(57)【要約】  【課題】  本明細書には、リソグラフィ投影装置を用いて設計レイアウトの一部を基板上に結像させるリソグラフィプロセスを改良するコンピュータ実施方法が開示される。  【解決手段】  この方法は、所望の瞳プロファイルを提供することと、所望の瞳プロファイルに基づいて離散的な瞳プロファイルを計算することと、離散的な瞳プロファイルの離散的な変化を選択することと、離散的な瞳プロファイルに選択された離散的な変化を加えることとを含む。本明細書に開示する様々な実施形態の方法は、離散的な最適化の演算費用をＯ（ａｎ）からＯ（ｎ）に低減することができる。ここで、ａは定数であり、ｎは瞳プロファイルの離散的な変化を生成できる塊の数である。【選択図】  図８Ａ
2016507787.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
リソグラフィ投影装置を用いて設計レイアウトの一部を基板上に結像させるリソグラフィプロセスを改良するコンピュータ実施方法であって、
所望の瞳プロファイルを提供することと、
前記所望の瞳プロファイルに基づいて離散的な瞳プロファイルを計算することと、
前記離散的な瞳プロファイルの離散的な変化を選択することと、
前記離散的な瞳プロファイルに前記選択された離散的な変化を加えることと、
を含む、方法。
【請求項２】
前記所望の瞳プロファイルが、最適化からの瞳プロファイル又は経験的な瞳プロファイルである、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記離散的な瞳プロファイルが、前記リソグラフィ投影装置の照明源のハードウェアによってレンダリング可能である、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記離散的な瞳プロファイルが、瞳面上の複数の空間的に離散的な位置における強度を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記離散的な瞳プロファイルの離散的な変化を生成する光源ハードウェアに関連付けられていない設計変数を最適化することをさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項６】
前記離散的な瞳プロファイルの離散的な変化の選択を繰り返すことと、前記離散的な瞳プロファイルに前記離散的な変化を加えることとをさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項７】
前記照明源の前記ハードウェアが、ミラーのアレイを含む、請求項３に記載の方法。
【請求項８】
離散的な変化を選択することが、費用関数の複数の勾配を計算することを含み、前記複数の勾配の各々が瞳面上の複数の空間的に離散的な位置の１つにおける強度に対応する、請求項１に記載の方法。
【請求項９】
前記複数の空間的に離散的な位置が、その強度が前記リソグラフィ投影装置の照明源のハードウェアを調整することで変化し得る位置である、請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
離散的な変化を選択することが、複数の離散的な変化から前記離散的な変化を選択することを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１１】
前記複数の離散的な変化のうち少なくとも１つの離散的な変化が、前記離散的な瞳プロファイルの１つ以上の離散的な位置における強度の離散的な変化である、請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
前記複数の離散的な変化が、前記離散的な瞳プロファイル内の全強度を維持するそれらの離散的な変化のみを含む、請求項１０に記載の方法。
【請求項１３】
前記複数の離散的な変化が、前記離散的な瞳プロファイルのフィルレシオを減少させるそれらの離散的な変化のみを含む、請求項１０に記載の方法。
【請求項１４】
前記所望の瞳プロファイルが、前記リソグラフィ投影装置の照明源の瞳プロファイルである、又は前記所望の瞳プロファイルが、前記リソグラフィ投影装置の投影光学系の瞳プロファイルである、請求項１に記載の方法。
【請求項１５】
コンピュータによって実行されると請求項１〜１４のいずれかに記載の前記方法を実施する命令がその上に記録されたコンピュータ可読媒体を備える、コンピュータプログラムプロダクト。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
（関連出願の相互参照）
[0001]  本願は、参照によりその全体が本明細書に組み込まれている２０１３年２月２５日出願の米国仮出願第６１／７６９，０１５号の利益を主張する。
【０００２】
[0002]  本発明は、リソグラフィ装置及びプロセスに関し、特に、リソグラフィ装置又はプロセスで使用する照明源及び／又はパターニングデバイス／設計レイアウトを最適化するツールに関する。
【背景技術】
【０００３】
[0003]  リソグラフィ投影装置は、例えば、集積回路（ＩＣ）の製造に使用することができる。このような場合、パターニングデバイス（例えばマスク）は、ＩＣの個々の層の少なくとも一部に対応する回路パターン（「設計レイアウト」）を含むか、又は提供してもよく、パターニングデバイス上の回路パターンを通してターゲット部分に照射するなどの方法で放射感応性材料層（例えば「レジスト」）がコーティングされた基板（例えばシリコンウェーハ）上の（例えば１つ以上のダイを含む）ターゲット部分に、この回路パターンを転写することができる。一般に、単一の基板は、リソグラフィ投影装置によって一度に１つのターゲット部分ずつ回路パターンが連続的に転写される隣接する複数のターゲット部分を含んでいる。１つのタイプのリソグラフィ投影装置では、パターニングデバイス全体上の回路パターンが１つのターゲット部分にまとめて転写され、このような装置は一般にウェーハステッパと呼ばれている。一般にステップアンドスキャン装置と呼ばれる別の装置では、投影ビームは、同期して基板をこの基準方向と平行、又は逆平衡に移動させながら、パターニングデバイス上を所与の基準方向（「スキャン」方向）にスキャンする。パターニングデバイス上の回路パターンの異なる部分が漸次１つのターゲット部分に転写される。一般に、リソグラフィ投影装置は倍率Ｍ（一般に、１未満）を有するため、基板が移動される速度Ｆは、投影ビームがパターニングデバイスをスキャンする速度のＭ倍となる。本明細書に記載のリソグラフィ装置に関するより詳細な情報は、例えば、参照により全体が本明細書に組み込まれる米国特許第６，０４６，７９２号明細書から得ることができる。
【０００４】
[0004]  パターニングデバイスから回路パターンを基盤に転写する前に、基板にプライミング、レジストコーティング、及びソフトベークなどの様々な手順を行ってもよい。露光後に、基板に露光後ベーク（ＰＥＢ）、現像、ハードベーク、及び転写された回路パターンの測定／検査などのその他の手順を行ってもよい。この一連の手順は、例えば、ＩＣなどのデバイスの個々の層を製造する基礎として使用される。次に、基板にエッチング、イオン注入（ドーピング）、金属化、酸化、化学機械的研磨などの様々なプロセスを施してもよく、これらはすべてデバイスの個々の層を完成させるためのプロセスである。デバイスに幾つかの層が必要な場合は、手順全体、又はその変形手順が各層で反復される。最終的に、デバイスは基板上の各ターゲット部分内に存在する。これらのデバイスは、次に、ダイシング又はソーイングなどの技術によって互いに分離され、その結果、個々のデバイスを担体に取り付けたり、又はピンに接続したりすることができる。
【０００５】
[0005]  上述のように、マイクロリソグラフィは、ＩＣ製造の中心的ステップであり、基板上に形成されるパターンは、マイクロプロセッサ、メモリチップなどのＩＣの機能素子を画定する。フラットパネルディスプレイ、マイクロ電子機械システム（ＭＥＭＳ）、及びその他のデバイスの形成にも同様のリソグラフィ技術が使用される。
【０００６】
[0006]  半導体製造プロセスは進歩し続けているため、機能素子の寸法は縮小し続け、しかもデバイス当たりのトランジスタなどの機能素子の数量は、一般に「ムーアの法則」と呼ばれる傾向に従ってここ数十年にわたって着実に増加している。現在の技術状態では、深紫外線照明源からの照明を使用して基板上に設計レイアウトを投影し、寸法が僅か１００ｎｍ未満の、すなわち照明源（例えば、１９３ｎｍの照明源）からの放射の波長の半分未満である個々の機能素子を生成するリソグラフィ投影装置を使用してデバイスの層が製造される。
【０００７】
[0007]  リソグラフィ投影装置の古典的な解像度の限界よりも寸法が小さいフィーチャが印刷されるこのプロセスは、解像度式、ＣＤ＝ｋ１×λ／ＮＡ（但しλは使用される放射の波長（現在はほとんどの場合、２４８ｎｍ又は１９３ｎｍ）、ＮＡはリソグラフィ投影装置の投影光学系の開口数、ＣＤは一般に印刷されるフィーチャの最小サイズである「クリティカルディメンション」、及びｋ１は経験的な解像度係数である）に従って低ｋ１リソグラフィとして一般に知られている。一般に、ｋ１の値が小さいほど、特定の電気的機能と性能を達成するために回路設計者によって計画された形状と寸法に類似するパターンを基板上に再現することが困難になる。これらの困難を克服するために、リソグラフィ投影装置及び／又は設計レイアウトに精緻な微調整ステップが適用される。これらの調整には、例えば、ＮＡ及び光干渉設定の最適化、カスタマイズされた照明方式、位相シフトパターニングデバイスの使用、設計レイアウトにおける光学近接補正（ＯＰＣ、「光学及びプロセス補正」と呼ばれることもある）、又は一般に「解像度向上技術」（ＲＥＴ）と定義されるその他の方法が含まれるが、それらに限定されない。「投影光学系」という用語は本明細書では、例えば、屈折光学系、反射光学系、アパーチャ及び反射屈折光学系を含む様々なタイプの光学系を包含するものとして広義に解釈されるものとする。「投影光学系」という用語には、放射投影ビームを集合的に、又は単独で誘導、整形、又は制御するためのこれらの任意の設計に基づいて動作するコンポーネントも含まれていてもよい。「投影光学系」という用語には、光学コンポーネントがリソグラフィ投影装置の光学経路上のどこに位置しているかに関わらず、リソグラフィ投影装置の任意の光学コンポーネントが含まれていてもよい。投影光学系には、放射がパターニングデバイスを通過する前に放射源からの放射を整形、調整、及び／又は投影するための光学コンポーネント、及び／又は放射がパターニングデバイスを通過した後で放射を整形、調整、及び／又は投影するための光学コンポーネントが含まれていてもよい。投影光学系には一般に、放射源及びパターニングデバイスは含まれない。
【発明の概要】
【０００８】
[0008]  一例として、ＯＰＣは、基板上に投影される設計レイアウトの画像の最終サイズ及び配置がパターニングデバイス上の設計レイアウトのサイズ及び配置と同一ではなく、又は単にそれにのみ依存するという事実に対処する。「マスク」、「レチクル」、「パターニングデバイス」という用語は本明細書では交換可能に用いられることに留意されたい。さらに、マスク及びレチクルは広義に「パターニングデバイス」と言うことができる。また、当業者であれば、リソグラフィのシミュレーション／最適化では、物理的なパターニングデバイスは必ずしも用いられず、物理的パターニングデバイスを表すために設計レイアウトと言う用語を用いることができるため、特にリソグラフィのシミュレーション／最適化の脈絡で「マスク」／「パターニングデバイス」、及び「設計レイアウト」という用語を交換可能に用いることができることを理解するであろう。幾つかの設計レイアウト上のフィーチャのサイズが小さく、フィーチャの密度が高い場合は、所与のフィーチャの特定のエッジの位置は別の隣接フィーチャの有無によってある程度影響される。これらの近接効果は、１つのフィーチャから別のフィーチャに結合される微量の放射、及び／又は回折及び干渉などの非形状的光学効果から生じる。同様に、近接効果は、一般にリソグラフィ後の露光後ベーク（ＰＥＢ）、レジスト現像、及びエッチング中の拡散及びその他の化学効果から生じ得る。
