KR20210124399A - 반사 포토리소그래피 마스크의 패턴 요소의 작동 환경에서의 배치를 결정하기 위한 장치 및 방법 - Google Patents

반사 포토리소그래피 마스크의 패턴 요소의 작동 환경에서의 배치를 결정하기 위한 장치 및 방법 Download PDF

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칼 짜이스 에스엠티 게엠베하
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Abstract

본 출원은 반사 포토리소그래피 마스크(400)의 패턴 요소(350)의 작동 환경(450)에서의 배치를 결정하기 위한 장치(1000)로서, (a) 상기 반사 포토리소그래피 마스크(400)의 상기 작동 환경(450)에 해당하지 않는 측정 환경(150)에서의 상기 반사 포토리소그래피 마스크(400)의 후면(315)의 표면 불균일 데이터(420) 및/또는 상기 반사 포토리소그래피 마스크(400)의 마운트(900)의 표면 불균일 데이터(930)를 결정하도록 구성된 적어도 하나의 제1 수단(1010, 1100, 1200, 1500); (b) 상기 측정 환경(150)에서 상기 패턴 요소(350)의 배치 데이터를 결정하도록 구성된 적어도 하나의 제2 수단(1020, 1200); 및 (c) 상기 후면(315) 및/또는 상기 마운트(900)의 결정된 표면 불균일 데이터(420, 930) 및 결정된 상기 배치 데이터로부터 상기 작동 환경(450)에서의 상기 반사 포토리소그래피 마스크(400)의 상기 패턴 요소(350)의 배치를 계산하도록 구성된 적어도 하나의 컴퓨팅 유닛(1040)을 포함하는, 장치(1000)에 관한 것이다.

Description

반사 포토리소그래피 마스크의 패턴 요소의 작동 환경에서의 배치를 결정하기 위한 장치 및 방법
본 특허 출원은 2019년 2월 6일 독일 특허청에 제출된 독일 특허 출원 DE 10 2019 201 497.6의 우선권을 주장하며, 그 전체가 본 출원에 참고로 포함된다.
본 발명은 반사 포토리소그래피 마스크의 패턴 요소의 작동 환경에서의 배치를 결정하기 위한 방법 및 장치에 관한 것이다.
반도체 산업에서 집적도가 증가함에 따라 포토리소그래피 마스크는 웨이퍼에서 점점 더 작은 구조를 이미징해야 한다. 이러한 경향을 고려하여, 리소그래피 장치의 노광 파장은 점점 더 짧은 파장으로 이동되고 있다. 미래의 리소그래피 시스템은 아마도 극자외선(EUV) 범위(바람직하되, 반드시 6nm에서 15nm 범위는 아님)의 파장에서 적어도 부분적으로 작동할 것이다. EUV 파장 범위는 미래의 리소그래피 시스템의 빔 경로에서 광학 요소의 정밀도를 상당히 요한다. 모든 가능성에 있어서, 광학 요소, 따라서 EUV 파장 범위의 포토리소그래피 마스크도 반사 광학 요소가 될 것이다. 그러나 반사 광학 요소는 다른 파장에도 사용할 수 있다.
포토마스크, 특히 EUV 마스크의 경우, 포토마스크의 패턴 요소가 반도체 구성요소의 설계에 의해 미리 규정된 구조 요소를 웨이퍼 상의 포토레지스트에 정확하게 이미징하는 것이 중요하다. 이러한 방식으로만 나노미터 범위의 치수를 갖는 구조가 상이한 마스크를 사용하는 복수의 순차적 처리 프로세스 및 노광 프로세스에 의해 웨이퍼 상에 재현 가능하게 생성될 수 있다. ITRS(International Technology Roadmap Semiconductor)에 따라 미래 기술 노드를 위한 포토리소그래피 마스크의 오버레이 요건을 충족하는 것은 리소그래피에서 가장 어려운 과제 중 하나이다.
층 구조로 인해 EUV 파장 범위용 포토리소그래피 마스크에는 내부 응력이 있다. 여기서, 다층 구조는 일반적으로 내부 변형에 가장 큰 개별 기여를 한다. EUV 마스크의 내부 변형은 표면의 곡률을 유발한다. 일반적으로 EUV 마스크의 내부 변형은 마스크 전면의 볼록한 표면, 즉 다층 구조와 패턴 요소가 배열되는 표면으로 이어진다.
독일 특허 출원 DE 10 2016 204 535 A1은 교정 마스크와 자체 교정 알고리즘을 사용하여 포토리소그래피 마스크의 오류 보정에 사용되는 측정 현미경의 오류 보정 데이터를 확인하는 측정 현미경 교정 방법을 설명한다.
현재, 종래의 투과형 포토마스크의 패턴 요소의 배치는 생산된 포토마스크가 광학적으로 측정되는 것에 의해 측정된다. 측정하는 동안 투과형 포토마스크는 일반적으로 3개의 반구에 장착되고 중력 효과에 의해 제자리에 유지된다. 고유 중량으로 인한 새로 생성된 마스크의 처짐(sagging)을 유한 요소 시뮬레이션의 도움으로 확인하고 투과형 마스크의 처짐으로 인한 흡수체 구조의 패턴 요소의 배치 오류를 연산(computation)에 의해 보정한다.
독일 특허 출원 DE 10 2017 202 945 A1은 반사 마스크의 다른 마운트 또는 마운트 사이의 전환 시 패턴 요소의 위치에 대한 내부 응력 및 중력의 영향이 결정될 수 있는 방법을 설명한다.
EUV 마스크는 가까운 장래에 점점 더 많이 사용될 것이다. 이 경우 EUV 마스크는 공통 마스크 세트에서 기존 투과형 마스크와 함께 사용된다(믹스 앤 매치 애플리케이션). EUV 마스크는 특히 웨이퍼의 중요한 구조 요소를 이미징하는 데 사용되기 때문에 OPO(On-Product-Overlay) 예산에 대한 기여도가 점점 더 중요해지고 있다.
EUV 스테퍼에서 EUV 마스크는 일반적으로 정전 클램핑 장치 또는 정전 척(ESC)에 고정된다. 이를 위해 EUV 마스크의 후면에는 전기 전도성 층이 제공된다. 이 후면 층은 마찬가지로 EUV 마스크에 응력을 유발한다. 또한, EUV 마스크의 후면에는 작은 불균일이 있다. 상기 불균일은 마스크 기판 후면의 불완전한 평면성 및/또는 후면 마스크 표면의 완전히 평평하지 않은 전기 전도성 코팅에 의해 야기될 수 있다. 상기 불균일은 정전 클램핑 장치에 의해 EUV 마스크의 작동 동안 EUV 마스크의 전면으로 적어도 부분적으로 전달된다.
DE 10 2004 010 002 A1은 마스크를 위한 다수의 지지 요소를 갖는 EUV 마스크용 마스크 홀더를 설명하며, 여기서 각각의 지지 요소는 개별적으로 전기적으로 바이어스될 수 있도록 구현된다.
아래에 예시로 인용된 문헌들: P. Vukkadala, D. Patil 및 R.I. Engelstad: "EUVL에 대한 IP 오류 보상 기술 개요"(Proc. SPIE, Vol. 7545, 26차 유럽 마스크 및 리소그래피 컨퍼런스, 75404-1 - 75404-11), O. Tanaka et al.: "마스크의 비평탄성에 대한 보상 방법을 사용한 EUV1의 오버레이 정확도(EUVL 심포지엄, MA-P07, 2010년 10월)", K. Ballman. C. Lee, T. Dunn 및 A. Bean: "오버레이 보상 방법론의 오류 분석 및 EUV 포토마스크 평탄도의 제안된 기능 허용 오차(Proc. SPIE, Vol. 9984, 포토마스크 및 차세대 리소그래피 마스크 기술에 관한 XXIII 심포지엄, 2016년 5월, doi: 10.1117/12.2242282)", 및 G. Brandstetter 및 S. Govindjee: "정전기 척킹 중 극자외선 리소그래피 마스크의 변형 거동에 대한 분석적 처리(J. of Micro/Nanolithography, MEMS 및 NOEMS, Vol. 11(4), 2012년 10월-12월, 페이지 043005-1 - 043005-10)는 EUV 마스크의 후면 불균일을 분석한다.
EUV 마스크의 패턴 요소 배치를 확인하고 EUV 마스크의 전면 및 후면 불균일을 재현 가능하게 결정하는 것은 계측과 관련된 과제다.
본 발명은 기재된 과제를 적어도 부분적으로 충족하는 것을 가능하게 하는 장치 및 방법을 명시하는 문제를 다룬다.
본 발명의 예시적인 일 실시예에 따르면, 이 문제는 청구항 1에 따른 장치 및 청구항 17에 따른 방법에 의해 해결된다. 일 실시예에서, 반사 포토리소그래피 마스크의 패턴 요소의 작동 환경에서의 배치를 결정하기 위한 장치는: (a) 상기 반사 포토리소그래피 마스크의 상기 작동 환경에 해당하지 않는 측정 환경에서의 상기 반사 포토리소그래피 마스크의 후면의 표면 불균일 데이터 및/또는 상기 반사 포토리소그래피 마스크의 마운트의 표면 불균일 데이터를 결정하도록 구성된 적어도 하나의 제1 수단; (b) 상기 측정 환경에서 상기 패턴 요소의 배치 데이터를 결정하도록 구성된 적어도 하나의 제2 수단; 및 (c) 상기 후면 및/또는 상기 마운트의 결정된 표면 불균일 데이터 및 결정된 상기 배치 데이터로부터 상기 작동 환경에서의 상기 반사 포토리소그래피 마스크의 상기 패턴 요소의 배치를 계산하도록 구성된 적어도 하나의 컴퓨팅 유닛을 포함한다.
본 발명에 따른 장치는 반사 포토리소그래피 마스크의 후면 불균일을 결정하는 것을 가능하게 한다. 일반적으로, 본 발명에 따른 장치는, 측정 환경에서 작동 환경으로 전환할 때 반사 포토리소그래피 마스크의 작동 환경에서 패턴 요소의 위치 상에서, EUV 마스크 및/또는 측정 환경에서 EUV 마스크를 고정하거나 고정하기 위해 사용되는 EUV 마스크 홀더의 불균일의 영향을 고려하는 것을 가능하게 한다. 결과적으로 OPO(On-Product-Overlay) 예산에 대한 반사 포토리소그래피 마스크의 기여도를 더 정확하게 결정할 수 있다. 반사 포토마스크는 주로 마스크 스택에서 패턴 요소의 구조 치수로 인해 중요한 프로세스 단계에 사용되기 때문에, 패턴 요소 배치가 더 정확하게 결정된 반사 포토마스크를 기반으로 하여, 둘 이상의 반사 포토마스크 및/또는 하나 이상의 투과형 포토마스크를 갖는 하나 이상의 반사 포토마스크의 오버레이를 최적화할 수 있다. 그 결과, 예를 들어 혼합 마스크 세트에 기초한 반도체 부품 제조 공정의 수율을 높이는 것이 가능하다.
반사 포토리소그래피 마스크의 후면은 패턴 요소를 갖는 반사 포토리소그래피 마스크의 전면과 반대이다.
본 발명에 따른 장치는 또한 모든 종류의 통상적인 투과형 포토마스크의 패턴 요소의 배치를 결정하는데 사용될 수 있다.
적어도 하나의 제2 수단은 추가로 반사 포토리소그래피 마스크의 전면의 표면 불균일 데이터를 결정하도록 구성될 수 있고, 컴퓨팅 유닛은 또한 패턴 요소의 배치를 계산하기 위해 전면의 결정된 표면 불균일 데이터를 고려하도록 구성될 수 있다.
적어도 하나의 제 1 수단 및/또는 적어도 하나의 제 2 수단은 반사 포토리소그래피 마스크 및/또는 마운트의 후면, 전면의 표면 불균일 데이터 및 또한 하나 이상의 외부 측정 장치에서 패턴 요소의 배치의 표면 불균일 데이터를 획득하도록 구성될 수 있다. 적어도 하나의 제1 수단 및/또는 적어도 하나의 제2 수단은 반사 포토리소그래피 마스크 및/또는 마운트의 후면, 전면의 표면 불균일 데이터 및 또한 패턴 요소의 배치를 메모리로부터 취할 수 있다.
제1 예시적인 실시예에서, 본 출원에서 규정된 장치는 장치가 측정 데이터, 예를 들어 반사 포토리소그래피 마스크 및/또는 표면의 후면 및/또는 전면의 표면 불균일 데이터 및/또는 반사 포토리소그래피 마스크의 마운트의 불균일 데이터를 하나 이상의 외부 측정 장치로부터 획득할 수 있는 인터페이스를 포함할 수 있다. 인터페이스는 유선 또는 무선 인터페이스를 포함할 수 있다. 또한, 장치는 추가 외부 측정 장치로부터 패턴 요소의 배치를 설명하는 측정 데이터를 얻을 수 있다.
반사 포토리소그래피 마스크의 마운트는 척을 포함할 수 있다. 척은 진공 척(VC) 또는 정전 척(ESC)을 포함할 수 있다. 마운트는 반사 포토리소그래피 마스크를 홀딩하기 위한 표면을 가질 수 있다. 반사 포토리소그래피 마스크를 홀딩하거나 고정하기 위한 표면은 평평한 표면을 포함할 수 있다. 반사 포토리소그래피 마스크를 홀딩하기 위한 표면은 불균일을 가질 수 있다. 마운트 표면의 불균일은 로컬 불균일을 포함할 수 있다. 로컬 불균일은 0.1 nm 내지 20nm 범위에서 마운트의 평균 표면에 대한 편차를 가질 수 있다.
측정 환경에서 EUV 마스크는 두 가지 다른 방식으로 홀딩되거나 고정될 수 있다. 첫째, EUV 마스크를 3점 마운트에 장착할 수 있고, 둘째, EUV 마스크를 측정 환경에서 척의 도움으로 고정할 수 있다.
적어도 하나의 제1 수단은 작동 환경에 해당하지 않는 환경에서 표면 불균일 데이터를 확인하도록 구성된 제1 측정 유닛을 포함할 수 있다.
