CN102597890A

CN102597890A - 具有空间滤光片的全息掩模检查系统

Info

Publication number: CN102597890A
Application number: CN2010800504785A
Authority: CN
Inventors: R·萨拉尔德森; A·邓鲍夫; E·凯蒂; Y·沙玛莱; R·雅克布
Original assignee: ASML Holding NV
Current assignee: ASML Holding NV
Priority date: 2010-01-27
Filing date: 2010-11-12
Publication date: 2012-07-18
Also published as: TW201128321A; WO2011091877A1; US20120281197A1; JP2013518261A; KR20120127618A

Abstract

公开了用于全息掩模检查的设备、方法和光刻系统。全息掩模检查系统(300，600，700)包括照射源(330)、空间滤光片(350)和图像传感器(380)。照射源配置成将辐射束(331)照射到掩模(310)的目标部分上。空间滤光片(350)布置在光学系统(390，610，710)的傅里叶变换光瞳平面中，其中空间滤光片接收来自所述掩模的目标部分的被反射的辐射束(311)的至少一部分。光学系统布置成组合(360，660，740)被反射的辐射束(311)的所述部分与参考辐射束(361，331)以产生组合的辐射束。此外，图像传感器(380)配置成捕获组合的辐射束的全息图像。图像可以包含一个或更多的掩模缺陷。

Description

具有空间滤光片的全息掩模检查系统

相关申请的交叉引用

本申请要求于2010年1月27日申请的美国临时申请61/298,792的权益，且通过引用将其全部内容并入本文中。

技术领域

本发明的实施例整体上涉及光刻术，更具体地涉及一种具有空间滤光片的全息掩模检查系统。

背景技术

光刻术被广泛地公认为在制造集成电路(IC)以及其他器件和/或结构中的关键工艺。光刻设备是一种在光刻过程中使用的机器，其将所需图案应用到衬底上(诸如应用到所述衬底的目标部分上)。在用光刻设备制造IC的过程中，图案形成装置(可替代地称为掩模或掩模版的)生成待形成在所述IC的单层上的电路图案。可以将该图案转移到衬底(例如，硅晶片)上的目标部分(例如，包括一部分管芯、一个或多个管芯)上。典型地，经由成像将所述图案转移到在所述衬底上设置的辐射敏感材料(例如抗蚀剂)层上。通常，单个衬底将包含连续形成图案的相邻目标部分的网络。制造IC的不同层通常需要利用不同的掩模在不同的层上对不同的图案进行成像。

随着IC的尺寸的减小以及被从掩模转移到衬底上的图案变得更加复杂，在掩模上形成的特征中的缺陷变得越来越重要。结果，形成在掩模上的特征中的缺陷转换成形成在衬底上的图案缺陷。掩模缺陷可能来自各种源，诸如例如掩模坯料上的涂层中的缺陷、掩模车间中的掩模图案化过程以及在晶片制造设施中的掩模输送和污染物缺陷。因此，针对缺陷检查掩模对于最小化或消除不期望的颗粒和污染物以防止影响掩模图案到衬底上的转移是重要的。

全息术是可以用于监控掩模缺陷的一种方法。例如，通过使物方束与参考束相互干涉可以产生全息图，使得可以在图像传感器上记录合成场，图像传感器诸如是例如具有传感器阵列的硅电荷耦合器件(CCD)。之后，可以重新构造该物体，其中来自重新构建的物体的相位和振幅信息可以被检查以确定缺陷的存在。

因为掩模上的小颗粒(例如掩模缺陷)可能导致由图像传感器记录的合成场的小的信噪比，所以对掩模的目标部分的全息成像是困难的。或者说，被从小的颗粒反射回至图像传感器的能量的量时常地远小于背景DC信号中的波动(例如来自围绕小的颗粒的掩模区域)，其还被返回至图像传感器。

关于小颗粒(诸如掩模缺陷)的全息成像的另一问题关注在从对应于合成场的全息图像减去参考图像以确定两个图像之间的差别时的配准误差(registration error)。参考图像和合成图像之间的差别可以表示存在掩模缺陷。然而，如果参考图像和合成图像包含在两个图像之间被偏移某一随机量的图案，那么这些图像之间的差别的残余量可能显著地大于来自附近颗粒的信号。

需要设备、方法以及系统以克服关于掩模缺陷的全息监控的上文提及的问题。

发明内容

鉴于上述，需要的是改进的全息掩模检查系统以支持从转移到衬底上的掩模图案最小化或移除缺陷。为了满足这一需要，本发明的实施例涉及具有空间滤光片的全息掩模检查系统。

本发明的实施例包括全息掩模检查系统。全息掩模检查系统包括：照射源，配置成将辐射束照射到掩模的目标部分上。该全息掩模检查系统还包括空间滤光片，其布置在光学系统的光瞳平面中。所述空间滤光片接收来自所述掩模的目标部分的被反射的辐射束的至少一部分。所述光学系统组合所述被反射的辐射束的所述部分与参考辐射束以产生组合的辐射束。此外，该全息掩模检查系统包括图像传感器，其配置成捕获组合的辐射束的图像。

本发明的实施例还包括用于检查掩模的缺陷的方法。所述方法包括以下步骤：将辐射束照射到掩模的目标部分上；接收来自所述掩模的目标部分的被反射的辐射束的至少一部分，其中所述被反射的辐射束的所述部分穿过布置在光学系统的光瞳平面中的空间滤光片；组合来自所述空间滤光片的被反射的辐射束的所述部分与参考辐射束以产生组合的辐射束；和检测对应于所述组合的辐射束的图像。

本发明的实施例还包括具有全息掩模检查系统的光刻系统。所述光刻系统包括下述部件：第一照射系统、支撑件、衬底台、投影系统和全息掩模检查系统。该全息掩模检查系统包括第二照射源、布置在光学系统的光瞳平面中的空间滤光片和图像传感器。所述空间滤光片接收来自图案形成装置的目标部分的被反射的辐射束的至少一部分。所述光学系统组合所述被反射的辐射束的所述部分与参考辐射束以产生组合的辐射束。图像传感器配置成检测对应于所述组合的辐射束的图像。

