(57)【要約】      （修正有）【課題】リソグラフィ装置に使用する投影光学系のアポディゼーションを測定方法および装置を提供する。【解決手段】投影光学系は、使用時にレチクルが配置されるオブジェクト面、瞳面４、および使用時にウェハが配置される像面５を有する。方法は、ほぼ均一な光の分布を生成するために、前記オブジェクト面に１つまたは複数の適切な開口２を配置することと、前記開口２または各開口を照明することと、投影光学系のアポディゼーションを計算するために、瞳面５と共役である面で強度分布を測定することとを含む。【選択図】図２
2006108689.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
リソグラフィ装置で使用するために投影光学系のアポディゼーションを測定する方法であって、投影光学系は、使用時にレチクルが配置されるオブジェクト面、瞳面、および使用時にウェハが配置される像面を有し、
ほぼ均一な光分布を生成するために、前記オブジェクト面に１つまたは複数の適切な開口を配置することと、
前記開口を照明することと、
投影光学系のアポディゼーションを計算するために、瞳面と共役である面で強度分布を測定することとを含む方法。
【請求項２】
瞳面に共役である前記面が、像面に対して焦点がずれている面に対応し、したがって前記瞳面に対して遠視野描像条件が適用される、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記開口がアレイ状の開口を有する、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記アレイの開口が、準ランダムまたはランダムな方法で配置構成される、請求項３に記載の方法。
【請求項５】
前記開口または各開口が、使用する放射線の波長より小さい直径を有する、請求項１に記載の方法。
【請求項６】
前記開口または各開口が、使用する放射線の波長とほぼ等しい直径を有する、請求項１に記載の方法。
【請求項７】
前記開口または各開口が、使用する放射線の波長より大きい直径を有する、請求項１に記載の方法。
【請求項８】
さらに、１つまたは複数の開口から放射される光の強度プロフィールを確立するために校正を実行することを含む、請求項７に記載の方法。
【請求項９】
前記校正をオフラインで実行する、請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
さらに、前記開口または各開口に到達する光を拡散するために、前記開口または各開口上に拡散器を配置することを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１１】
さらに、ほぼ均一な光の分布を生成するために、前記投影光学系の像面に１つまたは複数の開口を配置することと、
投影レンズから見て前記１つまたは複数の開口の背後で、前記投影光学系の像面に対して焦点がずれた面にセンサを配置することと、
前記センサの角度感度を校正することとを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１２】
リソグラフィ装置に使用する投影光学系のアポディゼーションを測定する装置であって、投影光学系は、使用時にレチクルが配置されるオブジェクト面、瞳面、および使用時にウェハが配置される像面を有し、
ほぼ均一な光の分布を生成するために、前記オブジェクト面に配置された１つまたは複数の開口と、
前記開口または各開口を照明する照明ソースと、
投影光学系のアポディゼーションを計算するために、瞳面と共役である面で強度分布を測定する光測定センサとを設けた装置。
【請求項１３】
瞳面と共役である前記面が、像面に対して焦点がずれた面に対応し、したがって前記瞳面に対して遠視野条件が適用される、請求項１２に記載の装置。
【請求項１４】
前記開口をアレイ状に配置構成する、請求項１２に記載の装置。
【請求項１５】
前記アレイの開口が、準ランダムまたはランダムな方法で配置構成される、請求項１４に記載の装置。
【請求項１６】
前記開口または各開口が、使用する放射線の波長より小さい直径を有する、請求項１２に記載の装置。
【請求項１７】
前記開口または各開口が、使用する放射線の波長とほぼ等しい直径を有する、請求項１２に記載の装置。
【請求項１８】
前記開口または各開口が、使用する放射線の波長より大きい直径を有する、請求項１２に記載の装置。
【請求項１９】
１つまたは複数の開口から放射される光の強度プロフィールを校正する、請求項１８に記載の装置。
【請求項２０】
装置がさらに、前記開口または各開口に到達する光を拡散するために、前記開口または各開口上に拡散器を有する、請求項１２に記載の装置。
【請求項２１】
装置にさらに、前記センサの角度感度を校正するために、前記投影光学系と前記センサの間に配置した１つまたは複数の開口を設ける、請求項１２に記載の装置。
【請求項２２】
リソグラフィ装置であって、
放射線の投影ビームを調整する照明システムと、
