(57)【要約】【課題】例えばリソグラフィマスクなどの検査対象の表面を検査するための装置および方法を提供すること。【解決手段】本発明の１つの態様によれば、マスクの表面を検査するための装置が、マスクの表面と相互作用するプローブ、および、基準点からのマスクの基準距離を確定するための測定装置を備え、測定装置は、マスクの表面上に配置されていないマスクの測定領域においてマスクの基準距離を測定する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
マスク（１１０）の表面（１２０）を検査するための装置（１００）であって、
ａ．  前記マスク（１１０）の前記表面（１２０）と相互作用するプローブ（１３０）、および
ｂ．  基準点（１４７）からの前記マスク（１１０）の基準距離（１４５）を確定するための測定装置（１４０）
を備え、
ｃ．  前記測定装置（１４０）が、前記マスク（１１０）の前記表面（１２０）上に配置されていない前記マスク（１１０）の測定領域（１４８）において前記マスク（１１０）の前記基準距離（１４５）を測定する、装置（１００）。
【請求項２】
前記測定領域（１４８）が、前記表面（１２０）の反対側に面した前記マスク（１１０）の側（１２５）上に配置される、請求項１に記載の装置（１１０）。
【請求項３】
前記測定領域（１４８）、および前記プローブ（１３０）の測定点（１３５）が、前記マスク（１１０）の異なる側上に実質的に相対して位置する、請求項２に記載の装置（１１０）。
【請求項４】
前記基準点（１４７）からの前記マスク（１１０）の前記基準距離（１４５）が、前記測定領域（１４８）にわたって平均化された距離である、請求項１から３までのいずれか１項に記載の装置（１００）。
【請求項５】
前記測定装置（１４０）が、光学干渉の原理および／または容量性距離測定の原理に従って動作する、請求項１から４までのいずれか１項に記載の装置（１００）。
【請求項６】
前記基準点（１４７）が、前記測定装置（１４０）の一点である、請求項１から５までのいずれか１項に記載の装置（１００）。
【請求項７】
前記測定装置（１４０）が、前記マスク（１１０）に対する前記プローブ（１３０）の運動が前記マスク（１１０）に対する前記測定装置（１４０）の運動をもたらすように、前記プローブ（１３０）に機械的に連結される、請求項１から６までのいずれか１項に記載の装置（１００）。
【請求項８】
マスク（１１０）の表面（１２０）を検査するための装置（２００）であって、
ａ．  前記マスク（１１０）の前記表面（１２０）と相互作用するプローブ（１３０）、
ｂ．  第１の基準点（２４７）からの前記マスク（１１０）の第１の基準距離（２４５）を確定するための第１の測定装置（２４０）、および
ｃ．  第２の基準点（２５７）からの前記マスク（１１０）の第２の基準距離（２５５）を確定するための第２の測定装置（２５０）
を備える、装置（２００）。
【請求項９】
前記第１の測定装置（２４０）の第１の測定領域（２４８）および前記第２の測定装置（２５０）の第２の測定領域（２５８）が全く重複しない、請求項８に記載の装置（２００）。
【請求項１０】
前記第１の基準点（２４７）からの前記マスク（１１０）の前記第１の基準距離（２４５）が、前記第１の測定装置（２４０）の第１の測定領域（２４８）にわたって平均化された距離であり、および／または、前記第２の基準点（２５７）からの前記マスク（１１０）の前記第２の基準距離（２５５）が、前記第２の測定装置（２５０）の第２の測定領域（２５８）にわたって平均化された距離である、請求項８または９に記載の装置（２００）。
【請求項１１】
前記第１の測定装置（２４０）および／または前記第２の測定装置（２５０）が、光学干渉の原理および／または容量性距離測定の原理に従って動作する、請求項８から１０までのいずれか１項に記載の装置（２００）。
【請求項１２】
前記第１の基準点（２４７）が前記第１の測定装置（２４０）の一点であり、および／または、前記第２の基準点（２５７）が前記第２の測定装置（２５０）の一点である、請求項８から１１までのいずれか１項に記載の装置（２００）。
【請求項１３】
前記プローブ（１３０）が、前記マスク（１１０）に対する前記プローブ（１３０）の運動が前記マスク（１１０）に対する前記第１の測定装置（２４０）の運動をもたらすように、前記第１の測定装置（２４０）に機械的に連結され、および／または、前記プローブ（１３０）が、前記マスク（１１０）に対する前記プローブ（１３０）の運動が前記マスク（１１０）に対する前記第２の測定装置（２５０）の運動をもたらすように、前記第２の測定装置（２５０）に機械的に連結される、請求項８から１２までのいずれか１項に記載の装置（２００）。
【請求項１４】
前記第１の測定装置（２４０）および／または前記第２の測定装置（２５０）が、請求項１から７までのいずれか１項に記載の測定装置（１４０）として具現化される、請求項８から１３までのいずれか１項に記載の装置（２００）。
【請求項１５】
マスク（１１０）の表面（１２０）を検査するための装置（３００）であって、
ａ．  前記マスク（１１０）の前記表面（１２０）と相互作用するプローブ（１３０）、
ｂ．  基準点（３４７）からの前記マスク（１１０）の基準距離（３４５）を確定するための測定装置（３４０）、および
ｃ．  前記プローブ（１３０）からの測定信号と前記測定装置（３４０）からの測定信号とを互いに関連させるように具現化された相関ユニット（３９０）
を備える、装置（３００）。
【請求項１６】
前記相関ユニット（３９０）が、前記プローブ（１３０）からの前記測定信号と前記測定装置（３４０）からの前記測定信号との間の位相差を確定するように構成された位相解析器を有する、請求項１５に記載の装置（３００）。
【請求項１７】
前記測定装置（３４０）が、請求項１から７までのいずれか１項に記載の測定装置（１４０）として具現化される、請求項１５または１６に記載の装置（３００）。
【請求項１８】
前記測定装置（３４０）が、請求項８から１４までのいずれか１項に記載の第１の測定装置（２４０）および／または第２の測定装置（２５０）として具現化される、請求項１５または１６に記載の装置（３００）。
【請求項１９】
マスク（１１０）の表面（１２０）を検査するための装置（４００）であって、
ａ．  前記マスク（１１０）の前記表面（１２０）と相互作用するプローブ（１３０）、および
ｂ．  基準点からの前記マスク（１１０）の基準距離を確定するための測定装置（４４０）
を備え、
ｃ．  前記測定装置（４４０）が、前記マスク（１１０）の測定領域（４４８）において前記マスク（１１０）の前記基準距離を測定し、
ｄ．  前記プローブ（１３０）の測定点（１３５）が、前記測定領域（４４８）内に位置する、装置（４００）。
【請求項２０】
前記測定装置（４４０）が、ビーム経路（４４１）を有し、前記プローブ（１３０）が、前記測定装置（４４０）の前記ビーム経路（４４１）内に配置される、請求項１９に記載の装置（４００）。
【請求項２１】
前記測定装置（４４０）の前記ビーム経路（４４１）が、前記測定領域（４４８）上に平行にされた光線（４４３）の像を描く反射要素（４４２）を有する、請求項２０に記載の装置（４００）。
【請求項２２】
前記反射要素（４４２）が、平面鏡または凹面鏡として具現化される、請求項２１に記載の装置（４００）。
【請求項２３】
前記測定装置（４４０）が、請求項８から１４までのいずれか１項に記載の第１の測定装置（２４０）および／または第２の測定装置（２５０）として具現化される、請求項１９から２２までのいずれか１項に記載の装置（４００）。
【請求項２４】
前記測定装置（４４０）が、請求項１５、１６、または１８のいずれか１項に記載の測定装置（３４０）として具現化される、請求項１９から２２までのいずれか１項に記載の装置（４００）。
【請求項２５】
前記装置（１００、２００、３００、４００）を制御可能な擾乱にさらすように構成された擾乱源をさらに備える、請求項１から２４までのいずれか１項に記載の装置（１００、２００、３００、４００）。
【請求項２６】
前記マスク（１１０）を設置するための位置決めテーブル（１８０）と、前記位置決めテーブル（１８０）を少なくとも１つの方向（ｘ、ｙ、ｚ）において変位させるように具現化されたアクチュエータ（１８５）とをさらに備える、請求項１から２５までのいずれか１項に記載の装置（１００、２００、３００、４００）。
【請求項２７】
前記アクチュエータ（１８５）が、前記プローブ（１３０）と前記表面（１２０）との間の前記相互作用（１７０）の強さが実質的に一定に保たれるように前記位置決めテーブル（１８０）を変位させるように構成される、請求項２６に記載の装置（１００、２００、３００、４００）。
【請求項２８】
前記位置決めテーブルによって画定された平面（ｘｙ−平面）内での前記位置決めテーブル（１８０）の位置を決定するためのロケータをさらに備える、請求項２６または２７に記載の装置（１００、２００、３００、４００）。