작동 환경에서 반사 포토마스크는 일반적으로 정전 척을 사용하여 제자리에 고정된다. 이 배열에서, 반사 포토리소그래피 마스크의 후면 불균일을 직접적으로 결정하는 것은 불가능하다.
적어도 하나의 제1 수단은 마운트의 표면 불균일 데이터를 결정하도록 구성된 적어도 하나의 제3 측정 유닛을 포함할 수 있다. 적어도 하나의 제3 측정 유닛은 프로파일로미터(profilometer)를 포함할 수 있다. 프로파일로미터는 촉각적 또는 광학적 방법을 사용할 수 있다. 프로파일로미터는 공초점 기술, 레이저 프로파일로메트리 및 백색광 간섭계 그룹에서 하나 이상의 기술을 사용할 수 있다. 마운트의 표면 불균일 데이터를 결정하기 위한 적어도 하나의 제3 측정 유닛은 간섭계를 포함할 수 있다.
적어도 하나의 제2 수단은 작동 환경에 해당하지 않는 환경에서 패턴 요소의 배치 데이터를 확인하도록 구성된 제2 측정 유닛을 포함할 수 있다.
위에서 이미 설명했듯이 작동 환경의 반사 마스크는 정전 척에 의해 표준 위치에 홀딩된다. 대조적으로, 마스크 생산 공정의 일부 동안 반사 마스크는 중력의 작용에 의해 일반적으로 3점 마운트에 고정된다.
제2 측정 장치는 반사 포토리소그래피 마스크의 패턴 요소의 좌표를 결정하도록 구성될 수 있다.
제2 측정 유닛은 작동 환경에 적어도 부분적으로 해당하는 환경에서 패턴 요소의 배치 데이터를 확인하도록 구성될 수 있다.
제2 측정 유닛은 그 작동 환경에서 반사 마스크의 고정에 실질적으로 해당하는 방식으로 반사 포토리소그래피 마스크를 고정하는 척을 가질 수 있다. 또한, 제2 측정 유닛은 반사 포토리소그래피 마스크의 작동 환경의 하나 이상의 추가 파라미터를 시뮬레이션하도록 구성될 수 있다. 작동 환경의 추가 파라미터는 작동 환경의 온도, 기압 및/또는 공기 습도일 수 있다. 사용 환경이 진공 환경에 해당하는 경우, 기압 및 공기 습도는 진공 환경의 잔류 잔압 및 잔류 습도와 관련이 있다.
여기 및 이 설명의 다른 곳에서 "실질적으로"라는 표현은 선행 기술에 따른 측정 기기가 측정 변수를 결정하는 데 사용되는 경우 기존의 측정 오차 내에서 측정 변수의 표시를 나타낸다.
반사 포토리소그래피 마스크의 패턴 요소들의 배치를 결정하기 위한 장치의 적어도 하나의 제2 수단은 반사 포토리소그래피 마스크의 전면의 표면 불균일 데이터를 결정하도록 구성될 수 있다. 적어도 하나의 제2 수단은 작동 환경에 해당하지 않는 환경에서 반사 포토리소그래피 마스크의 전면의 표면 불균일 데이터를 확인하도록 구성된 제4 측정 유닛을 포함할 수 있다. 제4 측정 유닛은 작동 환경에 해당하는 환경에서 전면의 표면 불균일 데이터를 확인하도록 구성될 수 있다. 제1 측정 유닛은 제4 측정 유닛을 포함할 수 있다. 또한, 제2 측정 유닛은 제4 측정 유닛을 포함할 수 있다.
컴퓨팅 유닛은 표면 불균일 데이터를 결정하고 배치 데이터를 결정하기 위해 후면, 전면 및/또는 마운트의 획득된 표면 불균일 데이터 및 획득된 배치 데이터를 변환하도록 구성될 수 있다.
후면 및/또는 전면의 표면 불균일 데이터와 배치 데이터가 다른 단위 또는 다른 측정 단위로 확인되는 경우 두 계측 도구의 측정 데이터를 서로에 대해 정확하게 변환해야 한다.
컴퓨팅 유닛은 작동 환경에서 반사 포토리소그래피 마스크의 마운트에 대한 패턴 요소의 배치를 결정하도록 구성될 수 있다.
컴퓨팅 유닛은 작동 환경에서 설계 데이터에 대한 패턴 요소의 배치의 적어도 하나의 편차를 결정하도록 구성될 수 있다.
컴퓨팅 유닛은 또한 패턴 요소의 배치의 적어도 하나의 편차 및/또는 결정된 표면 불균일 데이터로부터 적어도 하나의 편차 및/또는 후면 표면 불균일을 보정하는 픽셀의 적어도 하나의 배열을 결정하도록 구성될 수 있다.
따라서, 전술한 장치의 일 실시예는 하나 이상의 패턴 요소의 표적화된 측방향 변위에 의해 설계에 의해 미리 규정된 배치에 대한 반사 포토리소그래피 마스크의 패턴 요소의 배치의 결정된 편차를 보정하는 데 사용될 수 있다. 마스크가 이 환경에서 사용되기 때문에 보정을 마스크의 작동 환경과 연관시키는 것이 여기서 유리한다. 대안적으로 또는 추가적으로, 하나 이상의 픽셀 배열을 마스크 기판에 도입하거나 기록함으로써 결정된 후면 표면 불균일을 보상하는 것이 가능하다.
컴퓨팅 유닛은 작동 환경에서 반사 포토리소그래피 마스크의 마운트의 표면에 대한 패턴 요소의 배치를 결정하도록 구성될 수 있다. 작동 환경에서 반사 포토리소그래피 마스크의 마운트는 정전 척을 포함할 수 있다.
컴퓨팅 유닛은 작동 환경에서 이상적으로 평평한 것으로 가정되는 표면을 갖는 정전 척에 대한 반사 포토리소그래피 마스크의 패턴 요소의 배치를 결정하도록 구성될 수 있다.
마스크가 정전 척 또는 진공 척에 고정된 경우, 척은 반사 마스크에 마스크의 후면이 실질적으로 척의 표면 상에서 전체 영역에 걸쳐 지탱할 수 있는 크기의 힘을 가할 수 있다고 가정한다. 이는 반사 마스크가 척에 고정된 경우 척의 표면 불균일에 의해 마스크의 후면 불균일이 은폐되거나 제거됨을 의미한다.
위에서 설명한 바와 같이, 반사 마스크는 측정 환경에서 예를 들어 3점 마운트 또는 척에 의해 홀딩될 수 있다. 반사 포토리소그래피 마스크를 고정하거나 고정하는 척의 표면은 완벽하게 평평하지 않다. 척 표면의 불균일은 마스크를 통해 적어도 감쇠된 형태로 전파되고 EUV 마스크의 전면에 장착된 패턴 요소의 배치 변경으로 이어진다.
마찬가지로 위에서 이미 설명된 바와 같이, 반사 포토리소그래피 마스크는 작동 동안, 즉 작동 환경, 즉 리소그래피 장치의 노광 시스템에서 정전 척에 의해 일반적으로 홀딩된다. 작동 환경에서 반사 포토리소그래피 마스크의 고정은 종종 이상적으로 평평한 것으로 가정되는 ESC의 표면과 관련된다. 반사 마스크가 VC 또는 ESC의 도움으로 측정 환경에 고정된 경우 위에 지정된 장치는 확인된 배치 데이터를 작동 환경에서 이상적으로 평면이라고 가정되는 ESC의 해당 표면으로 변환한다. 이는 측정 환경에서 척의 기존 표면 불균일이 이상적으로 평평하다고 가정되는 작동 환경에서 사용되는 ESC의 표면에 대해 계산적으로 보정됨을 의미한다.
마운트의 후면, 전면 및/또는 배치 데이터의 표면 불균일 데이터를 결정하는 것은 외부 장치로부터 이러한 데이터를 얻는 것을 포함할 수 있고 그리고/또는 장치의 하나 이상의 측정 유닛을 통해 후면, 전면 및/또는 마운트의 표면 불균일 데이터 및 배치 데이터를 확인하는 것을 포함할 수 있다.
패턴 요소의 배치를 결정하기 위한 장치는 전면과 후면이 교환되도록 반사 포토리소그래피 마스크를 위치시키도록 구성된 마스크 회전 유닛을 더 포함할 수 있다.
반사 포토마스크를 회전시키거나 뒤집을 때, 반사 마스크의 오염 또는 활성 영역의 결함 생성을 피하기 위해 상기 포토마스크가 특정 영역에서만 유지되도록 허용된다는 점을 고려해야 한다.
제1 측정 유닛 및/또는 제4 측정 유닛은 반사 포토리소그래피 마스크의 표면 불균일 데이터를 확인하도록 구성된 초점 시스템을 포함할 수 있다.
후면 및/또는 전면 불균일을 각각 결정하기 위해 반사 포토마스크의 후면 및/또는 전면에 광 빔을 집속시키면, 반사 마스크의 후면 및/또는 전면의 비교적 넓은 영역에 걸쳐 광선을 평균화하는 것은 발생하지 않기 때문에 높은 측면 해상도로 불균일을 확인할 수 있다. 마스크의 후면 및/또는 마스크 전면의 불균일을 결정할 때 정확도는 스캐닝 포인트의 측면 간격의 선택에 의해 설정될 수 있다.
제2 측정 유닛은 패턴 요소의 배치 데이터를 확인하도록 구성된 초점 시스템을 포함할 수 있다.
제2 측정 유닛은 반사 포토마스크의 후면 및/또는 전면의 표면 불균일 데이터 및 그 배치 데이터를 자동으로 확인하도록 구성될 수 있다.
반사 포토리소그래피 마스크는 후면의 전기 전도성 코팅을 가질 수 있다.
제1, 제2 및/또는 제4 측정 유닛의 초점 시스템은 후면, 전면의 불균일 데이터 및/또는 패턴 요소의 배치 데이터를 자동으로 확인하기 위한 자동 초점 시스템을 포함할 수 있다. 대안적인 실시예에서, 제1, 제2 및/또는 제4 측정 유닛은 초점 스택 측정에 의해 패턴 요소의 배치 데이터 및/또는 후면의 불균일 데이터, 전면의 불균일 데이터를 결정할 수 있다.
전기 전도성 코팅은 정전 척에 의해 작동 환경에서 반사 마스크를 장착하거나 고정하는 역할을 한다. 전기 전도성 코팅은 일반적으로 금속 또는 금속 합금을 포함한다. 반사 마스크 후면의 전기 전도성 코팅은 일반적으로 전자기 스펙트럼의 가시광선 또는 자외선 파장 범위의 광에 대한 미러 역할을 한다.
반사 포토리소그래피 마스크는 극자외선(EUV) 파장 범위용 포토리소그래피 마스크를 포함할 수 있다. 이때, EUV 범위 내에서 10nm 내지 15nm의 파장 범위를 사용하는 것이 바람직하다.
반사 포토리소그래피 마스크의 전면은 패턴 요소의 배치 데이터를 확인하는 데 사용되는 마크 또는 정렬 마크를 포함할 수 있다. 정렬 마크는 반사 마스크의 규칙적인 그리드 또는 불규칙한 그리드에 장착할 수 있다. 정렬 마크는 패턴 요소의 배치 데이터를 확인하기 위해 단독으로 또는 패턴 요소와 조합하여 사용할 수 있다. 그러나, 반사 포토리소그래피 마스크 상의 패턴 요소의 위치를 확인하기 위해 패턴 요소 자체를 독점적으로 사용하는 것도 가능하다.
제1 측정 유닛은 가시 파장 범위용 제1 광원 및/또는 심자외선 파장 범위용 제2 광원을 포함할 수 있다.
제2 측정 유닛은 가시 파장 범위용 제3 광원 및/또는 심자외선 파장 범위용 제4 광원을 포함할 수 있다.
제1, 제2, 제3 및/또는 제4 광원은 레이저 시스템 또는 램프, 예를 들어, LED(발광 다이오드)를 포함할 수 있다. 제1 및 제3 광원은 헬륨-네온 레이저를 포함할 수 있다. 제2 및 제4 광원은 아르곤 플루오라이드 레이저를 포함할 수 있다. 제1, 제2, 제3 및/또는 제4 광원은 0.1 내지 0.98, 바람직하게는 0.1 내지 0.95, 보다 바람직하게는 0.1 내지 0.92, 가장 바람직하게는 0.1 내지 0.9 범위의 개구수(NA)를 포함할 수 있다. 현재, 바람직하게는 0.1 내지 0.4 범위의 NA를 갖는 가시 파장 스펙트럼의 광원, 또는 심자외선(DUV) 파장 범위의 광원, 예를 들어, 193nm에서 방출하고 NA가 0.4에서 0.9 사이인 레이저 시스템이 사용된다.
제1 및/또는 제3 광원은 10nm 내지 15nm 범위의 파장을 포함할 수 있고 < 1 nm의 선폭을 가질 수 있다. 제1 및 제3 광원 또는 제2 및 제4 광원은 하나의 광원으로 구현될 수 있다.
사용되는 광원의 파장이 감소함에 따라 장치 또는 측정 장치의 분해 능력이 증가하기 때문에, 반사 마스크의 패턴 요소의 배치를 확인하고 반사 마스크의 후면 및/또는 전면의 표면 불균일을 확인하기 위해 가능한 가장 짧은 파장의 광자를 사용하는 것이 유리하다. 현재 EUV 광원의 가용성 부족으로 인해 반사 마스크의 화학 파장에서 작동하는 측정 장치의 사용이 여전히 크게 제한된다.
제1 측정 유닛은 적어도 하나의 제1 감지기를 포함할 수 있고, 제2 측정 유닛은 적어도 하나의 제2 감지기를 포함할 수 있다. 적어도 하나의 제1 감지기 및 적어도 하나의 제2 감지기는 CCD(Charged Coupled Device) 감지기를 포함할 수 있다.
