KR20230064752A - EUV mask inspection device and EUV mask inspection method - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 EUV 마스크 검사 장치 및 EUV 마스크 검사 방법에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 EUV 광을 이용한 EUV 마스크 검사 장치 및 EUV 마스크 검사 방법에 관련된 것이다. The present invention relates to an EUV mask inspection apparatus and an EUV mask inspection method, and more particularly, to an EUV mask inspection apparatus and an EUV mask inspection method using EUV light.
반도체를 더욱 미세하게 제조하기 위한 High-NA (0.55 NA) EUV 노광 장비의 양산공정 적용이 임박하고 있다. Step & Scan 시스템을 적용중인 EUV 노광 장비 특성상 EUV 마스크의 결함은 웨이퍼에 반복적으로 전사됨으로 마스크의 결함 및 오염을 사전에 검증할 수 있는 장치의 도입은 공정의 수율을 높일 수 있다. The application of high-NA (0.55 NA) EUV lithography equipment to mass production process to manufacture more fine semiconductors is imminent. Due to the nature of EUV lithography equipment to which the Step & Scan system is applied, EUV mask defects are repeatedly transferred to the wafer, so the introduction of a device that can verify mask defects and contamination in advance can increase the yield of the process.
EUV 노광 공정 중 마스크의 결함 및 오염이 확인되었을 경우에도 마스크를 다시 제조하기보다 패턴결함을 수정하거나 오염물질을 세정하는 공정을 통해 수리된 마스크를 양산공정에 적용하는 것이 반도체 제조비용을 낮출 수 있다. 마스크의 수정 및 세정 공정을 진행하더라도 그 성공 여부는 노광기로 직접 웨이퍼에 노광 후 SEM 리뷰를 통해 수정 성공 여부를 확인하는 방법이 있다. Even if defects and contamination of the mask are confirmed during the EUV exposure process, semiconductor manufacturing costs can be lowered by applying the repaired mask to the mass production process through a process of correcting pattern defects or cleaning contaminants rather than remanufacturing the mask. . Even if the mask correction and cleaning process is performed, there is a method to check the success of the correction through SEM review after directly exposing the wafer with an exposure machine.
하지만 비용과 검증 기간이 많이 소요되므로 High NA EUV 노광기 광학계를 묘사할 수 있는 현미경으로 EUV 마스크 공간 영상(aerial image) 측정을 통해 마스크 결함이 웨이퍼에 미치는 영향을 미리 검증하는 것이 필요하다. 또한 EUV 노광공정용 마스크는 13.5nm 파장의 EUV 광 특성에 맞추어 EUV 반사 효율을 극대화하기 위해 브래그 법칙에 기반한 40 쌍의 Mo/Si 다층 박막으로 제작된다. EUV 마스크는 기존 DUV (deep ultraviolet)이나 E-beam을 이용한 표면 결함 유무 평가는 가능하나 다층 박막 내부에서 발생하는 위상결함은 EUV 광을 이용한 검사를 통해서만 정확한 마스크 공간 영상 측정이 가능하며 이를 EUV actinic 검사 기술이라 한다. However, since the cost and verification period are high, it is necessary to verify the effect of mask defects on the wafer in advance by measuring the EUV mask aerial image with a microscope that can describe the optical system of the high NA EUV exposure machine. In addition, the mask for the EUV exposure process is made of 40 pairs of Mo/Si multilayer thin films based on Bragg's law to maximize EUV reflection efficiency according to the characteristics of EUV light with a wavelength of 13.5 nm. EUV masks can evaluate the presence or absence of surface defects using existing deep ultraviolet (DUV) or E-beam, but phase defects occurring inside multilayer thin films can only be measured using EUV light to accurately measure the image of the mask space, and EUV actinic inspection it's called technology
종래에는 EUV 광을 사용해 0.55의 NA를 갖는 대물렌즈를 이용한 High-NA EUV 마스크 검사 기술이 연구되고 있다. 종래의 High-NA EUV 마스크 검사 기술은 다층 박막 거울 기반의 투영 광학계를 이용하여 EUV 마스크 공간 영상을 결상하기 위한 연구와 EUV 용 0.55 NA 존플레이트 렌즈를 사용하여 EUV 마스크 공간 영상 측정 기술 연구가 진행되고 있다. 다층 박막 거울을 이용하여 High-NA EUV 마스크 공간 영상 결상을 위해서는 다수의 거울을 사용해야 하며 거울들의 설치 및 제작에 많은 기술들이 필요하다. 이로 인해 회절의 원리를 이용하여 EUV 광을 모아 이미지를 결상하는 High-NA 프레넬 존플레이트 렌즈를 대물렌즈로 사용하는 연구가 주를 이루고 있다. 프레넬 존플레이트는 transmittance zone과 opaque zone으로 구성되며 두 zone을 grating zone이라 지칭하며 grating zone은 입사하는 EUV 광에 대해 회절격자로 작용하여 초점위치에서 보강간섭을 통해 마스크 공간 영상을 결상하여 마스크를 검사한다.Conventionally, high-NA EUV mask inspection technology using an objective lens having an NA of 0.55 using EUV light has been studied. In the conventional high-NA EUV mask inspection technology, research on forming an EUV mask space image using a projection optical system based on a multilayer thin-film mirror and research on EUV mask space image measurement technology using a 0.55 NA zone plate lens for EUV are in progress. there is. In order to form a High-NA EUV mask space image using multi-layer thin-film mirrors, a large number of mirrors must be used and many techniques are required to install and manufacture the mirrors. For this reason, studies using a High-NA Fresnel zone plate lens as an objective lens, which collects EUV light and forms an image using the principle of diffraction, are the main focus. A Fresnel zone plate consists of a transmittance zone and an opaque zone, and the two zones are called grating zones. The grating zone acts as a diffraction grating for the incident EUV light and forms a mask space image through constructive interference at the focal point to form a mask. Inspect.
그러나 High-NA 프레넬 존플레이트 렌즈를 마스크 검사 장치에 적용하기 위해서는 다층 박막 거울과 마찬가지로 렌즈의 제작 난이도가 높아 한계가 존재한다. 상기 프레넬 존플레이트의 외곽으로 입사하는 EUV 광을 집광하기 위해서는 수십 나노미터 pitch size의 grating zone이 요구되며, 제작 오차에 민감하여 그 제작비용 역시 수천만원을 호가하기 때문이다. 상기 High-NA 프레넬 존플레이트를 이용한 EUV 마스크 검사 장치는 렌즈의 크기가 커짐에 따라 약 360 nm의 매우 짧은 초점 허용오차(depth of focus)를 가지며 이를 벗어 날 경우 구면 수차 및 이미지의 대비가 저하가 발생하고 입사하는 EUV 광에 대해 각도가 0.02 ° 이상 벗어날 경우 비구면 수차와 상면만곡 수차가 발생하기 때문에 High-NA 프레넬 존플레이트를 제작하여 검사 장치에 적용하더라도 초정밀 얼라인먼트의 한계가 존재한다.However, in order to apply the High-NA Fresnel zone plate lens to the mask inspection device, there are limitations due to the high manufacturing difficulty of the lens, similar to the multi-layer thin film mirror. This is because a grating zone with a pitch size of several tens of nanometers is required to condense the EUV light incident on the outside of the Fresnel zone plate, and the manufacturing cost is tens of thousands of won because it is sensitive to manufacturing errors. The EUV mask inspection device using the High-NA Fresnel zone plate has a very short depth of focus of about 360 nm as the size of the lens increases, and spherical aberration and image contrast deteriorate when it is out of this range Since aspheric aberration and field curvature aberration occur when the angle is more than 0.02° away from the incident EUV light, even if a high-NA Fresnel zone plate is manufactured and applied to an inspection device, there is a limit to ultra-precision alignment.
본 발명이 해결하고자 하는 일 기술적 과제는, 0.33NA 프레넬 존플레이트를 이용한 EUV 마스크 검사 장치 및 EUV 마스크 검사 방법을 제공하는 데 있다. One technical problem to be solved by the present invention is to provide an EUV mask inspection device and an EUV mask inspection method using a 0.33NA Fresnel zone plate.
본 발명이 해결하고자 하는 다른 기술적 과제는, 0.33NA 프레넬 존플레이트를 통해 0.55NA 프레넬 존플레이트를 이용한 결과를 도출할 수 있는 EUV 마스크 검사 장치 및 EUV 마스크 검사 방법을 제공하는 데 있다. Another technical problem to be solved by the present invention is to provide an EUV mask inspection device and an EUV mask inspection method that can derive results using a 0.55NA Fresnel zone plate through a 0.33NA Fresnel zone plate.
본 발명이 해결하고자 하는 또 다른 기술적 과제는, 5 nm node 이하급 반도체 제조공정에 사용될 수 있는 EUV 마스크 검사 장치 및 EUV 마스크 검사 방법을 제공하는 데 있다. Another technical problem to be solved by the present invention is to provide an EUV mask inspection device and an EUV mask inspection method that can be used in a 5 nm node or less semiconductor manufacturing process.
