(57)【要約】【課題】  従来の画像感知装置、システム及び技術に比べて高い解像度で空間画像を感知する方法及び機器である。【解決手段】  本発明は例えば、半導体製造に使用される光学リソグラフィック装置により作り出される空間画像を感知する技術、及びシステム及びセンサである。機器は陰電子親和性の光電子放射装置を含み、それはそこに空間画像を投影する。それに応答して、光電子放射装置は非常に密なエネルギー拡散を伴う電子を、空間画像により作り出される光度分布に対応するパターンに放射する。電子光学部品は電子を案内し及び投影して、電子が放射されるパターンの拡大パターンを形成するために提供される。感知装置は拡大パターンを感知し、それを拡大パターンを捕捉する及びデジタル化してそこからデジタル化された空間画像を得る装置に供給する。解像度の増大は、電子光学部品によるパターンの拡大を通じて達成される。  別の実施形態では、機器は空間画像を投影する光導電層を用いる。光導電層は空間画像の光度分布に対応して、局部的に導電させる適切な半導体材料で作られ、光導電層上への空間画像の投影に応答して、光度分布に対応する光導電層の局部的な充電消耗を作り出す。機器はまた、電子を提供する電子ソース及び電子を光導電層に送り、局部的な充電消耗に比例して局部的な再充電電流を作り出す装置も含む。機器は再充電電流からの空間画像に対応するパターンを取り出す。
2005526269.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
空間画像を感知し、及びそれに応じて、前記空間画像の光度分布に対応するパターンに電子を放射する光電子放射装置と、
前記光電子放射装置により放射された電子の前記パターンの拡大パターンを投影する電子光学部品と、
前記拡大パターンを感知する感知装置と、
前記感知装置と結合し、前記拡大パターンをデジタル化する画像解析装置を含むことを特徴とする、１次解像度の前記光度分布を示す前記空間画像を増大した解像度で感知するシステム。
【請求項２】
対象物と、
光を提供する光源と、
前記対象物を前記光で照射する集光光学部品と、
光学式画像化及び投影装置をさらに含み、前記光学式画像化及び投影装置が前記光電子放射装置上に前記空間画像を投影することを特徴とする、請求項１に記載のシステム。
【請求項３】
前記システム及び前記光学式画像化及び投影装置がフォトリソグラフィックシステムに配置される又はその一部であることを特徴とする、請求項２に記載のシステム。
【請求項４】
前記フォトリソグラフィックシステムがステッパー又はスキャナであることを特徴とする、請求項３に記載のシステム。
【請求項５】
前記対象物がフォトリソグラフィックマスクであることを特徴とする、請求項４に記載のシステム。
【請求項６】
前記デジタル化された空間画像を使用して前記フォトリソグラフィックマスクを検査するコンピュータをさらに含むことを特徴とする、請求項５に記載のシステム。
【請求項７】
前記コンピュータがdie-to-die検査、die-to-database検査、又は画像自己解析技術を使用して前記フォトリソグラフィックマスクを検査することを特徴とする、請求項６に記載のシステム。
【請求項８】
前記画像解析装置と結合し、前記デジタル化された空間画像の少なくとも一部を使用して前記フォトリソグラフィックステッパー又は前記フォトリソグラフィックスキャナの動作を調節する制御装置をさらに含むことを特徴とする、請求項４に記載のシステム。
【請求項９】
前記光源が製品ウエハー上のレジストを露光するために使用される光の波長と実質上同等である波長を有する光を提供することを特徴とする、請求項４に記載のシステム。
【請求項１０】
機械的位置決め装置をさらに含み、前記機械的位置決め装置がオペレータの入力に応答して、前記光電子放射装置を画像平面に位置させることを特徴とする、請求項４に記載のシステム。
【請求項１１】
前記光電子放射装置を前記画像平面に位置させて、原位置の空間画像を感知することを可能にする機械的位置決め装置をさらに含むことを特徴とする、請求項４に記載のシステム。
【請求項１２】
前記光がＵＶ範囲の波長を有することを特徴とする、請求項４に記載のシステム。
【請求項１３】
前記光電子放射装置が前記電子を増幅する電子増殖陰極を含むことを特徴とする、請求項１に記載のシステム。
【請求項１４】
前記電子増殖陰極により実質上熱運動化した電子の放射が可能となることを特徴とする、請求項１３に記載のシステム。
【請求項１５】
前記光電子放射装置及び前記電子光学部品が前記光学式画像化及び投影装置の解像度よりも高い解像度を有することを特徴とする、請求項１に記載のシステム。
【請求項１６】
空間画像を投影し、前記空間画像に応答して、前記空間画像の光度分布に対応する消耗パターンを作り出す光導電層と、
電子を提供する電子ソースと、
前記電子を前記光導電層に導いて、局部的な充電消耗に比例して局部的な再充電電流を作り出すステアリング装置と、
前記ステアリング装置と結合し、前記再充電電流を使用して前記空間画像に対応するパターンを決定する増幅回路と、
前記感知装置と結合し、前記パターンをデジタル化する画像解析装置を含むことを特徴とする、初期解像度の光度分布を示す前記空間画像を感知するシステム。
【請求項１７】
対象物と、
光を提供する光源と、
前記対象物を前記光で照射する集光光学部品と、
前記光導電層上に前記空間画像を作り出す光学式画像化及び投影装置をさらに含むことを特徴とする、請求項１６に記載のシステム。
【請求項１８】
前記システム及び前記光学式画像化及び投影装置がフォトリソグラフィックシステムに配置される又はその一部であることを特徴とする、請求項１７に記載のシステム。
【請求項１９】
前記フォトリソグラフィックシステムがフォトリソグラフィックステッパー又はフォトリソグラフィックスキャナであることを特徴とする、請求項１８に記載のシステム。
【請求項２０】
前記対象物がフォトリソグラフィックマスクであることを特徴とする、請求項１９に記載のシステム。
【請求項２１】
前記デジタル化された空間画像を使用して、前記フォトリソグラフィックマスクを検査するコンピュータをさらに含むことを特徴とする、請求項２０に記載のシステム。
【請求項２２】
前記コンピュータがdie-to-die検査、die-to-database検査、又は画像自己解析技術を使用して前記フォトリソグラフィックマスクを検査することを特徴とする、請求項２１に記載のシステム。
【請求項２３】
前記画像解析装置と結合し、前記デジタル化された空間画像の少なくとも一部を使用して前記フォトリソグラフィックステッパー又は前記フォトリソグラフィックスキャナの動作を調節する制御装置をさらに含むことを特徴とする、請求項１９に記載のシステム。
【請求項２４】
前記光源が製品ウエハー上のレジストを露光するために使用される光の波長と実質上同等である波長を有する光を提供することを特徴とする、請求項１９に記載のシステム。
【請求項２５】
機械的位置決め装置をさらに含み、前記機械的位置決め装置がオペレータの入力に応答して、前記光電子放射装置を画像平面に位置させることを特徴とする、請求項１９に記載のシステム。
【請求項２６】
前記光電子放射装置を前記画像平面に位置させて、原位置の空間画像を感知することを可能にする機械的位置決め装置をさらに含むことを特徴とする、請求項１９に記載のシステム。
【請求項２７】
前記光がＵＶ範囲の波長を有することを特徴とする、請求項１９に記載のシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は広く空間画像(aerial image)を感知することに関し、及びさらに詳細には、空間画像を感知する解像度を増大させるシステム及び技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
