DE102024111144A1

DE102024111144A1 - Method for operating a mask inspection device, EUV camera, mask inspection device, computer program product

Info

Publication number: DE102024111144A1
Application number: DE102024111144.5A
Authority: DE
Inventors: Lutz Brekerbohm; Ulrich Matejka; Julian OTT; Gilles Tabbone
Original assignee: Carl Zeiss SMT GmbH
Current assignee: Carl Zeiss SMT GmbH
Priority date: 2024-04-22
Filing date: 2024-04-22
Publication date: 2025-10-23
Also published as: WO2025223782A1

Abstract

Verfahren zum Betreiben einer Maskeninspektionsvorrichtung, bei dem EUV-Strahlung auf eine Fotomaske (17) geleitet wird und bei dem an der Fotomaske (17) reflektierte EUV-Strahlung über ein Projektionsobjektiv (22) auf einen Bildsensor (24) einer EUV-Kamera (23) geleitet wird, so dass die Fotomaske (17) auf den Bildsensor (24) abgebildet wird. Die Fotomaske (17) wird in einer Scanrichtung (32) bewegt, während der Bildsensor (24) belichtet wird. Mit dem Bildsensor (24) werden Bilddaten gewonnen werden, die in der Scanrichtung (32) eine andere Auflösung haben als in einer Cross-Scanrichtung (33). Aus den Bilddaten wird ein gestauchtes Bild (34) der Fotomaske (17) generiert. Die Erfindung betrifft auch eine Maskeninspektionsvorrichtung, eine EUV-Kamera und ein Computerprogrammprodukt.Method for operating a mask inspection device, in which EUV radiation is directed onto a photomask (17) and in which EUV radiation reflected by the photomask (17) is directed via a projection lens (22) onto an image sensor (24) of an EUV camera (23), such that the photomask (17) is imaged onto the image sensor (24). The photomask (17) is moved in a scanning direction (32) while the image sensor (24) is exposed. Image data is acquired with the image sensor (24), which has a different resolution in the scanning direction (32) than in a cross-scanning direction (33). A compressed image (34) of the photomask (17) is generated from the image data. The invention also relates to a mask inspection device, an EUV camera, and a computer program product.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben einer Maskeninspektionsvorrichtung, eine EUV-Kamera, eine Maskeninspektionsvorrichtung und ein Computerprogrammprodukt.The invention relates to a method for operating a mask inspection device, an EUV camera, a mask inspection device and a computer program product.

Fotomasken werden in mikrolithographischen Projektionsbelichtungsanlagen verwendet, mit denen integrierte Schaltkreise mit besonders kleinen Strukturen hergestellt werden. Die mit sehr kurzwelliger, extrem ultravioletter Strahlung (EUV-Strahlung) beleuchtete Fotomaske wird auf ein Lithografieobjekt abgebildet, um die Maskenstruktur auf das Lithografieobjekt zu übertragen.Photomasks are used in microlithographic projection exposure systems, which are used to produce integrated circuits with particularly small structures. The photomask, illuminated with very short-wavelength, extreme ultraviolet (EUV) radiation, is imaged onto a lithographic object to transfer the mask structure to the object.

Für eine hohe Qualität der auf dem Lithografieobjekt erzeugten Abbildung ist erforderlich, dass die Fotomaske maßhaltig ist und nicht durch Verunreinigungen beeinträchtigt ist. Es ist bekannt, Fotomasken vor dem Betrieb in einer mikrolithografischen Projektionsbelichtungsanlage oder während einer Betriebsunterbrechung einer Inspektion zu unterziehen. Dazu wird ein sogenanntes Luftbild von einem Ausschnitt der Fotomaske erzeugt, bei dem die Fotomaske nicht auf ein Lithografieobjekt, sondern auf einen Bildsensor einer EUV-Kamera abgebildet wird. Anhand der Abbildung auf den Bildsensor kann eine Einschätzung vorgenommen werden, ob die Fotomaske frei von Fehlern und Verunreinigungen ist.To ensure high-quality images on the lithographic object, the photomask must be dimensionally accurate and free from contamination. Photomasks are commonly inspected before use in a microlithographic projection exposure system or during downtime. For this purpose, an aerial image of a section of the photomask is created, in which the photomask is imaged not onto a lithographic object but onto an image sensor of an EUV camera. Based on the image onto the image sensor, an assessment can be made as to whether the photomask is free of defects and contamination.

Im Betrieb einer Maskeninspektionsvorrichtung generiert der Bildsensor erhebliche Datenmengen. Die Datenmenge kann beispielsweise in der Größenordnung von mehreren 10 GB/Sekunde liegen, sodass mit der Verarbeitung der Daten ein erheblicher Aufwand einhergeht.During operation of a mask inspection device, the image sensor generates significant amounts of data. This amount of data can be in the order of several tens of GB per second, for example, so processing the data involves considerable effort.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Betreiben einer Maskeninspektionsvorrichtung, eine EUV-Kamera, eine Maskeninspektionsvorrichtung und ein Computerprogrammprodukt vorzustellen, mit denen die genannten Nachteile vermindert werden. Die Aufgabe wird gelöst mit den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche. Vorteilhafte Ausführungsformen sind in den Unteransprüchen angegeben.The invention is based on the object of presenting a method for operating a mask inspection device, an EUV camera, a mask inspection device, and a computer program product that mitigate the aforementioned disadvantages. This object is achieved by the features of the independent claims. Advantageous embodiments are specified in the subclaims.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zum Betreiben einer Maskeninspektionsvorrichtung wird EUV-Strahlung auf eine Fotomaske geleitet. An der Fotomaske reflektierte EUV-Strahlung wird über ein Projektionsobjektiv auf einen Bildsensor einer EUV-Kamera geleitet, so dass die Fotomaske auf den Bildsensor abgebildet wird. Während der Bildsensor belichtet wird, wird die Fotomaske in einer Scanrichtung bewegt. Mit dem Bildsensor werden Bilddaten gewonnen, die in der Scanrichtung eine andere Auflösung haben als in einer Cross-Scanrichtung. Aus den Bilddaten wird ein gestauchtes Bild der Fotomaske generiert.In the method according to the invention for operating a mask inspection device, EUV radiation is directed onto a photomask. EUV radiation reflected by the photomask is directed via a projection lens onto an image sensor of an EUV camera, so that the photomask is imaged onto the image sensor. While the image sensor is exposed, the photomask is moved in a scanning direction. The image sensor acquires image data that has a different resolution in the scanning direction than in a cross-scan direction. A compressed image of the photomask is generated from the image data.

Der Erfindung liegt folgende Überlegung zugrunde. Es gibt mikrolithografische Projektionsbelichtungsanlagen, bei denen die Fotomaske anamorphotisch auf das Lithografieobjekt abgebildet wird, bei denen also der Abbildungsmaßstab in Scanrichtung nicht mit dem Abbildungsmaßstab in Cross-Scanrichtung übereinstimmt. Eine quadratische Struktur der Fotomaske, deren Seiten parallel zur Scanrichtung und zur Cross-Scanrichtung ausgerichtet sind, wird dann als Rechteck auf das Lithografieobjekt abgebildet. Die Scanrichtung und die Cross-Scanrichtung spannen eine Ebene auf, die mit der Ebene der Fotomaske korrespondiert. Die Cross-Scanrichtung schließt einen rechten Winkel mit der Scanrichtung ein.The invention is based on the following consideration. There are microlithographic projection exposure systems in which the photomask is imaged anamorphically onto the lithographic object, i.e., in which the image scale in the scanning direction does not match the image scale in the cross-scan direction. A square photomask structure, whose sides are aligned parallel to the scanning direction and the cross-scan direction, is then imaged as a rectangle onto the lithographic object. The scanning direction and the cross-scan direction span a plane that corresponds to the plane of the photomask. The cross-scan direction forms a right angle with the scanning direction.

Bezogen auf die Maskeninspektion bietet es vor diesem Hintergrund keinen Vorteil, wenn eine Fotomaske in Scanrichtung mit derselben Auflösung analysiert wird wie in Cross-Scanrichtung. Eine hohe Auflösung in der Richtung, in der die mikrolithografische Projektionsbelichtungsanlage den kleineren Abbildungsmaßstab hat, würde die Möglichkeit eröffnen, in dieser Dimension Fehler zu korrigieren, die in der anderen Dimension nicht mehr korrigierbar sind. Dies würde aber keinen Mehrwert bieten, weil die Qualität der Struktur auf dem Lithografieobjekt insgesamt durch den größeren der beiden Abbildungsmaßstäbe der mikrolithografischen Projektionsbelichtungsanlage begrenzt ist.With regard to mask inspection, it offers no advantage to analyze a photomask in the scan direction with the same resolution as in the cross-scan direction. High resolution in the direction where the microlithographic projection exposure system has the smaller image scale would open up the possibility of correcting errors in this dimension that are no longer correctable in the other dimension. However, this would offer no added value because the overall quality of the structure on the lithographic object is limited by the larger of the two image scales of the microlithographic projection exposure system.

