(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
コヒーレンス低減方法であって、
ループを形成する複数の光学部品を備えた非対称パルスストレッチャにより最初の光パルスを受光するステップと、ここで、前記複数の光学部品のうち少なくとも２つは互いにほぼ対称的に配置され、前記複数の光学部品のうち少なくとも１つは他の複数の光学部品と非対称に配置されており、
パルスシーケンス生成期間中に、前記最初の光パルスに応答して、前記パルスストレッチャにより一連の複数のパルスを生成するステップと、
を含み、前記少なくとも２つの光学部品は、前記複数のパルスのうちの少なくとも２つの間にコヒーレンスに関する空間的差異をもたらし、前記パルスシーケンス生成期間は、検出器の応答期間を超えず、
前記方法は、さらに、
集光レンズにより前記複数のパルスを集光して、集光された複数のパルスを生成するステップと、
前記集光された複数のパルスによりオブジェクトの範囲を照明するステップと、
前記範囲からの光を前記検出器によって検出するステップと、
をさらに含むことを特徴とする方法。
【請求項２】
前記集光された複数のパルスを、前記オブジェクトの実質的に同じ範囲の方に導くステップを含む、
ことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記コヒーレンスに関する空間的差異は、前記少なくとも２つのパルスの入射角の差異である、
ことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記コヒーレンスに関する空間的差異は、前記少なくとも２つのパルスの入射位置の差異である、
ことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記複数のパルスのうちの２つのパルス間に入射角差をもたらすステップと、
前記集光された複数のパルスのうちの２つのパルス間に入射位置差をもたらすステップとを含む、
ことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項６】
前記複数のパルスを、該複数のパルスのコヒーレント性を低減する第２のスペックル低減部品の方に導くステップを含む、
ことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項７】
コヒーレンス低減能力を有する光学系であって、
最初の光パルスを生成するための光源と、
パルスシーケンス生成期間中に、前記最初の光パルスを受光して、複数の光パルスを生成するように構成された非対称パルスストレッチャと、
を備え、
前記非対称パルスストレッチャは、ループを形成する複数の光学部品を備え、前記複数の光学部品のうち少なくとも２つは互いにほぼ対称的に配置され、前記複数の光学部品のうち少なくとも１つは他の複数の光学部品と非対称に配置され、前記少なくとも２つの光学部品は、前記複数のパルスのうちの少なくとも２つのパルス間にコヒーレンスに関する空間的差異をもたらし、
前記光学系は、前記非対称パルスストレッチャとオブジェクトの間に位置し前記複数のパルスを集光するための集光レンズであって、前記集光された複数のパルスを前記オブジェクトの範囲の方に導く集光レンズをさらに備える、
ことを特徴とする光学系。
【請求項８】
前記集光レンズは、前記集光された複数のパルスを前記オブジェクトの実質的に同じ範囲の方に導くように構成される、
ことを特徴とする請求項７に記載の光学系。
【請求項９】
前記コヒーレンスに関する空間的差異は、前記少なくとも２つのパルスの入射角の差異である、
ことを特徴とする請求項７に記載の光学系。
【請求項１０】
前記コヒーレンスに関する空間的差異は、前記少なくとも２つのパルスの入射位置の差異である、
ことを特徴とする請求項７に記載の光学系。
【請求項１１】
前記非対称パルスストレッチャは、前記複数のパルスのうちの２つのパルス間に入射角差をもたらし、前記集光された複数のパルスのうちの２つのパルス間に入射位置差をもたらすように構成される、
ことを特徴とする請求項７に記載の光学系。
【請求項１２】
前記非対称パルスストレッチャは、前記複数のパルスを、該複数のパルスのコヒーレント性を低減する第２のスペックル低減部品の方に導くように構成される、
ことを特徴とする請求項７に記載の光学系。
【請求項１３】
前記非対称パルスストレッチャは、前記パルスを前記オブジェクトの方に導く集光レンズの瞳面に位置する出力部から前記集光された複数のパルスを出力するように構成される、
ことを特徴とする請求項７に記載の光学系。
【請求項１４】
前記複数の光学部品は複数のミラーを含み、１つのミラーの配向角は、別のミラーの配向と異なる、
ことを特徴とする請求項７に記載の光学系。
【請求項１５】
前記複数の光学部品は複数のミラーを備え、少なくとも１つのミラーは、他の全てのミラーの高さとは異なる高さに位置する、
ことを特徴とする請求項７に記載の光学系。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、オブジェクトの検査に関し、具体的には、半導体デバイス製造に関連するオブジェクトの検査に関する。より詳細には、本発明は、半導体デバイス製造中にフォトリソグラフィにおいて使用するオブジェクトの検査に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体デバイスの超大規模集積に伴う高密度及び高性能を求める現行需要では、サブミクロンの特徴部、トランジスタ及び回路速度の増加、並びに信頼性の向上が求められている。このような需要では、精度及び均一性の高いデバイス特徴部の形成が求められ、これにより工程を注意深くモニタすることが必要となる。
