JPH08335552A - 照明を最適化する方法および投影結像装置 - Google Patents
照明を最適化する方法および投影結像装置Info
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- JPH08335552A JPH08335552A JP8128796A JP12879696A JPH08335552A JP H08335552 A JPH08335552 A JP H08335552A JP 8128796 A JP8128796 A JP 8128796A JP 12879696 A JP12879696 A JP 12879696A JP H08335552 A JPH08335552 A JP H08335552A
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- G03F7/70—Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
- G03F7/70216—Mask projection systems
- G03F7/70325—Resolution enhancement techniques not otherwise provided for, e.g. darkfield imaging, interfering beams, spatial frequency multiplication, nearfield lenses or solid immersion lenses
- G03F7/70333—Focus drilling, i.e. increase in depth of focus for exposure by modulating focus during exposure [FLEX]
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- General Physics & Mathematics (AREA)
- Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
- Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 従来の光学的投影装置、特に従来のフォトリ
ソグラフィ装置の解像度を増大する方法および装置を提
供する。 【解決手段】 投影されたマスク像の最良の組合わせを
見つける最適化アルゴリズムを用いる。マスク像は、入
射瞳２８内の選択領域（例えば画素）を照明する。最適
化照明は、所定の目標架空像（ｔａｒｇｅｔ ａｅｒｉ
ａｌ ｉｍａｇｅ）に最も近似する架空像を形成する照
明として定められる。装置は、この最適化照明を実現す
るのに必要な照明分布を与えるように照明源２４を設定
する。利用できる入射瞳領域を照明でアドレスすること
によって形成された架空像（ａｅｒｉａｌ ｉｍａｇ
ｅ）の設定は、数値計算によって、あるいは投影装置に
よって形成された個々の架空像を走査して記録すること
によって決定される。
ソグラフィ装置の解像度を増大する方法および装置を提
供する。 【解決手段】 投影されたマスク像の最良の組合わせを
見つける最適化アルゴリズムを用いる。マスク像は、入
射瞳２８内の選択領域（例えば画素）を照明する。最適
化照明は、所定の目標架空像（ｔａｒｇｅｔ ａｅｒｉ
ａｌ ｉｍａｇｅ）に最も近似する架空像を形成する照
明として定められる。装置は、この最適化照明を実現す
るのに必要な照明分布を与えるように照明源２４を設定
する。利用できる入射瞳領域を照明でアドレスすること
によって形成された架空像（ａｅｒｉａｌ ｉｍａｇ
ｅ）の設定は、数値計算によって、あるいは投影装置に
よって形成された個々の架空像を走査して記録すること
によって決定される。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、投影結像装置、特
に、このような投影結像装置によって形成された照明を
最適化する方法に関する。
に、このような投影結像装置によって形成された照明を
最適化する方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】光学的フォトリソグラフィは、集積回路
（ＩＣ）チップの広範囲の構造の形成に関連して、半導
体産業で広く用いられている。ＩＣチップの製造は、回
路の動作に必要な最小構造を、適正な焦点深度にわたっ
て、適切に焼付けすることのできる結像装置を必要とし
ている。
（ＩＣ）チップの広範囲の構造の形成に関連して、半導
体産業で広く用いられている。ＩＣチップの製造は、回
路の動作に必要な最小構造を、適正な焦点深度にわたっ
て、適切に焼付けすることのできる結像装置を必要とし
ている。
【０００３】ＩＣチップのデバイス密度が増大するにつ
れて、デバイスを形成する構造のサイズが、フォトリソ
グラフィ光学投影機に用いられる露光（化学線）の波長
に近づいてきた。化学線波長に対する特徴（ｆｅａｔｕ
ｒｅ）サイズの減少は、このような構造によって回折さ
れた光を捕獲する投影機の能力の制限と組合わさって、
フォトリソグラフィの解像度に悪影響を与える。この問
題を処理するために、従来のフォトリソグラフィ装置の
解像度を最適化する、方法および装置が開発されてき
た。例えば、Ａｕｓｓｃｈｎｉｔｔらは、米国特許第
４，８９０，２３９号明細書に、所定の数学的モデルに
基づいて、特徴幅，露光，フォーカスを決定するリソグ
ラフィ・プロセス解析および制御装置を開示している。
残念なことに、このような技術および装置は、０．５ミ
クロンよりも小さい特徴が結像される十分な解像度を典
型的に実現することができない。このことは、ＩＣデバ
イスにおける将来の密度増大を実現するには、他の結像
技術が要求されることを示している。
れて、デバイスを形成する構造のサイズが、フォトリソ
グラフィ光学投影機に用いられる露光（化学線）の波長
に近づいてきた。化学線波長に対する特徴（ｆｅａｔｕ
ｒｅ）サイズの減少は、このような構造によって回折さ
れた光を捕獲する投影機の能力の制限と組合わさって、
フォトリソグラフィの解像度に悪影響を与える。この問
題を処理するために、従来のフォトリソグラフィ装置の
解像度を最適化する、方法および装置が開発されてき
た。例えば、Ａｕｓｓｃｈｎｉｔｔらは、米国特許第
４，８９０，２３９号明細書に、所定の数学的モデルに
基づいて、特徴幅，露光，フォーカスを決定するリソグ
ラフィ・プロセス解析および制御装置を開示している。
残念なことに、このような技術および装置は、０．５ミ
クロンよりも小さい特徴が結像される十分な解像度を典
型的に実現することができない。このことは、ＩＣデバ
イスにおける将来の密度増大を実現するには、他の結像
技術が要求されることを示している。
【０００４】位相シフト・マスク技術は、このような他
の技術の１つの例である。位相シフト・マスク技術は、
物体（マスク）面に電磁界の相対位相シフトを導入する
種々の方法に依存している。細線のリソグラフィ・マス
ク特徴の２つの異なる透過領域間に位相シフトを導入す
ることは、像内に破壊干渉暗領域を生じる。この暗領域
では、回折が残留構成干渉を生じるであろう。位相シフ
ト・マスクの有効性は、広く説明されているが、ＩＣ製
造に必要な種々のリソグラフィ構造に対し位相シフト領
域を構成する部分的な困難性の故に、技術は以前初期の
ままである。位相シフタは、位相シフト無しパターンに
アラインメントされなければならない追加レベルのマス
ク構造に相当し、さらに位相シフタは、従来のマスク・
パターンよりも、より厳格で複雑な製造公差を要求す
る。したがって、位相シフト・マスクが実際に働くよう
に作られても、一時的な改善を与えるのみである。とい
うのは、上記した製造の困難性が、経験的に見いだされ
た結像の問題点を直すためにマスクを繰り返し改良する
ことを、不可能にするからである。さらに、標準マスク
として、入力パターンを正確に再生するために、像形成
のみに頼る代わりに、像形成プロセスを操作することに
よって、位相シフト・マスクは作用する。位相シフト・
マスクは、標準マスクよりも細かいピッチでの焼付けパ
ターンを可能にするが、特定の基本ルールの組を目標に
することは、より複雑になる。したがって、位相シフト
・マスク技術（少なくとも現在の発展状態での）は、サ
ブ０．５ミクロンにおけるフォトリソグラフィの不十分
な解像度の問題に対する最適な解決を与えるとは思われ
ない。
の技術の１つの例である。位相シフト・マスク技術は、
物体（マスク）面に電磁界の相対位相シフトを導入する
種々の方法に依存している。細線のリソグラフィ・マス
ク特徴の２つの異なる透過領域間に位相シフトを導入す
ることは、像内に破壊干渉暗領域を生じる。この暗領域
では、回折が残留構成干渉を生じるであろう。位相シフ
ト・マスクの有効性は、広く説明されているが、ＩＣ製
造に必要な種々のリソグラフィ構造に対し位相シフト領
域を構成する部分的な困難性の故に、技術は以前初期の
ままである。位相シフタは、位相シフト無しパターンに
アラインメントされなければならない追加レベルのマス
ク構造に相当し、さらに位相シフタは、従来のマスク・
パターンよりも、より厳格で複雑な製造公差を要求す
る。したがって、位相シフト・マスクが実際に働くよう
に作られても、一時的な改善を与えるのみである。とい
うのは、上記した製造の困難性が、経験的に見いだされ
た結像の問題点を直すためにマスクを繰り返し改良する
ことを、不可能にするからである。さらに、標準マスク
として、入力パターンを正確に再生するために、像形成
のみに頼る代わりに、像形成プロセスを操作することに
よって、位相シフト・マスクは作用する。位相シフト・
マスクは、標準マスクよりも細かいピッチでの焼付けパ
ターンを可能にするが、特定の基本ルールの組を目標に
することは、より複雑になる。したがって、位相シフト
・マスク技術（少なくとも現在の発展状態での）は、サ
ブ０．５ミクロンにおけるフォトリソグラフィの不十分
な解像度の問題に対する最適な解決を与えるとは思われ
ない。
【０００５】他の照明方法（“オフ・アクシス（ｏｆｆ
−ａｘｉｓ）”照明と呼ばれることがある）が提案され
て、従来の光学的フォトリソグラフィ、例えば、Ｃａｎ
ｏｎにより販売されているＳＨＲＩＮＣシステムの領域
を拡げている。位相シフト・マスク技術と同様に、オフ
・アクシス照明方法は、有効な物体位相を操作するが、
照明波面の位相を調整することによっても、行うことが
できる。照明の各方向は、マスク面を横切る明瞭な連続
位相変動を発生する。このような変動は、マスク上の位
相シフタによって与えられる個別位相レベルに比べて、
利点および欠点を有している。従来の位相シフト・マス
クと多数照明指向システムとの間の他の相違は、マルチ
プル照明指向システムによって形成される多数位相分布
のもとで生じるイメージが、互いにインコヒーレントに
重畳されることである。グレーティングのよく引用され
る例については、適切なオフ・アクシス照明方向は、１
次回折ビームの１つ（すなわち、＋１または−１）が、
投影機の結像レンズの入射瞳外に外れるように、交互す
るグレーティング・バー間の照明位相を変化させる働き
をする。その効果は、Ｌｅｖｅｎｓｏｎ−Ｓｈｉｂｕｙ
ａ位相マスクでよって生成される２ビーム干渉パターン
に類似の、ウェハ上の２ビーム干渉パターンを生成する
ことである。Ｌｅｖｅｎｓｏｎ−Ｓｈｉｂｕｙａの位相
マスクでは、位相シフタを用いて、マスクでの位相を交
互する。他の場合には、マスクの明領域にわたる位相変
動は、マスクの他の０次回折を完全に排除することな
く、減少させるのに十分である。効果は、像の形成にお
いて高次回折項を重み付けし、増大したコントラスト，
解像度および／または焦点深度を生成することである。
−ａｘｉｓ）”照明と呼ばれることがある）が提案され
て、従来の光学的フォトリソグラフィ、例えば、Ｃａｎ
ｏｎにより販売されているＳＨＲＩＮＣシステムの領域
を拡げている。位相シフト・マスク技術と同様に、オフ
・アクシス照明方法は、有効な物体位相を操作するが、
照明波面の位相を調整することによっても、行うことが
できる。照明の各方向は、マスク面を横切る明瞭な連続
位相変動を発生する。このような変動は、マスク上の位
相シフタによって与えられる個別位相レベルに比べて、
利点および欠点を有している。従来の位相シフト・マス
クと多数照明指向システムとの間の他の相違は、マルチ
プル照明指向システムによって形成される多数位相分布
のもとで生じるイメージが、互いにインコヒーレントに
重畳されることである。グレーティングのよく引用され
る例については、適切なオフ・アクシス照明方向は、１
次回折ビームの１つ（すなわち、＋１または−１）が、
投影機の結像レンズの入射瞳外に外れるように、交互す
るグレーティング・バー間の照明位相を変化させる働き
をする。その効果は、Ｌｅｖｅｎｓｏｎ−Ｓｈｉｂｕｙ
ａ位相マスクでよって生成される２ビーム干渉パターン
に類似の、ウェハ上の２ビーム干渉パターンを生成する
ことである。Ｌｅｖｅｎｓｏｎ−Ｓｈｉｂｕｙａの位相
マスクでは、位相シフタを用いて、マスクでの位相を交
互する。他の場合には、マスクの明領域にわたる位相変
動は、マスクの他の０次回折を完全に排除することな
く、減少させるのに十分である。効果は、像の形成にお
いて高次回折項を重み付けし、増大したコントラスト，
解像度および／または焦点深度を生成することである。
【０００６】他のオフ・アクシス照明方法は、マスク位
相シフタ技術に対する代替とみなされる。これらの照明
方法は、文献“Ｓｕｂ−ｈａｌｆ ｍｉｃｒｏｎ ｌｉ
ｔｈｏｇｒａｐｈｙ ｓｙｓｔｅｍ ｗｉｔｈ ｐｈａ
ｓｅ−ｓｈｉｆｔｉｎｇ ｅｆｆｅｃｔ，”ＳＰＩＥ
Ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓ，Ｖｏｌ．１６７１−Ｏｐｔｉ
ｃａｌ／Ｌａｓｅｒ Ｍｉｃｒｏｌｉｔｈｏｇｒａｐｈ
ｙ Ｉ，Ｊ．Ｃｕｔｈｂｅｒｔ，Ｅｄ．（Ｓｏｃｉｅｔ
ｙ ｏｆ Ｐｈｏｔｏ−Ｏｐｔｉｃａｌ Ｉｎｓｔｒｕ
ｍｅｎｔａｔｉｏｎ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｓ，Ｂｅｌｌｉ
ｎｇｈａｍ，ＷＡ，１９９２），ｐａｇｅｓ９２−１０
４に、Ｍ．Ｎｏｇｕｃｈｉらによって報告されている技
術にほぼ類似している。Ｎｏｇｕｃｈｉらの方法は、副
解像度グレーティングを結像する４つのオフ・アクシス
・ディスク光源の使用を含んでいる（すなわち、グレー
ティングの線幅がｋ1 λ／ＮＡと表されるならば、この
方法はｋ1 ＜０．７に対して特に適している）。この構
成は、特定範囲のｋ1 値内でグレーティング状特徴に対
し適切かつ良好に作用し、方向，ピッチ，線サイズ，ま
たはパターン形状の変更は、照明装置の変更を必要と
し、これによって照明装置のコストおよび複雑性が付加
される。投影露光装置において光源の種々の強度分布を
与えることのできる照明装置は、米国特許第５，３６
３，１７０号明細書に開示されている。この米国特許の
発明は、１次光源と、可変倍率を有する無限焦点系と、
光インテグレータとを有している。１次放射線源と光イ
ンテグレータとの間に設けられた無限焦点系の倍率を変
えることによって、２次放射線源を定める強度分布を変
更することができる。この照明装置は、照明を変えるこ
との柔軟性はあるが、制限された数の種々の２次放射線
源を形成できるだけである。さらに前記米国特許は、結
像される物体について、最適な有効放射線源のサイズお
よび形状を見つけて、このような照明を与える方法を教
示していない。
相シフタ技術に対する代替とみなされる。これらの照明
方法は、文献“Ｓｕｂ−ｈａｌｆ ｍｉｃｒｏｎ ｌｉ
ｔｈｏｇｒａｐｈｙ ｓｙｓｔｅｍ ｗｉｔｈ ｐｈａ
ｓｅ−ｓｈｉｆｔｉｎｇ ｅｆｆｅｃｔ，”ＳＰＩＥ
Ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓ，Ｖｏｌ．１６７１−Ｏｐｔｉ
ｃａｌ／Ｌａｓｅｒ Ｍｉｃｒｏｌｉｔｈｏｇｒａｐｈ
ｙ Ｉ，Ｊ．Ｃｕｔｈｂｅｒｔ，Ｅｄ．（Ｓｏｃｉｅｔ
ｙ ｏｆ Ｐｈｏｔｏ−Ｏｐｔｉｃａｌ Ｉｎｓｔｒｕ
ｍｅｎｔａｔｉｏｎ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｓ，Ｂｅｌｌｉ
ｎｇｈａｍ，ＷＡ，１９９２），ｐａｇｅｓ９２−１０
４に、Ｍ．Ｎｏｇｕｃｈｉらによって報告されている技
術にほぼ類似している。Ｎｏｇｕｃｈｉらの方法は、副
解像度グレーティングを結像する４つのオフ・アクシス
・ディスク光源の使用を含んでいる（すなわち、グレー
ティングの線幅がｋ1 λ／ＮＡと表されるならば、この
方法はｋ1 ＜０．７に対して特に適している）。この構
成は、特定範囲のｋ1 値内でグレーティング状特徴に対
し適切かつ良好に作用し、方向，ピッチ，線サイズ，ま
たはパターン形状の変更は、照明装置の変更を必要と
し、これによって照明装置のコストおよび複雑性が付加
される。投影露光装置において光源の種々の強度分布を
与えることのできる照明装置は、米国特許第５，３６
３，１７０号明細書に開示されている。この米国特許の
発明は、１次光源と、可変倍率を有する無限焦点系と、
光インテグレータとを有している。１次放射線源と光イ
ンテグレータとの間に設けられた無限焦点系の倍率を変
えることによって、２次放射線源を定める強度分布を変
更することができる。この照明装置は、照明を変えるこ
との柔軟性はあるが、制限された数の種々の２次放射線
源を形成できるだけである。さらに前記米国特許は、結
像される物体について、最適な有効放射線源のサイズお
