JP2013225673A - リソグラフィ方法および装置 - Google Patents

Abstract

【課題】リソグラフィ装置における投影システムのアポディゼーション特性を決定する方法および装置を提供する。
【解決手段】該方法は、照明視野の所与の点からの光が少なくとも３つの異なる光路に沿って投影システムを通過することを可能にすることと、その後、投影視野において２つの異なる光路から受けた光の強度差を決定することと、強度差から投影システムのアポディゼーション特性を計算することとを含む。照明視野における強度分布が分かっている必要はない。異なる光路を設けるために、異なる向きのくさびを備えるピンホールレチクルを使用する。
【選択図】図４

Description

[0001] 本発明は、リソグラフィ方法および装置、特に、リソグラフィ装置の一部の光学特性を決定する方法および装置に関する。

[0002] リソグラフィ装置は、所望のパターンを基板のターゲット部分上に付与する機械である。リソグラフィ装置は、例えば、集積回路（ＩＣ）の製造に用いることができる。その場合、ＩＣの個々の層に対応する回路パターンを生成するために、マスクまたはレチクルとも呼ばれるパターニングデバイスを用いることができ、このパターンは、放射感応性材料（レジスト）層を有する基板（例えば、シリコンウェーハ）上のターゲット部分（例えば、ダイの一部、または１つ以上のダイを含む）に結像することができる。一般には、単一の基板が、連続的に露光される隣接したターゲット部分のネットワークを含んでいる。公知のリソグラフィ装置としては、ターゲット部分上にパターン全体を一度に露光することにより各ターゲット部分を照射する、いわゆるステッパ、およびビームによってある特定の方向（「スキャン」方向）にパターンをスキャンすると同時に、この方向に平行または逆平行に基板をスキャンすることにより各ターゲット部分を照射する、いわゆるスキャナが含まれる。

[0003] リソグラフィ装置は、照明システムと投影システムとを含む光学システムを備える。投影システムは、アポディゼーション特性を有することが知られている。アポディゼーションとは、光学システムの強度プロファイルの変化を指す。場合によっては、アポディゼーションを意図的に取り入れて望ましい結果を達成し、別の場合においては、アポディゼーションは光学システムの固有の特性であり得る。リソグラフィのいくつかの設計において、投影システムのアポディゼーション特性は重要であり、そのアポディゼーション特性が何であるかを知ることが望ましい。こうした特性を測定すること、または決定することは容易でなく、投影システムの前方の照明視野における光分布の情報を従来から必要としている。これは決定することが難しい場合があり、投影システムのアポディゼーション特性を知ることに対する障害を提示する。

[0004] 従って、照明視野における光分布の情報を必要とせずに投影システムのアポディゼーション特性を決定する方法を提供することが望ましい。

[0005] 本発明の第一態様によれば、照明システムと投影システムとを備える光学システムのアポディゼーション特性を決定する方法であって、照明視野の所与の点からの光が少なくとも第１光路、第２光路、および第３光路に沿って投影システムを通過することを可能にすることと、投影視野において第１光路および第２光路から受けた光の第１強度差を決定することと、投影視野において第１光路および第３光路から受けた光の第２強度差を決定することと、前記光の第１強度差および前記光の第２強度差から投影システムのアポディゼーション特性を計算することと、を含む、方法が提供される。

[0006] 本発明のいくつかの実施形態において、システムの光軸に垂直な第１方向に配置された複数の点から光が投影システムを通過することを可能にする。

[0007] 一例において、少なくとも第１光路、第２光路、および第３光路は、照明システムと投影システムとの間に光学素子を配置することによって作り出される。光学素子は、異なる向きを有する光学くさびを備えてよく、またはブレーズ格子を備えてよい。

[0008] 本発明の特定の実施形態において、該方法は、照明システムと投影システムとの間に、光学くさびによって少なくとも一部が覆われたピンホールのアレイを備えるレチクルを配置することと、くさび／ピンホール対を形成することと、ピンホールを連続的に照明することと、を含む。一例において、アレイは、第１方向の第１の数の対と第２方向の第２の数の対とを備え、該第２方向の対の列において、くさびの向きは、各対において異なる。一例において、アレイにおいて、第２方向の対の列は、４つのピンホール／くさび対を備える。一例において、第２方向の対の列において、くさびは、９０°の間隔で互いに対して向く。

[0009] 本発明の第一態様によれば、照明システムと投影システムとを備える光学システムのアポディゼーション特性を決定する装置であって、光学システムを通過する放射ビームを生成する手段と、照明視野の所与の点からの光が少なくとも第１光路、第２光路、および第３光路に沿って投影システムを通過することを可能にする手段と、投影視野において受けた光を感知するセンシング手段と、投影視野において第１光路および第２光路から受けた光の第１強度差を決定する手段と、投影視野において第１光路および第３光路から受けた光の第光強度差を決定する手段と、前記光の第１強度差および前記光の第２強度差から投影システムのアポディゼーション特性を計算する手段と、を備える、装置が提供される。