【０００３】
注意深い検査を必要とする１つの重要な工程に、マスク又は「レチクル」を使用して半導体ウェハに回路パターンを転写するフォトリソグラフィがある。通常、レチクルは、透明基板上のパターン化クロムの形をとる。一連のこのようなレチクルを使用して、予め設定した順序でウェハ上にパターンを投影する。各フォトリソグラフィレチクルは、ウェハ上に集積される回路部品に対応する一連の複雑な幾何パターンを含む。従来、フォトレジスト層上へのレチクルパターンの転写は、レチクルを通じて光又はその他の放射物を導きフォトレジストを露光する、スキャナ又はステッパなどの光学露光ツールによって行われる。その後、フォトレジストを現像してフォトレジストマスクを形成し、下層のポリシリコン絶縁物又は金属層をマスクに従って選択的にエッチングしてライン又はゲートなどの特徴部を形成する。
【０００４】
上述の説明から、作製されたウェハ上には、余分な又は不足したクロムなどの、レチクル上のあらゆる欠陥が繰り返し転写される可能性があると理解されたい。結果として、レチクル上のあらゆる欠陥は、製造ラインの生産量を大幅に低下させることになる。従って、レチクルを検査してレチクル上のあらゆる欠陥を検出することが最重要である。一般に、この検査は、透過照明、反射照明、又はこれらの両タイプの照明を使用する光学系によって行われる。このような光学系の例には、カリフォルニア州サンタクララのＡｐｐｌｉｅｄ  Ｍａｔｅｒｉａｌｓ社から市販されているＡｅｒａ（商標）シリーズのレチクル検査システムがある。
【０００５】
レチクル検査では、いくつかの異なるアルゴリズム法が知られている。これらの方法としては、ダイを同じレチクル上の同一と思われるダイと比較する「ダイツーダイ」検査、又はレチクルが生成されたダイとすることができる所与のダイに関連するデータをデータベース内の情報と比較する「ダイツーデータベース」検査が挙げられる。別の検査方法には、ダイツーゴールデンダイがあり、ゴールデンダイとは、ウェハ検査のための基準として選択したダイのことである。ダイが何らかのライン幅要件及びライン間隔要件を満たす必要があり、特徴部形状が所定の形状に適合すべきであるという設計ルールに基づく検査も存在する。これらの検査方法、並びにこれらの方法を実施するための関連装置及び回路構成の例は、とりわけ米国特許第４，８０５，１２３号、第４，９２６，４８９号、第５，６１９，４２９号及び第５，８６４，３９４号を含む様々な米国特許に記載されている。これらの特許の開示は、引用により本明細書に組み入れられる。
【０００６】
通常、既知の検査法は、オブジェクトを電荷結合素子（ＣＣＤ）カメラ上に高倍率で撮像する方法を使用する。この撮像技術では、オブジェクトを照明する必要がある。照明光源の輝度は、カメラの積分時間を低減することによって検査を加速させる能力における大きな要因である。パターンを検出できるようにするには、ウェハ上のパターンが小さくなるにつれて、より短い波長を使用することが必要になる。これは、物理的解像限界が照明波長に線形的に依存するという事実、及びリソグラフィ工程で使用する波長と同様の波長で検査が行われることを必要とする干渉効果によるものである。波長が短くなるにつれ、白熱ランプ又はガス放電ランプなどの従来のインコヒーレント光源の輝度では不十分になり、短波長レーザーが最適な光源になる。レーザーのコヒーレンスが、表面の粗度及び収差、並びに光路に沿ったパターン化オブジェクトと合わさると、オブジェクトの画像にわたるノイズパターンである、スペックルとして知られているアーチファクトが形成される。
【０００７】
スペックルは、被検査オブジェクトの表面を検出する上で問題を引き起こし、検出器にぶつかる光パターンの非均一性に起因してフォールスアラームを生じる。検出精度は低下する。また、被検査オブジェクトの撮影画像も劣化する。検出プロセスに由来する損失の結果、コヒーレント光がもたらすパワーはとりわけ不可欠であるため、この問題は、この種のオブジェクト検査では深刻なものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】米国特許第４，８０５，１２３号明細書
【特許文献２】米国特許第４，９２６，４８９号明細書
【特許文献３】米国特許第５，６１９，４２９号明細書
【特許文献４】米国特許第５，８６４，３９４号明細書
【特許文献５】米国特許第７，４６３，３５２号明細書
【特許文献６】米国特許第７，１３３，５４８号明細書
【特許文献７】米国特許第６，９２４，８９１号明細書
【特許文献８】米国特許第６，７９８，５０５号明細書
【特許文献９】米国特許第４，６１９５，０８号明細書
【特許文献１０】米国特許第４，５２１，０７５号明細書
【特許文献１１】米国特許第７，０８４，９５９号明細書
【特許文献１２】米国特許第７，３２１，６０５号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
ウェハ又はレチクルなどのオブジェクトを検査する際には、照明に使用するスポットサイズがウェハ上のパターンの要素よりも大幅に小さくないと、スペックル現象が生じる可能性がある。しかしながら、（ウェハに対してコヒーレント光源を斜めに向ける）斜照明などのいくつかの状況では、スポットサイズがスペックルを引き起こすほど十分に大きくなる。スポットサイズを小さくすると、システムスループットが低下し、例えばリソグラフィ工程中にオブジェクトを撮像するために使用する波長よりも短い異なる波長で作業することが必要になる。従って、理解されるように、スペックルに耐えることと、検出感度／スループットを最適化することの間にはトレードオフが存在する。従って、スペックル問題を解決し、これにより大きなスポットサイズの使用を可能にし、ひいては処理能力を高めることが望ましいと思われる。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の様々な実施形態によれば、システム及び方法が提供される。
