JP6773894B2 - 補正を導き出すための方法及び装置、構造の特性を決定するための方法及び装置、デバイス製造方法 - Google Patents

Description

[0001] 本説明は、光学系の較正に関する。本明細書で説明される実施形態は、例えばインスペクション装置において、且つ例えばリソグラフィ技術によるデバイスの製造で使用可能な例えばリソグラフィ装置において適用されてもよい。本明細書で説明される実施形態は、固体液浸レンズ（ＳＩＬ）又はマイクロＳＩＬを用いる例えばインスペクション装置において適用されてもよい。

[0002] リソグラフィプロセスは、基板上に、通常は基板のターゲット部分上に所望のパターンを施すプロセスである。リソグラフィ装置は、例えば、集積回路（ＩＣ）の製造において用いることができる。その例において、代替としてマスク又はレチクルと呼ばれるパターニングデバイスが、ＩＣの個別層上に形成される回路パターンを生成するために用いられ得る。このパターンは、基板（例えばシリコンウェーハ）上のターゲット部分（例えば、１つ又は幾つかのダイの一部を含む）上に転写することができる。パターンの転写は、典型的には、基板上に施される放射感応性材料（レジスト）層上への結像を介する。ステッピング及び／又は走査動作が、基板にわたる連続的なターゲット部分でパターンを反復するために含まれ得る。基板上にパターンをインプリントすることによって、パターニングデバイスから基板にパターンを転写することもまた可能である。

[0003] リソグラフィプロセスにおいて、例えばプロセス制御及び検証用に、生成された構造の測定を頻繁に行うことが望ましい。かかる測定を行うための様々なツールが知られており、それらのツールは、クリティカルディメンジョン（ＣＤ）を測定するためにしばしば用いられる走査電子顕微鏡と、オーバーレイ（例えばデバイスにおける２層間における相異なるパターニングステップで形成されたパターン間の整列の精度）及びリソグラフィ装置のデフォーカスを測定する専用ツールと、を含む。最近、スキャトロメータの様々な形態が、リソグラフィ分野で使用するために開発された。これらのデバイスは、ターゲットの興味のある特性が決定され得る基となる「スペクトル」又は「瞳画像」を取得するために、放射ビームをターゲット上に導き、且つ散乱放射の１つ又は複数の特性−例えば、波長の関数としての単一の反射角度における強度、反射角度の関数としての１つ又は複数の波長における強度、又は反射角度の関数としての偏光−を測定する。興味のある特性の決定は、様々な技法、例えば厳密結合波解析又は有限要素法などの反復アプローチによるターゲット構造の再構成と、ライブラリ検索と、主成分解析と、によって実行されてもよい。

[0004] スキャトロメータの例には、米国特許出願公開第２００６−０３３９２１号及び同２０１０−２０１９６３号で説明されるタイプの角度分解スキャトロメータが含まれる。かかるスキャトロメータによって用いられるターゲットは、比較的大きな、例えば４０μｍ×４０μｍの格子であり、測定ビームは、格子より小さいスポットを生成する（即ち、格子は充填されていない（underfilled））。再構成によるフィーチャ形状の測定に加えて、回折ベースのオーバーレイが、米国特許出願公開第２００６−０６６８５５号に説明されているようなかかる装置を用いて測定され得る。方法及びスキャトロメータはまた、米国特許出願公開第２０１１−００２７７０４号、同２００６−０３３９２１号及び同２０１０−２０１９６３号に開示されている。リソグラフィ処理における物理的寸法の低減と共に、ますます小さなフィーチャを検査する要求、及びまた計測専用のターゲットによって占められる空間を低減する要求が存在する。これらの全ての出願の内容は、参照によって本明細書に援用される。

[0005] 例えば捕捉できる散乱角の範囲を増加するために、固体液浸レンズ（ＳＩＬ）又は小型ＳＩＬ（マイクロＳＩＬ）が、対物レンズとターゲット構造との間に設けられ得る。固体液浸レンズ（ＳＩＬ）を含む角度分解スキャトロメータの例が、米国特許出願公開第２００９−３１６９７９号に開示されている。ターゲットとＳＩＬの極端な接近は、１より大きな非常に高い有効ＮＡに帰着し、それは、散乱角のより大きな範囲が、瞳画像において捕捉され得ることを意味する。半導体計測用のインスペクション装置におけるかかるＳＩＬの適用は、米国特許出願公開第２０１６−０６１５９０号に開示されている。

[0006] 増加する開口数を利用するために、ＳＩＬとターゲットとの間のギャップは、最適値に設定され維持される必要がある。例えば、ギャップは、基板との光学相互作用の近接場にＳＩＬを維持するために、数十ナノメートル、例えば１０〜１００ｎｍの範囲内であってもよい。ＳＩＬ素子の高さを制御するための準備が、２０１６年４月１９日出願の米国特許出願公開第２０１６−０６１５９０号及びＰＣＴ特許出願第ＰＣＴ／ＥＰ２０１６／０５８６４０号に説明されている。全ての言及した出願及び特許出願公開の内容は、参照によってそれらの全体において本明細書で援用される。ＳＩＬの使用は、より小さな照明スポットの形成を可能にすることができ、従ってまた、より小さなターゲットの使用を可能にし得る。

[0007] 本開示は、一般に光学系の較正に適用可能である。本開示は、何れかの特定タイプのインスペクション装置に、又は一般的なインスペクション装置にさえ、適用において制限されない。本開示の原理は、ＳＩＬ又はマイクロＳＩＬ素子を含む光学系に制限されない。しかしながら、本明細書で説明される実施形態は、インスペクション装置用の光学系において、且つＳＩＬ又はマイクロＳＩＬ素子を含む光学系において、有用な適用を見い出す。一般に、光学系における問題は、光学系内の材料及び表面によって反射され散乱された放射の問題であり、それは、予測不能なやり方で、求められる放射と混合し、且つコントラストを低減するか又は捕捉された情報にノイズを導入する。従って、１つ又は複数の較正ステップを取ることが慣習的であり、その結果、画像又は他の信号が、測定用に捕捉される場合に、この望ましくない放射の影響は、補正することができる。

[0008] 例としてスキャトロメトリ瞳検出を検討すると、光学系の後焦点面の近くに位置する画像センサが、瞳画像の形でスキャトロメトリデータ（散乱スペクトル）を捕捉する。スキャトロメトリデータに加えて、画像センサはまた、「ゴースト」信号と呼ばれ得るものを拾い上げる。これらは、例えば、興味のあるターゲット構造ではなく、光学系内の表面からの反射によって引き起こされる。それらは、対物レンズなどの同じ光学コンポーネントが、照明放射を送出するために、且つターゲットとの相互作用後にスキャトロメトリデータを捕捉するために同時に用いられる場合に、特に著しい。入射ビームを出射ビームから分離する１つの方法は、ターゲット構造の代わりに配置されたビームダンプ（放射吸収デバイス）で瞳画像を捕捉することである。次に、捕捉される画像は、光学面における望ましくない反射によるものだけであり、且つゴースト信号を補正するために、将来の画像から減算することができる。しかしながら、代替較正方法が望ましいであろう。例えば、ＳＩＬベース光学系において、ターゲットが、サブ波長距離に存在しない場合に、ＳＩＬ内に全内部反射が存在し得る。

[0009] 別のタイプの較正ステップは、光学系を通る透過を特徴付けるために実行されてもよい。この較正用の方法は、十分に定義された反射率を有する反射素子を用いるミラー較正である。ミラー較正は、波長、入射角、及び／又は入射偏光の変更用に、顕微鏡対物レンズの光透過を計算するために用いることができる。しかしながら、代替較正方法が、望ましいであろう。対物レンズ及びＳＩＬを含む光学系の場合に、ミラー較正におけるミラーを用いて、対物レンズ及びＳＩＬを通る透過を測定することは、不可能であり得る。

[0010] スキャトロメータにおいて実行できる他のタイプの較正は、いわゆる開口数スケーリング（ＮＡスケーリング）を測定すること、及び捕捉画像内の瞳対称点を見つけることである。これらの較正用の方法は、時間がかかる可能性があり、従って、代替方法がまた、これらのステップ用に興味深い。

[0011] 本開示は、固体液浸レンズの表面及び基板の検査表面で移動するエバネッセント波の相互作用を改善することに適用可能である。粒子検出システムにおいて遭遇される普通の問題は、基板の表面における汚染物質粒子によって散乱される放射に対して、反射された放射の比較的大きな背景である。従って、検出システムの信号対雑音比は弱い。本開示は、この問題の解決法を提案する。

[0012] 本開示は、検査基板の表面上の粒子又は構造と固体液浸レンズの衝突を保護することに適用可能である。

[0013] 態様によれば、光学系用の補正を導き出す方法であって、光学系が、ターゲット構造に照明放射を送出すること、及びターゲット構造との相互作用後に放射を収集することの両方のために動作可能であり、方法が、
第１の照明プロファイルに従って、光学系の瞳を照明する間に、光学系によって収集された放射を表す第１の強度プロファイルを取得することと、
第１の照明プロファイルと相異なる第２の照明プロファイルに従って、光学系の瞳を照明する間に、光学系によって収集された放射を表す第２の強度プロファイルを取得することと、
ターゲット構造との相互作用と対照的に、光学系と照明放射の相互作用効果を軽減するための補正を導き出すために、第１及び第２の強度プロファイルを用いることと、
を含む方法が提供される。

[0014] 相異なる照明プロファイルを用いて検出された強度プロファイルを用いて、方法は、光学系の相異なる部分からゴースト反射の影響を効果的に分離し、その結果、補正が計算され得る。

[0015] 幾つかの実施形態において、第１及び第２の強度プロファイルの相異なる部分は、光学系と照明放射の相互作用効果を表す強度プロファイルを合成するために用いられる。

[0016] 方法は、ＳＩＬコンポーネントを含む光学系の場合に補正を取得するために適用することができ、そこでは既存の方法は、失敗する可能性がある。相異なる照明プロファイルが、明及び暗の相異なる部分を有する場合に、全内部反射の影響は、各強度プロファイルにおける瞳の特定の部分に制限することができる。

[0017] 態様によれば、構造の特性を決定する方法であって、方法が、上記で明らかにしたような方法によって、１つ又は複数の補正を導き出すことを含み、更に、
構造との相互作用後に光学系によって収集された放射を表す測定強度プロファイルを受信することと、
測定強度プロファイルに少なくとも部分的に基づき、且つ導き出された補正を用いて、構造の特性の測定値を計算することと、
を含む方法が提供される。

[0018] 態様によれば、測定表面に対する光学系の移動を制御する方法であって、光学系が、測定表面に照明放射を送出すること、及び測定表面との相互作用後に放射を収集することの両方を行うように動作可能であり、方法が、
検出放射で測定表面を照明することと、
測定表面によって散乱された検出放射を受信することと、
受信された散乱検出放射に基づいて、光学系の移動を制御することと、
を含む方法が提供される。

[0019] 態様によれば、本明細書で明らかにされるような方法に従って、光学系の移動を制御する方法を実行するように構成された装置が提供される。

[0020] 態様によれば、表面の検査用の光学系であって、光学系が、表面に照明放射を送出するように、且つ表面との相互作用後に放射を収集するように構成され、光学系が、光学素子と表面との間のエバネッセント波相互作用を向上させるように構成された誘電体コーティングを施された少なくとも１つの光学素子を含む光学系が提供される。

[0021] 態様によれば、光学系用の補正を導き出すための装置であって、光学系が、ターゲット構造に照明放射を送出すること、及びターゲット構造との相互作用後に放射を収集することの両方のために動作可能であり、装置が、
第１の照明プロファイルに従って、光学系の瞳を照明する間に、光学系によって収集された放射を表す第１の強度プロファイルを受信するように、
第１の照明プロファイルと相異なる第２の照明プロファイルに従って、光学系の瞳を照明する間に、光学系によって収集された放射を表す第２の強度プロファイルを受信するように、且つ
ターゲット構造との相互作用と対照的に、第１及び第２の強度プロファイルを用いて、光学系と照明放射の相互作用効果を軽減するための補正を導き出すように、
構成されたプロセッサを含む装置が提供される。

[0022] プロセッサは、
興味のある構造との相互作用後に光学系によって収集された放射を表す測定強度プロファイルを受信するように、
測定強度プロファイルに少なくとも部分的に基づき、且つ導き出された補正を用いて構造の特性の測定値を計算するように、
更に構成されてもよい。

[0023] 態様によれば、光学系と、光学系用の制御システムと、上記で明らかにしたような装置と、を含むインスペクション装置であって、制御システムが、第１及び第２の強度プロファイルを取得するために、興味のある構造から測定強度プロファイルを取得するために、且つ適用可能な場合に、更なる強度プロファイル並びに第３及び第４の強度プロファイルを取得し、補正を導き出して興味のある構造の特性を計算する際に用いるように強度プロファイルをプロセッサに送出するために、光学系を制御するように構成されるインスペクション装置が提供される。

[0024] 本明細書で開示されるステップは、文脈が許す何れかの順序で実行することができ、指定された順序で実行される必要はない。従って、例えば、補正を導き出す際に使用される強度プロファイルが、測定強度プロファイルが受信される前又は後に受信されるかどうかは、選択の問題である。同じ原則は、光学系が、強度プロファイルを取得するために操作されるシーケンスに当てはまる。

[0025] 態様によれば、本明細書で説明されるような方法による補正を処理システムに導き出させるための機械可読命令の１つ又は複数のシーケンスを含むコンピュータプログラムプロダクトが提供される。コンピュータプログラムプロダクトは、非一時的な記憶媒体を含んでもよい。

[0026] 態様によれば、リソグラフィプロセスステップを含む製造装置の方法であって、リソグラフィプロセスステップを実行する前又は後に、基板上の構造の測定値が、本明細書で説明されるような方法によって取得され、取得された測定値が、基板及び／又は更なる基板の処理用のリソグラフィプロセスステップのパラメータを調整するために用いられる方法が提供される。

