JP2008263232A - Euvリソグラフィシステムのために調整された反射型回折素子の収差測定方法および装置 - Google Patents

Euvリソグラフィシステムのために調整された反射型回折素子の収差測定方法および装置 Download PDF

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Abstract

【課題】
本発明は、電磁放射源を有する波面測定システムから成る。
【解決手段】
結像系は電磁放射を物体面へ配向し、これを均一に照明する。第1の格子は物体面内に配置されており、投影光学系の入射瞳面に達する照明光が調整される。投影光学系は第1の格子の像を焦点面へ投影する。第2の格子は放射源の回折像を受け取る焦点面に配置されており、シアリング干渉計を形成している。CCD検出器は投影光学系および第2の格子を介して第1の格子の像を受け取り、投影光学系に収差があるときには干渉縞を形成する。干渉縞の位相シフトは第1の格子をラテラル方向へステップ運動させ、各フレームをCCD検出器で検出することにより読み出される。第1の格子は複数の反射ドットから成る複数の反射線を含む。
【選択図】図12

Description

本発明は全体として極紫外線(EUV)フォトリソグラフィシステムに関するものであり、より詳細にはフォトリソグラフィシステムにおける波面パラメータの測定に関するものである。
リソグラフィとは基板表面にフィーチャパターンを形成するために使用されるプロセスである。この種の基板には、フラットパネルディスプレイ、回路基板、種々の集積回路などの製造において使用される基板が含まれうる。このような用途で頻繁に使用される基板は半導体ウェハである。当該分野の技術者には本明細書における記載が他のタイプの基板にも適用されることが理解されるだろう。
リソグラフィ中、ウェハステージWSに配置されたウェハは、リソグラフィシステム内に設置された露光系によりウェハ表面に投影される像に露出される。露光系はウェハに像を投影するためのレチクル(マスクとも呼ばれる)を有している。
レチクルは一般に半導体チップと放射源との間に置かれ、通常はレチクルステージRSに取り付けられている。フォトリソグラフィでは、レチクルは例えば半導体チップ上に回路を印刷するためのフォトマスクとして使用される。リソグラフィ光はマスクを通過し、つぎに像を縮小させる一連の光学レンズを通過する。この小さな像はつぎにシリコンまたは半導体ウェハ上に投影される。このプロセスはカメラが光を曲げてフィルム上に像を形成するのに似ている。リソグラフィプロセスでは光が不可欠な役割を果たす。例えばマイクロプロセッサ(コンピュータチップとしても知られる)の製造において、より強力なマイクロプロセッサを作るための鍵は光の波長のサイズである。波長が短ければ短いほど、より多くのトランジスタをシリコンウェハ上にエッチングすることができる。多数のトランジスタを有するシリコンウェハからより強力でより速いマイクロプロセッサが実現される。
チップメーカは短波長光を使用することができるようになったが、光が集束のためのガラスレンズによって吸収されてしまうという短波長光の問題に遭遇することになった。短波長光は吸収されてしまうために光がシリコンウェハに到達できない。その結果シリコンウェハ上に回路パターンが形成されない。この問題を克服しようとしてチップメーカは極紫外線リソグラフィEUVLとして知られるリソグラフィプロセスを開発した。このプロセスではガラスレンズを鏡に置き換えることができる。
照明ビームの品質測定の問題はリソグラフィの応用に付きまとう問題である。特に、ウェハの作成中および露光中に、フォトリソグラフィツールを分解せずに、フォトリソグラフィツール内で波面の質を測定できることが望ましい。EUVツールの特殊な環境的要求のために分解は長く骨の折れる作業となるからである。
本発明は関連技術の1つまたは複数の問題点および欠点を回避できるEUV波面センサのための透過型せん断格子およびチェッカボード格子のコンフィグレーションに関連している。本発明はまたEUV波面センサWFSを用いたシアリング干渉計のパフォーマンスを改善し、物体面の照明を調整してWFSの色収差を補正する手段に関連している。
