借助傅里叶滤光和图像比较的掩模检查

摘要

具有傅里叶滤光和图像比较的掩模检查系统可以包括第一检测器、动态傅里叶滤光片、控制器和第二检测器。第一检测器可以位于检查系统的傅里叶平面处且可以检测由掩模的区域所产生的图案化的光的第一部分。可以基于图案化的光的所检测的第一部分由控制器控制动态傅里叶滤光片。第二检测器可以检测由掩模的所述部分所产生的且透射穿过动态傅里叶滤光片的图案化的光的第二部分。另外，掩模检查系统可以包括数据分析装置，用于比较图案化的光的第二部分与另一图案化的光。因此，掩模检查系统能够更加精确地且以更高分辨率检测在掩模的区域上的任何可能的缺陷。

说明书

相关申请的交叉引用

本申请要求于2009年4月13日申请的美国临时申请61/168,833 的权益，且通过参考将其全部内容并入本文中。

技术领域

本发明整体上涉及光刻术，更具体地涉及一种用于掩模检查的方法 和系统。

背景技术

光刻设备是一种将所需图案应用到衬底上(通常应用到所述衬底的 目标部分上)的机器。例如，可以将光刻设备用在集成电路(IC)的制 造中。在这种情况下，可以将可选地称为掩模或掩模版的图案形成装置 用于生成待形成在所述IC的单层上的电路图案。可以将该图案转移到 衬底(例如，硅晶片)上的目标部分(例如，包括一部分管芯、一个或 多个管芯)上。典型地，经由成像将所述图案转移到在所述衬底上设置 的辐射敏感材料(抗蚀剂)层上。通常，单个衬底将包含连续形成图案 的相邻目标部分的网络。公知的光刻设备包括：所谓步进机，在所述步 进机中，通过将整个图案一次曝光到所述目标部分上来辐射每一个目标 部分；以及所谓扫描器，在所述扫描器中，通过辐射束沿给定方向 (“扫描”方向)扫描所述图案、同时沿与该方向平行或反向平行的方向 同步扫描所述衬底来辐射每一个目标部分。还可以通过将所述图案压印 到所述衬底上，而将所述图案从所述图案形成装置转移到所述衬底上。

为了使更小的特征成像，已经提出使用波长在5-20nm的范围内的 极紫外辐射(EUV)(尤其是13.5纳米)或带电粒子束(例如离子束和 电子束)，作为光刻设备中的曝光辐射。这些类型的辐射需要设备中的 束路径被抽真空以防止被吸收。因为没有用于制造对于EUV辐射的折 射式的光学元件的已知材料，所以EUV光刻设备在辐射、照射以及投 影系统中使用反射镜。这样的反射镜极易受污染，由此减小了它们的反 射性，因此减小了设备的生产量。另外，用于EUV的源可能产生碎 片，应当避免其进入到照射系统中。

随着IC的尺寸的减小以及被从掩模转移到衬底上的图案变得更加 复杂，检测与形成在掩模上的图案相关的不规则物、缺陷等(此处在下 文称作缺陷)变得越来越重要。因此，形成在掩模上的特征中的缺陷转 换成形成在衬底上的图案缺陷。掩模缺陷可能来自各种源，诸如例如掩 模坯料上的涂层中的缺陷、掩模车间中的掩模图案化过程以及在晶片制 造设施中的掩模处理和污染物缺陷。因此，针对缺陷检查掩模对于最小 化或消除不期望的颗粒和污染物以防止影响掩模图案到衬底上的转移是 重要的。

使用图案成像和分析系统针对于任何可能的缺陷检查掩模。一种检 测缺陷的方式是通过比较光学图像与名义上相同的图案。所比较的光学 图像之间的差别可以示出缺陷区域。检测缺陷的另一方式是通过比较所 检查的图案与设计数据库，差别显示缺陷区域。然而，图案成像和分析 系统易于是慢的、昂贵的，且分辨率可能是有限的。

激光扫描系统用于检查掩模以检测由污染物颗粒产生的缺陷的出 现。污染物通过检测由颗粒产生的散射光来检测。这些系统尤其用于检 查掩模坯料或保护掩模图案的薄膜。然而，激光扫描系统在颗粒尺寸分 辨率上是受限制的，尤其是在EUV图案化的掩模上。图案被蚀刻到吸 收层中，其具有相当大的散射横截面。由吸收层中的图案产生的散射光 可能使得其不能检测由小的颗粒产生的散射光。

已经提出傅里叶滤光片用于阻挡从蚀刻的图案散射的光且通过从随 机的缺陷散射的光。然而，傅里叶滤光片是针对特定图案的，且必须被 针对每一图案进行调节。已经提出可编程傅里叶滤光片，但是仅对蚀刻 的图案进行过滤是不够充分的。

发明内容

考虑前述，所需要的是用于掩模检查的改善的方法和系统，以增强 缺陷检测和改善对于小的颗粒的检测灵敏度。

本发明的一实施例提供了一种掩模检查系统，包括第一检测器、 动态傅里叶滤光片、控制器和第二检测器。第一检测器位于掩模检查系 统的傅里叶平面处且配置成检测通过掩模的一部分所产生的图案化的光 的第一部分。动态傅里叶滤光片配置成基于图案化的光的所检测的第一 部分由控制器进行控制。第二检测器配置成检测由掩模的所述部分所产 生的且透射穿过动态傅里叶滤光片的图案化的光的第二部分。在一个例 子中，分束器可以用于制造图案化的光的第一和第二部分。

本发明的另一实施例提供了一种用于针对于缺陷检查掩模的方法， 包括下述步骤。检测由掩模产生的图案化的光的第一部分的傅里叶图 像。基于所检测的傅里叶图像控制傅里叶滤光片。使用傅里叶滤光片对 图案化的光的第二部分进行滤光。检测经过滤光的第二部分。在一个例 子中，所检测的经过滤光的第二部分与另一经过滤光的图案化的光进行 比较。

本发明的另一实施例提供了一种光刻系统，包括支撑件、衬底台、 投影系统和上述的掩模检查系统。支撑件配置成支撑图案形成结构，其 配置成图案化辐射束。衬底台配置成保持衬底。投影系统配置成将图案 化的束投影到衬底的目标部分上。