[0027] これら及び他の態様は、以下で説明される例の考察から当業者に明らかにされよう。

[0028] 実施形態が、単に例として、添付の図面を参照して今説明される。

[0029]リソグラフィ装置を表す。 [0030]本明細書で説明されるようなインスペクション装置が使用可能なリソグラフィセル又はクラスタを表す。 [0031]本明細書で説明される実施形態が適用可能な光学系の例として、角度分解スキャトロメトリを実行するように構成されたインスペクション装置の例を表す。 [0032]ビームダンプ及び標準リフレクタを用いる方法の較正ステップを示す。 [0033]角度分解スキャトロメトリを実行するように構成されたインスペクション装置の例を表し、そこにおいて光学系は、本明細書で説明される実施形態が適用可能な光学系の別の例として、固体液浸レンズ（ＳＩＬ）を含む。 [0034]固体液浸レンズを含む図５の装置における光学系の特徴をより詳細に示す。 [0034]固体液浸レンズを含む図５の装置における光学系の特徴をより詳細に示す。 [0034]固体液浸レンズを含む図５の装置における光学系の特徴をより詳細に示す。 [0035]図５及び６の装置用の較正方法のステップで照明モード及び検出モードを示す。 [0035]図５及び６の装置用の較正方法のステップで照明モード及び検出モードを示す。 [0035]図５及び６の装置用の較正方法のステップで照明モード及び検出モードを示す。 [0035]図５及び６の装置用の較正方法のステップで照明モード及び検出モードを示す。 [0035]図５及び６の装置用の較正方法のステップで照明モード及び検出モードを示す。 [0035]図５及び６の装置用の較正方法のステップで照明モード及び検出モードを示す。 [0035]図５及び６の装置用の較正方法のステップで照明モード及び検出モードを示す。 [0035]図５及び６の装置用の較正方法のステップで照明モード及び検出モードを示す。 [0036]図７の較正方法の１ステップにおいて捕捉された瞳画像の形状を概略的に示す。 [0037]図８（ａ）に示されているタイプの実瞳画像におけるラインＢ−Ｂ’に沿った強度プロファイルを示す。 [0038]図５の装置の画像センサ上のスキャトロメトリ瞳画像及び基準瞳画像の捕捉を示す。 [0039]本開示の様々な原理を適用する較正方法の流れ図である。 [0040]本開示の実施形態に従って検出システムを示す。 [0041]図１１の検出システムによって行われる測定を用いる計測方法及び／又はリソグラフィ製造プロセスの性能を制御する方法を示す流れ図である。 [0042]本開示の別の実施形態に従って検出システムを示す。 [0043]実施形態に従ってアパーチャを示し、アパーチャは、図１３（ａ）によって示されているような検出システムの一部である。 [0044]汚染された基板を含む、図１３（ａ）による検出システムを示す。 [0045]図１３（ｂ）のアパーチャに対する散乱放射の相対的位置を示す。 [0046]本開示の別の実施形態に従って検出システムを示す。 [0047]別の実施形態に従ってアパーチャを示し、アパーチャは、図１５（ａ）の検出システムの一部である。 [0048]誘電体コーティングを施された固体液浸レンズを含む検出システムを示す。

[0049] 実施形態を詳細に説明する前に、実施形態が実施され得る例示的な環境を提示することが有益である。

[0050] 図１は、リソグラフィ装置ＬＡを概略的に表す。装置は、放射ビームＢ（例えばＵＶ放射又はＤＵＶ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と、パターニングデバイス（例えばマスク）ＭＡを支持するように構成された、且つ或るパラメータに従って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に接続されたパターニングデバイスサポート又はサポート構造（例えばマスクテーブル）ＭＴと、基板（例えばレジストコートウェーハ）Ｗを保持するようにそれぞれ構成された、且つ或るパラメータに従って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にそれぞれ接続された２つの基板テーブル（例えばウェーハテーブル）ＷＴａ及びＷＴｂと、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のターゲット部分Ｃ（例えば１つ又は複数のダイを含む）上に投影するように構成された投影システム（例えば屈折投影レンズシステム）ＰＳと、を含む。基準フレームＲＦは、様々なコンポーネントを接続し、且つパターニングデバイス及び基板並びにそれらの上のフィーチャの位置を設定し測定するための基準として働く。

[0051] 照明システムは、放射を誘導、成形又は制御するための、屈折、反射、磁気、電磁気、静電気若しくは他のタイプの光学コンポーネント、又はそれらの何れかの組み合わせなど、様々なタイプの光学コンポーネントを含んでもよい。

[0052] パターニングデバイスサポートは、パターニングデバイスの向き、リソグラフィ装置の設計、及び例えばパターニングデバイスが真空環境に保持されるか否かなどの他の条件に依存する方法で、パターニングデバイスを保持する。パターニングデバイスサポートは、パターニングデバイスを保持するために、機械、真空、静電気、又は他のクランプ技術を用いることができる。パターニングデバイスサポートＭＴは、例えば必要に応じて固定されるか又は移動可能にし得るフレーム又はテーブルであってもよい。パターニングデバイスサポートは、パターニングデバイスが、例えば投影システムに対して所望の位置にあることを保証してもよい。

[0053] 本明細書で用いられる用語「パターニングデバイス」は、基板の目標部分にパターンを作成するためなど、放射ビームの断面におけるパターンを放射ビームを与えるために用いることができる何れかのデバイスを指すように広く解釈されるべきである。例えばパターンが、位相シフトフィーチャ又はいわゆるアシストフィーチャを含む場合に、放射ビームに与えられたパターンが、基板のターゲット部分における所望のパターンに必ずしも対応しなくてもよいことに留意されたい。一般に、放射ビームに与えられるパターンは、集積回路など、ターゲット部分に作成されるデバイスにおける特定の機能層に対応する。

[0054] 本明細書で表現されるように、装置は、透過型（例えば、透過パターニングデバイスを用いる）である。代替として、装置は、反射型（例えば、上記で触れたようなタイプのプログラマブルミラーアレイを用いるか、又は反射マスクを用いる）であってもよい。パターニングデバイスの例には、マスク、プログラマブルミラーアレイ、及びプログラマブルＬＣＤパネルが含まれる。本明細書において用語「レチクル」又は「マスク」何れの使用も、より一般的な用語「パターニングデバイス」と同義であると考えられてもよい。用語「パターニングデバイス」はまた、かかるプログラマブルパターニングデバイスを制御する際に使用するためのパターン情報をデジタル形式で格納するデバイスを指すと解釈することができる。

[0055] 本明細書で用いられる用語「投影システム」は、用いられている露光放射用に、又は液浸液の使用又は真空の使用などの他の要因用に適切なように、屈折、反射、屈折作用、磁気、電磁気及び静電気光学系又はそれらの組み合わせを含む何れかのタイプの投影システムを包含すると広く解釈されるべきである。本明細書における用語「投影レンズ」の何れの使用も、より一般的な用語「投影システム」と同義なものとして考えられてもよい。

[0056] リソグラフィ装置はまた、基板の少なくとも一部が、投影システムと基板との間の空間を満たすために、比較的高屈折率を有する液体、例えば水によって覆われ得るタイプであってもよい。液浸液もまた、リソグラフィ装置における他の空間、例えばマスクと投影システムとの間に適用されてもよい。液浸技術は、投影システムの開口数を増加させるための技術においてよく知られている。

[0057] 動作において、イルミネータＩＬは、放射源ＳＯから放射ビームを受信する。放射源及びリソグラフィ装置は、例えば放射源が、エキシマレーザである場合に、別個のエンティティであってもよい。かかる場合に、放射源は、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含むビームデリバリシステムＢＤの支援で、放射源ＳＯからイルミネータＩＬへと通過される。他の場合に、例えば放射源が、水銀ランプである場合に、放射源は、例えばリソグラフィ装置の不可欠な部分であってもよい。放射源ＳＯ及びイルミネータＩＬは、必要に応じてビームデリバリシステムＢＤと一緒に、放射システムと呼ばれてもよい。

[0058] イルミネータＩＬは、例えば、放射ビームの角度強度分布を調整するためのアジャスタＡＤと、積分器ＩＮと、コンデンサＣＯと、を含んでもよい。イルミネータは、放射ビームの断面において所望の均一性及び強度分布を有するように放射ビームを調整するために用いられてもよい。

[0059] 放射ビームＢは、パターニングデバイスサポートＭＴ上で保持されるパターニングデバイスＭＡに入射し、且つパターニングデバイスによってパターン化される。パターニングデバイス（例えばマスク）ＭＡを横断すると、放射ビームＢは、投影システムＰＳを通過し、投影システムＰＳは、基板Ｗのターゲット部分Ｃ上にビームを合焦させる。第２のポジショナＰＷ及び位置センサＩＦ（例えば干渉デバイス、リニアエンコーダ、２Ｄエンコーダ又は容量センサ）の支援で、基板テーブルＷＴａ又はＷＴｂは、放射ビームＢの経路に相異なるターゲット部分Ｃを位置決めするために、正確に移動させることができる。同様に、第１のポジショナＰＭ及び別の位置センサ（図１には明示的に表現されていない）は、例えばマスクライブラリからの機械検索後に又は走査中に、放射ビームＢの経路に対してパターニングデバイス（例えばマスク）ＭＡを正確に位置決めするために用いることができる。

[0060] パターニングデバイス（例えばマスク）ＭＡ及び基板Ｗは、パターニングデバイスアライメントマークＭ１、Ｍ２及び基板アライメントマークＰ１、Ｐ２を用いて整列されてもよい。基板アライメントマークは、図示のように、専用ターゲット部分を占めるが、それらは、ターゲット部分間の空間に位置してもよい（これらは、スクライブラインアライメントマークとして知られている）。同様に、１つを超えるダイが、パターニングデバイス（例えばマスク）ＭＡ上に提供される状況において、パターニングデバイスアライメントマークは、ダイ間に位置してもよい。小さなアライメントマークもまた、デバイスフィーチャの間でダイ内に含まれてもよく、その場合に、マークが、できるだけ小さく、且つ隣接するフィーチャと相異なるどんな結像もプロセス条件も要求しないことが望ましい。アライメント装置は、アライメントマークを検出するが、以下で更に説明される。

[0061] 表現されている装置は、様々なモードで用いることが可能である。走査モードにおいて、パターニングデバイスサポート（例えばマスクテーブル）ＭＴ及び基板テーブルＷＴは、放射ビームに与えられるパターンが、ターゲット部分Ｃ上に投影されている間に、同期して走査される（即ち単一動的露光）。パターニングデバイスサポート（例えばマスクテーブル）ＭＴに対する基板テーブルＷＴの速度及び方向は、投影システムＰＳの拡大、縮小及び像反転特性によって決定されてもよい。走査モードにおいて、露光フィールドの最大サイズが、単一動的露光におけるターゲット部分の（非走査方向における）幅を制限するのに対して、走査運動の長さは、ターゲット部分の（走査方向における）高さを決定する。他のタイプのリソグラフィ装置及び動作モードが可能である。例えば、ステップモードが知られている。いわゆる「マスクレス」リソグラフィにおいて、プログラマブルパターニングデバイスは、静止状態だが、しかしパターンの変化を伴って保持され、基板テーブルＷＴは、移動又は走査される。

[0062] 上記の使用モード又は完全に相異なる使用モードの組み合わせ及び／又は変形もまた、用いられてもよい。

[0063] リソグラフィ装置ＬＡは、２つの基板テーブルＷＴａ、ＷＴｂ、及び２つのステーション−露光ステーションＥＸＰ及び測定ステーションＭＥＡ−を有するいわゆるデュアルステージタイプであり、２つのステーション間で基板テーブルは、交換することができる。１つの基板テーブル上の１つの基板が、露光ステーションで露光されている間に、別の基板は、測定ステーションにおいてもう一方の基板テーブルに載せることができ、様々な準備ステップが、実行され得る。これは、装置のスループットにおける実質的な増加を可能にする。準備ステップは、レベルセンサＬＳを用いて、基板の表面高さ輪郭をマッピングすること、及びアライメントセンサＡＳを用いて、基板上のアライメントマークの位置を測定することを含んでもよい。基板テーブルが、露光ステーションと同様に測定ステーションにある間に、位置センサＩＦが、基板テーブルの位置を測定できない場合に、第２の位置センサが、基準フレームＲＦに対して、両方のステーションにおいて基板テーブルの位置を追跡できるようにするために設けられてもよい。図示されているデュアルステージ配置の代わりに、他の配置が、周知であり使用可能である。例えば、基板テーブル及び測定テーブルが設けられる他のリソグラフィ装置が周知である。これらは、予備測定を実行する場合に、一緒に連結され、次に基板テーブルが露光を経験している間に連結を解かれる。

[0064] 装置は、説明される様々なアクチュエータ及びセンサの移動及び測定を全て制御するリソグラフィ装置制御ユニットＬＡＣＵを更に含む。ＬＡＣＵはまた、装置の動作に関する所望の計算を実行するための信号処理及びデータ処理能力を含む。実際に、制御ユニットＬＡＣＵは、多数のサブユニットのシステムとして実現され、各サブユニットは、装置内のサブシステム又はコンポーネントの実時間データ取得、処理及び制御を扱う。例えば、１つの処理サブシステムは、基板ポジショナＰＷのサーボ制御の専用であってもよい。別個のユニットは、粗及び精密アクチュエータ、又は相異なる軸を扱ってさえもよい。別のユニットは、位置センサＩＦの読み出し専用であってもよい。装置の全体的制御は、これらのサブシステムと通信して、中央処理ユニットによって制御されてもよい。

[0065] 図２に示されているように、リソグラフィ装置ＬＡは、時にはリソセル又はクラスタとも呼ばれるリソグラフィセルＬＣの一部を形成し、リソグラフィセルＬＣはまた、基板上で露光前及び露光後プロセスを実行する装置を含む。従来的に、これらは、レジスト層を堆積するための１つ又は複数のスピンコータＳＣ、露光されたレジストを現像する１つ又は複数のデベロッパＤＥ、１つ又は複数の冷却プレートＣＨ、及び／又は１つ又は複数のベークプレートＢＫを含む。基板ハンドラ又はロボットＲＯは、入力／出力ポートＩ／Ｏ１、Ｉ／Ｏ２から基板を拾い上げて、相異なるプロセス装置間でそれらの基板を移動させ、且つリソグラフィ装置のローディングベイＬＢにそれらの基板を送出する。これらのデバイスは、しばしば集合的に「トラック」と呼ばれるが、トラック制御ユニットＴＣＵの制御下にあり、トラック制御ユニットＴＣＵは、それ自体、監視制御システムＳＣＳによって制御され、監視制御システムＳＣＳはまた、リソグラフィ制御ユニットＬＡＣＵを介してリソグラフィ装置を制御する。従って、相異なる装置は、スループット及び処理効率を最大限にするように操作することができる。

[0066] リソグラフィ装置によって露光される基板が、正確に一貫して露光されるように、後続の層間のオーバーレイ誤差、ライン厚さ、クリティカルディメンジョン（ＣＤ）などの特性を測定するために、露光された基板を検査することが望ましい。従って、リソセルＬＣが位置する製造設備もまた、リソセルにおいて処理された基板Ｗの幾つか又は全てを受け入れる計測システムＭＥＴを含む。計測結果は、監視制御システムＳＣＳに直接又は間接的に提供される。誤差が検出された場合に、特に同じバッチの他の基板がまだ露光されていないほど検査がすぐに且つ迅速に行える場合に、調整が、後続の基板の露光に対して行われてもよい。また、既に露光された基板は、歩留まりを改善するために取り出されて再加工されるか、又は廃棄され、それによって、欠陥のあることが周知の基板上に対する更なる処理の実行を回避するようにしてもよい。基板の幾つかのターゲット部分だけが、欠陥のある場合に、更なる露光は、良好なターゲット部分だけに実行することができる。

