(57)【要約】【課題】半導体ウェハ等の物体上に特定のパターンを作成するのに適するマスクを設計する新規な技術、及びパターン形成工程の間にマスクパターンの効果的な置換を可能にする技術に対するニーズが存在する。【解決手段】検査システムによって模擬実施される所望の露光条件を示すデータに基づいてバイナリ空間フィルタを設計し、バイナリ空間フィルタを検査システムの光学経路に実装し、それによって、検査システムの光ビームをバイナリ空間フィルタと相互作用させることで、所望の露光条件の模擬実施を可能にするための方法及びシステム。本方法及びシステムは、検査システムで使用する空間フィルタのオンザフライ及びオンデマンドの設計及び実装／生成を可能にする。【選択図】図２Ａ
2014010459.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
検査システムの光学経路で用いるバイナリ空間フィルタを作成するために使用する方法であって、
前記検査システムによって模擬実施される所望の露光条件に対応する強度分布マップを示す強度データを受け取る段階と、
前記強度データを所定の許容範囲データに基づいて処理し、前記強度分布マップに対応するバイナリ空間フィルタを示すフィルタデータを生成して、結果的にパターン発生モジュールを作動させて前記バイナリ空間フィルタを生成するために前記フィルタデータの使用を可能にする段階と、
を含む方法。
【請求項２】
前記強度データを処理する段階は、
ｉ）前記強度データに基づいて、透過値の所定の最大個数を超えない透過値セットを決定し、前記強度分布マップの値を前記値セットと関連付け、それによって前記強度分布マップを、前記セットから選択された対応する透過値を有するブロッブへ分割する段階と、
ii）前記ブロッブの１つ又はそれ以上を、対応する透過値をそれぞれ有する１つ又はそれ以上のバイナリ透過パターンで置換し、それによって前記フィルタデータを取得する段階と、
を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記許容範囲データは、前記ブロッブの透過度において許容可能な差異を示す透過率許容範囲データと、前記ブロッブの幾何学的形状において許容可能な差異を示す幾何学的許容範囲データと、前記パターン発生モジュールの生成許容範囲を示す生成許容範囲データとのうちの少なくとも１つを含む、請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記セット内の透過値の個数は、前記強度分布マップの別個の値の個数よりも少ないことと、６個の透過値を超えないこととのうちの少なくとも一方に従う、請求項２に記載の方法。
【請求項５】
前記バイナリ透過パターンによりブロッブを置換する段階は、前記許容範囲データに基づいて、前記ブロッブの平均透過値及び合計透過値のそれぞれと実質的に同じ、平均透過率及び合計透過率の少なくとも１つを有するバイナリ透過パターンを利用して実行される、請求項２に記載の方法。
【請求項６】
前記ブロッブの１つ又はそれ以上を置換する段階は、少なくとも１つのブロッブの形状を拡大又は縮小する段階と、前記ブロッブを対応するバイナリ透過パターンで置換する段階とを含み、前記拡大段階又は縮小段階は、前記許容範囲データ及び前記パターン発生モジュールの少なくとも１つに対応する特定の所定条件に応じて実行される、請求項２に記載の方法。
【請求項７】
前記１つ又はそれ以上のバイナリ透過パターンの各々は、第１の透過値を有する領域を第２の透過値を有する領域から離間した配置を利用して形成され、前記置換する段階は、前記バイナリ透過パターンを通る平均透過率が、前記バイナリ透過パターンが関係するブロッブの透過値に実質的に等しくなるように、前記第１の領域及び第２の領域のサイズ及び密度を構成する段階を含む、請求項２に記載の方法。
【請求項８】
前記第１の領域及び第２の領域のサイズ及び密度は、前記バイナリマスクを通過する光の前記バイナリマスクからの回折効果、干渉効果、エイリアシング効果のうちの少なくとも１つを低減するように構成される、請求項７に記載の方法。
【請求項９】
前記フィルタデータを用いて、１つ又はそれ以上の穿孔箔構造と、光学面上に分散配置される液体パターンによって形成される全内部反射（ＴＩＲ）パターンとのうちの少なくとも１つを含んで形成される、前記バイナリ空間フィルタを作成する段階を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１０】
検査システムのためのバイナリ空間フィルタの作成に使用するシステムであって、
（ａ）前記検査システムによって模擬実施される所望の露光条件に対応する強度分布マップを示す強度データを受け取るように構成され動作可能な、入力モジュールと、
（ｂ）前記検査システムに対応する所定の許容範囲データを利用して前記強度データを処理し、バイナリ空間フィルタを示すフィルタデータを生成するように構成され動作可能な処理装置と、
（ｃ）前記検査システムによって前記所望の露光条件を模擬実施するために使用可能な対応するバイナリ空間フィルタを生成するように、パターン発生モジュールを動作させるための動作命令を発生させるために、前記フィルタデータを使用するように動作可能な、パターン形成コントローラと、
を備えるシステム。
【請求項１１】
前記処理装置は、
前記強度分布マップを示すデータを処理して、透過値の予め定められた最大個数を超えない複数の透過値セットを決定し、前記強度分布マップ値を前記値セットと関連付け、それによって前記強度分布マップを均一な透過値を有するブロッブに分割するようになった分類モジュールと、
前記ブロッブの１つ又はそれ以上を、１つ又はそれ以上のバイナリ透過パターンと置き換えて、それによって前記強度分布マップに対応するバイナリパターンを示す前記フィルタデータを生成するように構成された、バイナリパターン設計モジュールと、
を備える、請求項１０に記載のシステム。
【請求項１２】
前記許容範囲データは、前記ブロッブの透過値において許容可能な差異を示す透過率許容範囲データと、前記ブロッブの幾何学的形状において許容可能な差異を示す幾何学的許容範囲データと、前記パターン発生モジュールの生成許容範囲を示す生成許容範囲データとのうちの少なくとも１つを含み、前記処理装置は、前記ブロッブの形状と、前記ブロッブの透過値と、前記ブロッブに置換される前記バイナリ透過パターンとのうちの少なくとも１つを前記許容範囲データに基づいて修正し、それによって、前記許容範囲データによって与えられる許容範囲内で前記強度分布マップに対応するバイナリパターンを有する空間フィルタの設計を決定するように、構成され動作可能である、請求項１１に記載のシステム。
【請求項１３】
前記分類モジュールは、透過値セットを利用し、前記透過値の個数は、前記強度分布マップの別個の透過値の個数よりも少ないことと、６個の透過値を超えないこととのうちの少なくとも一方に従う、請求項１１に記載のシステム。
【請求項１４】
前記バイナリパターン設計モジュールは、ブロッブを、ブロッブ平均透過度又は合計透過度と実質的に同様の平均透過率又は合計透過率を有するバイナリ透過パターンで置換する段階と、置換された透過パターンを通る前記合計透過率が、前記許容範囲データによって与えられる許容範囲内でブロッブを通る前記合計透過度と実質的に同様になるように、ブロッブの形状を修正する段階とのうちの少なくとも１つを実行するように構成され動作可能である、請求項１１に記載のシステム。
【請求項１５】
前記空間フィルタ設計のバイナリパターンは、第１の透過値を有する領域が第２の透過値を有する領域から離間した配置を含み、前記バイナリパターン設計モジュールは、前記バイナリ空間フィルタを通過する光の前記バイナリ空間フィルタからの回折効果、干渉効果、及びエイリアシング効果のうちの少なくとも１つを低減するように前記第１の領域及び第２の領域のサイズ及び密度を構成するように動作可能である、請求項１１に記載のシステム。
【請求項１６】
検査システムのためのバイナリフィルタの作成に使用するシステムであって、
（ａ）前記検査システムによって模擬実施すべき所望の露光条件に対応する強度分布マップを示すデータを受け取り、前記所望の露光条件を模擬実施するためのバイナリ空間フィルタを示すフィルタデータを生成するために、前記検査システムに対応する所定の許容範囲データを利用して前記強度分布マップを処理するように構成され動作可能な、処理装置と、
（ｂ）前記フィルタデータを受け取り、前記検査システムの光学経路内に前記バイナリ空間フィルタを生成するように構成され動作可能な、フィルタ発生モジュールと、
を備え、
前記システムが、前記検査システムの光ビームを前記バイナリ空間フィルタと相互作用させることによって、前記所望の露光条件を模擬実施することを可能にするようになった、システム。
【請求項１７】
前記フィルタ発生モジュールは、前記フィルタデータを処理して、前記許容範囲データに基づいて１つ又はそれ以上の静的空間フィルタの組み合わせを選択することによって前記バイナリ空間フィルタを生成するように構成され動作可能な処理モジュールと、前記組み合わせ静的空間フィルタを前記光学経路内に挿入するように構成され動作可能なコントローラモジュールとを備える、請求項１６に記載のシステム。
【請求項１８】
前記フィルタ発生モジュールは、前記コントローラに接続可能であり、１つ又はそれ以上の静的空間フィルタの前記光学経路内への制御可能な挿入を可能にするように構成され動作可能な支持体モジュールを備え、前記支持体モジュールは、各々が１つ又はそれ以上の静的空間フィルタを支持する少なくとも２つの回転台を備える多回転台支持体組立体と、複数の静的空間フィルタを支持し、前記複数の静的空間フィルタのうちの少なくとも１つを前記光学経路内に選択的に挿入するように構成され動作可能なカセット組立体と、を備える、請求項１７に記載のシステム。
【請求項１９】
前記フィルタ発生モジュールは、
（ａ）過渡的液体パターンの堆積に曝される光学面と、
（ｂ）前記バイナリ空間フィルタを示す前記データを受け取り、前記光学面上への対応する過渡的液体パターンの堆積を実行して、前記バイナリ空間フィルタに対応する異なる臨界全内部反射角を有する領域の配置を形成するようになった液体分散配置モジュールと、
（ｃ）実質的に平行な光線の一部分が、前記光学面上に入射する際に全内部反射を受け、それによって前記所望の露光条件に対応する構造化光を形成するように、前記実質的に平行な光線のビームと前記光学面との相互作用を可能にするように構成され動作可能な光ポートと、
を備える、請求項１６に記載のシステム。
【請求項２０】
前記液体分散配置モジュールは、前記光学面上への液体小滴の分散配置のために構成され動作可能なジェットプリントモジュールを備える、請求項１９に記載のシステム。
【請求項２１】
前記液体パターンを有する前記光学面は、前記光に対して実質的に透明であり、それによって前記光学面による光吸収を低減する、請求項１９に記載のシステム。
【請求項２２】
前記過渡的液体パターンの制御可能な除去のために構成され動作可能なパターン除去モジュールを備え、前記パターン除去モジュールは、前記液体を蒸発させるために前記光学面を加熱する段階、前記液体を拭き取る段階、前記液体を吹き払う段階、前記光学面の親和性を変更する段階のうちの少なくとも１つを実行することによって、前記液体を前記光学面から取り除くように構成され動作可能である、請求項１９に記載のシステム。
【請求項２３】
前記光学面は、特定の屈折率Ｎを有し、第１の臨界全内部反射角Θ1＝ａｒｃｓｉｎ（Ｎ1／Ｎ）と関連付けられた第１の屈折率Ｎ1を有する周辺環境と界面接触し、前記液体は、前記第１の全内部反射角Θ1とは異なる第２の臨界全内部反射角Θ2＝ａｒｃｓｉｎ（Ｎ2／Ｎ）と関連付けられた第２の屈折率Ｎ2を有する、請求項１９に記載のシステム。
【請求項２４】
前記光ポートは、前記第１の臨界全内部反射角Θ1と前記第２の臨界全内部反射角Θ2との間の角度Θで、実質的に平行な光線のビームが前記光学面と相互作用できるように構成され動作可能であることを特徴とする請求項２３に記載のシステム。
【請求項２５】
前記光学面及び前記液体と界面接触する周辺媒質の１つである、媒質は、前記屈折率Ｎに近い、又はそれを上回る屈折率を有し、それによって、前記光学面と前記媒質との間の界面上に入射する光線の内部反射を低減又は解消する、請求項２３に記載のシステム。
【請求項２６】
前記構造化光は、前記液体と界面接触する領域の外側の前記光学面の領域から内部反射される、請求項２５に記載のシステム。
【請求項２７】
過渡的液体パターン及び前記小滴は、回折効果を低減するように十分に大きいサイズである、請求項２０に記載のシステム。
【請求項２８】
検査システムのためのバイナリ空間フィルタを作成に使用する方法であって、
前記検査システムによって模擬実施される所望の露光条件に対応する強度分布マップを示す強度データを受け取る段階と、
前記検査システムに対応する所定の許容範囲データに基づいて前記強度データを処理し、それによって、前記所望の露光条件を模擬実施するようになったバイナリ空間フィルタを示すフィルタデータを生成する段階と、
前記検査システムの光学経路内に前記バイナリ空間フィルタを生成するようにフィルタ発生装置を動作させ、それによって、前記検査システムの光ビームを前記フィルタと相互作用するように導くことで、前記所望の露光条件を模擬実施することを可能にする段階と、
を含む方法。
【請求項２９】
前記フィルタ発生装置を動作させる段階は、光学面上に液体パターンを分散配置して、前記バイナリ空間フィルタに対応する領域の過渡的パターンを形成し、前記領域と相互作用する光に対して異なる臨界全内部反射角をもたせて、それによって、前記所望の露光条件を模擬実施するために、光と前記パターンとの相互作用を可能にする、請求項２８に記載の方法。
【請求項３０】
前記領域と相互作用する実質的に平行な光線の一部分が全内部反射を受け、それによって、前記所望の光源マスクに対応する構造化光を形成するように、前記光線のビームを前記光学面と相互作用させる、請求項２９に記載の方法。
【請求項３１】