本发明的另外的特征和优点以及本发明的各实施例的结构和操作在 下文参考附图进行了详细描述。注意到，本发明不限于此处描述的特定 实施例。这样的实施例在此处显示出仅用于说明的目的。基于此处包含 的教导，相关领域的技术人员将明白另外的实施例。

附图说明

现在参照随附的示意性附图，仅以举例的方式，描述本发明的实施 例，其中，在附图中相应的附图标记表示相应的部件。

图1A和1B分别示出了反射式和透射式光刻设备。

图2示出了示例性的EUV光刻设备。

图3示出掩模检查系统的一实施例。

图4示出可以用在掩模检查系统中的掩模图案图像去除系统的一实 施例。

图5详细示出掩模检查系统的另一实施例。

图6示出用于检查掩模的方法的一实施例。

图7示出掩模检查系统的另一实施例。

图8A示出光刻设备的曝光阶段的一实施例。

图8B示出光刻设备的检查阶段的一实施例。

图9A示出光刻设备的曝光阶段的另一实施例。

图9B示出光刻设备的检查阶段的另一实施例。

在结合附图时，将从下文阐述的详细描述更加明白本发明的特征和 优点，其中相同的参考标记在全文中表示相应的元件。在附图中，相同 的参考标号通常表示一致的、功能上类似的和/或结构上类似的元件。 元件首次出现的附图由相应的参考标号中的最左边的数字示出。

具体实施方式

综述

本说明书公开了包括本发明的特征的一个或更多的实施例。所公开 的实施例仅示例说明本发明。本发明的范围不限于所公开的实施例。本 发明由随附的权利要求限定。

所描述的实施例和在说明书中对“一个实施例”、“实施例”、“示例 性实施例”等的引用表示所述的实施例可以包括特定的特征、结构或特 性，但是每一实施例不一定包括特定的特征、结构或特性。然而，这样 的措辞不一定表示同一实施例。另外，在关于实施例描述特定的特征、 结构或特性时，应当理解，不论是否明确地进行了描述，关于其它实施 例实施这样的特征、结构或特性在本领域技术人员的知识范围内。

本发明的实施例可以在硬件、固件、软件或其的任意组合中实施。 本发明的实施例还可以实施为储存在机器可读介质上的指令，其可以通 过一个或更多的处理器来读取和执行。机器可读介质可以包括用于储存 或传输成机器(例如计算装置)可读的形式的信息的任何机制。例如， 机器可读介质可以包括只读存储器(ROM)；随机存取存储器 (RAM)；磁盘存储介质；光学存储介质；闪存装置；电学、光学、声 学或其它形式的传播信号(例如载波、红外信号、数字信号等)等。另 外，固件、软件、例行程序、指令可以在此被描述成执行特定的动作。 然而，应当理解，这样的描述仅是为了方便，这样的动作事实上由计算 装置、处理器、控制器或执行固件、软件、例行程序、指令等的其它装 置所导致。

然而，在更加详细地描述这样的实施例之前，显示可以实施本发明 的实施例的示例环境是有教导性的。

I.示例性光刻环境

A.示例性反射型和透射型光刻系统

图1A和1B分别示意性地示出光刻设备100和光刻设备100’。 光刻设备100和100’中每个包括：照射系统(照射器)IL，配置用于 调节辐射束B(例如，深紫外(DUV)辐射或极紫外(EUV)辐射)； 支撑结构(例如掩模台)MT，配置用于支撑图案形成装置(例如掩 模、掩模版、或动态图案形成装置)MA并与配置用于精确地定位图案 形成装置MA的第一定位装置PM相连；衬底台(例如晶片台)WT， 配置用于保持衬底(例如涂覆有抗蚀剂的晶片)W，并与配置用于精确 地定位衬底W的第二定位装置PW相连。光刻设备100和100’还具 有投影系统PS，所述投影系统PS配置用于将由图案形成装置MA赋 予辐射束B的图案投影到衬底W的目标部分C(例如包括一根或多根 管芯)上。在光刻设备100中，图案形成装置MA和投影系统PS足反 射性的，在光刻设备100’中，图案形成装置MA和投影系统PS是透 射性的。

所述照射系统IL可以包括各种类型的光学部件，例如折射型、反 射型、磁性型、电磁型、静电型或其它类型的光学部件、或其任意组 合，以引导、成形、或控制辐射B。

所述支撑结构MT以依赖于图案形成装置MA的方向、光刻设备 100和100’的设计以及诸如图案形成装置MA是否保持在真空环境中 等其它条件的方式保持图案形成装置MA。所述支撑结构MT可以采用 机械的、真空的、静电的或其它夹持技术来保持图案形成装置MA。所 述支撑结构MT可以是框架或台，例如，其可以根据需要成为固定的或 可移动的。所述支撑结构MT可以确保图案形成装置位于所需的位置上 (例如相对于投影系统)。

术语“图案形成装置”MA应该被广义地理解为表示能够用于将图案 在辐射束B的横截面上赋予辐射束B、以便在衬底W的目标部分C上 形成图案的任何装置。被赋予辐射束B的图案可能与在目标部分C上 形成的器件中的特定的功能层相对应，例如集成电路。

图案形成装置MA可以是透射式的(例如图1B中的光刻设备 100’中)或反射式的(如在图1A的光刻设备100中)。图案形成装置 MA的示例包括掩模版、掩模、可编程反射镜阵列以及可编程液晶显示 (LCD)面板。掩模在光刻术中是公知的，并且包括诸如二元掩模类 型、交替型相移掩模类型、衰减型相移掩模类型和各种混合掩模类型之 类的掩模类型。可编程反射镜阵列的示例采用小反射镜的矩阵布置，每 一个小反射镜可以独立地倾斜，以便沿不同方向反射入射的辐射束。所 述已倾斜的反射镜将图案赋予由所述反射镜矩阵反射的辐射束B。

