対象検査システムおよび方法
【解決手段】対象の検査方法およびシステムは、対象表面上の望まれないパーティクルを検出するための分光技術の使用を含む。この技術は、望まれないパーティクルと検査対象とが異なる材料により形成されることによる、検査対象と比較したときの望まれないパーティクルの異なる応答に基づく。対象の表面からの二次光子放出の時間分解分光法および／またはエネルギ分解分光法を使用することにより、ラマンおよび光ルミネッセンススペクトルを得ることができる。検査対象は例えばリソグラフィプロセスで使用されるパターニングデバイス、例えばレチクルであってもよい。その場合、例えば金属、金属酸化物、または有機物のパーティクルの存在が検出されうる。この方法および装置は高感度であり、例えばＥＵＶレチクルのパターン形成された側の小さなパーティクル（１００ｎｍ弱、特に５０ｎｍ弱）を検出することができる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
関連出願へのクロスリファレンス
本出願は、２００９年８月４日に出願された米国仮出願（６１／２３１１６１）の優先権の利益を享受する。その仮出願は参照によりその全体が本明細書に組み入れられる。
【０００２】
本発明の実施の形態は主に対象検査システムおよび方法に関し、特にリソグラフィの分野における対象検査システムおよび方法に関する。その場合、検査対象は例えばレチクルや他のパターニングデバイスでありうる。
【背景技術】
【０００３】
リソグラフィは集積回路（ＩＣｓ）や他のデバイスおよび／または構成の製造における重要なステップのひとつとして広く認知されている。しかしながら、リソグラフィを使用して作成されるフィーチャの寸法が小さくなるにつれて、リソグラフィは小型のＩＣや他のデバイスおよび／または構成を製造可能とするためのよりクリティカルな要素となってきている。
【０００４】
リソグラフィ装置は、所望のパターンを基板、通常は基板のターゲット部分、に転写する機械である。リソグラフィ装置は例えばＩＣの製造に用いられる。この場合、マスクまたはレチクルとも呼ばれるパターニングデバイスを使用して、ＩＣの個々の層に形成されるべき回路パターンを作成することができる。このパターンを、基板（例えばシリコンウエハ）上のターゲット部分（例えば１つまたは複数のダイの一部を含む）に転写することができる。パターンの転写は典型的には、基板に設けられた放射感応性材料（レジスト）の層へのイメージングを介して行われる。一般に一枚の基板にはネットワーク状に隣接する一群のターゲット部分が含まれ、これらは連続的にパターン形成される。
【０００５】
現行のリソグラフィシステムは、非常に小さなマスクパターンフィーチャを投影する。レチクルの表面上に現れる埃や外来の微粒子状物質は結果としての製品に悪影響を与えかねない。リソグラフィプロセスの前や途中にレチクルの上に微粒子状物質が堆積すると、基板に投影されるパターンのフィーチャが歪む可能性がある。したがって、フィーチャのサイズが小さいほど、レチクルから取り除くことが重要となるパーティクルのサイズも小さくなる。
【０００６】
レチクルと共にペリクルがよく使用される。ペリクルは、レチクルの表面の上方でフレーム上で引き伸ばされうる薄い透明な層である。ペリクルは、レチクル表面のパターン形成された側にパーティクルが到達するのを防ぐために使用される。ペリクル表面上のパーティクルは焦点面から離れており、露光されているウエハ上にイメージを形成するものではないにしても、依然としてペリクル表面をできる限りパーティクルのない状態としておくことが望ましい。
【０００７】
パターン印刷の限界の理論的な見積もりは、解像度に関するレイリー基準によって式（１）に示されるように与えられる。
【数１】
λは使用される放射の波長であり、ＮＡＰＳはパターンを印刷するのに使用される投影システムの開口数であり、ｋ１はプロセス依存の調整要素でありレイリー定数とも呼ばれ、ＣＤは印刷されるフィーチャのフィーチャサイズ（またはクリティカルディメンジョン）である。式（１）から以下のことが言える。３つの方法、すなわち露光波長λを短くすることによって、または、開口数ＮＡＰＳを増やすことによって、または、ｋ１の値を減らすことによって、印刷可能なフィーチャサイズの最小値を低減できる。
【０００８】
露光波長を短くしそれによって印刷可能な最小サイズを低減するために、極端紫外線（ＥＵＶ）放射源を使用することが提案されている。ＥＵＶ放射源は典型的には約５−２０ｎｍ、例えば１３．５ｎｍや約１３ｎｍの放射波長を出力するよう構成される。したがって、ＥＵＶ放射源は小さなフィーチャの印刷を達成するための重要なステップを構成しうる。そのような放射は極端紫外または軟Ｘ線と称され、可能なソースは例えばレーザ生成プラズマ源、放電プラズマ源、または電子蓄積リングからのシンクロトロン放射を含む。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、リソグラフィのあるタイプ（例えば、大抵の極端紫外線（ＥＵＶ）リソグラフィプロセス）については、ペリクルは使用されない。レチクルがカバーされない場合、レチクルはパーティクル汚染されやすくなる。レチクルがパーティクル汚染されると、リソグラフィプロセスにおいて不良が発生しうる。ＥＵＶレチクル上のパーティクルは、結像不良の主な原因のひとつである。ＥＵＶレチクル（またはペリクルが使用されない他のレチクル）は、有機および無機のパーティクル汚染にさらされやすい。約２０ｎｍ程度のパーティクルサイズであってもウエハに致命的な結果を生じさせ、歩留まりをゼロとする可能性がある。
【００１０】
ＥＵＶレチクルを露光位置に動かす前にＥＵＶレチクルを検査しきれいにすることは、レチクルハンドリングプロセスの重要な一面となりうる。典型的には、検査の結果汚染が疑われる場合または履歴統計ベースで、レチクルをきれいにする。
【００１１】
典型的には光学技術を使用してレチクルを検査する。しかしながら、パターンはパーティクルと全く同じように光を散乱させる。レチクル表面のパターンは任意（すなわち、非周期的）であり、したがって単純に散乱光を解析するだけではパーティクルとパターンとを区別することができない。これらの光学技術では、ダイツーダイ（die-to-die）にしろダイツーデータベース（die-to-database）にしろ、常に基準が要求される。さらに、既存の検査ツールは高価であり比較的低速である。
【００１２】
例えばＪＰ２００７／２５８５６７やＪＰ１１３０４７１７に見られるように、光ルミネッセンス（ＰＬ）信号の有無を欠陥の存在を示すものとして使用することが提案されている。しかしながら、これらの技術においてパーティクルの検出能力を改良することが望まれている。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
対象検査システムが提供される。このシステムは高速で動作することができ、例えば１００ｎｍ以下や５０ｎｍ以下や２０ｎｍ以下の小さなサイズのパーティクルを検出できる。リソグラフィ装置で使用される、レチクルなどのパターニングデバイスのパターン形成された側に存在するパーティクルを検出できる技術が提供される。
【００１４】
本開示の第１の態様によると、対象の検査方法が提供される。この方法は、対象を放射ビームで照らすことと、対象からの二次光子放出を時間分解分光法で解析することと、パーティクルがない場合に対象によって放出される信号とは異なる時間分解分光信号が検出された場合にパーティクルが存在すると決定することと、を含む。
【００１５】
本開示の第２の態様によると、対象の検査装置が提供される。この装置は、対象に放射ビームを放出するよう構成された放射源と、対象からの二次光子放出を時間分解分光法で解析し、パーティクルがない場合に対象によって放出される信号とは異なる時間分解分光信号が検出された場合にパーティクルが存在すると決定するよう構成されたスペクトロメータと、を含む。
【００１６】
本開示の第３の態様によると、対象の検査装置を備えるリソグラフィ装置が提供される。検査装置は、対象に放射ビームを放出するよう構成された放射源と、対象からの二次光子放出を時間分解分光法で解析し、パーティクルがない場合に対象によって放出される信号とは異なる時間分解分光信号が検出された場合にパーティクルが存在すると決定するよう構成されたスペクトロメータと、を含む。
【００１７】
本開示の第４の態様によると、コンピュータにおいて実行された場合、そのコンピュータが第１の態様の方法で使用されるデータ解析方法を実行できるようにするインストラクションを含むコンピュータプログラム製品が提供される。
【００１８】
添付の図面を参照して以下に、本発明のさらなる特徴および利点が本発明の種々の実施の形態の構成および動作と共に詳述される。本発明は本明細書で説明される特定の実施の形態に限定されないことを注意しておく。そのような実施の形態は本明細書では例示のみを目的として提示される。本明細書に含まれる教示に基づいた追加的な実施の形態は、当業者には明らかである。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
添付の図面は、本明細書に組み込まれ、本明細書の一部を構成しており、本発明を説明し、さらに詳細な説明と共に本発明の原理を説明するのに役立ち、また当業者が本発明を利用することを可能にするものである。本発明の実施の形態は、例示のみを目的とし、添付の図面を参照して説明される。
【００２０】
【図１】汚染パーティクルを伴うＥＵＶレチクルを示す図である。
【００２１】
【図２】種々のタイプのプロセスおよびパーティクルの典型的な二次放出スペクトルを示す図である。
【００２２】
【図３】シリコン基板上の種々のＡｌ２Ｏ３サンプルの光ルミネッセンススペクトルを示す実験結果を示す図である。
【００２３】
【図４】ポリスチレンラテックス（polystyrene latex）サンプルおよびＡｌ２Ｏ３サンプルからの光ルミネッセンススペクトルを示す実験結果を示す図である。
【００２４】
【図５】レーザ線、Ａｌ２Ｏ３サンプルについてのラマンシフトおよび金属表面からの表面増強ラマン散乱（ＳＥＲＳ）を示す実験結果を示す図である。
【００２５】
【図６】ポリスチレンラテックスサンプルおよびＡｌ２Ｏ３サンプルの時間領域応答を示す実験結果を示す図である。
【００２６】
【図７】本発明の実施の形態に係る、対象の検査のための概括的な装置を示す図である。
【００２７】
【図８】対象の法線入射検査のための構成を示す図である。
【００２８】
【図９】影効果および２つの異なる方向からの照射を使用したその解法を示す図である。
【００２９】
【図１０】４つの異なる方向からの対象の照射および輪帯ビームによる対象の照射を示す図である。
【００３０】
【図１１】「多ビーム（multibeam）」構成を示す図である。その構成では、複数の方向から放射が対象に入射する。
【００３１】
【図１２】図１１の多ビーム構成で使用される光学要素を示す図である。
【００３２】
【図１３】欠陥検出の位置精度を向上させるために、領域を副次標本化する方法を示す図である。
【００３３】
【図１４】本発明の実施の形態に係る、対象の検査装置の第１例を示す図である。
【００３４】
【図１５】本発明の実施の形態に係る、対象の検査装置の第２例を示す図である。
【００３５】
【図１６】本発明の実施の形態に係る、対象の検査装置の第３例を示す図である。
【００３６】
【図１７】本発明の実施の形態に係る、対象の検査装置の第４例を示す図である。
【００３７】
【図１８】本発明の実施の形態に係る反射型のリソグラフィ装置を示す図である。
【００３８】
【図１９】本発明の実施の形態に係る透過型のリソグラフィ装置を示す図である。
【００３９】
【図２０】本発明の実施の形態に係る例示的なＥＵＶリソグラフィ装置を示す図である。
【００４０】
図面と共に以下の詳細な説明によって、本発明の特徴および利点がより明らかとなるであろう。図面では一貫して、類似の参照符号は対応する要素を示す。図面では、類似の参照番号は一般に、同一の、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。
【発明を実施するための形態】
【００４１】
本発明の実施の形態は、対象検査システムおよび方法を指向する。本明細書は本発明の特徴を組み入れた１つまたは複数の実施の形態を開示する。開示された実施の形態は本発明の例示にすぎない。本発明の範囲は開示された実施の形態には限定されない。本発明は添付の請求項により定義される。
【００４２】
説明される実施の形態および本明細書において「一実施の形態」、「実施の形態」「例示的な実施の形態」などと指し示されるものは、説明される実施の形態が特定の特徴、構造、または特性を含んでいてもよいが、すべての実施の形態がその特定の特性、構造、または特徴を必ずしも含んでいなくてもよいことを表す。さらにまた、そのようなフレーズは必ずしも同じ実施の形態を指すものではない。さらに、特定の特性、構造、または特徴を実施の形態に関して説明するとき、明示的に説明しようがしまいが、他の実施の形態に関してそのような特定の特性、構造、または特徴を作用させることは、当業者の知識の範囲内であるとして理解すべきである。
【００４３】
本発明の実施の形態または本発明の種々のコンポーネント部分の実施の形態は、ハードウエア、ファームウエア、ソフトウエア、またはそれらの組み合わせで実現されてもよい。本発明の実施の形態または本発明の種々のコンポーネント部分の実施の形態はまた、一つ以上のプロセッサにより読み込まれ、実行される機械読み取り可能媒体に記憶されたインストラクションとして実現されてもよい。機械読み取り可能媒体は、機械により読み取り可能な形式の情報を記憶または伝送するメカニズムを含んでもよい（例えば、コンピュータデバイス）。例えば、機械読み取り可能媒体は、読み出し専用メモリ（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；フラッシュメモリ装置；電気的、光学的、音響的またはその他の形式の伝搬信号（例えば、搬送波、赤外線信号、デジタル信号）などを含んでもよい。さらに、ファームウエア、ソフトウエア、ルーチン、インストラクションは、特定の動作を実行できるものとして、ここで説明されてもよい。しかしながら、このような説明は、単に便宜上のためだけであり、このような動作は、実際は、ファームウエア、ソフトウエア、ルーチン、インストラクションなどを実行するコンピュータデバイス、プロセッサ、コントローラ、その他のデバイスによって生じるものであると理解すべきである。
【００４４】
以下の説明は、対象上のパーティクルの検出を可能とする対象検査方法およびシステムを示す。検査対象は例えば、集積回路の個々の層に形成されるべき回路パターンを生成するためのリソグラフィパターニングデバイスであってもよい。例示的なパターニングデバイスは、マスク、レチクル、または動的パターニングデバイスを含む。このシステムを使用できるレチクルは、例えば、周期的なパターンを伴うレチクルおよび非周期的なパターンを伴うレチクルを含む。レチクルは、例えばＥＵＶリソグラフィやインプリントリソグラフィなどの任意のリソグラフィプロセス内で使用されうる。
【００４５】
図１は、典型的なＥＵＶレチクル１００の断面図である。ＥＵＶレチクル１００は基板１０２と多層コーティング１０４とパターン層１０６とを含む。図はパーティクル１０８、１１０および１１２をも示す。これらのパーティクルはレチクル１００の一部ではなく、ある状況でレチクル１００に吸着したかまたは堆積されたものであってもよい。
【００４６】
リソグラフィ装置は複雑であり多くの異なる材料を使用するので、原則的には任意のタイプのパーティクルがレチクル１００上に堆積しうる。パーティクルは導電性を有しうるか、または絶縁的でありうる。パーティクルは任意の形状またはサイズを有しうる。パーティクルは導電性コーティング１０４またはパターン層１０６に堆積しうる。堆積しうるパーティクルの例示的なタイプは、有機物のパーティクル、金属のパーティクルおよび金属酸化物のパーティクルを含む。
【００４７】
ある例示的な実施の形態では、レチクル１００はＥＵＶレチクルであってもよい。このＥＵＶレチクルは、クォーツまたは他の低熱膨張材料により形成される基板１０２と、モリブデンの層とシリコンの層とを交互に含む反射性多層コーティング１０４と、を含む。多層コーティング１０４は例えば数十層を含んでもよく、ある例では約２００ｎｍの厚さを有しうる。キャッピング層（不図示）は多層の上層に設けられてもよい。このキャッピング層は例えばルテニウムやシリコンにより形成されてもよい。
【００４８】
パターン層１０６はレチクル１００のパターンを決める。ＥＵＶレチクルの場合、パターン層１０６はアブソーバ層である。同様に、ＥＵＶレチクルの多層１０４は反射性である。
【００４９】
ＥＵＶレチクルのパターン層１０６は例えば、窒化タンタル（ＴａＮ）またはＴａＮＯから形成されてもよい。アブソーバの高さは一例では約７０ナノメートルであってもよい。アブソーバは、約１００ｎｍの幅（これは、リソグラフィシステムのクリティカルディメンジョン（ＣＤ）の約４倍であり、このスケーリングはウエハとレチクルとの間の縮小係数によるものである）を有してもよい。
【００５０】
パターン層により決められるパターンは原則として任意でよく、ラインや接触孔や周期的パターンや非周期的パターンから構成されてもよい。
【００５１】
固体の表面に電磁放射が入射した場合、通常の放射の反射に加えて、光子の二次放射が生じる。固体の表面における二次光子放射には主に３つのプロセスが存在する。すなわち、光ルミネッセンス（ＰＬ）と、非弾性光散乱プロセス（例えば、ラマン散乱や表面増強ラマン散乱（ＳＥＲＳ））と、弾性光散乱と、である。これらの現象のそれぞれの効率は、関係する材料のタイプに依存する。
【００５２】
リソグラフィ装置で使用されるレチクルなどのパターニングデバイスの表面に集まるパーティクルの材料は一般に、パターニングデバイスを形成する材料とは異なるであろう。本発明者らはラマン分光技術を使用して異なる材料の異なる応答を解析した。図２には典型的な二次放出スペクトルが示される。図２では、ｘ軸に波長（ここではエネルギシフトＥ０−Ｅで示される）を任意の単位で示し、それに対してｙ軸に強度Ｉを任意の単位でプロットしている。図２は、最初のレーザパルス２００、既知のミー散乱（２０２）、レイリー散乱（２０４）およびブリルアン散乱（２０６）を示す。加えて、図２は、典型的なラマンスペクトル２０８、巨大ラマンスペクトル２１０および典型的な有機物のパーティクルおよび典型的な金属酸化物についての光ルミネッセンススペクトル２１２、２１４を示す。
【００５３】
パターンからの主たる散乱信号はミー散乱（２０２）、レイリー散乱（２０４）およびブリルアン散乱（２０６）であり、これらはレーザと同じ波長にあり、したがって容易にフィルタにより除去できる。このアプローチでは、アブソーバからのラマンスペクトルは実際の所「ノイズ」となるであろう。パーティクルからの信号は、巨大ラマンスペクトル（２１０）、有機物の光ルミネッセンススペクトル（２１２）または金属酸化物光ルミネッセンススペクトル（２１４）のいずれかによって与えられるであろう。
【００５４】
本技術の産業上の利用可能性をさらに示すため、シリコンウエハ上の汚染の光ルミネッセンスが調査された。
【００５５】
ＰＳＬ（ポリスチレンラテックス）のサンプル、Ａｌ２Ｏ３のサンプルおよびＦｅ２Ｏ３のサンプルの室温における光ルミネッセンス（ＰＬ）スペクトルが調査された。サンプルは、２２０−５００ｎｍのスペクトル範囲における光学パラメータ式発振器（ＯＰＯ）の放射によって励起された。放射は光学スペクトロメータによって解析され検出された。この光学スペクトロメータは、広帯域単一分散回折スペクトログラフ／モノクロメータに基づく。このモノクロメータは、ＣＣＤイメージディテクタおよび時間相関単一光子計数システムを備える。検出スペクトル帯域は２００−１１００ｎｍの範囲に制限された。
【００５６】
Ａｌ２Ｏ３の３つのサンプルが用意された。ひとつは約１０ｎｍの厚さを有する層であり、ひとつは約２ｎｍの厚さを有する層であり、ひとつはシリコンウエハ上にＡｌ２Ｏ３のドットを堆積したサンプルである。ドットを堆積したサンプルのドットの推定密度は約１０６ｃｍ−１であった。サンプルは、室温でパワー密度１５ｋＷ／ｃｍ２の４３０ｎｍの励起に曝された。
【００５７】
図３は、Ａｌ２Ｏ３サンプルのそれぞれについて、ｘ軸に波長λを示し、それに対してｙ軸に光ルミネッセンス強度Ｉをプロットしたものを示す。グラフ３０２は２ｎｍ層についての結果を示し、グラフ３０４は１０ｎｍ層についての結果を示し、グラフ３０６はシリコンウエハ上に堆積したＡｌ２Ｏ３のドットを伴うサンプルについての結果を示す。図３に見られるように、Ａｌ２Ｏ３のサンプルは６９３ｎｍおよび６９５ｎｍにＣｒ３＋イオンの特定の放射を示す。この放射の強度は、Ａｌ２Ｏ３にバックグラウンド不純物として含まれているＣｒイオンの密度によって決定される。
【００５８】
第２の実験では、２２３ｎｍのＵＶ励起の下でＰＳＬサンプルからの放射が広スペクトル帯域で検出された。サンプルは５２ｋＷ／ｃｍ２のパワー密度に０．２秒間曝された。図４にはその結果が示されている。図４では、ｘ軸に波長λを示し、それに対して対数表示のｙ軸に光ルミネッセンス強度Ｉを任意の単位でプロットしている。ＰＳＬについてのレーザ励起波長４０２が示されており、グラフ４０４はＰＬサンプルの光ルミネッセンスについての結果を表している。
【００５９】
図４にはさらなる実験の結果も示されている。Ａｌ２Ｏ３についてのレーザ励起波長４０６が示されており、グラフ４０８はＡｌ２Ｏ３サンプルの光ルミネッセンスについての結果を表している。データはグラフ間で強度軸において比較可能とはなっていない。
