JP2015531076A - 光子源、計測装置、リソグラフィシステム及びデバイス製造方法 - Google Patents

光子源、計測装置、リソグラフィシステム及びデバイス製造方法 Download PDF

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Abstract

レーザー駆動光源はレーザー（５２）及び合焦光学系（５４）を備える。これらは、気体（例えばＸｅ）を含むコンテナ（４０）内のプラズマ形成ゾーン上に合焦される放射のビームを生成する。収集光学系（４４）は、出力放射（４６）のビームを形成するためにレーザー放射によって維持されるプラズマ（４２）によって放射される光子を収集する。プラズマは細長い形（Ｌ＞ｄ）を有し、収集光学系は、プラズマから縦方向に放射される光子を収集するように構成される。プラズマの輝度は、プラズマから横方向に放射される放射を収集する源に比べて上昇する。光源を使用する計測装置は、輝度が上昇した結果として、より高い精度及び／又はスループットを達成することができる。後方反射が提供可能である。プラズマを形成するためにレーザー放射の代わりにマイクロ波放射を使用することができる。【選択図】図４

Description

（関連出願の相互参照）
[0001] 本願は、２０１２年６月１２日に出願され、その全体が参照により本明細書に組み込まれる、米国仮出願第６１／６５８，６５４号の利益を主張する。
[0002] 本発明は、プラズマベースの光子源に関する。かかる光子源は、例えば、リソグラフィ技術によるデバイスの製造時に使用可能な方法において、及び計測用に、光輝度照明を提供するため、並びにリソグラフィ技法を用いてデバイスを製造する方法に対して、使用可能である。
[0003] 本発明に従った光子源は、様々な状況で適用例を見つけることができる。適用例として、計測時の光源としての本発明の利用について説明する。計測の適用の特定分野として、例示のために、リソグラフィによるデバイス製造時の計測について言及するものとする。「光」及び「光源」という用語は、可視波長の放射に対するいかなる制限をも示唆することなく、生成された放射及び光子源自体を言い表すために便宜的に使用することができる。
[0004] 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）と平行或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。
[0005] リソグラフィプロセスにおいて、例えばプロセスの制御及び検証のために、作成された構造を測定することが高い頻度で望ましい。限界寸法（ＣＤ）を測定するためにしばしば用いられる走査型電子顕微鏡を含む、こうした測定を行うための様々なツール、及び、オーバーレイ、すなわちデバイス内の２つの層のアライメント精度を測定するための特定用途向けツールが知られている。近年、リソグラフィ分野で使用するために、様々な形の散乱計が開発されてきている。これらのデバイスは、放射のビームをターゲットに向かわせ、散乱した放射の１つ以上の特性を測定する。測定されたこれらの特性から、注目するターゲットの特性を決定することができる。
[0006] 市販の一計測装置において、光源はキセノン（Ｘｅ）アーク放電ランプである。このランプからの光は、最終ステージが高ＮＡ対物レンズからなる装置センサの照明分岐を介して、測定ターゲット上に結像される。測定スポットは、例えば２５μｍの直径を有することが可能である。放射のスペクトル分布は、本来広帯域又は狭帯域であってよく、波長は近赤外線、可視、及び／又は紫外線の帯域であってよい。各測定に必要な時間は、実際には、所与の波長又は波領域での光源の輝度に依存する。次世代の装置は、測定時間は同じか又はより短いままでありながら、スペクトル帯域幅の増加及び透過率の低いセンサ設計を提供することが望ましい。これらの要件を満たすためには、光源の輝度の大幅な上昇が必要である。
[0007] 輝度の上昇は、光源の総パワーを上げるだけでは達成されない。輝度を上昇させるためには、同じ小さなスポットサイズにより高いパワーが送達されなければならない。エテンデュ（Etendue）とは、光学システムにおいて光線がどのように「広がる」かの尺度である。光学システムの基本特性は、システム全体を通じて「エテンデュ」が決して減少しないことである。計測装置内の光学システムのターゲット側では、光学エテンデュが非常に小さい（スポットサイズが小さいため）。したがって光源は、使用可能な輝度を実際に上昇させるために、そのすべてのエネルギーを非常に小さなエテンデュで送達しなければならない。
[0008] プラズマベースの光子源、例えばレーザー駆動光源（ＬＤＬＳ）は、より高い輝度を提供する。プラズマは、放電を介したエネルギー及びレーザーエネルギーの印加により、気体媒質内で生成される。しかしながら、プラズマは有限の物理的範囲を有し、これらの光源で輝度を上昇させることは依然として課題である。
[0009] 本発明は、代替の手段によって光輝度光源を提供することを目標とする。
[0010] 本発明の第１の態様では、気体雰囲気を収容するためのコンテナと、以下で駆動放射と呼ばれる放射を生成するため、及び、コンテナ内のプラズマ形成ゾーンに合焦された少なくとも１本のビーム内に駆動放射を形成するための、駆動システムと、プラズマ位置で放射ビームによって維持されるプラズマによって放出される光子を収集するため、及び、収集された光子を出力放射の少なくとも１本のビームに形成するための、収集光学システムとを備える、プラズマベースの光子源装置を提供する。駆動システムは、縦軸に対して横の少なくとも１つの方向の直径よりも実質的に大きい縦軸に沿った長さを有する細長い形のプラズマを維持するように構成され、収集光学システムは、縦軸に沿ったプラズマの一端から放射される光子を収集するように構成される。
[0011] 駆動システムは、例えば赤外線又は可視波帯域内の波長を備える放射のビームを生成するための、少なくとも１つのレーザーを含むことができる。したがって本発明は、レーザー駆動光源への適用に好適である。別の方法として、駆動システムは、マイクロ波領域内の放射を生成するように配置構成することもできる。いずれの場合も、駆動システムは、必要に応じて例えば赤外線光学又はマイクロ波光学を適用する、駆動光学システムとみなすことも可能である。
[0012] 前述のように、新規の光子源は例えばリソグラフィの計測に適用することができる。本発明の別の態様では、基板上でリソグラフィプロセスによって形成された構造の特性を測定する方法を提供し、方法は、上記に記載された本発明の第１の態様に従って、光子源の出力放射を使用して構造を照らすステップと、構造によって回折された放射を検出するステップと、回折された放射の特性から構造の１つ以上の特性を決定するステップと、を含む。
[0013] 本発明は、基板上の構造の特性を測定するための検査装置をさらに提供し、装置は、その上に構造を有する基板のための支持体と、所定の照明条件の下で構造を照らすため、及び照明条件の下で構成要素ターゲット構造によって回折された放射の所定の部分を検出するための、光学システムと、構造の特性の測定値を取得するために検出された放射を特徴付ける情報を処理するように配置構成されたプロセッサと、を備える。光学システムは、上述の本発明に従った光子源装置を含む。
