JP2009044143A - 光波拡散計測用反射屈折光学システム - Google Patents

Abstract

【目的】例えば、スペクトルを検出および処理するのに必要な合計捕捉時間を低減できるリソグラフィ装置内のインライン測定及び検査装置を提供する。
【解決手段】高い開口数を有する反射屈折光学システムは、広域スペクトル範囲で動作する。反射屈折光学システムは、補正板、第１の反射表面、及び第２の反射表面を備えている。補正板は、少なくとも１つの収差を補正するように電磁放射を調整する。第１の反射表面は、補正板によって調整された電磁放射を反射させるように位置決めされている。第２の反射表面は、第１の反射表面によって反射した電磁放射を基板のターゲット部分に集束させるように位置決めされている。第１の反射表面によって反射し、第２の反射表面によって集束された電磁放射は、屈折エレメントによって屈折されず、それにより反射屈折光学システムが広域スペクトル範囲で動作することが可能になる。
【選択図】図４

Description

[0001] 本発明は、概して光学システムを対象とし、より詳細には反射屈折光学システムを対象とする。

[0002] リソグラフィ装置は、基板または基板の一部上に所望のパターンを与える機械である。リソグラフィ装置は例えば、フラットパネルディスプレイ、集積回路（ＩＣ）、および微細構造を必要とする他のデバイスの製造の際に使用することができる。従来の装置では、マスクまたはレチクルと呼ぶことができるパターニングデバイスを使用して、ＩＣ、フラットパネルディスプレイ、または他のデバイスの個別の層に対応する回路パターンを生成することができる。このパターンは、基板上に設けられた放射線感受性材料（例えば、レジスト）の層の上で結像することによって、基板（例えば、ガラス板、ウェーハなど）の全てまたは一部上に転写することができる。

[0003] パターニングデバイスを使用して、例えばＩＣパターンを生成することができる。パターニングデバイスは加えて、または別の方法では、他のパターン、例えば色フィルタパターンまたはドットのマトリックスを生成するのに使用することができる。マスクの代わりに、パターニングデバイスは、個別の制御可能エレメントのアレイを備えたパターニングアレイであってもよい。パターンは、マスクベースシステムと比較して、このようなシステム内でより迅速に、またより低い費用で変更することができる。

[0004] 基板をパターニングした後に、測定および検査が普通行われる。測定および検査ステップは普通、２つの目的を果たす。第１に、現像したレジスト内のパターンが誤ったあらゆるターゲット領域を検出することが望ましい。十分な数のターゲット領域が誤っている場合、誤ったパターンで処理ステップ、例えばエッチングを行うことによって誤りを永久的にするのではなく、基板は望ましくは正確に、パターニングしたレジストを剥離させ、再び露出させることができる。第２に、測定により、リソグラフィ装置内の誤差、例えば照明設定または照射線量を次の露出で検出および補正することが可能になる。

[0005] しかし、リソグラフィ装置内の多くの誤差は、レジスト内にプリントされたパターンから容易に検出または定量化することができない。誤りの検出は常に、その原因に直接つながるものではない。したがって、リソグラフィ装置内の誤差を検出および測定するための様々なオフライン過程（すなわち、基板の通常の処理に加えて行われる過程）が知られている。これらは、基板を測定デバイスと交換する、または例えば様々な異なる機械設定で、特殊な試験パターンの露光を行う必要があることがある。このようなオフライン技術は、時間、しばしばかなりの時間がかかり、製造時間が少なくなり、その間、装置の最終製品は、測定結果が利用可能になるまで品質が分からない。

[0006] インライン測定および検査過程（すなわち、基板の通常の処理中に行われる過程）が知られている。例えば、光波拡散計測は、最小寸法（ＣＤ）およびオーバーレイのインライン測定に使用することができる光計測技術である。以下のように、２つの主な光波拡散計測がある。

[0007] （１）分光型光波拡散計測は、普通はキセノンアークランプなどのキセノン、重水素、またはハロゲンベース光源などの広帯域光源を使用して、波長の関数として固定角度で散乱光の性状を測定する。固定角度は垂直入射、または斜め入射であってもよい。

[0008] （２）角度分解型光波拡散計測は、普通は単一波長光源などのレーザを使用して、入射角度の関数として固定波長で散乱光の性状を測定する。

[0009] 光波拡散計測を使用して、反射スペクトルを生じる構造は、例えばリアルタイム回帰を使用して、またはシミュレーションによって導き出されたパターンのライブラリの比較により、再構成される。再構成は、費用関数の最小化が必要である。両方の解決法とも、周期的構造により光の拡散を計算する。最も一般的な技術は厳密結合波解析（ＲＣＷＡ）であるが、光拡散はまた、有限差分時間領域（ＦＤＴＤ）または積分方程式技術などの他の技術によって計算することができる。

[0010] しかし、知られているスキャトロメータはいくつかの欠点がある。例えば、従来のスキャトロメータは一度に１つの波長を検出するだけである。その結果、２つ以上の波長を有するスペクトルは時間分割しなければならず、それによりスペクトルを検出および処理するのに必要な合計捕捉時間が増える。

[0011] 前述のことにより、リソグラフィ装置内のインライン測定および検査に使用することができる装置が必要である。

[0012] 本発明の一実施形態によると、広域スペクトル範囲で動作する、高い開口数を有する反射屈折光学システムが提供される。反射屈折光学システムは、補正板、第１の反射表面、および第２の反射表面を備えている。補正板は、少なくとも１つの収差を補正するように電磁放射を調整する。第１の反射表面は、補正板によって調整された電磁放射を反射させるように位置決めされている。第２の反射表面は、基板のターゲット部分上に第１の反射表面によって反射される電磁放射を集束させるように位置決めされている。第１の反射表面によって反射され、第２の反射表面によって集束される電磁放射は、屈折エレメントによって屈折されず、それによって反射屈折光学システムが広域スペクトル範囲で作動することが可能になる。

[0013] 本発明の別の実施形態、特性、および利点と、本発明の様々な実施形態の構造および動作は、添付の図面を参照して以下により詳細に説明する。

[0014] 本明細書に組み込まれ、明細書の一部をなす添付の図面は、本発明を図示し、明細書と共に、さらに、本発明の原理を説明し、当業者が本発明を作製するおよび使用するのを可能にするように働く。

[0026] 本発明の特性および利点は、図面と合わせて解釈すれば、以下に記載した詳細な説明からより明らかになるだろう。同様の参照記号は、全体を通して対応する要素を示している。図面では、同様の参照番号は全体的に、同一の、機能的に同様の、および／または構造的に同様の要素を示している。要素が最初に登場する図面は、対応する参照番号において最も左の桁に示されている。

[0027] Ｉ．イントロダクション
本発明は、光波拡散計測用の反射屈折光学システムを提供する。明細書では、「１つの実施形態」、「一実施形態」、「例示的な実施形態」などへの言及は、記載した実施形態が特定の特性、構造、または特徴を含むことができるが、全ての実施形態は必ずしも特定の特性、構造、または特徴を含んでいなくてもよいことを示している。さらに、このような表現は必ずしも同じ実施形態に言及しているわけではない。さらに、特定の特性、構造、または特徴が一実施形態に関して記載されている場合、明示的に記載されているかどうかに関わらず、他の実施形態に関連してこのような特性、構造、または特徴に影響を与えることは当業者の知識の範囲内であると考えられる。

[0028] 本発明の一実施形態による反射屈折光学システムは、（ｉ）高い開口数および収色性を与えるミラーシステム、および（ｉｉ）１つまたは複数の収差（コマ収差など）を補正するほぼ無限焦点屈折エレメントを備えている。反射屈折光学システムは、最小寸法（ＣＤ）およびオーバーレイ測定値（例えば、図４に示すように）用のＵＶ可視スキャトロメータ内の特殊な対象として使用することができる。

[0029] 特殊な対象は、アライメントブランチおよび感知ブランチの両方を備えたシステム内に埋め込むことができる。このような一実施形態では、アライメントブランチは、感知ブランチの光学設計内に埋め込まれた屈折エレメントを備えている。屈折エレメントは、小さな球面ミラーによって隠された容量内に配置されている。アライメントブランチ内の第１の表面（または、表面のグループ）は、感知ブランチ内の凸状反射表面と共通の（１つまたは複数の）表面を有する。凸状反射表面は、部分的に反射性（例えば、８０％反射など）であってもよい、または感知ブランチとアライメントブランチの間に配光を提供するスペクトル依存反射を有することができる。別の方法では、特殊な対象は、感知ブランチのみを備えたシステム内で使用することができる。

[0030] 本発明の１つまたは複数の実施形態のスキャトロメータによる反射屈折光学システムは、従来のスキャトロメータに比していくつかの所望の特徴を有することができる。例えば、このような反射屈折光学システムは、極めて高い開口数（例えば、約０．９５など）を有し、広域スペクトル範囲（例えば、約２００ナノメートルから１０００ナノメートルなど）で動作する。加えて、このような反射屈折光学システムは、感知ブランチ内に低い遮蔽（約１４％）を生じさせ、アライメントブランチには遮蔽を生じさせない。さらに、このような反射屈折光学システムは、従来のスキャトロメータと比べて、感知ブランチ内により少ない光学表面を含んでおり、それによって感知ブランチ内に生じる散乱およびゴースト画像を最小限に抑える。さらに、このような反射屈折光学システムは、従来のスキャトロメータと比べてより小さい寸法および重量を有する。

[0031] 本発明の１つまたは複数の反射屈折光学システムの追加の詳細を提供する前に、第１に、このような光学システムを使用することができる例示的なリソグラフィ環境および光波拡散計測システムを記載することが有用である。

