(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＥＵＶレンズの結像品質を測定する測定システムであって、
・回折テスト構造と、
・ＥＵＶ波長範囲の測定光をテスト構造に放射するように構成される測定光放射デバイスと、
・レンズによって行われる、前記テスト構造の結像における少なくとも１つの像決定パラメータを変化させる可変デバイスと、
・設定された種々の像決定パラメータで生成された前記テスト構造の複数の像を含む像スタックを記録するように配置される検出器と、
・前記像スタックから前記レンズの結像品質を決定するように構成される評価デバイスと、を備える測定システム。
【請求項２】
請求項１に記載の測定システムにおいて、前記テスト構造は、前記測定光に対する反射効果を持つテストマスクの一部であり、該テストマスクは多層配置を備える測定システム。
【請求項３】
請求項２に記載の測定システムにおいて、前記テスト構造は、前記多層配置上に設けられた吸収層に形成される測定システム。
【請求項４】
請求項１〜３の何れか一項に記載の測定システムにおいて、切り抜き穴の形態の前記テスト構造と、前記テスト構造の前記切り抜き穴に対してオフセットする照明切り抜き穴とを有するテストマスクを備え、反射素子が前記測定光放射デバイスに対して前記テストマスクの反対側に配置され、前記反射素子が、前記測定光を、該光が前記照明切り抜き穴を通過した後、前記テスト構造の前記切り抜き穴に向けるように構成される測定システム。
【請求項５】
請求項４に記載の測定システムにおいて、前記反射素子が、前記測定光に対して集光的に作用するように構成される測定システム。
【請求項６】
請求項４又は５に記載の測定システムにおいて、２つの更なる反射素子が、前記測定光放射デバイスに対して前記テストマスクの反対側に、前記測定光が、前記照明切り抜き穴を通過した後、前記テスト構造の前記切り抜き穴を通る前に、前記更なる反射素子によって更に偏向されるように配置される測定システム。
【請求項７】
請求項４に記載の測定システムにおいて、前記反射素子が拡散板として具現化される測定システム。
【請求項８】
請求項４〜７の何れか一項に記載の測定システムにおいて、前記テストマスク及び前記反射素子が、リソグラフィのためにＥＵＶ投影露光装置に露光するように構成されたプロダクトレチクルの寸法を有するマスクモジュールの一部である測定システム。
【請求項９】
請求項１〜８の何れか一項に記載の測定システムにおいて、前記テスト構造が穴構造として具現化され、前記評価デバイスが、前記レンズの前記結像品質を決定する際、前記穴構造の寸法として、最適化計算により、本当の寸法から逸脱した値を決定するように構成される測定システム。
【請求項１０】
請求項１〜９の何れか一項に記載の測定システムにおいて、前記測定光と前記回折テスト構造との相互作用の下流における、前記測定光のビーム経路に配置される補正板を更に備え、該補正板は前記測定光に光学効果を与えるように構成され、該光学効果は、前記補正板における前記測定光の伝播方向に対して直角の方向に変化する測定システム。
【請求項１１】
請求項１０に記載の測定システムにおいて、前記補正板が可変厚さを有する透過層を備える測定システム。
【請求項１２】
検査装置のためのレンズと、該レンズを測定するための、請求項１〜１１の何れか一項に記載の測定システムとを備えるシステム。
【請求項１３】
マイクロリソグラフィのために、基板の表面を検査する検査装置であって、基板の被検査面の少なくとも一部を、結像放射によって検出平面に結像させるレンズと、前記レンズの結像品質を測定する、請求項１〜１１の何れか一項に記載の測定システムとを備える検査装置。
【請求項１４】
請求項１３に記載の検査装置において、該検査装置は前記被検査基板を保持し前記可変デバイスとして機能する物体ホルダを有し、前記テスト構造が前記物体ホルダに配置され、該物体ホルダが、前記被検査基板が前記測定光のビーム経路に配置される検査位置と、前記テスト構造が前記測定光の前記ビーム経路に配置される測定位置との間に変位可能に取り付けられる、検査装置。
【請求項１５】
ＥＵＶレンズの結像品質を測定する方法であって、
・ＥＵＶ波長範囲の測定光を回折テスト構造に放射するステップと、
・前記レンズによって前記テスト構造を検出器に結像しながら、前記結像の少なくとも１つの像決定パラメータを変化させるステップと、
・前記像決定パラメータの変化によって生成された前記テスト構造の複数の像を含む像スタックを記録するステップと、
・前記像スタックを評価することによって前記レンズの前記結像品質を決定するステップと
を含む方法。
【請求項１６】
請求項１５に記載の方法において、請求項１〜１１の何れか一項に記載の測定システム又は請求項１３又は１４に記載の検査装置によって実行される方法。
【発明の詳細な説明】
【関連出願の相互参照】
【０００１】
本願は、２０１２年３月２３日に出願されたドイツ特許出願第１０２０１２２０４７０４．２号及び２０１２年３月２３日に出願された米国仮特許出願第６１／６１４，７５９号の優先権を主張するものであり、これらの出願を全て本出願に参照のために援用する。
【技術分野】
【０００２】
本発明は、ＥＵＶレンズの結像品質を測定するための測定システムと、検査装置のＥＵＶレンズ及び上述のタイプの測定システムを含む配置と、マイクロリソグラフィ用基板の表面を検査する検査装置と、ＥＵＶレンズの結像品質を測定する方法とに関する。
【背景技術】
【０００３】
ＥＵＶレンズの波面収差のその動作波長における測定は、ＥＵＶレンズの検証及び性能を保証するための重大な要因である。既存の解決法は、４：１の縮小係数を有するシステムへ最適化されている。半導体産業ではＥＵＶ検査光学ユニットが必要であるため、高倍率を有する光学設計が要求される。この倍率のため、ＥＵＶリソグラフィ光学ユニットの干渉測定方法では、必要とされる測定精度は、困難を伴ってやっと達成することができる。
【０００４】
従って、必要とされる測定精度を達成するマスク又はウエハ検査の検査装置に必要とされるような非干渉測定技術が、ＥＵＶレンズを拡大するためには必要である。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
高精度の測定結果を得るには、高い空間解像度を有する波面源が、瞳を回折格子によって埋めるために必要である。１００ｎｍより大きな波長において、例えば金属のような材料は、波長を下回る層厚の場合、明確な光学効果を示す。複素屈折率の差の小さな材料のみをＥＵＶ用途で使用することができる。従って、回折構造は、測定の描写において考慮されなければならない、無視できない垂直範囲を有している。最適化されていない波面源は、そのトポグラフィーのため、人工的な波面収差を計量システムに導入することができる。
【０００６】
本発明の目的は、上述の課題を解決することができる測定システム及び上述のタイプの方法の提供、特に、高倍率のＥＵＶレンズの測定を高測定精度で行うことを可能にすることである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上述の目的は本発明の第１態様、例えば、ＥＵＶレンズの結像品質を測定する測定システムによって達成することができ、この測定システムは回折テスト構造を備える。更に、この測定システムは、ＥＵＶ波長範囲の測定光をテスト構造に放射するように構成される測定光放射デバイスと、レンズによって行われる、テスト構造の結像の少なくとも１つの結像決定パラメータを変化させる可変デバイスと、設定された種々の像決定パラメータで生成される複数の像を有する像スタックを記録する検出器と、像スタックからレンズの結像品質を決定するように構成される評価デバイスとを備える。
【０００８】
テスト構造は回折構造である、つまり、測定光と回折テスト構造との相互作用において回折効果が重要ということである。一実施形態によれば、回折テスト構造は、測定光のエアリー径の５分の１、特に２分の１の大きさしかない。
【０００９】
エアリー径は、測定光の波長とレンズの開口数の商の１．２２倍と定義される。テスト構造はピンホール又はエッジマスクなどの回折構造とすることができ、回折構造は測定光を、断面が円錐曲線の形状の波面を有するレンズに測定光が放射されるように回折する。しかしながら、波面の形状は円錐曲線の断面に限定されない。レンズに放射される波面は、有利には、球面状の波面である。このために、テスト構造は、有利には、レンズの解像度の限界を下回るように構成される。一実施形態によれば、回折テスト構造は、回折テスト構造との相互作用後の測定光がターゲット形状、例えば、理想的な円錐曲線断面の形状、特に球面形状から０．１ｎｍ以下の最大偏差を持つように構成される。換言すれば、回折構造によって生成された波の波面は明確に画定される。
【００１０】
テスト構造の結像は透過又は反射において行うことができる。評価デバイスによって行われる評価は、特に当業者に「位相回復」として知られる方法に基づいて行われる。変更される像決定パラメータは、前方焦点距離及び／又は後方焦点距離とすることができる。可変のため、テスト構造及び／又は検出器の位置を、レンズの光軸に平行に変化させることができる。
【００１１】
本発明に係る一実施形態によれば、テスト構造は測定光に対する反射効果を持つテストマスクの一部であり、特にテストマスクは多層配置を有する。
【００１２】
本発明に係る更なる実施形態によれば、テスト構造は多層配置に適用される吸収層に具現化される。
【００１３】
本発明に係る更なる実施形態によれば、テスト構造は非反射性キャリアに適用される多層配置によって形成される。
【００１４】
本発明に係る更なる実施形態によれば、回折テスト構造はテストマスクの一部であり、測定光放射デバイスは測定光をかすめ入射でテストマスクに放射するように構成される。ここで、測定光は小さな入射角度、すなわち、テストマスクの表面に平行に近い角度でテストマスクに照射される。入射角はテストマスクの表面材料の反射率が、より大きな入射角に比べて著しく大きくなるように選択される。
【００１５】
更なる実施形態によれば、回折テスト構造は、かすめ入射において反射率の低いキャリア層の凹部に含まれる、かすめ入射における反射率の高い材料で作られたインサートによって形成される。
【００１６】
更なる実施形態によれば、回折テスト構造は、かすめ入射における反射率の高い材料で作られたパッドによって形成され、このパッドはかすめ入射における反射率の低いキャリア層の表面に配置される。
【００１７】
更なる実施形態によれば、回折テスト構造は、かすめ入射における反射率の高いキャリア層の最上部に配置された、かすめ入射における反射率の低い層のカットアウトによって形成される。
【００１８】
更なる実施形態によれば、回折テスト構造は細長い形状、特に楕円形の形状である。
【００１９】
本発明に係る更なる実施形態によれば、測定システムは、カットアウトの形態のテスト構造を有するテストマスクと、穴構造に対してオフセットした照明カットアウトとを備え、反射素子は、測定光放射デバイスに対してテストマスクの反対側に配置され、この反射素子は、測定光を、この測定光が照明カットアウトを通過した後に、テスト構造のカットアウトに向わせるように構成される。このために、反射素子はテストマスクから一定距離だけ離れている。本発明に係る一変形例によれば、反射素子は測定光に対して集光的に作用するように具現化される。
【００２０】
本発明に係る更なる実施形態によれば、テスト構造のカットアウトは斜壁面によって具現化される。この場合、壁面は、マスク表面に垂直に具現化された従来の壁面と比べると傾斜している。一変形例によれば、この斜壁面は、テスト構造を通過する測定光の伝播方向に対して平行に配向される。
【００２１】
本発明に係る更なる実施形態によれば、２つの更なる反射素子は、測定光が、照明カットアウトを通過した後、テスト構造のカットアウトを通過する前に、これらの２つの更なる反射素子によって更に偏向されるように、測定光放射デバイスに対してテストマスクの反対側に配置される。一変形例によれば、更なる反射素子の内の１つは、テストマスク上の反射面として具現化される。更なる変形例によれば、第１反射素子は、照明カットアウト通過後の測定照射のビーム経路における第１素子又は最後の素子の何れかの集光素子として具現化される。
【００２２】
本発明の更なる実施形態によれば、反射素子は、測定光のビーム経路が、照明カットアウトの通過とテスト構造のカットアウトの通過との間に２度交差するように配置される。本実施形態によれば、測定光放射デバイスは検査動作と測定動作との間において調整する必要はない。
【００２３】
本発明に係る更なる実施形態によれば、反射素子は拡散板として具現化される。
【００２４】
本発明に係る更なる実施形態によれば、テストマスクには、測定光放射デバイスに面する側に反射防止コーティングが設けられる。反射防止コーティングは多層配置として具現化してもよい。
【００２５】
本発明に係る更なる実施形態によれば、テストマスクは、テスト構造の周囲の測定光放射デバイスに面する側に、測定光放射デバイスとは反対側のテストマスクの側面に対して、少なくとも断面を斜めに走る表面領域を有する。一変形例によれば、テスト構造の周りの表面領域の斜めの経路は、テストマスクの吸収層の厚さの変化によってもたらされる。
【００２６】
更なる変形例によれば、テストマスクはキャリア層に適用される吸収層を備え、テスト構造の周りの表面領域の斜めのプロファイルは、キャリア層の厚さの変化によってもたらされる。
【００２７】
