(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
マイクロリソグラフィＥＵＶ投影露光装置の光学構成要素を作製する基板（２）上、ＥＵＶリソグラフィマスク用の基板上、またはＥＵＶリソグラフィマスク上の欠陥（３１）の場所を特定する方法であって、
−  提供ステップであり、
−−  調査対象基板（２）、
−−  前記調査対象基板（２）を、１００ｎｍ〜３００ｎｍの範囲内の波長を有する照射線（５）で照射する照射デバイス（３）、
−−  前記調査対象基板（２）を調査する位相差光学ユニット、および
−−  照射線を検出するセンサデバイス（１４）を提供する提供ステップと、
−  前記調査対象基板（２）の検査を準備する準備ステップ（４５）と、
−  前記基板（２）を調査する調査ステップ（４６）であり、
−−  前記基板（２）の少なくとも１つの画像の捕捉ステップ（５４）、ならびに
−−  分析および／または後処理ステップ（４７）を含む調査ステップ（４６）とを含み、
−  前記位相差光学ユニットは、位相マスク（１１）および絞り（８）を備え、
−−  位相マスク（１１）および絞りの幾何学的設計は、互いに適合され、
−  前記センサデバイス（１４）は、前記ビーム経路内で前記位相マスク（１１）の下流に配置され、
−  前記調査ステップ（４６）は、前記センサデバイス（１４）を用いて、前記基板（２）によって引き起こされる前記照射線（５）の位相ずれを検出することを含み、
前記基板（２）は、前記調査ステップが実施されるときに吸収材層（２８）を有する、方法。
【請求項２】
前記準備ステップ（４５）は、前記位相差光学ユニットの座標系における前記基板（２）の位置決めを判定することを含み、位置決めデバイス（１７）の事前に画定された支承点（２０）および／または前記基板（２）上の測定マーク（３２）が、基準点として働くことを特徴とする、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記調査ステップ（４６）は、前記基板（２）上に調査対象領域（６２）を事前に画定することを含み、前記調査対象領域（６２）は、前記位相差光学ユニットの視野の直径より精密な精度で事前に画定されることを特徴とする、請求項１または２に記載の方法。
【請求項４】
前記基板（２）は、前記少なくとも１つの画像が記録される前に、位置決めデバイス（１７）を用いて変位されることを特徴とする、請求項１から３までのいずれか１項に記載の方法。
【請求項５】
前記調査ステップ（４６）は、画像捕捉（５４）を含み、前記画像捕捉（５４）は、少なくとも１つの焦点内像および少なくとも１つの焦点外像を有する画像スタックの記録を含むことを特徴とする、請求項１から４までのいずれか１項に記載の方法。
【請求項６】
前記基板（２）を調査する目的で、前記基板（２）の単一の画像が捕捉されることを特徴とする、請求項１から４までのいずれか１項に記載の方法。
【請求項７】
前記分析および／または後処理ステップ（４７）は、最良焦点位置を判定することを含むことを特徴とする、請求項１から６までのいずれか１項に記載の方法。
【請求項８】
前記分析および／または後処理ステップ（４７）は、２段階の方法を含み、第１の段階で、画像スタックの各画像に対して欠陥位置が判定され、第２の段階で、前記画像の前記欠陥位置が最良焦点位置に適合されることを特徴とする、請求項１から７までのいずれか１項に記載の方法。
【請求項９】
基板座標系における前記欠陥（３１）の位置が、１００ｎｍより良好な精度で判定されることを特徴とする、請求項１から８までのいずれか１項に記載の方法。
【請求項１０】
前記分析および／または後処理ステップ（４７）は、位相画像を判定する再構築ステップ（７４）と、次の位相画像評価（７９）とを含むことを特徴とする、請求項１から９までのいずれか１項に記載の方法。
【請求項１１】
ＥＵＶリソグラフィマスクを作製する方法であって、
−  ＥＵＶリソグラフィマスクのための基板（２）を提供するステップと、
−  請求項１から１０までのいずれか１項に記載の方法を用いて、欠陥（３１）の場所を特定するために前記基板（２）を検査するステップと、
−  前記基板（２）を構造で構造化するステップ（４３）とを含み、
−  前記構造は、前記基板（２）上の欠陥（３１）が吸収材層（２８）によって覆われるように選択および／または位置合わせされる、方法。
【請求項１２】
欠陥（３１）の場所を特定するために前記基板（２）を検査するステップが、前記吸収材層（２８）を取り付けた後に実施されることを特徴とする、請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
請求項１から１０までのいずれか１項に記載の方法によって吸収材層（２８）を有する基板（２）上の欠陥の場所を特定する装置（１）であって、
１３．１．前記調査対象基板（２）を、１００ｎｍ〜３００ｎｍの範囲内の波長を有する照射線（５）で照射する照射系（７）と、
１３．２．前記調査対象基板（２）を撮像する位相差光学ユニットとを備え、
１３．３．前記位相差光学ユニットは、位相マスク（１１）および絞り（８）を有し、
１３．３．１．前記位相マスク（１１）は前記位相差光学ユニットの入射瞳内の前記照射線（５）の分布に適合され、
１３．３．２．前記位相マスク（１１）および前記絞り（８）の幾何学的設計は、互いに適合された、装置（１）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本特許出願は、内容が参照により本明細書に組み込まれている、ドイツ特許出願ＤＥ１０２０１４２１３１９８．７の優先権を主張するものである。
本発明は、リソグラフィマスクのための基板上またはリソグラフィマスク上にマイクロリソグラフィ投影露光装置の光学構成要素を作製する基板上の欠陥の場所を特定する方法に関する。本発明はさらに、ＥＵＶリソグラフィマスクを作製する方法に関する。さらに、本発明は、基板上の欠陥の場所を特定する装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
リソグラフィマスクの作製中、マスクが作製される基板に欠陥がないことを確実にすることが極めて重要である。特にＥＵＶマスクの場合、そのような欠陥は、マスクを使用することができなくなるという結果をもたらす可能性がある。ＥＵＶマスクを検査する装置は、米国特許出願第２０１１／０１８１８６号から知られている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
本発明の目的は、基板上の欠陥の場所を特定する方法、特にリソグラフィマスクのための基板上またはリソグラフィマスク上にマイクロリソグラフィ投影露光装置の光学構成要素を作製する基板上の欠陥の場所を特定する方法を改善することである。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
この目的は、請求項１に記載の方法を用いて実現される。
本発明の本質は、位相マスクを有する位相差光学ユニットを使用して基板を検査することからなる。本発明は、ビーム経路内で位相マスクの下流に配置されたセンサデバイスを用いて、基板によって引き起こされる照射線の位相ずれを検出することを実現する。
基板は、特に、リソグラフィマスク、特にＥＵＶマスクを作製するための基板とすることができる。半完成品を含むことができる。基板は、構造化されていないものとすることができる。基板はまた、構造をすでに備えたものとすることもできる。完成したリソグラフィマスク、特にＥＵＶマスクを含むこともできる。基板はまた、いわゆるマスクブランク、すなわち構造化されていない多重層を有する基板とすることができる。基板はまた、光学構成要素、特にミラー、特にＥＵＶミラーを作製するための基板とすることができる。説明を簡単にするために、以下、単に「基板」という用語を使用する。これは、別途明示的に指示しない限り、上記の可能性をすべて含むものとする。
本発明によれば、そのような基板の欠陥の多くは、ベース基板とベース基板上に取り付けられる多重層との間の境界層で生じることが理解されている。前記欠陥は、位相差法を用いて、可視化することができ、特に分析、特に測定、および／または場所の特定を行うことができる。
ベース基板とベース基板上に配置される多重層との間の欠陥は、埋没欠陥、位相欠陥、または埋込み欠陥とも呼ばれる。この方法は、特にそのような欠陥の分析、特に測定、および／または場所の特定を行う働きをする。
ベース基板は、特に、低い熱膨張を有する材料から構成された基板（ＬＴＥＭ基板；低熱膨張材料基板）である。ベース基板は、特に石英もしくはいわゆるＵＬＥガラス（超低膨張ガラス）から構成することができ、またはそのような物質をある割合で含む。
