(57)【要約】  本発明は、検査、規定された構造の測定、構造及び構造誤差のシミュレーション、構造の修正、及び、微細要素の規定された対象位置の再検査に用いられる、液浸対物レンズを有した検査装置である。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｘ座標方向とＹ座標方向に移動可能なステージ（４）を有し、微細要素（２）用のホルダー（４２）を備え、その際、そのホルダー（４２）は中にはめ込まれた微細要素と共にステージ（４）上に置かれるような、液浸対物レンズ（８ａ）を有した微細要素（２）の検査用の装置において、単に液浸対物レンズ（８ａ）の最前列のレンズ（２７）と微細要素（２）の表面（２ａ）の間に液浸用の液体が注入されること、ホルダー（４２）がある位置で液浸用の液体を有したタンク（５１ａ）を形成すること、そして、液浸対物レンズ（８ａ）が、タンク（５１ａ）の位置にあり、かつタンク内にある液体に浸されるように、ステージ（４）が移動可能であることを特徴とする装置。
【請求項２】
請求項１に記載の装置において、タンク（５１ａ）はホルダー（４２）内に凹部として形成され、そしてその凹部の内側に疎水性の膜が張られることを特徴とした装置。
【請求項３】
請求項２に記載の装置において、疎水性の膜がテフロン（登録商標）製であることを特徴とした装置。
【請求項４】
請求項１に記載の装置において、微細要素（２）がその表面（２ａ）に構造が形成さたマスクであることを特徴とした装置。
【請求項５】
請求項１に記載の装置において、微細要素（２）がその表面（２ａ）に構造が形成されたウェーハであることを特徴とした装置。
【請求項６】
請求項１に記載の装置において、微細要素（２）がその表面（２ａ）にとりわけ複数のマイクロメカニカルな構成要素を有する基板であることを特徴とした装置。
【請求項７】
請求項１から６のいずれか一項に記載の装置において、わずかな液量（２６）が液浸用の液体を表す液滴であること、液浸用の液体が水であること、そして、液浸対物レンズ（８ａ）が水浸対物レンズであることを特徴とした装置。
【請求項８】
請求項７に記載の装置において、液浸対物レンズ（８ａ）を用いた検査の為に２４８ｎｍの波長の光が割り当てられることを特徴とした装置。
【請求項９】
請求項１に記載の装置において、わずかな液量を微細要素（２）の表面（２ａ）上へ配量する為の供給装置（２１）及び、わずかな液量を微細要素（２）の表面（２ａ）上から吸引する為の吸引装置（２３）を装着し、その時液浸対物レンズ（８ａ）を吸引装置（２３）が少なくとも部分的に囲むことを特徴とした装置。
【請求項１０】
請求項１から９のいずれか一項に記載の装置において、浄化装置（３６）を有し、それが吸引装置（２３）の内部に出入可能なように備えられることと、浄化装置（３６）のノズルチップ（３９）が、液浸対物レンズ（８ａ）と微細要素（２）の表面（２ａ）の間の液量に入り込むことを特徴とした装置。
【請求項１１】
請求項１０に記載の装置において、液浸対物レンズ（８ａ）が持ち上げられる場合に、洗浄装置（３６）のノズルチップ（３９）が、微細要素（２）の表面（２ａ）と液浸対物レンズ（８ａ）の最前列のレンズの間に発生する液橋（２９）の中へ入り込み、そしてその（２９）液橋を破壊し、及び／又は、液体の一部を吸引することを特徴とした装置。
【請求項１２】
請求項１１に記載の装置において、留まっている残留液滴を除去する為に、洗浄装置（３６）のノズルチップ（３９）が液浸対物レンズ（８ａ）の最前列のレンズ（２７）の周辺領域へ移動可能であることを特徴とした装置。
【請求項１３】
請求項１から１２のいずれか一項に記載の装置において、わずかな液量を吸引する為の吸引装置（２３）は、微細要素（２）の表面（２ａ）に対向する側で複数の吸引ノズル（５５）を有することを特徴とした装置。
【請求項１４】
