WO2017164556A1 - 펠리클의 검사 장치 및 그 검사 방법 - Google Patents

펠리클의 검사 장치 및 그 검사 방법 Download PDF

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thin film
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안진호
홍성철
우동곤
김정환
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한양대학교 산학협력단
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Definitions

  • Another technical problem to be solved by the present invention is to provide a pellicle inspection apparatus and its inspection method minimized the internal optical system.
  • Another technical problem to be solved by the present invention is to provide a pellicle inspection apparatus and inspection method capable of evaluating the image transfer characteristics of the mask.
  • the incident angle of the EUV light irradiated to the multilayer thin film mirror and the pellicle may include 6 °.
  • the pellicle is in direct contact with the multilayer thin film mirror, it is possible to prevent the multilayer thin film mirror from contamination and / or damage.
  • FIG. 4 is a view for explaining a method of operating a pellicle inspection apparatus according to an embodiment of the present invention, when the size of the pellicle is relatively large.
  • FIG. 6 is a view for explaining a pellicle transmittance measuring apparatus for EUV exposure process of the conventional transmissive structure.
  • EUV light is irradiated onto the multilayer thin film mirror 20 by the light source unit 10, and first EUV light reflected from the multilayer thin film mirror 20 by the detector 40 is collected. And it can be measured (S100).
  • collecting and measuring the first EUV light may include: irradiating the EUV light to the multilayer thin film mirror 20, reflecting the EUV light by the multilayer thin film mirror 20, and the The detector 40 may include collecting and measuring the first EUV light.
  • Irradiating the EUV light to the multilayer thin film mirror 20 may include irradiating the EUV light generated by the light source unit 10 to the multilayer thin film mirror 20, as shown in FIG. 2. have.
  • the wavelength of the EUV light emitted from the light source unit 10 to the multilayer thin film mirror 20 may be the same as the wavelength of the light source generated in the exposure apparatus used in the conventional pellicle transmittance measuring apparatus for EUV exposure. Accordingly, the exposure conditions of the pellicle inspection apparatus according to the embodiment of the present invention may be the same as the exposure conditions of the conventional pellicle permeability measuring apparatus for EUV exposure process. According to an embodiment, the wavelength of the EUV light generated by the light source unit 10 may be about 13.5 nm.
  • the incident angle of the EUV light is about 6 °
  • the image electronic characteristics of the mask may be evaluated.
  • the intensity of the emission intensity of the first EUV light reflected from the multilayer thin film mirror 20 is measured by the detecting unit 40. It may include.
  • the emission intensity value of the first EUV light measured by the detection unit 40 may be used to calculate the transmittance of the pellicle 100 to be described later of the pellicle inspection apparatus according to an embodiment of the present invention.
  • the detector 40 collects the first EUV light reflected from the multilayer thin film mirror 20, and then converts it into an electrical signal and outputs the reflectance meter through the electrical signal information.
  • the apparatus may further include a detector for detecting a defective area.
  • the reflectometer may be a photodiode.
  • the pellicle 100 may be disposed on the multilayer thin film mirror 20 (S200). As described above, the pellicle 100 may be disposed on the pellicle stage 30 located on the multilayer thin film mirror 20. Accordingly, the pellicle 100 is spaced apart from the multilayer thin film mirror 20 to contaminate the multilayer thin film mirror 20 by direct contact between the pellicle 100 and the multilayer thin film mirror 20. And / or damage can be minimized.
  • the light source unit 10 may irradiate the pellicle 100 with the EUV light.
  • the wavelength of the EUV light irradiated to the pellicle 20 in the light source unit 10 may be the same as the wavelength of the light source generated in the exposure apparatus used in the pellicle transmittance measuring device for the conventional EUV exposure process.
  • the wavelength of the EUV light generated by the light source unit 10 may be about 13.5 nm.
  • the multilayer thin film mirror 20 may retransmit at least a portion of the EUV light transmitted through the pellicle 100 to the pellicle 100.
  • the multilayer thin film mirror 20 may have the reflective structure. Accordingly, when the mask is attached to the pellicle inspection apparatus according to an embodiment of the present invention, the image transfer characteristics of the mask can be evaluated.
  • the multilayer thin film mirror 20 may have a structure in which a molybdenum (Mo) layer and a silicon (Si) layer are alternately stacked.

Abstract

광원부가 다층 박막 거울에 EUV(Extreme Ultraviolet) 광을 조사하고, 검출부가 상기 다층 박막 거울로부터 반사된 제1 EUV 광을 수집 및 측정하는 단계, 상기 다층 박막 거울 상에 펠리클(pellicle)을 배치하는 단계, 상기 광원부가 상기 펠리클에 상기 EUV 광을 조사하고, 상기 검출부가 상기 펠리클을 투과한 후 상기 다층 박막 거울에 반사되어 상기 펠리클을 재투과하는 제2 EUV 광을 수집 및 측정하는 단계, 및 상기 제1 및 제2 EUV 광을 통해 상기 펠리클의 투과도를 산출하여 상기 펠리클의 불량 여부를 평가하는 단계를 포함하되, 상기 펠리클을 상기 다층 박막 거울 상에 위치한 펠리클 스테이지(pellicle stage) 상에, 상기 다층 박막 거울과 이격 배치시켜, 상기 펠리클의 접촉으로 인한 상기 다층 박막 거울의 오염 및 손상을 최소화하는 펠리클의 검사 방법이 제공될 수 있다.

Description

펠리클의 검사 장치 및 그 검사 방법
본 발명은 펠리클의 검사 장치, 및 그 검사 방법에 관련된 것으로, 상세하게는, 펠리클에 EUV 광을 조사하는 광원부, 상기 펠리클을 투과한 상기 EUV 광을 상기 펠리클을 재투과시키는 반사계 광학계, 및 상기 펠리클을 재투과한 상기 EUV 광을 수집 및 측정하는 검출부를 포함하는 펠리클의 검사 장치, 및 그 검사 방법과 관련된 것이다.
반도체 디바이스의 회로 선폭이 급격히 미세화 됨에 따라, 현재 사용되고 있는 193nm 파장대의 광원을 사용하는 액침 ArF 노광 장비로 미세 패턴을 형성하는 데 한계가 있다. 광원 및 노광 장비의 개선이 없이 미세 패턴을 형성하기 위하여 2중 노광 또는 4중 노광 등의 기술을 적용하고 있지만, 이는 대량생산이 중요한 반도체 디바이스 제조에서 공정 횟수의 증가, 공정 가격의 증가, 시간당 처리 매수의 감소 등과 같은 문제점을 야기 시킨다.
이러한 문제점을 해결하기 위해, 13.5nm 파장의 극자외선을 광원으로 사용하는 극자외선 리소그래피 기술을 적용한 차세대 노광 장비가 개발되고 있다. 극자외선 리소그래피 기술에서 사용하는 13.5 nm 파장의 빛은 거의 모든 물질에 서 흡수되기 때문에, 기존 투과형 레티클이 아닌 거울과 같은 반사형 레티클이 사용된다. 이 레티클에 먼지 또는 이물질 등 불순물이 부착되어 있으면 이 불순물로 인하여 빛이 흡수되거나 반사되기 때문에 전사한 패턴이 손상되어 반도체 장치 또는 액정 표시판 등의 성능이나 수율의 저하를 초래하게 되는 문제가 발생한다. 따라서, 레티클의 표면에 불순물이 부착하는 것을 방지하기 위하여 펠리클 (pellicle)을 이용하는 방법이 행해지고 있다. 이런 이유로, 극자외선에 대한 높은 투과도 및 얇은 두께 특성을 갖는 펠리클 개발에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다.
다만, 현재까지 마스크, 웨이퍼, 및/또는 박막 내의 결함에 대한 검출 장치 및 검출 방법에 대한 연구가 활발히 진행되었으나, 극자외선 노광공정용 펠리클은 초기 연구 단계이므로, 펠리클의 기본 특성에 대한 검사 장치 및 검사 기술은 아직 확립되지 않은 상태이다.
