JP6952136B2

JP6952136B2 - リソグラフィの方法及び装置

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Publication number: JP6952136B2
Application number: JP2019568212A
Authority: JP
Inventors: コーラー，パウルス，フーベルトゥス，ペトルス; バセルマンズ，ヨハネス，ヤコブス，マシューズ; リッパーズ，バルトロメウス，ペトルス
Original assignee: ASML Netherlands BV
Current assignee: ASML Netherlands BV
Priority date: 2017-07-10
Filing date: 2018-06-12
Publication date: 2021-10-20
Anticipated expiration: 2038-06-12
Also published as: JP2020526782A; WO2019011552A1; CN110892330A; US20210132507A1; NL2021105A; US11106144B2

Description

関連出願の相互参照
[0001] 本願は、２０１７年７月１０日出願の欧州出願１７１８０４６５．１号の優先権を主張し、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、リソグラフィの方法及び装置に関する。

[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の個々の層上に対応する回路パターンを生成することができる。このパターンを、放射感応性材料（レジスト）の層を有する基板（例えばシリコンウェーハ）上のターゲット部分（例えば１つ又は幾つかのダイの一部を含む）に結像することができる。一般的に、１枚の基板は、順次パターンが付与される隣接したターゲット部分のネットワークを含んでいる。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。

[0004] 液浸リソグラフィ装置は、照明システム、投影システム、及び液体層を備える。照明システム及び投影システムは、どちらも固有のアポディゼーション特性を有する。アポディゼーションは、照明システム及び投影システムなどの光学系を介する放射の角度伝達を言い表す。投影システムのアポディゼーション特性から結果的に生じるリソグラフィ誤差が考慮され得るように、投影システムのアポディゼーション特性を決定することが望ましい。光検出器を使用して、リソグラフィ装置を通過する放射の角度強度分布を測定することができる。しかしながら、光検出器出力は、照明システムアポディゼーション寄与、投影システムアポディゼーション寄与、及び光検出器自体からの寄与を含む。参照により本明細書に組み込まれる米国特許第ＵＳ９２６１４０２号は、測定から照明システムアポディゼーション寄与を除去する技法を記載している。例えば、本明細書又は他の場所で識別されているかどうかに関わらず、従来技術の問題のうちの１つ以上を除去するか又は緩和する、液浸リソグラフィ装置の投影システムのアポディゼーションの測定に対する光検出器寄与を決定する方法を提供することが望ましい。

[0005] 本発明の態様によれば、液浸リソグラフィ装置の投影システムのアポディゼーションの測定に対する光検出器寄与を決定する方法が提供され、方法は、放射ビームを提供すること、放射ビームを用いてオブジェクトを照明すること、液体層を介して光検出器上へとオブジェクトのイメージを投影するために投影システムを使用すること、第１の液体層厚みにおいて、投影システムの瞳面にわたる放射強度の第１の測定セットを実行すること、異なる液体層厚みにおいて、投影システムの瞳面にわたる放射強度の第２の測定セットを実行すること、第１の測定セット及び第２の測定セットから強度差のセットを決定すること、決定された強度差のセットを予想される強度差のセットと比較すること、及び、アポディゼーションの測定に対する光検出器寄与を決定するために比較の結果を使用すること、を含む。

[0006] アポディゼーションは、投影システムのイメージング性能に悪影響を及ぼし、それによって、リソグラフィ装置の性能に悪影響を及ぼす可能性がある。リソグラフィ装置のアポディゼーション特性は、リソグラフィ装置内の光検出器を使用して決定することができる。光検出器を使用して行われた測定は、アポディゼーション測定の確度に悪影響を与える光検出器自体の角度依存特性を含むことができる。２つの異なる液体層厚みにおいてアポディゼーション測定を実行することで、アポディゼーションにおける既知の変化を投影システムに適用できるようになる。結果を予測される結果と比較することで、有利なことに、既知の液浸リソグラフィ装置を設計し直す必要なしに、単純なやり方で光検出器寄与を決定できるようになる。一旦決定されると、アポディゼーション測定に対する光検出器寄与を、投影システムの今後のアポディゼーション測定から除去することが可能になり、したがって、投影システムのアポディゼーション特性のより正確な決定が可能になる。その後、投影システムの決定されたアポディゼーション特性は、リソグラフィ露光を実行するときに考慮可能であり、したがって、より正確なリソグラフィ露光を達成することが可能になる。

[0007] 比較は、決定された強度差のセットと、予想される強度差のセットを計算するために使用される数学関数と、の間の差異を決定することを含むことができる。

[0008] 決定された強度差のセットと数学関数との間の差異を決定することは、カーブフィッティングを使用することを含むことができ、数学関数は指数項を含む。

[0009] 指数項は、以下とすることが可能である。

上式でαは液体層の吸収係数であり、ｄは液体層の厚みであり、θは投影システムの瞳面内の位置に対応する放射ビームの入射角である。

[0010] 第１の液体層厚みと第２の液体層厚みとの間の差異は、１００マイクロメートルより大きいものとすることができる。

[0011] 第１の液体層厚みと第２の液体層厚みとの間の差異は、最大１０００マイクロメートルまでとすることができる。

[0012] 方法は、リソグラフィ装置の照明設定を変更すること、及び、第１の測定セット及び第２の測定セットを繰り返すこと、を更に含むことができる。

[0013] 基板テーブルは光検出器を備えることができ、第１の測定セットと第２の測定セットとの間の液体層厚みの差異は、基板テーブルの移動によって達成することができる。

[0014] 方法は、第１の測定セットの間に投影システムからの第１の距離においてオブジェクトを提供すること、及び、第２の測定セットの間に投影システムからの異なる距離においてオブジェクトを提供すること、を更に含むことができる。

[0015] 方法は、レチクルの表面上にオブジェクトを提供すること、及び、オブジェクトと投影システムとの間の距離が第２の測定セットの前に変更されるように、第１の測定セットの後にレチクルを反転させること、を更に含むことができる。

[0016] 方法は、吸収層を伴うレチクルの対向表面を提供することを更に含むことができる。

[0017] オブジェクトは、吸収層のうちの１つ内に提供されたマークとすることができる。

[0018] 方法は、マークの真向かいの吸収層内にマークよりも大きい開口を提供することを更に含むことができる。

[0019] 第２の実質的に同一のマークは、第２のマークが第１のマークと整合しないように他方の吸収層内に形成可能であり、第１の測定セットの間、第１のマークが照明され、レチクルは、第２の測定セットの間、第２のマークが照明されるように、第１の測定セット後に移動される。

[0020] マークはピンホールとすることができる。

[0021] マークは格子とすることができる。

[0022] 投影システムの瞳面にわたる放射強度の測定セットは、２つより多くの液体層厚みにおいて実行可能である。測定の結果を使用して、予想される強度差のセットを計算するために使用される数学関数の確度を向上させることができる。

[0023] 本発明の第２の態様によれば、液浸リソグラフィ装置の投影システムのアポディゼーションの測定に対する光検出器寄与を決定する方法が提供され、方法は、放射ビームを提供すること、放射ビームを用いてオブジェクトを照明すること、液体層を介して光検出器上へとオブジェクトのイメージを投影するために投影システムを使用すること、第１の液体を使用して、投影システムの瞳面にわたる放射強度の第１の測定セットを実行すること、第１の液体を、異なる吸収係数を有する第２の液体に置き換えること、第２の液体を使用して、投影システムの瞳面にわたる放射強度の第２の測定セットを実行すること、第１の測定セット及び第２の測定セットから強度差のセットを決定すること、決定された強度差のセットを予想される強度差のセットと比較すること、及び、アポディゼーションの測定に対する光検出器寄与を決定するために比較の結果を使用すること、を含む。