請求項１３に記載の装置において、吸引ノズル（５５）の微細要素（２）の表面（２ａ）までの距離が１００μｍから３００μｍまでであることを特徴とした装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は液浸対物レンズを有した微細要素の検査用装置に関している。本発明は特に、検査、規定された構造の測定、構造及び構造誤差のシミュレーション、構造の修正、及び、微細要素の規定された対象位置の再検査に用いられる、液浸対物レンズを有した検査装置に関している。前記装置は、Ｘ座標方向及びＹ座標方向に移動可能なステージ及び、はめ込まれた微細要素と共にステージ上に配置される微細要素用のホルダーを有する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１は、化学的及び／又は生物学的サンプルの検査用の装置について開示する。サンプルは透明な底面を有した捕捉装置に置かれる。サンプルの観測はその底面を通して行われる。底面と対物レンズの間には隙間が形成される。対物レンズの最前列のレンズの外面と捕捉装置の底面の間に液浸媒体を供給する自動供給装置が備えられる。
【０００３】
特許文献２は、接眼顕微鏡（Augenmikroskop）について開示する。反射を避ける為に、そして、より高い解像度を達成する為に、最前列のレンズは角膜（Augenhornhaut）を液体によって覆われる。そして対応するアダプターが液膜を常に定められた厚さに保つ為に利用される。
【０００４】
特許文献３は、超音波対物レンズの前面の洗浄及び湿潤に用いられる装置及び系について開示する。この目的の為に、最前列のレンズ表面に向けられたノズルが備えられ、そのノズルによって洗浄液及び／又は湿潤液はノズル孔を通る圧力下で加圧される。
【０００５】
液浸対物レンズ用の待機位置または湿潤位置を利用することについて提案する従来技術で既知の装置はない。
【特許文献１】ＤＥ１０１２３０２７．３Ａ１
【特許文献２】ドイツ実用新案出願第８０１２５５０．４号公開公報
【特許文献３】ＤＥ３１２２４０８Ａ１
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
検査装置の解像度を向上させる為に液浸対物レンズを用いることが、本発明の課題である。その際、必要となる液浸用の液体の供給及び除去の自動化は達成されなければならない。更に、液浸対物レンズの最前列のレンズにおいて残留物が付着したままにならないことが確かでなければならない。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題は、請求項１の特徴を有する本発明の検査装置によって、解決される。
【０００８】
微細要素用のホルダーにある位置で液浸用の液体及び洗浄液を有するタンクが形成されることや、ステージが移動可能であることは有利であり、そしてそれにより、液浸用の液体中又は洗浄液中に対物レンズの最前列のレンズが浸されることが可能となるように、液浸対物レンズがタンクの上部に位置する。タンクはホルダーに凹部として形成され、そして、その凹部の内側は液浸用の液体及び洗浄液に対してわずかな溶解度を有する疎水性の膜が張られる。疎水性の膜は、例えばＰＴＦＥなどにより形成される。
【０００９】
液浸対物レンズの最前列のレンズにおけるわずかな液量は、液浸用の液体で表される液滴である。液浸用の液体が高純度の水であることは可能であり、またその時、液浸対物レンズは結果的に水浸対物レンズである。前記装置は同様に、文献に挙げられるその他の液浸用の液体と共に用いることも可能である。対物レンズの洗浄の場合は、液滴とは洗浄液のことである。
【００１０】
