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KR20170051506A - 극자외선 파장 범위용 마스크를 제조하는 방법, 마스크 및 장치 - Google Patents

극자외선 파장 범위용 마스크를 제조하는 방법, 마스크 및 장치 Download PDF

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KR20170051506A
KR20170051506A KR1020177009435A KR20177009435A KR20170051506A KR 20170051506 A KR20170051506 A KR 20170051506A KR 1020177009435 A KR1020177009435 A KR 1020177009435A KR 20177009435 A KR20177009435 A KR 20177009435A KR 20170051506 A KR20170051506 A KR 20170051506A
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렌조 카펠리
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칼 짜이스 에스엠티 게엠베하
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Abstract

결함들(220, 320, 520, 620, 920)을 갖는 마스크 블랭크들(mask blank)(250, 350, 550, 950)로부터 나오는 극자외선 파장 범위용 마스크를 제조하는 방법으로서, 상기 방법은:
a. 적어도 하나의 제 1 그룹 및 제 2 그룹으로 상기 결함들(220, 320, 520, 620, 920)을 분류하는 단계;
b. 배열된 상기 흡수재 패턴(170)에 의해 상기 제 1 그룹의 최대 수의 결함들을 보상하기 위해 상기 마스크 블랭크(250, 350, 550, 950) 상의 흡수재 패턴(170)의 배열을 최적화하는 단계; 및
c. 상기 마스크 블랭크(250, 350, 550, 950)에 상기 최적화된 흡수재 패턴(170)을 적용하는 단계를 더 포함하는, 마스크를 제조하는 방법.

Description

극자외선 파장 범위용 마스크를 제조하는 방법, 마스크 및 장치{METHOD FOR PRODUCING A MASK FOR THE EXTREME ULTRAVIOLET WAVELENGTH RANGE, MASK AND DEVICE}
본 발명은 EUV 마스크 블랭크의 결함을 처리하는 것에 관한 것이다.
반도체 산업에서 집적 밀도가 계속해서 증가한 결과, 포토리소그래피 마스크는 더 소형의 구조를 웨이퍼 상에 이미징해야 한다. 이러한 트랜드를 고려하기 위하여, 리소그래피 장치의 노광 파장은 더 짧은 파장으로 시프트된다. 향후 리소그래피 시스템은 극자외선(EUV) 파장(바람직하게 오직 10nm 내지 15nm의 범위에만 해당되는 것은 아님)의 파장으로 동작할 것이다. EUV 파장 범위는 향후 리소그래피 시스템의 빔 경로의 광학 요소의 큰 정확성을 요한다. EUV 범위의 현재 알려진 재료의 굴절률이 실질적으로 1과 같으므로 이들이 굴절 광학 요소가 될 것으로 기대된다.
EUV 마스크 블랭크는 예컨대 석영과 같이 적은 열적 팽창을 보이는 기판을 포함한다. 예컨대 실리콘(Si) 및 몰리브덴(Mo)을 포함하는 대략 40개 내지 60개의 이중 층을 포함하는 다층 구조는 기판에 적용되며, 상기 층은 유전체 미러로서 역할을 한다. EUV 포토리소그래피 마스크 또는 단순히 EUV 마스크는 다층 구조에 적용되는 흡수재 구조에 의해 마스크 블랭크로부터 생성되고, 이것은 입사하는 EUV 광자를 흡수한다.
극도로 짧은 파장으로 인하여, 다층 구조의 더 작은 불균질성(unevenness)은 EUV 마스크에 의해 노광된 웨이퍼의 이미징 수차에서 드러난다. 기판의 표면의 작은 불균질성은 통상적으로 기판상으로의 다층 구조의 퇴적 동안 다층 구조에서 전파한다. 그러므로 표면 거칠기가 2nm 미만인 EUV 마스크를 제조하기 위하여 기판을 사용하는 것이 필수적이다(λEUV/4≤4nm). 현재, 그 표면의 평면성(flatness)에 관한 이러한 요건을 충족하는 기판을 제조하는 것은 불가능하다. 현재, 작은 기판 결함(≤20nm)은 화학적 기계적 연마 공정(chemical mechanical polishing process; CMP)에 고유한 것으로 여겨진다.
상기 언급된 바와 같이, 기판 표면의 불균질성은 그 퇴적 동안 다층 구조에서 전파한다. 이러한 경우에, 기판의 결함은 실질적으로 변경되지 않고도 기판을 통해 전파할 수 있다. 더욱이, 기판 결함이 사이즈가 감소되거나 사이즈가 증가되는 방식으로 다층 구조에서 전파하는 것이 가능하다. 기판에 의해 유발된 결함과 함께, 추가 결함은 다층 구조의 퇴적 동안 그 자체의 다층 구조에서 발생할 수 있다. 예컨대 이것은 다층 구조의 표면상에서 및/또는 개별 층들 사이에서 또는 기판 표면 상에서 퇴적하는 입자의 결과로서 발생할 수 있다. 또한, 결함은 불완전한 층 시퀀스의 결과로 다층 구조에서 발생할 수 있다. 그러므로, 전체적으로, 다층 구조에 존재하는 결함의 수는 통상적으로 기판의 표면 상에 존재하는 수보다 더 크다.
이하에서, 적용된 다층 구조 및 그 상에 퇴적되는 커버 층을 갖는 기판은 마스크 블랭크로 지칭된다. 그러나, 원칙적으로 다른 마스크 블랭크가 또한 본 발명과 관련하여 고려될 수 있다.
마스크 블랭크의 결함은 통상적으로 다층 구조의 퇴적 후에 측정된다. 마스크 블랭크로부터 생성된 EUV 마스크의 노광 직후 웨이퍼 상에서 가시적인 결함(인쇄가능한 결함)은 일반적인 경우 보상되거나 수리된다. 여기서 결함을 보상하는 것은 상기 결함이 흡수재 패턴의 요소에 의해 실질적으로 덮여서, 결함이 EUV 마스크를 사용하는 웨이퍼의 노광 직후 실제로 더는 보이지 않는 것을 의미한다.
J. Burns 및 M. Abbas의 출판물 "패턴 배치를 통한 EUV 마스크 결함 완화(포토마스크 기술 2010, M.W. Montgomery, W. Maurer 편집, SPIE Vol. 7823의 기록, 782340-1 - 782340-5)"는 미리 규정된 마스크 레이아웃에 매칭되는 마스크 블랭크 및 미리 규정된 마스크 레이아웃에 대한 선택된 마스크 블랭크의 정렬에 대한 연구를 기재한다.
Y. Negishi, Y. Fujita, K. Seki, T. Konishi, J. Rankin, S. Nash, E. Gallagher, A. Wagner, P. Thwaite 및 A. Elyat의 논문 "EUVL 마스크 제조 동안 블랭크 결함을 회피하기 위한 패턴 시프트의 사용(기록, SPIE 8701, 포토마스크 및 차세대 리소그래피 마스크 기술 XX , 870112(2013년 6월 28일))"은 흡수재 패턴을 시프트함으로써 보상될 수 있는 결함의 사이즈와 결함의 수에 관한 문제와 관련된다.
회의 기록지인, P. Yan의 "ML 결함 완화를 위한 EUVL ML 마스크 블랭크 기준 마크 응용"(포토마스크 기술 2009, L.S. Zurbrick, M. Warren Montgomery 편집, SPIE의 기록, Vol. 7488, 748819-1 - 7e8819-8)"은 흡수재 층의 기준 마킹에 관련된 마스크 블랭크의 기준 마킹에 관한 결함의 좌표의 전달을 기재한다.
P. Yan, Y. Liu, M. Kamna, G. Zhang, R. Chem 및 F. Martinez의 출판물 "무결함 EUVL 마스크 제조를 위한 EUVL 다층 마스크 블랭크 결함 완화(P.P. Naulleau. O.R. Wood II가 편집한 극자외선(EUV) 리소그래피 Ⅲ에 개재됨, SPIE의 기록, Vol. 8322, 83220Z-1 - 83220Z-10)"은 흡수재 패턴, 그 결함 사이즈, 결함의 위치가 결정될 수 있는 변동 및 흡수재 구조의 포지셔닝에서의 변동에 의해 커버될 수 있는 최대 수의 결함 간의 절충을 기재한다.
특허 명세서 제 US 8 592 102 B1 호는 마스크 블랭크의 결함의 보상을 기재한다. 이를 위해서, 흡수재 패턴과 최적으로 매칭되는 마스크 블랭크의 결함 패턴은 마스크 블랭크의 하나의 세트로부터 선택된다. 흡수재 패턴은 결함 패턴과 정렬되므로, 가능한 다수의 결함이 흡수재 패턴에 의해 보상된다. 남아있는 결함이 수리된다.
상기 언급된 모든 문헌은 보상 공정에서 동일한 무게를 갖는 모든 결함 또는 그의 사이즈에 따른 결함을 고려한다. 결과적으로, 먼저, 보상되지 않은 결함을 수리하도록 사용된 다운스트림 수리 공정은 상당히 복잡하므로 시간 소모적일 수 있다. 다음으로, 보상 공정 및 후속하는 수리 공정은 최적으로 가능한 결점(fault) 처리 결과를 야기하지 않는다.