제1 측정 유닛은 후면의 표면 불균일 데이터를 확인할 수 있고, 제2 측정 유닛은 반사 포토리소그래피 마스크의 위치를 변경하지 않고 패턴 요소의 배치 데이터를 확인할 수 있다. 또한, 제1 측정 유닛은 후면의 표면 불균일 데이터를 결정하고 제2 측정 유닛은 반사 포토리소그래피 마스크의 위치 또는 위치를 변경하지 않고 패턴 요소의 배치 데이터 및, 제4 측정 유닛으로서의 기능에서, 전면의 표면 불균일 데이터를 결정하는 것이 가능하다.
위에서 규정된 장치의 이러한 실시예는 측정 데이터가 간단한 방식으로 서로 관련될 수 있다는 이점이 있다. 또한, 이러한 실시예는 모든 측정이 반사 포토리소그래피 마스크의 동일한 장착 상태에서 수행될 수 있고 결과적으로 일부 잠재적인 오류 소스가 발생할 수 없기 때문에 유리하다.
컴퓨팅 유닛은 측정 환경에서 반사 포토리소그래피 마스크의 홀딩으로 인한 반사 포토리소그래피 마스크의 변형을 고려하도록 구성될 수 있다. 측정 환경에서 반사 포토리소그래피 마스크는 예를 들어 3점 마운트 또는 척에 의해 홀딩될 수 있다. 후면 및/또는 전면의 표면 불균일 데이터 및/또는 반사 포토리소그래피 마스크의 배치 데이터는 측정 환경에서 결정될 수 있다.
마스크의 3점 마운트의 경우, 고려 중인 마스크의 종류에 관계없이 포토마스크 고유의 무게 때문에 처짐이 발생한다. 이러한 현상은 당업계에서 "마스크 처짐(Mask Sagging)"으로 지칭된다. 투과형 포토마스크의 경우, 장치의 컴퓨팅 유닛은 3점 마운트의 경우 마스크의 처짐을 결정하기 위해 마스크 기판의 유한 요소 시뮬레이션을 수행할 수 있다. 반사 마스크의 경우 제2 측정 유닛은 마스크의 높이 프로파일을 결정할 수 있다. 제2 측정 유닛은 반사 마스크의 전면 및/또는 후면의 높이 프로파일을 확인할 수 있다. 또한, 제2 측정 유닛은 제4 측정 유닛으로서의 기능에서 반사 포토리소그래피 마스크의 전면의 불균일을 결정할 수 있다. 제1 측정 유닛은 마찬가지로 반사 마스크의 후면의 높이 프로파일을 확인하도록 구성될 수 있다.
반사 포토리소그래피 마스크가 VC 또는 ESC에 의해 고정되는 경우, 패턴 요소의 배치를 결정하기 위해 측정 환경에서 제1 또는 제2 측정 유닛을 사용하는 것이 가능하다.
제2 측정 유닛은 반사 마스크의 패턴 요소의 좌표, 즉 xy 좌표뿐만 아니라 그 높이 정보, 즉 z 좌표도 측정하는 것이 바람직하다. 확인된 3차원 측정 데이터 세트는 패턴 요소의 배치를 계산하기 위해 컴퓨팅 유닛에 의해 사용될 수 있다.
제2 측정 유닛은 패턴 요소의 좌표를 확인하는 과정과 동시에 반사 마스크의 높이 프로파일 또는 표면 윤곽을 결정하는 프로세스를 수행할 수 있다. 그러나 별도의 측정을 통해 높이 프로파일을 확인하는 프로세스를 제2 측정 유닛에서 수행하는 것도 가능하다. 높이 프로파일을 확인하고 선택적으로 반사 포토마스크의 전면 표면의 불균일을 결정하는 것은 장치에서 반사 포토리소그래피 마스크의 온도 조절 기간 동안 수행될 수 있다.
또한, 제2 측정 유닛은 배치 데이터를 확인하는 프로세스에서 반사 마스크의 높이 프로파일을 자동으로 부수적으로 측정하는 것이 가능하다. 배치 측정이 미리 규정된 정확도로 높이 프로파일을 결정하기에 충분한 측정 포인트를 포함하지 않는 경우, 반사 마스크의 표면 윤곽은 예를 들어 제2 측정 유닛에 의해 수행되는 초점 측정에 의해 별도의 측정에서 결정될 수 있다. 높이 프로파일의 개별 결정은 예를 들어 장치 또는 제2 측정 유닛에서 EUV 마스크의 온도 조절 단계 동안 수행될 수 있기 때문에 표면 윤곽을 결정해도 일반적으로 장치의 반사 마스크의 측정 시간이 길어지지 않는다.
제2 측정 유닛은 반사 포토리소그래피 마스크의 전면 상에 실질적으로 수직으로 조사하도록 구성될 수 있고, 제1 측정 유닛은 반사 포토리소그래피 마스크의 후면 상에 실질적으로 수직으로 조사하도록 구성될 수 있다.
위에 규정된 장치의 이 실시예는 패턴 요소의 배치를 확인하고 마스크의 위치 또는 장소를 변경하지 않고 반사 마스크의 후면 불균일을 확인하는 것을 가능하게 한다. 이것은 두 데이터 세트의 변환 또는 공통 평면 또는 공통 좌표계로의 변환을 용이하게 한다.
장치는 반사 포토리소그래피 마스크를 유지하기 위한 3점 마운트를 포함할 수 있다. 또한, 장치는 측정 환경에서 반사 포토리소그래피 마스크를 홀딩하기 위한 정전 척을 포함할 수 있다.
적어도 하나의 제1 수단은 또한 측정 환경에서 반사 포토리소그래피 마스크의 마운트의 표면 불균일 데이터를 수신하도록 구성될 수 있다.
컴퓨팅 유닛은 또한 작동 환경에서 패턴 요소의 배치를 계산할 때 측정 환경에서 반사 포토리소그래피 마스크의 마운트의 불균일 데이터를 고려하도록 구성될 수 있다.
컴퓨팅 유닛은 측정 환경에서 반사 마스크를 고정하거나 고정하는 ESC 또는 VC의 불균일 데이터를 얻을 수 있으며, 이는 반사 마스크의 작동 환경에서 패턴 요소의 배치를 계산할 목적으로 얻은 이러한 데이터를 결합하기 위한 것이다.
컴퓨팅 유닛은 배치 데이터를 확인하는 프로세스 동안 및/또는 후면 및/또는 전면의 표면 불균일 데이터를 확인하는 프로세스 동안 반사 포토리소그래피 마스크에 대한 중력 효과를 고려하도록 구성될 수 있다.
컴퓨팅 유닛은 유한 요소 시뮬레이션을 수행함으로써 반사 포토리소그래피 마스크에 대한 중력 효과를 결정하도록 구성될 수 있다.
내부 응력 외에도 중력의 영향은 위에서 규정한 장치에 3점 마운트하는 경우 반사 포토리소그래피 마스크의 변형에도 기여한다. 반사 마스크의 변형에 대한 개별 기여와 전체 변형 모두 반사 마스크의 선형 변형 범위 내에 있기 때문에 개별 기여는 서로 독립적으로 결정될 수 있고 효과 측면에서 서로 독립적으로 고려될 수 있다.
컴퓨팅 유닛은, 패턴 요소의 배치를 계산할 목적으로, 반사 포토리소그래피 마스크의 작동 환경에 해당하지 않는 측정 환경으로부터의 작동 환경으로의 전환 시에 반사 포토리소그래피 마스크의 중립 축의 위치 변화를 결정하도록 구성될 수 있다. 반사 포토리소그래피 마스크의 작동 환경에 해당하지 않는 측정 환경에서 반사 포토리소그래피 마스크는 3점 마운트으로 고정할 수 있다.
중립 축은 빔이나 플레이트와 같은 바디에서 압축 응력이 인장 응력으로 전환되는 평면을 나타낸다. 중립 축에는 힘이 없다. 포토마스크의 중립면은 마스크의 각 지점에서 x 및 y 방향의 그라디언트 또는 로컬 탄젠트(local tangent)로 설명할 수 있다.
중립축의 위치 변화는 3차원 배치 데이터를 기반으로 확인할 수 있다.
첫째, 포토리소그래피 마스크의 내부 응력의 변화는 반사 마스크 표면의 패턴 요소 위치의 변화로 이어진다. 둘째, 반사 마스크의 응력 상태의 변화는 높이 프로파일의 변화와 결과적으로 반사 마스크의 중립 축 위치의 변화로 나타난다. 따라서 표면 윤곽의 변화에서 중립축의 위치 변화를 추론할 수 있으며 이는 작동 환경에서 패턴 요소의 배치를 계산하는 데 사용할 수 있다.
3점 마운트의 경우 중립 축의 위치 변화를 결정하는 것은 작동 환경에 대한 측정 환경 또는 장치에서 반사 마스크의 배율 변화를 확인하는 것을 포함할 수 있다. 배율의 변화를 확인하는 것은 등방성 배율 인자를 결정하는 것을 포함할 수 있고 그리고/또는 장치에서 반사 마스크의 이방성 배율을 커버하는 적어도 2개의 배율 인자를 결정하는 것을 포함할 수 있다. 중립 축의 위치 변경을 결정하는 것은 장치의 컴퓨팅 장치에 의해 수행될 수 있다.
컴퓨팅 유닛은 패턴 요소의 배치를 계산할 때 후면 및/또는 전면의 획득 및 확인된 표면 불균일 데이터를 고려하도록 추가로 구성될 수 있다. 더욱이, 컴퓨팅 유닛은 패턴 요소의 배치를 계산할 때 획득되고 확인된 배치 데이터를 고려하도록 구성될 수 있다.
중립축의 위치 변화를 결정하는 단계는 상이한 유형의 반사 포토리소그래피 마스크의 중립축의 위치를 포함하는 데이터베이스로부터 중립축의 위치 변화를 판독하는 단계를 포함할 수 있다.
반사 포토리소그래피 마스크의 패턴 요소의 배치를 결정하기 위한 장치는 비휘발성 메모리를 포함할 수 있다. 다양한 유형의 반사 마스크에 대한 모델을 비휘발성 메모리에 저장할 수 있고, 상기 모델은 3점 마운트에서 반사 마스크 후면의 불균일이 작동 환경에서 반사 마스크의 패턴 요소 배치에 미치는 영향을 설명한다. 컴퓨팅 유닛은 반사 마스크의 패턴 요소의 배치를 계산하기 위해 저장된 모델을 사용할 수 있다.
반사 포토리소그래피 마스크의 패턴 요소의 배치를 결정하기 위한 장치는 장치에 존재하는 매질의 굴절률을 결정하기 위한 유닛을 더 포함할 수 있다. 상기 유닛은 예를 들어 Zerodur®로 구성된 에탈론을 포함할 수 있다. 굴절률 결정의 정밀도를 높이기 위해 재료 시효(material aging) 및/또는 압력 종속 압축의 결과로 인한 에탈론 길이의 변화를 계산적으로 고려할 수 있다. 재료 시효는 최대 0.15ppm/a(parts per million per year)이며 가능한 한 항상 고려해야 한다. 매질은 공기를 포함할 수 있다. 굴절률을 결정하기 위한 유닛은 적어도 하나의 간섭계를 포함할 수 있다.
또한, 장치는 픽셀의 적어도 하나의 배열을 반사 포토리소그래피 마스크의 기판 내로 도입하도록 구성된 레이저 시스템을 포함할 수 있다. 레이저 시스템은 피코초 범위에서 펨토초 범위까지의 지속 시간을 갖는 광 펄스를 생성하도록 구성될 수 있다. 또한, 레이저 시스템은 마스크 기판에서 미리 규정된 깊이에서 광빔의 초점을 배열하도록 구성된 포커싱 유닛을 포함할 수 있다. 더욱이, 레이저 시스템은 픽셀의 적어도 하나의 배열을 생성하기 위해 반사 포토리소그래피 마스크의 기판의 미리 규정된 위치로 레이저 시스템의 광 펄스를 지향시키도록 구성된 스캐닝 유닛을 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 반사 포토리소그래피 마스크의 패턴 요소의 작동 환경에서 의 배치를 결정하기 위한 방법은: (a) 상기 반사 포토리소그래피 마스크의 상기 작동 환경에 해당하지 않는 측정 환경에서의 상기 반사 포토리소그래피 마스크의 후면의 표면 불균일 데이터 및/또는 상기 반사 포토리소그래피 마스크의 마운트의 표면 불균일 데이터를 결정하는 단계; (b) 상기 측정 환경에서 패턴 요소의 배치 데이터를 결정하는 단계; 및 (c) 상기 후면의 그리고/또는 상기 마운트의 결정된 상기 표면 불균일 데이터 및 결정된 상기 배치 데이터로부터 상기 작동 환경에서의 상기 패턴 요소의 배치를 계산하는 단계를 포함한다.
표면 불균일 데이터를 결정하는 단계는 제 1 측정 유닛에 의해 표면 불균일 데이터를 확인하는 것을 포함할 수 있고, 배치 데이터를 결정하는 단계는 제 2 측정 유닛에 의해 패턴 요소들의 배치 데이터를 확인하는 단계를 포함할 수 있고, 표면 불균일 데이터 및 배치 데이터는 일반적인 측정 프로세스에서 확인할 수 있다.
표면 불균일 데이터를 결정하는 단계는 반사 포토리소그래피 마스크의 후면 및/또는 전면의 표면 불균일 데이터를 확인하는 단계를 포함할 수 있다.
표면 불균일 데이터를 결정하는 단계는 반사 포토리소그래피 마스크의 온도 조절 단(phase)에서 수행될 수 있다. 반사 포토리소그래피 마스크의 온도 조절 단은 상기 규정된 장치에서 영향을 받을 수 있다. 반사 포토리소그래피 마스크의 온도 조절 단은 상기 규정된 장치의 제1 측정 유닛 및/또는 제2 측정 유닛에서 영향을 받을 수 있다.
표면 불균일 데이터를 결정하는 단계 및 배치 데이터를 결정하는 단계는 반사 포토리소그래피 마스크의 위치를 변경하지 않고 수행될 수 있다.
반사 포토리소그래피 마스크의 패턴 요소들의 배치를 결정하기 위한 방법은 반사 포토리소그래피 마스크의 전면의 표면 불균일 데이터를 결정하는 단계를 더 포함할 수 있다.