[0032] ＩＩ．例示的なリソグラフィ環境
図１は、本発明の一実施形態のリソグラフィ装置１を略図的に示している。この装置は、イルミネーションシステムＩＬ、パターニングデバイスＰＤ、基板テーブルＷＴ、および投影システムＰＳを備えている。イルミネーションシステム（イルミネータ）ＩＬは、放射ビーム（例えば、ＵＶ放射）を調整するように構成されている。

[0033] 説明はリソグラフィを対象としているが、パターニングデバイスＰＤは、本発明の範囲から逸脱することなく、ディスプレイシステム内に（例えば、ＬＣＤテレビまたは投影器）内に形成することができることを理解されたい。したがって、投影されたパターニングビームは、多くの異なるタイプの対象、例えば基板、ディスプレイデバイスなどの上に投影することができる。

[0034] 基板テーブルＷＴは、基板（例えば、レジストコート基板）Ｗを支持するように構成され、特定のパラメータにより基板を正確に位置決めするように構成されたポジショナＰＷに連結されている。

[0035] 投影システム（例えば、屈折投影レンズシステム）ＰＳは、基板Ｗのターゲット部分Ｃ（例えば、１つまたは複数の金型を備える）の上に個別制御可能エレメントのアレイによって調節された放射のビームを投影するように構成されている。本明細書で使用される「投影システム」という用語は、使用されている露光放射、または浸漬液体の使用または真空の使用などの他の要因に対して適当であるように、屈折性、反射性、反射屈折性、磁気、電磁および静電光学システム、またはそのあらゆる組合せを含む、あらゆるタイプの投影システムを含むものとして広義に解釈すべきである。本明細書の「投影レンズ」という用語のあらゆる使用は、「投影システム」というより一般的な用語と同義であると考えることができる。

[0036] イルミネーションシステムは、放射を誘導する、形成する、または制御するために、屈折性、反射性、磁気、電磁、静電または他のタイプの光学コンポーネント、またはそのあらゆる組合せなどの様々なタイプの光学コンポーネントを備えることができる。

[0037] パターニングデバイスＰＤ（例えば、レチクルまたはマスク、または個別制御可能エレメントのアレイ）は、ビームを変調させる。一般的に、個別制御可能エレメントのアレイの位置は、投影システムＰＳに対して固定される。しかし、代わりに、特定のパラメータにより個別制御可能エレメントのアレイを正確に位置決めするように構成されたポジショナに連結することができる。

[0038] 本明細書で使用される「パターニングデバイス」または「コントラストデバイス」という用語は、基板のターゲット部分内にパターンを作り出すためなどに、放射ビームの断面を変調させるために使用することができるあらゆるデバイスのことを言うものとして広義に解釈すべきである。デバイスは、静的パターニングデバイス（例えば、マスクまたはレチクル）、または動的（例えば、プログラマブルエレメント）パターニングデバイスのいずれかであってもよい。簡潔に言うと、説明のほとんどは動的パターニングデバイスに関するものであるが、静的パターンデバイスは本発明の範囲から逸脱することなく使用することもできることを理解されたい。

[0039] 例えば、パターンが位相シフトフィーチャまたはいわゆるアシストフィーチャを含んでいる場合、放射ビームに与えられるパターンは基板のターゲット部分の所望のパターンに正確に対応していなくてもよいことに留意すべきである。同様に、基板上に最終的に生成されるパターンは、個別制御可能エレメントのアレイ上にあらゆる瞬間に形成されるパターンに対応することができない。これは、基板の各部分上に形成された最終的なパターンが所与の期間または所与の回数の露光にわたって蓄積される配置の場合である可能性があり、その間に個別制御可能エレメントのアレイ上のパターンおよび／または基板の相対位置が変化する。

[0040] 普通は、基板のターゲット部分上に作られたパターンは、集積回路またはフラットパネルディスプレイ（例えば、フラットパネルディスプレイ内のカラーフィルタ層、またはフラットパネル内の薄膜トランジスタ層）などの、ターゲット部分内に作り出されるデバイス内の特定の機能層に対応する。このようなパターニングデバイスの例としては、レチクル、プログラマブルミラーアレイ、レーザダイオードアレイ、発光ダイオードアレイ、回折格子光バルブ、およびＬＣＤアレイが挙げられる。

[0041] 複数のプログラマブルエレメント（例えば、レチクルを除いた、前の文で説明した全てのデバイス）を備えるパターニングデバイスなどの、パターンが電子手段（例えば、コンピュータ）の助けをかりてプログラム可能であるパターニングデバイスは集合的に、本明細書で「コントラストデバイス」と呼ぶ。パターニングデバイスは、少なくとも１０個、少なくとも１００個、少なくとも１，０００個、少なくとも１０，０００個、少なくとも１００，０００個、少なくとも１，０００，０００個、または少なくとも１０，０００，０００個のプログラマブルエレメントを備えている。

[0042] プログラマブルミラーアレイは、粘弾性制御層および反射表面を有するマトリックスアドレス可能表面を含むことができる。このような装置の背後の基本的原則は、反射表面のアドレス領域が回折光として入射光を反射し、非アドレス領域が非回折光として入射光を反射するということである。適当な空間フィルタを使用して、非回折光は反射ビームからフィルタリングすることができ、基板に到達する回折光のみを残すことができる。このように、ビームは、マトリックスアドレス可能表面のアドレスパターンによりパターニングされる。

[0043] 代替形態として、フィルタは回折光をフィルタリングすることができ、基板に到達する非回折光を残すことができることが分かるだろう。

[0044] 回折光学ＭＥＭＳデバイス（マイクロエレクトロメカニカルシステムデバイス）のアレイは、対応する方法で使用することもできる。一実施例では、回折光学ＭＥＭＳデバイスは、回折光として入射光を反射させる回折格子を形成するように、互いに対して変形させることができる複数の反射リボンを構成する。

[0045] プログラマブルミラーアレイの別の代替実施例は、小型のミラーのマトリックス配置を利用し、ミラーはそれぞれ、適切な局所化電界を与えることによって、または圧電作動手段を利用することによって、軸周りに個別に傾斜させることができる。また、ミラーはマトリックスアドレス可能であり、それによってアドレスミラーは入射する放射ビームを非アドレスミラーと異なる方向に反射させ、このように、反射したビームはマトリックスアドレス可能ミラーのアドレスパターンによりパターニングすることができる。所要のマトリックスアドレス化は、適切な電子手段を使用して行うことができる。

[0046] 別の例示的なパターニングデバイスは、プログラマブルＬＣＤアレイである。

[0047] リソグラフィ装置は、１つまたは複数のコントラストデバイスを備えることができる。例えば、それぞれ互いに独立して制御される、個別制御可能エレメントの複数のアレイを有することができる。このような配置では、個別制御可能エレメントのアレイのいくつかまたは全ては、共通のイルミネーションシステム（または、イルミネーションシステムの一部）、個別制御可能エレメントのアレイ用の共通の支持構造、および／または共通の投影システム（または、投影システムの一部）の少なくとも１つを有することができる。

[0048] 図１に示した実施形態などの一実施例では、基板Ｗは、任意選択でその周面の一部に沿って切り欠きおよび／または平らな縁部を備えた、ほぼ円形の形状を有する。別の実施例では、基板は多角形状、例えば矩形形状を有する。

[0049] 基板がほぼ円形の形状を有する例としては、基板が少なくとも２５ｍｍ、少なくとも５０ｍｍ、少なくとも７５ｍｍ、少なくとも１００ｍｍ、少なくとも１２５ｍｍ、少なくとも１５０ｍｍ、少なくとも１７５ｍｍ、少なくとも２００ｍｍ、少なくとも２５０ｍｍ、または少なくとも３００ｍｍの直径を有する例が挙げられる。別の方法では、基板は、多くても５００ｍｍ、多くても４００ｍｍ、多くても３５０ｍｍ、多くても３００ｍｍ、多くても２５０ｍｍ、多くても２００ｍｍ、多くても１５０ｍｍ、多くても１００ｍｍ、または多くても７５ｍｍの直径を有する。

[0050] 基板が多角形、例えば矩形である例としては、基板の少なくとも１辺、少なくとも２辺、または少なくとも３辺が、少なくとも５ｃｍ、少なくとも２５ｃｍ、少なくとも５０ｃｍ、少なくとも１００ｃｍ、少なくとも１５０ｃｍ、少なくとも２００ｃｍ、または少なくとも２５０ｃｍの長さを有する例が挙げられる。

[0051] 基板の少なくとも１辺は、多くても１０００ｃｍ、多くても７５０ｃｍ、多くても５００ｃｍ、多くても３５０ｃｍ、多くても２５０ｃｍ、多くても１５０ｃｍ、または多くても７５ｃｍの長さを有する。

[0052] 一実施例では、基板Ｗはウェーハ、例えば半導体ウェーハである。ウェーハ材料は、Ｓｉ、ＳｉＧｅ、ＳｉＧｅＣ、ＳｉＣ、Ｇｅ、ＧａＡｓ、ＩｎＰ、およびＩｎＡｓからなる群から選択することができる。ウェーハは、ＩＩＩ／Ｖ化合物半導体ウェーハ、シリコンウェーハ、セラミック基板、ガラス基板、またはプラスチック基板であってもよい。基板は、透明である（例えば、人間の肉眼にとって）、着色されている、または色がなくてもよい。

[0053] 基板の厚さは変わることができ、ある程度、基板材料および／または基板寸法による可能性がある。厚さは、少なくとも５０μｍ、少なくとも１００μｍ、少なくとも２００μｍ、少なくとも３００μｍ、少なくとも４００μｍ、少なくとも５００μｍ、または少なくとも６００μｍであってもよい。別の方法では、基板の厚さは、多くても５０００μｍ、多くても３５００μｍ、多くても２５００μｍ、多くても１７５０μｍ、多くても１２５０μｍ、多くても１０００μｍ、多くても８００μｍ、多くても６００μｍ、多くても５００μｍ、多くても４００μｍ、または多くても３００μｍであってもよい。

