KR20230054027A - Euv 마스크 및 euv 팰리클의 반사도와 투과도 측정장치 - Google Patents
Euv 마스크 및 euv 팰리클의 반사도와 투과도 측정장치 Download PDFInfo
- Publication number
- KR20230054027A KR20230054027A KR1020210137573A KR20210137573A KR20230054027A KR 20230054027 A KR20230054027 A KR 20230054027A KR 1020210137573 A KR1020210137573 A KR 1020210137573A KR 20210137573 A KR20210137573 A KR 20210137573A KR 20230054027 A KR20230054027 A KR 20230054027A
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- euv
- light
- zone plate
- multilayer film
- reflective
- Prior art date
Links
- 238000002834 transmittance Methods 0.000 title claims abstract description 49
- 238000002310 reflectometry Methods 0.000 title claims description 33
- 238000005286 illumination Methods 0.000 claims abstract description 31
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 22
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims abstract description 18
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims abstract description 15
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 claims abstract description 13
- 230000001678 irradiating effect Effects 0.000 claims abstract description 4
- 239000006096 absorbing agent Substances 0.000 claims description 21
- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims description 20
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 18
- 238000005530 etching Methods 0.000 claims description 6
- 238000010030 laminating Methods 0.000 claims description 6
- 238000001514 detection method Methods 0.000 abstract description 5
- 239000010408 film Substances 0.000 description 47
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 17
- 238000007689 inspection Methods 0.000 description 14
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 9
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 6
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 6
- 210000001747 pupil Anatomy 0.000 description 5
- 238000001900 extreme ultraviolet lithography Methods 0.000 description 3
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 2
- 238000011161 development Methods 0.000 description 2
- 230000018109 developmental process Effects 0.000 description 2
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 2
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 2
- 238000001459 lithography Methods 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 description 2
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 2
- 230000003595 spectral effect Effects 0.000 description 2
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 1
- 238000000151 deposition Methods 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000000609 electron-beam lithography Methods 0.000 description 1
- 239000003574 free electron Substances 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 1
- 238000005457 optimization Methods 0.000 description 1
- 230000000737 periodic effect Effects 0.000 description 1
- 238000003908 quality control method Methods 0.000 description 1
- 230000007261 regionalization Effects 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 230000002123 temporal effect Effects 0.000 description 1
- 239000010409 thin film Substances 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01J—MEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
- G01J1/00—Photometry, e.g. photographic exposure meter
- G01J1/02—Details
- G01J1/04—Optical or mechanical part supplementary adjustable parts
- G01J1/0407—Optical elements not provided otherwise, e.g. manifolds, windows, holograms, gratings
- G01J1/0437—Optical elements not provided otherwise, e.g. manifolds, windows, holograms, gratings using masks, aperture plates, spatial light modulators, spatial filters, e.g. reflective filters
-
- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
- G03F1/00—Originals for photomechanical production of textured or patterned surfaces, e.g., masks, photo-masks, reticles; Mask blanks or pellicles therefor; Containers specially adapted therefor; Preparation thereof
- G03F1/68—Preparation processes not covered by groups G03F1/20 - G03F1/50
- G03F1/82—Auxiliary processes, e.g. cleaning or inspecting
- G03F1/84—Inspecting
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01J—MEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
- G01J1/00—Photometry, e.g. photographic exposure meter
- G01J1/42—Photometry, e.g. photographic exposure meter using electric radiation detectors
- G01J1/429—Photometry, e.g. photographic exposure meter using electric radiation detectors applied to measurement of ultraviolet light
-
- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
- G03F1/00—Originals for photomechanical production of textured or patterned surfaces, e.g., masks, photo-masks, reticles; Mask blanks or pellicles therefor; Containers specially adapted therefor; Preparation thereof
- G03F1/22—Masks or mask blanks for imaging by radiation of 100nm or shorter wavelength, e.g. X-ray masks, extreme ultraviolet [EUV] masks; Preparation thereof
-
- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
- G03F1/00—Originals for photomechanical production of textured or patterned surfaces, e.g., masks, photo-masks, reticles; Mask blanks or pellicles therefor; Containers specially adapted therefor; Preparation thereof
- G03F1/22—Masks or mask blanks for imaging by radiation of 100nm or shorter wavelength, e.g. X-ray masks, extreme ultraviolet [EUV] masks; Preparation thereof
- G03F1/24—Reflection masks; Preparation thereof
-
- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
- G03F1/00—Originals for photomechanical production of textured or patterned surfaces, e.g., masks, photo-masks, reticles; Mask blanks or pellicles therefor; Containers specially adapted therefor; Preparation thereof
- G03F1/62—Pellicles, e.g. pellicle assemblies, e.g. having membrane on support frame; Preparation thereof
-
- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
- G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
- G03F7/70—Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
- G03F7/70483—Information management; Active and passive control; Testing; Wafer monitoring, e.g. pattern monitoring
- G03F7/70605—Workpiece metrology
- G03F7/70616—Monitoring the printed patterns
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
- Preparing Plates And Mask In Photomechanical Process (AREA)
Abstract
본 발명은 EUV 마스크 및 EUV 팰리클의 반사도와 투과도 측정장치에 관한 것으로, 반도체 제조 공정에 따른 EUV 노광 공정에서 사용되는 EUV 마스크의 반사도와 투과도를 측정하는 측정장치에 있어서, 파장이 5nm 내지 15nm 사이인 EUV(Extreme ultraviolet) 광을 출력하는 EUV 광소스와, 평면 기판으로 EUV 반사 다층막과 존플레이트 패턴이 형성된 다층막 반사형 존플레이트(Multilayer reflection zone plate)와, 상기 EUV 광소스에서 출력되는 EUV 광을 상기 다층막 반사형 존플레이트(multilayer reflection zone plate)에 조사한 후 반사되는 1차 회절광을 획득하여 EUV 조명광을 생성하는 EUV 조명부;를 포함하여 구성되고, 상기 EUV 조명부에서 조사되는 광 파장의 선폭을 줄여 단색광으로 제공하거나 광 조사 면적을 줄여주는 제 1어퍼쳐(Aperture), 상기 어퍼쳐를 통과한 광에 대하여 입사 방향에 대한 기준광을 검출하고, 중앙으로 형성된 홀을 통과한 후 EUV 마스크에 조사된 후 반사되는 반사광을 다시 검출하는 광검출부가 양면으로 각각 구비된 양면검출기 및 상기 양면검출기에 형성된 중앙홀을 통과한 후 상기 EUV 마스크 또는 EUV 팰리클에 조사된 후 여기서 투과된 투과광을 검출하는 광검출기를 포함하여 구성된다.
Description
본 발명은 EUV 마스크(Mask)와 EUV 팰리클(Pellicle) 반사도 및 투과도 측정장치에 관한 것으로, 반도체 재료 중 EUV(extreme ultra violet)용 포토마스크(또는 EUV 팰리클(pellicle)의 반사도(reflectance)와 투과도(transmittance)를 측정하기 위한 고성능 EUV 반사도 및 투과 측정장치에 관한 것이다.
반도체 기술 개발에서 노광은 매우 핵심적인 공정이다. 기존 193nm 파장을 사용하는 ArF 노광 기술에서 이제 13.5nm파장의 EUV 노광 기술을 적용하는 시대가 왔으며, 차세대 EUV 노광 장비를 활용하여 더욱 미세화된 공정을 수행할 수 있게 되었다.