吸引装置の内部に出入可能であるように、また、洗浄装置のノズルチップが液浸対物レンズと微細要素の表面の間の液量に入り込むことが可能であるように配置された洗浄装置も備えられる。液浸対物レンズが持ち上げらる場合、洗浄装置のノズルチップが、微細要素表面と液浸対物レンズの最前列のレンズの間に発生する液橋の中に入り込み、そしてその液橋を破壊し、及び／又は、液体の一部を吸引する、というような場合も有利である。洗浄装置のノズルチップは留まっている残留液滴を除去する為に液浸対物レンズの最前列のレンズの周辺領域まで運ぶことが出来る。
【００１１】
高い解像度を達成する為に、液浸対物レンズを用いる検査には、２４８ｎｍ若しくはそれよりも短い、例えば１９３ｎｍの波長の光が割り当てられる。より複数の対物レンズがターレットに装着されることも可能である。同じく、２つ以上の対物レンズが互いに固定された配置もまた、考えられる。この場合、一つの対物レンズは液浸対物レンズであり、その他の対物レンズはアライメント又は可視光を用いたその他の検査課題の為に利用することが可能である。
【００１２】
少量の液量の吸引装置は、微細要素の表面に対向する側に、複数の吸引ノズルを有する。吸引ノズルは、縁と吸引チャネルを有し、その際、縁は微細要素表面までの距離が３００μｍよりも短くなるように制御される。ここで示される具体的な実施例では、吸引装置は微細要素表面に対向する側で突起部を有し、その突起部上で吸引ノズルは、個々の吸引ノズルが突起部で突き出ているように、配置される。突き出た吸引ノズルが配置される突起部は、機能性の為には必要ない。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
その他の有利な点、及び有利な発明の形態は以下の図面の形状、及びその説明である。図中には、本発明の対象が概略的に示され、以下の図面を参照にして記載する。
【００１４】
図１には、検査、規定された構造の測定、構造や構造誤差のシミュレーション、構造の修正、そして微細要素２の規定された対象位置の再検査に用いられる、少なくとも一つの液浸対物レンズ８ａを有した検査装置１の構成が示される。ベーシックフレーム３には、スキャニングテーブルとして形成された、微細要素２用のステージ４が備えられる。ステージ４は、Ｘ座標方向及びＹ座標方向へ移動可能である。ステージ４上には、検査対象となる微細要素２が置かれる。微細要素２は、ステージ４上で補助のホルダー６によって支えられることが可能である。微細要素２とは、ウェーハ、マスク、一つの基板上の複数のマイクロメカニカルな構成要素、もしくは、類似の構成要素である。微細要素２のイメージングのために、イメージング光線経路１０を規定する、少なくとも一つの対物レンズ８が備えられる。ステージ４及び追加のホルダー６は、入射光照射及び、同じく透過光照射にも適するように形成される。この為に、ステージ４及びホルダー６は、照射光線経路１２の通過の為の孔（図示されてはいない）を有して形成される。照射光線経路１２は光源２０から出る。イメージング光線経路１０中にビームスプリッター１３が配置され、それは、イメージング光線経路１０中でフォーカシング補助光線１４を結合もしくは分離させる。微細要素の焦点位置は、検出ユニット１５により検知、測定される。ビームスプリッター１３の後ろで、少なくとも一つのＣＣＤカメラ１６がイメージング光線経路１０中に備えられる。このＣＣＤカメラを用いて、微細要素２の検査位置の画像が録画及び捕捉される。ＣＣＤカメラ１６は、ディスプレー１７及び、コンピューター１８に接続される。コンピューター１８は、検査装置１の制御、検査、得られた画像データの処理及び対応するデータの保存に利用される。そしてまた、コンピューター１８は浸水液の供給および吸引の制御にも利用される。ここで取り上げる実施例では、複数の対物レンズ８が、ターレット２５に備えられており、それにより、使用者は様々な倍率を選択することが可能となる。コンピューター１８によってシステムの自動化が達成される。特に、前記コンピューターは、ステージ４の制御、ＣＣＤカメラ１６の読み込み、微細要素２上へわずかな液量の供給そしてディスプレー１７の駆動に利用される。