CN1900828B - 曝光装置、设定方法、曝光方法及器件制造方法 - Google Patents

Abstract

提供一种分辨力良好的曝光方法和装置。曝光装置使用来自光源的光和光学系统将标线片图形曝光到被曝光体；其特征在于：具有测量部分和控制部分；该测量部分对通过上述光学系统的上述光的偏振信息进行测量；该控制部分根据上述测量部分的测量结果对上述光源和上述光学系统中的至少一个的曝光参数进行控制；上述偏振光信息包含与光轴垂直的相互直交的二方向的偏振光强度、偏振光强度比、偏振度、及相位差中至少一个。

Description

曝光装置、设定方法、曝光方法及器件制造方法

技术领域

本发明涉及一种曝光装置及方法，特别是涉及曝光装置的曝光条件和标线片(reticule)(掩模)图形的最佳化。本发明例如适于投影光学系统的数值孔径大于等于0.8的曝光装置的曝光条件和标线片图形的最佳化。 

背景技术

由投影光学系统将标线片图形曝光到晶片等的投影曝光装置过去就已得到使用，并且对曝光装置的分辨力的要求不断提高。为了获得高分辨率，增加投影光学系统的数值孔径(NA)是有效的，但曝光条件、标线片图形的最佳化也重要。标线片图形的最佳化例如通过光学邻近校正(Optical Proximity Correction：OPC)进行。另外，为了实现有效的最佳化，已知有不实际进行曝光、而是使用成像模拟或成像模拟器的方法(例如参照日本特开2002-319539号公报、日本特开2002-324752号公报、日本特开平06-120119号公报、日本特开平08-335552号公报、日本特开2002-184688号公报)。 

随着为了高分辨率化而进行的高NA化，使得不能忽视偏振光对成像性能的影响。特别是在近年提出的液浸曝光中，根据光的偏振方向，还存在不成像的条件。为此，还尝试进行曝光光的偏振控制(例如参照Proceedings of SPIE，Volume 5377(2004)pp.68)。 

然而，在已有技术的曝光条件、标线片图形的最佳化手法中，特别是在高NA下，不能获得预定的图形形成(転写)性能。本发明者对该问题的原因进行了认真研究，结果发现，已有技术的最佳化手法未考虑光学系统由于偏振光而受到影响的特性(以下称“偏振光特性”。另外，也有将关于偏振光特性的信息称为“偏振光信息”的场 合)。 

即，实际的光学系统的偏振光特性从根据玻璃材料双折射、光瞳内分布设定的偏振光特性偏离。另外，在高NA下，不能忽视该偏离的影响。作为该特性，例如存在通过光学系统的光的偏振状态、投影光学系统的光瞳透射率分布。后者依存于由高NA使光学元件、形成于其表面的反射防止膜的透射率不同这一现象。另外，在有从所期望的偏振光特性偏离的场合，也不知道如何对其进行校正为好。结果，发生不能获得所期望的分辨力的问题。 

发明内容

本发明提供一种分辨力良好的曝光方法和装置。 

作为本发明一个方面的曝光装置，使用来自光源的光和光学系统将标线片图形曝光到被曝光体上；其特征在于：具有测量部分和控制部分；该测量部分对通过上述光学系统的上述光的偏振信息进行测量；该控制部分根据上述测量部分的测量结果对上述光源和上述光学系统中的至少一个曝光参数进行控制；上述偏振光信息包含与光轴垂直的相互直交的二方向的偏振光强度、偏振光强度比、偏振度、及相位差中的至少一个。 

作为本发明一个方面的曝光方法，使用来自光源的光和光学系统将标线片图形曝光到被曝光体上；其特征在于具有：获取通过上述光学系统的上述光的偏振信息的步骤，及根据上述偏振光信息设定上述光源和上述光学系统中的至少一个曝光参数或上述图形的大小或形状的步骤；上述偏振光信息包含与光轴垂直的相互直交的二方向的偏振光强度、偏振光强度比、偏振度、及相位差中的至少一个。用于由计算机执行上述方法的程序也构成本发明的一个方面。 

具有使用上述曝光装置对被曝光体进行曝光的步骤和对上述曝光了的上述被曝光体进行显影的步骤的器件制造方法也构成本发明另一个方面。器件制造方法的权利要求的效力涉及到作为中间和最终结果物的器件自身。另外，该器件包含LSI、VLSI等半导体芯片、CCD、 LCD、磁传感器、薄膜磁头等。 

本发明的其它目的或其它特性可通过以下参照附图说明的优选实施例而变得明确。 

附图说明

图1为作为本发明一实施例的曝光装置的示意框图。 

图2为图1所示曝光装置使用的光阑(掩蔽叶片)的从与光轴垂直的面观看到的平面图。 

图3A为图1所示曝光装置的减光部件的圆形有效光源的平面图。 

图3B为图1所示曝光装置的减光部件中的标线片下的光检测器的环带形状有效光源的平面图。 

图3C为示出图3A所示有效光源的偏振度的示意图。 

图3D为示出图3B所示有效光源的偏振度的示意图。 

图4A为示出直线偏振光变化成椭圆偏振光的状态的示意图。 

图4B为示出按P偏振光(虚线)和S偏振光(实线)对线条-空隙(L&S)图形进行照明的场合的成像反差的示意图。 

图5A为图1所示曝光装置的照明光学系统生成的环带照明的示意图。 

图5B为形成于图1所示曝光装置的标线片上的L&S图形的一例的示意平面图。 

图5C为示出偏振度与线宽/曝光量灵敏度的关系的曲线图。 

图5D为示出S偏振光和P偏振光的方向的示意图。 

图6A为示出三种图形和由此产生的0次和±1次衍射光的示意图。 

图6B为在对标线片进行斜入射照明的场合从光瞳面的上面观看在投影光学系统的出射光瞳上的光瞳透射率和来自图形的衍射光的位置的示意图。 

图6C为以图形节距为横轴、以按某一光强度切片时的线宽为纵 轴的曲线图。 

图7为示出相对不同NA的节距与线宽的关系的曲线图。 

图8A为图1所示标线片的图形例的平面图。 

图8B为对图8A所示标线片图形进行双重极照明的有效光源形状的一例。 

图8C为示出图8B所示双重极照明的偏振度的示意图。 

图8D为按各聚焦位置示出由图8B和图8C所示有效光源照明图8A所示标线片图形的场合的板面上的空中像的图。 

图8E为按各聚焦位置示出用图8B和图8C所示有效光源照明图8A所示标线片图形的场合的光刻胶像的平面图。 

图8F为示出对图1所示标线片进行照明的光的主光线平行于光轴的场合和朝左右倾斜的场合的板面上的空中像的图。 

图8G为示出照明图1所示标线片的光处于远心(テレセン)状态、但有效光源强度在左右相同的场合和变化的场合的板面上的空中像的图。 

图9为示出图1所示标线片上的曝光狭缝区域的示意平面图。 

图10A为示出偏振度的对称性与像高的关系的曲线图。 

图10B为示出偏振度的非对称性与像高的关系的曲线图。 

图11A为用于说明利用图1所示曝光装置的器件制造方法的流程图。 

图11B为图11A所示步骤4的详细的流程图。 

图12A为用于使曝光条件和标线片图形双方最佳化的框图。 

图12B为用于使曝光条件相对现有标线片最佳化的框图。 

图13A为示出图1所示曝光装置的投影光学系统的双折射的例子的示意平面图。 

图13B为示出图13A所示双折射量随半径按2次函数增大的状态的曲线图。 

图13C为示出图13A所示投影光学系统接受直线偏振光的场合的在光瞳面的相位分布的图。 

图13D为示出在图13A所示投影光学系统接受直线偏振光的场合的在光瞳面的相位分布的图。 

图14为图1所示标线片面附近的检测器的放大截面图。 

具体实施方式

下面，参照附图说明本发明的几个实施例。 

[实施例1] 