EUV 팰리클(Pellicle)은 EUV 마스크를 보호하는 얇은 막으로써 노광 중 마스크가 defect로 부터 오염되는 것을 방지하는 역할을 함으로써, 미세화 패턴 형성 시 패턴 형성 불량률을 개선시킬 수 있게 하는 아주 중요한 소재이다. 보호막의 투과도와 투과도의 균질도가 반도체 노광 수율에 직접적으로 영향을 미친다. 그래서 EUV 팰리클 소재의 투과도 품질을 관리하는 것이 EUV pellicle의 생산 관리에서 매우 중요하다.
뿐만 아니라, EUV 팰리클에서 반사되는 광은 반도체 웨이퍼에 중첩 노광되는 부분에 패턴의 오차를 발생시키기 때문에 EUV 팰리클에서의 반사도도 관리 역시 필요하다.
EUV 팰리클의 투과도와 반사도 품질 관리는 EUV 투과 및 반사 측정장치를 이용하여 투과/반사 측정 공정 관리를 통해서 이루어지고 있다.
EUV용 Mask가 양산 공정에 원활히 적용되기 위해서는 ArF 양산 기술에서와 같이 EUV Mask의 보호막인 EUV pellicle의 투과도와 반사도를 측정하는 장치를 통한 EUV용 팰리클의 품질 관리가 필수적이다. 이러한 장치를 구현하기 위해서는 기존 ArF용 투과도 측정장치와 달리 EUV 광과 EUV 광학계를 적용한 새로운 투과/반사 측정장치의 개발이 필요하다.
도 1은 종래 기술에 따른 반사도 측정장치를 나타낸 구성도이다. 도 1에 따른 종래기술은 ND:YAG Q-switched pulse laser를 metal 표적에 조사하여 플라즈마를 형성시켜 EUV 광을 발생시키는 LPP(laser produced plasma) 방식의 EUV 광원을 사용하고(30), 사입사 거울(34)과 그레이팅(34)과 슬릿(42)로 구성된 모노크로메타(monochromator ; 32)를 이용하여 EUV 단색광을 sample에 조사하게 하고, 빔스플리터(54)를 이용하여 반사광(58)과 투과광(56)으로 나누고, 반사광(58)은 검출되어 광원의 변동을 모니터링하는 기준 신호를 형성하고, 투과광(56)은 마스크 샘플(70)에서 반사되어 검출기에 샘플 반사 신호로 형성하고, 기준신호(58)와 샘플 반사 신호(66)를 이용하여 샘플인 마스크의 반사도를 측정하는 장치이다.
도 2는 또 다른 종래기술에 따른 측정장치의 구성도이다. EUV Lamp를 광원으로 사용하고, ML spectral filter와 SPF를 적용하여 단색 EUV 광만을 EUV pellicle에 조사되게 하고, 반사와 투과도를 측정하는 2개의 포토센스로 광량을 검출하고, 샘플의 유무에 따른 투과 및 반사 신호 측정을 통해서 EUV pellicle의 투과도와 반사도를 측정하는 장치로 구성되어 있다.
이러한 기존의 종래기술은 EUV 광원에서 출력되는 광의 IR 광을 제거하지 못한 상태로 샘플에 조사되기 때문에 그로 인한 측정 정밀도가 매우 떨어지는 문제점이 있다. 이러한 이유로 인해 고성능 EUV 마스크와 팰리클을 제작하기에 큰 어려움이 따르며 결과적으로 생산수율을 저하시키는 문제가 발생하게 되는 것이다.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명은, EUV mask와 EUV pellicle의 EUV 투과도 및 반사도를 매우 정밀하게 측정할 수 있는 측정장치(EUV transmittance and reflectance measurement tool)를 제공하고자 하는데 목적이 있다.
또한, 본 발명은 EUV Mask의 반사도와 EUV pellicle의 투과도/반사도를 측정을 위한 고성능 EUV 광학계를 제공하고자 하는데 목적이 있으며, 이에 따라 본 발명은 EUV Mask의 반사도와 EUV pellicle의 투과도와 반사도의 측정 방법을 제공하고자 하는데 목적이 있다.
특히, 본 발명은 다층막 반사형 존플레이트(Multilayer reflection zone plate)에서 각 위치별로 패턴의 듀티 사이클(duty cycle) 혹은 흡수체의 높이를 조절하여 EUV 노광기의 푸리폼 퓨필(freeform pupil) 조명을 묘사(emulation)하거나, EUV 검사 시스템에서 요구되는 균일한 조명빔을 제공할 수 있는 EUV 조명 장치를 적용함으로써 EUV 마스크를 정밀하게 검사할 수 있는 EUV 마스크 검사장치를 제공하고자 하는데 목적이 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 반도체 제조 공정에 따른 EUV 노광 공정에서 사용되는 EUV 마스크 및 EUV 팰리클의 반사도와 투과도 측정장치에 있어서, 파장이 5nm 내지 15nm 사이인 EUV(Extreme ultraviolet) 광을 출력하는 EUV 광소스와, 평면 기판으로 EUV 반사 다층막과 존플레이트 패턴이 형성된 다층막 반사형 존플레이트(Multilayer reflection zone plate)와, 상기 EUV 광소스에서 출력되는 EUV 광을 상기 다층막 반사형 존플레이트(multilayer reflection zone plate)에 조사한 후 반사되는 1차 회절광을 획득하여 EUV 조명광을 생성하는 EUV 조명부;를 포함하여 구성되고, 상기 EUV 조명부에서 조사되는 광 파장의 선폭을 줄여 단색광으로 제공하거나 광 조사 면적을 줄여주는 제 1어퍼쳐(Aperture), 상기 어퍼쳐를 통과한 광에 대하여 입사 방향에 대한 기준광을 검출하고, 중앙으로 형성된 홀을 통과한 후 EUV 마스크에 조사된 후 반사되는 반사광을 다시 검출하는 광검출부가 양면으로 각각 구비된 양면검출기 및 상기 양면검출기에 형성된 중앙홀을 통과한 후 상기 EUV 마스크 또는 EUV 팰리클에 조사된 후 여기서 투과된 투과광을 검출하는 광검출기를 포함하여 구성된다.
또한, 상기 다층막 반사형 존플레이트는, 하나의 평면 기판, 상기 평면 기판으로 적층되는 EUV 반사 다층막 및 상기 EUV 반사 다층막 표면이나 내측으로 형성되는 존플레이트 패턴을 포함하여 구성된다.