空間画像化は通常光学式画像化及び投影システムを採用して二次元の空間画像を画像平面に投影する。画像平面の場所は画像化及び投影システムの光学部品により画定される。同一の光学部品はまた、回折、収差及び他の効果を取り入れることにより画像化性能を限定する。空間画像を感知する端的な方法は従来の画像センサ（例えば、従来のCCD）を空間画像平面に設置することである。この方法では、感知された画像の解像度はセンサの画素サイズにより限定される。従来のCCDsは一般に２から２０マイクロメーターの桁の解像度を有する。
【０００３】
あるアプリケーションでは、空間画像の品質は非常に高い。例えば、フォトリソグラフィ分野では、空間画像は「ステッパー」又は「スキャナ」といったフォトリソグラフィック装置を使って作り出されるレチクル又はマスクの画像である。ステッパー及びスキャナは異なるステッピング／走査手順を採用し、一方ではマスクを画像化して、パターン化されるウエハーが設置される画像平面にマスクパターンを作り出す。マスクパターンはいくつかの非常に小さい特徴(例えば、VLSI（超大規模集積回路）技術でミクロンの十分の一の桁の最小サイズであるという特徴)を含むので、空間画像を感知するには例えば、５０nmの桁の非常に高い解像度を必要とする。
【０００４】
ある従来技術は画像化システムの画像化性能の監視及び調節を改良する様々な技術を記載している。例えば、A.Grenville等は1993年11/12月発行のJournal of Vacuum Science and Technology Bの１１号６巻の2700-2704頁の「Image Monitor for Markle-Dyson Optics」で空間画像を作り出す光学式画像化及び投影システムの画像化特性を定量化する走査格子技術を記載している。
【０００５】
Nakagiri等は米国特許5,464,977(「Nakagiri」)で高い解像度で、赤外線からガンマ線までの波長範囲の画像を測定する光学式検出機器及び方法について記載している。Nakagiriは光電変換媒体を使用して、放射した画像光により光電変換媒体内で電気的特性の変化を作り出す。媒体と接触して設置されたプローブは媒体を走査して、画像に対応する分布情報を引き出す電気的特性の変化を測定する。
【０００６】
Ｘ線の範囲といった電磁スペクトルの高エネルギー範囲でリソグラフィ用マスクを検査することにより、例えば画像化に対する厳しい制限及び適切な送信光学部品の欠如のために、更なる課題が与えられる。米国特許6,002,740でCerrina及びLucatortoはＸ線及び極端な紫外線(EUV)マスク及び他の対象物を検査する方法及び機器を提案している。この方法は変換器を用いて、Ｘ線又はEUV光の投射により作り出される画像を変換器から放射された電子により形成される画像に変換する。放射される電子は、電子顕微鏡で１０倍から１０００倍に拡大され、拡大された電子画像は電子顕微鏡により表示される。Cerrina及びLucatortoシステムで得られる解像度は光電子放射の電子顕微鏡の解像度に対応し、放射された光電子のエネルギー範囲に左右される２０nmから２００nmの範囲である。
【０００７】
例えばフォトリソグラフィステッパー又はスキャナの従来の送信光学部品により作り出される空間画像を感知する向上した解像度を提供するシステム及び技術が必要である。例えば５０nmの解像度で可視の又は紫外線光学部品により作り出される空間画像を感知することができる改良されたシステム及び技術が必要である。
【０００８】
さらに、従来のフォトリソグラフィックステッパー又はスキャナで、好ましくは原位置のマスク検査に用いられる向上した解像度で空間画像を感知する機器及び方法が必要である。このアプリケーションでは、感知解像度はウエハー上に印刷されるパターンの最小特徴サイズより著しく小さい。さらに、感知された空間画像を使用して従来のフォトリソグラフィックステッパー又はスキャナの較正、同調及び監視を容易にする機器及び方法が必要である。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
１つの側面では、本発明は従来の画像感知装置、システム及び技術に比べてかなり高い解像度で空間画像を感知する方法及び機器である。１つの実施形態では、システムは陰電子親和性の光電子放射装置を含み、それはそこに空間画像を投影する。光電子放射装置はパターンに非常に密なエネルギー拡散（４０meVから４００meVの範囲）を伴う電子を放射し、パターンは空間画像により作り出される光度分布に対応する。システムは電子を案内及び投影する電子光学部品を含み、それにより電子が放射された「元の」パターンの拡大パターンを形成する。感知装置は拡大したパターンを感知する及び拡大したパターンを捕捉し及びデジタル化してそこからデジタル化された空間画像を得る装置に供給する。解像度の増大はパターンの拡大を通じて達成される。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
この実施形態のシステムはさらに光源及び集光光学部品を含む。集光光学部品は空間画像が生成される対象物を照射する。光学式画像化及び投影システムは照射された対象物からの光を捕捉し、それを画像化して空間画像を作り出す。
【００１１】
好ましい実施形態では、システム及び技術がフォトリソグラフィックステッパー又はフォトリソグラフィックスキャナで使用される。集積回路製造環境では、ステッパー又はスキャナは半導体ウエハー上に空間画像を投影して、光源からの光を使用してウエハーをパターン化する。この実施形態で照射される対象物はフォトリソグラフィックマスクである。システムはステッパー又はスキャナと一体化される。それは空間画像平面でウエハーと交互に配置されるような方法で行われる。
【００１２】
ある事例では、デジタル化された空間画像の少なくとも一部（例えば、線列マークを含む部分）をステッパー又はスキャナにフィードバックするフィードバック装置を伴う機器を提供することが好都合である。本発明の方法の一側面によると、ステッパー又はスキャナはこの情報を使用して較正する、同調する、初期化する又は設定する。
【００１３】
ある実施形態では、拡大パターンは拡大された回路パターンであり、それは他にウエハーを露光するのに使用される露光波長での照射光によるフォトリソグラフィックマスクに対応するので、マスクパターンの原位置検査を行うことができる。「原位置」はここでは、マスクを検査するのに使用される空間画像がほかにウエハー露光にも使用されるものと同一（又は実質上同一）であるという事実をいう。
【００１４】
１つの実施形態では、光電子放射装置は電子増殖陰極を含み、放射された電子を増幅する及びシステムの他の場所から陰電子親和性の光電陰極を取り囲む真空地帯を隔離する。実際、電子増殖陰極に衝突する放射された電子が実質上熱運動化した電子の放射を引き起こすような側面を有する電子増殖陰極を用いることは好都合である。この方法では、熱運動化した電子はある事例においては、課題を測定するのに好都合である密なエネルギー拡散を有する。
【００１５】
１つの実施形態では、光電子放射装置及び電子光学部品は光電子放出顕微鏡(PEEM)を構成する。PEEMの解像度は従来の画像センサ、例えば従来のCCDの解像度よりかなり高くなるように選択される。
【００１６】
