(57)【要約】  ＥＵＶ（極端紫外線）リソグラフィレチクルなどのレチクルを検査して、汚染物質粒子を検出する。検査装置（９００）は、一次放射（λｐ）を有する照明光学系（６０２）を備える。複数のブランチを有する結像光学システムは、複数の画像を形成および検出するように配置され、各ブランチは、イメージセンサ（６１０、９１０）を有し、照明された物品から受光した放射の異なる部分によりその画像を形成する。プロセッサ（ＰＵ）は、検出された画像からの情報を組み合わせて、汚染物質粒子の存在および場所を報告する。１つ以上のブランチにおいて、一次放射がフィルタ除去され（６１２）、検出された画像が、一次放射に反応して汚染物質材料により放出された二次放射のみを使用して形成されるようにする。散乱一次放射を使用する暗視野結像ブランチでは、空間フィルタ（９１８）が、検査中の物品の周期的なフィーチャに関連した空間周波数成分を遮蔽し、二次放射によって検出することのできない粒子の検出をできるようにしている。【選択図】図１１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
汚染物質粒子を検出するための物品の検査方法であって、
前記物品の少なくとも一部分を、１つ以上の第１波長の一次放射で照明することと、
結像光学システムおよびイメージセンサにより、前記照明された物品の画像を形成および検出することと、
前記結像光学システムにおいて前記（複数の）第１波長の放射をフィルタ除去し、前記検出された画像が前記第１波長とは異なる１つ以上の第２波長の放射のみを使用して形成されるようにすることにより、前記一次放射に反応して汚染物質粒子の材料により放出された二次放射を使用して、汚染物質粒子の存在および場所を示す画像を得ることと、を含む、
方法。
【請求項２】
前記一次放射は、複数の別々の波長の放射である、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記フィルタリングステップは、前記一次放射における前記複数の波長のうちの少なくとも２つに対応する複数の別々の阻止帯域を含むスペクトル応答を有するフィルタにより、実行される、請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記結像光学システムは、並行して動作する複数のブランチを備え、各ブランチが、フィルタによって前記二次放射から選択された異なる１つまたは複数の波長の放射を使用して画像を形成および検出する一方、前記一次放射をフィルタ除去する、請求項１〜３のいずれかに記載の方法。
【請求項５】
前記異なる複数のブランチで検出された複数の画像を合わせて分析して検査結果を出力することをさらに含む、請求項４に記載の方法。
【請求項６】
前記検査結果は、前記複数の画像のうちの少なくとも１つにおいて検出された画像フィーチャの場所に応じて、汚染の存在を示す、請求項５に記載の方法。
【請求項７】
前記検査結果は、前記検出された複数の画像のうちのどれがその粒子の画像を含むかに応じて、異なる材料の複数の汚染物質粒子を判別する、請求項５または６に記載の方法。
【請求項８】
前記フィルタ除去された一次放射の少なくとも一部分は、中間瞳面内に空間フィルタを有する暗視野結像システム内へと進路変更され、それにより検査中の前記物品の暗視野画像を形成および検出する、請求項１〜７のいずれかに記載の方法。
【請求項９】
前記空間フィルタは、検査中の前記物品の周期的なフィーチャに関連した複数の空間周波数成分を遮蔽する、請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
前記空間フィルタは、異なる複数の物品を検査する際に、異なる複数の空間周波数成分を遮蔽するように動作可能なプログラマブル空間光変調器である、請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
前記第１および第２波長は、金属酸化物材料の汚染物質粒子を検出するように選択される、請求項１〜１０のいずれかに記載の方法。
【請求項１２】
前記第１および第２波長は、有機材料の汚染物質粒子を検出するように選択される、請求項１〜１１のいずれかに記載の方法。
【請求項１３】
前記第１および第２波長は、Ａｌ、ＳｎおよびＦｅなどの非貴金属の汚染物質粒子を検出するように選択される、請求項１〜１２のいずれかに記載の方法。
【請求項１４】
前記一次放射は、ＹＡＧレーザ放射の２つ以上の高調波を含む、請求項１〜１３のいずれかに記載の方法。
【請求項１５】
前記物品は、複数のＥＵＶ波長に対して対照的な光学特性を持つ複数の反射部分および複数の吸収部分を有するパターニングデバイスを含む、請求項１〜１４のいずれかに記載の方法。
【請求項１６】
前記検査された物品は、光リソグラフィで使用するためのパターニングデバイスを含む、請求項１〜１５のいずれかに記載の方法。
【請求項１７】
前記パターニングデバイスは、ＥＵＶリソグラフィレチクルである、請求項１６に記載の方法。
【請求項１８】
デバイス製造方法であって、
物品の少なくとも一部分を、１つ以上の第１波長の一次放射で照明することと、
結像光学システムおよびイメージセンサにより、前記照明された物品の画像を形成および検出することと、
前記結像光学システムにおいて、前記（複数の）第１波長の放射をフィルタ除去し、前記検出された画像が前記第１波長とは異なる１つ以上の第２波長の放射のみを使用して形成されるようにすることにより、前記一次放射に反応して汚染物質粒子の材料により放出された二次放射を使用して、汚染物質粒子の存在および場所を示す画像を得ることと、
を含み、
検査の結果に応じて、前記パターニングデバイスをクリーニングし、またはクリーニングせず、
前記パターニングデバイスを使用して、リソグラフィ装置内のデバイス基板にデバイスパターンを付与する、
デバイス製造方法。
【請求項１９】
物品を検査して汚染物質粒子を検出かつ位置特定するための検査装置であって、
１つ以上の第１波長の一次放射を生成するための放射源と、
前記一次放射を受光し、かつ前記物品の少なくとも一部分を前記一次放射で照明する照明光学系と、
結像光学システムおよびイメージセンサにより、前記照明された物品の画像を形成および検出する結像光学システムと、
前記結像光学システム内に配置され、前記（複数の）第１波長の放射を除去して、前記検出された画像が前記第１波長とは異なる１つ以上の第２波長の放射のみを使用して形成されるようにすることにより、前記一次放射に反応して汚染物質粒子の材料により放出された二次放射を使用して、汚染物質粒子の存在および場所を示す画像を得る、フィルタと、を備える、
検査装置。
【請求項２０】
前記放射源は、複数の別々の波長にて前記一次放射を生成するように配置される、請求項１９に記載の装置。
【請求項２１】
前記フィルタは、前記一次放射における前記複数の波長のうちの少なくとも２つに対応する複数の別々の阻止帯域を含むスペクトル応答を有する、請求項２０に記載の装置。
【請求項２２】
前記結像光学システムは、並行して動作する複数のブランチを備え、各ブランチが、それぞれのフィルタによって前記二次放射から選択された異なる１つまたは複数の波長の放射を使用して画像を形成および検出する一方、前記一次放射をフィルタ除去する、請求項１９〜２１のいずれかに記載の装置。
【請求項２３】
前記異なる複数のブランチで検出された複数の画像を合わせて分析して検査結果を出力する処理ユニットをさらに備える、請求項２２に記載の装置。
【請求項２４】
前記検査結果は、前記複数の画像のうちの少なくとも１つにおいて検出された画像フィーチャの場所に応じて、汚染の存在および場所を示す、請求項２３に記載の装置。
【請求項２５】
前記検査結果は、前記検出された複数の画像のうちのどれがその粒子の画像を含むかに応じて、異なる材料の複数の汚染物質粒子を判別する、請求項２３または２４に記載の装置。
【請求項２６】
前記フィルタ除去された一次放射の少なくとも一部分を受ける暗視野結像光学システムであって、中間瞳面内に空間フィルタを有することにより検査中の前記物品の暗視野画像を形成および検出する暗視野結像光学システムをさらに備える、請求項１９〜２５のいずれかに記載の装置。
【請求項２７】
前記空間フィルタは、検査中の前記物品の周期的なフィーチャに関連した複数の空間周波数成分を遮蔽する、請求項２６に記載の装置。
【請求項２８】
前記空間フィルタは、異なる複数の物品を検査する際に、異なる複数の空間周波数成分を遮蔽するように動作可能なプログラマブル空間光変調器である、請求項２７に記載の装置。
【請求項２９】
前記第１および第２波長は、金属酸化物材料の汚染物質粒子を検出するように選択される、請求項１９〜２８のいずれかに記載の装置。
【請求項３０】
前記第１および第２波長は、有機材料の汚染物質粒子を検出するように選択される、請求項１９〜２９のいずれかに記載の装置。
【請求項３１】
前記第１および第２波長は、Ａｌ、ＳｎおよびＦｅなどの非貴金属の汚染物質粒子を検出するように選択される、請求項１９〜３０のいずれかに記載の装置。
【請求項３２】
前記一次放射は、ＹＡＧレーザ放射の２つ以上の高調波を含む、請求項１９〜３１のいずれかに記載の装置。
【請求項３３】
リソグラフィ装置であって、
パターニングデバイスのためのサポートと、
基板のためのサポートと、
前記パターニングデバイスから前記基板へパターンを転写するための投影光学システムと、
検査システムと、を備え、
前記検査システムは、
１つ以上の第１波長の一次放射を生成するための放射源と、
前記一次放射を受光し、かつ前記物品の少なくとも一部分を前記一次放射で照明する照明光学系と、
結像光学システムおよびイメージセンサにより、前記照明された物品の画像を形成および検出する結像光学システムと、
前記結像光学システム内に配置され、前記（複数の）第１波長の放射を除去して、前記検出された画像が前記第１波長とは異なる１つ以上の第２波長の放射のみを使用して形成されるようにすることにより、前記一次放射に反応して汚染物質粒子の材料により放出された二次放射を使用して、前記汚染物質粒子の存在および場所を示す画像を得る、フィルタと、を備え
前記検査システムは、前記リソグラフィ装置から前記パターニングデバイスを取り外すことなく前記パターニングデバイスを検査するように動作可能である、
リソグラフィ装置。
【請求項３４】
物品を検査して汚染物質粒子を検出するための方法であって、
前記物品を１つ以上の第１波長の一次放射で照明することと、
それぞれがイメージセンサを有しかつその画像を前記照明された物品から受光した放射の異なる部分により形成する、結像光学システムの複数のブランチのそれぞれを使用して、前記照明された物品の複数の画像を形成および検出することと、
前記検出された複数の画像のうちの２つ以上からの情報を組み合わせ、汚染物質粒子の存在および場所を報告することと、を含む、
方法。
【請求項３５】
前記複数のブランチのうちの少なくとも１つにおいて、前記第１波長の放射がフィルタ除去され、前記検出された画像が前記第１波長とは異なる１つ以上の第２波長の放射のみを使用して形成されるようにすることにより、前記一次放射に反応して前記汚染物質粒子の材料により放出された二次放射を使用して、前記汚染物質粒子の存在および場所を示す画像を得る、請求項３４に記載の方法。
【請求項３６】
前記複数のブランチのうちの少なくとも２つにおいて、前記１次波長の放射がフィルタ除去され、前記検出された画像が前記第１波長とは異なる１つ以上の第２波長の放射のみを使用して形成されるようにし、前記２つのブランチのそれぞれが、前記一次放射に反応して前記汚染物質粒子の材料により放出された二次放射の異なる複数の波長を使用する、請求項３４または３５に記載の方法。
【請求項３７】
検査の報告は、前記複数の検出された画像のどれがその粒子の画像を含むかに応じて、異なる材料の複数の汚染物質粒子を判別する、請求項３４、３５または３６に記載の方法。
【請求項３８】
前記複数のブランチのうちの少なくとも１つは、暗視野結像システムを備え、かつ前記フィルタ除去された一次放射の少なくとも一部分を受光し、前記暗視野結像システムは、中間瞳面内に空間フィルタを有し、それにより検査中の前記物品の暗視野画像を形成および検出する、請求項３４〜３７のいずれかに記載の方法。