[0067] 計測システムＭＥＴ内において、基板の特性、及び特に相異なる基板の特性又は同じ基板の相異なる層の特性が、層から層へとどのように変化するかを決定するために、インスペクション装置が用いられる。インスペクション装置は、リソグラフィ装置ＬＡ若しくはリソセルＬＣに統合されてもよく、又はスタンドアロンデバイスであってもよい。最も高速な計測を可能にするために、インスペクション装置が、露光されたレジスト層における特性を露光直後に測定することが望ましい。しかしながら、レジストにおける潜像は、非常に低いコントラストを有し−放射に露光されたレジスト部分と放射に露光されなかったレジスト部分との間で屈折率の非常に小さな差があるだけである−、全てのインスペクション装置が、潜像の有用な測定を行うための十分な感度を有するわけではない。従って、測定は、通例、露光された基板に実行される第１のステップである、且つレジストの露光及び非露光部分間のコントラストを向上させる露光後ベークステップ（ＰＥＢ）後に行われてもよい。このステージにおいて、レジストにおける画像は、半潜像的と呼ばれてもよい。現像されたレジスト画像の測定を行うことがまた可能である−その時点では、レジストの露光及び非露光部分のどちらかが除去されている−又はエッチングなどのパターン転写ステップの後で。後者の可能性は、欠陥のある基板の再加工の可能性を制限するが、やはり有用な情報を提供し得る。

[0068] 図３は、分光スキャトロメータの代わりに、又はそれに加えて用いられてもよい角度分解スキャトロメータの基本素子を示す。このタイプのインスペクション装置において、放射源１１によって放出された放射は、照明システム１２によって調整される。例えば、照明システム１２は、コリメートレンズシステム１２ａ、カラーフィルタ１２ｂ、偏光子１２ｃ、及びアパーチャデバイス１３を含んでもよい。調整された放射は、照明経路ＩＰに従い、照明経路ＩＰにおいて、調整された放射は、反射面１５によって部分的に反射され、且つ顕微鏡対物レンズ１６を介して基板Ｗ上のスポットＳに合焦される。計測ターゲットＴが、基板Ｗ上に形成されてもよい。レンズ１６は、高開口数（ＮＡ）、望ましくは少なくとも０．９、より望ましくは少なくとも０．９５を有する。望ましい場合に、１を超える開口数を取得するために、液浸液が使用され得る。ＮＡの更なる増加は、マイクロＳＩＬ及び等価物を含む固体液浸レンズ（ＳＩＬ）技術の使用によって取得することができる。

[0069] リソグラフィ装置ＬＡにおけるように、１つ又は複数の基板テーブルが、測定動作中に基板Ｗを保持するために設けられてもよい。基板テーブルは、形態において図１の基板テーブルＷＴａ、ＷＴｂに類似又は同一であってもよい。（インスペクション装置が、リソグラフィ装置に統合される例において、それらは、同じ基板テーブルでさえあってもよい）。粗及び精密ポジショナは、測定光学系に対して基板を正確に位置決めするように構成されてもよい。様々なセンサ及びアクチュエータが、例えば、興味のあるターゲットの位置を取得するために、且つ対物レンズ１６の下の位置に興味のあるターゲットを持って来るために設けられる。典型的には、多くの測定が、基板Ｗの端から端にわたる相異なる位置でターゲットに対して行われる。基板サポートは、相異なるターゲットを得るためにＸ及びＹの方向に、且つターゲット上への光学系の所望の合焦を得るためにＺ方向に移動させることができる。実際には、光学系がほぼ静止したままで、基板だけが移動する場合に、まるで対物レンズ及び光学系が、基板上の相異なる位置に持って来られるかのように、動作を考えて説明することが便利である。基板及び光学系の相対的位置が正確であるならば、基板及び光学系の１つ又は両方が、現実世界において移動しているかどうかは、原則として問題ではない。

[0070] 放射ビームの一部は、部分反射面１５を通って透過され、且つ基準ミラー１４の方へと基準経路ＲＰに従う。

[0071] 何れかの計測ターゲットＴによって回折された放射を含む、基板によって反射された放射は、レンズ１６によって収集され、且つ収集経路ＣＰに従い、収集経路ＣＰにおいて放射は、検出器１９へと部分反射面１５を通過する。検出器は、レンズ１６の瞳面Ｐに位置してもよく、瞳面Ｐは、レンズ１６の背面焦点距離Ｆにある。実際に、瞳面自体は、アクセス不能であり得、その代わりにいわゆる共役瞳面Ｐ’に位置する検出器上に補助光学部品（図示せず）で再結像されてもよい。瞳面Ｐはまた、背面焦点面と呼ばれてもよい。検出器は、基板ターゲットＴの２次元角度散乱スペクトル又は回折スペクトルが測定され得るように、２次元検出器であってもよい。瞳面又は共役瞳面において、放射の半径方向位置は、合焦スポットＳの平面における放射の入射／出射を規定し、光学軸Ｏを中心とする角度位置は、放射のアジマス角を規定する。検出器１９は、例えばＣＣＤ又はＣＭＯＳセンサアレイであってもよく、且つ例えばフレーム当たり４０ミリ秒の積分時間を用いてもよい。

[0072] 基準経路ＲＰにおける放射は、同じ検出器１９の相異なる部分に、又は代替として異なる検出器（図示せず）に投影される。散乱スペクトルにおいて測定された強度値の正規化を可能にするために、基準ビームが、例えば入射放射の強度を測定するためにしばしば用いられる。

[0073] 装置に戻ると、照明システム１２の様々なコンポーネントは、同じ装置内に相異なる計測「レシピ」を実施するように調整可能にすることができる。カラーフィルタ１２ｂは、例えば４０５〜７９０ｎｍ、又は２００〜３００ｎｍなどの更に低い範囲における興味のある相異なる波長を選択するために、例えば干渉フィルタセットによって実現されてもよい。干渉フィルタは、相異なるフィルタセットを含むのではなく調整可能であってもよい。干渉フィルタの代わりに格子を用いることが可能である。偏光子１２ｃは、放射スポットＳにおいて相異なる偏光状態を実現するために、回転可能又は交換可能であってもよい。アパーチャデバイス１３は、相異なる照明プロファイルを実現するように調整することができる。アパーチャデバイス１３は、対物レンズ１６の瞳面Ｐ及び検出器１９の平面と共役の平面Ｐ’’に位置する。このように、アパーチャデバイスによって規定された照明プロファイルは、アパーチャデバイス１３上の相異なる位置を通過する基板放射に入射する放射の角度分布を規定する。

[0074] 検出器１９は、単一波長（若しくは狭い波長範囲）における散乱放射の強度、多数の波長における別々の強度、又は或る波長範囲にわたり統合された強度を測定し得る。更に、検出器は、ＴＭ（transverse magnetic）及びＴＥ（transverse electric）偏光放射の強度、及び／又はＴＭ偏光放射とＴＥ偏光放射との間の位相差を別々に測定してもよい。

[0075] 計測ターゲットＴが、基板Ｗ上に設けられる場合に、これは、１Ｄ格子であってもよく、１Ｄ格子は、現像後にバーが固体レジスト線で形成されるように印刷される。ターゲットは、２Ｄ格子であってもよく、２Ｄ格子は、現像後に格子が、レジストにおける固体レジストピラー又はビアで形成されるように印刷される。バー、ピラー又はビアは、代替として基板にエッチングされてもよい。このパターンは、リソグラフィ投影装置、特に投影システムＰＳにおける光学効果に敏感である。例えば、照明対称性及びかかる収差の存在は、印刷された格子における変形でそれら自体を明示する。従って、印刷された格子のスキャトロメトリデータは、格子を再構成するために用いられる。線幅及び形状などの１Ｄ格子のパラメータ、又はピラー若しくはビアの幅か、長さか、形状などの２Ｄ格子のパラメータは、印刷ステップ及び／又は他のスキャトロメトリプロセスの知識から、処理ユニットＰＵによって実行される再構成プロセスに入力されてもよい。本明細書で開示される技術は、格子構造の検査に制限されず、ブランク基板か、基板上に平坦層だけを有する基板か、又は分離構造（例えば汚染若しくは他の欠陥）を備えた基板を含む何れのターゲット構造も、用語「ターゲット構造」内に含まれる。

[0076] 再構成によるパラメータの測定に加えて、角度分解スキャトロメトリが、製品及び／又はレジストパターンにおけるフィーチャの非対称性の測定において有用である。非対称性測定の特定の用途は、オーバーレイの測定向けであり、その場合にターゲットは、別のセット上に重ねられる周期的フィーチャの１セットを含む。図３の器具を用いる非対称性測定の概念は、例えば上記で引用された米国特許出願公開第２００６−０６６８５５号に説明されている。簡単に述べると、ターゲットの回折スペクトルにおける回折次数の位置が、ターゲットの周期性によってのみ決定される一方で、回折スペクトルにおける強度レベルの非対称性は、ターゲットを構築する個別フィーチャにおける非対称性を示す。検出器１９が画像センサであってもよい図３の器具において、回折次数におけるかかる非対称性は、検出器１９によって記録された瞳画像において非対称性として直接現れる。この非対称性は、ユニットＰＵにおいてデジタル画像処理によって測定し、オーバーレイの周知の値に対して較正することができる。

[0077] 較正背景
図４は、図３に示されているタイプのスキャトロメータと共に使用できる或る較正手順のステップを示す。同様の較正手順は、一般に、他のタイプのインスペクション装置及び他のタイプの光学系において適用されてもよい。図４のインスペクション装置の光学系は、例としてのみ提示されている。

[0078] ゴースト画像較正は、この開示で検討される第１のタイプの較正である。ゴースト画像は、例えば、ターゲットＴ又は何れかの基板Ｗの存在と無関係に、スキャトロメータの光学素子からのスプリアス反射４０２故に、検出器１９によって検出される望ましくない光信号である。相異なる屈折率の材料間の何れかの界面において、フレネル反射が発生すると思われる。高性能光学系における光学面は、フレネル反射を低減するために、精巧な反射防止コーティングを施されると思われる。しかしながら、界面を通過する放射の小部分は、不可避的に反射される。全ての反射光線は、検出器１９によって捕捉されるいわゆる「ゴースト画像」に寄与する。実際のインスペクション装置における光学系が、図示の単レンズ１６と比較して、かなりの数の光学素子を含むことを思い出されたい。自らの構造故の高ＮＡ顕微鏡対物レンズ１６は、ゴースト画像の顕著な源である。ゴースト画像は、ＣＤ／オーバーレイ決定用の測定信号を汚染する。高入射電力が、高信号対雑音値用のスキャトロメトリ用途において望ましい。ゴースト画像の強度は、入射光パワーの関数であり、従って測定信号強度のかなりの割合に達することが可能である。

[0079] ゴースト画像用に装置を較正するために、図４に示されているように、光学系は、ビームダンプ４０４に合焦させることができる。ビームダンプとして、何れかの放射吸収デバイスを用いることができる。ビームダンプが存在する場合にセンサ１９によって捕捉された画像は、ゴースト画像の尺度として用いることができる。次に補正を定義することができ、その結果、ゴースト画像は、興味のあるターゲットＴを用いて捕捉された画像から効果的に減算される。

[0080] 更なるタイプの較正は、特に顕微鏡対物レンズ１６の透過用の透過較正である。角度分解スキャトロメータ光学系、特に顕微鏡対物レンズ１６は、波長、角度及び偏光に依存する光透過を有する。透過は、測定された強度からターゲットの反射率を確立するために較正される。ＣＤ再構成は、例えば、これらの較正された反射率に依存することが多い。透過の較正は、図４に示されている基準ミラー４０６などの１つ又は複数の特に設計された「標準」ミラーを用いた「ミラー較正」によって行うことができる。

[0081] 更なる較正手順は、瞳対称点（ＰＳＰ）及び開口数（ＮＡ）スケーリング用に用いることができる。ＣＤ再構成などの用途において、観察された遠視野とシミュレーションとの間の不一致は、ＣＤ再構成用に最小化されるべきである。従って、較正用に、光学系のＮＡの実際の値が決定され、また検出器１９の画素当たりのＮＡスケーリングも決定される。同様に、実験データの中心（瞳対称点）が決定される。これは、標準ミラー４０６上の「ブルースターアイ（Brewster eyes）」測定（ブルースター角の最小反射率の位置を決定すること）を通して行うことができる。標準ミラーは、基準として働き、角度、波長及び偏光に関して周知の反射率を有する材料から作製される。

[0082] 上記で言及した測位システムを用いて、ビームダンプ４０４及び１つ又は複数の基準ミラー４０６などの基準ターゲットは、ターゲットＴの代わりに、所定の位置で且つ所定の位置を外れて交換することができる。これは、基板自体によって占められたエリアのすぐ外で、基準ターゲットを基板サポートに実装することによって容易に達成される。

固体液浸レンズ（ＳＩＬ）を備えた光学系
[0083] 図５は、図３のスキャトロメータの修正バージョンを示し、そこでは照明のより小さなスポットＳ’が、より小さな格子ターゲットＴ’に適用され得、格子ターゲットＴ’は、より小さなピッチのラインを有する。コンポーネントは、図３のスキャトロメータにおけると同じラベルを付けられる。

[0084] 図５の装置を図３の装置と比較すると、第１の差は、ターゲットＴ’に近い追加レンズ素子６０の提供である。この追加レンズは、単にミリメートルの程度、例えば１ｍｍ〜５ｍｍの範囲、例えば約２ｍｍの断面幅（例えば直径）を備えた小型固体液浸レンズ（ＳＩＬ）である。これは、一例において、自らの表面への法線入射で放射光線を受信する、屈折率ｎのガラスなどの材料の半球を含む。これらの光線は、半球の中心に合焦するようになり、且つＳＩＬのない状態であろうスポットと比較して、ｎ倍小さい回折限界スポットを形成する。ｎ＝２を有する典型的なガラス半球は、２倍だけ合焦スポットの断面幅（例えば直径）を低減する。液体におけるレンズの液浸は、顕微鏡検査及びフォトリソグラフィにおける分解能を向上させるために用いられた。固体液浸レンズは、液浸の不都合なしに同様の利得を達成する方法として、顕微鏡検査及びリソグラフィにおいて提案された。

[0085] ＳＩＬを含む装置及びコヒーレント放射を用いる検査の利点は、例えば上記で引用された米国特許出願公開第２００９−３１６９７９号及び同２０１６−０６１５９０号に説明されている。しかしながら、より小さなスポットサイズが、実際にシステムの分解能を向上させることの保証を支援するために、半球の底部は、ターゲットＴ’に接しているか、又は検査放射の波長の断片内で、ターゲットＴ’の極めて近くに配置されるべきである。これは、その実際的な適用を制限する。

