特許 7286683 リフレクタおよびリフレクタの製造方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2023-05-26

(45)【発行日】2023-06-05

(54)【発明の名称】リフレクタおよびリフレクタの製造方法

(51)【国際特許分類】

   G02B 5/08 20060101AFI20230529BHJP

   G01N 21/47 20060101ALI20230529BHJP

   G03F 7/20 20060101ALI20230529BHJP

【ＦＩ】

G02B5/08 A

G01N21/47 Z

G02B5/08 C

G03F7/20 521

【請求項の数】 14

(21)【出願番号】P 2020569802

(86)(22)【出願日】2019-05-23

(65)【公表番号】

(43)【公表日】2021-10-11

(86)【国際出願番号】 EP2019063352

(87)【国際公開番号】W WO2019238382

(87)【国際公開日】2019-12-19

【審査請求日】2021-02-15

(31)【優先権主張番号】18178127.9

(32)【優先日】2018-06-15

(33)【優先権主張国・地域又は機関】EP

(73)【特許権者】

【識別番号】504151804

【氏名又は名称】エーエスエムエル ネザーランズ ビー．ブイ．

(74)【代理人】

【識別番号】100105924

【弁理士】

【氏名又は名称】森下 賢樹

(74)【代理人】

【識別番号】100134256

【弁理士】

【氏名又は名称】青木 武司

(72)【発明者】

【氏名】ゼイプ、フェリー

【審査官】横川 美穂

(56)【参考文献】

【文献】米国特許第０６２７８７６４（ＵＳ，Ｂ１）

【文献】米国特許第０６８４７７００（ＵＳ，Ｂ１）

【文献】特開２０１１－２３８９０４（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２００６／００７１３５４（ＵＳ，Ａ１）

【文献】欧州特許出願公開第０１１５２５５５（ＥＰ，Ａ１）

【文献】米国特許第０８７３５８４４（ＵＳ，Ｂ１）

【文献】特開２０１７－０３７００２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００５－２３４５７３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００９－２６７４０７（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｇ０２Ｂ ５／０８

Ｇ０１Ｎ ２１／４７

Ｇ０３Ｆ ７／２０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

中央通路を規定する内面と、放射が伝播することができる前記中央通路に沿った長手方向軸とを有する中空体を備えるリフレクタであって、
前記内面は、
前記放射を反射するように構成された光学面部であって、前記長手方向軸に沿って配置された２つの側縁を含む光学面部と、
前記２つの側縁に沿って前記光学面部を支持するように構成された支持体面部であって、前記長手方向軸に垂直な中空断面を有する支持体面部と、
を有し、
前記光学面部は所定の屈折力を有し、前記支持体面部は所定の屈折力を有しておらず、
前記光学面部は、前記長手方向軸に垂直な平面において第１の曲率半径を有し、前記支持体面部は、前記平面において第２の曲率半径を有し、前記第１の曲率半径の絶対値は、前記第２の曲率半径よりも大きい、リフレクタ。

【請求項2】

前記光学面部が第１の粗さを有し、前記支持体面部が第２の粗さを有し、前記第１の粗さが前記第２の粗さよりも小さく、
前記第１の粗さは１００ｐｍ二乗平均平方根（ＲＭＳ）未満、任意選択で５０ｐｍＲＭＳ未満、任意選択で３５ｐｍＲＭＳ未満である、請求項１に記載のリフレクタ。

【請求項3】

前記平面内の前記支持体面部の断面は、半円を超える弧状である、請求項１または２に記載のリフレクタ。

【請求項4】

前記中央通路における前記長手方向軸に垂直な断面は、前記中空体の前記長手方向軸の一端から他端に向かって単調に増加する、請求項１から３のいずれかに記載のリフレクタ。

【請求項5】

前記光学面部に提供される反射増強層をさらに備える、請求項１から４のいずれかに記載のリフレクタ。

【請求項6】

前記中空体は、ニッケル、樹脂、ガラス、および熱可塑性ポリマーからなる群から選択される材料で形成されたシェルを含み、
任意選択で、前記シェルの外側に補強材をさらに含む、請求項１から５のいずれかに記載のリフレクタ。

【請求項7】

前記光学面部は、１ｎｍから５０ｎｍの範囲の波長でかすめ入射で７０％を超える反射率、任意選択で８０％を超える反射率を有する、請求項１から６のいずれかに記載のリフレクタ。

【請求項8】

請求項１から７のいずれかに記載の２つの前記リフレクタを備える光学ユニットであって、前記２つのリフレクタは、一方のリフレクタが他方に光を反射し、前記２つのリフレクタの子午面が垂直になるように配置されている、光学ユニット。

【請求項9】

請求項１から７のいずれかに記載のリフレクタまたは請求項８に記載の光学ユニットを含む光学システムを備える検査装置。

【請求項10】

リフレクタを製造する方法であって、
軸対称のマンドレルを提供することと、
前記マンドレルの周面の一部を成形して、前記マンドレルの軸に対して回転対称ではない少なくとも１つの逆光学面部を形成することと、
前記マンドレルの周りにリフレクタ体を形成することと、
前記リフレクタ体を前記マンドレルから剥離することであって、それにより前記リフレクタ体は、前記逆光学面部によって規定される光学面と、前記マンドレルの残りの外面によって規定される支持体面部とを有する、ことと、
を備える方法。

【請求項11】

前記マンドレルの外面の一部を成形することは、磁気レオロジー流体仕上げ（ＭＲＦ）、流体ジェット研磨（ＦＪＰ）、および弾性発光加工（ＥＥＭ）、イオンビーム加工およびフロート研磨からなる群から選択されるプロセスを使用する超研磨工程を含む、請求項１０に記載の方法。

【請求項12】

前記逆光学面部が１００ｐｍ二乗平均平方根（ＲＭＳ）未満、任意選択で５０ｐｍＲＭＳ未満、任意選択で３５ｐｍＲＭＳ未満の表面粗さを有するように超研磨工程が実施される、請求項１０に記載の方法。

【請求項13】

前記リフレクタ体の光学面部に反射増強の単層または多層コーティングを適用することをさらに含む、請求項１０、１１、または１２に記載の方法。

【請求項14】

成形後および成形前に、電極および剥離層を前記マンドレルに適用することをさらに含む、請求項１０から１３のいずれかに記載の方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

［関連出願へのクロスリファレンス］
本出願は、２０１８年６月１５日に出願され、その全体が参照により本書に援用される欧州出願第１８１７８１２７．９号の優先権を主張する。

【0002】

［技術分野］
本発明は、リフレクタ並びにリフレクタ、特に硬Ｘ線、軟Ｘ線、ＥＵＶ放射および／または中性子用の斜入射およびかすめ入射リフレクタを製造する方法に関する。

【背景技術】

【0003】

例えばさらに小さいフィーチャを備えた集積回路などのデバイスを製造したいという継続的な要望がある。集積回路および他のマイクロスケールデバイスは、しばしば光学リソグラフィを使用して製造されるが、インプリントリソグラフィ、電子ビームリソグラフィおよびナノスケールセルフアセンブリなどの他の製造技術が知られている。どのようにデバイスが製造されても、それを検査することは必要となる。また、製造プロセスで使用されるマスクやレチクルなどのツールやコンポーネントを検査することも必要となる。より小さな寸法のフィーチャについては、より短い波長の放射を使用する必要がある。したがって、非常に短波長の、例えばＥＵＶや軟Ｘ線（ＳＸＲ）範囲の放射を使用する検査ツールが望ましい。

【0004】

ＥＵＶおよびＳＸＲ範囲の放射は、そのような波長用の屈折光学素子を構築することができないので、方向付けまたは集束が困難である。ＥＵＶおよび軟Ｘ線の方向付けと集束は、リフレクタ、多くの場合かすめ入射リフレクタを使用して実行する必要がある。ＥＵＶおよび軟Ｘ線放射の波長が非常に短いため、波面収差が低く、表面粗さによる表面散乱からのフレアを伴う光を集束するためにこのような放射のリフレクタの形状誤差および表面粗さに要求されるものは、非常に厳密である。したがって、ＥＵＶおよび／または軟Ｘ線用のリフレクタの製造は、困難で、費用がかかり、および／または時間がかかる。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