[0024] 異なる吸収係数を有する２つの異なる液体層を使用してアポディゼーション測定を実行することで、アポディゼーションにおける既知の変化を投影システムに適用できるようになる。結果を予想される結果と比較することで、有利には、既知の液浸リソグラフィ装置の再設計を必要とすることなく、単純なやり方で光検出器寄与が決定できるようになる。異なる吸収係数を有する２つの異なる液体層を使用することで、有利には、リソグラフィ装置の一部（例えば、基板テーブル）を移動させる必要なしに、既知のアポディゼーションを投影システムに適用できるようになる。アポディゼーション測定に対する光検出器寄与は、一旦決定されると、投影システムの将来のアポディゼーション測定から除去することが可能であり、したがって、投影システムのアポディゼーション特性のより正確な決定が可能となる。決定された投影システムのアポディゼーション特性は、その後、リソグラフィ露光を実行するときに考慮され得、したがって、より正確なリソグラフィ露光が達成可能となる。

[0025] 第１の液体及び第２の液体は、実質的に同じ屈折率を有することができる。

[0026] 本発明の第３の態様によれば、放射ビームを提供するための照明システムと、オブジェクトを含むレチクルを支持するための支持構造と、基板を保持するための基板テーブルであって、光検出器を備える基板テーブルと、放射ビームを光検出器上に投影するための投影システムと、投影システムと光検出器との間に液体層を提供するための液浸フードと、液体層の厚みの調整を可能にするように基板テーブルを移動させるように構成された位置決めデバイスと、プロセッサであって、第１の液体層厚みにおいて光検出器から第１の測定セットを受信すること、異なる液体層厚みにおいて光検出器から第２の測定セットを受信すること、第１の測定セット及び第２の測定セットから強度差のセットを決定すること、決定された強度差のセットを予想される強度差のセットと比較すること、及び、測定に対する光検出器寄与を決定するために比較の結果を使用すること、を実行するように構成された、プロセッサと、を備える、液浸リソグラフィ装置が提供される。

[0027] ２つの異なる液体層厚みにおいてアポディゼーション測定を実行することで、アポディゼーションにおける既知の変化を投影システムに適用できるようになる。結果を予想される結果と比較することで、有利には、既知の液浸リソグラフィ装置の再設計を必要とすることなく、単純なやり方で光検出器寄与が決定できるようになる。アポディゼーション測定に対する光検出器寄与は、一旦決定されると、投影システムの将来のアポディゼーション測定から除去することが可能であり、したがって、投影システムのアポディゼーション特性のより正確な決定が可能となる。決定された投影システムのアポディゼーション特性は、その後、リソグラフィ露光を実行するときに考慮され得、したがって、より正確なリソグラフィ露光が達成可能となる。

[0028] 第１の液体層厚みと第２の液体層厚みとの間の差異は、約１００マイクロメートルから約１０００マイクロメートルの間であり得る。

[0029] オブジェクトは、第１の測定セットの間、投影システムから第１の距離にあり得、オブジェクトは、第２の測定セットの間、投影システムから異なる距離にあり得る。

[0030] 装置は、吸収層を伴うレチクルの対向表面を提供することを更に備えることができる。

[0031] オブジェクトは、吸収層のうちの１つに提供されたマークとすることができる。

[0032] レチクルは、マークの真向かいの吸収層内のマークよりも大きい開口を備えることができる。

[0033] 本発明の第４の態様によれば、本発明の第１の態様に従った方法又はその関連付けられたオプションのうちのいずれかを、コンピュータに実施させるように構成されたコンピュータ可読命令を含むコンピュータプログラムが提供される。

[0034] 本発明の第５の態様によれば、本発明の第４の態様に従ったコンピュータプログラムを実施するコンピュータ可読媒体が提供される。

[0035] 本発明の第６の態様によれば、液浸リソグラフィ装置の投影システムのアポディゼーションの測定に対する光検出器寄与を決定するためのコンピュータ装置が提供され、コンピュータ装置は、プロセッサ可読命令を記憶するメモリと、メモリ内に記憶された命令を読み取って実行するように配置されたプロセッサと、を備え、プロセッサ可読命令は、本発明の第１の態様又はその関連付けられたオプションのうちのいずれかに従った方法を実施するためにコンピュータを制御するように配置された命令を含む。

[0036] 対応する参照符号が対応する部分を示す添付の概略図を参照しながら以下に本発明の実施形態について説明するが、これは単に例示としてのものにすぎない。

光検出器と、本発明の実施形態においてアポディゼーションを測定するために使用可能なプロセッサと、を備える液浸リソグラフィ装置を示す図である。本発明の実施形態に従った調整可能な液体層厚みを有する液浸リソグラフィ装置の一部を概略的に示す図である。液体の層の厚みにおける変化のみによって生じる予想される強度差のセットを示すグラフである。本発明の実施形態に従った液浸リソグラフィ装置の一部を概略的に示す図である。本発明の実施形態において使用可能なレチクル上のオブジェクトを概略的に示す図である。本発明の実施形態において使用可能な開口を備えるレチクル上のオブジェクトを概略的に示す図である。

[0037] 本文ではＩＣの製造におけるリソグラフィ装置の使用に特に言及しているが、本明細書で説明するリソグラフィ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ガイダンス及び検出パターン、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プロセスツールに適用することができる。更に基板は、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。

[0038] 本明細書で使用する「放射」及び「ビーム」という用語は、イオンビーム又は電子ビームなどの粒子ビームのみならず、紫外線（ＵＶ）放射（例えば、３６５ｎｍ、２４８ｎｍ、１９３ｎｍ、１５７ｎｍもしくは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。

[0039] 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付与す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、放射ビームに付与されるパターンは、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、放射ビームに付与されるパターンは、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。

[0040] 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、更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は、小型ミラーのマトリクス構成を使用し、ミラーの各々は、入射する放射ビームを異なる方向に反射するように個別に傾けることができる。このようにして、反射ビームがパターニングされる。

[0041] 支持構造はパターニングデバイスを保持する。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。支持構造は、機械式クランプ、真空、又は他のクランプ技術、例えば真空条件下での静電クランプ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「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。

[0042] 本明細書において使用する「投影システム」という用語は、適宜、例えば露光放射の使用、あるいは浸漬液の使用又は真空の使用などの他の要因に対する、屈折光学システム、反射光学システム、及び反射屈折システムを含む、様々な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、これは更に一般的な「投影システム」という用語と同義と見なすことができる。

[0043] また、照明システムは、放射ビームを誘導し、整形し、又は制御する屈折、反射、及び反射屈折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を含んでよく、そのようなコンポーネントも以下においては集合的に又は単独で「レンズ」とも呼ばれることがある。

[0044] 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つ以上の支持構造）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。

[0045] リソグラフィ装置は、投影システムの最終要素と基板との間の空間を充填するように、基板が比較的高い屈折率を有する液体、例えば水などに液浸されるタイプであってもよい。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。

[0046] 図１は、光検出器と、本発明の実施形態においてアポディゼーションを測定するために使用可能なプロセッサと、を備える液浸リソグラフィ装置を概略的に示す。装置は、
放射（例えばＵＶ放射）のビームＰＢを調節するための照明システム（イルミネータ）ＩＬ、
パターニングデバイス（例えばマスク）ＭＡを支持し、アイテムＰＬに関してパターニングデバイスを正確に位置決めするように構成された第１の位置決めデバイスＰＭに接続された支持構造（例えばマスクテーブル）ＭＴ、
基板（例えばレジストコートウェーハ）Ｗを保持し、アイテムＰＬに関して基板Ｗを正確に位置決めするように構成された第２の位置決めデバイス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、及び、
パターニングデバイスＭＡによって放射ビームＰＢに付与さ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）にイメージング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）ＰＬ、
を備える。

[0047] 本明細書で示すように、本装置は、（例えば透過マスクを使用する）透過タイプである。あるいは、装置は、（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）反射タイプでもよい。

[0048] 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。

[0049] 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調整手段ＡＭを備えていてもよい。通常、照明システム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）を調整することができる。また、イルミネータＩＬは、一般に、インテグレータＩＮ及びコンデンサＣＯなどの他の様々な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ＰＢ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。