【請求項３９】
前記空間フィルタは、検査中の前記物品の周期的なフィーチャに関連した複数の空間周波数成分を遮蔽する、請求項３８に記載の方法。
【請求項４０】
前記空間フィルタは、異なる複数の物品を検査する際に、異なる複数の空間周波数成分を遮蔽するように動作可能なプログラマブル空間光変調器である、請求項３９に記載の方法。
【請求項４１】
物品を検査して汚染物質粒子を検出かつ位置特定するための検査装置であって、
１つ以上の第１波長の一次放射を生成するための放射源と、
前記一次放射を受光し、かつ前記物品の少なくとも一部分を前記一次放射で照明する照明光学系と、
結像光学システムの複数のブランチのそれぞれを使用して、前記照明された物品の複数の画像を形成および検出する結像光学システムであって、各ブランチがイメージセンサを有し、かつその画像を前記照明された物品から受光した放射の異なる部分により形成する、結像光学システムと、
前記検出された複数の画像のうちの２つ以上からの情報を組み合わせて、汚染物質粒子の存在および場所を報告するプロセッサと、を備える、
検査装置。
【請求項４２】
前記複数のブランチのうちの少なくとも１つにおいて、前記第１波長の放射がフィルタ除去され、前記検出された画像が前記第１波長とは異なる１つ以上の第２波長の放射のみを使用して形成されるようにすることにより、前記一次放射に反応して前記汚染物質粒子の材料により放出された二次放射を使用して、前記汚染物質粒子の存在および場所を示す画像を得る、請求項４１に記載の装置。
【請求項４３】
前記複数のブランチのうちの少なくとも２つにおいて、前記第１波長の放射がフィルタ除去され、前記検出された画像が前記第１波長とは異なる１つ以上の第２波長の放射のみを使用して形成されるようにし、前記２つのブランチのそれぞれが、前記一次放射に反応して前記汚染物質粒子の材料により放出された異なる複数の波長の前記二次放射を使用する、請求項４１または４２に記載の装置。
【請求項４４】
前記プロセッサは、前記検出された複数の画像のうちのどれがその粒子の画像を含むかに応じて、異なる材料の複数の汚染物質粒子を判別する検査報告を生成する、請求項４１、４２または４３に記載の装置。
【請求項４５】
前記複数のブランチのうちの少なくとも１つは、暗視野結像システムを備え、かつ前記フィルタ除去された一次放射の少なくとも一部分を受光し、前記暗視野結像システムは、中間瞳面内に空間フィルタを有し、それにより検査中の前記物品の暗視野画像を形成および検出する、請求項４１〜４４のいずれかに記載の装置。
【請求項４６】
前記空間フィルタは、検査中の前記物品の周期的なフィーチャに関連した複数の空間周波数成分を遮蔽する、請求項４５に記載の装置。
【請求項４７】
前記空間フィルタは、異なる複数の物品を検査する際に、異なる複数の空間周波数成分を遮蔽するように動作可能なプログラマブル空間光変調器である、請求項４６に記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
[0001]  本発明は、物品の検査に関連し、例えば、リソグラフィ分野においてパターン形成された物品の検査に適用することができる。そのような例では、検査対象の物品は、例えば、レチクルまたは他のパターニングデバイスであり得る。本発明は、特に、ＥＵＶリソグラフィで使用されるレチクルの検査のために開発されたが、その用途に限定されるものではない。本発明は、検査で使用するための方法および装置、リソグラフィ装置および、そのような方法による検査に適したレチクルを提供する。
【背景技術】
【０００２】
[0002]  リソグラフィは、集積回路（ＩＣ）ならびに他のデバイスおよび／または構造体を製造する際の重要な工程の１つとして広く認識されている。しかし、リソグラフィを使用して作られるフィーチャの寸法が小さくなるにつれ、リソグラフィは、小型のＩＣまたは他のデバイスおよび／もしくは構造体の製造を可能にするためのより重要な要因になっている。
【０００３】
[0003]  リソグラフィ装置は、所望のパターンを基板上、通常、基板のターゲット部分上に付与する機械である。リソグラフィ装置は、例えば、ＩＣの製造に用いることができる。その場合、ＩＣの個々の層上に形成される回路パターンを生成するために、マスクまたはレチクルとも呼ばれるパターニングデバイスを用いることができる。このパターンは、基板（例えば、シリコンウェーハ）上のターゲット部分（例えば、ダイの一部、または１つ以上のダイを含む）に転写することができる。通常、パターンの転写は、基板上に設けられた放射感応性材料（レジスト）層上への結像によって行われる。一般には、単一の基板が、連続的にパターニングされる隣接したターゲット部分のネットワークを含んでいる。
【０００４】
[0004]  現在のリソグラフィシステムは、非常に小さいマスクパターンフィーチャを投影する。レチクルの表面上に存在する埃や粒状異物は、結果として得られる製品に悪影響を与え得る。リソグラフィプロセス前またはリソグラフィプロセス中にレチクル上に堆積する粒状物は、基板上に投影されているパターン内のフィーチャを変形させる恐れがある。したがって、フィーチャサイズが小さければ小さいほど、レチクルからの除去が不可欠な粒子のサイズも小さくなる。
【０００５】
[0005]  ペリクルは、しばしばレチクルと共に使用される。ペリクルは、レチクルの表面上のフレームを覆って伸張され得る薄い透明な層である。ペリクルは、粒子が、レチクル表面のパターン形成された側に到達するのを阻止するために使用される。ペリクル表面上の粒子は焦点面外にあり、露光中のウェーハ上には像を形成しないはずではあるが、それでも、ペリクル表面を可能な限り粒子のない状態に維持することが好ましい。
【０００６】
[0006]  パターンプリンティングの限界は、式（１）に示す解像度についてのレイリー基準によって、理論的に推測することができる：
【数１】
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上の式で、λは、使用される放射の波長であり、ＮＡＰＳは、パターンを印刷するために使用される投影システムの開口数であり、ｋ１は、レイリー定数とも呼ばれているプロセス依存調節係数であり、ＣＤは、印刷されたフィーチャのフィーチャサイズ（またはクリティカルディメンジョン）である。式（１）から、フィーチャの最小印刷可能サイズは、露光波長λを短くすること、開口数ＮＡＰＳを大きくすること、あるいはｋ１の値を小さくすること、の３つの方法によって縮小することができると言える。
【０００７】
[0007]  露光波長を短くするため、ひいては、最小印刷可能サイズを縮小するために、極端紫外線（ＥＵＶ）放射源を使用することが提案されている。ＥＵＶ放射源は、通常、５〜２０ｎｍ程度、例えば１３．５ｎｍまたは約１３ｎｍの放射波長を出力するように構成される。したがって、ＥＵＶ放射源は、小さいフィーチャの印刷を実現するための重要なステップを構成する。そのような放射は、極端紫外線または軟ｘ線と呼ばれ、考えられる放射源としては、例えば、レーザ生成プラズマ源、放電プラズマ源、または電子蓄積リングからのシンクロトロン放射が含まれる。
【０００８】
[0008]  しかし、ＥＵＶリソグラフィプロセスでは、ペリクルは、結像放射を減衰させるため、使用されていない。レチクルは、覆われていない場合、粒子汚染を被りやすく、この粒子汚染がリソグラフィプロセス内に欠陥を引き起こすことがある。ＥＵＶレチクル上の粒子は、結像欠陥の主要な原因の１つである。ＥＵＶレチクル（またはペリクルが使用されない他のレチクル）は、有機および無機粒子汚染にさらされる恐れがある。２０ｎｍ程度の小さい粒子サイズが、ウェーハ上に致命的な欠陥を引き起こし、かつ、ゼロ収率を引き起こす可能性がある。
【０００９】
[0009]  露光位置に移動させる前のＥＵＶレチクルの検査およびクリーニングは、レチクルハンドリングプロセスの重要な側面と言える。レチクルは、通常、検査の結果または歴史的統計に基づき、汚染が疑われる場合はクリーニングされる。クリーニングは、レチクルの寿命を短縮することが多いため、不必要なクリーニングは避けられることになる。
【００１０】
[0010]  レチクルは、典型的に、光学技術により検査される。しかし、パターンは、粒子と全く同じように光を散乱させる。レチクル表面のパターンは、任意（つまり、非周期的）であり得るため、単に散乱光を分析するだけでは、粒子とパターンを見分ける方法がない。これらの光学技術では、ダイ対ダイの参照またはダイ対データベースの参照のいずかの参照が常に必要になる。さらに、既存の検査ツールは、高価で、比較的遅い。
【発明の概要】
【００１１】
[0011]  高速で動作することができ、かつ例えば１００ｎｍ未満、５０ｎｍ未満、または２０ｎｍ未満のサイズといった小さいサイズの粒子を検出することができる物体検査システムが提供される。また、ＥＵＶリソグラフィ装置において、レチクルなどのパターニングデバイスのパターン形成された側に存在する粒子を検出することができる技術も提供される。
【００１２】
[0012]  本開示の第１態様では、汚染物質粒子を検出するための物品、例えばリソグラフィレチクルの検査方法であって、物品の少なくとも一部分を、１つ以上の第１波長の一次放射で照明することと、結像光学システムおよびイメージセンサにより、照明された物品の画像を形成および検出することと、結像光学システムにおいて、第１波長の放射をフィルタ除去し、検出された画像が第１波長とは異なる１つ以上の第２波長の放射のみを使用して形成されるようにすることにより、一次放射に反応して汚染物質粒子の材料により放出された二次放射を使用して、汚染物質粒子の存在および場所を示す画像を得ることと、を含む、方法が提供される。
【００１３】
[0013]  本発明は、第１態様において、さらに、物品を検査して汚染物質粒子を検出かつ位置特定するための検査装置であって、１つ以上の第１波長の一次放射を生成するための放射源と、一次放射を受光し、かつ物品の少なくとも一部分を一次放射で照明するように配置された照明光学系と、結像光学システムおよびイメージセンサにより、照明された物品の画像を形成および検出するように配置された結像光学システムと、結像光学システム内に配置され、第１波長の放射を除去して、検出された画像が第１波長とは異なる１つ以上の第２波長の放射のみを使用して形成されるようにすることにより、一次放射に反応して汚染物質粒子の材料により放出された二次放射を使用して、汚染物質粒子の存在および場所を示す画像を得る、フィルタと、を備える、検査装置を提供する。
【００１４】
[0014]  任意で、結像光学システムは、並行して動作する複数のブランチを備え、各ブランチが、フィルタによって二次放射から選択された異なる１つまたは複数の波長の放射を使用して画像を形成および検出する一方、一次放射をフィルタ除去する。
【００１５】
[0015]  任意で、フィルタ除去された一次放射の少なくとも一部分は、中間瞳面に空間フィルタを有する暗視野結像システム内へと進路変更され、それにより検査中の物品の暗視野画像を形成および検出する。一実施形態において、空間フィルタは、異なる複数の物品を検査する際に、異なる複数の空間周波数成分を遮蔽するように動作可能なプログラマブル空間光変調器である。
【００１６】
[0016]  本発明は、第２態様において、汚染物質粒子を検出するための物品の検査方法であって、物品を、１つ以上の第１波長の一次放射で照明することと、それぞれがイメージセンサを有しかつその画像を照明された物品から受光した放射の異なる部分により形成する、結像光学システムの複数のブランチのそれぞれを使用して、照明された物品の複数の画像を形成および検出することと、検出された画像の２つ以上からの情報を組み合わせ、汚染物質粒子の存在および場所を報告することと、を含む、方法を提供する。
【００１７】
[0017]  本態様の実施形態では、複数の画像は、二次放射の異なる部分を使用して形成されてもよく、かつ／または、１つ以上の画像は、例えば暗視野結像ブランチ内で一次放射の異なる部分で形成されてもよい。
【００１８】