【００１１】
この方法は、コヒーレンス低減のために適用することができ、少なくとも２つの光学部品が互いにほぼ対称的に位置する、ループを形成する複数の光学部品を備えた非対称パルスストレッチャにより最初の光パルスを受光するステップと、パルスシーケンス生成期間中に、光パルスに応答して、パルスストレッチャにより一連の複数のパルスを生成するステップとを含むことができ、少なくとも２つの光学部品は、複数のパルスのうちの少なくとも２つの間にコヒーレンスに関する差異をもたらし、パルスシーケンス生成期間は、検出器の応答期間を超えず、この方法は、複数のパルスによりオブジェクトの範囲を照明するステップと、この範囲からの光を検出器によって検出するステップとをさらに含むことができる。
【００１２】
この方法は、複数のパルスをオブジェクトの実質的に同じ範囲の方に導くステップを含むことができる。
【００１３】
コヒーレンスに関する差異は、少なくとも２つのパルスの入射角の差異とすることができる。
【００１４】
コヒーレンスに関する差異は、少なくとも２つのパルスの入射位置の差異とすることができる。
【００１５】
この方法は、複数のパルスのうちの２つのパルス間に角度差をもたらすステップと、複数のパルスのうちの２つのパルス間に入射位置差をもたらすステップとを含むことができる。
【００１６】
この方法は、複数のパルスのコヒーレント性を低減する第２のスペックル低減部品の方に複数のパルスを導くステップを含むことができる。
【００１７】
この方法は、パルスをオブジェクトの方に導く集光レンズの瞳面に位置することができる出力部から、非対称パルスストレッチャにより複数のパルスを出力するステップを含むことができる。
【００１８】
この方法は、持続時間が数ナノ秒を超えない最初の光パルスをレーザーから受光するステップを含むことができる。
【００１９】
複数の光学部品は複数のミラーを含むことができ、１つのミラーの配向角は、（ａ）別のミラーの配向と異なるとともに、（ｂ）他のミラーの逆向きの配向と異なる配向とも異なる。
【００２０】
複数の光学部品は、複数のミラーを含むことができ、少なくとも１つのミラーは、他の全てのミラーの高さとは異なる高さに位置することができる。
【００２１】
光学系を提供することもできる。この光学系は、コヒーレンス低減能力を有することができ、最初の光パルスを生成するための光源と、この最初の光パルスを受光して、パルスシーケンス生成期間中に複数の光パルスを生成するように構成された非対称パルスストレッチャとを含むことができ、この非対称パルスストレッチャは、ループを形成する複数の光学部品を備え、これらの複数の光学部品のうちの少なくとも２つの光学部品は互いにほぼ対称的に位置し、少なくとも２つの光学部品は、複数のパルスのうちの少なくとも２つのパルス間にコヒーレンスに関する差異をもたらし、パルスシーケンス生成期間は、検出器の応答期間を超えず、この光学系は、非対称パルスストレッチャとオブジェクトの間に位置し、複数のパルスをオブジェクトの範囲の方に導く集光レンズをさらに含むことができる。
【００２２】
集光レンズは、複数のパルスをオブジェクトの実質的に同じ範囲の方に導くように構成することができる。
【００２３】
コヒーレンスに関する差異は、少なくとも２つのパルスの入射角の差異とすることができる。
【００２４】
コヒーレンスに関する差異は、少なくとも２つのパルスの入射位置の差異とすることができる。
【００２５】
非対称パルスストレッチャは、複数のパルスのうちの２つのパルス間に角度差をもたらし、複数のパルスのうちの２つのパルス間に入射位置差をもたらすように構成することができる。
【００２６】
非対称パルスストレッチャは、複数のパルスのコヒーレント性を低減する第２のスペックル低減部品の方に複数のパルスを導くように構成することができる。
【００２７】
非対称パルスストレッチャは、パルスをオブジェクトの方に導く集光レンズの瞳面に位置することができる出力部から複数のパルスを出力するように構成することができる。
【００２８】
光源はレーザーとすることができ、最初の光パルスの持続時間は数ナノ秒を超えない。
【００２９】
複数の光学部品は複数のミラーを含むことができ、１つのミラーの配向角は、（ａ）別のミラーの配向と異なるとともに、（ｂ）他のミラーの逆向きの配向と異なる配向とも異なる。
【００３０】
複数の光学部品は複数のミラーを含むことができ、少なくとも１つのミラーは、他の全てのミラーの高さとは異なる高さに位置することができる。
【００３１】
添付図面を参照しながら、本発明のさらなる詳細、態様及び実施形態をほんの一例として説明する。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本発明の実施形態によるシステムを概略的に示す図である。
【図２】本発明の実施形態によるシステムを概略的に示す図である。
【図３】本発明の実施形態による、レーザー、非対称パルスストレッチャ、集光レンズ及びオブジェクト、並びに様々なパルスの経路を示す図である。
【図４】本発明の実施形態による、最初の光パルス、及び非対称パルスストレッチャにより生成された５つのパルスを示す図である。
【図５】対称パルスストレッチャを示す図である。
【図６】本発明の様々な実施形態による非対称パルスストレッチャを示す図である。
