用于极紫外掩模缺陷检查的相位对比度监测

摘要

本发明揭示使用光学检查工具检查极紫外EUV光罩的方法及设备。使用具有定位于成像光瞳处的光瞳滤波器的检查工具从自EUV测试光罩的测试部分反射及散射的输出光束获得测试图像或信号。所述光瞳滤波器经配置以提供所述输出光束中的相位对比度。针对经设计以相同于所述测试光罩部分的参考光罩部分获得参考图像或信号。比较所述测试及参考图像或信号且基于此比较确定所述测试光罩部分是否具有任何候选缺陷。针对所述光罩的多个测试光罩部分中的每一者，重复使用所述检查工具、获得参考图像或信号、比较且确定的操作。基于已经确定存在的任何候选缺陷生成缺陷报告。

权利要求

1.一种使用光学检查工具检查极紫外EUV光罩的方法，所述方法包括：使用具有定位于成像光瞳处的光瞳滤波器的检查工具从自EUV测试光罩的测试光罩部分反射及散射的输出光束获得测试图像或信号，其中所述光瞳滤波器经配置以提供所述输出光束中的相位对比度以相较于来自所述EUV测试光罩上的噪声的信号来增加来自任何缺陷的信号，其中基于随着由多个光瞳滤波器配置产生的相位变化角而变化的多个缺陷类型的模拟的缺陷强度信号来设计所述光瞳滤波器；

针对经设计以相同于所述测试光罩部分的参考光罩部分获得参考图像或信号；

比较所述测试及参考图像或信号且基于此比较确定所述测试光罩部分是否具有任何候选缺陷；

针对所述EUV测试光罩的多个测试光罩部分中的每一者，重复使用所述检查工具、获得参考图像或信号、比较且确定的操作；且基于已经确定存在的任何候选缺陷生成缺陷报告。

2.根据权利要求1所述的方法，其中相较于所述测试光罩部分中的非相位或不同相物体，所述光瞳滤波器经配置以提供所述输出光束中的相位对比度来增强包含缺陷的相位物体的信号强度。

3.根据权利要求2所述的方法，其中所述光瞳滤波器经配置以提供所述输出光束中的相位对比度而引入相位变化，使得从相位物体散射的光之间的相位更密切匹配从此相位物体反射的光，且此散射及反射光可彼此相长干涉以增强所述相位物体的检测到的图像信号。

4.根据权利要求1所述的方法，其中所述光瞳滤波器是厚片玻璃，其具有蚀刻部分，所述蚀刻部分的经蚀刻深度对应于引入到所述输出光束的透射通过所述光瞳滤波器的一部分内的相位变化量。

5.根据权利要求4所述的方法，其中所述经蚀刻深度为约85nm，以提供90°的相位变化。

6.根据权利要求4所述的方法，其中所述光瞳滤波器的所述蚀刻部分的宽度基本上匹配对应于所述输出光的反射部分的照明区域，以提供此照明区域而非对应于所述输出光的散射光部分的此照明区域外的相位变化。

7.根据权利要求6所述的方法，其中所述照明区域对应于σ0.5照明且所述光瞳滤波器的所述宽度等于约所述成像光瞳的孔直径的一半。

8.根据权利要求4所述的方法，其中所述光瞳滤波器包括在所述玻璃的相对于包含所述蚀刻部分的侧的侧上的多个半色调图案，其中所述半色调图案经设定尺寸且经布置以控制所述输出光的所述透射。

9.根据权利要求1所述的方法，其中所述光瞳滤波器经配置以提供所述输出光束中的相位对比度，以引起多个光罩图案及缺陷类型的多个强度色调的校正。

10.根据权利要求1所述的方法，其中所述光瞳滤波器经配置以提供所述输出光束中的相位对比度，以使得多个缺陷类型的多个偏焦基本上相等。

11.根据权利要求1所述的方法，其进一步包括从具有不同相位对比度效应的多个光瞳滤波器中选择所述光瞳滤波器，其中此选择是基于分析来自先前经检查的光罩区域中的结果。

12.一种使用光学检查工具检查极紫外EUV光罩的方法，所述方法包括：使用具有定位于成像光瞳处的光瞳滤波器的检查工具从自EUV测试光罩的测试光罩部分反射及散射的输出光束获得测试图像或信号，其中所述光瞳滤波器经配置以提供所述输出光束中的相位对比度；

针对经设计以相同于所述测试光罩部分的参考光罩部分获得参考图像或信号；

比较所述测试及参考图像或信号且基于此比较确定所述测试光罩部分是否具有任何候选缺陷；

针对所述EUV测试光罩的多个测试光罩部分中的每一者，重复使用所述检查工具、获得参考图像或信号、比较且确定的操作；

基于已经确定存在的任何候选缺陷生成缺陷报告，且

通过模拟随着由多个光瞳滤波器配置产生的相位变化角而变化的多个缺陷类型的缺陷强度信号而设计所述光瞳滤波器。

13.一种用于检查EUV光罩的检查系统，其包括：

光源，其用于生成入射光束；

照明光学器件，其用于将所述入射光束引导到EUV测试光罩上；

集光光学器件，其用于响应于所述入射光束而引导从所述EUV测试光罩的测试光罩部分反射及散射的输出光束，其中所述输出光束经引导通过光瞳滤波器朝向传感器；

所述光瞳滤波器定位于所述系统的成像光瞳中，其中所述光瞳滤波器经配置以提供所述输出光束中的相位对比度以相较于来自所述EUV测试光罩上的噪声的信号来增加来自任何缺陷的信号，其中所述光瞳滤波器具有基于随着由多个光瞳滤波器配置产生的相位变化角而变化的多个缺陷类型的模拟的缺陷强度信号的设计；

