KR20230168144A - 마이크로리소그래피 마스크를 특성화하기 위한 장치 및 방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 마이크로리소그래피 마스크를 특성화하기 위한 장치 및 방법에 관한 것이다. 본 발명에 따른 장치는 간섭성 광을 방출하는 적어도 하나의 광원(105, 405, 605), 존 플레이트(111, 411, 611)를 포함하고 적어도 하나의 광원의 간섭성 광으로부터 지정된 회절 차수로 마스크(120, 320, 420, 620)에 회절 제한 광점을 생성하는 조명 광학 유닛(110, 410, 610); 마스크에 대한 회절 제한 광점의 스캐닝 이동을 구현하는 것이 가능한 스캐닝 장치; 센서 유닛(130, 430, 630); 및 센서 유닛에 입사되어 마스크에서 나온 광을 평가하는 평가 유닛을 포함하되; 상기 장치는 지정된 회절 차수에 해당하지 않는 회절 차수로 존 플레이트에서 방출되는 광의 적어도 90%가 센서 유닛으로 이어지는 사용된 빔 경로에서 제거되도록 구성된다.
Description
본 발명은 마이크로리소그래피 마스크를 특성화하기 위한 장치 및 방법에 관한 것이다.
예를 들어 집적 회로 또는 LCD와 같은 미세 구조 부품의 생산에 사용된다. 마이크로리소그래피 프로세스는 조명 장치와 투사 렌즈를 포함하는 투영 노광 장치로 알려진 것에서 수행된다. 조명 장치에 의해 조명된 마스크(= 레티클)의 이미지는 이 경우 투사 렌즈에 의해 감광층(포토레지스트)으로 코팅된 기판(예: 실리콘 웨이퍼)에 투사되고 마스크 구조를 기판의 감광성 코팅으로 전사하기 위해 투사 렌즈의 이미지 평면에 배열된다.
리소그래피 공정에서, 마스크의 원하지 않는 결함은 노출 단계마다 재현될 수 있기 때문에 특히 불리한 영향을 미친다. 따라서 마스크 결함을 최소화하고 성공적인 마스크 복구를 실현하기 위해서는 가능한 결함 위치의 이미징 효과를 직접 분석하는 것이 바람직하다. 원칙적으로, 따라서 투영 노광 장치에 실제로 존재하는 것과 동일한 조건 하에서 가능한 한 신속하고 간단하게 마스크를 분석하거나 검증할 필요가 있다.
이와 관련하여, 마스크 검사의 범위 내에서 투영 노광 장치를 에뮬레이트하기 위한 다양한 접근 방식이 있다(즉, 가능한 경우 투영 노광 장치의 조건과 유사한 조건에서 마스크를 측정).
첫째, 마스크 검사 장치에서 마스크 섹션의 에어리얼 이미지를 기록하고 평가하는 관행이 알려져 있으며, 여기서 에어리얼 이미지를 기록하기 위해 마스크에서 측정할 구조는 확대 조명 광학 유닛으로 조명되고, 마스크로부터 나오는 광은 이미징 광학 유닛을 통해 검출기 유닛 상에 투사되고 상기 검출기 유닛에 의해 검출된다. 이 프로세스에서, 투영 노광 장치에서와 동일한 방식으로 마스크 검사 장치에서의 마스크의 조명을 수행하는 것이 또한 알려져 있고, 여기서 특히 동일한 파장, 동일한 개구수 및 또한 동일한 조명 설정(적절한 편광의 경우)이 마스크 검사 장치에서 설정된다.
또한, 투영 노광 장치에 존재하는 조건을 에뮬레이트하기 위해 마스크를 특성화하기 위한 장치를 주사 현미경으로 구성하는 접근법도 알려져 있다. 도 7의 개략도에 따라, 특성화될 마스크(720)에 대한 광원(705)의 완전 간섭성 광을 이용한 조명을 제공하기 위한 조명 광학 유닛(710)은 이 경우 마이크로리소그래피 투영 노광 장치의 투영 광학 유닛을 에뮬레이트하는 방식으로 먼저 설계된다. 두 번째로, 이 주사 현미경의 복수의 픽셀(730-1, …, 730-n)을 갖는 이미지 기록 또는 센서 배열(730)은 마이크로리소그래피 투영 노광 장치의 조명 광학 유닛을 에뮬레이트하는 방식으로 구성된다.
추가 옵션은 공간적으로 해결되지 않거나 픽셀화되지 않은 강도 검출기를 사용하고 조명 패턴을 에뮬레이트하기 위해 물리적 조리개를 사용하는 것이다.
