(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
放射線の投射ビームを提供する放射システムと、
投射ビームが横断する対象物平面において所望のパターンに従って投射ビームをパターン化するように作用するパターン化手段を支持する支持構造体と、
基板を保持する基板テーブルと、
前記対象物平面の下流にあって、パターン化したビームを基板の目標部分上に投射する投射システムと、
投射システムの波面収差を測定する干渉測定システムとを含む平版投射装置において、
干渉測定システムが、
格子平面が概ね前記対象物平面と一致するように投射ビームへ出入するように運動可能であり、格子平面に格子パターンを有する格子と、
ピンホール平面においてピンホールパターンを有し、ピンホールプレートに配置されたピンホールであって、投射ビームへ出入するように運動可能であり、それによりピンホール平面が投射システムの下流の平面と概ね一致し且つ前記対象物平面に光学的共役な、ピンホールと、
検出面が検出平面と概ね一致した検出器であって、前記検出平面が、投射ビームの電界振幅の空間分布がピンホール平面における投射ビームの電界振幅の空間分布の概ねフーリエ変換である位置においてピンホールの下流に位置している、検出器とを含むことを特徴とする平版投射装置、
【請求項２】
前記パターン化手段がマスクであり、支持構造体がマスクテーブルであることを特徴とする請求項１に記載の平版投射装置。
【請求項３】
前記干渉測定システムが、マスクを保持する位置にマスクテーブルによって保持される格子モジュールを有し、格子が格子モジュールに設けられることを特徴とする請求項２に記載の平版投射装置。
【請求項４】
前記格子がパターン化手段を保持する位置から離れた位置において支持構造体に設けられることを特徴とする請求項１に記載の平版投射装置。
【請求項５】
前記パターン化手段が更に、格子パターンに従って投射ビームをパターン化するように作用することを特徴とする請求項１に記載の平版投射装置。
【請求項６】
前記測定システムが更に、正の背面焦点距離を有するレンズを含み、このレンズが前記背面焦点距離に概ね等しい格子平面に対する距離で放射システムと格子との間に位置していることを特徴とする請求項１から５までのいずれか１項に記載の平版投射システム。
【請求項７】
前記検出器が基板テーブルに設けられることを特徴とする請求項１から６までのいずれか１項に記載の平版投射装置。
【請求項８】
前記ピンホールプレートが基板テーブルに設けられることを特徴とする請求項１から７までのいずれか１項に記載の平版投射装置。
【請求項９】
前記測定システムが基板を保持する位置に基板テーブルによって保持されるセンサモジュールを含み、このセンサモジュールが検出器とピンプレートを含むことを特徴とする請求項１から６までのいずれか１項に記載の平版投射装置。
【請求項１０】
放射線の投射ビームを提供する放射システムと、
投射ビームにより横断される対象物平面において所望のパターンに従って投射ビームをパターン化するように作用するパターン化手段を支持する支持構造体と、
基板を保持する基板テーブルと、
対象物平面の下流にあって、基板の目標部分上にパターン化されたビームを投射する投射システムと、
投射システムの波面収差を測定する干渉測定システムとを含む平版投射装置における投射システムの波面収差を測定する方法において、
格子平面が前記対象物平面と概ね一致するように、格子平面に格子パターンを有する格子を投射ビーム内に設ける段階と、
ピンホールと検出器とを投射システムの下流の位置において投射ビームにさらし、かくてピンホールを横断する放射線が検出器によって検出可能であり、それによって前記ピンホールがピンホールプレート内に配置され、ピンホール平面においてピンホールパターンを形成し、ピンホール平面が、前記対象物平面に対し光学的に共役な平面と概ね一致し、前記検出器がピンホールの下流の検出平面と概ね一致する検出平面を含み、前記検出平面において、投射ビームの電界振幅の空間分布がピンホール平面における電界振幅の空間分布の概ねフーリエ変換である段階と、
放射線の投射ビームで格子を照射する段階と、
前記検出器で放射線の干渉縞パターンを検出する段階とを含むことを特徴とする投射システムの波面収差を測定する方法。
【請求項１１】
前記格子パターンが、それに沿って該格子パターンが周期的である第１の方向において格子周期を有し、更に、放射線を検出した後第１の位置から第２の位置まで位相ステップに等しい距離に亘って前記第１の方向に動いて、前記第２の位置において格子パターンの放射線の検出を繰り返すことを特徴とする請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
位相ステップに等しい距離が精々格子周期のｎ倍か格子周期の（ｎ＋ｉ）倍の一方であり、０．３＜ｎ＜０．４であり、ｉが整数であることを特徴とする請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
前記格子パターンが、それに沿って該格子パターンが周期的である第１の軸線に沿って格子周期を有し、前記ピンホールと検出器との双方が第１の位置を有し、放射線を検出した後、位相ステップに等しい距離に亘って第２の位置まで前記第１の軸線に沿って運動し、前記第２の位置において前記ピンホールパターンと検出器との放射線の検出を繰り返すことを特徴とする請求項１０に記載の方法。
【請求項１４】
前記格子パターンが第１の方向において格子周期を有し、ピンホールを横断する放射線の検出中に、該支持構造体と該基板テーブルが前記第１の方向に対して平行な方向に動かされ、該基板テーブルが該支持構造体の速度の、投射システムの倍率倍に等しい速度を有することを特徴とする請求項１０に記載の方法。
【請求項１５】
検出器の面における位置を、絞りを含む平面における対応する位置に関連させる予め選択した複数の係数の較正が、
予め選択した映像面の点に対する第１の波面収差を表わす第１の複数の測定データを取得する段階と、
投射システムの光軸に対して平行な予め選択した変位をピンホールおよび検出器に与える段階と、
ピンホールおよび検出器の前記予め選択した変位した位置における前記予め選択した映像面の点に対する第２の波面収差を表わす第２の複数の測定データを取得する段階と、
光学システムのシミュレーション・コンピュータ・プログラムを使用して前記第１と第２の波面収差の間の想定される差異を計算する段階と、
前記予め選択した複数の係数と、前記第１と第２の複数の測定データとを使用して第１と第２の波面収差の間の測定された差異を計算する段階と、
検出器の面における位置を、絞りを含む平面における位置に関連させる前記複数の係数を適合させることによって前記想定された差異と測定された差異との間の差を最小化する段階と、
適合された複数の係数で予め選択した複数の係数を置き換える段階とを含む方法によって得られることを特徴とする請求項１０に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は平版投射装置における波面収差を測定することに関する。特に、本発明は、放射線の投射ビームを提供する放射システムと、
投射ビームがトラバースする対象物平面において所望のパターンに従って投射ビームをパターン化するように作用するパターン化手段を支持する支持構造体と、
基板を保持する基板テーブルと、
前記対象物平面の下流にあって、パターン化したビームを基板の目標部分上に投射する投射システムと、
投射システムの波面収差を測定する干渉測定システムとを含む平版投射装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