그러므로, 본 발명은 선행 기술의 상기 언급된 단점을 적어도 부분적으로 회피하는 마스크 블랭크의 결함을 처리하기 위한 마스크 및 디바이스, 극자외선 파장용 마스크를 제조하는 방법을 명시하는 문제를 다룬다.
본 발명의 제 1 측면에 있어서, 이러한 문제는 청구항 1에 기재된 방법에 의해 해결된다. 일 실시예에서, 결함들을 갖는 마스크 블랭크들로부터 나오는 극자외선 파장 범위용 마스크를 제조하는 방법은, (a) 상기 결함들을 적어도 하나의 제 1 그룹 및 제 2 그룹으로 분류하는 단계; (b) 배열된 흡수재 패턴에 의해 최대 수의 상기 제 1 그룹의 결함들을 보상하기 위해 상기 마스크 블랭크 상의 흡수재 패턴의 배열을 최적화하는 단계; 및 (c) 상기 최적화된 흡수재 패턴(170)을 상기 마스크 블랭크에 적용하는 단계를 포함한다.
본 발명에 따른 방법은 최대 수의 결함을 단순히 보상하지 않는다. 그보다, 상기 방법은 먼저 마스크 블랭크 상에 존재하는 결함을 분류한다. 바람직하게, 보상될 수 없는 마스크 블랭크의 이러한 결함을 보상되는 결함의 그룹을 제 1 그룹에 할당한다. 이는, 이후의 노광 공정에서 가시적인(즉, 인쇄가능한) 모든 결함이 실제로 처리될 수 있고 또는 보상될 수 없는 남아있는 결함의 수가 허용가능한 값 이하로 유지되는 것을 보장한다. 따라서, 본 발명에 따른 방법은 마스크의 제조 동안 최적의 가능한 결함 처리를 성취한다.
상기 방법은 또한 수리 방법에 의해 제 2 그룹의 결함을 적어도 부분적으로 수리하는 단계를 포함하고, 결함을 수리하는 단계는 적용된 흡수재 패턴의 적어도 하나의 요소를 변형하는 단계 및/또는 마스크 블랭크의 표면의 적어도 일부를 변형하는 단계를 포함한다.
마스크 블랭크의 다층 구조의 결함을 처리하는 목적으로 흡수재 패턴의 요소를 변형하는 단계는 이하에서 소위 "보상 수리"로 칭한다.
또한, 일 예시적인 실시예에서, 상기 방법은 제 2 그룹의 하나 또는 복수의 결함의 효과를 적어도 부분적으로 보상하기 위해 마스크 블랭크에 적용하기 전에 흡수재 패턴의 하나 또는 복수의 요소를 최적화하는 단계를 더 포함한다. 이러한 추가 최적화는 제 2 그룹의 결함을 수리하기 위한 남아있는 아웃레이를 추가로 감소시키는 것을 가능하게 한다.
일 예시적인 실시예에서, 우선순위는 결함의 제 2 그룹으로부터 각각의 결함에 또는 각각의 수리가능한 결함에 할당된다. 또한, 최적의 가능한 방식으로 흡수재 패턴의 배열의 최적화를 활용하기 위하여, 제 1 그룹, 즉, 바람직하게 수리불가능한 결함의 그룹이 제 2 그룹의 높은 우선순위를 갖는 가능한 많은 결함에 추가로 할당된다. 2개의 그룹에 대한 결함의 재할당은 자원의 사용 및 시간의 사용에 관하여 전체 결함 처리 공정을 최적화하는 것을 가능하게 한다.
추가 측면에 있어서, 단계 b.는 집적 회로를 제조하기 위한 마스크 스택의 흡수재 패턴들로부터 흡수재 패턴을 선택하는 단계를 포함한다.
규정된 방법은 마스크 블랭크의 결함 패턴에 랜덤 흡수재 패턴을 단순히 적응시키지 않는다. 그보다, 이것은 마스크 블랭크의 결함 패턴에 가장 매칭되는 흡수재 패턴을 마스크 스택의 흡수재 패턴으로부터 선택한다.
단계 b.의 다른 측면은 마스크 블랭크의 배향을 선택하는 단계, 마스크 블랭크를 변위시키는 단계 및/또는 마스크 블랭크를 회전시키는 단계를 포함할 수 있다.
추가 측면은, 또한, 결함이 흡수재 패턴을 변형함으로써 수리되는지 또는 결함이 흡수재 패턴의 배열을 최적화함으로써 보상되어야 하는지 여부를 결정하려는 목적으로 마스크 블랭크의 결함을 특징화하는 단계를 더 포함한다.
결함 처리 공정을 수행하기 전에 2개의 그룹으로 식별된 결함을 분할함으로써, 흡수재 패턴의 배열을 최적화하기 위한 공정의 유연성이 증가된다. 최적화 공정은 더 적은 결함 및 그러므로 더 적은 경계 조건을 고려해야 한다.
다른 측면에서, 상기 결함을 특징화하는 단계는 유효 결함 사이즈를 결정하는 단계를 더 포함하고, 상기 유효 결함 사이즈는 결함의 대상 부분을 포함하고 있고, 수리 또는 보상 후, 결함의 잔부는 노광된 웨이퍼 상에서 더는 보이지 않고 및/또는 상기 유효 결함 사이즈는 결함의 특징화의 오류에 의해 및/또는 노광에 사용된 광원의 논-텔레센트리시티(non-telecentricity)를 기초로 결정된다.
다시 말해서, 복수의, 가능하게 반대의, 관점은 유효 결함 사이즈를 결정할 시에 고려될 수 있다: 한 편으로, 결함의 작은 "잔여물:은 노광 동안 더는 드러나는 효과를 갖지 않으므로, 유효 결함 사이즈는 전체 결함보다 작을 수 있으며, 다른 한편으로, 논-텔레센트릭 노광 및/또는 측정 정확도의 한계는 유효하게 결정된 결함 사이즈가 실제 결함보다 큰 효과를 가질 수 있다.
기존 마스크 블랭크의 활용은 유효 결함 사이즈의 개념에 의해 극대화될 수 있다. 덧붙여, 이러한 개념은 안전 한계(safety margin)의 플렉서블한 도입을 허용하고, 예시로서, 결함 위치를 결정하는 데 있어서 불확실성이 상기 사이즈에 있어서 고려된다.
추가 측면에서, 결함을 특징화하는 단계는 마스크 블랭크의 다층 구조에서의 결함의 전파를 결정하는 단계를 더 포함한다.
다층 구조의 결함의 전파는 결함의 분류 및 그러므로 또한 결함의 처리의 타입에 있어서 중요하다.
또 다른 측면에 있어서, 단계 a.는 결함이 표면 감응 측정에 의해 감지될 수 있을 경우, 결함은 미리 규정된 사이즈를 초과할 경우 및/또는 결함 위치를 결정할 시 상이한 측정 방법이 상이한 결과를 생성할 경우 적어도 하나의 제 1 그룹으로 결함을 분류하는 단계를 포함한다.
표면 감응 측정에 의해 감지될 수 없는 결함은 감지될 수 있다고 하더라도 오직 극도로 높은 아웃레이를 갖고 수리를 위하여 국지화될 수 있다. 유효 결함 영역이 특정 사이즈를 초과하는 결함은 높은 결함 처리 아웃레이를 요한다. 또한, 이러한 큰 결함의 경우에, 이러한 결함이 단일 스테이지 공정에서 수리될 수 없는 리스크가 존재한다. 또한, 예컨대, 다층 구조의 결함이 다층 구조의 층 시퀀스에 수직으로 성장하지 않을 경우, 상이한 측정 방법은 상기 결함의 위치 및 크기에 대하여 상이한 데이터를 산출한다. 이러한 결함의 수리는 가능하더라도 상당히 큰 안전 한계에 의해서만 가능하다.
또 다른 측면에 있어서, 단계 a.는 적어도 하나의 제 2 그룹으로 상기 측면에 기재되지 않은 마스크 블랭크의 결함을 분류하는 단계를 포함한다.
마스크 블랭크의 모든 결함은 거칠게(coarsely) 분류된다.
유리한 측면은 적어도 하나의 제 2 그룹의 결함에 우선 순위를 할당하는 단계를 더 포함한다. 또 다른 선호되는 측면에서, 우선순위는 제 2 그룹의 결함을 수리하기 위한 아웃레이 및/또는 제 2 그룹의 결함을 수리할 시의 리스크 및/또는 제 2 그룹의 결함을 수리할 시의 복잡성 및/또는 제 2 그룹의 결함의 유효한 결함 사이즈를 포함한다.
