特許 6609568 差分ダイおよび差分データベースを利用した検査

(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】6609568

(24)【登録日】2019年11月1日

(45)【発行日】2019年11月20日

(54)【発明の名称】差分ダイおよび差分データベースを利用した検査

(51)【国際特許分類】

   G03F 1/84 20120101AFI20191111BHJP

【ＦＩ】

   G03F1/84

【請求項の数】27

【全頁数】26

(21)【出願番号】特願2016-558562(P2016-558562)

(86)(22)【出願日】2015年3月24日

(65)【公表番号】特表2017-516127(P2017-516127A)

(43)【公表日】2017年6月15日

(86)【国際出願番号】US2015022340

(87)【国際公開番号】WO2015148577

(87)【国際公開日】20151001

【審査請求日】2018年3月14日

(31)【優先権主張番号】61/969,990

(32)【優先日】2014年3月25日

(33)【優先権主張国】US

(31)【優先権主張番号】61/969,984

(32)【優先日】2014年3月25日

(33)【優先権主張国】US

(31)【優先権主張番号】14/664,565

(32)【優先日】2015年3月20日

(33)【優先権主張国】US

(73)【特許権者】

【識別番号】500049141

【氏名又は名称】ケーエルエー コーポレイション

(74)【代理人】

【識別番号】110001210

【氏名又は名称】特許業務法人ＹＫＩ国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】ヘス カール イー

(72)【発明者】

【氏名】リウ ヤンウェイ

(72)【発明者】

【氏名】シオーン ヤーリン

【審査官】 佐野 浩樹

(56)【参考文献】

【文献】 国際公開第２０１３／１２３２６０（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 米国特許出願公開第２０１２／００７５４５６（ＵＳ，Ａ１）

【文献】 特開昭６１−１４０８０４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００９−００２７４３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００９−０２５２２１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００５−３０２４４５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００４−２７１４７０（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｇ０１Ｎ２１／８４ −２１／９５８、

Ｇ０３Ｆ １／００ − １／８６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

フォトリソグラフィ用レチクルの検査方法において、
検査ツールを使って、レチクル上の同じダイの集合の各ダイの各パッチ領域の複数のパッチ領域画像を取得するステップと、
各パッチ領域画像の積分強度値を確定するステップと、
各パッチ領域画像の積分強度値に、そのパッチ領域画像の他のパッチ領域画像のパターン密度と比較したパターン密度を定量化したパターンスパース性メトリクスに比例した量で前記積分強度値が変化するようにゲインを適用するステップと、
ダイの、各ペアがテストダイと基準ダイを含むようなペアの中の各パッチの積分強度値間の差を確定し、レチクルの特徴物エッジに依存する特徴物の特性のばらつきと相関するレチクルの強度差マップを形成するステップと、
を含む方法。

【請求項2】

請求項１に記載の方法において、
各ダイのパッチ領域画像は、ダイのうちの同じダイのパッチ領域画像と整合させられる方法。

【請求項3】

請求項１に記載の方法において、
各パッチ領域画像の積分強度値は、パッチ領域画像の複数の小領域の平均強度値である方法。

【請求項4】

請求項１に記載の方法において、
各ダイの各パッチ領域画像のスパース性メトリクスは、そのダイの他のパッチ領域画像の平均エッジピクセル数とそのようなパッチ領域画像の局所的エッジピクセル数との比であり、各パッチ領域画像の積分強度値に前記ゲインを適用することは、他のパッチ領域画像よりも低いパターン密度及び対応する低いエッジピクセル数を有する各パッチ領域画像の積分強度値を増大させる、方法。

【請求項5】

請求項４に記載の方法において、
平均および局所的エッジピクセル数は、各特徴物エッジに関する所定のピクセル幅に限定される方法。

【請求項6】

請求項１に記載の方法において、
特徴物の特性のばらつきはクリティカルディメンション（ＣＤ）のばらつきである方法。

【請求項7】

請求項６に記載の方法において、
レチクルの各パッチ領域の校正係数を使って強度差マップをＣＤ差マップに変換するステップをさらに含む方法。

【請求項8】

請求項７に記載の方法において、
各パッチ領域のための校正係数は、そのレチクルの製造に使用された、各パッチ領域の既知のＣＤ値を有するデザインデータベースから確定される方法。

【請求項9】

請求項８に記載の方法において、
各パッチ領域のための校正係数は、
そのようなパッチ領域に対応するデザインデータベースの１つまたは複数のパターンに基づいて、レチクルの各パッチ領域の画像をレンダリングし、
各パッチ領域の各レンダリング画像について、予想される積分強度値を確定し、
所定のＣＤ変化によって、（ｉ）各パッチ領域に対応する１つまたは複数のパターンの各々をバイアスし、バイアスされた１つまたは複数のパターンをそのようなパッチ領域のバイアス画像にレンダリングするか、または（ｉｉ）各パッチ領域のレンダリング画像の１つまたは複数のパターンをバイアスして、そのようなパッチ領域のバイアス画像を形成し、
各パッチ領域の各バイアス画像について、予想される積分強度値を確定し、
各パッチ領域について、レンダリング画像の積分強度値とバイアス画像の積分強度値との間の積分強度差を確定し、
各パッチ領域について、積分強度差を所定のＣＤ変化で割ることによって校正係数を確定する
ことによって確定される方法。

【請求項10】

請求項８に記載の方法において、
校正係数が各パッチ領域のために、フォトリソグラフィプロセスでそのレチクルを１回または複数回使用した後にＣＤ均一性をモニタするために保存される方法。

【請求項11】

請求項１に記載の方法において、
各パッチ領域画像について、積分強度値を確定する前に、強度値をパッチ領域画像の中の何れの特徴物エッジからも所定の距離だけ離れた位置にある何れかのフラットフィールド領域の所定の一定値に変化させるステップをさらに含む方法。

【請求項12】

請求項１１に記載の方法において、
所定の距離は、特徴物エッジが隣接するフラットフィールド領域から確定された強度値に影響を与えないように選択される方法。

【請求項13】

請求項１に記載の方法において、
各パッチ領域画像の積分強度値に適用されるゲインは、所定の量により限定される方法。

【請求項14】

フォトリソグラフィ用レチクルを検査する検査システムにおいて、
少なくとも１つのメモリと、
レチクル上の同じダイの集合の各ダイの各パッチ領域の複数のパッチ領域画像を取得する動作と、
各パッチ領域画像の積分強度値を確定する動作と、
各パッチ領域画像の積分強度値に、そのパッチ領域画像の他のパッチ領域画像のパターン密度と比較したパターン密度を定量化したパターンスパース性メトリクスに比例した量で前記積分強度値が変化するようにゲインを適用する動作と、
ダイの、各ペアがテストダイと基準ダイを含むようなペアの中の各パッチの積分強度値間の差を確定し、レチクルの特徴物エッジに依存する特徴物の特性のばらつきと相関するレチクルの強度差マップを形成する動作と、
を実行するように構成された少なくとも１つのプロセッサと、
を含む検査システム。

【請求項15】

請求項１４に記載のシステムにおいて、
各ダイのパッチ領域画像は、ダイのうちの同じダイのパッチ領域画像と整合させられるシステム。

【請求項16】

請求項１４に記載のシステムにおいて、
各パッチ領域画像の積分強度値は、パッチ領域画像の複数の小領域の平均強度値であるシステム。

【請求項17】

請求項１４に記載のシステムにおいて、
各ダイの各パッチ領域画像のスパース性メトリクスは、そのダイの他のパッチ領域画像の平均エッジピクセル数とそのようなパッチ領域画像の局所的エッジピクセル数との比であり、各パッチ領域画像の積分強度値に前記ゲインを適用することは、他のパッチ領域画像よりも低いパターン密度及び対応する低いエッジピクセル数を有する各パッチ領域画像の積分強度値を増大させる、システム。

【請求項18】

請求項１７に記載のシステムにおいて、
平均および局所的エッジピクセル数は、各特徴物エッジに関する所定のピクセル幅に限定されるシステム。

【請求項19】

請求項１４に記載のシステムにおいて、
特徴物の特性のばらつきはクリティカルディメンション（ＣＤ）のばらつきであるシステム。

【請求項20】

請求項１９に記載のシステムにおいて、
少なくとも１つのメモリと少なくとも１つのプロセッサは、レチクルの各パッチ領域の校正係数を使って強度差マップをＣＤ差マップに変換するようにさらに構成されているシステム。

【請求項21】

請求項２０に記載のシステムにおいて、
各パッチ領域のための校正係数は、そのレチクルの製造に使用された、各パッチ領域の既知のＣＤ値を有するデザインデータベースから確定されるシステム。

【請求項22】

請求項２１に記載のシステムにおいて、
各パッチ領域のための校正係数は、
そのようなパッチ領域に対応するデザインデータベースの１つまたは複数のパターンに基づいて、レチクルの各パッチ領域の画像をレンダリングし、
各パッチ領域の各レンダリング画像について、予想される積分強度値を確定し、
所定のＣＤ変化によって、（ｉ）各パッチ領域に対応する１つまたは複数のパターンの各々をバイアスし、バイアスされた１つまたは複数のパターンをそのようなパッチ領域のバイアス画像にレンダリングするか、または（ｉｉ）各パッチ領域のレンダリング画像の１つまたは複数のパターンをバイアスして、そのようなパッチ領域のバイアス画像を形成し、
各パッチ領域の各バイアス画像について、予想される積分強度値を確定し、
各パッチ領域について、レンダリング画像の積分強度値とバイアス画像の積分強度値との間の積分強度差を確定し、
各パッチ領域について、積分強度差を所定のＣＤ変化で割ることによって校正係数を確定する
ことによって確定されるシステム。

【請求項23】

請求項２１に記載のシステムにおいて、
校正係数が各パッチ領域のために、フォトリソグラフィプロセスでそのレチクルを１回または複数回使用した後にＣＤ均一性をモニタするために保存されるシステム。

【請求項24】

請求項１４に記載のシステムにおいて、
少なくとも１つのメモリと少なくとも１つのプロセッサは、
各パッチ領域画像について、積分強度値を確定する前に、強度値をパッチ領域画像の中の何れの特徴物エッジからも所定の距離だけ離れた位置にある何れかのフラットフィールド領域の所定の一定値に変化させるようにさらに構成されるシステム。

