KR20200124301A - 심자외선(duv) 광학 이미징 시스템에 대한 임의 파면 보상기 - Google Patents

심자외선(duv) 광학 이미징 시스템에 대한 임의 파면 보상기 Download PDF

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Abstract

조명 빔을 생성하기 위한 광원, 및 조명 빔을 샘플을 향해 지향시키기 위한 조명 렌즈 시스템을 포함하는 시스템이 개시된다. 시스템은, 조명 빔에 응답하여 샘플로부터의 출력 광을 검출기를 향해 지향시키기 위한 집광 렌즈 시스템, 및 샘플로부터의 출력 광을 수신하기 위한 검출기를 더 포함한다. 집광 렌즈 시스템은, 상이한 동작 조건들 하에서 시스템의 시스템 수차를 보정하기 위해 상이한 구성들을 갖는 복수의 개별적으로 선택가능한 필터들을 갖는 고정된 디자인의 보상기 플레이트를 포함한다. 시스템은: (i) 조명 빔을 생성하고 조명 빔을 샘플을 향해 지향시키는 것, (ii) 동작 조건들을 선택하고 그러한 선택된 동작 조건들 하에서 시스템 수차를 보정하기 위한 필터를 선택하는 것, (iii) 출력 광에 기초하여 이미지를 생성하는 것, 및 (iv) 이미지에 기초하여 샘플이 검사를 통과하는지 여부를 결정하거나 또는 그러한 샘플을 특성화하는 것을 위해 동작가능한 제어기를 또한 포함한다.

Description

심자외선(DUV) 광학 이미징 시스템에 대한 임의 파면 보상기
관련 출원에 대한 상호 참조
본 출원은, 2018년 3월 20일자로 출원되고 발명의 명칭이 Arbitrary Wavefront Compensator for Deep Ultraviolet (DUV) Optical Imaging System인, Qiang Zhang 등에 의한 미국 가특허 출원 제62/645,394호에 대한 우선권을 주장하고, 이 출원은 모든 목적들을 위해 본 명세서에 그 전체가 참조로 포함된다.
발명의 기술분야
본 발명은 일반적으로 웨이퍼 및 레티클 검사 시스템들의 분야에 관한 것이다. 더 구체적으로는, 본 발명은 EUV 검사기 시스템들에 대한 파면 보상(wave front compensation)에 관한 것이다.
일반적으로, 반도체 제작 산업은, 실리콘과 같은, 기판 상으로 적층 및 패터닝되는 반도체 재료들을 사용하여 집적 회로들을 제조하기 위한 고도로 복잡한 기법들을 수반한다. 집적 회로는 전형적으로 복수의 레티클들 또는 마스크들로부터 제조된다. 초기에, 회로 설계자들은, 특정 집적 회로(integrated circuit)(IC) 디자인을 설명하는 회로 패턴 데이터를, 패턴 데이터를 복수의 레티클들로 변환하는 레티클 생산 시스템에 제공한다. 하나의 신생 타입의 레티클은, 복수의 대부분 반사하는 층들 및 패터닝된 흡수 층으로 구성되는 극자외선(extreme ultraviolet)(EUV) 레티클이다. 레티클들의 세트가 일반적으로 복수의 포토리소그래피 프로세스들에서 사용되어 레티클 패턴을 반도체 웨이퍼에서의 다수의 층들로 전사하여 그에 의해 복수의 집적 회로(IC) 다이들을 형성한다.
반도체 디바이스들의 감소된 사이즈 및 대규모의 회로 집적으로 인해, 레티클들 및 제조된 디바이스들이 결함들에 점점 더 민감해지고 있다. 이들 결함들은, 미보정된 경우, 전기적 타이밍 에러들로 인해 최종 디바이스가 원하는 성능을 충족시키지 못하게 할 수 있다. 심지어 더 나쁜 것은, 그러한 결함들이 최종 디바이스가 오작동하고 수율에 부정적인 영향을 미치게 할 수 있다.
IC 제작에 사용되는 포토리소그래피가 193nm로부터 극자외선(EUV)으로 이동하고 있음에 따라, 관심있는 결함들 및 포토마스크 피처(feature)들의 수축된 사이즈가 이미징 기반 심자외선(deep ultraviolet)(DUV) 광학 검사 툴의 성능 한계에 계속 압박을 가하고 있다. 게다가, EUV 포토마스크의 성질로 인한 수차(aberration)에 대한 더 높은 이미징 감도의 결과로서 툴-툴 매칭(tool-tool matching)이 또한 더 어려워졌다. 광학 수차의 더 엄격한 제어를 위한 강력한 요구가 있다. EUV 마스크 검사에서 원형 편광에 부가적으로 선형 편광의 이용은 현재 렌즈 코팅 디자인의 본질적인 한계로 인해 이 작업이 특히 도전과제로 되었다.
다음은 본 발명의 특정 실시예들의 기본적인 이해를 제공하기 위해 본 개시내용의 단순화된 요약을 제시한다. 이 요약은 본 개시내용의 광범위한 개요가 아니며, 그것은 본 발명의 핵심/중요 요소들을 식별하거나 또는 본 발명의 범주를 기술하지 않는다. 그 단 하나의 목적은 추후에 제시되는 더 상세한 설명에 대한 서두로서 본 명세서에 개시된 일부 개념들을 단순화된 형태로 제시하는 것이다.
일 실시예에서, 반도체 샘플에서 결함들을 검출하기 위한 검사 시스템이 개시된다. 이 시스템은, 조명 빔을 생성하기 위한 광원, 및 조명 빔을 샘플을 향해 지향시키기 위한 조명 렌즈 시스템을 포함한다. 이 시스템은, 조명 빔에 응답하여 샘플로부터의 출력 광을 검출기를 향해 지향시키기 위한 집광 렌즈 시스템(collection lens system), 및 샘플로부터의 출력 광을 수신하기 위한 검출기를 더 포함한다. 집광 렌즈 시스템은, 상이한 동작 조건들 하에서 시스템의 시스템 수차를 보정하기 위해 상이한 구성들을 갖는 복수의 개별적으로 선택가능한 필터들을 갖는 보상기 플레이트를 포함하고, 각각의 필터는 고정된 디자인을 갖는다. 이 시스템은, 광원, 조명 렌즈 시스템, 집광 렌즈 시스템, 및 검출기와 함께 다음의 동작들: (i) 조명 빔을 생성하고 조명 빔을 샘플을 향해 지향시키는 것, (ii) 한 세트의 상이한 동작 조건들을 선택하고 그러한 선택된 세트의 동작 조건들 하에서 시스템 수차를 보정하기 위한 필터들 중 선택된 하나의 필터를 선택하는 것, (iii) 조명 빔에 응답하여 샘플로부터의 출력 광에 기초하여 이미지를 생성하는 것, 및 (iv) 이미지에 기초하여 샘플이 검사를 통과하는지 또는 검사에 실패하는지 여부를 결정하거나 또는 그러한 샘플을 특성화하는 것을 수행하도록 동작가능한 제어기를 또한 포함한다.
일 양태에서, 필터 플레이트는 시스템의 이미지 퓨필(image pupil)에 필터들 중 선택된 것들을 삽입하기 위해 포지셔닝된다. 특정 구현에서, 필터들은 보상기 플레이트 상에 격자 패턴으로 배열되고, 조명 빔에 수직인 X 및 Y 방향들로 필터 플레이트를 이동시킴으로써 필터들 중 개별적인 것들이 선택가능하다. 다른 예에서, 필터들은 보상기 플레이트 상에 원형 패턴으로 배열되고, 조명 빔 하에서 필터 플레이트를 회전시킴으로써 필터들 중 개별적인 것들이 선택가능하다.
일 예에서, 상이한 동작 조건들은 상이한 편광들(예를 들어, 원형 및 선형 편광들)을 포함한다. 추가의 양태에서, 상이한 동작 조건들은, 상이한 줌 설정들, 상이한 개구 사이즈들, 및 심자외선 범위를 포함하는 상이한 파장 범위들을 포함한다. 다른 양태에서, 각각의 필터는, 상이한 동작 조건들 하에서 시스템 수차들을 보정하기 위해 두께의 변화가 있는 유전체 박막으로 코팅되는 투명 기판을 갖는다. 다른 양태에서, 각각의 필터는, 상이한 동작 조건들 하에서 시스템 수차들을 보정하기 위해 높이의 변화가 있는 투명 기판을 갖는다. 대안적인 실시예에서, 각각의 필터는, 상이한 동작 조건들 하에서 시스템 수차들을 보정하기 위해 두께의 변화가 있는 유전체 박막으로 코팅되는 반사 기판을 갖는다. 대안적인 실시예에서, 각각의 필터는, 상이한 동작 조건들 하에서 시스템 수차들을 보정하기 위해 높이의 변화가 있는 기판의 상부 상에 등각 코팅되는 반사 다층 박막을 갖는다.
다른 실시예에서, 본 발명은 반도체 샘플에서 결함들을 검출하기 위한 검사 시스템에서 보상기를 디자인하고 사용하는 방법에 관한 것이다. 복수의 상이한 세트들의 동작 조건들에 대해, 검사 시스템의 시스템 수차가 결정되고, 결정된 시스템 수차를 보정하기 위해 상이한 세트들의 동작 조건들에 대한 복수의 필터들을 갖는 필터 플레이트가 제조된다. 각각의 필터는 고정된 디자인을 갖는다. 각각의 필터가 검사 시스템의 이미지 퓨필에 포지셔닝되도록 개별적으로 선택가능하도록 검사 시스템 내에 필터 플레이트가 삽입된다. 검사 시스템 상에서, 상이한 세트들의 동작 조건들 중 하나 그리고 그러한 선택된 세트의 동작 조건들에 대해 결정된 시스템 수차를 보정하도록 구성되는 필터들 중 하나가 선택된다. 그 후에, 시스템 수차들의 제거를 통해 샘플의 이미지가 형성되도록 선택된 필터를 통해 그리고 선택된 세트의 동작 조건들 하에서 샘플이 이미징된다.
일 양태에서, 복수의 필터들은 시스템 수차를 보정하기 위해 가변 높이들을 갖는 박막을 형성하기 위해 하나 이상의 핀 홀 또는 섀도우 마스크들을 갖는 이온 빔 퇴적을 사용하여 제조된다. 다른 양태에서, 필터들은 시스템 수차를 보정하기 위해 가변 높이들을 갖도록 기판을 에칭하기 위한 에칭 프로세스를 사용하여 제조된다.