【請求項２９】
前記プローブ（１３０）を少なくとも１つの方向（ｘ、ｙ、ｚ）において変位させるように具現化された変位ユニットをさらに備える、請求項１から２８までのいずれか１項に記載の装置（１００、２００、３００、４００）。
【請求項３０】
前記変位ユニットが、前記プローブ（１３０）と前記表面（１２０）との間の前記相互作用（１７０）の強さが実質的に一定に保たれるように前記プローブ（１３０）を変位させるように構成される、請求項２９に記載の装置（１００、２００、３００、４００）。
【請求項３１】
既定の平面（ｘｙ−平面）内での前記プローブ（１３０）の位置を決定するためのプローブロケータをさらに備える、請求項２９または３０に記載の装置（１００、２００、３００、４００）。
【請求項３２】
前記装置（１００、２００、３００、４００）が、所定の運動の順序に従った前記位置決めテーブル（１８０）の変位および／または前記プローブ（１３０）の変位によって較正されるように具現化された、請求項２６から３１までのいずれか１項に記載の装置（１００、２００、３００、４００）。
【請求項３３】
前記装置（１００、２００、３００、４００）を制御するための信号に補償信号を適用することにより外的擾乱を補償する補償ユニットをさらに備える、請求項１から３２までのいずれか１項に記載の装置（１００、２００、３００、４００）。
【請求項３４】
前記信号が、前記アクチュエータ（１８５）を制御することおよび／または前記変位ユニットを制御することに役立つ、請求項２６から３１までのいずれか１項と組み合わせた請求項３３に記載の装置（１００、２００、３００、４００）。
【請求項３５】
前記表面（１２０）の前記検査が、前記表面（１２０）のトポグラフィの検査を含む、請求項１から３４までのいずれか１項に記載の装置（１００、２００、３００、４００）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えばリソグラフィマスクなどの検査対象の表面を検査するための装置および方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば原子間力顕微鏡法または走査トンネル顕微鏡法などの現代の顕微鏡的方法は、ナノメートル範囲の精度での検査対象の表面の検査を可能にする。
しかし、それらのスケールで表面検査を行う場合に生じる問題は、この目的のために使用される装置が外的擾乱にさらされる可能性があり、外的擾乱が、所望の測定精度を達成することがもはや不可能となる程度にまで、検査のために使用される顕微鏡プローブに影響しかつ妨害し得ることから成る。
この問題を改善するために、例えば、米国特許出願公開第２００６／００３３０２４号、および論文A. W. Sparks and S. R. Manalis, "Atomic force microscopy with inherent disturbance suppression for nanostructure imaging", Nanotechnology 17 (2006), p. 1574 - 1579, 21.02.2006, doi:10.1088/0957-4484/17/6/007では、擾乱を本質的に抑制する能力を有する走査プローブ顕微鏡が説明されている。走査プローブ顕微鏡法を用いて検査対象の表面の特性を測定するための装置が、表面の特性を検出する局所的プローブ（ｌｏｃａｌｉｚｅｄ  ｐｒｏｂｅ）と、局所的プローブに機械的に連結されかつ局所的プローブに隣接して配置された非局所的センサ（ｄｅｌｏｃａｌｉｚｅｄ  ｓｅｎｓｏｒ）とを備える。この構成は、擾乱に対する走査プローブ顕微鏡の感受性を低下させることを可能にする。
論文G. Schitter and A. Stemmer, "Eliminating mechanical perturbations in scanning probe microscopy", Nanotechnology 13 (2002), p. 663 ff., 20.09.2002, doi:10.1088/0957-4484/13/5/324には、距離センサで振動を検出し、測定されたトポロジー信号から遡及的に振動を除去することにより、走査プローブ顕微鏡における機械的振動を除去するための方法が開示されている。
しかし、従来技術で知られている方法および装置の欠点は、非局所的（距離）センサが常に検査表面のトポグラフィの実測に使用されるプローブに隣接して配置されることである。したがって、センサおよびプローブは、検査表面上の異なる領域または点を測定し、そのことが、計算により機械的擾乱を除去する際、または機械的擾乱を抑制する際に、不正確さをもたらし得る。しかし、構造上の理由のために、センサをプローブに任意に近づけることができない。
さらに、例えば、プローブがまだ検査表面を測定している間に、センサの測定領域が検査表面の縁を越えて変位される可能性があり、その逆もまた同様である。このことは、従来技術で知られた方法および装置は検査対象の検査表面全体の測定を可能としないこと、ならびに、センサおよびプローブによって同時に検出され得ない表面の縁の帯状部分が常に残ることを意味する。したがって、この縁の帯状領域における機械的擾乱の直接的な補償は、いかなるものであれ存在し得ない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】米国特許出願公開第２００６／００３３０２４号
【非特許文献】
【０００４】
【非特許文献１】A. W. Sparks and S. R. Manalis, "Atomic force microscopy with inherent disturbance suppression for nanostructure imaging", Nanotechnology 17 (2006), p. 1574 - 1579, 21.02.2006, doi:10.1088/0957-4484/17/6/007
【非特許文献２】G. Schitter and A. Stemmer, "Eliminating mechanical perturbations in scanning probe microscopy", Nanotechnology 13 (2002), p. 663 ff., 20.09.2002, doi:10.1088/0957-4484/13/5/324
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
したがって、本発明は、より優れた測定精度を可能とし、さらには可能な限り大きな検査表面の領域にわたる外的な機械的擾乱の補償を可能にする、例えばリソグラフィマスクなどの検査対象の表面特性を検査するための改善された方法および装置を提供する目的に基づく。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この目的は、請求項１によるマスクの表面を検査するための装置によって少なくとも部分的に達成される。１つの実施形態では、装置は、マスクの表面と相互作用するプローブ、および、基準点からのマスクの基準距離を確定するための測定装置を備え、測定装置は、マスクの表面上に配置されていないマスクの測定領域においてマスクの基準距離を測定する。
したがって、測定領域は、この例示的な実施形態では、プローブによって検査されるマスクの表面上には位置しない。むしろ、測定領域は、マスクの異なる表面上、例えば検査される表面の反対側に位置するマスクの表面上に位置する。
ここで、プローブと表面との間の相互作用は、例えば力またはトンネル電流によって特徴付けられ得る。例として、プローブと表面との相互作用は、プローブと表面との間のファンデルワールス力に基づき得るか、またはそのような力を含み得る。当業者は、さらなる相互作用の可能性を認識している。
【０００７】
プローブからの測定信号と測定された基準点からのマスクの基準距離とを組み合わせることにより、この場合、表面の検査中に実際に対象となる表面の特徴を、装置に作用する外的擾乱によってもたらされる影響から分離することが可能になる。このことをもたらす例示的な手順は、すでに言及された論文"Atomic force microscopy with inherent disturbance suppression for nanostructure imaging" by A. W. Sparks and S. R. Manalisで説明されている。
測定装置は、検査される構造および特性を備えかつプローブによって測定されるマスクの表面上に配置されていないマスクの測定領域においてマスクの基準距離を測定するので、測定装置は、測定装置の配置がプローブの所望の配置を妨げることなしに、またその逆の場合も同様に、外的擾乱の補償が最適化されるように、位置決めされ得る。