【請求項25】

請求項２４に記載のシステムにおいて、
所定の距離は、特徴物エッジが隣接するフラットフィールド領域から確定された強度値に影響を与えないように選択されるシステム。

【請求項26】

請求項１４に記載のシステムにおいて、
各パッチ領域画像の積分強度値に適用されるゲインは、所定の量により限定されるシステム。

【請求項27】

検査ツールを使って、レチクル上の同じダイの集合の各ダイの各パッチ領域の複数のパッチ領域画像を取得する動作と、
各パッチ領域画像の積分強度値を確定する動作と、
各パッチ領域画像の積分強度値に、そのパッチ領域画像の他のパッチ領域画像のパターン密度と比較したパターン密度を定量化したパターンスパース性メトリクスに比例した量で前記積分強度値が変化するようにゲインを適用する動作と、
ダイの、各ペアがテストダイと基準ダイを含むようなペアの中の各パッチの積分強度値間の差を確定し、レチクルの特徴物エッジに依存する特徴物の特性のばらつきと相関するレチクルの強度差マップを形成する動作と、
を実行するための命令が記憶されている非一時的コンピュータ読取可能媒体。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は一般に、半導体検査の分野に関する。より詳しくは、本発明はクリティカルディメンション均一性およびその他をモニタする方法に関する。

【背景技術】

【0002】

関連出願との相互参照
本願は、２０１４年３月２５日に出願された、「差分ダイの改良（Ｄｅｌｔａ Ｄｉｅ Ｅｎｈａｎｃｅｍｅｎｔ）」と題するＣａｒｉ Ｅ．Ｈｅｓｓ ｅｔ ａｌ．の過去の米国仮特許出願第６１／９６９，９８４号と、２０１４年３月２５日に出願された「差分データベースクリティカルディメンション均一性マップ（Ｄｅｌｔａ Ｄａｔａｂａｓｅ Ｃｒｉｔｉｃａｌ Ｄｉｍｅｎｓｉｏｎ Ｕｎｉｆｏｒｍ Ｍａｐ）」と題するＣａｒｉ Ｅ．Ｈｅｓｓ ｅｔ ａｌ．の米国仮特許出願第６１／９６９，９９０号の、米国特許法第１１９条に基づく優先権を主張するものであり、これらの出願の全体を、あらゆる目的のために参照によって本願に援用する。

【0003】

一般に半導体製造業には、積層され、パターニングされた半導体材料を使って集積回路を基板、例えばシリコン上に製造するための非常に複雑な技術が関わる。集積回路は一般に、複数のレチクルから製造される。まず回路デザイナが、特定の集積回路（ＩＣ）デザインを記述した回路パターンデータまたはデザインデータベースをレチクル生産システム、すなわちレチクルライタに提供する。回路パターンデータは通常、製造されるＩＣデバイスの物理層の表現レイアウトの形態である。表現レイアウトには、そのＩＣデバイスの各物理層（例えば、ゲート酸化膜、ポリシリコン、金属配線層、その他）の表現層が含まれ、各表現層は、特定のＩＣデバイスの層のパターニングを画定する複数の多角形で構成される。レチクルライタは、回路パターンデータを使って複数のレチクルを書き込み（例えば、通常、電子ビームラタイまたはレーザスキャナを使ってレチクルパターンを露光する）、これが後に特定のＩＣデザインを製造するために使用される。

【0004】

各レチクルまたはフォトマスクは一般に、少なくとも透明領域と不透明領域および、時として半透明領域と位相シフト領域を含む光学素子であり、それらがと共同で集積回路等の電子デバイスの共平面中の特徴物のパターンを画定する。レチクルは、フォトリソグラフィ中に半導体ウェハの中のエッチング、イオン打ち込み、またはその他の製造プロセスのための具体的な領域を画定するために使用される。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】米国特許出願公開第２００４／０２４０７２３号

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

レチクル検査システムはレチクルについて、レチクルの製造中、またはフォトリソグラフィにおいてかかるレチクルを使用した後に発生しているかもしれない欠陥を検査してもよい。回路集積の規模の大きさと半導体デバイスの小型化により、製造されるデバイスは欠陥に対してますます影響を受けやすくなっている。すなわち、デバイスの故障の原因となる欠陥はますます微細化しつつある。したがって、レチクルの特性をモニタするための改良された検査方式が常に必要とされている。

【課題を解決するための手段】

【0007】

以下に、本発明の特定の実施形態の基本的な理解が得られるようにするために、本開示の簡略的概要を示す。この概要は本開示の詳細にわたる概説ではなく、発明の主要／重要要素を特定しなければ、発明の範囲も画定しない。その唯一の目的は、後述の、さらに詳しい説明の前置きとして、本明細書で開示されるいくつかの概念を簡略的に示すことである。

【0008】

１つの実施形態において、フォトリソグラフィ用レチクルを検査する方法と装置が開示される。検査ツールを使って、レチクル上の同じダイの集合の各ダイの各パッチ領域の複数のパッチ領域画像が得られる。各パッチ領域画像の積分強度値が確定される。各パッチ領域画像の積分強度値に、そのパッチ領域画像のパターンスパース性メトリクスと、他のパッチ領域画像のパターンスパース性メトリクスに対するその相対値に基づいてゲインが適用される。ダイの、各ペアがテストダイと基準ダイを含むようなペアの中の各パッチの積分強度値間の差が確定され、レチクルの強度差マップが形成される。強度差マップは、レチクルの特徴物エッジに依存する特徴物の特性のばらつきと相関する。

【0009】

ある具体的な実施例において、各ダイのパッチ領域画像は、ダイのうちの同じダイのパッチ領域画像と整合する。他の例において、各パッチ領域画像の積分強度値は、パッチ領域画像の複数の小領域の平均強度値である。他の実施形態において、各ダイの各パッチ領域画像のスパース性メトリクスは、そのダイの他のパッチ領域画像の平均エッジピクセル数とそのようなパッチ領域画像の局所的エッジピクセル数との比である。別の態様において、平均および局所的エッジピクセル数は、各特徴物エッジに関する所定のピクセル幅に限定される。

【0010】

特ある具体的な実施例において、特徴物の特性のばらつきはクリティカルディメンション（ＣＤ）のばらつきである。別の態様において、方法は、レチクルの各パッチ領域の校正係数を使って強度差マップをＣＤ差マップに変換するステップを含む。別の態様において、各パッチ領域のための校正係数は、そのレチクルの製造に使用された、各パッチ領域の既知のＣＤ値を有するデザインデータベースから確定される。また別の態様において、各パッチ領域のための校正係数は、（ｉ）そのようなパッチ領域に対応するデザインデータベースの１つまたは複数のパターンに基づいて、レチクルの各パッチ領域の画像をレンダリングし、（ｉｉ）各パッチ領域の各レンダリング画像について、予想される積分強度値を確定し、（ｉｉｉ）所定のＣＤ変化によって、（ａ）各パッチ領域に対応する１つまたは複数のパターンの各々をバイアスし、バイアスされた１つまたは複数のパターンをそのようなパッチ領域のバイアス画像にレンダリングするか、または（ｂ）各パッチ領域のレンダリング画像の１つまたは複数のパターンをバイアスして、そのようなパッチ領域のバイアス画像を形成し、（ｉｖ）各パッチ領域の各バイアス画像について、予想される積分強度値を確定し、（ｖ）各パッチ領域について、レンダリング画像の積分強度値とバイアス画像の積分強度値との間の積分強度差を確定し、（ｖｉ）各パッチについて、積分強度差を所定のＣＤ変化で割ることによって校正係数を確定することにより確定される。別の態様において、校正係数が各パッチ領域のために、フォトリソグラフィプロセスでそのレチクルを１回または複数回使用した後にＣＤ均一性をモニタするために保存される。

【0011】

他の実施形態において、方法は、各パッチ領域画像について、積分強度値を確定する前に、強度値をパッチ領域画像の中の何れの特徴物エッジからも所定の距離だけ離れた位置にある何れかのフラットフィールド領域の所定の一定値に変化させるステップを含む。別の態様において、所定の距離は、特徴物エッジが隣接するフラットフィールド領域から確定された強度値に影響を与えないように選択される。他の実施形態において、各パッチ領域画像の積分強度値に適用されるゲインは、所定の量により限定される。

【0012】

ある代替的実施形態において、本発明は、フォトリソグラフィ用レチクルを検査する検査システムに関し、システムは、少なくとも１つのメモリと、上記の動作のうちの１つまたは複数を実行するように構成された少なくとも１つのプロセッサと、を含む。他の実施形態において、本発明は、上記の動作のうちの少なくともいくつかを実行するための命令がその上に記憶されたコンピュータ読取可能媒体に関する。

【0013】

本発明の上記およびその他の態様を、図面を参照しながら以下にさらに説明する。

【図面の簡単な説明】

【0014】

【図1】複数のダイを有するある例示的レチクルの概略上面図である。

【図2】本発明の１つの実施形態による、差分強度マップを生成する手順を説明するフローチャートである。

【図3A】本発明の第一の実施例によるレチクル部分の複数の走査スワスの概略図である。

【図3B】ある具体的な実施形態による、パッチに分割されたレチクルスワスに対応する強度データセットの概略図である。

【図3C】本発明の第二の実施例によるレチクルの複数の走査スワスを示す図である。

【図3D】ある実施例によるレチクルのスワスのパッチの複数の局所領域に対応する複数の強度データセットの概略図である。

【図4】本発明の第二の実施例によるスワス管理手順を示すフローチャートである。

【図5】本発明の１つの実施例による、設定手順中にその範囲、オフセット、およびアレイサイズが確定されるダイアレイを有するレチクルを示す図である。

【図6A】明るい背景領域により取り囲まれた暗い構造を有するパッチエリアの略図である。

【図6B】その境界における強度変化が図６Ａのパッチより漸次的である、明るい背景領域により取り囲まれる暗い構造を有するパッチ領域の略図である。

【図7】本発明のある具体的な実施例による、クリティカルディメンションマップを生成する手順を示すフローチャートである。

【図8】本発明の技術を実施できる例示的な検査システムの概略図である。

【図9A】特定の実施形態による、マスクパターンをフォトマスクからウェハ上に転写するためのリソグラフィシステムの簡略概略図である。

【図9B】特定の実施形態によるフォトマスク検査装置の概略図である。

【発明を実施するための形態】

【0015】

以下の説明において、数字による具体的な詳細が、本発明をよく理解できるようにするために示されている。本発明は、これらの具体的な詳細の一部または全部がなくても実践できる。また別の場合、よく知られたプロセス動作については、本発明を不必要に曖昧にするのを避けるために、詳しく説明されていない。本発明を特定の実施形態に関連して説明するが、当然のことながら、本発明をその実施形態に限定することは意図されていない。