パターニングデバイスを支持する支持構造とを有し、パターニングデバイスは、投影ビームの断面にパターンを与える働きをし、さらに、
基板を保持する基板テーブルと、
パターン形成したビームを基板の目標部分に投影し、使用中にパターニングデバイスが配置されるオブジェクト面、瞳面、および使用中に基板が配置される像面を有する投影光学系と、
ほぼ均一な光の分布を生成するために、前記オブジェクト面に配置された１つまたは複数の開口と、
投影光学系のアポディゼーションを計算するために、瞳面と共役である面で強度分布を測定するセンサとを有する装置。
【請求項２３】
瞳面と共役である前記面が、像面に対して焦点がずれた面に対応し、したがって前記瞳面に対して遠視野条件が適用される、請求項２２に記載の装置。
【請求項２４】
装置にはさらに、前記センサの角度感度を校正するために、前記投影光学系と前記センサの間に配置した１つまたは複数の開口を設ける、請求項２２に記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はリソグラフィ装置のアポディゼーション測定の装置および方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
リソグラフィ装置は、所望のパターンを基板の目標部分に適用する機械である。リソグラフィ装置は例えば、集積回路（ＩＣ）の製造において使用可能である。このような場合、代替的にマスクまたはレチクルと呼ばれるパターニングデバイスは、ＩＣの個々の層に対応する回路パターンの生成に使用することができる。このパターンを、放射線感光原料（レジスト）の層を有する基板（例えばシリコンウェハ）上の目標部分（例えば１つあるいはそれ以上のダイの一部を含む）に描像することができる。一般的に、１枚の基板は、順次照射される近接目標部分のネットワークを含んでいる。既知のリソグラフィ装置は、パターン全体を目標部分に１回露光することによって各目標部分が照射される、いわゆるステッパと、所定の方向（「走査」方向）にパターンを放射線ビームで走査し、これと同時に基板をこの方向と平行に、あるいは反平行に走査することにより、各目標部分が照射される、いわゆるスキャナとを含む。
【０００３】
ここでは最初にレンズのアポディゼーションに関する多少の背景について検討する。
【０００４】
レンズ光の非均一性は概して像の面で特徴づけられる。像フィールドを通してＣＤ変動（限界寸法変動）を制限するために、非常に厳密な仕様を使用する。光の不均一性が（例えば像レベルにて様々な角度にわたって）瞳面に現れる場合、ピッチを通したＣＤ変動が予想される。瞳における光の不均一性をアポディゼーションと呼ぶことが多い。この意味で、アポディゼーションは、瞳の透過関数の振幅部分を表す（収差は瞳の透過関数の位相部分を表す）。往々にして均一な瞳の透過が仮定されるが、通常はこうならない。
【０００５】
以下ではレンズのアポディゼーションの定義、およびそれと瞳の測定との関係について述べる。次に、様々なタイプのアポディゼーションおよび描像に及ぼすその影響について概観する。
【０００６】
機械的描像は２つのフーリエ変換によって表すことができる。つまり、オブジェクト面から瞳面へ、および瞳面からイメージ面へのフーリエ変換である。２番目のフーリエ変換の前に、瞳分布に描像システムのＯＴＦ（光学的伝達関数）を掛けねばならない。
【数１】
2006108689.tif 000003
【０００７】
ここで、ＩおよびＯはフィールド座標ρχおよび瞳座標ρρの関数として像面およびオブジェクト面の電界と等しい。像の強度を獲得するために、電界の振幅を２乗する必要がある。
【０００８】
ＯＴＦは位相の項Ｗ（収差を表す）
【数２】
2006108689.tif 000004
とアポディゼーションの項Ａ（アポディゼーションを表す）に分割することができる。両方とも瞳座標ρρの関数であり、フィールド座標ρχとともにフィールド上で変動する。
【０００９】
次に、アポディゼーションの定義に移る。アポディゼーションはレンズの角度透過と定義される。アポディゼーションの関数Ａ（ｒ）は、幾つかの関数のクラスに分解することができる。収差のゼルニケ多項式Ｚn（ρρ）および対応するゼルニケ係数ｚn（ρχ）が適切な分解である。
【数３】
2006108689.tif 000005
【００１０】
これらのゼルニケ係数は無次元であり、瞳縁における対応するゼルニケ多項式の透過を表す。
【００１１】
現在は均一なレンズ透過を仮定しているので、レンズのアポディゼーションは、通常は直接測定しない。その様々な構成要素は他の測定の一部であるか、それに影響を及ぼす。例えば、均一な瞳の透過Ｚl（ｘ）は均一性測定の一部である。
【００１２】
現在のウェハレベルにおける瞳測定は、照明角度強度とレンズアポディゼーションの組み合わせを測定する。レンズと照明の効果は区別されない。これは危険なことがある。両方とも様々な描像効果を誘発するからである。
【００１３】