本発明のさらに別の実施形態では、機器は空間画像を投影する光導電層を用いる。光導電層は適切な半導体材料で作られ、空間画像の光度分布に対応して局部的に導電させる。従って、空間画像の光導電層への投影により、光度分布に対応する消耗パターンによる光導電層の局部的な充電消耗が作り出される。
【００１７】
本発明のこの実施形態では、機器はまた電子を提供する電子ソース及び電子を光導電層に送り、局部的な充電消耗に比例して局部的な再充電電流を作り出す装置を含む。機器はまた、再充電電流からの空間画像に対応するパターンを引き出す電子機器を含む。
【００１８】
さらに、ある実施形態では、機器はパターンを捕捉及びデジタル化してデジタル化された空間画像を得る装置を含む。この点に関して、機器はマイクロビジコンを含み、その際電子ソースは電子ビームを送るビームソースであり、電子を光導電層に送る装置は電子ビームスキャナである。
【００１９】
１つの実施形態では、再充電電子ソースは走査マイクロチップ配列により提供される。チップは従来の原子間力顕微鏡(AFM)で使用されるものと同様である。このやり方はチップ配列の並行処理のためにかなり高い処理能力を提供する。さらに、このやり方によりチップ及び光導電層間の短い距離のために非常に小型のセンサを作ることが可能となる。
【００２０】
さらに別の側面では、本発明は光検出器（例えば、従来のCCD）配列を用いるセンサ、システム及び／又は技術であり、その際各光検出器は（従来のCCDの光検出器の感知領域に比べて）小さく、限定された領域にわたって感知する。本発明のこの側面における１つの実施形態では、光検出器の検知領域は、従来のCCDの検出器の感知領域のある部分を例えば金属（例えばプラチナ）のフィルムで覆うことにより限定される又は制限される。この点に関して、フィルム内の複数の細かい孔（光検出器につき１つの孔）が選択的にミリングされ、それによって各光検出器の光感知領域が限定される。光検出器の限定された光感知領域は一般に検出器の解像度に対応する。
【００２１】
本発明のこの側面における別の実施形態では、光検出器向上材料（例えば、光感知半導体材料）が孔の中で成長する又は孔に付着する。この方法では、孔下での各光検出器の光感知領域の受光率が向上する。
【００２２】
動作中、光検出器の配列が画像平面の端から端まで走査され、画像データを収集し、それにより空間画像を「構築」する。
【００２３】
制限された領域は必要な解像度よりも大きいが、続く画像処理は必要な解像度を実現するために使用されるように十分によく制御されることに留意しなければならない。こうした画像処理は逆重畳又は他の画像処理技術を伴う。
【００２４】
それぞれが小さく制限された光感知領域を伴う光検出器のまばらな配列を構成するさらに別の技術は、繊維基盤でフィールド近くを走査する光学顕微鏡検査技術を用いることである。その際、高解像度が先細の繊維を使用して達成される。
【００２５】
以下の詳細な記述の間に、参照符号が添付の図面に付けられる。これらの図面は本発明の異なる側面を示し、及びその際異なる図面における構造、構成部品、材料及び／又は要素といったものを示す適切な参照符号が同様につけられる。これら具体的に示された以外の構造、構成部品、材料及び／又は要素の様々な組み合わせが考えられる及び本発明の範囲内にある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
図１に関して、機器１０はフォトリソグラフィック装置１４の空間画像１２を感知する。フォトリソグラフィック装置１４は適切な露光波長λ０の光１８を生成する光源１６を装備する。フォトリソグラフィック装置１４はフォトリソグラフィックステッパー又はスキャナと一体化している又はその一部である。光源１６はレーザー（例えば、パルス・レーザー）、紫外線照射ランプ又はフォトリソグラフィに適した任意の他の光源である。
【００２７】
フォトリソグラフィック装置１４はまた、屈折レンズ形式の集光光学部品２０を含み、光源１６により放射された光１８を収集し、それを対象物２２上に集中させる。例えば屈折性の光学部品よりもむしろ反射性の光学部品を含む任意の型の光学部品が光１８を収集するのに使用される。
【００２８】
対象物２２は基板２４及び基板２４の表面上に置かれるマスクパターン２６で作られたフォトリソグラフィックマスクである。本実施形態では、基板２４は露光波長λ０の光１８を透過するが、反射モードで動作するフォトリソグラフィックマスク及び装置もまた使用できる。
【００２９】
マスク２２はマスクステージ３０と結合したマスクハンドラー２８上に取り付けられる。マスクステージ３０はその頁上に矢印で示され及び頁の内と外を指しているｘ軸及びｙ軸に沿ってハンドラー２８を動かし、対応してマスク２２を移動させるように設計される。ｚ軸調節も必要であればハンドラー２８に提供されうる。マスクステージ３０は制御装置３４によって制御される。制御装置３４は光源１６とも結合し、光源１６及びステージ３０の動作を調整する。代替案として、フォトリソグラフィックステッパー又はスキャナを使用するとき、制御装置３４は機器１０全体を移動させて、ｘ、ｙ及びｚ軸の動き、ステッピング又は走査機能を認識することができる。
【００３０】
光学式画像化及び投影システム３２は、画像マスク２２（及びマスクパターン２６）を通じて送られる光１８を捕捉するように位置し、画像平面Ｉに空間画像１２を作り出す。図示された実施形態では、光学式画像化及び投影システム３２は屈折性の画像化レンズから成る。しかし反射性の光学部品を含む他の画像化光学部品もマスクパターン２６の空間画像１２を作り出すために使用できる。
【００３１】
空間画像１２は初期解像度Ｒｐの光度分布３６を示す。初期解像度Ｒｐは任意の従来方法（例えば、分布内の最も高い空間周波数構成部品により）又は当業者によく知られた任意の方法により画定される。優れたリソグラフィ生産のためには、マスクパターン２６に欠陥がなく、フォトリソグラフィック装置１４及び具体的にはレンズ３２が画像平面Ｉ上に初期解像度Ｒｐでマスク２２の高品質の空間画像１２を作り出すことが重要である。
【００３２】
好ましい実施形態では、機器１０は、パターン化される半導体ウエハー３８（その処理ステージも一緒に）と機器１０を（手動で又は自動的に）相互に位置決めする機械的位置決め装置４２が存在するような方法でフォトリソグラフィック装置１４と一体化される。１つの実施形態では、機械的位置決め装置４２はオペレータの入力に応答して、自動的に機器１０（及び、特に光電子放射装置４４）を画像平面Ｉに位置させる。半導体ウエハー３８は（その処理ステージも一緒に）画像平面Ｉへの機器１０の位置決めが容易になるように再配置される。
【００３３】
別の実施形態では、機械的位置決め装置４２はオペレータが手動で機器１０を平面Ｉに位置決めすることを許容する。半導体ウエハー３８は（その処理ステージも一緒に）、機器１０の正しい配置を許容するように手動で又は自動的に再配置される。
【００３４】
１つの実施形態では、機器１０は光電子放射装置４４を含む。光電子放射装置４４は基本的に光電陰極（例えば、AIGaAs/GaAs/CsO層の組み合わせを有する）である。簡単に言うと、１つの実施形態では、光電子放射装置４４の底面は、薄い（例えば１ミクロンの厚さ）ヒ化アルミニウムガリウム(AIGaAs)の層である。その際アルミニウムの一部分は層の頂上の約５０％から底面のゼロまで変化する。底面はセシウムと酸素の混合物で処理されて、さらに電子親和力を低下させ及びそれにより光放射を向上させる。
【００３５】
特に、光電子放射装置４４は、１つの実施形態では、支持層４６を含む。支持層４６は露光波長λ０の光１８に対して透過的である。１つの実施形態では、支持層４６は溶融石英である。
【００３６】