[0086] いわゆるマイクロＳＩＬレンズもまた用いられてもよく、その断面幅（例えば直径）は、約２ミリメートルではなく、何倍も小さく、例えば直径で約２マイクロメートルである。図５の装置におけるＳＩＬ６０が、マイクロＳＩＬレンズである例において、それは、１０ｕｍ未満、潜在的には５ｕｍ未満の断面幅（例えば直径）を有し得る。

[0087] 小型ＳＩＬ６０が用いられているにせよ、マイクロＳＩＬレンズが用いられているにせよ、それは、サンプルへのＳＩＬ６０の整列及び接近の制御が、より大きな断面幅を備えたレンズの場合よりも簡単であるように、可動サポートに装着することができる。図５におけるＳＩＬ６０は、アーム６４及びアクチュエータ６６を介して、対物レンズ１６を支持するフレーム６２に実装される。アクチュエータ６６は、例えば、動作において圧電性であるか、又はボイスコイル作動であってもよい。それは、全体として、ターゲットに対して対物レンズを位置決めする他のアクチュエータと組み合わせて動作してもよい。例えば、上記で言及した粗及び精密ポジショナに対して、アクチュエータ６６及びアーム６４は、超精密ポジショナと見なされてもよい。当業者は、これらの相異なるポジショナのサーボ制御ループが、本明細書で説明される必要のない方法で互いに統合され得ることを認識されよう。コンポーネント６２、６４及び６６は、基板テーブル及びポジショナ（上記で言及したが図示せず）と一緒に、互いのすぐ近くにＳＩＬ及びターゲットＴ’を配置するための支持装置を形成する。原則として、ＳＩＬ６０は、フレーム６２にしっかりと実装することが可能であり、及び／又はより大きな直径であってもよい。別々のアーム及びアクチュエータは、以下で説明されるように、非常に小さなギャップのより容易な制御を可能にする。

[0088] 本明細書で示されている実装アーム６４及びアクチュエータ６６の形態は、純粋に概略的である。実装及びアクチュエータ６６の実際的な実装形態は、上記で言及したＰＣＴ特許出願第ＰＣＴ／ＥＰ２０１６／０５８６４０号に説明されている。

[0089] ＳＩＬ６０を包含することによって、はるかに小さなスポットＳ’に合焦する可能性が開かれる。言及したように、ＳＩＬは、ターゲットからの近接場放射を捕捉することによって働き、この目的で、ＳＩＬは、ターゲット構造からの放射の一波長（λ）よりかなり近く、一般に半波長より近く、例えばλ／２０あたりに配置される。距離が近ければ近いほど、器具への近接場信号の結合は、それだけ強い。従って、ＳＩＬ６０とターゲットＴとの間のガスギャップは、１００ｎｍ未満、例えば１０ｎｍ〜５０ｎｍであってもよい。スキャトロメータのＮＡが、効果的に増加されるので、ターゲット格子のピッチもまた、回折信号の大きな角スペクトルをやはり捕捉しながら、製品寸法の一層近くに低減することができる。代替として、ピッチは、回折信号のより大きな角度範囲を捕捉しながら維持することができる。

[0090] マイクロＳＩＬが使用されることになる例において、スキャトロメータにおいて従来的に用いられるタイプのインコヒーレント放射は、マイクロＳＩＬほど小さなマイクロメートルサイズのスポットに合焦させることができない。従って、かかる実施形態において、放射源１１は、レーザなどのコヒーレント源であってもよい。レーザ源は、光ファイバを介して照明システム１２に結合されてもよい。スポットサイズへの制限は、合焦レンズシステムの開口数及びレーザ波長によって設定される。米国特許出願公開第２０１６−０６１５９０号で言及されているように、レーザ放射源を備えた器具は、相異なるタイプのスキャトロメトリ、例えばコヒーレントフーリエスキャトロメトリ（ＣＦＳ）を実行するために用いることができる。

ＳＩＬを用いる較正問題
[0091] 既に言及したように、本開示は、対物レンズの前にＳＩＬ又はマイクロＳＩＬ素子を有する光学系へと適用において制限されず、本開示は、特に、ＳＩＬ素子を備えた光学系の較正において生じる或る問題に取り組むことを目指す。

[0092] 上記で言及したようなゴースト画像較正を参照すると、ゴースト信号は、光学系におけるスプリアス反射であり、それは、最後には、検出された瞳画像になる。対物レンズ１６上へのほとんど全ての入射放射は、対物レンズ１６を透過され、且つＳＩＬなしでは、較正測定用にビームダンプにおいて吸収され得る。しかしながら、ＳＩＬ６０が存在すると、ＳＩＬに入射する全ての角度の光線が、ＳＩＬを透過されるわけではない。それどころか、全内部反射（ＴＩＲ）が、ＳＩＬの相対屈折率及び周囲媒体に依存して、入射臨界角を超える光線用に発生する。

[0093] 図６（ａ）〜６（ｃ）は、この現象をより詳細に示す。図６（ａ）用のＸ−Ｚ断面において、対物レンズ１６に面する半球の上面６０２を有する、且つターゲットＴ’に面する平面の下面６０４を備えたＳＩＬ６０が示されている。照明放射の光線６０６は、下面６０４に名目上位置決めされる、ＳＩＬ６０内の焦点６０８へとレンズ１６によって合焦される。この合焦を制御するための方法及び装置は、上記で言及したＰＣＴ特許出願第ＰＣＴ／ＥＰ２０１６／０５８６４０号に説明されている。

[0094] 図６（ｂ）は、図５の平面Ｐ／Ｐ’’における照明プロファイル６１０を概略的に示す。図６（ｃ）は、ターゲット構造が、ＳＩＬ６０の近くにないと仮定して、平面Ｐ／Ｐ’において収集された放射の分布を概略的に示す。照明プロファイル６１０が、図示のように全円周分布である場合に、光線錐６２０は、図６（ａ）のＸ−Ｚ断面において見られるように、対物レンズ１６の合焦動作によって形成される。この光線錐は、中央部分６２２を含み、中央部分６２２において、光線は、全内部反射用の臨界角より小さい角度で、ＳＩＬ６０の下面６０４に出会う。光線錐はまた、外側部分６２４を含み、外側部分６２４において、光線は、全内部反射用の臨界角を超える角度で、ＳＩＬ６０の下面６０４に出会う。

[0095] 臨界角は、次の式によって定義される。

この式で、ｎ_２は、周囲媒体（空気だと仮定される）であり、ｎ_ｓｉｌは、ＳＩＬの屈折率である。臨界角が発生する境界は、レンズ１６及びＳＩＬ６０の全体システムにおいて、（定義によって）１のＮＡに対応する。

[0096] ＳＩＬ６０の下面６０４に非常に接近してターゲット構造が存在する状態で、全内部反射は妨げられ、照明コーン６２０の両方の部分からの光線６２０は、ターゲット構造と相互作用することができる。これは、レンズ及びＳＩＬの全体システムに１を超えるＮＡを与える。しかしながら、ターゲット構造がない状態で、外部錐における光線は、ＳＩＬ６０の下面６０４において全内部反射を経験し、且つ逆に対物レンズ１６の方へ強く反射される。図６（ｃ）は、平面Ｐ／Ｐ’における収集された放射が、１より小さいＮＡ値に対応する暗い中央領域６３２をどのように含むかを示す。ここで、ほとんどの光線は、ＳＩＬ６０から消え去り、フレネル反射によって引き起こされたゴースト画像だけが存在する。１を超えるＮＡ値に対応する明るい外部領域６３４において、ほとんどの光線は、全内部反射によって逆に反射された。ゴースト画像も存在するが、しかし全内部反射によって無力にされる。従って、図４の較正方法は、失敗する。何故なら、ビームダンプ４０４が、ＳＩＬ６０の下に配置されるであろう場合でさえ、検出器１９が、ゴースト画像を正確に捕捉できないからである。代替解決法が必要とされる。

[0097] 透過較正のステップを参照すると、波長、角度及び入射偏光を変更するために顕微鏡対物レンズの光透過を計算するように、ミラー較正がどのように利用され得るかが、上記で説明された。この較正方法もまた、対物レンズ１６及びＳＩＬの組み合わせを用いる場合に、失敗する。ＳＩＬは、対物レンズ１６の焦点面に配置される。この「ハイパーＮＡ」レンズシステムを通る光透過は、単に標準的な基準ミラー４０６を用いることによっては測定することができない。代替解決法が必要とされる。

[0098] 更に、方法は、ＮＡスケーリング及び瞳対称点を較正するために、ブルースター角として周知の偏光現象を利用する。ブルースター角において、サンプルの反射性は、偏光及び角度の幾つかの照明条件下で消え失せる。較正方法は、ＮＡスケーリング及びＰＳＰ測定用の各波長で、２つの直交入射偏光を用いる測定を含む。これは、時間がかかる。それほど時間がかからない代替解決法が、興味深いであろう。

ゴースト画像補正用の代替方法
[0099] 本明細書で開示される較正方法において、ＳＩＬの湾曲面及び／又は他の光学素子から逆に反射される「ゴースト」放射から、ＳＩＬ６０の底面における全内部反射故に反射される放射を分離することが提案される。今開示される方法において、ゴースト画像は、相異なる照明条件下で捕捉される２つ以上の部分ゴースト画像から合成される。具体的には、較正測定は、光学系の瞳の一部だけを照明放射で照明するたびに、２回以上実行される。換言すれば、各測定における照明プロファイルは、暗領域を有する。これらの暗領域は、少なくとも部分的に明領域と正反対に配置される。これは、ゴースト反射が、ＮＡ＞１領域において検出され得、ＮＡ＞１領域では全内部反射が、別の方法でゴースト反射を支配し不明瞭にするであろうことを特に意味する。

[0100] 図７（ａ）〜７（ｈ）は、４つの測定ステップに基づいた、この提案された方法の一例を示す。この例における各測定ステップは、明るい半分７１０ａ及び暗い半分７１０ｂを有する照明プロファイルを生成するために、アパーチャデバイス１３において「半月」アパーチャを用いる。図７（ａ）及び７（ｂ）は、較正方法の第１の測定ステップにおいて、状況が、図６（ａ）及び７（ｂ）の状況とどのように異なるかを示す。図７（ｃ）及び７（ｄ）は、第２の測定ステップ用に同じことを示し、図７（ｅ）及び７（ｆ）は、第３の測定ステップを示し、図７（ｇ）及び７（ｈ）は、第４の測定ステップを示す。各ステップにおいて、半月アパーチャの向きは、９０度（π／２ラジアン）だけ回転される。従って、半月の向きは、ｈｍ０、ｈｍπ、ｈｍπ／２、及びｈｍ３π／２と好都合にラベル付けされる。

[0101] 第１のステップ（ｈｍ０）を検討すると、図７（ａ）及び７（ｂ）は、対物レンズ１６の入射瞳（平面Ｐ／Ｐ’’）における入射照明と、ＮＡ≦１及びＮＡ≧１を備えた相異なる領域における背面焦点面（Ｐ／Ｐ’）の画像と、を概略的に示す。レンズ１６が、ＳＩＬ６０の下面６０４に合焦され、且つターゲットが、ずっと遠くにある（＞＞λ）か又はビームダンプ４０４によって取り替えられる場合に、検出された瞳画像の中央及び外部領域における放射は、今や、領域が、照明プロファイルの明るい半分又は暗い半分に対応するかどうかに依存する。

[0102] 図８（ａ）は、図７の方法の第１のステップにおいて、検出器１９によって捕捉された瞳画像の例を概略的に示す。図面は、実験画像に基づく。領域７３２ａ、７３２ｂ、７３４ａ、７３４ｂは、図７（ｂ）におけるのと同じ方法でラベル付けされる。この画像は、ステップ図７（ｂ）、図７（ｄ）、図７（ｆ）及び図７（ｈ）のそれぞれに対応し、回転形式で視覚化することができる。以下で更に説明される理由で、実験画像は、これから４５度回転された。図８（ｂ）は、図８（ａ）に示されたラインＢ−Ｂ’に沿って、実験画像における検出された強度プロファイルに示す。ゴースト画像領域７３２ａ及び７３４ａにおける強度及び強度の変化が、領域７３４ｂにおける明るい全内部反射より何倍も小さいことが分かる。

[0103] 次に図７及び８を一緒に参照すると、検出された強度プロファイルにおける第１の中央領域７３２ａは、ＮＡ≦１を備えた照明プロファイルの暗部に対応する。しかしながら、ゴースト放射は、その領域７３２ａ、即ち、照明プロファイルの明るい半分７１０ａを透過している、表面からの逆反射放射を含む（例えば、ＳＩＬ６０の上面６０２からのフレネル反射を含む）その領域７３２ａにおいて検出することができる。ＮＡ≧１の領域７３４ｂにおける強い放射は、照明プロファイルの明るい半分７１０ａからの放射の全内部反射故に、常に存在するが、しかしこの領域は、ゴースト画像較正測定において無視することができる。ゴースト画像較正において一層有用なものは、ＮＡ＞１を備えた照明プロファイルの暗い半分７１０ｂに対応する外部領域７３４ａにおける逆反射放射である。この領域に全内部反射放射が存在しないことによって、（例えばＳＩＬ６０の上面６０２からのフレネル反射を含む）ゴースト画像の一部を捕捉することが可能になる。

[0104] アパーチャデバイス１３の相異なる向き及び照明プロファイルを用いて、この測定ステップを反復することによって、所望のゴースト画像の相異なる部分が捕捉できるようになり、各部分は、全内部反射放射がない。これらの相異なる部分は、将来の測定を補正する際に使用するように、単一ゴースト画像を合成するために組み合わせることができる。

[0105] 図９は、図９に示されている瞳画像検出器１９のレイアウトを示す（図３及び５もまた参照）。検出器は、それぞれ光検出器を含む正方画素アレイを提供すると仮定される。例えば、各方向における画素数は、例えば１０００又は２０００であってもよい。領域９０２は、収集経路ＣＰにおける後焦点面の画像に対応する。領域９０２において、図７（ｂ）、図７（ｄ）、図７（ｆ）、図７（ｈ）、及び図８（ａ）でスケッチされた瞳画像が捕捉される。少数の画素（一定の比率ではない）が、以下で更に言及されるポイントＰ１及びＰ２のまわりに示されている。別の領域９０４は、基準経路ＲＰ（図５）から基準放射を受信するように配置される。領域９０２及び９０４は、拡大及び縮小が、光学系の中に設計されるかどうかに依存して、実際には違った風にスケーリングされてもよい。簡略化のために、領域９０２及び９０４が等しくスケーリングされると仮定すると、領域９０４は、幅（例えば直径）において、領域９０２よりわずかに大きくてもよい。何故なら、基準経路が、照明経路ＩＰ及び収集経路ＣＰにおいて、対物レンズ１６の物理的な開口部によって切り取られないからである。破線領域９０６は、領域９０２に直接対応する領域９０４の部分を示す。