【０００９】
[0009]  投影された設計レイアウトの画像が確実に所与のターゲット回路設計の要件に従うようにするために、近接効果が予測され、精緻な数値モデルを使用して設計レイアウトの補正、又は予歪みが補償される必要がある。「Ｆｕｌｌ−Ｃｈｉｐ  Ｌｉｔｈｏｇｒａｐｈｙ  Ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ  ａｎｄ  Ｄｅｓｉｇｎ  Ａｎａｌｙｓｉｓ  −  Ｈｏｗ  ＯＰＣ  Ｉｓ  Ｃｈａｎｇｉｎｇ  ＩＣ  Ｄｅｓｉｇｎ」、Ｃ．  Ｓｐｅｎｃｅ，  Ｐｒｏｃ．  ＳＰＩＥ，  Ｖｏｌ．  ５７５１，  ｐｐ．１−１４  （２００５）という論文は、現在の「モデルベースの」光学近接補正プロセスの概要を記載している。通常のハイエンド設計では、ターゲット設計に投影される忠実度の高い画像を達成するために、設計レイアウトのほとんどすべてのフィーチャには幾つかの修正がなされる。これらの修正には、エッジ位置、又はライン幅のシフト又はバイアス、及び他のフィーチャの投影を支援する目的の「アシスト」フィーチャの適用が含まれてもよい。
【００１０】
[0010]  モデルベースＯＰＣのターゲット設計への適用には、通常はチップ設計に何百万というフィーチャが存在することを考えると、優れたプロセスモデルと相当の演算資源が伴う。しかしながら、ＯＰＣの適用は一般に「精密科学」ではなく、可能性のあるすべての近接効果を常に補償するとは限らない経験的、反復的プロセスである。したがって、設計の不備がパターニングデバイスのパターンに組み込まれる可能性を最小にするために、例えばＯＰＣ、及びその他の任意のＲＥＴの適用後の設計レイアウトなどのＯＰＣの効果を設計の検査、すなわち較正された数値処理モデルを使用した徹底的なフルチップシミュレーションによって確認する必要がある。これは、数百万ドルの範囲にわたる膨大なハイエンドパターニングデバイスの製造コスト、及び一旦製造しても実際のパターニングデバイスの補修又は修理によるターンアラウンドタイムへの影響による。
【００１１】
[0011]  ＯＰＣ及びフルチップＲＥＴの両方の確認は、例えば米国特許出願第１０／８１５，５７３号明細書、及びＹ．  Ｃａｏ他による、「Ｏｐｔｉｍｉｚｅｄ  Ｈａｒｄｗａｒｅ  ａｎｄ  Ｓｏｆｔｗａｒｅ  Ｆｏｒ  Ｆａｓｔ，  Ｆｕｌｌ  Ｃｈｉｐ  Ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ」、Ｐｒｏｃ．  ＳＰＩＥ，  Ｖｏｌ．  ５７５４，  ４０５  （２００５）と題する論文に記載されているような数値モデル化システム及び方法に基づくものであってよい。
【００１２】
[0012]  １つのＲＥＴは設計レイアウトのグローバルバイアスの調整に関連する。グローバルバイアスは、設計レイアウト内のパターンと、基板上に印刷しようとするパターンとの差異である。例えば、直径２５ｎｍの円形パターンを設計レイアウト内の直径５０ｎｍのパターンによって基板上に印刷してもよく、又は直径２０ｎｍのパターンによって印刷してもよいが、その場合は線量が高くなる。
【００１３】
[0013]  設計レイアウト、又はパターニングデバイス（例えばＯＰＣ）の最適化の他に、リソグラフィ全体の忠実度を高める目的でパターニングデバイスの最適化と共に、又は別個に照明源を最適化することもできる。「照明源」と「光源」という用語は本文献では交換可能に用いられる。１９９０年代から、環状、四重極、又は二重極などの多くの軸外照明源が導入され、ＯＰＣ設計の自由度が高まることによって、結像結果が向上している。知られているように、軸外照明は、パターニングデバイスに含まれる微細構造（すなわちターゲットフィーチャ）を解像する実証済みの方法である。しかしながら、従来の照明源と比較すると、軸外照明は通常は空間像（ＡＩ）の放射強度を低下させる。したがって、より微細な解像度と放射強度の低下との最適なバランスを達成するために照明源を最適化する試みが望ましくなっている。
【００１４】
[0014]  例えば、「Ｏｐｔｉｍｕｍ  Ｍａｓｋ  ａｎｄ  Ｓｏｕｒｃｅ  Ｐａｔｔｅｒｎｓ  ｔｏ  Ｐｒｉｎｔ  Ａ  Ｇｉｖｅｎ  Ｓｈａｐｅ」、Ｊｏｕｒｎａｌ  ｏｆ  Ｍｉｃｒｏｌｉｔｈｏｇｒａｐｈｙ，  Ｍｉｃｒｏｆａｂｒｉｃａｔｉｏｎ，  Ｍｉｃｒｏｓｙｓｔｅｍｓ  １（１），  ｐｐ．１３−２０，  （２００２）と題するＲｏｓｅｎｂｌｕｔｈ他の論文などに多数の照明源最適化方法が記載されている。光源は、各々が瞳スペクトルのある領域に対応する幾つかの領域に区分される。その際、光源配分が各光源領域で均一であると想定され、各領域の強度がプロセスウィンドウ用に最適化されている。しかしながら、各光源領域で光源配分が均一であるという想定は必ずしも常に妥当ではなく、その結果、この方法の有効性は損なわれる。「Ｓｏｕｒｃｅ  Ｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎ  ｆｏｒ  Ｉｍａｇｅ  Ｆｉｄｅｌｉｔｙ  ａｎｄ  Ｔｈｒｏｕｇｈｐｕｔ」、Ｊｏｕｒｎａｌ  ｏｆ  Ｍｉｃｒｏｌｉｔｈｏｇｒａｐｈｙ，  Ｍｉｃｒｏｆａｂｒｉｃａｔｉｏｎ，  Ｍｉｃｒｏｓｙｓｔｅｍｓ  ３（４），  ｐｐ．５０９−５２２，  （２００４）と題するＧｒａｎｉｋの論文に記載されている別の例では、幾つかの既存の光源最適化方法が概観されており、光源最適化の問題を一連の非負最小二乗最適化に転換するイルミネータピクセルに基づく方法が提案されている。これらの方法はある程度の成功を実証しているが、これらには通常、複数の複雑な反復を集中する必要がある。さらに、基板画像の忠実度に対する光源の最適化と光源の滑らかさ要件とのトレードオフを要するＧｒａｎｉｋの方法のγなどの幾つかの追加パラメータの適切／最適な値を定めることが困難なことがある。
【００１５】
[0015]  低ｋ１のフォトリソグラフィの場合、光源とパターニングデバイスの両方の最適化は、クリティカル回路パターンの投影のための実行可能なプロセスウィンドウを確保するために有用である。幾つかのアルゴリズム（例えば、Ｓｏｃｈａ他のＰｒｏｃ．  ＳＰＩＥ  ｖｏｌ．  ５８５３，  ２００５，  ｐ．１８０）は、照明を独立した光源ポイントに、またマスクを空間周波数領域の回折次数に離散化させ、且つ光源ポイント強度及びパターニングデバイスの回折次数から光学結像モデルによって予測され得る露光寛容度などのプロセスウィンドウのメトリクスに基づいて（選択された設計変数として定義される）費用関数を別途公式化する。本明細書では「設計変数」という用語は、例えば、リソグラフィ投影装置のユーザが調整できるパラメータなどのリソグラフィ投影装置の一組のパラメータを含んでいる。光源、パターニングデバイス、投影光学系の特性、及び／又はレジストの特性を含むリソグラフィ投影プロセスの任意の特性は最適化での設計変数に含まれうることを理解されたい。費用関数は、設計変数の非線形関数であることが多い。その場合は、費用関数を最小にするために標準的な最適化技術が使用される。
【００１６】
[0016]  関連して、設計ルールが絶えず縮小化しているというプレッシャーが半導体チップメーカーを既存の１９３ｎｍＡｒＦリソグラフィと共に低ｋ１リソグラフィ時代へとより深く移行することに駆り立てている。より低いｋ１へと向かうリソグラフィは、ＲＥＴ、露光ツール、及びリソグラフィを考慮した設計の必要性への要件を厳しくしている。将来は、１．３５ＡｒＦハイパー開口数（ＮＡ）露光ツールを使用できよう。回路設計を有効なプロセスウィンドウで基板上に確実に生成できるよう支援するために、（本明細書では光源マスク最適化、すなわちＳＭＯと呼ぶ）光源パターニングデバイスの最適化は２×ｎｍノードのための重要なＲＥＴになっている。
【００１７】
[0017]  制約なく、また実現可能な時間内で費用関数を用いた光源及びパターニングデバイスを同時に最適化することができる光源及びパターニングデバイスの最適化方法及びシステムは、２００９年１１月２０日に出願され、ＷＯ２０１０／０５９９５４号として公開され、参照により全体が本明細書に組み込まれる、「Ｆａｓｔ  Ｆｒｅｅｆｏｒｍ  Ｓｏｕｒｃｅ  ａｎｄ  Ｍａｓｋ  Ｃｏ−Ｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎ  Ｍｅｔｈｏｄ」と題する、同一出願人による国際特許出願ＰＣＴ／ＵＳ２００９／０６５３５９号明細書に記載されている。
【００１８】
[0018]  光源のピクセルを調整することによる光源の最適化に関与する別の光源及びマスク最適化方法及びシステムは、２０１０年６月１０日に出願され、米国特許出願公開第２０１０／０３１５６１４号として公開され、参照により全体が本明細書に組み込まれる、「Ｓｏｕｒｃｅ−Ｍａｓｋ  Ｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎ  ｉｎ  Ｌｉｔｈｏｇｒａｐｈｉｃ  Ａｐｐａｒａｔｕｓ」と題する、同一出願人による米国特許出願１２／８１３４５６号明細書に記載されている。
【００１９】
[0019]  本明細書には、リソグラフィ投影装置を用いて設計レイアウトの一部を基板上に結像させるリソグラフィプロセスを改良するコンピュータ実施方法であって、所望の瞳プロファイルを提供することと、所望の瞳プロファイルに基づいて離散的な瞳プロファイルを計算することと、離散的な瞳プロファイルの離散的な変化を選択することと、離散的な瞳プロファイルに選択された離散的な変化を加えることとを含む方法が記載されている。
【００２０】
[0020]  ある実施形態によれば、所望の瞳プロファイルは、最適化からの瞳プロファイル又は経験的な瞳プロファイルである。
【００２１】
[0021]  ある実施形態によれば、離散的な瞳プロファイルは、リソグラフィ投影装置の照明源のハードウェアによってレンダリング可能である。
【００２２】
[0022]  ある実施形態によれば、離散的な瞳プロファイルは、瞳面上の複数の空間的に離散的な位置における強度を含む。
【００２３】
[0023]  ある実施形態によれば、上記方法は、離散的な瞳プロファイルの離散的な変化を生成する光源ハードウェアに関連付けられていない設計変数を最適化することをさらに含む。
【００２４】
[0024]  ある実施形態によれば、上記方法は、離散的な瞳プロファイルの離散的な変化の選択を繰り返すことと、離散的な瞳プロファイルに離散的な変化を加えることとをさらに含む。
【００２５】
[0025]  ある実施形態によれば、照明源のハードウェアは、ミラーのアレイを含む。
【００２６】
[0026]  ある実施形態によれば、離散的な変化を選択することは、費用関数の複数の勾配を計算することを含み、複数の勾配の各々が瞳面上の複数の空間的に離散的な位置の１つにおける強度に対応する。
【００２７】
[0027]  ある実施形態によれば、複数の空間的に離散的な位置は、その強度がリソグラフィ投影装置の照明源のハードウェアを調整することで変化し得る位置である。
【００２８】
[0028]  ある実施形態によれば、ミラーのアレイ内の少なくとも１つのミラーは少なくとも２つの離散的な状態を有する。
【００２９】
[0029]  ある実施形態によれば、少なくとも２つの離散的な状態のうちの１つの状態から少なくとも２つの離散的な状態のうちの別の状態へ変化する少なくとも１つのミラーは、瞳面上の１つ以上の位置における強度の離散的な変化を生成する。
【００３０】
[0030]  ある実施形態によれば、離散的な変化を選択することは、複数の離散的な変化から離散的な変化を選択することを含む。
【００３１】
[0031]  ある実施形態によれば、複数の離散的な変化のうち少なくとも１つの離散的な変化が、離散的な瞳プロファイルの１つ以上の離散的な位置における強度の離散的な変化である。
【００３２】