术语“投影系统”PS可以包括任意类型的投影系统，包括折射型、 反射型、反射折射型、磁性型、电磁型和静电型光学系统、或其任意组 合，如对于所使用的曝光辐射所适合的、或对于诸如使用浸没液或使用 真空之类的其他因素所适合的。真空环境可以用于EUV或电子束，这 是因为其它气体可能吸收太多的辐射或电子。因此可以在真空壁和真空 泵的帮助下将真空环境提供至整个束路径。

光刻设备100和/或光刻设备100’可以是具有两个(双台)或更 多衬底台(和/或两个或更多的掩模台)WT的类型。在这种“多台”机器 中，可以并行地使用附加的衬底台WT，或可以在一个或更多个台上执 行预备步骤的同时，将一个或更多个其它衬底台WT用于曝光。

参照图1A和1B，所述照射器IL接收从辐射源SO发出的辐射 束。该源SO和所述光刻设备100和100’可以是分立的实体(例如当 该源SO为准分子激光器时)。在这种情况下，不会将该源SO考虑成 形成光刻设备100或100’的一部分，并且通过包括例如合适的定向反 射镜和/或扩束器的束传递系统BD(图1B)的帮助，将所述辐射束B 从所述源SO传到所述照射器IL。在其它情况下，所述源SO可以是所 述光刻设备100、100’的组成部分(例如当所述源SO是汞灯时)。可 以将所述源SO和所述照射器IL、以及如果需要时设置的所述束传递系 统BD一起称作辐射系统。

所述照射器IL可以包括用于调整所述辐射束的角强度分布的调整 器AD(图1B)。通常，可以对所述照射器的光瞳平面中的强度分布的至 少所述外部和/或内部径向范围(一般分别称为σ-外部和σ-内部)进行 调整。此外，所述照射器IL可以包括各种其它部件(图1B)，例如积 分器IN和聚光器CO。可以将所述照射器IL用于调节所述辐射束B， 以在其横截面中具有所需的均匀性和强度分布。

参考图1A，所述辐射束B入射到保持在支撑结构(例如，掩模 台)MT上的所述图案形成装置(例如，掩模)MA上，并且通过所述 图案形成装置MA来形成图案。在光刻设备100中，辐射束B被从图 案形成装置MA(例如掩模)反射。在已经从图案形成装置MA(例如 掩模)反射之后，所述辐射束B通过投影系统PS，所述投影系统PS 将辐射束B聚焦到所述衬底W的目标部分C上。通过第二定位装置 PW和位置传感器IF2(例如，干涉仪器件、线性编码器或电容传感 器)的帮助，可以精确地移动所述衬底台WT，例如以便将不同的目标 部分C定位于所述辐射束B的路径中。类似地，可以将所述第一定位 装置PM和另一个位置传感器IF1用于相对于所述辐射束B的路径精确 地定位图案形成装置MA(例如掩模)。可以使用掩模对准标记M1、 M2和衬底对准标记P1、P2来对准图案形成装置MA(例如掩模)和 衬底W。

参考图1B，所述辐射束B入射到保持在支撑结构(例如，掩模台 MT)上的所述图案形成装置(例如，掩模MA)上，并且通过所述图 案形成装置来形成图案。已经穿过掩模MA之后，所述辐射束B通过 投影系统PS，所述投影系统PS将束聚焦到所述衬底W的目标部分C 上。通过第二定位装置PW和位置传感器IF(例如，干涉仪器件、线 性编码器或电容传感器)的帮助，可以精确地移动所述衬底台WT，例 如以便将不同的目标部分C定位于所述辐射束B的路径中。类似地， 例如在从掩模库的机械获取之后，或在扫描期间，可以将所述第一定位 装置PM和另一个位置传感器(图1B中未明确示出)用于相对于所述 辐射束B的路径精确地定位掩模MA。

通常，可以通过形成所述第一定位装置PM的一部分的长行程模块 (粗定位)和短行程模块(精定位)的帮助来实现掩模台MT的移动。 类似地，可以采用形成所述第二定位装置PW的一部分的长行程模块和 短行程模块来实现所述衬底台WT的移动。在步进机的情况下(与扫 描器相反)，所述掩模台MT可以仅与短行程致动器相连，或可以是固 定的。可以使用掩模对准标记M1、M2和衬底对准标记P1、P2来对准 掩模MA和衬底W。尽管所示的衬底对准标记占据了专用目标部分， 但是它们可以位于目标部分之间的空间(这些公知为划线对齐标记) 中。类似地，在将多于一个的管芯设置在掩模MA上的情况下，所述 掩模对准标记可以位于所述管芯之间。

可以将所述光刻设备100和100’用于以下模式中的至少一种中：

1.在步进模式中，在将支撑结构(例如掩模台)MT和衬底台 WT保持为基本静止的同时，将赋予所述辐射束B的整个图案一次投影 到目标部分C上(即，单一的静态曝光)。然后将所述衬底台WT沿X 和/或Y方向移动，使得可以对不同目标部分C曝光。

2.在扫描模式中，在对支撑结构(例如掩模台)MT和衬底台 WT同步地进行扫描的同时，将赋予所述辐射束B的图案投影到目标部 分C上(即，单一的动态曝光)。衬底台WT相对于支撑结构(例如掩 模台)MT的速度和方向可以通过所述投影系统PS的(缩小)放大率 和图像反转特征来确定。

3.在另一种模式中，将用于保持可编程图案形成装置的支撑结构 (例如掩模台)MT保持为基本静止，并且在对所述衬底台WT进行移 动或扫描的同时，将赋予所述辐射束B的图案投影到目标部分C上。 可以采用脉冲辐射源SO，并且在所述衬底台WT的每一次移动之后、 或在扫描期间的连续辐射脉冲之间，根据需要更新所述可编程图案形成 装置。这种操作模式可易于应用于利用可编程图案形成装置(例如，如 在本文所述类型的可编程反射镜阵列)的无掩模光刻术中。