추가로, 반사 포토리소그래피 마스크의 패턴 요소의 배치를 결정하기 위한 방법은: 작동 환경에서의, 패턴 요소의 배치의 적어도 하나의 편차 및/또는 후면 표면 불균일을 보정하는 픽셀들의 적어도 하나의 배열을 반사 포토리소그래피 마스크의 기판 내에 도입하는 단계를 포함할 수 있다.
컴퓨터 프로그램은 컴퓨터 시스템에 의해 실행될 때 컴퓨터 시스템으로 하여금 전술한 측면들 중 하나에 따른 방법을 수행하게 하는 명령들을 포함할 수 있다.
다음의 상세한 설명은 도면을 참조하여 본 발명의 현재 바람직한 예시적인 실시예를 설명한다.
도 1은 상부 부분 이미지에서 종래 기술에 따른 종래의 투과형 포토리소그래피 마스크를 통한 단면을 개략적으로 도시하며, 상기 마스크는 3개의 반구에 장착되고, 하부 부분 이미지에서는 상부 부분으로부터의 포토리소그래피 마스크를 나타내며, 그 중력 효과로 인한 처짐이 보정되었다.
도 2는 3점 마운트에서 투과형 포토리소그래피 마스크의 처짐 또는 표면 변형을 나타낸다.
도 3은 극자외선(EUV) 파장 범위용 이상적인 반사 포토리소그래피 마스크를 통한 단면을 개략적으로 도시한다.
도 4는 상부 부분 이미지에서 3점 마운트에 의해 고정된 실제 반사 마스크의 단면을 개략적으로 나타내고 하부 부분 이미지에서 정전 척에 장착된 상부 부분 이미지의 반사 마스크를 도시한다.
도 5는 종래 기술로부터, 도 4의 상부 부분 이미지로부터 곡선형 EUV 마스크의 면외 왜곡(OPD)을 개략적으로 설명한다.
도 6은 종래 기술로부터, 도 4의 상부 부분 이미지로부터 곡선형 EUV 마스크의 평면 내 왜곡(IPD)을 개략적으로 규정한다.
도 7은 종래 기술로부터, 도 4의 상부 부분 이미지로부터 EUV 마스크를 재현하며, 여기서 마스크의 곡률을 특징짓는 일부 변수가 추가로 표시된다.
도 8은 종래 기술로부터, 도 7의 EUV 마스크를 재현하며, 상기 마스크는 정전 척에 의해 홀딩된다.
도 9는 상부 부분 이미지에서 표면이 불균일을 갖는 척에 의해 유지되는 반사 포토마스크를 통한 단면을 개략적으로 도시하고, 하부 부분 이미지에서 표면이 이상적으로 평탄하다고 가정되는 정전 척에 의한 고정을 재현한다.
도 10은 포토리소그래피 마스크의 패턴 요소의 배치를 결정하기 위한 장치의 일부 구성요소를 통한 개략 단면도를 나타낸다.
도 11은 포토리소그래피 마스크, 특히 EUV 마스크의 후면 불균일을 측정하기 위한 제1 측정 유닛을 통한 개략적인 단면도를 재현한다.
도 12는 포토리소그래피 마스크, 특히 EUV 마스크의 패턴 요소의 배치를 측정하기 위한 제2 측정 유닛을 통한 개략적인 단면도를 도시한다.
도 13은 패턴 요소의 배치 및 마스크 후면의 불균일 모두를 측정할 수 있는 제2 측정 유닛의 제2 예시적인 실시예를 도시한다.
도 14는 도 11의 제1 측정 유닛과 도 12의 제2 측정 유닛을 결합하는 결합 장치를 도시한다.
도 15는 측정 환경에서 반사 포토리소그래피 마스크의 마운트 표면의 불균일을 측정하기 위한 제3 측정 유닛을 통한 개략적인 단면도를 나타낸다.
도 16은 작동 환경에서 포토리소그래피 마스크, 특히 EUV 마스크의 패턴 요소의 배치를 결정하기 위한 방법의 흐름도를 도시한다.
극자외선(EUV) 파장 범위용 반사 포토리소그래피 마스크 - 그 패턴 요소는 흡수 재료를 포함함 - 에 기초한 본 발명에 따른 장치 및 방법의 현재 바람직한 실시예에 대한 설명이 아래에 제공된다. 그러나, 반사 포토리소그래피 마스크의 패턴 요소의 배치를 결정하기 위한 본 발명에 따른 장치는 아래에서 논의되는 예에 제한되지 않는다. 오히려, 상기 장치는 상이한 유형의 EUV 마스크의 패턴 요소의 배치를 결정하기 위해, 특히 예를 들어 위상-이동 EUV 마스크의 패턴 요소의 배치를 결정하기 위해 동일한 방식으로 사용될 수 있다. 또한 반사 포토마스크는 EUV 파장 범위에 제한되지 않는다. 더욱이, 본 발명에 따른 장치는 일반적으로 반사 포토마스크의 작동 환경에서 패턴 요소의 배치를 결정하는 데 사용될 수 있으며, 여기서 배치는 작동 환경에 해당하지 않는 환경에서 결정된다. 마지막으로, 본 발명에 따른 장치 및 본 발명에 따른 방법은 모든 유형의 통상적인 투과형 포토마스크의 배치를 결정하는데 적합하다.
상부 부분 이미지(105)에서, 도 1은 종래 기술에 따른 종래의 투과형 포토마스크(100)를 통한 개략적인 단면도를 도시한다. 포토마스크(100)는 예를 들어 석영으로 구성된 투과성 기판(105), 및 마스크(100)의 전면(110)에 배열된 흡수성 패턴 요소(115, 120)를 포함한다. 일반적으로, 투과성 포토마스크(100)의 기판(105)은 6.35mm의 두께를 갖는다. 종래의 포토마스크(100)는 종종 152mm x 152mm의 측면 치수(즉, 마스크 평면의 치수)를 갖는다. 바람직하게는, 현재 웨이퍼(포토마스크(100)의 활성 영역) 상에 패턴 요소(115, 120)를 이미징하기 위해 최대 142mm x 142mm의 영역이 사용된다. 패턴 요소(115, 120)는 이 영역 내에 배열된다.
투과형 포토마스크(100)는 패턴 요소(115, 120)의 생산 동안 그리고 생산된 패턴 요소(115, 120)의 위치를 측정하는 동안 3개의 구 또는 반구에 점 모양으로 장착되는 경우가 많다. 도 1의 상부 부분 이미지(105)는 3개의 반구 또는 정지 구(145) 중 2개를 통한 단면. 3개의 반구 또는 휴지 구(resting sphere)(145)는 포토마스크(100)를 고정하는 3점 마운트(140)의 일부이다. 일반적으로 3점 마운트(140)는 이의 생산 동안 그리고 생산된 포토마스크(100)의 측정 동안 사용되므로 측정 환경(150)에 대응한다. 둘째, 투과형 마스크(100)는 스캐너에서 작동하는 동안 3점 마운팅 또는 3점 마운트(140)에 의해 홀딩되고, 즉, 3점 마운트(140)는 투과형 마스크(100)의 작동 환경에서도 마찬가지로 사용된다. 파선 화살표(155 및 160)는 포토마스크(100)에 대한 화학적 조사선(actinic radiation)의 입사를 예시한다. 흡수 패턴 요소(115, 120)에 입사하는 조사선(155)이 흡수된다. 마스크(100)의 기판(105)에 입사된 조사선(160)은 기판(105) 또는 마스크(100)를 관통하고 실질적으로 감쇠되지 않고 그 후면(125)을 떠난다.
마스크(100)의 후면(125) 부근에서 점선(130)으로 나타낸 바와 같이, 포토마스크(100)는 중력의 영향으로 인한 그 질량으로 인해 마스크(100)의 제조 동안, 패턴 요소(115, 120)의 측정 동안 그리고 마스크(100)의 동작 동안 구부러진다. 3점 마운트에서의 마스크의 처짐은 당업계에서 "마스크 처짐(mask sagging)"으로 지칭된다. 포토마스크(100)의 벤딩은 기판(105)의 벤딩 또는 곡률이 없는 마스크(100)에 비해 패턴 요소(115, 120)의 위치를 약간 변화시킨다. 도 1의 하부 부분 이미지(195)는 상부 부분 이미지(105)로부터의 포토마스크(100)를 나타내며 그 기판(105)은 평면이다. 하부 부분 이미지(195)로부터 포토마스크(100)의 패턴 요소(115, 120)는 도 1의 상부 부분 이미지(105)에 예시된 포토마스크(100)와 비교하여 작은 측면 변위를 갖는다.
도 1의 수직 화살표(170)는 포토마스크(100)의 기판(105)의 유한 요소 시뮬레이션(180)을 상징한다. 도 1의 상부 부분 이미지(105)에 예시된 포토마스크(100)의 3점 마운트(140)의 포토마스크(100)의 기판(105) 상의 중력의 효과를 결정하기 위해 포토마스크(100)의 기판(105)의 유한 요소 시뮬레이션(180)이 수행된다. 동시에, 유한 요소 시뮬레이션(180)이 상부 부분 이미지(105)에서 측정된 패턴 요소(115, 120)에 기초하여 마스크의 평평한 전면(110) 상의 패턴 요소(115, 120)의 위치를 확인하도록 사용된다. 마스크(100)의 처짐의 보정의 결과로, 패턴 요소(115, 120)의 배치는 마스크(100)의 평평한 기판(105)에 관련된다.
유한 요소 시뮬레이션(180)을 수행할 때, 종래의 포토마스크(100)는 그 기판(105)에 의해 양호한 근사치로 대체될 수 있다.
도 2의 다이어그램(200)은 3점 마운트(140)에서 투과형 마스크의 측정된 처짐 및 표면 변형을 재현한다. 3개의 베어링 지점과 관련하여 투과형 마스크는 약 1㎛ 영역에서 처짐을 갖는다. 도 12의 맥락에서 설명된 제2 측정 유닛은 마스크의 높이 프로파일 또는 표면 윤곽을 측정하기 위해 사용될 수 있다.
도 3은 EUV 파장 범위용 이상적인 흡수 반사 마스크(300)의 단면을 개략적으로 나타낸다. EUV 파장 범위용 반사 마스크는 아래에서 EUV 마스크 또는 EUV 포토마스크라고도 한다. 예시적인 이상적인 EUV 마스크(300)는 13.5nm 영역의 노광 파장을 위해 설계된다. EUV 마스크(300)는 예를 들어 석영과 같이 열팽창 계수가 낮은 재료로 이루어진 기판(310)을 갖는다. 다른 유전체, 유리 재료 또는 반도체 재료는 마찬가지로 예를 들어 ZERODUR®, ULE® 또는 CLEARCERAM®과 같은 EUV 마스크(300)용 기판(310)으로서 사용될 수 있다. EUV 마스크(300)의 기판(310)의 후면(312) 또는 후면(315)은 EUV 마스크(300)의 제조 동안 그리고 리소그래피 장치의 스테퍼에서의 작동 동안 기판(310)을 홀딩하는 역할을 한다. 바람직하게는, 정전 척(ESC) 상에 기판(310)을 유지하기 위한 얇은 전기 전도성 층(320)이 기판(310)의 후면(312)에 적용된다. 척은 도 3에 도시되지 않는다.
20 내지 80 쌍의 교번하는 몰리브덴(Mo)(330) 및 실리콘(Si) 층(335)을 포함하는 다층 필름 또는 다층 구조(370)는 아래에서 MoSi 층으로도 지칭되며, 기판(310)의 전면(322) 상에 퇴적된다. 다층 구조(370)를 보호하기 위해, 예를 들어, 이산화규소로 만들어진 캡핑 층(340)이 최상부 실리콘 층(335)에 적용된다. 예를 들어, 루테늄(Ru)과 같은 다른 재료가 캡핑 층(340)을 형성하기 위해 마찬가지로 사용될 수 있다. 몰리브덴 대신에, 예를 들어 MoSi 층용으로, 코발트(Co), 니켈(Ni), 텅스텐(W), 레늄(Re), 지르코늄(Zn) 또는 이리듐(Ir)과 같이 높은 질량 수를 갖는 다른 요소로 구성되는 층을 사용할 수 있다. 다층 구조(370)의 퇴적은 예를 들어 이온 빔 퇴적(IBD)에 의해 수행될 수 있다.
기판(310), 다층 구조(370) 및 캡핑 층(340)은 이하에서 마스크 블랭크(375)로도 지칭된다. 그러나, EUV 마스크(300)의 모든 층을 갖되, 전체 영역 흡수체 층(360)의 구조화는 갖지 않는 구조는 또한 마스크 블랭크(375)로 지칭될 수 있다.
마스크 블랭크(375)로부터 EUV 마스크(300)를 생성하기 위해, 버퍼층(345)이 캡핑층(340) 상에 퇴적된다. 가능한 버퍼층 재료는 석영(SiO2), 실리콘 산소 질화물(SiON), Ru, 크롬(Cr) 및 /또는 크롬 질화물(CrN)이다. 흡수층(350)은 버퍼층(345) 상에 퇴적된다. 흡수층(350)에 적합한 재료는 특히 Cr, 티타늄 질화물(TiN) 및/또는 탄탈륨 질화물(TaN)이다. 예를 들어, 탄탈륨 산질화물(TaON)로 만들어진 반사 방지층(355)이 흡수층(350) 상에 적용될 수 있다.
흡수층(350)은, 예를 들어 전자빔 또는 레이저빔의 도움으로 전체 영역 흡수층(360)으로부터 흡수 패턴 요소(350)의 구조가 생성되도록 구성된다. 버퍼층(345)은 흡수체 층(360)을 구조화할 때, 즉 패턴 요소(350)를 생성할 때 다층 구조(370)를 보호하는 역할을 한다.
EUV 광자(380)는 EUV 마스크(300)에 입사된다. 입사된 EUV 광자(380)는 패턴 요소(350)의 영역에서 흡수되고 EUV 광자(380)의 적어도 대부분은 흡수 패턴 요소(350)로부터 자유로운 영역에서 다층 구조(370)에 의해 반사된다.
