JP6561110B2 - 基板上の欠陥の場所を特定する方法 - Google Patents
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Description
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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)。
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。
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。
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。
Claims (13)
- 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。 - 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。
- 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。
- 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。
- 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。
- 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。
- 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。
- 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。
- 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。
- 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。
- 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。 - 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)。
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