光電子放射装置４４はさらに光電子放射媒体４８を含み、それは露光波長λ０の光１８に応答して電子５０を放射する。好ましくは、光電子放射装置４４は電子５０が放射される表面に陰電子親和性(NEA)を有する。NEAを示す材料は、材料表面で真空エネルギー以下まで落ちる伝導帯エネルギーを有し、従って非常に密なエネルギー拡散（およそ１００meV）内での電子の放射が容易となる。適切な光電子放射媒体はGaAsを含む。
【００３７】
１つの実施形態では、層５６は表面NEAを向上させるセシウム（Ｃｓ）及び酸素（Ｏ）の混合物であり、光電子放射媒体４８の伝導帯からの電子５０の放射を容易にする。NEAを作り出す及び／又は向上させる他の技術が使用されることに留意しなければならない。用いられる光電子放射媒体４８の型に左右されて、こうした代替技術は電子５０が放射される表面の水素化を含む。
【００３８】
動作において、光電子放射装置４４は空間画像１２により作り出される光度分布３６に対応するパターンに電子５０を放射する。電子光学部品５８は、本実施形態では電源５４及び磁気装置６２を含み、電子５０を案内及び投影してパターンの拡大パターン６０を形成するために提供される。その際、電子５０は光電子放射装置４４から放射される。電源５４は支持層４６及び感知装置６４間を接続し、支持層４６及び感知装置６４間に電位差を印加する。電位差は電界を構築して光電子放射装置４４の表面からの電子５０を引き寄せ、及びそれらをクーロンの法則に従い感知装置６４に向かって加速させる。同時に、磁気装置６２は磁界を電子５０に適用させる。
【００３９】
任意の適切なコイル磁石又は永久磁石（例えば、CRTディスプレイの電子ビームを案内するヨークとして使用されるものと相似する装置）が装置６２の機能を果たすということに留意する必要がある。磁界の方向は、電子５０を屈折させる又は集中させる力を適用するために選択される。電子５０は電子光学でよく知られた原則による速度に左右される。傾斜を示すフィールドを含む縦方向及び横方向の磁界両方が使用できる。磁界は電子５０を案内する更なる電界によりさらに補完できる。
【００４０】
感知装置６４は好ましくは電荷結合素子(CCDs)の配列又は衝突する電子５０を感知する及びそれらを電気信号に変換し、従って拡大パターン６０を感知する任意の他の適切な機器である。光電子放射装置４４及び感知装置６４間の空間は真空であることが好ましい。特に、装置４４及び感知装置６４間の空間は好ましくは、電子５０の伝播を妨げない程度に十分低い真空で保持される。真空は光電子放射装置４４及び／又は感知装置６４を劣化させるおそれのあるいかなる汚染物質も締め出す。標準の光電陰極が光電子放射装置４４により使用されるとき、約１０−７トルの真空で十分である。光電子放射媒体４８がGaAs半導体であって、層５６がＣｓ及びＯの塗膜を含む状況では、より高い真空（例えば、１０−９トル又はそれ以上）を用いて層５６の劣化を防ぐことが好都合である。こうした真空は当業者には既知であるシールド管で得られる。
【００４１】
引き続き図１に関して、感知装置６４は画像解析装置６６と結合する。画像解析装置６６は拡大パターン６０を捕捉及びデジタル化する。画像解析装置６６はフィードバック回路７０及び表示装置６８と結合する。表示装置６８は捕捉された及びデジタル化された拡大パターン６０の画像を見る人（例えば、オペレータ）に表示する。フィードバック結合７２はフィードバック回路７０及び制御装置３４間に提供される。画像解析装置６６はまた、以下で論じられるマスク検査タスク（例えば、捕捉した画像とデータベース画像を比較する）を行う。
【００４２】
制御装置３４はウエハーステージ７４と結合する。ウエハーステージ７４は半導体ウエハー３８又は機器１０の位置を機械的位置決め装置４２を介して制御する。好ましい実施形態では、フィードバック回路７０からの情報が制御装置３４によって使用され、光源１６、マスク２２の位置及びウエハー３８の位置といったフォトリソグラフィック装置１４の一部を関係のあるパラメータ（例えば、空間画像１２の位置及び焦点）に応答して調節する。実際の調節及びどのようにそれらが実現されるかはフォトリソグラフィック装置１４の型に左右される。例えば、１つの実施形態では、フォトリソグラフィック装置１４はフォトリソグラフィックスキャナと一体化する。この実施形態では、マスク２２及びウエハー３８の両方が対応するステージ３０、７４による露光の間に移動される（走査される）。別の実施形態では、フォトリソグラフィック装置１４はフォトリソグラフィックステッパーと一体化し、その際マスク２２及びウエハー３８の両方は露光の間静止している。デジタル化された拡大パターン６０はマスク２２及び／又はウエハー３８の適切な走査及び／又はステッピングに使用できる及び光１８の放射及び集中及びマスクパターン２６の画像化といったフォトリソグラフィック装置１４の任意の他の側面を制御するのに使用できる情報を提供する。拡大パターン６０の解析（例えば、データベースとの比較による）によりまたマスクの欠陥及び品質の原位置検査をすることができる。
【００４３】
フォトリソグラフィック手順の間、レジスト層４０を伴う半導体ウエハー３８が、空間画像１２がレジスト４０で塗布された表面上に投影されるように位置される。空間画像１２の光度分布３６による露光波長λ０の光１８の露光は光度分布３６に対応してレジスト４０の特性を変える。レジスト４０で起こる実際の変化は当業者によく知られているようなレジスト４０における熱変化、光誘起変化、化学変化又は任意の他の変化に起因する。
【００４４】
光電子放射装置４４が空間画像１２を受け取るように位置されるとき、装置４４はマスクパターン２６を検査する及びフォトリソグラフィック装置１４を較正するために使用できる。検査は露光波長λ０で放射される光１８を使用して行われ、それはウエハー３８をパターン化するのに使用されるものと同一の照射光である。露光波長λ０は、例えば、可視範囲又は紫外線（ＵＶ）範囲である。
【００４５】
光１８はマスク２２を通過し、画像平面Ｉ上のレンズ３２を用いてマスクパターン２６を画像化する。光電子放射装置４４は（手動で又は自動的に）移動され、機械的位置決め装置４２により、画像平面Ｉが光電子放射媒体４８の表面と同一平面上にあるように所定の位置に保持される。言い換えると、マスクパターン２６の空間画像１２は光度分布３６の形式で光電子放射媒体４８の表面上に投影される。それに応じて、光電子放射媒体４８は分布３６に対応するパターンに電子５０を生成する。
【００４６】
電子５０はNEA表面の光電子放射装置４４から流し出され、電子光学部品５８により案内される。この点に関して、可変電源５４により作り出される電界及び磁気装置６２により作られる磁界は電子５０を感知装置６４に、NEA表面で放射された電子パターンの拡大パターン６０が感知装置６４上で衝突する電子５０により作り出されるような方法で案内する。従って、感知装置６４はマスクパターン２６の拡大した空間画像７６を感知する。加えて、非常に短い波長の電子５０のために、拡大パターン６０は電子光学部品５８が原因のごくわずかに付加された回折を示す。増大した解像度は分布３６に対応する電子パターンの拡大によるものである。従って、画素サイズＰｄｅｔを有するCCDセンサのような感知装置６４は非常に小さい画素サイズＰａで効果的に空間画像１２を感知する。ここでＰａ＝Ｐｄｅｔ／Ｍであり、Ｍは電子光学部品５８の拡大要素である。
【００４７】