[0032]  ある実施形態によれば、複数の離散的な変化のうち少なくとも１つの離散的な変化は、照明源のミラーのアレイ内の１つのみ、２つのみ、３つのみ及び／又は４つのみのミラーを１つの状態から別の状態へ変化させることで引き起こされるすべての可能な離散的な変化を含む。
【００３３】
[0033]  ある実施形態によれば、複数の離散的な変化は、離散的な瞳プロファイル内の全強度を変更しない／維持する離散的な変化のみを含む。
【００３４】
[0034]  ある実施形態によれば、複数の離散的な変化は、離散的な瞳プロファイルのフィルレシオを減少させる離散的な変化のみを含む。
【００３５】
[0035]  ある実施形態によれば、離散的な変化を選択することは、複数の離散的な変化の各々の費用関数の値の変化予測値を計算することをさらに含む。
【００３６】
[0036]  ある実施形態によれば、変化予測値を計算することは、複数の離散的な変化内の離散的な瞳プロファイルの離散的な位置の各々における強度の変化と離散的な位置における費用関数の勾配との積を総計することを含む。
【００３７】
[0037]  ある実施形態によれば、離散的な変化を選択することは、複数の離散的な変化の各々の費用関数の値の変化予測値に基づいて複数の離散的な変化から離散的な変化を選択することをさらに含む。
【００３８】
[0038]  ある実施形態によれば、複数の離散的な変化から離散的な変化を選択することは、すべての複数の離散的な変化のうち最小又は最大の変化予測値を有する１つの離散的な変化を複数の離散的な変化から選択することを含む。
【００３９】
[0039]  ある実施形態によれば、複数の離散的な変化から離散的な変化を選択することは、サブセット内の各々の変化予測値がサブセット内にはない複数の離散的な変化のうちいずれか１つの変化予測値以下であるサブセットを複数の離散的な変化から選択することを含む。
【００４０】
[0040]  ある実施形態によれば、複数の離散的な変化から離散的な変化を選択することは、サブセット内の離散的な変化の各々の費用関数の値の実際の変化を計算することと、サブセット内の他のどの離散的な変化よりも大きい費用関数の値の実際の変化を生成する１つの離散的な変化を選択することとをさらに含む。
【００４１】
[0041]  ある実施形態によれば、所望の瞳プロファイルは、別のリソグラフィ投影装置からの瞳プロファイルである。
【００４２】
[0042]  ある実施形態によれば、複数の離散的な変化は、リソグラフィ投影装置の光軸を中心とする対称性を有する離散的な変化を含む。
【００４３】
[0043]  ある実施形態によれば、離散的な変化を選択することは、複数の離散的な変化の各々の費用関数の値の変化を計算することをさらに含む。
【００４４】
[0044]  ある実施形態によれば、所望の瞳プロファイルは、リソグラフィ投影装置の照明源の瞳プロファイルである。
【００４５】
[0045]  ある実施形態によれば、所望の瞳プロファイルは、リソグラフィ投影装置の投影光学系の瞳プロファイルである。
【００４６】
[0046]  ある実施形態によれば、費用関数は、瞳面上の複数の空間的に離散的な位置における強度の関数である。
【００４７】
[0047]  本明細書には、コンピュータによって実行されると上記の実施形態のいずれかの方法を実施する命令がその上に記録されたコンピュータ可読媒体を備えるコンピュータプログラムプロダクトがさらに記載される。
【００４８】
[0048]  本明細書には、１つ以上のコンピュータプログラムモジュールを実行するように構成された１つ以上のプロセッサを備えるコンピュータシステム内で実施されるコンピュータ実施方法であって、１つ以上のプロセッサからアクセス可能な媒体を電子記憶装置上に得ることと、コンピュータシステムの１つ以上のプロセッサ上で、請求項１〜２７に記載のいずれかの方法を実行するように構成された１つ以上のコンピュータプログラムモジュールを実行することと、コンピュータシステムの１つ以上のプロセッサに通信可能にリンクされた電子ディスプレイ上に離散的な瞳プロファイルを表示することとを含む方法がさらに記載される。
【００４９】
[0049]  本明細書に開示する様々な実施形態の方法は、離散的な最適化の演算費用をＯ（ａｎ）からＯ（ｎ）に低減することができる。ここで、ａは定数であり、ｎは瞳プロファイルの離散的な変化を引き起こし得る塊の数である。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】[0050]リソグラフィシステムの様々なサブシステムのブロック図である。
【図２】[0051]図１のサブシステムに対応するシミュレーションモデルのブロック図である。
【図３】[0052]同時最適化の例示的な方法の態様を示すフローチャートである。
【図４】[0053]代替最適化の例示的な方法の態様を示すフローチャートである。
【図５】[0054]ある実施形態の方法を示すフローチャートである。
【図６】[0055]ある実施形態の図５のステップＳ５０２の詳細を示す。
【図７Ａ】[0056]ある実施形態の図６のステップＳ６０４の詳細を示す。
【図７Ｂ】[0057]ある実施形態の図６のステップＳ６０４の詳細を示す。
【図８】[0058]図８Ａ及び図８Ｂは、費用関数ΔＣＦｕの値の変化予測値の計算方法を示す。
【図９】[0059]図５、図６、図７Ａ及び図７Ｂに示す方法の例示的な結果を示す。
【図１０】[0060]図５、図６、図７Ａ及び図７Ｂに示す方法を適用して「光源」リソグラフィ投影システムの性能を「ターゲット」リソグラフィ投影システムに適合させた例示的な結果を示す。
【図１１】[0061]例示的コンピュータシステムのブロック図である。
【図１２】[0062]リソグラフィ投影装置の概略図である。
【図１３】[0063]別のリソグラフィ投影装置の概略図である。
【図１４】[0064]図１３の装置のより詳細な図である。
【図１５】[0065]図１３及び図１４の装置の光源コレクタモジュールＳＯのより詳細な図である。
【発明を実施するための形態】
【００５１】
[0066]  本明細書ではとくにＩＣの製造について言及するが、本明細書の記述には他の多くの可能な用途があることを明確に理解されたい。例えば、これを集積光学系、磁気ドメインメモリ用の誘導及び検出パターン、液晶ディスプレイパネル、薄膜磁気ヘッドなどの製造に使用してもよい。当業者であれば、このような別の用途の脈絡での本明細書での「レチクル」、「ウェーハ」、又は「ダイ」という用語の使用は、より一般的な用語、「マスク」、「基板」、及び「ターゲット位置」と交換可能であると見なすべきであることを理解するであろう。
【００５２】
[0067]  本書では、「放射」及び「ビーム」という用語を使用して、紫外線放射（例えば、３６５、２４８、１９３、１５７、又は１２６ｎｍの波長を有する）及びＥＵＶ（例えば、５〜２０ｎｍの範囲内の波長を有する極端紫外線放射）を含むあらゆるタイプの電磁放射を包含する。
【００５３】
[0068]  本明細書で用いられる「最適化する」、及び「最適化」という用語は、リソグラフィの結果及び／又は過程が、基板上への設計レイアウトのより高い投影精度、より大きいプロセスウィンドウなどのより望ましい特性を有するようにリソグラフィ投影装置を調整することを意味する。
【００５４】
[0069]  さらに、リソグラフィ投影装置は、２つ以上の基板テーブル（及び／又は２つ以上のパターニングデバイステーブル）を有するタイプのものでもよい。このような「マルチステージ」デバイスでは、追加のテーブルを並行して使用してもよく、又は１つ以上の別のテーブルが露光用に使用されている間に１つ以上のテーブル上で予備工程を実行してもよい。ツインステージリソグラフィ投影装置は、例えば、参照により本明細書に組み込まれる米国特許第５，９６９，４４１号明細書に記載されている。
【００５５】
[0070]  上記のパターニングデバイスは設計レイアウトを含み、又はこれを形成することができる。設計レイアウトはＣＡＤ（コンピュータ支援設計）プログラムを利用して生成することができ、このプロセスはＥＤＡ（電子設計自動化）と呼ばれることが多い。ほとんどのＣＡＤプログラムは、機能的設計レイアウト／パターニングデバイスを作製するための所定の一組の設計ルールに従う。これらのルールはプロセス及び設計上の制限によって設定される。例えば、設計ルールは、回路デバイス、又は線が不都合に相互作用しないことを確実にするために、回路デバイス（ゲート、コンデンサなど）、又は相互接続線間の空間許容差を規定する。設計ルールの制限は通常は「クリティカルディメンション」（ＣＤ）と呼ばれる。回路のクリティカルディメンションは、線又は穴の最小幅、又は２本の線、又は２つの穴の間の最小スペースとして規定することができる。したがって、ＣＤは設計された回路の全体的サイズ及び密度を決定する。もちろん、集積回路製造の目標の１つは、（パターニングデバイスを介した）基板上の元の回路設計を忠実に再現することである。
【００５６】
[0071]  本文中で使用される「マスク」又は「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内に作成するパターンに対応するパターン付き断面を入射する放射ビームに与えるのに使用できる一般のパターニングデバイスを指すものと広義に解釈することができる。「光弁」という用語もまたこの文脈で使用できる。従来のマスク（透過型又は反射型、バイナリ、位相シフト、ハイブリッドなど）以外に、そのような他のパターニングデバイスの例は以下を含む。すなわち、
−プログラマブルミラーアレイ。そのようなデバイスの例は、粘弾性制御層及び反射面を有するマトリクスアドレス可能な表面である。そのような装置の基本原理は、（例えば）反射表面のアドレスされた区域が入射した放射を回折した放射として反射し、アドレスされなかった区域は、入射した放射を非回折放射として反射するということである。適切なフィルタを使用して、上記非回折放射を反射ビームからフィルタ除去し、回折した放射だけを残すことができる。こうして、このビームは、マトリクスアドレス可能な表面のアドレッシングパターンに従ってパターン付与される。必要なマトリクスアドレッシングは、好適な電子手段を使用して実施できる。そのようなミラーアレイに関する詳細情報は、例えば、参照により本明細書に組み込まれる米国特許第５，２９６，８９１号明細書及び第５，５２３，１９３号明細書から収集できる。
−プログラマブルＬＣＤアレイ。そのような構造の一例は、参照により本明細書に組み込まれる米国特許第５，２２９，８７２号明細書に記載されている。
【００５７】
[0072]  簡単な前置きとして、図１は例示的なリソグラフィ投影装置１０Ａを示している。主要なコンポーネントは、深紫外線エキシマレーザ光源、又は極端紫外線（ＥＵＶ）源を含む他のタイプの光源であってよい放射源１２Ａ（上述のように、リソグラフィ投影装置自体は放射源を有する必要はない）、（シグマと呼ばれる）部分コヒーレンスを規定し、光源１２Ａからの放射を整形する光学系１４Ａ、１６Ａａ及び１６Ａｂを含んでいてもよい照明光学系、パターニングデバイス１８Ａ、及びパターニングデバイスパターンの画像を基板面２２Ａに投影する透過光学系１６Ａｃである。投影光学系の瞳面での調整可能なフィルタ又はアパーチャ２０Ａは、基板面２２Ａに当たるビームの角度範囲を制限してもよく、最大可能な角度は投影光学系の開口数ＮＡ＝ｓｉｎ（Θｍａｘ）を規定する。
【００５８】
[0073]  システムの最適化プロセスでは、システムの性能指数は費用関数として表される。最適化プロセスは、費用関数を最小にするシステムのパラメータ（設計変数）のセットを発見するプロセスに帰着する。費用関数は、最適化の目標に応じて任意の適切な形態をとることができる。例えば、費用関数は、システムのある特性の意図する値（例えば理想値）に対するシステムの特定の特性（評価ポイント）の偏差の重み付き２乗平均平方根（ＲＭＳ）であってよく、費用関数はまた、これらの偏差の最大値（すなわち最悪の偏差）であってもよい。本明細書の「評価ポイント」は、システムのどの特性をも含むように広義に解釈されるものとする。システムの設計変数は、有限範囲に限定でき、及び／又はシステムの実施の実用性によって相互依存的であってもよい。リソグラフィ投影装置の場合は、制限は調節可能範囲及び／又はパターニングデバイスの製造可能性設計ルールなどの物理的特性、及びハードウェアの特性に関連することが多く、評価ポイントには、基板上のレジスト像上の物理ポイント、並びに線量や焦点などの非物理的特性を含めることができる。