前記パターン発生モジュールを動作させる段階は、バイナリ空間フィルタを示す前記データを処理して、前記許容範囲データに基づいて前記バイナリ空間フィルタに対応する１つ又はそれ以上の静的空間フィルタの組み合わせを選択する段階と、前記静的空間フィルタの組み合わせを光ビームの光学経路内に配置して、前記光ビーム上に前記所望の露光条件を模擬実施するためパターンを形成する段階とを含む、請求項２８に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般的に、フォトリソグラフィ等のパターン形成技術の分野にあり、バイナリ空間フィルタを作成する方法及びシステムに関し、具体的には、例えば空中結像で用いるための空間フィルタ形成の最適化を目的としている。
【背景技術】
【０００２】
リソグラフィは、集積回路、磁気デバイス、及び他のデバイス等の様々なパターン形成された構造体の製造に広く用いられている技術である。リソグラフィでは、最終製品は多段階工程で製造され、最初のパターンの作成のために、「レジスト」材料（電磁放射線に感受性がある）が生成される。レジスト材料の異なの領域を異なる放射線量に露光させることによって、レジスト材料にパターンが形成される。放射線、例えば、紫外（ＵＶ）範囲又は深ＵＶ（ＤＵＶ）範囲、もしくはｘ線領域の光学放射線が、マスク（例えば、レチクル）を通じて「レジスト」材料の上に投影される。
【０００３】
パターン形成システム及び／又は検査システムで用いられるいくつかのタイプのマスクが存在する。これには、例えば、バイナリレチクル及び位相シフトマスクが含まれる。マスクパターン内の欠陥は、物体上に欠陥パターンが作成されるという結果につながる。レチクル／マスク内の欠陥は、マスクパターンの誤った設計の結果である可能性がある。また、欠陥は、レチクルの製作工程、並びに後続の処理及び処置の間に発生する可能性もある。レチクル／マスクを製造する工程は、一般的に物体（例えば、ウェハ）パターン形成工程と同様である。例えば、レチクル製造の目標は、ガラス等の実質的に透明な基板上の比較的薄いクロム層等の不透明材料にパターンを形成することである（例えば、クロムオンガラスＣＯＧレチクル）。
【０００４】
レチクル／マスクの設計技術及びパターン形成技術を最適化するための様々な技術が開発されている。これらの技術のいくつかの例が以下の特許公報に説明されている。
【０００５】
米国特許公開第２００２／１４０９２０号には、所望のパターンを生成するように互いに最適化された照明とマスクパターンとの組み合わせを用いて半導体上にパターンをリソグラフィでプリントするためのシステム及び方法が記載されている。照明及びマスクパターンの両方を最適化する方法は、プリントされる所望のパターンの幾何形状による制約を受けないマスクパターンの生成を可能にする。従って、この方法は、所望のプリントパターンがリソグラフィシステムの分解能限界に近づく臨界寸法を有する場合であっても、高品質の像をもたらす。この方法を用いた結果として生じるマスクパターンは、プリントされる所望のパターンに明確には対応しない。このようなマスクは、像の低輝度区域を定義するために相殺的干渉を利用し、所望のプリントパターンに適合するための制約を受けない位相シフト技術を含むことができる。
【０００６】
米国特許第５，３２６，６５９号には、光学リソグラフィ又は他の投影プリントのためのマスクを作成するための方法が記載されており、マスクはマスクパターンによって表される。マスクは、マスクに光が照射されると、ウェハの表面上に実質的にバイナリの出力像を与える。光はマスクを通過して、様々な強度でウェハ上に達し、この強度は、出力強度値によって表され、その閾値によって、所定の制約条件の出力像が生成される。この方法は、バイナリ出力像を表すサンプリング点を定義する段階を含む。これらのサンプリング点は、合計目的関数を与えるように組み合わせられる局所目的関数を定義するために用いられる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】米国特許公開第２００２／１４０９２０号公報
【特許文献２】米国特許第５，３２６，６５９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明者は、半導体ウェハ等の物体上に特定のパターンを作成するのに適するマスクを設計する新規な技術、及びパターン形成工程の間にマスクパターンの効果的な置換を可能にする技術に対するニーズが存在することを究明した。
【０００９】
例えば、公知の検査技術／パターン形成技術（例えば、空中検査において用いられるもの）は、検査光ビームをフィルタリングし、所望の露光条件を模擬実施するために静的空間フィルタ（例えば、光源マスク）を利用する。かかる静的空間フィルタは、一般的に、穿孔箔構造、クロムオンガラス（ＣＯＧ）技術、又は他の同等の技術を利用して形成される。一般的な空中検査システムは、約１５個の空間フィルタを収容し、約１５通りの露光条件をシミュレーション／生成するために、これらをそれぞれ用いることができる。かかるシステムでは、空間フィルタの置換に時間を要する場合があるので、コスト高の手順でもある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
このことから本発明は、検査システムで用いるための空間フィルタのオンザフライ及びオンデマンドの設計及び実装／生成を可能にする完全な解決策を実現する。本発明は、検査システムによって取得してシミュレーションすべき所望の露光条件に対応する露光条件（ＥＣ）分布マップを受け取り、光源をフィルタリング／マスキングし、所望の露光条件を模擬実施する光パターンを発生させるために用いることができる対応する空間フィルタを設計及び実装することを可能にする。
【００１１】
この点に関して、異なるタイプの検査システム、特に空中検査システムは、実験室環境及び生産環境等の様々な異なる環境において機能し、結果的に異なる性能特性を用いて構成できることに留意されたい。例えば、Ａｐｐｌｉｅｄ  Ｍａｔｅｒｉａｌｓ社のＡｅｒａ（商標）システムは、生産環境で使用できる空中検査システムである。生産環境では、空中検査システムは、検査対象物体のパターン欠陥を識別して、更に一層厳密な検査（すなわち精査）のために生産ラインからのかかる物体の除去を可能にするために、一般的に生産ラインに沿って提供され、検査対象物体の広範囲にわたる区域の（例えば、ウェハ又はレチクルの区域の大部分を検査する）検査（例えば、高速検査）を実現する必要がある。生産環境では、Ａｅｒａ（商標）等の空中検査システムは、一般的に、生産を容易にして遅延させないように高いスループットを実現し、一方で欠陥を有する物体／ウェハの低い誤識別率を実現することが要求される。
【００１２】
一方で、空中検査システムは、実験室内（又は生産ラインの外部）でウェハを精査する役割を果たすこともでき、この精査には、高い検査スループットの要件は存在しないものの、高レベルの精度が要求される。Ｃａｒｌ  ＺｅｉｓｓのＡＩＭＳ（商標）は、高いスループットが必要とさない可能性がある環境においてウェハを精査するために空中結像を利用する精査システムの一例である。
【００１３】
多くの場合、生産環境における検査システムの動作の著しい遅延は、生産ライン上で生産される物体／パターンの検査に適する適切な空間フィルタを設計する／生成する段階に関連する手順から生じる。更に、かかる遅延は、場合によっては検査光ビームの光学経路内での空間フィルタの導入及び配置に関連する場合もある。
【００１４】
生産ラインの外部で動作する精査システムに比べて、生産環境では、欠陥を有する可能性がある物品／物体を、かかる欠陥物体の低い誤識別率でもって識別するために要求される光条件は厳しくない。生産ラインでは、低い欠陥誤識別率が要求されるが、生産ライン上での検査を通過しない物品／ウェハは、生産ラインの外部で実施される精査（正確な検査）のために移送されることから、それ程厳しくない不良判定識別率を許容可能とすることができることに留意されたい。
【００１５】
この点に関して、空中検査システムは、多くの場合、ウェハのフォトレジスト層上にパターンを投影するための種々のステッパで用いられ、レチクルを検査するために利用される。この目的で、特定のステッパでの使用に向けて、かかるレチクルを検査するために、検査システムによって与えられる露光条件は、特定のステッパの露光条件を模擬実施する必要がある。一般的にこの模擬実施は、検査システムの検査光ビームの光学経路に配置された空間フィルタ（光源マスク）を利用して実現される。光源マスクは、特定のステッパの露光条件を模擬実施するために、このステッパに従って設計される。多くのタイプのステッパが存在することから、一般的に検査システムでは光源マスクの交換が頻繁に必要となる。このことは、光源マスクの設計、生成、及び／又は置換に要する時間に起因する場合がある検査の著しい遅延に関連する。
【００１６】
このことから、本発明の発明者は、十分な許容範囲で所望の露光条件を模擬実施し、欠陥物品の良好な識別率及びかかるウェハの低い誤識別率を実現するために、生産環境における空中検査が、バイナリ空間フィルタを利用できることを見出した。レチクル欠陥の低い誤識別率を実現するためには、模擬実施される露光条件は、ステッパの露光条件を近似するだけでよい。このことは、欠陥の存在のみが判定される場合には、正確なパターンを実際にウェハのフォトレジスト層上にプリントするために必要なステッパの厳しい露光条件と比較して、必要とされる露光条件が厳しくない場合があるためである。これにより、所望の露光条件を模擬実施するためのバイナリ空間フィルタの使用が容易になる。
【００１７】
従って、本発明は、かかるバイナリ空間フィルタをオンザフライで設計及び作成／実装し（例えば、検査システムと関連するパターン発生モジュールによって）、結果的に生産ラインにおける高いスループットを容易にし、光学経路へのフィルタの導入時の、フィルタの設計及び作成に関連する、可能性がある遅延を阻止するためのシステム及び方法を実現する。更に、本発明は、所望の露光条件に対応する空間フィルタ（光源マスク）をプログラム的に設計し、実装することを可能にする。このことは、ＥＣ分布マップを、異なる透過特性を有する離間した領域のパターンを示すバイナリ空間フィルタ設計へと適切に変換することによって実現される。一般的に、このパターンは、検査システムで用いられる光（パターン形成システムで用いられる光の波長）に対して実質的に不透明の特性と実質的に透明の特性とを有する領域のパターンである。
【００１８】
更に、本発明は、かかるバイナリ空間フィルタ（例えば、バイナリ光源マスク）の過渡的／動的なフィルタとしてのオンザフライ実装設計を可能にする。本発明によると、この設計は、ＵＶ、ＤＵＶ、Ｘ線等の様々な波長領域で動作するように構成することができる空間光変調器を実現する新しいビーム成形技術を利用することによって実現することができる。
【００１９】
本発明の１つの広範な態様によると、検査システムの光学経路で用いるためのバイナリ空間フィルタを作成するために用いるための方法が実現される。本方法は、検査システムによって模擬実施される所望の露光条件に対応する強度分布マップを示す強度データを受け取る段階と、所定の許容範囲データに基づいて強度データを処理して、バイナリ空間フィルタを示すフィルタデータを発生させ、それによってバイナリ空間フィルタを作成するようにパターン発生モジュールを動作させるためのフィルタデータを用いることを可能にする段階とを含む。
【００２０】
強度分布マップを示す入力データは、実際には、パターン形成対象の物体上で取得すべきパターンのグレーレベル画像によって表すことができる。好ましくは、入力強度分布マップとバイナリフィルタによって取得可能なパターンとの間の容認することができる関係（相関度）を示す所定の許容範囲データが最初に提供される。
【００２１】
いくつかの実施形態では、強度分布マップの処理段階は、透過値の所定の最大個数を超えない透過値セットを決定し、強度分布マップの値を透過値セット内の値と関連付け、それによって強度分布マップを、透過値セットから選択された対応する透過値を有するブロッブ（ｂｌｏｂ）に分割する段階と、ブロッブのうちの１つ又はそれ以上を、対応する透過値を有する１つ又はそれ以上のバイナリ透過パターンで置換し、それによって強度分布マップに対応するバイナリ空間フィルタを示すフィルタデータを得る段階とを含む。この目的のために、上記の処理において用いられる許容範囲データは、例えば、（ｉ）ブロッブの透過度において許容可能な差異を示す透過率許容範囲データと（例えば、受け取った強度分布マップの対応する領域により透過度と比較しての）、（ｉｉ）ブロッブの幾何学的形状において許容可能な差異を示す幾何学的許容範囲データと、（ｉｉｉ）パターン発生モジュールの生成許容範囲を示す生成許容範囲データとのうちのいずれかを含むことができる。
【００２２】
好ましくは、透過値セットは、強度分布マップの別個の値の個数よりも少ない透過値を有する。例えば、透過値セットは、実質的に６個の透過値を超えない。
【００２３】
強度分布マップのブロッブへの分割は、透過値セットからの対応する透過値によるこの分布マップの値の置換を含むことができる。
【００２４】
いくつかの実施形態によると、バイナリ透過パターンによるブロッブの置換は、ブロッブの平均透過値又は合計透過値それぞれと実質的に同様の平均透過率又は合計透過率を有するバイナリ透過パターンを利用して行われる。いくつかの実施形態では、バイナリ透過パターンによるブロッブの置換は、バイナリ透過パターンが、ブロッブを通る合計透過度と実質的に同様の（例えば、許容範囲データ内に指定された特定の所定条件に応じて同様の）合計透過度を有するように、ブロッブを置換する少なくとも１つのバイナリ透過パターンを拡大又は縮小する段階を含むことができる。
【００２５】
１つ又はそれ以上のバイナリ透過パターンの各々は、第１の透過値を有する領域が第２の透過値を有する領域によって離隔される配置を利用して形成することができる。この場合、バイナリ透過パターンによるブロッブの置換は、バイナリ透過パターンを通る平均透過率が、このバイナリ透過パターンが関係するブロッブの透過値に実質的に等しくなるように、第１及び第２の領域のサイズ及び密度を構成する段階を含む。第１及び第２の領域のサイズ及び密度は、バイナリマスクを通過する光のバイナリマスクからの回折効果と、干渉効果と、エイリアシング効果との少なくとも１つを低減するように構成される。
【００２６】
いくつかの実施形態では、バイナリ空間フィルタを示すフィルタデータを用いて、穿孔箔構造の形態にあるフィルタが作成される。
【００２７】