[0018]  本発明は、さらに、例えばＥＵＶリソグラフィ装置であるリソグラフィ装置であって、パターニングデバイスのためのサポートと、基板のためのサポートと、パターニングデバイスから基板へパターンを転写するための投影光学システムと、を備え、さらに、上述したどちらかの態様の本発明に係る検査装置を備えたリソグラフィ装置を提供し、この検査装置は、リソグラフィ装置からパターニングデバイスを取り外すことなくこのパターニングデバイスを検査するように動作可能である。
【００１９】
[0019]本発明はさらに、パターニングデバイスが上述した本発明のいずれかの態様に係る検査方法によって汚染物質粒子について検査される、デバイス製造方法が提供される。この方法では、検査結果に応じて、パターニングデバイスがクリーニングされ、あるいはクリーニングされず、パターニングデバイスは、例えばＥＵＶリソグラフィ装置であるリソグラフィ装置内で、デバイス基板にデバイスパターンを付与するために使用される。
【００２０】
[0020]  本発明のさらなる特徴および利点、ならびに本発明の多様な実施形態の構造および作用を、添付の図面を参照して以下に詳細に説明する。なお、本発明は、本明細書に記載する特定の実施形態に制限されないことに留意されたい。そのような実施形態は、単に例示を目的として本明細書に示されている。本明細書に含まれる教示に基づき、さらなる実施形態が当業者には明らかになるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
[0021]  本明細書に組み込まれ、かつ本明細書の一部を形成する添付の図面は、本発明を例示し、かつ、明細書の記載と共に本発明の原理をさらに説明し、当業者が本発明を成し、かつ使用することを可能にするものである。本発明のいくつかの実施形態を、単なる例として、添付の図面を参照していかに説明する。
【００２２】
【図１】[0022]  図１は、反射投影光学系を有するリソグラフィ装置を概略的に示す。
【図２】[0023]  図２は、図１の装置をより詳細に示した図である。
【図３】[0024]  図３は、図１および図２の装置のための代替的な放射源コレクタモジュールＳＯをより詳細に示した図である。
【図４】[0025]  図４は、ＥＵＶリソグラフィ装置の別の例を示す。
【図５】[0026]  図５は、汚染物質粒子のついたＥＵＶレチクルを示す。
【図６】[0027]  図６は、本発明の第１実施形態に係る物体を検査するための装置を概略的に示し、かつ、ＥＵＶレチクルのための検査プロセスの動作原理を図示する。
【図７】[0028]  図７は、（ａ）ＥＵＶレチクル上の汚染物質粒子の空間的分布、および（ｂ）図６の装置を使用して得られる対応した汚染物質の画像を図示する。
【図８】[0029]  図８は、本発明の実施形態で使用可能な市販のマルチパス光学フィルタの透過スペクトルを示す。
【図９】[0030]  図９は、本発明の第２実施形態に係る物体を検査するための装置を概略的に示す。
【図１０】[0031]  図１０は、（ａ）ＥＵＶレチクル上の汚染物質粒子の空間的分布と、（ｂ）および（ｃ）図９の装置を使用して得られる２つの汚染物質の画像と、を図示する。
【図１１】[0032]  図１１は、本発明の第３実施形態に係る物体を検査するための装置を概略的に示す。
【図１２】[0033]  図１２は、（ａ）ＥＵＶレチクル上の汚染物質粒子の空間的分布と、（ｂ）および（ｃ）図１１の装置を使用して得られる２つの汚染物質の画像と、を図示する。
【図１３】[0034]  図１３は、リソグラフィプロセスでレチクルに適用される検査プロセスのフローチャートである。
【００２３】
[0035]  本発明の特徴および利点は、これらの図面と併せて以下に記載される詳細な説明からより明らかになるであろう。図面において、同じ参照記号は、全体を通じて対応する要素を特定する。図面において、同じ参照番号は、基本的に、同一の、機能的に同様な、および／または構造的に同様な要素を示す。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
[0036]  本明細書は、本発明の特徴を組み込んだ１つ以上の実施形態を開示する。開示される実施形態は本発明を例示するに過ぎない。本発明の範囲は開示される実施形態に限定されない。
【００２５】
[0037]  説明される（１つ以上の）実施形態、および明細書中の「一実施形態」、「ある実施形態」、「例示的な実施形態」等への言及は、説明される実施形態が特定の特徴、構造、または特性を含み得ることを示すが、必ずしもすべての実施形態がその特定の特徴、構造、または特性を含んでいなくてもよい。また、かかる表現は、必ずしも同じ実施形態を指すものではない。また、特定の特徴、構造、または特性がある実施形態に関連して説明される場合、かかる特徴、構造、または特性を他の実施形態との関連においてもたらすことは、それが明示的に説明されているか否かにかかわらず、当業者の知識内のことであると理解される。
【００２６】
[0038]  本発明の実施形態は、ハードウェア、ファームウェア、ソフトウェア、またはそれらのあらゆる組合せにおいて実施され得る。本発明の実施形態はまた、機械可読媒体に記憶され、１つまたは複数のプロセッサにより読み出され実行され得る命令として実施されてもよい。機械可読媒体は、機械（例えばコンピュータデバイス）によって読み取りが可能な形態で情報を記憶または送信するためのあらゆるメカニズムを含み得る。例えば、機械可読媒体は、読出し専用メモリ（ＲＯＭ）、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、磁気ディスク記憶媒体、光記憶媒体、フラッシュメモリデバイス、または電気、光、音、もしくはその他の形態の伝搬信号（例えば、搬送波、赤外線信号、デジタル信号等）、などを含み得る。また、本明細書において、ファームウェア、ソフトウェア、ルーチン、命令が何らかの動作を行うと説明されることがある。しかし、そのような説明は単に便宜上のものであり、かかる動作は実際には、コンピュータデバイス、プロセッサ、コントローラ、またはファームウェア、ソフトウェア、ルーチン、命令等を実行する他のデバイスによるものであることが理解されるべきである。
【００２７】
[0039]  このような実施形態をより詳細に説明する前に、本発明の実施形態が実施され得る例示的な環境を提示することが有益である。
【００２８】
[0040]  図１は、本発明の一実施形態に係る放射源コレクタモジュールＳＯを備えたリソグラフィ装置１００を概略的に示している。このリソグラフィ装置は、放射ビームＢ（例えば、ＥＵＶ放射）を調整するように構成された照明システム（イルミネータ）ＩＬと、パターニングデバイス（例えば、マスクまたはレチクル）ＭＡを支持するように構築され、かつパターニングデバイスを正確に位置決めするように構成された第１ポジショナＰＭに連結されたサポート構造（例えば、マスクテーブル）ＭＴと、基板（例えば、レジストコートウェーハ）Ｗを保持するように構築され、かつ基板を正確に位置決めするように構成された第２ポジショナＰＷに連結された基板テーブル（例えば、ウェーハテーブル）ＷＴと、パターニングデバイスＭＡによって放射ビームＢに付けられたパターンを基板Ｗのターゲット部分Ｃ（例えば、１つ以上のダイを含む）上に投影するように構成された投影システム（例えば、反射投影レンズシステム）ＰＳと、を備える。
【００２９】
[0041]  照明システムとしては、放射を誘導し、整形し、または制御するために、屈折型、反射型、磁気型、電磁型、静電型、またはその他のタイプの光コンポーネント、あるいはそれらのあらゆる組合せなどのさまざまなタイプの光コンポーネントを含むことができる。
【００３０】
[0042]  サポート構造ＭＴは、パターニングデバイスの向き、リソグラフィ装置の設計、および、パターニングデバイスが真空環境内で保持されているか否かなどの他の条件に応じた態様で、パターニングデバイスＭＡを保持する。サポート構造は、機械式、真空式、静電式またはその他のクランプ技術を使って、パターニングデバイスを保持することができる。サポート構造は、例えば、必要に応じて固定または可動式にすることができるフレームまたはテーブルであってもよい。サポート構造は、パターニングデバイスを、例えば、投影システムに対して所望の位置に確実に置くことができる。 
【００３１】
[0043]  「パターニングデバイス」という用語は、基板のターゲット部分内にパターンを作り出すように、放射ビームの断面にパターンを与えるために使用できるあらゆるデバイスを指していると、広く解釈されるべきである。放射ビームに付与されたパターンは、集積回路などのターゲット部分内に作り出されるデバイス内の特定の機能層に対応することになる。
【００３２】
[0044]  パターニングデバイスは、透過型であっても、反射型であってもよい。パターニングデバイスの例としては、マスク、プログラマブルミラーアレイ、およびプログラマブルＬＣＤパネルが含まれる。マスクは、リソグラフィでは公知であり、バイナリ、レべンソン型(alternating)位相シフト、およびハーフトーン型(attenuated)位相シフトなどのマスク型、ならびに種々のハイブリッドマスク型を含む。プログラマブルミラーアレイの一例では、小型ミラーのマトリックス配列が用いられており、各小型ミラーは、入射する放射ビームを様々な方向に反射させるように、個別に傾斜させることができる。傾斜されたミラーは、ミラーマトリックスによって反射される放射ビームにパターンを付ける。
【００３３】
[0045]  投影システムは、照明システムと同様に、使われている露光放射にとって、あるいは真空の使用といった他の要因にとって適切な、屈折型、反射型、磁気型、電磁型、静電型、または他のタイプの光学コンポーネント、またはそれらのあらゆる組合せなどのさまざまなタイプの光学コンポーネントを含むことができる。ＥＵＶ放射では、他のガスが放射の多くを吸収するおそれがあるため、真空を使用することが望ましいことがある。したがって、真空壁および真空ポンプを使って、ビームパス全体に真空環境を提供してもよい。
【００３４】
[0046]  本明細書に示されているとおり、リソグラフィ装置は、反射型のもの（例えば、反射型マスクを採用しているもの）である。
【００３５】
[0047]  リソグラフィ装置は、２つ（デュアルステージ）以上の基板テーブル（および／または２つ以上のマスクテーブル）を有する型のものであってもよい。そのような「マルチステージ」機械においては、追加のテーブルは並行して使うことができ、または予備工程を１つ以上のテーブル上で実行しつつ、別の１つ以上のテーブルを露光用に使うこともできる。 
【００３６】
[0048]  図１を参照すると、照明システムＩＬは、放射源コレクタモジュールＳＯから極端紫外線放射を受ける。ＥＵＶ光を生成する方法としては、例えば、キセノン、リチウムまたはスズなどといった、ＥＵＶ範囲内の１つ以上の輝線を有する元素を少なくとも１つ有する材料を、プラズマ状態へと変換することが含まれるが、必ずしもこれに限定されない。そのような方法のうちの１つであり、しばしばレーザ生成プラズマ（ＬＰＰ）と呼ばれる方法では、所望の輝線を放出する元素を有する材料の小滴、流れまたはクラスタなどの燃料をレーザビームで照射することにより所望のプラズマを生成することができる。放射源コレクタモジュールＳＯは、燃料を励起するレーザビームを提供するためのレーザ（図１中図示なし）を含むＥＵＶ放射システムの一部であってもよい。結果として得られるプラズマは、例えばＥＵＶ放射などの出力放射を放出し、この出力放射は放射源コレクタモジュール内に配置される放射コレクタを使って集光される。例えば、ＣＯ２レーザを使用して燃料励起のためのレーザビームを提供する場合、レーザおよび放射源コレクタモジュールは別個の構成要素とすることができる。
【００３７】
[0049]  そのような場合には、レーザは、リソグラフィ装置の一部を形成しているとはみなされず、また放射ビームは、レーザから放射源コレクタモジュールへ、例えば、適切な誘導ミラーおよび／またはビームエキスパンダを含むビームデリバリシステムを使って送られる。その他の場合、例えば、放射源がしばしばＤＰＰ源と呼ばれる放電生成プラズマＥＵＶジェネレータである場合においては、放射源は、放射源コレクタモジュールの一体部分とすることもできる。