【００５９】
[0074]  リソグラフィ投影装置では、光源は照明（すなわち光）を提供し、投影光学系はパターニングデバイスを介して照明を基板上に誘導し、整形する。「投影光学系」という用語は本明細書では、放射ビームの波面を変更し得る任意の光学コンポーネントを含むものとして広義に定義される。例えば、投影光学系はコンポーネント１４Ａ、１６Ａａ、１６Ａｂ、及び１６Ａｃの少なくとも幾つかを含んでいてもよい。空間像（ＡＩ）は基板レベルでの放射強度分布である。基板上のレジスト層は露光され、空間像はレジスト層内の潜在「レジスト像」（ＲＩ）としてレジスト層に転写される。レジスト像（ＲＩ）は、レジスト層内のレジストの溶解性の空間分布として定義することができる。レジストモデルは空間像からレジスト像を計算するために使用でき、その例は参照により本明細書に全体が組み込まれる、同一出願人による米国特許出願第１２／３１５，８４９号明細書に記載されている。レジストモデルはレジスト層の特性にのみ関連する（例えば、露光、ＰＥＢ及び現像中に生じる化学プロセスの効果）。リソグラフィ投影装置の光学特性（例えば光源、パターニングデバイス、及び投影光学系の特性）は、空間像を決定付ける。リソグラフィ投影装置で使用されるパターニングデバイスは変更可能であるため、パターニングデバイスの光学特性と、少なくとも光源及び投影光学系を含むリソグラフィ投影装置のその他のコンポーネントの光学特性とを分離することが望ましい。
【００６０】
[0075]  リソグラフィ投影装置でのリソグラフィのシミュレーションの例示的なフローチャートを図２に示す。光源モデル３１は、光源の光学特性（放射強度分布及び／又は位相分布を含む）を表す。投影光学系モデル３２は、投影光学系の光学特性（投影光学系に起因する放射強度分布及び／又は位相分布の変化を含む）を表す。設計レイアウトモデル３５は、パターニングデバイス上の、又はそれによって形成されるフィーチャの構成の表現である設計レイアウトの光学特性（所与の設計レイアウト３３に起因する放射強度分布及び／又は位相分布の変化を含む）を表す。空間像３６は、設計レイアウトモデル３５、投影光学系モデル３２及び設計レイアウトモデル３５からシミュレートできる。レジスト像３７は、レジストモデル３７を用いて空間像３６からシミュレートできる。リソグラフィのシミュレーションは、例えば、レジスト像３８の輪郭とＣＤを予測できる。
【００６１】
[0076]  より詳細には、光源モデル３１は、ＮＡシグマ（σ）設定と任意の特定の照明源の形状（例えば、環状、四重極、及び二重極などの軸外放射源）を含むが、これらに限定されない光源の光学特性を表すことができる。投影光学モデル３２は、収差、歪、屈折率、物理的サイズ、物理的寸法などを含む投影光学系の光学特性を表すことができる。また、設計レイアウトモデル３５は、例えば、参照によりその全体が本明細書に組み込まれる米国特許第７，５８７，７０４号明細書に記載された物理パターニングデバイスの物理特性を表すことができる。シミュレーションの目的は、例えば、意図した設計と比較するためのエッジ配置、空間像強度スロープ及びＣＤを正確に予測することである。意図した設計は、一般にＧＤＳＩＩ又はＯＡＳＩＳなどの標準のデジタルファイルフォーマットあるいはその他のファイルフォーマットで提供できるＯＰＣ前設計レイアウトとして定義される。
【００６２】
[0077]  この設計レイアウトから、「クリップ」と呼ばれる１つ以上の部分を特定してもよい。ある実施形態では、設計レイアウト内の複雑なパターンを表すクリップのセットが抽出される（通常は約５０〜１０００個のクリップであるが、任意数のクリップを使用してもよい）。当業者には理解されるように、これらのパターン、又はクリップは設計の小部分（すなわち、回路、セル、又はパターン）を表し、特にクリップは特別の注意及び／又は確認が必要な小部分を表す。言い換えると、クリップは設計レイアウトの一部でもよく、又は（消費者が提供するクリップを含む）経験、試行錯誤、又はフルチップシミュレーションの実行のいずれかによってクリティカルフィーチャが特定される設計レイアウトの部分と同様であってもよく、又は同様の挙動を有していてもよい。クリップは通常は１つ以上のテストパターン、又はゲージパターンを含んでいる。
【００６３】
[0078]  特定の画像最適化を必要とする設計レイアウト内の既知のクリティカルフィーチャ区域に基づいて、事前に消費者によってより大きい初期クリップセットが提供されてもよい。あるいは、別の実施形態では、クリティカルフィーチャ区域を特定するある種の自動（マシンビジョンなど）、又は手動アルゴリズムを使用して設計レイアウト全体から、より大きい初期クリップセットが抽出されてもよい。
【００６４】
[0079]  リソグラフィ投影装置では、一例として、費用関数は、
【数１】
2016507787.tif 000003
として表され、（ｚ１，ｚ２，．．．，ｚＮ）はＮ個の設計変数又はそれらの値である。ｆｐ（ｚ１，ｚ２，．．．，ｚＮ）は、設計変数（ｚ１，ｚ２，．．．，ｚＮ）の値のセットについての評価ポイントでの特性の実際の値と所期値との差分などの設計変数（ｚ１，ｚ２，．．．，ｚＮ）の関数であってもよい。ｗｐは、ｆｐ（ｚ１，ｚ２，．．．，ｚＮ）に関連付けられた重み係数である。他よりも重要な評価ポイント又はパターンにはより大きいｗｐの値を割り当てることができる。出現回数が多いパターン及び／又は評価ポイントにもより大きいｗｐの値を割り当てることができる。評価ポイントの例は、基板上の任意の物理的ポイント又はパターン、仮想設計レイアウト上の任意のポイント、又はレジスト像、又は空間像、あるいはそれらの組み合わせであってもよい。また、ｆｐ（ｚ１，ｚ２，．．．，ｚＮ）は、設計変数（ｚ１，ｚ２，．．．，ｚＮ）の関数であるＬＷＲなどの１つ以上の確率的影響の関数であってもよい。費用関数は、リソグラフィ投影装置又は基板の任意の好適な特性、例えば、焦点、ＣＤ、画像シフト、画像歪み、画像回転、確率的影響、スループット、ＣＤＵ、又はそれらの組み合わせを表していてもよい。ＣＤＵは局所的ＣＤ変動（例えば、局所的ＣＤ分布の標準偏差の３倍）である。一実施形態では、費用関数は、ＣＤＵ、スループット、及び確率的影響を表す（すなわち、その関数である）。一実施形態では、費用関数は、ＥＰＥ、スループット、及び確率的影響を表す（すなわち、その関数である）。一実施形態では、設計変数（ｚ１，ｚ２，．．．，ｚＮ）は、照射量、パターニングデバイスのグローバルバイアス、光源からの照明の形状、又はそれらの組み合わせを含む。基板上に回路パターンを指定するのはレジスト像である場合が多いため、費用関数は、レジスト像の幾つかの特性を表す関数を含むことが多い。例えば、そのような評価ポイントのｆｐ（ｚ１，ｚ２，．．．，ｚＮ）は、単に、レジスト像内のあるポイントからそのポイントの所期の位置までの距離（すなわち、エッジ配置誤差ＥＰＥｐ（ｚ１，ｚ２，．．．，ｚＮ））であってもよい。設計変数は、光源、パターニングデバイス、投影光学系、照射量、焦点などの調整可能なパラメータなどの任意の調整可能なパラメータであってもよい。投影光学系は、波面の形状と放射ビームの強度分布及び／又は移相とを調整するための集合的に「波面マニピュレータ」と呼ばれるコンポーネントを含んでいてもよい。投影光学系は、好ましくは、パターニングデバイスの前段、瞳面付近、画像面付近、合焦面付近など、リソグラフィ投影装置の光路に沿った任意の場所の波面及び強度分布を調整できる。投影光学系を用いて、リソグラフィ投影装置内の光源、パターニングデバイス、リソグラフィ投影装置における温度変化、リソグラフィ投影装置のコンポーネントの熱膨張などによって引き起こされる波面及び強度分布の一定の歪みを補正又は補償することができる。波面及び強度分布の調整によって、評価ポイント及び費用関数の値を変えることができる。そのような変化はモデルからシミュレーションでき、又は実際に測定可能である。当然ながら、ＣＦ（ｚ１，ｚ２，．．．，ｚＮ）は式１の形態に限定されない。ＣＦ（ｚ１，ｚ２，．．．，ｚＮ）はその他の任意の形態であってもよい。
【００６５】
[0080]  ｆｐ（ｚ１，ｚ２，．．．，ｚＮ）の正規重み付き二乗平均平方根（ＲＭＳ）は
【数２】
2016507787.tif 000004
と定義されるので、ｆｐ（ｚ１，ｚ２，．．．，ｚＮ）の重み付きＲＭＳの最小化は式１で定義された費用関数
【数３】
2016507787.tif 000005
の最小化と等価であることに留意されたい。したがって、ｆｐ（ｚ１，ｚ２，．．．，ｚＮ）の重み付きＲＭＳと式１は本明細書内で表記上の簡単化のために交換可能に使用することができる。
【００６６】
[0081]  さらに、ＰＷ（プロセスウィンドウ）の最大化を考慮する場合、異なるＰＷ条件下での同じ物理的な場所を（式１）の費用関数内の異なる評価ポイントとして考慮することができる。例えば、Ｎ個のＰＷ条件を考慮する場合、それらのＰＷ条件に従って評価ポイントを分類し、以下のように費用関数を記述することができる。
【数４】
2016507787.tif 000006
【００６７】
[0082]  上式で、
【数５】
2016507787.tif 000007
は、ｕ番目のＰＷ条件ｕ＝１，．．．，Ｕの下でのｆｐ（ｚ１，ｚ２，．．．，ｚＮ）の値である。ｆｐ（ｚ１，ｚ２，．．．，ｚＮ）がＥＰＥの場合、上記の費用関数の最小化は様々なＰＷ条件下のエッジシフトの最小化と等価であり、したがって、ＰＷを最大化させる結果になる。特に、またＰＷが異なるマスクバイアスからなる場合、上記の費用関数の最小化は、基板のＥＰＥと誘発されたマスクエッジバイアスの比率として定義されるＭＥＥＦ（マスク誤差増強因子）の最小化も含む。
【００６８】
[0083]  設計変数は、
【数６】
2016507787.tif 000008
で表される制約条件を有する。ここで、Ｚは設計変数の可能な値のセットである。設計変数の１つの可能な制約条件は、リソグラフィ投影装置の所望のスループットによって課すことができる。所望のスループットは、照射量を制約でき、確率的影響に対する含意を有する（例えば、確率的影響の下限値を課すなど）。スループットが大きいと一般に照射量が小さくなり、露光時間が短縮され、確率的影響が大きくなる。基板スループットと確率的影響の最小化を考慮すると、設計変数の可能な値が制約される。何故なら、これは、確率的影響が設計変数の関数であるからである。所望のスループットによって課されるそのような制約がなければ、最適化によって非現実的な設計変数の値のセットが得られる。例えば、設計変数に照射量が含まれる場合、そのような制約がなければ、最適化はスループットを経済的に不可能とするような照射量の値を生むことがある。しかしながら、制約の有用性は必須と解釈すべきではない。
【００６９】
[0084]  したがって、最適化プロセスは、費用関数を最小化する制約条件
【数７】
2016507787.tif 000009
の下での設計変数の値のセットを見つけることであり、すなわち、
【数８】
2016507787.tif 000010
を見つけることである。
【００７０】
