JP3429802B2 - 映像の形成方法と装置 - Google Patents
映像の形成方法と装置Info
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- G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
- G03F7/70—Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
- G03F7/70483—Information management; Active and passive control; Testing; Wafer monitoring, e.g. pattern monitoring
- G03F7/70591—Testing optical components
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B21/00—Microscopes
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- G—PHYSICS
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- G03F7/70—Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
- G03F7/70058—Mask illumination systems
- G03F7/70091—Illumination settings, i.e. intensity distribution in the pupil plane or angular distribution in the field plane; On-axis or off-axis settings, e.g. annular, dipole or quadrupole settings; Partial coherence control, i.e. sigma or numerical aperture [NA]
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- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
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- G03F7/70—Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
- G03F7/70216—Mask projection systems
- G03F7/70308—Optical correction elements, filters or phase plates for manipulating imaging light, e.g. intensity, wavelength, polarisation, phase or image shift
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、光学的映像形成の改
良のための新しい方法に関し、特に、この発明は投影リ
ソグラフィによる映像の改良に用いられる。
良のための新しい方法に関し、特に、この発明は投影リ
ソグラフィによる映像の改良に用いられる。
【０００２】
【従来の技術とその課題】透明なマスクが光源によって
照射され、マスクによって伝達された光は、レンズ系に
よって投影され、ウェーハの上に映像を形成する。この
システムの解像度は、波長とレンズの口径の値に依存す
る。現在の１６メガバイトのダイナミックラムのメモリ
ーの製造においては、ｉ−線(３６５ｎｍの波長)の照射
と０．４〜０．５のＮＡを持つレンズによる投影によっ
て行われる。
照射され、マスクによって伝達された光は、レンズ系に
よって投影され、ウェーハの上に映像を形成する。この
システムの解像度は、波長とレンズの口径の値に依存す
る。現在の１６メガバイトのダイナミックラムのメモリ
ーの製造においては、ｉ−線(３６５ｎｍの波長)の照射
と０．４〜０．５のＮＡを持つレンズによる投影によっ
て行われる。
【０００３】次世代の６４メガビットのダイナミックラ
ムに対しては、解像度を向上させるために採用しうるい
くつかの方法があり、すなわち、より短い波長、より大
きいＮＡ、及びいわゆる相変位マスクの採用である。こ
れらの全ては、採用が困難なものである。
ムに対しては、解像度を向上させるために採用しうるい
くつかの方法があり、すなわち、より短い波長、より大
きいＮＡ、及びいわゆる相変位マスクの採用である。こ
れらの全ては、採用が困難なものである。
【０００４】短い波長とはエキシマレーザのことで、作
業コストの上昇と、不確かな信頼性とをもたらし、新し
いレジスト工程が必要となる。ＮＡを向上させるために
は、より平坦なウエーハと、レジストの新しい技術(い
わゆる頂部表面映像レジスト)、及び、より平坦な視野
を持つ投影用レンズを要する。相変位型マスクは、製造
するのが難しく、点検や修正をするとより悪くなるとい
う新たな問題を提出する。
業コストの上昇と、不確かな信頼性とをもたらし、新し
いレジスト工程が必要となる。ＮＡを向上させるために
は、より平坦なウエーハと、レジストの新しい技術(い
わゆる頂部表面映像レジスト)、及び、より平坦な視野
を持つ投影用レンズを要する。相変位型マスクは、製造
するのが難しく、点検や修正をするとより悪くなるとい
う新たな問題を提出する。
【０００５】ここで開示される発明は、通常のクロム単
体のマスクを用いながら相変位マスクと同じ解像度を得
ることを目的として、投影システムの光学器械を改良し
て解像度を向上させるという４番目の方法を提供するも
のである。光学器械の改良は簡単で、それを用いるため
のコストは低い。この発明の使用により、電子工業界及
び社会一般に対して経済的な利益を与えるであろう。
体のマスクを用いながら相変位マスクと同じ解像度を得
ることを目的として、投影システムの光学器械を改良し
て解像度を向上させるという４番目の方法を提供するも
のである。光学器械の改良は簡単で、それを用いるため
のコストは低い。この発明の使用により、電子工業界及
び社会一般に対して経済的な利益を与えるであろう。
【０００６】この発明はまた、上記発明の方法が効果的
に任意の顕微鏡の解像度を効率的に向上させることがで
きるような顕微鏡システムにも関係する。これは、どの
ようなタイプの顕微鏡法についても重要性を持つが、特
に、光学的に線の幅を測定するために用いられる測定用
顕微鏡にとって重要性が高い。
に任意の顕微鏡の解像度を効率的に向上させることがで
きるような顕微鏡システムにも関係する。これは、どの
ようなタイプの顕微鏡法についても重要性を持つが、特
に、光学的に線の幅を測定するために用いられる測定用
顕微鏡にとって重要性が高い。
【０００７】
(基本的原理)この発明は、光源と、この光１を対象物
(リソグラフィではマスク)２に対して照射するためのコ
ンデンサシステム、及び対象物の像を映像面４に投影す
るための投影用レンズ３を持っているような光学的投影
システムに関する(図１参照)。この映像面４は、光のエ
ネルギーに対する感受性が高く、感光性面又は検知装置
のいずれかである。投影用レンズは、レンズのＮＡを決
定する開口遮蔽部６を持つ後方焦点面５を有する。図１
〜４は、通常投影システムに存在するような光源、コン
デンサ及び視野レンズを省略して簡略化されている。こ
こでは、縮小のためのシステムが示されているが、この
説明は、対象物よりも映像が大きいようなシステムにつ
いても同じように適用できる。
(リソグラフィではマスク)２に対して照射するためのコ
ンデンサシステム、及び対象物の像を映像面４に投影す
るための投影用レンズ３を持っているような光学的投影
システムに関する(図１参照)。この映像面４は、光のエ
