KR20240027558A

KR20240027558A - Euv 현미경

Info

Publication number: KR20240027558A
Application number: KR1020230108831A
Authority: KR
Inventors: 엔. 페레라 차미; 씨. 하우저 다비드; 지. 머리 찰스; 엔. 코다레프 알렉산더; 더블유. 그로드 트래비스
Original assignee: 이유브이 테크, 인코퍼레이티드
Priority date: 2022-08-23
Filing date: 2023-08-21
Publication date: 2024-03-04

Abstract

EUV 광원을 이용하는 EUV 현미경 장치가 개시된다. 광은 제1 포커싱된 EUV 빔을 생성하는 컬렉터로 보내진다. 모노크로메이터 모듈은 제1 포커싱된 EUV 빔을 수신하고, 제2 포커싱된 EUV 빔을 생성하는데, 이는 조명 모듈로 전달된다. 조명 모듈의 출력은 마스크에서 반사된다. 마스크로부터 반사된 빔은 이미지를 생성하기 위해 존-플레이트 및 검출기로 보내진다.

Description

EUV 현미경{EUV MICROSCOPE}

본 출원은 전자 칩을 생산하는 데 사용되는 EUV 리소그래피 마스크와 함께 사용하기 위한 신규하고 유용한 EUV 마스크 이미징 공구 또는 극자외선(EUV) 현미경에 관한 것이다.

EUV 마스크의 품질을 평가하기 위해 종래의 EUV 마스크 이미징 장치가 제안되었다. 예를 들어, 미국 특허 제6,738,135호는 리소그래피 마스크를 검사하기 위한 새로운 시스템을 개시하는데, 이는 때때로 존-플레이트(zone-plate) 현미경이라고 지칭된다.

존-플레이트 현미경은 파장 의존적 초점 길이를 가지며, 매우 높은 크로매틱(chromatic) 특성을 가짐을 깨달았다. 만약 제어되지 않으면, 이러한 특성은 분해능을 저하시킨다. 크로매틱 효과는 초점 길이 의존적이기 때문에, 이러한 장치의 초점 길이가 짧을수록, 크로매틱 효과는 덜 중요해진다.

미국 특허 제6,738,135호에서는, Mo/Si 다층 광학장치에 의해 지원되는 전형적인 전체 대역폭을 처리하기 위해, 충분히 짧은 초점 길이가 달성되었다. 비록 성공했지만, 몇 가지 단점이 존재하였다. 즉, 이러한 종래 기술 장치의 시스템 작동 거리는 심하게 제약되었다. 더욱이, 존-플레이트 제로 오더(zero order) 플레어를 필터링하기 위한 존-플레이트 중앙 스톱부의 수정 구현은 사용될 수 없었는데, 이는 짧은 작동 거리에서, 그러한 존-플레이트의 중앙 스톱부가 실행 가능한 전체 광 애퍼처의 너무 많은 부분을 차지하기 때문이었다.

효율적인 방식으로 EUV 마스크를 분석하기 위한 EUV 현미경 장치는 전자 기술의 주목할만한 발전을 구성할 것이다.

본 출원에 따르면, 상기 문제점들은 생성된 EUV 빔의 대역폭을 더 좁혀서, 더 긴 작업 거리를 가능하게 하는 모노크로메이터를 사용함으로써 해결될 수 있다.

EUV 마스크 이미징 공구 장치는 그 구성 요소 중 하나로서 빔 소스 또는 EUV 광 방출(emanation)을 포함한다. 이러한 방출은 레이저 생성 플라즈마, 방전 생성 플라즈마 등에서 발생할 수 있다. EUV 광 빔은 제1 포커싱된 EUV 빔을 생성하는 선택적인 컬렉터로 전달된다. 선택적인 컬렉터는 직렬로 연결된 광 파워를 갖는 2개의 거울로 구성된다. 예를 들어, 컬렉터는 타원형 또는 비구면 거울과 결합된 평면 거울을 포함할 수 있다. 또한, 컬렉터는 구형, 타원형 또는 비구면 거울과 같은 단일 거울 형태를 취할 수 있다. 컬렉터를 떠나는 빔은 본 출원의 장치의 후속 구성 요소에 대한 중간 포커스 역할을 한다.

