격자(712)는 반사된 광선(708)을 상이한 파장의 스펙트럼(710)으로 분할한다. 반사 스펙트럼(710)은 검출기(713)에 의해 캡처되고 신호(ST)가 프로세서(도시되지 않음)에 제공된다.
검출기(750)에 의해 생성된 신호(SF)는 타겟(T)의 관심 특성의 개선된 측정치를 계산하는 데에 (신호(SR 및 ST)와 함께) 사용하기 위해 프로세서(도시되지 않음)에 공급될 수 있다.
독립적인 초박형 금속 필름을 회피하는 대신 하나 이상의 검출기를 적절한 재료로 코팅하는 것이 제안된다. 공간적으로 분리된 코팅이 사용될 수 있고, Zr 코팅이 사용되어 완전한 6 내지 19 nm 검출이 가능해질 수 있다.
규칙적인 구조체에 의해 회절된 방사선은, 회절 차수(m), 규칙적인 구조체의 피치(d), 및 방사선의 파장(λ)(또는 주파수 f)에 의존하는 회절 각도(θm)를 가질 것이다. 입사 각도(θi)와 회절 빔의 각도(θm) 사이의 관계는 다음의 식으로 주어진다:
Figure pct00001
(1)
도 9는 격자로부터의 회절과 관련된 각도를 나타낸다. 도 9에는 다음의 변수가 표시되어 있다:
입사 각도
Figure pct00002
회절 빔의 각도
Figure pct00003
회절 각도
Figure pct00004
(즉,
Figure pct00005
)
회절 차수 m
파장 λ
주기 d.
식 (1)의 결과로서, 특정 회절 각도를 초래하는 파장과 회절 차수의 다수의 조합이 존재한다는 점에 유의해야 한다. 이에 대한 규정 메트릭은 곱 m * λ이다. 두 개의 회절 광선이 이러한 곱에 대해 동일한 값을 갖는 경우, 이러한 회절 광선은 동일한 각도 하에서 회절되어 검출기 상의 동일한 위치에 도달할 것이다. 이러한 중첩은, 특정 양의 세기가 파장과 회절 차수의 하나의 조합으로부터 기인한 것인지 또는 다른 조합으로부터 기인한 것인지를 결정할 수 없기 때문에 바람직하지 않다.
도 3는 검출기(300)의 일 실시예의 개략도이다. 검출기는 방사선을 감지하기 위한 센서(302), 및 센서(302)에 도달하기 전에 방사선을 필터링하기 위한 2개의 코팅(304, 306)을 포함한다. 센서(302)는 예를 들어 CCD 또는 CMOS 센서일 수 있다. 다수의 고조파(기본/구동 주파수 포함)를 포함하는 방사선 빔(308)(예를 들어, SXR 방사선)이 규칙적인 구조체(310)(검출기의 일부가 아님)에 입사된다. 규칙적인 구조체(310)는 방사선을 산란/회절시키는 회절 격자(예를 들어, 도 2의 회절 격자(712)) 또는 패터닝된 기판(예를 들어, 도 2의 웨이퍼(W))일 수 있다. 회절 방사선(312)은 회절 패턴으로 각도 분리된다. 검출기(300)는 0차 방사선(314)이 검출기(300)에 입사되지 않도록 규칙적인 구조체(310)에 대해 배열된다. 0차 방사선(314)은 방사선의 주파수에 관계없이 동일한 회절 각도를 가지며, 입사 각도에만 의존한다. 검출기(300)는 추가적으로, 더 높은 차수의 회절 방사선(1차, 2차, 3차 등)이 검출기(300)에 입사되도록 규칙적인 구조체(310)에 대해 배열된다. 방사선(312)은 방사선이 검출되는 센서(302)에 도달하기 전에 2개의 코팅(304, 306)에 의해 필터링된다. 제1 코팅(304)은 실질적으로 제1 투과 윈도우 내에서만 파장을 갖는 입사 방사선을 투과시키는 제1 투과 윈도우를 갖는다. 제2 코팅(306)은 실질적으로 제2 투과 윈도우 내에서만 파장을 갖는 입사 방사선을 투과시키는 제2 투과 윈도우를 갖는다. 코팅들(304, 306)은 공간적으로 분리되며 검출기(300)는, (0 차 빔으로부터 측정되는) 낮은 회절 각도를 갖는 방사선이 제1 코팅(304)에 입사되고, (특정 임계치를 넘어) 더 큰 회절 각도를 갖는 방사선이 제2 코팅(306)에 입사되도록 배열된다.
이를 통해 더 높은 회절 차수로부터의 간섭 없이 더 큰 주파수 대역에 걸쳐 방사선을 검출할 수 있게 된다. 즉, 일반적으로 낮은 주파수의 낮은 회절 차수 방사선과 간섭하게 될 높은 주파수의 높은 회절 차수는 제2 코팅(306)(Al)에 의해 차단된다. 한편, 높은 주파수의 낮은 회절 차수 방사선은 제1 코팅(304)(Zr)에 입사되는데, 이러한 코팅은 보다 높은 주파수 컷오프(cut-off)를 가지며 따라서 방사선을 투과시킨다.