【図７】本発明の様々な実施形態による非対称パルスストレッチャを示す図である。
【図８】本発明の様々な実施形態による非対称パルスストレッチャを示す図である。
【図９】本発明の様々な実施形態による非対称パルスストレッチャを示す図である。
【図１０】本発明の様々な実施形態による非対称パルスストレッチャを示す図である。
【図１１】本発明の様々な実施形態による非対称パルスストレッチャを示す図である。
【図１２】本発明の実施形態による方法を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００３３】
以下の明細書では、本発明の特定の実施形態例を参照しながら本発明について説明する。しかしながら、添付の特許請求の範囲に示す本発明のより広範な思想及び範囲から逸脱することなく、本明細書において様々な修正及び変更を行えることが明らかであろう。
【００３４】
本発明を実施する装置は、その大部分が当業者に既知の電子部品及び回路で構成されているので、回路の詳細については、本発明の基本概念を理解して評価できるように、また本発明の教示が曖昧になったり、又はこの教示からそれたりすることがないように、上述したような必要と考えられる範囲を超えて説明していない。
【００３５】
上記を考慮すれば、本発明の１つの特徴は、半導体デバイスの製造で使用するオブジェクトの検査中におけるスペックルを低減するための光学系を提供することである。本発明の別の特徴は、短波長、特に深ＵＶ領域で動作する検査システムにおけるスペックルを低減するための光学系を提供することである。
【００３６】
本発明のさらなる特徴は、パルスレーザービーム、特に５〜５０ｎｓ領域のパルスを使用する検査システムにおけるスペックルを低減することである。
【００３７】
本発明は、上記の及びその他の特徴を提供し、上述した先行技術の限界を克服し、以下の詳細な説明を読んで理解した時に明らかになる様々な問題点を解決するために、半導体デバイス、特にウェハ、マスク、フォトマスク及びレチクルの製造で使用するオブジェクトの検査中におけるスペックルを低減するための方法及び装置を提供する。
【００３８】
本発明によれば、パルスシーケンス生成期間と呼ばれる期間中に、非対称パルスストレッチャによって光パルスが複数のパルスに変換される。このパルスシーケンス生成期間は、検出器の応答期間よりも短く、従って検出器は、これらの複数のパルスに起因してオブジェクトから反射又は散乱された光を実質的に積分する。これらの複数のパルスは、これらの入射角の差異、これらの入射位置の差異、又はこの両方などの、コヒーレンスに関する差異によって互いに異なる。或いは、これらの複数のパルスのうちの少なくとも２つのパルスは、コヒーレンスに関する差異によって互いに異なる。この複数のパルスの生成は、非対称パルスストレッチャから出力されるパルスの入射角、位置、又はこの両方などの１又はそれ以上の特性によって互いに異なり得る複数のパルスを生成する非対称パルスストレッチャに、最初の光パルスを提供するステップを含む。非対称パルスストレッチャの出力部が、パルスをオブジェクト上に集光する集光レンズの瞳面内に位置する場合、出力パルスの角度の変化が空間的差異に変換され、出力パルスの位置の変化がパルスの入射角の変化に変換される。
【００３９】
非対称パルスストレッチャは、非対称的に配置されたレンズ、ミラー、ビームストリッパ、グリッドなどの光学要素を有することができる。
【００４０】
複数のパルスは、オブジェクトの実質的に同じ範囲の方に導かれる。この範囲からの光が、限定ではないが撮像検出器などの検出器により検出される。検出器の応答期間は、検出器の積分期間とすることができる。
【００４１】
図１に、本発明に従って使用する例示的なシステム１を示す。図１に示すシステム機器は透過モードで動作し、図２に示すシステムは反射モードで動作している。しかしながら、透過モード及び反射モードの両方で動作するシステムも本発明の企図の範囲内にあると理解されたい。少なくとも透過動作モードでは、ビームがコヒーレンス低減／スペックル低減装置に入る前に、ビームホモジナイザを使用すべきである。
【００４２】
さらに、これらの両図には、オブジェクトを実質的に垂直に照明するように示しているが、必ずしもそうとは限らない。従って、明視野反射分布（垂直）、暗視野反射分布（裏側）、及びＧｒａｙ  ｆｉｅｌｄ（商標）反射分布（垂直と裏側の間）を生じさせる様々な斜照明角を使用することができる。
【００４３】
図１では、ウェハ、マスク、フォトマスク又はレチクルなどの被検査オブジェクト８０が、オブジェクト８０の検査面により定められる平面内の２方向にオブジェクト８０を動かすｘ−ｙステージ上７５に配置される。本発明の実施形態によれば、システム１は、オブジェクト８０の片側に位置するレーザー２０などのパルス光源を含む。レーザー２０は、コヒーレントパルス、略コヒーレントパルス、又は低コヒーレントレベルのパルスを発生することができる。パルスのコヒーレンスは、非対称パルスストレッチャ１００により、及び任意に第２のスペックル低減部品４０又はシステム１のその他の要素（図示せず）によりさらに低減される。これらのパルスは、ＵＶ領域又は深ＵＶ領域の短波長レーザーパルスとすることができる。レーザー２０から放出されたパルスは、複数のパルスを生成する非対称パルスストレッチャ１００を通じて導かれる。これらの複数のパルスは、フィルディフューザ３０、第２のスペックル低減部品４０、追加の光学系６０、集光レンズ７０、オブジェクト８０を通じて伝播し、最終的に検出器９０に到達する。
【００４４】
なお、好適な構造により定められる他の光学経路を含む、オブジェクト８０上にビームを導く他の手段を使用することもできる。