예를 들어, 대한민국 특허 등록 공보 KR1336946B1 (출원번호 KR20120135492A, 출원인: 한국기초과학지원연구원)에는, 기판 및 박막 등의 반도체 소자 내의 결함에 의해 발생하는 국부적인 발열을 서브-마이크론(sub-micron) 공간 분해능, 비접촉 방식으로 측정하여, 반도체 미세 패턴 영상과 중첩시킴으로써, 고정밀도로 결함 위치를 추적 및 분석하는 불량 분석 장치를 제조하는 방법이 개시되어 있다.
현재 반도체 제조 공정의 공정 효율을 향상시키기 위해, 고출력의 광원을 극자외선 리소그래피 노광장비에 적용하려는 연구가 계속 되고 있다. 이런 이유로, 노광 공정의 생산성을 향상시키기 위해 높은 투과도를 갖는 고성능의 극자외선 노광 공정용 펠리클에 대한 요구가 증가하고 있다. 이에 따라, 간소화된 장치 및 손쉬운 작동 방법을 이용하여 저렴한 비용으로 펠리클의 투과도를 측정하고, 펠리클의 불량 여부를 평가하기 위한 펠리클의 검사 장치 및 검사 방법에 대한 연구가 필요한 실정이다.
본 발명이 해결하고자 하는 일 기술적 과제는, EUV 광원에 대한 펠리클의 투과도 측정이 가능한 펠리클 검사 장치 및 그 검사 방법을 제공하는 데 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 다른 기술적 과제는, 내부 광학계가 최소화된 펠리클 검사 장치 및 그 검사 방법을 제공하는 데 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 또 다른 기술적 과제는, 반사형 광학계를 포함하는 펠리클 검사 장치 및 그 검사 방법을 제공하는 데 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 또 다른 기술적 과제는, 검사 시간 및 검사 비용이 감소된 펠리클 검사 장치 및 검사 방법을 제공하는 데 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 또 다른 기술적 과제는, 마스크의 이미지 전사 특성 평가가 가능한 펠리클 검사 장치 및 검사 방법을 제공하는 데 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는 상술된 것에 제한되지 않는다.
상술된 기술적 과제를 해결하기 위해, 본 발명은 펠리클의 검사 방법을 제공한다.
일 실시 예에 따르면, 상기 펠리클 검사 방법은, 광원부가 다층 박막 거울에 EUV(Extreme Ultraviolet) 광을 조사하고, 검출부가 상기 다층 박막 거울로부터 반사된 제1 EUV 광을 수집 및 측정하는 단계, 상기 다층 박막 거울 상에 펠리클(pellicle)을 배치하는 단계, 상기 광원부가 상기 펠리클에 상기 EUV 광을 조사하고, 상기 검출부가 상기 펠리클을 투과한 후 상기 다층 박막 거울에 반사되어 상기 펠리클을 재투과하는 제2 EUV 광을 수집 및 측정하는 단계, 및 상기 제1 및 제2 EUV 광을 통해 상기 펠리클의 투과도를 산출하여 상기 펠리클의 불량 여부를 평가하는 단계를 포함하되, 상기 펠리클을 상기 다층 박막 거울 상에 위치한 펠리클 스테이지(pellicle stage) 상에, 상기 다층 박막 거울과 이격 배치시켜, 상기 펠리클의 접촉으로 인한 상기 다층 박막 거울의 오염 및 손상을 최소화하는 것을 포함할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 펠리클 스테이지는, 상기 다층 박막 거울의 제1 및 제2 측면(sidewall) 상에 배치되고, 서로 마주보며 제1 방향으로 연장하며, 상기 제1 및 제2 방향에 직각인 제3 방향으로 이동 가능한 제1 및 제2 스테이지, 상기 제1 스테이지의 상부면에서 상기 제2 스테이지를 향하여 상기 제2 방향으로 연장하고, 상기 제1 방향으로 서로 이격되고, 상기 펠리클과 직접 접촉(directly contact)하는 제1 및 제2 지지부, 및 상기 제2 스테이지의 상부면에서 상기 제1 스테이지를 향하여 상기 제2 방향으로 연장하고, 상기 제1 방향으로 서로 이격되고, 상기 펠리클과 직접 접촉하는 제3 및 제4 지지부를 포함할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 제1 내지 제4 지지부들은, 상기 제1 및 제2 스테이지 상에서 상기 제1 방향으로 이동되어, 상기 제1 및 제2 지지부들 사이의 간격 및 상기 제3 및 제4 지지부들 사이의 간격이 조절되고, 상기 제1 내지 제4 지지부들은, 상기 제1 및 제2 스테이지 상에서 상기 제2 방향으로 이동되어, 상기 제1 및 제3 지지부들 사이의 간격 및 상기 제2 및 제4 지지부들 사이의 간격이 조절되는 것을 포함할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 다층 박막 거울과 상기 펠리클 사이의 간격은, 상기 제1 및 제2 스테이지가 상기 제3 방향으로 이동되는 것에 따라 조절되고, 상기 펠리클의 크기에 따라 상기 제1 및 제2 지지부들 사이의 간격, 상기 제3 및 제4 지지부들 사이의 간격, 상기 제1 및 제3 지지부들 사이의 간격, 및 상기 제2 및 제4 지지부들 사이의 간격이 조절되는 것을 포함할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 다층 박막 거울과 상기 펠리클 사이의 간격은, 0.5 내지 5mm인 것을 포함할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 EUV 광의 파장은, 13.5nm인 것을 포함할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 다층 박막 거울 및 상기 펠리클에 조사되는 상기 EUV 광의 입사각은 6°인 것을 포함할 수 있다.
상술된 기술적 과제를 해결하기 위해, 본 발명은 펠리클 검사 장치를 제공한다.
일 실시 예에 따르면, 상기 펠리클 검사 장치는, 펠리클에 EUV 광을 조사하기 위한 광원부, 상기 펠리클을 투과한 상기 EUV 광을 반사시키는 다층 박막 거울, 및 상기 다층 박막 거울로부터 반사된 후, 상기 펠리클을 재투과한 상기 EUV 광을 수집 및 측정하는 검출부를 포함하되, 상기 다층 박막 거울 상에 상기 펠리클을 이격 배치하기 위해, 상기 펠리클을 지지하는 펠리클 스테이지를 포함할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 펠리클 스테이지는, 상기 다층 박막 거울의 제1 및 제2 측면(sidewall) 상에 배치되고, 서로 마주보며 제1 방향으로 연장하며, 상기 제1 및 제2 방향에 직각인 제3 방향으로 이동 가능한 제1 및 제2 스테이지, 상기 제1 스테이지의 상부면에서 상기 제2 스테이지를 향하여 상기 제2 방향으로 연장하고, 상기 제1 방향으로 서로 이격되고, 상기 펠리클과 직접 접촉(directly contact)하는 제1 및 제2 지지부, 및 상기 제2 스테이지의 상부면에서 상기 제1 스테이지를 향하여 상기 제2 방향으로 연장하고, 상기 제1 방향으로 서로 이격되고, 상기 펠리클과 직접 접촉하는 제3 및 제4 지지부를 포함할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 제1 내지 제4 지지부들은, 상기 제1 및 제2 스테이지 상에서 상기 제1 방향으로 이동되어, 상기 제1 및 제2 지지부들 사이의 간격 및 상기 제3 및 제4 지지부들 사이의 간격이 조절되고, 상기 제1 내지 제4 지지부들은, 상기 제1 및 제2 스테이지 상에서 상기 제2 방향으로 이동되어, 상기 제1 및 제3 지지부들 사이의 간격 및 상기 제2 및 제4 지지부들 사이의 간격이 조절되는 것을 포함할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 다층 박막 거울과 상기 펠리클 사이의 간격은, 상기 제1 및 제2 스테이지가 상기 제3 방향으로 이동되는 것에 따라 조절되고, 상기 펠리클의 크기에 따라 상기 제1 및 제2 지지부들 사이의 간격, 상기 제3 및 제4 지지부들 사이의 간격, 상기 제1 및 제3 지지부들 사이의 간격, 및 상기 제2 및 제4 지지부들 사이의 간격이 조절되는 것을 포함할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 다층 박막 거울과 상기 펠리클 사이의 간격은, 0.5 내지 5mm인 것을 포함할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 광원부로부터 상기 펠리클에 조사되는 상기 EUV 광의 파장은, 13.5nm인 것을 포함할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 펠리클 검사 장치는, 상기 광원부로부터 상기 펠리클로 조사되는 상기 EUV 광의 경로, 및 상기 펠리클로부터 상기 검출부로 반사되는 상기 EUV 광의 경로에, 상기 EUV 광의 경로 조절을 위한 광학 렌즈를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 실시 예에 따르면, 펠리클에 EUV 광을 조사하기 위한 광원부, 상기 펠리클에 투과한 상기 EUV 광을 반사시키는 다층 박막 거울, 상기 다층 박막 거울 상에 상기 펠리클을 이격 배치하기 위한 펠리클 스테이지, 및 상기 다층 박막 거울로부터 반사된 후, 상기 펠리클을 재투과한 상기 EUV 광을 수집 및 측정하는 검출부를 포함하는 펠리클 검사 장치, 및 그 제조 방법이 제공될 수 있다.