本发明实施例的另外的特征和优点以及本发明各实施例的结构和操作将在下文中参考附图进行详细描述。注意到，本发明不限于此处描述的具体实施例。此处呈现出这样的实施例仅是为了说明的目的。基于此处包含的教导，相关领域的技术人员将明白另外的实施例。

附图说明

此处包含的且形成了说明书的一部分的附图示出了本发明，且与所述描述一起进一步用于说明本发明实施例的原理，和使相关领域的技术人员能够制造和使用本发明的实施例。

图1A是示例性的反射式光刻设备的视图，其中可以实施本发明的实施例。

图1B是示例性的透射式光刻设备的视图，其中可以实施本发明的实施例。

图2是示例性EUV光刻设备的视图，其中可以实施本发明的实施例。

图3是全息掩模检查系统的实施例的图示。

图4是具有设置在其上的示例性的周期性掩模版图案的示例性掩模版的图示。

图5是在将空间滤光片放置在傅里叶变换平面中之前和之后示例性空间滤光片的图示，其中傅里叶变换平面的像在全息掩模检查系统的光学系统中。

图6是另一全息掩模检查系统的另一实施例的图示。

图7是还一全息掩模检查系统的实施例的图示。

图8是全息掩模检查方法的实施例的图示。

在结合附图时，将从下文阐述的详细描述更加明白本发明实施例的特征和优点，其中相同的参考标记在全文中表示相应的元件。在附图中，相同的参考标号通常表示一致的、功能上类似的和/或结构上类似的元件。元件首次出现的附图由相应的参考标号中的最左边的数字示出。

具体实施方式

I.综述

本发明的实施例涉及全息掩模检查系统。本说明书公开了包括本发明实施例的特征的一个或更多的实施例。所公开的实施例仅示例性地说明本发明。本发明的范围不限于所公开的实施例。本发明由随附的权利要求限定。

所描述的实施例和在说明书中对“一个实施例”、“实施例”、“示例性实施例”等的引用表示所述的实施例可以包括特定的特征、结构或特性，但是每一实施例不一定包括特定的特征、结构或特性。然而，这样的措辞不一定表示同一实施例。另外，在结合实施例描述特定的特征、结构或特性时，应当理解，不论是否明确地进行了描述，结合其它实施例实施这样的特征、结构或特性在本领域技术人员的知识范围内。

本发明的实施例涉及全息掩模检查系统。全息掩模检查系统可以用于解决典型的全息掩模检查系统中的问题，诸如例如且不限于，用于产生全息图像和配准误差的合成场的信噪比小的问题。在实施例中，这些问题可以通过将空间滤光片放置在全息掩模检查系统中的光学系统的光瞳平面或傅里叶变换平面中来解决。空间滤光片可以移除与反射离开掩模缺陷的光的衍射图案相关的光谱分量，其又可以改善最终场的信噪比和配准误差。

然而，在更加详细地描述这样的实施例之前，呈现出可以实施本发明的实施例的示例性环境是有益的。

II.示例性光刻环境

A.示例性反射式和透射式光刻系统

图1A和1B分别示意性地示出光刻设备100和光刻设备100’。光刻设备100和100’中每个包括：照射系统(照射器)IL，配置用于调节辐射束B(例如，深紫外(DUV)辐射或极紫外(EUV)辐射)；支撑结构(例如掩模台)MT，配置用于支撑图案形成装置(例如掩模、掩模版、或动态图案形成装置)MA并与配置用于精确地定位图案形成装置MA的第一定位装置PM相连；衬底台(例如晶片台)WT，配置用于保持衬底(例如涂覆有抗蚀剂的晶片)W，并与配置用于精确地定位衬底W的第二定位装置PW相连。光刻设备100和100’还具有投影系统PS，所述投影系统PS配置用于将由图案形成装置MA赋予辐射束B的图案投影到衬底W的目标部分C(例如包括一根或多根管芯)上。在光刻设备100中，图案形成装置MA和投影系统PS是反射性的，在光刻设备100’中，图案形成装置MA和投影系统PS是透射性的。

所述照射系统IL可以包括各种类型的光学部件，例如折射型、反射型、磁性型、电磁型、静电型或其它类型的光学部件、或其任意组合，以引导、成形、或控制辐射B。

所述支撑结构MT以依赖于图案形成装置MA的方向、光刻设备100和100’的设计以及诸如图案形成装置MA是否保持在真空环境中等其它条件的方式保持图案形成装置MA。所述支撑结构MT可以采用机械的、真空的、静电的或其它夹持技术来保持图案形成装置MA。所述支撑结构MT可以是框架或台，例如，其可以根据需要成为固定的或可移动的。所述支撑结构MT可以确保图案形成装置位于所需的位置上(例如相对于投影系统PS)。

术语“图案形成装置”MA应该被广义地理解为表示能够用于将图案在辐射束B的横截面上赋予辐射束B、以便在衬底W的目标部分C上形成图案的任何装置。被赋予辐射束B的图案可能与在目标部分C上形成的器件中的特定的功能层相对应，例如集成电路。

图案形成装置MA可以是透射式的(例如图1B中的光刻设备100’中)或反射式的(如在图1A的光刻设备100中)。图案形成装置MA的示例包括掩模版、掩模、可编程反射镜阵列以及可编程液晶显示(LCD)面板。掩模在光刻术中是公知的，并且包括诸如二元掩模类型、交替型相移掩模类型、衰减型相移掩模类型和各种混合掩模类型之类的掩模类型。可编程反射镜阵列的示例采用小反射镜的矩阵布置，每一个小反射镜可以独立地倾斜，以便沿不同方向反射入射的辐射束。所述已倾斜的反射镜将图案赋予由所述反射镜矩阵反射的辐射束B。

术语“投影系统”PS可以包括任意类型的投影系统，包括折射型、反射型、反射折射型、磁性型、电磁型和静电型光学系统、或其任意组合，如对于所使用的曝光辐射所适合的、或对于诸如使用浸没液或使用真空之类的其他因素所适合的。真空环境可以用于EUV或电子束，这是因为其它气体可能吸收太多的辐射或电子。因此可以在真空壁和真空泵的帮助下将真空环境提供至整个束路径。

