(57)【要約】【課題】パターニングデバイス（例えばマスク）の変形を監視する装置を提供する。【解決手段】リソグラフィパターニングデバイス変形監視装置（３８）は、放射源（４０）と、画像検出器（４２）と、プロセッサ（５０）と、を備える。放射源は、所定の直径を有する複数の放射ビーム（４１）をリソグラフィパターニングデバイス（ＭＡ）に誘導してパターニングデバイスによって反射させるように構成される。画像検出器は、放射ビーム（４１’）がパターニングデバイスによって反射された後、放射ビームの空間位置を検出するように構成される。プロセッサは、放射ビームの空間位置を監視し、それによって、パターニングデバイスの変形が存在するか否かを判定するように構成される。画像検出器は、放射ビームの最小回折角よりも小さい集光角を有する。【選択図】図４
2014527312.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定の直径を有する複数の放射ビームをリソグラフィパターニングデバイスへと誘導して、前記複数の放射ビームが前記パターニングデバイスによって反射されるようにする放射源と、
前記放射ビームが前記パターニングデバイスによって反射された後、前記放射ビームの空間位置を検出する画像検出器と、
前記放射ビームの前記空間位置を監視し、それによって、パターニングデバイスの変形があることを判定するプロセッサと、を備え、
前記画像検出器は、前記放射ビームの最小回折角よりも小さい集光角を有する、
リソグラフィパターニングデバイス変形監視装置。
【請求項２】
所定の直径を有する前記複数の放射ビームは、互いに実質的に平行に伝搬するように視準される、請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記放射ビームの前記所定の直径は、１０００ミクロン未満である、請求項１又は２に記載の装置。
【請求項４】
前記複数の放射ビームは、所与の方向に離間された３つ以上の放射ビームを含む、請求項１から３のいずれか一項に記載の装置。
【請求項５】
前記複数の放射ビームは、放射ビームの２次元アレイを含む、請求項１から４のいずれか一項に記載の装置。
【請求項６】
前記画像検出器は、前記パターニングデバイスを保持する支持構造から１００ｍｍ以上離れて配置される、請求項１から５のいずれか一項に記載の装置。
【請求項７】
前記画像検出器は、任意の所与の時点で直径１インチ（２．５ｃｍ）未満の寸法の動作領域を有する、請求項１から６のいずれか一項に記載の装置。
【請求項８】
前記放射源は、放射ビームを実質的に平行に伝搬する複数の放射ビームに変換するエタロンを備える、請求項１から７のいずれか一項に記載の装置。
【請求項９】
前記放射源は複数の放射源の１つであり、前記画像検出器は複数の画像検出器の１つであり、前記装置は、各放射源及び関連する画像検出器を順次動作させるコントローラをさらに備える、請求項１から８のいずれか一項に記載の装置。
【請求項１０】
前記放射源は複数の放射源の１つであり、前記装置は、各放射源を順次動作させ、検出された放射信号を前記画像検出器の選択された部分から順次受信するコントローラを備える、請求項１から７のいずれか一項に記載の装置。
【請求項１１】
請求項１から１０のいずれか一項に記載のパターニングデバイス変形監視装置を備える、リソグラフィ装置。
【請求項１２】
放射ビームを調節するように構成された照明システムと、
前記放射ビームの断面にパターンを付与してパターン付けされた放射ビームを形成することができる前記パターニングデバイスを支持する支持構造と、
基板を保持する基板テーブルと、
前記パターン付けされた放射ビームを前記基板のターゲット部分に投影する投影システムと、のうち１つ以上をさらに備える、請求項１１に記載のリソグラフィ装置。
【請求項１３】
前記支持構造は前記パターニングデバイスを支持し、前記所定の直径の前記放射ビームは、前記パターニングデバイス上に存在する最大の周期構造のピッチの１０倍より小さい、請求項１２に記載のリソグラフィ装置。
【請求項１４】
所定の直径を有する複数の放射ビームをリソグラフィパターニングデバイスへと誘導して、前記複数の放射ビームが前記リソグラフィパターニングデバイスによって反射されるようにする放射源と、
前記放射ビームが前記リソグラフィパターニングデバイスによって反射された後、前記放射ビームの空間位置を検出する画像検出器と、
前記放射ビームの前記空間位置を監視し、それによって、パターニングデバイスの変形があることを判定するプロセッサと、を備え、
前記画像検出器は、＋／−５°以下の集光角を有する、
リソグラフィパターニングデバイス変形監視装置。
【請求項１５】
パターニングデバイスが変形を受けているか否かを判定する方法であって、
複数の放射ビームをリソグラフィパターニングデバイスへと誘導して、前記複数の放射ビームが前記パターニングデバイスによって反射されるようにするステップと、
前記放射ビームが前記パターニングデバイスによって反射された後、画像検出器を使用して前記放射ビームの空間位置を検出するステップと、
前記放射ビームの前記空間位置を監視して、それによって、前記パターニングデバイスの変形があるか否かを判定するステップと、を含み、
前記画像検出器が前記放射ビームの最小回折角よりも小さい集光角を有する、方法。
【請求項１６】
リソグラフィパターニングデバイスであるパターニングデバイスの変形を監視する変形監視装置であって、
所定の直径を有する複数の放射ビームを前記パターニングデバイスに誘導して、対応する複数の反射放射ビームが前記パターニングデバイスによる反射によって供給されるようにする放射源と、
前記反射放射ビームの空間位置を検出する画像検出器と、
前記反射放射ビームの前記空間位置を監視し、それによって、パターニングデバイスの変形の存在を判定するプロセッサと、を備え、
前記画像検出器は、前記パターニングデバイスへと誘導される前記複数の放射ビームの少なくとも１つに関連する回折放射ビームの前記パターニングデバイスによって最小回折角よりも小さい集光角を有する、変形監視装置。
【請求項１７】
所定の直径を有する複数の放射ビームをリソグラフィパターニングデバイスに誘導して、前記リソグラフィパターニングデバイスによって、前記複数の放射ビームが対応する複数の反射ビームとして反射されるようにする放射源と、
前記反射ビームの空間位置を検出する画像検出器と、
前記反射ビームの空間位置を前記検出器の表面で監視し、それによって、パターニングデバイスの変形の存在を判定するプロセッサと、を備え、
前記画像検出器は、＋／−５°以下の集光角を有する、
リソグラフィパターニングデバイス変形監視装置。
【請求項１８】
パターニングデバイスが変形を受けているか否かを判定する方法であって、
複数の放射ビームを前記リソグラフィパターニングデバイスに誘導して、前記複数の放射ビームが対応する複数の反射ビームとして反射されるようにするステップと、
画像検出器を使用して前記反射放射ビームの空間位置を検出するステップと、
前記反射放射ビームの空間位置を前記検出器の表面で監視し、それによって、パターニングデバイスの変形があるか否かを判定するステップと、を含み、
前記画像検出器は、前記パターニングデバイスへと誘導される前記複数の放射ビームの少なくとも１つに関連する回折された放射ビームの前記パターニングデバイスによって最小回折角よりも小さい集光角を有する、方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
（関連出願の相互参照）
[0001]  本出願は、全体が参照により本明細書に組み込まれている、２０１１年９月１６日出願の米国仮特許出願第６１／５３５，５７１号及び２０１１年１２月６日出願の米国仮特許出願第６１／５６７，３３８号に関連する。
【０００２】
[0002]  本発明は、リソグラフィ装置、及びパターニングデバイス監視装置及び方法に関する。
【背景技術】
【０００３】
[0003]  リソグラフィ装置は、所望のパターンを基板に、通常は基板のターゲット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）の製造に使用可能である。このような場合、代替的にマスク又はレチクルとも呼ばれるパターニングデバイスを使用して、ＩＣの個々の層上に形成すべき回路パターンを生成することができる。このパターンを、基板（例えばシリコンウェーハ）上のターゲット部分（例えば１つ又は幾つかのダイの一部を含む）に転写することができる。パターンの転写は通常、基板に設けた放射感応性材料（レジスト）の層への結像により行われる。一般的に、１枚の基板は、順次パターンが与えられる隣接したターゲット部分のネットワークを含んでいる。
【０００４】
[0004]  リソグラフィは、ＩＣその他のデバイス及び／又は構造の製造の主要な工程の１つとして広く認知されている。しかしながら、リソグラフィを用いて製造されるフィーチャの寸法が小さくなるにつれ、リソグラフィは超小型ＩＣ又はその他のデバイス及び／又は構造を製造可能にするさらに重要な要素になりつつある。
【０００５】
[0005]  パターン印刷の理論的な推定限界は、式（１）に示す解像度についてのレイリー基準によって与えられる。
【数１】
2014527312.tif 000003