本明細書で使用している「パターン化手段」という用語は投射ビームがトラバースする対象物平面において、入ってくる放射ビームに、基板の目標部分に形成すべきパターンに対応するパターン化された断面を付与するために使用しうる手段を称するものと広義に解釈すべきである。前記目標部分は投射システムを介して対象物平面と光学的に共役である。前記投射システムは前記対象物平面に対して倍率（一般に＜１）を有する。「光弁」という用語もこのことに関連して使用しうる。一般に、前記パターンは例えば集積回路またはその他の素子（以下参照）のような目標部分に形成されている素子の特定の機能層に対応する。そのようなパターン化手段の例としては、
マスク。マスクの概念は平版印刷技術おいて周知であり、例えば、バイナリ、交番位相シフト、減衰位相シフト並びに各種のハイブリッドマスク型式のようなマスク型式を含む。そのようなマスクを投射ビーム内に置くことは、マスク上のパターンに従ってマスクに衝突する放射線を（透過マスクの場合は）選択的に透過させ、または（反射マスクの場合は）選択的に反射させる。マスクの場合、支持構造体は一般にマスクテーブルであって、それはマスクが入ってくる放射ビーム内に所望の位置に確実に保持されうるようにし、かつ希望に応じてビームに対して動きうるようにする。
プログラム化可能なアレイ。そのような素子の一例が粘弾性の制御層と反射面とを有するマトリックスアドレス可能な面である。そのような装置の背景にある基本原理は（例えば）反射面のアドレスされた領域が入射光を回折された光線として反射し、一方非アドレス領域が入射光線を非回折光線として反射する。適当なフィルタを使用して、前記非回折光線は反射されたビームから濾過され、回折された光線のみを残す。ビームはマトリックスアドレス可能な面のアドレスパターンに従ってパターン化されるようになる。プログラム化可能なミラーアレイの代替実施例は、適当な局所化した電界を供給することによって、または圧電作動手段を採用することによって軸線の周りで各々が個々に傾斜しうる小さいミラーのマトリック配置を採用している。前記ミラーもマトリックスアドレス指定が可能であるので、そのようなアドレス指定されたミラーは異なる方向で未アドレスミラーに入射する放射線ビームを反射させる。このようにして、反射されたビームはマトリックスアドレス指定可能なミラーのアドレスパターンに従ってパターン化される。必要なマトリックスアドレス指定は適当な電子手段を使用して実行可能である。前述した双方の状態において、パターン化手段は１個以上のプログラム化可能なミラーアレイから構成しうる。ミラーアレイに関する更なる情報は、参考のために本明細書に組み込んでいる米国特許第５，２９６，８９１号および同第５，５２３，１９３号並びにＰＣＴ特許出願第ＷＯ９８／３８５９７号および同第ＷＯ９８／３３０９６号から集めることができる。プログラム化可能なミラーアレイの場合、前記支持構造体は、例えば必要に応じて、固定または可動にされるフレームまたはテーブルとして実施してよい。
プログラム化可能なＬＣＤアレイ。そのような構造の一例が参考のために本明細書に含めている米国特許第５，２２９，８７２号において提供される。前述のように、この場合の支持構造体は、例えば必要に応じて固定または可動にされるフレームまたはテーブルとして実施してよい。簡単のために、この点に関する残りのものはある個所においてマスクおよびマスクテーブルを含む例を特に指向してよい。しかしながら、前記場合に述べた全体の原理は前述のように広義のパターン化手段として理解すべきである。
【０００３】
平版投射装置は例えば集積回路（ＩＣ）の製造に使用することができる。そのような場合、パターン化手段はＩＣの個々の層に対応する回路パターンを発生させることができ、このパターンは放射線に感応する材料（レジスト）の層でコーティングした基板（シリコンウェーファー）上に（例えば、１個以上のダイからなる）目標部分上に結像することができる。一般に、単一のウェーファーは一時に一回の割りで投射システムを介して順次照射される隣接の目標部分の全体ネットワークを包含している。マスクテーブル上のマスクによるパタンー化することを採用する現在の装置においては、２種類の型式の機械間で区別が可能である。一方の型式の平版投射装置においては、各目標部分は一回の操作で目標部分にマスクパターン全体を露出することによって照射される。そのような装置は一般にウェーファーステッパと称されている。ステップアンドスキャン装置と一般に称されている代替的な装置においては、各目標部分は所定の基準方向（「走査」方向）において投射ビームの下でマスクパターンを順次走査し、一方同時に前記方向に対して平行または非平行に基板テーブルを同期的に走査することによって照射される。一般に投射システムは倍率Ｍ（Ｍ＜１）を有するので、基板テーブルが走査される速度Ｖはマスクテーブルが走査されるもののＭ倍である。ここで述べている平版印刷装置に関する更なる情報は、例えば参考のために本明細書に含めている米国特許第６，０４６，７９２号から集めることができる。
【０００４】
平版投射装置を使用する製造工程において、（例えば、マスクの）パターンは放射線感応材料（レジスト）の層によって少なくとも部分的に被覆された基板上に結像される。この結像段階に先立って、基板は、例えばプライミング、レジストコーティング、およびソフトベークのような各種の工程を経由してよい。露出の後、基板は、例えば露出後ベーキング（ＰＥＢ），現像、ハードベイキング、および結像された特徴の測定／検査のようなその他の工程を通してよい。この工程の配列は例えばＩＣのような素子の個々の層をパターン化する基準として使用される。次に、そのようなパターン化された層は、エッチング、イオン注入（ドーピング）、金属化、酸化、化学―機械的研磨など全て個々の層を仕上げするためのものである各種の工程を通してよい。数枚の層が必要な場合、全体の工程またはその変形が各々の新しい層に対して繰り返される必要がある。最終的な素子のアレイが基板（ウェーファー）上に存在することになる。次に、これらの素子は例えばダイシングまたはソーイングのような技術によって相互に分離され、それから個々の層はキャリヤに装着され、ピンに接続されたり、等など行いうる。そのような工程に関する更なる情報は、例えば参考のために本明細書に含めている、１９９７年、マグロウヒル出版社（ＭｃＧｒａｗＨｉｌｌ  Ｐｕｂｌｉｓｈｉｎｇ  Ｃｏ）刊行のピータ・ファン・ザント（Ｐｅｔｅｒ  ｖａｎ  Ｚａｎｔ）による「マイクロチップ製作、半導体処理のための実用ガイド」（Ｍｉｃｒｏｃｈｉｐ  Ｆａｂｒｉｃａｔｉｏｎ：  Ａ  Ｐｒａｃｔｉｃａｌ  Ｇｕｉｄｅ  ｔｏ  Ｓｅｍｉｃｎｄｕｃｔｏｒ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ）の第３版、ＩＳＢＮ００７―０６７２５０―４という名称の本から取得することができる。
【０００５】
説明を簡単にするために、投射システムは以下「レンズ」と称する。しかしながら、この用語は例えば屈折光学装置、反射光学装置、および反射屈折システムを含む各種型式の投射システムを網羅するものと広義に解釈すべきである。照射システムは、また放射線の投射ビームを指向、成形または制御するためのこれらの設計型式のいずれかに従って作動する要素を含んでよく、そのような要素は以下集約して、または単独に「レンズ」と称してもよい。投射ビームがトラバースする第１の要素に対する投射ビームがトラバースする第２の要素の位置は説明を簡単にするために以下、前記第１の要素の「上流」または「下流」と称する。この点に関して、「下流」という表現は第１の要素から第２の要素までの変位が投射ビームの伝播方向に沿った変位であることを指示する。同様に、「上流」とは第１の要素から第２の要素への変位が投射ビームの伝播方向とは反対の方向への変位を指示する。更に、平版印刷装置は２個以上の基板テーブル（および（または）２個以上のマスクテーブル）を有する型式のものでもよい。そのような「多段」装置においては、追加のテーブルを平行に使用することができ、１個以上の他のテーブルが露出のために使用されている間に１個以上のテーブルにおいて準備段階を実行することができる。二段式の平版装置が参考のため本明細書に含めている例えば米国特許第５，９６９，４４１号および国際特許第９８／４０７９１号に記載されている。
