マイクロエレクトロニクスにおける寸法検査のための光学フーリエ変換の使用
本発明は、
-像焦点面における物体の基本的な表面の光学フーリエ変換像を形成する手段と、
-検出手段によって提供された情報から少なくとも１つの物体の寸法的および／または構造的な特徴に関連するデータを生成する処理手段と、
を含むことを特徴とする、物体の寸法的または構造的な特徴を測定するための装置に関する。
-像焦点面における物体の基本的な表面の光学フーリエ変換像を形成する手段と、
-検出手段によって提供された情報から少なくとも１つの物体の寸法的および／または構造的な特徴に関連するデータを生成する処理手段と、
を含むことを特徴とする、物体の寸法的または構造的な特徴を測定するための装置に関する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、寸法検査の分野に関わり、特に、回折光、または散乱測定の分析による小さな構造（μｍオーダー以下、例えば１μｍと１０ｎｍの間の）の幾何学的特徴付けに適用される。
【背景技術】
【０００２】
本発明の可能な適用においては、テストパターン（エッチング格子）および／または多層堆積構造などのマイクロエレクトロニクス技術で一般的に実施される異種のナノ構造の特徴付けに言及する。これらのナノ構造は、一次元または二次元の格子（例えばコンタクトまたはピン格子）、もしくは、単層または層スタック、あるいは単一または二周期性の(biperiodic)層スタックおよび格子でありうる。
【０００３】
それは、生体模倣的な(biomimetic：バイオミメティック)構造、または「オーバレイ(overlay：かぶせる)」タイプの構造などの構造に関連する。
【０００４】
公知の寸法検査方法は、偏光解析法(ellipsometry：エリプソメトリー)や写真角度測定(photogoniometry：フォトゴニオメトリー)による散乱測定(scatterometry)の方法でありうる。
【０００５】
これらの光学法は再現可能で、かなり速く、非破壊的である。
【０００６】
格子測定の場合には、それらは、格子回折作用を使用し、そのために、非特許文献１および２に指摘されているように格子ラインの重要な特徴を与える。
【０００７】
分光エリプソメトリーは、表面上の反射における光の偏波状態の変化を利用する表面特徴付け技術である。異なる波長に対するこの状態変化と固定入射角は、サンプルの光学特徴に帰還することを可能にする。これの説明については、例えば非特許文献２により与えられている。
【０００８】
写真角度測定は表面特徴付け技術である。それは、上記で挙げたChris C.およびBaumらの非特許文献１で説明されており、格子の反射次数の反射性における変化をビームの入射角の関数として用いる。また、使用可能なデータの量を倍にするために、光の振舞いが偏光によって異なるという事実も使用する。
【０００９】
これらの光学方法論の公知の方法はモノクロまたは多色性の光ビームを使用する。
【００１０】
第１のケースでは、入射角は最終的な測定の可変パラメータである。第２のケースでは、入射角は固定され、そして波長は最終的な測定において可変である。
【００１１】
第１のケースは、位置が各測定点の間で変えられるゴニオメーター(goniometer：角度計または測角器)を使用するか、またはより迅速にはフォトダイオードアレイを使用して実施される。
【００１２】
第２のケースは、それぞれの測定点を連続してスキャンするモノクロメータ(monochromator)、またはスペクトログラフ(spectrograph)を使う。
【００１３】
次に、格子のシグネチャー(signature：形跡)を得る。そして、例えば、非特許文献３、４、および上記で挙げた非特許文献２で説明されているように、予め計算されたシグネチャーのライブラリにおける最も近い理論上のシグネチャーを見つけるか、または最も近い理論上の曲線を計算することによって、格子のラインの特徴を見出だすことができる。
【００１４】
これらの方法は、物体が捕獲される瞬間と結果の間の時間が生産環境に準拠した数秒（５から１１秒）である状況下で、比較的迅速である。しかし、一般に、供給されたデータの量は、検査される物体の正確な特徴付けを提供するために十分でない。
【非特許文献１】Chris C.およびBaumら著「Scatterometry for Post-etch Polysilicon Gate Metrology」、SPIE Metrology, inspection and Process control for monolithography、1999年
【非特許文献２】J. Ailgairら著「Implementation of Spectroscopic Critical Dimension for gate CD Control and Stepper Characterisation in SPIE Metrology」、inspection and Process control for monolithography、2001年
【非特許文献３】M.G. Moharamら著、「Formulation for stable and efficient implementation of the rigourous coupled-wave analysis of binary gratings」、Journal of Optical Society of America、1995年12(5)：1068〜1076頁
【非特許文献４】M. Neviereら著、「Grating Electromagnetic Theory User Guide」、Journal of imaging science and technology、1997年41(4)：315〜323頁
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
したがって、例えばマイクロエレクトロニクスで実施されるタイプの物体の寸法的および／または構造的な特徴を、好ましくはそのような物体の生産のための環境に準拠した時間内に、決定することを可能し、十分なデータを提供する新しい方法と新しい装置を見出だす課題を生じる。
【００１６】
さらに、他の課題は、従来のエリプソメトリーおよびゴニオメトリー(goniometry：ゴニオメーター測定法)装置が、厄介な測定アームを使用し、可動の機械部品を使うことである。
【００１７】
実際に、マイクロエレクトロニクスなどの分野、またはナノ構造の分野では、特に生産環境において、制御システムの空間必要条件、および／または、その簡単さは重要なパラメータである。
【００１８】
本発明は、この課題を解決することを目的とする。
【００１９】
本発明の対象は、物体の構造特徴の決定を可能にする光学システム、装置、および方法である。
【課題を解決するための手段】
【００２０】
本発明は、物体の寸法的または構造的な特徴を測定するための装置であって、
-構成要素または検出手段の平面上、あるいは検出手段によって用意された平面上に物体の基本的な（根本的な、または基礎的な、または本質的な）表面の光学フーリエ変換像を形成する手段と、
-検出手段によって提供された情報から、少なくとも１つの物体の寸法的および／または構造的な特徴に関連するデータを生成するための、またはそのような特徴を特定するための処理手段と、
を有することを特徴とする装置に関する。
【００２１】
したがって、本発明は検査される物体またはサンプルによって散乱または回折された光、あるいは放射の光学フーリエ変換を使う。
【００２２】
物体の基本的な表面の光学フーリエ変換像を形成する手段は、好ましくは、この光学フーリエ変換の像をフーリエ像焦点面に形成するための手段である。
【００２３】
この装置は、追加的に、前記基本的な表面の幾何学構成を規定する手段を含むことができる。
【００２４】
好ましくは、これらの手段は、物体の表面の光学フーリエ変換像を形成するための、その手段の開口数(numerical aperture)とは独立に、この基本的な表面を規定することを可能にする。
【００２５】
この装置は、検出手段上に基本的な表面の光学フーリエ変換像を形成するための伝達手段を有することもできる。
【００２６】
したがって、本発明によれば、光学フーリエ変換（ＯＦＴ）技術が、特にナノ構造における、例えば１μｍと１０ｎｍの間の特徴的なサイズの構成の特徴付けのための適用に使用される。
【００２７】
ＯＦＴは、単独の収集において照明された物体から応答を得ることを可能にする。したがって、測定は非常に速く、単独の測定は非常に多くの情報量を与える。しかし、他の方法は限定された情報量を与えるだけである。
【００２８】
その上、本発明によるシステムは、非常にわずかなスペースしか占領せず、また可動の機器部品をほとんど全く使わず、使用を簡素化する。
【００２９】
物体を照明するための放射源は、空間的に非コヒーレント(non-incoherent：非干渉性)の放射源であって、単色性、または小さなスペクトル幅であって、好ましくは、１０ｎｍ未満の放射源であることが好ましい。
【００３０】
その放射源のパワー（電力）は測定時間の関数であり、また基本的な表面の選択された幾何学構成の関数でありうる。好ましくは、それは１００ｍＷと５００ｍＷの間である。
【００３１】
そのシステムは、サンプルの表面での反射前後に偏光を制御するための装置を含むことができる。
【００３２】
処理手段は、例えばＲＣＷＡ演算を使用する。
【００３３】
それらは、また、所与の入射光、および所与の物体の寸法的および／または構造的な特徴のために理論上の反射強度分布も計算し、次に、この理論上の分布と反射した強度分布とを比較し、その比較の結果が十分なものでないならば、物体の所与の寸法的および／または構造的な特徴も変更する。
【００３４】
本発明は、表面が放射によって照明されるような物体の寸法的および構造的な特徴を測定するための方法であって、上述のような装置を使用する方法にも関する。
【００３５】
本発明は、本発明は、表面が放射によって照明されるような物体の寸法的および構造的な特徴を測定するための方法であって、
-例えばフーリエ像焦点面において、そして検出手段を備えている平面上または平面内において、検出手段上の物体の基本的な表面の光学フーリエ変換像を形成する段階と、
-物体の少なくとも１つの寸法的および／または構造的な特徴に関連する少なくとも１つのデータを生成するために、検出手段によって提供されたデータを処理する段階と、
を有することを特徴とする方法にも関する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３６】
本発明の一実施形態を図１Ａに示す。
【００３７】
測定対象２は、物体１の基本的な表面６のフーリエ変換像４を像焦点面８に形成することを可能にする。
【００３８】
