JP7353385B2 - 接地されたサンプル近接静電容量センサを有する検査システム - Google Patents

Description

本開示は一般に検査システムにおけるサンプル近接検知に関し、より具体的には、検査システムにおいて空間的に変化する抵抗を有するサンプルの近接検知に関する。

関連出願の相互参照
本出願は、合衆国法典第３５巻第１１９条（ｅ）の下で、Ｙａｎｇ Ｘｉｅ、Ｆｅｉｌｏｎｇ Ｌｉｎ、Ｒｕｓｈｆｏｒｄ Ａ．Ｏｇｄｅｎを発明者とする２０１９年４月１２日出願の米国仮特許出願第６２／８３３，０４３号「ＥＵＶ ＲＥＴＩＣＬＥ ＢＡＣＫＳＩＤＥ ＧＲＯＵＮＤＩＮＧ ＦＯＲ ＲＥＴＩＣＬＥ ＨＥＩＧＨＴ ＭＥＡＳＵＲＥＭＥＮＴ ＩＮ ＥＵＶ ＲＥＴＩＣＬＥ ＥＢＥＡＭ ＩＮＳＰＥＣＴＩＯＮ ＳＹＳＴＥＭ」の優先権を主張するものであり、その全文を本明細書に引用している。

検査システムは典型的に、システムの１個以上の構成要素から特定の作動距離（例：サンプルの高さ）に配置されたサンプルを検査すべく設計されている。サンプルは従って適切な作動距離に置かれていればシステム内で適切に整列している可能性がある。更に、サンプルの高さが揃っていないことで、検知器が整列しない、又はサンプルを照射する光源ビームのスポットサイズが拡大する等の、但しこれらに限定されない様々な仕方でシステムの性能、従ってシステムの分解能に悪影響を及ぼし得る。

米国特許出願公開第２０１８／０３３０９３５号

検査システムは典型的に、システム内のサンプル位置を検知及び制御する１個以上の近接センサを含んでいる。更に、検査システムは典型的に、リソグラフィで用いるレチクル等の、但しこれに限定されない導電最上層を有するサンプルと共に静電容量近接センサを用いる。この点に関して、導電最上層は検知回路に接続されていて、電極と導電最上層の間に測定された静電容量は、電極とサンプルの距離に直接関係する。しかし、ＥＵＶリソグラフィに適したレチクル等の、但しこれに限定されない多くの注目するサンプルの抵抗は空間的に変化する。その結果、典型的な静電容量近接センサを用いるそのようなサンプルの測定の結果、電極の空間位置に応じて変化する近接誤差が生じる恐れがある。従って、空間的に変化する抵抗を有するサンプルの近接検知のシステム及び方法の提供が望まれる。

本開示の１個以上の例示的な実施形態による静電容量近接測定システムを開示する。例示的な一実施形態において、本システムは、サンプルの試験面上の導電測定領域に近接して配置され得るセンサ電極を含んでいる。別の例示的な実施形態において、本システムは、系統接地と試験面に平行な導電プレートの間に電気接続を提供し得るプレートコネクタを含み、センサ電極と導電プレートの間に測定回路が形成され、試験面がセンサ電極と導電プレートに対して電気的に浮遊している。別の例示的な実施形態において、本システムは、センサ電極及びプレートコネクタに通信可能に結合されたコントローラを含んでいる。別の例示的な実施形態において、コントローラは導電プレートに対するセンサ電極の電圧を調整する。別の例示的な実施形態において、コントローラは測定回路に関連付けられた静電容量を判定する。別の例示的な実施形態において、コントローラは、測定回路に関連付けられた静電容量に基づいて電極と測定領域の距離を判定する。

本開示の１個以上の例示的な実施形態による検査システムを開示する。例示的な一実施形態において、本システムは、電子ビームをサンプルに向けるための電子ビームカラムを含んでいる。別の例示的な実施形態において、本システムは、電子ビームカラムに隣接して配置された静電容量近接測定システムを含んでいる。別の例示的な実施形態において、静電容量近接測定システムは、サンプルの試験面上の導電測定領域に近接して配置され得るセンサ電極を含んでいる。別の例示的な実施形態において、静電容量近接測定システムは、系統接地と試験面に平行な導電プレートの間の電気接続を提供可能に構成されたプレートコネクタを含み、センサ電極と導電プレートの間に測定回路が形成され、試験面がセンサ電極及び導電プレートに対して電気的に浮遊している。別の例示的な実施形態において、静電容量近接測定システムは、センサ電極及びプレートコネクタに通信可能に結合されたコントローラを含んでいてよい。別の例示的な実施形態において、コントローラは、導電プレートに対するセンサ電極の電圧を調整する。別の例示的な実施形態において、コントローラは、測定回路に関連付けられた静電容量を判定する。別の例示的な実施形態において、コントローラは、測定回路に関連付けられた静電容量に基づいて電極と測定領域の距離を判定する。

本開示の１個以上の例示的な実施形態による静電容量近接測定を行う方法を開示する。例示的な一実施形態において、本方法は、試験面上に導電測定領域を有するサンプルを受容するステップを含んでいる。別の例示的な実施形態において、本方法は、センサ電極を測定領域に近接して配置するステップを含んでいる。別の例示的な実施形態において、本方法は、導電プレートを試験面に平行に配置するステップを含んでいる。別の例示的な実施形態において、本方法は、センサ電極と導電プレートの間に測定回路を形成するステップを含み、試験面はセンサ電極及び導電プレートに対して電気的に浮遊している。別の例示的な実施形態において、本方法は、導電プレートに対するセンサ電極の電圧を調整するステップを含んでいる。別の例示的な実施形態において、本方法は、測定回路に関連付けられた静電容量を測定するステップを含んでいる。別の例示的な実施形態において、本方法は、測定回路に関連付けられた静電容量に基づいて電極と測定領域の距離を判定するステップを含んでいる。