下面，说明作为本发明一个方面的曝光装置100。在这里，图1为曝光装置100的示意框图。曝光装置100为按照分步扫描方式将形成于标线片200上的图形曝光到板400上的投影曝光装置，适合于小于等于亚微米、四分之一微米的分辨率的光刻工序。曝光装置100如图1所示那样，具有照明装置、投影光学系统300、控制部分500、成像模拟器700、存储器800和900。 

照明装置对形成了图形形成用电路图形的标线片200进行照明，具有光源110和照明光学系统120。 

光源110例如使用激光器。激光器可使用波长约193nm的ArF受激准分子激光器、波长约248nm的KrF受激准分子激光器、波长约157nm的F₂受激准分子激光器等脉冲激光器。不限定激光器的种类、个数，也不限定光源部分的种类。另外，可用作光源110的光源不限于激光器，也可使用1个或多个水银灯、氙灯等灯。 

照明光学系统120为对标线片200进行照明的光学系统，具有各种光学部件121～129b。减光部件121例如由透射率不同的多个光量调制滤光片(ND滤光片)构成。在板400面上成为最佳的曝光量地由驱动单元610驱动多个ND滤光片，所以，可协同地对减光率进行细微的调整。 

光束整形光学系统122由多个光学元件、变焦透镜构成，由驱动单元612驱动。光束整形光学系统122将入射到后级的光学积分器123的光束强度分布和角度分布控制成所期望的分布。 

偏振光回转板(retardation plate)131规定进入到光学积分器 123的光的偏振方向。偏振光回转板131由驱动单元613驱动。如后述那样，符号130为衍射元件，符号611为搭载了多个衍射光栅的转台的驱动单元，符号132为偏振镜，符号133为改变在标线片面的有效光源的偏振光状态的调整机构。 

光学积分器123二维地配置多个微小透镜，在其出射面123a附近形成2次光源。光阑124配置在光学积分器123的出射面123a附近，其大小和形状可变。光阑124由搭载了多个光阑的转台的驱动单元614驱动，调整其大小和形状。 

聚光透镜125对从在光学积分器123的出射面123a附近形成的多个2次光源出射的光束进行聚光，重叠照射到视场光阑(fieldstop)128b面。这样，与板400共轭的视场光阑128b面均匀地受到照明。 

半透半反镜126反射从光学积分器123出射的光束的一部分(例如百分之几)，引导至累计曝光量检测器127。累计曝光量检测器127为时常检测曝光时的光量的照度计，配置在与标线片200和板400光学地共轭的位置，将与其输出相应的信号发送到控制部分500。 

视场光阑128b由多个可动遮光板构成，由驱动单元616驱动，可形成任意的孔径形状。视场光阑128b限制标线片200面上的照明范围、板400面上的曝光范围。视场光阑128b配置在与板400共轭的位置，与标线片台250和板台450同步地朝图中箭头Q方向移动。在视场光阑128b附近配置用于提高扫描曝光后的曝光面上的照度均匀性的可变光阑128a。 

可变光阑128a配置到与板400共轭的位置附近、比共轭位置更靠近光源110侧的位置，即光路的上游侧。可变光阑128a如图2所示那样，以在与照明光的光轴直交的面内沿与扫描方向Y直交的方向X形成曝光区域(照明区域)的孔径部分128c随着从光轴离开而逐渐变长的方式形成。长边形状可作为基于n次函数的形状调整。其中，n为1～8的整数。可变光阑128a的孔径部分128c的孔径形状和位置也可由驱动单元615改变，可沿光轴方向朝前后调整。位置调整在可变 光阑128a处于比与板400共轭的位置更靠近光源侧的位置的状态下实施。 

成像透镜129a和129b将视场光阑128b的孔径形状投影到标线片面上，均匀地照明标线片面上的必要的区域。 

标线片200例如由石英制成，在其表面形成应形成的电路图形或图像，支承于标线片台250，由驱动单元650驱动。从标线片200发出的衍射光通过投影光学系统300投影到板400。标线片200与板400配置成光学的共轭关系。曝光装置100为扫描器，所以，通过使标线片200和板400同步扫描，从而将标线片图形形成到板400上。如为分步重复方式的曝光装置(即分步式曝光装置)，则在标线片200和板400静止的状态下曝光。 

二维光检测器210配置于标线片200稍下侧。通过在标线片面设置针孔，从而由光检测器210测量通过照明光学系统120的光在板400的付里叶变换面的光量分布。通过在光检测器210正上方设置偏振光滤光片，从而可测量各偏振光方向的光量分布。光检测器210由驱动单元651控制。 

投影光学系统300将从受到照明的标线片图形产生的衍射光投影到作为基片的板400。本实施例的投影光学系统300为由多个透镜301和多个面镜302构成的反射折射系统，但也可为折射系统或反射系统。在图1中，标线片图形在中间成像位置Ga和Gb成像大于等于一次后，缩小投影到板400面上。投影光学系统300包含可相应于装置状态、标线片而控制多个像差、畸变成分的驱动透镜组310和可对应于图形的线宽细微地调整的NA光阑320。 

板400为晶片、液晶基片等被处理体(基片)，在表面涂敷光刻胶。光刻胶涂敷工序具有前处理、密合性提高剂涂敷处理、光刻胶涂敷处理、及预烘处理。前处理具有清洗、干燥等工序。密合性提高剂涂敷处理为用于提高光刻胶与基底的密合性的表面改性(即通过涂敷界面活性剂而实现疏水性化)处理，对HMDS(六甲基二硅烷)等有机膜进行涂层或蒸气处理。预烘虽然为烘烤(烧成)工序，但条件比 显影后的烧成工序缓和，为用于除去溶剂的工序。 

板台450支承板400，可使用公知的构成。例如，板台450可沿光轴方向和在与光轴直交的平面内移动板400。板台450由驱动单元652驱动控制。板台450例如设在通过缓冲器支承于地板等上的图中未示出的台座板上。标线片台250和投影光学系统300例如设在图中未示出的镜筒座板上，该镜筒座板通过载置于地板等的底座构架上的缓冲器等支承。 

标线片200与板400同步地受到扫描。板台450的位置与标线片台250的位置例如由激光干涉仪监视，两者按一定的速度比例受到驱动。在投影光学系统300的缩小倍率为1/A、板台450的扫描速度为B(mm/sec)的场合，标线片台250的扫描速度成为AB(mm/sec)。标线片台250的扫描方向和板台450的扫描方向根据投影系统的成像透镜的聚光点、面镜的数量，可为相反的方向，也可为相同方向。 