所述传感器，其用于检测来自所述光瞳滤波器的所述输出光束且生成此输出光束的测试图像或信号；及控制器，其经配置以执行以下操作：

获得经设计以相同于所述测试光罩部分的参考光罩部分的参考图像或信号；

比较所述测试及参考图像或信号且基于此比较确定所述测试光罩部分是否具有任何候选缺陷；

针对所述光罩的多个测试光罩部分中的每一者，重复获得参考图像或信号、比较且确定的所述操作；且基于已经确定存在的任何候选缺陷生成缺陷报告。

14.根据权利要求13所述的系统，其中相较于所述测试光罩部分中的非相位或不同相物体，所述光瞳滤波器经配置以提供所述输出光束中的相位对比度来增强包含缺陷的相位物体的信号强度。

15.根据权利要求14所述的系统，其中所述光瞳滤波器经配置以提供所述输出光束中的相位对比度而引入相位变化，使得从相位物体散射的光之间的相位更密切匹配从此相位物体反射的光，且此散射及反射光可彼此相长干涉以增强所述相位物体的检测到的图像信号。

16.根据权利要求13所述的系统，其中所述光瞳滤波器是厚片玻璃，其具有蚀刻部分，所述蚀刻部分的深度对应于引入到所述输出光束的透射通过所述光瞳滤波器的一部分内的相位变化量。

17.根据权利要求16所述的系统，其中所述深度为约85nm，以提供90°的相位变化。

18.根据权利要求16所述的系统，其中所述光瞳滤波器的所述蚀刻部分的宽度基本上匹配对应于所述输出光的反射部分的照明区域，以提供此照明区域而非对应于所述输出光的散射光部分的此照明区域外的相位变化。

19.根据权利要求18所述的系统，其中所述照明区域对应于σ0.5照明且所述光瞳滤波器的所述宽度等于约所述成像光瞳的孔直径的一半。

20.根据权利要求18所述的系统，其中所述照明区域对应于小于或大于σ0.5的光瞳区域。

21.根据权利要求16所述的系统，其中所述光瞳滤波器包括在所述玻璃的相对于包含所述蚀刻部分的侧的侧上的多个半色调图案，其中所述半色调图案经设定尺寸且经布置以控制所述输出光的所述透射。

22.根据权利要求13所述的系统，其中所述光瞳滤波器经配置以提供所述输出光束中的相位对比度，以引起多个光罩图案及缺陷类型的多个强度色调的校正。

23.根据权利要求13所述的系统，其中所述光瞳滤波器经配置以提供所述输出光束中的相位对比度，以使得多个缺陷类型的多个偏焦基本上相等。

24.一种使用光学检查工具检查极紫外EUV光罩的方法，所述方法包括：使用检查工具从自EUV测试光罩的测试光罩部分反射及散射的输出光束获得测试图像或信号，其中相较于所述测试光罩部分上以噪声的形式的非相位或不同相物体，所述检查工具经配置以引入球形像差以提供所述输出光束中的相位对比度来增强以缺陷的形式的相位物体的信号强度，其中所述检查工具从光瞳滤波器引入球形像差，且所述光瞳滤波器是基于随着由多个光瞳滤波器配置产生的相位变化角而变化的多个缺陷类型的模拟的缺陷强度信号而设计的；

针对经设计以相同于所述测试光罩部分的参考光罩部分获得参考图像或信号；

比较所述测试及参考图像或信号且基于此比较确定所述测试光罩部分是否具有任何候选缺陷；

针对所述EUV测试光罩的多个测试光罩部分中的每一者，重复使用所述检查工具、获得参考图像或信号、比较且确定的操作；且基于已经确定而呈现的任何候选缺陷生成缺陷报告。

说明书

用于极紫外掩模缺陷检查的相位对比度监测

[0001] 相关申请案的交叉参考

[0002] 本申请案主张张强(Qiang Zhang)等人于2016年10月7日申请的标题为“用于极紫外光掩模检查的相位对比度成像(Phase Contrast Imaging for Extreme Ultraviolet Photomask Inspection)”的第62/405,826号美国临时专利申请案的优先权，所述案出于所有目的以全文引用的方式并入本文中。

技术领域

[0003] 本发明大体上涉及光罩检查及计量的领域。更特定来说，本发明涉及用于检测缺陷的极紫外(EUV)光罩的检查及测量。

背景技术

[0004] 经过数十年的EUVL(EUV光刻)研究及开发，似乎最终实现了EUVL。截至2017年初，全世界至少已安装十四台EUV扫描仪。业界的共识似乎是在EUVL的实施中不存在根本的技术障碍。

[0005] 向EUVL的这一转变已导致一些相互矛盾的EUV光罩图案检查技术。一种做法是当前具有不可接受的处理能力的光化性检查。另外两种检查可包含电子束检查及DUV检查。在DUV检查做法中，使用与13.5nm的EUVL波长十分不同的波长(通常为193nm)来检查EUV光掩模。归因于显著波长失配，EUV掩模上的关键缺陷中的信号可能十分微弱。鉴于上文，找出在适当情况下增强缺陷信号的创新技术将是有利的。

发明内容

[0006] 下文呈现本发明的简化的发明内容以提供对本发明的特定实施例的基础理解。此发明内容不是本发明的延伸概述且其不识别本发明的主要/关键元件或描述本发明的范围。其唯一目的是以简化形式呈现本文揭示的一些概念作为后文呈现的更详细描述的前奏。

[0007] 在一个实施例中，揭示一种使用光学检查工具检查极紫外(EUV)光罩的方法。使用具有定位于成像光瞳处的光瞳滤波器的检查工具从自EUV测试光罩的测试部分反射及散射的输出光束获得测试图像或信号。所述光瞳滤波器经配置以提供所述输出光束中的相位对比度。针对经设计以相同于所述测试光罩部分的参考光罩部分获得参考图像或信号。比较所述测试及参考图像或信号且基于此比较确定所述测试光罩部分是否具有任何候选缺陷。针对所述光罩的多个测试光罩部分中的每一者，重复使用所述检查工具、获得参考图像或信号、比较且确定的操作。基于已经确定存在的任何候选缺陷生成缺陷报告。