本発明に係る更なる実施形態によれば、テストマスクには更に反射コーティング、特に反射多層コーティングが、測定光放射デバイスとは反対側のテストマスクの側面に設けられる。
【００２８】
本発明に係る更なる実施形態によれば、テストマスク及び反射素子は、ＥＵＶ投影露光装置に露光されるように構成されるプロダクトレチクル(product reticle)の寸法を有するマスクモジュールの一部である。更にマスクモジュールはこのようなプロダクトレチクルとほぼ同じ重量である。
【００２９】
本発明に係る更なる実施形態によれば、評価デバイスは、レンズの結像品質を決定する際、多層配置の反射特性の角度依存性を考慮するように構成される。一変形例によれば、反射特性の測定結果への影響は、アポダイゼーションの計算によって取り除かれる。
【００３０】
本発明に係る更なる実施形態によれば、テスト構造は穴構造として具現化され、評価デバイスは、穴構造の大きさを決めるために、レンズの結像品質を決定する際の最適化計算により、本当の寸法から逸脱した値を決定するように構成される。
【００３１】
本発明に係る更なる実施形態によれば、評価デバイスは、テスト構造の像の火線を決定することにより、測定の捕捉範囲を拡大するように構成される。火線は像スタックを評価することによって決定される。
【００３２】
本発明に係る更なる実施形態によれば、評価デバイスは、ラドン変換によって、テスト構造よりも比較的大きい捕捉構造の像の火線を決定することにより、測定の捕捉範囲を拡大するように構成される。
【００３３】
本発明に係る更なる実施形態によれば、測定システムは複数の視野点に配置されたテスト構造を有するテストマスクを備え、評価デバイスは、複数の視野点において結像品質を同時に決定するように構成される。
【００３４】
本発明に係る更なる実施形態によれば、測定システムは、測定光と回折テスト構造との相互作用の下流における、測定光のビーム経路に配置された補正板を更に備え、この補正板は測定光に光学効果を与えるように構成され、この光学効果は補正板において測定光の伝播方向に直角の方向に変化する。換言すれば、テスト波はテスト構造における測定光の回折によって生成され、補正板はテスト波のビーム経路に配置される。
【００３５】
更なる実施形態によれば、補正板は測定光を透過させるように構成される。本発明に係る変形例によれば、補正板は可変厚さを有する透過層を備える。
【００３６】
更なる実施形態によれば、補正板の可変光学効果には可変位相シフト効果が含まれ、これは補正板と相互作用する際、測定光においてもたらされる。これは、例えば補正板を、可変厚さを有する透過層を備えるように構成することによって実行してもよい。
【００３７】
更なる実施形態によれば、可変光学効果は、補正板と相互作用する際に測定光においてもたらされる、可変強度減衰を含む。例えば補正板は可変吸収係数及び／又は可変厚さを有する透過層を備える。
【００３８】
更なる実施形態によれば、可変光学効果は、補正板と相互作用する際に測定光においてそれぞれもたらされる、可変位相シフト効果と可変強度減衰効果との両方を含む。これは例えば、屈折率の異なる２つの透過層を備えるように補正板を構成することによって実行され、各々の層は、補正板において測定光の伝播方向に対して直角な、適切な厚さの変化をそれぞれ有する。
【００３９】
更なる実施形態によれば、補正板はテスト構造における測定光の回折によって生成されるテスト波の遠視野に配置される。この文脈において「遠視野」という用語は、テスト波が生成される回折テスト構造からの距離ｄを指し、この距離ｄに関して、フレネル数は１未満である。フレネル数Ｆは、明細書における図に関する説明の後半部分で定義される。
【００４０】
異なる実施形態によれば、テスト構造は反射マスク、又は透過マスクの一部であってもよい。
【００４１】
更なる実施形態によれば、補正板はテスト構造における測定光の回折によって生成されるテスト波の近視野に配置される。この文脈において「近視野」という用語は、テスト波が生成される回折テスト構造からの距離ｄを指し、この距離ｄに関して、フレネル数は１よりも大きい。近視野における配置例として、補正板が回折テスト構造を含むテストマスクに直接取り付けられる配置がある。この場合、距離ｄはゼロである。
【００４２】
更に本発明は、検査装置用のレンズ、特にＥＵＶレンズを備え、レンズを測定するための上述の実施形態の内の１つにおける測定システムを含む配置を提供する。
【００４３】
更に本発明は、マイクロリソグラフィ用基板の表面を検査する検査装置を提供し、この検査装置は、基板の被検査表面の少なくとも一部を、特にＥＵＶ波長範囲の結像放射によって検出面に結像させるレンズ、特にＥＵＶレンズと、レンズの結像品質を測定するための、上述の実施形態の内の一つにおける測定システムとを備える。基板は、例えば、マイクロリソグラフィ用のプロダクトマスク又はマイクロリソグラフィ用のウエハとすることができる。
【００４４】
本発明に係る更なる実施形態によれば、検査装置は被検査基板を保持する物体ホルダを有し、テスト構造は物体ホルダに配置され、物体ホルダは、被検査基板が測定光のビーム経路内に配置される検査位置と、テスト構造が測定光のビーム経路に配置される測定位置との間で変位可能に搭載される。
【００４５】
本発明に係る更なる実施形態によれば、検査装置は、測定光放射デバイスに加え、検査光を被検査基板に放射する検査光放射デバイスを有する。更にレンズは変位テーブルに配置され、変位テーブルにより、レンズは、レンズが基板との相互作用後の検査光のビーム経路に配置された検査位置と、レンズがテスト構造との相互作用後の測定光のビーム経路に配置された測定位置との間で移動することができる。一変形例によれば、検査装置は、測定システムの検出器に加え、レンズが検査位置に配置される場合、検査光のビーム経路に配置される検査検出器を有する。更なる変形例によれば、測定システムの検出器は、レンズが測定位置に配置される場合、測定光のビーム経路に配置される。
【００４６】
本発明に係る更なる実施形態によれば、レンズは基板表面を検査するための測定光を入射させる第１入射窓と、結像品質を測定するための測定光を入射させる第２入射窓とを有する。
【００４７】
本発明に係る更なる実施形態によれば、テスト構造は第１入射窓に組み込まれる。
【００４８】
本発明に係る更なる実施形態によれば、レンズの少なくとも１つの光学素子は、レンズの入射ビーム経路が、レンズの出射ビーム経路がほぼ変わらないように２つの入射窓の間で可変であるように、調整可能に搭載される。
【００４９】
本発明に係る更なる実施形態によれば、測定光放射デバイスは、測定光の入射が２つの入射窓の間で変化できるように調整可能に搭載された、少なくとも１つの光学素子を有する。
【００５０】
更に、本発明の第１態様によれば、ＥＵＶレンズの結像品質を測定する方法が提供され、この方法は以下のステップ、すなわち、ＥＵＶ波長範囲の測定光を回折テスト構造に放射するステップと、結像の少なくとも１つの像決定パラメータを変化させながら、レンズによってテスト構造を検出器に結像するステップと、像決定パラメータの変化によって生成された像スタックを記録するステップと、像スタックを評価することによって結像品質を決定するステップとを含む。
【００５１】
一実施形態によれば、本発明の第１態様による方法は、上述の実施形態の内の１つの測定システム又は上述の実施形態の内の１つの検査装置を使って実行される。
【００５２】
本発明に係る測定システム及び／又は検査装置の上述の実施形態に関して特定される特徴は、本発明による方法に適用させることができる。逆に、本発明に係る方法の上述の実施形態に関して特定される特徴は、本発明に係る測定システム及び／又は検査装置の上述の実施形態に関して特定される特徴に適用させることができる。
【００５３】
本発明の第２態様によれば、レンズの結像品質を測定する測定システムが提供される。測定システムは、レンズを保持するレンズホルダと、測定光を生成するように構成された測定光放射デバイスと、レンズホルダに配置される場合、テスト波が第１回折テスト構造における測定光の回折によって生成されるように、レンズの物体側に配置される第１回折テスト構造と、レンズホルダに配置される場合、基準波が第２回折テスト構造における測定光の回折によって生成されるように、レンズの像側に配置される第２回折テスト構造と、レンズと相互作用したテスト波からの光と、基準波からの光との重畳によって生成される干渉パターンを記録するように配置される検出器とを備える。
【００５４】
本発明の第２態様による測定システムを使用する被試験レンズは、ＥＵＶレンズであってもよい。この場合、測定光放射デバイスはＥＵＶ波長範囲の測定光を生成するように構成される。第１回折テスト構造によって生成されるテスト波は膨張波であってもよい。一実施形態によれば、測定システムは、検出器によって記録された干渉パターンからレンズの結像品質を決定するように構成される評価デバイスを更に備える。
【００５５】
被試験レンズの対辺に配置される２つの回折テスト構造、つまり１つは物体側に、そしてもう１つは像側に配置される２つの回折テスト構造を設けることにより、「最適化された」波面、すなわち所望の波面、例えば球面の波面を持つ２つの波に非常に正確に適合される波面を生成することができる。「テスト波」と称される「最適化された」波面を有する第１波は、レンズの物体側に生成される。レンズと相互作用すると、テスト波はレンズからの収差を蓄積する。「基準波」と称される第２の「最適化された」波面は、第２回折テスト構造を使ってレンズの像側に生成される。基準波の波面の最適化はレンズの像側で行われるので、基準波にはレンズとの相互作用によって蓄積される、テスト波の波面に重畳される収差がない。従って、レンズと相互作用したテスト波からの光と基準波からの光との重畳によって生成される、検出器によって記録される干渉パターンの評価により、レンズの結像品質、特に波面収差の決定が可能になる。
【００５６】
本発明の第２態様による測定システムの実施形態によれば、レンズホルダに配置される場合、レンズの物体側に基準ビーム生成構造が更に配置され、この基準ビーム生成構造は測定光から基準ビームを生成し、この基準ビームを第２回折テスト構造に向わせるように構成される。基準ビームは、特に、ＥＵＶレンズと相互作用した後、第２回折テスト構造に向けられる。
【００５７】
変形例によれば、基準ビーム生成構造は、上述の様に、測定光のエアリー径の２０倍以上の径を有する自由開口部の形態で提供される。基準ビーム生成構造及び第１回折テスト構造は、ＥＵＶレンズの物体側に配置される物体側マスクの一部であってもよい。第２回折テスト構造は、変形例によれば像側マスクに配置され、テスト波に回折効果を与えずに、テスト波が検出器を通過できるように構成される自由開口部を更に備える。
【００５８】
本発明の第２態様による測定システムの更なる実施形態によれば、テスト波が種々に配向されたビームに分けられるように、回折格子がテスト波のビーム経路に配置され、ビームの内の第１ビームは第２回折構造に向けられ、ビームの内の第２ビームは検出器に向けられ、基準波との重畳によって干渉パターンが生成される。
【００５９】
本発明の第２態様による測定システムの更なる実施形態によれば、第２回折テスト構造は光反射背景における光吸収構造として構成され、検出器は、レンズホルダに配置される場合、レンズの物体側に配置される。
【００６０】
本発明の第２態様による更なる実施形態によれば、測定システムは、レンズをレンズホルダに配置した状態で、干渉パターンが、レンズを２回横断したテスト波からの光と、第２回折構造で基準波が生成された後、レンズを１回横断した基準波からの光との重畳によって生成されるように構成される。
【００６１】
更に、本発明の第２態様によれば、レンズの結像品質を測定する方法が提供され、この方法は以下のステップ、すなわち測定光を生成するステップと、第１回折テスト構造をレンズの物体側に配置し、第１回折テスト構造における測定光の回折によってテスト波を生成するステップと、第２回折テスト構造をレンズの像側に配置し、第２回折テスト構造における測定光の回折によって基準波を生成するステップと、レンズと相互作用したテスト波からの光と基準波からの光の重畳によって生成された干渉パターンを記録するステップとを含む。本発明に係る第２態様による測定システムの上述の実施形態に関して特定される特徴は、本発明の第２態様による上述の方法に適用することができる。
【００６２】
測定システムの上述の実施形態に関して特定される更なる特徴及び本発明の第１態様による方法は、本発明の第２態様による測定システム及び上述の方法に適用することができる。
【００６３】
本発明の第３態様によれば、レンズの結像品質を測定する方法が提供される。この方法は以下のステップ、すなわち測定光を回折テスト構造に、テスト波が回折テスト構造における測定光の回折によって生成されるように放射するステップと、瞳面を有するレンズをテスト波のビーム経路に配置するステップと、瞳面におけるテスト波の光強度を調節して、瞳面を通過した後の測定光の光強度分布がいくつかのテストの位置において極値を有するようにするステップと、検出器をレンズの像側に配置して、レンズを通過したテスト波によって生成された強度パターンを記録するステップと、記録された強度パターンと所定のターゲットパターンとを比較することによって、レンズの結像品質を決定するパターンとを含む。テストされるレンズはＥＵＶレンズであってもよい。この場合、測定光はＥＵＶ波長範囲である。検出器は、好適には、２次元解像検出器として構成される。
【００６４】