[0085]  ある実施形態によるリソグラフィ投影装置を最適化する一般的な方法が図３に示されている。この方法は、複数の設計変数の多変数費用関数を定義するステップ３０２を含む。設計変数は、照明源の特性（３００Ａ）（例えば、瞳フィルレシオ、すなわち、瞳又はアパーチャを通過する光源の放射線のパーセンテージ、瞳プロファイル、すなわち、瞳面上の空間的強度分布）、投影光学系の特性（３００Ｂ）及び設計レイアウトの特性（３００Ｃ）から選択した任意の好適な組み合わせを含んでいてもよい。例えば、設計変数は、照明源の特性（３００Ａ）及び設計レイアウトの特性（３００Ｃ）（例えば、グローバルバイアス）を含み、投影光学系の特性（３００Ｂ）を含まなくてもよく、これによって、ＳＭＯが実行される。あるいは、設計変数は、照明源の特性（３００Ａ）、投影光学系の特性（３００Ｂ）及び設計レイアウトの特性（３００Ｃ）を含んでいてもよく、これによって、光源−マスク−レンズ最適化（ＳＭＬＯ）が実行される。ステップ３０４で、費用関数が収束するように設計変数が同時に調整される。ステップ３０６で、予め定義された終了条件が満たされたか否かが判断される。所定の終了条件は様々な可能性を含むことができる。すなわち、使用する数値的手法の要求に応じて費用関数を最小化又は最大化することができ、費用関数の値がしきい値に等しくなったか又はしきい値を超えた、費用関数の値が予め設定された誤差限界内に到達した、又は予め設定された反復数に到達したことを含むことができる。ステップ３０６の条件のいずれかが満たされる場合、この方法は終了する。ステップ３０６の条件のいずれも満たされない場合、所望の結果が得られるまで、ステップ３０４及び３０６が繰り返される。ステップ３０６の条件のいずれかが満たされると、この方法はステップ３０７で終了する。
【００７１】
[0086]  リソグラフィ投影装置では、光源、パターニングデバイス及び投影光学系を択一で最適化でき（択一最適化と呼ばれる）、又は同時に最適化できる（同時最適化と呼ばれる）。本明細書で使用する「同時」、「同時に」「共同」、「共同で」という用語は、光源、パターニングデバイス、投影光学系の特性の設計変数及び／又はその他の任意の設計変数が同時に変化してもよいということを意味する。本明細書で使用する「択一の」及び「択一で」という用語は、設計変数のすべてが同時に変化することはできないということを意味する。
【００７２】
[0087]  図３で、すべての設計変数の最適化が同時に実行される。そのようなフローを同時フロー又は同時最適化フローと呼んでもよい。あるいは、図４に示すように、すべての設計変数が択一で実行される。このフローでは、各ステップで、幾つかの設計変数が固定され、一方、残りの設計変数が最適化されて費用関数が最小化される。次のステップで、別の変数のセットが固定され、残りの変数が最適化されて費用関数が最小化される。これらのステップは、収束又は一定の終了条件が満たされるまで択一で実行される。図４の非限定的な例示的フローチャートに示すように、最初に設計レイアウト（ステップ４０２）が得られ、次いで、ステップ４０４で、光源最適化ステップが実行されて、照明源のすべての設計変数が最適化され（ＳＯ）、費用関数が最小化され、その一方で、その他すべての設計変数は固定される。次のステップ４０６で、マスク最適化（ＭＯ）が実行され、パターニングデバイスのすべての設計変数が最適化されて費用関数が最小化され、その一方で、その他すべての設計変数は固定される。ステップ４０８で一定の終了条件が満たされるまで、これらの２つのステップは択一で実行される。費用関数の値がしきい値に等しくなること、費用関数の値がしきい値を超えること、費用関数の値が予め設定された誤差限界内に到達すること、又は予め設定された反復数に到達することなどの様々な終了条件を使用できる。ＳＯ−ＭＯ−択一最適化は択一のフローの一例として使用されることに留意されたい。択一のフローは、ＳＯ、ＬＯ（レンズ最適化）を実行し、次にＭＯを択一で且つ反復して実行するＳＯ−ＬＯ−ＭＯ−択一最適化、又は最初にＳＭＯを１回実行し、次いでＬＯ及びＭＯを択一で且つ反復して実行する、などの様々な異なる形態をとることができる。最後に、最適化の結果の出力がステップ４１０で得られ、プロセスは停止する。
【００７３】
[0088]  上記のパターン選択アルゴニズムを同時又は択一最適化に統合することができる。例えば、択一最適化を採用する時には、最初にフルチップＳＯを実行し、「ホットスポット」及び／又は「ウォームスポット」を識別し、次いで、ＭＯを実行する。本開示の場合、所望の最適化の結果を得るために、部分最適化の多数の入れ替え及び組み合わせが可能である。
【００７４】
[0089]  従来技術では、回折光学要素（ＤＯＥ）と呼ばれるガラス製のディスクを用いて光源からの光を整形する。光源からの光は、瞳プロファイルを用いて特徴付けることができる。すなわち、瞳面の空間強度分布である。複雑な瞳プロファイルの場合、上記ＤＯＥはカスタム設計し製造しなければならない。
【００７５】
[0090]  出願人のＦｌｅｘＲａｙ（商標）光源は、個別的に調整可能なミラーのプログラマブルアレイを使用する。この光源は任意の瞳プロファイルを短時間で作成でき、ＤＯＥ設計及び製作に関連する長いサイクル時間が解消され、低ｋ１設計への収量ランプが加速される。
【００７６】
[0091]  調整可能なミラーの数は数百個に達するほど多くてもよいが、その場合でも各ミラーは空間的に離散的である。幾つかのリソグラフィ投影システムでは、ミラーは連続的に調整可能ではない。すなわち、各ミラーは幾つかの（例えば、２〜６個の）離散的な状態にあってもよい。ミラーの離散的な性質のために、ミラーのアレイを用いて実際にレンダリングされる瞳プロファイルは似ているが、それでも、所望の瞳プロファイルからは大きく偏向している。所望の瞳プロファイルは、ＳＯ，ＳＭＯ、ＳＭＬＯ、経験的瞳プロファイル、別のリソグラフィ投影システムからの瞳プロファイルから得ることができる。この偏向はＥＵＶ光源の場合に大きくなる傾向がある。この偏向は、光源最適化の際にミラーの離散的な性質を考慮した場合に低減できる。しかしながら、従来の離散的な最適化（例えば、分岐限界アルゴリズム）は演算費用がかかり（ミラーの数と共に実行時間が指数関数的に増加し）、すなわち、Ｏ（ａｎ）となる。ここで、ａは定数であり、ｎはミラーの数である。本明細書に開示する様々な実施形態の方法は、演算費用を低減してミラーの数に比例させることで、Ｏ（ｎ）とすることができる。
【００７７】
[0092]  図５は、ある実施形態の方法を示す。図５に示す方法は、ミラーの数に基本的に比例する実行時間を有する。ステップＳ５０１で、所望の瞳プロファイルが提供される。所望の瞳プロファイルは、最適化からの瞳プロファイル又は経験的な瞳プロファイルなどの任意の好適な瞳プロファイルであってもよい。所望の瞳プロファイルに似た、光源のハードウェアによってレンダリング可能な（例えば、ミラーのアレイによってレンダリング可能な）初期の離散的な瞳プロファイルが所望の瞳プロファイルに基づいて任意の好適な方法を用いて計算される。次いで、初期の離散的な瞳プロファイルが現在の離散的な瞳プロファイルに指定される。離散的な瞳プロファイルは、瞳面上の複数の空間的に離散的な位置における強度を含む。ステップＳ５０２で、現在の離散的な瞳プロファイルの離散的な変化が選択され、現在の離散的な瞳プロファイルに加えられる。選択された離散的な変化を含む現在の離散的な瞳プロファイルは、次の反復処理での現在の離散的な瞳プロファイルになる。ステップＳ５０３で、離散的な瞳プロファイルの離散的な変化を引き起こす光源ハードウェア（例えば、そのような光源ハードウェアはミラーを含んでいてもよい）に関連付けられていない設計変数（例えば、パターニングデバイス、照射量に関連付けられた設計変数）が瞳プロファイルを固定した状態で最適化される。上記設計変数は離散的な、及び／又は連続的な設計変数を含んでいてもよい。ステップＳ５０４で、終了条件が満たされた場合、上記方法はステップＳ５０５で終了する。終了条件が満たされない場合、ステップＳ５０２〜Ｓ５０４が繰り返される。もちろん、離散的な瞳プロファイルがミラーのアレイによって作成できる離散的な瞳プロファイルに限定されず、任意の好適な光源ハードウェアによって作成できるすべての離散的な瞳プロファイルを含む。
【００７８】
[0093]  ステップＳ５０２の詳細を、ある実施形態のフローチャート（図６）に示す。ステップＳ６０１で、費用関数ＣＦの複数の勾配が計算され、複数の勾配の各々が瞳面上の複数の空間的に離散的な位置の１つにおける強度に対応する。話を分かりやすくするため、上記の勾配は、
【数９】
2016507787.tif 000011
で表される。ここで、Ｉｉは瞳面上の位置ｉにおける強度、ｐは離散的な瞳プロファイル上の離散的な位置の数、ＣＦは費用関数である。ある実施形態では、これらの位置はミラーを調整することで離散的に強度が変化できる位置である。例えば、幾つかのシステムでは、各ミラーは２つの離散的な状態を有し、そのうち一方の状態で瞳面上の位置が有限の強度を有し、他方の状態で瞳面上の位置が基本的にゼロの強度を有する。別のシステムでは、ミラーは３つ以上の離散的な状態を有していてもよい。各ミラーが有する離散的な状態の数に関わらず、１つのミラーをこれらの離散的な状態のうちの１つから別の状態へ変化させると、瞳面上の１つ以上の位置における強度が離散的に変化する。
【００７９】
[0094]  ステップＳ６０２で、現在の離散的な瞳プロファイルの複数の離散的な変化が選択される。複数の離散的な変化の各々は、現在の離散的な瞳プロファイルの１つ以上の離散的な位置における強度の離散的な変化を含んでいてもよい。この複数の離散的な変化は任意の好適な数の離散的な変化を含んでいてもよい。例えば、複数の離散的な変化は、現在の離散的な瞳プロファイルの離散的な位置の１つにおける基本的にゼロの強度から有限の強度への強度の変化と、現在の離散的な瞳プロファイルの離散的な位置の１つにおける有限の強度から基本的にゼロの強度への強度の変化とを含む。別の例では、複数の離散的な変化は、現在の離散的な瞳プロファイルの離散的な位置のうち２つにおける基本的にゼロの強度と有限の強度との間の強度の変化を含む。別の例では、複数の離散的な変化は、ミラーのうち１つのみを１つの状態から別の状態へ変化させることで引き起こされるすべての離散的な変化を含む。さらに別の例では、複数の離散的な変化は、ミラーのうち２つのみ、３つのみ、又は４つのみを１つの状態から別の状態へ変化させることで引き起こされるすべての離散的な変化を含む。話を分かりやすくするために、複数の離散的な変化のｕ番目の部材の位置ｉにおける強度の変化をΔＩｕ，ｉで表す。さらに別の例では、複数の離散的な変化は、離散的な瞳プロファイル内の全強度を維持する離散的な変化のみを含む。そのような複数の離散的な変化は、照明効率を一定に保つ。さらに別の例では、複数の離散的な変化は、リソグラフィ投影装置の光軸を中心とした対称性を有する離散的な変化（例えば、Ｃ２、Ｄ２、Ｄ４など）を含む。対称性を有するこれらの離散的な変化は、ミラー群を１つの状態から別の状態へ変化させることで引き起こされうる。また、これらの離散的な変化は、照明源の対称性を維持し、及び／又は最適化を高速化することができる。複数の離散的な変化の選択にその他の制約条件を課してもよい。例えば、複数の離散的な変化によってフィルレシオが減少し、そのため露光寛容度が増加するという制約条件が可能である。例えば、複数の離散的な変化が、ミラーのアレイ内の１つのミラーをミラーが瞳面上に光を投影しない状態に保持する離散的な変化のみを含むという制約条件が可能である。ある実施形態では、費用関数は、フィルレシオ、露光寛容度、焦点深度、及び／又はプロセスウィンドウのその他のメトリックの関数であってもよい。
【００８０】
[0095]  ステップＳ６０３で、費用関数の値の変化予測値ΔＣＦｕが、複数の離散的な変化の各々について、
【数１０】
2016507787.tif 000012
として計算される。すなわち、ｕ番目の離散的な変化の費用関数の値の変化予測値が、ｕ番目の離散的な変化内の離散的な瞳プロファイルの離散的な位置の各々における強度の変化と離散的な位置における費用関数の勾配との積を総計することで計算される。別の実施形態では、複数の離散的な変化の各々について、費用関数の値の実際の変化を、
【数１１】
2016507787.tif 000013
として計算できる。
【００８１】
[0096]  ステップＳ６０４で、費用関数の値の複数の変化予測値に基づいて、複数の離散的な変化の１つが選択される。
【００８２】
[0097]  ステップＳ６０４での選択は、図７Ａに示すある実施形態の方法によって実行できる。ステップＳ７０１Ａで、選択された離散的な変化は、そのΔＣＦｕが複数の離散的な変化のうち最小の離散的な変化である。あるいは、選択された離散的な変化は、そのΔＣＦｕが複数の離散的な変化のうち最大の離散的な変化である。