[0008] 在特定实施方案中，相较于所述测试光罩部分中的非相位或不同相物体，所述光瞳滤波器经配置以提供所述输出光束中的相位对比度来增强相位物体的信号强度。在另一方面中，所述光瞳滤波器经配置以提供所述输出光束中的相位对比度而引入相位变化，使得从相位物体散射的光之间的相位更密切匹配从此相位物体反射的光，且此散射及反射光可彼此相长干涉以增强所述相位物体的检测到的图像信号。

[0009] 在另一实施例中，所述光瞳滤波器是厚片玻璃(例如熔融硅石)，其具有蚀刻部分，所述蚀刻部分的深度对应于引入到透射通过所述光瞳滤波器的输出光束的部分内的相位变化量。在一个方面中，所述经蚀刻的深度为约85nm，以提供(例如)193nm的检查工具波长处的90°的相位变化。在一个实施例中，所述光瞳滤波器的蚀刻部分的宽度基本上匹配照明区域(对应于输出光的反射部分)，以提供此照明区域内而非此照明区域外(对应于输出光的散射光部分)的相位变化。在另一方面中，所述照明区域对应于σ0.5照明，且所述光瞳滤波器的宽度等于约成像光瞳的孔直径的一半。在另一方面中，所述照明可对应于小于或大于σ0.5的光瞳区域。在另一方面中，所述光瞳滤波器包括在玻璃的相对于包含蚀刻部分的侧的侧上的多个半色调图案。在此方面中，所述半色调图案经设定尺寸且经布置以控制输出光的透射。

[0010] 在替代实施例中，所述方法进一步包含通过模拟随着由多个光瞳滤波器配置产生的相位变化角而变化的多个缺陷类型的缺陷强度信号而设计相位滤波器。在另一实施例中，所述光瞳滤波器经配置以提供输出光束中的相位对比度，以引起多个光罩图案及缺陷类型的多个强度色调的校正。在另一方面中，所述光瞳滤波器经配置以提供输出光束中的相位对比度，以使得多个缺陷类型的多个偏焦基本上相等。

[0011] 在其它实施例中，本发明涉及一种用于检查EUV光罩的检查系统。所述系统包含：光源，其用于生成入射光束；照明光学器件，其用于将所述入射光束引导到EUV光罩上；集光光学器件，其用于响应于所述入射光束而引导从所述EUV光罩反射及/或散射的输出光束；
传感器，其用于检测所述输出光束且生成所述输出光束的图像或信号；及控制器，其经配置以执行以上方法的一或多者。

[0012] 以下参考图进一步描述本发明的这些及其它方面。

附图说明

[0013] 图1是实例EUV光罩的侧视图的图解表示。

[0014] 图2说明EUV光刻过程中的EUV光罩及晶片的侧视透视图。

[0015] 图3是根据本发明的一个实施例的经配置以用于相位对比度成像的检查系统的图解表示。

[0016] 图4A是根据本发明的一个实施例的光瞳滤波器的侧视图的图解表示。

[0017] 图4B是根据本发明的替代实施例的具有用于控制透射的半色调金属图案的光瞳滤波器的侧视图的图解表示。

[0018] 图5展示在具有及不具有相位对比度的拥有圆形偏光的半σ照明下位于典型EUV接触掩模图案的最佳焦点处的模拟的图像。

[0019] 图6包含根据本发明的特定应用的各自说明随着光瞳滤波器的相位角而变化的EUV掩模上的超大及入侵缺陷的经计算的缺陷信号的图表。

[0020] 图7展示在三种不同照明偏光条件下应用及不应用相位对比度技术的一列扩充缺陷的条形图。

[0021] 图8展示通过焦点的具有及不具有相位对比度的超大、超小及入侵缺陷的信号。

[0022] 图9是根据本发明的一个实施例的说明具有相位对比度的检查过程的流程图。

具体实施方式

[0023] 在以下描述中，陈述数个特定细节以提供对本发明的全面理解。可在无部分或全部这些特定细节的情况下实践本发明。在其它例子中，未详细描述已知组件或过程操作以免不必要地混淆本发明。尽管将结合特定实施例描述本发明，但将理解，不希望将本发明限制于所述实施例。

[0024] 极紫外(EUV)光刻过程通常使用EUV类型的光罩，其经设计以促进晶片上的(例如)13.5nm的EUV波长处的图案化。图1是实例EUV光罩的一部分的侧视图的图解表示。如所展示，EUV光罩100可包含衬底102，例如低热膨胀(LTE)或超低膨胀(ULE)玻璃板(例如熔融硅石)。

[0025] 利用多层104材料覆盖所述衬底以提供EUV波长处的中度反射率(例如，60％到70％或更多)，用于执行EUV波长处的光刻曝光。多层(ML)堆叠104充当为最大化EUV辐射的反射且同时是EUV辐射的较差吸收器的布拉格(Bragg)反射镜。反射通常发生在具有不同折射指数的材料(具有引起较大反射率的较大差异)之间的接口处。尽管曝露到极低波长的材料的折射指数大约等于1，但可通过使用具有拥有不同折射指数的交替层的多个层来实现显著反射。所述ML堆叠还可包括低吸收特性，使得照射辐射以较少损失反射。在某些实施例中，多层104包含经布置具有约7纳米间距的约30到40(或40到50)之间个交替对钼(Mo)及硅(Si)层。其它适合的层可包含Mo2C及Si、Mo及铍(Be)、钼钌(MoRu)及Be的交替层。