또한, 상기 존플레이트 패턴은, 상기 EUV 반사 다층막을 적어도 2개 이상의 반사물질을 반복적으로 적층시켜 구성하되, 상기 EUV 반사 다층막은 흡수체 물질을 소정 패턴에 따라 적층하거나, EUV 반사 다층막을 소정 패턴에 따라 식각하거나, 흡수체 물질을 적층 후 EUV 반사 다층막을 다시 적층함으로써 상기 존플레이트 패턴을 형성시키는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 존플레이트 패턴은, 상기 평면 기판에 EUV 반사 다층막을 형성시키고, 흡수체 물질을 소정 패턴에 따라 적층하거나, EUV 반사 다층막을 소정 패턴에 따라 식각하거나, 흡수체 물질을 적층 후 EUV 반사 다층막을 다시 적층함에 따라 상기 존플레이트 패턴은 다층막 표면 또는 다층막 내측으로 형성되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 양면검출기는, 상기 EUV 마스크에서 조사된 측정광이 반사되는 반사광의 일부를 통과시켜 측정하기 위하여 광검출기 표면으로 제 2어퍼쳐를 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 제 2어퍼쳐는, 상기 EUV 마스크로 조사된 측정광이 통과하기 위하여 중앙으로 제 1홀이 형성되며, 상기 측정광이 상기 EUV 마스크에 조사된 후 반사된 반사광을 통과시키기 위하여 중앙에 형성된 홀에서 일정 거리에 있는 제 2홀이 각각 형성된 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 다층막 반사형 존플레이트는, 존플레이트 패턴이 각각 원형 혹은 타원형 모양으로 형성되며, 상기 원형 혹은 타원형 모양의 패턴의 중심이 상기 다층막 반사형 존플레이트 내에 존재하지 않는 비근축(off-axis) 존플레이트이거나, 상기 원형 혹은 타원형 모양의 패턴의 중심이 상기 다층막 반사형 존플레이트 내에 존재하는 근축(on-axis) 존플레이트이며, 비근축(off-axis) 존플레이트는 0차광과 1차광의 중심이 진행하는 방향이 다르고, 근축(on-axis) 존플레이트는 0차광과 1차광의 중심 방향이 동일한 것을 특징으로 한다.
또한, 반도체 제조 공정에 따른 EUV 노광 공정에서 사용되는 EUV 마스크의 반사도와 투과도를 측정하는 측정장치에 있어서, 파장이 5nm 내지 15nm 사이인 EUV(Extreme ultraviolet) 광을 출력하는 EUV 광소스와, 평면 기판으로 EUV 반사 다층막과 존플레이트 패턴이 형성된 다층막 반사형 존플레이트(Multilayer reflection zone plate)와, 상기 EUV 광소스에서 출력되는 EUV 광을 상기 다층막 반사형 존플레이트(multilayer reflection zone plate)에 조사한 후 반사되는 1차 회절광을 획득하여 EUV 조명광을 생성하는 EUV 조명부;를 포함하여 구성되고, 상기 EUV 조명부에서 조사되는 광 파장의 선폭을 줄여 단색광으로 제공하거나 광 조사 면적을 줄여주는 제 1어퍼쳐(Aperture), 상기 제 1어퍼쳐를 통과한 광을 일부 투과시키고 일부 반사시키기 위한 빔스플리터 및 상기 빔스플리터에서 반사된 반사광, 투과 후 상기 EUV 마스크에서 반사된 반사광, 상기 EUV 마스크를 투과한 투과광을 각각 검출하는 적어도 하나 이상의 광검출기를 포함하여 구성된다.
또한, 상기 다층막 반사형 존플레이트는, 하나의 평면 기판, 상기 평면 기판으로 적층되는 EUV 반사 다층막 및 상기 EUV 반사 다층막 표면이나 내측으로 형성되는 존플레이트 패턴을 포함하여 구성된다.
또한, 상기 존플레이트 패턴은, 상기 EUV 반사 다층막을 적어도 2개 이상의 반사물질을 반복적으로 적층시켜 구성하되, 상기 EUV 반사 다층막은 흡수체 물질을 소정 패턴에 따라 적층하거나, EUV 반사 다층막을 소정 패턴에 따라 식각하거나, 흡수체 물질을 적층 후 EUV 반사 다층막을 다시 적층함으로써 상기 존플레이트 패턴을 형성시키는 것을 특징으로 한다.
상기와 같이 구성되고 작용되는 본 발명은, 고성능 EUV 광원과 광학계를 적용함으로써, EUV 마스크 혹은 EUV 팰리클의 반사도와 투과도를 정밀하게 측정할 수 있으며, 고성능 EUV용 마스크와 EUV용 팰리클을 안정적으로 제작하는데 지원하고, 결과적으로 개발된 고성능 EUV용 마스크와 팰리클을 반도체 제작용 노광 공정에 적용함으로써, 웨이퍼 수율 개선 및 반도체 제작 공정비용을 절감하는데 크게 기여할 수 있는 장점이 있다.
또한, 본 발명은 다층막 반사형 존플레이트를 사용한 조명부를 통해 기존 거울을 사용하는 광학계에 비해 부품수가 적어 장치에 적용이 용이하고, 부품수가 적으므로 개발기간이 짧고 비용이 적은 장점이 있다.
또한, 기존의 사입사 반사형 존플레이트 부품을 적용한 반사형 존플레이트의 경우 다층막을 적용하지 않았기 때문에 연-선 광의 반사를 위해서 사입사(입사각 86도)로 빔이 존플레이트에 입사되고, 존플레이트가 포집하는 입체각이 적어 광 포집 효율이 떨어지는 문제점을 해결할 수 있는 이점이 있다.
도 1은 종래기술에 따른 반사도 측정장치의 구성도,
도 2는 본 발명에 따른 EUV 마스크 및 EUV 팰리클의 반사도와 투과도 측정장치의 구성도,
도 3은 본 발명에 따른 EUV 마스크 및 EUV 팰리클의 반사도와 투과도 측정장치의 조명부 구성도,
도 4는 본 발명에 따른 EUV 마스크 및 EUV 팰리클의 반사도와 투과도 측정장치 조명부의 다층막 반사형 존플레이트의 평면도,
도 5는 도 4에 따른 다층막 반사형 존플레이트의 다양한 실시예를 나타낸 단면 구성도,
도 6은 본 발명에 따른 다층막 반사형 존플레이트를 이용한 조명부의 조명 방식을 도시한 도면,
도 7은 본 발명에 따른 다층막 반사형 존플레이트를 이용한 조명부의 또 다른 조명 방식을 도시한 도면,
도 8은 본 발명에 따른 다층막 반사형 존플레이트를 이용한 EUV 마스크 검사장치의 조명광 제어를 위한 상세 구성도,
도 9는 본 발명에 따른 EUV 마스크 및 EUV 팰리클의 반사도와 투과도 측정장치의 광 제어를 위한 구성도,
도 10은 본 발명에 따른 EUV 마스크 및 EUV 팰리클의 반사도와 투과도 측정장치의 양면검출기의 상세 구성도,
도 11은 본 발명에 따른 EUV 마스크 및 EUV 팰리클의 반사도와 투과도 측정장치의 다른 실시예를 도시한 구성도,
도 12는 본 발명에 따른 EUV 마스크 및 EUV 팰리클의 반사도와 투과도 측정장치를 통한 다층막 파장에 따른 반사도 측정 결과를 나타낸 도면.