ネルギーに対する感受性が高く、感光性面又は検知装置
のいずれかである。投影用レンズは、レンズのＮＡを決
定する開口遮蔽部６を持つ後方焦点面５を有する。図１
〜４は、通常投影システムに存在するような光源、コン
デンサ及び視野レンズを省略して簡略化されている。こ
こでは、縮小のためのシステムが示されているが、この
説明は、対象物よりも映像が大きいようなシステムにつ
いても同じように適用できる。
【０００８】開口遮蔽部６平面における光の分布によっ
て照射光を記述することは、対象物２又はマスク５への
入射光の任意の方向がこの平面に対応するから有意義で
ある。この発明では、図３で示されるように、光が対象
物を通過した後に、開口遮蔽部６の端部７に近い位置に
当たるように、照射光を設定している。(これは、開口
遮蔽部６と同心で、通常、遮蔽部６の直径の０．５〜
１．２倍の範囲にある半径を持つような円を光が満たす
点において従来のシステムと良い対照をなす。)この発
明はまた、開口遮蔽部６に空間フィルタ８、つまり、開
口遮蔽部６の異なる部分において異なる相と伝達強度を
持つようなガラス板をも用いる。この発明では、ビーム
が遮蔽部に当たるときには、伝達強度が１よりも小さく
０よりも大きいような減衰器９が用いられ、表面１０の
残りの部分における伝達は必然的に１である。減衰器９
の正確な伝達率は、どのような大きさの像に対する映像
特性を優先させるかに依存し、実験により又は詳細な計
算によって決定されなければならないが、１５と７５％
の間にあり、典型的には２５と５０％の間にある。
て照射光を記述することは、対象物２又はマスク５への
入射光の任意の方向がこの平面に対応するから有意義で
ある。この発明では、図３で示されるように、光が対象
物を通過した後に、開口遮蔽部６の端部７に近い位置に
当たるように、照射光を設定している。(これは、開口
遮蔽部６と同心で、通常、遮蔽部６の直径の０．５〜
１．２倍の範囲にある半径を持つような円を光が満たす
点において従来のシステムと良い対照をなす。)この発
明はまた、開口遮蔽部６に空間フィルタ８、つまり、開
口遮蔽部６の異なる部分において異なる相と伝達強度を
持つようなガラス板をも用いる。この発明では、ビーム
が遮蔽部に当たるときには、伝達強度が１よりも小さく
０よりも大きいような減衰器９が用いられ、表面１０の
残りの部分における伝達は必然的に１である。減衰器９
の正確な伝達率は、どのような大きさの像に対する映像
特性を優先させるかに依存し、実験により又は詳細な計
算によって決定されなければならないが、１５と７５％
の間にあり、典型的には２５と５０％の間にある。
【０００９】これは以下のように説明できる。マスクの
上に細かいパターン１１があるときには、ビームの一部
１２は回折せずに伝達され(回折度０)、一部は他の方向
１３，１４へ部分的に回折する(回折次数−１，＋１，
−２，＋２，−３……)。パターンの情報は回折次数の
光に含まれており、そして映像は、投影レンズが回折次
数の光を結合してそれらを互いに干渉し合うようにする
映像面において形成される。もし、次数０を含む全ての
次数の光が映像面に到達したときは、像はマスク２の完
全な再生となる。パターン素子の寸法が、システムの解
像度の限界に近いような場合には、いくつかの次数の光
１４は開口遮蔽部６によってブロックされ、いくらかの
情報が失われることになる。この場合は、映像１９は理
想的な映像よりもシャープさが落ちることになる。回折
次数の光は対称的な対に回折される。すなわち、＋１の
次数の光１５は、同じ次数でかつ一般的に異なる相を持
ち、０次数の光１２に関して反対側にある−１の次数の
光１６に対応する。従来のシステムは対称であり、＋と
−の次数の光の双方が映像面に導かれていた。
上に細かいパターン１１があるときには、ビームの一部
１２は回折せずに伝達され(回折度０)、一部は他の方向
１３，１４へ部分的に回折する(回折次数−１，＋１，
−２，＋２，−３……)。パターンの情報は回折次数の
光に含まれており、そして映像は、投影レンズが回折次
数の光を結合してそれらを互いに干渉し合うようにする
映像面において形成される。もし、次数０を含む全ての
次数の光が映像面に到達したときは、像はマスク２の完
全な再生となる。パターン素子の寸法が、システムの解
像度の限界に近いような場合には、いくつかの次数の光
１４は開口遮蔽部６によってブロックされ、いくらかの
情報が失われることになる。この場合は、映像１９は理
想的な映像よりもシャープさが落ちることになる。回折
次数の光は対称的な対に回折される。すなわち、＋１の
次数の光１５は、同じ次数でかつ一般的に異なる相を持
ち、０次数の光１２に関して反対側にある−１の次数の
光１６に対応する。従来のシステムは対称であり、＋と
−の次数の光の双方が映像面に導かれていた。
【００１０】斜めの照射光による場合、図２のように、
０次数の光１６は開口遮蔽部の端部の近くに落ちる。し
かしながら、０次数の光を端部に位置させる場合は、像
の均等性が破壊される。もし、＋の次数の要素１７が遮
蔽の開口領域の内側にきたとき、−の次数の光１８はブ
ロックされる。映像面上においては、パターンの不均衡
な再構成がなされ、符号２０で示すようにコントラスト
は失われる。この発明は、図３に示すとおり、一部を伝
達する空間的フィルタ８により０次数の光を減衰させ、
残った部分が開口遮蔽部を通過した回折次数の光とバラ
ンスを保つようにしている。全体的な強度は減少する
が、コントラスト２１は保持される。
０次数の光１６は開口遮蔽部の端部の近くに落ちる。し
かしながら、０次数の光を端部に位置させる場合は、像
の均等性が破壊される。もし、＋の次数の要素１７が遮
蔽の開口領域の内側にきたとき、−の次数の光１８はブ
ロックされる。映像面上においては、パターンの不均衡
な再構成がなされ、符号２０で示すようにコントラスト
は失われる。この発明は、図３に示すとおり、一部を伝
達する空間的フィルタ８により０次数の光を減衰させ、
残った部分が開口遮蔽部を通過した回折次数の光とバラ
ンスを保つようにしている。全体的な強度は減少する
が、コントラスト２１は保持される。
【００１１】図４はこれによる利点を示している。０次
数の光が端部に近いときは、０次数の光に対して大きな
角度を持つような回折した要素は開口遮蔽部を通過して
しまうので、解像度が増加する。角度はマスク上の１ｍ
ｍ当たりの線の数に直接的に比例する。解像度は、両方
の場合に同じレンズと同じＮＡが用いられたという事実
に拘らず向上する。従って、焦点の深さは影響を受けな
い。図４の場合の解像度は、図２の場合の丁度２倍であ
るが、実際のシステムにおいては、照射光が角度の広が
りを持ち、比較はより直接的でなくなる。
数の光が端部に近いときは、０次数の光に対して大きな
角度を持つような回折した要素は開口遮蔽部を通過して
しまうので、解像度が増加する。角度はマスク上の１ｍ
ｍ当たりの線の数に直接的に比例する。解像度は、両方
の場合に同じレンズと同じＮＡが用いられたという事実
に拘らず向上する。従って、焦点の深さは影響を受けな
い。図４の場合の解像度は、図２の場合の丁度２倍であ
るが、実際のシステムにおいては、照射光が角度の広が
りを持ち、比較はより直接的でなくなる。
【００１２】ここで発生する問題は、図５に示すよう
に、開口遮蔽部３０の１つの端部２９における照射光に
よって、高度に非対称的な像が生成されることである。
特に、この像は、対象物が焦点を少し外れている場合に
は錯綜した態様で歪む。対称性を得るために、我々は、
１つの像に、照射光と遮蔽部の反対側にある空間フィル
タ３１とによって形成された他の像を加えなければなら
ない。これは、２つのコヒーレントでないビームによ
る、２つの方向からの同時の照射光により、又は、２つ
の連続する露光を行うことによりなされる。
に、開口遮蔽部３０の１つの端部２９における照射光に
よって、高度に非対称的な像が生成されることである。
特に、この像は、対象物が焦点を少し外れている場合に
は錯綜した態様で歪む。対称性を得るために、我々は、
１つの像に、照射光と遮蔽部の反対側にある空間フィル