예시적인 예로서, 다중 주파수 빔의 단일 고조파를 고려하면, 12 nm 파장을 갖는 방사선(즉, 높은 주파수/고조파)은 규칙적인 구조체(310)에 의해 식 (1)에 따라 상이한 회절 각도를 갖는 다수의 회절 차수로 회절된다. 회절 차수의 실제 수는 규칙적인 구조체(310)의 피치 및 입사 각도에 의존한다. 1차 회절 방사선은 제1 회절 각도(θ1)를 가지며; 2차 회절 방사선은 제2의 (더 큰) 회절 각도(θ2)를 갖는 등이다. 검출기(300)는, 1차 및 2차 회절 차수가 제1 코팅(304(Zr))에 입사되고, 더 큰 회절 각도를 갖는 모든 상위 차수는 제2 코팅(306)(Al)에 입사되도록 배열된다. (이러한 특정 고조파의) 방사선의 주파수는 제1 코팅(304)의 투과 윈도우(6-19 nm) 내에 있기 때문에, 1차 및 2차는 제1 코팅(304)을 통해 투과된다. 한편, 더 높은 차수는 주파수가 제2 코팅(306)의 투과 윈도우(20-70 nm) 밖에 있기 때문에 제2 코팅(306)에 의해 차단된다. 그러나, 더 긴 특정 파장, 예를 들어 24 또는 36 nm을 갖는 방사선의 1차 회절 차수는 12 nm 으로부터의 더 높은 차수와 동일한 방향으로 방사될 것이지만, 제2 코팅에 의해 투과될 것이다.
"투과 윈도우"는 투과가 허용되는 방사선의 파장(또는 주파수 대역)의 범위를 지칭하는 것이다. 허용된 파장 범위의 예리한 컷오프가 반드시 필요한 것은 아니며, 투과 윈도우의 상한 및 하한은 투과 스펙트럼 내의 세기가 소정의 상대적인 양만큼(예컨대, -3dB) 하락되는 경우로 정의될 수 있다. 따라서, Zr 투과 윈도우의 상한 파장은 19 nm로 지정될 수 있지만, 19 nm보다 큰 파장을 갖는 방사선이 0이 아닌 정도로 약간 투과될 것이다. 따라서, Zr은 6 내지 19 nm 범위의 파장을 갖는 방사선만 실질적으로 투과시키는 투과 스펙트럼을 갖는다고 말할 수 있다.
HHG 소스 및 각각 Zr 과 Al로 구성된 2개의 공간적으로 분리된 코팅을 사용하는 실시예에서, 검출기의 대역폭은 대략 44 nm이며 Zr 코팅에 의해 높은 주파수 컷오프가 결정된다(대략 6nm).
다른 실시예에서, 코팅 중 하나 이상은 Zr로 이루어지고, 추가의 실시예에서 코팅 중 하나 이상은 Al로 이루어진다.
도 4는 검출기의 예시적인 실시예로부터 회절 차수와 파장의 곱을 세기에 대해 나타낸 그래프를 도시한다. 수학적으로 올바른 설명은 위의 식 (1)로부터의 사인 값을 포함해야 하지만 이러한 그래프에서 x 축은 "회절 각도"로 해석될 수도 있다. 따라서, 코팅은 작은 회절 각도가 Zr 코팅을 조명할 수 있고 큰 각도가 Al 코팅을 조명할 수 있도록 위치된다. HHG 스펙트럼에는 홀수 고조파만 포함되므로 2차 회절 차수는 1차와 절대로 중첩되지 않을 것이며 3차가 제일 먼저 중첩된다. 이는, 회절 차수의 중첩 없이 대략 6-50nm의 완전히 사용 가능한 파장 범위를 가능하게 한다. 첫 번째 중첩이 그래프에 표시되어 있으며 54nm에서 발생한다. 기준 검출기에서 중첩되는 차수는 피해야 하며, 그렇지 않으면 양호한 기준 스펙트럼을 얻는 것이 더 어렵다. 0차 검출기에서, 중첩은 재구성 알고리즘에서 잠재적으로 처리될 수 있다.
다른 실시예에서는 더 많은 영역/코팅이 부가될 수 있고, 예를 들어 50 nm 이상에서 투과성인 Sn과 같은 제3 물질이 부가될 수 있다. 각각의 코팅은 특정 범위의 회절 각도를 커버하도록 공간적으로 분리되어, 이러한 범위 내로부터의 회절 각도를 갖는 입사 방사선에 의해 조명된다.
일 실시예로서, 단일 층 금속 코팅을 사용하는 대신에, 특정한 특성을 갖는 다층 코팅을 사용하는 것이 가능하다. 이것은 예를 들어 협대역 투과를 가능하게 한다. 이들 층은 균질한 층일 수 있거나, 단일 층 내에서 또는 다층으로서 조성물 또는 두께에 구배가 적용될 수 있다. 인접한 층들은 또한 응력 및 밀도의 차이로 구별될 수 있다. 다른 실시예로서, 다양한 이유로 추가적인 층들이 부가될 수 있는데, 예를 들어 (기판에 대한 접착력을 향상시키기 위한) 접착 층 또는 캡핑 층이, 예를 들어 산화 또는 환원 저압 분위기로 이루어질 수 있는 주변환경에 대한 보호를 제공하기 위해 부가될 수 있다.
실시예 중 어느 하나에서 설명된 바와 같이, 검출기(300)는 도 2에서 센서(714) 또는 센서(713)로, 즉 계측 장치 내에서 스펙트로미터의 일부로서의 기준 검출기(714) 및/또는 0차 검출기(713)로 사용될 수 있다. 스펙트로미터는 검출기(300) 자체 및 검출기(300)를 향해 방사선의 일부를 회절시키기 위한 회절 격자(310)를 포함한다. 격자(310)의 회절 효율이 고려되어야 하며 코팅 패턴과 함께 설계될 수도 있다. 예를 들어, 특정 파장 범위에 대해 특정 회절 차수를 억제할 수 있으며, 이는 조합된 성능을 향상시키는 데에 도움이 될 수 있다.
일 실시예에서, 검출기(300)는 도 2에서 센서(750)로, 즉 고차 검출기(750)로 사용되며, 이는 타겟(T)으로부터 직접 산란된 회절 방사선을 검출하기 위해 사용된다(즉, 중간의 회절 격자를 사용하지 않음). 타겟(T) 상의 관심 영역에서의 구조적 피처는 입사 방사선을 회절시키는 규칙적인 구조체를 제공한다. 그러나 검출기는 단일 피치 또는 제한된 피치 세트에만 최적화될 것이다.