一続きのモリブデン−シリコン２重プライを含む多重層が、ベース基板に取り付けられる。多重層は、ＥＵＶ放射の反射をもたらすように設計される。多重層には、カバー、特にルテニウムから構成されたカバーを取り付けることができる。
ベース基板は、多重層、ならびに適当な場合、ルテニウムカバーおよび構造化されていない吸収材層とともに、ＥＵＶマスクのための実際の基板を形成する。この基板は、ＥＵＶブランクとも呼ばれる。ＥＵＶブランクはまた、さらなる層を含むこともできる。吸収材層が取り付けられる前のＥＵＶブランクは、ＥＵＶブランク半完成品とも呼ばれる。
【０００５】
この方法について、特にＥＵＶマスクの作製に関連して、特にウェーハのリソグラフィ構造化のための構造を有するＥＵＶマスクに関連して以下に説明する。これは単に、１つの特有の応用例を構成する。概して、基板および／またはＥＵＶブランクはまた、他の目的で使用することもできる。特に、この基板はまた、ＥＵＶミラーを作製するために使用することもできる。この場合、この基板は、ＥＵＶミラー半完成品、ＥＵＶミラーブランク、または単にＥＵＶミラーとも呼ばれる。この場合、ＥＵＶブランクは、好ましくは、吸収材層を含まず、少なくとも連続する吸収材層を含まず、すなわち閉鎖された吸収材層を含まない。
基板、特にＥＵＶブランクの長さおよび幅は、１ｃｍ〜３ｍの範囲内、特に３ｃｍ〜１ｍの範囲内、特に５ｃｍ〜５０ｃｍの範囲内、特に１０ｃｍ〜２０ｃｍの範囲内とすることができる。ＥＵＶブランクの厚さは、５００μｍ〜５ｃｍの範囲内、特に１ｍｍ〜２ｃｍの範囲内、特に２ｍｍ〜１ｃｍの範囲内、特に３ｍｍ〜８ｍｍの範囲内である。
ＥＵＶブランクの他の寸法も、同様に可能である。
【０００６】
本発明の一態様によれば、位相マスクは、像側に配置される。位相マスクは、特に、位相差光学ユニットの瞳面内に配置される。
本発明のさらなる態様によれば、照射側に絞りが設けられる。位相マスクおよび絞りの幾何学的設計は、特に互いに適合され、特に完璧な基板、すなわち欠陥のない基板への照射により、光源がちょうど位相マスク上へ撮像されるという結果が得られるように適合される。
【０００７】
本発明のさらなる態様によれば、位相マスクは、環状に設計される。位相マスクはまた、円形に設計することができる。特に、π／２位相マスク、すなわちπ／２だけ照射線の位相ずれを招く位相マスクが含まれる。
位相マスクの位相ずれ領域の透過率は、少なくとも５０％、特に少なくとも７０％、特に少なくとも８０％、特に少なくとも９０％、特に少なくとも９５％、特に少なくとも９７％、特に少なくとも９９％とすることができる。位相マスクの位相ずれ領域の透過率は特にまた、１００％未満、特に９９％未満、特に９７％未満、特に９５％未満、特に９０％未満、特に８０％未満、特に７０％未満とすることができる。これは特に、アポダイゼーション位相差法にとって好適である。
【０００８】
本発明のさらなる態様によれば、照射デバイスは、１００ｎｍ〜３００ｎｍの範囲内、特に１５０ｎｍ〜２５０ｎｍの範囲内の波長を有する照射線を生成する放射源を備える。特にレーザ、特に２４８ｎｍまたは１９３ｎｍの波長を有するレーザを含むことができる。そのような放射源は費用効果が高い。これらの放射源は、照射線の伝搬のために真空を必要としない。さらに、これらの放射源により、そのような波長向けに設計された位相差光学ユニットを使用することが可能になる。その結果、この方法を実施する装置の構造が大幅に容易になる。
本発明のさらなる態様によれば、調査対象基板の検査を準備する準備ステップは、位相差光学ユニットの座標系における基板の位置決めを判定することを含む。この場合、特に、位置決めデバイスの事前に画定された支承点および／または基板上の測定マークが、基準点として働く。
その結果、欠陥の精密な場所特定が簡略化および改善される。特に、位相差光学ユニットのビーム経路の方向および／またはそれに対して垂直な方向における基板の位置決めを判定することが実現される。特に、少なくとも１つの干渉計デバイスが、位置決めを精密に判定し、特に基板の位置決めデバイスの位置を精密に判定する働きをする。
位置決めデバイスは、特に少なくとも３、特に６自由度で変位させることができる。位置決めデバイスは、特に能動的に制御可能に変位可能である。
照射線の波長を監視するために、干渉計デバイス、特にエタロンを設けることができる。
基板上の測定マークは、基板の測定のための座標系を画定する。測定マークは、特に業界標準に従って、特にＳＥＭＩ−Ｐ４８標準に従って、基板上に配置される。
【０００９】
位置決めデバイス上の基板の粗い位置合わせのために、補助光学ユニットを設けることができる。
特に、基板の位置合わせおよび／または傾斜は、準備ステップで判定することができる。
位置決めデバイスは、３つの支承点を備え、特にそれらの支承点上へ基板が配置される。欠陥の場所の特定中に基板の屈曲を考慮に入れることが実現される。前記屈曲は、基板の既知の機械データから事前に、特にシミュレーションによって、特に有限要素法に従って、判定することができる。基板の屈曲はまた、実験的に、特に干渉計によって、判定することができる。
【００１０】
本発明の一態様によれば、位相差光学ユニットは撮像光学ユニットを備え、撮像光学ユニットは、投影光学ユニットとも呼ばれる。投影光学ユニットの開口数は、特に少なくとも０．３、特に少なくとも０．４、特に少なくとも０．５、特に少なくとも０．６、特に少なくとも０．７、特に少なくとも０．８とすることができる。
さらに、位相差光学ユニットは、拡大光学ユニットを備えることができる。拡大光学ユニットを用いて、調査対象領域の像をセンサデバイスに、特にセンサのサイズに適合することができる。拡大光学ユニットは、特にビーム経路内で位相マスクの上流に配置することができる。
投影光学ユニットおよび拡大光学ユニットの総合倍率は、少なくとも１０、特に少なくとも２０、特に少なくとも３０、特に少なくとも５０、特に少なくとも１００、特に少なくとも１５０、特に少なくとも２００、特に少なくとも２５０である。
【００１１】
本発明のさらなる態様によれば、センサデバイスは、ＣＣＤカメラを備える。センサデバイスは、画像処理ユニット、特に画像処理用のプロセッサを備えることができる。別個の画像処理ユニットを設けることも可能である。
本発明のさらなる態様によれば、調査ステップは、基板上に調査対象領域（ＲＯＩ、関心領域）を事前に画定することを含む。調査対象領域は、欠陥の予想位置を含む。調査対象領域は、位相差光学ユニットの視野の直径より精密な精度で事前に画定される。調査対象領域は、特に１５μｍより良好、特に１０μｍより良好、特に５μｍより良好、特に３μｍより良好、特に１μｍより良好な精度で事前に画定される。
【００１２】
本発明のさらなる態様によれば、調査対象領域が位相差光学ユニットの視野に対して中心に位置合わせされるように、特に位置決めデバイスを用いて、基板を変位させることが実現される。この目的で、基板は、位置決めデバイスを用いて、欠陥の予想位置に応じて変位させることができる。これには、調査対象領域、特に欠陥の予想位置が、位相差光学ユニットに対して常に同じ場所に位置するという利点がある。その結果、分析が簡略化され、欠陥の場所の精密な特定が改善される。
本発明のさらなる態様によれば、特に、少なくとも１つの画像が記録される前に、位置決めデバイスを用いて基板を変位させることが実現される。基板は、特に、基板の調査対象領域が位相差光学ユニットの座標系において中心に位置合わせされるように変位される。この場合、基板が変位される絶対値は既知である。したがって、位相差光学ユニットの座標系に対して欠陥を測定し、次に、測定値を基板の座標系に変換することが可能である。
この場合、基板座標系は、特に少なくとも３つの測定マークによって画定することができる。特に、変位および／または座標変換中に基板の屈曲を考慮に入れることができる。
本発明のさらなる態様によれば、調査ステップは、少なくとも２つ、特に少なくとも３つ、特に少なくとも４つ、特に少なくとも５つ、特に少なくとも６つ、特に少なくとも７つの画像を有する画像スタックを捕捉することを含む。画像スタックは、特に、どの場合も、少なくとも１つの焦点内像および少なくとも１つの焦点外像を含む。
【００１３】
画像スタックの画像は、等距離の焦点外れを有することができる。２つの隣接する画像の焦点外れ差は、特に、どの場合も、１０ｎｍ〜１００ｎｍの範囲内、特に２５ｎｍ〜５０ｎｍの範囲内とすることができる。
欠陥の分析、特に欠陥の測定および／または場所の特定は、画像スタックを記録することによって改善される。
【００１４】