いくつかの実施形態では、フィルタデータを用いて、光学面上に分散配置された対応する液体パターンによって形成された全内部反射（ＴＩＲ）パターンの形態にあるフィルタが作成される。この目的のために、入力光は、液体パターンを支持する光学面と相互作用するように導かれ、それによってバイナリ空間フィルタに対応する構造化光が作成される。
【００２８】
本発明の他の広範な態様によると、検査システムのためのバイナリ空間フィルタの作成に用いるためのシステムが提供される。システムは、検査システムによって模擬実施すべき所望の露光条件に対応する強度分布マップを示す強度データを受け取るように構成されて動作可能な入力モジュールと、所定の許容範囲データを利用して強度データを処理し、バイナリ空間フィルタを示すフィルタデータを発生させるように構成されて動作可能な処理装置と、検査システムによって所望の露光条件を模擬実施するのに使用可能な対応するバイナリ空間フィルタを作成するようにパターン発生モジュールを動作させるデータを発生させるためにフィルタデータを用いるように動作可能なパターン形成コントローラと、を備える。
【００２９】
処理装置は、分類モジュールとバイナリパターン設計モジュールとを備えることができる。分類モジュールは、強度データを処理して、透過値の所定の最大個数を超えない複数の透過値セットを決定し、強度分布マップの値を複数の透過値セットの値と関連付け、それによって強度分布マップを、均一な透過値を有するブロッブに分割するようになっている。バイナリパターン設計モジュールは、ブロッブの１つ又はそれ以上を１つ又はそれ以上のバイナリ透過パターンで置換／代替えし、それによって強度分布マップに対応するバイナリパターンを有するバイナリ空間フィルタを示すフィルタデータを生成するように構成される。
【００３０】
分類モジュールは、強度分布マップの別個の透過値の個数よりも少ない透過値セットを利用することができる。関連付けモジュールは、強度分布マップの値を、関連付けデータの対応する透過値で置換することによって、分布マップをブロッブへと分割するように構成して動作可能とすることができる。システムは、前述の透過率許容範囲データ、幾何学的許容範囲データ、及び／又は生成許容範囲データを含む許容範囲データ、場合によってはバイナリ空間フィルタの十分な設計及び生成を容易にすることができる他のタイプの許容範囲を利用することができる。この目的で、強度分布マップに対応するバイナリパターンを有する空間フィルタの設計を決定するために、処理装置は、許容範囲データに基づいて、（ｉ）ブロッブの形状、（ｉｉ）ブロッブの透過値、（ｉｉｉ）ブロッブに代替えされるバイナリ透過パターンのいずれかを修正するように構成して動作可能とすることができる。この点に関して、バイナリフィルタの特性（例えば、ブロッブの形状、透過値等）に関して本明細書に記載する「等しい」、「同様」、及び「実質的に同様」という表現は、許容範囲データに示される類似性の基準／所定の条件に関連して考慮されたい。
【００３１】
バイナリパターン設計モジュールは、少なくとも１つのブロッブを、ブロッブの平均透過度又は合計透過度と実質的に同様の（許容可能な許容範囲に基づいて同様の）平均透過率又は合計透過率を有するバイナリ透過パターンで置換するように構成して動作可能とすることができる。もしくは、パターン作成モジュールは、ブロッブをバイナリ透過パターンで置換し、バイナリ透過パターンを通る合計透過率が、ブロッブを通る合計透過度と実質的に同様となるように、バイナリ透過パターンを拡大又は縮小するように動作可能とすることができる。
【００３２】
バイナリパターン設計モジュールは、第１の透過値を有する領域が第２の透過値を有する領域から離間した配置を備えるバイナリ空間フィルタを示すデータを生成するように動作可能とすることができる。いくつかの実施形態では、このことは、フィルタ内のバイナリ透過パターンを通る平均透過率が、これらのバイナリ透過パターンが関連するブロッブのそれぞれの透過値に実質的に等しくなるように、第１及び第２の領域のサイズ及び密度を設計することによって実行することができる。バイナリパターン設計モジュールは、バイナリ空間フィルタを通過する光のバイナリ空間フィルタからの回折効果、干渉効果、エイリアシング効果のうちの少なくとも１つを低減するように、第１及び第２の領域のサイズ及び密度を構成して動作可能とすることができる。
【００３３】
システムは、光学チャネルと関連付けられ、バイナリ光源マスクに対応する液体パターンを光学チャネルの光学面上に分散配置し、それによってバイナリ光源マスクを示す構造化光の作成を可能にするように構成され動作可能なパターン発生モジュールを更に含むことができる。
【００３４】
本発明は、他の態様において、光学フィルタを生成する方法及びシステムを提供する。フィルタを生成する方法は、光学面上に液体パターンを分散配置し、構造化光の作成のための所望の空間フィルタに対応し、領域と相互作用する光に対して異なる臨界全内部反射角を有する過渡的パターンの領域を形成する段階を含む。
【００３５】
本方法は、領域と相互作用する実質的に平行な光線の一部分が全内部反射を受け、それによって所望の光源マスクに対応する構造化光を形成するように、光線ビームを光学面と相互作用させる段階を含むことができる。
【００３６】
光線を完全に反射する領域は、光学面上に分散配置された液体の領域、又は液体領域と液体領域との間の間隙とすることができる。液体パターンを有する光学面は、好ましくはこの光に対して実質的に透明であり、それによって光学面の光吸収が低減する。
【００３７】
過渡的領域パターンは、選択的に除去することができ、異なるパターンによる過渡的領域パターンの置換を可能にする。液体パターンの除去は、液体を蒸発させるために光学面を加熱する段階、液体を拭き取る段階、液体を吹き払う段階、光学面の親和性を変更する段階のうちの少なくとも１つを実行することによって、液体を光学面から取り除くことによって実施することができる。
【００３８】
検査システムのための空間フィルタを作成する本発明のシステムは、検査システムによって模擬実施される所望の露光条件に対応する強度分布マップを受け取って処理するように構成され動作可能な処理装置と、フィルタデータを受け取って、それによって示されるバイナリ空間フィルタを検査システムの光学経路に生成するように構成され動作可能なフィルタ発生モジュールとを含む。処理は、検査システムに対応する所定の許容範囲データを利用して実施することができる。処理装置は、所望の露光条件を模擬実施するためのバイナリ空間フィルタを示すフィルタデータを生成するように適合されて使用可能である。従って、検査システムは、検査システムの光ビームとバイナリ空間フィルタとの相互作用を可能にすることによって、所望の露光条件を模擬実施することを可能にする。
【００３９】
本発明のいくつかの実施形態によると、フィルタ発生モジュールは、フィルタデータを処理して、一緒になってバイナリ空間フィルタを形成する、１つ又はそれ以上の静的空間フィルタの組み合わせを許容範囲データに基づいて選択するように構成され動作可能な処理モジュールを含む。かかる実施形態では、フィルタ発生モジュールは、所望の露光条件を模擬実施するために、選択された組み合わせ静的空間フィルタを光学経路に挿入するように構成され動作可能なコントローラモジュールを含むか又はそれと関連付けることもできる。特に、いくつかの実施形態では、フィルタ発生モジュールは、コントローラに接続可能であり、１つ又はそれ以上の静的空間フィルタの光学経路への制御可能な挿入を可能にするように構成され動作可能な支持体モジュールを含む。支持体モジュールは、（ｉ）各々が１つ又はそれ以上の静的空間フィルタを支持する少なくとも２つの回転台を含む多回転台支持体組立体と、（ｉｉ）複数の静的空間フィルタを支持し、複数の静的空間フィルタのうちの少なくとも１つを光学経路内に選択的に挿入するように構成され動作可能なカセット組立体とのうちのいずれかを含むことができる。
【００４０】
代替的に又は追加的に、本発明のいくつかの実施形態によると、フィルタ発生モジュールは、過渡的空間フィルタを生成するためのシステムを含む。システムは、過渡的液体パターンを支持するための光学面と、所望の空間フィルタを示すフィルタデータを受け取り、光学面上に対応する過渡的液体パターンを分散配置して、所望の空間フィルタに対応する異なる臨界全内部反射角を有する領域の配列を形成するようになった液体分散配置モジュールとを含む。
【００４１】
所望の空間フィルタに対応する構造化光の発生のための本発明のシステムは、過渡的液体パターンの堆積に曝される光学面と、所望の空間フィルタを示すフィルタデータを受け取り、光学面上への対応する過渡的液体パターンの堆積を実行して、所望のフィルタに対応する異なる臨界全内部反射角を有する領域の配置を形成するようになった液体分散配置モジュールと、実質的に平行な光線の一部分が、光学面上に入射する場合に全内部反射を受け、それによって所望の空間フィルタに対応する構造化光を形成するように、光線のビームが光学面と相互作用するように構成され動作可能な光ポートとを備える。
【００４２】
本発明を理解し、実際に本発明を実施する方法を把握するために、添付図面を参照して、単なる非限定的な例として以下に実施形態を説明する。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】本発明のフィルタ／マスク設計システムを利用する、パターン形成システムで用いられるマスクを作成するめのオンデマンドパターン形成技術を実施するためのパターン形成システムの実施例を概略的に示すブロック図である。
【図２Ａ】フィルタ／マスク設計システムの構成及びバイナリ空間フィルタ（例えば、バイナリ光源マスク）のパターンを設計するための方法を例示する。
【図２Ｂ】フィルタ／マスク設計システムの構成及びバイナリ空間フィルタ（例えば、バイナリ光源マスク）のパターンを設計するための方法を例示する。
【図３Ａ】図２Ａ及び図２Ｂの方法を用いて、入力された露光条件分布マップを処理することによるバイナリ空間フィルタパターンの設計を例示する。
【図３Ｂ】図２Ａ及び図２Ｂの方法を用いて、入力された露光条件分布マップを処理することによるバイナリ空間フィルタパターンの設計を例示する。
【図３Ｃ】図２Ａ及び図２Ｂの方法を用いて、入力された露光条件分布マップを処理することによるバイナリ空間フィルタパターンの設計を例示する。
【図３Ｄ】図２Ａ及び図２Ｂの方法を用いて、入力された露光条件分布マップを処理することによるバイナリ空間フィルタパターンの設計を例示する。
【図３Ｅ】図２Ａ及び図２Ｂの方法を用いて、入力された露光条件分布マップを処理することによるバイナリ空間フィルタパターンの設計を例示する。
【図３Ｆ】図２Ａ及び図２Ｂの方法を用いて、入力された露光条件分布マップを処理することによるバイナリ空間フィルタパターンの設計を例示する。
【図３Ｇ】図２Ａ及び図２Ｂの方法を用いて、入力された露光条件分布マップを処理することによるバイナリ空間フィルタパターンの設計を例示する。
【図４Ａ】バイナリフィルタ（光源マスク）の動的な実装／生成のための、本発明による実施方法及びシステムの概略図である。
【図４Ｂ】バイナリフィルタ（光源マスク）の動的な実装／生成のための、本発明による実施方法及びシステムの概略図である。
【図４Ｃ】本発明によるマスク実装の可能性のある構成の概略図である。
【図４Ｄ】本発明によるマスク実装の可能性のある構成の概略図である。
【図４Ｅ】本発明によるマスク実装の可能性のある構成の概略図である。
【図４Ｆ】本発明によるマスク実装の可能性のある構成の概略図である。
【図４Ｇ】本発明によるマスク実装の可能性のある構成の概略図である。
【図４Ｈ】本発明によるマスク実装の可能性のある構成の概略図である。
【図５Ａ】擬似動的バイナリ光源マスク実装のために、本発明によって構成されたフィルタ実装／生成システムの別の実施例の概略図である。
【図５Ｂ】擬似動的バイナリ光源マスク実装のために、本発明によって構成されたフィルタ実装／生成システムの別の実施例の概略図である。
【図５Ｃ】擬似動的バイナリ光源マスク実装のために、本発明によって構成されたフィルタ実装／生成システムの別の実施例の概略図である。
【図６Ａ】本発明の別の実施形態によって構成されたフィルタ実装システムの実施例の概略図である。
【図６Ｂ】本発明の別の実施形態によって構成されたフィルタ実装システムの実施例の概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００４４】
本発明によると、かかるマスクの空中結像及び過渡的な生成といった、パターン形成システム及び検査システムにおいて使用するためのバイナリ空間フィルタのオンデマンドのパターン形成を可能にする方法及びシステムが提供される。本発明は、１つの態様において、新しいバイナリフィルタ設計システムを提供し、いくつかの他の態様において、バイナリフィルタ設計システムを利用するか又は利用しない新規なパターン発生システム（例えば、マスク作成システム）を提供する。本発明の原理及び動作は、図面及びそれに伴う説明を参照することによって、より良く理解することができる。
【００４５】
本発明の例示的な実施形態を詳細に説明する前に、本発明は、その適用において、以下の説明に開示される又は図面に示される構成要素の構造及び配置の詳細内容に限定されないことを理解されたい。本発明は、他の実施形態が可能であり、様々な手法で実行又は実施することができる。本明細書で用いる場合、本発明の例示的な実施を説明する「例えば」、「〜といった」という表現、及びこれらの変化形は、本質的に例示的であり、限定的ではない。同様に、本明細書で用いる表現法及び用語法は説明目的のものであり、これらを、限定的であると見なすべきではないことを理解されたい。
【００４６】
図１を参照すると、オンデマンドパターン形成技術を実施してバイナリ空間フィルタを作成するための本発明のフィルタ設計システム１００を利用するパターン形成システム１０の実施例が、ブロック図の形態で示されている。システム１０は、ウェハ、レチクル、又は他の物品のパターン形成／検査において更に用いられる構造化放射線（光）Ｌ２を発生させるためのオンデマンドパターン形成システム２０を含む。図１には、オンデマンドパターン形成システム２０によって作成されたバイナリフィルタを用いることができる、及び／又はバイナリフィルタ設計システム１００の動作のフィードバック制御において用いることもできる、空中検査システム４００が示されている。オンデマンドパターン形成システム２０は、本発明のフィルタ設計システム１００を含む。
【００４７】
