JP6522604B2 - 簡略化された光学素子を備えた極端紫外線（ｅｕｖ）基板検査システム及びその製造方法 - Google Patents

Description

関連出願の相互参照

本出願は、２０１３年１２月１９日出願された米国仮特許出願第６１／９１８，６３９号の利益を主張し、その内容は参照により本明細書に援用される。

本発明は、概して、極端紫外線リソグラフィー基板の点検及び検査に関し、より具体的には、簡略化された光学素子を備えた極端紫外線基板検査システム及びその製造に関する。

背景

軟Ｘ線投影リソグラフィーとしても知られている極端紫外線リソグラフィーは、０．１３ミクロン及びそれよりも小さい最小フィーチャーサイズの半導体デバイスを製造するための深紫外線リソグラフィーに代わる候補である。

しかしながら、概して５〜４０ナノメートルの波長範囲内にある極端紫外光は、実質的に全ての材料に強く吸収される。そのため、極端紫外線システムは、光の透過によってではなく、反射によって動作する。一連のミラー又はレンズ素子、及び反射素子、又は非反射性吸収体マスクパターンで被覆されたＥＵＶマスクブランクなどの極端紫外線基板の使用を介して、パターニングされた活性光線が、レジストを被覆された半導体ウェハ上に反射される。

極端紫外線リソグラフィーシステムのレンズ素子及び極端紫外線マスクブランクは、モリブデン及びシリコンなどの材料の多層反射コーティングで被覆される。レンズ素子又はＥＵＶマスクブランクごとに約６５％の反射値が、極めて狭い紫外線帯域（例えば、１３ナノメートルの紫外光に対して１２〜１４ナノメートルの帯域）内で実質的に単一の波長で光を強く反射する多層コーティングで被覆された基板を使用することによって得られている。

半導体及びマイクロエレクトロニクス製造のための最小フィーチャーサイズのデザインルールは、ムーアの法則によって縮小し続けている。短波長、極端紫外線リソグラフィーの使用は、更に小さなデザインルールを促進する可能性を秘めているが、この技術を完全に実用化するためには、多くの技術的な課題が残っている。高品質で欠陥のないマスクは、つながりを結び付ける１つの重要なものである。マスク欠陥検査は、一般的に高価で複雑である。

このように、簡略化された光学素子を備えた極端紫外線リソグラフィー基板検査システムに対する必要性が、依然として残っている。高品質で欠陥のないマスクを支持するための要求を成長させる観点から、これらの問題に対する答えが見出されることは、ますます重要である。成長している消費者の期待と市場で重要な製品の差別化のための減少する機会と共に、増え続ける商業競争圧力を考慮すると、これらの問題に対する答えを発見することは重要である。また、コストの削減、効率性とパフォーマンスの向上、及び競争圧力を満たすための必要性は、これらの問題に対する答えを見つけるための重要な必要性に一層の緊急性を追加する。

これらの問題に対する解決策は、長い間求められてきたが、従来の開発は、いかなる解決策をも教示又は示唆しておらず、したがって、これらの問題に対する解決策は長い間、当業者を避けてきた。

本発明の実施形態は、アパーチャを通してＥＵＶ照明を向けるＥＵＶ光源と、基板から反射された減弱した軸外光線を有するマスク照明を検出する光検出器と、光検出器によって検出されたイメージデータを処理するコンピューティングデバイスとを含む極端紫外線（ＥＵＶ）基板検査システムを提供する。

本発明の実施形態は、ＥＵＶ光源を提供する工程と、アパーチャを通して基板上にＥＵＶ光源のＥＵＶ照明を向ける工程と、光検出器上への、基板から反射された減弱した軸外光線を有するマスク照明を検出する工程と、光検出器からのイメージデータをコンピューティングデバイスに転送する工程と、コンピューティングデバイス上でイメージデータを処理する工程とを含むＥＵＶ基板検査システムの製造方法を提供する。

本発明の実施形態は、アパーチャを通してＥＵＶ照明を向けるＥＵＶ光源と、前記アパーチャを有し、減弱した軸外光線を有するマスク照明を検出する光検出器とを含むＥＵＶ点光源の装置を提供する。

本発明の特定の実施形態は、上記のものに加えて、又は上記のものの代わりに、他の工程又は要素を有する。これらの工程又は要素は、添付図面を参照して考慮された場合、以下の詳細な説明を読むことから当業者には明らかになるであろう。

本発明の第１実施形態におけるＥＵＶ基板検査システムの例示である。 本発明の第２実施形態における集束ＥＵＶ基板検査システムの例示である。 本発明の第３実施形態における簡略化された光学素子を備えたＥＵＶ基板検査システムの例示である。 本発明の更なる一実施形態におけるＥＵＶ基板検査システムの製造方法のフローチャートである。

詳細な説明

以下の実施形態は、本発明を行い、使用することを当業者に可能にするために十分に詳細に記載されている。他の実施形態は、本開示に基づいて明らかであり、システム、プロセス、又は機械的な変更は、本発明の実施形態の範囲から逸脱することなく行うことができることが理解されるべきである。