먼저, 상기 다층 박막 거울 상에 위치한 상기 펠리클 스테이지에 상기 펠리클을 이격 배치함으로써, 상기 펠리클이 상기 다층 박막 거울과 직접 접촉되어, 상기 다층 박막 거울이 오염 및/또는 손상되는 것을 방지할 수 있다.
또한, 상기 펠리클 스테이지의 제1 및 제2 스테이지 및 상기 제1 내지 제4 지지부들을 간단한 조작으로 이동시킴으로써, 상기 펠리클과 상기 다층 박막 거울 사이의 간격이 용이하게 조절될 수 있고, 측정하고자 하는 상기 펠리클의 크기에 관계없이 상기 펠리클의 투과도를 용이하게 측정할 수 있다.
뿐만 아니라, 반사형 구조의 상기 다층 박막 거울을 사용함으로써, 상기 펠리클에 투과된 상기 EUV 광이 상기 펠리클에 재투과되므로, 상기 펠리클을 마스크에 이격하여 장착하는 경우, 상기 마스크의 이미지 전사 특성을 평가할 수 있다. 따라서, 상기 극자외선 노광 공정용 펠리클 연구 개발에서의 활용도가 높은 장점이 있다.
또한, 상기 광원부에서 발생되는 상기 EUV 광의 파장 및 상기 펠리클에 조사되는 상기 EUV 광의 입사각은, 종래의 EUV 노광 공정용 펠리클 투과도 측정 장치에서 사용되는 노광기에서 발생하는 광원의 파장 및 상기 펠리클에 조사되는 상기 광원의 입사각과 동일할 수 있다. 다시 말해서, 본 발명의 실시 예에 따른 펠리클 검사 장치의 노광 조건은, 종래의 상기 EUV 노광 공정용 펠리클 투과도 측정 장치의 노광 조건과 동일할 수 있다. 이에 따라, 고가의 장비인 노광기를 사용하는 경우와 동일한 투과도 측정 환경에서, 간소화된 공정 및 감소된 비용으로 상기 펠리클의 투과도를 효율적으로 측정할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 펠리클의 검사 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 펠리클의 검사 방법에서 제1 EUV(Extrema ultraviolet) 광을 수집 및 측정하는 단계를 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 펠리클의 검사 방법에서 제2 EUV 광을 수집 및 측정하는 단계를 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 펠리클의 크기가 상대적으로 큰 경우, 본 발명의 실시 예에 따른 펠리클 검사 장치의 작동 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 펠리클의 크기가 상대적으로 작은 경우, 본 발명의 실시 예에 따른 펠리클 검사 장치의 작동 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 종래의 투과형 구조의 EUV 노광공정용 펠리클 투과도 측정 장치를 설명하기 위한 도면이다.
도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 펠리클 검사 장치의 투과도 측정 실험 시, 펠리클의 투과도 측정 포인트(measuring point)를 나타내는 이미지이다.
도 8은 본 발명의 실시 예에 따른 펠리클 검사 장치의 두께가 상이한 펠리클의 투과도 측정값을 나타내는 그래프이다.
도 9는 본 발명의 실시 예에 따른 펠리클 검사 장치에 대한 EUV 마스크의 이미지 전사 특성을 나타내는 이미지이다.
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.
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.
또한, 본 명세서의 다양한 실시 예들에서 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.
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, 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.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 펠리클의 검사 방법을 설명하기 위한 순서도이고, 도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 펠리클의 검사 방법에서 제1 EUV(Extrema ultraviolet) 광을 수집 및 측정하는 단계를 설명하기 위한 도면이고, 도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 펠리클의 검사 방법에서 제2 EUV 광을 수집 및 측정하는 단계를 설명하기 위한 도면이고, 도 4는 펠리클의 크기가 상대적으로 큰 경우, 본 발명의 실시 예에 따른 펠리클 검사 장치의 작동 방법을 설명하기 위한 도면이고, 도 5는 펠리클의 크기가 상대적으로 작은 경우, 본 발명의 실시 예에 따른 펠리클 검사 장치의 작동 방법을 설명하기 위한 도면이고, 도 6은 종래의 투과형 구조의 EUV 노광공정용 펠리클 투과도 측정 장치를 설명하기 위한 도면이다.
도 1 내지 도 5를 참조하면, 광원부(10)에 의해 다층 박막 거울(20)에 EUV 광이 조사되고, 검출부(40)에 의해 상기 다층 박막 거울(20)로부터 반사된 제1 EUV 광이 수집 및 측정될 수 있다(S100). 구체적으로, 상기 제1 EUV 광을 수집 및 측정하는 단계는, 상기 다층 박막 거울(20)에 상기 EUV 광을 조사하는 단계, 상기 다층 박막 거울(20)이 상기 EUV 광을 반사하는 단계, 및 상기 검출부(40)가 상기 제1 EUV 광을 수집 및 측정하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 다층 박막 거울(20)에 상기 EUV 광을 조사하는 단계는, 도 2에서 알 수 있듯이, 상기 광원부(10)에서 발생된 상기 EUV 광이 상기 다층 박막 거울(20)에 조사되는 것을 포함할 수 있다. 상기 광원부(10)에서 상기 다층 박막 거울(20)에 조사되는 상기 EUV 광의 파장은, 종래의 EUV 노광 공정용 펠리클 투과도 측정 장치에서 사용되는 노광기에서 발생하는 광원의 파장과 동일할 수 있다. 이에 따라, 본 발명의 실시 예에 따른 펠리클 검사 장치의 노광 조건은, 종래의 상기 EUV 노광 공정용 펠리클 투과도 측정 장치의 노광 조건과 동일할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 상기 광원부(10)에서 발생된 상기 EUV 광의 파장은, 약 13.5nm일 수 있다.
또한, 상기 광원부(10)는, 상기 광원부(10)로부터 상기 다층 박막 거울(20)에 조사되는 상기 EUV 광의 경로에, 상기 EUV 광의 경로 조절을 위한 광학 렌즈를 더 포함할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 상기 광학 렌즈는, 구면 거울, 평면 거울, 오목 렌즈, 및/또는 볼록 렌즈일 수 있다. 상기 광학 렌즈를 통해 광의 경로가 조절되어, 상기 다층 박막 거울(20)에 조사되는 상기 EUV 광의 입사각은, 종래의 EUV 노광 공정용 펠리클 투과도 측정 장치에서 사용되는 노광기에 의해 펠리클에 조사되는 광원의 입사각과 동일할 수 있다. 이에 따라, 상술된 바와 같이, 본 발명의 실시 예에 따른 펠리클 검사 장치의 노광 조건은, 종래의 상기 EUV 노광 공정용 펠리클 투과도 측정 장치의 노광 조건과 동일할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 상기 다층 박막 거울(20)에 조사되는 상기 EUV 광의 입사각은, 약 6°일 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 EUV 광의 입사각이 약 6°인 경우, 본 발명의 실시 예에 따른 펠리클 검사 장치에 마스크(mask)가 부착됐을 때, 상기 마스크의 이미지 전자 특성이 평가될 수 있다.