ここで、λは使用する放射の波長、ＮＡはパターンを印刷するのに使用される投影システムの開口数、ｋ１はレイリー定数とも呼ばれるプロセス依存調整因子、ＣＤは印刷されたフィーチャのフィーチャサイズ（又はクリティカルディメンション）である。式（１）から、フィーチャの最小印刷可能サイズの縮小は３つの方法、すなわち、露光波長λを短くするか、開口数ＮＡを増加させるか、又はｋ１の値を低減することにより達成されることが分かる。
【０００６】
[0006]  露光波長を短くして、フィーチャの最小印刷可能サイズを低減するために、極端紫外線（ＥＵＶ）放射源を使用することが提案されている。ＥＵＶ放射は、５ｎｍ〜２０ｎｍ、例えば、１３ｎｍ〜１４ｎｍ、又は例えば６．７ｎｍ若しくは６．８ｎｍなどの５ｎｍ〜１０ｎｍの範囲内の波長を有する電磁放射である。可能な放射源は、例えば、レーザ生成プラズマ源、放電プラズマ源、又は電子蓄積リングによって提供されるシンクロトロン放射に基づく放射源を含む。
【０００７】
[0007]  ＥＵＶ放射はプラズマを用いて生成できる。ＥＵＶ放射を生成する放射システムは、燃料を励起してプラズマを生成するレーザと、プラズマを含む放射源コレクタモジュールと、を含んでもよい。プラズマは、例えば、好適な物質（例えば、スズ）の微粒子、又はＸｅガス若しくはＬｉ蒸気などの好適なガス又は蒸気のストリームなどの燃料にレーザビームを誘導することで生成できる。結果として得られるプラズマは、放射コレクタを用いて収集されるＥＵＶ放射などの出力放射を発する。放射コレクタは、放射を受光して放射をビームに合焦させるミラー付き垂直入射放射コレクタであってもよい。放射源コレクタモジュールは、プラズマを支持する真空環境を提供するように構成された構造又はチャンバを含んでもよい。そのような放射システムは、通常、レーザ生成プラズマ（ＬＰＰ）放射源と呼ばれる。放射コレクタは、通常、放電生成プラズマ（ＤＰＰ）放射源で使用されるミラー付き斜入射コレクタであってもよい。
【０００８】
[0008]  例えば静電引力を用いて、ＥＵＶマスク（又はその他のパターニングデバイス）をマスク支持構造上に保持してもよい。マスク支持構造をチャックと呼んでもよい。ＥＵＶリソグラフィ装置の内部は、リソグラフィ装置の動作中に真空に保たれてもよい。それにも関わらず、リソグラフィ装置内に汚染粒子が存在し得る。汚染粒子がマスクとマスク支持構造との間に捕集されると、それによってレチクルが歪むことがある。マスクのこのような歪みで、マスク上のパターンが基板に投影される精度が低下することがある（パターンの局所的な変形は汚染粒子の近傍で生じることがある）。変形は、リソグラフィ装置が必要な精度でパターンを投影できないほど激しくなることがある。
【０００９】
[0009]  汚染粒子がマスクの変形を引き起こす可能性を低減するため、マスク支持構造にバールとして知られる突出部の配列を設けてもよい。バールはマスクを受ける接触面を提供し、さらにマスクを変形させずに汚染粒子が存在する容積を提供する。バールは、汚染粒子がマスクを変形させる可能性を低減する。
【００１０】
[0010]  ある種の汚染粒子は、マスクがマスク支持構造にクランプされる際に圧縮され、マスクをさほど変形させないほど十分に柔らかいことがある。
【００１１】
[0011]  バールを使用しても、又、ある種の汚染粒子が柔らかいとしても、汚染粒子がマスク（又はその他のパターニングデバイス）を不都合に変形させる可能性は残る。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
[0012]  パターニングデバイス（例えばマスク）の変形を監視する装置を提供することが望ましい。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
[0013]  本発明の第１の態様によれば、リソグラフィパターニングデバイス変形監視装置であって、所定の直径を有する複数の放射ビームをリソグラフィパターニングデバイスへと誘導して、複数の放射ビームがパターニングデバイスによって反射されるように構成された放射源と、放射ビームがパターニングデバイスによって反射された後、放射ビームの空間位置を検出するように構成された画像検出器と、放射ビームの空間位置を監視し、それによって、パターニングデバイスの変形があることを判定するように構成されたプロセッサとを備え、画像検出器が、放射ビームの最小回折角よりも小さい集光角を有する、リソグラフィパターニングデバイス変形監視装置が提供される。
【００１４】
[0014]  放射ビームの所定の直径は１０００ミクロン未満でよく、５００ミクロン未満でよく、２００ミクロン未満でよく、又は１００ミクロン未満でよい。
【００１５】
[0015]  複数の放射ビームは、所与の方向に離間された３つ以上の放射ビームを含んでもよい。
【００１６】
[0016]  複数の放射ビームは、放射ビームの二次元アレイを含んでもよい。
【００１７】
[0017]  パターニングデバイスを保持するように構成された支持構造から１００ｍｍ以上、２００ｍｍ以上、５００ｍｍ以上、又は１ｍ以上離して画像検出器を配置してもよい。
【００１８】
[0018]  画像検出器は、直径１インチ（２．５ｃｍ）未満の動作領域を有するように構成してもよい。
【００１９】
[0019]  放射源は、放射ビームを互いに実質的に平行に伝搬する複数の放射ビームに変換するように構成されたエタロンを備えてもよい。
【００２０】
[0020]  放射源は複数の放射源の１つでもよく、画像検出器は複数の画像検出器の１つでもよい。装置は、各放射源及び関連する画像検出器を順次動作させるように構成されたコントローラをさらに備えてもよい。
【００２１】
[0021]  放射源は複数の放射源でもよく、装置は、各放射源を順次動作させ、画像検出器の選択部分から検出された放射信号を順次受信するように構成されたコントローラをさらに備えてもよい。
【００２２】
[0022]  画像検出器はＣＣＤアレイでよい。
【００２３】
[0023]  パターニングデバイスはマスクでよい。
【００２４】
[0024]  本発明の第２の態様によれば、本発明の第１の態様に記載のマスク変形監視装置を備えるリソグラフィ装置が提供され、放射ビームを調節するように構成された照明システムと、放射ビームの断面にパターンを付与してパターン付けされた放射ビームを形成することができるパターニングデバイスを支持するように構築された支持構造と、基板を保持するように構築された基板テーブルと、パターン付けされた放射ビームを基板のターゲット部分に投影するように構成された投影システムと、をさらに備えるリソグラフィ装置が提供される。
【００２５】
[0025]  支持構造はパターニングデバイスを支持してもよく、放射ビームの所定の直径は、パターニングデバイス上にある最大の周期構造のピッチの１０倍より小さくてもよい。
【００２６】
[0026]  本発明の第３の態様によれば、リソグラフィマスク変形監視装置であって、所定の直径を有する複数の放射ビームをリソグラフィマスクへと誘導して、複数の放射ビームがリソグラフィマスクによって反射されるように構成された放射源と、放射ビームがリソグラフィマスクによって反射された後、放射ビームの空間位置を検出するように構成された画像検出器と、放射ビームの空間位置を監視し、それによって、マスクの変形があることを判定するように構成されたプロセッサと、を備え、画像検出器が、＋／−５°以下の集光角を有するリソグラフィマスク変形監視装置が提供される。
【００２７】
[0027]  本発明の第４の態様によれば、パターニングデバイスが変形を受けているか否かを判定する方法であって、複数の放射ビームをリソグラフィパターニングデバイスへと誘導して、複数の放射ビームがパターニングデバイスによって反射されるようにするステップと、放射ビームがパターニングデバイスによって反射された後、画像検出器を使用して放射ビームの空間位置を検出するステップと、放射ビームの空間位置を監視して、それによって、パターニングデバイスの変形があるか否かを判定するステップと、を含み、画像検出器が放射ビームの最小回折角よりも小さい集光角を有する方法が提供される。
【００２８】
[0028]  上記方法は、パターニングデバイスを支持構造にクランプするために第１のクランプ力が使用される際の放射ビームの空間位置を監視し、次に引き続いて、パターニングデバイスを支持構造にクランプするために第２の異なるクランプ力が使用される際の放射ビームの空間位置を監視するステップをさらに含んでもよい。クランプ力は静電引力でよい。
【００２９】
[0029]  上記方法は、測定された放射ビームの離間距離を放射ビーム源とパターニングデバイスとの間の相対位置の関数として積分し、積分された放射ビームの離間距離を用いてパターニングデバイスの高さプロファイルを得るステップを含んでもよい。
【００３０】
[0030]  本発明の別の特徴及び利点、並びに本発明の様々な実施形態の構造及び動作は、添付の図面を参照して以下に詳細に説明する。本発明は、本明細書に記載する特定の実施形態に限定されないことに留意されたい。このような実施形態は、例示のみを目的として本明細書に記載されている。本明細書に含まれる教示に基づいて当業者はさらなる実施形態を容易に思い付くであろう。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
[0031]  本明細書に組み込まれ、本明細書の一部を形成する添付の図面は本発明を図示し、さらに説明とともに本発明の原理を説明し、当業者が本発明を作成して使用できるようにする働きをする。