[0026] 多层104可包含覆盖层(例如Ru)以防止氧化。在其它实施例中，EUV光罩可包含石英、抗反射涂层(ARC)及其它特征。在安置于多层104上方的吸收器层中形成图案(例如，106a及106b)。举例来说，顶部由薄抗反射氧化物(例如氧化钽硼(TaBO))覆的硼氮化钽(TaBN)膜充当为EUV吸收器。用于光罩图案的(若干)材料可经选择具有接近为零的蚀刻偏差以实现超精细分辨率特征。

[0027] 一般来说，可实施任何适合的EUV光刻过程以经由EUV光罩将光致抗蚀剂层曝露于晶片上。图2说明EUV光刻过程中的光罩及晶片样本的侧视透视图。光刻系统的光源可产生适合与EUV光罩搭配使用的任何适合辐射。例如，可利用约11nm到14nm之间的EUV波长或较低软X射线波长。在特定实施方案中，产生约13.5nm的波长。

[0028] 在光刻期间，在形成于晶片衬底204上的抗蚀剂层202中吸收从EUV光罩的多层104反射的辐射206。当显影光致抗蚀剂时，吸收的辐射产生光酸(H+)及在晶片衬底204的抗蚀剂层202(对应于EUV光罩的吸收器图案层(例如106a))中形成曝露的图案的放大的光酸(如，208a及208b)。为了清楚起见，在图2中省略EUV光罩与晶片之间的反射成像光学器件。

[0029] 界定印刷于硅晶片上的图案的EUV光掩模的缺陷率控制在过程产量管理方面起着关键作用。然而，归因于缺少光化EUV光掩模检查器(其光学地检查与EUV扫描仪使用的波长相同的波长(例如，13.5nm)处的光掩模)，缺陷检测已被视为EUV光刻发展的高风险领域之一。潜在可提供优良敏感度的电子束检查工具通常具有比所预期慢数个数量级的检查处理能力，且因此不是用于全掩模检查的实际解决方案。当前且针对可预见未来，图案化EUV光掩模的检查必须依赖于在深UV(DUV)波长范围(190nm到260nm)内操作的更可行、更高处理能力的检查工具。

[0030] 检查与光刻工具之间的波长中的此显著差异对应用于EUV光掩模缺陷检测的DUV检查工具的性能具有重大影响。例如，所述DUV检查工具相较于EUV光刻扫描器具有较差光学分辨率，从而导致受关注的缺陷的较低图像对比度。另外，构成EUV光掩模(例如，ML背景材料与吸收器材料图案)的不同材料在EUV与DUV波长之间具有显著不同的光学性质，这极大地影响从所述EUV光掩模反射的光的幅度及相位。在更特定及典型实例中，可牺牲缺陷敏感度，因为从缺陷散射的光趋向于与从背景图案反射的光异相。此效应已成为确定DUV检查工具的可实现EUV光掩模缺陷检测敏感度的主要限制因子。

[0031] 本发明的某些实施例提供用于通过利用反射模式中的相位对比度成像来显著改进DUV检查工具的EUV光掩模缺陷敏感度的设备及技术。在一个实例中，可通过将光学滤波装置插入到DUV检查工具(例如从加利福尼亚(CA)米尔皮塔斯(Milpitas)的KLA-Tencor获得的TeronTM6xx检查工具)的成像光瞳中而在所述DUV检查工具上实施相位对比度成像。所述相位对比度成像通常是基于反射光，因为EUV掩模趋向于不透DUV光。

[0032] 尽管从ML反射的光及掩模上的缺陷材料的强度级是类似的，但ML通常在缺陷或吸收器图案下方，使得ML在与缺陷或吸收器层不同的相位处反射回光。此相位差异可引起缺陷信号强度的降低，但也可在相位对比度成像过程中利用以相对另一个信号增强一个信号从而改进对比度结果，这也改进缺陷检测。

[0033] 可使用硬件及软件的任何适合组合来实施光罩检查的相位对比度。图3是根据本发明的一个实施例的经配置以用于相位对比度反射成像的检查过程300的图解表示。此系统300通常包含适合用于检查EUV光罩的光源302。光源的一个实例是准连续波激光器。在某些实施例中，光源通常可提供高脉冲重复速率、低噪声、高功率、稳定性、可靠性及延伸性。应注意，尽管EUV扫描仪在13.5nm波长处操作，但用于EUV光罩的检查工具不必在相同波长下操作。可使用(例如)在193nm下操作的来自KLA-Tencor的TeronTM系统来检查EUV光罩。

[0034] 所述检查工具通常可经设置具有一组操作参数或“方案”。方案设置可包含以下设置的一或多者：光瞳滤波器配置、变焦设置、一或多个缺陷检测阈值、焦点设置、照明或检测孔设置、入射光束角及波长设置、检测器设置、对于反射或透射光的量的设置、空中模型参数等等。本发明的某些实施例利用反射模式中的具有一组偏光(例如S、P、圆形等等)的检查系统。

[0035] 检查系统包含用于将照明光束聚焦于经检查的表面312上的光学元件的集合。例如，系统300可包含用于精确光束定位的光束操纵装置，及可用于提供光级控制、斑纹噪声减少及高光束一致性的光束调节装置。光束操纵及/或光束调节装置可为(例如)激光器中的分离物理装置。为清楚起见，图3仅说明聚光透镜304、分束器306及用于照明光学器件的物镜308。然而，所属领域的技术人员将理解，检查系统可包含用于实现特定检查功能的其它光学或电子元件。物镜308可相对较大以符合特定的低像差需求。所述物镜可调整到像素的不同尺寸，例如，每像素小于约100nm，或更特定来说，小于约75nm或甚至小于60nm。

[0036] 还可将样本310放置于检查系统300的载台(未标记)上，且检查系统300还可包含用于相对于入射光束移动所述载台(及样本)的定位机构。通过实例，一或多个电机机构可各自由螺钉驱动件及步进电机、具有反馈位置的线性驱动件或带致动器及步进电机形成。

