JP2010157717A - Ｅｕｖマスク検査 - Google Patents

Abstract

【課題】極端紫外線（ＥＵＶ）マスクを検査するシステムおよび方法を提供する。
【解決手段】システムはセンサのアレイおよび光学システムを含む。センサのアレイは、受けた光エネルギーに対応するアナログデータを生成する。光学システムは、ＥＵＶパターニングデバイスの検査エリアからのＥＵＶ光をセンサのアレイに誘導し、アナログデータはＥＵＶマスク上で発見される欠陥を判定し、または異常を補償するために使用される。
【選択図】 図２

Description

[0001] 本発明の実施形態は、検査システムに関し、例えば、デバイスを製造するために使用することができるリソグラフィシステム内の極端紫外線（ＥＵＶ）マスクを検査するための検査システムに関する。

[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／または構造を製造するための重要なプロセスとして広く認識されている。リソグラフィ装置は、リソグラフィ中に使用される、所望のパターンを基板上、例えば、基板のターゲット部分上に付与する機械である。リソグラフィ装置を用いたＩＣの製造中、パターニングデバイス（マスクまたはレチクルとも呼ばれる）は、ＩＣにおける個々の層上に形成される回路パターンを生成する。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（例えば、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。ＩＣの異なる層を製造することは、多くの場合、異なるレチクルで異なる層の上に異なるパターンを結像することを要求する。したがって、レチクルをリソグラフィプロセス中に取り替える必要がある。

[0003] パターニングデバイス上のパターンにおける小さな欠陥または異常でさえも基板上に形成されたデバイスに対する大きな問題へと繋がり得る。一部の場合では、小さな欠陥は形成されたデバイスを動作不能にし得る。現代の品質の必要条件を満たすために、欠陥についてパターンを検査することを半導体リソグラフィは要求する。そのために、検査システムは欠陥検査検出装置を提供するために発展された。

[0004] 典型的には、パターン欠陥検査システムは、５０ｎｍほどの小ささの照明波長に対して利用可能である。しかしながら、現代の半導体リソグラフィは、現在の半導体回路で使用されているものより小さな回路フィーチャ寸法を得るためにかなり低い波長を使用している。ＥＵＶ（極端紫外線）源（すなわち、５ｎｍまたはそれ以上の波長を有する）は、適切な照明を提供し、使用されている１１ｎｍほどの小ささの波長を生成する。しかしながら、ほとんどの従来の検査システムは、ＥＵＶ範囲内の波長を正確に検出することができない。さらに、マスク検査装置は、現行のリソグラフィプロセスのスループット要求との互換性を必要とする。しかしながら、最先端技術のＥＵＶ周波数では、利用可能な放射強度レベルは、典型的には、重要な課題をもたらす。

[0005] ＥＵＶマスクを検査するシステムおよび方法および／または物体を検査するためにＥＵＶ波長の光を利用する検査システムが必要である。

[0006] 第１実施形態では、ＥＵＶマスクを検査するためのシステムが提供される。システムは、センサのアレイおよび光学システムを含む。センサのアレイは、受けた光エネルギーに対応するアナログデータを生成するように構成されている。光学システムは、ＥＵＶパターニングデバイスの検査エリアからのＥＵＶ光をセンサのアレイに誘導するように構成され、アナログデータはＥＵＶマスク上で発見される欠陥を判定し、または異常を補償する（例えば、光近接効果補正）ために使用される。

[0007] 一例では、センサのアレイは電荷結合素子のアレイを含む。

[0008] 一例では、システムは、補償に用いるためにアナログデータをデジタルデータに変換する変換器をさらに含む。

[0009] 第２実施形態では、極端紫外線（ＥＵＶ）マスク検査方法が提供される。ＥＵＶ放射ビームはスキャンＥＵＶマスク上に誘導され、これはパターン形成されたＥＵＶ放射ビームとなる。パターン形成された放射ビームはＥＵＶディテクタアレイ上で受けられる。ＥＵＶディテクタアレイは、複数の感光性エレメントを含む。複数の感光性エレメントは、縦軸に沿った複数のセルのコラムを有する二次元アレイ状に構成され、かつ基板上に形成されている。感光性エレメントの各々は、スキャンＥＵＶマスクによってパターン形成されたＥＵＶ放射ビームによる照明に応答して電荷を生成する。感光性エレメントの各々は隣接する感光性エレメントに電気的結合されており、それによって各感光性エレメントにおける累積された電荷は、照明されたスキャンＥＵＶマスクと同期して隣接する感光性エレメントへ切り替え可能に移動できる。アナログ−デジタル変換器（ＡＤＣ）は、二次元アレイの各コラムの端に配置された感光性エレメントのうちの１つに結合されている。ＡＤＣから信号が出力される。