본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는 상술된 것에 제한되지 않는다. The technical problem to be solved by the present invention is not limited to the above.
상술된 기술적 과제들을 해결하기 위해 본 발명은 EUV 마스크 검사 장치를 제공한다. In order to solve the above technical problems, the present invention provides an EUV mask inspection device.
일 실시 예에 따르면, 상기 EUV 마스크 검사 장치는 EUV 마스크가 배치되는 스테이지, 상기 EUV 마스크에 EUV 광을 조사하기 위한 광원, 상기 EUV 마스크의 타겟 영역에 제1 각도로 조사된 후 반사 및 회절된 제1 그룹 EUV 광, 상기 EUV 마스크의 상기 타겟 영역에 제2 각도로 조사된 후 반사 및 회절된 제2 그룹 EUV 광을 집속하는 대물 렌즈, 상기 대물 렌즈를 통해 집속된 상기 제1 그룹 EUV 광을 수집하여 제1 공간 영역 이미지를 획득하고, 상기 제2 그룹 EUV 광을 수집하여 제2 공간 영역 이미지를 획득하는 검출 어레이, 및 상기 제1 및 제2 공간 영역 이미지를 주파수 영역으로 변환하여 각각 제1 및 제2 주파수 영역 이미지를 획득하고, 상기 제1 및 제2 주파수 영역 이미지를 합성하여 타겟 주파수 영역 이미지를 획득하고, 상기 타겟 주파수 영역 이미지를 공간 영역으로 변환하여 타겟 공간 영역 이미지를 획득하는 이미지 변환부를 포함할 수 있다. According to an embodiment, the EUV mask inspection apparatus includes a stage on which an EUV mask is disposed, a light source for irradiating EUV light to the EUV mask, and a target region of the EUV mask irradiated at a first angle and then reflected and diffracted. An objective lens for focusing
일 실시 예에 따르면, 상기 대물 렌즈에 의해 집속된 상기 제1 그룹 EUV 광 및 상기 제2 그룹 EUV 광은, 서로 다른 차수의 회절광을 포함할 수 있다. According to an embodiment, the first group EUV light and the second group EUV light focused by the objective lens may include diffracted light of different orders.
일 실시 예에 따르면, 상기 대물 렌즈에 의해 집속된 상기 제1 그룹 EUV 광은 0차 회절광, 및 n차 회절광을 포함하고, 상기 제2 그룹 EUV 광은 0차 회절광, 및 m차 회절광을 포함할 수 있다. (n과 m은 서로 다른 자연수)According to an embodiment, the first group EUV light focused by the objective lens includes 0th order diffraction light and nth order diffraction light, and the second group EUV light includes 0th order diffraction light and m order diffraction light. may contain light. (n and m are different natural numbers)
일 실시 예에 따르면, 상기 타겟 공간 영역 이미지는, 상기 대물 렌즈보다 높은 개구수(Numerical aperture, NA)를 갖는 대물 렌즈를 통해 획득된 공간 영역 이미지를 포함할 수 있다. According to an embodiment, the target spatial domain image may include a spatial domain image obtained through an objective lens having a higher numerical aperture (NA) than the objective lens.
일 실시 예에 따르면, 상기 제1 및 제2 공간 영역 이미지는 0.33NA의 대물 렌즈를 통해 획득된 공간 영역 이미지를 포함하고, 상기 타겟 공간 영역 이미지는 0.55NA의 대물 렌즈를 통해 획득된 공간 영역 이미지를 포함할 수 있다. According to an embodiment, the first and second spatial domain images include spatial domain images obtained through a 0.33NA objective lens, and the target spatial domain image is obtained through a 0.55NA objective lens. can include
일 실시 예에 따르면, 상기 타겟 공간 영역 이미지는, 상기 제1 및 제2 공간 영역 이미지보다 해상도가 높은 것을 포함할 수 있다. According to an embodiment, the target spatial region image may include a resolution higher than that of the first and second spatial region images.
일 실시 예에 따르면, 상기 제1 및 제2 공간 영역 이미지는 각각 푸리에 변환(Fourier transform)을 통해 상기 제1 및 제2 주파수 영역 이미지로 변환되고, 상기 타겟 주파수 영역 이미지는 역푸리에 변환(Inverse Fourier transform)을 통해 상기 타겟 공간 영역 이미지로 변환되는 것을 포함할 수 있다. According to an embodiment, the first and second spatial domain images are respectively transformed into the first and second frequency domain images through a Fourier transform, and the target frequency domain image is transformed into an inverse Fourier transform. transform) into the target spatial region image.
일 실시 예에 따르면, 상기 EUV 마스크 검사 장치는 상기 광원으로부터 방사된 상기 EUV 광을 집속하는 오목 다층 박막 거울, 및 상기 오목 다층 박막 거울로부터 집속된 상기 EUV 광을 상기 EUV 마스크로 가이드하는 평면 다층 박막 거울을 포함하는 반사부를 더 포함할 수 있다. According to an embodiment, the apparatus for inspecting the EUV mask includes a concave multilayer thin film mirror for focusing the EUV light emitted from the light source, and a planar multilayer thin film for guiding the EUV light focused from the concave multilayer thin film mirror to the EUV mask. A reflector including a mirror may be further included.
일 실시 예에 따르면, 상기 EUV 마스크 검사 장치는 상기 EUV 마스크에 조사된 상기 EUV 광의 각도를 역으로 연산하여, 상기 오목 다층 박막 거울 및 상기 평면 다층 박막 거울의 위치와 각도를 제어하는 제어부를 더 포함할 수 있다. According to an embodiment, the EUV mask inspection apparatus further includes a control unit that inversely calculates an angle of the EUV light irradiated onto the EUV mask and controls positions and angles of the concave multilayer thin-film mirror and the planar multi-layer thin-film mirror. can do.
일 실시 예에 따르면, 상기 대물 렌즈는, 프레넬 존플레이트(Fresnel Zone Plate)를 포함할 수 있다. According to one embodiment, the objective lens may include a Fresnel Zone Plate.
상술된 기술적 과제들을 해결하기 위해 본 발명은 EUV 마스크 검사 방법을 제공한다. In order to solve the above technical problems, the present invention provides an EUV mask inspection method.
일 실시 예에 따르면, 상기 EUV 마스크 검사 방법은 EUV 마스크의 타겟 영역에 제1 각도로 조사된 후 반사 및 회절된 제1 그룹 EUV 광과 상기 EUV 마스크의 상기 타겟 영역에 제2 각도로 조사된 후 반사 및 회절된 제2 그룹 EUV 광을 대물 렌즈를 통해 집속하는 단계, 집속된 상기 제1 그룹 EUV 광을 수집하여 제1 공간 영역 이미지를 획득하고, 상기 제2 그룹 EUV 광을 수집하여 제2 공간 영역 이미지를 획득하는 단계, 상기 제1 및 제2 공간 영역 이미지를 주파수 영역으로 변환하여 각각 제1 및 제2 주파수 영역 이미지를 획득하는 단계, 및 상기 제1 및 제2 주파수 영역 이미지를 합성하여 타겟 주파수 영역 이미지를 획득한 후, 상기 타겟 주파수 영역 이미지를 공간 영역으로 변환하여 타겟 공간 영역 이미지를 획득하는 단계를 포함할 수 있다. According to an embodiment, the method for inspecting an EUV mask may include a first group EUV light that is reflected and diffracted after being irradiated at a first angle to a target area of the EUV mask, and then irradiated to the target area of the EUV mask at a second angle. Focusing the reflected and diffracted second group EUV light through an objective lens, collecting the focused first group EUV light to obtain a first spatial domain image, and collecting the second group EUV light to obtain a second spatial domain image. Acquiring a domain image, converting the first and second spatial domain images into a frequency domain to obtain first and second frequency domain images, respectively, and synthesizing the first and second frequency domain images to target a target image. After acquiring the frequency domain image, converting the target frequency domain image into a spatial domain image may include obtaining a target spatial domain image.
일 실시 예에 따르면, 상기 제1 그룹 및 제2 그룹 EUV 광을 집속하는 단계에서, 상기 대물 렌즈를 통해 집속된 상기 제1 그룹 및 제2 그룹 EUV 광은 서로 다른 차수의 회절광을 포함할 수 있다. According to an embodiment, in the step of focusing the first group and second group EUV lights, the first group and second group EUV lights focused through the objective lens may include diffraction lights of different orders. there is.
