JP2015520358A - 小型自蔵式ホログラフィ及び干渉計デバイス - Google Patents

小型自蔵式ホログラフィ及び干渉計デバイス Download PDF

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Abstract

【課題】 物体及び参照ビーム経路内に存在する変位及び振動エラーを解消する方法を含む小型自蔵式ホログラフィ及び干渉計デバイス並びに方法が開示される。【解決手段】自蔵式装置（６００）は光を散乱させる被照明物体（３０２）と、物体ビーム（３５０）を形成する対物レンズ（３０４）とを含む。自蔵式装置はまた、対物レンズ（３０４）の瞳面（３０６）を通過する物体ビームの一部から参照ビーム（３５２）を形成する参照ビーム形成レンズ群（３０８）を含む。物体ビーム及び参照ビームは共用光路に沿って伝搬し、その結果、相対的変位及び振動エラーが解消される。自蔵式装置は、物体ビーム及び参照ビームが再結合して検出及び分析対象の干渉パターンを形成する画像面（３１６）を含む。自蔵式装置を用いて不安定性を解消する方法も開示される。【選択図】 図６

Description

（関連出願の相互参照）
[0001] 本出願は、２０１２年３月２９日出願の米国仮出願第６１／６１７，３４８号の利益を主張し、その全体が参照により本明細書に組み込まれる。
[0002] 本発明は、例えば、リソグラフィ技術によるデバイス製造で使用可能な検査装置に関する。
[0003] リソグラフィ装置は、所望のパターンを基板に、通常は基板のターゲット部分に適用する機械である。リソグラフィ装置は、例えば、集積回路（ＩＣ）の製造に使用可能である。このような場合、代替的にマスク又はレチクルとも呼ばれるパターニングデバイスを使用して、ＩＣの個々の層上に形成すべき回路パターンを生成することができる。このパターンを、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１つ又は幾つかのダイの一部を含む）に転写することができる。パターンの転写は通常、基板に設けた放射感応性材料（レジスト）の層への結像により行われる。一般的に、１枚の基板は、順次パターンが与えら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。従来のリソグラフィ装置は、パターン全体をターゲット部分に１回で露光することによって各ターゲット部分が照射される、いわゆるステッパと、基板を所与の方向（「スキャン」方向）と平行あるいは逆平行に同期的にスキャンしながら、パターンを所与の方向（「スキャン」方向）に放射ビームでスキャンすることにより、各ターゲット部分が照射される、いわゆるスキャナとを含む。パターンを基板にインプリントすることによっても、パターニングデバイスから基板へとパターンを転写することが可能である。
[0004] リソグラフィプロセスを監視するために、パターン形成された基板のパラメータが測定される。パラメータは、例えば、パターン形成された基板内又は基板上に形成された２つの層間のオーバレイ誤差と、現像された感光性レジストの限界線幅とを含んでもよい。この測定は、製品基板及び／又は専用のメトロロジーターゲット上で実行できる。走査型電子顕微鏡及び様々な専用ツールの使用を含め、リソグラフィプロセスで形成された微細構造を測定するための様々な技術がある。ホログラフィ及び干渉測定法は、微細構造を測定する関連した技術である。ホログラフィ又は干渉測定法を使用するいかなる装置においても物体ビームとの干渉のための干渉ビームを使用する必要がある。いずれの技術でも、レーザからの光は２つのビームに分割される。一方のビームは物体を照明するためのもので、他方は参照ビームを形成するためのものである。これら２つのビームは、実質的に異なる物体及び参照ビーム経路を辿る。
[0005] 以前のホログラフィ及び干渉測定法の欠点として、物体ビーム経路と参照ビーム経路が実質的に異なり、極めて高い寸法及び機械的安定性を必要とすることが挙げられる。テーブル、ベンチ及びその他の隔離構成を用いても振動を完全に解消することはできない。これは、高品質のホログラムの生成にとって、特に微細設定において重大な障害となる場合が多い。振動の影響を低減するホログラフィアセンブリの別の方法として、光及び参照ビーム経路が部分的に結合されてきた。しかしながら、この方法には、光ビーム経路と参照ビーム経路のかなり長い部分が互いに独立しているという欠点があり、その結果、この方法では振動の問題を解消できない。
[0006] したがって、改良型のホログラフィ及び干渉測定検査装置が必要である。
[0007] 一実施形態では、振動及び寸法の不安定性を解消する方法は、光ビームで物体を照明するステップと、チューブレンズを通して画像面上に物体ビームを誘導するように構成された対物レンズを用いて物体ビームを形成するステップとを含む。物体ビームとの共用光路に沿って参照ビームを伝搬させるように構成された参照ビームレンズ群を用いて、対物レンズの瞳面を通過する物体ビームの一部から参照ビームが形成される。この方法は、参照ビームと物体ビームとを結合させて画像面に干渉パターンを作成するステップをさらに含む。
[0008] 別の実施形態では、検査装置は、光ビームを生成するように構成された光源と、光ビームによって照明された物体ビームを誘導するように構成された対物レンズと、参照ビームレンズ群とを含む。参照ビームレンズ群は、対物レンズの瞳面を通過する物体ビームの一部から参照ビームを形成するように構成され、参照ビームは物体ビームとの共用光路に沿って伝搬する。検査装置は、物体ビームと参照ビームとを画像面上に誘導するように構成されたチューブレンズをさらに含む。さらに、プロセッサは、物体ビームと参照ビームとから画像面上に干渉パターンを決定するように構成されている。
[0009] 別の実施形態では、光学系内の方法は、光ビームで物体を照明するステップと、チューブレンズを通して光学系の主軸に沿って画像面上に物体ビームを誘導するように構成された顕微鏡レンズ装置を用いて物体ビームを形成するステップと、参照ビームを形成するステップとを含む。参照ビームは、顕微鏡レンズ装置の瞳面の中心部に位置する参照ビームレンズ群を用いて光学系の主軸に沿って形成され、参照ビームは、顕微鏡レンズ装置の瞳面を通過する物体ビームの一部から形成される。この方法は、参照ビームを物体ビームとの共用光路に沿って伝搬させるステップと、位相板を用いて参照ビームの位相をシフトさせるステップと、参照ビームと物体ビームとを結合させて画像面に干渉パターンを作成するステップとをさらに含む。
[0010] 別の実施形態では、顕微鏡検査方法は、被照明物体が散乱させる光から形成される物体ビームを光路及び光学装置長手方向の軸に沿って伝搬させるステップを含む。参照ビームも物体ビームと実質的に同時に光路に沿って伝搬し、参照ビームは被照明物体が散乱させる光の一部から形成される。参照ビームと物体ビームは画像面で干渉してホログラム像を生成する。
[0011] 別の実施形態では、顕微鏡検査方法は、被照明物体が散乱させる光から形成される物体ビームを光路内で長手方向の軸に沿って伝搬させる長手方向の軸を有する第１の光学装置を含む。第２の光学装置は第１の光学装置と一体化され、物体ビームと実質的に同時に光路内で長手方向に沿って被照明物体が散乱させる光の一部から形成される参照ビームを伝搬させる。参照ビームは画像面で物体ビームとの干渉を引き起こす。
[0012] 本発明の別の特徴及び利点並びに本発明の様々な実施形態の構造及び作用は、添付の図面を参照して以下に詳細に説明する。本発明は、本明細書に記載する特定の実施形態に限定されないことに留意されたい。このような実施形態は、例示のみを目的として本明細書に記載されている。本明細書に含まれる教示に基づいて当業者はさらなる実施形態を容易に思い付くであろう。
[0013] 本明細書に組み込まれ、その一部を形成する添付の図面は本発明を図示し、説明とともに、さらに本発明の原理を説明し、当業者が本発明を作成して使用できるようにする働きをする。