[0014] 本発明は、パターンを照らすように配置構成された照明光学システムと、基板上にパターンの像を投影するように配置構成された投影光学システムと、上述の本発明の実施形態に従った検査装置と備える、リソグラフィ装置を備える、リソグラフィシステムを、さらに提供する。リソグラフィ装置は、パターンをさらに基板に適用する際に、検査装置からの測定結果を使用するように配置構成される。
[0015] 本発明は、リソグラフィプロセスを使用して一連の基板にデバイスパターンが適用されるデバイスを製造する方法を、さらに提供し、方法は、請求項１２に記載された検査方法を使用して、基板のうちの少なくとも１つ上にデバイスパターンの一部として又はその傍らに形成される、少なくとも１つの複合ターゲット構造を検査するステップと、検査方法の結果に従って、その後の基板に関するリソグラフィプロセスを制御するステップとを含む。
[0016] 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。
[0017] 本明細書に組み込まれ、明細書の一部を形成する添付の図面は、本明細書を図示し、説明と共に、さらに本発明の原理を説明する働き、並びに当業者が本発明を作成及び使用できるようにする働きをする。
[0018] 本発明の実施形態に従ったリソグラフィ装置を示す。 [0019] 本発明の実施形態に従ったリソグラフィセル又はクラスタを示す。 [0020] 光子源を組み込んだ光学装置の概略図を含み、この例の装置は計測に使用される散乱計の形を有する。 [0021] 本発明の第１の実施形態に従った、図３の装置で使用される新規の光子源の概略図である。 [0022] 縦方向及び横方向で見た場合の、細長いプラズマの相対的輝度に関する実験データを提示するグラフである。 [0023] 本発明の第２の実施形態に従った、図３の装置で使用される新規の光子源の概略図である。 [0024] 本発明の第３の実施形態に従った、図３の装置で使用される新規の光子源の概略図である。 [0024] 本発明の第３の実施形態に従った、図３の装置で使用される新規の光子源の概略図である。
[0025] 本発明の特徴及び利点は、同じ参照文字があらゆる場所で対応する要素を識別する図面に関連して記載された下記の詳細な説明から、より明らかとなろう。図面内の同じ参照番号は、一般に同一の、機能的に同様の、及び／又は、構造的に同様の、要素を示す。要素が最初に現れた図面は、対応する参照番号の左端の数字で示される。
[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の範囲内にあることが理解される。
[0028] 本発明の実施形態はハードウェア、ファームウェア、ソフトウェア又はその任意の組合せで実施することができる。本発明の実施形態は、１つ以上のプロセッサで読み取り、実行することができる機械読み取り式媒体に記憶した命令として実施することもできる。機械読み取り式媒体は、機械（例えば、計算デバイス）で読み取り可能な形態で情報を記憶するか、又は伝送する任意の機構を含むことができる。例えば、機械読み取り式媒体は読み取り専用メモリ（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、電気、光、音響又は他の形態の伝搬信号（例えば、搬送波、赤外線信号、デジタル信号など）、及びその他を含むことができる。さらに、ファームウェア、ソフトウェア、ルーチン、命令を、本明細書では特定の行為を実行するものとして記述することができる。しかし、このような記述は便宜的なものにすぎず、このような行為は実際には計算デバイス、プロセッサ、コントローラ、又はファームウェア、ソフトウェア、ルーチン、命令などを実行する他のデバイスの結果であることを認識されたい。
[0029] 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。
[0030] 図１は、リソグラフィ装置ＬＡ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に接続されたパターニングデバイス又は支持構造（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）ＰＳとを含む。
[0031] 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。
[0032] パターニングデバイス支持体は、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。このパターニングデバイス支持体は、パターニングデバイスを保持するために、機械的、真空、静電気等のクランプ技術を使用することができる。パターニングデバイス支持体は、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。パターニングデバイス支持体は、パターニングデバイスが例えば投影システム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「レチクル」又は「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。
[0033] 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。
[0034] 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。
[0035] 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。
[0036] 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）。或いは、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）。
[0037] 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。
[0038] 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。
[0039] 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の助けにより、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。
[0040] 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。