上述の一般的な説明及び以下の詳細な説明は共に例示及び説明目的に過ぎず、請求項に記載の本発明を必ずしも限定するものではないことを理解されたい。本発明に含まれてその一部をなす添付の図面は、本発明の実施形態を例示し、一般的な説明と合わせて本発明の原理の説明に資する。

当業者には添付の図面を参照することにより本開示の多くの利点に対する理解が深まろう。

本開示の１個以上の実施形態による、静電容量近接測定システムを示すブロック図である。 本開示の１個以上の実施形態による、導電サンプルの近接測定を行うべく構成された静電容量近接測定システムの概念図である。 本開示の１個以上の実施形態による、空間的に変化する抵抗（Ｒ_Ｓ）を有するサンプルの試験面の上面図である。 本開示の１個以上の実施形態による、図３に示すように構成されたサンプルの試験面の近接測定を行うべく構成され、試験面は試験面に電気的に接続されている静電容量近接測定システムの概念図である。 本開示の１個以上の実施形態による、電気的に浮遊するサンプルのセンサ電極とは反対側に導電プレートを含む測定回路を形成する静電容量近接測定システムの概念図である。 本開示の１個以上の実施形態による、図５の静電容量近接測定に対応する測定回路に関連付けられた回路図である。 本開示の１個以上の実施形態による、電気的に浮遊するサンプルのセンサ電極と同じ側に導電プレートを有する測定回路を形成する静電容量近接測定システムの概念図である。 本開示の１個以上の実施形態による、２枚の導電プレート及び１個の電気的に浮遊するサンプルを有する測定回路を形成する静電容量近接測定システムの概念図である。 本開示の１個以上の実施形態による、静電容量近接測定システムを含む検査ツールの概念図である。 本開示の１個以上の実施形態による、図５、７及び８に示す静電容量近接測定システムの異なる構成の性能のシミュレーションを絶縁境界の抵抗の関数として示すプロット図である。 本開示の１個以上の実施形態による、静電容量近接測定を実行する方法で実行されるステップを示すフロー図である。

以下、添付図面に示す開示主題に詳細に言及する。本開示は専ら特定の実施形態及びその特定の特徴に関して図示及び記述している。本明細書に記述する実施形態は限定的ではなく例示的であることを理解されたい。本開示の趣旨及び範囲から逸脱することなく形式及び詳細事項に対して各種の変更及び改良を加え得ることは当業者には明らかであろう。

本開示の実施形態は静電容量近接測定システムを目的としており、近接測定は、電極と試験面の間の静電容量、及び試験面と当該試験面に平行に置かれた導電プレートの間の静電容量に基づいている。この点に関して、静電容量近接測定システムは、空間的に変化する抵抗を有する試験面の位置の判定に適している場合がある。

本明細書において、静電容量近接検知は典型的に、電極（例：平面電極）を含むコントローラ回路に導電試験面を接続し、電極と試験面の間の静電容量を測定して、測定された静電容量に基づいて電極と試験面の距離を判定することにより実行し得ることが認識される。更に、試験面は典型的に、試験面との機械的及び電気的接触における導線を介したコントローラ回路に接続されていてよい。しかし、試験面の抵抗が空間的に変化する場合、測定される静電容量は、試験面上のリードと試験面に沿った電極の空間位置の接触点の相対位置に基づいて変化し得る。その結果、システムは、試験面上のリードと試験面に沿った電極の空間位置の接触点の相対位置に基づく測定誤差が生じ易い。本明細書では更に、極端紫外線（ＥＵＶ）リソグラフィ用のレチクル等の、但しこれに限定されない多くの注目するサンプルの抵抗が空間的に変化し得るため、近接測定では上述の測定誤差が生じ易いことが認識されよう。

本開示の実施形態は、少なくとも２個の静電容量値、すなわち電極と試験面の間の静電容量、及び試験面と当該試験面に平行な追加的な導電プレートの間の静電容量に基づく電極と試験面の距離測定を提供する。更に、光源及び測定回路を含むコントローラは電極と導電プレートに接続されて測定回路を完結することができる。この点に関して、試験面はどの導線とも直接電気的に接触しておらず、従って電極と導電プレートに対して電気的に浮遊していてよい。従って、試験面の表面全体にわたり空間的に変化する抵抗が距離測定に及ぼす影響を大幅に減少又は除去することができる。

導電プレートは、任意の方向に沿って試験面から分離することができる。いくつかの実施形態において、導電プレートは試験面の電極とは反対側にある。更に、導電プレートは、試験面を含むサンプルとは別個であっても、又は一体化されていてもよい。非限定的な例として、ＥＵＶリソグラフィ等の、但しこれに限定されない反射リソグラフィで用いられるレチクルは絶縁基板上に反射素子のパターンを含んでいてよい。従って、導電プレートは、絶縁基板の裏面に堆積された導電層として形成されていてよい。別の例として、静電容量近接測定システムは別個の導電プレートを含んでいてよい。例えば、サンプルは測定を行う間、別個の導電プレートに置かれていてよい。

いくつかの実施形態において、導電プレートは試験面の電極と同じ側にある。例えば、導電プレートは、電極と試験面の間に障害物が無い照準線を含んでいてよい。更に、電極又は関連付けられた筐体の一部は開口を貫通していてよいが、貫通する必要は無い。

いくつかの実施形態において、静電容量近接測定システムは２枚以上の導電プレートを含んでいる。例えば、静電容量近接測定システムは、試験面の両側に導電プレートを含んでいてよい。