本発明によれば、欠陥の単一の画像の記録はまた、その欠陥の分析、特にその欠陥の測定および／または場所の特定にとって十分であることが理解されている。本発明による方法では、特に、最良焦点位置における欠陥の単一の画像を記録すれば十分である。追加の焦点内像または焦点外像は、必ずしも必要でない。
特に、本発明による方法ではコントラスト反転が生じないことが理解されている。これは、特に、最良焦点位置でも、位相欠陥の撮像で０とは異なるコントラストが認められることを意味する。コントラストは、特に最良焦点位置で最大値を有することができる。
本発明の一態様によれば、分析ステップは、最良焦点位置を判定することを含む。
その結果、この方法の精度が改善される。
【００１５】
本発明のさらなる態様によれば、分析ステップは、２段階の方法を含み、第１の段階で、画像スタックの各画像に対して欠陥位置が判定され、第２の段階で、これらの画像の欠陥位置が最良焦点位置に適合される。
第１の段階では、特に、第１に、最良焦点位置を判定することができる。これは、たとえばコントラスト基準を適合させることによって行うことができる。次いで、画像スタックの各画像に対する欠陥位置の次の判定を、特に対称相関を用いて実施することができる。
特に、画像の欠陥位置をそれぞれの最良焦点位置に適合させるために、線形または２次手法を選択することができる。
本発明のさらなる態様によれば、基板座標系における欠陥位置は、１００ｎｍより良好、特に５０ｎｍより良好、特に３０ｎｍより良好、特に２０ｎｍより良好、特に１０ｎｍより良好、特に５ｎｍより良好な精度で判定される。
【００１６】
本発明による方法により、２００ｎｍ未満、特に１００ｎｍ未満、特に５０ｎｍ未満、特に３０ｎｍ未満の球体積等価直径（ＳＥＶＤ）、および／または１０ｎｍ未満、特に５ｎｍ未満、特に３ｎｍ未満、特に２ｎｍ未満、特に１ｎｍ未満、特に０．５ｎｍ未満の高さ、ならびに５０ｎｍより良好、特に３０ｎｍより良好、特に１０ｎｍより良好、特に６ｎｍより良好な信頼性（３倍標準偏差、「３σ反復性」）で、欠陥の場所を特定することが可能になることが見出された。欠陥高さが５ｎｍである場合、３倍標準偏差は特に約１ｎｍであった。
本発明の一態様によれば、基板は、調査ステップを実施するときに吸収材層を有する。
吸収材層は、特に、ＥＵＶ放射の反射を阻止する働きをする。吸収材層は、特に、タンタル化合物、特に窒化タンタル（ＴａＮ）、窒化ホウ素タンタル（ＴａＢＮ）、または窒化ケイ素タンタル（ＴａＳｉＮ）をある割合で有する材料を含むことができる。
吸収材層の厚さは、数１０ｎｍ〜数１００ｎｍの範囲内、特に４４ｎｍ〜１０８ｎｍの範囲内とすることができる。
この方法は、そのような吸収材層を有する基板、すなわち吸収材層を取り付けた後のＥＵＶブランクに適用可能であることにより、大幅に柔軟に適用可能になる。
本発明のさらなる態様によれば、分析および／または後処理ステップが、位相画像を判定する再構築ステップと、次の位相画像評価とを含むことが実現される。
本発明によれば、位相画像のエッジ峻度が強度画像より大幅に高いことが理解されている。特に、位相画像の場合、コントラスト反転が生じないことが理解されている。特に、最良焦点位置の領域では、位相画像は、０とは異なるコントラスト、特にコントラスト最大値を有する。したがって、位相画像を分析することによって、欠陥の場所特定の精度および再現性を改善することが可能になる。位相画像を分析することによって、特に、分析対象の焦点スタック内で必要な画像の数を低減させながら、その結果、欠陥の分析の精度および／または再現性に悪影響を与えないことが可能になる。焦点スタック内の画像の数は、特に多くとも５つ、特に多くとも３つ、特に多くとも２つ、特にちょうど１つとすることができる。これは、相当な時間の節約につながる。
【００１７】
強度測定から位相画像を再構築する再構築ステップに好適なものは、特に、反復フーリエ変換アルゴリズム、特にＧｅｒｃｈｂｅｒｇ−Ｓａｘｔｏｎアルゴリズム、モデルベースの位相判定アルゴリズム、強度輸送等式に基づく方法、またはフーリエタイコグラフィ法を用いた位相判定である。
本発明のさらなる目的は、ＥＵＶリソグラフィマスクを作製する方法を改善することからなる。
この目的は、前述の方法を用いて構造化する前にＥＵＶリソグラフィマスクを作製するための基板を検査することと、基板上の欠陥が吸収材層によって覆われるように構造を選択および／または位置合わせすることとを含む方法を用いて実現される。
【００１８】
本発明によれば、欠陥は、吸収材層の下に隠されていることを条件として、マスクのさらなる機能にとって重要でないことが理解されている。したがって、ＥＵＶリソグラフィマスクを作製するために基板に取り付けられることが意図される構造の標的選択および／または位置合わせによって、欠陥が完全にないわけでない基板を使用することも可能になり、この結果、前記マスクの機能に関して不都合な影響は生じない。
本発明の一態様によれば、欠陥の場所を特定するために基板を検査することは、吸収材層を取り付けた後に実施される。
欠陥の場所を特定するために基板を検査することはまた、吸収材層を取り付ける前に実施こともできる。
【００１９】
本発明による方法は、特にエアリアル撮像計測システム（ＡＩＭＳ）における調査に関連して、特に基板の事前分類に使用することができる。これは、相当な時間の節約につながる。ＡＩＭＳ調査は、特に５０％を越えて、特に７０％を越えて、特に９０％を越えて、特に９５％を越えて短縮することができる。
本発明のさらなる目的は、基板上の欠陥の場所を特定する装置を改善することからなる。
この目的は、位相差光学ユニットを備える装置を用いて実現される。
この装置の詳細および利点は、上記の説明を参照されたい。
【００２０】
本発明の一態様によれば、装置は、調査対象基板を照射線で照射する照射デバイスを備え、照射線の波長は、特に１００ｎｍ〜３００ｎｍの範囲内、特に１５０ｎｍ〜２５０ｎｍの範囲内である。照射デバイスは、特にレーザ、特にフッ化アルゴンレーザ（ＡｒＦレーザ）を備えることができる。照射デバイスは、特に１９３ｎｍまたは２４８ｎｍの波長を有するレーザを備えることができる。
位相差光学ユニットは、特に環状の絞り、特に円形の絞りを、照射側に有する。絞りおよび位相マスクは、上記のように互いに適合される。
本発明の一態様によれば、位相差光学ユニットは、ベルトラン光学ユニットを備え、この光学ユニットにより、位相差絞りの像をＣＣＤカメラ上へ撮像することができる。これにより、照射側の絞りに対する位相絞りの横方向の位置合わせが簡略化される。
本発明およびその利点のさらなる詳細および細部は、図を参照する例示的な実施形態の以下の説明から明らかになる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】基板を検査する装置の構造を概略的に示す図である。
【図２】基板を検査する装置内のビーム経路を概略的に示す図である。
【図３】ＥＵＶマスクのための基板の基本構造を概略的に示す図である。
【図４】図３による基板の横断面の領域ＩＶからの拡大部分を示す図である。
【図５】ＥＵＶリソグラフィマスクを作製する方法の異なる変形形態の概略的な流れ図である。
【図６】ＥＵＶリソグラフィマスクを作製する方法の異なる変形形態の概略的な流れ図である。
【図７】ＥＵＶリソグラフィマスクを作製する方法の異なる変形形態の概略的な流れ図である。
【図８】ＥＵＶリソグラフィマスクを作製する方法の異なる変形形態の概略的な流れ図である。
【図９】基板の検査を準備する準備ステップの概略図である。
【図１０】基板を調査する調査ステップの概略図である。
【図１１】基板を調査する分析ステップの概略図である。
【図１２】ＳＥＶＤ２８ｎｍおよび高さ０．５ｎｍの欠陥（隆起）を有する異なる基板の画像の例示的な図である。
【図１３】ＳＥＶＤ２８ｎｍおよび高さ０．５ｎｍの欠陥（隆起）を有する異なる基板の画像の例示的な図である。
【図１４】ＳＥＶＤ２８ｎｍおよび高さ０．５ｎｍの欠陥（隆起）を有する異なる基板の画像の例示的な図である。
【図１５】ＳＥＶＤ＝１８ｎｍおよび高さ５ｎｍの欠陥（窪み）の画像の例示的な図である。
【図１６】図１５を線ＸＶＩ−ＸＶＩに沿って切り取った断面図である。
【図１７】ＳＥＶＤ＝１８ｎｍおよび高さ０．５ｎｍの欠陥（窪み）に関する図１５および図１６に対応する図である。
【図１８】ＳＥＶＤ＝１８ｎｍおよび高さ０．５ｎｍの欠陥（窪み）に関する図１５および図１６に対応する図である。
【図１９】相関法を用いて欠陥の正確な位置を判定する方法を解明する例示的な図である。
【図２０】相関法を用いて欠陥の正確な位置を判定する方法を解明する例示的な図である。
【図２１】相関法を用いて欠陥の正確な位置を判定する方法を解明する例示的な図である。