도 2는 본 발명에 따른 EUV 마스크 및 EUV 팰리클의 반사도와 투과도 측정장치의 구성도,
도 3은 본 발명에 따른 EUV 마스크 및 EUV 팰리클의 반사도와 투과도 측정장치의 조명부 구성도,
도 4는 본 발명에 따른 EUV 마스크 및 EUV 팰리클의 반사도와 투과도 측정장치 조명부의 다층막 반사형 존플레이트의 평면도,
도 5는 도 4에 따른 다층막 반사형 존플레이트의 다양한 실시예를 나타낸 단면 구성도,
도 6은 본 발명에 따른 다층막 반사형 존플레이트를 이용한 조명부의 조명 방식을 도시한 도면,
도 7은 본 발명에 따른 다층막 반사형 존플레이트를 이용한 조명부의 또 다른 조명 방식을 도시한 도면,
도 8은 본 발명에 따른 다층막 반사형 존플레이트를 이용한 EUV 마스크 검사장치의 조명광 제어를 위한 상세 구성도,
도 9는 본 발명에 따른 EUV 마스크 및 EUV 팰리클의 반사도와 투과도 측정장치의 광 제어를 위한 구성도,
도 10은 본 발명에 따른 EUV 마스크 및 EUV 팰리클의 반사도와 투과도 측정장치의 양면검출기의 상세 구성도,
도 11은 본 발명에 따른 EUV 마스크 및 EUV 팰리클의 반사도와 투과도 측정장치의 다른 실시예를 도시한 구성도,
도 12는 본 발명에 따른 EUV 마스크 및 EUV 팰리클의 반사도와 투과도 측정장치를 통한 다층막 파장에 따른 반사도 측정 결과를 나타낸 도면.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 EUV 마스크 및 EUV 팰리클의 반사도와 투과도 측정장치를 상세히 설명하면 다음과 같다.
본 발명에 따른 EUV 마스크 및 EUV 팰리클의 반사도와 투과도 측정장치는, 반도체 제조 공정에 따른 EUV 노광 공정에서 사용되는 EUV 마스크의 반사도와 투과도를 측정하는 측정장치에 있어서, 파장이 5nm 내지 15nm 사이인 EUV(Extreme ultraviolet) 광을 출력하는 EUV 광소스와, 평면 기판으로 EUV 반사 다층막과 존플레이트 패턴이 형성된 다층막 반사형 존플레이트(Multilayer reflection zone plate)와, 상기 EUV 광소스에서 출력되는 EUV 광을 상기 다층막 반사형 존플레이트(multilayer reflection zone plate)에 조사한 후 반사되는 1차 회절광을 획득하여 EUV 조명광을 생성하는 EUV 조명부를 포함하여 구성되고, 상기 EUV 조명부에서 조사되는 광 파장의 선폭을 줄여 단색광으로 제공하거나 광 조사 면적을 줄여주는 제 1어퍼쳐(Aperture), 상기 어퍼쳐를 통과한 광에 대하여 입사 방향에 대한 기준광을 검출하고, 중앙으로 형성된 홀을 통과한 후 EUV 마스크에 조사된 후 반사되는 반사광을 다시 검출하는 광검출부가 양면으로 각각 구비된 양면검출기 및 상기 양면검출기에 형성된 중앙홀을 통과한 후 상기 EUV 마스크에 조사된 후 여기서 투과된 투과광을 검출하는 광검출기를 포함하여 구성된다.
본 발명은 EUV 마스크(또는 EUV 팰리클)의 반사도와 투과도를 측정하기 위한 장치로써, 다층막 반사형 존플레이트를 이용한 조명부와, 기준광과 반사광을 측정하는 양면검출기와, EUV 마스크(또는 팰리클)의 투과도를 측정하는 광검출기를 포함하여 구성된다.
도 2는 본 발명에 따른 EUV 마스크 및 EUV 팰리클의 반사도와 투과도 측정장치의 구성도이다.
도시된 바와 같이 본 발명의 검사장치(10)는 다층막 반사형 존플레이트로 구성되는 하나의 조명부(100)를 통해 조명광(300)을 생성하고, 상기 조명광의 사이즈를 결정하는 제 1어퍼쳐(Aperture 400), 상기 조명부에서 제공하는 조명광에 대한 기준광을 측정하고, 측정 대상에 해당하는 EUV 마스크(800) 또는 EUV 팰리클(800)의 반사도와 투과도를 측정하는 하나의 양면검출기(500) 그리고 상기 측정 대상에서 투과된 광을 검출하는 광검출기(600)를 포함하여 구성된다.
본 발명에서는 발생된 EUV 광을 포집하고 분광하는 장치로 기존 거울과 그레이팅(grating)과 슬릿(slit)으로 구성된 단색광장치를 적용하는 대신 다층막 반사형 존플레이트(multilayer reflection zone plate)와 어퍼쳐가 적용된다. 다층막 반사형 존플레이트는 EUV 거울에 형성된 존플레이트(zone plate)가 포함된 구조이며, EUV 거울은 다층막 구조로 EUV 광을 반사시키고 존플레이트는 반사된 광을 회절시켜 어퍼쳐에 회절 빔이 집속되게 한다. 상기 다층막 반사형 존플레이트와 어퍼쳐로 구성된 장치는 기존 86도 근처로 사입사하는 미러를 통해 빔을 집속하는 것에 비해 수직에 가까운 각으로 빔을 집속하므로 광 집속 효율이 높고, 미러와 그레이팅의 부품들이 단일 부품인 다층막 반사형 존플레이트로 대체됨으로써 광학계 정렬이 용이한 특징을 가진다.
다음은, 본 발명에 주요 기술적 구성에 해당하는 조명부(100)의 구성을 아래 도 3 내지 도 8을 통해 구체적으로 설명한다.
도 3은 본 발명에 따른 다층막 반사형 존플레이트를 이용한 EUV 마스크 검사장치의 조명부 구성도이다. 본 발명에 따른 다층막 반사형 존플레이트(Multilayer reflection zone plate ; 200)를 이용한 EUV 마스크 검사장치(10)는, 평면 기판으로 EUV 반사 다층막(220)을 형성하고 여기에 존플레이트 패턴(250)을 형성시키고, 준비된 EUV 광소스(100)에서 출력되는 EUV 광을 상기 다층막 반사형 존플레이트(200)에 조사한 후 반사되는 광을 이용해 조명광(300)을 출력하는 조명부(100)가 적용되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 EUV 조명 장치(100)는 반도체 제조 공정에 따른 EUV 노광 공정에서 EUV 마스크의 측정 및 검사용으로 사용되는 조명 장치를 제공하기 위한 것으로, 하나의 EUV 광소스(110)와 EUV 조명광을 생성하기 위한 다층막 반사형 존플레이트(200)를 포함하여 구성된다.
상기 EUV 광소스(110)에서 발생된 EUV 광은 상기 다층막 반사형 존플레이트(200)에 의해서 1차광이 집속되게 한다. 상기 다층막 반사형 존플레이트(200)는 광을 회절 시키기 위해 원형 혹은 타원형 패턴 구조를 형성하고 있으며, EUV 광을 반사시킬 수 있는 다층막과 결합되어 반사되는 방향으로 EUV 광을 회절 시키고, 이중 1차광이 집속되게 한다. 상기 EUV 광소스(110)는 Nd:YAG 레이저나 CO2 레이저를 렌즈나 거울을 이용하여 Sn 혹은 Xe 표적에 집속하여 플라즈마를 생성하고, 여기서 생성된 플라즈마에서 발생된 광을 적용하거나, 싱크로트론(synchrotron)에서 벤딩마그넷(bending magnet) 혹은 언듈레이트(undulator)에서 생성된 광을 이용하거나, 자유전자레이저(free electron laser)에서 발생된 광을 사용한다. 여기서 EUV(extreme ultraviolet ) 광원의 파장 영역은 5nm 내지 15nm로 정의하고, 이중 본 발명에서 적용되는 파장은 12nm 내지 15nm 사이의 파장과 6nm 내지 7nm인 광을 주로 사용한다.