よび形状を見つけて、このような照明を与える方法を教
示していない。
【０００７】他の照明方法による良好なＩＣ作製および
製造は、広範囲の形状，サイズ，方向，周期性を結像す
る能力を必要とする。既知の装置および方法は、このよ
うな結像能力を与えるとは思われず、また有効コストで
容易に繰り返してこのような結像を与えることができな
い。
製造は、広範囲の形状，サイズ，方向，周期性を結像す
る能力を必要とする。既知の装置および方法は、このよ
うな結像能力を与えるとは思われず、また有効コストで
容易に繰り返してこのような結像を与えることができな
い。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、従来
の光学的投影装置、特に従来のフォトリソグラフィ装置
の解像度を増大する方法および装置を提供することにあ
る。
の光学的投影装置、特に従来のフォトリソグラフィ装置
の解像度を増大する方法および装置を提供することにあ
る。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明の一態様は、焦点
深度および入射瞳を有する結像装置と、焦点深度内に設
けられた結像面と、照明源とで、放射線感応媒体にレテ
ィクルの像を形成する照明を最適化する方法である。こ
の方法は、照明源によって与えられる照明を最適化し
て、レティクルを入射瞳を経て結像面に結像する第１の
ステップを含んでいる。次に、第２のステップとして、
レティクルを最適化された照明に露光して、レティクル
特徴の架空像（ａｅｒｉａｌ ｉｍａｇｅ）を形成し、
架空像を、結像面に配置された放射線感応媒体に転写す
る。
深度および入射瞳を有する結像装置と、焦点深度内に設
けられた結像面と、照明源とで、放射線感応媒体にレテ
ィクルの像を形成する照明を最適化する方法である。こ
の方法は、照明源によって与えられる照明を最適化し
て、レティクルを入射瞳を経て結像面に結像する第１の
ステップを含んでいる。次に、第２のステップとして、
レティクルを最適化された照明に露光して、レティクル
特徴の架空像（ａｅｒｉａｌ ｉｍａｇｅ）を形成し、
架空像を、結像面に配置された放射線感応媒体に転写す
る。
【００１０】本発明の他の態様は、照明源と入射瞳およ
び焦点深度を有する結像レンズと、結像される１つ以上
の特徴を有するレティクルと、結像面とを有する結像装
置に使用されるように構成された照明最適化装置であ
る。この最適化装置は、結像面でレティクル特徴架空像
を決定する手段を有している。この手段は、例えば、放
射照度を電子信号に変換する像走査装置である。典型的
には、異なった方向からの光でレティクルを照明する
（一回で一方向から）ことによって、多くの個々の架空
像が形成される。各架空像は、入射瞳内の所定領域に向
けられる個々の照明成分に相当している。次に、架空像
を、コンピュータのような像解析手段内に電気的に格納
する。解析手段では、架空像は組合わされて、目標像に
最も近似する１つのレティクル像を形成する。最適化照
明は、目標像とはあまり違わないレティクル像を形成す
る照明として、定義される。次に、照明最適化装置は、
像解析器に接続された照明制御手段によって、最適化照
明を与えるように、照明源を設定する。
び焦点深度を有する結像レンズと、結像される１つ以上
の特徴を有するレティクルと、結像面とを有する結像装
置に使用されるように構成された照明最適化装置であ
る。この最適化装置は、結像面でレティクル特徴架空像
を決定する手段を有している。この手段は、例えば、放
射照度を電子信号に変換する像走査装置である。典型的
には、異なった方向からの光でレティクルを照明する
（一回で一方向から）ことによって、多くの個々の架空
像が形成される。各架空像は、入射瞳内の所定領域に向
けられる個々の照明成分に相当している。次に、架空像
を、コンピュータのような像解析手段内に電気的に格納
する。解析手段では、架空像は組合わされて、目標像に
最も近似する１つのレティクル像を形成する。最適化照
明は、目標像とはあまり違わないレティクル像を形成す
る照明として、定義される。次に、照明最適化装置は、
像解析器に接続された照明制御手段によって、最適化照
明を与えるように、照明源を設定する。
【００１１】
【発明の実施の形態】本発明は、光学投影装置、例えば
フォトリソグラフィに用いられる種類の結像装置のため
の照明を評価しおよび最適化する方法であり、このよう
な方法に基づいて動作する投影結像装置である。図１に
概略を示す本発明の投影結像装置２０は、照明コントロ
ーラ２２と、照明源２４とを備えている。照明源２４
は、コントローラに接続され、コントローラによって制
御されるので、照明源の発生する照明は、最適である。
後に詳細に説明するように、照明コントローラ２２は、
像面に作成された像を走査することによって得られる照
明情報を用いるか、あるいは投影装置の数学的記述に基
づいた数値技術を用いることによって、前述のような制
御を与える。投影結像装置２０は、また、照明源２４の
出力の付近に配置されたレティクル２６と、投影結像レ
ンズ３０のための入射瞳２８とを有している。投影結像
装置２０に対する像面は、３２で示されている。
フォトリソグラフィに用いられる種類の結像装置のため
の照明を評価しおよび最適化する方法であり、このよう
な方法に基づいて動作する投影結像装置である。図１に
概略を示す本発明の投影結像装置２０は、照明コントロ
ーラ２２と、照明源２４とを備えている。照明源２４
は、コントローラに接続され、コントローラによって制
御されるので、照明源の発生する照明は、最適である。
後に詳細に説明するように、照明コントローラ２２は、
像面に作成された像を走査することによって得られる照
明情報を用いるか、あるいは投影装置の数学的記述に基
づいた数値技術を用いることによって、前述のような制
御を与える。投影結像装置２０は、また、照明源２４の
出力の付近に配置されたレティクル２６と、投影結像レ
ンズ３０のための入射瞳２８とを有している。投影結像
装置２０に対する像面は、３２で示されている。
【００１２】図１および図２において、照明源２４の構
成および動作モードは、本発明の範囲内で、かなり変更
することができる。しかし、照明源２４は、投影結像レ
ンズ３０の入射瞳２８の有限範囲の座標（以下、瞳画素
（図２）と言う）内に照明をアドレス可能に結像できる
ことが重要である。瞳画素４０は、例えば、照明でアド
レスできる入射瞳内の最小領域を表すことができるが、
最終的な最適照明を得るのに用いられる照明シーケンス
を、１つの画素よりも大きい入射瞳２８内の領域にわた
って指向することができる。照明源２４は、また、非常
に良好な均一性（±５％以下）で、レティクル２６を照
明することができなければならない。さらに、照明源２
４は、ある範囲の角度からの光で、レティクル２６を照
明できるのが好ましい。各照明方向は、レティクル２６
を照明する際、特定の位相外れを生じ、レティクルによ
る散乱がない場合、光を１つの瞳画素４０にフォーカス
する。照明源２４が広範囲の方向から照明を与えること
ができると、レティクル２６上の全位相分布のコヒーレ
ンスが減少して、像面３２に形成される像内のコヒーレ
ント・リンギング・アーチファクト（ｃｏｈｅｒｅｎｔ
ｒｉｎｇｉｎｇａｒｔｉｆａｃｔｓ）を軽減する。
成および動作モードは、本発明の範囲内で、かなり変更
することができる。しかし、照明源２４は、投影結像レ
ンズ３０の入射瞳２８の有限範囲の座標（以下、瞳画素
（図２）と言う）内に照明をアドレス可能に結像できる
ことが重要である。瞳画素４０は、例えば、照明でアド
レスできる入射瞳内の最小領域を表すことができるが、
最終的な最適照明を得るのに用いられる照明シーケンス
を、１つの画素よりも大きい入射瞳２８内の領域にわた
って指向することができる。照明源２４は、また、非常
に良好な均一性（±５％以下）で、レティクル２６を照
明することができなければならない。さらに、照明源２
４は、ある範囲の角度からの光で、レティクル２６を照
明できるのが好ましい。各照明方向は、レティクル２６
を照明する際、特定の位相外れを生じ、レティクルによ
る散乱がない場合、光を１つの瞳画素４０にフォーカス
する。照明源２４が広範囲の方向から照明を与えること
ができると、レティクル２６上の全位相分布のコヒーレ
ンスが減少して、像面３２に形成される像内のコヒーレ
ント・リンギング・アーチファクト（ｃｏｈｅｒｅｎｔ
ｒｉｎｇｉｎｇａｒｔｉｆａｃｔｓ）を軽減する。
【００１３】したがって、照明源２４は、例えば、図３
に示すように、エキシマ・レーザのような単体の点照明
源を備えている。このエキシマ・レーザは、入射瞳２８
の面と共役な面４２に有効に拡がった照明源（図示せ
ず）を形成するのに十分急速に走査できるように構成さ
れている。電気的に制御されたミラーで細いビームを急
速に走査して、有効な拡がり光源を作成するという考え
は、本発明の適切な照明を与える１つの明白な手段であ
ることは、当業者には理解できるであろう。このような
照明装置の概念は、“Ｏｐｔｉｃｓ ｏｆ Ｐｈｏｔｏ
ｌｉｔｈｏｇｒａｐｈｙ”ｓｈｏｒｔ ｃｏｕｒｓｅ
ｎｏｔｔｅｓ，Ｏｐｔｉｃａｌ Ｓｏｃｉｅｔｙ ｏｆ
Ａｍｅｒｉｃａ，ＯｐｔＣｏｎ Ｍｅｅｔｉｎｇ，Ｓ
ａｎｔａＣｌａｒａ，Ｃａｌｉｆｏｒｎｉａ，１９８
８，ｐｐ．１１２−１１７に、Ｄｏｕｇｌａｓ Ｇｏｏ
ｄｍａｎによって提案されている。入射瞳２８の画素４
０について画素毎に、点照明源によって発生された光源
の方向および強度を制御することによって、最良の可能
な像を構成できる。
に示すように、エキシマ・レーザのような単体の点照明
源を備えている。このエキシマ・レーザは、入射瞳２８
の面と共役な面４２に有効に拡がった照明源（図示せ
ず）を形成するのに十分急速に走査できるように構成さ
れている。電気的に制御されたミラーで細いビームを急
速に走査して、有効な拡がり光源を作成するという考え
は、本発明の適切な照明を与える１つの明白な手段であ
ることは、当業者には理解できるであろう。このような
照明装置の概念は、“Ｏｐｔｉｃｓ ｏｆ Ｐｈｏｔｏ
ｌｉｔｈｏｇｒａｐｈｙ”ｓｈｏｒｔ ｃｏｕｒｓｅ
ｎｏｔｔｅｓ，Ｏｐｔｉｃａｌ Ｓｏｃｉｅｔｙ ｏｆ
Ａｍｅｒｉｃａ，ＯｐｔＣｏｎ Ｍｅｅｔｉｎｇ，Ｓ
ａｎｔａＣｌａｒａ，Ｃａｌｉｆｏｒｎｉａ，１９８
８，ｐｐ．１１２−１１７に、Ｄｏｕｇｌａｓ Ｇｏｏ
ｄｍａｎによって提案されている。入射瞳２８の画素４
０について画素毎に、点照明源によって発生された光源
の方向および強度を制御することによって、最良の可能
な像を構成できる。
【００１４】あるいはまた、照明源２４を、同時に走査
される、近接離間された一群のビームより構成できる。
このビーム群によって張られた（スキャナをオフにする
ことによって）照明方向の範囲は、すべてのビームが、
実質的に同一の像を形成するほどに十分細くしなければ
ならない（例えばＮＡ′／１０，ここにＮＡ′は、結像
面側の投影結像レンズ３０の開口数である）。この理由
により、ビーム群は、有効的に点照明源とみなすことが
できる。このような同時走査される多数ビームは、ビー
ムが重なるレティクル領域において、単一ビームで容易
に達成できるよりもさらに均一な強度の平滑な照明を形
成する。したがって、ビーム群照明源の使用は、照明の
比較的厳格な均一性が好ましい場合に、必要となる。Ｓ
ｅｒｖａｅｓおよびＲｅｙｎｏｌｄｓは、米国特許第
４，５６０，２３５号明細書において、干渉効果を排除
するために異なる長さの光ファイバよりなり、照明源２
４として用いることのできるビーム群照明源を提案して
いる。適切な均一照明を与える交互手段は、米国特許第
４，８１９，０３３号明細書に記載されている。この米
国特許明細書は、エキシマ・レーザ光源に基づいた投影
機結像用の照明装置を開示している。エキシマ・レーザ
光源のパルス対パルス強度は制御することができ、その
光学系は、一度に２以上の方向から、投影レンズの入射
瞳を照明する。
される、近接離間された一群のビームより構成できる。
このビーム群によって張られた（スキャナをオフにする
ことによって）照明方向の範囲は、すべてのビームが、
実質的に同一の像を形成するほどに十分細くしなければ
ならない（例えばＮＡ′／１０，ここにＮＡ′は、結像
面側の投影結像レンズ３０の開口数である）。この理由
により、ビーム群は、有効的に点照明源とみなすことが
できる。このような同時走査される多数ビームは、ビー
ムが重なるレティクル領域において、単一ビームで容易
に達成できるよりもさらに均一な強度の平滑な照明を形
成する。したがって、ビーム群照明源の使用は、照明の
比較的厳格な均一性が好ましい場合に、必要となる。Ｓ
ｅｒｖａｅｓおよびＲｅｙｎｏｌｄｓは、米国特許第
４，５６０，２３５号明細書において、干渉効果を排除
するために異なる長さの光ファイバよりなり、照明源２
４として用いることのできるビーム群照明源を提案して
いる。適切な均一照明を与える交互手段は、米国特許第
４，８１９，０３３号明細書に記載されている。この米
国特許明細書は、エキシマ・レーザ光源に基づいた投影
機結像用の照明装置を開示している。エキシマ・レーザ
光源のパルス対パルス強度は制御することができ、その
光学系は、一度に２以上の方向から、投影レンズの入射
瞳を照明する。
【００１５】本発明の投影装置２０を、フォトリソグラ
フィに用いる場合には、照明源２４は、鏡映回路パター
ンの共通マイクロ回路設計プラクティスを、１つのチッ
プの４つの象限に収容するために、ｘおよび／またはｙ
鏡対称と、焦点を通して反転対称を与える手段とを有す
るのが好ましい。この対称を実現するには、照明源２４
により発生され、瞳内の位置（ｘ，ｙ）にフォーカスさ
れる照明は、位置（ｘ，−ｙ），（−ｘ，ｙ），（−
ｘ，−ｙ）にも同様にフォーカスされる。１つの瞳画素
をアドレスすることによって発生されるコヒーレント照
明に関する文献は、例えば（ｘ，ｙ）鏡対称の４倍瞳画
素（これら４つの鏡映方向の各々について密に群化され
た多数のビームを含む）によって生成される高度に構成
されたコヒーレンスを簡単に記述していることが、当業
者には明らかである。
フィに用いる場合には、照明源２４は、鏡映回路パター
ンの共通マイクロ回路設計プラクティスを、１つのチッ
プの４つの象限に収容するために、ｘおよび／またはｙ
鏡対称と、焦点を通して反転対称を与える手段とを有す
るのが好ましい。この対称を実現するには、照明源２４
により発生され、瞳内の位置（ｘ，ｙ）にフォーカスさ
れる照明は、位置（ｘ，−ｙ），（−ｘ，ｙ），（−
ｘ，−ｙ）にも同様にフォーカスされる。１つの瞳画素
をアドレスすることによって発生されるコヒーレント照
明に関する文献は、例えば（ｘ，ｙ）鏡対称の４倍瞳画
素（これら４つの鏡映方向の各々について密に群化され
た多数のビームを含む）によって生成される高度に構成
されたコヒーレンスを簡単に記述していることが、当業
者には明らかである。
【００１６】レティクル２６は、像面３２に結像される
特徴（ｆｅａｔｕｒｅ）を有している。投影結像装置２
０が顕微鏡法に用いられるならば、レティクル２６は、
検査されるテスト・サンプルを有するスライドよりな
る。あるいはまた、投影結像装置２０がフォトリソグラ
フィに用いられるならば、レティクル２６は、像面３２
での選択された厚さのフォトレジスト（図示せず）に結
像される特徴を有するマスクよりなる。図１には示され
ていないが、投影結像装置２０の結像光学系を形成する
１つ以上のレンズが、照明源２４とレティクル２６との
間に典型的に設けられる。同様に、投影結像レンズ３０
は１つのレンズとして示されているが、実際には、複数
のレンズを用いることができる。投影結像装置２０は、
また、像面３２内の、フォトレジストで被覆された半導
体ウェハのような、放射線感応媒体を保持し配置するた
めに用いられる普通の支持体（図示せず）を有すること
ができる。
特徴（ｆｅａｔｕｒｅ）を有している。投影結像装置２
０が顕微鏡法に用いられるならば、レティクル２６は、
検査されるテスト・サンプルを有するスライドよりな
る。あるいはまた、投影結像装置２０がフォトリソグラ
フィに用いられるならば、レティクル２６は、像面３２
での選択された厚さのフォトレジスト（図示せず）に結
像される特徴を有するマスクよりなる。図１には示され
ていないが、投影結像装置２０の結像光学系を形成する
１つ以上のレンズが、照明源２４とレティクル２６との
間に典型的に設けられる。同様に、投影結像レンズ３０
は１つのレンズとして示されているが、実際には、複数
のレンズを用いることができる。投影結像装置２０は、
また、像面３２内の、フォトレジストで被覆された半導
体ウェハのような、放射線感応媒体を保持し配置するた
めに用いられる普通の支持体（図示せず）を有すること
ができる。
【００１７】本発明の第１実施例の投影結像装置２０
を、さらに詳細に説明すると、投影結像装置２０によっ
て発生される照明は、像面３２に形成される架空像を走
査することによって得られる情報に基づいて最適化され
る。図３において、このような走査は、走査装置５０と
像アナライザ５２とによって行われる。走査装置５０
は、それが露光される放射の照度の関数として変化する
電子出力信号を与えるように構成されている。特に、走
査装置５０は、このような電子出力信号をマップして与
えるように構成されており、走査される像内の各ｘ−ｙ
座標または画素に対して、関連する照明強度値が生成さ
れる。この機能を実現するためには、走査装置５０は、
光学スリット検出器のようなスキャナ（図示せず）と、
像面３２にある平行路に沿って前後に動かすためのｘ−
ｙ平行移動アセンブリ（図示せず）とを有している。