Mit der Erfindung wird vorgeschlagen, diesen Unterschied zwischen den beiden Dimensionen einer Fotomaske bereits bei der Aufnahme von Bilddaten von der Fotomaske zu berücksichtigen, indem die Bilddaten in Cross-Scanrichtung mit einer anderen Auflösung gewonnen werden als in Scanrichtung. Damit wird die Möglichkeit eröffnet, Bilddaten, die im Hinblick auf die spätere Verwendung der Fotomaske in einer mikrolithografischen Projektionsbelichtungsanlage keinen Mehrwert liefern, zu vermeiden, bevor hoher Aufwand durch die Verarbeitung von gewonnenen Bilddaten entstanden ist. Der bei der weiteren Datenverarbeitung anfallende Aufwand wird reduziert, weil die zu verarbeitende Menge an Bilddaten geringer ist.The invention proposes to take this difference between the two dimensions of a photomask into account when capturing image data from the photomask by acquiring the image data in the cross-scan direction with a different resolution than in the scan direction. This opens up the possibility of avoiding image data that does not provide any added value for the subsequent use of the photomask in a microlithographic projection exposure system before significant effort is incurred in processing the acquired image data. The effort required for further data processing is reduced because the amount of image data to be processed is smaller.

Die anamorphotischen Abbildungsmaßstäbe der mikrolithografischen Projektionsbelichtungsanlage können so ausgerichtet sein, dass eine kreisförmige Struktur der Fotomaske als Oval auf das Lithografieobjekt abgebildet wird, wobei das Oval in Cross-Scanrichtung eine größere Ausdehnung hat als in Scanrichtung. Dies hat zur Folge, dass ein Fehler, der auf der Fotomaske kreisförmig ist, sich in Cross-Scanrichtung stärker auswirkt als in Scanrichtung. Von dem Erfindungsgedanken kann in diesem Fall Gebrauch gemacht werden, indem die mit dem Bildsensor gewonnenen Bilddaten in Cross-Scanrichtung eine höhere Auflösung haben als in Scanrichtung. Dies wäre andersherum, wenn die anamorphotischen Abbildungsmaßstäbe der mikrolithografischen Projektionsbelichtungsanlage umgekehrten Verhältnis zueinander stehen.The anamorphic imaging scales of the microlithographic projection exposure system can be aligned such that a circular structure of the photomask is projected onto the lithographic object as an oval, with the oval having a larger extent in the cross-scan direction than in the scan direction. This results in a defect that is circular on the photomask having a greater effect in the cross-scan direction than in the scan direction. The inventive concept can be used in this This can be exploited by ensuring that the image data acquired with the image sensor has a higher resolution in the cross-scan direction than in the scan direction. This would be the other way around if the anamorphic image scales of the microlithographic projection exposure system were inversely related to each other.

Ein Bildsensor wird belichtet, wenn EUV-Strahlung auf den Bildsensor trifft und der Bildsensor anhand der einfallenden EUV-Strahlung Ladungsträger erzeugt, die zum Gewinnen von Bilddaten ausgelesen werden können. Im Sinne der Erfindung wird aus Bilddaten ein Bild generiert, wenn die Bilddaten in einer Form bereitgestellt werden, anhand derer Rückschlüsse auf Strukturen gezogen werden können, die auf der Fotomaske vorhanden sind. Das Generieren eines Bildes setzt nicht voraus, dass das Bild physisch hergestellt wird oder in einer für den Menschen wahrnehmbaren Form dargestellt wird. Ein Bild ist gestaucht, wenn eine Struktur, die auf der Fotomaske in Scanrichtung und in Cross-Scanrichtung dieselbe Ausdehnung hat, in dem Bild in Scanrichtung eine andere Ausdehnung hat als in Cross-Scanrichtung.An image sensor is exposed when EUV radiation hits the image sensor and the image sensor uses the incident EUV radiation to generate charge carriers that can be read out to obtain image data. For the purposes of the invention, an image is generated from image data when the image data is provided in a form that allows conclusions to be drawn about structures present on the photomask. Generating an image does not require the image to be physically produced or presented in a form that is perceptible to humans. An image is compressed when a structure that has the same extent on the photomask in the scanning direction and in the cross-scan direction has a different extent in the scanning direction in the image than in the cross-scan direction.

Der Bildsensor kann eine Vielzahl von Pixeln umfassen. Die Pixel können ein in Scanrichtung und Cross-Scanrichtung ausgerichtetes Pixelarray aufspannen. Der Bildsensor kann Pixelzeilen umfassen, die sich in Scanrichtung erstrecken. Die Cross-Scanrichtung kann durch eine Mehrzahl paralleler Pixelzeilen aufgespannt werden. Möglich ist auch, dass die Pixelzeilen einen von 0° verschiedenen Winkel mit der Scanrichtung einschließen. Der Winkel kann kleiner sein als 5°, vorzugsweise kleiner sein als 2°, weiter vorzugsweise kleiner sein als 1°. Der Bildsensor kann dazu ausgelegt sein, zeilenweise ausgelesen zu werden.The image sensor can comprise a plurality of pixels. The pixels can span a pixel array aligned in the scanning direction and the cross-scanning direction. The image sensor can comprise pixel rows that extend in the scanning direction. The cross-scanning direction can be spanned by a plurality of parallel pixel rows. It is also possible for the pixel rows to enclose an angle other than 0° with the scanning direction. The angle can be less than 5°, preferably less than 2°, and more preferably less than 1°. The image sensor can be designed to be read out line by line.

Das Verfahren kann so durchgeführt werden, dass durch einfallende EUV-Strahlung erzeugte Ladungsträger in dem Bildsensor innerhalb einer Pixelzeile von Pixel zu Pixel verschoben werden, bevor die Anzahl der Ladungsträger ausgelesen wird. Die Verschiebegeschwindigkeit der Ladungsträger kann abgestimmt sein auf die Scangeschwindigkeit, mit der die Fotomaske in Scanrichtung bewegt wird. Insbesondere können die Verschiebegeschwindigkeit und die Scangeschwindigkeit so aufeinander abgestimmt sein, dass die Geschwindigkeit, mit der sich die Abbildung der Fotomaske über den Bildsensor bewegt, mit der Verschiebegeschwindigkeit übereinstimmt. Dadurch wird die Möglichkeit eröffnet, die mit der Abbildung erzeugten Ladungsträger über die Dauer eines Scanvorgangs aufzusummieren, was sich vorteilhaft auf die Genauigkeit und das Signal-Rausch-Verhältnis der gewonnenen Daten auswirkt. Der Bildsensor kann als CCD-Sensor (Charge Coupled Device) oder als CMOS (Complementary Metal Oxide Semiconductor) ausgebildet sein. In einer Ausführungsform ist der Bildsensor als TDI-Sensor (Time Delay and Integration) ausgebildet.The method can be carried out in such a way that charge carriers generated by incident EUV radiation are shifted from pixel to pixel in the image sensor within a pixel row before the number of charge carriers is read out. The shifting speed of the charge carriers can be coordinated with the scanning speed at which the photomask is moved in the scanning direction. In particular, the shifting speed and the scanning speed can be coordinated such that the speed at which the image of the photomask moves across the image sensor matches the shifting speed. This opens up the possibility of summing the charge carriers generated with the image over the duration of a scanning process, which has a beneficial effect on the accuracy and signal-to-noise ratio of the acquired data. The image sensor can be designed as a CCD sensor (Charge Coupled Device) or as a CMOS (Complementary Metal Oxide Semiconductor). In one embodiment, the image sensor is designed as a TDI sensor (Time Delay and Integration).

Der Begriff Scanrichtung wird einheitlich verwendet für die Richtung, in der die Fotomaske relativ zu dem Projektionsobjektiv bewegt wird, und die Richtung, in der sich die Abbildung der Fotomaske dadurch relativ zu dem Bildsensor bewegt. Diese Verwendung des Begriffs Scanrichtung dient der Anschaulichkeit und bringt nicht zum Ausdruck, dass die Bewegungsrichtung der Fotomaske und die Bewegungsrichtung der Abbildung eine bestimmte räumliche Anordnung relativ zueinander haben müssen. Insbesondere ist nicht erforderlich, dass der Bildsensor im Raum eine Ausrichtung hat, die parallel zu der Fotomaske ist.The term "scan direction" is used uniformly for the direction in which the photomask is moved relative to the projection lens and the direction in which the image of the photomask thereby moves relative to the image sensor. This use of the term "scan direction" is for illustrative purposes and does not imply that the direction of movement of the photomask and the direction of movement of the image must have a specific spatial arrangement relative to each other. In particular, it is not necessary for the image sensor to have a spatial orientation parallel to the photomask.