タ３１とによって形成された他の像を加えなければなら
ない。これは、２つのコヒーレントでないビームによ
る、２つの方向からの同時の照射光により、又は、２つ
の連続する露光を行うことによりなされる。
【００１３】さらに、図３〜図５に示す配列によれば、
１つの方向にのみ解像度が向上する。像をｘ軸及びｙ軸
に対して対称的に形成するためには、少なくとも４つの
入力方向又は露光が必要である。最も簡単な方法は、図
６に示すような環状の照射光と環状の部分的伝達フィル
タを用いることである。遮蔽の端部に近い位置に照射光
によって光の薄いリング３３が形成されるのが好まし
く、また、空間フィルタによって減衰器３４のリングが
構成されるのが好ましい。この機能は、リングに沿った
異なる地点における照射光の間の相互のインコヒーレン
トさに依存し、それによって、その機能がリングの周辺
に沿ったいくつかの点に当たるいくつかのインコヒーレ
ントなビームと等価となる。
１つの方向にのみ解像度が向上する。像をｘ軸及びｙ軸
に対して対称的に形成するためには、少なくとも４つの
入力方向又は露光が必要である。最も簡単な方法は、図
６に示すような環状の照射光と環状の部分的伝達フィル
タを用いることである。遮蔽の端部に近い位置に照射光
によって光の薄いリング３３が形成されるのが好まし
く、また、空間フィルタによって減衰器３４のリングが
構成されるのが好ましい。この機能は、リングに沿った
異なる地点における照射光の間の相互のインコヒーレン
トさに依存し、それによって、その機能がリングの周辺
に沿ったいくつかの点に当たるいくつかのインコヒーレ
ントなビームと等価となる。
【００１４】図７は、等方的な映像化を達成するための
別の方法を示す。光は、端部３０の近くのいくつかの
(典型的には４つ又はそれ以上)スポット３５に落ち、そ
して、光源に適合させられたいくつかの減衰領域３６を
持つ空間フィルタが用いられる。４つのスポットを用い
る場合は、ｘとｙの両方向において対称性があり、８つ
のスポットによれば、同じ対称性が対角線に対しても与
えられ、高度に対称的な像が得られる。これらのスポッ
トは互いにインコヒーレントであるべきで、つまり、別
の光源又はコヒーレンス長さよりも大きい道程差を持つ
単一の光源を用いるか、又はそれぞれの入力ビームに対
して共通するコヒーレントな光源とコヒーレンススクラ
ンブラを持つようにする。インコヒーレンスを保証する
ための最も簡単な方法は、異なる角度から連続的に照射
光することである。
別の方法を示す。光は、端部３０の近くのいくつかの
(典型的には４つ又はそれ以上)スポット３５に落ち、そ
して、光源に適合させられたいくつかの減衰領域３６を
持つ空間フィルタが用いられる。４つのスポットを用い
る場合は、ｘとｙの両方向において対称性があり、８つ
のスポットによれば、同じ対称性が対角線に対しても与
えられ、高度に対称的な像が得られる。これらのスポッ
トは互いにインコヒーレントであるべきで、つまり、別
の光源又はコヒーレンス長さよりも大きい道程差を持つ
単一の光源を用いるか、又はそれぞれの入力ビームに対
して共通するコヒーレントな光源とコヒーレンススクラ
ンブラを持つようにする。インコヒーレンスを保証する
ための最も簡単な方法は、異なる角度から連続的に照射
光することである。
【００１５】この発明は、光学的な用語によれば、斜の
照射光により形成され、０回折次数の光における伝達量
が光学軸に沿った方向に回折した次数の光の伝達量の１
５〜７５％であるような空間フィルタで瀘過された２つ
又はそれ以上の像のインコヒーレントな重ね合わせとし
て説明される。この重ね合わせは、感光性装置の中で連
続的に露光を重ねるか、又はいくつかの別個に捕らえら
れた像を加重するかの方法によって、相互にインコヒー
レントな光ビームを同時に露光させることにより即時に
行える。
照射光により形成され、０回折次数の光における伝達量
が光学軸に沿った方向に回折した次数の光の伝達量の１
５〜７５％であるような空間フィルタで瀘過された２つ
又はそれ以上の像のインコヒーレントな重ね合わせとし
て説明される。この重ね合わせは、感光性装置の中で連
続的に露光を重ねるか、又はいくつかの別個に捕らえら
れた像を加重するかの方法によって、相互にインコヒー
レントな光ビームを同時に露光させることにより即時に
行える。
【００１６】(照射光の回転とフィルタ）もし、照射光
と空間フィルタが、図１３に示されるように、開口遮蔽
部の中心回りを回転させられるように作られている場合
には、高度の最適化状態が得られる。典型的には、その
光はスポットの端部又は端部の近くにおいてスポットを
形成し、それに適合するフィルタが用いられる。光のス
ポットとフィルタはともに同期して回転するように作ら
れている。空間フィルタはここで、円形でないが、典型
的には照射光のスポットから遮蔽部の反対側に至る部分
を形成する開放領域を持つことができる。０次数の光の
スポットは、上述したように、減衰器の断片によって減
衰させられる。経験的に定められるいくつかのパラメー
タが存在する。つまり、セクタの数、減衰器による減衰
の程度、照射光スポットの寸法及び減衰器の寸法であ
る。予備的計算によれば、９０度のセクタ角度と減衰器
における２５％の伝達によって、カット−オフ解像度に
至る寸法の線に対してまで良いコントラストを与える。
特定の解像度におけるコントラストを最適化するか、又
は、全ての寸法について同じ像形成を行うために、開放
領域の形状を変形させて変調移送機能を変化させること
は可能である。さらに、同じ加工装置においていくつか
の線幅を印刷するために、いくつかのフィルタを交互に
変換可能に用いることも可能である。
と空間フィルタが、図１３に示されるように、開口遮蔽
部の中心回りを回転させられるように作られている場合
には、高度の最適化状態が得られる。典型的には、その
光はスポットの端部又は端部の近くにおいてスポットを
形成し、それに適合するフィルタが用いられる。光のス
ポットとフィルタはともに同期して回転するように作ら
れている。空間フィルタはここで、円形でないが、典型
的には照射光のスポットから遮蔽部の反対側に至る部分
を形成する開放領域を持つことができる。０次数の光の
スポットは、上述したように、減衰器の断片によって減
衰させられる。経験的に定められるいくつかのパラメー
タが存在する。つまり、セクタの数、減衰器による減衰
の程度、照射光スポットの寸法及び減衰器の寸法であ
る。予備的計算によれば、９０度のセクタ角度と減衰器
における２５％の伝達によって、カット−オフ解像度に
至る寸法の線に対してまで良いコントラストを与える。
特定の解像度におけるコントラストを最適化するか、又
は、全ての寸法について同じ像形成を行うために、開放
領域の形状を変形させて変調移送機能を変化させること
は可能である。さらに、同じ加工装置においていくつか
の線幅を印刷するために、いくつかのフィルタを交互に
変換可能に用いることも可能である。
【００１７】開口遮蔽部の端部に沿った異なる位置を照
らす光は非干渉的であるべきである。照射光を非コヒー
レントでかつ同時的なものにするか、又は、コヒーレン
トであって一時に１つの場所のみを照すかのいずれかの
方法の採用が可能である。後者の場合は、本質的に脈動
するエキシマレーザ源の場合に好適である。従って、鏡
とこれに対応する空間フィルタを用いて照射光ポイント
を回転させることができる。また、事前に決められた位
置、つまり、４５度の決まった間隔でパルスが発射され
る。勿論、照射光は非コヒーレントで連続的であること
もでき、つまり、コンデンサレンズの後方焦点面におい
て、円を描くように物理的に動くフラッシュチューブ又
はアークランプでもよい。
らす光は非干渉的であるべきである。照射光を非コヒー
レントでかつ同時的なものにするか、又は、コヒーレン
トであって一時に１つの場所のみを照すかのいずれかの
方法の採用が可能である。後者の場合は、本質的に脈動
するエキシマレーザ源の場合に好適である。従って、鏡
とこれに対応する空間フィルタを用いて照射光ポイント