선택적인 컬렉터의 제1 중간 포커싱된 EUV 빔은 입구 슬릿 및 출구 슬릿을 갖는 모노크로메이터로 전달된다. 이러한 EUV 빔은 직접 또는 선택적인 컬렉터에 의해 생성된 중간 포커스를 통해, 모노크로메이터로 전달된다. 모노크로메이터의 입구 슬릿은 중간 포커스 크기 또는 실제 소스 크기 자체가 요구되는 입구 슬릿 크기보다 작은 경우 제외될 수 있다. 어떤 경우에는 모노크로메이터 자체가 글랜싱(glancing) 및/또는 거의 일반 광학장치로 구성될 수 있으며, 이상적으로는 분산 요소를 포함해야 한다. 본질적으로, 별도의 컬렉터 없이 사용할 경우, 모노크로메이터는 콘덴서로 작동하여, EUV 소스로부터의 EUV 빔의 중간 포커스가 형성되지 않는다. 그 다음, 모노크로메이터를 사용하여 광을 350 이상의 λ/Δλ 레벨로 정제한다. 따라서, 제2 포커싱된 EUV 빔은 모노크로메이터를 통과한다.

모노크로메이터로부터 나오는 제2 포커싱 및 정제된 EUV 빔은 조명 모듈 또는 일루미네이터로 보내진다. 조명 모듈은 모노크로메이터를 떠나는 EUV 빔을 집중시키고 이러한 EUV 빔을 분석 중인 마스크의 표면으로 지향시킨다. 본질적으로, 조명 모듈은 마스크를 비추는 광의 평균 및 각도 범위를 제어한다. 경우에 따라, 모노크로메이터는 일루미네이터 역할도 하므로, 별도의 조명 모듈이 필요하지 않다.

마스크에서 반사된 EUV 광은 존-플레이트를 통과한다. 존-플레이트는 선택적으로 제로 오더(zero order) 광의 중첩 없이 퍼스트 오더(first order) 광을 사용하기 위해 중앙 차폐부를 포함할 수 있다. 존-플레이트를 통과하는 광은 일반적으로 마스크의 EUV 반사 특성을 사용자가 볼 수 있는 스크린을 포함하는 전하 결합 소자(CCD)와 같은 검출기에 이미지로서 전송된다. 이미지는 사용자 또는 자동화된 컴퓨터 소프트웨어에 의한 후속 보기 및/또는 분석을 위해 기록될 수 있다.

따라서, 새로운 EUV 마스크 이미징 공구는 부분적으로 간섭성(coherent)이거나 비간섭성(incoherent)인 EUV 광을 통합 모노크로메이터에 전달하는 비-싱크로트론 소스 및 제로 오더 플레어를 완화하기 위한 중앙 스톱부를 갖는 존-플레이트를 사용하는 것을 기술적 특징으로 한다.

따라서, EUV 리소그래피 마스크를 효율적이고 경제적으로 시각화하고 평가할 수 있는 새로운 EUV 마스크 이미징 공구를 제공하는 것이 본 출원의 목적이다.

본 출원의 또 다른 목적은 종래 기술의 EUV 이미징/검사 공구보다 낮은 비용으로 EUV 마스크의 시각화 및 평가를 가능하게 하는 새로운 EUV 마스크 이미징 공구를 제공하는 것이다.

본 출원의 또 다른 목적은 종래 기술의 비교 가능한 공구에서 결여된, 더 짧은 트랙 길이 및 더 작고 유지하기 쉬운 이미징 광학장치를 갖는 신규한 광학 설계를 포함하는 새로운 EUV 마스크 이미징 공구를 제공하는 것이다.

본 출원의 또 다른 목적은 종래의 존-플레이트 현미경에서 발견되는 크로매틱 효과를 제거하는 새로운 EUV 마스크 이미징 공구를 제공하는 것이다.

본 출원의 또 다른 목적은 존-플레이트 제로 오더 플레어를 필터링하기 위해 중앙 스톱부 또는 차폐부를 갖는 존-플레이트를 사용하는 새로운 EUV 마스크 이미징 공구를 제공하는 것이다.

본 출원의 또 다른 목적은 EUV 리소그래피 마스크를 높은 정확도와 반복성으로 측정할 수 있도록, EUV 리소그래피 마스크를 가시화하고 평가하기 위한 새로운 EUV 마스크 이미징 공구를 제공하는 것이다.