を、さらに詳細に説明すると、投影結像装置２０によっ
て発生される照明は、像面３２に形成される架空像を走
査することによって得られる情報に基づいて最適化され
る。図３において、このような走査は、走査装置５０と
像アナライザ５２とによって行われる。走査装置５０
は、それが露光される放射の照度の関数として変化する
電子出力信号を与えるように構成されている。特に、走
査装置５０は、このような電子出力信号をマップして与
えるように構成されており、走査される像内の各ｘ−ｙ
座標または画素に対して、関連する照明強度値が生成さ
れる。この機能を実現するためには、走査装置５０は、
光学スリット検出器のようなスキャナ（図示せず）と、
像面３２にある平行路に沿って前後に動かすためのｘ−
ｙ平行移動アセンブリ（図示せず）とを有している。
【００１８】走査装置５０として用いることのできる適
切な像走査装置は、ｔｈｅ ３７ｔｈ Ｉｎｔｅｒｎａ
ｔｉｏｎａｌ Ｓｙｍｐｏｓｉｕｍ ｏｎ Ｅｌｅｃｔ
ｒｏｎ，Ｉｏｎ，ａｎｄ Ｐｈｏｔｏｎ Ｂｅａｍｓ，
Ｓａｎ Ｄｉｅｇｏ，Ｃａｌｉｆｏｒｎｉａ，ｉｎ Ｊ
ｕｎｅ ｏｆ １９９３におけるＦｉｅｌｄｓおよびＯ
ｌｄｈａｍによる文献“Ｄｉｒｅｃｔ Ａｅｒｉａｌ
Ｉｍａｇｅ Ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ ａｓ ａ Ｍｅ
ｔｈｏｄ ｏｆ Ｔｅｓｔｉｎｇ ＨｉｇｈＮｕｍｅｒ
ｉｃａｌ Ａｐｅｒｔｕｒｅ Ｍｉｃｒｏｌｉｔｈｏｇ
ｒａｐｈｉｃＬｅｎｓｅｓ”に記載されている。この像
走査装置は、光検出器上に設けられた透過グレーティン
グと、測定信号を格納する電子手段とから構成されてい
る。適切な距離だけ離れている細い開口（Ｐａｒｌｏら
の文献では、０．４μｍ離れた０．２μｍ幅の開口）で
グレーティングを構成すると、ほぼ理想的なサンプリン
グ機構に近づいていく。グレーティングを通過し、光検
出器に入射する光の量は、一定位置に対する架空像の強
度に正比例する。像アナライザ５２は、走査装置５０の
スキャナから出力信号を、走査装置５０のｘーｙ平行移
動アセンブリからのｘ−ｙアドレス情報と相関させて、
像面３２に形成された架空像の電子的表示を作成する。
後述するように、架空像のこの電子的表示は、照明コン
トローラ２２により解析されて、光源２４により与えら
れる照明を最適化する。
切な像走査装置は、ｔｈｅ ３７ｔｈ Ｉｎｔｅｒｎａ
ｔｉｏｎａｌ Ｓｙｍｐｏｓｉｕｍ ｏｎ Ｅｌｅｃｔ
ｒｏｎ，Ｉｏｎ，ａｎｄ Ｐｈｏｔｏｎ Ｂｅａｍｓ，
Ｓａｎ Ｄｉｅｇｏ，Ｃａｌｉｆｏｒｎｉａ，ｉｎ Ｊ
ｕｎｅ ｏｆ １９９３におけるＦｉｅｌｄｓおよびＯ
ｌｄｈａｍによる文献“Ｄｉｒｅｃｔ Ａｅｒｉａｌ
Ｉｍａｇｅ Ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ ａｓ ａ Ｍｅ
ｔｈｏｄ ｏｆ Ｔｅｓｔｉｎｇ ＨｉｇｈＮｕｍｅｒ
ｉｃａｌ Ａｐｅｒｔｕｒｅ Ｍｉｃｒｏｌｉｔｈｏｇ
ｒａｐｈｉｃＬｅｎｓｅｓ”に記載されている。この像
走査装置は、光検出器上に設けられた透過グレーティン
グと、測定信号を格納する電子手段とから構成されてい
る。適切な距離だけ離れている細い開口（Ｐａｒｌｏら
の文献では、０．４μｍ離れた０．２μｍ幅の開口）で
グレーティングを構成すると、ほぼ理想的なサンプリン
グ機構に近づいていく。グレーティングを通過し、光検
出器に入射する光の量は、一定位置に対する架空像の強
度に正比例する。像アナライザ５２は、走査装置５０の
スキャナから出力信号を、走査装置５０のｘーｙ平行移
動アセンブリからのｘ−ｙアドレス情報と相関させて、
像面３２に形成された架空像の電子的表示を作成する。
後述するように、架空像のこの電子的表示は、照明コン
トローラ２２により解析されて、光源２４により与えら
れる照明を最適化する。
【００１９】本実施例の投影結像装置で用いられる像走
査装置５０は、他の応用において要求されるほど高い解
像度を有する必要はないことがわかる。走査装置５０に
よって生成される架空像の最大約２０％のブレは、多く
の場合、受け入れることができる。本発明では、走査装
置５０は、像勾配を最大にするためにのみ、像データを
与える。走査装置５０は、像勾配の数値を、より一般的
には“真の”架空像を、非常に正確に決定する必要はな
い。
査装置５０は、他の応用において要求されるほど高い解
像度を有する必要はないことがわかる。走査装置５０に
よって生成される架空像の最大約２０％のブレは、多く
の場合、受け入れることができる。本発明では、走査装
置５０は、像勾配を最大にするためにのみ、像データを
与える。走査装置５０は、像勾配の数値を、より一般的
には“真の”架空像を、非常に正確に決定する必要はな
い。
【００２０】投影結像装置２０の第２の実施例では、像
面３２で架空像を走査する代わりに、光学投影装置を数
学的に表し、既知の投影機パラメータおよび適切な結像
方程式を用いて像を計算することによって、空間像を数
学的に導き出す。約０．５または０．６より小さいＮＡ
（像面側で）を有する投影結像レンズ３０の場合、スカ
ラ回折ベースのモデルが適切である。１つのこのような
モデルは、Ｈ．Ｈ．Ｈｏｐｋｉｎｓらによって開発さ
れ、多数の文献、例えば、ｔｈｅ ＳＰＳＥ Ｉｎｔｅ
ｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ ｏｆ Ｉ
ｍａｇｅ Ａｎａｌｙｓｉｓ ａｎｄ Ｅｖａｌｕａｔ
ｉｏｎ，Ｔｏｒｏｎｔｏ，Ｏｎｔａｒｉｏ，Ｃａｎａｄ
ａ，Ｊｕｌｙ １９−２３，１９７７により提供され、
ｔｈｅ Ｓｏｃｉｅｔｙ ｏｆ Ｐｈｏｔｏｇｒａｐｈ
ｉｃ Ｓｃｉｅｎｔｉｓｔｓ ａｎｄ Ｅｎｇｉｎｅｅ
ｒｓ（現在はｔｈｅ Ｓｏｃｉｅｔｙ ｏｆ Ｉｍａｇ
ｉｎｇ Ｓｃｉｅｎｃｅ ＆ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，
またはＩＳ＆Ｔと呼ばれている），Ｗａｓｈｉｎｇｔｏ
ｎ，ＤＣ，２００３７により出版された文献“Ｉｍａｇ
ｅ Ｆｏｒｍａｔｉｏｎ ｗｉｔｈ Ｃｏｈｅｒｅｎｔ
ａｎｄ Ｐａｒｔｉａｌｌｙ Ｃｏｈｅｒｅｎｔ Ｌ
ｉｇｈｔ，”Ｐｈｏｔｏｇｒａｐｈｉｃ Ｓｃｉｅｎｃ
ｅ ａｎｄ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ｖ．２１，＃
３，Ｍａｙ／Ｊｕｎｅ １９７７，ｐ．１１４に記述さ
れている。Ｈｏｐｋｉｎｓらのモデルは、像を形成する
電界をスカラとして扱い、結像される物体が十分に薄
く、入射電界へのその影響が、乗法的関数によって表さ
れるものと仮定している。振幅応答関数ではなく結像装
置の瞳関数を扱い、相互強度ではなく角度分布または
“有効照明源”を扱うためには、フーリエ領域（周波数
空間）で像形成の解析を行うのが有利である。
面３２で架空像を走査する代わりに、光学投影装置を数
学的に表し、既知の投影機パラメータおよび適切な結像
方程式を用いて像を計算することによって、空間像を数
学的に導き出す。約０．５または０．６より小さいＮＡ
（像面側で）を有する投影結像レンズ３０の場合、スカ
ラ回折ベースのモデルが適切である。１つのこのような
モデルは、Ｈ．Ｈ．Ｈｏｐｋｉｎｓらによって開発さ
れ、多数の文献、例えば、ｔｈｅ ＳＰＳＥ Ｉｎｔｅ
ｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ ｏｆ Ｉ
ｍａｇｅ Ａｎａｌｙｓｉｓ ａｎｄ Ｅｖａｌｕａｔ
ｉｏｎ，Ｔｏｒｏｎｔｏ，Ｏｎｔａｒｉｏ，Ｃａｎａｄ
ａ，Ｊｕｌｙ １９−２３，１９７７により提供され、
ｔｈｅ Ｓｏｃｉｅｔｙ ｏｆ Ｐｈｏｔｏｇｒａｐｈ
ｉｃ Ｓｃｉｅｎｔｉｓｔｓ ａｎｄ Ｅｎｇｉｎｅｅ
ｒｓ（現在はｔｈｅ Ｓｏｃｉｅｔｙ ｏｆ Ｉｍａｇ
ｉｎｇ Ｓｃｉｅｎｃｅ ＆ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，
またはＩＳ＆Ｔと呼ばれている），Ｗａｓｈｉｎｇｔｏ
ｎ，ＤＣ，２００３７により出版された文献“Ｉｍａｇ
ｅ Ｆｏｒｍａｔｉｏｎ ｗｉｔｈ Ｃｏｈｅｒｅｎｔ
ａｎｄ Ｐａｒｔｉａｌｌｙ Ｃｏｈｅｒｅｎｔ Ｌ
ｉｇｈｔ，”Ｐｈｏｔｏｇｒａｐｈｉｃ Ｓｃｉｅｎｃ
ｅ ａｎｄ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ｖ．２１，＃
３，Ｍａｙ／Ｊｕｎｅ １９７７，ｐ．１１４に記述さ
れている。Ｈｏｐｋｉｎｓらのモデルは、像を形成する
電界をスカラとして扱い、結像される物体が十分に薄
く、入射電界へのその影響が、乗法的関数によって表さ
れるものと仮定している。振幅応答関数ではなく結像装
置の瞳関数を扱い、相互強度ではなく角度分布または
“有効照明源”を扱うためには、フーリエ領域（周波数
空間）で像形成の解析を行うのが有利である。
【００２１】
【外１】
【００２２】は、結像レンズ瞳形状および波面収差を表
し、干渉計的に測定することができる。
し、干渉計的に測定することができる。
【００２３】
【外２】
【００２４】は、角度照明分布を表し、数学的に簡単
で、そのフーリエ変換、すなわち相互干渉よりもより直
接的に測定できる。Ｏ（ｘ，ｙ）で与えられる物体振幅
透過率は、物体の空間周波数成分を表す、
で、そのフーリエ変換、すなわち相互干渉よりもより直
接的に測定できる。Ｏ（ｘ，ｙ）で与えられる物体振幅
透過率は、物体の空間周波数成分を表す、
【００２５】
【外３】
【００２６】を有している。空間像放射照度すなわち架
空像Ｉ（ｘ，ｙ）について、周波数領域における投影機
方程式（像の空間周波数成分を表している）は、次式で
与えられる。なお、上付き記号“* ”は、共役複素数を
示している。
空像Ｉ（ｘ，ｙ）について、周波数領域における投影機
方程式（像の空間周波数成分を表している）は、次式で
与えられる。なお、上付き記号“* ”は、共役複素数を
示している。
【００２７】
【数１】
【００２８】次に、
【００２９】
【外４】
【００３０】は、空間架空像Ｉ（ｘ，ｙ）を得るため
に、逆フーリエ変換される。Ｈｏｐｋｉｎｓのモデルに
基づいて架空像を計算する市販のいくつかのコンピュー
タ・プログラムがある。Ｆｉｎｌｅ Ｔｅｃｈｎｏｌｏ
ｇｙ（ＰＯ Ｂｏｘ １６２７１２，Ａｕｓｔｉｎ，Ｔ
ｅｘａｓ，７８７１６）は、３つの異なるプログラム、
Ｐｒｏｌｉｔｈ／２，Ｐｒｏｘｌｉｔｈ／２およびＩｍ
ａｇｅｐｒｏ／２を提供している。Ｔｈｅ Ｕｎｉｖｅ
ｒｓｉｔｙ ｏｆ Ｃａｌｉｆｏｒｎｉａ（Ｂｅｒｋｌ
ｅｙ）のＤｅｐａｒｔｍｅｎｔ ｏｆ Ｅｌｅｃｔｒｉ
ｃａｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ ａｎｄ Ｃｏｍｐｕ
ｔｅｒ Ｓｃｉｅｎｃｅ（Ｂｅｒｋｅｌｅｙ，Ｃａｌｉ
ｆｏｒｎｉａ，９４７２０）ＳＰＬＡＴと呼ばれるプロ
グラムを提供している。また、Ｖｅｃｔｏｒ Ｔｅｃｈ
ｎｏｌｏｇｉｅｓ（ＰＯ Ｂｏｘ ３０２０，Ｐｒｉｎ
ｃｅｔｏｎ Ｎｅｗ Ｊｅｒｓｅｙ，０８５４３）は、
ＦＡＩＭ（Ｆａｓｔ Ａｅｒｉａｌ Ｉｍａｇｅ Ｍｏ
ｄｅｌ）と呼ばれる高性能架空像計算プログラムを提供
している。
に、逆フーリエ変換される。Ｈｏｐｋｉｎｓのモデルに
基づいて架空像を計算する市販のいくつかのコンピュー
タ・プログラムがある。Ｆｉｎｌｅ Ｔｅｃｈｎｏｌｏ
ｇｙ（ＰＯ Ｂｏｘ １６２７１２，Ａｕｓｔｉｎ，Ｔ
ｅｘａｓ，７８７１６）は、３つの異なるプログラム、
Ｐｒｏｌｉｔｈ／２，Ｐｒｏｘｌｉｔｈ／２およびＩｍ
ａｇｅｐｒｏ／２を提供している。Ｔｈｅ Ｕｎｉｖｅ
ｒｓｉｔｙ ｏｆ Ｃａｌｉｆｏｒｎｉａ（Ｂｅｒｋｌ
ｅｙ）のＤｅｐａｒｔｍｅｎｔ ｏｆ Ｅｌｅｃｔｒｉ
ｃａｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ ａｎｄ Ｃｏｍｐｕ
ｔｅｒ Ｓｃｉｅｎｃｅ（Ｂｅｒｋｅｌｅｙ，Ｃａｌｉ
ｆｏｒｎｉａ，９４７２０）ＳＰＬＡＴと呼ばれるプロ
グラムを提供している。また、Ｖｅｃｔｏｒ Ｔｅｃｈ
ｎｏｌｏｇｉｅｓ（ＰＯ Ｂｏｘ ３０２０，Ｐｒｉｎ
ｃｅｔｏｎ Ｎｅｗ Ｊｅｒｓｅｙ，０８５４３）は、
ＦＡＩＭ（Ｆａｓｔ Ａｅｒｉａｌ Ｉｍａｇｅ Ｍｏ
ｄｅｌ）と呼ばれる高性能架空像計算プログラムを提供
している。
【００３１】投影結像レンズ３０のＮＡ（像面３２側
の）が、約０．６よりも大きい場合、ベクトル回折結像
モデルが好ましい。これは、大きいＮＡでは、像を形成
する放射線の干渉電界成分は、かなり非平行になり、完
全な破壊または構成の干渉を生成できないからである。
さらに、フォトリソグラフィ応用については、非垂直入
射でフィルム・スタックに入射する偏光ビームの相互作
用は、ある物体についての架空像自体ではなく、フィル
ムに形成された像に基づいて、照明最適化を行うことを
必要とする。適切なベクトル回折結像モデルは、ＳＰＩ
Ｅ １９９３ Ｍｉｃｒｏｌｉｔｈｏｇｒａｐｈｙ Ｃ
ｏｎｆｅｒｅｎｃｅ，Ｓａｎ Ｊｏｓｅ，．ＣＡ．１９
９３で発表されたＤ．Ｇ．ＦｌａｇｅｌｌｏおよびＡ．
Ｅ．Ｒｏｓｅｎｂｌｕｔｈによる文献“Ｖｅｃｔｏｒ
Ｄｉｆｆｒａｃｔｉｏｎ Ａｎａｌｙｓｉｓ ｏｆ Ｐ
ｈａｓｅ−ｍａｓｋ ｉｍａｇｉｎｇ ｉｎｔｏ Ｐｈ
ｏｔｏｒｅｓｉｓｔ”に開示されている。このＦｌａｇ
ｅｌｌｏ−Ｒｏｓｅｎｂｌｕｔｈのベクトル結像モデル
は、いくつかの重要な仮定を含んでいる。第１の仮定
は、結像レンズの解像度に比べて大きい領域にわたっ
て、レンズが静止（アイソプラナティック）結像を与え
ることである。さらに、マスクによる回折はスカラ・プ
ロセスとしてモデル化されるので、物体による回折時
に、偏光は明らかには変化しない。また、メリジオナル
光線は、レンズを通る光の偏光作用の適切なモデルとし
て機能すると仮定されている。各光線は、出射瞳から現
れるので、出射方向に依存し三角法的に計算できる各デ
カルト成分について偏光振幅を有する。さらに、デバイ
（Ｄｅｂｙｅ）近似が、用いられる。この近似は、像面
に収束するこのような波の角スペクトルを構成する平面
波の振幅が、同一の方向および振幅で出射瞳から現れる
光線によって近似されることを可能にする。ベクトル手
法では、光線の各偏光が考慮されなければならない。出
射瞳の或る点から現れる一群のコヒーレント光は、物体
の特定の空間周波数により単一の照明ビームの回折を表
すものと考えられ、レンズ収差を表す共通位相を有する
ものを考えられる。光軸が、ｘ，ｙ交軸を有するｚ軸座
標軸に一致するならば、（ｘ，ｙ）方向余弦（ａ′，
ｂ′）を有する出射瞳から伝搬する電界ベクトルＥの角
スペクトル成分は、次式によって与えられる空気／膜界
面での入射電界平面波成分を生じさせる。
の）が、約０．６よりも大きい場合、ベクトル回折結像
モデルが好ましい。これは、大きいＮＡでは、像を形成
する放射線の干渉電界成分は、かなり非平行になり、完
全な破壊または構成の干渉を生成できないからである。
さらに、フォトリソグラフィ応用については、非垂直入
射でフィルム・スタックに入射する偏光ビームの相互作
用は、ある物体についての架空像自体ではなく、フィル
ムに形成された像に基づいて、照明最適化を行うことを
必要とする。適切なベクトル回折結像モデルは、ＳＰＩ
Ｅ １９９３ Ｍｉｃｒｏｌｉｔｈｏｇｒａｐｈｙ Ｃ
ｏｎｆｅｒｅｎｃｅ，Ｓａｎ Ｊｏｓｅ，．ＣＡ．１９
９３で発表されたＤ．Ｇ．ＦｌａｇｅｌｌｏおよびＡ．
Ｅ．Ｒｏｓｅｎｂｌｕｔｈによる文献“Ｖｅｃｔｏｒ
Ｄｉｆｆｒａｃｔｉｏｎ Ａｎａｌｙｓｉｓ ｏｆ Ｐ
ｈａｓｅ−ｍａｓｋ ｉｍａｇｉｎｇ ｉｎｔｏ Ｐｈ
ｏｔｏｒｅｓｉｓｔ”に開示されている。このＦｌａｇ
ｅｌｌｏ−Ｒｏｓｅｎｂｌｕｔｈのベクトル結像モデル
は、いくつかの重要な仮定を含んでいる。第１の仮定
は、結像レンズの解像度に比べて大きい領域にわたっ
て、レンズが静止（アイソプラナティック）結像を与え
ることである。さらに、マスクによる回折はスカラ・プ
ロセスとしてモデル化されるので、物体による回折時
に、偏光は明らかには変化しない。また、メリジオナル
光線は、レンズを通る光の偏光作用の適切なモデルとし
て機能すると仮定されている。各光線は、出射瞳から現
れるので、出射方向に依存し三角法的に計算できる各デ
カルト成分について偏光振幅を有する。さらに、デバイ
（Ｄｅｂｙｅ）近似が、用いられる。この近似は、像面
に収束するこのような波の角スペクトルを構成する平面
波の振幅が、同一の方向および振幅で出射瞳から現れる
光線によって近似されることを可能にする。ベクトル手
法では、光線の各偏光が考慮されなければならない。出
射瞳の或る点から現れる一群のコヒーレント光は、物体
の特定の空間周波数により単一の照明ビームの回折を表
すものと考えられ、レンズ収差を表す共通位相を有する
ものを考えられる。光軸が、ｘ，ｙ交軸を有するｚ軸座
標軸に一致するならば、（ｘ，ｙ）方向余弦（ａ′，
ｂ′）を有する出射瞳から伝搬する電界ベクトルＥの角
スペクトル成分は、次式によって与えられる空気／膜界
面での入射電界平面波成分を生じさせる。
【００３２】
【数２】
【００３３】ここに、ｑは照明源（ｘまたはｙ）での電
界ベクトルＥの初期偏りを示し、ｒは像面に入射するデ
カルトＥ成分を示し、ｌは空気／膜界面でのＳまたはＰ
偏光におけるｑ成分とｒ成分との間の結合を示してい
る。また、ダッシュのある座標あるいはダッシュのない
座標は、それぞれ、像空間および物体空間を示してい
る。
界ベクトルＥの初期偏りを示し、ｒは像面に入射するデ
カルトＥ成分を示し、ｌは空気／膜界面でのＳまたはＰ
偏光におけるｑ成分とｒ成分との間の結合を示してい
る。また、ダッシュのある座標あるいはダッシュのない
座標は、それぞれ、像空間および物体空間を示してい