描像に及ぼす影響を理解するために、オブジェクトの回折パターンを調べなければならない。概して、大きいオブジェクトは小さい回折パターンを有し、小さいオブジェクトは大きい回折パターンを有する。回折パターンは（概して）対称であり、プラスの回折次数の振幅は、マイナスの回折次数の振幅と等しい。
【００１４】
奇数のアポディゼーションはウェハレベルの光のテレセントリック性に影響する。テレセントリック性は描像ビームの平均ポインティング（つまり平均方向）に等しい。この方法で、焦点の関数としてオーバレイに影響を及ぼす。つまり、奇数のアポディゼーションの場合、一方側からは他方側よりウェハ（像面）上の所与のポイントに到達する光が多くなり、その結果、ウェハが像面に対して上下に移動する（したがって露光した像の焦点を外す）と、像は水平方向で効果的に移動する。
【００１５】
偶数のアポディゼーション（ウェハ（像面）の所与のポイントに到達する光の強度が、ウェハに直角な線で対称である）は、構造密度（ピッチ）および方位の関数として最適露光量に影響する。したがって、ピッチを通してＣＤの変動を生じる。異なるピッチの線は同じサイズで印刷するには異なる露光量を必要とする。
【００１６】
特殊なケースとして、非点収差アポディゼーションは、水平レンズと垂直レンズの間にエネルギの差を導入する。
【００１７】
アポディゼーションはレンズの瞳内に現れる。したがって、瞳センサでしか測定することができない。例えば大きい焦点はずれで走査するピンホールセンサ、または平行な検出器アレイを使用して、瞳面と共役にすることができる。このようなセンサは全て、光学的干渉を含むか、瞳と完全には共役とならない、またはその両方であり、したがって幾何学的効果、さらに透過の角度効果（フレネル係数）を補正する必要がある。
【００１８】
光学的には、共役ポイントとは例えばオブジェクトポイントと像ポイントなどの、いずれかのポイントから放射された光が他方で収束するように位置決めされたレンズまたは鏡のような光学システムの光軸上のポイントである。敷衍すると、共役面とは、例えばオブジェクト面および像面のように、いずれかの面にあるポイントから放射された光が他方で収束するように位置決めされた光学システムの光軸に対して垂直の面である。
【００１９】
次に、オブジェクトレベルで既知の瞳充填を実現しなければならない。これは、明白に画定された強度分布を校正または測定するか、使用する波長に対して直径が小さい完全なピンホールによって与えられるような理論的に既知の強度分布を使用することにより実現することができる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２０】
米国特許第２００２／０００１０８８号（Ｃａｒｌ  Ｚｅｉｓｓの名前の国際特許第０１／６３２３３号に対応する）は、波面検出の装置について記載し、これは波面を変形させる光学システム、波面が通過する回折格子、および回折格子に続く空間解像検出器を含む。Ｚｅｉｓｓの特許の図１は、装置のレイアウトを示し、ここではソース４３からの光が可動光ガイド２９、穿孔したマスク８、レンズ１３および１５、および可動回折格子１１を通過してから、センサ表面２０を有する検出器１９に到達する。Ｚｅｉｓｓの特許の装置は、レンズ収差の測定に使用することができる。格子１１の機能は、（収差によって引き起こされる）位相効果を振幅効果に変換することであり、これを検出器１９が測定する。Ｚｅｉｓｓの特許では、ｘ成分とｙ成分を分離する必要があるので、走査も必要である。走査によって、一方の成分を平均化することができ、したがって他方を測定することができる。
【課題を解決するための手段】
【００２１】
本発明によると、リソグラフィ装置で使用するために投影光学系のアポディゼーションを測定する方法が提供され、投影光学系は、使用時にレチクルが配置されるオブジェクト面、瞳面、および使用時にウェハが配置される像面を有し、方法は、
ほぼ均一な光分布を生成するために、前記オブジェクト面に１つまたは複数の適切な開口を配置するステップと、
前記開口または各開口を照明するステップと、
投影光学系のアポディゼーションを計算するために、瞳面と共役である面で強度分布を測定するステップとを含む。
【００２２】
特定の実施形態では、瞳面に共役である前記面は、像面に対して焦点がずれている面に対応し、したがって前記瞳面に対して遠視野描像条件が適用される。
【００２３】
前記開口はアレイ状の開口でよい。
【００２４】
特定の実施形態では、前記アレイの開口は、準ランダムまたはランダムな方法で配置構成される。
【００２５】
前記開口または各開口は、使用する放射線の波長より小さい直径、使用する放射線の波長とほぼ等しい直径、または使用する放射線の波長より大きい直径を有してよい。
【００２６】
方法は、１つまたは複数の開口から放射される光の強度プロフィールを確立するために校正を実行するさらなるステップを含んでよい。
【００２７】
校正はオフラインで実行することができる。
【００２８】