【００６０】
図５にはさらなるラマンシフト実験の結果が示されている。図５では、ｘ軸にラマンシフトＲをナノメートルの単位で示し、それに対してｙ軸に光ルミネッセンス強度Ｉを毎秒のカウント数の単位でプロットしている。励起レーザライン５０２が示されており、グラフ５０４はＡｌ２Ｏ３サンプルについてのラマンシフトの結果を表す。グラフ５０６は、金属表面に起因する表面増強ラマン散乱（ＳＥＲＳ）を表す。
【００６１】
図６にはさらなる時間領域実験の結果が示されている。図６では、対数表示のｘ軸に時間ｔを秒の単位で示し、それに対して対数表示のｙ軸に光ルミネッセンス強度Ｉを任意の単位でプロットしている。励起レーザ応答６０２は左側に示され、グラフ６０４は散乱応答を表す。グラフ６０６は、ＰＬサンプルの光ルミネッセンスについての時間領域における結果を表す。グラフ６０８は、Ａｌ２Ｏ３サンプルの光ルミネッセンスについての時間領域における結果を表す。データはグラフ間で強度軸において比較可能とはなっていない。
【００６２】
この方法では、紫外線波長などの所定の波長でのピコ秒レーザパルスなどの短いレーザパルスがプローブとして使用される。散乱された光および放出された光は後述のように集められ解析される。パターンからの信号の大部分はプローブの波長と同じ波長の散乱光と等価であり、したがって容易にフィルタで除去できる。
【００６３】
プローブレーザパルスの波長の近くの波長を見ることによって、ラマンスペクトルを記録することができ、またより広い波長範囲を見ることによって、表面の光ルミネッセンスを記録することができる。
【００６４】
パーティクルの材料が検査対象の材料と異なる状況では、パーティクルが存在する場合、光ルミネッセンスおよびラマンスペクトルの一方または両方において、対象の表面からの二次放出のスペクトルとは異なる二次放出のスペクトルが放出されるであろう。異なる分光的応答はパーティクルの存在を決定するための基礎を提供する。
【００６５】
予期せぬまたは異なる分光的応答の存在は、それ自体、パーティクルの有無を決定するためのテストとして使用されうる。これは、対象をパーティクル汚染がないものとして通過させる際に第１に注目すべきことである。しかしながら、代替的な実施の形態では、取得されたスペクトルについてのさらなる情報を使用して、少なくともパーティクルのタイプを特定することができ、さらにはパーティクルを形成する具体的なひとつ以上の材料を特定することができる。
【００６６】
したがって、エネルギ領域での分光解析を使用してレチクル表面上のパーティクルの検出を行うことができることが分かる。
【００６７】
また、パーティクルを検出するために、対象の表面からの二次光子放出の時間分解分光法を行うことができる。「時間分解分光法」という用語は、一般に時間領域における信号の解析を指しており、代替的には「時間分解測定」と称される。対象はリソグラフィ装置で使用されるパターニングデバイスであってもよく、例えばレチクルであってもよい。時間分解分光法はエネルギ分解分光法を代替するものとして使用されてもよいし、それら２つの技術は組み合わせで使用されてもよいし、それら２つの技術は同時に使用されてもよいし任意の順序で順番に使用されてもよい。
【００６８】
散乱光および放出光は時間領域において集められ、解析されうる。ラマンスペクトルおよび光ルミネッセンススペクトルの両方について時間分解測定が可能である。ラマンスペクトルの場合、時間分解能は典型的には非常に速い。例えばピコ秒のオーダーである。光ルミネッセンスのプロセスは同様の短い時間スケールで生じうる。またはそのプロセスはマイクロ秒やミリ秒などのより長い時間に亘って生じうる。
【００６９】
パーティクルは時間領域における所定の応答を示すであろう。この応答は、対象のパーティクルがない領域の時間領域における応答とは異なる。例えば、有機物のパーティクルを、長い時間スケールの光ルミネッセンス放出（ミリ秒のオーダー）によって特定することができる。金属酸化物を、光ルミネッセンススペクトルにおける強いライン（測定信号はＡｌ２Ｏ３中のＣｒ３＋イオンなどの金属酸化物中の不純物から導かれる）およびマイクロ秒スケールの光ルミネッセンス放出によって特定できる。一方、金属のパーティクルからの時間変動する放出は、高時間分解能技術によって検出されうる。
【００７０】
図２に示されるエネルギ領域のスペクトルもまた時間と共に変わる。
【００７１】
エネルギ分解分光法および時間分解分光法の一方または両方は、オプションで、ノイズ低減技術を使用することによりさらに強化されうる。
【００７２】
第１の例では、ノイズ低減技術は相互相関技術または自己相関技術を含みうる。
【００７３】
これらの技術は所望の信号をノイズの多いバックグラウンドから選別するために使用されうる。レチクルの中に見出される種々の材料のためにレチクルが示す光子的応答は複雑となるので、これらの技術を使用すると有利となりうる。
【００７４】
相関関数Ｇ（τ）は以下のように定義される。
【数２】
この式では、Ｉ（ｔ）およびＪ（ｔ）は時間に依存する信号である。Ｇ（τ）は、Ｉ（ｔ）およびＪ（ｔ）が同じ信号であれば自己相関関数と呼ばれ、Ｉ（ｔ）とＪ（ｔ）とが異なる信号であれば相互相関関数と呼ばれる。
【００７５】
サンプル時間間隔のうちのある時間間隔Δｔの間の相関関数の値の変化が小さい場合はいつでも、デジタル相関器は真の相関関数に対するよい近似を与える。デジタル相関関数は以下で与えられる。
【数３】
【００７６】
式３において、Ｇ（ｋΔτ）はｋ番目のチャネルの相関関数を表し、ｎｋはシフトレジスタの各ステージの内容が対応する相関関数メモリチャネルに加えられる回数を表し、
【数４】
は、シフトレジスタに保持される数である。
【００７７】
本システムの実施の形態において、レーザの安定性の変動のような望まれない影響をフィルタして除去するために相互相関が使用される。
【００７８】
一般に、広帯域信号の自己相関は、その信号のパワースペクトルの単純なフーリエ変換である。しかしながら、本開示では、自己相関によって、マルコフ的な光反射に関連するプロセスを非マルコフ的な散乱光に起因するプロセスから分離することができる。
【００７９】
ノイズ低減技術の第２の例では、カオス理論によって開発されたツールキットが使用されうる。この技術は所望の信号をノイズの多いバックグラウンドから選別するために使用されうる。レチクルの中に見出される種々の材料のためにレチクルが示す光子的応答は複雑となるので、この技術を使用すると有利となりうる。
【００８０】
ＣＣＤなどのセンサをレチクルの表面に亘って動かすと、そのセンサはレチクルの周波数分解空間イメージを生成する。生じうる汚染の特徴的な光子的シグネチャについて経験的に集められたデータに基づいて、相関器は周波数についてデータを再選択し、関心のある時間間隔を再選択することができる。データに対してウェーブレット解析を行うことができ、それにより、アトラクタを再構築するためにカオス理論の原理を使用することができるようになる。このようにして得られたアトラクタを、汚染物に関連するアトラクタのライブラリと比較することができる。対応するかまたはよく似ている場合、レチクルは汚染されていると見なされる。
【００８１】
ラマン放出およびＰＬの両方が非マルコフプロセスであり顕著なメモリを有する（すなわち、これらのプロセスは光を放出する対象の履歴に強く依存する）ので、このアプローチは上手くいく。
【００８２】
図７は、上述の方法すなわちエネルギ分解分光または時間分解分光もしくはその両方を行うための例示的な装置を示す。この具体的なセットアップは本発明の動作原理をよりよく理解するための例として挙げられることは理解されるべきである。当業者であれば同様の機能を実現する多くの代替的な構成を想起しうることは理解されるであろう。
【００８３】
図７では、レーザ源７００が設けられる。レーザ源７００はオプションでチューナ７０２と共に動作しうる。チューナ７０２はプローブビームのために最も良い波長を選択するのに使用されうる。レーザプローブビームは、検査対象を保持するサンプルステージ７０４に入射する。サンプルステージ７０４からの反射光および／または散乱光は光学システム７０６を通過し、スペクトロメータモジュール７０８によって処理される。スペクトロメータモジュール７０８は放射ディテクタを含んでもよい。放射ディテクタはゲートCCDなどの電荷結合素子（CCD）であってもよい。
【００８４】
ある実施の形態では、光学システム７０６はビームスプリッタおよび他の光学要素を含んでもよい。ビームスプリッタおよび他の光学要素は、サンプル７０４からのビームを２つの光路またはブランチに分ける。後述されるように、スペクトロメータモジュール７０８は、第１ブランチを解析するための第１スペクトロメータと、第２ブランチを解析するための第２スペクトロメータと、それら２つのブランチの相関を実行する相関器と、を含む。
【００８５】
あるいはまた、スペクトロメータモジュール７０８内の単一のスペクトロメータによって単一のブランチが解析されてもよいし、追加的な解析のために２より多いブランチが提供されてもよい。
【００８６】
レーザ源７００の出力はスペクトロメータモジュール７０８に時間参照信号として与えられる。スペクトロメータモジュール７０８からの（または、対応する放射ディテクタからの）データはコンピュータ７１２に与えられる。
【００８７】
コンピュータ７１２はサンプルステージ７０４と通信し、サンプルステージを動かす等の機能を実現する。
【００８８】
図７における種々のコンポーネント間の接続は、光路や論理リンクやデータリンクなどのうちの適切なものを表しうる。
【００８９】
さらに、自己相関や相互相関を行うためにシステムに相関器を追加してもよい。（後述の図８および図９と共に）図７の例では、相関器への入力は例えばスレーブゲートCCDおよびマスタゲートCCDを含んでもよい。これらのCCDのそれぞれは、信号をスペクトル的に事前選択するためにモノクロメータを備える。相互相関器は、マスタCCDから所定の信号を集めた後、スレーブCCDの信号の収集を開始してもよい。
【００９０】
上述の通り、図７は模式的な説明を与えるのみである。図は放射がサンプルステージ７０４に斜めに入射することを示しているが、これは説明を容易にするためだけにそうなっていると理解されたい。ある実施の形態では、入射放射は実際斜めに入射する。しかしながら、代替的な実施の形態では、放射は法線入射でサンプルステージ７０４に入射しうる。このタイプの構成は、検査対象の表面に存在する溝内のパーティクルの検出に特に適している。
【００９１】
図８は、スペクトロメータ／ディテクタユニット７０８の一部を形成しうるディテクタ８０００による、サンプルステージ７０４の法線入射検査のための例示的な構成を示す。本例における光学システム（図７では７０６で総じて示されている）はシュヴァルツシルト型のコレクタを備える。このコレクタは、散乱放射８００４を集める第１ミラー面８００２を含む。この第１ミラー面８００２は、第２反射性表面８００８に向けて散乱放射８００６を反射する。第２反射性表面８００８の形状は、第１反射性表面８００２と協働してコリメートされた放射ビーム８０１０を形成するようデザインされている。コリメートされた放射ビーム８０１０はアパーチャ８０１２および対物光学系８０１４を通る。対物光学系８０１４はビーム８０１０をディテクタ８０００に集束させる。フィルタリングまたは追加的なアパーチャのために、追加的な中間フォーカスを設けることができる。散乱放射８００４はプローブビーム８０１６が散乱されたものである。プローブビーム８０１６は例えば反射性表面８０１８から反射されることにより、表面７０４に垂直に入射する。
【００９２】
適切であれば、他のタイプのコレクタ光学系を使用してもよいことは理解されるであろう。
【００９３】
図８に示される実施の形態およびその等価物では、信号経路にはビームスプリッタは存在せず、したがって収集される信号量は最大化される。
【００９４】
代替的な実施の形態では、複数の方向からのオフアクシス照明が使用されうる。いくつかのマスク検査技術はダークフィールド型の照明を使用する。そこではレーザまたは他の光源は表面に斜めに入射する。これは、ゼロ次（反射）ビームを収集することを避けるために行われる。そのようなアプローチは一般に非常にうまくいく。しかしながら、検出される必要があるパーティクルのサイズが表面パターンの一部を形成するフィーチャの高さと同程度かそれよりも小さい場合、ある課題が生じる。例えば、EUVレチクル上のパーティクルの検出である。そこでは、検出すべきパーティクルのサイズは約２０ｎｍ程度であり、アブソーバパターンの高さは約７０ｎｍ程度である。これは影効果を生成する。影効果は図９ａで説明される。この図で示されるように、表面上のパターンのフィーチャ９７４のために、入射照明９７０のある部分はブロックされパーティクル９７２に到達することができない。これは影効果を生成する。それは、９７６で説明されるように、入射照明によって照らされない領域が生成されることである。この領域９７６が十分に大きいと、パーティクル全体が実効的に完全に視野から隠されてしまうか、または少なくとも部分的に覆い隠される。これにより、そのパーティクルから検出されうる信号強度が減少しうるし、そのパーティクルを検出できないリスクも高まる。
【００９５】
この課題への解決法が図９ｂに示される。ここでは、単一方向からの照明は２つの方向からの照明９７８、９８０によって置き換えられている。今度はパーティクル９７２を検出可能であることが分かるであろう。第２の方向からの照明９８０はフィーチャ９７４によってブロックされてパーティクル９７２に入射できないことはないからである。
【００９６】
図１０ａは、図９の説明の３次元への拡張を示す。パターンは原則として任意なので、垂直のラインおよび水平のラインが同じ対象に存在しうる。このため、図１０ａに示されるように、少なくとも４つの方向から照明１０７０を提供すると有利である。図１０ｂに示されるような輪帯型の照明１０７２を使用することにより、より良いパフォーマンスを得ることができる。
【００９７】
複数の方向からのオフアクシス照明は、ビームスプリッタを使用してビームを分割し、その結果得られるビームを（ミラーを使用して）異なる複数の方向から同じスポットへ導くことによって、または、ダークフィールド型の照明を使用することによって（すなわち瞳面におけるセントラルオブスキュレーションを使用することによって、または、例えば回折型の光学要素を使用することによって）、得られうる。
【００９８】
そのような構成の例が図１１に示される。図１１では、プローブビームが分割され、放射がサンプルステージ７０４に複数の方向から入射しうる。この実施の形態は、検査対象の表面に存在する溝内にあるパーティクルを検出する際にも有益である。異なる複数の方向からの信号を比較することで、検出結果を確かめることができる。また、ある方向から検出されるが別の方向からは検出されないパーティクルを識別することができる。
【００９９】
図１１の例示的な構成では、プローブビーム９０００はビームスプリッタ９００２および反射性表面９００４によって処理される。その構成では、４つの異なる方向から検出点に入射する４つのスプリットビームが生成される。
【０１００】
ビームスプリッタや反射性表面や他の光学要素の他の構成を使用して同様の結果を得ることができること、および、放射の異なる複数の方向の数は４つでなくてもよく、２以上の何でもよいことは理解されるであろう。また、放射の異なる複数の方向は直交する必要はなく、図はひとつの特別なケースでしかない。
【０１０１】
図１２は、図１１に示されるものなどの多ビーム構成からの放射を検出するために使用されてもよい光学要素の一例を示す。図８において総じて８０１４で示される対物光学系の一部を形成してもよい。入射放射１００００は介在するレンズによって図示の通りフィルタ１０００２およびアパーチャ１０００４を通過する。放射はディテクタ９０００に合焦される。
【０１０２】
本開示の検査方法および装置は、テスト対象の所与の領域を照らすよう放射を導くことを含む。対象全体をカバーするために走査プロセスが実行される。好適な実施の形態では、テスト対象は観測されるエネルギ範囲において大きなスペクトル応答を有さないであろう。例えば、リソグラフィレチクルがＵＶレーザによって検査される場合がそうである。パーティクルの信号（したがって、信号対ノイズ比）は基本的には収集領域によらないものとなる。このため、収集領域が大きいほど、トータルの検査時間は短くなる。しかしながら、その領域が大きいほど、位置精度は下がる。
【０１０３】
検査時間を不当に増大させることなく検出の正確性を向上させるために、以下の走査ストラテジを採用することができる。まず、対象の第１領域を走査する。ひとつ以上のパーティクルが検出された場合、第１領域は２以上の部分に分割される。それらの部分を個々に走査し、分割された部分のそれぞれにおいてパーティクルの存在を検出することができる。検出プロセスはそこで終了してもよいし、さらなる分割および走査プロセスが行われてもよい。これは何回繰り返されてもよく、所定の正確さでパーティクル検出を行うことができる。
【０１０４】
図１３は、単一のパーティクルが第１走査の領域に存在する場合の、本走査ストラテジの動作を示す。例えば、１ｍｍ長の正方形でパーティクル１１００２を含みうる領域に亘ってこの最初の走査１１０００が行われてもよい。第１走査は、パーティクルの存在を示す結果を与えるであろう。しかしながら、第１走査１１０００の領域内におけるそのパーティクルの位置についての情報は与えられないであろう。検出したという結果が得られたので、第２走査１１００４が行われる。第１走査１１０００の領域は４つのクアドラントに分けられ、クアドラントのそれぞれは個々に走査される。本例では、右上のクアドラントが正の検出結果を与える。第３走査１１０００６において、そのクアドラントは４つのさらなるサブクアドラントに分けられてもよい。本例では、左上のクアドラントが正の検出結果を与える。第４走査１１０００８において、そのクアドラントは４つのさらなるサブクアドラントに分けられてもよい。
【０１０５】
図１３に示されるような第４走査の後、欠陥１１１０２の位置は１／８平方ミリメートルの正確さで見出される。より高い正確さで欠陥の位置を得るために、さらなる繰り返しが行われてもよい。あるいはまた、単一の分割が行われた後に検出を止めてもよい。
【０１０６】
四分の一以外の他の分割が使用されてもよいことは理解されるであろう。例えば、繰り返しごとに、走査される領域を二分の一ずつ、九分の一ずつ、十六分の一ずつ、もしくは他の任意の分割数に分割できる。
【０１０７】
セグメントの再走査は、収集光学系にアパーチャを置くことで収集領域を（適切な係数で−図１３の例では４）減少させ、レチクルを適切に配置することにより達成されうる。
【０１０８】
最初の走査において複数のパーティクルが存在する場合、引き続き検出したという結果を生じさせるクアドラントのそれぞれを分割し走査する必要があり、これは要求される分解能の限界に到達するまで続けられる。
【０１０９】
このようなプロセスによると、任意の正確さでパーティクルの位置を見い出すことができる。そのような正確さは、測定システムの物理的制限によってのみ制限される。物理的制限は例えばステージの正確さや達成されうる最小アパーチャサイズである。スループットに関して、所定の正確さでパーティクルの位置を見い出すのに必要な繰り返しの回数を計算することができる。例えば、所定の正確さを２００ｎｍとし、最初の走査領域を１ｍｍとすると、１ｍｍ／２Ｎ＝２００ｎｍであり、Ｎ＝（１／ｌｎ２）である。ｌｎ（１ｍｍ／２００ｎｍ）〜１３である。すなわち、２００ｎｍという所望の正確さに到達するためには、追加的な１３回の繰り返し（または１３ｘ４＝５２のデータ取得）が必要である。データ獲得時間を〜１秒とすると、これは、パーティクルのそれぞれについて、所望の正確さに到達するために追加的な１分が必要となることを意味する。（１ｍｍの正確さ、２０ｎｍのパーティクルサイズについての）推定検査時間は約３０分である。したがって、トータルの検査時間は〜３０分＋１分／パーティクルとなるであろう。
【０１１０】
このアプローチはパーティクルが比較的少ない場合にのみうまくいくであろう。おそらくはこのアプローチはレチクル当たり約１０パーティクル程度の場合にのみ実行可能となるであろう。しかしながら、実際は、パーティクル数はほぼこの範囲内もしくはそれより少ない。レチクル上に１０より多いパーティクルが存在する場合、それは大抵、リソグラフィ装置のどこかで大きな欠陥が生じていることを意味し、レチクルは清浄化されなければならない。
【０１１１】
図１４は第１の例示的なセットアップを示す。これは説明を目的とするものである。例えばＮｄ：ＹＡＧレーザでありうるレーザ源８００が二次高調波発生器と共に設けられる。他の任意のタイプのパルスレーザを使用してもよいことは理解されるであろう。レーザチューナは、三次および四次高調波発生器８０４、８０６を伴う光学パラメータ式発振器８０２と、例えばミラーやビームスプリッタなどの反射性表面であってもよい種々の反射要素８０８と、アテニュエータ８１０と、を含む。
【０１１２】
レーザ８００からの出力は参照信号としてスペクトロメータ８１２に与えられる。一方、レーザおよびチューナからの調整された出力はプローブビーム８１４を形成し、プローブビーム８１４はサンプルステージ８１６に向けて導かれ、サンプルステージ８１６は検査対象を保持する。例えば、サンプルステージは、検査対象のレチクルを保持するレチクルステージであってもよい。図示の光路にはプリズム８１７および反射性要素８１８が示されている。しかしながら、任意の適切なコンポーネントを使用して、そのコンポーネントの物理的なレイアウトにしたがった任意の具体的な構成において、プローブビーム８１４を既知の態様で導いてもよいことは理解されるであろう。