本発明の1つの実施形態は、電磁放射源を有する波面測定装置から成る。結像系は電磁放射を物体面へ配向し、これを均一に照明する。第1の格子は投影光学系POのNA入射瞳面に達する照明光の調整のために物体面内に配置されている。第1の格子は複数の反射線を有しており、これらの反射線はそれぞれ複数の反射ドットから成っている。投影光学系は第1の格子の像を焦点面へ投影する。第2の格子は焦点面に配置されている。検出器は干渉縞面に配置されており、第2の格子を介して第1の格子の像を受け取る。本発明の実施形態では、第1の格子のピッチは
1/2(または1)×投影光学系の倍率×第2の格子のピッチ
である。
本発明のさらなる特徴および利点は以下の記述に示されているが、一部は以下の記述から明らかであり、また一部は本発明の実践により理解されるであろう。本発明の利点は以下の記述および請求項ならびに添付図面において詳細に指摘される構造により実現および達成される。
以上の一般的な記述および詳細な記述の双方とも例示的かつ説明的なものであり、請求項に開示された本発明のさらなる説明であることを理解されたい。
以下では、本発明の実施形態を詳細に検討する。これらの実施形態の実施例は添付した図面に示されている。
図1はEUVフォトリソグラフィシステム100の一部を示している。システム100はEUV源(図1には図示されていない)を有している。またシステム100は結像光学系(鏡M4,M3を含む)、瞳101、レチクルステージRS(図示せず)に取り付けられた、ウェハ105上に結像させるべきパターンの像を有するレチクル102、ならびに投影光学系(PO)104の鏡M1,M6を有している。EUV放射はウェハステージWS(図示せず)に取り付けられたウェハ105に投影される。遠紫外線または可視光線などの長い波長で動作するフォトリソグラフィシステムではレチクル102はふつう透過型であるが、こうしたフォトリソグラフィシステムとは異なり、EUVシステムではレチクル102が反射型であることが理解されるだろう。
さらに図1に示されているように、本発明では、波面を測定するために、センサモジュール106はウェハステージに配置されており、ソースモジュール103はレチクルステージに配置されている。当該のセンサおよびソースモジュール106/103は波面センサWFSとも呼ぶことができる。
図2には本発明の波面測定装置、特にフォトリソグラフィシステムに組み込み可能な波面測定装置が示されている。図2から見て取れるように、ソースモジュール103はレチクルステージに配置されており、1つの実施例では互いに直交するように配向された2つの格子を含んでいる。波面センサ(またはセンサモジュール106)はウェハステージに配置されており、2D格子201とこの2D格子の下方に配置されたCCD検出器202とを含んでいる。投影光学系(PO)104は通常の露光動作を行うものと同じである。
波面は結像が行われていないときに測定することができる。波面を測定するためにレチクル102自体ではなくレチクルステージが移動される。その際にはレチクルステージ上のソースモジュール103内の格子203のうち1つが光路内に位置するように移動される。ウェハステージも波面センサがソースモジュール格子203の像を受け取る位置にくるように移動される。こうして2D格子201の下方にあるCCD検出器202は透過した放射を受信し、測定する。次いでレチクルステージは異なる回折格子が光路内に配置されるように移動され、これによりソースモジュール格子203は互いに直交する向きで波面を測定することができる。
図3Aには本発明の2D格子201の実施例が示されている。図3Aに示されているように、チェッカボード格子は格子のピッチを慎重に選定して使用される。このような格子は、露光波長において透過性を有する材料から成る、例えば100nm厚さの基板上に形成することができる。例えば波長13.5nmに対し、透過性材料の例としてシリコンおよび窒化ケイ素が挙げられる。このように2Dチェッカボード回折格子201は50%のデューティサイクルを有すると言うことができる。一次干渉は0次回折と+1次および−1次回折との間の干渉である。ソースモジュール103からの拡散性散乱のランダム性は、投影光学系104の瞳を通過する波面の空間的変動を効果的に洗い落とすものと予想される。図3Aから見て取れるように、2D格子201のピッチは正方形の辺の長さにあたることに注意されたい。
また2D格子201は、図3Aから見て取れるように、反射領域または不透明領域を有している。これらの反射領域は、ニッケル、クロムまたは他の金属などのEUV放射(このケースでは露光波長13.5nmの放射)を吸収する材料から形成することができる。