[0010] 本発明のさらなる特徴および利点、さらに本発明の様々な実施形態の構造及び動作を、添付の図面を参照しながら以下で詳細に説明する。本発明は、本明細書で説明する特定の実施形態に限定されないことに留意されたい。このような実施形態は、本明細書では例示のためにのみ提示されている。本明細書に含まれる教示に基づき、当業者には追加の実施形態が明白になる。

[0011] 本明細書に組み込まれ、本明細書の一部を形成する添付の図面は、本発明を図示し、さらに、記述とともに本発明の原理を説明し、当業者が本発明を作成して使用できるようにする働きをする。
[0012] 図１Ａは、反射型リソグラフィ装置を示す。 [0012] 図１Ｂは、透過型リソグラフィ装置を示す。 [0013] 図２は、本発明の一実施形態によるＣＣＤディテクタアレイを示す。 [0014] 図３は、本発明の一実施形態によるＥＵＶマスク検査システムのための構成を示す。 [0015] 図４は、本発明の一実施形態によるＥＵＶマスク検査の方法のフローチャートを提供する。

[0016] 本発明の特徴および利点は、以下で述べる詳細な説明を図面と組み合わせて考慮することにより、さらに明白になり、ここで同様の参照文字は全体を通して対応する要素を識別する。図面では、同様の参照番号は全体的に同一、機能的に類似する、および／または構造的に類似する要素を示す。要素が最初に現れた図面を、対応する参照番号の最も左側の（１つまたは複数の）桁で示す。

[0017] 本明細書は、本発明の特徴を組み込んだ１つまたは複数の実施形態を開示する。開示される(１つまたは複数の)実施形態は、本発明を例示するにすぎない。本発明の範囲は開示される（１つまたは複数の）実施形態に限定されない。本発明は添付の特許請求の範囲によって規定される。

[0018] 記載される（１つまたは複数の）実施形態、および「一実施形態」、「実施形態」、「例示的実施形態」などへの本明細書における言及は、記載される（１つまたは複数の）実施形態が特定の特徴、構造または特性を含むことができるが、それぞれの実施形態が必ずしも特定の特徴、構造または特性を含まないことを示す。さらに、このようなフレーズは、必ずしも同じ実施形態に言及するものではない。さらに、一実施形態に関連して特定の特徴、構造または特性について記載している場合、明示的に記載されているか、記載されていないかにかかわらず、このような特徴、構造、または特性を他の実施形態との関連で実行することが当業者の知識にあることが理解される。

[0019] 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の任意の組合せで実施することができる。本発明の実施形態は、１つまたは複数のプロセッサで読み取り、実行することができる機械読取可能媒体に記憶した命令としても実施することができる。機械読取可能媒体は、機械（例えば計算デバイス）で読取可能な形態で情報を記憶するか、伝送する任意の機構を含むことができる。例えば、機械読取可能媒体は読み取り専用メモリ（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、電気、光、音響又は他の形態の伝搬信号（例えば搬送波、赤外線信号、デジタル信号など）、およびその他を含むことができる。さらに、ファームウェア、ソフトウェア、ルーチン、命令などを、本明細書では特定の行為を実行するものとして記述することができる。しかしながら、このような記述は便宜的なものにすぎず、このような行為は実際には計算デバイス、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、命令などを実行する他のデバイスの結果であることを認識されたい。

[0020] しかしながら、このような実施形態についてさらに詳細に説明する前に、本発明の実施形態を実施できる例示的環境を提示することが有益である。

[0021] 図１Ａおよび図１Ｂは、それぞれリソグラフィ装置１００およびリソグラフィ装置１００’を概略的に示す。リソグラフィ装置１００およびリソグラフィ装置１００’の各々は、放射ビームＢ（例えば、ＤＵＶまたは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、レチクルまたは動的パターニングデバイス）ＭＡを支持するように構成され、かつパターニングデバイスＭＡ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に連結されているサポート構造（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成され、かつ基板Ｗ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に連結されている基板テーブル（例えば、ウェーハテーブル）ＷＴとを備える。リソグラフィ装置１００および１００’は、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（例えば、１つ以上のダイを含む）Ｃ上に投影するように構成されている投影システムＰＳも有する。リソグラフィ装置１００では、パターニングデバイスＭＡおよび投影システムＰＳは反射型であり、リソグラフィ装置１００’では、パターニングデバイスＭＡおよび投影システムＰＳは透過型である。

[0022] 照明システムＩＬとしては、放射Ｂ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。

[0023] サポート構造ＭＴは、パターニングデバイスＭＡの向き、リソグラフィ装置１００および１００’の設計、および、パターニングデバイスＭＡ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ＭＴ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ＭＡを保持することができる。サポート構造ＭＴ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ＭＴは、パターニングデバイスが、例えば、投影システムＰＳに対して所望の位置にあることを保証することができる。