【０１１３】
反射されたプローブビーム８１４は光学システムを通過する。光学システムは、コンデンサ８１９、ピンホールフィルタ８２０およびコリメータ８２２を含む。そしてプローブビーム８１４は光ファイバケーブル８２４に与えられ、スペクトロメータ８１２に入力される。スペクトロメータはセンサ８２６と連動する。センサ８２６はこの例ではゲートＣＣＤであってもよい。
【０１１４】
センサ８２６の出力はデータ解析のためにコンピュータ８２８に与えられる。コンピュータ８２８は移動などのためにサンプルステージ８１６と通信する。
【０１１５】
モノクロメータおよびＣＣＤを含んでもよいスペクトロメータによって、および、例えば単一光子計数検出システムなどの時間相関検出システムによって、エネルギ領域および時間領域における信号解析を実行できる。
【０１１６】
図１５は第２の例示的なセットアップを示す。これは説明を目的とするものである。これは図１４に示されるセットアップの変形例である。同様の構成要素は同様の参照符号により示され、上述と同じように機能する。したがって、そのような同様の構成要素についてはここでは詳述しない。
【０１１７】
図１５の例示的なセットアップでは、（図７では総じて参照符号７０６で示される）光学システムはビームスプリッタ９００を含む。このビームスプリッタ９００は、サンプルステージ８１６から反射されたビームを第１光路またはブランチ９０２と第２光路またはブランチ９０４とに分ける。第１ブランチ９０２からのデータは、センサ９１９と連動する第１スペクトロメータ９１８によって解析され、第２ブランチ９０４からのデータは、センサ９２２と連動する第２スペクトロメータ９２０によって解析される。本例におけるセンサ９１９、９２２はゲートＣＣＤであってもよい。後述の通り、センサ９１９、９２２のそれぞれからの出力は比較のために相関器９２４に入力される。２つのスペクトロメータ９１８、９２０は相関器９２４と共に、合わせて、図７に示されるタイプの「スペクトロメータモジュール」を含む。あるいはまた、「スペクトロメータモジュール」という用語はスペクトロメータそのものを指し示しうる。この場合、相関器９２４は別個のユニットとして提供される。２つのスペクトロメータ９１８、９２０および／または相関器９２４は、必要に応じて同じハウジング内に設けられるかまたは別個のハウジング内に設けられてもよい。
【０１１８】
上述の通り、相関器９２４はノイズの多いバックグラウンドから所望の信号を区別するよう機能する。
【０１１９】
サンプルステージ８１６から反射されたビームはレンズ要素９０６によってビームスプリッタ９００に合焦される。第１ブランチ９０２はレンズ要素９０８、ポラライザ９１０、ピンホールフィルタ９１２およびコリメータ９１４を含み、データは光ファイバケーブル９１６に与えられて第１スペクトロメータ９１８に入力される。一方、第２ブランチ９０４はレンズ要素９２６、ポラライザ９２８、ピンホールフィルタ９３０およびコリメータ９３２を含み、データは光ファイバケーブル９３４に与えられて第２スペクトロメータ９２０に入力される。
【０１２０】
スペクトロメータ９１８、９２０の出力および相関器９２４からの出力はデータ解析のためにコンピュータ８２８に与えられる。
【０１２１】
図１６は第３の例示的なセットアップを示す。これは説明を目的とするものである。これは図１５に示されるセットアップの変形例である。
【０１２２】
図１６は半導体／金属の表面上の汚染を検出するためのシステムを示す。（図７では総じて参照符号７０６で示される）光学システムは、ピコ秒レーザ１００２と、ビームスプリッタ１００４と、光子計数器１００６と、光遅延ライン１００８と、ビームスプリッタ１０１０と、高速ｐ−ｉ−ｎ光ダイオード１０１２と、ホルダ１０１４上のサンプルと、ミラー１０１６と、光子計数器１０１８と、自己相関ユニット１０２０と、デジタル遅延生成器１０２２と、（レンズ１０２４およびアクロマートのビームスプリッタ１０２６を含む）二次放出集積光学ユニットと、２つのスペクトロメータ１０２８、１０３２であってそれぞれがＥＤＣＣＤ（電子増倍型電荷結合素子）ゲートイメージディテクタ１０３０、１０３４を備える２つのスペクトロメータ１０２８、１０３２と、時間相関スペクトロアナライザユニット１０３６と、コンピュータ１０３８と、を含む。
【０１２３】
動作中、光遅延ライン１００８を通過してくるレーザビームはサンプル１０１４に至り反射する。光子計数器１００６および１０１８と自己相関ユニット１０２０とを使用して、レーザビームの自己相関関数が計測される。汚染からの二次自然放出（光ルミネッセンスおよび散乱光）は凝縮され、ゲートＥＭＣＣＤユニット１０３０、１０３４を備える光学スペクトロメータ１０２８、１０３２に導かれる。二次放出プロセスの検出は、時間的にもスペクトル的にもレーザ放出から分離される。したがって、「ノイズ」すなわちレーザ源の歪み（strain）光は無視できる。
【０１２４】
二次放射信号はスペクトロメータ１０２８、１０３２によって検出され、レーザパルスに対して時間的に遅延される。この信号にレーザとは異なる分布を有する揺動が見出された場合、それはサンプル表面に汚染が存在することを示す。揺動の比較は、信号の相関解析に基づいて実行される。デジタル遅延生成器１０２２は光ダイオード１０１２からストロボ信号を受け、ＥＭＣＣＤ１０３０にストロボ信号を出力し、ＥＭＣＣＤ１０３４にストロボ＋ｔ信号を出力する。自己相関ユニット１０２０は光子計数器１０１８からストップ信号を受ける。
【０１２５】
図１７は第４の例示的なセットアップを示す。これは説明を目的とするものである。これは図１６に示されるセットアップの変形例である。同様の構成要素は同様の参照符号により示され、上述と同じように機能する。したがって、そのような同様の構成要素についてはここでは詳述しない。
【０１２６】
図１７は半導体／金属の表面上の汚染を検出するためのシステムを示す。（図７では総じて参照符号７０６で示される）光学システムは、図１６におけるビームスプリッタ１０１０の代わりのミラー１１０２と、図１６におけるアクロマートのビームスプリッタ１０２６の代わりの偏光ビームスプリッタ１１０４と、を含む。２つのスペクトロメータ１０２８、１０３２はそれぞれ光子計数器１１０６、１１０８を備える。
【０１２７】
動作中、光遅延ライン１００８を通過してくるレーザビームはサンプル１０１４に至り反射する。汚染からの二次自然放出（光ルミネッセンスおよび散乱光）は凝縮され、光子計数器１１０６、１１０８を備える光学スペクトロメータ１０２８、１０３２に導かれる。相関器ユニット１１１０は光子計数器１０１８からレーザストップ信号を受け、光子計数器１１０６、１１０８からストップ／スタート信号を受け、光子計数器１００６からレーザスタート信号を受ける。
【０１２８】
本発明の実施の形態はいくつかの利点を提供する。種々のタイプのパーティクル汚染からの二次光子放出の時間分解分光法によると、パーティクルの検出能力を向上させることが可能となる。パーティクルが検査対象と同程度の光ルミネッセンス応答の大きさを示す場合でも、時間分解スペクトルを解析することで、このパーティクルを対象のそれから区別する方法が提供される。検査対象とは異なる光ルミネッセンス応答の大きさを示すパーティクルについては、時間分解分光法により検出に追加的な正確さが提供される。
【０１２９】
さらに、時間分解分光技術とエネルギ分解分光技術とが組み合わされると、検査対象から区別できるパーティクルの幅が広がる。時間分解領域またはエネルギ分解領域のいずれか一方においてパーティクルが対象と同様な応答を示す場合でも、時間分解領域またはエネルギ分解領域の他方においてパーティクルが対象と同じ応答を示す確率は低い。エネルギ分解分光法が最初に実行された場合、その結果を使用して関心のある信号を特定することができ、そのように特定された信号に対して時間分解分光法を適用できる。同様に、時間分解分光法が最初に実行された場合、その結果を使用して関心のある信号を特定することができ、そのように特定された信号に対してエネルギ分解分光法を適用できる。
【０１３０】
本開示の方法および装置の実施の形態によると、パターン自体を解像することを要せず、また、信号と参照信号とを比較することなく、パターン形成されたレチクル上のパーティクルを検出することができる。これによると、複雑なダイツーデータベース検査は要求されないので、「シングルダイ（single die）」レチクルの検査が可能となる。
【０１３１】
加えて、２つの参照対象間の比較を避けることで、それに関連するイメージアライメント問題を回避できる。
【０１３２】
本開示の方法および装置の実施の形態は、原則として、任意のタイプのパターンまたはマスクの検査に使用できる。この方法は、より小さいパーティクル、例えば１００ナノメートルより小さい、５０ナノメートルより小さいもしくは２０ナノメートルより小さいパーティクルを検出するために使用されうる。この方法は、ＥＵＶレチクルなどの基板のパターン形成された側における、これら全てのパーティクルの検出のために使用されうる。
【０１３３】
従来の（散乱ベースの）検出システムと比較したときの他の利点は、信号がパーティクルによって「放出」されるのであって「散乱」されるのではないことである。半径Ｒのパーティクルによって散乱される光は〜Ｒ６で減少する。したがって、パーティクルが小さくなるほどそれを検出するのが難しくなる。本開示の技術では、信号は二次「放出」から生じる。この二次放出は異なる態様で減少する。有機ＰＬについては〜Ｒ３であり、金属酸化物については不純物が検出される（したがってこれもまた〜Ｒ３である）。金属パーティクルについては、表面上に吸着された分子が検出される（したがって、理論的には〜Ｒ２にしたがう）。しかしながら、このタイプの検出は波長分解および／または時間分解なので、非常に良い信号対ノイズ比を達成することができる。したがって、単一の分子および／または原子を検出することができ、感度を非常に小さなパーティクル、例えばサイズにして２０ｎｍ程度またはそれより小さなパーティクルにまで伸ばすことができる。
【０１３４】
検査時間を非常に速くすることができ、例えば１５分以下とすることができる。
【０１３５】
さらに、上述のように相関技術を使用することにより、表面上の分子状の炭素の汚染により生じるノイズのスペクトルからパーティクルのスペクトルを区別するのを支援することができる。
【０１３６】
上述の実施の形態を、反射性の対象／レチクルと共に、または透過性の対象／レチクルと共に使用できることは理解されるであろう。
【０１３７】
上述の実施の形態は別個のデバイスとして示されている。代替的に、それらのデバイスはオプションでインツール(in-tool)デバイスとして、すなわちリソグラフィシステム内に、設けられてもよい。別個の装置の場合、（例えばシッピングの前に）レチクルを検査するためにその装置を使用できる。インツールデバイスの場合、リソグラフィプロセスのためにレチクルを使用する前に、レチクルを迅速に検査することができる。図１８から図２０は、レチクル検査システム１２００をインツール（in-tool）デバイスとして組み込むことができるリソグラフィシステムの例を示す。図１８から図２０においては、レチクル検査システム１２００は対応するリソグラフィシステムと共に示される。レチクル検査システム１２００は、図１から図１７で示された実施の形態やそれらの変形例のうちの任意のものに係る対象検査システムであってもよい。
【０１３８】
以下の説明は、本発明の実施の形態が実装されうる例示的な環境の詳細な説明を与える。
【０１３９】
図１８は、本発明のある実施の形態に係るリソグラフィ装置を模式的に示す図である。この装置は、放射源ＳＯから放射ビームを受け、放射ビームＢ（例えばＥＵＶ放射）を調節する照明システム（イルミネータ）ＩＬと、パターニングデバイス（例えばマスクまたはレチクル）ＭＡを支持し、パターニングデバイスＭＡを正確に位置決めする第１ポジショナＰＭに接続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、レジストでコーティングされたウエハ）Ｗを保持し、基板ＷＴを正確に位置決めする第２ポジショナＰＷに接続されている基板テーブル（例えばウエハテーブル）ＷＴと、パターニングデバイスＭＡにより放射ビームＢに付与されたパターンを基板Ｗの（例えば１つまたは複数のダイを含む）ターゲット部分Ｃに投影する投影システム（例えば反射投影レンズ系）ＰＳと、を備える。
【０１４０】
照明システムは、屈折光学素子、反射光学素子、磁気的光学素子、電磁気的光学素子、静電的光学素子、あるいは他の種類の光学素子などの各種の光学素子、またはこれらの組合せを含み得るものであり、放射を方向付けるかまたは成形するかまたは制御するためのものである。
【０１４１】
サポート構造ＭＴおよびＷＴは対象を保持し、それぞれパターニングデバイスＭＡおよびサポート構造ＷＴを含む。各サポート構造ＭＴ、ＷＴは、対応する対象ＭＡ、Ｗの向き、リソグラフィ装置のデザイン、及び対応する対象ＭＡ、Ｗが真空環境で保持されるか否か等のその他の条件に応じた方式で対応する対象ＭＡ、Ｗを保持する。各サポート構造ＭＴ、ＷＴは、機械的固定、真空固定、静電固定、または対象ＭＡ、Ｗを保持するその他の固定技術を用いてもよい。サポート構造ＭＴ、ＷＴは、例えばフレームまたはテーブルであってもよく、これらは固定されていてもよいし必要に応じて移動可能であってもよい。サポート構造ＭＴ、ＷＴは、対応する対象ＭＡ、Ｗが例えば投影システムＰＳに対して所望の位置となることを保証してもよい。
【０１４２】
第２ポジショナＰＷと位置センサＩＦ２（例えば、干渉計、リニアエンコーダ、静電容量センサなど）とにより基板テーブルＷＴは正確に移動される。例えば基板テーブルＷＴは放射ビームＢの経路に異なる複数のターゲット部分Ｃをそれぞれ位置決めするように移動される。同様に、第１ポジショナＰＭと別の位置センサＩＦ１を使用して、放射ビームＢの経路に対してパターニングデバイス（例えばマスク）ＭＡを正確に位置決めできる。パターニングデバイス（例えばマスク）ＭＡおよび基板Ｗは、マスクアラインメントマークＭ１、Ｍ２および基板アラインメントマークＰ１、Ｐ２を使用して揃えられてもよい。
【０１４３】
「パターニングデバイス」なる用語は、例えば基板のターゲット部分にパターンを生成するために放射ビームの断面にパターンを付与するのに使用される何らかのデバイスであると広義に解釈されるべきである。放射ビームに付与されたパターンは、ターゲット部分に生成される集積回路等のデバイスにおける特定の機能層に対応してもよい。
【０１４４】
パターニングデバイスは透過型であっても反射型であってもよい。パターニングデバイスには例えばマスク、プログラマブルミラーアレイ、及びプログラマブルＬＣＤパネルが含まれる。マスクはリソグラフィの分野では周知であり、バイナリマスクやレベンソン型位相シフトマスク、ハーフトーン型位相シフトマスク、更に各種のハイブリッド型マスクが含まれる。プログラマブルミラーアレイの一例としては、小型のミラーがマトリックス状に配列され、各ミラーが入射してくる放射ビームを異なる方向に反射するように個別に傾斜されるというものがある。傾斜されたミラーは、ミラーマトリックスにより反射された放射ビームにパターンを付与する。
【０１４５】
「投影システム」なる用語は、屈折光学システム、反射光学システム、反射屈折光学システム、磁気的光学システム、電磁気的光学システム、静電的光学システム、またはこれらの組合せを含む何らかの投影システムを指し示しうる。投影システムは、使用される露光放射に応じて、あるいは液浸液の使用や真空の使用等のその他の要因に応じて適切とされるいかなる投影システムであってもよい。他の気体は放射や電子を吸収しすぎるかもしれないので、ＥＵＶまたは電子ビーム放射については真空を使用することが望ましい。したがって、真空壁および真空ポンプによってビーム経路の全体に真空環境が提供されてもよい。
【０１４６】
リソグラフィ装置は２つ（デュアルステージ）またはそれ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）を有するタイプのものであってもよい。このような「多重ステージ」型の装置においては、追加的なテーブルが並行して使用されてもよく、あるいは１以上のテーブルが露光に使用されている間に１以上の他のテーブルで準備工程が実行されてもよい。
【０１４７】
図１８に示されるように、装置は（例えば反射型マスクを使用する）反射型である。あるいはまた、装置は（例えば透過型マスクを使用する）透過型であってもよい。図１３には透過型の装置が示される。
【０１４８】
図１９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取る。例えば光源ＳＯがエキシマレーザである場合には、光源とリソグラフィ装置とは別体であってもよい。この場合、光源ＳＯはリソグラフィ装置の一部を構成しているとはみなされなく、放射ビームは光源ＳＯからビーム搬送系ＢＤを介してイルミネータＩＬへと到達する。このビーム搬送系ＢＤは例えば適当な誘導ミラーおよび／またはビームエキスパンダを含む。他の場合、例えば光源ＳＯが水銀ランプである場合には、光源ＳＯはリソグラフィ装置と一体に構成されていてもよい。光源ＳＯとイルミネータＩＬとは、またビーム搬送系ＢＤが必要とされる場合にはこれも合わせて、放射システムと称されることがある。
【０１４９】
イルミネータＩＬは放射ビームの角強度分布を調整するアジャスタＡＤを備えてもよい。一般には、イルミネータの瞳面における照度分布の少なくとも外側半径範囲および／または内側半径範囲（通常それぞれσアウタ、σインナと呼ばれる）が調整されうる。加えて、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などの種々の他の要素を含んでもよい。イルミネータＩＬはビーム断面における所望の均一性及び照度分布を得るべく放射ビームを調整するために用いられてもよい。
【０１５０】
放射ビームＢは、サポート構造（例えばマスクテーブル）ＭＴ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に入射して、当該パターニングデバイスによりパターンが付与される。パターニングデバイス（例えばマスク）ＭＡを通過した後、放射ビームＢは投影システムＰＳを通過する。投影システムＰＳはビームを基板Ｗのターゲット部分Ｃに合焦させる。第２ポジショナＰＷと位置センサＩＦ２（例えば、干渉計、リニアエンコーダ、静電容量センサなど）とにより基板テーブルＷＴは正確に移動される。例えば基板テーブルＷＴは放射ビームＢの経路に異なる複数のターゲット部分Ｃをそれぞれ位置決めするように移動される。同様に、第１ポジショナＰＭと別の位置センサ（不図示）を使用して、放射ビームＢの経路に対してパターニングデバイス（例えばマスク）ＭＡを正確に位置決めできる。パターニングデバイス（例えばマスク）ＭＡおよび基板Ｗは、マスクアラインメントマークＭ１、Ｍ２および基板アラインメントマークＰ１、Ｐ２を使用して揃えられてもよい。
【０１５１】
図１９は、透過型のリソグラフィ装置で使用される多くの他のコンポーネントを示す。そのようなコンポーネントの形態および動作は当業者になじみがあるものであろう。
【０１５２】
図１８および図１９の両方で示される装置は、以下のモードのうちの少なくともひとつで使用されうる。
【０１５３】
１．ステップモードにおいては、放射ビームに付与されたパターンの全体が１回の照射で１つのターゲット部分Ｃに投影される間、サポート構造（例えばマスクテーブル）ＭＴ及び基板テーブルＷＴは実質的に静止状態とされる（すなわち１回の静的な露光）。そして基板テーブルＷＴがＸ方向及び／またはＹ方向に移動されて、異なるターゲット部分Ｃが露光される。
【０１５４】
２．スキャンモードにおいては、放射ビームに付与されたパターンがターゲット部分Ｃに投影される間、サポート構造（例えばマスクテーブル）ＭＴ及び基板テーブルＷＴは同期して走査される（すなわち１回の動的な露光）。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の速度及び方向は、投影システムＰＳの拡大（縮小）特性及び像反転特性により定められてもよい。
【０１５５】
３．別のモードにおいては、放射ビームに付与されたパターンがターゲット部分Ｃに投影される間、サポート構造（例えばマスクテーブル）ＭＴはプログラマブルパターニングデバイスを保持して実質的に静止状態とされ、基板テーブルＷＴは移動または走査される。このモードでは一般にパルス放射源が用いられ、プログラマブルパターニングデバイスは走査中に基板テーブルＷＴが移動するたびに、または連続する放射パルスと放射パルスの間に必要に応じて更新される。この動作モードは、上述のタイプのプログラマブルミラーアレイなどのプログラマブルパターニングデバイスを使用するマスクレスリソグラフィに容易に適用可能である。
【０１５６】
上記の使用モードを組み合わせて動作させてもよいし、使用モードに変更を加えて動作させてもよく、さらに全く別の使用モードを用いてもよい。
【０１５７】