[0054] 本明細書で言及する基板は、露光の前または後に、例えばトラック（普通は、レジストの層を基板に付け、露光したレジストを現像するツール）、メトロロジーツール、および／または検査ツール内で処理することができる。一実施例では、レジスト層は基板に設けられている。

[0055] 投影システムは、個別制御可能エレメントのアレイ上にパターンを結像することができ、それによってパターンは一貫して基板上に形成される。別の方法では、投影システムは二次源を結像することができ、これに対して個別制御可能エレメントのアレイのエレメントはシャッタとして働く。この点で、投影システムは、二次源を形成する、および基板の上にスポットを結像させるように、マイクロレンズアレイ（ＭＬＡとして知られる）またはフレネルレンズなどの、集束エレメントのアレイを備えることができる。集束エレメント（例えば、ＭＬＡ）のアレイは、少なくとも１０個の集束エレメント、少なくとも１００個の集束エレメント、少なくとも１，０００個の集束エレメント、少なくとも１０，０００個の集束エレメント、少なくとも１００，０００個の集束エレメント、または少なくとも１，０００，０００個の集束エレメントを含んでいる。

[0056] パターニングデバイス内の個別制御可能エレメントの数は、集束エレメントのアレイ内の集束エレメントの数と等しい、またはそれより大きい。集束エレメントのアレイ内の集束エレメントの１つまたは複数（例えば、１，０００以上、大部分、またはそれぞれ）は光学的に、個別制御可能エレメントのアレイ内の個別制御可能エレメントの１つまたは複数、個別制御可能エレメントのアレイ内の個別制御可能エレメントの２個以上、３個以上、５個以上、１０個以上、２０個以上、２５個以上、３５個以上、または５０個以上に関連させることができる。

[0057] ＭＬＡは、少なくとも基板に向かうおよびこれから離れる方向に、（例えば、１つまたは複数のアクチュエータの使用により）移動可能である。ＭＬＡを基板に向かっておよびこれから離れるように移動させることが可能であることにより、例えば、基板を移動させる必要なく、焦点調節が可能になる。

[0058] 本明細書で図１および２に示すように、装置は反射タイプ（例えば、個別制御可能エレメントの反射アレイを利用する）である。別の方法では、装置は透過タイプ（例えば、個別制御可能エレメントの透過アレイを利用する）である。

[0059] リソグラフィ装置は、２つ（デュアルステージ）以上の基板テーブルを有するタイプであってもよい。このような「マルチステージ」機械では、追加のテーブルを平行に使用することができる、または１つまたは複数の他のテーブルを露光のために使用しながら、準備ステップを１つまたは複数のテーブル上で行うことができる。

[0060] リソグラフィ装置はまた、基板の少なくとも一部が、投影システムおよび基板の間の空間を満たすように、比較的高い屈折率を有する「浸漬液体」、例えば水によって覆うことができるタイプであってもよい。浸漬液体はまた、例えば、パターニングデバイスと投影システムの間で、リソグラフィ装置内の他の空間に与えることができる。投影システムの開口数を大きくするために、浸漬技術が当技術分野でよく知られている。本明細書で使用されるような「浸漬」という用語は、基板のような構造物が、液体内に浸漬されなければならないことを意味するのではなく、むしろ露光中に、液体が投影システムと基板の間に配置されることを意味するだけである。

[0061] 再び図１を参照すると、イルミネータＩＬは放射源ＳＯから放射ビームを受ける。放射源は、少なくとも５ｎｍ、少なくとも１０ｎｍ、少なくとも１１〜１３ｎｍ、少なくとも５０ｎｍ、少なくとも１００ｎｍ、少なくとも１５０ｎｍ、少なくとも１７５ｎｍ、少なくとも２００ｎｍ、少なくとも２５０ｎｍ、少なくとも２７５ｎｍ、少なくとも３００ｎｍ、少なくとも３２５ｎｍ、少なくとも３５０ｍｍ、または少なくとも３６０ｎｍの波長を有する放射を与える。別の方法では、放射源ＳＯによって与えられる放射は、多くても４５０ｎｍ、多くても４２５ｎｍ、多くても３７５ｎｍ、多くても３６０ｎｍ、多くても３２５ｎｍ、多くても２７５ｎｍ、多くても２５０ｎｍ、多くても２２５ｎｍ、多くても２００ｎｍ、または多くても１７５ｎｍの波長を有する。放射は、４３６ｎｍ、４０５ｎｍ、３６５ｎｍ、３５５ｎｍ、２４８ｎｍ、１９３ｎｍ、１５７ｎｍ、および／または１２６ｎｍを含む波長を有することができる。

[0062] 源およびリソグラフィ装置は、例えば源がエキシマレーザである場合、別個の物体であってもよい。このような場合、源はリソグラフィ装置の一部を形成すると考えられず、放射ビームは、例えば適切な誘導ミラーおよび／またはビームエキスパンダを備えた、ビームデリバリシステムＢＤの助けをかりて、源ＳＯからイルミネータＩＬまで通過される。他の場合、例えば源が水銀ランプである場合、源はリソグラフィ装置の一体部であってもよい。源ＳＯおよびイルミネータＩＬは、必要に応じてビームデリバリシステムＢＤと共に、放射システムと呼ぶことができる。

[0063] イルミネータＩＬは、放射ビームの角度強度分布を調節するアジャスタＡＤを備えることができる。普通、イルミネータの瞳面内の強度分布の少なくとも外側および／または内側半径範囲（一般に、それぞれσ−ｏｕｔｅｒおよびσ−ｉｎｎｅｒと言う）は調節することができる。加えて、イルミネータＩＬは、インテグレータＩＮおよびコンデンサＣＯなどの様々な他のコンポーネントを備えることができる。イルミネータを使用して、断面において所望の均一性および強度分布を有するように放射ビームを調整することができる。イルミネータＩＬ、またはこれに関連する追加のコンポーネントはまた、例えばそれぞれ個別制御可能エレメントのアレイの１つまたは複数の個別制御可能エレメントに関連させることができる複数のサブビームに放射ビームを分割するように配置することができる。２次元回折格子は例えば、放射ビームをサブビームに分割するのに使用することができる。本明細書では、「放射のビーム」および「放射ビーム」という用語は、これに限らないが、ビームがこのような複数の放射のサブビームからなる状況を含んでいる。

[0064] 放射ビームＢは、パターニングデバイスＰＤ（例えば、個別制御可能エレメントのアレイ）に入射し、パターニングデバイスによって変調される。パターニングデバイスＰＤによって反射されると、放射ビームＢは投影システムＰＳを通過して、このシステムが基板Ｗのターゲット部分Ｃの上にビームを集束させる。ポジショナＰＷおよび位置センサＩＦ２（例えば、干渉計デバイス、リニアエンコーダ、容量センサなど）の助けをかりて、基板テーブルＷＴは例えば、放射ビームＢの経路内に異なるターゲット位置Ｃを位置決めするように、正確に移動させることができる。使用される場合、個別制御可能エレメントのアレイ用位置決め手段を使用して、例えばスキャン中にビームＢの経路に対してパターニングデバイスＰＤの位置を正確に補正することができる。

[0065] 一実施例では、基板テーブルＷＴの移動は、図１には明示しないが、ロングストロークモジュール（粗動位置決め）およびショートストロークモジュール（微動位置決め）の助けをかりて実現される。別の実施例では、ショートストローク段階は存在することができない。同様のシステムはまた、個別制御可能エレメントのアレイを位置決めするのに使用することもできる。ビームＢは別の方法では／加えて移動可能であり、オブジェクトテーブルおよび／または個別制御可能エレメントのアレイは所要の相対移動を行う固定位置を有することができることが分かるだろう。このような配置は、装置の寸法を制限するのを助けることができる。例えばフラットパネルディスプレイの製造の際に応用可能である別の代替形態として、基板テーブルＷＴおよび投影システムＰＳの位置を固定することができ、基板Ｗを基板テーブルＷＴに対して移動させるように配置することができる。例えば、基板テーブルＷＴは、ほぼ一定の速度でそれにわたって基板Ｗをスキャンするシステムを備えることができる。

[0066] 図１に示すように、放射のビームＢは、放射がビームスプリッタによって最初に反射され、パターニングデバイスＰＤに誘導されるように構成された、ビームスプリッタＢＳによりパターニングデバイスＰＤに誘導することができる。放射のビームＢはまた、ビームスプリッタを使用することなく、パターニングデバイスに誘導することができることを理解すべきである。放射のビームは、０から９０°、５から８５°、１５から７５°、２５から６５°、または３５から５５°の間の角度（図１に示す実施形態では、９０°の角度である）でパターニングデバイスに誘導することができる。パターニングデバイスＰＤは、放射のビームＢを変調し、投影システムＰＳに変調したビームを伝達するビームスプリッタＢＳまで反射させて戻す。しかし、代替配置を使用して、放射のビームＢをパターニングデバイスＰＤまで誘導し、その後、投影システムＰＳまで誘導することができることが分かるだろう。特に、図１に示すような配置は、透過パターニングデバイスが使用される場合には必要ない。

[0067] 示した装置は、いくつかのモードで使用することができる。

[0068] １．ステップモードでは、個別制御可能エレメントのアレイ、および基板は基本的に固定して保持され、放射ビームに加えられるパターン全体が１回で（すなわち、単一の静的露光で）ターゲット部分Ｃ上に投影される。基板テーブルＷＴはその後、Ｘおよび／またはＹ方向にシフトされ、それによって異なるターゲット部分Ｃを露光することができる。ステップモードでは、露光フィールドの最大寸法が単一の静的露光で結像されるターゲット部分Ｃの寸法を制限する。