추가 측면에 있어서, 하나 이상의 이하의 조건이 존재할 경우 우선순위는 제 2 그룹의 결함에 할당된다: 시간 소모적 수리, 필수적인 흡수재 패턴 요소의 적어도 하나의 부분의 퇴적, 필수적인 마스크 블랭크의 다층 구조의 변형 및 결함의 큰 유효한 결함 사이즈. 또 다른 측면에 있어서, 하나 이상의 이하의 조건이 존재할 경우 낮은 우선순위가 제 2 그룹의 결함에 할당된다: 수리에 시간이 결정적이지 않은 것, 필수적인 흡수재 패턴 요소의 적어도 하나의 부분의 제거, 흡수재 패턴의 띠 형상 요소에 실질적으로 평행하게 나아가는 길이방향을 갖는 결함의 비대칭 크기 및 결함의 작은 유효 결함 사이즈.
"큰 유효 결함 사이즈" 및 "작은 유효 결함 사이즈"라는 표현은 마스크 블랭크의 인쇄 가능하거나 가시적인 결함의 평균 유효 결함 사이즈에 관한 것이다. 예컨대 그 사이즈가 평균 유효 결함 사이즈의 2배(절반)일 경우, 유효 결함 사이즈는 크다(작다).
수리가능한 결함에 할당되는 우선순위에 의해, 마스크 블랭크의 결함의 분류가 다듬어진다. 상기 규정된 결함 처리 방법의 단계 b. 및 단계 c.가 따라서 최적화될 수 있다.
추가 측면은, 단계 b.를 수행하기 전에 높은 우선순위를 갖는 적어도 하나의 결함을 적어도 하나의 제 1 그룹에 할당하는 단계를 더 포함한다. 추가 유리한 측면은 또한 결함들의 제 1 그룹의 모든 결함이 흡수재 패턴을 최적화함으로써 보상될 수 있는 한 적어도 제 1 그룹에 높은 우선순위를 갖는 적어도 하나의 결함을 할당하는 공정을 반복하는 단계를 더 포함한다.
결함의 제 1 그룹은, 흡수재 패턴의 최적화된 배열은 제 1 그룹의 모든 결함을 보상할 때까지 제 2 그룹의 높은 우선순위의 결함으로 채워진다. 이러한 절차는 흡수재 패턴의 배열의 최적화에 의해 보상된 결함의 수를 최대화한다. 따라서, 제 2 그룹의 수리 가능한 결함의 분류는, 후속하는 결함 처리 공정은 수리 가능한 결함의 우선순위를 기초로 최적화될 수 있다는 장점을 갖는다.
또 다른 유리한 측면은, 웨이퍼 상에서 가시적인 마스크 블랭크의 모든 결함이 흡수재 패턴의 최적화에 의해 보상될 수 있는 지의 여부를 결정하는 단계를 더 포함한다.
마스크 블랭크가 적은 수의 결함을 가질 경우, 흡수재 패턴의 최적화된 배열에 의해 모든 결함을 보상하는 것이 가능할 수 있다. 상기 규정된 방법의 단계 c.를 수행하는 것은 이러한 경우에 생략될 수 있다.
추가 측면에 있어서, 상기 규정된 방법은 2개의 하위 단계로 제 2 그룹을 적어도 부분적으로 수리하는 프로세스를 분할하는 단계를 더 포함하고, 제 1 하위단계는 제 1 그룹의 결함을 보상하는 프로세스 전에 수행된다.
그 처리 전에 분류된 마스크 블랭크의 결함에 의해, 결함의 수리에서의 큰 유연성이 또한 성취된다. 이에 관하여, 예시로서, 다층 구조의 표면의 변형은 이미 EUV 마스크 상에서 수행되는 대신 마스크 블랭크 상에서 수행될 수 있다. 제 2 그룹의 결함을 수리하기 위한 보상 수리에서, 적용된 흡수재 패턴의 하나 또는 복수의 요소가 변경된다.
그러나 바로 생성된 흡수재 패턴을 높은 아웃레이로 제 2 수리 단계에서 변형하는 것보다, 흡수재 패턴을 생성할 시에 제 2 그룹의 결함이 먼저 고려되는 것이 또한 가능하다. 이런 방식으로 추가로 최적화된 흡수재 패턴은 제 1 그룹의 결함을 보상하며 또한 제 2 그룹의 결함들 중 적어도 하나의 결함의 효과를 적어도 부분적으로 보상한다. 본 실시예에서, 흡수재 패턴을 최적화하는 단계는 마스크 블랭크 상의 패턴의 배열을 최적화할 뿐만 아니라 제 2 그룹의 결함에 관한 흡수재 패턴의 요소를 최적화하는 단계를 포함한다.
추가 측면에 있어서, 본 발명은 상기 설명된 방법들 중 하나에 의해 제조가능한 마스크에 관한 것이다.
추가 측면에 있어서, 극자외선 파장 범위용 마스크 블랭크를 처리하는 장치로서는 (a) 적어도 하나의 제 1 그룹 및 하나의 제 2 그룹으로 상기 결함들을 분류하는 수단; (b) 배열된 상기 흡수재 패턴에 의해 최대 수의 상기 제 1 그룹의 결함들을 보상하기 위해 상기 마스크 블랭크 상의 흡수재 패턴의 배열을 최적화하는 수단; 및 (c) 상기 마스크 블랭크에 상기 최적화된 흡수재 패턴을 적용하는 수단을 포함한다.
추가 선호되는 측면에서, 결함을 분류하는 수단 및 흡수재 패턴의 배열을 최적화하는 수단은 적어도 하나의 연산 유닛을 포함한다.
상기 장치는 제 2 그룹의 결함을 적어도 부분적으로 수리하는 수단을 더 포함한다.
추가 유리한 측면에 있어서, 제 2 그룹의 결함을 적어도 부분적으로 수리하는 수단은 적어도 하나의 스캐닝 입사 현미경 및 진공 챔버의 프리커서 가스를 국지적으로 제공하기 위한 적어도 하나의 가스 피드를 포함한다.
또 다른 측면에 있어서, 상기 장치는 마스크 블랭크의 결함을 특징화하는 수단을 더 포함하고, 특징화하는 수단은 스캐닝 입자 현미경, X-레이 빔 장치 및/또는 스캐닝 프로브 현미경을 포함한다.
마지막으로, 일 유리한 측면에서, 컴퓨터 프로그램은 상기 명시된 측면들 중 하나에 따른 방법의 모든 단계를 수행하기 위한 지시를 포함한다. 특히, 컴퓨터 프로그램은 상기 규정된 장치에서 수행될 수 있다.
이하의 상세한 설명은 도면을 참조하여 본 발명의 현재 선호되는 예시적인 실시예를 기재한다.
도 1은 극자외선(EUV) 파장 범위용 포토마스크로부터의 발췌(excerpt)의 단면을 개략적으로 도시한다.
도 2는 기판이 국지적 함몰부(local depression)를 갖는 마스크 블랭크로부터의 발췌의 단면을 개략적으로 표시한다.
도 3은 마스크 블랭크의 국부적 벌지(local bulge)에서의 유효 결함 사이즈의 일반적인 개념을 개략적으로 설명한다.
도 4는 결함의 중심(centroid)의 위치를 결정하기 위한 기준 표시를 갖는 도 2를 도시한다.
도 5는 다층 구조에서의 전파 동안 그 형태를 변경하는 매립된 결함을 재현한다.
도 6은 다층 구조의 층 시퀀스에 수직으로 전파하지 않는 매립된 결함의 측정 데이터를 개략적으로 도시한다.
도 7은 도 6의 결함의 유효 결함 사이즈를 개략적으로 표시하며, 이것은, 실제로 보상되거나 교정될 것이며 이것은 입사하는 EUV 방사선의 비 텔레센트리시티 및 위치 및 유효 결함 사이즈를 결정할 때 수치적인 오류를 고려할 때 생성된다.
도 8은 하위 도면 8a에서 입사하는 EUV 방사선의 부재 텔레센트리시티의 효과를 도시하며 하위 도면 8b에서 흡수재 패턴의 요소에 대한 효과를 설명한다.
도 9는 하위 도면(a) 내지 하위 도면(c)의 마스크 블랭크의 결함의 보상의 일반적인 개념을 개략적으로 도시한다.
도 10 은 선행 기술에 따른 마스크 블랭크의 결함을 보상하기 위하여 도 9에 도시된 일반적인 개념의 구현을 표시한다.
도 11은 선행 섹션에서 규정된 방법의 일 실시예를 제시한다.
본 발명에 따른 방법의 현재 선호되는 실시예는 극자외선(EUV) 파장 범위용 포토리소그래피 마스크를 제조하기 위한 마스크 블랭크에 대한 적용을 기초로 이하에서 더 상세히 기재된다. 그러나, 마스크 블랭크의 결함들을 처리하기 위한 본 발명에 따른 방법은 이하에서 논의되는 예시들에 한정되지 않는다. 그보다는, 이러한 방법은 상이한 부류(class)로 분류될 수 있는 결함을 처리하기 위하여 일반적으로 사용될 수 있고, 결함들의 상이한 부류는 상이한 수리 방법에 의해 처리된다.
