(57)【要約】  本発明は、投影露光装置の焦点面（６）中の強度分布を決定する方法であって、大口径結像システム（７、８）がエミュレートされ、試料からの光が、エミュレーション結像システムによって局所分解検出器上に表される方法に関する。前記方法を実行する装置およびエミュレートされる装置も開示される。前記発明は、システムのアポダイゼーションを考慮に入れるので再現の質を改善することが可能になる。本発明の方法は、出力瞳中の積分された振幅分布を決定する工程と、前記積分された振幅分布と予め定められたアポダイゼーション補正を合成する工程と、変更された振幅分布によって補正されたアポダイゼーション像を計算する工程とで構成される。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
マスクを配置および露光する工程と、該マスクから来る光を空間分解検出器上に向ける工程と、該空間分解検出器によって信号を記録する工程と、該信号に基づいて強度分布を計算する工程とにより、投影露光システムの結像面中の強度分布を決定する方法であって、この計算が、該投影露光システムの該結像面中の開口数を考慮に入れることを特徴とする方法。
【請求項２】
投影露光システムの前記結像面中の前記強度分布が決定され、該強度分布が予め定められた強度補正と合成され、補正像が変更された強度分布に基づいて計算されることを特徴とする、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
射出瞳の中の複素振幅分布が決定され、該振幅分布が予め定められたアポダイゼーション補正と合成され、変更された振幅分布に基づいて補正されたアポダイゼーションを示す像が計算されることを特徴とする、請求項１または２に記載の方法。
【請求項４】
射出瞳の中の複素振幅分布を決定するために、入射光の位相分布が決定され、該位相分布に基づいて該複素振幅分布が再構成されることを特徴とする、請求項１乃至３のいずれか１項に記載の方法。
【請求項５】
複素振幅分布が、射出瞳の中の座標（ｐ，ｑ）を有する複数の点について決定され、アポダイゼーション補正と合成されることを特徴とする、請求項１乃至４のいずれか１項に記載の方法。
【請求項６】
予め定められたアポダイゼーション補正が、エミュレーション結像システム中に存在するアポダイゼーションに実質的に対応するアポダイゼーションであり、振幅分布が、該アポダイゼーションによって除算され、その結果、存在しているアポダイゼーションが、前記合成によって少なくとも部分的に補償されることを特徴とする、請求項１乃至５のいずれか１項に記載の方法。
【請求項７】
前記エミュレーション結像システムの生来の、且つ／または専用のアポダイゼーションが、アポダイゼーション補正として予め定められることを特徴とする、請求項６に記載の方法。
【請求項８】
予め定められたアポダイゼーション補正が、エミュレートされる結像システム中に存在するアポダイゼーションに実質的に対応するアポダイゼーションであり、振幅分布が前記アポダイゼーションによって乗算され、その結果、該エミュレートされる結像システム中に存在する該アポダイゼーションが、少なくとも近似的に生成されることを特徴とする、請求項１乃至７のいずれか１項に記載の方法。
【請求項９】
前記エミュレートされる結像システムの生来の、且つ／または専用のアポダイゼーションが、アポダイゼーション補正のために予め定められていることを特徴とする、請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
フォトリソグラフィック・スキャナがエミュレートされ、前記アポダイゼーション補正が、該フォトリソグラフィック・スキャナの前記開口数およびエミュレートされるフォトレジストによって予め定められることを特徴とする、請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
前記フォトリソグラフィック・スキャナの前記生来のアポダイゼーションＴ（ｐ，ｑ）が、以下の条件に従って決定され、
【数１】
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ここで、Ｔは振幅透過率であり、ｐおよびｑは無次元瞳座標であり、ｎ’は使用される前記フォトレジストの屈折率であることを特徴とする、請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