を回転させることができる。また、事前に決められた位
置、つまり、４５度の決まった間隔でパルスが発射され
る。勿論、照射光は非コヒーレントで連続的であること
もでき、つまり、コンデンサレンズの後方焦点面におい
て、円を描くように物理的に動くフラッシュチューブ又
はアークランプでもよい。
【００１８】回転は、広い意味で理解されなければなら
ない。なぜなら、例えば光バルブのような静止した物品
を用いた利用も可能だからである。重要なのは、フィル
タと照射光の幾何的配置が、図１０〜図１２に示すよう
に、一方が他方の回転したバージョンであるという点で
のみ異なるような連続的変化を経ることであり、それが
予め決定されたものかランダムなものであるか、形状に
関するものか位置に関するものかは問わない。
ない。なぜなら、例えば光バルブのような静止した物品
を用いた利用も可能だからである。重要なのは、フィル
タと照射光の幾何的配置が、図１０〜図１２に示すよう
に、一方が他方の回転したバージョンであるという点で
のみ異なるような連続的変化を経ることであり、それが
予め決定されたものかランダムなものであるか、形状に
関するものか位置に関するものかは問わない。
【００１９】（操作)ウエーハの加工装置は以下の式で
決められるような線の幅で操業を行う。つまり、 ｓ＝ｋ1＊λ／ＮＡ 係数ｋ1は、光学器械の解像度を含む経験的に得られた
係数であるが、また、沢山の不確定な因子、例えばウエ
ーハの平坦さやレジストコントラストをも含む。従来の
製造方法においては、ｋ1は０．７〜０．８であった。
相変位型マスクの場合、ｋ1はパターン素子の形状に依
存し、０．３５〜０．５０である。この発明は、計算に
よれば、ｋ1が０．３５〜０．４５となるように予想さ
れ、相変位型マスクの場合よりも形状依存性が少ない。
一般的には、相変位型マスクをこの発明と一緒に用いる
のは不可能である点に留意すべきである。抽象的な意味
では、従来の映像化方法は、通常得られる解像度の２倍
までの隠れたポテンシャルがあり、そして、相変位型マ
スクとこの発明は、この２倍の解像度を得るための２つ
の異なる方法である。 波長 線幅 ＮＡ＝０．５ 従来 発明 ｋ1＝０．８ ｋ1＝０．４５ λ＝３６５ｎｍ ０．５８μｍ ０．３２μｍ λ＝２４８ ０．３９ ０．２１ λ＝１９３ ０．３０ ０．１７ 表１：従来のものと新しいリソグラフィを用いた場合の線幅 見積は控え目
決められるような線の幅で操業を行う。つまり、 ｓ＝ｋ1＊λ／ＮＡ 係数ｋ1は、光学器械の解像度を含む経験的に得られた
係数であるが、また、沢山の不確定な因子、例えばウエ
ーハの平坦さやレジストコントラストをも含む。従来の
製造方法においては、ｋ1は０．７〜０．８であった。
相変位型マスクの場合、ｋ1はパターン素子の形状に依
存し、０．３５〜０．５０である。この発明は、計算に
よれば、ｋ1が０．３５〜０．４５となるように予想さ
れ、相変位型マスクの場合よりも形状依存性が少ない。
一般的には、相変位型マスクをこの発明と一緒に用いる
のは不可能である点に留意すべきである。抽象的な意味
では、従来の映像化方法は、通常得られる解像度の２倍
までの隠れたポテンシャルがあり、そして、相変位型マ
スクとこの発明は、この２倍の解像度を得るための２つ
の異なる方法である。 波長 線幅 ＮＡ＝０．５ 従来 発明 ｋ1＝０．８ ｋ1＝０．４５ λ＝３６５ｎｍ ０．５８μｍ ０．３２μｍ λ＝２４８ ０．３９ ０．２１ λ＝１９３ ０．３０ ０．１７ 表１：従来のものと新しいリソグラフィを用いた場合の線幅 見積は控え目
【００２０】顕微鏡法においては、我々は以下の解像度
の式を得ている。 ｓ＝０．６１＊λ／ＮＡ この発明は、この解像度を７０％まで向上させると推定
される。これは、３０％の解像度の上昇を提供する共有
焦点型顕微鏡に対しても、充分良好な比較が可能であ
る。以下の表は、可視光線、ヘリウムネオンレーザ及び
ヘリウムカドミウムレーザの波長における解像度を示
す。 波長 解像度 ＮＡ＝０．９２ 従来 共有焦点 発明 λ＝可視光線 ０．３７μｍ ０．２８μｍ ０．２２μｍ λ＝６３２ｎｍ ０．４３ ０．３３ ０．２５ λ＝３２５ ０．２２ ０．１７ ０．１３ 表１：従来型、共有焦点型及び新しい顕微鏡法を用いた場合の解像度 推定は控え目
の式を得ている。 ｓ＝０．６１＊λ／ＮＡ この発明は、この解像度を７０％まで向上させると推定
される。これは、３０％の解像度の上昇を提供する共有
焦点型顕微鏡に対しても、充分良好な比較が可能であ
る。以下の表は、可視光線、ヘリウムネオンレーザ及び
ヘリウムカドミウムレーザの波長における解像度を示
す。 波長 解像度 ＮＡ＝０．９２ 従来 共有焦点 発明 λ＝可視光線 ０．３７μｍ ０．２８μｍ ０．２２μｍ λ＝６３２ｎｍ ０．４３ ０．３３ ０．２５ λ＝３２５ ０．２２ ０．１７ ０．１３ 表１：従来型、共有焦点型及び新しい顕微鏡法を用いた場合の解像度 推定は控え目
【００２１】この発明を用いる他の方法がある。上に設
定した解像度の最終目標値に到達するために、この発明
はより小さなＮＡを用いることを可能とする。これによ
って、より深い焦点、より広い視野、又はより少ない部
品によるより簡単な光学的設計が得られる。
定した解像度の最終目標値に到達するために、この発明
はより小さなＮＡを用いることを可能とする。これによ
って、より深い焦点、より広い視野、又はより少ない部
品によるより簡単な光学的設計が得られる。
【００２２】提案された発明は１つの欠点を持ってい
る。つまり、入射光のうちの５０％ないし７５％が、開
口遮蔽部の外側へ回折させられるか、減衰器の中で吸収
されるかのいずれかによって、失われることである。こ
れは、この発明の利点と比べれば比較的重要度の低い問
題であると考えられる。
る。つまり、入射光のうちの５０％ないし７５％が、開
口遮蔽部の外側へ回折させられるか、減衰器の中で吸収
されるかのいずれかによって、失われることである。こ
れは、この発明の利点と比べれば比較的重要度の低い問
題であると考えられる。
【００２３】(最適化)ビームの角度的広がり、減衰器の
寸法と減衰量、及び開放領域の形状の全てが映像の質に
影響し、異なる用いかたにおいて異なる最適化がなされ
なければならない。狭い線を印刷するウエーハの加工装
置によれば、ｘとｙ軸に沿った狭い線について最高度の
コントラストを得るために最適化ができる。これは、斜
の線において及びより大きな形態的特徴においてより小
さなコントラストを与え、より大きな形態的特徴に沿っ
て縁を与える。図８と図１５は、好適な照射光手段とフ
ィルタとを示す。
寸法と減衰量、及び開放領域の形状の全てが映像の質に
影響し、異なる用いかたにおいて異なる最適化がなされ
なければならない。狭い線を印刷するウエーハの加工装
置によれば、ｘとｙ軸に沿った狭い線について最高度の
コントラストを得るために最適化ができる。これは、斜
の線において及びより大きな形態的特徴においてより小
さなコントラストを与え、より大きな形態的特徴に沿っ
て縁を与える。図８と図１５は、好適な照射光手段とフ
ィルタとを示す。
【００２４】一般的用途の顕微鏡においては、全ての方
向において均一な解像度を得、形態的特徴の端部に沿っ
た縁を減らすことがより重要である。後者は、空間的周
波数によってコントラストを緩やかに減少させるため
に、最も高い空間的特徴におけるコントラストを減らす
ことによって行われる。つまり、各ビームの角度的広が
りを大きくし、開放領域の形状を変えることによって行
われる。図６と図８に示すような、さらに大きな照射光
の広がりと、減衰器とは好適な組合わせの選択である。
向において均一な解像度を得、形態的特徴の端部に沿っ
た縁を減らすことがより重要である。後者は、空間的周
波数によってコントラストを緩やかに減少させるため
に、最も高い空間的特徴におけるコントラストを減らす
ことによって行われる。つまり、各ビームの角度的広が
りを大きくし、開放領域の形状を変えることによって行
われる。図６と図８に示すような、さらに大きな照射光
の広がりと、減衰器とは好適な組合わせの選択である。