도 5은 본 개시내용의 실시예에 따라 방사선을 검출하는 방법의 단계들을 나타낸다. 단계는 다음과 같다. 첫 번째로 방사선을 생성하는 단계(S500). 규칙적인 구조체에 의해 방사선을 회절시키는 단계(S502). 제1 각도 범위 내의 회절 각도로 규칙적인 구조체에 의해 회절된 방사선의 제1 부분을 제1 코팅을 통해 필터링하는 단계(S504). 제2 각도 범위 내의 회절 각도로 규칙적인 구조체에 의해 회절된 방사선의 제2 부분을 제2 코팅을 통해 필터링하는 단계(S506). 제1 코팅 및 제2 코팅을 통해 필터링된 방사선을 검출하는 단계(S508).
전술한 실시예에서, 방사선은 HHG에 의해 생성되지만, 본 발명은 HHG 방사선으로 제한되지 않는다. HHG의 독특한 특징은 1차와 2차(또는 일반적으로 홀수 차수와 짝수 차수)가 중첩되지 않고 보다 높은 차수만을 억제하기 위해 코팅이 적용되어야 한다는 점이다. 이와 다른 소스(예컨대, SXR/EUV 용 LPP/DPP)의 경우에는 2차부터 억제될 필요가 있으며 이는 충분히 복잡한 코팅 패턴으로 달성될 수 있다. 이러한 개념은 또한, 코팅을 튜닝하기가 훨씬 쉬운(SXR 및 EUV 대신) 가시 광선/IR에 적용될 수 있다.
이제 도 6 내지 8에 관해 설명하며, 이는 리소그래피 장치 및 셀과 반도체 제조에 사용되는 일부 핵심 기술에 관한 개요를 제공한다.
리소그래피 장치
본 명세서에 사용되는 용어 "레티클", "마스크" 또는 "패터닝 디바이스"는, 기판의 타겟부에 생성될 패턴에 대응하여, 입사 방사선 빔에 패터닝된 단면을 부여하는 데 사용될 수 있는 일반적인 패터닝 디바이스를 지칭하는 것으로 넓게 해석될 수 있다; "광 밸브"라는 용어 또한 이와 관련하여 사용될 수 있다. 전통적인 마스크(투과형 또는 반사형, 바이너리, 위상 시프팅, 하이브리드 등) 이외에 다른 패터닝 디바이스의 예는 다음과 같다:
- 프로그래밍 가능한 미러 어레이. 이러한 미러 어레이에 대한 추가 정보는 미국 특허 제5,296,891호 및 제5,523,193호에 제공되어 있으며, 이는 원용에 의해 본 명세서에 포함된다.
- 프로그래밍 가능한 LCD 어레이. 이러한 구성의 예는 미국 특허 제5,229,872호에 제공되며, 이는 원용에 의해 본 명세서에 포함된다.
도 6은 리소그래피 장치(LA)를 개략적으로 나타낸다. 리소그래피 장치(LA)는 방사선 빔(B)(예를 들어, UV 방사선, DUV 방사선 또는 EUV 방사선)을 컨디셔닝하도록 구성된 조명 시스템(조명기로도 지칭됨)(IL), 패터닝 디바이스(예를 들어, 마스크)(MA)를 지지하도록 구성되고 소정 파라미터들에 따라 패터닝 디바이스(MA)를 정확히 위치설정하도록 구성된 제1 위치 설정기(PM)에 연결되는 지지 구조체(예를 들어, 마스크 테이블)(T), 기판(예를 들어, 레지스트 코팅된 웨이퍼)(W)을 유지하도록 구성되고 소정 파라미터들에 따라 기판을 정확히 위치설정하도록 구성된 제2 위치 설정기(PW)에 연결되는 기판 테이블(예를 들어, 웨이퍼 테이블)(WT); 및 기판(W)의 타겟부(C)(예를 들어, 하나 이상의 다이를 포함함) 상에 패터닝 디바이스(MA)에 의해 방사선 빔(B)에 부여된 패턴을 투영하도록 구성된 투영 시스템(예를 들어, 굴절형 투영 렌즈 시스템)(PS)을 포함한다.
동작 시에 조명기(IL)는, 예컨대 빔 전달 시스템(BD)을 통해 방사선 소스(SO)로부터 방사선 빔을 수광한다. 조명 시스템(IL)은 방사선을 지향, 성형 또는 제어하기 위해 굴절형, 반사형, 자기형, 전자기형, 정전형 또는 기타 다른 유형의 광학 컴포넌트 또는 이들의 임의의 조합과 같은 다양한 유형의 광학 컴포넌트를 포함할 수 있다. 조명기(IL)는 패터닝 디바이스(MA)의 평면에서 방사선 빔(B)의 단면에 원하는 공간 및 각도 세기 분포를 갖도록 방사선 빔(B)을 컨디셔닝하는 데 사용될 수 있다.
본 명세서에서 사용된 "투영 시스템"(PS)이라는 용어는, 사용되는 노광 방사선에 적합하거나 액침액의 사용 또는 진공의 사용과 같은 다른 요인들에 대해 적합한 것으로서, 굴절형, 반사형, 반사굴절형, 애너모픽, 자기형, 전자기형 및 정전형 광학 시스템 또는 이들의 임의의 조합을 포함하는 다양한 유형의 투영 시스템을 포괄하는 것으로 폭넓게 해석되어야 한다. 본 명세서에서 "투영 렌즈"라는 용어의 어떠한 사용도 "투영 시스템"(PS)이라는 좀 더 일반적인 용어와 동의어로 간주될 수 있다.
리소그래피 장치는 투영 시스템과 기판 사이의 공간을 채우도록, 비교적 높은 굴절률을 갖는 액체, 예를 들어 물로 기판의 적어도 일부가 덮일 수 있는 유형일 수도 있고, 이는 또한 액침 리소그래피라 불린다. 액침 기법에 대한 추가 정보는 미국 특허 제6,952,253호 및 PCT 공개 문헌 WO99-49504 에 제공되어 있으며, 이는 원용에 의해 본 명세서에 포함된다.