光刻设备100和/或光刻设备100’可以是具有两个(双台)或更多衬底台(和/或两个或更多的掩模台)WT的类型。在这种“多台”机器中，可以并行地使用附加的衬底台WT，或可以在一个或更多个台上执行预备步骤的同时，将一个或更多个其它衬底台WT用于曝光。

参照图1A和1B，所述照射器IL接收从辐射源SO发出的辐射束。该源SO和所述光刻设备100和100’可以是分立的实体(例如当该源SO为准分子激光器时)。在这种情况下，不会将该源SO考虑成形成光刻设备100或100’的一部分，并且通过包括例如合适的定向反射镜和/或扩束器的束传递系统BD(图1B)的帮助，将所述辐射束B从所述源SO传到所述照射器IL。在其它情况下，所述源SO可以是所述光刻设备100、100’的组成部分(例如当所述源SO是汞灯时)。可以将所述源SO和所述照射器IL、以及如果需要时设置的所述束传递系统BD一起称作辐射系统。

所述照射器IL可以包括用于调整所述辐射束的角强度分布的调整器AD(图1B)。通常，可以对所述照射器的光瞳平面中的强度分布的至少所述外部和/或内部径向范围(一般分别称为σ-外部和σ-内部)进行调整。此外，所述照射器IL可以包括各种其它部件(图1B)，例如积分器IN和聚光器CO。可以将所述照射器IL用于调节所述辐射束B，以在其横截面中具有所需的均匀性和强度分布。

参考图1A，所述辐射束B入射到保持在支撑结构(例如，掩模台)MT上的所述图案形成装置(例如，掩模)MA上，并且通过所述图案形成装置MA来形成图案。在光刻设备100中，辐射束B被从图案形成装置(例如掩模)MA反射。在已经从图案形成装置(例如掩模)MA反射之后，所述辐射束B通过投影系统PS，所述投影系统PS将辐射束B聚焦到所述衬底W的目标部分C上。通过第二定位装置PW和位置传感器IF2(例如，干涉仪器件、线性编码器或电容传感器)的帮助，可以精确地移动所述衬底台WT，例如以便将不同的目标部分C定位于所述辐射束B的路径中。类似地，可以将所述第一定位装置PM和另一个位置传感器IF1用于相对于所述辐射束B的路径精确地定位图案形成装置(例如掩模)MA。可以使用掩模对准标记M1、M2和衬底对准标记P1、P2来对准图案形成装置(例如掩模)MA和衬底W。

参考图1B，所述辐射束B入射到保持在支撑结构(例如，掩模台MT)上的所述图案形成装置(例如，掩模MA)上，并且通过所述图案形成装置来形成图案。已经穿过掩模MA之后，所述辐射束B通过投影系统PS，所述投影系统PS将束聚焦到所述衬底W的目标部分C上。通过第二定位装置PW和位置传感器IF(例如，干涉仪器件、线性编码器或电容传感器)的帮助，可以精确地移动所述衬底台WT，例如以便将不同的目标部分C定位于所述辐射束B的路径中。类似地，例如在从掩模库的机械获取之后，或在扫描期间，可以将所述第一定位装置PM和另一个位置传感器(图1B中未明确示出)用于相对于所述辐射束B的路径精确地定位掩模MA。

通常，可以通过形成所述第一定位装置PM的一部分的长行程模块(粗定位)和短行程模块(精定位)的帮助来实现掩模台MT的移动。类似地，可以采用形成所述第二定位装置PW的一部分的长行程模块和短行程模块来实现所述衬底台WT的移动。在步进机的情况下(与扫描器相反)，所述掩模台MT可以仅与短行程致动器相连，或可以是固定的。可以使用掩模对准标记M1、M2和衬底对准标记P1、P2来对准掩模MA和衬底W。尽管所示的衬底对准标记占据了专用目标部分，但是它们可以位于目标部分之间的空间(这些公知为划线对齐标记)中。类似地，在将多于一个的管芯设置在掩模MA上的情况下，所述掩模对准标记可以位于所述管芯之间。

可以将所述光刻设备100和100’用于以下模式中的至少一种中：

1.在步进模式中，在将支撑结构(例如掩模台)MT和衬底台WT保持为基本静止的同时，将赋予所述辐射束B的整个图案一次投影到目标部分C上(即，单一的静态曝光)。然后将所述衬底台WT沿X和/或Y方向移动，使得可以对不同目标部分C曝光。

2.在扫描模式中，在对支撑结构(例如掩模台)MT和衬底台WT同步地进行扫描的同时，将赋予所述辐射束B的图案投影到目标部分C上(即，单一的动态曝光)。衬底台WT相对于支撑结构(例如掩模台)MT的速度和方向可以通过所述投影系统PS的(缩小)放大率和图像反转特征来确定。

3.在另一种模式中，将用于保持可编程图案形成装置的支撑结构(例如掩模台)MT保持为基本静止，并且在对所述衬底台WT进行移动或扫描的同时，将赋予所述辐射束B的图案投影到目标部分C上。可以采用脉冲辐射源SO，并且在所述衬底台WT的每一次移动之后、或在扫描期间的连续辐射脉冲之间，根据需要更新所述可编程图案形成装置。这种操作模式可易于应用于利用可编程图案形成装置(例如，如在本文所述类型的可编程反射镜阵列)的无掩模光刻术中。

也可以采用所述使用模式的组合和/或变体，或完全不同的使用模式。

尽管在本文中可以做出具体的参考，将所述光刻设备用于制造IC，但应当理解这里所述的光刻设备可以有其他的应用，例如，集成光学系统、磁畴存储器的引导和检测图案、平板显示器、液晶显示器(LCD)、薄膜磁头等的制造。本领域技术人员应该理解的是，在这种替代应用的情况中，可以将其中使用的任意术语“晶片”或“管芯”分别认为是与更上位的术语“衬底”或“目标部分”同义。这里所指的衬底可以在曝光之前或之后进行处理，例如在轨道(一种典型地将抗蚀剂层涂到衬底上，并且对已曝光的抗蚀剂进行显影的工具)、量测工具和/或检验工具中。在可应用的情况下，可以将此处的公开内容应用于这种和其它衬底处理工具中。另外，所述衬底可以处理多于一次，例如以便产生多层IC，使得这里使用的所述术语“衬底”也可以表示已经包含多个已处理层的衬底。