【００２５】自動的な線幅の測定システムにおいては、
１つの時において１つの角度に沿った解像度が最適化さ
れるべきである。図１５は、この場合のためのフィルタ
と照射光を示している。
１つの時において１つの角度に沿った解像度が最適化さ
れるべきである。図１５は、この場合のためのフィルタ
と照射光を示している。
【００２６】(像を改良するためのさらなる方法)開口遮
蔽部の表面に渡る径方向における相と強度の伝達の変化
は、アポディゼーションと呼ばれ、従来の映像化法にお
いて、映像面における点の拡張作用の調整のために時々
用いられる。特に、コントラストを犠牲にして、解像度
及び／又は焦点の深さを増加させることが可能である。
リソグラフィ工程においては、映像形成の写真への応用
の場合よりも、コントラストに対する要求が少なく、そ
して、上述の説明において開放領域と記述されたフィル
タの部分に渡って相を変化させることによって、数％の
解像度を利得することも可能である。図９は、アポディ
ゼーションを達成するための相遅れを有する空間フィル
タの領域４３を示している。
蔽部の表面に渡る径方向における相と強度の伝達の変化
は、アポディゼーションと呼ばれ、従来の映像化法にお
いて、映像面における点の拡張作用の調整のために時々
用いられる。特に、コントラストを犠牲にして、解像度
及び／又は焦点の深さを増加させることが可能である。
リソグラフィ工程においては、映像形成の写真への応用
の場合よりも、コントラストに対する要求が少なく、そ
して、上述の説明において開放領域と記述されたフィル
タの部分に渡って相を変化させることによって、数％の
解像度を利得することも可能である。図９は、アポディ
ゼーションを達成するための相遅れを有する空間フィル
タの領域４３を示している。
【００２７】偏光させられたビームが大きなＮＡを持つ
レンズによって焦点を結ばされた時には、解像度は偏光
ベクトルに交差する方向においてそれに沿う方向よりも
高くなることはよく知られている。上述したような回転
方式は、０次数の光の偏光が常に開口遮蔽部に内接する
ように、偏光ベクトルが照射光手段とともに回転するこ
とを許容する。大きなＮＡのレンズに対しては、これに
より解像度が数％向上させられる。
レンズによって焦点を結ばされた時には、解像度は偏光
ベクトルに交差する方向においてそれに沿う方向よりも
高くなることはよく知られている。上述したような回転
方式は、０次数の光の偏光が常に開口遮蔽部に内接する
ように、偏光ベクトルが照射光手段とともに回転するこ
とを許容する。大きなＮＡのレンズに対しては、これに
より解像度が数％向上させられる。
【００２８】
(好ましい実施例)ウエーハ加工装置の好ましい実施例
は、光線を本質的に平行にするための視準用レンズを持
っている。鏡は、光を対象物の方向に向ける。ある機構
によって、この鏡は、方向指示ビームが対象物平面の中
で円錐をトレースするような態様で回転させられる。投
影レンズの開口面には、部分的な吸収領域と開放領域を
伴う空間フィルタを持つ回転ディスクがある。このディ
スクの回転は、非回折ビームが常に吸収領域に当たるよ
うに、鏡の回転と同期させられている。１つの露光の間
に鏡と空間フィルタは完全に１回転する。
は、光線を本質的に平行にするための視準用レンズを持
っている。鏡は、光を対象物の方向に向ける。ある機構
によって、この鏡は、方向指示ビームが対象物平面の中
で円錐をトレースするような態様で回転させられる。投
影レンズの開口面には、部分的な吸収領域と開放領域を
伴う空間フィルタを持つ回転ディスクがある。このディ
スクの回転は、非回折ビームが常に吸収領域に当たるよ
うに、鏡の回転と同期させられている。１つの露光の間
に鏡と空間フィルタは完全に１回転する。
【００２９】従来の技術と比較してただ１つ必要とされ
る部品は、空間フィルタである。減衰器は、ガラスの上
のニクロム又はクロムのような薄い金属膜によって作る
ことができる。半透明のフィルムは裸のガラス表面に比
較して相変位を起こし易い。減衰領域及び非減衰領域の
間のどのような位相差をも除去するためには、両方の領
域に析出した薄膜を形成してもよく、又は材料をガラス
の表面から腐食して取り除いてもよい。最も実用的なの
は、金属の頂部の上にフィルムを析出させて、裸のガラ
スの場合と比べた場合に全部で３６０度の相遅れを作る
ようにすることである。そこで、フィルタが開放される
べきところで両方のフィルムが除かれる。完全に不透明
な領域は、金属の析出によるか、又はシートメタルのマ
スクによって簡単に作ることができる。伝達の程度は、
伝達された光を測定することによって、簡単に測定する
ことができ、相の均質性は干渉計によって測定される。
我々は、空間フィルタは単一の相変位型マスクよりも低
いコストで製造することができると考えている。
る部品は、空間フィルタである。減衰器は、ガラスの上
のニクロム又はクロムのような薄い金属膜によって作る
ことができる。半透明のフィルムは裸のガラス表面に比
較して相変位を起こし易い。減衰領域及び非減衰領域の
間のどのような位相差をも除去するためには、両方の領
域に析出した薄膜を形成してもよく、又は材料をガラス
の表面から腐食して取り除いてもよい。最も実用的なの
は、金属の頂部の上にフィルムを析出させて、裸のガラ
スの場合と比べた場合に全部で３６０度の相遅れを作る
ようにすることである。そこで、フィルタが開放される
べきところで両方のフィルムが除かれる。完全に不透明
な領域は、金属の析出によるか、又はシートメタルのマ
スクによって簡単に作ることができる。伝達の程度は、
伝達された光を測定することによって、簡単に測定する
ことができ、相の均質性は干渉計によって測定される。
我々は、空間フィルタは単一の相変位型マスクよりも低
いコストで製造することができると考えている。
【００３０】この発明の使用に関連する主な問題は、入
射光と空間フィルタの回転のための振動のないメカニズ
ムを作ることである。不可欠な配列というものはなく、
鏡回転機構を含む照射光器は、機械的にウエーハ加工装
置から切り離すことができる。回転する空間フィルタ
は、空気ベアリング上を回転させ、非接触モータによっ
て駆動することができ、位置決めのフィードバックは光
学的変換器によって達成できる。
射光と空間フィルタの回転のための振動のないメカニズ
ムを作ることである。不可欠な配列というものはなく、
鏡回転機構を含む照射光器は、機械的にウエーハ加工装
置から切り離すことができる。回転する空間フィルタ
は、空気ベアリング上を回転させ、非接触モータによっ
て駆動することができ、位置決めのフィードバックは光
学的変換器によって達成できる。
【００３１】(顕微鏡への使用方法)顕微鏡は、静止した
環状の照射光装置とフィルタの組合わせにより、又は回
転する照射光装置と空間フィルタという組合わせのいず
れかによって構築することができる。後者の場合は、そ
の回転は真の機械的回転によっても得られるが、同じ効
果が液晶光バルブのような静的な手段によっても得られ
る。液晶バルブによれば、目が全くちらつきを感じるこ
となく静止した像を得ることができる程速く回転させる
ことが可能となる。また、視準器の後方焦点面の上に搭
載した沢山のフラッシュチューブを用い、それらを連続
的にフラッシュさせるようにしていもよく、これによ
り、それぞれのフラッシュチューブが特定の入射角度に
おいて露光を行わせるようにすることができる。
環状の照射光装置とフィルタの組合わせにより、又は回
転する照射光装置と空間フィルタという組合わせのいず
れかによって構築することができる。後者の場合は、そ
の回転は真の機械的回転によっても得られるが、同じ効
果が液晶光バルブのような静的な手段によっても得られ
る。液晶バルブによれば、目が全くちらつきを感じるこ
となく静止した像を得ることができる程速く回転させる
ことが可能となる。また、視準器の後方焦点面の上に搭
載した沢山のフラッシュチューブを用い、それらを連続
的にフラッシュさせるようにしていもよく、これによ
り、それぞれのフラッシュチューブが特定の入射角度に