[0050] 放射ビームＰＢは、支持構造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に入射する。パターニングデバイスＭＡを横断した放射ビームＰＢ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の位置決めデバイスＰＷ及び位置センサＩＦ（例えば干渉計デバイス）の助けにより、基板テーブルＷＴを、例えば様々なターゲット部分Ｃを放射ビームＰＢの経路に位置決めす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ＰＢの経路に対してパターニングデバイスＭＡを正確に位置決めできる。一般に、オブジェクトテーブルＭＴ及びＷＴの移動は、位置決めデバイスＰＭ及びＰＷ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。しかしながら、（スキャナとは対照的に）ステッパの場合、支持構造ＭＴは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。パターニングデバイス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。

[0051] 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。
１．ステップモードでは、支持構造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ＰＢ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。
２．スキャンモードでは、支持構造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（すなわち単一動的露光）。支持構造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。
３．別のモードでは、支持構造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、ビームＰＢ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。

[0052] 上述した使用モードの組み合わせ及び／又は変形、又は全く異なる使用モードも利用できる。

[0053] リソグラフィ装置は、液浸フードＩＨを備える。液浸フードＩＨは、液体の層（図示せず）を備える。液体層は、１より大きい屈折率を有する。本明細書で使用される「屈折率」という用語は、屈折に関連付けられた屈折率の実部を示すように意図されている。液体層は、例えば水を含むことができる。液体層は、投影システムＰＳと基板Ｗとの間のギャップを満たす。すなわち、投影システムを出た放射は、基板テーブル上の基板上に入射する前に液体層を介して進行する。液体層は、投影システムＰＳの開口数を増加させるように作用する。

[0054] アポディゼーションは、光学系の透過の角度依存性として定義することができる。アポディゼーションは、投影システムＰＳのイメージング性能に悪影響を及ぼし、それによって、リソグラフィ装置の性能に悪影響を及ぼす可能性がある。アポディゼーションは、リソグラフィ装置のイメージング性能を制限する可能性があるリソグラフィ誤差に寄与する可能性がある。例えば、リソグラフィ装置のクリティカルディメンションの変化は、アポディゼーションに起因する効果によって悪影響が及ぼされる可能性がある。

[0055] 投影システムＰＳのアポディゼーション特性は、投影システムＰＳの光学コンポーネントが最初に製造されたときに決定することができる。しかしながら、投影システムＰＳのアポディゼーション特性は、経時的に変化する可能性がある。例えば、投影システムＰＳ内に存在する汚染物質粒子は、投影システムＰＳを通過する何らかの放射を吸収することができる。これにより、その放射の入射の角度に関して基板上に入射する放射の強度を修正し、それによって投影システムＰＳのアポディゼーション特性を変更することができる。リソグラフィ装置の投影システムＰＳのアポディゼーション特性を決定する方法を有することが望ましい。投影システムＰＳのアポディゼーション特性は、一旦決定されると、リソグラフィ露光を実行するためにリソグラフィ装置を使用するときに、部分的又は全体的に補償することができる。

[0056] リソグラフィ装置のアポディゼーション特性は、リソグラフィ装置内の光検出器１２を使用して決定することができる。光検出器１２は、投影システムＰＳのイメージ面に、例えば基板Ｗに接近して、配置することができる。光検出器１２は、例えば基板テーブルＷＴ内、又は基板テーブルＷＴ上に、配置することができる。光検出器１２は、投影システムＰＳの瞳面にわたって放射の強度を測定するように構成可能である。例えば光検出器１２は、Integrated lens interferometer at scanner (ILIAS)センサを備えることができる。ＩＬＩＡＳセンサは、高次までレンズ収差に関して静的測定を実行することができる、干渉波面測定システムである。ＩＬＩＡＳセンサは、システムの初期化及び較正に使用される統合測定システムとして実装可能である。代替として、ＩＬＩＡＳセンサは、「オンデマンド」でのモニタリング及び再較正に使用することができる。米国特許第ＵＳ７２８２７０１Ｂ２号は、投影システムＰＳの瞳面にわたる放射の強度プロファイルを決定するために使用可能なＩＬＩＡＳセンサを開示し、参照により本明細書に組み込まれる。投影システムＰＳの瞳面にわたる放射の強度プロファイルは、投影システムＰＳによって透過される放射の角度分布のイメージと考えることができる。投影システムＰＳの瞳面内のポイントは、投影システムのフィールド面内の入射の角度に対応し得、その逆も真である。

[0057] 光検出器１２を使用して行われる測定は、投影システムＰＳのアポディゼーション特性、照明システムＩＬのアポディゼーション特性、及び光検出器１２自体の角度依存特性からの、寄与を含むことができる。光検出器の角度依存特性は、例えば、光検出器内で発生する望ましくない内部反射から生じるゴースト効果、光検出器内の電子クロストークなどを含むことができる。前述のように、米国特許第ＵＳ９２６１４０２号は、光検出器１２によって行われるアポディゼーション測定から、照明システムＩＬの寄与を除去する技法を開示する。しかしながら、光検出器１２の角度依存特性からの寄与は、光検出器によって行われる測定内に依然として存在する。光検出器１２の角度依存特性が既知である場合、測定から除去することが可能である。しかしながら、光検出器１２の角度依存特性はしばしば既知ではなく、光検出器の寿命全体にわたって変化する可能性がある。

[0058] 液浸リソグラフィ装置内の液体層は、投影システムＰＳの最終光学コンポーネントと考えることができる。アポディゼーションにおける既知の変化は、液体層の厚みを変更することによって投影システムＰＳに適用することができる。すなわち、投影システムＰＳの瞳面にわたる放射強度の第１の測定セットは、第１の液体層厚みにおいて実行することができる。投影システムＰＳの瞳面にわたる放射強度の第２の測定セットは、異なる液体層厚みにおいて実行することができる。第１の測定セットと第２の測定セットとの間の強度差のセットを決定することができる。アポディゼーションにおける既知の変化を使用して、予想される強度差のセットを計算することができる。決定された強度差のセットは、予想される強度差のセットと比較することができる。比較の結果を使用して、アポディゼーション測定に対する光検出器寄与を決定することができる。アポディゼーション測定に対する光検出器寄与は、一旦決定されると、投影システムの将来のアポディゼーション測定から除去することが可能であり、したがって、投影システムＰＳのアポディゼーション特性のより正確な決定を可能にする。

[0059] 液体層の厚みにおける変化は、リソグラフィ装置の位置決めデバイスＰＷを使用して達成することができる。

[0060] リソグラフィ装置は、第１の液体層厚みにおいて光検出器１２から第１の測定セットを受信するように、及び、異なる液体層厚みにおいて光検出器１２から第２の測定セットを受信するように、構成されたプロセッサＰＲを備えることができる。その後、プロセッサＰＲは、第１の測定セット及び第２の測定セットから強度差のセットを決定し、決定された強度差のセットを予想される強度差のセットと比較することができる。プロセッサＰＲは、比較の結果を使用して、アポディゼーション測定に対する光検出器１２寄与を決定するように構成することができる。

[0061] 図２は図２Ａ及び図２Ｂからなり、本発明の実施形態に従った、調整可能な液体層厚みを有する液浸リソグラフィ装置の一部を概略的に示す。図２Ａは、液浸リソグラフィ装置の投影システムＰＳ及び基板テーブルＷＴを概略的に示す。液体の層１０は、投影システムＰＳと基板テーブルＷＴとの間に存在する。液体の層１０は、例えば水を含むことができる。放射ビーム２８は、オブジェクト２４を照明するために使用される。オブジェクト２４は、例えば、レチクル２６内のピンホール２４などの、パターニングデバイス上のマークとすることができる。オブジェクト２４のイメージは、その後、液体の層１０を介し、投影システムＰＳを使用して光検出器１２上へと投影される。基板テーブルＷＴは、光検出器１２を備えることができる。