この表面は、放射源２４を使用して照明され、そして、測定ゾーンを制限するために、例えばダイアフラム(diaphragm：絞り)などの手段によって規定されうる。
【００３９】
光学フーリエ変換（ＯＦＴ）は、その像が光励起に対するサンプルの角度応答からなることを可能にする光学法である。
【００４０】
本発明によれば、サンプルによって反射または回折された光の角度フーリエ変換を見ることができる。
【００４１】
物体１は、例えば一次元または二次元の格子（例えばコンタクトまたはピン格子）、または単層スタックまたは層スタックの組合せ、もしくは、１つ以上の単格子または二周期性の格子である。それは、また、厚さまたは屈折率が特定される必要のある単一層であることもできる。
【００４２】
これらの構成の特徴的な大きさは、好ましくは以下の通りである。
-格子に関しては、１μｍまたは１０μｍまたは１００μｍの間、または５０ｎｍと１０ｎｍであり、
-そして、層に関しては、１００μｍと１０ｎｍの間、１ｎｍでさえありうる。
【００４３】
次に、伝達対象は、検出装置で構成されたセンサ１４上の基本的な表面６のフーリエ変換像を形成する。このセンサ１４は、例えばＣＣＤカメラである。それは、基本的なゾーン６により放射された強度を、図１Ａおよび図１Ｂに示すように、組（θ，φ）により特定された各放射方向に沿って取り込むことを可能にする。
【００４４】
像焦点面８（図１Ｂ）においては、光軸５と、角度θでゾーン６から放射された平面波が集中するゾーン４との距離は、θに比例する。方位角φはこのゾーン６からの放射された方位角方向に対応している。
【００４５】
ＣＣＤカメラの使用は、ただ一回の取得により、そのＣＣＤカメラによって照明された画素（ピクセル）程度の量のデータを取得することを可能にする。
【００４６】
伝達対象は例えば１組のレンズ１０、１２を含む。レンズ１０はダイアフラム１６の平面の近くまたはこの平面で実像を与える視野レンズ(field lens：フィールド・レンズ)であることができる。
【００４７】
このダイアフラムは、基本的な表面６のアパーチャ(aperture：絞り、開口)を規定することを可能にする。それは、例えば２０μｍを超える直径、または２０μｍまたは４０μｍまたは５００μｍの間の直径、一例として約３００μｍに等しい直径を有する。このダイアフラムは物体１の平面の共役面内かその近くに位置している。
【００４８】
このダイアフラムは、何らかの光学手段、例えばサンプルの照明されたゾーンを制限することを可能にする光学上の再寸法設定系に取り替えることができる。
【００４９】
このダイアフラムまたはこの光学手段は、開口角（装置により集めることのできる光線の最大角）、または装置の開口数（この角度の余弦）とは独立に、分析された表面６のサイズを調整することを可能にする。
【００５０】
したがって、格子の非常に多数の基本的なパターン（２０μｍより大きなサイズのゾーンまたは表面６である一方で、基本的なパターンは数ｎｍ程度、例えば１０ｎｍから５０ｎｍほどの小さいものでありうる）、例えば１００個または数１００個の基本的なパターン、を含むのに十分な大きさの基本的な表面を規定することが可能になり、それにより、装置の開口角が非常に大きくても（８０°または最大８８°）、回折作用が効率的になることを確実にする。
【００５１】
したがって、この装置は、第１の対物レンズ２、ダイアフラム（またはサンプルの照明されるゾーンまたは基本的な表面６を制限することを可能にする光学手段）、および第２の（伝達(transfer)）対物レンズを有する光学系を使う。
【００５２】
この装置を使用することによって、（ダイアフラムまたは同等な手段を使用して）表面１のスポットサイズと、第１の対物レンズ２の開口数を独立して調整することが可能である。
【００５３】
したがって、妥当なサイズ、例えば約２５μｍの直径または既に上述したような範囲の１つに含まれる直径を持った、照らされた表面上の重要な角度（最大８８°）において、測定を行うことができる。
【００５４】
一実施形態によれば、本発明による装置は以下を使う。
-第１の対物レンズ、または第１の集光対物レンズを形成する手段であって、その第１の対物レンズの像焦点面において物体の基本的なゾーンのフーリエ変換像を形成するもの
-第２の集光対物レンズまたは第２の集光対物レンズを形成する第２の手段であって、この像を二次元検出装置に向けてまたはそこの上に投影または伝達するもの
-第２の対物レンズに近接して位置させることができる手段であって、ダイアフラムを絞るか、または基本の表面を規定するためのものであり、好ましくは、これらの手段は、第１の対物レンズの開口数か開口角、または第１の対物レンズを形成する手段とは独立に調整することができる。
【００５５】
半透明の平面２０によって装置の軸からずれた(offset：オフセットした)フーリエ面１８から照明を実現することができる。このように、このフーリエ面の表面上の各点は、テストされたサンプルの入射角か方位角に対応している。
【００５６】
レンズ２２は、直接経路(direct path)の場合にレンズ１２と同じ機能を満たす。
【００５７】
特別な観点からは、放射源２４は、「スペックル」効果("speckle" effect：小斑点効果)を排除するために、好ましくは、非コヒーレントまたはわずかにコヒーレントである。これは放射源ポイントまたは画素（ピクセル）からの干渉現象であって、ランダムに、測定を混乱させる。「スペックル」状態で行われた測定と「スペックル」なしの状態で行われた測定とでは、信号品質に明確な差がある。
【００５８】
この放射源は、好ましくは、照明フーリエ面を形成するために、フーリエ面の共役面に置かれた広範囲の放射源である。
【００５９】
放射源は、好ましくは、高パワー（例えば１００ｍＷから５００ｍＷのパワー）であって、サンプルがダイアフラムを通して照明されることが可能であるようなものである。しかし、このパワーは、選択された測定時間以内、例えば１秒未満で測定を実行する目的の下に、それぞれの基本的な表面が照明されるよう選択された幾何学構成に依存することになる。
【００６０】
最後に、それは、単色性（モノクロ）、または１０ｎｍ未満の小さなスペクトル幅であることが好ましい。
【００６１】
この放射源は、連続して動作するレーザ（例えば５３２ｎｍの二重ＮｄＹａｇレーザ）、デコヒーラ（例えば回転つや消しプレートを使用した）、または一連のスーパー・ルミネセント・ダイオードか半導体レーザとすることができる。
【００６２】
計算手段２６は、センサ１４で受け取られたデータを処理することを可能にし、データ処理方法を使う。例えば、これらの手段は、特にそのような方法を実施するようにプログラムされたマイクロコンピュータを含む。この方法は、検査された物体１の寸法的および／または構造的な特徴を見出だすことを可能にし、以下において詳細に説明される。
【００６３】
好ましくは、この装置は、回折光の偏光を選択することを可能にする偏光子２８を有する。
【００６４】
さらに、フーリエ照明平面でのマスク３０の使用により、照明角度（θ、φ）を選択することが可能になる。
【００６５】
図２Ａで例証された一実施形態によれば、マスク４０は、いわゆる「シータ」測定値が、数度と数十度の間、一例として８°と８８°の間の角度θを取ることを可能にするスロット（すき間または溝）４２を有する。
【００６６】
図２Ｂで例証された他の実施形態によれば、マスク５０は円弧状のスロット５２を持ち、所与の角度θに対し、純粋に方位角方向のいわゆる「ファイ」測定値を取ることを可能にする。ここでは７０°に等しい角度θに対し、一例として０°と１８０°の間の角度φを取ることを可能にする。
【００６７】
他の形式のマスクも可能である。
【００６８】
マスクの使用は、角度θおよび／またはφを選択することによって、物体の表面の選択的な照明を可能にする。
【００６９】
したがって、本発明は、特に、固定または可変の方位角φあるいは２つの限界値の間に含まれる方位角、それ自体が固定または可変あるいは２つの限界値の間の角度θ（例えば０と８０°の間、または８８°）での照明の下に測定することを可能にする。
【００７０】
高角度θ（例えば最大８０°または８８°）でゾーンを選択できることの１つの利点は、これらのゾーンが高感度のゾーンであるということである。
【００７１】
偏光子も、装置の入力において提供できる。
【００７２】
したがって、サンプルを照明する手段は：
-ミラーまたは分離立方体などのビーム分離装置、
-第２の平面、いわゆる照明フーリエ面上にＦＴ（フーリエ変換）像を再描像するための対物レンズ（上記で示したように既に２つの対物レンズを含むならば第３の）、
-場合によって、サンプル上の照明の角度を選択するためのマスク、
-照明フーリエ面における光源であって、好ましくは、全フーリエ面を照明するもの。
【００７３】
これらの手段により、サンプルの非常にフレキシブルな制御を得ることができる。
【００７４】
次に、物体１を寸法および／または構造の点から特徴付けることを可能にするデータを抽出するために、検出装置１４の応答が処理される。
【００７５】
それは、例えば、シリコンの層の厚さなどの、物体１の平面に非平行な方向、またはその平面に対する垂直な方向における寸法の問題でありうる。
【００７６】
また、それは、例えば生体模倣構造(biomimetic structure)などの二次元格子の構造特徴を決定する問題でもありうる。
【００７７】
したがって、その特徴付けは、決定すべきある構造の輪郭および／または寸法の特徴を可能にできる。
【００７８】
本発明は、いわゆるＲＣＷＡ（厳密結合波解析(Rigorous Coupled Wave Analysis)）解析技術を使う。このタイプの技術は非特許文献３および４で説明されている。
【００７９】
この方法は、得られたデータの４つのパラメータまたは構成要素を得るを可能にする：すなわち、ＲＳＳ（Ｓ偏光の反射係数であって、その方向Ｓは偏光子２８によって規定される）、ＲＰＰ（Ｓに対して垂直なＰ偏光の反射係数）、ＲＳＰ（Ｐ偏光に対するＳ偏光の反射後の結合係数(coupling coefficient)）、ＲＰＳ（Ｓ偏光に対するＰ偏光の反射後の結合係数）である。
【００８０】
本発明の状況では、これら４つのデータではなく、以下の式によるＲＰＰ、ＲＳＳ、ＲＳＰ、およびＲＰＳから得られる標準化された偏光強度であるところの、データＰ０とＰ９０を使用する：
【００８１】
【数１】
【００８２】
図３は、本発明によるデータ処理方法における各ステップを示す。
【００８３】
入射光におけるデータＳ（θ φ）が、ＲＣＷＡ法（ステップＳ１）において、概算の構造パラメータ６０（例えば、これらのラインの壁または側面の格子および／またはスロープの高さおよび／またはラインの幅、および／または単層か複数層の厚さ、単一材料か複数材料の屈折率）により処理される。この理論計算は、センサで理論的に測定される反射光を表す理論上のシグネチャー(signature：形跡)Ｒ（θ φ）を提供する。Ｒ（θ φ）は、格子の場合には、鏡面反射（正反射）Ｒ０と回折次数Ｒｎとから成る：