おいて露光を行わせるようにすることができる。
【００３２】顕微鏡法において用いられる高いＮＡにお
いては、常に最良の偏光状態を用いる可能性は、図１４
の矢で示されているように、大きな重要性がある。ただ
１つの偏光状態を用いることができる他の場合は、誘電
性のフィルムの下に隠された構造を研究する場合であ
る。開口遮蔽部における径方向に沿う方向の偏光状態
は、フィルムの表面における反射を受ける弊害が少な
く、それによって、隠された構造の視認性が拡大する。
いては、常に最良の偏光状態を用いる可能性は、図１４
の矢で示されているように、大きな重要性がある。ただ
１つの偏光状態を用いることができる他の場合は、誘電
性のフィルムの下に隠された構造を研究する場合であ
る。開口遮蔽部における径方向に沿う方向の偏光状態
は、フィルムの表面における反射を受ける弊害が少な
く、それによって、隠された構造の視認性が拡大する。
【００３３】通常の顕微鏡において用いられる像を強調
する技術の大部分は、解像度の向上、つまり、相のコン
トラスト、干渉、及び干渉のコントラストと一緒に用い
ることができる。この干渉は、この発明の手段とともに
作用し、いわゆる相ステッピング式のリニク(Ｌｉｎｎ
ｉｋ)又はミロー(Ｍｉｒｅａｕ)干渉計装置を用い、高
解像度の像の範囲内で正確な深度情報を得ることを可能
とする。暗視野の映像化法は用いることができない。な
ぜなら、この発明は明視野と暗視野の所定の混合を用い
るからである。現時点では、いずれかのタイプの共有焦
点型のスキャニングをこの発明と組合わせて用いること
ができるかどうかは不明である。
する技術の大部分は、解像度の向上、つまり、相のコン
トラスト、干渉、及び干渉のコントラストと一緒に用い
ることができる。この干渉は、この発明の手段とともに
作用し、いわゆる相ステッピング式のリニク(Ｌｉｎｎ
ｉｋ)又はミロー(Ｍｉｒｅａｕ)干渉計装置を用い、高
解像度の像の範囲内で正確な深度情報を得ることを可能
とする。暗視野の映像化法は用いることができない。な
ぜなら、この発明は明視野と暗視野の所定の混合を用い
るからである。現時点では、いずれかのタイプの共有焦
点型のスキャニングをこの発明と組合わせて用いること
ができるかどうかは不明である。
【００３４】顕微鏡においては、像はビデオカメラによ
って捕らえられ、これはコンピュータによってデジタル
化され、分析されるが、完全なセットの回転を用いて１
つの露光を得るか、各位置に対して１つの露光を得、こ
れをソフトウエアにおいて総計するかのいずれも可能で
ある。後者の場合には、等方的な映像化に固有な相互に
対立する条件を回避し、それぞれの像におけるデータが
１つの方向における最適な解像度をもって分析されるこ
とを可能とする。このように、１つの時点における１つ
の軸に沿う解像度は従来の像に比べて効率的に倍加され
る。これは、本質的に１次元である線の幅の測定の場合
に大きな重要性を持つ。図１４は、１つの方向において
最適な解像度を得るために好適な空間フィルタを示す。
移送機能は理論的な関数ｓｉｎ(ｘ)／ｘに近く、その映
像はデジタルな解析(ｄｅｃｏｎｖｏｌｕｔｉｏｎ）、
つまり、周知の移送関数を除去して回折ぼけのない理想
的な映像が算出されるような数値的なテクニックによっ
て向上させられる。さらに、異なる方向において最適な
解像度が得られるように回転させられたフィルタを持つ
いくつかの像が結合させられたときには、全ての方向に
おいて最適な解像度を持つような２次元の像を算出する
ことが可能となる。映像の強調のためのこれらの数値的
な方法は、究極的にはシステムのノイズによって制限さ
れるが、特に対象物に関するいくらかの事前の知識が存
在するときは、かなりの程度の向上が可能であることは
留意すべきである。
って捕らえられ、これはコンピュータによってデジタル
化され、分析されるが、完全なセットの回転を用いて１
つの露光を得るか、各位置に対して１つの露光を得、こ
れをソフトウエアにおいて総計するかのいずれも可能で
ある。後者の場合には、等方的な映像化に固有な相互に
対立する条件を回避し、それぞれの像におけるデータが
１つの方向における最適な解像度をもって分析されるこ
とを可能とする。このように、１つの時点における１つ
の軸に沿う解像度は従来の像に比べて効率的に倍加され
る。これは、本質的に１次元である線の幅の測定の場合
に大きな重要性を持つ。図１４は、１つの方向において
最適な解像度を得るために好適な空間フィルタを示す。
移送機能は理論的な関数ｓｉｎ(ｘ)／ｘに近く、その映
像はデジタルな解析(ｄｅｃｏｎｖｏｌｕｔｉｏｎ）、
つまり、周知の移送関数を除去して回折ぼけのない理想
的な映像が算出されるような数値的なテクニックによっ
て向上させられる。さらに、異なる方向において最適な
解像度が得られるように回転させられたフィルタを持つ
いくつかの像が結合させられたときには、全ての方向に
おいて最適な解像度を持つような２次元の像を算出する
ことが可能となる。映像の強調のためのこれらの数値的
な方法は、究極的にはシステムのノイズによって制限さ
れるが、特に対象物に関するいくらかの事前の知識が存
在するときは、かなりの程度の向上が可能であることは
留意すべきである。
【００３５】相互に１８０度回転させられた位置にある
照射光による２つの露光のための強度分布をフーリエ変
換して比較することにより、焦点エラーの非常に有意義
な情報を得ることができるというのは大変興味ある考え
である。解像度はノイズによってのみ制限され、０．１
ミクロン以下の感度の実現も可能である。
照射光による２つの露光のための強度分布をフーリエ変
換して比較することにより、焦点エラーの非常に有意義
な情報を得ることができるというのは大変興味ある考え
である。解像度はノイズによってのみ制限され、０．１
ミクロン以下の感度の実現も可能である。
【００３６】図１５は、４つの照射光角度を持つ静止型
フィルタを示し、これによれば、ｘ及びｙ軸に沿ってほ
ぼ最適に近い解像度を、また対角線方向において従来の
映像化法よりも良い解像度を達成できる。
フィルタを示し、これによれば、ｘ及びｙ軸に沿ってほ
ぼ最適に近い解像度を、また対角線方向において従来の
映像化法よりも良い解像度を達成できる。
【００３７】いくつかのフィルタは、入射光が開口遮蔽
部を２度通過しなければならないために、入射光型顕微
鏡のレンズの後方焦点面において用いることは難しい。
後方焦点面はまた、レンズの中にあって接近できないと
いう可能性もある。開口遮蔽部の像はレンズ又はカメラ
により近いところで形成され、フィルタリングはこの像
の中で行われる。これはまた、回転する空間フィルタの
取付けることによって現存する顕微鏡を改善するための
１つの好適な方法でもある。
部を２度通過しなければならないために、入射光型顕微
鏡のレンズの後方焦点面において用いることは難しい。
後方焦点面はまた、レンズの中にあって接近できないと
いう可能性もある。開口遮蔽部の像はレンズ又はカメラ
により近いところで形成され、フィルタリングはこの像
の中で行われる。これはまた、回転する空間フィルタの
取付けることによって現存する顕微鏡を改善するための
１つの好適な方法でもある。
【００３８】(均等な他の実施態様)この発明は、斜の入
射と０次数の光の減衰によって形成したいくつかの像の
インコヒーレントな加入という光学的原理によって確定
されている。同じ光学原理の応用し又は使用する他の方
法は、この発明に含まれているものと考えられる。一例
として、他のタイプの電磁放射への応用がある。説明の
どの箇所において伝達にが言及されていても、それは反
射、つまり、ものの反射、空間フィルタの反射に置き換
えることができる。この映像面は、対象物の像が形成さ
れる任意の面と考えられ、開口遮蔽部の面は、開口面の
上に再映像化されるような、又はその開口面の像が形成
されるような他の平面により置き換えることができる。
拡張場の中に渡って均一な映像化を得るための正確な設
計をするには、空間フィルタが開口面に置かれているこ
とが必要であるが、空間フィルタを０回折次数の光が他