例として、測定領域は、先の表面の反対側に面したマスクの側上に配置され得る。
【０００８】
例として、上面に位置するマスクの表面を検査するためにプローブが使用される一方で、下面に位置するマスクの表面上に測定装置の測定領域が配置されてもよく、またその逆も同様である。プローブおよび測定装置の配置に関する特に高い設計自由度は、プローブと測定装置とがマスクの対向した表面上で測定する場合に明らかになる。
例として、検査の際に、変位可能であってもよい位置決めテーブル（下記参照）上にマスクが位置する場合、位置決めテーブルは、例えば、透明な材料（既知の屈折率を有してもよい）で構成されそれにより位置決めテーブルを通した光学的距離測定を可能にすることにより、「下からの」測定を可能にすることができる。または、位置決めテーブルは、検査されるマスクの領域に切抜き部を有する一種のフレームとして具現化され、その切抜き部を通して距離が測定され得る。さらなる選択肢が、当業者にはその技術的知識から明白である。
具体的には、測定領域、およびプローブの測定点は、マスクの異なる側上に実質的に相対して位置し得る。
ここで、「実質的に」とは、構成的見地から、また測定領域の範囲を考慮に入れて、これを正確に調整できるという程度の意味であり得る。実際に非常に近似していることが認められた、外的擾乱が検査されるマスクの厚さの変動をもたらさないという仮定の下では、プローブの測定点の正反対での測定装置の測定領域の配置は、装置またはマスク内での擾乱の伝播効果をほとんど無視することができるので、外的擾乱の特に良好な補償を可能にすることができる。さらに、そのような配置は、例えば、プローブがまだマスクを測定しているのに測定装置がすでにマスクの表面の縁を越えて駆動されてしまったということが起こらないので、マスクの（ほぼ）全表面を検査するのを可能にすることができる。
【０００９】
基準点からのマスクの基準距離は、測定領域にわたって平均化された距離とされ得る。例として、測定装置の測定領域は、プローブによって検査される表面の構造よりも著しく大きい範囲を有することができる。ここで、また、以下の文章において、マスクの表面からプローブへの方向は、ｚ−方向として示される。ここで、ｚ−方向に対して垂直のｘｙ−平面は、プローブの測定点においてマスクに対する接平面を形成し得る。平面マスクの場合、ｘｙ−平面はまた、少なくとも「巨視的スケール」において、すなわち、プローブによって検査される表面の構造よりも著しく大きいスケールにおいて（例えば、μｍ範囲またはｍｍ範囲のスケールで）、検査されるマスクの表面と実質的に一致し得る。
【００１０】
基準距離が平均化された距離であることにより、基準距離の測定は、表面検査の測定結果に対して特に大きい負の影響を有し得るｚ−方向における擾乱に関して、特に敏感に反応する。
測定装置は、光学干渉の原理および／または容量性距離測定の原理に従って動作することができる。そのような構成は、構成的見地および費用の観点から有利であり得る。さらに、そのような測定装置は、容易に調整および較正することができ、またそれらの測定装置は、所望の精度範囲での測定を可能にする。測定装置はまた、当業者に知られた異なる測定原理に従って動作することができる。
【００１１】
基準点は、測定装置の一点とすることができる。したがって、例えば、基準距離は、測定装置とマスクとの間の距離であり得る。例として、光学干渉計が測定装置として使用される場合、基準点は、例えば、干渉計の射出レンズ要素上の一点、または干渉計のセンサ上の一点、または干渉計の任意の他の点であり得る。
測定装置は、マスクに対するプローブの運動がマスクに対する測定装置の運動をもたらすように、プローブに機械的に連結され得る。
【００１２】
そのようなプローブと測定装置との機械的な連結は、外的擾乱の補償の精度をさらに高めることができる。ここで、連結は、プローブの運動と測定装置の運動とが強く相関されるように、強固とされるかまたは最大限まで強固とされ得る。例として、非常に強固な連結によって達成できることは、プローブと測定装置とが外的擾乱に対して実質的に同じ運動で反応することである。しかし、ここの連結の程度に応じて、プローブの運動と測定装置の運動との間により長いまたはより短い時間遅延が生じる可能性があり、および／または、運動の振幅が互いに異なる可能性がある。このことは、例えば、ここから擾乱の性質に関するより多くの情報を得るために望ましい場合もあれば、評価を可能な限り単純にしておくためには望ましくない場合もある。したがって、当業者は、要求に応じて適合するように連結を構成することになる。
例として、測定装置およびプローブは、一構造ユニットとして構成され得る。
本発明のさらなる態様によれば、最初に述べられた本発明の基本的な目的は、マスクの表面を検査するための装置によって少なくとも部分的に達成され、この装置は、１つの実施形態では、マスクの表面と相互作用するプローブを有し、また、第１の基準点からのマスクの第１の基準距離を確定するための第１の測定装置と、第２の基準点からのマスクの第２の基準距離を確定するための第２の測定装置とを有する。
第１の測定装置および第２の測定装置を使用することによって達成できることは、装置を使用することによりマスクの表面のより大きな領域を測定できること、および、表面の縁領域への外挿が必要とされなくなるかまたはその量が減少されることである。例として、第１の測定装置および第２の測定装置は、プローブの異なる側上に配置され得る。装置は第３、第４の測定装置を有することも可能であり、またさらなる測定装置を有してもよい。
【００１３】
第１の基準点および第２の基準点は、一致していてもよい。したがって、例えば、第１の測定装置および第２の測定装置はそれぞれ、共通の基準点からマスクまでの基準距離を測定することができ、ここで、２つの測定装置は、マスク上の異なる測定領域に向けられ得る。
第１の測定装置の第１の測定領域と第２の測定装置の第２の測定領域が全く重複しないことが可能である。
すでに上述したように、測定領域が全く重複せず、したがって２つの測定装置がマスクの表面の異なる領域をカバーすることが可能であることにより達成できることは、２つの測定装置のうちの少なくとも１つが、なおもプローブのそれぞれの（または少なくともほぼそれぞれの）測定位置においてマスクの表面を検出することである。したがって、可能な限り大きなマスクの表面の領域を直接的な擾乱補償を伴って検査することができ、また、例えばマスクの縁領域への外挿を回避するかまたは減少させることができる。
【００１４】
第１の基準点からのマスクの第１の基準距離は、第１の測定装置の第１の測定領域にわたって平均化された距離とすることができ、および／または、第２の基準点からのマスクの第２の基準距離は、第２の測定装置の第２の測定領域にわたって平均化された距離とすることができる。測定領域の可能な範囲および形態に関しては、１つの測定領域がプローブによって検査されるマスクの表面上に配置されていない測定装置に関する論述の範囲内で上記でなされた対応する説明が参照され、その説明は、ここで説明された本発明による装置にも適用可能である。
第１の測定装置および／または第２の測定装置は、光学干渉の原理および／または容量性距離測定の原理に従って動作することができる。第１の測定装置および／または第２の測定装置はまた、当業者に知られた異なる測定原理に従って動作することができる。
第１の基準点は、第１の測定装置の一点とすることができ、および／または、第２の基準点は、第２の測定装置の一点とすることができる。
【００１５】
プローブは、マスクに対するプローブの運動がマスクに対する第１の測定装置の運動をもたらすように、第１の測定装置に機械的に連結することができ、および／または、プローブは、マスクに対するプローブの運動がマスクに対する第２の測定装置の運動をもたらすように、第２の測定装置に機械的に連結することができる。
さらに、第１の測定装置および第２の測定装置は、互いに機械的に連結されてもよい。
【００１６】
例として、第１の測定装置およびプローブは、一構造ユニットとして具現化することができる。同様に、第２の測定装置およびプローブは、一構造ユニットとして具現化することができる。最後に、３つの構成要素全てを一構造ユニットとして具現化することもできる。
これらの改良可能性の利点は、測定領域がプローブによって検査されるマスクの表面上に配置されていない測定装置に関する論述の範囲内ですでに上述されており、そこでなされた論議は、ここで論じられた第１の測定装置および第２の測定装置に転用することができる。
第１の測定装置および／または第２の測定装置が、プローブによって検査されるマスクの表面上に配置されていないマスクの測定領域においてマスクの基準距離を測定する上記の測定装置のように具現化されることすら可能である。したがって、そのような測定装置に関してさらに上記で説明された全ての特徴は、第１および／または第２の測定装置にも使用することができ、その逆も同様である。
