(57)【要約】  第１の波長（λ1 ）及び第２の波長（λ2 ）の光を有する露光光学ビームを生成するための光源を含み、露光光学ビームにおける、第２の波長（λ2 ）の光の強度の、第１の波長（λ1 ）の光の強度に対する比率が第１の比率として規定されるビーム伝送系を備えた投影露光システムの光学特性を測定する方法である。当該方法は、波面を有する少なくとも第１の波長（λ1 ）の光を備えた少なくとも１つの計測光学ビームを投影光学系に供給する工程と、前記投影光学系を通過した波面を検出し、検出された波面に基づいて前記光学特性を測定する工程とを含む。波面検出系の検出器に入射する前記計測光学ビームにおける、第２の波長（λ2 ）の光の強度の、第１の波長（λ1 ）の光の強度に対する比率である第２の比率は、前記第１の比率未満である。【選択図】  図１１
2007515767.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
投影露光システムの光学特性を測定する方法であって、
前記投影露光システムは、
パターニング構造（Ｒ）を照明するための露光光学ビームを供給するビーム伝送系であって、第１の波長（λ1 ）及び少なくとも前記第１の波長（λ1 ）とは異なる第２の波長（λ2 ）の光を有する前記露光光学ビームを生成する光源（１、１´、３１）を含み、前記露光光学ビームにおける前記第２の波長（λ2 ）を有する光の強度の、前記露光光学ビームにおける前記第１の波長（λ1 ）を有する光の強度に対する比率が第１の比率として規定されるビーム伝送系と、
前記パターニング構造（Ｒ）を感光基板（Ｓ）上に結像させる投影光学系（１４、２１、３４）とを備え、
前記方法は、
波面を有する前記第１の波長（λ1 ）の光からなる少なくとも１つの計測光学ビームを前記投影光学系（１４、２１、３４）に供給する工程と、
前記投影光学系（１４、２１、３４）を通過した前記少なくとも１つの計測光学ビームの波面を検出し、前記検出された波面に基づいて前記光学特性を測定する工程とを含み、
前記投影光学系（１４、２１、３４）を通過し、波面検出系（１５、１６、１７、１８；２２、２３、２４、２５、２７；３５、３６）の検出器（１８、２７、３６）に入射する前記少なくとも１つの計測光学ビームにおける前記第２の波長（λ2 ）を有する光の強度の、前記投影光学系（１４、２１、３４）を通過し、前記波面検出系（１５、１６、１７、１８；２２、２３、２４、２５、２７；３５、３６）の前記検出器（１８、２７、３６）に入射する前記少なくとも１つの計測光学ビームにおける前記第１の波長（λ1 ）を有する光の強度に対する比率である第２の比率が、前記第１の比率未満であることを特徴とする方法。
【請求項２】
前記少なくとも１つの供給された計測光学ビームにおける前記第２の波長（λ2 ）を有する光の強度の、前記少なくとも１つの供給された計測光学ビームにおける前記第１の波長（λ1 ）を有する光の強度に対する比率である第３の比率が、前記第１の比率未満である請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記露光光学系（１４、２１、３４）に、前記少なくとも１つの計測光学ビームを供給することが、前記ビーム伝送系を変更することを含む請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記ビーム伝送系を変更することが、前記光源（１、１´、３１）を変更することを含む請求項３に記載の方法。
【請求項５】
前記光源（１、１´、３１）を変更することが、前記第２の波長（λ2 ）を有する光の生成及び増幅の少なくともいずれか一方を抑制することを含む請求項４に記載の方法。
【請求項６】
前記ビーム伝送系を変更することが、前記光源（１、１´、３１）によって生成された光をろ過することを含むことにより、前記第３の比率が得られる請求項３に記載の方法。
【請求項７】
前記ろ過することが、前記生成された第１の波長（λ1 ）を有する光のビーム経路を、前記生成された第２の波長（λ2 ）を有する光のビーム経路から分離し、前記分離された第２の波長（λ2 ）を有する光のビーム経路を遮断することを含む請求項６に記載の方法。
【請求項８】
前記投影光学系（１４、２１、３４）を通過した前記少なくとも１つの計測光学ビームをろ過することをさらに含む請求項１に記載の方法。
【請求項９】
投影露光システムの光学特性を測定する方法であって、
前記投影露光システムは、
パターニング構造（Ｒ）を照明するための露光光学ビームを供給するビーム伝送系であって、第１の波長（λ1 ）及び少なくとも前記第１の波長とは異なる第２の波長（λ2 ）を有する光を生成する光源（１´´）を含み、前記露光光学ビームにおける前記第２の波長（λ2 ）を有する光の強度の、前記露光光学ビームにおける前記第１の波長（λ1 ）を有する光の強度に対する比率が第１の比率として規定されるビーム伝送系と、
前記パターニング構造（Ｒ）を感光基板上に結像させる投影光学系とを備え、
前記方法は、
波面を有する、前記第１の波長（λ1 ）及び少なくとも前記第２の波長（λ2 ）の光からなる少なくとも１つの計測光学ビームを前記投影光学系に供給する工程と、
前記投影光学系を通過した前記少なくとも１つの計測光学ビームの波面を検出し、前記検出された波面に基づいて前記光学特性を測定する工程とを含み、
前記検出及び測定が、前記第２の波長（λ2 ）を有する光の寄与分を補正することを含むことを特徴とする方法。
【請求項１０】
前記波面の検出が、前記投影光学系を通過した前記少なくとも１つの計測光学ビームから生成された第１の光パターンの検出を含み、前記補正が、前記第２の波長（λ2 ）を有する光によって生成された第２の光パターンの測定を含む請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
前記波面の検出が、前記投影光学系を通過した前記少なくとも１つの計測光学ビームから生成された第１の光パターンを検出する工程と、前記検出された第１のパターンに基づいて前記光学特性の近似値を求める工程と、前記光学特性の近似値を補正する工程とを含む請求項９に記載の方法。
【請求項１２】
投影露光システムのアラインメント方法であって、
請求項１〜１０のいずれかに記載の方法に係る投影露光システムの光学特性を測定する工程と、前記測定された光学特性に基づいて前記投影露光システムの構成及びアラインメントを調整する工程とを含むことを特徴とする方法。
【請求項１３】
請求項１２に記載の方法に従ってアラインメントされた投影露光システム。
【請求項１４】
レチクル（Ｒ）を照明するための露光光学ビームを供給するビーム伝送系であって、第１の波長（λ1 ）及び少なくとも前記第１の波長とは異なる第２の波長（λ2 ）を有する光を生成する光源（１、１´、３１）を含み、前記露光光学ビームにおける前記第２の波長を（λ2 ）有する光の強度の、前記露光光学ビームにおける前記第１の波長（λ1 ）を有する光の強度に対する比率が第１の比率として規定されるビーム伝送系と、
前記レチクル（Ｒ）を感光基板（Ｓ）上に結像させる投影光学系（１４、２１、３４）と、
前記投影光学系（１４、２１、３４）を通過した前記光源（１、１´、３１）からの光を検出するための検出器（１８、２７、３６）、及び前記第１の比率を減少させるためのフィルタ（６；１０；１１´、１２´、１３；２６；３２）であって、前記光源（１、１´、３１）と前記検出器（１８、２７、３６）との間のビーム経路中に配置されるか、又は配置可能なフィルタ（６；１０；１１´、１２´、１３；２６；３２）を有する波面検出系（１５、１６、１７、１８；２２、２３、２４、２５、２７；３５、３６）とを備えた投影露光システム。
【請求項１５】
前記フィルタ（６、２０、３２）は、前記光源（１、１´、３１）と前記投影光学系（３４）との間に配置されるか、又は配置可能である請求項１４に記載の投影露光システム。
【請求項１６】
前記フィルタ（２６）は、前記投影光学系（２１）と前記検出器（２７）との間に配置されるか、又は配置可能である請求項１４に記載の投影露光システム。
【請求項１７】
前記波面検出系が、ハルトマン・シャックセンサ系（１５、１６、１７、１８）を備えた請求項１５又は１６に記載の投影露光システム。
【請求項１８】
前記波面検出系が、ハルトマン型センサ系を備えた請求項１５又は１６に記載の投影露光システム。
【請求項１９】
前記波面検出系が、干渉計系を備えた請求項１５又は１６に記載の投影露光システム。