[0106] 今、問題の詳細な数学的定式及びゴースト補正画像用の式が示される。次の表記が定義される。
・（ｘ，ｙ）：検出器１９（ＣＣＤチップ又は類似物）における画素の直角座標。
・Ｉ_ｄｃ：各画素における検出器１９のＤＣオフセット。
・

検出器１９の感知領域９０２におけるＤＣオフセット。
・

上付き文字は、相異なるアパーチャの向きを示す。
・

全てのアパーチャ向きに適用可能なスカラーＤＣオフセット。
・Ｉ^ｂｒは、図８（ａ）における領域７３２ａ及び７３４ａに対応する特定の半月アパーチャ用の後方反射寄与である。
・Ｎ_ｓ及びＮ_ｒ：検出器１９におけるそれぞれ感知領域９０２及び基準領域９０６における画素の総数。
・ｆ_ｎｌ：これは、画素依存の非線形要因である。この要因の影響は、周知の方法で画素に依存する。
・

は、ゴースト画像測定（ｔ_ｇｈ）及び実ターゲットに対する測定（ｔ）用のデータ取得の露光時間における差に対応する倍率である。
・Ｉ_ｒａｗは、測定において検出器１９によって捕捉された「生」画像である。
・

は、ｄｃオフセット及び非線形効果用に補正された合成ゴースト画像である。
・Ｉ^ｂｒ（ｘ，ｙ）は、対物レンズ１６の表面及びＳＩＬの半球上面６０２を含む光学部品から逆に反射されたゴースト画像を表す。相異なる照明プロファイル用のこれらのゴースト画像を組み合わせることによって、完全なゴースト画像が合成され得る。

[0107] 様々な向き、即ち

における半月アパーチャを用いたゴースト画像強度を検討する。ＤＣオフセットは、全ての向き用に同じである。

[0108] 次に、４つの較正測定ステップのそれぞれにおける感知領域９０２の領域７３２ａ及び７３４ａにおいて記録されたゴースト画像強度は、以下のように書くことができる。

[0109] ＤＣ及び非線形補正ゴースト画像は、次の式によって上記の測定から計算することができる。

この式で、

は、ＣＣＤのＤＣオフセットであり、ｆ_ｎｌは、変化する強度において各画素用のルックアップテーブルに格納された露光時間対強度非線形性である。係数１／２は、４つの画像が組み合わせられるので発生し、各画像は、瞳領域の半分をカバーする。相異なるプロファイルの数及びカバレッジが修正された場合に、係数は、適切に調整することができる。

[0110] この画像

は、実ターゲットＴ’における測定を補正する際に使用するために保存される。実際には、較正測定及び較正は、この方法で、実ターゲットの測定において使用され得る波長（λ）及び入射偏光の各相異なる組み合わせ用に実行される。

[0111] ＤＣオフセット及び非線形計算の手順は、当業者の能力に合った詳細な実装形態の問題である。非線形性は、例えばルックアップテーブルを用いて補正することができる。

[0112] 合成ゴースト画像を取得すると、ＳＩＬ表面６０４のすぐ近くのターゲットＴ’で測定された瞳画像は、以下のようにゴースト反射用に補正することができる。

[0113] ゴースト画像

を計算するために用いられる測定が、（例えば）Ｈ及びＶでラベル付けされた２つの入射偏光及び多数の入射波長（λ）用に、（ＣＣＤ又は他の検出器１９の飽和を回避する）最大露光で行われると仮定する。

[0114] 次に、生瞳画像が、露光時間ｔ_ｒでターゲットＴ’から捕捉されると仮定する。ターゲット用の補正された瞳画像を取得するために、偏光及び波長の適切な組み合わせを有するゴースト画像は、倍率

でセンサ画像から減算される。Ｉ_ｒａｗをターゲットから測定された生画像データであるとする。次に、ゴースト較正されたターゲット画像

は、次のように計算することができる。

[0115] この較正された瞳画像は、再構成又は他の方法によって、ターゲット構造の特性を決定するために用いることができる。

[0116] 半月アパーチャをそれぞれ用いる４つのステップが、例として説明されているが、これは、単に例である。原則として、ゴースト較正は、互いに対して１８０度（例えば向きｈｍ０及びｈｍπ）に向けられたに２つの半月アパーチャで可能になるはずである。実際には、光学系の後焦点面における半月アパーチャの結像において、エッジに回折効果が存在し、その結果、この境界領域用の良好なデータは、合成することができない。この理由で、第１の測定セットに対して９０度（例えばｈｍπ／２及びｈｍ３π／２）に向けられた２つの半月アパーチャの別のセットを用いることが提案される。要するに、高品質データが、光学設定のゴースト較正用に使用され得るように、互いに対して９０度で回転された４つの相異なる向きの半月アパーチャが、十分なオーバーラップを提供する。原則として、較正ステップの数は、２、３、４又は何れかの数とすることが可能である。

[0117] 測定のフルセットにわたる取得画像の十分な部分が、照明プロファイルの一部からの明るい放射の全内部反射に従わない部分からであるならば、照明アパーチャの暗部のサイズは、半月より大きいか又は小さくなり得る。開示される実施形態において、いつも照明される入射瞳の部分は、全瞳のセグメントである。セグメントは、例えば象限より大きくなり得、瞳のほぼ半分以下になり得る。これは、境界ゾーンの使用を回避するための十分なオーバーラップセグメントを提供する。例えば、象限より十分に大きなセグメントをいつも伴う４つの捕捉を用いることが可能であるが、しかしそれは、半月である必要がない。半月アパーチャは、便利になり得る。何故なら、部分的には、半月アパーチャが、既存のスキャトロメータ又は他の装置のアパーチャデバイス１３内で既に利用可能であり、且つターゲットの測定において用いられるからである。

[0118] 半月アパーチャを用いる４つの測定ステップを備えた例に戻ると、図７に示されている向きとは異なる向きを用いることが望ましくなり得る。例えば、エッジ回折効果の望ましくない影響は、図７及び８に示されている向きから４５度回転された向きで４つの測定を行うことによって、幾つかの実施形態において最小化することができる。（上記で言及したように、図８が基づく実験画像は、図示されたアパーチャから４５度を回転されたアパーチャで捕捉された）。この場合の概念は、瞳画像の幾つかの領域を暗くさせるか、又は測定において用いられた場合に不確実性に本質的に従わせる偏光及び他の効果を利用することである。かかる場合に、角度π／４、３π／４、５π／４、及び７／４πで向けられた半月アパーチャで較正測定を実行することによって、エッジ回折の影響は、更に最小化することができる。２つの較正測定だけが行われる場合に、この４５度の向きは、特に有利になり得る。

[0119] 上記の例示的なステップは、ＳＩＬ６０の近接場にターゲットがないゴースト画像データの捕捉を説明するが、所望の結果はまた、適切なターゲットがある状態で取得することができる。ターゲットが、直接（正）反射だけを生成し、且つ瞳画像の「暗い」半分へと逆に放射を散乱しないとすれば、較正は、影響されないで済む。しかしながら、計算は、適合される必要があり得、例えばＳＩＬとターゲット構造との間のギャップの知識は、含まれる必要があり得る。

対物レンズ−ＳＩＬ透過較正用の方法
[0120] ＳＩＬ６０を備えたハイパーＮＡ光学系において、照明経路ＩＰを通る放射は、対物レンズ１６及びＳＩＬの入射瞳を通ってターゲットＴ’に入射する。ターゲットＴ’との相互作用後に、組み合わせシステム（対物レンズ及びＳＩＬ）の後焦点面の放射は、検出器１９において結像される。

[0121] 再び図９を参照し、簡略化のために、瞳対称点ＰＳＰが、座標（０、０）を有すると仮定する。放射が、ＳＩＬ表面において、又はＳＩＬの下の近接場におけるターゲットＴ’によって反射される場合に、入射瞳におけるポイントＰ１＝（ｘ、ｙ）において入射する放射は、後焦点面におけるポイントＰ２＝（−ｘ、−ｙ）においてその正反射寄与を有する。Ｐ２で検出される強度は、選択された入射波長及び偏光用の顕微鏡対物レンズ及びＳＩＬの光透過の関数である。特に、典型的には２より大きい非常に高い屈折率の材料で作製されたＳＩＬを用いると、透過損失は、著しくなり得、且つ例えば再構成によってターゲット特性の正確な計算をするために考慮することが必要となる。

[0122] 対物レンズ及びＳＩＬの光透過を説明するための数学的説明及び提案される手順が、以下で説明される。方法は、ゴースト較正が、例えば図７及び８に関連してちょうど説明された方法によって、既に実行されていると仮定する。

[0123] 生瞳画像は、感知部９０２及び基準部９０６において検出器１９を用いて捕捉される。ポイントＰ２に関連して、これらの画像は、強度値

を与える。下付き文字「ｓｉｌ」を備えた値は、近接場にターゲットのない状態で捕捉された画像からであり、一方で下付き文字「ｔａｒｇｅｔ」を備えた値は、ターゲットＴ’が近接場である状態で捕捉される。このセクションの目的のためのターゲットは、実ターゲット又は基準ターゲットとすることが可能である。このアプローチにおいて、ＳＩＬ底面は、基準として効果的に働く。基準瞳画像は、ターゲット及びＳＩＬ測定における強度変動を説明するために用いられる。次の式において用いられる表記は、以下のように列挙される。
・Ｔ_α：角度αにおける照明光線用のレンズ及びＳＩＬの透過。（レンズにおける角度は、瞳面における位置に対応する。）この較正は、将来の測定タスクにおいて用いられ得る相異なる偏光及び波長構成用に実行され、その結果、Ｔ_α＝Ｔ_α（ｐｏｌ，λ）。
・Ｔ_β：スキャトロメータの収集経路ＣＰ経路における光学部品の透過。また、Ｔ_β＝Ｔ_β（ｐｏｌ，λ）。
・Ｔ_γ：スキャトロメータの基準経路ＲＰにおける光学部品の透過。また、Ｔ_γ＝Ｔ_γ（ｐｏｌ，λ）。
・Ｒ_ｓｉｌ：ガラス−ガス界面（表面６０４）におけるＳＩＬの反射率。また、Ｒ_ｓｉｌ＝Ｒ_ｓｉｌ（ｐｏｌ，λ，α）。
・Ｒ_ｒｆ：基準経路ＲＰにおいて用いられるレトロリフレクタの反射率。また、Ｒ_ｒｆ＝Ｒ_ｒｆ（ｐｏｌ，λ，α）。
・

瞳画像領域９０２における検出器１９のＤＣオフセット。
・

基準ビーム領域９０４における検出器１９のＤＣオフセット。
・ｔ_１及びｔ_２：データ取得の期間。
・ｋは、データ取得の相異なる露光時間故の、生画像からのゴースト減算の倍率である。
即ち、

・

ＤＣ及び非線形オフセット用に較正されるそれぞれ瞳画像領域９０２及び基準ビーム領域９０４におけるゴースト寄与。また

・

較正

後に測定を実行する間の入力強度。

[0124] 今や、ターゲットが、近接場にない場合に、ポイントＰ２における捕捉信号と入射照明との間の次の関係が当てはまる。

[0125] 補正された画素強度を示すためにティルデ〜を用いると、これは、次のように書くことができる。

[0126] ターゲットが存在する場合に、生の捕捉信号は、次の式によって照明放射に関係付けられる。

この式は、次のように書くことができる。

生の捕捉された基準信号は、次の式によって照明放射に関係付けられる。

この式は、次のように書くことができる。

[0127] ターゲット構造の特性を測定するための興味のあるパラメータは、Ｒ_{ｔａｒｇｅｔ}であり、前の式を用いると、このパラメータは、次の式によって与えられる。

[0128] 式（９）及び（１３）から、我々は、次のように書くことができる。

[0129] これを式（１４）に代入すると、次の式に帰着する。

[0130] 今や、ブルースター角位置において、式１６における分母である項

が、ゼロに近づくという問題が存在する。これは、既存の較正技法をそれらの位置で無力にする。

[0131] この問題は、近接場における周知の基準リフレクタ（標準）で測定を行うことによって解決される。アルミニウム基準など、この基準リフレクタを備えた状況が、下付き文字「ａｌ」によって示されている場合に、

である。

[0132] 従って、透過較正は、組み合わされた光学系（対物レンズ＋ＳＩＬ）を通る透過の遠視野較正における低強度ブルースター角領域を克服するために、周知の標準（例えばＡｌ）を用いて近接場において実行することができる。遠視野におけるこの較正への別のアプローチは、或る適切な補間式でブルースター角領域の両側のデータを効果的に用いて、

の低値を備えた画素においてデータフィッティングを用いることであろう。

[0133] 上記の理論及び実装形態におけるその困難さに基づいて、２ステップ方法が、透過の較正用に開示される。対物レンズ１６は、相異なる入射偏光（ξ：Ｈ及びＶ）用の周知の標準で透過用に最初に特徴付けられる。この第１のステップは、ＳＩＬなしに上記で論じたような較正と同じであってもよい。次の項及び表記が定義される。
・

瞳孔面における画素座標（ｘ，ｙ）で与えられる、ξ偏光入力用の入射角αにおける対物レンズ１６の透過。（下付き文字「ｍｏ」は、「顕微鏡対物レンズ」を表す）
・

瞳孔面における画素座標（ｘ，ｙ）で与えられる、ξ偏光入力用の入射角αで組み合わされた対物レンズ及びＳＩＬの透過。
・Ａ_ｓｉｌ：ＳＩＬ内の吸収。材料が等方性なので、吸収は、入射偏光に依存しない。
・

ガス／ガラス界面におけるＳＩＬの半球上面６０２からのスプリアス反射。それは、入射偏光に依存せず、且つＳＩＬの曲率上の相異なる位置用に同一であると仮定される。
・ Ｓ_ｓｉｌ：ＳＩＬ体積内の散乱。このパラメータは、入射偏光に依存しないと仮定される。更に、ＳＩＬが、高度に均質な材料によって形成されるので、この散乱は、二次効果と見なすことができる。

[0134] 今や、次の関係を書くことができる。

及び

[0135] 項

及び

は、ブルースター角（ＳＩＬ屈折率によって規定される）に対応する入射角では定義されない。周知の基準に基づいて

を決定し、次に組み合わされた対物レンズ及びＳＩＬシステムの周知の透過からＳＩＬの効果

を計算することが可能である。次に、

の情報は、ゼロ強度を備えた画素及びその周辺で、光学系の透過を計算するために用いることができる。

ＮＡスケーリング及び瞳対称点較正用の方法
[0136] 上記で言及したように、ＮＡスケーリング及び瞳対称点の較正用の更なる方法を有することもまた興味深い。瞳対称点（ＰＳＰ）は、光学軸Ｏと整列されたゼロ角光線に対応する画素位置である。画素位置に対する角度のスケーリングは、ＮＡスケーリングとして知られている。ＮＡスケーリングの表現は、寸法ＮＡＳによって図９に概略的に表されている。ＰＳＰ及びＮＡＳは、方法論又は検査の再構成又は他の方法における精度を最大限にするために、較正されて十分に定義されることが望ましい光学系及びインスペクション装置のパラメータである。