マスクを配置および露光する工程と、強度変更用の光学要素を選択する工程と、該マスクから来る光を該強度変更用の光学要素を介して空間分解検出器上に向ける工程とにより、投影露光システムの結像面中の強度分布を決定する方法であって、該強度変更用の光学要素が、該投影露光システムの該結像面中の開口数によって選択されることを特徴とする方法。
【請求項１３】
アポダイゼーションを変更するために、予め定められた強度分布を射出瞳の中に生成する少なくとも１つの強度変更用の光学要素が、ビーム経路中に導入または接続されることを特徴とする、請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
前記強度変更用の光学要素を制御して予め定められた強度分布を生成することを特徴とする、請求項１２または１３に記載の方法。
【請求項１５】
エミュレートされる結像システムの生来の、且つ／または専用のアポダイゼーションに実質的に対応する強度分布が予め定められ、それにより該アポダイゼーションが少なくとも近似的に生成されることを特徴とする、請求項１２乃至１４のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１６】
エミュレーション結像システムの反転した生来の、且つ／または反転した専用のアポダイゼーションに実質的に対応する強度分布が予め定められ、該アポダイゼーションが少なくとも一部分において補償されることを特徴とする、請求項１２乃至１４のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１７】
強度が、前記強度変更用の光学要素によって強化されることを特徴とする、請求項１２乃至１６のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１８】
フォトリソグラフィック・スキャナがエミュレートされ、前記強度分布が、該スキャナの開口数およびエミュレートされるフォトレジストよって予め定められることを特徴とする、請求項１２乃至１７のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１９】
高開口光学結像システムをエミュレートする請求項１２乃至１９のいずれか１項に記載の方法ステップによる前記方法を実行する顕微鏡結像システムであって、１つまたは複数の強度変更用の光学要素を設けてアポダイゼーションを変えることを特徴とする顕微鏡結像システム。
【請求項２０】
フィルタが、前記強度変更用の光学要素として設けられることを特徴とする、請求項１９に記載の顕微鏡結像システム。
【請求項２１】
前記強度変更用の光学要素が、レンズに上へ施されることを特徴とする、請求項１９または２０に記載の顕微鏡結像システム。
【請求項２２】
強度強化用の媒体が、前記強度変更用の光学要素として設けられることを特徴とする、請求項１９に記載の顕微鏡結像システム。
【請求項２３】
レーザが、強度変更用の媒体として設けられることを特徴とする、請求項２２に記載の顕微鏡結像システム。
【請求項２４】
前記レーザが、光軸と垂直な少なくとも一側面からポンピングされる固体レーザとして設けられることを特徴とする、請求項２３に記載の顕微鏡結像システム。
【請求項２５】
前記強度変更用の光学要素の少なくとも１つが、接続可能または交換可能であることを特徴とする、請求項１９乃至２４のいずれか１項に記載の顕微鏡結像システム。
【請求項２６】
１つの恒久的に設置される光学要素および少なくとも１つのさらに交換可能な強度変更用の光学要素が設けられ、該恒久的に設置される光学要素が該交換可能な強度変更用の光学要素よりも強く強度を変更することを特徴とする、請求項１９乃至２５のいずれか１項に記載の顕微鏡結像システム。
【請求項２７】
前記強度変更用の光学要素が、光軸の周りで回転対称性を有して実質的に強度を変更するように設計されることを特徴とする、請求項１９乃至２６のいずれか１項に記載の顕微鏡結像システム。
【請求項２８】
前記強度変更用の光学要素が、瞳平面の中でまたは瞳平面の近くで配置されることを特徴とする、請求項１９乃至２７のいずれか１項に記載の顕微鏡結像システム。
【請求項２９】
フォトリソグラフィック・スキャナをエミュレートする顕微鏡結像システムであって、Ｉは、強度の透過率であり、ｒ０は像瞳の半径であり、ｒは光軸からの距離であり、ｎｒはエミュレートされるフォトレジストの屈折率であり、ＮＡはフォトリソグラフィック・スキャナの開口数であり、およびＣは定数であるときに、前記強度変更用の光学要素が、
【数２】
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に従って実質的に強度を変更するように設計されることを特徴とする、請求項１９乃至２８のいずれか１項に記載の顕微鏡結像システム。