【請求項２０】
前記干渉計系が、シヤーリング干渉計（２２、２３、２４、２５、２７）を備えた請求１９に記載の投影露光システム。
【請求項２１】
前記干渉計系が、点回折干渉計を備えた請求項１９に記載の投影露光システム。
【請求項２２】
前記フィルタ（６；１０；１１´、１２´、１３；２６；３２）を前記ビーム経路中に配置し、前記フィルタ（６；１０；１１´、１２´、１３；２６；３２）を前記ビーム経路から取り除くための系（９）をさらに備えた請求項１５〜２１のいずれか１つに記載の投影露光システム。
【請求項２３】
前記フィルタ（６；１０；１１´、１２´、１３；２６；３２）は、測定モードにおいて前記ビーム経路中に配置され、露光モードにおいて前記ビーム経路から取り除かれる請求項１５〜２２のいずれか１つに記載の投影露光システム。
【請求項２４】
小型装置を製造する方法であって、
感光基板を準備する工程と、
前記感光基板を、請求項１３〜２３のいずれか１つに記載の投影露光システムにアラインメントする工程と、
パターニング構造（Ｒ）を前記感光基板上に結像させて前記感光基板を露光する工程とを含むことを特徴とする方法。
【請求項２５】
請求項２４に記載の方法に従って製造された小型装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般には、投影露光システムにおける光学特性を測定方法、及び波面検出系を備えた投影露光システムに関する。本発明は、特に、２つ以上の波長を有する光が露光に用いられる投影露光システムにおいて1つ以上の波面に基づいて光学パラメータを測定することに関する。
【背景技術】
【０００２】
集積回路（ＩＣ）、ＬＳＩ、液晶素子、微細パターン部材及びミクロ機械的部品などの半導体素子の製造においては、一般に、リソグラフィ工程が用いられている。
【０００３】
フォトリソグラフィに用いられる投影露光装置は、一般に、光源を有する照明光学系と投影光学系とを備えている。照明光学系からの光は、所定のパターンを有するレチクル（マスク）を照明し、投影光学系は、レチクルパターンの像を感光基板上に転写する。レチクルパターンの像は、基板上にレチクルパターンのより小さい像を生成するために、投影光学系によってサイズが縮小されてもよい。
【０００４】
半導体装置がさらに高性能化される傾向によって、より小型でより複雑な半導体素子が必要とされ、そのために、投影露光システムで達成可能な光学性能に対する要求が高まっている。特に、レチクルパターンの像は、非常に正確に基板上に投影されなければならない。従って、例えば、レチクルパターンの像を基板上に転写する光の波面の収差を、可能な限り低減させる必要がある。
【０００５】
投影露光システムに含まれる種々の部品を組み付けた後に、投影露光システムの光学性能を変更することを可能にする種々の方法及びシステムが知られている。例えば、１つ以上のレンズを、傾けるか、又はシステムの光軸に沿って移動させることにより、非点収差などの特定の収差を低減することができる。組み付けて最適化した後の、投影露光システムの光学性能は、例えば、当該投影露光システムがさらされる環境の大気条件の変動に起因して変化することがある。また、投影露光システムの光学性能は、経時変化することもある。
【０００６】
投影露光システムの光学特性の最適化及びその調整を可能にするためには、投影光学系の光学特性は正確に測定されなければならない。
【０００７】
投影露光システムにおいて光学特性を測定する方法、及びこれらの特性を検出する検出系が種々知られている。それらの中で最も好ましいものは、投影露光システムにおける光学特性の現位置測定を可能とし、投影露光システムの大幅な変更を必要としないものである。このような現位置測定により、投影露光システムの使い易さ及び時間効率が向上する。
【０００８】
一般に使用される波面検出技術の中に、シャック・ハルトマン法がある。この方法は、投影光学系の瞳面における波面を複数の部分に分割し、分割された各波面部の勾配を測定する、というものである。これにより、分割された部分の収差及び波面全体の収差を測定することができる。例えば、米国特許出願公開第２００２／０１５９０４８号明細書（特許文献１）には、シャック・ハルトマン法を用いた波面検出法の例が記載されている。その全内容を、本願に引用して援用する。あるいは、古典的なハルトマンテスト法を用いて、波面プロファイルを計測してもよい。
【０００９】
当該技術分野において公知のその他の波面検出法は、干渉計法に基づいている。例えば、点回折干渉法、トワイマン・グリーン干渉法、フィゾー干渉法、又はシヤーリング干渉法が用いられてもよい。
【００１０】
米国特許第５，８２８，４５５号明細書（特許文献２）は、その全内容が、本願に引用して援用され、当該特許文献２には、レンズ列全体にわたる非常に多数のフィールド点における波面を分析するための方法及び装置が記載されている。この方法は、レチクルを照射すると、投影光学系の像平面に回折限界位置からずれたスポットが形成され、そのずれを計測することができるという知見に基づいている。この方法は、それぞれが結像対物レンズの入射瞳に入る点の近傍下を中心とする多数の開口部からなる開口プレートを用いることを含んでいる。全ての開口部を通過する各点は、基板平面内に多数のスポットアレイを生成するであろう。重心を計測及び再現することのできるスポットアレイの全てが、全体として、多数の別個のフィールド点において常軌を逸した波面を生じさせる。これにより、投影露光システムにおいて投影光学系を通過した波面の現位置干渉解析が提供される。
【００１１】
米国特許出願公開第２００２／０００１０８８号明細書（特許文献３）には、シヤーリング干渉法によって波面を検出する方法及び装置が開示されている。その全内容を、本願に引用して援用する。
【００１２】
米国特許第６，３４４，８９８号明細書（特許文献４）には、被検面を、その被検面と相互に作用する参照用光ビームの干渉によって生じる干渉縞の状態を検出することにより計測するための点回折干渉計が開示されている。参照用及び計測用のビームは、点光源によって生成される。国際公開第０２／４２７２８号パンフレット（特許文献５）には、点回折干渉法に基づく、投影光学系の収差を計測するための方法及び装置が記載されている。両文献の全内容は、本願に引用して援用する。
【００１３】
光学特性の現位置測定のための波面検出技術は、波面源、ひいては光源を必要とする。一般に、使い易いという理由から、投影露光システムに含まれる光源によって生成されるビームが、基板を露光する露光モードと、波面を検出し、投影光学系における光学特性を測定する測定モードとの両方において用いられるであろう。
【００１４】
投影露光システムがさらに小さい波長用に開発されていく中、現在用いられている、又はその使用が予想されている光源の中に、紫外領域の光を出射する、Ｆ2 ？レーザ（１５７ｎｍ）に加え、ＡｒＦレーザ（１９３ｎｍ）及びＫｒＦレーザ（２４８ｎｍ）などのエキシマレーザがある。さらに、プラズマ源などの、スペクトルの超紫外線端（ＥＵＶ）の光を出射する光源の使用に向けて開発が進んでいる。
【００１５】
種々の光源によって出射される光の波長域は、大きく異なる。レーザは、通常、ほぼ単色の光を出射する、すなわち、小さなスペクトル帯域幅を有する１つの波長の光を出射するように適合させられるのに対し、ＥＵＶ投影露光システムに用いられるプラズマ源は、広帯域の波長の光を出射する傾向にある。レチクルパターンの像を基板上に正確に投影することに関する投影露光システムの要件に鑑み、光源は、実現可能なスペクトルの帯域幅及び波長に関する特定の仕様を満たさなければならないであろう。
【特許文献１】米国特許出願公開第２００２／０１５９０４８号明細書
【特許文献２】米国特許第５，８２８，４５５号明細書
【特許文献３】米国特許出願公開第２００２／０００１０８８号明細書
【特許文献４】米国特許第６，３４４，８９８号明細書
【特許文献５】国際公開第０２／４２７２８号パンフレット
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１６】
しかし、より小さい波長への移行が、露光モードにおいて達成可能な品質に関して申し分なく行われている一方で、露光の波長で計測する波面検出技術の成果は不十分なものであることが分かっている。
【００１７】