[0010] 一例において、光が少なくとも第１光路、第２光路、および第３光路に沿って進むことを可能にする手段は、照明システムと投影システムとの間に設けられた光学素子を備える。そのような光学素子は、多数の光学くさびを備えてよく、またはブレーズ格子を備えてよい。

[0011] 特定の実施形態において、光学素子は、照明システムと投影システムとの間に設けられたレチクルを備え、該レチクルは、ピンホールのアレイを備え、ピンホールの少なくともいくつかは、ピンホール／くさび対を形成する関連した光学くさびを有する。一例において、アレイは、第１方向の第１の数の対と第２方向の第２の数の対とを備え、該第２方向の対の列において、くさびの向きは、各対において異なる。一例において、アレイにおいて、第２方向の対の列は、４つのピンホール／くさび対を備える。一例において、第２方向の対の列において、くさびは、９０°の間隔で互いに対して向く。

[0012] 一例において、センシング手段は、カメラを含むセンサモジュールを備える。該カメラは、例えば、遠視野カメラとすることができる。

[0013] 本発明のさらなる特徴および利点、ならびに本発明のさまざまな実施形態の構造および動作を、添付の図面を参照して以下に詳細に説明する。なお本発明は、本明細書に記載の特定の実施形態に限定されない。このような実施形態は、例示のためにのみ本明細書で示される。本明細書の教示に基づいて、追加の実施形態が当業者には明らかであろう。

[0014] 本明細書に組み込まれ、かつ明細書の一部を形成する添付の図面は、本発明を示し、さらに説明とともに本発明の原理を説明し、かつ当業者が本発明を行い使用することを可能とするのに役立つ。

[0015] 図１は、本発明の一実施形態に係るリソグラフィ装置を示す。 [0016] 図２は、リソグラフィ装置の光学系を概略的に示す。 [0017] 図３は、本発明の一実施形態において用いられるピンホールレチクルの概略上面図である。 [0018] 図４（ａ）〜４（ｃ）は、光円錐の方向に対する光学くさびの効果を示す。 [0019] 図５は、本発明の一実施形態に従って、光学くさびの使用の結果としての、光学システムを通る光路のシフトを示す。

[0020] 本発明の特徴および利点は、これらの図面と併せて以下に記載される詳細な説明からより明らかになるであろう。図面において、同じ参照記号は、全体を通じて対応する要素を特定する。図面において、同じ参照番号は、基本的に、同一の、機能的に同様な、および／または構造的に同様な要素を示す。ある要素が初めて登場する図面は、対応する参照番号における左端の数字によって示される。

[0021] 本明細書は、本発明の特徴を組み込んだ１つ以上の実施形態を開示する。開示される実施形態は本発明を例示するに過ぎない。本発明の範囲は開示される実施形態に限定されない。

[0022] 説明される（１つ以上の）実施形態、および明細書中の「一実施形態」、「ある実施形態」、「例示的な実施形態」等への言及は、説明される実施形態が特定の特徴、構造、または特性を含み得ることを示すが、必ずしもすべての実施形態がその特定の特徴、構造、または特性を含んでいなくてもよい。また、かかる表現は、必ずしも同じ実施形態を指すものではない。また、特定の特徴、構造、または特性がある実施形態に関連して説明される場合、かかる特徴、構造、または特性を他の実施形態との関連においてもたらすことは、それが明示的に説明されているか否かにかかわらず、当業者の知識内のことであると理解される。

[0023] 本発明の実施形態は、ハードウェア、ファームウェア、ソフトウェア、またはそれらのあらゆる組合せにおいて実施され得る。本発明の実施形態はまた、機械可読媒体に記憶され、１つまたは複数のプロセッサにより読み出され実行され得る命令として実施されてもよい。機械可読媒体は、機械（例えば、コンピュータデバイス）によって読み取りが可能な形態で情報を記憶または送信するためのあらゆるメカニズムを含み得る。例えば、機械可読媒体は、読出し専用メモリ（ＲＯＭ）、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、磁気ディスク記憶媒体、光記憶媒体、フラッシュメモリデバイス、または電気、光、音、もしくはその他の形態の伝搬信号（例えば、搬送波、赤外線信号、デジタル信号等）、などを含み得る。また、本明細書において、ファームウェア、ソフトウェア、ルーチン、命令が何らかの動作を行うと説明されることがある。しかし、そのような説明は単に便宜上のものであり、かかる動作は実際には、コンピュータデバイス、プロセッサ、コントローラ、またはファームウェア、ソフトウェア、ルーチン、命令等を実行する他のデバイスによるものであることが理解されるべきである。