[0014]リソグラフィ装置を示す。 [0015]リソグラフィセル又はクラスタを示す。 [0016]球面波参照ビームを利用するある実施形態による干渉計／ホログラフィ装置の光学構成の概略図を示す。 [0017]平面波参照ビームを使用する別の実施形態による干渉計／ホログラフィ装置の光学構成の概略図を示す。 [0018]縮小構成で平面波参照ビームを使用する別の実施形態による干渉計／ホログラフィ装置の光学構成の概略図を示す。 [0019]図３の干渉計／ホログラフィ装置の光学構成の概略図を示す。 [0020]図４の干渉計／ホログラフィ装置の光学構成の概略図を示す。 [0021]画素化位相マスク動的干渉計を使用する別の実施形態による干渉計／ホログラフィ装置の光学構成の概略図を示す。 [0022]ヘテロダイン干渉測定／ホログラフィを使用する別の実施形態による干渉計／ホログラフィ装置の光学構成の概略図を示す。 [0023]図３〜図９に示す実施形態を実施するのに有用なコンピュータシステムハードウェアを示す。 [0024]振動によるエラーを解消するために光路を共有する方法の流れ図である。
[0025] 本発明の特徴及び利点は、同様の参照符号は全体を通して対応する要素を識別する図面を参照しながら以下の詳細な説明を読むことでさらに明白になろう。図面では、一般に、同様の参照番号が同一の、機能が類似した、及び／又は構造が類似する要素を示す。ある要素が最初に出現する図面は、対応する参照番号の左端の１つ又は複数の数字によって示される。
[0026] 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１つ又は複数の実施形態は本発明を例示するにすぎない。本発明の範囲は開示される１つ又は複数の実施形態に限定されない。本発明は、本明細書に添付される特許請求の範囲によって定義される。
[0027] 記載された実施形態、及び本明細書で「一実施形態」、「ある実施形態」、「例示的実施形態」などに言及した場合、それは記載された実施形態が特定の特徴、構造、又は特性を含むことができるが、それぞれの実施形態が必ずしも特定の特徴、構造、又は特性を含まないことがあることを示す。さらに、このようなフレーズは、必ずしも同じ実施形態に言及するものではない。さらに、ある実施形態に関連して特定の特徴、構造、又は特性について記載している場合、明示的に記載されているか、記載されていないかにかかわらず、このような特徴、構造、又は特性を他の実施形態との関連で実行することが当業者の知識にあることが理解される。
[0028] このような実施形態を詳述する前に、本発明の実施形態を実施することができる例示の環境を提示することが有用であろう。
[0029] 図１は、リソグラフィ装置を概略的に示したものである。この装置は、放射ビームＢ（例えばＵＶ放射又はＤＵＶ放射）を調節するように構成された照明システム（イルミネータ）ＩＬと、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築され、特定のパラメータに従っ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のポジショナＰＭに接続された支持構造（例えばマスクテーブル）ＭＴと、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築され、特定のパラメータに従って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に接続された基板テーブル（例えばウェーハテーブル）ＷＴと、パターニングデバイスＭＡによって放射ビームＢに与えられたパターンを基板Ｗのターゲット部分Ｃ（例えば１つ以上のダイを含む）に投影するように構成された投影システム（例えば屈折投影レンズシステム）ＰＬとを備える。
[0030] 照明システムは、放射の誘導、整形、又は制御を行うための、屈折、反射、磁気、電磁気、静電気型等の光学コンポーネント、又はその任意の組合せなどの種々のタイプの光学コンポーネントを含んでいてもよい。
[0031] 支持構造は、パターニングデバイスを支持、すなわちその重量を支えている。支持構造は、パターニングデバイスの方向、リソグラフィ装置の設計等の条件、例えばパターニングデバイスが真空環境で保持されているか否かに応じた方法で、パターニングデバイスを保持する。この支持構造は、パターニングデバイスを保持するために、機械式、真空式、静電式等のクランプ技術を使用することができる。支持構造は、例えばフレーム又はテーブルでよく、必要に応じて固定式又は可動式でよい。支持構造は、パターニングデバイスが例えば投影システムなどに対して確実に所望の位置にくるようにできる。本明細書において「マスク」という用語を使用した場合、その用語は、より一般的な用語である「パターニングデバイス」と同義と見なすことができる。
[0032] 本明細書において使用する「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にパターンを生成するように、放射ビームの断面にパターンを与えるために使用し得る任意のデバイスを指すものとして広義に解釈されるべきである。ここで、放射ビームに与えられるパターンは、例えばパターンが位相シフトフィーチャ又はいわゆるアシストフィーチャを含む場合、基板のターゲット部分における所望のパターンに正確には対応しないことがある点に留意されたい。一般的に、放射ビームに与えられるパターンは、集積回路などのターゲット部分に生成されるデバイスの特定の機能層に相当する。
[0033] パターニングデバイスは透過性又は反射性でよい。パターニングデバイスの例には、マスク、プログラマブルミラーアレイ、及びプログラマブルＬＣＤパネルがある。マスクはリソグラフィにおいて周知のものであり、これには、バイナリマスク、レベンソン型(alternating)位相シフトマスク、ハーフトーン型(attenuated)位相シフトマスクのようなマスクタイプ、さらには様々なハイブリッドマスクタイプも含まれる。プログラマブルミラーアレイの一例として、小さなミラーのマトリクス配列を使用し、そのミラーは各々、入射する放射ビームを異なる方向に反射するよう個々に傾斜することができる。傾斜したミラーは、ミラーマトリクスによって反射する放射ビームにパターンを与える。
[0034] 本明細書において使用する「投影システム」という用語は、例えば使用する露光放射、又は液浸液の使用や真空の使用などの他の要因に合わせて適宜、例えば屈折光学システム、反射光学システム、反射屈折光学システム、磁気光学システム、電磁気光学システム及び静電気光学システム、又はその任意の組合せを含む任意のタイプの投影システムを網羅するものとして広義に解釈されるべきである。本明細書において「投影レンズ」という用語を使用した場合、これはさらに一般的な「投影システム」という用語と同義と見なすことができる。
[0035] 本明細書で示すように、本装置は透過タイプである（例えば透過マスクを使用する）。あるいは、装置は反射タイプでもよい（例えば上記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を使用する、又は反射マスクを使用する）。
[0036]リソグラフィ装置は、２つ（デュアルステージ）又はそれ以上の基板テーブル（及び／又は２つ以上のマスクテーブル）を有するタイプでよい。このような「マルチステージ」機械においては、追加のテーブルを並行して使用するか、１つ以上の他のテーブルを露光に使用している間に１つ以上のテーブルで予備工程を実行することができる。
[0037] リソグラフィ装置は、投影システムと基板との間の空間を充填するように、基板の少なくとも一部を水などの比較的高い屈折率を有する液体で覆えるタイプでもよい。液浸液は、例えばマスクと投影システムの間など、リソグラフィ装置の他の空間に適用することもできる。液浸技術は、投影システムの開口数を増加させるために当技術分野で周知である。本明細書で使用する「液浸」という用語は、基板などの構造を液体に沈めなければならないという意味ではなく、露光中に投影システムと基板の間に液体が存在するというほどの意味である。