【図１】[0032]本発明のある実施形態によるリソグラフィ装置を示す。
【図２】[0033]放電生成プラズマ（ＤＰＰ）放射源コレクタモジュールを含む、リソグラフィ装置のより詳細な図である。
【図３】[0034]代替形態がレーザ生成プラズマ（ＬＰＰ）放射源コレクタモジュールである、図１の装置の代替放射源コレクタモジュールを示す図である。
【図４】[0035]本発明の実施形態によるマスク変形監視装置の概略図である。
【図５】[0036]回折構造周期の関数としての回折角の変化を示すグラフである。
【図６】[0037]本発明の代替実施形態によるマスク変形監視装置の概略図である。
【図７】[0038]（ａ）〜（ｅ）を含み、それぞれの静電チャッククランプ電圧が１０００Ｖ、１５００Ｖ、２０００Ｖ、２５００Ｖ、及び３２００Ｖである、粒子が存在する場合の本発明の実施形態によるマスク変形監視装置で測定されたマスク領域の高さマップを示す。
【００３２】
[0039]  本発明の特徴及び利点は、同様の参照符号が全体を通して対応する要素を識別する図面を参照しながら以下の詳細な説明を読むことでさらに明白になろう。図面では、一般に、同じ参照符号は、同一の、機能的に同様な及び／又は構造的に同様な要素を示す。
【発明を実施するための形態】
【００３３】
[0040]  本明細書は、本発明の特徴を組み込んだ１つ以上の実施形態を開示する。開示される実施形態は本発明を例示するにすぎない。本発明の範囲は開示される実施形態に限定されない。
【００３４】
[0041]  記載された実施形態、及び本明細書で「一実施形態」、「ある実施形態」、「例示的実施形態」などに言及した場合、それは記載された実施形態が特定の特徴、構造、又は特性を含むことができるが、それぞれの実施形態が必ずしも特定の特徴、構造、又は特性を含まないことがあることを示す。さらに、このようなフレーズは、必ずしも同じ実施形態に言及するものではない。さらに、ある実施形態に関連して特定の特徴、構造、又は特性について記載している場合、明示的に記載されているかいないかにかかわらず、このような特徴、構造、又は特性を他の実施形態との関連で実行することが当業者の知識にあることが理解される。
【００３５】
[0042]  本発明の実施形態は、ハードウェア、ファームウェア、ソフトウェア又はその任意の組合せで実施することができる。本発明の実施形態は、１つ以上のプロセッサで読み取り、実行することができる機械読み取り式媒体に記憶した命令として実施することもできる。機械読み取り式媒体は、機械（例えば、計算デバイス）で読み取り可能な形態で情報を記憶するか、又は伝送する任意の機構を含むことができる。例えば、機械読み取り式媒体は、読み取り専用メモリ（ＲＯＭ）、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、磁気ディスク記憶媒体、光記憶媒体、フラッシュメモリデバイス、電気、光、音響又は他の形態の伝搬信号（例えば、搬送波、赤外線信号、デジタル信号など）、及びその他を含むことができる。さらに、ファームウェア、ソフトウェア、ルーチン、命令を、本明細書では特定の行為を実行するものとして記述することができる。しかしながら、このような記述は便宜的なものにすぎず、このような行為は実際には計算デバイス、プロセッサ、コントローラ、又はファームウェア、ソフトウェア、ルーチン、命令などを実行する他のデバイスの結果であることを認識されたい。
【００３６】
[0043]  このような実施形態を詳述する前に、本発明の実施形態を実施することができる例示の環境を提示することが有用であろう。
【００３７】
[0044]  図１は、本発明の一実施形態による放射源コレクタモジュールＳＯを含むリソグラフィ装置１００を概略的に示す。この装置は、放射ビームＢ（例えば、ＥＵＶ放射）を調節するように構成された照明システム（イルミネータ）ＩＬと、パターニングデバイス（例えば、マスク又はレチクル）ＭＡを支持するように構築され、パターニングデバイスを正確に位置決めするように構成された第１のポジショナＰＭに接続された支持構造（例えば、マスク支持構造）ＭＴと、基板（例えば、レジストコートウェーハ）Ｗを保持するように構築され、基板を正確に位置決めするように構成された第２のポジショナＰＷに接続された基板テーブル（例えば、ウェーハテーブル）ＷＴと、基板Ｗのターゲット部分Ｃ（例えば、１つ以上のダイを含む）上にパターニングデバイスＭＡによって放射ビームＢへ付与されたパターンを投影するように構成された投影システム（例えば、反射投影システム）ＰＳと、を備える。
【００３８】
[0045]  照明システムは、放射の誘導、整形、又は制御を行うための、屈折、反射、磁気、電磁、静電型等の光学コンポーネント、又はその任意の組合せなどの種々のタイプの光学コンポーネントを含んでいてもよい。
【００３９】
[0046]  支持構造ＭＴ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等の条件、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ＭＡを保持する。この支持構造は、パターニングデバイスを保持するために、機械式、真空式、静電式等のクランプ技術を使用することができる。支持構造は、例えばフレーム又はテーブルでよく、必要に応じて固定式又は可動式でよい。支持構造は、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確実に所望の位置に来るようにしてもよい。
【００４０】
[0047]  「パターニングデバイス」という用語は、基板のターゲット部分にパターンを生成するように、放射ビームの断面にパターンを与えるために使用することができる任意の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。放射ビームに与えられるパターンは、集積回路などのターゲット部分に生成されるデバイスの特定の機能層に相当する。
【００４１】
[0048]  パターニングデバイスは透過性又は反射性でよい。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、及びプログラマブル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、バイナリマスク、レベンソン型(alternating)位相シフトマスク、ハーフトーン型(attenuated)位相シフトマスクのようなマスクタイプ、さらには様々なハイブリッド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として、小さなミラーのマトリクス配列を使用し、そのミラーは各々、入射する放射ビームを異なる方向に反射するよう個々に傾斜することができる。傾斜したミラーは、ミラーマトリクスによって反射する放射ビームにパターンを与える。
【００４２】
[0049]  照明システムのような投影システムは、使用する露光放射、又は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、磁気光学システム、電磁光学システム、静電光学システム等の光学コンポーネント、又はその任意の組合せなどの種々のタイプの光学コンポーネントを含んでいてもよい。その他のガスは放射を吸収しすぎるため、ＥＵＶ放射用には真空を使用することが望ましいことがある。したがって、真空壁及び真空ポンプを用いてビーム経路全体に真空環境を設けてもよい。
【００４３】
[0050]  本明細書で示すように、装置は反射型である（例えば反射型マスクを使用する）。
【００４４】
[0051]  リソグラフィ装置は、２つ（デュアルステージ）又はそれ以上の基板テーブル（及び／又は２つ以上のマスクテーブル）を有するタイプでよい。このような「マルチステージ」機械においては、追加のテーブルを並行して使用するか、又は１つ以上の他のテーブルを露光に使用している間に１つ以上のテーブルで予備工程を実行してもよい。
【００４５】
[0052]  図１を参照すると、イルミネータＩＬは、放射源コレクタモジュールＳＯから極端紫外線（ＥＵＶ）放射ビームを受光する。ＥＵＶ光を生成する方法は、物質を少なくとも１つの元素、例えば、キセノン、リチウム又はスズを有し、ＥＵＶ範囲内の１つ以上の輝線を有するプラズマ状態に変換する工程を含むが、これに限定されない。多くの場合、レーザ生成プラズマ（ＬＰＰ）と呼ばれるそのような１つの方法では、例えば、要求される輝線放出元素を有する物質の小滴、ストリーム又はクラスタなどの燃料をレーザビームで照射することで要求されるプラズマを生成できる。放射源コレクタモジュールＳＯは、燃料を励起するレーザビームを提供するレーザ（図１には示さず）を含むＥＵＶ放射システムの一部であってもよい。結果として得られるプラズマは、放射源コレクタモジュール内に配置された放射源者コレクタを用いて収集される出力放射、例えば、ＥＵＶ放射を放出する。レーザ及び放射源コレクタは、例えば、ＣＯ２レーザを用いて燃料励起のためのレーザビームを提供する場合のように、独立した構成要素であってもよい。
【００４６】