[0024] 「パターニングデバイス」ＭＡという用語は、基板Ｗのターゲット部分Ｃ内にパターンを作り出すように、放射ビームＢ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Ｂに付けたパターンは、集積回路などのターゲット部分Ｃ内に作り出されるデバイス内の特定機能層に対応してもよい。

[0025] パターニングデバイスＭＡは、透過型（図１Ｂのリソグラフィ装置１００’のように）であっても、反射型（図１Ａのリソグラフィ装置１００のように）であってもよい。パターニングデバイスＭＡの例としては、レチクル、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、レベンソン型(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Ｂにパターンを付ける。

[0026] 「投影システム」ＰＳという用語は、使われている露光放射にとって、あるいは液浸液の使用また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、反射屈折型、磁気型、電磁型、および静電型光学系、またはそれらのあらゆる組合せを含むあらゆる型の投影システムを包含することができる。ＥＵＶまたは電子ビーム放射に対しては真空環境が使用されてもよい。というのは、他のガスは放射または電子を吸収しすぎてしまう場合があるからである。したがって、真空環境は、真空壁および真空ポンプを用いてビームパス全体に提供され得る。

[0027] リソグラフィ装置１００および／またはリソグラフィ装置１００’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）ＷＴ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、追加の基板テーブルＷＴ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つ以上の基板テーブルＷＴを露光用に使うこともできる。

[0028] 図１Ａおよび図１Ｂを参照すると、イルミネータＩＬは、放射源ＳＯから放射ビームを受ける。例えば、放射源ＳＯがエキシマレーザである場合、放射源ＳＯとリソグラフィ装置１００および１００’は、別個の構成要素であってもよい。そのような場合には、放射源ＳＯは、リソグラフィ装置１００または１００’の一部を形成しているとはみなされず、また放射ビームＢは、放射源ＳＯからイルミネータＩＬ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ＢＤ（図１Ｂ）を使って送られる。その他の場合においては、例えば、放射源ＳＯが水銀ランプである場合、放射源ＳＯは、リソグラフィ装置１００および１００’の一体部分とすることもできる。放射源ＳＯおよびイルミネータＩＬは、必要ならばビームデリバリシステムＢＤとともに、放射システムと呼んでもよい。

[0029] 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ＡＤ（図１Ｂ）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、インテグレータＩＮおよびコンデンサＣＯといったさまざまな他のコンポーネント（図１Ｂ）を含むことができる。イルミネータＩＬを使って放射ビームＢ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。

[0030] 図１Ａを参照すると、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ＭＡによってパターン形成される。リソグラフィ装置１００では、パターニングデバイス（例えば、マスク）ＭＡから放射ビームＢが反射される。パターニングデバイス（例えば、マスク）ＭＡから反射した後、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上に放射ビームＢの焦点をあわせる。第２ポジショナＰＷおよび位置センサＩＦ２（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ＩＦ１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。

[0031] 図１Ｂを参照すると、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。マスクＭＡを通り抜けた後、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上に放射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ＩＦ（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の経路内に位置付けるように、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（図１Ｂには明示的に示されていない）を使い、例えば、マスクライブラリからマスクを機械的に取り出した後またはスキャン中に、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。

[0032] 通常、マスクテーブルＭＴの移動は、第１ポジショナＰＭの一部を形成するロングストロークモジュール（粗動位置決め）およびショートストロークモジュール（微動位置決め）を使って達成することができる。同様に、基板テーブルＷＴの移動も、第２ポジショナＰＷの一部を形成するロングストロークモジュールおよびショートストロークモジュールを使って達成することができる。ステッパの場合は（スキャナとは対照的に）、マスクテーブルＭＴは、ショートストロークアクチュエータのみに連結されてもよく、または固定されてもよい。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。例示では基板アライメントマークが専用ターゲット部分を占めているが、基板アライメントマークをターゲット部分とターゲット部分との間の空間内に置くこともできる（これらは、スクライブラインアライメントマークとして公知である）。同様に、複数のダイがマスクＭＡ上に設けられている場合、マスクアライメントマークは、ダイとダイの間に置かれてもよい。

[0033] リソグラフィ装置１００および１００’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． ステップモードでは、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Ｂに付けられたパターン全体を一度に（すなわち、単一静的露光）ターゲット部分Ｃ上に投影する。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． スキャンモードでは、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Ｂ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． 別のモードでは、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Ｂ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。パルス放射源ＳＯが採用されてもよく、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。