光检测器452a检测入射到板面上的照明光的光量(照度)。光检测器452a配置于板400的附近，其受光部分配置在与板面大致对应的位置。光检测器452a随着板台450的驱动，一边移动，一边接受板400的照明区域内的照明光，将与该检测照度相应的信号发送到控制部分500。 

二维光检测器452b检测通过投影光学系统300的光的二维亮度分布。光检测器452b配置到从板面稍下降的位置。在板面上设有针孔，光检测器452b检测透射光，从而测量在投影光学系统300的出射光瞳面的光量分布。通过在光检测器452b正上配置图中未示出的偏振光滤光片，从而可测量各偏振光方向的光量分布。偏振光信息如后述那样，包含与光轴垂直的相互直交的二方向的偏振光强度、偏振光强度比、偏振度和相位差(retardation)中的至少一个。 

标线片面附近和板面附近都可在偏振光滤光片前插入图中未示出的λ/4板。通过一边使λ/4板回转，一边测量光瞳整个面的振幅分布，从而可测量光瞳整个面的偏振光信息。 

图14为标线片面附近的检测器的放大截面图。在标线片200上 配置针孔，使用准直管214使会聚光大体成为平行光。另外，平行光通过偏振光滤光片212，由二维光检测器211测量其光强度分布。通过在偏振光滤光片212前插入λ/4板213，一边使其回转，一边测量光束的光瞳整个面的振幅分布，从而测量光瞳整个面的偏振光信息。板面附近的偏振光测量机构452b也具有与其同样的机构。当由斯托克斯参数表现该偏振光信息时，成为以下那样的式子。其中，(u，v)表示有效光源规格化了的座标。 

[式1] 

S₁(u，v)＝S₀(u，v)cos2χcos2φ 

S₂(u，v)＝S₀(u，v)cos2χsin2φ 

S₃(u，v)＝S₀(u，v)sin2χ 

S₀ ²＝S₁ ²+S₂ ²+S₃ ²

χ：用符号表示右转偏振光和左转偏振光 

：表示光轴截面的0，90°[S1(u，v)]、45，135°[S2(u，v)]的偏振光成分的振幅 

另外，偏振光信息也可由Jones向量如以下那样表示。 

[式2] 

$\left(\begin{array}{c}{J}_1(u,v)e^{i{\mathrm{\φ}}_1(u,v)}\\ J_2(u,v)e^{i{\mathrm{\φ}}_2(u,v)}\end{array}\right)$

式2表示直交的偏振光面上的光强度和其相位。从式2可简单地导出直交面上的偏振光强度比{|J₂(u，v)|/|J₁(u，v)|}、相位差{

₁ (u，v)-

₂(u，v)}。 

也可更简单地表示偏振光信息。当入射到标线片200时，与纸面垂直的偏振光光的振幅Ip和相对纸面水平(左右方向)方向的振幅Is在光瞳整个面的分布可使用光检测器210获得。当将在某一方向偏振光的光的强度比例相对整体强度表示的下式的ROP定义为偏振度时，可相对光瞳整个面计算偏振度。 

[式3] 

$\mathrm{ROP}(u,v)=\frac{{\left|J_1(u,v)\right|}^2}{{\left|J_1(u,v)\right|}^2+{\left|J_2(u,v)\right|}^2}$

另外，已知1/ROP＝1+{|J₂(u，v)|/|J₁(u，v)|}²与偏振光强度比相关。同样，有时使用某一偏振光方向的强度Is和与其垂直的偏振光方向的强度Ip如以下那样表示。 

[式4] 

$\mathrm{ROP}(u,v)=\frac{\mathrm{Is}(u,v)}{(\mathrm{Ip}(u,v)+\mathrm{Is}(u,v))}$

关于投影光学系统300的出射光瞳面的偏振光信息，以上示出在板面400上的测量例，但也可在板面侧反射一次，或从板面照明，从而在标线片面侧测量偏振光信息。 

控制部分500获得累计曝光量检测器127的检测结果，同时，通过变换器652和653获得光检测器452a和452b的检测结果。根据这些检测结果，控制部分500对驱动单元610～616、650、654进行驱动，控制板400面上的曝光量，即照度分布。成像模拟器700进行曝光条件的最佳化。存储器800存放包含OPC数据的标线片200的图形数据(设计数据)。存储器900存放实际曝光的板400的评价结果。因此，控制部分500还获得标线片200的图形数据和实际曝光的板400的评价数据。 

下面，参照图3～图5说明偏振光信息对成像性能施加的影响。图3示出将光源110刚出射后(减光部件121的位置)光束光量分布大体为圆形的照明光(图3A)由照明光学系统120变换成有效光源形状为环带(光检测器210的位置)的照明光(图3B)的场合。然而，受到照明光学系统120的玻璃材料双折射等的影响，偏振度从直线偏振光(图3C)劣化成椭圆偏振光(图3D)。图4A为示出直线偏振光(左)劣化成椭圆偏振光(右)的状态的示意图。图4B为示出按P偏振光(虚线)和S偏振光(实线)对线条-空隙(L&S)图形进行照明的场合的成像反差的示意图。图5A为环带照明的示意图，图5B为示出L&S图形的例的平面图。图5C为示出偏振度与线宽(CD)/曝光 量(Dose)灵敏度的关系的曲线图。图5D为示出S偏振光和P偏振光的方向的示意图。 

使用NA1.2、缩小倍率1/A倍的投影光学系统300，如图5A所示那样对具有A×BnmL&S图形的标线片200进行环带照明。考虑理想的直线偏振光的环带照明，在偏振光方向为S偏振光方向的场合和P偏振光方向的场合，可看到图4B所示光强度分布的差。图5C示出偏振度变化的场合线宽相对中心图形的曝光量的灵敏度。从图5C可以看出，当L&S图形的方向与偏振光方向一致时，灵敏度小，线宽相对曝光量坚固(robust)。当其偏振光方向回转时，灵敏度提高，失去坚固(robust)性。相反，在与图形垂直的偏振光方向，灵敏度高，坚固性最低，但此后随着偏振光方向进行回转，坚固性提高。 

这样，偏振光方向与图形方向成对决定成像状态。为了图像性能的稳定化，需要管理标线片200和照明光的偏振方向的回转，曝光装置100通过对偏振镜132或其保持构件进行标记，从而可控制偏振光方向。关于标线片图形，由标线片描绘装置的描绘精度和曝光装置100的标线片校准系统对回转角度高精度地进行管理。 

下面，以作为偏振光信息中最容易理解的标量(onedimensional)的偏振度为例说明对分辨力的影响。如图4A所示那样，在偏振光平行于纸面的直线偏振光成为椭圆偏振光的场合，也对成像性能产生影响。例如，当透镜存在双折射时，偏振度恶化。配置于偏振镜132下游的透镜的双折射需要维持得较低(例如小于等于2nm/cm)。即使选择双折射小的玻璃材料，由该残存的固有双折射的影响、由透镜保持产生的应力双折射、成膜特性等也使偏振度变化。因为这样的原因，不同的曝光装置的偏振度并不一定相同，特性可能产生变化。 

作为对偏振度恶化进行校正的方法，有通过调整平均的累计曝光量从而校正在1次拍摄(shot)曝光中发生的平均线宽变化量的方法。具体地说，可改变激光脉冲数、各个的脉冲能量，控制作为这些的加法运算值的累计能量。 

