(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
マイクロリソグラフィ投影レンズ（１６）の少なくとも１つのマニピュレータ（Ｍ１，Ｍ２，Ｍ３，Ｍ４；３６）をトラベルに沿って該少なくとも１つのマニピュレータを用いて光学要素の特性を操作することにより該投影レンズの少なくとも１つの光学要素（Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３，Ｌ４）の光学効果の行われることになる変更を定めるトラベル指令（３８；１３８）を生成することによって制御するための制御デバイス（１４；１１４）であって、
制御デバイスが、メリット関数を最適化することにより、前記投影レンズの状態特徴付け（３４）から前記少なくとも１つのマニピュレータに対する前記トラベル指令を生成するように構成され、
前記メリット関数は、少なくとも２つの指数表現の線形結合を含み、
前記光学要素（Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３，Ｌ４）の前記特性の前記操作を定義する前記少なくとも１つのマニピュレータ（Ｍ１，Ｍ２，Ｍ３，Ｍ４；３６）の設定が、トラベル変数を用いて表され、前記少なくとも２つの指数表現のそれぞれの基数が、該トラベル変数
0006333304.tif 000168
前記少なくとも２つの指数表現の指数が、異なる値を有する、
ことを特徴とする制御デバイス（１４；１１４）。
【請求項２】
前記少なくとも２つの指数表現は、異なる基数を有する、
ことを特徴とする請求項１に記載の制御デバイス。
【請求項３】
前記少なくとも２つの指数表現の前記指数は、各々が２よりも大きいか又はそれに等しい値を有する、
ことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の制御デバイス。
【請求項４】
前記少なくとも２つの指数表現の前記それぞれの基数は、各場合に商を含有し、その分子が、前記トラベル変数の前記関数を含有する項を含み、その分母が、該分子の該項に対するターゲット値と該ターゲット値に対する重み係数とを有する、
ことを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の制御デバイス。
【請求項５】
前記２つの指数の前記値の差が、少なくとも５である、
ことを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の制御デバイス。
【請求項６】
複数のマニピュレータを制御するように構成され、
前記状態特徴付け（３４）は、状態ベクトル（ｂ）によって特徴付けられる複数の状態パラメータ（ｂj）を含み、前記指数表現の各々が、前記マニピュレータの前記トラベルと該状態ベクトルとの間の関係を定義する感度マトリックス（Ｍ）を含む、
ことを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の制御デバイス。
【請求項７】
前記指数表現のうちの１つが、前記投影レンズ（１６）の像収差（ｂj）を説明する項を含む、
ことを特徴とする請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の制御デバイス。
【請求項８】
前記指数表現のうちの１つが、マイクロリソグラフィステップアンドスキャン投影露光装置（５０）の減衰収差を説明する項を含む、
ことを特徴とする請求項１から請求項７のいずれか１項に記載の制御デバイス。
【請求項９】
前記指数表現のうちの１つが、前記投影レンズの像収差の選択されたものの二乗平均平方根（ＲＭＳr）を説明する項を含む、
ことを特徴とする請求項１から請求項８のいずれか１項に記載の制御デバイス。
【請求項１０】
前記指数表現のうちの１つが、純粋オーバーレイ誤差を説明する項を含む、
ことを特徴とする請求項１から請求項９のいずれか１項に記載の制御デバイス。
【請求項１１】
前記指数表現のうちの１つが、前記投影レンズの光学要素（Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３，Ｌ４）の機械的後処理を用いて補正可能な誤差を説明する項を含む、
ことを特徴とする請求項１から請求項１０のいずれか１項に記載の制御デバイス。
【請求項１２】
前記メリット関数は、前記トラベルに対する少なくとも１つの暗黙的制約を含有する、
ことを特徴とする請求項１から請求項１１のいずれか１項に記載の制御デバイス。
【請求項１３】
マイクロリソグラフィ投影レンズ（１６）を調節するための調節装置（１０）であって、
前記投影レンズの状態特徴付け（３４）を確立するための測定システム（１２）と、
前記状態特徴付けからトラベル指令（３８）を生成するための請求項１から請求項１２のいずれか１項に記載の制御デバイス（１４）と、
を含むことを特徴とする調節装置（１０）。
【請求項１４】
前記測定システムは、波面測定デバイスとして構成される、
ことを特徴とする請求項１３に記載の調節装置。
【請求項１５】
マスク構造を結像するための投影レンズ（１６）と、
前記投影レンズの少なくとも１つの光学要素（Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３，Ｌ４）の光学効果をトラベルに沿って該光学要素の特性を操作することによって変更するように構成された少なくとも１つのマニピュレータ（Ｍ１，Ｍ２，Ｍ３，Ｍ４）と、
前記少なくとも１つのマニピュレータを制御するための請求項１から請求項１２のいずれか１項に記載の制御デバイス（１１４）と、
を含むことを特徴とするマイクロリソグラフィ投影露光装置（５０）。
【請求項１６】
マイクロリソグラフィ投影レンズ（１６）の少なくとも１つのマニピュレータ（Ｍ１，Ｍ２，Ｍ３，Ｍ４；３６）を制御する方法であって、
メリット関数の最適化を行うことによって前記少なくとも１つのマニピュレータのためのトラベル指令（３８；１３８）を生成する段階であって、
前記メリット関数が、少なくとも２つの指数表現の線形結合を含み、
光学要素の特性の操作を定義する前記少なくとも１つのマニピュレータの設定が、トラベル変数
0006333304.tif 000169
前記少なくとも２つの指数表現のそれぞれの基数が、該トラベル変数の関数を含有し、
前記少なくとも２つの指数表現の指数が、異なる値を有する、
前記生成する段階と、
前記投影レンズ（１６）の少なくとも１つの光学要素の光学効果を前記生成されたトラベル指令（３８；１３８）によって定められるトラベルに沿って前記少なくとも１つのマニピュレータを用いて該光学要素の特性を操作することによって変更する段階と、
を含むことを特徴とする方法。
【請求項１７】
前記トラベル指令は、請求項１から請求項１２のいずれか１項に記載の制御デバイス（１４；１１４）を用いて生成される、
ことを特徴とする請求項１６に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本出願は、２０１５年４月１０日出願のドイツ特許出願第１０  ２０１５  ２０６  ４４８．４号に対する優先権を主張するものである。この特許出願の開示全体は、本出願に引用によって組み込まれている。
【０００２】
本発明は、マイクロリソグラフィ投影レンズの少なくとも１つのマニピュレータを制御するための制御デバイス及び方法に関する。更に、本発明は、各々がそのような制御デバイスを有するマイクロリソグラフィ投影レンズを調節するための調節装置及びマイクロリソグラフィ投影露光装置に関する。
【背景技術】
【０００３】
マイクロリソグラフィ投影露光装置は、半導体構成要素の生産中に半導体ウェーハの形態にある基板上の構造の生成の役目をする。この目的に対して、投影露光装置は、露光工程中にマスク構造をウェーハ上に結像するための複数の光学要素を有する投影レンズを含む。
【０００４】
マスク構造をウェーハ上に可能な限り高精度に結像するためには、可能な限り小さい波面収差しか伴わない投影レンズが必要である。従って、投影レンズには、投影レンズの個々の光学要素の状態を変更することによって波面誤差を補正することを可能にするマニピュレータが装備される。そのような状態変更に関する例は、関連光学要素の６つの剛体自由度のうちの１又は２以上における位置の変更、熱及び／又は冷たさによる光学要素の衝撃、光学要素の変形、又は後処理デバイスを用いた光学要素での材料除去（ａｂｌａｔｉｏｎ）を含む。本出願の範囲では、そのような後処理デバイスはまた、その一般的な意味において投影レンズのマニピュレータであると理解される。
【０００５】