[0037] 在(若干)入射光束照射于样本310上后，接着，所述光可以“输出光”或“输出光束”的形式从样本310反射及衍射/散射。检查系统还包含用于将输出光朝向一或多个检测器引导的任何适合的透镜布置。如所展示，可由将输出光束朝向检测器或成像传感器314引导的检测器或成像透镜313接收输出光束。在某些实施例中，传感器314是延时积分(TDI)检测器。典型TDI检测器积累经检查表面的相同区域的多个曝光，从而有效地增加可用于收集入射光的积分时间。一般来说，传感器或检测器可包含换能器、集光器、电荷耦合装置(CCD)或其它类型的辐射传感器。

[0038] 当对光罩成像时，可分析来自ML及吸入器材料的光。例如，可计算ML及吸收器的193nm波长处的基尔霍夫(Kirchhoff)复合反射系数。此计算展示吸收器的反射幅度大致是ML的反射幅度的一半，且在其之间存在-90°相位角差异，此指示EUV掩模是强相位物体。应注意，EUV吸收器堆叠膜厚度及类型在实际情况中可变。掩模的相位性质通常保留准确相位角中的某些可变性。

[0039] 在掩模图案M的情况中，在单个相干平面波的照明下的掩模光学近场E可被视为在基尔霍夫近似值内，基尔霍夫近似值可写为：

[0040]

[0041] 其中rML/rabs分别表示用于ML及吸收器的基尔霍夫复合反射系数。M表示掩模二元图案，其界定为：

[0042]

[0043] 在菲涅尔(Fresnel)衍射理论下，当掩模近场传递到物镜的远场光瞳平面时，所述远场光瞳平面处的光场 可简单地描述为掩模近场 的傅立叶(Fourier)转换：

[0044]

[0045] 变量 是入射角，其中 是法向角。非零 对应于从所述掩模散射的光，而 中的变化对应于反射角与散射角之间的差异。 是狄拉克(Dirac)δ函数。右边第一项是来自所述掩模的衍射场，而第二项是来自所述掩模的反射场。可见由 确定衍射顺序之间的相对相位角，这类似于二元掩模。然而，反射场的相位通常不同于衍射场，这取决于图案布局。现在我们考虑对早期采用EUV技术(例如，EUV掩模)来印刷接触及通孔图案极其感兴趣的特殊使用情况。在此情况中，所述掩模是主要由其中具有小接触洞的吸收器覆盖的暗场掩模。而且，由于|rML|》|rabs|，所以光瞳场可简化为：

[0046]

[0047] 上文指示针对图1中展示的堆叠来说，反射场携带与衍射场不同达rabs/rML或接近-90°的相位，这可能导致常规成像模式下图案图像对比度降低。为了校正这一问题，可实施经设计或经配置以用于为反射场加入+90°相位的光瞳平面中的相位滤波器，其可经设计以改进所得图像的对比度。因此，相位滤波器可经布置或设计以引入从相位物体(具有在其反射光与散射光之间已存在的相位差)反射及散射的光之间的额外相位差(例如90°)，以相对于(例如)非相位或不同相物体增强来自所述相位物体的信号。一个方法是提供相位中的变化，使得从相位物体散射与反射的光之间的相位更紧密匹配，且可彼此相长干涉以相对于其它非相位或不同相光罩部分或物体而增强相位物体的检测到的图像信号。

[0048] 在图3的说明的实例中，系统300包含提供输出光的相位对比度的光瞳滤波器307。可通过蚀刻为薄片玻璃(例如熔融硅石)而制作光瞳滤波器307。图4A是根据本发明的一个实施例的光瞳滤波器的侧视图的图解表示。蚀刻深度或高度h确定滤波器相对于未经蚀刻区域的相位。在193nm处，大致85nm的蚀刻深度将给出接近90°的相位角。

[0049] 光瞳滤波器的几何形状经配置以匹配照明孔的形状。即，所述光瞳滤波器经配置以提供照明区域内(其还对应于输出光的反射部分)的相位变化，而不提供此照明区域外部(大部分对应于散射光)的相位变化。举例来说，如果使用σ0.5照明，那么光瞳滤波器可为具有直径大致为光瞳成像孔直径的一半的蚀刻部分的圆盘。在图4A的实例中，蚀刻部分的宽度w可经设定尺寸以匹配所述孔直径(例如σ0.5孔)。这里选择σ0.5照明及圆形偏光为例来说明相位对比度成像的影响。其绝不应被视为用于EUV光掩模检查的唯一照明选项。

[0050] 抗反射涂层(例如MgF2等等)可沉积于玻璃的一或两侧上以减少杂散光。滤波器的透射通常保持不变，但可通过将半色调金属或其它部分透射图案置于玻璃(由与DUV光相容的材料制成，例如铬、铝或镍)的平坦侧上而控制滤波器的透射。图4B是根据本发明的替代实施例的具有用于控制透射的半色调金属图案404的光瞳滤波器的侧视图的图解表示。所述半色调图案在尺寸及间隔上可变以根据需要改变透射透过所述滤波器的光的量，从而进一步改进某些缺陷类型或掩模图案类型的缺陷检测敏感度。

[0051] 为了展示相位对比度成像对EUV掩模检查的相对缺陷敏感度的影响，已执行严格光学模拟来对EUV掩模图案及将由来自KLA-Tencor的TeronTM6xx检查工具生成的各种缺陷的图像(具有及不具有相位对比度)建模。图5展示在具有及不具有相位对比度的拥有圆形偏光的σ0.5照明下位于典型EUV接触掩模图案502的最佳焦点处的模拟图像。归因于掩模的相位性质，不具有相位对比度的图像展示如由图像504展示的对比度反转。对应于具有较高反射率的曝露的ML区域的接触洞在不具有相位对比度的图像(504)中似乎更暗。彼此靠近的接触的解析也同样差。另一方面，在具有相位对比度的情况下，所得图像506展示正确图像色调。也更好地解析每一个别接触。

