KR20200061339A - 광학계의 파면 효과를 분석하는 방법 및 조립체 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 광학계의 파면 효과를 분석하는 방법 및 배열체에 관한 것이다. 본 발명에 따른 방법은 이하의 단계: 노광 디바이스에 의한 노광 광에 측정 마스크(110, 310)를 노광시키는 단계; 마스크로부터 발생하고 광학계를 통과하는 파면으로부터, 회절 격자(150)에 의해 미리 정의된 평면 상에 인터페로그램을 생성하는 단계; 및 검출기(170)를 사용하여 상기 인터페로그램을 검출하는 단계를 포함하고, 측정 마스크 상에 입사되는 노광 광의 상이한 각도 분포가 서로 독립적으로 조절될 수 있는 미러 요소로 구성되는 미러 조립체에 의해 발생되며, 복수의 인터페로그램은 복수의 측정 단계에서 검출되고, 이러한 측정 단계는 측정 마스크 상에 입사되는 노광 광의 각도 분포에 관해 서로 상이하다. 개별 측정 단계에서 노광되는 각각의 동공 영역에 대해 광학계의 각각의 시스템 파면 편차를 결정하기 위해, 대응 파면 편차 성분이 각각의 이러한 측정 단계에서 얻어지는 측정 결과로 결정된다.
Description
본 출원은 2017년 9월 27일자로 출원된 독일 특허 출원 DE 10 2017 217 251.7의 우선권을 주장한다. 또한, 이 DE 출원의 내용은 본 출원 내용에 참조로서 통합되어 있다.
본 발명은 광학계의 파면 효과를 분석하는 방법 및 배열체에 관한 것이다.
마이크로리소그래피는 마이크로구조화된 구성요소, 예를 들어 집적 회로 또는 LCD의 제조에 사용된다. 마이크로리소그래피 프로세스는 조명 디바이스 및 투영 렌즈를 포함하는 소위 투영 노광 장치에서 수행된다. 조명 디바이스에 의해 조명되는 마스크(=레티클)의 이미지는, 이 경우에 감광 층(포토레지스트)으로 코팅되고 투영 렌즈의 이미지 평면 내에 배열되어 있는 기판(예를 들어, 실리콘 웨이퍼) 상으로 투영 렌즈에 의해 투영되어, 마스크 구조를 기판의 감광 코팅에 전사한다.
투영 렌즈 및 조명 디바이스 모두에서, 예를 들면, 관련 광학계의 개별 광학 구성요소의 실제로 달성되는 광학 효과 및 서로에 관한 그 정렬에 대한 정보를 얻기 위해, 작동 중에 각각의 광학계를 통해 전파되는 파면을 분석해야 할 필요가 있다.
이와 관련하여, 특히, 각각의 경우에 검사될 이미징 광학 유닛의 이미지 평면의 영역 내에 배치되는 회절 격자["전단 격자(shearing grating)"]의 사용을 통해, 측정될 파면의 동일한 사본이 상이한 회절 차수에 따라 발생되고 중첩되게 되는 전단 간섭측정법의 원리가 공지되어 있다. 상이한 회절 차수로 회절 격자에서 회절되는 광은 광 전파 방향을 따르는 캡처 평면 내에 간섭 패턴을 생성하고, 그 평가는 예를 들어 카메라 기반 센서에 의한 해상 후에, 원칙적으로 파면 분석을 허용하고 그 결과 광학 파면 효과 및 각각의 이미징 광학 유닛의 임의의 수차에 관한 결론이 도출될 수 있게 하며, 예를 들어 이미징 광학 유닛 내에 위치된 광학 구성요소의 서로에 대한 정렬을 허용한다.
여기에서, 간섭성-성형 마스크(coherence-shaping mask)에 의해 각각의 이미징 광학 유닛 내로 결합된 파면을 형성하는 것이 공지되어 있는데, 이는 특히 정확하게 2 차수의 회절이 전단 격자의 하류측에서 광 전파 방향으로 서로 간섭하는 반면, 모든 다른 간섭은 크게 억제되도록 실현될 수 있다. 이러한 방식으로, 교란 간섭을 방지할 수 있고, 더 높은 측정 정확도가 달성될 수 있다.
추가적으로, 동공 충전에 있어서, 공간적으로 광범위한 차광(및 "간섭성 성형") 마스크와 연계하여 조명(확산 광에 의해 실행됨)에서의 공간적 비간섭성을 사용하거나 마스크 자체에 산란 중심을 제공하는 것이 공지되어 있다.
확산기 또는 산란 중심에 기초한 상술된 접근법을 수반하는 스페클(speckle) 패턴의 바람직하지 않은 생성을 방지하기 위해, 빔 경로를 기울어지게 하는 광학 요소를 도입함으로써 회절 측정 마스크에 의해 생성되는 회절 패턴의 동공에 대한 스캐닝 이동을 실현하여 동적 동공 충전(dynamic pupil filling)을 달성하는 것이 추가적으로 공지되어 있다. 그러나, 이는 구조의 복잡성의 증가, 및 예를 들면 산란 원추를 기울이기 위한 그리고/또는 측정 마스크 자체를 기울이기 위한 추가적인 광학 요소의 도입으로 인해 설비 복잡성의 증가를 초래한다.