[0053]  そのような例では、レーザは、リソグラフィ装置の一部を形成するとは考えられず、例えば、好適な誘導ミラー及び／又はビームエクスパンダを備えるビームデリバリシステムを用いて放射ビームはレーザから放射源コレクタモジュールへ渡される。別の例では、例えば、放射源が、多くの場合、ＤＰＰ放射源と呼ばれる放電生成プラズマＥＵＶジェネレータである場合のように、放射源はコレクタモジュールの一体化部分であってもよい。
【００４７】
[0054]  イルミネータＩＬは、放射ビームの角度強度分布を調整するアジャスタを備えてもよい。通常、イルミネータの瞳面における強度分布の少なくとも外側及び／又は内側半径範囲（一般にそれぞれ、σ-outer及びσ-innerと呼ばれる）を調整することができる。さらに、イルミネータＩＬは、ファセット型フィールド及び瞳ミラーデバイスなどの他の種々のコンポーネントを備えてもよい。イルミネータを用いて放射ビームを調節し、その断面に所望の均一性と強度分布とが得られるようにしてもよい。
【００４８】
[0055]  放射ビームＢは、支持構造（例えば、マスクテーブル）ＭＴ上に保持されたパターニングデバイス（例えば、マスク）ＭＡに入射し、パターニングデバイスによってパターニングされる。パターニングデバイス（例えば、マスク）ＭＡに反射した後、放射ビームＢは投影システムＰＳを通過し、投影システムＰＳはビームを基板Ｗのターゲット部分Ｃ上に合焦させる。第２のポジショナＰＷと位置センサＰＳ２（例えば、干渉計デバイス、リニアエンコーダ又は容量センサ）を用いて、基板テーブルＷＴは、例えば、様々なターゲット部分Ｃを放射ビームＢの経路に位置決めできるように正確に移動できる。同様に、第１のポジショナＰＭと別の位置センサＰＳ１を用いて、放射ビームＢの経路に対してパターニングデバイス（例えば、マスク）ＭＡを正確に位置決めできる。パターニングデバイス（例えば、マスク）ＭＡ及び基板Ｗは、マスクアライメントマークＭ１、Ｍ２及び基板アライメントマークＰ１、Ｐ２を使用して位置合わせすることができる。
【００４９】
[0056]  図示の装置は、以下のモードのうち少なくとも１つにて使用可能である。
１．ステップモードにおいては、支持構造（例えばマスク支持構造）ＭＴ及び基板テーブルＷＴは、基本的に静止状態に維持される一方、放射ビームに付与したパターン全体が１回でターゲット部分Ｃに投影される（すなわち単一静的露光）。次に、別のターゲット部分Ｃを露光できるように、基板テーブルＷＴがＸ方向及び／又はＹ方向に移動される。
２．スキャンモードにおいては、支持構造（例えばマスク支持構造）ＭＴ及び基板テーブルＷＴは同期的にスキャンされる一方、放射ビームに付与されるパターンがターゲット部分Ｃに投影される（すなわち単一動的露光）。支持構造（例えばマスク支持構造）ＭＴに対する基板テーブルＷＴの速度及び方向は、投影システムＰＳの拡大（縮小）及び像反転特性によって求めることができる。
３．別のモードにおいては、支持構造（例えばマスク支持構造）ＭＴはプログラマブルパターニングデバイスを保持して基本的に静止状態に維持され、基板テーブルＷＴを移動又はスキャンさせながら、放射ビームに付与されたパターンをターゲット部分Ｃに投影する。このモードでは、一般にパルス状放射源を使用して、基板テーブルＷＴを移動させるごとに、又はスキャン中に連続する放射パルスの間で、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レスリソグラフィに容易に適用できる。
【００５０】
[0057]  上述した使用モードの組合せ及び／又は変形、又は全く異なる使用モードも利用できる。
【００５１】
[0058]  図２は、放射源コレクタモジュールＳＯと、照明システムＩＬと、投影システムＰＳとを含む装置１００をより詳細に示す。放射源コレクタモジュールＳＯは、真空環境が放射源コレクタモジュールＳＯの密閉構造２２０内で維持されるように構築され配置されている。ＥＵＶ放射放出プラズマ２１０は、放電生成プラズマ放射源によって形成できる。ＥＵＶ放射は、内部で超高温のプラズマ２１０が生成されて電磁スペクトルのＥＵＶ範囲内の放射を放出するＸｅガス、Ｌｉ蒸気又はＳｎ蒸気などのガス又は蒸気によって生成できる。超高温のプラズマ２１０は、例えば、少なくとも部分的にイオン化されたプラズマを生成する電気放電によって生成される。例えば、Ｘｅ、Ｌｉ、Ｓｎ蒸気又はその他の好適なガス又は蒸気の、例えば、１０Ｐａの部分圧力を用いて放射を効率的に生成するように要求できる。ある実施形態では、励起したスズ（Ｓｎ）のプラズマを提供してＥＵＶ放射が生成される。
【００５２】
[0059]  高温のプラズマ２１０によって放出された放射は、放射源チャンバ２１１から、放射源チャンバ２１１の開口内又はその背後にあるオプションのガスバリア又は汚染物トラップ２３０（幾つかの例では汚染物バリア又はフォイルトラップとも呼ばれる）を介して、コレクタチャンバ２１２内に渡される。汚染物トラップ２３０は、チャネル構造を含んでもよい。また汚染物トラップ２３０は、ガスバリア又はガスバリアとチャネル構造の組合せを含んでもよい。本明細書にさらに記載する汚染物トラップ２３０は、少なくとも当技術分野で既知のチャネル構造を含む。
【００５３】
[0060]  コレクタチャンバ２１２は、いわゆるグレージング入射コレクタであってもよい放射コレクタＣＯを含んでもよい。放射コレクタＣＯは、上流側放射コレクタサイズ２５１と下流側放射コレクタサイズ２５２とを有する。コレクタＣＯを横切る放射は、格子スペクトルフィルタ２４０に反射して仮想放射源ポイントＩＦに合焦できる。仮想放射源ポイントＩＦは、普通、中間焦点と呼ばれ、放射源コレクタモジュールＳＯは、中間焦点ＩＦが密封構造２２０の開口２２１又はその付近に位置するように構成されている。仮想放射源ポイントＩＦは、放射放出プラズマ２１０の像である。
【００５４】
[0061]  その後、放射は、パターニングデバイスＭＡでの放射ビーム２１の所望の角分散と、パターニングデバイスＭＡでの放射強度の所望の均一性とを提供するように構成されたファセット型フィールドミラーデバイス２２及びファセット型瞳ミラーデバイス２４を含んでもよい照明システムＩＬを横切る。支持構造ＭＴに保持されたパターニングデバイスＭＡで放射ビーム２１が反射すると、パターン付ビーム２６が形成され、パターン付ビーム２６は、投影システムＰＳによって反射要素２８、３０を介して、ウェーハステージ又は基板テーブルＷＴによって保持された基板Ｗ上に結像される。
【００５５】
[0062]  照明光学装置ＩＬ及び投影システムＰＳ内には一般に図示するよりも多くの要素が存在していてもよい。リソグラフィ装置のタイプによっては、格子スペクトルフィルタ２４０がオプションとして存在してもよい。さらに、図に示すよりも多くのミラーが存在してもよい。例えば、投影システムＰＳ内には、図２に示す他に１〜６個の追加の反射要素があってもよい。
【００５６】
[0063]  図２に示すコレクタ光学系ＣＯは、コレクタ（又はコレクタミラー）の一例として、（図２のリフレクタ２５５に隣接した）グレージング入射リフレクタ２５３、２５４及び２５５を有する入れ子式コレクタとして図示されている。グレージング入射リフレクタ２５３、２５４及び２５５は光軸Ｏの周囲に軸を中心に対称に配置され、このタイプのコレクタ光学系ＣＯは、好ましくは多くの場合ＤＰＰ放射源と呼ばれる放電生成プラズマ放射源と組み合わせて使用される。
【００５７】
[0064]  あるいは、放射源コレクタモジュールＳＯは、図３に示すＬＰＰ放射システムの一部であってもよい。レーザＬＡは、キセノン（Ｘｅ）、スズ（Ｓｎ）又はリチウム（ｌｉ）などの燃料内にレーザエネルギーを堆積して数十ｅＶの電子温度の高度イオン化されたプラズマ２１０を生成する。これらのイオンの逆励起及び再結合中に生成されるエネルギー放射がプラズマから放出され、近垂直入射コレクタ光学系ＣＯによって収集され、密閉構造２２０の開口２２１上に合焦する。
【００５８】
[0065]  図４は、本発明のある実施形態によるマスク変形監視装置３８を概略的に示す。上記装置３８は、実質的に平行な９つの放射ビーム４１を放出するように構成された放射源４０を備える。放射ビームは矩形アレイとして提供される。矩形アレイは図４の面の外に延び、したがって図４には９つの放射ビームのうちの３つだけが示されている。上記装置は、放射ビームがマスクＭＡから反射した後にこれを検出するように構成された画像検出器４２をさらに備える。
【００５９】
[0066]  マスクＭＡの一部が図４に概略的に示されている。マスクＭＡはマスク支持構造ＭＴ上に保持され、その一部も図４に概略的に示されている。マスク支持構造ＭＴは複数のバール４４を含み、これらが共にマスク受け面を提供する。汚染粒子４６はバール４４の１つとマスクＭＡの裏面との間に位置している。汚染粒子４６は、図４にマスクの湾曲として概略的に示されるマスクＭＡの不都合な変形を引き起こす。一連のブロックで概略的に示されるパターン４８はマスクＭＡ上にある。
【００６０】
[0067]  図４に見られるように、放射ビーム４１はマスクＭＡに入射し、対応して反射する放射ビーム４１’として画像検出器４２の方向に反射する。反射した放射ビーム４１’が画像検出器４２に入射する空間位置は、汚染粒子４６に起因するマスクの変形によって影響される。放射ビーム４１がマスクＭＡに入射するとき、これらの放射ビームは等間隔である。マスクＭＡが歪まなければ、反射した放射ビーム４１’は画像検出器４２に入射するときには等間隔になる。しかしながら、マスクＭＡの変形によって、放射ビームがマスクから反射する角度が変更され、その結果、反射した放射ビーム４１’は画像検出器４２に入射するときには等間隔にはならない。その代わり、１つ以上の反射した放射ビーム４１’は変位する。これは図４に、反射した放射ビーム４１’の中間の放射ビームの左側への変位として概略的に示されている。