원칙적으로, 마이크로리소그래피 투영 노광 장치의 투영 광학 유닛 또는 조명 광학 유닛의 전술한 에뮬레이션은 구성 및 제조 면에서 상대적으로 상당한 지출을 수반하며, 이는 마스크 특성화를 위한 대응하는 장치에서 나타날 수 있다. 이와 관련하여 고려할 수 있는 접근 방식은 제조 관점과 설치 공간 측면 모두에서 비교적 복잡한 EUV 미러를 대체하기 위해 존 플레이트(zone plate)로 빔 성형 조명 광학 장치를 구성하는 것으로, 그러나 이는 실제로 마스크 특성화를 위한 스캐닝 장치에서 특성화될 마스크에 사용된 광을 포커싱하는 데 사용되는 (일반적으로 첫 번째) 회절 차수에 더하여, 광원에 의해 생성된 광의 추가 회절 차수(양 및 음의)가 존 플레이트로부터 특성화할 마스크를 통해 센서 장치 또는 검출기 장치에 도달하여 결과적으로 대비 감소를 초래한다는 추가 문제점으로 이어진다. 이를 더욱 어렵게 만드는 상황은 색수차(chromatic aberrations)의 성가신 영향이 일반적으로 앞서 언급한 더 높은 회절 차수에서 특히 두드러진다는 것이다. 전반적으로, 이는 마스크 특성화를 위한 장치의 성능 저하를 초래하고, 이는 결국 결함 있는 특성화로 이어지고 궁극적으로 마스크를 사용하여 수행되는 리소그래피 프로세스의 오류로 이어진다.
선행 기술과 관련하여, 이하가 단지 예로써 참조된다:
DE 10 2010 063 337 B4, DE 10 2020 207 566 A1 and the publications U. T. Sanli et al.: "Multilayer Fresnel Zone Plates for X-ray Microscopy", Microscopy and Microanalysis 21 (Suppl 3) (2015), pp. 1987-1988, doi:10.1017 / S1431927615010715, B. Rφsner et al.: "Soft x-ray microscopy with 7nm resolution", Optica Vol. 7 No. 11, (2020) pp. 1602-1608 and M. Benk et al.: "Upgrade to the SHARP EUV mask microscope", Proc. SPIE 10957, Extreme Ultraviolet (EUV) Lithography X, 109570V (2019), doi: 10.1117/12.2516387.
본 발명의 목적은 마이크로리소그래피 마스크를 특성화하기 위한 장치 및 방법을 제공하는 것이며, 이는 적어도 처음에 기술된 문제들 중 일부를 피하면서 신뢰할 수 있는 마스크 특성화를 가능하게 하고 구성 및 측면에서 감소된 비용을 갖는다.
이 목적은 독립 특허 청구항의 특징에 따른 장치 및 방법에 의해 달성된다.
마이크로리소그래피 마스크를 특성화하기 위한 본 발명에 따른 장치는:
-
간섭성 광을 방출하는 적어도 하나의 광원;
-
존 플레이트를 포함하고 적어도 하나의 광원의 간섭성 광으로부터 지정된 회절 차수로 마스크 상에 회절 제한 광점(diffraction-limited light spot)을 생성하는 조명 광학 유닛;
-
마스크에 대한 회절 제한 광점의 스캐닝 이동을 구현하는 것이 가능한 스캐닝 장치;
-
센서 유닛; 그리고
-
센서 유닛에 입사되어 마스크로부터 나온 광을 평가하는 평가 유닛을 포함하되;
-
상기 장치는 지정된 회절 차수에 해당하지 않는 회절 차수로 존 플레이트로부터 방출되는 광의 적어도 90%가 센서 유닛으로 이어지는 사용된 빔 경로로부터 제거되도록 구성된다.
일 실시예에 따르면, 장치는 지정된 회절 차수에 해당하지 않는 회절 차수로 존 플레이트로부터 방출되는 광의 적어도 95%, 특히 적어도 98%가 센서 유닛으로 이어지는 사용된 빔 경로로부터 제거되도록 구성된다.