【００３８】
[0050]  イルミネータＩＬは、放射ビームの角強度分布を調節するアジャスタを含むことができる。一般に、イルミネータの瞳面内の強度分布の少なくとも外側および／または内側半径範囲（通常、それぞれσ-outerおよびσ-innerと呼ばれる）を調節することができる。さらに、イルミネータＩＬは、ファセットフィールド（facetted field）および瞳ミラーデバイスといったさまざまな他のコンポーネントを含むことができる。イルミネータを使って放射ビームを調整すれば、放射ビームの断面に所望の均一性および強度分布をもたせることができる。
【００３９】
[0051]  放射ビームＢは、サポート構造（例えば、マスクテーブル）ＭＴ上に保持されているパターニングデバイス（例えば、マスク）ＭＡ上に入射して、パターニングデバイスによってパターン形成される。パターニングデバイス（例えば、マスク）ＭＡから反射された後、放射ビームＢは投影システムＰＳを通過し、投影システムＰＳは、基板Ｗのターゲット部分Ｃ上にビームの焦点をあわせる。第２ポジショナＰＷおよび位置センサＰＳ２（例えば、干渉計デバイス、リニアエンコーダ、または静電容量センサ）を使って、例えば、さまざまなターゲット部分Ｃを放射ビームＢの経路内に位置決めするように、基板テーブルＷＴを正確に動かすことができる。同様に、第１ポジショナＰＭおよび別の位置センサＰＳ１を使い、パターニングデバイス（例えば、マスク）ＭＡを放射ビームＢの経路に対して正確に位置決めすることもできる。パターニングデバイス（例えば、マスク）ＭＡおよび基板Ｗは、マスクアライメントマークＭ１およびＭ２と、基板アライメントマークＰ１およびＰ２とを使って、位置合わせされてもよい。
【００４０】
[0052]  例示の装置は、以下に説明するモードのうち少なくとも１つのモードで使用できる。
１．ステップモードにおいては、サポート構造（例えば、マスクテーブル）ＭＴおよび基板テーブルＷＴを基本的に静止状態に保ちつつ、放射ビームに付けられたパターン全体を一度にターゲット部分Ｃ上に投影する（すなわち、単一静的露光）。その後、基板テーブルＷＴは、Ｘおよび／またはＹ方向に移動され、それによって別のターゲット部分Ｃを露光することができる。
２．スキャンモードにおいては、サポート構造（例えば、マスクテーブル）ＭＴおよび基板テーブルＷＴを同期的にスキャンする一方で、放射ビームに付けられたパターンをターゲット部分Ｃ上に投影する（すなわち、単一動的露光）。サポート構造（例えば、マスクテーブル）ＭＴに対する基板テーブルＷＴの速度および方向は、投影システムＰＳの（縮小）拡大率および像反転特性によって決めることができる。
３．別のモードにおいては、プログラマブルパターニングデバイスを保持した状態で、サポート構造（例えば、マスクテーブル）ＭＴを基本的に静止状態に保ち、また基板テーブルＷＴを動かす、またはスキャンする一方で、放射ビームに付けられているパターンをターゲット部分Ｃ上に投影する。このモードにおいては、通常、パルス放射源が採用されており、さらにプログラマブルパターニングデバイスは、基板テーブルＷＴの移動後ごとに、またはスキャン中の連続する放射パルスと放射パルスとの間に、必要に応じて更新される。この動作モードは、前述の型のプログラマブルミラーアレイといったプログラマブルパターニングデバイスを利用するマスクレスリソグラフィに容易に適用することができる。
【００４１】
[0053]  上述の使用モードの組合せおよび／またはバリエーション、あるいは完全に異なる使用モードもまた採用可能である。
【００４２】
[0054]  図２は、放射源コレクタモジュールＳＯ、照明システムＩＬおよび投影システムＰＳを含む装置１００をより詳細に示している。放射源コレクタモジュールＳＯは、放射源コレクタモジュールＳＯの閉鎖構造２２０内に真空環境を維持することができるように構築および配置されている。ＥＵＶ放射放出プラズマ２１０は、放電生成プラズマ源により形成することができる。ＥＵＶ放射は、例えばＸｅガス、Ｌｉ蒸気またはＳｎ蒸気などのガスまたは蒸気により生成され得るが、この蒸気またはガス内で、非常に高温のプラズマ２１０が作り出され、電磁スペクトルのＥＵＶ範囲の放射を放出する。非常に高温のプラズマ２１０は、例えば、少なくとも部分的にイオン化されたプラズマを引き起こす放電によって作り出される。放射を効率的に生成するには、Ｘｅ、Ｌｉ、Ｓｎ蒸気または他の好適なガスもしくは蒸気の、例えば１０Ｐａの分圧が必要となり得る。ある施形態では、ＥＵＶ放射を生成するために励起されたスズ（Ｓｎ）のプラズマが提供される。
【００４３】
[0055]  高温のプラズマ２１０により放出される放射は、放射源チャンバ２１１から、放射源チャンバ２１１の開口部内またはこの開口部の後方に位置決めされた任意選択のガスバリアまたは汚染物質トラップ２３０（場合によっては汚染物質バリアまたはフォイルトラップとも呼ばれる）を介して、コレクタチャンバ２１２内へと通過する。汚染物質トラップ２３０は、チャネル構造を含み得る。汚染トラップ２３０は、また、ガスバリアまたはガスバリアとチャネル構造との組み合わせを備えてもよい。本明細書においてさらに示される汚染物質トラップまたは汚染物質バリア２３０は、当技術分野で周知のように、少なくともチャネル構造を含む。
【００４４】
[0056]  コレクタチャンバ２１１は、いわゆる斜入射型コレクタであり得る放射コレクタＣＯを含んでもよい。放射コレクタＣＯは、上流放射コレクタ側２５１および下流放射コレクタ側２５２を有する。コレクタＣＯを横断する放射は、格子スペクトルフィルタ２４０で反射され、仮想放射源点ＩＦに合焦され得る。仮想放射源点ＩＦは、通常、中間焦点と呼ばれ、放射源コレクタモジュールは、この中間焦点ＩＦが閉鎖構造２２０の開口部２２１に位置する、または該開口部２２１付近に位置するように配置される。仮想放射源点ＩＦは、放射放出プラズマ２１０の像である。
【００４５】
[0057]  続いて、放射は照明システムＩＬを横断する。照明システムＩＬは、パターニングデバイスＭＡにおいて放射ビーム２１に所望の角度分布を提供し、かつパターニングデバイスＭＡにおいて放射強度に所望の均一性を提供するように配置されたファセットフィールドミラーデバイス２２およびファセット瞳ミラーデバイス２４を含んでもよい。放射ビーム２１がサポート構造ＭＴに保持されたパターニングデバイスＭＡで反射されると、パターン付きビーム２６が形成され、このパターン付きビーム２６は、反射要素２８、３０を介してウェーハステージまたは基板テーブルＷＴに保持された基板Ｗ上に投影システムＰＳにより結像される。
【００４６】
[0058]  一般に、照明光学系ユニットＩＬおよび投影システムＰＳ内には、図示されるよりも多い要素が存在し得る。リソグラフィ装置のタイプに応じて、格子スペクトルフィルタ２４０を任意で存在させてもよい。さらに、図に示されるよりも多いミラーが存在してもよく、例えば、図２に示されるよりも１〜６個多い追加の反射要素が投影システムＰＳ内に存在してもよい。
【００４７】
[0059]  図２に図示されるコレクタ光学系ＣＯは、単にコレクタ（またはコレクタミラー）の一例として、斜入射リフレクタ２５３、２５４および２５５を有する入れ子型コレクタ（nested collector）として示されている。斜入射リフレクタ２５３、２５４および２５５は、光軸Ｏを中心に軸対称に配置され、このタイプのコレクタ光学系ＣＯは、しばしばＤＰＰ源と呼ばれる放電生成プラズマ源と組み合わせて使用されるのが好ましい。
【００４８】
[0060]  あるいは、放射源コレクタモジュールＳＯは、図３に示すようなＬＰＰ放射システムの一部であり得る。レーザＬＡは、キセノン（Ｘｅ）、スズ（Ｓｎ）またはリチウム（Ｌｉ）などの燃料内に、レーザエネルギを与え、数十ｅＶの電子温度を有する高度にイオン化されたプラズマ２１０を作り出す。これらイオンの脱励起および再結合中に生成されるエネルギ放射は、プラズマから放出され、近法線入射（near normal incidence）コレクタ光学系ＣＯによって集光され、閉鎖構造２２０の開口部２２１上に合焦される。
【００４９】
[0061]  図４は、ＥＵＶリソグラフィ装置の別の構成を示し、このＥＵＶリソグラフィ装置において、スペクトル純度フィルタＳＰＦは、反射型の格子ではなく、透過型である。この場合、放射源コレクタモジュールＳＯからの放射は、コレクタから中間焦点ＩＦ（仮想放射源点）までまっすぐな経路を辿る。図示されない別の実施形態では、スペクトル純度フィルタ１１は、仮想放射源点１２上またはコレクタ１０と仮想放射源点１２との間のいずれかの点に位置決めされ得る。フィルタは、放射経路内の別の場所、例えば仮想放射源点１２の下流に置かれてもよい。複数のフィルタを採用してもよい。前述の例のように、コレクタＣＯは、斜入射タイプ（図２）でもよいし、正反射リフレクタ（direct reflector）タイプ（図３）であってもよい。
【００５０】
[0062]  光ルミネッセンス（ＰＬ）信号の有無を、半導体基板上の欠陥の有無を示すものとして使用することが提案されている。例えば、参照することでその全体が本明細書に組み込まれる特開２００７−２５８５６７または特開平１１−３０４７１７を参照のこと。しかし、これらの技術の粒子検出能力の改善は、望ましい。２００９年８月４日出願の米国仮特許出願第６１／２３１，１６１号の優先権を主張する、２０１０年７月２日出願の国際特許出願ＰＣＴ／ＥＰ２０１０／０５９４６０号（出願人参照番号Ｐ−３４８５．０１０−ＷＯ）（これらの出願は、参照することでその全体が本明細書に組み込まれる）では、ＥＵＶリソグラフィレチクル上の汚染物質の検出に対する分光学的なアプローチが提案されている。特に、時間分解分光法が記載されている。レチクル上の汚染物質粒子の正確な位置を決定するためには、検査される領域を徐々に小さくする検索プロセスが提案される。これは、いくつもの測定工程を要し、検査に要する時間が大幅に増す。参照することでその全体が本明細書に組み込まれる我々の米国仮特許出願第号（出願人参照番号Ｐ−３７１０．０００−ＵＳ）では、汚染物質を優先的に隠す蛍光マーカー染料を追加し、より高い感度で汚染を検出できるようにすることが提案されている。参照することでその全体が本明細書に組み込まれる米国特許出願公開第２００９／０３０３４５０Ａ号は、液晶（ＬＣ）デバイスを適応フィルタとして使用して、レチクルのパターンを取り除き、それにより汚染物質粒子のおおよその場所を示す画像が得られるようにする検査方法を開示する。
【００５１】
[0063]  以下の説明は、物体上の粒子の検出を可能にする物体検査のシステムおよび方法を提示する。検出対象の物体は、例えば、集積回路内の個々の層上に形成される回路パターンを生成するためのリソグラフィパターニングデバイスであり得る。パターニングデバイスの例には、マスク、レチクル、または動的パターニングデバイスが含まれる。このシステムで使用可能なレチクルには、例えば、周期パターンを有するレチクルおよび非周期パターンを有するレチクルが含まれる。レチクルは、例えばＥＵＶリソグラフィおよびインプリントリソグラフィといったあらゆるリソグラフィプロセス内でも使用することができる。
【００５２】
[0064]  図５は、典型的なＥＵＶレチクル５００を断面図で図示するものであり、このＥＵＶレチクルは、図１〜４のリソグラフィ装置のいずれかのパターニングデバイスＭＡであってよい。レチクル５００は、基板５０２、多層コーティング５０４、およびパターン層５０６を含む。
【００５３】
[0065]  一例の実施形態において、レチクル５００は、石英または別の低熱膨張材料から形成される基板５０２と、モリブデンとシリコンの交互層を含む反射多層コーティング５０４とを含むＥＵＶレチクルであり得る。多層コーティング５０４は、例えば、数十層を含んでよく、一例では、約２００ｎｍの厚さを有し得る。また、多層の上面には、例えばルテニウムまたはシリコンから形成されるキャップ層５０８が設けられてもよい。
【００５４】