感知装置６４は、拡大パターン６０を表す情報を画像解析装置６６に提供する。画像解析装置６６は拡大パターン６０を捕捉及びデジタル化して、そこから増大した解像度Ｒｆでデジタル化された空間画像７８を得る。１つの実施形態では、デジタル化された空間画像７８は表示装置６８上に表示される。さらに、フィードバック回路７０がデジタル化された空間画像７８から得られるマスク２２及びマスクパターン２６を表す情報を制御装置３４に提供する。具体的に、フィードバック回路７０はデジタル化された空間画像７８の少なくとも一部分（例えば、マスクパターン２６の画像、基準指標又は配列指標を含む部分）を制御装置３４にフィードバックする。制御装置３４はこの情報を使用して（とりわけ）ステージ３０及び７４、光学部品２０及び３２、及び／又は光源１６を制御する（例えば、設定する、そろえる、又は再編成する）。
【００４８】
拡大パターン６０のデジタル化された空間画像７８はフォトリソグラフィック装置１４を較正する、同調する又は設定するために（例えば、オペレータによって）使用される。実際、デジタル化された空間画像７８から取り出された情報は多くの目的のために使用され、複数のフォトリソグラフィック装置間で共有される。例えば、１つの実施形態では、デジタル化された空間画像７８はコンピュータ（図示せず）によって複数のマスクの欠陥及び品質を検査する際に使用される。コンピュータはdie-to-die(D:D)検査、die-to-database(D:DB)検査、画像自己解析(SA)技術、又はそれらを組合わせた検査技術を行う。
【００４９】
１つの実施形態では、フォトリソグラフィック装置１４（及び機器１０）はデジタル化された空間画像７８を使用するマスク検査専用である。検査下のマスクは製品マスク又はテストマスクである。どちらかの例では、その検査でとりわけ、マスク加工処理の精度及びその処理に起因するマスク上のパターンの精度が測定される。
【００５０】
さらに別の実施形態では、フォトリソグラフィック装置１４はマスク検査タスクと半導体ウエハー印刷をインターリーブする。好ましい実施形態では、デジタル化された空間画像７８からの情報はマスクパターン２６の原位置検査に使用され、その際フォトリソグラフィック装置１４はフォトリソグラフィックステッパー又はスキャナと一体化される又はその一部である。
【００５１】
図２は本発明によるフォトリソグラフィック装置１４の空間画像１２を感知する別の実施形態を示している。この実施形態では、機器１０２は対象物２２の空間画像１２を拡大する機器１０の変形である。具体的には、機器１０２は光電陰極１２０を伴う光電子放射装置１１８を用いる。光電陰極１２０は電極層１１２及び光１８に応答して電子５０を生成する媒体１２４から成る。光電子放射装置１１８はまた、電子５０を増幅する電子増殖陰極１２８を含む。
【００５２】
１つの実施形態では、電子増殖陰極１２８は上部電極層１３０を含み、それは窒化ガリウム(GaN)又はダイヤモンドを含む。電極層１３０は電子５０が層１３０を貫通しないくらい十分に厚く、しかし内部で発生した自由電子を下部（放射）表面、つまり電子５０を増幅するターゲット半導体１３２に運ぶことができるくらい十分に薄い。
【００５３】
電子５０が１Kevに加速する場合、GaNを含む電極層１３０は約１００nmの厚さであり、ダイヤモンドを含む電極層１３０は約２００nmから３００nmの厚さである。ある環境では、金属セシウムを伴いGaNを含む電極層１３０を又はダイヤモンドを含む層１３０である場合には、水素プラズマを伴う電極層１３０を処理することが好都合であるということに留意する必要がある。
【００５４】
増幅処理を助けるために、電源１３４が電極層１２２及び電極層１３０間を結合し、光電陰極１２０及び電子増殖陰極１２８間に電界を設置する。電界は電子５０をターゲット半導体１３２に加速させるために使用される。増幅された電子５０’が放射されるターゲット半導体１３２の表面はNEA塗膜１３８で塗布される。
【００５５】
電子増殖陰極の具体的な設計及び動作に関する更なる情報は、http://usa.hamamatsu.com/cmp-detectorsに載っているHamamatsuによる文献又はV.K.Zworykin及びG.A.Morton(Wiley、1954)による本「Television」で見ることができる。その内容はここに参考として添付する。
【００５６】
機器１０２はその他の点では機器１０と同様に電子光学部品５８を装備する。電子光学部品５８は電源５４及び増幅した電子５０’を感知装置６４に案内する磁気装置６２を含む。動作中、対象物２２の空間画像１２は画像平面Ｉ又は光電子放射装置１１８の光電陰極１２０に投影され、光度分布３６により電子５０が光電陰極１２０の半導体１２４から分布３６に対応するパターンに放射される。電極層１２２及び１３０間の電源によって設置された電界は、放射されたパターンの電子５０を電子増殖陰極１２８に加速させる。立ち代わって、電子増殖陰極１２８は増幅した電子５０’を電子５０のパターンと同一のパターンに放射する。
【００５７】
電子光学部品は電界及び磁界を増大した電子５０’に適用して、光電陰極１２０から最初に放射された電子パターンの拡大パターン６０の拡大空間画像７６が感知装置６４に投影されるようにそれらを案内する。機器１０２の改良された解像度機能を利用するために、解像度Ｒｆは空間画像１２を作り出す光学式画像化及び投影システム３２の初期解像度Ｒｐより高くなるように選択される。従って、拡大した電子パターン６０の増大した解像度Ｒｆは空間画像１２の初期の解像度Ｒｐと比較して拡大した空間画像７６で得られる。
【００５８】
図２の実施形態はまた、とりわけデジタル化された空間画像７８を使用して検査アルゴリズム（例えば、die-to-die(D:D)検査、die-to-database(D:DB)検査、画像自己解析(SA)技術、又はそれらを組合わせた検査技術）を実行するコンピュータを含む。機器１０２はまた画像解析装置を含み、それは、オペレータが例えば空間画像を見ることができるディスプレイを含む。さらに、図２の実施形態は、図１で示され及びそれらに関して記述されたフィードバック回路及び制御装置を含む。上述のように、制御装置はこの情報を使用してステージ３０及び７４、光学部品２０及び２１、及び／又は光源１６を制御する（例えば、設定する、そろえる又は再編成する）。
【００５９】
さらに、好ましい実施形態では、機器１０２は図１の機器１０のように、パターン化される半導体ウエハー３８（その処理ステージも一緒に）と機器１０２を（手動で又は自動的に）交互に位置決めする機械的位置決め装置が存在するような方法でフォトリソグラフィック装置１４と一体化する。１つの実施形態では、機械的位置決め装置（図２には示されず）は、オペレータの入力に応答して、自動的に機器１０２を画像平面Ｉに位置させる。半導体ウエハー３８は画像平面Ｉ上の機器１０の位置決めを容易にするために再設置される。別の実施形態では、図１の実施形態のように、機械的位置決め装置によりオペレータが手動で機器１０２を平面Ｉに位置させることが可能となる。半導体ウエハー３８は（その処理ステージも一緒に）機器１０２が正しく設置されるように手動で又は自動的に再設置される。
【００６０】
図３Ａは本発明によるフォトリソグラフィック装置１４の空間画像１２を感知する別の実施形態を示している。機器２００は透過性の絶縁基板２０４、透過性の導電層２０６及び光導電層２０８で作られる光電子変換装置２０２を含む。透過性の絶縁基板２０４及び基板２０４上に付着する透過性の導電層２０６は光１８を透過する材料の中から選択される。
【００６１】
光電子変換装置２０２はレンズ３２により画定される画像平面Ｉが同一平面上にあるように、又は光導電層２０８と同一平面であるように位置される。光導電層２０８は適切な感光性の半導体材料で作られる。半導体材料は光１８が局部的な光度に対応して局部的に導電する材料を反射することを基盤として選択される。具体的には、半導体材料は、レンズ３２によって光導電層２０８に画像化される及び投影される空間画像１２の光度分布３６が光度分布３６に対応して局部的に導電する光導電層２０８を反射するように選択される。