리소그래피 장치(LA)는 또한 2개(듀얼 스테이지) 또는 그 이상의 기판 테이블(WT) 및 예컨대 둘 이상의 지지 구조체(T)(미도시)를 갖는 형태일 수 있다. 이러한 "다중 스테이지" 기기에서는 추가의 테이블/구조체를 병렬적으로 사용할 수 있으며, 또는 하나 이상의 다른 테이블을 기판(W) 상에 패터닝 디바이스(MA)의 디자인 레이아웃을 노광하기 위해 사용하면서 하나 이상의 테이블 상에서 준비 단계를 수행할 수 있다.
동작 시에 방사선 빔(B)은 지지 구조체(예를 들어, 마스크 테이블(T)) 상에 유지되는 패터닝 디바이스(예를 들어, 마스크(MA)) 상에 입사되고, 패터닝 디바이스(MA)에 의해 패터닝된다. 마스크(MA)를 거친 후에, 방사선 빔(B)은 투영 시스템(PS)을 통과하게 되며, 투영 시스템(PS)은 기판(W)의 타겟부(C) 상으로 빔을 포커싱한다. 제2 위치설정기(PW) 및 위치 센서(IF)(예를 들어, 간섭계 디바이스, 선형 인코더, 2-D 인코더 또는 용량성 센서)의 도움으로, 기판 테이블(WT)은 예를 들어 방사선 빔(B)의 경로에 다양한 타겟부(C)를 위치설정하도록 정확하게 이동될 수 있다. 마찬가지로, 제1 위치 설정기(PM) 및 가능하게는 또 다른 위치 센서(도 6에는 명확히 도시되지는 않음)가 방사선 빔(B)의 경로에 대해 마스크(MA)를 정확히 위치설정하기 위해 사용될 수 있다. 마스크(MA) 및 기판(W)은 마스크 정렬 마크(M1, M2) 및 기판 정렬 마크(P1, P2)를 사용하여 정렬될 수 있다. 도시된 바와 같이 기판 정렬 마크가 전용화된 타겟부를 점유하지만, 이들은 타겟부 사이의 공간에 위치할 수도 있다(이들은 스크라이브-레인 정렬 마크로 알려져 있다).
리소그래피 셀
도 7에 도시된 바와 같이, 리소그래피 장치(LA)는 리소그래피 셀(LC)의 일부를 형성할 수 있는데, 이는 때때로 리소 셀 또는 (리소) 클러스터라고도 하며, 종종 기판(W)에 노광 전 및 노광 후 공정을 수행하는 장치를 포함한다. 통상적으로 이들은 레지스트 층을 증착하기 위한 스핀 코터(SC), 노광된 레지스트를 현상하기 위한 현상기(DE), 냉각 플레이트(CH) 및 베이크 플레이트(BK)를 포함하며, 이들은 예를 들어 기판(W)의 온도를 컨디셔닝하기 위한 것이며, 예컨대 레지스트 층에서 용매를 컨디셔닝하기 위한 것이다. 기판 핸들러 또는 로봇(RO)이 입력/출력 포트(I/O1, I/O2)로부터 기판(W)을 픽업하여, 이를 상이한 프로세스 장치 간에 이동시키며, 리소그래피 장치(LA)의 로딩 베이(LB)에 기판(W)을 전달한다. 통칭하여 트랙으로도 지칭되는 리소셀 내의 이들 디바이스는 통상적으로 감독 제어 시스템(SCS)에 의해 제어될 수 있는 트랙 제어 유닛(TCU)의 제어 하에 있게 되며, 감독 제어 시스템은 또한 예컨대 리소그래피 제어 유닛(LACU)을 통해 리소그래피 장치를 제어할 수 있다.
리소그래피 장치(LA)에 의해 노광되는 기판(W)이 정확하고 일관되게 노광되도록, 기판을 검사하여 후속하는 층들 간의 오버레이 오차, 라인 두께, 임계 치수(CD) 등의 패터닝된 구조체의 특성을 측정하는 것이 바람직하다. 이를 위해, 검사 툴(미도시)이 리소 셀(LC)에 포함될 수 있다. 에러가 검출되는 경우, 특히 동일한 배치(batch) 또는 로트의 다른 기판(W)이 노광되거나 처리되기 전에 검사가 수행된다면, 예를 들어 후속 기판의 노광에 대해 또는 기판(W)에 대해 수행될 다른 처리 단계에 대해 조정이 이루어질 수 있다.
검사 장치(계측 장치라고도 칭할 수도 있음)가 기판(W)의 특성을 결정하는 데 사용되며, 특히 동일한 기판(W)의 상이한 층들과 연관되는 특성이 층마다 어떻게 달라지는지 또는 상이한 기판들(W)의 특성이 어떻게 달라지는지를 결정하는 데 사용된다. 검사 장치는 대안적으로 기판(W) 상의 결함을 식별하도록 구성될 수 있고, 예를 들어 리소 셀(LC)의 일부일 수 있거나, 리소그래피 장치(LA)에 통합될 수 있거나, 심지어 독립형 디바이스일 수도 있다. 검사 장치는 잠상(노광 후 레지스트 층의 이미지) 또는 반잠상 이미지(노광후 베이크 단계(PEB) 이후 레지스트 층의 이미지), 또는 현상된 레지스트 이미지(레지스트의 노광된 부분 또는 노광되지 않은 부분이 제거됨), 또는 심지어 에칭된 이미지(에칭 등의 패턴 전사 단계 이후)에 대해 특성을 측정할 수 있다.