본 발명의 이들 그리고 다른 양태들이 도면들을 참조하여 아래에 추가로 설명된다.
도 1a는 본 발명의 일 실시예에 따른 DUV 이미징 시스템의 파면 수차를 보상하기 위해 공간 필터를 사용하는 것의 개략적 표현이다.
도 1b는 본 발명의 일 실시예에 따른 격자 타입 멀티-필터 플레이트를 예시한다.
도 1c는 본 발명의 대안적인 실시예에 따른 원형 타입 멀티-필터 플레이트를 예시한다.
도 2는 본 실시예의 일 실시예에 따른 공간 필터 디자인 프로세스를 예시하는 흐름도이다.
도 3은 본 발명의 제1 구현에 따른 이온 빔 퇴적과 함께 핀홀 퇴적 마스크를 이용하는 공간 필터 제조 기법을 예시한다.
도 4는 본 발명의 제2 구현에 따른 이온 빔 퇴적과 함께 어레이 핀홀 퇴적 마스크를 이용하는 공간 필터 제조 기법을 예시한다.
도 5는 본 발명의 제3 구현에 따른 이온 빔 형상화(ion beam figuring)를 이용하는 공간 필터 제조 기법을 예시한다.
도 6은 본 발명의 특정 구현에 따른 시스템 수차들을 측정하기 위한 Shack-Hartmann 센서의 사용의 개략적 표현이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 공간 필터 보상기로 구성되는 검사 시스템의 개략적 표현이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 검사 프로세스를 예시하는 흐름도이다.
도 9는 본 발명의 대안적인 실시예에 따른 필드 의존적 수차(field-dependent aberration)의 존재를 갖는 보상 프로세스를 예시하는 흐름도이다.
도 10은 본 발명의 특정 구현에 따른 원형 편광 하의 특정 검사 시스템에서의 파면 보상기의 추정된 성능을 도시한다.
다음의 설명에서, 본 발명의 완전한 이해를 제공하기 위해 다수의 특정 세부사항들이 제시된다. 본 발명은 이들 특정 세부사항들의 일부 또는 전부 없이 실시될 수도 있다. 다른 경우들에서, 잘 알려진 컴포넌트 또는 프로세스 동작들이 본 발명을 불필요하게 모호하게 하지 않기 위해 상세히 설명되지 않았다. 본 발명은 특정 실시예들과 관련하여 설명될 것이지만, 본 발명을 실시예들로 제한하려고 의도되지 않는다는 것이 이해될 것이다.
도입부:
파면 계측 및 제어는 일반적으로, 회절 한계 근처에서 동작하는 모든 고해상도 광학 이미징 시스템들에 대한 중요한 토픽이다. 광학 이미징 시스템에 존재하는 원하지 않는 양의 광학 수차는 이미지 왜곡 및 비대칭뿐만 아니라, 이미지 대비 감소 및 스트렐 손실(Strehl loss)을 야기할 수 있다. 그에 따라, 광학 수차는 시스템 성능 및 품질과 밀접하게 연결되어 있다.
더 엄격한 수차 제어 요건들의 결과로서, 핵심 광학 컴포넌트들, 특히 높은 개구 수(numerical aperture)(NA)의 DUV 이미징 대물 렌즈의 생산 비용과 리드 타임(lead time)이 유의미하게(significantly) 증가하여, 툴의 전체 비용을 상승시켰다. 게다가, 대물 렌즈의 수차가 사양을 벗어날 때마다, 그러한 수차를 감소시키는 것은 광학 컴포넌트들의 비용이 많이 드는 교체 및 그러한 대체 부품들에 대한 긴 대기 시간이 종종 수반될 것이다.
수차 보상을 위한 일부 시스템들은, 이미징 퓨필에 포지셔닝되는 변형가능 미러에 기초하는 프로그래밍가능 압전 또는 마이크로-전자-기계(micro-electro-mechanical)(MEM) 시스템, 이미징 퓨필에 포지셔닝되는 프로그래밍가능 액정 기반 공간 광 변조기(spatial light modulator)(SLM), 및 이미징 대물 렌즈에서의 공간적 프로그래밍가능 렌즈 가열 요소들을 포함한다.
프로그래밍가능 압전 또는 MEMS 기반 변형가능 미러를 채용하는 파면 보정 메커니즘이 반사 모드에서 동작한다. 반복적인 미러 패싯 변형을 용이하게 하기 위해, 금속성 미러 코팅들이 전형적으로 사용되고, 이들 코팅들은 200nm 미만의 DUV 파장에서 열악한 반사율을 갖는 경향이 있고 시스템의 광학 효율을 손상시킬 것이다. 부가적으로, 이들 디바이스들은 연장된 기간의 시간 동안 미러 포지션을 유지할 수 없고 대략 몇 분 정도의 시간이 지남에 따라 드리프트하는 경향이 있다. 예로서, 레티클 또는 웨이퍼에 대한 검사 프로세스 동안 일반적으로 실용적이지 않은 빈번한 미러 포지션 캘리브레이션들이 요구될 것이다.
프로그래밍가능 액정 기반 SLM을 채용하는 파면 보정 메커니즘들은 전형적으로, 더 짧은 파장에서의 강한 흡수 및 산란 손실들로 인해 400nm보다 더 긴 파장들만을 단지 지원하고, 그에 따라, DUV 적용예들에는 적합하지 않다. 이미징 대물 렌즈에서의 공간적 프로그래밍가능 렌즈 가열 요소들을 채용하는 파면 보정 메커니즘들은 주어진 렌즈 요소에서 큰 온도 구배(temperature gradient)를 유도하는 것에 의존한다. 전형적으로 레티클 또는 웨이퍼 검사 목적들을 위해 사용되는 것들과 같은, 비교적 작은 개구 사이즈를 갖는 대물 렌즈들의 경우, 이 큰 구배 피처는 대물 렌즈의 열 관리에 유의미한 도전과제들을 부가시킬 수 있다. 예를 들어, 이 큰 온도 구배를 수용하기 위해서는 대물 렌즈의 유의미하고 비용이 많이 드는 재디자인이 필요하게 될 가능성이 있을 것이다.
보상기 실시예들:
본 발명의 특정 실시예들은 광학 검사 시스템의 시스템 수차를 유의미하게 개선시킬 수 있는 맞춤형 공간 광학 필터를 파면 보상기로서 디자인, 제조, 및 사용하기 위한 단순하고 비용 효율적인 기법들 및 시스템들을 제공한다. "공간 필터", "필터", "공간 필터 플레이트", 및 "필터 플레이트"라는 용어들은 시스템 수차를 보정하기 위한 정적(구성불가능) 보상기(또는 보상기들의 세트)를 지칭하기 위해 본 명세서에서 사용된다. 일 실시예에서, 공간 필터는 단순히 기존 이미징 시스템의 이미징 퓨필 포지션에 삽입된다. 도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 DUV 이미징 시스템(100)의 파면 수차를 보상하기 위해 공간 필터(114)를 사용하는 것의 개략적 표현이다. 도시된 바와 같이, 물체(102)로부터의, 복수의 파면들(108)에 의해 표현되는 전자기 파형 또는 광(예를 들어, DUV 광)의 투과 또는 반사에 의해 물체(102)가 이미징될 수도 있다. 광은 임의의 적합한 수 및 타입의 이미징 옵틱(imaging optic)들(104)을 통과하는데, 이 이미징 옵틱들(104)은 연관된 수차를 가질 것이다. 공간 필터(114)는 그러한 수차를 보상하도록 디자인되어, 보상된 파형들(110)을 생성하는데, 이 보상된 파형들(110)은 그 후에, 예를 들어, 검출기(도시되지 않음)를 통해 물체(102)의 이미지(106)를 형성하는 데 사용될 수도 있다.
영역(110b)은 이미징 옵틱들(104)을 통과한 후의 파형들의 영역(110a)의 확대이다. 공간 필터(114)가 없으면, 이미징 옵틱들(104)은 왜곡된 파면(예를 들어, 점선 112a)을 초래할 것이다. 이상적인 비-수차 파면 곡선(예를 들어, 실선 112b)을 따르지 않는, 파면의 이들 수차 부분들은 광선들이 산란되게 하여 이미지를 흐리게 할/왜곡시킬 것이다. 그러나, 신중하게 디자인된 필터(114)를 이미징 시스템(100) 내에 삽입함으로써, 수차 영향이 최소화 또는 제거될 수 있어서, 다른 경우라면 그러한 필터 배치 없이 이미징 옵틱들(104)로부터 발생하게 될 수차를 갖지 않거나 또는 최소 수차를 갖는 더 이상적인 파면을 발생시킨다.
필터 플레이트는 수차에 상이하게 영향을 미치는 상이한 동작 조건들 하에서 퓨필 내에 선택적으로 삽입하기 위한 복수의 개별 필터들을 포함하도록 디자인될 수도 있다. 즉, 상이한 필터들은 상이한 동작 조건들 하에 존재하는 상이한 세트들의 수차 에러들을 보상하도록 디자인될 수도 있다. 도 1b는 본 발명의 일 실시예에 따른 격자 타입 필터 플레이트(114a)를 예시한다. 도시된 바와 같이, 필터 플레이트(114a)는, 격자 패턴으로 레이아웃되는 복수의 상이한 필터들(예를 들어, 152a 및 152b)을 포함한다. 파면의 이동 방향에 수직인 XY 평면에서 필터 플레이트를 이동시킴으로써 개별 필터들이 퓨필에 선택적으로 배치될 수도 있다.
도 1c는 본 발명의 대안적인 실시예에 따른 원형 타입 필터 플레이트(114b)를 예시한다. 이 예에서, 필터 플레이트(114b)는, 개별 필터들이 퓨필 내에서 선택적으로 회전될 수도 있도록 원형 패턴으로 포지셔닝되는 복수의 상이한 필터들(예를 들어, 172a 및 172b)을 포함한다. 필터들의 동심원들이 또한 고려되고, 회전 및 XY 이동을 통해 선택적으로 포지셔닝될 수 있다.