[0052] 超大缺陷是比预期更大的接触，且入侵类型缺陷具有额外存在的吸收器，使得通孔不完整。图6包含的图表各自说明根据本发明特定应用的随着光瞳滤波器的相位角而变化的EUV掩模上超大及入侵缺陷的经计算缺陷信号。定位于光瞳(604)处的光瞳滤波器(606)的最优相位角(θ)可以针对任何缺陷类型、缺陷组成、光罩类型及光罩组成以任何适合方式设计且确定。一般来说，光瞳滤波器经设计以提供整个经照明区域的相位对比度。例如，如果照明轮廓是圆形、椭圆或环形的，那么所述光瞳滤波器分别具有类似地圆形、椭圆或环形的相位变化区域。理由是当光从EUV掩模反射时，掩模图案及任何缺陷将趋向于散射/衍射光以(除反射光外，还)填充整个光瞳区域。

[0053] 具体来说，图6分别展示超大及入侵缺陷类型的随着光瞳滤波器相位角变化的模拟的缺陷强度信号，如曲线610a及610b。图表608a及608b分别说明超大及入侵缺陷的信噪比(SNR)值614a及614b。图表608a及608b还分别展示超大及入侵缺陷的线边缘粗糙度(LER)噪声信号612a及612b。已发现在相位变化的情况下LER仍趋向于是相同的。

[0054] 0度相位角对应于无相位对比度成像的情况。如超大接触缺陷及入侵缺陷两者所见，接近90°的相位角接近最优以最大化缺陷信号(610a及610b)。尽管入侵缺陷的缺陷信号610b大于LER粗糙度612b，但大约130°的相位角似乎导致甚至更强的缺陷信号610b且远高于LER噪声612b，使得可针对此缺陷类型选择130°。

[0055] 图7展示在三种不同照明偏光条件下应用及不应用相位对比度技术模拟的一列扩充缺陷的条形图。如所展示，相位对比度可在许多不同偏光条件下增强超大、超小、入侵及突出缺陷的信号。可在超小及入侵缺陷中见到最大信号改进，其可具有50％到80％的改进。

[0056] 针孔缺陷是此改进的例外，且可能由其独特几何形状引起，从而给予针孔缺陷与其它缺陷类型有些不同的相位签章。相位对比度成像通常导致针孔缺陷的缺陷信号的减少。

[0057] 因此，光瞳滤波器可经配置为不同相位变化值。例如，具有不同蚀刻深度及所得相位变化值的不同光瞳滤波器可沿方向315选择性地插入到成像光瞳平面内，且将所有光瞳滤波器从所述光瞳平面移除以用于无相位对比度的检查(例如，用于针孔缺陷检测)。

[0058] 本发明的某些实施例还可包含多个光瞳滤波器在给定检查系统上的实施方案。在检查经过中使用哪个特定光瞳滤波器的选择取决于EUV掩模堆叠的特性及待检测的缺陷类型。各自利用不同光瞳滤波器执行的多个检查经过首先可经执行以实现针对所有关键缺陷类型的最优整体检查敏感度。可在成像路径中提供一组光瞳滤波器。在检查期间，当正处理特定扫描带N时，计算机节点可分析对应于扫描带N+1的数据库且推荐用于所述扫描带的最佳光瞳滤波器。所述滤波器可经选择以用于对扫描带N+1进行光学扫描。即，滤波器可经选择以基于在当前或先前扫描带或其它光罩区域上使用一或多个(或多个)光瞳滤波器的结果而用于下一扫描带。

[0059] 已发现图案线边缘粗糙度(LER)噪声是EUV掩模中的板噪声的主要来源。在图7中还展示LER噪声是如何响应相位对比度成像的模拟。有趣的是，LER噪声对相位对比度成像较不敏感。因此，可通过使用对比度成像而极大地改进缺陷信噪比(SNR)，从而导致更高缺陷敏感度。

[0060] 当检查EUV掩模时，相位对比度成像还可改进检查工具的光学性能。图8展示通过焦点的具有及不具有相位对比度的超大、超小及入侵缺陷的信号。一般来说，优选在最大化缺陷信号的偏焦处操作检查工具。然而，在图表802b中可见三个缺陷的最佳焦点位置在无相位对比度的情况下显著不同。

[0061] 通常不可能在不使用相位对比度成像的情况下找出针对所有缺陷都给出最佳信号的单个偏焦。在此情况中，可使用具有不同偏焦的多次经过检查，牺牲检查处理能力。然而，在具有相位对比度的情况下，不仅增强缺陷信号，且所有三个缺陷的最佳焦点位置彼此对准在50nm内，如在图表802a中所展示，这允许单个经过检查捕获所有三种缺陷类型。在另一实例中，所有三种缺陷彼此对准在70nm内。

[0062] 相位对比度成像的另一优势涉及缺陷分类，这依赖于缺陷残留图像中含有的信息。举例来说，针对EUV接触图案，超大缺陷将趋向于具有亮色调(804a)，而超小缺陷(806a)或入侵缺陷(808a)趋向于具有暗色调。还如在图8中所见，最佳焦点处的缺陷强度色调对不具有相位对比度的超小缺陷(806b)及入侵缺陷(808b)来说是不正确的，但对具有相位对比度的超小缺陷(806a)及入侵缺陷(808a)是正确的。应注意，具有相位的超大缺陷(804a)及不具有相位的超大缺陷(804b)的缺陷强度色调是正确的。因此，相位对比度成像将可能提供更准确的缺陷分类结果，因为强度色调对所有缺陷类型来说都是正确的。