【0016】

本発明の特定の実施形態は、レチクルを検査して、欠陥または、より具体的にはレチクル特徴物の特性、例えばクリティカルディメンション（ＣＤ）のばらつきを検出するための技術とシステムを提供する。以下の例示的実施形態はレチクルに関して説明されているが、何れの適当な種類のサンプル（例えば、ウェハ）であっても、このような技術またはシステムを使ってモニタできる。さらに、以下の例示的実施形態は、ＣＤのばらつきのほかに、その他のサンプル特性、例えば高さの均一性、側壁角度の均一性、表面粗さの均一性、ペリクルの透過率の均一性、石英の透過率の均一性、その他のモニタにも応用できる。

【0017】

「レチクル」という用語は一般に、透明基板、例えばガラス、ほうけい酸ガラス、石英、または溶融石英を含み、その上に不透明材料の層を有する。不透明な（または実質的に不透明な）材料としては、フォトリソグラフィの光（例えば、深紫外線）を完全に、または部分的にブロックする、何れの適当な材料が含まれていてもよい。例示的な材料としては、クロム、珪化モリブデン（ＭｏＳｉ）、珪化タンタル、珪化タングステン、ガラス上のＯＭＯＧ（Ｏｐａｑｕｅ ＭｏＳｉ ｏｎ Ｇｌａｓｓ）、その他が含まれる。接着性を改善するために、ポリシリコンフィルムも不透明層と透明基板との間に追加されてもよい。低反射膜、例えば酸化モリブデン（ＭｏＯ_２）、酸化タングステン（ＷＯ_２）、酸化チタン（ＴｉＯ_２）、または酸化クロム（ＣｒＯ_２）が不透明材料の上に形成されてもよい。

【0018】

レチクルという用語は様々な種類のレチクルを指し、これには明視野レチクル、暗視野レチクル、バイナリレチクル、位相シフトマスク（ＰＳＭ）、交番ＰＳＭ、減衰またはハーフトーンＰＳＭ、３相減衰(ternary attenuated)ＰＳＭ、およびＣＰＬ（Ｃｈｒｏｍｅｌｅｓｓ Ｐｈａｓｅ Ｌｉｔｈｏｇｒａｐｈｙ）ＰＳＭが含まれるが、これらに限定されない。明視野レチクルは透明な視野または背景領域を有し、暗視野レチクルは、不透明な視野または背景領域を有する。バイナリレチクルは、透明および透明の何れのパターニングされた領域も有するレチクルである。例えば、クロム金属吸収膜により画定されるパターンを有する透明溶融シリカブランクから作られたフォトマスクを使用できる。バイナリレチクルは位相シフトマスク（ＰＳＭ）とは異なり、その１つの種類は、部分的にのみ光を透過させる膜を含んでいてもよく、これらのレチクルは一般にハーフトーンまたは埋め込み型位相シフトマスク（ｅｍｂｅｄｄｅｄ ｐｈａｓｅ−ｓｈｉｆｔ ｍａｓｋ）（ＥＰＳＭ）と呼ばれる場合がある。位相シフト材料がレチクルの交互に透明な空間上に設置されている場合、このレチクルは交番ＰＳＭ、ＡＬＴ ＰＳＭ、またはレベンソンＰＳＭと呼ばれる。任意のレイアウトパターンに適用される位相シフト材料の１つの種類は、減衰またはハーフトーンＰＳＭと呼ばれ、これは、不透明材料を一部透過性、すなわち「ハーフトーン」膜に置き換えることによって製造されてもよい。３相減衰(ternary attenuated)ＰＳＭは、完全に不透明な特徴物も含む減衰ＰＳＭである。

【0019】

一般に、透明、吸収、一部不透明、位相シフト材料が、クリティカルディメンション（ＣＤ）幅を持つように設計され、形成されたパターン構造に形成され、その結果、構造間にも透明なスペースができ、これもＣＤを有する。特定のＣＤ値は一般に、フォトリソグラフィプロセスの中で特定のレチクル特徴物がウェハにどのように転写されるかに影響を与え、このようなＣＤは、この転写プロセスを最適化するように選択される。換言すれば、特定のレチクル特徴物のＣＤ値が所定のＣＤ範囲内にあれば、このようなＣＤ値により、回路デザイナの意図に従い、最終的な集積回路が適正に動作できるように、相応の特徴物が製造される。特徴物は通常、最小限の寸法で形成され、それによっても集積回路の面積が節約されるような動作回路が得られる。

【0020】

新たに製造されたレチクルには、ＣＤ（またはその他の膜またはパターン特性）の欠陥の問題が含まれているかもしれない。例えば、レチクルには、マスクライタのスワスエラー等の不良ＣＤ領域があるかもしれない。レチクルはまた、時間の経過とともに様々な方法で損傷を受ける可能性もある。第一の劣化の例において、フォトリソグラフィの露光プロセスの結果、レチクルの不透明材料が物理的に劣化するかもしれない。例えば、レチクル上に使用される高出力ビーム、例えば１９３ｎｍの高出力深紫外線（ＵＶ）ビームは、物理的にレチクル上の不透明材料に損傷を与えうる。損傷はまた、他の波長、例えば２４８ｎｍのＵＶビームによっても引き起こされるかもしれない。実際に、ＵＶビームは物理的に、レチクル上の不透明パターンが崩れ、特徴物が扁平化する原因となる可能性がある。その結果、不透明な特徴物のＣＤ幅は、当初のＣＤ幅と比較してかなり大きくなっているかもしれず、その一方で、このような不透明特徴物間の間隔のＣＤ幅は、当初のＣＤ幅と比較してかなり小さくなっているかもしれない。その他の種類のＣＤ劣化は、レチクル特徴物（ＭｏＳｉ）と露光用の光との間の化学反応、洗浄プロセス、汚染、その他に起因するかもしれない。これらの物理的影響はまた、時間の経過とともにレチクルのクリティカルディメンション（ＣＤ）にも不利な影響を与える可能性がある。

【0021】

この劣化の結果として、特徴物のＣＤ値が大幅に変化して、レチクル全体を通じたＣＤの均一性に影響を与え、ウェハの歩留まりに不利な影響を与えるかもしれない。例えば、マスクのある部分のマスク特徴物の幅が、当初の線幅であるＣＤよりかなり大きいかもしれない。例えば、半径方向のパターンのＣＤ不均一性があるかもしれず、レチクルの中央のＣＤはレチクルのエッジと異なる。

【0022】

レチクルのクリティカルディメンションの均一性（Ｃｒｉｔｉｃａｌ−Ｄｉｍｅｎｓｉｏｎ−Ｕｎｉｆｏｒｍｉｔｙ）（ＣＤＵ）マップは、レチクル等のＣＤをモニタしやすくするために生成されてもよい。これらのＣＤＵマップは、半導体チップメーカがレチクルの使用から得られるプロセスウィンドウを理解する上で重要である。ＣＤＵマップにより、チップメーカは、そのレチクルを使用するか、リソグラフィプロセス中にエラーの補償を適用するか、またはレチクルの製造を改善して、改良された次のレチクルが形成されるようにするかを判断できる。このようなＣＤＵマップは、アクティブ領域全体を通じて繰返しパターンを有するメモリマスクについては比較的簡単であるが、ほとんどが繰返しパターンではないロジックマスクの場合、はるかに難しい。

【0023】

ＣＤＵマップは、様々な方法で生成できる。ｄｉｅ−ｔｏ−ｄｉｅモードの検査方式では、２つまたはそれ以上のダイの対応領域間の平均強度値を比較して、差分強度値を得てもよい。次に、レチクル全体を通じた差分ダイ値が差分強度マップを有効に形成でき、その後、これを校正して、フルＣＤＵマップにすることができる。以下の検査方法は強度型の信号に基づくものとして説明されているが、本発明の代替的実施形態では、その他の種類の信号を使用してもよい。

【0024】

図１は、複数のダイを有するある例示的なレチクル１００の概略上面図である。図のように、レチクルはダイの６×４のアレイを含み、これらは行と列で指定される。例えば、第一の一番上の行のダイ１０２ａ〜１０２ｆは、一番左の列から一番右側の列まで、それぞれ（１，１）、（１，２）、（１，３）、（１，４）、（１，５）、および（１，６）と指定される。同様に、最後の行のダイは各々の特定の行と列について、（４，１）、（４，２）、（４，３）、（４，４）、（４，５）、および（４，６）と指定される。

【0025】

ダイは、繰返しのメモリパターンと異なるロジックパターンを含んでいるが、ダイは相互に同じに設計されている。したがって、特定のダイの各ダイ部分（「パッチ」と呼ばれる）は、他のダイの各々からの少なくとも１つの他のパッチと同じであると予想される。同じに設計されている異なるダイからの異なるパッチを、本明細書においては、「ダイ等価(die-equivalent)」と呼ぶ。例えば、ダイ１０２ｂのパッチ１０４ｂは、他のダイ（例えば、１０２ａ、１０２ｃ、１０２ｄ、１０２ｅ、および１０２ｆ）の中のダイ等価パッチ（例えば、１０４ａ、１０４ｃ、１０４ｄ、１０４ｅ、および１０４ｆ）を有する。

【0026】

検査中、レチクルのパッチの複数のパッチ画像が光学検査ツールを使って得られてもよい。画像取得中、各ダイについて複数のパッチ画像が得られる。例えば、画像パッチは、ダイ１０２ａのパッチ１０４ａおよび１０４ｇについて得られる。１つの例示的なｄｉｅ−ｔｏ−ｄｉｅモードの検査方式では、画像パッチはダイ間でダイ等価パッチが得られるように取得または画定され、これらのダイ透過パッチが処理されて、ＣＤ欠陥またはＣＤばらつきが検出される。