일 실시 예에 따르면, 상기 제1 및 제2 공간 영역 이미지는 0.33NA의 대물 렌즈를 통해 획득된 공간 영역 이미지를 포함하고, 상기 타겟 공간 영역 이미지는 0.55NA의 대물 렌즈를 통해 획득된 공간 영역 이미지를 포함할 수 있다. According to an embodiment, the first and second spatial domain images include spatial domain images obtained through a 0.33NA objective lens, and the target spatial domain image is obtained through a 0.55NA objective lens. can include
일 실시 예에 따르면, 상기 제1 그룹 및 제2 그룹 EUV 광을 집속하는 단계는, EUV 마스크의 타겟 영역에 제1 각도로 제1 EUV 광을 조사하는 단계, 상기 EUV 마스크의 상기 타겟 영역에, 상기 제1 각도와 다른 제2 각도로 제2 EUV 광을 조사하는 단계, 상기 제1 EUV 광이 상기 EUV 마스크에 조사된 후 반사 및 회절된 제1 그룹 EUV 광을 집속하는 단계, 및 상기 제2 EUV 광이 상기 EUV 마스크에 조사된 후 반사 및 회절된 제2 그룹 EUV 광을 집속하는 단계를 포함할 수 있다. According to an embodiment, the focusing of the first and second group EUV lights may include irradiating a first EUV light at a first angle to a target area of an EUV mask, to the target area of the EUV mask, irradiating second EUV light at a second angle different from the first angle; focusing the reflected and diffracted first group EUV light after the first EUV light is irradiated to the EUV mask; and After the EUV light is irradiated onto the EUV mask, focusing the reflected and diffracted second group EUV light may be included.
본 발명의 실시 예에 따른 EUV 마스크 검사 장치는, EUV 마스크가 배치되는 스테이지, 상기 EUV 마스크에 EUV 광을 조사하기 위한 광원, 상기 EUV 마스크의 타겟 영역에 제1 각도로 조사된 후 반사 및 회절된 제1 그룹 EUV 광, 상기 EUV 마스크의 상기 타겟 영역에 제2 각도로 조사된 후 반사 및 회절된 제2 그룹 EUV 광을 집속하는 대물 렌즈(0.33NA 프레넬 존플레이트), 상기 대물 렌즈를 통해 집속된 상기 제1 그룹 EUV 광을 수집하여 제1 공간 영역 이미지를 획득하고, 상기 제2 그룹 EUV 광을 수집하여 제2 공간 영역 이미지를 획득하는 검출 어레이, 및 상기 제1 및 제2 공간 영역 이미지를 주파수 영역으로 변환하여 각각 제1 및 제2 주파수 영역 이미지를 획득하고, 상기 제1 및 제2 주파수 영역 이미지를 합성하여 타겟 주파수 영역 이미지를 획득하고, 상기 타겟 주파수 영역 이미지를 공간 영역으로 변환하여 타겟 공간 영역 이미지를 획득하는 이미지 변환부를 포함할 수 있다. An EUV mask inspection apparatus according to an embodiment of the present invention includes a stage on which an EUV mask is disposed, a light source for irradiating EUV light to the EUV mask, and a target area of the EUV mask irradiated at a first angle and then reflected and diffracted. An objective lens (0.33NA Fresnel zone plate) that focuses the first group EUV light and the second group EUV light that is reflected and diffracted after being irradiated at a second angle to the target region of the EUV mask, and focused through the objective lens a detection array that collects the first group EUV lights to obtain a first spatial domain image and collects the second group EUV lights to obtain a second spatial domain image; and the first and second spatial domain images. Converting to the frequency domain to obtain first and second frequency domain images, respectively, synthesizing the first and second frequency domain images to obtain a target frequency domain image, converting the target frequency domain image to the spatial domain to obtain a target It may include an image conversion unit that obtains a spatial domain image.
또한, 상기 대물 렌즈에 의해 집속된 상기 제1 그룹 EUV 광 및 상기 제2 그룹 EUV 광은, 서로 다른 차수의 회절광을 포함할 수 있다. 구체적으로, 상기 대물 렌즈에 의해 집속된 상기 제1 그룹 EUV 광은 0차 회절광, 및 n차 회절광을 포함하고, 상기 제2 그룹 EUV 광은 0차 회절광, 및 m차 회절광을 포함할 수 있다(n과 m은 서로 다른 자연수). 이에 따라, EUV 마스크 검사에 0.33NA의 대물 렌즈(프레넬 존플레이트)가 사용됨에도 불구하고, 0.55NA의 대물 렌즈(프레넬 존플레이트)가 사용된 결과를 얻을 수 있다. In addition, the first group EUV light and the second group EUV light focused by the objective lens may include diffracted light of different orders. Specifically, the first group EUV light focused by the objective lens includes a 0th order diffraction light and an nth order diffraction light, and the second group EUV light includes a 0th order diffraction light and an m order diffraction light. (n and m are different natural numbers). Accordingly, although a 0.33NA objective lens (Fresnel zone plate) is used for EUV mask inspection, a result in which a 0.55 NA objective lens (Fresnel zone plate) is used can be obtained.
도 1은 프레넬 존플레이트를 통한 종래의 EUV 마스크 검사 장치를 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 0.55NA 프레넬 존플레이트를 통한 마스크 검사를 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 0.33NA 프레넬 존플레이트를 통한 마스크 검사를 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 EUV 마스크 검사 장치를 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 EUV 마스크에 서로 다른 각도로 조사되는 제1 EUV 광 및 제2 EUV 광을 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 EUV 마스크에 조사되는 제1 EUV 광의 각도를 설명하기 위한 도면이다.
도 7은 EUV 마스크에 조사되는 제2 EUV 광의 각도를 설명하기 위한 도면이다.
도 8은 EUV 마스크로부터 반사 및 회절된 제1 그룹 EUV 광을 설명하기 위한 도면이다.
도 9는 EUV 마스크로부터 반사 및 회절된 제2 그룹 EUV 광을 설명하기 위한 도면이다.
도 10은 본 발명의 실시 예에 따른 EUV 마스크 검사 장치가 포함하는 검출 어레이를 통해 획득된 제1 및 제2 공간 영역 이미지를 설명하기 위한 도면이다.
도 11은 본 발명의 실시 예에 따른 EUV 마스크 검사 장치가 포함하는 이미지 변환부를 통해 획득된 제1 및 제2 주파수 영역 이미지를 설명하기 위한 도면이다.
도 12는 본 발명의 실시 예에 따른 EUV 마스크 검사 장치가 포함하는 이미지 변환부를 통해 획득된 타겟 주파수 영역 이미지를 설명하기 위한 도면이다.
도 13은 본 발명의 실시 예에 따른 EUV 마스크 검사 장치가 포함하는 이미지 변환부를 통해 획득된 타겟 공간 영역 이미지를 설명하기 위한 도면이다.
도 14는 타겟 주파수 영역 획득에 사용되는 알고리즘의 일 예를 설명하기 위한 도면이다.
도 15는 타겟 주파수 영역 획득에 사용되는 알고리즘 중 위치 조정 알고리즘을 설명하기 위한 도면이다.
도 16은 본 발명의 실시 예에 따른 EUV 마스크 검사 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
도 17은 본 발명의 실시 예에 따른 EUV 마스크 검사 방법 중 S100 단계를 구체적으로 설명하기 위한 순서도이다. 1 is a diagram for explaining a conventional EUV mask inspection device using a Fresnel zone plate.
2 is a diagram for explaining mask inspection through a 0.55NA Fresnel zone plate.
3 is a diagram for explaining mask inspection through a 0.33NA Fresnel zone plate.
4 is a diagram for explaining an EUV mask inspection apparatus according to an embodiment of the present invention.
5 is a diagram for explaining first EUV light and second EUV light irradiated to an EUV mask at different angles.
6 is a diagram for explaining an angle of a first EUV light irradiated onto an EUV mask.
7 is a diagram for explaining an angle of second EUV light irradiated onto an EUV mask.
8 is a diagram for explaining first group EUV light reflected and diffracted from an EUV mask.
9 is a diagram for explaining second group EUV light reflected and diffracted from an EUV mask.
10 is a diagram for explaining first and second spatial domain images obtained through a detection array included in an EUV mask inspection apparatus according to an embodiment of the present invention.
11 is a diagram for explaining first and second frequency domain images acquired through an image conversion unit included in an EUV mask inspection apparatus according to an embodiment of the present invention.
12 is a diagram for explaining a target frequency domain image obtained through an image conversion unit included in an EUV mask inspection apparatus according to an embodiment of the present invention.
13 is a diagram for explaining a target spatial region image obtained through an image conversion unit included in an EUV mask inspection apparatus according to an embodiment of the present invention.
14 is a diagram for explaining an example of an algorithm used for obtaining a target frequency domain.
15 is a diagram for explaining a position adjustment algorithm among algorithms used for obtaining a target frequency domain.
16 is a flowchart illustrating an EUV mask inspection method according to an embodiment of the present invention.
17 is a flowchart for specifically explaining step S100 of the EUV mask inspection method according to an embodiment of the present invention.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 상세히 설명할 것이다. 그러나 본 발명의 기술적 사상은 여기서 설명되는 실시 예에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 오히려, 여기서 소개되는 실시 예는 개시된 내용이 철저하고 완전해질 수 있도록 그리고 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 제공되는 것이다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. However, the technical idea of the present invention is not limited to the embodiments described herein and may be embodied in other forms. Rather, the embodiments introduced herein are provided so that the disclosed content will be thorough and complete, and the spirit of the present invention will be sufficiently conveyed to those skilled in the art.