[0066]  パターン層５０６は、レチクル５００のパターンを画定する。ＥＵＶレチクルの場合では、パターン層５０６は、アブゾーバ層である。同様に、ＥＵＶレチクルの多層５０４は、反射性である。
【００５５】
[0067]  ＥＵＶレチクルのパターン層５０６は、例えば、窒化タンタル（ＴａＮ）から形成され得る。ＴａＮＯの表面層が存在してもよい。アブゾーバの高さは、一例では、およそ７０ナノメートルであり、およそ１００ｎｍの幅を有し得る（これは、リソグラフィシステムのクリティカルディメンジョン（ＣＤ）のおよそ４倍であるが、その倍率は、ウェーハとレチクルとの間の縮小係数に依存する）。
【００５６】
[0068]  パターン層によって画定されるパターンは、原則的には、任意であり、ラインと、コンタクトホールと、周期的パターンおよび非周期的パターンから構成され得る。以下で詳細に説明する本発明の特定の実施形態では、レチクルの特定の領域に周期的パターンが存在することを利用して、一部の汚染物質粒子の検出は可能である。しかし、パターンに関係なく汚染物質を検出する技術が求められる。
【００５７】
[0069]  図面には、汚染物質粒子５１０、５１２および５１４も示されている。これらは、レチクル５００の一部ではなく、ある状況下でレチクル５００に吸着または堆積したものであり得る。リソグラフィ装置は、複雑で、かつ多くの異なる材料を使用するため、原則的には、あらゆるタイプの粒子がレチクル５００上に堆積する可能性がある。これらの粒子は、導電性のこともあれば絶縁性のこともあり、あらゆる形状またはサイズで、導電コーティング５０４またはパターン層５０６上に堆積し得る。堆積する可能性のある粒子のタイプの例には、有機粒子、金属粒子および金属酸化物粒子が含まれる。
【００５８】
[0070]  電磁放射が固体の表面に入射すると、放射の通常の反射に加えて、光子の二次放射が発生する。固体の表面上での二次光子放射の生成プロセスは、多数存在する。本願の分野において関心の持たれる３つのプロセスとして、光ルミネッセンス（ＰＬ）、非弾性光散乱プロセス（ラマン散乱および表面増強ラマン散乱（ＳＥＲＳ）など）、および、弾性光散乱がある。非線形生成などの他のプロセスは、他の用途において有用であることもある。これらの現象のそれぞれの効率は、関連する材料のタイプに左右される。リソグラフィ装置で使用されるレチクルなどのパターニングデバイスの表面上に集まる粒子は、一般的に、パターニングデバイスを形成する材料とは異なるタイプの材料の粒子である。以下で説明する例（図６〜１１）では、この事実を利用して、汚染物質粒子のタイプの少なくともいくつかによって示される１つ以上のタイプの光ルミネッセンスを利用することにより、汚染物質粒子を検出する。本発明者らは、光ルミネッセンス技術およびラマン分光法技術を使用して、異なる材料の異なる反応を分析した。これらの実験は、スペクトルの例と共に、参照することによりその全体が本明細書に組み込まれる、前出のＰＣＴ出願ＰＣＴ／ＥＰ２０１０／０５９４６０に提示される。この情報は、本発明を理解するための背景として、参照することにより本明細書に組み込まれる。
【００５９】
［第１実施形態］
[0071]  図６は、本明細書で開示される粒子検出方法の原理を例示する。本発明の第１実施形態に係る検査装置６００が提供される。検査装置６００は、照明光学系を介してレチクル５００を照明する放射源６０２を備える。照明光学系には、本例では、検査装置の視野ＦＯＶを所望の範囲の角度から誘導された放射で照明する１つ以上のミラー６０４が含まれる。放射源６０２は、１つ以上のタイプの汚染物質粒子において、光ルミネッセンスの好適な励起波長となるように選択される波長λＰで１つ以上のタイプの一次放射を提供する。実用上は、一次放射は、λＰ１、λＰ２などと示すことができるいくつかの波長を含み得る。この照明により、汚染物質粒子は励起状態にされ、その後、１つ以上の光ルミネッセンスメカニズムにより異なる波長λＳで二次放射を放出することができる。実用上は、２つ以上の異なる波長の二次放射を使用して、汚染物質粒子の検出を改善することが好ましい場合がある。これらの異なる波長は、λＳ１、λＳ２などと示すことができ、異なるタイプの汚染物質粒子によって放出される複数の波長、または同一の材料内で異なる光ルミネッセンスプロセスによって放出される複数の波長であり得る。対物レンズ６０６および結像レンズ６０８を含む検出光学系は、放出された放射を集光し、それをセンサ６１０へと送る。センサ６１０は、本例では、二次放射波長に高感度を有する、二次元アレイの画素を有するカメラセンサである。センサ６１０に当たった放射により形成された画像は、画素データに変換され、処理ユニットＰＵにおいて処理される。この計測器の視野ＦＯＶは、センサ６１０上のイメージフィールドＦＯＶ’に結像される。この概略図では、倍率は示されていないが、実際のシステムでは、イメージフィールドは、視野ＦＯＶよりも大きいこともあれば、小さいこともある。実用上は、倍率があるものと考えられる。センサ上の大きい集光領域は、入射パワー密度を小さく維持することになる。スループットは、通常、エタンデュが大きく、ディテクタ領域に大きく依存した光学システムで最大になる。
【００６０】
[0072]  上述した先行出願に記載されるように、パターン層５０６の高さによって引き起こされるシャドーイング効果により、パターン層５０６を形成するアブゾーバ材料の部分間に隠れた粒子を照明するのが難しくなるおそれがある。先行出願のように、シャドーイングを避けるために、照明を真上からレチクル５００に誘導してもよい。その代わりに、またはそれに加えて、放射を、レチクル表面において完全に陰になる部分がないような範囲の角度から斜めにレチクルに誘導してもよい。放射源６０２からの放射は、検出光学系の一部である対物レンズ６０６を通過してもよいし、または、完全に独立して進んでもよい。照明光学系は、反射要素および／または透過要素を含み得る。先行出願ＰＣＴ／ＥＰ２０１０／０５９４６０における異なる形態の照明光学系の開示は、参照することによりその全体が本明細書に組み込まれる。
【００６１】
[0073]  対物レンズ６０６で受光した放射は、比較的大量の散乱一次放射を含むことになり、汚染物質により放出された二次放射は、あったとしても、非常に弱い信号を示す。そこで、フィルタ６１２が検出光学系内に設けられ、このフィルタ６１２は、一次放射波長λＰを遮蔽する一方、二次放射波長λＳを通過させるように設計されている。上述した先行出願では、レチクル表面の結像は行われていない。むしろ、計測器の視野内でレチクルの全体から散乱および放出された放射が１つの光学信号に統合され、光ファイバを介してスペクトロメータに送られる。スペクトロメータは、受光した放射を、そのエネルギ（波長または周波数）ドメイン内で分析して、スペクトルを得る。レチクルパターンによって単に散乱された放射を含む主要な信号は、照明と同一のスペクトルを有するため、観察されたスペクトルから容易に差し引くことができる。レチクル自体の材料により放出された二次放射もまた、前もって予測し、十分に特徴付けておくことができる。レチクルにより放出された二次放射は、図中、波長λＳＭとして符号付けされている。図中に符号付けされたあらゆる波長成分と同様に、これは、実際はレチクルの１つの材料または複数の材料に起因する波長の集まりであってよく、符号λＳＭは、この波長の集まりの省略表現として使用される。これらの成分λＳＭおよびλＰを、本装置の処理ユニットＰＵに類似した処理ユニットにおいて、観察された信号から差し引いた後、残った残留信号が、粒子である異物に属すると想定される。
【００６２】
[0074]  図６の装置および以下でさらに説明する実施形態により、先行出願に記載された装置の特定の限界が克服される。分光学的なアプローチの限界の１つとして、比較的大きい領域（この文脈では、おそらく１ｍｍ２）からのすべての放射が１つの信号に統合されるため、汚染物質粒子の場所は、その領域のサイズ内では分解されない点が挙げられる。先行出願に記載されるように、サブ領域のスキャンを複数回実行することはできるが、それにより検査時間は増してしまう。分光装置の実用上の実施形態における別の欠点は、分光法で採用されるディテクタが、通常、二次元アレイの画素を有するＣＣＤ（電荷結合素子）イメージセンサであり、その二次元アレイの一方の軸しかスペクトルを分解するのに使用されないことである。センサの他方の次元では、全画素の信号が合わせて統合されて、１波長の周波数でスペクトルの値を得る。しかし、同時に、これらの画素の暗電流もまた統合される。これにより、計測器の単位波長あたりの雑音が増加し、それにより、汚染物質信号に対する感度が低下する。さらに、空間分解能を使用すると、データ解釈がより容易になる。事実、粒子放射は非常に局所化されているため、我々が、粒子を見ているのか、あるいは、通常は局所化されず空間的座標の全体に対して存在する何らかの人工物を見ているのかは、直ちに明白になる。
【００６３】
[0075]  先行出願に記載された装置のさらなる限界は、一般的に、スペクトログラフの小さいエタンデュから生じる。このエタンデュは、通常、０．１３以下の範囲の開口数（ＮＡ）とおよそ２×６ｍｍ２の使用可能な入口開口とによって特徴付けられる。より大きいエタンデュのスペクトログラフは存在するが、それらは、普通、他の限界を抱えている。これらの欠点を避けるために、図６の検査装置および以降のさらなる実施形態では、スペクトルを取得し、ソフトウェアでフィルタリングを実行する代わりに、フィルタ６１２を使用して光学ドメインにフィルタリングを適用する。本発明者らは、実用上、フィルタ除去されるべきスペクトル範囲（主に、一次放射波長）は、十分に狭いため、信号をスペクトルに分解する必要なく、バンドフィルタを使って、結像光学系のビームパスに沿って分離することができることを認識した。したがって、スペクトログラフの必要性がなくなり、装置は、単に、標準のＣＣＤまたは類似の２次元のイメージセンサ上にレチクルを結像する。この方法により、装置は、取得エタンデュ（acquisition etendue）が大幅に増加し、結果として、感度を高め、かつ／または、検査時間の短縮させることができる。放射源６０２が、一次放射として、光ルミネッセンスを使用したレチクルの検査にとって望ましくない波長で放射を生成する場合、任意で、これらの望ましくない波長を、検出光学系内ではなく、放射源でフィルタ除去してもよい。しかし、特定タイプの汚染物質による二次放射の放出を増加させ、または異なる複数の材料により二次放出を引き起こし、それにより装置がより多くのタイプの汚染物質粒子を検出できるようにするために、異なる複数の一次放射波長λＰ１、λＰ２などが望まれる場合もある。
【００６４】
[0076]  フィルタ６１２の設計は、それぞれが特定のノッチ周波数または通過帯域を規定する１つ以上の要素６１２ａ、６１２ｂの組み合わせからフィルタ６１２を作製することで、簡素化することができる。望まれる放射の一部分は、概して、フィルタの境界面で消失してしまうため、一般的に、できるだけ少ない要素を使用することが望まれる。多帯域フィルタ応答について、図８に例示し、以下で詳細に説明する。同時に、通過され、かつイメージセンサ６１０により検出される波長は、実のところ、おそらく紫外線（ＵＶ）から赤外線までと非常に広範囲にわたる場合があり、光学システムの設計を非常に難しくしている。したがって、その様な場合は、結像光学系のコストおよび／性能が望ましくないこともある。これらの状況において、設計の自由度を増加させるために採用し得るいくつかの変更および対策を以下で詳細に説明する。
【００６５】
[0077]  図７（ａ）は、図６の装置により検査中のレチクル５００の平面図である。前述したように、装置の視野は、レチクル表面全体よりもいくらか小さいため、完全な検査を実行するためには複数の画像を得る必要がある。図示を簡素化するために、図７では、レチクルの全体が一度に結像できるかのように示されている。実用上は、検査装置の視野ＦＯＶは、レチクル領域の小さい部分であり、段階的な間隔で一連の画像を撮影して、対象の領域全体をカバーすることになる。これらの画像は、希望に応じて、個別に処理されてもよいし、あるいは、１つの大きい画像につなぎ合わされてもよい。ステッピングではなく、いわゆる時間遅延積分またはＴＤＩ技術を使って「スキャン」することによって、高速の取得を行うことができる。ＴＤＩは、ＣＣＤベースのカメラの読出しと移動との特別な同期を使用して、動いている対象を結像するための公知の技術である。ＴＤＩは、より高速ではあるものの、感度を犠牲にし得るため、どの技術を使用するかは、実験および設計上の選択の問題である。