也可以采用所述使用模式的组合和/或变体，或完全不同的使用模 式。

尽管在本文中可以做出具体的参考，将所述光刻设备用于制造 IC，但应当理解这里所述的光刻设备可以有其他的应用，例如，集成光 学系统、磁畴存储器的引导和检测图案、平板显示器、液晶显示器 (LCD)、薄膜磁头等的制造。本领域技术人员应该理解的是，在这种 替代应用的情况中，可以将其中使用的任意术语“晶片”或“管芯”分 别认为是与更上位的术语“衬底”或“目标部分”同义。这里所指的衬 底可以在曝光之前或之后进行处理，例如在轨道(一种典型地将抗蚀剂 层涂到衬底上，并且对已曝光的抗蚀剂进行显影的工具)、量测工具和 /或检验工具中。在可应用的情况下，可以将所述公开内容应用于这种 和其它衬底处理工具中。另外，所述衬底可以处理一次以上，例如以便 产生多层IC，使得这里使用的所述术语“衬底”也可以表示已经包含 多个己处理层的衬底。

在另外的实施例中，光刻设备100包括极紫外(EUV)源，其配 置用于产生用于EUV光刻术的EUV辐射束。通常，将EUV源配置在 辐射系统(参见下文)中，且对应的照射系统配置成调节EUV源的 EUV辐射束。

B.示例性EUV光刻设备

图2示意性示出了根据本发明的一实施例的示例性EUV光刻设备 200。在图2中，EUV光刻设备200包括辐射系统42、照射光学单元 44以及投影系统PS。辐射系统42包括辐射源SO，其中可以通过放电 等离子体形成辐射束。在一实施例中，EUV辐射可以通过(例如来自 Xe气体、Li蒸汽或Sn蒸汽的)气体或蒸汽来产生EUV辐射，其中产 生非常热的等离子体来发射在电磁光谱的EUV范围中的辐射。可以通 过例如放电产生至少部分地电离的等离子体来产生非常热的等离子体。 为了有效地产生辐射，可能需要分压为例如10Pa的Xe，Li，Sn蒸汽或 任何其它的适合的气体或蒸汽。由辐射源SO发射的辐射从源腔47经 由定位在源腔47中或后面的气体阻挡件或污染物阱49穿到收集器腔 48中。在一实施例中，气体阻挡件49可以包括通道结构。

收集器腔48包括辐射收集器50(其还可以被称作收集器反射镜或 收集器)，其可以由掠入射收集器形成。辐射收集器50具有上游辐射收 集器侧50a和下游辐射收集器侧50b，通过收集器50的辐射可以被反 射离开光栅光谱滤光片51以被聚焦在收集器腔48中的孔阑处的虚源点 52处。辐射收集器50对于本领域技术人员是已知的。

来自收集器腔48的辐射束56在照射光学单元44中被经由正入射 反射器53和54反射到定位在掩模版或掩模台MT上的掩模版或掩模 (未显示)上。形成了图案化的束57，其在投影系统PS中被经由反射 元件58和59成像到被支撑在晶片平台或衬底台WT上的衬底(未显 示)上。在不同实施例中，照射光学单元44和投影系统PS可以包括 比图2中示出的更多(或更少)的元件。例如，可以依赖于光刻设备的 类型而可选地设置光栅光谱滤光片51。另外，在一实施例中，照射光 学单元44和投影系统PS可以包括比图2中示出的更多的反射镜。例 如，除反射元件58和59之外，投影系统PS还可以包括一至四个反射 元件。在图2中，参考标号180表示两个反射器之间的空间，例如反射 器142和143之间的空间。

在一实施例中，替代掠入射反射镜或除掠入射反射镜之外，收集器 反射镜50还可以包括正入射收集器。另外，收集器反射镜50尽管被参 考具有反射器142、143和146的巢状收集器进行描述，但是在此处进 一步被用作收集器的例子。

另外，替代光栅51，如在图2中示意性地示出的，还可以应用透 射式光学滤光片。EUV透射性的光学滤光片以及UV辐射透射性较差 的或甚至基本上吸收UV辐射的光学滤光片对于本领域技术人员是已知 的。因此，“光栅光谱纯度滤光片”的使用在此处还可以可更换地表示 成“光谱纯度滤光片”，其包括光栅或透射式滤光片。虽然未在图2中 示出，但是EUV透射式光学滤光片可以被包括作为另外的光学元件， 例如配置在照射单元44和/或投影系统PS中的收集器反射镜50或光学 EUV透射式滤光片的上游。

相对于光学元件的术语“上游”和“下游”分别表示为一个或更多 的光学元件的位于一个或更多的另外的光学元件的“光学上游”和“光 学下游”的位置。遵循辐射束越过的光刻设备200的光路，与第二光学 元件相比更靠近源SO的第一光学元件配置在第二光学元件的上游；第 二光学元件配置在第一光学元件的下游。例如收集器反射镜50配置在 光学滤光片51的上游，而光学元件53配置在光学滤光片51的下游。

在图2中示出的所有光学元件(和未在该实施例的示意图中示出的 另外的光学元件)对于由例如Sn的源SO产生的污染物的沉积可能是 易受损坏的。这可能是辐射收集器50的情形，且如果设置了的话，还 可能是光谱纯度滤光片51的情形。因此，可以采用清洗装置来清洗这 些光学元件中的一个或更多个，以及可以将清洗方法应用至这些光学元 件，而且还可以应用至正入射反射器53和54和反射元件58和59或其 它光学元件，例如另外的反射镜、光栅等。

辐射收集器50可以是掠入射收集器，在这样的实施例中，收集器 50被沿着光轴O对准。源SO或其像还可以沿着光轴O定位。辐射收 集器50可以包括反射器142、143和146(也称为“壳”或包括多个 Wolter型反射器的Wolter型反射器)。反射器142、143和146可以是 巢状的且围绕光轴O是可旋转地对称的。在图2中，内部反射器由参 考标号142表示，中间反射器由参考标号143表示，外部反射器由参考 标号146表示。辐射收集器50包围特定的体积，即在外部反射器146 内的体积。通常，在外部反射器146中的体积被圆周地密封，尽管可以 设置小的开口。

反射器142、143和146可以分别包括至少一部分代表一个反射层 或多个反射层的表面。因此，反射器142、143和146(或在具有多于3 个反射器或壳的辐射收集器的实施例中的另外的反射器)至少部分地设 计用于反射和收集来自源SO的EUV辐射，反射器142、143和146中 的至少一部分可以不被设计成反射和收集EUV辐射。例如，反射器的 后侧的至少一部分可以不被设计成反射和收集EUV辐射。在这些反射 层的表面上，可以另外地设置有用于保护的覆盖层或作为设置在这些反 射层的表面的至少一部分上的光学滤光片的覆盖层。