Die maximale Auflösung eines Bildsensors hängt von der Dichte der Pixel auf der Fläche des Bildsensors ab. Die Auflösung des Bildsensors in Cross-Scanrichtung kann erhöht werden, indem der Abstand zwischen benachbarten Pixelzeilen verkleinert wird. Die Auflösung des Bildsensors in Scanrichtung kann erhöht werden, indem innerhalb einer Pixelzeile der Abstand zwischen den Pixeln verkleinert wird. Da Bildsensoren im Allgemeinen so gestaltet sind, dass benachbarte Pixel unmittelbar aneinandergrenzen, geht eine Verbesserung der Auflösung meist mit einer Verkleinerung der Pixel einher.The maximum resolution of an image sensor depends on the density of pixels on the surface of the image sensor. The resolution of the image sensor in the cross-scan direction can be increased by reducing the distance between adjacent pixel rows. The resolution of the image sensor in the scan direction can be increased by reducing the distance between pixels within a pixel row. Since image sensors are generally designed so that adjacent pixels are immediately adjacent to one another, an improvement in resolution usually involves a reduction in pixel size.

Eine Bildinformation kann gewonnen werden, indem die Anzahl von Ladungsträgern in einem Pixelzeilenabschnitt ermittelt wird, wobei die Länge des Pixelzeilenabschnitts größer ist als der Abstand zweier benachbarter Pixelzeilen. Die Zahl der Ladungsträger repräsentiert die Menge an EUV-Strahlung, die während des Belichtungsvorgangs auf den entsprechenden Pixelzeilenabschnitt gefallen ist. Die Bildinformation kann einer Steuereinheit zugeführt werden, die die Bildinformation in einer Form speichern kann, die es ermöglicht, ein Bild der abgebildeten Fotomaske zu generieren. Dazu kann die Bildinformation zum Beispiel zusammen mit einer Information über die Pixelzeile, von der die Bildinformation kommt, und zusammen mit einer Information über den Zeitpunkt, zu dem die Bildinformation ausgelesen wurde, gespeichert werden. Erfindungsgemäße Bilddaten entsprechen einer Menge von Bildinformationen, aus der ein Bild der abgebildeten Fotomaske generiert werden kann.Image information can be obtained by determining the number of charge carriers in a pixel line section, where the length of the pixel line section is greater than the distance between two adjacent pixel lines. The number of charge carriers represents the amount of EUV radiation that fell on the corresponding pixel line section during the exposure process. The image information can be fed to a control unit that can store the image information in a form that enables the generation of an image of the imaged photomask. For this purpose, the image information can be stored, for example, together with information about the pixel line from which the image information originates and together with information about the time at which the image information was read out. Image data according to the invention corresponds to a set of image information from which an image of the imaged photomask can be generated.

In einer Ausführungsform ist der Bildsensor mit Pixeln ausgestattet, deren Länge größer ist als deren Breite. Die Länge der Pixel kann sich parallel zu einer Pixelzeile des Bildsensors erstrecken. Die Länge der Pixel kann sich parallel zur Scanrichtung erstrecken. Die Breite eines Pixels erstreckt sich quer dazu. Insbesondere können sich die Breite des Pixels in Cross-Scanrichtung erstrecken. Da beim Auslesen des Bildsensors die Anzahl der Ladungsträger innerhalb eines Pixels ermittelt wird, sinkt die auf eine Richtung bezogene Auflösung mit der Länge des Pixels in dieser Richtung. Die Länge eines Pixels kann um wenigstens den Faktor 1,3, vorzugsweise um wenigstens den Faktor 1,5, weiter vorzugsweise um wenigstens den Faktor 1,8 größer sein als die Breite des Pixels. Die Länge des Pixels kann doppelt so groß sein wie die Breite des Pixels. Die Angaben können für wenigstens 80 %, vorzugsweise wenigstens 90 %, weiter vorzugsweise 100 % der Pixel des Bildsensors gelten.In one embodiment, the image sensor is equipped with pixels whose length is greater than their width. The length of the pixels can extend parallel to a pixel row of the image sensor. The length of the pixels can extend parallel to the scanning direction. The width of a pixel extends perpendicular to it. In particular, the width of the pixel can extend in the cross-scan direction. Since the number of charge carriers within a pixel is determined when reading the image sensor, the resolution related to a direction decreases with the length of the pixel in this direction. The length of a pixel can be at least a factor of 1.3, preferably at least a factor of 1.5, more preferably at least a factor of 1.8 greater than the width of the pixel. The length of the pixel can be twice as large as the width of the pixel. The information can apply to at least 80%, preferably at least 90%, more preferably 100% of the pixels of the image sensor.

Das Verhältnis zwischen der Länge des Pixels und der Breite des Pixels kann abgestimmt sein auf das Verhältnis zwischen den Abbildungsmaßstäben der anamorphotischen Abbildung der mikrolithografischen Projektionsbelichtungsanlage. Die beiden Abbildungsmaßstäbe βx in Cross-Scanrichtung, βy in Scanrichtung können beispielsweise bei (βx, βy) = (+/- 0,25, +/- 0,125) liegen. Ein Abbildungsmaßstab β von 0,25 entspricht dabei einer Verkleinerung im Verhältnis 4:1, während ein Abbildungsmaßstab β von 0,125 in eine Verkleinerung im Verhältnis 8:1 resultiert. Ein positives Vorzeichen beim Abbildungsmaßstab β bedeutet eine Abbildung ohne Bildumkehr, ein negatives Vorzeichen eine Abbildung mit Bildumkehr. Bei einem Abbildungsmaßstab, der in Cross-Scanrichtung doppelt so groß ist wie in Scanrichtung, kann die Länge des Pixels doppelt so groß sein wie die Breite des Pixels.The ratio between the length of the pixel and the width of the pixel can be matched to the ratio between the image scales of the anamorphic image of the microlithographic projection exposure system. The two image scales βx in the cross-scan direction and βy in the scan direction can, for example, be (βx, βy) = (+/- 0.25, +/- 0.125). A image scale β of 0.25 corresponds to a reduction in the ratio 4:1, while a image scale β of 0.125 results in a reduction in the ratio 8:1. A positive sign for the image scale β means an image without image inversion, a negative sign an image with image inversion. With an image scale that is twice as large in the cross-scan direction as in the scan direction, the length of the pixel can be twice as large as the width of the pixel.

Die anamorphotischen Abbildungsmaßstäbe β_x, β_y der mikrolithografischen Projektionsbelichtungsanlage spiegeln sich in der Fotomaske wider. Strukturen, die auf dem Lithografieobjekt in Scanrichtung und in Cross-Scanrichtung dieselbe Größe haben sollen finden sich auf der Fotomaske 17 in einer gestauchten Form wieder. Eine Fotomaske, bei der dies der Fall ist, wird als anamorphotische Fotomaske bezeichnet. Das erfindungsgemäße Verfahren kann bei einer anamorphotischen Fotomaske durchgeführt werden. Die Abbildung der Fotomaske auf den Bildsensor kann nicht-anamorphotisch sein. Mit anderen Worten kann die Abbildung der Fotomaske auf den Bildsensor in Scanrichtung denselben Abbildungsmaßstab haben wie in Cross-Scanrichtung. Die Fotomaske kann ein Aspektverhältnis zwischen 1:1 und 1:3, vorzugsweise zwischen 1:1 und 1:2, besonders bevorzugt von 1:1 oder 1:2 aufweisen. Die Fotomaske kann im Wesentlichen rechteckförmig ausgestaltet sein. Die Fotomaske kann bevorzugt 5 bis 7 inch (12,7 cm bis 17,8 cm) lang und breit sein, besonders bevorzugt 6 inch (15,2 cm) lang und breit. Alternativ hierzu kann die Fotomaske 5 bis 7 inch (12,7 cm bis 17,8 cm) lang und 10 bis 14 inch (25,4 cm bis 35,6 cm) breit sein, vorzugsweise 6 inch (15,2 cm) lang and 12 inch (30,5 cm) breit.The anamorphic imaging scales β _x , β _y of the microlithographic projection exposure system are reflected in the photomask. Structures that are intended to have the same size on the lithography object in the scanning direction and in the cross-scanning direction are reflected on the photomask 17 in a compressed form. A photomask for which this is the case is referred to as an anamorphic photomask. The method according to the invention can be carried out with an anamorphic photomask. The imaging of the photomask onto the image sensor can be non-anamorphic. In other words, the imaging of the photomask onto the image sensor can have the same imaging scale in the scanning direction as in the cross-scanning direction. The photomask can have an aspect ratio between 1:1 and 1:3, preferably between 1:1 and 1:2, particularly preferably 1:1 or 1:2. The photomask can be substantially rectangular. The photomask can preferably be 5 to 7 inches (12.7 cm to 17.8 cm) long and wide, more preferably 6 inches (15.2 cm) long and wide. Alternatively, the photomask can be 5 to 7 inches (12.7 cm to 17.8 cm) long and 10 to 14 inches (25.4 cm to 35.6 cm) wide, preferably 6 inches (15.2 cm) long and 12 inches (30.5 cm) wide.