도 1은 13.5nm의 영역의 노광 파장용 EUV 마스크(100)로부터의 발췌를 통한 개략적인 단면을 도시한다. EUV 마스크(100)는 예컨대 석영과 같은 열적 팽창의 낮은 계수를 갖는 재료로 구성된 기판(110)을 포함한다. 마찬가지로, 기타 유전체, 유리 재료 또는 반도전성 재료는 예컨대 ZERODUR®, ULE® 또는 CLEARCERAM®와 같이 EUV 마스크용 기판으로서 사용될 수 있다. EUV 마스크(100)의 기판(110)의 후측(117)은 EUV 마스크(100)의 제조 동안 그리고 그의 동작에서 기판(110)을 홀딩하는 역할을 한다.
이하에서 MoSi 층으로로 지칭되는 교번하는 몰리브덴(Mo) 층(120) 및 실리콘(Si) 층(125)의 20개 내지 80개의 쌍을 포함하는 다층 필름 또는 다층 구조(140)는 기판(110)의 정면 측(115)상에 퇴적된다. Mo 층(120)의 두께는 4.15nm이며 Si 층(125)은 2.80nm의 두께를 갖는다. 다층 구조(140)를 보호하기 위해, 예컨대, 통상적으로 바람직하게 7nm의 두께를 갖는 실리콘 다이옥사이드(silicon dioxide)로 구성된 캐핑 층(130)은 맨 위의 실리콘 층(125) 상에 적용된다. 예컨대 루테늄(Ru)과 같은 기타 재료는 마찬가지로 캐핑 층(130)을 형성하는데 사용될 수 있다. 몰리브덴 대신에, Mosi 층에서, 코발트(Co), 니켈(Ni), 텅스텐(W), 레늄(Re) 및 이리듐(Ir)과 같은 고 질량수를 갖는 기타 원소로 구성된 층을 사용하는 것이 가능하다. 다층 구조(240)의 퇴적은 예컨대 이온 빔 퇴적(IBD)에 의해 실행될 수 있다.
이하에서, 기판(110), 다층 구조(140) 및 캐핑 층(130)은 마스크 블랭크(150)로 지칭된다. 그러나, 전역 흡수재 층의 구조화 없이도 EUV 마스크의 모든 층들을 포함하는 마스크 블랭크로서 구조를 지칭하는 것 또한 가능하다.
마스크 블랭크(150)로부터 EUV 마스크(100)를 제조하도록, 버퍼 층(135)은 캐핑 층(130) 상에 퇴적된다. 가능한 버퍼 층 재료는 석영(SiO2), 실리콘 옥시즌 나이트라이드(silicon oxygen nitride)(SiON), Ru, 크롬(Cr) 및/또는 질화 크롬(CrN)이다. 흡수 층(160)은 버퍼 층(135) 상에 퇴적된다. 흡수 층(160)에 적절한 재료는 그 중에서도, Cr, 티타늄 나이트라이드(TiN) 및/또는 탄탈륨 나이트라이드(TaN)이다. 예컨대 탄탈륨 옥시나이트라이드(TaON)로 구성된 반사방지 층(165)은 흡수 층(160) 상에 적용될 수 있다.
흡수 층(160)은 예컨대 전자빔 또는 레이저 빔의 도움으로 구조화되어서 흡수재 패턴(170)은 전역 흡수 층(160)으로부터 생성된다. 버퍼 층(135)은 흡수 층(160)의 구조화 동안 다층 구조(140)를 보호하는 역할을 한다.
EUV 광자(180)는 EUV 마스크(100) 상에 충돌한다. 흡수재 패턴(170)의 영역에서, 상기 광자가 흡수되며 흡수재 패턴(170)의 요소가 없는 영역에서, EUV 광자(180)는 다층 구조(140)로부터 반사된다.
도 1은 이상적인 EUV 마스크(100)를 도시한다. 도 2의 다이어그램(200)은 마스크 블랭크(250)를 설명하고, 이것의 기판(210)은 국부적 함몰부(피트(pit)로 지칭)의 형태인 국부적 결함(220)을 갖는다. 국부적 함몰부는 예컨대 기판(210)의 정면 측(115)의 연마(polishing) 동안 발생할 수 있다. 도 2에 명시된 예시에서, 결함(220)은 다층 구조(240)를 통해 실질적으로 변하지 않는 형태로 전파한다.
여기서 뿐만 아니라 본 기재의 다른 곳에서, "실질적으로"라는 표현은 선행 기술에서 일반적인 측정 오류내의 변수의 수치적 표시 또는 표시를 의미한다.
도 2는 마스크 블랭크(250)의 결함(220)의 일 예시를 도시한다. 도입부에 이미 언급된 바와 같이, 다양한 추가 타입의 결함이 마스크 블랭크(250)에 존재할 수 있다. 기판(210)의 함몰부(220)의 옆에, 국부적 벌지(bulge)(범프(bump)로 지칭됨)는 기판(210)의 표면(115) 상에 발생한다(후속하는 도 3 참조). 또한, 작은 스크래치가 기판(210)의 표면(115)의 연마 동안 발생할 수 있다(도 2에서 미도시). 도입부에서 이미 논의된 바와 같이, 다층 구조(240)의 퇴적 동안, 기판(210)의 표면(115) 상의 입자가 과성장될 수 있거나 입자가 다층 구조(240) 내로 통합될 수 있다(마찬가지도 도 2에 도시되지 않음).
마스크 블랭크(250)의 결함은 다층 구조(240)의 기판(210)에, 기판(210)의 정면 측 또는 표면(115)에 및/또는 마스크 블랭크(250)의 표면(260) 상에 그 시작 지점을 가질 수 있다(도 2에 미도시). 기판(210)의 정면 측(115) 상에 존재하는 결함(220)은 도 2에 도시된 도면과 반대로 다층 구조(240)에서의 전파 동안 측방향 치수와 높이를 모두 변경할 수 있다. 이것은 양방향으로 발생할 수 있고, 즉, 결함은 다층 구조(240)에서 성장하거나 수축할 수 있고 및/또는 형태를 변경할 수 있다. 캐핑 층(130)의 표면(260) 상에서만 독점적으로 비롯되지 않는 마스크 블랭크(250)의 결함은 또한 매립된 결함으로도 이하에서 지칭된다.
이상적으로, 결함(220)의 측방향 치수 및 높이는 1nm 미만의 해상도와 함께 결정되어야 한다. 또한, 결함(220)의 토포그래피는 상이한 측정 방법들에 의해 서로와 관련없이 결정되어야 한다. 결함(220)의 컨투어를 측정하기 위하여, 표면(260) 상에서의 위치 그리고 특히 다층 구조(240)에서의 전파에서 예컨대 X-레이가 사용될 수 있다.
표면 감응 방법의 감지 제한은 이러한 방법에 의해 결함 위치(즉, 그 중심(centroid))의 감지가능성 또는 감지 속도에 관한 것이다. 스캐닝 프로브 현미경, 스캐닝 입자 현미경 및 광학 이미징이 표면 감응 방법의 예시이다. 이러한 기법에 의해 감지되도록 의도되는 결함(220)은 특정 표면 토포그래피 또는 재료 콘트라스트를 가져야 한다. 분해가능한 표면 토포그래피 또는 요구되는 재료 콘트라스트는 예컨대, 그의 높은 해상도, 그의 감응성 및/또는 그의 신호 대 잡음비와 같은 개별적인 측정 도구의 성능에 의존한다. 도 5의 예시를 기초로 이하에서 기재되는 바와 같이, 마스크 블랭크의 표면상에서 평면이므로 표면 감응 방법에 의해 감지될 수 없는 매립된 위상 결함이 존재한다.
도 3의 다이어그램(300)은 결함의 유효 결함 사이즈의 개념을 설명한다. 도 3에서의 예시에서 기판(230)의 정면 측(115)의 벌지(bulge)의 형태를 갖는 국부적 결함(320)을 통한 단면을 표시한다. 도 2에서와 유사한 방식으로, 국부적 결함(320)은 다층 구조(340)를 통해 실질적으로 변하지 않고 전파한다. 표면(360)의 영역(370)은 결함(320)의 유효 결함 사이즈를 표시한다. 상기 사이즈는 결함(320)의 보상 및 수리 모두를 위하여 사용되는 결함(320)의 측방향 치수에 관한 것이다. 도 3에서 상징화되는 바와 같이, 일반적으로, 유효 결함 사이즈(370)는 결함(320)의 실제 측방향 치수보다 짧다. 가우시안 프로파일(Gaussian profile)을 갖는 결함(320)에 있어서, 유효 결함 사이즈는 결함(320)의 반값 전폭(full width half maximum; FWHM)에 한번 또는 두번(once or twice) 상응할 수 있다.
유효 결함 사이즈의 영역(370)이 수리될 경우, 결함(320)의 잔부(380)는 마스크 블랭크(350)로부터 생성된 EUV 마스크의 노광 동안 웨이퍼 상에서 보이는 결점(fault)을 더는 야기하지 않는다. 유효 결함 사이즈의 개념은, 개별적인 결함(220, 320)의 사이즈를 최소화하는 것에 의해, EUV 마스크의 제조 동안 마스크 블랭크(250, 350)의 효율적인 활용을 가능하게 한다. 더욱이, 이러한 개념은 결함(220, 320)의 자원 효율적 수리를 허용한다.