【００１７】
本発明のさらなる態様によれば、最初に述べられた本発明の基本的な目的は、マスクの表面を検査するための装置によって少なくとも部分的に達成され、この装置は、１つの実施形態では、マスクの表面と相互作用するプローブを有し、また、基準点からのマスクの基準距離を確定するための測定装置と、プローブからの測定信号と測定装置からの測定信号とを互いに関連させるように具現化された相関ユニットとを有する。
マスクの表面を検査するための装置に対する擾乱の作用が一般に物理的に複雑なプロセスをもたらすことは、すでに上記で説明された。したがって、外的擾乱は、一般にｚ−方向において作用するだけでなく、ｘｙ−方向における成分も有する。さらに、そのような擾乱は、有限伝播速度のみを有し、すなわち、そのような擾乱は、異なる時点においてまた異なる強度で装置内を伝播して、装置の異なる領域に影響を及ぼすことになる。さらに、プローブと測定装置との間、また場合によりマスクとの間の連結の程度は、プローブおよび測定装置が外的擾乱にどのように反応してマスクに対して移動するかに影響を及ぼす可能性がある。必要に応じ、このことは、評価中に考慮されなければならない。
【００１８】
これらの様々な影響因子を考慮に入れるために、例えば有限伝播速度、プローブと測定装置との間の連結の影響、または装置を通過しているときの擾乱の減衰を考慮することも可能にする、相関ユニットを使用することができる。そのような相関ユニットは、それによって向上された外的擾乱の補償を可能とするために、さらに大幅に複雑な擾乱、例えば３つ全ての空間的方向における成分を含む、時間および空間に還元される擾乱を、検出しかつモデル化することを可能にすることができる。
また、向上された外的擾乱の影響のモデル化は、プローブに隣接して配置された単一の測定装置のみが使用される場合に、マスクの縁領域への向上された擾乱補償の外挿を可能にすることができる。この結果として、本発明による装置の測定精度を向上させることが可能である。
【００１９】
相関ユニットは、プローブからの測定信号と測定装置からの測定信号との間の位相差を確定するように構成された位相解析器を有し得る。
例として、擾乱の有限伝播速度は、プローブからの信号と測定装置からの信号との間の位相差を確定することによって説明され得る。そしてこのことは、プローブと測定装置とを装置内に互いに隔てて配置することを可能にし、それにもかかわらず、外的擾乱の良好な補償を−マスクの縁領域においてですら−達成することを可能にすることができる。このことにより、そのような装置の構造的な設計を単純にすることができる。
【００２０】
相関ユニットを含む装置の測定装置は、プローブによって測定されるマスクの表面上に配置されていないマスクの測定領域においてマスクの基準距離を測定する、上記の測定装置として具現化することができる。したがって、そのような測定装置に関して説明された全ての特徴は、相関ユニットを含む装置の測定装置にも転用することができ、その逆も同様である。
さらに、相関ユニットを含む装置の測定装置は、上記のような装置の第１の測定装置および／または第２の測定装置として具現化することができる。その場合、複数の相関ユニットを使用することも可能である。したがって、そのような第１および／または第２の測定装置に関して説明された全ての特徴は、ここで説明された相関ユニットを含む装置の測定装置に同様に転用することができ、その逆も同様である。
本発明のさらなる態様によれば、最初に述べられた本発明の基本的な目的は、マスクの表面を検査するための装置によって少なくとも部分的に達成され、この装置は、１つの実施形態では、マスクの表面と相互作用するプローブを有し、また、基準点からのマスクの基準距離を確定するための測定装置を有する。ここで、測定装置は、マスクの測定領域においてマスクの基準距離を測定し、プローブの測定点は、測定領域内に位置する。
したがって、この実施形態では、基準距離を確定するために使用されるマスクの表面上の測定領域は、プローブの測定点を含み、それにより、この実施形態では、擾乱補償は、少なくともプローブの測定点の「極近傍」に対して常に可能となる。具体的には、このことは、測定装置の測定領域がすでにマスクの縁を完全に越えて駆動されていながらもプローブの測定点がなおもマスク表面上に位置する状況を回避することを可能にする。
【００２１】
具体的には、測定装置がビーム経路を有し、プローブを測定装置のビーム経路内に配置することが可能である。
例として、プローブは、原子間力顕微鏡の片持ち梁とすることができる。ここで、片持ち梁によって反射される光または測定装置の測定領域での片持ち梁の「影付け」が、影を落とされていない測定領域においてマスク表面によって反射される光に対して無視できるほどであるように、ビーム経路および測定装置の測定領域の範囲が選択された場合、ビーム経路内に片持ち梁を配置するのにもかかわらず、基準距離に関して十分に高い測定精度を得ることが可能である。ここで、原子間力顕微鏡の片持ち梁に関する言及は、単に一例と見なされるべきであり、当業者は、直前に説明された原理が、表面を検査するための他のタイプのプローブにも転用され得ることを認めるであろう。
【００２２】
例として、測定装置のビーム経路は、測定領域上に平行にされた光線の像を描く反射要素を有することができる。
測定領域上に平行にされた光線の像を描くことにより、基準距離の測定の測定精度を向上させるか、測定を単純化することができる。このことはまた、測定領域にわたる基準距離の測定値の平均化を促進することができる。例として、反射要素の使用は、装置の設置スペースを節約するか、または違った方法で装置の設計を簡略化するのに役立ち得る。
例として、反射要素は、平面鏡として具現化することができる。反射要素は、凹面鏡として、具体的には放物面鏡として具現化することもできる。異なる形状の鏡も同様に考えられる。
【００２３】
例示目的のために、原子間力顕微鏡の片持ち梁の例をもう一度用いると、片持ち梁よりも著しく大きいものとされ得る平面鏡を使用することにより、例えば、片持ち梁によって反射または遮断される光を、マスク表面に到達する光およびマスク表面によって反射される光に関して重要でないものにすることができる。凹面鏡または放物面鏡を使用した場合でも、同様の作用が起こり得る。そのような鏡は、先細の光円錐において、マスク表面の測定領域上に平行にされた光線の像を描くかまたは集束させることすらできる。ここで、片持ち梁の領域における光円錐の直径は、平面鏡の場合と同様の寸法を有することができ、その結果、片持ち梁によって遮断または反射される光の量は、無視できるほどになり得る。それにもかかわらず、必要に応じて、小さい直径での測定領域上への焦点調節を達成することができ、また、この測定領域上に十分な量の光を誘導することができる。例として、光円錐の開口角が大きいほど、片持ち梁による影付けは重大でなくなる。
【００２４】
さらに、ここで説明された装置の測定装置は、上記のような装置の第１の測定装置および／または第２の測定装置として具現化することができる。したがって、そのような第１および／または第２の測定装置に関して説明された全ての特徴は、ここで説明された装置の測定装置に同様に転用することができ、その逆も同様である。
さらに、ここで説明された装置の測定装置は、相関ユニットを含む装置の測定装置として具現化することもできる。したがって、そのような測定装置に関して説明された全ての特徴は、ここで説明された装置の測定装置に同様に転用することができ、その逆も同様である。
本発明による装置は、装置を制御可能な擾乱にさらすように構成された擾乱源をさらに有することができる。
装置の通常動作中に起こり得るような不規則な擾乱とは対照的に制御可能な擾乱を導入することにより、制御可能な擾乱に対する装置の反応を綿密に検査することが可能になり、したがって、装置の非常に正確な較正を行うことが可能になる。
【００２５】
本発明による装置は、マスクを設置するための位置決めテーブルと、位置決めテーブルを少なくとも１つの方向において変位させるように具現化されたアクチュエータとをさらに有することができる。
アクチュエータは、位置決めテーブルを所望される通りに変位させることを可能にする、複雑な構造的設備であると理解され得る。この目的のために、アクチュエータは、複数の個別の構成要素を有し得る。例として、アクチュエータは、位置決めテーブルを１つまたは複数の空間的方向において変位させることが可能な複数の圧電調整器を有し得る。例として、アクチュエータは、プローブと表面との間の相互作用の強さが実質的に一定に保たれるように位置決めテーブルをプローブに対して変位させるように構成され得る。アクチュエータはまた、検査される表面がプローブによって走査されるように位置決めテーブルを変位させるように構成され得る。
【００２６】