[0038] 図１を再度参照すると、イルミネータＩＬは放射源ＳＯから放射ビームを受ける。放射源とリソグラフィ装置とは、例えば放射源がエキシマレーザである場合に、別々の構成要素であってもよい。このような場合、放射源はリソグラフィ装置の一部を形成すると見なされず、放射ビームは、例えば適切な誘導ミラー及び／又はビームエクスパンダなどを備えるビームデリバリシステムＢＤを用いて、放射源ＳＯからイルミネータＩＬへと渡される。他の事例では、例えば放射源が水銀ランプの場合は、放射源がリソグラフィ装置の一体部分であってもよい。放射源ＳＯ及びイルミネータＩＬは、必要に応じてビームデリバリシステムＢＤとともに放射システムと呼ぶことができる。
[0039] イルミネータＩＬは、放射ビームの角度強度分布を調整するアジャスタＡＤを備えていてもよい。通常、イルミネータＩＬの瞳面における強度分布の外側及び／又は内側半径範囲（一般にそれぞれ、σ-outer及びσ-innerと呼ばれる）を調節することができる。また、イルミネータＩＬは、インテグレータＩＮ及びコンデンサＣＯなどの他の種々のコンポーネントを備えていてもよい。イルミネータＩＬを用いて放射ビームを調節し、その断面にわたって所望の均一性と強度分布とが得られるようにしてもよい。
[0040] 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を横断した放射ビームＢは、投影システムＰＬを通過し、投影システムＰＬは、ビームを基板Ｗのターゲット部分Ｃ上に合焦させる。第２のポジショナＰＷと位置センサＩＦ（例えば、干渉計デバイス、リニアエンコーダ、２次元エンコーダ又は容量センサ）を用いて、基板テーブルＷＴは、例えば、様々なターゲット部分Ｃを放射ビームＢの経路に位置決めできるように正確に移動できる。同様に、第１のポジショナＰＭと別の位置センサ（図１には明示されていない）を用いて、マスクライブラリからの機械的な取り出し後又はスキャン中などに放射ビームＢの経路に対してマスクＭＡを正確に位置決めできる。一般に、マスクテーブルＭＴの移動は、第１のポジショナＰＭの部分を形成するロングストロークモジュール（粗動位置決め）及びショートストロークモジュール（微動位置決め）を用いて実現できる。同様に、基板テーブルＷＴの移動は、第２のポジショナＰＷの部分を形成するロングストロークモジュール及びショートストロークモジュールを用いて実現できる。ステッパの場合（スキャナとは対照的に）、マスクテーブルＭＴをショートストロークアクチュエータのみに接続するか、又は固定してもよい。マスクＭＡ及び基板Ｗは、パターニングデバイスアライメントマークＭ１、Ｍ２及び基板アライメントマークＰ１、Ｐ２を使用して位置合わせすることができる。図示のような基板アライメントマークは、専用のターゲット部分を占有するが、ターゲット部分の間の空間に位置してもよい（スクライブレーンアライメントマークとして知られている）。同様に、マスクＭＡ上に複数のダイを設ける状況では、パターニングデバイスアライメントマークをダイ間に配置してもよい。
[0041] 図示のリソグラフィ装置は、以下のモードのうち少なくとも１つにて使用可能である。
[0042] １．ステップモードにおいては、マスクテーブルＭＴ及び基板テーブルＷＴは、基本的に静止状態に維持される一方、放射ビームに付与されたパターン全体が１回でターゲット部分Ｃに投影される（すなわち単一静的露光）。次に、別のターゲット部分Ｃを露光できるように、基板テーブルＷＴがＸ方向及び／又はＹ方向に移動される。ステップモードでは、露光フィールドの最大サイズによって、単一静的露光で結像されるターゲット部分Ｃのサイズが制限される。
[0043] ２．スキャンモードにおいては、マスクテーブルＭＴ及び基板テーブルＷＴは同期的にスキャンされる一方、放射ビームに与えられるパターンがターゲット部分Ｃに投影される（すなわち単一動的露光）。マスクテーブルＭＴに対する基板テーブルＷＴの速度及び方向は、投影システムＰＬの拡大（縮小）及び像反転特性によって求めることができる。スキャンモードでは、露光フィールドの最大サイズによって、単一動的露光におけるターゲット部分の（非スキャン方向における）幅が制限され、スキャン動作の長さによってターゲット部分の（スキャン方向における）高さが決まる。
[0044] ３．別のモードでは、マスクテーブルＭＴはプログラマブルパターニングデバイスを保持して基本的に静止状態に維持され、基板テーブルＷＴを移動又はスキャンさせながら、放射ビームに与えられたパターンをターゲット部分Ｃに投影する。このモードでは、一般にパルス状放射源を使用して、基板テーブルＷＴを移動させる毎に、又はスキャン中に連続する放射パルスの間で、プログラマブルパターニングデバイスを必要に応じて更新する。この動作モードは、以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使用するマスクレスリソグラフィに容易に利用できる。
[0045] 上述した使用モードの組合せ及び／又は変形、又は全く異なる使用モードも利用できる。
[0046] 図２に示すように、リソグラフィ装置ＬＡは、リソセル又はクラスタとも呼ばれることがあるリソグラフィセルＬＣの一部を形成し、それは基板上で露光前及び露光後プロセスを実行する装置も含む。従来、これらはレジスト層を堆積させるスピンコータＳＣ、露光されたレジストを現像する現像器ＤＥ、チルプレートＣＨ及びベークプレートＢＫを含む。基板ハンドラ、すなわちロボットＲＯは入力／出力ポートＩ／Ｏ１、Ｉ／Ｏ２から基板を取り上げ、それを様々なプロセス装置間で移動させ、次にそれらをリソグラフィ装置のローディングベイＬＢに送出する。多くの場合まとめてトラックと呼ばれるこれらのデバイスは、トラック制御ユニットＴＣＵの制御下にあり、それ自体は監視制御システムＳＣＳによって制御され、それはリソグラフィ制御ユニットＬＡＣＵを介してリソグラフィ装置も制御する。したがってスループット及び処理の効率を最大化するために様々な装置を動作させることができる。
[0047] リソグラフィ装置によって露光される基板が正確かつ一貫して露光されるように、露光した基板を検査し、２つの層間のオーバレイ誤差、ラインの太さ、クリティカルディメンション（ＣＤ）などのような特性を測定することが望ましい。誤差が検出された場合は、特に同じバッチの他の基板がまだ露光されないほど十分即座にかつ高速で検査を実行できる場合は、後続基板の露光を調整することができる。また、既に露光した基板を（歩留まりを改善するために）取り外して再加工するか、又は廃棄し、それにより欠陥があることが分かっている基板で露光を実行するのを回避することができる。基板の幾つかのターゲット部分のみに欠陥がある場合、良好であるそれらのターゲット部分のみでさらなる露光を実行することができる。
[0048] 基板の特性を、特に異なる基板又は同じ基板の異なる層の特性が層ごとにいかに変化するかを決定するために、検査装置が使用される。検査装置をリソグラフィ装置ＬＡに組み込むことができる、又はリソセルＬＣは独立型デバイスとすることができる。
[0049] 本発明の実施形態は、スキャトロメータと併用でき、又はこれと独立して使用できるか、又はその場でのレチクル検査システム又はその他のタイプのシステムの一部として他のツールと組み合わせて使用できる。例えば、本発明の実施形態は、顕微鏡の対物レンズへの安価なアタッチメントとして電子顕微鏡などの顕微鏡システムに含んでもよい。そのようなシステムは検査下の物体に放射線を投影する広帯域（白色光）放射線投影装置を含んでもよい。そのような構成では、本発明の実施形態は顕微鏡システムの主要レンズの外側に配置されるであろう。これらの様々なタイプのシステムで適用可能な様々な実施形態の可能性について以下に詳述する。
[0050] 図３は、球面波参照ビームを使用する、ある実施形態による装置３００の光学構成の概略図を示す。装置３００は干渉測定又はホログラフィ測定デバイスであってもよい。話を簡潔にするために、以下にホログラフィ測定デバイスについて述べるが、この説明は干渉測定デバイスにも同様に適用できることは当業者には明らかであろう。ホログラフィ測定デバイス３００は、パターン形成の前に、パターニングデバイス（例えば、マスクＭＡ）内の欠陥などの１つ以上の特性を感知することができる。そのような欠陥はパターニングデバイスに固有の場合もあり、又は、例えば、パターニングデバイス上に堆積した微粒子によって外部から導入される場合もある。一実施形態では、ホログラフィ測定デバイス５００は、約２００ｎｍ〜約８５０ｎｍまでの広いスペクトル域で動作する。