本開示の追加的な実施形態は、本明細書に開示するような静電容量近接測定システムを含む検査システムを目的としている。この点に関して、静電容量近接測定システムは、検査システム内のサンプルの位置（例：測定システム内でのサンプルの高さ）を検知及び／又は制御することができる。従って、静電容量近接測定システムは、試験面の表面全体にわたり空間的に変化する抵抗を含むサンプルを含むがこれに限定されない検査システム内の様々なサンプルを正確に整列させることができる。

ここで図１～１１を一般的に参照しながら、試験面全体にわたり空間的に変化する抵抗を有するサンプルの静電容量近接測定を行うシステム及び方法についてより詳細に記述する。

図１は、本開示の１個以上の実施形態による、静電容量近接測定システム１００を示すブロック図である。一実施形態において、静電容量近接測定システム１００は、センサ電極１０２及びプレートコネクタ１０４を含んでいる。プレートコネクタ１０４は従って導電プレート１０６に電気的に接続されていてよい。別の実施形態において、静電容量近接測定システム１００は、センサ電極１０２及びプレートコネクタ１０４に結合されたセンサコントローラ１０８を含んでいる。この点に関して、測定回路は、センサ電極１０２と導電試験面の間に形成されたコンデンサと共に、導電試験面及び導電プレート１０６から形成されたコンデンサも含んでいてよい。更に、センサ電極１０２のセンサコントローラ１０８とプレートコネクタ１０４の間の電気接続により測定回路を完結することができる。

一実施形態において、導電プレート１０６は静電容量近接測定システム１００の構成要素である。例えば、導電プレート１０６は、金属等の、但しこれに限定されない導電材料から形成されたプレートを含んでいてよい。更に、導電プレート１０６は、試験されているサンプルとは独立に設けられていてよい。別の実施形態において、導電プレート１０６は試験されているサンプルの構成要素である。例えば、サンプルは、絶縁基板一方の側に注目する試験面、及び絶縁基板の反対側に導電層を含んでいてよい。従って、導電層は、静電容量近接測定システム１００の導電プレート１０６及びプレートコネクタ１０４として動作することができ、測定を行う間、導電層に電気的に接続されていてよい。

センサコントローラ１０８は、静電容量近接測定を実行及び／又は解析する各種の構成要素を含んでいてよい。一実施形態において、センサコントローラ１０８は、静電容量測定のためセンサ電極１０２及び／又は導電プレート１０６に電荷を誘導するソース回路１１０を含んでいる。例えば、ソース回路１１０は電圧源及び／又は電流源を含んでいてよいがこれらに限定されない。更に、ソース回路１１０は、直流（ＤＣ）光源又は交流（ＡＣ）光源を含んでいてよい。この点に関して、静電容量近接測定は、センサ電極１０２に定電圧及び／又は交流電圧を印加することにより実行することができる。

別の実施形態において、センサコントローラ１０８は、センサ電極１０２と試験面の間の静電容量を測定する測定回路１１２を含んでいる。更に、測定回路１１２は、測定された静電容量に基づいてセンサ電極１０２と試験面の距離を判定することができる。

別の実施形態において、センサコントローラ１０８は、１個以上のプロセッサ１１４及び／又はメモリ媒体１１６（例：メモリ）を含んでいる。例えば、センサコントローラ１０８は、測定データ（例：静電容量値、距離値等）をメモリ媒体１１６に保存することができる。この点に関して、測定データは、後で使用すべく保存及び／又は外部システムに送信されてもよい。別の例として、プロセッサ１１４は、メモリ媒体１１６に保持されたプログラム命令を実行すべく構成されていてよい。この点に関して、センサコントローラ１０８の１個以上のプロセッサ１１４は、本開示全体を通じて記述する各種の処理ステップのいずれも実行することができる。例えば、プロセッサ１１４は、測定された静電容量に基づいてセンサ電極１０２と試験面の距離を判定することができる。別の例において、プロセッサ１１４は、ソース回路１１０を（例えば制御信号を介して）制御して選択された電圧及び／又は電流を測定回路に印加することができる。

センサコントローラ１０８の１個以上のプロセッサ１１４は、当分野で公知の任意の処理要素を含んでいてよい。この意味において、１個以上のプロセッサ１１４は、アルゴリズム及び／又は命令を実行すべく構成された任意のマイクロプロセッサ型装置を含んでいてよい。一実施形態において、１個以上のプロセッサ１１４は１個以上のフィールドプログラム可能ゲートアレイ（ＦＰＧＡ）等を含んでいる。

また、センサコントローラ１０８及び関連付けられた任意の構成要素（例：プロセッサ１１４、メモリ媒体１１６等）は、共通の筐体又は複数の筐体（例えば分散構成）に収納された１個以上のコントローラを含んでいてよい。例えば、１個以上のプロセッサ１１４は、デスクトップコンピュータ、メインフレームコンピュータシステム、ワークステーション、画像コンピュータ、並列プロセッサ、又は本開示全体を通じて記述するように静電容量近接測定システム１００を動作させるべく構成されたプログラムを実行すべく構成された他の任意のコンピュータシステム（例：ネットワークコンピュータ）を含んでいてよい。用語「プロセッサ」が、非一時的メモリ媒体１１６からのプログラム命令を実行する１個以上の処理要素を有する任意の装置を包含すべく広義に定義されていてよいことも更に認識されたい。