投影レンズの収差特性を補正するために実施されるマニピュレータの変更は、「マニピュレータ変更モデル」とも呼ぶトラベル生成最適化アルゴリズムを用いて計算される。一例として、そのような最適化アルゴリズムは、ＷＯ  ２０１０／０３４６７４  Ａ１に記載されている。
【０００６】
すなわち、従来技術から公知の最適化アルゴリズムは、次式の最適化問題を解くように構成することができる。
0006333304.tif 000002
ここで
0006333304.tif 000003
【０００７】
そのような最適化問題は、
0006333304.tif 000004
によって説明される制約を考慮して、
0006333304.tif 000005
によって説明される性能指数関数とも呼ぶメリット関数を最小にするように構成される。ここで、Ｍは、感度マトリックスを表し、ｘは、個々のマニピュレータに関するトラベルを有するトラベルベクトルを表し、ｂmessは、投影レンズの測定収差特性を説明する投影レンズの状態ベクトルを表し、
0006333304.tif 000006
は、ユークリッドノルムを表し、
0006333304.tif 000007
は、個々のトラベルｘiに関するそれぞれの固定限界を表している。
【０００８】
ここで、「トラベル」は、光学要素の状態変数の変更を意味すると理解され、この変更は、光学要素の光学効果を変更する目的でトラベルに沿ってマニピュレータ作動を用いて実施される。光学要素の状態変数の変更によって定められるそのようなトラベルは、関連マニピュレータのターゲット変更変数によって指定される。一例として、操作は、特定の方向の光学要素の変位で構成することができるが、それはまた、例えば、熱、冷たさ、力、特定の波長を有する光、又は電流による光学要素の衝撃、特に、局所又は２次元衝撃で構成することができる。更に、操作は、後処理デバイスを用いて実施されることになる光学要素での材料除去を定めることができる。一例として、ターゲット変更変数は、変位の場合に網羅される経路長又は網羅される角度範囲を定めることができる。
【０００９】
0006333304.tif 000008
によって定められる制約は、超過してはならないマニピュレータに対する厳しい変位限界を与える。最適化によって生成されるトラベル指令の形態の最適化結果は、全てのマニピュレータ構成に対して理想的であるわけではない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】ＵＳ２０１３／０１８８２４６Ａ１
【特許文献２】ＷＯ２０１０／０３４６７４Ａ１
【非特許文献】
【００１１】
【非特許文献１】Ｄａｎｉｅｌ  Ｍａｌａｃａｒａ編集、教科書「光学工場試験（Ｏｐｔｉｃａｌ  Ｓｈｏｐ  Ｔｅｓｔｉｎｇ）」、Ｊｏｈｎ  Ｗｉｌｅｙ  ＆  Ｓｏｎｓ，Ｉｎｃ．、第２版（１９９２年）、第１３．２．３章
【非特許文献２】Ｈ．Ｇｒｏｓｓ著「光学系のハンドブック（Ｈａｎｄｂｏｏｋ  ｏｆ  Ｏｐｔｉｃａｌ  Ｓｙｓｔｅｍｓ）」、第２巻、２００５年、Ｗｉｌｅｙ−ＶＣＨ  Ｖｅｒｌａｇ  ＧｍｂＨ  ＆  Ｃｏ．ＫｇａＡ、ヴァインハイム、２１５ページ、表２０−２
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
本発明の目的は、冒頭に示したタイプの制御デバイス及び方法を提供することであり、それによって上述の問題が解決され、特に、それによって生成されるトラベル指令の品質を改善することができる。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
一例として、本発明により、上述の目的は、マイクロリソグラフィ投影レンズの少なくとも１つのマニピュレータを制御するための制御デバイスによって達成することができる。少なくとも１つのマニピュレータは、これらのマニピュレータを用いて光学要素の特性をトラベルに沿って操作することによって投影レンズの少なくとも１つの光学要素の光学効果の行われることになる変更を定めるトラベル指令を生成することによって制御される。制御デバイスは、メリット関数を最適化することにより、投影レンズの状態特徴付けから少なくとも１つのマニピュレータのためのトラベル指令を生成するように構成される。ここで、メリット関数は、少なくとも２つの指数表現の線形結合を含む。光学要素の特性の操作を定義する少なくとも１つのマニピュレータの設定は、トラベル変数を用いて表され、少なくとも２つの指数表現のそれぞれの基数は、トラベル変数の関数を含む。更に、少なくとも２つの指数表現の指数は、異なる値を有する。本明細書の関連における「指数表現」という用語は、冪乗によって得られる表現を意味し、すなわち、指数表現は、ｂが基数であり、ｎが指数である時に表現ｂnによって定められる。
【００１４】
上述の投影レンズは、複数の光学要素を含み、この投影レンズを含む投影露光装置の作動中に、マスク構造をマスク平面から投影露光装置のウェーハ平面に配置されたウェーハ上に結像するように機能する。制御デバイスは、トラベル確立デバイスと呼ぶ場合もある。
【００１５】
トラベル変数は、１つだけのマニピュレータ設定を表すためのスカラー変数として、又は複数のマニピュレータの設定を表すためのベクトル変数として利用可能とすることができる。トラベル指令は、少なくとも１つのマニピュレータによって行われることになる少なくとも１つのトラベルを含む。ここで、トラベルは、このトラベルに沿って光学要素の特性を操作することによって行われる。「性能指数関数」と呼ぶ場合もあるメリット関数は、少なくとも２つの指数表現の線形結合、特に和を含む。言い換えれば、メリット関数は、加算中に必要に応じて重み付けすることができて各々が指数表現によって形成される少なくとも２つの加数を含む。数学において一般的に有効な定義により、指数表現の各１つは、基数と指数を有する。
【００１６】
２つの加数のそれぞれの基数は、トラベル変数の関数を含む。少なくとも２つの指数表現の指数の値は互いから異なる。異なる値を指数に割り当てることにより、メリット関数は、最適化中に関連のある少なくとも２つの異なる変数に対するターゲット値にターゲットを定めた方式で選択される異なる抵抗特性が与えられるように設計することができる。一例として、そのような変数は、マニピュレータの変位限界、機械的後処理を用いて行われる投影レンズの光学要素での材料除去、投影レンズの像収差、投影レンズの減衰収差、又は投影レンズのオーバーレイ誤差を含むことができる。ターゲット値の抵抗特性は、最適化中にターゲット値がどれ程正確に維持されるかを意味すると理解される。
【００１７】
この場合に遵守しなければならない限界、又は最小の偏差のみが存在する場合がある限界を表すターゲット値は、最大の抵抗特性を有し、この関連ではこのターゲット値を「厳しい」ターゲット値と呼ぶ。理想的には遵守しなければならないが、対価として最適化の他の特性、特に他のターゲット値をより確実に満たすことができる場合は偏差が許容されるターゲット値をこの関連では「緩い」ターゲット値と呼ぶ。
【００１８】
メリット関数の異なる指数表現は、各場合に最適化中に関連のある上述の異なる変数のうちの異なる１つを関連ターゲット値に関連付けるメリット関数成分又は部分メリット関数を定義することができる。本発明によるメリット関数の少なくとも２つの指数表現の指数に対する異なる値の付与の結果として、異なる変数のターゲット値に異なる抵抗特性を与えることができ、従って、最適化において変数の有意性は、ターゲットを定めた方式で制御することができる。特に、様々な変数に異なる重み付けを適用することができる。言い換えれば、最適化においてより重要な変数とそれ程重要でない変数との間でターゲットを定めた区別を付けることができる。それによって最適化の結果の品質、従って、生成されたトラベル指令の利用可能性が改善される。
【００１９】
一実施形態により、制御デバイスは、ＥＵＶ波長での作動に向けて構成された投影レンズの少なくとも１つのマニピュレータを制御するように具現化される。
【００２０】
本発明による更に別の実施形態により、少なくとも２つの指数表現は、異なる基数を有する。その結果、ターゲットを定めた基数の適応化により、最適化中に関連のある変数の抵抗特性を一層細かく、かつターゲットを定めた方式で設定することができる。ターゲットを定めた基数の適応化は、例えば、変数に割り当てられるターゲット値の重み付けパラメータの適切な選択によって実施することができる。別の実施形態により、異なる指数を有する少なくとも２つの指数表現は、同じ基数を有する。一例として、これは、メリット関数をテイラー級数展開として構成する範囲で起こる可能性がある。
【００２１】