다층 구조(370)는 예를 들어 몰리브덴 층(330) 및 실리콘 층(335)의 층 두께가 미리 결정된 입사각에서 다층 구조(370) 상에 입사하는 EUV 광자(380)에 대한 화학적 파장의 λ/2의 광학적 두께에 해당하는 방식으로 설계되어야 한다. 이 조건에서 벗어나면 브래그 반사 조건이 로컬으로 위반되어 EUV 파장 범위에서 로컬으로 반사된 광이 변경된다. 매우 작은 파장 때문에, EUV 범위는 다층 구조(370)의 개별 층의 균일성과 다층 구조(370) 상의 패턴 요소(350)의 배치를 상당히 요한다.
도 3은 이상적인 EUV 마스크(300)를 도시한다. 도 4의 상부 부분 이미지(405)의 EUV 마스크(400)는 실제 EUV 마스크(400)를 통한 단면을 개략적으로 도시한다. EUV 마스크(400)는 3점 마운트(140)의 두 반구(145)에 장착된다. 3점 마운트(140)는 EUV 마스크(400)의 측정 환경(150)의 일부이며, 후자는 적어도 부분적으로 생성되고 측정되며 상기 마스크의 작동 환경에 해당하지 않는다. 3점 마운트부(140) 외에, 측정 환경(150)은 주변 조건, 예를 들어 미리 규정된 온도, 미리 규정된 기압 및 미리 규정된 공기 습도를 규정한다.
도 3의 이상적인 EUV 마스크(300)와 달리, 도 4의 측정 환경(150)의 실제 EUV 마스크(400)는 전역(global) 곡률(410)을 갖는다. 전역 마스크 곡률(410), 벤딩 또는 플렉싱(flexing)은 "마스크 보우(mask bow)"로서 당업계에서 지칭된다. 높이 프로파일의 최대 높이 차이는 당업계에서 피크 투 밸리(peak to valley)를 나타내는 PV로 표시된다. 다층 구조(370) 및 패턴 요소(350)가 적용된 기판 전면(325)의 전역 곡률 또는 벤딩(410)은 도 4에 도시된 예에서 볼록한 형상을 갖는다. 내부 응력은 EUV 마스크(400)에서 발생하고, 특히 기판(310)에서, 대략 200℃의 온도에서 기판(310) 상의 다층 구조(370)의 퇴적의 결과로서 발생한다. 다층 구조(370) 및 기판(310)의 재료의 상이한 팽창 계수는 이러한 재료 조합의 냉각 프로세스 동안 기판(310)과 다층 구조(370)의 조합에서 내부 응력의 축적을 초래한다. 3점 마운트(140)에는 EUV 마스크(400)의 내부 응력에 의한 곡률(410)과 3점 마운트(140)의 마스크 고유 중량에 의한 변형이 조합되어 있다. 도 4의 상부 부분 이미지(405)에서 설명된 예시에서 중력은 내부 응력에 의해 생성된 곡률에 대응한다.
흡수체 층(360)을 퇴적하고, 패턴 요소(350)를 구조화하고, EUV 마스크(400)의 개별 노출 필드의 경계에서 흑색 경계를 생성하는 것은 마찬가지로 EUV 포토마스크(400)에서 내부 응력 또는 마스크 생산 공정 동안 내부의 변화에 기여한다. 또한, 얇은 전체 영역의 전기 전도성 후면층(320)은 포토리소그래피 마스크(400)의 내부 응력에 기여한다. 도 3의 전도성 후면층(320)은 명확성을 위해 도 4에서 숨겨졌다. 통상적으로, EUV 마스크(400)의 내부 응력에 대한 가장 큰 기여는 다층 구조(370)의 다수의 MoSi 층(330, 335)으로부터 기인한다. 흡수하는 EUV 마스크(400)의 내부 응력은 통상적으로 100 MPa 내지 5 GPa의 범위, 특히 300 MPa 내지 500 MPa의 범위에 속한다.
EUV 마스크(400)의 전역 곡률(410) 외에, EUV 마스크(400)의 후면(315)은 평균 곡률(410)에 대한 불균일(420)을 갖는다. EUV 마스크(400)의 후면 표면(315)의 불균일(420)은 설명을 위해 도 4에서 상당히 과장되어 도시된다. EUV 마스크(400)의 불균일(420)은 완벽하게 평면이 되도록 연마되지 않은 EUV 마스크(400)의 기판(310)의 후면(312)에서 기인할 수 있다. 기판(310)의 불균일(420)은 얇은 후면 전기 전도성 층(320)에 의해 평활화되거나 그렇지 않으면 증폭될 수 있다. 평균 후면 표면으로부터 후면 표면(315)의 로컬 편차는 두 자릿수 나노미터 범위일 수 있다.
EUV 마스크(400)의 패턴 요소(350)의 배치, 즉 위치는 도 4의 상부 부분 이미지(405)의 측정 환경(150)에서 측정된다. 도 4의 상부 부분 이미지(405)에 도시된 예시적인 측정 환경(150)에서, 중력(gravitational force) 또는 만유 인력(gravitation)은 곡선형 EUV 마스크(400)의 3점 마운트(140)로 인한 EUV 마스크(400)의 곡률(410)에 대응한다. 측정 환경(150)에서 결정된 측정 데이터, 예를 들어 측정 환경(150)의 상기 언급된 주변 조건 및/또는 패턴 요소(350)의 배치 데이터는 이어서 EUV 마스크(300)의 작동 환경(450)으로 전환되도록 의도된다.
도 4의 하부 부분 이미지(495)는 작동 환경(450)에서 상부 부분 이미지(405)로부터의 EUV 마스크(400)를 도시한다. 작동 환경(450)에서, EUV 마스크(400)는 정전 척(430)에 의해 고정된다. 화살표(490)는 EUV 마스크(400)의 측정 환경(150)에서 그 작동 환경(450)으로의 전환을 예시한다. 아래에서는 정전 척(430)의 표면(460)이 실질적으로 평면인 것으로 가정된다. 또한, ESC(430)은, 후면이 실질적으로 전체 영역에 걸쳐서 ESC(430)의 표면(460) 상에 있도록 상기 마스크의 후면(315)을 변형하기에 충분한 힘을 EUV 마스크(400) 상에 가하는 것이 이하에서 가정된다. 이러한 전제 조건 하에서, ESC(430)는 EUV 마스크(400)의 전역 곡률(410)을 실질적으로 상쇄한다. 또한, ESC(430)의 정전기 인력은 EUV 마스크(400)의 후면(315)의 불균일(420)을 실질적으로 보상한다.
그러나, ESC(430)의 힘의 영향 하에, EUV 마스크(400)의 후면 불균일(420)은 마스크(400)를 통해 적어도 부분적으로 전파되고 EUV 마스크(400)의 전면(325)에 불균일(470)로 나타난다. 그러나, EUV 마스크(400)의 전면(325)의 로컬 불균일(470)은 EUV 마스크(400)의 패턴 요소(350)의 위치에 로컬 변화를 야기한다. 따라서, 본 출원은 EUV 마스크(400)의 패턴 요소(350)의 그 작동 환경(450)에서의 배치를 결정할 때 EUV 마스크(400)의 후면(315)의 로컬 불균일(420)에 의해 유발되는, 패턴 요소(450)의 위치의 변화를 고려하는 문제를 다룬다.
EUV 마스크(400)가 3점 마운트(140)에 고정되는 측정 환경(150)에서의 EUV 마스크(400)의 제조와 측정, 그리고 마스크가 정전 척되는, 즉, 정전 척(430)에 의해 홀딩되는 작동 환경(450)에서의 작동과 관련된 일부 배경 문제가 도 5 내지 도 8을 참조하여 아래에서 논의될 것이다.
도 5는 반사된 EUV 조사선(550)의 빔 오프셋을 초래하는 곡선형 마스크 표면(325)의 제1 효과를 개략적으로 설명한다. 빔 오프셋(550)은 곡선형 EUV 마스크(400)의 높이 편차와 조합하여 EUV의 전면(325) 상의 화학 조사선의 비수직 입사에 의해 야기된다. 빔 오프셋은 도 4의 하부 부분 이미지(495)에 도시된 비곡선형 EUV 마스크(400)의 패턴 요소(350)의 위치와 상이한 위치에 대한 측정된 패턴 요소(350)의 변위를 야기한다. EUV 마스크(400)의 전역 곡률(410)의 결과로, x-방향, 즉, 마스크 평면에서의한 방향에서의 빔 오프셋(550)은 본 기술의 평면외 왜곡(OPD)으로 지칭된다. OPD는 이하의 공식으로 획득된다:
Figure pct00001
(1)
통상적으로, EUV 스캐너의 EUV 광(510)은 EUV 마스크(400)에 대한 법선에 대해 5° 내지 9°의 각도로 EUV 마스크(400)의 표면(325)에 입사된다. 도 5에 도시된 예에서,
Figure pct00002
의 각도를 선택했다. 도 5의 EUV 마스크는 전역 곡률(410)로 인해 EUV 마스크 영역에 걸쳐 높이 변화
Figure pct00003
가 있다. EUV 파장 범위용 스캐너의 투영 광학 장치는 종종 1/4에서 1/8 범위의 배율을 갖는다. 도 5의 예에서, 스캐너의 투영 광학 유닛은 EUV 마스크의 패턴 요소(350)를 4의 인수만큼 감소시킨다.
패턴 요소(350)의 측정된 배치에 대한 로컬으로 곡선형 마스크 표면(325)의 제2 효과는 도 6을 참조하여 개략적으로 설명된다. 도 6의 상부 부분 이미지(605)는 도 5로부터의 곡선형 EUV 마스크를 개략적으로 나타낸다. EUV 마스크 표면의 로컬 곡률은 탄젠트
Figure pct00004
으로 설명된다. 탄젠트는 마찬가지로 식
Figure pct00005
에 따라 각도 α로 표현될 수 있다.
곡선형 EUV 마스크의 파선(610)은 도 6의 부분 이미지(605 및 695) 모두에서 EUV 마스크의 중립 축(610)을 도시한다. 중립 축(610)은, 바디가 부하의 대상이 되는 경우, 압축 응력이 인장 응력으로 전환되는 바디의 영역을 설명한다. 도 6의 EUV 마스크에서, 파선(610) 위의 부분은 인장 응력 하에 있으며 파선 아래의 부분은 압축 응력의 대상이 된다. EUV 마스크는 중립 축(610)의 2차원 평면에서 내부 변형이 없다.
도 6의 하부 부분 이미지(695)는 도 6의 상부 부분 이미지(605)로부터 곡선형 EUV 마스크로부터의 확대된 발췌를 나타낸다. EUV 마스크(400)의 곡률에 의해 야기되는, 중립 축(610)의 위치 변화와 표면(325) 상의 패턴 요소(350)의 변위 사이의 관계는 부분 이미지(695)를 참조하여 설명된다. EUV 마스크를 통한 교차 점선(620)은 중립 축(610)을 수직으로 교차하고 따라서 실질적으로 또한 직각으로 점녀 표면(325)과 후면 표면(315)을 교차한다. EUV 마스크의 전면 표면(325)에 대한 중립 축(610)의 교차점(630)에 대한 수직선은 길이
Figure pct00006
를 갖는다. 여기서
Figure pct00007
는 EUV 마스크의 두께를 설명한다. EUV 마스크의 기판은 일반적으로 위에서 설명한 대로 6.35mm의 두께를 갖다. 파라미터
Figure pct00008
는 중립 축(610)의 위치를 마스크 두께
Figure pct00009
의 분수(fraction)로 규정한다. 내부 변형이 없는 EUV 마스크의 경우, 예를 들어 도 3의 이상적인 EUV 마스크(300)는 0.5 값을 갖는다. 변형된 EUV 마스크(400)에 대해, 도 6의 하부 부분 이미지에 명시된 규정에 따른 파라미터
Figure pct00010
는 일반적으로
Figure pct00011
의 간격에 놓여있다.
x-방향에서 EUV 마스크(400) 또는 IPD(면내 왜곡)의 전면(325) 상의 패턴 요소(350)의 변위는 교차선(620)의 교차점(660)과 수직선
Figure pct00012
사이의 거리(650)에 의해 결정된다. 따라서 거리(650)는 EUV 마스크(400)의 로컬 곡률로 인해 패턴 요소(350)의 변위를 결정한다. 이는 웨이퍼에 관련한 IPDx에 대하여 이하를 산출한다:
Figure pct00013
(2)
여기서 M은 EUV 스캐너의 투영 광학 장치의 배율을 나타낸다. EUV 마스크(400)의 곡률로 인한 EUV 마스크(400)의 패턴 요소(350)의 변위(650)의 방향 및 크기는 로컬 곡률
Figure pct00014
, EUV 마스크의 두께
Figure pct00015
및 파라미터
Figure pct00016
에 의해 기술된중립 축(610)의 위치 변화에 비례하며 EUV 스테퍼의 투영 미러의 확대 또는 축소에 따라 스케일이 조정된다.
도 7은 도 4의 상부 부분 이미지(405)로부터 곡선형 EUV 마스크(400)를 다시 재현한다. 마스크(400)의 패턴 요소(350)는 명확성을 위해 도 7에서 숨겨졌다. 또한, 다이어그램(700)은 도 5 및 도 6의 논의 동안 도입된 변수의 일부를 도시한다. 파선 곡선(610)은 도 6에서와 같이 EUV 마스크(400)의 중립 축(610)을 나타낸다. 문자 T는 EUV 마스크(400)의 두께를 설명한다. 더 정확하게 말하면, T는 EUV 마스크(400)의 평균 두께를 식별한다. 변수 k·T는 EUV 마스크(400)의 중립 축(610)의 위치를 특성화한다. 각도
Figure pct00017
는 로컬 곡률을 설명한다. EUV 마스크의 경우, 전역 곡률(410)은 일반적으로 측정된 높이 프로파일에 대한 2차 다항 적합(fit)에 의해 결정된다.
Figure pct00018
(3).