종래 기술에 대해, 단지 예로서 US 7,768,653 B2, US 8,559,108 B2, DE 101 09 929 A1 및 DE 100 53 587 A1을 참조한다.
상기 배경기술에 대해, 본 발명의 일 목적은, 적은 설비 복잡성으로 상술된 문제점을 피하면서 가장 정확한 파면 분석을 가능하게 하는, 광학계의 파면 효과를 분석하는 방법 및 배열체를 제공하는 것이다.
이 목적은 독립 특허 청구범위의 특징에 따른 방법 및 각각의 배열체에 의해 달성된다.
광학계의 파면 효과를 분석하는 본 발명에 따른 방법은 이하의 단계:
- 조명 디바이스에 의한 조명 광으로 측정 마스크를 조명하는 단계;
- 측정 마스크로부터 나오고 광학계를 통해 진행하는 파면으로부터, 회절 격자를 사용하여 특정 평면 내에 인터페로그램(interferogram)을 생성하는 단계; 및
- 검출기로 이 인터페로그램을 캡처하는 단계를 포함하고;
- 측정 마스크 상에 입사되는 조명 광의 상이한 각도 분포가 독립적으로 설정 가능한 미러 요소의 미러 배열체에 의해 생성되며;
- 복수의 인터페로그램이 복수의 측정 단계에서 캡처되고, 이러한 측정 단계들은 측정 마스크 상에 입사되는 조명 광의 각도 분포의 관점에서 서로 상이하며; 그리고
- 각각의 경우에 측정 단계에서 얻어지는 측정 결과에서의 정합 파면 편차 부분이 각각의 경우에 상기 개별 측정 단계에서 조명되는 동공 영역에 대한 광학계의 각각의 시스템 파면 편차를 확인하도록 확인된다.
본 출원의 의미 내에서, "시스템 파면"은 광학계를 통한 점 광원을 이미징할 때 생성되는 파면을 의미하는 것으로 이해된다. "시스템 파면 편차"는 이미징 중에 광학계에 의해 생성된 이미지 지점으로 수렴하는 시스템 파면의 이상적인 구면파로부터의 편차이다. 추가적으로, 아래에서 더 상세하게 설명되는 바와 같이, 파면 편차는 본 발명에 따라서 가수(summand)의 합으로 분해되고, 상기 가수는 "파면 편차 부분"으로 나타낸다.
궁극적으로, 측정 배열체의 시스템적 파면 오차는 아래에서 더 상세하게 설명되는 바와 같이, 본 발명에 따른 방법을 사용하여 "절대 캘리브레이션"의 의미로 확인될 수 있거나 실제 시스템 파면 측정으로부터 분리될 수 있다.
또한, 본 발명은 여기에서 특히, 가변적으로 설정 가능한 원하는 각도 분포를 갖는 광학계의 파면 효과를 분석하는 데 사용되고 이러한 방식으로 도입부에 설명된 단점을 방지하는 데 사용되는 측정 마스크를 조명하는 개념에 기초한다. 각각 얻어진 측정 결과 또는 인터페로그램에서, 바람직하지 않은 스페클 패턴은 특히 (산란 중심이 없는 측정 마스크의 구성으로 인해) 방지될 수 있거나 또는 측정 마스크의 조명 중에 상이한 조명 설정의 설정 부분으로서 계산에 의해 제거될 수 있다. 또한, 측정 마스크를 이동시키거나 또는 기울어지게 하는 종래의 접근법에 관련된 증가된 설비 복잡성이 또한 본 발명에 의해 방지될 수 있다.
복수의 독립적으로 설정 가능한 필드 패싯을 갖는 필드 패싯 미러가 측정 마스크 상에 입사되는 조명 광의 원하는 각도 분포를 생성하는 데 사용되는 구성요소로서 사용될 수 있고, (예를 들면, 15 nm 미만의 파장에서) EUV 작동을 위한 조명 디바이스 내에서 동공 패싯 미러와 조합하여 사용되는 필드 패싯 미러는, 예를 들어 DE 100 53 587 A1로부터 공지되어 있다. 다른 실시예에서, 원하는 각도 분포를 생성하기 위한 본 개시내용의 일부로서 사용되는 구성요소는 또한 회절 광학 요소(DOE)일 수 있다.
본 발명에 따른 방법의 일 실시예에 따르면, 미러 배열체 상에 입사되는 조명 광의 빔 방향은 스페클 패턴을 적어도 부분적으로 평균화하도록 시간에 걸쳐 변경된다.