ステージ４は、それぞれがお互いに直交するＸ座標方向及びＹ座標方向で移動可能なように、形成される。それにより、観察される微細要素２のおのおのの位置をイメージング光線経路１０へ運ぶことが可能となる。微細要素２の検査装置１はさらに、微細要素２にわずかな液量を供給する為の供給装置２１を有する。わずかな液量の供給する為に、供給ノズル２２が備えられ、そのノズルは適切な方法によって、わずかな液量を供給されるべき位置へと移動させることが可能である。前記装置が二つの互いに固定されて構成された対物レンズを有し、一つの対物レンズが、ＤＵＶ（２４８ｎｍまたはより短く、例えば１９３ｎｍなど）用の液浸対物レンズ８ａであるということも、考慮できる。もう一方の対物レンズは例えば可視光用の対物レンズであり、それを用いてアライメントやその他の検査課題を行うことが可能である。
【００１５】
図２には、作業位置での液浸対物レンズ８ａについて図示される。液浸対物レンズ８ａと微細要素２の表面２ａの間にわずかな液量２６が注入される。わずかな液量２６は液浸対物レンズ８ａの最前列のレンズ２７及び検査対象となる微細要素２の表面を湿らせる。
【００１６】
図３には、微細要素２の表面２ａからわずかな液量２６を吸引する為の吸引装置の具体的な形状が示される。微細要素２の表面２ａの向かいには液浸対物レンズ８ａが配置される。わずかな液量２６は、液浸対物レンズ８ａの最前列のレンズ２７と微細要素２の表面２ａの間に注入される。この具体的な形状では、液浸対物レンズ８ａは吸引装置２３により、取り囲まれる。吸引装置２３には、微細要素２の表面２ａの向かいに位置する側３２に、複数の開口部３４が形成される。これらの開口部３４によって、必要の際は、微細要素２の表面２ａ上から液浸用の液体を吸引することが可能となる。吸引装置２３はチューブ３５によって負圧タンク（図中にはない）に繋がれる。導入される負圧により、表面２ａ上から液体は吸引される。その他の具体的な形状では、強い毛管力を有した材料（スポンジやそれに類似の物）を接近させることによる負圧での吸引に変えることも考えられる。
【００１７】
図４には、微細要素２の検査装置の基部が図示される。その際、吸引装置２３の周りの領域が図示される。吸引装置２３は液浸対物レンズ８ａを付設する。ここで示される具体的な形状では、吸引装置２３はＵ字型に形成される。後述の点は、Ｕ字型の吸引装置２３に限られるが、これは本発明における制限として解釈されるべきものではない。吸引装置２３はキャリアー２８に装着される。吸引装置２３が対物レンズ８ａの移動領域若しくは旋回領域から動かすことを可能にする為に、キャリアー２８は可動式に形成される。さらに、同様にキャリアー８ａには供給装置２１と浄化装置３６が備えられる。浄化装置３６は、ひょっとしたら未だに付着している液体を対物レンズ８ａから確実に取り除く為に利用される。更に、浄化装置３６は、液浸対物レンズ８ａの上昇の際に発生する液橋（Fluessigkeitsbruecke）２９の破壊に利用するのに適する。供給装置２１及び浄化装置３６は、吸引装置２３内の対応する凹部３７及び３８によって、液浸対物レンズ８ａの周辺領域に配置される。浄化装置３６は、ノズルチップ３９を有しており、それにより液浸対物レンズ８ａに付着したままの液体を確実に吸引することが出来る。液体用の適切な受容装置及び微細要素の汚染を防ぐ為の防護装置を共に用いて、気体による集中的な衝撃によって、対物レンズから液体を取り除くことも、考慮出来る。
【００１８】
