JP2011176312A - 瞳透過率分布の測定方法および測定装置、露光方法および露光装置、並びにデバイス製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 被検光学系の瞳透過率分布を測定する測定装置は、被検光学系の瞳と光学的にフーリエ変換の関係にある第1面に設置可能な回折格子と、回折格子を経て生成された+1次回折光が瞳の有効領域内の第1瞳部分領域を通過し且つ回折格子を経て生成された−1次回折光が第2瞳部分領域を通過するように光軸に対して傾いた光束を第1面の所定位置に入射させる照明光学系と、第1瞳部分領域および被検光学系を経た+1次回折光の強度と、第2瞳部分領域および被検光学系を経た−1次回折光の強度とを計測する計測部とを備え、+1次回折光の強度の計測値および−1次回折光の強度の計測値に基づいて、第1瞳部分領域における瞳透過率と第2瞳部分領域における瞳透過率との比を求める。
【選択図】 図1
Description
Ppp=(2×λ/Pr)/NAo … (1)
Lpc=(√2×λ/Pr)/NAo … (2)
Ppe=Ppi/Ra … (3)
Ppi/Ra=3×(λ/Pr)/NAo … (4)
11 回折格子
12 照明光学系
13,13A,13B 計測部
20 結像光学系
51 ビーム送光系
52 ビーム形状可変部
53 マイクロフライアイレンズ
54 照明開口絞り
54a 測定用開口絞り
55 コンデンサー光学系
56 マスクブラインド
57 照明結像光学系
LS,21 光源
IL 照明光学系
TR 測定用レチクル
CR 制御部
MR メモリ(記録媒体)
M マスク
MS マスクステージ
PL 投影光学系
W ウェハ
WS ウェハステージ
Claims (56)
- 被検光学系の瞳透過率分布を測定する測定方法であって、
前記被検光学系の瞳と光学的にフーリエ変換の関係にある第1面上の所定位置に第1の光束を供給することと、
前記第1面上の第1位相領域を経た光に第1の位相値を付与すると共に、前記第1位相領域に隣接する第2位相領域を経た光に前記第1の位相値とは異なる第2の位相値を付与することにより、前記第1の光束を回折させることと、
前記第1の光束を回折させることを経て生成された前記第1の光束の+1次回折光を前記瞳の有効領域内の第1瞳部分領域に通過させ且つ前記第1の光束を回折させることを経て生成された前記第1の光束の−1次回折光を前記有効領域内において前記第1瞳部分領域から離れた第2瞳部分領域に通過させることと、
前記第1瞳部分領域および前記被検光学系を経た前記第1の光束の+1次回折光の強度と、前記第2瞳部分領域および前記被検光学系を経た前記第1の光束の−1次回折光の強度とを計測することと、
前記第1の光束の+1次回折光の強度の計測値および前記第1の光束の−1次回折光の強度の計測値に基づいて、前記第1瞳部分領域における瞳透過率と前記第2瞳部分領域における瞳透過率との比を求めることと、
を備えた測定方法。 - 請求項1に記載の測定方法において、
前記第1面上の前記第1位相領域と前記第2位相領域とは交互に配置され、
前記第2の位相値は前記第1の位相値とπだけ異なる。 - 請求項1または2に記載の測定方法において、
前記第1の光束を供給することでは、前記第1の光束として前記被検光学系の光軸に対して傾いた斜め光束が前記所定位置に入射される。 - 請求項1乃至3のいずれか1項に記載の測定方法は、さらに、
前記第1面上の前記所定位置に第2の光束を供給することと、
前記第1面上の前記第1位相領域を経た光に前記第1の位相値を付与すると共に、前記第2位相領域を経た光に前記第2の位相値を付与して前記第2の光束を回折させることと、
前記第2の光束を回折させることを経て生成された前記第2の光束の+1次回折光を前記有効領域内において前記第1及び前記第2瞳部分領域から離れた第3瞳部分領域に通過させ且つ前記第2の光束を回折させることを経て生成された前記第2の光束の−1次回折光を前記有効領域内において前記第1乃至前記第3瞳部分領域から離れた第4瞳部分領域に通過させることと、を備える。 - 請求項4に記載の測定方法において、