フィルタ設計システム１００は、所望の露光条件（ＥＣ）に対応するＥＣ分布マップ１５９の形態の強度分布マップを示す強度データを受け取り、このデータを、所望の光構造を作成するために使用される最適化バイナリマスクのバイナリパターンを示すフィルタデータを発生させるように構成され動作可能である。従って、本実施例では、フィルタ設計システム１００の出力は、オンデマンドパターン形成システム２０のパターン発生モジュール２００に直接接続される。
【００４８】
しかしながら、フィルタ設計システムの出力は、記憶デバイスに記憶して、追加的なフィルタ／マスク作成においてオフラインで用いることができることに留意されたい。フィルタ実装システム２２に関しては、本発明によれば、以下に詳細に説明するように、バイナリフィルタ設計パターンに基づいてフィルタを作成するように構成して動作可能とすることができる。
【００４９】
ここで、本明細書では、「露光条件（ＥＣ）分布マップ、例えば強度分布マップ及び透過率条件（ＴＣ）分布マップ」という用語は、一般的に２次元分布マップの値（例えば、スカラー又はベクトル）を表すために使用されることに留意されたい。かかる分布マップは、画像（例えば、ピクセル画像）として表すことができるので、以下ではこれらの分布マップは、画像用語法を用いて説明及び参照する場合がある（例えば、かかる分布マップ内の値をピクセルとも呼ぶ）。本発明に関する特定の用途では、ＥＣ分布マップ内の値は、入力光のマスク通過／マスクとの相互作用の後に、例えば、空中結像／検査システムによって使用／制御することができる結像平面において取得することになる光強度分布を示す。ＴＣ分布マップ内の値は、ＥＣ分布マップで定義される露光条件を模擬実施するように設計された空間フィルタ／光源マスクの（すなわちマスク平面内の）透過率／反射率分布を示すことができる。
【００５０】
本明細書では、バイナリパターン、バイナリ分布マップという用語、及び同様の用語は、２次元分布マップであって、この分布マップ上の各点を、２つの値のうちの１つと（例えば、バイナリ値／ブール値と）関連付ける分布マップを表すために用いることも留意されたい。かかるバイナリパターンは、例えば、２色画像／２階調透過画像、バイナリ特性の空間光変調器（ＳＬＭ）（例えば、透過性／半透過性の変調器又は透過性／不透明の変調器）、パターン形成されたスクリーン、穿孔箔、及びかかるパターン又はそのデジタル表現を示すデータを含む、動的／過渡的なマスク又は静的なマスクで表現／実装することができる。
【００５１】
図１の本実施例では、パターン形成システム２０は、パターン発生モジュール２００によって形成された最適化バイナリ空間フィルタ４２０をレチクル検査において利用する空中検査システム４００と関連する。随意的に、空中検査システム４００は、フィルタ設計システム１００にフィードバック制御信号を供給することができる。空中検査システム４００は、フィルタ４２０を通って検査／結像平面ＰＬに位置決めされる、パターン形成及び／又は検査される物体に向かって伝播する検査光Ｌ１（一般的に紫外（ＵＶ）領域又は深ＵＶ（ＤＵＶ）領域）を供給する光ポート４１０を含む。
【００５２】
一般的に、フィルタ実装システム２２は、光Ｌ１が、フィルタ４２０と相互作用した後に、検査平面ＰＬへと伝播するパターン形成／構造化光Ｌ２を形成するように、光Ｌ１の伝播経路内にフィルタを保持するために用いられるフィルタ支持体モジュール３００を含む。
【００５３】
以下に詳細に説明するように、本発明によれば、フィルタ支持体モジュール３００は、光Ｌ１と所望の空間フィルタとの相互作用を選択的に与えるように構成することができる。所望の空間フィルタは、本発明のパターン発生モジュール２００によって作成された動的／擬似動的なフィルタ／マスクとすることができる。パターン発生モジュール２００は、空中検査システム４００が用いる波長領域に従って構成し、それに従って動作可能とすることができ、これらの波長領域内の光を構造化／パターン形成する（例えば、ＵＶ放射線又はＤＵＶ放射線をマスキングする）ことができる、最適化バイナリ空間フィルタ（４２０）を実装／生成するようになっている。
【００５４】
フィルタ設計システム１００は、所望のＥＣ分布マップ１６０を受け取り、対応するバイナリ空間フィルタパターン１７０（例えば、バイナリマスク）を設計するように構成され動作可能である。次に、所望のＥＣ分布１６０に近似する構造化光Ｌ２を作成するために、フィルタ実装システム２０はバイナリマスクパターン１７０を実装することができる。随意的に、フィルタ設計システム１００は、許容範囲データ１５８を受け取るように構成され、光ビームＬ２の構造／パターンと所望のＥＣ分布１６０との間の差が、許容範囲データ１５８で供給される許容できる許容範囲レベルになるように、バイナリ空間フィルタのパターン設計に対してこのデータを利用するようになっている。前述のように、オンデマンドパターン形成システム２０は、パターン発生モジュール２００（又はそのドライバ）と関連することもでき、バイナリフィルタパターン１７０に基づいて最適化されたバイナリ空間フィルタ４２０のオンデマンド実装が可能になる。この目的のために、最適化バイナリ空間フィルタ４２０は、所望の波長で動作するのに適する任意の公知の光パターン形成技術を利用することによって実装することができる。例えば、箔上にマスクをパターン形成する（すなわち穿孔箔ＰＦマスク）、及び／又はクロムオンガラスＣＯＧマスクをパターン形成することによって、フィルタ４２０を静的マスクとして実装／生成するようにパターン発生モジュール２００を構成して動作可能とすることができる。
【００５５】
静的マスクの場合、かかるマスクの１つ又はそれ以上を支持／埋め込むようにフィルタ支持体モジュール３００を構成することができる。静的マスクを支持して、選択された１つを光源の光学経路内に挿入するようになったフィルタ支持体モジュール３００の実施例は、本技術分野においてシグマ回転台モジュールとして公知である。一般的にシグマ回転台モジュールは、その外周に沿っていくつかの静的マスクを支持することができ、中心軸の回りで回転するように取り付けられる。シグマ回転台の回転は、選択されたマスクが回転台上に入射する光と相互作用する係合を可能にする。本発明によると、コントローラユニットは、かかるシグマ回転台ツールと関連することができ、システム１００から所望のバイナリフィルタ設計を受け取り、最適な静的マスク（所望のバイナリマスクパターン１７０を最適に近似する）を、回転台の平面に向かって伝播する光の光学経路内に配置するようにシグマ回転台を切り替える／回転させるように構成して動作可能とすることができる。
【００５６】
動的（すなわち、過渡的）空間フィルタ４２０の作成を考慮すると、これは本発明によって提供される空間光変調技術を利用することによって実装することができる。この技術に従って構成される場合には、フィルタ実装システム２２は、ＵＶ領域及び／又はＤＵＶ領域を含む様々な波長領域の光をマスキング／フィルタリングするように適合させることができる過渡的バイナリ空間フィルタのオンザフライ生成が可能になる。本発明のフィルタ実装技術の実施形態については、図４Ａから図４Ｈ及び図５Ａから図５Ｃを参照して以下に説明する。
【００５７】
次に、本発明によるフィルタ設計システム１００の構成をブロック図の形態で概略的に示す図２Ａを参照されたい。同様の目的又は機能を有する本発明の共通の要素及び特徴は、全ての図において同じ参照番号で示す。
【００５８】
システム１００は、とりわけ、データ入出力装置等の装置／モジュールと（図示せず）、入力データを処理してバイナリ空間フィルタを示す出力データを発生させるためのプロセッサ装置１０２とを含むコンピュータシステムとして構成され、好ましくは内部メモリ装置１４０を含む。従って、システム１００は、強度分布マップ又はＥＣ分布マップ１６０を示す入力データを受け取り／利用して、入力されたＥＣ分布マップ１６０を処理して（好ましくは所定の許容範囲データを利用して）、バイナリ空間フィルタの設計／パターンに対応するフィルタデータ１７０を生成するように構成され動作可能である。場合によっては、フィルタデータ１７０は、次に、記憶デバイス又はパターン発生モジュール２００（又はそれに関係するドライバ）に転送され、更に、対応するバイナリ空間フィルタを生成するために使用される。
【００５９】
いくつかの実施形態では、プロセッサ装置１０２は、入力されたＥＣ分布マップ１６０の予備処理を行って、分布マップデータ１６０を、バイナリ空間フィルタ（フィルタデータ１７０）のパターンに取得されることなる所望の光学特性分布を示す透過率分布マップデータ１５９へ変換する、変換モジュール１１２を含む。本発明の技術を利用して得られた、ＥＣ分布マップ１６０の実施例及びフィルタデータ１７０の実施例は、それぞれ図３Ａ及び図３Ｆに図式的に示している。
【００６０】
プロセッサ装置１０２は、受け取ったＥＣ分布マップを示す（例えば、透過率分布マップ１５９の形態で）データを処理し、均一な透過率を有するブロッブで形成されたブロッブ透過率分布マップ１６２を生成するようになった分類モジュール１１０を含む。更にプロセッサ装置１０２は、ブロッブ透過率分布マップを解析してブロッブ分布マップ１６２のブロッブをバイナリパターンで（例えば、バイナリパターンを示すデータで）置換して、結果的にＥＣ分布マップ１６０に対応するバイナリ空間フィルタのパターンを示す出力フィルタデータ１７０を生成するように構成されたバイナリパターンモジュール１３０を含む。
【００６１】
随意的に、本発明のいくつかの実施形態では、システム１００のプロセッサ装置１０２は、様々なタイプのデータ処理を実施するためにモジュール１１０及び／又は１３０のうちのいずれかが利用することができる一般的な処理ユニット１５０（例えば、プロセッサ）及びメモリ装置１４０を含むこともできる。メモリ装置１４０は、基準データ（例えば、許容範囲データ）、入力ＥＣ分布マップ、並びに出力フィルタデータ等の様々なタイプのデータを記憶するために、及び／又はモジュールと、外部記憶デバイス及びパターン発生モジュール２００又はそのドライバ等の外部デバイスとの間でデータを通信する（直接的又は間接的に）ために使用することができる。
【００６２】
前述のように、一般的に入力ＥＣ分布マップ１６０は、特定のパターン形成／検査用途で使用するためのバイナリ空間フィルタ／バイナリ空間マスクの作成で使用することになる光Ｌ２の所望の構造（例えば、強度分布、露光パターン／照明パターン）を表すことができる。ＴＣ分布マップ１５９は、ＥＣ分布マップ１６０から得ることができる（例えば、以下に説明する変換モジュール１１２を利用して）。代替的に又は追加的に、入力ＥＣ分布マップ１６０自体は、空間フィルタ／光源マスクの所望の設計に対応するＴＣ分布マップ１５９を含むこと／又は示すことができる。この点に関して、ＥＣ分布マップ１６０は、フィルタデータ１７０によって示されるバイナリ空間フィルタによって近似的に実装する必要があるＴＣ分布マップ１５９（すなわち、非バイナリ分布マップ）を示す。
【００６３】
例えば、本発明のいくつかの実施形態では、ＥＣ分布マップ１６０は、空間フィルタ／光源マスクの平面から離間した光学平面（すなわち、フィルタ／マスク４２０の場所と像平面／検査面／検査平面ＰＬとの間のいずれかの光学平面）における所望の照明パターン／照明構造を示す。ＥＣ分布マップ１６０は、光学系の像平面又はそのフーリエ平面において近似的に模擬実施すべき所望の露光条件を表すことができる。この場合、受け取ったＥＣ分布マップ１６０を、所望の露光条件を模擬実施するために空間フィルタが与える必要がある透過率パターンを示す所望のＴＣ分布マップ１５９へと変換するために、変換モジュール１１２を随意的に用いることができる。以下では、フィルタデータ１７０によって示されるバイナリ空間フィルタによって所望の露光条件を近似することを可能にする、分類モジュール１１０及びバイナリパターンモジュール１３０の動作を説明する。
【００６４】
分類モジュール１１０は、ＥＣ分布マップ１６０（又はＴＣ分布マップ１５９）を受け取り／取得し、この分布マップ１６０内の値をビン値セット（本明細書では、ビン値はクラス又はカテゴリと呼ぶ）に分類し、この分布マップ１６０の各値を、ビン値セットの対応する値で置換し、結果的に取得されることになる所望の空間フィルタを示すブロッブ分布マップを生成するように構成され動作可能である。クラス／ビン値セットは、所定セット（処理すべきＥＣ分布マップ１６０に依存しない）とすることができ、代替的にビン値、場合によってビン数は、ＥＣ分布マップ１６０及び／又はＴＣ分布マップ１５９に基づいて決定される。本発明のいくつかの実施形態では、分類モジュール１１０は、ＥＣ分布マップ１６０を処理するために許容範囲データ１５８を利用する。
【００６５】
例えば、許容範囲データ１５８は、（ｉ）ブロッブの透過値と、ＥＣ分布マップ１６０（又はＴＣ分布マップ１５９）内で対応する領域の透過値／強度値との間で許容可能な差異を示す透過率許容範囲データと、（ｉｉ）ブロッブの幾何学的形状において許容可能な差異を示す幾何学的許容範囲データと、（ｉｉｉ）パターン発生モジュール２００と関連する生成許容範囲を示す生成許容範囲データとのうちのいずれか１つ又はそれ以上を含むことができる。許容範囲データ１５８に応じて、処理装置１０２は、ブロッブの形状、ブロッブのそれぞれの透過値、及び以下に詳細に説明するように後でブロッブと置き換わるために使用できるバイナリ透過パターンのうちのいずれか１つ又はそれ以上を修正するように構成し、動作可能とすることができる。従って、処理装置１０２は、許容範囲データ１５８によって与えられる許容範囲内で強度分布マップ１６０に対応するバイナリパターンを有する空間フィルタの設計データ１７０を決定する。
【００６６】
特に、本実施例において、分類モジュール１１０は、強度分布マップ１６０（又は、例えば、場合によっては強度分布マップ１６０に対応するＴＣ分布マップ１５９）の透過値と置き換えるために使用することができる透過値（ビン値）セットを決定するために透過率許容範囲データを利用することができる。一般的に、ビン透過値の個数は、強度分布マップ１６内の別個の透過値の個数よりも少ないことと、及び６個の透過値を超えないこととの一方に適合する。
【００６７】