例として、表面にわたっての走査中、アクチュエータは、力、例えばファンデルワールス力がプローブの先端とマスクの検査される表面との間で一定のままであるように、位置決めテーブルをｚ−方向において変位させることができ、したがって、装置は、原子間力顕微鏡（ＡＦＭ）として操作される。または、表面にわたっての走査中、アクチュエータは、トンネル電流がプローブの先端とマスクの検査される表面との間で一定のままであるように、位置決めテーブルをｚ−方向において変位させ、したがって、装置は、走査トンネル顕微鏡（ＳＴＭ）として操作される。しかし、これらが２つの例にすぎないことは、当業者には明らかである。従来技術で知られているマスク表面を検査するためのさらなる選択肢も同様に用いることができ、また、本発明は、ここで明記された例に限定されるものではない。
【００２７】
本発明による装置はまた、位置決めテーブルによって画定された平面内での位置決めテーブルの位置を決定するためのロケータを有することができる。基本的に、そのようなロケータは、別の既定の平面内での位置決めテーブルの位置を提供することもできる。
例として、上述のｘｙ−平面内での（または、異なる既定の平面での）位置決めテーブルの位置を確定するために、１つもしくは複数の光学干渉計および／または容量性距離測定ユニットがロケータとして使用され得る。このことは、ｚ−方向に垂直に作用する外的擾乱の成分のより良好な検出にも貢献することができ、また、測定または測定結果からそれらを排除することに貢献することができる。したがって、そのようなロケータは、装置の達成可能な測定精度をさらに向上させることができる。
【００２８】
変位可能な位置決めテーブルの代わりとしてまたはそれに加えて、本発明による装置は、プローブを少なくとも１つの方向において変位させるように具現化された変位ユニットを有することができる。例として、変位ユニットは、プローブとマスクの表面との間の相互作用の強さが実質的に一定に保たれるようにプローブを変位させるように構成され得るが、この点については、さらに上記でなされた変位可能な位置決めテーブルの説明の範囲での対応する説明に類似する。変位ユニットは、マスク平面においてプローブを変位させ、それにより検査される表面を走査するのにも役立ち得る。
一般に、位置決めテーブルを変位させるためのアクチュエータに関する記述と同様の記述が、変位ユニットに適用される。したがって、変位ユニットは、例えば、プローブを１つまたは複数の空間的方向において変位させることが可能な、１つまたは複数の圧電調整器を有し得る。
本発明による装置はまた、既定の平面内でのプローブの位置を決定するためのプローブロケータを有することができる。例として、プローブロケータは、位置決めテーブルによって画定された平面内、またはマスクの表面によって画定された平面内でのプローブの位置を提供することができる。ここでもまた、例えば１つまたは複数の光学干渉計および／または容量性距離測定ユニットを使用することが可能である。
したがって、位置決めテーブルの変位およびプローブの変位は、それぞれ単独でまたは互いに組み合わせて使用され得る、本発明による装置の２つの可能な動作形態を構成する。
【００２９】
プローブが能動的に変位される場合、本発明による装置はさらに、測定装置または第１および／もしくは第２の測定装置がプローブの変位に追従するように、すなわちそのまたはそれらの測定装置がプローブと一緒に変位されるように、構成され得る。この目的のために、強固な機械式連結器が、例えば、プローブとそれぞれの測定装置（上記参照）との間に存在し得る。例として、プローブおよびそれぞれの測定装置は、一構造ユニットとして具現化され得る。
さらに、本発明による装置は、所定の運動の順序に従った位置決めテーブルの変位および／またはプローブの変位によって較正されるように具現化され得る。
具体的には、装置内に存在する全てのセンサ、プローブ、および測定装置のスケールは、所定の運動の順序に従った位置決めテーブルおよび／またはプローブの変位によって決定することができ、それらの構成要素のスケールは、互いに正規化され得る。そのような正規化が省略された場合、例えば外的擾乱のように思われるが構成要素の異なる測定スケールに基づく不自然な影響が、測定結果に現れる可能性がある。
【００３０】
較正目的のために、本発明による装置の走査変数をゼロに設定すること、すなわち、他の操作パラメータが後続の画像記録におけるように選択された状態でプローブの先端が特定の位置に静止することが、さらに可能である。この結果として、擾乱のみを（または少なくとも主に擾乱を）象徴するデータを得ることが可能である。続いて、１つまたは複数の適応パラメータが、それらのパラメータ適応によって修正されるデータが擾乱とは無関係であるように、最適化され得る。例として、そのような手順は、測定精度をさらに向上させるために、各画像記録に先立って行われ得る。
既定の運動の順序に従った位置決めテーブルおよび／またはプローブの変位、ならびにそのような適応パラメータの決定は、二者択一的に、または互いに組み合わせて用いることができる。
【００３１】
本発明による装置は、装置を制御するための信号に補償信号を適用することにより外的擾乱を補償する補償ユニットを有することができる。補償信号が適用される信号は、アクチュエータを制御すること、および／または変位ユニットを制御することに役立ち得る。
したがって、補償ユニットは、外的擾乱はすでに対応策により測定中に直接抑制されているが、遡及的に計算することにより外底擾乱の影響を得られた測定信号から除去する必要がないように、または、せいぜい部分的に除去すれば十分なように、一種の「雑音消去」を可能にすることができる。
【００３２】
表面の検査は、表面のトポグラフィの検査を含み得る。
この目的のために、例えば、すでに言及された原子間力顕微鏡法もしくは走査トンネル顕微鏡法の原理、またはこの目的に適した従来技術からの他の原理および方法を使用することができる。
ここで、本発明の範囲内で論じられた様々な機能上の構成要素、装置、およびユニットはまた、必ずしも別個の構造構成要素を構成する必要はないという事実について、さらに言及する。むしろ、機能上の構成要素、装置、およびユニットのうちの複数を、またはその全てですら、一体の構造構成要素に組み合わせることができる。さらに、単一の、いくつかの、または全ての機能上の構成要素が、実行されると対応する構造構成要素にそれぞれの機能性を提供させるソフトウェアによって実現されることも可能である。
本発明のさらなる態様が、マスクの表面を検査するための方法によって形成され、その方法では、本発明による装置の一実施形態が使用される。
以下の詳細な説明は、以下の図面を参照しながら、本発明の可能な実施形態について説明する。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】プローブと同じ表面上を測定しない測定装置を含む、検査対象の表面を検査するための本発明による装置の一実施形態を示す図である。
【図２ａ】プローブおよび２つの測定装置を含む、検査対象の表面を検査するための本発明による装置の一実施形態を示す図である。
【図２ｂ】プローブおよび２つの測定装置を含む、検査対象の表面を検査するための本発明による装置の一実施形態を示す図である。
【図３ａ】相関ユニットを含む、検査対象の表面を検査するための本発明による装置の一実施形態を示す図である。
【図３ｂ】相関ユニットを含む、検査対象の表面を検査するための本発明による装置の一実施形態を示す図である。
【図３ｃ】相関ユニットを含む、検査対象の表面を検査するための本発明による装置の一実施形態を示す図である。
【図４ａ】測定装置を含み、その測定領域内にプローブの測定点が位置する、検査対象の表面を検査するための本発明による装置の一実施形態を示す図である。
【図４ｂ】測定装置を含み、その測定領域内にプローブの測定点が位置する、検査対象の表面を検査するための本発明による装置の一実施形態を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００３４】
本発明の可能な実施形態が、以下の詳細な説明で説明される。しかし、本発明はそれらの実施形態に限定されるものではないことが重要視される。むしろ、本発明の範囲において、それらの特定の実施形態に関して説明される設計選択肢は、さらに修正されかつ互いに異なって組み合わされてもよく、また、個々の任意選択の特徴は、各状況においてそれらが必ずしも必要でないと思われる限り、省略されてもよい。したがって、冗長性を回避するために、具体的には先の段落における説明が参照され、その説明はまた、以下に続く詳細な説明に対してそれらの妥当性を維持する。
さらに、簡潔さの理由から、以下においては本発明がそれに限定されることなしに常にリソグラフィマスクの表面の検査に関して説明されることに言及する。むしろ、本発明の範囲内では、様々なタイプの検査対象の表面を検査することも可能である。