对偏振度恶化进行校正的另一校正方法利用改变在标线片面的有效光源的偏振光状态的调整机构133。根据光检测器210测量的偏振度，例如设在狭缝中心点的有效光源内的平均偏振度为曝光装置100的基准偏振度，使调整机构133移动，抵消装置间的基准偏振度的差。基准偏振度可取光瞳内任意区域的平均值，也可为包含狭缝中心点和轴外的数点的平均。作为调整装置间基准偏振度的差的具体手段，例如对改变了偏振光特性的几级的偏振镜132进行切换，或对一部分透镜施加应力而产生应力双折射。或者，也可在光束不发散聚光的部位使平行平板玻璃倾斜，或使偏振镜和λ/4相位板回转，或组合上述手段。 

通过改变偏振光以外的光学特性，例如光源的光谱带宽(波長幅)，从而由投影光学系统300的色差的影响使成像反差变化。此外，由有效光源的σ形状、内σ外σ值的变化、投影光学系统300的NA变化、光瞳滤光片等也使成像反差(contrast)变化。使用这些参数，可相反地校正由偏振光引起的反差的影响。 

光谱带宽以激光的半峰值宽度(Full Width Half Maximum：FWHM)、光谱中能量集中95％的光谱宽度(E95)为指标。为了可改变光谱，例如可使用可改变激光的半峰值宽度的机构等可改变光谱分布的机构，或在出射光源后使用波长选择滤光片。 

下面，参照图8说明偏振度的光瞳面内的非对称性。在这里，图8C为标线片图形的一例的平面图。图8B为双重极照明标线片图形的有效光源形状的平面图。图8A为示出双重极照明的偏振度的示意图。图8D为与聚焦位置对应的板面上的空中像。图8E为与聚焦位置对应的光刻胶像。 

考虑由图8B所示有效光源照明标线片200上的图8C所示图形的场合。与有效光源内的点光源对应的各个的平均偏振度如图8A所示那样，在左右区域构成非对称性。在图8A中，有效光源的左区域的偏振度的直线性良好，没有光量差，所以，左侧有效光源的成像影响增强。这样，在板面的空中像根据聚焦面成为图8D所示那样。因此，使 板400的成像点平行于纸面朝上下方向偏移时的光刻胶像如图8E所示那样，L&S图形的左端与右端的线的左右线宽差(左侧线宽-右侧线宽)以最佳聚焦位置为边界其极性逆转。虽然示出朝某一方向的图形，但在与其垂直的图形的场合，关于纸面上下的有效光源的偏振度的差，发生同样的情况。 

另一方面，图8F为示出照明标线片的光的主光线平行于光轴地入射的场合(远心)和朝左右倾斜地入射的场合的板面上空中像的图。图8G为示出照明光的主光线为远心状态但有效光源的强度在左右相同的场合和变化的场合的板面上的空中像的图。不论对于哪一方，当板400的成像点平行于纸面地朝上下方向错开时，非对称性的方向都变化，L&S图形的左右线宽差以最佳聚焦位置为边界其极性逆转。因此，可使用照明光学系统120的远心度、有效光源的强度分布，调整由光瞳面的偏振度的非对称性在光刻胶图形上引起的图形非对称性。作为一律地移动画面整体的远心度的方法，例如，也可朝与光轴垂直的方向使光束整形光学系统122的光学元件组移动或倾斜。 

下面，说明另一个别的偏振光对图形的影响。按中心角将有效光源沿0°、90°、180°、270°方向分成4元对称的区域，在X方向的相对区域的平均值和Y方向的相对区域的平均值下，有时在Saddle型中存在偏振度的高低。对于该Saddle型的偏振度在多台曝光装置间不一样的场合，在X方向图形与Y方向图形间产生图形线宽差。 

另一方面，在有效光源的振幅分布中，当在上述那样的4元对称的区域中X方向的平均强度和Y方向的平均强度存在差别时，与由偏振光产生的影响同样地在X方向和Y方向的图形间产生线宽的差。因此，通过在X方向区域与Y方向区域间形成装置的有效光源的振幅分布的差，从而可校正曝光装置间等的偏振度的差。 

作为在有效光源的X、Y方向形成强度差的单元，可使用在积分器123附近插入ND滤光片、改变其浓度的机构。另外，作为其单元，也可使用通过在照明光学系统120的光瞳面附近独立地从纵向、横向使遮光板进出从而进行调整的机构。 

以上，以照明光学系统120的有效光源内的偏振度的非对称成分(1θ成分)、Saddle成分(2θ成分)为例示出校正方法，但这可扩张到在光瞳内的偏振度ROP(u，v)存在任意偏差的场合。作为偏振度的表现方法，也可对有效光源内的偏振度进行与光瞳面相关的Zernike表现。这样，可分开各成分。 

通过相对光瞳面内的偏振度的任意偏差，任意地控制有效光源的亮度分布，从而可进行校正。照明光学系统120的光瞳面的形状或亮度分布例如可由衍射光学元件130任意地形成。 

除了使用衍射光学元件以外，作为改变有效光源的亮度分布的单元，可通过使用光学棱镜、浓度滤光片，或在标线片200的付里叶变换面附近设置遮光板，从而进行校正。特别是为了校正水平方向和垂直方向的成像图形的特性差，这样的机构效果较好，即该机构可通过改变有效光源的水平方向和垂直方向的ND滤光片，或从纵向、横向使遮光板独立地进出，从而进行调整。 

如以上那样，在曝光装置100中使用另一曝光参数校正在狭缝上的各点的光瞳面平均地发生的偏振光的影响。结果，可获得高图形形成性能，提高合格率。偏振度也可在台上进行测量。 

[实施例2] 

本实施例说明针对各像高而偏振光特性不同的场合的校正方法。曝光装置100的构成与实施例1相同。偏振光信息虽然也可使用斯托克斯参数、Jones矩阵，但使用了作为最容易理解的标量的偏振度。图9的实线示出标线片200上的曝光狭缝区域S，虚线为可通过投影光学系统300的光瞳的照明范围。如图9所示那样，当在狭缝S内沿长轴方向相对多个测定点用光检测器210测量时，可针对各像高用相对光瞳的二维图ROPi(u，v)表示偏振度。狭缝长轴方向在图1中成为标线片上纸面垂直方向。 

在实施例1中，记载了关于对所有像高都一样的偏振光的校正方法，但在实际的光线中，按各像高而通过的光束的场所变化，所以，偏振光信息也对应于像高具有固有的成分。在本实施例中，着眼于这 一点。 

各像高的偏振光信息由光瞳内的二维图表示，但图10A对其进行简化，按每个有效光源的σ的环带的平均值表示偏振度ROPi(u，v)。随着从内侧环带朝向外侧环带，可进行细线宽的析像。即，环带位置与图形存在紧密的关系。例如可知，关于σ0.8-1.0的光瞳位置，按各像高存在偏振度的差。像高偏振度的像高间的差成为投影光学系统300的投影像的图形线宽差，这使电路特性恶化。 

本实施例利用偏振度的变化和累计曝光量的变化都对线宽产生影响这一点，根据累计曝光量的变化对由偏振度变化产生的线宽变化进行校正。由照度不均可变机构(光阑128a和128b)校正在与曝光装置100的扫描方向直交的方向发生的线宽偏差。作为其替代方式，也可配置浓度滤光片，对透射光量进行增减。 