従って、露光の波長で検出が行われる場合には、波面検出の質、及び検出された波面に依存する光学特性の測定精度を向上させることのできる、波面検出法、及び波面検出系を備えた投影露光システムを必要とする。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
第１の局面において、本発明は、投影露光システムの光学特性を測定する方法を提供する。前記投影露光システムは、パターニング構造（Ｒ）を照明するための露光光学ビームを供給するビーム伝送系であって、第１の波長（λ1 ）及び少なくとも前記第１の波長（λ1 ）とは異なる第２の波長（λ2 ）の光を有する前記露光光学ビームを生成する光源（１、１´、３１）を含み、前記露光光学ビームにおける前記第２の波長（λ2 ）を有する光の強度の、前記露光光学ビームにおける前記第１の波長（λ1 ）を有する光の強度に対する比率が第１の比率として規定されるビーム伝送系と、前記パターニング構造（Ｒ）を感光基板（Ｓ）上に結像させる投影光学系（１４、２１、３４）とを備え、前記方法は、波面を有する少なくとも１つの前記第１の波長（λ1 ）の光からなる少なくとも１つの計測光学ビームを前記投影光学系（１４、２１、３４）に供給する工程と、前記投影光学系（１４、２１、３４）を通過した前記少なくとも１つの計測光学ビームの波面を検出し、前記検出された波面に基づいて前記光学特性を測定する工程とを含み、前記投影光学系を通過し、波面検出系の検出器に入射する前記少なくとも１つの計測光学ビームにおける前記第２の波長（λ2 ）を有する光の強度の、前記投影光学系を通過し、前記波面検出系の前記検出器に入射する前記少なくとも１つの計測光学ビームにおける前記第１の波長（λ1 ）を有する光の強度に対する比率である第２の比率が、前記第１の比率未満であることを特徴とする。
【００１９】
前記第１の波長と異なると考えられるべき光の波長に関し、前記第１の波長と前記他の波長との差は０．０１ｎｍと僅かであってもよい。ある波長が、少なくとも波面検出及び検出された波面に基づく光学特性の測定のいずれか一方を妨害する場合、その波長は、本発明の文脈において異なると見なされるであろう。２つの波長は、光源の発光特性に応じて、分離した別個の発光帯域であってもよく、分離した別個の発光帯域の一部であってもよく、又は同一の連続的な発光帯域の一部であってもよい。
【００２０】
投影露光システムの収差などの光学特性は、投影露光システムの結像性能を特徴づけるのに役立つ。例えば、特定の種類の収差を特徴づけるゼルニケ係数は、波面計測に基づいて求めることができる。
【００２１】
ビーム伝送系は、当該技術分野において公知の任意のビーム伝送系であってもよい。例えば、ビーム伝送系は、米国特許第６，２８５，４４３号明細書に記載のものであってもよい。その全内容を、本願に引用して援用する。そこに記載のビーム伝送系は、ビーム伝送系を通るビームの進行方向に、光源と、ビームエキスパンダと、第１の回折光学素子と、対物レンズと、第２の回折光学素子と、結合光学系（in-coupling optic）と、ガラスロッドと、レチクルマスキング系と、レチクル平面の手前に幾つかのレンズ素子とミラーとを含む付加的な対物レンズとを備えている。前記ビームエキスパンダは、レーザ光源によって生成されたレーザビームの断面を拡大する。前記第１の回折光学素子は、前記第２の回折光学素子が設けられる、出射瞳を有する物体平面を規定する。前記２つの回折光学素子の間の前記対物レンズは、ズーム素子であってもよい。前記結合光学系は、前記第２の回折光学素子から出射する光を、光を混合して均質化するのに役立つ前記ガラスロッドの入射面に送る。前記レチクルマスキング系は、中間フィールド平面内において、直接、前記ガラスロッドの出射面に配置され、調整可能な視野絞りを規定する。その後、前記対物レンズが、前記レチクルマスキング系の中間フィールド平面をレチクル上に結像させる。
【００２２】
例えば、フライアイレンズ又は積分器としての光学素子アレイといったさまざまな光学部品からなる非常に広範囲の照明系が知られており、これらも本発明と共に好適に用いられるであろう。そのような照明系は、例えば、米国特許第５，６３１，７２１号明細書、米国特許第６，３０７，６８２号明細書、米国特許第５，２９６，８９２号明細書、米国特許第５，７２４，１２２号明細書、米国特許第５，９２６，２５７号明細書、米国特許第５，７１０，６２０号明細書、及び米国特許出願公開第２００１／００５５１０３号明細書に開示されている。それらの全内容を、本願に引用して援用する。
【００２３】
本発明に従って用いられる光源は、２つ以上の波長を有する光を生成する任意の光源であってもよい。投影露光装置において一般に用いられる光源が特に好ましい。そのような光源には、ＥＵＶ光を生成するためのプラズマ源に加え、熱光源や、ＡｒＦレーザ、ＫｒＦレーザ、又はＦ2 ？レーザなどのエキシマレーザが含まれる。超紫外光を生成する方法及び装置は、例えば、米国特許第５，５７７，０９２号明細書に開示されている。その全内容を、本願に引用して援用する。さらに、ＥＵＶ光の生成に、シンクロトロン放射源又はＸ線源を用いてもよい。本願で用いられているように、「光源」という用語は、２つのレーザが光源として用いられる場合など、２つ以上の光源が照明光学系の光源を構成する実施の形態をも包含するものとする。
【００２４】
本願で用いられている「パターニング構造」という用語は、照明光ビームにパターニングされた断面を与えるのに適した手段を広く指しており、その（照明されたパターニング構造の）パターンの像は、基板上に投影される。パターニング構造は、例えば、マスク又はレチクルであってもよい。「レチクル」という用語は、より一般的には、その縮小された像が基板上に投影されるマスクと関連しており、「マスク」という用語は、一般に、縮小されない、すなわち、１：１の投影露光を指している。マスク又はレチクルの種類には、バイナリタイプ、ハーフトーン型（attenuating）及びレベンソン型（alternating）位相シフトタイプ、及び種々のハイブリッドタイプが含まれる。マスク／レチクルは、照明光ビームにパターニングされた断面を与えながら、当該照明光ビームを透過又は反射させてもよい。プログラム可能なミラーアレイは、本発明と共に好適に用いられるパターニング構造のさらなる例である。そのようなアレイの一例は、例えば、米国特許第５，２９６，８９１号明細書に記載されている。その全内容を、本願に引用して援用する。能動型のマトリックスアドレス可能な表面光変調器は、個々にアドレスされた表面領域が入射光を回折光として反射し、アドレスされていない表面領域が光を非回折光として反射する反射面を備えている。非回折光は、その後、ろ過によって取り除かれ、回折光のみが投影レンズ（投影光学系）へと進むことを許容される。このように、マトリックスアドレス可能な表面マトリックスは、所望のパターンを照明光ビームに与えるようにプログラムされている。プログラム可能なミラーアレイのさらなる例が、米国特許第５，５２３，１９３号明細書に開示されている。その全内容を、本願に引用して援用する。照明光ビームは、規定された位置に電子的に駆動され、それによりパターンを形成する複数のプログラム可能なミラー装置又は画素を含む空間光変調器に当たる。照明光ビームは、このパターンで反射され、基板又は投影光学系に向かってあるいはＯＦＦの位置へと進むことになる。プログラム可能なＬＣＤアレイは、本発明と共に好適に用いられるパターニング構造のさらなる例である。そのようなアレイは、例えば、米国特許第５，２２９，８７２号明細書に開示されている。その全内容を、本願に引用して援用する。照明光ビームは、（陰極線管スクリーンから再生された）像の反射パターンを有する液晶ライトバルブの面で反射され、投影光学系を通って基板へと向けられる。一般に、ライトバルブ又は照明テンプレートは、パターニング構造に関連して用いられる付加的な用語である。
【００２５】
本発明と共に好適に用いられる投影光学系に関して、当該技術分野において公知の、投影光学系の屈折光学設計、反射屈折光学設計及び反射光学設計を含む任意の投影光学系が用いられてもよい。
【００２６】
波面の検出は、任意の公知の方法によって行われてもよい。干渉法又はハルトマン・シャック型又はハルトマン型のセンサを用いる方法が好ましい。「技術分野」、「背景技術」、「発明が解決しようとする課題」の節において、多くの検出方法が述べられている。本願に引用して援用する。波面の検出方法は、計測光学ビームの供給方法を大きく決定付けるであろう。一般に、計測光学ビームは、所定の波面を有するであろう。すなわち、波面は、必ずしも規定の又は公知の形状を持つことなく、所定の方法で生成される。