【０００６】
益々増大する数の要素をＩＣに集積したいという希望がある。このことを実現するには、要素のサイズを小さくし、したがって基板の目標部分に益々小型化された細部、または線の幅を投射しうるようにするために投射システムの解像度を増すことが必要である。投射システムに対しては、このことは投射システムおよび投射システムに使用されるレンズ要素が極めて厳しい品質上の要件を満足させる必要がある。レンズ要素および投射システムの製造の間に慎重を期したにも拘わらず、それらは依然として、例えばずれ、焦点ボケ、非点収差、コマ収差、投射システムによって基板の目標部分に投射された像の映像面に亘る球面収差のような波面収差は避けられないでいる。そのような収差は像の映像面に亘って発生する結像された線の幅の変動の重大な発生源である。像の映像面での種々の個所における結像された線の幅は一定であることが重要である。線の幅の変動が大きい場合、像の映像面が投射されている基板は基板の品質検査の間に不合格にされることがある。例えば位相シフトまたは芯外し照射のような技術を使用すると、像の線幅に対する波面収差の影響は更に増大しうる。
【０００７】
レンズ要素の製造の間、レンズ要素の波面収差を測定し、この要素の収差を調整するために測定された結果を使用し、または品質が十分ない場合にはこの要素を不合格にすることは有利である。レンズ要素が投射システムを形成するために合わされる場合、投射システムの波面収差を測定することも必要である。これらの測定は投射システムの波面収差を最小化するために投射システムにおけるあるレンズ要素の位置を調整するために使用してもよい。
【０００８】
投射システムが平版投射装置に組み込まれた後、波面収差を再度測定してよい。更に、波面収差は投射システムにおいて、例えばレンズの材質の劣化またはレンズの加熱作用（レンズの材質が局所的に加熱されること）のために時間の経過に伴って変動しうるので、本装置の作動の間時間の経過のある瞬間において収差を測定し、かつ波面収差を最小化するためにある可動レンズ要素を調整することが必要になりうる。レンズの加熱作用が発生しうる短い時間のスケールで波面収差を頻繁に測定することを必要とすることがある。
【０００９】
平版投射装置の投射システムの波面収差をその場で測定する干渉式の測定システムの使用についてはＳＰＩＥの会報、Ｖｏｌ４０００、１２４５―１２４９（２０００）の編集者ジェイ・プログラー（Ｊ．Ｐｒｏｇｌｅｒ）による光学マイクロリソグラフィー（Ｏｐｔｉｃａｌ  Ｍｉｃｒｏｌｉｔｈｏｇｒａｐｈｙ）ＸＩＩＩのピー・ベンカタラマン他（Ｐ．Ｖｅｎｋａｔａｒａｍａｎ，ｅｔ．ａｌ）による「位相シフト点回折干渉を使用したステッパの収差」（Ａｂｅｒｒａｔｉｏｎｓ  ｏｆ  ｓｔｅｐｐｅｒｓ  ｕｓｉｎｇ  Ｐｈａｓｅ  Ｓｈｉｆｔｉｎｇ  Ｐｏｉｎｔ  Ｄｉｆｆｒａｃｔｉｏｎ  Ｉｎｔｅｒｆｅｒｏｍｅｔｒｙ）に記載されている。位相シフト点回折干渉計測方法および対応するシステムが参考のために本明細書に含めている、２０００年８月８日発行されたピー・ピー・ナロウ他（Ｐ．Ｐ．Ｎａｕｌｌｅａｕ  ｅｔ  ａｌ）に対する米国特許第６，１００，９７８号に開示されている。位相シフト点回折干渉測定および対応する測定システムは以下それぞれ、ＰＳＰＤＩ方法およびＰＳＰＤＩシステムと称する。開示されたＰＳＰＤＩシステムは投射システムがそれらをトラバースする順に以下述べる要素を含むことを特徴としている。すなわち、対象平面の第１のピンホールと、回折によって試験ビームと基準ビームとを発生するために対象平面と投射システムとの間の（線と空間との一次元の周期的な構造を備えた）回折格子と、投射システムと、（試験ビームがトラバースする）ウインドウピンホールと、対象平面と光学的に共役な平面における（基準ビームがトラバースし、非収差の基準ビームを発生させ空間フィルタとして作用する）基準ピンホールとからなる一組２個のピンホールである。試験ビームと基準ビームとは一組２個のピンホールの下流における検出器の面で干渉縞パターンを発生させる。この干渉縞パターンは波面収差に関する情報を有する。一般にキャリヤ基板の平面における回折パターンとして実施される格子はビームスプリッタとして作用し、前記格子は対象平面に対し光学的に共役な平面において基準ビームおよび試験ビームがトラバースする領域を横方向に十分分離するように前記対象平面の下流に位置させる。更に、前記格子は収差を測定するために必要に応じて検出器の面と関連した座標系に対して干渉縞パターンの（以下説明するような）「位相シフト」を提供するように投射ビームの伝播方向に対して直角の方向に運動可能である。
【００１０】
干渉縞パターンの前記位相シフトは前記座標系に対して干渉縞パターンをシフトすることを伴う。干渉計測に関連する「位相シフト」の説明については、例えばニューヨークのジョン・ウイリ―・アンド・サンズ社（Ｊｏｈｎ  Ｗｉｌｅｙ  ＆  Ｓｏｎｓ）発行のディ・マラカラ（Ｄ．Ｍａｌａｃａｒａ）による「光学ショップ試験」（Ｏｐｔｃａｌ  Ｓｈｏｐ  Ｔｅｓｔｉｎｇ）を参照されたい。位相シフトを提供する（例えば、格子のような）光学要素の運動は以下「位相ステッピング」と称する。前記干渉縞パターンを提供するための（例えば、格子のような）光学要素の有限運動は以下「位相ステップ」と称する。
【００１１】
平版投射装置におけるＰＳＰＤＩシステムの実施例はパターン化手段を支持する支持構造体および基板を保持する基板テーブルの他に格子を支持および（または）格子を投射ビームへ出入させ、および（または）格子を位相ステッピングするための１個以上の専用の可動の支持構造体を含む。これらの一個以上の専用の支持構造体を平版投射装置に組み込むことは、平版投射装置の機械的複雑さを付加し、かつその製造コストを上昇させる。更に、前述のように、ＰＳＰＤＩシステムにおいては、検出器に衝突する各個々のビーム（試験ビームと基準ビーム）とはトラバースする２個のピンホール、すなわち投射システムの上流の１個のピンホールと投射システムの下流における１個のピンホールとを有する。ＰＳＰＤＩシステムに対して典型的なこのような状況が検出器の到達しうる放射線の量、従って測定システムの感度に対して制限を加えている。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は平版投射装置において波面収差を測定し、一方１個以上の専用の可動支持構造体を組み込むことの問題を軽減する測定システムを提供することである。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
本発明のこの、およびその他の目的は本明細書の序説において特定した平版投射装置であって、干渉計測式測定システムが、
格子平面に格子パターンを有する格子であって、格子の平面が対象平面と概ね一致するように投射ビームへ出入するのが可能な格子と、
ピンホール平面にピンホールパターンを有し、ピンホール平面に配置されるピンホールであって、ピンホール平面が投射システムの下流の平面と概ね一致するように投射ビームへ出入可能であり、前記対象物平面に対し光学的に共役なピンホールと、