方法は、前記開口または各開口に到達する光を拡散するために、前記開口または各開口上に拡散器を配置するさらなるステップを含んでよい。
【００２９】
方法はさらに、ほぼ均一な光の分布を生成するために、前記投影光学系の像面に１つまたは複数の開口を配置するステップと、
投影レンズから見て１つまたは複数の開口の背後で、前記投影光学系の像面に対して焦点がずれた面にセンサを配置するステップと、
前記センサの角度感度を校正するステップとを含んでよい。
【００３０】
本発明は、リソグラフィ装置に使用する投影光学系のアポディゼーションを測定する装置も提供し、投影光学系は、使用時にレチクルが配置されるオブジェクト面、瞳面、および使用時にウェハが配置される像面を有し、装置は、
ほぼ均一な光の分布を生成するために、前記光学面に配置された１つまたは複数の適切な開口と、
前記開口または各開口を照明する照明装置と、
投影光学系のアポディゼーションを計算するために、瞳面と共役である面で強度分布を測定する光測定センサとを有する。
【００３１】
特定の実施形態では、瞳面と共役である前記面は、像面に対して焦点がずれた面に対応し、したがって前記瞳面に対して遠視野条件が適用される。
【００３２】
装置の開口はアレイ状の開口でよく、準ランダムまたはランダムな方法で配置構成することができる。
【００３３】
前記開口または各開口は、使用する放射線の波長より小さい直径、使用する放射線の波長とほぼ等しい直径、または使用する放射線の波長より大きい直径を有してよい。
【００３４】
１つまたは複数の開口から放射される光の強度プロフィールを校正することができる。装置には、前記開口または各開口に到達する光を拡散するために、前記開口または各開口上に拡散器を設けることができる。
【００３５】
装置には、前記センサの角度感度を校正するために、前記投影光学系と前記センサの間に配置した１つまたは複数の開口を設けることができる。
【００３６】
本発明はリソグラフィ装置も提供し、装置は、
放射線の投影ビームを提供する照明システムと、
パターニングデバイスを支持する支持構造とを有し、パターニングデバイスは、投影ビームの断面にパターンを与える働きをし、さらに、
基板を保持する基板テーブルと、
パターン形成したビームを基板の目標部分に投影する投影光学系とを有し、
前記リソグラフィ装置はさらに、
投影光学系のアポディゼーションを測定するシステムを有し、投影光学系は、使用時にレチクルが配置されるオブジェクト面、瞳面、および使用時に前記基板が配置される像面を有し、装置は、
ほぼ均一な光の分布を生成するために、前記オブジェクト面に配置された１つまたは複数の適切な開口と、
投影光学系のアポディゼーションを計算するために、瞳面と共役である面で強度分布を測定する光測定デバイスとを有する。
【００３７】
特定の実施形態では、瞳面と共役である前記面は、像面に対して焦点がずれた面に対応し、したがって前記瞳面に対して遠視野条件が適用される。
【００３８】
装置には、前記センサの角度感度を校正するために、前記投影光学系と前記センサの間に配置した１つまたは複数の開口を設けることができる。
【００３９】
本文ではＩＣの製造におけるリソグラフィ装置の使用に特に言及しているが、本明細書で説明するリソグラフィ装置が他の多くの用途においても使用可能であることは明確に理解されるべきである。例えば、これは、集積光学装置、磁気ドメインメモリ用ガイダンスおよび検出パターン、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）、薄膜磁気ヘッド等の製造に使用され得る。こうした代替的な用途の状況においては、本文にて使用した「ウェハ」または「ダイ」といった用語は、それぞれ「基板」または「目標部分」といった、より一般的な用語に置き換えて使用され得ることが当業者には理解される。本明細書で言及する基板は、露光前または露光後に、例えばトラック（通常はレジストの層を基板に塗布し、露光したレジストを現像するツール）または計測または検査ツールで処理することができる。適宜、本明細書の開示は、以上およびその他の基板処理ツールに適用することができる。さらに、基板は、例えば多層ＩＣを生成するために、複数回処理することができ、したがって本明細書で使用する基板という用語は、既に複数の処理済み層を含む基板も指す。
【００４０】
本明細書では、「放射線」および「ビーム」という用語は、イオンビームあるいは電子ビームといったような粒子ビームのみならず、紫外線（ＵＶ）放射線（例えば、３６５ｎｍ、２４８ｎｍ、１９３ｎｍ、１５７ｎｍ、あるいは１２６ｎｍの波長を有する）および超紫外線（ＥＵＶ）放射線（例えば、５ｎｍ〜２０ｎｍの範囲の波長を有する）を含むあらゆるタイプの電磁放射線を網羅するものとして使用される。
【００４１】
本明細書において使用する「パターニングデバイス」なる用語は、基板の目標部分にパターンを生成するように、放射線ビームの断面にパターンを与えるために使用し得るデバイスを指すものとして広義に解釈されるべきである。放射線ビームに与えられるパターンは、基板の目標部分における所望のパターンに正確に対応しないことがあることに留意されたい。一般的に、放射線ビームに与えられるパターンは、集積回路などの目標部分に生成されるデバイスの特別な機能層に相当する。