【００２７】
点回折干渉法に加え、シヤーリング干渉法、ハルトマン方式の波面検知、ハルトマン・シャック法、またいずれも当該技術分野においてよく知られているフーコー法及びロンキーテストを、波面計測に用いてもよい。
【００２８】
一般に、露光光学ビームにおける異なる波長を有する光のそれぞれの強度の比率は、投影露光システムが、露光モードにおいて、最適な、又は少なくとも低下の程度が最小限である光学性能をもたらすように、所定の範囲内である必要があるであろう。例えば、強度の大きい、第１の波長（例えば、１５７．６３ｎｍ）を有する光、及び強度の小さい、第２の波長（例えば、１５７．５２ｎｍ）を有する光を出射するＦ2 ？レーザが露光光学ビームの生成に用いられる場合、第２の波長を有する光の強度の、第１の波長を有する光の強度に対する比率は、一般に、第２の波長を有する光が投影露光システムの光学性能に悪影響を及ぼさないように、約１：２００未満という値に適合させられるであろう。
【００２９】
しかし、波面検出法に基づいて光学特性のデータを生成する標準的な方法は、計測光学ビーム、ひいては露光光学ビームが２つ以上の波長を有する光からなる場合に、不結果をもたらすことが分かっている。
【００３０】
シヤーリング干渉法において、例えば、計測光学ビームが、Ｆ2 ？レーザによって出射された光におけるように、強度の高い、第１の波長を有する光、及び強度の小さい、第２の波長を有する光からなる場合、得られるインタフェログラムは、第１の波長を有する光に起因する第１のインタフェログラムと第２の波長を有する光に起因する第２のインタフェログラムとがインコヒーレントに重なり合ったものとなる。従って、インコヒーレントに重なり合ったインタフェログラムから波面を再現し、続いて、再現された波面に基づいて光学特性を測定することによる結果は、系統誤差を含む不正確なものである。この系統誤差は、許容できる各光学特性の合計値よりも大きくなる可能性がある。
【００３１】
少なくとも、計測光学ビームにおいて一般的に現れる第２の波長を有する光と第１の波長を有する光の強度比率の範囲に関し、系統誤差は、第２の波長を有する光の第１の波長を有する光に対する強度比率の逆数に対応する。
【００３２】
波面検出、再現、及びそれに続く光学特性の測定から、２つ以上の波長を有する光を用いることに関連する誤差を無くすか、又は少なくとも減少させるために、本発明は、第１の局面において、投影光学系を通過し、波面検出系の検出器に入射する少なくとも１つの計測光学ビームにおける、第２の波長を有する光の強度の、第１の波長を有する光の強度に対する比率である第２の比率が、露光光学ビームにおける、第２の波長を有する光の強度の、第１の波長を有する光の強度に対する比率を規定する第１の比率未満である、光学特性の測定方法を提供する。
【００３３】
換言すると、第２の波長を有する光の強度の、第１の波長を有する光の強度に対する比率は、投影光学系を通過し、波面検出系の検出器に入射する計測光学ビームにおける方が、露光光学ビームにおけるよりも小さい。従って、波面検出に関して、第２の波長を有する光と関連する影響が減少することにより、波面検出、再現、及び光学特性の測定の精度が高くなる。
【００３４】
本発明の第１の局面によれば、投影光学系を通過し、波面検出系の検出器に入射する計測光学ビームにおける第２の比率が、露光光学ビームにおける第１の比率よりも小さいことが、種々の方法／手段によって達成できる。
【００３５】
第１の局面に係る本発明の第１の実施の形態において、このことは、第１の光源を用いて露光光学ビームを生成し、第１の光源と異なる第２の光源を用いて少なくとも１つの計測光学ビームを生成することによって達成できる。これは、照明光学系における（第１の）光源を、投影露光システムの測定モードにおける使用についてのみ、第１の波長を有する光を出射する（第２の）光源に置き換えることによって実現することができるであろう。
【００３６】
第１の局面に係る本発明の特に好ましい実施の形態において、前記少なくとも１つの計測光学ビームは、露光光学ビームを生成するために用いられる光源によって生成される光学ビームから、一層より好ましくは、露光光学ビームから、生成される。所望の特性（波面及び／又は形状など）を、投影光学系を通過させられる前の前記（少なくとも１つの）供給された計測光学ビームに付与するために、前記少なくとも１つの計測光学ビームを供給するために用いられる光学ビームは、用いられる波面検出法によって、開口プレート又は特定のレチクルなど、１つ以上の装置を通過させられてもよい。シヤーリング干渉法を検出に用いる場合には、例えば、少なくとも１つの計測光学ビームを供給するために、光学ビームがピンホールマスクを通過させられる。
【００３７】
露光光学ビーム、すなわち、露光モードにおいて一般に用いられる（第１の比率を有する）光学ビームが、前記少なくとも１つの計測光学ビームの供給に用いられる実施の形態において、第２の波長を有する光の強度は、露光光学ビーム及び計測光学ビームの少なくともいずれか一方における第１の波長を有する光の強度に対して（適切な手段によって）減少させられるので、投影光学系を通過し、波面検出系の検出器に入射する計測光学ビームにおける第２の比率は、露光光学ビームにおける第１の比率よりも小さくなる。
【００３８】
第１の局面に係る本発明の好ましい実施の形態においては、前記少なくとも１つの供給された計測光学ビームにおける前記第２の波長を有する光の強度の、前記少なくとも１つの供給された計測光学ビームにおける前記第１の波長を有する光の強度に対する比率である第３の比率が、前記第１の比率未満である。従って、計測光学ビームは、投影光学系を通過する前は第３の比率を有し、投影光学系を通過し、波面検出系の検出器に入射した後は第２の比率を有する。第３の比率は、第２の比率とほぼ同じであってもよく、又は第２の比率と異なっていてもよい。第１の局面に係る本発明の特に好ましい実施の形態において、第２の比率と第３の比率との差は、第１の波長を有する光の強度の損失が第２の波長を有する光の強度の損失と異なっていてもよい投影光学系そのものに起因する光強度の損失が原因であるに過ぎない。光強度の損失は、投影光学系の1つ以上の光学部材の透過率の減少、投影光学系の光学部材の間に存在するガスによる光吸収、その他の要因による可能性がある。
【００３９】
第１の局面に係る本発明の方法においては、前記露光光学系に、前記露光光学ビームを生成するために用いられる光源によって生成された光学ビームから生成された前記少なくとも１つの計測光学ビームを供給することが、前記ビーム伝送系を変更することを含むのが好ましい。
【００４０】
従って、好ましくは、光源によって生成された光学ビームは、適合させられているか、既に供給されているので、前記少なくとも１つの計測光学ビームが投影光学系に一旦供給されると、前記少なくとも１つの供給された計測光学ビームは、第１の波長を有する光の強度の、第２の波長を有する光の強度に対する比率を能動的にさらに適合させることを必要とせずに、第３の比率を有する（投影光学系そのものによって引き起こされる強度の変化は考慮しない）。
【００４１】
第１の局面に係る本発明の好ましい実施の形態においては、前記ビーム伝送系を変更することが、前記光源を変更することを含む。
【００４２】
前記光源を変更することが、前記第２の波長を有する光の生成及び増幅の少なくともいずれか一方を抑制することを含むのが好ましい。
【００４３】
光源がレーザである場合、第２の波長を有する光の生成及び増幅の少なくともいずれか一方を抑制することは、好ましくは、レーザのレーザ共振器の効率を高めることによって達成される。レーザ共振器の効率が高められると、光源から出射するレーザビームの単色性が向上する。
【００４４】
好ましい実施の形態において、レーザ共振器の効率は、レーザ内において光ビームの光路中にプリズムを配置し、プリズムが、第１の波長を有する光及び第２の波長を有する光を異なる度合いに偏向させることによって高められる。第１の波長が、反射によってそれ自身に戻されて建設的に干渉する一方で、プリズムとミラーは、第２の波長を有する光の強度が、少なくとも第１の波長を有する光の強度に対して減少するように配列される。
【００４５】
さらに好ましくは、前記ビーム伝送系を変更することが、最も好ましくは、前記露光光学ビームである（つまり、光源は、露光モードに比して変更されていない）、前記光源によって生成された光をろ過することを含む。これにより、前記第３の比率が得られる。