[0024] このような実施形態をより詳細に説明する前に、本発明の実施形態が実施され得る例示的な環境を提示することが有益である。

[0025] 本明細書において、ＩＣ製造におけるリソグラフィ装置の使用について具体的な言及がなされているが、本明細書記載のリソグラフィ装置が、集積光学システム、磁気ドメインメモリ用のガイダンスパターンおよび検出パターン、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）、薄膜磁気ヘッド等の製造といった他の用途を有し得ることが理解されるべきである。当業者にとっては当然のことであるが、そのような別の用途においては、本明細書で使用される「ウェーハ」または「ダイ」という用語はすべて、それぞれより一般的な「基板」または「ターゲット部分」という用語と同義であるとみなしてよい。本明細書に記載した基板は、露光の前後を問わず、例えば、トラック（通常、基板にレジスト層を塗布し、かつ露光されたレジストを現像するツール）、メトロロジーツール、またはインスペクションツールで処理されてもよい。適用可能な場合には、本明細書中の開示内容を上記のような基板プロセシングツールおよびその他の基板プロセシングツールに適用してもよい。さらに基板は、例えば、多層ＩＣを作るために複数回処理されてもよいので、本明細書で使用される基板という用語は、すでに多重処理層を包含している基板を表すものとしてもよい。

[0026] 本明細書で使用される「放射」および「ビーム」という用語は、紫外線（ＵＶ）（例えば、３６５ｎｍ、２４８ｎｍ、１９３ｎｍ、１５７ｎｍ、または１２６ｎｍの波長を有する）、および極端紫外線（ＥＵＶ）（例えば、５〜２０ｎｍの範囲の波長を有する）、ならびにイオンビームや電子ビームなどの微粒子ビームを含むあらゆる種類の電磁放射を包含している。

[0027] 本明細書において使用される「パターニングデバイス」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ように、放射ビームの断面にパターンを与えるために使用できるデバイスを指していると、広く解釈されるべきである。なお、留意すべき点として、放射ビームに付与されたパターンは、基板のターゲット部分内の所望のパターンに正確に一致しない場合もある。通常、放射ビームに付けたパターンは、集積回路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機能層に対応することになる。

[0028] パターニングデバイスは、透過型であっても、反射型であってもよい。パターニングデバイスの例としては、マスク、プログラマブルミラーアレイ、およびプログラマブルＬＣＤパネルが含まれる。マスクは、リソグラフィでは公知であり、バイナリ、レベンソン型(alternating)位相シフト、およびハーフトーン型(attenuated)位相シフトなどのマスク型、ならびに種々のハイブリッドマスク型を含む。プログラマブルミラーアレイの一例では、小型ミラーのマトリックス配列が用いられており、各小型ミラーは、入射する放射ビームを様々な方向に反射させるように、個別に傾斜させることができる。このように、反射されたビームにパターン形成する。

[0029] サポート構造は、パターニングデバイスを保持する。サポート構造は、パターニングデバイスの向き、リソグラフィ装置の設計、および、パターニングデバイスが真空環境内で保持されているか否かなどの他の条件に応じた方法で、パターニングデバイスを保持する。サポート構造は、機械クランプ式、真空式、またはその他のクランプ技術、例えば、真空条件下の静電クランプを使用することができる。サポート構造は、例えば、必要に応じて固定または可動式にすることができるフレームまたはテーブルであってもよく、また、サポート構造は、パターニングデバイスを、例えば、投影システムに対して所望の位置に確実に置くことができる。本明細書において使用される「レチクル」または「マスク」という用語はすべて、より一般的な「パターニングデバイス」という用語と同義であると考えるとよい。

[0030] 本明細書において使用される「投影システム」という用語は、例えば、使われている露光放射にとって、あるいは液浸流体の使用または真空の使用といった他の要因にとって適切な、屈折型光学系、反射型光学系、および反射屈折型光学系を含むさまざまな型の投影システムを包含していると広く解釈されるべきである。本明細書において使用される「投影レンズ」という用語はすべて、より一般的な「投影システム」という用語と同義であると考えるとよい。

[0031] 照明システムとしては、放射ビームを誘導し、整形し、または制御するための、屈折型、反射型、および反射屈折型の光学コンポーネントなどのさまざまなタイプの光学コンポーネントを内包することもでき、そのようなコンポーネントも、以下に総称してまたは単独で「レンズ」と呼ぶことがある。

[0032] 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（および／または２つ以上のサポート構造）を有する型のものであってもよい。そのような「マルチステージ」マシンにおいては、追加のテーブルを並行して使うことができ、または予備工程を１つ以上のテーブル上で実行しつつ、別の１つ以上のテーブルを露光用に使うこともできる。

[0033] また、リソグラフィ装置は、投影システムの最終素子と基板との間の空間を満たすように、基板を比較的高屈折率を有する液体（例えば水）に浸漬するタイプのものであってもよい。浸漬技術は、投影システムの開口数を増加させることで当技術分野において周知である。