본 발명에 따라 그 파면 효과에 대해 검사되는 광학계는 특히 마이크로리소그래픽 투영 노광 장치의 투영 렌즈일 수 있다.
본 발명에 따른 방법의 일 실시예에 따르면, 투영 렌즈의 파면 효과는 투영 노광 장치의 작동 중에 조명되는 동공 영역에 대해 표적화된 방식(targeted fashion)으로 확인될 수 있다. 시스템 파면 편차는, 측정의 수행 중에, 설정된 조명 각도 분포가 마이크로리소그래피 프로세스에서 또한 사용되는 조명 각도 분포에 대응하도록 하는 방식으로 본 발명에 따라 확인될 수 있다.
이러한 방식으로, 마이크로리소그래피 프로세스에서 전형적으로 발생하는 특정 동공 영역의 표적화된 조명을 고려하는 것이 가능하고, 마이크로리소그래픽 노광에 효과적인 시스템 파면 편차가 표적화된 방식으로 캡처될 수 있다. 따라서, 시스템 파면 편차는 마이크로리소그래피 프로세스에서 또한 사용되는 각각의 조명 설정에서 - 독립적으로 설정 가능한 미러 요소의 미러 배열체의 대응 설정에 의해 - 확인될 수 있는데, 그 결과 특히 광학 요소의 가열 및 그와 관련된 수차와 같이 발생하는 열적으로 유도된 효과 또는 파면 오차가, 또한 투영 렌즈 내의 실질적인 열적 부하 분포로 인해 마이크로리소그래피 프로세스에서 발생하는 효과 또는 수차에 대응한다.
다른 양태에 따르면, 본 발명은 또한 광학계의 파면 효과를 분석하는 방법에 관한 것이고, 상기 방법은 이하의 단계:
- 조명 디바이스에 의한 조명 광으로 측정 마스크를 조명하는 단계;
- 측정 마스크로부터 나오고 광학계를 통해 진행하는 파면으로부터, 회절 격자를 사용하여 특정 평면 내에 인터페로그램을 생성하는 단계; 및
- 검출기로 이 인터페로그램을 캡처하는 단계를 포함하고;
- 측정 마스크 상에 입사되는 조명 광의 상이한 각도 분포가 독립적으로 설정 가능한 미러 요소의 미러 배열체에 의해 생성 가능하며;
- 광학계는 마이크로리소그래픽 투영 노광 장치의 투영 렌즈이고; 그리고
- 투영 렌즈의 파면 효과는 투영 노광 장치의 작동 중에 조명되는 동공 영역에 대한 미러 배열체의 설정에 의해 표적화 방식으로 확인된다.
일 실시예에 따르면, 광학계는 30 nm 미만, 특히 15 nm 미만의 작동 파장에서의 작동을 위해 설계된다. 여기에서 작동 파장은 특히 EUV 리소그래피에서 현재 전형적인 13.5 nm 또는 6.7 nm의 값을 가질 수 있다.
또한, 본 발명은 추가적으로 광학계의 파면 효과를 분석하기 위한 배열체에 관한 것이고, 이는
- 복수의 필드 패싯을 갖는 필드 패싯 미러를 갖고 복수의 동공 패싯을 갖는 동공 패싯 미러를 갖는 조명 디바이스로서, 필드 패싯은 측정 마스크 상에 입사되는 조명 광의 원하는 각도 분포를 생성하도록 독립적으로 조절 가능한, 조명 디바이스;
- 측정 마스크;
- 조명 디바이스에 의한 조명 광으로의 측정 마스크의 조명 중에, 측정 마스크 상에 입사되는 조명 광의 상이한 각도 분포에 대해 각각의 경우에 측정 마스크로부터 나오고 광학계를 통해 진행하는 하나의 파면으로부터, 각각의 경우에 특정 평면 내에 인터페로그램을 생성하는 회절 격자;
- 측정 마스크 상에 입사되는 조명 광의 상이한 각도 분포에 대해 얻어지는 인터페로그램을 캡처하기 위한 검출기; 및
- 얻어지는 인터페로그램의 정합 파면 편차 부분에 기초하여, 개별 측정 단계에서 각각 조명되는 동공 영역에 대한 광학계의 각각의 시스템 파면 편차를 계산 및 저장하기 위한 계산 및 저장 유닛을 포함한다.
또한, 본 개시내용은 추가적으로 광학계의 파면 효과를 분석하기 위한 배열체에 관한 것이고, 이는
- 조명 디바이스;
- 측정 마스크;
- 조명 디바이스에 의한 조명 광으로의 측정 마스크의 조명 중에, 측정 마스크로부터 나오고 광학계를 통해 진행하는 파면으로부터 특정 평면 내에 적어도 하나의 인터페로그램을 생성하는 회절 격자; 및
- 상기 인터페로그램을 캡처하기 위한 검출기를 포함하고;
상기 배열체는 상술된 특징을 갖는 방법을 수행하도록 구성된다.