辐射收集器50可以放置在源SO的附近或放置在源SO的像上。 每一反射器142、143和146可以包括至少两个相邻的反射表面，更加 远离源SO的反射表面与更靠近源SO的反射表面相比，被设置成相对 于光轴O成更小的角度。这样，掠入射收集器50配置成产生沿着光轴 O传播的(E)UV辐射束。至少两个反射器可以被基本上同轴地设置 且围绕光轴O基本上旋转对称地延伸。应当认识到，辐射收集器50可 以具有在外部反射器146的外表面上的另外的特征，或在外部反射器 146的周围的另外的特征，例如保护性保持器、加热器等。

在此处描述的实施例中，术语“透镜”和“透镜元件”，在可以允 许的情况下，可以表示各种类型的光学元件中的任一个或组合，包括折 射性、反射性、磁性、电磁性和静电光学部件。

另外，此处使用的术语“辐射”和“束”包括全部类型的电磁辐 射，包括紫外(UV)辐射(例如具有波长λ为365，248，193，157或 126nm)、极紫外(EUV或软X射线)辐射(例如具有在5-20nm的范 围内的波长，例如13.5nm)或在小于5nm波长下工作的硬X射线以及 粒子束(诸如离子束或电子束)。通常，具有在约780-3000nm(或更 大)的波长的辐射被认为是IR辐射。UV表示具有大约100-400nm的 波长的辐射。在光刻术中，通常还将其应用至可以由汞放电灯产生的波 长：G-线436nm；H-线405nm；和/或I-线365nm。真空UV或 VUV(即由空气吸收的UV)表示具有大约100-200nm的波长的辐射。深 UV(DUV)通常表示具有从126-428nm的范围的波长的辐射，且在一 实施例中，准分子激光器可以产生在光刻设备中使用的DUV辐射。应 当认识到，具有在例如5-20nm的范围内的波长的辐射与特定波长带的 辐射相关，其至少一部分在5-20nm的范围内。

II.掩模检查系统的实施例

图3是掩模检查系统300的一实施例的视图。掩模检查系统300包 括掩模图案成像去除系统303和检测器305。掩模图案图像去除系统 303接收来自掩模301的散射光302。散射光302包括来自掩模301的 图案(未显示)的散射光和来自在掩模301上的任何可能的不规则物、 缺陷等(在下文称为缺陷)的散射光。掩模图案图像去除系统303基本 上去除来自掩模301的图案的所有散射光。因此，检测器305基本上仅 检测来自掩模301上的可能的缺陷的散射光308。

图4是掩模图案图像去除系统403的一实施例的视图。例如，掩模 图案图像去除系统403可以用作图3中的掩模图案图像去除系统303。 掩模图案图像去除系统403包括分束器411、检测器413、控制器415 和动态傅里叶滤光片417。

在一实施例中，分束器411接收来自掩模(例如图3的掩模301) 的散射光402。分束器411将散射光402分成第一部分402A和第二部 分402B。分束器411将第一部分402A引导至检测器413，将第二部分 402B引导至动态傅里叶滤光片417。检测器413和动态傅里叶滤光片 417沿着散射光402行进的方向定位在相对于分束器411的上游。分束 器的分割比例(例如有多少束402形成402A，有多少束402形成 402B)可以依赖于图3的检测器413或检测器305(例如该分割比例可 以依赖于检测器的灵敏度)。

在一实施例中，检测器413定位在掩模图案图像去除系统403的傅 里叶平面处。在一个示例中，检测器413包括CCD照相机。然而，还 可以使用其它类型的检测器。

在一个例子中，控制器415连接至检测器413。控制器415配置成 接收来自检测器413的信号414，其代表所检测的第一部分402A。控 制器415还可以从所检测的第一部分402A分析掩模的图案的傅里叶场 测量。控制器415可以使用傅里叶场测量以产生控制信号416，其被用 于动态控制动态的傅里叶滤光片417。

在一个例子中，动态傅里叶滤光片417包括，但不限于数字反射镜 阵列、光阀阵列等。在通过接收控制信号416进行配置之后，动态傅里 叶滤光片417接收来自分束器411的第二部分402B。动态傅里叶滤光 片417配置成基本上去除由掩模图案产生的散射光。因此，从动态傅里 叶滤光片417出射的散射光408包括基本上仅来自在掩模上存在的任何 可能的缺陷的散射光。

在一个实施例中，来自所检测的第一部分402A(在检测器413处所 检测到)的掩模图案的傅里叶场测量可以包括掩模图案的空间频率、幅 值和相位信息。在一个实施例中，控制器415可以使用这一信息来动态 控制动态傅里叶滤光片417。在一个实施例中，可以通过使光的一些空 间频率通过和去掉光的一些其它的空间频率来完成傅里叶滤光。在一个 例子中，傅里叶滤光片417可以基于在傅里叶场测量处测量的掩模图案 的空间频率、幅值和相位信息基本上去掉由掩模图案产生的散射光的空 间频率，因此基本上去除由掩模图案产生的散射光。另外或可替代地， 通过从傅里叶滤光片417中的傅里叶滤光，来自存在于掩模上的任何可 能的缺陷的散射光的空间频率可以基本上通过，且因此仅来自存在于掩 模上的任何可能的缺陷的散射光可以基本上通过傅里叶滤光片417。

在一个例子中，掩模检查系统303或403与之前的系统相比能够更 加精确地且以更高的分辨率检测在掩模的区域上的任何可能的缺陷。例 如，缺陷尺寸检测灵敏度可以相对于仅使用傅里叶滤光的系统提高超过 10倍。另外，本发明的一些实施例可以相对于之前的系统改善估计的 检查时间。

图5是掩模检查系统500的另一实施例的视图。掩模检查系统500 包括可选的成像光学装置521和523、分束器511、第一检测器513、 控制器515、动态傅里叶滤光片517、第二检测器519、可选的掩模孔 阑或隔板525以及可选的数据分析装置533。