検出平面と概ね一致した検出面を備えた検出器であって、投射ビームの電界の振幅の空間分布がピンホール平面における投射ビームの電界振幅の空間分布の概ねフーリエ変換である個所において前記検出平面がピンホールの下流に位置している検出器とを含むことを特徴とする本発明による平版投射装置において達成される。
【００１４】
平版投射装置に組み込んだ測定システムでは、投射システムの波面収差の測定がその場で可能になる。本発明に関連して「格子パターン」という用語は本明細書および特許請求の範囲を通して、いずれかの周期的な構造体を包含するものと解釈すべきである。また、本発明に関連して「ピンホール」という用語は本明細書および特許請求の範囲を通して、例えば円形、スリット形状、長方形、および概ね四角の形状のような１個以上の任意の形状を包含するものと解釈すべきである。格子を照射すると、投射システムの波面収差を表わす放射線の干渉縞パターンを特徴とする強度分布が前記ピンホールの下流の前記検出平面において得られる。波面収差が何ら存在しない場合、前記干渉縞パターンは概ね均一な強度分布である。波面収差が存在すると、前記強度分布は不均一であり、一般に干渉縞を包含している。本発明の説明において、「干渉縞パターン」という用語は干渉縞の通常の概念を言及する以外に、収差が不在の場合に典型的である均一な強度分である概ね均一な強度分布も言及するものと解釈すべきである。本発明において利用している物理的原理のあるものが、例えば米国光学学会誌（Ｊｏｕｒｎａｌｏｆ  ｔｈｅ  Ｏｐｔｉｃａｌ  Ｓｏｃｉｅｔｙ  ｏｆ  Ａｍｅｒｉｃａ）のＶｏｌ、１６、１３１―１３９（１９９９）のジェイ。ブラート他（Ｊ．Ｂｒａａｔ  ｅｔ  ａｌ）による「光源を展開したロンチ検査の改良」（Ｉｍｐｒｏｖｅｄ  Ｒｏｎｃｈｉ  ｔｅｓｔ  ｗｉｔｈ  ｅｘｔｅｎｄｅｄ  ｓｏｕｒｃｅ）に説明されている。前記検出平面は、例えば、ピンホールから出てくる放射線の電界振幅の計算に「フラウンホッファ回折」（Ｆｒａｕｎｈｏｆｅｒ  Ｄｉｆｆｒａｃｔｉｏｎ）が近似化が適用可能であるピンホールの下流の位置に位置しうる。そのような位置において、投射ビームの電界振幅の空間分布が概ねピンホール平面における投射ビームの電界振幅の空間分布のフーリエ変換である。
【００１５】
収差の測定に必要とされる、検出面と関連した座標系に対する干渉縞パターンの位相シフトを格子またはピンホールを位相ステッピングすることによって提供することができる。
【００１６】
パターン化手段がマスクであり、支持構造体がマスクを保持するマスクテーブルである場合、格子はマスクとして同じ外側範囲を有する格子モジュールに提供することが可能であり、マスクテーブルは格子モジュールを保持するために使用することができる。波面収差を測定している間、格子モジュールは、投射装置の通常の使用中マスクが保持されている位置に保持することができる。この方法の一つの利点は格子を保持したり、および（または）格子を投射ビームに出入させたり、および（または）格子を位相ステップする必要がないということである。別な利点は投射の間格子に質量がマスクテーブルの質量に追加されないので、マスクを加速、減速するのが容易であることである。前述のように、ＰＳＰＤＩシステムにおいて、検出器に衝突する各個々のビーム（試験ビームおよび（または）基準ビーム）は２個のピンホール、すなわち投射システムの上流の１個のピンホールおよび投射システムの下流の１個のピンホールをトラバースしている。これらの２個のピンホールは各々単一のピンホール開口として実施され、本発明とは対照的に複数の開口から構成しうるピンホールパターンを有しない。ＰＳＰＤＩシステムに対して典型的であるこのような状況は検出器に到達しうる放射線の量を制限している。ＰＳＰＤＩシステムの使用に対する本発明の別な利点は前記制限が複数の開口からなるピンホールパターンを使用することによって緩和され、感度を改善することができることである。
【００１７】
マスクと同じ外側範囲を有する格子モジュールに格子を提供する代わりに代案としてパターン化手段が支持されている位置から離れた位置において支持構造体に格子を提供することができる。投射システムの波面収差を測定する必要があるときはいつでも格子は波面収差測定を実行するために投射ビーム内へ容易に動かすことができる。測定を終了した後、パターン化手段は投射ビーム内へ動かされ、本投射装置はパターン化したビームを基板の目標部分上に投射し続けることができる。平版投射装置の作動の間波面収差を間歇的に測定するこの方法は時間の節約ができ、例えば短時間のスケールでのレンズ加熱作用を補正するのに必要な頻繁な波面収差測定を可能にする。別な方法において、パターン化手段はまた断面に投射ビームを格子パターンによりパターン化するためにも使用しうる。このことは本投射装置に何ら追加の格子を設ける必要がないため有利である。
【００１８】
ピンホールをトラバースする放射線を検出するための検出器は、例えば基板テーブルに設けることができる。前記ピンホールプレートは、また例えば基板テーブルに設けてもよい。また、ピンホールプレートと検出器とをセンサモジュールに設けることもでき、該センサモジュールは波面収差の測定の間、パターン化されたビームを投射している間基板が保持されている位置にある基板テーブルに設けてもよい。投射システムの波面収差を測定した後、センサモジュールは基板と置き換えてもよく、そのため基板の目標部分上へのパターン化したビームの投射は継続しうる。利点はセンサとピンホールプレートとがセンサモジュールに組み込まれると、センサモジュールの質量は平版投射装置の通常の作動の間基板の質量に追加されることがないことであり、別な利点はセンサが基板テーブルにおいて何ら空間を占拠しないことである。
【００１９】
本発明の別な局面によると、
放射線の投射ビームを提供する照射システムと、
投射ビームがトラバースする対象物平面において所望のパターンに従って投射ビームをパターン化するように作用するパターン化手段を支持する支持構造体と、
基板を保持する基板テーブルと、
前記対象平面の下流にあって、基板の目標部分上にパターン化されたビームを投射する投射システムと、
投射システムの波面収差を測定する干渉測定システムとを含む平版投射装置の波面収差を測定する方法であって、
格子平面が前記対象平面と概ね一致するように格子平面において格子パターンを有する格子を投射ビーム内へ提供する段階と、
ピンホールをトラバースする放射線が検出器によって検出可能なように投射システムの下流の位置において投射ビームにピンホールと検出器とを提供し、それによって前記ピンホールがピンホール平面に配置され、ピンホール平面にピンホールパターンを有し、前記ピンホールは前記対象平面に対し光学的に共役な平面と概ね一致し、前記検出器が前記ピンホールの下流における検出平面と概ね一致する検出面を含み、前記検出平面において、投射ビームの電界振幅の空間分布がピンホールの平面における電界振幅の空間分布の概ねフーリエ変換である段階と、
放射線の投射ビームで格子を照射する段階と、
前記検出器で放射線の干渉縞パターンを検出する段階とを含む平版投射装置において投射システムの波面収差を測定する方法が提供される。
【００２０】