更に別の実施形態により、少なくとも２つの指数表現の指数は、各々が２よりも大きいか又はそれに等しい値を有する。従って、少なくとも２つの指数表現の指数は、各々が２よりも大きいか又はそれに等しい異なる値を有する。一実施形態変形により、少なくとも２つの指数表現の指数は、各場合に３よりも大きいか又はそれに等しい、特に４よりも大きいか又はそれに等しい、又は５よりも大きいか又はそれに等しい値を有する。指数表現の値の適切な選択の結果として、それぞれの指数表現に起源を辿ることができるメリット関数成分の傾きに関してある最小値が存在し、従って、最適化中に関連のある変数に割り当てられるターゲット値の遵守が改善される。
【００２２】
更に別の実施形態により、少なくとも２つの指数表現のそれぞれの基数は、トラベル変数の関数を含む項を含む分子と、この分子の項に対するターゲット値、及びこのターゲット値に対する重み係数を有する分母とを各場合に有する商を含む。一実施形態変形により、重み係数は、少なくとも０．５という値を有し、特にこの値は、０．５と２．０の間にある。一実施形態により、第１の指数表現の基数の重み係数は、０．５から２．０の範囲にあり、第２の指数表現の基数の重み係数は、０．６から０．９５の範囲にある。この実施形態に従って、第１の指数表現は、「緩い」ターゲット値を有する部分メリット関数の少なくとも１つの成分を形成し、それに対して第２の指数表現は、「厳しい」ターゲット値を有する部分メリット関数の少なくとも１つの成分を形成する。従って、総合メリット関数は、対応する方式で少なくとも２つのターゲット値を異なって重み付けする。
【００２３】
更に別の実施形態により、メリット関数は、トラベル変数の凸関数又は凹関数である少なくとも１つの成分を有する。特に、全体メリット関数は、トラベル変数の凸関数又は凹関数である。
【００２４】
更に別の実施形態により、２つの指数の値の差は、少なくとも５、特に少なくとも１０である。一実施形態変形により、第１の指数表現の指数は、少なくとも２０という値、特に３６よりも大きい値を有する。一例示的実施形態により、第１の指数表現の指数は、２０から６０の範囲の値を有し、第２の指数表現の指数は、６から１０の範囲の値を有する。従って、第１の指数表現は、「厳しい」ターゲット値を有する部分メリット関数の少なくとも１つの成分を形成し、それに対して第２の指数表現は、「緩い」ターゲット値を有する部分メリット関数の少なくとも１つの成分を形成する。従って、総合メリット関数は、対応する方式で少なくとも２つのターゲット値を異なって重み付けする。
【００２５】
更に別の実施形態により、制御デバイスは、複数のマニピュレータを制御するように構成され、状態特徴付けは、状態ベクトルによって特徴付けられる複数の状態パラメータを含み、指数表現の各々は、マニピュレータのトラベルと状態ベクトルの間の関係を定義する感度マトリックスを含む。言い換えれば、感度マトリックスは、マニピュレータの移動の自由度に関するマニピュレータ感度を表している。マニピュレータＭsに関して、感度マトリックスは、マニピュレータＭsが１つの標準トラベルによって調節される時に投影レンズの状態ベクトルがどのように変化するかを定める。
【００２６】
更に別の実施形態により、指数表現のうちの１つは、投影レンズの像収差を表す項を含む。特に、像収差は、この場合にゼルニケ係数を用いて表される。
【００２７】
更に別の実施形態により、指数表現のうちの１つは、マイクロリソグラフィステップアンドスキャン投影露光装置の減衰収差を表す項を含む。ステップアンドスキャン投影露光装置では、マスクをウェーハ上に結像するときにマスクとウェーハが互いに対して移動する。減衰収差は、走査方向、すなわち、露光中のマスクとウェーハの間の相対移動方向に像収差がどのように変化するかに関する仕様を意味すると理解される。
【００２８】
更に別の実施形態により、指数表現のうちの１つは、投影レンズの像収差の中から選択される像収差の二乗平均平方根を表す項を含む。二乗平均平方根値は、「ＲＭＳ値」とも呼ぶ。一実施形態により、像収差の中から選択される像収差の二乗平均平方根を表す指数表現の指数は、少なくとも１０という値を有し、特にこの値は、１０と３０の間の範囲に収まる。従って、この指数表現は、「厳しい」ターゲット値を有する部分メリット関数の少なくとも１つの成分を形成する。二乗平均平方根値に対して像収差の中から選択される像収差は、例えば、ｊ≦１００、特に、ｊ≦６４、ｊ≦４９、ｊ≦２５、又はｊ≦１０である全てのゼルニケ係数Ｚjを含む。ゼルニケ係数Ｚjの定義に対しては、下記で説明する。
【００２９】
更に別の実施形態により、指数表現のうちの１つは、純粋なオーバーレイ誤差を表す項を含む。オーバーレイ誤差は、基板上での結像マスク構造の設定値位置に対するこの結像マスク構造の局所像位置変位を指定する。
【００３０】
更に別の実施形態により、指数表現のうちの１つは、投影レンズの光学要素の機械的後処理を用いて補正可能な誤差を表す項を含む。一例として、そのような誤差は、いわゆる内在的に補正された非球面（ＩＣＡｓ）を用いて補正される。これらの誤差は、光学要素として機能する非球面のその後の機械的処理によって低減又は排除される。
【００３１】
更に別の実施形態により、メリット関数は、トラベルに対する少なくとも１つの暗黙的制約を含む。そのような暗黙的制約は、例えば、ＷＯ２０１０／０３４６７４Ａ１の４５ページに記載されている（ａv）の下でのチコノフ正則化のメリット関数の場合にそうであるように、メリット関数の範囲で表される。それに対して、メリット関数の外側での明示的制約が説明される。
【００３２】
更に、本発明により、マイクロリソグラフィ投影レンズを調節するための調節装置を提供する。調節装置は、投影レンズの状態特徴付けを確立するための測定システムと、状態特徴付けからトラベル指令を生成するための上述の実施形態のうちの１つにおける制御デバイスとを含む。
【００３３】
調節装置の一実施形態により、測定システムは、波面測定デバイスとして構成される。特に、波面測定デバイスは、フィゾー干渉計又はシャックハルトマンセンサのような干渉計として構成することができる。
【００３４】
更に、本発明により、マイクロリソグラフィ投影露光装置を提供する。投影露光装置は、マスク構造を結像するための投影レンズと、投影レンズの少なくとも１つの光学要素の光学効果を光学要素の特性をトラベルに沿って操作することによって変更するように構成された少なくとも１つのマニピュレータと、少なくとも１つのマニピュレータを制御するための上述の実施形態のうちの１つにおける制御デバイスとを含む。
【００３５】
一実施形態により、投影露光装置が含む制御デバイスは、光学要素の加熱に起因して発生する少なくとも１つの光学要素の光学特性の変化をシミュレートし、このシミュレーションの結果に基づいて状態特徴付けを決定するように構成されたシミュレーションデバイスを含むことができる。更に別の実施形態により、投影露光装置は、ＥＵＶ波長領域の作動に向けて構成される。
【００３６】
更に、本発明により、マイクロリソグラフィ投影レンズの少なくとも１つのマニピュレータを制御する方法を提供する。本方法は、メリット関数の最適化を実施することによって少なくとも１つのマニピュレータのためのトラベル指令を生成する段階を含む。ここで、メリット関数は、少なくとも２つの指数表現の線形結合を含む。光学要素の特性の操作を定義する少なくとも１つのマニピュレータの設定は、トラベル変数を用いて表され、少なくとも２つの指数表現のそれぞれの基数は、トラベル変数の関数を含む。更に、少なくとも２つの指数表現の指数は、異なる値を有する。更に、本方法は、投影レンズの少なくとも１つの光学要素の光学効果を生成されたトラベル指令によって定められるトラベルに沿って光学要素の性質を少なくとも１つのマニピュレータを用いて操作することによって変更する段階を含む。
【００３７】
一実施形態により、トラベル指令は、上述の実施形態のうちの１つにおける制御デバイスを用いて生成される。
【００３８】
上記に列挙した本発明による制御デバイスの実施形態、例示的実施形態、及び実施形態変形等に関して指定した特徴は、本発明による方法に相応に移行することができる。それとは逆に、本発明による方法の実施形態、例示的実施形態、及び実施形態変形に関して指定した特徴は、本発明による制御デバイスに相応に移行することができる。本発明による実施形態のこれら及び他の特徴に関しては、図の説明及び特許請求の範囲に説明する。個々の特徴は、個別又は組合せのいずれかで本発明の実施形態として実施することができる。更に、それらは、独立に保護可能な有利な実施形態を説明することができ、それに対する保護は、本出願の係属中又はその後に適切な場合にのみ特許請求される。
【００３９】