在另外的实施例中，光刻设备100包括极紫外(EUV)源，其配置用于产生用于EUV光刻术的EUV辐射束。通常，将EUV源配置在辐射系统(参见下文)中，且对应的照射系统配置成调节EUV源的EUV辐射束。

B.示例性EUV光刻设备

图2示意性示出了根据本发明的一实施例的示例性EUV光刻设备200。在图2中，EUV光刻设备200包括辐射系统42、照射光学单元44以及投影系统PS。辐射系统42包括辐射源SO，其中可以通过放电等离子体形成辐射束。在一实施例中，EUV辐射可以通过(例如来自Xe气体、Li蒸汽或Sn蒸汽的)气体或蒸汽来产生EUV辐射，其中产生非常热的等离子体来发射在电磁光谱的EUV范围中的辐射。可以通过例如放电产生至少部分地电离的等离子体来产生非常热的等离子体。为了有效地产生辐射，可能需要分压为例如10Pa的Xe，Li，Sn蒸汽或任何其它的适合的气体或蒸汽。由辐射源SO发射的辐射从源腔47经由定位在源腔47中的开口中或后面的气体阻挡件或污染物阱49通入到收集器腔48中。在一实施例中，气体阻挡件49可以包括通道结构。

收集器腔48包括辐射收集器50(其还可以被称作收集器反射镜或收集器)，其可以由掠入射收集器形成。辐射收集器50具有上游辐射收集器侧50a和下游辐射收集器侧50b，通过收集器50的辐射可以被反射离开光栅光谱滤光片51以被聚焦在收集器腔48中的孔阑处的虚源点52处。辐射收集器50对于本领域技术人员是已知的。

来自收集器腔48的辐射束56在照射光学单元44中被经由正入射反射器53和54反射到定位在掩模版或掩模台MT上的掩模版或掩模(未显示)上。形成了图案化的束57，其在投影系统PS中被经由反射元件58和59成像到被支撑在晶片平台或衬底台WT上的衬底(未显示)上。在不同实施例中，照射光学单元44和投影系统PS可以包括比图2中示出的更多(或更少)的元件。例如，可以依赖于光刻设备的类型而可选地设置光栅光谱滤光片51。另外，在一实施例中，照射光学单元44和投影系统PS可以包括比图2中示出的反射镜更多的反射镜。例如，除反射元件58和59之外，投影系统PS还可以包括一至四个反射元件。在图2中，参考标号180表示两个反射器之间的空间，例如反射器142和143之间的空间。

在一实施例中，替代掠入射反射镜或除掠入射反射镜之外，收集器反射镜50还可以包括正入射收集器。另外，收集器反射镜50尽管被参考具有反射器142、143和146的巢状收集器进行描述，但是在此处进一步被用作收集器的例子。

另外，替代光栅51，如在图2中示意性地示出的，还可以应用透射式光学滤光片。EUV透射性的光学滤光片以及对UV辐射透射性较差的或甚至基本上吸收UV辐射的光学滤光片对于本领域技术人员是已知的。因此，“光栅光谱纯度滤光片”的使用在此处还可以可替代地表示成“光谱纯度滤光片”，其包括光栅或透射式滤光片。虽然未在图2中示出，但是EUV透射式光学滤光片可以被包括作为另外的光学元件，例如配置在照射单元44和/或投影系统PS中的收集器反射镜50或光学EUV透射式滤光片的上游。

相对于光学元件，术语“上游”和“下游”分别表示为一个或更多的光学元件的位于一个或更多的另外的光学元件的“光学上游”和“光学下游”的位置。遵循辐射束越过的光刻设备200的光路，与第二光学元件相比更靠近源SO的第一光学元件配置在第二光学元件的上游；第二光学元件配置在第一光学元件的下游。例如，收集器反射镜50配置在光学滤光片51的上游，而光学元件53配置在光学滤光片51的下游。

在图2中示出的所有光学元件(和未在该实施例的示意图中示出的另外的光学元件)可能易受由源SO产生的污染物(例如Sn)的沉积的损坏。对于辐射收集器50可能是这种情形，且如果存在的话，对于光谱纯度滤光片51也可能是这种情形。因此，可以采用清洁装置来清洁这些光学元件中的一个或更多个，以及可以将清洁方法应用至这些光学元件，而且还可以应用至正入射反射器53和54和反射元件58和59或其它光学元件，例如另外的反射镜、光栅等。

辐射收集器50可以是掠入射收集器，在这样的实施例中，收集器50被沿着光轴O对准。源SO或其像还可以沿着光轴O定位。辐射收集器50可以包括反射器142、143和146(也称为“壳”或包括多个Wolter型反射器的Wolter型反射器)。反射器142、143和146可以是巢状的且围绕光轴O可以是旋转对称的。在图2中，内反射器由参考标号142表示，中间反射器由参考标号143表示，外反射器由参考标号146表示。辐射收集器50包围特定的体积，即在外反射器146内的体积。通常，在外反射器146中的体积被圆周地封闭，尽管可以设置小的开口。

反射器142、143和146分别可以包括表面，所述表面至少一部分代表一个反射层或多个反射层。因此，反射器142、143和146(或在具有多于3个反射器或壳的辐射收集器的实施例中的另外的反射器)至少部分地设计用于反射和收集来自源SO的EUV辐射，反射器142、143和146中的至少一部分可以不被设计成反射和收集EUV辐射。例如，反射器的后侧的至少一部分可以不被设计成反射和收集EUV辐射。在这些反射层的表面上，可以另外地设置有用于保护的覆盖层或作为设置在这些反射层的表面的至少一部分上的光学滤光片的覆盖层。

辐射收集器50可以放置在源SO的附近或放置在源SO的像附近。每一反射器142、143和146可以包括至少两个相邻的反射表面，更加远离源SO的反射表面与更靠近源SO的反射表面相比，被设置成相对于光轴O成更小的角度。这样，掠入射收集器50配置成产生沿着光轴O传播的(E)UV辐射束。至少两个反射器可以被基本上同轴地设置且围绕光轴O基本上旋转对称地延伸。应当认识到，辐射收集器50可以具有在外反射器146的外表面上的另外的特征，或在外反射器146的周围的另外的特征，例如保护性保持器、加热器等。