실시예에서, 배열체는 필드 패싯 미러 상에 입사되는 조명 광의 빔 방향을 변경하기 위한 디바이스를 추가적으로 갖는다. 이로써, 입사광의 공간적 간섭성으로 인해 발생하는 스페클 패턴이, 아래에서 설명되는 바와 같이 적어도 부분적으로 평균화될 수 있다.
빔 방향을 변경하기 위한 이러한 전술된 디바이스는, 예를 들어 (빔 방향을 무작위하게 변경하기 위해) 회전 및/또는 병진 운동에 의해 이동 가능한 확산기를 가질 수 있다. 다른 실시예에서, 디바이스는 빔 방향의 표적화된 [결정론적(deterministic)] 제어를 위한 빔 방향 제어 유닛을 또한 가질 수 있다.
빔 방향을 변경하기 위한 전술된 디바이스는, 특히 조명 디바이스의 입구 또는 그 부근에 위치되는 중간 초점 내에 배열될 수 있다.
또한, 본 발명은, 추가적으로 30 nm 미만의 작동 파장에서의 작동을 위해 설계되고 조명 디바이스 및 투영 렌즈를 갖는 마이크로리소그래픽 투영 노광 장치에 관한 것이고, 이는 투영 렌즈를 통해 진행하는 방사선의 파면을 측정하기 위한 배열체를 가지며, 여기에 파면 측정 중에 빔 방향을 변경하기 위한 디바이스가 제공된다. 투영 노광 장치는 특히 15 nm 미만(예를 들면, 13.5 nm)의 작동 파장, 더 구체적으로 7 nm 미만(예를 들면, 6.7 nm)의 작동 파장에서 작동하도록 설계될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 조명 디바이스는 복수의 필드 패싯을 갖는 필드 패싯 미러 및 복수의 동공 패싯을 갖는 동공 패싯 미러를 갖고, 필드 패싯은 독립적으로 설정 가능하다.
일 실시예에 따르면, 디바이스는 회전 및/또는 병진 운동에 의해 이동 가능한 확산기를 갖는다.
일 실시예에 따르면, 디바이스는 빔 방향의 표적화된 제어를 위한 빔 방향 제어 유닛을 갖는다.
본 발명의 추가 구성은 설명 및 종속 청구범위로부터 얻어질 수 있다. 본 발명은 첨부 도면에 도시된 예시적 실시예에 기초하여 아래에서 더 상세하게 설명된다.
도 1 및 도 2는 예시적 실시예에서 본 발명에 따른 배열체의 셋업 및 기능을 설명하기 위한 개략도를 도시한다.
도 3 내지 도 5는 본 발명의 다른 가능한 실시예를 설명하기 위한 개략도를 도시한다.
도 6은 파면 검출을 위한 장치의 가능한 기본 셋업의 개략도를 도시한다.
도 3 내지 도 5는 본 발명의 다른 가능한 실시예를 설명하기 위한 개략도를 도시한다.
도 6은 파면 검출을 위한 장치의 가능한 기본 셋업의 개략도를 도시한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에서 광학계의 파면 효과를 분석하기 위한 본 발명에 따른 배열체의 셋업 및 기능을 설명하는 단지 개략도를 도시한다.
도 1에 따르면, 공간적으로 광범위하고 비간섭성인 광원의 소스 지점(100)으로부터의 광은 초기에 복수의 독립적으로 설정 가능한 필드 패싯을 갖는 필드 패싯 미러(101) 상에 입사되는데, 간략한 도시를 위해, 단지 2개의 필드 패싯(FF1 및 FF2)이 도 1에 도시되어 있다. 이러한 필드 패싯(FF1, FF2,…)으로부터, 광이 동공 패싯 미러(102)[다시 간략화를 위해, 단지 2개의 동공 패싯(PF1 및 PF2)이 도시되어 있음]를 통해 "110"로 지정된 측정 마스크 상에 입사된다. 광학 빔 경로 내의 하류측에 위치된 동공 평면(PP)에, 강도 분포(130)가 필드 패싯 미러(101)의 필드 패싯(FF1, FF2,…)을 통해 설정된 각도 분포에 의존하여 생성된다. 도 1에서 "180"로 지정되고 검출기(170)에 의해 캡처되는 인터페로그램은 광학 빔 경로 내의 하류측에 위치된 회절 격자(150)에 의해 생성된다. 도 1에서, 추가적으로 "120"은 측정 마스크(110)와 동공 평면(PP) 사이의 광학 요소를 표시하고, "140"은 동공 평면(PP)과 회절 격자(150) 사이의 광학 요소를 표시하며, "160"은 회절 격자(150)와 검출기(170) 사이의 광학 요소를 표시한다.