る。
【００３４】
【外５】
【００３５】は、レンズの透過関数である。指数項は、
波面位相誤差Ｗ（ａ′，ｂ′）による残留収差を示して
いる。Ｐ（ａ′，ｂ′）は、入射瞳における偏光投影関
数である。
波面位相誤差Ｗ（ａ′，ｂ′）による残留収差を示して
いる。Ｐ（ａ′，ｂ′）は、入射瞳における偏光投影関
数である。
【００３６】
【外６】
【００３７】は、物体空間方向ａ＝ｍａ′およびｂ＝
ｍ′ｂへマスクによって回折された振幅である。ここで
は、パターン縮小が変更されるならば、マスクの回折特
性が一般的に変化することを示すために、ｍを別個の引
数として繰り返した。項（１／ｍ）［ｃ／ｃ′］
1/2 は、物体空間と像空間との間にパワーを保存するの
に必要な放射オブリクイティ・ファクタである。フィル
ム・スタックへの平面波の伝搬は、必要ならば、標準薄
膜マトリックス法によって行われる。このような方法
は、Ｐ．Ｈ．Ｂｅｒｎｉｎｇ著の刊行物Ｐｈｙｓｉｃｓ
ｏｆ Ｔｈｉｎ Ｆｉｌｍｓ，Ｇ．Ｈａｓｓ，Ｅｄ．
（Ａｃａｄｅｍｉｃ Ｐｒｅｓｓ １９６３．ｐｐ．６
９−１２１に記載されている。特定のｚ値についてのＳ
偏光およびＰ偏光を加算する、方向余弦ａ′およびｂ′
の範囲にわたる上記式の積分は、成分像電界振幅Ｅ′
（ｘ′，ｙ′，ｚ′）を与える。各初期偏光状態につい
てのコヒーレント照明は、次式で表される総和を求める
ことによって計算された電界の成分２乗値の和に比例す
る。
ｍ′ｂへマスクによって回折された振幅である。ここで
は、パターン縮小が変更されるならば、マスクの回折特
性が一般的に変化することを示すために、ｍを別個の引
数として繰り返した。項（１／ｍ）［ｃ／ｃ′］
1/2 は、物体空間と像空間との間にパワーを保存するの
に必要な放射オブリクイティ・ファクタである。フィル
ム・スタックへの平面波の伝搬は、必要ならば、標準薄
膜マトリックス法によって行われる。このような方法
は、Ｐ．Ｈ．Ｂｅｒｎｉｎｇ著の刊行物Ｐｈｙｓｉｃｓ
ｏｆ Ｔｈｉｎ Ｆｉｌｍｓ，Ｇ．Ｈａｓｓ，Ｅｄ．
（Ａｃａｄｅｍｉｃ Ｐｒｅｓｓ １９６３．ｐｐ．６
９−１２１に記載されている。特定のｚ値についてのＳ
偏光およびＰ偏光を加算する、方向余弦ａ′およびｂ′
の範囲にわたる上記式の積分は、成分像電界振幅Ｅ′
（ｘ′，ｙ′，ｚ′）を与える。各初期偏光状態につい
てのコヒーレント照明は、次式で表される総和を求める
ことによって計算された電界の成分２乗値の和に比例す
る。
【００３８】
【数３】
【００３９】個別の照明源点について上記の総和を求め
ることによって、部分的コヒーレンスのケースが処理さ
れる。上記のプロセスおよび方法に従って、Ｆｌａｇｅ
ｌｌｏおよびＲｏｓｅｎｂｌｕｔｈは、前記彼等の文献
で説明されているように、数計算を行うためのベクトル
結像コード（ＶＩＣ）と呼ばれるコンピュータ・プログ
ラムを開発した。このようなプログラミングは、ほとん
ど自明の結像シナリオに通常必要とされ、当業者によっ
て容易に作成することができる。さらに、前述の市販さ
れているプログラムＦＡＩＭは、高ＮＡの偏光照明につ
いて正確な架空像の結果を与えるベクトル・モデルを含
んでいる。
ることによって、部分的コヒーレンスのケースが処理さ
れる。上記のプロセスおよび方法に従って、Ｆｌａｇｅ
ｌｌｏおよびＲｏｓｅｎｂｌｕｔｈは、前記彼等の文献
で説明されているように、数計算を行うためのベクトル
結像コード（ＶＩＣ）と呼ばれるコンピュータ・プログ
ラムを開発した。このようなプログラミングは、ほとん
ど自明の結像シナリオに通常必要とされ、当業者によっ
て容易に作成することができる。さらに、前述の市販さ
れているプログラムＦＡＩＭは、高ＮＡの偏光照明につ
いて正確な架空像の結果を与えるベクトル・モデルを含
んでいる。
【００４０】図２および図３において、前述した、像の
実際の走査あるいは像の数値計算による、光源２４の照
明の最適化および設定は、３つのケースによって説明す
ることができる。第１のケースでは、光源２４は、照明
コントローラ２２により制御され、各瞳画素４０は、所
望の照明によりアドレスできる。最も明るく照明された
瞳画素４０が１で、照明されない（すなわち暗の）瞳画
素４０が０の正規化スケールでは、このような装置は、
０と１の間の任意の照明を与えるように構成されてい
る。この第１のケースについては、光源２４は、好まし
くは、所望の強度の照明で、選択された瞳画素４０を照
明するように制御的に走査できる単一の点光源か、ある
いは選択された瞳画素４０が選択された強度で照明され
ることを可能にするように動くか、または十分な密度で
ある一群の点光源を備える。
実際の走査あるいは像の数値計算による、光源２４の照
明の最適化および設定は、３つのケースによって説明す
ることができる。第１のケースでは、光源２４は、照明
コントローラ２２により制御され、各瞳画素４０は、所
望の照明によりアドレスできる。最も明るく照明された
瞳画素４０が１で、照明されない（すなわち暗の）瞳画
素４０が０の正規化スケールでは、このような装置は、
０と１の間の任意の照明を与えるように構成されてい
る。この第１のケースについては、光源２４は、好まし
くは、所望の強度の照明で、選択された瞳画素４０を照
明するように制御的に走査できる単一の点光源か、ある
いは選択された瞳画素４０が選択された強度で照明され
ることを可能にするように動くか、または十分な密度で
ある一群の点光源を備える。
【００４１】第２のケースでは、光源２４は、すべての
瞳画素４０をアドレスするが、０または１の正規化放射
照度のみを与える照明によって制御できる。あるいはま
た、このような照明を与えることのできる比較的簡単な
光源２４は、光損を犠牲にして、次のようにすることに
より得られる。すなわち、投影結像レンズ入射瞳２８に
共役の面４２（図３）に配置されたカスタム・アパーチ
ャ板（図示せず）を十分に露光する。カスタム・アパー
チャ板は、次のように構成される。すなわち、（１）開
口は、１の放射照度を有する各瞳画素４０と関係した位
置に存在し、（２）ソリッドな光阻止部分は、０の放射
照度を有する各瞳画素４０と関係した位置に存在する。
アパーチャ板のライブラリを、生成される各像パターン
について保持することができる。アパーチャ板が、グレ
ーデッド透過率を有さなければ、あるいは多くのアパー
チャ板が連続して露光されなければ、このような装置
は、各瞳画素４０でオン／オフの切換えを与えることが
できるだけである。
瞳画素４０をアドレスするが、０または１の正規化放射
照度のみを与える照明によって制御できる。あるいはま
た、このような照明を与えることのできる比較的簡単な
光源２４は、光損を犠牲にして、次のようにすることに
より得られる。すなわち、投影結像レンズ入射瞳２８に
共役の面４２（図３）に配置されたカスタム・アパーチ
ャ板（図示せず）を十分に露光する。カスタム・アパー
チャ板は、次のように構成される。すなわち、（１）開
口は、１の放射照度を有する各瞳画素４０と関係した位
置に存在し、（２）ソリッドな光阻止部分は、０の放射
照度を有する各瞳画素４０と関係した位置に存在する。
アパーチャ板のライブラリを、生成される各像パターン
について保持することができる。アパーチャ板が、グレ
ーデッド透過率を有さなければ、あるいは多くのアパー
チャ板が連続して露光されなければ、このような装置
は、各瞳画素４０でオン／オフの切換えを与えることが
できるだけである。
【００４２】第３のケースでは、光源２４は、選択され
た瞳画素４０をアドレスできないという点で、能力が制
限されている。その代わり、光源２４は、入射瞳２８内
に結像される選択された幾何学的形状を形成する。形成
された像の強度は、制御することができるが、このよう
な制御は、全体の像レベルについて行われ、画素毎には
行われない。十分な照明と、前述したように照明を変化
させる物理的開口を有するアパーチャ板とを用いて、像
を形成することができる。あるいはまた、第３のケース
では、光源２４は、可動のファイバ・バンドル、あるい
は瞳内の画素の略環状アレイ（このようなアレイの半径
は調整可能である）をアドレスする照明器を備えること
ができる。後者の場合、前記米国特許第５，３６３，１
７０号明細書に記載されているような装置を用いること
ができる。なお、前記米国特許は、１次光源と集光器と
の間に設けられた可変倍率無限焦点系を用いることによ
る有効な光源分布を教示している。
た瞳画素４０をアドレスできないという点で、能力が制
限されている。その代わり、光源２４は、入射瞳２８内
に結像される選択された幾何学的形状を形成する。形成
された像の強度は、制御することができるが、このよう
な制御は、全体の像レベルについて行われ、画素毎には
行われない。十分な照明と、前述したように照明を変化
させる物理的開口を有するアパーチャ板とを用いて、像
を形成することができる。あるいはまた、第３のケース
では、光源２４は、可動のファイバ・バンドル、あるい
は瞳内の画素の略環状アレイ（このようなアレイの半径
は調整可能である）をアドレスする照明器を備えること
ができる。後者の場合、前記米国特許第５，３６３，１
７０号明細書に記載されているような装置を用いること
ができる。なお、前記米国特許は、１次光源と集光器と
の間に設けられた可変倍率無限焦点系を用いることによ
る有効な光源分布を教示している。
【００４３】すべての３つのケースにおいて、投影結像
装置２０は、入射瞳２８で結像する光の最適な全体形状
を決定する手段を与えている。第１のケースでは、最適
形状は、（ａ）照明される瞳画素４０と（ｂ）このよう
な各瞳画素について正規化された放射照度とのリストと
して、特定される。同様のリストが、放射照度が０また
は１に制限されることを除いて、第２のケースに対して
作成される。第３のケースでは、最適形状は、アパーチ
ャ占有半径または（ｘ，ｙ）ファイバ・バンドル座標の
ような、通常は少ない数の種々の変数によって特定され
る。種々の変数は、点光源放射照度値に簡単に非線形に
関係している。これらすべての３つのケースにおいて、
入射瞳２８を、任意の都合の良い数の瞳画素４０に、例
えば４０〜２０００画素に分割することができる。与え
られたマスクについて最適なウェハ像を形成する放射照
度値を有する拡張光源は、
装置２０は、入射瞳２８で結像する光の最適な全体形状
を決定する手段を与えている。第１のケースでは、最適
形状は、（ａ）照明される瞳画素４０と（ｂ）このよう
な各瞳画素について正規化された放射照度とのリストと
して、特定される。同様のリストが、放射照度が０また
は１に制限されることを除いて、第２のケースに対して
作成される。第３のケースでは、最適形状は、アパーチ
ャ占有半径または（ｘ，ｙ）ファイバ・バンドル座標の
ような、通常は少ない数の種々の変数によって特定され
る。種々の変数は、点光源放射照度値に簡単に非線形に
関係している。これらすべての３つのケースにおいて、
入射瞳２８を、任意の都合の良い数の瞳画素４０に、例
えば４０〜２０００画素に分割することができる。与え
られたマスクについて最適なウェハ像を形成する放射照
度値を有する拡張光源は、
【００４４】
【外７】
【００４５】と称するリストまたはベクトルである（以
降、ベクトルｓと記す）。
降、ベクトルｓと記す）。
【００４６】本発明の重要な態様は、照明される瞳画素
４０のリストと、このような画素の照明強度とを生成す
る技術、すなわち光源２４の照明を最適化する技術であ
る。後述し且つ図４〜図６に示すように、照明を最適化
する技術は、後述するように技術の最終ステップ（一組
の行列積の最小化を含む）を除いて、上述した３つのケ
ースの各々について同じである。
４０のリストと、このような画素の照明強度とを生成す
る技術、すなわち光源２４の照明を最適化する技術であ
る。後述し且つ図４〜図６に示すように、照明を最適化
する技術は、後述するように技術の最終ステップ（一組
の行列積の最小化を含む）を除いて、上述した３つのケ
ースの各々について同じである。
【００４７】最適照明を見つける一般的手順の最初のス
テップ（図４に示されるステップ１００）は、投影結像
装置２０によって結像されることが要求されるマスク
（またはレティクル）の特徴を、目標像と共に識別し
て、情報を照明コントローラ２２に入力することであ
る。目標像は、最終的に必要とされる架空像の放射照度
分布として定義される。多くの場合、目標像パターン
は、マスク特徴（あるいは、より正確には、マスク特徴
の放射照度透過率）に、全く同一である。しかし、マス
ク特徴とは異なる目標像を最適化するのが好ましい状況
が存在しうる。たとえば、解像度が特に重要である特徴
の一部が存在するならば、あるいは本発明が位相シフト
・マスクと共に用いられるならば、マスク特徴が特に複
雑な場合である。この場合には、目標像情報は、ステッ
プ１００の部分として含まれることが必要である。所望
の目標像を定める能力は、“最適”照明が、目標像に最
も近い架空像を与える照明に関するように、種々の客観
的および主観的結像に合致する照明を見つける際に広い
許容範囲を考慮している。
テップ（図４に示されるステップ１００）は、投影結像
装置２０によって結像されることが要求されるマスク
（またはレティクル）の特徴を、目標像と共に識別し
て、情報を照明コントローラ２２に入力することであ
る。目標像は、最終的に必要とされる架空像の放射照度
分布として定義される。多くの場合、目標像パターン
は、マスク特徴（あるいは、より正確には、マスク特徴
の放射照度透過率）に、全く同一である。しかし、マス
ク特徴とは異なる目標像を最適化するのが好ましい状況
が存在しうる。たとえば、解像度が特に重要である特徴
の一部が存在するならば、あるいは本発明が位相シフト
・マスクと共に用いられるならば、マスク特徴が特に複
雑な場合である。この場合には、目標像情報は、ステッ
プ１００の部分として含まれることが必要である。所望
の目標像を定める能力は、“最適”照明が、目標像に最
も近い架空像を与える照明に関するように、種々の客観
的および主観的結像に合致する照明を見つける際に広い
許容範囲を考慮している。
【００４８】目標像パターンが、ちょうどマスク特徴自
体である場合には、ステップ１００についての必要な情
報は、通常の電子マスク設計データベースから得ること
ができる。このようなデータベースは、矩形状格子にレ
イアウトされた一連の正方形画素（以降、マスク画素と
いう）として、デジタル形式でパターンを典型的に格納
する。最も一般的には、データベース情報は、実際上、
どのマスク画素が透明で、どのマスク画素が不透明であ
るかを特定している。マスク特徴（したがって、目標像
パターン）は、露光または未露光領域によるこのような
仕様で常に表すことができる。従来は、マスク・ブラン
クに描画できるようにするには、後処理として知られる
ステップを与えることによって、特徴を画素に分割し、
設計データベースにエンコードする。今日の技術では、
個々のマスク画素の代表的な幅は、約０．２５〜０．５
μｍであるが、０．１２５μｍのような細い画素は、パ
ターンに非ｘ，ｙ方向または湾曲周辺を設けるように特
定される。これらのマスク画素は、ウェハに投影される
場合に、１／４または１／５に縮小される。
体である場合には、ステップ１００についての必要な情
報は、通常の電子マスク設計データベースから得ること
ができる。このようなデータベースは、矩形状格子にレ
イアウトされた一連の正方形画素（以降、マスク画素と
いう）として、デジタル形式でパターンを典型的に格納
する。最も一般的には、データベース情報は、実際上、
どのマスク画素が透明で、どのマスク画素が不透明であ
るかを特定している。マスク特徴（したがって、目標像
パターン）は、露光または未露光領域によるこのような
仕様で常に表すことができる。従来は、マスク・ブラン
クに描画できるようにするには、後処理として知られる
ステップを与えることによって、特徴を画素に分割し、
設計データベースにエンコードする。今日の技術では、
個々のマスク画素の代表的な幅は、約０．２５〜０．５
μｍであるが、０．１２５μｍのような細い画素は、パ
ターンに非ｘ，ｙ方向または湾曲周辺を設けるように特
定される。これらのマスク画素は、ウェハに投影される
場合に、１／４または１／５に縮小される。
【００４９】したがって、図４のステップ１００に示す
ように、物体および目標パターンは識別され、このよう
なパターンが格納されるソース、例えばマスク・データ
ベースから照明コントローラ２２へ、好ましくは電子形
態で転送される。次に、ステップ１０２で、ユーザは、
後に詳細に説明するように、特に重要と思われるこれら
の特徴を強調するために、重要パターン特徴を識別し、
数値重みを与えるオプションを有している。典型的に
は、識別すべき重要パターン特徴は、投影結像装置の解
像度限界に近づくサイズおよび／または形状を有する特
徴である。この重み付けオプションは、マスク特徴とは
異なる目標像パターンに頼る代わりに、マスク特徴自体
である目標像パターンと組合せて用いることができる。
ように、物体および目標パターンは識別され、このよう
なパターンが格納されるソース、例えばマスク・データ
ベースから照明コントローラ２２へ、好ましくは電子形
態で転送される。次に、ステップ１０２で、ユーザは、
後に詳細に説明するように、特に重要と思われるこれら
の特徴を強調するために、重要パターン特徴を識別し、
数値重みを与えるオプションを有している。典型的に
は、識別すべき重要パターン特徴は、投影結像装置の解
像度限界に近づくサイズおよび／または形状を有する特
徴である。この重み付けオプションは、マスク特徴とは
異なる目標像パターンに頼る代わりに、マスク特徴自体