回折テスト構造を使ってテスト波を生成することにより、「最適化された」波面を有する波が提供される、すなわち、所望の波面、例えば球面の波面に非常に正確に適合された波面を有する波が提供される。被試験レンズに照射されるこのような「最適化された」テスト波の提供により、レンズの瞳面における光強度の変調と共に、レンズ通過後のテスト波の波面に対するレンズ収差の影響を大変正確に決定できるようになる。このようにしてレンズの結像品質を高精度で評価することができる。
【００６５】
本発明の第３態様による測定方法の実施形態によれば、光強度は、測定光のテスト位置を除く瞳面の通過を妨げることによって変調される。
【００６６】
本発明の第３態様による測定方法の更なる実施形態によれば、テスト位置に配置される、変調構造を有する絞りを瞳面内に配置することによって光強度を変調し、回折テスト構造の結像に対してレンズの焦点面から検出器をオフセットした位置に配置する。回折テスト構造の結像に対する焦点面は、テスト構造が結像される焦点面である。一代替的実施形態によれば、光強度は、各々が変調構造、例えばカットアウトを有する種々の絞りを異なる場所に続けて配置することによって変調される。この場合、検出器は焦点面に配置してもよい。変調構造は、不透明な環境における、特にカットアウトにおける透過領域か、又は透過環境における遮光構造の何れかとすることができる。
【００６７】
更に、本発明の第３態様によれば、レンズの結像品質を測定する測定システムが提供され、この測定システムは、上述の任意の実施形態における本発明の第３態様による、上述の測定方法を実行するように構成される。測定システムの上述の実施形態に関して特定される更なる特徴及び本発明の第１態様及び／又は第２態様による方法は、本発明の第３態様による上述の測定方法及び上述の測定システムに適用することができる。
【００６８】
更に、本発明は、ＥＵＶレンズの結像品質を測定する測定システムのためのテストマスクを提供する。このテストマスクは、ＥＵＶ波長範囲の測定光の照射時に、波面が理想の球面状の形状から０．１ｎｍ以下の最大偏差を持つテスト波を生成するように構成されるテスト構造を備える。テストマスクは、特に、上述の実施形態の内の１つの発明に係る測定システムで使用されるように構成される。更に、テストマスクは本発明に係る測定システムに関連して説明されたテストマスクの実施形態の内の１つに構成することができる。
【００６９】
本発明に係る実施形態の上述の特徴及びその他の特徴は、請求項及び図面の説明において説明する。それぞれの特徴は本発明の実施形態として個々に、又は組み合わせて実現させることができる。更にそれらの特徴は有利な実施形態を説明することができ、これらは独立して保護することができ、その保護は、適切であれば、最初に出願中に、又は出願の係属後に主張される。
【００７０】
本発明の上述の及び更なる有利な特徴を、添付の図面を参照して、本発明に係る例示的実施形態の詳細な説明において示す。
【図面の簡単な説明】
【００７１】
【図１】テストマスクに配置されたテスト構造を備える、ＥＵＶレンズの結像品質を測定する測定システムの、本発明の第１態様による実施形態を示す図である。
【図２】検査システムにおけるＥＵＶレンズの結像品質を測定する、検査装置に組み込まれた測定装置を備える検査装置の、本発明の第１態様による実施形態を示す図である。
【図３】本発明の第１態様による検査システムの更なる実施形態を示す図である。
【図４】（ａ）測定位置及び（ｂ）検査位置における、本発明の第１態様による装置システムの更なる実施形態を示す図である。
【図５】（ａ）検査位置及び（ｂ）測定位置における、本発明の第１態様による検査装置の更なる実施形態を示す図である。
【図６】本発明に係る実施形態において、図３による検査装置に使用される反射テストマスクの断面図である。
【図７】本発明に係る更なる実施形態において、図３による検査装置に使用される反射テストマスクの断面図である。
【図８】割り当てられた偏向光学ユニットと透過で動作するテストマスクの配置の、本発明に係る実施形態を示す図である。
【図９】割り当てられた偏向光学ユニットと透過で動作するテストマスクの配置の、本発明に係る更なる実施形態を示す図である。
【図１０】割り当てられた偏向光学ユニットと透過で動作するテストマスクの配置の、本発明に係る更なる実施形態を示す図である。
【図１１】割り当てられた偏向光学ユニットと透過で動作するテストマスクの配置の、本発明に係る更なる実施形態を示す図である。
【図１２】割り当てられた偏向光学ユニットと透過で動作するテストマスクの配置の、本発明に係る更なる実施形態を示す図である。
【図１３】拡散板の形態において割り当てられた偏向光学ユニットと透過で動作するテストマスクの配置の、本発明に係る実施形態を示す図である。
【図１４】図８〜図１３による配置の内の１つにおいて使用するための、透過で動作するテストマスクの断面図である。
【図１５】図８〜図１３による配置の内の１つにおいて使用するための、透過で動作するテストマスクの断面図である。
【図１６】図８〜図１３による配置の内の１つにおいて使用するための、透過で動作するテストマスクの断面図である。
【図１７】図８〜図１３による配置の内の１つにおいて使用するための、透過で動作するテストマスクの断面図である。
【図１８】図８〜図１３による配置の内の１つにおいて使用するための、透過で動作するテストマスクの断面図である。
【図１９】本発明の第１態様による測定システムによって使用される評価方法の基本原理を示すフローチャートである。
【図２０】本発明の第１態様による測定システムの捕捉範囲の拡大において使用される捕捉構造の、４つの種々の変形例を示す図である。
【図２１】本発明の第１態様による測定システムによって使用されるテスト構造の空間像の火線を例示的に示す図である。
【図２２】ラドン変換によって捕捉範囲を拡大する方法の、本発明に係る実施形態を示すグラフである。
【図２３】透過で動作する個々のテストマスクに配置される２つの回折テスト構造を備える、レンズの結像品質を測定する測定システムの、本発明の第２態様による実施形態を示す図である。
【図２４】１つめは反射テストマスクに、そして２つめは透過で動作するテストマスクに配置される２つの回折テスト構造を備える、レンズの結像品質を測定する測定システムの、本発明の第２態様による更なる実施形態を示す図である。
【図２５】１つめは透過で動作するテストマスクに、そして２つめは反射テストマスクに配置される２つの回折テスト構造を備える、レンズの結像品質を測定する測定システムの、本発明の第２態様による一実施形態を示す図である。
【図２６】測定中レンズの瞳面に配置される光変調デバイスを備えるレンズの結像品質を測定する測定システムの、本発明の第３態様による実施形態を示す図である。
【図２７】テストマスク及び補正板の配置の第１実施形態を示す図である。
【図２８】テストマスク及び補正板の配置の第２実施形態を示す図である。
【図２９】テストマスク及び補正板の配置の第３実施形態を示す図である。
【図３０】テストマスク及び補正板の配置の第４実施形態を示す図である。
【図３１】テストマスク及び補正板の配置の第５実施形態を示す図である。
【図３２】テストマスク及び補正板の配置の第６実施形態を示す図である。
【図３３】テストマスクにかすめ入射で放射される測定光で動作するように構成される、テストマスクの第１実施形態の断面図である。
【図３４】テストマスクにかすめ入射で放射される測定光で動作するように構成される、テストマスクの第２実施形態の断面図である。
【図３６】テストマスクにかすめ入射で放射される測定光で動作するように構成される、テストマスクの第３実施形態の断面図である。
【図３６】図３３〜図３５の内の何れかによるテストマスクのトップダウン図である。
【図３７】入射光の入射角の関数としていくつかの材料の相対反射率を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００７２】
以下の例示的実施形態又は実施形態において、機能的又は構造的に類似する素子はできる限り同一又は同様の参照符号を付した。従って、特定の例示的実施形態の個々の素子の特徴を理解するには、その他の例示的実施形態又は本発明の概要を参照されたい。
【００７３】
本発明の説明を容易にするために、デカルトｘｙｚ座標系を図面に示す。これは、図に示す構成部品のそれぞれの位置関係を表すものである。図１において、ｙ方向は図面の平面と直交して前後方向に走り、ｘ方向は右に走り、ｚ方向は上に走る。
【００７４】
図１〜図２２は本発明の第１態様に関する実施形態を示す。図１は本発明に係る第１態様の測定システム１０の実施形態を示す。測定システム１０はＥＵＶレンズ３０の結像品質を測定するように構成される。ＥＵＶレンズ３０は、ＥＵＶ波長範囲における放射、つまり、１００ｎｍ未満、特に約１３．５ｎｍ又は約６．８ｎｍの波長を持つ放射によって、物体面から結像面に物体を結像するように構成される。図１において、ＥＵＶレンズ３０は例として２つのミラー３２と共に示される。しかしながら、より多くのミラーを備えることもできる。このようなＥＵＶレンズ３０は、例えば、マイクロリソグラフィ用のマスク又はウエハの表面を検査する検査装置のレンズであってもよい。図１に示す配置において、ＥＵＶレンズ３０は個々に測定され、以降に示すその他の図において、ＥＵＶレンズは検査装置に組み込まれた状態で測定される。被測定ＥＵＶレンズは、好適には、拡大結像光学ユニットとして構成される。
【００７５】
図１による測定システム１０は、波面源１２、レンズ３０の像面に配置される２次元解像検出器１４及び評価デバイス１５を備える。波面源１２は、レンズ３０の物体面における空間及び角度ドメインに明確な視野分布を生成する光学配置である。波面源１２は、ＥＵＶ波長範囲、つまり、１００ｎｍ未満、特に約１３．５ｎｍ又は約６．８ｎｍの波長を有する測定光２１を生成するＥＵＶ源１８を備える。更に波面源１２は複数のミラー２２を有する照明光学ユニット２０と、レンズ３０の物体面２９において物体ホルダ２８に保持されるテストマスク２４とを備える。テストマスク２４は透過で動作する振幅マスクとして具現化される。ＥＵＶ源１８及び照明光学ユニット２０は共に測定光放射デバイス１６を形成する。測定光２１は照明光学ユニット２０によって、いわゆる「ピンホール」の形態のテスト構造２６上に放射される。このテスト構造はテストマスク２４に配置される。
【００７６】
換言すれば、波面源１２は、レンズ３０の動作波長で光を放出する放射エミッタと、結像照明光学ユニット２０と、明確な波関係を生成するために、空間及び／又は角度ドメインにおいて視野分布を変調するマスクの形態の素子とを備えることができる。照明光学ユニット２０は１つ又は複数の光学素子を備え、放出された光をマスクに向け、照明特性、つまり、強度、視野分布、角度分布、コヒーレンス度、分光分布に適合するように構成される。照明は以下のもの、すなわち、ケーラー照明、クリティカル照明、ファセットミラーを有する分配照明光学ユニット、又は例えばロッドなどの均質化／混合化素子を有する照明光学ユニットなどとして設計することができる。照明とは、本明細書において、光源とマスクとの間の全ての光学素子の機能単位を示す。物理的設計においては、対照的に、機能的に照明の形成に貢献する光学素子をマスクの一部として組み込むことができる。
【００７７】
テスト構造２６は、測定光２１を、正確には、円錐曲線の形状の断面を持つ波面を有するテスト波３１の形態でレンズ３０に放射されるように回折するように構成される。従って、テスト波３１の波面は、例えば、球面波面又は円筒波面として具現化させることができる。一実施形態によれば、テスト波とも称される、レンズ３０に放射される測定光２１の波面は、波面が理想の球面形状から０．１ｎｍ以下の最大偏差を有する程正確に、球面波面に適合される。このために、テスト構造２６は、有利には、レンズ３０の解像度限界以下になるように構成される。従って、レンズ３０に放射されるテスト波３１は、「最適化波面」波とも称される。テスト構造２６は視野点において波面を生成するために使用され、従って、波面成形素子とも称される。以下に述べる構造をテスト構造２６として使用することができる：楕円形、特に円形の回折構造、矩形、特に正方形の回折構造、種々のエッジ配向を有するエッジマスク、種々のエッジ配向を有するラインマスク又は回折構造群。 円形の回折構造は、例えばいわゆる「ピンホール」又は「穴構造」として具現化することができる。
【００７８】
テストマスク２４は、測定光２１の入射照明分布を空間的に変調する光学素子である。テストマスク２４は、照明を考慮して、視野分布が検出器１４に数値モデルによって表されることのできるように設計される。マスクは、以下の図に部分的に示す様に、例えば下記の実施形態において、反射振幅マスク、透過振幅マスク、反射位相マスク、透過位相マスク、反射における位相と振幅マスクとの組み合わせ又は透過における位相と振幅マスクとの組み合わせとして実現させることができる。
【００７９】
ＥＵＶレンズ３０の結像品質を測定するために、像スタックが検出器１４によって記録される。この像スタックは、少なくとも１つの像決定パラメータを変えることによる、検出器１４に生成されるテスト構造２６の複数の像を含む。変更されるこのような像決定パラメータは、例えば、テスト構造２６、従ってテストマスク２４のｚ方向、つまりレンズの光学軸に平行な位置、及び／又は同様にｚ方向における検出器の位置である。このような変化の結果、焦点設定が変化する。図１に示す実施形態において、物体ホルダ２８は、両矢印２７によって示されるように、ｚ方向に変位可能に搭載され、従って焦点設定を変化させる可変デバイスを形成する。あるいは、焦点設定は検出器２４をｚ方向に変位することによっても変えることができる。像決定パラメータの変化の更なる例によれば、マスクは種々の回転位置においてレンズ３０の瞳に配置される。