[0041] 放射ビームＢは、パターニングデバイス支持体（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によってパターニングされる。パターニングデバイス（例えばマスク）ＭＡを横断した放射ビームＢは、投影システムＰＳを通過し、投影システムＰＳは、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の位置決めデバイス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、２Ｄエンコーダ又は容量センサ）の助けを借りて、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の位置決めデバイス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の経路に対してパターニングデバイス（例えばマスク）ＭＡを正確に位置決めできる。一般に、パターニングデバイス支持体（例えばマスクテーブル）ＭＴの移動は、第１の位置決めデバイス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）の助けにより実現できる。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）、支持構造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。
[0042] パターニングデバイス（例えばマスク）ＭＡ及び基板Ｗは、マスク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周知である）。同様に、パターニングデバイス（例えばマスク）ＭＡ上に複数のダイを設ける状況では、マスクアライメントマークをダイ間に配置してもよい。小さなアライメントマーカをダイ内に含めてもよく、デバイス特徴の間では、その場合、マーカはできる限り小さく、隣接する特徴とは異なるいかなる結像又はプロセス条件をも必要としないことが望ましい。アライメントマーカを検出するアライメントシステムについては、以下でさらに説明する。
[0043] 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。
[0044] １．ステップモードでは、パターニングデバイス支持体（例えば、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、放射ビームに与えたパターン全体が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、単一静的露光で像が形成されるターゲット部分Ｃのサイズが制限される。
[0045] ２．スキャンモードにおいては、パターニングデバイス支持体（例えば、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）。パターニングデバイス支持体（例えば、マスクテーブル）ＭＴに対する基板テーブルＷＴの速度及び方向は、投影システムＰＳ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Ｃ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Ｃの（スキャン方向における）高さが決まる。
[0046] ３．別のモードでは、パターニングデバイス支持体（例えば、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。
[0047] 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。
[0048] リソグラフィ装置ＬＡは、２つの基板テーブルＷＴａ、ＷＴｂ、並びに２つのステーション、露光ステーション及び測定ステーションを有し、その間で基板テーブルが交換可能な、いわゆる２段タイプである。一方の基板テーブル上の１つの基板が露光ステーションで露光されている間、別の基板は測定ステーションの他方の基板テーブル上に装填され、様々な準備ステップを実行することが可能である。準備ステップは、レベルセンサＬＳを使用して基板の表面制御をマッピングすること、及び、アライメントセンサＡＳを使用して基板上のアライメントマーカの位置を測定することを、含むことができる。これにより、装置のスループットを大幅に向上させることができる。基板テーブルが測定ステーション並びに露光ステーションにある間にその位置を位置センサＩＦが測定できない場合、両方のステーションで基板テーブルの位置を追跡できるように、第２の位置センサを提供することができる。
[0049] 図２に示されるように、リソグラフィ装置ＬＡは、時にはリソセル又はクラスタと呼ばれることもあり、基板上で露光前及び露光後のプロセスを実行するための装置も含む、リソグラフィセルＬＣの一部を形成する。従来、これらはレジスト層を堆積させるためのスピンコースタＳＣ、露光レジストを現像するためのディベロッパＤＥ、冷却プレートＣＨ、及び焼付プレートＢＫを含む。基板ハンドラ又はロボット、ＲＯは、入出力ポートＩ／Ｏ１、Ｉ／Ｏ２から基板をピックアップし、それらを異なるプロセス装置間で移動させ、その後リソグラフィ装置の装填ベイＬＢに送達する。これらのデバイスは、しばしば集合的にトラックと呼ばれ、それ自体が監視制御システムＳＣＳによって制御されるトラック制御ユニットＴＣＵの制御下にあり、監視制御システムＳＣＳ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性を最大化するために異なる装置を動作させることができる。
[0050] 図３は、図２のリソセルに関連して計測を実行するために好適な散乱計の形の光学装置を示す概略図である。装置は、リソグラフィによって形成されるフィーチャの限界寸法を測定するため、層間のオーバーレイを測定するためなどに、使用することができる。製品フィーチャ又は専用の計測ターゲットが基板Ｗ上に形成される。装置はスタンドアロン型デバイスであるか、或いは、例えば測定ステーションのリソグラフィ装置ＬＡ又はリソグラフィセルＬＣに組み込むことができる。装置全体にわたっていくつかの分岐を有する光軸が、点線Ｏによって表されている。この装置では、光源１１によって放出された光は、レンズ１２、１４、及び対物レンズ１６を備える光学システムによって、ビームスプリッタ１５を介して基板Ｗに向けて送られる。これらのレンズは、４Ｆ配置構成の２重シーケンスで配列される。依然として基板上に光源の像が与えられ、同時に空間周波数フィルタリングのために中間瞳面へのアクセスが可能であるならば、異なるレンズ配置構成が使用可能である。したがって、放射が基板に入射する角度範囲は、ここでは（共役）瞳面と呼ばれる、基板面の空間スペクトルを提示する平面内の空間強度分布を定義することによって選択可能である。特にこれは、好適な形の開口プレート１３を、対物レンズ瞳面の逆投影像である平面内のレンズ１２と１４の間に挿入することによって実行可能である。例えば図に示されるように、開口プレート１３は異なる形が可能であり、そのうちの２つが１３Ｎ及び１３Ｓとラベル付けされ、異なる照明モードが選択可能である。図示された例における照明システムは、軸外照明モードを形成する。第１の照明モードでは、開口プレート１３Ｎが、説明のためにのみ「北」として指定された方向からの軸外を提供する。第２の照明モードでは、同様の照明を提供するために開口プレート１３Ｓが使用されるが、「南」とラベル付けされた反対方向からである。異なる開口を使用することによって、他の照明モードが可能である。所望の照明モード外部のいかなる不必要な光も所望の測定信号を干渉しないように、瞳面の残り部分は望ましくは暗くなっている。