【請求項３０】
前記強度変更用の光学要素が高い角度負荷の下の領域で配置され、この要素の透過率が光の入射角に依存することを特徴とする、請求項１９乃至２９のいずれか１項に記載の顕微鏡結像システム。
【請求項３１】
前記光学要素が、光軸からの距離が増大するにつれて増大する透過率を有することを特徴とする、請求項１９乃至３０のいずれか１項に記載の顕微鏡結像システム。
【請求項３２】
１つまたは複数の強度変更用の光学要素が、アポダイゼーションを変えるようにビーム経路中に設けられることを特徴とする、フォトリソグラフィック・スキャナ。
【請求項３３】
前記光学要素が、瞳平面の中でまたは瞳平面の近くで交換可能に配置されることを特徴とする、請求項３２に記載のフォトリソグラフィック・スキャナ。
【請求項３４】
前記光学要素が、使用されるフォトレジストによって生来の、且つ／または専用のアポダイゼーションを補正することを特徴とする、請求項３２または３３に記載のフォトリソグラフィック・スキャナ。
【請求項３５】
βは倍率であり、ｎ’は使用されるフォトレジストの屈折率であるときに、前記光学要素が、
【数３】
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に従って瞳座標（ｐ，ｑ）についての振幅透過率Ｔ（ｐ，ｑ）を有することを特徴とする、請求項３２乃至３４のいずれか１項に記載のフォトリソグラフィック・スキャナ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、大口径結像システムがエミュレートされ、試料から来る光がエミュレーション結像システムによって空間分解検出器上に結像される方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
具体的には、エミュレートされる結像システムは、超小型電子回路を作製するために使用されるフォトリソグラフィック・スキャナである。この目的のためには、レジストが露光され、その露光される位置でウェハ上の構造が変更されるようにフォトレジストで被覆されたウェハ上に結像される構造を有するフォトリソグラフィック・マスクが使用される。
【０００３】
エミュレーション結像システムを使用してそのようなフォトリソグラフィック・スキャナをエミュレートする。しかし、スキャナは、サイズを縮小したマスクの構造の像を露光されるキャリヤの上へ結像するのに対して、マスク検査システム中ではエミュレーション結像システムが使用され、その場合は、拡大された構造の像を検出器上に結像する。両システムはマスク側で同じ開口数を有するが、両システムは像側では異なる。一方では、マスク検査システムの像側の開口数は、およそ０である。他方、フォトリソグラフィック・スキャナにおいては、物体構造のサイズがますますより小さくなると、ますますより大きな像側の開口数０．８以上が必要となる。これによりマスク検査システムの像およびフォトリソグラフィック・スキャナの像に偏移が生じ、特にフォトレジストの屈折率に対するスキャナの開口数の比が、０．８／１．７よりも大きい場合には、それらの偏移は、もはや無視できるものではない。スキャナ・システムに現れるこれらの偏移または欠陥それぞれには、いわゆるアポダイゼーションも含まれる。入射角の関数としてのフォトレジストの光の透過率は、一定ではなく、大きな入射角に対して増大する。
【０００４】
従来技術では、フォトリソグラフィック・スキャナとマスク検査用のエミュレーション結像システムの間の像側の差異は、補助的な役割を果たすだけである。しかし、半導体産業において将来は、６５ｎｍ未満のウェハ構造を製造するために液浸系を使用することが好都合とされる。浸液をウェハ上へ適用することにより、像側で開口数ＮＡ＞１が達成され、それにより同じ波長でより小さな構造を生成することが可能になる。したがって、例えば、浸液として水および波長λ＝１９３ｎｍの光を用いた照明を使用することにより、最大開口数１．４が達成できる。いっそうより大きな開口数は、他の浸液を用いることによって達成できる。１：４の減少ファクタは、６５ｎｍまたは４５ｎｍのウェハ構造それぞれに対して２６０ｎｍまたは１８０ｎｍのマスク構造それぞれを必要とする。したがって、マスク構造は現在、イメージング波長１９３ｎｍの範囲内である。より小さな構造の場合は、使用されるマスク中の欠陥の分析が、ますます重要になりつつある。