本发明专利技术公开一种测量装置和曝光装置。所述测量装置测量被照明系统照明的照明平面中的空间相干性，包括：测量掩模，其具有至少三个针孔并被布置在照明平面上；检测器，被配置为检测由来自所述至少三个针孔的光形成的干涉图案；和计算器，被配置为基于通过对检测器检测到的干涉图案进行傅立叶变换而获得的傅立叶谱，来计算照明平面中的空间相干性。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及测量空间相干性的测量装置和包括该测量装置的曝光 装置。
技术介绍
在制造诸如半导体器件的器件的平版印刷(lithography)处理 中，主要在光刻中，曝光装置中投影光学系统的NA在增大，并且曝 光光线的波长在缩短。随着NA增大，分辨能力提高，但焦深减小。 由于该原因，从形成比以前更微细的图案的观点来看，已证明了仅增 大投影光学系统的NA对于保持稳定的大规模生产是不够的。在这样 的环境下，通过最优化照明光学系统来改善分辨率特性的所谓的修改 的照明方法正吸引大量关注。近来存在不仅最优化a值(即，照明光学系统和投影光学系统的 NA之间的比率)还最优化各个原版(original)图案的有效光源形状 的趋势。修改的照明的例子为环形照明、四极照明和双极照明。然而，光路在改变照明模式时改变，因此原版表面(在投影光学 系统的物平面中)上的空间相干性由于例如构成照明光学系统的光学 元件的抗反射涂层的不均匀性或光学元件的偏心而改变。空间相干性 的这种改变对形成在投影光学系统的像平面上的图像的质量有相当大 的影响。因此，了解空间相干性、并且在设计原版和确定有效光源分布时考虑空间相干性是重要的。已知的空间相干性测量方法是下面的三种方法。第 一种方法是所 谓的杨式干涉法或双4十孔方法(Joseph W. Goodman, "Statistical Optics (统计光学)，，)。第二种方法是剪切干涉法。第三种方法是 基于某图案图像的改变测量空间相干性的方法。图17是示出作为第一种方法的杨式干涉法的原理的示图。光源 60照射具有两个针孔的板61,并使来自这两个针孔的光束在设置在 板61后面的屏幕62上彼此干涉，从而基于获得的干涉条紋的对比度 计算空间相干性。日本专利特开平No. 7-311094公开了第一种方法 的应用例子。图18是示出作为第二种方法的剪切干涉法的原理的示图。图18 示意性地示出了迈克耳孙(Michelson)干涉仪的结构。在迈克耳孙 干涉仪中，当入射光70照射在半反射镜71上时，其被分成向参考棱 镜反射镜72行进的光束70a和向可移动棱镜反射镜73行进的光束 70b。被各自的反射镜72和73反射的光束70c和70d返回半反射镜 71，并彼此叠加以在屏幕74上形成干涉条紋。当参考棱镜反射镜72和可移动棱镜反射镜73被放置为使得向它 们行进的两个光束具有相同的光路长度、并且可移动棱镜反射镜73 沿Y轴方向移动时，反射光束70d也移动相同的距离并^皮叠加在反 射光束70c上。此时，因为干涉条紋的对比度对应于空间相干性而改 变，所以可通过观察可移动棱镜反射镜73沿Y轴方向的移动距离、 和干涉条紋的对比度的改变来测量空间相干性。日本专利特开平No. 9-33357和日本专利特z^平No. 6-63868描述了第二种方法的应用例 子。日本专利特开平No. 10-260108描述了第三种方法的例子。根据 日本专利特开平No. 10-260108，通过投影菱形图案并测量投影图像 的大小来测量空间相干性。不幸的是，作为第一种方法的杨式干涉法有这样的缺点因为两 个针孔之间的间隔是固定的，所以这些针孔需要被更换多次以获得多 个点处的空间相干性，从而花费长的时间段。作为第二种方法的剪切 干涉法有这样的缺点不仅需要高精度的光学系统，而且难以将剪切 干涉仪安装到具有显著空间限制的膝光装置中，因为其难以缩小尺 寸。第三种方法主要用于测量a值(当由照明光学系统执行圆形照明 时，照明光学系统的数值孔径NAill和投影光学系统的数值孔径5NApl之间的比率(NAill/NApl))。第三种方法有这样的缺点必须 测量图像大小并将其与预先提供的参考表格比较。第三种方法有其它 缺点当有效光源分布被形成为复杂的形状而不是圆形形状时，与该 形状兼容的表格是必需的，并且测量图像大小对于测量复杂的空间相 干性分布是不够的。