【００６１】
[0068]  プロセッサ５０は、反射した放射ビーム４１’が画像検出器４２に入射するときの反射した放射ビーム４１’の位置を判定するように構成される。反射した放射ビーム４１’の重心（すなわち所与の形状の幾何学的中心）は、例えば放射ビームの位置として記録してもよい。プロセッサ５０は放射ビームの変位を判定し、この変位を使用してマスクＭＡが歪んでいるか否かを判定する。反射した放射ビーム４１’の変位を判定する１つの方法は、画像検出器上の放射ビームの位置と、変形しないリフレクタ（例えば平坦なマスク）から反射した後の放射ビームの位置と、を比較することである。別の方法を用いて放射ビーム４１の変位を判定してもよい。
【００６２】
[0069]  放射ビーム４１は、例えばマスクのスキャン運動によって（及び／又は放射ビームのスキャン運動によって）マスクＭＡ上を移動してもよい。反射した２つの放射ビーム間の離間距離の変化は、マスクＭＡの湾曲を表している。放射ビームとマスクとの相対位置の関数として２つの放射ビーム間の離間距離の変化を積分することで、マスクＭＡの高さプロファイルを判定することができる。汚染粒子に起因する変形を示すように湾曲する高さプロファイルは、（例えば汚染粒子に起因する以前に測定された変形と比較することによって）プロセッサ５０によって特定されてもよい。
【００６３】
[0070]  マスクＭＡが歪んでいることをプロセッサ５０が判定すると、プロセッサは、その変形がリソグラフィ装置によるマスクからのパターンの所望の精度での投影が不可能なほど大きいか否かを判定してもよい。所望の精度でのパターンの投影が不可能である場合は、プロセッサ５０はそれに応じて出力を生成してもよい。出力は例えば、マスクＭＡがリソグラフィ装置から取り外され、清掃されるべきであることを示す信号でもよく、及び／又はリソグラフィ装置が清掃されるべきであることを示す信号でもよい。マスクＭＡの清掃は、プロセッサ５０からの出力信号によって起動することができる自動化プロセスでもよい。
【００６４】
[0071]  パターン４８により回折される放射は、マスク変形監視にエラーを引き起こすことがある。マスク面上の、放射ビーム４１によって照明される領域にパターンが存在する場合、複数の衝突放射ビーム４１の少なくとも１つに関連する回折放射ビーム４１”が存在することを理解されたい。全ての放射ビーム４１がパターン付けされた領域を横切る場合は、回折放射ビーム４１”は複数の衝突放射ビーム４１に関連することがある。例えば、画像検出器４２に入射する回折放射ビーム４１”は、反射した放射ビーム４１’の見かけ上の重心をずらし、そのため反射した放射ビーム４１’の位置測定が正しくないことがある。このような理由から、マスク変形監視装置は、マスクＭＡ上のパターン４８によって回折される放射が画像検出器４２に入射しないように、（又は、画像検出器４２に入射する回折放射の量が、マスク変形監視の実行を妨げないほど十分に少なくなるように）構成してもよい。
【００６５】
[0072]  回折放射が画像検出器４２に入射する範囲は、画像検出器の集光角、及び放射がパターン４８によって回折される角度に左右される。画像検出器４２の集光角は、画像検出器のサイズ、及び画像検出器とマスクＭＡとの間の距離によって影響される。放射がパターン４８によって回折される角度は、放射の波長、及びパターンのピッチによって左右される。所与の波長及びパターンピッチでは、回折された放射は最小の角度を有する。最小角度未満の角度で存在する回折放射の量は、マスクの変形監視の実行を妨げないほど十分に少ない。場合によっては、最小角度より小さい角度で存在する回折放射の量はゼロであってもよい。図４に示す実施形態では、パターンによって回折される放射４１”又は放射ビーム４１”は点線で示されている。図４に概略的に示されるように、回折放射によって定められる角度は画像検出器４２の集光角よりも大きく、その結果、回折放射は画像検出器に入射しない。その代わりに、回折放射は画像検出器４２の側部を通る。
【００６６】
[0073]  図５は、放射が周囲構造（例えばパターニングデバイス上のパターン）に入射すると生じる放射ビームの回折角を示すグラフである。グラフは、１０６０ｎｍの波長を有する放射について作成されたものであり、放射ビームは周期構造に対して５°の入射角（すなわち周期構造の表面に垂直な線から５°離れた角度）を有する。図５は、最初の５つの回折次数（すなわち１次から５次）の回折を示している。回折次数は一連の線として示され、最も太い実線は１次回折次数であり、より細い実線は２次回折次数であり、以下同様である。図５に示されるように、放射ビームの回折が生じる角度は、周期構造の周期が増すとともに小さくなる。
【００６７】
[0074]  上述のように、画像検出器４２の集光角は、画像検出器のサイズ、及び画像検出器とマスクＭＡの間の距離に依存する。したがって画像検出器４２の集光角は、画像検出器とマスク支持構造ＭＴとの間に所望の離間距離を設けると共に、所望のサイズを有する画像検出器を使用することによって選択することができる。画像検出器４２は例えば、集光角＋／−１°を有するように構成してもよい。この集光角は、図５では点線Ａで示されている。
【００６８】
[0075]  図５に示されるように、＋／−１°の集光角では、回折周期構造の周期が約５０μｍ以下である場合は、回折放射は画像検出器に入射しない。回折周期構造の周期が５０μｍを超える場合は、一部の回折放射が画像検出器に入射し得る。例えば、回折周期構造の周期が８０μｍである場合は、１次回折放射は画像検出器の集光角の範囲内にあるため、１次回折放射が画像検出器に入射し得る。より高次の回折放射は画像検出器の集光角の外側に留まり続け、画像検出器には入射しない。回折周期構造の周期が２００μｍである場合は、１次、２次、及び３次回折放射が画像検出器の集光角の範囲内にあり、画像検出器に入射する。４次及び５次回折放射は画像検出器の集光角の外側に留まり続け、画像検出器には入射しない。
【００６９】
[0076]  上記に基づいて、マスクＭＡが約５０μｍの周期を有するパターンだけを備え、画像検出器４２が約＋／−１°の集光角を有する場合は、回折放射は、マスク変形監視が行われるときには画像検出器には入射しないことを理解されたい。このことが有利であるのは、回折放射が画像検出器に入射すると、これによってマスク変形監視にエラーが生じる可能性があるためである。それによって例えば、マスク変形がない場合に、汚染粒子に起因するマスク変形があるとプロセッサ５０が誤表示するようになる可能性がある。
【００７０】
[0077]  ある実施形態では、マスク変形監視中に回折放射の一部が画像検出器に入射することがあるが、その回折放射の強度は、マスク変形監視が行われることを妨げないほど低い。
【００７１】
[0078]  プロセッサ５０は、周波数領域内で検出された放射を分析するように構成してもよい。そのような場合、又、マスク変形監視中に回折放射の一部が画像検出器に入射する場合は、プロセッサ５０によって分析される周波数での回折放射の強度は、マスク変形監視が行われることを妨げないほど十分に低い。
【００７２】
[0079]  マスクＭＡが、画像検出器の集光角の範囲内の回折放射を引き起こすほど大きい周期構造を含むことがあり得る。この可能性を軽減するため、各放射ビーム４１は、大きい周期構造の周期が、顕著な回折を引き起こすには不十分にしか放射ビームによって照明されないような小さい直径を有していてもよい。大まかな近似値として、かなりの量の回折放射を引き起こすためには、周期構造の約５〜１０の周期が入射放射ビームによって照明されることが必要であろう。この文脈で、「かなりの量の回折放射」という用語は、マスク変形監視にエラーを生じ、（それによって例えばマスク変形監視の実行を妨げる）十分な回折放射を意味するものと解釈してもよい。図５を再度参照すると、放射ビーム４１の直径が２００μｍである場合、パターンがかなりの量の回折放射を引き起こすには、そのパターンは４０μｍ以下の周期である必要がある。周期が４０μｍのパターンによって回折される放射は、十分に画像検出器４２の集光角の範囲外にある。したがって、回折放射は画像検出器に入射せず、マスク変形測定にエラーを引き起こすことはない。周期が４０μｍを超えるマスクＭＡ上にあるパターンは、放射ビーム４１によって不十分な数のパターン周期しか照明されないため、かなりの量の回折放射を生じさせることはない。したがって、回折放射が画像検出器の集光角の範囲内にあるほど十分に大きい周期をマスクＭＡが含み、それが画像検出器により検出されたとしても、そのパターンはかなりの量の回折放射を生じさせることはなく、したがって、マスク変形測定に重大なエラーを引き起こすことはない。
【００７３】
[0080]  上記から、所定の直径を有する放射ビーム４１では、画像検出器４２の集光角が最小の回折角度未満に選択されるべきであることを理解されたい。画像検出器４２の集光角は、（放射ビームの所定の直径を考慮に入れて）放射ビーム４１”の最小回折角度よりも小さくてもよい。回折放射の一部は、最小回折角度未満の角度で生じることがある。しかしながら、この回折放射の強度は、マスク変形監視が行われることを妨げないほど十分に低い。