시스템 수차 보상기로서의 사용을 위한 공간 필터를 디자인하기 위해 임의의 적합한 기법이 이용될 수도 있다. 도 2는 본 실시예의 일 실시예에 따른 공간 필터 디자인 프로세스(200)를 예시하는 흐름도이다. 도시된 바와 같이, 동작 202에서 시스템 수차를 결정하기 위해 초기 세트의 동작 파라미터들이 선택될 수도 있다. 동작 파라미터들은 일반적으로, 필터 디자인이 구현되어야 하는 특정 검사 또는 이미징 시스템에 존재하는 시스템 수차 에러들에 영향을 미친다. 예들로서, 동작 파라미터들은 파장 범위, 편광 설정, 줌 설정, 개구 수(NA) 등을 포함할 수도 있다. 부가적으로, 이 필터 디자인 프로세스는 필터 구성 시스템이 수차를 나타낼 때마다, 예를 들어, 광학 컴포넌트가 대체 또는 변경될 때 반복될 수도 있다.
동작 204에서 선택된 동작 파라미터들 및 복수의 퓨필 포지션들에 대한 시스템 수차 에러들이 그 후에 결정될 수도 있다. 임의의 적합한 수차 결정 기법이 사용될 수도 있고, 몇몇 예시적인 기법들이 아래에 설명된다. 그 후에, 동작 206에서 필터 디자인 고려를 위한 동작 파라미터들이 더 있는지 여부가 결정될 수도 있다. 필터 디자인을 위한 동작 파라미터들이 더 있는 경우, 각각의 다음 세트의 동작 파라미터들에 대해 시스템 수차 에러들을 결정하기 위해 프로세스가 반복될 수도 있다. 예를 들어, 각각의 세트의 선택된 동작 파라미터들에 대해 상이한 수차 에러들이 획득된다. 예를 들어, 파장 범위, 편광 설정, 줌 설정, NA 등의 각각의 상이한 조합에 대해 상이한 수차 에러들이 결정된다.
모든 세트들의 파라미터들에 대한 수차 에러들을 결정한 후에, 동작 208에서 공간 필터 플레이트가 그 후에 디자인될 수도 있다. 공간 플레이트는, 상이한 세트들의 동작 파라미터들에 대해 결정된 시스템 수차들을 보정하기 위한 다수의 선택가능 필터들을 포함할 수도 있다. 동작 210에서 개별 필터들이 상이한 동작 파라미터들에 대해 선택가능하도록 공간 플레이트가 그 후에 제조되고 검사 또는 이미징 시스템 내에 삽입될 수도 있다.
특정 적용예로서, 본 명세서에 제시된 특정 공간 필터들은 DUV 검사 시스템에 대한 파면 보상의 기능성 및 실행가능성을 가능하게 하는 다수의 특정 피처들을 제공할 수도 있다. 바람직하게는, 공간 필터는, 제조하는 데 비용 효율적이고 단기와 장기 양측 모두의 파면 보정 안정성을 갖는 디자인을 갖는다. 예를 들어, 필터는 DUV 광학 손상 및 광 오염에 대해 상당히 긴 수명을 제공하도록 디자인될 수도 있다. 특정 예들에서, 이 필터는 (예를 들어, 옵틱들의 교체로 인해) 시스템 수차가 변경되는 경우에도 또한 대체가능하다. 다른 피처 예에서, 공간 필터는, 그러한 퓨필 내에 피팅되도록 시스템 이미징 개구 사이즈와 매칭되는 개구 사이즈를 갖는다. 필터는 개구 내에 어떠한 유의미한 투과 불균일성도 도입하지 않으면서 기존 시스템 광학 수차를 보상하도록 개구 내에서 투과 광학 위상을 공간적으로 변경하도록 또한 구성될 수도 있다. 예를 들어, 투과 손실은 10% 미만이다. 특정 필터 실시예들의 다른 특성은, 저차 제르니케(low order Zernike)들(Z5 내지 Z16)과 고차 제르니케들(Z17 내지 Z36) 양측 모두를 포함하는, 임의 시스템 광학 수차를 보정하도록 구성되는 것을 포함한다.
특정 실시예들에서, 파면 보상기는 그러한 필터의 몇몇 유닛들을 기존 이미징 퓨필 포지션 내에 피팅시키기에 충분히 콤팩트하게 디자인된다. 예를 들어, 파면 보상기는, 상이한 편광 설정들과 같은 상이한 동작 파라미터들에 대한 파면 보정을 위해 퓨필 내로 선택적으로 이동될 수 있는 상이한 필터들을 포함할 수도 있다. 예를 들어, 공간 필터 플레이트는 DUV 검사 시스템에서 선형-수평, 선형-수직, 및 원형 편광을 위한 3개의 필터들을 포함하도록 디자인될 수도 있다.
특정 파면 보상기 실시예들은 두께 레벨들의 공간 변화를 갖도록 정밀하게 제어된 유전체 박막 코팅을 갖는 하나 이상의 고정된 파면 보정기들의 형태를 취할 수도 있다. 필터 플레이트가 투과 및 반사 모드들 양측 모두에서 작동하도록 구축될 수도 있다. 반사 모드에서, 선택된 필터는 그것이 높은 광학 효율을 지원하도록 유전체 미러와 양립가능할 수도 있다. 박막 재료로서 SiO2를 선정함으로써, 이 필터 조성은 최소 193nm까지의 DUV 파장에서 잘 작동할 것이다. 이 타입의 필터 플레이트는 임의의 주어진 검사 시스템에 피팅하도록 유연한 개구 사이즈들로 또한 이루어질 수 있다. 예를 들어, 상이한 필터들은 상이한 개구 설정들에 대한 상이한 개구 사이즈들을 가질 수 있다. 개구는 각각의 필터의 상부 상에 퇴적된 불투명 금속성 막(예컨대, 크롬)을 패터닝함으로써 규정될 수도 있거나, 또는 경질 개구(hard aperture)가 퓨필 평면에 놓이지만 필터로부터 분리될 수도 있다. 특정 필터 플레이트에서의 필터들은 상이한 개구 사이즈들을 가질 수도 있다. 투과 모드에서 구현될 때, 광학 컴포넌트들의 재디자인 또는 시스템 광학 레이아웃의 변경들 없이도 기존 검사 시스템의 이미징 퓨필에 필터가 삽입될 수 있다.
일부 예들에서, 파면 보상기는 막 퇴적(또는 에치(etch)) 동안 공간적으로 제어되는 두께를 갖는 유전체 박막에 기초할 수도 있다. 박막 재료는 그것이 동작 파장에서 투명하도록 선정될 수도 있고 원하지 않는 복굴절 영향을 최소화하기 위해 또한 비정질일 수도 있다. 193nm의 DUV 검사 파장에서, SiO2, MgF2, CaF2 등이 잘 작동한다. 물론, 상이한 파장 범위들과 같은 다른 이미징 또는 검사 적용예들에 대해 다른 재료들이 사용될 수도 있다. 다른 예들에서, 266nm, 365nm 등에 대해 잘 작동하는 재료들이 선택될 수도 있다. 다른 파장 범위들에 대한 예시적인 재료들은 Si3N4, Al2O3, HfO2, TiO2, Ta2O5 등을 포함한다.
막의 두께 분포는 일반적으로 기존 검사 시스템의 광학 수차를 보상하도록 디자인될 수도 있다. 시스템의 수차를 측정하기 위한 몇몇 기법들이 아래에 추가로 설명된다. 일 예에서, 파면 수차는 이미징 필드에서의 복수의 포지션들에서 측정 또는 계산되고, 대응하는 퓨필 필터가 상이한 필드 포지션들에서의 상이한 수차들을 보상하도록 디자인된다. x, y가 퓨필 좌표들인, 파동들의 수에 있어서의 측정된 퓨필 파면
Figure pct00001
에 대해, 투과 필터 구현을 위한 원하는 막 두께가 다음의 것에 의해 결정될 수도 있다:
Figure pct00002
식 [1]
여기서 λ는 파장이고, n은 막의 굴절률이고, t0은 파면 수차가 무시해도 될 정도일 때의 막의 공칭 두께인데, 이는 t(x,y)가 퓨필 개구 내에서 항상 양수가 되도록 선정될 수도 있다.
반사 모드 구현을 위해, 원하는 막 두께가 다음의 것에 의해 결정될 수도 있도록 광이 막을 2회 통과한다:
Figure pct00003
식 [2]
파장이 193nm이고 1.563의 SiO2 굴절률을 사용하는 특정 예시적인 시스템에서, 100mλ의 피크-피크 파면 차이를 보상하기 위한 최대 막 두께 변화는 대략 34nm인 것으로 추정된다. 이 구성은 아마 광학 코팅들을 위해 개발된 박막 퇴적 기법들의 현재 능력들 내에 있을 것인데, 이 기법들은 전형적으로 서브-나노미터(sub-nanometer) 범위의 정밀도로 막 두께 변화를 제어할 수 있다.
시스템 수차의 보상을 위한 고정된 공간 필터를 형성하기 위해 임의의 적합한 제조 기법이 사용될 수도 있다. 하나의 일반적인 제조 실시예는 가변 막 두께를 퇴적시키기 위한 정밀한 공간 제어를 달성하기 위해 박막 이온 빔 퇴적 기법과 함께 핀홀 퇴적 마스크의 사용을 포함한다. 도 3에 도시된 바와 같이, 이온 빔 퇴적 장치(300)는, 퇴적 타깃(306)을 향해 지향되는 이온들의 빔을 생성하기 위한 이온 빔 생성기 또는 건(gun)(302)을 포함하는데, 이는 퇴적 재료가 타깃(306)으로부터, 핀홀 마스크(308)를 통해 그리고 기판(310) 상으로 방출 및 스퍼터링되게 한다. 시스템(300)은, 하전 영향(charging effect)을 최소화하기 위해 스퍼터링 타깃(306)에 도달하기 전에 이온들을 중화시키기 위한 중화제(304)를 또한 포함할 수도 있다.
투과 구현을 위해, 필터의 기판(310)이, 용융 실리카의 플랫 슬래브(flat slab) 등과 같은, 임의의 적합한 강성 및 투명 재료로부터 형성될 수 있다. 퇴적된 재료는, SiO2 등과 같은, 반사를 최소화하기 위해 기판 재료와 유사한 굴절률을 갖는 임의의 투명 재료일 수도 있다. 반사 구현을 위해, 기판(310)은 유전체 미러와 같은 임의의 강성 반사 재료의 형태를 취할 수도 있고, 퇴적된 재료는 또한, 최소 광 손실 등을 달성하는 흡수 특성들을 갖는 다수의 층들(예를 들어, 몰리브덴(Mo) 및 실리콘(Si) 층들의 교번 쌍들) 또는 SiO2일 수도 있다.