【００４６】
光源によって生成された光のろ過は、種々の異なる手段／方法によって行うことができる。光のろ過は、一般に、第２の波長を有する光の強度を減少させて、光ビームの単色性を高めることを意味する。第２の波長を有する光の強度を、第１の波長を有する光の強度に対して減少させることを可能にするあらゆる方法／手段が、本発明と共に好適に用いられる。一例として、回折格子を用いてもよい。
【００４７】
光源によって生成された光をろ過するための好ましい手段は共振器である。本発明と共に好適に用いられる共振器は、空洞共振器、特にファブリ・ペローエタロンを含む。
【００４８】
好ましい実施の形態において、ビーム伝送系を変更することは、エタロンをビーム伝送系に導入すること、特に、光源によって生成された光ビームの経路中にエタロンを配置することを含む。特に好ましい実施の形態において、エタロンは、光源のごく近傍に配置される。
【００４９】
エタロンをビーム伝送系に導入することによってビーム伝送系が変更される場合、エタロンは、一般に、露光光学ビームの単色性を高めるように、すなわち、第２の波長を有する光の強度を、第１の波長を有する光の強度に対して減少させるように、適合させられる。
【００５０】
第１の局面に係る本発明の別の好ましい実施の形態においては、前記光源によって生成された光をろ過することによって前記ビーム伝送系を変更することが、前記生成された第１の波長を有する光のビーム経路を、前記生成された第２の波長を有する光のビーム経路から分離し、前記分離された第２の波長を有する光のビーム経路を遮断することを含む。
【００５１】
上記ろ過方法に適した好ましい光学素子の配列は、ビーム絞りに加え、第１の波長を有する光及び第２の波長を有する光に対して異なる屈折率を有する多数のプリズムを備える。プリズムは、第１の波長を有する光のビーム経路と第２の波長を有する光のビーム経路とが分離されるように配列される。ビーム絞りは、第２の波長を有する光のビームが、第１の波長を有する光のビームから一旦十分に分離されると遮断されるように配置される。
【００５２】
第１の局面に係る本発明のその他の好ましい実施の形態においては、前記方法は、前記投影光学系を通過した前記少なくとも１つの計測光学ビームをろ過することを含む。これにより、前記第２の比率が得られる。
【００５３】
好ましくは、エタロンは、投影光学系と、投影光学系を通過した前記少なくとも１つの計測光学ビームの波面を検出する検出手段との間に配置される。しかし、本発明の方法に好適に用いられるその他の光ろ過手段を用いてもよい。さらに好ましい実施の形態において、エタロン又はその他のろ過手段は、波面検出系の一部である。
【００５４】
第１の局面に係る本発明において、第１の波長を有する光の波面のみが検出器に入射することにより、第１の波長以外の1つ以上の光の波長が、光学特性の測定に加え、波面の検出及び再現にもたらす可能性のある悪影響が無くなるか、又は少なくとも実質的に減少するであろう。
【００５５】
第２の局面において、本発明は、投影露光システムの光学特性を測定する方法を提供する。前記投影露光システムは、パターニング構造を照明するための露光光学ビームを供給するビーム伝送系であって、第１の波長及び少なくとも前記第１の波長とは異なる第２の波長を有する光を生成する光源を含み、前記露光光学ビームにおける前記第２の波長を有する光の強度の、前記露光光学ビームにおける前記第１の波長を有する光の強度に対する比率が第１の比率として規定されるビーム伝送系と、前記パターニング構造を感光基板上に結像させる投影光学系とを備え、前記方法は、波面を有する、前記第１の波長及び少なくとも前記第２の波長の光からなる少なくとも１つの計測光学ビームを前記投影光学系に供給する工程と、前記投影光学系を通過した前記少なくとも１つの計測光学ビームの波面を検出し、前記検出された波面に基づいて前記光学特性を測定する工程とを含み、前記検出及び測定が、前記第２の波長を有する光の寄与分を補正することを含むことを特徴とする。
【００５６】
第２の局面に係る発明の好ましい実施の形態においては、前記波面の検出が、前記投影光学系を通過した前記少なくとも１つの計測光学ビームから生成された第１の光パターンの検出を含み、前記補正が、前記第２の波長を有する光によって生成された第２の光パターンの測定を含む。
【００５７】
特に好ましい実施の形態において、第２の波長を有する光によって生成された第２の光パターンの測定は、
第２の波長を有する光の、系統的波面フィンガープリントと呼ばれる、第２の波長を有する光の所定の強度における、好ましくはインタフェログラムである光パターンへの寄与を測定する工程と、
前記少なくとも１つの計測光学ビームを生成する、露光光学ビームにおける第２の波長を有する光の絶対強度を測定する工程とを含み、
前記工程は、系統的フィンガープリント、及び第２の光パターンを再現する、露光光学ビームにおける第２の波長を有する光の強度に基づく。
【００５８】
好ましくは、露光光学ビームの一部は、ビームスプリッタによってビーム伝送系におけるビーム経路から分離され、分離された露光光学ビームの一部は、その後、露光光学ビームにおける第１及び第２の波長を有する光の強度を測定するために、分光的に計測される。第２の波長を有する光の強度及び系統的フィンガープリントに基づいて、第２の光パターンが再現され（reconstructed）、第１の光パターンにおいて補正される。このように、第１の波長を有する光に関連する波面のみを再現することができ、再現された波面に基づいて正確な光学特性の測定を行うことができる。
【００５９】
発明の第２の局面に係る方法のさらに好ましい実施の形態においては、前記波面の検出が、前記投影光学系を通過した前記少なくとも１つの計測光学ビームから生成された（第１の）光パターンを検出する工程と、前記検出されたパターンに基づいて前記光学特性の近似値を求める工程と、前記光学特性の近似値を補正する工程とを含む。
【００６０】
特に好ましい実施の形態において、検出されたパターンに基づいて光学特性の近似値を求めること及び光学特性の近似値を補正することは、
第２の波長を有する光の、第１の波長を有する光に対する多くの異なる比率における、各光学特性の近似値を求める工程であって、第１の波長を有する光のスペクトル特性は、較正グラフを得るために一定に保たれ、その特性の近似値（ｙ軸上）が、異なる比率（ｘ軸上）に対してプロットされる工程と、
較正グラフにおいて、異なる比率における近似値に適合させた曲線を、第２の波長を有する光の、第１の波長を有する光に対する比率のゼロ値に外挿する工程と、
外挿された曲線とｙ軸との交点における値を、補正された光学特性を得るために光学特性の近似値から差し引かれる、各光学特性の系統誤差とする工程とを含む。
【００６１】
好適な光源、ビーム伝送系、投影光学系、及び波面検出技術については、すでに本発明の第１の局面に関連して上述している。
【００６２】
本発明はさらに、（第１又は第２の局面における）本発明の方法に係る投影露光システムの光学特性を測定する工程と、前記測定された光学特性に基づいて前記投影露光システムの構成及びアラインメントを調整する工程とを含む、投影露光システムのアラインメント方法を提供する。
【００６３】
さらに、本発明は、投影露光システムの上記アラインメント方法に従ってアラインメントされた投影露光システムを提供する。
【００６４】
第３の局面において、本発明は、パターニング構造を照明するための露光光学ビームを供給するビーム伝送系であって、第１の波長及び少なくとも前記第１の波長とは異なる第２の波長を有する光を生成する光源を含み、前記露光光学ビームにおける前記第２の波長を有する光の強度の、前記露光光学ビームにおける前記第１の波長を有する光の強度に対する比率が第１の比率として規定されるビーム伝送系と、前記パターニング構造を感光基板上に結像させる投影光学系と、前記投影光学系を通過した前記光源からの光を検出するための検出器、及び前記第１の比率を減少させるためのフィルタであって、前記光源と前記検出器との間のビーム経路中に配置されるか、又は配置可能なフィルタを有する波面検出系とを備えた投影露光システムを提供する。
【００６５】
好ましい実施の形態において、前記フィルタは、前記光源と前記投影光学系との間に配置されるか、又は配置可能である。
【００６６】