본 발명의 주요 기술적 요지로, EUV용 조명광을 생성하기 위한 다층막 반사형 존플레이트(200)는 EUV 반사 다층막이 적층된 조명광 생성을 위한 반사체로써, 평면 기판(210)으로 EUV 반사 다층막(220)을 적층되고 여기에 존플레이트 패턴(250)이 형성된 것이다. 이에 따라 상기 다층막 반사형 존플레이트는 상기 EUV 광소스(110)에서 출력되는 EUV 광이 상기 다층막 반사형 존플레이트(multilayer reflection zone plate)에 조사한 후 반사되는 1차 회절광을 획득하여 EUV 조명광(300)을 생성하게 된다.
도 4는 본 발명에 따른 다층막 반사형 존플레이트를 이용한 EUV 마스크 검사장치 조명부의 다층막 반사형 존플레이트의 평면도이다.
도시된 바와 같이 본 발명에서 사용되는 EUV 조명광 생성을 위한 다층막 반사형 존플레이트(200)는 평면 기판으로 EUV 반사 다층막을 적층한 후 여기에 다시 존플레이트 패턴을 형성시킨 것을 특징으로 한다. 본 발명에 따른 다층막 반사형 존플레이트는 원형 또는 타원형 형상을 갖는 존플레이트 패턴(250)이 형성된 것으로, 상기 존플레이트 패턴을 통해 EUV 조명광으로 사용되는 1차 회절광을 생성시키게 되는 것이다.
이때, 상기 존플레이트 패턴(250)을 형성하는 흡수체는 광의 반사를 모두 차단하거나 일부만 반사되는 흡수체로써, 이를 제어하여 조명광의 특성을 제어할 수 있다.
여기서, 상기 다층막 반사형 존플레이트(200)의 각 위치에서 존플레이트 패턴의 높이나 패턴의 폭(혹은 듀티 사이클)을 조절하면, 그 위치의 1차광 효율이 조절된다. 이를 이용하여 각 위치에서의 1차광 회절 효율을 원하는 양으로 조절하면 존플레이트 패턴(250)이 주기적 구조에 의해서 빔이 접속되어 조명됨과 동시에 집속되는 빔의 각각의 각도별 세기가 조절된다. 곧 EUV 노광기와 같이 조명 빔의 각도별 세기 분포를 형성할 수 있다.
뿐만 아니라, 다층막 반사형 존플레이트의 위치별 1차광 효율을 조절하여 조명빔의 세기분포를 균일하게 조절하는 것도 가능하다. 이러한 기술은 EUV 검사 성능 개선에 매우 효과적이다.
도 5는 도 4에 따른 다층막 반사형 존플레이트의 다양한 실시예를 나타낸 단면 구성도이다.
본 발명에 따른 다층막 반사형 존플레이트를 구성하는 방법은 다양하다. 우선, (a)에 나타낸 바와 같이 상기 다층막 반사형 존플레이트는 하나의 평면 기판(210)상에 다층막 반사막을 구성하는 EUV 반사 다층막(220)이 적층 형성되고 상기 EUV 반사 다층막(220) 표면으로 흡수체(240)를 형성시켜 존플레이트 패턴을 형성시킨다. 즉, 다수의 흡수체 형성을 통해 하나의 존플레이트 패턴이 형성되는 것이다.
이때, 상기 EUV 반사 다층막은 적어도 2개 이상의 반사물질을 반복적으로 적층시켜 구성하며, 상기 흡수체(240)는 입사된 광을 흡수하거나 일부만 반사할 수 있도록 제어할 수 있다.
(b)는 EUV 반사 다층막을 식각한 후 여기에 흡수체를 형성시키는 구조를 갖는다. 이를 통해 존플레이트 패턴이 다층막 내측에 형성될 수 있으며, (a)의 경우는 다층막 표면으로 존플레이트 패턴이 형성되는 것이다.
(c)의 경우는 EUV 반사 다층막을 소정 패턴에 따라 식각하여 존플레이트 패턴이 형성되도록 구성한다.
상기 존플레이트 패턴을 구성하는 흡수체(240)는 광의 반사를 모두 차단하거나 일부분만 반사되게 하고, 상기 존플레이트 패턴은 흡수체 증착 후 E-빔 리소그라피(lithography)를 통해 구현되며, 상기 존플레이트 패턴은 E-빔 리소그라피(lithography)로 다층막을 식각하여 형성될 수 있다.
도 6은 본 발명에 따른 다층막 반사형 존플레이트를 이용한 조명부의 조명 방식을 도시한 도면이다.
상기 다층막 반사형 존플레이트(200)에서 존플레이트 패턴은 EUV 광원을 샘플에 집속하기 위해서 각각 원형 혹은 타원형 모양을 형성한다. 원형 혹은 타원형 모양의 패턴의 중심이 다층막 반사형 존플레이트 내에 존재하지 않는 비근축(off-axis) 존플레이트를 적용하거나, 원형 혹은 타원형 모양의 패턴의 중심이 다층막 반사형 존플레이트 내에 존재하는 근축(on-axis) 존플레이트를 적용할 수 있다.
비근축(off-axis) 존플레이트는 영차광과 일차광의 중심이 진행하는 방향이 다르고, 근축 존플레이트는 영차광과 일차광의 중심 방향이 동일한 특성이 있으며, EUV 광의 파장 선폭이 넓어 이를 좁은 선폭으로 개선하는 효과를 추가적으로 얻기 위해 집속되는 조명빔 근처에 어퍼쳐(400)를 적용할 수 있다. 이때 비근축 존플레이트가 근축 존플레이트에 비해 어퍼쳐와 결합해 단색광의 선폭이 더 좁은 것이 특징인 반면, 요구되는 존플레이트의 패턴의 주기가 더 작은 것이 특징으로 광원의 선폭과 조명빔의 목적에 맞게 근축과 비근축 중 하나를 선택하여 적용 가능하다.
EUV 광소스 광원의 파장의 선폭이 넓으면 어퍼쳐를 추가하여 파장 선폭이 좁은 단색광을 생성한다. 본 발명에 따른 EUV 조명 장치에서 사용하는 EUV 광원은 파장 영역이 5nm 내지 15nm 사이의 EUV(extreme ultraviolet) 광을 사용하며, 사용자에 따라 13.5 nm 파장 부근의 광을 EUV 광이라고 부르며, 파장 6.7nm 부근의 광을 BUV(beyond EUV)라고 부르기도 하는데, 본 발명에서는 5nm 내지 15nm 사이의 파장을 모두 EUV광으로 통일하기로 한다.
EUV 광원은 주로 Nd:YAG 레이저나 CO2 레이저를 Sn이나 Xe 표적에 집속하여 발생된 플라즈마에서 생성되거나 싱크로트론(Synchrotron)에서 발생된 광을 사용하나, 이에 한정하지 않고 본 발명에서는 이외 방식으로 생성된 EUV 광에 모두 적용 가능한 기술을 제공한다.