在此处描述的实施例中，术语“透镜”和“透镜元件”，在可以允许的情况下，可以表示各种类型的光学元件中的任一个或组合，包括折射性、反射性、磁性、电磁性和静电光学部件。

另外，此处使用的术语“辐射”和“束”包括全部类型的电磁辐射，包括紫外(UV)辐射(例如具有波长入为365，248，193，157或126nm)、极紫外(EUV或软X射线)辐射(例如具有在5-20nm的范围内的波长，例如13.5nm)或在小于5nm下工作的硬X射线以及粒子束(诸如离子束或电子束)。通常，具有在约780-3000nm(或更大)之间的波长的辐射被认为是IR辐射。UV表示具有大约100-400nm的波长的辐射。在光刻术中，通常还将其应用至可以由汞放电灯产生的波长：G-线436nm；H-线405nm；和/或I-线365nm。真空UV或VUV(即由空气吸收的UV)表示具有大约100-200nm的波长的辐射。深UV(DUV)通常表示具有从126-428nm的范围的波长的辐射，且在一实施例中，准分子激光器可以产生在光刻设备中使用的DUV辐射。应当认识到，具有在例如5-20nm的范围内的波长的辐射与特定波长带的辐射相关，其至少一部分在5-20nm的范围内。

III.全息掩模检查系统的实施例

图3是全息掩模检查系统300的实施例的图示。全息掩模检查系统300包括反射镜320、照射源330、物镜340、空间滤光片350、束组合器360、管透镜370和图像传感器380。物镜340、空间滤光片350、束组合器360和管透镜370还在此处统称为全息掩模检查系统300的光学系统390。术语“掩模版”和“掩模”在此处的描述中被可互换地使用。

在傅里叶光学装置的领域中公知的是，对于特定光学系统(例如图3的光学系统390)，光学系统的光瞳表示任何物方图案的光学傅里叶变换。在光学地变换物体的动作中，物体中的空间能量频率被变换成光瞳内的空间位置。作为变换操作的结果，从掩模版衍射的能量的相当大的部分(例如大多数能量)将被映射到光瞳内的特定空间位置。

在傅里叶光学装置的领域中还公知的是，小的颗粒(例如掩模版上的缺陷)在所有角度上相当均匀地散射入射能量。结果，由光学系统(例如图3的光学系统390)收集的、来自颗粒的能量将横跨光学系统的光瞳相当均匀地散布。在本发明的实施例中，通过将空间滤光片引入到光学系统的光瞳平面中(在此处也被称作为光学系统的傅里叶变换平面)，可以从图像背景中移除相当大量的能量，同时留下相当大量的颗粒能量以重新形成图像。

除此之外，全息掩模检查系统300的一种用途是产生给定掩模版310的一个或更多的目标部分的全息图像，如图3所示。掩模版310的全息图像之后可以与参考或理想掩模版图案的一个或更多的对应的图像比较以确定掩模缺陷的存在。如在上文的引述部分指明的，典型的全息掩模检查系统遇到的问题是，诸如例如且不限制性地，在用于产生全息图像的合成场中的信噪比小的问题和配准误差问题。除此以外，全息掩模检查系统300的目标是解决这些问题和典型的全息掩模检查系统中的其它问题。基于此处的描述，本领域中普通技术人员将认识到，全息掩模检查系统300可以用于解决除了合成场中的信噪比小和配准误差问题之外的全息问题。

在一实施例中，全息掩模检查系统300可以是单独的系统，其与图1A的反射式光刻设备、图1B的透射式光刻设备或图2的EUV光刻设备一起操作。在另一实施例中，全息掩模检查系统300可以集成到图1A的反射式光刻设备、图1B的透射式光刻设备或图2的EUV光刻设备中。例如，在与图1的反射式光刻设备集成时，图1的照射源IL还可以提供照射源给全息掩模检查系统300。全息掩模检查系统300的照射源(例如照射源330)被在下文中进一步地详细描述。

图4是示例性掩模版410的图示，其具有设置在其上的周期性掩模版图案420。为了便于说明，掩模版410和其周期性图案420将用于方便说明全息掩模检查系统300。基于此处的描述，相关领域中的普通技术人员将认识到其它的掩模版和掩模版图案可以与本发明的实施例一起使用。所述其它掩模版和掩模版图案在本发明的精神和范围内。

再参考图3，照射源330配置成朝向反射镜320发射辐射束331。反射镜320引导辐射束331到掩模版310的目标部分上。辐射束的波长可以例如而不限于是266nm。如相关技术领域的普通技术人员将明白的，可以使用其它波长，而不背离本发明的实施例的精神和范围。

光学系统390接收来自掩模版310的目标部分的被反射的辐射束311的一部分。在一实施例中，物镜340布置在光学系统390中，以接收被反射的辐射束311的该部分。根据本发明的实施例，空间滤光片350之后接收来自物镜340的被反射的辐射束311的该部分。

在被反射的辐射束311的该部分被空间滤光片350滤波之后，根据本发明的实施例，束组合器360接收被反射的辐射束311的该部分。在实施例中，束组合器360布置成组合被反射的辐射束311的该部分与参考辐射束361。被反射的辐射束311的该部分与参考辐射束361的组合在此处也被称作为“组合的辐射束”。参考辐射束361可以例如而不限于，是用于与来自空间滤光片350的被反射的辐射束311的该部分相互干涉的辅助光源。在另一实施例中，参考辐射束361可以由照射源330产生，和还可以是与辐射束331相同类型的光。在还一实施例中，参考辐射束361可以由图1A的反射式光刻设备、图1B的透射式光刻设备或图2的EUV光刻设备中的照射源产生。

如相关领域的普通技术人员所理解的，由在被反射的辐射束311的该部分和参考辐射束361之间的相互干涉产生的合成场可以用于产生掩模版310的目标部分的全息图像。根据本发明的实施例，组合的辐射束(例如辐射束311的该部分和参考辐射束361之间的干涉)被从束组合器360引导至管透镜370。

在一实施例中，图像传感器380的一部分接收来自管透镜370的组合的辐射束，和记录来自组合的辐射束的合成场。图像传感器380可以例如而不限于，是具有传感器阵列的硅电荷耦合器件。基于此处的描述，相关领域的普通技术人员将认识到，可以使用其他类型的图像传感器来接收和记录合成场。所述其他类型的图像传感器在本发明的范围和精神内。