【図２２】相関法を用いて欠陥の正確な位置を判定する方法を解明する例示的な図である。
【図２３】基板のｚ屈曲を判定するＦＥＭシミュレーションの結果の概略図である。
【図２４】ＦＥＭシミュレーションによるｘｙ歪みの対応する図である。
【図２５】検出の画像雑音δＩと位置雑音δｘとの関係の概略図である。
【図２６】同じ物体の物体振幅と画像振幅のエッジ峻度を比較する概略図である。
【図２７】同じ物体の物体位相と画像位相のエッジ峻度を比較する図２６に対応する概略図である。
【図２８】位相画像のレジストレーション測定のための方法の方法シーケンスの概略図である。
【図２９】位相マスクのないシステムを使用したときの試験欠陥の実際に記録された画像のコントラストを焦点外れ位置ｚの関数として示す例示的な図である。
【図３０】位相マスクを有するシステムを使用したときの図２９に対応する図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
第１に、基板を検査する、特に基板２上、特にＥＵＶマスクのための基板上の欠陥の場所を特定する、装置１の概略的な構造について、図１を参照して以下に説明する。
【００２３】
装置１は、照射デバイス３を備える。図１には２つの照射デバイス３が示されており、上部の照射デバイス３は、基板２を反射モードで照射する働きをする。下部の照射デバイス３は、基板２を透過モードで照射する働きをする。装置１は、これらの２つの照射デバイス３のうちの少なくとも１つを備える。装置１はまた、両方の照射デバイス３を備えることができる。その結果、装置１の柔軟性を増大させることができる。２つの異なる照射デバイス３により、特に、装置１を使用して異なる基板２を検査することが可能になる。
【００２４】
照射デバイス３は、放射源４を備える。放射源４は、特にレーザ、特にＡｒＦレーザとすることができる。放射源４は、照射線５を生成する働きをする。照射線５の波長は、１９３ｎｍである。
他の波長または異なる波長範囲内の照射線５を生成する代替の放射源４も、同様に可能である。
照射デバイス３は、さらなる光学構成要素を備える照射系７の一部とすることができる。照射系７は、特に、レンズ要素６および／またはミラーおよび／またはフィルタおよび／または絞りを有することができる。
図２に示すレンズ要素６は、例として理解されたい。この構成要素はまた、複数のレンズ要素および／または１つもしくは複数のミラーを含むことができる。
照射系７は、特に絞り８を備えることができる。絞り８は、特にリング状、すなわち環状で実施される。絞り８は、特に照射系７の入射瞳の領域内に配置される。
したがって、基板２は、リング状、すなわち環状の照射設定で照射される。
絞り８は、特に基板２を照射する照射設定を画定する。
【００２５】
リング状の絞り８の代わりに、リング状の放射源を使用することもできる。その代替として、多数の点放射源をリング状の領域内に配置することも可能である。その代替として、それに対応して切り換えられるマイクロミラーアレイを用いてリング状の照射を実現することも可能である。
基板２を照射する照射瞳は、半径Ｒipを有する。
放射源４および／または絞り８を用いて生成することができる環状照射は、内半径ｒi0を有する。
環状照射、特に絞り８について、さらに詳細に以下に説明する。
さらに、装置１は、撮像光学ユニット９を備える。撮像光学ユニット９の物体側開口数は、０．８である。撮像光学ユニット９は、投影光学ユニットとも呼ばれる。
【００２６】
ビーム経路内で撮像光学ユニット９の下流に、拡大光学ユニット１０が配置される。
撮像光学ユニット９および拡大光学ユニット１０は、位相差光学ユニットの一部である。
撮像光学ユニット９および拡大光学ユニット１０の総合倍率は、２６５：１である。
さらに、装置１、特に位相差光学ユニットは、位相マスク１１を備える。位相マスク１１は、特に照射線５のビーム経路の瞳面１２内に配置することができる。位相マスク１１は、特にビーム経路内で拡大光学ユニット１０の下流に配置することができる。
【００２７】
位相マスク１１は、照射設定の形状、特に絞り８の形状に適合される。これは特に、調査対象基板２に欠陥が完全にない場合、絞り８が位相マスク１１の位相ずれ領域１３上へ精密に撮像されるように実施される。
位相マスク１１は、特に円形リングの形状、特に環状で実施される。
装置１は、センサデバイスをさらに備える。センサデバイスは、特にカメラとして、特にＣＣＤカメラ１４として実施される。ＣＣＤカメラ１４を用いて、調査対象基板２の画像１５が記録可能である。特に、ＣＣＤカメラ１４を用いて、異なる焦点外れを有する少なくとも２つの画像を含む基板２の画像スタックが記録可能である。
ＣＣＤカメラ１４は、データ転送式に画像処理デバイス１６に接続される。
【００２８】
さらに、装置１は、保持デバイス１７を備える。保持デバイス１７は、検査装置１のビーム経路内に基板２を位置決めする働きをする。保持デバイス１７は、能動的に制御可能である。保持デバイス１７は、特に、精密に変位可能である。保持デバイス１７の変位の自由度は６である。特に、保持デバイス１７の位置および／または位置合わせを判定する干渉計デバイス１８が設けられる。
保持デバイス１７は、３つの支持体１９を備える。支持体１９は、保持デバイス１７上で基板２を支承する支承点２０を形成する。
さらに、装置１は、補助光学ユニット２１を備える。補助光学ユニット２１は、保持デバイス１７の変位を制御する制御デバイス２２に、データ転送式に接続される。基板２は、補助光学ユニット２１を用いて粗く位置合わせすることができる。
さらに、装置１は、自動焦点システム２３を備える。加えて、装置１のビーム経路内に１つまたは複数のビームスプリッタ２４を設けることができる。
基板２は、保持デバイス１７上に、特に構造化される側が上向きになるように位置する。基板２は、特に構造化される側とは反対の側によって、支持体１９上に支承される。
さらに、装置１は、干渉計ユニット（図示せず）を、特にエタロンの形で備えることができる。エタロンは、照射線５の波長を監視する働きをする。たとえば、エタロンを用いて、圧力、温度、または湿気の増減のために生じることがある波長の変動を補正することができる。
【００２９】
調査対象基板２について、図３および図４を参照してより詳細に以下に説明する。
基板２は、ベース基板２５を備える。ベース基板２５は、低い熱膨張係数を有する材料（ＬＴＥＭ材料；低熱膨張材料基板）から構成される。これは、特に石英またはいわゆるＵＬＥガラス（超低膨張ガラス）を含むことができる。基板は、長さｌおよび幅ｗを有する。長さｌおよび幅ｗは、たとえば１５２ｍｍである。基板２の他の寸法も、同様に可能である。ベース基板２５は、厚さｄを有する。基板２の厚さｄは、６．３５ｍｍとすることができる。他の厚さも、同様に可能である。
【００３０】
ベース基板２５に、多重層２６が取り付けられる。多重層２６は、一続きの少なくとも１０、特に２０、特に３０、特に４０、特に５０枚のシリコン−モリブデン２重プライを含む。シリコン−モリブデン２重プライの数は、特に２００未満、特に１００未満である。シリコン−モリブデン２重プライの数は、特に８０未満、特に７０未満、特に６０未満とすることができる。この場合、各２重プライは、厚さ４．１ｎｍのシリコンプライと、厚さ２．８ｎｍのモリブデンプライとを含む。多重層２６は、特に、ＥＵＶ放射を反射する働きをする。多重層２６には、カバー層２７が取り付けられる。カバー層２７は、ルテニウムから構成することができる。カバー層２７の厚さは、２．５ｎｍである。
カバー層２７に、吸収材層２８が取り付けられる。吸収材層２８は、特に、窒化タンタル化合物、特に窒化タンタル、窒化ホウ素タンタル、または窒化ケイ素タンタルをある割合で含む材料を含むことができる。
吸収材層２８の厚さは、４４〜１０８ｎｍの範囲内である。
【００３１】
吸収材層２８に、反射防止コーティング２９（ＡＲＣ）が取り付けられる。反射防止層２９は、吸収材層２８と同じベース材料から構成することができる。通常、吸収材層２８と反射防止層２９との間には酸素勾配が存在し、反射防止層２９の酸素割合が吸収材層２８の酸素割合より高くなるようになっている。反射防止層２９は、特に、酸窒化タンタルをある割合で含むことができる。
【００３２】
最後に、ベース基板２５の背面に、すなわちベース構造２５を挟んで多重層２６とは反対側に、背面層３０が取り付けられる。背面層３０は、導電性材料から構成される。特に、クロムのコーティングを含むことができる。背面層３０の厚さは、２０〜２００ｎｍの範囲内である。
層２５〜３０全体が、ＥＵＶブランクとも呼ばれる。ＥＵＶブランクは、ＥＵＶマスクを作製する基板２を形成する。