各像高的有效光源内的偏振度不均匀性对成像产生影响的项目也不能忽视。有效光源的偏振度分布针对各像高具有任意的分布，但在这里，通过成分划分进行简化，从而说明现象。首先，将有效光源分解成σ的环带区域。在图10B中分成0≤σ＜0.2为σ0-0.2，0.2≤σ＜0.4为σ0.2-0.4，0.4≤σ＜0.6为σ0.4-0.6，0.6≤σ＜0.8为σ0.6-0.8，0.8≤σ＜1.0为σ0.8-1.0这样的5个区域。区域数不限于此。 

当设标线片200上的线宽的节距为P时，1次衍射光与0次光构成的角度θ、线宽节距P、照明光的波长λ在标线片200为二进制标线片或相移标线片的场合，存在Psinθ＝λ的关系。因此，线宽节距P越小，则sinθ越大。如k1(＝R·λ/NA：R为分辨率)比0.5小，则来自光轴上的照明光产生的衍射光脱离投影光学系统300的孔径的范围，成像反差显著下降。为此，舍去±1次衍射光的一个，仅由0次光和+1次光成像(斜入射照明)。因此，在斜入射的角度与标线片图形的节距P间存在相关。 

各σ的环带区域与斜入射到标线片200的角度范围对应，存在相对某一节距的图形容易产生影响的环带状有效光源区域。环带状有效光源的偏振度具有任意的分布。例如如下那样对其进行假定。 

[式5] 

$P_{\mathrm{even}}=\frac{1}{S}\∫\mathrm{ROP}(u,v)\·I(u,v)\mathrm{ds}$

$P_{\mathrm{odd}}=\frac{1}{S/2}\underset{u>0}{\∫}\{\mathrm{ROP}(u,v)\·I(u,v)-\mathrm{ROP}(-u,v)\·I(u,v)\}\mathrm{ds}$

在式5中，Peven表示光瞳的对称区域整体的平均偏振度，Podd表示在光瞳左右区域的偏振度非对称性。其中，图10A是相对各像高、各环带状有效光源描绘Peven的图，图10B是同样地描绘Podd的图。 

如图10A所示那样，在针对有效光源的各环带部位、Peven的像高分布不同的场合，即使相对某一标线片按各像高使线宽为一定地进行调整，当对另一标线片进行曝光时，注目的图形也变化。因此，由于应注目的σ与其相应地变化，所以，线宽对像高的影响度也变化。这样需要对各标线片决定注目的图形，调节照度不均匀量。当偏振度的平均分布这样具有特征时，需要按各标线片改变照度不均等的校正量进行应对。这里的注目图形也可选出在该标线片内相对合格率最没有富余的图形，按该图形进行校正。 

偏振度的光瞳非对称性Podd也假定按各像高、各σ如图10B所示那样变化。在这里，在狭缝内的左端与右端，偏振度的非对称性逆转。如图8C所示那样，偏振度的非对称性在散焦时产生线宽的非对称性，但该量在狭缝的各点不同。Podd随着6增大而增大，所以，成为对象的图形节距越细，则在图10B的偏振度分布中对线宽的左右差的影响越大。 

偏振度根据玻璃材料的双折射量、膜的特性、光路、入射角度等决定，所以，难以调整像高间的偏振度差。图形节距的特征对各标线片不同，左右线宽差的影响度不同。 

另一方面，当光瞳内的光量分布具有非对称性时，示出图8E所示性能，所以，如按各像高调节光瞳内的光量分布非对称性，则可校正偏振度的光瞳内非对称性。具体地说，聚光透镜125具有轴外远心校正用变焦机构。为此，可变光阑128b的中心的入射主光线不改变， 可使狭缝端的入射主光线倾斜。通过该变焦，轴上不改变，随着往轴外，可单调增加或减少地控制远心度。结果，通过相应于影响合格率的标线片图形调整轴外远心度，从而可校正由偏振度的光瞳分布引起的散焦导致的左右线宽差。 

以上，本实施例可校正由像高间的偏振光性能差产生的像高间线宽差，可提高合格率。当然，也可由光检测器452b进行测量，代替由光检测器210进行测量。以上，为了简单，将σ分成环带状，引入Peven和Podd的概念，但也可由Zernike级数表现有效光源的偏振度等。 

[实施例3] 

本实施例在由标线片面附近和板面附近双方测量偏振光信息这一点与实施例1不同。2个偏振光信息由下式表示。 

[式6] 

$\left(\begin{array}{c}{J}_{1\mathrm{ol}}(u_{\mathrm{ol}},v_{\mathrm{ol}})e^{i{\mathrm{\φ}}_{1\mathrm{ol}}(u_{\mathrm{ol}},v_{\mathrm{ol}})}\\ J_{2\mathrm{ol}}(u_{\mathrm{ol}},v_{\mathrm{ol}})e^{i{\mathrm{\φ}}_{2\mathrm{ol}}(u_{\mathrm{ol}},v_{\mathrm{ol}})}\end{array}\right)=\mathrm{UL}(u_{\mathrm{ol}},v_{\mathrm{ol}})\left(\begin{array}{c}{J}_{1\mathrm{il}}(u_{\mathrm{il}},v_{\mathrm{il}})e^{i{\mathrm{\φ}}_{1\mathrm{il}}(u_{\mathrm{il}},v_{\mathrm{il}})}\\ J_{2\mathrm{il}}(u_{\mathrm{il}},v_{\mathrm{il}})e^{i{\mathrm{\φ}}_{2\mathrm{il}}(u_{\mathrm{il}},v_{\mathrm{il}})}\end{array}\right)$

J_1ol、J_2ol为晶片面附近的偏振光信息 

J_1il、J_2il为标线片面附近的偏振光信息 

UL(u_ol，v_ol)为投影透镜的偏振光信息成分 

当将与UL相关的项展开时，式6成为下式。 

[式7] 

$\mathrm{UL}(u,v)=\left(\begin{array}{cc}{J}_{11}(u,v)e^{{\mathrm{i\φ}}_{11}(u,v)}& {J_{12}(u,v)e}^{{\mathrm{i\φ}}_{12}(u,v)}\\ J_{21}(u,v)e^{{\mathrm{i\φ}}_{21}(u,v)}& J_{22}(u,v)e^{{\mathrm{i\φ}}_{22}(u,v)}\end{array}\right)$

$=e^{\mathrm{i\φ}(u,v)}\·T(u,v)\left(\begin{array}{cc}{J^{\′}}_{11}(u,v)e^{{{\mathrm{i\φ}}^{\′}}_{11}(u,v)}& {J^{\′}}_{12}(u,v)e^{{{\mathrm{i\φ}}^{\′}}_{12}(u,v)}\\ {J^{\′}}_{21}(u,v)e^{{{\mathrm{i\φ}}^{\′}}_{21}(u,v)}& {J^{\′}}_{22}(u,v)e^{{{\mathrm{i\φ}}^{\′}}_{22}(u,v)}\end{array}\right)$

e^{i (u，v)}为已有技术的像差项 

T(u，v)为已有技术的光瞳振幅透射率 

如式7所示那样，光瞳透射分布和波面像差分别具有不依存于偏振光的已有技术的固定成分和依存于偏振光方向其量变化的成分。当相应于标线片图形切换偏振光方向时，投影光学系统300的光瞳透射 率分布、波面像差也从最佳位置偏离。 