製造が容易であり、形状誤差が低く、および／または表面粗さが小さい、硬Ｘ線、軟Ｘ線、ＥＵＶ放射および／または中性子用のリフレクタが望ましい。

【0006】

厳密な形状誤差および／または表面粗さの限界を達成することができ、より速くおよび／またはより安価である、硬Ｘ線、軟Ｘ線、ＥＵＶ放射および／または中性子用のリフレクタを製造する方法も望ましい。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本発明によれば、中空体であって、当該中空体を通る通路を規定する内面を有する中空体と、放射を反射するように構成された少なくとも１つの光学面部を有する内面と、支持体面部とを備えるリフレクタであって、光学面部は所定の屈折力を有し、支持体面部は所定の屈折力を有していない、リフレクタが提供される。

【0008】

本発明によれば、リフレクタを製造する方法が提供される。この方法は、
軸対称のマンドレルを提供することと、
マンドレルの周面の一部を成形して、マンドレルの軸に対して回転対称ではない少なくとも１つの逆光学面部を形成することと、
マンドレルの周りにリフレクタ体を形成することと、
リフレクタ体をマンドレルから剥離することであって、それによりリフレクタ体は、逆光学面部によって規定される光学面と、マンドレルの残りの外面によって規定される支持体面部とを有する、ことと、を備える。

【0009】

本発明によれば、リフレクタを製造するためのマンドレルが提供される。マンドレルの外面は、軸対称形状に従う第１面部と、軸対称形状内にあり、所定の屈折力を有する光学面に対応する逆光学面部とを有する。

【図面の簡単な説明】

【0010】

本発明の実施形態は、添付の図面を参照して、例としてのみ説明される。

【図1】計測装置の概略図である。

【図2】カークパトリック－バエズ交差ミラー対の概略図である。

【図3】リフレクタの子午面と矢状面を示す図である。

【図4】本発明による方法の開始点としての軸対称マンドレルを示す図である。

【図5】図４のマンドレルに形成された逆光学面を示す図である。

【図6】マンドレルを剥離層でコーティングすることを示す図である。

【図7】マンドレルに堆積したシェルを示す図である。

【図8】マンドレルからシェルを取り外す様子を示す図である。

【図9】反射層でコーティングされたシェルの内部を示す図である。

【図10】シェルの外側に提供されている補強材を示す図である。

【図11】補強材に配置されたシェルを示す図である。

【図12】別の形式の補強材に配置されたシェルを示す図である。

【図13】カークパトリック－バエズ交差ミラー対を形成する本発明に従って製造された２つのリフレクタを示す図である。

【図14】リソグラフィ装置を示す図である。

【図15】リソセルを示す図である。

【図16】全体的なリソグラフィの方法を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0011】

図１は、０．１ｎｍから１００ｎｍの波長範囲の放射を使用して基板上の構造のパラメータを測定することができる計測装置３０２の概略図を示す。図１に示される計測装置３０２は、軟Ｘ線またはＥＵＶ範囲に適している。

【0012】

図１は、単に一例として、ＥＵＶおよび／またはＳＸＲ放射を使用する分光散乱計を含む計測装置３０２の概略的な物理的配置を示している。検査装置の代替形態は、角度分解散乱計の形態で提供され得る。

【0013】

検査装置３０２は、放射源３１０、照明システム３１２、基板サポート３１６、検出システム３１８、３９８、および計測処理ユニット（ＭＰＵ）３２０を備える。

【0014】

この例の光源３１０は、高次高調波発生（ＨＨＧ）技術に基づくＥＵＶまたは軟Ｘ線放射の発生器を含む。ＨＨＧ源の代替は、放電生成プラズマ（ＤＰＰ）源、自由電子レーザ（ＦＥＬ）源、逆コンプトン散乱（ＩＣＳ）源、または小型シンクロトロンである。ＨＨＧ源は、たとえば米国コロラド州ボールダーのＫＭＬａｂｓ（http://www.kmlabs.com/）から入手できる。放射源の主要構成要素は、駆動レーザ３３０およびＨＨＧガスセル３３２である。ガス供給部３３４は、ガスセルに適切なガスを供給し、そこでガスは任意選択で電源３３６によってイオン化される。駆動レーザ３００は、例えば、光増幅器を備えたファイバベースのレーザであり、必要に応じて最大数メガヘルツのパルス繰り返し率で、例えばパルスあたり１ｎｓ（１ナノ秒）未満持続する赤外放射のパルスを生成する。赤外放射の波長は、例えば、１μｍ（１ミクロン）の領域であってよい。レーザパルスは、第１放射ビーム３４０としてＨＨＧガスセル３３２に送られ、ここで、ガス中で放射の一部が第１放射よりも高い周波数に変換されて、所望の波長のコヒーレントな第２の放射を含むビーム３４２を形成する。

【0015】

第２放射は、複数の波長を含み得る。放射が単色である場合、測定計算（たとえば、関心の構造の再構築）を簡略化できる。ガスセル３３２内のガスの体積は、ＨＨＧ空間を規定するが、空間は完全に囲まれている必要はなく、静的な体積の代わりにガスの流れを使用することができる。ガスは、例えば、ネオン（Ｎｅ）またはアルゴン（Ａｒ）などの希ガスであってよい。Ｎ_２、Ｏ_２、Ｈｅ、Ａｒ、Ｋｒ、Ｘｅガス、またはそれらの混合物も使用できる。これらは設計上の選択事項であり、同じ装置内で選択可能なオプションである場合もある。異なる波長は、例えば、異なる材料の構造を画像化するときに、異なるレベルのコントラストを提供する。金属構造またはシリコン構造の検査のために、例えば、（炭素ベースの）レジストのフィーチャを画像化するために、またはそのような異なる材料の汚染を検出するために使用されるものに対して異なる波長を選択することができる。１つまたは複数のフィルタ装置３４４が提供され得る。例えば、アルミニウム（Ａｌ）の薄膜などのフィルタは、基本となるＩＲ放射が検査装置にさらに通過するのを防ぐのに役立つ可能性がある。ガスセルで生成されたものの中から１つまたは複数の特定の高調波波長を選択するために、回折格子（図示せず）を設けることができる。ＳＸＲ放射は空気中を移動するときに吸収されることを念頭に置いて、ビーム経路の一部またはすべてを真空環境内に含めることができる。放射源３１０および照明光学系３１２の様々な構成要素は、同じ装置内に異なる計測「レシピ」を実装するように調整可能にできる。例えば、異なる波長および／または偏光を選択可能にすることができる。

【0016】

検査中の構造の材料に応じて、異なる波長は、下層への所望のレベルの侵入を提供し得る。最小のデバイスフィーチャおよび最小のデバイスフィーチャ中の欠陥を解決するために、短い波長が好まれる可能性が高い。例えば、１ｎｍ～２０ｎｍの範囲、または任意選択で１ｎｍ～１０ｎｍの範囲、または任意選択で１０ｎｍ～２０ｎｍの範囲の１つまたは複数の波長を選択することができる。５ｎｍより短い波長は、半導体製造で一般的に関心のある材料を反射するときに、非常に低い臨界角に悩まされる。したがって、５ｎｍを超える波長を選択すると、より高い入射角でより強い信号が得られる。一方、検査タスクが特定の材料の存在を検出すること、たとえば汚染を検出することである場合、５０ｎｍまでの波長が役立つ可能性がある。

【0017】

放射源３１０から、フィルタリングされたビーム３４２は、検査チャンバ３５０に入り、そこで、関心のある構造を含む基板Ｗが、基板サポート３１６によって測定位置での検査のために保持される。関心のある構造は、Ｔと符号が付されている。検査チャンバ３５０内のガス圧は、真空ポンプ３５２によって真空近くに維持されるので、ＥＵＶ放射は、過度の減衰なしに集束（focusing）システムを通過することができる。照明システム３１２は、放射を集束ビーム３５６に集束させる機能を有し、公開された米国特許出願ＵＳ２０１７／０１８４９８１Ａ１（その内容が参照によりその全体が本明細書に組み込まれる）に記載されているように、例えば、二次元曲面ミラー、または一連の一次元曲面ミラーを含み得る。集束（フォーカシング）は、関心のある構造に投影されたときに、直径が約１０μｍ未満の円形または楕円形のスポットＳを達成するために実行される。これは、光源を像平面に直接イメージングするか、光源によって照射された小さなアパーチャを像平面にイメージングすることによって実現できる。基板サポート３１６は、例えば、Ｘ－Ｙ－Ｚ並進ステージおよび回転ステージを含み、それによって、基板Ｗの任意の部分を、ビームの焦点に所望の方向でもたらすことができる。したがって、放射スポットＳは、関心のある構造上に形成される。あるいは、またはさらに、基板サポート３１６は、例えば、関心のある構造Ｔへの集束ビームの入射角を制御するために、基板Ｗを特定の角度で傾斜させることができる傾斜ステージを備える。