【００４５】
検出器９０により、オブジェクト８０を通過する光が検出される。検出器９０は、時間遅延積分（ＴＤＩ）センサ又はＣＣＤセンサとすることができ、これらは、ラインセンサであっても、又は二次元センサであってもよい。
【００４６】
検出器９０は、オブジェクト８０を搭載するステージ７５をレーザー２０に対して連続的に移動させながら、オブジェクト８０を撮像することができる。
【００４７】
追加の光学系６０は、ディフューザ、自動焦点光学系、ホモジナイザ及びリレーレンズなどを含むことができる。
【００４８】
システム１の様々な部品は、コントローラ１０によって制御することができる。なお、分散制御スキーム及び集中制御スキームの両方を適用することができる。コントローラ１０は、いつ光パルスを生成すべきか、及び非対称パルスストレッチャ１００の特性をいつどのように変化させるべきかを決定することができる。
【００４９】
非対称パルスストレッチャ１００は、第２のスペックル低減部品４０などの別の部品の入力領域よりも小さな出力領域を通じてパルスを出力する。これらの差分を補償するために、非対称パルスストレッチャ１００の後にフィルディフューザ３０を配置する。
【００５０】
検出器９０に到達する光は、ある範囲に関する情報、特にオブジェクト８０の照明範囲内の１又はそれ以上のパターンに関する情報、及びオブジェクト８０内及びその表面上に存在するあらゆる欠陥の情報を含む。
【００５１】
レーザー２０のコヒーレントな性質、及び考えられる欠陥のサイズと比較したレーザー２０の動作波長により、検出器９０においてスペックルが生じる可能性がある。スペックルは、予測不能な信号不均一性を生じ、これにより欠陥の識別がより困難になり、一部の微視的欠陥が検出されないままになる可能性がある。従って、光ビームのコヒーレンスを壊すことによりスペックルを低減する必要がある。コヒーレンス低減は、非対称パルスストレッチャ１００及び第２のスペックル低減部品４０によって行われる。
【００５２】
第２のスペックル低減部品４０は、先行技術のスペックル低減技術を利用することができる。この部品は、１又はそれ以上の階段状のガラス、１又はそれ以上のファイバー束などを含むことができる。「スペックル低減を含むオブジェクト検査のための方法及び装置（Ｍｅｔｈｏｄ  ａｎｄ  ａｐｐａｒａｔｕｓ  ｆｏｒ  ｏｂｊｅｃｔ  ｉｎｓｐｅｃｔｉｏｎ  ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ  ｓｐｅｃｋｉｅ  ｒｅｄｕｃｔｉｏｎ）」という名称の米国特許第７，４６３，３５２号、「空中撮像を使用するレチクル検査のための方法及び装置（Ｍｅｔｈｏｄ  ａｎｄ  ａｐｐａｒａｔｕｓ  ｆｏｒ  ｒｅｔｉｃｌｅ  ｉｎｓｐｅｃｔｉｏｎ  ｕｓｉｎｇ  ａｅｒｉａｌ  ｉｍａｇｉｎｇ）」という名称の米国特許第７，１３３，５４８号、「スペックル低減を含むオブジェクト検査のための方法及び装置（Ｍｅｔｈｏｄ  ａｎｄ  ａｐｐａｒａｔｕｓ  ｆｏｒ  ｏｂｊｅｃｔ  ｉｎｓｐｅｃｔｉｏｎ  ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ  ｓｐｅｃｋｌｅ  ｒｅｄｕｃｔｉｏｎ）」という名称の米国特許第６，９２４，８９１号、「スペックル低減を含むオブジェクト検査のための方法及び装置（Ｍｅｔｈｏｄ  ａｎｄ  ａｐｐａｒａｔｕｓ  ｆｏｒ  ｏｂｊｅｃｔ  ｉｎｓｐｅｃｔｉｏｎ  ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ  ｓｐｅｃｋｌｅ  ｒｅｄｕｃｔｉｏｎ）」という名称の米国特許第６，７９８，５０５号、「照明光学配列（Ｉｌｌｕｍｉｎａｔｉｏｎ  ｏｐｔｉｃａｌ  ａｒｒａｎｇｅｍｅｎｔ）」という名称の米国特許第４，６１９，５０８号、及び「レーザーのための制御可能な空間的インコヒーレンスエシュロン（Ｃｏｎｔｒｏｌｌａｂｌｅ  ｓｐａｔｉａｌ  ｉｎｃｏｈｅｒｅｎｃｅ  ｅｃｈｅｌｏｎ  ｆｏｒ  ｌａｓｅｒ）」という名称の米国特許第４，５２１，０７５号に様々なスペックル低減要素及び方法が記載されており、これらは全て引用により本明細書に組み入れられる。
【００５３】
図２に、本発明の実施形態によるシステム２を示す。システム２は、反射モードで動作する。図１に示すシステム１を参照すると分かるように、同じ要素には同じ番号を付している。システム２は、（ａ）光パルスを集光レンズ７０及びオブジェクト８０の方に導くとともに、（ｂ）オブジェクト８０及び集光レンズ７０からの光を検出器９０の方に導くビームスプリッタ６５をさらに含む。
【００５４】
図３には、本発明の実施形態による、レーザー２０、非対称パルスストレッチャ１００、集光レンズ７０及びオブジェクト８０、並びに様々なパルスの経路（破線で示す）を示す。説明を簡単にするために、これらのパルスの経路は縮尺通りでなく、またシステム１の複数の部品を示していない。
【００５５】
レーザー２０からの単一のパルスに応答して、非対称パルスストレッチャ１００により、パルスＡ２１０、Ｂ２２０、Ｃ２３０、Ｄ２４０及びＥ２５０が異なる時点で出力される。
【００５６】
非対称パルスストレッチャ１００は、これらのパルス間に側方変位をもたらし、これらの側方変位は、オブジェクト８０に対する入射角変化に変換される。パルスＡ２１０、Ｂ２２０、Ｃ２３０、Ｄ２４０及びＥ２５０は、オブジェクト８０上の実質的に同じスポットを照明する。
【００５７】