홀리스틱 리소그래피
일반적으로 리소그래피 장치(LA)에서의 패터닝 공정은 기판(W) 상에서의 구조체의 치수설정 및 배치의 높은 정밀도를 요구하는 처리에 있어서 가장 중요한 단계 중 하나이다. 이러한 높은 정확도를 보장하기 위해 도 8에 개략적으로 도시된 바와 같이 3개의 시스템이 소위 "홀리스틱" 제어 환경으로 조합될 수 있다. 이들 시스템 중 하나는 계측 툴(MT)(제2 시스템) 및 컴퓨터 시스템(CL)(제3 시스템)에 (가상으로) 연결된 리소그래피 장치(LA)이다. 이러한 "홀리스틱" 환경의 핵심은 이들 3개의 시스템 사이의 협력을 최적화하여 전체적인 프로세스 윈도우를 향상시키고 리소그래피 장치(LA)에 의해 수행된 패터닝이 프로세스 윈도우 내에 유지되도록 엄격한 제어 루프를 제공하는 것이다. 프로세스 윈도우는 특정 제조 프로세스가 규정된 결과(예를 들어, 기능 반도체 디바이스)를 생성하게 되는 프로세스 파라미터(예를 들어, 선량, 포커스, 오버레이)의 범위를 규정한다 - 일반적으로 이러한 윈도우 내에서 리소그래피 프로세스 또는 패터닝 프로세스의 프로세스 파라미터가 변화하도록 허용된다.
컴퓨터 시스템(CL)은, 어떤 분해능 향상 기법을 사용할지를 예측하고 어느 마스크 레이아웃 및 리소그래피 장치 설정이 패터닝 프로세스의 가장 큰 전체 프로세스 윈도우를 달성하는지를 결정하도록 컴퓨테이션 리소그래피 시뮬레이션 및 계산을 수행하기 위해 패터닝될 디자인 레이아웃(의 일부)을 사용할 수 있다(도 8에서 첫 번째 스케일 SC1에 양방향 화살표로 표시됨). 전형적으로, 분해능 향상 기법은 리소그래피 장치(LA)의 패터닝 가능성과 매칭되도록 구성된다. 컴퓨터 시스템(CL)은 또한, 예컨대 차선의 처리로 인해 결함이 존재할 수 있는지를 예측하기 위해, (예를 들어, 계측 툴(MT)으로부터의 입력을 사용하여) 프로세스 윈도우 내의 어느 곳에서 리소그래피 장치(LA)가 현재 작동하는 중인지를 검출하기 위해 사용될 수도 있다(예를 들어, 도 8에서 두 번째 스케일 SC2에 "0"을 가리키는 화살표로 도시됨).
계측 툴(MT)은 정확한 시뮬레이션 및 예측을 가능하게 하도록 컴퓨터 시스템(CL)에 입력을 제공할 수 있고, 예를 들면 리소그래피 장치(LA)의 교정 상태에 있어서, 가능한 드리프트를 식별하기 위해 리소그래피 장치(LA)에 피드백을 제공할 수 있다(도 8에서 세 번째 스케일 SC3에 다수의 화살표로 도시됨).
도 3의 검출기를 포함할 수 있는 도 2의 장치는 도 8에 도시된 계측 툴(MT) 및/또는 전술한 검사 장치로서 사용될 수도 있다.
추가의 실시예는 다음의 번호가 매겨진 조항으로 제공된다:
1. 규칙적인 구조체에 의해 회절된 회절 방사선을 검출하기 위한 검출기로서,
상기 검출기는:
제1 영역과 제2 영역을 가지며 상기 회절 방사선의 적어도 일부를 감지하기 위한 센서;
제1 파장 범위 내의 파장을 갖는 방사선의 투과를 허용하도록 구성된 제1 코팅; 및
제2 파장 범위 내의 파장을 갖는 방사선의 투과를 허용하도록 구성된 제2 코팅을 포함하고,
상기 제1 코팅은 상기 센서의 상기 제1 영역을 코팅하고, 상기 제2 코팅은 상기 센서의 상기 제2 영역을 코팅하며, 상기 제1 영역과 제2 영역은 상이한 영역인, 검출기.
2. 제1조항에 있어서, 상기 센서는 상기 규칙적인 구조체를 포함하고, 상기 센서 및 코팅은, 제1 각도 범위 내의 회절 각도를 갖는 상기 회절 방사선의 제1 부분이 상기 제1 코팅에 입사되고, 제2 각도 범위 내의 회절 각도를 갖는 상기 회절 방사선의 제2 부분이 상기 제2 코팅에 입사되도록, 상기 규칙적인 구조체에 대해 배열되는, 검출기.
3. 제1조항 또는 제2조항에 있어서, 상기 제1 코팅은 실질적으로 상기 제1 파장 범위 내에서만 파장을 갖는 입사 방사선을 투과시키는 제1 투과 스펙트럼을 갖고, 상기 제2 코팅은 실질적으로 상기 제2 파장 범위 내에서만 파장을 갖는 입사 방사선을 투과시키는 제2 투과 스펙트럼을 갖는, 검출기.
4. 제1조항, 제2조항 또는 제3조항에 있어서, 상기 제1 파장 범위 및 제2 파장 범위는 0.1 nm 내지 120 nm의 범위 내에 포함되는, 검출기.
5. 제1조항 내지 제4조항 중 어느 한 조항에 있어서, 상기 제1 파장 범위는 6 nm 내지 19 nm의 범위와 같거나 그 범위 내에 포함되는, 검출기.
6. 제1조항 내지 제5조항 중 어느 한 조항에 있어서, 상기 제2 파장 범위는 20nm 내지 70nm의 범위와 같거나 그 범위 내에 포함되는 것 중 적어도 하나로 구성되는, 검출기.
7. 제1조항 내지 제6조항 중 어느 한 조항에 있어서, 상기 코팅 중 하나 이상이 지르코늄(Zr)을 포함하는, 검출기.
8. 제1조항 내지 제7조항 중 어느 한 조항에 있어서, 상기 코팅 중 하나 이상은 알루미늄(Al)을 포함하는, 검출기.