【００８０】
換言すれば、像スタックはＥＵＶレンズの動作波長で記録される。波面源はレンズの物体面に位置し、検出器は像面に位置する。像スタックは以下の変数、すなわち、検出器１４の位置をｚ方向に変えることによる後方焦点距離、波面源１２とレンズ３０との間の距離を変えることによる前方焦点距離、及び例えば、他の構造形状及び／又は配向を測定光２１のビーム経路に導入することによる波面形成素子の変化による波面の内の少なくとも１つを変化させて、複数の視野分布を記録することによって記録される。
【００８１】
検出器１４は回折像を十分な解像度で走査する空間解像度を有する。検出器１４は、本願の意味において、レンズ３０ＰＯＢの動作波長での検出器面における電磁界分布を空間解像で記録し、それを直接的又は間接的に電気使用信号に変換する測定デバイスであると理解されよう。ＥＵＶ放射の測定光２１としての使用には、検出器１４の高い空間解像度が必要である。この解像度の達成を可能にするには、特に下記の検出器、すなわち、ＥＵＶ感知ＣＣＤカメラチップ、マルチチャネルプレート、光電子変換のための変換材料、光電子放出顕微鏡、絞り付き単チャネルラスター、写真画像又はレジスト画像の実現が適切である。ＥＵＶ感知ＣＣＤカメラチップ又はマルチチャネルプレートの使用により、サブピクセル範囲で走査を行うことによって検出器解像度を上げることができる。
【００８２】
そこで記録された像スタックは評価デバイス１５によって評価される。これは、ドイツ公開特許第１０３２７０１９Ａ１号による可視波長範囲におけるレンズと関連して、そして「位相回復」という用語によって当業者には既知の評価方法によって行われる。
【００８３】
評価方法の原理を図１９に示す。測定シーケンスは３つの個々のブロックよって構成される。最初のブロックは測定データの物理的な記録を含む。２つめのブロックは、測定レンズ３０のモデルに基づいて像スタックをシミュレートする演算ユニットによって形成される。３つめのブロックは反復最適化、すなわち、測定像スタックとモデル案との間の差を最小化するためのユニットを含む。記録された像スタックは、システム全体、すなわち波面源１２、レンズ３０及び検出器１４の数値モデルによって生成された像スタックと比較される。最適化は反復、すなわちモデルパラメータ、特に波面収差の反復適合によって行われる。
【００８４】
その結果、評価デバイス１５によって実行される評価方法は、例えば、波面収差を特徴付けるレンズ３０のゼルニケ関数のような、ＥＵＶレンズ３０の結像品質を特徴付けるパラメータを生み出す。
【００８５】
図２は、透過で動作する、マイクロリソグラフィ用のプロダクトマスクの形態で検査される基板５２の表面５４を検査する検査装置５０を示す。図１による測定システム１０はこの検査装置５０に組み込まれる。図２による実施形態において、検査装置５０の対応するモジュールを、結像品質測定のための測定光放射デバイス１６及び検出器１４として使用することができる。図２による物体ホルダ２８は、被検査基板５２を収容するように構成される。テスト構造２６を有するテストマスク２４は物体ホルダ２８のエッジ領域に組み込まれる。物体ホルダ２８は、物体面２９において変位可能に搭載される。従って、物体ホルダ２８は検査位置に置くことができ、この検査位置において、被検査基板５２は、基板表面５４の検査を行うために、測定光２１のビーム経路に配置される。更に、物体ホルダ２８は図２に示す測定位置において変位させることができる。図２において、テストマスク２４は測定光２１のビーム経路に配置される。この位置において、図１を参照して説明した、レンズ３０の結像品質の測定を予め行うことができる。
【００８６】
大まかに言えば、レンズ３０を含む装置全体のための総合的な測定技術が提供される。この技術は、動作中の計量ユニットとして使用されるか、又は収差を測定するために、レンズ３０の適用を一時的に妨げる。後述のケースは以下のシナリオによって実現することができる、すなわち、波面源のビーム経路への機械的な導入、追加検出器のビーム経路への機械的な導入、指定されたテスト試料又はテスト面積を照明するための照明の適合、ビーム経路を折り畳むための、１つ又は複数の光学ユニットの導入、適用マシン内で測定するための、レンズ３０の指定場所への機械的な移動、及び／又はレンズ３０の変化した歪曲収差を描く補正モデルと相互作用するレンズ３０の光学コンポーネントを調整することによる、レンズ３０の像又は物体の偏差の変化。
【００８７】
図３は、レンズ３０の結像品質を測定するために検査装置５０に組み込まれた測定システムを備える検査装置５０の更なる実施形態を示す。本実施形態において、検査装置は、例えば、反射で動作されるマスクあるいはマイクロリソグラフィ用のウエハなどの反射基板を検査するように構成されており、この点において図２による実施形態と異なる。測定光放射デバイス１６は、測定光２１が物体面２９に下から斜めに照射されるように配置される。テストマスク２４は同様に、下記に例として詳述する反射マスクとして具現化される。
【００８８】
例示的な一実施形態によれば、図３による検査装置５０は０．０８２５の開口数を有する。動作波長は１３．５ｎｍである。レンズ３０の主光線角度は光軸に対して６°である。照明の主光線角度も同様に６°である。クリティカル照明は円形照明設定で使用され、σ＝１である。レンズ３０の倍率は８５０である。
【００８９】
図４はレンズ３０の結像品質を測定するために検査装置５０に組み込まれた測定システムを備える検査装置５０の更なる実施形態を示す。本実施形態は、図３による実施形態と同様に、反射基板５２を検査するように構成される。図４による検査装置５０は、結像品質測定を行うためのＥＵＶ源１８を備える波面源１２、照明光学ユニット２０及びテストマスク２４に加え、被検査基板５２の表面２４を検査するための更なるＥＵＶ源１１８と更なる照明光学ユニット１２０を備える検査光放射デバイス１２２を有する。図４は、（ａ）測定位置及び（ｂ）検査位置における検査装置５０を示す。
【００９０】
２つの位置を切り替えるために、レンズ３０は、変位テーブル６２の形態の移動装置に配置され、これにより、レンズは、両矢印６３によって示される様に、レンズ３０の光軸に対して横方向に変位させることができる。測定位置において、レンズ３０は波面源１２の下に配置される。検査位置において、レンズ３０は、更なる照明光学ユニット１２０による検査光６１によって照射される被検査基板５２の下に配置される。基板表面５４の結像は、専用の検査検出器６４によって検査位置において検出される。
【００９１】
図５は、レンズ３０の結像品質を測定するために検査装置５０に組み込まれた測定システムを備える、（ａ）検査位置及び（ｂ）測定位置における、検査装置５０の更なる実施形態を示す。本実施形態は、図２による実施形態と同様に、透過で動作する基板５２を検査するように構成される。図５による実施形態は、レンズ３０の筐体３４が、検査位置において測定光２１を入射させる第１入射窓３６に加え、測定位置において測定光２１を入射させる第２入射窓を更に有する点で、図２による実施形態と異なる。被検査基板５２は第１入射窓３６の前に配置され、テストマスク２４は第２入射窓３８に組み込まれる。照明光学ユニット２０は調整可能ミラー２２−１を有し、これは、測定光２１が第１入射窓３６又は第２入射窓３８のいずれかに放射されるように傾斜させることができる。レンズ３０は調整可能ミラー３２−１を有し、これは入射ビーム経路６６を２つの入射窓３６及び３８の間で変化させることができるように傾斜させることができ、この場合、レンズ３０の出射ビーム経路６８は変わらない。このため、測定光２１が第２入射窓３８に放射される測定位置において、調整可能ミラー３２−１は、テストマスク２４が検出器１４に結像され、その位置が変わらないように傾斜させることができる。
【００９２】
図６は、図３又は図４に示す、反射で動作する実施形態のテストマスク２４の断面を示す。図６によるテストマスク１２はキャリア層７８を備え、多層配置７６がそのキャリア層上に配置される。多層配置７６上には保護層７４及び吸収層７２があり、吸収層７２はピンホールの形態のテスト構造２６を有する。多層配置７６は以下に示す複数の連続する層（最上層から最下層まで）、すなわち、Ｓｉから成る第１多層層８０、ＭｏＳｉ２から成る第２多層層８２、Ｍｏから成る第３多層層８４及びＭｏＳｉ２から成る第４多層層を含む。
【００９３】
図６によるテストマスク１２の個々の層を設計する正確な仕様を下記の表１に示す。本実施形態において、多層配置７６は４０の連続する層Ｓｉ−ＭｏＳｉ２−Ｍｏ−ＭｏＳｉ２を有する。テスト構造２６に関するものは例として示すものであり、本願に記載する変形例によって修正することができる。
【００９４】
【表１】
0006318140.tif 000002
【００９５】
テストマスク１２の更なる実施形態において、連続するＳｉ−ＭｏＳｉ２−Ｍｏ−ＭｏＳｉ２層の配列の数は４０未満、特に２０又は３０である。その他に関して、本実施形態は表１に対応する。この場合、全反射率は４０の配列を持つ実施形態の場合よりも低いが、１°〜１３°の角度範囲の反射率変動はより小さい。
【００９６】
テストマスク１２の更なる実施形態は、表１による実施形態と、ニッケル、正確には厚さ４９ｎｍのニッケルが吸収層７２の材料として使用されている点において異なる。λ＝１３．５ｎｍにおけるニッケルの複素屈折率は０．９４８２２−ｉ・０．０７２７２である。
【００９７】
テストマスク１２の更なる実施形態を表２に示す。本実施形態において、表１による実施形態と比較すると、多層配置７６における保護層７４とＭｏＳｉ２とがない。多層配置７６はこのように、Ｓｉ−Ｍｏのみの４０の配列から形成される。ＭｏとＳｉからなる多層層及び吸収層７２は更に、表１に示すものとは異なる層厚を有する。本実施形態において、テストマスク１２は大きな範囲の入射角、正確には約０°〜１７°の角度範囲を持つように設計される。
【００９８】
【表２】
0006318140.tif 000003
【００９９】
表２による実施形態の一変形例において、多層配置７６内のＭｏ層は、厚さ２．７０ｎｍのルテニウムから成る層と置き換えられる。Ｔａ６Ｎ４から成る吸収層７２の厚さは７０．５ｎｍに増大される。この変形例において、テストマスク１２は最大７０％の高い反射率と、０°〜１０°の角度範囲の反射率において大きな均質性を有するように設計される。
【０１００】
多層配置７６の設計及び吸収層７２の厚さは、先ず、照明によって提供される角度スペクトルに関して最適化され、次に位相回復測定技術が製造欠陥、ノイズ、ダイナミックレンジなどの欠陥影響に対して安定するように選択される。ピンホールの形態のテスト構造２６の直径を選択する際には以下の基準、すなわち、ピンホールがより小さいもの、理想的な状況において位相回復アルゴリズムの結果がより正確なもの、を考慮した。しかしながら小さなピンホールは、アスペクト比が良好でないことによるマスクの３次元性のため、より大きな欠陥と関連する。更に、ピンホールが大きい場合、より大きな使用可能な光パワー及び、その結果として、欠陥影響に関連するより良好なコントラスト比及びより高い安定性が得られる。
【０１０１】
従来技術による位相回復法では、評価モデルにおいて２次元的に画定されたマスクのみが使用される。図６による本発明に係る上述の実施形態によれば、テストマスク１２は３次元構造による特定の設計を有し、これは特に、ＥＵＶ波長における位相回復測定技術の測定精度における波面源の効果（これはＥＵＶにおいて無視できない）を考慮したものである。
【０１０２】
図６による反射ＥＵＶテストマスク１２は、反射多層層及び吸収キャッピング層によって実現される。マスクは、マスクの明領域において切り取られる吸収体による吸収層の設計によって構築される。このようなＥＵＶマスクの場合、従来の透過マスクと比較して、以下の新しい効果が生じる。
【０１０３】
これらの新しい効果の中の最初の効果は、多層の反射率に関するものである。多層の反射率は、個々の層に反射される全ての部分光線の干渉に基づく。従って、反射率は、波長、層厚及び層材料などの、光線の光路に影響を与える全ての変数に大きく依存する。更に、反射率は入射角に著しく依存する。多層の設計は、照明システムによって提供される波長及び角度スペクトルに適合される。更に、多層におけるパワー損失を常に想定しなければならない。
【０１０４】
別の新しい効果は、吸収層７２の形態における吸収体の残留反射率に関する。吸収体材料の残留反射率の結果として、無限厚の吸収層であっても完璧な暗さを達成することはできず、背景強度が残り、これによって構造の結像におけるコントラストが減少する。吸収体の厚さを適切に選択することにより、吸収体終端面及び吸収層と多層との間の境界層に反射される光線の干渉効果を利用して、反射率を減少させることが可能である。この場合も、残留反射率は入射角に依存する。
【０１０５】
別の新しい効果は、斜主光線角度に関する。マスクが反射で動作されるという事実により、垂直の使用可能な照明角度が排除される。マスクの３次元性の結果として、構造物の水平及び垂直範囲の結像に差異が生じる。
【０１０６】
別の新しい効果は、多層及び吸収体の深さ効果に関する。多層において、固有の反射面とみなすことのできる平面はない。個々の層において、入射波の一部が反射され、被結像物体を画定のための個々の貢献が生じる。吸収層の厚さは、その吸収係数を定めるだけでなく、エッジにおいて遮光効果をもたらし、これは厚さが大きく入射角が大きい場合に増大する。
【０１０７】