である目標像パターンと組合せて用いることができる。
【００５０】次に、照明コントローラ２２は、ステップ
１０４に示すように、光源２４によって発生される最適
照明を決定するのに用いられる行列を用意する。ステッ
プ１０４で実行される動作は、後述するが、図５の詳細
なフロー図に示している。
１０４に示すように、光源２４によって発生される最適
照明を決定するのに用いられる行列を用意する。ステッ
プ１０４で実行される動作は、後述するが、図５の詳細
なフロー図に示している。
【００５１】ステップ１０４で用意される行列は、像面
３２に形成される像に関係する情報を含んでいる。この
情報を発生する第１のステップ（図５のステップ２０
０）として、各λ／ＮＡステップあたり、約４あるいは
約１のような都合の良い数のサンプル位置が、隣接コー
ナーの各対間に延びるエッジに沿って選ばれる。このエ
ッジは、所望の像の明画素領域から暗画素領域を分離す
る。これらのサンプル位置は、マスク・データベースに
より既知の選択されたコーナーおよびエッジの（ｘ，
ｙ）座標に基づいて生成された（ｘ，ｙ）座標によって
定められる。次に、ステップ２０２で、エッジの両側に
設けられた追加サンプル点の（ｘ，ｙ）座標が計算され
る。再び、エッジの両側で、都合の良い数のサンプル位
置、例えば各λ／ＮＡステップあたり約４つあるいは約
１つのサンプル位置が選ばれる。エッジから離れた約
０．５ｋ1 λ／ＮＡ（ｋ1 は、パターンの最小幅特徴に
関係する）に、これらサンプル位置を配置するのが便利
である。約ｋ1 ／ＮＡの距離にあるサンプル点の追加の
組を、最小ｋ1 の２倍よりも広いこれらのパターンにつ
いて、暗領域および明領域を識別するのに用いることが
できる。
３２に形成される像に関係する情報を含んでいる。この
情報を発生する第１のステップ（図５のステップ２０
０）として、各λ／ＮＡステップあたり、約４あるいは
約１のような都合の良い数のサンプル位置が、隣接コー
ナーの各対間に延びるエッジに沿って選ばれる。このエ
ッジは、所望の像の明画素領域から暗画素領域を分離す
る。これらのサンプル位置は、マスク・データベースに
より既知の選択されたコーナーおよびエッジの（ｘ，
ｙ）座標に基づいて生成された（ｘ，ｙ）座標によって
定められる。次に、ステップ２０２で、エッジの両側に
設けられた追加サンプル点の（ｘ，ｙ）座標が計算され
る。再び、エッジの両側で、都合の良い数のサンプル位
置、例えば各λ／ＮＡステップあたり約４つあるいは約
１つのサンプル位置が選ばれる。エッジから離れた約
０．５ｋ1 λ／ＮＡ（ｋ1 は、パターンの最小幅特徴に
関係する）に、これらサンプル位置を配置するのが便利
である。約ｋ1 ／ＮＡの距離にあるサンプル点の追加の
組を、最小ｋ1 の２倍よりも広いこれらのパターンにつ
いて、暗領域および明領域を識別するのに用いることが
できる。
【００５２】次のステップ２０４として、入射瞳２８内
の１つの画素（図２）または１つの画素のグループは、
照明によってアドレスされる。次に、ステップ２０６，
２０８で示すように、特徴像の明および暗領域（ステッ
プ２０６）およびマスク特徴像のエッジ（ステップ２０
８）（それらの位置は、それぞれ、ステップ２００，２
０２で定められる）は、像走査装置５０を用いて走査さ
れ、あるいは像アナライザ５２を用いて数値的に計算さ
れる。判断ステップ２１０に示されるように、すべての
画素または画素領域が照明によりアドレスされるまで、
ステップ２０４〜２０８が繰り返される。
の１つの画素（図２）または１つの画素のグループは、
照明によってアドレスされる。次に、ステップ２０６，
２０８で示すように、特徴像の明および暗領域（ステッ
プ２０６）およびマスク特徴像のエッジ（ステップ２０
８）（それらの位置は、それぞれ、ステップ２００，２
０２で定められる）は、像走査装置５０を用いて走査さ
れ、あるいは像アナライザ５２を用いて数値的に計算さ
れる。判断ステップ２１０に示されるように、すべての
画素または画素領域が照明によりアドレスされるまで、
ステップ２０４〜２０８が繰り返される。
【００５３】最後に、ステップ２１２において、照明お
よび走査ステップ２０４〜２０８で集められた情報を用
いて、最適計算を実行するために用いられるいくつかの
行列を作成する。ステップ２１２で作成される１つの行
列は、行列Ｍであり、そのｎ番目の列は、ｎ番目のソー
ス画素が照明されたとき測定されたウェハ面放射照度値
のリストである。追加の測定値または計算値は、特徴エ
ッジ（ステップ２０８）にあるこれらサンプル点での像
勾配η▽Ｉで作成される。ここに、ηは特徴エッジに垂
直な方向における単位ベクトルであり、▽は勾配演算子
であり、Ｉは前に定義したように、架空像放射照度分布
である。このような各サンプル位置について、行が行列
Ｍに付加される。行の要素は、測定された勾配である。
よび走査ステップ２０４〜２０８で集められた情報を用
いて、最適計算を実行するために用いられるいくつかの
行列を作成する。ステップ２１２で作成される１つの行
列は、行列Ｍであり、そのｎ番目の列は、ｎ番目のソー
ス画素が照明されたとき測定されたウェハ面放射照度値
のリストである。追加の測定値または計算値は、特徴エ
ッジ（ステップ２０８）にあるこれらサンプル点での像
勾配η▽Ｉで作成される。ここに、ηは特徴エッジに垂
直な方向における単位ベクトルであり、▽は勾配演算子
であり、Ｉは前に定義したように、架空像放射照度分布
である。このような各サンプル位置について、行が行列
Ｍに付加される。行の要素は、測定された勾配である。
【００５４】ステップ２１２においてまた、最適な光源
強度を含むベクトルｓが、導入され、行列を定めるため
に用いられる。行列Ｍが与えられると、最適化されたウ
ェハ強度およびエッジ勾配のリストまたはベクトルｕ
は、
強度を含むベクトルｓが、導入され、行列を定めるため
に用いられる。行列Ｍが与えられると、最適化されたウ
ェハ強度およびエッジ勾配のリストまたはベクトルｕ
は、
【００５５】
【数４】
【００５６】で定義される。必要ならば、行列Ｍを、対
角行列によって、予備乗算できる。この対角行列の要素
は、図４のステップ１０２について前述したように、ユ
ーザ入力の重みである。
角行列によって、予備乗算できる。この対角行列の要素
は、図４のステップ１０２について前述したように、ユ
ーザ入力の重みである。
【００５７】像を最適化する１つの目的は、回路特徴の
所望の周辺に沿って一定の強度をもつことである。この
ことは、レジスト像が目標周辺に対して現像されるよう
に、リソグラフィ・プロセスを調整できるようにする。
この目的は、レンズの有限解像度により、完全には満足
されないが、次のようにほぼ満足させることができる。
像アナライザ５２は、ステップ２００で識別された特徴
エッジ上にあるベクトルｕのこれらサンプル点を選択す
るステップ２１２で行列Ｓ0 を生成する。このようなエ
ッジ・サンプル位置に相当する行列Ｓ0 の列は、１つの
１を含み、残りの要素は０に設定されている。ｍ番目の
サンプル位置がエッジ上になく、代わりに明または暗領
域内にあるならば、行列Ｓ0 のｍ番目の列は、０で完全
に満たされる。行列Ｓ0 の各行は、１つの１を含んでい
る。同様に、行列ＳdarkおよびＳbrightは、ステップ２
０２で識別された暗および明のサンプル領域を選択する
１および０のアレイとして構成される。したがって例え
ば、一定の位置に相当する行列Ｓbrightの一定の列につ
いて、列内のすべての行は、エッジの１つの側に明領域
がなければ（一定のサンプル位置について）、０よりな
る。この明領域に相当する一定の列内の行は、１つの１
よりなる。行列ＳdarkおよびＳbrightは、前述したよう
に、図５のステップ２０８で識別される不同の制約にお
いて用いられる。
所望の周辺に沿って一定の強度をもつことである。この
ことは、レジスト像が目標周辺に対して現像されるよう
に、リソグラフィ・プロセスを調整できるようにする。
この目的は、レンズの有限解像度により、完全には満足
されないが、次のようにほぼ満足させることができる。
像アナライザ５２は、ステップ２００で識別された特徴
エッジ上にあるベクトルｕのこれらサンプル点を選択す
るステップ２１２で行列Ｓ0 を生成する。このようなエ
ッジ・サンプル位置に相当する行列Ｓ0 の列は、１つの
１を含み、残りの要素は０に設定されている。ｍ番目の
サンプル位置がエッジ上になく、代わりに明または暗領
域内にあるならば、行列Ｓ0 のｍ番目の列は、０で完全
に満たされる。行列Ｓ0 の各行は、１つの１を含んでい
る。同様に、行列ＳdarkおよびＳbrightは、ステップ２
０２で識別された暗および明のサンプル領域を選択する
１および０のアレイとして構成される。したがって例え
ば、一定の位置に相当する行列Ｓbrightの一定の列につ
いて、列内のすべての行は、エッジの１つの側に明領域
がなければ（一定のサンプル位置について）、０よりな
る。この明領域に相当する一定の列内の行は、１つの１
よりなる。行列ＳdarkおよびＳbrightは、前述したよう
に、図５のステップ２０８で識別される不同の制約にお
いて用いられる。
【００５８】ベクトルｕのエッジ強度がＳ0 によって選
択されると、周辺に沿った強度の変動
択されると、周辺に沿った強度の変動
【００５９】
【外８】
【００６０】が、行列△によって選択され、またステッ
プ２１２で計算される。ここに、
プ２１２で計算される。ここに、
【００６１】
【外９】
【００６２】は、周辺に沿った平均強度を表す。簡単な
例として、ベクトルｕから４つのエッジ要素が行列Ｓ0
によって選択されたと仮定すると、△はベクトルｕに次
のように作用する。
例として、ベクトルｕから４つのエッジ要素が行列Ｓ0
によって選択されたと仮定すると、△はベクトルｕに次
のように作用する。
【００６３】
【数５】
【００６４】したがって、△のｉ番目の行は、すべての
４つの周辺要素の平均からのベクトルｕのｉ番目の要素
の偏差をリターンする。
４つの周辺要素の平均からのベクトルｕのｉ番目の要素
の偏差をリターンする。
【００６５】最後に、回路特徴の目標周辺に沿った強度
の変動を最小にするために、特性
の変動を最小にするために、特性
【００６６】
【数６】
【００６７】を最小にする。上付き添字Ｔは、ここで
は、行列の転置を表すために用いられる。
は、行列の転置を表すために用いられる。
【００６８】フォトリソグラフィ応用の解像度は、像の
鮮鋭度に依存する。像の鮮鋭度は、架空像放射照度分布
のエッジ勾配によって定義することができる。したがっ
て、焼付けられたパターンを最適化する他の目的は、像
ｕ（ベクトル）の最大勾配を得ることである。これを行
うには、ステップ２１２において、行列Ｓ0 に類似の行
列Ｓ1 を付加する。この行列は、ベクトルｕから勾配成
分を選択する。所望の符号を有する勾配の負をリターン
するために、行列Ｓ1 を定義するのが便利であり、した
がって負の勾配を最小にすることができる。パラメータ
αを付加して、周辺に沿った均一性を特定する前述の量
で、急な勾配へのはずみ（ｉｍｐｅｔｕｓ）をバランス
させる。したがって、最終の目的は、量ｑ（照明ｓ（ベ
クトル）によって形成された実際の架空像と目標架空像
との間の差）を最小にするベクトルｓ（照明）を見つけ
ることである。ここに、ｑは、ステップ２１２で用意さ
れ、次式で与えられる。
鮮鋭度に依存する。像の鮮鋭度は、架空像放射照度分布
のエッジ勾配によって定義することができる。したがっ
て、焼付けられたパターンを最適化する他の目的は、像
ｕ（ベクトル）の最大勾配を得ることである。これを行
うには、ステップ２１２において、行列Ｓ0 に類似の行
列Ｓ1 を付加する。この行列は、ベクトルｕから勾配成
分を選択する。所望の符号を有する勾配の負をリターン
するために、行列Ｓ1 を定義するのが便利であり、した
がって負の勾配を最小にすることができる。パラメータ
αを付加して、周辺に沿った均一性を特定する前述の量
で、急な勾配へのはずみ（ｉｍｐｅｔｕｓ）をバランス
させる。したがって、最終の目的は、量ｑ（照明ｓ（ベ
クトル）によって形成された実際の架空像と目標架空像
との間の差）を最小にするベクトルｓ（照明）を見つけ
ることである。ここに、ｑは、ステップ２１２で用意さ
れ、次式で与えられる。
【００６９】
【数７】
【００７０】行列形成ステップ２１２において形成され
た行列は、行列Ｓ1 と行列Ｍとの積であり、総和を実行
する（すなわち平均をとる）Ｉで示される１のベクトル
によって予備乗算されている。
た行列は、行列Ｓ1 と行列Ｍとの積であり、総和を実行
する（すなわち平均をとる）Ｉで示される１のベクトル
によって予備乗算されている。
【００７１】図４において、次のステップ１０６は、最
も満足すべき像を得るために、ステップ１０８の最適化
ルーチン（後述する）に用いられる特定のパラメータを
入力し、続いてこれを調整することを含んでいる。最適
ベクトルｓを見つけるときに、重要な物理的制約は、す
べての光源強度が、非負であることである。さらに、ｋ
1 ＜０．５のように非常に狭い幅に対する照明パターン
を最適にする場合、あるいはデフォーカス面におけるパ
ターンを最適化する場合、像が適切なトポロジを有する
ようにするという制約を含むのが好ましい。第１に、暗
領域の中央部の画素でのレジスト・スレショルドＴ
resistよりも、像が暗いことが要求され、第２に、強度
が明領域の或る相補スレショルドＴexpose以上であるこ
とが要求される。したがって、ステップ１０６において
入力され調整される２つの重要なパラメータは、Ｔ
expose，Ｔresistである。
も満足すべき像を得るために、ステップ１０８の最適化
ルーチン（後述する）に用いられる特定のパラメータを
入力し、続いてこれを調整することを含んでいる。最適
ベクトルｓを見つけるときに、重要な物理的制約は、す
べての光源強度が、非負であることである。さらに、ｋ
1 ＜０．５のように非常に狭い幅に対する照明パターン
を最適にする場合、あるいはデフォーカス面におけるパ
ターンを最適化する場合、像が適切なトポロジを有する
ようにするという制約を含むのが好ましい。第１に、暗
領域の中央部の画素でのレジスト・スレショルドＴ
resistよりも、像が暗いことが要求され、第２に、強度
が明領域の或る相補スレショルドＴexpose以上であるこ
とが要求される。したがって、ステップ１０６において
入力され調整される２つの重要なパラメータは、Ｔ
expose，Ｔresistである。
【００７２】図４のステップ１０８で要求される、ｑ
（式１）の最小を見つける方法は、当業者には周知であ
る。図４のステップ１０８を詳細に示す図である図６に
おいて、ステップ３００は、照明の種類に応じて、３つ
の利用できるモデルのうち１つを選択することを要求す
る。ステップ３０２は、ベクトルｓの要素が０と１との
区間で連続である、第１の照明のケース（ケース１）に
関係している。この種の最小化は、Ｐｒａｃｔｉｃａｌ
Ｍｅｔｈｏｄｓ ｏｆ Ｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎ，
Ｖｏｌ．２，Ｃｏｎｓｔｒａｉｎｅｄ Ｏｐｔｉｍｉｚ
ａｔｉｏｎ，Ｗｉｌｅｙ，１９８１に、Ｒ．Ｆｌｅｔｃ
ｈｅｒにより記述される、いわゆる２次プログラミング
問題である。ＩＢＭ Ｓｙｓｔｅｍｓ Ｊｏｕｒｎａ
ｌ，ｖｏｌ．３１，ｎｏ．１，１９９２（ＩＢＭ ｐｕ
ｂｌｉｃａｔｉｏｎ ＃ｓｃ２３−０５１９−０３）に
記載されているように、ＩＢＭ’ｓ Ｏｐｔｉｍｉｚａ
ｔｉｏｎＳｕｂｒｏｕｔｉｎｅ Ｌｉｂｒａｒｙ（ＯＳ
Ｌ）のようなコンピュータ・ソフトウェアがある。この
ソフトウェアは、このケースの最適ｑをリターンし、前
記式１が凸である限り、グローバルな最適ｑをリターン
するルーチンを含んでいる。したがって、ステップ１０
８について最適化プログラムを呼出すとき、図６のステ
ップ３０２の２次モデルが、この場合に特定される。
（式１）の最小を見つける方法は、当業者には周知であ
る。図４のステップ１０８を詳細に示す図である図６に
おいて、ステップ３００は、照明の種類に応じて、３つ
の利用できるモデルのうち１つを選択することを要求す
る。ステップ３０２は、ベクトルｓの要素が０と１との
区間で連続である、第１の照明のケース（ケース１）に
関係している。この種の最小化は、Ｐｒａｃｔｉｃａｌ
Ｍｅｔｈｏｄｓ ｏｆ Ｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎ，
Ｖｏｌ．２，Ｃｏｎｓｔｒａｉｎｅｄ Ｏｐｔｉｍｉｚ
ａｔｉｏｎ，Ｗｉｌｅｙ，１９８１に、Ｒ．Ｆｌｅｔｃ
ｈｅｒにより記述される、いわゆる２次プログラミング
問題である。ＩＢＭ Ｓｙｓｔｅｍｓ Ｊｏｕｒｎａ
ｌ，ｖｏｌ．３１，ｎｏ．１，１９９２（ＩＢＭ ｐｕ
ｂｌｉｃａｔｉｏｎ ＃ｓｃ２３−０５１９−０３）に
記載されているように、ＩＢＭ’ｓ Ｏｐｔｉｍｉｚａ
ｔｉｏｎＳｕｂｒｏｕｔｉｎｅ Ｌｉｂｒａｒｙ（ＯＳ
Ｌ）のようなコンピュータ・ソフトウェアがある。この
ソフトウェアは、このケースの最適ｑをリターンし、前
記式１が凸である限り、グローバルな最適ｑをリターン
するルーチンを含んでいる。したがって、ステップ１０
８について最適化プログラムを呼出すとき、図６のステ
ップ３０２の２次モデルが、この場合に特定される。
【００７３】図６のステップ３０４は、ベクトルｓの要
素が０または１の第２のケース（ケース２）に関係して
いる。これは、Ｆｌｅｔｃｈｅｒによってまた述べられ
ている、いわゆる２進混合整数問題である。このような
混合整数問題を解くためのルーチンは利用できるが、解
の品質は、初期の試行解の選択によってかなり影響を受