상기 다층 박막 거울(20)이 상기 EUV 광을 반사하는 단계는, 반사형 구조를 갖는 상기 다층 박막 거울(20)에 의해, 상기 광원부(10)로부터 상기 다층 박막 거울(20)에 조사된 상기 EUV 광의 적어도 일부가 반사되는 것을 포함할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 상기 다층 박막 거울(20)은, 몰리브덴(Mo)층 및 실리콘(Si)층이 교대로 적층된 구조일 수 있다.
또한, 상기 다층 박막 거울(20) 상에 펠리클 스테이지(pellicle stage, 30)가 배치될 수 있다. 상기 펠리클 스테이지(30)는, 후술되는 펠리클(100)을 상기 다층 박막 거울(20)과 이격 배치시킬 수 있다. 이에 따라, 상기 펠리클(100) 및 상기 다층 박막 거울(20)의 직접적인 접촉으로 인한 상기 다층 박막 거울(20)의 오염 및/또는 손상을 최소화할 수 있다. 구체적으로, 상기 펠리클 스테이지(30)는, 제1 및 제2 스테이지(31, 32), 제1 및 제2 지지부들(33), 및 제3 및 제4 지지부들(34)를 포함할 수 있다.
상기 제1 및 제2 스테이지(31, 32)는, 상기 다층 박막 거울(20)의 제1 및 제2 측면(sidewall) 상에 배치되고, 서로 마주보며, 제1 방향(x 방향)으로 연장될 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 상기 제1 및 제2 스테이지(31, 32)는, 상기 제1 및 제2 방향(x 방향, y 방향)에 직각인 제3 방향(z 방향)으로 이동할 수 있다. 상기 제1 및 제2 스테이지(31, 32)가 상기 제3 방향(z 방향)으로 이동됨에 따라, 상기 다층 박막 거울(20)과 상기 펠리클(100) 사이의 간견이 용이하게 조절될 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 상기 다층 박막 거울(20)과 상기 펠리클(100) 사이의 간격은, 0.5 내지 5mm일 수 있다.
상기 제1 및 제2 지지부들(33)은, 상기 펠리클 스테이지(30) 상에 배치되는 상기 펠리클(100)과 직접 접촉(directly contact)되는 부분으로, 상기 제1 스테이지(31)의 상부면에 배치되고, 상기 제2 스테이지(32)를 향하여 상기 제2 방향(y 방향)으로 연장될 수 있다. 또한 상기 제1 및 제2 지지부들(33)은, 상기 제1 방향(x 방향)으로 서로 이격되어 배치될 수 있다. 상기 제1 및 제2 지지부들(33)은, 상기 제1 스테이지(31) 상에서 상기 제1 및 제2 방향(x 방향, y 방향)으로 이동할 수 있다. 상기 제1 및 제2 지지부들(33)이 상기 제1 방향(x 방향)으로 이동됨에 따라, 상기 제1 및 제2 지지부들(33) 사이의 간격이 용이하게 조절될 수 있다. 또한, 상기 제1 및 제2 지지부들(33)이 상기 제2 방향(y 방향)으로 이동됨에 따라, 상기 제1 및 제2 지지부들(33)과 후술되는 상기 제3 및 제4 지지부들(34) 사이의 간격이 용이하게 조절될 수 있다.
상기 제3 및 제4 지지부들(34)은, 상기 제1 및 제2 지지부들(33)과 마찬가지로, 상기 펠리클 스테이지(30) 상에 배치되는 상기 펠리클(100)과 직접 접촉되는 부분으로, 상기 제2 스테이지(32)의 상부면에 배치되고, 상기 제1 스테이지(31)를 향하여 상기 제2 방향(y 방향)으로 연장될 수 있다. 또한, 상기 제3 및 제4 지지부들(34)은, 상기 제1 방향(x 방향)으로 이격되어 배치될 수 있다. 상기 제3 및 제4 지지부들(34)은, 상기 제2 스테이지(32) 상에서 상기 제1 및 제2 방향(x 방향, y 방향)으로 이동할 수 있다. 상기 제3 및 제 4 지지부들(34)이 상기 제1 방향(x 방향)으로 이동됨에 따라, 상기 제3 및 제4 지지부들(34) 사이의 간격이 용이하게 조절될 수 있다. 또한, 상기 제3 및 제4 지지부들(34)이 상기 제2 방향(y 방향)으로 이동됨에 따라, 상기 제1 및 제2 지지부들(33)과 상기 제3 및 제4 지지부들(34) 사이의 간격이 용이하게 조절될 수 있다.
이에 따라, 상술된 바와 같이, 측정하고자 하는 상기 펠리클(100)의 크기에 따라, 상기 펠리클(100)이 직접 접촉되어 배치되는 상기 제1 및 제2 지지부들(33) 사이의 간격, 상기 제3 및 제4 지지부들(34) 사이의 간격, 상기 제1 및 제3 지지부들(33, 34) 사이의 간격, 및 상기 제 2 및 제4 지지부들(33, 34) 사이의 간격이 조절될 수 있다. 다시 말해서, 측정하고자 하는 상기 펠리클(100)의 크기에 따라, 상기 제1 내지 제4 지지부들(33, 34) 사이의 간격들이 용이하게 조절되어, 상기 제1 내지 제4 지지부들(33, 34)의 위치가 결정될 수 있다.
상기 검출부(40)가 상기 제1 EUV 광을 수집 및 측정하는 단계는, 상기 검출부(40)에 의해, 상기 다층 박막 거울(20)로부터 반사된 상기 제1 EUV 광의 발광강도(intensity)가 측정되는 것을 포함할 수 있다. 상기 검출부(40)에서 측정된 상기 제1 EUV 광의 상기 발광강도 값은, 본 발명의 실시 예에 따른 펠리클 검사 장치의 후술되는 펠리클(100)에 대한 투과도 산출에 이용될 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 검출부(40)는, 상기 다층 박막 거울(20)로부터 반사된 상기 제1 EUV 광을 수집한 후, 전기 신호로 변화하여 출력하는 반사도 측정기, 및 상기 전기 신호 정보를 통해 결함 영역을 검출하는 검출기를 더 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 반사도 측정기는, 포토다이오드(photodiode)일 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 검출부(40)는, 상기 다층 박막 거울(20)에 의해 반사되어 상기 검출부(40)에 수집되는 상기 제1 EUV 광의 경로에, 상기 제1 EUV 광의 경로 조절을 위한 상기 광학 렌즈를 더 포함할 수 있다. 상기 광학 렌즈에 의해, 상기 다층 박막 거울(20)에서 반사된 상기 제1 EUV 광이 상기 검출부(40)에 효율적을 도달될 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 상기 광학 렌즈는, 상술된 바와 같이, 구면 거울, 평면 거울, 오목 렌즈, 및/또는 볼록 렌즈일 수 있다.
상기 다층 박막 거울(20) 상에 상기 펠리클(100)이 배치될 수 있다(S200). 상술된 바와 같이, 상기 펠리클(100)은, 상기 다층 박막 거울(20) 상에 위치한 상기 펠리클 스테이지(30) 상에 배치될 수 있다. 이에 따라, 상기 펠리클(100)은, 상기 다층 박막 거울(20)과 이격 배치되어, 상기 펠리클(100) 및 상기 다층 박막 거울(20)의 직접 접촉에 의한 상기 다층 박막 거울(20)의 오염 및/또는 손상을 최소화할 수 있다.