これらの効果は全て従来の位相回復評価アルゴリズムにおいて考慮されておらず、正しい結果が得られない。それでも必要とされる測定精度を達成するために、本発明に係る実施形態によれば、以下に記載する様に、測定設定と評価の両方に改造を行う。
【０１０８】
一実施形態によれば、テストマスク１２の設計は、効果ができるだけ小さくなるように、又は補償できるように選択する。特に照明システムの特性は、物体空間のデフォーカスの場合に調べられる。テスト構造がピンホールの場合、本発明の変形例によれば、ピンホール径は、エアリー径に対して、可視光の場合における従来の位相回復に推奨されるものよりも大きくなるように選択される。従来の位相回復の場合、ピンホール径はエアリー径０．４未満となるように選択される。ピンホール径を０．４エアリー径、特に０．５エアリー径より大きくなるように選択すると、本発明に係る変形例によれば、遮光効果をもたらす吸収体エッジ領域は、ピンホールの全面積に対して小さくなる。更に、典型的にはＥＵＶシステムにおいてかろうじて十分な使用可能な放射パワーが増大する。ピンホールが大きい場合のモデル欠陥、及びピンホールが小さい場合のマスクの容積効果の影響が大きくなることによる欠陥影響を比較検討して、個々のシステムに最適な構造サイズを見つける。
【０１０９】
位相回復アルゴリズムにより、最適化反復による波面における位相収差の決定だけでなく、テスト構造２６の像スタックに影響を与えるその他の変数の適合も可能になる。一実施形態によれば、アポダイゼーションはゼルニケ関数による描写によって適合される。多層反射率の角度依存性の結果、テスト構造は反射光の角度空間にわたって強度プロファイルを生成する。テスト構造としてピンホールを設ける場合、アポダイゼーションの最適化はこの効果を少なくとも部分的に補償することができる。しかしながら、これはレンズに与えられる本当のアポダイゼーションを測定する可能性を妨害する、というのも影響を分けることはできないからである。
【０１１０】
吸収体エッジにおける遮光効果は、テスト構造の効果的な形状及びサイズを変化させる。 従って空間像は、テスト構造の寸法がマスク上の幾何学的な寸法であるとすれば、最適に描写できない。更に、照明のコヒーレンス設定σは結像の火線を変化させる。ピンホールを使用することにより、一実施形態によれば、ピンホール径は最適化パラメータとして解放される。このようにしてこの効果を補償することができるが、最適化アルゴリズムで求められる径は本当の径に対応しない。
【０１１１】
図７は、図６による実施形態と同様に、反射で動作する、テストマスク２４の更なる実施形態の断面図を示す。本実施形態において、テスト構造２６は、以後多層と称する、多層配置７６によって形成される。多層配置７６はいわゆるピラー構造の形態の、例えばシリコンから成るキャリア７８に配置される。一実施形態によれば、図７による多層配置７６の構成は、図６による上述の多層配置７６の構成に対応する。
【０１１２】
図７によるテストマスク２４の明領域は、反射多層配置２６によって画定される。暗領域は多層配置２６の欠如によって画定される。低反射率を有する材料は、多層配置２６が適用されるキャリア材料として使用される。波長１３．５ｎｍにおいて、１に近い屈折率を有するシリコンを使うことが可能である。ピラー構造により、高いコントラストを生成することができる、というのも、吸収体マスクによる解決策とは対照的に、反射表面は吸収体エッジによって遮光されず、シリコンキャリアの反射率は、例えば窒化タンタル、ホウ化タンタル、ニッケル又はクロムなどの通常の吸収体材料の反射率よりも小さいからである。
【０１１３】
図８は、集光ミラー９０の形態の反射素子と共に用いられるテストマスク２４の発明に係る実施形態を示す。集光ミラー９０は偏向光学ユニットを構成し、これは、好適には、対応する距離でテストマスクに固定され、テストマスクに組み込まれる。テストマスク２４は、ピンホールの形態のカットアウト（切り抜き穴）として具現化されるテスト構造２６に加え、照明カットアウト８８を有する。照明カットアウト８８は、測定放射光が照明カットアウト８８を通過するように、測定光放射デバイス１６の照明光学ユニット２０による測定放射２１によって照明される照明視野８９の領域に配置される。テストマスク２４の後側、つまり測定光放射デバイス１６に対するテストマスク２４の反対側には、集光ミラーが、測定放射２１が照明カットアウト８８を通過した後に、テスト構造２６のカットアウトに向けられるように配置される。テスト構造２６のカットアウトの壁面９１は、カットアウトを通過する測定放射光２１の主光線に平行に配向されるように、傾斜される。テスト構造２６は、測定放射光２１がテスト構造２６のカットアウトを通過した後にレンズ３０を通過するように、下流レンズ３０のレンズ視野８７の領域に配置される。
【０１１４】
換言すれば、照明システムを傾斜させると、照明視野８９は、テスト構造２６の周囲の領域がレンズ側の実際の照明から照らされず、測定光がテストマスク２４の照明カットアウト８８の形態の横方向にオフセットした貫通開口に入射されるように変位される。変位された照明視野８９は、集光ミラー９０の形態の偏向光学ユニットによって結像され、この偏向光学ユニットは、テスト構造２６の位置におけるテストマスク２４の後側と背中合わせに、一実施形態によるマスクに組み込まれる。透過マスクの場合にも生じる、吸収体壁による遮光効果を低減するために、先ず、照明の主光線角をレンズの主光線角と合わせる。次に、吸収体壁も同様に主光線と平行に設計する。
【０１１５】
図８による実施形態は、本発明に係るマスクコンセプトを実現する一形態である。実現の更なる形態は図９〜図１３に示す。種々の実行に共通しているのは、反射においてマスクを使用する為に設計された照明システムの透過での使用である。マスクの３次元構造の設計では、ＥＵＶ波長での位相回復測定技術の測定精度における波面源、よって、マスク及び照明の効果が特に考慮されている。
【０１１６】
本発明に係る偏向光学ユニットの提供により、テストマスク２４を透過で効率的に動作させることが可能になる。反射で動作される従来のマスクの、像スタックの記録への影響が、アルゴリズム評価において補償できないくらいに大きく、それでも照明とレンズがマスクの同じ側に配置される反射マスクのＥＵＶシステムに典型的な照明で、測定システムを使用することが所望される場合、本発明に係る偏向光学ユニットを組み込むことにより、照明を、透過における動作が可能となるように屈折できるようになる。
【０１１７】
図９〜図１３は偏向光学ユニットを有するテストマスク２４の更なる実施形態を示す。図９による実施形態において、偏向光学ユニットは、図８に既に記載した集光ミラー９０に加え、２つの更なる反射素子９２及び９４を備え、これらはそれぞれ多層で形成され、それぞれ反射平面を有する。これらは、測定光２１が、照明カットアウト８８の通過後、テスト構造２６のカットアウトを通る前に更に２つの反射素子９２及び９４によって屈折されるように配置される。この場合、反射素子９２及び集光ミラー９０はテストマスク２４の後側から離れており、反射素子９４は、測定光２１が、照明カットアウト８８を通過後、続けて素子９２及び９４に反射され、その後ミラー９０に反射されるよう、テストマスクの後側に直接配置される。この配置において、照明視野８９はレンズ視野９１に縮小結像される。
【０１１８】
図１０に示す実施形態は、図９による実施形態と、素子９２及び９４、並びに集光ミラー９０の配置順のみが異なる。ここで、この配置において、測定光２１はミラー９０に最初に衝突し、次に素子９４及び９２に衝突するようになっている。この配置において、照明視野８９はレンズ視野９１に拡大して結像される。
【０１１９】
図９及び図１０による実施形態により、テストマスク２４に組み込まれた偏向光学ユニットの図８の構成は、照明ＮＡが変化できるように修正される。これにより、コヒーレンス特性を操作することが可能となる。照明視野８９のレンズ視野９１への縮小結像により、照明ＮＡが拡大され、コヒーレンス度が増大される。拡大結像によって照明ＮＡが減少し、より小さなコヒーレント照明がもたらされる。図９及び図１０による実施形態において、光路は、物体及び像の距離を所望する拡大又は縮小に適合させるように、反射素子９２及び９４によって折り曲げられる。
【０１２０】
図１１及び図１２に記載する実施形態は、図９及び図１０による実施形態と、光学素子９２及び９４並びに集光ミラー９０の配置が異なる。これらは、この場合、測定光２１のビーム経路が、照明カットアウト８８の通過とテスト構造２６のカットアウトの通過との間に２度交差するように配置される。これは照明カットアウト８８及びテスト構造２６のカットアウトが、レンズ視野と照明視野とが重畳され、それによって共通の照明とレンズ視野９５になるように、隣接して連続的に配置されるようすることで実現される。照明カットアウト８８及びテスト構造２６のカットアウトは、よってどちらも照明及びレンズ視野９５の領域に位置する。よって、検査動作と測定動作との間で測定光放射デバイス１６を傾斜させずにすむ。
【０１２１】
集光ミラー９０は、各々の場合、楕円形として具現化され、図１１による実施形態において、測定光２１のビーム経路における第１位置に配置され、その結果、照明領域はレンズ領域に縮小結像される。一実施形態の変形例によれば、集光ミラー９０はその使用領域の中心に一方向３．８ｍｍの曲率半径を有し、それと垂直な方向に４．８ｍｍの曲率半径を有する。それぞれマスク面に対して、素子９２の反射平面は３．５°の傾斜を持ち、素子９４の反射平面は４２°の傾斜を持つ。これは約０．４の縮小係数となる。
【０１２２】
一実施形態の変形例によれば、図１１及び図１２によるテストマスク１２は、偏向光学ユニットを含む当該テストマスクが全高６ｍｍを超えないように構成される。この設計は以下のパラメータ、すなわち、レンズＮＡ＝０．２、照明ＮＡ＝０．１２、マスク上のテスト構造２６と照明カットアウト８８との間の距離＝５０ｐｍを有するシステムに適合される。
【０１２３】
図１３は偏向光学ユニットを有するテストマスク１２の更なる実施形態を示す。これは図１１及び図１２による実施形態と、偏向光学ユニットが拡散板９６によって形成される点で異なる。これも同様に、照明によって提供される角度範囲の増大を可能にする。拡散板９６の入射角を変化させることにより、レンズ３０の主光線に関する拡散角度を最適化することが可能である。一実施形態の変形例によれば、図８〜図１３に示す配置は、リソグラフィのためにＥＵＶ投影露光装置に露光されるように構成されたプロダクトレチクルの寸法を持つマスクモジュールに組み込まれる。
【０１２４】
図１４〜図１８は、図８〜図１３のマスク・偏向光学ユニット配置に使用されるテストマスク１２の構造的な構成の異なる変形例を示す。これらの変形例はテストマスク１２の反射率を低下させる新しい方法に関するものであり、これは、レンズ３０に面するテスト構造の側面が照明視野にあるのであれば、偏向光学ユニットと上述の特殊なマスクを透過で使用する際、測定精度の向上に役立つ。
【０１２５】
テスト構造のレンズ側表面が照明視野８９にある場合、マスクの残留反射率は強度背景と像のより不十分なコントラストをもたらす。従って、マスクの反射率ができる限り低い測定技術が望さましい。残留反射率による影響を低減させる方法を以下に示す。
【０１２６】
透過テストマスク１２の暗領域は、原理上、吸収体がマスクのレンズ側の終端層となる、膜上の吸収層によって画定することができる。吸収層とレンズとの間の更なる層によってテスト構造の結像が妨げられる。レンズ側の反射率を低減させるには、反射防止層を適用することが有利である。この層の厚さは、先ず、真空と反射防止層との間、及び反射防止層と吸収層との間の境界層において反射される部分光線の強度が同じ強さとなり、それらの位相差が破壊的干渉をもたらすように選択される。反射防止層の結果としての結像収差による測定技術への欠陥影響と、反射防止層のない場合の結像におけるコントラストの低減による欠陥影響とを比較検討して、反射防止層の理想的な厚さと適切な材料とを見つける。
【０１２７】
図１４による実施形態において、テストマスク１４は、測定光放射デバイス１６に面する側に反射防止コーティング１００の設けられた吸収層９８を備える。反射防止コーティング１００のために提供される材料は、測定放射２１の１０°の主光線角度に対して厚さ１０．５ｎｍを有するＳｉＯ２である。吸収層９８は１２ｎｍのＴａＮから成る。図１５に示す実施形態において、反射防止コーティング１００は反射率を低減させる誘電体多層から成る。
【０１２８】
図１６及び図１７は、テストマスク２４が、テスト構造２６の周囲の測定光放射デバイス１６に面する側１０２に、測定光放射デバイス１６とは反対側のテストマスク２４の側面１０４に対して、少なくとも断面を斜めに走る表面領域１０６を有する。断面図において、逆「Ｖ字」状のプロファイルが発生する。図１６による実施形態において、テストマスク１２は吸収層９８と、吸収層の上に配置される比較的薄い膜１０８とを有する。テスト構造２６の周りの斜めの経路は、吸収層９８の厚さの変化によってもたらされる。図１７による実施形態において、テストマスクはキャリア層１１０に適用される比較的薄い吸収層を備え、テスト構造２６の周りの斜めの経路は、キャリア層１１０の厚さの変化によってもたらされる
【０１２９】
テスト構造２６の周りの領域における吸収層９８の斜面により、吸収層の反射率が下がらなくても、反射光はレンズ３０に向けられ、強度背景に貢献しない。
【０１３０】