ける。適切な初期解は、第１のケースについて得られた
解をスレショルドし、０．５と１との間のすべてのアド
レスされた瞳画素を１に設定し、０．５以下のすべての
アドレスされた瞳画素を０に設定することによって得ら
れる。各象限において約３００以上といったような瞳画
素の数が十分な他の方法は、第１のケースから計算され
た解をハーフトーン化（ｈａｌｆ−ｔｏｎｅｉｎｇ）す
ることによって、第２のケースについての解を引出すこ
とである。したがって、ステップ１０８について最適化
プログラムを呼出すとき、図６のステップ３０４の２次
モデルが、この場合に特定される。
素が０または１の第２のケース（ケース２）に関係して
いる。これは、Ｆｌｅｔｃｈｅｒによってまた述べられ
ている、いわゆる２進混合整数問題である。このような
混合整数問題を解くためのルーチンは利用できるが、解
の品質は、初期の試行解の選択によってかなり影響を受
ける。適切な初期解は、第１のケースについて得られた
解をスレショルドし、０．５と１との間のすべてのアド
レスされた瞳画素を１に設定し、０．５以下のすべての
アドレスされた瞳画素を０に設定することによって得ら
れる。各象限において約３００以上といったような瞳画
素の数が十分な他の方法は、第１のケースから計算され
た解をハーフトーン化（ｈａｌｆ−ｔｏｎｅｉｎｇ）す
ることによって、第２のケースについての解を引出すこ
とである。したがって、ステップ１０８について最適化
プログラムを呼出すとき、図６のステップ３０４の２次
モデルが、この場合に特定される。
【００７４】ステップ３０６は、特定の瞳画素がアドレ
ス可能でない第３のケース（ケース３）について、ｑの
解を見つけることを含んでおり、さらに強力（ｂｒｕｔ
ｅｆｏｒｃｅ）なアプローチを必要とする。例えば、特
定の方法が、Ｎｏｎ−ｌｉｎｅａｒ Ｐｒｏｇｒａｍｍ
ｉｎｇ，Ｐｒｅｎｔｉｃｅ Ｈａｌｌ，１９７６に、
Ｍ．Ａｖｒｉｅｌによって述べられている。幸いにも、
ここで述べた装置について得られる、式１のデメリット
関数は、その単純な行列形式が与えられるならば、全く
迅速に評価することができる。このことは、この場合に
典型的に関係する少数の変数と共に、解を見つけるパラ
メータ空間の全数サーチを、実行可能にする。したがっ
て、ステップ１０８について最適化プログラムを呼出す
とき、図６のステップ３０４の非線形モデルが、この場
合に特定される。
ス可能でない第３のケース（ケース３）について、ｑの
解を見つけることを含んでおり、さらに強力（ｂｒｕｔ
ｅｆｏｒｃｅ）なアプローチを必要とする。例えば、特
定の方法が、Ｎｏｎ−ｌｉｎｅａｒ Ｐｒｏｇｒａｍｍ
ｉｎｇ，Ｐｒｅｎｔｉｃｅ Ｈａｌｌ，１９７６に、
Ｍ．Ａｖｒｉｅｌによって述べられている。幸いにも、
ここで述べた装置について得られる、式１のデメリット
関数は、その単純な行列形式が与えられるならば、全く
迅速に評価することができる。このことは、この場合に
典型的に関係する少数の変数と共に、解を見つけるパラ
メータ空間の全数サーチを、実行可能にする。したがっ
て、ステップ１０８について最適化プログラムを呼出す
とき、図６のステップ３０４の非線形モデルが、この場
合に特定される。
【００７５】適切な照明ケースおよび対応する最適化ル
ーチンが、ステップ１０８（ステップ３０２，３０４，
３０６のいずれかとして）において識別された後、ステ
ップ１０６で定められたパラメータがステップ３０８
（ステップ１０８の）で組合されて、不等の制約
ーチンが、ステップ１０８（ステップ３０２，３０４，
３０６のいずれかとして）において識別された後、ステ
ップ１０６で定められたパラメータがステップ３０８
（ステップ１０８の）で組合されて、不等の制約
【００７６】
【数８】
【００７７】を特定し、または、書込みベクトルＡおよ
びベクトルｂ
びベクトルｂ
【００７８】
【数９】
【００７９】を詳細に特定する。
【００８０】この時点で、ｓi （ベクトルｓの要素）の
和が１であるという第４の制約を加えることができる
が、他のパラメータの適切な正規化により、これを省く
のが普通は好ましい。
和が１であるという第４の制約を加えることができる
が、他のパラメータの適切な正規化により、これを省く
のが普通は好ましい。
【００８１】ステップ３００〜３０８が実行されると、
次のステップ３１０が実行される。このステップは、ス
テップ３００で確認される照明ケースについて、前述し
た適切な解法ルーチンを呼出す。図４の次のステップと
して、ステップ３１０で呼び出された解法ルーチンによ
って、ベクトルｓが見つけられると（したがって、図４
のステップ１０８は終了する）、ベクトルｓによって定
義される照明により形成された架空像を表示し調べるの
が有益である。このステップでは、数値的に計算された
架空像を表示するのが好ましい。というのは、ステップ
１０６でパラメータの初期設定を調整することは、何回
かの繰返しを必要とし、各繰返しについてａｃｔｕａｌ
像が走査されなければならないならば、より多くの時間
を消費するからである。表示された像が全く適切でない
ならば、例えば、放射照度曲線が、目標架空像に十分に
近く一致しなければ、判断ステップ１１２（“像ＯＫ
？”）は、ＮＯとなり、入力パラメータはステップ１０
６によって調整される。次に、ステップ３０２〜３１０
（すなわち、ステップ１０８が含むすべてのステップ）
は、判断ステップ１１２がＹＥＳとなるまで、繰返され
る。判断ステップ１１２でＹＥＳとなると、照明源２４
（図１）が、ステップ１１４により照明コントローラ２
２で設定され、この時点で、ベクトルｓで定められた最
適照明を与える。次に、最終ステップ１１６として、レ
ティクル２６、例えばマスクを、このような照明で露光
して、放射線感応媒体、例えばフォトレジストで被覆さ
れた半導体ウェハに、レティクルの特徴を、レティクル
と共役になるように焼付ける。
次のステップ３１０が実行される。このステップは、ス
テップ３００で確認される照明ケースについて、前述し
た適切な解法ルーチンを呼出す。図４の次のステップと
して、ステップ３１０で呼び出された解法ルーチンによ
って、ベクトルｓが見つけられると（したがって、図４
のステップ１０８は終了する）、ベクトルｓによって定
義される照明により形成された架空像を表示し調べるの
が有益である。このステップでは、数値的に計算された
架空像を表示するのが好ましい。というのは、ステップ
１０６でパラメータの初期設定を調整することは、何回
かの繰返しを必要とし、各繰返しについてａｃｔｕａｌ
像が走査されなければならないならば、より多くの時間
を消費するからである。表示された像が全く適切でない
ならば、例えば、放射照度曲線が、目標架空像に十分に
近く一致しなければ、判断ステップ１１２（“像ＯＫ
？”）は、ＮＯとなり、入力パラメータはステップ１０
６によって調整される。次に、ステップ３０２〜３１０
（すなわち、ステップ１０８が含むすべてのステップ）
は、判断ステップ１１２がＹＥＳとなるまで、繰返され
る。判断ステップ１１２でＹＥＳとなると、照明源２４
（図１）が、ステップ１１４により照明コントローラ２
２で設定され、この時点で、ベクトルｓで定められた最
適照明を与える。次に、最終ステップ１１６として、レ
ティクル２６、例えばマスクを、このような照明で露光
して、放射線感応媒体、例えばフォトレジストで被覆さ
れた半導体ウェハに、レティクルの特徴を、レティクル
と共役になるように焼付ける。
【００８２】本発明により照明をカスタマイズすること
によって得られる解像度の改善を、図７〜図９に示す。
図７は、将来世代のメモリ・チップに備えられるかもし
れない種類の構造を一般的に表す位相マスクである。図
７の矩形６０２のアレイの特定の寸法および位相値は、
文献“Ｒｉｍ Ｐｈａｓｅ−ｓｈｉｆｔ ＭａｓｋＣｏ
ｍｂｉｎｅｄ ｗｉｔｈ Ｏｆｆ−Ａｘｉｓ Ｉｌｌｕ
ｍｉｎａｔｉｏｎ：ａ Ｐａｔｈ ｔｏ ０．５λ／Ｎ
Ａ Ｇｅｏｍｅｔｒｉｅｓ”ＳＰＩＥ Ｐｒｏｃｅｅｄ
ｉｎｇｓ．Ｖｏｌ．１９２７−Ｏｐｔｉｃａｌ／Ｌａｓ
ｅｒ Ｍｉｃｒｏｌｉｔｈｏｇｒａｐｈｙ，Ｊ． Ｃｕ
ｔｈｂｅｒｔ，Ｅｄ．（Ｓｏｃｉｅｔｙ ｏｆ Ｐｈｏ
ｔｏ−Ｏｐｔｉｃａｌ Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔａｔｉｏ
ｎ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｓ，Ｂｅｌｌｉｎｇｈａｍ，Ｗ
Ａ，１９９３），ｐａｇｅｓ ５４−６２にＴ．Ｂｒｕ
ｎｎｅｒによって開示されたマスク設計の基本ルールを
適用して決定した。マスクの全領域は、単一の放射照度
透過率を有するが、“−１”と付された領域は１０８°
位相シフトされているので、それらの振幅透過率は−１
である。
によって得られる解像度の改善を、図７〜図９に示す。
図７は、将来世代のメモリ・チップに備えられるかもし
れない種類の構造を一般的に表す位相マスクである。図
７の矩形６０２のアレイの特定の寸法および位相値は、
文献“Ｒｉｍ Ｐｈａｓｅ−ｓｈｉｆｔ ＭａｓｋＣｏ
ｍｂｉｎｅｄ ｗｉｔｈ Ｏｆｆ−Ａｘｉｓ Ｉｌｌｕ
ｍｉｎａｔｉｏｎ：ａ Ｐａｔｈ ｔｏ ０．５λ／Ｎ
Ａ Ｇｅｏｍｅｔｒｉｅｓ”ＳＰＩＥ Ｐｒｏｃｅｅｄ
ｉｎｇｓ．Ｖｏｌ．１９２７−Ｏｐｔｉｃａｌ／Ｌａｓ
ｅｒ Ｍｉｃｒｏｌｉｔｈｏｇｒａｐｈｙ，Ｊ． Ｃｕ
ｔｈｂｅｒｔ，Ｅｄ．（Ｓｏｃｉｅｔｙ ｏｆ Ｐｈｏ
ｔｏ−Ｏｐｔｉｃａｌ Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔａｔｉｏ
ｎ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｓ，Ｂｅｌｌｉｎｇｈａｍ，Ｗ
Ａ，１９９３），ｐａｇｅｓ ５４−６２にＴ．Ｂｒｕ
ｎｎｅｒによって開示されたマスク設計の基本ルールを
適用して決定した。マスクの全領域は、単一の放射照度
透過率を有するが、“−１”と付された領域は１０８°
位相シフトされているので、それらの振幅透過率は−１
である。
【００８３】図８は、図７の位相シフト・マスクの数値
的に計算された架空像６００の等間隔０．２正規化放射
照度曲線を示している。図８の点線は、図７の位相シフ
ト・マスク部の矩形６０２を表しており、目標架空像と
して機能する。マスク上で実際に使用される図７の矩形
６０２は、前記引用刊行物にＢｒｕｎｎｅｒによって開
示されているように、目標像に対して内側にバイアスさ
れている（すなわち、細くなっている）。矩形６０２内
の目標放射照度は０（暗）であり、周囲領域は、１
（明）の目標放射照度を有している。
的に計算された架空像６００の等間隔０．２正規化放射
照度曲線を示している。図８の点線は、図７の位相シフ
ト・マスク部の矩形６０２を表しており、目標架空像と
して機能する。マスク上で実際に使用される図７の矩形
６０２は、前記引用刊行物にＢｒｕｎｎｅｒによって開
示されているように、目標像に対して内側にバイアスさ
れている（すなわち、細くなっている）。矩形６０２内
の目標放射照度は０（暗）であり、周囲領域は、１
（明）の目標放射照度を有している。
【００８４】計算に対して仮定された投影結像レンズ
は、０．５のウェハ側ＮＡを有しており、公称２４８ｎ
ｍの動作波長は、光学収差がない。隣接する矩形６０２
の幅を横切るギャップ６０４（図７，図８）は、このレ
ンズについて、ｋ1 ＝０．５の特徴である。像面３２
（図１）は、最良の焦点の位置から０．５μｍずれてい
る。これは、実際に遭遇しそうなこの種の焦点偏差のも
とで性能をシミュレートするためである。照明源は、図
１０に示す標準のＣａｎｏｎ“Ｃ−Ｑｕｅｓｔ”４極照
明８００である。この照明源は、等しい線／空間パター
ンの製造に適することが知られており、像は、矩形６０
２の幅を横切る交互する明／暗スライスにおいて、リー
ズナブルに良好なコントラストを示す。さらに、前記文
献でＢｒｕｎｎｅｒによって開示されているように、４
極照明が図７に示した種類の位相シフト・マスクと共に
用いられるときに、共働の利益が得られる。この利益に
もかかわらず、図８の等放射照度曲線６０８は、矩形６
０２の端部が丸くなっており、端部のコントラストが非
常に良くないことを示している。
は、０．５のウェハ側ＮＡを有しており、公称２４８ｎ
ｍの動作波長は、光学収差がない。隣接する矩形６０２
の幅を横切るギャップ６０４（図７，図８）は、このレ
ンズについて、ｋ1 ＝０．５の特徴である。像面３２
（図１）は、最良の焦点の位置から０．５μｍずれてい
る。これは、実際に遭遇しそうなこの種の焦点偏差のも
とで性能をシミュレートするためである。照明源は、図
１０に示す標準のＣａｎｏｎ“Ｃ−Ｑｕｅｓｔ”４極照
明８００である。この照明源は、等しい線／空間パター
ンの製造に適することが知られており、像は、矩形６０
２の幅を横切る交互する明／暗スライスにおいて、リー
ズナブルに良好なコントラストを示す。さらに、前記文
献でＢｒｕｎｎｅｒによって開示されているように、４
極照明が図７に示した種類の位相シフト・マスクと共に
用いられるときに、共働の利益が得られる。この利益に
もかかわらず、図８の等放射照度曲線６０８は、矩形６
０２の端部が丸くなっており、端部のコントラストが非
常に良くないことを示している。
【００８５】図９において、物体，像面，投影結像レン
ズは、図８についてのものと同じであるが、結像レンズ
入射瞳内の照明パターンは、上述した本発明の手法に従
い、パターン８００（図１０）からパターン８０２（図
１１）に変わっている。
ズは、図８についてのものと同じであるが、結像レンズ
入射瞳内の照明パターンは、上述した本発明の手法に従
い、パターン８００（図１０）からパターン８０２（図
１１）に変わっている。
【００８６】特に、ケース３の最適化を、いくつかのス
テップを手作業で行い、実行した。出発解は、前述した
ように、ｘ−ｙ鏡対称に配置された、１組の４つの照明
源点（すなわち、非常に小さい半径を有するディスク）
であった。第２の対の照明源点（第１の組よりも強い放
射照度の）を、水平軸に沿って鏡対称に配置した。次
に、非線形最適化を、自由パラメータとして、照明源点
のディスク半径および位置と、目標像として働く矩形６
０２とによって、実行した。等放射照度曲線７０８（図
９）の矩形形状からわかるように、照明源は、矩形６０
２の幅と端部にわたって高いコントラスト、すなわちパ
ターン中に臨界エッジを与える。照明パターン８０２の
形状は、目標像６０２に対して、架空像７０８のドラス
チックな改善を与えることが、即座に明らかでないこと
を知ることは重要である。事実、図１１の最適化照明源
の形状は、幾分予期しえず、現在当業者に周知の照明源
の種類（ディスク，環状，４極）のいずれでもない。本
発明は、このような最適照明を見つける迅速な手段を提
供する。さらに、架空像７０８は、０または１のみの正
規化された放射照度値を有する（ケース３の照明）を重
ね合わせたディスクよりなる照明パターン８０２（図１
１）を用いて形成され、架空像７０８のさらなる改善
は、ケース１の最適化を実行することにより行うことが
でき、これにより照明源８０２を有する画素４０（図
１）は、正規化された放射照度で、０から１の範囲で変
化できる。
テップを手作業で行い、実行した。出発解は、前述した
ように、ｘ−ｙ鏡対称に配置された、１組の４つの照明
源点（すなわち、非常に小さい半径を有するディスク）
であった。第２の対の照明源点（第１の組よりも強い放
射照度の）を、水平軸に沿って鏡対称に配置した。次
に、非線形最適化を、自由パラメータとして、照明源点
のディスク半径および位置と、目標像として働く矩形６
０２とによって、実行した。等放射照度曲線７０８（図
９）の矩形形状からわかるように、照明源は、矩形６０
２の幅と端部にわたって高いコントラスト、すなわちパ
ターン中に臨界エッジを与える。照明パターン８０２の
形状は、目標像６０２に対して、架空像７０８のドラス
チックな改善を与えることが、即座に明らかでないこと
を知ることは重要である。事実、図１１の最適化照明源
の形状は、幾分予期しえず、現在当業者に周知の照明源
の種類（ディスク，環状，４極）のいずれでもない。本
発明は、このような最適照明を見つける迅速な手段を提
供する。さらに、架空像７０８は、０または１のみの正
規化された放射照度値を有する（ケース３の照明）を重
ね合わせたディスクよりなる照明パターン８０２（図１
１）を用いて形成され、架空像７０８のさらなる改善
は、ケース１の最適化を実行することにより行うことが
でき、これにより照明源８０２を有する画素４０（図
１）は、正規化された放射照度で、０から１の範囲で変
化できる。
【００８７】従来技術に対して結像の優位性を実現する
ために用いることのできる本発明について、いくつかの
改善がある。１つのこのような改善は、焦点深度の拡張
を含んでいる。このためには、２つ以上の焦点面で採ら
れるデータを含むために、ベクトルｕを、要素の２倍だ
け伸ばす。行列Ｍの行の数は、新しい焦点面についての
像データが含まれるためには、対応して増大しなければ
ならない。あるいはまた、異なる焦点面を表す行列Ｍの
部分行列が、総和されると（ベクトルｕの長さを変化さ
せずに）、１９８９年１１月２６日に発行された米国特
許第４，８６９，９９９号“Ｍｅｔｈｏｄ ｏｆ Ｆｏ
ｒｍｉｎｇ Ｐａｔｔｅｒｎ ａｎｄＰｒｏｊｅｃｔｉ
ｏｎ Ａｌｉｇｎｅｒ ｆｏｒ Ｃａｒｒｙｉｎｇ ｏ
ｕｔ ｔｈｅ Ｓａｍｅ”（発明者；Ｈ．Ｆｕｋｕｄ
ａ，Ｎ．Ｈａｓａｇａｗａ，Ｔ．Ｔａｎａｋａ，ａｎｄ
Ｔ．Ｋｕｒｏｓａｋｉ）に記載されているいわゆるＦ
ＬＥＸ技術に適する新しい行列Ｍが得られる。なお、前
記米国特許では、複数の焦点面がウェハ上に重ね合わさ