도 8의 다이어그램(800)은 도 4의 하부 부분 이미지(495)를 개략적으로 재현하며, 여기서 EUV 마스크(400)는 정전 척(430)에 의해 미리 규정된 위치에 유지된다. 식 (3)에 의해, EUV 마스크(400)의 전역 곡률(410)은 EUV 마스크(400)가 정전 척(430) 상에 클램핑됨으로써 실질적으로 제거된다. 패턴 요소(350)는 결과적으로 변위된다. IPD 오류는 패턴 요소(350)의 변위와 마스크의 후면(315)과 마스크의 전면(325)의 평탄도로 인한 잔류 로컬 기울기로 인해 발생한다:
로컬 기울기는 다음과 같이 규정할 수 있다:
Figure pct00019
(4)
여기서 Δx는 식 (3)에서 2차 적합의 그리드 지점 간격을 나타낸다. 로컬 기울기는 일반적으로 μrad로 표시된다. 대안적으로 선택한 그리드 간격을 곱한 로컬 기울기 표면 불균일을 규정할 수도 있다.
ESC(430)의 정전기적 인력의 결과로서, EUV 마스크(400)의 후면(315)이 변형되고, 결과적으로 후자가 실질적으로 전체 영역에 걸쳐 정전 척(430)의 표면(460)을 지지하게 된다. EUV 마스크(400)의 후면(315)의 불균일(420)은 기판(310) 및 다층 구조(370)의 강성 구조에 의해 EUV 마스크(400)의 전면(325)으로 적어도 부분적으로 전사된다. EUV 마스크(400)의 전면(325)의 결과적인 추가 불균일(420)은 EUV 마스크(400)의 전면(325) 상의 패턴 요소(350)의 변위를 초래한다. 패턴 요소(350)의 전체 변위(850)는 이미지 배치 오차(IPE)라고도 불린다. 이미지 배치 오류는 다음과 같이 설명된다:
Figure pct00020
(5)
여기서 변수는 상기 소개한 의미를 가지며
Figure pct00021
는 마스크 후면의 로컬 기울기(로컬 기울기후면)(315)을 나타낸다.
도 9의 상부 부분 이미지(905)는 측정 환경(150)에서 제2 실시예에서 반사 포토마스크(400)를 고정하기 위한 마운트(900)를 통한 개략 단면도를 나타낸다. 도 9의 예시적인 실시예에서, 마운트(900)는 척(900)의 형태로 구현된다. 척(900)은 진공 척(VC)의 형태로 또는 정전 척(ESC)으로서 구현될 수 있다. 반사 마스크(400)를 유지 또는 고정하도록 구성된 마운트(900)의 표면(910)은 불균일(920)을 가지며, 이는 예시를 위해 도 9에서 크게 과장되어 도시되어 있다. 척(900)의 표면(910)의 불균일(920)은 측정 유닛에 의해 표면 불균일 데이터(930)로서 결정될 수 있다. 이 측정 프로세스는 도 15와 관련하여 아래에 설명되어 있다.
척(900)의 표면(910)의 불균일(920)은 척(900)의 표면(910)의 폴리싱 프로세스로부터 기인할 수 있다. 폴리싱 프로세스는 두 자릿수 나노미터 범위의 잔류 불균일을 갖는 표면을 생성할 수 있다. 척(900)의 열 응력은 마찬가지로 표면(910)의 불균일(920)에 기여할 수 있다.
반사 포토리소그래피 마스크(400)는 측정 환경(150)에서 마운트(900)의 표면(910)에 고정된다. 반사 마스크(400)의 후면(315)의 표면 불균일(420)은 마운트의 표면(910)의 불균일(920)에 의해 은폐되거나 제거된다. 이는 도 8의 맥락에서 설명된 바와 같이 반사 마스크(400)의 내부 응력에도 마찬가지로 적용된다.
EUV 마스크(400)의 패턴 요소(350)의 배치, 즉 위치는 도 9의 상부 부분 이미지(905)의 측정 환경(150)에서 측정된다. 고정된 마스크(400)의 전면(325) 불균일(940)은 마찬가지로 도 4의 상부 부분 이미지(905)에 설명된 예시적인 측정 환경(150)에서 측정될 수 있다. 측정 환경(150)에서 결정된 측정 데이터, 예를 들어 패턴 요소(350)의 배치 데이터, 마스크(400)의 전면(325)의 측정된 불균일(940) 마스크(400) 및/또는 위에서 언급한 측정 환경(150)의 주변 조건은 EUV 마스크(400)의 작동 환경(450)으로 변환되도록 의도된다. 변환 프로세스는 도 9에서 화살표(990)로 예시된다. 마운트에 의한 마스크(400)의 변형은 마스크(400)의 선형 변형 범위에 놓인다. 따라서, 마운트(900)로부터 들어올려진 후, 반사 마스크(400)는 실질적으로 그 원래 형상을 다시 취한다.
도 9의 하부 부분 이미지(995)는 작동 환경(450)에서 상부 부분 이미지(905)로부터의 EUV 마스크(400)를 예시한다. EUV 마스크(400)는 작동 환경(450)에서 정전 척(430)에 의해 고정된다. 마운트(900)와 대조적으로, - 도 4의 논의에서 이미 설명된 바와 같이 - 정전 척(430)의 표면(460)이 실질적으로 평면이다. 또한, 이하에서 ESC(430)가 반사 마스크(400)의 후면(315)을 변형시키기에 충분한 힘을 EUV 마스크(400)에 가하여, 상기 후면이 실질적으로 전체 영역에 걸쳐 ESC(430)의 표면(460)을 지지하는 것으로 가정한다. 이러한 전제 조건 하에서, ESC(430)는 EUV 마스크(400)의 전역 곡률(410) 뿐만 아니라 후면 불균일을 실질적으로 보상한다.
그러나, 도 4의 맥락에서 이미 설명된 바와 같이, ESC(430)의 힘의 영향 하에서, EUV 마스크(400)의 후면 불균일(420)은 마스크(400)를 통해 적어도 감쇠된 형태로 전파되고 EUV 마스크(400)의 전면(325)에 불균일(940)로 나타난다. EUV 마스크(400)의 전면(325)의 로컬인 불균일(940)은 EUV 마스크(400)의 패턴 요소(350)의 위치에서 로컬인 변화를 초래한다. 본 발명은, 작동 환경(450)에서 EUV 마스크(400)의 패턴 요소(350)의 배치를 결정할 때, 패턴 요소(450)의 위치의 변화 - 상기 변화는 EUV 마스크(400)의 마운트(900)의 표면(910)의 로컬 불균일(920)에 의해 야기됨 - 를 고려한다.
이제 작동 환경(450)에서 EUV 마스크(400)의 패턴 요소(350)의 배치를 결정할 때 EUV 마스크(400)의 후면 불균일(420)을 고려할 수 있게 하는 장치의 다양한 실시예에 대한 설명이 제공될 것이다.
도 10은 작동 환경(450)에서 반사 포토리소그래피 마스크(400)의 패턴 요소(350)의 배치를 결정하기 위한 장치(1000)의 일부 구성요소를 통한 단면을 개략적으로 도시한다. 장치(1000)는 EUV 마스크(400)의 후면(315)의 표면 불균일 데이터(420) 및/또는 반사 포토리소그래피 마스크(400)의 마운트(900)의 표면 불균일 데이터(920)를 결정할 수 있는 제1 수단(1010)을 포함한다.
간단한 제1 실시예에서, 제1 수단(1010)은 인터페이스(1015)를 갖는다. 인터페이스(1015)는 무선 또는 유선일 수 있다. 인터페이스(1015)를 통해, 제1 수단(1010)은 도 10에 도시되지 않은 외부 제1 측정 장치 및/또는 외부 제3 측정 장치로부터 데이터를 획득한다. 데이터는, EUV 마스크(400)의 후면(315)의 불균일(420)에 관한 측정 데이터 및/또는 측정 환경(150)의 반사 마스크(400)의 마운트(900)의 불균일에 관한 데이터로부터 도출된 측정 데이터또는 데이터를 포함한다. 제1 수단(1010)은 적절한 경우 해당 처리 후에, 획득되는 데이터를, 연결부(1025)를 통해 장치(1000)의 평가 유닛(1040)으로 포워딩한다.
또한, 장치(1000)는 EUV 마스크(400)의 패턴 요소(350)의 배치 데이터를 결정할 수 있는 제2 수단(1020)을 가지며, 여기서 EUV 마스크(400)는 3점 마운트(140)에 고정된다. 3점 마운트(140)는 EUV 마스크(400)의 측정 환경(150)에 해당하며 상기 측정 환경은 EUV 마스크(400)가 ESC(430)에 의해 홀딩되는 작동 환경(450)과 일치하지 않는다. 또한, 제2 수단(1020)은 반사 마스크(400)의 전면(325)의 불균일 데이터를 결정할 수 있고, 반사 마스크(400)는 3점 마운트(140) 상에 홀딩될 수 있거나 척(900)에 의해 고정될 수 있다.
제1 실시예에서, 제2 수단(1020)은 인터페이스(1025)를 갖는다. 인터페이스(1015)와 유사한 방식으로, 인터페이스(1025)는 또한 무선 또는 유선일 수 있다. 인터페이스(1025)를 통해, 제2 수단(1020)은 도 10에 도시되지 않은 제1 측정 유닛 또는 제2 외부 측정 장치에 의해 측정된 패턴 요소(350)의 배치 데이터를 획득할 수 있다. 또한, 장치(1000)의 제2 수단(1020)은 도 10에 도시되지 않은 제4 또는 제2 외부 측정 장치로부터 획득된 반사 마스크(400)의 전면(325)의 불균일(940)에 대한 데이터를 획득할 수 있다. 획득된 배치 데이터 및/또는 마스크(400)의 전면(315)의 표면 불균일 데이터(940)는 EUV 마스크(400)의 측정 환경(150) 및/또는 작동 환경(450)에 기록될 수 있다. 제2 수단(1020)은 획득되는 배치 데이터를 해당 처리 후 적절할 경우, 연결부(1030)를 통해 장치(1000)의 컴퓨팅 유닛(1040)에 포워딩한다.
컴퓨팅 유닛(1040)은 비휘발성 메모리(1050)를 포함한다. 다양한 유형의 EUV 마스크(400)에 대한 모델이 비휘발성 메모리(1050)에 저장될 수 있다. 모델은 다양한 유형의 EUV 마스크에 대한 곡률(410)을 설명할 수 있다. 또한, 모델은 작동 환경(450)에서 EUV 마스크(400)의 패턴 요소(350)의 위치 변화로의 다양한 유형의 EUV 마스크의 후면 불균일의 전달을 시뮬레이션할 수 있다.
컴퓨팅 유닛(1040)은 후면 및/또는 전면의 표면 불균일 데이터 및 연결부를 통해 획득된 배치 데이터로부터 작동 환경(450)에서 반사 마스크(400)의 패턴 요소(350)의 배치를 계산하는 알고리즘을 포함할 수 있다. 컴퓨팅 유닛(1040)은 EUV 마스크(400)의 패턴 요소(350)의 배치 계산의 특정 부분 또는 실질적으로 모든 부분을 수행하기 위해 특별히 설계된 전용 하드웨어 구성요소(1070)를 포함할 수 있다. 하드웨어 구성요소(1070)는 ASIC(애플리케이션 특정 집적 회로)를 포함할 수 있다.
장치(1000)의 컴퓨팅 유닛(1040)은 EUV 마스크(400)의 후면(315) 및/또는 전면(325)의 패턴 요소(350)의 배치 데이터 및 표면 불균일 데이터(420, 940)를 공통 좌표계로 변환할 수 있다. 후면(315) 및/또는 전면(325)의 패턴 요소(350)의 배치 데이터 및 표면 불균일 데이터(420, 940)에 추가하여, 컴퓨팅 유닛(1040)은 측정 환경(150)의 주변 조건을 특징짓는 파라미터를 획득할 수 있다.
컴퓨팅 유닛(1040)은 컴퓨팅 유닛(1040)이 데이터를 수신 및 전송할 수 있는 인터페이스(1045)를 가질 수 있다. 예를 들어, 컴퓨팅 유닛(1040)은 정전 척(430)의 표면 또는 표면 평탄도에 대한 데이터를 얻을 수 있다. ESC(430)의 표면은 일반적으로 완벽하게 평면인 것으로 가정된다. 그러나, 컴퓨팅 유닛(1040)이 인터페이스(1045)를 통해 정전 척(430) 표면의 평탄도에 관한 데이터를 수신하고 EUV 마스크(400)의 작동 환경(450)에서의 패턴 요소(350)의 배치 계산에서 상기 데이터를 고려하는 것도 가능하다.
장치(1000)는 연결부(1055)를 통해 컴퓨팅 유닛(1040)으로부터 데이터를 수신하는 스크린(1060)을 더 포함할 수 있다. 패턴 요소(350)의 계산된 배치는 스크린(1060) 상에 디스플레이될 수 있다. 또한, 로 데이터(raw data), 즉, 표면 불균일 데이터(420) 및 배치 데이터는 또한 스크린(1060) 상에 나타낼 수 있다. 또한, 추가 데이터, 예를 들어 측정 환경(150) 및/또는 작동 환경(450)을 특징짓는 추가 파라미터가 스크린(1060)에 표시될 수 있다.
도 11은 제1 수단(1010)의 제2 예시적인 실시예를 개략적으로 도시한다. EUV 마스크(400)의 후면(315)의 불균일(420)을 결정하기 위해, 후자는 3점 마운트(140)에 고정된다. 오브젝트 상태는 3개의 병진 방향 및 3개의 회전 방향에서 움직일 수 있다. 또한, 6개 자유도 모두에서 오브젝트 스테이지의 움직임을 적극적으로 모니터링하고 규제한다. 도 11의 제1 측정 유닛(1100)에서, 오브젝트 스테이지는 유일한 움직일 수 있는 부품이다. 다만, 제1 측정 유닛(1100)의 오브젝트 스테이지와 오브젝티브(1140) 사이의 움직임을 공유하는 것도 가능하다.