1つの実施例ではチェッカボード格子のピッチは1.6μmに選択されている。ピッチは、特定のシアー比および開口数に対して後述の1次回折の適切な角度が得られるように慎重に選定しなければならないことに注意されたい。有利な実施形態においては、シアー比は1/30に選択されている。しかし本発明がこの特定の数または寸法に限定されないことは当該分野の技術者には理解されるだろう。また別の特定の実施例では、系の出射開口数は0.25である(そして入射開口数は倍率4倍のとき0.0625である)。しかし本発明はこの特定の開口数に限定されない。
上で述べたように、1つの実施例においては、2D格子201のピッチは1/30のシアー比が得られるように選定されている。その場合、CCD検出器202は干渉縞面にあり(つまり系の焦点面より下方にあり)、干渉縞(インターフェログラム)または複数の重なり合う円を「見る」。これについては後述する。シアー比とは2つの円の重なり度合いであり、シアー比がゼロであることは完全な重なりを意味する。またCCD検出器202が0次回折ならびに+1次および−1次回折の像のみを「見る」ようにし、回折像上の+2次および−2次回折を消去するようにすることが望ましい。この目的のためには、図3Aに示されているような正方形の透過領域および反射領域を備えたチェッカボード格子の使用が最適であると思われる。さらに第1の格子203は不所望の次数の回折の消去を補助するように構成されている。どのようなパターンの透過領域および反射領域を用いるにしても、2D格子を形成する規則的なパターンであることが重要である。ただしパターンが規則的であるかぎり、正方形に加えて他の形状、例えば円形の反射領域または円形の透過領域なども使用可能であることが理解されるだろう。
また当該分野の技術者には、センサモジュール106とソースモジュール103とのあいだの公差の問題の幾つかは、まずセンサモジュール106の2D格子201を作成してその正確な寸法を測定し、つぎにソースモジュール回折格子203を相応に作成することによって解決されることが理解されるはずである。倍率4倍の系では、ソースモジュール103の直線格子のピッチは、有利には、センサモジュール106の2D格子201のピッチの正確に4倍である。したがって2D格子201のピッチが1.6μmである場合、ソースモジュール格子203のピッチは有利には6.4μmである。しかし2D格子201が1.6μmの公称値から例えば10%だけ偏差していることが測定された場合には、これに応じて、測定されたチェッカボード格子のピッチの4倍のピッチを有するようにソースモジュール格子203を作成することができる。これにより、両方の格子セットの製造における極度の精密さに対する要求も同時に緩和される。
2D格子201の別の実施例は交差格子である。これは、適切なピッチの2つの直線格子が実質的に一方が他方の上にくるように配置され、適切なピッチ寸法を有する各々の格子が組み合わさって適切な対角線ピッチが得られるような交差格子である。ただし、チェッカボード格子が最良の結果を生じるものと考えられる。
またチェッカボード格子または交差格子をソースモジュール103において2つの別個の直線格子の代わりに使用できることも理解されるだろう。ただし、ソースモジュール103において2D格子を使用すると、検出器の読出しおよび分析のための数学が複雑になる。
上の議論は主に、典型的な反射型光学素子、例えばソースモジュール格子203、投影光学系104および結像光学系が使用されるEUVフォトリソグラフィシステムに関しているが、本発明は適切な反射型素子の代わりに適切な透過/屈折型素子を用いたフォトリソグラフィシステムにおいて使用される他の波長にも同様に適用可能であることが理解されるだろう。
またソースモジュール格子203のピッチは+1次の像と−1次の像との間の干渉が消えるように選定されている。
図3Bおよび図4には、ラテラルシアリング干渉計310内の瞳を用いて参照波面およびせん断波面を形成する様子が示されている。図1の入射瞳101も参照されたい。図3Bおよび図4に示されているように、波面301は一次放射源から発出して空間内の1点において収束する。点放射源302の像は入射瞳101に存在する。部分透過フィルムを入射瞳101に配置してもよい。ピンホール303は入射瞳101の箇所に設けられている。ピンホール303は波面311を有する透過波304を発生させる。波面311は回折した球面参照波305を含んでいる。したがってラテラルシアリング干渉計310が1つまたは複数の見かけ放射源を作り出し、これらの見かけの放射源の波面311が干渉しあって干渉縞312を生じていることになる。