本発明の上記及び更に別の有利な特徴を添付の概略図面を参照して以下に続く本発明による例示的実施形態の詳細説明において例示する。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】マイクロリソグラフィ投影レンズのマニピュレータと後処理デバイスとを制御するための本発明による制御デバイスの実施形態を示す図である。
【図２】投影レンズと投影レンズのマニピュレータを制御するための制御デバイスとを含む本発明によるマイクロリソグラフィ投影露光装置の実施形態を示す図である。
【図３】制御デバイスにおいて実行される最適化アルゴリズムのメリット関数の一部であるメリット関数成分のプロファイルを示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００４１】
以下に説明する例示的実施形態、実施形態、又は実施形態変形において、機能的又は構造的に互いに似通った要素には、可能な限り同じか又は類似の参照符号を付与している。従って、特定の例示的実施形態の個々の要素の特徴を理解するのに、他の例示的実施形態の説明又は本発明の基本説明を参照されたい。
【００４２】
説明を容易にするために、図面には、図内に例示する構成要素のそれぞれの位置関係を明らかにする直交ｘｙｚ座標系を示している。図１では、ｙ方向は作図平面と垂直にその中に延び、ｘ方向は、右向きに、ｚ方向は、上向きに延びている。
【００４３】
図１は、マイクロリソグラフィ投影露光装置の投影レンズ１６を調節するための調節装置１０を示している。調節装置１０は、投影レンズ１６の状態特徴付け３４を確立するための測定システム１２と、状態特徴付け３４からトラベル指令３８を生成するためのいわゆるトラベル確立デバイスの形態にある制御デバイス１４とを含む。
【００４４】
投影レンズ１６は、マスク構造を物体平面２４から像平面２８に結像するように機能し、例えば、２４８ｎｍ又は１９３ｎｍのような異なる波長の露光放射線に向けて設計することができる。この例示的実施形態において、投影レンズ１６は、ＥＵＶ波長領域の波長、例えば、１３．５ｎｍに向けて設計される。
【００４５】
測定システム１２は、投影レンズ１６の波面誤差を測定するように構成され、投影レンズ１６の入射側に照明デバイス１８及び測定マスク２２を含み、投影レンズの射出側に検出器３０及び評価デバイス３２を含む。照明デバイス１８は、検査される投影レンズ１６の作動波長であり、この場合はＥＵＶ放射線の形態にある測定放射線２０を生成し、この放射線を物体平面２４に配置された測定マスク２２上に放射するように構成される。本出願の範囲では、ＥＵＶ放射線は、１００ｎｍよりも短い波長、特に約１３．５ｎｍ又は約６．７ｎｍの波長を有する電磁放射線を意味すると理解される。多くの場合に「干渉マスク」とも呼ぶ測定マスク２２は、第１の周期構造を有する。像平面２８内には、第２の周期構造を有する像回折格子の形態にあるセンサ要素２６が配置される。測定マスク２２上の碁盤構造は、センサ要素２６内の碁盤構造と組み合わせることができる。剪断干渉法又は点回折干渉法の分野から当業者に公知の周期構造の他の組合せを使用することができる。
【００４６】
２次元で解像するカメラの形態にある検出器３０は、センサ要素２６の下方、正確に言えば投影レンズ１６の瞳平面に対して共役な平面に配置される。センサ要素２６と検出器３０は、合わさってセンサモジュールを形成する。測定マスク２２とセンサモジュールは、当業者に公知の剪断干渉計又は点回折干渉計を形成し、投影レンズ１６の波面誤差を測定するように機能する。この目的に対して、特に、当業者に公知の位相シフト法が適用される。
【００４７】
評価デバイス３２は、検出器３０によって記録された強度パターンから投影レンズ１６の状態特徴付け３４を確立する。この実施形態により、状態特徴付け３４は、投影レンズ１６の波面誤差を特徴付けるゼルニケ係数ｂjのセットを含む。
【００４８】
本出願では、例えば、Ｄａｎｉｅｌ  Ｍａｌａｃａｒａ編集の教科書「光学工場試験（Ｏｐｔｉｃａｌ  Ｓｈｏｐ  Ｔｅｓｔｉｎｇ）」、Ｊｏｈｎ  Ｗｉｌｅｙ  ＆  Ｓｏｎｓ，Ｉｎｃ．、第２版（１９９２年）の第１３．２．３章から公知であるゼルニケ関数
0006333304.tif 000009
は、例えばＵＳ２０１３／０１８８２４６Ａ１の段落［０１２５］〜［０１２９］に記載されているように、いわゆるフリンジ選別に従ってＺjで表し、この場合にｂjは、それぞれのゼルニケ多項式（「ゼルニケ関数」とも呼ぶ）に割り当てられたゼルニケ係数である。フリンジ選別は、例えば、Ｈ．Ｇｒｏｓｓ著「光学系のハンドブック（Ｈａｎｄｂｏｏｋ  ｏｆ  Ｏｐｔｉｃａｌ  Ｓｙｓｔｅｍｓ）」、第２巻、２００５年、Ｗｉｌｅｙ−ＶＣＨ  Ｖｅｒｌａｇ  ＧｍｂＨ  ＆  Ｃｏ．ＫｇａＡ、ヴァインハイムの２１５ページにある表２０−２に示されている。投影レンズの物体平面内のある点での波面偏差Ｗ（ρ，Φ）は、次に、瞳平面の極座標（ρ，Φ）に依存する方式で次式のように展開される。
0006333304.tif 000010
（１）
【００４９】
本出願の範囲では、ゼルニケ関数をＺj、すなわち、下付き添字ｊで表すのに対して、ゼルニケ係数は、ｂjで表している。ここで、当業者の間では、ゼルニケ係数ｂjは、多くの場合にＺｊで、すなわち、標準表記の添字を用いて、例えば、非点収差を表すＺ５及びＺ６のようにも表されることに注意しなければならない。
【００５０】
測定システム１２の評価デバイス３２によって確立された状態特徴付け３４は、制御デバイス１４に伝達され、制御デバイス１４は、このデータからトラベル指令３８を生成する。トラベル指令３８は、トラベルｘiとトラベル
0006333304.tif 000011
を含む。これらのトラベルｘiは、投影レンズ１６のマニピュレータＭsを制御するように機能し、それに対してトラベル
0006333304.tif 000012
は、投影レンズ１６の光学要素の機械的後処理のための後処理デバイス３６を制御するように機能する。本出願の範囲では、マニピュレータＭsと後処理デバイス３６の両方は、一般的な意味で投影レンズ１６のマニピュレータであると理解される。
【００５１】
図１に記載の実施形態において、投影レンズ１６は、４つの光学要素Ｌ１からＬ４だけを有する。全ての光学要素は、移動可能方式で装着される。この目的に対して、それぞれのマニピュレータＭs、すなわち、マニピュレータＭ１からＭ４のうちのそれぞれ１つが、光学要素Ｌ１からＬ４のうちの各々のものに割り当てられる。マニピュレータＭ１、Ｍ２、及びＭ３の各々は、割り当てた光学要素Ｌ１、Ｌ２、及びＬ３のｘ方向及びｙ方向への変位、従って、光学要素のそれぞれの反射面が内部に位置する平面に対して実質的に平行な変位を可能にする。
【００５２】
マニピュレータＭ４は、ｙ軸と平行に配置された傾斜軸４０の周りの回転によって光学要素Ｌ４を傾斜させるように構成される。その結果、Ｌ４の反射面の角度は、入射放射線に対して変更される。マニピュレータに対する更に別の自由度を考えることができる。すなわち、例えば、関連光学要素の光学面を交差するこの光学要素の変位、又は反射面に対して垂直な基準軸の周りの回転を可能にすることができる。
【００５３】
一般論として、予め決められたトラベルに沿って剛体移動を実施しながら、割り当てた光学要素Ｌ１からＬ４の変位をもたらすために、ここに例示するマニピュレータＭ１からＭ４のうちの各々が設けられる。一例として、そのようなトラベルは、異なる方向の並進移動、傾斜、及び／又は回転をあらゆる方式で組み合わせることができる。これに代えて又はこれに加えて、マニピュレータの適切な作動によって割り当てた光学要素の状態変数の異なる方式での変更をもたらすように構成されたマニピュレータを設けることも可能である。この点に関して、例えば、光学要素に特定の温度分布又は特定の力分布を印加することによって作動を実施することができる。この場合に、トラベルは、光学要素の温度分布変化の結果又は変形可能レンズ又は変形可能ミラーとして具現化された光学要素への局所張力の印加の結果としてのものとすることができる。
【００５４】
図示の場合では、トラベル指令３８に含まれるトラベルｘiは、マニピュレータＭ１からＭ４によって行われることになる変化を指定するトラベルｘ1、ｘ2、ｘ3、及びｘ4を含み、従って、投影レンズ１６のマニピュレータＭ１からＭ４を制御するように機能する。確立されたトラベルｘ1からｘ4は、トラベル信号を通して個々のマニピュレータＭ１からＭ４に伝達され、行われることになるそれぞれの補正トラベルをこれらのマニピュレータに与える。これらの補正トラベルは、発生した投影レンズ１６の波面誤差を補正するための割り当てた光学要素Ｌ１からＬ４の対応する変位を定める。マニピュレータが複数の自由度を有する場合に、複数のトラベルｘiをマニピュレータに伝達することができる。