別の好ましい実施の形態において、前記フィルタは、前記投影光学系と前記検出器との間に配置されるか、又は配置可能である。前記フィルタは、例えば、投影光学系と波面検出系との間に配置されてもよく、波面検出系の一部であってもよい。
【００６７】
前記波面検出系は、ハルトマンのようなセンサ系を備えているのが好ましく、特に、ハルトマン・シャックセンサ系を備えているのが好ましい。
【００６８】
その他の好ましい実施の形態においては、前記波面検出系が、干渉計系を備えている。また、前記干渉計系が、シヤーリング干渉計又は点回折干渉計を備えているのが好ましい。
【００６９】
前記投影露光システムは、前記フィルタを前記ビーム経路中に配置し、前記フィルタを前記ビーム経路から取り除くための系をさらに備えているのが好ましい。前記系は、タレット機構、摺動可能なキャリッジ、又は当業者に公知のその他の手段を備えていてもよい。
【００７０】
好ましい実施の形態において、前記フィルタは、測定モードにおいて前記ビーム経路に配置され、露光モード、すなわち、投影露光が行われる際のモードにおいて前記ビーム経路から取り除かれる。
【００７１】
以上、好適な光源、ビーム伝送系、投影光学系、波面検出技術、及びフィルタ、そして、ろ過方法について、本発明の第１の局面に関連して説明した。本発明の第３の局面に係る投影露光システムは、少なくとも第１の局面に係る本発明の幾つかの実施の形態において用いられてもよいため、第１の局面に係る本発明の関連した実施の形態について上述した考慮すべき事項及び利点が、第３の局面に係る投影露光システムに同様に適用される。
【００７２】
上述した好ましい実施の形態においては、第２の波長を有する光の強度が、第１の波長を有する光の強度に対して減少させられるが、第２の波長のみならず他の波長について、この少なくとも１つの付加的な波長が、波面検出及び検出された波面に基づく光学特性の測定の少なくともいずれか一方を妨害する場合、少なくとも露光光学ビーム及び計測光学ビームのいずれか一方からろ過によって除かれてもよいことは、当業者に理解されるであろう。同様の考慮すべき事項が、第２の波長に加え、他の波長の光の補正を含んでもよい第２の局面に係る本発明の実施の形態に適用される。
【００７３】
本発明はまた、感光基板を準備する工程と、前記感光基板を、本発明の第３の局面に係る投影露光システムにアラインメントする工程と、パターニング構造を前記感光基板上に結像させて前記感光基板を露光する工程とを含むことを特徴とする、小型装置を製造する方法も提供する。
【００７４】
さらに、本発明は、上記の小型装置を製造する方法に従って製造された小型装置も提供する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００７５】
以下、本発明の好ましい実施の形態について説明する。これらの実施の形態は、本発明の原理を例示するものであるに過ぎず、本発明の範囲及び精神を限定するものであると解釈されるべきではない。
【００７６】
図１は、Ｆ2 ？レーザによって出射される光のスペクトルを表している。
【００７７】
図２は、第２の波長の光用のビーム絞りを備えたフィルタを有する本発明の一実施の形態を模式的に示しており、ａは、フィルタをビーム経路から取り除いた状態、ｂは、フィルタをビーム経路中に配置した状態である。
【００７８】
図３は、ビーム伝送系内にエタロンを有する本発明の一実施の形態を模式的に示している。
【００７９】
図４は、品質を向上させたレーザ共振器を有する本発明の一実施の形態を模式的に示している。
【００８０】
図５は、シャック・ハルトマン型センサを模式的に示している。
【００８１】
図６は、シヤーリング干渉法を用いる本発明の一実施の形態を模式的に示している。
【００８２】
図７は、ＥＵＶ光を用いる投影露光システムを模式的に示している。
【００８３】
図８は、本発明に係るＥＵＶ光を用いる投影露光システムの一実施の形態を模式的に示している。
【００８４】
図９は、第２の波長の光の寄与が補正される本発明の一実施の形態を模式的に示している。
【００８５】
図１０は、第２の波長の光の寄与が補正される本発明のさらなる一実施の形態を模式的に示している。
【００８６】
図１１は、本発明のさらなる典型的な一実施の形態のフローチャートを示している。
【００８７】
図１には、投影露光装置に一般的に用いられるＦ2 ？レーザの発光スペクトルが表されている。そのスペクトルから分かるように、そのレーザは、２つの別個の波長と２つの異なる強度を有する光を出射する。第１のレーザ線は、第１の波長λ1 である１５７．６３ｎｍの波長及び第１の強度Ｉ1 である約０．９９３の相対強度を有する光からなる。第２のレーザ線は、第２の波長λ2 である１５７．５２ｎｍの波長及び第２の強度Ｉ2 である約０．００７の相対強度を有する光からなる。これらの値、すなわち、波長及び相対強度の比率は、レーザ内のバッファガスの圧力や性質など、レーザの動作条件に左右されることに言及しておく。しかし、第１の波長と第２の波長との差は、一定のままである。図には、第１のレーザ線の、小さく、非対称なスペクトル帯域幅も示されている。
【００８８】
このレーザが、投影露光装置において光源として用いられる場合、露光光学ビームにおける第２の波長λ2 を有する光は、投影光学系において、感光基板に入射する第２の波長を有する光の発散性が非常に強いため、結像されたレーザ線の拡大などのさらなる誤差が生じることなく、投影された像のコントラストのみが減少するような、大きな色収差を受けるであろう。しかし、このレーザが、シヤーリング干渉波面測定において、投影光学系を通過した計測光学ビームを生成するために用いられる場合には、例えば、測定された波面に基づいて計算された光学特性において系統誤差が生じる。それらの誤差は、特定のゼルニケ係数に関して、０．数ｎｍ（several 0.1 nm）〜１ｎｍと大きい場合がある。これほどの誤差は、特に、光学特性の中には特定の値の範囲内でなければならないものがあり、それらの中には最大値が、上述した各光学特性についての系統誤差の値の半分でしかないという事実に鑑みれば、許容できないほど大きなものである。
【００８９】
図２ａ及び図２ｂには、第１及び第３の局面に係る発明の第１の実施の形態が示されている。この実施の形態において、ビーム伝送系は、光源１によって生成された光をろ過するためのフィルタ６によって変更される。より具体的には、図２ｂに表されているように、３つのプリズム２、３、４が、光源１によって生成された露光光学ビームの経路内に導入されている。これら３つのプリズム２、３、４は、第１の波長λ1を有する光の経路と第２の波長λ2 を有する光の経路とが分離されるように配列されている。第２の波長λ2 を有する光の経路は、それぞれがプリズム２、３、４を通過した後、第１の波長λ1 を有する光の経路からさらにずれ、その経路が第１の波長λ1 を有する光の経路から十分に分離されて、第２の波長を有する光のビームをビーム絞り５によって遮断することができるに至る。第１のλ1を有する光は、その後、ビーム伝送系の残りの部品に向きを合わされる。従って、第２の波長λ2 を有する光の強度Ｉ2 は大幅に減少し、その結果、第２の波長λ2 を有する光の強度Ｉ2 の第１の波長λ1を有する光の強度Ｉ1 に対する比率（Ｉ2 ／Ｉ1 ）が、上記の変更を行わなくても、ビーム伝送系によって供給される露光光学ビームにおける第1の比率よりも大幅に小さくなる。比率Ｉ2 ／Ｉ1 は、結果的に、ろ過された、Ｉ2 ／Ｉ1 比が減少した露光光学ビームから生成される前記少なくとも１つの計測光学ビームにおいても十分に小さくなる（それにより、前記少なくとも１つの計測光学ビームは第３の比率を得る）。
【００９０】
第１の実施の形態において、プリズム２、３及び４を備えたフィルタ６は、可動スレッジ９の第１端に設けられている。可動スレッジ９の第２端には、ミラー８が取り付けられている。可動スレッジ９は、投影露光システムが露光モードで用いられる場合に、ミラー８を露光光学ビームの経路内に配置させるので、露光光学ビームは、第２の波長λ2 を有する光の強度Ｉ2 を変化させることなく、コリメータレンズ７に向けて偏向される。従って、可動スレッジ９は、フィルタ６が露光光学ビームの経路内に挿入される測定モードと、露光モードとの間の切り替えを容易にする。この第１の実施の形態において、ビーム絞りは（光の進行方向において）コリメータレンズ７の後に配置されるが、ビーム絞り５はコリメータレンズ７の前に配置されてもよい。また、露光光学ビームの向きをビーム伝送系の残りの部品に合わせるための手段として、フィルタ６の代わりに他の手段を用いてもよい。