技术实现思路
本专利技术是考虑到上述情况而作出的，并且其目的是提供一种用简 单布置来测量例如空间相干性的技术。本专利技术的第 一方面提供一种测量装置，其测量被照明系统照明的 照明平面中的空间相干性，该装置包括测量掩模，其具有至少三个 针孔并被布置在照明平面上；检测器，被配置为检测由来自所述至少 三个针孔的光形成的干涉图案；和计算器，被配置为基于通过对检测 器检测到的干涉图案进行傅立叶变换而获得的傅立叶谱，计算照明平 面中的空间相干性。本专利技术的第二方面提供一种曝光装置，其通过照明系统来照明原 版，并通过投影光学系统将原版的图案投影在基板上以曝光基板，该 装置包括上述测量装置，该测量装置被布置在曝光装置中，以便测量 通过照明系统照明的照明平面中的空间相干性。从参照附图对示例性实施例的下述描述，本专利技术的进一步的特征 将变得明显。附图说明图1是示出根据本专利技术的第 一实施例的测量装置和曝光装置的示 意性布置的示图2A到2C是示出有效光源分布的示图3A到3C是示出光学系统的物平面中的空间相干性的示图4是示出根据本专利技术的第 一 实施例的修改的测量装置的示意性 布置的示图；图5是示出根据本专利技术的第二实施例的测量装置和曝光装置的示 意性布置的示图6是示出根据本专利技术的第三实施例的测量装置和曝光装置的示 意性布置的示图7是示出根据本专利技术的第四实施例的测量装置和曝光装置的示 意性布置的示图8是示出根据本专利技术的第五实施例的测量装置和曝光装置的示 意性布置的示图9A和9B是示出针孔图案的示图IOA和IOB是示出其它针孔图案的示图IIA到IIC是示出空间相干性测量位置的示图12是示出根据本专利技术的第六实施例的测量装置和膝光装置的 示意性布置的示图13是示出针孔图案的示图14是示出干涉图案的示图15是示出干涉图案的傅立叶谱的示图16是示出空间相干性的曲线图17是示意性地示出杨式干涉仪的示图；以及图18是示出剪切干涉仪的原理的示图。具体实施例方式将在下面参照附图描述本专利技术的优选实施例。注意，在附图中， 相同的附图标记始终表示相同的元件，并且将不给出其重复描述。 [第一实施例图1是示出根据本专利技术的第一实施例的测量装置和曝光装置的示 意性布置的示图。该测量装置包括在膝光装置中，所述曝光装置通过 投影光学系统30将原版(也称为掩模或中间掩模(reticle))的图 案投影在基板上，以曝光基板。注意，原版被布置在投影光学系统 30的物平面上，并且基板被布置在投影光学系统30的像平面上。投影光学系统3 0的物平面也是由照明光学系统12照明的照明平面。根据第一实施例的测量装置被配置为测量投影光学系统30的物 平面中的空间相干性。膝光装置包括投影光学系统30、用于将原版 布置在投影光学系统30的物平面上的原版定位装置、用于将基板布 置在投影光学系统30的像平面上的基板定位装置、以及用于照明被 布置在物平面(照明平面)上的原版的照明系统10。测量装置包括 被布置在投影光学系统30的物平面上的测量掩模20、以及被布置在 投影光学系统30的像平面上的检测器40。测量掩模20典型地被原 版定位装置定位。检测器40典型地被基板定位装置定位。照明系统10在基板啄光期间照明原版，并且在空间相干性测量 期间照明测量掩模20。照明系统10包括例如光源单元11和照明光 学系统12。用于空间相本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种测量装置，其测量通过照明系统照明的照明平面中的空间相干性，所述装置包括： 测量掩模，其具有至少三个针孔，并被布置在所述照明平面上； 检测器，被配置为检测由来自所述至少三个针孔的光形成的干涉图案；以及 计算器，被配置为基 于通过对所述检测器检测到的所述干涉图案进行傅立叶变换而获得的傅立叶谱，来计算所述照明平面中的空间相干性。
【技术特征摘要】
...
【专利技术属性】
技术研发人员：古河裕范，
申请(专利权)人：佳能株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]
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