[0051] 基板Ｗ上でターゲットによって回折された少なくとも０次数並びに−１及び＋１次数のうちの１つが、対物レンズ１６によって収集され、ビームスプリッタ１５を介して戻される。第２のビームスプリッタ１７は、回折されたビームを２つの測定分岐に分割する。第１の測定分岐において、光学システム１８は、ゼロ次数及び１次数の回折ビームを使用して、第１のセンサ１９（例えばＣＣＤ又はＣＭＯＳセンサ）上にターゲットの回折スペクトル（瞳面像）を形成する。各回折次数がセンサ上の異なるポイントに当たるため、結果として画像処理は次数を比較及び対照することができる。センサ１９によって捕捉された瞳面像は、計測装置を合焦させるため、及び／又は、１次数ビームの強度測定値を正規化するために、使用することができる。瞳面像は、再構成などの多くの測定目的に使用可能である。
[0052] 第２の測定分岐では、光学システム２０、２２がセンサ２３（例えばＣＣＤ又はＣＭＯＳセンサ）上に基板Ｗ上のターゲットの像を形成する。第２の測定分岐では、瞳面と共役な面に開口ストップ２１が提供される。開口ストップ２１はゼロ次数回折ビームを遮断するように機能するため、センサ２３上に形成されるターゲットの像は、−１又は＋１次数ビームからのみ形成される。したがって、センサ２３によって検出される像は、「暗視野」像と呼ばれる。「像」という用語は、本明細書では広義に使用されることに留意されたい。したがって、−１及び＋１次数のうちの１つのみが存在する場合、格子線の像は形成されないことになる。
[0053] センサ１９及び２３によって捕捉された像は、像プロセッサ及びコントローラＰＵに出力され、その機能は、実行される特定タイプの測定に依存する。装置及びその適用例の詳細は、前述の導入部で述べた従来の特許出願に見られる。本開示は、既知の装置で使用されるＸｅアークランプよりも高い輝度を与えるための、光源１１の構成及び作用に関係している。
[0054] 散乱計の例及び技法は、特許出願ＵＳ２００６／０６６８５５Ａ１、ＷＯ２００９／０７８７０８、ＷＯ２００９／１０６２７９、及びＵＳ２０１１／００２７７０４Ａに見られ、それらはすべて全体として参照により本書に組み込まれている。全体として参照により本書に組み込まれた公開特許出願ＵＳ２０１１／２０４２６５Ａ１は、レーザー駆動光源を含むプラズマベース光源を開示している。プラズマは細長い形を取ることが可能であり、それによって放射領域が広くなり輝度が上昇することが説明されている。輝度の上昇を目的としたプラズマの縦範囲の縮小のための手段が記載されている。
[0055] 図４は、レーザー駆動光子源装置の主要構成要素を概略的に示す。中央構成要素は、所定の気体雰囲気を含むコンテナ４０、例えばガラスカプセルである。好適な気体は、例えばキセノン（Ｘｅ）又はキセノン−アルゴン混合体とすることができる。この雰囲気内で、プラズマ４２は説明される様式で生成され、プラズマは光（より一般的には、所望の波長の光子放射）を放出する。収集光学系４４は、光ファイバ４８に結合される放射ビーム４６を形成する。ファイバ４８は放射を必要とされるポイントに送達する。光子源が図３の装置内で光源として使用される場合、ファイバ４８の端部は図３に見られる光源１１を形成する。収集光学系４４は本書では単純なレンズとして示されているが、もちろん実際の実施形態ではより複雑にすることができる。屈折光学系ではなく反射光学系を使用してもよい。
[0056] 本実施形態におけるプラズマ４２は、この例ではレーザー５２によって生成される駆動放射５０の印加によって生成される。駆動光学系５４はレーザーを収束ビーム５６に合焦させ、この収束ビームは、プラズマ４２が形成及び維持されることが望ましい位置の最も狭いポイントに到達する。レーザー５２は、現在又は将来使用可能ないくつかの異なるタイプの高パワーレーザーのうちの１つとすることができる。例えば、Ｎｄ：ＹＡＧレーザー、ＣＯ２レーザー、ダイオードレーザー、ファイバレーザーであってよい。駆動光学系５４は、本書では単純なレンズとして示されているが、もちろん実際の実施形態ではより複雑にすることができる。屈折光学系ではなく反射光学系を使用してもよい。レーザー放射をそのプロファイル又はスペクトル特徴内で条件付けるために、他の構成要素も提供可能である。
[0057] レーザー放射は、例えば７００から２０００ｎｍなどの赤外線波長内とすることができる。プラズマは、典型的には、例えばさらに２００ｎｍ又はそれ以下の赤外線、可視、及び／又は紫外線帯域内の短い波長で放射を生成することになる。このプラズマ放射間に、計測装置又は他の適用分野で使用するのに望ましい波長がある。例えば収集光学系４４及び／又はファイバ４８に入る赤外線放射の量を減らすために、フィルタ構成要素５８を光学経路内に提供することができる。こうしたフィルタは、コンテナ４０の内部及び／又は外部に配置することができる。さらに、コンテナ壁、及び／又は収集光学系４４の他の構成要素と、一体化させることもできる。
[0058] レーザーエネルギー５０は、非常に狭く合焦されるが、コールドスタートからプラズマを点火させるには必ずしも十分でなく、プラズマを点火させるために電極６０及び６２に適切なパワー及び制御回路（図示せず）が提供される。これらの電極は、従来の気体放電ランプで使用されるものと同様であってよいが、動作の始動段階中にのみ使用される。
[0059] 図内では、説明のためにＸ、Ｙ、及びＺ軸が定義されている。Ｚ軸は光軸Ｏと整合される。Ｙ方向は電極６０、６２と整合される。Ｘ軸は電極に対して直角であり、図の平面に対して垂直である。装置は、その適用例に便利ないずれかの向きのこれらの軸を用いて構成又は取り付けることができる。Ｚ軸方向のプラズマ４２から収集光学系への光学経路を妨げる構成要素は無いことに留意されたい。またこの例では、Ｘ方向（図示せず）の光路を妨げる物も無い。
[0060] プラズマ４２、又は少なくとも所望の放射が行われるプラズマの領域は細長い形であり、ほぼ円筒又はタバコの形状を有することに留意されたい。発明者等は、説明のために円筒形と呼ぶ。円筒の長さはＬであり、その直径はｄである。実際のプラズマは、この円筒形の領域を中心とする細長い形のクラウドを含む。収集光学系４４は、その光軸Ｏがプラズマの縦方向と整合されるように配置構成され、この例で縦方向はＺ方向である。したがって、プラズマの領域はπα２／４として表され、これは円筒形の一端の領域である。Ｌがｄよりも大幅に大きい場合、プラズマを横方向で見るのに比べて、光子がこの小さな領域を介して入ることが可能なプラズマの深さの方が大きい。これによって、プラズマの所与のサイズ及び強度では、その領域全体にわたって輝度がより高く見える。光源（又は受信側）のエテンデュは、大まかに言えば、光源（受信側）の領域とその出口（入口）角との積である。収集光学系４４のエテンデュは、任意の結像システムと同様に、スポットサイズ倍とその開口数の２乗（ＮＡ２）との積である。次にＮＡは、入口角θによって決定される。放射プラズマのエテンデュは、一般に収集光学系４４のエテンデュよりも大きくなる。収集光学系４４は、図に示されるように、円筒に沿って中間の仮想光源ポイント６４で合焦することができる。実際の例では、発光プラズマ領域４２の長さＬは、およそ１ミリメートル、すなわち０．５から５ｍｍとすることができる。直径ｄはそれよりもかなり小さく、例えば０．０１から２ｍｍの範囲内、例えば０．１から１ｍｍとすることができる。