従って、分類モジュール１１０は、クラス／ビン値セットを決定するために、及び／又はＥＣ分布マップ１６０の各強度値／強度ピクセルを特定のビン値と関連付ける関連付けデータ（例えば、ルール、参照テーブル等）を決定するために、許容範囲データ１５８を利用することができる。この点に関して、ＥＣ分布マップ１６０内のピクセルを対応するビン値と関連付ける段階は、いずれかの適切な距離関数（線形関数等）に従ってこのピクセル値に最も近いビン値を選択することによって実施することができることを理解されたい。
【００６８】
従って、ＥＣ分布マップ１６０内の「ピクセル」の値を分類して、それに対応するビン値で置換することによってブロッブ分布マップ１６２が得られる。この方式で、ＥＣ分布マップ１６０のピクセルはグループ化されて、同じビン値（クラス）の隣接ピクセルのブロッブが形成され、結果的にブロッブ分布マップ１６２が形成される。
【００６９】
本発明のいくつかの実施形態では、分類モジュール１１０は、ブロッブサイズが特定の最小値を上回るブロッブ分布マップ１６２を提供するように構成して動作可能とすることができる。例えば、許容範囲データ１５８（例えば、幾何学的許容範囲データ）に従って、小さ過ぎる又は大き過ぎるブロッブを拡大／拡張又は縮小する（例えば、等方的に）ことによってブロッブのサイズを操作し、修正することができる。いくつかの場合、ブロッブを介して合計透過率を近似的に維持し、それによって、バイナリ空間フィルタによって取得される近似された模擬実施露光条件の精度を改善するために、かかる修正されたブロッブの透過値（ビン値）を別のビン値と置換／交換することができる。また、許容範囲データ１５８（例えば、幾何学的許容範囲データ）に従って、分類モジュール１１０は、可能な場合に小さいブロッブを隣接するブロッブと併合し、それによって特定の最小サイズを上回るサイズを有する併合されたブロッブを形成するように構成して動作可能とすることができる。
【００７０】
バイナリパターンモジュール１３０は、分類モジュール１１０によって形成されたブロッブ強度分布マップ１６２を処理し、ブロッブ強度分布マップ１６２、従ってＥＣ分布マップ１６０に対応するバイナリフィルタ設計（フィルタデータ１７０）を生成するように構成される。ブロッブ分布マップ１６２の各ブロッブは、注目する特定の特性（一般的にブロッブを通る平均透過率／反射率）に対応するある一定のビン値／クラスと関連付けられる。バイナリパターンモジュール１３０は、ブロッブ分布マップ１６２の少なくとも１つのブロッブを、この特定の特性の同じ値を有する対応するバイナリパターン（同じ平均透過度を有する最適化バイナリ透過パターン）で置換するように動作可能である。
【００７１】
本発明の特定の実施形態によると、バイナリパターンモジュール１３０は、バイナリパターンの保存データ（例えば、メモリ１４０に記憶された基準データ）を利用し、保存データから適切なバイナリパターンを選択することによって、ブロッブ分布マップ１６２内のブロッブを置換するように動作可能であることを理解されたい。代替的又は追加的に、本発明の特定の実施形態によると、バイナリパターンモジュール１３０は、置換すべきブロッブの特定の特性に基づいて、バイナリパターンを生成するように動作可能である。従って、バイナリパターンは、ブロッブの特性（例えば、透過値）に従ってゼロから生成すること、又はメモリ（例えば、１４０）内に記憶された既存のバイナリパターンを操作することによって生成することができる。既存のバイナリパターンを操作することによって生成する場合、バイナリパターンモジュール１３０は、許容範囲データ１５８（例えば、幾何学的許容範囲データ及び／又は生成許容範囲データ）を利用して、ブロッブを置換するのにどのバイナリ透過パターンが最適かを特定するように構成し、動作可能とすることができる。
【００７２】
図２Ｂを参照すると、ＥＣ分布マップ１６０を処理して、最適化されたバイナリマスクを示すデータ１７０を生成する方法の実施形態のフロー線図５００が例示されている。この方法は、図１及び図２Ａに例示したバイナリフィルタ設計システム１００の可能性のある動作例である。この方法の様々な過程において可能性のある動作及びその結果の例を図３Ａ〜図３Ｇに示し、これらを図２Ｂの方法段階と共に説明する。
【００７３】
２０２では、ＥＣ分布マップ１６０が提供される。一般的にＥＣ分布マップ１６０は、特定の照明特性／露光特性の所望の分布を示す。正確なパターン形成又は空中検査のためには、一般的に、特定の結像／検査の平面／表面における特定の照明特性の分布がＥＣ分布マップ１６０に対応する、検査光（例えば、図１のＬ２）を取得することが望ましい。このＥＣ分布マップ１６０は処理され、最適化されたバイナリフィルタパターン１７０が決定される（ステップ２０５）。フィルタパターン／フィルタデータ１７０は、第１の平面においてこのパターンを通過する光が、特定の第２の平面／表面（例えば、空中検査システム上の検査平面）に到達する時に、所望のＥＣ分布１６０と同等の（例えば、所定の許容範囲データ１５８に従ってＥＣ分布に近似する）特定の照明特性の分布に類似する強度分布を有するように設計される。
【００７４】
本発明のいくつかの実施形態によると、第１の表面と第２の表面とは、異なる平面に配置される。かかる実施形態では、ＥＣ分布マップ１６０を所望のＴＣ分布マップ１５９へと変換するための追加の手順２０３を用いることができる（例えば、図２Ａの変換モジュール１１２）。このことは、１つの表面での光ビーム内の関心のある露光特性の分布を、別の表面における対応する特性の分布に基づいて案出することができる何らかのアルゴリズム（例えば、２つの表面の間の光学経路に沿った光ビームの波面伝播をシミュレーション／計算するアルゴリズム）を利用することによって実現することができる。
【００７５】
いくつかの他の実施形態では、受け取ったＥＣ分布マップ１６０は、フィルタデータ１７０によって示される最適化バイナリマスクパターンによって取得／近似すべき所望のＴＣ分布マップ１５９と同一とすること、又はそれを示すことができる。例えば、ＥＣ分布マップ１６０は、特定の平面／表面における光ビームの所望の側方ＥＣ分布に対応するものとすることができ、ＴＣ分布マップ１５９は、所望の側方強度分布を取得／近似するためにフィルタ（例えば、同じ平面／表面に設置された）によって実装される特定の透過率パターンを示す。
【００７６】
一般的に、ＴＣ分布マップ１５９は、所望の露光条件又は強度分布（ＥＣ分布マップ１６０によって示される）を取得するために光に適用される開口部配列の所望の設計を示す。ＴＣ分布マップ１５９は、例えば、一般的に１０１×１０１個又は２０１×２０１個のピクセルのグレーレベル正方形画像の形態で生成／提供することができる。
【００７７】
以下では、バイナリフィルタを設計し、それを示すフィルタデータ１７０を提供するための、ＥＣ分布マップ１６０に対する処理を検討する。しかしながら、いくつかの場合、特に、空間フィルタを介して所望の透過率／反射率を示すＴＣ分布マップ１５９を生成するために、ＥＣ分布マップ１６０に何らかの予備変換が適用される場合には、以下に説明する処理は、実際にはＴＣ分布マップに対して実行されることに留意されたい。
【００７８】
バイナリフィルタのパターン／データ１７０は、一般的に、分類段階２１０、関連付け段階２２０、及びバイナリパターン設計段階２３０を含むいくつかの段階を経て、ＥＣ分布マップ１６０に基づいて決定される。分類段階及び関連付け段階２１０及び２２０（例えば、図２Ａの分類モジュール１１０によって実行される）では、ＥＣ分布マップ１６０が処理され、ブロッブ分布マップ１６２が形成される。続いてバイナリパターン設計段階２３０（例えば、図２Ａのバイナリパターンモジュール１３０によって実行される）において、ブロッブ分布マップ１６２内のブロッブが適切なバイナリパターンで置換され、ＥＣ分布マップ１６０によって示される特定の照明特性の所望の分布を近似的に取得することが可能になる。
【００７９】
分類段階２１０の間に、ＥＣ分布マップ１６０の「色」（すなわち、値／透過率値）が分類され、それぞれ小さなビンセット（すなわち、カテゴリ値）と関連付けられる。随意的に、透過率値をビンへと分類するための、例えばルールセット又は参照テーブル（ＬＵＴ）を含む分類データが得られる。
【００８０】
前述のように、ビン値は、所定の値のセットとすることができる。いくつかの他の実施形態では、代替的又は追加的に、ビン値セット（又はビン値のうちの幾つか）は、ＥＣ分布マップ１６０に基づいて決定することができる。ビン値セットは、ＥＣ分布マップ１６０のピクセルを少数の「色」／ビン値と関連付けるように設計することができる。いくつかの実施形態では、ビン値セットは、色／ビン値の個数と、ＥＣ分布マップ１６０と以下に説明する方式で得られるブロッブ分布マップ１６２との間の差分との両方を低減／最小化するように選択される。一般的に、この段階で得られるビン値の個数は、実質的に６個の値を超えない。いくつかの実施形態では、可能性のあるビン値セットは、ＥＣ分布マップ１６０とは無関係に提供／決定される。
【００８１】
関連付け段階２２０では、ＥＣ分布マップ１６０内のピクセルが、これらのピクセルに対応するビン値で置換される。ピクセル値は、例えば、分類段階２１０で決定されたＬＵＴに基づいて又は分類ルールによってビン値で置換することができる。かかる分類ルールは、例えば、ピクセルとビンとの間の「距離」を測定する特定の距離関数に基づく予め定められたものとすることができ、ピクセルに最も近い最も近接するビンに応じてピクセルをカテゴリ化する。距離関数は、ビン値とピクセル値（例えば、正規化された、又は正規化されていないピクセル値）との間の距離についての測定を可能にする線形又は非線形の関数とすることができる。
【００８２】
ＥＣ分布マップ１６０内のピクセルを置換することによって、ブロッブ分布マップ１６２が形成される。例えば、各ブロッブは、単一の均一な透過値を有する。この段階では、バイナリ空間フィルタの設計を更に最適化するために、いくつかの動作を実行することができる。例えば、ブロッブ分布マップの大きな合計透過度が望まれる／要求される場合には、ブロッブの各々を通る透過度を、適切な係数によって大きくすることができる。
【００８３】
随意的に、分類段階及び／又は関連付け段階２１０及び２２０の間に、ピクセル値を正規化することができる。一般的にピクセル値は、ビン値のスケールに対して正規化される。正規化は、いずれかの適切な関数（すなわち、元のピクセル値と正規化されたものとの間の線形又は非線形の関係を表す）を利用して行うことができる。一般的に、ピクセル値及び／又はビン値は、スカラー又は多次元値（例えば、ベクトル、ＲＧＢ値）のいずれかとすることができる。従って、正規化及び距離関数は、ピクセル値及びビン値の次元に応じて選択される。正規化演算／関数は、距離計算関数にシームレスに組み込むことができることを理解されたい。
【００８４】
図３Ａから図３Ｇは、前述の本発明のデータ処理法を入力ＥＣ分布マップに対して適用することによって得られるバイナリ空間フィルタのパターンを例示している。分類段階及びブロッブ作成段階２１０及び２２０の実施例は図３Ａから図３Ｄに示されている。図３Ａには、ＥＣ分布マップ１６０を例示する画像１６０ＥＸが示されている。本発明のいくつかの実施形態のように、この画像において、ＥＣ分布マップ１６０内の各ピクセルは、０と２５５の間のグレースケール値（例えば、８ビット値）として表される。ＥＣ分布マップ１６０ＥＸのピクセルが分類される、少数のビン値（ビン／クラス／カテゴリ）は、例えば図３Ｃに示されている。ビン値は、ＥＣ分布マップ１６０の所望の露光条件を網羅するように（例えば、ＥＣ分布マップ１６０ＥＸで示す所望の透過率／反射率の範囲を与えるように）選択される。
【００８５】
図３Ｃの例では、０（非透過性／非反射性のピクセル）から５（完全透過性／完全反射性のピクセル）の範囲にわたる５つの所定のビン値が用いられる。５つのビンＢｉｎ１…Ｂｉｎ５は、それぞれ０、０．２５、０．５、０．７５、及び１を中心とする。
【００８６】
ビン値セット、及び場合によってはビン値の個数は、透過率分布マップ１６０Ｅに基づいて決定される。この目的のために、分類段階２１０においてビン値セットを決定する様々な技術を用いることができる（例えば、分類器モジュール１１０によって）。特定の限定的な例において、分類段階２１０の間に、ヒストグラム１６０ＨＩＳＴ（図３Ｂに例示する）が処理される（例えば、ピクセル値の正規化の前又は後に）。ヒストグラムは、ＥＣ分布マップ１６０ＥＸの様々なピクセル値の発生数／度数を示す。ヒストグラム分布は、いくつかのヒストグラム領域に分割される。各領域は、分類段階２１０の間に分類され、特定のビン値と関連付けられる。各領域を分類するのに用いられるビン値は、一般的に、ＥＣ分布マップ１６０と、次の段階（２２０）において生成されるブロッブ分布マップとの間の差異／「距離」を縮小するように選択される。ヒストグラムの分割は、ヒストグラム分布に基づくものとすることもできる。例えば、ヒストグラム分布内の主な極小値及び極大値の場所、異なる領域においてヒストグラム線の下に囲まれる区域のサイズ、及び／又は取得すべきビンの個数を考慮して、各ヒストグラム領域は、ヒストグラム領域自体から計算することができる対応する値と関連付けられる。ビン値は、特定の重み付け関数を利用して、この領域内の異なる値の度数を平均化することによって計算することができる。
【００８７】
前述のように、ブロッブ作成段階２２０では、ブロッブ分布マップ１６２は、透過率分布マップ１６０内のピクセルを対応するビン値で置換する（分類データ１６１に従って）ことによって発生する。この場合、分類段階及びブロッブ作成段階２１０及び２２０は、連続して、つまりピクセルを分類した後に適正なビン値の置換を行うこと、又は代替的にこれらの段階（ピクセル値を分類する段階及びピクセル値をビン値で置換する段階）を同時に実行することができることに留意されたい。
【００８８】
段階２２０において得られるブロッブ分布マップは、各ピクセル値が少数の可能性のあるビン値のうちの１つである画像として形成される。一般的に、少ないビン数（一般的に１０個を上回らず、好ましくは６個を超えない）が使用されるので、隣接するピクセルは、一般的に同じビン値と関連付けされ、結果的にブロッブ領域が形成される（各ブロッブは、特定のビン値と関連付けられる）。一般的に、ほとんどの空中検査用途では、使用時に、低い誤識別率（すなわち、欠陥パターンが識別されない場合の低い率）でもって欠陥物品の良好な識別を可能にする、適切なバイナリ空間フィルタを発生させるのに４個又は５個のビン値で十分である。ビン値の個数、又はＥＣ分布マップ１６０内のピクセル値と、ピクセルを置換する対応するビン値との間の許容可能な差異を示す他のデータの個数は、例えば許容範囲データ１５８に与えることができる。