根据本发明的实施例，来自图像传感器380的被记录的合成场可以用于产生掩模版310的目标部分的全息图像。在一实施例中，全息图像可以与参考图像相比较，以确定掩模缺陷的存在。

参考图3，在光学系统390的光瞳平面或傅里叶变换平面中放置空间滤光片350解决了上述的信噪比和配准误差的问题。傅里叶变换平面或光瞳平面可以例如而不限于定位在物镜340和束组合器360之间的区域中，如通过将空间滤光片350放置在图3的光学系统390中所显示的。在一实施例中，空间滤光片350定位在光学系统390的傅里叶变换平面中，使得在对应于被反射的辐射束311的该部分的图像中的一个或更多的空间频率分量被滤除或被移除而不传送至束组合器360。

图5是示例性的空间滤光片520、没有将空间滤光片520放置在图3的光学系统390的傅里叶变换平面中的傅里叶变换平面的图像510、将空间滤光片520放置在傅里叶变换平面中的图像530的图示。图像510显示示例性的光谱分量511，其与反射离开掩模版310的目标部分的光的衍射图案相关联。在没有将空间滤光片520布置在光学系统390的傅里叶变换平面中的情况下，光谱分量511可以被图像传感器380接收和记录(例如，光谱分量511被包含在被反射的辐射束311的该部分中，被反射的辐射束311的该部分被束组合器360接收、由束组合器360与参考辐射束361组合和穿过管透镜370至图像传感器380)。

从由光学系统形成的图像移除特定的光谱分量511可能导致由图像传感器380记录的合成场中的信噪比的改进。这是因为在所述特定的例子中最亮的光谱分量511包含从掩模版的背景反射的大多数能量，而来自掩模版上的假定颗粒的能量将围绕光谱分量511均等地分布。在一实施例中，图5的空间滤光片520移除与关于掩模版的背景的最强的光谱分量511相关联的背景光。结果，除了从在掩模版上出现的任何颗粒散射的大多数能量之外，通过图3的图像传感器380对光的检测限制于从掩模版310的目标部分反射的显著地减小的量的光。或者说，根据本发明的实施例，空间滤光片520阻挡与关于掩模版的背景的光谱分量511相关联的光使其不被图像传感器380检测。例如，在图5的图像530中显示出对光谱分量511的阻挡，其中空间滤光片520从图像510滤掉光谱分量511。在图3的束组合器360处形成的合成场的信噪比又被增加，其还增加了图像传感器380的灵敏度，以检测掩模缺陷。

除此之外，空间滤光片520的另一优点是减小在掩模缺陷检测中对配准误差的灵敏度。通过用空间滤光片520移除由于背景图案导致的光谱分量511，如上文所述，可以由合成场产生全息图像(例如，图3的被反射的辐射束311的该部分与参考辐射束361的干涉)，根据本发明的实施例，该合成场不包含由于背景图案导致的光谱分量511。在一实施例中，掩模版310的目标部分的所述全息图像可以与参考图像比较，以确定掩模缺陷的存在。然而，如果光谱分量511没有通过空间滤光片520滤波，那么光谱分量511就变成了掩模版310的目标部分的全息图像的一部分，其在与参考图像相比较时，可以产生一个或更多的掩模缺陷的错误指示。因此，通过移除光谱分量511，将空间滤光片520放置在图3的光学系统390的傅里叶变换平面中不仅改善了合成场的信噪比，而且减小了对于在掩模缺陷检测中的配准误差的灵敏度。

在一实施例中，空间滤光片520的图案依赖于由图3的掩模版310的目标部分产生的预定的衍射图案。如由相关领域中的普通技术人员所理解的，从掩模版310的目标部分所衍射的光的图案(例如图5的光谱分量511)依赖于掩模版310上设置的图案(例如图4的周期性掩模版图案420)。因此，本领域普通技术人员将认识到空间滤光片(例如图5的空间滤光片520)的图案可以变化以滤除与由掩模版的不同的目标部分衍射的光相关的光谱分量的各种图案。然而，在一实施例中，空间滤光片530的图案可以被选择成优化地滤除与掩模版上的各种图案相关的光谱分量的各种图案。

图6是根据本发明的实施例的另一全息掩模检查系统600的图示。全息掩模检查系统600包括反射镜320、照射源330、图像传感器380、光学系统610和分束器620。对于给定的掩模版310、反射镜320、照射源330和图像传感器380的描述类似于关于图3的全息掩模检查系统300的上文的它们各自的描述。在一实施例中，分束器620朝向反射镜320引导辐射束331的一部分和朝向光学系统610引导辐射束331的另一部分。

在一实施例中，光学系统610包括物镜340、空间滤光片350、管透镜630、反射镜640、管透镜650和束组合器660。对于物镜340和空间滤光片350的描述类似于关于图3的全息掩模检查系统300的上文的它们各自的描述。在一实施例中，管透镜650接收来自空间滤光片350的被反射的辐射束311的该部分和朝向束组合器660传送反射的辐射束311的一部分。

根据本发明的实施例，束组合器660布置成组合被反射的辐射束311的该部分与辐射束331以产生组合的辐射束670(例如，在被反射的辐射束311的该部分和辐射束331之间的干涉)。在一实施例中，束组合器660经由管透镜630和反射镜640接收辐射束331。根据本发明的实施例，图像传感器380接收来自束组合器660的组合的辐射束670，其中图像传感器380记录来自组合的辐射束670的合成场。

类似于图3的全息掩模检查系统300，图6的全息掩模检查系统600包括在光学系统610的傅里叶变换平面中的空间滤光片350。在一实施例中，将空间滤光片350放置在光学系统610的傅里叶变换平面中移除了光谱分量(例如图5的光谱分量511)，其被包含在被反射的辐射束311的该部分中。这又改善了在束组合器660处形成的合成场的信噪比，和减小了与由合成场产生的全息图像和参考图像的比较的配准误差。

图7是根据本发明的实施例的另一全息掩模检查系统700的图示。全息掩模检查装置700包括照射源330、光学系统710和图像传感器380。对于给定的掩模版310、反射镜320、照射源330和图像传感器380的描述类似于关于图3的全息掩模检查系统300的上文的它们的各自的描述。