[0061] 実際に、プラズマは求められる放射のうちのごくわずかを吸収するため、円筒の長さＬに沿ったいずれの場所で放出される光子も、収集光学系４４の入口円錐形及びファイバ４８内へと伝わることができる。したがって横方向と比べると、プラズマは横方向で見た時よりも明るく見える（単位立体角当たり単位面積当たりの光束がより大きい）。全体として参照により本書に組み込まれたＵＳ ２０１１／２０４２６５ Ａ１に記載された既知のレーザー駆動光源が、横方向に放出される光を捕捉することを求めているのに対して、新規の光子源は、より強い輝度及びより小さいプラズマ範囲を活用するために、縦方向に放出される光を捕捉する。既知の光源では、そのパワーをより短い長さに集中させるために、プラズマの長さＬを短くするような設計手段が講じられたが、新規の光源ではプラズマ形状に課せられる制約は比較的緩和されている。従来の特許出願におけるいくつかの例では、プラズマは、点火電極間で発明者等がＹ方向として示した縦方向に延在しているが、新規の光源では、通常動作時のプラズマは、縦方向の光線が暗くならないように配置構成され、収集光学系４４による捕捉が可能である。同様に、従来の特許出願における他の例では、プラズマは、発明者等がＺ方向として示した方向に延在しているが、駆動レーザー光学系によって暗くされ、使用可能な光はプラズマからＸ及びＹ方向に放出された後に、曲面ミラーによって捕捉される。したがって、従来特許におけるすべての例示は、プラズマから横方向に放出される光子を捕捉することに依拠している。
[0062] 図５は、横ではなく縦方向に見た場合に、波長の全スペクトルを横切る細長いプラズマ４２の輝度が強化されることを確認する、実験結果を示す。水平軸は、紫外線端部の２００ｎｍから近赤外線の８５０ｎｍまで延在する波長（λ）を表す。垂直軸は、１０４Ｗ／ｍ２／ｎｍ／ｓｒ単位の、各波長での輝度（Ｂ）を表す。上側の曲線７０は、プラズマを縦方向に見た場合に測定された輝度を示し、下側の曲線７２、７４（非常に近いために重なり合って見える）は、プラズマを横方向に見た場合に測定された輝度を示す。スペクトル全体にわたって、横方向に見た場合の方が、輝度が高いことは明白である。スペクトルの可視及び紫外線部分にわたって、輝度の上昇は５倍又はそれ以上である。この実施形態におけるプラズマは、約０．３ｍｍの直径ｄ及び約１．５ｍｍの長さＬを有した。
[0063] 数値モデリングは、縦方向に見た場合の輝度が（横方向に比べて）プラズマ長さに応じて上昇することも確認している。直径ｄ＝３００μｍ（０．３ｍｍ）のプラズマを有する第１のモデル化例の場合、及び、５０ｍｒａｄの半角（θ／２）を備える収集光学系の場合、輝度は長さＬに応じて非常に迅速に上昇し、５ｍｍ長さ付近で１０倍に達し、およそ１５倍の限界に達する。ｄ＝１ｍｍ及びθ／２＝１５ｍｒａｄである第２のモデル化例の場合、輝度はより着実に上昇し、１０ｍｍ付近で１０倍に達する。
[0064] プラズマ源によって放出される放射の強度プロフィールは、収集光学系４４の視野全体にわたって完全に均一でない可能性があることに留意されたい。プラズマの寸法に関する制約は前述のように緩和されているが、依然として収集光学系４４の入口ＮＡは放射によってかなり均一に満たされるべきである。プラズマのアスペクト比Ｌ／ｄが大きくなるほど、放射が均一に分散されるエテンデュは小さくなる。例えば、光子源装置が、図１３の装置内で開口１３を横切って均質な光視野を送達するために使用される場合、より均質にするために光を混合することが望ましいことがある。ファイバ４８内では十分な混合が自然に発生するか、又は追加の手段を講じることができる。また、コンテナ４０の壁部の光学特性は、駆動レーザービーム、又はプラズマ４２から収集光学系４４へと発せられる光線束の品質を低下させることのないように、主要な位置で十分に良好であるべきである。コンテナ壁の光学特性は、収集光学系４４及び合焦光学系５４の設計及びセットアップ時にもちろん考慮されるべきである。収集光学系４４及び合焦光学系５４の機能要素は、所望であればコンテナ４０内部に配置することが可能である、且つ／又は、コンテナの壁部と一体化させてもよい。
[0065] 図６及び図７は、説明した原理に基づく他の実施形態を示す。図４と同じ機能を有する構成要素には、同じ参照記号が使用されている。ファイバ４８は、単にスペースを作るために図６及び図７から省略されている。図４の例について説明されたオプション及び特性は、特に記載のない限り、図６及び図７の例でも等しく適用される。
[0066] 図６の配置構成は図４と非常に類似しているが、逆縦方向に放出された光線８２を反射させてプラズマに戻すための後方反射体８０が与えられている点は例外である。反射体８０は、例えば焦点６４を中心とする半径ｒの屈曲を伴う球形であってよい。逆縦方向は入射レーザービーム５０の方向でもあるため、反射体８０は、レーザービームを収容するのに好適なサイズの開口を伴って形成される。反射体８０はコンテナ４０の内部又は外部に提供可能であり、コンテナ４０の壁部自体に形成してもよい。横方向に放射される光子を捕捉してそれらをプラズマに戻すための、追加の反射体も提供可能である。これらの例は、図７の例に示されている。これらの側面反射体によって反射される光子は、前述のように小さなエテンデュを有する収集光学系には入らない。しかしながらそれらは、プラズマを維持するためにレーザーエネルギー５０を支援し、プラズマの、したがって放出される放射の均質性を向上させることができる。前述のように、フィルタ５８又は等価の構成要素を提供し、出射される放射ビーム４６のスペクトル特性を調整することができる。特に、収集光学系４４に入るレーザーからの放射５０、例えば赤外線放射を削減又は消去するために、フィルタ５８が提供可能である。
[0067] 図７は、さらに修正された実施形態の２つの図を示す。プラズマ４２及び収集光学系４４の形及び向きは前の例と同じであり、後方反射体８０が再度提供されている。しかしながらこの例では、プラズマを駆動するレーザー放射５０が細長いプラズマに対して横方向に、例えばＸ方向に送達される。横方向に放出される光子８６を捕捉し、それらをプラズマに戻すために、追加の「側面」反射体８４を提供することもできる。ビーム９０内で合焦光学系５４によって送達されるレーザー放射を収容するための開口８９を備えた、反対側面反射体８８も提供可能である。これらの側面反射体によって反射される光子は、前述のように小さなエテンデュを有する収集光学系には入らない。しかしながらそれらは、プラズマを維持するためにレーザーエネルギー５０を支援し、プラズマの、したがって放出される放射の均質性を向上させることができる。反射体８４及び８８は、縦方向でのエネルギーの何らかの再分配（混合）が必要であるかどうかに応じて、球形、円筒形、又はその２つの複合とすることができる。反射体８４には、レーザー放射の出口を可能にするために、反射体８８と同様の開口を提供することができる。側面反射体は、所望であれば電極位置の近くに位置決めすることができる。前述のように、反射体はコンテナ４０の内部（図示の通り）又は外部とすることができる。反射体はコンテナ壁と一体化させることができる。
