特許 6249236 フォトリソグラフィマスクの画像を相関させるための装置及び方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6249236

(24)【登録日】2017年12月1日

(45)【発行日】2017年12月20日

(54)【発明の名称】フォトリソグラフィマスクの画像を相関させるための装置及び方法

(51)【国際特許分類】

   G03F 1/86 20120101AFI20171211BHJP

   G03F 1/74 20120101ALI20171211BHJP

   H01J 37/28 20060101ALI20171211BHJP

   G01Q 30/04 20100101ALI20171211BHJP

   G01Q 30/02 20100101ALI20171211BHJP

【ＦＩ】

   G03F1/86

   G03F1/74

   H01J37/28 X

   H01J37/28 B

   G01Q30/04

   G01Q30/02

【請求項の数】24

【外国語出願】

【全頁数】21

(21)【出願番号】特願2014-252222(P2014-252222)

(22)【出願日】2014年12月12日

(65)【公開番号】特開2015-129928(P2015-129928A)

(43)【公開日】2015年7月16日

【審査請求日】2015年2月18日

(31)【優先権主張番号】10 2013 225 936.0

(32)【優先日】2013年12月13日

(33)【優先権主張国】DE

(73)【特許権者】

【識別番号】503263355

【氏名又は名称】カール・ツァイス・エスエムティー・ゲーエムベーハー

(74)【代理人】

【識別番号】100092093

【弁理士】

【氏名又は名称】辻居 幸一

(74)【代理人】

【識別番号】100082005

【弁理士】

【氏名又は名称】熊倉 禎男

(74)【代理人】

【識別番号】100067013

【弁理士】

【氏名又は名称】大塚 文昭

(74)【代理人】

【識別番号】100086771

【弁理士】

【氏名又は名称】西島 孝喜

(74)【代理人】

【識別番号】100109070

【弁理士】

【氏名又は名称】須田 洋之

(74)【代理人】

【識別番号】100109335

【弁理士】

【氏名又は名称】上杉 浩

(74)【代理人】

【識別番号】100120525

【弁理士】

【氏名又は名称】近藤 直樹

(74)【代理人】

【識別番号】100158469

【弁理士】

【氏名又は名称】大浦 博司

(72)【発明者】

【氏名】ディーター ウェーバー

(72)【発明者】

【氏名】マルクス ヴァイブリンガー

【審査官】 新井 重雄

(56)【参考文献】

【文献】 米国特許第０５２１４２８２（ＵＳ，Ａ）

【文献】 特開２０１１−０１７７０５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許出願公開第２００５／０２２６４９４（ＵＳ，Ａ１）

【文献】 国際公開第２０１３／０１０９７６（ＷＯ，Ａ２）

【文献】 特開平０４−０３４８２４（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｇ０３Ｆ １／８６

Ｇ０１Ｑ ３０／０２

Ｇ０１Ｑ ３０／０４

Ｇ０３Ｆ １／７４

Ｈ０１Ｊ ３７／２８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

少なくとも部分的に重なるフォトリソグラフィマスク（２００、３００、５１０）の少なくとも２つの画像（５００、６００、６５０）を相関させるための装置（４００）であって、
前記少なくとも２つの画像（５００、６００、６５０）を前記相関させるための前記フォトリソグラフィマスク（２００、３００、５１０）の少なくとも１つの構造要素（２２０、３９０、５２０）の前記少なくとも２つの画像に存在する少なくとも１つのランダム変動（５４０、５５０、５６０、５７０））を使用するために与えられた相関ユニット（４８５）、
を含み、
前記少なくとも２つの画像（５００、６００、６５０）の前記少なくとも部分的な重なりは、最小画像の面積の≧２０％の少なくとも重なった領域を含む
ことを特徴とする装置（４００）。

【請求項2】

前記少なくとも２つの画像（５００、６００、６５０）のうちの少なくとも１つの画像（５００）が、粒子顕微鏡（４２０）によって記録されることを特徴とする請求項１に記載の装置（４００）。

【請求項3】

前記粒子顕微鏡（４２０）は、前記フォトリソグラフィマスク（２００、３００、５１０）の撮像のために電子及び／又はイオン及び／又は光子を使用することを特徴とする請求項２に記載の装置（４００）。

【請求項4】

前記少なくとも２つの画像（５００、６００、６５０）のうちの少なくとも１つの画像（６００）が、走査プローブ顕微鏡（４４０）によって記録されることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の装置（４００）。

【請求項5】

前記走査プローブ顕微鏡（４４０）は、原子間力顕微鏡及び／又は走査トンネル顕微鏡及び／又は磁気力顕微鏡及び／又は近接場走査光学顕微鏡及び／又は近接場走査音響顕微鏡及び／又は走査型静電容量顕微鏡を含むことを特徴とする請求項４に記載の装置（４００）。

【請求項6】

前記相関ユニット（４８５）は、同じ粒子顕微鏡（４２０）又は走査プローブ顕微鏡（４４０）によって時間的にシフトされて記録された少なくとも２つの画像（５００、６００）を相関させるように与えられることを特徴とする請求項１に記載の装置（４００）。

【請求項7】

前記少なくとも２つの画像（５００、６００、６５０）の前記少なくとも部分的な重なりは、最小画像の面積の≧４０％、好ましくは≧６０％、最も好ましくは≧８０％の少なくとも重なった領域を含むことを特徴とする請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の装置（４００）。

【請求項8】

前記少なくとも１つの構造要素（２２０、３９０、５２０）の前記少なくとも１つのランダム変動（５４０、５５０、５６０、５７０）は、少なくとも１つの周期的構造要素（２２０、３９０、５２０）のランダム偏差を含むことを特徴とする請求項１から請求項７のいずれか１項に記載の装置（４００）。

【請求項9】

前記少なくとも１つのランダム変動（５４０、５５０、５６０、５７０）は、前記少なくとも１つの構造要素（２２０、３９０、５２０）の表面粗度を含むことを特徴とする請求項１から請求項８のいずれか１項に記載の装置（４００）。

【請求項10】

前記表面粗度は、前記少なくとも１つの構造要素（２２０、３９０、５２０）のエッジ粗さを含むことを特徴とする請求項１から請求項９のいずれか１項に記載の装置（４００）。

【請求項11】

前記少なくとも１つのランダム変動（５４０、５５０、５６０、５７０）は、前記少なくとも１つの構造要素（２２０、３９０、５２０）の粒状構造（５２５）を含むことを特徴とする請求項１から請求項１０のいずれか１項に記載の装置（４００）。

【請求項12】

前記相関ユニット（４８５）は、前記少なくとも２つの画像（５００、６００、６５０）を互いに変換する変換（９９０）を決定するために与えられることを特徴とする請求項１から請求項１１のいずれか１項に記載の装置（４００）。

【請求項13】

前記相関ユニット（４８５）は、前記変換（９９０）を２段処理で、すなわち、前記少なくとも１つの構造要素（２２０、３９０、５２０）の前記少なくとも１つのランダム変動（５４０、５５０、５６０、５７０）を使用することによる第１の段階とピクセル毎方式の第２の段階とにおいて決定するために与えられることを特徴とする請求項１２に記載の装置（４００）。

【請求項14】

前記相関ユニット（４８５）は、更に、前記実行された相関の品質ファクタを決定するために与えられることを特徴とする請求項１から請求項１３のいずれか１項に記載の装置（４００）。

【請求項15】

前記相関ユニット（４８５）は、前記少なくとも２つの画像（５００、６００）の少なくとも第１のもの（５００又は６００）から該少なくとも２つの画像（５００、６００）の第２のもの（５００又は６００）の模擬画像（６５０）を発生させるために与えられ、
前記第２のもの（５００又は６００）の模擬画像（６５０）は、前記第１及び第２の画像（５００、６００）を前記相関させるために使用される、
ことを特徴とする請求項１から請求項１４のいずれか１項に記載の装置（４００）。