【００８４】
【数２】
【００８５】
この計算結果からの理論上のシグネチャー、または強度分布は、測定された反射光のシグネチャー５６と比較される（ステップＳ２）。この比較は、例えば回帰法を使用し、例えば強度Ｐ０とＰ９０のφ（検出手段１４の前に検光子を置くことによって得られる）において、理論上のシグネチャーと測定されたシグネチャーを比較して行われる。
【００８６】
この基準によって得られる一致が良好ならば、ＲＣＷＡ演算（Ｓ３）に導入される特徴６０は測定された物体１の特徴とみなすことができる。
【００８７】
この基準によって得られる一致が不良ならば、パラメータ６０が変更され（ステップＳ４）、満足できる一致が得られるまで新たなＲＣＷＡ演算が成される。
【００８８】
言い換えれば、Ｐ０およびＰ９０のプロフィールは方位角φおよび／または角度θの関数として構築でき、理論的構造に対するＰ０およびＰ９０のプロフィールと比較することができる。理論的構造（例えば格子ピッチまたは層厚さ）の１つ以上の特徴は、理論上のプロフィールが測定されたプロフィールに近付くように、次第に変更できる（ステップＳ４）。満足できる一致が得られるとき、物体の構造特徴を特定することができる。
【００８９】
場合によっては、θの関数として係数ＲＰＰとＲＳＳのプロフィールを使用して、データの処理を上記で開示されたものと同じにすることも可能であろう。これは、特に、単層の厚さを特徴付ける場合である。
【００９０】
本発明は、ある一定数の利益をもたらす。
【００９１】
まず、測定は迅速であり（３００ｍｓ）、十分な情報を提供することが可能になる。フーリエ変換像を作るＣＣＤカメラ１４によって、ただ一回の取得だけが必要である。さらに、ＣＣＤカメラの使用は、従来のセンサのように連続的ではなく、データを並行して処理することを可能にする。
【００９２】
したがって、非常に大量の情報が得られ、その取得は、もはや特徴付けの際の限定要因ではない。
【００９３】
さらに、本発明は、ただ一回の取得により、非常に大量の情報を従来の方法よりはるか多く集めることを可能にする。例えば、それは、回折次数が特徴付けをすることを可能にし、それにより、それらから追加情報が抽出されることを可能にする（表面粗さなど）。反射次数を超えて散乱された光と、それが２次効果として現れる回折次数とから、横方向の粗さも推定できる。
【００９４】
スペース要求の立場からは、この装置は単に、放射源２４、光学素子類、および検出装置１４から成っているだけなので、数ｄｍ３程度の体積を低減できる。従来のエリプソメトリー装置やゴニオメトリー装置は厄介な測定アームを使用する。マイクロエレクトロニクスなどの分野またはナノ構造の分野では、このパラメータ（要因）が重要である。可動性の機器部品をほぼ完全に無くしたということを付け加えるべきである。
【００９５】
本発明は方位角のゴニオメータ・データ(goniometric data：測角器データまたは角度系データ)へのアクセスを可能にする：すなわち、φの関数としての測定が、３次元構造（特に、例えばコンタクトまたはピン格子、または生体模倣膜）、または非対称構造を特徴付けるための関連情報を与える。
【００９６】
ゴニオメータ・データの使用は、エリプソメータ・データ(ellipsometric data)と比較して、材料の分散曲線(dispersion curve)に関するいかなる知識も要求されないという点で、追加的な利点を有する。
【００９７】
さらに、方位角φを変えることによって見掛け上の周期を変えることが可能で、それによって、より小さなピッチを持った格子を測定することが可能である。
【００９８】
さらに、すべての入射角だけでなく、すべての方位角をも受け取る可能性は、すべての偏光方向を同時に測定することを可能にし、すべての回折次数を回収すること、そして、より大きな感度を得ることを可能にする。
【００９９】
様々な波長で測定ができる可能性も、そこに加えるべきである。これを成すために、特に、レーザ（例えば５３２ｎｍまたは６３３ｎｍの）、または干渉フィルタを取り付けた白色光源（例えばキセノンランプ）、またはスーパー・ルミネセント・ダイオード・マトリクス(super-luminescent diode matrix)、または半導体レーザなどの、様々な放射源が使用できる。
【０１００】
以下に示す表１は、本発明による方法（ＯＦＴ）と、エリプソメトリー法（「多重スペクトル（マルチスペクトル）」技術で、いくつかの波長を使い、各波長に対して反射が測定されるもの）と、「従来」の方法（高性能エリプソメータ（偏光解析器）で、一測定毎に単一の波長を測定し、それに続いていくつか連続して測定するもの）と、に関連するデータについて要約したものである。
【０１０１】
【表１】
【０１０２】
本発明による方法が、従来より知られている方法よりもはるかに多くの量のデータを得ることを可能にする、ということが明確に見て取れる。
【０１０３】
本発明は、マイクロエレクトロニクスで作られるような、素子の生産ユニットに関連付けることができる。この生産ユニットからもたらされた物体１は、図面に関連して上述したような装置で、例えばマイクロコンピュータを有し、上述のような処理方法を適用するよう特別にプログラムされたデータ処理手段２６を備えた装置の前を通過する。次に、作業者は、生産現場自体において解析結果を得ることができ、その分析が予想されたものと異なる寸法的および／または構造的な特徴を示すならば、結果としてそれを変更することができる。
【０１０４】
本発明の状況で使うことができる光学手段は、参照として組み入れたフランス特許第２，６１３，８３０号明細書および米国特許第５，８８０，８４５号明細書でも説明されている。
【０１０５】
ここで、本発明に従った方法で行われた測定に関する実施例を示す。
【０１０６】
実施例１：全体的な測定の例
図４は格子の全体的な照明の結果を示し、円は方位角（φが０から３６０°）および放射方向（θが０から８０°）の角度の表面を表し、灰色のレベルは回折された光の強度を表す。
【０１０７】
この測定は、ただ一回の取得で得られた非常に大量のデータを示すが、この量は検出装置１４の基本のセンサ、例えば従来型ＣＣＤカメラなどの約１００万個の画素を備えた検出装置で１００万個のデータを得ることを可能にするものの数によってのみ制限される。（他の方法に対しては、通常（従来的に）２００個であることと比較して、上記表１を参照されたい。）
【０１０８】
実施例２−１から２−８：選択的な測定の例
上述のように、本発明の特徴の１つは、厳密に必要なデータだけを選択することを可能にする選択マスクの使用である。
【０１０９】
図５Ａおよび図５Ｂは、それぞれ、図２Ａおよび図２Ｂにおけるマスクにより行われたエッチングした樹脂の格子上での選択的測定の結果を示す。ここでは、放射源の波長は５３２ｎｍである。
【０１１０】
概して、反射次数以外の次数の出現は他の散乱測定法で得ることのできない追加の情報をもたらす。それでもなお、以下の実施例で与えられる特徴は、反射次数により達成された。以下の定義が使用される。
ｆ：充填因子(fill factor)＝格子におけるラインの幅
Ｈ：ラインの高さ
ＧＯＦ：Ｘ２の関数として計算された適合度(goodness of fit)または性能指数(figure of merit)であって、Ｘ２はシミュレーションと測定の間の誤差（Ｘ２＝（Ｐ０ｅｘｐ−Ｐ０）２＋（Ｐ９０ｅｘｐ−Ｐ９０）２）である（ＧＯＦ＝１−Ｘ２）。係数ＧＯＦが１に近付くほど、回帰がより良好になる。
【０１１１】
実施例２−１：
この実施例を図６Ａから図６Ｃに示す。これは、プロフィールが図６Ａに示されている樹脂の格子の特徴付けに関連する。この格子は、理論的に、周期５００ｎｍに対する２５０ｎｍのライン幅（２５０／５００ｎｍ）を有する。この測定は、θ＝７０°に対して、そして２つの異なった偏光子により行った。図６Ｂおよび図６Ｃは、φの関数としてのＰ９０とＰ０それぞれの変化を示し、曲線Ｉはシミュレート曲線、曲線ＩＩは測定曲線である。これら２つの形状においては、２つの格子共鳴ピークＰ１、Ｐ２を明確に見ることができる。２つの曲線ＩとＩＩの間には、きわめて明らかに一致が現れている。
ｆ（１）＝２１２．２；ｈ（１）＝２２３．９
ＧＯＦ（Ｘ２）＝０．９９９８３
【０１１２】
実施例２−２：
この実施例を図７Ａから図７Ｃに示す。これは７０ｎｍ幅と２４０ｎｍ周期を持った樹脂の格子の特徴付けに関連する（そのプロフィールが図７Ａに示されている）。この測定はφ＝０°でθを８から６８°に変化させて行われた。図７Ｂおよび図７Ｃでは、φの関数としてのＲＰおよびＲＳそれぞれの変化を示し、曲線Ｉはシミュレート曲線、曲線ＩＩは測定曲線である。これらの２つの形状を図６Ｂおよび図６Ｃで比較すると、得られた感度と精度が、パラメータＰ０とＰ９０を使ってより良好になっていることが明らかにわかる。
ｆ（１）＝５３．８；ｈ（１）＝２１２．１；シータ（１）＝８６．５
ＧＯＦ（Ｘ２）＝０．９９９９７
【０１１３】
実施例２−３：
この実施例を図８Ａから図８Ｃに示す。これは１３０ｎｍ幅と３２０ｎｍ周期を持った樹脂の格子の特徴付けに関連する。すなわち、この測定は、φ＝０°でθを８から６２°に変化させて行われた。
【０１１４】
図８Ｂおよび図８Ｃでは、ＲＰおよびＲＳがθの関数として与えられる。測定曲線が曲線ＩＩで、理論上の曲線が曲線Ｉである。
【０１１５】
この実施例は測定曲線と理論上の曲線との良い一致を示している。しかしながら、の場合でもまた、精度が、Ｐ０とＰ９０の間で、より良好になっている。
f（１）＝１０８．７；ｈ（１）＝２２１．９；シータ（１）＝８７．９
ＧＯＦ（Ｘ２）＝０．９９９８８
【０１１６】
実施例２−４：
この実施例を図９Ａおよび図９Ｂに示す。これはシリカ(silica)（１８７０ｎｍ）上の窒化シリコン(silicon nitride：シリコンナイトライド)（１４２ｎｍ）の二重層の特徴付けに関連する。
【０１１７】
図９Ａおよび図９Ｂでは、ＲＰおよびＲＳがθの関数として与えられる。測定曲線が曲線ＩＩで、理論上の曲線が曲線Ｉである。
【０１１８】
この実施例は、本発明が、多重積層構造の厚さを特定することを可能にすることを示す。
ｈ（１）＝１８５３．４；ｈ（２）＝１５５．５
ＧＯＦ（Ｘ２）＝０．９９９８９
【０１１９】
実施例２−５：
この実施例を図１０Ａおよび図１０Ｂに示す。これは基板がシリコンであるシリカ（１０μｍ）の単一層の特徴付けに関連する。
【０１２０】
図１０Ａおよび図１０Ｂでは、ＲＰおよびＲＳがθの関数として与えられる。測定曲線が曲線ＩＩで、理論上の曲線が曲線Ｉである。
【０１２１】
この実施例、およびこれに続く実施例は、厚い厚さ（２μｍまたは３μｍを超える）の単一層の厚さの特定を本発明が可能にすることを示す。このような特徴付けをエリプソメトリーで実現することは非常に困難である。
ｈ（２）＝９８６９．３；ＧＯＦ（Ｘ２）＝０．９９９３６
【０１２２】
実施例２−６：