[0051] ホログラフィ測定デバイス３００は、被照明物体３０２が散乱させる光を使用することで動作して参照ビームを形成する。被照明物体３０２は、パターニングデバイス（例えば、マスクＭＡ）又はホログラフィ測定デバイス３００がその一部である顕微鏡による検査を受けるその他の任意の物体であってもよい。結像レンズ３０４の瞳の中央部を通して伝搬する光を用いて参照ビームが形成される。例えば、結像レンズ３０４の瞳面３０６の中央部を通して伝搬する０次光が使用される。これは、検査下の物体３０２の光学情報、特に物体３０２の微小及び中サイズのフィーチャに関連付けられた光学情報が結像レンズ３０４の瞳面３０６の外側に集中しているためである。
[0052] ホログラフィ測定デバイス３００はまた、参照ビーム形成レンズ群３０８と、空間フィルタ３１０と、位相板３１２と、チューブレンズ３１４と、画像面３１６とを含む。上記のように、結像レンズ３０４の瞳の光場の中央部は参照ビームの形成に使用される。参照ビーム形成レンズ群３０８は、例えば、光路の光軸付近で被照明物体３０２が散乱させる光の中央部を遮断し、所望であれば空間的にフィルタリングし、遮断された光は空間フィルタ３１０を用いて参照ビーム３５２を形成する。空間フィルタ３１０は、光のリング及びサイドローブなどの、被照明物体３０２が散乱させる光の中央部から遮断された可能性がある物体ビームの任意の構造を参照ビームから除去するのに有用である。空間フィルタ３１０はピンホールを備えたレンズセットであってもよく、又は当業者には明らかなように別の構成で実施することもできる。空間フィルタ３１０は、参照ビーム３５２の中央部のくびれ部分に位置するように配置できる。瞳面３０６の外側部分から被照明物体３０２が散乱させる残りの光は物体ビーム３５０を構成する。
[0053] 両方のビーム、すなわち、物体ビーム３５０及び参照ビーム３５２は、チューブレンズ３１４を通してホログラフィ測定デバイス３００の主軸に沿って伝搬する。このようにして、各ビームは共用光路を横断するため、物体ビーム３５０と参照ビーム３５２の変位又は振動は解消される。位相板３１２は、参照ビーム３５２の位相を変移させて参照ビーム３５２が物体ビーム３５０と再結合した時点で画像面３１６でのホログラムの生成を可能にする。位相板３１２は、以下に詳述するように、参照ビーム形成レンズ群３０８の具体的な構成に応じて、物体ビーム３５０及び参照ビーム３５２の伝搬方向に対してチューブレンズ３１４の前段又は後段に位置することができる。
[0054] ホログラフィ測定デバイス３００の光学構成では、参照ビーム３５２がチューブレンズ３１４を通過する際に拡散し、画像面３１６上に拡散球面波パターンが形成される。さらに、チューブレンズ３１４は、物体ビーム３５０を画像面３１６上に誘導し、そこでビームが結合して干渉パターンを形成する。この干渉パターンはＣＣＤなどの検出器又はその他の任意の好適な結像デバイスを用いて画像面３１６に記録できる。次に、記録されたパターンは、図３には示していないプロセッサを用いて再構成することができる。
[0055] 図４は、平面波参照ビームを使用する別の実施形態によるホログラフィ測定デバイス４００の光学構成の別の概略図を示す。ホログラフィ測定デバイス４００は、構成及び動作の点で上記デバイス３００と同様である。デバイス３００と同様に、ホログラフィ測定デバイス４００は、被照明物体４０２が散乱させる光を利用することで動作して参照ビームを形成する。被照明物体４０２は、パターニングデバイス（例えば、マスクＭＡ）又はホログラフィ測定デバイス４００がその一部である顕微鏡による検査を受けるその他の任意の物体であってもよい。結像レンズ４０４の瞳の中央部を通して伝搬する光を用いて参照ビームが形成される。例えば、結像レンズ４０４の瞳面４０６の中央部を通して伝搬する０次光が使用される。
[0056] ホログラフィ測定デバイス４００はまた、参照ビーム形成レンズ群４０８と、空間フィルタ４１０と、チューブレンズ４１２と、位相板４１４と、画像面４１６とを含む。結像レンズ４０４の瞳の光場の中央部は参照ビームの形成に使用される。参照ビーム形成レンズ群４０８は、例えば、光路の光軸付近で被照明物体４０２が散乱させる光の中央部を遮断し、所望であれば空間的にフィルタリングし、遮断された光は空間フィルタ４１０を用いて参照ビーム４５２を形成する。瞳面４０６の外側部分から被照明物体４０２が散乱させる残りの光は物体ビーム４５０を構成する。
[0057] 両方のビーム、すなわち、物体ビーム４５０及び参照ビーム４５２は、チューブレンズ４１２を通してホログラフィ測定デバイス４００の主軸に沿って伝搬する。このようにして、各ビームは共用光路を横断するため、物体ビーム４５０と参照ビーム４５２の変位又は振動は解消される。位相板４１４は、参照ビーム４５２の位相を変移させて参照ビーム４５２が物体ビーム４５０と再結合した時点で画像面４１６でのホログラムの作成を可能にする。位相板４１４は、参照ビーム形成レンズ群４０８の具体的な構成に応じて、物体ビーム４５０及び参照ビーム４５２の伝搬方向に対してチューブレンズ４１２の前段又は後段に、例えば、図４に示すようにチューブレンズ４１２の後段に位置することができる。
[0058] ホログラフィ測定デバイス４００の光学構成では、参照ビーム４５２がチューブレンズ４１２を通過する際に収束し、画像面４１６上に収束平面波パターンが形成される。さらに、チューブレンズ４１２は物体ビーム４５０を画像面４１６上に誘導し、そこでビームが結合して干渉パターンを形成する。この干渉パターンは、ＣＣＤなどの検出器又はその他の任意の好適な結像デバイスを用いて画像面４１６に記録できる。次に、記録されたパターンは図４には示していないプロセッサを用いて再構成することができる。
[0059] 本発明の実施形態は、縮小構成に適用できる。図５は、縮小構成で平面波参照ビームを使用する別の実施形態によるホログラフィ測定デバイス５００の光学構成の別の概略図を示す。ホログラフィ測定デバイス５００は、被照明物体５０２が散乱させる光を利用することで動作して参照ビームを形成する。被照明物体５０２は、パターニングデバイス（例えば、マスクＭＡ）又はホログラフィ測定デバイス５００がその一部である顕微鏡による検査を受けるその他の任意の物体であってもよい。散乱光は、対物レンズ５０４を通して伝搬する。
[0060] 瞳面５０６を通過した後、散乱光は結像レンズ５０８に入射する。参照ビーム形成レンズ群５１０／５１１は、結像レンズ５０８の中央部に位置し、ここでホログラフィ測定デバイス５００の光軸に沿って伝搬する光の中央部を誘導して参照ビーム５５２を形成する。例えば、結像レンズ５０８の中央部を通して伝搬する０次光が使用される。参照ビーム形成レンズ群は、所望であればレンズ７１０と７１１との間に位置する空間フィルタ５１２を備えたレンズ５１０及び５１１を含んでもよい。位相板５１４は、結像レンズ５０８と参照ビーム形成レンズ群５１０／５１１との後段に位置していてもよい。結像レンズ５０８の瞳面の外側部分から被照明物体５０２が散乱させる残りの光は物体ビーム５５０を構成する。
[0061] 両方のビーム、すなわち、物体ビーム５５０及び参照ビーム５５２は、ホログラフィ測定デバイス５００の主軸に沿って伝搬する。このようにして、各ビームは共用光路を横断するため、物体ビーム５５０と参照ビーム５５２の変位又は振動は解消される。位相板５１４は、参照ビーム５５２の位相を変移させて参照ビーム５５２が物体ビーム５５０と再結合した時点で画像面５１６でのホログラムの生成を可能にする。位相板５１４は、物体ビーム５５０及び参照ビーム５５２の伝搬方向に対して結像レンズ７０８の前段又は後段に位置することができる。位相板５１４の場所は、参照ビーム形成レンズ群５１０／５１１の具体的な構成によって変化し、例えば、図５に示すように、結像レンズ５０８の後段に置かれる。
[0062] ホログラフィ測定デバイス５００の光学構成では、参照ビーム５５２が参照ビーム形成レンズ群５１０／５１１内で形成された後で収束し、画像面５１６上に収束平面波パターンが形成される。結像レンズ５０８は、物体ビーム５５０を形成して画像面５１６上に誘導し、そこでビームが結合して干渉パターンを形成する。この干渉パターンは、ＣＣＤなどの検出器又はその他の任意の好適な結像デバイスを用いて画像面５１６に記録できる。次に、記録されたパターンは図５には示していないプロセッサを用いて再構成することができる。