メモリ媒体１１６は、関連付けられた１個以上のプロセッサ１１４により実行可能なプログラム命令の保存に適した当分野で公知の任意の記憶媒体を含んでいてよい。例えば、メモリ媒体１１６は非一時的メモリ媒体を含んでいてよい。別の例として、メモリ媒体１１６は、読出専用メモリ、ランダムアクセスメモリ、磁気又は光メモリ素子（例：ディスク）、磁気テープ、固体ドライブ等を含んでいてよいが、これらに限定されない。メモリ媒体１１６が１個以上のプロセッサ１１４と共に共通のコントローラ筐体に収納されてよいことも更に注記しておく。一実施形態において、メモリ媒体１１６は、１個以上のプロセッサ１１４及びセンサコントローラ１０８の物理的位置から離れた位置に置かれていてもよい。例えば、センサコントローラ１０８の１個以上のプロセッサ１１４は、ネットワーク（例：インターネット、イントラネット等）を介してアクセス可能なリモートメモリ（例：サーバ）にアクセスすることができる。従って、上述の説明は、本発明を限定するものではなく、例示的に過ぎないと解釈すべきである。

更に、静電容量近接測定システム１００は、異なる種類のサンプルの測定を容易にすべく各種の構成で提供されてよいことを理解されたい。この点に関して、各種の実施形態に図１のブロック図に示す構成要素の任意の組み合わせが組み込まれていてよい。更に、各実施形態は図１のブロック図に示す全ての構成要素を含んでいる必要は無い。

図２は、本開示の１個以上の実施形態による、導電サンプル２０２の近接測定を行うべく構成された静電容量近接測定システム１００の概念図である。一実施形態において、センサ電極１０２は、導電サンプル２０２に平行（又はほぼ平行）に向けられている。例えば、静電容量センサ２０４は、センサ電極１０２と、センサ電極１０２を構造的に支持し得る、及び／又は追加的な検知回路を含み得る筐体２０６を含んでいてよい。更に、センサコントローラ１０８は、センサ電極１０２及び導電サンプル２０２の両方に電気的に接続されて測定回路を形成する。例えば、導電サンプル２０２は測定回路の接地点２０８に電気的に接続されて測定回路の接地経路を閉じることができる。図２に示す静電容量近接測定システム１００の構成において、センサ電極１０２とサンプル２０２の距離（ｄ）は従ってセンサ電極１０２とサンプル２０２の間に静電容量（Ｃ_ｄ）に基づいて判定することができる。例えば、センサ電極１０２とサンプル２０２の距離（ｄ）は、以下の式（１）によりセンサ電極１０２とサンプル２０２の間の静電容量（Ｃ_ｄ）に関係していてよい。
ｄ＝ε_０ε（Ａ／Ｃ_ｄ） （１）
ここにε_０は真空誘電率、εはセンサ電極１０２とサンプル２０２間の材料誘電率、Ａはセンサ電極１０２の面積である。

任意の特定の測定に関連付けられた測定回路が、測定回路を通る任意の電気径路を広範に含んでいてよいことが本明細書において認識される。例えば、測定回路は、サンプル２０２上の導線接続点２１０と、（例えば、サンプル２０２の平面に沿ったセンサ電極１０２の配置に関連付けられた）センサ電極１０２の近傍の検知領域２１２の間の抵抗に関係するサンプル抵抗（Ｒ_Ｓ）を含んでいてよい。この点に関して、導線接続点２１０及び検知領域２１２の相対位置が、完結した測定回路に関連付けられた測定静電容量（Ｃ_ｍ）の値に影響を及ぼす可能性があり、従ってセンサ電極１０２とサンプル２０２の距離（ｄ）に関係するＣ_ｄの値に関して測定誤差の発生源を表し得ると言えよう。

上述の測定誤差の大きさが、異なるサンプル形状毎に変化し得ることが更に認識される。例えば、極めて導電性が高いサンプル２０２の場合、サンプル抵抗（Ｒ_Ｓ）は無視できる程度に充分小さくてよい。しかし、測定誤差は、サンプル２０２の表面全体にわたり変化するサンプル抵抗（Ｒ_Ｓ）を有するサンプル２０２のケースでは顕著になり得る。

図３は、本開示の１個以上の実施形態による、空間的に変化する抵抗（Ｒ_Ｓ）を有するサンプル２０２の試験面３０２（例：上面）の上面図である。例えば、図３に示す試験面３０２は、ＥＵＶリソグラフィに適したレチクル等の、但しこれに限定されない反射型レチクルの表面に対応していてよい。

一実施形態において、試験面３０２は、近接検知の注目するサンプル２０２の一部に対応する測定領域３０４を含んでいる。例えば、センサ電極１０２の位置に対応する検知領域２１２が試験面３０２の測定領域３０４内に置かれていてよい。

別の実施形態において、試験面３０２は、測定領域３０４を少なくとも部分的に囲む絶縁境界３０６（例：黒色境界）を含んでいる。例えば、絶縁境界３０６は、少なくとも１個の導電外側領域３０８（例：絶縁境界３０６の外側の試験面３０２の追加的導電部分）から測定領域３０４を少なくとも部分的に分離することができる。例えば、絶縁境界３０６は、サンプル２０２上の各種のダイ間を絶縁させることができる。別の実施形態において、試験面３０２は、絶縁境界３０６に張られた１個以上の導電ブリッジ３１０（例：１個以上の黒色境界架橋）を含んでいる。従って、導線接続点２１０と検知領域２１２の間の抵抗（Ｒ_Ｓ）が、導線接続点２１０及び検知領域２１２の相対位置に基づいて変化し得るケースであると言える。

例えば、図３の破線３１２は、導電ブリッジ３１０を通る導線接続点２１０と検知領域２１２の間の抵抗が比較的低い経路を概念的に表すことができる。従って、（例えば、特定の測定におけるセンサ電極１０２に関するサンプル２０２の配置の変化に起因する）導線接続点２１０及び検知領域２１２の相対位置の変化により、導線接続点２１０と検知領域２１２の間で抵抗（Ｒ_Ｓ）の値が異なり得る。導線接続点２１０と検知領域２１２の間の抵抗（Ｒ_Ｓ）の変化が顕著な場合、この変化は近接測定において無視できない測定誤差につながる恐れがある。