단지 개략적으로 도 2에 도시된 바와 같이, 특정 각도(α)로의 측정 마스크(210)의 조명은 대응 산란 광 원추(215)를 생성하고, 이는 결국 동공 평면(PP)에서 조명되는 영역(230)을 생성한다. 도 2에서, 측정 마스크(210)와 동공 평면(PP) 사이의 광학 요소는 "220"으로 표시된다. 다수의 이러한 채널을 생성함으로써, 측정 마스크(210)를 조명할 때 바람직한 각도 분포 및 대응 조명 설정을 실현하는 것이 가능하다.
실시예에서, 아래에서 설명되는 바와 같이, 미러 배열체 상에 입사되거나 또는 광학계에 진입하는 광의 빔 방향의 - 결정론적인 또는 무작위적인 변경을 실현하기 위해 적합한 디바이스를 사용하는 것이 또한 가능하고, 이는 입사광의 공간적 간섭성으로 인해 발생하는 스페클 패턴을 평균화하는 목표를 갖는다.
도 3a는 이러한 접근법을 도시하는 역할을 하고, 도 1과 비교하여 유사하거나 실질적으로 기능적으로 동일한 구성요소는 "200"만큼 증가된 참조 번호로 지정되어 있다. 도 3a에 "P"로 나타낸 양방향 화살표로 표시하는 소스 지점(300)의 측방향 변위는 동공 조명의 측방향 변위를 초래한다. 스페클 패턴의 형태로 발생하고 그에 따라 무작위 특성을 갖는 간섭 교란은, 이 경우에 변화하고 복수의 이미지 기록에 걸쳐 평균화하여 측정 결과에서 감소될 수 있다. 동공 평면(PP)에서 조명되는 영역은 여기에서 발생하는 파면 편차에 관한 관련 정보의 변화 없이 전체적으로 이동한다.
빔 방향을 변경하기 위한 전술된 디바이스는, 예를 들어 도 3b에 단지 개략적으로 표시된 바와 같이, 회전 및/또는 병진 운동에 의해 이동되고 중간 초점(IF)의 영역에서 사용되는 확산기(예를 들어, 얇은 SI 멤브레인의 FIB 패터닝에 의해 생성될 수 있는 회전하는 EUV 확산 디스크)일 수 있다. 다른 실시예에서, 마찬가지로 빔 방향의 표적화 또는 결정론적 변경을 위해, US 2005/0270511 A1로부터 공지된 바와 같이, 빔 방향 제어 유닛을 사용하는 것이 가능하다.
아래에서 설명되는 바와 같이, 본 발명에 따른 배열체에서 실현될 수 있는 상이한 조명 설정의 유연한 설정이 절대 캘리브레이션을 위해 사용될 수도 있다.
실시예에서, 복수의 인터페로그램이 복수의 측정 단계에서 캡처될 수 있고, 이러한 측정 단계는 측정 마스크(110) 상에 입사되는 조명 광의 각도 분포의 관점에서 서로 상이하다. 도 4는 동공 평면 내에 설정된 예시적인 강도 분포(430a, 430b, 430c,…, 430n)를 도시한다. 본 발명은 이제 이러한 각각의 강도 분포(430a, 430b, 430c,…, 430n)에 대한 측정 배열체의 시스템적 파면 오차가 정합한다는 가정으로부터 진행한다. i 번째 (동공) 영역에서 측정된 파면 편차는 다음과 같이 표현될 수 있다:
여기에서:
Wi는 i 번째 동공 영역을 따라 적어도 2개의 부분적인 인터페로그램 또는 쉐어로그램(shearogram)으로부터 확인된 파면 편차를 나타낸다.
SIsotrop은 측정 배열체의 시스템적 편차(전단 간섭계 편차)의 조명-방향-독립적인 부분을 나타낸다;
Si Anisotrop는 i 번째 동공 영역의 방향에서 효과적인, 시스템적 전단 간섭계 편차의 조명-방향-의존적인 부분을 나타낸다; 그리고
POBi는 i 번째 동공 영역에서 검사될 광학계(예를 들면, 투영 렌즈)의 시스템 파면 편차를 나타낸다.
전술된 모든 변수는 공통 좌표계, 예를 들면 영역 중심 주위의 데카르트 x-y-좌표계를 따라 표시된다.