以下の説明において、多数の特定の詳細が本発明の完全な理解を提供するために与えられる。しかしながら、本発明がこれらの特定な詳細なしに実施できることは明らかであろう。本発明の実施形態を不明瞭にするのを避けるために、いくつかの周知の回路、システム構成、及びプロセスステップは詳細には開示されていない。

本システムの実施形態を示す図面は、半概略図であり、縮尺通りではなく、特に、寸法の一部は、提示を明確にするためのものであり、描画図内で誇張して示されている。同様に、説明を容易にするため、図面内のビューは、概して同様の方向を示しているが、図中のこの描写は、ほとんどの部分に対して任意である。一般的に、本発明は、任意の向きで動作させることができる。

いくつかの構成を共通して有する複数の実施形態が開示され、記載される場合、図、説明、及びそれらの理解を明瞭かつ容易にするため、同様及び類似の構成は、同様の参照番号で説明される。

解説の目的のために、本明細書内で使用される用語「水平」は、半導体ウェハの向きに関係なく、半導体ウェハの処理面の平面又は表面に平行な平面として定義される。用語「鉛直」は、まさに定義されたような水平に対して垂直な方向を指す。「上方（ａｂｏｖｅ）」、「下方（ｂｅｌｏｗ）」、「底部（ｂｏｔｔｏｍ）」、「上部（ｔｏｐ）」、（「側壁」内のような）「側部（ｓｉｄｅ）」、「より高い（ｈｉｇｈｅｒ）」、「より低い（ｌｏｗｅｒ）」、「より上（ｕｐｐｅｒ」、「上（ｏｖｅｒ）」、及び「下（ｕｎｄｅｒ）」などの用語は、図に示されるように、水平面に対して定義される。用語「上（ｏｎ）」は、介在要素無しに要素間の直接的な接触があることを意味する。

本明細書内で使用されるような用語「処理」は、材料又はフォトレジストの堆積、記載の構造を形成する際に必要とされるような材料又はフォトレジストのパターニング、露光、現像、エッチング、洗浄、及び／又は除去を含む。

本発明の実施形態は、ＥＵＶ用基板検査のシステム及び製造方法を提供する。本発明の実施形態に係るシステム及び方法は、高感度（例えば、非常に小さな欠陥を検出する能力）と高精度（例えば、背景信号又はぼけを除去する能力）の両方で、反射面（例えば、ＥＵＶマスクブランク、ＥＵＶマスク、又はウェハ）上の欠陥を検査するために使用することができる。

本発明の実施形態に係るＥＵＶ基板検査システム及び製造方法は、「暗視野」又は「明視野」イメージング技術を使用する。明視野イメージング技術では、ＥＵＶ照明が反射面上に向けられる。反射された照明（例えば、反射面から反射され、光検出器によって検出されたマスク照明）は、透過白色光である。マスク照明は、反射面の欠陥内で透過照明の一部の吸収によって引き起こされるコントラスト（明暗差）となる。ＥＵＶ基板検査システムにおける明視野イメージング技術の典型的な外観は、明るい背景に暗い欠陥である。

このような暗視野イメージング技術により、反射面から反射されたマスク照明は、光検出器によって検出されない透過光であり、このため像（イメージ）の部分を形成しない。暗視野イメージング技術は、暗く、ほとんど黒の背景と、その上に明るい欠陥を有する古典的な外観を作成する。

本発明の実施形態によれば、ＥＵＶマスク又は検査対象の他の反射面は、欠陥のないＥＵＶマスクの領域上に塗布されるフォトレジストの層で被覆される。ＥＵＶマスクは、その後、フォトレジストを現像するために完全に露光するのに十分な時間、ＥＵＶ照明に曝露される。ＥＵＶマスク内に欠陥がない場合、フォトレジスト層は、完全な現像及び除去のために十分な強度及び持続時間で完全に露光される。

ＥＵＶマスクが完全である場合は、現像後、ＥＵＶマスク表面上にフォトレジストは残されない。しかしながら、ＥＵＶマスクに欠陥がある場合、ＥＵＶマスク表面の欠陥の直上及びそれを取り囲む領域は、反射によって受け取る露光量が少なく、完全には現像・除去されない。欠陥は、現像後のＥＵＶマスク表面上に残存するフォトレジストによって容易に検出することができる。

ＥＵＶマスクは、ベース（例えば、ガラス、セラミックス、シリコン、又は金属材料）上に製造することができる。シリコンベースは、高密度プラズマ（ＨＤＰ）酸化物、ホウ素ドープされたリンガラス、アモルファスシリコンなどの材料とすることができる。金属ベースは、モリブデン、チタン、ルテニウム、及びそれらの酸化物又は合金のような金属とすることができる。ＥＵＶマスクの厚さは、様々とすることができ、１ミリメートル（ｍｍ）以下を含む。ＥＵＶマスクは、ＥＵＶ基板検査システムの設計及び要件に応じて、正方形、円形、又は他の形状を含む様々な寸法及び形状に構成することができる。保護層、反射層、又は吸収体層は、ＥＵＶマスクのベースの上に構築することができる。パターンは、吸収体層内に構成することができる。