掩模501包括图案(未显示)和可能的缺陷(未显示)。如下文讨 论的，照射掩模501。来自掩模501的散射光502被分束器511接收。 在一个实施例中，成像光学装置521配置成收集散射光502，且可以在 分束器511接收散射光502之前去除零级衍射光。

在一个实施例中，掩模检查系统500可选地包括照射源529和反射 装置531。照射源529和反射装置531可以照射掩模501。在这一实施 例中，掩模501是反射性掩模。掩模501可以例如是EUV反射掩模。 照射光可以基本上垂直地从掩模501的表面反射。照射源529可以包 括，但不限于，激光照射源、EUV照射源等。

可替代地，在另一实施例中，掩模检查系统500可选地包括用于照 射掩模501的照射源527。在这一实施例中，掩模501是透射式掩模。 照射光可以基本上垂直地在掩模501的表面上被接收。照射源527可以 包括，但不限于，激光照射源等。

在一个例子中，来自掩模501的散射光502被分束器511接收，且 被分成散射光的第一部分502A和散射光的第二部分502B。通过分束 器511将第一部分502A引导至检测器513。检测器513定位在掩模检 查系统500的傅里叶平面处且配置成检测散射光的第一部分502A。

在一个例子中，控制器515耦接至检测器513，且配置成接收代表 散射光的所检测的第一部分502A的信号514。控制器515配置成测量 散射光的所检测的第一部分502A的傅里叶场，以产生控制信号516。 基于傅里叶场的测量，控制器515使用信号516来配置和控制动态傅里 叶滤光片517。

在一个例子中，动态傅里叶滤光片517还接收来自分束器511的散 射光的第二部分502B。动态傅里叶滤光片517配置成从散射光的第二 部分502B基本上去除由掩模501的图案产生的所有散射光。因此，从 动态傅里叶滤光片517出射的散射光508基本上仅包括由可能存在于掩 模501上的任何可能的缺陷产生的散射光。

在一个实施例中，掩模检查系统500包括可选的掩模孔阑或隔板 525。掩模孔阑525放置在中间像平面上，以限定检查的起始部 (leading part)和结束部(trailing part)。检查的起始部被定义成散射光 从掩模501行进至在傅里叶平面处的检测器513的区域。检查的结束部 被定义为散射光从掩模501行进至动态傅里叶滤光片517的区域。掩模 孔阑525可以被调节以补偿在检测器513检测散射光的第一部分502A 的时间周期或时间段和基于控制信号516配置动态傅里叶滤光片517的 时间周期或时间段之间可能发生的任何时间延迟。例如，分析傅里叶场 测量和控制动态傅里叶滤光片517可以略微在对散射光的第二部分 502B进行动态滤光之前发生。掩模孔阑525可以包括，但不限于，隔 板、遮蔽器叶片等。

在一个例子中，在散射光的第二部分502B穿过动态傅里叶滤光片 517之后，散射光的经过滤光的第二部分508被检测器519检测。在一 个实施例中，检测器519可以放置在掩模检查系统500的像平面处。在 一个实施例中，掩模检查系统500可以包括可选的成像光学装置523， 其被用于处理和引导散射光的经过滤光的第二部分508到检测器519 上。在这一示例性的配置中，散射光的经过滤光的第二部分508基本上 仅包括由掩模501的任何可能的缺陷产生的散射光。由掩模501的图案 产生的散射光基本上被动态傅里叶滤光片517滤掉。

在一个例子中，掩模检查系统500还包括数据分析装置533。数据 分析装置533连接至检测器519，且配置成接收代表散射光的所检测的 经过滤光的第二部分508的信号532，用于进一步的分析。在一个实施 例中，数据分析装置533配置成将散射光的所检测的经过滤光的第二部 分508与另一散射光进行比较。在一个实施例中，另一散射光之前已经 被掩模检查系统500检测，且已经被储存在存储器或数据库534中。在 另一例子中，所述另一散射光可以来自掩模501的同一区域或可以来自 具有类似图案的另一掩模(未显示)的相同的区域。另外或可替代地， 所述另一散射光可以来自具有基本上相同的图案的掩模的另一区域。在 另一实施例中，所述另一散射光可以是存储在设计数据库534中的参考 数据。在另一实施例中，如在图7中更详细地说明的，基本上在散射光 的经过滤光的第二部分508由检测器519检测的同时检测所述另一散射 光。另外或可替代地，数据分析装置533配置成将散射光的已检测的经 过滤光的第二部分508与另一散射光相减。所述另一散射光可以包括任 何上述的散射光。在一个实施例中，数据分析装置533配置成在相减之 前对所检测的经过滤光的第二部分508或其表达进行归一化。

在一个实施例中，数据分析装置533配置成在装置533将信号532 与所述另一散射光比较之前可选地对表示散射光的所检测的经过滤光的 第二部分508的信号532进行归一化。这可以改善对在掩模上的可能的 缺陷的检测。

在一个例子中，通过将信号532与另一散射光比较，数据分析装置 533能够去除由掩模501的图案产生的可能穿过动态傅里叶滤光片517 的任何剩余的散射光。因此，掩模检查系统500增强了对可能存在于掩 模501上的任何可能的缺陷的检测。在一个实施例中，数据分析装置 533配置成对警报系统536进行初始化，该警报系统536向使用者或系 统警告掩模501包括缺陷。在一个实施例中，数据分析装置533配置成 确定掩模501上的缺陷的尺寸和位置。依赖于相对于掩模501的图案的 缺陷的尺寸和位置，以及缺陷的重要程度，掩模501可以被替换或被移 除用于清洗过程。

在一个例子中，在掩模检查系统500中使用的照射光的波长和检查 通道的数值孔径可以被计算或调整，用于改善掩模检查系统500的缺陷 检测能力。照射光的波长越短，掩模检查系统500的分辨率越高。另 外，检查通道的数值孔径越高，掩模检查系统500的分辨率越高。例 如，可以使用193nm或266nm的照射光和数值孔径为约0.95的检查通 道。