EUV 마스크(400)의 전면(325)은 도 11에서 위쪽을 향한다. 상기 마스크의 후면(315)은 후술되는 측정을 위한 전도성 코팅(320)을 가질 수 있다. 그러나, 측정은 도전성 코팅(320) 없이도 수행될 수 있다. 제1 측정 유닛(1100)은 EUV 마스크(400)의 후면(315)의 불균일(420)을 결정하기 위해 사용될 수 있다.
제1 측정 유닛(1100)은 광원(1110)을 포함한다. 측정 유닛(1100)은 광원(1110)으로서 레이저 시스템을 사용한다. 레이저 시스템은 심자외선(DUV) 파장 범위에서 방출하는 레이저를 포함할 수 있다. 레이저 시스템은 대략 193nm의 파장에서 전자기 조사선을 방출하는 ArF(아르곤 플루오라이드) 레이저를 포함할 수 있다. 그러나 레이저 시스템에는 전자기 스펙트럼의 가시 영역에서 광을 방출하는 레이저도 포함될 수 있다. 그러나, 광원(1110)은 또한 EUV 광원(도 11에 미도시)일 수 있다.
광원(1110)으로부터의 광은 도 11의 예시적인 장치(1100)에서 자동 초점 시스템(1120)으로서 구현된 초점 시스템을 통과하며, 상기 시스템은 광원(1110)으로부터의 광을 EUV 마스크(400)의 후면(315)에 초점을 맞추도록 설계된다. 부분 투과형 편향 미러(1130)는 광원(1110)으로부터의 광을 오브젝티브(1140)로 지향시킨다. 후자는 광원(1110)으로부터의 광빔을 EUV 마스크(400)의 후면(315) 상에 집속시킨다. 이미징 오브젝티브(1140)는 광원(1110)이 가시 파장 범위의 전자기 조사선을 사용하는 경우 0.1 내지 0.2의 개구수(NA)를 갖는다. 광원(1110)이 DUV 파장 범위의 광을 사용하는 경우, 이미징 오브젝티브는 바람직하게는 0.5 내지 0.9 범위의 NA를 갖는다. 필요한 경우 오브젝티브(1140)의 NA를 증가시켜 측정 유닛(1100)의 분해능을 높일 수 있다. 가시광선이나 DUV광을 집속하면 EUV 마스크(400)의 후면(315)에 광의 작은 스폿 직경을 생성할 수 있다. 이것은 높은 측면 공간 해상도로 EUV 마스크(400)의 후면 불균일(420)을 스캔하는 것을 가능하게 한다.
EUV 마스크(300)의 후면(315)으로부터 반사된 광의 일부는 적어도 오브젝티브(1140) 및 부분 투과성 편향 미러(1130)를 포함하는 광학 유닛을 통과하고 감지기(1150)에 충돌한다. 예시로서, CCD(전하 결합 소자) 카메라는 감지기(1150)로 사용될 수 있다. 감지기(1150)는 연결(1155)을 통해 측정 데이터를 신호 처리 유닛(1160)으로 전달하고, 신호 처리 유닛은 감지기(1150)의 측정 데이터로부터 이미지를 생성한다. 신호 처리 유닛(1160)은 컴퓨터 시스템(1170)에 검출기(1150)의 측정 데이터를 추가적으로 포워딩한다. 컴퓨터 시스템(1170)은 도 10의 컴퓨팅 유닛(1040)을 포함할 수 있다. 그러나 컴퓨터 시스템(1170)이 인터페이스(1170)를 통해 감지기(1150)의 측정 데이터를 추가 처리를 위해 장치(1000)의 컴퓨팅 유닛(1040)으로 전송하는 것이 가능하다.
장치(1100)는, 마스크 평면, 즉, xy-평면에서 3점 마운트(140)를 소지하는 오브젝트 스테이지의 변위의 결과로서 EUV 마스크(400)의 활성 영역에 걸쳐 EUV 마스크(400)의 후면 표면(315)의 스캐닝을 가능하게 하는 스캐닝 유닛을 포함할 수 있다. 스캐닝 유닛은 도 11에서 재현되지 않는다. 대안적인 실시예에서, 스캐닝 유닛은 EUV 마스크(400)의 후면(315) 위의 오브젝티브(1140)를 스캔할 수 있다. 오브젝트 스테이지 또는 3점 마운트(140)와 오브젝티브(1140)의 조합된 움직임도 마찬가지로 가능하다.
도 11에서, 제1 측정 유닛(1100)은 EUV 마스크(400)의 후면 불균일(420)을 측정하는 것으로 도시되어 있다. 그러나, 제1 측정 유닛(1100)을 사용하여 모든 종류의 기존 투과형 포토마스크(100)의 후면을 검사하는데 사용하는 것도 가능하다. 또한, 제1 측정 유닛(1100)은 EUV 마스크(400)의 전면 불균일을 결정할 수 있다. 이를 위해 마스크(400)는 3점 마운트에서 전면(315)이 오브젝티브 방향을 향하도록 뒤집어진다. 이는 제1 측정 유닛(1100)이 제4 측정 유닛, 즉 반사 마스크(400)의 전면(325) 불균일을 결정하는 측정 유닛으로도 사용될 수 있음을 의미한다.
도 12는 제2 수단(1020)의 제2 예시적인 실시예를 개략적으로 나타낸다. 도 12는 EUV 마스크(400) 상의 패턴 요소(350)의 위치를 측정하는데 사용될 수 있는 제2 측정 유닛(1200)의 기능적 다이어그램을 통한 단면도를 도시한다. 도 11과 유사한 방식으로, 측정 환경(150)에서 반사 마스크(400)는 고정밀 오브젝트 스테이지 상의 3점 마운트(140)의 3개의 반구(145)에 장착된다. 도 11과 유사하게, EUV 마스크(400)의 만곡 또는 곡률은 명료함을 위해 도 12에서 숨겨진다. 도 12에서 재현되지 않은 오브젝트 스테이지는 3개의 병진 방향 및 3개의 회전 방향으로 움직일 수 있다. 또한 6개 자유도 모두에서 오브젝트 스테이지의 움직임을 적극적으로 모니터링하고 규제한다. 도 12의 제2 측정 유닛(1200)에서, 오브젝트 스테이지는 다시 한번 유일한 움직일 수 있는 부품이다.
제2 측정 유닛(1200)은 광원(1210)으로서 엑시머 레이저를 사용하고, 상기 레이저는 대략 193nm에서 DUV 파장 범위의 광을 방출한다. 이미징 오브젝티브(1240)는 일반적으로 0.5와 0.9 사이에 있는 개구수(NA)를 표준으로 갖는다. 오브젝티브(1240)의 NA는 측정 유닛(1200)의 분해능을 높이기 위해 확장될 수 있다.
CCD(전하 결합 소자) 카메라가 감지기(1250)로 사용되며, 상기 감지기는 EUV 마스크(400)에 의해 반사된 광을 측정한다. 감지기(1250)는 데이터(1250)의 측정 데이터로부터 이미지를 생성하는 신호 처리 유닛(1260)에 연결부(1255)를 통해 측정 데이터를 전송한다. 신호 처리 유닛(1260)에 의해 생성된 이미지는 컴퓨터 시스템(1270) 및/또는 장치(1000)의 화면(1060)에 표시될 수 있다. 또한, 신호 처리 유닛(1260)은 EUV 마스크(400)의 패턴 요소(350)의 배치 데이터를 포함하는 감지기(1250)의 측정 데이터를 컴퓨팅 유닛(1040)으로 전송한다. 컴퓨팅 유닛(1040)은 컴퓨터 시스템(1270)의 일부 또는 장치(1000)의 일부일 수 있다.
도 1과 관련하여 논의된 바와 같이, 종래의 포토마스크(100)는 이미 3점 마운트(140) 아래에서 처짐("마스크 처짐")을 보인다. EUV 마스크(400)는 내부 응력으로 인해 추가로 곡률(410)을 갖는다. 따라서, 제2 측정 유닛(1200)은 도 12의 예시적인 실시예에서 도 12에 도시되지 않은 자동 초점(AF) 시스템(1220)으로서 설계된 초점 시스템을 갖는다. AF 시스템(1220)은 EUV 마스크(400)의 패턴 요소(350)의 배치 데이터를 측정하는 프로세스를 보조한다. 특히, AF 시스템(1220)은 EUV 마스크(400)의 높이 프로파일을 생성하기 위해 사용될 수 있다. AF 시스템(1220)의 도움으로, 측정 유닛(1200)은 패턴 요소(350)의 위치를 기록하면서 EUV 마스크(400)의 높이 프로파일을 측정할 수 있다. 이러한 측정 데이터가 불충분한 경우, 측정 유닛(1200)은 별도 측정에서 AF 시스템(1220)을 통해 EUV 마스크(400)의 높이 프로파일을 확인할 수 있다. 이러한 측정은 측정 환경(150)에서 EUV 마스크(400)의 온도 조절 구간(soaking time) 동안 제2 측정 유닛(1200)에 의해 수행될 수 있으며, 그 결과 EUV 마스크(400)의 높이 프로파일의 측정은 실질적으로 또한, 제2 측정 유닛(1200)의 처리량 또는 마스크 처리량을 줄이지 않는다. 또한, 제2 측정 유닛(1200)은 반사 마스크(400)의 전면(315)의 표면 불균일 데이터(470)를 결정할 수 있다. 따라서 제2 측정 유닛(1200)은 제4 측정 단위로서 사용될 수 있다.
미러(1225) 및 부분 투과 미러(1215)는 광원(1210)으로부터 오브젝티브(1240) 상으로 레이저 빔을 지향시킨다.
측정 유닛(1200)은 EUV 마스크(400)의 패턴 요소(350)를 대략 정렬하기 위한 광학 보조 시스템(1290)을 더 포함한다. 또한, 측정 유닛(1200)은 EUV 마스크(400) 인근에서 우세한 주변 조건을 측정하는 추가의 보조 시스템(도 12에 도시되지 않음)을 포함할 수 있다. 주변 조건을 측정하는 보조 시스템은 간섭계, 특히 레이저 간섭계를 포함할 수 있다. 측정된 파라미터는 예를 들어 온도, 기압 및 습도를 포함할 수 있다. 측정된 파라미터는 마찬가지로 컴퓨팅 유닛(1040)으로 전송된다.
컴퓨터 시스템(1270)은 신호 처리 유닛(1260)에 의해 계산된 이미지를 컴퓨터 시스템(1270)의 화면(1260)에 디스플레이할 수 있다. 도 11의 제1 측정 유닛(1100)과 유사한 방식으로, 컴퓨터 시스템(1270)은 광원(1210), 오브젝트 스테이지의 움직임, 오브젝티브(1240) 및/또는 AF 시스템(1220)을 제어할 수 있다. 또한, 컴퓨터 시스템(1270)은 컴퓨팅 유닛(1040)을 포함할 수 있다.
도 12에 도시된 예에서, 컴퓨팅 유닛(1040)은 컴퓨터 시스템(1270)의 일부이다. 대안적인 실시예에서, 컴퓨팅 유닛(1040)은 데이터 연결을 통해 신호 처리 유닛(1260) 및/또는 컴퓨터 시스템(1270)에 의해 데이터 또는 측정 데이터를 교환할 수 있는 독립 유닛으로서 구현될 수 있다.
제2 측정기(1200)는 반사 마스크(400) 외에도 다양한 유형의 기존 투과형 포토마스크(100)의 패턴 요소(120, 130)를 측정할 수 있음은 물론이다.
도 13은 도 12의 제2 측정 유닛(1200)이 또한 제1 측정 유닛(1100)으로서 작동할 수 있는 제2 수단(1020)의 제3 예시적인 실시예를 도시한다. 본 실시예에서, 제2 측정 유닛(1200)은 마스크(400)의 전면(325)과 후면(315)을 교환할 수 있는 플립핑 유닛을 갖는다. 제2 측정 유닛(1200)의 상기 플립핑 유닛은 도 13에 도시되지 않았다. 플립핑 유닛은 플립핑 동안, 특히 3점 마운트(140)에 장착하는 동안 EUV 마스크(400)의 전면(315)을 오염시키거나 심지어 손상시키지 않도록 설계된다.
제2 측정 유닛(1200)은 DUV 광원(1110), 오토포커스 시스템(1220), 오브젝티브(1240), 디텍터(1550)를 포함하기 때문에, 패턴 요소(350)의 배치를 측정할 뿐만 아니라 EUV 마스크(400)의 후면(315)의 불균일(420)을 확인하는데 사용할 수 있다.
도 14는 제1 측정 유닛(1100) 또는 제1 수단(1010)과 제2 측정 유닛(1200) 또는 제2 수단(1020)을 조합하는 조합 장치(1400)의 일 예시적인 실시예를 도시한다. EUV 마스크(420)의 장착 상태를 변경하지 않고 EUV 마스크(400)의 후면(315)의 불균일(420) 및 패턴 요소(350)의 배치를 확인하는 것을 가능하게 하므로 조합 장치(1400)는 유리하다. 제1 측정 유닛(1100) 및 제2 측정 유닛(1200)의 측정 데이터의 공통 좌표계 또는 좌표계로의 변형이 이로써 용이하다.
도 14에 도시된 결합 장치(1400)는 2개의 신호 처리 시스템(1160, 1260)과 2개의 컴퓨터 시스템(1170, 1270)을 갖는다. 결합 장치(1400)는 하나의 신호 처리 장치(1260)와 하나의 컴퓨터 시스템(1270)으로 관리되는 것은 물론이다. 결합 장치(1400)는 2개의 광원(1110, 1210)을 갖는다. 2개의 자동 초점 시스템(1120, 1220)을 공급하기 위해 하나의 광원(1210)을 사용할 수 있다. 또한, 두 개의 자동 초점 시스템(1120, 1220) 중 하나는 결합 장치(1400)에서 생략될 수 있다.
도 15는 제3 측정 유닛(1500) 형태의 제1 수단(1010)의 제3 예시적인 실시예를 개략적으로 도시한다. 제2 측정 유닛(1500)은 척(900)의 또는 마운트(900)의 표면(910)의 불균일(920)을 결정하도록 그리고 도 10으로부터의 장치(1000)의 컴퓨팅 유닛(1040)에 표면 불균일 데이터(930)로서 측정된 데이터를 포워딩하도록 설계된다. 제3 측정 유닛(1500)은 일반적으로 측정 환경(150)에서 동작한다.