図5には本発明の波面測定装置が示されており、物体面すなわちレチクル102の面(図中の番号なし)内に設置されたソースモジュール103と投影光学系104とが見て取れる。像せん断格子203はウェハステージに設置されており、複数の波面を発生させる。これらの波面はセンサモジュール106において検出される。
図6にはCCD検出器202から見た波面の干渉縞(図3Bの312)が示されている。図6に示されているように、右上の写真には、単一の物体空間スリットに対してシアーの干渉縞が写っている。この場合、スリットは、最大の開口数を満たし、どんな波面不均質性も均質化するインコヒーレントな拡散放射源の前に置かれている。右下には、0次および1次の回折パターンとともに干渉縞の鮮明度関数601が示されている。格子203における50%のデューティサイクルが偶数次の全ての回折パターンを不可視にする。図6の左下には、シアー比0.5の像空間せん断格子201が示されている。
図7〜図11にはCCD検出器202から見た異なるシアー比の波面の例が示されている。
さらに図1,図10を参照すると、CCD検出器202において複数の像Nを記録し、その一方で一度に線幅/Nでレチクルステージを走査することにより波面を分析することができる。6.4μmの格子ピッチおよび16個の像に対して、レチクルステージは一度に6.4μm/16=400nmずつ走査される。次に、単一の像から得られるよりも良好な分析を行うために、これらの像は位相シフト干渉計の原理を介して結合される。
多くのEUVフォトリソグラフィシステムにおいてしばしば存在する特有の問題は、EUV源が均質な照明を提供せず、代わりにEUV源の光学系に複眼レンズを使用することから複数のファセット、すなわちホットスポットが生じることである。このことは投影光学系104の瞳の入射開口数に不均一な波面をもたらしたり、または時として投影光学系の開口数のアンダフィルをもたらしたりする。例えば、本発明の別の実施例の装置は投影光学系に関して0.0625の入射開口数と0.25の出射開口数とを有している。したがってPO104の入射開口数におけるアンダフィルと強度の不均一とを取り除くことが望ましい。上で論じた問題は、上述の波面センサによる波面の測定に影響を及ぼすことに注意されたい。
図12にはこれらの問題を克服するために提案された解決手段が示されている。図12には一種の直線格子が示されているが、格子の各々の反射線は連続的な反射ストライプ(またはライン)から成るのではなく、複数の反射ドットから成っている。反射ドットは図12に示されているようにランダムに散らばっていてもよいし、または規則的なマトリクスパターンで配置されていてもよい。図12から見て取れるように、ソースモジュールの格子1202の線は「遠くから」見ると上述の直線のように見える。しかしながら「上から近くで」見るとそうではなく、1204に示されているように複数の反射ドットから成っていることがわかる。EUVの適用分野では、残りの材料は吸光性である。
格子線は、既に述べたように、第2の格子の線と直接の関係を有するように選定される。これにより物体面照明は最大限まで利用され、検出器における干渉縞の鮮明度が維持され、+1次および−1次干渉縞が消去される。
1つの実施形態では、上述のパラメータ、すなわち倍率4倍のときの6.4μm、出射開口数0.25、入射開口数0.0625、放射源の波長13.5nmに対して、ドットの直径は70〜120nmとなり、有利には70nmに近い。
図12の下部には互いに直交する2つの格子の全体的配置が示されており、これら2つの格子は共同して本発明のソースモジュール格子203を形成している。図12の下部に見られるように、反射ドットを2つの隣り合う直交パターンで配置することもできる。これら2つの直交パターンはそれぞれおよそ200μm×200μmである。
本発明の反射ドットを使用することで、単一の回折パターンが、例えば図10に示されているように、回折パターン内の回折パターンとなることが理解されるだろう。このように各反射ドットは焦点面から見ると波面源となる。したがって特に放射源の複眼レンズのファセットに起因する強度の不規則性が消え、焦点面に放射源のきれいな規則的な像が現れる。また格子203の反射ドットパターンは投影光学系の開口数0.0625をオーバフィルし、格子203に入射する光をできるだけ多く利用できるようにするという利点も有している。さらに照明が空間的にインコヒーレントである場合には、付加的な瞳ファセットまたは瞳構造は導入されない。図12に示されている反射ドット格子は標準的なレチクル素材の上に製造してよい。ドットの直径は、有利には、ほぼ均一な瞳照明が得られるように、開口数を充分にオーバフィルするように選択されている。