[0034] 図１は、本発明の一実施形態に係るリソグラフィ装置を概略的に示している。このリソグラフィ装置は、放射ビームＢ（例えば、ＵＶ放射）を調整するように適合された照明システムＩＬと、マスクなどのパターニングデバイスＭＡを保持するように構成され、かつ投影システムＰＳに対して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位置決めデバイスＰＭに連結された、マスクテーブルなどのサポート構造ＭＴとを含む。投影システムＰＳは、パターニングデバイスＭＡによってビームＢに付けられたパターンを基板Ｗのターゲット部分Ｃ上に結像するように適合されている。また、リソグラフィ装置は、レジストコートウェーハ）などの基板Ｗを保持するように構成され、かつ投影システムＰＳに対して基板を正確に位置決めするように構成された第２位置決めデバイスＰＷに連結された、ウェーハテーブルなどの基板テーブルＷＴを含む。

[0035] 照明システムとしては、放射を誘導し、整形し、または制御するための、屈折型、反射型、磁気型、電磁型、静電型、またはその他のタイプの光学コンポーネント、あるいはそれらのあらゆる組合せなどのさまざまなタイプの光学コンポーネントを含むことができる。

[0036] サポート構造ＭＴは、パターニングデバイスの向き、リソグラフィ装置の設計、および、パターニングデバイスが真空環境内で保持されているか否かなどの他の条件に応じた態様で、パターニングデバイスＭＡを保持する。サポート構造は、機械式、真空式、静電式またはその他のクランプ技術を使って、パターニングデバイスを保持することができる。サポート構造は、例えば、必要に応じて固定または可動式にすることができるフレームまたはテーブルであってもよい。サポート構造は、パターニングデバイスを、例えば、投影システムに対して所望の位置に確実に置くことができる。

[0037] 「パターニングデバイス」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ように、放射ビームの断面にパターンを与えるために使用できるあらゆるデバイスを指していると、広く解釈されるべきである。放射ビームに付けたパターンは、集積回路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とができる。

[0038] パターニングデバイスは、透過型であっても、反射型であってもよい。パターニングデバイスの例としては、マスク、プログラマブルミラーアレイ、およびプログラマブルＬＣＤパネルが含まれる。マスクは、リソグラフィでは公知であり、バイナリ、レベンソン型位相シフト、およびハーフトーン型位相シフトなどのマスク型、ならびに種々のハイブリッドマスク型を含む。プログラマブルミラーアレイの一例では、小型ミラーのマトリックス配列が用いられており、各小型ミラーは、入射する放射ビームを様々な方向に反射させるように、個別に傾斜させることができる。傾斜したミラーは、ミラーマトリックスによって反射された放射ビームにパターンを付ける。

[0039] 照明システムなどの投影システムは、使われている露光放射にとって、あるいは真空の使用といった他の要因にとって適切な、屈折型、反射型、磁気型、電磁型、静電型、またはその他のタイプの光学コンポーネント、あるいはそれらのあらゆる組合せなどのさまざまなタイプの光学コンポーネントを含むことができる。ガスは放射を吸収し過ぎることがあるため、ＥＵＶ放射に対して真空を用いることが望ましい場合がある。従って、真空壁および真空ポンプを用いて、真空環境をビーム経路全体に提供することができる。リソグラフィ装置のある部分に一部のガスが供給されることがあり、それにより、例えば、ガス流を用いてリソグラフィ装置の光学コンポーネントに汚染が到達する可能性を低減させることが可能になる。

[0040] 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（および／または２つ以上のマスクテーブル）を有する型のものであってもよい。そのような「マルチステージ」マシンにおいては、追加のテーブルを並行して使うことができ、または予備工程を１つ以上のテーブル上で実行しつつ、別の１つ以上のテーブルを露光用に使うこともできる。

[0041] 図１に示すとおり、リソグラフィ装置は、透過型マスクＭＡを採用している透過型のものである。また、リソグラフィ装置は、プログラマブルミラーアレイを採用している反射型のものであってもよい。

[0042] イルミネータＩＬは、放射源ＳＯから放射ビームを受ける。イルミネータＩＬは、外側および／または内側半径範囲を設定するように構成された調整デバイスＡＤと、インテグレータＩＮと、コンデンサＣＯとを備える。放射源ＳＯは、少なくとも２つのレーザ、例えば、ＵＶエキシマレーザを含む。図１の説明の便宜上、単一の放射源ＳＯが示され、放射源ＳＯは両方のレーザを備えることができ、あるいは、各々が単一のレーザを有する複数の放射源ＳＯを設けることができ、これらのレーザのビームは、投影システムＰＳに入る前または後に結合される。所定の範囲の代替の光学構成が可能であるものの、注意するべき重要な点は、装置が、放射をターゲットに供給するように構成された少なくとも２つのレーザを含むことである。また、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含むビームデリバリシステムＢＤが設けられる。放射源ＳＯおよびビームデリバリシステムＢＤを組み合わせて、適切な放射ビームを投影システムに与える放射システムを形成する。この放射ビームＢは少なくとも２つのレーザからの放射を含むことが理解されるであろう。また、当該ビームは当該少なくとも２つのレーザからの放射の交互パルスを含み得ることが理解されるであろう。