9. 제1조항 내지 제8조항 중 어느 한 조항에 있어서, 상기 검출기는 제3 코팅을 포함하고 검출기는 상기 규칙적인 구조체를 포함하며, 상기 검출기는, 제3 각도 범위 내의 회절 각도로 상기 규칙적인 구조체로부터 방출된 방사선의 제3 부분이 상기 제3 코팅에 입사되도록 배열되는, 검출기.
10. 제1조항 내지 제9조항 중 어느 한 조항에 있어서, 상기 코팅 중 적어도 하나의 코팅은 다수 개의 적층된 층을 포함하는 다층 구조인, 검출기.
11. 제10조항에 있어서, 상기 코팅 중 상기 적어도 하나의 코팅의 적어도 2개 이상의 인접한 층이 밀도, 응력, 두께 및 조성 중 하나 이상에 의해 서로 구별되는, 검출기.
12. 제2조항에 있어서, 상기 제1 각도 범위 내의 모든 회절 각도는 상기 제2 각도 범위 내의 임의의 회절 각도보다 작은, 검출기.
13. 제1조항 내지 제10조항 중 어느 한 조항에 있어서, 상기 센서는 CMOS 센서, CCD 센서 및 신틸레이터 중 하나인, 검출기.
14. 방사선을 검출하는 방법으로서,
방사선을 생성하는 단계;
규칙적인 구조체에 의해 상기 방사선의 적어도 일부를 회절시키는 단계;
제1 각도 범위 내의 회절 각도로 상기 규칙적인 구조체에 의해 회절된 방사선의 제1 부분을 제1 코팅을 통해 필터링하는 단계;
제2 각도 범위 내의 회절 각도로 상기 규칙적인 구조체에 의해 회절된 방사선의 제2 부분을 제2 코팅을 통해 필터링하는 단계; 및
상기 제1 코팅 및 제2 코팅을 통해 필터링된 방사선을 검출하는 단계를 포함하는, 방사선 검출 방법.
15. 제14조항에 있어서, 상기 방사선을 생성하는 단계는 고조파 생성(HHG)을 포함하는, 방사선 검출 방법.
16. 제14조항에 있어서, 상기 방사선을 생성하는 단계는 레이저 생성 플라즈마(LPP) 소스, 방전 생성 플라즈마(DPP) 소스 및 싱크로트론 중 하나로 수행되는, 방사선 검출 방법.
17. 제14조항, 제15조항 또는 제16조항에 있어서, 규칙적인 구조체는 회절 격자 및 패터닝된 기판 중 하나인, 방사선 검출 방법.
18. 제14조항 내지 제17조항 중 어느 한 조항에 있어서, 상기 방사선의 상기 적어도 일부는 실질적으로, 0차 회절 차수로 상기 규칙적인 구조체에 의해 회절된 방사선만을 포함하는, 방사선 검출 방법.
19. 제17조항 또는 제18조항에 있어서, 패터닝된 기판의 하나 이상의 파라미터를 결정하기 위해 검출된 방사선을 분석하는 단계를 포함하는, 방사선 검출 방법.
20. 제19조항에 있어서, 분석 단계는 검출된 방사선의 주파수 스펙트럼을 데이터베이스에 포함된 하나 이상의 스펙트럼과 비교하는 단계를 수반하는, 방사선 검출 방법.
21. 제19조항 또는 제20조항에 있어서, 상기 파라미터는 임계 치수(CD) 및 오버레이(OVL) 중 적어도 하나를 포함하는, 방사선 검출 방법.
22. 제14조항 내지 제21조항 중 어느 한 조항에 있어서, 제1조항 내지 제13조항 중 어느 한 조항에 따라 규정된 검출기를 사용하여 수행되는, 방사선 검출 방법.
23. 스펙트로미터로서,
제1조항 내지 제13조항 중 어느 한 조항에 따른 검출기; 및
방사선의 적어도 일부를 상기 검출기를 향해 회절시키도록 구성된 회절 격자를 포함하는, 스펙트로미터.
24. 제23조항에 있어서, 회절 격자는 특정 회절 효율을 갖도록 설계되는, 스펙트로미터.
25. 기판상의 관심 영역의 하나 이상의 파라미터를 평가하기 위한 계측 장치로서, 상기 계측 장치는:
방사선 빔을 생성하기 위한 방사선 소스;
상기 기판을 유지하기 위한 기판 홀더로서, 상기 기판을 유지할 때 상기 방사선 빔의 적어도 일부가 상기 관심 영역에 입사되어 방사선 빔이 회절되도록 배치되는, 기판 홀더;
제23조항에 규정된 바와 같은 제1 스펙트로미터로서, 상기 제1 스펙트로미터는 제1 스펙트럼을 측정하기 위한 것이며 회절된 방사선 빔의 0차 회절 차수가 상기 제1 스펙트로미터에 입사되도록 배치된, 제1 스펙트로미터; 및
상기 제1 스펙트럼을 사용하여 상기 관심 영역의 상기 하나 이상의 파라미터를 결정하기 위한 프로세서를 포함하는, 계측 장치.
26. 제25조항에 있어서, 제23조항에 규정된 바와 같은 제2 스펙트로미터를 더 포함하되, 상기 제2 스펙트로미터는 제2 스펙트럼을 측정하기 위한 것이며 방사선 빔이 관심 영역에 입사되기 전에 제2 스펙트로미터에 입사되도록 배치되는, 계측 장치.
27. 제25조항 또는 제26조항에 있어서, 상기 기판 상의 관심 영역으로부터 회절된 방사선 빔의 적어도 하나의 회절 차수를 검출하기 위한 적어도 하나의 고차 검출기를 더 포함하는, 계측 장치.
28. 제27조항에 있어서, 상기 적어도 하나의 고차 검출기는 제1조항 내지 제13조항 중 어느 한 조항에서 규정된 바와 같은 검출기인, 계측 장치.