본 출원의 또 다른 목적은 종래의 마스크 블랭크 이송 시스템과 호환되고 일반적으로 반도체 칩 제조에 사용되는 표준 클린룸에서 작동되는 새로운 EUV 마스크 이미징 공구를 제공하는 것이다.

본 발명은 특히 명세서가 계속됨에 따라 명백해질 이들의 특정 특성 및 특징에 관한 다른 목적 및 이점을 갖는다.

특허를 위한 본 출원을 추가로 설명하기 위해, 다음의 도면을 참조한다.

도 1은 본 출원의 장치의 실시예의 요소를 도시하는 개략도이다.
도 2는 본 출원의 장치의 조명 모듈의 실시예를 도시하는 등측도이다.
도 3은 본 출원의 장치에서 마스크에 대한 존-플레이트의 위치를 나타내는 개략도이다.
도 4는 본 출원의 장치의 존-플레이트의 작동을 설명하는 개략도이다.
도 5는 평면 및 타원형 또는 비구면 거울의 조합을 갖는 컬렉터를 이용하는 본 출원의 장치를 도시하는 블록도이다.
도 6은 컬렉터가 단일 비구면 또는 타원형 거울만을 이용하는 본 출원의 장치의 다른 실시예를 도시하는 블록도이다.
도 7은 조명 모듈이 평면 및 비구면 또는 타원형 거울의 조합 형태를 취하는 본 출원의 장치의 다른 실시예를 도시한다.
도 8은 블록도가 단일 비구면 또는 타원형 거울 형태의 조명 모듈을 도시하는 본 출원의 장치의 다른 실시예를 도시한다.
도 9는 모노크로메이터가 컬렉터 또는 일루미네이터를 사용하지 않으면서, 이미지를 생성하는 본 출원의 장치의 다른 실시예를 도시한다.
본 출원의 더 나은 이해를 위해, 전술한 도면을 참조하여 바람직한 실시예에 대한 다음의 상세한 설명을 참조해야 할 것이다.

본 출원의 다양한 양태는 이전에 기술된 도면을 참조해야 하는 다음의 상세한 설명으로부터 전개될 것이다.

도 1을 참조하면, 도 1에서, 참조 부호(10)는 공구 장치를 전체적으로 나타내기 위해 사용된다. 공구 장치(10)는 그 구성 요소 중 하나로서 레이저 생성 플라즈마 소스일 수 있는 극자외선(EUV) 광원(12)을 포함한다. 그러나, EUV 광원(12)은 방전 생성 플라즈마 소스 등으로부터 유도될 수도 있다. 다음 표는 공구 장치(10)의 광학 사양을 나타낸다.

표 I

EUV 파장 13.5nm EUV 소스 유형 비일관성 조명 크기 10μm 초점 길이 625μm 대역폭(λ/Δλ) >= 350 CCD 실제 픽셀 크기 13 μm

도 1을 참조하면, 광원(12)으로부터의 EUV 빔(14)은 컬렉터(16)로 보내지는데, 컬렉터(16)는 일련의 광 파워를 갖는 하나 또는 둘 이상의 거울의 형태를 취할 수 있다. 컬렉터(16)는 제1 포커싱된 EUV 빔(22)을 생성한다. 예를 들어, 장치(10A)의 컬렉터(16)는 비구면 또는 타원형 거울(20)와 직렬로 연결된 평면 거울(18)를 포함할 수 있다(도 5 참조). 그러나, 컬렉터(16)는 또한 실시예 10B에서 단일 비구면 또는 타원형 거울(20)만을 포함할 수 있다(도 6 참조).

도 1을 참조하면, 컬렉터(16)로부터의 결과적인 제1 포커싱된 EUV 빔(22)은 모노크로메이터 모듈(30)로 전달된다. 모노크로메이터 모듈(30)은 양쪽에 입구 슬릿(26) 및 출구 슬릿(28)을 포함한다. 따라서, 모노크로메이터 모듈(30)은 입구 슬릿(26)으로부터 출구 슬릿(28)까지 EUV 광을 리이미징화하는 데 사용되는 포커싱 기능을 수행한다. 본질적으로, 모노크로메이터 모듈(30)은 수신된 광을 350 λ/Δλ 이상의 레벨까지 정제(purify)하는데 사용된다. 모노크로메이터 모듈(30)은 당업계에 공지된 임의의 적절한 장치의 형태를 취할 수 있으며, 컬렉터(16)와 함께 사용될 때, 캘리포니아, 마르티네즈 소재 EUV 테크 인포퍼레이티드로부터 부품 번호 B151667로서 입수 가능하다. 예를 들어, 모노크로메이터 모듈(30)은 콘덴서(23) 및 UV 광을 출구 슬릿(28)으로 가져오는 원통형 그레이팅(grating)(24)를 갖는 모듈로 구체화할 수 있다. 제2 포커싱된 EUV 빔(32)은 출구 슬릿(28)을 통과한다.