不依存于偏振光的固定的光瞳透射率分布可通过在投影光学系统300的光瞳面(在图1中，为在面镜302的附近或Gb与板400间多个像高的主光线相交的点)插入具有二维透射率分布的滤光片而进行校正。 

另一方面，依存于偏振光的光瞳透射率分布也可通过改变透射率滤光片，或使具有不同透射率分布的滤光片进出，使其移动到具有适当分布的场所，从而进行校正。然而，也可不这样直接改变透射率自身，而是由其它参数缓和光瞳透射率对成像施加的影响。首先，参照图6说明投影光学系统300的光瞳的透射率分布对成像性能施加的影响。 

各像高和透射率分布不同，图6B示出其平均成分。对此，设想图6A所示那样在标线片上配置具有三种节距的图形进行曝光的场合。图6A示出从各图形产生的、对标线片进行斜入射照明的场合的0次光和±1次衍射光。图6B为示出在对标线片进行斜入射照明的场合投影光学系统300出射光瞳上的光瞳透射率和从光瞳面的上面观看来自图形的衍射光的位置的示意图。在图6B中，当光瞳周围的透射率低时，节距细小的图形的衍射光处于透射率低的部分。由于假定相同照明部分，所以，0次光在所有图形中通过相同的光瞳座标。在图6B中，0次光为从右数第4个，其位置为了进行斜入射照明从光瞳的中心偏离。 

来自图6B中最粗节距图形的衍射光中的、右侧衍射光比细节距图形的衍射光更接近中心，通过透射率高的位置。另外，虽然左侧的衍射光为细节距图形，不参与成像，但粗节距图形的衍射光一部分进入到光瞳面。可是通过透射率非常差的位置。 

如图6B所示那样，在光瞳面具有在中心透射率高、在周边透射率低的分布的场合等，如光瞳透射率变化，则衍射光干涉的光学像的强度相对减少，成像性能劣化(会发生线宽差)。将其扩张到节距不同的图形。图6C为以图形节距为横轴、以按某一光强度切片时的线宽 为纵轴的曲线图。如图6A所示那样，对于各节距，光瞳面上的衍射光位置产生变化，而且，透射率分布在光瞳面内不均匀，所以，参与图形成像的光量的衰减程度对各节距不同。 

在这里，以从轴上入射的光束的衍射光为例。然而，如实际的有效光源为环带状，则相对与环带相当的有效光源的衍射光，成为二维地累计的衍射光分布。另外，该衍射光分布中仅投影光学系统300孔径光瞳内部分参与成像。在该场合，光瞳透射率如不为均匀分布，则节距不同的标线片图形的参与成像的光量不同。因此，如图6C所示那样，具有理想的均匀光瞳透射率分布的场合与具有实际上不均匀光瞳透射率分布的场合的线宽差对各图形节距不同。 

相对节距从理想值发生线宽差的现象被称为光邻近效应(OpticalProximity Effect：OPE)，但从理想值的偏离在由反差引起的项目中也被观测到。这些项目例如为光源的波长中心值、光谱带宽、照明光学系统的光瞳形状、亮度分布、偏振度、光瞳内偏振度分布、投影光学系统的NA、球差等。因此，由光瞳透射率产生变化的OPE特性可通过这些曝光参数的组合进行校正。关于X/Y等与图形的方向差，具有照明光学系统的光瞳形状、亮度分布、偏振光方向、光瞳内偏振度分布、投影光学系统的像散等。图7示出对于不同NA的节距与线宽的关系。从该图可以看出，对各节距改变NA时的线宽差不同。关于其它项目，通过估计同样的对线宽的影响，使OPE特性成为所期望的值地调整上述参数，从而可减轻偏振度、光瞳透射率的影响。 

下面，关于像高间图形特性的差，省略了详细说明，但实际上通过适当组合参数可进行调整。特别是在相应于标线片图形设定偏振光方向、校正相应于偏振光方向发生的光瞳透射率的场合，存在最佳值对各标线片产生变化的可能性。为此，通过在上述参数中选择容易在较短期间校正的参数，从而可相应于标线片交换不降低生产率地进行调整。当然，在固定地变化的光瞳透射率分布的校正中也可使用。 

下面，说明式7所示像差的校正方法。在投影光学系统中，除了与偏振光无关的波面像差外，还存在依存于偏振光方向的像差成分。 即，相应于对各标线片进行的偏振光方向的最佳化，像差的目标值也变化。 

投影光学系统300的出射光瞳面如图13A所示那样，产生在切向具有进相轴的双折射，双折射量如图13B所示那样，随半径按2次函数增大。在透镜1片的合成石英可看到这样的特征。在这里，当用直线偏振光照明时，如图13C和图13D所示那样，在光瞳面的相位分布相应于偏振光方向而不同。在光瞳面的相位分布与投影光学系统300的波面像差相同。 

投影光学系统300具有各种各样的波面像差的调整机构，可现场调节球差、慧差、像散、畸变像差等。通常减去不依存于偏振光的固定像差成分地进行校正，但依存于偏振光方向的像差也可由该调整机构进行校正。作为像差调整机构，例如可使投影光学系统的透镜中的一部分朝光轴方向移动，调整对所有像高都相同的轴对称性的像差，或对随着从光轴离开而增大的像面像差、像散、慧差、球差、畸变像差等成分进行调整。通过进行朝与光轴垂直方向移动的倾斜，从而可调整对所有像高都一样的慧差成分、对各像高产生线性变化的像散成分、非对称的畸变成分。 

在标线片200中设有防止成为图形缺陷的微粒子附着的表膜。表膜为电介质物质，所以，透射光的强度、相位随光线的入射角度改变，如成为高NA、入射角变得非常大，则光瞳透射率分布、光瞳面内的相位差达到不能忽视的程度。另外，存在一个一个粘贴到标线片的、标线片间的表膜膜厚差、相同标线片内的表膜面内膜厚分布等，这对标线片间、像高间的光瞳透射率分布、像差产生影响。例如，关于基准表膜，通过按将表膜粘贴到测量用针孔标线片的形式直接测量偏振光信息，从而可测量组合了投影光学系统与表膜的偏振光信息的实际偏振光信息。 

按各标线片由椭圆偏振光光测定仪测定粘贴到含有电路图形的标线片的表膜的膜厚，根据其测定值和表膜的物性值数据通过计算而可变换成光瞳透射率分布和像差。可使用其校正各标线片的表膜误差成 像的影响。膜厚的管理可按表膜的绝对值进行，也可与按粘贴于测量用针孔标线片的基准表膜的膜厚差进行。 

另外，椭圆偏振光测定仪可使用外部的测量仪进行，也可例如从标线片台250的下侧使改变了偏振光状态的光束斜入射到表膜面，将对反射光进行监视的椭圆偏振光光学系统放置到装置中，进行现场测量。 

[实施例4] 