【0027】

具体的な実施形態において、各テストパッチの積分強度値が基準パッチ（すなわち、対応するダイ等価パッチ）の平均強度と比較されて、差分強度（ΔＩ）マップが得られ、これはレチクル全体を通じたＣＤのばらつきと相関させることができる。各パッチの積分強度値は、そのパッチのピクセルの強度値を平均することによって得られてもよい。ダイ等価パッチのレチクルパターンが同じであり、ＣＤ（またはその他のパターン特性）が変動しない場合、ダイ等価パッチからの光は同じであると予想される。特定のパッチの強度が他のダイ等価基準パッチと異なる場合、その特定のパッチのパターンには、ダイ等価基準パッチと比較して、ＣＤのばらつきがあると推定されうる。例えば、透過された強度が増大すれば、不透明レチクルパターンのＣＤが減少し、透明レチクル領域のＣＤが増大したことが推測される。

【0028】

ｄｉｅ−ｔｏ−ｄｉｅモードの検査方式は、比較的高密度のパターンについては好適に機能する。しかしながら、スパースなパターン領域は、特徴物エッジ、例えばＣＤの均一性に関する特徴物特性をモニタするためのｄｉｅ−ｔｏ−ｄｉｅ方式の感度に不利な影響を与えるかもしれない。スパースなパッチは、よりエッジ数の多い高密度パターンのパッチと比較して、このようなパッチに関する信号に貢献する特徴物エッジまたはピクセルの数が比較的少ない。それゆえ、スパースなパッチのエッジに対応する信号は、より密度の高いパッチより低い傾向がある。低密度パッチの強度の低い信号は、（例えば、公称ＣＤからの）ＣＤの変化、時には大幅なＣＤの変化と関連しているかもしれず、このような強度の低い信号はノイズ信号レベルに近付く可能性があり、その結果、このようなＣＤの変化に関するΔＩ値が生成されなくなる。したがって、スパースなレチクル領域内のエッジ関連の特徴物のばらつきは検出しにくいかもしれない。

【0029】

本発明の特定の実施形態は、このようなパッチのパターンのスパース性レベルに基づいて、パッチから確定された強度信号をバイアスするための技術を提供する。それに加えて、ノイズを低減させる技術もまた、本明細書で説明する。図２は、本発明の１つの実施形態による、差分強度マップを生成するための手順２００を示すフローチャートである。以下の検査プロセス２００は、新たに製造されたレチクルについて実行して、製造上の欠陥領域を検出しても、またはフォトリソグラフィプロセスで１回または複数回使用されたレチクルについて実行して、特徴物の変化をモニタし、および／または劣化を検出してもよい。

【0030】

動作２０２で、レチクルのダイ集合の中の各ダイのパッチ領域から画像を得ることができる。換言すれば、検査ツールは、入射光ビームがレチクルの各ダイの各パッチを走査する間に、反射光もしくは透過光または反射光および透過光の両方を検出し、収集するように動作可能であってもよい。入射光ビームは、各々が複数のパッチを含むレチクルスワス走査してもよい。この入射ビームに応答して、各パッチの複数の地点または小領域から光が集束される。

【0031】

検査ツールは一般に、このような検出光を、強度値に対応する検出信号に変換するように動作可能であってもよい。検出信号は、レチクルの異なる位置の異なる強度値に対応する振幅値を有する電磁波形の形態をとってもよい。検出信号はまた、強度値とそれに関連するレチクル点座標の単純なリストの形態をとってもよい。検出信号はまた、レチクル上の異なる位置または走査点に対応する異なる強度値を有する画像の形態をとってもよい。レチクル画像は、レチクルのすべての位置が走査され、光が検出された後に生成されても、または各レチクル部分が走査されるたびにレチクル画像の一部が生成されてもよい。

【0032】

図３Ａは、本発明の実施形態によるレチクル部分３００の、走査／画像化された複数の「スワス」（例えば、３０４ａ〜３０４ｌ）の概略図である。各強度データセットは、レチクル部分３００の「スワス」に対応してもよい。各強度データセットは、レチクルからスワスを蛇行またはラスタパターンで逐次的に走査することによって得られてもよい。例えば、レチクル部分３００の第一のスワス３０４ａが光検出システムの光ビームにより例えば左から右にプラスのｘ方向に走査され、第一の強度データ集合が得られる。次に、レチクルはビームに関してｙ方向に移動される。次に、第二のスワス３０４ｂが右から左にマイナスのｘ方向に走査され、第二の強度データ集合が得られる。スワスは、ダイの一番下の行からダイの一番上の行へと、またはその逆に逐次的に走査される。

【0033】

図３Ｂは、スワス３０４ａに対応する強度データセットの概略図である。レチクルスワス３０４ａの強度データはまた、複数のパッチ（例えば、３５２ａ、３５２ｂ、３５２ｃ、および３５２ｄ）に対応する複数の強度データ集合に分割される。図示されていないが、パッチは重複して、また別の処理ステップ中、例えばダイの整合中に有効パッチ画像の大きさを縮小できる。強度データは、各スワスの各パッチにおける複数の点について収集されてもよい。

【0034】

あるスワスの走査がダイの行に関して同じｙ部分にわたって掃引するように整合された場合、各走査スワスには、そのようなダイが同じであれば、複数のダイからのダイ等価パッチが含まれる。すなわち、各ダイのパッチは、そのスワスが得られる他のダイのパッチの各々と同じ基準位置に関して位置付けられる。図のように、スワス３０４ａとそのパッチは、各パッチのそれぞれのダイの下側エッジ（例えば、ダイ３０２ａ〜３０２ｃのそれぞれの下側エッジ３０６ａ〜３０６ｃ）に関して位置付けられる。しかしながら、ダイの第二の行の走査スワスは、ダイの第一の行に関して等価パッチを持たない。１つの実施例において、１つのスワスだけのダイ等価パッチが一緒に処理されても、または、後でさらに説明するように、異なるダイの行のスワスとパッチの特定の部分を選択して処理し、異なる行にあるダイのダイ等価パッチを実現してもよい。

【0035】

第二の実施例において、画像スワスがダイの異なる行について、ダイの各行のスワスがダイに関して同様の方法で位置付けられるように得られる。異なるダイの行がどのように走査されるかを問わず、後でさらに説明するように、テストおよび基準ダイパッチ間の真実のダイ等価パッチを実現するためには、整合プロセスが必要であるかもしれない。

【0036】

図３Ｃは、本発明の第二の実施例によるレチクルの複数の走査されたスワスを示す。図のように、走査されたスワスはダイに関して、ダイ等価パッチ画像が複数のスワスとダイの複数の行を通じてより容易に実現できるように位置付けられている。例えば、スワス３４２ａおよび３０４ａは、それに対応するダイ（例えば、３０２ａ〜３０２ｆ）の実質的に同じ第一の行に位置付けられ、スワス３４２ｂおよび３０４ｂは、それに対応するダイ（例えば、３０２ａ〜３０２ｆ）の実質的に同じ第二の行に位置付けられる。

【0037】

図４は、本発明の１つの実施形態によるスワス管理の手順を表すフローチャートである。まず、動作２０４で、レチクルの同じダイの各々の第一および第二の反対側のエッジの位置を画定してもよい。一般に、検査ツールは、各ダイの範囲、ダイのオフセット、およびアレイのサイズに関する情報により設定してもよい。図５は、本発明の１つの例示的実施形態による、ダイのアレイ（例えば、５０２ａ〜ｈ）を有するレチクル５００を示しており、それについて、範囲、オフセット、およびアレイサイズが検査ツールに関して画定される。ある具体的な実施例において、検査ツールの設定プロセスはまず、ツールの中でレチクルを位置合わせするためのメカニズムを含んでいてもよい。レチクルは使用者により、レチクル上の何れの適当な数および種類の位置合わせマーク、例えば５０６ａ〜ｃに関しても、レチクル走査のためにレチクルを整合させ、特定の座標系を画定するように位置付けられてもよい。

【0038】

検査ツールのための設定プロセスを通じて、使用者は点５０４ａおよび５０４ｂを選択して、第一のダイ５０２ａの範囲および、すべてのダイが同一であれば他のすべてのダイの範囲を確定してもよい。使用者はまた、点５０４ｃを選択して、ダイ５０２ａおよび、相互からのそのオフセットが同じであれば他のすべてのダイに関するｘおよびｙオフセットを画定してもよい。範囲とオフセットを画定するために、上記以外の点（図示せず）が選択されてもよい。アレイサイズは、使用者によって検査ツールに入力されてもよい。

【0039】

検査ツールは、所定のダイの範囲、ダイのオフセット、およびアレイサイズを使って、各ダイの位置を自動的に画定し、スワス走査をどのように位置付けるかを確定してもよい。図４に戻ると、動作４０３で、第一のダイ集合の第一のエッジに関する第一のスワスの相対位置を、第一のスワスが第一のダイ集合または行の第一のエッジを含むように画定してもよい。図３Ｃの例において、第一のスワス３０４ａは、第一のダイ集合（例えば、３０２ａ〜３０２ｃ）の下側エッジ（例えば、３０６ａ〜３０６ｃ）に関して画定される。第一のスワスはまた、第一のダイ集合の他の何れの等価位置に関して画定されてもよい。スワスは一般に、特定のスワス位置において走査を自動的に開始する検査ツールによって、特定のダイに関して画定されてもよい。

【0040】

検査ツールのビームは次に、動作４０４で、レチクルの第一のスワス全体を走査して、第一のスワスの画像を取得してもよい。１つの例において、光ビームがレチクル全体を走査し、このようなビームがこのような第一のスワスを走査するときに、第一のスワスの各ピクセルまたは点の強度値を収集してもよい。換言すれば、検査ツールは、入射光ビームが第一のスワス全体を走査する間に、反射および／または透過光を検出し、収集するように動作可能であってもよい。光は、この入射光ビームに応答して、第一のスワスの複数の点または小領域から収集される。