前記第1の光束と前記第2の光束とは、同時に前記所定位置に入射される。 - 請求項5に記載の測定方法において、
前記第1の光束を回折させることを経て生成される前記第1の光束の±3次回折光が前記瞳において前記第1乃至前記第4瞳部分領域から離れた瞳部分領域を通過するように、前記第1の光束と前記第2の光束とが同時に前記所定位置に入射される。 - 請求項5または6に記載の測定方法は、さらに、
前記第1および第2の光束を入射させることの前または後に、前記所定位置に第3の光束を入射させることと、
前記第3の光束を回折させることを経て生成された前記第3の光束の+1次回折光を前記有効領域内において前記第1及び前記第2瞳部分領域を包含する第1包含領域内の第5瞳部分領域に通過させ且つ前記第3の光束を回折させることを経て生成された前記第3の光束の−1次回折光を前記有効領域内において前記第3及び前記第4瞳部分領域を包含する第2包含領域内の第6瞳部分領域に通過させることと、を備える。 - 請求項1乃至7のいずれか1項に記載の測定方法において、
前記第1および第2位相領域は、矩形状の前記第1位相領域と矩形状の前記第2位相領域とが市松格子状に配置される。 - 被検光学系の瞳透過率分布を測定する測定方法であって、
前記被検光学系の瞳と光学的にフーリエ変換の関係にある第1面上の所定位置に前記被検光学系の光軸に対して傾いた第1の光束を供給することと、
前記第1の光束を回折させることと、
前記第1の光束を回折させることを経て生成された前記第1の光束の+1次回折光を前記瞳の有効領域内の第1瞳部分領域に通過させ且つ前記第1の光束を回折させることを経て生成された前記第1の光束の−1次回折光を前記有効領域内において前記第1瞳部分領域から離れた第2瞳部分領域に通過させることと、
前記第1瞳部分領域および前記被検光学系を経た前記第1の光束の+1次回折光の強度と、前記第2瞳部分領域および前記被検光学系を経た前記第1の光束の−1次回折光の強度とを計測することと、
前記第1の光束の+1次回折光の強度の計測値および前記第1の光束の−1次回折光の強度の計測値に基づいて、前記第1瞳部分領域における瞳透過率と前記第2瞳部分領域における瞳透過率との比を求めることと、
を備えた測定方法。 - 請求項9に記載の測定方法において、
前記第1の光束を回折させることでは、前記第1面上の第1位相領域を経た光に第1の位相値を付与すると共に、前記第1位相領域に隣接する第2位相領域を経た光に前記第1の位相値とは異なる第2の位相値を付与することにより、前記第1の光束は回折させられる。 - 請求項10に記載の測定方法において、
前記第1面上の第1位相領域と前記第2位相領域とは交互に配置され、
前記第2の位相値は前記第1の位相値とπだけ異なる。 - 請求項10または11に記載の測定方法は、さらに、
前記第1面上の前記所定位置に第2の光束を供給することと、
前記第1面上の前記第1位相領域を経た光に前記第1の位相値を付与すると共に、前記第2位相領域を経た光に前記第2の位相値を付与して前記第2の光束を回折させることと、
前記第2の光束を回折させることを経て生成された前記第2の光束の+1次回折光を前記有効領域内において前記第1及び前記第2瞳部分領域から離れた第3瞳部分領域に通過させ且つ前記第2の光束を回折させることを経て生成された前記第2の光束の−1次回折光を前記有効領域内において前記第1乃至前記第3瞳部分領域から離れた第4瞳部分領域に通過させることと、を備える。 - 請求項12に記載の測定方法において、
前記第1の光束と前記第2の光束とは、同時に前記所定位置に入射される。 - 請求項13に記載の測定方法において、
前記第1の光束を回折させることを経て生成される前記第1の光束の±3次回折光が前記瞳において前記第1乃至前記第4瞳部分領域から離れた瞳部分領域を通過するように、前記第1の光束と前記第2の光束とは同時に前記所定位置に入射される。 - 請求項13または14に記載の測定方法は、さらに、