【請求項16】

前記少なくとも２つの画像（５００、６００、６５０）のうちの少なくとも１つの画像（６００）が、走査プローブ顕微鏡（４４０）によって記録され、前記相関ユニット（４８５）は、前記走査プローブ顕微鏡（４４０）によって記録された少なくとも１つの画像（６００）から粒子顕微鏡（４２０）の少なくとも１つの模擬画像（６５０）を決定するために与えられることを特徴とする請求項１５に記載の装置（４００）。

【請求項17】

前記少なくとも２つの画像（５００、６００、６５０）のうちの少なくとも１つの画像（５００）が、粒子顕微鏡（４２０）によって記録され、前記相関ユニット（４８５）は、前記粒子顕微鏡（４２０）の少なくとも１つの模擬画像（６５０）と該粒子顕微鏡（４２０）によって記録された少なくとも１つの画像（５００）とを相関させるために与えられることを特徴とする請求項１６に記載の装置（４００）。

【請求項18】

前記少なくとも２つの画像（５００、６００、６５０）のうちの少なくとも１つの画像（５００）が、粒子顕微鏡（４２０）によって記録され、前記相関ユニット（４８５）は、前記粒子顕微鏡（４２０）によって記録された少なくとも１つの画像から走査プローブ顕微鏡（４４０）の少なくとも１つの模擬画像を決定するために与えられることを特徴とする請求項１５に記載の装置（４００）。

【請求項19】

前記少なくとも２つの画像（５００、６００、６５０）のうちの少なくとも１つの画像（６００）が、走査プローブ顕微鏡（４４０）によって記録され、前記相関ユニット（４８５）は、前記走査プローブ顕微鏡（４４０）の少なくとも１つの模擬画像と該走査プローブ顕微鏡（４４０）を用いて記録された少なくとも１つの画像（６００）とを相関させるために与えられることを特徴とする請求項１８に記載の装置（４００）。

【請求項20】

前記少なくとも２つの画像（５００、６００、６５０）うちの少なくとも１つに存在する前記フォトリソグラフィマスク（２００、３００、５１０）の少なくとも１つの欠陥（５８０）を補正するための手段を更に含むことを特徴とする請求項１から請求項１９のいずれか１項に記載の装置（４００）。

【請求項21】

少なくとも部分的に重なるフォトリソグラフィマスク（２００、３００、５１０）の少なくとも２つの画像（５００、６００、６５０）を相関させる方法であって、
前記少なくとも２つの画像（５００、６００、６５０）を前記フォトリソグラフィマスク（２００、３００、５１０）の少なくとも１つの構造要素（２２０、３９０、５２０）の該少なくとも２つの画像（５００、６００、６５０）に存在する少なくとも１つのランダム変動（５４０、５５０、５６０、５７０）を使用して相関させる段階、
を含み、
前記少なくとも２つの画像（５００、６００、６５０）の前記少なくとも部分的な重なりは、最小画像の面積の≧２０％の少なくとも重なった領域を含む
ことを特徴とする方法。

【請求項22】

更に請求項１から請求項２０のいずれか１項に記載の装置を利用することを特徴とする請求項２１に記載の方法。

【請求項23】

前記少なくとも２つの画像（５００、６００、６５０）のうちの少なくとも１つに存在する前記フォトリソグラフィマスク（２００、３００、５１０）の少なくとも１つの欠陥（５８０）を補正する段階を更に含むことを特徴とする請求項２１又は請求項２２のいずれか１項に記載の方法。

【請求項24】

コンピュータプログラムであって、
前記コンピュータプログラムがコンピュータ（４８０）によって実行された時に請求項２１から請求項２３に記載の方法の段階を実施する命令、
を有することを特徴とするコンピュータプログラム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、フォトリソグラフィマスクの画像を相関させるための装置及び方法に関する。

【背景技術】

【0002】

半導体産業における増大する集積密度（ムーアの法則）の結果として、フォトリソグラフィマスクは、ウェーハの上に益々小さい構造を投影しなければならなくなっている。増大する集積密度に向うこの傾向は、取りわけ、リソグラフィデバイスの露光波長を益々小さい波長にシフトすることによって対処される。現在、リソグラフィデバイスにおいて、ＡｒＦ（フッ化アルゴン）エキシマレーザが、約１９３ｎｍの波長で放出する光源として多くの場合に使用されている。

【0003】

現在、ＥＵＶ（極紫外線）波長範囲（１０ｎｍから１５ｎｍの範囲）で電磁波照射線を使用するリソグラフィ系が開発されている。これらのＥＵＶリソグラフィ系は、好ましくは反射性フォトマスクを含む反射光学要素を使用する完全に新しいビームラインの概念に基づいている。

【0004】

ＥＵＶ範囲の小さい波長により、フォトマスクは、予め決められた表面の精度に関して極端な要件を満たす必要がある。１桁のナノメートル範囲のフォトリソグラフィＥＵＶマスクの多層ミラー系における表面トポロジーの偏差は、ＥＵＶビーム内の反射強度の有意な変動を既に導いている。今日の及び特に将来のフォトリソグラフィマスクの製造に対する技術的問題、及びそれによって示唆される高額な費用により、予め決められた仕様を満たさないフォトマスクは、可能な時にはいつも修復される。

【0005】

典型的なフォトマスクは、一様で周期的に繰り返すパターンを有する多くの大きい領域を含むことができる。図１は、マスク１００の基板１２０上に配置された構造要素としての吸収トラック１１０の周期的な配置（「線及びスペース」）を有するフォトマスク１００の区画を典型的な例として概略的に示している。フォトマスクの区画の２つの画像の周期的パターンとの一意的な相関は困難である。本出願の関連内では、用語フォトリソグラフィマスク、フォトマスク、及びマスクは、同義的に使用される。

【0006】

フォトマスク、特にＥＵＶマスクに関するある一定の欠陥は、それらが十分なトポロジーコントラストを発生しないので走査電子顕微鏡の画像内に可視ではない。他方、原子間力顕微鏡の画像において、これらの欠陥は、例えば、１桁ナノメートル範囲の高さ又は深さを有する膨らみ又は窪みとして現れる。そのような欠陥は、例えば、電子ビーム修復ツール、例えば、本出願人のＭｅＲｉＴ（登録商標）ツールによって修復することができる。しかし、このためには、適切な位置で修復するために、原子間力顕微鏡（ＡＦＭ）及び走査電子顕微鏡（ＳＥＭ）の画像を１桁ナノメートル範囲の精度で重ね合わせる必要がある。上述の問題により、これは深刻な困難に直面する。

【0007】

ＡＦＭ並びにＳＥＭの両方は、これらのデバイスが絶対マスク座標を用いて作動するように、周辺領域かつダイ間の全てのフォトマスク上に存在するマークを用いて較正することができる。しかし、個々のマーカーは、一般的に、これらがＳＥＭ又はＡＦＭによって発生された画像又は画像区画に示されないような距離だけマスク上で互いから離間している。ＡＦＭ及びＳＥＭを用いて記録された２つの画像又は画像区画の重ね合わせの精度は、次に、修復ツールの顕微鏡台の移動の較正及び精度によって制限される。達成可能な精度は、ＳＥＭによって上述の欠陥を確実に修復することができるためには一般的に十分ではない。しかし、マスク上のマーカーによる較正の助けにより、マスクの画像又は画像区画が少なくとも部分的に重なることを保証することができる。