【0018】

任意選択で、照明システム３１２は、フィルタリングされたビーム３４２内の異なる波長のスペクトルおよび／または強度を測定するように構成され得る参照検出器３１４に放射の参照ビームを提供する。参照検出器３１４は、計測処理部３２０に提供される信号３１５を生成するように構成され得る。この信号３１５は、フィルタリングされたビーム３４２のスペクトルおよび／またはフィルタリングされたビーム内の異なる波長の強度に関する情報を含み得る。

【0019】

反射放射３６０は、検出器３１８によって捕捉され、スペクトル３８２は、ターゲット構造Ｔの特性を計算する際に使用するために処理部３２０に提供される。したがって、照明システム３１２および検出システム３１８は、検査装置を形成する。この検査装置は、米国特許出願第２０１６２８２２８２号（その内容は、参照によりその全体が本明細書に組み込まれる）に記載されている種類の軟Ｘ線および／またはＥＵＶ分光反射率計を備えてもよい。

【0020】

ターゲットＴが特定の周期性を有する場合、集束ビーム３５６の放射も部分的に回折され得る。回折放射３９７は、入射角そして反射放射３６０に対して明確に定義された角度で別の経路をたどる。図１では、図示の回折放射３９７は概略的に描かれており、回折放射３９７は図示の経路以外の多くの経路をたどることができる。検査装置３０２はまた、回折放射３９７の少なくとも一部を検出および／または画像化するさらなる検出システム３９８を含み得る。図１では、単一のさらなる検出システム３９８が描かれているが、検査装置３０２の実施形態は、複数の回折方向で回折された放射線３９７を検出および／または画像化するために異なる位置に配置された複数のさらなる検出システム３９８を含み得る。言い換えれば、ターゲットＴに衝突する集束放射ビームの（高次）回折次数は、１つまたは複数のさらなる検出システム３９８によって検出および／または画像化される。１つまたは複数の検出システム３９８は、計測処理部３２０に提供される信号３９９を生成する。信号３９９は、回折光３９７の情報を含み得、および／または回折光３９７から得られた画像を含み得る。

【0021】

スポットＳと所望の製品構造との位置合わせおよび集束を支援するために、検査装置３０２はまた、計測処理部３２０の制御下で補助放射を使用する補助光学系を提供し得る。計測処理部３２０はまた、並進ステージ、回転および／または傾斜ステージを操作する位置制御部３７２と通信可能である。計測処理部３２０は、センサを介して、基板の位置および向きに関する非常に正確なフィードバックを受け取る。センサ３７４は、例えば、ピコメートル（ｐｍ）の領域で正確に基板サポート３１６の部分を測定することができる干渉計を含み得る。検査装置３０２の動作において、検出システム３１８によって捕捉されたスペクトルデータ３８２は、計測処理部３２０に送られる。

【0022】

検査装置は、任意の適切な入射角（例えば法線入射、略法線入射、またはかすめ入射）で軟Ｘ線および／またはＥＵＶ放射を使用して、たとえば非対称性の回折ベースの測定を実行する。入射角はまた、２０度から４０度の範囲、例えば３０度であり得る。検査装置は、ハイブリッド計測システムに設けることができる。測定するパフォーマンスパラメータには、オーバーレイ（ＯＶＬ）、限界寸法（ＣＤ）、ビアコンタクトランディング（ＣＤとＯＶＬの組み合わせ）、およびＣＤ均一性（ＣＤＵ）が含まれる。測定技術には、コヒーレント回折イメージング（ＣＤＩ）および解像度オーバーレイ（ＡＲＯ）計測が含まれる。軟Ｘ線および／またはＥＵＶ放射は、例えば、１００ｎｍ未満の波長を有し得、例えば、５ｎｍ～３０ｎｍの範囲、任意選択で１０ｎｍ～２０ｎｍの範囲の放射を使用し得る。放射は、特性が狭帯域または広帯域であってよい。放射は、特定の波長帯域に離散的なピークを持っていてもよいし、より連続的な特性を持っていてもよい。

【0023】

検査装置３０２は、リソセル内で処理されたレジスト材料内の構造を測定するために（現像検査またはＡＤＩ後）、および／またはそれらがより硬い材料で形成された後（エッチング検査またはＡＥＩ後）に構造を測定するために使用され得る。例えば、基板は、現像装置、エッチング装置、アニーリング装置、および／または薄層堆積およびイオン注入（ドーピング）装置を含む他の装置によって処理された後、検査装置３０２を使用して検査され得る。

【0024】

照明システム３１２で使用されるリフレクタの製造は、フレアを最小限に抑えるために高度の平坦性が必要とされるため、困難であり、費用がかかり、および／または時間がかかる。イルミネータは、約２×２μｍ^２～４０×４０μｍ^２の寸法のウェハ上の計測ターゲットに放射の９９％以上を集束できることが望ましい。これを達成するために、リフレクタの関連する表面粗さが１００ｐｍＲＭＳより良く、任意選択で５０ｐｍＲＭＳより良く、そして最も任意選択で３５ｐｍＲＭＳより良くなることが望ましい。関連するＲＭＳ表面粗さは、測定された表面プロファイルのパワースペクトル密度（ＰＳＤ）の積分によって得られる。表面プロファイルは、標準規格ＳＥＭＩ ＭＦ１８１１「表面プロファイルデータからパワースペクトル密度関数と関連する仕上げパラメータを推定するためのガイド」に従って測定される。これは、測定された表面プロファイルからＰＳＤを導出するための信号処理についても説明している。ＲＭＳ表面粗さは、ＰＳＤをゼロに等しい空間周波数から関心のある最短放射波長の逆数に等しい空間周波数まで積分することによって得られる。ＰＳＤは、多くの場合、ロングトレースプロファイラー、フルアパーチャ干渉法、サブアパーチャスティッチング干渉法、白色光干渉顕微鏡法（ＷＬＩ）、原子間力顕微鏡法（ＡＦＭ）など、解像度とスキャン長が異なる複数の機器からの測定データを組み合わせることによって取得される。

【0025】

軸対称のかすめ入射（軟）Ｘ線ミラーを製造するための既知の技術は、電着複製（electro-deposition replication）技術を使用して、薄い、フルシェル（full-shell）の管状ミラーを作成する。電着は本質的にマンドレルから表面粗さをコピーする。しかしながら、既知の方法では、軸対称のリフレクタしか作成できない。

【0026】

本発明の一実施形態では、照明システム３１２は、図２に示されるように、１つまたは２つのカークパトリック－バエズ交差ミラー対１０１、１０２を含む。これらのミラーは、子午面（主光線および主光線の交点でのミラー面法線を含む平面）において湾曲しているが、矢状面（子午面に垂直な面）においては殆ど又は全く湾曲していない。子午面ＭＰと矢状面ＳＰを図３に示す。子午面ＭＰでは、ミラー１０１、１０２の曲率は、多くの場合、楕円のセグメントに従う。これらのミラーには例えば５００ｍｍ以上の大きな矢状面の曲率半径が必要なので、フルシェルの管状ミラーは実用的ではない。

【0027】

ＥＵＶまたは軟Ｘ線検査装置用のリフレクタを製造するための従来のアプローチは、ブランクを所望の形状および平坦度まで研磨することを含む。これには非常に長い時間がかかり、費用がかかる。

【0028】

本発明の一実施形態は、光学設計の自由度、複製から低コストで超研磨技術を使用して達成可能な非常に低い表面粗さ、およびコンパクトなフルシェルの電着かすめ入射ミラーの剛性の利点を組み合わせた、フルシェルの複製された光学素子を製造する方法を提供する。