[0043] 投影システムＰＳは、ウェーハレベルでの投影システムＰＳの開口数を選択された値に設定するために使用される調整可能な開放口を有する絞りを含み得る。

[0044] 放射ビームＢは、サポート構造ＭＴ上に保持されているパターニングデバイスＭＡに入射する。パターニングデバイスを通り抜けた後、放射ビームＢは投影システムＰＳを通過し、投影システムＰＳは、基板Ｗのターゲット部分Ｃ上にビームの焦点をあわせる。第２位置決めデバイスＰＷおよび位置センサＩＦ（例えば、干渉計デバイス）を使って、さまざまなターゲット部分Ｃを放射ビームＢの経路内に位置決めするように、基板テーブルＷＴを正確に動かすことができる。同様に、第１位置決めデバイスＰＭおよび別の位置センサをアライメントマークＭ１およびＭ２ならびにＰ１およびＰ２とともに使い、パターニングデバイスＭＡを放射ビームＢの経路および基板Ｗに対して正確に位置決めすることもできる。通常、サポート構造ＭＴおよび基板テーブルＷＴの移動は、粗動位置決め用のロングストロークモジュールおよび微動位置決め用のショートストロークモジュールを使って達成される。ただし、ステッパの場合は（スキャナとは対照的に）、サポート構造は、ショートストロークアクチュエータのみに連結されてもよく、または固定されてもよい。

[0045] 例示の装置は、以下に説明するモードのうち少なくとも１つのモードで使用できる。
１．ステップモードにおいては、サポート構造（例えば、マスクテーブル）ＭＴおよび基板テーブルＷＴを基本的に静止状態に保ちつつ、放射ビームに付けられたパターン全体を一度にターゲット部分Ｃ上に投影する（すなわち、単一静的露光）。その後、基板テーブルＷＴは、Ｘおよび／またはＹ方向に移動され、それによって別のターゲット部分Ｃを露光することができる。
２．スキャンモードにおいては、サポート構造（例えば、マスクテーブル）ＭＴおよび基板テーブルＷＴを同期的にスキャンする一方で、放射ビームに付けられたパターンをターゲット部分Ｃ上に投影する（すなわち、単一動的露光）。サポート構造（例えば、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（縮小）拡大率および像反転特性によって決めることができる。
３．別のモードにおいては、プログラマブルパターニングデバイスを保持した状態で、サポート構造（例えば、マスクテーブル）ＭＴを基本的に静止状態に保ち、また基板テーブルＷＴを動かす、またはスキャンする一方で、放射ビームに付けられているパターンをターゲット部分Ｃ上に投影する。このモードにおいては、通常、パルス放射源が採用されており、さらにプログラマブルパターニングデバイスは、基板テーブルＷＴの移動後ごとに、またはスキャン中の連続する放射パルスと放射パルスとの間に、必要に応じて更新される。この動作モードは、前述の型のプログラマブルミラーアレイといった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容易に適用することができる。

[0046] 上述の使用モードの組合せおよび／またはバリエーション、あるいは完全に異なる使用モードもまた採用可能である。

[0047] 従来の装置について知られている問題は、ビームが投影システムＰＬを通過する際のアポディゼーションの問題である。アポディゼーションは、光ビームの角強度分布が均一でない、特に、強度がビームの縁において低下する、周知の光学現象である。レンズアポディゼーションは、特に、例えば、相補的位相シフトマスクを用いるシステムにおいて深刻化する問題となっている。そのようなマスクは、通常、システムの光軸の周りに集中する光を伴うコヒーレント光によって照明される。回折光は０次ビームを含まず、システムの開口の縁に向かってより誘導される。このような回折ビームと回折ビームとの間の隔離距離（従って、光軸までの距離）は、結像されているフィーチャの解像度に比例する。アポディゼーションは、結像されているラインの解像度に依存する同等のドーズエラーにつながるおそれがある。従って、経時的に、かつシステム間でドリフトが起こり得る場合、１つの装置においてレンズアポディゼーションおよびレンズアポディゼーション差の両方を測定可能であることが重要である。

[0048] アポディゼーションを正確に測定するために、ウェーハレベルの光分布と比較するようにレチクルレベルの光分布が分かっていることが必要である。現在、公知のアポディゼーション決定技術において、レチクルレベルの光分布が（例えば、均一の分布を有すると）想定されているが、このことは必ずしも常に当てはまらない。このことに対する１つの解決策は、レチクルレベルの光分布を直接に測定することであり得るが、このことは可能でない、または容易でない場合がある。本発明は、少なくともいくつかの実施形態において、レンズの異なる部分を用いて（何が起きようとも）同一の光分布の複数のシフトされたコピーを測定するという代替案を提示する。