【0008】

２つの画像の精密位置合わせに対して、現在、３つの方法が存在しており、最初に、マーカーは、修復ツールを用いて仮定欠陥位置の回りに「盲目的に」位置決めすることができる。次に、これらのマーカーは、その後にＡＦＭを用いて記録される画像で明瞭に可視である。修復のために、ＡＦＭ走査及びＳＥＭ走査から発生された２つの画像は、次に、正確に重ね合わせることができる。この方法は、マーカーが間違った位置に潜在的に位置決めされる可能性があり、これによってフォトマスクが間違った位置で処理される場合があるという欠点を有する。更に、追加のマークつけ段階は、更なる時間を消費する。

【0009】

第２に、ＷＯ ２０１３／０１０９７６ Ａ２は、３つの異なる測定デバイスを使用してフォトリソグラフィマスクの基板上の上述の欠陥を局限し、かつ欠陥の近くにマーカーを適用する方法を説明している。従って、この開示された方法は、一方では労働集約的であり、他方では、追加の処理段階で修復処理の終りに再度適用されたマーカーを取り除く必要がある場合がある。

【0010】

最後に、ＳＥＭによる欠陥位置の以前の走査は、「スキャンボックス」と呼ばれるものを残す場合があり、それは、次に、ＡＦＭによる欠陥位置のその後の走査において対応する画像に可視である。スキャンボックスは、電子ビームが撮像面上に吸収された有機分子を本質的に炭化し、従って、炭素を含有する恒久的生成物を堆積させる時に生成される。この方法は、スキャンボックスが望まないものであるという欠点を有する。これに加えて、それらは、ＳＥＭが揮発性有機化合物で汚染される場合にのみ生成される。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0011】

【特許文献1】ＷＯ ２０１３／０１０９７６ Ａ２

【特許文献2】ＷＯ ２０１２／１４６６４７ Ａ２

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0012】

本発明は、従って、少なくとも部分的に上述の欠点及び制限を回避するフォトリソグラフィマスクの２つ又はそれよりも多くの画像を相関させるための装置及び方法を提供する問題に基づいている。

【課題を解決するための手段】

【0013】

本発明の実施形態によって、この問題は、フォトリソグラフィマスクの少なくとも２つの画像を相関させるための装置によって解決される。実施形態において、少なくとも部分的に重なるフォトリソグラフィマスクの少なくとも２つの画像を相関させるための装置は、少なくとも２つの画像の相関のためのフォトリソグラフィマスクの少なくとも１つの構造要素の少なくとも２つの画像に存在する少なくとも１つのランダム変動を使用するために与えられる相関ユニットを含む。

【0014】

本発明の装置は、構造要素のランダム変動の形態でフォトマスク上に常に存在するマーカーを利用する。従って、本発明は、フォトマスクの区画の２つ又はそれよりも多くの画像を重ね合わせるためのマーカーを適用する必要はないという利点を有する。関連の処理段階は、従って、省略することができる。更に、フォトリソグラフィマスクの処理工程が終了した後に更に別の処理段階で適用されたマーカーをフォトマスクから再度取り除く必要もない。

【0015】

態様において、少なくとも２つの画像のうちの少なくとも１つの画像は、粒子顕微鏡によって記録される。更に別の態様によって、粒子顕微鏡は、フォトリソグラフィマスクの撮像のために電子及び／又はイオン及び／又は光子を使用する。

【0016】

現時点で、粒子顕微鏡は、好ましくは、ラスター化又は走査原理に基づいて作動し、現時点で、これらのデバイスは、必要な分解能を与える。

【0017】

用語「本質的に」は、本明細書並びに説明内の他の箇所で通常の測定誤差内のそれぞれの物理量の実験的決定を指定する。

【0018】

別の態様において、少なくとも２つの画像のうちの少なくとも１つの画像は、走査プローブ顕微鏡によって記録される。更に別の態様によって、走査プローブ顕微鏡は、原子間力顕微鏡及び／又は走査トンネル顕微鏡及び／又は磁気力顕微鏡及び／又は近接場走査光学顕微鏡及び／又は近接場走査音響顕微鏡及び／又は走査型静電容量顕微鏡を含む。

【0019】

好ましい態様によって、相関ユニットは、同じ粒子顕微鏡又は走査プローブ顕微鏡によって時間的にシフトされて記録された少なくとも２つの画像を相関させるように与えられる。

【0020】

粒子顕微鏡又は走査プローブ顕微鏡によって記録された状態でフォトマスクの区画の画像は、周期的又は非周期的時間間隔後にフォトマスク又は測定デバイスの撮像部分が時間と共に互いに関してシフトされたか否かを決定するために格納することができる。これは、例えば、熱ドリフトによるものである可能性がある。時間的にシフトされて記録され、かつ同じ測定デバイスを用いて記録されたフォトマスクの同じ区画の画像の助けにより、測定デバイスとフォトマスクの間の相対位置の緩やかな変化は、決定されてその後に補正することができる。

【0021】

第１及び第２の画像は、フォトリソグラフィマスクの完全に異なる区画を描写してはならない。しかし、２つ又はそれよりも多くの画像がフォトマスクの同じ区画を示す必要はない。説明する装置を使用するためには、画像が部分的重なりを含むことで十分である。更に、２つ又はそれよりも多くの画像が同じスケーリングを含む必要はない。更に、相関させるべき画像は、互いに対して回転させるか又は歪ませることができる。

【0022】

好ましくは、少なくとも２つの画像の少なくとも部分的重なりは、最小画像の面積の≧２０％、好ましくは≧４０％、より好ましくは≧６０％、最も好ましくは≧８０％の少なくとも重なった領域を含む。

【0023】

特に好ましい態様において、少なくとも１つの構造要素の少なくとも１つのランダム変動は、少なくとも１つの周期的構造要素のランダム偏差を含む。更に別の有益な態様によって、少なくとも１つのランダム変動は、少なくとも１つの構造要素の表面粗度を含む。更に別の好ましい態様によって、表面粗度は、少なくとも１つの構造要素のエッジ粗さを含む。更に別の有益な態様において、少なくとも１つのランダム変動は、少なくとも１つの構造要素の粒状構造を含む。

【0024】

フォトマスクに適用される構造要素のランダム変動は、好ましくは、画像に描写されたフォトマスクの区画の一意的な「指紋」を形成する。定められた装置は、これらの測定デバイスによって発生されるフォトマスクの区画の２つ又はそれよりも多くの画像が部分的に重なるように測定デバイスを位置合わせするためにフォトマスク上に存在するマーカーとしてランダム変動を使用する。上で定められた装置を使用するための要件は、相関させるべき画像が、フォトマスクの区画の「指紋」が互いに相関させるべき画像において明瞭に可視であるように、十分な解像度及び低ノイズを含むことである。現時点で利用可能な粒子顕微鏡及び走査プローブ顕微鏡は、容易にこれらの要件を満たすことができる。

【0025】

好ましくは、相関ユニットは、少なくとも２つの画像の相関に使用するための少なくとも１つの構造要素のエッジ粗さから少なくとも２つの画像の各々における少なくとも１つの特性点を決定するために与えられる。別の態様において、相関ユニットは、少なくとも２つの画像の相関に使用するための少なくとも１つの構造要素の粒状構造及び／又はエッジ粗さから少なくとも２つの画像の各々における少なくとも１つの特性点を決定するために与えられる。

【0026】

更に別の態様によって、少なくとも１つの特性点は、フォトリソグラフィマスクの少なくとも１つの構造要素のランダム窪み及び／又はランダム膨らみの頂点を含む。好ましくは、相関ユニットは、フォトリソグラフィマスクの少なくとも１つの予め決められた構造要素のフォトリソグラフィマスクの少なくとも１つの予め決められた構造要素の少なくとも画像との比較から少なくとも１つの特性点を決定するために与えられる。