【００５５】
トラベル指令３８が更に含むトラベル
0006333304.tif 000013
は、トラベル
0006333304.tif 000014
，
0006333304.tif 000015
，
0006333304.tif 000016
及び
0006333304.tif 000017
を含み、これらのトラベルは、図示の場合では、投影レンズ１６の光学要素Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３、及びＬ４のそれぞれの機械的後処理のための後処理デバイス３６を制御するように機能する。従って、トラベルｘ1からｘ4と同様に、トラベル
0006333304.tif 000018
から
0006333304.tif 000019
も、発生した投影レンズ１６の波面誤差を補正するように機能する。後処理デバイス３６は、レンズ又はミラーの形態にある光学要素の光学面における材料の機械的除去のためのデバイスを意味すると理解される。この除去は、光学要素の生産に続くものであり、特に球面を非球面に変化させるように機能する。従って、相応に後処理された光学要素を内在的に補正された非球面（ＩＣＡ）と呼ぶ。特に、ＩＣＡの機械的処理に通常使用される除去デバイスは、後処理デバイス３６として使用することができる。従って、下記ではこれらの除去を「ＩＣＡ除去」とも呼ぶ。一例として、機械的処理にイオンビームを使用することができる。イオンビームを使用することで、あらゆる補正プロファイルは、後処理光学要素内に製作することができる。
【００５６】
下記では、制御デバイス１４の機能を例示的に示す。制御デバイス１４は、トラベル生成最適化アルゴリズムを実施するように構成される。最適化アルゴリズムは、性能指数関数とも呼ばれるメリット関数Ｈを最適化するように機能する。
【００５７】
下記では、最適化アルゴリズムによって生成されるトラベル指令３８のトラベルは、トラベルベクトルｘと更に別のトラベルベクトルｘLとを含む１つのトラベル変数を用いて表している。トラベルベクトルｘのベクトル成分は、投影レンズ１６内に設けられたマニピュレータの上述の個々のトラベルｘiである。トラベルベクトルｘLのベクトル成分は、ＩＣＡ後処理デバイス３６及び
0006333304.tif 000020
を制御するように機能するトラベルである。トラベルｘi及び
0006333304.tif 000021
をトラベル変数とも呼ぶ。状態特徴付け３４は、上述のゼルニケ係数ｂjであるベクトル成分を有する状態ベクトルｂによって表される。ゼルニケ係数ｂjを状態パラメータとも呼ぶ。一実施形態変形により、状態変化の場合のマニピュレータの自由度に関するマニピュレータ、本発明の場合ではマニピュレータＭ１からＭ４の感度は、感度マトリックスＭを用いて表している。ここで、感度マトリックスＭは、標準トラベルｘi0によるマニピュレータの自由度ｉの調節と、そこからもたらされる投影レンズ１６の状態ベクトルｂの変化との間の関係を表している。
【００５８】
一実施形態により、本発明によるトラベル生成最適化アルゴリズムは、次式の最適化問題を解くように構成される。
ｍｉｎ（Ｈ）                                            （２）
【００５９】
そのような最適化問題の基本解に関する更なる詳細は、例えばＷＯ２０１０／０３４６７４Ａ１から、特に３８〜４５ページから達成することができる。
【００６０】
一実施形態により、メリット関数Ｈは、複数のメリット関数成分から次式のように構成される。
Ｈ＝Ｈb＋Ｈf＋Ｈovl＋Ｈx＋Ｈica＋Ｈrms                  （３）
ここで、成分Ｈbは、重み付き個々のゼルニケ係数ｂjを含む。Ｈfは、いわゆる減衰収差に関する仕様を含む。減衰収差は、投影露光装置の走査方向、すなわち、露光中のマスクとウェーハの間の相対移動の方向に像収差がどのように変化するかに関する仕様を意味すると理解される。Ｈovlは、いわゆるオーバーレイ誤差に関する仕様を含む。オーバーレイ誤差は、基板上の結像マスク構造の設定値位置に対するこの結像マスク構造の局所像位置変位を指定する。Ｈxは、マニピュレータＭsの境界条件を表している。Ｈicaは、後処理デバイス３６によって行われることになるＩＣＡ除去の境界条件を表している。Ｈx及びＨicaを用いて表される境界条件は、メリット関数Ｈの範囲で表されるので、いわゆる暗黙的制約が存在する。Ｈrmsは、ゼルニケ係数ｂjのグループ分けされたＲＭＳ値を含む。当業者に一般に知られているように、係数のＲＭＳ値は、係数の二乗和の平方根を意味すると理解される。
【００６１】
下記では、メリット関数成分Ｈbに関する例示的実施形態を説明する。個々のゼルニケ係数ｂjに対する条件は次式である。
0006333304.tif 000022
（４）
ここで、
0006333304.tif 000023
は、ゼルニケ係数ｂjに対するターゲット値又は予め決められた仕様である。Ｍは、上記で上述した感度マトリックスであり、ｘは、マニピュレータＭsに関するトラベルベクトルである。メリット関数Ｈ内でゼルニケ係数ｂjの寄与を表すメリット関数成分Ｈbは、次式の通りである。
0006333304.tif 000024
（５）
ここで、
0006333304.tif 000025
及び
0006333304.tif 000026
は、ユーザが自由に選択することができるパラメータを表している。一例示的実施形態により、対応するゼルニケ係数に対するそれぞれのターゲット値
0006333304.tif 000027
は、いわゆる「厳しい」ターゲット値である。このターゲット値は、０．６から０．９５の範囲の値をパラメータ
0006333304.tif 000028
に割り当てることによってそれぞれのパラメータ
0006333304.tif 000029
を選択する場合に考慮される。パラメータ
0006333304.tif 000030
は、ターゲット値
0006333304.tif 000031
に対する重み係数としても表される。「厳しいターゲット値」は、僅かだけ超えるか又は下回ることができるターゲット値を意味すると理解される。
【００６２】
代入
0006333304.tif 000032
及び
0006333304.tif 000033
を実施すると、Ｈbを次式のように表すことができる。
0006333304.tif 000034
（５’）
従って、Ｈbは、指数表現
0006333304.tif 000035
の線形結合である。これらの指数表現の基数
0006333304.tif 000036
は、トラベルベクトルｘの関数、従って、トラベル変数ｘiの関数を含む。上述の自由に選択可能なパラメータ
0006333304.tif 000037
は、上述の指数表現の関連指数である。この例示的実施形態において、ターゲット値
0006333304.tif 000038
は「厳しい」ターゲット値であるので、１０よりも大きい値、特に１８よりも大きい値が、それぞれの指数
0006333304.tif 000039
に割り当てられる。一例示的実施形態により、それぞれの指数
0006333304.tif 000040
に割り当てられる値は、各々１０から３０の範囲にある。
【００６３】
図３に描示したグラフは、メリット関数成分Ｈbを基数
0006333304.tif 000041
の関数として示している。このグラフから読み取ることができることは、指数
0006333304.tif 000042
の選択の結果として、
0006333304.tif 000043
が、大きさに関して重み付きターゲット値ｓｂjに近い時に、この関数が非常に急勾配になることである。ゼルニケ係数ｂjにおける異常値、すなわち、ターゲット値よりも大きいか又は下回るｂjの値は受け入れられるが、これらの異常値は強度に重み付けされるので、実際の項に現れることは殆どない。
【００６４】
下記では、メリット関数成分Ｈfに関する例示的実施形態を説明する。いわゆる減衰収差
0006333304.tif 000044
は、測定ゼルニケ収差ｂjから計算することができる。減衰収差
0006333304.tif 000045
に対する条件は次式の通りである。
0006333304.tif 000046
（６）
この場合に、次式が成り立つ。
0006333304.tif 000047
（７）
ここで、
0006333304.tif 000048
は、減衰収差
0006333304.tif 000049