【００９１】
図２から導き出せるように、この実施の形態において、第１の波長を有する光の経路は直線経路ではない。従って、光源は、ビーム伝送系の他の部品に対して或る角度をもって配置されなければならないであろう。例えば、プリズムの配列を異ならせること及び／又は1つ以上のミラーを導入することにより、既存の投影露光システムとの互換性という点で有利であるかもしれない直線経路を構築することができるであろう。
【００９２】
図３には、第1及び第３の局面に係る発明の第２の実施の形態が示され、そこでは、エタロン１０が、光源１´によって生成される露光光学ビームの経路において、ビーム伝送系内に設けられている。上記の特性を有する光源１´としてのＦ2 ？レーザのレーザビームは、光源１´から出射するときに、第１の比率Ｉ2 ／Ｉ1 における、強度Ｉ2 を有する第２の波長λ2 の光と、強度Ｉ1 を有する第１の波長λ1 の光とからなり、ビーム伝送系においてレーザビームの経路内に設けられたエタロン１０内に導入される。エタロン１０は、キャビティを規定する２つの曲面反射プレート１１、１２を備えており、その内側は第１の波長λ1 の整数倍となっている。レーザ光は、プレート１１、１２間の空間において複数回反射され、第１の波長光λ1 を有する光の建設的干渉及び第２の波長λ2 を有する光の相殺的干渉が起こるので、エタロン１０から出射するビームにおいて、比率Ｉ2 ／Ｉ1 が、エタロン１０に入射する露光光学ビームにおける（第１の比率）Ｉ2 ／Ｉ1 に比して減少する。エタロン１０から出射するビームは、続いて、図６に表される実施の形態と関連して述べるように、例えば、穿孔されたマスクを通過させられることにより、前記少なくとも１つの計測光学ビームとして、又は前記少なくとも１つの計測光学ビームを生成するために用いられる。従って、前記少なくとも１つの計測光学ビームは、エタロンから出射するビームの比率Ｉ2 ／Ｉ1 を有する（そして、こうして第３の比率を有して供給される）。
【００９３】
図４には、第１の局面に係る本発明のさらなる実施の形態が示されており、そこでは、ビーム伝送系は、光源を変更することによって変更される。図３に関連して上記した実施の形態におけるように、Ｆ2 ？レーザが光源として用いられている。ＬＭと表示された灰色の領域は、レーザ媒体を示している。レーザ共振器の品質を向上させてあるので、比率Ｉ2 ／Ｉ1 が、露光モードにおいて用いられる露光光学ビームにおける（第１の比率）Ｉ2 ／Ｉ1 に比して減少している。特に、レーザ共振器の品質は、プリズム１３をレーザ共振器に導入し、レーザ共振器の２つの反射面１１´、１２´を、第１の波長を有する光のビームが、反射プレート１１´、１２´の間で建設的干渉が起こるように反射される一方で、第２の波長を有する光のビームが、同じビーム経路に沿って反射されて戻ってこないようプリズム１３によって偏向されるように、配列することによって向上する。従って、露光モードにおいて用いられる露光光学ビームの（第１の比率）Ｉ2 ／Ｉ1 に比して、比率Ｉ2 ／Ｉ1 は、レーザ共振器から出射するビームにおいて減少する。レーザ共振器から出射するビームは、続いて、前記少なくとも１つの計測光学ビームを生成し又は供給するために用いられる。従って、前記少なくとも１つの計測光学ビームは、レーザ共振器から出射するビームの比率Ｉ2 ／Ｉ1 を有する（そして、このように、第１の比率よりも小さい第３の比率を有して供給される）。
【００９４】
図５には、波面センサとして、例えば、図２ないし図４に表された実施の形態と共に好適に用いられる、シャック・ハートマン型センサが模式的に示されている。このセンサは、それぞれ、マークプレート１５と、コリメータレンズ及びリレーレンズ（図示せず）からなっていてもよいレンズ系１６と、波面を複数の部分ＷＶＢに分割するための多数のマイクロレンズ１７ａを有するマイクロレンズアレイ１７と、波面又はその像を検出するための、例えば、ＣＣＤカメラである検出器１８とを備えている。
【００９５】
図６は、第１及び第３の局面に係る本発明のさらなる実施の形態を示している。この実施の形態は、いずれも図５に示されていないが、上記の特性を持つＦ2 ？レーザである光源を有するビーム伝送系とレチクルとを備えている。この投影露光システムの実施の形態はさらに、投影光学系２１と、フィルタとしてのエタロン２６と、回折格子２２、マイクロ対物レンズ２３、第１及び第２のリレーレンズ２４、２５、及び検出器２７とからなる波面検出系とを備えている。波面検出系は、米国特許出願公開第２００２／０００１０８８号明細書に記載されているようなシヤーリング干渉計型波面検出系である。米国特許出願公開第２００２／０００１０８８号明細書の全内容を、本願に引用して援用する。第２の波長λ2 の光の強度Ｉ2 の、第１の波長λ1 の光の強度Ｉ1 に対する比率である第１の比率を有する露光光学ビームは、レーザによって生成され、ビーム伝送系によって供給される。露光光学ビームは、投影露光システムの物体平面内に位置する穿孔されたマスクであってもよいレチクルに入射する。レチクルは、少なくとも１つの波面を有する少なくとも1つの計測光学ビームＭＢを生成するための波面源としての役目を果たす。計測光学ビームＭＢは、その後、投影光学系２１を通過するが、このことによって波面の変形が起こる可能性がある。投影光学系を通過した波面を有する計測光学ビームＭＢは、その後、物体平面と共役な平面に配置される回折格子２２を通過する。回折格子２２は、波面の横方向シヤーリングを引き起こす所定の方向にずらされている。光の波面は、その後、マイクロ対物レンズ２３と第１及び第２のリレーレンズ２４、２５を通過する。光が、検出器２７に到達する前に、先に述べたような方法でエタロン２６によってろ過されることにより、第２の波長λ2 を有する光の強度Ｉ2 の、第１の波長λ1を有する光の強度Ｉ1 に対する比率が、第１の比率に対して減少し、その結果、第２の比率が得られる。従って、事実上、第１の波長を有する光の波面のみが検出される。第２の波長を有する光は、得られるインタフェログラムに大きく寄与しないため、これにより、検出された波面に基づく光学特性の正確な測定が可能となる。
【００９６】
図７には、本発明と共に好適に用いられる、感光基板を露光するためのＥＵＶ光を用いる投影露光装置が示されている。光源３１は、露光光学ビームＥＢとしての、波長スペクトルを有するＥＵＶ光を生成する。ＥＵＶ光は、その後、照明器３３を経て、反射レチクルマスクＲまで通過する。反射レチクルマスクＲによって反射されたＥＵＶ光は、続いて、反射光学素子を含む投影光学系３４を通過し、その後、ＥＵＶ感応性基板Ｓに入射する。
【００９７】
図８は、本発明の教示に従って現位置波面検出に適合させた図7の投影露光システムを示している。図７に示された部品に加え（同一の部品に付された符号はそのまま使用）、投影露光システムはさらに、波面検出系と、第１の波長を有する光の強度を、第１の波長以外の少なくとも１つの波長を有する光の強度に対して、検出された波面に基づく光学特性の測定に関して許容可能なレベルまで増加させるためのフィルタ３２とを備えている。フィルタ３２は、反射格子を備え、ビーム伝送系内の、光源３１と照明器３３との間に配置されている。これにより、露光光学ビームＥＢにおける、第１の波長を有する光の強度に対する第２の波長を有する光の第１の強度は、フィルタ３２によって減少させられるので、第２の波長を有する光の強度の、第１の波長を有する光の強度に対する比率である第３の比率が、計測光学ビームＭＢの比率となる。シヤーリング格子３５及び空間分解検出器３６を有するメンブレインを備えたシヤーリング干渉計型波面検出系が設けられている。波面を検出し、検出された波面に基づいて光学特性を測定する方法は、図６に示された実施の形態に関連して先に述べたものと基本的に同じである。
【００９８】
本発明の第２の局面によれば、検出及び測定は、少なくとも第２の波長を有する光の寄与を補正することを含んでいる。
【００９９】