【0027】

更に別の好ましい態様によって、相関ユニットは、少なくとも２つの画像を互いに変換する変換を決定するために与えられる。好ましくは、相関ユニットは、同等の画像座標点を使用して変換を実行するために与えられる。

【0028】

これに関連して、変換は、互いに対する２つの画像の平行移動を含むだけということはできない。そうではなく、変換はまた、第２の画像に対する第１の画像の回転及びスケーリングを含むことができる。

【0029】

更に別の有益な態様によって、相関ユニットは、少なくとも１つの構造要素の少なくとも１つのランダム変動を使用することによる第１の段階とピクセル毎方式の第２の段階とにおける２段処理において変換を決定するために与えられる。

【0030】

好ましくは、互いに対する２つ又はそれよりも多くの画像の位置合わせは、３段処理である。第１の段において、導入部に説明するように、粒子顕微鏡及び／又は走査プローブ顕微鏡が絶対マスク座標内で作動することができるように、フォトマスク上に存在するマーカーが使用される。このようにして、粒子顕微鏡によって記録されるべきフォトマスクの区画が決定され、従って、同じく走査プローブ顕微鏡によって走査されるべき区画が決定される。２つの測定デバイスの画像は、いずれのマーカーも含む必要はないが、絶対マスク座標内で作動することにより、これらの測定デバイスによって発生された画像が少なくとも部分的に重なることが保証される。第２の段において、２つ（又はそれよりも多く）の画像は、フォトマスクの構造要素のランダム変動の助けによって互いに位置合わせされる。最後に、第３の段階において、２つの画像の最適一致のための変換は、ピクセル毎方式の計算を使用して決定することができる。従って、定められた装置は、位置合わせにおける高精度と画像を互いに位置合わせしている変換の迅速決定とを同時に組み合わせる。

【0031】

更に別の態様によって、相関ユニットは、実行される相関の品質ファクタを決定するために与えられる。品質ファクタは、画像の位置合わせが成功したか否かを説明する。これが真であるためには、品質ファクタは、予め決められた閾値を超える必要がある。このようにして、画像の不正確な重ね合わせの場合に、間違った位置での処理を通じたフォトマスクの損傷が回避される。

【0032】

好ましくは、相関ユニットは、少なくとも２つの画像の少なくとも第１のものから少なくとも２つの画像の第２のもののシミュレーションを発生させるために与えられ、模擬画像は、第１及び第２の画像の相関に使用される。

【0033】

更に別の態様によって、相関ユニットは、走査プローブ顕微鏡によって記録された少なくとも１つの画像から粒子顕微鏡の少なくとも１つの模擬画像を決定するために与えられる。本発明の更に別の態様によって、相関ユニットは、粒子顕微鏡の少なくとも１つの模擬画像と粒子顕微鏡によって記録された少なくとも１つの画像とを相関させるために与えられる。

【0034】

これに代えて又はこれに加えて、相関ユニットは、粒子顕微鏡によって記録された少なくとも１つの画像から走査プローブ顕微鏡の少なくとも１つの模擬画像を決定するために与えられる。本発明の更に別の態様によって、相関ユニットは、走査プローブ顕微鏡の少なくとも１つの模擬画像と走査プローブ顕微鏡を用いて記録された少なくとも１つの画像とを相関させるために与えられる。

【0035】

好ましくは、装置は、少なくとも２つの画像うちの少なくとも１つに存在するフォトリソグラフィマスクの少なくとも１つの欠陥を補正するための手段を更に含む。

【0036】

定められた装置の特定の利点は、修復のために使用される顕微鏡タイプによっては欠陥が潜在的に可視にされない場合があるいう事実にもかかわらず、フォトマスクの欠陥の補正に対してそれを使用することができるということである。

【0037】

実施形態において、少なくとも部分的に重なるフォトリソグラフィマスクの少なくとも２つの画像を相関させる方法は、フォトリソグラフィマスクの少なくとも１つの構造要素の少なくとも２つの画像に存在する少なくとも１つのランダム変動を使用して少なくとも２つの画像を相関させる段階を含む。

【0038】

更に別の態様によって、本方法は、上述の態様のうちの１つによる装置を利用する。

【0039】

更に、本方法の別の好ましい態様は、少なくとも２つの画像のうちの少なくとも１つに存在するフォトリソグラフィマスクの少なくとも１つの欠陥を補正する段階を含む。

【0040】

最後に、本発明は、コンピュータプログラムに関し、その命令は、コンピュータプログラムがコンピュータによって実行された時に上述の態様による方法の段階を実施する。

【0041】

以下の詳細説明において、本発明の現在好ましい実施形態を以下の図を参照して説明する。

【図面の簡単な説明】

【0042】

【図1】吸収及び反射するか又は吸収及び透過する線状領域の周期的シーケンスを有する理想的リソグラフィマスクの区画を示す概略的上面図である。

【図2】吸収構造要素を有する透過フォトマスクを通した切断面を概略的に示す図である。

【図3】吸収構造要素を有する反射フォトマスクを通した概略切断面を示す図である。

【図4】走査電子顕微鏡、原子間力顕微鏡、及び相関ユニットを含む装置の一部の不可欠な構成要素を通した概略切断面を表す図である。

【図5】吸収及び反射するか又は透明な線状領域を有するマスクの実際の区画の第１の画像を概略的に示す図である。

【図6】図５のマスクの実際の区画の第２の画像を概略的に示す図である。

【図7】図５及び図６の画像の第１の位置合わせを概略的に表す図である。

【図8】少なくとも２つの画像を相関させるための定められた装置を使用する図５及び図６に示す画像の位置合わせ又は重ね合わせを概略的に示す図である。

【図9】画像５及び６に示すフォトマスクの構造要素の粒状構造を相関させた後の図５及び図６の画像の完全な位置合わせを示す図である。

【図10】フォトリソグラフィマスクの欠陥を修復する方法の流れ図である。

【発明を実施するための形態】

【0043】

フォトリソグラフィマスクの少なくとも２つの画像を相関させるための装置の並びに本発明の方法の好ましい実施形態を説明する。これらは、フォトマスクの重ね合わせを使用して例示的に説明される。本発明の装置及び方法は、しかし、電磁スペクトルの紫外線又は極紫外線波長に限定されない。

【0044】

図１は、理想的リソグラフィマスク１１０の区画１００の上面図である。区画１００は、吸収線状構造要素１２０の周期的シーケンスを例示的に示し、その構造要素１２０は、フォトマスク１１０の基板１３０の上に配置される（線及びスペース）。フォトマスク１１０の区画１００の「線及びスペース」構造は、２次元の平行移動の下で対称である。基板１３０が透明である場合に、区画１００は、透過フォトマスク１１０を示している。

【0045】

図２は、透過フォトリソグラフィマスク２００の断面図を概略的に表している。フォトマスク又はマスク２００は基板２１０を含み、基板２１０は、第１又は前面２３０及び第２又は背面２４０を含む。基板２１０は、ウェーハ上でフォトレジストを露出するのに使用される波長に対して本質的に透明である必要がある。露光波長は、電磁スペクトルの深紫外線（ＤＵＶ）スペクトル範囲、特に１９３ｎｍの領域内にあるとすることができる。基板材料は、一般的に石英を含む。基板は、典型的に、１５２ｍｍ×１５２ｍｍの横方向寸法及び基本的に６．３５ｍｍの厚み又は高さを含む。マスク２００の基板２１０は、その前面２３０上に、典型的にクロムから又は元素タンタル（Ｔａ）、モリブデン（Ｍｏ）、シリコン（Ｓｉ）、及び酸素（Ｏ）の化合物から製造される構造要素２２０を有する。