【００８９】
図３Ｄは、図３ＡのＥＣ分布マップ１６０ＥＸに、前述の分類段階及びブロッブ作成段階２１０及び２２０を適用することによって形成されたブロッブ分布マップ１６２ＥＸの例を示している。ブロッブ分布マップ１６２ＥＸにはブロッブＢ０からＢ８が示されている。ブロッブＢ０からＢ８の各々は、本例ではブロッブを通る透過率を示す１つのビン値（図３Ｃのビン値Ｂｉｎ１〜Ｂｉｎ５の集合からの）と関連付けられる。図３Ｄでは、ブロッブＢ０は、図３Ｄのビン値Ｂｉｎ１と関連付けられ、それに沿ってブロッブＢ５及びＢ８はＢｉｎ２と関連付けられ、ブロッブＢ１及びＢ４は、Ｂｉｎ３と関連付けられ、ブロッブＢ３及びＢ６はＢｉｎ４と関連付けられ、ブロッブＢ２及びＢ７はＢｉｎ５と関連付けられている。
【００９０】
従って、ブロッブ作成段階２２０の終了時点では、ＥＣ分布マップ１６０内の比較的多い値が、ブロッブ分布マップ１６２内の少数の透過率値へと低減される。本発明のいくつかの実施形態によると、好ましくは、ブロッブ（例えばＢ０からＢ８）を通る合計透過度は、ＴＣ分布マップ１６０ＥＸの対応する領域（例えば、図３ＡのＢ＿０からＢ＿８）を通る合計透過率に等しい状態に維持される。
【００９１】
段階２３０では、ブロッブ分布マップ１６２のブロッブを適切なバイナリパターンで置換することによって、空中結像での使用に適するバイナリ光源マスクのバイナリ分布マップ／バイナリパターンであるフィルタデータ／パターン１７０が得られる。前述のように、ブロッブ分布マップ１６２の各ブロッブは、特定のビン値と関連付けられ、更にこのビン値は、平均透過率、平均反射率、又は平均輝度等の特定の光学特性と関連付けられる。ブロッブ分布マップ１６２の１つ又はそれ以上のブロッブは、適切なバイナリパターンで置換される。
【００９２】
ブロッブのビン値と実質的に同一の特定の光学特性の平均値／特定値のいずれかを有する場合、又は代替的に又は追加的にブロッブをバイナリパターンで置換する間に特定の光学特性の合計値（例えば、合計透過率）が維持される場合、バイナリパターンは、ブロッブを置換するのに適すると見なすことができる。この目的のために、許容範囲データ１５８は、ブロッブ分布マップ１６２の透過度とＥＣ分布マップ１６０の透過度との間で許容可能な差分を示すデータを含むことができる。
【００９３】
代替的に又は追加的に、バイナリパターンは、このバイナリパターンが用いられる際に、上記の特定の光学特性の合計値が実質的に維持されるように、ブロッブのサイズ／領域を数パーセンテージだけ修正（拡大又は縮小）することができる場合に、ブロッブを置換するのに適すると見なすことができる。ほとんどの結像／検査用途では、検査の精度を実質的に劣化させることなく、ブロッブ領域を、最大で２０パーセント（好ましくは１０パーセント以下）だけ拡大又は縮小することができる。随意的に、許容範囲データ１５８は、ブロッブのサイズで許容可能な差異を示す幾何学的許容範囲データを含み、場合によっては更にバイナリ空間フィルタを発生させる場合に実装することができる、変動性及び最小特徴部サイズを示す生成許容範囲を含む。
【００９４】
段階２３０（バイナリパターンによるブロッブ置換）では、結果として生じるバイナリ光源マスク１７０を最適化するために、以下の技術を用いることができる。
【００９５】
最も高いエネルギのビンと関連付けられたブロッブは、「オープンポリゴン」によって表すことができる（ポリゴンは、ブロッブの輪郭を表す関数である）。この場合、かかるブロッブのエネルギ／合計透過度を高めるために、かかるブロッブの等方的な拡大／拡張を適用することができる。
【００９６】
低いエネルギのビンと関連付けられたブロッブは、高い透過度を有する小さい領域によって（例えば、「孔」又は「穿孔」等の完全透過領域で）置換することができる。好ましくは、領域のサイズ（面積）は、要求される透過度を与えるように計算する必要がある。更に、かかるブロッブの最小サイズ（「孔」サイズ）は、データ１７０に応じてバイナリ光源マスクを実装するために用いられる技術（例えば、穿孔箔、ＣＵＧ等）によって課される可能性がある光学的制約条件（例えば回折）及び／又は機械的制約条件（例えば、生成許容範囲）を満たすことが要求される場合がある。
【００９７】
中間のビン値を有するいくつかの小さいブロッブ（例えば、部分透過ブロッブ）は、対応するバイナリパターンで置換される場合に少数の「孔」／透過領域のみを含むことができる。この場合、かかる小さいブロッブは、代わりに単一の穿孔／孔／透過領域によって置換することができる。かかるブロッブの部分透過度は、ブロッブの等方的拡張によって補償することができる。
【００９８】
他のバイナリ光源マスクの最適化は、（ａ）例えば、エイリアシング効果及び干渉効果を低減することができる、「孔」／透過領域の位置を不規則化する段階、（ｂ）対称的なブロッブの透過領域を対称化する段階、（ｃ）ブロッブ形状を、ブロッブ及び／又はその上の透過領域が、交差領域／接触領域と交差せず、これらの領域を切除／置換しないように確認し、適合させる段階を含むことができる。
【００９９】
バイナリ光源マスクデータ１７０上の透過領域の配置及び構成は、透過領域の個数を最小限に抑える他の代替構成を決定するために、更に処理することができる。それによって、バイナリ光源マスクを実装する際の設計時間、製造時間、及びコストを節約することができる。
【０１００】
図３Ｆは、例示した透過率分布マップ１６０ＥＸに対応するバイナリ空間フィルタ／バイナリ空間マスク１７０ＥＸを示すフィルタデータの例を示している。バイナリマスク１７０ＥＸは、図３Ｅに示すバイナリパターンＰａｔ１からＰａｔ４によるブロッブ分布マップ１６２ＥＸのブロッブの置換を利用することによって得られる。バイナリ光源マスク１７０ＥＸに対応する輪郭のプロット１７０ＣＮＴＲは図３Ｇに示されている。輪郭プロット１７０ＣＮＴＲは、マスク１７０ＥＸに対応するマスク、例えば穿孔箔マスクを作成するために切断／パターン発生モジュールに転送される動作可能マスクの例である。
【０１０１】
ブロッブ置換段階２３０の動作は、図３Ｅ及び図３Ｆに示す実施例を考察することによってより明快に理解することができる。図３Ｅを参照すると、ビン値Ｂｉｎ１からＢｉｎ５は、対応するバイナリパターンＰａｔ１からＰａｔ４に関連付けられて例示されている。バイナリパターンＰａｔ１からＰａｔ４は、２つの透過率値の離隔領域として形成される。この例では、バイナリパターンＰａｔ１からＰａｔ４は、実質的に不透過の領域（不透明領域）を表す黒色と、実質的に完全透過の領域を表す白色とで示される。実際に、パターンＰａｔ１、Ｐａｔ２、Ｐａｔ３、及びＰａｔ４の平均透過率値は、それぞれビン値Ｂｉｎ１、Ｂｉｎ２、Ｂｉｎ３、及びＢｉｎ５に近似する。従って、これらのパターンは、それぞれビン値Ｂｉｎ１、Ｂｉｎ２、Ｂｉｎ３、及びＢｉｎ５に対応するブロッブを置換するために利用される場合には、同じ平均透過率が得られ、実際に各ブロッブの同じ合計透過率が維持される。この目的のために、パターンＰａｔ１、Ｐａｔ２、Ｐａｔ３、及びＰａｔ４は、それぞれビン値Ｂｉｎ１、Ｂｉｎ２、Ｂｉｎ３、及びＢｉｎ５を有するブロッブと実質的に同等と見なすことができる。
【０１０２】
しかしながら、図３Ｅからわかるように、特定の光学特性の特定値を有するバイナリパターンは、異なるビン値（例えば、この特定の光学特性の異なる平均値を有する）を有するブロッブを置換するための機能を果たすこともできる。例えば、本例では、ビン値Ｂｉｎ４と関連付けられたブロッブＢ３及びＢ６は、ビン値Ｂｉｎ４とは異なる平均透過率を有するパターンＰａｔ４で置換される。Ｂｉｎ４の平均透過率値は０．７５であり、それに対してＰａｔ４の平均透過率は１（完全透過性）である。これにより、ブロッブのビン値と、ブロッブを置換するために用いられるバイナリパターンの特定の光学特性の平均値との間に差異が形成される。本発明によると、かかる差異は、パターンが導入されるブロッブ領域の範囲を、光学特性の合計値が維持される（例えば、ブロッブを通る合計透過率が、ブロッブを拡大又は縮小することによって維持される）ように修正することによって補償することができる。
【０１０３】
本実施例では、ブロッブＢ６を通る合計透過率Ｔ0は、それに対応するビン値Ｂｉｎ４に、ブロッブＢ６の面積πＲ02（Ｒ0は、ブロッブＢ６の固有半径である）を乗じたものに比例する。ブロッブをバイナリパターンＰａｔ４で置換した後に得られる合計透過率Ｔ1は、置換された領域の面積πＲ12と、本実施例ではＢｉｎ５に等しいパターンＰａｔ４の平均透過率とを乗算したものに等しい。半径Ｒ1は、パターンＰａｔ４が挿入された領域の新しい固有半径である。従って、同じ合計透過率を維持するために、すなわちＴ0＝Ｔ1という条件を得るために、ブロッブＢ６を置換するためにＰａｔ４が配置される領域の固有サイズＲ1は、Ｓｑｒｔが平方根関数を表す時に、Ｒ1＝Ｒ0＊Ｓｑｒｔ（Ｂｉｎ４／Ｂｉｎ５）である必要がある。従って、置換される領域の固有サイズ／半径は、ブロッブの元の固有サイズ／半径に対して拡大又は縮小される。本実施例では、Ｂｉｎ４は、Ｂｉｎ５よりも小さい透過度に対応し、従ってブロッブＢ６の新しい固有サイズＲ1は、その元のサイズＲ0よりも小さい。
【０１０４】
ブロッブ置換段階２３０の動作は、予め定められた光学特性、場合によっては予め定められた固有特徴部サイズの既存のバイナリパターンを利用できることに留意されたい。代替的に又は追加的に、ブロッブ置換段階２３０の間に、特定のブロッブを置換するのに適するバイナリパターンは、ブロッブの所望の光学特性（例えば、７０％の透過度）に従って、更に空間バイナリフィルタ／空間バイナリマスクが実際に作成される２つの領域（例えば、パターン形成された箔マスクにける完全透過性及び完全不透明の領域）の固有の特性に従って、オンザフライで作成することができる（適切な処理によって取得される）。
【０１０５】
例えば、図３Ｅに示すようなバイナリパターンは、所定の形状の領域（例えば、円形領域）及び注目する光学特性の特定の値を有する領域（例えば、完全透過領域）を、注目する光学特性の特定の他の値を有する領域（例えば、不透明領域）内に埋め込むことによって、オンザフライで形成することができる。埋め込み領域のサイズ及び密度は、パターンが適合すべき注目する光学特性の所望の値（例えば、７０％透過度）に応じて、及び場合によっては更に所望の特徴部サイズに応じて選択される（例えば、自動的に取得される）。
【０１０６】
一般的に、過度に小さい特徴部及び／又は過度に高密度の特徴部（例えば、数十ミクロンを下回る特徴部）を有するバイナリパターンを利用することによって、回折効果及び／又は干渉効果が導入される可能性があることに留意されたい。多くの場合、空中検査／パターン形成を阻害しないように、この導入は回避する必要がある。一方で、ブロッブ、又は元の透過率分布マップ１６０の領域を過度に大きい特徴部（例えば、数ミリメートル程度及びそれ以上の）で置換すると、空中検査にアーチファクトが導入され、その精度が劣化する場合がある。従って、空中検査で使用されるバイナリパターンは、一般的に約１００ミクロン又は数百ミクロン程度のサイズの特徴部を含む。
【０１０７】
本発明の技術の結果として、バイナリフィルタ設計システム１００及び前述の空間バイナリマスクを設計する方法を参照して説明したように、空中検査又はパターン形成システムでの使用に適するフィルタは、異なる光学特性を有する２つのタイプの領域の離間配置で形成された最適化空間バイナリフィルタとして実装することができる。本発明の多くの実施形態では、これらの２つのタイプの領域は、対応して２つの明瞭に異なる透過率レベル及び／又は２つの明瞭に異なる反射率レベルを有する。これにより、少なくとも、実装するのがより困難である（特に、かかるフィルタのオンザフライ実装が検討されている場合）多値フィルタ／多値マスクの代わりの単純なバイナリフィルタの使用が可能になるので、他の技術よりも非常に有用である。かかるバイナリ空間フィルタの１つは、例えば、完全不透明領域と完全透過領域との離間配置、すなわち、非透明基板（箔）で離間した開口部／穿孔の配置を定義する穿孔箔／パターン形成された箔を利用して実装することができる。
【０１０８】
非バイナリ（多値）マスク／開口部設計（例えばＴＣ分布マップ）は、一般的に実装するのが困難であり、ＣＵＧ等の技術を必要とする。本発明のマスク設計技術は、マスク要件をオンデマンドでより簡単に実装することができるバイナリマスク設計に制限することを可能にする。このことは、バイナリ空間フィルタを利用する空中検査システム／パターン形成システムの性能を実質的に劣化させることなく得られる。
【０１０９】
前述のように、フィルタ実装システム（図１の２２）は、過渡的バイナリ空間フィルタのオンザフライ生成を可能にする本発明の空間光変調技術を利用することによって、動的（すなわち、過渡的）バイナリ空間フィルタを実装することができる。この技術によると、光学面上に、バイナリ空間フィルタの所望のパターンに対応する流体パターンをプリントすることによって、最適化されたバイナリフィルタが形成される。光学面は、フィルタ支持体モジュール（図１の３００）としての機能を果たす。光学面の光学特性、光学面と界面接触する周辺光学媒質、及びプリントされる流体は、２つの異なる全内部反射（ＴＩＲ）角を有する離間した領域の配置を与えるように選択される。この場合、光ビームをパターン形成／構造化する段階は、入力光を、光学面上にパターンのＴＩＲ角の間の角度で導き、それによって光の一部分が光学面から反射され（ＴＩＲ条件に起因して）、一方で光の他の部分が、光学面から反射されることなく、好ましくは光学面によって吸収されることなく光学面を通過するようにすることによって実現される。反射光部分／透過光部分の少なくとも一方は、所望のバイナリ空間フィルタパターンに応じて構造化された光を形成する。
【０１１０】
前述の動的バイナリ空間フィルタ（空中検査における使用に適する）を実装するための本発明の技術の実施例を以下に図４Ａ〜図４Ｆを参照して説明する。図４Ａは、過渡的バイナリ空間フィルタを、２つの異なる光学特性を有する離間した領域の配置の形態で実装する／生成する方法のフロー線図６００である。特に、本方法は、特定の光パターンがそれぞれ反射及び／又は透過される反射性及び／又は透過性の空間フィルタを生成するようになっている。