【0029】

本発明による方法が図４から９に示されている。図４に示されているように、適切な材料、例えば、結晶シリコン、ガラスまたはガラスセラミックの円錐台状のプリフォームが提供される。プリフォームは厳密に円錐形である必要はないが、その軸に沿って単調に減少する断面を持つ必要があり、つまり、膨らみやくぼみがない。プリフォームは、ダイヤモンド旋削や研削および研磨などの従来の技術によって、所望の形状に作製することができる。プリフォームの表面粗さは、本発明の機能にとって重要ではない。プリフォームは軸対称である必要はないが、軸対称のプリフォームを作成する方が簡単であり、軸対称は最終製品の剛性に貢献する。

【0030】

次に、図５に示されるように、片側から材料を除去することによって、逆光学面（inverse optical surface）がプリフォーム２００上に形成される。逆光学面は、従来の研削技術を使用して所望の最終形状に近い形状を達成し、次に超研磨技術を使用して最終的な所望の形状（所望の形状誤差限界内）および粗度を達成する２段階プロセスで形成することができる。逆光学面は、任意選択で１００ｐｍＲＭＳ未満、任意選択で５０ｐｍＲＭＳ未満、任意選択で３５ｐｍＲＭＳ未満の粗さを有する。逆光学面の形状は、製造されるべきリフレクタの面の逆である。本発明で使用できる適切な超研磨技術には、磁気レオロジー流体仕上げ（ＭＲＦ）、流体ジェット研磨（ＦＪＰ）、弾性発光加工（ＥＥＭ）、イオンビーム加工およびフロート研磨が含まれる。

【0031】

逆光学面２０１は、最終的に製造されるリフレクタの子午面が元のプリフォームの軸を含むように配置される。したがって、この平面に必要な曲率を簡単に実現できる。エンドリフレクタの矢状面は、光学プリフォームの軸に垂直であり、はるかに大きな曲率半径を持つことができる。最終的なリフレクタは、矢状面で平坦にすることも、矢状面でのリフレクタの断面がわずかに凹状になるように負に湾曲させることもできる。逆光学面は、光学面上で一定ではない曲率を持つことができる。つまり、平坦または円のセグメントである必要はないが、多項式形式または本質的に自由形式の円錐断面の他のセグメントにすることもできる。

【0032】

図６に示すように、薄層２０２は、約１００ｎｍの厚さでマンドレル２００の外面全体にコーティングされている。この層２０２は、電着プロセス中に電極として機能し、また剥離層（release layer）としても機能する。適切な剥離層は、マンドレルおよび形成されるべきミラーに使用される材料に依存する。一実施形態では、金、クロム、または白金を電極および剥離層として使用することができる。場合によっては、剥離層が不要な場合や、応力のないニッケルのより厚い層の電着を容易にするために、例えばニッケル（これも約１００ｎｍの厚さ）の第２の薄層で覆われてもよい。

【0033】

次に、図７に示すように、剥離層２０２の上部で、マンドレル２００の周りにアウターシェル２０３が形成される。シェルは、例えば、電着によって形成することができる。一実施形態では、シェルは、マンドレルをスルファミン酸ニッケル（Ｎｉ（ＳＯ_３Ｎａ_２）_２浴に沈めることによって、数百μｍの低応力ニッケル層を堆積させることによって形成される。

【0034】

シェルを形成するために他の技術を使用することができる。例えば、シェルは、マンドレルに塗布され、既知の技術を使用して硬化される樹脂で形成することができる。別の可能性は、ガラスまたは熱可塑性ポリマーからシェルを形成することである。これを達成するために、マンドレルよりわずかに大きい直径の加熱されたガラス管がマンドレルの周りに配置される。ガラス管とマンドレルの間の空間は、外圧により加熱されたガラス管がマンドレルの形状、特に逆光学面の形状に合わせられるように排気される。次に、ガラスシェルは、マンドレルによって定義された恒久的な形状になるように冷却される。最初のチューブがガラスの代わりに熱可塑性ポリマーで作られている同様のプロセスに従うことができる。

【0035】

完全なシェル２０３が形成されたら、図８に示すように、マンドレルの小さい方の端の方向にそれをスライドさせることによって、マンドレル２００からそれを取り除く。これは、マンドレルおよび／またはシェルを加熱または冷却し、マンドレルの材料とシェルの材料との間の熱膨張係数の違いを利用してシェルをマンドレルから剥離することによってアシストすることができる。マンドレルの熱膨張係数がシェルの熱膨張係数以上の場合は、マンドレルを冷却しながらシェルを加熱することで剥離を達成できる。シェルとマンドレルの加熱または冷却を最小限に抑えて、熱ヒステリシスによる形状の歪みを回避することが望ましい。剥離層２０２もこのプロセスをアシストし、場合によっては、剥離層の残留物２０２ａ、２０２ｂが、マンドレル２００の外面とシェル２０３の内面の両方に残ることがある。必要なクリーニングの後、マンドレルを再び使用して、別のミラーを形成することができる。したがって、逆光学面を形成するための時間と費用のかかる超研磨のステップは、一度だけ行う必要があるが、マンドレルを使用して多くのリフレクタを作ることができる。

【0036】

図９は、マンドレルから分離されたシェル２０３を示している。その内面は、光学面部２０４と非光学面部２０５の２つの部分を有する。光学面部２０４は、マンドレル上に形成された逆光学面２０１により定義される所望の表面形状を有する。非光学面部２０５は、元のプリフォームの形状を有し、その機能は光学面部を支持することであるため、それは支持体面部と呼ばれることがある。光学面部２０４は、子午線方向に所定の屈折力（optical power）を有する（言い換えれば、反射放射を収束、発散、または他の方法で修正する）が、非光学面部２０５は、屈折力を有さないか、または異なる屈折力を有し得る。一実施形態では、非光学面部の鏡面反射率は、光学面部の鏡面反射率よりもはるかに小さく、光学面部の鏡面反射率の５０％未満である。一実施形態では、光学面部２０４は凹面である。凸面を作ることも可能であるが、光学面部の曲率が大きい場合は、シェルを確実に剥離（リリース）するために、プリフォームのテーパの度合いを大きくする必要がある。

【0037】

シェル２０３は、放射が伝播することができる中央通路を備えた中空体である。光学面部の矢状面（すなわち、通路の軸に垂直）の曲率半径（第１曲率半径と呼ばれる）は、リフレクタの所望の光学特性によって決定され、一般に大きく、無限でさえある。非光学面部の矢状面（すなわち、通路の軸に垂直）の曲率半径（第２曲率半径と呼ばれる）は、シェルの物理的特性、例えば合成およびサイズ、によって決定され、通常、第１曲率半径よりも小さい。

【0038】

光学面部２０４は、必要に応じて、例えば金またはルテニウムなどの反射増強コーティングを設けることができる。そのようなコーティングは、光学面部２０４またはシェルの内面全体に選択的に適用でき、例えば選択的コーティングよりも簡単な場合には、さらには外面に適用することができる。コーティングの厚さを厚くする必要がないため、シェル全体をコーティングしても材料費は高くない。一実施形態では、リフレクタは、約７０％を超える、任意選択で約８０％を超える、軟Ｘ線またはＥＵＶ範囲における少なくとも１つの波長に対するかすめ入射での反射率を有する。

【0039】

光学面部２０４（任意のコーティングが適用された後）は、所望の低い表面粗さを有するが、非光学面部２０５は、特定の表面粗さを有する必要がなく、したがって、より高い表面粗さを有していてもよい。非光学面部の粗さは、マンドレルからのシェルの取り外しを妨げてはならない。非光学面部は特に低い表面粗さを有する必要がないので、必要とされる時間と費用のかかる超研磨の量が最小限に抑えられる。非光学面には、例えばダイヤモンド旋削で達成できる粗さで十分である。

【0040】

矢状面（シェル２０３の軸に垂直）における光学面部２０４の曲率半径は、同じ平面における非光学面部２０５の曲率半径よりも大きい。一実施形態では、矢状面および／または子午面における光学面部の曲率半径は、５００ｍｍより大きい。非光学面部は、曲率半径が小さいため、ミラーを過度に大きくしたり重くしたりすることなく、ミラーに強度および特に剛性を提供する。

【0041】

任意選択で、矢状面（シェルの軸に垂直）における非光学面の断面は、非光学面部の軸（元のプリフォームの軸に対応する）において１８０°を超える角度に存在している。言い換えれば、非光学面の断面は半円を超える弧である。このような構成では、シェルの非光学面部は硬く、ビーム経路のための十分なスペースを提供する。