【0046】

構造要素２２０は、これらが、半導体要素が生成される予め決められた構造又はパターンを生成するようにフォトレジストの上に投影される。構造要素２２０を担持するフォトリソグラフィマスク２００の基板２１０の一部は、マスク２００の活性区域２５０と呼ばれるのに対して、構造要素２２０を含まない周辺部分は、非活性区域２６０と呼ばれる。レーザビーム２７０は、基板２１０の第２又は背面２４０から露光波長でマスク２００の基板２１０を照射する。

【0047】

図１のフォトマスク１１０の基板１３０が透明でなくて入射光を反射する場合に、図１の区画１００は、反射フォトマスク１１０を表している。図３は、電磁スペクトルの極紫外線（ＥＵＶ）スペクトル範囲でその後に使用するための特に約１３．５ｎｍの露光波長のための反射フォトリソグラフィマスク３００の概略断面図である。図２のフォトマスク２００と比べて、マスク３００は、多層ミラー構造３５５に基づく反射光学要素である。マスク３００の多層ミラー構造３５５は、例えば、石英ガラス基板のような適切な基板３１０の前側基板面３３０上に堆積される。異なる透明誘電材料のガラス材料又は半導体材料も、ＺＥＲＯＤＵＲ（登録商標）、ＵＬＥ（登録商標）、又はＣＬＥＡＲＣＥＲＡＭ（登録商標）のようなＥＵＶマスクのための基板として使用することができる。

【0048】

多層ミラー系３５５は、約４０対の交互するモリブデン（Ｍｏ）３５０及びシリコン（Ｓｉ）層３６０を含む。各Ｍｏ層３５０の厚みは、合計４．１５ｎｍになり、Ｓｉ層３６０は、２．８０ｎｍ厚である。多層構造３５５を保護するために、シリコン、ルテニウム、又は酸化チタン（ＴｉＯ₂）からのカバー層３７０が構造上に配置される。多層ミラー構造３５５において、Ｍｏ層は、散乱層として機能するのに対して、シリコン層３６０は、分離層として機能する。散乱層に関して、例えば、コバルト（Ｃｏ）、ニッケル（Ｎｉ）、タングステン（Ｗ）、レニウム（Ｒｈ）、又はイリジウム（Ｉｒ）のような高原子番号の他の元素をＭｏの代わりに使用することができる。多層構造３５５に入射するＥＵＶ光子３１９の少なくともより多くの部分は、反射される放射線３９７として多層構造３５５によって反射される。

【0049】

カバー層３７０上では、ＥＵＶマスク３００は、バッファ構造３８０を含む。バッファ層３８０に可能な材料は、例えば、石英（ＳｉＯ₂）、ルテニウム（Ｒｕ）、クロム（Ｃｒ）、及び／又は窒化クロム（ＣｒＮ）である。吸収構造要素３９０は、ＥＵＶ範囲の光子に対して大きい吸光係数を含む材料を含む。そのような材料の例は、Ｃｒ、窒化チタン（ＴｉＮ）、及び／又は窒化タンタル（ＴａＮ）である。領域における約１５ｎｍの厚みは、本質的に構造要素３９０に入射する全てのＥＵＶ光子２９５を吸収するために既に十分である。これに加えて、光子３９５が構造要素３９０によって反射されないことを保証する反射防止層（ＡＲ層）を吸収構造要素３９０（図３には示さず）上に配置することができる。ＡＲ層のための材料は、例えば、酸窒化タンタル（ＴａＯＮ）である。

【0050】

図４は、真空チャンバ４０２において互いの隣に配置された走査粒子顕微鏡４２０と走査プローブ顕微鏡４４０とを含む顕微鏡システム４００の一部の構成要素を概略的に示している。走査粒子顕微鏡４２０は、粒子キャノン４２５及びコラム４３０を含む。粒子キャノン４２５は、粒子ビーム４３５を生成し、コラム４３０は、粒子ビーム４３５にフォーカスし、それをサンプル４０５の上、例えば、フォトマスク２００、３００の区画の上に向ける。

【0051】

サンプル４０５は、サンプル台４１５の上に配置される。矢印によって図４に記号で表すように、サンプル台４１５は、走査粒子顕微鏡４２０及び走査プローブ顕微鏡４４０に対して３つの空間次元内で移動することができる。代替実施形態において、サンプル台４１５は、移動できない場合があり、走査粒子顕微鏡４２０及び走査プローブ顕微鏡４４０は、サンプル台４１５に対して一緒に移動する。解析デバイス４２０及び４４０とサンプル台４１５との間の相対移動を任意的に配分することが更に可能である。一例として、サンプル台４１５は、粒子ビーム４３５に垂直な平面内で移動することができ、走査粒子顕微鏡４２０及び走査プローブ顕微鏡４４０は、ビーム方向に移動することができる。移動は、１つ又はそれよりも多くの微細平行移動要素（図４には示さず）を用いて実施することができる。３次元移動機能を有するサンプル台４１５、並びに解析デバイス４２０及び４４０を提供することも更に可能である。

【0052】

粒子ビーム４３５は、第１の測定点４９０でサンプル４０５に衝突する。サンプル４０５は、あらゆる任意的な微細構造化構成要素又は部分とすることができる。従って、サンプル４０５は、例えば、透過（図２を参照）又は反射フォトマスク（図３を参照）を含むことができる。

【0053】

図４に示す顕微鏡システム４００の実施形態において、走査粒子顕微鏡４２０は、走査電子顕微鏡（ＳＥＭ）を含む。粒子ビーム４３５として電子ビームを使用することで、ビームが本質的にサンプル４０５、例えば、マスク２００、３００に損傷を与えることができないという利点を有する。図４に示す電子キャノン４３０とサンプル４０５の間の小さい作動距離により、電子ビーム４３５は、第１の測定点４９０で１０ｎｍ未満、好ましくは、３ｎｍ未満、最も好ましくは、１ｎｍ未満の直径を有する点にフォーカスさせることができる。

【0054】

走査電子顕微鏡の代わりに、顕微鏡システム４００は、透過フォトマスク２００のための走査粒子顕微鏡４２０として走査型透過電子顕微鏡（ＳＴＥＭ）を使用することができる。更に、走査粒子顕微鏡４２０はまた、電子の代わりにイオンビームを使用することができ、すなわち、この場合に、走査粒子顕微鏡４２０は、ＦＩＢ（集束イオンビーム）デバイスを含む。更に、走査粒子顕微鏡４２０は、フォトマスク２００、３００の検査のために短い波長の光子を使用することができる。使用する光子の波長は、非常に小さくする必要があるので、光子が生成する画像は、ナノメートルの範囲で構造を解像することができる。この波長の範囲の光子の生成に対して、例えば、シンクロトロンを使用することができる。

【0055】

走査プローブ顕微鏡４４０は、図４に示す例においては原子間力顕微鏡（ＡＦＭ）である。ＡＦＭの代わりに、走査トンネル顕微鏡も使用することができる。例えば、フォトマスク２００、３００のようなサンプル４０５を検査するために、トンネル電流（走査トンネル顕微鏡）及びファンデルワールス力（力顕微鏡）以外に多くの更に別の物理量を使用することができる。磁気力顕微鏡は、例えば、サンプル４０５とプローブ又はその先端との間の磁気相互作用を利用する。サンプル４０５の検査のために走査音響顕微鏡はフォノンを使用し、近接場走査光学顕微鏡は光子を使用する。異なるタイプの走査プローブ顕微鏡のこの羅列は、例示に過ぎず決して完全ではない。