図２０は放射システム４２、照明システムＩＬおよび投影システムＰＳを含む図１８の装置の詳細を示す。放射システム４２は、放電プラズマによって形成されてもよい放射源ＳＯを含む。ＥＵＶ放射は、例えばＸｅガスやＬｉ蒸気やＳｎ蒸気などのガスまたは蒸気によって生成されてもよい。そのようなガスまたは蒸気の中では、電磁スペクトルのＥＵＶ範囲の放射を射出するために非常に熱いプラズマが生成される。例えば電気放電によって少なくとも部分的にイオン化されたプラズマを生成することによって非常に熱いプラズマが生成される。放射を効率的に生成するためには、例えばＸｅ、Ｌｉ、Ｓｎ蒸気または他の任意の適切なガスまたは蒸気の例えば約１０Ｐａの分圧が必要とされるであろう。実施の形態では、Ｓｎ源がＥＵＶ源として使用される。放射源ＳＯによって放出された放射はソースチャンバ４７からオプションのガスバリアまたは汚染物質トラップ４９（ある場合は汚染バリアまたはホイルトラップと称される）を通過してコレクタチャンバ４８へと入る。汚染物質トラップ４９はソースチャンバ４７の開口内またはその後ろに配置される。汚染物質トラップ４９はチャネル構造を含んでもよい。汚染物質トラップ４９はガスバリアを含んでもよく、あるいはまたガスバリアとチャネル構造との組み合わせを含んでもよい。本明細書に示される汚染物質トラップまたは汚染バリア４９は、少なくとも周知の通りのチャネル構造を含む。
【０１５８】
コレクタチャンバ４８は放射コレクタ５０を含んでもよい。放射コレクタ５０は（いわゆる斜入射型リフレクタを含む）斜入射型コレクタであってもよい。放射コレクタ５０は放射コレクタの上流側５０ａと放射コレクタの下流側５０ｂとを有する。コレクタ５０を通過した放射は格子スペクトルフィルタ５１によって反射され、コレクタチャンバ４８の開口に位置する中間焦点５２に合焦される。図２０において放射ビーム５６によって示されるように、コレクタチャンバ４８から発せられた放射ビームはいわゆる法線入射リフレクタ５３、５４を介して照明システムＩＬを通過する。法線入射リフレクタはビーム５６をパターニングデバイス（例えば、レチクルまたはマスク）上に導く。パターニングデバイスはサポート（例えば、レチクルテーブルまたはマスクテーブル）ＭＴ上に配置される。パターンが付与されたビーム５７が形成され、そのビーム５７は、投影システムＰＳによって反射性要素５８、５９を介して、ウエハステージまたは基板テーブルＷＴによって保持される基板上に結像される。照明システムＩＬおよび投影システムＰＳには、示されているよりも多くの要素が一般には存在しうる。格子スペクトルフィルタ５１はリソグラフィ装置のタイプによってオプションで存在してもよい。さらに、図に示されるよりも多くのミラーが存在してもよい。例えば、図２０に示される要素５８、５９よりも１−４個多い反射性要素が存在してもよい。放射コレクタ５０と同様の放射コレクタは周知である。
【０１５９】
放射コレクタ５０は本明細書においてはリフレクタ１４２、１４３および１４６を有するネスト型のコレクタとして説明される。図２０に模式的に示されるようなネスト型の放射コレクタ５０は、本明細書においてさらに、斜入射型コレクタ（または斜入射型コレクタミラー）の一例として使用されてもよい。しかしながら、斜入射型ミラーを含む放射コレクタ５０の代わりに、法線入射コレクタを含む放射コレクタが適用されてもよい。したがって、適用可能な場合、斜入射型コレクタとしてのコレクタミラー５０は一般的なコレクタと解釈されてもよく、ある特定の実施の形態では、法線入射型コレクタと解釈されてもよい。
【０１６０】
さらに、図２０に模式的に示されるような回折格子５１の代わりに、透過性光学フィルタが適用されてもよい。ＥＵＶに対しては透過的であり、かつ、ＵＶ放射に対しては比較的透過的ではなくむしろ実質的にＵＶ放射を吸収する光学フィルタは周知である。したがって、「格子スペクトルピュリティフィルタ（grating spectral purity filter）」は本明細書ではさらに、回折格子または透過性フィルタを含む「スペクトルピュリティフィルタ（spectral purity filter）」として示される。ＥＵＶ透過性光学フィルタは模式的な図２０には示されていないが、オプションの光学要素として含まれてもよい。例えば、このＥＵＶ透過性光学フィルタはコレクタミラー５０の上流に設けられてもよい。あるいはまた、光学ＥＵＶ透過性フィルタは照明システムＩＬおよび／または投影システムＰＳの中に設けられてもよい。
【０１６１】
放射コレクタ５０は通常ソースＳＯの近傍またはソースＳＯの像の近傍に配置される。各リフレクタ１４２、１４３、１４６は少なくとも２つの隣接する反射表面を含んでもよい。ソースＳＯから遠いほうの反射表面が光軸Ｏとなす角度は、ソースＳＯに近いほうの反射表面が光軸Ｏとなす角度よりも小さい。このようにして、斜入射型コレクタ５０は光軸Ｏに沿って進む（Ｅ）ＵＶ放射ビームを生成するよう構成される。少なくとも２つのリフレクタは実質的に同軸に配置され、かつ、光軸Ｏの周りで実質的に回転対称となるよう延びてもよい。放射コレクタ５０は外側リフレクタ１４６の外側の面にさらなる特徴部を有してもよく、または外側リフレクタ１４６の周りにさらなる特徴部を有してもよいことは理解されるべきである。例えば、さらなる特徴部は保護ホルダやヒータであってもよい。参照符号１８０は２つのリフレクタ間すなわちリフレクタ１４２と１４３との間のスペースを指し示す。
【０１６２】
使用中、外側リフレクタ１４６および内側リフレクタ１４２および１４３のうちのひとつ以上において堆積が見出されうる。放射コレクタ５０はそのような堆積によって劣化しうる（例えばソースＳＯからのイオンや電子やクラスタや液滴や電極腐食などのデブリによる劣化）。例えばＳｎソースによってＳｎが堆積すると、単原子層が数個堆積した後では、放射コレクタ５０または他の光学要素の反射性が害されうる。これにより、そのような光学要素のクリーニングが必要となりうる。
【０１６３】
本明細書ではＩＣの製造におけるリソグラフィ装置の使用を例として説明しているが、リソグラフィ装置は他の用途にも適用することが可能であるものと理解されたい。他の用途としては、集積光学システム、磁区メモリ用ガイダンス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）、薄膜磁気ヘッドなどがある。
【０１６４】
上では特に光リソグラフィの文脈における本発明の実施の形態の使用を説明しているが、本発明は例えばインプリントリソグラフィなど文脈が許す限り他にも適用可能であり、光リソグラフィに限られるものではないことは理解される。
【０１６５】
本明細書において使用される「放射」および「ビーム」という用語は、紫外（ＵＶ）放射（例えば約３６５ｎｍ、３５５ｎｍ、２４８ｎｍ、１９３ｎｍ、１５７ｎｍ、または１２６ｎｍの波長を有する）および極端紫外（ＥＵＶ）放射（例えば５ｎｍ−２０ｎｍの範囲の波長を有する）を含むあらゆる種類の電磁放射、およびイオンビームや電子ビームなどの粒子線を示す。
【０１６６】
上述の実施の形態において、照明源からディテクタまでの第１光路と照明源からディテクタまでの第２光路との間の光路長差は照明源のコヒーレンス長よりも小さいことは理解されるべきである。光路（または光路長）は幾何学的長さと屈折率（ｎ）との積であり、以下の数式で示される。
【数５】
ここで、積分は光線に沿って行われる。２つのブランチにおいて一様媒体の中を（光源からディテクタへ）光線が直線的に進む例では、光路差（ＯＰＤ）は
【数６】
に等しい。
【０１６７】
本発明の具体的な実施の形態が上述のように説明されたが、本発明は上述の形式以外の形式でも実施可能であると理解されたい。例えば、本発明はコンピュータプログラムの形式を取ってもよい。このコンピュータプログラムは機械に読み取り可能なインストラクションの１つもしくは複数のシーケンスを含む。インストラクションは、上述の方法を記述する。あるいはまた、本発明は、そのようなコンピュータプログラムを記憶保持するデータ記録媒体（例えば半導体メモリ、磁気もしくは光学ディスク）の形式を取ってもよい。
【０１６８】
上述の記載は例示を目的としており、それに限定されるものではない。したがって下記の特許請求の範囲から逸脱することなく、記載された発明に変更を加えることができるということは、関連技術の当業者には明らかなことであろう。サマリ（Summary）および要約（Abstract）の欄ではなく、詳細な説明（Detailed Description）の欄が特許請求の範囲の解釈に使用されるよう意図されていることを認識されたい。サマリおよび要約の欄は、本発明者が想定する本発明の全てではないひとつ以上の例示的な実施の形態について述べてもよく、したがって本発明および添付の特許請求の範囲をいかなる意味でも制限するよう意図されたものではない。
【０１６９】
本発明は上で、複数の特定の機能の実現およびそれらの間の関係を示す機能ブロックの助けを借りて説明された。これらの機能ブロックの境界は本明細書では説明の便宜のために任意に決められた。複数の特定の機能およびそれらの間の関係が適切になされる限り、代替的な境界が決められてもよい。
【０１７０】
特定の実施の形態についての上記説明は十分に本発明の概要を明らかにするはずのものであるから、他者は当技術分野のスキルの範囲内の知識を適用することによって、種々のアプリケーションに対してそのような特定の実施の形態を、過度の実験に依らずとも、また、本発明の概念から離れることなく、容易に変形するおよび／または適合させることができる。したがって、本明細書で示された教示および示唆に基づいて、そのような適合や変形は開示の実施の形態の均等物の意味および範囲の中にあることが意図されている。本明細書における言語の使用法や用語の使用法は説明を目的とするものであって限定を目的とするものではなく、本明細書における言語の使用法や用語の使用法は当業者によって本明細書の教示および示唆に照らして解釈されるべきであることは理解されるべきである。
【０１７１】
本発明の範囲と精神は上記の例示的な実施の形態のいずれによっても限定されず、請求項とその均等物によってのみ定義されるものである。
【技術分野】
【０００１】
関連出願へのクロスリファレンス
本出願は、２００９年８月４日に出願された米国仮出願（６１／２３１１６１）の優先権の利益を享受する。その仮出願は参照によりその全体が本明細書に組み入れられる。
【０００２】
本発明の実施の形態は主に対象検査システムおよび方法に関し、特にリソグラフィの分野における対象検査システムおよび方法に関する。その場合、検査対象は例えばレチクルや他のパターニングデバイスでありうる。
【背景技術】
【０００３】
リソグラフィは集積回路（ＩＣｓ）や他のデバイスおよび／または構成の製造における重要なステップのひとつとして広く認知されている。しかしながら、リソグラフィを使用して作成されるフィーチャの寸法が小さくなるにつれて、リソグラフィは小型のＩＣや他のデバイスおよび／または構成を製造可能とするためのよりクリティカルな要素となってきている。
【０００４】
リソグラフィ装置は、所望のパターンを基板、通常は基板のターゲット部分、に転写する機械である。リソグラフィ装置は例えばＩＣの製造に用いられる。この場合、マスクまたはレチクルとも呼ばれるパターニングデバイスを使用して、ＩＣの個々の層に形成されるべき回路パターンを作成することができる。このパターンを、基板（例えばシリコンウエハ）上のターゲット部分（例えば１つまたは複数のダイの一部を含む）に転写することができる。パターンの転写は典型的には、基板に設けられた放射感応性材料（レジスト）の層へのイメージングを介して行われる。一般に一枚の基板にはネットワーク状に隣接する一群のターゲット部分が含まれ、これらは連続的にパターン形成される。
【０００５】
現行のリソグラフィシステムは、非常に小さなマスクパターンフィーチャを投影する。レチクルの表面上に現れる埃や外来の微粒子状物質は結果としての製品に悪影響を与えかねない。リソグラフィプロセスの前や途中にレチクルの上に微粒子状物質が堆積すると、基板に投影されるパターンのフィーチャが歪む可能性がある。したがって、フィーチャのサイズが小さいほど、レチクルから取り除くことが重要となるパーティクルのサイズも小さくなる。
【０００６】
レチクルと共にペリクルがよく使用される。ペリクルは、レチクルの表面の上方でフレーム上で引き伸ばされうる薄い透明な層である。ペリクルは、レチクル表面のパターン形成された側にパーティクルが到達するのを防ぐために使用される。ペリクル表面上のパーティクルは焦点面から離れており、露光されているウエハ上にイメージを形成するものではないにしても、依然としてペリクル表面をできる限りパーティクルのない状態としておくことが望ましい。
【０００７】
パターン印刷の限界の理論的な見積もりは、解像度に関するレイリー基準によって式（１）に示されるように与えられる。
【数１】
λは使用される放射の波長であり、ＮＡＰＳはパターンを印刷するのに使用される投影システムの開口数であり、ｋ１はプロセス依存の調整要素でありレイリー定数とも呼ばれ、ＣＤは印刷されるフィーチャのフィーチャサイズ（またはクリティカルディメンジョン）である。式（１）から以下のことが言える。３つの方法、すなわち露光波長λを短くすることによって、または、開口数ＮＡＰＳを増やすことによって、または、ｋ１の値を減らすことによって、印刷可能なフィーチャサイズの最小値を低減できる。
【０００８】
露光波長を短くしそれによって印刷可能な最小サイズを低減するために、極端紫外線（ＥＵＶ）放射源を使用することが提案されている。ＥＵＶ放射源は典型的には約５−２０ｎｍ、例えば１３．５ｎｍや約１３ｎｍの放射波長を出力するよう構成される。したがって、ＥＵＶ放射源は小さなフィーチャの印刷を達成するための重要なステップを構成しうる。そのような放射は極端紫外または軟Ｘ線と称され、可能なソースは例えばレーザ生成プラズマ源、放電プラズマ源、または電子蓄積リングからのシンクロトロン放射を含む。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、リソグラフィのあるタイプ（例えば、大抵の極端紫外線（ＥＵＶ）リソグラフィプロセス）については、ペリクルは使用されない。レチクルがカバーされない場合、レチクルはパーティクル汚染されやすくなる。レチクルがパーティクル汚染されると、リソグラフィプロセスにおいて不良が発生しうる。ＥＵＶレチクル上のパーティクルは、結像不良の主な原因のひとつである。ＥＵＶレチクル（またはペリクルが使用されない他のレチクル）は、有機および無機のパーティクル汚染にさらされやすい。約２０ｎｍ程度のパーティクルサイズであってもウエハに致命的な結果を生じさせ、歩留まりをゼロとする可能性がある。
【００１０】
ＥＵＶレチクルを露光位置に動かす前にＥＵＶレチクルを検査しきれいにすることは、レチクルハンドリングプロセスの重要な一面となりうる。典型的には、検査の結果汚染が疑われる場合または履歴統計ベースで、レチクルをきれいにする。
【００１１】
典型的には光学技術を使用してレチクルを検査する。しかしながら、パターンはパーティクルと全く同じように光を散乱させる。レチクル表面のパターンは任意（すなわち、非周期的）であり、したがって単純に散乱光を解析するだけではパーティクルとパターンとを区別することができない。これらの光学技術では、ダイツーダイ（die-to-die）にしろダイツーデータベース（die-to-database）にしろ、常に基準が要求される。さらに、既存の検査ツールは高価であり比較的低速である。
【００１２】
例えばＪＰ２００７／２５８５６７やＪＰ１１３０４７１７に見られるように、光ルミネッセンス（ＰＬ）信号の有無を欠陥の存在を示すものとして使用することが提案されている。しかしながら、これらの技術においてパーティクルの検出能力を改良することが望まれている。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
対象検査システムが提供される。このシステムは高速で動作することができ、例えば１００ｎｍ以下や５０ｎｍ以下や２０ｎｍ以下の小さなサイズのパーティクルを検出できる。リソグラフィ装置で使用される、レチクルなどのパターニングデバイスのパターン形成された側に存在するパーティクルを検出できる技術が提供される。
【００１４】
本開示の第１の態様によると、対象の検査方法が提供される。この方法は、対象を放射ビームで照らすことと、対象からの二次光子放出を時間分解分光法で解析することと、パーティクルがない場合に対象によって放出される信号とは異なる時間分解分光信号が検出された場合にパーティクルが存在すると決定することと、を含む。
【００１５】
本開示の第２の態様によると、対象の検査装置が提供される。この装置は、対象に放射ビームを放出するよう構成された放射源と、対象からの二次光子放出を時間分解分光法で解析し、パーティクルがない場合に対象によって放出される信号とは異なる時間分解分光信号が検出された場合にパーティクルが存在すると決定するよう構成されたスペクトロメータと、を含む。
【００１６】
本開示の第３の態様によると、対象の検査装置を備えるリソグラフィ装置が提供される。検査装置は、対象に放射ビームを放出するよう構成された放射源と、対象からの二次光子放出を時間分解分光法で解析し、パーティクルがない場合に対象によって放出される信号とは異なる時間分解分光信号が検出された場合にパーティクルが存在すると決定するよう構成されたスペクトロメータと、を含む。
【００１７】
本開示の第４の態様によると、コンピュータにおいて実行された場合、そのコンピュータが第１の態様の方法で使用されるデータ解析方法を実行できるようにするインストラクションを含むコンピュータプログラム製品が提供される。
【００１８】
添付の図面を参照して以下に、本発明のさらなる特徴および利点が本発明の種々の実施の形態の構成および動作と共に詳述される。本発明は本明細書で説明される特定の実施の形態に限定されないことを注意しておく。そのような実施の形態は本明細書では例示のみを目的として提示される。本明細書に含まれる教示に基づいた追加的な実施の形態は、当業者には明らかである。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
添付の図面は、本明細書に組み込まれ、本明細書の一部を構成しており、本発明を説明し、さらに詳細な説明と共に本発明の原理を説明するのに役立ち、また当業者が本発明を利用することを可能にするものである。本発明の実施の形態は、例示のみを目的とし、添付の図面を参照して説明される。
【００２０】
【図１】汚染パーティクルを伴うＥＵＶレチクルを示す図である。
【００２１】
【図２】種々のタイプのプロセスおよびパーティクルの典型的な二次放出スペクトルを示す図である。
【００２２】
【図３】シリコン基板上の種々のＡｌ２Ｏ３サンプルの光ルミネッセンススペクトルを示す実験結果を示す図である。
【００２３】
【図４】ポリスチレンラテックス（polystyrene latex）サンプルおよびＡｌ２Ｏ３サンプルからの光ルミネッセンススペクトルを示す実験結果を示す図である。
【００２４】
【図５】レーザ線、Ａｌ２Ｏ３サンプルについてのラマンシフトおよび金属表面からの表面増強ラマン散乱（ＳＥＲＳ）を示す実験結果を示す図である。
【００２５】
【図６】ポリスチレンラテックスサンプルおよびＡｌ２Ｏ３サンプルの時間領域応答を示す実験結果を示す図である。
【００２６】
【図７】本発明の実施の形態に係る、対象の検査のための概括的な装置を示す図である。
【００２７】
【図８】対象の法線入射検査のための構成を示す図である。
【００２８】
【図９】影効果および２つの異なる方向からの照射を使用したその解法を示す図である。
【００２９】
【図１０】４つの異なる方向からの対象の照射および輪帯ビームによる対象の照射を示す図である。
【００３０】
【図１１】「多ビーム（multibeam）」構成を示す図である。その構成では、複数の方向から放射が対象に入射する。
【００３１】
【図１２】図１１の多ビーム構成で使用される光学要素を示す図である。
【００３２】
【図１３】欠陥検出の位置精度を向上させるために、領域を副次標本化する方法を示す図である。
【００３３】
【図１４】本発明の実施の形態に係る、対象の検査装置の第１例を示す図である。
【００３４】
【図１５】本発明の実施の形態に係る、対象の検査装置の第２例を示す図である。
【００３５】
【図１６】本発明の実施の形態に係る、対象の検査装置の第３例を示す図である。
【００３６】
【図１７】本発明の実施の形態に係る、対象の検査装置の第４例を示す図である。
【００３７】
【図１８】本発明の実施の形態に係る反射型のリソグラフィ装置を示す図である。
【００３８】
【図１９】本発明の実施の形態に係る透過型のリソグラフィ装置を示す図である。
【００３９】
【図２０】本発明の実施の形態に係る例示的なＥＵＶリソグラフィ装置を示す図である。
【００４０】
図面と共に以下の詳細な説明によって、本発明の特徴および利点がより明らかとなるであろう。図面では一貫して、類似の参照符号は対応する要素を示す。図面では、類似の参照番号は一般に、同一の、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。
【発明を実施するための形態】
【００４１】
本発明の実施の形態は、対象検査システムおよび方法を指向する。本明細書は本発明の特徴を組み入れた１つまたは複数の実施の形態を開示する。開示された実施の形態は本発明の例示にすぎない。本発明の範囲は開示された実施の形態には限定されない。本発明は添付の請求項により定義される。
【００４２】
説明される実施の形態および本明細書において「一実施の形態」、「実施の形態」「例示的な実施の形態」などと指し示されるものは、説明される実施の形態が特定の特徴、構造、または特性を含んでいてもよいが、すべての実施の形態がその特定の特性、構造、または特徴を必ずしも含んでいなくてもよいことを表す。さらにまた、そのようなフレーズは必ずしも同じ実施の形態を指すものではない。さらに、特定の特性、構造、または特徴を実施の形態に関して説明するとき、明示的に説明しようがしまいが、他の実施の形態に関してそのような特定の特性、構造、または特徴を作用させることは、当業者の知識の範囲内であるとして理解すべきである。