この実施例を図１１Ａおよび図１１Ｂに示す。これも単一層構造で、特にシリコン基板上のシリカ（１２４８ｎｍ）の単一層の特徴付けに関連する。
ｈ（２）＝１２４２．６；
ＧＯＦ（Ｘ２）＝０．９９９９１
【０１２３】
実施例２−７：
この実施例を図１２Ａから図１２Ｃに示す。これは４００ｎｍの理論的な幅と８００ｎｍの理論的な周期をもつ樹脂の格子の特徴付けに関連する。この測定は、２つの異なった偏光子（Ｐ０とＰ９０に対する）を用いて、θ＝７０°で直径１５０μｍのサンプルに対して行われた。図１２Ｂおよび図１２Ｃは、φの関数としてのＰ９０とＰ０を示す。
【０１２４】
この場合もやはり、格子共鳴の２つのピークＰ１、Ｐ２の特徴がある。
f（１）＝３５８．７；ｈ（１）＝２２８．７
ＧＯＦ（Ｘ２）＝０．９９９４７
【０１２５】
実施例２−８：
この実施例を図１３Ａから図１３Ｃに示す。これは６００ｎｍの理論的な周期に対する３００ｎｍの理論的な幅をもつ樹脂の格子の特徴付けに関連する。この測定は（θ＝７０°に対し）直径１５０μｍのサンプルに対して行われた。図１３Ｂおよび図１３Ｃは、φの関数としてのＰ９０とＰ０を示す。この場合もやはり、格子共鳴の２つのピークＰ１、Ｐ２の特徴がある。
f（１）＝２７６．４；ｈ（１）＝２２９．９
ＧＯＦ（Ｘ２）＝０．９９９６６
【図面の簡単な説明】
【０１２６】
【図１Ａ】本発明の実施形態を示す図である。
【図１Ｂ】本発明の実施形態を示す図である。
【図２Ａ】本発明の状況で使用することができるマスクの例を示す図である。
【図２Ｂ】本発明の状況で使用することができるマスクの例を示す図である。
【図３】特徴付けの方法を示すブロック図である。
【図４】本発明の装置による格子の全体的な照明の結果を示す図である。
【図５Ａ】２個の異なったマスクを備えた、本発明の装置による格子の照明の結果を示す図である。
【図５Ｂ】２個の異なったマスクを備えた、本発明の装置による格子の照明の結果を示す図である。
【図６Ａ】比較した実施例を示す図である。
【図６Ｂ】比較した実施例を示す図である。
【図６Ｃ】比較した実施例を示す図である。
【図７Ａ】比較した実施例を示す図である。
【図７Ｂ】比較した実施例を示す図である。
【図７Ｃ】比較した実施例を示す図である。
【図８Ａ】比較した実施例を示す図である。
【図８Ｂ】比較した実施例を示す図である。
【図８Ｃ】比較した実施例を示す図である。
【図９Ａ】比較した実施例を示す図である。
【図９Ｂ】比較した実施例を示す図である。
【図１０Ａ】比較した実施例を示す図である。
【図１０Ｂ】比較した実施例を示す図である。
【図１１Ａ】比較した実施例を示す図である。
【図１１Ｂ】比較した実施例を示す図である。
【図１２Ａ】比較した実施例を示す図である。
【図１２Ｂ】比較した実施例を示す図である。
【図１２Ｃ】比較した実施例を示す図である。
【図１３Ａ】比較した実施例を示す図である。
【図１３Ｂ】比較した実施例を示す図である。
【図１３Ｃ】比較した実施例を示す図である。
【符号の説明】
【０１２７】
１ 物体
２ 対物レンズ
４ フーリエ変換像
５ 光軸
６ 基本的な表面
８ 像焦点面
１０、１２ レンズ
１４ センサ（ＣＣＤカメラ；検出手段；検出装置）
１６ ダイアフラム
１８ フーリエ面
２２ レンズ
２４ 放射源
２６ 計算手段（データ処理手段）
２８ 偏光子
３０、４０、５０ マスク
４２、５２ スロット
５６ シグネチャー（形跡）
６０ 構造パラメータ
θ 角度（開口角）
φ 角度（方位角）
【技術分野】
【０００１】
本発明は、寸法検査の分野に関わり、特に、回折光、または散乱測定の分析による小さな構造（μｍオーダー以下、例えば１μｍと１０ｎｍの間の）の幾何学的特徴付けに適用される。
【背景技術】
【０００２】
本発明の可能な適用においては、テストパターン（エッチング格子）および／または多層堆積構造などのマイクロエレクトロニクス技術で一般的に実施される異種のナノ構造の特徴付けに言及する。これらのナノ構造は、一次元または二次元の格子（例えばコンタクトまたはピン格子）、もしくは、単層または層スタック、あるいは単一または二周期性の(biperiodic)層スタックおよび格子でありうる。
【０００３】
それは、生体模倣的な(biomimetic：バイオミメティック)構造、または「オーバレイ(overlay：かぶせる)」タイプの構造などの構造に関連する。
【０００４】
公知の寸法検査方法は、偏光解析法(ellipsometry：エリプソメトリー)や写真角度測定(photogoniometry：フォトゴニオメトリー)による散乱測定(scatterometry)の方法でありうる。
【０００５】
これらの光学法は再現可能で、かなり速く、非破壊的である。
【０００６】
格子測定の場合には、それらは、格子回折作用を使用し、そのために、非特許文献１および２に指摘されているように格子ラインの重要な特徴を与える。
【０００７】
分光エリプソメトリーは、表面上の反射における光の偏波状態の変化を利用する表面特徴付け技術である。異なる波長に対するこの状態変化と固定入射角は、サンプルの光学特徴に帰還することを可能にする。これの説明については、例えば非特許文献２により与えられている。
【０００８】
写真角度測定は表面特徴付け技術である。それは、上記で挙げたChris C.およびBaumらの非特許文献１で説明されており、格子の反射次数の反射性における変化をビームの入射角の関数として用いる。また、使用可能なデータの量を倍にするために、光の振舞いが偏光によって異なるという事実も使用する。
【０００９】
これらの光学方法論の公知の方法はモノクロまたは多色性の光ビームを使用する。
【００１０】
第１のケースでは、入射角は最終的な測定の可変パラメータである。第２のケースでは、入射角は固定され、そして波長は最終的な測定において可変である。
【００１１】
第１のケースは、位置が各測定点の間で変えられるゴニオメーター(goniometer：角度計または測角器)を使用するか、またはより迅速にはフォトダイオードアレイを使用して実施される。
【００１２】
第２のケースは、それぞれの測定点を連続してスキャンするモノクロメータ(monochromator)、またはスペクトログラフ(spectrograph)を使う。
【００１３】
次に、格子のシグネチャー(signature：形跡)を得る。そして、例えば、非特許文献３、４、および上記で挙げた非特許文献２で説明されているように、予め計算されたシグネチャーのライブラリにおける最も近い理論上のシグネチャーを見つけるか、または最も近い理論上の曲線を計算することによって、格子のラインの特徴を見出だすことができる。
【００１４】
これらの方法は、物体が捕獲される瞬間と結果の間の時間が生産環境に準拠した数秒（５から１１秒）である状況下で、比較的迅速である。しかし、一般に、供給されたデータの量は、検査される物体の正確な特徴付けを提供するために十分でない。
【非特許文献１】Chris C.およびBaumら著「Scatterometry for Post-etch Polysilicon Gate Metrology」、SPIE Metrology, inspection and Process control for monolithography、1999年
【非特許文献２】J. Ailgairら著「Implementation of Spectroscopic Critical Dimension for gate CD Control and Stepper Characterisation in SPIE Metrology」、inspection and Process control for monolithography、2001年
【非特許文献３】M.G. Moharamら著、「Formulation for stable and efficient implementation of the rigourous coupled-wave analysis of binary gratings」、Journal of Optical Society of America、1995年12(5)：1068〜1076頁
【非特許文献４】M. Neviereら著、「Grating Electromagnetic Theory User Guide」、Journal of imaging science and technology、1997年41(4)：315〜323頁
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
したがって、例えばマイクロエレクトロニクスで実施されるタイプの物体の寸法的および／または構造的な特徴を、好ましくはそのような物体の生産のための環境に準拠した時間内に、決定することを可能し、十分なデータを提供する新しい方法と新しい装置を見出だす課題を生じる。
【００１６】
さらに、他の課題は、従来のエリプソメトリーおよびゴニオメトリー(goniometry：ゴニオメーター測定法)装置が、厄介な測定アームを使用し、可動の機械部品を使うことである。
【００１７】
実際に、マイクロエレクトロニクスなどの分野、またはナノ構造の分野では、特に生産環境において、制御システムの空間必要条件、および／または、その簡単さは重要なパラメータである。
【００１８】
本発明は、この課題を解決することを目的とする。
【００１９】
本発明の対象は、物体の構造特徴の決定を可能にする光学システム、装置、および方法である。
【課題を解決するための手段】
【００２０】
本発明は、物体の寸法的または構造的な特徴を測定するための装置であって、
-構成要素または検出手段の平面上、あるいは検出手段によって用意された平面上に物体の基本的な（根本的な、または基礎的な、または本質的な）表面の光学フーリエ変換像を形成する手段と、
-検出手段によって提供された情報から、少なくとも１つの物体の寸法的および／または構造的な特徴に関連するデータを生成するための、またはそのような特徴を特定するための処理手段と、
を有することを特徴とする装置に関する。
【００２１】
したがって、本発明は検査される物体またはサンプルによって散乱または回折された光、あるいは放射の光学フーリエ変換を使う。
【００２２】
物体の基本的な表面の光学フーリエ変換像を形成する手段は、好ましくは、この光学フーリエ変換の像をフーリエ像焦点面に形成するための手段である。
【００２３】
この装置は、追加的に、前記基本的な表面の幾何学構成を規定する手段を含むことができる。
【００２４】
好ましくは、これらの手段は、物体の表面の光学フーリエ変換像を形成するための、その手段の開口数(numerical aperture)とは独立に、この基本的な表面を規定することを可能にする。
【００２５】
この装置は、検出手段上に基本的な表面の光学フーリエ変換像を形成するための伝達手段を有することもできる。
【００２６】