【0056】

図４に示す例示的な顕微鏡システム４００において、ＡＦＭ４４０は、スイベル４４５（図４には示さず）の助けにより電子キャノン４３０のマウントに取りつけられる。スイベル４４５は、ＡＦＭ４４０を停止位置（図４には示さず）から作動位置にもたらす。更に、スイベル４４５は、プローブを替えるための位置にＡＦＭ４４０をもたらすことができる。

【0057】

マウント４５０は、ＡＦＭ４４０の測定ヘッドを電子ビーム４３５がフォトマスク２００、３００に衝突する第１の測定点４９０の近くに案内する。マウント４５０は、検査すべきサンプル４０５に対してＡＦＭ４４０の位置を調節するために１つ又はそれよりも多くの平行移動要素（図４には示さず）を更に含むことができる。

【0058】

ＡＦＭ４４０の圧電アクチュエータ４５５の上端は、マウント４５０と接続される。圧電アクチュエータ４５５の他端は、ＡＦＭ４４０のプローブを担持する。圧電アクチュエータ４５５は、てこ作用アーム４６０を含み、当業分野で一般的であるように以下では片持ち梁４６０と呼ぶ。片持ち梁４６０は、その自由端に測定先端４６５を担持する。測定先端４６５は、第２の測定点４９５でサンプル４０５又はフォトマスク２００、３００との相互作用に入る。

【0059】

コンピュータシステム４８０は、フォトマスク２００、３００の区画の表面の２次元又は３次元輪郭を決定するために、コンピュータシステム４８０がフォトマスク２００、３００にわたって走査するように圧電アクチュエータ４６０に信号を出力することができる。

【0060】

検出器４７０は、第１の測定点４９０で電子ビーム４３５によって生成された２次電子及び／又はサンプル４０５によって後方散乱した電子を電子測定信号に変換し、その信号をコンピュータシステム４８０に転送する。検出器４７０は、これらのエネルギ及び／又は空間角度（図４には示さず）において電子を区別するためのフィルタ又はフィルタシステムを含むことができる。

【0061】

顕微鏡システム４００は、第１の測定点４９０で入射電子ビーム４３５によって生成される光子の検出のための検出器４７５を更に含むことができる。検出器４７５は、例えば、生成された光子のエネルギスペクトルをスペクトル的に解像し、かつフォトマスク２００、３００の面に近い面又は層の組成物に関する推測を下すことを可能にすることができる。ＳＥＭ４２０の作動領域（第１の測定点４９０）及びＡＦＭ４４０の作動領域（第２の測定点４９５）の空間的分離は、第２の検出器４７５の設置のための空間を与える。検出された電子及び光子に含まれる情報の組合せにより、単に１つの検出器４７０又は４７５の測定信号と比べて、フォトマスク２００、３００又はその材料組成のより完全な像を提供する。

【0062】

走査粒子顕微鏡４２０の第１の測定点４９０から走査プローブ顕微鏡４４０の第２の測定点４９５に到達するために、サンプル台４１５は、図４に矢印によって示すように両方の点４９０及び４９５間の距離だけマスク２００、３００を平行移動させる。代替実施形態において、サンプル台４１５は、空間的に固定することができ、走査粒子顕微鏡４２０及び走査プローブ顕微鏡４４０は、２つの測定点４９０及び４９５間の距離だけ移動する。サンプル台４１５と２つの走査顕微鏡４２０及び４４０の複合移動も考えられる。

【0063】

これに加えて、例示的な顕微鏡システム４００は、イオン源４７７を含み、イオン源４７７は、第１の測定点４９０の領域に低エネルギイオンを提供し、一部の事例では、電子ビーム４３５によるフォトマスク２００、３００の面の帯電、すなわち、入射電子ビーム４３５の空間分解能の低下を回避する。

【0064】

ＥＵＶ波長範囲に対する将来のフォトマスクに対して、走査粒子顕微鏡４２０及び走査プローブ顕微鏡４４０によって生成された画像の解像度は、１桁ナノメートル範囲又はそれ未満にしなければならない。＜１０ｎｍのビーム直径を有する走査粒子顕微鏡４２０は、それを達成することができる。走査プローブ顕微鏡４４０の例としてのＡＦＭも、サブナノメートル範囲で構造を解像することができる。生成された画像のＳＮ比は、５ｄＢ又はそれよりも高くしなければならない。

【0065】

コンピュータシステム４８０は、検出器４７０及び４７５の測定信号を解析し、これらから写真又は画像を生成する評価ユニット４８２を含み、評価ユニット４８２は、ディスプレイ４８７上に示されている。評価ユニット４８２はまた、ＡＦＭ４４０の測定信号を処理し、ディスプレイ４８７上にそのグラフィック表現を提供する。コンピュータシステム４８０は、ＳＥＭ４２０の電子キャノン４２５及びコラム４３０を制御することができる。コンピュータシステム４８０はまた、ＡＦＭ４４０を制御することができる。電気信号を圧電アクチュエータ４６０の接続部に印加することにより、コンピュータシステム４８０はまた、その電気信号をフォトマスク２００、３００にわたってｘ及び／又はｙ方向に走査することができる。

【0066】

コンピュータシステム４８０は、マイクロプロセッサ、ＣＰＵ、ＰＣ、及び／又はワークステーションとすることができる。コンピュータシステム４８０は、顕微鏡システム４００に組み込むことができ、又はコンピュータシステム４８０は、個別のデバイスとすることができる。コンピュータシステム４８０はまた、例えば、キーボード、マウス、及び／又はプリンタのような入力及び／又は出力デバイスを含むことができる。コンピュータシステム４８０は、ハードウエア、ソフトウエア、ファームウエア、又はその組合せとして提供することができる。

【0067】

更に、コンピュータシステム４８０は、相関ユニット４８５を含む。相関ユニット４８５は、走査粒子顕微鏡４２０及び／又は走査プローブ顕微鏡４４０を使用して捕捉された画像データを互いに対して位置合わせすることができる。この目的のために、相関ユニット４８５は、検出器４７０及び／又は４７５においてＡＦＭ４４０の測定信号から発生された画像データを互いに関連付けるアルゴリズムを含む。現在好ましい実施形態において、相関ユニット４８５は、ＡＦＭ４４０の画像データからの走査粒子顕微鏡４２０の模擬画像を含む。相関ユニット４８５は、次に、走査粒子顕微鏡４２０の模擬画像を走査粒子顕微鏡４２０から由来の画像データと比較する。このようにして、走査粒子顕微鏡４２０及び走査プローブ顕微鏡４４０の測定方法の異なる撮像特性が対処される。

【0068】

好ましい実施形態において、相関ユニット４８５のアルゴリズムは、フォトマスク２００、３００の区画の２つ又はそれよりも多くの画像の重ね合わせがどれだけ確実に行われているかを説明する品質ファクタを生成する。相関ユニット４８５によって使用するアルゴリズムは、指紋と比較するために又は顔認識のために使用することができるものに類似している。相関ユニット４８５によって実施する相関処理に関連する詳細は、以下の図５から図９の説明との関連で説明する。

【0069】

相関ユニット４８５は、ハードウエア、ソフトウエア、ファームウエア、又はハードウエア、ソフトウエア、及び／又はファームウエアからの組合せとして提供することができる。相関ユニット４８５は、コンピュータシステム４８０に組み込むことができ、又は相関ユニット４８５は、顕微鏡システム４００内の個別のユニットとして提供することができる。相関ユニット４８５は、無線又は有線を通じてコンピュータシステム４８０の評価ユニット４８２から走査粒子顕微鏡４２０及び／又は走査プローブ顕微鏡４４０の画像データを取得し、これらの画像データの相関を実行し、次に、結果をモニタ上に表示し、又はディスプレイ４８７によって表示するために相関結果をコンピュータシステム４８０に転送して戻す完全に個別のユニット（図４には示さず）として提供することも更に可能である。