[0049] 図２は、本発明の一実施形態の背景にある基本的な概念を概略的に示している。図２は、照明システムＩＬの瞳１と投影システムＰＬの瞳２とを示す。ピンホールレチクル３は、照明システムＩＬの瞳１と投影システムＰＬの瞳２との間に設けられ、通常、照明システムＩＬの焦点面に配置される。すなわち、ピンホールレチクルは、使用中、マスクＭＡが配置されるであろう平面に配置される。ピンホールレチクル３を、以下により詳細に説明する。投影システムＰＬの下方に設けられるのは、カメラ瞳４を有するカメラを含むセンサモジュールを備えるセンシング手段である。カメラ瞳４は、基板Ｗが使用中に配置されるであろう平面と略同一の平面に配置される。カメラは、結像光学系を用いずに遠視野面に設けられてよく、または、結像光学系を用いて瞳面に配置されてよい。

[0050] 図３は、ピンホールレチクル３の構造をより詳細に示している。レチクル３は、Ｘ方向およびＹ方向の規則的なアレイに設けられた光学くさび５のアレイを備える。図３に示すとおり、アレイは、Ｘ方向の７つの光学くさびとＹ方向の４つの光学くさびとを備える。Ｘ方向のくさびの数は、自由に選択することができるが、Ｙ方向のくさびの数は、以下にさらに説明するように重要である。各くさび５はレチクル基板６上に設けられ、ピンホールは各くさびの下に配置される。

[0051] 図４（ａ）〜図４（ｃ）は、くさび５の形状を示している。くさびは、レチクル基板６上に設けられ、各くさびは、基板６の表面に対して角度が付いた上面を有する。上面の角度は所望のとおりに選択されてよく、通常、より高い解像度につながるより小さい角度とより良好な信号対雑音比を生じさせるより大きい角度との妥協点である。くさび５の目的は、光円錐をシフトすることである。単に説明のために設けられ、くさびが設けられないという条件を示す図４（ａ）と比較した図４（ｂ）および図４（ｃ）から分かるように、図４（ｂ）および図４（ｃ）のくさびが互いの鏡像である場合、図４（ｂ）および図４（ｃ）のくさびは、光円錐を右および左のそれぞれにシフトする。一例において、Ｙ軸およびＹ軸に対して±４５°および±１３５°である角度でそれぞれ配置されたくさびについて４つの向きが存在する。くさびについてのこれら４つの異なる方位位置(azimuthal positions)は、くさび５を示す三角形の向きによって図３に概略的に示されている。

[0052] 上述したアポディゼーションを決定する装置の使用をここで説明する。図４に戻って参照すると、くさび５の存在が視野面の光円錐を傾けさせることに注目することが重要である。このことは瞳面におけるシフトと同等である。使用中、ピンホールレチクル３は、照明瞳からの光がくさび５に関連付けられたピンホールを通過するようにオブジェクト面に位置決めされる。くさび５の向きに応じて光円錐がシフトされて、投影システムＰＬを通る別の経路を取る。Ｙ方向にピンホールレチクル３をシフトすることによって、光は、各々が異なる向きを有するくさびを備えた４つの連続したピンホールを通過し、その光はカメラを内蔵するセンサモジュールによって結像される前に、投影システムＰＳを通る４つの異なる経路を取る。センサモジュールにおいて受け取られた、４つのピンホール／くさび対の各々からの光の強度を測定し、各対において光は照明瞳の同一点から生じるので、光強度のいかなる差も投影システムＰＬの結果でしかなく、そのような差は、投影システムＰＬの２つの隣接する部分のアポディゼーションの差を表す。

[0053] 上記の例において、光は（Ｙ方向の）４つのピンホール／くさび対の１セットのうちの各ピンホール／くさび対を順に、次の４つの対のセットに移動する前に通過する。あるいは、光は、７つの対の第１列の各ピンホール／くさび対を連続的に通過し得る。そして、レチクルはＹ方向に移動し、第２列のピンホール／くさび対が照明され、そして、これが第３列および第４列に対して繰り返される。ただし、ピンホール／くさび対の照明の順序は、重要でない。実際には、Ｙ方向にレチクルを動かして次の列を照明する前に同時に１列のすべての７つのピンホール／くさび対を照明することが可能であり得る。