れている。本発明は、また、ＦＬＥＸ法を拡張すること
を可能にする。形式的に、これは、デフォーカス面から
の像データを用いて行われ、行列Ｍの列の数を、行の数
の代わりに増大させる。このとき、照明源ベクトルｓの
長さがそれに応じて増大するならば、ＦＬＥＸシーケン
スの各焦点成分は、独立に最適化された照明を有するこ
とができる。
ために用いることのできる本発明について、いくつかの
改善がある。１つのこのような改善は、焦点深度の拡張
を含んでいる。このためには、２つ以上の焦点面で採ら
れるデータを含むために、ベクトルｕを、要素の２倍だ
け伸ばす。行列Ｍの行の数は、新しい焦点面についての
像データが含まれるためには、対応して増大しなければ
ならない。あるいはまた、異なる焦点面を表す行列Ｍの
部分行列が、総和されると（ベクトルｕの長さを変化さ
せずに）、１９８９年１１月２６日に発行された米国特
許第４，８６９，９９９号“Ｍｅｔｈｏｄ ｏｆ Ｆｏ
ｒｍｉｎｇ Ｐａｔｔｅｒｎ ａｎｄＰｒｏｊｅｃｔｉ
ｏｎ Ａｌｉｇｎｅｒ ｆｏｒ Ｃａｒｒｙｉｎｇ ｏ
ｕｔ ｔｈｅ Ｓａｍｅ”（発明者；Ｈ．Ｆｕｋｕｄ
ａ，Ｎ．Ｈａｓａｇａｗａ，Ｔ．Ｔａｎａｋａ，ａｎｄ
Ｔ．Ｋｕｒｏｓａｋｉ）に記載されているいわゆるＦ
ＬＥＸ技術に適する新しい行列Ｍが得られる。なお、前
記米国特許では、複数の焦点面がウェハ上に重ね合わさ
れている。本発明は、また、ＦＬＥＸ法を拡張すること
を可能にする。形式的に、これは、デフォーカス面から
の像データを用いて行われ、行列Ｍの列の数を、行の数
の代わりに増大させる。このとき、照明源ベクトルｓの
長さがそれに応じて増大するならば、ＦＬＥＸシーケン
スの各焦点成分は、独立に最適化された照明を有するこ
とができる。
【００８８】本発明の他の改善（行列Ｍへの変化を生じ
る（後述する））は、２つ以上のマスク間で、最も好適
には２つの異なるマスク間で、あるいは１つのマスク上
の２つの連続的に照明される領域間で、所望のウェハパ
ターンを分割することを含んでいる。通常のリソグラフ
ィ装置について、このような技術は、ＳＰＩＥ Ｍｉｃ
ｒｏｌｉｔｈｏｇｒａｐｈｙ １９９３，Ｓａｎ Ｊｏ
ｓｅ ＣＡでＨ．Ｓｅｗｅｌｌにより発表された文献
“Ａ Ｎｅｗ ｄｉｍｅｎｓｉｏｎ ｉｎ ｐｈａｓｅ
−ｓｈｉｆｔ ｍａｓｋ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ”に開
示されている。本発明は、図１２〜図１７に示すよう
に、このような技術を拡張することを可能にする。これ
ら種々のマスク上の個々の明特徴からの露光が、ウェハ
上でオーバラップせず、完全に分離したパターンとして
焼付けられるならば、各マスク露光を、上述した装置に
よって独立して取扱うことができる。このようなオーバ
ラップした２重露光について最適な照明を得るために
は、ベクトルｓの長さを２倍にして、各半分がマスクの
１つについて最適照明を特定するようにする。行列Ｍの
列の数は、また、各マスクについて計算値または測定値
を収容するように２倍にされる。このようにして、チッ
プ切溝のパターンと１次回路アレイのパターンとについ
て独立の最適化照明を実現することができる。
る（後述する））は、２つ以上のマスク間で、最も好適
には２つの異なるマスク間で、あるいは１つのマスク上
の２つの連続的に照明される領域間で、所望のウェハパ
ターンを分割することを含んでいる。通常のリソグラフ
ィ装置について、このような技術は、ＳＰＩＥ Ｍｉｃ
ｒｏｌｉｔｈｏｇｒａｐｈｙ １９９３，Ｓａｎ Ｊｏ
ｓｅ ＣＡでＨ．Ｓｅｗｅｌｌにより発表された文献
“Ａ Ｎｅｗ ｄｉｍｅｎｓｉｏｎ ｉｎ ｐｈａｓｅ
−ｓｈｉｆｔ ｍａｓｋ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ”に開
示されている。本発明は、図１２〜図１７に示すよう
に、このような技術を拡張することを可能にする。これ
ら種々のマスク上の個々の明特徴からの露光が、ウェハ
上でオーバラップせず、完全に分離したパターンとして
焼付けられるならば、各マスク露光を、上述した装置に
よって独立して取扱うことができる。このようなオーバ
ラップした２重露光について最適な照明を得るために
は、ベクトルｓの長さを２倍にして、各半分がマスクの
１つについて最適照明を特定するようにする。行列Ｍの
列の数は、また、各マスクについて計算値または測定値
を収容するように２倍にされる。このようにして、チッ
プ切溝のパターンと１次回路アレイのパターンとについ
て独立の最適化照明を実現することができる。
【００８９】あるいはまた、２つのマスク・セットから
の露光を突き当てることが望まれる多くのケースがあ
る。図１２〜図１４は、前述した手順を用いて、最適照
明で露光された第１のマスク９００と、続いて、第１の
露光にアライメントされ、第１の露光で用いられる最適
照明とは異なる最適照明で露光された、第２のマスク９
０２とにより、前述した最適手順を用いることによっ
て、いかにしてこのような露光を実行できるかを模式的
に示している。重ね合わされた像から形成されるウェハ
像は、図１４に９０４で示されている。
の露光を突き当てることが望まれる多くのケースがあ
る。図１２〜図１４は、前述した手順を用いて、最適照
明で露光された第１のマスク９００と、続いて、第１の
露光にアライメントされ、第１の露光で用いられる最適
照明とは異なる最適照明で露光された、第２のマスク９
０２とにより、前述した最適手順を用いることによっ
て、いかにしてこのような露光を実行できるかを模式的
に示している。重ね合わされた像から形成されるウェハ
像は、図１４に９０４で示されている。
【００９０】ＯＫＩ ＣｏｒｐｏｒａｔｉｏｎのＨ．Ｊ
ｉｎｂｏおよびＹ．Ｙａｍａｓｈｉｔａは、重ね合わせ
露光の他の使用を提案している。これによれば、ＩＥＥ
Ｅ，１９９０により刊行された彼等の文献“０．２ Ｍ
ｉｃｒｏｎ ｏｒ Ｌｅｓｓｉ−ｌｉｎｅ Ｌｉｔｈｏ
ｇｒａｐｈｙ ｂｙ Ｐｈａｓｅ−Ｓｈｉｆｔｉｎｇ
Ｍａｓｋ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，”ＩＥＤＭ １９９
０ Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ Ｄｉｇｅｓｔ，ｐ．８２５に
記載されているように、ｘおよびｙ方向位相エッジの重
ね合わせ露光によって、負トーンのコンタクト・ホール
が焼付けられる。関連する考えは、図１５〜図１７に示
されているように、矩形を焼付けるために、ｘおよびｙ
方向グループ化ラインを重ね合わせ露光することであ
る。図１５〜図１７においては、マスク特徴９１０が最
適照明で結像され、次に、マスク特徴９１２が、最初の
露光で用いた最適照明とは異なる最適照明で結像され
る。この場合、また、特徴９１０，９１２についての最
適照明は、前述した手順に従って決定される。
ｉｎｂｏおよびＹ．Ｙａｍａｓｈｉｔａは、重ね合わせ
露光の他の使用を提案している。これによれば、ＩＥＥ
Ｅ，１９９０により刊行された彼等の文献“０．２ Ｍ
ｉｃｒｏｎ ｏｒ Ｌｅｓｓｉ−ｌｉｎｅ Ｌｉｔｈｏ
ｇｒａｐｈｙ ｂｙ Ｐｈａｓｅ−Ｓｈｉｆｔｉｎｇ
Ｍａｓｋ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，”ＩＥＤＭ １９９
０ Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ Ｄｉｇｅｓｔ，ｐ．８２５に
記載されているように、ｘおよびｙ方向位相エッジの重
ね合わせ露光によって、負トーンのコンタクト・ホール
が焼付けられる。関連する考えは、図１５〜図１７に示
されているように、矩形を焼付けるために、ｘおよびｙ
方向グループ化ラインを重ね合わせ露光することであ
る。図１５〜図１７においては、マスク特徴９１０が最
適照明で結像され、次に、マスク特徴９１２が、最初の
露光で用いた最適照明とは異なる最適照明で結像され
る。この場合、また、特徴９１０，９１２についての最
適照明は、前述した手順に従って決定される。
【００９１】前述したように、本発明は、フォトリソグ
ラフィ投影装置において、最適照明の方向性を決定して
設定する方法である。しかし、最適照明に関係する特定
の方法を、フォトリソグラフィ投影焼付け以外の目的に
使用できることを理解すべきである。例えば、本発明
を、光学的検査、あるいは多数の箇所（または等価的に
多数の方向）から照明し、照明位置（方向）の重ね合わ
せに基づく照明分布を最適化するプロセスを採用する光
学投影機の他の応用に用いることができる。
ラフィ投影装置において、最適照明の方向性を決定して
設定する方法である。しかし、最適照明に関係する特定
の方法を、フォトリソグラフィ投影焼付け以外の目的に
使用できることを理解すべきである。例えば、本発明
を、光学的検査、あるいは多数の箇所（または等価的に
多数の方向）から照明し、照明位置（方向）の重ね合わ
せに基づく照明分布を最適化するプロセスを採用する光
学投影機の他の応用に用いることができる。
【００９２】本発明は、従来技術に対していくつかの利
点を有している。１つのこのような利点は、最善の可能
な照明が、一定のレティクル特徴および光学投影装置に
対して決定され用いられることを可能にすることであ
る。さらに、照明源がレティクルを照明する能力におい
て制限されているケースにおいて“次の最善”を決定し
て設定する基礎として、最善の可能な照明を用いること
ができる。本発明は、また、フォトリソグラフィに固有
の改善される結像の困難性（例えば、レティクルに接近
して配置される小さな特徴を焼付けるときに生じる、い
わゆる近接効果）に大きな柔軟性を与える。最適照明に
よってこのような問題を正し、軽減する能力は、時間消
費およびコストのかかる手段の必要性を排除する。この
ような手段は、例えば、特定の製造工程のための必要な
特徴が、１つのマスク上に組合されていないときに、満
足に焼付けることのできないが故に、追加のマスクを作
成しなければならないことである。例えば、特定のマス
ク特徴に関連する歩留りの問題が、マスクが作成され
て、集積回路を製造するのに実際に使用されるまで、生
じないことが、リソグラフィにおいてしばしば起こる。
このような歩留りの問題は、フォトレジスト・プロセス
の露光時間あるいは他の調整を変えることによって、多
くの場合処理される。本発明は、リソグラフィ・プロセ
スにおいて多くの新しい自由度の調整を可能にし（すな
わち、図２の画素４０の照明）、歩留りの問題を補償す
るためにステップ１００，１０２，１０６で調整して、
図４のフローチャートを再実行できるように、自由度を
システマティックに調整する装置および方法を与える。
点を有している。１つのこのような利点は、最善の可能
な照明が、一定のレティクル特徴および光学投影装置に
対して決定され用いられることを可能にすることであ
る。さらに、照明源がレティクルを照明する能力におい
て制限されているケースにおいて“次の最善”を決定し
て設定する基礎として、最善の可能な照明を用いること
ができる。本発明は、また、フォトリソグラフィに固有
の改善される結像の困難性（例えば、レティクルに接近
して配置される小さな特徴を焼付けるときに生じる、い
わゆる近接効果）に大きな柔軟性を与える。最適照明に
よってこのような問題を正し、軽減する能力は、時間消
費およびコストのかかる手段の必要性を排除する。この
ような手段は、例えば、特定の製造工程のための必要な
特徴が、１つのマスク上に組合されていないときに、満
足に焼付けることのできないが故に、追加のマスクを作
成しなければならないことである。例えば、特定のマス
ク特徴に関連する歩留りの問題が、マスクが作成され
て、集積回路を製造するのに実際に使用されるまで、生
じないことが、リソグラフィにおいてしばしば起こる。
このような歩留りの問題は、フォトレジスト・プロセス
の露光時間あるいは他の調整を変えることによって、多
くの場合処理される。本発明は、リソグラフィ・プロセ
スにおいて多くの新しい自由度の調整を可能にし（すな
わち、図２の画素４０の照明）、歩留りの問題を補償す
るためにステップ１００，１０２，１０６で調整して、
図４のフローチャートを再実行できるように、自由度を
システマティックに調整する装置および方法を与える。
【００９３】ここで説明した本発明の範囲からはなれる
ことなく、上記方法および装置において、変更を行うこ
とができるので、前記説明に含まれたあるいは図面に示
されたすべての内容は、例示であり非限定の意味で解釈
されるべきである。
ことなく、上記方法および装置において、変更を行うこ
とができるので、前記説明に含まれたあるいは図面に示
されたすべての内容は、例示であり非限定の意味で解釈
されるべきである。
【００９４】まとめとして、本発明の構成に関して以下
の事項を開示する。 （１）結像すべき１つ以上の特徴を有するレティクル，
照明源，入射瞳を有する結像装置において、目標架空像
放射照度分布に対して照明を最適化する方法であって、
（ａ）前記照明源を用いて、前記レティクルを複数回照
明するステップを含み、各照明は、前記入射瞳内の１つ
以上の領域をアドレスし、（ｂ）１組のレティクル架空
像放射照度分布を生成するステップを含み、前記１組の
各放射照度分布は、前記領域の１つに対応し、（ｃ）前
記１組のレティクル架空像放射照度分布に基づいて、前
記照明源によって与える照明を決定し、前記目標架空像
放射照度分布に類似の架空像放射照度分布を生成するス
テップを含む、方法。 （２）前記目標架空像は、レティクル特徴放射照度透過
率として、定義される、上記（１）に記載の方法。 （３）前記ステップ（ｂ）は、前記分布を数値的に計算
することによって、前記放射照度分布を生成するステッ
プを含む、上記（１）に記載の方法。 （４）前記ステップ（ｂ）は、放射照度を電気信号に変
換する像走査装置を用いて前記分布を走査することに、
前記放射照度分布を生成するステップを含む、上記
（１）に記載の方法。 （５）前記ステップ（ｂ）において前記分布を生成する
ステップが、前記結像装置と前記レティクルにおける不
完全性を考慮する、上記（１）に記載の方法。 （６）前記ステップ（ａ）が、０〜１の所望の放射照度
を有する前記照明源によって、前記１つ以上の領域の各
々を照明するステップを含む、上記（１）に記載の方
法。 （７）前記ステップ（ａ）が、前記領域の制限された範
囲にわたって、０〜１の所望の放射照度を有する前記照
明源によって前記１つ以上の領域の各々を照明するステ
ップを含む、上記（１）に記載の方法。 （８）前記ステップ（ａ）が、０または１の放射照度を
有する前記照明源によって前記１つ以上の領域の各々を
照明するステップを含む、上記（１）に記載の方法。 （９）前記ステップ（ａ）が、前記領域の制限された範
囲にわたって、０または１の放射照度を有する前記照明
源によって前記１つ以上の領域の各々を照明するステッ
プを含む、上記（１）に記載の方法。 （１０）第１および第２のレティクルと、照明を有する
結像装置とによって、放射線感応媒体にパターンを形成
する方法において、（ａ）最適化された照明を用いて前
記第１のレティクルを露光するステップと、（ｂ）別個
に最適化された照明を用いて前記第２のレティクルを露
光し、前記放射線感応媒体に像を形成するステップと、
を含む方法。 （１１）焦点深度および入射瞳を有する結像装置と、前
記焦点深度内に設けられた結像面と、照明源とで、放射
線感応媒体にレティクルの像を形成する方法において、
（ａ）前記照明源によって与えられる照明を最適化し
て、前記レティクルを前記入射瞳を経て前記結像面に結
像するステップと、（ｂ）前記最適化された照明に、前
記レティクルを露光して、架空像を形成し、前記架空像
を、前記結像面に配置された前記放射線感応媒体に転写
するステップと、を含む方法。 （１２）前記ステップ（ａ）における照明の最適化を、
数値計算によって決定する、上記（１１）に記載の方
法。 （１３）前記ステップ（ａ）における照明の最適化を、
前記架空像を目標像と比較することによって、決定す
る、上記（１１）に記載の方法。 （１４）前記最適化された照明を、前記架空像と前記目
標像との間の差を最小にすることによって形成する、上
記（１１）に記載の方法。 （１５）前記ステップ（ｂ）は、０〜１の正規化された
放射照度に、前記レティクルを露光するステップを含
む、上記（１１）に記載の方法。 （１６）前記ステップ（ｂ）は、制限された数の前記領
域にわたって、０〜１の正規化された放射照度に、前記
レティクルを露光するステップを含む、上記（１１）に
記載の方法。 （１７）前記ステップ（ｂ）は、０または１の正規化さ
れた放射照度に、前記レティクルを露光するステップを
含む、上記（１１）に記載の方法。 （１８）前記ステップ（ｂ）は、制限された範囲の前記
領域にわたって、０または１の正規化された放射照度
に、前記レティクルを露光するステップを含む、上記
（１１）に記載の方法。 （１９）結像装置において最適の照明を与える装置であ
って、（ａ）照明源と、（ｂ）入射瞳および焦点深度を
有する結像レンズと、（ｃ）結像される１つ以上の特徴
を有するレティクルと、（ｄ）結像面と、（ｅ）前記１
つ以上のレティクル特徴の前記結像面で、架空像を決定
する決定手段と、（ｆ）前記決定手段に接続され、前記
決定手段によって決定された前記レティクル特徴の前記
架空像を、目標架空像と比較して、前記レティクル特徴
架空像と前記目標架空像との間の差を最小にする照明を
決定し、前記照明を表す第１の出力信号を発生する像解
析手段と、（ｇ）前記像解析手段および前記照明源に接
続され、前記第１の出力信号に基づいて、前記照明源が