[0034] 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。

[0035] 本明細書において、ＩＣ製造におけるリソグラフィ装置の使用について具体的な言及がなされているが、本明細書記載のリソグラフィ装置が、集積光学システム、磁気ドメインメモリ用のガイダンスパターンおよび検出パターン、フラットパネルディスプレイ、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）、薄膜磁気ヘッド等の製造といった他の用途を有し得ることが理解されるべきである。当業者にとっては当然のことであるが、そのような別の用途においては、本明細書で使用される「ウェーハ」または「ダイ」という用語はすべて、それぞれより一般的な「基板」または「ターゲット部分」という用語と同義であるとみなしてよい。本明細書に記載した基板は、露光の前後を問わず、例えば、トラック（通常、基板にレジスト層を塗布し、かつ露光されたレジストを現像するツール）、メトロロジーツール、および／またはインスペクションツールで処理されてもよい。適用可能な場合には、本明細書中の開示内容を上記のような基板プロセシングツールおよびその他の基板プロセシングツールに適用してもよい。さらに基板は、例えば、多層ＩＣを作るために複数回処理されてもよいので、本明細書で使用される基板という用語は、すでに多重処理層を包含している基板を表すものとしてもよい。

[0036] さらなる実施形態においては、リソグラフィ装置１００は、ＥＵＶリソグラフィのためのＥＵＶ放射ビームを生成するように構成された極端紫外線（ＥＵＶ）源を含む。一般には、ＥＵＶ源は放射システム内に構成されており（下記参照）、対応する照明システムはＥＵＶ源のＥＵＶ放射ビームを調整するように構成されている。

[0037] 本明細書中に記載する実施形態において、「レンズ」および「レンズエレメント」という用語は、文脈によっては、屈折型、反射型、磁気型、電磁型および静電型光コンポーネントを含む様々な種類の光コンポーネントのいずれか１つまたはこれらの組合せを指すことができる。

[0038] さらに、本明細書で使用する「放射」および「ビーム」という用語は、紫外線（ＵＶ）（例えば、３６５、２４８、１９３、１５７、または１２６ｎｍの波長λを有する）、極端紫外線（ＥＵＶまたは軟Ｘ線）（例えば、５〜２０ｎｍの範囲内、例えば１３．５ｎｍの波長を有する）または５ｎｍ未満で動作する硬Ｘ線、ならびにイオンビームや電子ビームなどの粒子ビームを含めた全てのタイプの電磁放射を包含する。一般に、約７８０〜３０００ｎｍ（またはそれ以上）の間の波長を有する放射が、ＩＲ放射とみなされる。ＵＶは、約１００〜４００ｎｍの波長を有する放射を表す。リソグラフィにおいては、ＵＶは、通常、水銀放電ランプによって発生することができる波長：Ｇ線４３６ｎｍ、Ｈ線４０５ｎｍ、および／またはＩ線３６５ｎｍにも適用される。真空ＵＶまたはＶＵＶ（すなわち、空気によって吸収されるＵＶ）は、約１００〜２００ｎｍの波長を有する放射を表す。深ＵＶ(ＤＵＶ)は、通常、１２６ｎｍ〜４２８ｎｍの範囲の波長を有する放射を表し、一実施形態では、エキシマレーザはリソグラフィ装置内で使用されるＤＵＶ放射を生成することができる。例えば５〜２０ｎｍの範囲内の波長を有する放射は、少なくとも一部が５〜２０ｎｍの範囲内にある特定の波長帯域を有する放射に関係することを当業者は理解されよう。

[0039] 図２は、本発明の一実施形態による電荷結合素子（ＣＣＤ）２００を示す。一例では、ＣＣＤ２００は、並んで構成された一次元コラム２１０ａから２１０ｚまでを含む二次元アレイを含む。一次元コラム２１０ａ〜２１０ｚまでの各々は、複数のエレメント（フォトディテクタ、ディテクタ、感光性エレメント、ピクチャエレメントまたはピクセルとしても知られている）を含み、各エレメントは、関連している一次元コラムの長手方向において近隣または隣接するピクセルに結合されている。一例では、ＣＣＤ２００は、極端紫外線周波数までの幅広い周波数範囲を網羅する周波数感度を有し、ＥＵＶ検査システムでの使用を可能とする。これについて、以下にさらなる詳細を説明する。

[0040] 動作中、放射ビームから発散する光子（例えば、イメージ）は、ＣＣＤ２００におけるピクセルに入射する。これらの光子の受けたとき、各ピクセルはそのピクセルが受けた光子の数に応じて電子を生成する（例えば、アナログデータ）。受けた光子の数は、ビーム（またはイメージセグメント）の強度およびピクセルがそのイメージセグメントに露光される期間に直接関連する。したがって、各ピクセルの電子電荷出力は、そのピクセルに入射した光子の数を表す。