【００４２】
パターニングデバイスは透過性または反射性でよい。パターニングデバイスの例には、マスク、プログラマブルミラーアレイ、およびプログラマブルＬＣＤパネルがある。マスクはリソグラフィにおいて周知のものであり、これには、様々なハイブリッドマスクタイプのみならず、バイナリマスク、レベンソンマスク、減衰位相シフトマスクといったようなマスクタイプも含まれる。プログラマブルミラーアレイの一例は小さなミラーのマトリクス配列を用いる。そのミラーの各々は、異なる方向に入射の放射線ビームを反射するよう個々に傾斜することができる。このようにして反射ビームにパターンが形成される。
【００４３】
支持構造は、パターニングデバイスを支持、つまりその重量を担持する。これは、パターニングデバイスの方向、リソグラフィ装置の設計、および他の条件、例えばパターニングデバイスが真空環境で保持されているか否かに応じた方法で、パターニングデバイスを保持する。支持は、機械的締め付け、真空、または例えば真空条件での静電締め付けなどの他の締め付け技術を使用することができる。支持構造は、例えばフレームもしくはテーブルでよく、これは必要に応じて、固定式となるか、もしくは可動式でよく、パターニングデバイスが例えば投影システムなどに対して所望の位置にあることを保証することができる。本明細書において使用する「レチクル」または「マスク」なる用語は、より一般的な「パターニングデバイス」なる用途と同義と見なすことができる。
【００４４】
本明細書において使用する「投影システム」なる用語は、例えば使用する露光放射線、または浸漬流体の使用や真空の使用などの他の要因に合わせて適宜、例えば屈折光学システム、反射光学システム、反射屈折光学システムを含むさまざまなタイプの投影システムを網羅するものとして広義に解釈されるべきである。本明細書において「レンズ」なる用語を使用した場合、これはさらに一般的な「投影システム」なる用語と同義と見なされる。
【００４５】
照明システムは、放射線の誘導、成形、あるいは制御を行うために、屈折、反射、反射屈折光学構成要素などの様々なタイプの光学構成要素を含むことができ、このような構成要素も以下では包括的または単独で「レンズ」と呼ぶ。
【００４６】
リソグラフィ装置は２つ（デュアルステージ）あるいはそれ以上の基板テーブル（および／または２つもしくはそれ以上のマスクテーブル）を有するタイプのものである。このような「多段」機械においては、追加のテーブルが並列して使用される。もしくは、１つ以上の他のテーブルが露光に使用されている間に予備工程が１つ以上のテーブルにて実行される。
【００４７】
リソグラフィ装置は、投影システムの最終要素と基板との間の空間を充填するよう、基板を水などの比較的高い屈折率を有する液体に浸漬するタイプでもよい。浸漬液は、例えばマスクと投影システムの第一要素の間など、リソグラフィ装置の他の空間に適用してもよい。浸漬技術は、投影システムの開口数を増加させるために使用可能である。
【００４８】
次に、本発明の実施形態を添付の略図を参照に、例示の方法においてのみ説明する。図面では対応する参照記号は対応する部品を示すものとする。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４９】
図１は、本発明を使用できるリソグラフィ装置を概略的に示したものである。この装置は、
−  放射線の投影ビームＰＢ（例えばＤＵＶまたはＥＵＶ放射線）を提供する照明システム（照明装置）ＩＬと、
−  パターニングデバイス（例えばマスク）ＭＡを支持し、かつ、品目ＰＬに対して正確にパターニングデバイスの位置決めを行う第一位置決め装置ＰＭに連結を行った第一支持構造（例えばマスクテーブル）ＭＴと、
−  基板（例えばレジスト塗布したウェハ）Ｗを支持し、かつ、品目ＰＬに対して正確に基板の位置決めを行う第二位置決め装置ＰＷに連結を行った基板テーブル（例えばウェハテーブル）ＷＴと、
−  パターニングデバイスＭＡによって放射線ビームＢに与えられたパターンを基板Ｗの目標部分Ｃ（例えば、１つあるいはそれ以上のダイから成る）に投影する投影システム（例えば屈折性投影レンズシステム）ＰＬとを含む。
【００５０】
ここで示しているように、本装置は透過タイプである（例えば透過マスクを使用する）。あるいは、装置は反射タイプでもよい（例えば上記で言及したようなタイプのプログラマブルミラーアレイを使用する）。
【００５１】
照明装置ＩＬは放射線ソースＳＯから放射線ビームを受け取る。ソースとリソグラフィ装置とは、例えばソースがエキシマレーザである場合に、別個の存在でよい。このような場合、ソースはリソグラフィ装置の一部を形成すると見なされず、放射線ビームは、例えば適切な集光ミラーおよび／またはビーム拡大器などを含むビーム送出システムＢＤの助けにより、ソースＳＯから照明装置ＩＬへと渡される。他の場合、例えばソースが水銀ランプの場合は、ソースが装置の一体部品でもよい。ソースＳＯおよび照明装置ＩＬは、必要に応じてビーム送出システムＢＤとともに放射線システムと呼ぶことができる。