검사될 광학계(예를 들면, 투영 렌즈)의 시스템 파면 편차는, 모든 동공 영역에 공통되고 모든 N개의 동공 영역(i=1,…N)에 걸친 평균화 및 i 번째의 동공 영역의 각각의 나머지 차이에 의해 수학적으로 얻어지는 부분으로 분해된다:
모든 동공 영역에 공통인 성분은 여기에서 그리고 아래에서 "기본 부분"으로 지칭된다. 수학식(2)를 수학식(1)에 삽입함으로써, 이하가 얻어진다:
영역-독립적 및 영역-의존적 변수에 따라 종합함으로써, 이하가 얻어진다:
측정 배열체의 조명-방향-의존적 오차(전단 간섭계 오차)는 동공 영역 선택 중에 전단 간섭계의 동시 회전에 의해 부분적으로 방지될 수 있다. 이 경우에, 전단 간섭계는 전체적으로, 즉 측정 마스크 및 검출기를 포함하여 회전되어야 한다. 이러한 절차에서:
전단 간섭계의 이러한 동시 회전을 방지하기 위해, 이방성 시스템적 전단 간섭계 오차, 즉 차광 효과에 의해 야기되는 것이 전자기 시뮬레이션 계산에 의해 모델링될 수 있다. 이는 또한 조명 방향이 광학축에 대해 변화할 때 적용된다. 수학식(4)은 다음과 같이 설명될 수 있다:
수학식(6)에서, 알려진 변수는 좌항에 있고 알려지지 않은 변수는 우항에 있다. 수학식(6)의 좌측에 위치되고 N개의 동공 영역에 걸쳐 알려진 변수의 "반복적인 스티칭(iterative stitching)"은, 구하고자 하는 기본 부분의 시스템적 전단 간섭계 오차와 시스템 파면과 기본 부분 사이의 구하고자 하는 차이의 중첩을 생성한다.
마지막 단계에서는, 기본 부분이 더 상세하게 고려되는데, 이는 기본 부분이 구하고자 하는 시스템적 전단 간섭계 오차를 불리하게 중첩시키기 때문이다. 적어도 하나의 기본 부분 성분을 추정하기 위해, 특히 관심 대상인 특정 파면 성분이 아래의 동공, 예를 들어 Z9를 따라 고려될 것이다. 이러한 성분에 대해서는, 동공 부분 영역 포메이션에 의해, 그리고 N개의 부분 영역에 걸쳐 평균화함으로써 기본 부분을 수학적으로 계산하는 것이 가능하다. 이 기본 부분은 부분 영역에 걸쳐 특정 특성을 갖는데, 즉 파면인 것으로 고려될 수 있다. 이 파면은 전술된 스티칭의 결과("스티칭 결과 1")에 맞춰지고, 이후 감산되며, 이는 구하고자 하는 시스템적, 등방성 전단 간섭계 오차를 절대값으로서 제공한다. 이로써, 이 파면 성분에 대한 절대 캘리브레이션 방법이 완료된다. 확인될 다른 파면 성분에 대해, 유사한 절차가 사용될 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에서, 본 발명에 따른 시스템 파면 측정은 실제 마이크로리소그래피 프로세스에서도 사용되는 동일한 조명 설정에서 수행될 수 있다. 이러한 방식으로, 마이크로리소그래피 프로세스에서 전형적으로 발생하는 특정 동공 영역의 표적화된 조명을 고려하는 것이 가능하고, 마이크로리소그래픽 노광에 효과적인 시스템 파면 편차가 표적화된 방식으로 캡처될 수 있다. 이는 도 5의 a) 내지 도 5의 d)를 참조하여 아래에서 추가로 설명될 것이다.
도 5의 a)는 초기에 마이크로리소그래피 프로세스에서 사용되거나 마이크로리소그래픽 투영 노광 장치에 설정되어야 하는 예시적 조명 설정을 도시한다. 도 5의 b)에 따르면, 도 5의 a)로부터의 조명 설정에 실질적으로 대응하지만 조명 폴(illumination pole)이 변형(즉, "전단 방향으로 연장")되어, 측정 중에 최종적으로 얻어지는 쉐어로그램[도 5의 d)]이 도 5의 a)에 도시된 영역 내에 가능한 한 완전하게 위치되도록 하는 대응 조명 설정이, 본 발명에 따른 미러 배열체를 사용하여 본 발명에 따른 측정 배열체 내에 설정된다. 다시 말해서, 동공 내의 개별 조명 영역이, 조명 설정과 일치하는 충분히 큰 중첩 영역이 전단 후에 도 5의 d)에 따른 각각 전단된 파면에 대해 존재하도록 연장 또는 확장된다. 이러한 이유로, 동공 내의 조명 영역은 전단 방향에서 볼 때, 노광 설정에서의 측정을 위해, 도 5의 c)에 이미 개략적으로 표시된 바와 같이 전단의 절대값만큼 넓어져야 한다.
도 6은 파면 검출을 위한 장치의 가능한 기본 셋업을 단지 개략도로 도시한다.