[0041] この例では、生成された電子電荷は次いで、ＣＣＤ２００の回路アーキテクチャに従って移動される。この例では、電荷移動は、コラムに沿って１つのピクセルから近隣のピクセルへと相互接続を介して進む。電子電荷がそのコラム内の最終ピクセルに到達するまで電子電荷がピクセルから隣接するピクセルへと移動する間、各ピクセルからの電子電荷は蓄積される。一例では、ピクセル間移動のタイミングは、典型的には、外部の制御回路（図示せず）によって制御される。そして、各コラム内の最終ピクセルは、生成された全ての蓄積された電子電荷をそれぞれのＣＣＤ出力端子２２０に対して利用可能にする。一例では、複数のＣＣＤ出力端子２２０ａおよび２２０ｂは、いくつかの出力コラムを単一の端子にまとめるために使用されてもよい。しかしながら、そのようなものは相互接続アーキテクチャの一例であり、それに限定されないことを当業者は理解されよう。端子２２０からの出力はアナログであり、受けた光子を表すアナログデータを含む。

[0042] 一例では、時間遅延積分（ＴＤＩ）は、各ピクセルによって生成されたアナログデータを処理するために用いられる。上述したように、イメージセグメントはＣＣＤ２００の一次元コラムの方向でスキャンされる。ＴＤＩでは、スキャニングは、コラムの長手方向における１つのピクセルからその隣接するピクセルへの電子電荷移動と時間同期される。したがって、コラムの長手方向における隣接するピクセルの各々は、同じイメージエレメントによって続いて照明される。隣接するピクセル間のアーキテクチャ結合により、現在照明されているピクセルはその近隣のピクセルによって生成された電子電荷を受け、次いでそのものの生成された電子電荷を寄与する。現行のピクセルおよび近隣のピクセルの両方は、同じイメージセグメントによって順に照明される。スキャニングに時間同期される態様で蓄積された電子電荷を移動することによって、イメージセグメントがピクセルの一次元アレイ全体を連続的に照明するにつれて所定のコラム内の各ピクセルからの電荷は「さらに積分される」（または蓄積される）。

[0043] 一例では、ＴＤＩは、イメージセグメントが極めて低い照明レベルでＣＣＤ２００によって検出および正確に測定されることを可能とする。例えば、ＴＤＩを用いて一ピクセル毎に一（１）光子より少ない光子量を測定することができる。さらに、一例では、隣接するピクセルに渡って同じイメージセグメントを繰り返し照明することは同じイメージセグメントの強化という結果になる一方、無相関ノイズ（例えば、ショットノイズ）はゼロに向かって累積的に平均化する。したがって、ＴＤＩは増加したイメージ対ノイズ比、結果的には、低下したイメージレベルの検出および測定という結果となり得る。一例では、ＣＣＤ２００の一次元アレイ毎のピクセルの数が多いほど、結果として生ずるノイズレベルは低く、イメージ対ノイズ比は大きく、かつ感度レベルは高い。したがって、ＣＣＤ２００およびＴＤＩ処理を用いることによって、ＥＵＶ波長を正確に検出することができる。

[0044] 上記したように、ＴＤＩでは、ＣＣＤ２００内の累積された電子電荷は１つのピクセルからその隣接するピクセルまで連続的にクロック(clock)される。一例では、そのような連続的クロッキングは、１クロックステップ毎に１ピクセルの速度で発生する。様々な他の実施形態では、クロッキング周波数は１ＭＨｚより大きくてもよく、１ＭＨｚは１μｓステップ毎に１ピクセルの速度と解釈する。

[0045] 一例では、検査スループットは、ＣＣＤ２００のサイズを拡大し、または１つより多いＣＣＤ２００を使用することによって増やすことができる。例えば、ＣＣＤ２００は約１２５ｎｍ×１２５ｎｍのように大きくてもよいが、ＣＣＤ２００は約２５ｎｍ×２５ｎｍであってもよい。

[0046] ＣＣＤ２００の解像度はピクセルサイズによって制御されている。例えば、ピクセルサイズは約１μｍ×１μｍであってもよい。しかしながら、ピクセルサイズは約１０μｍ×１０μｍのように大きくてもよく、または約０．１μｍ×０．１μｍのように小さくてもよい。ＣＣＤ２００の実際のセンサエリアは、多くの場合、アレイサイズより小さいことに留意されたい。例えば、実際のセンサエリアはアレイサイズの約８０％である。

[0047] 本発明の様々な実施形態では、ＣＣＤ２００を、その正面からＥＵＶ放射によって照明することができるように製作されてもよい。しかしながら、高エネルギー光子は吸収される傾向があるため、正面照明は、ＥＵＶ放射のような高周波数放射を用いた場合に難題をもたらす。本発明の他の実施形態では、ＣＣＤ２００は、基板の裏面からＥＵＶ照明を支持するように製作されてもよい。