본 명세서에서, 어떤 구성요소가 다른 구성요소 상에 있다고 언급되는 경우에 그것은 다른 구성요소 상에 직접 형성될 수 있거나 또는 그들 사이에 제 3의 구성요소가 개재될 수도 있다는 것을 의미한다. 또한, 도면들에 있어서, 막 및 영역들의 두께는 기술적 내용의 효과적인 설명을 위해 과장된 것이다. In this specification, when an element is referred to as being on another element, it means that it may be directly formed on the other element or a third element may be interposed therebetween. Also, in the drawings, the thicknesses of films and regions are exaggerated for effective explanation of technical content.
또한, 본 명세서의 다양한 실시 예 들에서 제1, 제2, 제3 등의 용어가 다양한 구성요소들을 기술하기 위해서 사용되었지만, 이들 구성요소들이 이 같은 용어들에 의해서 한정되어서는 안 된다. 이들 용어들은 단지 어느 구성요소를 다른 구성요소와 구별시키기 위해서 사용되었을 뿐이다. 따라서, 어느 한 실시 예에 제 1 구성요소로 언급된 것이 다른 실시 예에서는 제 2 구성요소로 언급될 수도 있다. 여기에 설명되고 예시되는 각 실시 예는 그것의 상보적인 실시 예도 포함한다. 또한, 본 명세서에서 '및/또는'은 전후에 나열한 구성요소들 중 적어도 하나를 포함하는 의미로 사용되었다.In addition, although terms such as first, second, and third are used to describe various elements in various embodiments of the present specification, these elements should not be limited by these terms. These terms are only used to distinguish one component from another. Therefore, what is referred to as a first element in one embodiment may be referred to as a second element in another embodiment. Each embodiment described and illustrated herein also includes its complementary embodiments. In addition, in this specification, 'and/or' is used to mean including at least one of the elements listed before and after.
명세서에서 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한 복수의 표현을 포함한다. 또한, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 구성요소 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징이나 숫자, 단계, 구성요소 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 배제하는 것으로 이해되어서는 안 된다. 또한, 본 명세서에서 "연결"은 복수의 구성 요소를 간접적으로 연결하는 것, 및 직접적으로 연결하는 것을 모두 포함하는 의미로 사용된다.In the specification, expressions in the singular number include plural expressions unless the context clearly dictates otherwise. In addition, the terms "comprise" or "having" are intended to designate that the features, numbers, steps, components, or combinations thereof described in the specification exist, but one or more other features, numbers, steps, or components. It should not be construed as excluding the possibility of the presence or addition of elements or combinations thereof. In addition, in this specification, "connection" is used to mean both indirectly and directly connecting a plurality of components.
또한, 하기에서 본 발명을 설명함에 있어 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략할 것이다.In addition, in the following description of the present invention, if it is determined that a detailed description of a related known function or configuration may unnecessarily obscure the subject matter of the present invention, the detailed description will be omitted.
종래의 EUV 마스크 검사Conventional EUV mask inspection
도 1은 프레넬 존플레이트를 통한 종래의 EUV 마스크 검사 장치를 설명하기 위한 도면이고, 도 2는 0.55NA 프레넬 존플레이트를 통한 마스크 검사를 설명하기 위한 도면이고, 도 3은 0.33NA 프레넬 존플레이트를 통한 마스크 검사를 설명하기 위한 도면이다. 1 is a diagram for explaining a conventional EUV mask inspection device through a Fresnel zone plate, FIG. 2 is a diagram for explaining mask inspection through a 0.55NA Fresnel zone plate, and FIG. 3 is a diagram for explaining a 0.33NA Fresnel zone It is a drawing for explaining the mask inspection through the plate.
도 1을 참조하면, 종래의 EUV 마스크 검사장치는, 광원(200)으로부터 방사된 EUV 광(L)이 복수의 거울(310, 320)로 이루어진 반사부를 통해 EUV 마스크(EM)로 가이드된 후, EUV 마스크(EM)에서 반사 및 회절된 EUV 광을 프레넬 존플레이트(400)를 통해 집속하고, 검출 어레이(500)를 통해 프레넬 존플레이트(400)에서 집속된 광을 수집하여 공간 영역 이미지를 획득함으로써 EUV 마스크의 결함을 검사할 수 있다. Referring to FIG. 1, in a conventional EUV mask inspection apparatus, EUV light L emitted from a
상술된 방법으로 EUV 마스크의 결함을 검사하는 종래의 장치의 경우, 상기 프레넬 존플레이트(400)의 개구수(Numerical aperture, NA)에 따라, 상기 검출 어레이(500)를 통해 획득되는 상기 공간 영역 이미지의 해상도가 달라질 수 있다. 구체적으로, 상대적으로 높은 NA(예를 들어, 0.55NA)를 갖는 프레넬 존플레이트(400)가 사용되는 경우, 상대적으로 낮은 NA(예를 들어, 0.33NA)를 갖는 프레넬 존플레이트(400)가 사용되는 경우와 비교하여 상대적으로 넓은 범위의 회절광을 집속할 수 있으므로 상대적으로 고해상도의 공간 영역 이미지를 획득할 수 있다. In the case of a conventional device for inspecting defects in an EUV mask by the above-described method, the spatial area obtained through the
예를 들어, 0.55NA 프레넬 존플레이트(400)가 사용된 경우, 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 EUV 마스크(400)를 통해 회절된 광 중 0차 회절광, ±1차 회절광, 및 ±2차 회절광을 모두 집속할 수 있음에 따라, 상대적으로 고해상도의 공간 영역 이미지를 획득할 수 있다. 이와 달리, 0.33NA 프레넬 존플레이트(400)가 사용된 경우, 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 EUV 마스크(400)를 통해 회절된 광 중 0차 회절광, 및 ±1차 회절광을 집속할 수 있음에 따라, 상대적으로 저해상도의 공간 영역 이미지를 획득할 수 있다. For example, when the 0.55NA
결과적으로, 0.55NA 프레넬 존플레이트(400)가 사용된 경우 0.33NA 프레넬 존플레이트(400)가 사용된 경우와 비교하여 상대적으로 고해상도의 공간 영역 이미지를 획득할 수 있으므로, EUV 마스크의 결함 검사 신뢰성이 향상될 수 있다. As a result, when the 0.55NA
하지만, 0.55NA 프레넬 존플레이트(400)의 경우, 제작 난이도 및 가격이 현저하게 높고, NA 상승에 따른 초점 심도 감소 및 초정밀 정렬을 위한 기술적 한계 등의 문제점이 있다. However, in the case of the 0.55NA
이에 따라, 본 발명의 실시 예에 따른 EUV 마스크 검사 장치 및 검사 방법은, EUV 마스크를 검사함에 있어 0.33NA 프레넬 존플레이트를 사용하되, 0.55NA 프레넬 존플레이트가 사용된 결과와 같은 결과를 도출할 수 있는 EUV 마스크 검사 장치 및 검사 방법을 제공한다. Accordingly, the EUV mask inspection apparatus and inspection method according to the embodiment of the present invention use a 0.33NA Fresnel zone plate in inspecting an EUV mask, but derive the same results as those in which a 0.55NA Fresnel zone plate is used. Provides an EUV mask inspection device and inspection method capable of
본 발명의 실시 예에 따른 EUV 마스크 검사EUV mask inspection according to an embodiment of the present invention
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 EUV 마스크 검사 장치를 설명하기 위한 도면이고, 도 5는 EUV 마스크에 서로 다른 각도로 조사되는 제1 EUV 광 및 제2 EUV 광을 설명하기 위한 도면이고, 도 6은 EUV 마스크에 조사되는 제1 EUV 광의 각도를 설명하기 위한 도면이고, 도 7은 EUV 마스크에 조사되는 제2 EUV 광의 각도를 설명하기 위한 도면이고, 도 8은 EUV 마스크로부터 반사 및 회절된 제1 그룹 EUV 광을 설명하기 위한 도면이고, 도 9는 EUV 마스크로부터 반사 및 회절된 제2 그룹 EUV 광을 설명하기 위한 도면이다. 4 is a diagram for explaining an EUV mask inspection apparatus according to an embodiment of the present invention, and FIG. 5 is a diagram for explaining a first EUV light and a second EUV light irradiated to an EUV mask at different angles. 6 is a diagram for explaining the angle of the first EUV light irradiated to the EUV mask, FIG. 7 is a diagram for explaining the angle of the second EUV light irradiated to the EUV mask, and FIG. A diagram for explaining
도 4를 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 EUV 마스크 검사 장치는, 스테이지(100), 광원(200), 반사부(310, 320), 대물 렌즈(400), 검출 어레이(500), 이미지 변화부(미도시), 및 제어부(미도시)를 포함할 수 있다. 이하, 각 구성에 대해 설명된다. Referring to FIG. 4 , an EUV mask inspection apparatus according to an embodiment of the present invention includes a
상기 스테이지(100)는 EUV 마스크(EM)가 배치되는 장소를 제공할 수 있다. 즉, 상기 EUV 마스크(EM)는 상기 스테이지(100) 상에 배치될 수 있다. The
상기 광원(200)은 EUV 광을 방사할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 상기 광원(200)은 고차조화파 생성 방식으로 방사되는 13.5 nm 파장의 Coherent EUV 광을 방사할 수 있다. The
상기 반사부(310, 320)는 오목 다층 박막 거울(310), 및 평면 다층 박막 거울(320)을 포함할 수 있다. 상기 오목 다층 박막 거울(310)은, 상기 광원(200)으로부터 방사된 상기 EUV 광을 집속할 수 있다. 이와 달리, 상기 평면 다층 박막 거울(320)은, 상기 오목 다층 박막 거울(310)로부터 집속된 상기 EUV 광을 상기 EUV 마스크(EM)의 타겟 영역(TA)으로 가이드할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 상기 타겟 영역(TA)은 상기 EUV 마스크(EM) 내 검사하고자 하는 영역으로 정의될 수 있다. The
즉, 상기 광원(200)으로부터 방사된 EUV 광은, 상기 오목 다층 박막 거울(310), 상기 평면 다층 박막 거울(320)을 순차적으로 거친 후 상기 EUV 마스크(EM)의 타겟 영역(TA)으로 제공될 수 있다. That is, the EUV light emitted from the
일 실시 예에 따르면, 상기 EUV 마스크(EM)의 타겟 영역(TA)에는 복수의 EUV 광이 제공될 수 있다. 예를 들어, 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 마스크(EM)의 타겟 영역(TA)에는 제1 EUV 광(L1) 및 제2 EUV 광(L2)이 제공될 수 있다. 상기 제1 EUV 광(L1) 및 상기 제2 EUV 광(L2)은, 상기 EUV 마스크(EM)의 타겟 영역(TA)에 조사되는 각도가 서로 다를 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 EUV 광(L1)은 상기 마스크(EM)의 타겟 영역(TA)에 제1 각도(θ1)로 조사될 수 있다. 이와 달리, 상기 제2 EUV 광(L2)은 상기 마스크(EM)의 타겟 영역(TA)에 제2 각도(θ2)로 조사될 수 있다. According to an embodiment, a plurality of EUV lights may be provided to the target area TA of the EUV mask EM. For example, as shown in FIG. 5 , first EUV light L 1 and second EUV light L 2 may be provided to the target area TA of the mask EM. The first EUV light L 1 and the second EUV light L 2 may have different irradiation angles to the target area TA of the EUV mask EM. For example, the first EUV light L 1 may be irradiated to the target area TA of the mask EM at a first angle θ 1 . Alternatively, the second EUV light L 2 may be radiated to the target area TA of the mask EM at a second angle θ 2 .