【００６２】
機器２００はまた、電子２１６を供給する電子ソース２１４を含む。電子ソース２１４は熱電子ソース、光電陰極又は電子ソースを提供する任意の他の装置である。ある例では、電子ソース２１４を一定の再充電電位に維持することが重要である。
【００６３】
機器２００はまた、電子２１６を光導電層２０８に届けるステアリング装置２１８を含む。ステアリング装置２１８は適切な電界及び磁界を適用して電子２１６を光導電層２０８に案内することができるヨークシステムである。さらに具体的には、ステアリング装置２１８は電子２１６を組合わせて電子ビーム２２０を形成し、光導電層２０８の端から端までビーム２２０を走査することができる。
【００６４】
光電子変換装置２０２の透過性の導電層２０６はレジスタ２１０を介して電気的にアース結合し、及び増幅回路２１２と結合する。増幅回路２１２は導電層２０６から届けられる電流を感知する及び増幅するように設計される。レジスタ２１０は適切な電位で導電層２０６を維持するに十分な高い抵抗値を有するように選択される。具体的には、導電層２０６の電位を電子ソース２１４が維持される再充電電位に合わせる。これは、電子ビーム２２０の電子２１６により走査される光導電層２０８の領域の充電が消耗していないとき、局部電流が光導電層２０８を通って導電層２０６及び増幅回路２１２に流れないように行われる。
【００６５】
増幅回路２１２はさらに、走査発生器２２２と結合する。走査発生器２２２はまた、ステアリング装置２１８及び画像解析装置２２４と結合する。
【００６６】
画像解析装置２２４は、オペレータが例えば空間画像を見ることができるディスプレイ２２６を含む。さらに、図１に示され、及びそれに関連して記述された機械的位置決め装置４２、制御装置３４及びフィードバック回路７０が図３Ａに示される実施形態で実行される。簡潔にするために、その説明は繰り返さない。
【００６７】
動作中、レンズ３２により画像平面Ｉ上に投影される及び画像化される空間画像１２は光導電層２０８上に光度分布３６を作り出す。それに応じて、光導電層２０８は光度分布３６に対応する消耗パターンによる局部的な充電消耗に直面する。言い換えると、充電により光導電層２０８は光１８の光度に対応する光１８により照射される場所にとどまる。具体的には、動作の際、空乏領域からの充電が透過性の導電層２０６を通じて、レジスタを介し、アースに流れる。
【００６８】
走査発生器２２２はステアリング装置２１８を制御し、ステアリング装置２１８に任意の適切な走査パターン（例えば、回線走査パターン）に従って電子ビーム２２で光導電層２０８を走査させる。従って電子２１６がビーム２２０で光導電層２０８に届けられるとき、それらは局部的な充電消耗に比例して局部的な再充電電流を作り出す。再充電電流は増幅回路２１２により感知される及び増幅される。
【００６９】
増幅された再充電電流は画像解析装置２２４に届けられる。画像解析装置２２４は走査発生器２２２により走査パターンを通知される。走査パターン及び再充電電流の規模に基づいて、装置２２４は空間画像１２の光度分布３６に対応するパターンを取り出す。さらに、装置２２４はそのパターンを捕捉及びデジタル化して空間画像１２のデジタル化された空間画像２２８を得る。デジタル化された空間画像２２８は増大した解像度Ｒｆを示す。オペレータの都合がよいように、デジタル化された空間画像２２８はディスプレイ装置２２６に表示される。実際、機器２００はマイクロビジコンであり、その際走査発生器２２２及びステアリング装置２１８が電子ビームスキャナを構成し、増幅回路２１２、走査発生器２２２及び装置２２４は再充電電流から空間画像１２に対応するパターンを取り出す電子機器を形成する。マイクロビジコン２００は既知の法則に従って動作する。マイクロビジコンに関する更なる情報及びその動作はV.K.Zworykin及びG.A.Mortin(Wiley,1954)の「Television」の例えば２５７頁に見ることができる。
【００７０】
図３Ｂは本発明によるフォトリソグラフィック装置１４の空間画像１２を感知する別の実施形態を示している。機器３００は光電子変換装置２０２（上述）及び電子ソース３０２を含む。電子ソース３０２は複数の走査チップ３０４から成り、それらは電源３０６により再充電電位で維持される。走査チップ３０４は好ましくは、適切な基板又は光導電層２０８の表面を走査するのに適した片持ち梁で支えられる。
【００７１】
各走査チップ３０４は直列レジスタ３０８及び直列レジスタ３０８の両端に結合する関連する増幅器３１０を含む。図３Ｂでは複数の関連する増幅器のうちたった２つしか示されていない。各増幅器３１０の出力は画像解析装置３１２と結合し、画像解析装置３１２はディスプレイ３１４と結合する。
【００７２】
図３Ａの実施形態のように、空間画像１２は光度分布３６を作り出す。空間画像１２は光導電層２０８上に投影されて局部的な充電消耗を引き起こす。光導電層２０８にわたりチップ３０４を走査することにより電子３１６が供給され、電子３１６は再充電電流が光導電層２０８の消耗領域を流れる原因となる。この場合、すべてのチップ３０４が光導電層２０８の端から端まで走査されるので、再充電電流はすべてのチップ３０４から流れ、従って再充電処理を加速させ、機器２００と比較して機器３００は速い走査が可能となる。さらに、電子光学部品２１４及び２１８（図３Ａ）を除去することにより、（再充電電子を提供する）チップ３０４及び光導電層２０８間の距離をかなり減少させることができ、それ故機器３００の非常に小さいセンサモジュールを作ることが可能となる。こうしたセンサモジュールの厚さは半導体ウエハーのそれと同様の厚さになるように減じることができ、それ故センサモジュールとウエハーをリソグラフィ装置１４に交互に位置させることが容易となる。
【００７３】
増幅器３１０はレジスタ３０８の両端の電圧降下により再充電電流を感知する。画像解析装置３１２は空間画像１２の光度分布３６を、再充電電流の規模及びチップ３０４の走査パターンからデジタル化された空間画像３１８の形式で再構築する。画像３１８は空間画像１２の初期解像度Ｒｐと比較して増大した解像度Ｒｆを示す。
【００７４】
この形式の画像感知の解像度は低電圧の電子ビーム（例えば１０Vから５０V）の径に左右される。低電圧の電子ビームは光導電層２０８の表面を再充電するのに使用される。McCord及びPease（J.Vac,Sci.Tech.B 1985年1月/2月）及びHordon（PhD.Dissertation、スタンフォード大学、1993年）を参照のこと。２５nm又はそれ以上の解像度で１eVのエネルギー拡散を得られる。よりよい解像度であれば、NEA光電陰極ソースから得ることができるようなより小さいエネルギー拡散を伴う電子を得られる。
【００７５】
空間画像を表すデータは走査技術を使用して収集される。ここで、完全な画像がチップ３０４のまばらな配列を伴う光導電層２０８を走査することにより収集される。これは1999年アラスカのアンカレッジで行われたIEEEフォトリソグラフィシンポジウムでのG.Winogradにより、さらに1999年スタンフォード大学のPhD.Dissertationにより論じられた技術又は法則によるものであり、ここからは正確に「ウィノグラード材料」と呼ぶ。ウィノグラード材料の内容はここに参考として添付する。
【００７６】