본 발명은 (DE 10 2010 063 337 B4로부터 그 자체로 공지된) 접근법을 출발점으로 삼고, 이에 따라 투영 노광 장치에 존재하는 조건을 에뮬레이트하기 위해 마스크를 특성화하기 위한 장치가 주사 현미경으로 구성되며, 여기서 첫째, 이 주사 현미경의 조명 광학 유닛은 마이크로리소그래피 투영 노광 장치의 투영 광학 유닛을 에뮬레이트하는 방식으로 설계되고, 둘째, 이 주사 현미경의 이미지 기록 또는 센서 유닛은 마이크로리소그래피 투영 노광 장치의 조명 광학 유닛을 에뮬레이트하는 방식으로 구성된다. 다르게 표현하면, 이미징 광학 유닛과 조명 광학 유닛은 어떤 의미에서 마스크를 특성화하기 위한 본 발명에 따른 장치에서 마이크로리소그래피 투영 노광 장치의 에뮬레이션 관점에서 그들의 역할을 교환하다. 그러한 장치 또는 마스크 검사 장치의 기본 기능과 관련하여, 전술한 특허 문헌 DE 10 2010 063 337 B4를 참조한다.
이러한 접근법을 출발점으로 사용하여, 본 발명은 이제 첫째로 EUV 미러(제조가 비교적 복잡하고 비교적 고가임)와 비교하여 빔 성형 내에서 존 플레이트를 사용하여 조명 광학 장치 특성화할 마스크에 사용된 광의 초점을 맞추는 범위 내에서 구성 및 제조 측면에서 지출을 감소시키고, 두 번째로 다음과 같은 원칙의 문제로서 그러한 존 플레이트의 사용에 수반되는 간섭 백그라운드의 적어도 부분적인 제거를 동시에 실현하는 개념을 포함한다.
상이한 예시적인 실시예에 기초하여 이하에서 설명되는 바와 같이, 상기 제거는 하나 이상의 적절하게 배치된 개구 조리개의 사용 및/또는 존 플레이트의 적절한 탈축(off-axis) 구성을 통해 실현될 수 있으며, 이에 의해 결과적으로 원하지 않는 백그라운드에 대한 책임이 있는 회절의 간섭 차수는 (개구 조리개를 사용하는 경우) 실제 사용된 광 튜브를 "차단(cut off)"하거나 (지정된 탈축 구성의 경우) 이러한 원치 않는 회절 차수로 존 플레이트로부터 방출하는 광이 특성화할 마스크를 통해 센서 배열 또는 검출기 유닛에 도달하지 않도록 조정된다.
프로세스에서, 본 발명에 따르면, 빔 성형 조명 광학 유닛 내에서 상기 존 플레이트의 사용으로 인한 존 플레이트의 흡수 또는 반사 영역으로 인한 증가된 광 손실은 그 대가로 서두에서 설명한 대로 건설 또는 제조 측면에서 이점을 얻기 위해 의도적으로 수용된다. 또한, 본 발명은 서두에 기술되고 DE 10 2010 063 337 B4에서 알려진 개념에 따라 스캐닝 시스템에 제공된 조명 광학 유닛에서 개구수의 전체 각도 대역폭의 제공이 예를 들어, 본 발명에 따른 실시예에서 계속해서 보장되는 상황을 이용한다.
실시예에 따르면, 지정된 회절 차수는 +1차 회절 또는 -1차 회절이다.
실시예에 따르면, 장치는 지정된 회절 차수에 해당하지 않는 회절 차수로 존 플레이트로부터 방출되는 광의 적어도 부분적인 제거를 위해 적어도 하나의 개구 조리개를 포함한다.
일 실시예에 따르면, 광 빔 경로와 관련하여 존 플레이트와 마스크 사이에 적어도 하나의 개구 조리개가 배치되고, 지정된 회절 차수에 해당하지 않는 회절 차수로 존 플레이트로부터 방출되는 광을 적어도 부분적으로 제거하는 목적을 수행한다.
일 실시예에 따르면, 마스크와 센서 장치 사이의 광학 빔 경로에 적어도 하나의 개구 조리개(aperture stop)가 배열되고 지정된 회절 차수에 해당하지 않는 회절 차수로 존 플레이트로부터 방출되는 광을 적어도 부분적으로 제거하는 목적을 수행한다.
실시예에 따르면, 존 플레이트는 탈축 구성으로 또는 조명 광학 유닛의 광학 시스템 축에 대해 회전 대칭 없이 배열되어 광원으로부터 존 플레이트로 이동하는 빔이 존 플레이트의 광학적으로 사용 가능한 영역의 일부 영역에만 입사한다.
실시예에 따르면, 지정된 회절 차수로 광원에서 존 플레이트로 이동하는 제1 빔 부분의 주 광선과 존 플레이트에서 마스크로 이동하는 제2 빔 부분의 주 광선은 서로 평행하지 않다.