보다 구체적으로, 도 6에 도시된 바와 같이, 상기 제1 EUV 광(L1)은 상기 EUV 마스크(EM)의 상부면의 법선(Z)과 제1 각도(θ1)를 이루도록 조사될 수 있다. 이와 달리, 도 7에 도시된 바와 같이, 상기 제2 EUV 광(L2)은 상기 EUV 마스크(EM)의 상부면의 법선(Z)과 제2 각도(θ2)를 이루도록 조사될 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 상기 제2 각도(θ2)는 상기 제1 각도(θ1)보다 클 수 있다. 이와 달리, 다른 실시 에에 따르면, 상기 제2 각도(θ2)는 상기 제1 각도(θ1)보다 작을 수 있다. More specifically, as shown in FIG. 6 , the first EUV light L 1 may be irradiated to form a first angle θ 1 with a normal line Z of the top surface of the EUV mask EM. . Alternatively, as shown in FIG. 7 , the second EUV light L 2 may be irradiated to form a second angle θ 2 with the normal line Z of the upper surface of the EUV mask EM. According to an embodiment, the second angle θ 2 may be greater than the first angle θ 1 . Alternatively, according to another embodiment, the second angle θ 2 may be smaller than the first angle θ 1 .
일 실시 예에 따르면, 상기 EUV 마스크(EM)에 조사되는 EUV 광의 각도는, 상기 오목 다층 박막 거울(310), 및 상기 평면 다층 박막 거울(320)을 통해 제어될 수 있다. 상기 오목 다층 박막 거울(310), 및 상기 평면 다층 박막 거울(320)의 위치 및 각도는, 상기 제어부(미도시)를 통해 제어될 수 있다. 상기 제어부는, 상기 EUV 마스크(EM)에 조사된 상기 EUV 광의 각도를 역으로 연산하여, 상기 오목 다층 박막 거울(310), 및 상기 평면 다층 박막 거울(320)의 위치 및 각도를 제어할 수 있다. According to an embodiment, the angle of the EUV light irradiated to the EUV mask EM may be controlled through the concave multilayer thin-
상기 EUV 마스크(EM)에 조사된 EUV 광은, 상기 EUV 마스크(EM)에 의해 반사 및 회절될 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 상기 EUV 마스크(EM)의 상기 타겟 영역(TA)에서 반사 및 회절된 제1 EUV 광(L1)은 제1 그룹 EUV 광(GL1)으로 정의될 수 있다. 이와 달리, 상기 EUV 마스크(EM)의 상기 타겟 영역(TA)에서 반사 및 회절된 제2 EUV 광(L2)은 제2 그룹 EUV 광(GL2)으로 정의될 수 있다. EUV light irradiated onto the EUV mask EM may be reflected and diffracted by the EUV mask EM. According to an embodiment, the first EUV light L 1 reflected and diffracted from the target area TA of the EUV mask EM may be defined as a first group EUV light GL 1 . Unlike this, the
상기 대물 렌즈(400)는 상기 EUV 마스크(EM)의 상기 타겟 영역(TA)에서 반사 및 회절된 EUV 광을 집속할 수 있다. 예를 들어, 상기 대물 렌즈(400)는 0.33NA 프레넬 존플레이트(Fresnel Zone Plate)를 포함할 수 있다. The
상기 대물 렌즈(400)는 상기 제1 그룹 EUV 광(GL1) 및 상기 제2 그룹 EUV 광(GL2)을 집속할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 상기 대물 렌즈(400)를 통해 집속된 제1 그룹 EUV 광(FL1) 및 집속된 제2 그룹 EUV 광(FL2)은 서로 다른 차수의 회절광을 포함할 수 있다. The
예를 들어, 도 8에 도시된 바와 같이, 집속된 제1 그룹 EUV 광(FL1)은 0차 회절광, -1차 회절광, 및 +1차 회절광을 포함할 수 있다. 이와 달리, 도 9에 도시된 바와 같이, 집속된 제2 그룹 EUV 광(FL2)은 0차 회절광, -1차 회절광, 및 -2차 회절광을 포함할 수 있다. For example, as shown in FIG. 8 , the focused first group EUV light FL 1 may include 0th order diffraction light, -1st order diffraction light, and +1st order diffraction light. Alternatively, as shown in FIG. 9 , the focused second group EUV light FL 2 may include 0th order diffraction light, -1st order diffraction light, and -2nd order diffraction light.
도 10은 본 발명의 실시 예에 따른 EUV 마스크 검사 장치가 포함하는 검출 어레이를 통해 획득된 제1 및 제2 공간 영역 이미지를 설명하기 위한 도면이고, 도 11은 본 발명의 실시 예에 따른 EUV 마스크 검사 장치가 포함하는 이미지 변환부를 통해 획득된 제1 및 제2 주파수 영역 이미지를 설명하기 위한 도면이고, 도 12는 본 발명의 실시 예에 따른 EUV 마스크 검사 장치가 포함하는 이미지 변환부를 통해 획득된 타겟 주파수 영역 이미지를 설명하기 위한 도면이고, 도 13은 본 발명의 실시 예에 따른 EUV 마스크 검사 장치가 포함하는 이미지 변환부를 통해 획득된 타겟 공간 영역 이미지를 설명하기 위한 도면이고, 도 14는 타겟 주파수 영역 획득에 사용되는 알고리즘의 일 예를 설명하기 위한 도면이고, 도 15는 타겟 주파수 영역 획득에 사용되는 알고리즘 중 위치 조정 알고리즘을 설명하기 위한 도면이다. 10 is a diagram for explaining first and second spatial domain images acquired through a detection array included in an EUV mask inspection apparatus according to an embodiment of the present invention, and FIG. 11 is an EUV mask according to an embodiment of the present invention. 12 is a diagram for explaining first and second frequency domain images obtained through an image converter included in an inspection device, and FIG. 12 is a target obtained through an image converter included in an EUV mask inspection device according to an embodiment of the present invention. A diagram for explaining a frequency domain image, FIG. 13 is a diagram for explaining a target spatial domain image obtained through an image conversion unit included in an EUV mask inspection apparatus according to an embodiment of the present invention, and FIG. 14 is a diagram for explaining a target frequency domain A diagram for explaining an example of an algorithm used for acquisition, and FIG. 15 is a diagram for explaining a position adjustment algorithm among algorithms used for acquiring a target frequency domain.