이온 빔 퇴적 프로세스는 전형적으로 우수한 퇴적 방향성 및 막 품질을 갖지만, 다른 타입들의 스퍼터링과 같은 다른 퇴적 기법들이 또한 가능하다. 예시된 이온 빔 퇴적 동안, 퇴적된 막은 핀홀을 통한 타깃의 가시선(line-of-sight)에서 기판(310) 상의 국소화된 스폿 내에만 단지 축적될 것이다. 퇴적 스폿의 폭, 형상 및 성장 레이트가 핀홀의 사이즈 및 기판(310)으로부터의 그의 거리에 의해 캘리브레이션 및 제어될 수 있다.
기판(310)은 스테퍼 모터들과 같은 임의의 적합한 이동 메커니즘에 의해 구동되는 진공 양립가능 X-Y 병진 스테이지(도시되지 않음) 상에 장착될 수도 있다. 컴퓨터/프로세서를 통해 각각의 모터 스텝에서 체류 시간을 제어함으로써 원하는 막 두께 분포가 달성될 수 있다.
퇴적된 막(311)의 3D 투시도(314)가 또한 도시된다. 이 3D 투시도(314)에서 막의 두께는 상이한 XY 좌표들에서 상이한 z 높이들을 갖는 것으로 도시된다. 예를 들어, 상이한 양들의 SiO2의 정밀하게 제어된 퇴적은 상이한 XY 포지션들에서의 체류 시간들을 변화시킴으로써 핀홀 마스크(308)를 통해 기판 상으로 퇴적된다.
(검사 시스템의) 퓨필 개구 사이즈 및 대략 몇 밀리미터 정도의 대응하는 필터 사이즈의 경우, 핀홀 사이즈는 대략 100 내지 200 미크론 정도가 되도록 선택될 수도 있다. 핀홀 마스크(308)의 두께는, 핀홀을 통해 보이는 SiO2 타깃 원뿔 각도에 따라, 서브-밀리미터 범위에 있도록 또한 선택될 수도 있다.
퇴적된 막의 양호한 품질을 위해, 피크 퇴적 레이트가 대략 1 내지 2 옹스트롬/초로 제한될 수도 있다. 퓨필의 15x15 격자 커버리지를 가정하면, 총 퇴적 시간은 34nm의 최대 막 두께 또는 100mλ의 파면 차이에 도달하기 위해 5 내지 10 시간인 것으로 추정된다.
두 번째 구현에서, 단일 핀홀 마스크와는 대조적으로, 핀홀 어레이 마스크가 퇴적 프로세스를 가속시키기 위해 채용될 수 있다. 도 4에 예시된 바와 같이, 기판(310)과 유사한 조성을 가질 수도 있는 기판(410)은 이 경우에 고정된 채로 유지될 수도 있다. 보상될 주어진 시스템 수차에 대해, 맞춤형 핀홀 어레이 마스크(예를 들어, 408)가 제조된다. 어레이에서의 각각의 핀홀의 사이즈가, 캘리브레이션될 수 있는 그 특정 핀홀 위치에서의 원하는 막 두께에 비례하는 로컬 막 성장 레이트를 산출하기 위해 개별적으로 조정될 수도 있다. 즉, 기판(410) 상의 상이한 위치들에는 상이한 사이즈의 핀홀들에 대한 상이한 레이트들의 막 퇴적이 행해질 것이다. 인접한 핀홀들에 대한 막 퇴적 스폿들은 필터 기판(410)을 가로지르는 양호한 막 커버리지 그리고 매끄러운 두께 전이를 보장하기 위해 중첩될 수도 있다. 퇴적 지속기간의 신중한 타이밍이 최종의 원하는 막 두께를 제공하는데, 이는 단일 핀홀 방법에 비해 몇 분 정도 짧을 수 있다. 퇴적된 막(411)의 3D 투시도(414)가 또한 도시된다.
(단일 핀홀 및 핀홀들의 어레이 예들의 경우) 각각의 핀홀은 원형, 타원형, 정사각형, 직사각형, 십자형 등과 같은 임의의 적합한 형상을 가질 수도 있다. 부가적으로, 어레이 타입 마스크는, 상이하게 형상화된 핀홀들을 가질 수도 있다.
대안적인 제조 기법은 핀홀 또는 핀홀 어레이 마스크와는 대조적으로 작은 섀도우 마스크(또는 멀티-섀도우들)를 사용함으로써 제어된 두께 변화로 막을 퇴적시키는 것을 포함한다. 이 경우에, 하나 이상의 작은 디스크형 섀도우 마스크들이 SiO2 타깃과 기판 사이에 삽입된다. 섀도우 마스크(들)는 각각의 마스크 바로 뒤에서 로컬로 막 성장 레이트를 감소시킨다. 기판은 제어된 체류 시간에 따른 퇴적 동안 병진된다.
단일 및 다중 핀홀(또는 섀도우) 마스크는 각각 일반적으로 전도성이고 임의의 전하 축적을 회피하기 위해 적절하게 접지될 수도 있다. 이들 핀홀(들)/섀도우(들) 마스크 특성들은 얇은 금속 플레이트에 대한 레이저 절단을 이용하는 정밀 기계가공, 예컨대 드릴링, 또는 리소그래피 인쇄 및 에칭 프로세스를 사용함으로써 달성될 수 있다.
막 퇴적에 앞서, 정렬 목적을 위해 검사 시스템의 퓨필 개구의 사이즈와 매칭되는 클리어 개구(clear aperture)가 기판 상에 규정 및 형성될 수도 있다. 대안적으로, 필터들의 개구는, 필터 플레이트가 삽입되고 있는 시스템의 경질 개구에 대한 대체물로서 사용될 수도 있다. 수차 필터와 개구의 이 조합은 크롬과 같은 불투명 금속 박막을 퇴적시킨 다음에 리소그래피 패터닝과 습식 에칭이 후속하여 필터의 가변 높이 막이 퇴적되는 개구 영역을 형성함으로써 달성될 수 있다. 대안적인 실시예에서, 개구는 필터들을 위한 막 퇴적 후에 형성될 수도 있다.
투과 구현을 위해, 표면 반사로 인한 투과 손실을 최소화하기 위해 퇴적 후에 균일한 반사 방지 코팅(예컨대, MgF2 등)이 막의 상부 상에 퇴적될 수 있다. 이 코팅은 기판의 후면에도 또한 적용될 수 있다.
도 5는 본 발명의 제3 구현에 따른 이온 빔 형상화를 이용하는 공간 필터 제조 기법을 예시한다. 이 예에서, 기판(310 또는 410)과 유사한 조성을 가질 수도 있는 기판(511)을 향해 지향되는 고 에너지 포커싱 이온 빔을 생성하기 위해 이온 건(502)이 사용된다. 기판(511)은 고 에너지 이온 빔을 수신하도록 포지셔닝되고, 수차 보상을 위해 기판(511)에서 특정 프로파일을 에칭하도록 이온 빔들에 대해 이동될 수도 있다. 3D 투시도(514)에 도시된 바와 같이, 기판(511)은 상이한 수차 에러들을 보정하기 위한 다양한 높이들을 갖도록 에칭된다. 이 예에서, 기판(511)은 스테이지 상에서 이동될 수도 있거나 그리고/또는 빔은 기판(511)에 대해 변위될 수도 있다. 필터에 대한 원하는 토포그래피(topography)가 각각의 빔 포지션에 대한 스캐닝 동안 빔의 체류 시간을 제어함으로써 달성될 수 있다. 에칭 후에 반사 방지 코팅이 기판(511)의 면들 양측 모두에 적용될 수도 있다. 필터 플레이트가 삽입되어야 하는 시스템의 경질 개구를 대체하기 위해 에칭 후에 또는 에칭 전에 개구가 또한 형성될 수도 있다.
필터 디자인 프로세스로 돌아가서, 각각의 파라미터 세트에 대한 시스템 수차는 공간 필터 보상기가 디자인될 검사 또는 이미징 시스템의 타입에 일반적으로 좌우되는 임의의 적합한 기법을 사용하여 결정될 수도 있다. UV 내지 가시 파장 범위 검사 시스템에서, 수차가 Shack-Hartmann 센서를 사용하여 측정될 수도 있다. EUV 화학선 시스템에서, 수차는 논문("Extreme-ultraviolet phase-shifting point-diffraction interferometer: a wave-front metrology tool with subanstrom reference-wave accuracy" by Patrick P. Naulleau et al, Applied Optics, Vol. 38, No. 35, 10 Dec. 1999)에 추가로 설명된 바와 같은 위상 편이 포인트-회절 간섭계의 사용에 의해 결정될 수도 있고, 이 논문은 본 명세서에 참조로 포함된다. 부가적으로, EUV 타입 시스템에서 수차를 결정하기 위한 몇몇 예들이, 2016년 5월 10일자로 허여된, Zhang 등에 의한 미국 특허 제9,335,206호에 추가로 설명되어 있고, 이 특허는 본 명세서에 그 전체가 참조로 포함된다.
Shack-Hartmann 센서는 콤팩트하고, 파장과 무관할 뿐만 아니라 진동에 비교적 둔감한 파면 에러들을 포함하여, 수동 위상 및 조도 분포 측정치들을 제공할 수 있다. 도 6은 본 발명의 특정 구현에 따른 시스템 수차들을 측정하기 위한 Shack-Hartmann 센서의 사용의 개략적 표현이다. Shack-Hartmann 센서는 일반적으로, 파면(602)을 수신하고 그러한 파면(602)의 복수의 포커싱된 부분들(예를 들어, 606a 및 606b)을 공간 검출기 어레이(608) 상으로 지향시키기 위한 렌즈릿 어레이(lenslet array)(604)를 포함할 수도 있다. 렌즈릿은 임의의 수의 개별 렌즈들을 포함할 수도 있고, 단순화를 위해 단지 6개만이 도시된다는 것에 주목한다. 대안적인 Hartmann 센서 구현에서, 개구들의 어레이가 렌즈릿을 대체할 수도 있다. 예시된 예를 참조하면, 렌즈릿 어레이는 함께 부착되는 복수의 렌즈들, 바이너리 옵틱들, 또는 다른 마이크로-옵틱들 기법들에 의해 형성될 수도 있다. 검출기 어레이(606)는 CCD 검출기 어레이일 수도 있다.