실시예에 따르면, 장치는 에너지 센서를 더 포함하고, 사용된 빔 경로로부터 제거된 광은 이 에너지 센서에 적어도 부분적으로 입사된다. 이 구성은 본 발명에 따른 백그라운드 제거를 위해 사용된 빔 경로에서 제거된 광의 일부가 예를 들어 빔 강도 변동을 감지하고 필요한 경우 이를 수정할 수 있도록 여전히 사용된다는 점에서 유리하다.
실시예에 따르면, 광원은 30nm 미만, 특히 15nm 미만의 작동 파장을 갖는다.
본 발명은 또한 마이크로리소그래피 마스크를 특성화하는 방법에 관한 것으로,
- 여기서 존 플레이트를 포함하는 조명 광학 유닛에 의해, 적어도 하나의 광원에 의해 생성된 간섭성 광으로부터 지정된 회절 차수로 회절 제한 광점이 마스크 상에 생성되며;
- 여기서 회절 제한 광점의 스캐닝 이동이 마스크에 대해 구현되며;
- 여기서 센서 유닛에 입사하고 마스크로부터 나온 광이 평가되고; 그리고
- 여기서 지정된 회절 차수에 해당하지 않는 회절 차수로 존 플레이트로부터 방출되는 광의 적어도 90%는 광원으로부터 센서 유닛으로 연장되는 사용된 빔 경로로부터 제거된다.
방법의 이점 및 바람직한 실시예와 관련하여, 본 발명에 따른 장치와 관련된 상기 설명을 참조한다.
본 발명의 추가 실시예는 상세한 설명 및 종속항으로부터 명백하다.
본 발명은 첨부된 도면에 예시된 예시적인 실시예에 기초하여 아래에서 더 상세히 설명된다.
도 1은 제1 실시예에서 마스크를 특성화하기 위한 본 발명에 따른 장치의 가능한 구조를 설명하기 위한 개략도를 도시한다.
도 2는 본 발명에 따른 장치에 사용되는 존 플레이트의 예시적인 실시예의 개략도를 도시한다.
도 3a-3c는 사용된 광 빔 경로로부터 존 플레이트로부터 방출되는 원하지 않는 회절 차수를 부분적으로 제거하는 본 발명에 따른 개념을 설명하기 위한 개략도를 도시한다.
도 4는 추가 실시예에서 마스크를 특성화하기 위한 본 발명에 따른 장치의 가능한 구조를 설명하기 위한 개략도를 도시한다.
도 5는 본 발명에 따른 장치에서 추가 실시예에 따른 탈축 구성에 있는 존 플레이트의 가능한 사용을 설명하기 위한 개략도를 도시한다.
도 6a-6c는 추가 실시예에서 사용된 광 빔 경로로부터의 원치 않는 회절 차수의 본 발명에 따른 제거를 시각화하기 위한 개략도를 도시한다.
도 7은 마스크 특성화 장치의 종래 구조를 설명하기 위한 개략도이다.
도 2는 본 발명에 따른 장치에 사용되는 존 플레이트의 예시적인 실시예의 개략도를 도시한다.
도 3a-3c는 사용된 광 빔 경로로부터 존 플레이트로부터 방출되는 원하지 않는 회절 차수를 부분적으로 제거하는 본 발명에 따른 개념을 설명하기 위한 개략도를 도시한다.
도 4는 추가 실시예에서 마스크를 특성화하기 위한 본 발명에 따른 장치의 가능한 구조를 설명하기 위한 개략도를 도시한다.
도 5는 본 발명에 따른 장치에서 추가 실시예에 따른 탈축 구성에 있는 존 플레이트의 가능한 사용을 설명하기 위한 개략도를 도시한다.
도 6a-6c는 추가 실시예에서 사용된 광 빔 경로로부터의 원치 않는 회절 차수의 본 발명에 따른 제거를 시각화하기 위한 개략도를 도시한다.
도 7은 마스크 특성화 장치의 종래 구조를 설명하기 위한 개략도이다.