特に、ベース基板２５と多重層２６との間の境界層が、基板２から作製されるＥＵＶマスクの品質にとって非常に重要であることが確立されている。後のＥＵＶマスクの９０％を越える欠陥３１は、前記境界層で発生すると想定される。そのような欠陥３１は、基板２から作製されるリソグラフィマスクがウォータ（ｗａｔｅｒ）の構造化に使用されなくなるという影響を与える可能性がある。
さらに、ベース基板２５の表面上の欠陥３１が多重層２６の堆積中に覆われることが確立されている。しかし、これらの欠陥３１は位相欠陥として可視である。これらの欠陥３１は、特にマスクにＥＵＶ放射を当てている間、特にＥＵＶ放射の反射部分内で、位相欠陥として可視である。
明確にするために、図４は、欠陥３１の１つがどのように多重層２６内にいわゆる隆起欠陥をもたらすかを示す。概して、欠陥３１は、完璧に平面な形からのベース基板および／または多重層２６の表面のずれをもたらす。
いわゆる球体積等価直径（ＳＥＶＤ）は、欠陥３１のサイズを表す働きをする。
【００３３】
表１は、特有のノードに対する臨界欠陥サイズの概要を示す。この場合、ノードは、構造化されるウェーハ上の行間隔の半分を示す。臨界欠陥サイズは、基板２上のＳＥＶＤとして示す。
【表１】
0006561110.tif 000002
欠陥３１は、非常に平坦になることがある。欠陥３１の高さは、１ｎｍ未満になることがある。欠陥３１の高さは、特に、０．５ｎｍ〜１０ｎｍの範囲内である。
本発明によれば、臨界欠陥３１、すなわち場合によりウェーハの構造化に不都合な影響を与えるのに十分に大きい欠陥３１を第１に識別し、第２に修理または補償しなければならないことが理解されている。
【００３４】
ベース基板２５と多重層２６との間の境界または多重層２６内で生じた欠陥３１の場合、基板２の表面を処理する従来の方策は、修理または補償にとって好適でない。本発明は、そのような欠陥３１を吸収材層２８の下に隠すことを実現する。この目的で、構造が取り付けられた後でも基板２上の欠陥３１が吸収材層２８によって覆われるように基板２が構造化されることが意図される構造を選択および／または位置合わせすることが実現される。
この目的で、基板２上の欠陥３１の厳密な位置を判定することが必要である。
ＥＵＶマスクのための基板２上の欠陥の場所を特定する後述の方法は、特にそのような欠陥３１を測定する働きをし、特に標準的に、特にＳＥＭＩ  Ｐ４８標準に従って、特に基板２に取り付けられた測定マーク３２（基準マーク）に対して、特に欠陥３１の場所を精密に特定する働きをする。
【００３５】
特に、少なくとも３つの測定マーク３２が、基板２に取り付けられる。測定マーク３２は、基板座標系を画定する。
基板２のすべての欠陥３１の位置が分かっている場合、これらの位置によって基板マップを作成することが可能である。マスク設計は、次に、特に設計の線形変位および／または回転によって、少なくとも一部の欠陥３１が吸収材層２８によって覆われるように、前記マップに適合させることができる。特に、少なくとも５０％、特に少なくとも７０％、特に少なくとも８０％、特に少なくとも９０％、特に少なくとも９５％、特に少なくとも９９％、特にすべての臨界欠陥３１が吸収材層２８によって覆われるように、マスク設計を適合させることが可能である。欠陥３１は、特に少なくともウェーハの構造化に不都合な影響を与えなくなる程度まで、吸収材層２８によって覆われる。これが可能でない場合、基板２は分離することができる。
【００３６】
ＥＵＶリソグラフィマスクを作製する、特に基板２を構造化する、異なる方法シーケンスについて、以下に説明する。異なる変形形態は、特に方法シーケンスのうちどの時点で、基板２が欠陥３１の場所を特定する検査にかけられるかという点で異なる。これは、特に、誰がこの検査を実施するかに依存することがある。この場合、特に、基板２の製造者および／または販売者（「ブランク供給者」）と、完成したマスクの販売者（「マスク店」）との間で区別される。
【００３７】
図５に示す方法シーケンスでは、基板２上の欠陥の場所を特定する装置１は、基板２の供給者には利用可能でない。さらに、欠陥３１の測定および／または場所特定は、吸収材層２８がカバー層２７に取り付けられる前に行われることが意図されると想定される。
第１の堆積ステップ３３で、多重層２６およびカバー層２７が、ベース基板２５に取り付けられる。次のマーク付けステップ３４で、測定マーク（基準マーク）が、基板２に取り付けられる。
次の検査ステップ３５で、多重層２６が調査される。
基板２は次いで、第１の送りステップ３６で、マスク販売者へ送られる。
次の場所特定方法３７で、欠陥３１が測定され、特に場所が特定される。第２の送りステップ３８で、基板２は製造者に送り返される。
【００３８】
次の第２の堆積ステップ３９で、吸収材層２８がカバー層２７上に堆積される。
その後、吸収剤層２８を検査する第２の検査ステップ４０が行われる。
次の洗浄および最終検査ステップ４１で、基板２が洗浄され、もう一度検査される。
次いで、第３の送りステップ４２で、基板２はマスク販売者に送り返される。
マスク販売者において、構造化ステップ４３で、基板２に最終的に、ＥＵＶマスクを作製する構造が設けられ、構造は、基板２上の欠陥３１が吸収材層２８によって覆われたままになるように選択および／または位置合わせされる。
異なる処理ステーションを明確にするために、図５〜８では、基板２の製造者によって実施される方法ステップ３３〜３５および３９〜４１を縦の線陰で識別した。マスク販売者によって実施される処理ステップ３７および４３は、横の線陰で識別した。
【００３９】
図６は、基板２の製造者が場所特定方法３７を実施することができる場合の対応する方法シーケンスを示す。この場合、２つの送りステップ３８、４２をなくすことができる。第１の送りステップ３６のみが必要である。第１の送りステップ３６は、洗浄および最終検査ステップ４１後に行うことができる。
この場合、構造化ステップ４３前に、ＥＵＶブランクを検査する検査ステップ４４が、マスク販売者で行われる。
図７は、場所特定方法３７が基板２の製造者によって実施されるのではなく、吸収材層２８を堆積させる第２の堆積ステップ３９後にのみ欠陥３１の場所が特定される場合の方法シーケンスを示す。この場合、検査ステップ４４と次の構造化ステップ４３との間に場所特定方法３７を実施することが可能である。
【００４０】
図８は、特に吸収材層２８を堆積させる第２の堆積ステップ３９後に、基板２の製造者が場所特定方法３７を実施する場合を示す。この場合、構造化ステップ４３だけは、マスク販売者によって実施されなければならない。
基板２上の欠陥３１の場所を特定する場所特定方法３７について、より詳細に以下に説明する。
概して、場所特定方法３７は、調査対象基板２の検査を準備する準備ステップ４５と、基板２を調査する調査ステップ４６と、ＣＣＤカメラ１４を用いて捕捉された信号を処理および処置する分析および／または後処理ステップとを含む。以下、分析および／または後処理ステップを、略して画像分析４７と呼ぶ。
準備ステップ４５を、図９に概略的に示す。準備ステップ４５は、導入ステップ４８を含み、調査対象基板２が装置１内へ導入される。この目的で、特有の貯蔵および導入ユニットを設けることができる。特に、そのようなユニット内には、複数の調査対象基板２を貯蔵することが可能である。基板２は、連続して装置１内へ導入することができる。基板２は、特に貯蔵ユニットから自動的に、保持デバイス１７に取り付けることができる。
以下、位置の指定を簡略化するために、デカルト座標系を使用する。この場合、ｚ方向は、照射線５の主光線の方向を表す。ｘｙ平面は、ｚ方向に直交する。ｘｙ平面は、基板２の屈曲が無視されることを条件として、保持デバイス１７および調査対象基板２に対して実質上平行である。ｘ方向およびｙ方向は特に、基板２の側縁に対して平行である。
基板２は、保持デバイス１７に取り付けられた後、特に支持体１９上へ配置された後、第１の調整ステップで調整される。第１の調整ステップ４９は、特に、基板２をｚ方向に調整する働きをする。
【００４１】
特に、第１の調整ステップ４９を実施するために、自動焦点システム２３が設けられる。基板２は、自動焦点システム２３を用いて少なくとも３つの点でｚ方向に調整される。これらのデータから、ｚ方向における基板２の位置、特に保持デバイス１７上の基板２のずれおよび傾斜を判定することが可能である。
第２の調整ステップ５０で、基板２は、ｘ方向およびｙ方向に調整される。基板２上の測定マーク３２が、ｘ方向およびｙ方向における調整のための基準系として働く。２つの調整ステップ４９および５０から得られたデータから、欠陥３１の次の測定、特に場所特定に対する基準として働く基板座標系を導出することが可能である。