【0042】

必要に応じて、イオンビームスパッタリング堆積により、光学面部２０４の形状誤差を補正することが可能である。

【0043】

必要に応じて、補強材をフルシェルリフレクタに追加することができる。図１０、１１、および１２には、２つのタイプの補強材が示されている。図１０は、光学面の領域でシェルの外側に設けられ、円周方向に延びるリブ２０６を示している。リブ２０６は、樹脂、金属、またはシェルの材料と互換性があり、適切な機械的特性を有する他の任意の材料で形成することができる。リブは、円周方向に加えて、または円周方向の代わりに、横方向、斜め方向、および／または縦方向に配置することができる。リブは、光学面部の外側の非光学面部の外側、またはその両方に設けることができる。リブのパターンは、必要な強度とサポートを提供するように簡単に設計されている。

【0044】

図１１では、軸対称であり、元のプリフォームの外形に対応するホルダ２０７に取り付けられた完全なシェルリフレクタが示されている。フルシェルリフレクタは、低応力接着剤２０８を使用してホルダ２０７に固定されている。ホルダ２０７は、中空体ではなくフレームワークにすることができる。ホルダ２０７は、上記のように補強リブを有することができる。フルシェルリフレクタは、別個に製造されたホルダに容易に挿入されるので、ホルダ２０７の使用は、製造を簡単にすることができる。変形例のホルダ２０７が図１２に示されている。この例では、ホルダ２０７は、その外面の一部のみにわたってリフレクタ２０４に接触して支持する複数の突起２０７ａを有する。

【0045】

マンドレルから取り外す前または後のいずれかに、任意のタイプの補強材をフルシェルリフレクタに追加することができる。フルシェルリフレクタがまだマンドレル上にある間に補強材を追加すると、補強材が追加されている間、マンドレルが光学面の形状を維持し、補強材を使用して、取り外しプロセス中にフルシェルリフレクタを係合および支持できるという利点がある。さまざまなタイプの積層造形（additive manufacturing）技術が補強材を追加するのに役立つ。

【0046】

図１３は、計測装置などの検査装置の照明システムで使用するためのカークパトリック－バエズ交差ミラー対として構成された２つのフルシェルリフレクタ２０３ａ、２０３ｂを示す。光学面部分２０４の曲率は、縮尺通りに示されていない。光学面の必要な曲率およびビーム角に応じて、フルシェルリフレクタ２０３ａ、２０３ｂは、異なる方向に、例えば両方の狭い端部が隣接するように、向けられてよい。リフレクタはかすめ入射リフレクタであるため、ビーム角は低く、非光学面部２０５は通常、ビーム経路に干渉しない。ただし、必要に応じて、非光学面の一部を切り取って、ビームの閉塞を回避したり、装置の他のコンポーネントとの干渉を回避したりすることができる。

【0047】

非光学面部のサポートが必要とされない場合、光学面２０３を非光学面部２０５から完全に分離して、独立型ミラーを提供することが可能である。そのようなミラーは、非光学面によって提供されるサポートの利点が利用されなくても、迅速かつ安価に製造可能であるという利点を保持している。非光学面部を除去することを意図する場合、マンドレルは、複数の逆光学面で形成されて、複数のリフレクタを同時に製造することを可能にすることができる。

【0048】

単一のシェル内に複数の光学面を有することも可能であり、時には望ましい。その場合、単一のマンドレル上に複数の逆光学面が形成される。複数の光学面を有するシェルは、光学素子ではなく光学システムと見なすことができる。このような光学系では、光は複数回反射する。そのような光学系の例は、第１および第２の光学面がシェルの片側に軸方向に整列されているウォルター型光学系である。２つの光学面は、離間または隣接することができる。表面の形状に応じて、光学面間に検出可能な境界がある場合とない場合がある。光学面の間に遷移ゾーン（transitional zone）が存在してもよい。２つの隣接する光学面は、より大きな自由曲面の一部と見なすことができる。別の例では、光学面は、シェルの外周の周りに、例えばその反対側に、配置される。

【0049】

一実施形態では、フルシェルリフレクタの光学面は、所望の表面形状に加えて、その表面上に回折格子を有する。そのようなリフレクタは、超研磨工程の後、ホログラフィック位相格子がマンドレルの逆光学面上に形成されることを除いて、上記と同じ方法によって製造することができる。これは、基板上のレジスト層で光学ホログラフィを実行し、レジストを現像して、マンドレルに反応性イオンエッチングをすることによって行うことができる。洗浄後、回折格子にルテニウムコーティングを施すことができる。

【0050】

回折格子がマンドレルに適用されるとき、そのマンドレルからのフルシェルの剥離は、より困難となる可能性がある。しかしながら、実用的な回折格子の深さはわずか１０ｎｍであるため、複製と剥離（熱膨張を使用）はそれほど問題なく可能なはずである。

【0051】

本発明の方法は、広範囲のサイズのリフレクタを製造するために使用することができる。この方法は、光学面の長さ（図９のａ）が５０ｍｍから５００ｍｍの範囲、任意選択で１００ｍｍから３５０ｍｍの範囲、幅（図９のｂまたはｃ）が１０ｍｍから１００ｍｍの範囲、任意選択で３０ｍｍから６０ｍｍの範囲を持つリフレクタの製造に特に適している。非光学面部の半径は、１０ｍｍから１００ｍｍの範囲、任意選択で３０ｍｍから５０ｍｍの範囲とすることができる。シェルの厚さは、使用する材料によって異なる。電着金属シェルの場合、１００μｍまたは２００μｍまたはそれ以上の厚さが十分である。

【0052】

本発明に係るリフレクタは、角度分解散乱計、分光散乱計、およびエリプソメトリ散乱計を含む、すべてのタイプの計測装置で使用することができる。このような装置は、オーバーレイ、フォーカス、ドーズ、限界寸法（ＣＤ）、限界寸法均一性（ＣＤＵ）、側壁角度（ＳＷＡ）、コンフォーマル層の厚さ、ビアコンタクトランディング（via contact landing）などを含む、デバイスまたはプロセスのさまざまなパラメーターを測定するために使用できる。

【0053】

本発明に係るリフレクタはまた、軟または硬Ｘ線または中性子望遠鏡、軟または硬Ｘ線または中性子源、ならびに軟または硬Ｘ線または中性子ビームライン（例えばシンクロトロンの使用）、軟または硬Ｘ線または中性子回折装置、または半導体マスク検査ツールを含む、多種多様な他の装置で使用することができる。

【0054】

本発明の実施形態に係るリフレクタを含む光学システムを備える検査装置は、図１５に概略的に示されているリソセルの一部を形成することができる。リソセルは、例えば図１４に概略的に示されているようなリソグラフィ装置、１つまたは複数の基板処理デバイスまたは装置、および検査装置を備える統合システムである。リソセルは、図１６に示すように、厳密な制御ループを利用する全体的なリソグラフィのプロセスを実行するように構成できる。リソグラフィ装置、リソセル、および全体的なリソグラフィプロセスについて以下に説明する。

【0055】

図１４は、リソグラフィ装置ＬＡを概略的に示す。このリソグラフィ装置ＬＡは、放射ビームＢ（例えばＵＶ放射、ＤＵＶ放射またはＥＵＶ放射）を調整するよう構成される照明システム（イルミネータとも呼ばれる）ＩＬと、パターニングデバイス（例えばマスク）ＭＡを支持するよう構築され、特定のパラメータにしたがってパターニングデバイスＭＡを正確に位置決めするよう構成される第１位置決め装置ＰＭに接続されるマスクサポート（例えばマスクテーブル）ＭＴと；基板（例えばレジストコートされたウェハ）Ｗを保持するよう構築され、特定のパラメータにしたがって基板を正確に位置決めするよう構成される第２位置決め装置ＰＷに接続される基板サポート（例えばウェハテーブル）ＷＴと；パターニングデバイスＭＡにより放射ビームＢに付与されたパターンを基板Ｗの（例えば一以上のダイを含む）目標部分Ｃに投影するよう構成される投影システム（例えば屈折型投影レンズシステム）ＰＳと、を含む。