在一个实施例中，掩模检查系统500可以用作连接至光刻设备中的 曝光工具的检查模块，例如在图1A或1B中所显示的。在这一实施例 中，掩模可以转移到模块上，可以在掩模上进行检查，可以将掩模转移 到用于光刻过程的曝光工具。可替代地，在另一实施例中，掩模检查系 统500可以与光刻设备是分离的。

在一个例子中，掩模检查系统500可以用于检查任何光学掩模，例 如掩模检查系统500可以用于检查在真空中的图案化的EUV掩模，掩 模检查系统500可以用于检查EUV掩模的前侧或后侧。在一个实施例 中，掩模501上的图案是周期性的图案。

图6是用于针对缺陷检查掩模的方法600的实施例的视图。可以使 用例如相对于图3、4或5在上文描述的掩模检查系统300、403或500 来进行方法600。

在步骤601中，用辐射束照射掩模的区域。

在步骤603中，由检测器接收由掩模的所述区域产生的散射光的第 一部分来检测散射光的第一部分的傅里叶图像。

在步骤605中，使用散射光的第一部分的所检测的傅里叶图像来设 置和控制动态傅里叶滤光片。

在步骤607中，散射光的第二部分穿过动态傅里叶滤光片，由掩模 的所述区域的图案产生的散射光基本上被从散射光的第二部分去除。

在步骤609中，由检测器接收和检测散射光的经过滤光的第二部 分，所述经过滤光的第二部分基本上包括由掩模的所述区域上的任何可 能的缺陷产生的散射光。

在可选的步骤611中，散射光的所检测的经过滤光的第二部分与另 一图案化的光进行比较。通过比较，可以去除由掩模的所述区域的图案 产生的、可能已经穿过滤光片的任何剩余的散射光。因此，改善了缺陷 的检测。在一个实施例中，散射光的所检测的经过滤光的第二部分与另 一图案化的光的比较可以包括，但不限于，将散射光的所检测的经过滤 光的第二部分与另一图案化的光相减。

在一个实施例中，之前已经由掩模检查系统检测所述另一散射光， 且将另一散射光存储在数据库中。所述另一散射光可以来自同一掩模的 同一区域，或可以来自具有类似的图案的另一掩模的相同区域。另外地 或可替代地，所述另一散射光可以来自具有大致相同的图案的同一掩模 的另一区域。在另一实施例中，所述另一散射光可以是存储在设计数据 库中的参考数据。在另一实施例中，如在图7中更详细地说明的，可以 连续地且大致同时地检测散射光的经过滤光的第二部分和所述另一散射 光。

图7是掩模检查系统700的视图。掩模检查系统700可以包括至少 两个光学通道703A和703B。每一光学通道703A或703B可以包括掩 模检查系统，例如在图3、4和5中显示的掩模检查系统300、403和 500。傅里叶平面检测器(例如图4的检测器413)可以放置在傅里叶 平面707处。

掩模检查系统700可以用于分别检查掩模图案701A和701B上的 检查区705A和705B。在一个例子中，除去可能存在于掩模图案701A 和701B上的任何可能的缺陷之外，掩模图案701A和701B具有基本 上相同的图案。可以分别由光学通道703A和703B将照射束730A和 730B引导至掩模图案701A和701B上的检查区705A和705B。来自检 查区705A和705B的散射光702A和702B被引导至光学通道703A和 703B。

在一个例子中，如上文所讨论的，相对于图3-6，在每一光学通道 中，通过使用动态傅里叶滤光片(未显示)从整个散射光基本上去除从 其各自的检查区的图案散射的光，以隔离包括关于缺陷的信息的散射 光。检测从检查区705A和705B得到的经过滤光的散射光(未显示)。 使用数据分析装置(未显示)彼此比较所检测的经过滤光的散射光的表 达。通过比较所述表达，去除了可能已经通过动态傅里叶滤光片的来自 检查区705A和705B的图案的可能的剩余的散射光。例如，改善了对 可能存在于检查区705A和705B上的且不是检查区705A和705B的共 同特征的任何可能的缺陷的检测。在一个实施例中，可以从掩模平台坐 标和照射束参考来测量检查区域705A和705B的位置。

在一个实施例中，光学通道703A和703B同步地检查掩模图案 701A和701B。得到的来自光学通道703A和703B的所检测的经过滤 光的傅里叶图案化的光的表达连续地彼此比较。

在一个实施例中，承载掩模图案701A和701B的掩模板包括掩模 对准键709。掩模对准键709可以用于对准光学通道703A和703B。在 一个实施例中，可以通过对准由检查区705A和705B的图案所产生的 剩余的散射光的表达，来实现光学通道703A和703B之间的对准的精 细调节。在另一实施例中，可以通过减小光学通道703A和703B中的 傅里叶滤光片的效率来增强由检查区705A和705B的图案所产生的剩 余的散射光，用于改善对准。

在一个实施例中，由在光学通道703A和703B的傅里叶平面707 处的检测器(未显示)检测的散射光的表达的平均值用于配置和控制光 学通道703A和703B的动态傅里叶滤光片(未显示)。在另一实施例 中，仅光学通道703A和703B中的一个包括在傅里叶平面707处的检 测器(未显示)。所述一个检测器用于配置和控制两个光学通道703A 和703B中的动态傅里叶滤光片(未显示)。在另一实施例中，在两个 通道703A和703B中检测的经过滤光的散射光的表示在彼此比较之前 被归一化处理。如果动态傅里叶滤光片是不可用的，那么在一个实施例 中，固定的预设的傅里叶平面阻挡滤光片可以被匹配和用在每一光学通 道703A和703B中。然而，使用固定的预设的傅里叶平面阻挡滤光片 代替动态傅里叶滤光片，可以减小滤光效率和降低掩模检查系统700的 有效性。

在一个实施例中，可以使用扫描器704A和704B来分别沿不同的 扫描方向扫描在掩模图案701A和701B上方的光学通道703A和 703B。在一个例子中，扫描器704A和704B可以同步地扫描在掩模图 案701A和701B上方的光学通道703A和703B。在另一实施例中，可 以沿着扫描方向移动掩模图案701A和701B，使得它们可以由光学通 道703A和703B进行扫描。