[0137] 本明細書で開示される代替方法は、全内部反射現象を利用するが、全内部反射現象は、ＳＩＬ６０を備えたハイパーＮＡ光学系のフィーチャとして既に説明された。遠視野状況において、ＳＩＬと基板との間の距離が、波長λよりはるかに大きい場合に、検出器１９によって捕捉された瞳画像は、特有の同心エリアを有する。これらのエリアは、例えば図６（ｃ）に示され、且つＮＡ＝１に対応する境界６４０を有する。外側境界６４２の幅（例えば直径）は、ハイパーＮＡ光学系の最大ＮＡを表す。これらのフィーチャは、捕捉された瞳画像において理解し、且つＮＡスケーリングに用いることができる。

[0138] 例えば１つ又は複数の捕捉された瞳画像から、ＮをＮＡ＝１における円の直径に対応する画素数とし、且つ最大ＮＡ円における円の直径に対応する画素数をＮｍａｘによって与えられるものとする。次に、光学系のＮＡは、ＮＡ＝Ｎｍａｘ／Ｎによって与えられる。瞳対称点もまた、これらの円の中心を見つけることによって、識別することができる。

適用例
[0139] 図１０は、計測装置の適用を示し、計測装置の光学系は、図１及び２に示されているタイプのリソグラフィ製造システムの制御で、本明細書で開示される技術によって較正される。ステップは、ここで列挙され、次により詳細に説明される。
・Ｓ２０：光学系の較正
・Ｓ２１：基板上に構造を作製するために基板を処理する
・Ｓ２２：基板にわたるＣＤ及び／又は他のパラメータを測定する
・Ｓ２３：計測レシピを更新する
・Ｓ２４：リソグラフィ及び／又はプロセスレシピを更新する

[0140] ステップＳ２０において、較正ステップは、計測装置２４０として働くスキャトロメータにおいて実行される。スキャトロメータの光学系は、ＳＩＬ又はマイクロＳＩＬを含んでもよい。これらの較正は、本明細書で開示される較正ステップの何れか又は全てと同様に、本開示と無関係な何れかの数の他の較正ステップを含むことができる。この場合における較正ステップＳ２０は、上記のようなゴースト較正Ｓ２０ａ、及び／又は上記のようなレンズ−ＳＩＬ透過較正Ｓ２０ｂ、及び／又は上記のようなＮＡスケーリング及び瞳対称点較正Ｓ２０ｃを含む。

[0141] 実際の測定に先立って実行されるステップＳ２０の較正の別個のラベル付け及び説明は、理解のために便利であるが、しかしこれは、不可欠ではない。較正ステップは、原則として、ターゲットに対する測定の前か、後か、又は測定と交互に実行することができる。もちろん、較正ステップの何れも、補正を更新し、且つ精度を維持するために、或る期間後に繰り返すことができる。これらの較正ステップの何れか又は全ては、時々又は全ての測定サイクルの一部として実行することができる。較正動作のタイミングは、実際の測定のスループットを減ずる較正「オーバーヘッド」を可能な限り最小化しながら、装置内の状態におけるどんなドリフト又は変化にも較正動作を応答させるように設計される。

[0142] ステップＳ２１において、構造が、リソグラフィ製造システムを用いて、基板にわたって作製される。Ｓ２２において、計測装置２４０並びに任意選択的に他の計測装置及び情報源が、基板にわたる構造の特性を測定するために用いられる。例えば、特性のこれらの測定値は、スキャトロメータを介して取得された瞳画像から計算される。興味のある特性は、例えば、ＣＤ（クリティカルディメンジョン）、ＯＶＬ（オーバーレイ）及び／又はＥＰＥ（エッジ配置誤差）であってもよい。較正ステップＳ２０から取得された補正は、ステップＳ２２で測定の計算において用いられる。ステップＳ２３において、任意選択的に、１つ又は複数の計測レシピ及び／又は計測装置の較正が、取得された測定結果に照らして更新される。

[0143] ステップＳ２４において、ＣＤ又は他のパラメータの測定値は、所望の値と比較され、且つリソグラフィ製造システム内のリソグラフィ装置及び／又は他の装置の１つ又は複数のセッティングを更新するために用いられる。より優れた較正を計測装置に提供することによって、より正確な測定値が取得され得る。これは、次には、測定の結果が、更なる測定及びリソグラフィ装置の更なる制御において適用される場合に、より優れた性能につながることができる。

汚染物質検出
[0144] 上記の例において、固体液浸レンズは、測定を実行するために用いられた。上記のように、実施形態において、ＳＩＬは、測定を実行するために、測定される表面からおよそ２０ｎｍ内に配置される。表面へのこの距離にＳＩＬを配置できるように、表面は、基板又はターゲット構造の表面におけるどんな汚染物質（例えばダスト粒子）もないようにするべきである。以下おいて、表面又は測定下の表面が言及される。この用語が、基板表面又は基板上のターゲット構造を同様によく指し得ることが、もちろん認識されよう。

[0145] 測定中に、ＳＩＬは、測定下の表面の近くに配置される。特定の測定位置における特定の測定又は一連の測定の終わりに、ＳＩＬは、（典型的にはＸ−Ｙ軸に沿って）次の測定ターゲットの方へ表面と平行な方向に、ＳＩＬと表面との間に相対的変位がある前に、（典型的にはＺ軸に沿って）表面から離れるように移動される。次の測定ターゲットにおいて、Ｚ軸に沿って、測定位置へとＳＩＬと表面との間の相対的移動がある。１つ又は複数の表面汚染物質が、測定下の表面上に存在する場合に、移動中にＳＩＬと汚染物質との間に衝撃があり得ることが認識されよう。これは、ＳＩＬ又は測定下の表面の１つ又は両方に損傷をもたらし得る。

[0146] 従って、ＳＩＬが測定位置に置かれる前に、汚染物質用に測定下の表面を評価することが有利であろう。ＳＩＬと表面との間の相対的移動が阻止され得るより前に、汚染物質がＳＩＬと接触するほど十分に近くにＳＩＬが置かれる前に、評価を実行することが、加えて有利であろう。特に、測定ギャップより大きい汚染物質を検出することが有利であろう。

[0147] 更に、表面汚染物質の検出は、測定プロセスに対して最小の影響で実行されるべきである。換言すれば、測定システムの測定スループットは、検出プロセスによって影響されるべきでない。

[0148] 例示的な汚染物質検出システム１１００が、図１１に示されている。汚染物質検出システムは、例示的な目的だけのために分離して示されている。幾つかの例において、汚染物質検出システムは、上記の例で説明されているようなインスペクション装置の光学系に統合される。かかる例において、汚染物質検出システムの光学素子における１つ又は複数は、インスペクション装置の光学系と共有されてもよい。他の例において、汚染物質検出システムは、スタンドアロン装置に配置される。

[0149] 汚染物質検出システムは、放射１１０３を発する放射源１１０２を含む。放射源は、平面１１０４におけるポイントソース入力部と見なされてもよい。例において、放射源は、レーザ源である。幾つかの例において、放射の特徴は、基板の材料に依存して選択される。他の例において、放射の特徴は、検出される予想汚染物質の材料特性に依存して選択される。

[0150] 放射は、測定下の表面１１１１に汚染物質検出照明を提供するために、１つ又は複数の光学素子を含み得る汚染物質照明システム１１０６を通って、且つ対物レンズ１１０８及びＳＩＬ１１１０を通って伝搬する。汚染物質検出照明は、測定下の表面にスポットを形成し、且つ表面によって散乱される。放射源及び汚染物質照明システムは、汚染物質の検出用に何れか適切な照明を形成するために用いられてもよい。幾つかの例において、汚染物質検出照明は、特定の角度で測定下の表面に送出される。具体例において、照明は、オフ軸ケーラー照明として形成される。

[0151] 対物レンズは、何れかの適切な形状を有してもよく、且つ幾つかの例において、上記で図５に関連して説明されたような対物レンズと同一であってもよい。同様に、ＳＩＬは、何れかの適切な特性セットを有してもよい。例において、汚染物質照明システムの対物レンズ及びＳＩＬは、上記の光学系と共有される。

[0152] 散乱された検出放射は、ＳＩＬ及び対物レンズを逆に通って伝搬する。続いて、散乱された検出放射は、検出放射収集システム１１１２ａ、１１１２ｂを通過し、検出器１１１４に到達する。検出放射収集システムは、何れかの適切な形状を取ってもよく、且つ何れかの適切な光学コンポーネントを含んでもよい。例において、前の例に説明されているような検出収集放射システムである。同様に、検出器は、前の例に関連して説明された検出器と同一であってもよい。幾つかの例において、検出器は、ブロッキングアパーチャ素子１１１６を含む。ブロッキングアパーチャ素子は、幾つかの例において、正反射された放射をブロックするように形成されてもよい。ブロッキングアパーチャ素子の機能が、原則として、代替方法（例えば検出器フィルタ又はソフトウェアフィルタリングアルゴリズム）において実行可能であることが、もちろん認識されよう。

[0153] 上記のように、インスペクション装置の光学系の少なくとも一部は、測定が始まる前に、所与の表面の特定の近辺内に移動される（近辺は、典型的には数十又は数百ｎｍである）。幾つかの例において、光学系用の補正を導き出す方法は、取得ステップに先立って、光学系の少なくとも一部を移動させることを含む。例示的な移動ステップが、今、図１２に関連して説明される。

[0154] １２０１において、表面が、検出放射で照明される。照明ステップは、何れかの適切な方法で実行されてもよい。例において、表面は、図１１に関連して説明されるようなシステムを用いることによって照明される。

[0155] １２０２において、表面によって散乱された検出放射が受信される。幾つかの例において、受信は、検出放射収集システムによって収集される散乱検出放射を表す強度プロファイルを受信することと、表面上の汚染物質の存在を決定するために、受信された強度プロファイルを用いることと、を含む。例において、散乱検出放射は、図１１に関連して説明されるようなシステムによって収集される。

[0156] １２０３において、光学系内の移動（例えばＳＩＬと測定される表面との間の相対的移動）は、受信される散乱検出放射に基づいて制御される。例において、表面汚染物質が、受信ステップ中に検出される場合に、適切な制御行動が取られる。具体例において、光学系の少なくとも一部の移動（例えば測定される表面に対するＳＩＬの移動）が制御される。

[0157] 光学系は、理解されるであろうように、何れかの適切な方法で制御される。幾つかの例において、表面汚染物質が検出された場合に、移動は停止される。他の例において、移動速度は、減少されるが、しかし停止されない。例において、光学系は、初期位置へ移動される。別の例において、光学系の移動は停止され、光学系と測定表面との間の特定の距離が維持される。前述の例が、１つ又は幾つかの移動軸に沿った移動を含んでもよいことが認識されよう。光学系内の追加又は代替アクチュエータが、制御行動の一部として作動されてもよいことが更に認識されよう。

[0158] 特定の測定状況における例示的な装置が、図１３及び１４に関連して今説明される。図１１との比較を容易にするために、図１３及び１４における、且つ図１１の対応する素子に類似した素子が、図１１において用いられる参照符号に類似した参照符号でラベル付けされるが、しかし「１１」の代わりに、それぞれ接頭辞「１３」及び「１４」でラベル付けされる。

[0159] 図１３（ａ）は、図１１に示されている装置とほぼ同一の例示的な装置を示す。この例において、放射ビーム１３０３は、表面１３１１によって散乱されるように、放射源１３０２によって放射される。放射は、対物レンズ１３０８及びＳＩＬ１３１０を通って、表面上に伝搬する。汚染物質が、存在しない場合に、支配的な散乱メカニズムは、表面からの正反射である。正反射された放射は、ＳＩＬを通って、且つ検出光学系（図示せず）を通って逆に伝搬する。反射された放射は、検出器１３１４に到着する。例において、検出器は、ブロッキングアパーチャ素子１３１６を含む。

[0160] 図１３（ｂ）は、例示的なブロッキングアパーチャ素子１３１６を示す。ブロッキングアパーチャ素子は、半月アパーチャ１３１６ａを有する。正反射された放射は、ブロッキングアパーチャ素子によってブロックされる（正反射された放射スポットの位置は、図１３（ｂ）におけるＸ１３１７によって示される）。従って、検出器は、正反射された放射の何も受信しない。

[0161] 図１４（ａ）は、汚染物質が表面に存在する第２の例示的な状況を示す。

[0162] この例において、放射ビーム１４０３は、表面汚染物質１４１３によって少なくとも部分的に散乱される。散乱放射の角度広がりは、図１３における正反射された放射より大きい。従って、散乱放射は、図１３の反射スポットではなく、検出平面に強度分布を形成する。放射分布は、ブロッキングアパーチャ素子上のアパーチャに少なくとも部分的にオーバーラップする。即ち、散乱放射の少なくとも一部は、アパーチャ１４１６ａを通過する。その結果、検出器は、基板から散乱された放射を受信し、表面汚染物質の存在は、検出器からの非ゼロ信号によって示される。

[0163] 何れかの適切な検出器が用いられてもよい。幾つかの例において、１つ又は複数のフォトダイオードが用いられる。実際に、短い積分時間を備えた検出器を用いることが有益である。高輝度放射源（例えばレーザ）と共に用いられる場合に、基板上に存在する汚染物質の迅速な検出を実行することが可能である。処理ユニット（図示せず）が、測定に続く１つ又は複数の更なる動作を実行するために設けられてもよい。かかる動作は、幾つかの例において、測定データに基づいてもよい。

[0164] 上記の例において、光学系は、正反射された放射の減衰をもたらすアパーチャを含む。しかしながら、原則として、アパーチャの代わりが、同様に良好に使用され得ることが認識されよう。一例において、検出器の位置は、正反射された放射が検出器に到達しないように、シフトされてもよい。別の例において、減衰コーティングが、検出器表面の一部に施される。

[0165] 更なる例示的な装置が、図１５に関連して今説明される。図１３との比較を容易にするために、図１５における、且つ図１３の対応する素子に類似した素子が、図１３において用いられる参照符号に類似した参照符号でラベル付けされるが、しかし「１３」の代わりに、接頭辞「１５」でラベル付けされる。更に、簡潔にするために、先行例の素子と実質的に異なる素子だけが、以下で詳細に説明される。