【０１１１】
最初に、所望のバイナリ空間フィルタ（光源マスク）を示すフィルタデータが提供される（段階６１０）。このフィルタデータは、続いて異なる全内部反射角を有する領域の過渡的パターンを形成するために利用される（段階６２０）。更に、所望の光源マスクに対応する光パターン（構造化光）を作成することができる。このことは、構造化光パターンの、領域パターンからの反射を引き起こす、入力光ビームとこの領域パターンとの相互作用によって実現される。
【０１１２】
所望の光源マスクは、例えば、離間した比較的高い光強度の領域と比較的低い光強度の領域との２次元配置に対応するバイナリパターンの形態とすることができる。かかる２次元配置は、光伝播の光学経路内の特定の平面における光の所望の強度分布に対応するものとすることができる。本発明の特定の実施形態によると、所望の光源マスクは、図２Ｂを参照して前述した方法によって（例えば、図２Ａのフィルタ設計システム１００によって）実現される。
【０１１３】
段階６２０では、所望のバイナリ空間フィルタが、異なる全内部反射角のパターンとして実装される。このことは、液体が光学面と界面接触する領域において、各液体含有領域の間の表面領域／間隙（例えば、ここでは、光学面が周辺環境と界面接触する）の特定の他の全内部反射角とは異なる、特定の全内部反射角が形成されるように、光学面上の液体パターンの分散配置によって実現される。それによって、２つの全内部反射角の間の角度で光学面と相互作用する光に対する反射のパターン（例えば、バイナリパターン）が実際に形成される。また、本発明の技術は、透過度のバイナリパターンを得るために（例えば、以下に詳細に説明する光誘導要素を利用して）利用することができる。
【０１１４】
一般的に光学面は、特定の屈折率Ｎの界面を有する光学媒質（例えば、光学素子）と、屈折率Ｎ1の周辺の環境／媒質との間の界面である。この光学面上には、屈折率Ｎ2を有する液体のパターンが形成される。光学面と周辺環境との間の界面には、異なる全内部反射角を有するパターンの第１の臨界（全内部反射）角Θ1が関連付けられ、この臨界角は、Θ1＝ａｒｃｓｉｎ（Ｎ1／Ｎ）である。
【０１１５】
本発明のいくつかの実施形態によると、液体パターンは、光学面上に周辺媒質の側から形成され、それに対して光は、この面のもう一方の側と相互作用するように導かれる。これらの実施形態では、光学媒質と液体との間に、異なる全内部反射角を有するパターンの第２の全内部反射角Θ2が関連付けられ、この角度は、第１の全内部反射角Θ1とは異なるΘ2＝ａｒｃｓｉｎ（Ｎ2／Ｎ）である。
【０１１６】
本発明のいくつかの他の実施形態によると、液体パターンは、光学面上に光学媒質の側から形成され、その上に、光学面と相互作用する光が導かれる。これらの実施形態では、第２の臨界全内部反射角Θ2は、液体と周辺の環境／媒質との間の界面と関連付けられ、Θ2＝ａｒｃｓｉｎ（Ｎ2／Ｎ1）である。かかる実施形態では、場合によっては、周辺媒質は固体であり、光学媒質を液体とすることができる。
【０１１７】
段階６３０では、実質的に平行な光線の入力光ビームが、光学面上に、第１の臨界全内部反射角Θ1と第２の臨界全内部反射角Θ2との間の角度Θで入射するように導かれる。光線のうちの幾つか（例えば、液体と界面接触する光学面領域上に入射するもの）は、そこから実質的に反射されることなく、界面を通過する。他の光線（例えば、周辺環境と界面接触する光学面領域上に入射するもの）は、光学面と相互作用する時に全内部反射を受け、従って、この面上に分散配置された液体パターンを示す反射度／透過度のバイナリパターンに対応する反射構造化光（すなわち、この液体パターンのネガ型である）が作成される。
【０１１８】
前述のように、本技術は、光学透過性及び／又は光学反射性を有する過渡的な空間フィルタ／空間マスクの実装を可能にする。この目的のために、過渡的という用語は、段階６２０で実装された空間フィルタを取り除き、場合によってはオンデマンドでこの空間フィルタを別の空間フィルタで置換する能力を有するものと認識されたい。
【０１１９】
随意的に段階６４０では、異なる全内部反射角を有する領域の過渡的パターンは、光学面から液体を取り除くことによって除去される。続いて、前述の段階６１０及び６２０を繰り返すことによって、光学面上に、別の最適化バイナリ空間フィルタ及び他の構造付き光パターンに対応する別の過渡的領域パターンを形成することができる。過渡的パターンを除去する／取り除く段階は、例えば、光学面上に分散配置された液体を蒸発させるために光学面を加熱すること、光学面から液体を拭き取る又は吹き払うこと、光学面の親和性を変更すること、及び／又はこれらの技術のいずれかの組み合わせによって実施することができる。
【０１２０】
前述のフロー線図６００に従って動作可能であり、図１のシステム１０での使用に適するフィルタ実装システム２２の実施例をブロック図でより具体的に示す図４Ｂを参照されたい。図１に示されるシステム２２と同様に、マスク実装システム２２は、マスクパターン発生モジュール２００及びフィルタ支持体モジュール３００を含む。追加的に及び随意的に、フィルタ実装システム２２は、実装されたフィルタ／マスクをフィルタ支持体モジュール３００から取り除くように構成されて動作可能なフィルタ除去モジュール３５０を含むこともできる。この取り除き段階は、前述の何らかの適切な技術を利用して実現することができる。
【０１２１】
本実施例では、フィルタ支持体モジュール３００は、屈折率Ｎ1を有する周辺の状況／環境と界面接触する外面を有する、特定の屈折率Ｎの光学要素３３３を含む。更に本実施例では、パターン発生モジュール２００は、バイナリ空間フィルタ、例えば、前述のように取得した最適化バイナリマスクデータ１７０を示すフィルタデータ（すなわち、フィルタデータ／パターン）を受け取って、要素３３３の光学面上に液体を分散配置し、受け取ったフィルタデータに対応する過渡的液体パターン３３０を光学面上に形成するように構成され動作可能な液体分散配置モジュール２２２である。
【０１２２】
一般的に、液体分散配置モジュール２２２は、所望の屈折率Ｎ2を有する液体の適切なパターンの分散配置に適合される。液体分散配置モジュール２２２は、前述の方法段階６１０及び６２０に応じて動作して、光学面上に、異なる全反射角を有する領域の所望のパターン３３５を作成するように構成される。この目的のために、異なる全反射角を有する領域のパターン３３５は、構造化光の作成において用いることができる光学マスク４２０を実装する。
【０１２３】
液体分散配置モジュール２２２は、ジェットプリントユニットと同様のタイプのプリンタモジュールとして実装することができることに留意されたい。例えば、液体分散配置モジュール２２２は、光学面上に、屈折率Ｎ2を有する選択された液体の小滴を噴射するように動作可能とすることができる。一般的に、液体分散配置モジュール２２２と、使用する液体とは、特定の所望の固有最小特徴部サイズを有する液体パターンを実現するように、互いに合致して構成される。このことは、例えば、プリンタユニットを、特定の最小サイズの小滴を分配するように構成することによって実現される。これは、干渉及び／又は回折が、液体パターン支持面と相互作用する（反射／透過される）光の構造に影響を与えるのを制御する、及び／又は低減又は防止するためのものである。
【０１２４】
図４Ｂに更に示すように、（パターン形成システムを構成する）空中検査システム４００は、前述の方法（フロー線図６００）に従って動作させることができ、前述の液体分散配置モジュール２２２及び光学面３３３を利用することによって構造化光Ｌ２が発生する。図１で説明したパターン形成技術／検査技術と同様に、この場合にも、システム４００は、平行光ビーム（例えば、ＵＶ〜ＤＵＶ領域内の）を空間フィルタ４２０上に投影する光ポート４１０を含む。この場合、空間フィルタ４２０は、異なる内部反射特性を有する離間した領域の配置を利用することによって実装された空間光変調器である。
【０１２５】
実際に、空中検査システム又は他のパターン形成システムに関して、異なる内部反射の２つのタイプの領域によって形成されたバイナリパターンを用いることができる。前述のバイナリフィルタ設計システム１００及びフロー線図５００によって例示した方法を利用することで、バイナリ及び非バイナリの強度分布マップに対応する様々なタイプの検査フィルタ／パターン形成フィルタを実装するために、かかるバイナリパターンを利用できることを認識されたい。
【０１２６】
しかしながら、本発明によると、２つよりも多くのタイプの異なる内部反射領域において、異なる内部反射特性を有する離間した領域の配置を形成することができることを理解されたい。従って、いくつかの異なる透過レベル（いくつかの「グレーレベル」）を有する非バイナリフィルタを生成するために、かかる配置を利用することができる。この非バイナリフィルタの生成は、例えば、前述のシステム２２及びフロー線図６００によって例示した方法を、１つよりも多くの液体と共に用いることによって実現することができる。例えば、システム２２及び液体分散配置モジュール２２２は、２つの異なる屈折率Ｎ２及びＮ３を有し、それぞれ２つの異なる内部反射角Θ2＝ａｒｃｓｉｎ（Ｎ2／Ｎ）及びΘ3＝ａｒｃｓｉｎ（Ｎ3／Ｎ）と関連付けられた２つの液体を利用するように構成することができる。この場合、システム２２は、更に非バイナリフィルタデータ（３つの「グレー」レベルを有する）を受け取って、３つの異なる内部反射特性を有するパターンをプリントするように構成することができる。
【０１２７】
従って、異なる内部反射特性を有する複数の領域タイプのかかるパターンを利用する光空間変調は、例えば、単一の入力光ビームを利用して、異なる領域タイプからの異なる透過率／反射率に依存して形成することができる。代替的に又は追加的に、異なる特性を有する複数の光ポート（例えば、４１０等の）は、光学面３３３に対して異なる角度の向きに（又は、異なる向きに定められた光誘導ユニットを用いて）配置することができ、例えば、第１の光ポート４１０は、光ビームＬ１をΘとΘ1との間の角度で投影し、第２の光ポート（図示せず）は、光ビーム（図示せず）をΘとΘ2との間の角度で投影する。例えば、光ビームの一方（例えば、Ｌ１）は、この場合、液体のうちの一方が存在しない（すなわち、液体の特定の一方のものと界面接触しない）面領域によって反射されることになり、他方の光ビームは、２つの液体のいずれの一方とも界面接触しない面領域からだけ反射されないことになる。
【０１２８】
次に、空間フィルタ実装のいくつかの異なる構成、及び上部に光学空間バイナリフィルタ４２０を有するフィルタ支持体モジュール３００の対応する構成を概略的に示す図４Ｃから図４Ｈを参照する。フィルタ支持体モジュール３００の光学面３３３上の過渡的液体パターン３３０の異なる実装が示されており、光学面３３３から反射した及び／又は光学面３３３を透過した光ビームを構造化するようになっている。
【０１２９】
これらの実施例では、フィルタ支持体モジュール３００は、屈折率Ｎ1を有する周辺媒質と界面接触する光学面を有する、屈折率Ｎの光学媒質を含む。光学面上には、その一方の側から、屈折率Ｎ2を有する液体からなる過渡的液体パターン３３０が分散配置される（例えば、図示していないマスクパターン発生モジュールによって）。光学面上には、平行光ビームＬ１が、この光ビームの特定の光線が、この面と相互作用する時に全内部反射を受けるように、前述のように選択された特定の入射角Θで導かれる。
【０１３０】
図４Ｃ及び図４Ｄは、光ビームＬ１が、フィルタ支持体モジュールの光学面３３３に向かってこの面の一方の側（屈折率Ｎを有する光学媒質の側）から導かれ、一方で、この面の他方の側には液体パターン３３０が形成される本発明の実施形態を示している。図４Ｃの実施例では、液体の屈折率Ｎ2は、周辺状況の屈折率Ｎ1よりも大きい。平行光線Ｌ１は光学面上に入射して、液体含有領域３３０を通過し、一方で液体と界面接触しない面領域からは全内部反射を受ける。本実施例では、液体が存在しない面領域から反射された光線によって、実質的に正確な光パターン（構造化光）Ｌ２が形成される。液体支持面領域を透過した光線Ｌ２’は、ある程度拡散される可能性がある（例えば、液体小滴を成形する表面張力に起因して）。この図には、拡散光部分ＤＬも示されている。
【０１３１】
本実施例では、光学面は、ガラス、ＰＭＭＡ、及び他の光学材料（例えばＮ≒１．５を有する）等の材料で形成することができる。光学面の周辺状況は、真空又は空気（例えば、Ｎ1≒１を有する）とすることができ、液体は、水（Ｎ2≒１．３３を有する）とすることができる。従って、光学面と環境との間の第１の臨界全内部反射角Θ1は、Θ1≒ａｒｃｓｉｎ（１／１．５）≒４２度であり、光学面と液体の間の第２の臨界全内部反射角Θ2は、Θ2≒ａｒｃｓｉｎ（１／１．３３）≒４９度である。この場合、平行光ビームは、４２度に実質的に等しく、又はそれを若干上回り、Θ≧４２度である角度Θで光学面と相互作用させることによって構造化することができる。
【０１３２】
図４Ｄは、液体の屈折率Ｎ2が、周辺状況の屈折率Ｎ1よりも小さい別の実施例を示す。適切な入射角Θで光学面上に入射する平行光線Ｌ１は、全内部反射に起因して液体パターンから反射され、一方で周辺状況と界面接触する面領域を通過する。この場合、光学面３３３及び液体パターン３３０との相互作用中に、実質的に僅かな光が拡散されるか、又は光は拡散されない。
【０１３３】
光が光学面３３３へと伝播する光学媒質の屈折率Ｎ、液体の屈折率Ｎ2、及び周辺状況の屈折率Ｎ1との間の関係の結果として、反射光ビームＬ２と透過光Ｌ２’とのどちらもが、光学面３３３と界面接触しない液体曲面と相互作用する際に屈折を受けない。従って、本実施例では、反射光Ｌ２並びに透過光Ｌ２’の双方は、液体パターン３３０との相互作用によって正確に構造化される。反射光Ｌ２と透過光Ｌ２’とは、空中検査／パターン形成の目的で各々を用いることができる補完的な光構造を形成する。
【０１３４】
図４Ｅ及び図４Ｆは、入力光Ｌ１が、液体パターン３３０が形成された側と同じ側から光学面３３３に向かって導かれる実施形態を示している。第１の全内部反射角Θ1は、光学面の光学媒質（Ｎ）と周辺媒質との間の界面に対応し、第２の全内部反射角Θ2は、液体（Ｎ2）と周辺媒質との間の界面に対応し、これらの角度は、それぞれΘ1≒ａｒｃｓｉｎ（Ｎ／Ｎ1）及びΘ2≒ａｒｃｓｉｎ（Ｎ2／Ｎ1）である。
【０１３５】