の回折次数の光から分離されているような別の面に置く
ことも可能である。これはまた、クレームされた発明に
よってカバーされている。この発明の１つの応用におい
て、実際の開口遮蔽部を全く設けず、空間フィルタ自体
にその開口遮蔽部の機能を持たせることも可能である。
それによって、上で述べた説明及びクレームについて、
投影用レンズの後方焦点面の光学軸の上に中心を置き、
像に届くような全ての光のビームを包含する最小円であ
る仮想の開口遮蔽部に置き換えて解釈することも可能で
ある。この等価な開口遮蔽部は、物理的な開口遮蔽部と
同じようにレンズのＮＡを規定する。
射と０次数の光の減衰によって形成したいくつかの像の
インコヒーレントな加入という光学的原理によって確定
されている。同じ光学原理の応用し又は使用する他の方
法は、この発明に含まれているものと考えられる。一例
として、他のタイプの電磁放射への応用がある。説明の
どの箇所において伝達にが言及されていても、それは反
射、つまり、ものの反射、空間フィルタの反射に置き換
えることができる。この映像面は、対象物の像が形成さ
れる任意の面と考えられ、開口遮蔽部の面は、開口面の
上に再映像化されるような、又はその開口面の像が形成
されるような他の平面により置き換えることができる。
拡張場の中に渡って均一な映像化を得るための正確な設
計をするには、空間フィルタが開口面に置かれているこ
とが必要であるが、空間フィルタを０回折次数の光が他
の回折次数の光から分離されているような別の面に置く
ことも可能である。これはまた、クレームされた発明に
よってカバーされている。この発明の１つの応用におい
て、実際の開口遮蔽部を全く設けず、空間フィルタ自体
にその開口遮蔽部の機能を持たせることも可能である。
それによって、上で述べた説明及びクレームについて、
投影用レンズの後方焦点面の光学軸の上に中心を置き、
像に届くような全ての光のビームを包含する最小円であ
る仮想の開口遮蔽部に置き換えて解釈することも可能で
ある。この等価な開口遮蔽部は、物理的な開口遮蔽部と
同じようにレンズのＮＡを規定する。
【００３９】光学理論によれば、インコヒーレントな光
源からくるビームであって、開口面の中において拡大す
るものは、相互にインコヒーレントないくつかのビーム
として扱うことができる。この発明が、２又はそれ以上
の互いにインコヒーレントなビームを教示するとき、そ
れはこの機能的な意味において理解されるべきであっ
て、ビームが幾何学的に他のビームから分離されている
という厳密な幾何学的意味で理解されるべきではない。
このようにして、図５は、それらが一体となって連続的
な光の分布を形成しているが、なおインコヒーレントな
大量のビームを示している。どのような曖昧さも、コヒ
ーレンスの概念が曖昧さなく定義されるような光学的理
論によって解決される。
源からくるビームであって、開口面の中において拡大す
るものは、相互にインコヒーレントないくつかのビーム
として扱うことができる。この発明が、２又はそれ以上
の互いにインコヒーレントなビームを教示するとき、そ
れはこの機能的な意味において理解されるべきであっ
て、ビームが幾何学的に他のビームから分離されている
という厳密な幾何学的意味で理解されるべきではない。
このようにして、図５は、それらが一体となって連続的
な光の分布を形成しているが、なおインコヒーレントな
大量のビームを示している。どのような曖昧さも、コヒ
ーレンスの概念が曖昧さなく定義されるような光学的理
論によって解決される。
【００４０】減衰器は、均質な吸収領域として説明され
ているが、空間フィルタの面の中に、側方向のコヒーレ
ント距離によって決定される１つの領域の中に不透明及
び透明な領域を持つような伝達マスクも、等価な実施例
と考えることができる。
ているが、空間フィルタの面の中に、側方向のコヒーレ
ント距離によって決定される１つの領域の中に不透明及
び透明な領域を持つような伝達マスクも、等価な実施例
と考えることができる。
【００４１】この発明の映像化法と従来の映像化法を混
合して用いることは、互いにインコヒーレントな光ビー
ムの一部のみを空間フィルタによる０次回折光の減衰の
対象とする限り、流束の測定が対物面においてなされる
ときにフィルタを通過した光の流束が全流束の半分以上
であれば、この発明の中のものとして考慮される。
合して用いることは、互いにインコヒーレントな光ビー
ムの一部のみを空間フィルタによる０次回折光の減衰の
対象とする限り、流束の測定が対物面においてなされる
ときにフィルタを通過した光の流束が全流束の半分以上
であれば、この発明の中のものとして考慮される。
【００４２】
【発明の効果】この発明は、通常のクロム単体のマスク
を用いながら相変位マスクと同じ解像度を得ることがで
き、投影システムの光学器械を改良して解像度を向上さ
せる。光学器械の改良は簡単で、それを用いるためのコ
ストは低く、この発明の使用により、電子工業界及び社
会一般に対して経済的な利益を与えることができる。こ
の発明はまた、効果的に任意の顕微鏡の解像度を効率的
に向上させることができるような顕微鏡システムを提供
することができ、特に、光学的に線の幅を測定するため
に用いられる測定用顕微鏡にとって重要性が高い。
を用いながら相変位マスクと同じ解像度を得ることがで
き、投影システムの光学器械を改良して解像度を向上さ
せる。光学器械の改良は簡単で、それを用いるためのコ
ストは低く、この発明の使用により、電子工業界及び社
会一般に対して経済的な利益を与えることができる。こ
の発明はまた、効果的に任意の顕微鏡の解像度を効率的
に向上させることができるような顕微鏡システムを提供
することができ、特に、光学的に線の幅を測定するため
に用いられる測定用顕微鏡にとって重要性が高い。
【図１】光学軸に沿ったコヒーレントな照射光と、解像
限度の近傍における回折格子物体を有する従来の映像化
システムである。
限度の近傍における回折格子物体を有する従来の映像化
システムである。
【図２】図１と同じ図であって、照射光が斜めの場合を
示す。
示す。
【図３】図２と同じ図であって、０回折次数の光を減衰
させるための空間フィルタが設けられている場合を示
す。
させるための空間フィルタが設けられている場合を示
す。
【図４】図３と同じ図であって、より細かい回折パター
ンを持つ対象の場合を示す。
ンを持つ対象の場合を示す。
【図５】１つの軸に沿って向上した解像度を得るために
組合わせられた減衰器を持つ２つのビームを有する開口
遮蔽部を示し、この減衰器は陰が付された領域であり、
照射光はその中の光のスポットである。
組合わせられた減衰器を持つ２つのビームを有する開口
遮蔽部を示し、この減衰器は陰が付された領域であり、
照射光はその中の光のスポットである。
【図６】環状の照射光と、環状の減衰器を示す。
【図７】組合わせられた減衰器を持つ７つのビームを示
す。
す。
【図８】一緒に回る空間フィルタを持つ回転単一ビーム
を示す。
を示す。
【図９】図８と同じ図であって、アポディゼーション用
相変位部材を空間フィルタの開放領域に持つものを示
す。
相変位部材を空間フィルタの開放領域に持つものを示
す。
【図１０】図８における回転する照射光と空間フィルタ
の１つの位置を示す。
の１つの位置を示す。
【図１１】１８０度回転させられた照射光とフィルタを
示す。図１０と図１１において形成された像のインコヒ
ーレントな付加により、水平面において高い解像度を持
つ像を生成する。
示す。図１０と図１１において形成された像のインコヒ
ーレントな付加により、水平面において高い解像度を持
つ像を生成する。
【図１２】垂直方向に高い解像度を得るために回転させ
られたフィルタを示す。
られたフィルタを示す。
【図１３】対角線方向において高い解像度を得るために
回転させられたフィルタを示す。
回転させられたフィルタを示す。
【図１４】１つの軸に沿ってのみ最適な解像度を持つた
めの空間フィルタを示し、この形態の０と１８０度の回
転のみによって形成された像が水平方向の中で可能な最
も高い解像度を持ち、一方、図８のフィルタは全ての方