아래에 설명된 바와 같이 마이크로리소그래피 마스크를 특성화하기 위한 장치의 실시예에 초기에 공통적인 것은 - DE 10 2010 063 337 B4 및 DE 10 2020 207 566 A1에 설명된 원칙에 기초로 하는 - 장치 또는 마스크 검사 장치가 주사 현미경으로 구성된다는 것으로, 여기서 광원의 완전 간섭성 광은 단일 회절 제한 광점만이 마스크 상에 조명되는 방식으로 조명 광학 유닛을 통해 특성화될 마스크로 조정된다. 이 경우, 본 발명에 따른 장치에서 마이크로리소그래피 투영 노광 장치의 조명 광학 유닛의 에뮬레이션은 빔 경로에서 마스크의 하류에 있는 센서 유닛에서 이미지에 기여하는 픽셀의 적절한 선택을 통해 이미징 측면에서 그 자체로 알려진 방식으로 구현될 수 있으며, 여기서 상기 픽셀 선택은 특히 DE 10 2010 063 337 B4에 설명된 실시예에 따라 또는 DE 10 2020 207 566 A1에 설명된 추가 실시예에 따라 다른 방식으로 구현될 수 있다. 더욱이, 공간적으로 분해되지 않거나 픽셀화되지 않은 강도 검출기가 조명 패턴을 에뮬레이트할 목적으로 물리적 구경과 함께 사용될 수도 있다.
또한 아래에 설명된 실시예에 공통적인 것은 마스크 특성화를 위한 장치의 빔 성형 조명 광학 유닛에서 존 플레이트의 사용이 사용된 광빔 경로로부터의 원치 않는 회절 차수를 적어도 부분적으로 제거하는 것과 결합된다는 것이다. 이 경우 "원치 않는 회절 차수"는 특성화할 마스크에 초점을 맞추는 목적을 이루는 지정된 회절 차수에 해당되지 않으며 또한 결과적으로 적절한 대응책이 없는 경우 간섭 백그라운드 및 이에 수반되는 장치에서 얻을 수 있는 대비의 감소를 초래하는 그런 회절 차수를 의미한다.
도 1은 본 발명에 따른 장치의 제1 실시예를 개략적으로 도시한 것이다. 도 1에 따르면, 장치는 완전 간섭성 광을 생성하기 위한 광원(105)을 포함하고, 여기서 광원(105)은 특히 HHG 레이저로서 구성될 수 있다. 다른 코히어런트 소스(예를 들어, 싱크로트론 또는 자유 전자 레이저)가 추가 실시예에서 사용될 수도 있다.
광원(105)에서 나오는 간섭성 광은 초기에 콜리메이터(여기서는 별도로 도시되지 않음)에 의해 시준되고, 도 1에 따르면, 조명 광을 특성화될 마스크(120) 상의 회절 제한 광점에 집중시키는 조명 광학 유닛(110)에 충돌한다. 이 경우, 조명 광학 유닛(110)은 빔 성형 광학 유닛을 나타내며, 본 발명에 따르면 존 플레이트(111)를 포함한다.
마스크(120)의 이미징 효과를 확인하기 위해, 회절 제한 광점의 스캐닝 이동이 마스크(120)에 대해 구현되며, 여기서 이 스캐닝 프로세스는 조명 광학 유닛(120) 또는 회절 제한 광점을 생성하는 구성요소만을 이동시킴으로써, 마스크가 고정된 상태에서 조명 광학 유닛(110)와 센서 유닛(130)을 이동시킴으로써, 또는 조명 광학 유닛(110)과 센서 유닛(130)이 고정된 상태에서 마스크(120)만을 이동시킴으로써 구현될 수 있다.
마이크로리소그래피 투영 노광 장치의 조명 장치를 에뮬레이트할 목적으로 센서 유닛(130) 부분의 픽셀을 선택하기 위해, 센서 유닛(130)은 전술한 DE 10 2010 063 337 B4와 유사한 방식으로 공간적으로 분해된 센서 배열(예를 들어, CCD 카메라)로 구성될 수 있다. 이 경우, 에뮬레이트될 각각의 조명 설정에 따라, 픽셀의 한정된 부분은 센서 유닛(130)에 입사되는 광을 평가할 때 고려되지 않은 채로 남을 수 있다. 그러나, 본 발명은 이에 제한되지 않는다. 따라서, 공간적으로 분해되지 않은 센서(예를 들어, 단순 포토다이오드)는 추가 실시예에서 특성화될 마스크로부터 방출되는 광을 검출하기 위해 사용될 수 있으며, 여기서 픽셀의 상기 선택은 상이하게(예를 들어, DE 10 2020 207 566 A1에 설명된 서로 독립적으로 조정 가능한 광학 요소의 배열을 사용하여) 이루어진다.