출구 슬릿(28)을 빠져나가는 제2 EUV 빔(32)은 조명 모듈(일루미네이터)(34)로 이동한다(도 1 참조). 조명 모듈(34)은 평면 거울(36) 및 타원형 또는 비구면 거울(38)의 조합으로서, 실시예(10A)의 한 형태로 구성될 수 있다(도 7 참조). 조명 모듈(34)은 또한 실시예 10C에서 단일 타원형 또는 비구면 거울(38)에 의해 형성될 수 있다. 조명 모듈(34)은 모노크로메이터 모듈(30)을 떠나는 광을 집중시키고 조명의 각도 범위(extent)를 정의하는 역할을 한다. 조명 모듈(34)은 마스크(46) 상에 약 10㎛의 폭을 갖는 조명 빔(40)을 생성한다.

모노크로메이터 모듈(30), 조명 모듈(34) 및 컬렉터(16)의 기능은 실시예 10D의 모노크로메이터 모듈(30)과 같이, 단일 엔티티로 결합 내지 조합될 수 있다(도 9 참조). 이러한 실시예에서, 모노크로메이터 모듈(30)로부터의 EUV 빔(32)은 마스크(46)로 직접 전달된다.

도 1, 도 3 및 도 4를 참조하면, 조명 모듈(34)을 떠나는 리이미징화된 빔(40)은 마스크(46)의 표면(44) 상에 전술한 10㎛ 폭의 조명 빔을 가진 채로 존-플레이트(42)를 통과한다(도 7 내지 도 9 참조). 도 3은 마스크(46) 및 마스크 표면(44)에 대한 존-플레이트(42)의 위치를 도시한다. 존-플레이트(42)는 도 4에 기능성 렌즈 형상으로 도시되어 있다. 마스크(46)로부터 반사되고 존-플레이트(42)를 통과하는 광 빔(48)은 이미징 센서(50)로 보내지는데, 이는 이하에서 더 상세히 논의되는 진공 냉각된 전하 결합 소자(CCD) 카메라일 수 있다. 도 4를 참조하면, 존-플레이트(42)는 바람직하게는 제로 오더(zero order) 광(45)과 존-플레이트(42)의 회절된 퍼스트 오더 광(47)의 중첩을 방지하기 위해, 중앙 차폐부(obscuration, 43)를 포함한다. 중앙 차폐부(43)는 존-플레이트(42)와 CCD(50) 사이에 그림자(49)를 생성한다. 존-플레이트(42)의 회절된 퍼스트 오더 광(47)은 마스크(46)로부터 반사된 광 빔(48)의 유용한 타겟 이미징 영역이라는 점에 유의해야 한다.

결과적으로, CCD(50)는 마스크(46)의 표면(44) 상의 임의의 결함을 드러내기 위한 검출기 역할을 한다. 이러한 결함은 CCD(50)와 관련된 스크린 상의 임의의 비정상(anomaly)으로 나타날 수 있다. 전하 결합 장치(50)는 독일 베를린의 Great Eyes Gmbh에서 제조된, 진공 냉각된 CCD의 형태를 취할 수 있다. 이러한 CCD(50)는 13μm x 13μm의 픽셀 피치 범위를 갖는다.

본 출원의 전술한 실시예는 출원의 완전한 공개를 목적으로 상당히 상세하게 제시되었지만, 본 출원의 기술사상과 원리를 벗어나지 않으면서, 그러한 세부사항에서 많은 변경이 이루어질 수 있다는 것이 당업자에게 명백할 수 있다.