【0041】

図３Ｃの例において、第一のスワス３０４ａはダイ３０２ａの第一のエッジ３０６ａ、ダイ３０２ｂの第一のエッジ３０６ｂ、およびダイ３０２ｃの第一のエッジ３０６ｃを含む。各ダイはまた、第二の反対側のエッジ（例えば、３０８ａ、３０８ｂ、および３０８ｃ）も有する。第一のスワスが走査された後、動作４０６で、次の隣接するスワスに次のダイ集合または行の第一のエッジが含まれるか否かを判断してもよい。スワスは、後でさらに説明するように、重複して、画像の整合を容易にする傾向がある。次のダイ集合の第一のエッジが達していなければ、動作４１０で次のスワスの位置を、その前に走査されたスワスに隣接するか、それと重複するように画定する。動作４１２で、ビームはまた、この画定された次のスワス全体を走査して、次のスワスの画像を取得してもよい。次に、動作４１４で、すべてのダイが走査されたか否かを判断してもよい。走査されていなければ、すべてのダイが走査されるまで、次のスワスの画定と走査を続け、レチクルの走査が完了する。

【0042】

図３Ｃの第一のスワス３０４ａの後に画定され、走査される次の隣接するスワスはスワス３０４ｂであり、これは第二のダイ集合３０２ｄ〜３０２ｆの第一のエッジ３０６ｄ〜３０６ｅに到達していない。この図において、次のスワス３０４ｂは第一のスワス３０４ａに隣接して位置付けられている。スワス３０４ｃ〜３０４ｆは、逐次的に次のスワスとして画定され、走査され、これらは各々、その前に走査されたスワスに隣接するか、またはそれと重複して位置付けられ、これらの次のスワスが検査ツールの光ビームで逐次的に走査されて、パッチ画像が得られる。

【0043】

図３Ａの第一の実施例と同様に、スワス３０４ｇが走査された後に、引き続き、隣接するスワスを走査できる（例えば、３０４ｈ〜３０４ｌ）。例えば、スワス３０４ｇ〜３０４ｌが走査されて、隣接する、または重複するスワス３０４ａ〜３０４ｌが形成される。しかしながら、第二のダイ集合（例えば、３０２ｄ〜３０２ｆ）の走査されたスワスがダイのエッジに関して、第一のダイ集合（例えば、３０２ａ〜３０２ｃ）のスワスと同様の方法では位置付けられないであろう。例えば、スワス３０４ｇの画像は、第二のダイ集合３０２ｄ〜ｆの第一のエッジと、第一のスワス３０４ａのパッチ画像が第一のダイ集合３０２ａ〜ｃの第一のエッジと整合するのと同様の方法では整合されない。この実施形態において、スワスは、異なるダイの行のスワスの部分が選択的に分析されて、ダイ等価パッチを形成するように、十分に重複して走査される。

【0044】

図の任意選択による第二の実施例は、新しいダイ集合を走査するときに次の走査の位置を変更するステップを含む。次の走査で次のダイ集合の第一のエッジに到達した場合、動作４０８で、次のスワスの相対位置を、次のダイ集合の第一のエッジに関して、第一のダイ集合に関する第一のスワスの相対位置と同じになるように設定してもよい。スワス３０４ｆが走査された後、走査するべき次のスワスは、図３Ｃの例においてはスワス３４２ａとして画定され、これは第二のダイ集合３０２ｄ〜ｆの第一のエッジ３０６ｄ〜ｆと整合する。次に、動作４１２で、ビームがこの次のスワスを走査し、画像が得られる。手順４００は、最後のスワスが走査されるまで繰り返される。

【0045】

すべてのダイ（または任意選択で、２つまたはそれ以上のダイのみ）について画像が得られた後、検査工程を実行する前に各ダイ画像を他のダイ画像に関して整合させてもよい。例えば、各テストダイ画像をそれに対応する基準ダイ画像と整合させることができる。図５に示される１つの例において、テストダイ５０２ａの画像を、基準ダイ５０２ｂの画像と整合させてもよく、テストダイ５０２ｂの画像を、基準ダイ５０２ｃの画像と整合させてもよく、等々である。この整合方式の結果、異なるペアのダイ整合によって生じる偽欠陥が発生するかもしれない。すなわち、すべてのダイが同じ方法で整合するとはかぎらないため、各ダイ等価画像パッチの中のパターンが相互にずれる可能性があり、その結果、テストおよび基準パッチの異なるペアのエッジパターンは同じではない。

【0046】

図２に示されるある代替的実施形態において、動作２０３で、各ダイ画像を１つの「理想ダイ」と整合させてもよい。例えば、図５の各ダイを理想ダイ５０２ａと整合させて、同じ整合状態が提供されるようにしてもよい。すなわち、ダイ５０２ｂ、５０２ｃ、５０２ｄ、５０２ｅ、その他をダイ５０２ａと整合させる。他の何れのダイを理想ダイとして選択し、それに他のダイを整合させてもよい。整合は、各ダイの画像を理想ダイの画像と重複させて、重複されたダイを徐々に（例えば、±５ピクセルずつ）移動させて、２つのダイ画像の一致が最大になる（すなわち、差が最小になる）ようにするステップを含んでいてもよい。

【0047】

整合プロセスには、検査ツールから収集された重複するスワスから、検査分析に使用される部分を選択するステップが関わってもよい。通常、スワス間にｘおよびｙ方向の両方に重複があるため、外側のスワス部分を廃棄して、残りのスワスが相互に整合し、各ダイにおいて同じとなるようにしてもよい。例えば、ダイ画像を理想ダイの画像と整合させ、各ダイからの特定のスワス部分を保持すると、各ダイ画像は、整合された理想ダイのスワスおよびパッチ位置（例えば、基準マークに関しての）に対応する位置を有するスワスとパッチを含む。検査されないレチクル領域（ケガキ線の中にテスト標的を含んでいるかもしれない）がないように、必要に応じて、１つまたは複数のスワスをダイ行間にギャップのために保持してもよい。上述のようなスワス走査の管理の第二の実施例によって、理想ダイと同じ行になかったダイについてのスワス部分およびそれに対応するパッチの廃棄が少なくなるであろう。

【0048】

図２に戻ると、動作２０４で、積分強度値等の画像特性に関する積分値を各パッチ（または複数のパッチ）について確定してもよい。図３Ｄは、レチクルのスワスのパッチの複数の局所領域（例えば、３７２ａ〜３７２ｆ）に対応する複数の強度データセットの概略図である。特定の実施例において、各パッチまたは２つもしくはそれ以上のパッチ集合について、平均または中央値の反射および／または透過強度値を確定してもよい。図のように、複数の強度値（例えば、３７２ａ、３７２ｂ、３７２ｃ、３７２ｄ、３７２ｅ、および３７２ｆ）は、レチクルの特定のスワスの特定のパッチ３５２ａの複数のピクセルまたは地点に対応する。例えば、レチクルのパッチ３５２ａに対応する強度データセットは、強度値２６、２５、２５、２５、２４、２５、その他を含んでいてもよい。パッチに関する強度値の全部を合算して平均し、そのようなパッチの平均強度値（例えば、２５）を確定してもよい。

【0049】

反射光に対応する強度値はまた、各パッチの平均反射および透過強度値を確定する前または後に透過された光の強度値と組み合わせてもよい。例えば、反射および透過強度値の平均を、各パッチの点またはピクセルについて確定してもよい。あるいは、平均を、パッチの反射または透過強度値について別々に計算してもよい。各パッチについて別々に計算された反射平均および透過平均はまた、組み合わせるか、または合算して平均してもよい。

【0050】

ある代替的実施形態において、各パッチの積分強度値は、レチクル検査中に検出された反射光、透過光、またはその両方に基づいて生成されてもよい。１つの実施例において、反射（Ｒ）および透過（Ｔ）値を（Ｔ−Ｒ）／２により組み合わせてもよい。反射された信号は通常、透過された信号と反対の符号である。したがって、ＴおよびＲ信号を差し引くと、信号が加算される。ノイズ源はＴとＲについて異なるため、ノイズは組み合わされた信号から平均化される傾向がありうる。Ｒおよび／またはＴ値へのその他の重み付けを用いてあるパッチの積分強度値を生成してもよく、それにも利点が伴う。いくつかのケースでは、特定の領域のＲおよびＴ信号は反対の符号ではなく同じ符号を有していてもよく、これは、関連する領域において結果が一貫せず、信頼できないかもしれないことを示す可能性がある。それゆえ、十分に信用できない場合は、このような領域のＲとＴの組合せをあまり重視しないか、または計算から除くことができる。

【0051】

異なるパッチのパターンの可変的なスパース性がそのパッチに関して最終的に得られる積分強度値に与える影響を補償するために、様々な方法を利用できる。換言すれば、パターンスパース性メトリクスを使って、各パッチの積分強度値を、そのようなパッチの他のパッチのパターンスパース性メトリクスに関する相対的パターンスパース性メトリクスに基づいて増減させてもよい。図の実施形態において、動作２０４で、局所的なエッジピクセル数を各パッチについて確定してもよい。動作２０８で、レチクルのパッチについて、平均エッジピクセル数も確定してよい。特定のパッチのエッジピクセル数は、何れの適当な方法で確定してもよい。例えば、ある領域のうち、特定の強度を有し、また大きく異なる強度を有する他のピクセルと隣接する部分であるピクセルをエッジピクセルと定義してもよい。図６Ａは、明るい背景領域６０４により取り囲まれる暗い構造６０２を有するパッチ領域の概略図である。暗い構造の境界、例えば境界６０２ａおよび６０２ｂに沿った暗いピクセルは、これらの構造のピクセルと周囲のフィールド６０４の隣接するピクセルとの間でコンテラストが高いため、エッジピクセルと容易に定義できる。すなわち、パッチ画像上の明暗間の鮮鋭な切り替わりが、１本の境界のピクセルにのみ広がっている。

【0052】

レチクル構造のほとんどの画像において、構造の境界に沿った強度に鮮鋭な切り替わりがないかもしれない。図６Ｂは、その境界においてより漸次的な強度変化を有する、明るい背景領域６５４により取り囲まれた暗い構造を有するパッチ領域の概略図である。図のように、構造は、暗い内側境界部分６５２ａと、中間のグレーの境界部分６５２ｂと、より明るいグレーの境界部分６５２ｃと、を含むが、境界領域には通常、さらにもっと多くのグレーの色調があってもよい。それゆえ、境界領域（６５２ａ〜ｃ）には暗から明への強度の切り替わりを持つ、より多くのピクセルが関わり、エッジピクセルとして定義されてもよい。