【0056】

動作中、照明システムＩＬは、例えばビームデリバリシステムBDを介して、放射源ＳＯからビームを受け取る。照明システムＩＬは、放射を方向付け、放射を成形し、および／または放射を制御するための屈折型、反射型、磁気型、電磁気型、静電型、および／または他の形式の光学素子といった各種光学素子またはこれらの任意の組み合わせを含んでもよい。イルミネータＩＬは、パターニングデバイスＭＡの平面におけるその断面において所望の空間および角度強度分布を有するように放射ビームＢを調整するために使用されてもよい。

【0057】

本明細書において使用する「投影システム」ＰＳという用語は、使用する露光放射、および／または液浸液の使用や真空の使用などの他の要因に合わせて適宜、例えば屈折光学システム、反射光学システム、反射屈折光学システム、アナモルフィック光学システム、磁気光学システム、電磁光学システムおよび／または静電光学システム、又はその任意の組合せを含む任意のタイプの投影システムを網羅するものとして広義に解釈されるべきである。本明細書において「投影レンズ」という用語を使用した場合、これはさらに一般的な「投影システム」ＰＳという用語と同義と見なすことができる。

【0058】

リソグラフィ装置ＬＡは、投影システムＰＳと基板ｗの間の隙間を埋めるように、基板の少なくとも一部が比較的高屈折率を有する液体（例えば水）により覆われる形式の装置であってよい。これは、液浸リソグラフィとも呼ばれる。液浸技術の詳細については、米国特許第６９５２２５３号に記載されており、これは参照により本明細書に組み込まれる。

【0059】

リソグラフィ装置ＬＡはまた、２つ以上の基板サポートＷＴ（「デュアルステージ」とも呼ばれる）を有するタイプのものであり得る。 そのような「多段」マシンでは、基板サポートＷＴを並行して使用することができ、および／または、他方の基板サポートＷＴ上の基板Ｗを他の基板Ｗ上のパターンを露光するために使用しながら、基板Ｗの次の露光の準備におけるステップを一方の基板サポートＷＴ上に配置された基板Ｗ上で実行することができる。

【0060】

基板サポートＷＴに加えて、リソグラフィ装置ＬＡは、測定ステージを含み得る。測定ステージは、センサおよび／または洗浄装置を保持するように構成されている。センサは、投影システムＰＳの特性または放射ビームＢの特性を測定するように構成され得る。測定ステージは、複数のセンサを保持し得る。洗浄装置は、リソグラフィ装置の一部、例えば、投影システムＰＳの一部または液浸液を提供するシステムの一部を洗浄するように構成され得る。測定ステージは、基板サポートＷＴが投影システムＰＳから離れているときに、投影システムＰＳの下に移動することができる。

【0061】

動作中、放射ビームＢは、マスクサポートＭＴ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ＭＡ上にあるパターン（デザインレイアウト）によりパターン化される。マスクＭＡの通過後、放射ビームＢはビームを基板Ｗの目標部分Ｃに合焦させる投影システムＰＳを通過する。第２位置決め装置ＰＷおよび位置測定システムＩＦの助けを借りて、放射ビームＢの経路上の集束され且つ整列された位置に異なる目標部分Ｃが位置するように基板サポートＷＴを正確に移動できる。同様に、第１位置決め装置ＰＭおよび場合により別の位置センサ（図１には明示されていない）は、放射ビーム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ために用いることができる。パターニングデバイスＭＡおよび基板Ｗは、マスクアライメントマークＭ１、Ｍ２および基板アライメントマークＰ１，Ｐ２を使用して位置合わせすることができる。図示の基板アライメントマークＰ１，Ｐ２は専用のターゲット部分を占めるが、それらはターゲット部分の間のスペースに配置されてもよい。基板アライメントマークＰ１，Ｐ２は、これらがターゲット部分Ｃ間に配置されるとき、スクライブレーンアライメントマークとして知られている。

【0062】

図１５に示されるように、リソグラフィ装置ＬＡは、たまにリソセルまたは（リソ）クラスタとも称され、しばしば基板Ｗ上での露光前および露光後プロセスを実行するための装置も含むリソグラフィシセルＬＣの一部を形成してよい。従来、これらは、例えば基板Ｗの温度を調整するため、例えばレジスト層の溶剤を調整するために、レジスト層を堆積させるスピンコート装置ＳＣ、露光されたレジストを現像する現像装置ＤＥ、冷却プレートＣＨ、およびベークプレートＢＫを含む。基板ハンドラまたはロボットＲＯは、基板Ｗを入力／出力ポートＩ／Ｏ１，Ｉ／Ｏ２から取り出し、それらを異なるプロセス装置間で基板を移動させ、リソグラフィ装置ＬＡのローディングベイＬＢに基板Ｗを運ぶ。リソセルの装置（しばしば集合的にトラックとも称される）は、通常はトラック制御ユニットＴＣＵの制御下にあり、ＴＣＵ自体は監視制御システムＳＣＳにより制御され、ＳＣＳは例えば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ＬＡを制御してもよい。

【0063】

リソグラフィ装置ＬＡによって露光された基板Ｗを正確かつ一貫して露光するために、基板を検査して、後続の層間のオーバーレイエラー、線幅、限界寸法（ＣＤ）などのパターン構造の特性を測定することが望ましい。この目的のために、検査ツール（図示せず）をリソセルＬＣに含めることができる。エラーが検出された場合、たとえば、特に同じバッチまたはロットの他の基板Ｗがまだ露光または処理される前に検査がなされる場合には、後続の基板の露光または基板Ｗで実行される他の処理ステップを調整することができる。

【0064】

計測装置と呼ばれることもある検査装置は、基板Ｗの特性、特に、異なる基板Ｗの特性がどのように変化するか、または同じ基板Ｗの異なる層に関連する特性が層ごとにどのように変化するかを決定するために使用される。あるいは、検査装置は、基板Ｗ上の欠陥を特定するように構成されてもよく、例えば、リソセルＬＣの一部であってもよく、またはリソグラフィ装置ＬＡに統合されてもよく、または独立型（スタンドアロン）の装置であってもよい。検査装置は、潜像（露光後のレジスト層の画像）、または半潜像（後露光ベークステップＰＥＢ後のレジスト層の画像）、または現像されたレジスト画像（レジストの露光部分または非露光部分が除去された画像）、またはエッチングされた画像（エッチングなどのパターン転写ステップ後）の特性を測定することができる。

【0065】

検査ツールは、しばしば計測ツールＭＴとも呼ばれる。そのような測定を行うための様々なタイプの計測ツールＭＴ、走査型電子顕微鏡または様々な形態のスキャトロメータ計測ツールＭＴが含まれる、が知られている。スキャトロメータは、瞳またはスキャトロメータの対物レンズの瞳との共役面にセンサを有することにより（通常は瞳ベースの測定と呼ばれる測定）、または像平面または像平面との共役面にセンサを有することにより、リソグラフィプロセスのパラメータの測定（この場合、測定は、通常、画像またはフィールドベースの測定と呼ばれる）を可能とする汎用性の高い機器である。このようなスキャトロメータおよび関連する測定技術は、参照により全体が本明細書に組み込まれる、特許出願ＵＳ２０１００３２８６５５号、ＵＳ２０１１１０２７５３Ａ１号、ＵＳ２０１２００４４４７０Ａ号、ＵＳ２０１１０２４９２４４号、ＵＳ２０１１００２６０３２号またはＥＰ１，６２８，１６４Ａ号にさらに記載されている。上述のスキャトロメータは、軟Ｘ線からの光および可視から近赤外の波長範囲の光を使用して格子を測定することができる。

【0066】

第１の実施形態では、スキャトロメータＭＴは、角度分解スキャトロメータである。そのようなスキャトロメータでは、回折格子の特性を再構成または計算するために、測定された信号に再構成法を適用することができる。そのような再構成は、例えば、散乱放射線とターゲット構造の数学的モデルとの相互作用をシミュレーションし、シミュレーション結果を測定結果と比較することから生じ得る。数学的モデルのパラメータは、シミュレートされた相互作用が実際のターゲットから観察されたものと同様の回折パターンを生成するまで調整される。