【0070】

更に、顕微鏡システム４００は、真空チャンバ４０２（図４には示さず）内に真空を発生させてこれを維持するために１つ又はそれよりも多くのポンプシステムを含む。

【0071】

図４に示す顕微鏡システム４００が、フォトマスク１１０の１つ又はそれよりも多くの欠陥を修復し、すなわち、修復ツールになることを可能にするために、顕微鏡システム４００は、１つ又はそれよりも多くの処理ガスを提供することができることが必要である。このために、顕微鏡システム４００は、それぞれの弁及びガス給送システム（同様に図４には示さず）と共に１つ又はそれよりも多くのガス容器を提供することができることが必要である。そのような修復ツールは、ここで参照されるＰＣＴ出願ＷＯ ２０１２／１４６６４７ Ａ２において本出願人によって説明されている。修復ツールは、電子ビーム４３５及び１つ又はそれよりも多くの処理ガスの影響下で化学反応を局所的に誘導することができ、これを用いてフォトマスク２００、３００は、材料除去又は材料堆積によって選択的かつ局所的に変化させることができる。

【0072】

以下において、相関ユニット４８５によって実施される相関処理の詳細を図５から図９の助けによって説明する。図５は、実際のフォトマスク５１０の区画５００を示している。フォトマスク５１０は、透過２００（図２を参照）又は反射フォトリソグラフィマスク３００（図３を参照）とすることができる。以下において、簡単にするために、マスク５１０並びに更に説明するマスクは、透過フォトマスク２００であり、すなわち、マスク５１０の基板５３０は、化学線の光子に対して透明であると考えられる。

【0073】

図１の理想的フォトマスク１１０の区画１００と同様に、図５は、周期的「線及びスペース」配置の構造要素５２０を含むフォトマスク５１０の区画５００を提示している。フォトマスク５１０の区画５００は、走査電子顕微鏡４２０、例えば、高解像度の図４の顕微鏡システム４００のＳＥＭを用いて記録されたものである。このようにして、構造要素５２０の材料の粒状構造５２５が現れる。

【0074】

図５は、図１に示す理想的フォトマスク１１０の設計において考えられるものとは異なる実際のフォトマスク５００の構造要素５２０のエッジが理想的な直線ではないことを更に示している。そうではなく、吸収構造要素５２０は、これらの理想的形状からのランダム偏差を含む。図５の例において、これらは、窪み５５０並びに膨らみ５４０、５６０、及び５７０である。フォトマスクの区画５００のランダム変動５４０、５５０、５６０、及び５７０は、フォトマスク５１０の区画５００の特定の指紋を形成する。フォトマスク５１０の区画５００のランダム変動５４０、５５０、５６０、及び５７０に対して、特性点５４５、５５５、５６５、及び５７５を決定することができる。特性点５４５、５５５、５６５、及び５７５、例えば、窪み及び膨らみ５４０、５５０、５６０、及び５７０の頂点を選択することができる。しかし、異なる方法によるランダム窪み及び膨らみ５４０、５５０、５６０、及び５７０から特性点を選択することができる。例えば、エッジの非摂動位置からの窪み５５０及び膨らみ５４０、５６０、及び５７０の一定の割合の最大偏差は、特性点として定義することができる。

【0075】

構造要素５２０の幅は、使用するマスク５１０のタイプに依存する。ＥＵＶマスクに対して、構造要素５２０、並びに中間に位置する吸収体材料のないストライプの幅は、６０ｎｍの範囲にある。現在の仕様が許容する構造要素５２０のエッジの変動は、＜３ｎｍである。

【0076】

好ましい実施形態において、フォトマスク５１０の区画５００の特性点５４５、５５５、５６５、及び５７５は、図１の理想的フォトマスク１１０に示すようにマスクの設計に基づいて決定される。

【0077】

特性点５４５、５５５、５６５、及び５７５は、フォトマスク５１０の区画５００をフォトマスク５１０の他の区画又は画像と重ね合わせるためにフォトマスク５１０の区画５００の既に存在するマーカーとして以下では使用される。

【0078】

フォトマスク５１０の区画５００には、点線で図５に示されている欠陥５８０が存在する。この欠陥５８０は、例えば、フォトマスク５１０の基板５３０の局所突起又は局所窪みである。しかし、欠陥５８０のトポロジーコントラストは、フォトマスク５１０の区画５００のＳＥＭ４２０の画像で目立つか又は可視であるようにするには十分ではない。

【0079】

図６は、図４の走査プローブ顕微鏡４４０で、すなわち、ＡＦＭを用いて記録されたフォトマスク５１０の区画６００を示している。区画６００は、図５の区画５００と５０％を超えて重なる。ＡＦＭ４４０の分解能は、区画６００が図５の区画５００よりもフォトマスク５１０の小さい部分を示すようにＳＥＭ４２０の分解能よりも僅かに高かった。構造要素５２０の窪み５５０及び２つの膨らみ５６０及び５７０が区画６００に含まれている。フォトマスク５１０の区画６００の特性点５５５、５６５、及び５７５は、構造要素５２０のエッジのランダム変動５５０、５６０、及び５７０から図５との関連で上述したように決定される。

【0080】

図５及び図６の比較から、区画５００又は６００が１つよりも多い特性点５４５、５５５、５６５、及び５７５を含むこと、及び特性点がフォトマスク５１０の区画５００及び６００全体を通して更に配分されることは有益であることが明らかになる。このようにして、小部分において重なるに過ぎないフォトマスク５１０の区画５００及び６００は、互いに対して位置合わせすることができる。同じくこのようにして、位置合わせは、高い精度で行うことができる。しかし、相関ユニット４８５を使用するために、区画５００及び６００が１つよりも多い共通特性点５４５、５５５、５６５、及び５７５を含むことは必ずしも必要ではない。

【0081】

特性点５４５、５５５、５６５、及び５７５は、フォトマスク５１０に適用されてそれらの位置合わせのために区画５００及び６００内で可視である追加のマーカーと組み合わせて使用することも可能である。区画５００及び６００を互いに変換するために、スキャンボックス及び特性点５４５、５５５、５６５、及び５７５を共に使用することも更に考えられる。

【0082】

図６に示すように、ＡＦＭ４４０の分解能は、構造要素５２０の粒状構造５２５をフォトマスク５１０の区画６００の画像内で可視にするほど十分に高い。

【0083】

上述したように、フォトマスク５１０の区画５００及び６００は、異なる分解能で記録されたものである。以下に説明し、かつ相関ユニット４８５によって実施される重ね合わせ処理に対しては、これは意味がない。相関ユニット４８５が相関処理のためにマーカーとして使用することができる少なくとも１つの共通特徴点５４５、５５５、５６５、及び５７５を区画５００及び６００が含む限り、フォトマスク５１０の区画５００及び６００は、少なくとも部分的に重なることのみが必要である。重ね合わせるべき区画５００及び６００は、互いに対して回転させることができ、及び／又は区画５００又は６００は、歪みを含むこともできる。

【0084】

図５の区画５００のＳＥＭ４２０の走査の画像と比べて、欠陥５８０は、図６の区画６００のＡＦＭ４４０の走査の画像で明瞭に可視である。ＡＦＭ４４０は、ナノメートル領域内にある欠陥５８０の窪み及び／又は突起を解像することができる。