영역(390)은 결함(320)의 위치와 그의 컨투어를 결정할 때 고려될 수 있는 안전 한계(safety margin)를 표시한다. 추가적인 안전 한계에 의해, 결함(320)의 유효 결함 사이즈(370)는 실제 결함(320)의 측방향 치수보다 작고, 동일하고 또는 더 클 수 있다. 또한, 유효 결함 사이즈를 결정하기 위하여, 바람직하게, 이하에서 더 기재되는 관점은 그 중에서도 실제 결함의 위치를 결정할 시의 회피불가한 오류 및 또는 마스크의 노광에 사용되는 광원의 논-텔레센트리시티(non-telecentricity)에 관한 것이 고려된다.
도 4의 다이어그램(400)은 마스크 블랭크(250)의 좌표계에 관하여 도 2로부터 결함(220)의 중심(410)의 지역화를 설명한다. 좌표계는 예컨대 상기 마스크 블랭크의 다층 구조(240) 내로 기준 마킹(420)의 규칙적인 배열을 에칭함으로써 마스크 블랭크(250) 상에서 생성된다. 도 4의 다이어그램(400)은 하나의 기준 마킹(420)을 표시한다. 결함(220)의 중심(410)과 기준 마킹(420) 사이의 거리(430)의 위치 정확도는 30nm 보다 더 크고(3σ의 편차), 바람직하게 선호를 갖는 5nm보다 더 커야해서(3σ의 편차), 흡수재 패턴(170)의 배열을 최적화함으로써 결함의 보상이 가능해진다. 현재 이용가능한 측정 도구는 100nm의 영역에서의 위치 정확도를 갖는다(3σ의 편차).
결함(220, 320)의 토폴로지의 결정과 유사한 방식으로, 하나 이상의 기준 마킹(420)에 관한 중심(410)의 거리(430)의 결정은 복수의 측정 방법에 의해 독립적으로 결정될 수 있다. 예시로서, EUV 파장 범위의 AIMSTM(에어리얼 이미지 메시징 시스템; Aerial Image Messaging System) 및/또는 ABI(Actinic Blank Inspection)를 위한 장치, 즉, 매립된 EUV 블랭크 결함을 감지하고 지역화하기 위한 스캐닝 다크-필드 EUV 현미경과 같은 액티닉(actinic) 이미징 방법이 이러한 목적에 적절하다. 또한, 표면 감응 방법은 이러한 목적으로 예컨대 스캐닝 프로브 현미경, 스캐닝 임자 현미경 및/또는 액티닉 파장 밖의 광학적 이미징이 사용될 수 있다. 또한, 예컨대, X-레이와 같이 마스크 블랭크(250, 350)내의 그 물리적 위치에서 결함(220, 320)을 측정하는 방법은 이러한 목적으로 또한 사용될 수 있다.
표면(260) 상에서 드러나지 않되 EUV 마스크의 노출 동안 가시적인 결점을 야기하는 다층 구조(240)의 결함을 검출하기는 복잡하다. 특히, 이러한 결함의 정확한 위치를 한정하는 것이 어렵다. 도 5의 다이어그램(500)은 기판(510)의 표면(115)은 국부적 벌지(520)를 갖는 마스크 블랭크(550)로부터의 발췌를 통한 단면을 도시한다. 국부적인 결함(520)은 다층 구조(540)에서 전파한다. 전파(570)는 그의 측방향 치수에서의 증가에 의해 동반되는 결함(520)의 높이의 점진적인 감쇠를 야기한다. 다층 구조(540)의 최종 층(120, 125)은 실질적으로 평면이다. 캐핑 층(130) 상에서, 상승은 결함(520)의 영역에서 결정될 수 없다.
그러나, 본 수리 방법에서, 특히 보상 수리에서, 수리가 수행되는 위치를 찾는 것이 필수적이다. 결함(520)은 따라서 수리에 있어서 불안정하고 그러므로 흡수재 패턴(170)의 요소에 의해 커버됨으로써 보상되어야 한다.
더욱이, 다층 구조(240)의 층(120, 125)에 수직이되 90°와 상이한 각도로 전파하지 않는 결함이 존재한다. 이러한 결함들에 있어서, 마찬가지로 그 위치 및 그 토포그래피를 결정하고 따라서 웨이퍼의 노광 동안 그 효과를 표시하는 것이 어렵다. 상이한 방법에 의해 얻어진 개별적인 결함(220, 320)의 결함 위치가 서로로부터 명확하게 벗어날 경우, 이것은 다층 구조(240, 440)의 수직선으로부터 멀리 면하는 성장을 매립된 결함이 갖는다는 사인이다. 도 6의 다이어그램(600)은 결함(620)을 기초로 이러한 관계를 설명한다. 컨투어(610)는 X-레이 방사선의 도움으로 결정되는 바와 같이 결함을 재현한다. 지점(630)기판(210, 410)의 표면(115)의 인근의 결함의 중심을 표시한다. X-레이 방사선 대신에, 결함(620)은 예컨대 표면(115)에서 기판(210, 410)을 통한 광학적 방사선에 의해 검사될 수 있다.
컨투어(640)는 스캐닝 프로브 현미경, 예컨대, 원자력 현미경(AFM)에 의해 측정된 바와 같이 다층 구조(240, 440) 상의 캐핑 층(130)의 표면(260, 460)에서 결함(620)의 토폴로지를 표시한다. 결함(620)의 사이즈는 실질적으로 다층 구조(240, 440)의 결함(620)의 전파의 결과로서 실질적으로 변하지 않는다. 결과적으로 지점(650)은 캐핑 층(130)의 표면(260, 460) 상의 결함(620)의 중심을 표시한다. 그러나, 결함(620)의 중심은 다층 구조(240, 440)의 성장 동안 화살표(660)를 따라 이동하고, 이는 결함(620)이 다층 구조(240, 440) 내에서 수직 방향으로 성장하지 않는 것을 표시한다.
기준 마킹(들)(420)에 관하여 결함(620)의 결함 위치의 측정의 정확도가 도 7에서 설명된다. 성취가능한 정확도는 복수의 기여로 구성된다: 먼저, 입사하는 EUV 광자(180)의 논-텔레센트리시티로 인해, 결함 지역화의 정확도가 다층 구조(240, 440)의 반사도에 의존한다. 도 8a는 이러한 관계를 설명한다. 다층 구조(840)의 개별적인 MoSi 층들의 한정된 반사도로 인하여, 개별적인 EUV 광자(180)는 기판(810)의 표면(115)까지 관통할 수 있으며 상기 표면으로부터 반사된다. 도 8b는 이러한 효과의 결과로, 결함(820)의 측방향 치수보다 훨씬 더 큰 영역(850)은 흡수재 패턴(170)의 요소에 의해 커버되어야 하는 것을 도시한다.
도 7에서, 화살(710)은 결과로서 유발되는 결함 사이즈(620)의 명백한 확장(720)을 상징화한다.
다음으로, 성취가능한 정확성은 정확도에 의해 영향을 받고, 이것에 의해 표면(260, 460) 상의 결함(620)의 중심(650)과 결함 사이즈(640) 및 마찬가지로 다층 구조(240, 440)에서의 그 전파(660)를 결정하는 것이 가능하다. 또한, 이것은 정확도에 의해 영향을 받고, 이것에 의해, 예컨대 스캐닝 입자 현미경 또는 스캐닝 전자 현미경과 같이 결함을 수리하기 위한 도구가 위치될 수 있다. 마지막으로 언급된 인자는 하나 이상의 기준 마킹(420)에 관하여 거리(430)를 결정하는 정확도에 의존한다. 이러한 오류는 수치적인 성질이다. 이들은 보상되거나 수리될 결함 사이즈를 결정할 시에 고려되어야 한다. 이러한 수치적인 불확실성으로 인해 야기되는, 결함(620)의 수리될 영역의 확장은 도 7에서 화살(730) 및 컨투어(740)에 의해 상징화된다.
노광 동안 결함의 가시성의 상기 기재된 관점과 함께, 전체적인 유효 결함 사이즈(740)는 따라서 발생하고, 이것은 기재된 방법에서 바람직하게 사용된다.
마스크 블랭크(250, 350, 550)의 결함(220, 320, 520, 620)을 검사하기 위하여, 추가적인 파워풀한 도구는 이러한 이미 언급된 것들 외에도 가능하다. 이에 관하여, 본 출원인의 명의인 특허 출원 제 DE 10 2011 079 382.8호는 EUV 마스크의 결함들을 검사하도록 사용되는 방법을 기재한다. 스캐닝 프로브 현미경, 스캐닝 입자 현미경 및 자외선 방사선원이 결함들을 분석하기 위하여 사용된다. 결함(220)의 컨투어 및 그의 위치는 이러한 표면 감응 방법의 도움으로 결정될 수 있다.