상술된 바와 같이, 상기 펠리클(100)은, 상기 펠리클 스테이지(30)의 상기 제1 내지 제4 지지부들(33, 34)의 상기 상부면 상에 직접 접촉되어 배치될 수 있다. 도 4 및 도 5에서 알 수 있듯이, 측정하고자 하는 상기 펠리클(100)의 크기에 따라, 상기 제1 내지 제4 지지부들(33, 34)이 상기 제1 및 제2 스테이지(31, 32) 상에서 상기 제1 방향(x 방향)으로 이동되어, 상기 제1 및 제2 지지부들(33) 사이의 간격 및 상기 제3 및 제4 지지부들(34) 사이의 간격이 조절될 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 상기 제1 및 제2 지지부들(33) 사이의 간격 및 상기 제3 및 제4 지지부들(34) 사이의 간격은, 0 내지 100mm일 수 있다.
또한, 상기 펠리클(100)의 크기에 따라, 상기 제1 내지 제4 지지부들(33, 34)이 상기 제1 및 제2 스테이지(31, 32) 상에서 상기 제2 방향(y 방향)으로 이동되어, 상기 제1 및 제3 지지부들(33, 34) 사이의 간격 및 상기 제2 및 제4 지지부들(33, 34) 사이의 간격이 조절될 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 상기 제1 및 제3 지지부들(33, 34) 사이의 간격 및 상기 제2 및 제4 지지부들(33, 34) 사이의 간격은, 0 내지 100mm일 수 있다.
또한, 상기 제1 및 제2 스테이지(31, 32)가 상기 제3 방향(z 방향)으로 이동되어, 상기 다층 박막 거울(20) 및 상기 펠리클(100) 사이의 간격이 조절될 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 상기 다층 박막 거울(20)과 상기 펠리클(100) 사이의 간격은, 0.5 내지 5mm일 수 있다.
상기 광원부(10)에 의해 상기 펠리클(100)에 상기 EUV 광이 조사되고, 상기 검출부(40)에 의해 상기 펠리클(100)을 투과한 후 상기 다층 박막 거울(20)에 반사되어 상기 펠리클(100)에 재투과된 제2 EUV 광이 수집 및 측정될 수 있다(S300). 구체적으로, 상기 제2 EUV 광을 수집 및 측정하는 단계는, 상기 펠리클(100)에 상기 EUV 광을 조사하는 단계, 상기 펠리클(100)을 투과한 상기 EUV 광을 상기 다층 박막 거울(20)이 상기 펠리클(100)에 재투과시키는 단계, 및 상기 검출부(40)가 상기 제2 EUV 광을 수집 및 측정하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 펠리클(100)에 상기 EUV 광을 조사하는 단계는, 상기 광원부(10)에서 발생된 상기 EUV 광이 상기 펠리클(100)에 조사되는 것을 포함할 수 있다. S100 단계에서 상술된 바와 같이, 상기 광원부(10)에서 상기 펠리클(100)에 조사되는 상기 EUV 광의 파장은, 종래의 EUV 노광 공정용 펠리클 투과도 측정 장치에서 사용되는 노광기에서 발생하는 광원의 파장과 동일할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 상기 광원부(10)에서 발생된 상기 EUV 광의 파장은, 약 13.5nm일 수 있다.
또한, 상술된 바와 같이, 상기 광원부(10)에 포함된 상기 광학 렌즈를 통해 광의 경로가 조절되므로, 상기 펠리클(100)에 조사되는 상기 EUV 광의 입사각은, 종래의 EUV 노광 공정용 펠리클 투과도 측정 장치에서 사용되는 노광기에 의해 펠리클에 조사되는 광원의 입사각과 동일할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 상기 펠리클(100)에 조사되는 상기 EUV 광의 입사각은, 약 6°일 수 있다.
상기 펠리클(100)을 투과한 상기 EUV 광을 상기 다층 박막 거울(20)이 상기 펠리클(100)에 재투과시키는 단계는, 상기 펠리클(100)을 투과한 상기 EUV 광의 적어도 일부가 상기 다층 박막 거울(20)에 의해 반사되어, 상기 펠리클(100)을 재투과하는 것을 포함할 수 있다.
상기 검출부(40)가 상기 제2 EUV 광을 수집 및 측정하는 단계는, 상기 검출부(40)에 의해, 상기 다층 박막 거울(20)로부터 반사되어 상기 펠리클(100)을 재투과한 상기 제2 EUV 광의 발광강도가 측정되는 것을 포함할 수 있다. 상기 검출부(40)에서 측정된 상기 제2 EUV 광의 상기 발광강도 값은, 상기 펠리클(100)이 배치되기 전, 상기 다층 박막 거울(20)에 대하여 측정된 상기 제1 EUV 광의 상기 발광강도 값과 함께 본 발명의 실시 예에 따른 펠리클 검사 장치의 펠리클(100)에 대한 투과도 산출에 이용될 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 본 발명의 실시 예에 따라, 상기 다층 박막 거울(20)을 이용하여, 상기 펠리클(100)에 투과된 상기 EUV 광을 상기 펠리클(100)에 재투과시키는 반사형 구조의 상기 펠리클 검사 장치는, 상기 펠리클(100)에 상기 마스크가 부착되는 경우, 상기 마스크의 이미지 전사 특성이 용이하게 평가될 수 있다. 반면, 도 6에서 알 수 있듯이, 종래의 투과형 구조의 EUV 노광 공정용 펠리클 투과도 측정 장치의 경우, 상기 EUV 광이 상기 펠리클(100)에 한번만 투과되므로, 상기 펠리클(100)에 상기 마스크가 부착되는 경우, 상기 마스크의 이미지 전사 특성 평가가 불가능할 수 있다.
상기 제1 및 제2 EUV 광을 통해 상기 펠리클(100)의 투과도를 산출함으로써, 상기 펠리클(100)의 불량 여부가 평가될 수 있다(S400). S100 단계의 상기 펠리클(100)이 배치되기 전, 상기 검출부(40)에 의해 측정된 상기 제1 EUV 광의 상기 발광강도 값, 및 S300 단계의 상기 펠리클(100)이 배치된 후, 상기 검출부(40)에 의해 측정된 상기 제2 EUV 광의 상기 발광강도 값의 비(ratio)를 통해, 상기 펠리클(100)의 투과도가 산출될 수 있다. 상기 펠리클(100)의 투과도 계산식은 아래 [식 1]과 같다.
[식 1]
Figure PCTKR2017002733-appb-I000001
이하, 본 발명의 실시 예에 따른 펠리클 검사 장치가 설명된다.
본 발명의 실시 예에 따른 펠리클 검사 장치를 설명함에 있어서, 도 1 내지 도 5를 참조하기로 하고, 본 발명의 실시 예에 따른 펠리클 검사 장치를 설명에서 중복되는 부분에 대해서는 도 1 내지 도 5를 참조하기로 한다.
도 1 내지 도 5를 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 펠리클 검사 장치는, 상기 광원부(10), 상기 다층 박막 거울(20), 상기 펠리클 스테이지(30), 및 상기 검출부(40)를 포함할 수 있다.
상기 광원부(10)는, 상기 펠리클(100)에 상기 EUV 광을 조사할 수 있다. 상술된 바와 같이, 상기 광원부(10)에서 상기 펠리클(20)에 조사되는 상기 EUV 광의 파장은, 종래의 EUV 노광 공정용 펠리클 투과도 측정 장치에서 사용되는 노광기에서 발생하는 광원의 파장과 동일할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 상기 광원부(10)에서 발생된 상기 EUV 광의 파장은, 약 13.5nm일 수 있다.