下面，参照图11A和图11B说明利用曝光装置100的器件制造方法的实施例。在这里，图11A为用于说明半导体器件(IC、LSI等半导体芯片或液晶显示屏、CCD等)的制造的流程图。在步骤1(电路设计)中，进行半导体器件的电路设计。在步骤2(标线片制作)中，制造形成了设计的电路图形的标线片。另一方面，在步骤3(晶片制造)中，使用硅等材料制造晶片。步骤4(晶片加工)被称为前工序，使用上述准备了的标线片和晶片，由光刻技术在晶片上形成实际的电路。接下来的步骤5(组装)被称为后工序，为使用由步骤4制作的晶片形成半导体芯片的工序，包含组装工序(切片、粘接)、封装工序(芯片封入)等工序。在步骤6(检查)中，进行由步骤5制作的半导体器件的动作确认试验、耐久性测试等检查。经过这样的工序，完成半导体器件，将其出厂(步骤7)。 

图11B为图11A的步骤4的晶片加工的详细流程图。在步骤11(氧化)中，使晶片的表面氧化。在步骤12(CVD)中，在晶片表面形成绝缘膜。在步骤13(电极形成)中，通过蒸镀等在晶片上形成电极。在步骤14(离子注入)中，将离子注入到晶片。在步骤15(光刻胶处理)中，将感光材料涂敷到晶片。在步骤16(曝光)中，由曝光装置100将标线片图形曝光到晶片。在步骤17(显影)中，对曝光后的晶片进行显影。在步骤18(腐蚀)中，除去显影后的光刻胶像以外的部分。在步骤19(光刻胶剥离)中，除去腐蚀结束后不再需要的光刻胶。反复进行这些步骤，从而在晶片上多层地形成电路图形。使用本实施例的制造方法，可利用偏振光以良好的生产率制造过去难以制 造的高分辨率的器件(半导体元件、LCD元件、摄像元件(CCD等)、薄膜磁头等)。另外，使用曝光装置100的器件制造方法和作为结果物(中间、最终生成物)的器件也构成本发明的一个方面。 

[实施例5] 

下面，说明包含偏振光在内的曝光条件和标线片图形的最佳化。本实施例特别是涉及图11A所示步骤1～步骤4。图12为曝光条件和标线片图形的最佳化的详细内容的框图。 

成像模拟器700从存储器800取入标线片制作时的图形数据(例如GDSII、MDP)，生成图形的一部分或全部的形状，作为成像模拟器的物体侧的信息而输入。成像模拟器计算由投影光学系统对物体面的图形进行成像时的成像点的光强度分布。另外，成像模拟器使用其光强度分布和光刻胶处理参数，计算经过氧扩散、后烘、显影等加工处理的光刻胶图形的形状。然后，成像模拟器700使用光强度成像模拟器、光刻胶成像模拟器和使用者利用的OPC的规则、模型，使光刻胶图形的形状成为所期望的值地在原有的标线片图形施加OPC，进行校正。 

作为输入到成像模拟器700的参数，包含图形形成波长、光谱带宽、有效光源的光强度分布、其偏振光分布、其大小和形状等。此外，作为其参数，还包含投影光学系统的NA、像差量、光瞳的偏振光强度分布、缩小率、标准的表膜像差量、光瞳透射率分布、投影光学系统与成像面间的液浸物体的折射率等。可输入大于等于一个的参数，可分离偏振光进行向量计算。这些项目可由曝光装置内部或外部的测量装置测定。 

作为成像图形的评价指标，可计算光学上的CD、ED窗口、焦深(DOF)、NILS、反差、光刻胶的CD、SWA、晶体管的电特性等中的至少一个。 

为了用标线片形成图形，需要以下3个阶段。第1阶段测量曝光装置的特性、校正用的灵敏度信息，根据其和标线片基本数据决定曝光条件。第2阶段为了生成标线片的OPC数据，在曝光装置设定由第 1阶段求出的曝光条件，分析由该曝光装置对OPC抽取用测试图形的标线片进行曝光获得的结果，把握与成像模拟器的差，生成OPC模型。第3阶段综合曝光装置的特性、灵敏度、标线片基本数据、模型库OPC信息3个，进行曝光条件、标线片图形的最佳化，由设定了最佳曝光条件的曝光装置对该标线片进行曝光。 

为了这样将标线片曝光到晶片上需要许多工序和时间。从制造时间的缩短和合格率的提高出发，曝光条件的最佳化很重要。为了提高精度，测量曝光装置的特性、校正灵敏度，输入到成像模拟器700。 

在本实施例中，考虑光学系统(即照明光学系统和投影光学系统)的偏振光信息，进行模型库OPC生成图形的成像评价。因此，成像模拟器的输出正确，通过取其与实际对模型库OPC生成图形进行曝光而得到的光刻胶像的相关关系，从而可生成校正精度良好的模型库OPC库。另外，由于输入标线片图形时的成像模拟器的成像评价精度也提高，所以，可提高曝光条件和标线片图形的最佳化精度。在标线片的制作中，最费时间的是OPC。标线片的再制作需要非常长的期间，所以，提高OPC的精度很重要。 

在具体的曝光装置参数的最佳化流程中，首先，进行用于改善对狭缝整体的性能的最佳化。为了调查狭缝整体对像性能的影响，例如选择被称为热点、与合格率直接有关系的临界标线片图形和评价方法。或者，预先准备评价性能的那样的基本图形，使用该基本图形。 

下面由至少大于等于2种的图形评价OPE特性。成像的评价方法，例如，也可使用某些场所的CD值、反差、ED-window、NILS的值等。也可以这样的值大于等于一定值作为条件，或以对大于等于一种的评价方法相互加权而获得的值大于等于一定值为条件。特别是OPE特性按大于等于二种的评价基准来评价相对的CD值。 

校正参数从NA的值、有效光源的形状、有效光源的亮度分布、有效光源的偏振光方向、偏振度、激光光谱带宽、球差、像散等中选择至少一个。校正参数相对各像高校正平均的成分，使像高间差尽可能减少。由标线片图形的最佳化调整OPC的量。 

然后，校正与狭缝整体相关的成像的非对称成分。例如对于2条线的左右和上下的线宽差等，虽然这也可为处于标线片内部的图形，但也可确定此外的标准图形。作为成像的评价方法，评价以单方的线宽为基准时的相反侧图形的线宽。校正光瞳透射率分布的非对称性、有效光源的亮度分布的非对称性、轴上远心度、像散、整个面的慧差、整个面的3θ像差成分等。 

另外，根据CD值、反差、ED-window、NILS的值等场所间的差而校正狭缝内各点(视场中央和两端等)的成像特性的差。具体地说，校正各点的光瞳透射率、偏振度的像高差、透镜的像面、狭缝内照度分布等。对各点的非对称成分的差，也由有效光源的亮度分布的非对称性、轴外远心度、轴外的慧差、轴外的3θ像差成分等进行校正。 

最后关于拍摄间、晶片间、批量间的成像性能的差，主要评价CD，按累计曝光量等设定值进行校正。相对最佳化了的OPC图形，重合掩模上的基本数据，成为产品用的标线片。这样，可制造合格率高的标线片。 

最佳化流程也可改变顺序，或反复进行某一工序。另外，也可在曝光条件最佳化中限定最佳化的范围，提高效率。例如，如为光源110，则预先求出改变光谱宽度时的半峰值宽度、E95等指标、表示与实际光源的光谱强度分布间的关系的式子。对于有效光源的形状、环带比等，也例如作为位图数据读入设定2/3环带时的亮度分布，计算出与改变σ、环带比时的亮度的位图的差。将该差值与校正量的关系公式化。 