ホログラフィ又は干渉測定デバイスの例示的実施形態
[0063] 図６は、図３のホログラフィ測定デバイスの光学構成の概略図を示す。ホログラフィ測定デバイス６００は、図３のデバイス３００と同様に、球面波参照ビームを備えたホモダイン位相ステップホログラフィ装置である。ホログラフィ測定デバイス６００は、上記の図３に示すように動作する。物体ビームと参照ビームとの相対的変位又は振動は共用光路を使用することで解消されるため、物体への光の必要な時間的コヒーレンスは大幅に緩和される。このことは、本実施形態だけでなく他の実施形態にも適用される。一実施形態では、ホログラフィ測定デバイス８００は、約２００ｎｍ〜約８５０ｎｍまでの広いスペクトル域で動作する。
[0064] ホログラフィ測定デバイス６００の結像レンズ３０４が、例えば、４つの複レンズ６０２、６０４、６０６及び６０８を含んで詳細に示されている。当業者には明らかなように、これより多数又は少数のレンズ、及び他のタイプのレンズを使用しても同様の効果が得られる。この実施形態では、結像レンズ３０４の瞳面３０６の中央部を通して伝搬する０次光が使用される。これが可能であるのは、検査下の物体３０２の光学情報、特に物体３０２の微小及び中サイズのフィーチャに関連付けられた光学情報が結像レンズ３０４の瞳面３０６の外側に集中しているためである。
[0065] 参照ビーム形成レンズ群３０８は、レンズ６１０、６１２、及び６１４を含んでもよい。当業者には明らかなように、これより多数又は少数のレンズ、及び他のタイプのレンズを使用しても同様の効果が得られる。これらのレンズは協働して被照明物体３０２が散乱させる光の中央部を遮断する。この実施形態では、参照ビーム形成レンズ群３０８を構成するレンズ６１０、６１２、及び６１４はすべてチューブレンズ３１４の前段に位置する。参照ビーム形成レンズ群のレンズをこのように配置することで、参照ビーム３５２はチューブレンズ３１４を通過する際に拡散する。
[0066] 位相板３１２は、ホモダインホログラフィに必要な２π位相範囲をカバーする３つ以上の位相板（図示せず）のセットを含んでもよい。この実施形態では、位相板３１２は、物体ビーム３５０及び参照ビーム３５２の伝搬方向に対して、チューブレンズ３１４の後段に位置する。上記のように、物体ビーム３５０及び参照ビーム３５２は、共用光路に沿って、この例ではホログラフィ測定デバイス６００の中心軸に沿って伝搬し、それによって、物体ビーム３５０及び参照ビーム３５２の相対的変位及び／又は振動が解消される。その結果、位相シフトした画像面３１６上に拡散球面波パターンが形成される。画像面３１６上で物体ビーム３５０は、参照ビーム３５２と結合して干渉パターンを形成し、このパターンは図３に関連して上述したように処理される。
[0067] 図７は、図４のホログラフィ測定デバイスの光学構成の概略図を示す。ホログラフィ測定デバイス７００は、図４のデバイス４００と同様に、平面波参照ビームを有するホモダイン位相ステップホログラフィ装置である。図４に導入された上記の要素に加えて、ホログラフィ測定デバイス７００の結像レンズ４０４は、例えば、４つの複レンズ７０２、７０４、７０６及び７０８を含む。当業者には明らかなように、これより多数又は少数のレンズ、及び他のタイプのレンズを使用しても同様の効果が得られる。この実施形態では、結像レンズ４０４の瞳面４０６の中央部を通して伝搬する０次光が使用される。これが可能であるのは、検査下の物体４０２の光学情報、特に物体４０２の微小及び中サイズのフィーチャに関連付けられた光学情報が結像レンズ４０４の瞳面４０６の外側に集中しているためである。
[0068] 参照ビーム形成レンズ群４０８は、レンズ７１０及び７１２を含む。これらのレンズは協働して被照明物体４０２が散乱させる光の中央部を遮断する。当業者には明らかなように、これより多数又は少数のレンズ、及び他のタイプのレンズを使用しても同様の効果が得られる。この実施形態では、参照ビーム形成レンズ群４０８を構成するレンズ７１０及び７１２はそれぞれ、チューブレンズ４１２の前段及び後段に位置する。例えば、図７に示すように、レンズ７１０を結像レンズ４０４の後段に、空間フィルタ４１０及びチューブレンズ４１２の前段に配置できる。レンズ７１２をチューブレンズ４１２の後段に置いてもよい。参照ビーム形成レンズ群のレンズ７１０及び７１２をこのように配置することで、参照ビーム４５２は画像面４１６に入射する際に収束する。
[0069] 上記のように、位相板４１４は、ホモダインホログラフィに必要な２π位相範囲をカバーする３つ以上の位相板（図示せず）のセットを含んでもよい。この実施形態では、位相板４１４は、物体ビーム４５０及び参照ビーム４５２の伝搬方向に対して、チューブレンズ４１２の後段に位置する。上記のように、物体ビーム４５０及び参照ビーム４５２は、共用光路に沿って、この例ではホログラフィ測定デバイス７００の中心軸に沿って伝搬し、それによって、物体ビーム４５０及び参照ビーム４５２の相対的変位及び／又は振動が解消される。その結果、位相シフトした画像面４１６上に収束平面波パターンが形成される。画像面４１６上で物体ビーム４５０は、参照ビーム４５２と結合して干渉パターンを形成し、このパターンは図４に関連して上述したように処理される。
[0070] 図８は、画素化位相マスク動的干渉計を利用する別の実施形態によるホログラフィ測定デバイス８００の光学構成の概略図を示す。ホログラフィ測定デバイス８００は、パターン形成の前に、パターニングデバイス（例えば、マスクＭＡ）内の欠陥などの１つ以上の特性を感知することができる。これらの欠陥はパターニングデバイスに固有の場合もあり、又は、例えば、パターニングデバイス上に堆積した微粒子によって外部から導入される場合もある。一実施形態では、ホログラフィ測定デバイス８００は、約２００ｎｍ〜約８５０ｎｍまでの広いスペクトル域で動作する。
[0071] ホログラフィ測定デバイス８００は、被照明物体８０２が散乱させる光を使用することで動作して参照ビームを形成する。被照明物体８０２は、パターニングデバイス（例えば、マスクＭＡ）又はホログラフィ測定デバイス８００がその一部である顕微鏡による検査を受けるその他の任意の物体であってもよい。結像レンズ８０４の瞳の中央部を通して伝搬する光を用いて参照ビームが形成される。結像レンズ８０４は、例えば、４つの複レンズ８０６、８０８、８１０、及び８１２を含んでもよい。当業者には明らかなように、これより多数又は少数のレンズ、及び他のタイプのレンズを使用しても同様の効果が得られる。例えば、結像レンズ８０４の瞳面８３２の中央部を通して伝搬する０次光が使用される。これが可能であるのは、検査下の物体８０２の光学情報、特に物体８０２の微小及び中サイズのフィーチャに関連付けられた光学情報が結像レンズ８０４の瞳面８３２の外側に集中しているためである。
[0072] ホログラフィ測定デバイス８００は、参照ビーム形成レンズ群８１４を含んでいてもよい。例えば、この実施形態では、参照ビーム形成レンズ群８１４はすべてチューブレンズ８２６の前段に位置するレンズ８１６、８１８、及び８２０を含む。当業者には明らかなように、これより多数又は少数のレンズ、及び他のタイプのレンズを使用しても同様の効果が得られる。ホログラフィ測定デバイス８００はまた、物体ビーム８５０と参照ビーム８５２の両方を円偏光させる円偏光子８２２を含んでもよい。円偏光子８２２は一方のビームを左旋円偏光に偏光させ、他方のビームを右旋円偏光に偏光させる。したがって、例えば、円偏光子８２２は物体ビーム８５０を左旋円偏光になるように偏光させ、参照ビーム８５２を右旋円偏光になるように偏光させるように構成できる。或いは、代替策として、物体ビーム８５０が右旋円偏光になり、参照ビーム８５２が左旋円偏光になってもよい。したがって、物体ビーム８５０及び参照ビーム８５２は互いに直交する円偏光を得る。画像面８３０に記録された干渉パターンを再構成するプロセッサは、どのビームがどの偏光を有するかを確立する円偏光子８２２の具体的な構成でプログラミングすることができる。