格子および（または）ピンホールを位相ステッピングすることによって、干渉縞パターンは検出器の面の上を動く。検出器の面上の複数の個所において位相段階の関数として検出された強度は、例えばニューヨークのジョン・ウィーリー・アンド・サンズ社（Ｊｏｈｏｎ  Ｗｉｌｅｙ  ＆  Ｓｏｎｓ，Ｉｎｃ．，Ｎｅｗ  Ｙｏｒｋ）刊行のディー・マラカラ（Ｄ．Ｍａｌａｃａｒａ）による「光学ショップ検査」（Ｏｐｔｉｃａｌ  Ｓｈｏｐ  Ｔｅｓｔｉｎｇ）の第２版、１４章に説明されているように波面収差を計算するために使用可能である。この測定は複数回特定の測定位置において繰り返す必要があり、そのため格子またはピンホールは格子パターンまたはピンホールパターンが周期的である一つ以上の所定の方向において位相段階と等しい距離だけ運動させる必要がある。例えば格子の位相段階は格子の周期に前記一つ以上の所定の方向に沿った格子パターンの周期の１／３（または格子の周期の整数に格子周期の１／３を加えたもの）より小さいか、または等しいことが好ましい。周期という用語は格子のパターンにおける所定の方向に沿った周期構造が繰返される距離を言及する。この測定では、特定の測定位置、特に結像された映像面における特定の方向における波面収差を測定することができる。映像面における複数の個所の波面収差に関する情報を得るために、少なくとも二方向に沿って結像された映像面における対応の複数の測定個所における波面収差を測定する必要がある。位相ステッピングは格子を動かしたり、および（または）ピンホールを動かすことによって提供することができる。投射システムの倍率Ｍ（Ｍ＜１）のため、マスクテーブルによって（投射システムの上流に位置した）格子を動かすための必要精度は（投射システムの下流に位置した）ピンホールを動かすものより低い。
【００２１】
ＩＣの製造において本発明による装置の使用をこの関連で特に参照することが可能であるが、そのような装置はその他の多くの適用可能性を有することを明確に理解すべきである。例えば、本発明による装置は集積光学システム、磁気ドメインメモリ用の案内および検出パターン、液晶ディスプレイパネル、薄膜磁気ヘッド等の製造にも採用しうる。当該技術分野の専門家にはそのような代替的な適用に関連して、「レチクル」、「ウェーファー」、または「ダイ」という用語の使用はより一般的な用語である、それぞれ「マスク」、「基板」および「目標」という用語に置き換えたものと考えれられることを認めるであろう。
【００２２】
本明細書において、「放射線」、および「ビーム」という用語は（例えば、波長が３６５、２４８、１９３、１５７または１２６ｎｍである）紫外線、およびＥＵＶ（例えば波長が５―２０ｎｍの範囲である遠紫外線）を含むすべての種類の電磁放射線を網羅するのに使用されている。
【００２３】
本発明の実施例を例示のみとして添付の概略図を参照して以下説明する。
【００２４】
図において、同じ参照番号は同じ部材を指示する。
【００２５】
【発明の実施の形態】
実施例 １
図１は本発明の特定実施例による平版投射装置を概略的に示す。本装置は、
放射線（例えばＵＶまたはＵＶ放射線）の投射ビームＰＢを供給するための放射システム、Ｅｘ，ＩＮ，ＣＯ、
マスクＭＡ（例えば、レチクル）を保持するためのマスクホルダを備え、マスクをアイテムＰＬに対して正確に位置決めするための第１の位置決め手段に接続された第１の対象物テーブル（マスクテーブル）、
基板Ｗ（例えばレジストをコーティングしたシリコンウェーファー）を保持するための基板ホルダを備え、アイテムＰＬに対して基板を正確に位置決めするための第２の位置決め手段に接続されている第２の対象物テーブル（基板テーブル）、
マスクＭＡの照射された部分を基板Ｗの目標部分Ｃ（例えば、１個以上のダイから構成される）上に結像するための投射システム（「レンズ」）ＰＬ（例えば、屈折または反射屈折システムまたはミラー群）を含む。投射システムＰＬは絞り平面における絞りＰＵを含む。一般に、絞りＰＵは基板Ｗに衝突する投射ビーム放射線の開口数を制御する円形の開口である。ここで示すように、本装置は透過型式である（すなわち、透過マスクを有する）。しかしながら、一般に本装置は例えば（反射マスクを備えた）反射型式でもよい。代替的に、本装置は例えば前述したような型式のプログラム化可能なミラーアレイのような別な種類のパターン化手段を採用してもよい。
【００２６】
光源ＬＡ（例えば、ＨＧランプ、エキシマレーザ、ストレージリングまたはシンクロトロンにおける電子ビームの通路の周りに設けられたアンジュレータまたはプラズマ源）が放射線のビームを発生させる。このビームは直接または、例えばビームエクスパンダＥｘのような調整手段をトラバースした後に照射システム（イルミネータ）ＩＬ内へ送られる。イルミネータＩＬはビーム内での強度分布の（一般にσ―外側およびσ―内側とそれぞれ称される）外側および（または）内側の半径方向範囲を設定する調整手段ＡＭを含みうる。更に、それは一般に例えば積分器ＩＮおよび集光装置ＣＯのようなその他の各種の要素を含む。このように、マスクＭＡに衝突するビームＰＢはその断面において所望の均一性と強度分布とを有する。
【００２７】
図１に関して、光源ＬＡ（光源ＬＡが例えば水銀ランプである場合はよくあることであるが）平版投射装置のハウジング内に位置しうるが、それはまた平版投射装置から遠隔に位置させてもよく、それが発生させる放射線ビームは（例えば、適当な指向ミラーの助けによって）本装置内へ導入されることに注目すべきである。この後者の方法は光源ＬＡがエキシマレーザである場合はよくあることである。本発明および特許請求の範囲はこれら双方の方法を含む。
【００２８】
その後ビームＰＢはマスクテーブルＭＴに保持されたマスクＭＡを遮る。ビームＰＢはマスクＭＡをトラバースすると、レンズＰＬを通過し、該レンズはビームＰＢを基板Ｗの目標部分Ｃ上に集光する。第２の位置決め手段（および干渉測定手段ＩＦ）の助けによって、基板テーブルＷＴは、例えば種々の目標部分ＣをビームＰＢの通路に位置させるために正確に運動することが可能である。同様に、第１の位置決め手段は、例えばマスクライブラリからマスクＭＡを機械的に検索した後、または走査の間にビームＰＢの通路に対してマスクＭＡを正確に位置決めするために使用可能である。一般に、対象物テーブルＭＴ，ＷＴの運動は図１には明確に示していない長いストロークのモジュール（粗い位置決め）および短いストロークのモジュール（微細な位置決め）により実現される。しかしながら、（ステップアンドスキャン装置とは対照的に）ウェーファーステッパの場合マスクテーブルＭＴは短いストロークのアクチュエータに接続するか、または固定してもよい。
【００２９】
図示した装置は２種類のモードで使用可能である。
ステップモードにおいて、マスクテーブルＭＴは基本的に固定され、マスク像全体は目標部分上に一回の作動（すなわち一回の「フラッシュ」）で投射される。次に、基板テーブルＷＴは異なる目標部分ＣがビームＰＢによって照射されうるようにｘおよび（または）ｙ方向にシフトされる。
スキャン（走査）モードにおいて、所定の目標部分Ｃが一回の「フラッシュ」で露出されないことを除いて基本的に同じ方法が適用される。代わりに、マスクテーブルＭＴは速度ｖで所定の方向（所謂「走査方向」、例えばｙ方向）に運動可能であり、そのため投射ビームＰＢはマスクの像の上を走査するようにされ、同時に、基板テーブルＷＴはＶ＝Ｍｖの速度で同じまたは反対の方向に同時に運動する。ＭはレンズＰＬの倍率（典型的には、｜Ｍ｜＝１／４または１／５）である。このように、解像力について妥協する必要なく相対的に大きな目標部分Ｃを露出することができる。
【００３０】
図２は本発明の実施例による平版投射装置に組み込まれた波面収差測定システムを示す。この図において、平版投射装置を共用する本システムの以下のアイテムが示されている。すなわち、集光レンズＣＯ、マスクテーブルＭＴ，投射システムＰＬ，およびウェーファーテーブルＷＴである。更に、波面収差測定システムは以下を含む。すなわち、
時折マスクテーブルＭＴに提供すればよく、または前記テーブルの一部を形成してよい格子モジュール３であって、少なくとも一対の格子モジュールレンズ５および格子平面に格子パターンを有する格子７とを含む格子モジュール３、
時折基板テーブルＷＴに提供すればよく、または前記基板テーブルＷＴの一部を形成しうるセンサモジュール９であって、検出器１３とピンホール平面にピンホールパターンを有するピンホールを備えたピンホールプレート１１である。
【００３１】