しかし、図３のサンプル２０２が単に例示目的で示されたものであり、本発明を限定するものと解釈すべきでないことを理解されたい。むしろ、本明細書に記述するシステム及び方法は一般に、空間的に変化する抵抗（Ｒ_Ｓ）を生じる広範なレイアウトを有するサンプル２０２に適用されてよい。

図４は、図３に示すように構成されたサンプル２０２の試験面３０２の近接測定を行うべく構成された静電容量近接測定システム１００の概念図であり、試験面３０２は、本開示の１個以上の実施形態に従い、試験面３０２に電気的に接続されている。

一実施形態において、電気導線が試験面３０２の外側領域３０８に配置されていてよい。この点に関して、測定回路は、センサ電極１０２と測定領域３０４の間に静電容量（Ｃ_ｄ）を含んでいると共に、導線接続点２１０と検知領域２１２の間に抵抗（Ｒ_Ｓ）も含んでいてよく、当該抵抗は本明細書において上で述べたように導線接続点２１０及び検知領域２１２の相対位置に基づいて変化し得る。

ここで図５～１１を参照するに、サンプル２０２上の電気的に浮遊する注目する試験面３０２に平行な導電プレート１０６を含む測定回路に基づく静電容量近接検知についてより詳細に記述する。

図５は、本開示の１個以上の実施形態による、電気的に浮遊するサンプル２０２のセンサ電極１０２とは反対側に導電プレートを含む測定回路を形成する静電容量近接測定システム１００の概念図である。更に、図５に示す試験面３０２は図３に示す試験面３０２に対応している。

一実施形態において、静電容量近接測定システム１００は導電プレート１０６に接続するプレートコネクタ１０４を含んでいる。プレートコネクタ１０４は、導電プレート１０６と静電容量近接測定システム１００の追加的な要素の間に電気接続を提供するのに適した任意の種類の装置を含んでいてよい。例えば、プレートコネクタ１０４は、１個以上の導線、又は１個以上の電気接点（例：ばね式接点、クリップ接点、はんだ接点等）を含むが、これらに限定されない。

導電プレート１０６は、静電容量近接測定システム１００に組み込まれていても、又は測定対象のサンプル２０２と一体化されていてもよい。更に、いくつかの実施形態において、静電容量近接検知を任意の個数の導電プレート１０６と共に実行されてもよく、これらの任意の組み合わせが静電容量近接測定システム１００又は測定対象のサンプル２０２に関連付けられていてもよい。一実施形態において、図５に示すように、導電プレート１０６は、サンプル２０２の裏面５０２に堆積された導電層として形成されてよい。例えば、サンプル２０２は、基板５０４の一方の面に注目する試験面３０２、基板５０４の反対側の面に導電層（例：導電プレート１０６）有する絶縁基板５０４を含んでいてよいが、含んでいなくてもよい。いくつかのサンプル２０２が導電プレート１０６としての使用に適した導電裏層を有していてよいことが本明細書において認識される。例えば、ＥＵＶリソグラフィに適したいくつかのＥＵＶレチクルは、近接測定とは独立した１個以上の処理ステップに関連付けられた導電裏層を含んでいる。しかし、静電容量近接測定システム１００は近接測定のために本明細書に記述するような導電裏層を利用できるが、利用しなくてもよい。

図６は、本開示の１個以上の実施形態による、図５の静電容量近接測定に対応する測定回路６００に関連付けられた回路図である。一実施形態において、測定回路６００は、センサ電極１０２と測定領域３０４の間の静電容量（Ｃ_ｄ）、測定領域３０４と導電プレート１０６の間の静電容量（Ｃ_ＭＡ）、外側領域３０８と導電プレート１０６の間の静電容量（Ｃ_ＯＡ）、及び表面抵抗（Ｒ_Ｓ）から形成されたセンサコントローラ１０８からの電気径路を含んでいる。更に、表面抵抗（Ｒ_Ｓ）は、（例えば、任意の導電ブリッジ３１０を含む）絶縁境界３０６の抵抗（Ｒ_Ｂ）及び表面の経路抵抗（Ｒ_ＰＡＴＨ）並びに検知領域２１２の位置に基づいて変化し得る可変層抵抗（Ｒ_ＬＹＲ）を含む各種の抵抗の組み合わせから形成されていてよい。

図５、６に示すように、測定回路６００により測定された総静電容量（Ｃ_Ｍ）は従って、センサ電極１０２と測定領域３０４の間の静電容量（Ｃ_ｄ）だけでなく、試験面３０２に関連付けられた表面抵抗（Ｒ_Ｓ）及び導電プレート１０６と試験面３０２の各種部分の間の追加的な静電容量値（Ｃ_ＭＡ及びＣ_ＯＡ）も含んでいてよい。この点に関して、測定された静電容量（Ｃ_Ｍ）に基づくセンサ電極１０２と測定領域３０４の距離（ｄ_Ｍ）の測定値は以下のように特徴付けられる。
ｄ_Ｍ＝ε_０ε（Ａ／Ｃ_Ｍ） （２）
上式は式（１）に対応しており、Ｃ_ｄの値が測定回路６００の測定された静電容量（Ｃ_Ｍ）で代替されている。更に、上式は（例えば、上述の式（１）を用いた）センサ電極１０２と測定領域３０４の間の静電容量（Ｃ_ｄ）の直接測定とは異なっていてよい。従って、測定回路６００に基づく測定に関連付けられた誤差（ｄ_Ｅｒｒ）は次式のように特徴付けられる。
ｄ_Ｅｒｒ＝ｄ－ｄ_Ｍ （３）