마스크에 초점을 맞추는 범위 내에서 사용되는 지정된 회절 차수가 후술하는 실시예에서 +1차 회절이지만, 본 발명은 이에 제한되지 않는다. 따라서, 마스크 특성화를 위한 장치의 특정 구성 또는 대응하는 빔 경로의 특정 구성에 따라, 존 플레이트로부터 방출되는 광의 상이한 회절 차수(예를 들어, +3차 회절)는 원칙적으로 포커싱을 위해 사용될 수 있으며, 따라서 그러한 경우에 이 회절 차수에 해당하지 않는 상응하게 상이한 회절 차수는 본 발명에 따라 사용된 광 빔 경로로부터 적어도 부분적으로 제거될 필요가 있다.
다시 도 1을 참조하면, 조명 광학 유닛(110)에 존재하는 존 플레이트(111)는 "축상(on-axis)" 구성으로 알려진 것에서 사용되며, 마스크 특성화를 위한 장치의 도시된 제1 예시적인 실시예에서 조명 광학 유닛(110)의 시스템 축과 관련된 상기 존 플레이트의 실질적으로 회전 대칭적 배열의 구현과 함께 사용되며, 이러한 존 플레이트는 도 2에 개략적으로만 도시되고 "211"로 표시된다.
도 1의 예시적인 실시예에서, 제1 개구 조리개(115) 및 제2 개구 조리개(116)는 특성화될 마스크(120)에 포커싱하기 위하여 원하지 않는 회절 차수, 즉 예를 들면 +1차 회절과 같은 회절 차수에 해당하지 않는 회절 차수를 본 발명에 따라 제거하는 역할을 한다. 이 경우에, 제1 개구 조리개(115)는 광학 빔 경로와 관련하여 존 플레이트(111)와 마스크(120) 사이에 위치되고 따라서 존 플레이트(111)로부터 방출되는 광이 마스크(120)에 입사하기 전에 이미 원하지 않는 회절 차수(예를 들어, 3차 회절)를 적어도 부분적으로 제거하게 한다. 반대로, 제2 개구 조리개(116)는 광 빔 경로와 관련하여 마스크(120)와 센서 장치(130) 사이에 위치되고 따라서 제1 개구 조리개(115)의 존재에도 불구하고 원치 않는 회절 차수로 존 플레이트(111)로부터 마스크(120)에 여전히 도달하고 상기 마스크에 의해 평가 유닛(130)의 방향으로 조정된 광을 적어도 부분적인 제거하는 역할을 한다.
원치 않는 회절 차수의 제거와 관련된 개구 조리개의 기본 동작은 도 3a-3c의 개략도를 사용하여 설명되며, 도 1과 비교하여 유사하거나 실질적으로 기능적으로 동등한 구성요소는 "200"씩 증가된 참조 부호로 표시된다.
다시 한번, 마스크(320)에 포커싱하기 위해 사용되는 회절 차수는 도 3b에 따른 +1차 회절이며 - 본 발명은 이에 제한되지 않음 - , 여기서, 개구 조리개(315)의 효과의 결과로서, 0차 회절(도 3a 참조) 또는 +3차 회절(도 3c 참조)의 존 플레이트(311)로부터 방출하는 광은 사용된 광 빔 경로로부터 상당히 또는 현저한 비율로 제거된다. 상기 개구 조리개(315)의 존재에도 불구하고 마스크(320)에 여전히 입사하는 상기 원하지 않는 회절 차수의 광은 원칙적으로 간섭 백그라운드를 야기하며(그러나 후자는 개구 조리개(315)의 결과로 훨씬 감소된다), 이는 도 1에 기초하여 전술한 바와 같이 마스크와 센서 장치 또는 검출기 유닛 사이의 빔 경로에서 추가 개구 조리개를 사용함으로써 선택적으로 훨씬 더 감소될 수 있다.
또한 원칙적으로 조명 빔 경로와 검출 또는 이미징 빔 경로는 마스크와 조명의 상대적 기울기에 의해 분리될 수 있음을 관찰해야 한다.