図５には、液浸対物レンズ８ａと微細要素２の周りの領域の詳細な斜視図が示される。供給装置２１と浄化装置３６は、可動式に形成されたミミック４０に取り付けられる。吸引装置２３はキャリアー２８に取り付けられる。作業位置における吸引装置２３は、微細要素２の表面２ａの向かいの極近傍に位置する。図９に記載の具体的な形状では、微細要素２は半導体製造の為のマスクである。その際マスクは個別のマスクホルダー４２に配置される。キャリアー２８は、剛体アーム４３を介して、リフティング装置４４に取り付けられる。リフティング装置４４は吸引装置２３と共にキャリアー２８を微細要素２の表面２ａから持ち上げる。アーム４３はこのために、リフティング装置４４で二つの伸張孔４５方向において移動可能である。
【００１９】
図６には、作業位置における液浸対物レンズ８ａを示す。液浸対物レンズ８ａの最前列のレンズ２７と微細要素２の表面２ａの間に、液量２６が注入される。同じく、液浸対物レンズ８ａには浄化装置３６のノズルチップ３９が割り当てられる。図７には、液浸対物レンズ８ａが若干持ち上げられ、そしてそれによって、作業位置から離された状態が示される。液浸対物レンズ８ａの最前列のレンズ２７と微細要素２の表面２ａの間にある液量２６（図６参照）は液橋２９へと変化する。浄化装置３６のノズルチップ３９は、液橋２９を吸引により遮断する為に、液橋２９へ入り込む。図８には、液橋２９が既に除去された状態が示される。しかしながら、微細要素２の表面２ａ上には液体が残り、また、液浸対物レンズ８ａの最前列のレンズ２７には依然残留した液体が付着する。浄化装置３６のノズルチップ３９は、液浸対物レンズ８ａの最前列のレンズ２７へと移動され、そこに付着している液体３０を取り除く。依然微細要素２の表面２ａ上に残る残留液体３１は、吸引装置２３によって取り除かれる。液浸対物レンズ８ａの画像形成品質に悪影響を及ぼす蒸発残さが映し出されうるので、液浸対物レンズ８ａの最前列のレンズ２７にある液体が蒸発しないことは、特に深刻である。
【００２０】
図９には、微細要素２用のホルダー６が図示される。ここに図示される具体的な形状においては、ホルダー６はマスクホルダー４２として形成される。マスクホルダー４２は実質的に長方形に形成され、そして、保持されるマスクが置かれる為の孔３２が形成される。孔３２は第一側辺３２ａ、第二側辺３２ｂ、第三側辺３２ｃ及び第四側辺３２ｄによって形成される。第一側辺３２ａ、第二側辺３２ｂ、第三側辺３２ｃ及び第四側辺３２ｄにより、孔３２の縁３４が形成される。孔の縁３４には、検査対象となるマスクが置かれる、少なくとも３つの支承点５０が形成される。更に、マスクホルダー４２は、微小の溶解度を有した疎水性の膜（例えば、ＰＴＦＥなど）により構成される待機位置５１を形成し、液浸対物レンズ８ａは、測定休止の間、そこに位置する。さらに、液浸対物レンズ８ａの最前列のレンズ２７は、待機位置５１にて、液浸用の液体によって湿らされる。液浸対物レンズ８ａの最前列のレンズ２７に、供給装置２１によって供給されるわずかな液量と一体化する液体が、既にいくらか付着することは、湿潤による有利な点である。これは、測定対象物表面が親水性である場合に特に有利であり、それは、供給された液体が空間的な広がりをもって拡散し、それにより状況によっては、液体層の画像に十分な厚さが出来ないためである。表面２ａに供給された液体が、既に液浸対物レンズ８ａの最前列のレンズ２７に付着した液体と一体化し、それにより、液浸用の液体には十分な量が存在することになる。待機位置５１には、液体を有するタンク５１ａが形成される。液浸対物レンズ８ａは最前列のレンズ２８によってこの液体中に浸され、その際、一方では液浸対物レンズ８ａの最前列のレンズ２７に付着した残留液体の蒸発を防ぎ、他方では待機位置５１の液浸対物レンズ８ａの最前列のレンズ２７を湿らせることが可能である。Ｘ座標方向及びＹ座標方向に移動可能なステージ４は待機位置５１が液浸対物レンズ８ａの下に来るように適切に移動される。
【００２１】