일반적으로, 렌즈릿(604)은 검출기 어레이(608) 상에 복수의 포커싱된 스폿들을 형성한다. 초점 스폿 포지션들의 측정은 다른 시스템 파라미터들이 알려져 있는 경우 파면 경사를 고유하게 결정하는데, 이는 초점 스폿 포지션들이 렌즈릿을 가로지르는 평균 파면 경사와 관련되기 때문이다. 일반적으로, 측정된 픽셀 세기들을 갖는 샘플링된 조도 분포에 대한 스폿 포지션들이 제1 모멘트들에 의해 먼저 결정된다. 스폿 포지션들의 계산은 임계화(thresholding) 또는 이미지 디콘볼루션을 또한 사용할 수도 있다. 그 후에, 초점 스폿들의 포지션들 또는 "중심들"은, 측정된 중심들을 동일한 Shack-Hartmann 센서로 측정된 기준 파면과 비교함으로써 파면 경사 분포를 결정하는 데 사용될 수 있다. 한 세트의 측정된 중심들 (xc, yc) 및 기준 중심들 (xr, yr)의 경우, 파면 경사 분포는 다음의 것이고:
Figure pct00004
여기서 렌즈릿 어레이와 검출기 사이의 거리인 LH는 렌즈릿 초점 길이
Figure pct00005
로 설정될 수도 있다.
그 후에, 파면은 구역(zonal)(직접 수치 적분) 또는 모달(modal)(다항식 적합(polynomial fitting))과 같은 임의의 적합한 기법에 의한 파면 경사 측정치들에 기초하여 재구축될 수도 있다. 구역 기법에서, 파면 구배들은 유한 차분(finite-difference)들의 관점에서 작성될 수 있고, 데이터는 구역별로(또는 렌즈릿별로) 수치적으로 적분된다. 파면은 유한 차분으로 근사화되고 최소 제곱 적합과 같은 반복적인 방법을 통해 해결된다. 모달 기법에서, 파면은 측정된 경사 데이터가 적합 계수(fit coefficient)들로부터의 파면의 직접적인 결정을 가능하게 하기에 적합한 분석적 도함수들을 갖는 함수들의 관점에서 설명될 수도 있다. 예를 들어, 포인트 (x,y)에서의 파면은 제르니케 다항식들과 같은 다항식들 P m (x,y)의 관점에서 전개식으로서 작성될 수도 있다:
Figure pct00006
그 후에 로컬 파면 경사들이 다음과 같이 작성될 수 있다:
Figure pct00007
합계-제곱들이 그 후에 다음과 같이 작성될 수 있고:
Figure pct00008
이는:
Figure pct00009
을 설정하고 결과적인 연립 방정식을 해결함으로써 최소화될 수 있다. 파면 에러를 결정하기 위한 최적화를 위한 몇몇 기법들이 논문("Shack-Harmann wavefront sensor precision and accuracy" by Daniel R. Neal et al.)에 추가로 설명되어 있고, 이 논문은 본 명세서에 참조로 포함된다.
본 명세서에서 설명되는 바와 같이, 상이한 동작 조건들 하에서 수차를 보상하기 위해 상이한 필터들이 디자인될 수 있다. 예를 들어, 상이한 편광 설정들(예를 들어, 원형, x, 및 y 편광)에 대한 파면들은 비점수차 Z5 및 Z6 제르니케 항들에서 유의미하게 상이하다. 특히, EUV 마스크 검사 시스템들에서 광범위하게 사용되는 선형 편광은 축 대칭 시스템들에 대한 대물 렌즈 코팅 디자인의 본질적인 한계로 인해 더 큰 비점수차를 갖는 경향이 있다. 그러나, 본 명세서에서 설명되는 개별 필터 디자인들은 이들 상이한 편광 설정들에 대한 파면 수차들을 보정하도록 디자인될 수 있다.
임의의 필터 디자인 접근법이 사용될 수도 있고, 필터가 삽입되어야 하는 특정 검사/이미징 시스템에 좌우된다. 예를 들어, Shack-Hartmann 센서는 이미지 퓨필에서 DUV 검사 시스템 내에 삽입되어 시스템 수차를 결정하고 그러한 이미지 퓨필에서의 삽입을 위한 필터들을 디자인할 수도 있다. 대안적으로, 수차는 이미지 퓨필에 결합된 다양한 포지션들에서 측정될 수도 있다. 필터 디자인은 수차가 측정된 동일한 또는 상이한 포지션 내에 삽입될 수도 있다.
일단 필터 플레이트가 특정 검사/이미징 시스템의 하나 이상의 세트들의 동작 조건들에 대한 결정된 수차에 기초하여 디자인 및 제조되면, 각각의 세트의 동작 조건들에 대한 결정된 수차들을 보정하도록 필터 플레이트가 시스템의 광학 경로 내에 삽입될 수도 있다. 필터 플레이트의 배치는 임의의 적합한 인자에 기초하여 선택될 수도 있다. 먼저 필터 플레이트는 결정된 시스템 수차들의 보정들을 가능하게 하는 포지션에서 파면을 수신하도록 포지셔닝된다. 필터 포지션에 대한 다른 인자는 플레이트에 대한 전력 밀도를 최소화하는 것이거나, 또는 그러한 전력 밀도가 특정 필터 재료에 대해 미리 규정된 손상 임계치 미만이라는 것일 수도 있다. 대부분의 경우들에서, 출력 밀도 및 필터에 대한 결과적인 손상을 최소화하도록 포커싱된 좁은 빔을 회피하기 위해 포지션이 선택될 것이다. 일 실시예에서, 필터 플레이트는 이미징 퓨필에 각각의 필터를 선택적으로 포지셔닝시키도록 이동가능하게 포지셔닝된다.
본 명세서에서 설명되는 바와 같이 디자인되는 공간 필터 보상기가 레티클들 또는 웨이퍼들을 검사하기 위한 시스템과 같은 임의의 적합한 타입의 결함 검사 시스템에서 사용될 수도 있다. 일반적으로, 시스템 수차가 이미징 문제들을 야기하고 그러한 수차들을 감소시키거나 또는 제거하는 것이 이로울 임의의 시스템에 공간 필터가 부가될 수도 있다.
본 발명의 특정 실시예들은 공간 필터 수차 보상기를 이용함으로써 현재 DUV 검사 툴들의 EUV 포토마스크 결함 감도를 유의미하게 개선시키기 위한 장치 및 기법들을 제공한다. 일 예에서, 보상기는 캘리포니아주 밀피타스에 소재한 KLA-Tencor로부터 입수가능한 Teron™ 6xx 검사 툴들과 같은 DUV 검사 툴 상에서, 그러한 툴의 이미징 퓨필에 공간 필터링 디바이스를 삽입함으로써 구현될 수 있다. EUV 마스크들은 DUV 광에 투명하지 않은 경향이 있기 때문에, 이미징은 일반적으로, 투과 옵틱들을 통해 센서들을 향해 지향되는 샘플로부터의 반사된 광에 기초한다. 그러나, 대안적인 실시예들은 비-EUV 마스크를 검사할 때 샘플로부터의 투과된 광 및/또는 반사된 광에 대한 보상기들을 고려한다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 시스템 수차 보상기로 구성되는 검사 시스템(700)의 개략적 표현이다. 이 시스템(700)은 일반적으로, EUV 마스크와 같은 특정 샘플(710)의 검사에 적합한 광원(702)을 포함한다. 광원의 일 예는 준-연속파 레이저이다. 특정 실시예들에서, 광원은 일반적으로, 높은 펄스 반복 레이트, 저잡음, 고전력, 안정성, 신뢰성, 및 확장성을 제공할 수도 있다. EUV 포토리소그래피 스캐너는 13.5nm 파장에서 동작하지만, EUV 레티클에 대한 검사 툴은 동일한 파장에서 동작할 필요가 없다는 것에 주목한다. 예를 들어, 193nm에서 동작하는, KLA-Tencor로부터의 Teron™ 시스템이 EUV 레티클들을 검사하는 데 사용될 수 있다. 시스템(700)은 임의의 타입 및 수의 광원들을 포함할 수도 있다. 예시적인 광원들은 레이저 구동 광원, 고전력 광대역 플라즈마 광원, 투과조명 광원(예를 들어, 할로겐 또는 Xe 램프), 필터링된 램프, LED 광원들 등을 포함한다. 다수의 LED 또는 스펙클 버스터 레이저 다이오드들이 또한 가능한 소스들이다.
검사 툴은 일반적으로 한 세트의 동작 파라미터들 또는 "레시피(recipe)"로 설정될 수 있다. 레시피 설정들은 다음의 설정들: 퓨필 필터 선택, 줌 설정들, 하나 이상의 결함 검출 임계 값들, 포커스 설정, 조명 또는 검출 개구 설정, 입사 빔 각도 및 파장 설정, 검출기 설정, 반사된 또는 투과된 광의 양에 대한 설정, 대기 모델링 파라미터(aerial modeling parameter)들 등 중의 하나 이상을 포함할 수도 있다. 본 발명의 특정 실시예들은 반사 모드에서의 그리고 선형-수평, 선형-수직, 원형 등과 같은 선택된 편광을 갖는 검사 시스템을 이용한다.
검사 시스템은, 피검사 표면(712) 상으로 조명 광 빔을 지향시키고 포커싱하기 위한 임의의 수 및 타입의 광학 요소들을 포함한다. 예를 들어, 광원으로부터의 조명은 샘플을 향해 빔을 중계(예를 들어, 형상화, 포커스 또는 포커스 오프셋의 조정, 파장들의 필터링/선택, 편광 상태들의 필터링/선택, 리사이징(resizing), 확대, 왜곡 감소 등)하도록 기능하는 다수의 렌즈들을 또한 통과할 수도 있다. 시스템(700)은 일반적으로, 정밀한 빔 포지셔닝을 위한 빔 스티어링 디바이스, 및 광 레벨 제어, 스펙클 잡음 감소, 및 높은 빔 균일성을 제공하는 데 사용될 수 있는 빔 컨디셔닝 디바이스를 포함할 수도 있다. 빔 스티어링 및/또는 빔 컨디셔닝 디바이스들은, 예를 들어, 레이저와는 별개의 물리적 디바이스들일 수도 있다. 간결함을 위해, 도 7은 집광 렌즈(704), 빔 스플리터(706)(예컨대, 이색 미러(dichroic mirror)), 및 조명 옵틱들에 대한 대물 렌즈(708)만을 단지 예시한다. 그러나, 본 기술분야의 통상의 기술자는 검사 시스템이 특정 검사 기능들을 달성하기 위한 다른 광학 또는 전자 요소들을 포함할 수 있다는 것을 이해할 것이다. 대물 렌즈는 상이한 사이즈들의 픽셀들, 예를 들어, 각각의 픽셀에 대해 약 100nm 미만 또는, 더 구체적으로는, 약 75nm 미만 또는 심지어 60nm 미만으로 조정될 수 있다.