상기 대물 렌즈(400)를 통해 집속된 EUV 광은 상기 검출 어레이(500)를 통해 수집될 수 있다. 상기 검출 어레이(500)는 수집된 EUV 광을 통해 공간 영역 이미지를 획득할 수 있다. 보다 구체적으로, 상기 검출 어레이(500)는 상기 대물 렌즈(400)를 통해 집속된 제1 그룹 EUV 광(FL1)을 통해 제1 공간 영역 이미지(SI1)를 획득할 수 있다. 또한, 상기 검출 어레이(500)는 상기 대물 렌즈(400)를 통해 집속된 제2 그룹 EUV 광(FL2)을 통해 제2 공간 영역 이미지(SI2)를 획득할 수 있다. EUV light focused through the
상술된 바와 같이, 집속된 제1 그룹 EUV 광(FL1) 및 집속된 제2 그룹 EUV 광(FL2)은 서로 다른 차수의 회절광을 포함함에 따라, 상기 제1 공간 영역 이미지(SI1) 및 상기 제2 공간 영역 이미지(SI2)는, 도 10에 도시된 바와 같이, 서로 같은 영역(예를 들어, 타겟 영역)의 이미지를 표시하되 서로 다른 모습으로 표시할 수 있다. As described above, since the focused first group EUV light FL 1 and the focused second group EUV light FL 2 include diffracted light of different orders, the first spatial domain image SI 1 And, as shown in FIG. 10 , the second spatial area image SI 2 may display images of the same area (eg, target area) but in different shapes.
상기 이미지 변환부(미도시)는 상기 제1 및 제2 공간 영역 이미지(SI1, SI2)를 주파수 영역으로 변환할 수 있다. 보다 구체적으로, 상기 이미지 변환부는 상기 제1 공간 영역 이미지(SI1)를 제1 주파수 영역 이미지(FI1)로 변환할 수 있다. 또한, 상기 이미지 변환부는 상기 제2 공간 영역 이미지(SI2)를 제2 주파수 영역 이미지(FI2)로 변환할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 상기 제1 및 제2 공간 영역 이미지(SI1, SI2)는 푸리에 변환(Fourier transform)을 통해 상기 제1 및 제2 주파수 영역 이미지(FI1, FI2)로 변환될 수 있다. 상기 제1 및 제2 주파수 영역 이미지(FI1, FI2)는 도 11에 도시된 바와 같이 표시될 수 있다. The image converter (not shown) may convert the first and second spatial domain images SI 1 and SI 2 into a frequency domain. More specifically, the image converter may convert the first spatial domain image SI 1 into a first frequency domain image FI 1 . Also, the image conversion unit may convert the second spatial domain image SI 2 into a second frequency domain image FI 2 . According to an embodiment, the first and second spatial domain images SI 1 and SI 2 are converted into the first and second frequency domain images FI 1 and FI 2 through a Fourier transform. can The first and second frequency domain images FI 1 and FI 2 may be displayed as shown in FIG. 11 .
또한, 상기 이미지 변환부는 상기 제1 및 제2 주파수 영역 이미지(FI1, FI2)를 합성하여 타겟 주파수 영역 이미지(TFI)를 획득하고, 상기 타겟 주파수 영역 이미지(TFI)를 공간 영역으로 변환하여 타겟 공간 영역 이미지(TSI)를 획득할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 상기 타겟 주파수 영역 이미지(TFI)는 역푸리에 변환(Inverse Fourier transform)을 통해 상기 타겟 공간 영역 이미지(TSI)로 변환될 수 있다. 상기 타겟 주파수 영역 이미지(TFI)는 도 12에 도시된 바와 같이 표시되고, 상기 타겟 공간 영역 이미지(TSI)는 도 13에 도시된 바와 같이 표시될 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 상기 타겟 주파수 영역 이미지는 도 14 및 도 15에 도시된 바와 같은 알고리즘을 통해 획득될 수 있다. In addition, the image conversion unit synthesizes the first and second frequency domain images FI 1 and FI 2 to obtain a target frequency domain image TFI, converts the target frequency domain image TFI to a spatial domain, A target spatial area image (TSI) may be acquired. According to an embodiment, the target frequency domain image TFI may be transformed into the target spatial domain image TSI through an inverse Fourier transform. The target frequency domain image TFI may be displayed as shown in FIG. 12 , and the target spatial domain image TSI may be displayed as shown in FIG. 13 . According to an embodiment, the target frequency domain image may be obtained through an algorithm as shown in FIGS. 14 and 15 .
상기 타겟 주파수 영역 이미지(TFI) 및 상기 타겟 공간 영역 이미지(TSI)는 상기 대물 렌즈(0.33NA 프레넬 존플레이트)보다 높은 개구수를 갖는 대물 렌즈(0.55NA 프레넬 존플레이트)를 통해 획득된 이미지와 같을 수 있다. 이에 따라, 상기 타겟 공간 영역 이미지(TFI)는, 상기 제1 및 제2 공간 영역 이미지(SI1, SI2)보다 해상도가 높을 수 있다. The target frequency domain image TFI and the target spatial domain image TSI are images acquired through an objective lens (0.55NA Fresnel zone plate) having a higher numerical aperture than the objective lens (0.33NA Fresnel zone plate). can be equal to Accordingly, the target spatial domain image TFI may have higher resolution than the first and second spatial domain images SI 1 and SI 2 .
결과적으로, 본 발명의 실시 예에 따른 EUV 마스크 검사 장치는, 상대적으로 낮은 개구수를 갖는 대물 렌즈(0.33NA 프레넬 존플레이트)를 통해 복수의 공간 영역 이미지를 획득한 후, 획득된 복수의 공간 영역 이미지 각각을 주파수 영역 이미지로 변환할 수 있다. 또한, 변환된 복수의 주파수 이미지를 합성하여 타겟 주파수 영역 이미지를 획득하고, 획득된 타겟 주파수 영역 이미지를 역변환 함으로써 타겟 공간 영역 이미지를 획득할 수 있다. As a result, the EUV mask inspection apparatus according to an embodiment of the present invention acquires a plurality of spatial domain images through an objective lens (0.33NA Fresnel zone plate) having a relatively low numerical aperture, and then acquires a plurality of spatial domain images. Each domain image may be converted into a frequency domain image. In addition, a target frequency domain image may be obtained by synthesizing a plurality of transformed frequency domain images, and a target spatial domain image may be obtained by inversely transforming the obtained target frequency domain image.
특히, 서로 다른 차수의 회절광을 포함하는 그룹 EUV 광을 통해 복수의 공간 영역 이미지가 획득됨에 따라, 상대적으로 높은 개구수를 갖는 대물 렌즈(0.55NA 프레넬 존플레이트)를 통해 획득된 공간 영역 이미지와 같은 타겟 공간 영역 이미지를 획득할 수 있다. In particular, as a plurality of spatial domain images are obtained through group EUV light including diffracted light of different orders, spatial domain images obtained through an objective lens (0.55NA Fresnel zone plate) having a relatively high numerical aperture. A target space area image such as can be obtained.
보다 구체적으로, 상대적으로 높은 개구수를 갖는 대물 렌즈(0.55NA 프레넬 존플레이트)의 경우, 상대적으로 넓은 범위의 회절광(예를 들어, 0차 회절광, ±1차 회절광, 및 ±2차 회절광)을 집속할 수 있음으로, 상대적으로 고해상도의 공간 영역 이미지를 획득할 수 있다. More specifically, in the case of an objective lens having a relatively high numerical aperture (0.55NA Fresnel zone plate), a relatively wide range of diffracted light (e.g., 0th-order diffraction light, ±1-order diffraction light, and ±2-order diffraction light) differential diffraction light) can be focused, so a relatively high-resolution spatial domain image can be obtained.
이와 달리, 본 발명의 실시 예에 따른 EUV 마스크 검사 장치는 상대적으로 낮은 개구수를 갖는 대물 렌즈(0.33NA 프레넬 존플레이트)를 사용하여 상대적으로 좁은 범위의 회절광(예를 들어, 0차 회절광, -1차 회절광, +1차 회절광)을 집속하므로, 상대적으로 저해상도의 공간 영역 이미지를 획득할 수 있다. 다만, 상기 EUV 마스크(EM)에 서로 다른 각도로 복수의 EUV 광을 조사함으로써, 저해상도의 공간 영역 이미지가 복수로 획득될 수 있다. 획득된 복수의 저해상도 공간 영역 이미지는 합성(푸리에 변환을 통해 복수의 주파수 영역 이미지 획득 후 타겟 주파수 영역 이미지로 합성)될 수 있다. 이에 따라, 복수의 저해상도 공간 영역 이미지를 통해 고해상도 공간 영역 이미지가 획득(역푸리에 변환을 통해 타겟 주파수 영역 이미지를 타겟 공간 영역 이미지로 변환)될 수 있다. On the other hand, the EUV mask inspection apparatus according to the embodiment of the present invention uses an objective lens (0.33NA Fresnel zone plate) having a relatively low numerical aperture and diffracts light (eg, 0th order diffraction) in a relatively narrow range. light, -1st order diffraction light, and +1st order diffraction light), it is possible to obtain a spatial domain image with relatively low resolution. However, by irradiating a plurality of EUV lights at different angles to the EUV mask EM, a plurality of low-resolution spatial domain images may be obtained. The obtained plurality of low-resolution spatial domain images may be synthesized (acquisition of a plurality of frequency domain images through Fourier transform and then synthesized into a target frequency domain image). Accordingly, a high resolution spatial domain image may be acquired (converting a target frequency domain image into a target spatial domain image through inverse Fourier transformation) through a plurality of low resolution spatial domain images.