したがって、本発明によれば、光学フーリエ変換（ＯＦＴ）技術が、特にナノ構造における、例えば１μｍと１０ｎｍの間の特徴的なサイズの構成の特徴付けのための適用に使用される。
【００２７】
ＯＦＴは、単独の収集において照明された物体から応答を得ることを可能にする。したがって、測定は非常に速く、単独の測定は非常に多くの情報量を与える。しかし、他の方法は限定された情報量を与えるだけである。
【００２８】
その上、本発明によるシステムは、非常にわずかなスペースしか占領せず、また可動の機器部品をほとんど全く使わず、使用を簡素化する。
【００２９】
物体を照明するための放射源は、空間的に非コヒーレント(non-incoherent：非干渉性)の放射源であって、単色性、または小さなスペクトル幅であって、好ましくは、１０ｎｍ未満の放射源であることが好ましい。
【００３０】
その放射源のパワー（電力）は測定時間の関数であり、また基本的な表面の選択された幾何学構成の関数でありうる。好ましくは、それは１００ｍＷと５００ｍＷの間である。
【００３１】
そのシステムは、サンプルの表面での反射前後に偏光を制御するための装置を含むことができる。
【００３２】
処理手段は、例えばＲＣＷＡ演算を使用する。
【００３３】
それらは、また、所与の入射光、および所与の物体の寸法的および／または構造的な特徴のために理論上の反射強度分布も計算し、次に、この理論上の分布と反射した強度分布とを比較し、その比較の結果が十分なものでないならば、物体の所与の寸法的および／または構造的な特徴も変更する。
【００３４】
本発明は、表面が放射によって照明されるような物体の寸法的および構造的な特徴を測定するための方法であって、上述のような装置を使用する方法にも関する。
【００３５】
本発明は、本発明は、表面が放射によって照明されるような物体の寸法的および構造的な特徴を測定するための方法であって、
-例えばフーリエ像焦点面において、そして検出手段を備えている平面上または平面内において、検出手段上の物体の基本的な表面の光学フーリエ変換像を形成する段階と、
-物体の少なくとも１つの寸法的および／または構造的な特徴に関連する少なくとも１つのデータを生成するために、検出手段によって提供されたデータを処理する段階と、
を有することを特徴とする方法にも関する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３６】
本発明の一実施形態を図１Ａに示す。
【００３７】
測定対象２は、物体１の基本的な表面６のフーリエ変換像４を像焦点面８に形成することを可能にする。
【００３８】
この表面は、放射源２４を使用して照明され、そして、測定ゾーンを制限するために、例えばダイアフラム(diaphragm：絞り)などの手段によって規定されうる。
【００３９】
光学フーリエ変換（ＯＦＴ）は、その像が光励起に対するサンプルの角度応答からなることを可能にする光学法である。
【００４０】
本発明によれば、サンプルによって反射または回折された光の角度フーリエ変換を見ることができる。
【００４１】
物体１は、例えば一次元または二次元の格子（例えばコンタクトまたはピン格子）、または単層スタックまたは層スタックの組合せ、もしくは、１つ以上の単格子または二周期性の格子である。それは、また、厚さまたは屈折率が特定される必要のある単一層であることもできる。
【００４２】
これらの構成の特徴的な大きさは、好ましくは以下の通りである。
-格子に関しては、１μｍまたは１０μｍまたは１００μｍの間、または５０ｎｍと１０ｎｍであり、
-そして、層に関しては、１００μｍと１０ｎｍの間、１ｎｍでさえありうる。
【００４３】
次に、伝達対象は、検出装置で構成されたセンサ１４上の基本的な表面６のフーリエ変換像を形成する。このセンサ１４は、例えばＣＣＤカメラである。それは、基本的なゾーン６により放射された強度を、図１Ａおよび図１Ｂに示すように、組（θ，φ）により特定された各放射方向に沿って取り込むことを可能にする。
【００４４】
像焦点面８（図１Ｂ）においては、光軸５と、角度θでゾーン６から放射された平面波が集中するゾーン４との距離は、θに比例する。方位角φはこのゾーン６からの放射された方位角方向に対応している。
【００４５】
ＣＣＤカメラの使用は、ただ一回の取得により、そのＣＣＤカメラによって照明された画素（ピクセル）程度の量のデータを取得することを可能にする。
【００４６】
伝達対象は例えば１組のレンズ１０、１２を含む。レンズ１０はダイアフラム１６の平面の近くまたはこの平面で実像を与える視野レンズ(field lens：フィールド・レンズ)であることができる。
【００４７】
このダイアフラムは、基本的な表面６のアパーチャ(aperture：絞り、開口)を規定することを可能にする。それは、例えば２０μｍを超える直径、または２０μｍまたは４０μｍまたは５００μｍの間の直径、一例として約３００μｍに等しい直径を有する。このダイアフラムは物体１の平面の共役面内かその近くに位置している。
【００４８】
このダイアフラムは、何らかの光学手段、例えばサンプルの照明されたゾーンを制限することを可能にする光学上の再寸法設定系に取り替えることができる。
【００４９】
このダイアフラムまたはこの光学手段は、開口角（装置により集めることのできる光線の最大角）、または装置の開口数（この角度の余弦）とは独立に、分析された表面６のサイズを調整することを可能にする。
【００５０】
したがって、格子の非常に多数の基本的なパターン（２０μｍより大きなサイズのゾーンまたは表面６である一方で、基本的なパターンは数ｎｍ程度、例えば１０ｎｍから５０ｎｍほどの小さいものでありうる）、例えば１００個または数１００個の基本的なパターン、を含むのに十分な大きさの基本的な表面を規定することが可能になり、それにより、装置の開口角が非常に大きくても（８０°または最大８８°）、回折作用が効率的になることを確実にする。
【００５１】
したがって、この装置は、第１の対物レンズ２、ダイアフラム（またはサンプルの照明されるゾーンまたは基本的な表面６を制限することを可能にする光学手段）、および第２の（伝達(transfer)）対物レンズを有する光学系を使う。
【００５２】
この装置を使用することによって、（ダイアフラムまたは同等な手段を使用して）表面１のスポットサイズと、第１の対物レンズ２の開口数を独立して調整することが可能である。
【００５３】
したがって、妥当なサイズ、例えば約２５μｍの直径または既に上述したような範囲の１つに含まれる直径を持った、照らされた表面上の重要な角度（最大８８°）において、測定を行うことができる。
【００５４】
一実施形態によれば、本発明による装置は以下を使う。
-第１の対物レンズ、または第１の集光対物レンズを形成する手段であって、その第１の対物レンズの像焦点面において物体の基本的なゾーンのフーリエ変換像を形成するもの
-第２の集光対物レンズまたは第２の集光対物レンズを形成する第２の手段であって、この像を二次元検出装置に向けてまたはそこの上に投影または伝達するもの
-第２の対物レンズに近接して位置させることができる手段であって、ダイアフラムを絞るか、または基本の表面を規定するためのものであり、好ましくは、これらの手段は、第１の対物レンズの開口数か開口角、または第１の対物レンズを形成する手段とは独立に調整することができる。
【００５５】
半透明の平面２０によって装置の軸からずれた(offset：オフセットした)フーリエ面１８から照明を実現することができる。このように、このフーリエ面の表面上の各点は、テストされたサンプルの入射角か方位角に対応している。
【００５６】
レンズ２２は、直接経路(direct path)の場合にレンズ１２と同じ機能を満たす。
【００５７】
特別な観点からは、放射源２４は、「スペックル」効果("speckle" effect：小斑点効果)を排除するために、好ましくは、非コヒーレントまたはわずかにコヒーレントである。これは放射源ポイントまたは画素（ピクセル）からの干渉現象であって、ランダムに、測定を混乱させる。「スペックル」状態で行われた測定と「スペックル」なしの状態で行われた測定とでは、信号品質に明確な差がある。
【００５８】
この放射源は、好ましくは、照明フーリエ面を形成するために、フーリエ面の共役面に置かれた広範囲の放射源である。
【００５９】
放射源は、好ましくは、高パワー（例えば１００ｍＷから５００ｍＷのパワー）であって、サンプルがダイアフラムを通して照明されることが可能であるようなものである。しかし、このパワーは、選択された測定時間以内、例えば１秒未満で測定を実行する目的の下に、それぞれの基本的な表面が照明されるよう選択された幾何学構成に依存することになる。
【００６０】
最後に、それは、単色性（モノクロ）、または１０ｎｍ未満の小さなスペクトル幅であることが好ましい。
【００６１】
この放射源は、連続して動作するレーザ（例えば５３２ｎｍの二重ＮｄＹａｇレーザ）、デコヒーラ（例えば回転つや消しプレートを使用した）、または一連のスーパー・ルミネセント・ダイオードか半導体レーザとすることができる。
【００６２】
計算手段２６は、センサ１４で受け取られたデータを処理することを可能にし、データ処理方法を使う。例えば、これらの手段は、特にそのような方法を実施するようにプログラムされたマイクロコンピュータを含む。この方法は、検査された物体１の寸法的および／または構造的な特徴を見出だすことを可能にし、以下において詳細に説明される。
【００６３】
好ましくは、この装置は、回折光の偏光を選択することを可能にする偏光子２８を有する。
【００６４】
さらに、フーリエ照明平面でのマスク３０の使用により、照明角度（θ、φ）を選択することが可能になる。
【００６５】
図２Ａで例証された一実施形態によれば、マスク４０は、いわゆる「シータ」測定値が、数度と数十度の間、一例として８°と８８°の間の角度θを取ることを可能にするスロット（すき間または溝）４２を有する。
【００６６】
図２Ｂで例証された他の実施形態によれば、マスク５０は円弧状のスロット５２を持ち、所与の角度θに対し、純粋に方位角方向のいわゆる「ファイ」測定値を取ることを可能にする。ここでは７０°に等しい角度θに対し、一例として０°と１８０°の間の角度φを取ることを可能にする。
【００６７】
他の形式のマスクも可能である。
【００６８】
マスクの使用は、角度θおよび／またはφを選択することによって、物体の表面の選択的な照明を可能にする。
【００６９】
したがって、本発明は、特に、固定または可変の方位角φあるいは２つの限界値の間に含まれる方位角、それ自体が固定または可変あるいは２つの限界値の間の角度θ（例えば０と８０°の間、または８８°）での照明の下に測定することを可能にする。
【００７０】
高角度θ（例えば最大８０°または８８°）でゾーンを選択できることの１つの利点は、これらのゾーンが高感度のゾーンであるということである。
【００７１】
偏光子も、装置の入力において提供できる。
【００７２】
したがって、サンプルを照明する手段は：