[0166] 図１５に示されている例示的な装置は、ＳＩＬを含まない。もっと正確に言えば、光学系は、対物レンズ１５０８を含む。対物レンズは、放射に対してフーリエ変換素子として働く。

[0167] 汚染物質が表面に存在しない場合に、正反射された放射は、ブロッキングアパーチャ素子によってブロックされる。汚染物質が、表面に存在する場合に、放射は、それが、もはやブロッキングアパーチャ素子によって完全にはブロックされないように回折される。

[0168] 或る状況下において、粒子検出は、特に欠陥サイズが、単に数十ナノメートル程度である場合に、困難になり得る。粒子検出はまた、粒子の屈折率が、基板又は下の他の表面の屈折率に似ている場合に、困難になり得る（例えば基板表面上のガラス粒子）。

[0169] 図１６は、ＳＩＬを含む例示的な光学系を示す。本例において、光学系は、図５に示されているスキャトロメータとほぼ同一のスキャトロメータである。しかしながら、これが、単に例示目的であること、及び実際には、以下の例が、図１１に示されているようなシステムにおいて実現され得ることが認識されよう。多くの実施形態が想定され得ることが、加えて認識されよう。図５との比較を容易にするために、図１６における、且つ図５の対応する素子に類似した素子が、図５において用いられる参照符号に類似した参照符号でラベル付けされるが、しかし接頭辞「１６」でラベル付けされる。更に、簡潔にするために、先行例の素子と実質的に異なる素子だけが、以下で詳細に説明される。

[0170] スキャトロメータは、放射入力部（例えば放射源）１６１１、照明システム１６１２、部分反射面１６１５、対物レンズ１６１６、及び検出器１６１９を含む。図５のスキャトロメータと同様に、スキャトロメータは、ＳＩＬ１６６０を含む。堆積物１６６１が、ＳＩＬの表面に施される。

[0171] 堆積物は、表面上のＳＩＬと汚染物質との間のエバネッセント波相互作用を向上させるように動作可能である。これは、粒子検出システムの信号対雑音比を向上させる。汚染物質検出は、何れかの適切な方法で実行されてもよく、且つ幾つかの例において、ほぼ上記のように実行される。特定の例において、上記のように、差動検出が、表面上の汚染物質の存在を検出するために用いられる。

[0172] 何れかの適切な堆積物が施されてもよい。幾つかの例において、堆積物は、誘電体コーティングである。誘電体コーティングは、誘電材料の１つ又は複数の層で構成されてもよい。誘電体コーティングは、何れかの適切な、又は複数の適切な材料を含んでもよい。例において、誘電体コーティングは、基板の少なくとも１つの物理的特性に一致する。例において、誘電体コーティングは、基板の屈折率に一致する。

[0173] 誘電体コーティングは、幾つかの例において、何れかの適切な１つ又は複数の更なる特性を有してもよい。例において、誘電体コーティングは、波長依存材料（例えば、波長依存の応答などの１つ又は複数の光学特性が、材料の厚さに依存する誘電材料）を含む。他の例において、誘電体材料の１つ又は複数は、偏光感受型である。換言すれば、誘電材料の光学特性は、放射の偏光に依存する。

結論
[0174] 本明細書で開示される較正方法は、従来方法が、適用され得ないか、又はそれほど正確な結果を与えられない場合に用いることができる。特定の参照が、スキャトロメータなどのインスペクション装置における較正方法及び装置の使用に対して、この開示において行われ得るが、開示される設備が、顕微鏡などの他のインスペクション装置において、且つ既に上記で言及したような他のタイプの機能装置において適用され得ることを理解されたい。本明細書で説明される実施形態は、インスペクション装置の何れかの特定タイプに、又は一般的なインスペクション装置にさえ、適用において制限されない。

[0175] 本明細書で開示される方法は、ＳＩＬ又はマイクロＳＩＬを備えた光学系に発生する問題に特に取り組むように考えられるが、本明細書で開示されるゴースト画像補正方法は、ＳＩＬのない光学系において同様に適用することができる。半月プロファイルなどの照明プロファイルを用いることによって、例えば、ビームダンプの必要なしにゴースト画像の較正が可能になる。

[0176] 特定の参照が、ＩＣの製造におけるインスペクション装置の使用に対して、このテキストにおいて行われ得るが、本明細書で説明されるインスペクション装置が、集積光学系の製造と、磁気ドメインメモリ用の案内及び検出パターンと、フラットパネルディスプレイと、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）と、薄膜磁気ヘッドと、などの他の用途を有し得ることを理解されたい。当業者は、かかる代替用途の文脈において、本明細書における用語「ウェーハ」又は「ダイ」の何れの使用も、それぞれのより一般的な用語「基板」又は「ターゲット部分」と同義と見なされてもよいことを認識されよう。

[0177] 更なる実施形態が、以下で番号付きの条項のリストにおいて開示される。
条項１．
光学系用の補正を導き出す方法であって、光学系が、ターゲット構造に照明放射を送出すること、及びターゲット構造との相互作用後に放射を収集することの両方のために動作可能であり、方法が、
第１の照明プロファイルに従って、光学系の瞳を照明する間に、光学系によって収集された放射を表す第１の強度プロファイルを取得することと、
第１の照明プロファイルと相異なる第２の照明プロファイルに従って、光学系の瞳を照明する間に、光学系によって収集された放射を表す第２の強度プロファイルを取得することと、
ターゲット構造との相互作用と対照的に、光学系と照明放射の相互作用効果を軽減するための補正を導き出すために、第１及び第２の強度プロファイルを用いることと、
を含む方法。

条項２．
補正を導き出すための第１及び第２の強度プロファイルの使用が、光学系と照明放射の相互作用効果を表す強度プロファイルを合成するために、第１及び第２の強度プロファイルの相異なる部分を用いる、条項１に記載の方法。

条項３．
第１及び第２の強度プロファイルのそれぞれが、光学系の後焦点面における放射分布を表し、補正を導き出すための第１及び第２の強度プロファイルの使用が、後焦点面の相異なる領域に対応する第１及び第２の強度プロファイルの部分を用いる、条項１又は２に記載の方法。

条項４．
第１及び第２の照明プロファイルと相異なる更なる照明プロファイルに従って、光学系の瞳を照明する間に光学系によって収集された放射を表す更なる強度プロファイルが取得され、補正を導き出すための第１及び第２の強度プロファイルの使用が、補正を導き出すために第１、第２、及び更なる強度プロファイルを用いる、条項１〜３の何れか一項に記載の方法。

条項５．
光学系が、固体液浸レンズと、照明放射の波長より小さいターゲット構造からの距離内に固体液浸レンズを保持するように動作可能な取り付け台と、を含む、先行する条項の何れか一項に記載の方法。

条項６．
第１及び第２の照明プロファイルが、上記距離内にターゲット構造がない状態で収集された放射を表す、条項５に記載の方法。

条項７．
光学系及び基準構造との相互作用後に光学系によって収集された放射を表す第３の強度プロファイルを取得することと、
更なる補正を導き出すために第３の強度プロファイルを用いることと、
を更に含む、先行する条項の何れか一項に記載の方法。

条項８．
光学系が、固体液浸レンズと、照明放射の波長より小さいターゲット構造からの距離内に固体液浸レンズを保持するように動作可能な取り付け台と、を含み、且つＳＩＬのない光学系及び基準構造との相互作用後に、光学系によって収集された放射を表す第４の強度プロファイルを取得することと、更なる補正を導き出すために第３及び第４の強度プロファイルの両方を用いることと、を更に含む、条項７に記載の方法。

条項９．
光学系及びターゲット構造との相互作用の前に、照明放射の特徴を表す基準強度プロファイルを取得することであって、更なる補正を導き出すための前記第３の強度プロファイルの使用が、更なる補正を導き出すために基準強度プロファイルを使用することを更に含む、条項７又は８に記載の方法。

条項１０．
補正を導き出すことが、強度プロファイルを取得するために用いられる検出器の特徴用の補正を含む、先行する条項の何れか一項に記載の方法。

条項１１．
第１及び第２の照明プロファイルのそれぞれにおいて、瞳のおよそ半分以下である瞳の部分が照明され、一方で瞳の残りの部分がかなり暗く、照明された部分及び暗い部分が、第１及び第２の照明プロファイル間で相異なる、先行する条項の何れか一項に記載の方法。

条項１２．
第１及び第２の照明プロファイルのそれぞれにおいて、瞳の象限より大きく、且つ瞳のおよそ半分以下のセグメントである瞳の部分が、いつも照明される、先行する条項の何れか一項に記載の方法。

条項１３．
光学系が、相異なる選択可能な特徴の照明放射を送出するように動作可能であり、方法が、相異なる選択可能な特徴下で収集された放射に適用可能な補正を導き出すために、相異なる第１及び第２の強度プロファイルを用いて２回以上実行される、先行する条項の何れか一項に記載の方法。

条項１４．
構造の特性を決定する方法であって、方法が、先行する条項の何れか一項に記載の方法によって補正を導き出すことを含み、方法が、
構造との相互作用後に、光学系によって収集された放射を表す測定強度プロファイルを受信することと、
測定強度プロファイルに少なくとも部分的に基づき、且つ導き出された補正を用いて構造の特性の測定値を計算することと、
を更に含む方法。

条項１５．
光学系と測定表面との間の相対的移動を制御する方法であって、光学系が、測定表面に照明放射を送出すること、及び測定表面との相互作用後に放射を収集することの両方を行うように動作可能であり、方法が、
検出放射で測定表面を照明することと、
測定表面によって散乱された検出放射を受信することと、
受信された散乱検出放射に基づいて相対的移動を制御することと、
を含む方法。

条項１６．
照明が、汚染された照明光学系を用いて実行される、条項１５に記載の方法。

条項１７．
受信が、検出放射収集システムを用いて実行される、条項１５又は１６に記載の方法。

条項１８．
受信が、
検出放射収集システムによって収集された散乱検出放射を表す強度プロファイルを受信することと、
表面上の汚染物質の存在を決定するために受信強度プロファイルを用いることと、
を含む、条項１７に記載の方法。

条項１９．
相対的移動の制御が、光学系の少なくとも一部の移動を停止することか、光学系の少なくとも一部の移動速度を減少させることか、光学系の少なくとも一部を初期位置に移動させることか、又は光学系と測定表面との間の特定の距離を維持することから選択された少なくとも１つを含む、条項１５〜１８の何れか一項に記載の方法。

条項２０．
光学系用の補正を導き出すように構成された装置であって、光学系が、照明放射をターゲット構造に透過させること、及びターゲット構造との相互作用後に放射を収集することの両方のために動作可能であり、装置が、
第１の照明プロファイルに従って光学系の瞳を照明する間に光学系によって収集された放射を表す第１の強度プロファイルを受信するように、
第１の照明プロファイルと相異なる第２の照明プロファイルに従って、光学系の瞳を照明する間に光学系によって収集された放射を表す第２の強度プロファイルを受信するように、且つ
ターゲット構造との相互作用と対照的に、第１及び第２の強度プロファイルを用いて、光学系と照明放射の相互作用効果を軽減するための補正を導き出すように、
構成されたプロセッサを含む装置。

条項２１．
プロセッサが、光学系と照明放射の相互作用効果を表す強度プロファイルを合成するために、第１及び第２の強度プロファイルの相異なる部分を用いるように構成される、条項２０に記載の装置。

条項２２．
第１及び第２の強度プロファイルのそれぞれが、光学系の後焦点面における放射分布を表し、プロセッサが、後焦点面の相異なる領域に対応する第１及び第２の強度プロファイルの部分を用いるように構成される、条項２０又は２１に記載の装置。

条項２３．
第１及び第２の照明プロファイルと相異なる更なる照明プロファイルに従って、光学系の瞳を照明する間に光学系によって収集された放射を表す更なる強度プロファイルを受信するようにプロセッサが構成され、プロセッサが、補正を導き出すために、第１、第２、及び更なる強度プロファイルを用いるように構成される、条項２０〜２２の何れか一項に記載の装置。

条項２４．
プロセッサが、
光学系及び基準構造との相互作用後に光学系によって収集された放射を表す第３の強度プロファイルを受信するように、
第３の強度プロファイルを用いて、更なる補正を導き出すように、
更に構成される、条項２０〜２３の何れか一項に記載の装置。

条項２５．
プロセッサが、
光学系及び基準構造との相互作用後に光学系によって収集された放射を表す第４の強度プロファイルを受信し、第４の強度プロファイルが、光学系に存在する固体液浸レンズＳＩＬで収集された放射を表し、第４の強度プロファイルが、固体液浸レンズのない光学系によって収集された放射を表すように、
第３及び第４の強度プロファイルの両方を用いて、更なる補正を導き出すように、
更に構成される、条項２４に記載の装置。

条項２６．
プロセッサが、
光学系及びターゲット構造との相互作用の前に、照明放射の特徴を表す基準強度プロファイルを受信するように、
第３及び第４の強度プロファイルに加えて基準強度プロファイルを用いて更なる補正を導き出すように、
更に構成される、条項２５に記載の装置。

条項２７．
プロセッサが、強度プロファイルを取得するために用いられる検出器の特徴用の補正を含むために、補正を導き出すように構成される、条項２０〜２６の何れか一項に記載の装置。

条項２８．
プロセッサが、
興味のある構造との相互作用後に光学系によって収集された放射を表す測定強度プロファイルを受信するように、
測定強度プロファイルに少なくとも部分的に基づき、且つ導き出された補正を用いて構造の特性の測定値を計算するように、
更に構成される、条項２０〜２７の何れか一項に記載の装置。

条項２９．
条項１５〜１９の何れか一項に従って、測定表面に対する光学系の移動を制御する方法を実行するように構成された装置。

条項３０．
汚染物質検出システムであって、
興味のある表面に汚染物質検出照明を提供するように配置された汚染物質照明システムと、
興味のある表面によって散乱された汚染物質検出照明を収集するように配置された検出放射収集システムと、
を含む汚染物質検出システムを含む、条項２９に記載の装置。

条項３１．
検出放射収集システムが、正反射放射フィルタリングコンポーネントを含む、条項３０に記載の装置。

条項３２．
正反射放射フィルタリングコンポーネントが、正反射放射をブロックするように動作可能なアパーチャ、又は非正反射放射を検出するためにのみ動作可能な検出器から選択される、条項３１に記載の装置。

条項３３．
光学系又は汚染物質検出システムの少なくとも１つが、光学素子と構造又は興味のある表面との間のエバネッセント波相互作用を向上させるように構成された誘電体コーティングを施された少なくとも１つの光学素子を含む、条項２０〜３２の何れか一項に記載の装置。

条項３４．
表面の検査用の光学系であって、光学系が、表面に照明放射を送出するように、且つ表面との相互作用後に放射を収集するように構成され、光学系が、光学素子と表面との間のエバネッセント波相互作用を向上させるように構成された誘電体コーティングを施された少なくとも１つの光学素子を含む光学系。