【0067】

第２の実施形態では、スキャトロメータＭＴは分光スキャトロメータＭＴである。そのような分光スキャトロメータＭＴでは、放射源から放出された放射はターゲットに向けられ、ターゲットからの反射または散乱放射は、正反射性の反射放射のスペクトルを測定する（つまり、波長の関数としての強度の測定）スペクトロメータ検出器に向けられる。このデータから、例えば厳密結合波解析と非線形回帰により、またはシミュレーションされたスペクトルのライブラリとの比較により、検出されたスペクトルを生じさせるターゲットの構造またはプロファイルを再構築できる。

【0068】

第３の実施形態では、スキャトロメータＭＴは、エリプソメトリックスキャトロメータである。エリプソメトリックスキャトロメータは、各偏光状態の散乱放射を測定することにより、リソグラフィプロセスのパラメータを決定することを可能にする。そのような計測装置は、例えば、計測装置の照明セクションに適切な偏光フィルタを使用することにより、（直線、円、または楕円などの）偏光を放出する。計測装置に適した放射源は、偏光放射も提供してもよい。既存のエリプソメトリックスキャトロメータの様々な実施形態は、米国特許出願第１１／４５１，５９９号、第１１／７０８，６７８号、第１２／２５６，７８０号、第１２／４８６，４４９号、第１２／９２０，９６８号、第１２／９２２，５８７号、第１３／０００，２２９号、第１３／０３３，１３５号、第１３／５３３，１１０号および第１３／８９１，４１０号に記載されており、その全体が参照により本明細書に組み込まれる。

【0069】

スキャトロメータＭＴの一実施形態では、スキャトロメータＭＴは、反射スペクトルおよび／または検出構成の非対称性を測定することにより、２つの正しく位置合わせされていない格子または周期構造のオーバーレイを測定するように構成される。非対称性は、オーバーレイの程度に関連する。２つの（典型的には重なり合う）格子構造は、２つの異なる層（必ずしも連続した層である必要はない）に適用されてもよく、ウェハ上の実質的に同じ位置に形成されてもよい。スキャトロメータは、例えば共同所有の特許出願ＥＰ１，６２８，１６４Ａに記載されるように、非対称性を明確に区別できるよう対称的な検出構成を有することができる。これにより、回折格子のミスアライメントを簡単に測定できる。周期構造の非対称性を介して測定されるターゲットとして周期構造を含む２つの層の間のオーバーレイエラーを測定するためのさらなる例は、国際特許出願公開番号第ＷＯ２０１１／０１２６２４号または米国特許出願第ＵＳ２０１６／０１６１８６３号に見いだすことができ、これらは参照によりその全体が本明細書に組み込まれる。

【0070】

関心のある他のパラメータは、フォーカスおよびドーズであり得る。フォーカスおよびドーズは、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出願第２０１１／０２４９２４４号に記載されているように、スキャトロメトリによって（または代わりに走査型電子顕微鏡法によって）同時に決定され得る。フォーカスエネルギーマトリックス（ＦＥＭ－フォーカス露光マトリックスとも呼ばれる）の各ポイントに対する限界寸法と側壁角度の測定値の独自の組み合わせを持つ単一の構造を使用できる。限界寸法と側壁角度のこれらの独自の組み合わせが利用可能な場合、フォーカスとドーズの値はこれらの測定値から独自に決定することができる。

【0071】

計測ターゲットは、複合格子の集合体であってよく、リソグラフィプロセスによって、ほとんどがレジストであるが、例えばエッチングプロセスの後でも形成される。通常、回折格子内の構造のピッチと線幅は、計測ターゲットからの回折次数を捕捉できるように、測定光学系（特に光学系のＮＡ）に強く依存する。前に示したように、回折信号は、２つの層間のシフトを決定するために使用でき（「オーバーレイ」とも呼ばれる）、リソグラフィプロセスによって生成された元の回折格子の少なくとも一部を再構築するために使用できる。この再構成は、リソグラフィプロセスの品質のガイダンスを提供するために使用され、リソグラフィプロセスの少なくとも一部を制御するために使用される。ターゲットは、ターゲットのデザインレイアウトの機能部分の寸法を模倣するように構成された、より小さなサブセグメンテーションを持ってもよい。このサブセグメンテーションにより、ターゲットは設計レイアウトの機能部分により類似した動作をするため、全体的なプロセスパラメータの測定値は、設計レイアウトの機能部分によりよく似ている。ターゲットは、アンダーフィルモードまたはオーバーフィルモードで測定できる。アンダーフィルモードでは、測定ビームはターゲット全体よりも小さいスポットを生成する。オーバーフィルモードでは、測定ビームはターゲット全体よりも大きなスポットを生成する。このようなオーバーフィルモードでは、異なるターゲットを同時に測定して、異なる処理パラメータを同時に決定することも可能である。

【0072】

特定のターゲットを使用するリソグラフィパラメータの全体的な測定品質は、このリソグラフィパラメータを測定するために使用される測定レシピによって少なくとも部分的に決定される。「基板測定レシピ」という用語は、測定自体の１つまたは複数のパラメータ、測定された１つまたは複数のパターンの１つまたは複数のパラメータ、あるいはその両方を含み得る。例えば、基板測定レシピで使用される測定が回折ベースの光学測定である場合、測定のパラメータの１つまたは複数は、放射の波長、放射の偏光、基板に対する放射の入射角、基板上のパターンに対する放射の方向などを含み得る。測定レシピを選択するための基準の１つは、例えば、プロセス変動に対する測定パラメータの１つの感度であり得る。より多くの例は、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出願第２０１６／０１６１８６３号および米国特許出願第２０１６／０３７０７１７号に記載されている。

【0073】

通常、リソグラフィ装置ＬＡにおけるパターニングプロセスは、基板Ｗ上の構造の寸法決定および配置の高精度を必要とするプロセスにおける最も重要なステップの１つである。この高精度を確実にするために、図１６に概略的に示されているいわゆる「全体的な」制御環境に３つのシステムを組み合わせることができる。これらのシステムの１つは、計測ツールＭＴ（２番目のシステム）とコンピュータシステムＣＬ（３番目のシステム）に（仮想的に）接続されているリソグラフィ装置ＬＡである。このような「全体的な」環境の鍵は、これら３つのシステム間の連携を最適化して、プロセスウィンドウ全体を強化し、厳密な制御ループを提供して、リソグラフィ装置ＬＡによって実行されるパターニングがプロセスウィンドウ内にとどまるようにすることである。プロセスウィンドウは、特定の製造プロセスが定義された結果（機能的な半導体デバイスなど）を生成するプロセスパラメータの範囲（たとえば、ドーズ、フォーカス、オーバーレイ）を定義する。通常、その範囲内で、リソグラフィプロセスまたはパターニングプロセスのプロセスパラメータが変更を許可される。

【0074】

コンピュータシステムＣＬは、パターン化される設計レイアウト（の一部）を使用して、使用する解像度向上技術を予測し、計算リソグラフィシミュレーションおよび計算を実行して、どのマスクレイアウトおよびリソグラフィ装置設定が最大の全体的なプロセスウィンドウを達成するかを決定することができる（図１６では、第１スケールＳＣ１において二重矢印で示されている）。典型的には、解像度向上技術は、リソグラフィ装置ＬＡのパターニングの可能性に一致するように配置されている。コンピュータシステムＣＬを使用して、プロセスウィンドウ内のリソグラフィ装置ＬＡが現在動作している場所を検出して（例えば、計測ツールＭＴからの入力を使用して）、例えば、次善の処理によって欠陥が存在する可能性があるかどうかを予測することもできる（図１６では、第２スケールＳＣ２において「０」を指す矢印で示されている）。

【0075】

計測ツールＭＴは、正確なシミュレーションおよび予測を可能にするためにコンピュータシステムＣＬに入力を提供し、そして、例えばリソグラフィ装置ＬＡのキャリブレーション状態における可能性のあるドリフトを識別するためにリソグラフィ装置ＬＡにフィードバックを提供し得る（図１６では、第３スケールＳＣ３の複数の矢印で示されている）。