조명 빔은 검사된 표면에 대해 실질적으로 수직인 각도로 샘플 표면(712)을 향해 지향될 수도 있다. 다른 실시예들에서, 조명 광 빔은 조명 및 반사 빔들의 분리를 가능하게 하는 비스듬한 각도로 지향될 수 있다.
시스템은, 특정 재료들 및 스택 타입들에 대한 감도를 증가시키도록 구성가능한 튜닝가능 또는 선택가능 스펙트럼 필터를 또한 포함할 수도 있다. 스펙트럼 필터가 사용되어 조명 빔의 스펙트럼을 추가로 동적으로 규정할 수도 있다. 하나 이상의 스펙트럼 부대역 필터들은 상이한 부대역 파장 범위들을 달성하기 위해 조명 빔의 조명 퓨필에 배치될 수도 있다. 그러나, 시스템은, 스펙트럼 부대역 필터가 포지셔닝될 수도 있는 조명 퓨필을 형성하기 위한 임의의 수 및 타입의 렌즈들을 포함할 수도 있다. 일반적으로, 각각의 검사 파장 범위는 그의 부대역의 최적화, 조명 및 집광 퓨필 개구 형상들, 조명 및 집광 경로의 편광, 배율, 픽셀 사이즈, 또는 이들의 임의의 조합에 기초하여 선택될 수도 있다.
편광 설정이 각각의 파장 범위(또는 부대역)에도 또한 적용될 수도 있다. 예를 들어, 선형-수평 편광이 선택된 더 긴 파장 부대역에 대해 선택될 수도 있다. (편광 옵틱 모듈을 통한) 편광 설정은 결함 타입, 샘플 지오메트리 및 조성, 파장 범위 또는 부대역 선택 등과 같은 임의의 적합한 검사 파라미터에 기초하여 적용될 수도 있다.
샘플(710) 및 그 위에 형성된 패턴(712)은 또한 검사 시스템(700)의 스테이지(라벨링되지 않음) 상에 배치될 수도 있고, 검사 시스템(700)은, 입사 빔에 대해 스테이지(및 샘플)를 이동시키기 위한 포지셔닝 메커니즘(722)을 또한 포함할 수도 있다. 하나 이상의 포지셔닝 메커니즘들은 필터 플레이트 또는 필터, 개구 모듈들, 조명 또는 집광 미러들, 파장 필터들, 편광기들 등과 같은, 검사 시스템의 다른 컴포넌트들을 이동시키도록 또한 구성될 수도 있다. 예들로서, 하나 이상의 모터 메커니즘들은 각각 스크류 드라이브 및 스테퍼 모터, 피드백 포지션을 갖는 선형 드라이브, 또는 밴드 액추에이터 및 스테퍼 모터로부터 형성될 수도 있다.
입사 빔(들)이 샘플(710)에 충돌한 후에, 광이 그 후에 "출력 광" 또는 "출력 빔"의 형태로 샘플(710)로부터 반사 및 회절/산란될 수도 있다. 검사 시스템은, 하나 이상의 검출기들을 향해 출력 광을 형상화하고 지향시키며 포커싱하기 위한 임의의 적합한 렌즈 배열체들을 또한 포함한다. 도시된 바와 같이, 출력 빔이 검출기 또는 이미징 렌즈(713)에 의해 수신될 수 있는데, 이 검출기 또는 이미징 렌즈(713)는 출력 빔을 검출기 또는 이미징 센서(714)를 향해 지향시킨다. 특정 실시예들에서, 센서(714)는 TDI(time delay integration) 검출기이다. 통상적인 TDI 검출기는 검사된 표면의 동일한 영역의 다수의 노출들을 축적하여, 입사 광을 집광하는 데 이용가능한 적분 시간을 효과적으로 증가시킨다. 일반적으로, 센서 또는 검출기는 트랜스듀서들, 콜렉터들, 전하 커플링 디바이스(charge-coupled device)(CCD)들, 또는 다른 타입들의 방사 센서들을 포함할 수도 있다.
시스템(700)은, 본 명세서에서 설명되는 바와 같이 시스템 수차들을 보상하기 위해, 샘플(710)에 의해 반사/산란되거나 또는 샘플(710)로부터 반사되는 광을 필터링하도록 배열되는 공간 퓨필 필터(707)를 또한 포함한다. 예를 들어, 공간 필터(707)에서의 각각의 필터는 특정 세트의 동작 조건들 하에서 집광 퓨필에서의 상이한 포지션들에서 수차를 조정하기 위한 다양한 높이들을 갖는 고정된 공간 필터의 형태를 취할 수도 있다. 다른 예에서, (예를 들어, 상이한 동작 파라미터들에 대해) 상이한 보상기 특성들을 갖는 다수의 공간 필터들이 이동가능 필터 플레이트 구조체(예를 들어, 도 1b 또는 도 1c의 필터 플레이트)에 제공될 수도 있다. 도시된 바와 같이, 필터 플레이트(707)는 이동가능하고, 선택된 공간 필터를 집광 퓨필 내로 이동시키기 위해 상이한 XY 포지션들(715)에서의 집광 경로에 포지셔닝될 수도 있다. 다른 예에서, 필터들은 원형 패턴으로 배열될 수도 있고, 특정 공간 필터가 집광 경로 내에서 회전될 수도 있다.
시스템의 조명 및 집광 광학 요소들은 반사형 또는 투과형일 수도 있다. 출력 빔은 샘플로부터 반사 또는 산란되거나 또는 샘플을 통해 투과될 수도 있다. 시스템은, 각각의 조명 및 집광 경로에서의 임의적인 편광된 광, 임의적인 스펙트럼 부대역 필터들, 및 레티클들 또는 다른 샘플들의 검사를 위한 조명 및 집광 경로들에서의 임의적인 개구 형상들을 위한 컴포넌트들을 또한 포함할 수도 있다. 필터 플레이트가 본 명세서에서 디자인된 바와 같은 다른 타입들의 검사 시스템들의 예들이, 2017년 2월 21일자로 출원되고 발명의 명칭이 "INSPECTION OF PHOTOMASKS BY COMPARING TWO PHOTOMASKS"인 미국 특허 출원 제15/438,588호 및 상기에 언급된 Zhang 특허에 추가로 설명되어 있고, 이들은 본 명세서에 참조로 포함된다.
각각의 센서(714)는 또한 이미지 프로세싱 시스템(716)과 커플링될 수도 있거나 또는, 더 일반적으로는, 신호 프로세싱 디바이스와 커플링될 수도 있는데, 이 신호 프로세싱 디바이스는, 프로세싱을 위해 센서(714)로부터의 아날로그 신호들을 디지털 신호들 또는 이미지들로 컨버팅하도록 구성되는 아날로그-디지털 컨버터(analog-to-digital converter)를 포함할 수도 있다. 프로세싱 시스템(716)은 결함 타입, 사이즈, 깊이, 또는 형상과 같은 다양한 결함 특성들을 결정하기 위해 감지된 광 빔의 세기 및/또는 다른 특성들을 분석하기 위해 컴퓨터 판독가능 명령어들을 실행하도록 구성될 수도 있다. 예시적인 실시예에서, 프로세싱 시스템(716)은 결함 특성들을 결정하기 위해, 메모리에 저장되는 알고리즘 또는 룩업 테이블을 사용한다.
프로세서 시스템(716)은 결과적인 테스트 이미지 및 다른 검사 특성들을 디스플레이할 뿐만 아니라, 레시피들을 구성하기 위한 사용자 인터페이스(예를 들어, 컴퓨터 스크린)를 제공하도록 (예를 들어, 프로그래밍 명령어들로) 구성될 수도 있다. 예를 들어, 제어기는 조명원의 선택적 활성화, 조명 또는 출력 개구 설정들, 공간 필터 선택, 파장 대역, 포커스 오프셋 설정, 편광 설정들 등을 제어할 수도 있다.
제어기는 소프트웨어와 하드웨어의 임의의 적합한 조합일 수도 있다. 예를 들어, 제어기는, 적절한 버스들 또는 다른 통신 메커니즘들을 통해 하나 이상의 메모리들 및 입/출력 포트들에 커플링되는 프로세서를 포함할 수도 있다. 프로세서 및 메모리는 본 발명의 방법 실시예들의 명령어들을 구현하도록 프로그래밍될 수도 있다. 제어기는, 포커스 깊이들, 편광 설정들, 파장 선택을 변경하는 것, 또는 일반적으로는 검사 레시피를 설정하는 것과 같은, 사용자 입력을 제공하는 것을 위한 하나 이상의 입력 디바이스들(예를 들어, 키보드, 마우스, 조이스틱)을 또한 포함할 수도 있다. 프로세싱 시스템(716)은, 예를 들어, 샘플 포지션(예를 들어, 포커싱 및 스캐닝), 공간 필터 선택, 줌 설정, 및 검사 시스템 요소들의 다른 검사 파라미터들 및 구성들을 제어하기 위한 시스템(700)의 다양한 컴포넌트들과 또한 커플링될 수도 있다.
그러한 정보 및 프로그램 명령어들이 특수하게 구성된 컴퓨터 시스템 상에서 구현될 수도 있기 때문에, 그러한 시스템은, 컴퓨터 판독가능 매체들 상에 저장될 수 있는, 본 명세서에서 설명되는 다양한 동작들을 수행하기 위한 프로그램 명령어들/컴퓨터 코드를 포함한다. 머신 판독가능 매체들의 예들은 하드 디스크들, 플로피 디스크들, 및 자기 테이프와 같은 자기 매체들; CD-ROM 디스크들과 같은 광학 매체들; 광 디스크들과 같은 광자기 매체들; 및 판독 전용 메모리 디바이스들(ROM) 및 랜덤 액세스 메모리(RAM)와 같은, 프로그램 명령어들을 저장 및 수행하도록 특수하게 구성되는 하드웨어 디바이스들을 포함하지만, 이에 제한되지 않는다. 프로그램 명령어들의 예들은, 컴파일러에 의해 생성되는 것과 같은 머신 코드, 및 인터프리터를 사용하여 컴퓨터에 의해 실행될 수도 있는 상위 레벨 코드를 포함하는 파일들 양측 모두를 포함한다.