【００３５】
図１は、マスク１１０の表面１２０を検査するための装置１００の一実施形態を示す。ここに示された事例では、マスク１１０は、平面的なまたは平面のマスク１１０である。表面１２０に加えて、マスク１１０の特性は検査されるように意図されており、したがってマスク１１０は、反対側１２５上の第２の表面を有する。
【００３６】
装置１００は、表面１２０を検査する目的のためにプローブ１３０を有する。プローブ１３０は、測定点１３５においてマスク１１０の表面１２０と相互作用する。例として、両矢印１７０で示されているプローブ１３０とマスク１１０の表面１２０との相互作用は、力によって、またはプローブ１３０の先端とマスク１１０の表面１２０上の測定点１３５との間のトンネル電流によって特徴付けられ得る。例として、プローブ１３０とマスク１１０の表面１２０との相互作用は、プローブ１３０と表面１２０との間のファンデルワールス力に基づくか、またはそのような力を含むことができる。さらなる選択肢が、当業者には明白である。例として、マスク１１０の表面１２０を検査する目的のために、マスク１１０は、プローブ１３０と表面１２０との間の相互作用１７０の強さが実質的に一定に（すなわち、測定誤差の範囲内に）保たれるように、プローブ１３０に対して変位または移動され得る。
この目的のために、マスク１１０は、例えば位置決めテーブル（ここでは図示せず）上に設置することができ、位置決めテーブルは、位置決めテーブルを１つまたは複数の空間的方向において変位させるように具現化されたアクチュエータ（同じくここでは図示せず）に接続することができる。別法としてまたはさらに、プローブ１３０も能動的に変位させることができる。この目的のために、装置１００は、プローブ１３０を１つの空間的方向または複数の空間的方向において変位させるように具現化された変位ユニット（図示せず）を有することができる。
プローブ１３０の先端とマスク表面１２０との間の相互作用１７０を使用してマスク表面１２０を検査するための基本的方法は、当業者に知られている。したがって、この点に関しては、本明細書ではこれ以上詳しく論述しない。
【００３７】
装置１００は、基準点１４７からのマスク１１０の基準距離１４５を確定する働きをする測定装置１４０をさらに有する。測定装置１４０は、マスク１１０の測定領域１４８においてマスク１１０の基準距離１４５を測定するが、測定領域１４８は、プローブ１３０によって検査されるマスク１１０の表面１２０上には配置されていない。むしろ、ここに示された事例では、測定領域１４８は、検査される表面１２０の反対側に面したマスク１１０の側１２５上に配置される。プローブ１３０の先端との相互作用１７０を確立する測定点１３５、および測定装置１４０の測定領域１４８は、この事例ではマスク１１０の異なる側上に実質的に相対して位置する。ここで「実質的に」とは、構成的見地から、また測定領域１４８の範囲を考慮に入れて、これを正確に調整できるという程度の意味であり得る（例として、測定領域１４８の中心点が測定点１３５の反対側に位置してもよく、または、測定領域１４８の任意の点が測定点１３５の反対側に位置してもよい）。
例として、測定装置１４０は、光学干渉の原理および／または容量性距離測定の原理に従って動作することができる。当業者に知られた他の測定原理も同様に、測定装置１４０で使用することができる。例として、測定装置１４０は、レーザ干渉計であってもよい。
【００３８】
測定装置１４０は、基準点１４７からのマスク１１０の基準距離１４５が測定領域１４８にわたって平均化されるように構成され得る。例として、測定領域１４８は、円形、卵形、または別の形態を有し得る。
そこからマスク１１０の基準距離１４５が測定される基準点１４７は、この場合、例えば測定装置１４０の任意の点とすることができる。例として、測定装置１４０がレーザ干渉計である場合、基準点１４７は、例えば、干渉計の射出レンズ要素上の一点、または干渉計のセンサ上の一点、等であり得る。
【００３９】
測定装置１４０は、マスク１１０に対するプローブ１３０の運動がマスク１１０に対する測定装置１４０の運動をもたらすように、プローブ１３０に機械的に連結され得る。図１の例示では、そのような機械式連結器１６０が示されている。例として、プローブ１３０が変位ユニットによって能動的に変位され得る場合、この連結器は、プローブ１３０および測定装置１４０が変位ユニットにより１つのユニットのように一緒に移動されるように、具現化され得る。例として、プローブ１３０および測定装置１４０は、一構造ユニットとして具現化され得る。
プローブ１３０の測定信号、および測定された基準距離１４５を分析することにより、装置１００への外的擾乱の影響とマスク１１０の表面１２０に関する構造情報とを区別するために装置１００を使用することができ、したがって、外的擾乱の憂慮すべき影響を計算により少なくとも部分的に補償するかまたは測定結果から除去することができる。
【００４０】
図２ａは、マスク１１０の表面１２０を検査するための、本発明によるさらなる装置２００の一実施形態を示す。装置２００は、マスク１１０の表面１２０と相互作用するプローブ１３０を有する。マスク１１０、その表面／側１２０、１２５、プローブ１３０、およびマスク１１０の表面１２０上の測定点１３５とのその相互作用１７０に関しては、図１に関する論述における対応する説明が参照され、その説明は、ここに示された実施形態２００に転用することができる。
図２ａは、マスク１１０が載せられた位置決めテーブル１８０を明確に示す。位置決めテーブル１８０は、位置決めテーブル１８０を少なくとも１つの空間的方向において変位させることを可能にするアクチュエータ１８５に接続される。例として、アクチュエータ１８５は、１つまたは複数の圧電調整器、および／またはスピンドルドライブ、等を有し得る。別法としてまたはさらに、プローブ１３０もまた、すでに上述されたように、変位ユニットによって能動的に変位され得る。
座標系２９０が、図２ａの右上に示されている。座標系２９０から推測され得るように、マスク１１０の表面１２０上の測定点１３５からプローブ１３０までの方向は、ｚ−方向で表される。この方向は、この場合では位置決めテーブル１８０によって画定された平面と一致する、ｘｙ−方向に位置する平面に対して垂直である。しかし、基本的に、ｚ−方向が位置決めテーブル１８０によって画定された平面から傾いていること、すなわちテーブルの平面がｘｙ−平面と一致しないことも考えられる。ｘ−方向、ｙ−方向、およびｚ−方向に関するこれらの記述は、本明細書で説明される本発明の他の全ての実施形態にも転用することができ、それが、座標系２９０が図２ａに１度だけ示されている理由である。
【００４１】
アクチュエータ１８５は、例えば表面１２０のトポグラフィまたは他の特性の検査を可能とするために、プローブ１３０と表面１２０との間の相互作用１７０の強さが実質的に一定に保たれるように、位置決めテーブル１８０を変位させるように構成され得る。別法としてまたはさらに、プローブ１３０が変位ユニットによって能動的に変位される場合、変位ユニットは、そのために必要とされるマスク１２０に対するプローブ１３０の変位をもたらすこともでき、または、アクチュエータ１８５および変位ユニットは、この目的のために相互に作用することができる。
装置２００は、第１の基準点２４７からのマスク１１０の第１の基準距離２４５を確定するための第１の測定装置２４０と、第２の基準点２５７からのマスク１１０の第２の基準距離２５５を確定するための第２の測定装置２５０とを有する。ここには示されていないが、装置２００がさらなる基準距離を確定するためのさらなる測定装置を有することも可能である。
【００４２】
図２ａに示された実施形態では、第１の測定装置２４０および第２の測定装置２５０は、プローブ１３０に隣接して異なる側に配置されている。ここで、測定点１３５は、第１の測定装置２４０の第１の測定領域２４８と第２の測定装置２５０の第２の測定領域２５８との間に位置する。ここに示された実施形態では、第１の測定領域２４８および第２の測定領域２５８は、いかなる重複部分も有さない。しかし、基本的には、第１の測定領域２４８および第２の測定領域２５８が部分的に重複することも可能である。しかし、第１の測定領域２４８および第２の測定領域２５８が全く重複しないことにより、２つの測定装置２４０および２５０を使用して、測定装置を１つしか使用しない場合に可能とされるのよりもマスク１１０の表面１２０のより大きな領域をカバーすることができる。
【００４３】
この場合、第１の基準点２４７からのマスク１１０の第１の基準距離２４５は、第１の測定領域２４８にわたって平均化された距離とされ得る。同様に、第２の基準点２５７からのマスク１１０の第２の基準距離２５５は、第２の測定領域２５８にわたって平均化された距離とされ得る。そのような平均化された測定を可能とするために、第１の測定装置２４０および／または第２の測定装置２５０は、例えば、光学干渉の原理および／または容量性距離測定の原理に従って動作することができ、例として、この測定装置は、レーザ干渉計であり得る。当業者に知られている他の測定原理も同様に、ここで使用することができる。測定領域２４８および２５８の可能な形態および範囲に関して、上記の測定領域１４８に関する対応する記述が参照される。