光学顕微鏡（例えば、暗視野顕微鏡又は明視野顕微鏡）は、ＥＵＶマスクの表面又は他の反射面上に残ったフォトレジスト又は欠陥を検出するのに十分である。

顕微鏡は、一連の反射ミラーと、レンズは無いが、光を通さない箱の単一の小さなピンホールを有する単純なカメラであるピンホールカメラとを含むことができる。光は、ピンホールを通過し、光源の反対側のスクリーン上にＥＵＶマスクの一部の倒立像を投影する。ＥＵＶマスクの倒立像を検査することにより、ＥＵＶマスクの欠陥を検出して位置を特定することができる。

ピンホールカメラを使用したＥＵＶ基板検査システムにおいて、倒立像の解像度は、ピンホールの大きさに基づいており、倍率は、対象物からピンホールまでの距離である被写体距離の、倒立像からピンホールまでの距離である像距離に対する比に基づいている。特定の点までは、ピンホールが小さければ小さいほど、倒立像はシャープになり薄暗くなる。

ピンホールカメラは、長い露光を必要とするため、ピンホールカメラを使用したＥＵＶ基板検査システムは、適切に露光するためにフォトレジストに対してゆっくりと走査し、ゆっくりとした走査と長い検査サイクルをもたらす。検査を促進するために、ピンホールカメラ無しのＥＵＶ基板検査システムが開発されている。

ピンホールカメラの無いＥＵＶ基板検査システムは、光源（例えば、ＥＵＶ照明をＥＵＶマスク上に向けるＥＵＶ点光源）を含むことができる。光検出器（例えば、ＥＵＶイメージセンサ）は、ＥＵＶマスクから反射されたマスク照明を検出し、イメージデータ（例えば、イメージセンサデータ）をコンピューティングデバイス（例えば、イメージプロセッサ）に転送し、これによってＥＵＶマスクの欠陥を検出し、その位置情報を生成する。

ＥＵＶ点光源は、レーザ生成又は放電生成プラズマ、シンクロトロン放射、放電源、フェムト秒レーザパルスによる高い高調波生成、放電励起Ｘ線レーザ、又は電子ビーム駆動放射装置を含むがこれらに限定されない適切な手段によって、ＥＵＶ照明を生成する。

概して５〜４０ナノメートル（ｎｍ）の波長範囲内にあるＥＵＶ照明は、ＥＵＶマスク表面上に向けられる。反射された照明（例えば、ＥＵＶマスクから反射されたマスクブランク照明）は、ＥＵＶイメージセンサによって検出することができる。マスク照明は、イメージデータ（例えば、ＥＵＶマスク及びその欠陥のイメージセンサデータ）をＥＵＶイメージセンサ上に投影する。ＥＵＶイメージセンサは、イメージセンサデータをイメージプロセッサに転送する。イメージプロセッサは、様々なアルゴリズム及び技術を利用し、これによってイメージの背景ノイズを除去し、ＥＵＶマスクの欠陥の位置を特定する。

ＥＵＶ基板検査システムの高い感度及び精度を得るために、マスク照明は、十分に集束され、コントラストにする必要がある。マスク照明の軸外光線によって引き起こされるぼけたイメージは、イメージング又は欠陥の検出を妨げる可能性がある。

アパーチャ又は指向ビームを有するＥＵＶ点光源は、軸外光線を減らし、その結果、イメージぼけの低下をもたらすことができる。減弱した軸外光線を有する集束されたコントラストなマスク照明は、シャープなイメージを投影し、ＥＵＶマスクの小さな欠陥を検出することができる。軸外光線の減弱は、光源と反射面などの要因に応じて、様々となる可能性がある。通常、減弱は、アパーチャ又は指向ビーム無しのＥＵＶ点光源と比較して、約５０％以上とすることができる。減弱した軸外光線を有するＥＵＶ点光源は、サブ２０ｎｍ又はより良好なＥＵＶマスクの分解能を達成することができる。

アパーチャ又は指向ビームを有するＥＵＶ点光源は、軸外光線を約５０％以上減弱させることができ、その結果、ＥＵＶ基板検査システムの感度及び精度を向上させることが発見された。

アパーチャを有するＥＵＶ点光源は、ＥＵＶ点光源、アパーチャ、及びコンデンサーを含むことができる。コンデンサーは、ＥＵＶ点光源のＥＵＶ照明を集光するように機能するレンズである。ＥＵＶ照明は、ＥＵＶ照明の外側リングが通過できるアパーチャに入る。コンデンサーは、ＥＵＶ照明の外側リングを集束させる。集束ＥＵＶ照明は、ＥＵＶマスク表面上に向けられる。ＥＵＶイメージセンサは、ＥＵＶマスク表面からの反射されたマスク照明を検出し、イメージセンサデータを処理するためにイメージプロセッサに転送する。