특히, 복수의 저해상도 공간 영역 이미지는, 아래의 <표 1>과 같이 서로 다른 차수의 회절광을 포함하는 복수의 EUV 광을 통해 획득되되, 상대적으로 높은 개구수를 갖는 대물 렌즈(0.55NA 프레넬 존플레이트)를 통해 집속되는 EUV 광과 같은 범위의 회절광을 포함할 수 있다. In particular, a plurality of low-resolution spatial domain images are obtained through a plurality of EUV lights including diffraction lights of different orders, as shown in Table 1 below, but an objective lens (0.55NA Fresnel 0.55NA Fresnel) having a relatively high numerical aperture. diffracted light in the same range as the EUV light focused through the zone plate).
이에 따라, 본 발명의 실시 예에 따른 EUV 마스크 검사 장치는, 상대적으로 낮은 개구수를 갖는 대물 렌즈(0.33NA 프레넬 존플레이트)를 통해 EUV 마스크를 검사하되, 상대적으로 높은 개구수를 갖는 대물 렌즈(0.55NA 프레넬 존플레이트)를 통해 EUV 마스크를 검사한 결과와 같은 결과를 얻을 수 있다. Accordingly, the EUV mask inspection apparatus according to an embodiment of the present invention inspects an EUV mask through an objective lens (0.33NA Fresnel zone plate) having a relatively low numerical aperture, but an objective lens having a relatively high numerical aperture. (0.55NA Fresnel zone plate), the same result as the EUV mask inspection result can be obtained.
이상, 본 발명의 실시 예에 따른 EUV 마스크 검사 장치가 설명되었다. 이하, 본 발명의 실시 예에 따른 EUV 마스크 검사 방법이 설명된다. In the above, the EUV mask inspection apparatus according to the embodiment of the present invention has been described. Hereinafter, an EUV mask inspection method according to an embodiment of the present invention will be described.
도 16은 본 발명의 실시 예에 따른 EUV 마스크 검사 방법을 설명하기 위한 순서도이고, 도 17은 본 발명의 실시 예에 따른 EUV 마스크 검사 방법 중 S100 단계를 구체적으로 설명하기 위한 순서도이다. 16 is a flowchart for explaining an EUV mask inspection method according to an embodiment of the present invention, and FIG. 17 is a flowchart for explaining step S100 in detail in the EUV mask inspection method according to an embodiment of the present invention.
도 16 및 도 17을 참조하면, EUV 마스크의 타겟 영역에 제1 각도로 조사된 후 반사 및 회절된 제1 그룹 EUV 광과 상기 EUV 마스크의 타겟 영역에 제2 각도로 조사된 후 반사 및 회절된 제2 그룹 EUV 광이 대물 렌즈를 통해 집속될 수 있다(S100). 16 and 17, a first group EUV light irradiated to a target area of an EUV mask at a first angle and then reflected and diffracted, and a first group EUV light irradiated to a target area of the EUV mask at a second angle and then reflected and diffracted The second group EUV light may be focused through an objective lens (S100).
일 실시 예에 따르면, 상기 제1 그룹 및 제2 그룹 EUV 광을 집속하는 단계(S100)는, EUV 마스크의 타겟 영역에 제1 각도로 제1 EUV 광을 조사하는 단계(S110), 상기 EUV 마스크의 상기 타겟 영역에 상기 제1 각도와 다른 제2 각도로 제2 EUV 광을 조사하는 단계(S120), 상기 제1 EUV 광이 상기 EUV 마스크에 조사된 후 반사 및 회절된 제1 그룹 EUV 광을 집속하는 단계(S130), 및 상기 EUV 광이 상기 EUV 마스크에 조사된 후 반사 및 회절된 제2 그룹 EUV 광을 집속하는 단계(S140)를 포함할 수 있다. According to an embodiment, the focusing of the first group and the second group EUV light (S100) may include irradiating a first EUV light at a first angle to a target region of the EUV mask (S110), the EUV mask radiating second EUV light to the target area at a second angle different from the first angle (S120), after the first EUV light is irradiated to the EUV mask, reflected and diffracted first group EUV light It may include focusing ( S130 ) and focusing the reflected and diffracted second group EUV light after the EUV light is irradiated onto the EUV mask ( S140 ).
상기 대물 렌즈를 통해 집속된 제1 그룹 EUV 광 및 집속된 제2 그룹 EUV 광은 서로 다른 차수의 회절광을 포함할 수 있다. 예를 들어, 집속된 제1 그룹 EUV 광은 0차 회절광, -1차 회절광, 및 +1차 회절광을 포함할 수 있다. 이와 달리, 집속된 제2 그룹 EUV 광은 0차 회절광, -1차 회절광, 및 -2차 회절광을 포함할 수 있다. The focused first group EUV light and the focused second group EUV light through the objective lens may include diffracted light of different orders. For example, the focused first group EUV light may include 0th order diffraction light, -1st order diffraction light, and +1st order diffraction light. Alternatively, the focused second group EUV light may include 0th order diffraction light, -1st order diffraction light, and -2nd order diffraction light.
집속된 제1 그룹 EUV 광이 수집되어 제1 공간 영역 이미지가 획득되고, 집속된 제2 그룹 EUV 광이 수집되어 제2 공간 영역 이미지가 획득될 수 있다(S200). The focused first group EUV lights may be collected to obtain a first spatial domain image, and the focused second group EUV lights may be collected to obtain a second spatial domain image (S200).
이후, 상기 제1 및 제2 공간 영역 이미지를 주파수 영역으로 변환하여 각각 제1 및 제2 주파수 영역 이미지를 획득하고(S300), 상기 제1 및 제2 주파수 영역 이미지를 합성하여 타겟 주파수 영역 이미지를 획득하며, 상기 타겟 주파수 영역 이미지를 공간 영역으로 변환하여 타겟 공간 영역 이미지를 획득할 수 있다(S400). Thereafter, the first and second spatial domain images are converted into a frequency domain to obtain first and second frequency domain images, respectively (S300), and the first and second frequency domain images are synthesized to obtain a target frequency domain image. The target spatial domain image may be acquired by converting the target frequency domain image into a spatial domain image (S400).
일 실시 예에 따르면, 상기 제1 및 제2 공간 영역 이미지는 0.33NA의 대물 렌즈를 통해 획득된 공간 영역 이미지와 같고, 상기 타겟 공간 영역 이미지는 0.55NA의 대물 렌즈를 통해 획득된 공간 영역 이미지와 같을 수 있다. 즉, 본 발명의 실시 예에 따른 EUV 마스크 검사 방법은, 0.33NA의 대물 렌즈를 통해 EUV 마스크를 검사하되 0.55NA의 대물 렌즈를 통한 EUV 마스크 검사 결과와 같은 결과를 얻을 수 있다. According to an embodiment, the first and second spatial domain images are identical to spatial domain images acquired through a 0.33NA objective lens, and the target spatial domain image is identical to a spatial domain image acquired through a 0.55NA objective lens. can be the same That is, the EUV mask inspection method according to the embodiment of the present invention inspects the EUV mask through a 0.33NA objective lens, but obtains the same result as the EUV mask inspection result through a 0.55NA objective lens.
이상, 본 발명을 바람직한 실시 예를 사용하여 상세히 설명하였으나, 본 발명의 범위는 특정 실시 예에 한정되는 것은 아니며, 첨부된 특허청구범위에 의하여 해석되어야 할 것이다. 또한, 이 기술분야에서 통상의 지식을 습득한 자라면, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않으면서도 많은 수정과 변형이 가능함을 이해하여야 할 것이다.In the above, the present invention has been described in detail using preferred embodiments, but the scope of the present invention is not limited to specific embodiments, and should be interpreted according to the appended claims. In addition, those skilled in the art should understand that many modifications and variations are possible without departing from the scope of the present invention.