図４Ｅの実施形態は、透過形式の光学バイナリ空間フィルタ４２０の実施例である。屈折率Ｎ、Ｎ1、及びＮ2は、Θ1がΘ2よりも大きいように選択される。Θ2＜Θ＜Θ1という条件を満たす角度Θで光学面３３３と相互作用する光ビームＬ１は、光学媒質（Ｎ）と周辺媒質（Ｎ1）との間の界面領域において、全内部反射を受けずに光学面を通過する。それによって、光学面の他方の側で、構造化された透過光Ｌ２’が形成される。構造化光Ｌ２’は、とりわけ、液体の「曲」面と相互作用していないことから、液体パターンとの相互作用中にほとんど拡散されない。
【０１３６】
図４Ｆの実施形態は、本発明による反射形式の光学マスク４２０の実施例である。屈折率Ｎ、Ｎ1、及びＮ2は、Θ1がΘ2よりも小さいように選択される。Θ1＜Θ＜Θ2という条件を満たす角度Θで光学面３３３と相互作用する光ビームＬ１は、光学媒質（Ｎ）と周辺媒質（Ｎ1）との間の界面領域において、光学面から反射される。それによって、光学面の同じ側で、構造化された反射光Ｌ２が形成される。この場合、構造化光ビームＬ２は、液体と実質的に相互作用せず、従って実質的に拡散されない。
【０１３７】
図４Ｇ及び図４Ｈは、光誘導部材ＬＧを利用する本発明の別の実施形態によるフィルタ支持体モジュール３００を自明の方式で概略的に示している。本実施例では、光誘導部材ＬＧは、透過方式の光学マスク４２０を実装するように構成される。図４Ｇには、フィルタ支持体モジュール３００、及びそこを通る光伝播体系が示されている。本実施形態におけるフィルタ支持体モジュール３００の一般的な原理、構成、及び動作は、図４Ｃに関して説明したものと同様であり、従って、ここでは反復しないことにする。
【０１３８】
本実施形態では、入力光ビームＬ１を、光ポート４１０を介して受け取り、光ビームＬ２を、出力ポート４５０を介して出力するために、光誘導部材ＬＧ（例えば、光学プリズムユニットを含む）が利用される。本実施例では、入力ポート４１０及び出力ポート４５０は、誘導部材のファセットである。光誘導部材ＬＧは、光ビームＬ１を、フィルタ支持体モジュール３００の光学面３３３と適切な角度Θで相互作用するように導き、反射光ビームを集光し、それを出力ポート４５０に導くように光学的に構成される。本実施例では、光誘導部材ＬＧの表面は、フィルタ支持体モジュール３００の光学面３３３として構成される。
【０１３９】
前述のように、本発明は、光ポート（図１の４１０）と検査平面ＰＬとの間の光伝播方向に沿って配置された複数（２つ又はそれ以上）のシグマ回転台のスタックを利用することができる準動的／擬似動的なパターン発生モジュールも実現する。これらの回転台の各々は、いくつかの静的なフィルタ／マスクを支持するように構成することができ、この場合、全体的なマスキング／フィルタリングが、全てのシグマ回転台内で選択されたマスクの組み合わせの累積効果によって形成される。かかる準動的パターン発生モジュールは、所望のフィルタ設計（例えば、前述のように本発明によって得られる最適化バイナリフィルタデータ）を受け取り、複数のシグマ回転台を切り替えて／回転させて、所望のフィルタ設計に最適に適合する、又はそれを最適に近似する（例えば、図１の許容範囲データ１５８によって示される許容することができる許容範囲内で）、最も適切な静的フィルタの組み合わせを見つけるようになっている。
【０１４０】
この点に関して、本発明の実施形態に従って、検査システムの光ビームと相互作用するバイナリ空間フィルタを実装するように構成されたフィルタ実装システム７００を概略的に示す図５Ａから図５Ｃを参照されたい。フィルタ実装システム７００は、所望のバイナリパターンを近似するバイナリ空間フィルタを発生させる／選択するように構成されたパターン発生モジュール２００と、このようにして実装されたバイナリ光源マスクを支持することができるフィルタ支持体ツール３００とを含む。フィルタ支持体ツール３００は、光ビームＬ１を構造化して構造化光Ｌ２を形成するために、バイナリ空間フィルタを光ビームＬ１の光学経路内に配置するように構成される。
【０１４１】
本発明の本実施形態では、フィルタ支持体ツール３００の少なくとも一部は、複数の光源マスクを支持するように構成された複数のフィルタホルダ３００ｘ（例えば、７つのマスクホルダ３００ａから３００ｇ）を含む。本実施例では、フィルタホルダ３００ａから３００ｇは、各々１７個の空間フィルタ／空間マスクを支持するように構成される。フィルタホルダ３００ｘの各々は、フィルタを光ビームＬ１の伝播経路内に挿入するように構成され動作可能である。フィルタ支持体ツール３００の各々は、複数の静的マスク／フィルタを、その外周の近くのフィルタ位置で支持する円形フィルタホルダ３００ａから３００ｇ（例えば、シグマ回転台）のスタックアレイとして実装する。フィルタホルダ３００ａから３００ｇは、共通の回転軸の回りに独立して回転可能であり、異なるフィルタの光学伝播経路との係合及び離脱を可能にするように構成される。これによって、異なるフィルタホルダからの静的フィルタの様々な組み合わせを利用して、光ビームＬ１をパターン形成／構造化することが可能になる。
【０１４２】
フィルタホルダは、本技術分野で公知のシグマ回転台と同様に構成することができ、１つ又はそれ以上の静的空間フィルタ（一般的に複数のフィルタ）を支持する能力を有することができる。静的空間フィルタ（光源からの光をマスキングするための光源マスクとしての機能する）は、ＣＯＧ技術及び穿孔箔技術を含む任意の適切な技術によって実装することができる。
【０１４３】
随意的に、フィルタ支持体ツール３００は、光ビームＬ１と、１つよりも多くの静的フィルタの異なる組み合わせとの相互作用を可能にするように構成することができる。このように、フィルタの異なる組み合わせを用いて、実際に擬似動的空間フィルタを実現することができる。静的フィルタの可能性のある組み合わせの数は、各フィルタホルダによって支持される静的フィルタの連続する数の乗算である。例えば、本実施例では、各々が１７個のフィルタを支持する７個のフィルタホルダが用いられ、可能性のある組み合わせの合計数は１７＾７であり、これは約５億通りの組み合わせである。
【０１４４】
場合によっては、フィルタホルダの１つ又はそれ以上は、相互作用する（通過する）光ビームＬ１に影響を与えない中性のフィルタ／マスクを含むこと／支持することができること、又は特定のフィルタ位置においてフィルタを全く支持しないことに留意されたい。従って、静的フィルタの様々な組み合わせは、有効フィルタ（中性ではないフィルタ）の個数が、フィルタ支持体ツール３００内のフィルタホルダの個数よりも少ない組み合わせを含むこともできる。
【０１４５】
前述のように、フィルタ実装システム７００は、システムによって模擬実施される露光条件に対応する所望の空間フィルタパターンを近似する空間フィルタを生成する／実装するようになったパターン発生モジュール２００を含む。本実施形態では、パターン発生モジュール２００は、制御ユニット２００Ｂと作動組立体２００Ａとを含む。制御ユニット２００Ｂは、所望のフィルタパターンを示すフィルタデータを受け取るように構成される。フィルタデータは、前述の図１から図３Ｇの技術によって取得することができる。パターン発生モジュール２００は、フィルタホルダ３００ｘ上に取り付けられた静的フィルタを示す記憶データを利用してフィルタデータを処理し、所望の空間フィルタパターンを最適に近似することになる、フィルタホルダ３００ａ〜３００ｇからの１つ又はそれ以上の静的フィルタの適切な組み合わせを決定する。制御ユニット２００Ｂは、適切なアルゴリズム（処理装置）を利用して、受け取ったフィルタデータに基づいて静的フィルタの所望の組み合わせを決定するように構成することもできる。また、フィルタの組み合わせの選択は、静的フィルタのどの組み合わせが所望の露光条件を最適に模擬実施するかを特定するために、許容範囲データに基づくものとすることもできる。許容範囲データは、前述のものと同様のものとすることができ、例えば、所望のフィルタの所望の空間パターン内の異なる領域の形状及び透過度における許容可能な差異を示す幾何学的許容範囲データ及び透過率許容範囲データを含むことができる。
【０１４６】
静的フィルタの所望の組み合わせを特定すると、制御ユニット２００Ｂは、異なるフィルタホルダを、静的フィルタの所望の組み合わせが光ビームＬ１の伝播経路と係合される所望の位置へと作動させるように作動組立体２００Ａを動作させることができる。それによって、光ビームＬ１のパターン形成が可能になり、構造化光Ｌ２が形成される。この目的のために、作動組立体２００Ａは、１つ又はそれ以上のドライバ又はモータを含むことができ、場合によっては更に、異なるフィルタホルダの作動を可能にする伝動組立体／ギア組立体を含むことができる。
【０１４７】
本発明の実施形態によって構成されたフィルタ実装システム８００の別の実施例を概略的に示す図６Ａ及び図６Ｂを合わせて参照されたい。この場合、フィルタ実装システム８００は、多数の静的フィルタ（場合によっては数百個のフィルタ）を支持し、選択されたフィルタを、光ビームＬ１の光学経路内に正確な位置と向きでもって選択的に挿入することができるフィルタ支持体ツール８１０を含む。フィルタ支持体ツール８１０は、上部に複数のフィルタ（例えば、本実施例では約２００個のフィルタ）をスタックして交換可能に配置することができるカートリッジスライダー８１２を含む。また、フィルタ支持体ツール８１０は、光ビームＬ１の伝播経路に対する予め定められた場所に配置されるフィルタホルダ８１４を含む。フィルタホルダ８１４は、カートリッジスライダー８１２上に取り付けられ、フィルタホルダ８１４からの特定のそれぞれの位置に配置される、選択されたフィルタに係合して搬送するように制御可能に作動される。フィルタと係合すると、フィルタホルダ８１４は、フィルタを光の光学経路内へと光学経路に対する予め定められた位置と向きでもって搬送するようになっている。カートリッジスライダー８１２は、その上に取り付けられたフィルタの位置の制御可能な作動を可能にして、選択されたフィルタをフィルタホルダ８１４によって把持して、光ビームＬ１と相互作用するように位置決めできるように構成され動作可能である。
【０１４８】
また、フィルタ実装システム８００は、光伝播経路の近くに配置され、ホルダ８１４によってＬ１の光学経路内に挿入されたフィルタユニットと運動力学的係合するようになった整列組立体８１６を含む。整列組立体８１６のフィルタユニット８２０との係合は、光ビームに対する選択されたフィルタユニット８２０の厳密な整列を容易にするので、フィルタユニット８２０による所望の露光条件の模擬実施が容易になる。図６Ｂは、フィルタユニット８２０との運動力学的係合における２つの整列ピンを含む整列組立体８１６の実施例の概略図である。フィルタユニットは、空間フィルタ開口部８２１が取り付けられ、上側にテーパ付き陥凹部８２７が形成されたフレーム８２５を含む。陥凹部８２７の位置は、光学経路の近くの組立体８１６の整列ピンの位置に一致しており、整列ピン８１６のフレーム８２５及び陥凹部８２７との運動力学的係合によって、光ビームに対するフィルタの厳密な位置決め及び整列を可能にする。
【０１４９】
随意的に、本発明のいくつかの実施形態によると、フィルタ実装システム８００は、複数のフィルタホルダを含むことができ、複数のフィルタユニットと光ビームＬ１との同時係合を容易にする。それに応じて、フィルタ実装システム８００は、図５Ａから図５Ｃを参照して説明したモジュール２００と同様のパターン発生モジュールを含むことができる。かかるパターン発生モジュールは、所望のフィルタパターンを示すフィルタデータを受け取り、フィルタカートリッジ８１２上に取り付けられたフィルタを示す記憶データを利用して、所望のフィルタデータを最適に近似するフィルタユニットの適切な組み合わせを特定するように構成することができる。かかる組み合わせにおけるフィルタの最大個数は、システム８００内で利用されるフィルタホルダ（８１４）の個数に対応する。１つ又はそれ以上のフィルタユニットのかかる適切な組み合わせを特定すると、パターン発生モジュールは、カートリッジ８１２及び１つ又はそれ以上のフィルタホルダ（８１４）を作動させて、フィルタの組み合わせを光ビームＬ１の伝播経路内に挿入するように動作することができる。随意的に、１つよりも多くのフィルタホルダ８１４を含むかかる実施形態では、整列組立体８１６（又は、複数のそれぞれの整列組立体）を設け、複数のホルダ８１４によって支持されるフィルタを厳密に位置決めして整列させるように構成することもできる。
【符号の説明】
【０１５０】
１５９  露光条件分布マップ
１５８  許容範囲データ
２０  パターン形成オンデマンドシステム
１００  バイナリフィルタ設計システム
１７０  バイナリマスクパターンデータ
２２  フィルタ実装システム
２００  パターン発生モジュール
３００  フィルタ支持体モジュール
４００  空中検査システム
４１０  光ポート
４２０  フィルタ
ＰＬ  検査平面
Ｌ１  光ビーム
Ｌ２  構造化光
【図１】
2014010459.tif 000003
【図２Ａ】
2014010459.tif 000004
【図２Ｂ】
2014010459.tif 000005
【図４Ａ】
2014010459.tif 000006
【図３Ａ】
2014010459.tif 000007
【図３Ｂ】
2014010459.tif 000008
【図３Ｃ】
2014010459.tif 000009
【図３Ｄ】
2014010459.tif 000010
【図３Ｅ】
2014010459.tif 000011
【図３Ｆ】
2014010459.tif 000012
【図３Ｇ】
2014010459.tif 000013
【図４Ｂ】
2014010459.tif 000014
【図４Ｃ】
2014010459.tif 000015
【図４Ｄ】
2014010459.tif 000016
【図４Ｅ】
2014010459.tif 000017
【図４Ｆ】
2014010459.tif 000018
【図４Ｇ】
2014010459.tif 000019
【図４Ｈ】
2014010459.tif 000020
【図５Ａ】
2014010459.tif 000021
【図５Ｂ】
2014010459.tif 000022
【図５Ｃ】
2014010459.tif 000023
【図６Ａ】
2014010459.tif 000024
【図６Ｂ】
2014010459.tif 000025
【外国語明細書】
2014010459000001.pdf