さらに光子雑音を制限した元素検出のSN比は2の平方根でのみ増大するので、各ドットごとに強度は係数2までのドロップオフが許容されうる。製造可能性の問題のゆえに比較的大きな直径が望まれる場合もあることに注意されたい。計算が示すところによれば、例えば、直径44nmのドットは10%のドロップオフ、直径66nmのドットは20%のドロップオフ、直径112nmのドットは50%のドロップオフを生じる。
このように、本発明の反射ドット格子203は反射型EUV散乱装置の一例であり、効率を最大化するという付加的な目的を有している。なおこのケースでは多数のドットと第1の格子のサイズとに対して0.4%の効率を有している。ここでの効率は、装置からの反射後に所望の開口数内に入る光出力を均等拡散面と比較したときの比として定義される。
調整された反射型EUV回折面が投影光学系の入射開口数を充満することにより、照明サブシステムに起因する瞳ファセットが消去され、グレーティングラテラルシアリング干渉計を用いてEUV波長における光学系の収差を測定する際の照明の利用率が最大化される。最後の1つは、レチクル面内のインコヒーレント分散放射源の前に配置された格子と同等のものを必要とする。初めの2つは、入射照明が均等拡散面よりも有利なパターンを有する回折面によって反射されることを必要とする。調整された反射型回折面は、回折の制限されたドットを格子の形態に組み合わせたマイクロレフレクタであってよい。このうち個々の反射ドットはデューティサイクル50%の格子の「スリット」に配置され、それぞれ測定される光学系の入射開口数を回折によって充満するためのサイズおよび形状を有している。波長13.5nmで開口数が0.0625である場合、ドットの直径は70nm〜210nmである。EUV ILIASでは70nmの1つのドットが約0.01個の「検出可能な」EUV光子を産出する。また「格子」をデューティサイクル50%、長さ300μmとし、ピッチ6.4μmの45本の線を有し、ドットが各線の中心軸に沿ってのみ存在するように構成すると、1000個までの「検出可能な」光子を産出するのに充分なスポットを収容する。1000個の光子はEUV ILIASにとって充分な数の光子である。ドットで埋め尽くされた「格子」線は比較的大きな信号を提供する。ドットから成る1つの線では不十分な信号しか得られない。均等拡散面および類似した形の規則的な格子はかろうじて使用に耐える信号が提供される。
反射ドットは、位相差が与えられたとき先のランダムパターンの中心輝点が消去されるように、異なる高さを有していてもよい。ランダムな高さによるランダムな位相も同じ目的を果たす。しかし、部分コヒーレント照明が存在する場合のスペックルは幾つかの適用分野にとっては問題である。このようなときには反射ドットを位相の段差なしに規則的に配置して、スペックルをより問題の少ないきわめて低周波数のアーチファクトに替えることができる。
反射ドットが格子線内にランダムに配置されているとスペックルが干渉縞に現れ、同様に輝点が中心に現れる。輝点は反射ドットを波長の複数倍の標準偏差を有するランダムな高さにする(すなわちOPDをπの複数倍+端数とする)ことによって消去できる。ドットが規則的なパターンで配置されていると、干渉縞面内の重なり合う干渉縞アーチファクトが生じ、こちらはドットをπの複数倍の光路差標準偏差を有するランダムな高さにすることにより消去できる(スペックルは生じる)。なお干渉縞アーチファクトのほうが干渉縞分析に対してあまり影響しない。
マスクサイズおよびコンフィグレーションに起因するコヒーレンス領域CAの基礎となるのは次の値である。発見的弁明によればシアー比1/30に対する像空間格子のピッチは1.6μm(つまり30×13.5/0.25)となることが示された。格子は放射源の上方に同じ向きで配置され、ここで放射源は
倍率×1.6μmまたは倍率×6.4μm
のピッチを有する。物体空間格子の像は像空間格子に重なり合っている。これに代えて物体空間格子のスリットが真の放射源を像空間格子の見かけの放射源の位置に置いてもよい。
格子を放射源で単一のスリットまたはピンホールに対するコヒーレンス領域マスクとして用いることの利点は次のことである。