100: 스테이지
200: 광원
310: 오목 다층 박막 거울
320: 평면 다층 박막 거울
400: 대물 렌즈
500: 검출 어레이100: stage
200: light source
310: concave multilayer thin film mirror
320: flat multilayer thin film mirror
400: objective lens
500: detection array
Claims (14)
상기 EUV 마스크에 EUV 광을 조사하기 위한 광원;
상기 EUV 마스크의 타겟 영역에 제1 각도로 조사된 후 반사 및 회절된 제1 그룹 EUV 광, 상기 EUV 마스크의 상기 타겟 영역에 제2 각도로 조사된 후 반사 및 회절된 제2 그룹 EUV 광을 집속하는 대물 렌즈;
상기 대물 렌즈를 통해 집속된 상기 제1 그룹 EUV 광을 수집하여 제1 공간 영역 이미지를 획득하고, 상기 제2 그룹 EUV 광을 수집하여 제2 공간 영역 이미지를 획득하는 검출 어레이; 및
상기 제1 및 제2 공간 영역 이미지를 주파수 영역으로 변환하여 각각 제1 및 제2 주파수 영역 이미지를 획득하고, 상기 제1 및 제2 주파수 영역 이미지를 합성하여 타겟 주파수 영역 이미지를 획득하고, 상기 타겟 주파수 영역 이미지를 공간 영역으로 변환하여 타겟 공간 영역 이미지를 획득하는 이미지 변환부를 포함하는 EUV 마스크 검사 장치.
a stage on which an EUV mask is placed;
a light source for irradiating EUV light onto the EUV mask;
Collects the first group EUV light irradiated to the target area of the EUV mask at a first angle and reflected and diffracted, and the second group EUV light irradiated to the target area of the EUV mask at a second angle and then reflected and diffracted Belonging objective lens;
a detection array configured to acquire a first spatial domain image by collecting the first group EUV lights focused through the objective lens and to obtain a second spatial domain image by collecting the second group EUV lights; and
Converting the first and second spatial domain images into a frequency domain to obtain first and second frequency domain images, respectively, synthesizing the first and second frequency domain images to obtain a target frequency domain image, An EUV mask inspection apparatus including an image conversion unit that converts a frequency domain image into a spatial domain image to obtain a target spatial domain image.
상기 대물 렌즈에 의해 집속된 상기 제1 그룹 EUV 광 및 상기 제2 그룹 EUV 광은, 서로 다른 차수의 회절광을 포함하는 EUV 마스크 검사 장치.
According to claim 1,
The EUV mask inspection apparatus of claim 1 , wherein the first group EUV light and the second group EUV light focused by the objective lens include diffracted light of different orders.
상기 대물 렌즈에 의해 집속된 상기 제1 그룹 EUV 광은 0차 회절광, 및 n차 회절광을 포함하고, 상기 제2 그룹 EUV 광은 0차 회절광, 및 m차 회절광을 포함하는 EUV 마스크 검사 장치.
(n과 m은 서로 다른 자연수)
According to claim 2,
The first group EUV light focused by the objective lens includes a 0th order diffraction light and an nth order diffraction light, and the second group EUV light includes a 0th order diffraction light and an m order diffraction light EUV mask inspection device.
(n and m are different natural numbers)
상기 타겟 공간 영역 이미지는, 상기 대물 렌즈보다 높은 개구수(Numerical aperture, NA)를 갖는 대물 렌즈를 통해 획득된 공간 영역 이미지를 포함하는 EUV 마스크 검사 장치.
According to claim 1,
The target spatial region image includes a spatial region image obtained through an objective lens having a higher numerical aperture (NA) than the objective lens.
상기 제1 및 제2 공간 영역 이미지는 0.33NA의 대물 렌즈를 통해 획득된 공간 영역 이미지를 포함하고, 상기 타겟 공간 영역 이미지는 0.55NA의 대물 렌즈를 통해 획득된 공간 영역 이미지를 포함하는 EUV 마스크 검사 장치.
According to claim 4,
The first and second spatial domain images include a spatial domain image obtained through a 0.33NA objective lens, and the target spatial domain image includes a spatial domain image acquired through a 0.55NA objective lens EUV mask inspection Device.
상기 타겟 공간 영역 이미지는, 상기 제1 및 제2 공간 영역 이미지보다 해상도가 높은 것을 포함하는 EUV 마스크 검사 장치.
According to claim 4,
The target spatial region image includes a higher resolution than the first and second spatial region images.
상기 제1 및 제2 공간 영역 이미지는 각각 푸리에 변환(Fourier transform)을 통해 상기 제1 및 제2 주파수 영역 이미지로 변환되고,
상기 타겟 주파수 영역 이미지는 역푸리에 변환(Inverse Fourier transform)을 통해 상기 타겟 공간 영역 이미지로 변환되는 것을 포함하는 EUV 마스크 검사 장치.
According to claim 1,
The first and second spatial domain images are respectively transformed into the first and second frequency domain images through a Fourier transform;
The target frequency domain image is transformed into the target spatial domain image through an inverse Fourier transform.
상기 광원으로부터 방사된 상기 EUV 광을 집속하는 오목 다층 박막 거울, 및 상기 오목 다층 박막 거울로부터 집속된 상기 EUV 광을 상기 EUV 마스크로 가이드하는 평면 다층 박막 거울을 포함하는 반사부를 더 포함하는 EUV 마스크 검사 장치.
According to claim 1,
EUV mask inspection further comprising a reflector including a concave multilayer thin-film mirror for focusing the EUV light emitted from the light source, and a planar multi-layer thin-film mirror for guiding the EUV light focused from the concave multilayer thin-film mirror to the EUV mask Device.
상기 EUV 마스크에 조사된 상기 EUV 광의 각도를 역으로 연산하여, 상기 오목 다층 박막 거울 및 상기 평면 다층 박막 거울의 위치와 각도를 제어하는 제어부를 더 포함하는 EUV 마스크 검사 장치.
According to claim 8,
and a control unit configured to control positions and angles of the concave multilayer thin-film mirror and the planar multi-layer thin-film mirror by inversely calculating an angle of the EUV light irradiated onto the EUV mask.
상기 대물 렌즈는, 프레넬 존플레이트(Fresnel Zone Plate)를 포함하는 EUV 마스크 검사 장치.
According to claim 1,
The objective lens is an EUV mask inspection apparatus including a Fresnel Zone Plate.
집속된 상기 제1 그룹 EUV 광을 수집하여 제1 공간 영역 이미지를 획득하고, 상기 제2 그룹 EUV 광을 수집하여 제2 공간 영역 이미지를 획득하는 단계;
상기 제1 및 제2 공간 영역 이미지를 주파수 영역으로 변환하여 각각 제1 및 제2 주파수 영역 이미지를 획득하는 단계; 및
상기 제1 및 제2 주파수 영역 이미지를 합성하여 타겟 주파수 영역 이미지를 획득한 후, 상기 타겟 주파수 영역 이미지를 공간 영역으로 변환하여 타겟 공간 영역 이미지를 획득하는 단계를 포함하는 EUV 마스크 검사 방법.
The first group EUV light irradiated to the target area of the EUV mask at a first angle and then reflected and diffracted and the second group EUV light irradiated to the target area of the EUV mask at a second angle and then reflected and diffracted are transmitted through an objective lens. focusing through;
collecting the focused first group EUV lights to obtain a first spatial domain image and collecting the second group EUV lights to obtain a second spatial domain image;
obtaining first and second frequency domain images by converting the first and second spatial domain images into frequency domain images; and
and acquiring a target frequency domain image by synthesizing the first and second frequency domain images, and then converting the target frequency domain image into a spatial domain image to obtain a target spatial domain image.
상기 제1 그룹 및 제2 그룹 EUV 광을 집속하는 단계에서, 상기 대물 렌즈를 통해 집속된 상기 제1 그룹 및 제2 그룹 EUV 광은 서로 다른 차수의 회절광을 포함하는 EUV 마스크 검사 방법.
According to claim 11,
In the step of focusing the first group and second group EUV lights, the first group and second group EUV lights focused through the objective lens include diffraction lights of different orders.
상기 제1 및 제2 공간 영역 이미지는 0.33NA의 대물 렌즈를 통해 획득된 공간 영역 이미지를 포함하고, 상기 타겟 공간 영역 이미지는 0.55NA의 대물 렌즈를 통해 획득된 공간 영역 이미지를 포함하는 EUV 마스크 검사 방법.
According to claim 11,
The first and second spatial domain images include a spatial domain image obtained through a 0.33NA objective lens, and the target spatial domain image includes a spatial domain image acquired through a 0.55NA objective lens EUV mask inspection method.
상기 제1 그룹 및 제2 그룹 EUV 광을 집속하는 단계는,
EUV 마스크의 타겟 영역에 제1 각도로 제1 EUV 광을 조사하는 단계;
상기 EUV 마스크의 상기 타겟 영역에, 상기 제1 각도와 다른 제2 각도로 제2 EUV 광을 조사하는 단계;
상기 제1 EUV 광이 상기 EUV 마스크에 조사된 후 반사 및 회절된 제1 그룹 EUV 광을 집속하는 단계; 및
상기 제2 EUV 광이 상기 EUV 마스크에 조사된 후 반사 및 회절된 제2 그룹 EUV 광을 집속하는 단계를 포함하는 EUV 마스크 검사 방법.
According to claim 11,
The step of focusing the first and second group EUV lights,
irradiating a first EUV light at a first angle to a target region of an EUV mask;
irradiating second EUV light to the target region of the EUV mask at a second angle different from the first angle;
focusing the reflected and diffracted first group EUV light after the first EUV light is irradiated onto the EUV mask; and
and focusing the reflected and diffracted second group EUV lights after the second EUV light is irradiated onto the EUV mask.
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
| A107 | Divisional application of patent | ||
| GRNT | Written decision to grant |