図１８は透過で動作するテストマスク２４の実施形態を示し、この場合、暗領域の透過率は低下する。このために、テストマスク２４の吸収層９８には、測定光放射デバイス１６と対向する側に反射防止コーティング１００が設けられ、反対側には反射コーティング１１２が設けられる。この構成は、透過マスクの吸収層の残留透過率が不十分なコントラストを導くことを考慮したものである。この透過率は２つの影響を与える変数、つまり、レンズの反対側の吸収の増加及び反射率の増加によって低減させることができる。透過率は鏡面反射多層によって低減させることができる、
【０１３１】
レンズ３０の種々の実施形態を以下に示す。この場合、レンズ３０は少なくとも２つのミラーの配置を備える。第１実施形態によれば、レンズは、動作波長が６ｎｍ〜１２ｎｍ、入射側開口数（ＮＡ）が０．０５未満で倍率が少なくとも８０のミラー光学系を備える。 第２実施形態によれば、レンズは動作波長が６ｎｍ〜１２ｎｍ、入射側開口数（ＮＡ）が０．０５〜０．１０で倍率が少なくとも１５０のミラー光学系を備える。第３実施形態によれば、レンズは動作波長が６ｎｍ〜１２ｎｍ、入射側開口数（ＮＡ）が０．１０〜０．２０で倍率が少なくとも３００のミラー光学系を備える。第４実施形態によれば、レンズは動作波長が６ｎｍ〜１２ｎｍ、入射側開口数（ＮＡ）が０．２０より大きく、倍率が少なくとも８００のミラー光学系を備える。第５実施形態によれば、レンズは動作波長１２ｎｍ〜１５ｎｍ、入射側開口数（ＮＡ）が０．０５未満で倍率が少なくとも６０のミラー光学系を備える。第６実施形態によれば、レンズは動作波長が１２ｎｍ〜１５ｎｍ、入射側開口数（ＮＡ）が０．０５〜０．１０で倍率が少なくとも１２５のミラー光学系を備える。第７実施形態によれば、レンズは動作波長が１２ｎｍ〜１５ｎｍ、入射側開口数（ＮＡ）が０．１０〜０．２０で倍率が少なくとも２５０のミラー光学系を備える。第８実施形態によれば、レンズは動作波長が１２ｎｍ〜１５ｎｍ、入射側開口数（ＮＡ）が０．２０より大きく、倍率が少なくとも６５０のミラー光学系を備える。第９実施形態によれば、レンズは動作波長が１５ｎｍ〜３０ｎｍ、入射側開口数（ＮＡ）が０．０５未満、倍率が少なくとも３０のミラー光学系を備える。第１０実施形態によれば、レンズは動作波長が１５ｎｍ〜３０ｎｍ、入射側開口数（ＮＡ）が０．０５〜０．１０、倍率が少なくとも６０のミラー光学系を備える。第１１実施形態によれば、レンズは動作波長が１５ｎｍ〜３０ｎｍ、入射側開口数（ＮＡ）が０．１０〜０．２０、倍率が少なくとも１２５のミラー光学系を備える。第１２実施形態によれば、レンズは動作波長が１５ｎｍ〜３０ｎｍ、入射側開口数（ＮＡ）が０．２０より大きく、倍率が少なくとも３４２のミラー光学系を備える。
【０１３２】
図１９は、既に記載した位相回復評価方法の原理を示す。
【０１３３】
本発明に係る２つの方法を以下に示す。これらの方法は、それらの適用性により、位相回復の拡大及び開始を可能にする。開示する方法は、位相回復測定技術の捕捉範囲を拡大するために使用される。双方の手法において、複数のエアリー径の物体側径を持つ大きな捕捉構造１１４は、入射又は出射頂点焦点距離を変えることによってデフォーカスされ、検出器を用いて記録される。
【０１３４】
このような捕捉構造１１４を図２０に例として示す。第１捕捉構造１１４−１は、エアリー径１〜１０の半軸ａ及びｂを有する楕円形である。第２捕捉構造１１４−２は、 エアリー径２〜１５のエッジ長を有する長方形である。第３捕捉構造１１４−３はエアリー径２〜１５のジーメンススターである。第４捕捉構造１１４−４は、エアリー径０〜２のライン幅ｂを有する十字形である。各ケースに示す寸法は、物体側寸法に関連する。
【０１３５】
位相回復評価アルゴリズムは、被測定結像光学ユニットの収差が大きすぎない場合に限り、補正値に収束する。捕捉範囲は結像収差のタイプに依存する。テスト構造がピンホールの場合、そしてレイリー長−２〜＋２の範囲における多様化する像スタックとしてのデフォーカスの場合、収差は、波面を描くゼルニケ関数の係数が波長の大きさの範囲より高い場合、正しく決定することができない。高いレベルの収差を示す同等のシステムを評価するための、本発明に係る測定技術の展開を以下に示す。
【０１３６】
ピンホール空間像を、結像空間及び／又は物体空間のデフォーカスによって生成される種々のデフォーカス位置において記録する。この場合、空間像の火線のみを検討する。このような火線１１６を例として図２１に示す。火線のみを検討し、回折微細構造は関係ないので、テスト構造は位相回復の場合よりも著しく大きくなるように選択することができる。これは主に高度にデフォーカスされたシステムの場合においても、テスト構造の結像に高い強度が利用できるという利点を有する。
【０１３７】
各デフォーカス位置において、強度重心の重心座標系（ｘｏ、ｙｏ）を決定する。火線の「径」ｄは、半径セカンドモーメント＜ｒ２＞によって画定し、この場合、
【数１】
0006318140.tif 000004
は各ｚ平面における強度重心に関する距離である。
強度分布I（ｘ，ｙ，ｚ）を用いると、
【数２】
0006318140.tif 000005
である。＜ｒ２＞（ｚ）の最小ｚ0は焦点面の位置とする。ｚ0を得るために、回帰放物線を種々のデフォーカス位置における測定点全体にプロットし、その頂点を決定する。
【０１３８】
焦点面ｚ0の位置から、波面のゼルニケ係数Ｚ４（デフォーカス条件）の推定を以下の結像システムの開口数ＮＡによって得る：
【数３】
0006318140.tif 000006
ｘ又はｙ方向における火線の胴幅が一番狭いｚ平面を決定することも可能である。これらはｘ及びｙのセカンドモーメントの最小ｚｘ及びｚｙである。
【数４】
0006318140.tif 000007
【０１３９】
１次非点収差の０°のゼルニケ係数Ｚ５には、以下の数式によってほぼ到達することができる； 
【数５】
0006318140.tif 000008
【０１４０】
４５°のゼルニケ係数Ｚ６には、同様に、使用する座標系がｚ軸の周りを４５°で回転するのであれば、到達できる。
【０１４１】
評価デバイス１５によって実行される評価方法の上述の実施形態によれば、測定の捕捉範囲を、捕捉構造１１４−１〜１１４−４の内の一つの像の火線のモーメント解析によって拡大する。
【０１４２】
評価デバイス１５によって実行される評価方法の更なる実施形態によれば、測定の捕捉範囲を、捕捉構造１１４−１〜１１４−４の内の一つの像の火線をラドン変換によって決定することによって拡大する。最良の焦点位置と、非点収差とコマ収差との組み合わせの割合の推定を得るために、上述の様な大きな構造の像スタックを検出器１４上に結像させる。
【０１４３】
評価は既存の測定技術に基づいて行う。この手法に関して新しいことは、複数のライン構造を測定して、この測定技術を位相回復測定シーケンスの直接的な拡大として使用することとは対照的に、構造から火線情報をラドン変換によって抽出することである。
【０１４４】
ラドン変換による本発明に係る捕捉範囲の拡大を、図２２を参照して以下に説明する。この場合、以下に意味を説明する用語を使用する：
・個別像：１つの測定位置における検出器の記録;
・像スタック: レンズの複数の個々の像の、種々の測定位置（測定位置＝ｚ位置）への割り当て；
・プロファイル：アルファ方向に沿った個々の像の強度の合計（個々の像の第１軸に対するプロファイルのｙ値）及びアルファ方向（プロファイルのｘ値）に垂直な横方向位置への割り当て；
・プロファイルの重心：ｙの積分で除した、ｘとｙの積の積分値（Ｓ）；従来、重心は第１中心モーメントとも称される；
・Ｎ−ｔｈセントラルモーメント：ｘと重心との間の差及びｙの積分で除したｙのＮ乗の積の積分；
・分散：第２中心モーメント；
・歪度：第３中心モーメント:
・尖度：第４中心モーメント；
・Ｎ−ｔｈ調和: フーリエ成分（０番目の調和＝平均値）；
・最良焦点：ｚ軸沿いの分散に対する放物線当てはめの極値。
【０１４５】
捕捉範囲を拡大するための開始点は、従来の位相回復のための像スタックよりも明らかに大きなステップサイズを有する像スタックを記録するための開始点である。より大きな構造のため、検出器は遠いデフォーカス位置における明確な信号を記録することができる。
【０１４６】
記録された像スタックには前処理が施される、特に、各像を円形の絞りでぼかし（vignette）、ラドン変換のための各像方向において同じ数の画素を保証する。
【０１４７】
前処理されたスタックは、多数の角度（好適には２のべき乗、少なくとも２３）により、ラドン変換によって個々のプロファイルに投影する。最初の４つのモーメント、つまり重心、分散、歪度、尖度を、これらのプロファイルから決定する。
【０１４８】
像スタックにおけるラドン変換の投影角度及びｚ位置のそれぞれのモーメントに対する割り当ては、このようにして得られる。
【０１４９】
各角度に関して、モーメントを放物線によってｚに依存して当てはめる。各角度及び各モーメントに関して、これは当てはめの２次項、線形項及び定数項、さらに当てはめ放物線の極値となる。最良の焦点は、分散の当てはめ放物線の極値である。
【０１５０】
最良の焦点及び当てはめ放物線の係数の両方をラドン変換の角度でフーリエ変換する。フーリエ変換後の種々の波動は、元来の像情報を高圧縮したものである。これから、複合された非点収差、コマ収差及びデフォーカスを、モデルの感度によって決定することができる。
【０１５１】
位相回復測定技術の以前の用途は、個々の視野点における結像光学ユニットの評価だった。ここで、位相回復測定を複数の視野点において並行して同時に実行して、結像システムに関する更なる情報を取得することができる、本発明に係る方法の実施形態を開示する。
【０１５２】
複数の視野点で同時に同じ又は異なる位相回復測定構造を生成する波面源により、測定技術の並行化を達成することができる。特にこれは、対応する視野領域を照明する照明システム及び被測定視野点において測定構造を画定する、透過マスクを使って実行することができる。
【０１５３】
異なる視野点において結像収差を測定することが可能で、これによって迅速な測定が確保できるという事実に加え、この過程により、個々の測定点における相対的差異（relative difference）にアクセスすることが可能となる。この一例として、個々の視野点の測定構造の相対的横結像位置又は相対的焦点位置がある。特に、平行位相回復による歪度測定が結果として可能になる。
【０１５４】
個々の測定点における一連の測定中、ある測定から次の測定にかけての測定システムの制御できない変化、例えば、波面源の相対的位置決め精度を直接的に検出することができない。
【０１５５】
図２３〜図２５は本発明の第２態様を示す。図２３は本発明の第２態様に係る測定システムの実施形態を示し、この実施形態において、測定システムには参照符号２１０を付し、測定システムをレンズ１３０の結像品質を測定するように構成する。レンズ１３０はいくつかの光学素子を備え、上述の、例えば図１に示すＥＵＶレンズ３０であってもよい。更にレンズ１３０は、２４８ｎｍ又は１９３ｎｍなどのＵＶ波長範囲などの異なる波長に適合させることができる。
【０１５６】
測定システム２１０は、ＥＵＶ波長などのレンズ１３０の動作波長に適合される波長を有する測定光２２１を生成するように構成された、測定光放射デバイス２１６を備える。測定放射デバイス２１６は、例えば、図１の測定放射デバイス１６と同様に構成することができる。測定システム２１０はレンズの物体側１３０に配置される第１テストマスク２２４、レンズの像側１３０に配置される第２テストマスク２４４、レンズ３０を保持するレンズホルダ２１２、検出器２６０及び評価デバイス２６２を更に備える。正確には、第１テストマスク２２４をレンズ１３０の物体面２２９に配置し、第２テストマスクをレンズ１３０の像面２４０に配置する。
【０１５７】
測定光２２１を第１テストマスク２２４に照射する。第１テストマスク２２４はピンホールの形態の第１回折テスト構造２２６を備える。測定光２２１をテスト構造２２６で回折し、レンズ１３０に向かって伝播するテスト波２３１を生成する。テスト構造２２６は図１によるテスト構造２６と同様に構成する。特にテスト構造２２６は、回折によって生成されたテスト波２３１が、円錐曲線断面の理想的な形状、特に球面から例えば０．１ｎｍ以下の最大偏差を持つ波面を有する拡大波となるように構成する。換言すれば、テスト波２３１の波面は大変良好に画定される。テスト波２３１は「最適化波面」とも称する。図２３に示す実施形態において、テスト波２３１の波面は最適化された球面状の波面を有する、換言すれば、テスト波２３１は「理想的な」球面波面を有する。
【０１５８】
第１テストマスク２２４は、基準ビーム２３４を形成するため、測定光２２１を通過させるように構成された自由開口部２２８を更に備え、自由開口部２２８は、基準ビーム２３４を形成する際、回折効果が大きくなるように構成し、これはテスト波２３１の形成とは異なる。このために、自由開口部は測定光２２１のエアリー径の１０倍以上の径を有する。エアリー径ｄＡｉｒｙは以下の様に定める：
【数６】
0006318140.tif 000009
この場合、λは測定光２２１の波長で、ＮＡはレンズ１３０の開口数である。
【０１５９】
一実施形態によれば、自由開口部２２８はテスト構造２２６の少なくとも１０倍の大きさである。自由開口部２２８は、テスト波２３１と基準ビーム２３４がどちらもレンズ１３０に向かって伝播するように、テスト構造２２６に隣接して配置する。図２３に示す第１テストマスク２２４は、透過ピンホールとして構成されたテスト構造２２６及び透過の基準ビームを形成する自由開口部２２８を有する透過マスクとして具現化する。あるいは、第１テストマスク２２４は、小さな反射スポットとして構成されるテスト構造２２６及びマスク上の大きな反射面積として構成される自由開口部２２８を有する反射マスクとしても構成する。