[0048] 本発明の範囲はＣＣＤベースのピクセルに限定されないことを当業者は理解されよう。むしろ、マスク検査で必要とされる解像度を支持するための適切なサイズ、および、検査中のマスクに投影される照明の周波数に対応する感光性エレメントの他の適用可能アレイを用いることもできる。

[0049] 図３は、本発明の一実施形態による検査システム３００（例えば、ＥＵＶマスク検査システム）を示す。検査システム３００は、任意の光学システム３４０（例えば、ＥＵＶ波長光学システム）、ディテクタ３６０（例えば、ＣＣＤ２００）および任意の変換器３７０（例えば、アナログ−デジタル変換器またはＡＤＣ）を含む。説明の大部分はディテクタ３６０からのアナログデータをデジタルデータに変換するという観点から考察されているが、必ずしも常にこのようである必要もなく、本発明はこの一実施形態に限定されない。

[0050] 一例では、物体３１０（例えば、ＥＵＶマスク）がＥＵＶ放射（すなわち、５０ｎｍより短い、例えば、約１１．２ｎｍ、１３．４ｎｍ等の波長、および、１〜１０ｎｍのような従来のＥＵＶ波長を超える波長を含む放射）によって照明される一方、矢印の方向においてスキャンされる。例えば、ＥＵＶ放射は検査照明源（図示せず）からであってもよく、その一方、他の例では、照明はメインリソグラフィシステム照明源からであってもよい。入射ＥＵＶ放射は、検査放射３３０を生成するためにＥＵＶマスク３１０内の検査ゾーンまたはエリア３２０を照明する。検査放射３３０は、ディテクタ３６０上に光学システム３４０を用いることによって誘導される。一例では、光学システム３４０は、ディテクタ３６０のアクティブエリア３５０のサイズに対応するようにサイズ決定される。

[0051] この例では、ＡＤＣ３７０は、ディテクタ３６０からアナログデータを受信する。ＡＤＣ３７０は、受信したアナログデータからデジタルデータを生成する。デジタル信号は、リソグラフィシステムの他の態様(aspect)に供給され、かつマスク内で発見されるあらゆる欠陥または異常を調整または補償するために用いられてもよい。例えば、照明システムまたは投影システム内のエレメントは、より正確で最適なデバイスが基板上に形成されるようにマスク内で発見されるあらゆる異常に対して調整することができる。

[0052] 様々な例では、デジタルデータは、ＥＵＶマスク３１０の特徴に基づいてシステムの態様(aspect)を制御するために、検査システム３００を利用するリソグラフィシステムの他の部分、例えば、図１Ａおよび図１Ｂに示されるシステムのいずれかへと（１つまたは複数の）接続を介して移ることができる。例えば、接続は、各データチャネルのための個別の接続、マルチチャネルデータ接続、ならびに、幅広い種類の媒体を含むがハードワイヤードバス、光ファイバおよび同軸ケーブルに限定されない媒体を用いる接続である。マルチチャネルデータ接続性に適したあらゆる形の接続が本発明の範囲に入ることを当業者は理解されよう。限定ではなく一例として、１ＧＢ／ｓを超えるデータ出力速度は、ＥＵＶマスク検査システム３００から出力されてもよい。

[0053] 一例では、ＥＵＶマスク３１０は４０ｎｍピクセル解像度を用いて１５分より短い時間で完全に検査することができる。

[0054] 上記したように、ＥＵＶマスク内で発見される欠陥を判定し、または異常を補償（例えば、光近接効果補正）するために出力データを使用することができる。一例では、ＥＵＶマスク上の２つの名目上の同一フィーチャから生じる出力データを比較することができる。典型的には、第１同一フィーチャからの出力データはメモリに格納される。次いでデータは、続いて取得される第２同一フィーチャからの出力データと比較される。２つの出力データの比較は、ＥＵＶマスク内の欠陥または異常の存在を判定するために用いられる。あるいは、比較は、２つの異なるマスクに存ずる名目上の同一フィーチャから生じるデータ比較に対してのイントラマスクデータ比較によって行われてもよい。

[0055] 別の例では、ＥＵＶマスクの検査からの出力データは、出力データが測定された特定の検査エリアに関連する配置座標とタグ付けされる。したがって、単一のＥＵＶマスク上の異なる配置における２つ以上の名目上の同一フィーチャからの出力データは、特定のＥＵＶマスク内の欠陥または異常の存在を判定するために比較されてもよい。

[0056] さらなる例では、ＥＵＶマスクから生じることが予測されるパターン形成されたビームの所望の特性を決定するためにシミュレーションが行われてもよい。そのようなシミュレーションデータは、ＥＵＶマスクからのスキャンデータとの後ほどの比較のためにデータベースに格納される。既に述べたように、格納されたシミュレーションデータと出力データとの比較は、ＥＵＶマスク内の欠陥または異常の存在を判定するために用いられる。