【0053】

特定のパッチの中の構造の境界の漸次的な強度変化のためにエッジピクセルカウントがより高くなると、より急峻なエッジを有するパッチと比較して、そのパッチについてのパターンスパース性の定量化に不利な影響が及ぶかもしれない。それゆえ、ピクセルのバッファを選択してエッジピクセルの特定に含めたり、または除去したりすることにより、あるピクセルエッジを所定の幅、例えば１または２ピクセルの幅でありうることを示してもよい。ピクセルエッジ幅は一般に、光学システムとサンプリング方法によって決まる。例えば、ピクセルエッジ幅は一般に、画像に対するエッジのインパクトの最大範囲に関する。

【0054】

図２に戻ると、動作２１０で、各パッチ強度値にゲインを適用してもよい。各パッチのゲインは、平均エッジピクセルカウントとそのようなパッチの局所的エッジピクセルカウントとの間の比に基づいていてもよい。例えば、平均カウントと比較して、エッジピクセルカウントがより低い、スパースなパターンを有するパッチの場合、強度信号のためのゲインはプラスとなり、よりスパースで、平均カウントより高いエッジピクセル数を有するパッチでは、ゲインがマイナスとなるか、またはそのパッチの強度値が低くなる。

【0055】

各パッチの強度信号に適用されるゲインの量は所定の量により限定される。この方式は、ゼロ除算の問題を防止し、または多くのゲインを使いすぎて、増大したノイズが問題になるのを防止するために有益でありうる。ゲインの限界の例としては、絶対的なゲイン増減の閾値を含むか、以下の等式による：（パッチ信号）^＊（平均エッジピクセルカウント）／最大（パッチエッジピクセルカウント、１０００）。この等式では、分母がある最小値、例えば１０００に限定されるであろう。その他の最小値を使用してもよい。

【0056】

次に、動作２１２で、各ダイの各テストパッチの強度値とそれに対応する基準パッチ基準値との間の差を確定してもよい。次に、動作２１４で、確定した強度差に基づいて差分強度マップを生成してもよい。差分強度マップの実施形態は、何れの適当な形態をとることもできる。例えば、差分強度マップは、レチクルの各領域の平均強度変動値のリストとして、テクスチャで表現できる。各平均強度変動値は、対応するレチクル領域座標に沿ってリストアップしてもよい。差分強度マップはまた、グリッド点の差値の標準偏差または分散等のメトリクスで表すこともできる。その代わりに、またはそれに加えて、強度変動マップは、異なる強度変動値または範囲が異なる視覚的方法、例えばレチクル領域の色の違い、棒グラフの高さの違い、グラフの数値の違い、または立体表現、その他として示されるように、視覚的に表現されてもよい。強度マップは、グリッド点のサンプリングサイズの違いまたは多項式フィッティングもしくはフーリエ変換等の異なる関数形へのフィットによって表現してもよい。

【0057】

差分強度（またはΔＩ）マップは、例えばレチクルの製造上の問題または、クロム、ＭｏＳｉ、ペリクル、洗浄型の劣化のような時間の経過によるレチクル劣化に起因するレチクル上の問題領域を追跡するために使用されてもよいが、レチクル全体を通じた変化の、より具体的なメトリクス、例えばΔＣＤも追跡することが有益であろう。本発明の特定の実施形態において、校正プロセスには、製造に使用されたか、または関心対象領域内に存在するパターンを使って、強度の変化からＣＤの変化への変換係数を計算することが含まれる。既知のΔＣＤと予想されるΔＩとの間の校正を設定し、保存し、後でΔＩマップをΔＣＤマップに変換するために使用できる。

【0058】

図７は、本発明の１つの実施形態による、差分ＣＤマップを生成するための手順７００を示すフローチャートである。この実施形態において、動作７０２で、各パッチのための既知のパターンを有するデザインデータベースがまず提供される。デザインデータベースは通常、例えばレチクルが製造された直後に、ｄｉｅ−ｄａｔａｂａｓｅモードでの欠陥検査の中で利用可能であろう。デザインデータベースは好ましくは、レチクルメーカが保持するが、デザインデータベースはまた、ウェハ製造施設における検査の中でも、例えばレチクルをデバイス製造のために使用した後にレチクルを検査するために提供されてもよい。

【0059】

図の実施形態において、動作７０４で、各パッチの設計パターンを検査画像にレンダリングしてもよい。例えば、レンダリングされた各検査画像は反射および透過値を含んでいてもよく、これらはそのデザインパターンで製造されたレチクルの、対応するパッチを光学的に検査することによって得られるであろう。レンダリングされた検査画像は、カリフォルニア州ミルピタスのＫＬＡ−Ｔｅｎｃｏｒ Ｃｏｒｐ．から入手可能なＴｅｒｏｎ６３０等、何れのツールを使って取得してもよい。次に、動作７０６で、レンダリングされた検査画像の各パッチの積分強度値を確定し、保存してもよい。例えば、レンダリングされた反射および透過強度値は、レンダリングされた各パッチについて合算して平均化してもよい（例えば、それによって平均反射値および平均透過値、または合算して平均化された反射および透過値を得る）。

【0060】

次に、動作７０８で、各パッチのデータベースパターンを所定のＣＤエラーによりバイアスしてもよい。例えば、各パッチのデータベースパターンはすべて、５ｎｍの既知のＣＤエラー値でバイアスされる。このバイアス動作は、データベースの数字そのものに対して実行することができ、またはこれはラスタ化またはレンダリング動作の後に、レンダリング画像について実行することもできる。このバイアス画像は次に、検査ステーションによって見られる強度と一致するようにレンダリングされる。次に、動作７１２で、ＣＤバイアス検査画像の各パッチについて、積分強度値の計算を確定してもよい。

【0061】

次に、動作７１４で、ＣＤバイアスのための予想されるΔＩを、ＣＤバイアス検査画像の各パッチの積分強度値をそれに対応するバイアスされていないパッチから差し引くことによって確定し、保存してもよい。次に、動作７１６で、各パッチについてΔＩからΔＣＤに変換するための校正係数を確定してもよい。各パッチの校正係数は、そのようなレンダリングされたパッチについて得られたΔＩによるΔＣＤの勾配によって提供されてもよい。例えば、動作７１８で、各検査パッチの各ΔＩに関して、対応するΔＣＤを確定してΔＣＤマップを形成してもよい。校正係数は、パッチのスパース性レベルに基づくゲインの増減が行われていない、確定されたΔＩ信号に適用することができ、それは、校正係数のもとになるレンダリングされたデータベース画像からのΔＩに、スパース性を一致させる効果があるからである。

【0062】

各パッチの校正係数はまた、保存して、レチクルが所定の期間または所定の数の製造プロセスに使用された後に、ＣＤ均一性をモニタする中で使用してもよい。すなわち、図２および７の手順のような上記の検査手順は、フォトリソグラフィプロセスがそのレチクルで何度も実行された後の使用済みレチクルについて繰り返される。

【0063】

勾配は、各パッチのための校正係数の計算の一部にすぎない。ＣＤオフセット値（または、意図されたデザイン上の平均ＣＤに関するマスク上の平均ＣＤ）を得ることは別の方法であり、これには画像を非常に正確にレンダリングする必要がある。これは理論的に可能であり、データベースレンダリングの直接的な結果であるが、それは通常、レンダリング品質と画像成形プロセスのノイズにより制限される。絶対的なＣＤを確定された強度信号に基づいて確定することも可能である。

【0064】

本発明の特定の実施形態は、ＣＤＵマップの形成におけるパターン密度の影響を補償し、それと同時にノイズを低減させることができる。校正の実施形態にはまた、差分強度測定値から差分ＣＤ測定値にマップを変換するという別の利点もある。

【0065】

さらに、ＣＤ均一性のエラーのほか、歩留まりに影響を与える可能性のあるその他の種類の問題も、上述の技術で発見できる。例えば、特定の種類の欠陥により、歩留まりを限定する可能性のある局所的な透過率のエラーが生じるかもしれない。局所的な透過性の問題の原因となる欠陥の１つの種類は、プリントされたウェハの機能に影響を与える可能性のあるガラス面のウォータスポットである。

【0066】

また、デザインデータベースを使用せずに、上述の動作を実行できる点にも留意されたい。この場合、既知の良好なレチクルからの当初の画像を基準値として使用してもよく、すると、ＣＤバイアスをこの当初の画像の上に直接重ねて、ＣＤバイアス画像を得てもよい。例えば、劣化と欠陥がないと確認された新品のレチクルを、既知の良好なレチクルとして使用してもよい。光学画像の直接バイアスは「マスクパターン回復」ステップとして実現されてもよく、これは、２０１４年１０月７日に発行されたＷａｎｇ ｅｔ ａｌ．の米国特許第８，８５５，４００号にさらに詳しく記載されおり、同特許の全体を参照によって本願に援用する。このようにして、透過および反射光の両方からの画像を使って、透過マスク画像を得ることができ、すると、これをより容易にバイアスできる。

【0067】

一般に、ＣＤ値はパターンエッジ、特にエッジの位置が透過信号にどのように影響を与えるかに依存する。すなわち、パターンエッジは、ＣＤ均一性をモニタする上で重要なものである。しかしながら、エッジ領域からとフラットフィールド領域の両方からノイズが生じる。スパースなパターンでは、エッジの数がより少なく、したがって、測定された信号は何れも、より弱く、これはノイズがこれらのスパース領域において、より重要であることを意味しており、それは、信号を弱めるゲイン増大方式はすべて、ノイズもまた増大させる可能性があるからである。ＣＤ均一性の利用に関するフラットフィールドエリアからは有益な信号が得られないため、ノイズをこれらの領域から除去することに意味がある。