[0068] この例のレーザー放射５０は、縦方向に整合された伸長ビーム内で合焦される代わりに、所望のプラズマ４２の寸法に合った線状の焦点を有するビーム９０内で分散及び合焦される。そのために合焦光学系５４は、図に示されるように、Ｚ方向に沿って見た図７（ｂ）に見られるような収束ビーム９０を形成するための円筒形レンズを主として備える。ビームを所望の幅まで拡張させるために、レーザー５２と光学系５４との間にビーム拡大器９２を提供することが可能である。Ｙ方向から見ると、図７（ａ）に示されるように、ビーム９０は図のように収束可能である。別の方法として、ビーム９０は、Ｙ方向から見ると発散し、Ｚ方向から見ると収束することも可能である。複数のレーザービーム及びレンズを配備して、プラズマ４２の線に沿って所望の合焦を作成することが可能である。駆動放射は、所望であれば、図４〜図６及び図７の機能を組み合わせて、横方向及び縦方向の両方で送達可能である。
[0069] この第２の例では、合焦光学系５４はより複雑な場合があるが、図４及び図６の例に比べていくつかの特典が存在する。原則として、プラズマの縦方向は、使用可能な放射にとって出口方向でもあり、点火電極の軸に対して直角であって、この軸は駆動レーザービームの入口の軸に対して直角である。したがってこの配置構成は、これらのサブシステム間での機械的且つ光学的な干渉の制約が大幅に無くなっている。特典の１つは、例えば後方反射体８０が与えられた場合、その後方反射体８０に開口が不要なことである。別の方法として、第２の収集光学系及び第２の出力を、プラズマの後方端から取ることが可能である。レーザー放射が収集光学系４４に入るのを防ぐためのフィルタリングに関する要件も削除又は軽減されている。前の例に関連して考察された他の変形形態及び修正形態を、図７の例に適用することも可能である。
[0070] 輝度を上昇させるために細長いプラズマの縦方向に放出される放射を使用するという原理は、上記のレーザー駆動光源の例に限定されるものでないことにも留意されたい。細長いプラズマは、他のタイプの放射、特にマイクロ波放射を合焦させることによって生成可能である。レーザー５０を好適なマイクロ波源に置き換え、合焦光学系５４を好適なマイクロ波合焦光学系に置き換えることで、細長いプラズマ４２を形成し、縦方向の放出を使用することの特典を適用することができる。縦方向の放出を使用するという原理も、電界などの他の手段によって形成されたプラズマを使用して適用することができる。
[0071] 本発明に従った他の実施形態を、以下の番号付けされた条項に記載する。
１．プラズマベースの光子源装置は、
（ａ）気体雰囲気を収容するためのコンテナと、
（ｂ）以下で駆動放射と呼ばれる放射を生成するため、及び、コンテナ内のプラズマ形成ゾーンに合焦された少なくとも１本のビーム内に駆動放射を形成するための、駆動システムと、
（ｃ）プラズマ位置で放射ビームによって維持されるプラズマによって放出される光子を収集するため、及び、収集された光子を出力放射の少なくとも１本のビームに形成するための、収集光学システムと、
を備え、駆動光学システムは、縦軸に対して横の少なくとも１つの方向の直径よりも実質的に大きい縦軸に沿った長さを有する細長い形のプラズマを維持するように構成され、収集光学システムは、縦軸に沿ったプラズマの一端から放射される光子を収集するように構成される。
２．第１項に記載の装置であって、駆動システムは、放射のビームを生成するための少なくとも１つのレーザーを含むことができる。
３．第１又は２項に記載の装置であって、駆動放射は、主に、例えば赤外線波長の、第１の領域内に波長を有し、出力放射は、主に、例えば可視及び／又は紫外線放射の、第１の領域とは異なる第２の領域内に波長を有する。
４．第１、２、又は３項に記載の装置であって、駆動システムは、収集された光子が放射される端部とは反対側のプラズマの端部で、縦軸に沿って駆動放射を送達するように配置構成される。
５．第１、２、３、又は４項に記載の装置であって、駆動システムは、縦方向に対して横の方向のプラズマ形成位置に駆動放射を送達するように配置構成される。
６．第５項に記載の装置であって、駆動システムは、プラズマの細長い形に対応する実質上線形の焦点に駆動放射を合焦させるように配置構成される。
７．前記条項のいずれか一項に記載の装置は、動作前にプラズマに点火する際に使用するための、プラズマ形成位置の反対側に位置決めされた２つ以上の電極をさらに含み、電極は縦軸とは離れて配置される。
８．第７項に記載の装置であって、電極は縦軸に対して直角の軸上に位置決めされる。
９．第８項に記載の装置であって、電極、駆動システム、及び収集光学システムは、互いに直角の３つの軸上に配置構成される。
１０．前記条項のいずれか一項に記載の装置は、プラズマの反対の端部から縦方向に放射しているプラズマ光子内に後方反射するように位置決め及び形状化された反射体をさらに備える。
１１．前記条項のいずれか一項に記載の装置は、プラズマの縦方向に対して横の１つ以上の方向に放射しているプラズマ光子内に後方反射するように位置決め及び形状化された、１つ以上の反射体をさらに備える。
１２．基板上でリソグラフィプロセスによって形成された構造の特性を測定する方法であって、方法は、
（ａ）前記第１から１１項のいずれか一項に記載の、光子源の出力放射を使用して構造を照らすステップと、
（ｂ）構造によって回折された放射を検出するステップと、
（ｃ）回折された放射の特性から構造の１つ以上の特性を決定するステップと、
を含む。
１３．基板上の構造の特性を測定するための検査装置であって、装置は、
（ａ）その上に構造を有する基板のための支持体と、
（ｂ）所定の照明条件の下で構造を照らすため、及び照明条件の下で構成要素ターゲット構造によって回折された放射の所定の部分を検出するための、光学システムと、
（ｃ）構造の特性の測定値を取得するために検出された放射を特徴付ける情報を処理するように配置構成されたプロセッサと、
を備え、
（ｄ）光学システムは、第１から１１項のいずれか一項に記載の光子源装置を含む。
１４．リソグラフィシステムは、
（ａ）リソグラフィ装置であって、
（ｂ）パターンを照らすように配置構成された照明光学システムと、
（ｃ）基板上にパターンの像を投影するように配置構成された投影光学システムと、
（ｄ）第１３項に記載の検査装置と、
備える、リソグラフィ装置を備え、
リソグラフィ装置は、パターンをさらに基板に適用する際に、検査装置からの測定結果を使用するように配置構成される。