【００８３】
[0098]  ステップＳ６０４での選択は、図７Ｂに示す別の実施形態の方法によっても実行できる。ステップＳ７０１Ｂで、複数の離散的な変化のサブセット（例えば、１０個の離散的な変化を含むサブセット）が識別され、サブセット内の離散的な変化のΔＣＦｕはサブセット内にはない複数の離散的な変化のいずれかの離散的な変化のΔＣＦｕ以下である（又は未満である）。例えば、複数の離散的な変化のΔＣＦｕは、−１００，−９０，−８０，．．．，０，１０，２０，．．．８０，９０，１００である。サブセットは、そのΔＣＦｕが−１００，−９０，−８０，−７０，−６０である５つの離散的な変化を含むように選択できる。ステップＳ７０２Ｂで、サブセット内の離散的な変化の各々の費用関数の値の実際の変化が計算される。選択された離散的な変化は、サブセット内の他のいずれの変化よりも大きい費用関数の値の実際の変化を生成する離散的な変化である。
【００８４】
[0099]  図８Ａ及び図８Ｂは、費用関数の値の変化予測値ΔＣＦｕの計算方法をさらに示す。この簡単化された例では、離散的な瞳プロファイル内には離散的な位置は７箇所しかない。実際、離散的な瞳プロファイルは数百又はそれ以上の離散的な位置を有していてもよい。この簡単化された例では、各位置は２つの可能な強度、すなわち、１（黒い点）及び０（点なし）しか有していない。実際、各位置は３つ以上の可能な強度を有していてもよい。離散的な変化の１つ８０ｕで、離散的な瞳プロファイルは、８００１で示すプロファイルから８００２で示すプロファイルへ変化する。費用関数の勾配を８００３で示す。
【数１２】
2016507787.tif 000014
図８Ｂは、幾つかのその他の離散的な変化８０１、８０２、及び８０３についての費用関数の値の幾つかの変化予測値を示す。
【００８５】
[00100]  図９は、図５、図６、図７Ａ及び図７Ｂに示す方法の例示的な結果を示す。線９０１は、所望の瞳プロファイルに関連付けられたプロセスウィンドウである。線９０２は、初期の離散的な瞳プロファイルに関連付けられたプロセスウィンドウである。線９０３は、図５、図６、図７Ａ及び図７Ｂに示す方法の結果としての離散的な瞳プロファイルに関連付けられたプロセスウィンドウである。
【００８６】
[00101]  図５、図６、図７Ａ及び図７Ｂに示す方法を用いて、「光源」リソグラフィ投影システムの性能を「ターゲット」リソグラフィ投影システムに適合させることも可能である。これは、これら２つのシステムが同じモデルの２つのコピーであるか、異なるモデルの２つのシステムであるかを問わない。図５、図６、図７Ａ及び図７Ｂに示す方法において「光源」リソグラフィ投影システムの瞳プロファイルを所望の瞳プロファイルとして使用できる。所望の瞳プロファイルは、光源−マスク最適化（ＳＭＯ）のプロセスから得られるものであってもよい。図１０は、「光源」リソグラフィ投影システムの瞳プロファイルが１０００Ａである例示的な結果を示す。図５、図６、図７Ａ及び図７Ｂに示す方法における「ターゲット」リソグラフィ投影システムの初期の離散的な瞳プロファイルは１０００Ｂである。「ターゲット」リソグラフィ投影システムの結果として得られる離散的な瞳プロファイルは１０００Ｃである。これらの瞳プロファイルに関連付けられたプロセスウィンドウも図１０に示され、線１００１Ａは１０００Ａに関連付けられたプロセスウィンドウであり、１００１Ｂは１０００Ｂに関連付けられたプロセスウィンドウであり、１００１Ｃは１０００Ｃに関連付けられたプロセスウィンドウである。
【００８７】
[00102]  図１１は、本明細書に開示する最適化方法及びフローの実施を支援するコンピュータシステム１００を示すブロック図である。コンピュータシステム１００は、バス１０２又は情報を通信するためのその他の通信機構と、バス１０２に結合された、情報を処理するためのプロセッサ１０４（又は複数のプロセッサ１０４及び１０５）を含む。コンピュータシステム１００はまた、情報及びプロセッサ１０４によって実行される命令を記憶するためのバス１０２に結合されたランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）又はその他のダイナミックストレージデバイスなどのメインメモリ１０６を含む。メインメモリ１０６はまた、プロセッサ１０４によって実行される命令の実行中に、一時的変数又はその他の中間情報を記憶するために使用してもよい。コンピュータシステム１００は、さらに、プロセッサ１０４のために静的情報及び命令を記憶するバス１０２に結合された読取専用メモリ（ＲＯＭ）１０８又はその他のスタティックストレージデバイスを含む。磁気ディスク又は光ディスクなどのストレージデバイス１１０が提供され、バス１０２に結合され、情報及び命令を記憶する。
【００８８】
[00103]  コンピュータシステム１００は、バス１０２を介して、コンピュータユーザに対して情報を表示する陰極管（ＣＲＴ）又はフラットパネル又はタッチパネルディスプレイなどのディスプレイ１１２に結合することができる。英数字キー及びその他のキーを含む入力デバイス１１４がバス１０２に結合され、プロセッサ１０４へ情報とコマンド選択を通信する。別のタイプのユーザ入力デバイスは、プロセッサ１０４へ方向情報とコマンド選択を通信し、ディスプレイ１１２上でのカーソルの動きを制御するマウス、トラックボール、又はカーソル方向キーなどのカーソル制御装置１１６である。この入力デバイスは、通常、第１軸（例えば、ｘ）と第２軸（例えば、ｙ）の２軸で自由度２を有し、これによってデバイスは平面内の位置を指定することができる。入力デバイスとしてタッチパネル（画面）ディスプレイも使用することができる。
【００８９】
[00104]  一実施形態によれば、プロセッサ１０４によるメインメモリ１０６に含まれる１つ又は複数の命令の１つ又は複数のシーケンスの実行に応答してコンピュータシステム１００によって最適化プロセスの一部を実行することができる。このような命令は、ストレージデバイス１１０などの別のコンピュータ可読媒体からメインメモリ１０６に読み込むことができる。メインメモリ１０６内に含まれる命令シーケンスを実行すると、プロセッサ１０４は本明細書に記載する各プロセスステップを実行する。マルチ処理装置内の１つ又は複数のプロセッサを使用してメインメモリ１０６内に含まれる命令シーケンスを実行することができる。代替実施形態では、ソフトウェア命令の代わりに、又はそれと組み合わせてハードワイヤード回路を使用することができる。したがって、本明細書の記述は、ハードウェア回路とソフトウェアとの特定の組み合わせに限定されない。
【００９０】
[00105]  本明細書で使用する「コンピュータ可読媒体」という用語は、実行のためにプロセッサ１０４に命令を提供することに加わる任意の媒体を指す。このような媒体は、不揮発性媒体、揮発性媒体、及び伝送媒体を含む多くの形態をとることができるが、これらに限定されない。不揮発性媒体は、例えば、ストレージデバイス１１０などの光又は磁気ディスクを含む。揮発性媒体は、メインメモリ１０６などのダイナミックメモリを含む。伝送媒体は、バス１０２を構成するワイヤを含む同軸ケーブル、銅線及び光ファイバを含む。また、伝送媒体は、無線周波数（ＲＦ）及び赤外線（ＩＲ）データ通信中に生成される音波又は光波の形態をとることができる。コンピュータ可読媒体の一般形態は、例えば、フロッピー（登録商標）ディスク、フレキシブルディスク、ハードディスク、磁気テープ、その他の任意の磁気媒体、ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ、その他の任意の光媒体、パンチカード、紙テープ、穴のパターンを有するその他の任意の物理媒体、ＲＡＭ、ＰＲＯＭ，及びＥＰＲＯＭ、フラッシュＥＰＲＯＭ，その他の任意のメモリチップ又はカートリッジ、以下に記載する搬送波、又はコンピュータが読み取り可能なその他の任意の媒体を含む。
【００９１】
[00106]  様々な形態のコンピュータ可読媒体が、プロセッサ１０４へ１つ以上の命令の１つ以上のシーケンスを搬送して実行することに関与している。例えば、命令は、最初リモートコンピュータの磁気ディスク上に記憶されていてもよい。リモートコンピュータは、命令をダイナミックメモリにロードし、モデムを用いて電話回線上で命令を送信することができる。コンピュータシステム１００側のモデムは電話回線上でデータを受信し、赤外線送信機を用いてデータを赤外線信号に変換する。バス１０２に結合された赤外線検出器が赤外線信号で搬送されたデータを受信し、データをバス１０２上に配置することができる。バス１０２はデータをメインメモリ１０６へ搬送し、そこからプロセッサ１０４が命令を取り出して実行する。任意選択として、メインメモリ１０６によって受信された命令は、プロセッサ１０４による実行前又は後にストレージデバイス１１０に記憶することができる。
【００９２】
[00107]  また、コンピュータシステム１００は、バス１０２に結合された通信インターフェース１１８を含むことが好ましい。通信インターフェース１１８は、ローカルネットワーク１２２に接続されたネットワークリンク１２０への双方向データ通信接続を提供する。例えば、通信インターフェース１１８は、対応するタイプの電話回線にデータ通信接続を提供する統合デジタルサービス通信網（ＩＳＤＮ）カード又はモデムであってもよい。別の例として、通信インターフェース１１８は、互換ＬＡＮにデータ通信接続を提供するローカルエリアネットワーク（ＬＡＮ）カードであってもよい。無線リンクも実施することができる。そのような任意の実施態様で、通信インターフェース１１８は、様々なタイプの情報を表すデジタルデータストリームを搬送する電気信号、電磁信号又は光信号を送受信する。
【００９３】
[00108]  ネットワークリンク１２０は、通常、１つ以上のネットワークを通してデータ通信を他のデータデバイスに提供する。例えば、ネットワークリンク１２０は、ローカルネットワーク１２２を通してインターネットサービスプロバイダ（ＩＳＰ）１２６が運用するホストコンピュータ１２４又はデータ装置に接続を提供することができる。次に、ＩＳＰ１２６は、現在一般に「インターネット」１２８と呼ばれるワールドワイドパケットデータ通信ネットワークを通してデータ通信サービスを提供する。ローカルネットワーク１２２とインターネット１２８は共に、デジタルデータストリームを搬送する電気信号、電磁信号又は光信号を使用する。デジタルデータをコンピュータシステム１００との間で搬送する様々なネットワークを介した信号及びネットワークリンク１２０上の信号及び通信インターフェース１１８を介した信号は情報を伝送する搬送波の例示的形態である。
【００９４】
[00109]  コンピュータシステム１００は、ネットワーク、ネットワークリンク１２０、及び通信インターフェース１１８を通してメッセージを送信し、プログラムコードを含むデータを受信することができる。インターネットの例では、インターネット１２８、ＩＳＰ１２６、ローカルネットワーク１２２及び通信インターフェース１１８を通してサーバ１３０がアプリケーションプログラムのために要求されたコードを送信することができる。そのような１つのダウンロードされたアプリケーションは、例えばこの実施形態の照明最適化に備える。受信されたコードは、それが受信されるとプロセッサ１０４によって実行することができ、及び／又はストレージデバイス１１０又はその他の不揮発性記憶装置に記憶して後で実行することができる。このようにして、コンピュータシステム１００は搬送波の形式でアプリケーションコードを入手することができる。
【００９５】
[00110]  図１２は、照明源が本明細書に記載する方法を利用して最適化できる例示的なリソグラフィ投影装置を概略的に示す。装置は、以下を含んでいる。
−放射投影ビームＢを調整する照明システムＩＬ。この特定の例では、照明システムはさらに放射源ＳＯを含んでいる。
−パターニングデバイスＭＡ（例えばレチクル）を保持するパターニングデバイスホルダを備え、要素ＰＳに対してパターニングデバイスを正確に位置決めする第１のポジショナに接続された第１のオブジェクトテーブル（例えばマスクテーブル）ＭＴ。