【００４３】
本発明の実施の形態または本発明の種々のコンポーネント部分の実施の形態は、ハードウエア、ファームウエア、ソフトウエア、またはそれらの組み合わせで実現されてもよい。本発明の実施の形態または本発明の種々のコンポーネント部分の実施の形態はまた、一つ以上のプロセッサにより読み込まれ、実行される機械読み取り可能媒体に記憶されたインストラクションとして実現されてもよい。機械読み取り可能媒体は、機械により読み取り可能な形式の情報を記憶または伝送するメカニズムを含んでもよい（例えば、コンピュータデバイス）。例えば、機械読み取り可能媒体は、読み出し専用メモリ（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；フラッシュメモリ装置；電気的、光学的、音響的またはその他の形式の伝搬信号（例えば、搬送波、赤外線信号、デジタル信号）などを含んでもよい。さらに、ファームウエア、ソフトウエア、ルーチン、インストラクションは、特定の動作を実行できるものとして、ここで説明されてもよい。しかしながら、このような説明は、単に便宜上のためだけであり、このような動作は、実際は、ファームウエア、ソフトウエア、ルーチン、インストラクションなどを実行するコンピュータデバイス、プロセッサ、コントローラ、その他のデバイスによって生じるものであると理解すべきである。
【００４４】
以下の説明は、対象上のパーティクルの検出を可能とする対象検査方法およびシステムを示す。検査対象は例えば、集積回路の個々の層に形成されるべき回路パターンを生成するためのリソグラフィパターニングデバイスであってもよい。例示的なパターニングデバイスは、マスク、レチクル、または動的パターニングデバイスを含む。このシステムを使用できるレチクルは、例えば、周期的なパターンを伴うレチクルおよび非周期的なパターンを伴うレチクルを含む。レチクルは、例えばＥＵＶリソグラフィやインプリントリソグラフィなどの任意のリソグラフィプロセス内で使用されうる。
【００４５】
図１は、典型的なＥＵＶレチクル１００の断面図である。ＥＵＶレチクル１００は基板１０２と多層コーティング１０４とパターン層１０６とを含む。図はパーティクル１０８、１１０および１１２をも示す。これらのパーティクルはレチクル１００の一部ではなく、ある状況でレチクル１００に吸着したかまたは堆積されたものであってもよい。
【００４６】
リソグラフィ装置は複雑であり多くの異なる材料を使用するので、原則的には任意のタイプのパーティクルがレチクル１００上に堆積しうる。パーティクルは導電性を有しうるか、または絶縁的でありうる。パーティクルは任意の形状またはサイズを有しうる。パーティクルは導電性コーティング１０４またはパターン層１０６に堆積しうる。堆積しうるパーティクルの例示的なタイプは、有機物のパーティクル、金属のパーティクルおよび金属酸化物のパーティクルを含む。
【００４７】
ある例示的な実施の形態では、レチクル１００はＥＵＶレチクルであってもよい。このＥＵＶレチクルは、クォーツまたは他の低熱膨張材料により形成される基板１０２と、モリブデンの層とシリコンの層とを交互に含む反射性多層コーティング１０４と、を含む。多層コーティング１０４は例えば数十層を含んでもよく、ある例では約２００ｎｍの厚さを有しうる。キャッピング層（不図示）は多層の上層に設けられてもよい。このキャッピング層は例えばルテニウムやシリコンにより形成されてもよい。
【００４８】
パターン層１０６はレチクル１００のパターンを決める。ＥＵＶレチクルの場合、パターン層１０６はアブソーバ層である。同様に、ＥＵＶレチクルの多層１０４は反射性である。
【００４９】
ＥＵＶレチクルのパターン層１０６は例えば、窒化タンタル（ＴａＮ）またはＴａＮＯから形成されてもよい。アブソーバの高さは一例では約７０ナノメートルであってもよい。アブソーバは、約１００ｎｍの幅（これは、リソグラフィシステムのクリティカルディメンジョン（ＣＤ）の約４倍であり、このスケーリングはウエハとレチクルとの間の縮小係数によるものである）を有してもよい。
【００５０】
パターン層により決められるパターンは原則として任意でよく、ラインや接触孔や周期的パターンや非周期的パターンから構成されてもよい。
【００５１】
固体の表面に電磁放射が入射した場合、通常の放射の反射に加えて、光子の二次放射が生じる。固体の表面における二次光子放射には主に３つのプロセスが存在する。すなわち、光ルミネッセンス（ＰＬ）と、非弾性光散乱プロセス（例えば、ラマン散乱や表面増強ラマン散乱（ＳＥＲＳ））と、弾性光散乱と、である。これらの現象のそれぞれの効率は、関係する材料のタイプに依存する。
【００５２】
リソグラフィ装置で使用されるレチクルなどのパターニングデバイスの表面に集まるパーティクルの材料は一般に、パターニングデバイスを形成する材料とは異なるであろう。本発明者らはラマン分光技術を使用して異なる材料の異なる応答を解析した。図２には典型的な二次放出スペクトルが示される。図２では、ｘ軸に波長（ここではエネルギシフトＥ０−Ｅで示される）を任意の単位で示し、それに対してｙ軸に強度Ｉを任意の単位でプロットしている。図２は、最初のレーザパルス２００、既知のミー散乱（２０２）、レイリー散乱（２０４）およびブリルアン散乱（２０６）を示す。加えて、図２は、典型的なラマンスペクトル２０８、巨大ラマンスペクトル２１０および典型的な有機物のパーティクルおよび典型的な金属酸化物についての光ルミネッセンススペクトル２１２、２１４を示す。
【００５３】
パターンからの主たる散乱信号はミー散乱（２０２）、レイリー散乱（２０４）およびブリルアン散乱（２０６）であり、これらはレーザと同じ波長にあり、したがって容易にフィルタにより除去できる。このアプローチでは、アブソーバからのラマンスペクトルは実際の所「ノイズ」となるであろう。パーティクルからの信号は、巨大ラマンスペクトル（２１０）、有機物の光ルミネッセンススペクトル（２１２）または金属酸化物光ルミネッセンススペクトル（２１４）のいずれかによって与えられるであろう。
【００５４】
本技術の産業上の利用可能性をさらに示すため、シリコンウエハ上の汚染の光ルミネッセンスが調査された。
【００５５】
ＰＳＬ（ポリスチレンラテックス）のサンプル、Ａｌ２Ｏ３のサンプルおよびＦｅ２Ｏ３のサンプルの室温における光ルミネッセンス（ＰＬ）スペクトルが調査された。サンプルは、２２０−５００ｎｍのスペクトル範囲における光学パラメータ式発振器（ＯＰＯ）の放射によって励起された。放射は光学スペクトロメータによって解析され検出された。この光学スペクトロメータは、広帯域単一分散回折スペクトログラフ／モノクロメータに基づく。このモノクロメータは、ＣＣＤイメージディテクタおよび時間相関単一光子計数システムを備える。検出スペクトル帯域は２００−１１００ｎｍの範囲に制限された。
【００５６】
Ａｌ２Ｏ３の３つのサンプルが用意された。ひとつは約１０ｎｍの厚さを有する層であり、ひとつは約２ｎｍの厚さを有する層であり、ひとつはシリコンウエハ上にＡｌ２Ｏ３のドットを堆積したサンプルである。ドットを堆積したサンプルのドットの推定密度は約１０６ｃｍ−１であった。サンプルは、室温でパワー密度１５ｋＷ／ｃｍ２の４３０ｎｍの励起に曝された。
【００５７】
図３は、Ａｌ２Ｏ３サンプルのそれぞれについて、ｘ軸に波長λを示し、それに対してｙ軸に光ルミネッセンス強度Ｉをプロットしたものを示す。グラフ３０２は２ｎｍ層についての結果を示し、グラフ３０４は１０ｎｍ層についての結果を示し、グラフ３０６はシリコンウエハ上に堆積したＡｌ２Ｏ３のドットを伴うサンプルについての結果を示す。図３に見られるように、Ａｌ２Ｏ３のサンプルは６９３ｎｍおよび６９５ｎｍにＣｒ３＋イオンの特定の放射を示す。この放射の強度は、Ａｌ２Ｏ３にバックグラウンド不純物として含まれているＣｒイオンの密度によって決定される。
【００５８】
第２の実験では、２２３ｎｍのＵＶ励起の下でＰＳＬサンプルからの放射が広スペクトル帯域で検出された。サンプルは５２ｋＷ／ｃｍ２のパワー密度に０．２秒間曝された。図４にはその結果が示されている。図４では、ｘ軸に波長λを示し、それに対して対数表示のｙ軸に光ルミネッセンス強度Ｉを任意の単位でプロットしている。ＰＳＬについてのレーザ励起波長４０２が示されており、グラフ４０４はＰＬサンプルの光ルミネッセンスについての結果を表している。
【００５９】
図４にはさらなる実験の結果も示されている。Ａｌ２Ｏ３についてのレーザ励起波長４０６が示されており、グラフ４０８はＡｌ２Ｏ３サンプルの光ルミネッセンスについての結果を表している。データはグラフ間で強度軸において比較可能とはなっていない。
【００６０】
図５にはさらなるラマンシフト実験の結果が示されている。図５では、ｘ軸にラマンシフトＲをナノメートルの単位で示し、それに対してｙ軸に光ルミネッセンス強度Ｉを毎秒のカウント数の単位でプロットしている。励起レーザライン５０２が示されており、グラフ５０４はＡｌ２Ｏ３サンプルについてのラマンシフトの結果を表す。グラフ５０６は、金属表面に起因する表面増強ラマン散乱（ＳＥＲＳ）を表す。
【００６１】
図６にはさらなる時間領域実験の結果が示されている。図６では、対数表示のｘ軸に時間ｔを秒の単位で示し、それに対して対数表示のｙ軸に光ルミネッセンス強度Ｉを任意の単位でプロットしている。励起レーザ応答６０２は左側に示され、グラフ６０４は散乱応答を表す。グラフ６０６は、ＰＬサンプルの光ルミネッセンスについての時間領域における結果を表す。グラフ６０８は、Ａｌ２Ｏ３サンプルの光ルミネッセンスについての時間領域における結果を表す。データはグラフ間で強度軸において比較可能とはなっていない。
【００６２】
この方法では、紫外線波長などの所定の波長でのピコ秒レーザパルスなどの短いレーザパルスがプローブとして使用される。散乱された光および放出された光は後述のように集められ解析される。パターンからの信号の大部分はプローブの波長と同じ波長の散乱光と等価であり、したがって容易にフィルタで除去できる。
【００６３】
プローブレーザパルスの波長の近くの波長を見ることによって、ラマンスペクトルを記録することができ、またより広い波長範囲を見ることによって、表面の光ルミネッセンスを記録することができる。
【００６４】
パーティクルの材料が検査対象の材料と異なる状況では、パーティクルが存在する場合、光ルミネッセンスおよびラマンスペクトルの一方または両方において、対象の表面からの二次放出のスペクトルとは異なる二次放出のスペクトルが放出されるであろう。異なる分光的応答はパーティクルの存在を決定するための基礎を提供する。
【００６５】
予期せぬまたは異なる分光的応答の存在は、それ自体、パーティクルの有無を決定するためのテストとして使用されうる。これは、対象をパーティクル汚染がないものとして通過させる際に第１に注目すべきことである。しかしながら、代替的な実施の形態では、取得されたスペクトルについてのさらなる情報を使用して、少なくともパーティクルのタイプを特定することができ、さらにはパーティクルを形成する具体的なひとつ以上の材料を特定することができる。
【００６６】
したがって、エネルギ領域での分光解析を使用してレチクル表面上のパーティクルの検出を行うことができることが分かる。
【００６７】
また、パーティクルを検出するために、対象の表面からの二次光子放出の時間分解分光法を行うことができる。「時間分解分光法」という用語は、一般に時間領域における信号の解析を指しており、代替的には「時間分解測定」と称される。対象はリソグラフィ装置で使用されるパターニングデバイスであってもよく、例えばレチクルであってもよい。時間分解分光法はエネルギ分解分光法を代替するものとして使用されてもよいし、それら２つの技術は組み合わせで使用されてもよいし、それら２つの技術は同時に使用されてもよいし任意の順序で順番に使用されてもよい。
【００６８】
散乱光および放出光は時間領域において集められ、解析されうる。ラマンスペクトルおよび光ルミネッセンススペクトルの両方について時間分解測定が可能である。ラマンスペクトルの場合、時間分解能は典型的には非常に速い。例えばピコ秒のオーダーである。光ルミネッセンスのプロセスは同様の短い時間スケールで生じうる。またはそのプロセスはマイクロ秒やミリ秒などのより長い時間に亘って生じうる。
【００６９】
パーティクルは時間領域における所定の応答を示すであろう。この応答は、対象のパーティクルがない領域の時間領域における応答とは異なる。例えば、有機物のパーティクルを、長い時間スケールの光ルミネッセンス放出（ミリ秒のオーダー）によって特定することができる。金属酸化物を、光ルミネッセンススペクトルにおける強いライン（測定信号はＡｌ２Ｏ３中のＣｒ３＋イオンなどの金属酸化物中の不純物から導かれる）およびマイクロ秒スケールの光ルミネッセンス放出によって特定できる。一方、金属のパーティクルからの時間変動する放出は、高時間分解能技術によって検出されうる。
【００７０】
図２に示されるエネルギ領域のスペクトルもまた時間と共に変わる。
【００７１】
エネルギ分解分光法および時間分解分光法の一方または両方は、オプションで、ノイズ低減技術を使用することによりさらに強化されうる。
【００７２】
第１の例では、ノイズ低減技術は相互相関技術または自己相関技術を含みうる。
【００７３】
これらの技術は所望の信号をノイズの多いバックグラウンドから選別するために使用されうる。レチクルの中に見出される種々の材料のためにレチクルが示す光子的応答は複雑となるので、これらの技術を使用すると有利となりうる。
【００７４】
相関関数Ｇ（τ）は以下のように定義される。
【数２】
この式では、Ｉ（ｔ）およびＪ（ｔ）は時間に依存する信号である。Ｇ（τ）は、Ｉ（ｔ）およびＪ（ｔ）が同じ信号であれば自己相関関数と呼ばれ、Ｉ（ｔ）とＪ（ｔ）とが異なる信号であれば相互相関関数と呼ばれる。
【００７５】
サンプル時間間隔のうちのある時間間隔Δｔの間の相関関数の値の変化が小さい場合はいつでも、デジタル相関器は真の相関関数に対するよい近似を与える。デジタル相関関数は以下で与えられる。
【数３】
【００７６】
式３において、Ｇ（ｋΔτ）はｋ番目のチャネルの相関関数を表し、ｎｋはシフトレジスタの各ステージの内容が対応する相関関数メモリチャネルに加えられる回数を表し、
【数４】
は、シフトレジスタに保持される数である。
【００７７】
本システムの実施の形態において、レーザの安定性の変動のような望まれない影響をフィルタして除去するために相互相関が使用される。
【００７８】
一般に、広帯域信号の自己相関は、その信号のパワースペクトルの単純なフーリエ変換である。しかしながら、本開示では、自己相関によって、マルコフ的な光反射に関連するプロセスを非マルコフ的な散乱光に起因するプロセスから分離することができる。
【００７９】
ノイズ低減技術の第２の例では、カオス理論によって開発されたツールキットが使用されうる。この技術は所望の信号をノイズの多いバックグラウンドから選別するために使用されうる。レチクルの中に見出される種々の材料のためにレチクルが示す光子的応答は複雑となるので、この技術を使用すると有利となりうる。
【００８０】
ＣＣＤなどのセンサをレチクルの表面に亘って動かすと、そのセンサはレチクルの周波数分解空間イメージを生成する。生じうる汚染の特徴的な光子的シグネチャについて経験的に集められたデータに基づいて、相関器は周波数についてデータを再選択し、関心のある時間間隔を再選択することができる。データに対してウェーブレット解析を行うことができ、それにより、アトラクタを再構築するためにカオス理論の原理を使用することができるようになる。このようにして得られたアトラクタを、汚染物に関連するアトラクタのライブラリと比較することができる。対応するかまたはよく似ている場合、レチクルは汚染されていると見なされる。
【００８１】
ラマン放出およびＰＬの両方が非マルコフプロセスであり顕著なメモリを有する（すなわち、これらのプロセスは光を放出する対象の履歴に強く依存する）ので、このアプローチは上手くいく。
【００８２】
図７は、上述の方法すなわちエネルギ分解分光または時間分解分光もしくはその両方を行うための例示的な装置を示す。この具体的なセットアップは本発明の動作原理をよりよく理解するための例として挙げられることは理解されるべきである。当業者であれば同様の機能を実現する多くの代替的な構成を想起しうることは理解されるであろう。
【００８３】
図７では、レーザ源７００が設けられる。レーザ源７００はオプションでチューナ７０２と共に動作しうる。チューナ７０２はプローブビームのために最も良い波長を選択するのに使用されうる。レーザプローブビームは、検査対象を保持するサンプルステージ７０４に入射する。サンプルステージ７０４からの反射光および／または散乱光は光学システム７０６を通過し、スペクトロメータモジュール７０８によって処理される。スペクトロメータモジュール７０８は放射ディテクタを含んでもよい。放射ディテクタはゲートCCDなどの電荷結合素子（CCD）であってもよい。
【００８４】
ある実施の形態では、光学システム７０６はビームスプリッタおよび他の光学要素を含んでもよい。ビームスプリッタおよび他の光学要素は、サンプル７０４からのビームを２つの光路またはブランチに分ける。後述されるように、スペクトロメータモジュール７０８は、第１ブランチを解析するための第１スペクトロメータと、第２ブランチを解析するための第２スペクトロメータと、それら２つのブランチの相関を実行する相関器と、を含む。
【００８５】
あるいはまた、スペクトロメータモジュール７０８内の単一のスペクトロメータによって単一のブランチが解析されてもよいし、追加的な解析のために２より多いブランチが提供されてもよい。
【００８６】
レーザ源７００の出力はスペクトロメータモジュール７０８に時間参照信号として与えられる。スペクトロメータモジュール７０８からの（または、対応する放射ディテクタからの）データはコンピュータ７１２に与えられる。
【００８７】
コンピュータ７１２はサンプルステージ７０４と通信し、サンプルステージを動かす等の機能を実現する。
【００８８】
図７における種々のコンポーネント間の接続は、光路や論理リンクやデータリンクなどのうちの適切なものを表しうる。
【００８９】
さらに、自己相関や相互相関を行うためにシステムに相関器を追加してもよい。（後述の図８および図９と共に）図７の例では、相関器への入力は例えばスレーブゲートCCDおよびマスタゲートCCDを含んでもよい。これらのCCDのそれぞれは、信号をスペクトル的に事前選択するためにモノクロメータを備える。相互相関器は、マスタCCDから所定の信号を集めた後、スレーブCCDの信号の収集を開始してもよい。
【００９０】
上述の通り、図７は模式的な説明を与えるのみである。図は放射がサンプルステージ７０４に斜めに入射することを示しているが、これは説明を容易にするためだけにそうなっていると理解されたい。ある実施の形態では、入射放射は実際斜めに入射する。しかしながら、代替的な実施の形態では、放射は法線入射でサンプルステージ７０４に入射しうる。このタイプの構成は、検査対象の表面に存在する溝内のパーティクルの検出に特に適している。
【００９１】
図８は、スペクトロメータ／ディテクタユニット７０８の一部を形成しうるディテクタ８０００による、サンプルステージ７０４の法線入射検査のための例示的な構成を示す。本例における光学システム（図７では７０６で総じて示されている）はシュヴァルツシルト型のコレクタを備える。このコレクタは、散乱放射８００４を集める第１ミラー面８００２を含む。この第１ミラー面８００２は、第２反射性表面８００８に向けて散乱放射８００６を反射する。第２反射性表面８００８の形状は、第１反射性表面８００２と協働してコリメートされた放射ビーム８０１０を形成するようデザインされている。コリメートされた放射ビーム８０１０はアパーチャ８０１２および対物光学系８０１４を通る。対物光学系８０１４はビーム８０１０をディテクタ８０００に集束させる。フィルタリングまたは追加的なアパーチャのために、追加的な中間フォーカスを設けることができる。散乱放射８００４はプローブビーム８０１６が散乱されたものである。プローブビーム８０１６は例えば反射性表面８０１８から反射されることにより、表面７０４に垂直に入射する。
【００９２】
適切であれば、他のタイプのコレクタ光学系を使用してもよいことは理解されるであろう。
【００９３】
図８に示される実施の形態およびその等価物では、信号経路にはビームスプリッタは存在せず、したがって収集される信号量は最大化される。
【００９４】
代替的な実施の形態では、複数の方向からのオフアクシス照明が使用されうる。いくつかのマスク検査技術はダークフィールド型の照明を使用する。そこではレーザまたは他の光源は表面に斜めに入射する。これは、ゼロ次（反射）ビームを収集することを避けるために行われる。そのようなアプローチは一般に非常にうまくいく。しかしながら、検出される必要があるパーティクルのサイズが表面パターンの一部を形成するフィーチャの高さと同程度かそれよりも小さい場合、ある課題が生じる。例えば、EUVレチクル上のパーティクルの検出である。そこでは、検出すべきパーティクルのサイズは約２０ｎｍ程度であり、アブソーバパターンの高さは約７０ｎｍ程度である。これは影効果を生成する。影効果は図９ａで説明される。この図で示されるように、表面上のパターンのフィーチャ９７４のために、入射照明９７０のある部分はブロックされパーティクル９７２に到達することができない。これは影効果を生成する。それは、９７６で説明されるように、入射照明によって照らされない領域が生成されることである。この領域９７６が十分に大きいと、パーティクル全体が実効的に完全に視野から隠されてしまうか、または少なくとも部分的に覆い隠される。これにより、そのパーティクルから検出されうる信号強度が減少しうるし、そのパーティクルを検出できないリスクも高まる。