또한, 출원 제 DE 2014 211 362.8호는 구체적으로 마스크 블랭크(250)의 기판(210)의 정면 측(115)을 분석하고 마스크 블랭크(250)의 기판(210)의 정면 측(115) 상에서 결함 위치를 결정하는 것을 가능하게 하는 장치를 기재한다.
또한, 본 출원인의 명의의 PCT 출원 WO 2011 / 161 243은 초점 스택을 생성하는 것을 기초로 다층 구조(240, 340, 540)의 결함(220, 320, 520, 620)의 모델을 결정하고, 다층 구조(240, 340, 540)의 표면(260, 360, 560) 및 다양한 결함 모델을 검사하는 것을 개시한다.
결함(220, 320, 520, 620)의 검사 후에, 결함 위치, 즉 결함의 중심 및 결함 토폴로지는 분석 도구의 측정 데이터로부터 계산된다. 유효 결함 사이즈는 결함 토폴로지 또는 결함 컨투어로부터 결정된다. 전체적으로, 개별적인 인쇄가능한 결함(220, 320, 520, 620)의 유효 결함 사이즈 및 위치를 리스팅하는 결함 맵(370, 740)은 따라서 마스크 블랭크(250, 350, 550)로부터 결정된다.
도 9a는 각각의 경우에 하나 또는 복수의 결함(920)을 갖는 마스크 블랭크(950)의 수 또는 스택(910)을 도시한다. 도 9a에서, 결함(920)은 검은 점으로 상징화된다. 마스크 블랭크(950)가 복수의 타입의 결함(920)을 갖는 상황이 종종 발생한다. 마스크 블랭크(950)의 임계의, 즉, 가시적인 또는 인쇄가능한 결함(920)의 수는 현재 일반적으로 20에서 수백의 범위에 있다. 임계 결함 사이즈는 고려하에서 기술 노드에 의존한다. 예시로서, 16nm 기술 노드에 있어서, 대략 12nm의 구면 체적 등가 직경을 갖는 결함(920)이 이미 결정적이다.
통상적으로, 복수의 결함(920)은 마스크 블랭크(950)의 기판(210)의 국지적인 함몰부(220)로부터 기인한다(도 2 참조). 상기 기재된 바와 같이, 마스크 블랭크(950)의 결함(920)은 예시적으로, 액티닉 파장의 범위의 방사선에 의한 검사에 의해 검사될 수 있다.
도 9b는 마스크 레이아웃(930)의 라이브러리(940)를 재현한다. 라이브러리(940)는 단일 집적 회로(IC) 또는 단일 구성요소의 마스크 레이아웃(930)을 갖는 단 하나의 마스크 스택을 포함할 수 있다. 그러나, 라이브러리(940)는 상이한 IC 또는 구성요소의 레이아웃(930)의 마스크 스택을 포함하는 것이 선호된다. 또한, 라이브러리(940)가 상이한 기술 노드의 마스크 레이아웃(930)을 포함할 경우 유리하다. 스택(910)의 마스크 블랭크(950)에 있어서, 마스크 블랭크(950)의 결함(920)에 최적으로 매칭되는 마스크 레이아웃(930)은 라이브러리(940)로부터 선택된다. 관련성이 더 나아질수록, 라이브러리(940)로부터 마스크 레이아웃(930)의 선택에 대해 부과되는 경계 조건의 수는 더 적어진다.
선택된 마스크 레이아웃(960)에 있어서, 그의 흡수재 패턴(170)은 최적화 공정에서 마스크 블랭크(950)에 적응된다. 이러한 공정은 도 9c에서 개략적으로 도시된다. 현재 이용가능한 최적화 파라미터는 아래와 같다: 마스크(950)에 대한 마스크 레이아웃(960)의 배향은, 즉, 4개의 배향(0°, 90°, 180° 및 270°)이다.
또한, 마스크 레이아웃(960) 및 그러므로 흡수재 패턴(170)의 이동은 x- 및 y-방향의 마스크 프레임에 관한 것이다. 레이아웃(960) 또는 흡수재 패턴(170)을 이동시키는 것은 마스크 프레임의 반대 방향으로 지향되는 이동에 의해 웨이퍼 스텝퍼에 의해 보상될 수 있다. 흡수재 패턴(170)의 이동은 ±200㎛보다 크거나 작은 것에 현재 한정된다. 현재의 웨이퍼 스텝퍼는 이러한 크기까지 마스크 오프셋을 보상할 수 있다.
최종적으로, 배향된 마스크 패턴(960)은 ±1°의 각도만큼 회전될 수 있다. 이러한 각도 범위의 포토마스크의 회전은 마찬가지로 현대적인 유사한 웨이퍼 스텝퍼에 대하여 보상될 수 있다.
도 10은 도 9에 기재된 최적화 공정이 선행 기술에서 수행되는 방식을 설명한다. 도 9의 논의 동안 상기 언급된 바와 같이, 마스크 블랭크(950)의 결함(920)의 보상의 일반적인 개념은 흡수재 패턴(170)의 요소를 갖는 가능한 다수의 마스크 블랭크(950)의 결함(920)을 커버하도록 마스크 레이아웃(960)에 후자를 적응시킨다. 배향, x- 및 y-배향의 이동은, 상기 기재된 바와 마찬가지로 결함(920)을 커버하는 가능성을 개선하도록 추가적으로 사용될 수 있다. 도 10에 도시된 바와 같이, 현재 결점 보상은 마스크 블랭크(950)의 보상된 결함(920)의 수를 최대화한다. 최적화 공정의 종료시에, 모든 결함(920)이 보상될 수 있는 지의 여부가 결정된다. 이 경우에 해당될 경우, 최적화된 마스크 레이아웃(960)은 마스크 블랭크(950)로부터 EUV 마스크를 생산하도록 사용된다. 이 경우에 해당되지 않을 경우, 최적화된 마스크 레이아웃은 이 그럼에도 불구하고 EUV 마스크를 생산하기 위하여 사용되며 남아있거나 보상되지 않은 결함이 수리되어야 한다.
마지막으로, 도 11은 이러한 응용에서 한정된 방법의 일 예시적인 실시예의 흐름도(1100)를 도시한다. 방법은 단계(1102)에서 시작한다. 결정 블록(1104)은 마스크 블랭크(950)의 모든 결함(920)은 마스크 레이아웃(960)의 흡수재 패턴(170)의 최적화에 의해 보상될 수 있는 지의 여부를 결정하는 단계를 포함한다. 여기서, 본 응용에서 보상하는 것은 흡수재 패턴(170)의 요소에 의해 결함을 덮는 것을 의미하므로, 마스크 블랭크(950)로부터 제조된 EUV 마스크의 노광 동안 결함(920)은 웨이퍼 상의 인쇄 가능하거나 가시적인 결함을 갖지 않는다.
모든 결함(920)이 최적화된 방식으로 배열된 흡수재 패턴(170)의 도움으로, 단계(1104)에서 보상될 수 있는 경우, EUV 마스크는 마스크 블랭크(950)로부터 제조되므로 방법은 단계(1106)에서 종료된다.
마스크 블랭크(950)의 모든 결함(920)이 보상되지 않을 경우, 단계(1108)에서, 카운터는 그 초기값으로 설정된다. 이로써, 결정 블록(1110)은 현재 고려 하에서의 결점(920)이 수리될 수 있는 지의 여부 또는 보상되어야 하는 지의 여부를 결정하는 단계를 포함한다. 현재 고려 하에서의 마스크 블랭크(950)의 결함이 보상될 경우, 상기 결함은 단계(1112)에서의 제 1 그룹으로 분류된다. 제 1 그룹에 할당될 결함(520, 620)은 도 5 및 도 6에서 기재된다. 또한, 유효 결함 사이즈가 마스크 블랭크(950)의 평균 유효 결함 사이즈에 비해 상당히 큰 결함은 마찬가지로 제 1 그룹으로 분류되어야 한다. 상당히 큰 결함의 수리는 매우 복잡하다. 특히, 복수의 단계에서의 수리를 수행하는 것이 필수적일 수 있다. 따라서, EUV 마스크의 표면의 기타 영역은 상당히 큰 결함(920)의 수리 동안 손상될 수 있는 리스크가 존재한다.
결정 단계(1116)는 이로써 현재 고려 하에서의 결함(920)이 마스크 블랭크(950)의 마지막 결함(920)인지의 여부를 결정하는 단계를 포함한다. 이러한 질문에 부정적으로 답변 될 경우, 상기 방법이 단계(1120)로 나아가고 결함에 대한 카운터의 인덱스는 하나의 유닛에 의해 증가된다. 방법은 결정 블록(1110) 및 (i+1)에 의해 계속된다. 결함(920)은 분석된다. 고려하의 결함(920)은 마스크 블랭크(950)의 마지막 결함(920)일 경우(i=N), 상기 방법은 단계(1124)에 의해 계속된다.