一実施形態において、誤差（ｄ_Ｅｒｒ）は、導電プレート１０６の面積を測定領域３０４よりも大きくすることにより緩和することができる。例えば、導電プレート１０６の面積は測定領域３０４より大きくてもよいが、大きい必要は無い。この点に関して、試験面３０２と導電プレート１０６の間の静電容量（例：Ｃ_ＭＡとＣ_ＯＡの組み合わせ）は比較的大きくてもよい。更に、試験面３０２と導電プレート１０６の間の静電容量が、センサ電極１０２と測定領域３０４の間に静電容量（Ｃ_ｄ）の値に比べて充分に大きい場合、誤差は選択された精度基準内で無視できる程度であろう。同様に、表面抵抗（Ｒ_Ｓ）が変化するとしても、導電プレート１０６の面積が充分に大きい前提で無視できる程度であろう。いくつかの実施形態において、導電プレート１０６の面積は、少なくとも誤差（ｄ_Ｅｒｒ）を緩和すべく測定領域３０４と同程度に大きく選択される。

別の実施形態において、誤差（ｄ_Ｅｒｒ）は、試験面３０２と導電プレート１０６の間の静電容量の値（例：Ｃ_ＭＡとＣ_ＯＡの組み合わせ）を推定及び／又は測定することにより補償することができる。従って、センサ電極１０２と測定領域３０４の間の静電容量（Ｃ_ｄ）の値は、センサ電極１０２と測定領域３０４の距離（ｄ）が静電容量（Ｃ_ｄ）から判定できるように測定された静電容量（Ｃ_Ｍ）から判定することができる。

いくつかの実施形態において、図示していないが導電プレート１０６は、測定を行う間、サンプル２０２を支持するのに適した導電プレート（例：金属的プレート等）として形成されている。この点に関して、導電プレート１０６は、静電容量近接測定システム１００に組み込まれていて、どのサンプル２０２からも独立していてよい。

いくつかの実施形態において、導電プレート１０６とセンサ電極１０２は試験面３０２の同じ側に置かれている。例えば、図７は、本開示の１個以上の実施形態による、電気的に浮遊するサンプル２０２のセンサ電極１０２と同じ側に導電プレート１０６を有する測定回路を形成する静電容量近接測定システム１００の概念図である。更に、図７に示す試験面３０２は図３に示す試験面３０２に対応している。

一実施形態において、導電プレート１０６は開口部７０２を含んでいる。この点に関して、センサ電極１０２と試験面３０２の間の空間は、上述のように、センサ電極１０２と測定領域３０４の距離がセンサ電極１０２と測定領域３０４の間に静電容量（Ｃ_ｄ）に関係し得るように障害物がなくてよい。別の実施形態において、導電プレート１０６の少なくとも一部が開口部７０２を貫通して突出していてよい。

更に、図示していないが、図７に示す静電容量近接測定システム１００に関連付けられた（例えば、図６に示す測定回路６００と同様の）対応する測定回路を生成することができる。例えば、静電容量近接測定システム１００に関連付けられた測定回路は、図６の測定回路６００と同じ形式を有していてよい。いくつかの実施形態において、静電容量近接測定システム１００に関連付けられた測定回路は、センサ電極１０２と導電プレート１０６の間の静電容量に関連付けられた追加的な項を含んでいてよい。

いくつかの実施形態において、静電容量近接検知には複数の導電プレート１０６が組み込まれていてよい。例えば、図８は、本開示の１個以上の実施形態による、２枚の導電プレート１０６及び電気的に浮遊するサンプル２０２により測定回路を形成する静電容量近接測定システム１００の概念図である。更に、図８に示す試験面３０２は図３に示す試験面３０２に対応している。図８において、第１の導電プレート１０６ａが（例えば図５に関して上で述べたように）サンプル２０２の裏面に導電層として形成され、第２の導電プレート１０６ｂが（例えば図７に関して上述したように）試験面３０２のセンサ電極１０２と同じ側に置かれている。

いくつかの実施形態において、静電容量近接測定システム１００は外部システムに組み込まれている。例えば、静電容量近接測定システム１００は、計測システム、検査システム、リソグラフィシステム等の、但しこれらに限定されない半導体処理ツールに組み込まれていてよい。この点に関して、静電容量近接測定システム１００は、動作前又は動作中のツール内におけるサンプル２０２の位置（例：レンズ、検知器等、ツールの構成要素に関するサンプルの高さ）の判定を容易にすることができる。更に、近接測定を用いてツール内のサンプル２０２の位置を動的に制御又は別途調整することができる。別の例として、近接測定は、フィードバック及び／又はフィードフォワードデータとして追加的な処理ツールに提供されてよい。

図９は、本開示の１個以上の実施形態による、静電容量近接測定システム１００を含む検査ツール９００の概念図である。一実施形態において、１個以上のセンサ電極１０２が検査ツール９００の電子光源カラム９０２に近接して配置されている。例えば、光源カラム９０２は、検査のためサンプル２０２（例：測定領域３０４）を照射するのに適した１個以上の電極９０４を含んでいてよい。更に、１個以上センサ電極１０２は、絶縁体９０６により光源カラム９０２から電気的に絶縁されていてよいが、絶縁されている必要は無い。

別の実施形態において、静電容量近接測定システム１００は、本明細書に記述するようにシステムの一部が導電プレート１０６を形成し得るように外部システムに組み込まれていてよい。例えば、図８に示すように、導電プレート１０６は光源カラム９０２の底部から形成されていてよい。

図１０は、本開示の１個以上の実施形態による、図５、７及び８に示す静電容量近接測定システム１００の異なる構成の性能のシミュレーションを、絶縁境界３０６の抵抗の関数として示すプロット図である。特に図１０は、距離誤差を（例えば任意の導電ブリッジ３１０を含む）絶縁境界３０６の抵抗（Ｒ_Ｂ）の関数として示しており、距離誤差は、導線接続点２１０と検知領域２１２（例えば図３参照）の間の実際の、及び測定された距離の差を表している。図１０に示すように、図５、７及び８に示す静電容量近接測定システム１００の各々の異なる構成が実質的に全てのケースにおける可変表面抵抗の影響を制限する。更に、導電プレート１０６が試験面３０２のセンサ電極１０２の反対側に配置されている図５の構成が０～１０，０００オームの抵抗値に対して比較的低い誤差（例：距離誤差）を示した。