アパーチャ及びコンデンサーを有するＥＵＶ基板検査システムは、複雑な構造であり、製造コストを増大させる可能性がある。簡略化された光学素子を有するＥＵＶ点光源は、アパーチャ及びコンデンサーに代えてＥＵＶイメージセンサのスルーアパーチャを使用する。ＥＵＶ照明は、５０％又はそれ以上まで軸外光線を減弱させるために、ＥＵＶマスクの表面上に向けられる前に、ＥＵＶイメージセンサのスルーアパーチャによって集束される。

ＥＵＶ照明は、ＥＵＶマスクの表面上に向けられ、ＥＵＶマスクから反射される。ＥＵＶイメージセンサは、ＥＵＶマスクとその欠陥の像を含む、ＥＵＶマスク表面から跳ね返った減弱された軸外光線を有するマスク照明を検出することができる。像のぼけは、軸外光線の減弱のため、改善させることができる。ＥＵＶイメージセンサは、種々のアルゴリズム及び技術を使用して、ＥＵＶマスクの欠陥及びその位置を検出するために、イメージプロセッサにイメージセンサデータを転送することができる。シャープな像は、基板検査システムの感度及び精度を向上させることができる。

検出されたイメージセンサデータは、明視野データと暗視野データを含むことができる。暗視野アプリケーションのＥＵＶ点光源は、明視野アプリケーションよりもＥＵＶマスクから遠く離れた視射角とすることができる。ＥＵＶ点光源からＥＵＶマスクまでの典型的な距離は、アプリケーション及び機器に応じて、様々である。例えば、ＥＵＶイメージセンサからＥＵＶマスクまでの距離は、約２〜３メートルとすることができる。ＥＵＶイメージセンサとＥＵＶマスクとの間の距離を調整することによって、光のビームをＥＵＶマスクに向けるＥＵＶ光源及びＥＵＶイメージセンサは、単一の露光でＥＵＶマスクの比較的大きな面積からの反射を記録するように配置することができる。ＥＵＶ光源のサイズ及び位置、並びにＥＵＶイメージセンサのサイズ及び位置は、ＥＵＶマスク上の照明領域及び検査することができる領域を決定する。

ＥＵＶイメージセンサのスルーアパーチャの寸法は、以下の式によって決定される。
ここで、ｄはアパーチャ径であり、ｆは焦点距離（アパーチャからＥＵＶマスクまでの距離）であり、λはＥＵＶ照明の波長である。

ＥＵＶイメージセンサは、マスクの走査に同期した時間遅延積分（ＴＤＩ）センサを含むことができる。ＴＤＩは、他のビデオ走査方法に比べて飛躍的に増加した応答性を提供するライン走査方法である。それは、微小光の中ではるかに大きな走査速度を可能にする、又は従来のスピードで減弱した照明レベル及びコストを可能にする。走査速度の向上は、様々な要因（例えば、像解像度、コンピューティングデバイスの能力、スキャナの動作速度、又はそれらの組み合わせ）に依存する。ＴＤＩを有するＥＵＶイメージセンサの典型的な走査速度は、従来の速度の２倍以上とすることができる。

ＥＵＶマスク検査システムは、複数のＥＵＶ点光源を含むことができる。複数のＥＵＶ点光源は、走査効率を向上させるために並行してＥＵＶマスクを走査することができる。ＥＵＶマスク検査システムは、ＥＵＶマスクの複数の領域を同時に検査することができ、イメージプロセッサは、複数の領域のイメージセンサデータを並列に処理することができる。

ＥＵＶマスクの表面は、ＥＵＶイメージセンサと平行である。ＥＵＶ点光源は、ＥＵＶ照明をＥＵＶイメージセンサの表面に斜めの角度である照明角でＥＵＶマスク上に向けることができる。ＥＵＶイメージセンサのスルーアパーチャは、ＥＵＶイメージセンサの表面にアパーチャ角でＥＵＶイメージセンサを貫通して形成される。照明角は、通常、アパーチャ角と同じであり、ＥＵＶ照明が障害物なしに通過することを可能にする。アパーチャ角は、基板検査システムの要件に準拠するように、様々とすることができる。

ＥＵＶ照明が、ＥＵＶイメージセンサのスルーアパーチャを通過するときに、回折が発生することがある。回折現象は、波が照明の波長の大きさと同等な障害物又はスリットに遭遇したときの波の干渉として説明される。スルーアパーチャの寸法が、ＥＵＶ照明の波長とほぼ同等である場合には、回折パターンを観察することができる。