[0073] ホログラフィ測定デバイス８００はまた、空間フィルタ８２４と、チューブレンズ８２６と、画素化位相マスク８２８とを含んでもよい。上記のように、結像レンズ８０４の瞳の光場の中央部は参照ビームの形成に使用される。参照ビーム形成レンズ群８１４は、例えば、光路の光軸付近で被照明物体８０２が散乱させる光の中央部を遮断し、所望であれば空間的にフィルタリングし、遮断された光は空間フィルタ８２４を用いて参照ビーム８５２を形成する。空間フィルタ８２４は、参照ビーム８５２から、リング及びサイドローブなどの、被照明物体８０２が散乱させる光の中央部から遮断された可能性がある物体ビーム８５０の任意の構造を除去するのに有用である。空間フィルタ８２４はピンホールを有するレンズセットであってもよく、又は当業者には明らかなように別の実施態様も可能である。瞳面８３２の外側部分から被照明物体８０２が散乱させる残りの光は物体ビーム８５０を構成する。
[0074] 両方のビーム、すなわち、物体ビーム８５０及び参照ビーム８５２は、チューブレンズ８２６を通してホログラフィ測定デバイス８００の主軸に沿って伝搬する。このようにして、各ビームは共用光路を横断するため、物体ビームと参照ビームの相対的変位又は振動は解消される。この実施形態では、ビーム８５０及び８５４の直交する円偏光と画素化位相マスク８２８のために、位相板は必要ない。画素化位相マスク８２８は、その各画素が専用の位相板を有するＣＣＤアレイを含んでもよい。したがって、各画素は位相が異なる画像を有する。さらに、各画素は別々のレンズを有していてもよい。画素化位相マスク８２８は、例えば、４画素のグループに配置された画素を有し、４画素のグループ内の各画素は異なる移相を有する位相マスクを有してもよい。次に、このパターンは、ＣＣＤアレイ全体に渡って繰り返されても良い。
[0075] 参照ビーム形成レンズ群８１４内でレンズ８１６、８１８、及び８２０はチューブレンズ８２６の前段に配置されているため、参照ビーム８５２がチューブレンズ８２６を通過する際に拡散球面波パターンが形成される。参照ビーム形成レンズ群８１４内のレンズは、参照ビーム８５２に収束平面波パターンを付与するように配置してもよい。この実施形態ではいずれの構成も可能である。チューブレンズ８２６は、さらに、物体ビーム８５０を画素化位相マスク８２８上に誘導し、そこで物体及び参照ビームが結合して干渉パターンを形成する。この干渉パターンは画像面８３０に記録できる。記録されたパターンは図８には示していないプロセッサを用いて再構成することができる。
[0076] 図９は、ヘテロダイン干渉測定又はホログラフィを利用する別の実施形態によるホログラフィ測定デバイス９００の光学構成の概略図を示す。上記の他の実施形態と同様に、ホログラフィ測定デバイス９００は、パターン形成の前に、パターニングデバイス（例えば、マスクＭＡ）内の欠陥などの１つ以上の特性を感知することができる。これらの欠陥は、パターニングデバイスに固有の場合もあり、又は、例えば、パターニングデバイス上に堆積した微粒子によって外部から導入される場合もある。一実施形態では、ホログラフィ測定デバイス９００は、約２００ｎｍ〜約８５０ｎｍまでの広いスペクトル域で動作する。
[0077] ホログラフィ測定デバイス９００は、被照明物体９０２が散乱させる光を使用することで動作して参照ビームを形成する。被照明物体９０２は、パターニングデバイス（例えば、マスクＭＡ）又はホログラフィ測定デバイス９００がその一部である顕微鏡による検査を受けるその他の任意の物体であってもよい。結像レンズ９０４の瞳の中央部を通して伝搬する光を用いて参照ビームが形成される。結像レンズ９０４は、例えば、４つの複レンズ９０６、９０８、９１０、及び９１２を含んでもよい。当業者には明らかなように、これより多数又は少数のレンズ、及び他のタイプのレンズを使用しても同様の効果が得られる。例えば、結像レンズ９０４の瞳面９１４の中央部を通して伝搬する０次光が使用される。これが可能であるのは、検査下の物体９０２の光学情報、特に物体９０２の微小及び中サイズのフィーチャに関連付けられた光学情報が結像レンズ９０４の瞳面９１４の外側に集中しているためである。
[0078] ホログラフィ測定デバイス９００はまた、参照ビーム形成レンズ群９１６を含んでもよい。例えば、この実施形態では、参照ビーム形成レンズ群９１６は、レンズ９１８及び９２２を含み、レンズ９１８はチューブレンズ９２４の前段、レンズ９２２はチューブレンズ９２４の後段に位置する。当業者には明らかなように、これより多数又は少数のレンズ、及び他のタイプのレンズを使用しても同様の効果が得られる。このレンズの配置の結果、参照ビーム９５２は、チューブレンズ９２４を通過する際に収束し、それによって、収束平面波パターンが得られる。また、ホログラフィ測定デバイス９００は空間フィルタ９２０を含んでいてもよく、その動作は他の図に関連して上に述べた通りである。
[0079] 参照ビーム９５２がチューブレンズ９２４及びレンズ９２２を通過すると、第１のミラー９２６が傾いた状態で参照ビーム９５２の光路内にセットされる。第１のミラー９２６は参照ビーム９５２が第２のミラー９２８に誘導されるように傾いている。第２のミラー９２８は、参照ビーム９５２が再び画像面９３０に誘導されるように傾いている。当業者には明らかなように、２つの傾斜ミラー９２６及び９２８は単なる例示としてのものに過ぎない。これより多数のミラーを使用してもよく、又は代替策でミラーに代えてプリズムを用いても同じ効果が得られる。参照ビーム９５２をそのような角度に配置することで、物体ビーム９５０の周波数とは多少異なる周波数の搬送波が生成される。画像面９３０で参照ビーム９５２が物体ビーム９５０と結合すると、物体ビーム９５０と参照ビーム９５２の光学周波数の差分を表す振動が生成される。ミラーの使用によって必要な位相差が付与されて画像面９３０に干渉パターンが生成されるため、位相板は必要ない。
[0080] 両方のビーム、すなわち、物体ビーム９５０及び参照ビーム９５２は、チューブレンズ９２４を通してホログラフィ測定デバイス９００の主軸に沿って伝搬する。傾いたミラー９２６及び９２８によって物体ビーム９５０との共用光路から参照ビーム９５２が逸れるのは画像面９３０付近のみである。このようにして、各ビームは参照ビーム９５２が画像面９３０付近の第１のミラー９２６に入射するまで共用光路を横断するため、物体ビームと参照ビームの相対的変位又は振動は実質的に解消される。
[0081] 図１０は、図３〜図９に示す実施形態を実施する際に有用なコンピュータシステムハードウェアを示す。図１０は、画像面上の記録されたパターンを再構成して干渉パターンを決定するように構成されたプロセッサとして有用なコンピュータアセンブリを示す。コンピュータアセンブリは、本発明のアセンブリの実施形態における制御ユニットの形態の専用コンピュータであってもよく、又は代替的に、リソグラフィ投影装置を制御する中央のコンピュータであってもよい。コンピュータアセンブリは、コンピュータで実行可能なコードを含むコンピュータプログラムプロダクトをロードするように構成できる。
[0082] プロセッサ１０２４に接続されたメモリ１００２は、ハードディスクドライブ（ＨＤＤ）１００４、読出し専用メモリ（ＲＯＭ）１００６、電気的に消去可能なプログラマブル読出し専用メモリ（ＥＥＰＲＯＭ）１００８及びランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）１０１０などの幾つかのメモリコンポーネントを備えていてもよい。上記のメモリコンポーネントがすべて揃っている必要はない。さらに、上記のメモリコンポーネントがプロセッサ１０２４に対して、又は互いに物理的に近い位置にあることは必須ではない。それらは互いに離間していてもよい。
[0083] また、プロセッサ１０２４をある種のユーザインターフェイス、例えば、キーボード１０１２又はマウス１０１４に接続してもよい。タッチスクリーン、トラックボール、音声変換器又は当業者には公知のその他のインターフェイスを使用してもよい。
[0084] プロセッサ１０２４は、例えば、フロッピー（登録商標）ディスク１０１８又は光学ディスクドライブ１０１６などのデータ担体からコンピュータ実行可能コードの形式のデータを読み出し、場合によっては、データ担体にデータを記憶するように構成された読出しユニット１０２０に接続することができる。ＤＶＤ、フラッシュメモリ、又は当業者には公知のその他のデータ担体も使用できる。