−基板Ｗ（例えばレジストコートシリコンウェーハ）を保持する基板ホルダを備え、要素ＰＳに対して基板を正確に位置決めする第２のポジショナに接続された第２のオブジェクトテーブル（基板テーブル）ＷＴ。
−基板Ｗの（例えば、１つ以上のダイを含む）ターゲット部分Ｃ上にパターニングデバイスＭＡの照射部分を結像する投影システム（「レンズ」）ＰＳ（例えば、屈折、反射光学、又は反射屈折光学システム）。
【００９６】
[00111]  本明細書に示すように、装置は透過型の（すなわち透過性マスクを有する）装置である。しかしながら、一般に装置は例えば（反射性マスクを有する）反射型の装置でもよい。あるいは、装置は標準的なマスクを使用する代わりに別の種類のパターニングデバイスを使用してもよく、その例にはプログラマブルミラーアレイ、又はＬＣＤマトリクスが含まれる。
【００９７】
[00112]  光源ＳＯ（例えば、水銀ランプ、又はエキシマレーザ）は放射ビームを生成する。このビームは、直接、又はビームエキスパンダＥｘなどの調節手段を通った後で、照明システム（イルミネータ）ＩＬに供給される。イルミネータＩＬは、ビーム内の強度分布の外側及び／又は内側半径範囲（それぞれ一般に、σ−ｏｕｔｅｒ、σ−ｉｎｎｅｒと呼ばれる）を設定する調整手段ＡＤを備えていてもよい。さらに、イルミネータＩＬは一般に、インテグレータＩＮ及び集光器ＣＯなどの様々な他のコンポーネントを備えている。このようにして、パターニングデバイスＭＡに当たるビームＢは、断面に所望の均一性と強度とを有する。
【００９８】
[00113]  図１１に関して、放射源ＳＯは（放射源ＳＯが、例えば、水銀ランプである場合に多いように）リソグラフィ投影装置のハウジング内にあってもよいが、リソグラフィ投影装置から遠隔位置にあってもよく、光源が生成する放射ビームは（例えば、適切な誘導ミラーを用いて）装置に誘導されることに留意されたい。この後者のシナリオは、放射源ＳＯが（例えば、ＫｒＦ、ＡｒＦ、又はＦ２レージングに基づく）エキシマレーザである場合に多い。
【００９９】
[00114]  次に、ビームＰＢはパターニングデバイステーブルＭＴ上に保持されるパターニングデバイスＭＡと交差する。パターニングデバイスＭＡを横切った後、ビームＢはレンズＰＬを通過し、レンズＰＬは基板Ｗのターゲット部分Ｃ上にビームＢを合焦させる。第２の位置決め手段（及び干渉測定手段ＩＦ）により、基板テーブルＷＴを正確に移動させて、例えば、異なるターゲット部分ＣをビームＰＢの経路内に正確に位置決めすることができる。同様に、第１の位置決め手段を用いて、例えば、パターニングデバイスライブラリからパターニングデバイスＭＡを機械的に検索した後で、又はスキャン中に、ビームＢの経路に対してパターニングデバイスＭＡを正確に位置決めすることができる。一般に、オブジェクトテーブルＭＴ、ＷＴの移動は、図１１には明示していないロングストロークモジュール（粗動位置決め）とショートストロークモジュール（微動位置決め）により実現する。しかしながら、（ステップアンドスキャンツールとは対照的に）ウェーハステッパの場合は、パターニングデバイステーブルＭＴをショートストロークアクチュエータに接続するだけでよく、又は固定してもよい。
【０１００】
[00115]  図示したツールは、下記の２つの異なるモードで使用することができる。
−ステップモードでは、パターニングデバイステーブルＭＴは、基本的に固定状態に保たれ、全パターニングデバイス画像は、１回で（すなわち、１回の「フラッシュ」で）ターゲット部分Ｃ上に投影される。次に、異なるターゲット部分ＣをビームＰＢで照射することができるように、基板テーブルＷＴがｘ及び／又はｙ方向にシフトされる。
−スキャンモードでは、所与のターゲット部分Ｃが１回の「フラッシュ」で露光されないことを除けば、基本的には同じシナリオが適用される。代わりに、パターニングデバイステーブルＭＴを、速度ｖで所与の方向（例えば、ｙ方向のような、いわゆる「スキャン方向」）に移動することができ、その結果、投影ビームＢはパターニングデバイス画像上をスキャンする。同時に、基板テーブルＷＴは、速度Ｖ＝Ｍｖで同じ方向又は反対方向に同時に移動する。但し、ＭはレンズＰＬの倍率（通常、Ｍ＝１／４又は１／５である）である。このようにして、解像度を犠牲にすることなく比較的広いターゲット部分Ｃを露光することができる。
【０１０１】
[00116]  図１３は、照明源が本明細書に記載する方法を利用して最適化できる別の例示的なリソグラフィ投影装置１０００を概略的に示す。
【０１０２】
[00117]  リソグラフィ投影装置１０００は以下を含んでいる。
[00118]  −光源コレクタモジュールＳＯ、
[00119]  −放射ビームＢ（例えばＥＵＶ放射）を調整するように構成された照明システム（イルミネータ）ＩＬ、
[00120]  −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（例えばマスクテーブル）ＭＴ、
[00121]  −基板（例えばレジストコートウェーハ）Ｗを保持し、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、
[00122]  −パターニングデバイスＭＡによって、放射ビームＢに与えられたパターンを基板Ｗの（例えば、１つ以上のダイを含む）ターゲット部分Ｃ上に投影するように構成された投影システム（例えば反射型投影システム）ＰＳ。
【０１０３】
[00123]  この図に示すように、装置１０００は（例えば、反射性マスクを使用する）反射型の装置である。大半の材料がＥＵＶ波長範囲内で光を吸収するため、マスクは、例えば、マルチスタックのモリブデン及びシリコンを含む多層リフレクタを有していてもよいことに留意されたい。一例では、マルチスタックリフレクタは、各層の厚さが波長の４分の１であるモリブデンとシリコンの４０個のペアの層を有する。Ｘ線リソグラフィでさらに小さい波長を生成することができる。ＥＵＶ及びｘ線波長では大半の材料が光を吸収するため、パターニングデバイスのトポグラフィ（例えば、多層リフレクタの上面のＴａＮ光吸収体）上でパターニングされた光吸収性材料の薄片によって、どこにフィーチャを印刷し（ポジ型レジスト）、どこに印刷しない（ネガ型レジスト）かが定義される。
【０１０４】
[00124]  図１３を参照すると、イルミネータＩＬは光源コレクタモジュールＳＯから極端紫外線放射ビームを受光する。ＥＵＶ放射を生成する方法は、必ずしもそれに限定されないが、例えば、ＥＵＶ範囲内に１本以上の輝線を有し、キセノン、リチウム又はスズなどの少なくとも１つの元素を有するプラズマ状態に材料を変換することを含んでいる。レーザ生成プラズマ（「ＬＰＰ」）と言われることが多いこのような方法の１つでは、線発光元素を有する材料の小滴、ストリーム、又はクラスタなどの燃料にレーザビームを照射することによってプラズマを生成することができる。光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ためのレーザ（図１３には図示せず）を含むＥＵＶ放射システムの一部であってよい。結果として生ずるプラズマは出力放射、例えば、ＥＵＶ放射を発し、これは光源コレクタモジュール内に配置された放射コレクタを使用して集光される。レーザと光源コレクタモジュールとは、例えば、燃料励起のためのレーザビームを提供するためにＣＯ２レーザが使用される場合は別個のエンティティであってよい。
【０１０５】
[00125]  このような場合、レーザはリソグラフィ装置の一部を形成するとは見なされず、放射ビームは、例えば、適切な誘導ミラー及び／又はビームエキスパンダを備えるビームデリバリシステムを用いてレーザから光源コレクタモジュールに送られる。別の場合、例えば、光源がＤＰＰ光源と呼ばれることが多い放電生成プラズマＥＵＶ生成器である場合は、光源は光源コレクタモジュールの一体部分であってもよい。
【０１０６】
[00126]  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調整手段を備えていてもよい。一般に、イルミネータの瞳面内の強度分布の少なくとも外側及び／又は内側半径範囲（それぞれ一般に、σ−ｏｕｔｅｒ、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は一般に、ファセットフィールド及び瞳ミラーデバイスなどの様々な他のコンポーネントを備えていてもよい。イルミネータは断面に所望の均一性と強度分布とを有するように放射ビームを調整するために使用されてもよい。
【０１０７】
[00127]  放射ビームＢは、支持構造（例えばマスクテーブル）ＭＴ上に保持される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ン形成される。放射ビームＢは、パターニングデバイス（例えばマスク）ＭＡから反射した後、投影システムＰＳを通過し、これがビームを基板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及び位置センサＰＳ２（例えば、干渉測定装置、リニアエンコーダ、又は静電容量センサ）を用いて、基板テーブルＷＴを正確に移動して、例えば、異なるターゲット部分Ｃを放射ビームＢの経路内に位置決めすることができる。同様に、第１のポジショナＰＭと別の位置センサＰＳ１とを使用して、パターニングデバイス（例えばマスク）ＭＡを放射ビームＢの経路に対して正確に位置決めすることができる。パターニングデバイスアライメントマークＭ１、Ｍ２と基板アライメントマークＰ１、Ｐ２とを使用して、パターニングデバイス（例えばマスク）ＭＡと基板Ｗとを整列させてもよい。
【０１０８】
[00128]  図示した装置１０００を以下のモードのうち少なくとも１つで使用することができる。
【０１０９】
[00129]  １．ステップモードでは、支持構造（例えばマスクテーブル）ＭＴと基板テーブルＷＴとは、基本的に固定状態に維持され、放射ビームに付与される全パターンは、１回で（すなわち、１回の静的露光で）ターゲット部分Ｃ上に投影される。次に、異なるターゲット部分Ｃを露光することができるように、基板テーブルＷＴがＸ及び／又はＹ方向にシフトされる。
【０１１０】
[00130]  ２．スキャンモードでは、放射ビームに付与されるパターンがターゲット部分Ｃ上に投影される間に（すなわち１回の動的露光）、支持構造（例えばマスクテーブル）ＭＴ及び基板テーブルＷＴが同期的にスキャンされる。支持構造（例えばマスクテーブル）ＭＴに対する基板テーブルＷＴの速度と方向は、投影システムＰＳの（縮小）拡大、及び像反転特性によって決定されてもよい。
【０１１１】
[00131]  ３．その他のモードでは、支持構造（例えばマスクテーブル）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固定状態に維持され、基板テーブルＷＴは、放射ビームに付与されたパターンがターゲット部分Ｃ上に投影される間に移動、又はスキャンされる。このモードでは、一般にパルス放射源が使用され、プログラマブルパターニングデバイスは基板テーブルＷＴの各々の移動後、又はスキャン中の連続放射パルスの間に必要に応じて更新される。この動作モードは、上述の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することができる。
【０１１２】
[00132]  図１４は、光源コレクタモジュールＳＯ、照明システムＩＬ、及び投影システムＰＳを含む装置１０００をより詳細に示している。光源コレクタモジュールＳＯは、光源コレクタモジュールＳＯの密閉構造２２０内に真空環境が保持されるように構築され、配置されている。放電生成プラズマ光源によってＥＵＶ放射発光プラズマ２１０を形成することができる。ＥＵＶ放射は、例えば、キセノンガス、リチウム蒸気、又はスズ蒸気などの極めて高温のプラズマ２１０が生成されて電磁スペクトルのＥＵＶ範囲内で放射を発するガス又は蒸気によって生成されてもよい。極めて高温のプラズマ２１０は、例えば、少なくとも部分的に電離されたプラズマを生ずる電気放電によって生成される。放射を効率的に生成するために、例えば、１０Ｐａのキセノン、リチウム、スズ蒸気、又はその他の適切なガス又は蒸気の分圧が必要な場合がある。ある実施形態では、ＥＵＶ放射を生成するために励起したスズ（Ｓｎ）のプラズマが提供される。
