JP2019502161A - 光学システムおよび方法 - Google Patents
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Abstract
Description
本出願は、2015年12月18日に出願された欧州出願15201057.5号の利益を主張し、その全体が参照により本書に組み込まれる。
本発明は、測定を実行する光学システムおよび方法に関する。光学システムは、特にリソグラフィ装置の一部を形成しうるが、これに限定されるものではない。
1.ステップモードでは、サポート構造MTおよび基板テーブルWTが実質的に静止状態とされる間、ビームPBに付与されたパターンの全体がターゲット部分Cに1回で投影される(つまり、単一静的露光)。基板テーブルWTはその後、X方向および/またはY方向にシフトされ、異なるターゲット部分Cを露光できる。ステップモードにおいて、露光フィールドの最大サイズは、単一静的露光にて結像されるターゲット部分Cのサイズを制限する。
2.スキャンモードでは、サポート構造MTおよび基板テーブルWTが同期してスキャンされる間、ビームPBに付与されるパターンがターゲット部分Cに投影される(つまり、単一動的露光)。サポート構造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PLの拡大(縮小)特性および像反転特性により決定されうる。スキャンモードにおいて、露光フィールドの最大サイズは、単一動的露光におけるターゲット部分の(非スキャン方向の)幅を制限する一方で、スキャン動作の長さは、ターゲット部分の(スキャン方向の)高さを決定する。
3.別のモードでは、サポート構造MTがプログラマブルパターニングデバイスを保持して実質的に静止状態を維持し、基板テーブルWTが移動またはスキャンされる間、ビームPBに付与されるパターンがターゲット部分Cに投影される。このモードにおいて、一般にパルス放射源が用いられ、基板テーブルWTの各移動の後またはスキャン中の一連の放射パルスの間に必要に応じてプログラマブルパターニングデバイスが更新される。この動作モードは、上述の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適用可能である。
ラインの長さに沿ったラインフィーチャの幅の変化は、ライン幅粗さとも称されうる。ライン幅粗さは、リソグラフィ・フィーチャを特徴付けるのに用いる一般的な尺度である。上述したように、干渉、特にスペックルは、リソグラフィ装置LAにおいて、リソグラフィ装置LAにより形成されるリソグラフィ・フィーチャのライン幅粗さに影響を及ぼしうる。
Claims (40)
- 光学システムの瞳面内で少なくとも一方向に周期的な空間強度プロファイルを有する放射を備える周期的照明モードを形成するよう構成される照明システムと、
前記光学システムのフィールド面にて受ける放射のドーズを前記フィールド面内の位置の関数として測定するよう構成される測定システムと、
前記受ける放射のドーズの変化がスペックルにより位置の関数として生じる前記フィールド面内の一以上の空間周波数を選択するよう構成され、前記受ける放射のドーズの位置の関数としての変化の尺度を前記選択された一以上の空間周波数にて決定するよう構成されるコントローラと、を備え、
前記受けるドーズの変化の尺度が前記フィールド面内のスペックルを示すことを特徴とする光学システム。 - 前記照明システムは、放射ビームでパターニングデバイスを照明するよう構成され、前記パターニングデバイスは、前記放射ビームの断面にパターンを付与してパターン放射ビームを形成するよう構成されることを特徴とする請求項1に記載の光学システム。
- フィールド面に放射ビームを投影するよう構成される投影システムをさらに備えることを特徴とする請求項1または2に記載の光学システム。
- 前記コントローラは、前記受けるドーズの変化に対するスペックルの寄与を決定するようにさらに構成され、前記スペックルの寄与は、前記受けるドーズの変化の尺度を用いて前記選択された一以上の空間周波数にて決定されることを特徴とする請求項1から3のいずれか一項に記載の光学システム。
- 前記受けるドーズの変化に対して前記決定されたスペックルの寄与は、スペックルにより生じるドーズの分散を含むことを特徴とする請求項4に記載の光学システム。
- 前記コントローラは、前記選択された一以上の空間周波数での前記受けるドーズの変化の尺度から、所定の時間周期内に前記フィールド面内で受ける独立したスペックルパターンの数を決定するよう構成されることを特徴とする請求項1から5のいずれか一項に記載の光学システム。
- 前記測定システムは、パターン放射ビームが基板に露光されるように前記基板を実質的に前記フィールド面内に保持するよう構成される基板テーブルと、前記基板上の異なる位置で前記基板にパターニングされるフィーチャの寸法を検出するよう構成されるセンサと、を備え、前記基板上の位置の関数として前記基板にパターニングされる前記フィーチャの寸法は、前記フィールド面で受ける放射のドーズの尺度を前記フィールド面内の位置の関数として提供することを特徴とする請求項1から6のいずれか一項に記載の光学システム。