分析に適したマスク検査システムの１例は、カール・ツアイス・エスエムエス・ゲーエムベーハー（Ｃａｒｌ  Ｚｅｉｓｓ  ＳＭＳ  ＧｍｂＨ）のＡＩＭＳ（商標）（エアリアル・イメージング測定システム：Ａｒｅａｌ  Ｉｍａｇｉｎｇ  Ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ  Ｓｙｓｔｅｍ）である。マスクの小さな領域（欠陥の箇所）は、フォトリソグラフィック・スキャナにおけるのと同じ照明およびイメージング条件（波長、開口数）の下で照明および結像される。しかし、フォトリソグラフィック・スキャナとは対照的に、マスクによって生成された像は、拡大され、ＣＣＤカメラ上へ結像される。カメラは、ウェハ上のフォトレジストと同じ像を視界に捉える。したがって、空間像は、複雑な試験プリントなしで分析できる。当技術分野で知られている他のシステムと同様に、このシステムでは、開口数はまだとても小さく偏移は今までのところ役割を果たしていないので、フォトリソグラフィック・スキャナに関するアポダイゼーションの偏移は考慮に入れられていない。しかし、将来は、フォトリソグラフィック・スキャナのマスク側でより大きな開口の使用が予想されるので、これらの偏移はより重要になりつつある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
したがって、本発明の目的は、一方ではマスク検査システムと他方ではフォトリソグラフィック・スキャナとの間でアポダイゼーションの性質に関してのイメージング条件を互いに調整する方法を見出すことにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上述のタイプの方法では、この目的は、マスクが照明され、マスクから来る光が空間分解検出器の上へ向けられ、この空間分解検出器によって信号が記録され、この信号に基づいて強度分布が計算されることで達成される。前記計算は、投影照明システムの結像面中の開口数を考慮に入れる。
【０００７】
本発明の有利な実施形態では、結像面中の入射光の位相分布が決定される。前記位相分布に基づいて射出瞳の中の複素振幅分布が再構成され、再構成された振幅分布が予め定められたアポダイゼーション補正と合成され、変更された振幅分布を使用して補正されたアポダイゼーションを有する像を計算する。
【０００８】
本発明のさらに有利な実施形態では、複素振幅分布は、結像面中の入射光の位相分布を計算し、この位相分布に基づいて複素振幅分布を再構成することによって決定される。
結像面中の位相分布を決定することにより、２次元フーリエ変換などの知られた方法によってまたは位相回復によって、結像面中のどれかの点に導かれる（物点から発し、すべて平行である）ビームである、射出瞳の中のビームのうちのどれかを計算することが可能になる。位相自体は、従来技術で知られた方法によって計測されることができる。例えば、いくつかの像は、焦点面の前で、焦点面内で、および焦点面の後で記録可能であり、次いで位相値は、帰納的な評価方法によって数学的に再構成できる。例えばシャック・ハートマン（Ｓｈａｃｋ  Ｈａｒｔｍａｎｎ）の方法によって位相値を直接計測することも可能である。位相シフト横方向剪断干渉計を使用して位相分布を決定することもできる。位相分布を知ることにより射出瞳の中の複素振幅分布を数学的に再構成することを可能にする。次いでこの再構成された振幅分布は、予め定められたアポダイゼーション補正と合成され、それにより変更された振幅分布となる。それによって最終的に、アポダイゼーションの補正を考慮に入れた像を計算することを可能にする。
【０００９】
この場合は、複素振幅分布は、瞳平面中の点ごとに有利に決定されないが、座標（ｐ，ｑ）を有するいくつかの点についてだけは有利に決定される。振幅分布は、これらの点に対してだけアポダイゼーション補正と合成される。一般的な補間法を使用して中間値を計算することができる。
【００１０】
解決すべき問題に応じて、アポダイゼーション補正は、様々な方法で予め定められる。したがって例えば、予め定められたアポダイゼーション補正は、エミュレーション結像システム中に存在するアポダイゼーションに実質的に対応するアポダイゼーションであり、振幅分布は、このアポダイゼーションによって除算される。このようにして、システム中に存在するアポダイゼーションは、少なくとも一部分において補償される。好都合には、予め定められたアポダイゼーション補正は、生来のアポダイゼーションまたは、知られている場合は専用のアポダイゼーション、あるいはその両方が組み合わされたものである。
【００１１】