図１０には、微細要素２用のホルダー６の、その他の具体的な形状が図示される。マスクホルダー４２は微小の溶解度（例えばＰＴＦＥ）を有した疎水性の膜からなる待機位置５１を形成し、その待機位置には測定が休止している間、液浸対物レンズ８ａが位置する。待機位置５１では隔壁５７によって第一タンク５１ａ及び第二タンク５１ｂが形成される。第一タンク５１ａには液浸用の液体あり、また、第二タンク５１ｂには浄化液がある。液浸対物レンズ８ａの最前列のレンズ２７は液浸用の液体若しくは洗浄液中に浸される。
【００２２】
液浸用の液体または洗浄液は待機位置５１で対物レンズの滞留時間がより長い場合、規定の時間間隔で取り替えられる。それにより、完全な蒸発、及び不純物濃度により増大する汚染を、回避することが可能である。ここで図示される具体的な形状では、液体の除去は吸引装置２３が利用されることで実施される。これは、微細要素の表面から液体を吸引する装置と同じものである。しかし、別の装置を考慮することも可能である。
【００２３】
図１１には、吸引装置２３の具体的な形状の詳細な斜視図が示される。吸引装置２３はこの具体的な形状ではＵ字型に形成されており、第一の足５２、第二の足５３及び第三の足５４を包含する。吸引装置２３は微細要素２の向かいに位置する側で突起部５６を有し、その突起部には吸引ノズル５５（図１１参照）が形成される。吸引装置２３は更に切欠き部５８を有しており、そこを通って、浄化装置３６のノズルチップ３９が延びることになる。
【００２４】
図１２には、吸引装置２３の具体的な形状の底面斜視図が示される。突起部５６は、周りを囲むバンドとして、第一の足５２、第二５３の足及び第三の足５４に沿って形成される。突起部は複数の吸引ノズル５５を有し、その吸引ノズルは吸引装置２３の作業体勢においては、微細要素２の表面２ａに対面して位置する。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】微細要素の検査、及び／又は測定、シミュレーションそして修正の為の装置の構成の概略図である。
【図２】作業位置での液浸対物レンズの概略図である。
【図３】吸引装置の具体的な形状の概略図である。
【図４】微細要素の検査装置基部の概略図であり、吸引装置の周りの領域が表される。
【図５】対物レンズ及び微細要素の周りの詳細な斜視図である。
【図６】作業体勢での液浸対物レンズの概略図である。
【図７】若干作業体勢から離れた液浸対物レンズの概略図である。
【図８】液浸対物レンズの最前列のレンズと微細要素の表面との間の液橋が壊された状態での概略図である。
【図９】微細要素用のホルダーの概略図である。
【図１０】微細要素用ホルダーのその他の具体的な形状の概略図である。
【図１１】わずかな液量を吸引する為の装置の具体的な形状の詳細な斜視図である。
【図１２】わずかな液量を吸引する為の装置の具体的な形状の詳細な底面斜視図である。
【符号の説明】
【００２６】
１  微細要素の検査用装置
２  微細要素
２ａ  微細要素の表面
４  ステージ
８  対物レンズ
８ａ  液浸対物レンズ
２１  供給装置
２２  供給ノズル
２３  吸引装置
２６  液量
２７  最前列のレンズ
２９  残留液滴
３０  矢印
３６  浄化装置
３９  ノズルチップ
４２  マスクホルダー
５１ａ  第一タンク
５４  第三の足
５５  吸引ノズル
６２  吸引ノズルの微細要素の表面までの距離
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【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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【国際調査報告】
2008506143.tif 000015
2008506143.tif 000016
2008506143.tif 000017
2008506143.tif 000018
2008506143.tif 000019
2008506143.tif 000020