반대로, 결함(920)이 수리될 경우, 단계(1114)에서 제 2 그룹으로 분류된다. 결국 결정 블록(1118)은 i번째 결함이 마스크 블랭크(950)의 마지막 결함(920)인지의 여부를 결정하는 단계를 포함한다. 이러한 질문에 대한 답이 부정일 경우, 단계(1122)에서, 결함(920)의 카운터의 인덱스는 하나의 유닛에 의해 증가된다. 이후에, 상기 방법은 결정 블록(1110)에 의해 계속된다. 반대로, 고려하의 i번째 결함(920)이 마스크 블랭크(950)의 마지막 결함일 경우, 단계(1124)는 다음으로 수행된다.
제 2 그룹의 결함은 단계(1124)에서 우선순위가 정해진다. 제 2 그룹의 결함에 할당된 우선순위는 그의 수리에서 그 자체의 결함(920)의 복수의 특징 및 또는 측면을 조합한다. 우선순위는 예컨대 높은 우선순위 또는 낮은 우선순위인 2개의 값을 취할 수 있다. 그러나, 우선순위 레벨은 또한 더 미세한 입도(granularity)를 갖고 선택될 수 있으며 예컨대 1 내지 10의 수치적 값과 같은 임의의 스케일을 가질 수 있다.
결함 내부 특징의 일 예시는 유효 결함 사이즈(370, 740)이다. 유효 결함 사이즈(370, 740)가 더 클수록 그 우선순위도 더 높다. 결함의 우선순위의 정의에 영향을 주는 결함 수리의 측면들은 예컨대 결함(920)의 수리를 위해 요구되는 아웃레이다. 결함(920)의 우선순위의 평가의 일부의 역할을 하는 추가 측면의 예시는 결함의 수리의 복잡성 및 리스크다.
2개의 그룹으로 마스크 블랭크(950)의 결함(920)을 분류하고 제 2 그룹에서 결함에 우선순위를 부여하는 대신, 또한 2개 이상의 그룹으로 결함을 나누는 것이 가능하다. 이러한 경우에, 수리불가한 결함은 제 1 그룹으로 분류된다. 수리가능한 결함은 그 우선순위에 따라 추가 그룹에 할당된다.
또한, 제 1 그룹에 제 2 그룹에 대한 결함을 할당하는 프로세스를 전환시키는 것이 가능하다. 예컨대, 높은 우선순위를 갖는 모든 결함은 제 1 그룹에서 제 1 그룹으로 다시 분포되는 것을 의미한다. 크게 확대된 제 1 그룹의 모든 결합을 보상하는 것이 불가능할 경우, 제 1 그룹에 새롭게 추가된 결함은 다시 제 1 그룹에 점진적으로 다시 할당된다.
제 2 그룹의 결함에 우선순위를 정한 후에, 상기 방법은 단계(1126)에 의해 계속된다. 이러한 단계에서, 높은 우선순위 또는 가장 높은 우선순위를 갖는 제 2 그룹의 적어도 하나의 결함이 제 1 그룹에 할당된다. 본 명세서에 기재된 방법은 단계(1126)에서 제 1 그룹에 추가된 결함의 수에 관하여 플렉서블하다. 이것에 관하여, 제 2 그룹으로부터 높은 우선순위의 하나, 2개, 5개 또는 10개의 결함은 예컨대 하나의 단계에서 제 1 그룹에 할당될 수 있다. 또한, 제 2 그룹에서 제 1 그룹으로 이동된 결함의 수가 마스크 블랭크(950)의 결함 패턴에 의존하여 만들어지는 것이 고려 가능하다.
다음 단계(1128)는 최적의 가능한 방식으로 마스크 블랭크(950)의 결함(920)의 제 1 그룹에 매칭되는 마스크 레이아웃(960)을 선택하는 단계를 도 9의 논의에서 설명되는 바와 같이 포함한다. 또한, 마찬가지로 도 9에서 기재되는 바와 같이 마스크 블랭크(950) 상의 선택된 흡수재 패턴(170)의 배열이 최적화된다.
결정 블록(1130)은 이로써 배열에 관하여 최적화되는 흡수재 패턴(170)은 제 1 그룹의 모든 결함 및 제 2 그룹으로부터 추가된 결함(920)을 보상할 수 있는 지의 여부를 결정하는 단계를 포함한다. 그렇지 않을 경우, 제 2 그룹으로부터 추가된 결함은 다시 제 2 그룹으로 지칭되며 단계(1132)에서 상기 방법은 도 9에 따라 결함의 제 1 그룹을 갖는 최적화 공정을 수행한다. 단계(1134)에서, 최적화 방식으로 배열된 흡수재 패턴(170)에 의해, EUV 마스크는 이로써 마스크 블랭크(950)로부터 제조된다.
제 2 그룹의 결함(920)은 단계(1136)에서 수리된다. 제 2 그룹의 결함(920)의 수리에 있어서, 우선, 상기 기재된 바와 같이 보상 수리의 방법을 사용하는 것이 가능하다. 또한, 특허 출원 US 61/324 467에서, 출원인은 표적화된 방식으로 기판(210, 310, 510)의 표면(115)을 변경하여 제 2 그룹의 결함(920)을 수리하는 것을 가능하게 하는 방법을 개시한다. 상가 기재된 바와 같이 본 출원인의 명의의 출원 WO 2011/161243은 이온 빔의 도움으로 마스크 기판(210, 310, 510)의 표면(115) 상에서 결함(920)의 수리를 기재한다.
단계(1128)의 최적화 단계가 마지막 단계(1142)에서 새롭게 추가된 결함을 포함하는 업데이트된 제 1 그룹의 모든 결함을 보상할 수 있는 것이 결정 블록(1130)에서 확인될 경우, 업데이트된 제 1 그룹은 단계(1140)에서 생성된다. 업데이트된 제 1 그룹은 단계(1126)에 추가된 결함을 더한 제 1 그룹을 포함한다. 단계(1144)에서, 높은 우선순위를 갖는 제 2 그룹의 하나 또는 복수의 결함은 업데이트된 제 1 그룹에 할당된다. 결함의 이러한 새로운 그룹에 있어서, 도 9를 참조하여 기재된 최적화 공정이 단계(1144)에서 수행된다.
결정 블록(1146)에서, 모든 결함(920)이 여전히 보상될 수 있는 지의 여부가 결정된다. 그렇지 않을 경우, 상기 방법은 블록(1140)으로 나아가고 먼저 생성된 업데이트된 제 1 그룹보다 더 많은 결점(920)을 포함하는 새로 업데이트 된 제 1 그룹을 생성한다. 상기 방법은, 단계(1144)에서의 최적화 공정이 모든 결함을 더는 보상할 수 없을 때까지 단계(1140, 1142, 1144)의 그리고 결정 블록(1146)의 루프를 반복한다. 단계(1148)에서, 방법은 업데이트된 제 1 그룹, 즉, 마지막 단계(1142)에 추가된 제 2 그룹으로부터의 결함을 갖지 않고 업데이트된 제 1 그룹을 결정한다. 이에 따라 결정된 업데이트된 제 1 그룹의 결함은 최적화 공정(1144)에 의해 보상될 수 있다.
상기 방법은 이로써 단계(1134)로 나아가서 최적화된 방식으로 배열된 흡수재 패턴(170)의 도움으로 마스크 블랭크(950)로부터 EUV 마스크를 생성한다. 상기 개시된 바와 같이, 제 2 그룹의 남아있는 결함은 블록(1136)에서 수리된다. 마지막으로 상기 방법은 단계(1138)에서 종료된다.
도 11의 흐름도에 도시되지 않았으나, 단계(1134)에서의 최적화된 흡수재 패턴을 이용하기 전에, 제 1 그룹의 결함의 보상을 유지하면서, 제 1 그룹의 하나 또는 다수의 결함의 효과를 적어도 부분적으로 보상하기 위하여 흡수재 패턴의 개별적인 요소를 변형하는 추가 최적화를 수행하는 것이 추가적으로 가능하다. 이것은 예컨대 흡수재 패턴의 개별적인 요소의 형태 및 사이즈를 변경함으로써 예컨대 성취될 수 있다. 제 2 그룹의 남아있는 결합을 수리할 때의 아웃레이는 단계(1136)에서 그렇게 함으로써 추가로 감소된다.
적어도 2개의 그룹으로 마스크 블랭크의 결함을 분류함으로써, 제시된 상기 방법은 마스크 블랭크의 모든 관련된 인쇄가능한 결함이 제거될 수 있는 것을 보장한다. 또한, 2개 이상의 그룹 내로의 결함의 분류는 자원 효율적인 결함 처리 프로세스를 가능하게 한다.

Claims (23)

  1. 결함들(220, 320, 520, 620, 920)을 갖는 마스크 블랭크(mask blank)(250, 350, 550, 950)로부터 비롯되는 극자외선 파장 범위용 마스크를 제조하는 방법으로서, 상기 방법은:
    a. 상기 결함들(220, 320, 520, 620, 920)을 적어도 하나의 제 1 그룹 및 적어도 하나의 제 2 그룹으로 분류하는 단계;
    b. 배열된 흡수재 패턴(170)에 의해 상기 제 1 그룹의 최대 수의 결함들을 보상하기 위해 상기 마스크 블랭크(250, 350, 550, 950) 상의 상기 흡수재 패턴(170)의 배열을 최적화하는 단계; 및
    c. 최적화된 흡수재 패턴(170)을 상기 마스크 블랭크(250, 350, 550, 950)에 적용하는 단계를 포함하는, 마스크를 제조하는 방법.