前記第1および第2の光束を入射させることの前または後に、前記所定位置に第3の光束を入射させることと、
前記第3の光束を回折させることを経て生成された前記第3の光束の+1次回折光を前記有効領域内において前記第1及び前記第2瞳部分領域を包含する第1包含領域内の第5瞳部分領域に通過させ且つ前記第3の光束を回折させることを経て生成された前記第3の光束の−1次回折光を前記有効領域内において前記第3及び前記第4瞳部分領域を包含する第2包含領域内の第6瞳部分領域に通過させることと、を備える。 - 請求項11乃至15のいずれか1項に記載の測定方法において、
前記第1および第2位相領域は、矩形状の前記第1位相領域と矩形状の前記第2位相領域とが市松格子状に配置される。 - 請求項1乃至16のいずれか1項に記載の測定方法は、さらに、
前記被検光学系に関して前記第1面と光学的に共役な第2面上の所定位置に、前記第1面および前記被検光学系を介した較正光束を供給することと、
前記第2面上の第3位相領域を経た光に第3の位相値を付与すると共に、前記第3位相領域に隣接する第4位相領域を経た光に前記第3の位相値とは異なる第4の位相値を付与して前記較正光束を回折させることと、
前記較正用光束を回折させることを経て生成された前記較正用光束の+1次回折光の強度と、前記較正用光束を回折させることを経て生成された前記較正用光束の−1次回折光の強度とを計測することと、を備える。 - 請求項17に記載の測定方法において、
前記較正光束は、前記第1面で回折されない。 - 請求項17または18に記載の測定方法は、さらに、
前記第1瞳部分領域および前記被検光学系を経た前記較正用光束の+1次回折光と、前記第2瞳部分領域および前記被検光学系を経た前記較正用光束の−1次回折光とを計測光学系に通過させることを備え、
前記計測光学系を通過した前記較正用光束の+1次回折光および前記較正用光束の−1次回折光の強度は計測される。 - 請求項19に記載の測定方法において、
前記較正用光束を回折させることを経て生成されて前記計測光学系を経た前記較正用光束の+1次回折光の強度と、前記較正用光束を回折させることを経て生成されて前記計測光学系を経た前記較正用光束の−1次回折光の強度とが計測される。 - 請求項20に記載の測定方法において、
前記較正用光束を回折させることを経て生成されて前記計測光学系を経た前記較正用光束の+1次回折光および前記較正用光束の−1次回折光の強度の計測値を用いて、前記瞳透過率の比の算出結果が較正される。 - 請求項1乃至21のいずれか1項に記載の測定方法を処理装置に実行させるプログラム。
- 請求項1乃至21のいずれか1項に記載の測定方法をコンピュータに実行させるコンピュータプログラムを格納する、コンピュータが読み込み可能な媒体。
- 所定のパターンを照明する照明光学系と、前記所定のパターンの像を感光性基板上に形成する投影光学系とを備えた露光装置の制御方法において、
請求項1乃至21のいずれか1項に記載の測定方法を用いて測定された前記投影光学系の瞳透過率分布の測定結果に基づいて、前記所定のパターンを照明する照明条件を変更すること、
を含むことを特徴とする制御方法。 - 前記照明条件は、前記照明光学系による前記第1面での照度分布および前記照明光学系の瞳での瞳輝度分布のうちの少なくとも一方であることを特徴とする請求項24に記載の制御方法。
- 所定のパターンを照明することと、投影光学系を用いて前記所定のパターンを感光性基板に露光することとを含む露光方法において、
請求項1乃至21のいずれか1項に記載の測定方法を用いて測定された前記投影光学系の瞳透過率分布の測定結果に基づいて、前記所定のパターンを照明する照明条件を変更すること、
を含むことを特徴とする露光方法。 - 所定のパターンを照明することと、投影光学系を用いて前記所定のパターンを感光性基板に露光することとを含む露光方法において、