【0076】

本発明のさらなる実施形態は、後続の番号が付けられた節で提供される。
１．中空体であって、当該中空体を通る通路を規定する内面を有する中空体と、放射を反射するように構成された少なくとも１つの光学面部を有する前記内面と、支持体面部とを備えるリフレクタであって、前記光学面部は所定の屈折力を有し、前記支持体面部は所定の屈折力を有していない、リフレクタ。
２．前記光学面部が第１の粗さを有し、前記支持体面部が第２の粗さを有し、前記第１の粗さが前記第２の粗さよりも小さい、節１に記載のリフレクタ。
３．前記第１の粗さは１００ｐｍ二乗平均平方根（ＲＭＳ）未満、任意選択で５０ｐｍＲＭＳ未満、任意選択で３５ｐｍＲＭＳ未満である、節２に記載のリフレクタ。
４．前記光学面部は、前記通路の軸に垂直な平面において第１の曲率半径を有し、前記支持体面部は、前記平面において第２の曲率半径を有し、前記第１の曲率半径の絶対値は、前記第２の曲率半径よりも大きい、節１，２または３に記載のリフレクタ。
５．前記平面内の前記支持体面部の断面は、前記軸において１８０°を超える角度に存在している、節４に記載のリフレクタ。
６．前記通路の断面は、その一端から他端に向かって単調に増加する、節１から５のいずれかに記載のリフレクタ。
７．前記光学面部に提供される反射増強層をさらに備える、節１から６のいずれかに記載のリフレクタ。
８．前記中空体は、ニッケル、樹脂、ガラス、および熱可塑性ポリマーからなる群から選択される材料で形成されたシェルを含む、節１から７のいずれかに記載のリフレクタ。
９．前記シェルの外側に補強材をさらに含む、節８に記載のリフレクタ。
１０．前記光学面部は、１ｎｍから５０ｎｍの範囲の波長でかすめ入射で７０％を超える反射率、任意選択で８０％を超える反射率を有する、節１から９のいずれかに記載のリフレクタ。
１１．節１から１０のいずれかに記載の２つの前記リフレクタを備える光学ユニットであって、前記２つのリフレクタは、一方のリフレクタが他方に光を反射し、前記２つのリフレクタの子午面が垂直になるように配置されている、光学ユニット。
１２．節１から１０のいずれかに記載のリフレクタまたは節１１に記載の光学ユニットを含む光学システムを備える検査装置。
１３．リフレクタを製造する方法であって、
軸対称のマンドレルを提供することと、
前記マンドレルの周面の一部を成形して、前記マンドレルの軸に対して回転対称ではない少なくとも１つの逆光学面部を形成することと、
前記マンドレルの周りにリフレクタ体を形成することと、
前記リフレクタ体を前記マンドレルから剥離することであって、それにより前記リフレクタ体は、前記逆光学面部によって規定される光学面と、前記マンドレルの残りの外面によって規定される支持体面部とを有する、ことと、
を備える方法。
１４．前記マンドレルの外面の一部を成形することは、磁気レオロジー流体仕上げ（ＭＲＦ）、流体ジェット研磨（ＦＪＰ）、および弾性発光加工（ＥＥＭ）、イオンビーム加工およびフロート研磨からなる群から選択されるプロセスを使用する超研磨工程を含む、節１３に記載の方法。
１５．前記逆光学面部が１００ｐｍ二乗平均平方根（ＲＭＳ）未満、任意選択で５０ｐｍＲＭＳ未満、任意選択で３５ｐｍＲＭＳ未満の表面粗さを有するように前記超研磨工程が実施される、節１４に記載の方法。
１６．前記リフレクタ体の光学面部に反射増強の単層または多層コーティングを適用することをさらに含む、節１３、１４、または１５に記載の方法。
１７．成形後および成形前に、電極および剥離層を前記マンドレルに適用することをさらに含む、節１３から１６のいずれかに記載の方法。
１８．同じマンドレルを使用して複数のリフレクタ体を形成するための形成および剥離工程をさらに含む、節１３から１７のいずれかに記載の方法。
１９．剥離の前または後に、リフレクタ体の外側に補強材を適用することをさらに含む、節１３から１８のいずれかに記載の方法。
２０．前記リフレクタ体を形成することは、金属の電着を含む、節１４から１９のいずれかに記載の方法。
２１．リフレクタを製造するためのマンドレルであって、マンドレルの外面は、軸対称形状に従う第１面部と、軸対称形状内にあり、所定の屈折力を有する光学面に対応する逆光学面部とを有する、マンドレル。

【0077】

本明細書では、ＩＣの製造における計測装置の使用に特定の言及がなされ得るが、本明細書に記載される装置は、他の用途を有し得ることを理解するべきである。他の可能な用途には、統合光学システム、磁区メモリ、フラットパネルディスプレイ、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）、薄膜磁気ヘッドなどのガイダンスと検出パターンの製造が含まれる。

【0078】

本明細書では、「計量装置」または「検査装置」に特定の言及がなされているが、両方の用語は、検査装置または検査システムを指すこともある。例えば、本発明の実施形態を含む検査または計測装置を使用して、基板またはウェハ上の構造の特性を決定することができる。例えば、本発明の実施形態を含む検査装置または計測装置を使用して、基板の欠陥、または基板またはウェハ上の構造の欠陥を検出することができる。そのような実施形態では、基板上の構造の関心のある特性は、構造の欠陥、構造の特定の部分の欠如、または基板またはウェハ上の望ましくない構造の存在に関係し得る。

【0079】

本明細書では、計測装置との関連で本発明の実施形態を具体的に参照することができるが、本発明の実施形態は、他の装置で使用することができる。本発明の実施形態は、マスク検査装置、リソグラフィ装置、またはウェハ（または他の基板）またはマスク（または他のパターニングデバイス）などの物体を測定または処理する任意の装置の一部を形成することができる。これらの装置は、一般にリソグラフィツールと呼ばれることがある。そのようなリソグラフィツールは、真空条件または周囲（非真空）条件を使用することができる。

【0080】

上記では、光学リソグラフィの文脈での本発明の実施形態の使用について具体的に言及してきたが、文脈が許せば、本発明は光学リソグラフィに限定されず、その他のアプリケーション、たとえばインプリントリソグラフィでも使用することができる。

【0081】

上記の説明は、ＨＨＧ源の使用に言及している。ＨＨＧは、高次高調波発生を指しており、これは、高次高調波発生とも呼ばれる。ＨＨＧは、ターゲット、たとえばガス、プラズマ、または固体サンプルが強力なレーザパルスで照射される非線形プロセスである。続いて、ターゲットは、レーザパルスの放射の周波数の倍数である周波数の放射を放出することができる。このような周波数、つまり倍数は、レーザパルスの放射の高調波と呼ばれる。５次高調波を超える高調波は高次高調波と呼ばれ、それらを含む放射はＨＨＧ放射と呼ばれる。ＨＨＧ放射を生成する物理的プロセスは、低次高調波（通常は２次から５次高調波）の放射を生成することに関連する物理的プロセスとは異なります。低次高調波の放射の生成は、摂動論に関連している。ターゲット内の原子の（結合した）電子の軌道は、ホストイオンのクーロンポテンシャルによって実質的に決定される。ＨＨＧでは、ＨＨＧプロセスに寄与する電子の軌道は、入射するレーザ光の電界によって実質的に決定される。ＨＨＧを説明するいわゆる「３ステップモデル」では、電子はクーロン障壁を通り抜け、その瞬間にレーザ場によって実質的に抑制され（ステップ１）、レーザ場によって決定された軌道をたどり（ステップ２）、運動エネルギーとイオン化エネルギーを放射の形で放出しながら、一定の確率で再結合する（ステップ３）。ＨＨＧと低次高調波の放射の生成との違いの別の定義は、ターゲット原子のイオン化エネルギーを超える光子エネルギーを持つすべての放射が「高次高調波」放射、例えばＨＨＧ生成放射であり、光子エネルギーがイオン化エネルギーを下回るすべての放射は、非ＨＨＧ生成放射であるということである。ネオンをガスターゲットとして使用する場合、６２ｎｍより短い波長（２０．１８ｅＶより高い光子エネルギーを持つ）のすべての放射は、ＨＨＧプロセスによって生成される。ガスターゲットとしてのアルゴンの場合、約１５．８ｅＶを超える光子エネルギーを持つすべての放射がＨＨＧプロセスによって生成される。

【0082】

本発明の特定の実施形態が上記で説明されたが、本発明は、説明された以外の方法で実施されてもよいことが理解されよう。上記の説明は、限定ではなく例示を意図したものである。したがって、以下に記載される特許請求の範囲から逸脱することなく、記載された本発明に変更を加えることができることが当業者には明らかであろう。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】