に対するターゲット値又は予め決められた仕様である。和ｍは、投影露光装置の走査方向に沿った全ての視野点にわたって取られる。パラメータｗmは、いわゆる走査重み付け、すなわち、走査移動に起源を辿ることができる像収差の重み付けを表している。
0006333304.tif 000050
は、減衰収差
0006333304.tif 000051
に対する感度マトリックスを表し、従って、１つの標準トラベルｘ0によってマニピュレータＭsを調節する時の減衰収差に起因する投影レンズの状態ベクトルｂの変化を定める。
【００６５】
メリット関数Ｈ内で減衰収差の寄与を表すメリット関数成分Ｈfは次式の通りである。
0006333304.tif 000052
（８）
ここで、
0006333304.tif 000053
及び
0006333304.tif 000054
は、ユーザが自由に選択することができるパラメータを表している。一例示的実施形態により、対応する減衰収差に対するそれぞれのターゲット値
0006333304.tif 000055
は、いわゆる「厳しい」ターゲット値である。このターゲット値は、０．６から０．９５の範囲の値をパラメータ
0006333304.tif 000056
に割り当てることによってそれぞれのパラメータ
0006333304.tif 000057
を選択する場合に考慮される。パラメータ
0006333304.tif 000058
は、ターゲット値
0006333304.tif 000059
に対する重み係数としても表される。
【００６６】
従って、Ｈbは、指数表現
0006333304.tif 000060
の線形結合である。これらの指数表現の基数
0006333304.tif 000061
は、トラベルベクトルｘの関数、従って、トラベル変数ｘiの関数を含む。上述の自由に選択可能なパラメータ
0006333304.tif 000062
は、上述の指数表現の関連指数である。この例示的実施形態において、ターゲット値
0006333304.tif 000063
は「厳しい」ターゲット値であるので、１０よりも大きい値、特に１８よりも大きい値が、それぞれの指数
0006333304.tif 000064
に割り当てられる。一例示的実施形態により、それぞれの指数
0006333304.tif 000065
に割り当てられる値は、各々１０から３０の範囲にある。
【００６７】
基数
0006333304.tif 000066
の関数としてのメリット関数成分Ｈfのプロファイルは、図３に示すメリット関数成分Ｈbのプロファイルに実質的に対応する。従って、図３に記載のグラフのプロファイルに関して上記に行った説明は、Ｈfのプロファイルに転用することができる。
【００６８】
下記では、メリット関数成分Ｈovlに関する例示的実施形態を説明する。オーバーレイ誤差は、例えば、孤立線、格子配置線、円形構造などのような異なる構造タイプに対して決定される。異なる構造タイプを添字ｐで表している。構造タイプｐの関数としてのオーバーレイ誤差と視野点ｍとを積
0006333304.tif 000067
によって表している。ここで、ＳＺｐは、個々のゼルニケ係数ｂjに対する視野点依存重み付けを含むマトリックスである。従って、オーバーレイ誤差
0006333304.tif 000068
は、個々のゼルニケ係数ｂjの線形結合によって形成される。
【００６９】
最適化アルゴリズムにおけるオーバーレイ誤差
0006333304.tif 000069
に対する条件は次式の通りである。
0006333304.tif 000070
（９）
ここで、次式が成り立つ。
0006333304.tif 000071
（１０）
ここで、
0006333304.tif 000072
は、構造タイプｐのオーバーレイ誤差に対するターゲット値又は予め決められた仕様である。マトリックスＭは、メリット関数成分Ｈbに関して上記で上述した感度マトリックスである。ｍａｘ関数は、全ての視野点ｍにわたる最大値を決定する。
【００７０】
メリット関数Ｈ内でオーバーレイ誤差の寄与を表すメリット関数成分Ｈovlは、次式の通りである。
0006333304.tif 000073
（１１）
ここで、
0006333304.tif 000074
及び
0006333304.tif 000075
は、ユーザが自由に選択することができるパラメータを表している。一例示的実施形態により、対応するオーバーレイ誤差に対するそれぞれのターゲット値
0006333304.tif 000076
は、いわゆる「厳しい」ターゲット値である。このターゲット値は、０．６から０．９５の範囲の値をパラメータ
0006333304.tif 000077
に割り当てることによってそれぞれのパラメータ
0006333304.tif 000078
を選択する場合に考慮される。パラメータ
0006333304.tif 000079
は、ターゲット値
0006333304.tif 000080
に対する重み係数としても表される。
【００７１】
従って、Ｈovlは、指数表現
0006333304.tif 000081
の線形結合である。これらの指数表現の基数
0006333304.tif 000082
は、トラベルベクトルｘの関数、従って、トラベル変数ｘiの関数を含む。上述の自由に選択可能なパラメータ
0006333304.tif 000083
は、上述の指数表現の関連指数である。この例示的実施形態において、ターゲット値
0006333304.tif 000084
は「厳しい」ターゲット値であるので、１０よりも大きい値、特に１８よりも大きい値が、それぞれの指数
0006333304.tif 000085
に割り当てられる。一例示的実施形態により、それぞれの指数
0006333304.tif 000086
に割り当てられる値は、各々１０から３０の範囲にある。
【００７２】
基数
0006333304.tif 000087
の関数としてのメリット関数成分Ｈovlのプロファイルは、図３に示すメリット関数成分Ｈbのプロファイルに実質的に対応する。従って、図３に記載のグラフのプロファイルに関して上記に行った説明は、Ｈovlのプロファイルに転用することができる。
【００７３】
下記では、メリット関数成分Ｈxに関する例示的実施形態を説明する。マニピュレータＭsのトラベルｘiは、下限値
0006333304.tif 000088
と
上限値
0006333304.tif 000089
を有し、従って、次式が適用される。
0006333304.tif 000090
（１２）
【００７４】
上述したように、個々のｘiは、マニピュレータＭsの１つの自由度を表し、個々のマニピュレータは、１又は２以上の自由度を有することができる。次式（１３）、（１４）、（１５）の代入式：
0006333304.tif 000091
（１３）
0006333304.tif 000092
（１４）
0006333304.tif 000093
（１５）
を使用すると、式（１２）は、以下の形式に表すことができる。
0006333304.tif 000094
（１６）
マニピュレータの限界値に関するメリット関数成分Ｈxは、次に、次式として表される。
0006333304.tif 000095
（１７）
ここで、添字ｉの和は、全てのマニピュレータＭsの全ての自由度にわたって取られる。ユーザが自由に選択することができるパラメータは、
0006333304.tif 000096
及び
0006333304.tif 000097
である。限界値
0006333304.tif 000098
及び
0006333304.tif 000099
は、いわゆる「厳しい」ターゲット値である。このターゲット値は、０．６から０．９５の範囲の値をパラメータ
0006333304.tif 000100
に割り当てることによって対応するパラメータ
0006333304.tif 000101
を選択する場合に考慮される。
【００７５】
従って、Ｈxは、指数表現
0006333304.tif 000102
の線形結合である。これらの指数表現の基数
0006333304.tif 000103
は、トラベルベクトルｘの関数、従って、トラベル変数ｘiの関数を含む。上述の自由に選択可能なパラメータ
0006333304.tif 000104
は、上述の指数表現の関連指数である。この例示的実施形態において、限界値
0006333304.tif 000105
及び
0006333304.tif 000106
は「厳しい」ターゲット値であるので、１０よりも大きい値、特に１８よりも大きい値がそれぞれの指数
0006333304.tif 000107
に割り当てられる。一例示的実施形態により、それぞれの指数
0006333304.tif 000108
に割り当てられる値は、各々１０から３０の範囲にある。
【００７６】
基数