在一实施例中，光学系统710包括参考反射镜720、物镜730、分束器和组合器740、物镜340、中继透镜750、空间滤光片350和管透镜760。关于物镜340和空间滤光片350的描述类似于关于图3的全息掩模检查系统300在上文的它们各自的描述。在一实施例中，分束器和组合器740接收来自反射镜320的辐射束331，和朝向物镜730引导辐射束的一部分而朝向物镜340引导辐射束331的另一部分。根据本发明的实施例，朝向物镜340引导的辐射束331的该部分被朝向掩模版310的目标部分引导，其中被反射的辐射束311的一部分被朝向物镜340与分束器和组合器740引导返回。

另外，根据本发明的实施例，朝向物镜730引导的辐射束331的该部分被反射离开参考反射镜720，和朝向物镜730与分束器和组合器740引导返回。在一实施例中，参考反射镜720被布置成使得空间全息图像可以由在来自物镜340的被反射的辐射束311的该部分和来自物镜730的辐射束331之间的干涉的合成场产生。在另一实施例中，参考反射镜720具有可调整的位移和在各种光路长度处反射辐射束331，使得相移全息图像可以由组合的辐射束的合成场产生。用于产生空间和相移全息图像的方法和技术对于相关领域的普通技术人员是已知的。

在一实施例中，分束器和组合器740布置成组合来自物镜730的辐射束331与来自物镜730的被反射的辐射束311的该部分，以产生组合的辐射束(例如在被反射的辐射束311的该部分和辐射束331之间的干涉)。在一实施例中，中继透镜750接收来自分束器和组合器740的组合的辐射束，和朝向空间滤光片350引导组合的辐射束。在被空间滤光片350滤波之后，由管透镜760接收组合的辐射束，该管透镜760朝向图像传感器380的一部分引导组合的辐射束。

类似于图3的全息掩模检查系统300和图6的全息掩模检查系统600，图7的全息掩模检查系统700包括在光学系统710的傅里叶变换平面中的空间滤光片350。在一实施例中，将空间滤光片350放置在光学系统710的傅里叶变换平面中移除了包含在反射的辐射束311的所述部分中的光谱分量(例如图5的光谱分量511)。这又改善了在分束器和组合器740处形成的合成场的信噪比，和减小了由合成场产生的全息图像和参考图像的比较的配准误差。

基于此处的描述，相关技术领域的普通技术人员将认识到本发明的实施例不限于图3、6和7的全息掩模检查系统300、600和700，具有各种配置的光学系统(例如分别是图3、6和7的光学系统390、610和710)的其他全息掩模检查系统可以被实施。所述具有各种配置的光学系统的其他全息掩模检查系统在本发明的范围和精神内。

图8是用于全息掩模检查的方法800的实施例的图示。方法800可以利用例如但不限于图3的全息掩模检查300、图6的全息掩模检查系统600或图7的全息掩模检查系统700进行。在步骤810中，掩模的目标部分被照射。掩模的目标部分可以用例如但不限于图3、6和7的照射源330照射。

在步骤820中，接收来自掩模的目标部分的被反射的辐射束的一部分，其中被反射的辐射束的该部分穿过布置在光学系统的傅里叶变换平面中的空间滤光片。如关于图3-7在上文描述的，空间滤光片(例如空间滤光片350)可以布置在光学系统的傅里叶变换平面中，使得与被反射的辐射束中的衍射光相关的光谱分量可以被滤除或移除而不被作为组合的辐射束的一部分传送(在步骤830中)。

在步骤830中，来自空间滤光片的被反射的辐射束的该部分与参考辐射束组合以产生组合的辐射束。图3的束组合器360、图6的束组合器660或图7的分束器和组合器740可以被使用，例如但不限于用于组合来自空间滤光片的被反射的辐射束的该部分与参考辐射束。

在步骤840中，对应于组合的辐射束的图像被用图像传感器检测。如关于图3在上文描述的，图像传感器可以是具有传感器阵列的硅电荷耦合器件。

总之，对于在全息掩模检查系统(例如图3的全息掩模检查系统300、图6的全息掩模检查系统600和图7的全息掩模检查系统700)中的光学系统的傅里叶变换平面中布置空间滤光片，可以移除与掩模的目标部分的被反射的辐射束中的衍射光相关的光谱分量。除此之外，移除这些光谱分量的优点又包括：全息图像的合成场的信噪比的改进和在将掩模的目标部分的全息图像与参考图像比较时配准误差的减小。

IV.结论

应该认识到，不是发明内容和摘要部分，而是具体实施方式部分要被用于解释权利要求。发明内容和摘要部分可以阐明由本发明人设想的本发明的所有示例性实施例中的一个或更多个示例性实施例，但不是本发明的全部示例性实施例，因而不是要以任何方式限制本发明和随附的权利要求。

借助示出具体功能的实施及其关系的功能构建块，在上文描述了本发明的实施例。为了描述方便，这些功能构建块的边界在本文是任意限定的。可以限定可替代的边界，只要特定功能及其关系被适当地执行即可。

具体实施例的前述说明如此充分地揭示了本发明的一般特性，使得其他人通过应用本领域的知识可以在不需要过多的实验且在不背离本发明的总体构思的情况下容易地修改和/或适应用于各种应用的这样的具体实施例。因此，基于这里给出的教导和引导，这种适应和修改是在所公开的实施例的等价物的范围和含义内。应当理解，这里的措词或术语是为了描述的目的，而不是限制性，使得本说明书的术语或措辞由本领域技术人员根据教导和引导进行解释。

本发明的宽度和范围不应该受上述的任何示例性实施例的限制，而应该仅根据权利要求及其等价物来限定。

Claims

1.一种全息掩模检查系统，包括：

照射源，配置成将辐射束照射到掩模的目标部分上；

空间滤光片，布置在光学系统的光瞳平面中，其中所述空间滤光片接收来自所述掩模的目标部分的被反射的辐射束的至少一部分，所述光学系统组合所述被反射的辐射束的所述部分与参考辐射束以产生组合的辐射束；和