請求項1乃至21のいずれか1項に記載の測定方法を用いて測定された前記投影光学系の瞳透過率分布の測定結果に基づいて作成されたパターンを用いること、
を含むことを特徴とする露光方法。 - 請求項26または27に記載の露光方法を用いて、前記所定のパターンを前記感光性基板に露光することと、
前記所定のパターンが転写された前記感光性基板を現像し、前記所定のパターンに対応する形状のマスク層を前記感光性基板の表面に形成することと、
前記マスク層を介して前記感光性基板の表面を加工することと、
を含むことを特徴とするデバイス製造方法。 - 被検光学系の瞳透過率分布を測定する測定装置において、
前記被検光学系の瞳と光学的にフーリエ変換の関係にある第1面に設置可能な回折格子であって、到達した光を回折する回折格子と、
前記第1面に設置された前記回折格子を経て生成された前記光の+1次回折光が前記瞳の有効領域内の第1瞳部分領域を通過し且つ前記回折格子を経て生成された前記光の−1次回折光が前記有効領域内において前記第1瞳部分領域から離れた第2瞳部分領域を通過するように、前記被検光学系の光軸に対して傾いた光束を前記第1面の所定位置に入射させる照明光学系と、
前記第1瞳部分領域および前記被検光学系を経た前記光の+1次回折光の強度と、前記第2瞳部分領域および前記被検光学系を経た前記光の−1次回折光の強度とを計測する計測部と、を備え、
前記光の+1次回折光の強度の計測値および前記光の−1次回折光の強度の計測値に基づいて、前記第1瞳部分領域における瞳透過率と前記第2瞳部分領域における瞳透過率との比を求める測定装置。 - 請求項29に記載の測定装置において、
前記照明光学系は、前記瞳と光学的に共役な第1共役面において前記照明光学系の光軸から離れた位置に局在した光強度分布を有する少なくとも1つの局在光束を形成する局在光束形成部を有する。 - 請求項30に記載の測定装置において、
前記局在光束形成部は、前記第1共役面において照明光路に対して挿脱可能な開口絞りを有する。 - 請求項30または31に記載の測定装置において、
前記局在光束形成部は、前記第1共役面において前記照明光学系の前記光軸から離れた位置に局在した光強度分布を形成するために、前記第1共役面へ向かう光束に角度分布を与える空間光変調器を有する。 - 請求項32に記載の測定装置において、
前記空間光変調器は、回折光学素子またはミラーアレイを有する。 - 請求項29乃至33のいずれか1項に記載の測定装置において、
前記回折格子は、位相型の回折格子を含む。 - 請求項34に記載の測定装置において、
前記位相型の回折格子は、透過光に対して第1の位相値を付与する第1位相領域と、透過光に対して前記第1の位相値とπだけ異なる第2の位相値を付与する第2位相領域とが交互に配置された形態を有する。 - 請求項34に記載の測定装置において、
前記位相型の回折格子は、矩形状の前記第1位相領域と矩形状の前記第2位相領域とが市松格子状に配置された形態を有する。 - 請求項29乃至36のいずれか1項に記載の測定装置において、
前記計測部は、前記瞳と光学的に共役な第2共役面と前記被検光学系との間の光路中に配置された対物光学系と、前記第1瞳部分領域および前記対物光学系を経た前記光の+1次回折光および前記第2瞳部分領域および前記対物光学系を経た前記光の−1次回折光を前記第2共役面において光電検出する光電検出器とを有する。 - 請求項37に記載の測定装置は、さらに、
前記被検光学系と前記対物光学系との間の光路中において前記第2共役面と光学的にフーリエ変換の関係にある第2面に設置可能な第2の回折格子を備える。 - 請求項29乃至36のいずれか1項に記載の測定装置において、
前記計測部は、前記被検光学系に関して前記第1面と光学的に共役な第2面から離れた位置に配置されて、前記第1瞳部分領域を経た前記光の+1次回折光および前記第2瞳部分領域を経た前記光の−1次回折光を前記離れた位置において光電検出する光電検出器を有する。 - 請求項39に記載の測定装置は、さらに、