도 6에서, 그 파면 효과에 대해 점검될 이미징 광학 유닛은 "601"로 나타낸다. 또한, 이는 특히 투영 렌즈, 또는 마이크로리소그래픽 투영 노광 장치의 조명 디바이스 또는 투영 렌즈의 임의의 원하는 부분 시스템일 수 있다. 상기 이미징 광학 유닛(601)의 파면 효과를 점검하기 위해 또는 상기 이미징 광학 유닛(601)을 통과하는 광파의 파면을 분석하기 위해, 도 1에 따른 배열체는, 광원(도시되지 않음)으로부터의 광이 통과하여 이미징 광학 유닛(601)으로 진입하고 광 전파 방향(도시된 좌표계에서 z-방향)에서 이미징 광학 유닛(601)의 하류측에 배열된 회절 격자(602) 상에 입사되는 조명 마스크(600)를 갖고, 회절 격자(602)는 작동 파장의 광에 대해 충분히 투명하고 "620a"로 지정된 기판 상에 제공된다. 상이한 회절 차수(예를 들면, 0차, +1차 및 -1차 회절 차수)로 회절 격자(602)의 격자 구조에서 회절되는 광은, 광 전파 방향에 대해 회절 격자(602)의 하류측에 배열된 (캡처) 평면 내에 간섭 패턴을 생성하고, 그 평가는 카메라 기반 센서(603)에 의한 해상의 경우에, 원칙적으로 파면 분석을 가능하게 하고 그에 따라 이미징 광학 유닛(601)의 광학 효과 또는 파면 효과에 관한 결론이 도출될 수 있도록 하며, 예를 들어 이미징 광학 유닛(601) 내에 위치된 광학 구성요소의 정렬을 허용한다.
본 발명은 특정 실시예에 기초하여 설명되었지만, 예를 들어 개별 실시예의 특징의 조합 및/또는 교환에 의한 수많은 변경예 및 대안 실시예가 관련 기술분야의 통상의 기술자에게 명백할 것이다. 따라서, 이러한 변경예 및 대안 실시예가 본 발명에 함께 포함되며, 본 발명의 범주는 단지 첨부된 특허 청구범위의 의미와 그 등가물 내에서 제한된다는 것은 관련 기술분야의 통상의 기술자에게 자명하다.
Claims (18)
- 광학계의 파면 효과를 분석하는 방법이며, 상기 방법은 이하의 단계:
● 조명 디바이스에 의한 조명 광으로 측정 마스크(110, 310)를 조명하는 단계;
● 측정 마스크(110, 310)로부터 나오고 광학계를 통해 진행하는 파면으로부터, 회절 격자(150)를 사용하여 특정 평면 내에 인터페로그램을 생성하는 단계; 및
● 검출기(170)로 상기 인터페로그램을 캡처하는 단계를 포함하고;
● 측정 마스크(110, 310) 상에 입사되는 조명 광의 상이한 각도 분포가 독립적으로 설정 가능한 미러 요소의 미러 배열체에 의해 생성되며;
● 복수의 인터페로그램이 복수의 측정 단계에서 캡처되고, 이러한 측정 단계들은 측정 마스크(110, 310) 상에 입사되는 조명 광의 각도 분포의 관점에서 서로 상이하며; 그리고
● 각각의 경우에 측정 단계에서 얻어지는 측정 결과에서의 정합 파면 편차 부분이 각각의 경우에 상기 개별 측정 단계에서 조명되는 동공 영역에 대한 광학계의 각각의 시스템 파면 편차를 확인하도록 확인되는, 파면 효과 분석 방법. - 제1항에 있어서, 미러 배열체 상에 입사되는 조명 광의 빔 방향은 스페클 패턴을 적어도 부분적으로 평균화하도록 시간에 걸쳐 변경되는 것을 특징으로 하는, 파면 효과 분석 방법.
- 제1항 또는 제2항에 있어서, 광학계는 마이크로리소그래픽 투영 노광 장치의 투영 렌즈인 것을 특징으로 하는, 파면 효과 분석 방법.
- 제3항에 있어서, 투영 렌즈의 파면 효과는 투영 노광 장치의 작동 중에 조명되는 동공 영역에 대해 표적화된 방식으로 확인되는 것을 특징으로 하는, 파면 효과 분석 방법.
- 광학계의 파면 효과를 분석하는 방법이며, 상기 방법은 이하의 단계:
● 조명 디바이스에 의한 조명 광으로 측정 마스크(110, 310)를 조명하는 단계;
● 측정 마스크(110, 310)로부터 나오고 광학계를 통해 진행하는 파면으로부터, 회절 격자(150)를 사용하여 특정 평면 내에 인터페로그램을 생성하는 단계; 및
● 검출기(170)로 상기 인터페로그램을 캡처하는 단계를 포함하고;
● 측정 마스크(110, 310) 상에 입사되는 조명 광의 상이한 각도 분포가 독립적으로 설정 가능한 미러 요소의 미러 배열체를 통해 생성 가능하며;
● 광학계는 마이크로리소그래픽 투영 노광 장치의 투영 렌즈이고; 그리고
● 투영 렌즈의 파면 효과는 투영 노광 장치의 작동 중에 조명되는 동공 영역에 대한 미러 배열체의 설정에 의해 표적화 방식으로 확인되는, 파면 효과 분석 방법. - 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 광학계는 30 nm 미만, 특히 15 nm 미만의 작동 파장에서의 작동을 위해 설계되는 것을 특징으로 하는, 파면 효과 분석 방법.