【００６６】
[0078]  図７（ｂ）において、５００’は、検査装置のイメージセンサ６１０上に形成され、かつこのイメージセンサによって検出されたレチクル領域の画像を表す。イメージセンサ上の軸Ｘ’およびＹ’は、レチクル上の実際の軸ｘおよびｙに対応する。レチクル上のパターン層５０６によって形成されたパターンフィーチャは、図７（ａ）においてハッチングで示されている。散乱した一次放射およびレチクル材料によって放出された二次放射は、フィルタ６１２により遮蔽されるため、パターンフィーチャは、図７（ｂ）に示すレチクルの画像には影響しない。一方で、汚染物質５１０および５１２は、フィルタ６１２により遮蔽されない波長で二次放射を放出することで一次放射に反応するため、これらの粒子の画像５１０’および５１２’は、図７（ｂ）のセンサ画像内で、十分に目立ち、処理ユニットＰＵにより検出することができる。
【００６７】
[0079]  なお、５１４と符号の付けられた別のタイプの汚染物質粒子は、画像５００’の中には現れないため、この簡素な実施形態の装置では検出されない。フィルタ設計により、レチクル自体の材料と同一または類似の材料の汚染物質粒子は、本例では、当然検出されない。粒子５１４などのより多くのタイプの粒子を検出可能にするためには、別の状況が考慮され得る。第１タイプの状況では、粒子５１４は、レチクルとは異なる材料であり、粒子５１０および５１２が検出された条件と同一の条件下では検出するのに十分な量の二次放射を放出しない材料のものである。典型的に汚染物質として発見され、検出対象になる異なる複数のタイプの材料を把握することで、放射源６０２は、実用において、いくつかの個別のレーザ源６０２ａおよび６０２ｂを備え、それらの放射を６１４で光学的に結合させて、一次波長成分λＰ１、λＰ２などを提供することができる。汚染物質粒子の検出を改善するために、２つ以上の異なる波長λＳ１、λＳ２などの二次放射を使ってレチクルを結像することが望ましい場合がある。これらの波長は、異なるタイプの汚染から放出される波長または一次放射の異なる波長成分に反応して同一の汚染から放出される波長であり得る。その場合、異なる波長λＳ１、λＳ２などで結像することで、より多くのタイプの汚染物質粒子を検出することが可能になる。異なる複数の波長の二次放射は、場合により異なる複数の波長の一次放射に反応して、同一タイプの汚染物質粒子内で異なる光ルミネッセンスメカニズムにより放出されることもある。その場合、異なる波長λＳ１、λＳ２などを使って結像することで、より高い確実性で汚染物質粒子を検出することが可能になる。図６の実施形態のフィルタ６１２は、したがって、全ての求められる波長λＳ１、λＳ２などの二次放射を通過させるべきである。フィルタ６１２の設計は、繰り返しになるが、１つ以上の要素６１２ａ、６１２ｂの組み合わせからこのフィルタを作製することにより、簡素化することができる。一部の放射はフィルタの境界面で消失してしまうため、一般的には、できるだけ少ない要素を使用するのが望ましい。
【００６８】
[0080]  処理ユニットＰＵは、検査結果をオペレータまたはリソグラフィ装置の自動制御システムへと送るための出力６１５を有する。ＰＵが、より大きい装置の制御ユニットと物理的に同一の実施形態では、その結果は、当然内部に送られる。結果は、専用のハードウェア出力上で送られてもよいし、あるいは、メッセージとして多目的通信チャネル上で送られてもよい。検査結果は、疑われる汚染の少なくとも存在および場所を示す。任意で、検査結果は、検出物のより詳細なパラメータ、例えば、強度情報を提供してもよい。
【００６９】
[0081]  図８は、市販のマルチノッチフィルタについて、透過率Ｔ対波長における性能を示す。水平アクセスは、波長において、スペクトルの紫外線（ＵＶ）部の３００ｎｍから、可視範囲（ＶＩＳ）を通って、（近）赤外線（ＮＩＲ）内に入り、右側で１１００ｎｍの波長に到っている。透過率Ｔは、各通過帯域内で９０％を超える一方、通過帯域外では、ほぼゼロまで非常に急激に降下することが見て取れる。これらの特徴を有するフィルタは、多くの供給業者から入手可能である。図８に図示した特徴は、ニューヨーク州１４６２４ローチェスタのＳｅｍｒｏｃｋ社（www.semrock.com）により製造および販売されているフィルタに関連する。この会社からは、単一または複数の通過帯域を有するフィルタ、単一または複数のノッチを有するフィルタなどが入手可能である。フィルタは、特に、ラマン分光法をサポートするのに利用することができる。
【００７０】
[0082]  １つのフィルタ内に複数の通過および／または遮蔽帯域を有するフィルタを使用することで、有用な放射が境界面で消失するのを減少させる。結像光学システムのうち平行な放射光線を有する一部にフィルタ６１２が採用されているという事実により、全光線にわたって一定したフィルタ応答が保証される。上述の利点を実用上の実施形態において実現させるためには、まず、レチクル材料の反応が十分に把握されており、λＳＭの影響がフィルタ６１２により確実に差し引かれることが想定され得る。また、このことは、レチクル（または、検査中の他の基板）からの二次放射が電磁スペクトルの比較的狭い帯域に限定される場合に役立つ。そうでない場合、少なくとも一部のレチクルの二次放射は、容易には差し引くことができず、実質的にベースライン雑音を増加させるため、検査プロセスの感度を低下させることになる。この条件は、予備実験から典型的なＥＵＶレチクルについて確証されたと見られ、また、検査され得る他のタイプの製品に対してもテストされ得る。
【００７１】
[0083]  フィルタは、所望の応答を提供するべく、非常に精密な多層構造でカスタム設計されてもよい。図８において一例として使用された市販のフィルタは、グラフ内で、４４０ｎｍ、５２０ｎｍ、６００ｎｍおよび６８０ｎｍあたりに視認できる非常に明確な通過帯域を有する。本願では、カスタムフィルタが必要になることが見込まれる。以降で詳細に説明する本発明の例では、ＹＡＧレーザの第４、第３、第２高調波である励起波長２６６、３５５、５３２ｎｍを阻止するマルチノッチフィルタについて述べたい。レチクル材料からの著しい二次放射の影響がある場合は、阻止／通過帯域フィルタおよび／またはエッジフィルタが提供され得る。
【００７２】
[0084]  スペクトログラフを用いた実施形態とは異なり、検査装置６００のエタンデュは、関連した光学系のコストおよび複雑性と共に、主にセンサ６１０のサイズおよび受光角によって制限される傾向がある。幸い、良好な受光角を有する非常に大きいＣＣＤアレイであって、必要な場合は数十メガピクセルを有し、数平方センチメートルの領域を測定するＣＣＤアレイが利用可能である。したがって、スペクトログラフ技術と比較すると、スループットおよび／または感度において、桁違いに大きい改善を見込むことができる。大きいセンササイズと、潜在的に大きいＮＡの両方が、この格段に大きいエタンデュに寄与する。
【００７３】
[0085]  図６の簡素な実施形態では、フィルタ６１２は、求められる二次放射波長λＳ１、λＳ２などの全てを通過させる必要があり、イメージセンサ６１０もまた、異なる波長λＳ１、λＳ２などの放射に高感度である必要がある。図９および１０に図示され、以降で説明される実施形態は、これらの設計上の制約を緩和する変更を含んでいる。精通した読者には明らかなように、多くの変形およびさらなる変更、ならびにこれらの実施形態の組み合わせが可能である。ここに示す実施形態は、当業者によって特定の検査用途に適用することができる原理を紹介する。
［第２実施形態］
【００７４】
[0086]  図９は、本発明の第２実施形態における検査装置８００の概略図である。第１実施形態の検査装置６００の全てのコンポーネントが存在し、上述した符号と同様に符号付けされているが、それらの特徴は、以下に記載する理由により変更されている場合がある。装置８００は、第２ブランチを追加したことにより変更され、この第２ブランチでは、結像光学系８０８、イメージセンサ８１０、およびフィルタ成分８１２ａおよび８１２ｂが、第１ブランチのコンポーネント６０８、６１０、６１２ａおよび６１２ｂと同様の機能を果たす。ダイクロイックフィルタ８１６が２つのブランチ間の合流点に設けられ、イメージセンサ６１０につながる第１ブランチが、より短い波長放射（本例では、紫外線および可視線）のみを処理し、イメージセンサ８１０につながる第２ブランチがより長い波長（赤外線）を処理するようになっている。第２イメージセンサ８１０上では、第２画像５００’’が形成される。例示のみを目的として、第１ブランチは、波長λＳ１を有する光線を結像し、第２ブランチが波長λＳ２を受光し、これを使用してレチクルを結像するように示されている。既に説明したように、これら波長の符号のそれぞれは、１つの波長、複数の波長の集まり、または、いくつかの光ルミネッセンスもしくは他の二次放出プロセスの特徴を表し得る。
【００７５】
[0087]  ２つの別々のブランチを設けることの第１の利点は、検出対象の波長スペクトル全体にわたって適切な性能を有するセンサを見つけ出す必要がある代わりに、イメージセンサ６１０および８１０を、それぞれの波長帯における性能に応じて選択することができる点である。その結果、対象の帯域において、センサ６１０および８１０の感度および雑音性能は、より良好になることが見込まれる。同様に、そのような広いスペクトル全体で収差の小さい結像光学系を提供するには非常にコストがかかり、かつ困難であることから、結像光学系６０８、８０８の設計も、より簡単になる。第３の利点は、要素６１２ａ、６１２ｂ、８１２ａ、８１２ｂを備えたフィルタの設計もまた緩和される点である。各ブランチ内のフィルタ要素の数は、少なくすることができ、さらに／あるいは、各ブランチによって処理される波長帯内で、性能がより高く、かつ／または、コストのより低いフィルタを提供することができる。図面には示されていないが、一次放射波長λＰ１、λＰ２などの一部または全部を遮蔽するためのフィルタを、対物レンズ６０６とダイクロイックフィルタ８１６との間に設け、１つのコンポーネントで、両ブランチに対してその機能を果たすようにしてもよい。
【００７６】
[0088]  第２実施形態に対する多くの変更が可能であり、それらの一部については既に言及した。基本的に、ブランチの数は２つに限定されない。また、ダイクロイックフィルタ８１６を使用して同時検出をすることで、複数のブランチを検査プロセスのスループットを低下させることなく分離することが可能になるが、移動鏡または同等の光学切り替え要素を使用することにより、複数のブランチ間で交互に切り替えが行われる別の実施形態を想定することもできる。あるいは、異なる複数の波長帯用の複数のフィルタを同一ブランチの中と外とで切り替えて、同一のセンサ６１０または８１０などを使って異なる複数のスペクトル選択型の画像を得るようにしてもよい。
【００７７】
[0089]  図１０は、その下位図（ａ）、（ｂ）、（ｃ）において、レチクル領域５００と、第１ブランチのイメージセンサ６１０および第２ブランチのセンサ８１０上で形成される画像５００’および画像５００’’と、をそれぞれ示す。第１ブランチの像（図１０（ｂ））は、第１実施形態（図７（ｂ））と同一であると想定されるが、単に、本例においても同じことが言えることを示す。この画像において、粒子５１０および５１２は、それぞれ明るい点５１０’および５１２’として検出することができる。第２ブランチのセンサ８１０からの画像において、画像５００’’は、粒子５１２に対応する画像５１２’’を含むが、粒子５１０に対応する画像は含まない。これは、粒子５１２の放出が、粒子５１０の画像とは異なる波長の二次放射を含むことを示している。これらの異なるスペクトル選択型の画像を比較することで、スペクトル情報が得られ、それにより、異なるタイプの粒子、場合によっては異なるサイズの粒子を見分けることが可能になる。