【0068】

１つの実施形態において、フラットフィールド領域とは、パターンエッジから特定の距離にある領域と定義され、このフラットフィールド領域からの測定された画像値（ノイズを含む）は、その領域の公称光校正値等、それに対応する定数に置き替えられる。例えば、線構造画像の内部領域は黒（最小の光校正値）として定義され、線構造画像を取り囲む領域は白（最大の光校正値）として定義される。このようにして、フラットフィールド領域内のすべてのノイズが除去され、エッジノイズだけが残る。すべてのテストおよび基準領域内での定数の使用は、完全に取り消すべきである。

【0069】

フラットフィールド領域内のノイズを管理するためのこの手法は、これらのフラットフィールド領域からの画像ノイズがＣＤ変化を確定するために重要な信号を劣化させるのを防止する。フラットフィールド領域の画定には、エッジ領域からの何れの適当な距離を使用してもよい。換言すれば、あらゆる適当なエッジバッファを使用して、そのエッジバッファの外の領域に一定の強度値が割り当てられるようにすることができる。１つの例において、パターンエッジがもはや、テストまたは基準ダイスの何れに関する測定光値に重要な影響を与えなくなった領域をフラットフィールド領域と定義することができる。ある具体的な例において、エッジ領域は、ピクセルサイズとノイズ極小化の所望の最適化に応じて、±５ピクセル幅と定義される。画像は名目上、この領域のノイズを除いて変化しない。上で詳しく説明したように、対応するパッチすべてを良好に整合させて、これらのパッチの各々についてエッジの画定が同じになるようにすることが有益である点に留意されたい。

【0070】

これに加えて、フラットフィールド領域を画定するこの方法は、ｄｉｅ−ｔｏ−ｄａｔａｂａｓｅモードでの検査で使用されてよく、その場合、基準ダイはデザインデータベースからレンダリングされた画像から得られる。この手法は、ｄｉｅ−ｔｏ−ｄｉｅモードでの検査において、より重要であるかもしれず、それは、ノイズがテストおよび基準ダイのどちらにも存在する可能性があるからであり、ｄｉｅ−ｔｏ−ｄａｔａｂａｓｅモードでの検査の場合、ノイズはテストダイにだけあって、基準ダイにはない。

【0071】

全体的な強度オフセットは、全体的なＣＤのばらつきを確定するために使用されてもよい。すなわち、全体的なＣＤのばらつきは、ΔＩマップの全体的な強度オフセットに関連付けられてもよい。全体的なＣＤの変化を確定する中で、ノイズを補償するために、透過および反射光信号の両方を分析してもよい。ＲおよびＴマップのうちの「一致する」部分をＣＤオフセットの確定に使用でき、そのうちの「一致しない」部分はある種のノイズ（すなわち、複屈折、反射率の変化）を暗示しており、ＣＤオフセットの確定に使用されない。また、検査光レベルを適正に校正し、補償することも好ましい。

【0072】

全体的なオフセットを確定する１つの方法は、検査のためのフルマスクミーン(full mask mean)を計算することである。すると、このフルマスクミーンをΔＩマップの結果から差し引くことができる。しかしながら、比較的ノイズのない結果のためには、例えば、目に見える空間分布変化があったとしても、全体的なオフセットは非常に有意義である可能性がある。この全体的オフセットは、全体的なＣＤ変化を表すことができる。

【0073】

ΔＩまたはΔＣＤマップが生成された後に、マップの一方または両方を分析してもよい。例えば、同じレチクル領域の平均ΔＩまたはΔＣＤの何れかのばらつきが所定の閾値を超えるか否かを判断してもよい。平均ΔＩまたはΔＣＤが所定の閾値を超えた場合、対応するレチクル部分をより詳しく精査して、レチクルに欠陥があるためそれ以上使用できないか否かを判断できる。例えば、ＳＥＭを使って欠陥領域を精査し、クリティカルディメンションディ（ＣＤ）が仕様の範囲内にないか否かを判断してもよい。

【0074】

代替的実施例において、特定の強度変化を特定のＣＤ値に関連付けることができ、次にこれが仕様に適合するか否かを判断できる。他の実施例において、特定の強度変化は、複数の既知のＣＤ値を有する校正レチクルを通じて特定のＣＤ値に関連付けてもよく、これを確定して、異なるＣＤ変化間の強度差を判断できる。このようなＣＤと強度変化の相関関係は、校正レチクルの異なる領域から得られるが、これらの関連付けを同じレチクル領域の各々の各強度差に適用して、その同じレチクル領域のＣＤ変化を判断してもよい。

【0075】

ＣＤが仕様の範囲内にないことにより、レチクルは検査に合格しないであろう。レチクルが検査に不合格となった場合、そのレチクルは廃棄されるか、可能であれば修理されてもよい。例えば、特定の欠陥をレチクルから除去できる。修理後、新しい基準検査を洗浄したレチクルに実行し、手順を繰り返してもよい。

【0076】

本発明の技術は、ハードウェアおよび／またはソフトウェアの何れの適当な組合せで実行されてもよい。図８は、本発明の技術を実施できる例示的な検査システム８００の概略図である。検査システム８００は、検査ツールまたはスキャナ（図示せず）からの入力８０２を受け取ってもよい。検査システムはまた、受け取った入力８０２を分散させるためのデータ分散システム（例えば、８０４ａおよび８０４ｂ）と、受け取った入力８０２の特定部分／パッチを処理するための強度信号（またはパッチ）処理システム（例えば、パッチプロセッサおよびメモリ８０６ａおよび８０６ｂ）と、ΔＩおよびΔＣＤマップを生成するためのマップ生成システム（例えば、マップ生成プロセッサおよびメモリ８１２）と、検査システムの構成要素間の通信を可能にするネットワーク（例えば、スイッチネットワーク８０８）と、任意選択の大量記憶装置８１６と、マップを精査するための１つまたは複数の検査制御および／または精査ステーション（例えば、８１０）と、を含んでいてもよい。検査システム８００の各プロセッサは通常、１つまたは複数のマイクロプロセッサ集積回路を含んでいてもよく、また、インタフェースおよび／またはメモリ集積回路も含んでいてもよく、さらに、１つまたは複数の共有および／またはグローバルメモリデバイスに連結されてもよい。

【0077】

入力データ８０２を生成するためのスキャナまたはデータ取得システム（図示せず）は、レチクルの強度信号または画像を取得するための何れの適当な命令（例えば、本明細書中でさらに説明する）の形態をとってもよい。例えば、スキャナは、反射、透過、またはそれ以外の方法で１つまたは複数の光センサに誘導される検出光の一部に基づいて、レチクルのある部分の強度値の光学画像を構成するか、または強度値を生成してもよい。するとスキャナは強度値を出力してもよく、または画像がスキャナから出力されてもよい。

【0078】

レチクルは一般に、複数のパッチ部分に分割され、そこから、複数の点からの複数の強度値が得られる。レチクルのパッチ部分を走査して、この強度データを得ることができる。パッチ部分は、特定のシステムと用途の要求事項に応じて、何れの大きさと形状であってもよい。一般に、各パッチ部分の複数の強度値は、レチクルを何れの適当な方法で走査することによって得てもよい。例えば、各パッチ部分の複数の強度値は、レチクルのラスタ走査により得てもよい。あるいは、画像は、レチクルを何れの適当なパターン、例えば円形またはらせんパターンで走査することによって得てもよい。勿論、レチクルから円形またはらせん形状を走査するために、走査中にセンサの配置を変えなければならない（例えば、円形パターン）かもしれず、および／またはレチクルの移動を変える（例えば、回転させる）かもしれない。

【0079】

以下に示す例において、レチクルがセンサを通過するとき、光がレチクルの長方形領域（本明細書では「スワス」と呼ぶ）から検出され、このような検出光が各パッチの複数の点における複数の強度値に変換される。この実施形態においては、スキャナのセンサが、レチクルから反射され、および／または透過される光を受け取るために長方形のパターンに配置され、そこから、レチクルのパッチのスワスに対応する強度データセットが生成される。特定の例において、各スワスは、幅約１百万ピクセル、高さ約１０００〜２０００ピクセルとすることができ、各パッチは幅約２０００ピクセル、高さ１０００ピクセルとすることができる。

【0080】

各パッチの強度値は、何れの適当な方法で設定された光検査ツールを使って取得してもよい。光学ツールは一般に、強度値を得るための異なる検査ランについて実質的に同じ一連の動作パラメータ、すなわち「レシピ」で設定される。レシピの設定は、以下の設定のうちの１つまたは複数を含んでいてもよい：特定のパターンでレチクルを走査するための設定、ピクセルサイズ、単独の信号から隣接する信号を分類するための設定、フォーカス設定、照明または検出アパーチャの設定、入射ビーム角度と波長の設定、検出器の設定、反射または透過光の量に関する設定、空中モデリングパラメータ、その他。

【0081】

強度または画像データ８０２は、データ分散システムからネットワーク８０８を介して受け取ることかできる。データ分散システムは、１つまたは複数のメモリデバイス、例えばＲＡＭバッファと関連付けて、受け取ったデータ８２０の少なくとも一部を保持してもよい。好ましくは、メモリ全体は、データのスウォッチ全体を保持できる十分な大きさである。例えば、１ギガバイトのメモリであれば、１００万×１０００ピクセルまたは点のスウォッチにとって好適に機能する。

【0082】

データ分散システム（例えば、８０４ａおよび８０４ｂ）はまた、受け取った入力データ８０２の一部をプロセッサ（例えば、８０６ａおよび８０６ｂ）に分散させるのを制御してもよい。例えば、データ分散システムは、第一のパッチに関するデータを第一のパッチプロセッサ８０６ａに送ってもよく、第二のパッチに関するデータをパッチプロセッサ８０６ｂに送ってもよい。複数パッチに関する複数のデータセットを各パッチプロセッサに送ってもよい。

【0083】

パッチプロセッサは、レチクルの少なくとも一部または１つのパッチに対応する強度値または画像を受け取ってもよい。パッチプロセッサは各々、１つまたは複数のメモリデバイス（図示せず）、例えばローカルメモリ機能を提供する、例えば受信データ部分を保持するＤＲＡＭデバイスに連結されるか、またはそれと統合されてもよい。好ましくは、メモリは、レチクルのパッチに対応するデータを保持できるだけの十分な大きさである。例えば、８メガバイトのメモリであれば、５１２×１０２４ピクセルのパッチに対応する強度値または画像にとって好適に機能する。パッチプロセッサはまた、メモリを共有してもよい。