또한, 상기 광원부(10)는, 상기 광원부(10)로부터 상기 펠리클(100)에 조사되는 상기 EUV 광의 경로에, 상기 EUV 광의 경로 조절을 위한 광학 렌즈를 더 포함할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 상기 광학 렌즈는, 구면 거울, 평면 거울, 오목 렌즈, 및/또는 볼록 렌즈일 수 있다. 상기 광학 렌즈를 통해 광의 경로가 조절되어, 상기 펠리클(100)에 조사되는 상기 EUV 광의 입사각은, 종래의 EUV 노광 공정용 펠리클 투과도 측정 장치에서 사용되는 노광기에 의해 펠리클에 조사되는 광원의 입사각과 동일할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 상기 펠리클(100)에 조사되는 상기 EUV 광의 입사각은, 약 6°일 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 EUV 광의 입사각이 약 6°인 경우, 본 발명의 실시 예에 따른 펠리클 검사 장치에 상기 마스크가 부착됐을 때, 상기 마스크의 이미지 전자 특성이 평가될 수 있다.
상기 다층 박막 거울(20)은, 상기 펠리클(100)에 투과된 상기 EUV 광의 적어도 일부를 상기 펠리클(100)에 재투과시킬 수 있다. 상기 다층 박막 거울(20)은, 상기 반사형 구조를 가질 수 있다. 이에 따라, 본 발명의 실시 예에 따른 펠리클 검사 장치에 상기 마스크가 부착됐을 때, 상기 마스크의 이미지 전사 특성이 평가될 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 상기 다층 박막 거울(20)은, 몰리브덴(Mo)층 및 실리콘(Si)층이 교대로 적층된 구조일 수 있다.
상기 펠리클 스테이지(30)는, 상기 다층 박막 거울(20) 상에 상기 펠리클(100)을 이격 배치시킬 수 있다. 이에 따라, 상기 펠리클(100) 및 상기 다층 박막 거울(20)의 직접적인 접촉으로 인한 상기 다층 박막 거울(20)의 오염 및/또는 손상을 최소화할 수 있다. 또한, 상기 펠리클 스테이지(30)는, 상기 펠리클(100)을 물리적으로 지지할 수 있다.
상술된 바와 같이, 상기 펠리클 스테이지(30)는, 상기 제1 및 제2 스테이지(31, 32), 상기 제1 및 제2 지지부들(33), 및 상기 제3 및 제4 지지부들(34)를 포함할 수 있다.
도 1 내지 도 5를 참조하여 설명된 것과 같이, 상기 제1 및 제2 스테이지(31, 32)는, 상기 다층 박막 거울(20)의 상기 제1 및 제2 측면 상에 배치되고, 서로 마주보며, 상기 제1 방향(x 방향)으로 연장될 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 상기 제1 및 제2 스테이지(31, 32)는, 상기 제1 및 제2 방향(x 방향, y 방향)에 직각인 상기 제3 방향(z 방향)으로 이동할 수 있다. 상기 제1 및 제2 스테이지(31, 32)가 상기 제3 방향(z 방향)으로 이동됨에 따라, 상기 다층 박막 거울(20)과 상기 펠리클(100) 사이의 간격이 용이하게 조절될 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 상기 다층 박막 거울(20)과 상기 펠리클(100) 사이의 간격은, 0.5 내지 5mm일 수 있다.
또한, 상술된 바와 같이, 상기 펠리클(100)은, 상기 펠리클 스테이지(30)의 상기 제1 내지 제4 지지부들(33, 34)의 상기 상부면 상에 직접 접촉되어 배치될 수 있다. 도 4 및 도 5에서 알 수 있듯이, 측정하고자 하는 상기 펠리클(100)의 크기에 따라, 상기 제1 내지 제4 지지부들(33, 34)이 상기 제1 및 제2 스테이지(31, 32) 상에서 상기 제1 방향(x 방향)으로 이동되어, 상기 제1 및 제2 지지부들(33) 사이의 간격 및 상기 제3 및 제4 지지부들(34) 사이의 간격이 용이하게 조절될 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 상기 제1 및 제2 지지부들(33) 사이의 간격 및 상기 제3 및 제4 지지부들(34) 사이의 간격은, 0 내지 100mm일 수 있다.
또한, 상기 펠리클(100)의 크기에 따라, 상기 제1 내지 제4 지지부들(33, 34)이 상기 제1 및 제2 스테이지(31, 32) 상에서 상기 제2 방향(y 방향)으로 이동되어, 상기 제1 및 제3 지지부들(33, 34) 사이의 간격 및 상기 제2 및 제4 지지부들(33, 34) 사이의 간격이 용이하게 조절될 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 상기 제1 및 제3 지지부들(33, 34) 사이의 간격 및 상기 제2 및 제4 지지부들(33, 34) 사이의 간격은, 0 내지 100mm일 수 있다.
이에 따라, 측정하고자 하는 상기 펠리클(100)의 크기에 따라, 상기 제1 내지 제4 지지부들(33, 34) 사이의 간격들이 용이하게 조절되어, 상기 제1 내지 제4 지지부들(33, 34)의 위치가 결정될 수 있다.
상기 검출부(40)는, 상기 다층 박막 거울(20)로부터 반사된 후, 상기 펠리클(100)을 재투과한 상기 제2 EUV 광을 수집 및 측정할 수 있다. 상기 검출부(40)에서 측정된 상기 제2 EUV 광의 상기 발광강도 값은, 상기 펠리클(100)이 배치되기 전 상기 검출부(40)에서 측정된 상기 제1 EUV 광의 상기 발광강도 값과 함께, 상기 펠리클(100)에 대한 투과도 산출에 이용될 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 검출부(40)는, 상기 다층 박막 거울(20)로부터 반사된 상기 제1 EUV 광을 수집한 후, 전기 신호로 변화하여 출력하는 상기 반사도 측정기, 및 상기 전기 신호 정보를 통해 결함 영역을 검출하는 상기 검출기를 더 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 반사도 측정기는, 상기 포토다이오드일 수 있다.
또한, 일 실시 예에 따르면, 상기 검출부(40)는, 상기 다층 박막 거울(20)에 의해 반사된 상기 제1 EUV 광, 및 상기 펠리클(100)에 재투과된 상기 제2 EUV 광의 경로에, 상기 제1 및 제2 EUV 광의 경로 조절을 위한 상기 광학 렌즈를 더 포함할 수 있다. 상기 광학 렌즈에 의해, 상기 제1 및 제2 EUV 광이 상기 검출부(40)에 효율적을 도달될 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 상기 광학 렌즈는, 상술된 바와 같이, 구면 거울, 평면 거울, 오목 렌즈, 및/또는 볼록 렌즈일 수 있다.
상술된 본 발명의 실시 예와 달리, 종래에는 노광기를 이용하여 극자외선 노광 공정용 펠리클의 투과도를 측정한다. 상기 노광기를 이용하는 경우, 상기 펠리클 표면 상의 오염물질 및/또는 상기 펠리클의 파괴로 인해, 고가의 장비인 상기 노광기에 심각한 손상이 발생한다.
또한, 투과형 구조의 극자외선 노광 공정용 펠리클 투과도 측정 장치는, EUV 마스크가 반사형이므로, 투과형 구조인 기존의 극자외선 노광 공정용 펠리클 투과도 측정 장치에서는 상기 마스크의 이미지 전사 특성을 확인할 수 없다. 이에 따라, 상기 투과형 구조의 상기 극자외선 노광 공정용 펠리클 투과 장치의 경우, 단순히 상기 펠리클의 투과도 측정에만 활용 가능하므로, 상기 극자외선 노광공정용 펠리클 연구 개발에서의 사용이 제한적이다.
하지만, 상술된 바와 같이, 본 발명의 실시 예에 따르면, 펠리클(100)에 EUV 광을 조사하기 위한 광원부(10), 상기 펠리클에 투과한 상기 EUV 광을 반사시키는 다층 박막 거울(20), 상기 다층 박막 거울 상에 상기 펠리클을 이격 배치하기 위한 펠리클 스테이지(30), 및 상기 다층 박막 거울(20)로부터 반사된 후, 상기 펠리클(100)을 재투과한 상기 EUV 광을 수집 및 측정하는 검출부를 포함하는 펠리클 검사 장치, 및 그 제조 방법이 제공될 수 있다.