Claims

EUV 마스크 분석을 위한 EUV 현미경 장치에 있어서,
EUV 광원;
상기 광원으로부터 EUV 광을 수신하고, 광의 유출하는 포커싱된 EUV 빔을 생성하는 모노크로메이터, 여기서 상기 유출하는 포커싱된 EUV 빔은 반사된 EUV 빔으로서 마스크로부터의 반사를 위해 마스크 상에 있도록 지향되고;
중앙 차폐부를 포함하고, 상기 반사된 EUV 빔을 수신하고, 특정 오더(order)의 상기 반사된 EUV 빔을 통과시키는 존-플레이트; 및
상기 특정 오더의 상기 반사된 EUV 빔을 수신하고, 그 이미지를 생성하기 위한 검출기;
를 포함하는 EUV 현미경 장치.
제1항에 있어서, 상기 광원으로부터 EUV 광을 수신하기 위한 컬렉터를 추가로 포함하고, 상기 컬렉터는 광의 특정 포커싱된 EUV 빔을 제공하고, 상기 모노크로메이터에 의해 수신된 상기 EUV 광은 상기 컬렉터로부터의 상기 광의 특정 포커싱된 EUV 빔을 포함하는 EUV 현미경 장치.
제1항에 있어서, 조명 모듈을 추가로 포함하고, 상기 조명 모듈은 상기 모노크로메이터로부터의 상기 광의 유출하는 포커싱된 EUV 빔을 인터셉팅하여 상기 마스크를 향해 지향되도록 리이미징하고, 마스크로부터의 반사를 위해 마스크에 리이미징된 EUV 빔을 생성하는 EUV 현미경 장치.
제2항에 있어서, 상기 컬렉터는 2개의 거울을 직렬로 포함하는 EUV 현미경 장치.
제4항에 있어서, 상기 컬렉터는 평면 거울 및 타원형 거울을 직렬로 포함하는 EUV 현미경 장치.
제2항에 있어서, 상기 컬렉터는 타원형 거울을 포함하는 EUV 현미경 장치.
제2항에 있어서, 상기 컬렉터는 비구면 거울을 포함하는 EUV 현미경 장치.
제3n항에 있어서, 상기 조명 모듈은 2개의 거울을 직렬로 포함하는 EUV 현미경 장치.
제3항에 있어서, 상기 조명 모듈은 타원형 거울과 직렬로 연결된 평면 거울을 포함하는 EUV 현미경 장치.
제3항에 있어서, 상기 조명 모듈은 비구면 거울을 포함하는 EUV 현미경 장치.
제3항에 있어서, 상기 조명 모듈은 타원형 거울을 포함하는 EUV 현미경 장치.
제1항에 있어서, 상기 EUV 광원은 레이저 생성 플라즈마의 발생에 의해 생성된 EUV 광을 포함하는 EUV 현미경 장치.
제1항에 있어서, 상기 EUV 광원은 방전 생성 플라즈마의 발생에 의해 생성되는 EUV 현미경 장치.
제12항에 있어서, 상기 광원으로부터 EUV 광을 수신하기 위한 컬렉터를 추가로 포함하고, 상기 컬렉터는 광의 특정 포커싱된 EUV 빔을 제공하고, 상기 모노크로메이터에 의해 수신된 상기 EUV 광은 상기 컬렉터로부터의 상기 광의 특정 포커싱된 EUV 빔을 포함하는 EUV 현미경 장치.
제13항에 있어서, 상기 광원으로부터 EUV 광을 수신하기 위한 컬렉터를 추가로 포함하고, 상기 컬렉터는 광의 특정 포커싱된 EUV 빔을 제공하고, 상기 모노크로메이터에 의해 수신된 상기 EUV 광은 상기 컬렉터로부터의 상기 광의 특정 포커싱된 EUV 빔을 포함하는 EUV 현미경 장치.
제12항에 있어서, 조명 모듈을 추가로 포함하고, 상기 조명 모듈은 상기 모노크로메이터로부터의 상기 광의 유출하는 포커싱된 EUV 빔을 인터셉팅하여 상기 마스크를 향해 지향되도록 리이미징하고, 마스크로부터의 반사를 위해 마스크에 리이미징된 EUV 빔을 생성하는 EUV 현미경 장치.
제13항에 있어서, 조명 모듈을 추가로 포함하고, 상기 조명 모듈은 상기 모노크로메이터로부터의 상기 광의 유출하는 포커싱된 EUV 빔을 인터셉팅하여 상기 마스크를 향해 지향되도록 리이미징하고, 마스크로부터의 반사를 위해 마스크에 리이미징된 EUV 빔을 생성하는 EUV 현미경 장치.