しかし、予め定められたアポダイゼーション補正は、エミュレートされる結像システム中に存在するアポダイゼーションに実質的に対応するアポダイゼーションであり、振幅分布は、それと共に乗算されることになることが好ましい。これによりエミュレートされる結像システム中に存在するアポダイゼーションが少なくとも近似的に生成され、その結果、可能性のある最良の方法でそこに広く行きわたっている条件がエミュレートされることを可能にする。エミュレートされる結像システム中に存在する生来のアポダイゼーションまたは専用のアポダイゼーションあるいは両方のアポダイゼーションは、本明細書ではアポダイゼーション補正として与えられることも好都合である。これはまさにフォトリソグラフィック・スキャナ中に広く行きわたっている条件を最良にエミュレートできるやり方であるので、エミュレートされる結像システムがフォトリソグラフィック・スキャナである場合には、これは特に重要である。これらの条件を可能な限り忠実にエミュレートするために、アポダイゼーション補正をスキャナの開口数およびエミュレートされるフォトレジストに応じて予め定めることが有利である。次いで、フォトリソグラフィック・スキャナのアポダイゼーションは、エミュレートされるフォトレジスト中の光の入射角であるθ’を用いたファクタ１／ｃｏｓθ’を射出瞳の中の振幅分布に乗算することによってエミュレートされる。フォトリソグラフィック・スキャナの生来のアポダイゼーションＴ（ｐ，ｑ）も、以下の条件に従って決定される。
【００１２】
【数１】
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ここで、Ｔは振幅透過率であり、ｎ’は使用されるフォトレジストの屈折率であり、（ｐ，ｑ）は無次元瞳座標である。
【００１３】
スキャナ中に存在するアポダイゼーションの数学的考察はさておき、目的は、上述のタイプの方法によっても、アポダイゼーションを変更するために、強度変更用の光学要素がビーム経路中に配置またはビーム経路へ接続されることで達成される。この要素を用いることで、次いで予め定められた強度分布は、射出瞳の中に生成される。前記強度変更用の光学要素を制御して予め定められた強度分布を生成することが有利である。例えば、これによりフォトリソグラフィック・スキャナで考慮される様々なフォトレジストによって引き起こされる様々なアポダイゼーションが可能になる。別の可能性は、この強度変更用の光学要素を変化させることにあり、この変化は自動的にもたらされる。エミュレートされる結像システムの生来の且つ／または専用のアポダイゼーションに実質的に対応する強度分布は、前記アポダイゼーションが少なくとも近似的に生成されることになるように与えられることになるのが好都合である。この場合は、生来のアポダイゼーションは、以下の条件に従って決定される。
【００１４】
【数２】
2009507251.tif 000004
ここで、ｎおよびθは、それぞれ物体空間中の、すなわちマスク中の光の屈折率および入射角であり、ｎ’およびθ’は、像空間中の、すなわちウェハ上の対応する量であり、ｎ’およびθ’はフォトレジストに関するものである。
【００１５】
この方法のさらなる実施形態では、エミュレーション結像システムの反転生来の、且つ／または反転専用のアポダイゼーションに実質的に対応する強度分布が、代替としてまたは加えて予め定められ、その結果、前記アポダイゼーションは、少なくとも一部分において補償される。これによりエミュレーション結像システムのアポダイゼーション効果をほとんど完全に除去し、したがって実質的に現実的なやり方でエミュレートされる結像システムのアポダイゼーションをエミュレートすることを可能にする。
【００１６】
概して、フィルタなどの強度減衰要素が、強度を変更するために使用されることになる。しかし、強度が強度変更用の光学要素によって強化される方法の実施形態も考えられる。
【００１７】
フォトリソグラフィック・スキャナがエミュレートされる場合は、強度分布は、スキャナの開口数およびエミュレートされるフォトレジストに応じて予め定められることになることが有利である。
【００１８】
さらに、大口径光学結像システムをエミュレートする請求項９乃至１４の方法ステップの１項に記載の方法を実行する顕微鏡イメージング・システムでは、１つまたは複数の強度変更用の光学要素を設けてアポダイゼーションを変えることで目的が達成される。もっとも単純な事例では、フィルタが、強度変更用の光学要素として設けられる。さらにいくつかのフィルタが設けられてもよい。フィルタは、交換可能であり、その結果、様々なフィルタが、エミュレートされるシステムに応じて使用または接続される。例えば、複数のフィルタが、ディスク上に配置され、次いでユーザ・インターフェースを介してそれぞれビーム経路の中に導入される。