도 15의 예시적인 측정 유닛(1500)은 마운트(900)의 표면(910) 상으로 광 빔(1520)을 지향시키는 간섭계(1510)를 포함한다. 간섭계는 레이저 간섭계를 포함할 수 있다. 마운트(900)의 표면(910)으로부터 반사된 조사선(1530)은 간섭계(1510)에 의해 감지된다. 광선(1520 및 1530)의 도움으로, 간섭계(1510)는 척(900)의 표면(920) 상의 광선(1520)의 입사 지점(1540)과 간섭계(1500)의 기준 평면 사이의 거리를 확인한다. 척(900)의 표면(920)에 걸쳐 광선의 입사점(1540)을 스캐닝함으로써, 표면 불균일 데이터(930)를 결정하는 것이 가능하다. 간섭계(1510)는 빔 축을 따라, 즉 서브나노미터 범위에서 z-방향으로 공간 분해능으로 표면(920)을 확인할 수 있다.
도 4의 논의의 맥락에서 설명된 바와 같이, 측정 환경(150)에서 EUV 마스크(400)의 작동 환경(450)으로의 전환 시 마스크의 후면 표면의 로컬 불균일(420)은 그 패턴 요소(350)의 로컬 변위를 야기할 수 있다. 패턴 요소(350)의 이러한 로컬 변위는 적어도 부분적으로 방지 및/또는 보정될 수 있다. 이와 관련하여, 예를 들어 후면(312) 부근에서 마스크의 기판(310) 내로 하나 이상의 픽셀 배열을 도입함으로써, 로컬 후면 불균일(420)을 가능한 한 최대한 평활화하는 것이 가능하고, 그 결과 패턴 요소(350)의 로컬 측면 변위가 실질적으로 발생하지 않는다. 대안적으로 또는 추가적으로, 다층 구조(370)가 퇴적되는 전면(322) 부근에서 마스크 기판(310) 내로 하나 이상의 픽셀 배열을 도입하는 것이 가능하다. 마지막으로 언급된 픽셀 배열(들)은 측정 환경(150)에서 작동 환경(450)으로의 전환 시에 발생하는 패턴 요소(350)의 로컬 변위(들)를 보상한다. 마스크(400)의 기판(310) 내로 픽셀의 배열을 결정하고 도입하는 것에 관한 세부 사항은, 본 출원인 명의의 특허 명세서 US 9 658 527 및 US 9 753 366에 명시된다.
마지막으로, 도 16의 흐름도(1600)는 작동 환경(450)에서 반사 포토리소그래피 마스크(400)의 패턴 요소(350)의 배치를 결정하기 위한 방법의 순서의 개요를 제공한다. 방법은 단계 1610에서 시작한다. 단계 1620은 반사 포토리소그래피 마스크(400)의 작동 환경(450)에 해당하지 않는 측정 환경(150)에서, 반사 포토리소그래피 마스크(400)의 후면(315)의 표면 불균일 데이터(420) 및/또는 반사 포토리소그래피 마스크(400)의 마운트(900)의 표면 불균일 데이터(930)를 결정하는 것을 포함한다. 이 단계는 예를 들어 제1 측정 유닛(1100) 및/또는 제3 측정 유닛(1500)에 의해 수행될 수 있다. 지정된 방법은 장치(1000)에 의해 수행될 수 있다.
다음 단계(1630)는 측정 환경(150)에서 패턴 요소(350)의 배치 데이터를 결정하는 것을 포함한다. 제2 측정 유닛(1200)은 예를 들어 이 단계를 수행할 수 있다.
단계(1640)는 후면(315) 및/또는 마운트(900)의 결정된 표면 불균일 데이터(420, 930) 및 결정된 배치 데이터로부터 작동 환경(450)에서 패턴 요소(350)의 배치를 계산하는 것을 포함한다. 장치(1000)의 컴퓨팅 유닛(1040)은 이 단계를 수행하도록 설계된다. 마지막으로, 방법은 단계 1650에서 종료된다.

Claims (24)

  1. 반사 포토리소그래피 마스크(400)의 패턴 요소(350)의 작동 환경(450)에서의 배치를 결정하기 위한 장치(1000)로서,
    a. 상기 반사 포토리소그래피 마스크(400)의 상기 작동 환경(450)에 해당하지 않는 측정 환경(150)에서의 상기 반사 포토리소그래피 마스크(400)의 후면(315)의 표면 불균일 데이터(420) 및/또는 상기 반사 포토리소그래피 마스크(400)의 마운트(900)의 표면 불균일 데이터(930)를 결정하도록 구성된 적어도 하나의 제1 수단(1010, 1100, 1200, 1500);
    b. 상기 측정 환경(150)에서 상기 패턴 요소(350)의 배치 데이터를 결정하도록 구성된 적어도 하나의 제2 수단(1020, 1200); 및
    c. 상기 후면(315) 및/또는 상기 마운트(900)의 결정된 표면 불균일 데이터(420, 930) 및 결정된 상기 배치 데이터로부터 상기 작동 환경(450)에서의 상기 반사 포토리소그래피 마스크(400)의 상기 패턴 요소(350)의 배치를 계산하도록 구성된 적어도 하나의 컴퓨팅 유닛(1040)을 포함하는, 장치(1000).
  2. 청구항 1에 있어서, 상기 적어도 하나의 제2 수단(1020, 1200)은 상기 반사 포토리소그래피 마스크(400)의 전면(325)의 표면 불균일 데이터를 결정하도록 추가적으로 구성되고, 상기 컴퓨팅 유닛(1040)은 상기 패턴 요소(350)의 배치를 계산할 때 상기 전면(325)의 결정된 상기 표면 불균일 데이터를 고려하도록 또한 구성되는, 장치(1000).
  3. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서, 상기 적어도 하나의 제1 수단(1010) 및/또는 상기 적어도 하나의 제2 수단(1020)은, 상기 후면(315)의, 상기 전면(325)의 그리고/또는 상기 마운트(900)의 상기 표면 불균일 데이터(420, 930) 및, 또한, 하나 이상의 외부 측정 장치로부터의 상기 패턴 요소의 배치를 얻도록 구성되는, 장치(1000).
  4. 청구항 1 내지 청구항 3 중 어느 한 항에 있어서, 상기 적어도 하나의 제1 수단(1010, 1100, 1200)은 상기 작동 환경(450)에 해당하지 않는 환경(150)에서 상기 후면(315)의 상기 표면 불균일 데이터(420)를 확인하도록 구성된 제1 측정 유닛(1100)을 포함하는, 장치(1000).
  5. 청구항 1 내지 청구항 4 중 어느 한 항에 있어서, 상기 적어도 하나의 제2 수단(1020, 1200)은 상기 작동 환경(450)에 해당하지 않는 환경(150)에서 상기 패턴 요소(350)의 배치 데이터를 확인하도록 구성되는 제2 측정 유닛(1200)을 포함하는 장치(1000).
  6. 청구항 1 내지 청구항 5 중 어느 한 항에 있어서, 상기 컴퓨팅 유닛(1040)은 상기 작동 환경(450)에서 상기 반사 포토리소그래피 마스크(400)의 마운트(430)에 대한 상기 패턴 요소(350)의 배치를 결정하도록 구성되는, 장치(1000).
  7. 청구항 1 내지 청구항 6 중 어느 한 항에 있어서, 상기 컴퓨팅 유닛(1040)은 상기 작동 환경(450) 내의 설계 데이터에 대한 상기 패턴 요소(350)의 배치의 적어도 하나의 편차를 결정하도록 구성되는, 장치(1000).
  8. 청구항 7에 있어서, 상기 컴퓨팅 유닛(1040)은, 또한, 상기 패턴 요소(350)의 배치의 적어도 하나의 편차로부터 그리고/또는 결정된 표면 불균일 데이터(420)로부터, 적어도 하나의 편차 및/또는 상기 후면(315)의 표면 불균일(420)을 보정하는 픽셀의 적어도 하나의 배열을 결정하도록 구성되는, 장치(1000).
  9. 청구항 1 내지 청구항 8 중 어느 한 항에 있어서, 상기 컴퓨팅 유닛(1040)은 상기 작동 환경(450)에서 이상적으로 평평한 것으로 가정되는 표면을 갖는 정전 척(430)에 대한 포토리소그래피 마스크(400)의 패턴 요소(350)의 배치를 결정하도록 구성되는 장치(1000).
  10. 청구항 3 내지 청구항 9 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제1 측정 유닛(1100)은 가시 파장 범위용 제1 광원(1110) 및/또는 심자외선 파장 범위용 제2 광원(1110)을 포함하는, 장치(1000).
  11. 청구항 4 내지 청구항 10 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제2 측정 유닛(1200)은 가시 파장 범위용 제3 광원(1210) 및/또는 심자외선 파장 범위용 제4 광원(1210)을 포함하는, 장치(1000).
  12. 청구항 11에 있어서, 상기 제1 측정 유닛(1100)은 상기 후면(315)의 표면 불균일 데이터(420)를 확인하고, 상기 제2 측정 유닛(1200)은 상기 반사 포토리소그래피 마스크(400)의 위치를 변경하지 않고 상기 패턴 요소(350)의 배치 데이터를 확인하는, 장치(1000).
  13. 청구항 12에 있어서, 상기 컴퓨팅 유닛(1040)은 상기 측정 환경(150)에서의 상기 반사 포토리소그래피 마스크(400)의 홀딩으로 인한 상기 반사 포토리소그래피 마스크(400)의 변형을 고려하도록 구성되는, 장치(1000).
  14. 청구항 1 내지 청구항 13 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제2 측정 유닛(1200)은 상기 반사 포토리소그래피 마스크(400)의 전면(325)에 실질적으로 수직으로 조사하도록 구성되며, 상기 제1 측정 유닛(1100)은 상기 반사 포토리소그래피 마스크(400)의 후면(315)에 실질적으로 수직으로 조사하도록 구성되는, 장치(1000).
  15. 청구항 1 내지 청구항 14 중 어느 한 항에 있어서, 상기 장치(1000)는 상기 반사 포토리소그래피 마스크(400)를 홀드하기 위한 3점 마운트(140)를 포함하는 장치(1000).
  16. 청구항 1 내지 청구항 15 중 어느 한 항에 있어서, 상기 적어도 하나의 제1 수단(1010)은 거리 센서 및 간섭계를 포함하는 그룹으로부터 적어도 하나의 요소를 포함하는, 장치(1000).
  17. 청구항 1 내지 청구항 16 중 어느 한 항에 있어서, 상기 컴퓨팅 유닛(1040)은 상기 작동 환경(450)에서의 상기 패턴 요소(350)의 배치를 상기 작동 환경(450)에서의 상기 반사 포토리소그래피 마스크(400)의 마운트(430)의 평면(460)에 관련시키도록 구성되는, 장치(1000).
  18. 청구항 1 내지 청구항 17 중 어느 한 항에 있어서, 상기 컴퓨팅 유닛(1040)은 배치 데이터를 확인하는 프로세스 동안 그리고/또는 표면 불균일 데이터(420)를 확인하는 프로세스 동안 상기 반사 포토리소그래피 마스크(400)의 중력 효과를 결정하도록 구성되는, 장치(1000).
  19. 청구항 8 내지 청구항 18 중 어느 한 항에 있어서, 픽셀들의 적어도 하나의 배열을 상기 반사 포토리소그래피 마스크(400)의 상기 기판(310)내에 도입하도록 구성된 레이저 시스템을 더 포함하는, 장치(1000).
  20. 반사 포토리소그래피 마스크(400)의 패턴 요소(350)의 작동 환경(450)에서 의 배치를 결정하기 위한 방법(1600)으로서, 상기 방법(1400)은:
    a. 상기 반사 포토리소그래피 마스크(400)의 상기 작동 환경(450)에 해당하지 않는 측정 환경(150)에서의 상기 반사 포토리소그래피 마스크(400)의 후면(315)의 표면 불균일 데이터(420) 및/또는 상기 반사 포토리소그래피 마스크(400)의 마운트(900)의 표면 불균일 데이터(930)를 결정하는 단계(1620);
    b. 상기 측정 환경(150)에서 패턴 요소(350)의 배치 데이터를 결정하는 단계(1630); 및
    c. 상기 후면(315)의 그리고/또는 상기 마운트(900)의 결정된 상기 표면 불균일 데이터(420, 930) 및 결정된 상기 배치 데이터로부터 상기 작동 환경(450)에서의 상기 패턴 요소(350)의 배치를 계산하는 단계(1640)를 포함하는, 방법(1600).
  21. 청구항 20에 있어서, 상기 표면 불균일 데이터(420)를 결정하는 단계는, 제1 측정 유닛(1100)에 의해 상기 표면 불균일 데이터(420)를 확인하는 단계를 포함하고, 배치 데이터를 결정하는 단계는 제2 측정 유닛(1200)에 의해 상기 패턴 요소(350)의 배치 데이터를 확인하는 단계를 포함하고, 상기 표면 불균일 데이터(420) 및 배치 데이터는 공통 측정 프로세스에서 확인되는, 방법(1600).
  22. 청구항 20 또는 청구항 21에 있어서, 상기 표면 불균일 데이터(420)를 결정하는 단계는 상기 반사 포토리소그래피 마스크(400)의 온도 조절 단계에서 수행되는, 방법(1600).
  23. 청구항 20 내지 청구항 22 중 어느 한 항에 있어서, 상기 작동 환경(450)에서의, 상기 패턴 요소(350)의 배치의 적어도 하나의 편차 및/또는 상기 후면(315) 표면 불균일(420)을 보정하는 픽셀들의 적어도 하나의 배열을 상기 반사 포토리소그래피 마스크(400)의 기판(310) 내에 도입하는 단계를 더 포함하는, 방법(1600).
  24. 컴퓨터 시스템에 의해 실행될 때, 컴퓨터 시스템으로 하여금 청구항 20 내지 청구항 23 중 어느 한 항에 기재된 방법을 수행하게 하는 명령들을 포함하는, 컴퓨터 프로그램.
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