[0054] Ｘ方向のピンホール／くさび対の数を所望のとおりに選択できることが理解されるであろう。図３の実施形態では、例えば、４．２４ｍｍの間隔を有する、Ｘ方向に４つのピンホール／くさび対の７つのセットが存在するが、例えば２．１２ｍｍの間隔を有する４つのピンホール／くさび対の１４のセットなどの他の配置も可能である。ただし、Ｙ方向のピンホール／くさび対の数は制限される。２方向に光円錐をシフトすることは、最低２つのくさびに加えて基準を必要とするであろう。基準はくさびの形をとる必要はないが、（いくらかの反射損失を有することになる）くさびが無いことにより異なる光損失が存在することになるので、くさびの形をとることが望ましい。従って、投影レンズを通る３つの光路が形成される。すなわち、第１くさびによって第１光路が形成され、第２くさびによって第２光路が形成され、基準として機能する第３くさびによって第３光路が形成される。上述のとおり、基準の光路は、くさびを用いて必ずしも生成される必要はなく、ピンホールのみを用いて生成されてもよい。光強度を、第１、第２、および第３光路を通過する光について測定する。３つの測定値によって、第１測定値と第２測定値との間の第１測定強度差と、第１測定値と第３測定値との間の第２測定強度差とを決定することによって２つの導関数を計算することができる。くさびの角度は分かっているので、瞳面の光路の空間隔離距離が分かっている。測定された強度および空間隔離距離から、２次元のアポディゼーションマップを計算することができる。４つのくさびは、ＸＹ面の対称性の観点から都合がよいが、上述のとおり、本発明は、３つのくさびによっても実施することができる。図示の実施形態において、互いに対して９０°に向いて最大対称度をもたらすくさびを有するＹ方向の４つのくさび／ピンホール対が存在する。

[0055] 一例において、くさびによってすべてのピンホールが覆われるが、Ｙ方向の各列の１つのピンホールを覆われないままにして基準として機能することが可能であり得る。ただし、これは、それほど望ましくない。というのは考慮されるべき角度の関数としてのくさびに起因する損失が強いられるからである。

[0056] 図５は、Ｘ方向の固定位置についてＹ方向の各ピンホール／くさび対について異なるくさびの向きを有する、ＸおよびＹ方向に配置されたピンホール／くさび対のアレイを備えるピンホールレチクルとともにくさびを用いることによって、投影システムを通る光路をシフトする態様を全体として示している。すべての光がくさびを通過するので、くさびのアポディゼーションの影響が一定であり、従って強度差が計算される際にそのような影響を無視できることが理解されるであろう。

[0057] また、図５は、較正手順の一部を示している。オブジェクトレベルでの、くさびによって引き起こされた傾きを知ることは重要である。これは、すべての光が光軸の周りに集中するコヒーレント照明源を用いて測定することができる。カメラの光軸において小さい円を測定し、そして、ピンホール／くさび対を用いる際に、この小さい円はシフトされる。円がシフトされる量は、くさびの傾きの基準となる。この手順は、すべてのピンホール／くさび対について繰り返すことができる。

[0058] また、本発明の一実施形態に係る方法を用いることによって、照明瞳の光分布を分かっている必要がないことが理解されるであろう。というのは、照明視野の同一点からの光が投影システムを通る異なる経路に沿って誘導されて、センサモジュールによって検出された強度差が投影システムのみによって引き起こされるからである。

[0059] 光学くさびを用いることの代替物として、特定の波長における使用について最適化されたブレーズ回折格子を用いることも可能であり得る。

[0060] センサモジュールによって得られた隣接する点における光強度の測定値は、投影システムの瞳の２つの隣接する部分のアポディゼーション差に関するデータを含み、次に全アポディゼーションマップを構築するデジタル処理手段に送られ得る。これは、波面のずれたコピー間で波面差が測定されるシヤリング干渉法において用いられたアルゴリズムと同一の技術を用いて行われ得る。これらのコピーから、元の波面を再構築することができる。例えば、その全体が参照により本明細書に組み込まれる、Daniel Malacaraによる”Optical Shop Testing”（第２版）, John Wiley & Sons (1992)を参照されたい。センサモジュールからのデータが、必要なアルゴリズムを実施するソフトウェアを実行するコンピュータ処理手段を含み得る処理手段に送信されることが理解されるであろう。

[0061] 当然ながら、本発明の態様は、適切なハードウェアおよび／またはソフトウェアを介することを含むあらゆる便利な方法で実施することができる。例えば、本発明を実施するように設けられたデバイスは、適切なハードウェアコンポーネントを用いて作成され得る。あるいは、本発明の実施形態を実施するためにプログラマブルデバイスがプログラムされ得る。従って、本発明によって、本発明の態様を実施するための適切なコンピュータプログラムが提供される。そのようなコンピュータプログラムは、有形のキャリア媒体（例えば、ハードディスク、ＣＤ−ＲＯＭなど）および通信信号などの無形のキャリア媒体を含む適切なキャリア媒体で送ることができる

[0062] 以上、本発明の具体的な実施形態を説明してきたが、本発明は、上述以外の態様で実施できることが明らかである。上記の説明は、本発明を制限することを意図しているのではない。

[0063] 発明の概要および要約の項目は、発明者が想定するような本発明の１つ以上の例示的実施形態について述べることができるが、全部の例示的実施形態を述べることはできず、従って本発明および請求の範囲をいかなる意味でも制限しないものとする。

[0064] 本発明を、複数の特定の機能の実施およびそれらの関係を示す機能構成ブロックを用いて説明してきた。これらの機能構成ブロックの境界は、説明の都合上、本明細書において任意に定義されている。これらの特定の機能やそれらの関係が適切に実現される限り、別の境界を定義することができる。