【０１６０】
テスト波２３１はレンズ１３０を横切り、第２テストマスク２４４に含まれる自由開口部２４８に収束される。自由開口部２４８は大きな回折効果なくテスト波２３１が通過するように、第１テストマスク２２４の自由開口部２２８と同様に構成する。従って、回折テスト構造２２６において「最適化波面」球面波として始まり、レンズの収差により、レンズ１３０を通過する際に波面偏差の蓄積されたテスト波２３１の波面は、その波面が更に変化することなく、自由開口部２４８を通過する。
【０１６１】
基準ビーム２３４も、レンズ１３０を横切り、自由開口部２４８に隣接する第２テストマスク２４４に配置された、ピンホールの形態の第２回折テスト構造２４６に収束される。第２回折テスト構造２４６を第１回折テスト構造２２６よりも小さい、又は同じ大きさに構成し、「最適化波面」球面波の形態の基準波２５６を生成する。
【０１６２】
理想の球面波面を有する基準波２５６及びレンズを横切ることによって得られる波面偏差を含むテスト波２３１を、第２テストマスク２４４の下に配置された検出器２６０に重畳させる。２次元解像検出器である検出器は、基準波２５６とテスト波２３１との重畳によって生成された干渉パターンを記録する。評価デバイス２６２において記録された干渉パターンを評価することにより、レンズ１３０の波面収差を特徴付けるゼルニケ係数のような、レンズ１３０の結像品質を特徴付ける少なくとも一つのパラメータを決定する。
【０１６３】
図２４は本発明に係る測定システム２１０の更なる実施形態を示す。図２４による測定システム２１０は、図２３による測定システム２１０と、第１テストマスク２２４の構造と回折格子２６４が更に設けられる点において異なる。図２４による本実施形態における第１テストマスク２２４は、反射多層スタック２１５と測定光２２１に露光されるその表面の吸収層２１８とを備える反射レチクルとして構成される。吸収層２１８はピンホールを含み、このピンホールは吸収層２１８と共に第１回折テスト構造２２６の下の反射面を形成する。回折テスト構造２２６を、例えば平面波の形態の測定光２２１によって照明することにより、波面最適化球面状のテスト波２３１を生成する。上述の回折格子２６４は、テスト波２２６が異なる伝播方向を有する異なる光線に分けられる様に、第１テストマスク２２４とレンズ１３０との間に配置する。第１光線２３１０は、回折テスト構造２２６において生成されたテスト波２３１の０番目の回折オーダーで形成し、第２光線２３１＋１は、＋１番目の回折オーダー、第３光線２３１−１は、テスト波２３１の−１番目の回折オーダーで形成する。
【０１６４】
第１光線２３１０は、波面最適化球面波の形態の基準波２５６が生成されるように、レンズ１３０を横切り、ピンホールの形態の第２テストマスク２４４の第２回折テスト構造２４６に収束される。第２光線２３１＋１もレンズ１３０を横切り、自由開口部２４８に収束され、その波面が変わることなく自由開口部２４８を横切る。基準波２５６から形成されるインターフェログラム及びレンズ１３０との相互作用による波面収差を含む第２光線２３１＋１は、例えば図２３に関して記載されるように、評価デバイス２６２によって評価する。特に評価は点回折干渉によるアルゴリズムを用いて行うことができる。測定解像度を向上させるために、回折格子２６４を体系的にシフトして、０番目の調和と１番目の調和の位相関係を変えることができる。この位相情報をアルゴリズムで使用して、信号処理におけるノイズを更に低減させることができる。
【０１６５】
更に、図２４による実施形態は、第１テストマスク２２４とレンズ１３０との間に代わって、レンズ１３０と第２テストマスク２４４との間に回折格子２６４を配置することによって修正してもよい。
【０１６６】
図２５は本発明に係る測定システム２１０の更なる実施形態を示す。図２５による測定システム２１０は、図２３による実施形態で説明した測定光放射源２１６と第１テストマスク２２４とを備える。更に、回折格子２６４を第１テストマスク２２４とレンズ１３０との間に配置する。第２テストマスク２４４は、レンズ１３０に面する反射面２４５を形成する反射多層スタック２６６を備える。第２テストマスク２４４は、バビネの原理に従う「波面最適化」球面波を生じさせる、回折限定吸収構造の形態の第２テスト構造２４６を更に備える。回折限定吸収構造は、例えば図２３による実施形態に関して説明したピンホールの形態の第２テスト構造２４６と類似した大きさである。図２５による測定システム２１０の実施形態において、検出器２６０を、第１テストマスク２２４の自由開口部２２８の後ろ、すなわち、レンズ１３０とは反対側の第１テストマスク２２４の側面に配置する。
【０１６７】
検出器２６０を、放射デバイス２１６によって第１テストマスク２２４に照射される測定光から自由開口部２２８が遮光されるように配置する。従って、ピンホールの形態の第１テスト構造２２６のみが測定光２２１によって照射される。テスト構造２２６から発せられるテスト波２３１は、回折格子２６４において、図２４による実施形態に関してすでに説明したように、３つの光線、２３１０、２３１＋１及び２３１−１に分けられる。０番目の回折オーダー光を含む光線２３１０を第２テスト構造２４６に集光され、基準波２３１Ｒ０と称される、レンズ１３０へ逆伝播される「波面最適化」球面波が生成される。基準波２３１Ｒ０はレンズ１３０を横切り、回折格子２６４にぶつかる。回折格子２６４において、基準光部２３１Ｒ０、−１と称される、基準波２３１Ｒ０の−１番目の回折オーダーが生成される。基準光部２３１Ｒ０、−１は第１テストマスク２２４内の自由開口部２２８に集光される。自由開口部２２８を横切った後、基準光部２３１Ｒ０、−１は検出器２６０にぶつかる。
【０１６８】
回折格子２６４において生成された光線２３１＋１はレンズ１３０を横切り、回折テスト構造２４６に隣接する第２テストマスク２４４の領域に収束される。この領域は、光線２３１＋１がレンズを再度反対方向に横切って回折格子２６４にぶつかるように、回折テスト構造２４６の背景に反射する光を形成する、反射面２４５の一部である。テスト光部２１３＋１、０と称される、光線２３１＋１の０番目の回折オーダーは、第１テストマスクにおける自由開口部に集光される。自由開口部２２８を横切った後、光部２１３＋１、０は、基準光部２３１Ｒ０、−１と重畳されることによって、検出器２６０に干渉パターンを形成する。
【０１６９】
インターフェログラムは、図２３及び図２４を参照して先に説明した評価と同様に、評価デバイス２６０によって評価する。「波面最適化」基準波２３１Ｒ０の生成後、基準光部２３１Ｒ０、−１がレンズ１３０を１度だけ横切り、一方で、光部２１３＋１、０は、「波面最適化」テスト波２３１の生成後、レンズ１３０を２度横切ったという事実により、レンズ１３０の結像品質を、検出器２６０によって記録された干渉パターンから決定することが可能となる。測定精度は、回折格子２４６の種々のシフト位置において生成された干渉パターンを評価することによって向上させることができる。
【０１７０】
本発明の第３態様を示す図２６は、本発明の第３態様による測定システムの更なる実施形態を示し、この測定システムには参照符号３１０を付し、この測定システムはレンズ１３０の結像品質を測定するように構成する。レンズ１３０はいくつかの光学素子１３２を備え、これらは、レンズ１３０の設計に応じて、レンズ素子又はミラーとして構成することができる。レンズ１３０は、例えば図１に関して上記に記載したタイプのＥＵＶレンズであってもよく、「ＥＵＶレンズ３０」と称する。更に、レンズ１３０は、例えば２４８ｎｍ又は１９３ｎｍの、ＥＵＶ波長範囲の異なる波長に適合されるレンズとすることができる。レンズ１３０は瞳面１３３を備える。瞳面は、レンズ１３０の像面３４０における特定の視野点に収束される瞳面内の光の局所強度分布が、この視野点における角度分解極度分布に対応することを特徴とする。
【０１７１】
測定システム３１０は、ＥＵＶなどのレンズ１３０の動作波長に適合される波長を有する測定光３２１を生成するように構成される、測定光放射デバイス３１６を備える。測定光放射デバイス３１６は、例えば、図１に示す測定光放射デバイス１６と同様に構成してもよい。測定システム３１０はレンズの物体側３０に配置されるテストマスク３２４、レンズ１３０を保持するレンズホルダ３１２、絞りの形態の光変調デバイス３４２、検出器３６０及び評価デバイス３６２を更に備える。正確には、第１マスク２２４をレンズ１３０の物体面３２９に配置する。
【０１７２】
測定光３２１をテストマスク３２４に照射する。テストマスク３２４は回折テスト構造３２６を備える。図２６に示す実施形態において、テストマスク３２４は、その表面に反射多層スタック３１５及び吸収層３１８を有する反射レチクルとして構成する。吸収層３１８は測定光３２１に露光する。吸収層３１８はピンホールを含み、共に回折テスト構造３２６の下において反射表面を形成する。回折テスト構造３２６を測定光３２１で照明することにより、波面最適化球面形状を有するテスト波３１を生成する。代替実施形態によれば、テストマスク３２４は、カットアウトの形態のピンホールとして構成されるテスト構造３２５を有する透過マスクとして構成してもよい。
【０１７３】
測定光３２１をテスト構造３２６で回折し、レンズ１３０に向かって伝播するテスト波３３１を生成する。テスト構造３２６は図２４による第１回折テスト構造２２６と同様に構成してもよい。特にテスト構造３２６は、回折によって生成されるテスト波３３１が、ターゲット形状、例えば、円錐曲線断面の理想的な形状、特に球面から例えば０．１ｎｍ以下の最大偏差を持つ波面を有する拡大波であるように構成する。換言すれば、テスト波３３１の波面は大変良好に画定される。テスト波３３１も「波面最適化」波と称される。図２６に示す実施形態において、テスト波３３１の波面は波面最適化球面形状、換言すれば、「理想的な」球面波面を有する。
【０１７４】
図２６に示す実施形態において絞りである、上述の光変調デバイス３４２を、レンズ１３０の瞳面１３３に配置する。光変調デバイス３４２は透過領域の形態、特にカットアウト形態のいくつかの変調構造３４４を備え、この変調構造３４４を、テスト波３３１によって照明される瞳面１３３の全領域、すなわち瞳全体に亘るテスト位置３４３の２次元配列に配置する。
【０１７５】
２次元解像検出器である検出器３６０は、レンズ１３０の像面３４０からオフセットした位置に配置し、この像面３４０は、そこにテスト構造３２６が結像されるレンズ１３０の焦点面である。換言すれば、検出器３４０をデフォーカスされた位置に配置する。フォーカスオフセットは、検出器３４０の変調構造３４４によって生成された光スポットが相互に空間的に分離されるように選択する。オフセットは、レンズ１３０の開口数の２乗の測定光３２１の波長の商として定められる１レイリー長よりも大きくなるように選択することができる。
【０１７６】
検出器３６０上に生成される強度パターンを記録し、評価デバイス３６２による所定のターゲットパターンと比較する。強度パターンは、変調構造３４４によって生成される光スポットから形成する。ターゲットパターンは光スポットの相互の位置を画定する。記録された強度パターンのターゲットパターンとの比較によって、光スポットの位置の個々のターゲット位置からの逸脱を決定する。これらの逸脱より、レンズ１３０の結像品質、特にレンズ１３０の波面収差を決定する。光スポットの位置のそのターゲット位置からの測定された逸脱から、瞳面１３３におけるテスト波３３１の波面の傾斜を決定することができる。このようにして決定した傾斜から、瞳面１３３におけるテスト波３３１の全体的な波面を決定することができる。
【０１７７】
上述の回折テスト構造３２６によって生成された「理想的」球面波面を有するテスト波３３１を使用することにより、レンズ１３０の波面収差の非常に正確な測定が可能になり、 波面源による測定エラーを最小限に抑えることができる。
【０１７８】
テスト位置３４２の２次元配列に配置された、いくつかの変調構造を有する光変調デバイス３２４の代替配置として、各々がただ一つの変調構造を異なるテスト位置に有する、いくつかの光変調デバイスを使用してもよい。この場合、各々が異なる位置のカットアウを有する、例えば絞りの形態の光変調デバイスを交互に瞳面１３３に挿入し、その結果の検出器３６０上の光スポットのそれぞれの位置を各光変調デバイスに関して記録する。この場合、検出器３６０は像面３６０に配置してもよい。
【０１７９】
図２７〜図３２は、異なる実施形態における補正板４７０及び回折テスト構造４２６を備えるテストマスク４２４のいくつかの配置を示す。図に示す補正板４７０の配置により、回折テスト構造４２６における測定光４２１の回折から生成されるテスト波４３１の波面の更なる最適化が可能となり、この配置は、上述の測定システム１０，２１０，３１０の何れにも適用させることができる、すなわち、テストマスク４２４は、図１〜図２６に示すテストマスク２４，２２４又は３２４を適切に表す。
【０１８０】
テスト波４３１の波面の更なる最適化波面は、回折テスト構造４２６でテスト波４３１を生成する際、テストマスク４２４の横拡大（lateral extension）に対する効果を補正するように設計する。横拡大効果はテストマスク４２４の場合、大変重要になってきており、これはＥＵＶ波長に適合され、高いコントラストを有する。現在この波長において高い吸収又は高い反射を有する材料は知られていない。従って、テストマスク４２４の横拡大は、球面状などの所望のテスト波４３１の形状に対するテスト波４３１の波面歪度に影響を与える。以下の種々の実施形態に示す補正板４７０により、これらの波面歪度に対する補正が可能となり、これは所望の形状によって良好に適合される。