[0069] ２．スキャンモードでは、個別制御可能エレメントのアレイ、および基板は同期してスキャンされ、放射ビームに加えられるパターンはターゲット部分Ｃ上に投影される（すなわち、単一の動的露光で）。個別制御可能エレメントのアレイに対する基板の速度および方向は、投影システムＰＳの拡大（縮小）および画像反転特徴によって判断することができる。スキャンモードでは、露光フィールドの最大寸法が単一の動的露光内のターゲット部分の幅（非スキャン方向）を制限し、スキャン動作の長さがターゲット部分の高さ（スキャン方向）を決める。

[0070] ３．パルスモードでは、個別制御可能エレメントのアレイは基本的に固定して保持され、パターン全体がパルス化された放射源を使用して、基板Ｗのターゲット部分Ｃの上に投影される。基板テーブルＷＴは、ビームＢが基板Ｗにわたる線をスキャンするように基本的に一定の速度で移動する。個別制御可能エレメントのアレイ上のパターンは必要に応じて、放射システムのパルス間で更新され、パルスは連続ターゲット部分Ｃが基板Ｗ上の所要の位置で露光されるようにタイミング調整される。したがって、ビームＢは、基板のストリップに対して完全なパターンを露光するように、基板Ｗにわたってスキャンすることができる。この過程は、完全な基板Ｗが線ごとに露光されるまで繰り返される。

[0071] ４．連続スキャンモードは、基板Ｗがほぼ一定の速度で変調した放射のビームＢに対してスキャンされ、個別制御可能エレメントのアレイ上のパターンがビームＢが基板Ｗにわたってスキャンし、これを露光させるときに更新されることを除いて、パルスモードと基本的に同じである。個別制御可能エレメントのアレイ上のパターンの更新に同期された、ほぼ一定の放射源またはパルス放射源を使用することができる。

[0072] ５．図２のリソグラフィ装置を使用して行うことができるピクセルグリッドイメージングモードでは、基板Ｗ上に形成されるパターンは、パターニングデバイスＰＤ上に誘導されるスポット発生器によって形成されるスポットのその後の露光によって実現される。露光したスポットは、ほぼ同じ形状を有する。基板Ｗ上に、スポットは実質的に格子内にプリントされる。一実施例では、スポット寸法はプリントしたピクセル格子のピッチより大きいが、露光スポット格子よりはるかに小さい。プリントされたスポットの強度を変えることによって、パターンが実現される。露光フラッシュの間に、スポットの上の強度分布が変更される。

[0073] 上記使用モード、または全体的に異なる使用モードの組合せおよび／または変更形態を利用することもできる。

[0074] 図１３は、本発明の別の実施形態によるリソグラフィ装置を示している。上記図１および２と同様に、図１３の装置はイルミネーションシステムＩＬ、支持構造ＭＴ、基板テーブルＷＴ、および投影システムを備えている。

[0075] イルミネーションシステムＩｌは、放射ビームＢ（例えば、水銀アークランプによって与えられるＵＶ放射のビーム、またはＫｒＦエキシマレーザまたはＡｒＦエキシマレーザによって発生されるＤＵＶ放射のビーム）を調整するように構成されている。

[0076] 支持構造（例えば、マスクテーブル）ＭＴは、マスクパターンＭＰを有するパターニングデバイス（例えば、マスク）ＭＡを支持するように構成され、特定のパラメータによりパターニングデバイスを正確に位置決めするように構成された第１のポジショナＰＭに連結されている。

[0077] 基板テーブル（例えば、ウェーハテーブル）ＷＴは、基板（例えば、レジストコートウェーハ）Ｗを保持するように構成され、特定のパラメータにより基板を正確に位置決めするように構成された第２のポジショナＰＷに連結されている。

[0078] 投影システム（例えば、屈折投影レンズシステム）ＰＳは、基板Ｗのターゲット部分Ｃ（例えば、１つまたは複数の金型を備える）の上にパターニングデバイスＭＡのパターンＭＰによって放射ビームＢに加えられたパターンを投影するように構成されている。

[0079] イルミネーションシステムＩＬは、放射を誘導する、形成する、または制御するために、屈折、反射、および回折タイプの光学コンポーネント、またはあらゆるその組合せなどの様々なタイプの光学コンポーネントを備えることができる。

[0080] 支持構造ＭＴは、パターニングデバイスＭＡを支持する、すなわちその重量を支承する。パターニングデバイスＭＡの配向、リソグラフィ装置の設計、および例えば、パターニングデバイスＭＡが真空環境内に保持されているかどうかなどの他の条件による方法で、パターニングデバイスＭＡを保持する。支持構造ＭＴは、例えば必要に応じて固定することができるまたは移動可能である、フレームまたはテーブルであってもよい。支持構造ＭＴは、例えば投影システムＰＡに対して、パターニングデバイスＭＡが所望の位置にあることを保証することができる。本明細書での「レチクル」または「マスク」と言う用語のあらゆる使用は、「パターニングデバイス」というより一般的な用語と同義であると考えることができる。

[0081] 上に記したように、本明細書で使用される「パターニングデバイス」という用語は、基板Ｗターゲット部分Ｃ内にパターンを作り出すためなどに、その断面のパターンで放射ビームＢを加えるために使用することができるあらゆるデバイスのことを言うと広義に解釈すべきである。放射ビームＢに加えられるパターンは、例えば、パターンＭＰが位相シフトフィーチャまたはいわゆるアシストフィーチャを含んでいる場合に、基板Ｗのターゲット部分Ｃ内の所望のパターンに正確に対応していなくてもよいことに留意すべきである。普通、放射ビームＢに加えられるパターンは、集積回路などの、ターゲット部分Ｃ内に作り出されるデバイス内の特定の機能層に対応する。

[0082] 図１３を参照すると、イルミネーションシステムＩＬは、例えば、ｇ−ラインまたはｉ−ラインＵＶ放射を与える水銀アークランプ、または例えば２４８、１９３、１１３７、および１２６ｎｍなどの約２７０ｎｍ未満の波長のＤＵＶ放射を与えるエキシマレーザなどの、放射源ＳＯから放射ビームを受ける。源ＳＯおよびリソグラフィ装置は、例えば源ＳＯがエキシマレーザである場合に、別個の物体であってもよい。このような場合、放射ビームＢは、例えば適切な誘導ミラーおよび／またはビームエキスパンダを備えた、ビームデリバリシステムＢＤの助けをかりて、源ＳＯからイルミネーションシステムＩＬまで通過される。他の場合、例えば源ＳＯが水銀ランプである場合、源ＳＯはリソグラフィ装置の一体部であってもよい。源ＳＯおよびイルミネーションシステムＩＬは、必要に応じてビームデリバリシステムＢＤと共に、放射システムと呼ぶことができる。

[0083] イルミネーションシステムＩＬは、マスクレベルで放射ビームＢの角度強度分布を調節するアジャスタＡＤを備えることができる。普通、イルミネーションシステムＩＬの瞳ＩＰＵ内の強度分布の少なくとも外側および／または内側半径範囲（一般に、それぞれσ−ｏｕｔｅｒおよびσ−ｉｎｎｅｒと言う）は調節することができる。加えて、イルミネーションシステムＩＬは、インテグレータＩＮおよびコンデンサＣＯなどの様々な他のコンポーネントを備えることができる。イルミネーションシステムＩＬを使用して、マスクレベルで断面において所望の均一性および強度分布を有するように放射ビームＢを調整することができる。

[0084] 放射ビームＢは、支持構造（例えば、マスクテーブルＭＴ）上に保持されたパターニングデバイス（例えば、マスクＭＡ）に入射し、パターンＭＰによりパターニングデバイスＭＡによってパターニングされる。マスクＭＡを横断すると、放射ビームＢは投影システムＰＳを通過し、このシステムが基板Ｗのターゲット部分Ｃの上にビームＢを集束させる。

[0085] 投影システムは、イルミネーションシステム瞳ＩＰＵと接合する瞳ＰＰＵを有する。放射の部分は、イルミネーションシステム瞳ＩＰＵで強度分布から拡散し、マスクパターンでの回折によって影響を受けることなくマスクパターンを横切り、イルミネーションシステム瞳ＩＰＵで強度分布の画像を作り出す。

[0086] 第２のポジショナＰＷおよび位置センサＩＦ（例えば、干渉計デバイス、リニアエンコーダ、容量センサなど）の助けをかりて、基板テーブルＷＴは例えば、放射ビームＢの経路内に異なるターゲット位置Ｃを位置決めするように、正確に移動させることができる。同様に、第１のポジショナＰＭおよび別の位置センサ（図１３には明示しない）を使用して、例えば、マスクライブラリからの機械的検索の後に、またはスキャン中に、放射ビームＢの経路に対してマスクＭＡを正確に位置決めすることができる。普通は、基板テーブルＷＴの移動は、第１のポジショナＰＭの一部を形成する、ロングストロークモジュール（粗動位置決め）およびショートストロークモジュール（微動位置決め）の助けをかりて実現される。同様に、基板テーブルＷＴの移動は、第２のポジショナＰＷの一部を形成する、ロングストロークモジュールおよびショートストロークモジュールを使用して実現される。（スキャナとは対照的に）ステッパの場合、マスクテーブルＭＴはショートストロークアクチュエータのみに連結させることができる、または固定することができる。マスクＭＡおよび基板Ｗは、マスクアライメントマークＭ１、Ｍ２および基板アライメントマークＰ１、Ｐ２を使用してアライメントすることができる。図示するような基板アライメントマークＰ１、Ｐ２が専用のターゲット部分を占めているが、ターゲット部分（これらは、けがき線アライメントマークとして知られている）間の空間に配置することができる。同様に、２つ以上の金型がマスクＭＡ上に設けられている状況では、マスクアライメントマークＭ１およびＭ２を金型の間に配置することができる。