【００７８】
[0090]  各ブランチは、そのブランチに含まれる特定範囲の波長に対してより特化したフィルタコンポーネント、結像コンポーネント、感知コンポーネントを有するため、画像５００’および５００’’のそれぞれにおける感度および信号対雑音比が、第１実施形態の単一の画像５００’と比較して改善されることが見込まれる。したがって、第２実施形態では、より弱い信号を与えるより小さい粒子および／または材料が、検出される可能性が高い。
［第３実施形態］
【００７９】
[0091]  図１１は、上記と同様に装置６００に基づき、同様に第２ブランチを含むように変更された別の検査装置９００を図示する。本実施形態の第２ブランチは、結像光学系９０８、イメージセンサ９１０、および（任意で）フィルタ９１２を備える。散乱一次放射（波長λＰ）を、第２ブランチ内へと進路変更させ、第２ブランチにおいて、この放射を合焦させてセンサ９１０上に画像５００’’を形成させるダイクロイックミラー９１６が設けられる。第２ブランチ内では、空間光変調器９１８が結像光学系９０８の前に設けられ、処理ユニットＰＵにより制御される。空間光変調器９１８は、以降で簡単に説明する機能を有する。本例の散乱一次放射は最強信号であり、かつ、センサ９１０上に結像するために必要とされる信号を表すため、フィルタ９１２は任意で設けられる。第１ブランチは、第１実施形態のように、一般的に、二次放出の特徴であるより長い波長λＳを受光し、センサ６１０上にスペクトル選択型の画像５００’を形成する。
【００８０】
[0092]  レチクル検査にＳＬＭによるフーリエフィルタリングを使用する背景については、例えば、参照することによりその内容が本明細書に組み込まれる米国特許出願公開第２００７／０２５８０８６号などの先行出願において、より詳細に記載されている。ＳＬＭ９１８は、例えば、アレイ状の画素または他のアドレス指定可能なセグメントに配置される液晶（ＬＣ）デバイスを備える。ＳＬＭ９１８は、結像光学系９０８の中間瞳面内に位置付けられ、これは、その面内の場所が、結果的に得られる画像５００’’’内の場所に対応せず、その画像内の空間周波数成分に対応することを意味する。つまり、ＳＬＭ９１８の面内における放射強度の分布は、画像５００’’’の空間フーリエ変換であり、ＳＬＭ９１８は、フーリエフィルタとも呼ぶことができる。ＳＬＭ内の一部の画素が不透明に、その他の画素が透明になるようにプログラムすることにより、異なる複数の空間周波数成分の画像５００’’’に対する影響を制御することができる。結像光学系の光軸上にある画素の中央グループは、ゼロ次数の散乱放射を遮蔽し、「暗視野画像」を提供する。ＳＬＭ９１８の領域にわたって他の場所を遮蔽することで、異なる周期性のパターンをその画像から除去することもできる。実際の半導体製品向けのレチクルパターンの多くは、例えば、マイクロプロセッサデバイスにおけるバスライン、メモリアレイにおけるワード／ビットラインなどに代表される周期性の高いフィーチャを有する大きい領域を含み、不透明な画素の好適なパターンをＳＬＭ９１８内にプログラム化することで、１次以上の回折次数のスペクトルをこれらの周期性に対して遮蔽するようにすることができる。これにより、センサ９１０上に形成される画像５００’’’から周期的なフィーチャが除去される。（基本的に、プログラマブルＳＬＭ９１８は、検査対象の各物体（レチクル）に対応した透明度に置き換えられ得る。言うまでもなく、多数の異なるパターニングデバイスまたは他の物体が検査される場面では、ソフトウェア制御によりプログラム可能なＳＬＭ９１８の方がより実用的である傾向がある。）この説明では、ＳＬＭは、透過型であることが想定されているが、同様に、例えばＬＣデバイスまたはマイクロミラーアレイ（変形可能ミラーデバイスＤＭＤ）などの反射型のものであってもよい。
【００８１】
[0093]  図１２は、（ａ）において、前記同様に多様な汚染物質粒子５１０、５１２、５１４と、さらに粒子５１６を有するレチクル５００の図を示す。本例において、粒子５１４および５１６は、例えば、レチクル材料に非常に類似した特性を有する金属粒子であり、それゆえ、スペクトル選択型の結像のみを適用した第１および第２実施形態では検出が困難な粒子とみなされる。本例のレチクルパターンは、その大半の領域において周期性が高いが、領域５１８でのみ周期性が崩れている（無周期的（非周期的）または異なる周期性を有する）ものと想定される。粒子５１６は、この周期性の崩れた領域５１８内にあり、粒子５１４は、高周期性領域にある。
【００８２】
[0094]  図１２（ｂ）は、５００’において、第１ブランチのセンサ６１０上に形成されたスペクトル選択型の画像であり、例えば、唯一第１実施形態の画像５００’と同一の画像を示す。粒子５１０および５１２は、この画像において、点５１０’および５１２’として識別できる。粒子５１４および５１６は、散乱するため、かつ／または、フィルタ６１２により遮蔽される放射のみを放出するため、この画像では視認できない。
【００８３】
[0095]  図１２（ｃ）は、装置９００の第２ブランチ内のセンサ９１０によって検出された画像５００’’’を示し、このセンサ９１０は、プログラマブル空間光変調器の空間フィルタリング特性を利用している。暗視野画像５００’’’では、ＳＬＭ９１８の不透明部分に対応した周期性を有する周期性の高いレチクルパターンの領域は、おおかた空白に見える。実際の画像では、これらの空白領域は「黒い」領域である一方、その他のフィーチャはより高強度の画素を表すことになり、実質上、図面上に示されるもののネガを表すことになる。（同様のネガ表示は、当然のことながら、図７および９にも当てはまる。）粒子５１４は、周期性領域においてパターンの周期を有さないため、明るい点５１４’’’が画像５００’’’内に現れることで、この粒子を、第１および第２実施形態では不可能であった方法で検出可能にしている。他方、周期性の崩れた領域５１８内にある同様の粒子５１６は、ＳＬＭ９１８の非透明部分に対応しない周期性を有する全てのパターンフィーチャの明るい画像５１８’’’によりマスキングされている。ＳＬＭ９１８に適用すべき正しいパターンは、把握されているレチクルパターンの設計、装置自体により成される実験、または、別の装置において行われる空間周波数成分の測定から、計算により決定することができる。
【００８４】
[0096]  レチクル設計に基づいて適切なパターンを割り出したり計算したりすることを必要とする代わりに、簡単な適応メカニズムによってＳＬＭ内にフーリエフィルタリングパターンを生成するために、要素９２０および９２２を設けることができる。９２０において、中間瞳面内の散乱光のごく一部を、主要なパスから進路変更し、ＳＬＭ９１８によるフィルタリングの前に散乱放射のフーリエ変換を記録するＣＣＤまたは他のイメージセンサ９２２へと誘導される。この信号は、ＰＵによって、ＳＬＭを駆動し、所定の閾値よりも明るい画素を抑制するのに使用され得る。なお、所定時間における検査装置の視野は、全レチクル領域のごく一部であるため、大抵の場合、信号は、明確に定義された周期性を有する部分から来るか、そうでないかのいずれかであることを留意されたい。ユニットＰＵは、センサ９１０からの信号が、レチクルパターンをフィルタ除去できない領域内で、汚染を示すものと解釈されることがないように、周期性領域と非周期性領域とを判別する役割を担う。外部から提供される情報９２４をこの目的に使用することができる。情報９２４は、排除すべきレチクルの領域を明確に識別することができるか、あるいは、パターンに関するより一般的な情報を含むことができる、この情報が、その後、どの領域を排除すべきかを決定する際に、ユニットＰＵにより解釈される。その代わりに、またはそれに加えて、センサ９２２からの情報を統計学的に分析して、検査中の領域が十分に周期的でないことを特定し、汚染物質粒子が確実に見分けられるようにしてもよい。
【００８５】
[0097]  この第３実施形態から、空間光変調器および暗視野結像を使用して汚染物質粒子を検出すること自体は、高度に周期的なパターンのみに適用可能であることから、レチクル検査の問題を完全に解決するものではないが、他の検査技術に追加するものとして有用であり得ることがわかる。本発明者らは、異なる技術を同時に適用する検査装置を提供することで、汚染物質粒子を検出する機会、特に他の技術では見逃されたであろう粒子を検出する機会が増すことを認識した。検査装置に入射する放射の異なるサブセットを使用して同時に２つの画像が撮影されるため、より高い測定スループットを得ることができる。また、異なる画像５００’と５００’’’を比較対照することにより、粒子検出の確実性が増し、異なるタイプの汚染物質を同一のプロセスで判別することができる。過剰感度を有する検査装置による汚染の誤検出のリスクを減少させることができる。
【００８６】
[0098]  汚染物質の個体数をより高い割合で検出することに関して、暗視野結像技術は、設けられたパターンが周期的であるという条件下でのみ、全タイプの粒子を検出することができる。スペクトル判別型の結像技術（第１ブランチ）は、二次放出が存在する場合にのみ、全タイプのパターン上の粒子を検出することができる。これらの技術を組み合わせて使用することで、各技術単体よりも多くの粒子を検出することができる。唯一の制限は、パターンの非周期的部分上の粒子が、二次放出が存在し、かつ、分光法技術により検出可能である場合以外では検出できないという点である。
［追記］
【００８７】
[0099]  例えば、両装置８００および９００の特徴を有するように実施形態を組み合わせて、汚染物質粒子の個体数全体のより高い割合を検出するため、かつ、異なるタイプの汚染をより細かく判別するために、３つ以上の画像５００’、５００’’および５００’’’を比較対照できるようにすることが可能である。存在する汚染のタイプに関する情報は、例えば、汚染除去（クリーニング）プロセスの選択および制御に対して有用であり得る。汚染のタイプに関する情報は、また、汚染源を究明し、将来的に汚染を減少させる対策を取る際にも有用であり得る。汚染物質タイプ間のより高度な判別が必要な場合、一つの選択肢として、我々の先行出願に記載したような完全な分光法技術を、結像検査装置６００、８００または９００から得た画像５００’などから識別される特定の対象領域に適用することが挙げられる。完全な分光法技術は、対象の汚染物質が検出された場合にのみ適用されるため、検査プロセス、ひいてはリソグラフィプロセス自体の日常的なスループットに対する効果は少なくなる。可動ミラーを使用することによって放射を完全な分光法検査機器へと進路変更し、あるいは、分光法検査機器の入力を検査装置内の別の場所に設置して、１つ以上の検出された画像５００’などにおける汚染物質の場所を参照した処理ユニットＰＵの指令で、レチクルまたは他の検査すべき物体の関連部分を検査装置の下に設置することができる。
【００８８】
[0100]  一例として、一次放射波長λＰは、２６６ｎｍの波長を有するＵＶ放射であり得る。一次放射を含むものの、現在は光ルミネッセンス／ラマン放出による二次放射でもある散乱および放出された放射は、装置、例えば第３実施形態の装置９００によって集光される。２６６ｎｍよりも長い波長を有することになる二次放射は、装置の第１ブランチでフィルタ処理され、一次放射とレチクル自体からの二次放射λＳＭが除去される。装置９００および類似の実施形態の場合、一次放射は、空間光変調器により形成されたフーリエフィルタを通って誘導され、レチクルパターンの周期性成分が除去され、レチクルの周期的な領域上に存在する汚染物質粒子が見分けられるようになる暗視野画像が得られる。
【００８９】