[0063] 最终，相位对比度成像与裸片对裸片及裸片对数据库检查模式兼容。在裸片对数据库检查中，可通过基于掩模设计数据库输入(通过模拟制作及检查工具效应以用于制作且成像将由所述设计数据库形成的光罩)计算光学图像而生成无缺陷参考图像。针对准确渲染，需要考虑检查工具的光学条件。从KLA-Tencor购得的6xx DB渲染算法的部分相干模型(PCM)经配置以通过为所述模型提供特定光瞳功能而处置相位对比度成像。

[0064] 可利用任何适合技术来实施缺陷敏感度提高时的相位对比度以及本文描述的其它优势。图9是根据本发明的一个实施例的说明具有相位对比度的检查过程900的流程图。首先，在操作902中，利用入射光照明光罩，响应于此而从所述光罩反射且衍射输出光。例如，将所述光罩载入到在深紫外(DUV)范围(190nm到260nm)中操作且在反射模式中经配置的检查工具内。相对于图3描述了一个实例检查工具。针对本文描述的相位对比度技术的实施方案，光罩通常具有强相位特性。例如，ML及吸收器图案将趋向于具有其之间的显著相位角差异(例如90°)，使得图案/缺陷与背景之间的图像对比度在不校正的情况下较差。EUV光罩还将趋向于具有与检查工具的波长相当或比其更小的图案几何形状。应注意，EUV吸收器堆叠膜厚度及类型(及缺陷材料类型)实际上可不同，且掩模的相位性质通常保留准确相位角差异中的某些可变性。

[0065] 接着，在操作904中，可在成像光瞳处对输出光滤波以在所述输出光中引入相位变化来增强对比度及缺陷检测敏感度。举例来说，泽尼克(Zernike)相位滤波器定位于光瞳平面中以为反射场增加90°相位而改进所得图像的对比度。即，光瞳滤波器将相位变化施加到透射通过所述光瞳滤波器的光。还可施加类似校正以改进相对于背景图案携带强相位签章且因此实现较佳缺陷敏感度的掩模图案缺陷的图像对比度。

[0066] 实施光瞳滤波器以用于在成像系统上进行相位对比度成像的替代方式是在此系统中引入大球形像差。可通过沿iso放大曲线改变变焦透镜群组的位置结合成像系统的最佳焦点位置的偏移而引入此球形像差(可在从KLA-Tencor购得的6xx Teron系统上配置)。此替代方法不需要物理地将光瞳滤波装置插入到成像光瞳中。然而，以此方式获得的缺陷敏感度改进将不如使用光瞳滤波装置获得的缺陷敏感度改进显著。因此，此像差技术可与将光瞳滤波器用于进一步相位对比度相组合。

[0067] 返回参考图9的说明的实例，在操作906中接着可检测经滤波的输出光且生成具有改进的对比度及缺陷敏感度的测试图像。在操作908中，还可获得对应于光罩的相同区域的参考图像。所述参考图像可从相同裸片获得或从用于制作成像的光罩部分的设计数据库的设计描述渲染。例如，模型通过模拟以与设计图案经改变而形成实际测试光罩相同的方式(例如，设计多边形的拐角是圆的等等)改变此类设计数据图案的过程而模拟光罩图案图像。所述模型还通过对特定检查工具建模而模拟从此模拟的光罩图案生成的参考图像以从实际测试光罩生成测试图像。更具体来说，所述模型模拟光是如何从经模拟的光罩反射及/或衍射且由检查工具的光学器件及传感器检测的且基于此检测的光模拟参考图像。用于光罩制作模拟及检查工具模拟的实例建模软件是从加利福尼亚米尔皮塔斯的KLA-Tencor购得的PROLITHTM。

[0068] 接着，在操作910中可比较参考及测试图像以检测缺陷。例如，可从所述参考图像减去所述测试图像以获得不同图像。在一个实例中，可减去每一图像像素中的强度值。在另一实例中，比较或减去表示多个像素的每一对图像中的像素的两个强度平均值。不管用于比较测试及参考图像的技术，不同图像部分可被称为“事件”。

[0069] 接着，在操作912中可基于一或多个(若干)阈值确定差异或事件是否对应于候选缺陷。可在不同图像部分上执行任何适合的类型及数目的缺陷分析以检测候选缺陷。例如，可任选地在每一事件上执行灵敏度劣化处理。在灵敏度劣化过程中，可使用较不严格(或不同)阈值或算法来确定相较于对错误缺陷更敏感的其它区域或特征类型，每一事件是否是已识别为对错误缺陷/假影较不敏感的光罩的一或多个预定义区域或特征类型的缺陷。在一个实例中，用户可已经通过不同方式(例如使用不同阈值)设置方案来分析不同光罩区域或特征类型(例如，边缘等等)。

[0070] 还可生成且存储候选缺陷的缺陷报告。所述缺陷报告可为任何适合格式。在一个实施方案中，所述缺陷报告可含有对每一候选缺陷的图像及位置的参考。应注意，所述缺陷报告可含有每一候选缺陷的测试图像与参考图像之间的差异。每一候选缺陷的图像及位置还可与缺陷报告存储在一起以用于以后检视。在另一实例中，所述缺陷报告是为包括经界定或标记为潜在缺陷的强度差异的图像的形式。所述报告可为具有对应于候选缺陷的可变强度或平均强度差异的可变色彩的缺陷图的形式，如以下所进一步描述。

[0071] 应注意，可针对每一光罩区域重复操作902到912，使得可检查整个光罩。在检查光罩之后，接着在操作914中可确定所述光罩是否通过检查。例如，接着可更仔细地检视高于预定义阈值的每一图像差异或强度值差异以确定光罩是否有缺陷且不可再使用。例如，可使用SEM来检视每一缺陷候选者以确定临界尺寸(CD)是否超出规格。此检视过程可在任何或所有报告的候选缺陷上实施。