イメージプロセッサは、ＥＵＶイメージセンサと、回折パターンを処理するイメージプロセッサコンピューティングの進展と共に、タイコグラフィックイメージング技術を利用することができ、その結果、レンズを必要とせずに増加した空間分解能を有する光学顕微鏡をもたらす。タイコグラフィー技術を使用して像を検出又は抽出するために、単一又は複数の回折パターンを使用することができる。タイコグラフィーは、隣接するブラッグ反射をコヒーレントに干渉させることによる回折パターンの位相の問題を解決し、これによってそれらの相対的な位相を決定することを目的とする技術である。ブラッグ反射は、結晶格子から、コヒーレント及びインコヒーレントな散乱の角度、又は強制照明偏差を与える。

基板の欠陥を検出し、欠陥の位置情報を抽出することは、半導体製造において非常に重要であることが発見された。完璧な基板を製造するのは困難であるため、欠陥の検出及び位置特定は不可欠である。不完全な基板は、多くの欠陥を含んでいる可能性がある。欠陥の数が製造者の基準以下である限り、基板の品質は許容することができる。製造プロセス中に、欠陥が位置特定されているダイは、廃棄することができる。一方、欠陥の無いダイは、処理することができる。欠陥の許容可能な数は、製造業者に応じて、様々である。

ここで図１を参照すると、本発明の第１実施形態におけるＥＵＶ基板検査システム１００の例が中に示されている。明視野点光源基板検査システム１００は、ＥＵＶ照明１０４を提供するＥＵＶ点光源１０２、基板（例えば、ＥＵＶマスク１０６）、及び光検出器（例えば、ＥＵＶイメージセンサ１０８）を含むことができる。用語「明視野」は、明るい背景に暗いＥＵＶマスクを検出するＥＵＶイメージセンサ１０８に由来している。

ＥＵＶ点光源１０２は、レーザ生成又は放電生成プラズマ、シンクロトロン放射、放電源、フェムト秒レーザパルスによる高い高調波生成、放電励起Ｘ線レーザ、又は電子ビーム駆動放射装置を含むがこれらに限定されない適切な手段によって、ＥＵＶ照明１０４を生成する。ＥＵＶ照明は、概して、５〜４０ナノメートル（ｎｍ）の波長範囲内にある。

ＥＵＶ点光源１０２は、斜めの角度でＥＵＶマスク１０６の表面１１０上にＥＵＶ照明１０４を向けることができる。ＥＵＶマスクは、半導体ウェハ上（典型的には、フォトレジスト上）に印刷されるパターンを構成する反射基板である。ＥＵＶ点光源１０２から表面１１０までの距離は、明視野又は暗視野の用途に応じて調整することができる。ＥＵＶ照明１０４は、検査を受けるＥＵＶマスク１０６の一部を均一に照明することができる。ＥＵＶ点光源１０２を通過するＥＵＶマスク１０６を移動させることによって、ＥＵＶマスク１０６の表面１１０は、部分ごとに走査することができる。

ＥＵＶ照明１０４が表面１１０上に向けられると、マスク照明１１２は、ＥＵＶマスク１０６から反射され、ＥＵＶイメージセンサ１０８上に像を投影する。マスク照明１１２は、中心軸１１６からそれた照明である軸外光線１１４を含むことができる。ＥＵＶマスク１０６及びその欠陥によって透過照明の一部は吸収されるので、マスク照明１１２は、コントラストとなる。軸外光線１１４は、ＥＵＶイメージセンサ１０８上に投影された像のぼけを引き起こし、欠陥検出を低下させる可能性がある。

ＥＵＶイメージセンサ１０８は、マスク照明１１２を検出し、検出されたイメージセンサデータを処理のためにイメージプロセッサ１１８に転送する。イメージプロセッサ１１８は、欠陥を検出し、その位置を処理するために、様々なアルゴリズム及び技術を使用することができる。例えば、表面１１０上の小さな欠陥は、軸外光線１１４によるぼけたエッジを有する像を有する可能性がある。ぼけた像のエッジは、像の背景内に混ざる可能性があり、その結果、イメージプロセッサ１１８は、欠陥を検出できないことをもたらす。

複数のＥＵＶ点光源は、ＥＵＶマスク１０６の複数の領域を同時に照明する際に利用することができる。イメージプロセッサ１１８は、複数の領域のイメージセンサデータを並列に処理することができる。ＴＤＩセンサは、ＥＵＶイメージセンサ１０８内に含めることができる。暗視野基板検査システムは、適切な調整によって同様の構造内で実現することができる。

図１に示される明視野点光源基板検査システム１００は、例示的なものである。明視野点光源基板検査システム１００は、図１には示されていない一連のミラー又はレンズ素子（例えば、ファセットミラー又は投影光学素子）を含むことができる。

明視野点光源基板検査システムは、露光時間を減少させることにより、走査プロセスを促進することができることが見出された。複数のＥＵＶ点光源は、基板を同時に走査し、これによってシステムの効率を改善することができる。