-ミラーまたは分離立方体などのビーム分離装置、
-第２の平面、いわゆる照明フーリエ面上にＦＴ（フーリエ変換）像を再描像するための対物レンズ（上記で示したように既に２つの対物レンズを含むならば第３の）、
-場合によって、サンプル上の照明の角度を選択するためのマスク、
-照明フーリエ面における光源であって、好ましくは、全フーリエ面を照明するもの。
【００７３】
これらの手段により、サンプルの非常にフレキシブルな制御を得ることができる。
【００７４】
次に、物体１を寸法および／または構造の点から特徴付けることを可能にするデータを抽出するために、検出装置１４の応答が処理される。
【００７５】
それは、例えば、シリコンの層の厚さなどの、物体１の平面に非平行な方向、またはその平面に対する垂直な方向における寸法の問題でありうる。
【００７６】
また、それは、例えば生体模倣構造(biomimetic structure)などの二次元格子の構造特徴を決定する問題でもありうる。
【００７７】
したがって、その特徴付けは、決定すべきある構造の輪郭および／または寸法の特徴を可能にできる。
【００７８】
本発明は、いわゆるＲＣＷＡ（厳密結合波解析(Rigorous Coupled Wave Analysis)）解析技術を使う。このタイプの技術は非特許文献３および４で説明されている。
【００７９】
この方法は、得られたデータの４つのパラメータまたは構成要素を得るを可能にする：すなわち、ＲＳＳ（Ｓ偏光の反射係数であって、その方向Ｓは偏光子２８によって規定される）、ＲＰＰ（Ｓに対して垂直なＰ偏光の反射係数）、ＲＳＰ（Ｐ偏光に対するＳ偏光の反射後の結合係数(coupling coefficient)）、ＲＰＳ（Ｓ偏光に対するＰ偏光の反射後の結合係数）である。
【００８０】
本発明の状況では、これら４つのデータではなく、以下の式によるＲＰＰ、ＲＳＳ、ＲＳＰ、およびＲＰＳから得られる標準化された偏光強度であるところの、データＰ０とＰ９０を使用する：
【００８１】
【数１】
【００８２】
図３は、本発明によるデータ処理方法における各ステップを示す。
【００８３】
入射光におけるデータＳ（θ φ）が、ＲＣＷＡ法（ステップＳ１）において、概算の構造パラメータ６０（例えば、これらのラインの壁または側面の格子および／またはスロープの高さおよび／またはラインの幅、および／または単層か複数層の厚さ、単一材料か複数材料の屈折率）により処理される。この理論計算は、センサで理論的に測定される反射光を表す理論上のシグネチャー(signature：形跡)Ｒ（θ φ）を提供する。Ｒ（θ φ）は、格子の場合には、鏡面反射（正反射）Ｒ０と回折次数Ｒｎとから成る：
【００８４】
【数２】
【００８５】
この計算結果からの理論上のシグネチャー、または強度分布は、測定された反射光のシグネチャー５６と比較される（ステップＳ２）。この比較は、例えば回帰法を使用し、例えば強度Ｐ０とＰ９０のφ（検出手段１４の前に検光子を置くことによって得られる）において、理論上のシグネチャーと測定されたシグネチャーを比較して行われる。
【００８６】
この基準によって得られる一致が良好ならば、ＲＣＷＡ演算（Ｓ３）に導入される特徴６０は測定された物体１の特徴とみなすことができる。
【００８７】
この基準によって得られる一致が不良ならば、パラメータ６０が変更され（ステップＳ４）、満足できる一致が得られるまで新たなＲＣＷＡ演算が成される。
【００８８】
言い換えれば、Ｐ０およびＰ９０のプロフィールは方位角φおよび／または角度θの関数として構築でき、理論的構造に対するＰ０およびＰ９０のプロフィールと比較することができる。理論的構造（例えば格子ピッチまたは層厚さ）の１つ以上の特徴は、理論上のプロフィールが測定されたプロフィールに近付くように、次第に変更できる（ステップＳ４）。満足できる一致が得られるとき、物体の構造特徴を特定することができる。
【００８９】
場合によっては、θの関数として係数ＲＰＰとＲＳＳのプロフィールを使用して、データの処理を上記で開示されたものと同じにすることも可能であろう。これは、特に、単層の厚さを特徴付ける場合である。
【００９０】
本発明は、ある一定数の利益をもたらす。
【００９１】
まず、測定は迅速であり（３００ｍｓ）、十分な情報を提供することが可能になる。フーリエ変換像を作るＣＣＤカメラ１４によって、ただ一回の取得だけが必要である。さらに、ＣＣＤカメラの使用は、従来のセンサのように連続的ではなく、データを並行して処理することを可能にする。
【００９２】
したがって、非常に大量の情報が得られ、その取得は、もはや特徴付けの際の限定要因ではない。
【００９３】
さらに、本発明は、ただ一回の取得により、非常に大量の情報を従来の方法よりはるか多く集めることを可能にする。例えば、それは、回折次数が特徴付けをすることを可能にし、それにより、それらから追加情報が抽出されることを可能にする（表面粗さなど）。反射次数を超えて散乱された光と、それが２次効果として現れる回折次数とから、横方向の粗さも推定できる。
【００９４】
スペース要求の立場からは、この装置は単に、放射源２４、光学素子類、および検出装置１４から成っているだけなので、数ｄｍ３程度の体積を低減できる。従来のエリプソメトリー装置やゴニオメトリー装置は厄介な測定アームを使用する。マイクロエレクトロニクスなどの分野またはナノ構造の分野では、このパラメータ（要因）が重要である。可動性の機器部品をほぼ完全に無くしたということを付け加えるべきである。
【００９５】
本発明は方位角のゴニオメータ・データ(goniometric data：測角器データまたは角度系データ)へのアクセスを可能にする：すなわち、φの関数としての測定が、３次元構造（特に、例えばコンタクトまたはピン格子、または生体模倣膜）、または非対称構造を特徴付けるための関連情報を与える。
【００９６】
ゴニオメータ・データの使用は、エリプソメータ・データ(ellipsometric data)と比較して、材料の分散曲線(dispersion curve)に関するいかなる知識も要求されないという点で、追加的な利点を有する。
【００９７】
さらに、方位角φを変えることによって見掛け上の周期を変えることが可能で、それによって、より小さなピッチを持った格子を測定することが可能である。
【００９８】
さらに、すべての入射角だけでなく、すべての方位角をも受け取る可能性は、すべての偏光方向を同時に測定することを可能にし、すべての回折次数を回収すること、そして、より大きな感度を得ることを可能にする。
【００９９】
様々な波長で測定ができる可能性も、そこに加えるべきである。これを成すために、特に、レーザ（例えば５３２ｎｍまたは６３３ｎｍの）、または干渉フィルタを取り付けた白色光源（例えばキセノンランプ）、またはスーパー・ルミネセント・ダイオード・マトリクス(super-luminescent diode matrix)、または半導体レーザなどの、様々な放射源が使用できる。
【０１００】
以下に示す表１は、本発明による方法（ＯＦＴ）と、エリプソメトリー法（「多重スペクトル（マルチスペクトル）」技術で、いくつかの波長を使い、各波長に対して反射が測定されるもの）と、「従来」の方法（高性能エリプソメータ（偏光解析器）で、一測定毎に単一の波長を測定し、それに続いていくつか連続して測定するもの）と、に関連するデータについて要約したものである。
【０１０１】
【表１】
【０１０２】
本発明による方法が、従来より知られている方法よりもはるかに多くの量のデータを得ることを可能にする、ということが明確に見て取れる。
【０１０３】
本発明は、マイクロエレクトロニクスで作られるような、素子の生産ユニットに関連付けることができる。この生産ユニットからもたらされた物体１は、図面に関連して上述したような装置で、例えばマイクロコンピュータを有し、上述のような処理方法を適用するよう特別にプログラムされたデータ処理手段２６を備えた装置の前を通過する。次に、作業者は、生産現場自体において解析結果を得ることができ、その分析が予想されたものと異なる寸法的および／または構造的な特徴を示すならば、結果としてそれを変更することができる。
【０１０４】
本発明の状況で使うことができる光学手段は、参照として組み入れたフランス特許第２，６１３，８３０号明細書および米国特許第５，８８０，８４５号明細書でも説明されている。
【０１０５】
ここで、本発明に従った方法で行われた測定に関する実施例を示す。
【０１０６】
実施例１：全体的な測定の例
図４は格子の全体的な照明の結果を示し、円は方位角（φが０から３６０°）および放射方向（θが０から８０°）の角度の表面を表し、灰色のレベルは回折された光の強度を表す。
【０１０７】
この測定は、ただ一回の取得で得られた非常に大量のデータを示すが、この量は検出装置１４の基本のセンサ、例えば従来型ＣＣＤカメラなどの約１００万個の画素を備えた検出装置で１００万個のデータを得ることを可能にするものの数によってのみ制限される。（他の方法に対しては、通常（従来的に）２００個であることと比較して、上記表１を参照されたい。）
【０１０８】
実施例２−１から２−８：選択的な測定の例
上述のように、本発明の特徴の１つは、厳密に必要なデータだけを選択することを可能にする選択マスクの使用である。
【０１０９】
図５Ａおよび図５Ｂは、それぞれ、図２Ａおよび図２Ｂにおけるマスクにより行われたエッチングした樹脂の格子上での選択的測定の結果を示す。ここでは、放射源の波長は５３２ｎｍである。
【０１１０】
概して、反射次数以外の次数の出現は他の散乱測定法で得ることのできない追加の情報をもたらす。それでもなお、以下の実施例で与えられる特徴は、反射次数により達成された。以下の定義が使用される。
ｆ：充填因子(fill factor)＝格子におけるラインの幅
Ｈ：ラインの高さ
ＧＯＦ：Ｘ２の関数として計算された適合度(goodness of fit)または性能指数(figure of merit)であって、Ｘ２はシミュレーションと測定の間の誤差（Ｘ２＝（Ｐ０ｅｘｐ−Ｐ０）２＋（Ｐ９０ｅｘｐ−Ｐ９０）２）である（ＧＯＦ＝１−Ｘ２）。係数ＧＯＦが１に近付くほど、回帰がより良好になる。
【０１１１】
実施例２−１：
この実施例を図６Ａから図６Ｃに示す。これは、プロフィールが図６Ａに示されている樹脂の格子の特徴付けに関連する。この格子は、理論的に、周期５００ｎｍに対する２５０ｎｍのライン幅（２５０／５００ｎｍ）を有する。この測定は、θ＝７０°に対して、そして２つの異なった偏光子により行った。図６Ｂおよび図６Ｃは、φの関数としてのＰ９０とＰ０それぞれの変化を示し、曲線Ｉはシミュレート曲線、曲線ＩＩは測定曲線である。これら２つの形状においては、２つの格子共鳴ピークＰ１、Ｐ２を明確に見ることができる。２つの曲線ＩとＩＩの間には、きわめて明らかに一致が現れている。
ｆ（１）＝２１２．２；ｈ（１）＝２２３．９
ＧＯＦ（Ｘ２）＝０．９９９８３
【０１１２】
実施例２−２：