도 7은 본 발명에 따른 다층막 반사형 존플레이트를 이용한 조명부의 또 다른 조명 방식을 도시한 도면이다.
상기 다층막 반사형 존플레이트(200)에서 공간적으로 존플레이트 패턴의 유무를 조절하여 광의 회절 유무를 결정하여 다양한 바이너리(binary) 조명을 구현하고, 상기 바이너리 조명을 EUV 현미경에 적용하여 현미경의 해상력 개선에 최적화 조건을 확인하여 적용한다. 이로써 상기 바이너리 조명을 검사기의 검사 감도 개선에 최적화되도록 적용할 수 있다.
도 8은 본 발명에 따른 다층막 반사형 존플레이트를 이용한 EUV 마스크 검사장치의 조명광 제어를 위한 상세 구성도이다. 상기 다층막 반사형 존플레이트(200)에서 공간적으로 존플레이트 패턴의 듀티 사이클(duty cycle) 혹은 흡수체의 높이를 조절하여 그 공간적 부분의 광의 1차 회절광의 세기를 조절하여 프리폼 퓨필(freeform pupil) 조명(illumination) 혹은 픽셀레이티드 퓨필(pixelated pupil) 조명을 구현하고, 상기 프리폼퓨필을 현미경의 해상력을 개선하거나 검사기의 검사 감도 개선에 최적화하여 적용하거나, 상기 프리폼 퓨필(freeform pupil)을 최적화 하여 샘플에 조명하는 빔의 균일도를 개선시켰다.
도 9는 본 발명에 따른 EUV 마스크 및 EUV 팰리클의 반사도와 투과도 측정장치의 광 제어를 위한 구성도이다.
상기 조명부를 구성하는 다층막 반사형 존플레이트(200)에 의해 집속되는 회절광은 파장에 따라 집속 위치가 다르기 때문에 상기 제 1어퍼쳐(400)를 통과한 빔은 일정한 선폭을 가진 빔이 되고, 이 빔의 중심파장과 선폭은 각각 광축에서의 상기 제 1어퍼쳐의 위치와 지름에 의해서 결정된다. 상기 다층막 반사형 존플레이트(200)에 의한 집속 거리는 파장이 길어지면 짧아지고, 반대로 파장이 짧아지면 길어지는 분산(dispersion)을 가지며 이러한 분산과 EUV 광 크기와 제 1어퍼쳐(400)의 크기에 의해서 통과한 빔의 파장 선폭(spectral bandwidth)이 결정된다. 최소 파장 선폭은 다층막 반사형 존플레이트의 분산과 EUV 광원 크기에 의해서 결정되나 제 1어퍼쳐의 크기를 증가시키면 최소 선폭 보다 커지는 방향으로 조절이 가능하다.
상기 제 1어퍼처(400)의 위치와 지름의 크기에 의해서 빔의 중심파장과 선폭이 결정되고, 이 빔이 양면검출기(500)에 도달하게 된다.
도 10은 본 발명에 따른 EUV 마스크 및 EUV 팰리클의 반사도와 투과도 측정장치의 양면검출기의 상세 구성도이다.
양면검출기(500)는 앞면과 뒷면에 광을 검출할 수 있는 제 1광검출부(501)와 제 2광검출부(502)가 양면에 형성된 검출 부품으로써, 중앙에 홀이 형성되어 있는 구조를 가진다. 소재 자체를 양면에 검출 가능하도록 제작을 하거나 홀이 있는 단면 검출 소자 2개를 서로 반대 방향으로 결합하여 적용할 수도 있다. 상기 제 1어퍼쳐(400)를 통과한 빔은 양면검출기(500)에 도달하게 되고, 이때 빔의 크기가 상기 제 1광검출부의 검출 가능 크기보다 작도록 검출기의 위치를 조절한다. 상기 제 1광검출부에 도달하여 측정된 빔은 기준광이 된다. 기준 광량은 광원의 시간적인 세기 변화를 대변하는 기준이 된다.
상기 양면검출기(500)의 중앙에 있는 구멍(hole)을 통과한 빔이 샘플인 EUV 마스크나 혹은 EUV 팰리클에 조사되게 한다. 기준 광량을 양면검출기 앞면에서 측정하고, 기준 광량 중 일부분인 중앙 구멍 영역에서 투과한 광은 샘플에 조사되게 한다. 이를 통해 샘플에 조사되는 광량의 변화를 기준광량 측정을 통해 알 수 있다. 샘플에 조사된 광은 투과 및 반사되게 되는데, 이를 샘플 뒷면에 설치된 투과광 검출장치에 해당하는 광검출기(600)를 통해서 투과광량이 측정되고, 양면검출기 뒷면을 구성하는 제 2광검출부(502)에서는 샘플에서 반사된 반사광을 측정하게 된다. 샘플이 없을 때 기준광량과 투과광량을 각각 양면검출기(500)의 앞면과 광검출기(600)를 통해 측정하고, 이때 샘플이 존재하지 않아 아무런 투과광의 손실이 발생하기 않으므로 투과광량은 샘플이 있을 때의 조사광량과 동일하다. 이를 통해 기준광량과 조사광량의 상관관계를 측정한다. 곧 기준광 량의 몇 %가 조사광 량에 해당하는지 계산이 된다.
샘플에서 반사된 광이 상기 제 2광검출부(502)에서 측정될 때 샘플로 부터 산란되는 넓은 각도 범위의 광이 반사도 측정에서 노이즈로 작용할 수 있다. 이를 차단하기 위해 상기 제 2광검출부(502) 전면으로 제 2어퍼쳐(510)를 설치하여 일정 범위의 반사되는 각도의 광만 검출되도록 한다. 도시된 바와 같이 이를 위하여 상기 제 2어퍼쳐(510)는 중앙으로 측정광이 통과하는 홀과 샘플에서 반사된 일정 각도의 반사광만을 검출하기 위하여 또 하나의 홀이 형성되어 있어 이를 통해 반사광을 측정한다.
도 11은 본 발명에 따른 EUV 마스크 및 EUV 팰리클의 반사도와 투과도 측정장치의 다른 실시예를 도시한 구성도이다. 도 11에서는 빔스플리터(700)를 적용하여 앞서 설명한 양면검출기를 적용하지 않고 반사광과 투과광을 각각의 광검출기에서 측정하는 방식으로 광학 설계를 적용한 실시예이다.
상기에서 기술된 양면검출기(500)를 대신해서 EUV 파장의 빔스플리터(beam splitter)와 기준광 검출기와 반사광 검출기를 설치하여 동일한 역할을 수행하도록 할 수 도 있다. 이를 위하여 상기 빔스플리터(700)에서 반사된광, 투과된 광 그리고, 샘플에서 반사된 광을 각각 검출하기 위하여 다수의 광검출기(600)를 구성하고 이를 통해 기준광과 반사광을 측정한다.
위와 같이 다층막 반사형 존플레이트를 적용한 EUV 반사도 및 투과도 측정장치는 단색광장치(monochromator)의 광 포획 효율과 광학계 구조의 단순화와 관련된 장점을 얻을 수 있기 때문에 장치의 측정 속도 및 신뢰도가 상당히 개선되는 기술이다.