１つの詳しい実施形態において、光導電層の表面上の充電分布の完璧な画像は、四角形の配列３０４をｘ座標配列だけに小さく角度をつけて一方向に走査することにより構築される又は収集される。それは光導電層２０８上の画像のｙ付近のすべての画素が一般に図４に示されるような１つのチップにより覆われるような方法で行われる。とりわけ、ウィノグラード材料はここに記載された発明に適した他の走査方法を述べている。
【００７７】
図３Ａ及び図３Ｂの実施形態がまた、とりわけ、デジタル化された空間画像７８を使用する検査アルゴリズム（例えば、die-to-die(D:D)検査、die-to-database(D:DB)検査、画像自己解析(SA)技術、又はそれらを組合わせた検査技術）を実行するコンピュータを含むことに留意する必要がある。さらに、図３Ａ及び図３Ｂの実施形態は図１に示され、及びそれに関して記述されたフィードバック回路及び制御装置を含む。上述のように、制御装置はこの情報を使用してステージ３０及び７４、光学部品２０及び３２、及び／又は光源１６を制御する（例えば、設定する、そろえる又は再編成する）。
【００７８】
別の実施形態では、本発明は光検出器のセンサ配列（例えば、CCD配列）を用いて、画像を形成するのに使用される可視の又は紫外線の光学部品のそれより優れた解像度を伴う空間画像を感知する。この実施形態では、各配列の検出器は望ましい解像度に対応して小さく限定された領域にわたって感知する。図５、図６及び図７に関して、センサ配列は複数の光又は光子感知検出器である又は放射エネルギー又は放射線、例えば、放射可視光又は放射紫外線光（例えば、濃い紫外線光）を感知するセンサセルである。センサ配列は複数のセンサセル４００ａ１−４００ａ８、４００ｂ１−４００ｂ８、４００ｃ１−４００ｃ８、４００ｄ１−４００ｄ８、４００ｅ１−４００ｅ８、４００ｆ１−４００ｆ８、４００ｇ１−４００ｇ８、及び４００ｈ１−４００ｈ８を含み、二次元配列で配置される又は構成される。センサ配列のセンサセル４００ａｘ−４００ｈｘ(ｘ＝１から８)は光又は放射線を感知する半導体素子、例えばCCDs、CMOSセンサセル及び／又は光ダイオードを含む。
【００７９】
図５、図６及び図７のセンサ配列が６４のセンサセル（すなわち、８×８配列）を含むように表現されるが、多くの場合、センサ配列は何千又は何百万もの検出器又はセンサセルを含む。
【００８０】
引き続き図５、図６及び図７に関して、センサセル４００ａｘ−４００ｈｘ(ｘ＝１から８)は活性領域４０２ａｘ−４０２ｈｘ(ｘ＝１から８)をそれぞれ含む。活性領域４０２ａｘ−４０２ｈｘはセンサセル４００ａｘ−４００ｈｘ(ｘ＝１から８)の部分又は領域であり、それぞれがそこに投射されるエネルギー又は放射線に対して敏感である。センサ配列はさらにパターン化されたフィルム４０４を含み、それは所定の波長（すなわち、通常センサセル４００ａｘ−４００ｈｘ(ｘ＝１から８)により測定される、感知される又は検出される波長）の光子又は光の通路を妨げる、遮る、吸収する及び／又は防ぐ。
【００８１】
フィルム４０４は孔４０６ａｘ−４０６ｈｘ(ｘ＝１から８)を含む。孔４０６ａｘ−４０６ｈｘ(ｘ＝１から８)は活性領域４０２ａｘ−４０２ｈｘ(ｘ＝１から８)のそれぞれ１つの上に横たわるように構成又は配置される。このようにして、フィルム４０４はセンサセル４００ａｘ−４００ｈｘ(ｘ＝１から８)の上に横たわり、部分的に活性領域４０２ａｘ−４０２ｈｘ(ｘ＝１から８)を覆う。それにより活性領域４０２ａｘ−４０２ｈｘ(ｘ＝１から８)の光感知領域を孔４０６ａｘ−４０６ｈｘ(ｘ＝１から８)により効果的に露光される部分に限定する。フィルム４０４で覆われた活性領域４０２ａｘ−４０２ｈｘ(ｘ＝１から８)の部分は、投影エネルギー又は放射線を測定、感知、検出及び／又は収集しない、又はこうしたエネルギー又は放射線によっては実質上影響を受けない。従って、センサセル４００ａｘ−４００ｈｘ(ｘ＝１から８)により測定されたエネルギーの空間解像度は向上する又は改良される。なぜなら効果的に露光される、及び／又はエネルギー又は放射線を感知するセンサセルの部分又は領域が限定される又は制限されるからである。
【００８２】
ある実施形態では、活性領域４０２ａｘ−４０２ｈｘ(ｘ＝１から８)の中央又はその付近に置かれる又は位置する孔４０６ａｘ−４０６ｈｘ(ｘ＝１から８)を含むように選択的にフィルム４０４をパターン化することが好都合である。このようにして、孔４０６ａｘ−４０６ｈｘ(ｘ＝１から８)に入る大量の光子が、孔４０６ａｘ−４０６ｈｘ(ｘ＝１から８)に起因する又はそれにより誘発される散乱にもかかわらず、下に横たわる活性領域４０２ａｘ−４０２ｈｘ(ｘ＝１から８)によりそれぞれ感知される。さらに、活性領域４０２ａｘ−４０２ｈｘ(ｘ＝１から８)の中央又はその近くへ孔４０６ａｘ−４０６ｈｘ(ｘ＝１から８)を配置すること又は位置決めすることにより、フィルム４０４の製造中の配列制約が緩和される。
【００８３】
フィルム４０４はセンサセル上又は内に付着する、成長する及び／又は形成される任意の材料であり、活性領域４０２が小さく、限定された及び／又は制限された領域又は範囲（活性領域全体に対する孔４０６の領域と実質上又は比例的に同等である）から光子を受け取る、測定する、収集するようにパターン化される、形作られる及び／又はエッチング処理される。例えば、フィルム４０４は活性領域４０２のその部分により測定される、感知される及び／又は検出される（少なくとも所定の波長の）光子又は光を変える、変更する、妨げる、遮る、吸収する及び／又は防ぐのに十分な厚さの、プラチナのような金属フィルムである。１つの実施形態では、フィルム４０４は１００nmの範囲の厚さのタングステンである。
【００８４】
フィルム４０４の孔４０６は、例えばPickard等(J.Vac.Sci.Tech.B（2000年11月/12月)、ここに参考として添付する）により記載されたようなイオンの集束ビームを使用してフィルム４０４の孔をミリングして形成される。
【００８５】
孔４０６のサイズ及び形状により、ある程度、センサセル４００により感知される光子の数及び測定された空間画像の最大空間周波数が決定される。１つの実施形態では、孔４０６は実質上円形であり、およそ５０nmからおよそ１２５nmの間の、好ましくは約７５nmから約１００nmの間の径を有する。孔４０６の径の適当なサイズは光１８の光子の波長及びリソグラフィック装置１４の開口数を使用して決定される（通常ｎ（すなわち、リソグラフィック装置１４のセンサ又はウエハー上の媒体の屈折率）×sinθとして特徴付けられる）。
【００８６】
従って、センサセル４００の活性領域４０２の規模の大きさが数μｍ×数μｍ（例えば、２μｍ×５μｍ）の桁であり、約７５nmから約１００nmの間の空間解像度が望まれる、要求される又は好都合である場合、パターン化されたフィルム４０４（例えば、タングステン、アルミニウム、又はシリコン）がセンサセル４００ａｘ−４００ｈｘ(ｘ＝１から８)の露光される活性領域を限定する又は制限するために用いられ、それによりセンサセル４００ａｘ−４００ｈｘ(ｘ＝１から８)の空間解像度が向上する。約７５nmから約１００nmの間の空間解像度は画像平面Ｉに投影されたときのマスクパターン２６の空間画像を適切に、正確に及び／又は十分に特徴付ける、測定する、収集する、感知する及び／又は検出するのに十分である。
【００８７】
センサセル４００の受光又は光子効率を向上させることが望ましい、又は一定の状況では好都合である。図８に関して、１つの実施形態では、光又は光子検出向上材料４０８ａｘ−４０８ｈｘ(ｘ＝１から８)（例えば、光又は光子感知半導体材料）が孔４０６ａｘ−４０６ｈｘ（ｘ＝１から８）内にそれぞれ付着し、成長し及び／又は形成され、所定の波長（例えば、λ０）の投射光子又はエネルギーを感知する及び／又は検出するセンサセル４００の能力又は容量を向上させる。従って、この実施形態では、検出向上材料４０８ａｘ−４０８ｈｘ(ｘ＝１から８)は活性領域４０２ａｘ−４０２ｈｘ(ｘ＝１から８)の能力又は容量を向上させて、投射された放射線を収集する、測定する、感知する及び／又は検出し、それによりウエハー平面Ｉに投影されるマスクパターン２６の空間画像を特徴付ける、測定する、収集する、感知する及び／又は検出するセンサセル４００の能力又は容量を改良する。