Eine verminderte Bildauflösung in einer Richtung kann alternativ auch erreicht werden, indem beim Auslesen des Bildsensors die Ladungsträger von benachbarten Pixeln einer Pixelzeile addiert werden. Insbesondere kann jeweils die Anzahl der Ladungsträger von zwei benachbarten Pixeln addiert werden. Das Zusammenzählen der Ladungsträger kann durchgeführt werden, bevor die Anzahl der Ladungsträger als Bildinformation weiter verarbeitet wird. Bei dem erfindungsemäßne Verfahren können die Ladungsträgerzahl zunächst einzeln pro Pixel ausgelesen werden und dann addiert werden. Möglich ist auch, dass die Ladungsträgerzahl der mehreren Pixel direkt gemeinsam ausgelesen wird. Diese Vorgehensweise kann angewendet werden bei einem Bildsensor, bei dessen Pixeln die Länge mit der Breite übereinstimmt. Insbesondere kann der Bildsensor quadratische Pixel haben.Reduced image resolution in one direction can alternatively be achieved by adding the charge carriers from neighboring pixels of a pixel row when reading the image sensor. In particular, the number of charge carriers from two neighboring pixels can be added together. The charge carriers can be added together before the number of charge carriers is further processed as image information. With the method according to the invention, the number of charge carriers can first be read out individually for each pixel and then added together. It is also possible for the number of charge carriers of the multiple pixels to be read out directly together. This procedure can be used for an image sensor whose pixels have the same length and width. In particular, the image sensor can have square pixels.

Die so gewonnene Zahl der Ladungsträger von ein oder mehreren Pixel entspricht jeweils einer Bildinformation. Zur Generierung eines Bildes geeignete Bilddaten können aus einer Vielzahl solcher Bildinformationen abgeleitet werden, indem die Bildinformationen gespeichert werden, dass die Bildinformationen räumlich zugeordnet werden können. Eine räumliche Zuordnung kann insbesondere ermöglicht werden, indem die Bildinformationen einer Pixelzeile und einem Zeitpunkt zugeordnet werden.The resulting number of charge carriers from one or more pixels corresponds to one piece of image information. Image data suitable for generating an image can be derived from a multitude of such image information by storing the image information in such a way that the image information can be spatially assigned. Spatial assignment can be enabled, in particular, by assigning the image information to a pixel row and a point in time.

Die EUV-Kamera kann einen ersten Betriebsmodus und einen zweiten Betriebsmodus umfassen, wobei in dem ersten Betriebsmodus zum Erzeugen einer Bildinformation die Ladungsträger von mehr als einem Pixel zusammengezählt werden und wobei in dem zweiten Betriebsmodus eine Bildinformation anhand der Anzahl der Ladungsträger der einzelnen Pixel ermittelt wird. Im ersten Betriebsmodus können die Ladungsträger benachbarter Pixel zusammengezählt werden, insbesondere die Ladungsträger zweier benachbarter Pixel.The EUV camera can comprise a first operating mode and a second operating mode. In the first operating mode, the charge carriers of more than one pixel are added together to generate image information, and in the second operating mode, image information is determined based on the number of charge carriers of the individual pixels. In the first operating mode, the charge carriers of neighboring pixels can be added together, in particular the charge carriers of two neighboring pixels.

Die Erfindung betrifft auch eine Maskeninspektionsvorrichtung, umfassend eine EUV-Kamera, eine Positioniervorrichtung für eine Fotomaske und ein Projektionsobjektiv, um die Fotomaske auf einen Bildsensor der EUV-Kamera abzubilden. Die Positioniervorrichtung ist dazu ausgelegt, die Fotomaske in einer Scanrichtung zu bewegen, während der Bildsensor belichtet wird. Die EUV-Kamera ist dazu ausgelegt, Bilddaten zu gewinnen, die in der Scanrichtung eine andere Auflösung haben als in einer Cross-Scanrichtung. Von der Erfindung umfasst sind EUV-Kameras, die mehr als einen Bildsensor umfassen.The invention also relates to a mask inspection device comprising an EUV camera, a positioning device for a photomask, and a projection lens for imaging the photomask onto an image sensor of the EUV camera. The positioning device is designed to move the photomask in a scanning direction while the image sensor is exposed. The EUV camera is designed to acquire image data that has a different resolution in the scanning direction than in a cross-scan direction. EUV cameras that comprise more than one image sensor are encompassed by the invention.

Die Erfindung betrifft auch eine EUV-Kamera für eine solche Maskeninspektionsvorrichtung. Die EUV-Kamera umfasst einen Bildsensor mit einem Pixelarray, das mit einer Vielzahl von Pixelzeilen aufgespannt wird. Die EUV-Kamera ist dazu ausgelegt ist, eine Bildinformation für ein Bild einer Fotomaske zu gewinnen, indem die Anzahl von Ladungsträgern in einem Pixelzeilenabschnitt ermittelt wird, wobei die Länge des Pixelzeilenabschnitts größer ist als der Abstand zweier benachbarter Pixelzeilen.The invention also relates to an EUV camera for such a mask inspection device. The EUV camera comprises an image sensor with a pixel array spanned by a plurality of pixel rows. The EUV camera is designed to obtain image information for an image of a photomask by determining the number of charge carriers in a pixel row section, wherein the length of the pixel row section is greater than the distance between two adjacent pixel rows.

Die Erfindung betrifft auch ein Computerprogrammprodukt oder einen Satz von Computerprogrammprodukten, umfassend Programmteile, welche, wenn geladen in einen Computer oder in untereinander vernetzte Computer, die mit einer erfindungsgemäßen Maskeninspektionsvorrichtung verbunden sind, zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens ausgelegt sind.The invention also relates to a computer program product or a set of computer program products comprising program parts which, when loaded into a computer or into interconnected computers connected to a mask inspection device according to the invention, are designed to carry out the method according to the invention.

Die erfindungsgemäß gewonnen Bilddaten können in einem weiteren Schritt mit Maßangaben für Strukturen auf dem abgebildeten Abschnitt der Fotomaske verglichen werden. Wird festgestellt, dass eine Differenz zwischen den Abmessungen von Strukturen auf dem Abschnitt der Fotomaske, wie sie in den Bilddaten dargestellt sind, und den Maßangaben für Strukturen auf dem Abschnitt der Fotomaske gleich oder größer als ein vorbestimmter Qualitätsschwellenwert ist, so können Strukturen auf dem Abschnitt der Fotomaske modifiziert werden, um modifizierte Strukturen auf dem Abschnitt der Fotomaske zu erzeugen. Das Modifizieren der Strukturen auf dem Abschnitt der Fotomaske kann eine Behandlung der Fotomaske mit einem Ionenstrahl umfassen. Ein oder mehrere der in diesem Abschnitt genannten Schritte können wiederholt werden, bis eine Differenz zwischen den Abmessungen der Strukturen auf dem Abschnitt der Fotomaske, wie sie in den in Bilddaten dargestellt ist, und den Maßangaben für Strukturen auf dem Abschnitt der Fotomaske kleiner ist als der vorbestimmte Qualitätsschwellenwert, oder bis ein Abbruchkriterium erfüllt ist.The image data obtained according to the invention can be compared in a further step with dimensions for structures on the imaged section of the photomask. If it is determined that a difference between the dimensions of structures on the section of the photomask, as represented in the image data, and the dimensions for structures on the section of the photomask is equal to or greater than a predetermined quality threshold, structures on the section of the photomask can be modified to produce modified structures on the section of the photomask. Modifying the structures on the section of the photomask can comprise treating the photomask with an ion beam. One or more of the steps mentioned in this section can be repeated until a difference between the dimensions of the structures on the section of the photomask, as represented in the image data, and the dimensions for structures on the section of the photomask is smaller than the predetermined quality threshold, or until a termination criterion is met.

Die Offenbarung umfasst Weiterbildungen des Verfahrens mit Merkmalen, die im Zusammenhang der erfindungsgemäßen Maskeninspektionsvorrichtung oder im Zusammenhang der erfindungsgemäßen EUV-Kamera beschrieben sind. Die Erfindung umfasst Weiterbildungen der Maskeninspektionsvorrichtung und Weiterbildungen der EUV-Kamera, die im Zusammenhang des erfindungsgemäßen Verfahrens beschrieben sind.The disclosure includes further developments of the method with features described in connection with the mask inspection device according to the invention or in connection with the EUV camera according to the invention. The invention includes further developments of the mask inspection device and further developments of the EUV camera, which are described in connection with the method according to the invention.