図１１は、本開示の１個以上の実施形態による、静電容量近接測定を実行する方法１１００で実行されるステップを示すフロー図である。出願人は、静電容量近接測定システム１００と関連して本明細書で上に述べた実施形態及び実装技術は方法１１００に拡張されると解釈すべきであることを注記する。しかし、方法１１００が静電容量近接測定システム１００のアーキテクチャに限定されないことも更に注記する。

一実施形態において、方法１１００は、試験面上に導電測定領域を有するサンプルを受容するステップ１１０２を含んでいる。更に、試験面の表面抵抗は、空間的に変化し得る抵抗を有していてよいが、有している必要は無い。例えば、サンプルは、測定領域をサンプルの同じく導電性であり得る外側部分から少なくとも部分的に隔離する絶縁境界を含んでいてよい。別の実施形態において、方法１１００は、センサ電極を測定領域に近接して配置するステップ１１０４を含んでいる。別の実施形態において、方法１１００は、導電プレートを試験面に平行に配置するステップ１１０６を含んでいる。例えば、導電プレートはサンプルの試験面のセンサ電極と同じ側又は反対側に置かれていてよい。更に、導電プレートはサンプルの測定領域よりも大きくてよいが、大きい必要は無い。別の実施形態において、方法１１００は、サンプル（例：試験面）がセンサ電極及び導電プレートに対して電気的に浮遊している状態で、センサ電極と導電プレートの間に測定回路を形成するステップ１１０８を含んでいる。この点に関して、測定回路は、センサ電極と測定領域の間の静電容量、及び測定領域と導電プレート間の少なくとも静電容量を含んでいてよい。別の実施形態において、方法１１００は、導電プレートに対するセンサ電極の電圧を調整するステップ１１１０を含んでいる。例えば、ステップ１１１０は、定電圧又は交流電圧の任意の組み合わせをセンサ電極１０２に提供するステップを含んでいてよい。別の実施形態において、方法１１００は、測定回路に関連付けられた静電容量を（例えば印加電圧に基づいて）測定するステップ１１１２を含んでいる。別の実施形態において、方法１１００は、測定回路に関連付けられた静電容量に基づいて電極と測定領域の距離を判定するステップ１１１４を含んでいる。

本明細書に記述する内容は、時として、他の構成要素に含まれるか又は接続された異なる構成要素を示す。このように表されたアーキテクチャは例示的に過ぎず、実際に同じ機能を実現する他の多くのアーキテクチャを実装できることを理解されたい。概念的な意味において、同じ機能を実現する構成要素の任意の配置を所望の機能が実現されるように効果的に「関連付けられる」。従って、特定の機能を実現すべく組み合わされた本明細書の任意の２個の構成要素は、アーキテクチャ又は中間的構成要素であるかに依らず、所望の機能が実現されるように互いに「関連付けられている」とみなすことができる。同様に、そのように関連付けられた任意の２個の構成要素もまた、互いに「接続されている」、又は「結合されている」ものとみなすことができ、そのように関連付けることができる任意の２個の構成要素も所望の機能を実現すべく互いに「結合可能」とみなすことができる。結合可能なものの具体例として、物理的に対話可能及び／又は物理的に対話中の構成要素及び／又は無線で対話可能及び／又は無線で対話中の構成要素及び／又は論理的に対話可能な及び／又は論理的に対話中の構成要素を含むがこれらに限定されない。

本開示及び付随する利点の多くが上述の説明により理解されるものと思われ、開示内容から逸脱することなく、又は物質的効果の全てを犠牲にすることなく、形式、構造、及び構成要素の配置に各種の変更を加えてもよいことが明らかになろう。記述する形式は説明目的に過ぎず、そのような変化を網羅及び包含することが以下の請求項の意図である。更に、本発明が添付の請求項により規定されることを理解されたい。

Claims (32)