１５．リソグラフィプロセスを使用して一連の基板にデバイスパターンが適用されるデバイスを製造する方法であって、方法は、第１２項に記載された検査方法を使用して、基板のうちの少なくとも１つ上にデバイスパターンの一部として又はその傍らに形成される、少なくとも１つの複合ターゲット構造を検査するステップと、検査方法の結果に従って、その後の基板に関するリソグラフィプロセスを制御するステップとを含む。
１６．プラズマベースの光子源装置は、
気体雰囲気を収容するように構成されたコンテナと、
駆動放射を生成すること、及び、コンテナ内のプラズマ形成ゾーンに合焦された少なくとも１本のビーム内に駆動放射を形成することを、実行するように構成された駆動システムと、
プラズマ位置で放射ビームによって維持されるプラズマによって放出される光子を収集すること、及び、収集された光子を出力放射の少なくとも１本のビームに形成することを、実行するように構成された、収集光学システムと、
を備え、
駆動光学システムは、縦軸に対して横の少なくとも１つの方向の直径よりも実質的に大きい縦軸に沿った長さを有する細長い形のプラズマを維持するように構成され、
収集光学システムは、縦軸に沿ったプラズマの一端から放射される光子を収集するように構成される。
１７．第１６項に記載の装置であって、駆動システムは、放射のビームを生成するための少なくとも１つのレーザーを含むことができる。
１８．第１６項に記載の装置であって、駆動放射は、主に赤外線波長の第１の領域内に波長を有し、出力放射は、主に可視及び／又は紫外線放射の、第１の領域とは異なる第２の領域内に波長を有する。
１９．第１６項に記載の装置であって、駆動システムは、収集された光子が放射される端部とは反対側のプラズマの端部で、縦軸に沿って駆動放射を送達するように配置構成される。
２０．第１６項に記載の装置であって、駆動システムは、縦方向に対して横の方向のプラズマ形成位置に駆動放射を送達するように配置構成される。
２１．第２０項に記載の装置であって、駆動システムは、プラズマの細長い形に対応する実質上線形の焦点に駆動放射を合焦させるように配置構成される。
２２．第１６項に記載の装置は、
動作前にプラズマに点火する際に使用するための、プラズマ形成位置の反対側に位置決めされた２つ以上の電極をさらに含み、電極は縦軸とは離れて配置される。
２３．第２２項に記載の装置であって、電極は縦軸に対して直角の軸上に位置決めされる。
２４．第２３項に記載の装置であって、電極、駆動システム、及び収集光学システムは、互いに直角の３つの軸上に配置構成される。
２５．第１６項に記載の装置は、プラズマの反対の端部から縦方向に放射しているプラズマ光子内に後方反射するように位置決め及び形状化された反射体をさらに備える。
２６．第１６項に記載の装置は、プラズマの縦方向に対して横の１つ以上の方向に放射しているプラズマ光子内に後方反射するように位置決め及び形状化された、１つ以上の反射体をさらに備える。
２７．方法は、
気体雰囲気を収容するように構成されたコンテナと、
駆動放射を生成すること、及び、コンテナ内のプラズマ形成ゾーンに合焦された少なくとも１本のビーム内に駆動放射を形成することを、実行するように構成された駆動システムと、
プラズマ位置で放射ビームによって維持されるプラズマによって放出される光子を収集すること、及び、収集された光子を出力放射の少なくとも１本のビームに形成することを、実行するように構成された、収集光学システムと、
を備え、
駆動光学システムは、縦軸に対して横の少なくとも１つの方向の直径よりも実質的に大きい縦軸に沿った長さを有する細長い形のプラズマを維持するように構成され、
収集光学システムは、縦軸に沿ったプラズマの一端から放射される光子を収集するように構成される、
光子源装置の、出力放射を使用して構造を照らすステップと、
構造によって回折された放射を検出するステップと、
回折された放射の特性から構造の１つ以上の特性を決定するステップと、
を含む。
２８．装置は、
その上に構造を有する基板のための支持体と、
所定の照明条件の下で構造を照らすため、及び照明条件の下で構成要素ターゲット構造によって回折された放射の所定の部分を検出するための、光学システムと、
構造の特性の測定値を取得するために検出された放射を特徴付ける情報を処理するように配置構成されたプロセッサと、
を備え、
光学システムは、
気体雰囲気を収容するように構成されたコンテナと、
駆動放射を生成すること、及び、コンテナ内のプラズマ形成ゾーンに合焦された少なくとも１本のビーム内に駆動放射を形成することを、実行するように構成された駆動システムと、
プラズマ位置で放射ビームによって維持されるプラズマによって放出される光子を収集すること、及び、収集された光子を出力放射の少なくとも１本のビームに形成することを、実行するように構成された、収集光学システムと、
を備える、光子源装置を含み、
駆動光学システムは、縦軸に対して横の少なくとも１つの方向の直径よりも実質的に大きい縦軸に沿った長さを有する細長い形のプラズマを維持するように構成され、
収集光学システムは、縦軸に沿ったプラズマの一端から放射される光子を収集するように構成される。
２９．リソグラフィシステムは、
リソグラフィ装置であって、
パターンを照らすように配置構成された照明光学システムと、
基板上にパターンの像を投影するように配置構成された投影光学システムと、
検査装置であって、
その上に構造を有する基板のための支持体と、
所定の照明条件の下で構造を照らすため、及び照明条件の下で構成要素ターゲット構造によって回折された放射の所定の部分を検出するための、光学システムと、
構造の特性の測定値を取得するために検出された放射を特徴付ける情報を処理するように配置構成されたプロセッサと、
を備え、
光学システムは、
気体雰囲気を収容するように構成されたコンテナと、
駆動放射を生成すること、及び、コンテナ内のプラズマ形成ゾーンに合焦された少なくとも１本のビーム内に駆動放射を形成することを、実行するように構成された駆動システムと、
プラズマ位置で放射ビームによって維持されるプラズマによって放出される光子を収集すること、及び、収集された光子を出力放射の少なくとも１本のビームに形成することを、実行するように構成された、収集光学システムと、
を備える、光子源装置を含み、
駆動光学システムは、縦軸に対して横の少なくとも１つの方向の直径よりも実質的に大きい縦軸に沿った長さを有する細長い形のプラズマを維持するように構成され、
収集光学システムは、縦軸に沿ったプラズマの一端から放射される光子を収集するように構成される、
検査装置と、
を備える、リソグラフィ装置を備え、
リソグラフィ装置は、パターンをさらに基板に適用する際に、検査装置からの測定結果を使用するように配置構成される。
３０．デバイスを製造する方法は、
気体雰囲気を収容するように構成されたコンテナと、
駆動放射を生成すること、及び、コンテナ内のプラズマ形成ゾーンに合焦された少なくとも１本のビーム内に駆動放射を形成することを、実行するように構成された駆動システムと、
プラズマ位置で放射ビームによって維持されるプラズマによって放出される光子を収集すること、及び、収集された光子を出力放射の少なくとも１本のビームに形成することを、実行するように構成された、収集光学システムと、
を備える、光子源装置であって、