Die Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen anhand vorteilhafter Ausführungsformen beispielhaft beschrieben. Es zeigen:

1: eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Maskeninspektionsvorrichtung;
2: eine schematische Darstellung einer Fotomaske;
3: eine perspektivische Ansicht einer erfindungsgemäßen EUV-Kamera;
4: eine schematische Darstellung von Aspekten der EUV-Kamera aus 3;
5: eine schematische Darstellung einer Fotomaske und eines erfindungsgemäßen Bilds der Fotomaske;
6: eine schematische Darstellung von Schritten des erfindungsgemäßen Verfahrens;
7, 8: Ansichten entsprechend 6 bei alternativen Ausführungsformen der Erfindung.

The invention is described below by way of example with reference to advantageous embodiments in the accompanying drawings. They show:

1 : a schematic representation of a mask inspection device according to the invention;
2 : a schematic representation of a photomask;
3 : a perspective view of an EUV camera according to the invention;
4 : a schematic representation of aspects of the EUV camera from 3 ;
5 : a schematic representation of a photomask and an image of the photomask according to the invention;
6 : a schematic representation of steps of the method according to the invention;
7 , 8 : Views accordingly 6 in alternative embodiments of the invention.

Mit einer in 1 gezeigten Maskeninspektionsanlage können mikrolithografische Fotomasken 17 untersucht werden.With a 1 Microlithographic photomasks 17 can be examined using the mask inspection system shown.

Mikrolithografische Fotomasken 17 sind allgemein dazu bestimmt, in einer mikrolithografischen Projektionsbelichtungsanlage (nicht dargestellt) verwendet zu werden. In der mikrolithografischen Projektionsbelichtungsanlage wird die Fotomaske 17 mit extrem-ultravioletter Strahlung (EUV-Strahlung) mit einer Wellenlänge von beispielsweise 13,5 nm beleuchtet, um eine auf der Fotomaske 17 ausgebildete Struktur auf die Oberfläche eines Lithografieobjekts in Form eines Wafers abzubilden. Der Wafer ist mit einem Fotolack beschichtet, der auf die EUV-Strahlung reagiert. Mit der Maskeninspektionsvorrichtung wird untersucht, ob die Fotomaske den Vorgaben entspricht und frei von Verunreinigungen ist.Microlithographic photomasks 17 are generally intended for use in a microlithographic projection exposure system (not shown). In the microlithographic projection exposure system, the photomask 17 is illuminated with extreme ultraviolet radiation (EUV radiation) having a wavelength of, for example, 13.5 nm in order to image a structure formed on the photomask 17 onto the surface of a lithographic object in the form of a wafer. The wafer is coated with a photoresist that reacts to the EUV radiation. The mask inspection device examines whether the photomask meets the specifications and is free of contaminants.

In der Maskeninspektionsvorrichtung ist gemäß 1 die Fotomaske 17 so angeordnet, dass ein von einer EUV-Strahlungsquelle 14 ausgehender EUV-Strahlengang 15 über ein Beleuchtungssystem 16 auf die Fotomaske 17 geleitet wird. Mit dem Beleuchtungssystem 16 wird die EUV-Strahlung zu einem Strahlenbündel geformt, mit dem ein Untersuchungsfeld 20 auf der Oberfläche der Fotomaske 17 mit gleichmäßiger Helligkeit ausgeleuchtet wird. Das im Verhältnis zu der Fläche der Fotomaske 17 kleine Untersuchungsfeld 20 ist in einer nicht maßstabsgetreuen Darstellung in 2 dargestellt. Das ausgeleuchtete Gebiet 20 kann beispielsweise Abmessungen von 0,5 mm x 0,8 mm haben. Die Kantenlängen der Fotomaske 17 können beispielsweise zwischen 100 mm und 200 mm liegen. In dem Beleuchtungssystem 16 ist eine Feldblende angeordnet, mit der das ausgeleuchtete Gebiet auf das Untersuchungsfeld 20 auf der Oberfläche der Fotomaske 17 begrenzt wird. Mit einem X-Y-Positionierer 26 kann die Fotomaske in der X-Y-Ebene bewegt werden, um verschiedene Untersuchungsfelder 20 in den Bereich des EUV-Strahlengangs zu bringen.In the mask inspection device, according to 1 The photomask 17 is arranged such that an EUV beam path 15 emanating from an EUV radiation source 14 is guided via an illumination system 16 onto the photomask 17. With the illumination system 16, the EUV radiation is formed into a beam bundle, with which an examination field 20 on the surface of the photomask 17 is illuminated with uniform brightness. The examination field 20, which is small in relation to the area of the photomask 17, is shown in a representation not to scale in 2 The illuminated area 20 can, for example, have dimensions of 0.5 mm x 0.8 mm. The edge lengths of the photomask 17 can, for example, be between 100 mm and 200 mm. A field stop is arranged in the illumination system 16, with which the illuminated area is limited to the examination field 20 on the surface of the photomask 17. The photomask can be moved in the XY plane using an XY positioner 26. to bring various fields of investigation 20 into the range of the EUV beam path.

Der an der Fotomaske 17 reflektierte EUV-Strahlengang 15 setzt sich über ein Projektionsobjektiv 22 fort bis zu einer EUV-Kamera 23, die mit einem Bildsensor 24 ausgestattet ist. Mit dem Projektionsobjektiv wird das Untersuchungsfeld 20 der Fotomaske 17 auf den Bildsensor 24 der EUV-Kamera 23 abgebildet. Die EUV-Strahlenquelle 14, das Beleuchtungssystem 15, die Fotomaske 17, das Projektionsobjektiv 22 und die EUV-Kamera 23 sind in einem Vakuumgehäuse 40 angeordnet, in dem im Betrieb der Maskeninspektionsvorrichtung ein Unterdruck anliegt.The EUV beam path 15 reflected by the photomask 17 continues via a projection lens 22 to an EUV camera 23 equipped with an image sensor 24. The projection lens projects the examination field 20 of the photomask 17 onto the image sensor 24 of the EUV camera 23. The EUV beam source 14, the illumination system 15, the photomask 17, the projection lens 22, and the EUV camera 23 are arranged in a vacuum housing 40, in which a negative pressure is maintained during operation of the mask inspection device.

Die EUV-Strahlungsquelle 14 ist eine Plasmastrahlungsquelle, in der die EUV-Strahlung mit einer Wellenlänge von 13,5 nm aus einem Plasma heraus abgegeben wird. Zinn ist ein Medium, mit dem ein zur Abgabe solcher EUV-Strahlung geeignetes Plasma generiert werden kann. Für die Erzeugung des Plasmas kann ein Tropfen des Mediums mit einem Laserstrahl beaufschlagt werden.The EUV radiation source 14 is a plasma radiation source in which EUV radiation with a wavelength of 13.5 nm is emitted from a plasma. Tin is a medium with which a plasma suitable for emitting such EUV radiation can be generated. To generate the plasma, a droplet of the medium can be exposed to a laser beam.

Das Beleuchtungssystem 16 und das Projektionsobjektiv 22 können Spiegel umfassen, an den die EUV-Strahlung reflektiert wird. Die Spiegel können als EUV-Spiegel ausgelegt sein, die eine besonders hohe Reflexivität für EUV-Strahlung haben. Die optische Fläche der EUV-Spiegel kann durch eine hochreflektierende Beschichtung gebildet werden. Es kann sich um eine Multilayer-Beschichtung handeln, insbesondere um eine Multilayer-Beschichtung mit alternierenden Lagen aus Molybdän und Silizium. Mit einer solchen Beschichtung können etwa 70 % der auftreffenden EUV-Strahlung reflektiert werden.The illumination system 16 and the projection lens 22 can comprise mirrors onto which the EUV radiation is reflected. The mirrors can be designed as EUV mirrors, which have a particularly high reflectivity for EUV radiation. The optical surface of the EUV mirrors can be formed by a highly reflective coating. This can be a multilayer coating, in particular a multilayer coating with alternating layers of molybdenum and silicon. With such a coating, approximately 70% of the incident EUV radiation can be reflected.