[0085] また、プロセッサ１０２４をプリンタ１０２２に接続して出力データを紙に印刷し、さらに、モニタ又はＬＣＤ（液晶ディスプレイ）、又は当業者には公知のその他の任意のタイプのディスプレイなどのディスプレイ１０３０に接続することができる。
[0086] プロセッサ１０２４は、入出力（Ｉ／Ｏ）を実行する送受信機１０２６によって、通信ネットワーク１０２８、例えば、公衆交換電話網（ＰＳＴＮ）、ローカルエリアネットワーク（ＬＡＮ）、ワイドエリアネットワーク（ＷＡＮ）などに接続することができる。プロセッサ１０２４は、通信ネットワーク１０２８を介して他の通信システムと通信するように構成できる。本発明のある実施形態では、オペレータのパーソナルコンピュータなどの外部コンピュータ（図示せず）から通信ネットワーク１０２８を介してプロセッサ１０２４にログインすることができる。
[0087] プロセッサ１０２４は、独立したシステムとして、又は各処理ユニットがより大きいプログラムのサブタスクを実行するように構成された並列に動作する幾つかの処理ユニットとして実施することができる。また、処理ユニットを幾つかのサブ処理ユニットを有する１つ以上のメイン処理ユニットに分割することもできる。プロセッサ１０２４の幾つかの処理ユニットは他の処理ユニットから離れた位置にあってもよく、通信ネットワーク１０２８を介して通信することができる。モジュール間の接続は有線であっても無線であってもよい。
[0088] コンピュータシステムは、ここで説明する機能を実行するように構成されたアナログ及び／又はディジタル及び／又はソフトウェア技術を有する任意の信号処理システムでよい。
[0089] 図１１は、本発明の実施形態による、光路を共用して振動に起因するエラーを解消する方法１１００の流れ図である。この方法はステップ１１０２から開始し、ここで物体は光源からの光で照明される。光源は、例えば、広帯域光源であってもよい。
[0090] ステップ１１０４で、物体ビームは、被照明物体が散乱させる光から対物レンズによって形成される。対物レンズは、チューブレンズ、例えば、ホログラフィデバイスの対物レンズと同じ主光軸上にあるチューブレンズを通して物体ビームを誘導するように構成されている。
[0091] ステップ１１０６で、対物レンズから出射する物体ビームから参照ビームレンズ群によって参照ビームが形成される。一例では、参照ビームは、物体ビームの０次光を用いて対物レンズの瞳面の中央部から形成される。
[0092] 一例では、参照ビームレンズ群は、参照ビームがチューブレンズを通過する際に拡散し、画像面上に拡散球面波パターンが形成されるように構成される。別の例では、参照ビームレンズ群は、参照ビームがチューブレンズを通過する際に収束し、画像面上に収束平面波パターンが形成されるように構成される。別の例では、参照ビームと物体ビームは各々、互いに直交偏光し、一方が右旋円偏光ビームを有し、他方が左旋円偏光ビームを有するように円偏光する。
[0093] ステップ１１０８で、物体ビーム及び参照ビームは画像面への共用光路に沿って伝搬する。上記のように、この構成は物体ビームと参照ビームの相対的変位又は振動を解消する。
[0094] 一例では、物体ビームと参照ビームは、両者が画像面で結合するまで共用光路に沿って伝搬する。別の例では、物体ビームと参照ビームは画像面の直前まで光路を共用し、ここで傾斜ミラーのセットが参照ビームを経路から逸らし、逸らされた参照ビームを画像面で再結合させる。
[0095] ステップ１１１０で、参照ビームは空間的にフィルタリングされ、光のリング及びサイドローブなどの、被照明物体が散乱させる光の中央部から遮断された可能性がある物体ビームの任意の構が参照ビームから除去される。
[0096] ステップ１１１２で、参照ビームが光路を横断する際にその位相がシフトする。一例では、チューブレンズの前段の光路に沿って１つ以上の位相板が配置される。別の例では、上記１つ以上の位相板は、チューブレンズの後段に配置される。傾斜ミラーのセットを使用する別の実施形態では、ミラーの使用によって移相が付与されるため、位相板は必要ない。別の例では、各画素に関連付けられた個別の位相板を有する画素化位相マスクが画像面付近に存在するため、位相板は必要ない。
[0097] ステップ１１１４で、物体ビームと参照ビームは画像面で結合する。一例では、物体ビームと参照ビームは、拡散する球面波参照ビームが物体ビームに重なり合う位置で結合する。別の例では、物体ビームと参照ビームは、収束する平面波参照ビームが物体ビームに重なり合う画像面の中央部で結合する。別の例では、物体ビームと参照ビームは、画像面全体にわたって結合し、物体ビームと参照ビームの光学周波数の差分を表す振動が生成される。
[0098] 物体ビームと参照ビームが結合すると、干渉パターンが作成される。このパターンは、例えば、ＣＣＤ又はその他の任意の好適な結像デバイスなどの検出器を用いて画像面に記録できる。記録されたパターンはプロセッサを用いて再構成することができる。
[0099] 本文ではＩＣの製造における方法及び装置の使用に特に言及しているが、本明細書で説明する検査方法及び装置には他の用途もあることを理解されたい。例えば、これは、集積光学システム、磁気ドメインメモリ用誘導及び検出パターン、フラットパネルディスプレイ、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）、薄膜磁気ヘッドなどの製造である。こうした代替的な用途に照らして、本明細書で「ウェーハ」又は「ダイ」という用語を使用している場合、それぞれ、「基板」又は「ターゲット部分」という、より一般的な用語と同義と見なしてよいことが、当業者には認識される。本明細書に述べている基板は、露光前又は露光後に、例えばトラック（通常はレジストの層を基板に塗布し、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及び／又はインスペクションツールで処理することができる。適宜、本明細書の開示は、以上及びその他の基板処理ツールに適用することができる。さらに基板は、例えば多層ＩＣを生成するために、複数回処理することができ、したがって本明細書で使用する基板という用語は、既に複数の処理済み層を含む基板も指すことができる。
[00100] 光リソグラフィの分野での本発明の実施形態の使用に特に言及してきたが、本発明は文脈によってはその他の分野、例えばインプリントリソグラフィでも使用することができ、光リソグラフィに限定されないことを理解されたい。インプリントリソグラフィでは、パターニングデバイス内のトポグラフィが基板上に作成されたパターンを画定する。パターニングデバイスのトポグラフィは基板に供給されたレジスト層内に刻印され、電磁放射、熱、圧力又はそれらの組合せを印加することでレジストは硬化する。パターニングデバイスはレジストから取り除かれ、レジストが硬化すると、内部にパターンが残される。
[00101] 本明細書で使用する「放射」及び「ビーム」という用語は、紫外線（ＵＶ）放射（例えば、３６５ｎｍ、３５５ｎｍ、２４８ｎｍ、１９３ｎｍ、１５７ｎｍ若しくは１２６ｎｍ、又はこれら辺りの波長を有する）を含むあらゆるタイプの電磁放射を網羅する。
[00102] 「レンズ」という用語は、状況が許せば、屈折、反射、磁気、電磁気及び静電気光学コンポーネントを含む様々なタイプの光学コンポーネントのいずれか一つ、又はその組合せを指すことができる。
[00103] 以上、本発明の特定の実施形態を説明したが、説明とは異なる方法でも本発明を実践できることが理解される。例えば、本発明は、上記で開示したような方法を述べる機械読み取り式命令の１つ以上のシーケンスを含むコンピュータプログラム、又はこのようなコンピュータプログラムを内部に記憶したデータ記憶媒体（例えば半導体メモリ、磁気又は光ディスク）の形態をとることができる。
[00104] 上記の説明は例示的であり、限定的ではない。したがって、請求の範囲から逸脱することなく、記載されたような本発明を変更できることが当業者には明白である。
[00105] 特許請求の範囲を解釈するには、「発明の概要」及び「要約書」の項ではなく、「発明を実施するための形態」の項を使用するよう意図されていることを理解されたい。「発明の概要」及び「要約書」の項は、本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、したがって本発明及び添付の特許請求の範囲をいかなる意味でも限定しないものとする。