- 광학계의 파면 효과를 분석하기 위한 배열체이며,
● 복수의 필드 패싯(FF1, FF2,…)을 갖는 필드 패싯 미러(101, 301)를 갖고 복수의 동공 패싯(PF1, PF2,…)을 갖는 동공 패싯 미러(102, 302)를 갖는 조명 디바이스로서, 필드 패싯(FF1, FF2,…)은 측정 마스크(110, 310) 상에 입사되는 조명 광의 원하는 각도 분포를 생성하도록 독립적으로 조절 가능한, 조명 디바이스;
● 측정 마스크(110, 310);
● 각각의 경우에, 조명 디바이스에 의한 조명 광으로의 측정 마스크(110, 310)의 조명 중에 측정 마스크(110, 310) 상에 입사되는 조명 광의 상이한 각도 분포에 대해 측정 마스크(110, 310)로부터 나오고 광학계를 통해 진행하는 하나의 파면으로부터, 특정 평면 내에 인터페로그램을 각각의 경우에 생성하는 회절 격자(150);
● 측정 마스크(110, 310) 상에 입사되는 조명 광의 상이한 각도 분포에 대해 얻어지는 인터페로그램을 캡처하기 위한 검출기(170); 및
● 얻어지는 인터페로그램의 정합 파면 편차 부분에 기초하여, 개별 측정 단계에서 각각 조명되는 동공 영역에 대한 광학계의 각각의 시스템 파면 편차를 계산 및 저장하기 위한 계산 및 저장 유닛을 포함하는, 파면 효과 분석을 위한 배열체. - 제7항에 있어서, 조명 디바이스는 복수의 필드 패싯(FF1, FF2,…)을 갖는 필드 패싯 미러(101, 301)를 갖고 복수의 동공 패싯(PF1, PF2,…)을 갖는 동공 패싯 미러(102, 302)를 가지며, 필드 패싯(FF1, FF2,…)은 측정 마스크(110, 310) 상에 입사되는 조명 광의 원하는 각도 분포를 생성하도록 독립적으로 조절 가능한 것을 특징으로 하는, 파면 효과 분석을 위한 배열체.
- 제8항에 있어서, 필드 패싯 미러(101, 301) 상에 입사되는 조명 광의 빔 방향을 변경하기 위한 디바이스를 추가적으로 갖는 것을 특징으로 하는, 파면 효과 분석을 위한 배열체.
- 제9항에 있어서, 상기 디바이스는 회전 및/또는 병진 운동에 의해 이동 가능한 확산기(305)를 갖는 것을 특징으로 하는, 파면 효과 분석을 위한 배열체.
- 제9항에 있어서, 상기 디바이스는 표적화된 방식으로 빔 방향을 제어하기 위한 빔 방향 제어 유닛을 갖는 것을 특징으로 하는, 파면 효과 분석을 위한 배열체.
- 제9항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 디바이스는 조명 디바이스의 입구에 위치되는 중간 초점 내에 배열되는 것을 특징으로 하는, 파면 효과 분석을 위한 배열체.
- 제7항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서, 광학계는 마이크로리소그래피를 위한 광학계, 특히 마이크로리소그래픽 투영 노광 장치의 광학계인 것을 특징으로 하는, 파면 효과 분석을 위한 배열체.
- 제7항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서, 광학계는 30 nm 미만, 특히 15 nm 미만의 작동 파장에서의 작동을 위해 설계되는 것을 특징으로 하는, 파면 효과 분석을 위한 배열체.
- 30 nm 미만의 작동 파장에서의 작동을 위해 설계되고 조명 디바이스 및 투영 렌즈를 갖는 마이크로리소그래픽 투영 노광 장치이며, 투영 렌즈를 통해 진행하는 방사선의 파면을 측정하기 위한 배열체를 갖고, 파면 측정 중에 빔 방향을 변경하기 위한 디바이스가 제공되는, 마이크로리소그래픽 투영 노광 장치.
- 제15항에 있어서, 조명 디바이스는 복수의 필드 패싯(FF1, FF2,…)을 갖는 필드 패싯 미러(101, 301)를 갖고 복수의 동공 패싯(PF1, PF2,…)을 갖는 동공 패싯 미러(102, 302)를 가지며, 필드 패싯(FF1, FF2,…)은 독립적으로 조절 가능한 것을 특징으로 하는, 마이크로리소그래픽 투영 노광 장치.
- 제15항 또는 제16항에 있어서, 상기 디바이스는 회전 및/또는 병진 운동에 의해 이동 가능한 확산기(305)를 갖는 것을 특징으로 하는, 파면 효과 분석을 위한 배열체.
- 제15항 또는 제16항에 있어서, 상기 디바이스는 표적화된 방식으로 빔 방향을 제어하기 위한 빔 방향 제어 유닛을 갖는 것을 특징으로 하는, 파면 효과 분석을 위한 배열체.
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