도 4, 도 5 및 도 6a 내지 6c에 기초하여 추가 실시예에 대해 이하에서 설명되는 바와 같이, 원치 않는 회절 차수로 존 플레이트로부터 방출되는 광의 사용된 광 빔 경로로부터의, 본 발명에 따른, 적어도 부분적인 제거는 개구 조리개의 사용에 추가로 또는 대안으로 회절은 또한 "탈축 구성"으로 알려진 구성으로 사용되고 이와 관련하여 비대칭인 조명 광학 유닛의 구조의 사용과 함께 사용되는 존 플레이트 덕분에 달성될 수 있어서, 원치 않는 회절 차수(즉, 마스크에 포커싱하기 위해 사용되지 않는 회절 차수)로 존 플레이트로부터 방출되는 광은 제1 위치에서 마스크의 광학적으로 사용된 영역에 충돌하지 않거나(예를 들면 이 마스크를 통과해서 진행하는 대신에) 또는 마스크를 통해 센서 배열에 도달하지 않는다.
도 5는 전술한 효과를 얻기 위한 목적으로 존 플레이트(511)에 의해 일부 영역(512)(점선으로 표시된 원 내의 섹션에 해당)만이 사용되는 전술한 원리를 가시화하는 역할을 한다. 이러한 부분적 사용은 차례로 조명 광학 유닛 내의 광학 빔 경로에서 존 플레이트(511)의 적절한 탈축 배치에 의해 또는 시작부터 전술한 섹션(512)에서만 제조되는 대응하는 존 플레이트에 의해 얻어질 수 있다.
도 4는 도 1과 유사한 개략도로서, 마스크 특성화를 위한 본 발명에 따른 장치의 가능한 구조를 도시하며, 도 1과 비교하여 유사하거나 실질적으로 기능적으로 동등한 구성요소는 "300" 씩 증가된 참조 부호로 표시된다.
더욱이, 도 6a-6c는 도 3a-3c와 비교하여 유사하거나 실질적으로 기능적으로 동등한 구성요소가 "300"씩 증가한 참조 부호로 표시되는 상술한 탈축 구성에서 사용되는 존 플레이트의 작동을 설명하기 위한 개략도를 도시한다. 도 4의 실시예 및 도 6a 내지 6c의 개략도 모두에서, 본 발명에 따른 사용된 광 빔 경로로부터의 원치 않는 회절 차수(즉, 마스크 상의 포커싱을 위해 사용되지 않은 회절 차수)의 제거는 도 4 및 도 6a 내지 도 6c로부터 각각 명백한 바와 같이, 본질적으로 각각 사용된 존 플레이트(411 및 611)의 탈축 구성에 기초하지만, 추가로 개구 조리개(415, 416 및 615-617)의 사용에 의해 보조된다. 광학 빔 경로의 특정 구성에 따라, 이러한 개구 조리개를 사용하는 것은 선택 사항이며, 그 결과 본 발명에 따른 원하지 않는 회절 차수의 제거는 존 플레이트의 순전히 적합한 탈축 구성을 통해 선택적으로 달성될 수 있다.
도 4에 추가로 나타낸 바와 같이, 에너지 센서(440)는 원치 않은 회절 차수(예를 들어, 3차 회절)로 존 플레이트로부터 방출되는 광을 부분적으로 포착하기 위해 선택적으로 사용될 수 있고, 따라서 예를 들어 빔 강도 요동을 검출하고 선택적으로는 이들을 수정하기 위해 사용될 수 있다.
본 발명이 특정 실시예에 기초하여 설명되었지만, 예를 들어 개별 실시예의 특징의 조합 및/또는 교환에 의해 다양한 변형 및 대체 실시예가 당업자에게 명백할 것이다. 따라서, 그러한 변형 및 대체 실시예가 본 발명에 부수적으로 포함되며, 본 발명의 범위는 첨부된 특허 청구범위 및 그 등가물의 의미 내에서만 제한된다는 것은 당업자에게 말할 필요도 없다.
Claims (11)
- 마이크로리소그래피 마스크를 특성화하기 위한 장치로서,
간섭성 광을 방출하는 적어도 하나의 광원(105, 405, 605);
존 플레이트(111, 411, 611)를 포함하고 적어도 하나의 광원(105, 405, 605)의 간섭성 광으로부터 지정된 회절 차수로 마스크(120, 320, 420, 620)에 회절 제한 광점을 생성하는 조명 광학 유닛(110, 410, 610);
마스크(120, 320, 420, 620)에 대한 회절 제한 광점의 스캐닝 이동을 구현하는 것을 가능하게 하는 스캐닝 장치;
센서 유닛(130, 430, 630); 및
센서 유닛(130, 430, 630)에 입사되어 마스크(120, 320, 420, 620)에서 나온 광을 평가하는 평가 유닛을 포함하되;
상기 장치는 지정된 회절 차수에 해당하지 않는 회절 차수로 존 플레이트(111, 411, 611)에서 방출되는 광의 적어도 90%가 센서 유닛(130, 430, 630)으로 이어지는 사용된 빔 경로에서 제거되도록 구성되는 것을 특징으로 하는 장치. - 청구항 1에 있어서, 상기 장치는
지정된 차수의 회절에 해당하지 않는 회절 차수로 존 플레이트(111, 411, 611)로부터 방출되는 광의 적어도 95%, 특히 적어도 98%가 센서 유닛(130, 430, 630)으로 이어지는 사용된 빔 경로에서 제거되는 것을 특징으로 하는 장치. - 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서, 지정된 회절 차수가 +1차 회절 또는 -1차 회절인 것을 특징으로 하는 장치.