【００９５】
この課題への解決法が図９ｂに示される。ここでは、単一方向からの照明は２つの方向からの照明９７８、９８０によって置き換えられている。今度はパーティクル９７２を検出可能であることが分かるであろう。第２の方向からの照明９８０はフィーチャ９７４によってブロックされてパーティクル９７２に入射できないことはないからである。
【００９６】
図１０ａは、図９の説明の３次元への拡張を示す。パターンは原則として任意なので、垂直のラインおよび水平のラインが同じ対象に存在しうる。このため、図１０ａに示されるように、少なくとも４つの方向から照明１０７０を提供すると有利である。図１０ｂに示されるような輪帯型の照明１０７２を使用することにより、より良いパフォーマンスを得ることができる。
【００９７】
複数の方向からのオフアクシス照明は、ビームスプリッタを使用してビームを分割し、その結果得られるビームを（ミラーを使用して）異なる複数の方向から同じスポットへ導くことによって、または、ダークフィールド型の照明を使用することによって（すなわち瞳面におけるセントラルオブスキュレーションを使用することによって、または、例えば回折型の光学要素を使用することによって）、得られうる。
【００９８】
そのような構成の例が図１１に示される。図１１では、プローブビームが分割され、放射がサンプルステージ７０４に複数の方向から入射しうる。この実施の形態は、検査対象の表面に存在する溝内にあるパーティクルを検出する際にも有益である。異なる複数の方向からの信号を比較することで、検出結果を確かめることができる。また、ある方向から検出されるが別の方向からは検出されないパーティクルを識別することができる。
【００９９】
図１１の例示的な構成では、プローブビーム９０００はビームスプリッタ９００２および反射性表面９００４によって処理される。その構成では、４つの異なる方向から検出点に入射する４つのスプリットビームが生成される。
【０１００】
ビームスプリッタや反射性表面や他の光学要素の他の構成を使用して同様の結果を得ることができること、および、放射の異なる複数の方向の数は４つでなくてもよく、２以上の何でもよいことは理解されるであろう。また、放射の異なる複数の方向は直交する必要はなく、図はひとつの特別なケースでしかない。
【０１０１】
図１２は、図１１に示されるものなどの多ビーム構成からの放射を検出するために使用されてもよい光学要素の一例を示す。図８において総じて８０１４で示される対物光学系の一部を形成してもよい。入射放射１００００は介在するレンズによって図示の通りフィルタ１０００２およびアパーチャ１０００４を通過する。放射はディテクタ９０００に合焦される。
【０１０２】
本開示の検査方法および装置は、テスト対象の所与の領域を照らすよう放射を導くことを含む。対象全体をカバーするために走査プロセスが実行される。好適な実施の形態では、テスト対象は観測されるエネルギ範囲において大きなスペクトル応答を有さないであろう。例えば、リソグラフィレチクルがＵＶレーザによって検査される場合がそうである。パーティクルの信号（したがって、信号対ノイズ比）は基本的には収集領域によらないものとなる。このため、収集領域が大きいほど、トータルの検査時間は短くなる。しかしながら、その領域が大きいほど、位置精度は下がる。
【０１０３】
検査時間を不当に増大させることなく検出の正確性を向上させるために、以下の走査ストラテジを採用することができる。まず、対象の第１領域を走査する。ひとつ以上のパーティクルが検出された場合、第１領域は２以上の部分に分割される。それらの部分を個々に走査し、分割された部分のそれぞれにおいてパーティクルの存在を検出することができる。検出プロセスはそこで終了してもよいし、さらなる分割および走査プロセスが行われてもよい。これは何回繰り返されてもよく、所定の正確さでパーティクル検出を行うことができる。
【０１０４】
図１３は、単一のパーティクルが第１走査の領域に存在する場合の、本走査ストラテジの動作を示す。例えば、１ｍｍ長の正方形でパーティクル１１００２を含みうる領域に亘ってこの最初の走査１１０００が行われてもよい。第１走査は、パーティクルの存在を示す結果を与えるであろう。しかしながら、第１走査１１０００の領域内におけるそのパーティクルの位置についての情報は与えられないであろう。検出したという結果が得られたので、第２走査１１００４が行われる。第１走査１１０００の領域は４つのクアドラントに分けられ、クアドラントのそれぞれは個々に走査される。本例では、右上のクアドラントが正の検出結果を与える。第３走査１１０００６において、そのクアドラントは４つのさらなるサブクアドラントに分けられてもよい。本例では、左上のクアドラントが正の検出結果を与える。第４走査１１０００８において、そのクアドラントは４つのさらなるサブクアドラントに分けられてもよい。
【０１０５】
図１３に示されるような第４走査の後、欠陥１１１０２の位置は１／８平方ミリメートルの正確さで見出される。より高い正確さで欠陥の位置を得るために、さらなる繰り返しが行われてもよい。あるいはまた、単一の分割が行われた後に検出を止めてもよい。
【０１０６】
四分の一以外の他の分割が使用されてもよいことは理解されるであろう。例えば、繰り返しごとに、走査される領域を二分の一ずつ、九分の一ずつ、十六分の一ずつ、もしくは他の任意の分割数に分割できる。
【０１０７】
セグメントの再走査は、収集光学系にアパーチャを置くことで収集領域を（適切な係数で−図１３の例では４）減少させ、レチクルを適切に配置することにより達成されうる。
【０１０８】
最初の走査において複数のパーティクルが存在する場合、引き続き検出したという結果を生じさせるクアドラントのそれぞれを分割し走査する必要があり、これは要求される分解能の限界に到達するまで続けられる。
【０１０９】
このようなプロセスによると、任意の正確さでパーティクルの位置を見い出すことができる。そのような正確さは、測定システムの物理的制限によってのみ制限される。物理的制限は例えばステージの正確さや達成されうる最小アパーチャサイズである。スループットに関して、所定の正確さでパーティクルの位置を見い出すのに必要な繰り返しの回数を計算することができる。例えば、所定の正確さを２００ｎｍとし、最初の走査領域を１ｍｍとすると、１ｍｍ／２Ｎ＝２００ｎｍであり、Ｎ＝（１／ｌｎ２）である。ｌｎ（１ｍｍ／２００ｎｍ）〜１３である。すなわち、２００ｎｍという所望の正確さに到達するためには、追加的な１３回の繰り返し（または１３ｘ４＝５２のデータ取得）が必要である。データ獲得時間を〜１秒とすると、これは、パーティクルのそれぞれについて、所望の正確さに到達するために追加的な１分が必要となることを意味する。（１ｍｍの正確さ、２０ｎｍのパーティクルサイズについての）推定検査時間は約３０分である。したがって、トータルの検査時間は〜３０分＋１分／パーティクルとなるであろう。
【０１１０】
このアプローチはパーティクルが比較的少ない場合にのみうまくいくであろう。おそらくはこのアプローチはレチクル当たり約１０パーティクル程度の場合にのみ実行可能となるであろう。しかしながら、実際は、パーティクル数はほぼこの範囲内もしくはそれより少ない。レチクル上に１０より多いパーティクルが存在する場合、それは大抵、リソグラフィ装置のどこかで大きな欠陥が生じていることを意味し、レチクルは清浄化されなければならない。
【０１１１】
図１４は第１の例示的なセットアップを示す。これは説明を目的とするものである。例えばＮｄ：ＹＡＧレーザでありうるレーザ源８００が二次高調波発生器と共に設けられる。他の任意のタイプのパルスレーザを使用してもよいことは理解されるであろう。レーザチューナは、三次および四次高調波発生器８０４、８０６を伴う光学パラメータ式発振器８０２と、例えばミラーやビームスプリッタなどの反射性表面であってもよい種々の反射要素８０８と、アテニュエータ８１０と、を含む。
【０１１２】
レーザ８００からの出力は参照信号としてスペクトロメータ８１２に与えられる。一方、レーザおよびチューナからの調整された出力はプローブビーム８１４を形成し、プローブビーム８１４はサンプルステージ８１６に向けて導かれ、サンプルステージ８１６は検査対象を保持する。例えば、サンプルステージは、検査対象のレチクルを保持するレチクルステージであってもよい。図示の光路にはプリズム８１７および反射性要素８１８が示されている。しかしながら、任意の適切なコンポーネントを使用して、そのコンポーネントの物理的なレイアウトにしたがった任意の具体的な構成において、プローブビーム８１４を既知の態様で導いてもよいことは理解されるであろう。
【０１１３】
反射されたプローブビーム８１４は光学システムを通過する。光学システムは、コンデンサ８１９、ピンホールフィルタ８２０およびコリメータ８２２を含む。そしてプローブビーム８１４は光ファイバケーブル８２４に与えられ、スペクトロメータ８１２に入力される。スペクトロメータはセンサ８２６と連動する。センサ８２６はこの例ではゲートＣＣＤであってもよい。
【０１１４】
センサ８２６の出力はデータ解析のためにコンピュータ８２８に与えられる。コンピュータ８２８は移動などのためにサンプルステージ８１６と通信する。
【０１１５】
モノクロメータおよびＣＣＤを含んでもよいスペクトロメータによって、および、例えば単一光子計数検出システムなどの時間相関検出システムによって、エネルギ領域および時間領域における信号解析を実行できる。
【０１１６】
図１５は第２の例示的なセットアップを示す。これは説明を目的とするものである。これは図１４に示されるセットアップの変形例である。同様の構成要素は同様の参照符号により示され、上述と同じように機能する。したがって、そのような同様の構成要素についてはここでは詳述しない。
【０１１７】
図１５の例示的なセットアップでは、（図７では総じて参照符号７０６で示される）光学システムはビームスプリッタ９００を含む。このビームスプリッタ９００は、サンプルステージ８１６から反射されたビームを第１光路またはブランチ９０２と第２光路またはブランチ９０４とに分ける。第１ブランチ９０２からのデータは、センサ９１９と連動する第１スペクトロメータ９１８によって解析され、第２ブランチ９０４からのデータは、センサ９２２と連動する第２スペクトロメータ９２０によって解析される。本例におけるセンサ９１９、９２２はゲートＣＣＤであってもよい。後述の通り、センサ９１９、９２２のそれぞれからの出力は比較のために相関器９２４に入力される。２つのスペクトロメータ９１８、９２０は相関器９２４と共に、合わせて、図７に示されるタイプの「スペクトロメータモジュール」を含む。あるいはまた、「スペクトロメータモジュール」という用語はスペクトロメータそのものを指し示しうる。この場合、相関器９２４は別個のユニットとして提供される。２つのスペクトロメータ９１８、９２０および／または相関器９２４は、必要に応じて同じハウジング内に設けられるかまたは別個のハウジング内に設けられてもよい。
【０１１８】
上述の通り、相関器９２４はノイズの多いバックグラウンドから所望の信号を区別するよう機能する。
【０１１９】
サンプルステージ８１６から反射されたビームはレンズ要素９０６によってビームスプリッタ９００に合焦される。第１ブランチ９０２はレンズ要素９０８、ポラライザ９１０、ピンホールフィルタ９１２およびコリメータ９１４を含み、データは光ファイバケーブル９１６に与えられて第１スペクトロメータ９１８に入力される。一方、第２ブランチ９０４はレンズ要素９２６、ポラライザ９２８、ピンホールフィルタ９３０およびコリメータ９３２を含み、データは光ファイバケーブル９３４に与えられて第２スペクトロメータ９２０に入力される。
【０１２０】
スペクトロメータ９１８、９２０の出力および相関器９２４からの出力はデータ解析のためにコンピュータ８２８に与えられる。
【０１２１】
図１６は第３の例示的なセットアップを示す。これは説明を目的とするものである。これは図１５に示されるセットアップの変形例である。
【０１２２】
図１６は半導体／金属の表面上の汚染を検出するためのシステムを示す。（図７では総じて参照符号７０６で示される）光学システムは、ピコ秒レーザ１００２と、ビームスプリッタ１００４と、光子計数器１００６と、光遅延ライン１００８と、ビームスプリッタ１０１０と、高速ｐ−ｉ−ｎ光ダイオード１０１２と、ホルダ１０１４上のサンプルと、ミラー１０１６と、光子計数器１０１８と、自己相関ユニット１０２０と、デジタル遅延生成器１０２２と、（レンズ１０２４およびアクロマートのビームスプリッタ１０２６を含む）二次放出集積光学ユニットと、２つのスペクトロメータ１０２８、１０３２であってそれぞれがＥＤＣＣＤ（電子増倍型電荷結合素子）ゲートイメージディテクタ１０３０、１０３４を備える２つのスペクトロメータ１０２８、１０３２と、時間相関スペクトロアナライザユニット１０３６と、コンピュータ１０３８と、を含む。
【０１２３】
動作中、光遅延ライン１００８を通過してくるレーザビームはサンプル１０１４に至り反射する。光子計数器１００６および１０１８と自己相関ユニット１０２０とを使用して、レーザビームの自己相関関数が計測される。汚染からの二次自然放出（光ルミネッセンスおよび散乱光）は凝縮され、ゲートＥＭＣＣＤユニット１０３０、１０３４を備える光学スペクトロメータ１０２８、１０３２に導かれる。二次放出プロセスの検出は、時間的にもスペクトル的にもレーザ放出から分離される。したがって、「ノイズ」すなわちレーザ源の歪み（strain）光は無視できる。
【０１２４】
二次放射信号はスペクトロメータ１０２８、１０３２によって検出され、レーザパルスに対して時間的に遅延される。この信号にレーザとは異なる分布を有する揺動が見出された場合、それはサンプル表面に汚染が存在することを示す。揺動の比較は、信号の相関解析に基づいて実行される。デジタル遅延生成器１０２２は光ダイオード１０１２からストロボ信号を受け、ＥＭＣＣＤ１０３０にストロボ信号を出力し、ＥＭＣＣＤ１０３４にストロボ＋ｔ信号を出力する。自己相関ユニット１０２０は光子計数器１０１８からストップ信号を受ける。
【０１２５】
図１７は第４の例示的なセットアップを示す。これは説明を目的とするものである。これは図１６に示されるセットアップの変形例である。同様の構成要素は同様の参照符号により示され、上述と同じように機能する。したがって、そのような同様の構成要素についてはここでは詳述しない。
【０１２６】
図１７は半導体／金属の表面上の汚染を検出するためのシステムを示す。（図７では総じて参照符号７０６で示される）光学システムは、図１６におけるビームスプリッタ１０１０の代わりのミラー１１０２と、図１６におけるアクロマートのビームスプリッタ１０２６の代わりの偏光ビームスプリッタ１１０４と、を含む。２つのスペクトロメータ１０２８、１０３２はそれぞれ光子計数器１１０６、１１０８を備える。
【０１２７】
動作中、光遅延ライン１００８を通過してくるレーザビームはサンプル１０１４に至り反射する。汚染からの二次自然放出（光ルミネッセンスおよび散乱光）は凝縮され、光子計数器１１０６、１１０８を備える光学スペクトロメータ１０２８、１０３２に導かれる。相関器ユニット１１１０は光子計数器１０１８からレーザストップ信号を受け、光子計数器１１０６、１１０８からストップ／スタート信号を受け、光子計数器１００６からレーザスタート信号を受ける。
【０１２８】
本発明の実施の形態はいくつかの利点を提供する。種々のタイプのパーティクル汚染からの二次光子放出の時間分解分光法によると、パーティクルの検出能力を向上させることが可能となる。パーティクルが検査対象と同程度の光ルミネッセンス応答の大きさを示す場合でも、時間分解スペクトルを解析することで、このパーティクルを対象のそれから区別する方法が提供される。検査対象とは異なる光ルミネッセンス応答の大きさを示すパーティクルについては、時間分解分光法により検出に追加的な正確さが提供される。
【０１２９】
さらに、時間分解分光技術とエネルギ分解分光技術とが組み合わされると、検査対象から区別できるパーティクルの幅が広がる。時間分解領域またはエネルギ分解領域のいずれか一方においてパーティクルが対象と同様な応答を示す場合でも、時間分解領域またはエネルギ分解領域の他方においてパーティクルが対象と同じ応答を示す確率は低い。エネルギ分解分光法が最初に実行された場合、その結果を使用して関心のある信号を特定することができ、そのように特定された信号に対して時間分解分光法を適用できる。同様に、時間分解分光法が最初に実行された場合、その結果を使用して関心のある信号を特定することができ、そのように特定された信号に対してエネルギ分解分光法を適用できる。
【０１３０】
本開示の方法および装置の実施の形態によると、パターン自体を解像することを要せず、また、信号と参照信号とを比較することなく、パターン形成されたレチクル上のパーティクルを検出することができる。これによると、複雑なダイツーデータベース検査は要求されないので、「シングルダイ（single die）」レチクルの検査が可能となる。
【０１３１】
加えて、２つの参照対象間の比較を避けることで、それに関連するイメージアライメント問題を回避できる。
【０１３２】
本開示の方法および装置の実施の形態は、原則として、任意のタイプのパターンまたはマスクの検査に使用できる。この方法は、より小さいパーティクル、例えば１００ナノメートルより小さい、５０ナノメートルより小さいもしくは２０ナノメートルより小さいパーティクルを検出するために使用されうる。この方法は、ＥＵＶレチクルなどの基板のパターン形成された側における、これら全てのパーティクルの検出のために使用されうる。
【０１３３】
従来の（散乱ベースの）検出システムと比較したときの他の利点は、信号がパーティクルによって「放出」されるのであって「散乱」されるのではないことである。半径Ｒのパーティクルによって散乱される光は〜Ｒ６で減少する。したがって、パーティクルが小さくなるほどそれを検出するのが難しくなる。本開示の技術では、信号は二次「放出」から生じる。この二次放出は異なる態様で減少する。有機ＰＬについては〜Ｒ３であり、金属酸化物については不純物が検出される（したがってこれもまた〜Ｒ３である）。金属パーティクルについては、表面上に吸着された分子が検出される（したがって、理論的には〜Ｒ２にしたがう）。しかしながら、このタイプの検出は波長分解および／または時間分解なので、非常に良い信号対ノイズ比を達成することができる。したがって、単一の分子および／または原子を検出することができ、感度を非常に小さなパーティクル、例えばサイズにして２０ｎｍ程度またはそれより小さなパーティクルにまで伸ばすことができる。
【０１３４】
検査時間を非常に速くすることができ、例えば１５分以下とすることができる。
【０１３５】
さらに、上述のように相関技術を使用することにより、表面上の分子状の炭素の汚染により生じるノイズのスペクトルからパーティクルのスペクトルを区別するのを支援することができる。
【０１３６】
上述の実施の形態を、反射性の対象／レチクルと共に、または透過性の対象／レチクルと共に使用できることは理解されるであろう。
【０１３７】
上述の実施の形態は別個のデバイスとして示されている。代替的に、それらのデバイスはオプションでインツール(in-tool)デバイスとして、すなわちリソグラフィシステム内に、設けられてもよい。別個の装置の場合、（例えばシッピングの前に）レチクルを検査するためにその装置を使用できる。インツールデバイスの場合、リソグラフィプロセスのためにレチクルを使用する前に、レチクルを迅速に検査することができる。図１８から図２０は、レチクル検査システム１２００をインツール（in-tool）デバイスとして組み込むことができるリソグラフィシステムの例を示す。図１８から図２０においては、レチクル検査システム１２００は対応するリソグラフィシステムと共に示される。レチクル検査システム１２００は、図１から図１７で示された実施の形態やそれらの変形例のうちの任意のものに係る対象検査システムであってもよい。
【０１３８】
以下の説明は、本発明の実施の形態が実装されうる例示的な環境の詳細な説明を与える。
【０１３９】
図１８は、本発明のある実施の形態に係るリソグラフィ装置を模式的に示す図である。この装置は、放射源ＳＯから放射ビームを受け、放射ビームＢ（例えばＥＵＶ放射）を調節する照明システム（イルミネータ）ＩＬと、パターニングデバイス（例えばマスクまたはレチクル）ＭＡを支持し、パターニングデバイスＭＡを正確に位置決めする第１ポジショナＰＭに接続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、レジストでコーティングされたウエハ）Ｗを保持し、基板ＷＴを正確に位置決めする第２ポジショナＰＷに接続されている基板テーブル（例えばウエハテーブル）ＷＴと、パターニングデバイスＭＡにより放射ビームＢに付与されたパターンを基板Ｗの（例えば１つまたは複数のダイを含む）ターゲット部分Ｃに投影する投影システム（例えば反射投影レンズ系）ＰＳと、を備える。
【０１４０】
照明システムは、屈折光学素子、反射光学素子、磁気的光学素子、電磁気的光学素子、静電的光学素子、あるいは他の種類の光学素子などの各種の光学素子、またはこれらの組合せを含み得るものであり、放射を方向付けるかまたは成形するかまたは制御するためのものである。
【０１４１】