[0087] 図１３に示す装置は、以下のモードの少なくとも１つで使用することができる。

[0088] １．ステップモードでは、マスクテーブルＭＴおよび基板テーブルＷＴは基本的に固定して保持され、放射ビームに加えられるパターン全体が１回で（すなわち、単一の静的露光で）ターゲット部分Ｃ上に投影される。基板テーブルＷＴはその後、Ｘおよび／またはＹ方向にシフトされ、それによって異なるターゲット部分Ｃを露光することができる。ステップモードでは、露光フィールドの最大寸法が単一の静的露光で結像されるターゲット部分Ｃの寸法を制限する。

[0089] ２．スキャンモードでは、マスクテーブルＭＴおよび基板テーブルＷＴは同期してスキャンされ、放射ビームに加えられるパターンはターゲット部分Ｃ上に投影される（すなわち、単一の動的露光で）。マスクテーブルＭＴに対する基板テーブルＷＴの速度および方向は、投影システムＰＳの拡大（縮小）および画像反転特徴によって判断することができる。スキャンモードでは、露光フィールドの最大寸法が単一の動的露光内のターゲット部分の幅（非スキャン方向）を制限し、スキャン動作の長さがターゲット部分の高さ（スキャン方向）を決める。

[0090] 別のモードでは、マスクテーブルＭＴは基本的に固定して保持されて、プログラマブルパターニングデバイスを保持し、基板テーブルＷＴは移動またはスキャンされ、放射ビームに加えられるパターンがターゲット部分Ｃの上に投影される。このモードでは、普通はパルス放射源が利用され、基板テーブルＷＴの各移動の後に、またはスキャン中の連続放射パルスの間に、プログラマブルパターニングデバイスが必要に応じて更新される。この動作モードは、上で言及したようなタイプのプログラマブルミラーアレイなどの、プログラマブルパターニングデバイスを利用するマスクレスリソグラフィに簡単に応用することができる。

[0091] 上記使用モード、または全体的に異なる使用モードの組合せおよび／または変更形態を利用することもできる。

[0092] リソグラフィでは、パターンが基板上のレジストの層で露光される。レジストはその後、現像される。その後、追加の処理ステップが基板上で行われる。基板の各部分へのこれらのその後の処理ステップの効果は、レジストの露光による。特に、過程は、所与の線量閾値以上の放射線量を受ける基板の部分は、線量閾値以下の放射線量を受ける基板の部分に異なって反応するように調整される。例えば、エッチング過程では、閾値以上の放射線量を受ける基板の領域は、現像レジストの層によってエッチングから保護されている。しかし、ポスト露光現像では、閾値以下の放射線量を受けるレジストの部分が取り除かれ、それによってこれらの領域はエッチングから保護されない。したがって、所望のパターンをエッチングすることができる。特に、パターニングデバイス内の個別制御可能エレメントは、パターン機構内の基板上の領域に伝達される放射は、領域が露光中に線量閾値以上の放射線量を受けるのに十分高い強度であるように設定される。基板上の残りの領域は、ゼロまたは明らかにより低い放射強度を与えるように、対応する個別制御可能エレメントを設定することによって、線量閾値以下の放射線量を受ける。

[0093] 実際、個別制御可能エレメントが、機構境界の一方側で最大放射強度を、もう一方側で最小放射強度を与えるように設定された場合でさえも、パターン機構の縁部での放射線量は、所与の最大線量からゼロ線量まで急に変化しない。代わりに、回折効果により、放射線量のレベルは遷移区域にわたって低下する。現像レジストによって最終的に形成されたパターン機構の境界の位置は、受けた線量が放射線量閾値以下に低下する位置によって決まる。遷移区域にわたる放射線量の低下のプロファイル、したがってパターン機構境界の正確な位置は、放射を提供する個別制御可能エレメントをパターン機構境界に、またはその近くにある基板上の点に設定することによって、より正確に制御することができる。これらは、最大または最小強度レベルに対するだけでなく、最大強度レベルと最小強度レベルの間の強度レベルにも対するものである。これは普通、「グレースケール」と呼ばれる。

[0094] グレースケールは、所与の個別制御可能エレメントによって基板に与えられる放射強度を２つの値（例えば、ちょうど最大値および最小値）に設定することしかできない、リソグラフィシステムで可能であるのより、パターン機構境界の位置のより大きな制御を行う。少なくとも３つの、少なくとも４つの放射強度値、少なくとも８つの放射強度値、少なくとも１６の放射強度値、少なくとも３２の放射強度値、少なくとも６４の放射強度値、少なくとも１２８の放射強度値、または少なくとも２５６の放射強度値を基板上に投影することができる。

[0095] グレースケールは、上に記載したものに対する追加または代替の目的で使用することができることを理解すべきである。例えば、露光後の基板の処理は、受けた放射線量レベルによって、基板の領域の３つ以上の潜在的な反応があるように調整することができる。例えば、第１の閾値以下の放射線量を受ける基板の部分は、第１の方法で反応し、第１の閾値以上であるが第２の閾値以下である放射線量を受ける基板の部分は第２の方法で反応し、第２の閾値以上の放射線量を受ける基板の部分は第３の方法で反応する。したがって、グレースケールを使用して、３つ以上の所望の線量レベルを有する基板にわたる放射線量プロファイルを提供することができる。放射線量プロファイルは、少なくとも２つの所望の線量レベル、少なくとも３つの所望の線量レベル、少なくとも４つの所望の線量レベル、少なくとも６つの所望の線量レベル、または少なくとも８つの所望の線量レベルを有することができる。

[0096] 放射線量プロファイルは、上に記載したように、基板上の各点で受けられる放射の強度を単に制御すること以外の方法によって制御することができるということが、さらに理解されるべきである。例えば、基板上の各点によって受けられる放射線量は、別の方法ではまたは加えて、点の露光の持続時間を制御することによって制御することができる。別の実施例として、基板上の各点は潜在的に、複数の連続露光内の放射を受けることができる。各点によって受けられる放射線量はしたがって、別の方法ではまたは加えて、複数の連続露光の選択したサブセットを使用して点を露光することによって制御することができる。

[0097] 図２は、例えばフラットパネルディスプレイの製造の際に使用することができる、本発明による装置の配置を示している。図１に示すものに対応するコンポーネントは、同じ参照番号で示されている。また、様々な実施形態の上記説明、例えば基板、コントラストデバイス、ＭＬＡ、放射のビームなどの様々な構成もやはり適用される。

[0098] 図２に示すように、投影システムＰＳは、２つのレンズＬ１、Ｌ２を備えたビームエキスパンダを備えている。第１のレンズＬ１は、変調放射ビームＢを受け、これを開口絞りＡＳ内に開口を通して集束させるように配置されている。別のレンズＡＬは、開口内に配置することができる。放射ビームＢはその後、分岐し、第２のレンズＬ２（例えば、フィールドレンズ）によって集束される。

[0099] 投影システムＰＳはさらに、拡張した変調放射Ｂを受けるように配置されたレンズＭＬＡのアレイを備えている。パターニングデバイスＰＤ内の個別制御可能エレメントの１つまたは複数に対応する変調放射ビームＢの異なる部分が、レンズＭＬＡのアレイ内のそれぞれ異なるレンズＭＬを通過する。各レンズは、変調放射ビームＢのそれぞれの部分を、基板Ｗ上にある点に集束させる。このように、放射スポットＳのアレイは基板Ｗの上に露光される。図示したレンズ１４のアレイの８つのレンズだけが示されているが、レンズのアレイは数千ものレンズを含むことができることが分かるだろう（同じことが、パターニングデバイスＰＤとして使用される個別制御可能エレメントのアレイにも当てはまる）。

[0100] ＩＩＩ．本発明の実施形態による光波拡散計測に使用される例示的な反射屈折光学システム
本発明の一実施形態による反射屈折光学システムは、基板の表面の性状を感知または検出する光波拡散計測システムで使用することができる。

[0101] 図３Ａは、基板６の表面の１つまたは複数の性状を測定することができる、スキャトロメータを示している。一実施形態では、スキャトロメータは、基板６の上に放射を誘導する、放射源２（例えば、広帯域（白色）放射源）を備えている。反射した放射は、正反射放射のスペクトル１０（波長の関数としての強度）を測定するセンサ４（例えば、スペクトロメータディテクタ）まで通過する。このデータから、検出したスペクトルに生じる構造またはプロファイルは、図３Ｂおよび３Ｃに示すように、例えば厳密結合波解析および非線形回帰によって、またはシミュレーションしたスペクトルのライブラリとの比較によって再構成することができる。普通、再構成では、構造の一般的な形が知られており、いくつかのパレメータは構造が作られた過程の知識から推測されて、構造のいくつかのパラメータだけを光波拡散計測データから判断する。

[0102] スキャトロメータは、垂直入射スキャトロメータまたは斜め入射スキャトロメータであってもよい。反射がある範囲のいくつかの波長の単一の角度で測定されるのではなく、反射が単一の波長のある範囲の角度で測定される、スキャトロメータの変形を使用することもできる。

[0103] 図４は、ウェーハ４９０の表面の１つまたは複数の性状を感知することができる光波拡散計測システム４００を示している。システム４００は、両方とも反射屈折光学システム４８０を共有する、アライメントブランチおよび感知ブランチを有する。適切に動作するために、アライメントおよび感知ブランチは非常に異なる光学仕様を有する。というのは、これらは異なるイルミネーション源を使用して、異なる機能を行うからである。反射屈折光学システム４８０は、アライメントブランチおよび感知ブランチの両方の光学仕様内で適切に機能することが重要である。図４に示す実施形態では、反射屈折光学システム４８０は光学エレメント４３４およびオブジェクティブシステム４７０を備えている。アライメントブランチ、感知ブランチ、および反射屈折光学システム４８０は以下により詳細に記載する。