먼저, 상기 다층 박막 거울(20) 상에 위치한 상기 펠리클 스테이지(30)에 상기 펠리클(100)이 이격 배치됨으로써, 상기 펠리클(100)이 상기 다층 박막 거울(20)과 직접 접촉되어, 상기 다층 박막 거울(20)이 오염 및/또는 손상되는 것을 방지할 수 있다.
또한, 상기 펠리클 스테이지(30)의 제1 및 제2 스테이지(31, 32) 및 상기 제1 내지 제4 지지부들(33, 34)을 간단한 조작으로 이동시킴으로써, 상기 펠리클(100)과 상기 다층 박막 거울(20) 사이의 간격을 용이하게 조절하고, 측정하고자 하는 상기 펠리클(100)의 크기에 관계없이 상기 펠리클(100)의 투과도를 용이하게 측정할 수 있다.
뿐만 아니라, 반사형 구조의 상기 다층 박막 거울(20)을 사용함으로써, 상기 펠리클(100)에 투과된 상기 EUV 광이 상기 펠리클(100)에 재투과되므로, 상기 펠리클(100)에 마스크가 장착되는 경우, 상기 마스크의 이미지 전사 특성을 평가할 수 있다. 따라서, 상기 극자외선 노광공정용 펠리클 연구 개발에서의 활용도가 높은 장점이 있다.
또한, 상기 광원부(10)에서 발생되는 상기 EUV 광의 파장 및 상기 펠리클(100)에 조사되는 상기 EUV 광의 입사각은, 종래의 EUV 노광 공정용 펠리클 투과도 측정 장치에서 사용되는 노광기에서 발생하는 광원의 파장 및 상기 펠리클에 조사되는 상기 광원의 입사각과 동일할 수 있다. 다시 말해서, 본 발명의 실시 예에 따른 펠리클 검사 장치의 노광 조건은, 종래의 상기 EUV 노광 공정용 펠리클 투과도 측정 장치의 노광 조건과 동일할 수 있다. 이에 따라, 고가의 장비인 노광기를 사용하는 경우와 동일한 투과도 측정 환경에서, 간소화된 공정 및 감소된 비용으로 상기 펠리클(100)의 투과도를 효율적으로 측정할 수 있다.
이하, 본 발명의 실시 예에 따른 펠리클 검사 장치의 특성 평가가 설명된다.
도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 펠리클 검사 장치의 투과도 측정 실험 시, 펠리클의 투과도 측정 포인트(measuring point)를 나타내는 이미지이다.
도 7에서 알 수 있듯이, 본 발명의 실시 예에 따라, 광원부, 다층 박막 거울, 펠리클 스테이지, 및 검출부를 포함하는 펠리클 검사 장치에 두께가 상이한(43nm, 93nm, 175nm) 펠리클을 적용한 후, 1 내지 5의 측정 포인트에 대하여 상기 펠리클의 투과도를 평가하였다.
도 8은 본 발명의 실시 예에 따른 펠리클 검사 장치의 두께가 상이한 펠리클의 투과도 측정값을 나타내는 그래프이다.
도 7을 참조하여 설명된 방법으로, 두께가 상이한 상기 펠리클에 대하여, 본 발명의 실시 예에 따른 펠리클 검사 장치에 상기 펠리클이 적용되기 전의 상기 검출부에 도달된 제1 EUV 광의 발광강도, 및 상기 펠리클 검사 장치에 상기 펠리클이 적용된 후의 상기 검출부에 도달된 제2 EUV 광의 발광강도를 측정하였다. 상기 제1 및 제2 EUV 광의 발광강도의 비를 통해 두께가 상이한 상기 펠리클의 투과도를 산출하였다.
또한, 상술된 실험을 통해 측정된 두께가 상이한 상기 펠리클의 투과도 값과 시뮬레이션(simulation)을 통해 도출된 두께가 상이한 상기 펠리클의 투과도 값을 비교 및 분석하였다. 상술된 실험을 통해 측정된 투과도 값 및 시뮬레이션을 통해 도출된 투과도 값은 아래 [표 1]에 나타내었다.
T %(measurement)(CSM) T %(simulation)(EM-Stack)
Pellicle A (43nm) 78.1% 78.5%
Pellicle B (93nm) 59.8% 59.8%
Pellicle C (175nm) 30.3% 30.3%
도 8을 참조하면, 상기 펠리클의 상기 1 내지 5의 측정 포인트에 대하여, 상기 펠리클의 두께가 43nm인 경우, 상기 펠리클의 투과도는 78.1%이고, 상기 펠리클의 두께가 93nm인 경우, 상기 펠리클의 투과도는 59.8%이고, 상기 펠리클의 두께가 175nm인 경우, 상기 펠리클의 투과도는 30.3%인 것을 확인하였다. 이에 따라, 상기 펠리클의 두께가 얇을수록 상기 펠리클의 투과도가 증가하는 것을 알 수 있었다.
또한, [표 1]에서 알 수 있듯이, 상기 시뮬레이션을 통해 두께가 상이한 상기 펠리클의 투과도를 도출한 경우, 상기 펠리클의 상기 1 내지 5의 측정 포인트에 대하여, 상기 펠리클의 두께가 43nm인 경우, 상기 펠리클의 투과도는 78.5%이고, 상기 펠리클의 두께가 93nm인 경우, 상기 펠리클의 투과도는 59.8%이고, 상기 펠리클의 두께가 175nm인 경우, 상기 펠리클의 투과도는 30.3%인 것을 확인하였다. 이에 따라, 상술된 실험을 통해 측정된 상기 펠리클의 투과도 값과 상기 시뮬레이션을 통해 도출된 상기 펠리클의 투과도 값이 유사한 것을 알 수 있었다.
도 9는 본 발명의 실시 예에 따른 펠리클 검사 장치에 대한 EUV 마스크의 이미지 전사 특성을 나타내는 이미지이다.
본 발명의 실시 예에 따른 펠리클 검사 장치에 펠리클이 부착된 EUV 마스크를 적용한 후, HIO 알고리즘을 이용하여 상기 EUV 마스크에 대한 이미지 전사 특성을 평가하였다.
도 9를 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 펠리클 검사 장치에 펠리클이 부착된 EUV 마스크를 적용한 경우, 회절패턴으로부터 이미지를 복원하는 소프트웨어를 통해 상기 펠리클이 상기 마스크의 이미지 전사 특성에 미치는 영향성에 대한 분석이 가능한 것을 알 수 있었다. 이는, 본 발명의 실시 예에 따른 펠리클 검사 장치에 사용되는 상기 광원부에서 발생되는 상기 EUV 광의 상기 펠리클에 대한 입사각이, 종래의 극자외선 노광공정용 펠리클 투과 검사 장치에 사용되는 노광기에서 발생되는 광원의 상기 펠리클에 대한 입사각과 동일하고, 본 발명의 실시 예에 따른 펠리클 검사 장치가 반사형 구조의 다층 박막 거울을 사용함으로써, 상기 펠리클에 투과된 상기 EUV 광이 상기 펠리클에 재투과되어 나타난 결과로 판단된다.
이와 같이, 본 발명의 실시 예에 따라, 상기 펠리클에 EUV 광을 조사하기 위한 상기 광원부, 상기 펠리클에 투과한 상기 EUV 광을 반사시키는 상기 다층 박막 거울, 상기 다층 박막 거울 상에 상기 펠리클을 이격 배치하기 위한 상기 펠리클 스테이지, 및 상기 다층 박막 거울로부터 반사된 후, 상기 펠리클을 재투과한 상기 EUV 광을 수집 및 측정하는 상기 검출부를 포함하는 펠리클 검사 장치를 사용하는 경우, 상기 펠리클에 대하여 시뮬레이션을 통해 도출된 투과도 값과 유사한, 다시 말해서, 신뢰도가 높은 투과도 값을 얻을 수 있다. 또한, 상기 펠리클 검사 장치에 상기 펠리클이 부착된 상기 마스크를 적용한 경우, 상기 펠리클에 대한 투과도 측정 뿐만 아니라, 상기 마스크에 대한 이미지 전사 특성을 평가할 수 있다.