Das Projektionsobjektiv 22 hat einen Vergrößerungsfaktor von mehr als 100. Um das von dem Untersuchungsfeld 20 der Fotomaske 17 erzeugte Bild vollständig aufnehmen zu können, ist die Fläche des Bildsensors 24 entsprechend dem Vergrößerungsfaktor größer als die Fläche des Untersuchungsfelds 20. Der Bildsensor 24 kann beispielsweise Abmessungen in der Größenordnung von 100 mm bis 200 mm haben. Der Bildsensor 24 umfasst eine Vielzahl von Pixeln 31, die ein Pixelarray 50 in einer Scanrichtung 32 und einer Cross-Scanrichtung 33 aufspannen.The projection lens 22 has a magnification factor of more than 100. In order to fully capture the image generated by the examination field 20 of the photomask 17, the area of the image sensor 24 is larger than the area of the examination field 20, corresponding to the magnification factor. The image sensor 24 can, for example, have dimensions in the range of 100 mm to 200 mm. The image sensor 24 comprises a plurality of pixels 31 that span a pixel array 50 in a scanning direction 32 and a cross-scanning direction 33.

Die EUV-Kamera 23 umfasst gemäß 4 eine Steuereinheit 30, die in Kommunikation mit dem Bildsensor 24 steht. Die Steuereinheit 30 steuert den Bildsensor 24 an, unter anderem, um die Zeitpunkte zu bestimmen, in denen der Bildsensor 24 belichtet wird, um eine Bildaufnahme zu machen. In jedem Pixel 31 wird dann die Menge der einfallenden EUV-Strahlung registriert und in eine entsprechende Anzahl von freien Ladungsträgern umgewandelt. Durch Auslesen der Anzahl der Ladungsträger für die einzelnen Pixel 31 können Bilddaten gewonnen werden.The EUV camera 23 comprises 4 a control unit 30 that communicates with the image sensor 24. The control unit 30 controls the image sensor 24, among other things, to determine the times at which the image sensor 24 is exposed to capture an image. The amount of incident EUV radiation is then recorded in each pixel 31 and converted into a corresponding number of free charge carriers. Image data can be obtained by reading the number of charge carriers for the individual pixels 31.

Der Bildsensor 24 umfasst eine Vielzahl von Pixelzeilen 36, wobei jede Pixelzeile 36 sich in Scanrichtung 32 über die gesamte Länge des Bildsensors 24 erstreckt. Die zueinander parallelen Pixelzeilen 36 spannen die Breite des Bildsensors 24 in Cross-Scanrichtung 33 auf.The image sensor 24 comprises a plurality of pixel rows 36, each pixel row 36 extending across the entire length of the image sensor 24 in the scanning direction 32. The mutually parallel pixel rows 36 span the width of the image sensor 24 in the cross-scanning direction 33.

Der Bildsensor 24 wird ausgelesen, indem in jeder Pixelzeile 36 die mit einem Pixel 31 erzeugten Ladungsträger in Scanrichtung 32 von Pixel zu Pixel verschoben werden. Mit jedem Verschiebungsschritt werden die Ladungsträger aus dem letzten Pixel einer Pixelzeile 36 (in 4 ganz links) in eine Auslesezelle 37 verschoben. In der Auslesezelle 37 wird die Zahl der Ladungsträger ermittelt. Eine Information über die Anzahl der Ladungsträger in einer Auslesezelle 37 wird als Bildinformation an die Steuereinheit 30 übertragen.The image sensor 24 is read out by shifting the charge carriers generated by a pixel 31 in each pixel row 36 from pixel to pixel in the scanning direction 32. With each shifting step, the charge carriers from the last pixel of a pixel row 36 (in 4 (far left) into a readout cell 37. The number of charge carriers is determined in the readout cell 37. Information about the number of charge carriers in a readout cell 37 is transmitted to the control unit 30 as image information.

Der Bildsensor 24 kann so eingerichtet sein, dass in einem Ausleseschritt in allen Pixelzeilen 36 gleichzeitig die Ladungsträger um ein Pixel 31 verschoben werden, sodass für jede Pixelzeile 36 Ladungsträger an eine zugehörige Auslesezelle 37 übertragen werden. Durch eine Vielzahl von Ausleseschritten können Bilddaten gewonnen werden, aus denen ein in Scanrichtung 32 und in Cross-Scanrichtung 33 aufgespanntes Bild generiert werden kann.The image sensor 24 can be configured such that, in a readout step, the charge carriers in all pixel rows 36 are simultaneously shifted by one pixel 31, so that for each pixel row 36, charge carriers are transferred to an associated readout cell 37. Through a plurality of readout steps, image data can be obtained from which an image spanned in the scanning direction 32 and in the cross-scanning direction 33 can be generated.

Die EUV-Kamera 23 ist erfindungsgemäß dazu ausgelegt, Bilddaten von der Fotomaske 17 zu gewinnen, die in Scanrichtung 32 eine niedrigere Auflösung haben als in Cross-Scanrichtung 33. In 5 sind ein Ausschnitt 20 der Fotomaske 17 sowie ein von dem Ausschnitt 20 aufgenommenes Bild gezeigt. Das Bild wurde aus Bilddaten 34 generiert, die mit dem Bildsensor 24 gewonnen wurden. Die Bilddaten 34 sind nicht maßstabsgetreu wiedergegeben, tatsächlich ist ein aus den Bilddaten 34 generiertes Bild in aller Regel wesentlich größer als der abgebildete Ausschnitt 20 der Fotomaske 17. Aus 5 geht hervor, dass das Aspektverhältnis bei dem aus den Bilddaten 34 generierten Bild nicht mit dem abgebildeten Ausschnitt 20 übereinstimmt. Da die Bildauflösung in Scanrichtung 32 geringer ist als in Cross-Scanrichtung 33 werden der Ausschnitt 20 und in dem Ausschnitt 20 vorhandene Strukturen 38 in Scanrichtung 32 gestaucht.The EUV camera 23 is designed according to the invention to acquire image data from the photomask 17 which have a lower resolution in the scanning direction 32 than in the cross-scanning direction 33. In 5 A section 20 of the photomask 17 and an image taken from the section 20 are shown. The image was generated from image data 34 obtained with the image sensor 24. The image data 34 are not reproduced to scale; in fact, an image generated from the image data 34 is usually considerably larger than the section 20 of the photomask 17 shown. 5 It can be seen that the aspect ratio of the image generated from the image data 34 does not match the imaged section 20. Since the image resolution in the scanning direction 32 is lower than in the cross-scanning direction 33, the section 20 and structures 38 present in the section 20 are compressed in the scanning direction 32.

Der Bildsensor 24 ist als TDI-Sensor (Time Delay and Integration) ausgebildet, wie anhand von 6 näher erläutert wird. In 6 (A) ist ein an die Auslesezelle 37 angrenzender Abschnitt einer Pixelzeile 36 dargestellt. In den beiden Pixeln 31 ganz rechts ist eine Anzahl von Ladungsträgern angesammelt worden, die einer Struktur 38 auf der Fotomaske 17 entsprechen. Die Struktur 38 ist schematisch durch eine Kombination aus einem Kreis und einem Kreuz angedeutet. Während einer Bildaufnahme wird die Fotomaske 17 mit dem X-Y-Positionierer 26 in einer Scanrichtung 32 verschoben, die parallel zur X-Richtung ist. Die Verschiebung der Fotomaske 17 relativ zu dem Projektionsobjektiv 22 hat zur Folge, dass auch die auf dem Bildsensor 24 erzeugte Abbildung der Fotomaske 17 relativ zu dem Bildsensor 24 verschoben wird. Die Richtung, in der die Abbildung auf dem Bildsensor 24 verschoben wird, wenn die Fotomaske 17 in der Scanrichtung 32 bewegt wird, wird ebenfalls als Scanrichtung 32 bezeichnet, auch wenn die beiden Richtungen im Raum nicht unbedingt parallel zueinander sind. In der Cross-Scanrichtung 33, die in der Ebene des Bildsensors 24 einen rechten Winkel mit der Scanrichtung 32 einschließt, bleibt die Position der Abbildung der Fotomaske 17 relativ zu dem Bildsensor 24 unverändert.The image sensor 24 is designed as a TDI sensor (Time Delay and Integration), as can be seen from 6 is explained in more detail. In 6 (A) A section of a pixel row 36 adjacent to the readout cell 37 is shown. In the two pixels 31 on the far right, a number of charge carriers are accumulated melted, which correspond to a structure 38 on the photomask 17. The structure 38 is schematically indicated by a combination of a circle and a cross. During image acquisition, the photomask 17 is displaced by the XY positioner 26 in a scanning direction 32 that is parallel to the X direction. The displacement of the photomask 17 relative to the projection lens 22 has the effect that the image of the photomask 17 generated on the image sensor 24 is also displaced relative to the image sensor 24. The direction in which the image on the image sensor 24 is displaced when the photomask 17 is moved in the scanning direction 32 is also referred to as the scanning direction 32, even if the two directions are not necessarily parallel to one another in space. In the cross-scan direction 33, which forms a right angle with the scan direction 32 in the plane of the image sensor 24, the position of the image of the photomask 17 relative to the image sensor 24 remains unchanged.