29. 제27조항 또는 제28조항에 있어서, 상기 적어도 하나의 고차 검출기는 그에 입사되는 방사선의 하나 이상의 특성을 측정하도록 구성되는, 계측 장치.
30. 제29조항에 있어서, 상기 하나 이상의 특성은 파장, 세기 및 공간 분포를 포함하는, 계측 장치.
상기 문헌의 맥락에서 HHG 또는 HHG 소스라는 용어가 소개되어 있다. HHG는 고조파 생성 또는 때때로 고차 고조파 생성을 지칭하는 것이다. HHG는 타겟, 예를 들어 가스, 플라즈마 또는 고형 샘플이 집중적인 레이저 펄스에 의해 조명되는 비선형 프로세스이다. 뒤이어 타겟은 레이저 펄스의 방사선의 주파수의 배수인 주파수를 갖는 방사선을 방출할 수 있다. 이러한 주파수, 즉 배수는 레이저 펄스의 방사선의 고조파라고 불린다. 생성된 HHG 방사선은 5차 고조파보다 높은 고조파이고 이들 고조파를 고차 고조파라 지칭하는 것으로 규정할 수 있다. HHG 프로세스의 기초를 형성하는 물리적 프로세스는 저차 고조파, 전형적으로 2차 내지 5차 고조파의 방사선 생성과 관련된 물리적 프로세스와 다르다. 저차 고조파의 방사선 발생은 섭동 이론과 관련이 있다. 타겟 내에서 원자의 (구속된) 전자의 궤적은 실질적으로 호스트 이온의 쿨롱 전위에 의해 결정된다. HHG에서, HHG 프로세스에 기여하는 전자의 궤도는 실질적으로 입사되는 레이저 광의 전기장에 의해 결정된다. HHG를 설명하는 소위 "3 단계 모델"에서, 전자는 그 순간에 레이저 필드에 의해 실질적으로 억제되는 쿨롱 장벽을 터널링하고(단계 1), 레이저 필드에 의해 결정된 궤적을 따르며(단계 2), 운동 에너지 + 이온화 에너지를 방사선 형태로 방출하면서 소정 확률로 재결합한다(단계 3). HHG와 저차 고조파의 방사선 생성 간의 차이를 표현하는 또 다른 방법은, 타겟 원자의 이온화 에너지를 넘어서는 광자 에너지를 가진 모든 방사선을 "고차 고조파" 방사선, 예를 들어 HHG 생성 방사선으로 규정하고 이온화 에너지 미만의 광자 에너지를 갖는 모든 방사선을 비-HHG 생성 방사선으로 규정하는 것이다. 네온을 가스 타겟으로 사용하는 경우 HHG 프로세스에 의해 62nm보다 짧은 파장(광자 에너지가 20.18 eV보다 높음)을 갖는 모든 방사선이 생성된다. 가스 타겟으로서의 아르곤의 경우, 약 15.8 eV보다 높은 광자 에너지를 갖는 모든 방사선이 HHG 프로세스에 의해 생성된다.
본 명세서에서 "계측 장치" 또는 "검사 장치"를 구체적으로 언급하였지만, 두 용어는 또한 검사 장치 또는 검사 시스템을 지칭할 수도 있다. 예를 들어, 본 발명의 일 실시예를 포함하는 검사 또는 계측 장치는 기판 또는 웨이퍼 상의 구조체의 특성을 결정하는 데에 사용될 수 있다. 예를 들어, 본 발명의 일 실시예를 포함하는 검사 장치 또는 계측 장치는 기판의 결함 또는 기판 또는 웨이퍼 상의 구조체의 결함을 검출하는 데에 사용될 수 있다. 이러한 실시예에서, 기판 상의 구조체의 관심 특성은 구조체 내의 결함, 구조체의 특정 부분의 부재, 또는 기판 또는 웨이퍼 상의 원치 않는 구조체의 존재에 관한 것일 수 있다.
본 명세서에서는 IC의 제조에 리소그래피 장치를 사용하는 것에 대해 특별히 언급할 수 있지만, 여기에 설명된 리소그래피 장치는 다른 응용예를 가질 수 있음을 이해해야 할 것이다. 가능한 다른 응용 분야로는, 통합된 광학 시스템, 자기 도메인 메모리를 위한 안내 및 검출 패턴, 평판 디스플레이, 액정 디스플레이(LCD) 및 박막 자기 헤드 등의 제조가 있다.
본 명세서에서는 리소그래피 장치와 관련하여 본 발명의 실시예를 구체적으로 언급할 수 있지만, 본 발명의 실시예는 다른 장치에서도 사용될 수 있다. 본 발명의 실시예는 마스크 검사 장치, 계측 장치, 또는 웨이퍼(또는 기타 다른 기판) 또는 마스크(또는 기타 다른 패터닝 디바이스)와 같은 대상물을 측정 또는 처리하는 임의의 장치의 일부를 형성할 수 있다. 이들 장치는 일반적으로 리소그래피 툴이라 지칭될 수 있다. 이러한 리소그래피 툴은 진공 조건 또는 주변(비-진공) 조건을 이용할 수 있다.
광학 리소그래피의 맥락에서 본 발명의 실시예를 이용하는 것에 대해 특정하게 언급하였지만, 본 발명은 문맥이 허용하는 한 광학 리소그래피로 제한되지 않으며 예를 들어 임프린트 리소그래피 등의 다른 응용예에서도 이용될 수 있음을 이해할 것이다.
이상에서 발명의 특정 실시예들이 설명되었지만, 본 발명은 설명된 것과 다르게 실시될 수도 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 앞선 설명은 예시적인 것으로 의도되며, 제한적인 것으로 의도되지 않는다. 따라서, 이하 제시되는 청구 범위로부터 벗어남이 없이, 기술된 본 발명에 대해 수정이 이루어질 수 있음은 당업자에게 명백할 것이다.