【００１９】
フィルタが交換可能である場合は、専用のアポダイゼーションは、様々なスキャナに対してエミュレートされる。フィルタは、エミュレートされるフォトレジストの様々な反射率に適合される。さらに、そのようなフィルタは、可能性のある最大の開口数よりも小さい開口数だけをフィルタがカバーするように設計されることもできる。代わりに、そのときフィルタはより高い全透過率を有することになる。交換可能なフィルタの不利な点は、高い機械的精度が要求されることである。したがって、マウントは、非常に精確に工作されなければならない。吸収層は、前記減衰に加えていくらかの位相偏移を引き起こすことにもなる。交換不可能なフィルタでは、そのような位相偏移は、フィルタ自体の中で補償されなければならない。一方、交換不可能なフィルタでは、位相偏移は、自動的に除去できないが、対物レンズは調整されている。
【００２０】
したがって、本発明の好ましい実施形態では、フィルタは対物レンズの一方の上へ直接施される。例えばこれは、蒸着によってなされることができる。
さらに好ましい実施形態では、少なくとも２つの強度変更用の光学要素、好ましくはフィルタが設けられる。前記要素の一方は、強力な強度変更の効果を有し、例えば、ほとんどのアポダイゼーションを補正する。この場合は、位相偏移は、調整によってやはり除去される。次いで、交換可能な要素は、エミュレートされる特定のフォトレジストへの適合をやはり可能にする。この場合には、強度変更の効果は、実質的により弱い。したがって、位相偏移は、補助的な役割を果たすだけである。
【００２１】
本発明の好ましい実施形態では、フィルタの代わりに強度強化用の媒体が、強度変更用の光学要素として設けられる。特に好ましくはレーザ、特に、好ましくは接続可能な固体レーザが使用される。そのようなレーザは、例えば瞳平面中に薄いドープされた結晶を配置し、光軸と垂直な少なくとも一側面から結晶をポンピングすることによって実現される。イメージングが行われるために、同相である光子は、複数の回折次数で重畳されなければならない。光子が結晶を通過するときに、さらなる光子が、正しい方向性および同相で放射によって誘導される。どの回折次数がどこまで強化されるかは、結晶のドーピング・プロファイルおよび光学ポンピング法次第である。アクティブな強度強化用の媒体の使用によりフィルタを用いたときに発生される損失などのエネルギーの損失を防ぐ。しかし、特に顕微鏡では、エネルギー密度はすでに比較的に低く、その結果、フィルタによるさらなる減少によりある状況下では悪影響を受けるかもしれない。
【００２２】
顕微鏡中のビーム経路は通常、回転対称であるので、強度変更用の光学要素は、強度変更用の光学要素が光軸の周りで回転対称の状態で実質的に強度を変更するように組み込まれるのが好都合である。適用例に応じて、フィルタは、フィルタの透過率が中央から周辺まで増大または減少するように組み込まれる。例えば、スキャナ・システムのエミュレーションがエミュレートされることになる場合は、透過率は周辺に向かって増大しなければならない。実現が最も簡単な形態では、強度変更用の光学要素は、好都合には瞳平面の中でまたは瞳平面の近くで配置され、その中で物点から来るビームは並行であり、または同じ角度で異なる物点から来るビームは、同じ位置で集束する。このようにして、フォトリソグラフィック・スキャナの生来のアポダイゼーションは、例えば、強度変更用の光学要素が以下の条件に従って実質的に強度を変更するように設計される場合はエミュレートできる。
【００２３】
【数３】
2009507251.tif 000005
ここで、Ｉは強度の透過率であり、ｒ０は像瞳の半径であり、ｒは光軸からの距離であり、ｎｒはエミュレートされるフォトレジストの屈折率であり、ＮＡはフォトリソグラフィック・スキャナの開口数であり、Ｃは選択可能な定数である。定数として値１が選択される場合は、強度変更用の光学要素は、強度を強化させなければならない。しかし、定数が、分母の最大値以下となるように選択される場合は、光学要素は、純粋に減衰するものとして設計され、この場合は、透過率は１００％を上回ることにはならない。
【００２４】
本発明の別の好ましい実施形態では、強度変更用の光学要素は、高い角度負荷の下の領域で配置される。例えば、フィルタは、湾曲したレンズ表面上に蒸着できる。そのときこの要素を通っての透過率は、角度および偏光に依存するようになる。適当な被覆により、空気または浸液からフォトレジストへ透過するところの境界面に現れるフレネル反射がエミュレートされる。しかし、フィルタをレンズ表面に施すことに対する制約はない。代替として、フィルタは、光線が高い開口数を有する位置でビーム経路の中に導入されてもよい。