Die Steuereinheit 30 steuert den Bildsensor 24 so an, dass die Geschwindigkeit, mit der die Ladungsträger von Pixel zu Pixel verschoben werden, übereinstimmt mit der Geschwindigkeit, mit der sich die Abbildung der Fotomaske 17 relativ zu dem Bildsensor 24 bewegt. In 6 ist in mehreren Schritten (A) bis (G) ist die Verschiebung der Ladungsträger von Pixel zu Pixel dargestellt. Der Belichtungsvorgang dauert über diese Zeitspanne an, sodass die Zahl der Ladungsträger immer größer wird, was durch eine dicker werdende Linie für den Kreis und das Kreuz angedeutet ist. In Schritt (F) erfolgt die erste Übertragung zu der Struktur 38 gehöriger Ladungsträger in die Auslesezelle 37. Die Ladungsträger werden dort für einen Schritt gesammelt, sodass in Schritt (G) die Ladungsträger von dem nächsten Pixel 31 zusätzlich in die Auslesezelle 37 übertragen werden. An die Steuereinheit 30 wird nur die Summe aus den Ladungsträgern der beiden Pixel 31 übermittelt. Damit wird eine Bildinformation gewonnen, indem die Anzahl von Ladungsträgern in einem Pixelzeilenabschnitt 49 ermittelt wird, dessen Länge größer ist als der Abstand zweier benachbarter Pixelzeilen 36.The control unit 30 controls the image sensor 24 so that the speed at which the charge carriers are shifted from pixel to pixel corresponds to the speed at which the image of the photomask 17 moves relative to the image sensor 24. In 6 The displacement of the charge carriers from pixel to pixel is shown in several steps (A) to (G). The exposure process continues over this period of time, so that the number of charge carriers increases continuously, which is indicated by a thicker line for the circle and the cross. In step (F), the first transfer of charge carriers belonging to the structure 38 into the readout cell 37 takes place. The charge carriers are collected there for one step, so that in step (G) the charge carriers from the next pixel 31 are additionally transferred to the readout cell 37. Only the sum of the charge carriers of the two pixels 31 is transmitted to the control unit 30. Image information is thus obtained by determining the number of charge carriers in a pixel line section 49 whose length is greater than the distance between two adjacent pixel lines 36.

Die Steuereinheit 30 gewinnt anhand der übermittelten Anzahl von Ladungsträgern Bilddaten 34, indem die Anzahl der Ladungsträger zusammen mit weiteren Informationen gespeichert wird. Zu den weiteren Informationen gehört eine Angabe zu der Pixelzeile 36, in der die Ladungsträger generiert wurden, sowie eine Angabe zu dem Zeitpunkt, zu dem die Auslesezelle 37 ausgelesen wurde. Die Bilddaten 34 werden in einem Speicherbaustein 35 der Steuereinheit 30 gespeichert. Die Menge an Bilddaten 34 ist halbiert verglichen mit einem konventionellen Verfahren, bei dem für jedes Pixel einzeln eine Bildinformation gespeichert wird.The control unit 30 acquires image data 34 based on the transmitted number of charge carriers by storing the number of charge carriers along with additional information. This additional information includes information about the pixel row 36 in which the charge carriers were generated, as well as information about the time at which the readout cell 37 was read. The image data 34 is stored in a memory module 35 of the control unit 30. The amount of image data 34 is halved compared to a conventional method in which individual image information is stored for each pixel.

In 7 ist eine Variante dargestellt, bei der in jedem Schritt (A) bis (G) die in die Auslesezelle 37 übertragenen Ladungsträger ausgelesen werden und eine Information über die Anzahl der Ladungsträger an einen digitalen Baustein 39 übermittelt wird. In dem digitalen Baustein 39 wird die in zwei aufeinanderfolgenden Auslesevorgängen ermittelte Zahl von Ladungsträgern addiert. Nur die ermittelte Summe wird an die Steuereinheit 30 übertragen. Die Menge an zu verarbeitenden Bilddaten 34 kann auf diese Weise im gleichen Maße reduziert werden wie bei einem Verfahren, bei dem direkt in der Auslesezelle 37 die Ladungsträger aus zwei Pixeln 31 gesammelt werden.In 7 A variant is shown in which, in each step (A) to (G), the charge carriers transferred into the readout cell 37 are read out, and information about the number of charge carriers is transmitted to a digital component 39. In the digital component 39, the number of charge carriers determined in two consecutive readout processes is added. Only the determined sum is transmitted to the control unit 30. The amount of image data 34 to be processed can thus be reduced to the same extent as in a method in which the charge carriers from two pixels 31 are collected directly in the readout cell 37.

Die Steuereinheit 30 kann dazu ausgelegt sein, die EUV-Kamera 23 zwischen einem ersten Betriebsmodus und einem zweiten Betriebsmodus umzuschalten. Im ersten Betriebsmodus wird wie beschrieben in dem digitalen Baustein 39 jeweils eine Summe über zwei Pixel 31 gebildet, bevor eine Datenübertragung an die Steuereinheit 30 erfolgt. Im zweiten Betriebsmodus kann der digitale Baustein 39 deaktiviert werden, sodass jede mit einer Auslesezelle 37 ermittelte Anzahl von Ladungsträger an die Steuereinheit 30 geleitet wird. Damit wird die Möglichkeit eröffnet, bei Bedarf Bilddaten 34 zu erzeugen, deren Auflösung in Scanrichtung 32 genauso groß ist wie die Auflösung in Cross-Scanrichtung 33. Im zweiten Betriebsmodus wird in Kauf genommen, dass die zu verarbeitende Datenmenge sich im Vergleich zum ersten Betriebsmodus verdoppelt.The control unit 30 can be designed to switch the EUV camera 23 between a first operating mode and a second operating mode. In the first operating mode, as described, a sum of two pixels 31 is formed in the digital component 39 before data is transmitted to the control unit 30. In the second operating mode, the digital component 39 can be deactivated so that each number of charge carriers determined with a readout cell 37 is passed to the control unit 30. This opens up the possibility of generating image data 34, if required, whose resolution in the scanning direction 32 is exactly the same as the resolution in the cross-scanning direction 33. In the second operating mode, it is accepted that the amount of data to be processed doubles compared to the first operating mode.

Bei der Ausführungsform gemäß 8 sind die Pixel 31 nicht quadratisch, sondern rechteckig. Die längere Seite des Rechtecks ist parallel zur Scanrichtung 32 ausgerichtet, die kürzere Seite des Rechtecks parallel zur Cross-Scanrichtung 33. In dem gezeigten Ausführungsbeispiel ist die Länge 40 eines Pixels 31 doppelt so groß wie die Breite 41 des Pixels.In the embodiment according to 8 The pixels 31 are not square, but rectangular. The longer side of the rectangle is aligned parallel to the scan direction 32, and the shorter side of the rectangle is aligned parallel to the cross-scan direction 33. In the illustrated embodiment, the length 40 of a pixel 31 is twice the width 41 of the pixel.

Andere Aspektverhältnisse zwischen der Länge 40 und der Breite 41 eines Pixels 31 sind möglich. Insbesondere kann das Aspektverhältnis der Pixel 31 abgestimmt sein auf die anamorphotischen Abbildungsmaßstäbe, mit denen die Fotomaske 17 in einer zugehörigen mikrolithografischen Projektionsbelichtungsanlage auf ein Lithografieobjekt abgebildet wird.Other aspect ratios between the length 40 and the width 41 of a pixel 31 are possible. In particular, the aspect ratio of the pixels 31 can be matched to the anamorphic imaging scales with which the photomask 17 is imaged onto a lithographic object in an associated microlithographic projection exposure system.

Die Projektionsbelichtungsanlage kann in Scanrichtung einen Abbildungsmaßstab β_y haben, der sich von dem Abbildungsmaßstab β_x in Cross-Scanrichtung unterscheidet. In eine Ausführungsform liegen beiden Abbildungsmaßstäbe β_x, β_y des Projektionssystems 20 bei (β_x, β_y) = (+/- 0,25, +/- 0,125). Ein Abbildungsmaßstab β von 0,25 entspricht dabei einer Verkleinerung im Verhältnis 4:1, während ein Abbildungsmaßstab β von 0,125 in eine Verkleinerung im Verhältnis 8:1 resultiert. Ein positives Vorzeichen beim Abbildungsmaßstab β bedeutet eine Abbildung ohne Bildumkehr, ein negatives Vorzeichen eine Abbildung mit Bildumkehr.The projection exposure system can have an image scale β _y in the scanning direction that differs from the image scale β _x in the cross-scan direction. In one embodiment, both image scales β _x , β _y of the projection system 20 are (β _x , β _y ) = (+/- 0.25, +/- 0.125). An image scale β of 0.25 corresponds to a reduction in the ratio 4:1, while an image scale β of 0.125 results in a reduction ration in the ratio 8:1. A positive sign for the magnification β means an image without image inversion, a negative sign means an image with image inversion.