[0062] 光検出器１２は、投影システムＰＳの瞳面にわたる放射の強度を測定するように構成することができる。例えば、光検出器１２はＩＬＩＡＳセンサとすることができる。放射１４の円錐は、投影システムＰＳを出て液体の層１０を介して進行し、光検出器１２上に入射する。光検出器１２は、放射１４を検出し、投影システムＰＳの瞳面にわたる放射の強度を示す信号をプロセッサＰＲに出力するように構成することができる。プロセッサＰＲは、第１の液体層厚みｄにおいて実行された第１の測定セットをメモリ内に記憶するように構成することができる。第１の液体層厚みｄは、例えば約３ｍｍとすることができる。

[0063] 液体の層１０は完全に透明ではなく、液体の層１０を通過する放射１４のうちの一部を吸収する。液体の層１０を通過する放射の光路長さが長いほど、液体の層１０によって吸収される放射１４の量は多くなる。液体の層１０の厚みｄが変化すると、光検出器１２に到達するために放射の線１４が進行する際に介さなければならない光路長さが変化する。光検出器１２に到達するために放射の線１４が進行する際に介さなければならない光路長さの変化は、少なくとも部分的に放射の入射角に依存する。液体の層１０の厚みｄ、液体の層１０の吸収特性、及び、投影システムＰＳを出る放射１４の円錐の最大半角θの知識を有していれば、液体の層１０の厚みを変更することによって、アポディゼーションにおける既知の変化を投影システムＰＳに適用することができる。

[0064] 図２Ｂは、図２Ａに示されたリソグラフィコンポーネントの液体の層１０の厚みが増加した状態ｄ’を概略的に示す。位置決めデバイス（例えば、図１に示された第２の位置決めデバイスＰＷ）を使用して、基板テーブルＷＴを、及びしたがって光検出器１２を、リソグラフィ装置の光軸１８に沿って移動させることができる。投影システムＰＳと光検出器１２との間に存在する距離がより長くなるように基板テーブルＷＴを移動させることで、液体の層１０の厚みｄ’が増加し、液体の層１０によって吸収される放射１４の割合が増加する。投影システムＰＳと光検出器１２との間に存在する距離がより短くなるように基板テーブルＷＴを移動させることで、液体の層１０の厚みが減少し、液体の層１０によって吸収される放射１４の割合が減少する。図２Ｂの例において、基板テーブルＷＴは、図２Ａに示されたリソグラフィコンポーネントに比べて、投影システムＰＳと光検出器１２との間の距離が増加するように移動されている。液体の層１０の厚みｄ’が増加可能な範囲は、液浸フードの設計、例えば、液浸フードが投影システムＰＳと光検出器１２との間に提供可能な液体１４の最大量によって、制限することが可能である。投影システムＰＳと光検出器１２との間の距離を増加し過ぎると、液体の層１０を投影システムＰＳから少なくとも部分的に分離させてしまう可能性があり、結果として、一部の放射１４が、液体の層１０ではなく周囲（例えば、空気）を通過する可能性がある。液浸リソグラフィ装置において水の液体層の厚みが増加可能な範囲は、例えば、１００μｍより大きいものとすることができる。液浸リソグラフィ装置において水の液体層の厚みが減少可能な範囲は、例えば、１０００μｍまでとすることができる。液浸リソグラフィ装置において水の液体層の厚みが減少可能な範囲は、１０００μｍより大きいものとすることができる。投影システムのアポディゼーションにおいて検出可能な変化を誘起させるために必要な液体の層の厚みにおける最小変化は、少なくとも部分的に、光検出器の信号対雑音比及び／又は光検出器の角度依存特性に依存する可能性がある。

[0065] 図２Ａの場合と同様に、オブジェクト２４を照明するために放射ビーム２８が使用される。オブジェクト２４は、例えば、レチクル２６内のピンホール２４などの、パターニングデバイス上のマークとすることができる。次いで、オブジェクト２４のイメージは、投影システムＰＳを使用して、液体の層１０を介して光検出器１２上に投影される。図２Ａの場合と同様に、光検出器１２は、入射放射１４を検出し、投影システムの瞳面にわたる放射の強度を示す信号をプロセッサＰＲに出力するように構成可能である。プロセッサＰＲは、図２Ｂに示される第２の液体層厚みｄ’において実行された第２の測定セットをメモリ内に記憶するように構成可能である。プロセッサＰＲは、第１の測定セット及び第２の測定セットから強度差のセットを決定するように、更に構成可能である。決定された強度差のセットは、その後、予想される強度差のセットと比較され、比較の結果を使用して、光検出器１２によって実行されたアポディゼーション測定に対する光検出器寄与を決定することができる。

[0066] 予想される強度差のセットは、液体の層１０の吸収特性、第１の測定セット及び第２の測定セットの間の液体の層１０の厚みｄ、ｄ’、並びに、放射１４の円錐が投影システムＰＳを出て光検出器１２上に入射する際にわたる角度θの、知識を使用して計算することができる。液体の層１０によって吸収される、投影システムＰＳを出る放射１４の強度の一部は、以下を介して計算可能である。

上式で、αは液体の層の吸収係数であり、ｄは液体の層の厚みであり、θは、放射１４が投影システムＰＳを出る際の投影システムＰＳの光軸１８に対する角度である。数式（１）を使用して、液体の層１０の厚みにおける変化のみによって（すなわち、光検出器寄与を考慮せずに）生じる、予想される強度差のセットを計算することができる。予想される強度差のセットは、以下のように数学的に表すことが可能である。

上式で、Ａ_２は第２の液体層厚みにおいて吸収される放射の部分であり、Ａ_１は第１の液体層厚みにおいて吸収される放射の部分であり、Ｉは投影システムを出る放射の強度であり、Ｉ_ｉｌ（θ，φ）は照明システムを出る放射の強度であり、Ｔ_ｐｓ（θ，φ）は投影システムの角度依存特性（すなわち、アポディゼーション）であり、ｄ_２は第２の液体層厚みであり、ｄ_１は第１の液体層厚みである。上記の項は球面座標（すなわち、アジマス成分θ及び／又はエレベーション成分φ）で表される。

[0067] 図３は、数式（１）及び（２）を使用して決定された、液体の層の厚みにおける変化のみによって生じる予想される強度差のセットのグラフを示す。図３の例において、投影システムを出る放射の円錐の角度範囲は、投影システムの光軸を中心とする０°から７０°の範囲である。液体の層は水からなり、液体の層の厚みは、図３のグラフを生成するために共に使用される強度値の第１のセットと強度値の第２のセットとの間で、０．４３ｍｍだけ減少する。

[0068] 図３からわかるように、液体層の厚み変化によって生じる強度の変化は相対的に小さい（すなわち、低い入射角における約０．１５％から大きな入射角における約０．４５％まで）。図３は、液体の層の厚みを変化させることによって導入されるアポディゼーションの指数関数的性質を示す。図３は、照明システム寄与、投影システム寄与、及び光検出器寄与におけるいかなる変更もなしに、液体の層の厚みを変化させることによって生じるアポディゼーションにおけるシミュレートされた変化を示す。図３は、照明システムが、液体の層上に合焦される等しく分散された強度を有する完全に円形の放射ビームを提供するという仮定の下で作成された。実際には、照明システムは、ダイポール又は四極の照明モードなどの、異なる形の放射ビームを提供することができる。仮定では、投影システムはいかなる収差も放射ビームに適用しないことになるが、実際には、投影システムは放射ビームに収差を適用することになる。

[0069] 決定された強度差のグラフは、第１の液体層厚みにおいて瞳面にわたる（すなわち、光検出器上の異なるピクセルに対応するθ及びφの異なる組み合わせにおける）強度の第１の測定セットを実行すること、異なる液体層厚みにおいて瞳面にわたる強度の第２の測定セットを実行すること、及び、第１の測定セットと第２の測定セットとの間の強度差のセットを決定すること、によってプロットすることができる。しかしながら、決定された強度差のセットは、照明システム寄与、投影システム寄与、及び光検出器寄与の存在に起因して、予想される強度差のセット（例えば、図３に示されるグラフ）とは異なることになる。決定された強度差のセットは予想される強度差のセットと比較され、比較の結果を使用して、光検出器寄与を決定することができる。