图8A是光刻设备的曝光阶段800的一实施例的视图。图8B是光 刻设备的检查阶段800′的一实施例的视图。图8A和8B是掩模检查系 统807可以如何与光刻设备工作的一个例子的视图，例如通过在图8A 的曝光期间的位置和在图8B的检查期间的位置之间移动掩模检查系统 807来实现。图8A是曝光阶段800的视图。在曝光阶段800中，照射 源805可以照射掩模801的目标部分(未显示)。在被掩模801反射之 后，图案化的光被聚焦到衬底803的目标部分(未显示)上，以形成衬 底803上的图案或特征。在曝光阶段800的期间，掩模检查系统807是 离线的或被移动离开来自掩模801的图案化的束。

图8B是检查阶段800′的视图。在检查阶段800′中，可以将掩模检 查系统807移动到在掩模801和衬底803之间的图案化束的束路径中。 在一个例子中，掩模检查系统807可以包括例如在图3，4，5，和7中显 示的掩模检查系统300、403或500。在检查阶段800′中，照射源805 照射掩模801。来自掩模801的散射光被掩模检查系统807接收和处 理，以检测可能存在于掩模801上的任何可能的缺陷。

图9A是光刻设备的曝光阶段900的另一实施例的视图。图9B是 光刻设备的检查阶段900′的另一实施例的视图。图9A和9B示出掩模 检查系统907可以如何与光刻设备工作的另一例子，例如通过将掩模 901从如在图9A中所看到的曝光位置移动至如图9B中所看到的检查 位置。在曝光阶段900期间，照射源905可以照射掩模901的目标部分 (未显示)。在被从掩模901反射之后，图案化的光被聚焦到衬底903 的目标部分(未显示)上，以形成衬底903上的图案或特征。在曝光阶 段900期间，掩模检查系统907是离线的，或被从图案化的束的路径移 除。

图9B是检查阶段900′的视图。在检查阶段900′中，掩模901可以 被移动以进行检查。在检查阶段900′期间，掩模被照射源909照射。来 自掩模901的散射光被掩模检查系统907接收和处理以检测可能存在于 掩模901上的任何可能的缺陷。掩模检查系统907可以包括例如在图 3、4、5和7中显示的掩模检查系统300、403或500。

III.结论

尽管在本文中可以做出具体的参考，将所述光刻设备用于制造 IC，但应当理解这里所述的光刻设备可以有其他的应用，例如，集成光 学系统、磁畴存储器的引导和检测图案、平板显示器、液晶显示器 (LCD)、薄膜磁头等的制造。本领域技术人员应该理解的是，在这种 替代应用的情况中，可以将其中使用的任意术语“晶片”或“管芯”分 别认为是与更上位的术语“衬底”或“目标部分”同义。这里所指的衬 底可以在曝光之前或之后进行处理，例如在轨道(一种典型地将抗蚀剂 层涂到衬底上，并且对已曝光的抗蚀剂进行显影的工具)、量测工具和 /或检验工具中。在可应用的情况下，可以将此处的公开内容应用于这 种和其它衬底处理工具中。另外，所述衬底可以处理一次以上，例如以 便产生多层IC，使得这里使用的所述术语“衬底”也可以表示已经包 含多个已处理层的衬底。

尽管以上已经做出了具体的参考，在光学光刻术的情形中使用本发 明的实施例，但应该理解的是，本发明可以用于其他应用中，例如压印 光刻术，并且只要情况允许，不局限于光学光刻术。在压印光刻术中， 图案形成装置中的拓扑限定了在衬底上产生的图案。可以将所述图案形 成装置的拓扑印刷到提供给所述衬底的抗蚀剂层中，在其上通过施加电 磁辐射、热、压力或其组合来使所述抗蚀剂固化。在所述抗蚀剂固化之 后，所述图案形成装置从所述抗蚀剂上移走，并在抗蚀剂中留下图案。

这里使用的术语“辐射”和“束”包含全部类型的电磁辐射，包 括：紫外(UV)辐射(例如具有为或具有约365、355、248、193、 157或126nm的波长)和极紫外(EUV)辐射(例如具有在5-20nm的 范围内的波长)以及粒子束(诸如离子束或电子束)。

在上下文允许的情况下，所述术语“透镜”可以表示各种类型的光 学部件中的任何一种或它们的组合，包括折射式、反射式、磁性式、电 磁式和静电式光学部件。

尽管以上已经描述了本发明的特定的实施例，但是应该理解的是本 发明可以以与上述不同的形式实现。例如，本发明可以采取包含用于描 述上述公开的方法的一个或更多个机器可读指令序列的计算机程序的形 式，或者采取具有在其中存储的这种计算机程序的数据存储介质的形式 (例如，半导体存储器、磁盘或光盘)。

以上的描述是说明性的，而不是限制性的。因此，本领域的技术人 员应当明白，在不背离下文所阐述的权利要求的保护范围的条件下，可 以对所述的本发明进行修改。应当理解，具体实施方式部分，而不是发 明内容和摘要部分是要用于解释权利要求。发明内容和摘要部分可以阐 述一个或更多的本发明的示例性实施例，但不是如由发明人所设想的本 发明的所有示例性实施例，因此不是要以任何方式限制本发明和随附的 权利要求。

在显示特定功能的实施及其关系的功能性构建块的帮助下，在上文 描述了本发明的实施例。为了便于描述，在此处随意地定义了这些功能 性构建块的界限。只要特定功能及其关系能够被适合地执行，可以定义 可替代的界限。

对特定实施例的上述描述如此全面地揭示了本发明的一般性质，使 得其它人可以在没有过多的试验的情况下通过应用本领域中的知识容易 地针对各种应用修改和/或改编这样的特定实施例，而不背离本发明的 一般设想。因此，这样的改编和修改基于此处显示的教导和引导，将处 于所公开的实施例的等价物的意思和范围内。应当理解，此处的措词或 术语是为了描述的目的，而不是限制性的，使得鉴于上述教导和引导， 可以由本领域技术人员解释本发明的说明书的术语或措词。

本发明的覆盖度和范围不应当由任何上述的示例性实施例限制，而 是仅根据随附的权利要求和它们的等同物来限定。