基板２が保持デバイス１７上に配置されて位置合わせされ、特に調整された後、欠陥３１を測定する、特に欠陥３１の場所を特定する、実際の調査ステップ４６を実施することができる。調査ステップ４６の次のシーケンスは、手動で開始および／または実施することができる。調査ステップ４６はまた、自動的に実施することもできる。調査ステップ４６は、特に制御デバイスを用いて、特にスクリプトを用いて、開始および／または制御することができる。
【００４２】
第１に、事前画定ステップ５１で、欠陥３１の１つの公称予想位置が事前に画定される。欠陥３１の予想位置は、特に基板座標系において事前に画定され、基板座標系は、特に測定マーク３２によって事前に画定される。欠陥３１の公称位置は、完全なＥＵＶブランクが走査される前の検査ステップから分かる。前記検査ステップでは、最大で２００ｎｍ〜３００ｎｍという欠陥３１の位置の位置精度を実現することができる。
欠陥３１の公称位置は、別個の方法で判定することもできる。この場合、欠陥３１の公称位置は、この方法で記憶および検索することができる。その代替として、この方法の検査ステップで、欠陥３１の公称位置を判定することも可能である。
【００４３】
欠陥３１の位置の公称値は、撮像光学ユニット９の視野よりかなり小さい精度、すなわちより正確な精度で、事前に画定される。前記視野の直径は、特に１５μｍ以下とすることができる。有利には、欠陥３１の公称位置は、１μｍより良好な精度で事前に画定される。
調査対象領域６２（ＲＯＩ、関心領域）は、さらなる方法のために事前に画定することができる。調査対象領域は、特に撮像光学ユニット９の視野の直径より精密、特に１５μｍより精密、特に１０μｍより精密、特に５μｍより精密、特に３μｍより精密、特に１μｍより精密な精度で、事前に画定される。
【００４４】
次のｚ補償ステップ５２で、基板２は、欠陥３１の公称位置における基板２の屈曲を補償するために、保持デバイス１７を用いてｚ方向にずらされる。変位ステップ５３で、基板２は次いで、調査対象領域６２、特に欠陥３１が撮像光学ユニット９のビーム経路内で中心に位置合わせされるように、保持デバイス１７および制御デバイス２２を用いて変位される。
次いで、画像捕捉５４を開始することができる。
画像捕捉５４は、欠陥３１を集束させる自動焦点画像の記録を含む。加えて、事前に画定された異なる個別の焦点外れを有する焦点スタックが記録される。特に、少なくとも１つの焦点内像および少なくとも１つの焦点外像が記録される。たとえば、７つの連続する画像を有する画像スタックを記録することを実現することができ、これらの画像の焦点外れは、どの場合も、３０ｎｍずつ異なる。
画像スタックはまた、異なる数の画像を有することができる。画像スタックはまた、特に、７つ未満の画像、特に多くとも５つの画像、特に多くとも３つの画像、特にちょうど１つの画像を有することができる。画像スタックは、特に、最良焦点位置内の画像を含むことができる。
【００４５】
次いで、記録された画像内で欠陥３１の位置を判定する画像分析４７が提供される。画像分析４７は、画像処理デバイス１６を用いて実施することができる。これは、特にオンラインまたはオフラインで行うことができる。
画像処理デバイスでは、記録された画像スタックが分析され、最良焦点における欠陥３１の位置が計算される。
画像は、撮像光学ユニット９の座標系において捕捉されるが、ｚ補償ステップ５２およびそれぞれの変位ステップ５３で保持デバイス１７の変位が分かっているため、第１の補正ステップ５６で、画像から判定される欠陥３１の位置は、保持デバイス１７の位置を考慮して、基板座標系に変換することができ、第２の補正ステップ５７で、基板２の屈曲が考慮される。
【００４６】
記憶ステップ５８で、基板２の１つまたは複数の欠陥３１の位置が記憶される。
調査ステップ４６および画像分析４７のシーケンスは、複数回実行することができる。このシーケンスは、特に、基板２上のすべての欠陥３１が測定されるまで何度も実行することができる。このシーケンスはまた、基板２の表面全体が測定されるまで何度も実行することができる。
原則的に、１回の調査ステップ４６のシーケンスで、同時に複数の欠陥３１を測定することができ、特に場所を特定することができる。
【００４７】
画像捕捉５４について、より詳細に以下に説明する。図１および図２を参照してすでに説明したように、装置１を用いて基板２上の欠陥３１の場所を特定する方法は、照射系７の入射瞳内に配置された環状の放射源４または絞り８を基板２、特に欠陥３１上へ集束させることを実現する。例として記載する例示的な実施形態では、放射源４は、波長１９３ｎｍの照射線５を生成する。基板２は、反射モードで調査される。第１の近似として、基板２から反射した照射線は、基板２上の高さ分布に比例する位相を有すると想定することができる。完璧に平面の基板２の場合、反射した照射線５は、基板２の表面全体にわたって同じ同一位相を有する。欠陥３１、特に隆起または窪みは、対応する波面の歪みをもたらす。
【００４８】
反射した照射線５は、ＣＣＤカメラ１４として実施されるセンサデバイスを用いて検出される。
位相マスク１１は、撮像光学ユニット９のビーム経路内で基板２に対して像側に配置される。位相マスク１１は、ビーム経路内で拡大光学ユニット１０の下流に配置される。位相マスク１１は、特に位相差光学ユニットのビーム経路の瞳面内に配置される。
位相マスク１１はπ／２位相マスクである。したがって、照射線５は、位相マスク１１を通過する際、π／２の位相ずれを受ける。
位相マスク１１の寸法は、リング状の放射源４または絞り８の寸法に適合される。これは、完全に欠陥のない基板２で障害のない完璧な反射が生じる場合、放射源４はちょうど位相マスク１１上へ撮像され、また逆も同様であることを意味すると理解されたい。したがって、放射源４から位相マスク１１へ直接循環する照射線５、すなわち回折なく位相マスク１１に到達する照射線５は、位相マスク１１によってπ／２位相だけずれている。回折した照射線５は、位相マスク１１の位相ずれ領域に当たらず、変化しないままである。したがって、照射線５の回折した部分と回折していない部分との干渉が生じる。これにより、検出器を用いて、特にＣＣＤカメラ１４を用いて、波面の位相分布を判定することが可能になる。
放射源４または絞り８および位相マスク１１の環状の実施形態は、コントラスト対雑音比が高い場合に有利であることが見出された。
【００４９】
信号対雑音比を最適化するために、放射源４または絞り８および位相マスク１１の厳密な形状を最適化することが可能である。特に、前記要素の形状を、照射瞳の占有率、すなわち放射源４のサイズ、および／または検出される位相欠陥の予想される高さ分布、特にその曲率に適合させることが実現される。
平坦な欠陥３１、特に高さが５ｎｍ未満、特に３ｎｍ未満、特に２ｎｍ未満、特に１ｎｍ未満、特に０．５ｎｍ未満であり、占有度が高い欠陥３１の場合、内半径ｒi,0を有するリング状の照射が提供され、内半径ｒi,0と照射瞳の半径Ｒipの比は、０．４〜０．５の範囲内である。照射の外半径は、照射瞳の占有度によって判定される。
【００５０】
それに対応して、位相マスク１１の画像側開口の内半径ｒa,0と画像側開口の半径Ｒapの比は、０．４〜０．５の範囲内である。
欠陥３１の曲率がより大きくかつ／または照射瞳の占有度がより低い場合、内半径ｒi,0＝０の調査対象基板２の照射が最適である。この場合も、外半径は、照射瞳の占有度によって判定される。この場合、位相マスク１１の内半径もｒa,0＝０である。
【００５１】
画像分析４７の個々のステップおよび詳細について、より詳細に以下に説明する。
第１に、焦点判定ステップ５９で、最良焦点位置が、記録された画像スタックから判定される。これは、たとえば隣接する画素の偏差平方和に関する、コントラスト基準を、保持デバイス１７の異なるｚ位置に整合させることによって行うことができる。焦点外れが１レイリー長未満の範囲内である場合、放物線フィットが有利である。
次いで、個々の画像分析６０で、画像スタックの各画像に対する欠陥３１の位置が判定される。この目的で、特に、異なる焦点外れ位置を有する画像のそれぞれに対して、調査対象領域６２（ＲＯＩ）が分析される。
欠陥３１の位置を判定するために、特に相関法、特に対称相関法が使用される。これについて、さらに詳細に以下に説明する。しかし、代替の方法も、同様に可能である。
次の補間ステップ６１で、異なる焦点外れ位置を有する異なる画像に対して判定された値が、それぞれの焦点外れ位置から最良焦点位置に変換される。これは、適合法を用いて、特に線形または２次手法によって、実施することができる。最終的に、欠陥３１の位置および／または程度を表す共通の値が、異なる値から判定される。
【００５２】
この画像分析４７は、欠陥３１の信号対雑音比が低い場合でも、予想される背景雑音に対して頑強であることを示すことが可能であった。