- 前記センサは、前記基板上にパターニングされたフィーチャの画像を取得するよう構成される走査型電子顕微鏡を備え、
前記コントローラは、前記画像から、前記基板上の異なる位置での前記フィーチャの寸法を検出するよう構成されることを特徴とする請求項7に記載の光学システム。 - 前記測定システムは、基板にレジストを塗布し、パターン放射ビームの露光後に前記レジストを現像してパターンを前記基板に転写するよう構成されるトラックをさらに備えることを特徴とする請求項7または8に記載の光学システム。
- 前記コントローラは、第1系列と第2系列の自己相関関数を決定するよう構成され、前記第1系列は、前記フィールド面内の異なる位置で測定される前記フィールド面内で受けるドーズを含み、前記第2系列は、前記第1系列と同じであり、ある位置オフセットだけ前記第1系列からオフセットしていることを特徴とする請求項1から9のいずれか一項に記載の光学システム。
- 前記コントローラは、前記一以上の選択された空間周波数の逆数である位置オフセットで前記自己相関関数を評価するよう構成されることを特徴とする請求項10に記載の光学システム。
- 前記一以上の選択された空間周波数の逆数である前記位置オフセットは、前記自己相関関数が実質的に極大となる位置オフセットを表すことを特徴とする請求項11に記載の光学システム。
- 前記一以上の選択された空間周波数の逆数である位置オフセットで評価される前記自己相関関数は、前記受ける放射のドーズの前記フィールド面内の位置の関数としての変化に対するスペックルの寄与の尺度を提供することを特徴とする請求項11または12に記載の光学システム。
- 前記コントローラは、前記一以上の選択された空間周波数の逆数である位置オフセットで評価される前記自己相関関数の目盛りを読み、スペックルにより生じる前記フィールド面内の前記受ける放射のドーズの全分散を決定するようさらに構成されることを特徴とする請求項13に記載の光学システム。
- 前記コントローラは、スペックルのみにより生じる前記フィールド面内のドーズの変化に対応するスペックル自己相関関数の最大値に対する極大値の比率を決定し、前記決定された比率にしたがって、前記一以上の選択された空間周波数の逆数である位置オフセットで評価される前記自己相関関数の目盛りを読むようさらに構成されることを特徴とする請求項14に記載の光学システム。
- 前記光学システムの前記瞳面内の前記周期的照明モードの空間強度プロファイルを測定するよう構成されるセンサ装置をさらに備え、
前記コントローラは、前記周期的照明モードの前記測定された空間強度プロファイルから、スペックル自己相関関数の最大値に対する極小値の前記比率を決定するよう構成され、
前記スペックル自己相関関数は、スペックルのみにより生じる前記フィールド面内のドーズの変化に対応することを特徴とする請求項15に記載の光学システム。 - 前記コントローラは、前記光学システムを伝搬する放射のシミュレーションを実行し、前記シミュレーションから、スペックルのみにより生じる前記フィールド面内のドーズの変化に対応するスペックル自己相関関数の最大値に対する極小値の前記比率を決定するよう構成されることを特徴とする請求項15または16に記載の光学システム。
- 前記照明システムの放射ビームを提供するよう構成される放射源をさらに備え、前記放射源は、単位時間ごとに前記フィールド面内で受ける独立したスペックルパターンの数を変化させるように前記放射ビームの特性を調整するよう動作可能であることを特徴とする請求項1から17のいずれか一項に記載の光学システム。
- 前記放射源は、前記照明システムにパルス放射ビームを提供するよう構成され、前記放射源は、前記放射源から出射される放射のパルス幅を調整することにより、単位時間ごとに前記フィールド面内で受ける独立したスペックルパターンの数を変化させるよう動作可能であることを特徴とする請求項18に記載の光学システム。
- 前記放射源の調整可能な特性の各設定について、前記コントローラは、前記受ける放射のドーズの変化がスペックルにより位置の関数として生じる前記フィールド面内の一以上の空間周波数を選択するよう構成され、前記受ける放射のドーズの位置の関数としての変化の尺度を前記選択された一以上の空間周波数にて決定するよう構成され、前記受けるドーズの変化の尺度が前記フィールド面内のスペックルを示すことを特徴とする請求項18または19に記載の光学システム。
- 前記コントローラは、前記放射源の調整可能な特性の複数の設定で前記受けるドーズの変化の尺度を評価し、前記評価から前記受けるドーズの変化に対するスペックルの寄与を各設定にて決定するようさらに構成されることを特徴とする請求項20に記載の光学システム。
- 前記コントローラは、前記光学システムの前記瞳面内の空間強度の周期数を用いて、測定した寸法の変化がスペックルにより生じる前記フィールド面内の前記一以上の空間周波数を選択するよう構成されることを特徴とする請求項1から21のいずれか一項に記載の光学システム。
- 前記コントローラは、以下の式にしたがって空間周期PSを計算することにより、前記測定した寸法の変化がスペックルにより生じる前記フィールド面内の前記一以上の空間周波数を選択するよう構成され、