[0104] アライメントブランチを使用して、システム４００をウェーハ４９０上の機構とアライメントする。アライメントブランチは、電磁放射の第１のビームを提供するイルミネーション源４１２（広帯域発光ダイオード（ＬＥＤ）など）を備えている。一実施例では、第１のビームは、４５０ナノメートルから６００ナノメートルの間のスペクトル範囲を有する。第１のビームは、光学エレメント４３０および４３２を通過し、その後、光学エレメント４３４に衝突する。第１のビームはその後、オブジェクティブ４７０を通して誘導され、ウェーハ４９０の一部に集束される。第１のビームはその後、オブジェクティブ４７０および光学エレメント４３４を通して反射して戻される。ビームスプリッタ４３６は、第１のビームを集束レンズ４５０およびビームスプリッタ４５２を通して、その後、第１のセンサ４５４（例えば、電荷結合素子（ＣＣＤ））の上に誘導する。センサ４５４によって与えられるウェーハ４９０の画像を使用して、システム４００をウェーハ４９０の特定の部分とアライメントする。

[0105] 感知ブランチを使用して、上に記載した光波拡散計測技術などの、知られている光波拡散計測技術により、ウェーハ４９０のアライメントした部分上の機構を感知または検出する。感知ブランチは、電磁放射の第２のビームを提供する、イルミネーション源４１０（干渉フィルタを有するタングステンイルミネーション源など）を備えている。一実施例では、第２のビームは約１０ナノメートルの帯域幅を有し、約３００ナノメートルから８００ナノメートルのスペクトル範囲内に入る。第２のビームは、光学エレメント４２０、４２２、４２４、４３０およびレンズ４３２を通過する。光学エレメント４３４はその後、第２のビームをオブジェクティブシステム４７０を通して、ウェーハ４９０のアライメントした部分の上に誘導する。第２のビームは、ウェーハ４９０のアライメントした部分によって反射および／または屈折され、オブジェクティブシステム４７０および光学エレメント４３４を通して誘導して戻される。第２のビームはまた、ビームスプリッタ４３６、レンズ４４０、開口４４２、およびレンズ４４４を通過し、その後、第２のディテクタ４４６（例えば、第２のＣＣＤ）に衝突する。第２のディテクタ４４６は、ウェーハ４９０の表面上の機構を検出するのに使用される、ウェーハ４９０のアライメントした部分の画像を提供する。

[0106] 上に記載したように、反射屈折光学システム４８０は、光学エレメント４３４およびオブジェクティブシステム４７０を備えている。反射屈折光学システム４８０は、広域スペクトル範囲（約２００ナノメートルから１０００ナノメートルまでなど）でアクロマートである。システム４００内で使用される場合、反射屈折光学システム４８０は、感知ブランチ内に低い遮蔽（約１４％の半径など）を有し、アライメントブランチにはほとんど遮蔽がない。より小さい寸法および重量、およびいくつかの表面のみを有し、それによって拡散が少なくなり、ゴースト画像がなくなる。

[0107] 図５は、一実施形態によるオブジェクティブシステム４７０の詳細を示している。図５に示すように、オブジェクティブシステム４７０は、凸状球面５２０、凹状非球面５１０、およびレンズ５３０を備えている。球面５２０は、（ｉ）アライメントブランチからの電磁放射に対する屈折性状、および（ｉｉ）感知ブランチからの電磁放射に対する反射性状を有するように、調整（例えば、コート）されている。すなわち、以下により詳細に説明するように、凸状球面５２０およびレンズ５３０の屈折性状がアライメントに使用され、凸状球面５２０および凹状非球面５１０の反射性状が感知に使用される。

[0108] アライメントの目的で、ウェーハ４９０はウェーハ４９０のゴースト画像によって示すように、レンズ５３０のより近くに位置決めされる。電磁放射の第１のビーム（アライメントに使用される）は、凸状球面５２０を通して凹状非球面５１０内の孔を通過し、ウェーハ４９０の上にレンズ５３０によって集束される。第１のビームはその後、ウェーハ４９０から反射され、上に記載するように、アライメントブランチを通して第１のＣＣＤ４５４（図示せず、図４参照）まで通過する。

[0109] 感知の目的で、ウェーハ４９０はウェーハ４９０の実画像によって示されるように、レンズ５３０からより離れて位置決めされる。電磁放射の第２のビーム（感知に使用される）は、凹状非球面５１０内の孔を通過し、凸状球面５２０から反射し、凹状非球面５１０の反射部分に衝突する。凹状非球面５１０の反射部分は、第２のビームをウェーハ４９０の上に集束させる。例えば、３つの例示的な光線５１１、５１３および５１５が図では、凸状面５２０および凹状非球面５１０から反射し、ウェーハ４９０の上に集束される。感知に使用する場合、オブジェクティブシステム４７０は高い開口数（例えば、約０．９０または０．９５など）を有することができ、あらゆる屈折エレメントを含んでいないことが重要である。その結果、オブジェクティブシステム４７０は広域スペクトル範囲（約２００ナノメートルから１０００ナノメートルまでなど）にわたって適切に動作する。

[0110] したがって、ビームスプリッタ４３７、４３４およびオブジェクティブ４７０は、本発明の一実施形態によるスキャトロメータで使用することができる反射屈折光学システムを備えている。本発明の実施形態による追加の反射屈折光学システムを以下に記載する。

[0111] 本発明の一実施形態によるアクロマートの高開口数反射屈折光学システムは、凸状球面から電磁放射を受けるように位置決めされている、凸状球面および凹状非球面を含んでいる。凸状球面は、以下の非球面等式により設計される。

式中、ｒ^２＝ｘ^２＋ｙ^２であり、ｃは表面のポールでの曲率、Ｋは円錐定数、ＡからＪは４次から２０次までの変形項である。

[0112] 例えば、図６〜９および１２に示すように、反射屈折光学システムを設計するためのいくつかの実施形態がある。図６〜９および１２に示す各実施形態では、イルミネータからの平行電磁放射が基板（例えば、ウェーハ）上の小さなスポット（約１０ミクロンなど）の上に集束される。各実施形態を光波拡散計測に使用することができ、各実施形態は極めて幅広い開口数（約０．９５の開口数など）を有し、広域スペクトル範囲（約２００ナノメートルから１０００ナノメートルまでなど）で動作する。図６〜９および１２に示すように、各実施形態は凹状非球面の前に補正板を備えている。これらの実施形態をそれぞれ、以下により詳細に記載する。

[0113] 図６は、本発明の一実施形態による例示的な反射屈折光学システム６００を示している。図６に示すように、反射屈折光学システム６００は補正板６１０、球面凸状ミラー６１６、および非球面凹状ミラー６１２を備えている。

[0114] 補正板６１０は、１つまたは複数の光学収差（コマなど）を補正するように、電磁放射のビームを調整する。図６に示すように、補正板６１０は非球面ｓ２および球面ｓ３を含んでいる。

[0115] 球面凸状ミラー６１６は、補正板６１０によって調整される電磁放射を反射させるように位置決めされた、球面反射表面ｓ６を含んでいる。補正板６１０によって調整される電磁放射は、非球面凹状ミラー６１２内の孔６１４を通過し、球面凸状ミラー６１６に衝突する。球面凸状ミラー６１６は、ウェーハに対して空気中で機械的サポートの上に位置決めすることができる（特に図６には図示しない）。

[0116] 非球面凹状ミラー６１２は、球面反射表面ｓ６によって反射される電磁放射を受ける。非球面凹状ミラー６１２は、ウェーハのターゲット部分上にこの電磁放射を集束させる非球面反射表面ｓ７を含んでいる。例えば、非球面反射表面ｓ７によって反射される例示的な光線６１１が、図６に示されている。

[0117] 図６の実施形態に示した光学表面を設計する例示的な規定が、表１で以下に記載されている。

[0118] 図６に示す実施形態の非球面ｓ２およびｓ６は、表２で以下に記載するパラメータにより、等式１によって規定される。

[0119] 図７は、本発明の別の実施形態による例示的な反射屈折光学システム７００を示している。図７に示すように、反射屈折システム７００は、補正板７１０、球面凸状ミラー７１６、およびモノリシックガラスエレメント７１２を備えている。

[0120] 補正板７１０は、１つまたは複数の光学収差（コマなど）を補正するように、電磁放射のビームを調整する。補正板７１０は、非球面ｓ２を含んでいる。

[0121] 球面凸状ミラー７１６は、補正板７１０によって調整された電磁放射を反射させるように位置決めされた、球面反射表面ｓ４を備えている。図７に示す実施形態では、球面凸状ミラー７１６がモノリシックガラスエレメント７１２の表面ｓ６の上に位置決めされている。図１４に示すように、モノリシックガラスエレメント７１２の非球面ｓ５は、反射部１４０１および透過部１４０３を有する。透過部１４０３は、光軸の周りに芯合わせされ、入力ビームの幅に基づく直径を有する。その結果、表面ｓ５は補正板７１０から入射するビームを通過させるが、球面ミラー７１６から入射する光線を反射する。すなわち、補正板７１０によって調整された電磁放射は、モノリシックガラスエレメント７１２内の表面ｓ５の透過部１４０３を通過し、球面凸状ミラー７１６に衝突する。

[0122] モノリシックガラスエレメント７１２は、表面ｓ４、ｓ５およびｓ６を含んでいる。モノリシックガラスエレメント７１２の表面ｓ５は、凸状ミラー７１６（表面ｓ４）によって反射された電磁放射を受け、ウェーハのターゲット部分に向けてこの電磁放射を反射させる。ウェーハのターゲット部分に衝突する前に、電磁放射はモノリシックガラスエレメントの表面ｓ６を横切る。非球面反射表面ｓ５から反射する全ての光線は、表面ｓ６に垂直にモノリシックガラスエレメント７１２から出て、それによって、表面ｓ６によって屈折されない。その結果、反射屈折光学システム７００はアクロマートである。