前記照明を与えるように、前記照明源を制御する照明制
御手段と、を備える装置。 （２０）前記架空像を決定する前記決定手段が、放射照
度を電気信号変換する走査装置である上記（１９）に記
載の装置。 （２１）前記決定手段は、数値計算によって、前記レテ
ィクル特徴の前記架空像を決定する手段を有する、上記
（１９）に記載の装置。 （２２）前記結像面の放射線感応媒体を、前記焦点深度
内に保持する支持体を、さらに備える、上記（１９）に
記載の装置。 （２３）照明源と、入射瞳および焦点深度を有する結像
レンズと、結像される１つ以上の特徴を有するレティク
ルと、結像面とを有する結像装置に使用されるように構
成された照明最適化装置において、（ａ）前記１つ以上
のレティクル特徴の前記結像面で、架空像を決定する決
定手段と、（ｂ）前記決定手段に接続され、前記決定手
段によって決定された前記レティクル特徴の前記架空像
を、目標架空像と比較して、前記レティクル特徴架空像
と前記目標架空像との間の差を最小にする照明を決定
し、前記照明を表す第１の出力信号を発生する像解析手
段と、（ｃ）前記照明源および前記像解析手段に接続さ
れ、前記第１の出力信号に基づいて、前記照明源が前記
照明を与えるように、前記照明源を制御する照明制御手
段と、を備える装置。
の事項を開示する。 （１）結像すべき１つ以上の特徴を有するレティクル，
照明源，入射瞳を有する結像装置において、目標架空像
放射照度分布に対して照明を最適化する方法であって、
（ａ）前記照明源を用いて、前記レティクルを複数回照
明するステップを含み、各照明は、前記入射瞳内の１つ
以上の領域をアドレスし、（ｂ）１組のレティクル架空
像放射照度分布を生成するステップを含み、前記１組の
各放射照度分布は、前記領域の１つに対応し、（ｃ）前
記１組のレティクル架空像放射照度分布に基づいて、前
記照明源によって与える照明を決定し、前記目標架空像
放射照度分布に類似の架空像放射照度分布を生成するス
テップを含む、方法。 （２）前記目標架空像は、レティクル特徴放射照度透過
率として、定義される、上記（１）に記載の方法。 （３）前記ステップ（ｂ）は、前記分布を数値的に計算
することによって、前記放射照度分布を生成するステッ
プを含む、上記（１）に記載の方法。 （４）前記ステップ（ｂ）は、放射照度を電気信号に変
換する像走査装置を用いて前記分布を走査することに、
前記放射照度分布を生成するステップを含む、上記
（１）に記載の方法。 （５）前記ステップ（ｂ）において前記分布を生成する
ステップが、前記結像装置と前記レティクルにおける不
完全性を考慮する、上記（１）に記載の方法。 （６）前記ステップ（ａ）が、０〜１の所望の放射照度
を有する前記照明源によって、前記１つ以上の領域の各
々を照明するステップを含む、上記（１）に記載の方
法。 （７）前記ステップ（ａ）が、前記領域の制限された範
囲にわたって、０〜１の所望の放射照度を有する前記照
明源によって前記１つ以上の領域の各々を照明するステ
ップを含む、上記（１）に記載の方法。 （８）前記ステップ（ａ）が、０または１の放射照度を
有する前記照明源によって前記１つ以上の領域の各々を
照明するステップを含む、上記（１）に記載の方法。 （９）前記ステップ（ａ）が、前記領域の制限された範
囲にわたって、０または１の放射照度を有する前記照明
源によって前記１つ以上の領域の各々を照明するステッ
プを含む、上記（１）に記載の方法。 （１０）第１および第２のレティクルと、照明を有する
結像装置とによって、放射線感応媒体にパターンを形成
する方法において、（ａ）最適化された照明を用いて前
記第１のレティクルを露光するステップと、（ｂ）別個
に最適化された照明を用いて前記第２のレティクルを露
光し、前記放射線感応媒体に像を形成するステップと、
を含む方法。 （１１）焦点深度および入射瞳を有する結像装置と、前
記焦点深度内に設けられた結像面と、照明源とで、放射
線感応媒体にレティクルの像を形成する方法において、
（ａ）前記照明源によって与えられる照明を最適化し
て、前記レティクルを前記入射瞳を経て前記結像面に結
像するステップと、（ｂ）前記最適化された照明に、前
記レティクルを露光して、架空像を形成し、前記架空像
を、前記結像面に配置された前記放射線感応媒体に転写
するステップと、を含む方法。 （１２）前記ステップ（ａ）における照明の最適化を、
数値計算によって決定する、上記（１１）に記載の方
法。 （１３）前記ステップ（ａ）における照明の最適化を、
前記架空像を目標像と比較することによって、決定す
る、上記（１１）に記載の方法。 （１４）前記最適化された照明を、前記架空像と前記目
標像との間の差を最小にすることによって形成する、上
記（１１）に記載の方法。 （１５）前記ステップ（ｂ）は、０〜１の正規化された
放射照度に、前記レティクルを露光するステップを含
む、上記（１１）に記載の方法。 （１６）前記ステップ（ｂ）は、制限された数の前記領
域にわたって、０〜１の正規化された放射照度に、前記
レティクルを露光するステップを含む、上記（１１）に
記載の方法。 （１７）前記ステップ（ｂ）は、０または１の正規化さ
れた放射照度に、前記レティクルを露光するステップを
含む、上記（１１）に記載の方法。 （１８）前記ステップ（ｂ）は、制限された範囲の前記
領域にわたって、０または１の正規化された放射照度
に、前記レティクルを露光するステップを含む、上記
（１１）に記載の方法。 （１９）結像装置において最適の照明を与える装置であ
って、（ａ）照明源と、（ｂ）入射瞳および焦点深度を
有する結像レンズと、（ｃ）結像される１つ以上の特徴
を有するレティクルと、（ｄ）結像面と、（ｅ）前記１
つ以上のレティクル特徴の前記結像面で、架空像を決定
する決定手段と、（ｆ）前記決定手段に接続され、前記
決定手段によって決定された前記レティクル特徴の前記
架空像を、目標架空像と比較して、前記レティクル特徴
架空像と前記目標架空像との間の差を最小にする照明を
決定し、前記照明を表す第１の出力信号を発生する像解
析手段と、（ｇ）前記像解析手段および前記照明源に接
続され、前記第１の出力信号に基づいて、前記照明源が
前記照明を与えるように、前記照明源を制御する照明制
御手段と、を備える装置。 （２０）前記架空像を決定する前記決定手段が、放射照
度を電気信号変換する走査装置である上記（１９）に記
載の装置。 （２１）前記決定手段は、数値計算によって、前記レテ
ィクル特徴の前記架空像を決定する手段を有する、上記
（１９）に記載の装置。 （２２）前記結像面の放射線感応媒体を、前記焦点深度
内に保持する支持体を、さらに備える、上記（１９）に
記載の装置。 （２３）照明源と、入射瞳および焦点深度を有する結像
レンズと、結像される１つ以上の特徴を有するレティク
ルと、結像面とを有する結像装置に使用されるように構
成された照明最適化装置において、（ａ）前記１つ以上
のレティクル特徴の前記結像面で、架空像を決定する決
定手段と、（ｂ）前記決定手段に接続され、前記決定手
段によって決定された前記レティクル特徴の前記架空像
を、目標架空像と比較して、前記レティクル特徴架空像
と前記目標架空像との間の差を最小にする照明を決定
し、前記照明を表す第１の出力信号を発生する像解析手
段と、（ｃ）前記照明源および前記像解析手段に接続さ
れ、前記第１の出力信号に基づいて、前記照明源が前記
照明を与えるように、前記照明源を制御する照明制御手
段と、を備える装置。
【図１】本発明の光学投影装置を一般的な形で示す略図
である。
である。
【図２】図１の投影結像装置の投影結像レンズの入射瞳
の正面図である。
の正面図である。
【図３】図１に示した装置の特定の実施例の略図であ
る。
る。
【図４】ユーザの入力に基づいて、最適照明を推論し設
定するのに含まれる一般的な方法のフローチャートであ
る。
定するのに含まれる一般的な方法のフローチャートであ
る。
【図５】照明をおよび定めるのに用いられる最適化行列
を形成し評価するのに含まれる方法のフローチャートで
ある。
を形成し評価するのに含まれる方法のフローチャートで
ある。
【図６】必要とされる照明制御の程度に基づく解法ルー
チンを実施するのに用いられる方法のフローチャートで
ある。
チンを実施するのに用いられる方法のフローチャートで
ある。
【図７】従来世代のメモリＩＣに備えられるかもしれな
い特徴を含む位相シフト・マスクを示す図である。
い特徴を含む位相シフト・マスクを示す図である。
【図８】図１０に示される照明源分布に対し形成された
コンピュータシミュレーションに基づいた、図７の位相
シフト・マスクの架空像放射照度曲線を示す図である。
コンピュータシミュレーションに基づいた、図７の位相
シフト・マスクの架空像放射照度曲線を示す図である。
【図９】図１１に示される照明源分布に対し形成された
コンピュータシミュレーションに基づいた、図７の位相
シフト・マスクの架空像放射照度曲線を示す図である。
コンピュータシミュレーションに基づいた、図７の位相
シフト・マスクの架空像放射照度曲線を示す図である。
【図１０】図８の像を形成するために投影結像レンズの
入射瞳へ結像される照明源の放射照度分布を示す図であ
る。
入射瞳へ結像される照明源の放射照度分布を示す図であ
る。
【図１１】図９の像を形成するために投影結像レンズの
入射瞳へ結像される照明源の放射照度分布を示す図であ
る。
入射瞳へ結像される照明源の放射照度分布を示す図であ
る。
【図１２】連続露光でマスクを重ね合わせることによっ
て、１つのレジスト像を形成するのに用いることのでき
るマスクを示す図である。
て、１つのレジスト像を形成するのに用いることのでき
るマスクを示す図である。
【図１３】連続露光でマスクを重ね合わせることによっ
て、１つのレジスト像を形成するのに用いることのでき
るマスクを示す図である。
て、１つのレジスト像を形成するのに用いることのでき
るマスクを示す図である。
【図１４】図１２と図１３のマスクを重ね合わせること
によって得られたレジスト像を示す図である。
によって得られたレジスト像を示す図である。
【図１５】２重露光することのできる直交方向のグルー
プ化されたラインよりなるマスクを示す図である。
プ化されたラインよりなるマスクを示す図である。
【図１６】２重露光することのできる直交方向のグルー
プ化されたラインよりなるマスクを示す図である。
プ化されたラインよりなるマスクを示す図である。
【図１７】図１５と図１６のマスクを重ね合わせること
によって得られたレジスト像を示す図である。
によって得られたレジスト像を示す図である。
２０ 投影結像装置 ２２ 照明コントローラ ２４ 照明源 ２６ レティクル ２８ 入射瞳 ３０ 投影結像レンズ ３２ 像面 ４０ 瞳画素 ４２ 共役な面 ５０ 走査装置 ５２ 像アナライザ ６００ 架空像 ６０２ 矩形 ６０４ ギャップ ６０８，７０８ 等放射照度曲線 ８００，８０２ 照明パターン ９００，９０２，９１０，９１２ マスク ９０４，９１４ ウェハ像
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 アラン・エドワード・ローゼンブルース アメリカ合衆国 10598 ニューヨーク州 ヨークタウン ハイツ ヒッコリー ス トリート 3017
Claims (23)
- 【請求項１】結像すべき１つ以上の特徴を有するレティ
クル，照明源，入射瞳を有する結像装置において、目標
架空像放射照度分布に対して照明を最適化する方法であ
って、（ａ）前記照明源を用いて、前記レティクルを複
数回照明するステップを含み、各照明は、前記入射瞳内
の１つ以上の領域をアドレスし、（ｂ）１組のレティク
ル架空像放射照度分布を生成するステップを含み、前記
１組の各放射照度分布は、前記領域の１つに対応し、
（ｃ）前記１組のレティクル架空像放射照度分布に基づ
いて、前記照明源によって与える照明を決定し、前記目
標架空像放射照度分布に類似の架空像放射照度分布を生
成するステップを含む、方法。 - 【請求項２】前記目標架空像は、レティクル特徴放射照
度透過率として、定義される、請求項１記載の方法。 - 【請求項３】前記ステップ（ｂ）は、前記分布を数値的
に計算することによって、前記放射照度分布を生成する
ステップを含む、請求項１記載の方法。 - 【請求項４】前記ステップ（ｂ）は、放射照度を電気信
号に変換する像走査装置を用いて前記分布を走査するこ
とに、前記放射照度分布を生成するステップを含む、請
求項１記載の方法。 - 【請求項５】前記ステップ（ｂ）において前記分布を生
成するステップが、前記結像装置と前記レティクルにお
ける不完全性を考慮する、請求項１記載の方法。 - 【請求項６】前記ステップ（ａ）が、０〜１の所望の放
射照度を有する前記照明源によって、前記１つ以上の領
域の各々を照明するステップを含む、請求項１記載の方
法。 - 【請求項７】前記ステップ（ａ）が、前記領域の制限さ
れた範囲にわたって、０〜１の所望の放射照度を有する
前記照明源によって前記１つ以上の領域の各々を照明す
るステップを含む、請求項１記載の方法。 - 【請求項８】前記ステップ（ａ）が、０または１の放射
照度を有する前記照明源によって前記１つ以上の領域の
各々を照明するステップを含む、請求項１記載の方法。 - 【請求項９】前記ステップ（ａ）が、前記領域の制限さ
れた範囲にわたって、０または１の放射照度を有する前
記照明源によって前記１つ以上の領域の各々を照明する
ステップを含む、請求項１記載の方法。 - 【請求項１０】第１および第２のレティクルと、照明を
有する結像装置とによって、放射線感応媒体にパターン
を形成する方法において、（ａ）最適化された照明を用
いて前記第１のレティクルを露光するステップと、
（ｂ）別個に最適化された照明を用いて前記第２のレテ
ィクルを露光し、前記放射線感応媒体に像を形成するス
テップと、を含む方法。 - 【請求項１１】焦点深度および入射瞳を有する結像装置
と、前記焦点深度内に設けられた結像面と、照明源と
で、放射線感応媒体にレティクルの像を形成する方法に
おいて、（ａ）前記照明源によって与えられる照明を最
適化して、前記レティクルを前記入射瞳を経て前記結像
面に結像するステップと、（ｂ）前記最適化された照明
に、前記レティクルを露光して、架空像を形成し、前記
架空像を、前記結像面に配置された前記放射線感応媒体
に転写するステップと、を含む方法。 - 【請求項１２】前記ステップ（ａ）における照明の最適
化を、数値計算によって決定する、請求項１１記載の方
法。 - 【請求項１３】前記ステップ（ａ）における照明の最適
化を、前記架空像を目標像と比較することによって、決
定する、請求項１１記載の方法。 - 【請求項１４】前記最適化された照明を、前記架空像と
前記目標像との間の差を最小にすることによって形成す
る、請求項１１記載の方法。 - 【請求項１５】前記ステップ（ｂ）は、０〜１の正規化
された放射照度に、前記レティクルを露光するステップ
を含む、請求項１１記載の方法。 - 【請求項１６】前記ステップ（ｂ）は、制限された数の
前記領域にわたって、０〜１の正規化された放射照度
に、前記レティクルを露光するステップを含む、請求項
１１記載の方法。 - 【請求項１７】前記ステップ（ｂ）は、０または１の正
規化された放射照度に、前記レティクルを露光するステ
ップを含む、請求項１１記載の方法。 - 【請求項１８】前記ステップ（ｂ）は、制限された範囲
の前記領域にわたって、０または１の正規化された放射
照度に、前記レティクルを露光するステップを含む、請
求項１１記載の方法。 - 【請求項１９】結像装置において最適の照明を与える装
置であって、（ａ）照明源と、（ｂ）入射瞳および焦点
深度を有する結像レンズと、（ｃ）結像される１つ以上
の特徴を有するレティクルと、（ｄ）結像面と、（ｅ）
前記１つ以上のレティクル特徴の前記結像面で、架空像
を決定する決定手段と、（ｆ）前記決定手段に接続さ
れ、前記決定手段によって決定された前記レティクル特
徴の前記架空像を、目標架空像と比較して、前記レティ
クル特徴架空像と前記目標架空像との間の差を最小にす
る照明を決定し、前記照明を表す第１の出力信号を発生
する像解析手段と、（ｇ）前記像解析手段および前記照
明源に接続され、前記第１の出力信号に基づいて、前記
照明源が前記照明を与えるように、前記照明源を制御す
る照明制御手段と、を備える装置。 - 【請求項２０】前記架空像を決定する前記決定手段が、
放射照度を電気信号変換する走査装置である請求項１９
記載の装置。 - 【請求項２１】前記決定手段は、数値計算によって、前
記レティクル特徴の前記架空像を決定する手段を有す
る、請求項１９記載の装置。 - 【請求項２２】前記結像面の放射線感応媒体を、前記焦
点深度内に保持する支持体を、さらに備える、請求項１
９記載の装置。 - 【請求項２３】照明源と、入射瞳および焦点深度を有す
る結像レンズと、結像される１つ以上の特徴を有するレ
ティクルと、結像面とを有する結像装置に使用されるよ
うに構成された照明最適化装置において、（ａ）前記１
つ以上のレティクル特徴の前記結像面で、架空像を決定
する決定手段と、（ｂ）前記決定手段に接続され、前記
決定手段によって決定された前記レティクル特徴の前記
架空像を、目標架空像と比較して、前記レティクル特徴
架空像と前記目標架空像との間の差を最小にする照明を
決定し、前記照明を表す第１の出力信号を発生する像解
析手段と、（ｃ）前記照明源および前記像解析手段に接
続され、前記第１の出力信号に基づいて、前記照明源が
前記照明を与えるように、前記照明源を制御する照明制
御手段と、を備える装置。
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