【０１１３】
[00133]  高温プラズマ２１０によって発された放射は、光源チャンバ２１１の開口の背後、又は開口内に位置する（場合によって汚染物質バリア、又はフォイルトラップとも呼ばれる）任意選択のガスバリア、又は汚染物質トラップ２３０を経て、光源チャンバ２１１からコレクタチャンバ２１２へと送られる。汚染物質トラップ２３０は流路構造を含んでいてもよい。汚染物質トラップ２３０はさらにガスバリア、又はガスバリアと流路構造との組み合わせを含んでいてもよい。本明細書では汚染物質トラップ、すなわち汚染物質バリア２３０はさらに、当技術分野では知られているように少なくとも流路構造を含むものとして示されている。
【０１１４】
[00134]  コレクタチャンバ２１１は、いわゆる斜入射コレクタであってよい放射コレクタＣＯを含んでいてもよい。放射コレクタＣＯは、上流側放射コレクタ２５１と、下流側放射コレクタ２５２とを有している。コレクタＣＯを横断する放射は、格子スペクトルフィルタ２４０から反射して、一点鎖線「Ｏ」で示される光軸に沿った仮想光源ポイントＩＦ内で合焦することができる。仮想光源ポイントＩＦは一般に中間焦点と呼ばれ、光源コレクタモジュールは、中間焦点ＩＦが密閉構造２２０内の開口２２１に、又はその近傍に位置するように配置されている。仮想光源ポイントＩＦは放射発光プラズマ２１０の像である。
【０１１５】
[00135]  次に、放射は照明システムＩＬを横断し、このシステムは、パターニングデバイスＭＡで放射ビーム２１の所望の角度分布、及びパターニングデバイスＭＡで放射強度の所望の均一性が得られるように配置されたファセットフィールドミラーデバイス２２と、ファセット瞳ミラーデバイス２４とを含んでいてもよい。支持構造ＭＴによって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、パターン形成されたビーム２６が形成され、パターン形成されたビーム２６は反射素子２８、３０を介して、基板テーブルＷＴによって保持された基板Ｗ上に投影システムＰＳによって結像される。
【０１１６】
[00136]  一般に、照明光学系ユニットＩＬ、及び投影システムＰＳには図示した要素よりも多くの要素があってもよい。リソグラフィ装置のタイプに応じて、任意選択として格子スペクトルフィルタ２４０があってもよい。さらに、図示したミラーよりも多くのミラーがあってもよく、例えば、図１３に示した投影システムＰＳに１個〜６個の追加の反射素子があってもよい。
【０１１７】
[00137]  図１４に示すように、コレクタ光学系ＣＯは、単にコレクタ（又はコレクタミラー）の例として斜入射リフレクタ２５３、２５４及び２５５を有する入れ子式コレクタとして示されている。斜入射リフレクタ２５３、２５４及び２５５は光軸Ｏを中心として軸対称に配置され、このタイプのコレクタ光学系ＣＯは好ましくは、ＤＰＰ光源と呼ばれることが多い放電生成プラズマ光源と組み合わせて使用される。
【０１１８】
[00138]  あるいは、光源コレクタモジュールＳＯは、図１５に示すように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）などの燃料にレーザエネルギーを蓄えて、電子温度が数１０ｅＶの高電離プラズマ２１０を生成するように配置されている。これらのイオンの脱励起及び再結合中に生成されるエネルギー放射はプラズマから発され、近法線入射コレクタ光学系ＣＯによって集光され、密閉構造２２０内の開口２２１上に合焦される。
【０１１９】
[00139]  本明細書に開示する概念は、サブ波長フィーチャを結像する任意の汎用の結像システムをシミュレートするか又は数学的にモデル化することができ、特にますます微細化するサイズの波長を生成することができる台頭しつつある結像技術で有用である。すでに普及している新興技術は、ＡｒＦレーザを用いて１９３ｎｍの波長を生成することができ、さらにフッ素レーザを用いて１５７ｎｍの波長を生成することができるＥＵＶ（極端紫外線）リソグラフィを含む。さらに、ＥＵＶリソグラフィは、シンクロトロンを用いて、又は高エネルギーの電子を材料（固体又はプラズマ）に衝突させて２０〜５ｎｍの範囲内の波長を生成してこの範囲内の光子を生成することができる。
【０１２０】
[00140]  本明細書に開示する方法は、投影光学系に瞳プロファイルに適用可能である。
【０１２１】
[00141]  本明細書に開示する概念はシリコンウェーハなどの基板上の結像に使用することができるが、開示された概念は、例えば、シリコンウェーハ以外の基板上の結像に使用される任意のタイプのリソグラフィ結像システムと共に使用することができることを理解されたい。
【０１２２】
[00142]  本発明について、以下の条項を用いてさらに説明する。
１．  リソグラフィ投影装置を用いて設計レイアウトの一部を基板上に結像させるリソグラフィプロセスを改良するコンピュータ実施方法であって、
所望の瞳プロファイルを提供することと、
前記所望の瞳プロファイルに基づいて離散的な瞳プロファイルを計算することと、
前記離散的な瞳プロファイルの離散的な変化を選択することと、
前記離散的な瞳プロファイルに前記選択された離散的な変化を加えることと、
を含む、方法。
２．  前記所望の瞳プロファイルが、最適化からの瞳プロファイル又は経験的な瞳プロファイルである、条項１に記載の方法。
３．  前記離散的な瞳プロファイルが、前記リソグラフィ投影装置の照明源のハードウェアによってレンダリング可能である、条項１に記載の方法。
４．  前記離散的な瞳プロファイルが、瞳面上の複数の空間的に離散的な位置における強度を含む、条項１に記載の方法。
５．  前記離散的な瞳プロファイルの離散的な変化を生成する光源ハードウェアに関連付けられていない設計変数を最適化することをさらに含む、条項１に記載の方法。
６．  前記離散的な瞳プロファイルの離散的な変化の選択を繰り返すことと、前記離散的な瞳プロファイルに前記離散的な変化を加えることとをさらに含む、条項１に記載の方法。
７．  前記照明源の前記ハードウェアが、ミラーのアレイを含む、条項３に記載の方法。
８．  離散的な変化を選択することが、費用関数の複数の勾配を計算することを含み、前記複数の勾配の各々が瞳面上の複数の空間的に離散的な位置の１つにおける強度に対応する、条項１に記載の方法。
９．  前記複数の空間的に離散的な位置が、その強度が前記リソグラフィ投影装置の照明源のハードウェアを調整することで変化し得る位置である、条項８に記載の方法。
１０．  ミラーの前記アレイ内の少なくとも１つのミラーが、少なくとも２つの離散的な状態を有する、条項７に記載の方法。
１１．  前記少なくとも２つの離散的な状態のうちの１つの状態から前記少なくとも２つの離散的な状態のうちの別の状態へ変化する前記少なくとも１つのミラーが、瞳面上の１つ以上の位置における強度の離散的な変化を生成する、条項１０に記載の方法。
１２．  離散的な変化を選択することが、複数の離散的な変化から前記離散的な変化を選択することを含む、条項１に記載の方法。
１３．  前記複数の離散的な変化のうち少なくとも１つの離散的な変化が、前記離散的な瞳プロファイルの１つ以上の離散的な位置における強度の離散的な変化である、条項１２に記載の方法。
１４．  前記複数の離散的な変化が、照明源のミラーのアレイ内の１つのみ、２つのみ、３つのみ及び／又は４つのみのミラーを１つの状態から別の状態へ変化させることで生成されるすべての可能な離散的な変化を含む、条項１２に記載の方法。
１５．  前記複数の離散的な変化が、前記離散的な瞳プロファイル内の全強度を維持するそれらの離散的な変化のみを含む、条項１２に記載の方法。
１６．  前記複数の離散的な変化が、前記離散的な瞳プロファイルのフィルレシオを減少させるそれらの離散的な変化のみを含む、条項１２に記載の方法。
１７．  離散的な変化を選択することが、前記複数の離散的な変化の各々の費用関数の値の変化予測値を計算することをさらに含む、条項１２に記載の方法。
１８．  前記変化予測値を計算することが、前記複数の離散的な変化内の前記離散的な瞳プロファイルの離散的な位置の各々における強度の変化と前記離散的な位置における費用関数の勾配との積を総計することを含む、条項１７に記載の方法。
１９．  離散的な変化を選択することが、前記複数の離散的な変化の各々の費用関数の値の前記変化予測値に基づいて前記複数の離散的な変化から前記離散的な変化を選択することをさらに含む、条項１７に記載の方法。
２０．  前記複数の離散的な変化から前記離散的な変化を選択することが、すべての前記複数の離散的な変化のうち最小又は最大の変化予測値を有する１つの離散的な変化を前記複数の離散的な変化から選択することを含む、条項１９に記載の方法。
２１．  前記複数の離散的な変化から前記離散的な変化を選択することが、サブセット内の各々の前記変化予測値が前記サブセット内にはない前記複数の離散的な変化のうちいずれか１つの前記変化予測値以下である前記サブセットを前記複数の離散的な変化から選択することを含む、条項１９に記載の方法。
２２．  前記複数の離散的な変化から前記離散的な変化を選択することが、前記サブセット内の前記離散的な変化の各々の前記費用関数の値の実際の変化を計算することと、前記サブセット内の他のどの離散的な変化よりも大きい前記費用関数の値の実際の変化を生成する１つの離散的な変化を選択することとをさらに含む、条項２１に記載の方法。
２３．  前記所望の瞳プロファイルが、別のリソグラフィ投影装置からの瞳プロファイルである、条項１に記載の方法。
２４．  前記複数の離散的な変化が、前記リソグラフィ投影装置の光軸を中心とする対称性を有する離散的な変化を含む、条項１２に記載の方法。
２５．  離散的な変化を選択することが、前記複数の離散的な変化の各々の費用関数の値の変化を計算することをさらに含む、条項１２に記載の方法。
２６．  前記所望の瞳プロファイルが、前記リソグラフィ投影装置の照明源の瞳プロファイルである、条項１に記載の方法。
２７．  前記所望の瞳プロファイルが、前記リソグラフィ投影装置の投影光学系の瞳プロファイルである、条項１に記載の方法。
２８．  前記費用関数が、前記瞳面上の前記複数の空間的に離散的な位置における強度の関数である、条項８に記載の方法。
２９．  コンピュータによって実行されると条項１〜２８のいずれかに記載の前記方法を実施する命令がその上に記録されたコンピュータ可読媒体を備える、コンピュータプログラムプロダクト。
３０．  １つ以上のコンピュータプログラムモジュールを実行するように構成された１つ以上のプロセッサを備えるコンピュータシステム内で実施されるコンピュータ実施方法であって、
前記１つ以上のプロセッサからアクセス可能な媒体を電子記憶装置上に得ることと、
前記コンピュータシステムの前記１つ以上のプロセッサ上で条項１〜２７に記載のいずれか１つの方法を実行するように構成された１つ以上のコンピュータプログラムモジュールを実行することと、
前記コンピュータシステムの前記１つ以上のプロセッサに通信可能にリンクされた電子ディスプレイ上に前記離散的な瞳プロファイルを表示することと、
を含む、方法。
【０１２３】
[00143]  上記記載は、説明的なものであり、限定する意図はない。したがって、当業者には添付の請求の範囲を逸脱することなく、上記に対する変更が行われ得ることは明らかであろう。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【図８Ａ】
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【図８Ｂ】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【国際調査報告】
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