  2. 청구항 1에 있어서, 수리 방법에 의해 상기 제 2 그룹의 결함들을 적어도 부분적으로 수리하는 단계를 더 포함하는, 마스크를 제조하는 방법.
  3. 청구항 2에 있어서, 상기 결함들(220, 320, 520, 620, 920)을 수리하는 단계는, 적용된 상기 흡수재 패턴(170)의 적어도 하나의 요소를 변형하는 단계 및/또는 상기 마스크 블랭크(250, 350, 550, 950)의 표면(260, 360, 560)의 적어도 일부를 변형하는 단계를 포함하는, 마스크를 제조하는 방법.
  4. 청구항 1 내지 청구항 3 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제 2 그룹의 하나 또는 복수의 결함의 효과를 적어도 부분적으로 보상하기 위해 상기 마스크 블랭크에 적용하는 단계 전에 상기 흡수재 패턴의 하나 또는 복수의 요소를 더욱 최적화하는 단계를 더 포함하는, 마스크를 제조하는 방법.
  5. 청구항 1 내지 청구항 4 중 어느 한 항에 있어서, 단계 b.는 집적 회로를 만들기 위하여 마스크 스택(940)의 흡수재 패턴들로부터 흡수재 패턴(170)을 선택하는 단계를 포함하는, 마스크를 제조하는 방법.
  6. 청구항 1 내지 청구항 5 중 어느 한 항에 있어서, 단계 b.는 상기 마스크 블랭크(250, 350, 550)의 배향을 선택하는 단계, 상기 마스크 블랭크(250, 350, 550, 950)를 변위시키는 단계 및/또는 상기 마스크 블랭크(250, 350, 550, 950)를 회전시키는 단계를 포함하는, 마스크를 제조하는 방법.
  7. 청구항 1 내지 청구항 6 중 어느 한 항에 있어서, 결함들(220, 320, 520, 620, 920)이 흡수재 패턴(170)을 변형함으로써 수리될 수 있는 지의 여부 또는 결함(220, 320, 520, 620, 920)이 상기 흡수재 패턴(170)의 배열을 최적화함으로써 보상되어야 하는 지의 여부를 결정하려는 목적으로 상기 마스크 블랭크(250, 350, 550, 950)의 상기 결함들(220, 320, 520, 620, 920)을 특징화하는 단계를 더 포함하는, 마스크를 제조하는 방법.
  8. 청구항 7에 있어서, 상기 결함들(220, 320, 520, 620, 920)을 특징화하는 단계는 유효 결함 사이즈(370, 740)를 결정하는 단계를 더 포함하고, 상기 유효 결함 사이즈(370, 740)는 결함(220, 320, 520, 620, 920)의 대상 부분을 포함하고 있고, 수리 또는 보상 후, 상기 결함의 잔부(380)는 노광된 웨이퍼 상에서 더는 보이지 않고, 및/또는 상기 유효 결함 사이즈는 결함(220, 320, 520, 620, 920)의 특징화의 오류에 의해 및/또는 노광에 사용된 광원의 논-텔레센트리시티(non-telecentricity)를 기초로 결정되는, 마스크를 제조하는 방법.
  9. 청구항 7 또는 청구항 8에 있어서, 상기 결함들(220, 320, 520, 620, 920)을 특징화하는 단계는 상기 마스크 블랭크(250, 350, 550, 950)의 다층 구조(240, 340, 540)의 결함들(220, 320, 520, 620, 920)의 전파(660)를 결정하는 단계를 더 포함하는, 마스크를 제조하는 방법.
  10. 청구항 1 내지 청구항 9 중 어느 한 항에 있어서, 단계 a.는 결함(220, 320, 520, 620, 920)이 표면-감응 측정에 의해 감지될 수 없을 경우, 상기 결함(220, 320, 520, 620, 920)이 미리 규정된 사이즈를 초과할 경우 및/또는 상기 결함(220, 320, 520, 620, 920)의 위치(430)를 결정할 시에 상이한 측정 방법이 상이한 결과를 초래할 경우, 상기 적어도 하나의 제 1 그룹으로 상기 결함(220, 320, 520, 620, 920)을 분류하는 단계를 포함하는, 마스크를 제조하는 방법.
  11. 청구항 10에 있어서, 단계 a.는 청구항 10에 언급되지 않은 마스크 블랭크(250, 350, 550, 950)의 결함들(220, 320, 520, 620, 920)을 상기 적어도 하나의 제 2 그룹으로 분류하는 단계를 포함하는, 마스크를 제조하는 방법.
  12. 청구항 1 내지 청구항 11 중 어느 한 항에 있어서, 상기 적어도 하나의 제 2 그룹의 결함들(220, 320, 520, 620, 920)에 우선순위를 할당하는 단계를 더 포함하는, 마스크를 제조하는 방법.
  13. 청구항 12에 있어서, 상기 우선순위는: 상기 제 2 그룹의 결함을 수리하기 위한 아웃레이(outlay), 및/또는 상기 제 2 그룹의 결함을 수리할 시의 리스크 및/또는 상기 제 2 그룹의 결함을 수리할 시의 복잡성 및/또는 상기 제 2 그룹의 결함의 유효 결함 사이즈(370, 740)를 포함하는, 마스크를 제조하는 방법.
  14. 청구항 1 내지 청구항 13 중 어느 한 항에 있어서, 단계 b.를 수행하기 전에 높은 우선순위를 갖는 적어도 하나의 결함(220, 320, 520, 620, 920)을 상기 적어도 하나의 제 1 그룹에 할당하는 단계를 더 포함하는, 마스크를 제조하는 방법.
  15. 청구항 14에 있어서, 결함들(220, 320, 520, 620, 920)의 상기 제 1 그룹의 모든 결함들이 상기 흡수재 패턴(170)의 배열을 최적화함으로써 보상될 수 있는 한 높은 우선순위를 갖는 적어도 하나의 결함(220, 320, 520, 620, 920)을 상기 적어도 하나의 제 1 그룹에 할당하는 프로세스를 반복하는 단계를 더 포함하는, 마스크를 제조하는 방법.
  16. 청구항 1 내지 청구항 15 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제 2 그룹을 적어도 부분적으로 수리하는 프로세스를 2개의 하위 단계로 분할하는 단계를 더 포함하고, 제 1 하위 단계는 상기 제 1 그룹의 결함들을 보상하는 프로세스 전에 수행되는, 마스크를 제조하는 방법.
  17. 청구항 1 내지 청구항 16 중 어느 한 항에 기재된 방법에 따라 제조가능한 극자외선 파장 범위용 마스크.
  18. 극자외선 파장 범위용 마스크 블랭크(250, 350, 550, 950)의 결함들(220, 320, 520, 620, 920)을 처리하는 장치로서,
    a. 상기 결함들(220, 320, 520, 620, 920)을 적어도 하나의 제 1 그룹 및 적어도 하나의 제 2 그룹으로 분류하는 수단;
    b. 배열된 흡수재 패턴(170)에 의해 상기 제 1 그룹의 최대 수의 결함을 보상하기 위해 상기 마스크 블랭크(250, 350, 550, 950) 상의 흡수재 패턴(170)의 배열을 최적화하는 수단; 및
    c. 상기 마스크 블랭크(250, 350, 550, 950)에 최적화된 흡수재 패턴(170)을 적용하는 수단을 포함하는, 결함들을 처리하는 장치.
  19. 청구항 18에 있어서, 상기 결함들(220, 320, 520, 620, 920)을 분류하는 수단 및 흡수재 패턴(170)의 배열을 최적화하는 수단은 적어도 하나의 연산 유닛을 포함하는, 결함들을 처리하는 장치.
  20. 청구항 18 또는 청구항 19에 있어서, 상기 제 2 그룹의 결함들을 적어도 부분적으로 수리하는 수단을 더 포함하는, 결함들을 처리하는 장치.
  21. 청구항 20에 있어서, 상기 제 2 그룹의 결함들을 적어도 부분적으로 수리하는 수단은 진공 챔버에 프리커서 가스를 국소적으로 제공하기 위한 적어도 하나의 가스 피드(gas feed) 및 적어도 하나의 스캐닝 입자 현미경을 포함하는, 결함들을 처리하는 장치.
  22. 청구항 18 내지 청구항 21 중 어느 한 항에 있어서, 마스크 블랭크(250, 350, 550, 950)의 결함들(220, 320, 520, 620, 920)을 특징화하는 수단을 더 포함하고, 상기 특징화하는 수단은 스캐닝 입자 현미경, X-레이 빔 장치 및/또는 스캐닝 프로브 현미경을 포함하는, 결함들을 처리하는 장치.
  23. 청구항 1 내지 청구항 16 중 어느 한 항에 기재된 방법의 모든 단계를 수행하기 위한 명령들을 포함하는 컴퓨터 프로그램.
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