条項３５．
光学素子が、固体液浸レンズである、条項３４に記載の光学系。

条項３６．
誘電体コーティングが、誘電材料の複数の層を含む、条項３４又は３５に記載の光学系。

条項３７．
誘電体コーティングが、構造又は興味のある表面の少なくとも１つの物理的特性と一致する、条項３４〜３６の何れか一項に記載の光学系。

条項３８．
光学系と、光学系用の制御システムと、条項２８に記載の装置と、を含むインスペクション装置であって、制御システムが、第１及び第２の強度プロファイルを取得するために、興味のある構造から測定強度プロファイルを取得するために、且つ適用可能な場合に、更なる強度プロファイル並びに第３及び第４の強度プロファイルを取得し、補正を導き出して興味のある構造の特性を計算する際に用いるように強度プロファイルをプロセッサに送出するために、光学系を制御するように構成されるインスペクション装置。

条項３９．
第１及び第２の照明プロファイルと相異なる更なる照明プロファイルに従って、光学系の瞳を照明する間に光学系によって収集された放射を表す更なる強度プロファイルを取得するために、且つ補正を導き出す際に使用するようにプロセッサに第１、第２、及び更なる強度プロファイルを送出するために、光学系を制御するように制御システムが更に構成される、条項３８に記載のインスペクション装置。

条項４０．
光学系及び基準構造との相互作用後に光学系によって収集された放射を表す第３の強度プロファイルを取得するために、且つ更なる補正を導き出す際に使用するようにプロセッサに第３の強度プロファイルを送出するために、光学系を制御するように制御システムが更に構成される、条項３８又は３９に記載のインスペクション装置。

条項４１．
光学系が、固体液浸レンズと、照明放射の波長より小さいターゲット構造からの距離内に固体液浸レンズを保持するように動作可能な取り付け台と、を含む、条項３８〜４０の何れか一項に記載のインスペクション装置。

条項４２．
光学系が、固体液浸レンズと、照明放射の波長より小さいターゲット構造からの距離内に固体液浸レンズを保持するように動作可能な取り付け台と、を含み、制御システムが、ＳＩＬのない光学系及び基準構造との相互作用後に光学系によって収集された放射を表す第４の強度プロファイルを取得するように、且つ更なる補正を導き出すために第３及び第４の強度プロファイルの両方を用いるように更に構成される、条項４０に記載のインスペクション装置。

条項４３．
制御システムが、光学系及びターゲット構造との相互作用の前に、照明放射の特徴を表す基準強度プロファイルを取得するために光学系を制御するように更に構成され、プロセッサが、更なる補正を導き出すために、基準強度プロファイルを用いるように構成される、条項４２に記載のインスペクション装置。

条項４４．
制御システムが、上記距離内にターゲット構造がない状態で放射を収集することによって、第１及び第２の照明プロファイルを取得するために光学系を制御するように構成される、条項３８〜４３の何れか一項に記載のインスペクション装置。

条項４５．
瞳のおよそ半分以下である瞳の部分が照明され、一方で瞳の残りの部分がほぼ暗いように、光学系が、第１及び第２の照明プロファイルのそれぞれを生成するように制御され、照明された部分及び暗い部分が、第１及び第２の照明プロファイル間で相異なる、条項３８〜４４の何れか一項に記載のインスペクション装置。

条項４６．
瞳の一部がいつも照明されるように、光学系が、第１及び第２の照明プロファイルそれぞれを生成するように制御され、上記一部が、瞳の象限より大きく、且つおよそ半分以下のセグメントである、条項３８〜４５の何れか一項に記載のインスペクション装置。

条項４７．
光学系が、相異なる選択可能な特徴の照明放射を送出するように動作可能であり、制御システムが、相異なる選択可能な特徴下で収集された放射に適用可能な補正を導き出すために、相異なる第１及び第２の強度プロファイル取得するために光学系を２回以上制御するように構成される、条項３８〜４６の何れか一項に記載のインスペクション装置。

条項４８．
半導体基板上に形成された微細構造の検査用に適合される、条項３８〜４７の何れか一項に記載のインスペクション装置。

条項４９．
興味のある表面上の汚染物質を検出するように配置された汚染物質検出システムを更に含む、条項３８〜４８の何れか一項に記載のインスペクション装置。

条項５０．
汚染物質検出システムが、
興味のある表面に汚染物質検出照明を提供するように配置された汚染物質照明システムと、
興味のある表面によって散乱された汚染物質検出照明を収集するように配置された検出放射収集システムと、
を含む、条項４９に記載のインスペクション装置。

条項５１．
光学系又は汚染物質検出システムの少なくとも１つが、光学素子と構造又は興味のある表面との間のエバネッセント波相互作用を向上させるように構成された誘電体コーティングを施された少なくとも１つの光学素子を含む、条項３８〜５０の何れか一項に記載のインスペクション装置。

条項５２．
光学素子が、固体液浸レンズである、条項５１に記載のインスペクション装置。

条項５３．
誘電体コーティングが、誘電材料の複数の層を含む、条項５１又は５２に記載の装置。

条項５４．
誘電体コーティングが、構造又は興味のある表面の少なくとも１つの物理的特性と一致する、条項５１〜５３の何れか一項に記載の装置。

条項５５．
処理システムに、条項１〜１９の何れか一項に記載の方法を実行させるための、又は条項２０〜３３の何れか一項に記載のプロセッサを実現させるための機械可読命令の１つ又は複数のシーケンスを含むコンピュータプログラムプロダクト。

条項５６．
リソグラフィプロセスステップを含む製造装置の方法であって、リソグラフィプロセスステップを実行する前又は後で、基板上の構造の測定値が、条項１〜１９の何れか一項に記載の方法によって取得され、取得された測定値が、基板及び／又は更なる基板の処理用にリソグラフィプロセスステップのパラメータを調整するために用いられる方法。

[0178] 本明細書で用いられる用語「放射」及び「ビーム」は、紫外線（ＵＶ）放射（例えば、３６５、３５５、２４８、１９３、１５７若しくは１２６ｎｍの、又はそれらの近くの波長を有する）及び極紫外線（ＥＵＶ）放射（例えば、５〜２０ｎｍの範囲における波長を有する）と同様に、イオンビーム又は電子ビームなどの粒子ビームを含む全てのタイプの電磁放射を包含する。

[0179] 用語「レンズ」は、文脈が許す場合に、屈折、反射、磁気、電磁気及び静電気光学コンポーネントを含む様々なタイプの光学コンポーネントの何れか１つ又は組み合わせを指してもよい。

[0180] 特定の実施形態が、上記で説明されたが、本発明が、説明された以外で実行され得ることが認識されよう。更に、装置の一部は、上記で開示されたような方法を説明する機械可読命令の１つ又は複数のシーケンスを含むコンピュータプログラム又はかかるコンピュータプログラムを格納したデータ記憶媒体（例えば半導体メモリ、磁気又は光ディスク）の形で実現されてもよい。

[0181] 上記の説明は、限定ではなく実例となるように意図されている。従って、修正が、以下で明らかにされる特許請求の範囲から逸脱せずに、説明されたような本発明に行われ得ることが、当業者に明らかになろう。

Claims (22)

1. 光学系用の補正を導き出す方法であって、前記光学系が、ターゲット構造に照明放射を送出すること、及び前記ターゲット構造との相互作用後に放射を収集することの両方のために動作可能であり、前記方法が、
   第１の照明プロファイルに従って、前記光学系の瞳を照明する間に、前記光学系によって収集された放射を表す第１の強度プロファイルを取得することと、
   前記第１の照明プロファイルと相異なる第２の照明プロファイルに従って、前記光学系の前記瞳を照明する間に、前記光学系によって収集された放射を表す第２の強度プロファイルを取得することと、
   ターゲット構造との相互作用と対照的に、前記光学系と前記照明放射の相互作用効果を軽減するための補正を導き出すために、前記第１及び第２の強度プロファイルを用いることと、
   前記光学系及び基準構造との相互作用後に前記光学系によって収集された放射を表す第３の強度プロファイルを取得することと、
   更なる補正を導き出すために前記第３の強度プロファイルを用いることと、を含む方法。
2. 前記補正を導き出すための前記第１及び第２の強度プロファイルの前記使用が、前記光学系と前記照明放射の前記相互作用効果を表す強度プロファイルを合成するために、前記第１及び第２の強度プロファイルの相異なる部分を用いる、請求項１に記載の方法。
3. 前記第１及び第２の強度プロファイルのそれぞれが、前記光学系の後焦点面における放射分布を表し、前記補正を導き出すための前記第１及び第２の強度プロファイルの前記使用が、前記後焦点面の相異なる領域に対応する前記第１及び第２の強度プロファイルの部分を用いる、請求項１に記載の方法。
4. 前記第１及び第２の照明プロファイルと相異なる更なる照明プロファイルに従って、前記光学系の前記瞳を照明する間に、前記光学系によって収集された放射を表す更なる強度プロファイルが取得され、前記補正を導き出すための前記第１及び第２の強度プロファイルの前記使用が、前記補正を導き出すために前記第１、第２、及び更なる強度プロファイルを用いる、請求項１に記載の方法。
5. 前記光学系が、固体液浸レンズと、前記照明放射の波長より小さい前記ターゲット構造からの距離内に前記固体液浸レンズを保持するように動作可能な取り付け台と、を含む、請求項１に記載の方法。
6. 前記第１及び第２の照明プロファイルが、前記距離内にターゲット構造がない状態で収集された放射を表す、請求項５に記載の方法。
7. 更に、前記光学系が、固体液浸レンズと、前記照明放射の波長より小さい前記ターゲット構造からの距離内に前記固体液浸レンズを保持するように動作可能な取り付け台と、を含み、および前記ＳＩＬが存在しない前記光学系及び前記基準構造との相互作用後に前記光学系によって収集された放射を表す第４の強度プロファイルを取得することと、前記更なる補正を導き出すために前記第３及び第４の強度プロファイルの両方を用いることと、を更に含む、請求項１に記載の方法。
8. 前記光学系及びターゲット構造との相互作用の前に、前記照明放射の特徴を表す基準強度プロファイルを取得することであって、更なる補正を導き出すための前記第３の強度プロファイルの使用が、前記更なる補正を導き出すために前記基準強度プロファイルを用いることを更に含む、請求項１に記載の方法。
9. 前記第１及び第２の照明プロファイルのそれぞれにおいて、前記瞳のおよそ半分以下である瞳の部分が照明され、一方で前記瞳の残りの部分がかなり暗く、前記照明された部分及び暗い部分が、前記第１及び第２の照明プロファイル間で相異なる、請求項１に記載の方法。
10. 光学系用の補正を導き出す装置であって、前記光学系が、照明放射をターゲット構造に送出させること、及び前記ターゲット構造との相互作用後に放射を収集することの両方のために動作可能であり、前記装置が、
    第１の照明プロファイルに従って、前記光学系の瞳を照明する間に、前記光学系によって収集された放射を表す第１の強度プロファイルを受信し、
    前記第１の照明プロファイルと相異なる第２の照明プロファイルに従って、前記光学系の前記瞳を照明する間に、前記光学系によって収集された放射を表す第２の強度プロファイルを受信し、
    ターゲット構造との相互作用と対照的に、前記第１及び第２の強度プロファイルを用いて、前記光学系と前記照明放射の前記相互作用効果を軽減するための補正を導き出し、
    前記光学系及び基準構造との相互作用後に前記光学系によって収集された放射を表す第３の強度プロファイルを取得し、
    更なる補正を導き出すために前記第３の強度プロファイルを用いる、プロセッサを含む装置。
11. 前記プロセッサが、前記光学系と前記照明放射の前記相互作用効果を表す強度プロファイルを合成するために、前記第１及び第２の強度プロファイルの相異なる部分を用いる、請求項１０に記載の装置。
12. 前記第１及び第２の強度プロファイルのそれぞれが、前記光学系の後焦点面における放射分布を表し、前記プロセッサが、前記後焦点面の相異なる領域に対応する前記第１及び第２の強度プロファイルの部分を用いる、請求項１０に記載の装置。
13. 前記光学系又は前記汚染物質検出システムの少なくとも１つが、前記光学素子と構造又は興味のある表面との間のエバネッセント波相互作用を向上させる誘電体コーティングを施された少なくとも１つの光学素子を含む、請求項１０に記載の装置。
14. 請求項１０に記載の装置の光学系に統合された、汚染物質検出システムにおいて使用される、光学系と測定表面との間の相対的移動を制御する方法であって、前記光学系が、前記測定表面に照明放射を送出すること、及び前記測定表面との相互作用後に放射を収集することの両方を行うように動作可能であり、前記方法が、
    検出放射で前記測定表面を照明することと、
    検出放射収集システムを用いて、前記測定表面によって散乱された検出放射を受信することと、
    前記受信された散乱検出放射に基づいて前記相対的移動を制御することと、
    を含む方法。
15. 前記受信が、
    前記検出放射収集システムによって収集された散乱検出放射を表す強度プロファイルを受信することと、
    前記表面上の汚染物質の存在を決定するために前記受信強度プロファイルを用いることと、
    を含む、請求項１４に記載の方法。
16. 前記相対的移動の前記制御が、前記光学系の少なくとも一部の移動を停止することか、前記光学系の少なくとも一部の移動速度を減少させることか、前記光学系の少なくとも一部を初期位置に移動させることか、又は前記光学系と前記測定表面との間の特定の距離を維持することから選択された少なくとも１つを含む、請求項１４に記載の方法。
17. 汚染物質検出システムを含む、請求項１４に記載の測定表面に対して光学系の移動を制御する方法を実行する装置であって、前記汚染物質検出システムが、
    興味のある表面に汚染物質検出照明を提供する汚染物質照明システムと、
    興味のある表面によって散乱された汚染物質検出照明を収集する検出放射収集システムと、
    を含む装置。
18. 前記検出放射収集システムが、正反射放射フィルタリングコンポーネントを含む、請求項１７に記載の装置。
19. 前記正反射放射フィルタリングコンポーネントが、正反射放射をブロックするように動作可能なアパーチャ、又は非正反射放射だけを検出するように動作可能な検出器から選択される、請求項１８に記載の装置。
20. 表面の検査用の光学系であって、前記光学系が、前記表面に照明放射を送出し、および前記表面との相互作用後に放射を収集し、前記光学系が、前記光学素子と前記表面との間のエバネッセント波相互作用を向上させる誘電体コーティングを施された少なくとも１つの光学素子を含み、前記誘電体コーティングが、構造又は興味のある表面の少なくとも１つの物理的特性と一致する、光学系。
21. 前記光学素子が、固体液浸レンズである、請求項２０に記載の光学系。
22. 前記誘電体コーティングが、誘電材料の複数の層を含む、請求項２０に記載の光学系。
    

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