図４には、本発明の実施形態による、レーザー２０、非対称パルスストレッチャ１００、集光レンズ７０及びオブジェクト８０、並びに様々なパルスの経路（破線で示す）を示す。説明を簡単にするために、これらのパルスの経路は縮尺通りではなく、またシステム１の複数の部品を示していない。
【００５８】
レーザー２０からの単一のパルスに応答して、非対称パルスストレッチャ１００により、パルスＡ３１０、Ｂ３２０、Ｃ３３０、Ｄ３４０及びＥ３５０が異なる時点で出力される。
【００５９】
非対称パルスストレッチャ１００は、これらのパルス間に角度差をもたらし、これらの角度差は、オブジェクト８０に対する位置差に変換される。パルスＡ３１０、Ｂ３２０、Ｃ３３０、Ｄ３４０及びＥ３５０は、オブジェクト８０上の１つの範囲を照明する。
【００６０】
図５に、対称パルスストレッチャ１０００を示す。
【００６１】
対称パルスストレッチャ１０００は、入力ビームスプリッタ１０４、出力ビームスプリッタ１１４、並びに左上ミラー１０２、右上ミラー１１２、左下ミラー１０６及び右下ミラー１１６などの４つの反射要素などの複数の光学部品を含む。
【００６２】
これらの光学部品は、２列に配置される。入力ビームスプリッタ１０４は、左上ミラー１０２の下方かつ左下ミラー１０６の上方に位置する。出力ビームスプリッタ１１４は、右上ミラー１１２の下方かつ右下ミラー１１６の上方に位置する。
【００６３】
これらの複数の光学部品は、（ａ）左上ミラー１０２が、右上ミラー１１２に対して対称的に位置するとともに対称的に配向され、（ｂ）左下ミラー１０６が、右下ミラー１１６に対して対称的に位置するとともに対称的に配向され、（ｃ）出力ビームスプリッタ１１４が、入力ビームスプリッタ１０４に対して対称的に位置するとともに対称的に配向されるように、仮想垂直軸１１１を中心に対称的に配置される。
【００６４】
この対称性により、これらの光学要素によって定められるループに入り込む光ビームは、対称パルスストレッチャ１０００の同じ位置から同じ方向に出る一連の光パルスに変換されるようになる。
【００６５】
図６〜図１１に、本発明の様々な実施形態による非対称パルスストレッチャ１００を示す。
【００６６】
これらの非対称パルスストレッチャ１００では、少なくとも１つの光学部品が、図５に示す対称的な配置から（配向、高さ、位置又はこれらの組み合わせが）逸脱している。これらの逸脱により、出力される複数の光ビームは、その位置、及びこれに加えて又はこれとは別に、伝搬方向（角度）が互いに異なるようになる。
【００６７】
例えば、ミラー１０２、１０６、１１２及び１１６のうちの１又はそれ以上のミラーを、図５に示す対称的な構成のわずかに外側に配置すること、又はこの対称的な位置よりも若干上方に配置することができる。ビームスプリッタ１０４及び１１４についても同様である。
【００６８】
この非対称性により、ループ内の各反復中に光が通過する経路が変化し、出力される複数のビームは、その遅延、利得、及びこれに加えて又はこれとは別に、方向が互いに異なるようになる。
【００６９】
例えば、光学要素の位置が０．１μほど僅かに位置ずれすると、出力パルス間に約１μの差分が生じ得る。
【００７０】
これらの光学部品の少なくともいくつかは、対称的な構成に対して回転することができ、又は対称的な構成に対してその位置を変化させることができる。
【００７１】
図６では、右上ミラー１１２が、（１２１で示す）その対称的な位置に対して上昇し、左下ミラー１０６２が、（１２６で示す）その対称的な位置に対して上昇している。
【００７２】
図７では、右上ミラー１１２が、（１２１で示す）その対称的な位置に対して傾斜している。
【００７３】
図８では、右上ミラー１１２が、（１２１で示す）その対称的な位置に対して回転して上昇している。
【００７４】
図９では、右上ミラー１１２が、（１２１で示す）その対称的な位置に対して上昇している。
【００７５】
図１０では、右上ミラー１１２及び出力ビームスプリッタ１１４が、（それぞれ１２１及び１２４で示す）その対称的な位置に対して上昇している。
【００７６】
図１１では、右上ミラー１１２が、（１２１で示す）その対称的な位置に対して上昇し、左下ミラー１０６２が、（１２６で示す）その対称的な位置に対して上昇するとともに、その対称的な位置に対して回転している。
【００７７】
なお、対称性からの逸脱は、光学部品１０２、１０４、１０６、１１２、１１４及び１１６のいずれにも適用することができる。また、対称的な位置からの逸脱は、左への平行移動、右への平行移動、及びこれらの組み合わせを含むことができる。
【００７８】
これまでの図を参照すると、レーザー２０から送られた（図５の）最初の入力パルス４００の一部は、ビームスプリッタ１０４及び１１４を通じて伝播して、最初のパルスをもたらすことができる。このパルスの一部は、入力ビームスプリッタ１０４により、左下ミラー１０６、右下ミラー１１６及び出力ビームスプリッタ１１４の方に導かれて、別のパルスをもたらすことができる。右下ミラー１１６からのパルスの一部は、出力ビームスプリッタ１１４を通過して右上ミラー１１２の方に伝搬し、左上ミラー１０２及び入力ビームスプリッタ１０４の方に反射される。このパルスの一部は、入力ビームスプリッタ１０４から出力ビームスプリッタ１１４の方に導かれ、別の部分は、入力ビームスプリッタ１０４を通過して左下ミラー１０６の方に伝搬する。従って、例えばミラー１１２と他のあらゆる部品１０２、１０４、１０６、１１４、１１６との間の角度、又はビームスプリッタ１１４の他のあらゆる部品１０２、１０４、１０６、１１２、１１６に対する相対変位などの、少なくとも２つの光学部品の相対角度及び／又は相対変位を変化させることにより、照明経路のさらに下流に位置する集光レンズに対して異なる入射角及び／又は異なる入射位置を有する複数のパルスが生成される。パルスシーケンス生成期間は、検出器の応答期間よりも短いので、検出器は、これらの複数のパルスに起因してオブジェクトから反射又は散乱された光を実質的に積分する。