サポート構造ＭＴおよびＷＴは対象を保持し、それぞれパターニングデバイスＭＡおよびサポート構造ＷＴを含む。各サポート構造ＭＴ、ＷＴは、対応する対象ＭＡ、Ｗの向き、リソグラフィ装置のデザイン、及び対応する対象ＭＡ、Ｗが真空環境で保持されるか否か等のその他の条件に応じた方式で対応する対象ＭＡ、Ｗを保持する。各サポート構造ＭＴ、ＷＴは、機械的固定、真空固定、静電固定、または対象ＭＡ、Ｗを保持するその他の固定技術を用いてもよい。サポート構造ＭＴ、ＷＴは、例えばフレームまたはテーブルであってもよく、これらは固定されていてもよいし必要に応じて移動可能であってもよい。サポート構造ＭＴ、ＷＴは、対応する対象ＭＡ、Ｗが例えば投影システムＰＳに対して所望の位置となることを保証してもよい。
【０１４２】
第２ポジショナＰＷと位置センサＩＦ２（例えば、干渉計、リニアエンコーダ、静電容量センサなど）とにより基板テーブルＷＴは正確に移動される。例えば基板テーブルＷＴは放射ビームＢの経路に異なる複数のターゲット部分Ｃをそれぞれ位置決めするように移動される。同様に、第１ポジショナＰＭと別の位置センサＩＦ１を使用して、放射ビームＢの経路に対してパターニングデバイス（例えばマスク）ＭＡを正確に位置決めできる。パターニングデバイス（例えばマスク）ＭＡおよび基板Ｗは、マスクアラインメントマークＭ１、Ｍ２および基板アラインメントマークＰ１、Ｐ２を使用して揃えられてもよい。
【０１４３】
「パターニングデバイス」なる用語は、例えば基板のターゲット部分にパターンを生成するために放射ビームの断面にパターンを付与するのに使用される何らかのデバイスであると広義に解釈されるべきである。放射ビームに付与されたパターンは、ターゲット部分に生成される集積回路等のデバイスにおける特定の機能層に対応してもよい。
【０１４４】
パターニングデバイスは透過型であっても反射型であってもよい。パターニングデバイスには例えばマスク、プログラマブルミラーアレイ、及びプログラマブルＬＣＤパネルが含まれる。マスクはリソグラフィの分野では周知であり、バイナリマスクやレベンソン型位相シフトマスク、ハーフトーン型位相シフトマスク、更に各種のハイブリッド型マスクが含まれる。プログラマブルミラーアレイの一例としては、小型のミラーがマトリックス状に配列され、各ミラーが入射してくる放射ビームを異なる方向に反射するように個別に傾斜されるというものがある。傾斜されたミラーは、ミラーマトリックスにより反射された放射ビームにパターンを付与する。
【０１４５】
「投影システム」なる用語は、屈折光学システム、反射光学システム、反射屈折光学システム、磁気的光学システム、電磁気的光学システム、静電的光学システム、またはこれらの組合せを含む何らかの投影システムを指し示しうる。投影システムは、使用される露光放射に応じて、あるいは液浸液の使用や真空の使用等のその他の要因に応じて適切とされるいかなる投影システムであってもよい。他の気体は放射や電子を吸収しすぎるかもしれないので、ＥＵＶまたは電子ビーム放射については真空を使用することが望ましい。したがって、真空壁および真空ポンプによってビーム経路の全体に真空環境が提供されてもよい。
【０１４６】
リソグラフィ装置は２つ（デュアルステージ）またはそれ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）を有するタイプのものであってもよい。このような「多重ステージ」型の装置においては、追加的なテーブルが並行して使用されてもよく、あるいは１以上のテーブルが露光に使用されている間に１以上の他のテーブルで準備工程が実行されてもよい。
【０１４７】
図１８に示されるように、装置は（例えば反射型マスクを使用する）反射型である。あるいはまた、装置は（例えば透過型マスクを使用する）透過型であってもよい。図１３には透過型の装置が示される。
【０１４８】
図１９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取る。例えば光源ＳＯがエキシマレーザである場合には、光源とリソグラフィ装置とは別体であってもよい。この場合、光源ＳＯはリソグラフィ装置の一部を構成しているとはみなされなく、放射ビームは光源ＳＯからビーム搬送系ＢＤを介してイルミネータＩＬへと到達する。このビーム搬送系ＢＤは例えば適当な誘導ミラーおよび／またはビームエキスパンダを含む。他の場合、例えば光源ＳＯが水銀ランプである場合には、光源ＳＯはリソグラフィ装置と一体に構成されていてもよい。光源ＳＯとイルミネータＩＬとは、またビーム搬送系ＢＤが必要とされる場合にはこれも合わせて、放射システムと称されることがある。
【０１４９】
イルミネータＩＬは放射ビームの角強度分布を調整するアジャスタＡＤを備えてもよい。一般には、イルミネータの瞳面における照度分布の少なくとも外側半径範囲および／または内側半径範囲（通常それぞれσアウタ、σインナと呼ばれる）が調整されうる。加えて、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などの種々の他の要素を含んでもよい。イルミネータＩＬはビーム断面における所望の均一性及び照度分布を得るべく放射ビームを調整するために用いられてもよい。
【０１５０】
放射ビームＢは、サポート構造（例えばマスクテーブル）ＭＴ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に入射して、当該パターニングデバイスによりパターンが付与される。パターニングデバイス（例えばマスク）ＭＡを通過した後、放射ビームＢは投影システムＰＳを通過する。投影システムＰＳはビームを基板Ｗのターゲット部分Ｃに合焦させる。第２ポジショナＰＷと位置センサＩＦ２（例えば、干渉計、リニアエンコーダ、静電容量センサなど）とにより基板テーブルＷＴは正確に移動される。例えば基板テーブルＷＴは放射ビームＢの経路に異なる複数のターゲット部分Ｃをそれぞれ位置決めするように移動される。同様に、第１ポジショナＰＭと別の位置センサ（不図示）を使用して、放射ビームＢの経路に対してパターニングデバイス（例えばマスク）ＭＡを正確に位置決めできる。パターニングデバイス（例えばマスク）ＭＡおよび基板Ｗは、マスクアラインメントマークＭ１、Ｍ２および基板アラインメントマークＰ１、Ｐ２を使用して揃えられてもよい。
【０１５１】
図１９は、透過型のリソグラフィ装置で使用される多くの他のコンポーネントを示す。そのようなコンポーネントの形態および動作は当業者になじみがあるものであろう。
【０１５２】
図１８および図１９の両方で示される装置は、以下のモードのうちの少なくともひとつで使用されうる。
【０１５３】
１．ステップモードにおいては、放射ビームに付与されたパターンの全体が１回の照射で１つのターゲット部分Ｃに投影される間、サポート構造（例えばマスクテーブル）ＭＴ及び基板テーブルＷＴは実質的に静止状態とされる（すなわち１回の静的な露光）。そして基板テーブルＷＴがＸ方向及び／またはＹ方向に移動されて、異なるターゲット部分Ｃが露光される。
【０１５４】
２．スキャンモードにおいては、放射ビームに付与されたパターンがターゲット部分Ｃに投影される間、サポート構造（例えばマスクテーブル）ＭＴ及び基板テーブルＷＴは同期して走査される（すなわち１回の動的な露光）。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の速度及び方向は、投影システムＰＳの拡大（縮小）特性及び像反転特性により定められてもよい。
【０１５５】
３．別のモードにおいては、放射ビームに付与されたパターンがターゲット部分Ｃに投影される間、サポート構造（例えばマスクテーブル）ＭＴはプログラマブルパターニングデバイスを保持して実質的に静止状態とされ、基板テーブルＷＴは移動または走査される。このモードでは一般にパルス放射源が用いられ、プログラマブルパターニングデバイスは走査中に基板テーブルＷＴが移動するたびに、または連続する放射パルスと放射パルスの間に必要に応じて更新される。この動作モードは、上述のタイプのプログラマブルミラーアレイなどのプログラマブルパターニングデバイスを使用するマスクレスリソグラフィに容易に適用可能である。
【０１５６】
上記の使用モードを組み合わせて動作させてもよいし、使用モードに変更を加えて動作させてもよく、さらに全く別の使用モードを用いてもよい。
【０１５７】
図２０は放射システム４２、照明システムＩＬおよび投影システムＰＳを含む図１８の装置の詳細を示す。放射システム４２は、放電プラズマによって形成されてもよい放射源ＳＯを含む。ＥＵＶ放射は、例えばＸｅガスやＬｉ蒸気やＳｎ蒸気などのガスまたは蒸気によって生成されてもよい。そのようなガスまたは蒸気の中では、電磁スペクトルのＥＵＶ範囲の放射を射出するために非常に熱いプラズマが生成される。例えば電気放電によって少なくとも部分的にイオン化されたプラズマを生成することによって非常に熱いプラズマが生成される。放射を効率的に生成するためには、例えばＸｅ、Ｌｉ、Ｓｎ蒸気または他の任意の適切なガスまたは蒸気の例えば約１０Ｐａの分圧が必要とされるであろう。実施の形態では、Ｓｎ源がＥＵＶ源として使用される。放射源ＳＯによって放出された放射はソースチャンバ４７からオプションのガスバリアまたは汚染物質トラップ４９（ある場合は汚染バリアまたはホイルトラップと称される）を通過してコレクタチャンバ４８へと入る。汚染物質トラップ４９はソースチャンバ４７の開口内またはその後ろに配置される。汚染物質トラップ４９はチャネル構造を含んでもよい。汚染物質トラップ４９はガスバリアを含んでもよく、あるいはまたガスバリアとチャネル構造との組み合わせを含んでもよい。本明細書に示される汚染物質トラップまたは汚染バリア４９は、少なくとも周知の通りのチャネル構造を含む。
【０１５８】
コレクタチャンバ４８は放射コレクタ５０を含んでもよい。放射コレクタ５０は（いわゆる斜入射型リフレクタを含む）斜入射型コレクタであってもよい。放射コレクタ５０は放射コレクタの上流側５０ａと放射コレクタの下流側５０ｂとを有する。コレクタ５０を通過した放射は格子スペクトルフィルタ５１によって反射され、コレクタチャンバ４８の開口に位置する中間焦点５２に合焦される。図２０において放射ビーム５６によって示されるように、コレクタチャンバ４８から発せられた放射ビームはいわゆる法線入射リフレクタ５３、５４を介して照明システムＩＬを通過する。法線入射リフレクタはビーム５６をパターニングデバイス（例えば、レチクルまたはマスク）上に導く。パターニングデバイスはサポート（例えば、レチクルテーブルまたはマスクテーブル）ＭＴ上に配置される。パターンが付与されたビーム５７が形成され、そのビーム５７は、投影システムＰＳによって反射性要素５８、５９を介して、ウエハステージまたは基板テーブルＷＴによって保持される基板上に結像される。照明システムＩＬおよび投影システムＰＳには、示されているよりも多くの要素が一般には存在しうる。格子スペクトルフィルタ５１はリソグラフィ装置のタイプによってオプションで存在してもよい。さらに、図に示されるよりも多くのミラーが存在してもよい。例えば、図２０に示される要素５８、５９よりも１−４個多い反射性要素が存在してもよい。放射コレクタ５０と同様の放射コレクタは周知である。
【０１５９】
放射コレクタ５０は本明細書においてはリフレクタ１４２、１４３および１４６を有するネスト型のコレクタとして説明される。図２０に模式的に示されるようなネスト型の放射コレクタ５０は、本明細書においてさらに、斜入射型コレクタ（または斜入射型コレクタミラー）の一例として使用されてもよい。しかしながら、斜入射型ミラーを含む放射コレクタ５０の代わりに、法線入射コレクタを含む放射コレクタが適用されてもよい。したがって、適用可能な場合、斜入射型コレクタとしてのコレクタミラー５０は一般的なコレクタと解釈されてもよく、ある特定の実施の形態では、法線入射型コレクタと解釈されてもよい。
【０１６０】
さらに、図２０に模式的に示されるような回折格子５１の代わりに、透過性光学フィルタが適用されてもよい。ＥＵＶに対しては透過的であり、かつ、ＵＶ放射に対しては比較的透過的ではなくむしろ実質的にＵＶ放射を吸収する光学フィルタは周知である。したがって、「格子スペクトルピュリティフィルタ（grating spectral purity filter）」は本明細書ではさらに、回折格子または透過性フィルタを含む「スペクトルピュリティフィルタ（spectral purity filter）」として示される。ＥＵＶ透過性光学フィルタは模式的な図２０には示されていないが、オプションの光学要素として含まれてもよい。例えば、このＥＵＶ透過性光学フィルタはコレクタミラー５０の上流に設けられてもよい。あるいはまた、光学ＥＵＶ透過性フィルタは照明システムＩＬおよび／または投影システムＰＳの中に設けられてもよい。
【０１６１】
放射コレクタ５０は通常ソースＳＯの近傍またはソースＳＯの像の近傍に配置される。各リフレクタ１４２、１４３、１４６は少なくとも２つの隣接する反射表面を含んでもよい。ソースＳＯから遠いほうの反射表面が光軸Ｏとなす角度は、ソースＳＯに近いほうの反射表面が光軸Ｏとなす角度よりも小さい。このようにして、斜入射型コレクタ５０は光軸Ｏに沿って進む（Ｅ）ＵＶ放射ビームを生成するよう構成される。少なくとも２つのリフレクタは実質的に同軸に配置され、かつ、光軸Ｏの周りで実質的に回転対称となるよう延びてもよい。放射コレクタ５０は外側リフレクタ１４６の外側の面にさらなる特徴部を有してもよく、または外側リフレクタ１４６の周りにさらなる特徴部を有してもよいことは理解されるべきである。例えば、さらなる特徴部は保護ホルダやヒータであってもよい。参照符号１８０は２つのリフレクタ間すなわちリフレクタ１４２と１４３との間のスペースを指し示す。
【０１６２】
使用中、外側リフレクタ１４６および内側リフレクタ１４２および１４３のうちのひとつ以上において堆積が見出されうる。放射コレクタ５０はそのような堆積によって劣化しうる（例えばソースＳＯからのイオンや電子やクラスタや液滴や電極腐食などのデブリによる劣化）。例えばＳｎソースによってＳｎが堆積すると、単原子層が数個堆積した後では、放射コレクタ５０または他の光学要素の反射性が害されうる。これにより、そのような光学要素のクリーニングが必要となりうる。
【０１６３】
本明細書ではＩＣの製造におけるリソグラフィ装置の使用を例として説明しているが、リソグラフィ装置は他の用途にも適用することが可能であるものと理解されたい。他の用途としては、集積光学システム、磁区メモリ用ガイダンス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）、薄膜磁気ヘッドなどがある。
【０１６４】
上では特に光リソグラフィの文脈における本発明の実施の形態の使用を説明しているが、本発明は例えばインプリントリソグラフィなど文脈が許す限り他にも適用可能であり、光リソグラフィに限られるものではないことは理解される。
【０１６５】
本明細書において使用される「放射」および「ビーム」という用語は、紫外（ＵＶ）放射（例えば約３６５ｎｍ、３５５ｎｍ、２４８ｎｍ、１９３ｎｍ、１５７ｎｍ、または１２６ｎｍの波長を有する）および極端紫外（ＥＵＶ）放射（例えば５ｎｍ−２０ｎｍの範囲の波長を有する）を含むあらゆる種類の電磁放射、およびイオンビームや電子ビームなどの粒子線を示す。
【０１６６】
上述の実施の形態において、照明源からディテクタまでの第１光路と照明源からディテクタまでの第２光路との間の光路長差は照明源のコヒーレンス長よりも小さいことは理解されるべきである。光路（または光路長）は幾何学的長さと屈折率（ｎ）との積であり、以下の数式で示される。
【数５】
ここで、積分は光線に沿って行われる。２つのブランチにおいて一様媒体の中を（光源からディテクタへ）光線が直線的に進む例では、光路差（ＯＰＤ）は
【数６】
に等しい。
【０１６７】
本発明の具体的な実施の形態が上述のように説明されたが、本発明は上述の形式以外の形式でも実施可能であると理解されたい。例えば、本発明はコンピュータプログラムの形式を取ってもよい。このコンピュータプログラムは機械に読み取り可能なインストラクションの１つもしくは複数のシーケンスを含む。インストラクションは、上述の方法を記述する。あるいはまた、本発明は、そのようなコンピュータプログラムを記憶保持するデータ記録媒体（例えば半導体メモリ、磁気もしくは光学ディスク）の形式を取ってもよい。
【０１６８】
上述の記載は例示を目的としており、それに限定されるものではない。したがって下記の特許請求の範囲から逸脱することなく、記載された発明に変更を加えることができるということは、関連技術の当業者には明らかなことであろう。サマリ（Summary）および要約（Abstract）の欄ではなく、詳細な説明（Detailed Description）の欄が特許請求の範囲の解釈に使用されるよう意図されていることを認識されたい。サマリおよび要約の欄は、本発明者が想定する本発明の全てではないひとつ以上の例示的な実施の形態について述べてもよく、したがって本発明および添付の特許請求の範囲をいかなる意味でも制限するよう意図されたものではない。
【０１６９】
本発明は上で、複数の特定の機能の実現およびそれらの間の関係を示す機能ブロックの助けを借りて説明された。これらの機能ブロックの境界は本明細書では説明の便宜のために任意に決められた。複数の特定の機能およびそれらの間の関係が適切になされる限り、代替的な境界が決められてもよい。
【０１７０】
特定の実施の形態についての上記説明は十分に本発明の概要を明らかにするはずのものであるから、他者は当技術分野のスキルの範囲内の知識を適用することによって、種々のアプリケーションに対してそのような特定の実施の形態を、過度の実験に依らずとも、また、本発明の概念から離れることなく、容易に変形するおよび／または適合させることができる。したがって、本明細書で示された教示および示唆に基づいて、そのような適合や変形は開示の実施の形態の均等物の意味および範囲の中にあることが意図されている。本明細書における言語の使用法や用語の使用法は説明を目的とするものであって限定を目的とするものではなく、本明細書における言語の使用法や用語の使用法は当業者によって本明細書の教示および示唆に照らして解釈されるべきであることは理解されるべきである。
【０１７１】
本発明の範囲と精神は上記の例示的な実施の形態のいずれによっても限定されず、請求項とその均等物によってのみ定義されるものである。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
対象の検査方法であって、
対象を放射ビームで照らすことと、
対象からの二次光子放出を時間分解分光法で解析することと、
パーティクルがない場合に対象によって放出される信号とは異なる時間分解分光信号が検出された場合にパーティクルが存在すると決定することと、を含む方法。
【請求項２】
前記対象からの二次光子放出を時間分解分光法で解析するステップは、光ルミネッセンス信号を記録することを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
検査対象はパターニングデバイスを含む、請求項１または２に記載の方法。
【請求項４】
パターニングデバイスはレチクルまたはＥＵＶレチクルである、請求項３に記載の方法。
【請求項５】
対象からの二次光子放出をエネルギ分解分光解析で解析するステップをさらに含む、請求項１から４のいずれかに記載の方法。
【請求項６】
対象の表面上の、金属、金属酸化物、または有機物のパーティクルの存在を決定するために使用される請求項１から５のいずれかに記載の方法。
【請求項７】
ノイズ低減技術をさらに含む請求項１から６のいずれかに記載の方法。
【請求項８】
前記ノイズ低減技術は、放出スペクトルからノイズを除去するための相関技術を含む、請求項７に記載の方法。
【請求項９】
前記ノイズ低減技術は、カオス理論手法を含む、請求項７に記載の方法。
【請求項１０】
前記対象を放射ビームで照らすことは、前記対象を法線入射で照らすことを含む、請求項１から９のいずれかに記載の方法。
【請求項１１】
放射はシュヴァルツシルト型のコレクタで集められる、請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
前記対象を放射ビームで照らすことは、複数の方向からのオフアクシス照明を提供することを含む、請求項１から９のいずれかに記載の方法。
【請求項１３】
前記オフアクシス照明は４つの異なる方向から提供される、請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
前記オフアクシス照明は輪帯放射ビームとして提供される、請求項１２または１３に記載の方法。
【請求項１５】
前記対象を放射ビームで照らすことは、前記放射ビームを複数のスプリットビームに分けることを含み、複数のスプリットビームのそれぞれは他のスプリットビームとは異なる方向から対象に入射する、請求項１２から１４のいずれかに記載の方法。
【請求項１６】
前記対象の第１領域に亘って実行され、パーティクルが検出された場合、前記第１領域の部分について繰り返される、請求項１から１５のいずれかに記載の方法。
【請求項１７】
所望の空間分解能の限界に到達するまでさらに繰り返しを行うことを含む、請求項１６に記載の方法。
【請求項１８】
対象の検査装置であって、
対象に放射ビームを放出するよう構成された放射源と、
対象からの二次光子放出を時間分解分光法で解析し、パーティクルがない場合に対象によって放出される信号とは異なる時間分解分光信号が検出された場合にパーティクルが存在すると決定するよう構成されたスペクトロメータと、を含む装置。
【請求項１９】
前記スペクトロメータは、時間分解分光を光ルミネッセンス信号に関して解析するよう構成される、請求項１８に記載の装置。
【請求項２０】
検査対象はパターニングデバイスを含む、請求項１８または１９に記載の装置。