[0070] 光検出器によって測定される投影システムの瞳面にわたる放射の強度は、以下の数式によって数学的に表すことが可能である。

上式で、ｅ^{（−αｄ／ｃｏｓ（θ））}は液体の層による放射の吸収であり、Ｃ_ｐｄ（θ，φ）はアポディゼーション測定に対する光検出器寄与である。数式（３）における各項は、球面座標（すなわち、アジマス成分θ及び／又はエレベーション成分φ）を使用して表される。決定された強度差のセットは、以下のように表すことが可能である。

上式で、Ｃ_ｐｄ１（θ，φ）は第１の測定セットに対する光検出器寄与であり、Ｃ_ｐｄ２（θ，φ）は第２の測定セットに対する光検出器寄与であり、ΔＣ_ｐｄは、第１の測定セットに対する光検出器寄与と第２の測定セットに対する光検出器寄与との間の差異である。指数項ｅ^{（−αｄ２／ｃｏｓ（θ））}−ｅ^{（−αｄ１／ｃｏｓ（θ））}）は、予想される強度差のセットに対応する。数式４は、イルミネータ寄与及び投影システム寄与が、２つの測定の間で一定のままであるものと仮定している。光検出器寄与は２つの測定の間で一定のままであるものと、仮定することができる。この仮定の下で、数式４は、以下のようになる。

したがって、相対的測定を実行することによって、今までのところは未知のセンサ寄与は数式４から除去される。数式５は、項Ｉ_ｉｌ（θ，φ）・Ｔ_ｐｓ（θ，φ）を決定するために再配置及び解決することができる。

[0071] 光検出器の各ピクセルについて（すなわち、θ及びφの各組み合わせについて）、決定された強度差を予想される強度差と比較することができる。カーブフィッティング（すなわち、統計的回帰）を使用して、決定された強度差のセットを予想される強度差のセットと比較することができる。すなわち、カーブフィッティング（例えば、最小二乗フィッティング）を使用して、決定された強度差のセットと予想される強度差のセットとの間の差異を決定することができる。カーブフィッティングの残差は、光検出器寄与を示す。すなわち、カーブフィッティング手順の結果を使用して、指数関数的液体層厚み依存に従わない、決定された強度差のセットの部分を識別することができる。指数関数的液体層厚み依存に従わない、決定された強度差のセットの部分は、光検出器寄与を示す。光検出器寄与は、瞳面内の様々な位置について異なる可能性がある。

[0072] 指数項（すなわち、

）は、関連付けられた不確実性を有し得る。液体の層の吸収係数αは、例えば、液体の層の温度変動及び液体の他の特性に起因して、その予想される値を有さない可能性がある。液体の層の厚みの値は、例えば、基板テーブルを位置決めするセンサ及びアクチュエータによって決定することができる。基板テーブルを位置決めするセンサ及びアクチュエータは、関連付けられた誤差を有し得る。したがって液体の層の厚みの値も、関連付けられた不確実性を有し得る。液体の層の厚みの値は関連付けられた不確実性を有し得るが、基板テーブルの位置を制御するセンサ及びアクチュエータは典型的には非常に正確であるため、液体の層の吸収係数に関連付けられた不確実性よりも小さいことが予想される。

[0073] 指数項に関連付けられた不確実性は、決定された光検出器寄与の確度に悪影響を及ぼす可能性がある。カーブフィッティング手順を実行するときに達成される最良フィットは、液体の層の吸収係数の値を提供することができる。より大きな数の厚みにおいてアポディゼーション測定を実行することで、吸収係数の決定された値の確度を向上させるため、したがって光検出器寄与が決定され得る確度を向上させることができる。一般に、アポディゼーション測定が実行される厚みの数が大きいほど、予想される強度差のセットに対する決定された強度差のセットのカーブフィッティング手順はより正確になり、決定された光検出器寄与はより正確になる。

[0074] アポディゼーション測定自体がノイズの被害を受ける可能性がある。アポディゼーション測定におけるノイズの存在は、光検出器寄与を決定する際の確度に悪影響を及ぼす可能性がある。２つより多くの液体層厚みにおいてアポディゼーション測定を実行することにより、ノイズに関連付けられた悪影響を低減させ、決定された光検出器寄与の確度を向上させることができる。

[0075] 再度数式（３）を参照すると、数式（３）の第１項（すなわち、照明システム、投影システム、及び液体層からの寄与Ｉ_ｉｌ（θ，φ）・Ｔ_ｐｓ（θ，φ）・ｅ^{（−αｄ／ｃｏｓ（θ））}）は、アジマス成分θ内に指数関数的コサイン依存性を含むのに対して、数式（３）の第２項（すなわち、光検出器寄与Ｃ_ｐｄ（θ，φ））は、アジマス成分θ内にこうした依存性を含まない。第１項における指数関数的コサイン依存性の存在及び第２項における指数関数的コサイン依存性の不在によって、測定された強度差のセットを予想される強度差のセットと比較することを介して（例えば、カーブフィッティング手順を介して）、第１項及び第２項を見分けることができるようになる。

[0076] アポディゼーション測定に対する光検出器寄与は、少なくとも部分的に照明システムの照明設定に依存する可能性がある。前述のアポディゼーション測定に対する光検出器寄与を決定する方法を、照明システムの異なる照明設定を使用して繰り返し、異なる照明設定の下でのアポディゼーション測定に対する光検出器寄与を特徴付けることができる。すなわち、放射強度の第１の測定セットを第１の液体層厚みにおいて実施可能であり、放射強度の第２の測定セットを異なる液体層厚みにおいて実施可能である。強度差のセットは、第１の測定セット及び第２の測定セットから決定することができる。液体層厚みにおける既知の変化を使用して、予想される強度差のセットを計算することができる。決定された強度差のセットを、予想される強度差のセットと比較することができる。比較結果を使用して、第１の照明設定のセットの下での光検出器寄与を決定することができる。照明システムの照明設定は変更可能であり（例えば、ダイポール照明モードは四極照明モードに変更可能である）、第１の測定セット及び第２の測定セットは繰り返し可能である。強度差のセットは、第１の測定セット及び第２の測定セットから決定することができる。液体層厚みにおける既知の変化を使用して、予想される強度差のセットを計算することができる。決定された強度差のセットを、予想される強度差のセットと比較することができる。比較結果を使用して、異なる照明設定の下での光検出器寄与を特徴付けることができる。

[0077] 図２を再度参照すると、投影システムＰＳの光軸１８に沿って（すなわち、θ＝０）投影システムＰＳを出る放射１４の線は、非ゼロ値のθにおいて投影システムＰＳを出る放射の線よりも短い、液体の層１０を介する光検出器１２までの光路長さを有する。投影システムＰＳを出る放射１４のコーンの最大半角θは、図２Ａ及び図２Ｂにおいて同じである。しかしながら、液体の層１０の厚みｄ、ｄ’は、図２Ａに対して図２Ｂでは増加している。液体の層１０の厚みｄ、ｄ’が増加するとき、より大きな角度θにおいて投影システムＰＳを出る放射１４の線の光路長さは、より小さな角度θにおいて投影システムＰＳを出る放射１４の線の光路長さよりもより多く増加する。したがって、液体の層１０によって吸収される放射１４の部分は、投影システムＰＳの光軸１８に沿って進行する放射の線に比べて、放射１４の円錐の縁部１６に沿って進行する放射の線について、より多く増加する。これは例えば、図３に示されるように、放射の円錐の中央では約０．１５％の強度変化であることに比べて、放射の円錐の縁部では約０．４５％の強度変化であることからわかる。したがって、液体の層の厚みの変化は液体の層を通過する放射の透過に変化を与え、この変化は放射の入射角に依存する（すなわち、投影システムのアポディゼーション特性における既知の変化は、液体の層の厚みを変化させることによって、投影システムに適用される）。