본 명세서에 개시되거나 예시된 각각의 특징은 단독으로 또는 본원에 개시되거나 예시된 임의의 다른 특징과 임의의 적절한 조합으로 본 발명에 포함될 수 있다.

Claims (15)

  1. 규칙적인 구조체에 의해 회절된 회절 방사선을 검출하기 위한 검출기로서, 상기 검출기는:
    제1 영역과 제2 영역을 가지며 상기 회절 방사선의 적어도 일부를 감지하기 위한 센서;
    제1 파장 범위 내의 파장을 갖는 방사선의 투과를 허용하도록 구성된 제1 코팅; 및
    제2 파장 범위 내의 파장을 갖는 방사선의 투과를 허용하도록 구성된 제2 코팅을 포함하고,
    상기 제1 코팅은 상기 센서의 상기 제1 영역을 코팅하고, 상기 제2 코팅은 상기 센서의 상기 제2 영역을 코팅하며, 상기 제1 영역과 제2 영역은 상이한 영역인, 검출기.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 센서는 상기 규칙적인 구조체를 포함하고, 상기 센서 및 코팅은, 제1 각도 범위 내의 회절 각도를 갖는 상기 회절 방사선의 제1 부분이 상기 제1 코팅에 입사되고, 제2 각도 범위 내의 회절 각도를 갖는 상기 회절 방사선의 제2 부분이 상기 제2 코팅에 입사되도록, 상기 규칙적인 구조체에 대해 배열되는, 검출기.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 제1 코팅은 실질적으로 상기 제1 파장 범위 내에서만 파장을 갖는 입사 방사선을 투과시키는 제1 투과 스펙트럼을 갖고, 상기 제2 코팅은 실질적으로 상기 제2 파장 범위 내에서만 파장을 갖는 입사 방사선을 투과시키는 제2 투과 스펙트럼을 갖는, 검출기.
  4. 제1항, 제2항 또는 제3항에 있어서,
    - 상기 제1 파장 범위 및 제2 파장 범위는 0.1 nm 내지 120 nm의 범위 내에 포함되는 것과,
    - 상기 제1 파장 범위는 6 nm 내지 19 nm의 범위와 같거나 그 범위 내에 포함되는 것과,
    - 상기 제2 파장 범위는 20nm 내지 70nm의 범위와 같거나 그 범위 내에 포함되는 것 중 적어도 하나로 구성되는, 검출기.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 코팅 중 하나 이상이 지르코늄(Zr)을 포함하고 및/또는 코팅 중 하나 이상이 알루미늄(Al)을 포함하는, 검출기.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 검출기는 제3 코팅을 포함하고 검출기는 상기 규칙적인 구조체를 포함하며, 상기 검출기는, 제3 각도 범위 내의 회절 각도로 상기 규칙적인 구조체로부터 방출된 방사선의 제3 부분이 상기 제3 코팅에 입사되도록 배열되는, 검출기.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 코팅 중 적어도 하나의 코팅은 다수 개의 적층된 층을 포함하는 다층 구조인, 검출기.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 코팅 중 상기 적어도 하나의 코팅의 적어도 2개 이상의 인접한 층이 밀도, 응력, 두께 및 조성 중 하나 이상에 의해 서로 구별되는, 검출기.
  9. 제2항에 있어서,
    상기 제1 각도 범위 내의 모든 회절 각도는 상기 제2 각도 범위 내의 임의의 회절 각도보다 작은, 검출기.
  10. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 센서는 CMOS 센서, CCD 센서 및 신틸레이터 중 하나인, 검출기.
  11. 방사선을 검출하는 방법으로서,
    방사선을 생성하는 단계;
    규칙적인 구조체에 의해 상기 방사선의 적어도 일부를 회절시키는 단계;
    제1 각도 범위 내의 회절 각도로 상기 규칙적인 구조체에 의해 회절된 방사선의 제1 부분을 제1 코팅을 통해 필터링하는 단계;
    제2 각도 범위 내의 회절 각도로 상기 규칙적인 구조체에 의해 회절된 방사선의 제2 부분을 제2 코팅을 통해 필터링하는 단계; 및
    상기 제1 코팅 및 제2 코팅을 통해 필터링된 방사선을 검출하는 단계를 포함하는, 방사선 검출 방법.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 방사선을 생성하는 단계는 고조파 생성(HHG)을 포함하는, 방사선 검출 방법.
  13. 제11항 또는 제12항에 있어서,
    상기 규칙적인 구조체는 회절 격자 및 패터닝된 기판 중 하나이고 및/또는 상기 방사선의 상기 적어도 일부는 실질적으로, 0차 회절 차수로 상기 규칙적인 구조체에 의해 회절된 방사선만을 포함하는, 방사선 검출 방법.
  14. 스펙트로미터로서,
    제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 따른 검출기; 및
    방사선의 적어도 일부를 상기 검출기를 향해 회절시키도록 구성된 회절 격자를 포함하는, 스펙트로미터.
  15. 기판상의 관심 영역의 하나 이상의 파라미터를 평가하기 위한 계측 장치로서, 상기 계측 장치는:
    방사선 빔을 생성하기 위한 방사선 소스;
    상기 기판을 유지하기 위한 기판 홀더로서, 상기 기판을 유지할 때 상기 방사선 빔의 적어도 일부가 상기 관심 영역에 입사되어 방사선 빔이 회절되도록 배치되는, 기판 홀더;
    제14항에 규정된 바와 같은 제1 스펙트로미터로서, 상기 제1 스펙트로미터는 제1 스펙트럼을 측정하기 위한 것이며 회절된 방사선 빔의 0차 회절 차수가 상기 제1 스펙트로미터에 입사되도록 배치된, 제1 스펙트로미터; 및
    상기 제1 스펙트럼을 사용하여 상기 관심 영역의 상기 하나 이상의 파라미터를 결정하기 위한 프로세서를 포함하는, 계측 장치.
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