まず拡散面後方のレチクル照明の利用率が増大する。これにより像空間のせん断格子にピッチのデューティサイクル50%が既に存在しないことから偶数次のコヒーレンスの全てが失われる。物体空間の“空間フィルタリング”も可能になる。デューティサイクル50%に対して+1次/−1次は不干渉(格子ピッチ=倍率×せん断格子のピッチ)、0次/1次は干渉である。他の空間フィルタリングも可能であり、例えば+1次/−1次は干渉となり、0次/1次は不干渉となる。これらは色収差補正改善のために行われる。図13には、色収差補正のために
1/2×投影光学系の倍率×第2の格子のピッチ
を用いたソースモジュール格子の干渉縞が示されている。
例えば1つの実施例では、25%より小さいデューティサイクル、
縮小率/2×像空間格子のピッチ
を有する像空間格子が設けられて、+1次/−1次は干渉、0次/+1次および0次/−1次は不干渉となり、色収差補正が改善され、フィールド源の光の利用度が最大化される。1つの実施例では、第1の格子のピッチの値は
1/2×投影光学系の倍率×第2の格子のピッチ
となる。物体空間のコヒーレンス関数を作成する際に広い調整幅がこのようにして得られる。同じ効果は像空間の空間周波数フィルタリングによっても達成されるが、後者のアプローチのほうが困難であることに注意されたい。後者のアプローチは上述の反射ドットを用いる手段と組み合わせることもできるし、単独で適用することもできる。
物体空間格子は互いに直交する2つの方向で(つまり2つの物体空間格子で)干渉縞の位相シフトを得るために重要である。45°で分離された2つの格子はラテラル運動を達成するのに用いられる。像空間内の交差格子も同様に45°で交差する。
一連の干渉縞の位相シフトはそれぞれの物体空間格子を並進運動させることにより得られる。並進運動により0次の干渉縞に対して変化した1次の位相シフトが生じる。
グレーティングラテラルシアリング干渉計GLSIの色収差補正には2つの条件が必要となる。すなわち、第1に干渉縞の間隔が放射源の波長から独立していなければならず、第2に各波長での干渉縞の原点が波長から独立していなければならない。GLSIはしばしばアクロマティックであることが要求されるが、実際には幾つかの低次の収差と干渉縞の間隔部分とに対してのみである。GLSIの干渉次数の選択は色収差補正の第2の部分に影響する。つまり+1次/−1次の干渉は干渉縞の間隔の色収差補正と干渉縞の原点の色収差補正との双方を有しており、0次/1次の干渉は(低次の収差に対して)干渉縞の間隔の色収差補正のみを有する。2つの隣接する次数の干渉縞をテイラー級数へ展開することによって、すなわち波面の1次導関数のみを含み波長を含まない項と、波面の3次導関数および波長の2乗を含む項とが得られる。
したがって波面が古典的な焦点外れ収差、3次の非点収差、および3次導関数の消去された低次のコマ収差のみを有する場合、干渉縞の間隔は波長には依存せず、GLSIはアクロマティックになる。このため前述のピッチを有する物体空間格子を像空間せん断格子と組み合わせて利用することにより色収差補正が行われる。つまり本発明のシステムは放射源での波長変化または放射源でのスペクトル幅に関係なく機能する。
請求項において規定された本発明の意図および範囲から逸脱することなく、形状および詳細における種々の変更が為されうることは、当該分野の技術者には理解されることである。したがって本発明の範囲は上記の例示的な実施形態のいずれかに限定されるべきではなく、請求項およびそれと同等のものに従ってのみ規定されるべきである。
EUVフォトリソグラフィシステムの一部を示す図である。 本発明のセンサモジュールとソースモジュールとの適合の様子を示す図である。 2Dチェッカボード格子の一例を示す図である。 干渉計を使用してせん断波面を形成する様子を示す図である。 干渉計を使用して別のせん断波面を形成する様子を示す図である。 フォトリソグラフィツールにおいて使用される本発明の概略図である。 本発明の使用により焦点面で見られる干渉縞の例を示す図である。 本発明の使用により焦点面で見られる干渉縞の例を示す図である。 本発明の使用により焦点面で見られる干渉縞の例を示す図である。 本発明の使用により焦点面で見られる干渉縞の例を示す図である。 本発明の使用により焦点面で見られる干渉縞の例を示す図である。 本発明の使用により焦点面で見られる干渉縞の例を示す図である。 反射ドットのランダムパターンを用いたソースモジュール格子の実施例を示す図である。 色収差補正のために「1/2×投影光学系の倍率×第2の格子のピッチ」を用いたソースモジュール格子の干渉縞を示す図である。

Claims (47)