図３Ａは格子モジュール３のより詳細な図面を示す。イルミネータＩＬから出てくる概ね均一で平行な投射ビームＰＢは格子モジュール３に放射線を提供する。正の背面焦点距離６を有する格子モジュールのレンズ５（図３Ａは可能な実施例として複数の格子モジュールレンズ５を示し、ここでは一個のみのレンズ５を説明する）が投射ビームＰＢの入射分を格子平面８に格子パターンを含む格子７に集光させ、そのため投射ビームＰＢの前記入射分の映像面への均一な照射が照射放射線の概ね均一な角度分布に変換される。レンズ５を使用することの利点の一つはレンズ５の焦点での強度が非集光の照射放射線の強度に亘って増大する。格子は集光された放射線を回折し、検出平面において干渉波面の空間可干渉性の分布を発生させる。格子レンズはレンズ５に入射する零次の回折されたビームが投射システムＰＬの絞り平面における絞りＰＵを充填するように選択される。絞りＰＵの前記充填は測定結果が絞りＰＵの径によって画定される開口数に概ね未ビネットの波面の波面収差を確実に含むようにするために必要である。格子７は放射線の−１次および＋１次の回折したビームが絞りＰＵの絞り平面において少なくともある程度の重なりを有するように選択しうる。
【００３２】
実施例 ２
本発明の実施例において、格子７は例えば図３Ｂに示すように、二次元の格子パターン７１を含む。本実施例において、格子７は、放射線を回折し、検出平面において放射線波面のための二次元の空間可干渉性分布を発生させるために相互に異なる透過性（または相互に異なる移動減速度を提供するために相互に異なる光路を有する、または相互に異なる反射率を有する）複数の２種類の領域２３および２１を含む。前記領域２３および２１の形状は、例えば概ね四角でよく、この場合図３Ｂに示すような格子が矢印２５および２７で指示する２本の対応する、相互に直交する方向に沿って指向された線および間隔を備えた一組２個の格子と均等である。前記方向２５および２７に沿った格子パターン７１の周期は図３ＢにおいてＰで指示される距離と等しい。図３Ｂに示すような１個の二次元の格子パターンを使用して相互に対して垂直な２方向において検出平面における干渉縞パターンのサンプルを採集するために使用可能なので、二次元の格子パターンを使用することは有利である。矢印２５および２７は２個のサンプルの間を投射ビームＰＢを通して格子７が（位相ステッピングのために）運動するのが可能である２方向を示す。光源ＬＡがエキシマレーザである場合、１個のサンプルが格子７、投射システムＰＬおよびピンホールプレート１１を介して検出器１３上に放射システムによって放射される多数のパルスを含む。前記方向２５または２７の一方向２５または２７の一方に沿って干渉パターンによって包含された情報の空間平均化が、この場合各位相ステップに対して必要であり、この実施例はパルス対パルス放射線のエネルギ変動に対して敏感である。最初のサンプルの後格子７は単一の位相ステップと等しい距離に亘ってピンホールプレートに対して格子７を動かす（すなわち、位相ステップを行なう）必要がある。位相ステップは格子７は１個の周期と等しい距離だけ運動させられる。
【００３３】
実施例 ３
本発明の別な実施例において、格子７は対応する２種類の（例えば、相互に対して直交する）方向に沿って指向した線および間隔の二次元の格子パターンを含む。例えば、格子７は、それぞれ前記方向２５および２７に沿って指向された線および幅を有する、図３Ｃに示すような２個の一次元の格子パターン７２を含みうる。２個の格子パターンの丁度１個をピンホール上に適正に投射することによって、検出平面において、空間可干渉性は２個の格子パターンの前記１個の線および間隔の方向に対して垂直な方向において測定システムが波面収差に主として感知するようなものであるという利点が得られる。従って、線および間隔の方向に沿った干渉パターンに包含された情報を空間的に平均化することは必要でない。その結果、測定システムは投射ビームのパルス対パルスのエネルギ変動および露出線量の変動に対する感知度が少なく、その結果実施例２によって得られた精度に対して測定精度を改善する。
【００３４】
実施例 ４
図４Ａはセンサモジュール９の実施例の更に詳細な図を示す。投射システムＰＬから出てくる放射線はピンホールプレート１１に設けられたピンホール１７に集光され、その後検出器１３によって検出される。図４Ｂはピンホールプレート１１とピンホール１７との上面図である。本実施例において、ピンホールプレート１１はスリット状の開口として実施された２個のピンホール１７を含み、各ピンホールは図４Ｂにおいて矢印２５または２７で示されるようにスリットに対して概ね直交する位相ステップ方向において（検出平面での）回折された波面をせん断するために使用される。図３Ｂにおいて矢印２５および２７で指示される位相ステップ方向は図４Ｂにおける矢印２５および２７に対応することに注目すべきである。図４Ｃは図４Ｂにおけるピンホールの一方の（図４Ｂの平面に対して垂直な平面における）詳細な断面図を示す。矢印２５はピンホール１７または格子７が位相ステップすべき方向を示す。ピンホール１７に集光される放射線は回折され、検出器１３によって検出される。相互に対してせん断された波面がスリットにおいて回折によって提供される。４５で指示する領域は概略的にスリットにおいて回折され、（零次の回折次元を含まない）有限範囲の回折次元を特徴とする複数の放射線の波面から放射線を受取る領域であり、４７で指示する領域は零次回折次元の放射線の波面からの放射線を受取り、４９で指示する領域はスリットにおいて回折され、反対の記号を有する前記有限範囲の回折次元によって画定される回折次元の範囲を特徴とする複数の放射線波面から放射線を受取る。
【００３５】
波面収差測定の間に、例えば第１の方向で投射ビームＰＢを介して格子モジュールを位相ステップすることができ、小さい位相ステップが像の映像面における特定の固定された測定個所における波面収差を測定する。この測定は前記特定の個所において別な、第２の方向に対しても繰返すことができる。このために、例えば図３Ｂに示すような二次元の格子パターン７を使用することができる。図３Ｂはそれぞれ矢印２７および２５で指示する第１と第２の方向に沿って周期を有する２組の線と空間とを表わしている。代替的に、例えば、図３Ｃに示すような格子パターン７２を使用することができる。ピンホールプレート１１におけるピンホール１７はスリット状のピンホールパターンを含み、従って、２個のピンホール、すなわち第１の方向２７における測定のための１個と、第２の方向２５における測定のための第２のピンホールとを使用することが必要である。複数の像の映像面の個所における波面収差の測定を行なうことが好ましい。次に、波面収差測定は像の映像面に亘って分配された対応の複数の測定個所において第１と第２の方向において繰り返す必要がある。図４Ｄは（スリットに沿って見た、図４Ｂの平面に対して垂直な平面における）スリット状の開口として実施されたピンホール１７の詳細図を示す。ピンホールプレート１１における格子７の空中像４１の強度もｚ軸に沿ったプロットとして示されている。この空中像は格子パターンの周期Ｐと以下の公式に従って投射システムＰＬの倍率Ｍとによって決まる周期Ｐ２を有する。
Ｐ２＝ＰＸＭ
【００３６】