- 청구항 1 내지 청구항 3 중 어느 한 항에 있어서, 상기 장치는 지정된 회절 차수에 해당하지 않는 회절 차수로 존 플레이트(111, 411, 611)로부터 방출되는 광의 적어도 부분적 제거를 위해 적어도 하나의 개구 조리개(115, 116, 315, 415, 416, 615, 616, 617)를 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
- 청구항 4에 있어서, 광 빔 경로와 관련하여 존 플레이트(111, 411, 611) 와 마스크(120, 320, 420, 620) 사이에 적어도 하나의 개구 조리개(115, 315, 415, 615, 616)가 배치되고, 지정된 회절 차수에 해당하지 않는 회절 차수로 존 플레이트(111, 411, 611)로부터 방출되는 광을 적어도 부분적으로 제거하는 목적을 수행하는 것을 특징으로 하는 장치.
- 청구항 4 또는 청구항 5에 있어서, 마스크(120, 420, 620)와 센서 장치(130, 430, 630) 사이의 광학 빔 경로에 적어도 하나의 개구 조리개(aperture stop)(116, 416, 616, 617)가 배열되고 지정된 회절 차수에 해당하지 않는 회절 차수로 존 플레이트(111, 411, 611)로부터 방출되는 광을 적어도 부분적으로 제거하는 목적을 수행하는 것을 특징으로 하는 장치.
- 청구항 1 내지 청구항 6 중 어느 한 항에 있어서, 존 플레이트(411, 511)는 탈축(off-axis) 구성으로 배열되어 광원(405)으로부터 존 플레이트(411, 511)로 이동하는 빔이 존 플레이트(411, 511)의 광학적으로 사용 가능한 영역의 일부 영역(512)에만 입사하는 것을 특징으로 하는 장치.
- 청구항 1 내지 청구항 7 중 어느 한 항에 있어서, 지정된 회절 차수로 광원(405)에서 존 플레이트(411, 511)로 이동하는 제1 빔 부분의 주 광선과 존 플레이트(411, 511)에서 마스크(420)로 이동하는 제2 빔 부분의 주 광선은 서로 평행하지 않은 것을 특징으로 하는 장치.
- 청구항 1 내지 청구항 8 중 어느 한 항에 있어서, 상기 장치는 에너지 센서(440)를 더 포함하고, 사용된 빔 경로로부터 제거된 광은 이 에너지 센서(440)에 적어도 부분적으로 입사되는 것을 특징으로 하는 장치.
- 청구항 1 내지 청구항 9 중 어느 한 항에 있어서, 광원(105, 405, 605)은 30nm 미만, 특히 15nm 미만의 작동 파장을 갖는 것을 특징으로 하는 장치.
- 마이크로리소그래피 마스크를 특성화하는 방법으로서,
- 여기서 존 플레이트(111, 411, 611)를 포함하는 조명 광학 유닛(110, 410, 610)에 의해, 적어도 하나의 광원(105, 405, 605)에 의해 생성된 간섭성 광으로부터 지정된 회절 차수로 회절 제한 광점이 마스크(120, 320, 420, 620) 상에 생성되며;
- 여기서 회절 제한 광점의 스캐닝 이동이 마스크(120, 320, 420, 620)에 대해 구현되며;
- 여기서 센서 유닛(130, 430, 630)에 입사하고 마스크로(120, 320, 420, 620)부터 나온 광이 평가되고;
지정된 회절 차수에 해당하지 않는 회절 차수로 존 플레이트(111, 411, 611)로부터 방출되는 광의 적어도 90%는 광원(105, 405, 605)으로부터 센서 유닛(130, 430, 630)으로 연장되는 사용된 빔 경로로부터 제거되는 것을 특징으로 하는 마이크로리소그래피 마스크를 특성화하는 방법.
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