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.
본 발명의 실시 예에 따른 기술적 사상은 리소그래피 공정에 이용되는 펠리클 검사 장치 및 그 검사 방법에 사용될 수 있다.

Claims (14)

  1. 광원부가 다층 박막 거울에 EUV(Extreme Ultraviolet) 광을 조사하고, 검출부가 상기 다층 박막 거울로부터 반사된 제1 EUV 광을 수집 및 측정하는 단계;
    상기 다층 박막 거울 상에 펠리클(pellicle)을 배치하는 단계;
    상기 광원부가 상기 펠리클에 상기 EUV 광을 조사하고, 상기 검출부가 상기 펠리클을 투과한 후 상기 다층 박막 거울에 반사되어 상기 펠리클을 재투과하는 제2 EUV 광을 수집 및 측정하는 단계; 및
    상기 제1 및 제2 EUV 광을 통해 상기 펠리클의 투과도를 산출하여 상기 펠리클의 불량 여부를 평가하는 단계를 포함하되,
    상기 펠리클을 상기 다층 박막 거울 상에 위치한 펠리클 스테이지(pellicle stage) 상에, 상기 다층 박막 거울과 이격 배치시켜, 상기 펠리클의 접촉으로 인한 상기 다층 박막 거울의 오염 및 손상을 최소화하는 펠리클의 검사 방법.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 펠리클 스테이지는,
    상기 다층 박막 거울의 제1 및 제2 측면(sidewall) 상에 배치되고, 서로 마주보며 제1 방향으로 연장하며, 상기 제1 및 제2 방향에 직각인 제3 방향으로 이동 가능한 제1 및 제2 스테이지;
    상기 제1 스테이지의 상부면에서 상기 제2 스테이지를 향하여 상기 제2 방향으로 연장하고, 상기 제1 방향으로 서로 이격되고, 상기 펠리클과 직접 접촉(directly contact)하는 제1 및 제2 지지부; 및
    상기 제2 스테이지의 상부면에서 상기 제1 스테이지를 향하여 상기 제2 방향으로 연장하고, 상기 제1 방향으로 서로 이격되고, 상기 펠리클과 직접 접촉하는 제3 및 제4 지지부를 포함하는 펠리클의 검사 방법.
  3. 제2 항에 있어서,
    상기 제1 내지 제4 지지부들은 상기 제1 및 제2 스테이지 상에서 상기 제1 방향으로 이동되어, 상기 제1 및 제2 지지부들 사이의 간격 및 상기 제3 및 제4 지지부들 사이의 간격이 조절되고,
    상기 제1 내지 제4 지지부들은 상기 제1 및 제2 스테이지 상에서 상기 제2 방향으로 이동되어, 상기 제1 및 제3 지지부들 사이의 간격 및 상기 제2 및 제4 지지부들 사이의 간격이 조절되는 것을 포함하는 펠리클의 검사 방법.
  4. 제3 항에 있어서,
    상기 다층 박막 거울과 상기 펠리클 사이의 간격은, 상기 제1 및 제2 스테이지가 상기 제3 방향으로 이동되는 것에 따라 조절되고,
    상기 펠리클의 크기에 따라 상기 제1 및 제2 지지부들 사이의 간격, 상기 제3 및 제4 지지부들 사이의 간격, 상기 제1 및 제3 지지부들 사이의 간격, 및 상기 제2 및 제4 지지부들 사이의 간격이 조절되는 것을 포함하는 펠리클의 검사 방법.
  5. 제4 항에 있어서,
    상기 다층 박막 거울과 상기 펠리클 사이의 간격은, 0.5 내지 5mm인 것을 포함하는 펠리클의 검사 방법.
  6. 제1 항에 있어서,
    상기 EUV 광의 파장은 13.5nm인 것을 포함하는 펠리클의 검사 방법.
  7. 제1 항에 있어서,
    상기 다층 박막 거울 및 상기 펠리클에 조사되는 상기 EUV 광의 입사각은 6°인 것을 포함하는 펠리클의 검사 방법.
  8. 펠리클에 EUV 광을 조사하기 위한 광원부;
    상기 펠리클을 투과한 상기 EUV 광을 반사시키는 다층 박막 거울; 및
    상기 다층 박막 거울로부터 반사된 후, 상기 펠리클을 재투과한 상기 EUV 광을 수집 및 측정하는 검출부를 포함하되,
    상기 다층 박막 거울 상에 상기 펠리클을 이격 배치하기 위해, 상기 펠리클을 지지하는 펠리클 스테이지를 포함하는 펠리클 검사 장치.
  9. 제8 항에 있어서,
    상기 펠리클 스테이지는,
    상기 다층 박막 거울의 제1 및 제2 측면(sidewall) 상에 배치되고, 서로 마주보며 제1 방향으로 연장하며, 상기 제1 및 제2 방향에 직각인 제3 방향으로 이동 가능한 제1 및 제2 스테이지;
    상기 제1 스테이지의 상부면에서 상기 제2 스테이지를 향하여 상기 제2 방향으로 연장하고, 상기 제1 방향으로 서로 이격되고, 상기 펠리클과 직접 접촉(directly contact)하는 제1 및 제2 지지부; 및
    상기 제2 스테이지의 상부면에서 상기 제1 스테이지를 향하여 상기 제2 방향으로 연장하고, 상기 제1 방향으로 서로 이격되고, 상기 펠리클과 직접 접촉하는 제3 및 제4 지지부를 포함하는 펠리클의 검사 장치.
  10. 제9 항에 있어서,
    상기 제1 내지 제4 지지부들은 상기 제1 및 제2 스테이지 상에서 상기 제1 방향으로 이동되어, 상기 제1 및 제2 지지부들 사이의 간격 및 상기 제3 및 제4 지지부들 사이의 간격이 조절되고,
    상기 제1 내지 제4 지지부들은 상기 제1 및 제2 스테이지 상에서 상기 제2 방향으로 이동되어, 상기 제1 및 제3 지지부들 사이의 간격 및 상기 제2 및 제4 지지부들 사이의 간격이 조절되는 것을 포함하는 펠리클의 검사 장치.
  11. 제10 항에 있어서,
    상기 다층 박막 거울과 상기 펠리클 사이의 간격은, 상기 제1 및 제2 스테이지가 상기 제3 방향으로 이동되는 것에 따라 조절되고,
    상기 펠리클의 크기에 따라 상기 제1 및 제2 지지부들 사이의 간격, 상기 제3 및 제4 지지부들 사이의 간격, 상기 제1 및 제3 지지부들 사이의 간격, 및 상기 제2 및 제4 지지부들 사이의 간격이 조절되는 것을 포함하는 펠리클의 검사 장치.
  12. 제11 항에 있어서,
    상기 다층 박막 거울과 상기 펠리클 사이의 간격은, 0.5 내지 5mm인 것을 포함하는 펠리클의 검사 장치.
  13. 제8 항에 있어서,
    상기 광원부로부터 상기 펠리클에 조사되는 상기 EUV 광의 파장은 13.5nm인 것을 포함하는 펠리클의 검사 장치.
  14. 제8 항에 있어서,
    상기 광원부로부터 상기 펠리클로 조사되는 상기 EUV 광의 경로, 및 상기 펠리클로부터 상기 검출부로 반사되는 상기 EUV 광의 경로에, 상기 EUV 광의 경로 조절을 위한 광학 렌즈를 더 포함하는 펠리클의 검사 장치.
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