[0078] 液体の層１０の吸収係数は、液体の層として使用される液体及び液体の層を通過する放射の波長に依存する。例えば、１９３ｎｍの波長を有する放射が水を通過するとき、水の吸収係数は約０．０３６ｃｍ^−１である。水（又は、同様の低い吸収係数を有する他の液体）を液体の層として使用するとき、液体の層を介する放射の透過において検出可能な変化を誘起するために、液体の層１０の厚みは相対的に多量に（例えば、約１００μｍ）変化しなければならない可能性がある。

[0079] 相対的に多量の液体の層の厚みの変化は、オブジェクトのイメージをもはや光検出器で合焦させなくなる可能性がある。イメージが合焦外れの場合、放射がもはや光検出器の感光性エリア上に入射しないため、ある入射角からの放射は失われる可能性がある。液体の層の厚みが変更されないとき、光検出器においてオブジェクトのイメージの合焦を維持するために何も実行しない場合、液体の層の厚みを変更できる範囲は、光検出器の感光性エリアのサイズに少なくとも部分的に依存することができる。投影システムのアポディゼーション特性を正確に特徴付けるために、好ましくは、光検出器によって瞳面全体（すなわち、すべての入射角にわたる放射）が検出される。液体の層の厚みを変更した後にイメージの合焦を維持する方法の１つは、オブジェクトを移動させることを含む。

[0080] 図４は、本発明の実施形態に従った、液浸リソグラフィ装置の一部を概略的に示す。図４では、液浸リソグラフィ装置の２つの構成が示されている。第１の構成において、第１のイメージ面４０ａは投影システムＰＳから第１の距離４１にあり、オブジェクト４８（例えば、マークを含むレチクル）は投影システムＰＳから第２の距離４２にある。光検出器（図示せず）は、第１のイメージ面４０ａに配置することができる。液体層（図示せず）は、投影システムＰＳと第１のイメージ面４０ａとの間に延在する。第１の構成における液体の層の厚みは、第１の距離４１に等しい。オブジェクト４８を照明した放射４７ａは、投影システムＰＳの光軸４９に沿ってオブジェクト４８から投影システムＰＳの入口４６へと進む。その後、投影システムＰＳを使用して、オブジェクト４８のイメージは、液体の層を介し、第１のイメージ面４０ａにおいて光検出器上に投影される。光検出器を使用して、第１の液体層厚み４１において、投影システムＰＳの瞳面にわたる放射強度の第１の測定セットを実行することができる。

[0081] 第２の構成では、液体の層の厚みは第１の構成に対して低減されている。第２の構成において、第２のイメージ面４０ｂは投影システムＰＳから第３の距離４３にあり、オブジェクト４８は投影システムＰＳから第４の距離４４にある。第２の構成における液体の層の厚みは第３の距離４３に等しい。オブジェクト４８を照明した放射４７ｂは、オブジェクト４８から投影システムＰＳの入口４６へと進む。その後、投影システムＰＳを使用して、オブジェクト４８のイメージは、液体の層を介し、第２のイメージ面４０ｂにおいて光検出器（図示せず）上に投影される。光検出器を使用して、第２の液体層厚み４３において、投影システムＰＳの瞳面にわたる放射強度の第２の測定セットを実行することができる。

[0082] 第１の構成から第２の構成へと移動するとき（すなわち、液体の層の厚みが減少するとき）に、オブジェクト４８と投影システムＰＳとの間の距離が変更されなかった場合、オブジェクトのイメージはもはや第１のイメージ面４０ａで合焦しなくなる。オブジェクトのイメージが合焦しない場合、投影システムＰＳを出る放射の円錐の一部は光検出器に到達しない可能性があり、投影システムＰＳのアポディゼーションに関連する一部の情報が失われる可能性がある（すなわち、投影システムＰＳの瞳面の一部が光検出器に到達しない可能性があり、したがって、アポディゼーション測定に含まれないことになる）。したがって、第１の構成から第２の構成へと変更するときに、第２のイメージ面４０ｂにおいてオブジェクトのイメージの合焦を維持するために、オブジェクト４８と投影システムＰＳとの間の距離４２を変更することができる。オブジェクト４８と投影システムＰＳとの間の距離が変更される場合、オブジェクトは投影システムＰＳに関してもはや完全に合焦しなくなるため、液体の層の厚みを変更できる範囲は、オブジェクトのイメージに影響を与える投影システムＰＳの収差に少なくとも部分的に依存することができる。図４の例において、投影システムＰＳは、オブジェクト面４５ａ、４５ｂにおけるオブジェクト４８を、イメージ面４０ａ、４０ｂにおいて４倍に縮小するように構成された、ダブルテレセントリック光学系である。図４の例において、光検出器と投影システムＰＳとの間の距離が或る量だけ低減されるとき、オブジェクト４８と投影システムＰＳとの間の距離は、オブジェクト４８のイメージの合焦を維持するために、その量の１６倍（すなわち、縮小二乗、４^２）増加される。光検出器と投影システムＰＳとの間の距離が或る量だけ増加されるとき、オブジェクト４８と投影システムＰＳとの間の距離は、オブジェクトのイメージの合焦を維持するために、その量の１６倍低減される。異なる光学配置及び／又は光学特性を有する他の光学系は、液体の層の厚みを変更するとき、オブジェクトのイメージの合焦を維持するために異なる調整を必要とする可能性がある。

[0083] 代替の手法において、光検出器は、液体の層の厚みが変更されるときに、光検出器に到達しない放射の量を減少させるように設計可能である。例えば、液体の層の厚みが変更されるとき、及び、オブジェクトのイメージが合焦する位置が変更されるとき、いかなる放射の損失も回避又は減少させるために、光検出器の感光性エリアを増加させることができる。光検出器は、合焦外れのアポディゼーション測定を実行するように、較正することができる。

[0084] 一部のリソグラフィ装置は、液体の層の厚みが変更されるとき、光検出器においてオブジェクトのイメージの合焦を維持するために必要な量だけオブジェクトを移動させるために使用可能な空間を十分に有さない場合がある。位置決めデバイスは、液浸リソグラフィ装置内のステージ（例えば、レチクルステージ）を移動させることが可能な範囲を制限することができる。オブジェクトのイメージの合焦を維持するためにオブジェクトを移動させることが必要な距離を減少させる１つの方法は、第１のマーク（すなわち、第１のオブジェクト）を第１の測定セットで（すなわち、第１の液体層厚みにおいて）使用するためにレチクルの第１の側に適用すること、及び、第２のマーク（すなわち、第２のオブジェクト）を第２の測定セットで（すなわち、第２の液体層厚みにおいて）使用するためにレチクルの反対側に適用することを含む。すなわち、レチクルの厚みを利用して、光検出器においてオブジェクトのイメージの合焦を維持するために、第１の測定セットと第２の測定セットとの間でオブジェクトを効果的に移動させることができる。

[0085] 図５は図５Ａ及び図５Ｂからなり、本発明の実施形態において使用可能なレチクル５０上のオブジェクト５３を概略的に示す。レチクル５０は、例えばクォーツを含むことができる透過レチクルである。レチクル５０の第１の表面５１は吸収層５２を含む。吸収層５２は、例えばクロムを含むことができる。レチクルは、投影システム（図示せず）を使用して光検出器（図示せず）上に投影可能なオブジェクトのイメージを形成するように、放射５４を用いて照明可能なオブジェクト５３を含む。図５の例において、オブジェクトはレチクル５０の吸収層５２内のピンホール５３である。図５Ａは、入射放射５４がレチクル５０と周囲の環境との間の境界５５を介して、レチクル５０に入るように配向されたレチクル５０を示す。周囲の環境は、例えば空気を含むことができる。放射５４の伝搬方向は、図５では矢印によって表される。入射放射５４はレチクルに入り、反射せずにピンホール５３から出る。非反射放射は、図５では実線を使用して表される。入射放射５４の一部はレチクル５０に入り、レチクル５０の吸収層５２から反射することができる。レチクル５０から入り吸収層５２によって反射される放射５４は、図５では破線を使用して表される。レチクル５０の吸収層５２から反射する放射の一部は、レチクル５０と周囲との間の境界５５で反射することができる。境界５５から反射する放射５４の一部は、ピンホール５３を介してレチクル５０から出ることができる。