【０１８１】
図２７はテストマスク４２４を反射マスクとして構成する実施形態を示し、例えば、図３によるテストマスク２４、図２４によるテストマスク４２４及び図２６によるテストマスク３２４を表す。テストマスク４２４は、例えばＥＵＶ放射を反射する多層配置４７６及びピンホールを備える吸収層４７２を備え、このピンホールは多層配置４７６と共にピンホールの領域において回折テスト構造４２６を形成する。本発明によるいくつかの実施形態に関してすでに説明した様に、テスト波４３１は回折テスト構造４２６において照射される測定光４２１から生成される。補正板４７０はテスト波４３１のビーム経路、すなわち、測定光４２１と回折テスト構造４２６との相互作用の下流における測定光４２１のビーム経路に配置する。
【０１８２】
この実施形態の補正板４７０は測定光４２１に対する透過材料によって構成され、可変厚さを有する。例えば、補正板４７０は、特にＥＵＶ光の透過として構成される場合、適切な可変厚さを持つシリコン（Ｓｉ)、二酸化ケイ素、窒化ケイ素、又はジルコニウムで作ってもよい。 補正板４７０は、図２７に示す様に、テストマスクにほぼ平行に配置させてもよい、又はテスト波４３１の伝播方向４３２に垂直に配置させてもよい。何れの場合においても、補正板４７０の厚さの変化が、テスト波４３１への、テスト波４３１の伝播方向４３２に対して直角な方向に変化する光学効果となるようにする。
【０１８３】
図２７に示す実施形態における可変光学効果は可変位相シフト効果である。このことにより、テスト波４３１が補正板４２４を通過する際にテスト波４３１の波面が変わるように、テスト波４３１の光において位相シフトがもたらされる。テスト波４３１の波面の変化は、補正板４７０の厚さの変化による補正板４２４の光路長さの変化によって生じる。補正板４２４を通過したテスト波４３１には、ここでは、参照符号４３１ａを付す。テスト波４３１ａは更なる最適化波面、すなわち球面形状などの所望の形状に更に良好に適合された波面を有する。
【０１８４】
図２７に示す実施形態において、補正板４２４は、回折テスト構造４２６における入射測定光４２１の回折によって発生するテスト波４３１の遠視野に配置される。「遠視野」とは、この文脈において、回折テスト構造４２６からの距離ｄを指し、この距離ｄにおいてフレネル数Ｆは１より小さく、これを以下の様に定義する： 
【数７】
0006318140.tif 000010
ここでａはテスト構造を形成するピンホールの径であり、λは測定光４２１の波長である。
【０１８５】
図２８と図２７による実施形態との違いは、テストマスク４２４が透過マスクとして構成される点のみであり、従って、例えば、図１又は図２によるテストマスク２４、又は図２３又は図２５によるテストマスク２２４を表す。この場合の回折テスト構造４２４は、マスク４２４においてカットアウトとして構成されるピンホールである。
【０１８６】
図２９及び図３０の実施形態は、補正板４７０がそれぞれ２つの透過層４７１及び４７２を含む点で、図２７及び図２８の実施形態と異なる。２つの透過層４７１及び４７２はそれぞれ異なる材料より成り、各々が厚さの変化に適切に適合される。これらの材料は、それぞれの層を通過するテスト波４３１の測定光４２１における光路長さを定める強度吸収指数及び屈折率の両方において、それぞれが異なる様に選択する。層４７１及び４７２の材料は、シリコン、二酸化ケイ素、窒化ケイ素、又はジルコニウムの材料から選択したものの組み合わせであってもよい。従って、層４７１及び４７２の厚さを適切に変化させることにより、テスト波４１３ａが波面及び強度の均質性の両方において最適化されるような、テスト波４３１の光における可変位相シフト及び可変強度減衰がもたらされる。換言すれば、図２９及び図３０による補正板４７０により、得られる最適化テスト波４１３ａの振幅と位相の最適化が可能となる。
【０１８７】
図３１及び図３２に示す実施形態は、補正板４７０がそれぞれ個々のテストマスク４２４の底側に直接配置される点で、図２８及び図３０の実施形態とは異なる。これは一般的な例であり、この例において、補正板４７０は、回折テスト構造４２６において入射測定光４２１の回折によって発生するテスト波４３１の近視野に配置される。
【０１８８】
図３３〜図３５は、回折テスト構造５２６を備える反射テストマスク５２４の異なる実施形態を示す。これらの実施形態は、図６及び図７に示す反射テストマスク２４の実施形態の代替として採用してもよい。図３３〜図３５による実施形態は、これらが測定光５２１をマスク表面５２５にかすめ入射で放射する動作のために構成されている点で、図６及び図７に示す実施形態とは異なる。対照的に、図６及び図７によるマスクは、測定光がマスク表面に鋭い入射角度で放射される動作のために構成される。
【０１８９】
従って、図３による測定システム１０、図２４による測定システム２１０又は図２６による測定システム３１０は、個々のテストマスク２４、２２４又は３２４の代わりに、図３３〜図３５による任意の実施形態においてテストマスク５２４が利用できるように、個々の測定光２１、２２１又は３２１をかすめ入射で照射するように調整してもよい。
【０１９０】
図３３は、かすめ入射においてマスク表面５２５に照射される測定光５２１に対して低反射率を有する第１材料から成るキャリア層５８０を備えるテストマスク５２４の実施形態を示す。キャリア層５８０は、層厚に延在する凹部を有し、この凹部はかすめ入射において高反射率を有する第２材料のインサート５８２で充填される。インサート５８２の形状は、例えば円筒状である。インサート５８２は、キャリア層５８０の表面と共にテストマスク５２４の表面５２５を形成し、これは平らな表面である。キャリア層５８０に衝突する入射測定光５２１の光線５２１ａ及び５２１ｃは、少しの部分が反射され、低強度の反射光線５３１ａ及び５３１ｃとなる。回折テスト構造５２６を形成する、インサート５８２に衝突する入射測定光５２１の光線５２１ｂは、かなりの部分が反射され、高強度の反射光線５３１ｂとなる。光線５３１ａ、５３１ｂ及び５３１ｃは共にテスト波５３１を形成する。
【０１９１】
図３７は、ＥＵＶ光用のテストマスク５２４の面法線に対する入射角の関数としての、種々の材料の反射率曲線の例を示す。図示する材料は、モリブデン（Ｍｏ)、窒化タンタル（ＴａＮ）、ルビジウム（Ｒｕ)、窒化物（Ｎｉ）、シリコン（Ｓｉ)、二酸化ケイ素（ＳｉＯ２）及び窒化ケイ素（Ｓｉ３Ｎ４）である。低反射率の第１材料の例として、Ｓｉ、ＳｉＯ２及びＳｉ３Ｎ４がある。高反射率の第２材料の例として、Ｍｏ、ＴａＮ、Ｒｕ及びＮｉがある。一実施形態によれば、７０°の入射角を入射測定光５２１に対して選択してもよい。Ｓｉは第１材料として選択され、Ｍｏは第２材料として選択される。この場合、第１材料の反射率は０．００６％で、第２材料の反射率は７１％である。
【０１９２】
図３４は反射テストマスク５２４の更なる実施形態を示す。このテストマスク５２４は、その表面５２５に配置されたパッド５８３を有する低反射率の第１材料から成るキャリア層５８０を備える。このパッド５８３は回折テスト構造５２６を形成し、高反射率を有する第２材料の薄層から成る。
【０１９３】
図３５は反射テストマスク５２４の更なる実施形態を示す。このテストマスク５２４は、高反射率を有する第２材料から成るキャリア層５８０と、このキャリア層５８０の上面に配置された薄い最上層５８４とを備える。最上層５８４は、回折テスト構造５２６を形成するカットアウト５８５を有する。
【０１９４】
図３６は、図３３〜図３５に示す反射テストマスク５２４の何れかによる、回折テスト構造５２６のトップダウン図である。回折テスト構造５２６は、楕円形の細長い形状であり、その長軸が測定光５２１の入射方向と合うように配置される。
【０１９５】
細長い形状の回折テスト構造５２６の構成により、測定光５２１のかすめ入射によって生成される強い視差効果の補償が可能となる。丸い形状の回折テスト構造５２１を測定光５２１の入射方向から見ると、楕円形に見える。これを補償するためには、回折テスト構造を上述の細長い形状にする。一例によれば、回折テスト構造をアスペクト比２：９：１の楕円形に構成し、入射角７０°でテストマスク５２４に衝突する測定光５２１に適合させる。
【符号の説明】
【０１９６】
１０．測定システム
１２．波面源
１４．検出器
１５．評価デバイス
１６．測定光放射デバイス
１８．ＥＵＶ源
２０．照明光学ユニット
２１．測定光
２２．ミラー
２２−１．調整可能ミラー
２４．テストマスク
２６．テスト構造
２７．両矢印
２８．物体ホルダ
２９．物体面
３０．ＥＵＶレンズ
３１．テスト波
３２．ミラー
３２−１．調整可能ミラー
３４．筐体
３６．第１入射窓
３８．第２入射窓
５０．検査装置
５２．被検査基板
５４．表面
５６．検査光放射デバイス
６１．検査光
６２．変位テーブル
６３．両矢印
６４．検査検出器
６６．入射ビーム経路
６８．出射ビーム経路
７２．吸収層
７４．保護層
７６．多層配置
７８．キャリア
８０．第１多層層
８２．第２多層層
８４．第３多層層
８６．第４多層層
８７．レンズ視野
８８．照明カットアウト
８９．照明視野
９０．集光ミラー
９１．斜壁面
９２．更なる反射素子
９４．更なる反射素子
９５．照明及びレンズ視野
９６．拡散板
９８．吸収層
１００．反射防止コーティング
１０２．対向側
１０４．反対側
１０６、斜面領域
１０８．膜
１１０．キャリア層
１１２．反射コーティング
１１４−１．捕捉構造
１１４−２．捕捉構造
１１４−３．捕捉構造
１１４−４．捕捉構造
１１６．火線
１１８．追加ＥＵＶ源
１２０．追加照明光学ユニット
１２２．検査光放射デバイス
１３０．レンズ
１３２．光学素子
１３３．瞳面
２１０．測定システム
２１５．反射多層スタック
２１６．測定光放射デバイス
２１８．吸収層
２２１．測定光
２２４．第１テストマスク
２２６．第１回折テスト構造
２２８．自由開口部
２２９．物体面
２３１．テスト波
２３１０．第１ビーム
２３１＋１ ．第２ビーム
２３１-１ ．第３ビーム
２３１Ｒ０．基準波
２３１＋１，０．テスト光部
２３１Ｒ０，-１． 基準光部
２３３．テスト波の波面
２３４．基準ビーム
２４０．像面
２４４．第２テストマスク
２４５．反射面
２４６．第２回折テスト構造
２４８．自由開口部
２５６．基準波
２６０．検出器
２６２．評価デバイス
２６４．回折格子
３１０．反射多層スタック
３１２．測定システム
３１２．レンズホルダ
３１５．反射多層スタック
３１６．測定光放射デバイス
３１８．吸収層
３２１．測定光
３２４．テストマスク
３２６．回折テスト構造
３２９．物体面
３３１．テスト波
３４０．像面
３４２．光変調デバイス
３４３．テスト位置
３４４．変調構造
３６０．検出器
３６２．評価デバイス
４２１．測定光
４２４．テストマスク
４３１．テスト波
４３１ａ．最適化テスト波
４３２．テスト波の伝播方向
４７０．補正板
４７１．第１透過層
４７２．第２透過層
４７２．吸収層
４７６．多層配置
５２１．測定光
５２１ａ．入射測定光の光線
５２１ｂ．入射測定光の光線
５２１ｃ．入射測定光の光線
５２４．テストマスク
５２５．テストマスクの表面
５２６．回折テスト構造
５３１．テスト波
５３１ａ．反射光線
５３１ｂ．反射光線
５３１ｃ．反射光線
５８０．キャリア層
５８２．インサート
５８３．パッド
５８４．最上層
５８５．カットアウト
【図１】
0006318140.tif 000011
【図２】
0006318140.tif 000012
【図３】
0006318140.tif 000013
【図４】
0006318140.tif 000014
【図５】
0006318140.tif 000015
【図６】
0006318140.tif 000016
【図７】
0006318140.tif 000017
【図８】
0006318140.tif 000018
【図９】
0006318140.tif 000019
【図１０】
0006318140.tif 000020
【図１１】
0006318140.tif 000021
【図１２】
0006318140.tif 000022
【図１３】
0006318140.tif 000023
【図１４】
0006318140.tif 000024
【図１５】
0006318140.tif 000025
【図１６】
0006318140.tif 000026
【図１７】
0006318140.tif 000027
【図１８】
0006318140.tif 000028
【図１９】
0006318140.tif 000029
【図２０】
0006318140.tif 000030
【図２１】
0006318140.tif 000031
【図２２】
0006318140.tif 000032
【図２３】
0006318140.tif 000033
【図２４】
0006318140.tif 000034
【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
0006318140.tif 000041
【図３２】
0006318140.tif 000042
【図３３】
0006318140.tif 000043
【図３４】
0006318140.tif 000044
【図３５】
0006318140.tif 000045
【図３６】
0006318140.tif 000046
【図３７】
0006318140.tif 000047