상기 다층막 반사형 존플레이트와 제 1어퍼쳐로 상기 EUV 광을 집속 및 분광하고, 상기 분광된 광은 빔스플리터(beam splitter)에 의해서 반사광(기준광)과 투과광(샘플로 조사되는 광)으로 나누어지고, 상기 빔스플리터에서 반사된 기준광은 기준광 측정광 검출기로 광량이 측정되고, 상기 빔스플리터에서 투과된 조사광은 샘플로 조사되고, 상기 샘플에서 반사된 광은 반사도 측정 광 검출기로 광량이 측정되고, 상기 샘플에서 투과된 광은 투과도 측정 광 검출기로 광량이 측정되고, 상기 광 검출기들로 측정된 기준광과 반사광과 투과광들의 광량 측정을 통해 EUV 마스크의 반사도 혹은 EUV 팰리클의 반사도 및 투과도를 측정하도록 구성된다.
도 12는 본 발명에 따른 EUV 마스크 및 EUV 팰리클의 반사도와 투과도 측정장치를 통한 다층막 파장에 따른 반사도 측정 결과를 나타낸 도면이다.
본 발명은 다층막 반사형 존플레이트 부품이 전체 시스템에서 중요한 역할을 하는 핵심 광학 소자이다. EUV mask나 EUV pellicle의 반사 및 투과를 측정할 때 사용자의 요구에 따라 다양한 파장에 대한 측정이 필요하다. 도 12는 실험적으로 제작한 다층막 반사형 존플레이트에서 EUV 광을 반사시키는 다층막이 EUV 파장 영역에 대한 반사도를 보여준다. 아래 측정 및 계산 결과에 의하면 약 12.7 nm에서 15.6 nm 사이의 넓은 범위에서의 반사도가 15% 이상이다. 13.5 nm 부근의 파장을 사용하는 EUV 리소그라피용 EUV mask 및 EUV pellicle은 측정 파장이 13 nm 내지 14 nm이므로 본 발명에서 적용되는 다층막 반사형 존플레이트는 측정에 필요한 파장의 광을 제공한다. 필요에 따라서 5 nm 내지 15nm 파장 내에서 원하는 파장의 반사도를 얻을 수 있는 다층막 구조의 제작이 가능하다.
이상, 본 발명의 원리를 예시하기 위한 바람직한 실시예와 관련하여 설명하고 도시하였지만, 본 발명은 그와 같이 도시되고 설명된 그대로의 구성 및 작용으로 한정되는 것이 아니다. 오히려, 첨부된 청구범위의 사상 및 범주를 일탈함이 없이 본 발명에 대한 다수의 변경 및 수정이 가능함을 당업자들은 잘 이해할 수 있을 것이다. 따라서 그러한 모든 적절한 변경 및 수정과 균등물들도 본 발명의 범위에 속하는 것으로 간주되어야 할 것이다.
10 : 검사장치
100 : 조명부
110 : EUV(Extreme ultraviolet) 광소스
200 : 다층막 반사형 존플레이트(Multilayer reflection zone plate)
210 : 기판
220 : EUV 반사 다층막
240 : 흡수체
250 : 존플레이트 패턴
300 : 조명광
400 : 제 1어퍼쳐(Aperture)
500 : 양면검출기
501 : 제 1광검출부
502 : 제 2광검출부
510 : 제 2어퍼쳐
600 : 광검출기
700 : 빔스플리터
800 : EUV 마스크(또는 팰리클)
100 : 조명부
110 : EUV(Extreme ultraviolet) 광소스
200 : 다층막 반사형 존플레이트(Multilayer reflection zone plate)
210 : 기판
220 : EUV 반사 다층막
240 : 흡수체
250 : 존플레이트 패턴
300 : 조명광
400 : 제 1어퍼쳐(Aperture)
500 : 양면검출기
501 : 제 1광검출부
502 : 제 2광검출부
510 : 제 2어퍼쳐
600 : 광검출기
700 : 빔스플리터
800 : EUV 마스크(또는 팰리클)
Claims (7)
- 반도체 제조 공정에 따른 EUV 노광 공정에서 사용되는 EUV 마스크와 EUV 팰리클의 반사도와 투과도를 측정하는 측정장치에 있어서,
파장이 5nm 내지 15nm 사이인 EUV(Extreme ultraviolet) 광을 출력하는 EUV 광소스와, 평면 기판으로 EUV 반사 다층막과 존플레이트 패턴이 형성된 다층막 반사형 존플레이트(Multilayer reflection zone plate)와, 상기 EUV 광소스에서 출력되는 EUV 광을 상기 다층막 반사형 존플레이트(multilayer reflection zone plate)에 조사한 후 반사되는 1차 회절광을 획득하여 EUV 조명광을 생성하는 EUV 조명부;를 포함하여 구성되고,
상기 EUV 조명부에서 조사되는 광 파장의 선폭을 줄여 단색광으로 제공하거나 광 조사 면적을 줄여주는 제 1어퍼쳐(Aperture);
상기 어퍼쳐를 통과한 광에 대하여 입사 방향에 대한 기준광을 검출하고, 중앙으로 형성된 홀을 통과한 후 EUV 마스크에 조사된 후 반사되는 반사광을 다시 검출하는 광검출부가 양면으로 각각 구비된 양면검출기; 및
상기 양면검출기에 형성된 중앙홀을 통과한 후 상기 EUV 마스크 또는EUV 팰리클에 조사된 후 여기서 투과된 투과광을 검출하는 광검출기;를 포함하여 구성되는 EUV 마스크 및 EUV 팰리클의 반사도와 투과도 측정장치.
- 제 1항에 있어서, 상기 다층막 반사형 존플레이트는,
하나의 평면 기판;
상기 평면 기판으로 적층되는 EUV 반사 다층막; 및
상기 EUV 반사 다층막 표면이나 내측으로 형성되는 존플레이트 패턴;을 포함하여 구성되는 EUV 마스크 및 EUV 팰리클의 반사도와 투과도 측정장치.
- 제 2항에 있어서, 상기 존플레이트 패턴은,
상기 EUV 반사 다층막을 적어도 2개 이상의 반사물질을 반복적으로 적층시켜 구성하되,
상기 EUV 반사 다층막은 흡수체 물질을 소정 패턴에 따라 적층하거나, EUV 반사 다층막을 소정 패턴에 따라 식각하거나, 흡수체 물질을 적층 후 EUV 반사 다층막을 다시 적층함으로써 상기 존플레이트 패턴을 형성시키는 것을 특징으로 하는 EUV 마스크 및 EUV 팰리클의 반사도와 투과도 측정장치.
- 제 3항에 있어서, 상기 존플레이트 패턴은,
상기 평면 기판에 EUV 반사 다층막을 형성시키고, 흡수체 물질을 소정 패턴에 따라 적층하거나, EUV 반사 다층막을 소정 패턴에 따라 식각하거나, 흡수체 물질을 적층 후 EUV 반사 다층막을 다시 적층함에 따라 상기 존플레이트 패턴은 다층막 표면 또는 다층막 내측으로 형성되는 것을 포함하여 구성되는 EUV 마스크 및 EUV 팰리클의 반사도와 투과도 측정장치.
- 제 1항에 있어서, 상기 양면검출기는,
상기 EUV 마스크에서 조사된 측정광이 반사되는 반사광의 일부를 통과시켜 측정하기 위하여 광검출기 표면으로 제 2어퍼쳐를 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 EUV 마스크 및 EUV 팰리클의 반사도와 투과도 측정장치.