ここで図２を参照すると、本発明の第２実施形態における集束ＥＵＶ基板検査システム２００の例が中に示されている。集束明視野点光源基板検査システム２００は、ＥＵＶ点光源２０２、集束ＥＵＶ照明２０４、ＥＵＶマスク２０６、及びＥＵＶイメージセンサ２０８を含むことができる。ＥＵＶ点光源２０２は、アパーチャ２１２及びコンデンサー２１４を通過するＥＵＶ照明２１０を提供する。

ＥＵＶ照明２１０は、ＥＵＶ照明２１０の外側リング２１６を通過可能にするアパーチャ２１２に入る。コンデンサー２１４は、外側リング２１６をＥＵＶマスク２０６上に収束させるように機能するレンズである。集束されたＥＵＶ照明２０４は、斜めの角度でＥＵＶマスク２０６上に向けられる。マスク照明２１８は、ＥＵＶマスク２０６から反射され、ＥＵＶマスク２０６及びその欠陥の像をＥＵＶイメージセンサ２０８上に投射する。マスク照明２１８は、ＥＵＶマスク２０６及びその欠陥によって透過照明の一部を吸収するので、コントラストとなる。

ＥＵＶイメージセンサ２０８は、マスク照明２１８を検出し、検出されたイメージセンサデータをイメージプロセッサ２２０に転送し、これによって欠陥及びそのプロセス位置を検出する。マスク照明２１８は、中心軸２２２と軸外光線２２４を有する。図１のマスク照明１１２と比較すると、マスク照明２１８は、より集束しており、軸外光線２２４がより少なく、像のぼけを低減する。集束明視野点光源基板検査システム２００は、像のぼけを低減させることができる。ぼけの低減は、他の条件及び制約と共に、アパーチャ２１２及びコンデンサー２１４の寸法に応じて様々とすることができる。

アパーチャ２１２及びコンデンサー２１４を有する複数のＥＵＶ点光源２０２は、ＥＵＶマスク２０６上の複数の領域を同時に照明する際に使用することができる。イメージプロセッサ２２０は、複数の領域のイメージセンサデータを並列に処理することができる。ＴＤＩセンサは、ＥＵＶイメージセンサ２０８内に含めることができる。暗視野基板検査システムは、適切な調整によって同様の構造内で実現することができる。

図２に示される集束明視野点光源基板検査システム２００は、例示的なものである。集束明視野点光源基板検査システム２００は、図２には示されていない一連のミラー又はレンズ素子（例えば、ファセットミラー又は投影光学素子）を含むことができる。

アパーチャ及びコンデンサーを備えた集束明視野点光源基板検査システムは、像のぼけを減少させ、その結果、イメージング及び欠陥検出の精度及び感度の向上をもたらすことが見出された。

ここで図３を参照すると、本発明の第３実施形態における簡略化された光学素子を有するＥＵＶ基板検査システム３００の例が中に示されている。簡略化された光学素子を有するＥＵＶ基板検査装置３００は、ＥＵＶ照明３０４を提供するＥＵＶ点光源３０２、ＥＵＶマスク３０６、ＥＵＶイメージセンサ３０８、及びイメージプロセッサ３１０を含むことができる。

集束明視野点光源基板検査システム２００は、図２のアパーチャ２１２及びコンデンサー２１４を含む複雑な構造を有し、製造コストを増大させている。簡略化された光学素子を有するＥＵＶ基板検査システム３００は、アパーチャ２１２及びコンデンサー２１４に代えてＥＵＶイメージセンサ３０８のアパーチャ３１２を利用する。

アパーチャ３１２は、斜めの角度でＥＵＶイメージセンサ３０８を貫通して形成され、ＥＵＶイメージセンサ３０８の全体の厚さを貫通したスリット、穴、又は他の空間とすることができる。ＥＵＶ照明３０４は、ＥＵＶマスク３０６から離れて面する裏面３１４からアパーチャ３１２に入り、ＥＵＶマスク３０６に向かって面する前面３１６からＥＵＶイメージセンサ３０８を出る。ＥＵＶイメージセンサ３０８を通過する際に、ＥＵＶ照明３０４は、アパーチャ３１２によって集束又は集光される。

アパーチャ３１２は、中心３１８と、ＥＵＶイメージセンサ３０８を貫通した均一な寸法とを有する様々な形状とすることができる。アパーチャ３１２の側壁又は複数の側壁は、中心３１８に対して平行である。ＥＵＶ照明３０４は、照明角３２０でアパーチャ３１２を貫通してＥＵＶマスク３０６上に向けられ、ＥＵＶマスクの一部を均一に照明する。アパーチャ３１２の中心３１８は、前面３１６でアパーチャ角３２２を形成し、アパーチャ角３２２は照明角３２０と同一である。マスク照明３２４は、ＥＵＶマスク３０６から反射され、ＥＵＶマスク３０６及びその欠陥の像をＥＵＶイメージセンサ３０８上に投影する。マスク照明３２４は、ＥＵＶマスク３０６及びその欠陥による透過照明の一部を吸収するのでコントラストとなる。