前記第2面に設置可能な第2の回折格子を備える。 - 請求項38または40に記載の測定装置において、
前記第2の回折格子は、位相型の回折格子を含む。 - 請求項41に記載の測定装置において、
前記第2の回折格子は、透過光に対して第1の位相値を付与する第1位相領域と、透過光に対して前記第1の位相値とπだけ異なる第2の位相値を付与する第2位相領域とが交互に配置された形態を有する。 - 請求項42に記載の測定装置において、
前記第2の回折格子は、矩形状の前記第1位相領域と矩形状の前記第2位相領域とが市松格子状に配置された形態を有する。 - 所定のパターンを照明する照明光学系と、前記所定のパターンの像を感光性基板上に形成する投影光学系とを備えた露光装置であって、
請求項1乃至21のいずれか1項に記載の測定方法により測定された前記投影光学系の瞳透過率分布の測定結果に基づいて、前記所定のパターンの照明条件を切り換えるために前記照明光学系を制御する制御部を備えた露光装置。 - 請求項44に記載の露光装置において、
前記照明条件は、前記照明光学系による前記第1面での照度分布および前記照明光学系の瞳での瞳輝度分布のうちの少なくとも一方である。 - 所定のパターンを照明する照明光学系と、前記所定のパターンの像を感光性基板上に形成する投影光学系とを備えた露光装置であって、
前記投影光学系の瞳透過率分布を測定するための請求項29乃至43のいずれか1項に記載の測定装置を備えた露光装置。 - 請求項44乃至46のいずれか1項に記載の露光装置を用いて、前記所定のパターンを前記感光性基板に露光することと、
前記所定のパターンが転写された前記感光性基板を現像し、前記所定のパターンに対応する形状のマスク層を前記感光性基板の表面に形成することと、
前記マスク層を介して前記感光性基板の表面を加工することと、を備えたデバイス製造方法。 - 請求項47に記載のデバイス製造方法において、
前記露光することでは、前記投影光学系の瞳透過率分布の測定結果に基づいて作成されたパターンが用いられる。 - 請求項1乃至8、10乃至16のいずれか1項に記載の測定方法を実施する際に用いられる測定用レチクルであって、
前記第1位相領域および前記第2位相領域が前記測定用レチクルの表面上に形成された測定用レチクル。 - 請求項49に記載の測定用レチクルにおいて、
光透過性基板の表面に前記第1位相領域および前記第2位相領域が形成されている。 - 請求項9乃至16の何れか1項に記載の測定方法を実施する際に用いられる開口絞りであって、
前記第1の光束を供給する照明光学系の光路中であって前記瞳と光学的に共役な第1共役面において前記照明光学系の光軸から離れた位置に局在した光強度分布を形成するために、前記離れた位置に形成された開口部を備えた開口絞り。 - 請求項9乃至16の何れか1項に記載の測定方法を実施する際に用いられる空間光変調器であって、
前記第1の光束を供給する照明光学系の光路中であって前記瞳と光学的に共役な第1共役面において前記照明光学系の光軸から離れた位置に局在した光強度分布を形成するために、前記第1共役面へ向かう光束に角度分布を与える空間光変調器。 - 請求項52に記載の空間光変調器は、回折光学素子またはミラーアレイを備える。
- 請求項9乃至16の何れか1項に記載の測定方法を実施する際に用いられる空間光変調器の制御方法であって、
前記第1の光束を供給する照明光学系の光路中であって前記瞳と光学的に共役な第1共役面において前記照明光学系の光軸から離れた位置に局在した光強度分布を形成するために、前記第1共役面へ向かう光束に角度分布を与えるように、前記空間変調器を制御する空間光変調器の制御方法。 - 請求項54に記載の制御方法を処理装置に実行させるプログラム。
- 請求項54に記載の制御方法をコンピュータに実行させるコンピュータプログラムを格納する、コンピュータが読み込み可能な媒体。
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