カメラ画像内で欠陥３１の位置を判定する様々な方法が、従来技術から知られている。これに関しては、米国特許出願第２０１０／１５３０５９号、米国特許出願第２０１０／２５４６１１号、米国特許出願第２０１２／１２１２０５号、および米国特許出願第２０１２／０６３６６６号を参照されたい。画像のコントラストが低い場合および／または信号対雑音比が低い場合、調査対象領域（ＲＯＩ）のすべての画素を考慮に入れる相関に基づく方法が有利であることが理解されている。個々の画像分析６０に対する１つの好ましい方法は、いわゆる対称相関法またはいわゆる対称相関アルゴリズムであり、これについて、さらに詳細に以下に説明する。この対称相関法の詳細は、参照により本出願にその一部として完全に組み込まれている、ＤＥ１０２０１００４７０５１Ａ１を参照されたい。
第１の近似として、小さい欠陥３１は、基板２上の位置に関して対称であると想定することができる。したがって、対称相関法は、そのような欠陥３１の位置を判定するのに有利であることが理解されている。
図１９に概略的に示すように、図１９〜２２に十字の形状で示す欠陥３１は、調査対象領域（ＲＯＩ）６２のちょうど中心に位置する。この場合、欠陥３１の位置は、調査対象領域（ＲＯＩ）６２の中心６４にちょうど対応する。この場合、欠陥３１の位置はすでに分かっている。
【００５３】
図２０に例として示すように、欠陥３１の実際の位置は、最初は分からない絶対値だけ、予想位置からずれていることがある。この絶対値を、図２０にベクトル６３として示す。
最初は分からないベクトル６３から、光学ユニットの座標系における欠陥３１の精密な位置、したがって基板座標系における保持デバイス１７の変位位置および／または基板２の屈曲に関する情報を含む精密な位置を、判定することが可能である。
次いで、個々の画像分析６０で、調査対象領域（ＲＯＩ）６２は、中心６４でポイントミラーされる。言い換えれば、調査対象領域（ＲＯＩ）６２は、ｘ方向およびｙ方向にミラーされる。この結果、調査対象領域（ＲＯＩ）６２’、特に欠陥３１’の仮想画像が得られる。これを図２１に例として示す。
次いで、欠陥３１の実際の画像（図２０参照）および欠陥３１’の仮想画像（図２１参照）を相関させて、欠陥３１の実際の位置とミラーされた欠陥３１’の位置との間の変位ベクトル６５を判定する。変位ベクトル６５は、調査対象領域（ＲＯＩ）６２の中心６４に対する欠陥３１の位置を指定するベクトル６３のちょうど２倍である。
【００５４】
支持体１９上の基板２の位置決め中、基板２は、重力のために屈曲を受けることがある。この屈曲の絶対値および厳密な進路は、基板の機械的な特性から判定することができる。可能な値を下表に要約する。
【表２】
0006561110.tif 000003
【００５５】
基板２ならびに層２６、２７、２８、２９、および３０のさらなる幾何学的データを、主要な点に関して表３に要約する。
【表３】
0006561110.tif 000004
【００５６】
基板２の屈曲はまた、シミュレーションを用いて、特に有限要素法を用いて、判定することができる。
屈曲の結果を、図２３および図２４に例として示す。特に、支持体１９上に配置された基板２のｚ屈曲場を、図２３にグレースケールレベルで示す。この屈曲モデルを任意の（ｘ，ｙ）測定点で補間して、その位置（ｘ，ｙ）におけるｚ屈曲に対応する値を得ることができる。
【００５７】
図２４は、特に、ｘｙ屈曲場、すなわち屈曲に対応するｘｙ歪みを示す。歪みは、任意の（ｘ，ｙ）点で補間することができる。最大のｘｙ歪みは４７ｎｍである。したがって、画像分析４７で、特に装置１の座標系と基板２の座標系との間の変換では、基板２の屈曲を考慮に入れることが極めて重要である。
欠陥３１の位置を基板２の座標系へ逆変換した後、理想的な基板２、すなわち屈曲のない基板２に対する欠陥３１の正確な位置データが得られる。
本発明による方法、特に画像捕捉５４を試験するために、シミュレーションを実施した。この場合、図２に示す装置１の簡略化された構造を用いた。このシミュレーションにとって、基板２が反射モードで分析されるか、それとも透過モードで分析されるかは重要でない。
このシミュレーションのために、放射源４は、制限された数の個別の点光源としてモデル化した。前記点光源はそれぞれ、球面波面を放出し、この球面波面は、光学システムを通って干渉的に伝搬し、ＣＣＤカメラ１４のセンサに対応する画像平面内に強度分布をもたらす。個々の点光源の強度分布を非干渉的に合計して、放射源４の部分的に干渉性の画像をシミュレートする。
撮像光学ユニット９の開口数は０．８であり、照射瞳の瞳占有度は１５％であることをさらに想定した。とりわけ、読出し雑音８ｅ-、積分時間２００ｍ秒に対する暗電流１．２２ｅ-という値を、ＣＣＤカメラ１４の特徴として固定した。
【００５８】
欠陥３１の球体積等価直径（ＳＥＶＤ）が２８ｎｍであり、高さが０．５ｎｍである場合、その結果得られる放射源４に対する理想的な形状は、内半径０の円板、すなわち円形の放射源４である。それに対応して、この場合、位相マスク１１は円形に実施される。このように得られた画像を、図１２〜１４に例として示す。図１２は、吸収材層２８が取り付けられる前に基板２が分析された場合を示す。したがって、吸収材層２８が取り付けられる前、すなわち第２の堆積ステップ３９前に、欠陥３１の場所が特定される。図１３は、吸収材層２３がカバー層２７に取り付けられた後、すなわち第２の堆積ステップ３９後に、基板２が測定された場合を示す。この図は、照射線５の９８％が吸収されており、すなわち反射されず、または透過モードで透過されない場合を、例として示す。
【００５９】
図１４に示す場合は、図１３に示す場合に対応し、積分時間を４秒に延ばした。図１２および図１３に示す画像の場合、積分時間は２００ｍ秒である。
これらの図は、どの場合も、調査対象領域（ＲＯＩ）６２が４μｍ°４μｍであり、０で中心に位置合わせされることを示す。
画像コントラスト対雑音比（ｃｎｒ）は、図１２に示す撮像の場合は８．５であり、図１３に示す撮像の場合は０．２であり、図１４に示す撮像の場合は３．４である。
撮像は、どの場合も、カメラが全能力で動作されることを条件として、欠陥３１および背景雑音のない画像が完全に飽和状態になるように、すなわち１からなるように正規化される。
位相差光学ユニットの総合倍率、すなわち撮像光学ユニット９および拡大光学ユニット１０の総合倍率は、どの場合も、画像の各画素のサイズが（１７．５ｎｍ）2になるように選択される。
図１２〜１４に示す欠陥３１は隆起である。
【００６０】
図１５は、図１２の画像に対応する画像を示すが、ＳＥＶＤ１８ｎｍおよび深さ５ｎｍの窪みの形の欠陥３１がある。画像コントラスト対雑音比は３．９である。図１６は、図１５による画像の断面（ｙ＝０）を示す。実際の雑音のある信号６６および理想的な雑音のない信号６７を示す。雑音のない信号６７は、たとえば、雑音のある信号６６に対する曲線の当てはめによって判定することができる。
図１７および図１８は、図１５および図１６の画像に対応する画像を示すが、ＳＥＶＤ１８ｎｍおよび深さ０．５ｎｍの欠陥３１がある。画像コントラスト対雑音比は３．３である。この場合も、欠陥３１は明確に識別可能であり、場所を特定することができる。
【００６１】
図１２〜１４および図１５〜１８による画像の比較から直接、定性的に明らかなように、前記画像から直接、隆起および窪みの形の欠陥３１を区別することが可能である。特に、この区別には単一の焦点位置で十分である。特に、焦点スタッガは必要ない。
【００６２】
異なる形状、特に隆起および窪みを有する欠陥３１の場所を特定する画像分析４７の適用可能性を示すために、モンテカルロシミュレーションを実施した。この場合、３つの異なるサイズの欠陥３１をシミュレートした。シミュレートした画像を、上記のカメラ雑音と重ね合わせた。画像スタックは、どの場合も、７つの画像を含み、隣接する画像間の焦点外れ差は３０ｎｍであった。各構成に対して、確率的雑音による１００回のシミュレーションを実施した。これらのデータから、信頼性、特に反復性の測定値として、対称相関を用いて３倍標準偏差を判定した。これらの結果の概要を下表に示す。各例の値は、窪みの形および隆起の形の欠陥に対するｘ方向およびｙ方向の３倍標準偏差［ｎｍ］を表す。
【表４】
0006561110.tif 000005
【００６３】
これらの結果は、この方法が信頼性をもたらし、１０ｎｍよりはるかに良好、特に６ｎｍより良好な３倍標準偏差を特徴とすることを実証している。したがって、この方法は、ＥＵＶマスクを作製する基板２上の欠陥３１の場所特定の相当な改善をもたらす。
画像分析４７のための１つの好ましい方法の詳細について、図２５〜２８を参照して以下に説明する。