向において最大に近い解像度を持つように意図されてい
る。
めの空間フィルタを示し、この形態の０と１８０度の回
転のみによって形成された像が水平方向の中で可能な最
も高い解像度を持ち、一方、図８のフィルタは全ての方
向において最大に近い解像度を持つように意図されてい
る。
【図１５】ｘ軸とｙ軸に沿った線に対してほぼ最大の解
像度を与え、対角線に対しては、その解像度のほぼ７０
％を与える静止型フィルタを示す。
像度を与え、対角線に対しては、その解像度のほぼ７０
％を与える静止型フィルタを示す。
１ 光
２ マスク
３ 投影レンズ
４ 映像面
５ 後方焦点面
６ 開口遮蔽部
８ 空間フィルタ
９ 減衰器
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
G02B 27/18
H01L 21/027
Claims (29)
- 【請求項１】 焦点合せシステムを持つような光学的投
影法によって対象物の映像を形成する方法であって、 光源からの互いにインコヒーレントな少なくとも２つの
視準した光ビームを方向付けて物体に当て、このとき回
折次数が０である回折されない前記ビームの一部として
の非回折要素が、開口遮蔽部の端部の近くに分布するス
ポットの組のところで前記開口遮蔽部を斜めに横切るよ
うにする工程と、 空間フィルタによって、各ビームのうち、開口遮蔽部の
中心に向かう方向に回折する回折次数を持つ光に対し
て、前記回折次数が０である光を減衰させる工程と、 光ビームによって形成された像をインコヒーレントに重
ね合わせる工程とを含み、 空間フィルタが幾何的に前記開口遮蔽部の中心の回りを
回転するように配置され、入射光が一緒に回転するよう
に幾何学的に配置され、露光が２又はそれ以上の位置に
おいて行われて映像を形成するためにインコヒーレント
に重ね合わせられることを特徴とする映像の形成方法。 - 【請求項２】 開口遮蔽部の前記スポットがｎ回回転対
称性を有し、ｎは２以上無限大までの間の整数であるこ
とを特徴とする請求項１に記載の映像の形成方法。 - 【請求項３】 開口遮蔽部の中心に向かう方向に回折す
る回折次数を有する光の伝達係数の１５〜７５％の範囲
にあるような伝達係数を持つ空間フィルタによって、回
折次数が０である光が減衰させられることを特徴とする
請求項１又は２に記載の映像の形成方法。 - 【請求項４】 空間フィルタの減衰部分が本質的に開口
遮蔽部の端部に沿って存在することを特徴とする請求項
１，２又は３に記載の映像の形成方法。 - 【請求項５】 開口面の中のビームの組が、開口遮蔽部
の半径の半分の半径を持ち、開口遮蔽部と同心とされた
円の外側に分布していることを特徴とする請求項１ない
し４のいずれかに記載の映像の形成方法。 - 【請求項６】 照射光用のビームと空間フィルタが同期
して回転することを特徴とする請求項１ないし５のいず
れかに記載の映像の形成方法。 - 【請求項７】 像が感光性フィルムの上に記録されるこ
とを特徴とする請求項１ないし６のいずれかに記載の映
像の形成方法。 - 【請求項８】 像がイメージセンサによって記録される
ことを特徴とする請求項１ないし６のいずれかに記載の
映像の形成方法。 - 【請求項９】 開口遮蔽部の異なる位置を持つビームを
用いた２又はそれ以上の露光からなる組がデジタルなデ
ータとして捕らえられかつ貯蔵され、貯蔵された像の組
はデジタルなアルゴリズムによって解析されることを特
徴とする請求項８に記載の映像の形成方法。 - 【請求項１０】 像が、写真のフィルムの上に記録され
ることを特徴とする請求項１ないし６のいずれかに記載
の映像の形成方法。 - 【請求項１１】 像が、対物レンズを通して見られるこ
とを特徴とする請求項１ないし６のいずれかに記載の映
像の形成方法。 - 【請求項１２】 入射光が偏光させられ、偏光ベクトル
がフィルタと一緒に回転させられることを特徴とする請
求項１ないし１１のいずれかに記載の映像の形成方法。 - 【請求項１３】 対象物の光学像を形成するための装置
であって、対象物平面内の対象物に光を照射するための光源と、 前記対象物の像を映像面に投影するための投影レンズと
を有し、 前記投影レンズは、開口遮蔽部を持つ後方焦点面を有
し、 互いにインコヒーレントなビームの組の中で、各々のビ
ームのうち回折次数が０である回折されない前記ビーム
の一部としての非回折ビームが開口遮蔽部の端部の近く
に分布するスポットの組の箇所において前記開口遮蔽部
を斜めに横切るような方向に、前記光のビームを前記対
象物に向けて視準するためのコンデンサレンズをさらに
具備し、 上記後方焦点面又は光学的に対等な面には、非回折次数
の光のための減衰領域と開口遮蔽部の中央に向かう方向
に回折された次数の光のための開放領域を持つ空間フィ
ルタが設けられ、 空間フィルタが、開口遮蔽部の中心の回りを回転するよ
うに幾何学的に配置され、入射光が一緒に回転するよう
に幾何学的に配置されていることを特徴とする映像の形
成装置。 - 【請求項１４】 開口面の中に、ｎ回回転対象性を持つ
前記スポットの組が設けられており、ｎは２から無限大
の間の整数であることを特徴とする請求項１３に記載の
映像の形成装置。 - 【請求項１５】 点の組が開口遮蔽部の半分の半径を持
ち、開口遮蔽部と同心とされた円の外側にあることを特
徴とする請求項１３又は１４に記載の映像の形成装置。 - 【請求項１６】 空間フィルタの減衰領域が、本質的に
開口遮蔽部の端部に沿って存在することを特徴とする請
求項１３ないし１５のいずれかに記載の映像の形成装
置。 - 【請求項１７】 前記減衰領域の伝達率が、開口遮蔽部
の中心に向かう方向に回折する回折次数を有する光の伝
達率の１５〜７５％の範囲にあることを特徴とする請求
項１３ないし１６のいずれかに記載の映像の形成装置。 - 【請求項１８】 空間フィルタが、各角部に減衰領域を
有する本質的に正方形の断面の開口領域を有し、照射光
が減衰器に対応する４つのビームを持つことを特徴とす
る請求項１３ないし１７のいずれかに記載の映像の形成
装置。 - 【請求項１９】 前記空間フィルタが、前記投影レンズ
の開口の端部近くに頂点を有するセクタの開放領域と、
前記頂点に位置する減衰器とを有していることを特徴と
する請求項１３に記載の映像の形成装置。 - 【請求項２０】 前記空間フィルタが、スリットとさ
れ、前記スリットの１つ又は両方の端部に減衰器が設け
られていることを特徴とする請求項１３に記載の映像の
形成装置。 - 【請求項２１】 光源がガス放電管であることを特徴と
する請求項１３ないし２０のいずれかに記載の映像の形
成装置。 - 【請求項２２】 光源がレーザであることを特徴とする
請求項１３ないし２０のいずれかに記載の映像の形成装
置。 - 【請求項２３】 光源がイキシマレーザであることを特
徴とする請求項１３ないし２０のいずれかに記載の映像
の形成装置。 - 【請求項２４】 映像面がシリコンウエーハであり、対
象物がマスクであることを特徴とする請求項１３ないし
２３のいずれかに記載の映像の形成装置。 - 【請求項２５】 映像面がイメージセンサの感受性面で
あることを特徴とする請求項１３ないし２３のいずれか
に記載の映像の形成装置。 - 【請求項２６】 異なる照射光ならびに１つの方向にお
いて最適な解像度を得るために好適な空間フィルタの向
きを用いて得られた２又はそれ以上の映像がデジタル化
され、数値的に分析されることを特徴とする請求項２５
に記載の映像の形成装置。 - 【請求項２７】 像が、点広がり関数によって数値的に
解析されることを特徴とする請求項２５又は２６に記載
の映像の形成装置。 - 【請求項２８】 開口遮蔽部の点から開口遮蔽部の中心
に向けた方向と同じ方向にビームを偏光させるための偏
光手段を持つことを特徴とする請求項１３ないし２７の
いずれかに記載の映像の形成装置。 - 【請求項２９】 偏光手段がフィルタと一緒に回転する
ことを特徴とする請求項２８に記載の映像の形成装置。
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