ＥＵＶイメージセンサ３０８は、マスク照明３２４を検出し、検出されたイメージセンサデータをイメージプロセッサ３１０に転送し、これによって欠陥を検出し、その位置を処理する。マスク照明３２４は、中心軸３２６と軸外光線３２８を有する。図１のマスク照明１１２と比較すると、マスク照明３２４は、軸外光線３２８がより少なく、像のぼけの低減をもたらす。像のぼけの低減は、他の条件及び制約と共に、アパーチャ３１２の寸法及び形状やＥＵＶイメージセンサ３０８の厚さに応じて様々とすることができる。

ＥＵＶマスク３０６は、可動ステージ３３０上に取り付けることができる。可動ステージ３３０は、ＥＵＶイメージセンサ３０８及びＥＵＶ点光源３０２の位置に対して、Ｘ座標とＹ座標の両方においてＥＵＶマスク３０６の位置を調整することができる。ＥＵＶマスク３０６の位置は、前面３１６に平行な平面内で調整することができる。ＥＵＶマスク３０６の全表面は、ＥＵＶマスク３０６が、静止しているＥＵＶイメージセンサ３０８及びＥＵＶ点光源３０２を通過するとき、ＥＵＶ点光源３０２によって走査することができる。ＥＵＶイメージセンサ３０８は、走査中、マスク照明３２４を検出し、全ＥＵＶマスク３０６の欠陥の検出を可能にする。

ＥＵＶ照明３０４が、アパーチャ３１２を通るとき、そしてアパーチャ３１２の寸法が、ＥＵＶ照明３０４の波長のサイズと同等であるとき、回折が発生することがある。回折現象は、波が障害物又はスリット（例えば、アパーチャ３１２）に遭遇したときの波の干渉として説明される。回折パターンは、波の干渉（例えば、ＥＵＶ照明３０４の干渉）の像である。マスク照明３２４は、反射されたＥＵＶ照明３０４及び反射された回折パターンを含むことができる。

ＥＵＶイメージセンサ３０８は、ＥＵＶマスク３０６の欠陥を検出し、その位置を処理するために、マスク照明３２４を検出し、検出されたイメージセンサデータをイメージプロセッサ３１０に転送する。イメージセンサデータは、明視野データ、暗視野データ、又は回折パターンを含むことができる。

複数のＥＵＶ点光源３０２は、ＥＵＶ基板検査システム３００内で使用することができる。複数のＥＵＶ照明３０４は、複数のアパーチャ３１２を通してＥＵＶマスク３０６上の複数の領域を同時に照明することができる。イメージプロセッサ３１０は、ＥＵＶマスク３０６の複数の領域から検出されたイメージセンサデータを並列に処理することができる。ＴＤＩセンサは、ＥＵＶイメージセンサ３０８内に含めることができる。

図３に示されるＥＵＶ基板検査システム３００は、例示的なものである。ＥＵＶ基板検査システム３００は、図３には示されていない一連のミラー又はレンズ素子（例えば、ファセットミラー又は投影光学素子）を含むことができる。

複数のＥＵＶ点光源を有するＥＵＶ基板検査システムは、ＥＵＶマスク走査の効率を改善し、検査サイクル時間を劇的に短縮することができることが見出された。

ＥＵＶ基板検査システム３００は、適切な調整によって、同様の構造内で、暗視野及び明視野のアプリケーションに利用することができる。明視野データは、ＥＵＶマスク３０６の直接反射点からセンシングすることができ、一方、暗視野データは、他の場所でセンシングされる。暗視野データは、直接反射点からの光のまわりにある光から得られる。用語「暗視野」は、暗い背景に明るいＥＵＶマスクを検出するＥＵＶイメージセンサに由来する。暗視野アプリケーションにおけるＥＵＶ点光源３０２からＥＵＶマスク３０６までの距離は、明視野アプリケーションにおけるものよりも遠い。

ＥＵＶイメージセンサ内の少なくとも１つの開口を通して、少なくとも１つのＥＵＶ点光源のＥＵＶ照明を投影することは、軸外光線をかなり削減し、像ぼけ及び欠陥検出を改善できることが見出された。

アパーチャによって生成され、ＥＵＶイメージセンサによって検出された単一又は複数の回折パターンは、タイコグラフィー技術を用いることによってイメージ化及び欠陥検出を更に改善するために使用できることが更に見出された。

タイコグラフィー技術は、照明ビームの位相、プロファイル、又は位置を変更することによって、隣接するブラッグ反射をコヒーレントに干渉させることに起因する回折パターンの位相問題を解決することを目的とする。この技術は、イメージ化を改善するために空間分解能を増大させることが見出された。

更に、ＥＵＶイメージセンサは、非常に微弱な光条件の下で高速撮像を可能にするために付加的なノイズ無しに加算されるように光電子が複数の露光から生成されることを可能とするＴＤＩセンサアーキテクチャを使用できることが見出された。ＴＤＩを有するＥＵＶイメージセンサは、走査速度を向上させ、基板検査のサイクル時間を短縮することができる。