In dem genannten Beispiel ist der Abbildungsmaßstab in Cross-Scanrichtung doppelt so groß wie der Abbildungsmaßstab in Scanrichtung. Ein auf die anamorphotischen Abbildungsmaßstäbe der mikrolithografischen Projektionsbelichtungsanlage abgestimmtes Pixel 31 des Bildsensors 24 hat eine Länge 40, die doppelt so groß ist wie die Breite 41. Bei einem anderen Verhältnis der anamorphotischen Abbildungsmaßstäbe β_x, β_y ändert sich das Verhältnis von der Länge 40 zu der Breite 41 eines daran angepassten Pixels 31 entsprechend.In the example mentioned, the image scale in the cross-scan direction is twice the image scale in the scan direction. A pixel 31 of the image sensor 24 matched to the anamorphic image scales of the microlithographic projection exposure system has a length 40 that is twice the width 41. With a different ratio of the anamorphic image scales β _x , β _y , the ratio of the length 40 to the width 41 of a pixel 31 matched to this changes accordingly.

Die anamorphotischen Abbildungsmaßstäbe β_x, β_y der mikrolithografischen Projektionsbelichtungsanlage spiegeln sich auch in der Fotomaske 17 wider. Strukturen, die auf dem Lithografieobjekt in Scanrichtung und in Cross-Scanrichtung dieselbe Größe haben sollen finden sich auf der Fotomaske 17 in einer gestauchten Form wieder. Eine Fotomaske 17, bei der dies der Fall ist, wird als anamorphotische Fotomaske 17 bezeichnet. Das erfindungsgemäße Verfahren kann bei einer anamorphotischen Fotomaske 17 durchgeführt werden.The anamorphic imaging scales β _x , β _y of the microlithographic projection exposure system are also reflected in the photomask 17. Structures that are intended to have the same size on the lithographic object in the scanning direction and in the cross-scan direction are reflected on the photomask 17 in a compressed form. A photomask 17 for which this is the case is referred to as an anamorphic photomask 17. The method according to the invention can be carried out with an anamorphic photomask 17.

In 8 passt aufgrund der rechteckigen Form der Pixel 31 die Struktur 38 der Fotomaske 17, die in den vorangegangenen Ausführungsbeispielen auf zwei Pixel 31 abgebildet wird, auf ein einzelnes Pixel 31. Die Anzahl der zu dieser Struktur 38 gehörigen Ladungsträger wird in Schritt (E) insgesamt in die Auslesezelle 37 übertragen. Die Anzahl der zu verarbeitenden Bilddaten 34 reduziert sich auf die Hälfte verglichen mit einem Verfahren, bei dem die Struktur 38 auf zwei quadratische Pixel abgebildet wird und die mit den Pixeln gewonnenen Bilddaten einzeln abgespeichert werden.In 8 Due to the rectangular shape of the pixels 31, the structure 38 of the photomask 17, which in the previous embodiments is imaged onto two pixels 31, fits onto a single pixel 31. The number of charge carriers belonging to this structure 38 is transferred in total to the readout cell 37 in step (E). The number of image data 34 to be processed is reduced by half compared to a method in which the structure 38 is imaged onto two square pixels and the image data obtained with the pixels are stored individually.

Claims

Method for operating a mask inspection device, in which EUV radiation is directed onto a photomask (17) and in which EUV radiation reflected at the photomask (17) is directed via a projection lens (22) onto an image sensor (24) of an EUV camera (23) so that the photomask (17) is imaged onto the image sensor (24), wherein the photomask (17) is moved in a scanning direction (32) while the image sensor (24) is exposed, wherein image data are acquired with the image sensor (24) which have a different resolution in the scanning direction (32) than in a cross-scanning direction (33), and wherein a compressed image (34) of the photomask (17) is generated from the image data.

Procedure according to Claim 1 , whereby the image data obtained with the image sensor (24) have a higher resolution in the cross-scan direction (33) than in the scan direction (32).

Procedure according to Claim 1 or 2 , wherein charge carriers generated by incident EUV radiation are shifted from pixel (31) to pixel (31) in the image sensor (24) within a pixel row (36) before the number of charge carriers is read out.

Procedure according to Claim 3 , wherein the pixel lines (36) of the image sensor (24) are aligned in the scanning direction (32).

Procedure according to Claim 3 or 4 , wherein the displacement speed with which the charge carriers are displaced within the pixel line (36) is matched to the scanning speed with which the photomask (17) is moved in the scanning direction (32).

Procedure according to one of the Claims 3 until 5 , wherein image information is obtained by determining the number of charge carriers in a pixel line section (49), wherein the length of the pixel line section (49) is greater than the distance between two adjacent pixel lines (36).

Procedure according to one of the Claims 1 until 6 , wherein the image sensor (24) has a plurality of pixels (31) and wherein the length (40) of the pixels (31) is greater than the width (41) of the pixels (31).

Procedure according to Claim 7 , wherein the length (40) of the pixels (31) extends parallel to a pixel row (36) of the image sensor (24).

Procedure according to Claim 7 or 8 , where the length (40) of the pixels (31) is twice as large as the width (41) of the pixels (31).

Procedure according to one of the Claims 1 until 9 , wherein when reading the image sensor (24) the charge carriers of adjacent pixels (31) of a pixel row (36) are added.

Procedure according to one of the Claims 1 until 9 , wherein in a first operating mode of the EUV camera (23) image information is generated by adding together the charge carriers of more than one pixel (31) of the image sensor (24) and wherein in a second operating mode image information is determined based on the number of charge carriers of individual pixels (31).

Procedure according to one of the Claims 1 until 11 , wherein an anamorphic photomask (17) is imaged onto the image sensor (24).

Procedure according to Claim 12 , wherein the anamorphic photomask (17) is imaged non-anamorphically onto the image sensor (24).

Mask inspection device, comprising an EUV camera (23), a positioning device (26) for a photomask and a projection lens (22) for imaging the photomask (17) onto an image sensor (24) of the EUV camera (23), wherein the positioning device (26) is designed to move the photomask (17) in a scanning direction (32) while the image sensor (24) is exposed, wherein the EUV camera (23) is designed to acquire image data having a different resolution in the scanning direction (32) than in a cross-scanning direction (33).

Mask inspection device according to Claim 14 , whereby the image data obtained with the image sensor (24) have a higher resolution in the cross-scan direction (33) than in the scan direction (32).

Mask inspection device according to Claim 14 or 15 , wherein the pixel lines (36) of the image sensor (24) are aligned in the scanning direction (32).

Mask inspection device according to one of the Claims 14 until 16 , wherein image information is obtained by determining the number of charge carriers in a pixel line section (49), wherein the length of the pixel line section (49) is greater than the distance between two adjacent pixel lines (36).

Mask inspection device according to one of the Claims 14 until 17 , wherein the image sensor (24) has a plurality of pixels (31) and wherein the length (40) of the pixels (31) is greater than the width (41) of the pixels (31).

Mask inspection device according to Claim 18 , wherein the length (40) of the pixels (31) extends parallel to a pixel row (36) of the image sensor (24).

Mask inspection device according to Claim 18 or 19 , where the length (40) of the pixels (31) is twice as large as the width (41) of the pixels (31).

Mask inspection device according to one of the Claims 14 until 20 , wherein the EUV (23) is designed to obtain image information by adding the charge carriers of adjacent pixels (31) of a pixel row (36) when reading the image sensor (24).

Mask inspection device according to one of the Claims 14 until 20 , wherein the EUV camera (23) has a first operating mode and a second operating mode, wherein in the first operating mode image information is generated by adding together the charge carriers of more than one pixel (31) of the image sensor (24), and wherein in the second operating mode image information is determined based on the number of charge carriers of individual pixels (31).

Mask inspection device according to one of the Claims 14 until 22 , further comprising a photomask (17), wherein the photomask (17) is an anamorphic photomask (17).

Mask inspection device according to Claim 23 , wherein the projection lens (22) is designed to image the anamorphic photomask (17) non-anamorphically onto the image sensor (24).

EUV camera for a mask inspection device according to one of the Claims 14 until 24 , comprising an image sensor (24) with a pixel array which is spanned by a plurality of pixel rows (36), wherein the EUV camera (23) is designed to obtain image information for an image of a photomask by determining the number of charge carriers in a pixel row section (49), wherein the length of the pixel row section (49) is greater than the distance between two adjacent pixel rows (36).

Computer program product or set of computer program products, comprising program parts which, when loaded into a computer or into interconnected computers connected to a mask inspection device according to a Claims 14 until 24 are connected to the implementation of the procedure according to one of the Claims 1 until 13 are designed.