【００７９】
なお、非対称パルスストレッチャ１００は、他の構成を有することもできる。
【００８０】
１つの非限定的な例によれば、パルスストレッチャ１００が、「コンパクトパルスストレッチャ（Ｃｏｍｐａｃｔ  ｐｕｌｓｅ  ｓｔｒｅｔｃｈｅｒ）」という名称の米国特許第７，０８４，９５９号に記載されているパルスストレッチャに基づくことができる。このパルスストレッチャは、互いに向き合って位置する第１のプリズム及び第２のプリズムを含む。第１のプリズムには、ビームを螺旋経路で第２のプリズムの方に導く部分的に反射性のインターフェイスによって第１のカップリングプリズムが光学的に結合される。第１のプリズムと第１のカップリングプリズムは、ビームスプリッタを形成する。再循環プリズム（又は反射要素）が、第１のプリズムからのビームを第２のプリズム内に反射する。第１のプリズム及び第２のプリズムの周囲には複数のミラーが配置されて、第１及び第２のプリズムを通じたビームの再循環を可能にする。ビームは、２又はそれ以上の螺旋経路を使用して、第１及び第２のプリズムを通じて再循環する。この米国特許第７，０８４，９５９号に記載されているパルスストレッチャを若干修正してリソグラフィシステムに組み込むことができる。パルスストレッチャのプリズムの１つ又はそれ以上の間の空間的関係を、光が伝搬する螺旋経路を変化させるように変更することにより、このパルスストレッチャを非対称的なものにすることができる。
【００８１】
別の非限定的な例によれば、パルスストレッチャ１００は、「螺旋光学パルスストレッチャ」という名称の米国特許第７，３２１，６０５号に記載されているパルスストレッチャに基づくことができる。このパルスストレッチャは、単一経路パルスストレッチャを含む。この単一経路パルスストレッチャの周囲には、光学系が配置される。この単一経路パルスストレッチャにビームが入り込み、単一経路パルスストレッチャを通過する複数の経路のための光学系を使用して螺旋経路内で反射される。この単一経路パルスストレッチャは、２つの９０度プリズムを含み、これらの間にビームスプリッタが位置することができる。この光学系は、第１及び第２のプリズムを含むことができる。この第１及び第２のプリズムの少なくとも一方を、ルーフプリズムとすることができる。第１及び第２のプリズムは、螺旋経路内にビームを導くように配向された少なくとも１つの表面を有することができる。光学系は、少なくとも１つのミラー、又は複数のミラーを有することができる。このパルスストレッチャの、プリズム、ビームスプリッタ及び単一経路パルスストレッチャのうちの１つ又はそれ以上の間の空間的関係を変更することにより、このパルスストレッチャを非対称的なものにすることができる。
【００８２】
図１２に、本発明の実施形態による方法５００を示す。
【００８３】
方法５００は、システム１及びシステム２のいずれか一方により実行することができる。
【００８４】
方法５００は、非対称パルスストレッチャにより最初の光パルスを受光する段階５１０により開始する。非対称パルスストレッチャは、ループを形成する複数の光学部品を含む。これらの複数の光学部品のうちの少なくとも２つの光学部品は、互いにほぼ対称的に位置する。
【００８５】
この最初の光パルスは、レーザーによって生成することができ、この最初の光パルスの持続時間は、数ナノ秒を超えない。
【００８６】
段階５１０の前には、レーザーなどの光源によって最初の光パルスを生成する段階（図示せず）が存在することができる。この最初の光パルスは、必ずしもそうとは限らないが、コヒーレント又はほぼコヒーレントとすることができる。
【００８７】
段階５１０の後には、パルスシーケンス生成期間中に、及び最初の光パルスに応答して、非対称パルスストレッチャにより複数のパルスを生成する段階５２０が続く。非対称パルスストレッチャの少なくとも２つの光学部品が、これらの複数のパルスのうちの少なくとも２つのパルス間に、コヒーレンスに関する差異をもたらす。パルスシーケンス生成期間は、検出器の応答期間を超えない。
【００８８】
このコヒーレンスに関する差異は、少なくとも２つのパルスの入射角の差異、少なくとも２つのパルスの入射位置の差異、又はこれらの組み合わせとすることができる。
【００８９】
非対称パルスストレッチャは、パルスをオブジェクトの方に導く集光レンズの瞳面内に位置する出力部から複数のパルスを出力する。
【００９０】
従って、これらの複数のパルスは、互いに入射角が異なるパルスの対、及び入射位置が異なるさらに別のパルスの対を含むことができる。さらに別の例では、これらの複数のパルスが、入射角及び入射位置が互いに異なるパルスの対を含むことができる。
【００９１】
段階５２０の後には、複数のビームが、非対称パルスストレッチャとオブジェクトの間に位置する複数の部品と相互作用できるようにする段階５３０が続く。
【００９２】
段階５３０は、例えば、複数のビームを、フィルディフューザ、ホモジナイザ、１又はそれ以上のレンズ及び第２のスペックル低減部品を通過させるステップを含むことができる。後者の場合、段階５３０は、第２のスペックル低減部品によって複数のパルスのコヒーレント性を低減するステップを含むことができる。
【００９３】
段階５３０の後には、複数のパルスによってオブジェクトの範囲を照明する段階５４０が続く。
【００９４】