0006333304.tif 000109
の関数としてのメリット関数成分Ｈxのプロファイルは、図３に示すメリット関数成分Ｈbのプロファイルに実質的に対応する。従って、図３に記載のグラフのプロファイルに関して上記に行った説明は、Ｈxのプロファイルに転用することができる。
【００７７】
下記では、メリット関数成分Ｈicaに関する例示的実施形態を説明する。既に上述のように、Ｈicaは、図１に記載の投影レンズ１６の光学要素Ｌ１からＬ４のような個々の光学要素に対して後処理デバイス３６を用いて達成されるＩＣＡ除去の境界条件を表している。ＩＣＡ除去を用いて光学要素内に生成されるプロファイル
0006333304.tif 000110
をｎ個の基底関数
0006333304.tif 000111
の和として次式のように表すことができる。
0006333304.tif 000112
（１８）
ここで、ｘK及びｙKは、関連光学要素Ｌ上の直交ｘ座標及び直交ｙ座標を表している。一例示的実施形態により、基底関数
0006333304.tif 000113
は、投影レンズ１６の測定ゼルニケ係数ｂjからＩＣＡ除去に対する感度を含む変換マトリックスを用いて計算される。ここで、基底関数
0006333304.tif 000114
は、ゼルニケ多項式の和を含む。これに代えて、基底関数
0006333304.tif 000115
は、スプライン関数、ルジャンドル多項式等から構成することができる。
【００７８】
ＩＣＡ除去のピーク・ツー・バレー関数ＰＶLを次式として定める。
0006333304.tif 000116
（１９）
得られるプロファイル
0006333304.tif 000117
に対する限界条件は次式の通りである。
0006333304.tif 000118
（２０）
ここで、ターゲット値
0006333304.tif 000119
は、イオンビーム生成工程によって決定される値である。式（２０）は、プロファイルの変動が、任意に大きくなることができないことを確実にする。説明しているこの例示的実施形態により、「厳しい」ターゲット値ほど厳密に遵守する必要がない対応するターゲット値
0006333304.tif 000120
は、いわゆる「緩い」ターゲット値である。
【００７９】
ＩＣＡ除去の限界値に関するメリット関数成分Ｈicaは次式の通りである。
0006333304.tif 000121
（２１）
添字Ｌの和は、ＩＣＡ除去が提供される全ての光学要素にわたって取られ、ｋにわたる和は、関連光学要素を説明するのに使用される全ての基底関数にわたって取られる。
【００８０】
更に、
0006333304.tif 000122
及び
0006333304.tif 000123
は、ユーザが自由に選択することができるパラメータを表している。ＩＣＡ除去の対応するプロファイルに対するターゲット値
0006333304.tif 000124
は「緩い」ターゲット値であるので、０．５から２．０の範囲の値がパラメータ
0006333304.tif 000125
に割り当てられる。パラメータ
0006333304.tif 000126
は、ターゲット値
0006333304.tif 000127
に対する重み係数としても表される。
【００８１】
従って、Ｈicaは、指数表現
0006333304.tif 000128
の線形結合である。これらの指数表現の基数
0006333304.tif 000129
は、上述のトラベルベクトル
0006333304.tif 000130
の関数、従って、トラベル変数
0006333304.tif 000131
の関数を含む。上述の自由に選択可能なパラメータ
0006333304.tif 000132
は、上述の指数表現の関連指数である。この例示的実施形態において、ターゲット値
0006333304.tif 000133
は「緩い」ターゲット値であるので、３から１０までの値が指数
0006333304.tif 000134
に割り当てられる。
【００８２】
基数
0006333304.tif 000135
の関数としてのメリット関数成分Ｈicaのプロファイルは、図３に示すメリット関数成分Ｈbのプロファイルから−１及び＋１の場所に配置された垂直線への接近がそれ程急勾配ではなく、これらの線がより有意に超えられることにおいて実質的に異なる。
【００８３】
下記では、メリット関数成分Ｈrmsに関する例示的実施形態を説明する。この目的に対して、グループ分けされたＲＭＳ値ＲＭＳrを次式として定める。
0006333304.tif 000136
（２２）
ここで、ｒは、グループ分けされたＲＭＳ値ＲＭＳrの指数である。一例として、グループ分けは、対応するゼルニケ係数ｂjを「球面収差」、「コマ収差」、「非点収差」などのカテゴリに分類することによって行われる。ｊにわたる和は、ゼルニケ次数にわたる和であり、
0006333304.tif 000137
は、指数ｒを有するＲＭＳ値への個々のゼルニケ寄与ｂjの重み付けであり、最大値は、投影レンズ１６の像視野の全ての視野点ｍにわたって確立される。異なる実施形態により、グループ分けされたＲＭＳ値ＲＭＳrは、ｊ≦１０、ｊ≦２５、ｊ≦４９、ｊ≦６４、又はｊ≦１００である全てのゼルニケ係数Ｚｊを含む。
【００８４】
ＲＭＳ値に対する条件は、次式の通りである。
0006333304.tif 000138
（２３）
ここで、
0006333304.tif 000139
は、指数ｒを有するＲＭＳ値に対するターゲット値又は予め決められた仕様である。メリット関数Ｈ内でＲＭS値の寄与を表すメリット関数成分Ｈrmsは次式の通りである。
0006333304.tif 000140
（２４）
ここで、
0006333304.tif 000141
及び
0006333304.tif 000142
は、ユーザが自由に選択することができるパラメータを表している。一例示的実施形態により、対応するＲＭＳ値に対するそれぞれのターゲット値
0006333304.tif 000143
は、いわゆる「厳しい」ターゲット値である。このターゲット値は、０．６から０．９５の範囲の値をパラメータ
0006333304.tif 000144
に割り当てることによってそれぞれのパラメータ
0006333304.tif 000145
を選択する場合に考慮される。パラメータ
0006333304.tif 000146
は、ターゲット値
0006333304.tif 000147
に対する重み係数としても表している。
【００８５】
従って、Ｈrmsは、指数表現
0006333304.tif 000148
の線形結合である。これらの指数表現の基数
0006333304.tif 000149
は、トラベルベクトルｘの関数、従って、トラベル変数ｘiの関数を含む。上述の自由に選択可能なパラメータ
0006333304.tif 000150
は、上述の指数表現の関連指数である。この例示的実施形態において、ターゲット値
0006333304.tif 000151
は「厳しい」ターゲット値であるので、２０よりも大きい値、特に３６よりも大きい値がそれぞれの指数
0006333304.tif 000152
に割り当てられる。一例示的実施形態により、指数
0006333304.tif 000153
に割り当てられる値は、２０から６０の範囲にある。
【００８６】
基数
0006333304.tif 000154
の関数としてのメリット関数成分Ｈrmsのプロファイルは、図３に示すメリット関数成分Ｈbのプロファイルに実質的に対応する。従って、図３に記載のグラフのプロファイルに関して上記に行った説明は、Ｈrmsのプロファイルに転用することができる。
【００８７】
パラメータ
0006333304.tif 000155
，
0006333304.tif 000156
，
0006333304.tif 000157
，
0006333304.tif 000158
，
0006333304.tif 000159
及び
0006333304.tif 000160
は、個々のメリット関数成分にこのように出現する指数
0006333304.tif 000161
，
0006333304.tif 000162
，
0006333304.tif 000163
，
0006333304.tif 000164
，
0006333304.tif 000165
及び
0006333304.tif 000166
が少なくとも２つの異なる値を有するように選択される。言い換えれば、他の指数と異なる値を有する少なくとも１つの指数が存在する。更に別の例示的実施形態により、上述の指数は複数の異なる値を有し、特に指数の各々が異なる値を有する。その結果、最適化中に異なる最適化変数の重み付けは、ターゲットを定めた方式で個々に設定することができ、従って、最適化の結果は、存在する境界条件に理想的に適応させることができる。