【００５２】
照明装置ＩＬは、ビームの角度強度分布を調節する調節要素ＡＭを含んでよい。一般的に、少なくとも照明装置の瞳面における強度分布の外部および／あるいは内部放射範囲（一般的にそれぞれ、σ−ｏｕｔｅｒおよびσ−ｉｎｎｅｒと呼ばれる）は調節することができる。また、照明装置ＩＬは、積分器ＩＮおよびコンデンサＣＯのような他の様々な構成要素を含む。照明装置は、その断面に亘り所望する均一性と強度分布とを有する投影ビームＰＢと呼ばれる調整済みの放射線ビームを提供する。
【００５３】
投影ビームＰＢは、マスクテーブルＭＴ上に保持されているマスクＭＡに入射する。投影ビームＰＢはマスクＭＡを通り抜けて、基板Ｗの目標部分Ｃ上にビームを集束するレンズＰＬを通過する。第二位置決め装置ＰＷおよび位置センサＩＦ（例えば干渉計デバイス）の助けにより、基板テーブルＷＴは、例えば放射線ビームＰＢの経路における異なる目標部分Ｃに位置を合わせるために正確に運動可能である。同様に、第一位置決め装置ＰＭおよび別の位置センサ（図１には明示的に図示せず）を使用して、例えばマスクライブラリから機械的に検索した後に、あるいは走査運動の間に、ビームＰＢの経路に対してマスクＭＡを正確に位置決めすることができる。一般的に、オブジェクトテーブルＭＴおよびＷＴの運動は、位置決め装置ＰＭおよびＰＷの部分を形成するロングストロークモジュール（粗動位置決め）およびショートストロークモジュール（微動位置決め）にて行われる。しかし、ステッパの場合（スキャナとは対照的に）、マスクテーブルＭＴはショートストロークアクチュエータに連結されるだけであるか、あるいは固定される。マスクＭＡおよび基板Ｗは、マスクアラインメントマークＭ１、Ｍ２および基板アラインメントマークＰ１、Ｐ２を使用して位置合わせすることができる。
【００５４】
ここに表した装置は以下の好ましいモードにて使用可能である。
１．ステップモードにおいては、マスクテーブルＭＴおよび基板テーブルＷＴは、基本的に静止状態に保たれている。そして、投影ビームに与えたパターン全体が１回で目標部分Ｃに投影される（すなわち１回の静止露光）。次に基板テーブルＷＴがＸ方向および／あるいはＹ方向にシフトされ、異なる目標部分Ｃを露光可能である。ステップモードでは、露光フィールドの最大サイズが、１回の静止露光で描像される目標部分Ｃのサイズを制限する。
２．走査モードにおいては、マスクテーブルＭＴおよび基板テーブルＷＴを同期走査する一方、放射線ビームに与えられたパターンを目標部分Ｃに投影する（つまり１回の動的露光）。マスクテーブルＭＴに対する基板テーブルＷＴの速度および方向は、投影システムＰＬの拡大（縮小）および像反転特性によって決定される。走査モードでは、露光フィールドの最大サイズが、１回の動的露光で目標部分の（非走査方向における）幅を制限し、走査動作の長さが目標部分の（走査方向における）高さを決定する。
３．別のモードでは、マスクテーブルＭＴが基本的に静止状態に維持されて、プログラマブルパターニングデバイスを保持し、投影ビームに与えられたパターンを目標部分Ｃに投影する間に、基板テーブルＷＴが動作するか、走査される。このモードでは、一般的にパルス状放射線ソースを使用して、基板テーブルＷＴを動作させるごとに、または走査中に連続する放射線パルス間に、プログラマブルパターニングデバイスを必要に応じて更新する。この動作モードは、以上で言及したようなタイプのプログラマブルミラーアレイなどのプログラマブルパターニングデバイスを使用するマスクなしリソグラフィに容易に適用することができる。
【００５５】
上述した使用モードの組合せおよび／または変形、または全く異なる使用モードも使用することができる。
【００５６】
次にアポディゼーションの測定について見てみる。
【００５７】
投影レンズを出る光の角度分布は、ＴＩＳまたはＩＬＩＡＳなどのセンサで測定することができる。しかし、投影レンズの透過を測定するには、光の角度分布が均一であるか、予め決定されているソースが必要である。照明装置は、このような照明を提供することができない。
【００５８】
最新技術のリソグラフィ装置では、幾つかのインサイチュ（ｉｎ−ｓｉｔｕ）技術を使用して、瞳の強度分布を測定する。例えば、瞳面と有効共役である焦点はずれの走査ピンホールまたは平行な検出器アレイである。
【００５９】
瞳の形状の測定および制御は、小さいｋ１係数におけるスキャナの性能にとって重要になっている。ここでｋ１は、ＣＤ（限界寸法）と波長との比率をＮＡ（開口数）で割った値である。
【００６０】
図１の光学システムを厳密に見ると、上述した両方の技術では測定した瞳強度分布は、瞳面座標の関数としての投影レンズの透過（本明細書ではアポディゼーションと呼ぶ）と、照明装置の強度プロフィールとの積である。
【００６１】