段階５４０は、この範囲からの光を検出器によって検出するステップを含むことができる。この範囲は、非常に小さくできるとともに、この光パルスの１つによってオブジェクト上に形成される約１つのスポットのサイズと実質的に等しくすることができる。この範囲は、特にスポット間に空間変位がもたらされた場合には、ほんのいくつかのスポットと等しくすることができる。この範囲は、数平方ミクロン〜数平方ミリメートルに及ぶことができる。
【００９５】
オブジェクトと、非対称パルスストレッチャ及び集光レンズなどの光学部品との間に相対移動をもたらしながら、段階５１０〜５４０を反復することができる。この相対移動により、オブジェクト全体又はオブジェクトの選択領域を撮像することができる。
【００９６】
この反復を、オブジェクトと光学部品の間に相対移動をもたらす段階５５０によって示す。段階５５０の前には段階５４０が行われ、段階５５０の後には段階５１０及び段階５６０が続く。段階５６０は、段階５１０〜段階５５０の反復によって取得した画像に基づいて、欠陥の検出、測定、又はこれらの両方を行うステップを含む。
【００９７】
さらに、当業者であれば、上述した動作の機能間の境界は例示にすぎないと認識するであろう。複数の動作の機能を単一の動作に組み合わせることができ、及び／又は単一の動作の機能をさらなる動作に分散させることもできる。さらに、別の実施形態は、複数の特定の動作例を含むことができ、他の様々な実施形態では、動作の順序を変更することができる。
【００９８】
従って、本明細書に示したアーキテクチャは例示にすぎず、実際には同じ機能を実現する他の多くのアーキテクチャを実装できると理解されたい。抽象的ではあるが明確な意味では、同じ機能を実現するための部品のあらゆる配置は、所望の機能が実現されるように効果的に「関連」する。従って、特定の機能を実現するように本明細書で組み合わせたいずれかの２つの部品は、アーキテクチャ又は中間部品に関わりなく所望の機能が実現されるように互いに「関連」していると見なすことができる。同様に、このように関連しているいずれか２つの部品は、所望の機能を実現するように互いに「動作可能に接続」又は「動作可能に結合」されていると見なすこともできる。
【００９９】
また、本発明は、非プログラマブルハードウェアで実現された物理的デバイス又はユニットに限定されず、好適なプログラムコードに従って動作することにより所望のデバイス機能を実行できるプログラマブルデバイス又はユニットに適用することもできる。さらに、これらのデバイスを物理的に複数の装置に分散させながら、単一のデバイスとして機能的に動作させることもできる。
【０１００】
しかしながら、その他の修正、変形及び代替も可能である。従って、本明細書及び図面は、限定的な意味ではなく例示的な意味で捉えるべきである。
【０１０１】
特許請求の範囲では、「備える（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」という単語は、特許請求の範囲内に列挙する要素又はステップから他の要素又はステップの存在を除外するものではない。さらに、詳細な説明及び特許請求の範囲に「前方（ｆｒｏｎｔ）」「後方（ｂａｃｋ）」「上部（ｔｏｐ）」「底部（ｂｏｔｔｏｍ）」「上方（ｏｖｅｒ）」「下方（ｕｎｄｅｒ）」などの用語が存在する場合、これらは説明目的で使用しているものであり、必ずしも恒久的な相対位置を記載するものではない。このように使用されるこれらの用語は、本明細書で説明した本発明の実施形態が、例えば本明細書で図示又は別様に説明した配向以外の配向で動作できるように、適当な状況下では同義的に使用できると理解されたい。
【０１０２】
さらに、本明細書で使用する「１つの（英文不定冠詞）」という用語は、１又は１よりも多くの、と定義される。また、特許請求の範囲における「少なくとも１つの（ａｔ  ｌｅａｓｔ  ｏｎｅ）」及び「１又はそれ以上の（ｏｎｅ  ｏｒ  ｍｏｒｅ）」などの前置き表現について、たとえ同じ請求項に「１又はそれ以上の（ｏｎｅ  ｏｒ  ｍｏｒｅ）」又は「少なくとも１つの（ａｔ  ｌｅａｓｔ  ｏｎｅ）」という前置き表現及び「１つの（英文不定冠詞）」などの不定の目的語が含まれている場合でも、「１つの（英文不定冠詞）」という不定の目的語による別の請求項要素を取り入れることにより、このような取り入れた請求項要素を含むいずれかの特定の請求項がたった１つのこのような要素を含む発明に限定されることを意味すると解釈すべきではない。限定的な目的語の使用についても同様である。特に明記しない限り、「第１の（ｆｉｒｓｔ）」及び「第２の（ｓｅｃｏｎｄ）」などの用語は、このような用語によって説明する要素を任意に区別するために使用するものである。従って、これらの用語は、必ずしもこのような要素の時間的な又はその他の優先順序付けを示すことを意図するものではない。互いに異なる請求項にいくつかの手段が記載されているという事実だけでは、これらの手段の組み合わせを使用して利益を得ることを示すことにはならない。
【符号の説明】
【０１０３】
１０：コントローラ
２０：レーザー
３０：フィルディフューザ
４０：第２のスペックル低減部品
６０：追加の光学系
７０：集光レンズ
７５：ステージ
８０：オブジェクト
９０：検出器
１００：調整可能パルスストレッチャ
【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１】
0005847841.tif 000010
【図２】
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【図３】
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【図４】
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