第２の局面に係る本発明の第１の実施の形態においては、波面検出にシヤーリング干渉法が用いられる。上記したように、露光光学ビームによって生成される計測光学ビームが供給され、投影光学系を通過した波面は、シヤーリングされ、第１の光パターンとして空間分解検出器３６によって検出される。上記の特性を有するＦ2 ？レーザである光源１´´が、第１及び第２の波長を有する光を生成するため、第１の光パターンは、第１の波長を有する光の波面のインタフェログラムと、第２の波長を有する光の波面のインタフェログラムがインコヒーレントに重なり合ったものとなる。第１の光パターンを構成する重なり合ったインタフェログラムに基づく光学特性の測定の結果として生じる誤差を補償するために、第２の波長を有する光に起因する第２の光パターンが測定される。この測定は、前記少なくとも１つの計測光学ビームを生成するために用いられる露光光学ビームにおける第２の波長を有する光の絶対強度を計測することを含む。そして、露光光学ビームにおける第２の波長を有する光の絶対強度を計測するために、ビームスプリッタ４３が、光源１´´によって生成される露光光学ビームの経路に或る角度をもって配置され、図９に示されているように、露光光学ビームが、当該露光光学ビームの経路と直交する分光計４２の方向に部分的に偏向される。少なくとも偏向された露光光学ビームにおける第２の波長を有する光の強度が、分光計４２において計測される。ビームスプリッタ４３によって偏向されない露光光学ビームの一部は、ビームスプリッタ４３を通過し、ビーム伝送系の他の部品４４の方向に伝播する。第２の波長を有する光の絶対強度を知ることにより、第２の光パターンを測定することができる。第１の光パターンの補正のために第２の光パターンを用いることにより、補正された光パターンに基づく光学特性の正確な測定が可能となる。
【０１００】
第２の局面に係る本発明のさらなる実施の形態において、計測光学ビームは、第１及び第２の波長を有する光からなる。両波長を有する光の波面又はそれによって生成される光パターンは、それぞれ、検出器によって検出される。従って、続く、検出された波面に基づく光学特性の測定によっては、光学特性についての正確な値ではなく、むしろその近似値が得られるだけである。各光学特性の近似値には、各特性の正確な値の合計に加えて、第２の波長を有する光の、検出された光パターンに対する寄与による系統誤差が含まれている。光学特性の近似値から各光学特性の正確な値を導き出すために、較正曲線が作成される。較正曲線を得るために、第２の波長を有する光の強度の、第１の波長を有する光の強度に対する様々な比率ＩC1ないしＩC2を有する光の波面又は光パターンに基づいて、光学特性が、それぞれ測定される。図１０に見られるように、発明の本実施の形態において、第２の波長を有する光の比率又は相対量は、露光光学ビーム、ひいては、光パターンを生成するために用いられる計測光学ビームにおいて、０．２ないし０．１に設定された。ゼルニケ係数が、このように形成されたパターンに基づいて計算され、第２の波長を有する光の相対量に対してプロットされた。較正曲線にデータポイントとして示されたゼルニケ係数は、様々な比率におけるゼルニケ係数の真の値の近似値である。実験的データポイントに合わせられた直線は、（ゼルニケ係数の値を表す）ｙ軸に外挿され、軸の交点が、各光学特性の測定の系統誤差の値とされる。光学特性の近似値からこの系統誤差を差し引くことにより、実質的に、各光学特性の正確な値が得られる。
【０１０１】
図１１は、小型装置を製造するための、本発明の典型的な実施の形態のフローチャートを示している。投影露光システムが設けられている。この投影露光システムは、レチクルを照明するための露光光学ビームを供給するビーム伝送系を備えている。ビーム伝送系は、第１の比率を持つ、第１の波長の光、及び第１の波長とは異なる第２の波長の光を生成する光源を有している。第１の比率は、第２の波長を有する光の強度の、第１の波長を有する光の強度に対する比率を規定している。第１の工程（Ｓ１）において、フィルタが、ビーム伝送系中の、例えば、光源とレチクル平面との間に挿入され、これにより、光源によって生成されるビームにおける、第２の波長を有する光の強度の、第１の波長を有する光の強度に対する（第１）の比率を減少させるために、ビーム伝送系が変更される。また、第１の工程（Ｓ１）において、波面検出系が、投影露光システムに挿入される。波面検出系は、例えば、シヤーリング干渉計からなっていてもよい。第２の工程（Ｓ２）において、投影光学系に、第２の波長の光の強度の、第１の強度よりも小さい、第１の波長の光の強度に対する比率である第３の比率を有する計測光学ビームが供給される。この文脈においては、単純化するために、１つの計測光学ビームに言及しているが、複数の計測光学ビームを使用してもよい。シヤーリング干渉計が用いられる場合、計測光学ビームは、露光光学ビームを、ビーム伝送系に挿入されたフィルタ、及びそれに続く、投影露光システムのレチクル平面内に位置するパターニングされたピンホールマスクを通過させることにより、生成され、供給される。ここで、供給された計測光学ビームは、第３の比率を有している。計測光学ビームは、その後、投影光学系を通過し、投影光学系を通過した計測光学ビームの波面が、例えば、シヤーリング干渉法により、第３の工程（Ｓ３）において検出される。第４の工程（Ｓ４）において、投影光学系の光学特性が、検出された波面に基づいて測定される。第５の工程（Ｓ５）において、フィルタ及び（レチクル平面におけるピンホールマスクを含む）波面検出系が、投影露光システムから取り除かれる。工程４及び工程５は、逆の順番で行われてもよい。投影露光システム、特に、投影光学系の構成及びアラインメントは、その後、続く工程（Ｓ６）において調整される。従って、投影露光システムの結像性能を向上させることができる。その後、第７の工程（Ｓ７）において、レチクルが、投影露光システムのレチクル平面内に挿入され、感光基板が投影露光システムの像平面内に配置される。その後、第８の工程（Ｓ８）において、第１の比率を有する露光光学ビームが、レチクルに供給されてレチクルを照明し、照明されたレチクルの像が、投影光学系によって感光基板上に投影されて、感光基板の露光が行われる。第９の工程（Ｓ９）において、例えば、基板上の露光されたフォトレジストを現像し、その後、続いてエッチングを行い、さらに、フォトリソグラフィにおける常法に従った製造工程を行うことにより、露光された基板から小型装置が製造される。異なるパターン（レチクル）を露光するため、あるいは同じレチクルを複数回露光するために、数回の露光工程が行われてもよい。この典型的な実施の形態において好適に用いられる投影露光システムは、例えば、図８及び図９に表されたものである。
【０１０２】
特定の実施の形態に関して図示及び説明してきたが、本発明は、これらの実施の形態の詳細に限定されるものであると解釈されるべきではない。むしろ、特許請求の範囲に記載されている主題と同等の、よって本発明の精神及び範囲から逸脱することのない様々な変形例が、当業者に明白となるであろう。
【図面の簡単な説明】
【０１０３】
【図１】図１は、Ｆ2 -レーザによって出射される光のスペクトルを表している。
【図２】図２は、第２の波長の光用のビーム絞りを備えたフィルタを有する本発明の一実施の形態を模式的に示しており、ａは、フィルタをビーム経路から取り除いた状態、ｂは、フィルタをビーム経路中に配置した状態である。
【図３】図３は、ビーム伝送系内にエタロンを有する本発明の一実施の形態を模式的に示している。
【図４】図４は、品質を向上させたレーザ共振器を有する本発明の一実施の形態を模式的に示している。
【図５】図５は、シャック・ハルトマン型センサを模式的に示している。
【図６】図６は、シヤーリング干渉法を用いる本発明の一実施の形態を模式的に示している。
【図７】図７は、ＥＵＶ光を用いる投影露光システムを模式的に示している。
【図８】図８は、本発明に係るＥＵＶ光を用いる投影露光システムの一実施の形態を模式的に示している。
【図９】図９は、第２の波長の光の寄与が補正される本発明の一実施の形態を模式的に示している。
【図１０】図１０は、第２の波長の光の寄与が補正される本発明のさらなる一実施の形態を模式的に示している。
【図１１】図１１は、本発明のさらなる典型的な一実施の形態のフローチャートを示している。
【図１】
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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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【国際調査報告】
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