【００４４】
ここに示されるように、第１の基準点２４７は、第１の測定装置２４０の一点とすることができる。同様に、第２の基準点２５７は、第２の測定装置２５０の一点とすることができる。
図２ａは、第１の測定装置２４０とプローブ１３０との間の第１の機械式連結器２６０、および、第２の測定装置２５０とプローブ１３０との間の第２の機械式連結器２６５をさらに示す。第１の測定装置２４０と第２の測定装置２５０との間の直接の機械式連結は示されていないが、当業者は、そのような連結が同様に存在し得ることを理解するであろう。
第１の機械式連結器２６０は、マスク１１０に対する第１の測定装置２４０の運動をもたらす、マスク１１０に対するプローブ１３０の運動をもたらすことができる。第２の機械式連結器２６５は、マスク１１０に対する第２の測定装置２５０の運動をもたらす、マスク１１０に対するプローブ１３０の運動をもたらすことができる。上記ですでに示されたように、第１の機械式連結器２６０または第２の機械式連結器２６５の設計は、プローブ１３０からの測定信号および第１または第２の測定装置２４０、２５０からの測定信号の相関関係に影響を与え得る。そのような相関関係を使用して擾乱を抑制することにより、装置２００を通じて達成可能な測定精度を向上させることができる。プローブが能動的に変位される場合においてそれぞれの測定装置２４０、２５０がプローブ１３０と一緒に変位されるような機械式連結の可能性については、すでに論述された。例として、第１の測定装置２４０および／または第２の測定装置２５０は、プローブ１３０と一緒に一構造ユニットとして構成され得る。
【００４５】
しかし、図２ｂに示されるように、２つの測定装置２４０、２５０のうちの１つが−またはその両方ともが−測定装置１４０として構成されることも可能であり、その測定領域１４８は、表面１２０の反対側に位置するマスク１１０の側１２５上に配置される。そのような測定装置１４０の可能な設計選択肢に関して、上記の図１に関する論述が参照され、また、そこでなされた記述は、図２ｂに示された実施形態に転用することができる。図２ｂでは、図２ａからの第１の測定装置２４０は、そのような「下から測定する」測定装置１４０に置き換えられた。しかし、これは単なる一例にすぎない。
【００４６】
図３ａは、マスク１１０の表面１２０を検査するための、本発明によるさらなる装置３００の一実施形態を示す。装置３００は、マスク１１０の表面１２０と相互作用するプローブ１３０を有する。マスク１１０、その表面／側１２０、１２５、プローブ１３０、およびマスク１１０の表面１２０上の測定点１３５とのその相互作用１７０に関しては、図１に関する論述における対応する説明が再度参照され、その説明は、ここに示される実施形態３００に直接転用することができる。
装置３００は、基準点３４７からのマスク１１０の基準距離３４５を確定するための測定装置３４０をさらに有する。ここで、測定装置３４０は、測定領域３４８において基準距離を測定する。
測定装置３４０の可能な実施形態、ならびに基準距離３４５、測定領域３４８、および基準点３４７の位置に関するさらなる詳細に関しては、図１ならびに図２ａ〜ｂに示された装置１００および２００に関する対応する説明が参照され、その説明は、ここに示された装置３００に同様に転用することができる。
【００４７】
図３ａに明確に示されるように、測定装置３４０は、マスクに対する測定装置３４０の運動をもたらすマスクに対するプローブ１３０の運動をもたらす、例えばプローブ１３０を含む機械式連結器３６０を有し得る。例として、そのような機械式連結器３６０は、プローブ１３０の運動および測定装置３４０の運動が外的擾乱に応答してどの程度の強さで互いに相関するかに影響を与え得る。機械式連結器３６０はまた、プローブ１３０の能動的な変位の際に測定装置３４０がプローブ１３０と一緒に変位されることを確実にする目的に適い得る。例として、測定装置３４０およびプローブ１３０は、一構造ユニットとして構成され得る。
【００４８】
装置３００は、プローブ１３０からの測定信号と測定装置３４０からの測定信号とを互いに関連させるように具現化された相関ユニット３９０を有する。例として、相関ユニット３９０は、プローブ１３０からの信号と測定装置３４０からの信号との間の位相差を確定するように構成された、位相解析器を有し得る。例として、そのような位相差は、外的擾乱がどの程度装置３００を伝播するかに関する情報を提供することができる。例として、相関ユニット３９０は、プローブ１３０からの測定信号の振幅と測定装置３４０からの測定信号の振幅とを比較することもできる。当業者は、２つの測定信号を相関させるためのさらなる選択肢を認識している。
ここで、測定装置３４０は、プローブ１３０によって検査されるマスク１１０の表面１２０上に配置されていないマスク１１０の測定領域１４８における基準点１４７からのマスク１１０の基準距離１４５を測定する測定装置１４０としても具現化され得る。そのような装置３００の実施形態は、図３ｂに明確に示されている。ここで、図１における実施形態１００に関する論述の範囲内で測定装置１４０に関してなされた全ての記述は、ここに示された事例にも転用することができる。
【００４９】
さらに、装置３００が単一の測定装置３４０の代わりに複数の測定装置を有し、その複数の測定装置のうちのいくつかまたは全てが相関ユニット３９０を通じてプローブ１３０に連結されることも可能である。ここで、関連する測定装置のそれぞれは、専用の相関ユニットを通じてプローブ１３０に連結されてもよい。あるいは、関連する測定装置のうちのいくつかまたは全てが、共通の相関ユニット３９０を通じてプローブ１３０に連結される。図３ｃは、図２ａと併せて説明されたような２つの測定装置２４０および２５０と共通の相関ユニット３９０とを組み合わせる装置３００の一実施形態を、例示的な態様で示す。したがって、図２ａ〜ｂに関する論述の文脈においてなされた全ての記述は、図３ｃに示された事例にも転用することができる。
【００５０】
図４ａ〜ｂは、マスク１１０の表面１２０を検査するための、本発明によるさらなる装置４００の実施形態を示す。装置４００は、測定点１３５においてマスク１１０の表面１２０と相互作用するプローブ１３０を有する。マスク１１０、マスク１１０の表面１２０、プローブ１３０、およびマスク１１０の表面１２０上の測定点１３５とプローブ１３０との相互作用に関しては、図１に関する論述における対応する説明が参照され、その説明は、ここに示された実施形態４００に直接転用することができる。
装置４００は、基準点からのマスク１１０の基準距離を確定するための測定装置４４０を有する。基準点は、図４ａ〜ｂには明確には示されていない。例として、基準点は、測定装置４４０のセンサ上に位置してもよく、または、基準点は、測定装置４４０の異なる点として画定されてもよい。基準距離および基準点の位置に関するさらなる詳細に関しては、上記の対応する説明が参照される。
【００５１】
測定装置４４０は、マスク１１０の（表面１２０上の）測定領域４４８においてマスクの基準距離を測定する。ここで、プローブ１３０の測定点１３５は、測定領域４４８内に位置する。したがって、基準距離を確定するために使用される測定領域４４８は、プローブ１３０の測定点１３５を含み、また、擾乱補償が常に可能であるように、少なくともプローブ１３０の測定点１３５の「極近傍」を含む。
構造的見地から、測定領域４４８内でのプローブ１３０の測定を可能にするために、ここに示された測定装置４４０は、ビーム経路４４１を有し、このビーム経路４４１内にプローブ１３０が配置される。
【００５２】
例示目的のために図４ａ〜ｂに例示的な態様で示されるように、プローブ１３０は、例えば、原子間力顕微鏡の片持ち梁であり得る。ここで、ビーム経路４４１、およびその中で測定装置４４０が測定する測定領域４４８の範囲は、片持ち梁によって反射される光または測定領域４４８での片持ち梁の「影付け」が、影を落とされていない測定領域４４８の部分においてマスク表面１２０によって反射される光に対して無視できるほどであるように、選択され得る。
具体的には、測定装置４４０のビーム経路４４１は、測定領域４４８上に（おおよそ、すなわち、技術的に実現可能な程度で）平行にされた光線４４３の像を描く、反射要素４４２を有することができる。例として、このことは、構成的見地から装置４００のコンパクトな実現を可能にし得る。
【００５３】