  1. 物体面を均一に照明するために放射源からの電磁放射を物体面へ配向する結像光学系と、物体面に配置された第1の格子と、第1の格子の像を焦点面へ投影する投影光学系と、焦点面に配置された第2の格子と、第2の格子によって形成された干渉縞を受信する検出器とを有しており、
    第1の格子のピッチは
    1/2×投影光学系の倍率×第2の格子のピッチ
    である
    ことを特徴とする波面測定装置。
  2. 干渉縞は0次/1次の干渉縞を有さない、請求項1記載の装置。
  3. 第1の格子は複数の反射ドットによって形成される複数の反射線を含む、請求項1記載の装置。
  4. 反射ドットの径は70nm〜120nmである、請求項3記載の装置。
  5. 反射ドットは波長の複数倍の標準偏差を含むランダムな高さを有する、請求項3記載の装置。
  6. 反射ドットは各反射線内でランダムなパターンで配置されている、請求項3記載の装置。
  7. 反射ドットは各反射線内で規則的なパターンで配置されている、請求項3記載の装置。
  8. 反射ドットは投影光学系の開口数をオーバフィルする照明を形成する、請求項3記載の装置。
  9. 反射ドットは放射源に起因する不規則性を有さない照明を形成する、請求項3記載の装置。
  10. 第1の格子の複数の反射線は干渉縞の強度および鮮明度が最大化されるように配置されている、請求項3記載の装置。
  11. 複数の反射線は互いに直交する2つの方向に配置されている、請求項3記載の装置。
  12. 複数の反射線は1つのチェッカボード格子として配置されている、請求項11記載の装置。
  13. 複数の反射線は2つの直線格子として配置されている、請求項11記載の装置。
  14. 第1の格子の複数の反射線は第2の格子に対して45°に配向されている、請求項11記載の装置。
  15. 放射源は極紫外線(EUV)放射源である、請求項1記載の装置。
  16. 第1の格子はレチクルステージに取り付けられている、請求項1記載の装置。
  17. 第2の格子はウェハステージに取り付けられている、請求項1記載の装置。
  18. 放射源からの電磁放射を物体面へ集束させる結像光学系と、物体面に配置された第1の格子と、第1の格子の像を焦点面へ投影する投影光学系と、焦点面に配置された第2の格子と、第2の格子によって形成された干渉縞を受信する検出器とを有しており、
    干渉縞は0次/1次の干渉縞を有さない
    ことを特徴とする波面測定装置。
  19. 第1の格子のピッチは
    1/2×投影光学系の倍率×第2の格子のピッチ
    である、請求項18記載の装置。
  20. 第1の格子は複数の反射ドットによって形成される複数の反射線を含む、請求項18記載の装置。
  21. 反射ドットの径は70nm〜120nmである、請求項20記載の装置。
  22. 反射ドットは波長の複数倍の標準偏差を含むランダムな高さを有する、請求項20記載の装置。
  23. 反射ドットは各反射線内でランダムなパターンで配置されている、請求項20記載の装置。
  24. 複数の反射線は互いに直交する2つの方向に配置されている、請求項20記載の装置。
  25. 複数の反射線は1つのチェッカボード格子として配置されている、請求項20記載の装置。
  26. 複数の反射線は2つの直線格子として配置されている、請求項20記載の装置。
  27. 放射源からの電磁放射を物体面へ集束させる結像光学系と、焦点面に回折パターンを形成するためにレチクルステージに配置された第1の格子と、第1の格子の像を焦点面へ投影する投影光学系と、第1の格子の回折パターンを受信するために焦点面に配置された第2の格子と、第2の格子を介して第1の格子の像を受信する検出器とを有しており、
    第1の格子のピッチは
    1/2×投影光学系の倍率×第2の格子のピッチ
    である
    ことを特徴とする波面測定装置。
  28. EUV放射を放出するEUV放射源と、EUV放射により物体面を照明する結像光学系と、物体面内でレチクルを支持するレチクルステージと、放射源からの物体面の照明を調整するためにレチクルステージに配置された第1の格子と、焦点面と物体面とを光学的に結合する投影光学系と、焦点面内でウェハステージ上に配置された第2の格子と、第1の格子の像を受信する第2の格子の後方でウェハステージ上に配置された検出器とを有しており、
    第1の格子のピッチは
    1/2×投影光学系の倍率×第2の格子のピッチ
    である