[0072] 不论实施的检查做法，如果光罩未通过检视，那么在操作916中可修复或丢弃对应光罩且检查结束。例如，可将某些缺陷从光罩清除。还可基于δ强度图调整光刻过程。在一个实施方案中，δ值ΔI/I可通过ΔI/I＝-ΔD/D与分率量校正ΔD/D相关。可由从荷兰的菲尔德霍芬(Veldhoven)的ASML购得的DoseMapperTM计量或从德国蔡司(Zeiss)购得的CDC校正计量确定基于强度变化的剂量校正。

[0073] 如果光罩通过检视，那么检视过程可结束且无需丢弃或修复光罩。在操作918中可使用合格的光罩制作晶片。再次使用光罩(修复的或合格的光罩)之后，可再次检查所述光罩。

[0074] 在替代实施例中，如果光罩通过检查，那么所有候选缺陷可被视为“可接受差异”，且此类可接受差异值可经存储且随后再使用以在使用此光罩之后快速重新证明光罩是合格的。在此实例中，将“可接受差异”用作为一组基线事件。如果此类基线事件在使用过的光罩上存在，那么此类基线事件可被视为是可接受的且不报告为候选缺陷。仅将因为检测到基线事件后发生的差异确定为候选缺陷且经受缺陷检视。

[0075] 返回参考图3的系统，可将照明光束以相对于经检查的表面的基本上法向角朝向样本表面312引导。在其它实施例中，可以倾斜角引导照明光束，这允许分离照明及反射光束。

[0076] 传感器314通常还与处理器系统316耦合，或更一般来说，耦合到可包含模/数转换器(经配置以将传感器314中的模拟信号转换到数字信号或图像以用于处理)的信号处理装置。处理器系统316可经配置以分析一或多个反射及散射光束的强度、相位及/或其它特性。处理器系统316可经配置(例如，具有编程指令)以提供用于显示所得测试图像及其它检查特性的用户界面(例如，计算机屏幕)。处理器系统316还可包含用于提供输入的一或多个输入装置(例如，键盘、鼠标、操纵杆)。处理器系统316还可与用于控制(例如)样本位置(例如，聚焦及扫描)、光瞳滤波器配置、变焦设置及检查系统元件的其它检查参数及配置的载台耦合。在某些实施例中，处理器系统316经配置以实施以上详细描述的检查技术。处理器系统
316通常具有耦合到输入/输出端口的一或多个处理器及经由适合总线或其它通信机构的一或多个存储器。

[0077] 由于此信息及程序指令可在专门经配置的计算机系统上实施，所以此系统包含可存储于计算机可读媒体上的用于执行本文描述的各种操作的程序指令/计算机编码。机器可读媒体的实例包含(但不限于)：磁性媒体，例如硬盘、软盘及磁带；光学媒体，例如CD-ROM盘；磁光媒体，例如光盘；及特别经配置以存储且执行程序指令的硬件装置，例如只读存储器装置(ROM)及随机存取存储器(RAM)。程序指令的实例包含(例如)由编译程序产生的机器代码，及含有可由计算机使用解释器执行的高阶编码的文件。

[0078] 应注意，以上描述及图式不应解译为对系统的特定组件的限制且所述系统可体现于许多其它形式。举例来说，应设想检查或测量工具可具有来自经布置以用于检测缺陷及/或解决光罩或晶片的特征的关键方面的任何数目个已知成像或计量工具的任何适合的特征。通过实例，检查或测量工具可经调适以用于亮场成像显微术、暗场成像显微术、全天空成像显微术、相位对比度显微术、偏光对比度显微术及相干探测显微术。还将设想可使用单个及多个图像方法捕获目标的图像。这些方法包含(例如)单捕获、双捕获、单捕获相干探测显微术(CMP)及双捕获CMP方法。非成像光学方法(例如扫描计)还可设想为检查或计量设备的形成部分。

[0079] 在其它检查应用中，入射光或检测到光可穿过任何适合的空间孔而以任何适合入射角产生任何入射光轮廓或检测到的光轮廓。通过实例，可利用可编程照明或检测孔来产生特定光束轮廓，例如偶极、四极、类星体、环形等等。在特定实例中，可实施像素化照明技术。除了以上描述的任何相位对比度技术外，可编程照明及特殊孔可用于增强光罩上的某些图案的特征对比度。

[0080] 检查设备可适合用于检查半导体装置或晶片及光学光罩，以及EUV光罩或掩模。可使用本发明的检查设备及技术检查或成像的其它类型的样本包含任何表面，例如平面显示器。

[0081] 一般来说，检查工具可包含：至少一个光源，其用于生成入射光束；照明光学器件，其用于将所述入射光束引导到样本上；集光光学器件，其用于响应于所述入射光束而引导从所述样本发射的输出光束；传感器，其用于检测所述输出光束且生成所述输出光束的图像或信号；及控制器，其用于控制所述检查工具的组件且促进如本文进一步描述的检查技术。

[0082] 在示范性检查系统中，入射光束可为任何适合形式的相干光。另外，可使用任何适合的透镜布置引导入射光束朝向样本且引导从样本发出的输出光束朝向检测器。所述输出光束可从样本反射或散射或透射通过所述样本。针对EUV光罩检查，所述输出光束从所述样本反射及散射。同样地，可使用任何适合的检测器类型或任何适合数目的检测元件来接收所述输出光束且基于所述接收的输出光束的特性(例如，强度)提供图像或信号。

[0083] 尽管已为了清楚理解的目的详细描述以上发明，但将明白可在所附权利要求书的范围内实践特定改变及修改。应注意，存在实施本发明的过程、系统及设备的许多替代方法。尽管相对于测试及参考图像描述了以上描述的技术，但可由针对光罩检测的多个强度值及坐标表示测试及参考光罩部分。因此，本发明的实施例将被视为说明性的而不具有限制性，且本发明不限制于本文给出的细节。