- 제 5항에 있어서, 상기 제 2어퍼쳐는,
상기 EUV 마스크로 조사된 측정광이 통과하기 위하여 중앙으로 제 1홀이 형성되며, 상기 측정광이 상기 EUV 마스크에 조사된 후 반사된 반사광을 통과시키기 위하여 중앙에 형성된 홀에서 일정 거리에 있는 제 2홀이 각각 형성된 것을 특징으로 하는 EUV 마스크 및 EUV 팰리클의 반사도와 투과도 측정장치.
- 제 2항에 있어서, 상기 다층막 반사형 존플레이트는,
존플레이트 패턴이 각각 원형 혹은 타원형 모양으로 형성되며,
상기 원형 혹은 타원형 모양의 패턴의 중심이 상기 다층막 반사형 존플레이트 내에 존재하지 않는 비근축(off-axis) 존플레이트이거나, 상기 원형 혹은 타원형 모양의 패턴의 중심이 상기 다층막 반사형 존플레이트 내에 존재하는 근축(on-axis) 존플레이트이며,
비근축(off-axis) 존플레이트는 0차광과 1차광의 중심이 진행하는 방향이 다르고, 근축(on-axis) 존플레이트는 0차광과 1차광의 중심 방향이 동일한 것을 특징으로 하는 EUV 마스크 및 EUV 팰리클의 반사도와 투과도 측정장치.
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020210137573A KR20230054027A (ko) | 2021-10-15 | 2021-10-15 | Euv 마스크 및 euv 팰리클의 반사도와 투과도 측정장치 |
| US17/570,406 US11561467B1 (en) | 2021-10-15 | 2022-01-07 | Reflectivity and transmittance measuring device of EUV mask and EUV pellicle |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020210137573A KR20230054027A (ko) | 2021-10-15 | 2021-10-15 | Euv 마스크 및 euv 팰리클의 반사도와 투과도 측정장치 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20230054027A true KR20230054027A (ko) | 2023-04-24 |
Family
ID=84978042
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020210137573A KR20230054027A (ko) | 2021-10-15 | 2021-10-15 | Euv 마스크 및 euv 팰리클의 반사도와 투과도 측정장치 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US11561467B1 (ko) |
| KR (1) | KR20230054027A (ko) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE102020207566B4 (de) * | 2020-06-18 | 2023-02-16 | Carl Zeiss Smt Gmbh | Vorrichtung und Verfahren zur Charakterisierung einer Maske für die Mikrolithographie |
| KR20230037817A (ko) * | 2021-09-10 | 2023-03-17 | 주식회사 이솔 | 다층막 반사형 존플레이트를 이용한 euv용 조명 장치 및 그 제조방법 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6864490B1 (en) | 2002-06-27 | 2005-03-08 | James H. Underwood | Reflectometer device |
| US7738135B2 (en) | 2005-10-21 | 2010-06-15 | Fuji Xerox Co., Ltd. | Image processor, image forming device, method for image processing and storage medium for storing image processing program |
| KR20200121545A (ko) | 2019-04-16 | 2020-10-26 | 주식회사 이솔 | 스캐닝 타입 euv 마스크의 패턴 이미지 측정장치 |
Family Cites Families (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5236478B2 (ja) | 2005-11-10 | 2013-07-17 | カール・ツァイス・エスエムティー・ゲーエムベーハー | 光源の変動を測定するためのシステムを備えたｅｕｖ照明システム |
| DE102006020734A1 (de) | 2006-05-04 | 2007-11-15 | Carl Zeiss Smt Ag | Beleuchtungssystem für die EUV-Lithographie sowie erstes und zweites optisches Element zum Einsatz in einem derartigen Beleuchtungssystem |
| KR20130073429A (ko) * | 2011-12-23 | 2013-07-03 | 삼성전자주식회사 | 존 플레이트 및 이를 포함하는 마스크 패턴 측정 장치 |
| KR102211513B1 (ko) | 2019-04-16 | 2021-02-03 | 주식회사 이솔 | High NA 스캐닝 타입 EUV 마스크의 패턴 이미지 측정장치 |
| KR20220075021A (ko) * | 2020-11-26 | 2022-06-07 | 삼성전자주식회사 | 극자외선 발생 장치와 이의 제조 방법, 및 극자외선 시스템 |
-
2021
- 2021-10-15 KR KR1020210137573A patent/KR20230054027A/ko not_active Application Discontinuation
-
2022
- 2022-01-07 US US17/570,406 patent/US11561467B1/en active Active
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6864490B1 (en) | 2002-06-27 | 2005-03-08 | James H. Underwood | Reflectometer device |
| US7738135B2 (en) | 2005-10-21 | 2010-06-15 | Fuji Xerox Co., Ltd. | Image processor, image forming device, method for image processing and storage medium for storing image processing program |
| KR20200121545A (ko) | 2019-04-16 | 2020-10-26 | 주식회사 이솔 | 스캐닝 타입 euv 마스크의 패턴 이미지 측정장치 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US11561467B1 (en) | 2023-01-24 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US10642172B2 (en) | Illumination source for an inspection apparatus, inspection apparatus and inspection method | |
| KR20230054027A (ko) | Euv 마스크 및 euv 팰리클의 반사도와 투과도 측정장치 | |
| US11223181B2 (en) | High harmonic generation radiation source | |
| US11129266B2 (en) | Optical system, metrology apparatus and associated method | |
| KR20170121253A (ko) | 검사와 계측을 위한 방법 및 장치 | |
| US20220397834A1 (en) | Measuring method and measuring apparatus | |
| US20230221659A1 (en) | Assembly for collimating broadband radiation | |
| US20240004312A1 (en) | Metrology apparatus based on high harmonic generation and associated method | |
| KR20230054028A (ko) | 다층막 반사형 존플레이트를 이용한 euv 마스크 검사장치 | |
| US11886096B2 (en) | Assembly including a non-linear element and a method of use thereof | |
| KR20240018488A (ko) | 계측 시스템, 시간적 및 공간적 가간섭성 스크램블러 및 그 방법 | |
| EP3614207A1 (en) | Metrology apparatus | |
| EP4006641A1 (en) | Metrology apparatus based on high harmonic generation and associated method | |
| EP4303655A1 (en) | A membrane and associated method and apparatus | |
| EP4250010A1 (en) | Apparatus and methods for filtering measurement radiation | |
| US20240168392A1 (en) | Assembly for separating radiation in the far field | |
| EP4321933A1 (en) | A radiation source | |
| US20240003809A1 (en) | Metrology apparatus and metrology methods based on high harmonic generation from a diffractive structure | |
| KR20230037817A (ko) | 다층막 반사형 존플레이트를 이용한 euv용 조명 장치 및 그 제조방법 | |
| CN116670577A (zh) | 基于高次谐波产生的量测设备及相关方法 | |
| EP3792673A1 (en) | Assembly for collimating broadband radiation | |
| WO2023165783A1 (en) | Apparatus and methods for filtering measurement radiation | |
| WO2023232408A1 (en) | A membrane and associated method and apparatus | |
| CN114830026A (zh) | 照射源和相关的量测设备 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| E902 | Notification of reason for refusal |