[0123] 図７の実施形態に示す光学表面を設計するための例示的な規定が、表３で以下に記載されている。

[0124] 図７に示す実施形態の非球面ｓ２およびｓ５は、表４で以下に記載したパラメータにより、等式１によって規定される。

[0125] 図８は、本発明の別の実施形態による例示的な反射屈折光学システム８００を示している。図８に示すように、反射屈折光学システム８００は、補正板８１０、球面凸状ミラー８１６、非球面凹状ミラー８１２、およびエレメント８２０を備えている。

[0126] 補正板８１０は、１つまたは複数の光学収差（コマなど）を補正するように、電磁放射のビームを調整する。補正板８１０は、非球面ｓ１およびｓ２を含んでいる。図８に示すように、補正板８１０は、非球面凹状ミラー８１２の孔８１４内に位置決めされている。

[0127] 球面凸状ミラー８１６は、補正板８１０によって調整された電磁放射を反射させるように位置決めされた、球面反射表面ｓ３を備えている。図８に示す実施形態では、球面凸状ミラー８１６がエレメント８２０の表面ｓ５の上に位置決めされている。補正板８１０によって調整された電磁放射は、球面凸状ミラー８１６に衝突する。

[0128] 非球面凹状ミラー８１２は、非球面反射表面ｓ４を含んでいる。非球面凹状ミラー８１２の非球面反射表面ｓ４は、球面凸状ミラー８１６によって反射される電磁放射を受け、この電磁放射をエレメント８２０（例えば、メニスカス）に向けて反射させる。

[0129] エレメント８２０は、第１の表面ｓ５および第２の表面ｓ６を含んでいる。非球面凹状ミラー８１２によって反射した電磁放射は、第１の表面ｓ５および第２の表面ｓ６の両方と垂直にエレメント８２０を通過し、それによって、エレメント８２０のいずれの面でも屈折されない。その結果、反射屈折光学システム８００はアクロマートである。

[0130] 図８の実施形態に示す光学表面を設計するための例示的な規定が、表５で以下に記載されている。

[0131] 図８に示す実施形態の非球面ｓ１およびｓ４は、表６で以下に記載したパラメータにより、等式１によって規定される。

[0132] 図９は、本発明の別の実施形態による例示的な反射屈折光学システム９００のイルミネーションモードを示している。反射屈折光学システム９００は、約０．９５のイルミネーション開口数を有し、約３００ナノメートルから８００ナノメートルまでの広域スペクトル範囲で動作する。短波長は、ＢＡＬ_３５Ｙガラスの透過によって制限され、レンズエレメントに溶融シリカおよびフッ化カルシウムのみを使用することによって拡張することができる。その後、さらに短波長範囲を得ることができる。反射屈折光学システム９００は、光波拡散計測技術を利用することによって、ウェーハ９１０を検査するのに使用することができるウェーハ９１０上に小さなスポット（例えば、約１０ミクロンのスポットなど）を作り出す。

[0133] 反射屈折光学システム９００は、球面屈折表面９２０、平面反射表面９３０、非球面反射表面９４０、光学エレメント９６０、レンズ９７０のグループ、補助レンズ９８０、およびウェーハ９１０上のスポットに接合したイルミネーション源９９０を備えている。イルミネーション源９９０は、補助完全レンズ９８０（実際のイルミネータは図示せず）およびレンズ９７０を通して伝播する電磁放射を提供する。レンズ９７０は、例えば、少なくとも１つの非球面を有するガラスＢＡＬ_３５Ｙ、ＣａＦ_２、およびＳｉＯ_２でできている。レンズ９７０は、反射屈折光学システム９００の収差（コマなど）を補正するように機能する。光学エレメント９６０は、平面反射表面９３０から反射するように、レンズ９７０からの電磁放射を誘導する。電磁放射はその後、非球面反射表面９４０から反射し、球面屈折表面９２０を通過し、ウェーハ９１０の上に集束される。電磁放射は、表面９２０とほぼ垂直な方向に、球面屈折表面９２０を横切ることが重要である。その結果、反射屈折システム９００はアクロマートである。

[0134] 上に記載したように、反射屈折光学システム９００を使用して、ウェーハ９１０の機構を検査または感知することができる。感知モードでは、反射屈折光学システム９００は高い開口数のフーリエオブジェクティブとして働き、電磁放射は図９に示すのと反対の方向に伝播する。特に、電磁放射はウェーハ９１０の表面から回折し、反射屈折光学システム９００を通って横切り、反射屈折光学システムの後焦点面（すなわち、瞳面）と接合した平面内に配置されたＣＣＤに衝突する。ＣＣＤ上の異なる点に配置される光スポットは、ウェーハ９１０の表面から異なる角度で回折した電磁放射のビームに対応する。知られている光波拡散計測技術を使用して、これらの光スポットはウェーハ９１０の特性（ＣＤおよびオーバーレイなど）を解析するのに使用することができる。

[0135] 例えば、図１０は感知モードで反射屈折光学システム９００を通って伝播する、３つの回折ビーム９１３、９１５、および９１７（ウェーハ９１０の表面から約０、３０、および７２度で回折光線に対応する）を示している。回折したビームは、反射屈折光学システム９００の瞳面内にフーリエパターンを作り出す。

[0136] 図１１は、光学エレメント９６０の一実施形態を示している。この実施形態では、光学エレメント９６０は、反射斜辺１１３０および非球面反射表面１１２０を含んでいる。斜辺１１３０上の反射コーティングは、図９に示すように、ウェーハ９１０の表面から屈折された電磁放射を透過し、イルミネーション源９９０からの平行電磁放射を反射させるための孔１１７０を含んでいる。例えば、図１１は反射斜辺１１３０および非球面反射表面１１２０から反射し、孔１１７０を通過する２つの例示的な光線１１１１および１１１３を示している。

[0137] 再び図９を参照し、図１１を続けて参照すると、光学エレメント９６０の斜面にイルミネーション源９９０の中間画像を（孔１１７０の位置で）作り出すために、無限焦点レンズグループ９７０（図９）および非球面反射表面１１２０が使用される。非球面ミラー９４０、平面ミラー９３０、および屈折球面９２０が集合的に、ウェーハ９１０の上に最終イルミネーションスポットを作り出す。

[0138] 図９に示すように、非球面ミラー９４０、平面ミラー９３０、および屈折球面９２０はモノリシックガラス光学エレメント９１２で作ることができる。モノリシックガラス光学エレメント９１２は、約２００ナノメートルから１０００ナノメートルまでのスペクトル範囲で透過するガラス（例えば、ＳｉＯ_２など）から製造することができる。

[0139] 例えば、図１５は平面ミラー９３０および屈折球面９２０を備えた、モノリシックガラス光学エレメント９１２の一部の平面図を示している。この実施例では、平面ミラー９３０は屈折球面９２０が環の中心に位置決めされた環を含んでいる。モノリシックガラス光学エレメント９１２は、ウェーハ９１０上のイルミネーションスポット９０１を平面ミラー９３０および屈折球面９２０と同心にするように配向されている。

[0140] 光学エレメント９６０は、モノリシックガラスエレメント９１２と同じ材料で製造し、モノリシックガラスエレメント９１２と光学的に接触させることによって組み立てることができる。光学エレメント９６０は、図１１に示すように、モノリシックガラスエレメントとして、または第１のエレメント１１５０および第２のエレメント１１６０を備えた２つのエレメントのアセンブリとして製造することができる。一実施例では、光学エレメント９６０が第１のエレメント１１５０および第２のエレメント１１６０から組み立てられる場合、（第２のエレメント１１６０に対して第１のエレメント１１５０を移動させることによって）製造欠陥による収差を補償することができる。

[0141] 反射屈折光学システム９００の光学表面を設計するための例示的な規定が、表７で以下に記載されている。

[0142] 反射屈折光学システム９００の非球面ｓ３およびｓ７およびｓ１２は、表８で以下に記載したパラメータにより、等式１によって規定される。

[0143] 図１２は、本発明の別の実施形態による例示的な反射屈折光学システム１２００を示している。反射屈折光学システム１２００は、共に縦接続された第１のモノリシックガラスエレメント１２１０、第２のモノリシックガラスエレメント１２２０、および屈折レンズグループ１２３０を備えている。モノリシックガラスエレメント１２１０は、約０．９５の開口数から約０．４（より後）の開口数まで遷移する。縦接続するモノリシックガラスエレメント１２１０および１２２０は、約０．９５の開口数から約０．０２の開口数まで遷移する。

[0144] 第１のモノリシックガラスエレメント１２１０は、屈折表面ｓ２、非球面反射表面ｓ３、平面反射表面ｓ４、および屈折表面ｓ５を含んでいる。図１２に示すように、屈折表面ｓ２は平面反射表面ｓ４の中心に位置決めされ、屈折表面ｓ５は非球面反射表面ｓ３の中心に位置決めされている。

[0145] 第２のモノリシックガラスエレメント１２２０は、反射表面ｓ７および反射表面ｓ８を含んでいる。反射表面ｓ７およびｓ８はそれぞれ、中心透過部分を含んでいる。

[0146] 屈折レンズグループ１２３０は、１つまたは複数の収差（コマなど）を補正するように位置決めおよび成形された、光学表面ｓ９、ｓ１０、ｓ１１、ｓ１２、ｓ１３およびｓ１４を含んでいる。

[0147] この光学設計は、図９および１０に示した設計と同様に機能するが、非球面を１つだけ（第１のモノリシックガラスエレメント１２１０の非球面反射表面ｓ３）、およびより広域のスペクトル範囲（２００から１０００ナノメートル）を有する。

[0148] 例えば、電磁放射は屈折レンズグループ１２３０を通して反射屈折光学システム１２００に入る。電磁放射は、屈折レンズグループ１２３０を通過し、その後、反射表面ｓ８の中心透過部を通過する。