個々の画像分析６０で、特に顕微鏡画像のレジストレーション測定では、測定の精度および再現性にとって、撮像される構造のエッジ峻度が非常に重要である。エッジ峻度ｍによって、特に式δｘ＝δＩ／ｍに従って、カメラ画像内に常に存在する画像雑音δＩが、検出の位置雑音δｘに変換される（図２５参照）。
【００６４】
これは、特に小さい構造、特に回折作用のために低いエッジ峻度を呈する構造に当てはまる。図２６は、物体振幅７０と画像振幅７１の比較を例として示す。図示の振幅７０、７１は、波長λ＝１９３ｎｍおよび開口数ＮＡ＝０．６の干渉性照射で１２５ｎｍの線幅を有する物体の振幅７０、７１である。物体振幅７０と比較すると、画像振幅７１のエッジ峻度が低減されていることを見ることができる。
本発明によれば、位相画像には、エッジ峻度、特に位相跳躍エッジが、強度画像のエッジより大幅に急峻になるという利点があることが理解されている。これは、有利には、画像分析４７で利用することができる。
図２７は、同じ物体に対する物体位相７２および画像位相７３を例として示す。画像位相７３は、物体位相７２と同じエッジ峻度を有する。しかし、画像位相７３は、位相線の広がりを呈する。これは、本文脈に混乱をもたらすものではない。
１つの有利な方法によれば、図２８に概略的に示すシーケンスでは、画像捕捉ステップ５４後に再構築ステップ７４が行われる。前記再構築ステップ７４は、画像捕捉５４中に記録される強度画像から位相画像を再構築することを含む。
再構築ステップ７４で、特に画像位相が再構築される。その代替として、画像平面内で等価位相を判定することが可能である。これに関しては、画像位相とちょうど同じように、この等価位相をレジストレーション測定に対する基本として使用することができることが理解されている。
【００６５】
再構築ステップ７４として、様々な方法を提供することができる。特に、反復フーリエ変換アルゴリズム７５（ＩＦＴＡ）を用いる、特にＧｅｒｃｈｂｅｒｇ−Ｓａｘｔｏｎアルゴリズムを用いる位相判定、モデルベースの位相判定７６、強度輸送等式（ＴＩＥ）に基づく方法７７、およびフーリエタイコグラフィ７８から選択される方法を、提供することができる。再構築ステップ７４で画像位相または等価位相を判定するさらなる可能性も、同様に可能である。この方法は、原則的に、画像位相または等価位相を判定することができるすべての可能性に対して機能する。
反復フーリエ変換アルゴリズム７５を用いる位相判定の詳細は、ＷＯ２００８／０２５４３３Ａ２を参照されたい。
モデルベースの位相判定７６では、位相は画素ごとに判定されるのではなく、モデルのパラメータ、たとえばゼルニケ多項式が、特に反復的に判定される。
【００６６】
画像分析４７は、この方法に位相画像評価７９を含む。画像分析４７はまた、任意選択で、強度画像評価８０、特に位相画像評価７９の結果と強度画像評価８０の結果との比較を含むことができる。画像評価７９、８０は、レジストレーション測定とも呼ばれる。
この方法は、干渉性照射にとって特に好適である。しかし、非干渉的に照射される顕微鏡画像の場合も、上記の方法を用いて、画像の画像位相または等価位相を判定することができる。
この場合も、位相画像は、強度画像より急峻なエッジを有する。
位相画像評価７９は、閾値法を用いて実施することができる。詳細は、たとえばＤＥ１０２００９０１５５９４Ａ１を参照されたい。位相画像評価７９はまた、相関ベースの方法を用いて実施することもできる。詳細は、米国特許出願第２０１３／００１９２１２号およびＤＥ１０２０１１０７７２９６Ａ１を参照されたい。
本発明のさらなる態様、利点、および代替手段について、簡単な概要として以下に説明する。対応する方法の概略的な詳細は、上記の説明から分かる内容に対応しており、ここでは上記の説明を参照されたい。
【００６７】
本発明による方法の１つの主要な利点は、従来の方法より大幅に速くかつ正確であることである。これは、特に、本発明による方法では、欠陥の単一の画像を記録するだけで、欠陥を分析する目的にとって十分であることによる。特に、画像スタック内で必要とされる画像の数を低減させることができる。さらに、欠陥の場所を高い精度で特定することが可能であることを示すことができた。特に、基板が欠陥を有するかどうかを記述するだけでなく、どの領域で、すなわちどの位置で、前記欠陥の場所が特定されたかを正確に指定することが可能である。その結果、好適な処理ステップを用いて、後の適用のために欠陥を補償することが可能である。
【００６８】
本発明による方法の適用可能性および利点は、シミュレーションと、試験構造を用いて実施した一連の測定との両方によって、検査および確認された。図２９および図３０は、位相マスク１１のない場合（図２９）および位相マスク１１のある場合（図３０）における焦点外れ位置に対するコントラストの依存性を例として示す。図示の曲線は、位相試験欠陥の実際の測定値から得たものである。加えて、これらの図は、測定された曲線の最大値の領域内の放物線フィットを点線で示す。対応する曲線はまた、異なるサイズおよび異なる位相誤差を有する典型的な欠陥の雑音のあるカメラ画像のモンテカルロシミュレーションから得たものである。したがって、これらの結果は、非常に頑強であると見なすことができる。
【００６９】
要約すると、本発明による方法、特に位相マスク１１の使用は、ほとんどの場合、位相欠陥、特に５００ｎｍ未満、特に３００ｎｍ未満、特に２００ｎｍ未満の範囲内の欠陥サイズ、および４５°未満、特に５°〜３０°の範囲内、特に１０°〜２０°の範囲内の位相誤差を有する位相欠陥の分析の精度および／または反復性の改善につながることを強調することができる。
【００７０】
図２９および図３０から例として集約することができるように、位相マスク１１が使用されない場合の最良焦点位置ｚ*における欠陥の画像のコントラストは０である（図２９参照）。位相マスク１１が使用されるとき（図３０参照）、コントラスト反転は生じない。この場合、最良焦点位置ｚ*における位相画像のコントラストは、０とは異なる。コントラストは、特に最良焦点位置ｚ*において、最大値を有することができる。したがって、本発明による方法を用いて、特に位相マスク１１を使用することによって、最良焦点位置ｚ*における位相欠陥を調査することが可能である。その結果、焦点外れスタックの必要な画像の数を低減させることができる。特に、単一の画像に基づいて、特に最良焦点位置ｚ*で記録された画像に基づいて、欠陥を分析することが可能である。これは、相当な時間の節約につながる。
【００７１】
さらに、シミュレーションおよび試験測定を用いて、本発明による方法により、信頼性（３倍標準偏差、「３σ反復性」）を５ｎｍ未満の値まで改善することができることを確認することが可能であった。実際に測定された試験欠陥の８０％を越える場合において、測定された信頼性は１ｎｍ未満の値であった。
【図１】
0006561110.tif 000006
【図２】
0006561110.tif 000007
【図３】
0006561110.tif 000008
【図４】
0006561110.tif 000009
【図５】
0006561110.tif 000010
【図６】
0006561110.tif 000011
【図７】
0006561110.tif 000012
【図８】
0006561110.tif 000013
【図９】
0006561110.tif 000014
【図１０】
0006561110.tif 000015
【図１１】
0006561110.tif 000016
【図１２】
0006561110.tif 000017
【図１３】
0006561110.tif 000018
【図１４】
0006561110.tif 000019
【図１５】
0006561110.tif 000020
【図１６】
0006561110.tif 000021
【図１７】
0006561110.tif 000022
【図１８】
0006561110.tif 000023
【図１９】
0006561110.tif 000024
【図２０】
0006561110.tif 000025
【図２１】
0006561110.tif 000026
【図２２】
0006561110.tif 000027
【図２３】
0006561110.tif 000028
【図２４】
0006561110.tif 000029
【図２５】
0006561110.tif 000030
【図２６】
0006561110.tif 000031
【図２７】
0006561110.tif 000032
【図２８】
0006561110.tif 000033
【図２９】
0006561110.tif 000034
【図３０】
0006561110.tif 000035