駆動光学システムは、縦軸に対して横の少なくとも１つの方向の直径よりも実質的に大きい縦軸に沿った長さを有する細長い形のプラズマを維持するように構成され、
収集光学システムは、縦軸に沿ったプラズマの一端から放射される光子を収集するように構成される、
光子源装置の、出力放射を使用して構造を照らすステップと、
構造によって回折された放射を検出するステップと、
回折された放射の特性から構造の１つ以上の特性を決定するステップと、
を含む、検査方法を使用して、
複数の基板のうちの少なくとも１つの基板上にデバイスパターンの一部として又はその傍らに形成される、少なくとも１つの複合ターゲット構造を検査するステップと、
検査方法の結果に従って、その後の基板に関するリソグラフィプロセスを制御するステップと、を含む。
[0072] 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。
[0073] 本書で使用される「放射」及び「ビーム」という用語は、紫外線（ＵＶ）放射（例えば、３６５、３５５、２４８、１９３、１５７、又は１２６ｎｍの、或いはおよそそれらの、波長を有する）及び極紫外線（ＥＵＶ）放射（例えば、５〜２０ｎｍの範囲内の波長を有する）を含む、すべてのタイプの電磁放射、並びにイオンビーム又は電子ビームなどの粒子ビームを網羅する。前述のように、放射という用語は、駆動システムに関してマイクロ波放射も網羅することができる。
[0074] 「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。
[0075] 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。
[0076] 本発明の幅及び範囲は、前述の例示の実施形態のうちのいずれによっても限定されるべきではなく、以下の特許請求の範囲及びそれらの等価物に従ってのみ定義されるべきである。
[0077] 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。
[0078] 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。
[0079] 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。

Claims (15)

  1. プラズマベースの光子源装置であって、
    （ａ）気体雰囲気を収容するためのコンテナと、
    （ｂ）以下で駆動放射と呼ばれる放射を生成するため、及び、前記コンテナ内のプラズマ形成ゾーンに合焦された少なくとも１つのビーム内に前記駆動放射を形成するための駆動システムと、
    （ｃ）前記プラズマ位置で前記放射ビームによって維持されるプラズマによって放出される光子を収集するため、及び、前記収集された光子を出力放射の少なくとも１本のビームに形成するための収集光学システムと、を備え、
    前記駆動光学システムは、縦軸に対して横の少なくとも１つの方向の直径よりも実質的に大きい前記縦軸に沿った長さを有する細長い形の前記プラズマを維持し、前記収集光学システムは、前記縦軸に沿った前記プラズマの一端から放射される光子を収集する、プラズマベースの光子源装置。
  2. 前記駆動システムは、前記放射のビームを生成するための少なくとも１つのレーザーを含む、請求項１に記載の装置。
  3. 前記駆動放射の大部分は、例えば赤外線波長である第１範囲内の波長を有し、前記出力放射の大部分は、例えば可視放射及び／又は紫外線放射である、前記第１範囲とは異なる第２範囲内の波長を有する、請求項１又は２に記載の装置。
  4. 前記駆動システムは、前記収集された光子が放射される端部とは反対側の前記プラズマの端部で、前記縦軸に沿って前記駆動放射を送達する、請求項１〜３のいずれか１項に記載の装置。
  5. 前記駆動システムは、前記縦方向に対して横の方向の前記プラズマ形成位置に前記駆動放射を送達する、請求項１〜４のいずれか１項に記載の装置。
  6. 前記駆動システムは、前記プラズマの前記細長い形に対応する実質的に線形の焦点に前記駆動放射を合焦させる、請求項５に記載の装置。
  7. 動作前に前記プラズマに点火する際に使用するための、前記プラズマ形成位置の反対側に位置決めされた２つ以上の電極をさらに含み、前記電極は前記縦軸とは離れて配置される、前記請求項のいずれか一項に記載の装置。
  8. 前記電極は前記縦軸に対して直角の軸上に位置決めされる、請求項７に記載の装置。
  9. 前記電極、前記駆動システム及び前記収集光学システムは、互いに直角の３つの軸上に配置される、請求項８に記載の装置。
  10. 前記プラズマの反対の端部から縦方向に放射している前記プラズマ光子内に後方反射するように位置決め及び形成された反射体をさらに備える、請求項１〜９のいずれか１項に記載の装置。
  11. 前記プラズマの前記縦方向に対して横の１つ以上の方向に放射している前記プラズマ光子内に後方反射するように位置決め及び形成された、１つ以上の反射体をさらに備える、請求項１〜１０のいずれか１項に記載の装置。
  12. 基板上でリソグラフィプロセスによって形成された構造の特性を測定する方法であって、
    （ａ）請求項１〜１１のいずれか１項に記載の、光子源の出力放射を使用して前記構造を照らすステップと、
    （ｂ）前記構造によって回折された放射を検出するステップと、
    （ｃ）前記回折された放射の特性から前記構造の１つ以上の特性を決定するステップと、を含む、方法。
  13. 基板上の構造の特性を測定するための検査装置であって、
    （ａ）その上に前記構造を有する前記基板のための支持体と、
    （ｂ）所定の照明条件の下で前記構造を照らすため、及び、前記照明条件の下で前記構成要素ターゲット構造によって回折された放射の所定の部分を検出するための光学システムと、
    （ｃ）前記構造の前記特性の測定値を取得するために前記検出された放射を特徴付ける情報を処理するプロセッサと、を備え、
    （ｄ）前記光学システムは、請求項１〜１１のいずれか１項に記載の光子源装置を含む検査装置。
  14. （ａ）リソグラフィ装置であって、
    （ｂ）パターンを照らす照明光学システムと、
    （ｃ）基板上に前記パターンの像を投影する投影光学システムと、
    （ｄ）請求項１３に記載の検査装置と、
    備える、リソグラフィ装置を備えるリソグラフィシステムであって、
    前記リソグラフィ装置は、前記パターンをさらに基板に適用する際に、前記検査装置からの前記測定結果を使用する、リソグラフィシステム。
  15. リソグラフィプロセスを使用して一連の基板にデバイスパターンが付与される、デバイスを製造する方法であって、請求項１２に記載の検査方法を使用して、前記基板のうちの少なくとも１つの上に前記デバイスパターンの一部として又は横に形成される、少なくとも１つの複合ターゲット構造を検査するステップと、前記検査方法の前記結果に従って、その後の基板に関する前記リソグラフィプロセスを制御するステップと、を含む方法。
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