[0065] 特定の実施形態に関する前述の説明は、本発明の全般的な特徴をすべて示すものであり、従って当業者の知識を適用すれば、過度の実験を行わなくとも、本発明の一般的な概念から逸脱することなく、そのような特定の実施形態などのさまざまな用途に対して容易に変更および／または改変を行うことができる。従って、そのような改変や変更は、本明細書で提示した教示ならびに説明に基づき、開示した実施形態の等価物の趣旨および範囲内に収まるものとする。なお、当然ながら、ここで用いた語法や用語は説明のためであって限定を意図するものではなく、本明細書の用語または語法は、上記教示や説明を考慮しながら当業者が解釈すべきものである。

[0066] 本発明の範囲は上述の例示的実施形態のいずれによっても限定されるべきでなく、添付の特許請求の範囲およびその等価物によってのみ規定されるべきである。

Claims (20)

1. 照明システムと投影システムとを備える光学システムのアポディゼーション特性を決定する方法であって、
   照明視野の所与の点からの光が少なくとも第１光路、第２光路、および第３光路に沿って前記投影システムを通過することを可能にすることと、
   投影視野において前記第１光路および前記第２光路から受けた光の第１強度差を決定することと、
   前記投影視野において前記第１光路および前記第３光路から受けた光の第２強度差を決定することと、
   前記光の第１強度差および前記光の第２強度差から前記投影システムのアポディゼーション特性を計算することと、
   を含む、方法。
2. 光が前記システムの光軸に垂直な第１方向に配置された複数の点から前記投影システムを通過することを可能にする、請求項１に記載の方法。
3. 前記少なくとも第１光路、第２光路、および第３光路は、前記照明システムと前記投影システムとの間に光学素子を配置することによって作り出される、請求項１または２に記載の方法。
4. 前記光学素子は、異なる向きを有する光学くさびを備える、請求項３に記載の方法。
5. 前記光学素子は、ブレーズ格子を備える、請求項３に記載の方法。
6. 前記照明システムと前記投影システムとの間に、光学くさびによって少なくとも一部が覆われたピンホールのアレイを備えるレチクルを配置することと、くさび／ピンホール対を形成することと、該くさび／ピンホール対を連続的に照明することと、を含む、請求項１に記載の方法。
7. 前記アレイは、第１方向の第１の数の対と第２方向の第２の数の対とを備え、該第２方向の対の列において、前記くさびの向きは、各対において異なる、請求項６に記載の方法。
8. 前記アレイにおいて、前記第２方向の対の列は、４つのピンホール／くさび対を備える、請求項７に記載の方法。
9. 前記第２方向の対の列において、前記くさびは、９０°の間隔で互いに対して向く、請求項８に記載の方法。
10. 前記光学システムは、リソグラフィ装置の一部である、請求項１乃至９のいずれかに記載の方法。
11. 照明システムと投影システムとを備える光学システムのアポディゼーション特性を決定する装置であって、
    前記光学システムを通過する放射ビームを生成する手段と、
    照明視野の所与の点からの光が少なくとも第１光路、第２光路、および第３光路に沿って前記投影システムを通過することを可能にする手段と、
    投影視野において受けた光を感知するセンシング手段と、
    前記投影視野において前記第１光路および前記第２光路から受けた光の第１強度差を決定する手段と、
    前記投影視野において前記第１光路および前記第３光路から受けた光の第２強度差を決定する手段と、
    前記光の第１強度差および前記光の第２強度差から前記投影システムのアポディゼーション特性を計算する手段と、
    を備える、装置。
12. 光が前記少なくとも第１光路、第２光路、および第３光路に沿って進むことを可能にする前記手段は、前記照明システムと前記投影システムとの間に設けられた光学素子を備える、請求項１１に記載の装置。
13. 前記光学素子は、光学くさびを備える、請求項１２に記載の装置。
14. 前記光学素子は、ブレーズ格子を備える、請求項１２に記載の装置。
15. 前記光学素子は、前記照明システムと前記投影システムとの間に設けられたレチクルを備え、該レチクルは、ピンホールのアレイを備え、各ピンホールは、ピンホール／くさび対を形成する関連した光学くさびを有する、請求項１２に記載の装置。
16. 前記アレイは、第１方向の第１の数の対と第２方向の第２の数の対とを備え、該第２方向の対の列において、前記くさびの向きは、各対において異なる、請求項１５に記載の装置。
17. 前記アレイにおいて、前記第２方向の対の列は、４つのピンホール／くさび対を備える、請求項１６に記載の装置。
18. 前記第２方向の対の列において、前記くさびは、９０°の間隔で互いに対して向く、請求項１７に記載の装置。
19. 前記センシング手段は、カメラを含むセンサモジュールを備える、請求項１１乃至１８のいずれか１項に記載の装置。
20. 前記光学システムは、リソグラフィ装置の一部である、請求項１１乃至１９のいずれか１項に記載の装置。