[0149] 反射表面ｓ８の中心透過部を通過する電磁放射は、反射表面ｓ７によって反射され、その後反射表面ｓ８によって受けられる。反射表面ｓ８は、反射表面ｓ７の中心透過部を通過する電磁放射の集束スポット内に電磁放射を集束させる。すなわち、第２のモノリシックガラスエレメント１２２０は、電磁放射の集束スポットを提供するように構成されている。

[0150] モノリシックガラスエレメント１２１０の屈折表面ｓ５は、第２のモノリシックガラスエレメント１２２０から電磁放射の集束スポットと同心であるように位置決めされている。したがって、第２のモノリシックガラスエレメント１２２０からの電磁放射は、屈折表面ｓ５とほぼ垂直にモノリシックガラスエレメント１２１０に入る。反射表面ｓ４は、この電磁放射を受け、非球面反射表面ｓ３に向けて反射させる。非球面反射表面ｓ３は、電磁放射をウェーハ（図１２には特に図示せず）上の集束スポット上に集束する。屈折表面ｓ２は、ウェーハ上の集束スポットと同心であるように位置決めされ、それによって電磁放射が屈折表面ｓ２とほぼ垂直に第１のモノリシックガラスエレメント１２１０から出る。

[0151] 電磁放射は、屈折表面ｓ５およびｓ２とほぼ垂直に第１のモノリシックガラスエレメント１２１０に入り、そこから出るので、反射屈折光学システムはほぼアクロマートであり、約２００から１０００ナノメートルのスペクトル範囲を有する。

[0152] 反射屈折光学システム１２００の光学表面を設計する例示的な規定が、表９で以下に記載されている。

[0153] 反射屈折光学システム１２００の非球面ｓ３は、表１０で以下に記載したパラメータにより、等式１によって規定される。

[0154] ＩＶ．結論
スキャトロメータ用の反射屈折光学システムを説明した。本発明の様々な実施形態を上に記載したが、これらは単に例示のために提示したものであって、これに限定するものではないことを理解すべきである。形および詳細の様々な変化を、本発明の精神および範囲から逸脱することなく本発明で行うことができることは、当業者には明らかだろう。

[0155] 当業者は、感知およびアライメントブランチの製造過程またはそれに含まれる光学とより十分適合するように、上記実施形態を変更および再最適化することができる。例えば、凸状球面ミラー６１６、７１６および８１６（それぞれ、図６、７および８）は、同じ焦点位置を有する凹状または非球面ミラーと交換することができる。非球面補正板６１０、７１０および８１０は、上に記載した非球面板と同じ波面を生成する球面レンズのグループと交換することができるが、このような球面レンズは製造するのがより簡単である。上記実施形態のこれらおよび他の変更形態は、当業者に明らかであり、本発明の精神および範囲内にあることを意図したものである。

[0156] さらに、要約書部分ではなく詳細な説明の部分は、特許請求の範囲を解釈するために使用することを意図したものであることを理解されたい。要約書部分は、発明者によって考えられるような１つまたは複数の、しかし全てではない本発明の例示的な実施形態を記載するが、したがって、決して本発明および頭記の特許請求の範囲を制限することを意図したものではない。

[0157] したがって、本発明の幅および範囲は、上記例示的な実施形態のいずれによっても制限されるべきものではなく、添付の特許請求の範囲およびその同等物によってのみ定義されるべきものである。

[0015]本発明の実施形態によるリソグラフィ投影装置を示す図である。 [0015]本発明の実施形態によるリソグラフィ投影装置を示す図である。 [0016]例示的なスキャトロメータを示す図である。 [0016]例示的なスキャトロメータを示す図である。 [0016]例示的なスキャトロメータを示す図である。 [0017]本発明の一実施形態による、反射屈折光学対象を含む感知およびアライメントシステムを示す図である。 [0018]図４の反射屈折光学対象の詳細を示す図である。 [0019]本発明の実施形態による様々な反射屈折光学システムを示す図である。 [0019]本発明の実施形態による様々な反射屈折光学システムを示す図である。 [0019]本発明の実施形態による様々な反射屈折光学システムを示す図である。 [0019]本発明の実施形態による様々な反射屈折光学システムを示す図である。 [0020]図９の反射屈折光学システムを横切る光線を示す図である。 [0021]図９の反射屈折光学システムに含まれるビームスプリッタの詳細を示す図である。 [0022]極めて低い開口数から極めて高い開口数に変換する反射屈折光学システムを示す図である。 [0023]別のリソグラフィ装置を示す図である。 [0024]図７の反射屈折光学システムに含まれる表面の平面図である。 [0025]図９の反射屈折光学システムに含まれるモノリシックガラスエレメントの平面図である。

Claims (19)

1. 少なくとも１つの収差を補正するために電磁放射を調節するように構成された補正板と、
   前記補正板によって調整された前記電磁放射を反射するように位置決めされた第１の反射表面と、
   前記第１の反射表面によって反射する前記電磁放射を基板のターゲット部分の上に集束させるように位置決めされた第２の反射表面とを備えた反射屈折光学システムであって、
   前記第１の反射表面によって反射され、前記第２の反射表面によって集束された前記電磁放射は光学エレメントによって屈折されず、それによって反射屈折光学システムを広域スペクトル範囲で動作する、
   反射屈折光学システム。
2. 前記第１の反射表面は凸状反射表面を有する、
   請求項１に記載の反射屈折光学システム。
3. 前記第２の反射表面は、モノリシックガラスエレメントの表面である、
   請求項１に記載の反射屈折光学システム。
4. 前記第１の反射表面は、前記モノリシックガラスエレメントの第２の表面上に位置決めされている、
   請求項３に記載の反射屈折光学システム。
5. 前記第１の反射表面は、前記第２の反射表面と前記基板の間に位置決めされている、
   請求項１に記載の反射屈折光学システム。
6. 前記第１の反射表面は、機械的支持体上に位置決めされている、
   請求項５に記載の反射屈折光学システム。
7. 前記第１の反射表面は、メニスカス上に位置決めされている、
   請求項５に記載の反射屈折光学システム。
8. 前記第２の反射表面は、前記補正板と前記第１の反射表面の間に位置決めされ、前記第２の反射表面は、前記補正板によって調整された前記電磁放射が通過する孔を含んでいる、
   請求項５に記載の反射屈折光学システム。
9. 前記第２の反射表面は、凹状非球面反射表面を含んでいる、
   請求項１に記載の反射屈折光学システム。
10. 前記反射屈折光学システムは、スキャトロメータの感知ブランチおよびアライメントブランチの両方に含まれている、
    請求項１に記載の反射屈折光学システム。
11. 電磁放射を屈折させる光学エレメントと、
    前記光学エレメントと光学的に接触され、前記屈折させた電磁放射を受けるように構成されると共に、前記電磁放射を反射させる第１の表面、前記第１の表面から前記電磁放射を受け、基板のターゲット部分に向けて前記電磁放射を反射および集束させる第２の表面、および前記第２の表面によって反射および集束される前記電磁放射が、第３の表面とほぼ垂直に前記モノリシックガラスエレメントから出る第３の表面を含むモノリシックガラスエレメントを含むオブジェクティブシステムとを備えた、光波拡散計測用光学システムであって、
    前記光学エレメントおよびモノリシックガラスエレメントは、同じタイプの材料からなる、
    光学システム。
12. 前記光学エレメントは、
    前記電磁放射を反射し、孔を中に有する傾斜表面と、
    前記傾斜表面によって反射した前記電磁放射を反射させ、それによって前記電磁放射を前記傾斜表面内の前記孔を通過させ、前記モノリシックガラスエレメントの前記第１の表面に衝突させる非球面とを備えた、
    請求項１１に記載の光学システム。
13. さらに、前記光学システム内でコマを補正するように前記電磁放射を調整する屈折エレメントを備えた、
    請求項１１に記載の光学システム。
14. 前記第１の表面は平面環を含み、前記第３の表面は前記環の中心に位置決めされている、
    請求項１１に記載の光学システム。
15. 前記光学エレメントおよび前記モノリシックガラスエレメントは、溶融シリカ（ＳｉＯ_２）を含んでいる、
    請求項１１に記載の光学システム。
16. 反射屈折光学システムの１つまたは複数の収差を補正するように電磁放射を調整する屈折レンズグループと、
    前記屈折レンズグループから前記電磁放射を受け、前記電磁放射を第１の集束スポットに集束させるようになっている第１のモノリシックガラスエレメントと、
    前記第１のモノリシックガラスエレメントから前記電磁放射を受け、前記電磁放射を基板のターゲット部分上の第２の集束スポットに集束させるように構成された第２のモノリシックガラスエレメントとを備えた、光波拡散計測用反射屈折光学システムあって、
    前記電磁放射は、第１の球面屈折表面とほぼ垂直に前記第２のモノリシックガラスエレメントに入り、第２の球面屈折表面とほぼ垂直に前記第２のモノリシックガラスエレメントから出る、
    反射屈折光学システム。
17. 前記第１の球面屈折表面は前記第１の集束スポットと同心であり、前記第２の球面屈折表面は前記第２の集束スポットと同心である、
    請求項１６に記載の反射屈折光学システム。
18. 前記第１のモノリシックガラスエレメントが、
    第１の中心透過部を有する第１の反射表面と、
    第２の中心透過部を有する第２の反射表面とを含み、
    前記電磁放射が、前記第１の中心透過部を通して前記第１のモノリシックガラスエレメントに入り、前記第２の中心透過部を通して前記第１のモノリシックガラスエレメントから出る、
    請求項１６に記載の反射屈折光学システム。
19. 前記第２のモノリシックガラスエレメントは、
    前記第１の球面屈折表面を通して、前記第２のモノリシックガラスエレメントに入る電磁放射を反射する平面反射表面と、
    前記平面反射表面からの前記電磁を前記第２の集束スポットに反射および集束させる非球面反射表面とを含んでいる、
    請求項１６に記載の反射屈折光学システム。

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