【００８８】
図２は、マイクロリソグラフィ投影露光装置５０の本発明による実施形態を示している。この実施形態は、ＥＵＶ波長領域での作動に向けて設計されている。この作動波長の結果として、全ての光学要素はミラーとして具現化される。しかし、本発明は、ＥＵＶ波長領域の投影露光装置に限定されない。例えば、本発明による更に別の実施形態は、例えば、３６５ｎｍ、２４８ｎｍ、又は１９３ｍｍのようなＵＶ範囲の作動波長に向けて設計される。この場合に、光学要素の少なくとも一部は、従来の透過レンズ要素として構成される。
【００８９】
図２に記載の投影露光装置１０は、露光放射線５４を生成するための露光放射線源５２を含む。本発明の場合では、露光放射線源５２は、ＥＵＶ光源として具現化され、例えば、プラズマ放射線源を含むことができる。露光放射線５４は、最初に照明光学ユニット５６を通過し、それによってマスク５８上に案内される。照明光学ユニット５６は、マスク５８上に入射する露光放射線５４の異なる角度分布を生成するように構成される。ユーザが望む照明設定に基づいて、照明光学ユニット５６は、マスク５８上に入射する露光放射線５４の角度分布を構成する。選択可能な照明設定に関する例は、いわゆる二重極説明、環状説明、及び四重極説明を含む。
【００９０】
マスク５８は、ウェーハの形態にある基板６４上に結像されるマスク構造を有し、マスク変位台６０上に変位可能に装着される。図２に示すように、マスク５８は、反射マスクとして具現化することができ、又はこれに代えて、特にＵＶリソグラフィに向けて透過マスクとして構成することができる。図２に記載の実施形態において、露光放射線５４はマスク５８で反射され、その後に、図１に記載の調節装置１０を参照して上述した投影レンズ１６を通過する。投影レンズは、マスク５８のマスク構造を基板６４上に結像するように機能する。露光放射線５４は、ここではミラーの形態にある複数の光学要素を用いて投影レンズ１６内で案内される。基板６４は、基板変位台６６上に変位可能に装着される。投影露光装置５０は、いわゆるスキャナ又はいわゆるステッパとして設計することができる。
【００９１】
実施形態が、ステップアンドスキャン投影露光装置とも呼ばれるスキャナである場合に、マスク５８を基板６４上に結像する各段階、すなわち、基板６４上の視野を露光する各段階中に、マスク変位台６０と基板変位台６６とが反対方向に移動される。図２に示すように、この場合に、例えば、マスク変位台６０は、左に向く走査方向６２に移動し、基板変位台は、右に向く走査方向６８に移動する。メリット関数成分Ｈfの説明の関連で上述した減衰収差は、そのようなスキャナの視野露光中の走査移動に起源を辿ることができる。
【００９２】
投影露光装置５０は、マスク変位台６０及び基板変位台６６を含む露光工程を制御するための中央コントローラ７２を更に含む。投影露光装置１０は、マニピュレータＭ１からＭ４を制御するための制御デバイス１１４を更に含む。制御デバイス１１４は、更に、状態符号器８０とトラベル確立デバイス８６を含む。状態符号器８０は、投影レンズ１６の現在の状態特徴付け３４ａをトラベル確立デバイス８６に送信し、トラベル確立デバイス８６は、これらのデータからトラベル指令１３８を生成する。トラベル指令１３８は、トラベルｘi、図示の場合ではトラベルｘ1、ｘ2、ｘ3、及びｘ4を含む。これらのトラベルは、図１に記載の調節装置１０に関して上記でより詳細に説明したように、マニピュレータＭ１からＭ４を制御するように機能する。
【００９３】
トラベル確立デバイス８６によって生成されるトラベル指令１３８は、マニピュレータＭ１からＭ４によって行われることになる変更をトラベルｘiに対応する光学要素Ｌ１からＬ４の状態変数の形態で含む。確立されたトラベルｘiは、トラベル信号を通して個々のマニピュレータＭ１からＭ４に伝達され、それらは、行われることになるそれぞれの補正トラベルをこれらのマニピュレータに与える。これらの補正トラベルは、発生した投影レンズ１６の波面誤差を補正するための割り当てた光学要素Ｌ１からＬ４の対応する変位を定める。トラベルｘiを確立するために、トラベル確立デバイス８６は、波面を特徴付けるゼルニケ係数ｂjの形態にあるそれぞれ最新の状態特徴付け３４ａを特に露光工程が行われる時に状態符号器８０から受け入れる。
【００９４】
一実施形態により、トラベル確立デバイス８６は、基板６４の露光中に数回更新されるトラベルｘiを生成する。一実施形態により、状態符号器８０は、メモリ８２とシミュレーションデバイス８４を有する。投影レンズ１６において波面測定を用いて確立された収差パラメータの形態にある状態特徴付け３４は、メモリ８２に格納される。これらの測定結果は、図１を参照して記述した測定システム１２のような外部の波面測定システムを用いて収集することができる。しかし、これに代えて、基板変位台６６内に組み込まれた波面測定デバイス７０によって状態特徴付け３４を測定することができる。一例として、そのような測定は、定期的にウェーハの各露光の後に、又は各場合にウェーハの完全セットを露光した後に行うことができる。これに代えて、測定の代わりに、シミュレーション又はシミュレーションと低減した測定との組合せを行うことも可能である。
【００９５】
ゼルニケ係数の形態にある収差パラメータの形態にあり、メモリ８２に格納された状態特徴付け３４の測定値は、露光工程中に各場合にシミュレーションデバイス８４によって必要に応じて最新の状態に適応される。一実施形態変形により、中央コントローラ７２は、現在の照射強度７４をシミュレーションデバイス８４に定期的に伝達する。この照射強度から、かつそれぞれの照明設定に基づいて、シミュレーションデバイス８４は、レンズ要素の加熱によって引き起こされる収差パラメータの変化を計算する。更に、シミュレーションデバイスは、投影露光装置１０の周囲圧力をモニタする圧力センサ７６から測定値を継続的に取得する。作動パラメータに対する周囲圧力の変化の影響は、シミュレーションデバイス８４によって考慮される。
【００９６】
図２に記載の投影露光装置５０の制御デバイス１１４は、制御デバイス１１４が状態符号器８０を通して波面測定デバイスによって測定された状態特徴付け３４を現在の照明強度７４を用いて現在の状態特徴付け３４ａに変換する点で図１に記載の調節装置１０のコントローラ１４とは異なる。制御デバイス１１４のトラベル確立デバイス８６の機能は、コントローラ１４の機能に対応するが、制御デバイス１１４によって生成されるトラベル指令１３８が、マニピュレータのトラベルｘiを有するトラベルベクトルｘのみを含み、ＩＣＡ後処理デバイス３６を制御するためのトラベルベクトルｘLを含まないという制約を有する。
【００９７】
例示的実施形態のこの説明は例示的あると理解されるものとする。それによって達成される開示は、第１に当業者が本発明とそれに関連付けられた利点とを理解することを可能にし、第２に当業者の理解において同じく明らかである本説明の構造及び方法の変更及び修正を包含する。従って、そのような変更及び修正が特許請求の範囲及びその均等物における定義に即した本発明の範囲に収まる限り、全てのそのような変形及び修正は、特許請求の範囲の保護によってカバーされるように意図している。
【符号の説明】
【００９８】
１０  調節装置
１２  測定システム
１４  制御デバイス
１６  投影レンズ
１８  照明デバイス
２０  測定放射線
２２  測定マスク
２４  物体平面
２６  センサ要素
２８  像平面
３０  検出器
３２  評価デバイス
３４  状態特徴付け
３４ａ  現在の状態特徴付け
３６  後処理デバイス
３８  トラベル指令
４０  傾斜軸
５０  投影露光装置
５２  露光放射線源
５４  露光放射線
５６  照明光学ユニット
５８  マスク
６０  マスク変位台
６２  マスク変位台の走査方向
６４  基板
６６  基板変位台
６８  基板変位台の走査方向
７０  波面測定デバイス
７２  中央コントローラ
７４  現在の放射線強度
７６  圧力センサ
８０  状態符号器
８２  メモリ
８４  シミュレーションデバイス
８６  トラベル確立デバイス
１１４  制御デバイス
１３８  トラベル指令
Ｌ１−Ｌ４  光学要素
Ｍ１−Ｍ４  マニピュレータ
ｂ  状態ベクトル
ｘi  マニピュレータに関するトラベル
0006333304.tif 000167
ＩＣＡ後処理デバイスに対するトラベル
【図１】
0006333304.tif 000170
【図２】
0006333304.tif 000171
【図３】
0006333304.tif 000172