【００２５】
高い角度負荷の下の領域で光学要素を配置するときは、２つの主要な効果、すなわち、一方では、傾斜したビームが平面に平行なプレートの中でより長い距離を進行するので入射角に依存し生じる体積吸収があり、および他方では、光の入射角に関する表面での反射の依存性があることを利用でき、それに応じて材料が設計されることができる。正または負の回折を伴うレンズの場合には、もちろん、光軸の近くからレンズに入る光線はレンズの中で周辺のビームよりもより長いまたはより短い距離をそれぞれ進行するという、第１の効果を利用することもできる。
【００２６】
エミュレーション結像システム中のアポダイゼーションの変更の代わりに、１つまたは複数の強度変更用の光学要素が、アポダイゼーションを変えるようにフォトリソグラフィック・スキャナ自体のビーム経路中、すなわちエミュレートされるシステムのビーム経路中に設けられてもよい。このようにして、スキャナ・システムの生来の、且つ／または専用のアポダイゼーションは、エミュレーション・システム中の補正がある状況下で余剰となるように補正される。好ましくは、光学要素は、ここでも瞳平面の中でまたは瞳平面の近くで交換可能な状態で配置される。光学要素は、使用されるフォトレジストによって生来の、且つ／または専用のアポダイゼーションを補正するのが好都合である。本発明の好ましい実施形態では、光学要素は、以下の条件に従って瞳座標（ｐ、ｑ）についての振幅透過率Ｔ（ｐ、ｑ）を有する。
【００２７】
【数４】
2009507251.tif 000006
ここでβは、倍率であり、ｎ’は、使用されるフォトレジストの屈折率である。
【００２８】
典型的な実施形態を参照しながら、以下により詳細に本発明を説明することにする。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２９】
図１ａは、従来技術の知られたフォトリソグラフィック・スキャナを示す。照明源（図示せず）からの光ビーム１は、フィールド平面中に配置される物体またはマスク２に入射する。次いでビームは、スキャナ結像システム３に入り、スキャナ結像システム３は、マスク２を本明細書で示される例では、１／４に縮小してウェハ上へ施されるフォトレジスト層４の中に結像する。フォトレジストは、光が透過する位置で露光される。マスク２の像は、続く工程によってウェハ上で再現される。
【００３０】
マスクの製造はとても複雑で費用がかかり、使用される構造のサイズが減少するにつれてこれらの費用は増大するので、マスクは通常、フォトリソグラフィック・スキャナで使用される前に異常についての試験が行われる。この目的のために、図１ｂに１例として示されるマスク検査システム、例えばカール・ツアイス・エスエムエス・ゲーエムベーハー（Ｃａｒｌ  Ｚｅｉｓｓ  ＳＭＳ  ＧｍｂＨ）のＡＩＭＳ（商標）が使用される。結像システムを通る１点鎖線（この１点鎖線は、図１ａでも示される）まで、両システムは同一であり、すなわち両システムは、同じ波長、対応する照明源および同じ照明偏光を使用する。マスク側の開口数は、やはり同じである。しかし、マスク２の像は、スキャナ結像システム３の中でサイズが縮小されてフォトレジスト層４の中に結像されるのに対して、本明細書で示される例では、マスク２は、本明細書では１例として４５０倍の倍率が選ばれているエミュレーション結像システム５によってＣＣＤカメラ６上に結像される。他の倍率も可能であることは言うまでもない。したがって、スキャナの場合は開口数が像側でとても大きいのに対して、マスク検査システムの開口数はとても小さい。この差異によって異なるアポダイゼーションとなる。
【００３１】
前記アポダイゼーションは、マスク検査システムにおいて異なる方法で補償可能である。まず第１に、図２は、やはりより詳細に２つのレンズ系７および８を備え、レンズ系７とレンズ系８の間でビームが略平行である、エミュレーション結像システム５を示す。
【００３２】
図３ａに示される本発明の第１の実施形態では、フィルタ９は、瞳平面または瞳平面の近くの平面の中に（この場合はレンズ系７および８との間に）導入され、このフィルタにより、図３ｂに示されるように、以下の式
【００３３】
【数５】
2009507251.tif 000007
に従って光軸からの距離に依存する回転対称である、強度の透過率を変更する。この場合は、瞳の周辺で透過率が１００％となるように定数Ｃ＜１が選択されている。示される例では、開口数は１．４であり、フォトレジストの屈折率は１．７２である。フィルタの代わりに、強度強化用の媒体を用いてもよい。