상기 설명 및 도면들은 시스템의 특정 컴포넌트들에 대한 제한으로서 해석되어서는 안 되고 시스템은 많은 다른 형태들로 구체화될 수도 있다는 것에 주목해야 한다. 예를 들어, 검사 또는 측정 툴은 결함들을 검출하거나 그리고/또는 레티클 또는 웨이퍼의 피처들의 중요 양태들을 해결하기 위해 배열되는 임의의 수의 알려진 이미징 또는 계측 툴들로부터의 임의의 적합한 피처들을 가질 수도 있다는 것이 고려된다. 예로서, 검사 또는 측정 툴이 명시야 이미징 현미경, 암시야 이미징 현미경, 풀 스카이 이미징 현미경(full sky imaging microscopy), 위상 대비 현미경, 편광 대비 현미경, 및 코히어런스 프로브 현미경(coherence probe microscopy)에 대해 적응될 수도 있다. 타깃의 이미지들을 캡처하기 위해 단일 및 다중 이미지 방법들이 사용될 수도 있다는 것도 또한 고려된다. 이들 방법들은, 예를 들어, 단일 그랩(grab), 이중 그랩, 단일 그랩 코히어런스 프로브 현미경(CPM) 및 이중 그랩 CPM 방법들을 포함한다. 산란계와 같은 비-이미징 광학 방법들이 검사 또는 계측 장치의 일부를 형성하는 것으로 또한 고려될 수도 있다.
다른 검사 적용예들에서, 입사 광 또는 검출된 광은 임의의 적합한 입사 각도들에서 임의의 입사 또는 검출된 광 프로파일을 생성하기 위해 임의의 적합한 공간 개구를 통과할 수도 있다. 예들로서, 프로그래밍가능 조명 또는 검출 개구들이 쌍극자, 사극자(quadrapole), 퀘이사(quasar), 고리 등과 같은 특정 빔 프로파일을 생성하기 위해 이용될 수도 있다. 특정 예에서, 픽셀화된 조명 기법들이 구현될 수도 있다. 프로그래밍가능 조명들 및 특수 개구들이, 상기에 설명된 위상 대비 기법들 중 임의의 것에 부가적으로, 레티클에 대한 특정 패턴들에 대한 피처 대비를 향상시키는 목적을 충족시킬 수 있다.
검사 장치는, EUV 레티클들 또는 마스크들을 포함하여, 반도체 디바이스들 또는 웨이퍼들 및 광학 레티클들을 검사하는 데 적합할 수도 있다. 본 발명의 검사 장치 및 기법들을 사용하여 검사 또는 이미징될 수도 있는 다른 타입들의 샘플들은 솔라 패널 구조체(solar panel structure)들, 광학 디스크들, 평면 패널 디스플레이들 등과 같은 임의의 표면을 포함한다.
일반적으로, 검사 툴은, 입사 광 빔을 생성하기 위한 적어도 하나의 광원, 입사 빔을 샘플 상으로 지향시키기 위한 조명 옵틱들, 입사 빔에 응답하여 샘플로부터 방출되는 출력 빔을 지향시키기 위한 집광 옵틱들, 시스템 수차를 보정하기 위한 하나 이상의 선택가능 공간 필터들, 출력 빔을 검출하고 출력 빔에 대한 이미지 또는 신호를 생성하기 위한 센서, 및 본 명세서에서 추가로 설명되는 바와 같이 검사 툴의 컴포넌트들을 제어하고 검사 기법들을 용이하게 하기 위한 제어기를 포함할 수도 있다.
선택가능 공간 필터 플레이트로 검사가 구성되면, 임의의 적합한 검사 기법을 사용하여 결함들을 위치결정하기 위해 레티클이 그 후에 검사될 수 있다. 도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 검사 프로세스(800)를 예시하는 흐름도이다. 초기에는, 동작 801에서 검사 시스템의 동작 조건들에 대한 레시피가 설정될 수도 있다. 이 레시피 설정 프로세스는, 선택된 동작 조건들에 기초하는 공간 필터의 선택을 또한 포함할 수도 있다. 예를 들어, 선택된 파장 범위 및 편광 설정을 위한 공간 필터가 선택될 것이다. 동작 802에서 조명 빔이 그 후에, 선택된 동작 조건들 하에서 샘플을 향해 지향될 수도 있다. 예를 들어, 조명 빔이 레티클의 일 부분을 가로질러 스캐닝된다.
동작 804에서, 조명 빔에 응답하여 샘플로부터 반사 또는 산란되는 출력 광이 그 후에, 출구 퓨필에서의 시스템 수차를 보정하기 위한 공간 필터를 통해 검출될 수도 있다. 일반적으로, 공간 필터는 본 명세서에서 설명되는 공간 필터 디자인 기법들 중 임의의 것에 따라 디자인 또는 구성된다. 동작 806에서 검출된 출력 광에 기초하여 이미지가 또한 생성될 수도 있다.
그 후에, 동작 808에서 이것이 마지막 스캔인지 여부가 결정될 수도 있다. 예를 들어, 샘플은 다른 동작 조건들 및 대응하는 공간 필터들을 사용하여 스캐닝될 수도 있다. 스캔들이 완료되지 않은 경우, 동작들 801, 802, 804, 및 806을 반복함으로써, 하나 이상의 선택된 공간 파일러를 통해, 출력 광(및 이미지들)을 집광하는 동안 하나 이상의 조명 빔들이 스캐닝될 수도 있다.
모든 세트들의 동작 조건들에 대한 스캔들이 완료되는 경우, 동작 810에서 획득된 이미지들(또는 신호들)에 기초하여 하나 이상의 결함들이 위치결정 및/또는 검토될 수도 있다. 일 실시예에서, 결함들을 먼저 발견하기 위해 임의의 적합한 검사 분석 프로세스가 수행될 수도 있다. 예를 들어, 각각의 테스트와 기준 이미지 사이에 셀 대 셀, 다이 대 다이, 또는 다이 대 데이터베이스 비교가 이루어질 수 있다. 예를 들어, 다른 다이, 셀로부터 획득되거나 또는 디자인 데이터베이스로부터 시뮬레이션되는 동일한 포지션에서의 다른 기준 이미지 영역과는 상이한, 다이의 특정 포지션에서의 이미징된 영역에 대해 결함들이 검출될 수도 있다.
다시 도 8을 참조하면, 동작 812에서 샘플이 검사를 통과하였는지 여부가 그 후에 결정될 수도 있다. 결함이 복구가능한지 여부가 또한 결정될 수도 있다. 샘플이 통과하지 못한 경우, 동작 814에서 프로세스 또는 샘플이 변경될 수도 있다. 프로세스를 변경하는 것에 부가적으로, 샘플이 대안적으로 폐기될 수도 있다.
퓨필 평면에서의 시스템 수차를 보상하기 위해 공간 필터를 디자인하기 위한 상기에 설명된 기법들은 최소한의 필드 의존적 수차 영향들을 갖는 시스템들에서 잘 작동한다.
도 9는 본 발명의 대안적인 실시예에 따른 일부 레벨의 필드 의존적 수차의 존재를 갖는 보상 프로세스(900)를 예시하는 흐름도이다. 초기에는, 동작 902에서 수차가 하나 이상의 검출기들의 복수의 필드 위치들을 가로질러 측정될 수도 있다. 예를 들어, 2개의 TDI 센서 2D 어레이들에 대한 복수의 필드 위치들에서의 수차가 측정될 수 있다. 동작 904에서 모든 필드 위치들에 대한 평균 수차가 결정될 수 있다. 그 후에, 이 수차 평균의 반대 부호가 시스템으로부터 필드 독립적 수차 컴포넌트를 제거하기 위해 보상기 디자인에 대한 타깃 파면으로서 규정될 수도 있다.
도 10은 본 발명의 특정 구현에 따른 원형 편광 하의 특정 검사 시스템에서의 파면 보상기의 추정된 성능을 도시한다. 도시된 바와 같이, 시스템 광학 수차는 검사 시스템의 P0 및 P1로서 표기된 2개의 TDI(time-domain integration) 센서 평면들에서 이미징 필드 y 위치의 함수로서 측정되었다. 방향 x는 스테이지 스캐닝 방향이다. 파면 보정이 퓨필 평면에서 구현되면, 그의 영향은 모든 검출기 필드 위치들에 공통적이라고 말할 수 있다. 그에 따라, 파면 보상기의 막 두께는 모든 필드 포지션들을 가로지르는 평균 파면을 완전히 보정하도록 디자인된다. 이 한계에도 불구하고, 일부 검사 시스템들 상의 파면의 필드 독립적 부분은 유의미하고 효과적으로 보정될 수 있다. 그 결과, 이 예에서, 툴의 파면은 모든 필드 포지션들에서 대략 3배만큼 유의미하게 감소될 수 있다. 이 파면 감소는 그러한 툴을 사용하여 그의 감도 및 툴-툴 매칭을 개선시켜서 EUV 마스크 검사에 크게 이로울 것이다. 선형 편광 동작 조건들에 대해서도 또한 유사한 결과들이 발견되었다.
부가적인 필드 의존적 보상에 관계없이, 시스템 파면 보상기는 최소 193nm까지의 DUV 파장에서 높은 광학 효율을 갖는 투과 및 반사 모드들 양측 모두에서 사용될 수 있다. 공간 필터는 임의의 주어진 검사 시스템에 피팅하도록 유연한 개구 사이즈로 제조될 수 있다. 투과 모드에서 구현될 때, 예로서, 광학 컴포넌트들의 재디자인 또는 시스템 광학 레이아웃의 변경들 없이도 기존 검사 시스템의 이미징 퓨필에 공간 필터 플레이트가 삽입될 수 있다. 공간 필터 플레이트는 또한 우수한 장기 안정성을 가지며, 사실상 유지보수가 필요 없고 비교적 낮은 비용으로 제조될 수 있다.