スリット状のピンホール１７の幅は、さもなければ検出器１３によって測定される強度が平均化され、検出器１３の感度が落ちるので距離Ｐ２の半分以下とすることが好ましい。測定システムの精度を上げるために、例えば複数の平行でスリット状の開口を含み、図３Ｃに示すパターンと類似のピンホールパターンとを備えたピンホールをピンホールプレートに提供することが可能である。平行なスリット状の開口は相互に対してＰ２に等しい距離に位置することが可能であり、そのためスリット状の空間が像４１の一周期Ｐ２内の同じ相対位置に位置する。更に、ピンホール１７は、例えば精々Ｐ２の１／３の位相ステップで位相ステップすることができる。例えば、ＣＣＤカメラのような二次元のセンサアレイでよい検出器１３は検出器の全体面に亘って検出された信号を積分すると（較正のために）ピンホール１７を介して受取られた全体エネルギを測定することができる。検出器１３は、また特定の方向から受取られた放射エネルギを測定し、検出器１３の（ＣＣＤの場合種々のピクセルである）種々の領域が、当該領域に対するピンホール１７の相対位置によって幾何学的に画定される（絞りＰＵにおける特定位置に対応する）特定方向から受取られた放射エネルギを測定する。検出器１３は計算装置および記憶装置からなる処理装置に接続されたＣＣＤカメラの形態をとることができる。処理装置は（ピクセル毎に測定され、位相ステップの関数としての）強度変化から波面収差を計算し、これらのデータを記憶装置に記憶するために使用しうる。
【００３７】
図５Ａには、格子７に衝突する投射ビームが示されている。波ＷＩは平面波ＰＷ（１、ｉ）のフーリエ総和、［ｉ＝０，１，２，．．．］  と考えることができる。格子７から出てくる波、ＷＤは回折された平面波ＰＷ（２、ｉ）の総和，［ｉ＝０，１，２，．．．］と考えることができる。ＰＷ（２２），ＰＷ（２０），ＰＷ（２１）は、それぞれ入ってくる波ＰＷ（１０）の＋一次、零次、−一次の回折次元である。投射システムＰＬ（図５Ｂを参照）において、平面波ＰＷ（２ｉ）、［ｉ＝０，１，２，．．］は絞り平面ＰＵの近傍または該平面に集中され、３点で絞り平面をサンプリングする。レンズ収差は絞り平面における集中された平面波ＰＷ（２ｉ），［ｉ＝０，１，２．．．］としてレンズを出て行く。レンズ収差を表わす位相エラーを測定するために、平面波ＰＷ（３ｉ），［ｉ＝０，１，２．．．］はスリット１７において回折によって方向性が組み直される。図５Ｃを参照されたい。例えば、ＰＷ（４００）はＰＷ（３０）から発生する零次の回折された波であり、ＰＷ（４１１）はＰＷ（３１）からの＋一次の回折された波であり、ＰＷ（４２２）はＰＷ（３２）から発生する−一次の回折された波であり、これらの組み直された波は干渉しうる。それらの干渉強度が格子７の位相ステッピングと同調する。ＰＷ（３ｉ），［ｉ＝０，１，２．．．］から発生する回折された波のその他の組み直しも可能である。しかしながら、そのような組み直しによる干渉から生じる強度は格子７の位相ステッピング運動のより高い高調波として変動する。より高い次元の高調波信号は各ＣＣＤ−ピクセル信号から濾過することができる。回折現象についての本節での説明は空間可干渉効果を説明するものではなく、位相ステッピング運動のより高い高調波として変動する信号の発生を示すのに適当である。
【００３８】
実施例 ５
検出器としてのＣＣＤによる本発明による収差の測定は各ＣＣＤピクセルによって、該各ＣＣＤピクセルの位置における干渉縞パターンの強度および位相ステップの関数としての強度の変化を測定することを含む。そのような測定データを波面データ収差データに処理するために、前記各ＣＣＤピクセルに対応するレンズの絞りＰＵにおける位置を識別することが望ましい。従って、検出器の面における位置を絞りを含む平面における対応の位置に関連させる複数の係数が例えば記憶装置に記憶されたデータとして利用可能であるのが好ましい。そのような係数は最初の近似化のために検出器および投射システムに対するピンホールの配置データから計算することができる。しかしながら、製造面での誤差のため、投射システムの配置データは使用時投射システムを完全に表示するものでない可能性がある。同様に、ピンホールと検出器とからなるセンサモジュールの配置は、例えば、センサモジュールの加熱や冷却によって影響を受けうる。その結果、最初の近似化に対して計算される前記係数は測定データを処理するために使用するには十分な精度がないかもしれない。本実施例においては、検出器の面における位置を絞りを含む平面における対応の位置に関連させる事前に選択した複数の係数の較正が、
所定の映像面の個所に対する第１の波面収差を表わす最初の複数の測定データを取得する段階と、
投射システムの光軸に対して平行な所定の変位をピンホールおよび検出器に適用する段階と、
ピンホールおよび検出器の前記所定の変位位置における前記所定の映像面の個所に対する第２の波面収差を表わす第２の複数の測定データを取得する段階と、光学システム・シミュレーション・コンピュータ・プログラムを使用して第１と第２の波面収差との間の想定される差異を計算する段階と、
前記所定の複数の係数と、前記第１および第２の複数の測定データを使用して前記第１と第２の波面収差の間の測定された差異を計算する段階と、
検出器の面の個所を絞りを含む平面における位置に関連させる前記複数の係数を適合させることによって前記想定された差異と前記測定された差異との間の差を最小化する段階と、
適合された複数の係数を所定の複数の係数に置き換える段階とを含む方法を実行することによって提供することができる。
【００３９】
前述の計算を実行することは通常の使用の位置にピンホールと検出器とを運動させてその後の波面収差の測定の精度を改善する。投射システムの光軸に対して平行な付加的な所定の変位を適用し、波面収差を測定し、計算することが可能であって、その結果は結果的に適合された複数の係数の精度を高めるために前記最小化段階に組み込むことができる。本方法の利点は検出器に対するピンホールの配置公差を緩和することができることである。
【００４０】
図６に示す実施例は別なレンズ１５を含み、検出器１３は該検出器１３の検出平面が絞りＰＵを含む平面に対し光学的に共役に配置される。一般に、投射システムの絞りＰＵの個所をトラバースする投射放射線は投射システムＰＬとセンサモジュール９との間の空間で概ねコリメートされた放射線である。従って、レンズ１５の背面焦点面は絞りＰＵを含む平面に対し光学的に共役な平面である。前記背面焦点平面は、また干渉縞パターンを検出するのに適したレンズ１５のフーリエ変換平面である。単一のレンズ１５の代わりに、例えば、２個以上のレンズ要素を含むレンズ系を使用しうる。レンズ系が使用されると、該レンズ系のレンズ要素は、例えば顕微鏡の対物レンスと同様に構成してよい。そのような実施例においては、各ＣＣＤピクセルの位置に対応するレンズの絞りＰＵの位置は単一の倍率により相互に関連した第１の近似化が適用される。
【００４１】
実施例 ６
本発明の代替実施例において、センサモジュール９には、図３Ｂに示されるパターンと類似のチェッカ盤状模様に配置された四角の開口からなる二次元のピンホールパターンを特徴とするピンホールを備えている。この代替実施例において、格子モジュール３は線および間隔を図３Ｃに示すように２５および２７の方向に沿って指向させた二次元の格子からなる格子パターン７２を有する格子７を備えており、位相ステッピングは格子７を動かすことによって提供される。本実施例における検出器１３は、該検出器１３の感度を劣化させる浮遊放射線（すなわち、投射システムＰＬの内部で反射され、検出器１３に対して反射された放射線）に対してより敏感となる。本実施例の利点は検出モジュールが検出器モジュールの位置を不変のままにしながら２方向２５および２７における波面収差を測定することができることである。その結果、検出器のピクセルの位置と絞りにおける位置との間の関係は２方向２５および２７に沿った波面収差測定に対して固定されており、そのため測定の精度を増す。本節に説明している代替的な波面収差測定システムと実施例１から５までによる波面収差測定システムとは特定の固定された測定個所での波面収差を測定するために使用可能である。以下説明するように映像面での種々の測定点における波面収差を測定するために種々の測定方法を使用することができる。
【００４２】
実施例 ７