この実施例を図７Ａから図７Ｃに示す。これは７０ｎｍ幅と２４０ｎｍ周期を持った樹脂の格子の特徴付けに関連する（そのプロフィールが図７Ａに示されている）。この測定はφ＝０°でθを８から６８°に変化させて行われた。図７Ｂおよび図７Ｃでは、φの関数としてのＲＰおよびＲＳそれぞれの変化を示し、曲線Ｉはシミュレート曲線、曲線ＩＩは測定曲線である。これらの２つの形状を図６Ｂおよび図６Ｃで比較すると、得られた感度と精度が、パラメータＰ０とＰ９０を使ってより良好になっていることが明らかにわかる。
ｆ（１）＝５３．８；ｈ（１）＝２１２．１；シータ（１）＝８６．５
ＧＯＦ（Ｘ２）＝０．９９９９７
【０１１３】
実施例２−３：
この実施例を図８Ａから図８Ｃに示す。これは１３０ｎｍ幅と３２０ｎｍ周期を持った樹脂の格子の特徴付けに関連する。すなわち、この測定は、φ＝０°でθを８から６２°に変化させて行われた。
【０１１４】
図８Ｂおよび図８Ｃでは、ＲＰおよびＲＳがθの関数として与えられる。測定曲線が曲線ＩＩで、理論上の曲線が曲線Ｉである。
【０１１５】
この実施例は測定曲線と理論上の曲線との良い一致を示している。しかしながら、の場合でもまた、精度が、Ｐ０とＰ９０の間で、より良好になっている。
f（１）＝１０８．７；ｈ（１）＝２２１．９；シータ（１）＝８７．９
ＧＯＦ（Ｘ２）＝０．９９９８８
【０１１６】
実施例２−４：
この実施例を図９Ａおよび図９Ｂに示す。これはシリカ(silica)（１８７０ｎｍ）上の窒化シリコン(silicon nitride：シリコンナイトライド)（１４２ｎｍ）の二重層の特徴付けに関連する。
【０１１７】
図９Ａおよび図９Ｂでは、ＲＰおよびＲＳがθの関数として与えられる。測定曲線が曲線ＩＩで、理論上の曲線が曲線Ｉである。
【０１１８】
この実施例は、本発明が、多重積層構造の厚さを特定することを可能にすることを示す。
ｈ（１）＝１８５３．４；ｈ（２）＝１５５．５
ＧＯＦ（Ｘ２）＝０．９９９８９
【０１１９】
実施例２−５：
この実施例を図１０Ａおよび図１０Ｂに示す。これは基板がシリコンであるシリカ（１０μｍ）の単一層の特徴付けに関連する。
【０１２０】
図１０Ａおよび図１０Ｂでは、ＲＰおよびＲＳがθの関数として与えられる。測定曲線が曲線ＩＩで、理論上の曲線が曲線Ｉである。
【０１２１】
この実施例、およびこれに続く実施例は、厚い厚さ（２μｍまたは３μｍを超える）の単一層の厚さの特定を本発明が可能にすることを示す。このような特徴付けをエリプソメトリーで実現することは非常に困難である。
ｈ（２）＝９８６９．３；ＧＯＦ（Ｘ２）＝０．９９９３６
【０１２２】
実施例２−６：
この実施例を図１１Ａおよび図１１Ｂに示す。これも単一層構造で、特にシリコン基板上のシリカ（１２４８ｎｍ）の単一層の特徴付けに関連する。
ｈ（２）＝１２４２．６；
ＧＯＦ（Ｘ２）＝０．９９９９１
【０１２３】
実施例２−７：
この実施例を図１２Ａから図１２Ｃに示す。これは４００ｎｍの理論的な幅と８００ｎｍの理論的な周期をもつ樹脂の格子の特徴付けに関連する。この測定は、２つの異なった偏光子（Ｐ０とＰ９０に対する）を用いて、θ＝７０°で直径１５０μｍのサンプルに対して行われた。図１２Ｂおよび図１２Ｃは、φの関数としてのＰ９０とＰ０を示す。
【０１２４】
この場合もやはり、格子共鳴の２つのピークＰ１、Ｐ２の特徴がある。
f（１）＝３５８．７；ｈ（１）＝２２８．７
ＧＯＦ（Ｘ２）＝０．９９９４７
【０１２５】
実施例２−８：
この実施例を図１３Ａから図１３Ｃに示す。これは６００ｎｍの理論的な周期に対する３００ｎｍの理論的な幅をもつ樹脂の格子の特徴付けに関連する。この測定は（θ＝７０°に対し）直径１５０μｍのサンプルに対して行われた。図１３Ｂおよび図１３Ｃは、φの関数としてのＰ９０とＰ０を示す。この場合もやはり、格子共鳴の２つのピークＰ１、Ｐ２の特徴がある。
f（１）＝２７６．４；ｈ（１）＝２２９．９
ＧＯＦ（Ｘ２）＝０．９９９６６
【図面の簡単な説明】
【０１２６】
【図１Ａ】本発明の実施形態を示す図である。
【図１Ｂ】本発明の実施形態を示す図である。
【図２Ａ】本発明の状況で使用することができるマスクの例を示す図である。
【図２Ｂ】本発明の状況で使用することができるマスクの例を示す図である。
【図３】特徴付けの方法を示すブロック図である。
【図４】本発明の装置による格子の全体的な照明の結果を示す図である。
【図５Ａ】２個の異なったマスクを備えた、本発明の装置による格子の照明の結果を示す図である。
【図５Ｂ】２個の異なったマスクを備えた、本発明の装置による格子の照明の結果を示す図である。
【図６Ａ】比較した実施例を示す図である。
【図６Ｂ】比較した実施例を示す図である。
【図６Ｃ】比較した実施例を示す図である。
【図７Ａ】比較した実施例を示す図である。
【図７Ｂ】比較した実施例を示す図である。
【図７Ｃ】比較した実施例を示す図である。
【図８Ａ】比較した実施例を示す図である。
【図８Ｂ】比較した実施例を示す図である。
【図８Ｃ】比較した実施例を示す図である。
【図９Ａ】比較した実施例を示す図である。
【図９Ｂ】比較した実施例を示す図である。
【図１０Ａ】比較した実施例を示す図である。
【図１０Ｂ】比較した実施例を示す図である。
【図１１Ａ】比較した実施例を示す図である。
【図１１Ｂ】比較した実施例を示す図である。
【図１２Ａ】比較した実施例を示す図である。
【図１２Ｂ】比較した実施例を示す図である。
【図１２Ｃ】比較した実施例を示す図である。
【図１３Ａ】比較した実施例を示す図である。
【図１３Ｂ】比較した実施例を示す図である。
【図１３Ｃ】比較した実施例を示す図である。
【符号の説明】
【０１２７】
１ 物体
２ 対物レンズ
４ フーリエ変換像
５ 光軸
６ 基本的な表面
８ 像焦点面
１０、１２ レンズ
１４ センサ（ＣＣＤカメラ；検出手段；検出装置）
１６ ダイアフラム
１８ フーリエ面
２２ レンズ
２４ 放射源
２６ 計算手段（データ処理手段）
２８ 偏光子
３０、４０、５０ マスク
４２、５２ スロット
５６ シグネチャー（形跡）
６０ 構造パラメータ
θ 角度（開口角）
φ 角度（方位角）
【特許請求の範囲】
【請求項１】
物体の寸法的または構造的な特徴を測定するための装置であって、
-フーリエ像焦点面における物体の基本的な表面の光学フーリエ変換像を形成する手段（２）と、
-検出手段（１４）上に基本的な表面の光学フーリエ変換像を形成するための伝達手段（１０，１２）と、
-前記基本的な表面の幾何学構成を規定する手段（１６）と、
-検出手段によって提供された情報から、少なくとも１つの物体の寸法的および／または構造的な特徴に関連するデータを生成するための、またはそのような特徴を特定するための処理手段（２６）と、
を有することを特徴とする装置。
【請求項２】
追加的に検出手段（１４）を有することを特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項３】
基本的な表面の幾何学構成を規定する手段（１６）はダイアフラムを有することを特徴とする請求項１または２に記載の装置。
【請求項４】
ダイアフラムは４０μｍと５００μｍの間の直径のアパーチャを有することを特徴とする請求項３に記載の装置。
【請求項５】
物体の基本的な表面を照明するための放射源（２４）をさらに有することを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の装置。
【請求項６】
放射源は弱い空間コヒーレンス(干渉性)を持っていることを特徴とする請求項５に記載の装置。
【請求項７】
放射（２４）は１００ｍＷと５００ｍＷの間のパワーを持っていることを特徴とする請求項５または６に記載の装置。
【請求項８】
放射源（２４）は小さなスペクトル幅であることを特徴とする請求項５から７のいずれか１項に記載の装置。
【請求項９】
放射源は１０ｎｍ以下のスペクトル幅を持っていることを特徴とする請求項８に記載の装置。
【請求項１０】
物体の基本的な表面はフーリエ面から照明されることを特徴とする請求項５から９のいずれか１項に記載の装置。
【請求項１１】
物体の表面を選択的に照明する手段（３０、４０、５０）をさらに有することを特徴とする請求項１から１０のいずれか１項に記載の装置。
【請求項１２】
選択的に照明する手段は放射状のスロット（４２）を持ったマスク（４０）を有することを特徴とする請求項１１に記載の装置。
【請求項１３】
選択的に照明する手段は円弧状のスロット（５２）を持ったマスク（５０）を有することを特徴とする請求項１１に記載の装置。
【請求項１４】
スロットは１８０°の角度が張る弧に沿って照明を許容することを特徴とする請求項１３に記載の装置。
【請求項１５】
処理手段（２６）はＲＣＷＡ演算を使用することを特徴とする請求項１から１４のいずれか１項に記載の装置。
【請求項１６】
データ処理手段は、所与の入射光、および所与の物体の寸法的および／または構造的な特徴のために理論上の反射強度分布を計算し、次に、この理論上の分布と反射した強度分布とを比較し、その比較の結果が十分なものでないならば、物体の所与の寸法的および／または構造的な特徴を変更することを特徴とする請求項１から１５のいずれか１項に記載の装置。
【請求項１７】
基本的な表面の幾何学構成は、光学フーリエ変換像を形成する手段（２）の開口数とは独立に規定されることを特徴とする請求項１から１６のいずれか１項に記載の装置。
【請求項１８】
少なくとも一部の表面が放射によって照明されるか、または基本的な表面が放射によって照明されるような、そのような表面を有する物体の寸法的および／または構造的な特徴を測定するための方法であって、
-フーリエ像焦点面における前記照明された表面の一部の光学フーリエ変換像を形成する段階と、
-検出手段にこの像を伝達する段階と、
-物体の少なくとも１つの寸法的および／または構造的な特徴に関連する少なくとも１つのデータを生成するために、検出手段によって提供されたデータを処理する段階と、
を有することを特徴とする方法。
【請求項１９】
物体は、一次元または二次元の格子、もしくは、単層または層スタック、もしくは、少なくとも１つの単格子または二周期性の格子あるいは生体模倣膜か、横方向のずれを持つ少なくとも２つの重ね合わせた格子を追加的に有する層スタック膜、であることを特徴とする請求項１８に記載の方法。
【請求項２０】
物体は、一方では１０ｎｍまたは５０ｎｍ、他方では１μｍまたは１０μｍの間の線幅を有する格子であることを特徴とする請求項１８に記載の方法。
【請求項２１】
物体は、一方では１０ｎｍまたは５０ｎｍ、他方では１μｍまたは１０μｍまたは１００μｍの間の厚さを有する単一層であることを特徴とする請求項１８に記載の方法。
【請求項２２】
物体の表面は、１００ｍＷと５００ｍＷの間のパワーを有する放射源で照明されることを特徴とする請求項１８から２１のいずれか１項に記載の方法。
【請求項２３】