【００７４】
[0081]  さらに上述した角度及び寸法は単に例示したに過ぎず、所与のリソグラフィ装置に該当する特定の要件に応じて変更してもよいことを理解されたい。例えば、画像検出器４２の集光角は＋／−５°未満でもよく、＋／−３°未満でもよく、＋／−２°未満でもよく、＋／−１°未満でもよい。放射ビーム４１の所定の直径は、１０００μｍ未満でもよく、５００μｍ未満でもよく、２００μｍ未満でもよく、又は１００μｍ未満でもよい。
【００７５】
[0082]  画像検出器４２は、マスクＭＡから１ｍ以上離れた位置に配置されてもよく、マスクから５００ｍｍ以上離れた位置に配置されてもよく、マスクから２００ｍｍ以上離れた位置に配置されてもよく、又はマスクから１００ｍｍ以上離れた位置に配置されてもよい。画像検出器４２はマスクＭＡから１００ｍｍ未満だけ離れた位置に配置されてもよい。画像検出器４２とマスクＭＡとの距離が大きくなると、画像検出器の集光角が低減する。画像検出器４２とマスク支持構造ＭＴとの間の距離は、（例えばマスクＭＡがリソグラフィ装置内にない場合の距離について述べると）画像検出器とマスクＭＡとの間の距離と等価の測定距離であると見なしてもよい。
【００７６】
[0083]  画像検出器４２は、例えば直径が１／３インチ（８．５ｍｍ）でよく、例えば直径が１／２インチ（１２．７ｍｍ）でよく、又はその他のいずれかのサイズでよい。画像検出器４２は、例えば直径が１インチ（２．５ｃｍ）でもよい。画像検出器４２のサイズが低減すると、画像検出器の集光角が小さくなる。
【００７７】
[0084]  画像検出器４２の集光角が小さいため、変形監視装置は、所与の任意の時点でマスクＭＡの小さい領域しか監視できない。例えば、監視装置をマスクＭＡに対してスキャンし、及び／又はその逆にスキャンすることによって、マスクＭＡの表面のかなりの部分を、さらにはマスクＭＡの表面全体を監視するために変形監視装置を使用し得る。しかしながら、マスクＭＡの表面全体を監視するには極めて時間がかかる。画像検出器４２の集光角を大きくすると、かなりの量の回折放射が画像検出器に入射し、それによって変形監視にエラーを引き起こすので、所定の任意の時点で監視されるマスクＭＡの領域を拡大するために画像検出器の集光角を大きくするべきではない。その代わりに、変形監視の速度を高めるために複数の画像検出器４２を備えてもよい。複数の画像検出器４２を備える１つの方法が図６に概略的に示されている。
【００７８】
[0085]  図６では、マスク変形監視装置３８は３つの放射源４０ａ〜ｃと、３つの画像検出器４２ａ〜ｃとを備え、各画像検出器は所与の放射源によって放出される放射を受光するように構成される。各放射源４０ａ〜ｃは、（そのうちの３つが図示されている）９つの放射ビームをマスクＭＡへと誘導するように構成される。放射ビームはマスクＭＡによって反射されるが、図を分かりやすくするため、図６では放射ビームがマスクを通過するように示されている。監視装置は、第１のミラー５２と第２のミラー５４とをさらに備え、これらのミラーは、放射ビームを反射して画像検出器４２ａ〜ｃに入射するように構成される。図を分かりやすくするため、放射ビームはミラー５２、５４を通過するように示されている。ミラー５２、５４は、監視装置が放射ビームが進行する経路の全長よりも短くなるように放射ビームを曲折させるために使用される。図６には２つのミラー５２、５４が示されているが、任意の数のミラーを使用してもよい（又は代替としてミラーを使用しなくてもよい）。１つ以上のミラーは可変方向を有してよい。
【００７９】
[0086]  各放射源４０ａ〜ｃのコンポーネントが図６に示されている。図を分かりやすくするために、第１の放射源４０ａのコンポーネントだけに符号が付されている。第１の放射源は、所望の波長で放射ビーム（例えば、波長が約１０００ｎｍの赤外線放射）を生成するように構成されたレーザ６０を備える。レーザ６０は、ダイオードレーザ、ファイバレーザ、又はその他の適切なタイプのレーザでよい。ある実施形態では、レーザは監視装置からの遠隔位置に配置されてもよい。その場合は、レーザにより放出される放射は、光ファイバ（又はその他の装置）によって監視装置に結合されてもよい。レンズ６２がレーザ６０の後に配置されている。レンズ６２は、例えばレーザ６０によって放出される放射ビームの視準を合わせるために使用してもよく、又はその他の何らかの修正を放射ビームに加えるために使用してもよい。図６には単一のレンズ６２が示されているが、レーザ６０の後に任意の数のレンズを配置してもよい。
【００８０】
[0087]  エタロン６４がレンズ６２の後に配置されている。エタロン６４は、例えばファブリ−ペロエタロンでもよく、その他の適切なタイプのエタロンでもよい。エタロン６４は、互いに離間された２つの反射面を備えてもよく、反射面は放射ビームを、互いに実質的に平行に伝搬する３つの放射ビームに変換するように構成される。レーザ６０から最も遠い反射面は部分的に透過性であり、それによって３つの放射ビームはエタロン６４から離れることができる。エタロン６４は、放射ビームを互いにｙ方向に離間した３つの放射ビームに変換する。
【００８１】
[0088]  第２のエタロン６６は第１のエタロンの後に配置される。第２のエタロン６６も、例えばファブリ−ペロエタロンでもよく、その他の適切なタイプのエタロンでもよい。第２のエタロン６６は、互いに離間された２つの反射面を有してもよく、反射面は各入射放射ビームを、ｘ方向に離間する３つの放射ビームに変換するように構成される。ｘ方向に離間した３つの放射ビームは、互いに実質的にｘ方向に伝搬する。
【００８２】
[0089]  第１のエタロン６４と第２のエタロン６６との組合せは、互いに実質的に平行に伝搬する９つの放射ビームに変換する。９つの放射ビームは矩形アレイとして配置してもよい。
【００８３】
[0090]  図６のその他の放射源４０ｂ、４０ｃは、第１の放射源４０ａと同じ構造を有する。図４の放射源４０は、第１の放射源４０ａと同じ構造を有する。
【００８４】
[0091]  監視装置は、放射源４０ａ〜ｃと、関連する画像検出器４２ａ〜ｃの各々を順次動作させるように構成することができるコントローラＣＴを含んでもよい。これによって、例えば第１の放射源４０ａによって放出される放射がマスクＭＡ上のパターンによって回折され、第２の画像検出器４０ｂ又は第３の画像検出器４０ｃによって検出される可能性がなくなる。
【００８５】
[0092]  図６には３つの放射源４０ａ〜ｃと３つの画像検出器４２ａ〜ｃが示されているが、所望の任意の数の放射源と画像検出器とを備えてもよい。例えば、マスクＭＡを完全に横切ってリソグラフィ装置の非スキャン方向に延びるように（又は同様に、リソグラフィ装置の動作中にマスクを受容するように構成されたマスク支持構造の部分を完全に横切って延びるように）、十分な数の放射源と画像検出器とを備えてもよい。次に、マスク全体（又はリソグラフィ装置の動作中に放射を受光するマスクの部分全体）が監視装置の放射ビームによって照明される領域の下を通過するように、マスクをスキャン方向にスキャンすることによって、マスクＭＡの変形の監視を行ってもよい。
【００８６】
[0093]  代替実施形態（図示せず）では、複数の画像検出器を備えるのではなく、単一のレーザ画像検出器を備えてもよい。その場合は、検出された放射信号は画像検出器の選択された部分で順次受光されるようにし、それによって所与の任意の時点で画像検出器の集光角を制限してもよい。代替実施形態は例えば図６に示す実施形態と同様でもよいが、３つの別個の画像検出器４２ａ〜ｃではなく３つの部分を有する単一の画像検出器を使用してもよい。コントローラＣＴは、第１の放射源４０ａの動作時に単一の画像検出器の第１の部分から検出された放射信号を受信し、単一の画像検出器の第２及び第３の部分から検出された放射信号はコントローラによって無視されてもよい。単一の画像検出器の第１の部分は、図６の４２ａに対応する領域を有してもよい。コントローラは、第２の放射源４０ｂの動作時に単一の画像検出器の第２の部分から検出される放射信号を受信してもよく、以下同様である。一般に、コントローラは、画像検出器の選択された部分から検出器された放射信号を順次受信するように構成してもよい。画像検出器の選択された部分は、さらに上述した画像検出器に対応する寸法を有してもよく、又はその他の適切な寸法を有してもよい。
【００８７】
[0094]  記載した本発明の実施形態は、９つの放射ビーム矩形アレイを供給する放射源を含んでいるが、任意の適切な数の放射ビームを供給する放射源を使用してもよい。例えば、２つの放射ビームを供給する放射源を使用してもよく、マスクＭＡの変形を監視するために放射ビーム間の離間距離の変化が利用される。例えば、ｘ方向に離間した２つの放射ビームを供給する放射源と、ｙ方向に離間した２つの放射ビームを供給する放射源と、を使用してもよい。
【００８８】