图像传感器，配置成检测对应于所述组合的辐射束的图像。

2.根据权利要求1所述的全息掩模检查系统，还包括反射镜，其中所述反射镜布置成将来自所述照射源的辐射束反射到所述掩模的目标部分上。

3.根据权利要求1所述的全息掩模检查系统，其中所述空间滤光片配置成对在对应于被反射的辐射束的图像中的一个或更多的空间频率分量进行滤波。

4.根据权利要求3所述的全息掩模检查系统，其中所述空间滤光片包括滤光片图案，所述滤光片图案基于由所述掩模的目标部分产生的预定的衍射图案。

5.根据权利要求1所述的全息掩模检查系统，其中所述光学系统包括：

物镜，布置成在接收所述被反射的辐射束的所述部分的所述空间滤光片之前接收所述被反射的辐射束的所述部分；

束组合器，布置成组合来自所述空间滤光片的所述被反射的辐射束的所述部分与所述参考辐射束，以产生所述组合的辐射束，其中所述空间滤光片定位在所述物镜和所述束组合器之间；和

管透镜，布置成接收所述组合的辐射束和将所述组合的辐射束引导到所述图像传感器的一部分上。

6.根据权利要求1所述的全息掩模检查系统，其中所述光学系统包括：

反射镜，布置成将来自所述照射源的辐射束反射到所述掩模的目标部分上；

分束器，布置成朝向所述反射镜引导所述辐射束和基于所述辐射束产生所述参考辐射束；

管透镜，布置成接收来自所述空间滤光片的所述被反射的辐射束的所述部分，其中所述空间滤光片定位在所述物镜和所述管透镜之间；和

束组合器，布置成组合来自所述管透镜的所述被反射的辐射束的所述部分与所述参考辐射束以产生所述组合的辐射束。

7.根据权利要求1所述的全息掩模检查系统，其中所述光学系统包括：

物镜，布置成接收所述辐射束和所述被反射的辐射束的所述部分；

参考反射镜，布置成接收所述参考辐射束；

分束器和组合器，布置成朝向所述物镜和所述参考反射镜引导所述辐射束，和组合所述被反射的辐射束的所述部分与反射远离所述参考反射镜的参考辐射束以产生所述组合的辐射束；

中继透镜，接收所述组合的辐射束；和

管透镜，布置成接收来自所述中继透镜的组合的辐射束和引导所述组合的辐射束至所述图像传感器的一部分，其中所述空间滤光片定位在所述中继透镜和所述管透镜之间。

8.根据权利要求1所述的全息掩模检查系统，其中所述图像传感器包括具有传感器阵列的硅电荷耦合器件。

9.根据权利要求1所述的全息掩模检查系统，其中所述图像包括对应于所述掩模上的一个或更多的掩模缺陷的信息。

10.一种用于全息掩模检查的方法，包括以下步骤：

将辐射束照射到掩模的目标部分上；

使来自所述掩模的目标部分的被反射的辐射束的至少一部分穿过布置在光学系统的光瞳平面中的空间滤光片；

组合来自所述空间滤光片的所述被反射的辐射束的所述部分与参考辐射束以产生组合的辐射束；和

检测对应于所述组合的辐射束的图像。

11.根据权利要求10所述的方法，还包括：

使用反射镜将来自照射源的所述辐射束反射到所述掩模的目标部分上。

12.根据权利要求10所述的方法，其中使所述被反射的辐射束的所述至少一部分穿过的步骤包括：在对应于所述被反射的辐射束的图像中对一个或更多的空间频率分量进行滤波。

13.根据权利要求12所述的方法，其中对一个或更多的空间频率分量进行滤波的步骤包括：基于由所述掩模的目标部分产生的预定的衍射图像对一个或更多的空间频率分量进行滤波。

14.根据权利要求10所述的方法，其中检测所述图像的步骤包括：检测在所述掩模上的一个或更多的掩模缺陷。

15.一种光刻系统，包括：

第一照射系统，配置成调节第一辐射束；

支撑件，构造成支撑图案形成装置，所述图案形成装置配置成在所述第一辐射束的横截面中将图案赋予所述第一辐射束以形成图案化的辐射束；

衬底台，构造成保持衬底；

投影系统，配置成将所述图案化的辐射束聚焦到所述衬底上；和

全息掩模检查系统，所述全息掩模检查系统包括：

第二照射源，配置成将第二辐射束照射到所述图案形成装置的目标部分上；

空间滤光片，布置在光学系统的光瞳平面中，其中所述空间滤光片接收来自所述图案形成装置的目标部分的被反射的辐射束的至少一部分，所述光学系统组合所述被反射的辐射束的所述部分与参考辐射束以产生组合的辐射束；和

图像传感器，配置成检测对应于所述组合的辐射束的图像。

16.根据权利要求15的光刻系统，其中所述全息掩模检查系统还包括反射镜，其中所述反射镜布置成将来自所述第二照射源的第二辐射束反射到所述图案形成装置的目标部分上。

17.根据权利要求15所述的光刻系统，其中所述空间滤光片配置成对在对应于所述被反射的辐射束的图像中的一个或更多的空间频率分量进行滤波。

18.根据权利要求17所述的光刻系统，其中所述空间滤光片包括滤光片图案，所述滤光片图案基于由所述图案形成装置的目标部分产生的预定的衍射图案。

19.根据权利要求15所述的光刻系统，其中所述光学系统包括：

管透镜，布置成接收所述组合的辐射束和引导所述组合的辐射束到所述图像传感器的一部分上。

20.根据权利要求15所述的全息掩模检查系统，其中所述光学系统包括：

反射镜，布置成将来自第二照射源的第二辐射束反射到所述图案形成装置的目标部分上；

分束器，布置成朝向所述反射镜引导所述辐射束和基于所述第二辐射束产生所述参考辐射束；

21.根据权利要求15所述的光刻系统，其中所述光学系统包括：

物镜，布置成接收所述第二辐射束和所述被反射的辐射束的所述部分；

参考反射镜，布置成接收所述参考辐射束；

中继透镜，用于接收所述组合的辐射束；和

22.根据权利要求15所述的光刻系统，其中所述图像传感器包括具有传感器阵列的硅电荷耦合器件。

23.根据权利要求15所述的光刻系统，其中所述图像包括对应于所述掩模上的一个或更多的掩模缺陷的信息。