【請求項２１】
パターニングデバイスはレチクルまたはＥＵＶレチクルである、請求項２０に記載の装置。
【請求項２２】
前記スペクトロメータはさらに、対象からの二次光子放出を時間分解分光法で解析するよう構成される、請求項１８から２１のいずれかに記載の装置。
【請求項２３】
ノイズ低減モジュールをさらに備える、請求項１８から２２のいずれかに記載の装置。
【請求項２４】
前記ノイズ低減モジュールは相関器を含む、請求項２３に記載の装置。
【請求項２５】
前記ノイズ低減モジュールはカオス理論モジュールを含む、請求項２３に記載の装置。
【請求項２６】
前記放射源は、対象を法線入射の放射ビームで照らすよう構成される、請求項１８から２５のいずれかに記載の装置。
【請求項２７】
放射を集めるためのシュヴァルツシルト型のコレクタを備える、請求項２６に記載の装置。
【請求項２８】
複数の方向から対象に放射を導く手段を備える、請求項１８から２５のいずれかに記載の装置。
【請求項２９】
前記オフアクシス照明は４つの異なる方向から提供される、請求項２８に記載の装置。
【請求項３０】
前記オフアクシス照明は輪帯放射ビームとして提供される、請求項２８または２９に記載の装置。
【請求項３１】
前記放射ビームを複数のスプリットビームに分けるための１つ以上のビームスプリッタを備え、複数のスプリットビームのそれぞれは、他のスプリットビームとは異なる方向から対象に入射する、請求項２８から３０のいずれかに記載の装置。
【請求項３２】
前記対象の第１領域に亘って検出を行い、パーティクルが検出された場合、前記第１領域の部分について検出を繰り返す制御手段を備える、請求項１８から３１のいずれかに記載の装置。
【請求項３３】
前記制御手段は、所望の空間分解能の限界に到達するまでさらに繰り返しを行う、請求項３２に記載の装置。
【請求項３４】
対象の検査装置を備えるリソグラフィ装置であって、
前記検査装置は、
対象に放射ビームを放出するよう構成された放射源と、
対象からの二次光子放出を時間分解分光法で解析し、対象によって放出される信号とは異なる時間分解分光信号が検出された場合にパーティクルが存在すると決定するよう構成されたスペクトロメータと、を含む、リソグラフィ装置。
【請求項３５】
コンピュータにおいて実行された場合、そのコンピュータが請求項１から１７のいずれかに記載の方法で使用されるデータ解析方法を実行できるようにするインストラクションを含むコンピュータプログラム製品。
【請求項３６】
対象の検査方法であって、
対象を放射ビームで照らすことと、
対象からの二次光子放出を時間分解分光法で解析することと、
パーティクルがない場合に対象によって放出される信号とは異なる時間分解分光信号が検出された場合にパーティクルが存在すると決定することと、を含む方法。
【請求項３７】
前記対象からの二次光子放出を時間分解分光法で解析するステップは、光ルミネッセンス信号を記録することを含む、請求項３６に記載の方法。
【請求項３８】
検査対象はパターニングデバイスを含む、請求項３６に記載の方法。
【請求項３９】
パターニングデバイスはレチクルまたはＥＵＶレチクルである、請求項３８に記載の方法。
【請求項４０】
対象からの二次光子放出をエネルギ分解分光解析で解析するステップをさらに含む、請求項３６に記載の方法。
【請求項４１】
前記決定ステップは、対象の表面上の、金属、金属酸化物、または有機物のパーティクルの存在を決定する、請求項３６に記載の方法。
【請求項４２】
ノイズ低減技術にしたがってノイズを低減することをさらに含む請求項３６に記載の方法。
【請求項４３】
前記ノイズ低減技術は、放出スペクトルからノイズを除去するための相関技術を含む、請求項４２に記載の方法。
【請求項４４】
前記ノイズ低減技術は、カオス理論手法を含む、請求項４２に記載の方法。
【請求項４５】
前記対象を放射ビームで照らすことは、前記対象を法線入射で照らすことを含む、請求項３６に記載の方法。
【請求項４６】
放射はシュヴァルツシルト型のコレクタで集められる、請求項４５に記載の方法。
【請求項４７】
前記対象を放射ビームで照らすことは、複数の方向からのオフアクシス照明を提供することを含む、請求項３６に記載の方法。
【請求項４８】
前記オフアクシス照明は４つの異なる方向から提供される、請求項４７に記載の方法。
【請求項４９】
前記オフアクシス照明は輪帯放射ビームとして提供される、請求項４８に記載の方法。
【請求項５０】
前記対象を放射ビームで照らすことは、前記放射ビームを複数のスプリットビームに分けることを含み、複数のスプリットビームのそれぞれは他のスプリットビームとは異なる方向から対象に入射する、請求項４７に記載の方法。
【請求項５１】
前記対象の第１領域に亘って実行され、パーティクルが検出された場合、前記第１領域の部分について繰り返される、請求項３６に記載の方法。
【請求項５２】
所望の空間分解能の限界に到達するまでさらに繰り返しを行うことを含む、請求項５１に記載の方法。
【請求項５３】
対象の検査装置であって、
対象に放射ビームを放出するよう構成された放射源と、
対象からの二次光子放出を時間分解分光法で解析し、パーティクルがない場合に対象によって放出される信号とは異なる時間分解分光信号が検出された場合にパーティクルが存在すると決定するよう構成されたスペクトロメータと、を含む装置。
【請求項５４】
前記スペクトロメータは、時間分解分光を光ルミネッセンス信号に関して解析するよう構成される、請求項５３に記載の装置。
【請求項５５】
検査対象はパターニングデバイスを含む、請求項５３に記載の装置。
【請求項５６】
パターニングデバイスはレチクルまたはＥＵＶレチクルである、請求項５５に記載の装置。
【請求項５７】
前記スペクトロメータはさらに、対象からの二次光子放出を時間分解分光法で解析するよう構成される、請求項５３に記載の装置。
【請求項５８】
ノイズ低減モジュールをさらに備える、請求項５３に記載の装置。
【請求項５９】
前記ノイズ低減モジュールは相関器を含む、請求項５８に記載の装置。
【請求項６０】
前記ノイズ低減モジュールはカオス理論モジュールを含む、請求項５８に記載の装置。
【請求項６１】
前記放射源は、対象を法線入射の放射ビームで照らすよう構成される、請求項５３に記載の装置。
【請求項６２】
放射を集めるためのシュヴァルツシルト型のコレクタを備える、請求項６１に記載の装置。
【請求項６３】
複数の方向から対象に放射を導く手段を備える、請求項５３に記載の装置。
【請求項６４】
前記オフアクシス照明は４つの異なる方向から提供される、請求項６３に記載の装置。
【請求項６５】
前記オフアクシス照明は輪帯放射ビームとして提供される、請求項６３に記載の装置。
【請求項６６】
前記放射ビームを複数のスプリットビームに分けるための１つ以上のビームスプリッタを備え、複数のスプリットビームのそれぞれは、他のスプリットビームとは異なる方向から対象に入射する、請求項６３に記載の装置。
【請求項６７】
前記対象の第１領域に亘って検出を行い、パーティクルが検出された場合、前記第１領域の部分について検出を繰り返す制御手段を備える、請求項５３に記載の装置。
【請求項６８】
前記制御手段は、所望の空間分解能の限界に到達するまでさらに繰り返しを行う、請求項６７に記載の装置。
【請求項６９】
対象の検査装置を備えるリソグラフィ装置であって、
前記検査装置は、
対象に放射ビームを放出するよう構成された放射源と、
対象からの二次光子放出を時間分解分光法で解析し、対象によって放出される信号とは異なる時間分解分光信号が検出された場合にパーティクルが存在すると決定するよう構成されたスペクトロメータと、を含む、リソグラフィ装置。
【請求項７０】
コンピュータによって実行された場合、そのコンピュータにデータ解析方法を実行させるコンピュータ実行可能インストラクションを保持するコンピュータ読み取り可能媒体であって、前記データ解析方法は、
対象を放射ビームで照らすことと、
対象からの二次光子放出を時間分解分光法で解析することと、
パーティクルがない場合に対象によって放出される信号とは異なる時間分解分光信号が検出された場合にパーティクルが存在すると決定することと、を含む、コンピュータ読み取り可能媒体。
【請求項１】
対象の検査方法であって、
対象を放射ビームで照らすことと、
対象からの二次光子放出を時間分解分光法で解析することと、
パーティクルがない場合に対象によって放出される信号とは異なる時間分解分光信号が検出された場合にパーティクルが存在すると決定することと、を含む方法。
【請求項２】
前記対象からの二次光子放出を時間分解分光法で解析するステップは、光ルミネッセンス信号を記録することを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
検査対象はパターニングデバイスを含む、請求項１または２に記載の方法。
【請求項４】
パターニングデバイスはレチクルまたはＥＵＶレチクルである、請求項３に記載の方法。
【請求項５】
対象からの二次光子放出をエネルギ分解分光解析で解析するステップをさらに含む、請求項１から４のいずれかに記載の方法。
【請求項６】
対象の表面上の、金属、金属酸化物、または有機物のパーティクルの存在を決定するために使用される請求項１から５のいずれかに記載の方法。
【請求項７】
ノイズ低減技術をさらに含む請求項１から６のいずれかに記載の方法。
【請求項８】
前記ノイズ低減技術は、放出スペクトルからノイズを除去するための相関技術を含む、請求項７に記載の方法。
【請求項９】
前記ノイズ低減技術は、カオス理論手法を含む、請求項７に記載の方法。
【請求項１０】
前記対象を放射ビームで照らすことは、前記対象を法線入射で照らすことを含む、請求項１から９のいずれかに記載の方法。
【請求項１１】
放射はシュヴァルツシルト型のコレクタで集められる、請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
前記対象を放射ビームで照らすことは、複数の方向からのオフアクシス照明を提供することを含む、請求項１から９のいずれかに記載の方法。
【請求項１３】
前記オフアクシス照明は４つの異なる方向から提供される、請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
前記オフアクシス照明は輪帯放射ビームとして提供される、請求項１２または１３に記載の方法。
【請求項１５】
前記対象を放射ビームで照らすことは、前記放射ビームを複数のスプリットビームに分けることを含み、複数のスプリットビームのそれぞれは他のスプリットビームとは異なる方向から対象に入射する、請求項１２から１４のいずれかに記載の方法。
【請求項１６】
前記対象の第１領域に亘って実行され、パーティクルが検出された場合、前記第１領域の部分について繰り返される、請求項１から１５のいずれかに記載の方法。
【請求項１７】
所望の空間分解能の限界に到達するまでさらに繰り返しを行うことを含む、請求項１６に記載の方法。
【請求項１８】
対象の検査装置であって、
対象に放射ビームを放出するよう構成された放射源と、
対象からの二次光子放出を時間分解分光法で解析し、パーティクルがない場合に対象によって放出される信号とは異なる時間分解分光信号が検出された場合にパーティクルが存在すると決定するよう構成されたスペクトロメータと、を含む装置。
【請求項１９】
前記スペクトロメータは、時間分解分光を光ルミネッセンス信号に関して解析するよう構成される、請求項１８に記載の装置。
【請求項２０】
検査対象はパターニングデバイスを含む、請求項１８または１９に記載の装置。
【請求項２１】
パターニングデバイスはレチクルまたはＥＵＶレチクルである、請求項２０に記載の装置。
【請求項２２】
前記スペクトロメータはさらに、対象からの二次光子放出を時間分解分光法で解析するよう構成される、請求項１８から２１のいずれかに記載の装置。
【請求項２３】
ノイズ低減モジュールをさらに備える、請求項１８から２２のいずれかに記載の装置。
【請求項２４】
前記ノイズ低減モジュールは相関器を含む、請求項２３に記載の装置。
【請求項２５】
前記ノイズ低減モジュールはカオス理論モジュールを含む、請求項２３に記載の装置。
【請求項２６】
前記放射源は、対象を法線入射の放射ビームで照らすよう構成される、請求項１８から２５のいずれかに記載の装置。
【請求項２７】
放射を集めるためのシュヴァルツシルト型のコレクタを備える、請求項２６に記載の装置。
【請求項２８】
複数の方向から対象に放射を導く手段を備える、請求項１８から２５のいずれかに記載の装置。
【請求項２９】
前記オフアクシス照明は４つの異なる方向から提供される、請求項２８に記載の装置。
【請求項３０】
前記オフアクシス照明は輪帯放射ビームとして提供される、請求項２８または２９に記載の装置。
【請求項３１】
前記放射ビームを複数のスプリットビームに分けるための１つ以上のビームスプリッタを備え、複数のスプリットビームのそれぞれは、他のスプリットビームとは異なる方向から対象に入射する、請求項２８から３０のいずれかに記載の装置。
【請求項３２】
前記対象の第１領域に亘って検出を行い、パーティクルが検出された場合、前記第１領域の部分について検出を繰り返す制御手段を備える、請求項１８から３１のいずれかに記載の装置。
【請求項３３】
前記制御手段は、所望の空間分解能の限界に到達するまでさらに繰り返しを行う、請求項３２に記載の装置。
【請求項３４】
対象の検査装置を備えるリソグラフィ装置であって、
前記検査装置は、
対象に放射ビームを放出するよう構成された放射源と、
対象からの二次光子放出を時間分解分光法で解析し、対象によって放出される信号とは異なる時間分解分光信号が検出された場合にパーティクルが存在すると決定するよう構成されたスペクトロメータと、を含む、リソグラフィ装置。
【請求項３５】
コンピュータにおいて実行された場合、そのコンピュータが請求項１から１７のいずれかに記載の方法で使用されるデータ解析方法を実行できるようにするインストラクションを含むコンピュータプログラム製品。
【請求項３６】
対象の検査方法であって、
対象を放射ビームで照らすことと、
対象からの二次光子放出を時間分解分光法で解析することと、
パーティクルがない場合に対象によって放出される信号とは異なる時間分解分光信号が検出された場合にパーティクルが存在すると決定することと、を含む方法。
【請求項３７】
前記対象からの二次光子放出を時間分解分光法で解析するステップは、光ルミネッセンス信号を記録することを含む、請求項３６に記載の方法。
【請求項３８】
検査対象はパターニングデバイスを含む、請求項３６に記載の方法。
【請求項３９】
パターニングデバイスはレチクルまたはＥＵＶレチクルである、請求項３８に記載の方法。
【請求項４０】
対象からの二次光子放出をエネルギ分解分光解析で解析するステップをさらに含む、請求項３６に記載の方法。
【請求項４１】
前記決定ステップは、対象の表面上の、金属、金属酸化物、または有機物のパーティクルの存在を決定する、請求項３６に記載の方法。
【請求項４２】
ノイズ低減技術にしたがってノイズを低減することをさらに含む請求項３６に記載の方法。
【請求項４３】
前記ノイズ低減技術は、放出スペクトルからノイズを除去するための相関技術を含む、請求項４２に記載の方法。
【請求項４４】
前記ノイズ低減技術は、カオス理論手法を含む、請求項４２に記載の方法。
【請求項４５】
前記対象を放射ビームで照らすことは、前記対象を法線入射で照らすことを含む、請求項３６に記載の方法。
【請求項４６】
放射はシュヴァルツシルト型のコレクタで集められる、請求項４５に記載の方法。
【請求項４７】
前記対象を放射ビームで照らすことは、複数の方向からのオフアクシス照明を提供することを含む、請求項３６に記載の方法。
【請求項４８】
前記オフアクシス照明は４つの異なる方向から提供される、請求項４７に記載の方法。
【請求項４９】
前記オフアクシス照明は輪帯放射ビームとして提供される、請求項４８に記載の方法。
【請求項５０】
前記対象を放射ビームで照らすことは、前記放射ビームを複数のスプリットビームに分けることを含み、複数のスプリットビームのそれぞれは他のスプリットビームとは異なる方向から対象に入射する、請求項４７に記載の方法。
【請求項５１】
前記対象の第１領域に亘って実行され、パーティクルが検出された場合、前記第１領域の部分について繰り返される、請求項３６に記載の方法。
【請求項５２】
所望の空間分解能の限界に到達するまでさらに繰り返しを行うことを含む、請求項５１に記載の方法。
【請求項５３】
対象の検査装置であって、
対象に放射ビームを放出するよう構成された放射源と、
対象からの二次光子放出を時間分解分光法で解析し、パーティクルがない場合に対象によって放出される信号とは異なる時間分解分光信号が検出された場合にパーティクルが存在すると決定するよう構成されたスペクトロメータと、を含む装置。
【請求項５４】
前記スペクトロメータは、時間分解分光を光ルミネッセンス信号に関して解析するよう構成される、請求項５３に記載の装置。
【請求項５５】
検査対象はパターニングデバイスを含む、請求項５３に記載の装置。
【請求項５６】
パターニングデバイスはレチクルまたはＥＵＶレチクルである、請求項５５に記載の装置。
【請求項５７】
前記スペクトロメータはさらに、対象からの二次光子放出を時間分解分光法で解析するよう構成される、請求項５３に記載の装置。
【請求項５８】
ノイズ低減モジュールをさらに備える、請求項５３に記載の装置。
【請求項５９】
前記ノイズ低減モジュールは相関器を含む、請求項５８に記載の装置。
【請求項６０】
前記ノイズ低減モジュールはカオス理論モジュールを含む、請求項５８に記載の装置。
【請求項６１】
前記放射源は、対象を法線入射の放射ビームで照らすよう構成される、請求項５３に記載の装置。
【請求項６２】
放射を集めるためのシュヴァルツシルト型のコレクタを備える、請求項６１に記載の装置。
【請求項６３】
複数の方向から対象に放射を導く手段を備える、請求項５３に記載の装置。
【請求項６４】
前記オフアクシス照明は４つの異なる方向から提供される、請求項６３に記載の装置。
【請求項６５】
前記オフアクシス照明は輪帯放射ビームとして提供される、請求項６３に記載の装置。
【請求項６６】
前記放射ビームを複数のスプリットビームに分けるための１つ以上のビームスプリッタを備え、複数のスプリットビームのそれぞれは、他のスプリットビームとは異なる方向から対象に入射する、請求項６３に記載の装置。
【請求項６７】
前記対象の第１領域に亘って検出を行い、パーティクルが検出された場合、前記第１領域の部分について検出を繰り返す制御手段を備える、請求項５３に記載の装置。
【請求項６８】
前記制御手段は、所望の空間分解能の限界に到達するまでさらに繰り返しを行う、請求項６７に記載の装置。
【請求項６９】
対象の検査装置を備えるリソグラフィ装置であって、
前記検査装置は、
対象に放射ビームを放出するよう構成された放射源と、
対象からの二次光子放出を時間分解分光法で解析し、対象によって放出される信号とは異なる時間分解分光信号が検出された場合にパーティクルが存在すると決定するよう構成されたスペクトロメータと、を含む、リソグラフィ装置。
【請求項７０】
コンピュータによって実行された場合、そのコンピュータにデータ解析方法を実行させるコンピュータ実行可能インストラクションを保持するコンピュータ読み取り可能媒体であって、前記データ解析方法は、
対象を放射ビームで照らすことと、
対象からの二次光子放出を時間分解分光法で解析することと、
パーティクルがない場合に対象によって放出される信号とは異なる時間分解分光信号が検出された場合にパーティクルが存在すると決定することと、を含む、コンピュータ読み取り可能媒体。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９（ａ）】
【図９（ｂ）】
【図１０（ａ）】
【図１０（ｂ）】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９（ａ）】
【図９（ｂ）】
【図１０（ａ）】
【図１０（ｂ）】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【公表番号】特表２０１３−５０１２２８（Ｐ２０１３−５０１２２８Ａ）
【公表日】平成２５年１月１０日（２０１３．１．１０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１２−５２３２５７（Ｐ２０１２−５２３２５７）
【出願日】平成２２年７月２日（２０１０．７．２）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＥＰ２０１０／０５９４６０
【国際公開番号】ＷＯ２０１１／０１５４１２
【国際公開日】平成２３年２月１０日（２０１１．２．１０）
【出願人】（５０４１５１８０４）エーエスエムエル ネザーランズ ビー．ブイ． (1,856)
【Ｆターム（参考）】
【公表日】平成２５年１月１０日（２０１３．１．１０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年７月２日（２０１０．７．２）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＥＰ２０１０／０５９４６０
【国際公開番号】ＷＯ２０１１／０１５４１２
【国際公開日】平成２３年２月１０日（２０１１．２．１０）
【出願人】（５０４１５１８０４）エーエスエムエル ネザーランズ ビー．ブイ． (1,856)
【Ｆターム（参考）】
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