[0095]  所与の方向に離間した３つの放射ビームを使用することは２つの放射ビームを使用することに比べて有利であるが、その理由は、それによって３つの異なるビーム離間距離の測定が可能になるのに対して、２つの放射ビームを使用すると、１つの放射ビーム離間距離の測定しかできないからである。例えば図６の第１の画像検出器４２ａを参照すると、最上部の放射ビームと最下部の放射ビームとの離間距離を測定でき、最上部の放射ビームと中間部の放射ビームとの間の離間距離を測定でき、中間の放射ビームと最下部の放射ビームとの間の離間距離を測定できる。放射ビーム間の離間距離はエタロンによって生じるため、マスクの変形がない場合は、放射ビームは全て同じ離間距離を有するものと予期してもよい。これによって、異なるビームの離間距離測定をある程度クロスチェックすることができる。３つ以上のビームを所与の測定方向で使用することによる重複性や追加データは、マスクの変形を特定する精度を高めることができる。
【００８９】
[0096]  図６は、ｘ方向に離間した放射ビームを示しているが、上記のことはｙ方向に離間した放射ビームにも当てはまる。
【００９０】
[0097]  幾つかの放射ビームはリソグラフィ装置のスキャン方向に平行な方向（例えばｙ方向）に離間されてもよく、別の放射ビームは、リソグラフィ装置のスキャン方向に直角な方向（例えばｘ方向）に離間されてもよい。あるいは、放射ビームは所望の任意の方向に離間されてもよい。
【００９１】
[0098]  所与の方向に離間された４つ以上の放射ビームを使用してもよい。
【００９２】
[0099]  画像検出器４２、４２ａ〜ｃは、例えばＣＣＤアレイでもよく、又は任意の別の形態の画像検出器でもよい。
【００９３】
[0100]  （図４に示すように）プロセッサ５０は、例えばコンピュータの一部を形成してもよい。リソグラフィのマスク変形監視装置は、例えば、マスクＭＡが平坦である（すなわち変形しない）場合に、１つ以上の画像検出器で予期される放射ビームの位置を示す基準データを含んでもよい。基準データは例えば、特に平坦であることが判明している基準面を用いて入手してもよい。
【００９４】
[0101]  マスク支持構造ＭＴは、マスクＭＡをマスク支持構造に固定する静電クランプを使用してもよく、マスク支持構造にはクランピングを行うために電圧が印加される。この電圧はクランプ電圧と呼ばれる。この場合、マスク支持構造に印加されるクランプ電圧は、マスク変形監視装置の動作中に変更してもよい。クランプ電圧を変更すると、汚染粒子４６（図４を参照）に起因する局所的なマスクの変形のサイズ又は直径が変化する。電圧が高いほど、マスクＭＡはマスク支持構造ＭＴによりきつく引っ張られ、マスク変形の直径は小さくなる。これとは逆に、電圧が低いほどマスク変形の直径は大きくなる。これに対して、クランプ電圧の変化はマスクＭＡ上のパターン４８にはそれほど影響を及ぼさない。したがって、放射ビーム４１によって照明される変形監視装置のマスク上の所与の位置、又はマスクの所与の領域では、異なる２つのクランプ電圧について変形の測定を行ってもよく、その結果生じる測定信号は互いに差し引かれ、マスク上のパターン４８から生じる測定への作用が低減されるか、又はなくなることがある。
【００９５】
[0102]  同様に、３つ以上の異なるクランプ電圧について変形の測定を行ってもよいことを理解されたい。例えば、マスク支持構造に印加されるクランプ電圧を、引き続いて異なる一連の増分電圧値に変更することができ、マスク変形監視装置を使用して各々の一連のクランプ電圧でのマスク変形データを入手し、対応する一連のマスク変形データが得られるようにすることができる。一連のマスク変形データを使用して、２つのそれぞれの一連のマスク変形データ間の対応する差分によりマスク変形差分データを入手することができる。このような測定方法は、以下では示差測定法と呼ばれる。
【００９６】
[0103]  上記示差測定法は、単一の値のクランプ電圧でマスクＭＡの局所的な変形が監視される絶対測定法と比較して比較的高い信号対ノイズ比を生じる。このような絶対測定法での背景ノイズは、例えばマスクの領域をサンプリングするビーム４１が、パターン付けされていないマスク領域からの移行を含むことに起因する。パターン付けされていないマスクリアだけをサンプリングするビーム４１と比較して、反射ビームは強度が低く、検出器４２で異なる空間強度分布を有する。その結果、検出器４２で測定されたビームの重心の移動により、例えば局所的なマスク変形の湾曲などの測定ノイズが生じる。示差測定法によって、測定に必要な所望の感度（例えばレチクル面に沿った５ｍｍの長さに亘る高さ変化が１ｎｍ未満）を得ることができる。上記示差測定法は、リソグラフィ装置内で実行できることを理解されたい。
【００９７】
[0104]  図７には、粒子を検出するための示差測定の結果が示されている。図７ａ〜ｅの各々には、変形監視装置を使用した局所的な変形が監視されるレチクル表面の一部が示され、測定された絶対的な高さ偏差が幾つかのグレートーン領域に示されている。連続する２つの図、例えば図７ｂと図７ｃとの間では、クランプ電圧は５００Ｖだけ上昇している。特に、粒子による局所的な変形、及び対応する局所的な表面の湾曲はクランプ電圧の関数として大きく変化するのに対して、周囲の領域の湾曲は実際的に影響を受けない状態に保たれることが分かる。したがって、示差測定法によって、粒子に起因する高さプロファイルとマスク生来の高さプロファイルとを区別することが可能になる。
【００９８】
[0105]  以下の表には、捕集された粒子による局所的なマスクの表面変形の（レチクル面に垂直な）高さ、及び局所的な変形の直径の半値全幅の平均値の例が、図７ａ〜図７ｅに記載の連続的に上昇するクランプ電圧の数について記載されている。
【表１】
2014527312.tif 000004
【００９９】
[0106]  マスクＭＡをマスクテーブルＭＴに固定するために別の形態のクランピングが使用される実施形態では、マスクＭＡをクランプするために用いられるクランプ力は、静電クランプ電圧の変化と同様に変更してもよい。
【０１００】
[0107]  本発明の例示的実施形態では、放射ビームはマスクとの間に垂直に近い入射角度（例えば５°）をとる。しかしながら、放射ビームはマスクとの間に任意の適切な角度をとってもよい。放射ビームは、例えばマスクとの間に斜入射角をとってもよい。
【０１０１】
[0108]  上記説明の「集光角」という用語は、画像検出器が放射を受光する角度を定義するために用いられる。集光角は、平坦なマスクＭＡへの放射ビームの入射ポイントから、画像検出器４２の中心まで延びる軸に対して測定される角度であると見なしてもよい（角度は軸の端部のマスクＭＡで測定される）。
【０１０２】
[0109]  本発明の上記実施形態は、マスクとマスク支持構造ＭＴとの間に捕集された汚染粒子４６に起因するマスクＭＡの変形に言及しているが、本発明の実施形態は、別の理由から生じるマスクの変形を監視するために使用してもよい。例えば、本発明の実施形態を、温度変化により生じたマスクの変形を監視するために使用してもよい。その場合は、マスクが所与の温度である場合のマスクの基準測定がなされてもよく、基準に対するマスクの変形はマスクの温度が変化すると測定される。
【０１０３】
[0110]  本発明の上記実施形態は、マスクＭＡ上の周期的パターンにより生じる回折に言及しているが、回折は非周期的なパターンでも生じることがある。その場合は、パターンのフーリエ変換によってパターンの周期と同等の要素を判定してもよい。本発明の実施形態は、放射の回折を引き起こす任意のマスクに関連して使用してもよい。
【０１０４】
[0111]  本発明の実施形態は、マスクの変形を監視することができ、マスクの変形が認められると出力信号が生成される。本発明の実施形態は、マスク変形のサイズ及び／又はマスク変形のその他の幾つかの特性を測定できる。装置からの出力信号は、マスク変形のサイズ及び／又はその他の幾つかの特性に関する情報を含み、又は単にマスク変形の存在を示すだけでもよい。
【０１０５】
[0112]  本発明の実施形態は、高さが数ナノメートルで、幅が数ミリメートルのマスク変形を監視するために使用してもよい。
【０１０６】
[0113]  本発明の実施形態は、マスクＭＡに言及しているが、本発明は任意のリソグラフィパターニングデバイス内の変形を監視するために使用してもよい。リソグラフィパターニングデバイスの例はさらに上述されている。
【０１０７】
[0114]  本発明の実施形態は、マスク以外のパターニングデバイスを支持するように構成された支持構造を含んでもよい。
【０１０８】
[0115]  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には他の用途もあることを理解されたい。例えば、これは、集積光学システム、磁気ドメインメモリ用誘導及び検出パターン、フラットパネルディスプレイ、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）、薄膜磁気ヘッドなどの製造である。こうした代替的な用途に照らして、本明細書で「ウェーハ」又は「ダイ」という用語を使用している場合、それぞれ、「基板」又は「ターゲット部分」という、より一般的な用語と同義と見なしてよいことが当業者には認識される。本明細書に述べている基板は、露光前又は露光後に、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）、メトロロジーツール及び／又はインスペクションツールで処理することができる。適宜、本明細書の開示は、以上及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ことができる。
【０１０９】