    ことを特徴とするEUVフォトリソグラフィシステム。
  29. 放射源で電磁放射を形成し、
    該電磁放射を光学系の物体面へ集束させ、
    第1の格子を光学系の光路内に位置決めして物体面での電磁放射を調整し、
    焦点面と物体面とを結合し、
    検出器を焦点面の下方に位置決めし、さらに第2の格子を焦点面に位置決めし、
    放射源の像を第2の格子を介して受信し、
    像から波面パラメータを計算し、
    ここで第1の格子のピッチは
    1/2×投影光学系の倍率×第2の格子のピッチ
    である
    ことを特徴とする光学系の波面測定方法。
  30. さらに第1の格子をラテラル方向にステップさせることにより干渉縞を位相シフトさせ、各フレームを検出器により読み出す、請求項29記載の方法。
  31. 放射源からの電磁放射を物体面へ集束させる結像光学系と、物体面に配置された第1の格子と、第1の格子の像を焦点面へ投影する投影光学系と、焦点面に配置された第2の格子と、第2の格子によって形成された干渉縞を受信する検出器とを有しており、
    第1の格子は複数の反射ドットによって形成される複数の反射線を含む
    ことを特徴とする波面測定装置。
  32. 反射ドットの径は70nm〜120nmである、請求項31記載の装置。
  33. 反射ドットは波長の複数倍の標準偏差を含むランダムな高さを有する、請求項31記載の装置。
  34. 反射ドットは各反射線内でランダムなパターンで配置されている、請求項31記載の装置。
  35. 反射ドットは各反射線内で規則的なパターンで配置されている、請求項31記載の装置。
  36. 反射ドットは投影光学系の開口数をオーバフィルする照明を形成する、請求項31記載の装置。
  37. 反射ドットは放射源に起因する不規則性を有さない照明を形成する、請求項31記載の装置。
  38. 第1の格子の複数の反射線は干渉縞の強度および鮮明度が最大化されるように配置されている、請求項31記載の装置。
  39. 複数の反射線は互いに直交する2つの方向に配置されている、請求項31記載の装置。
  40. 複数の反射線は1つのチェッカボード格子として配置されている、請求項31記載の装置。
  41. 複数の反射線は2つの直線格子として配置されている、請求項31記載の装置。
  42. 第1の格子の複数の反射線は第2の格子に対して45°に配向されている、請求項31記載の装置。
  43. 放射源は極紫外線(EUV)放射源である、請求項31記載の装置。
  44. 第1の格子のピッチは
    1/2×投影光学系の倍率×第2の格子のピッチ
    である、請求項31記載の装置。
  45. 放射源で電磁放射を形成し、
    該電磁放射を光学系の物体面へ集束させ、
    第1の格子を光学系の光路内に位置決めして物体面での電磁放射を調整し、
    焦点面と物体面とを結合し、
    検出器を焦点面の下方に位置決めし、さらに第2の格子を焦点面に位置決めし、
    放射源の像を第2の格子を介して受信し、
    像から波面パラメータを計算し、
    ここで第1の格子は複数の反射ドットから成る複数の反射線を含む
    ことを特徴とする光学系の波面測定方法。
  46. 物体面を均一に照明するために放射源からの電磁放射を物体面へ配向する結像光学系と、物体面に配置された第1の格子と、第1の格子の像を焦点面へ投影する投影光学系と、焦点面に配置された第2の格子と、第2の格子によって形成された干渉縞を受信する検出器とを有しており、
    第1の格子のピッチは
    1×投影光学系の倍率×第2の格子のピッチ
    である
    ことを特徴とする波面測定装置。
  47. EUV放射を放出するEUV放射源と、EUV放射により物体面を照明する結像光学系と、物体面内でレチクルを支持するレチクルステージと、放射源からの物体面の照明を調整するためにレチクルステージに配置された第1の格子と、焦点面と物体面とを光学的に結合する投影光学系と、焦点面内でウェハステージ上に配置された第2の格子と、第1の格子の像を受信する第2の格子の後方でウェハステージ上に配置された検出器とを有しており、
    第1の格子のピッチは
    1×投影光学系の倍率×第2の格子のピッチ
    である
    ことを特徴とするEUVフォトリソグラフィシステム。
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