【００８８】
引き続き図８に関して、検出向上材料４０８ａｘ−４０８ｈｘ(ｘ＝１から８)は孔４０６ａｘ−４０６ｈｘ（ｘ＝１から８）の形成又はパターン化の後に付着する。
【００８９】
動作中、図４に関して上述されたように、本実施形態の完璧な空間画像が空間画像の端から端にわたって光検出器の配列を走査することにより再び構築される。
【００９０】
センサセル４００の制限された領域は必要な解像度よりも大きいが、続く画像処理が必要な解像度を実現するために使用されるように十分によく制御されることに留意する必要がある。こうした画像処理は逆重畳又は二次元画像処理の当業者によく知られている他の技術を伴う。
【００９１】
良好な孔下での各光検出器の受光率を向上させる別の技術は、金属フィルムに配列された孔における光の異常に高速な送信を用いることである（例えば、Nature誌391,667(1998)に掲載されたT.W.Ebbesen等による「Extraordinary Optical Transmission through Sub-wavelength Hole Arrays」及びT.J.Kim等による、Optics Let.24256(1999)掲載の「Control of Optical Transmission through Metals Perforated with Sub-wavelength Hole Arrays」を参照のこと。これらの内容は参考のため添付する。）。
【００９２】
センサ配列が光を１つの光検出器に送信する１つ以上の孔を含む場合、デコンボリューション又は他の画像処理が空間画像を捕捉するために用いられるということに留意しなければならない。光検出器ごとに１つ以上の孔が用いられる場合、こうした画像処理は出口のない（部分的にミリングされている）孔又は他の表面変形技術を使用することにより避けられる。
【００９３】
それぞれが小さく制限された光感知領域を伴う光検出器のまばらな配列を構成するさらに別の技術は、繊維基盤でフィールド近くを走査する光学顕微鏡検査(NSOM)技術を用いることである。その際、準光学部品の解像度が先細の繊維を使用して達成される（E.Betzig及びJ.K.TrautmannによるScience誌の275,189(1992)を参照のこと。参考としてここに添付する）。
【００９４】
ここには記述された及び図示された多くの発明が存在する。本発明のある実施形態、特徴、特質及び利点が記述される及び図示される一方で、本発明の多くの他の、及び異なる及び／又は似た実施形態、特徴、材料、特質、構成及び利点は記述、図面及びクレームから明らかであることを理解されたい。従って、ここに記載された及び図示された本発明の実施形態、特徴、材料、特質、構成及び利点は包括的なものではなく、本発明のこうした他の、よく似た、及び異なる実施形態、特徴、材料、特質、構成及び利点は本発明の範囲内にあることを理解されたい。
【００９５】
本発明が広く集積回路製造という状況で記載されている一方で、本発明は例えばハードディスクドライブ、ハードディスクドライブ用の薄膜磁気ヘッド、フラットパネルディスプレイ、及び印刷回路板を含む他の装置、構成部品及び／又はシステムを製造する工程で実行される。実際、本発明は現在既知であろうと後に発展しようと、本発明から（全体的に又は部分的に）恩恵を受ける任意の装置、構成部品及び／又はシステムの製造に用いられる。
【図面の簡単な説明】
【００９６】
【図１】フォトリソグラフィ装置に用いられる本発明による空間画像を感知する実施形態のブロック図である。
【図２】図１の装置に用いられる本発明による空間画像を感知する別の実施形態のブロック図である。
【図３Ａ】マイクロビジコンを用いて空間画像を感知する機器のブロック図である。
【図３Ｂ】本発明による空間画像を感知するさらに別の実施形態のブロック図である。
【図４】二次元配列のチップ又は検出器を使用して空間画像を表すデータを収集する画像走査技術の説明図である。
【図５】本発明の１つの実施形態による光検出器の配列を表すブロック図である。
【図６】選択的にパターン化された及び／又はミリングされたフィルムと連動し、本発明の１つの実施形態による光検出器の配列を表す二次元の（上面）概略図である。
【図７】選択的にパターン化された及び／又はミリングされたフィルムと連動し、図６の１つの実施形態による光検出器の配列の一部の断面図である。
【図８】光検出器向上材料と連動し、本発明の１つの実施形態による光検出器の配列の一部の断面図である。
【符号の説明】
【００９７】
Ｉ  画像平面
１０  機器
１２  空間画像
１４  フォトリソグラフィック装置
１６  光源
１８  光
２０  集光光学部品
２２  マスク
２４  基板
２６  マスクパターン
２８  マスクハンドラー
３０  マスクステージ
３２  光学式画像化及び投影システム
３４  制御装置
３６  光度分布
３８  半導体ウエハー
４０  レジスト層
４２  機械的位置決め装置
４４  光電子放射装置
４６  支持層
４８  光電子放射媒体
５０  電子
５０’  電子
５４  電源
５６  層
５８  電子光学部品
６０  拡大パターン
６２  磁気装置
６４  感知装置
６６  画像解析装置
６８  表示装置
７０  フィードバック回路
７２  フィードバック結合
７４  ウエハーステージ
７６  拡大空間画像
７８  デジタル化された空間画像
１０２  機器
１１８  光電子放射装置
１２０  光電陰極
１２２  電極層
１２４  媒体
１２８  電子増殖陰極
１３０  電極層
１３２  ターゲット半導体
１３４  電源
１３８  NEA塗膜
２００  機器
２０２  光電子変換装置
２０４  透過性の絶縁基板
２０６  透過性の導電層
２０８  光導電層
２１０  レジスタ
２１２  増幅回路
２１４  電子ソース
２１６  電子
２１８  ステアリング装置
２２０  電子ビーム
２２２  走査発生器
２２４  画像解析装置
２２６  ディスプレイ
２２８  デジタル化された空間画像
３００  機器
３０２  電子ソース
３０４  走査チップ
３０６  電源
３０８  直列レジスタ
３１０  増幅器
３１２  画像解析装置
３１４  ディスプレイ
３１６  電源
３１８  デジタル化された空間画像
４００  センサセル
４０２  活性領域
４０４  パターン化されたフィルム
４０６  孔
４０８  検出向上材料
【図１】
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【図２】
2005526269.tif 000004
【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
2005526269.tif 000006
【図４】
2005526269.tif 000007
【図５】
2005526269.tif 000008
【図６】
2005526269.tif 000009
【図７】
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【図８】
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