[0057] 本発明のさらなる実施形態では、追加の検査スループットは、互いに接続されている複数のディテクタ３６０の使用を介して達成することができる。そのようなシステムを並列に連結することによって、複数のスキャンの使用に対し、ピクセルの追加のコラムを単一のスキャン中に検査されているＥＵＶマスクにさらす(expose)ことができる。

[0058] この例では、物体３１０（例えば、ＥＵＶマスク）は矢印の方向にスキャンされる。「スキャンされる」および「スキャニング」という用語の使用は、矢印によって示される方向における物体３１０とディテクタ３６０との間の相対運動のあらゆる形態を含むことを意味する。相対運動とは、物体３１０は動いているがディタクタ３６０は静止している場合、物体３１０は静止しているがディタクタ３６０は動いている場合、および、物体３１０とディテクタ３６０との両方が動いている場合を含む。そのような相対運動を実行するために用いることができる様々な駆動システムがあることを当業者は理解されよう。ディテクタ３６０が動作中である実施形態では、検査放射はディタクタ３６０と同期して動く。本発明の一実施形態では、アクチュエータ（図示せず）は、入射ＥＵＶ照明、物体３１０（例えば、ＥＵＶマスク）およびディテクタ３６０のうちの少なくとも１つに結合されている。

[0059] 検査システム３００は、他の物体、すなわち、物体がＥＵＶ波長の光を用いて検査されるＥＵＶマスクとは別の物体を検査するために使用されてもよいことを理解されたい。ＥＵＶマスクは、単に本発明の本実施形態で検査される例示的物体であるに過ぎない。

[0060] 最後に、別の実施形態では、ディテクタ３６０による物体３１０（例えば、ＥＵＶマスク）の検査は静的モード、すなわち、物体３１０（例えば、ＥＵＶマスク）とディテクタ３６０との間に相対運動がないモードで行われてもよい。静的モードでは、スキャニングは採用されず、したがってＴＤＩは使用されない。このシナリオでは、静的イメージはディテクタ３６０によって補足され、ディテクタ３６０から出力が利用可能になり、次いでそのような出力は任意の変換器３７０によって続いて処理される。

[0061] 図４は、本発明の一実施形態による例示的方法４００のフローチャートである。例えば、方法４００は、ディタクタ（例えば、ＣＣＤアレイ）を用いて物体（例えば、ＥＵＶマスク）を検査するために用いられてよい。例えば、方法４００は、図１Ａ、図１Ｂ、図２および図３で上述された１つ以上のシステムを用いて行われてもよい。

[0062] プロセスはステップ４１０で始まる。ステップ４１０では、ＥＵＶ放射ビームを受ける。ＥＵＶ放射ビームは、例えば、図１Ａおよび図１Ｂに示されるように放射源ＳＯによって、あるいは、リソグラフィシステムの放射源から独立した検査システムにおける専用のＥＵＶ放射源によって提供することができる。

[0063] ステップ４２０では、ＥＵＶ放射ビームは、スキャンＥＵＶマスクと相互作用し、検査ＥＵＶ放射ビームを生成する。

[0064] ステップ４３０では、検査ＥＵＶ放射ビームはディテクタ上に誘導され、出力を生成する。一例では、出力は、スキャンＥＵＶマスクと同期される時間遅延積分アプローチを用いて生成される。例えば、出力はアナログデータであってもよい。

[0065] ステップ４４０では、マスク欠陥のためのさらなる分析および／またはリソグラフィシステムのさらなる制御のために、アナログ−デジタル変換の後、任意的に、ＥＵＶディテクタからの出力は送信される。

[0066] ステップ４５０にて方法４００は終了する。

結論
[0067] 発明の概要および要約の項目は、発明者が想定するような本発明の１つまたは複数の例示的実施形態について述べることができるが、全部の例示的実施形態を述べることはできず、したがって、本発明および添付の請求の範囲をいかなる意味でも制限しないものとする。

[0068] 本発明は、特定の機能の実施を例示する機能的構成要素およびその関係を用いて上記に記載してきた。この機能的基礎的要素の境界は、説明の便宜性のために本明細書中に任意に画定されている。特定の機能およびその関係が適切に行われる限り、代替的な境界を画定することができる。

[0069] 特定の実施形態の前述の説明は、本発明の全体的性質を十分に明らかにしているので、当技術分野の知識を適用することにより、過度の実験をせず、本発明の全体的な概念から逸脱することなく、このような特定の実施形態を容易に変更および／またはこれを様々な用途に適応させることができる。したがって、このような適応および変更は、本明細書に提示された教示および案内に基づき、開示された実施形態の同等物の意味及び範囲に入るものとする。本明細書の表現または用語は説明のためのもので、制限するものではなく、したがって本明細書の用語または表現は、当業者には教示および案内の観点から解釈されるべきことを理解されたい。