描像に関して、これら２つの構成要素は別個の影響を及ぼす。レンズの透過ファンクションはコヒーレントに描像されるが、照明装置のプロフィールは非コヒーレントに描像されるからである。しかし、現在の測定技術はこれらの寄与を区別することができない。さらに、最新技術のリソグラフィ装置では、瞳強度分布の測定に使用する装置は、瞳形状の正確な測定に影響するような角度感度を示す。
【００６２】
既存のシステムでは、優れた近似でレンズ透過を瞳の全体にわたって均一であると仮定することができる。しかし、近い将来には、超高ＮＡシステムが照明装置プロフィールおよびアポディゼーションの明示的に分離された測定を必要とする。
【００６３】
照明装置のプロフィールおよびアポディゼーションの上述した明示的区別は、既知の、または校正された角度強度分布でオブジェクトレベル（図２のピンホール２参照）における強度分布を実現することによって、単刀直入に遂行することができる。さらに、センサの校正は、均一な、または予め決定した角度強度分布で像レベル（図６のピンホール１６参照）における強度分布を実現することによって遂行することができる。これについて、以下でさらに詳細に概観する。
【００６４】
図２は、図１のリソグラフィ装置の投影レンズＰＬのアポディゼーションを測定するために使用する測定システムの概観を示す。
【００６５】
図２は、照明装置からの入射ビーム１、レチクルレベルにあるピンホール２、ピンホール２から出る均一な球形波面３、瞳面４、像面５、および光の強度を測定するカメラとして作用するフォトダイオードアレイ６を示す。図１の投影レンズＰＬは、図２では第一レンズ１０および第二レンズ１２を含む投影光学系８として概略的に提示されている。瞳面４は、投影光学系８のアポディゼーションが生じると数学的に仮定される場所である。像面５は、図１のウェハＷの面に対応する。ピンホール２は、例えば吸収性が高いクロムまたは誘電層に透過率が高い開放区域を生成することによって実現することができ、この開放区域は、真のポイントソース（ｐｏｉｎｔ  ｓｏｕｒｃｅ）として作用するために使用する波長より十分に小さい寸法でなければならない。このようなポイントソースは、レンズの瞳内に存在する立体角の範囲にわたって効果的に均一である強度分布を有する。
【００６６】
図３で示すように、ピンホール２は小さい「真のポイントソース」２ａ（使用する波長より小さい直径を有するソースという意味である）の拡張アレイで置換することができ、ここで各ポイントソース２ａは（ポイントソースにおける屈折の結果として）均一の強度分布を有する。ソースのアレイを拡張することによって、ポイントソースごとに開放区域が非常に小さいことによる透過損が（部分的に）補償される。これらのポイントソース２ａは、瞳面に有効共役である検出デバイスで非コヒーレントに加えられるので、原則的に、解像度はアレイの拡張によって犠牲にならない。
【００６７】
透過は、ピンホールのｎ×ｎのアレイを使用することによって強化することができ、これはｎ×ｎ倍だけ有効透過を増加させる。正確なピンホールの形状は問題ではなく、ただ限界寸法（つまり直径）が波長より小さくなければならない。アレイのレイアウトも重要ではないが、各ピンホールは不鮮明化を防止するために相互に近く（約０．１ｍｍ以内で）なければならない。
【００６８】
図４で示す第二の実施形態は、十分に小さい開放区域のアレイを強力な拡散器１４と組み合わせて、瞳面４内の全立体角にわたって強度分布をさらに等化することによって、上述した「真のポイントソース」２ａの有効透過を増大させるものである。この方法で、「ポイントソース」ごとの開放区域の寸法は、図４の左側で示すように増加することができ、ここではｄ１からｄ２の直径増加が図示されている。図４では、ｄ１は真のポイントソース（波長より小さい直径）を表し、ｄ２は「弱いポイントソース」（波長と同じオーダーの直径）を表し、これは均一な強度分布を保証するために強力な拡散器１４を使用する必要がある。使用するポイントソースの直径を拡大すると、全体的強度が上がり、最新技術のレチクルリソグラフィ（２００〜３００ｎｍ）によるレチクルリソグラフィの要件も緩和される。これは、実際のソースモジュール（有効ソースが配置されるモジュール）を最低原価で製造することを大いに促進する。
【００６９】
図５で示す第三実施形態は、使用する波長より大きい寸法（直径ｄ２を有する図５の左側の開口で表す）の「弱いポイントソース」を使用し、例えば瞳を測定するために余分な強度を有するシステム（例えばスループットが高い２４８ｎｍのリソグラフィ装置）にて、「真のポイントソース」（低い透過という欠点を有する）に対して強度分布を校正するものである。この実施形態では、ポイントソースの直径（ｄ２）を真のポイントソースの直径（ｄ１）と比較して非常に増加させ、強力な拡散器１４で使用する場合でも強度分布を校正する必要がある。その結果の校正データは、現在校正されているソースモジュールに様々な方法で接続することができる。
【００７０】