【００３４】
本発明の第２の実施形態を図４に示す。この場合においてフィルタ１０は、レンズ系７の強く弧状の表面上に蒸着されたものであり、フィルタ１０は、ここではマスク側位置に示される。しかし、フィルタ１０は、この位置に限定されず、他の位置で据えられてもよい。その表面は弧状であり、高い角度負荷、すなわち物点から来るビームが大きな角度でフィルタ１０に入射することも示す。表面を選択することにおける唯一の決定的要因は、角度負荷である。代替として、平面を有するフィルタ１１が、マスク２とレンズ系７または大きな開口数となる他の任意の位置との間で挿入可能でもある。いずれにしても、皮膜は、皮膜が入射角によって光の透過率に影響を与えるように選択されなければならない。例えば、光の入射角に依存する反射の性質を有する層が使用される。
【００３５】
図６は、本発明のさらなる実施形態を示す。光の入射角に依存するフィルタ特性を有する皮膜の代わりに平面に平行なプレート１２が、ここではマスク２とレンズ系７の間のビーム経路中の同じ位置、つまりやはり高い角度負荷の下で挿入される。このフィルタ要素は、様々な角度で入射するビームがプレート中の様々な経路長をカバーするという効果を利用する。表面法線に対する入射角が大きくなるほど、カバーされる距離がより大きくなることになり、体積中での吸収もより大きくなることになる。
【００３６】
代替としては、図７に示すように、（この例ではレンズ系８に属する）レンズ１３が、体積吸収のために使用可能でもある。上述のプレート１２の場合のように、ここでも様々な経路長の効果および吸収における関連した差異の効果の利点が得られる。しかし、レンズは、ビーム広がりが少なくまたはビーム広がりがゼロに近づきさえもするシステム中の位置で挿入されることもできる。そのとき様々な経路長は、レンズの形状に起因する。例えば、正の屈折を有する凸レンズでは、光軸近くでレンズに飛び込むビームは、レンズの周辺でレンズに飛び込むビームよりも前記レンズ中で大きな距離をカバーする。負の屈折を有する凹レンズについては、その場合の正反対となる。
【００３７】
本明細書でマスク検査システム中のエミュレーション結像システムの例として考慮されている強度変更用の光学要素は、スキャナ結像システム３中の基本的に同じ位置で類似のやり方で比較できる特性を用いて使用される。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１ａ】従来技術の知られたタイプのフォトリソグラフィック・スキャナを示す図。
【図１ｂ】従来技術のマスク検査システムを示す図。
【図２】エミュレーション結像システム、すなわちマスクに対して像側で配置される（従来技術の中に現在存在するもののような）マスク検査システムのその部分を示す図。
【図３ａ】瞳フィルタを備える本発明の第１の実施形態を示す図。
【図３ｂ】生来のアポダイゼーションのエミュレーションについてその後の透過率を示すグラフ。
【図４】光学要素が高い角度負荷の下の領域で配置される、本発明のさらなる実施形態を示す図。
【図５】光学要素がやはり高い角度負荷の下の領域で配置される、本発明のさらなる実施形態を示す図。
【図６】高い角度負荷の下の領域で光学要素の強度変更の代替を示す図。
【図７】複数のレンズのうちの１つでカバーされる異なる経路長を利用する実施形態を示す図。
【符号の説明】
【００３９】
１  光ビーム
２  マスク
３  スキャナ結像システム
４  フォトレジスト層
５  エミュレーション結像システム
６  ＣＣＤカメラ
７、８  レンズ系
９、１０、１１  フィルタ
１２  平面に平行なプレート
１３  レンズ
【図１ａ】
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【図１ｂ】
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【図２】
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【図３ａ】
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【図３ｂ】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【国際調査報告】
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