[0070] 本発明の幅および範囲は、上述した例示的実施形態のいずれによっても制限されず、特許請求の範囲およびその同等物によってのみ規定されるものである。

Claims (15)

1. 受けた光エネルギーに対応するアナログデータを生成するセンサのアレイと、
   ＥＵＶパターニングデバイスの検査エリアからの極端紫外（ＥＵＶ）光を前記センサのアレイに誘導する光学システムとを含み、
   前記アナログデータは前記ＥＵＶマスク上で発見される欠陥を判定し、または異常を補償するために使用される、システム。
2. 前記センサのアレイは電荷結合素子（ＣＣＤ）のアレイを含む、請求項１に記載のシステム。
3. 前記ＣＣＤアレイは二次元ＣＣＤアレイを含む、請求項２に記載のシステム。
4. 前記センサのアレイは、前記センサのアレイにおける各センサによって生成される前記アナログデータを処理するために時間遅延積分を使用する、請求項１に記載のシステム。
5. 前記ＥＵＶ光は、約５０ｎｍ未満の波長を有する光を含む、請求項１に記載のシステム。
6. 前記ＥＵＶ光は、約１３．４ｎｍの波長を有する光を含む、請求項１に記載のシステム。
7. 前記ＥＵＶ光は、約１１．２ｎｍの波長を有する光を含む、請求項１に記載のシステム。
8. 前記センサのアレイは、前記ＥＵＶ光が前記センサのアレイの一センサにつき約１光子と同等またはそれより少ない場合に前記アナログデータを生成する、請求項１に記載のシステム。
9. 前記センサのアレイは、前記ＥＵＶパターニングデバイスの前記検査エリアのサイズに対応するようにサイズ決定され、それによって、検査スループットは前記検査エリアからの全ての照明を実質的に同時に受け取ることに基づいて増加する、請求項１に記載のシステム。
10. 前記ＥＵＶマスクが別のＥＵＶ放射ビームをパターン形成するときに前記ＥＵＶマスクを支持するサポートデバイスと、
    前記パターン形成されたＥＵＶビームを基板のターゲット部分上に投影する投影システムと
    をさらに含む、請求項１に記載のシステム。
11. アナログ−デジタル変換器と、
    リソグラフィシステムの一部を制御するコントローラとを含み、
    前記リソグラフィシステムはデジタルデータに基づいて基板をパターン形成するために前記ＥＵＶパターニングデバイスを使用する、請求項１に記載のシステム。
12. 縦軸を有する一次元アレイ状に構成されかつ基板上に形成された複数の感光性エレメントであって、感光性エレメントの各々はスキャンＥＵＶマスクによってパターン形成されたＥＵＶ放射ビームによる照明に応答して電荷を生成し、感光性エレメントの各々は隣接する感光性エレメントに電気的結合されており、それによって各感光性エレメントにおける累積された電荷は、前記スキャンＥＵＶマスクに同期して前記隣接する感光性エレメントへ切り替え可能に移動できる、複数の感光性エレメントと、
    前記一次元アレイの端に配置された前記感光性エレメントのうちの１つに結合されているアナログ−デジタル変換器（ＡＤＣ）と
    を含む、極端紫外線（ＥＵＶ）マスク検査システム。
13. 前記複数の感光性エレメントは、前記基板の裏面および前記基板の前面のうちの１つから照明されている、請求項１２に記載のＥＵＶマスク検査システム。
14. 前記ＥＵＶマスクおよび前記複数の感光性エレメントのうちの少なくとも１つに結合されているアクチュエータをさらに含む、請求項１２に記載のＥＵＶマスク検査システム。
15. ＥＵＶ放射ビームをスキャンＥＵＶマスクに投影し、パターン形成されたＥＵＶ放射ビームにすること、
    前記パターン形成された放射ビームをＥＵＶディテクタアレイに投影することであって、前記ＥＵＶディタクタアレイは、縦軸を有する一次元アレイ状に構成されかつ基板上に形成された複数の感光性エレメントであって、感光性エレメントの各々はパターン形成されたＥＵＶ放射ビームによる照明に応答して電荷を生成し、感光性エレメントの各々は隣接する感光性エレメントに電気的に結合されており、それによって各感光性エレメントにおける累積された電荷は、前記スキャンＥＵＶマスクに同期して前記隣接する感光性エレメントへ切り替え可能に移動できる、複数の感光性エレメントと、前記一次元アレイの端に配置された前記感光性エレメントのうちの１つに結合されているアナログ−デジタル変換器（ＡＤＣ）とを含む、該投影すること、および
    前記ＡＤＣから出力信号を出力すること
    を含む、極端紫外線（ＥＵＶ）マスク検査方法。