[0101]  ＹＡＧレーザの第４、第３、第２高調波である複数の励起波長λＰ１、λＰ２など、例えば、２６６、３５５、５３２ｎｍの励起波長を使用して、異なる複数の粒子材料の励起効率を向上させることができる。この場合、同一の結像ブランチ内に、追加のスペクトルノッチフィルタを追加して、３５５ｎｍおよび５３２ｎｍ、ならびに２６６ｎｍの散乱光を除去することができる。あるいは、追加のダイクロイックミラーを複数の結像ブランチで使用して、複数の暗視野画像および／または複数の光ルミネッセンス画像を記録できるようにしてもよい。言い換えると、個々の波長２６６、３５５および５３２ｎｍでの暗視野画像は、同時に記録することができ、２６６〜３５５ｎｍ、３５５〜５３２ｎｍおよび５３２ｎｍ以上の範囲の二次放射の画像も同時に記録することができる。この多数の独立した画像は、同時に得ることができるが、そのデータ間の相関性が、それらの分光的特徴に基づいて材料を識別することを可能にし、さらに検出効率を高め、誤警報を減少させることも可能にしている。波長の選択は、レチクル材料および一次放射から汚染物質材料を判別する能力を含む、汚染物質粒子の検出を最適化するための実験事項である。その様な実験の開始点として、大抵の有機材料が２６６ｎｍなどの紫外線波長によって励起されることが知られている。３５５ｎｍは、酸化物として存在するアルミニウムに有効である。５３２ｎｍは、ラマン放射および特定の有機物に有効である。
［リソグラフィへの適用］
【００９０】
[0102]  図１３は、図１〜４に示すようなリソグラフィ装置を使ったＥＵＶリソグラフィプロセスにおいて、レチクルに適用される検査レジームの主要なプロセスステップを示す。このプロセスは、他のタイプのリソグラフィにおけるレチクルおよび他のパターニングデバイスの検査、ならびに、リソグラフィパターニングデバイス以外の物体の検査に適合させることができる。
【００９１】
[0103]  上述した実施形態の装置６００、８００または９００などの検査装置は、リソグラフィ装置のレチクルハウジング内に一体化され、検査中のレチクルが、リソグラフィ動作中に使用される同一のサポート構造（マスクテーブル）ＭＴ上に載置されるようにしてもよい。マスクテーブルを検査装置の下で移動させてもよいし、同等に、検査装置を既にレチクルがロードされている場所まで移動させてもよい。あるいは、レチクル５００をサポート構造ＭＴのすぐ近くから取り除き、検査装置が位置付けられた別の検査チャンバへと移動してもよい。この後者の選択肢では、リソグラフィ装置が追加の機器で密集するのを防ぎ、さらに、リソグラフィ装置自体の内部で実行することが許容されていない、あるいは実行が望ましくないプロセスを使用することが可能になる。検査チャンバは、望む通りに、リソグラフィ装置に密接に連結されてもよく、あるいは、リソグラフィ装置からかなり離れていてもよい。同一のチャンバまたは別のチャンバ内に別の検査装置が含まれ、異なるタイプの粒子を異なるプロセスにより検出できるようにすることもできる。
【００９２】
[0104]  図１３を参照すると、ステップ１０００において、リソグラフィ装置で使用されるパターニングデバイスの例であるレチクル５００が検査装置にロードされる（または、検査装置が、レチクルが既にロードされた場所に移動される）。レチクルは、検査前に、リソグラフィプロセスで使用されていてもよいし、使用されていなくてもよい。ステップ１００２において、検査装置６００などを使用して、垂直の１つ以上の画像が得られる。前述したように、これらは、レチクル領域全体の１つの画像であってもよく、個別に処理されるか、あるいは１つのより大きい画像につなぎ合わされる、１組のサブ領域の画像であってもよい。得られた画像は、１つ以上の波長帯の二次放射を検出するために別々にフィルタ処理された画像であってもよく、かつ／または、レチクルによって散乱された一次放射を使った暗視野画像であってもよい。装置８００、９００、およびそれらの変形を使用して、これらの異なる複数の画像を、検査のスループットに影響を及ぼすことなく同時に得ることができる。
【００９３】
[0105]  ステップ１００４において、処理ユニットＰＵまたは外部のコンピュータは、複数の検査画像を個別に、かつ組み合わせて分析し、レチクルのさらなる処理を決定する。レチクルがクリーンであることが判明した場合、そのレチクルは、ステップ１００６において、リソグラフィプロセスでの使用に向けてリリースされる。破線の矢印によって示されるように、レチクルは、その後、一定の動作期間の後に検査に戻されることになる。ステップ１００４の分析で、レチクルのクリーニングが必要であることが示された場合、ステップ１００８においてクリーニングプロセスが開始される。このクリーニングプロセスの後、レチクルは、再使用に向けて自動的にリリースされるか、または、クリーニングが成功したことを確認するための検査へと戻される。ステップ１００４において考えられる第３の分析結果として、さらなる検査の指示がある。上述したように、例えば、完全な分光装置を使用した検査が望ましい場合がある。あるいは、レチクルが汚れていることが判明した場合、レチクルは、リソグラフィツールから取り除かれて、例えばＳＥＭ（走査電子顕微鏡）などの他のツールを使用してより完全に検査されることもある。これは、リソグラフィ装置の領域における問題を診断するためか、あるいは、実際にレチクルが使用に向けてリリースできると決定するために、異なる粒子サイズ間および／または異なる材料タイプ間の判別を行うためのものであり得る。なお、異なる材料は、異なる品質および異なる強度の二次放射を示すため、分光画像５００’、５００’’などのうちの１つにおいて別の粒子よりも明るく見える汚染物質粒子は、実際、それほど明るく見えない粒子よりも物理的に小さい場合がある。画像内で検出された粒子が、実際は十分に小さいことから、あるいはその位置にある限り、リソグラフィプロセスに問題を生じさせないという判断が下されることもある。
【００９４】
[0106]  また、本開示の方法および装置の実施形態では、パターン付きレチクル上の粒子を、パターン自体の分解を必要とせず、かつ、信号を参照信号と比較せずとも、検出することもできる。これにより、複雑な、ダイ対データベースの検査が必要ないため、「単一のダイ」のレチクルを検査することも可能になる。さらに、２つの参照物体の比較を避けることで、関連する画像のアライメント問題も回避される。
【００９５】
[0107]  本開示の方法および装置の実施形態は、原則的に、あらゆるタイプのパターンまたはマスクや、実質上、ＥＵＶリソグラフィパターニングデバイスに限定されないあらゆる物体に対して使用することができる。また、この方法は、例えば、１００ナノメートル未満、５０ナノメートル未満、または２０ナノメートル未満といった小さい粒子を検出するのに使用可能であり、さらに、ＥＵＶレチクルなどの基板のパターン形成された側にある全てのそれら粒子の検出に使用可能である。汚染物質材料によって放出された二次放射を集光および検出する光学システムは、個別の粒子を分解する能力を有する必要はない。二次放射波長の放射の存在は、所与の領域における汚染の十分な証拠である。
【００９６】
[0108]  上述の通り、検査装置６００、８００または９００は、ツール内デバイスとして、つまりリソグラフィシステム内に設けられてもよいし、別の装置として設けられてもよい。別装置としては、レチクル検査の目的で（例えば、出荷前に）使用することができる。ツール内デバイスは、リソグラフィプロセスにレチクルを使用する前の簡易検査を実行することができる。特に、例えば、Ｎ回の露光ごとに、レチクルが依然としてクリーンか否かを調べるために、リソグラフィプロセス間に検査を実行するのに有用であり得る。
【００９７】
[0109]  センサからの信号の処理は、ハードウェア、ファームウェア、ソフトウェア、またはそれらのあらゆる組合せにおける処理ユニットＰＵによって実施され得る。ユニットＰＵは、リソグラフィ装置の制御ユニットと同じでもよく、あるいは、別のユニットでもよく、あるいはそれら２つの組み合わせであってもよい。発明の多様な構成部分の本発明の実施形態はまた、機械可読媒体に記憶され、１つまたは複数のプロセッサにより読み出され実行され得る命令として実施されてもよい。機械可読媒体は、機械（例えばコンピュータデバイス）によって読み取りが可能な形態で情報を記憶または送信するためのあらゆるメカニズムを含み得る。例えば、機械可読媒体は、読出し専用メモリ（ＲＯＭ）、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、磁気ディスク記憶媒体、光記憶媒体、フラッシュメモリデバイス、または電気、光、音、もしくはその他の形態の伝搬信号（例えば、搬送波、赤外線信号、デジタル信号等）、などを含み得る。また、本明細書において、ファームウェア、ソフトウェア、ルーチン、命令が何らかの動作を行うと説明されることがある。しかし、そのような説明は単に便宜上のものであり、かかる動作は実際には、コンピュータデバイス、プロセッサ、コントローラ、またはファームウェア、ソフトウェア、ルーチンまたは命令等を実行する他のデバイスによるものであることが理解されるべきである。
【００９８】
[0110]  「発明の概要」および「要約」の欄は、発明者によって検討された本発明の１つ以上の全てではない例示的な実施形態を記載し得るため、本発明および添付の請求の範囲をどのような形であれ制限することを意図したものではない。
【００９９】
[0111]  以上、本発明を、特定の機能およびそれら機能の関係の実現を例示する機能的なビルディングブロックを使って説明してきた。本明細書において、これら機能的なビルディングブロックの境界は、説明の便宜上、任意で規定した。特定の機能およびそれら機能の関係が適切に実行される限り、別の境界を規定することもできる。
【０１００】
[0112]  上述した特定の実施形態の説明は、本発明の一般的性質を完全に明らかにしているため、当業者の知識を適用することによって、他者が、過度な実験を行うことなく、また本発明の一般概念から逸脱することなく、容易に該特定の実施形態を、変更し、かつ／または多様な用途に適用することができる。したがって、そのような適用および変形は、本明細書に示す教示および指導に基づいて、開示した実施形態の均等物の意味および範囲内であることが意図される。当然のことながら、本明細書の用語使いまたは言い回しは、制限ではなく説明を目的としたものであるため、本明細書の用語使いまたは言い回しは、当業者によって、本明細書の教示および指導を考慮して解釈されることになる。
【０１０１】
[0113]  本発明の広さおよび範囲は、上述した例示的な実施形態のいずれによっても制限されるべきではなく、以下の請求の範囲およびそれらの均等物によってのみ定義されるべきものである。
【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（ａ）】
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【図７（ｂ）】
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【図８】
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【図９】
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【図１０（ａ）】
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【図１０（ｂ）】
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【図１０（ｃ）】
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【図１１】
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【図１２（ａ）】
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【図１２（ｂ）】
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【図１２（ｃ）】
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【図１３】
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【国際調査報告】
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