【0085】

図７の画像７００は、フォトマスク５１０の区画５００及び６００の不正確な重ね合わせを表している。ＡＦＭ走査の画像の区画６００の画像スケーリングは、区画５００と重ね合わせる前にＳＥＭ走査の解像に適応されたものである。フォトマスク５１０の構造要素５２０は、互いの上に位置するが、窪み及び膨らみ５４０、５５０、５６０、及び５７０とこれらから決定された特性点５４５、５５５、５６５、及び５７５において現れる区画５００及び６００との指紋は一致しない。「線及びスペース」配置における構造要素５２０の２次元の平行移動対称性により、欠陥５８０は、ｘ並びにｙ方向にシフトされた位置での重ね合わせ７００で示されている。区画５００及び６００のそのような重ね合わせは、例えば、区画５００及び６００の相関に対してフォトマスク５１０に適用されたマーカーのみを使用している場合の結果とすることができる。

【0086】

ＳＥＭ４２０が、重ね合わせ７００から決定された位置で欠陥５８０を補正するために１つ又はそれよりも多くの処理ガスと組み合わせて使用されると考えられる場合に、欠陥５８０は修復されないであろう。最悪の場合には、重ね合わせ欠陥５８０ではなく、フォトマスク５１０の基板５２０は、更に別の欠陥の生成になる可能性がある修復処理中の損傷を受けるであろう。

【0087】

図８は、図５及び図６の２つの区画５００及び６００の重ね合わせ８００を示し、その位置合わせは、特性点５６５及び５７５を使用して実施されたものである。図８に示す例において、模擬ＳＥＭ画像６５０は、ＡＦＭ走査の画像データから計算されたものである。この計算は、相関ユニット４８５によって実施される。このようにして、走査粒子顕微鏡４２０及び走査プローブ顕微鏡４４０の異なる撮像特性が対処される。模擬ＳＥＭ画像６５０を生成する時に、走査プローブ顕微鏡４４０の画像スケーリングは、ＳＥＭ走査の記録に適応される。更に、模擬ＳＥＭ画像６５０は、ＡＦＭ走査の画像データの回転及び／又は歪みを補正する。

【0088】

図８に表示された区画５００及び６５０の重ね合わせ８００は、特性点５６５及び５７５の位置の良好な一致、すなわち、数ナノメートルの範囲の一致を示している。欠陥５８０が模擬ＳＥＭ画像６５０において現れる時の欠陥５８０の位置は、従って、ＳＥＭ走査の区画５００における欠陥５８０の実際の位置と同じく良好に適合する（点線によって示す）。従って、ＳＥＭ４２０は、欠陥５８０がＳＥＭ走査の区画５００内で可視ではないという事実にもかかわらず、欠陥５８０の更なる修復に確実に使用することができる。

【0089】

図８において、ＳＥＭ走査の画像は基準として使用され、ＡＦＭ走査の画像データは、模擬ＳＥＭ画像６５０の計算を通して基準に対して適応されたものである。基準として走査プローブ顕微鏡走査の画像を使用し、この基準に対して走査粒子顕微鏡走査の画像データを調節することも可能である。

【0090】

図８から集めることができるように、模擬ＳＥＭ画像６５０とＳＥＭ走査の区画５００との構造要素５２０の粒状構造５２５は、まだ適合していない。ＳＥＭの模擬ＳＥＭ画像６５０及び測定された区画５００の一致は、従って、依然として更に改善することができる。ピクセル毎方式で、区画５００及び６５０の粒状構造５２５は、相関ユニット４８５によって高い程度で一致させることができる。図９は、２つの区画５００及び６５０の粒状構造５２５を相関させた後の区画５００及び６５０を表している。２段位置合わせ処理の関連では、相関ユニット４８５は、模擬ＳＥＭ画像６５０をＳＥＭ４２０によって測定された区画５００と本質的に一致させる変換９９０を計算する。

【0091】

特性点５４５、５５５、５６５，５７５の助けによる変換９９０の決定は、僅かな計算労力のみを要し、従って、高速処理作動を可能にする。区画５００及び６５０の構造要素５２０の粒状構造５２５を相関させることによる精緻化段階も、重ね合わせられる点が既に互いの近くに位置するので、中庸な計算労力を必要とするに過ぎない。更にかつそれはより重要な態様であるが、２段手法は、相関ユニット４８５が２次的最大値への変換９９０を誤って見出すのを防止する。画像を周期的構造要素と相関させるための標準的方法を使用する時に、これは、例示的に図７に示すように起こる場合がある。

【0092】

１つ又はそれよりも多くの処理ガスを使用する走査粒子顕微鏡４２０による欠陥５８０の修復は、模擬ＳＥＭ画像６５０の変換９９０を行った後では基本的に成功する。

【0093】

図８の説明中に既に上で詳しく示したように、代替実施形態において、相関ユニット４８５は、区画５００及び６５０の構造要素５２０の粒状構造５２５の相関を実行することなく、単に特性点５６５及び５７５に基づいて変換９９０を計算することができる。

【0094】

最後に、図１０は、マスク欠陥５８０を修復するための処理の流れ図１０００を示し、２つ又はそれよりも多くの画像を相関させる方法の修復処理内への組み込みを示している。修復処理は１０１０において始まる。第１の段階１０２０において、フォトマスク２００、３００、５１０は、検査ツールを用いて存在する欠陥５８０に関して検査される。修復ツールとして、例えば、ＡＩＭＳ（登録商標）（空間像測定システム）デバイスを使用することができ、これは、ウェーハの代わりにリソグラフィデバイスの中に挿入され、この位置で生成された空間像を測定する。

【0095】

段階１０３０において、上述の段階１０２０で検出されるか又は識別された欠陥５８０は、例えば、顕微鏡システム４００のＡＦＭのような走査プローブ顕微鏡４４０を使用して測定され、かつ画像内に描写される。

【0096】

段階１０４０において、識別され（段階１０２０）かつ測定された（段階１０３０）欠陥５８０は、顕微鏡システム４００の走査粒子顕微鏡４２０、例えば、ＳＥＭで撮像される。ＡＩＭＳ（登録商標）ツールを検査ツールとして使用する場合、又は例えばＳＥＭに基づく異なる上流検査ツールが将来の欠陥５８０の撮像のための異なる分解能を更に提供する場合に、１つ又は複数の欠陥５８０は、検査ツールで直接に撮像することもでき、段階１０２０及び１０４０は一致する場合がある。

【0097】

ここで、段階１０５０において本発明の相関方法を使用するための要件が満たされる。段階１０５０において、走査プローブ顕微鏡４４０及び／又は走査粒子顕微鏡４２０の画像は、上述の相関ユニット４８５の助けにより互いに相関されるか又は互いに変換される。

【0098】

段階１０６０において、修復ツールは、欠陥５８０を修復するために互いに位置合わせされた画像５００、６５０を使用する。好ましい実施形態において、走査粒子顕微鏡及び走査プローブ顕微鏡は、フォトマスク５１０の欠陥５８０を単一ツールにおいて解析かつ修復することができるように、修復ツール内に一体化される。

【0099】

図１０の流れ図１０００において、段階１０２０から１０４０は、本発明の方法を使用するための準備段階であり、段階１０６０は、実際の修復処理である。これらの段階は、本発明の相関方法の領域外にあり、従って、図１０には点線で示されている。

【0100】

本出願は、１つ又はそれよりも多くの顕微鏡システムによって記録された画像を高い精度で互いに変換することができ、この目的のためにマーカーをフォトマスクに付加する必要のない相関ユニット４８５を説明するものである。

【符号の説明】

【0101】

５００、６５０ 区画
５４５、５５５、５６５、５７５ 特性点
５５０、５６０、５７０ ランダム変動
５８０ 欠陥
９９０ 変換

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】