[0086] 第１の測定セットが実施された後、第２の測定セットが実施される前にオブジェクト５３と投影システムとの間の距離が変更されるように、レチクル５０を反転させることができる。代替として、第２のオブジェクトが第１のオブジェクトと整合しないように、第２のオブジェクトをレチクルの反対側に形成することが可能であり、第２の測定セットの間に第２のオブジェクトが照明されるように、第１の測定セットの後にレチクルを移動させることができる。これらの代替のいずれかは、有利には、液体の層の厚みを変更した後、光検出器においてオブジェクトのイメージの合焦を維持することができる。第２のオブジェクトをレチクルの反対側に提供することによって、有利には、第１の測定セットと第２の測定セットとの間にレチクルを反転させる必要が回避される。レチクルを反転させること（又は、レチクルの反対側の第２のオブジェクトが照明されるようにレチクルを移動させること）によって、オブジェクトのイメージを効果的に移動させる距離は、以下の数式を介して計算可能である。

上式で、ｎ_ｒｅｔはレチクルの屈折率であり、ｎ_ｌｌは液体の層の屈折率であり、ｄ_ｒｅｔはレチクルの厚みであり、Ｍは投影システムがオブジェクトのイメージのサイズを減少させる係数である。例えば、どちらも図４に示される光学系で使用される、６．３５ｍｍの厚みを有するクォーツ（ｎ_ｒｅｔ＝１．５６）レチクル及び水からなる液体層（ｎ_ｌｌ＝１．４４）の場合（Ｍ＝１６）、レチクルを反転させることによってオブジェクトのイメージが効果的に移動される距離は以下である。

[0087] 図５Ｂは、入射放射５４がピンホール５３を介してレチクル５０に入るように配向されたレチクル５０を示す。すなわち図５Ｂは、レチクル５０が反転された後の図５Ａのレチクル５０を示す。入射放射５４の一部は、ピンホール５３を介してレチクル５０に入り、反射せずに境界５５を介してレチクル５０から出ることができる。入射放射５４の一部は、ピンホール５３を介してレチクル５０に入り、レチクル５０と周囲の環境との間の境界５５から反射することができる。周囲の環境は、例えば空気を含むことができる。境界５５から反射する放射５４の一部は、レチクル５０の吸収層５２において更に反射される可能性がある。吸収層５２から反射する放射５４の一部は、境界５５を介してレチクル５０から出ることができる。図５Ｂの場合、ピンホール５３から出る前にレチクル５０内で内部反射した放射５４は、オブジェクトのイメージ周囲のハロー効果に寄与する可能性がある。オブジェクトのイメージ周囲のハロー効果の存在は、光検出器を使用して実行される投影システムの瞳面にわたる放射強度の測定の確度に悪影響を及ぼす可能性がある。レチクル５０内の内部反射を低減させる方法の１つは、レチクルの吸収層５２の反対側に反射防止コーティングを提供することを含む。しかしながら、反射防止コーティングは、すべての入射角にわたって等しく反射を低減させることはできない。レチクル５０内の内部反射を低減させる別の方法は、２つの対向する吸収層を有するレチクルを提供することを含み、一方の吸収層はピンホールを備え、他方の吸収層はピンホールの真向かいに開口を備える。

[0088] 図６は図６Ａ及び図６Ｂからなり、本発明の実施形態において使用可能なレチクル６０上のオブジェクト６４を概略的に示す。レチクル６０は、例えばクォーツを含むことができる透過レチクルである。レチクル６０の第１の表面６１は吸収層６３を備える。レチクル６０の第２の表面６２は吸収層６３を備える。第２の表面６２は第１の表面６１に対向する。吸収層６３は、例えばクロムを含むことができる。レチクル６０は、投影システム（図示せず）を使用して光検出器（図示せず）上に投影可能なオブジェクトのイメージを形成するように、放射６５を用いて照明可能なオブジェクト６４を含む。放射６５の伝搬の方向は、図６では矢印によって表される。図６の例において、オブジェクトはレチクル６０の吸収層６３内のピンホール６４である。図６Ａは、入射放射６５がレチクル６０の第１の表面６１上の吸収層６３内の開口６６を介してレチクル６０に入り、レチクル６０の第２の表面６２上の吸収層６３内のピンホール６４を介してレチクル６０から出るように配向された、レチクル６０を示す。開口６６はピンホール６４よりも大きいものとすることが可能であり、ピンホール６４の真向かいの吸収層６３内に提供可能である。

[0089] 対向する吸収層６３、ピンホール６４、及び開口６６の配置は、レチクル６０を出て光検出器に到達する内部的に反射された放射によって生じるハロー効果を低減させるように構成される。ピンホール６４の直径６７及び開口６６の直径６８は、レチクル６０に入る放射６５の実質的にすべてが、レチクル６０内で内部反射しないように選択することができる。この選択は、リソグラフィ装置の光軸７０に対する入射放射６５の最大角度６９、レチクル６０の厚み７１、及び、レチクル６０の屈折率の、３つのパラメータに少なくとも部分的に依存することができる。これらの３つのパラメータは、透過した放射がレチクル６０を介してどのように進むかを記述する。例えば、放射６５がレチクル６０から出る際に横切る出口直径を計算するために、開口６６の直径６８は、上記で考察された３つのパラメータとの組み合わせで選択及び使用することが可能である。その後、ピンホール６４の直径６７は、計算された出口直径よりも大きいか又は等しくなるように選択可能であり、それによって、開口６６を介してレチクル６０に入る実質的にすべての放射６５が、レチクル６０内で内部反射するのではなく、ピンホール６４を介してレチクルを出ることが保証される。入射放射６５の最大角度６９は、リソグラフィ装置の照明システムを制御することによって選択可能である。

[0090] 図６Ｂは、入射放射６５が、レチクル６０の第２の表面６２上の吸収層６３内のピンホール６４を介してレチクル６０に入り、レチクル６０の第１の表面６１上の吸収層６３内の開口６６を介してレチクル６０から出るように配向された、図６Ａに示されたレチクル６０を概略的に示す。図６Ａの場合と同様に、対向する吸収層６３、ピンホール６４、及び開口６６の配置は、レチクル６０を出て光検出器に到達する内部的に反射された放射によって生じるハロー効果を低減させるように構成される。ピンホール６４の直径６７及び開口６６の直径６８は、レチクル６０に入る放射６５の実質的にすべてが、レチクル６０内で内部反射しないように選択することができる。この選択は、前述の３つのパラメータ、すなわち、リソグラフィ装置の光軸７０に対する入射放射６５の最大角度６９、レチクル６０の厚み７１、及び、レチクル６０の屈折率に、少なくとも部分的に依存することができる。例えば、放射６５がレチクル６０から出る際に横切る出口直径を計算するために、ピンホール６４の直径６７は、上記で考察された３つのパラメータとの組み合わせで選択及び使用することが可能である。その後、開口６６の直径６８は、計算された出口直径よりも大きいか又は等しくなるように選択可能であり、それによって、ピンホール６４を介してレチクル６０に入る実質的にすべての放射６５が、レチクル６０内で内部反射するのではなく、開口６６を介してレチクル６０を出ることが保証される。例えば、約６．３５ｍｍの厚み７１及び約１．５６の屈折率を有するレチクル６０に入る、約２０°の最大角度６９を有する放射６５の場合、ピンホール６４の直径６７は約０．１０ｍｍとして選択可能であり、開口の直径は約２．９ｍｍとして選択可能である。