1. 静電容量近接測定システムであって、
   サンプルの試験面上の導電測定領域に近接して配置されるべく構成されたセンサ電極と、
   系統接地と前記試験面に平行な導電プレートの間に電気接続を提供すべく構成されたプレートコネクタにおいて、前記センサ電極と前記導電プレートの間に測定回路が形成され、前記試験面が前記センサ電極と前記導電プレートに対して電気的に浮遊しているプレートコネクタと、
   前記センサ電極及び前記プレートコネクタに通信可能に結合されたコントローラを含み、前記コントローラが、１個以上のプロセッサに、
   前記導電プレートに対する前記センサ電極の電圧を調整させ、
   前記測定回路に関連付けられた静電容量を判定させ、及び
   前記測定回路に関連付けられた静電容量に基づいて前記センサ電極と前記導電測定領域の距離を判定させるプログラム命令を実行すべく構成された１個以上のプロセッサを含んでいるシステム。
2. 前記導電プレートが、前記導電測定領域よりも大きい面積を有している、請求項１に記載のシステム。
3. 前記導電プレートが、前記サンプルの試験面の反対側の前記サンプルの裏面に導電コーティングを含んでいる、請求項１に記載のシステム。
4. 前記導電プレート及び前記センサ電極が前記試験面に共通な側に存在する、請求項１に記載のシステム。
5. 前記導電プレートが開口を含み、前記センサ電極が前記開口に整列している、請求項４に記載のシステム。
6. 前記センサ電極の少なくとも一部が開口を貫通して突出する、請求項５に記載のシステム。
7. 前記導電プレートが電子ビームカラムの底面を含んでいる、請求項１に記載のシステム。
8. 前記測定回路が、前記センサ電極と前記導電測定領域の間の静電容量、及び前記導電測定領域と前記導電プレートの間の少なくとも静電容量を含んでいる、請求項１に記載のシステム。
9. 前記導電測定領域と前記導電プレートの間の静電容量を測定するステップと、
   前記導電測定領域と前記導電プレートの間の前記測定された静電容量に基づいて前記センサ電極と前記導電測定領域の間の静電容量を判定するステップと、
   前記センサ電極と前記導電測定領域の間の静電容量に基づいて前記センサ電極と前記導電測定領域の距離を判定するステップを更に含んでいる、請求項８に記載のシステム。
10. 前記サンプルの前記試験面が、空間的に変化する抵抗を有する境界により追加的な導電領域から分離された導電測定領域を含んでいる、請求項１に記載のシステム。
11. 前記境界が、前記導電測定領域と前記追加的な導電領域を接続する１個以上の導電ブリッジを有する絶縁境界を含んでいる、請求項１０に記載のシステム。
12. 前記サンプルが反射型レチクルを含んでいる、請求項１に記載のシステム。
13. 前記サンプルが、極端紫外光を用いるリソグラフィに適したレチクルを含んでいる、請求項１に記載のシステム。
14. 電子ビームをサンプルに向けるための電子ビームカラムと、
    前記電子ビームカラムに隣接して配置された静電容量近接測定システムを含む検査システムであって、前記静電容量近接測定システムが、
    サンプルの試験面上の導電測定領域に近接して配置されたセンサ電極と、
    系統接地と前記試験面に平行な導電プレートの間の電気接続を提供可能に構成されたプレートコネクタにおいて、前記センサ電極と前記導電プレートの間に測定回路が形成され、前記試験面が前記センサ電極及び前記導電プレートに対して電気的に浮遊しているプレートコネクタと、
    前記センサ電極及び前記プレートコネクタに通信可能に結合されたコントローラであって、前記コントローラが、１個以上のプロセッサに、
    前記導電プレートに対する前記センサ電極の電圧を調整させ、
    前記測定回路に関連付けられた静電容量を判定させ、及び
    前記測定回路に関連付けられた静電容量に基づいて前記センサ電極と前記導電測定領域の距離を判定させるプログラム命令を実行すべく構成された１個以上のプロセッサを含む検査システム。
15. 前記導電プレートが前記電子ビームカラムの底面を含んでいる、請求項１４に記載のシステム。
16. 前記導電プレートが、前記サンプルの試験面の反対側の前記サンプルの裏面に導電コーティングを含んでいる、請求項１４に記載のシステム。
17. 前記導電プレート及び前記センサ電極が前記試験面に共通な側に存在する、請求項１４に記載のシステム。
18. 前記導電プレートが開口を含み、前記センサ電極が前記開口に整列している、請求項１７に記載のシステム。
19. 前記センサ電極の少なくとも一部が開口を貫通して突出する、請求項１８に記載のシステム。
20. 静電容量近接測定を行う方法であって、
    試験面上に導電測定領域を有するサンプルを受容するステップと、
    センサ電極を前記導電測定領域に近接して配置するステップと、
    導電プレートを前記試験面に平行に配置するステップと
    前記センサ電極と前記導電プレートの間に測定回路を形成するステップにおいて、前記試験面が前記センサ電極及び前記導電プレートに対して電気的に浮遊しているステップと、
    前記導電プレートに対するセンサ電極の電圧を調整するステップと、
    前記測定回路に関連付けられた静電容量を測定するステップと、
    前記測定回路に関連付けられた静電容量に基づいて前記センサ電極と前記導電測定領域の距離を判定するステップを含んでいる方法。
21. 前記導電プレートが前記導電測定領域よりも大きい面積を有している、請求項２０に記載の方法。
22. 前記導電プレートが、前記サンプルの試験面の反対側の前記サンプルの裏面に導電コーティングを含んでいる、請求項２０に記載の方法。
23. 前記導電プレート及び前記センサ電極が前記試験面に共通な側に存在する、請求項２０に記載の方法。
24. 前記導電プレートが開口を含み、前記センサ電極が前記開口に整列している、請求項２３に記載の方法。
25. 前記センサ電極の少なくとも一部が開口を貫通して突出する、請求項２４に記載の方法。
26. 前記導電プレートが電子ビームカラムの底面を含んでいる、請求項２０に記載の方法。
27. 前記測定回路が、前記センサ電極と前記導電測定領域の間の静電容量、及び前記導電測定領域と前記導電プレートの間の少なくとも静電容量を含んでいる、請求項２０に記載の方法。
28. 前記導電測定領域と前記導電プレートの間の静電容量を測定するステップと、
    前記導電測定領域と前記導電プレートの間の前記測定された静電容量に基づいて前記センサ電極と前記導電測定領域の間の静電容量を判定するステップと、
    前記センサ電極と前記導電測定領域の間の静電容量に基づいて前記センサ電極と前記導電測定領域の距離を判定するステップを更に含んでいる、請求項２７に記載の方法。
29. 前記サンプルの試験面が、空間的に変化する抵抗を有する境界により追加的な導電領域から分離された導電測定領域を含んでいる、請求項２０に記載の方法。
30. 前記境界が、前記導電測定領域と前記追加的な導電領域を接続する１個以上の導電ブリッジを有する絶縁境界を含んでいる、請求項２９に記載の方法。
31. 前記サンプルが反射型レチクルを含んでいる、請求項２０に記載の方法。
32. 前記サンプルが、極端紫外光を用いるリソグラフィに適したレチクルを含んでいる、請求項２０に記載の方法。
    

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