본 명세서에서 설명되는 바와 같이, 투과 타입 파면 보상기는 기존 경질 개구를 대체하여 이미징 퓨필 평면에서 구현될 수 있다. 파면 보상기 상의 패터닝된 크롬 막은 경질 개구의 목적을 충족시킬 수 있다. 퓨필에서의 작은 필드 원뿔 각도로 인해, 기판 두께가 충분히 작을 때(≤1mm) 파면 보상기의 기판에 의해 도입되는 왜곡 및 광학 경로 길이 차이가 무시될 수 있다.
전술한 본 발명이 이해의 명료화의 목적들을 위해 다소 상세히 설명되었지만, 첨부된 청구범위의 범주 내에서 특정 변경들 및 수정들이 실시될 수도 있음이 명백할 것이다. 본 발명의 프로세스들, 시스템들, 및 장치를 구현하는 많은 대안적인 방식들이 있다는 것에 주목해야 한다. 예를 들어, 결함 검출 특성 데이터가 투과된, 반사된, 또는 조합 출력 빔으로부터 획득될 수도 있다. 부가적으로, 검사 시스템의 보상기는, 결함 검출 또는 계측 적용예들을 위해, 가시, 자외선 또는 근적외선 파장 범위와 같은 다른 파장 범위들에 대해 디자인될 수 있다. 이에 따라, 본 실시예들은 제한적인 것이 아니라 예시적인 것으로 간주되어야 하고, 본 발명은 본 명세서에 주어진 세부사항들로 제한되어서는 안 된다.

Claims (23)

  1. 반도체 샘플에서 결함들을 검출하기 위한 검사 시스템에 있어서,
    조명 빔을 생성하기 위한 광원;
    상기 조명 빔을 샘플을 향해 지향시키기 위한 조명 렌즈 시스템;
    상기 조명 빔에 응답하여 상기 샘플로부터의 출력 광을 검출기를 향해 지향시키기 위한 집광 렌즈 시스템(collection lens system) - 상기 집광 렌즈 시스템은, 상이한 동작 조건들 하에서 상기 시스템의 시스템 수차(system aberration)를 보정하기 위해 상이한 구성들을 갖는 복수의 개별적으로 선택가능한 필터들을 갖는 보상기 플레이트를 포함하고, 각각의 필터는 고정된 디자인을 가짐 -;
    상기 샘플로부터의 출력 광을 수신하기 위한 검출기; 및
    제어기
    를 포함하고,
    상기 제어기는 상기 광원, 조명 렌즈 시스템, 집광 렌즈 시스템, 및 검출기와 함께 다음의 동작들:
    상기 조명 빔을 생성하고 상기 조명 빔을 상기 샘플을 향해 지향시키는 것;
    한 세트의 상이한 동작 조건들을 선택하고, 상기 선택된 세트의 동작 조건들 하에서 상기 시스템 수차를 보정하기 위한 상기 필터들 중 선택된 하나의 필터를 선택하는 것;
    상기 조명 빔에 응답하여 상기 샘플로부터의 출력 광에 기초하여 이미지를 생성하는 것; 및
    상기 이미지에 기초하여 상기 샘플이 검사를 통과하는지 또는 검사에 실패하는지 여부를 결정하거나 또는 상기 샘플을 특성화하는 것
    을 수행하도록 동작가능한, 검사 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 필터들은 상기 보상기 플레이트 상에 격자 패턴으로 배열되고, 상기 조명 빔에 수직인 X 및 Y 방향들로 필터 플레이트를 이동시킴으로써 상기 필터들 중 개별적인 것들이 선택가능한, 검사 시스템.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 필터들은 상기 보상기 플레이트 상에 원형 패턴으로 배열되고, 상기 조명 빔 하에서 필터 플레이트를 회전시킴으로써 상기 필터들 중 개별적인 것들이 선택가능한, 검사 시스템.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 상이한 동작 조건들은 상이한 편광들을 포함하는, 검사 시스템.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 상이한 편광들은 원형 및 선형 편광들을 포함하는, 검사 시스템.
  6. 제4항에 있어서,
    상기 상이한 동작 조건들은, 상이한 줌 설정들, 상이한 개구 수(numerical aperture)들, 및 심자외선 범위(deep ultraviolet range)를 포함하는 상이한 파장 범위들을 포함하는, 검사 시스템.
  7. 제1항에 있어서,
    각각의 필터는, 상기 상이한 동작 조건들 하에서 시스템 수차들을 보정하기 위해 두께의 변화가 있는 유전체 박막으로 코팅되는 투명 기판을 갖는, 검사 시스템.
  8. 제1항에 있어서,
    각각의 필터는, 상기 상이한 동작 조건들 하에서 시스템 수차들을 보정하기 위해 높이의 변화가 있는 투명 기판을 갖는, 시스템.
  9. 제1항에 있어서,
    각각의 필터는, 상기 상이한 동작 조건들 하에서 시스템 수차들을 보정하기 위해 두께의 변화가 있는 유전체 박막으로 코팅되는 반사 기판을 갖는, 검사 시스템.
  10. 제1항에 있어서,
    각각의 필터는, 상기 상이한 동작 조건들 하에서 시스템 수차들을 보정하기 위해 높이의 변화가 있는 기판의 상부 상에 등각 코팅되는 반사 다층 박막을 갖는, 검사 시스템.
  11. 제1항에 있어서,
    필터 플레이트가, 상기 시스템의 이미지 퓨필(image pupil)에 상기 필터 플레이트의 복수의 필터들로부터의 선택된 필터를 삽입하기 위해 포지셔닝되는, 검사 시스템.
  12. 반도체 샘플에서 결함들을 검출하기 위한 검사 시스템에서 보상기를 디자인하고 사용하는 방법에 있어서,
    복수의 상이한 세트들의 동작 조건들에 대해, 상기 검사 시스템의 시스템 수차를 결정하는 단계;
    상기 결정된 시스템 수차를 보정하기 위해 상이한 세트들의 동작 조건들에 대한 복수의 필터들을 갖는 필터 플레이트를 제조하는 단계 - 각각의 필터는 고정된 디자인을 가짐 -;
    각각의 필터가 상기 검사 시스템의 이미지 퓨필에 포지셔닝되도록 개별적으로 선택가능하도록 상기 검사 시스템 내에 상기 필터 플레이트를 삽입하는 단계;
    상기 검사 시스템 상에서, 상기 상이한 세트들의 동작 조건들 중 하나를 선택하고 상기 선택된 세트의 동작 조건들에 대해 결정된 시스템 수차를 보정하도록 구성되는 상기 필터들 중 하나를 선택하는 단계; 및
    시스템 수차들의 제거를 통해 상기 샘플의 이미지가 형성되도록 상기 선택된 필터를 통해 그리고 상기 선택된 세트의 동작 조건들 하에서 상기 샘플을 이미징하는 단계
    를 포함하는, 방법.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 복수의 필터들은, 상기 시스템 수차를 보정하기 위해 가변 높이들을 갖는 박막을 형성하기 위해 하나 이상의 핀 홀 또는 섀도우 마스크들을 갖는 이온 빔 퇴적을 사용하여 제조되는, 방법.
  14. 제12항에 있어서,
    상기 복수의 필터들은 상기 시스템 수차를 보정하기 위해 가변 높이들을 갖도록 기판을 에칭하기 위한 이온 빔 형상화 프로세스(ion-beam figuring process)를 사용하여 제조되는, 방법.
  15. 제12항에 있어서,
    상기 상이한 세트들의 동작 조건들은 상이한 편광들을 포함하는, 방법.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 상이한 편광들은 원형 및 선형 편광들을 포함하는, 방법.
  17. 제15항에 있어서,
    상기 상이한 세트들의 동작 조건들은, 상이한 줌 설정들, 상이한 개구 수들, 및 심자외선 범위를 포함하는 상이한 파장 범위들을 포함하는, 방법.
  18. 제12항에 있어서,
    각각의 필터는, 상기 상이한 세트들의 동작 조건들 하에서 상기 결정된 시스템 수차를 보정하기 위해 두께의 변화가 있는 유전체 박막으로 코팅되는 투명 기판을 갖는, 방법.
  19. 제12항에 있어서,
    각각의 필터는, 상기 상이한 세트들의 동작 조건들 하에서 상기 결정된 시스템 수차를 보정하기 위해 높이의 변화가 있는 투명 기판을 갖는, 방법.
  20. 제12항에 있어서,
    각각의 필터는, 상기 상이한 동작 조건들 하에서 상기 시스템 수차들을 보정하기 위해 두께의 변화가 있는 유전체 박막으로 코팅되는 반사 기판을 갖는, 방법.
  21. 제12항에 있어서,
    각각의 필터는, 상기 상이한 동작 조건들 하에서 상기 시스템 수차들을 보정하기 위해 높이의 변화가 있는 기판의 상부 상에 등각 코팅되는 반사 다층 박막을 갖는, 방법.
  22. 제12항에 있어서,
    상기 필터 플레이트는 상기 시스템의 이미지 퓨필에 상기 필터 플레이트의 복수의 필터들로부터 선택된 것을 삽입하기 위해 포지셔닝되는, 방법.
  23. 반도체 샘플에서 결함들을 검출하기 위한 검사 시스템에 있어서,
    조명 빔을 생성하기 위한 광원;
    상기 조명 빔을 샘플을 향해 지향시키기 위한 조명 렌즈 시스템;
    상기 조명 빔에 응답하여 상기 샘플로부터의 출력 광을 검출기를 향해 지향시키기 위한 집광 렌즈 시스템 - 상기 집광 렌즈 시스템은, 특정 세트의 동작 조건들 하에서 상기 시스템의 시스템 수차를 보정하기 위한 보상기를 포함하고, 각각의 필터는 고정된 디자인을 가짐 -;
    상기 샘플로부터의 출력 광을 수신하기 위한 검출기; 및
    제어기
    를 포함하고,
    상기 제어기는 상기 광원, 조명 렌즈 시스템, 집광 렌즈 시스템, 및 검출기와 함께 다음의 동작들:
    상기 조명 빔을 생성하고 상기 조명 빔을 상기 샘플을 향해 지향시키는 것;
    상기 특정 세트의 동작 조건들을 선택하는 것;
    상기 조명 빔에 응답하여 상기 샘플로부터의 출력 광에 기초하여 이미지를 생성하는 것; 및
    상기 이미지에 기초하여 상기 샘플이 검사를 통과하는지 또는 검사에 실패하는지 여부를 결정하거나 또는 상기 샘플을 특성화하는 것
    을 수행하도록 동작가능한, 검사 시스템.
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