【0084】

入力テータの各セット８０２は、レチクルの１つのスワスに対応してもよい。１つまたは複数のデータセットを、データ分散システムのメモリの中に保存してもよい。このメモリは、データ分散システム内の１つまたは複数のプロセッサにより制御されてもよく、メモリは複数のパーティションに分割されてもよい。例えば、データ分散システムは、スワスの一部に対応するデータを受け取って第一のメモリパーティション（図示せず）の中に格納してもよく、データ分散システムは、他のスワスに対応する別のデータを受け取って第二メモリパーティション（図示せず）の中に格納してもよい。好ましくは、データ分散システムのメモリパーティションの各々は、データのうち、そのようなメモリパーティションに関連するプロセッサに送られる部分のみを保持する。例えば、データ分散システムの第一のメモリパーティションは第一のデータを保持し、パッチプロセッサ８０６ａに送ってもよく、第二のメモリパーティションは第二のデータを保持し、パッチプロセッサ８０６ｂに送ってもよい。

【0085】

検出された信号はまた、空間画像の形態をとってもよい。すなわち、空間イメージング技術を使って、フォトリソグラフィシステムの光学的効果をシミュレートし、ウェハ上で露光されるフォトレジストパターンの空間画像を生成してもよい。一般に、フォトリソグラフィツールの光学系は、レチクルから検出された信号に基づいて空間画像を生成するようにエミュレートされる。空間画像はフォトリソグラフィ光学系とレチクルを通ってウェハのフォトレジスト層へと通過する光から生成されるパターンに対応する。これに加えて、特定の種類のフォトレジスト材料のためのフォトレジスト露光プロセスもまたエミュレートされてよい。

【0086】

入射光または検出光は、何れの適当な空間開口(spatial aperture)を通って、何れの適当な入射角度で、何れの入射または検出光プロファイルを生成してもよい。例えば、プログラム可能な照明または検出用開口を使って、特定のビームプロファイル、例えば双極子、四極子、クエーサ、環状、その他を生成してもよい。具体的な例では、ＳＭＯ（Ｓｏｕｒｃｅ Ｍａｓｋ Ｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎ）または、何れのピクセル化照明法を利用してもよい。

【0087】

データ分散システムは、データの各データセットを何れの適当なパラメータに基づいて定義し、分散させてもよい。例えば、データは、レチクル上のパッチの対応する位置に基づいて定義され、分散されてもよい。１つの実施形態において、各スワスは、そのスワス内のピクセルの水平位置に対応する列の位置の範囲に関連付けられる。例えば、そのスワスの列０〜２５６は第一のパッチに対応してもよく、これらの列内のピクセルは第一の画像または強度値のセットを含み、これが１つまたは複数のパッチプロセッサに送られる。同様に、スワスの列２５７〜５１２は第二のパッチに対応してもよく、これらの列内のピクセルは第二の画像または強度値のセットを含み、これが異なるパッチプロセッサに送られる。

【0088】

図９Ａは、特定の実施形態により、フォトマスクＭからウェハＷにマスクパターンを転写するために使用可能な典型的なリソグラフィシステム９００の簡略化した概略図である。このようなシステムの例としては、スキャナとステッパ、より詳しくは、オランダのフェルトホーフェンのＡＳＭＬから入手可能なＰＡＳ ５５００システムが含まれる。一般に、照明光源９０３は照明光学系９０１（例えば、レンズ９０５）を通ってマスク平面９０２内にあるフォトマスクＭへと光ビームを誘導する。照明レンズ９０５は、その平面９０２において開口数９０１を有する。開口数９０１の数値は、フォトマスク上のどの欠陥がリソグラフィにとって重大な欠陥であり、どれがそうでないかに影響を与える。ビームのうち、フォトマスクＭを通過する部分がパターニングされた光学信号を形成し、これが画像成形光学系９１３を通ってウェハＷへと誘導されて、パターン転写を開始する。

【0089】

図９Ｂは、特定の実施形態による例示的検査システム９５０の概略図を提供し、これは照明光学系９５１ａを有し、それにはレチクル平面９５２において比較的大きい開口数９５１ｂを持つ結像レンズが含まれる。図の検査システム９５０は検出光学系９５３ａおよび９５３ｂを含み、これには、高度な検査を行うために、例えば６０〜２００×の倍率またはそれ以上を提供するように設計された顕微鏡拡大光学系が含まれる。例えば、検査システムのレチクル平面９５２での開口数９５１ｂは、リソグラフィシステム９００のレチクル平面９０２における開口数９０１よりはるかに大きくてもよく、その結果、テストま検査画像と実際にプリントされた画像との間に差が生じるであろう。

【0090】

本明細書で説明した検査技術は、様々な特別に構成された検査システム、例えば図９Ｂに概略的に示されているシステムで実装されてもよい。図のシステム９５０は照明光源９６０を含み、それが生成する光ビームは、照明光学系９５１ａを通ってレチクル平面９５２内のフォトマスクＭへと誘導される。光源の例としては、レーザまたはフィルタ処理されるランプが含まれる。１つの例において、光源は１９３ｎｍレーザである。上述のように、検査システム９５０はレチクル平面９５２において開口数９５１ｂを有していてもよく、これは対応するリソグラフィシステムのレチクル平面の開口数（例えば、図９Ａの要素９０１）より大きくてもよい。検査対象のフォトマスクＭは、レチクル平面９５２にあるマスクステージに載せられ、光源により露光される。

【0091】

マスクＭからのパターニングされた画像は、光学要素９５３ａの集合を通じて誘導され、これがパターニングされた画像をセンサ９５４ａへと投射する。反射システムの中で、光学要素（例えば、ビームスプリッタ９７６と検出レンズ９７８）が反射光をセンサ９５４ｂへと誘導し、捕捉する。適当なセンサとしては、電荷結合素子（ＣＣＤ）、ＣＣＤアレイ、ＴＤＩ（Ｔｉｍｅ Ｄｅｌａｙ Ｉｎｔｅｇｒａｔｉｏｎ）センサ、ＴＤＩセンサアレイ、光電子増倍管（ＰＭＴ）、およびその他のセンサが含まれる。

【0092】

レチクルのパッチを走査するために、何れの適当な機構によっても、照明光学系コラムをマスクステージに関して移動してよく、および／またはステージを検出器またはカメラに関して移動してよい。例えば、モータ機構を利用してステージを移動させてもよい。モータ機構は例えば、スクリュドライバとステッパモータ、フィードバック位置を持つニアドライブ、またはバンドアクチュエータとステッパモータから形成されてもよい。

【0093】

各センサ（例えば、９５４ａおよび／または９５４ｂ）により捕捉される信号は、コンピュータシステム９７３によって、または、より一般的には、各々が各センサからのアナログ信号を処理のためにデジタル信号に変換するように構成されたアナログ−デジタル変換器を含んでいてもよい１つまたは複数の信号処理装置によって処理できる。コンピュータシステム９７３は通常、入力／出力ポートに連結された１つまたは複数のプロセッサと、適当なバスまたはその他の通信機構を介して１つまたは複数のメモリを有する。

【0094】

コンピュータシステム９７３はまた、焦点およびその他の検査レシピパラメータを変化する等、ユーザ入力を提供するための１つまたは複数の入力装置（例えばキーボード、マウス、ジョイスティック）も含んでいてよい。コンピュータシステム９７３はまた、例えばサンプル位置を制御する（例えば、合焦し、走査する）ためにステージに接続され、また、他の検査システム構成要素に、このような検査システム構成要素のその他の検査パラメータおよび構成を制御するために接続されてもよい。

【0095】

コンピュータシステム９７３は、最終的な強度値、画像、およびその他の検査結果を表示するためのユーザインタフェース（例えば、コンピュータスクリーン）を提供するように（例えば、プログラミング命令で）構成されてもよい。コンピュータシステム９７３は、反射および／または透過された検出光ビームの強度の変化、位相、および／またはその他の特性を分析するように構成されてもよい。コンピュータシステム９７３は、最終的な強度値、画像、およびその他の検査特性を表示するためのユーザインタフェース（例えば、コンピュータスクリーン）を提供するように（例えば、プログラミング命令で）構成されてもよい。特定の実施形態において、コンピュータシステム９７３は、上で詳しく説明した検査技術を実行するように構成される。

【0096】

このような情報とプログラム命令は特別に構成されたコンピュータシステム上で実装されてよいため、このようなシステムは、本明細書に記載されている各種の動作を実行するためのプログラム命令／コンピュータコードを含み、これはコンピュータ読取可能媒体上に保存可能である。機械読取可能媒体の例としては、ハードディスク、フロッピーディスク（登録商標）、および磁気デーブ等の磁気媒体、ＣＤ−ＲＯＭディスクなどの光媒体、光ディスクなど光磁気媒体、およびプログラム命令を保存し、実行するように特別に構成された、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ−Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）デバイスおよびＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）等のハードウェアデバイスが含まれるが、これらに限定されない。プログラム命令の例としては、コンパイラにより生成されるようなマシンコードと、インタプリタを使用してコンピュータにより実行可能な、より高レベルのコードを含むファイルの両方が含まれる。

【0097】

特定の実施形態において、フォトマスクを検査するシステムは、少なくとも１つのメモリと少なくとも１つのプロセッサを含み、これらは本明細書で説明した技術を実行するように構成される。検査システムの１つの例としては、カリフォルニア州ミルピタスのＫＬＡ−Ｔｅｎｃｏｒから入手可能な、特別に構成されたＴｅｒａＳｃａｎ（商標）ＤＵＶ検査システムが含まれる。

【0098】

明瞭に理解できるようにするために、上記の発明はある程度詳細に説明されているが、付属の特許請求の範囲の中で特定の変更や改良を行ってもよいことは明らかであろう。留意すべき点として、本発明のプロレス、システム、および装置を実装するために数多くの代替的な方法がある。したがって、これらの実施形態は限定的ではなく、例示的と考えるものとし、本発明は本明細書に記載されている詳細に限定されないものとする。

【図1】

【図2】

【図3A】

【図3B】

【図3C】

【図3D】

【図4】

【図5】

【図6A】

【図6B】

【図7】

【図8】

【図9A】

【図9B】