波面収差を測定する必要がある平版投射装置がステッパである場合、マスクテーブルＭＴは一般に可動ではない。投射の間、マスク像全体が一回の操作（すなわち、一回の「フラッシュ」）で目標部分Ｃに投射される。その場合の格子７はマスクテーブルに固定されたままとし、測定可能な測定点の数は格子７における照射された個所の数に等しい。例えば、映像面における２０個の測定個所においてステッパの波面収差を測定する場合、格子７の対応する２０個の測定個所に放射線を集光させる２０個の格子モジュールのレンズ５を設ける必要がある。ピンホールプレート１１と基板テーブルＷＴにおける検出器１３とは基板テーブルＷＴによって運動させることができ、かくてピンホールプレート１１におけるピンホール１７は投射システムＰＬによって投射される２０個の個々の測定個所の各々まで動かされ、その後個々の測定個所における波面収差を測定するために位相ステップによってこれらの個々の測定個所を通してステップすることができる。測定は個々の測定個所において第１と第２の方向において行なうべきであって、そのためピンホールプレート１１における第２のピンホールを有利に使用することができる。ここで説明する測定方法は前述した実施例の１から６までの何れにも適用可能である。
【００４３】
前述の測定方法は、また平版投射システムがスキャナである場合にも使用してもよい。しかしながら、スキャナにおいては、マスクテーブルＭＴと基板テーブルＷＴとの双方は可動であるので、位相ステップは格子７をマスクテーブルＭＴと共に動かすことによって達成可能である。投射システムＰＬの倍率Ｍ（典型的な倍率の値は、例えばＭ＝−１／４およびＭ＝−１／５である）によって、マスクテーブルＭＴと共に（投射システムＰＬの上流側で）格子モジュール３を運動させたり、位置決めするための精度要件は基板テーブルＷＴと共に投射システムＰＬの下流で（ピンホールプレート１１および検出器１３とを備えた）センサモジュール９を運動させ、かつ位置決めするために要する要件よりも低度である。別な利点はピンホールプレート１１の下流の検出器１３（例えば、ＣＣＤカメラ）の各ピクセルがその場合各位相ステップの間同じ絞り位置を測定することである。このため、特定の絞り位置が各位相ステップの間同じエラーを有する同じピクセルによって測定されるのでＣＣＤの較正に要する精度要件を緩和する。映像面における種々の測定個所において波面収差を測定するためには、ピンホールプレート１１と検出器１３とは個々の各測定点まで映像面を介して動かされ、格子７の位相ステッピングによって前記点における波面収差を測定することができる。この方法は前述した実施例のいずれに対しても使用可能である。
【００４４】
スキャナにおいて走査された波面を測定することに続いて別な測定方法を行なうことができる。本発明による測定システムにおいては、格子７は各サンプリングの間ピンホール１７および検出器１３と同時に運動し、ピンホール１７と検出器１３とは格子７の速度の倍率倍に等しい速度で運動する。ピンホール１７および検出器１３とに対する格子７の運動方向はピンホール１７に投射された格子７の像４１がピンホール１７と検出器１３とが動くのと同じ方向、同じ速度で運動する。最初のサンプルが採集された後、格子７は位相ステップによりピンホール１７および検出器１３とに対して動かされ、第２のサンプルが、これもピンホール１７および検出器１３と同時に格子を動かすことによって採集される。この作業は多数のサンプルに対して繰返される。ピンホールプレート１１の下流の検出器１３の各ピクセルはその場合各位相ステップの間同じ絞り位置を測定し、それがＣＣＤの較正に要する精度要件を緩和する。別な利点は、このように取得された波面収差測定が走査方向におけるスリットを介した積分された波面収差測定であることである。前記測定は対応の映像面の位置に対する波面収差測定を行なうために走査方向に対して垂直な方向での種々の位置に対して繰返すことができる。この方法は前述した実施例の何れにも使用可能である。
【００４５】
このようにして得られた測定値はレンズ要素の形態を調整するためにレンズ要素を製造する間に使用することができる。レンズ要素が投射システムに装着される場合、相互に対する種々のレンズ要素の位置変更を検討することも可能である。投射システムは平版投射システムに統合される場合、波面収差の測定結果は更に放射線の投射ビームの波長またはマスクテーブルと投射システムとの間の距離を調整するために使用してよい。投射システム内のレンズ要素は、また収差を最小にするために空間的に調整可能に構成してもよい。特定のレンズ設計、例えば遠紫外線放射線に使用するレンズおよび波長が１５７ｎｍの紫外線に使用するレンズに対しては、投射システムにミラーを使用することが考えられる。前記ミラーの形状はミラーの裏側と該ミラーを支持する剛性のフレーム要素との間でアクチュエータによって微調整してよい。波面収差測定システムの出力信号は投射ビームにおける波面収差が最小になるようにミラーの形状を調整するために使用しうる。
【００４６】
本発明の特定実施例を説明してきたが、本発明は説明した以外の方法で実施してもよいことが認められる。本説明は本発明を限定する意図はない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による平版投射装置を示す。
【図２】図１に示す平版投射装置に組み込まれた波面測定システムの実施例を示す。
【図３Ａ】図２に示す波面収差測定システムにおいて使用可能な格子モジュールの詳細図を示す。
【図３Ｂ】図３Ａに示す格子モジュールにおいて使用可能な二次元の格子パターンの上面図である。
【図３Ｃ】図３Ａに示す格子モジュールにおいて使用可能な２個の一次元格子パターンの上面図である。
【図４Ａ】図２に示す波面収差測定システムにおいて使用するセンサモジュールの図面である。
【図４Ｂ】図４Ａに示すセンサモジュールのピンホールプレートの上面図を示す。
【図４Ｃ】図４Ａに示すセンサモジュールのピンホールの長手方向断面図を示す。
【図４Ｄ】図４Ｃに示すピンホールの詳細図を示す。
【図５Ａ】図３Ａに示す格子モジュールの格子に衝突する波面を示す。
【図５Ｂ】図２に示す投射システムをトラバースする波面を示す。
【図５Ｃ】図４Ａに示すセンサモジュールにおける波面の再組み合わせを示す。
【図６】図２に示す波面収差測定システムにおいて使用するセンサモジュールの第２の実施例の図面を示す。
【符号の説明】
３  格子モジュール
５  格子モジュールレンズ
７  格子
８  格子平面
９  センサモジュール
１１  ピンホールプレート
１３  検出器
１５  レンズ
１７  ピンホール
ＡＭ  調整装置
Ｃ  目標部分
ＩＬ  イルミネータ
ＩＦ  干渉測定手段
ＬＡ  光源
ＭＡ  マスク
ＭＴ  マスクテーブル
ＰＢ  ビーム
ＰＬ  レンズ
ＰＵ  絞り
Ｗ  基板
ＷＴ  基板テーブル
【図１】
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【図２】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図３Ｃ】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図４Ｃ】
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【図４Ｄ】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図５Ｃ】
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【図６】
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