前記測定した寸法の変化がスペックルにより生じる前記フィールド面内の前記一以上の空間周波数は、前記空間周期PSの逆数であることを特徴とする請求項22に記載の光学システム。 - 前記照明システムは、ミラーのアレイを備え、前記ミラーは、前記光学システムの前記瞳面内の空間強度プロファイルを調整するよう調整可能であることを特徴とする請求項1から23のいずれか一項に記載の光学システム。
- 前記照明システムは、前記光学システムの瞳面において第1方向に周期的な空間強度プロファイルを有する放射を備える周期的照明モードを形成するよう構成され、
前記周期的な空間強度プロファイルは、K個の周期を含むことを特徴とする請求項1から24のいずれか一項に記載の光学システム。 - 前記照明システムは、前記空間強度プロファイルが第2方向に実質的にガウス分布に従うように構成され、前記第2方向は、前記第1方向に実質的に直交することを特徴とする請求項25に記載の光学システム。
- Kが整数であることを特徴とする請求項25または26に記載の光学システム。
- Kが偶数であることを特徴とする請求項27に記載の光学システム。
- Kが5以上であることを特徴とする請求項25から28のいずれか一項に記載の光学システム。
- Kが17以下であることを特徴とする請求項25から29のいずれか一項に記載の光学システム。
- 前記照明システムは、ダイポール照明モードを形成するよう構成されることを特徴とする請求項25から30のいずれか一項に記載の光学システム。
- 前記光学システムは、リソグラフィ装置を構成することを特徴とする請求項1から31のいずれか一項に記載の光学システム。
- 前記パターニングデバイスは、減衰型位相シフトマスクであることを特徴とする請求項2に記載の光学システム。
- 光学システムのスペックルを測定する方法であって、前記光学システムは放射ビームを調整するよう構成される照明システムを備え、前記方法は、
前記光学システムの瞳面内で少なくとも一方向に周期的な空間強度プロファイルを有する放射を備える周期的照明モードを形成するように前記照明システムを構成することと、
前記光学システムのフィールド面内で受ける放射のドーズを前記フィールド面内の位置の関数として測定することと、
前記受ける放射のドーズの変化がスペックルにより位置の関数として生じる前記フィールド面内の一以上の空間周波数を選択することと、
前記受ける放射のドーズの位置の関数としての変化の尺度であって、前記フィールド面内のスペックルを示す寸法の変化の尺度を前記選択された一以上の空間周波数にて決定することと、を備えることを特徴とする方法。 - リソグラフィ装置内のスペックルを測定する方法であって、
放射の周期的照明モードを形成することと、
グレーティングを備えるパターンを用いて前記放射をパターン化することと、
前記パターン化された放射を基板上に投影して前記グレーティングの像を形成することと、
結像されたグレーティングの複数のラインの線幅の変化を測定することと、
前記複数のラインをそれら自身と相関させ、前記像の他のラインと相関させるように前記線幅の二次元相関を実行することと、を備えることを特徴とする方法。 - 前記像の他のラインと相関する一以上のラインについて中心最大値に対する極大値の比率を決定することと、その比率とともに自身と相関するラインについての極大値を用いて、自身と相関するラインについてスペックルにより生じる中心最大値を決定することと、をさらに備えることを特徴とする請求項35に記載の方法。
- すでに実行された較正を用いて、前記中心最大値のサイズをスペックルにより生じるドーズ変化の測定値に変換することをさらに備えることを特徴とする請求項36に記載の方法。
- リソグラフィ装置内のスペックルを測定する方法であって、
放射の四重極照明モードを形成することと、
フィーチャの二次元アレイを備えるパターンを用いて前記放射をパターン化することと、
前記パターン化された放射を基板上に投影して像を形成することと、
結像されるパターンフィーチャのクリティカルディメンジョンの二次元相関をパターンフィーチャ間隔の関数として実行することと、
相関関数の中心最大値から離れる相関関数のサイズを決定し、これとともにすでに取得された比率を用いて、スペックルにより生じる前記相関関数の中心最大値のサイズを決定することと、を備えることを特徴とする方法。 - リソグラフィ装置内のスペックルを測定する方法であって、
放射の四重極照明モードを形成することと、
フィーチャの二次元アレイを備えるパターンを用いて前記放射をパターン化することと、
前記パターン化された放射を基板上に投影して像を形成することと、
結像されるパターンフィーチャの位置の二次元相関をパターンフィーチャ間隔の関数として実行することと、
相関関数の中心最大値から離れる相関関数のサイズを決定し、これとともにすでに取得された比率を用いて、スペックルにより生じる前記相関関数の中心最大値のサイズを決定することと、を備えることを特徴とする方法。 - すでに実行された較正を用いて、前記中心最大値のサイズをスペックルにより生じるドーズの測定値に変換することを特徴とする請求項38または39に記載の方法。
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