[0091] オブジェクトは、任意の所望の形を有することができる。例えばオブジェクトは、レチクルの吸収層内の格子パターンとすることができる。

[0092] 液体の層は、水以外の流体を含むことができる。

[0093] 吸収層は、クロム以外の吸収材料を含むことができる。透過レチクルは、クォーツ以外の材料を含むことができる。レチクルは、６．３５ｍｍ以外の厚みを有することができる。

[0094] 光検出器はＩＬＩＡＳセンサ以外のセンサを備えることができる。

[0095] 本発明の代替の実施形態において、液体の層の厚みは変更されない。代わりに、投影システムの瞳面にわたる放射強度の第１の測定セットは第１の液体を使用して実行され、その後、第１の液体は、異なる吸収係数を有する第２の液体に置き換えられる。投影システムの瞳面にわたる放射強度の第２の測定セットは、第２の液体を使用して実行される。強度差のセットは、第１の測定セット及び第２の測定セットから決定することができる。第１の液体の吸収係数、第２の液体の吸収係数、及び、液体の層の厚みの知識を使用して、予想される強度差のセットを計算することができる。決定された強度差のセットは、予想される強度差のセットと比較することができる。比較の結果を使用して、アポディゼーション測定に対する光検出器寄与を決定することができる。第１の液体は、例えばポンプシステムを使用して第２の液体に置き換えることができる。第１の液体を、異なる吸収係数を有する第２の液体に置き換えることで、有利には、光検出器を移動させる必要が回避され、それにより、光検出器の移動に関連付けられた合焦誤差（例えば、放射の円錐の一部が光検出器に到達しないこと）が低減又は回避される。第１の液体及び第２の液体は、実質的に同じ屈折率を有することができる。

[0096] 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み合わ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。更に、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。

[0097] 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。説明は、本発明を限定することを意図していない。

Claims

液浸リソグラフィ装置の投影システムのアポディゼーションの測定に対する光検出器寄与を決定する方法であって、
放射ビームを提供することと、
前記放射ビームを用いてオブジェクトを照明することと、
液体層を介して光検出器上へと前記オブジェクトのイメージを投影するために前記投影システムを使用することと、
第１の液体層厚みにおいて、前記投影システムの瞳面にわたる放射強度の第１の測定セットを実行することと、
異なる液体層厚みにおいて、前記投影システムの前記瞳面にわたる放射強度の第２の測定セットを実行することと、
前記第１の測定セット及び前記第２の測定セットから、強度差のセットを決定することと、
前記決定された強度差のセットを予想される強度差のセットと比較することと、
アポディゼーションの測定に対する前記光検出器寄与を決定するために前記比較の前記結果を使用することと、
を含む、方法。
前記比較することは、前記決定された強度差のセットと、前記予想される強度差のセットを計算するために使用される数学関数と、の間の差異を決定することを含む、請求項１に記載の方法。
前記決定された強度差のセットと前記数学関数との間の前記差異を決定することは、カーブフィッティングを使用することを含み、
前記数学関数は、指数項を含む、請求項２に記載の方法。
前記リソグラフィ装置の照明設定を変更することと、
前記第１の測定セット及び前記第２の測定セットを繰り返すことと、
を更に含む、請求項１から３の何れか一項に記載の方法。
基板テーブルは、前記光検出器を備え、
前記第１の測定セットと前記第２の測定セットとの間の液体層厚みの前記差異は、前記基板テーブルの移動によって達成される、請求項１から４の何れか一項に記載の方法。
前記第１の測定セットの間に前記投影システムからの第１の距離において前記オブジェクトを提供することと、
前記第２の測定セットの間に前記投影システムからの異なる距離において前記オブジェクトを提供することと、
を更に含む、請求項１から５の何れか一項に記載の方法。
レチクルの表面上に前記オブジェクトを提供することを更に含む、請求項１から６の何れか一項に記載の方法。
吸収層を伴う前記レチクルの対向表面を提供することを更に含む、請求項７に記載の方法。
前記オブジェクトは、前記吸収層のうちの１つ内に提供された第１のマークである、請求項８に記載の方法。
前記第１のマークの真向かいの前記吸収層内に前記第１のマークよりも大きい開口を提供することを更に含む、請求項９に記載の方法。
前記第１のマークと実質的に同一の第２のマークは、前記第２のマークが前記第１のマークと整合しないように他方の吸収層内に形成可能であり、前記第１の測定セットの間、前記第１のマークが照明され、
前記レチクルは、前記第２の測定セットの間、前記第２のマークが照明されるように、前記第１の測定セット後に移動される、請求項９に記載の方法。
前記オブジェクトと前記投影システムとの間の距離が前記第２の測定セットの前に変更されるように、前記第１の測定セットの後に前記レチクルを反転させることを更に含む、請求項７に記載の方法。
前記投影システムの瞳面にわたる放射強度の前記第１及び第２の測定セットは、２つより多くの液体層厚みにおいて実行される、請求項１から１２の何れか一項に記載の方法。
前記予想される強度差のセットを計算するために使用される数学関数の確度を向上させるために、前記第１及び第２の測定セットが使用される、請求項１３に記載の方法。
液浸リソグラフィ装置の投影システムのアポディゼーションの測定に対する光検出器寄与を決定する方法であって、
放射ビームを提供することと、
前記放射ビームを用いてオブジェクトを照明することと、
液体層を介して光検出器上へと前記オブジェクトのイメージを投影するために前記投影システムを使用することと、
第１の液体を使用して、前記投影システムの瞳面にわたる放射強度の第１の測定セットを実行することと、
前記第１の液体を、異なる吸収係数を有する第２の液体に置き換えることと、
前記第２の液体を使用して、前記投影システムの前記瞳面にわたる放射強度の第２の測定セットを実行することと、
前記第１の測定セット及び前記第２の測定セットから強度差のセットを決定することと、
前記決定された強度差のセットを予想される強度差のセットと比較することと、
アポディゼーションの測定に対する前記光検出器寄与を決定するために前記比較の前記結果を使用することと、を含み、
前記第１の液体及び前記第２の液体は、実質的に前記同じ屈折率を有する、方法。
放射ビームを提供するための照明システムと、
オブジェクトを含むレチクルを支持するための支持構造と、
基板を保持するための基板テーブルであって、光検出器を備える基板テーブルと、
前記放射ビームを前記光検出器上に投影するための投影システムと、
前記投影システムと前記光検出器との間に液体層を提供するための液浸フードと、
前記液体層の厚みの調整を可能にするように前記基板テーブルを移動させるように構成された位置決めデバイスと、
第１の液体層厚みにおいて前記光検出器から第１の測定セットを受信すること、異なる液体層厚みにおいて前記光検出器から第２の測定セットを受信すること、前記第１の測定セット及び前記第２の測定セットから強度差のセットを決定すること、前記決定された強度差のセットを予想される強度差のセットと比較すること、及び、前記測定に対する光検出器寄与を決定するために、前記比較の前記結果を使用すること、を実行するように構成されたプロセッサと、
を備える、液浸リソグラフィ装置。
請求項１から１５の何れか一項に従った方法をコンピュータに実施させるように構成されたコンピュータ可読命令を含む、コンピュータプログラム。
請求項１７に従ったコンピュータプログラムを保持する、コンピュータ可読媒体。
液浸リソグラフィ装置の投影システムのアポディゼーションの測定に対する光検出器寄与を決定するためのコンピュータ装置であって、
プロセッサ可読命令を記憶するメモリと、
前記メモリ内に記憶された命令を読み取って実行するように配置されたプロセッサと、を備え、
前記プロセッサ可読命令は、請求項１から１５の何れか一項に従った方法を実施するために前記コンピュータを制御するように配置された命令を含む、コンピュータ装置。