物体の表面は、選択的に照明されることを特徴とする請求項１８から２２のいずれか１項に記載の方法。
【請求項２４】
物体の表面は、選択的かつ角度をつけて照明されることを特徴とする請求項２３に記載の方法。
【請求項２５】
物体の表面の照明された部分は、この表面の平面内において、５００μｍ未満の最大寸法または最大直径を有することを特徴とする請求項１８から２４のいずれか１項に記載の方法。
【請求項２６】
物体の表面は、可変の方位角方向から照らされることを特徴とする請求項１８から２５のいずれか１項に記載の方法。
【請求項２７】
検出手段によって提供されたデータは、検査された物体の少なくとも１つの寸法的および／または構造的な特徴を特定するために処理されることを特徴とする請求項１８から２６のいずれか１項に記載の方法。
【請求項２８】
データは、ＲＣＷＡ演算を使って処理されることを特徴とする請求項２７に記載の方法。
【請求項２９】
データ処理は、所与の入射光、および所与の物体の寸法的および／または構造的な特徴に対して理論上の反射強度分布を計算し、次に、この理論上の分布と反射した強度分布とを比較し、その比較の結果が十分なものでないならば、物体の所与の寸法的および／または構造的な特徴を変更することを特徴とする請求項２７または２８に記載の方法。
【請求項３０】
検出手段に形成された像は、少なくとも１つの０次成分を有することを特徴とする請求項１８から２９のいずれか１項に記載の方法。
【請求項３１】
検出手段に形成された像は、少なくとも１つの他の次数の成分を追加的に有することを特徴とする請求項３０に記載の方法。
【請求項３２】
物体の基本的な表面は、フーリエ面から照明されることを特徴とする請求項１８から３１のいずれか１項に記載の方法。
【請求項３３】
物体の基本的な表面の幾何学構成は、光学フーリエ変換像を形成するために使用される開口数とは独立に規定されることを特徴とする請求項１８から３２のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１】
物体の寸法的または構造的な特徴を測定するための装置であって、
-フーリエ像焦点面における物体の基本的な表面の光学フーリエ変換像を形成する手段（２）と、
-検出手段（１４）上に基本的な表面の光学フーリエ変換像を形成するための伝達手段（１０，１２）と、
-前記基本的な表面の幾何学構成を規定する手段（１６）と、
-検出手段によって提供された情報から、少なくとも１つの物体の寸法的および／または構造的な特徴に関連するデータを生成するための、またはそのような特徴を特定するための処理手段（２６）と、
を有することを特徴とする装置。
【請求項２】
追加的に検出手段（１４）を有することを特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項３】
基本的な表面の幾何学構成を規定する手段（１６）はダイアフラムを有することを特徴とする請求項１または２に記載の装置。
【請求項４】
ダイアフラムは４０μｍと５００μｍの間の直径のアパーチャを有することを特徴とする請求項３に記載の装置。
【請求項５】
物体の基本的な表面を照明するための放射源（２４）をさらに有することを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の装置。
【請求項６】
放射源は弱い空間コヒーレンス(干渉性)を持っていることを特徴とする請求項５に記載の装置。
【請求項７】
放射（２４）は１００ｍＷと５００ｍＷの間のパワーを持っていることを特徴とする請求項５または６に記載の装置。
【請求項８】
放射源（２４）は小さなスペクトル幅であることを特徴とする請求項５から７のいずれか１項に記載の装置。
【請求項９】
放射源は１０ｎｍ以下のスペクトル幅を持っていることを特徴とする請求項８に記載の装置。
【請求項１０】
物体の基本的な表面はフーリエ面から照明されることを特徴とする請求項５から９のいずれか１項に記載の装置。
【請求項１１】
物体の表面を選択的に照明する手段（３０、４０、５０）をさらに有することを特徴とする請求項１から１０のいずれか１項に記載の装置。
【請求項１２】
選択的に照明する手段は放射状のスロット（４２）を持ったマスク（４０）を有することを特徴とする請求項１１に記載の装置。
【請求項１３】
選択的に照明する手段は円弧状のスロット（５２）を持ったマスク（５０）を有することを特徴とする請求項１１に記載の装置。
【請求項１４】
スロットは１８０°の角度が張る弧に沿って照明を許容することを特徴とする請求項１３に記載の装置。
【請求項１５】
処理手段（２６）はＲＣＷＡ演算を使用することを特徴とする請求項１から１４のいずれか１項に記載の装置。
【請求項１６】
データ処理手段は、所与の入射光、および所与の物体の寸法的および／または構造的な特徴のために理論上の反射強度分布を計算し、次に、この理論上の分布と反射した強度分布とを比較し、その比較の結果が十分なものでないならば、物体の所与の寸法的および／または構造的な特徴を変更することを特徴とする請求項１から１５のいずれか１項に記載の装置。
【請求項１７】
基本的な表面の幾何学構成は、光学フーリエ変換像を形成する手段（２）の開口数とは独立に規定されることを特徴とする請求項１から１６のいずれか１項に記載の装置。
【請求項１８】
少なくとも一部の表面が放射によって照明されるか、または基本的な表面が放射によって照明されるような、そのような表面を有する物体の寸法的および／または構造的な特徴を測定するための方法であって、
-フーリエ像焦点面における前記照明された表面の一部の光学フーリエ変換像を形成する段階と、
-検出手段にこの像を伝達する段階と、
-物体の少なくとも１つの寸法的および／または構造的な特徴に関連する少なくとも１つのデータを生成するために、検出手段によって提供されたデータを処理する段階と、
を有することを特徴とする方法。
【請求項１９】
物体は、一次元または二次元の格子、もしくは、単層または層スタック、もしくは、少なくとも１つの単格子または二周期性の格子あるいは生体模倣膜か、横方向のずれを持つ少なくとも２つの重ね合わせた格子を追加的に有する層スタック膜、であることを特徴とする請求項１８に記載の方法。
【請求項２０】
物体は、一方では１０ｎｍまたは５０ｎｍ、他方では１μｍまたは１０μｍの間の線幅を有する格子であることを特徴とする請求項１８に記載の方法。
【請求項２１】
物体は、一方では１０ｎｍまたは５０ｎｍ、他方では１μｍまたは１０μｍまたは１００μｍの間の厚さを有する単一層であることを特徴とする請求項１８に記載の方法。
【請求項２２】
物体の表面は、１００ｍＷと５００ｍＷの間のパワーを有する放射源で照明されることを特徴とする請求項１８から２１のいずれか１項に記載の方法。
【請求項２３】
物体の表面は、選択的に照明されることを特徴とする請求項１８から２２のいずれか１項に記載の方法。
【請求項２４】
物体の表面は、選択的かつ角度をつけて照明されることを特徴とする請求項２３に記載の方法。
【請求項２５】
物体の表面の照明された部分は、この表面の平面内において、５００μｍ未満の最大寸法または最大直径を有することを特徴とする請求項１８から２４のいずれか１項に記載の方法。
【請求項２６】
物体の表面は、可変の方位角方向から照らされることを特徴とする請求項１８から２５のいずれか１項に記載の方法。
【請求項２７】
検出手段によって提供されたデータは、検査された物体の少なくとも１つの寸法的および／または構造的な特徴を特定するために処理されることを特徴とする請求項１８から２６のいずれか１項に記載の方法。
【請求項２８】
データは、ＲＣＷＡ演算を使って処理されることを特徴とする請求項２７に記載の方法。
【請求項２９】
データ処理は、所与の入射光、および所与の物体の寸法的および／または構造的な特徴に対して理論上の反射強度分布を計算し、次に、この理論上の分布と反射した強度分布とを比較し、その比較の結果が十分なものでないならば、物体の所与の寸法的および／または構造的な特徴を変更することを特徴とする請求項２７または２８に記載の方法。
【請求項３０】
検出手段に形成された像は、少なくとも１つの０次成分を有することを特徴とする請求項１８から２９のいずれか１項に記載の方法。
【請求項３１】
検出手段に形成された像は、少なくとも１つの他の次数の成分を追加的に有することを特徴とする請求項３０に記載の方法。
【請求項３２】
物体の基本的な表面は、フーリエ面から照明されることを特徴とする請求項１８から３１のいずれか１項に記載の方法。
【請求項３３】
物体の基本的な表面の幾何学構成は、光学フーリエ変換像を形成するために使用される開口数とは独立に規定されることを特徴とする請求項１８から３２のいずれか１項に記載の方法。
【図１Ａ】
【図１Ｂ】
【図２Ａ】
【図２Ｂ】
【図３】
【図４】
【図５Ａ】
【図５Ｂ】
【図６Ａ】
【図６Ｂ】
【図６Ｃ】
【図７Ａ】
【図７Ｂ】
【図７Ｃ】
【図８Ａ】
【図８Ｂ】
【図８Ｃ】
【図９Ａ】
【図９Ｂ】
【図１０Ａ】
【図１０Ｂ】
【図１１Ａ】
【図１１Ｂ】
【図１２Ａ】
【図１２Ｂ】
【図１２Ｃ】
【図１３Ａ】
【図１３Ｂ】
【図１３Ｃ】
【図１Ｂ】
【図２Ａ】
【図２Ｂ】
【図３】
【図４】
【図５Ａ】
【図５Ｂ】
【図６Ａ】
【図６Ｂ】
【図６Ｃ】
【図７Ａ】
【図７Ｂ】
【図７Ｃ】
【図８Ａ】
【図８Ｂ】
【図８Ｃ】
【図９Ａ】
【図９Ｂ】
【図１０Ａ】
【図１０Ｂ】
【図１１Ａ】
【図１１Ｂ】
【図１２Ａ】
【図１２Ｂ】
【図１２Ｃ】
【図１３Ａ】
【図１３Ｂ】
【図１３Ｃ】
【公表番号】特表２００７−５０６０８２（Ｐ２００７−５０６０８２Ａ）
【公表日】平成１９年３月１５日（２００７．３．１５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−５２６６７０（Ｐ２００６−５２６６７０）
【出願日】平成１６年９月１７日（２００４．９．１７）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＦＲ２００４／０５０４４３
【国際公開番号】ＷＯ２００５／０２６７０７
【国際公開日】平成１７年３月２４日（２００５．３．２４）
【出願人】（５９００００５１４）コミツサリア タ レネルジー アトミーク (429)
【Ｆターム（参考）】
【公表日】平成１９年３月１５日（２００７．３．１５）
【国際特許分類】
【出願日】平成１６年９月１７日（２００４．９．１７）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＦＲ２００４／０５０４４３
【国際公開番号】ＷＯ２００５／０２６７０７
【国際公開日】平成１７年３月２４日（２００５．３．２４）
【出願人】（５９００００５１４）コミツサリア タ レネルジー アトミーク (429)
【Ｆターム（参考）】
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