校正プロセスは、基本的にこの「弱いポイントソース」の結果としての角度全体にわたるオブジェクト分布を、「真のポイントソース」の基本的に完全な分布と（オフラインで）比較する。このような校正では、インライン用途の幾つかの欠点、特に強度の欠如、タイミングの制約、およびおそらくは使用可能なスペース内に真のポイントソースを生成することの困難さも回避することができる。
【００７１】
図５の「弱いポイントソース」を使用すると、全体的強度が大幅に向上するが、「真のポイントソール」に固有の強度の均一性が喪失するという犠牲を払う。この欠点は、（１回のみの）校正によって解決される。
【００７２】
あるいは、任意のソースモジュールのオブジェクトレベルにおける強度分布のこの校正は、リソグラフィ装置の外部で、校正した測定ツール上、または完全な基準ソースモジュールとの比較により実行することができる。
【００７３】
図５の第三実施形態は、このような弱いポイントソースのアレイを使用することができ、この場合、校正はアレイ全体の強度分布について実行される。
【００７４】
図６は、フォトダイオードアレイ６の角度感度の校正に使用する第四実施形態を示す。この実施形態は、投影光学系８、ピンホール１６を設けた像レベルに配したクォーツプレート１５、および像面に対して焦点がずれた面に配置されたｍ×ｍ個の要素を有するフォトダイオードアレイ６を有する。ピンホール１６は、例えばガラス基板上の吸収性が高いクロム層または誘電層に透過率が高い開放区域を生成することによって実現することができ、この開放区域は、真のポイントソースとして作用するために、使用する波長より十分小さい寸法を有していなければならない。このようなポイントソースは、レンズの瞳内に存在する立体角の範囲にわたって効果的に均一である強度分布を有する。
【００７５】
透過は、ピンホールのｎ×ｎのアレイを使用して向上させることができ、これはｎ×ｎ倍だけ有効透過を向上させる。正確なピンホールの形状は問題ではなく、ただ限界寸法（つまり直径）が波長より小さくなければならない。アレイのレイアウトも重要ではないが、各ピンホールは不鮮明化を防止するために相互に近く（約０．１ｍｍ以内で）なければならない。
【００７６】
作動時には、ピンホール１６は均一な球形の波面１７をフォトダイオードアレイ６に透過する。フォトダイオードアレイ６の角度感度を校正するプロセスは、均一な球形波面を測定することと、ｍ×ｍのフォトダイオード要素の測定した強度を位置の関数としてメモリに記憶することを含む。通常、この校正は１回しか実行する必要がない。ｍ×ｍのフォトダイオード要素の記憶した強度は、センサの角度感度の差とともに、その後の瞳の強度分布測定の補正に使用する。
【００７７】
本発明は、ピンホールのアレイを使用する上述の実施形態いずれかに対するさらなる改良点も提供する。このさらなる改良点は、準ランダムまたはランダムなアレイでピンホールを配置構成することを含む。単純にピンホールを規則的な方法で（何らかのグリッド上に）配置構成すると、望ましくない離散的回折次数が生成され、したがって不均一な分布につながる。
【００７８】
しかし、準ランダムなグリッドに比較的多数のピンホールを配置することによって、これらの回折次数が回避される。完全に均一な分布を達成できない場合でも、分布が意図的に知られ、したがって投影レンズの透過を測定することができる。準ランダムとは、ピンホールの配置構成が規則的ではないという意味である。ピンホールの配置構成は、例えば表面にランダムで散在させた品目の外観に似ている。
【００７９】
この方法で、十分な強度を有する均一なソースを生成して、投影レンズのアポディゼーションの測定を可能にすることができる。
【００８０】
記載された実施形態は、照明装置のプロフィールとは独立して、投影レンズのアポディゼーションの測定を可能にする。
【００８１】
求めたレンズのアポディゼーションを瞳面の補正として適用することにより、照明装置システムの強度プロフィールの測定を改良するのにも使用することができる。
【００８２】
本発明の特定の実施形態について以上で記載してきたが、本発明は記載とは異なる方法でも実践できることが理解される。記載は本発明を制限するものではない。
【図面の簡単な説明】
【００８３】
【図１】本発明を使用してアポディゼーションを測定可能である投影レンズを有するリソグラフィ装置を示したものである。
【図２】本発明の測定システムの概観を示したものである。
【図３】アレイ状の複数のピンホールの使用を示したものである。
【図４】単一のピンホールまたはアレイ状の複数のピンホール上で拡散器を使用することを示したものである。
【図５】単一のピンホールまたはアレイ状の複数のピンホール上で拡散器を使用することを示したものである。
【図６】本発明の第四実施形態を示したものである。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【外国語明細書】
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