ここで図４を参照すると、本発明の更なる一実施形態におけるＥＵＶ基板検査システムの製造方法４００のフローチャートが中に示されている。方法４００は、４０２のブロック内における、ＥＵＶ光源を提供する工程と、４０４のブロック内における、アパーチャを通して基板上にＥＵＶ光源のＥＵＶ照明を向ける工程と、４０６のブロック内における、光検出器上への、基板から反射された減弱した軸外光線を有するマスク照明を検出する工程と、４０８のブロック内における、光検出器からのイメージデータをコンピューティングデバイスに転送する工程と、４１０のブロック内における、コンピューティングデバイス上でイメージデータを処理する工程を含む。

得られた方法、プロセス、装置、デバイス、製品、及び／又はシステムは、簡単で、費用対効果が高く、複雑でなく、汎用性が高く、かつ効果的であり、公知の技術を適合させることによって、驚くべきことに明白ではなく実施することができ、したがって、従来の製造方法又はプロセス及び技術と完全に互換性のあるＥＵＶ基板検査システムを効率的かつ経済的に製造するのに直ちに適している。

本発明の実施形態の別の重要な一態様は、コストを削減し、システムを簡素化し、パフォーマンスを向上させる歴史的傾向を有効に支持し、提供するということである。

本発明の実施形態のこれらの及び他の有効な態様は、その結果として技術の状態を少なくとも次のレベルへと前進させる。

本発明は、特定の最良の態様に関連して説明してきたが、多くの代替、修正、及び変形が前述の説明に照らして当業者には明らかであろうことが理解されるべきである。したがって、付属の特許請求の範囲内に入るすべての代替、修正、及び変形を包含することが意図される。本明細書に記載された又は添付の図面に図示されたこれまでのすべての事項は、例示的かつ非限定的な意味で解釈されるべきである。

Claims (14)

1. 極端紫外線（ＥＵＶ）基板検査方法であって、
   ＥＵＶ光源を提供する工程と、
   アパーチャを通して基板上にＥＵＶ光源のＥＵＶ照明を向ける工程と、
   光検出器上への、基板から反射された減弱した軸外光線を有するマスク照明を検出する工程と、
   光検出器からのイメージデータをコンピューティングデバイスに転送する工程と、
   コンピューティングデバイス上でイメージデータを処理する工程とを含み、
   アパーチャは、斜めの角度で光検出器を貫通する方法。
2. ＥＵＶ光源を提供する工程は、複数のＥＵＶ点光源を提供する工程を含む、請求項１記載の方法。
3. アパーチャを通してＥＵＶ光源のＥＵＶ照明を向ける工程は、ウェハ又はＥＵＶマスク上に斜めの角度でＥＵＶイメージセンサのアパーチャを通してＥＵＶ点光源のＥＵＶ照明を向ける工程を含む、請求項１記載の方法。
4. 光検出器上へのマスク照明を検出する工程は、複数のアパーチャを有するＥＵＶイメージセンサ又は時間遅延積分（ＴＤＩ）センサ上へのマスク照明を検出する工程を含む、請求項１記載の方法。
5. 光検出器からのイメージデータをコンピューティングデバイスに転送する工程は、基板の欠陥の位置を特定するために、ＥＵＶイメージセンサからの明視野、暗視野、又は回折パターンのイメージセンサデータをイメージプロセッサに転送する工程を含む、請求項１
   記載の方法。
6. アパーチャを通してＥＵＶ照明を向けるＥＵＶ光源と、
   基板から反射された減弱した軸外光線を有するマスク照明を検出する光検出器と、
   光検出器によって検出されたイメージデータを処理するコンピューティングデバイスとを含み、
   アパーチャは、斜めの角度で光検出器を貫通するＥＵＶ基板検査システム。
7. ＥＵＶ光源は、複数のＥＵＶ点光源を含む、請求項６記載のシステム。
8. アパーチャは、光検出器のアパーチャを含む、請求項６記載のシステム。
9. 光検出器は、複数のアパーチャを有するＥＵＶイメージセンサ、又はＴＤＩセンサを含む、請求項６記載のシステム。
10. イメージデータは、基板の欠陥の位置を特定するために、ＥＵＶイメージセンサからイメージプロセッサに転送された明視野、暗視野、又は回折パターンのイメージセンサデータを含む、請求項６記載のシステム。
11. アパーチャを通してＥＵＶ照明を向けるＥＵＶ光源と、
    前記アパーチャを有し、減弱した軸外光線を有するマスク照明を検出する光検出器とを含み、
    アパーチャは、斜めの角度で光検出器を貫通するＥＵＶ点光源の装置。
12. ＥＵＶ光源は、複数のＥＵＶ光源を含む、請求項１１記載の装置。
13. アパーチャは、複数のアパーチャを含む、請求項１１記載の装置。
14. 光検出器は、ＴＤＩセンサを有するＥＵＶイメージセンサを含む、請求項１１記載の装置。