[00106] 以上では、特定の機能の実施態様を例示する機能的構成要素及びその関係を用いて本発明について説明してきた。これらの機能的構成要素の境界は、本明細書では説明の便宜を図って任意に画定されている。特定の機能及びその関係が適切に実行される限り、代替的境界を画定することができる。
[00107] 特定の実施形態に関する以上の説明は、本発明の全体的性質を十分に明らかにしているので、当技術分野の知識を適用することにより、過度の実験をせず、本発明の全体的概念から逸脱することなく、このような特定の実施形態を容易に修正する、及び／又はこれらを様々な用途に適応させることができる。したがって、このような適応及び修正は、本明細書に提示された教示及び案内に基づき、開示された実施形態の同等物の意味及び範囲内に入るものとする。本明細書の言葉遣い又は用語は説明のためのもので、限定するものではなく、したがって本明細書の用語又は言葉遣いは、当業者には教示及び案内の観点から解釈されるべきことを理解されたい。
[00108] 本発明の幅及び範囲は、上述した例示的実施形態のいずれによっても限定されず、特許請求の範囲及びその同等物によってのみ規定されるものである。

Claims (24)

  1. 光ビームで物体を照明するステップと、
    チューブレンズを通して画像面上に物体ビームを誘導するように構成された対物レンズを用いて前記物体ビームを形成するステップと、
    前記物体ビームとの共用光路に沿って参照ビームを伝搬させるように構成された参照ビームレンズ群を用いて、前記対物レンズの瞳面を通過する前記物体ビームの一部から参照ビームを形成するステップと、
    前記参照ビームと前記物体ビームとを結合させて画像面に干渉パターンを作成するステップと、
    を含む方法。
  2. 位相板を用いて前記参照ビームの位相をシフトさせるステップをさらに含む、請求項１に記載の方法。
  3. 前記参照ビームを調節して、前記参照ビームが拡散して前記画像面で前記物体ビームと干渉するような球面波を生成するステップをさらに含む、請求項２に記載の方法。
  4. 前記参照ビームを調節して、前記参照ビームが収束して前記画像面で前記物体ビームと干渉するような平面波を生成するステップをさらに含む、請求項２に記載の方法。
  5. 第１の傾斜ミラーは反射した前記参照ビームを第２の傾斜ミラーに誘導するように構成された第１の傾斜ミラーを用いて前記共用光路から前記参照ビームを逸らすステップと、
    第２の傾斜ミラーを用いて前記画像面に前記参照ビームを再誘導して前記物体ビームとの干渉パターンを作成するステップと、
    をさらに含む、請求項１に記載の方法。
  6. 左及び右旋偏光子を用いて前記参照ビームと前記物体ビームを円偏光させるステップをさらに含み、前記画像面が画素化位相マスクを備える、請求項１に記載の方法。
  7. 前記参照ビームの中央部のくびれ部分に位置する空間フィルタを用いて前記参照ビームを空間的にフィルタリングするステップをさらに含む、請求項１に記載の方法。
  8. 前記共用光路が光学系の主軸を含む、請求項１に記載の方法。
  9. 前記参照ビームが前記物体ビームの中央部を用いて形成される、請求項１に記載の方法。
  10. 光ビームを生成するように構成された光源と、
    前記光ビームによって照明された物体ビームを誘導するように構成された対物レンズと、
    前記対物レンズの瞳面を通過する前記物体ビームの一部から参照ビームを形成するように構成され、前記物体ビームとの共用光路に沿って伝搬する参照ビームレンズ群と、
    前記物体ビームと前記参照ビームとを画像面上に誘導するように構成されたチューブレンズと、
    前記物体ビームと前記参照ビームとから前記画像面上に干渉パターンを決定するように構成されたプロセッサと、
    を備える検査装置。
  11. 前記参照ビームの位相をシフトさせるように構成された位相板をさらに備える、請求項１０に記載の検査装置。
  12. 前記参照ビームレンズ群が、前記参照ビームを調節して、前記参照ビームが拡散して前記画像面で前記物体ビームと干渉するような球面波に構成される、請求項１１に記載の検査装置。
  13. 前記参照ビームレンズ群が、前記参照ビームを調節して、前記参照ビームが収束して前記画像面で前記物体ビームと干渉するような平面波に構成される、請求項１１に記載の検査装置。
  14. 第２の傾斜ミラーへの前記共有光路から前記参照ビームを逸らすように構成された第１の傾斜ミラー及び／又はプリズムをさらに備え、
    前記第２の傾斜ミラー及び／又はプリズムが前記参照ビームを前記画像面に再誘導して前記物体ビームとの前記干渉パターンを生成するように構成された、請求項１０に記載の検査装置。
  15. 右旋偏光子と、
    左旋偏光子と、
    をさらに備え、
    前記右旋偏光子及び前記左旋偏光子が前記参照ビームと前記物体ビームを円偏光させるように構成され、
    前記画像面が、画素化位相マスクを備える、請求項１０に記載の検査装置。
  16. 前記参照ビームの中央部のくびれ部分に位置し、前記参照ビームを空間的にフィルタリングするように構成された空間フィルタをさらに備える、請求項１０に記載の検査装置。
  17. 前記参照ビームが、前記対物レンズの前記瞳面の中央部を通過する前記物体ビームの一部を用いて形成され、
    前記共用光路が、光学系の主軸を含む、請求項１０に記載の検査装置。
  18. 光学系内の方法であって、
    光ビームで物体を照明するステップと、
    チューブレンズを通して前記光学系の主軸に沿って画像面上に物体ビームを誘導するように構成された顕微鏡レンズ装置を用いて前記物体ビームを形成するステップと、
    前記顕微鏡レンズ装置の瞳面の中心部に位置する参照ビームレンズ群を用いて参照ビームを前記光学系の主軸に沿って形成するステップであって、前記参照ビームが前記顕微鏡レンズ装置の前記瞳面を通過する前記物体ビームの一部から形成されるステップと、
    前記参照ビームを前記物体ビームとの共用光路に沿って伝搬させるステップと、
    位相板を用いて前記参照ビームの位相をシフトさせるステップと、
    前記参照ビームと前記物体ビームとを結合させて前記画像面に干渉パターンを作成するステップと、
    を含む方法。
  19. 前記参照ビームを調節して、前記参照ビームが拡散して前記画像面で前記物体ビームと干渉するような球面波を生成するステップをさらに含む、請求項１８に記載の方法。
  20. 前記参照ビームを調節して、前記参照ビームが収束して前記画像面で前記物体ビームと干渉するような平面波を生成するステップをさらに含む、請求項１８に記載の方法。
  21. 光路及び光学装置長手方向の軸に沿って被照明物体が散乱させる光から形成される物体ビームを伝搬させるステップと、
    前記被照明物体が、散乱させる光の一部から形成される参照ビームを前記物体ビームと実質的に同時に光路に沿って伝搬させるステップと、
    画像面で前記参照ビームを前記物体ビームと干渉させてホログラム像を生成するステップと、
    を含む顕微鏡検査方法。
  22. 前記被照明物体が散乱させる光から形成される物体ビームを光路内で長手方向の軸に沿って伝搬させる前記長手方向の軸を有する第１の光学装置を提供するステップと、
    第２の光学装置を前記第１の光学装置と一体化させ、前記物体ビームと実質的に同時に光路内で長手方向に沿って前記被照明物体が散乱させる光の一部から形成される参照ビームを伝搬させ、画像面で前記物体ビームとの干渉を引き起こすステップと、
    を含む顕微鏡検査方法。
  23. 前記画像面で前記参照ビームを前記物体ビームと干渉させることでホログラム像を生成するステップをさらに含む、請求項２２に記載の方法。
  24. 前記ホログラム像を検出して前記被照明物体を検査し、前記被照明物体の１つ以上の特性を決定するステップをさらに含む、請求項２３に記載の方法。
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