図４ａでは、反射要素４４２は、凹面鏡または放物面鏡である。反射要素４４２は、先細の光円錐に沿って、測定領域４４８上に平行にされた光線４４３の像を描く。ここで、測定領域４４８が場合により強く集束され得る、すなわち測定領域４４８が（例えば、光線４４３の直径と比較して）非常に小さな範囲を有し得るにもかかわらず、先細の光円錐の直径はなおも、プローブ１３０によって反射または遮断される光の量が基準距離の測定の目的に対して無視できる程度であるように、プローブ１３０の領域、すなわち例えば原子間力顕微鏡の片持ち梁の領域において十分に大きな直径であることができる。例として、光円錐の開口角が大きくなるほど、結果として生じ得るプローブ１３０による影付けが少なくなる。
それに反して、図４ｂに示された装置４００の実施形態では、反射要素４４２は平面鏡である。反射要素４４２は、平行にされた光線４４３を、依然として（おおよそ）平行な光線として測定領域４４８上に誘導する。このことは、プローブ１３０による影付けの影響を特に優れた態様で最小限に抑えることができ、また、基準距離の（平均化された）距離測定をさらに促進することができる。
【００５４】
最後に、ここで説明された測定装置４４０は、図２ａ〜ｂで説明された装置２００の第１の測定装置２４０および／または第２の測定装置２５０としても具現化することができるという事実に言及する。ここで説明された測定装置４４０はまた、相関ユニット３９０を含む図３ａ〜ｃで説明された装置３００の測定装置３４０として具現化することができる。したがって、測定装置２４０、２５０、および３４０に関して説明された設計特性は、測定装置４４０にも転用することができ、その逆も同様である。
上記でなされた記述から、本明細書で説明された装置１００、２００、３００、および４００は本発明の範囲内で−それらが（構造的にまたは）技術的に矛盾しない範囲で−多くの異なる方法で互いに組み合わせられ得ること、および、本明細書において明確に示された例示的な実施形態は単に本発明の理解を促進するのに役立つ例を構成するにすぎないことが、当業者には明らかであろう。
【００５５】
図１、図２ａ〜ｂ、図３ａ〜ｃ、および図４ａ〜ｂに明確に示された構成要素に加えて、装置１００、２００、３００、および４００はさらに、さらなる追加の構成要素をなおも含むことができる。
例として、本発明による装置１００、２００、３００、４００は、装置１００、２００、３００、４００を制御可能な擾乱にさらすように構成された擾乱源を有することができる。このことは、制御可能な状況下でのデバイス１００、２００、３００、４００に対するそのような外的擾乱の影響の検査に役立つことができ、したがって、擾乱補償の向上に貢献する。
【００５６】
本発明による装置１００、２００、３００、４００はまた、図２ａに示されるように、マスク１１０を設置するための位置決めテーブル１８０を有することができる。本発明による装置１００、２００、３００、４００は、位置決めテーブル１８０を少なくとも１つの方向において、例えばｘ−方向、ｙ−方向、および／またはｚ−方向において変位させるように具現化されたアクチュエータ１８５をさらに有することができる。アクチュエータ１８５は、プローブ１３０と表面１２０との間の相互作用１７０の強さが実質的に一定に保たれるように位置決めテーブル１８０を変位させるように構成され得る。位置決めテーブル１８０およびアクチュエータ１８５に関するさらなる詳細に関しては、他の箇所の対応する説明が参照される。
本発明による装置１００、２００、３００、４００はまた、位置決めテーブルによって画定された平面内での位置決めテーブル１８０の位置を決定する働きをする、１つ（または複数の）ロケータを有することができる。すでに述べたように、位置決めテーブルは、例えば、プローブ１３０の測定方向を表すｚ−方向が位置決めテーブル１８０によって画定された平面に垂直であるように、ｘｙ−平面に配置され得る。例として、そのようなロケータは、位置決めテーブル１８０に隣接して配置されまたその測定領域が位置決めテーブル１８０の縦縁上に配置される、レーザ干渉計および／または容量的に測定する距離センサとして構成され得る。そのようなロケータは、外的擾乱に対する装置１００、２００、３００、４００の反応に関する追加の情報を提供し、それにより擾乱補償を向上させることができる。
【００５７】
変位可能な位置決めテーブル１８０の代わりとしてまたはそれに加えて、本発明による装置１００、２００、３００、４００は、プローブ１３０を少なくとも１つの方向において、例えばｘ−方向、ｙ−方向、またはｚ−方向において変位させるように具現化された、変位ユニット（図示せず）を有することができる。変位ユニットは、プローブ１３０とマスク１１０の表面１２０との間の相互作用１７０の強さが実質的に一定に保たれるようにプローブ１３０を変位させるように構成され得る。
一般に、位置決めテーブル１８０を変位させるためのアクチュエータ１８５に関する記述と同様の記述が、変位ユニットに適用される。したがって、変位ユニットは、例えば、プローブ１３０を１つまたは複数の空間的方向において変位させることが可能な、１つまたは複数の圧電調整器を有し得る。
【００５８】
本発明による装置１００、２００、３００、４００はまた、既定の平面内でのプローブ１３０の位置を決定するためのプローブロケータ（図示せず）を有することができる。例として、プローブロケータは、位置決めテーブル１８０によって画定された平面内、またはマスク１１０の表面１２０によって画定された平坦部内でのプローブ１３０の位置を提供することができる。これらの２つの平面（位置決めテーブル１８０によって画定された平面、表面１２０によって画定された平面）は、例えば平面的なマスク１１０の場合、一致し得る。あるいは、それらの平面は、例えば非平面的なマスク１１０の場合、異なり得る。例えば、１つもしくは複数の光学干渉計および／または容量性距離測定ユニットをプローブロケータとして使用することが可能である。
したがって、位置決めテーブル１８０の変位およびプローブ１３０の変位は、それぞれ単独でまたは互いに組み合わせて使用され得る、本発明による装置１００、２００、３００、４００の２つの可能な動作形態を構成する。
【００５９】
本発明による装置１００、２００、３００、４００はまた、所定の運動の順序に従った位置決めテーブル１８０の変位および／またはプローブ１３０の変位によって較正されるように具現化され得る。別法としてまたはさらに、すでに上述したように、ゼロの画像サイズの場合、すなわちプローブ１３０の静止位置の場合でも、データが検出され得る。
本発明による装置１００、２００、３００、４００は、装置１００、２００、３００、４００を制御するための信号に補償信号を適用することにより外的擾乱を補償する補償ユニットを有することができる。したがって、擾乱補償は、「雑音消去」により、少なくとも部分的に能動的な態様で実行され得る。例として、補償信号が適用される信号は、位置決めテーブル１８０のアクチュエータ１８５を制御すること、および／または変位ユニットを制御することに役立ち得る。
【００６０】
最後に、表面１２０のトポグラフィの検査は、本発明による装置１００、２００、３００、４００を適用する例示的な可能性として言及されるべきものである。しかし、これは１つの選択肢を構成するにすぎず、本発明はそれに限定されるものではない。さらに、本発明は、本発明による装置１００、２００、３００、４００を使用してマスク１１０の−または別の検査対象の−表面１２０を検査するための方法も含む。
【符号の説明】
【００６１】
１００  装置
１１０  マスク
１２０  表面
１２５  側
１３０  プローブ
１３５  測定点
１４０  測定装置
１４５  基準距離
１４７  基準点
１４８  測定領域
１６０  機械式連結器
１７０  両矢印、相互作用
１８０  位置決めテーブル
１８５  アクチュエータ
２００  装置
２４０  第１の測定装置
２４５  第１の基準距離
２４７  第１の基準点
２４８  第１の測定領域
２５０  第２の測定装置
２５５  第２の基準距離
２５７  第２の基準点
２５８  第２の測定領域
２６０  第１の機械式連結器
２６５  第２の機械式連結器
２９０  座標系
３００  装置
３４０  測定装置
３４５  基準距離
３４７  基準点
３４８  測定領域
３６０  機械式連結器
３９０  相関ユニット
４００  装置
４４０  測定装置
４４１  ビーム経路
４４２  反射要素
４４３  平行にされた光線
４４８  測定領域
【図１】
2016218066.tif 000003
【図２ａ】
2016218066.tif 000004
【図２ｂ】
2016218066.tif 000005
【図３ａ】
2016218066.tif 000006
【図３ｂ】
2016218066.tif 000007
【図３ｃ】
2016218066.tif 000008
【図４ａ】
2016218066.tif 000009
【図４ｂ】
2016218066.tif 000010
【外国語明細書】
2016218066000001.pdf