[0116]  光リソグラフィの分野での本発明の実施形態の使用に特に言及してきたが、本発明はその他の用途、例えばインプリントリソグラフィでも使用することができ、文脈によっては、光リソグラフィに限定されないことを理解されたい。インプリントリソグラフィでは、パターニングデバイス内のトポグラフィが基板上に作成されたパターンを画定する。パターニングデバイスのトポグラフィは基板に供給されたレジスト層内に刻印され、電磁放射、熱、圧力又はそれらの組合せを印加することでレジストは硬化する。パターニングデバイスはレジストから取り除かれ、レジストが硬化すると、内部にパターンが残される。
【０１１０】
[0117]  「レンズ」という用語は、状況が許せば、屈折、反射、磁気、電磁及び静電光学コンポーネントを含む様々なタイプの光学コンポーネントのいずれか一つ、又はその組合せを指すことができる。
【０１１１】
[0118]  「ＥＵＶ放射」という用語は、５ｎｍ〜２０ｎｍの範囲内の、例えば、１３ｎｍ〜１４ｎｍの範囲内の、又は例えば６．７ｎｍ若しくは６．８ｎｍなどの５ｎｍ〜１０ｎｍの範囲内の波長を有する電磁放射を包含すると考えられ得る。
【０１１２】
[0119]  本発明の説明を分かりやすくするために、上記説明ではデカルト座標を使用している。デカルト座標は、装置又は装置の任意のフィーチャが特定の配向を有していなければならないということを意味すると解釈すべきではない。
【０１１３】
[0120]  以上、本発明の特定の実施形態について説明してきたが、本発明は上記以外の方法でも実践できることが理解される。例えば、本発明は、上記で開示したような方法を述べる機械読み取り式命令の１つ以上のシーケンスを含むコンピュータプログラム、又はこのようなコンピュータプログラムを内部に記憶したデータ記憶媒体（例えば半導体メモリ、磁気又は光ディスク）の形態をとることができる。上記の説明は例示的であり、限定的ではない。それ故、添付の特許請求の範囲から逸脱することなく、記載されたような本発明を変更できることが当業者には明白である。
【０１１４】
[0121]  特許請求の範囲を解釈するには、「発明の概要」及び「要約書」の項ではなく、「発明を実施するための形態」の項を使用するよう意図されていることを理解されたい。「発明の概要」及び「要約書」の項は、本発明者が想定するような本発明の１つ以上の例示的実施形態について述べることができるが、全部の例示的実施形態を述べることはできず、したがって本発明及び添付の特許請求の範囲をいかなる意味でも限定しないものとする。
【０１１５】
[0122]  以上では、特定の機能の実施態様を例示する機能的構成要素及びその関係を用いて本発明について説明してきた。これらの機能的構成要素の境界は、本明細書では説明の便宜を図って任意に画定されている。特定の機能及びその関係が適切に実行される限り、代替的な境界を画定することができる。
【０１１６】
[0123]  特定の実施形態に関する以上の説明は、本発明の全体的性質を十分に明らかにしているので、当技術分野の知識を適用することにより、過度の実験をせず、本発明の全体的概念から逸脱することなく、このような特定の実施形態を容易に修正する、及び／又はこれらを様々な用途に適応させることができる。したがって、このような適応及び修正は、本明細書に提示された教示及び案内に基づき、開示された実施形態の同等物の意味及び範囲内に入るものとする。本明細書の言葉遣い又は用語は説明のためのもので、限定するものではなく、したがって本明細書の用語又は言葉遣いは、当業者には教示及び案内の観点から解釈されるべきことを理解されたい。
【０１１７】
[0124]  本発明の幅及び範囲は、上記例示的実施形態のいずれによっても限定されず、以下の条項及び特許請求の範囲及びその同等物によって規定されるものである。
特許条項
１．リソグラフィパターニングデバイス変形監視装置であって、
所定の直径を有する複数の放射ビームをリソグラフィパターニングデバイスへと誘導して、前記複数の放射ビームが前記パターニングデバイスによって反射されるように構成された放射源と、前記放射ビームが前記パターニングデバイスによって反射された後、前記放射ビームの空間位置を検出するように構成された画像検出器と、前記放射ビームの前記空間位置を監視し、それによって、パターニングデバイスの変形があることを判定するように構成されたプロセッサと、を備え、前記画像検出器が、前記放射ビームの最小回折角よりも小さい集光角を有する、リソグラフィパターニングデバイス変形監視装置。
２．所定の直径を有する前記複数の放射ビームが、互いに実質的に平行に伝搬するように視準される、条項１に記載の装置。
３．前記放射ビームの前記所定の直径が、１０００ミクロン未満である、条項１に記載の装置。
４．前記複数の放射ビームが、所与の方向に離間された３つ以上の放射ビームを含む、条項１に記載の装置。
５．前記複数の放射ビームが、放射ビームの２次元アレイを含む、条項１に記載の装置。
６．前記画像検出器が、前記パターニングデバイスを保持するように構成された支持構造から１００ｍｍ以上離れて配置される、条項１に記載の装置。
７．前記画像検出器が、任意の所与の時点で直径１インチ（２．５ｃｍ）未満の寸法の動作領域を有するように構成される、条項１に記載の装置。
８．前記放射源が、放射ビームを実質的に平行に伝搬する複数の放射ビームに変換するように構成されたエタロンを備える、条項１に記載の装置。
９．前記放射源が複数の放射源の１つであり、前記画像検出器が複数の画像検出器の１つであり、前記装置が、各放射源及び関連する画像検出器を順次動作させるように構成されたコントローラをさらに備える、条項１に記載の装置。
１０．前記放射源が複数の放射源の１つであり、前記装置が、各放射源を順次動作させ、検出された放射信号を前記画像検出器の選択された部分から順次受信するように構成されたコントローラを備える、条項１に記載の装置。
１１．前記画像検出器がＣＣＤアレイである、条項１に記載の装置。
１２．前記パターニングデバイスがマスクである、条項１に記載の装置
１３．リソグラフィ装置であって、
パターニングデバイス変形監視装置を備え、該パターニングデバイス変形監視装置が、
所定の直径を有する複数の放射ビームをリソグラフィパターニングデバイスへと誘導して、前記複数の放射ビームが前記パターニングデバイスによって反射されるように構成された放射源と、
前記放射ビームが前記パターニングデバイスによって反射された後、前記放射ビームの空間位置を検出するように構成された画像検出器と、
前記放射ビームの前記空間位置を監視し、それによって、パターニングデバイスの変形があることを判定するように構成されたプロセッサと、を備え、
前記画像検出器が、前記放射ビームの最小回折角よりも小さい集光角を有し、さらに、
放射ビームを調節するように構成された照明システムと、
前記放射ビームの断面にパターンを付与してパターン付けされた放射ビームを形成することができるパターニングデバイスを支持するように構築された支持構造と、
基板を保持するように構築された基板テーブルと、
前記パターン付けされた放射ビームを前記基板のターゲット部分に投影するように構成された投影システムと、
を備えるリソグラフィ装置。
１４．前記支持構造が前記パターニングデバイスを支持し、前記所定の直径の前記放射ビームが、前記パターニングデバイス上に存在する最大の周期構造のピッチの１０倍より小さい、条項１３に記載のリソグラフィ装置。
１５．リソグラフィパターニングデバイス変形監視装置であって、
所定の直径を有する複数の放射ビームをリソグラフィパターニングデバイスへと誘導して、前記複数の放射ビームが前記リソグラフィパターニングデバイスによって反射されるように構成された放射源と、前記放射ビームが前記リソグラフィパターニングデバイスによって反射された後、前記放射ビームの空間位置を検出するように構成された画像検出器と、前記放射ビームの前記空間位置を監視し、それによって、パターニングデバイスの変形があることを判定するように構成されたプロセッサと、を備え、前記画像検出器が、＋／−５°以下の集光角を有する、リソグラフィパターニングデバイス変形監視装置。
１６．パターニングデバイスが変形を受けているか否かを判定する方法であって、複数の放射ビームをリソグラフィパターニングデバイスへと誘導して、前記複数の放射ビームが前記パターニングデバイスによって反射されるようにするステップと、前記放射ビームが前記パターニングデバイスによって反射された後、画像検出器を使用して前記放射ビームの空間位置を検出するステップと、前記放射ビームの前記空間位置を監視して、それによって、前記パターニングデバイスの変形があるか否かを判定するステップと、を含み、前記画像検出器が前記放射ビームの最小回折角よりも小さい集光角を有する、方法。
【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６】
2014527312.tif 000009
【図５】
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【図７】
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【国際調査報告】
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2014527312.tif 000013
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