当更换生成有效光源形状的衍射光学元件时，可预测由新制作的衍射光学元件产生的有效光源的亮度分布。即，当在衍射光学元件与标线片面间存在光学元件的切换时，对该元件的各组合，预先测量径向和切向的有效光源边缘部分的亮度的斜率。此时的参数为入射到衍射光学元件的光束的入射角度、有效光源的外σ、内σ、NA、衍射光学元件的形状信息等。通过预先将亮度斜率与这些参数的关系公式 化，从而可考虑在实际装置中的有效光源亮度分布的调整范围，由成像模拟器决定曝光条件的最佳化。 

关于偏振光方向的限定例如也可从X方向、Y方向、径向、切向中最佳化。 

投影光学系统的像差最佳化对各投影光学系统使用固有的调整范围的信息限定透镜等的驱动调整范围，或在相对其它像差的容许值内这样的条件下进行。“调整范围”意味着某个透镜元件组的驱动在±50μm以内，或偏心在±10μm以内或0.01°以内等信息。“其它像差的容许值”例如意味着在慧差最佳化的场合畸变在2nm以内、像面和像散在5nm以内等限制条件。 

在由另一第2曝光装置对已相对第1曝光装置进行了最佳化的标线片进行曝光的场合，为了校正曝光装置间的特性差，对第2曝光装置的参数进行最佳化。 

为了对第2曝光装置的成像图形进行成像模拟，首先需要决定第2曝光装置的参数的初始值。关于第1曝光装置，先测量所有可测量的特性。此后，使用对应的第2曝光装置的校正灵敏度表和第2曝光装置的测量值，接近第1曝光装置的测量值地校正各参数。关于第1曝光装置的未知的参数，将第2曝光装置的现状的测量值直接输入到成像模拟器的条件。 

将其作为初始状态，将标线片的设计数据的全部或一部分作为成像模拟器的物体面信息输入，评价根据初始数据计算的成像图形。成像模拟器对各直交的2方向的偏振光方向进行解析，加上成像面的光强度分布。测量的装置的参数例如为光源光谱带宽、NA、σ、光瞳透射率、偏振度、狭缝内照度分布、累计曝光量分布、轴上远心度、轴外远心度、透镜像差、现有标线片的表膜膜厚等。 

关于所有参数按各偏振光计算成像性能，例如着眼于影响掩模图形的合格率的部分按评价参数进行评价。评价通过对包含大于等于2个部位的图形的、与1个部位的评价方向直交的方向的图形进行评价，从而测量偏振光的影响。也可预先准备评价性能的基本图形，使 用该基本图形。由至少大于等于2种的图形评价OPE特性，包含不同方向的评价图形在内，评价图形方向的影响。 

曝光装置的特性测量数据、关于每一台校正时的变化率的数据由主机管理，当使用现有标线片时，比较第1曝光装置的特性信息和第2曝光装置的特性信息，将第2曝光装置的曝光条件最佳化。各标线片的表膜膜厚、由其获得的光瞳透射率特性、像差特性等也可由主机进行管理，将其作为最佳化的参数使用。 

从主机将最佳化了的参数发送到第2曝光装置，第2曝光装置在Job的参数中自动地对其进行设定。 

如以上示出的那样，按照本发明，即使对于不能忽视偏振光产生的成像性能那样的高NA的光学系统，也可将曝光条件和标线片图形最佳化，大幅度改善合格率。 

以上，说明了本发明的优选实施形式，但本发明当然不限于这些实施形式，可在其要旨的范围内进行多种变形和变更。 

Claims (10)

1.一种曝光装置，使用来自光源的光将标线片的图形曝光到被曝光体上；其特征在于：具有光学系统、测量部分和控制部分；

该光学系统将上述光导入；

该测量部分对通过上述光学系统的上述光的偏振状态和基准偏振状态之间的差进行测量，上述偏振状态包含与光轴垂直的相互直交的二方向的偏振光强度、偏振光强度比、偏振度、及相位差中的至少一个；

该控制部分根据上述测量部分测量的偏振状态的上述差，对上述光源和上述光学系统的至少一个曝光参数进行控制，以改变偏振以外的光学特性。

2.根据权利要求1所述的曝光装置，其特征在于：上述控制部分在为了针对另一曝光装置对上述标线片的上述图形进行析像而部分地改变上述图形的大小或形状的场合，进一步根据上述图形的变更信息控制上述曝光参数。

3.根据权利要求1所述的曝光装置，其特征在于：上述光学系统具有照明上述标线片的照明光学系统和将上述图形投影到上述被曝光体的投影光学系统；

上述曝光参数是上述光的光谱带宽、有效光源形状、该有效光源的亮度分布、从上述照明光学系统出射的上述光的斜率、上述投影光学系统的数值孔径、上述投影光学系统的光瞳透射率分布和上述投影光学系统的像差中的至少一个。

4.一种设定曝光参数的设定方法，上述曝光参数用于使用来自光源的光和光学系统将标线片的图形曝光到被曝光体上；其特征在于具有：

获取通过上述光学系统的上述光的偏振状态和基准偏振状态之间的差的获取步骤，上述偏振状态包含与光轴垂直的相互直交的二方向的偏振光强度、偏振光强度比、偏振度、及相位差中的至少一个；及

根据偏振状态的上述差，设定上述光源和上述光学系统的至少一个曝光参数，以改变偏振以外的光学特性的设定步骤。

5.根据权利要求4所述的设定方法，其特征在于：上述光学系统具有照明上述标线片的照明光学系统和将上述图形投影到上述被曝光体的投影光学系统；

上述曝光参数是上述光的光谱带宽、有效光源形状、该有效光源的亮度分布、从上述照明光学系统出射的上述光的斜率、上述投影光学系统的数值孔径、上述投影光学系统的光瞳透射率分布和上述投影光学系统的像差中的至少一个。

6.根据权利要求4所述的设定方法，其特征在于：上述光学系统具有照明上述标线片的照明光学系统，

上述设定步骤具有在实际偏振度的像高间的差不在容许范围时改变累计曝光量和按各像高从上述照明光学系统出射的上述光的斜率中的至少一个的步骤。

7.根据权利要求4所述的设定方法，其特征在于：上述光学系统具有将上述图形投影到上述被曝光体的投影光学系统，

上述设定步骤具有在上述投影光学系统的双折射和光瞳透射率中的至少一个不在容许范围的场合改变上述投影光学系统的像差和光瞳透射率中的至少一个的步骤。

8.根据权利要求4所述的设定方法，其特征在于：上述获取步骤具有

获得特性信息的步骤，该特性信息包含关于上述光学系统的照明分布、像差分布、偏振分布和光瞳透射率分布的信息，及

获得上述标线片的上述图形的信息的步骤；

上述设定方法还具有根据上述特性信息和上述图形的信息对上述图形的成像品质进行成像模拟的步骤；

上述设定步骤根据上述成像模拟结果，设定上述光源和上述光学系统的至少一个曝光参数，或上述图形的大小或形状。

9.一种曝光方法，使用来自光源的光将标线片的图形曝光到被曝光体上；其特征在于具有：

使用权利要求4的设定方法设定曝光参数的设定步骤；及

使用被设定的曝光参数将上述标线片的图形曝光到上述被曝光体上的曝光步骤。

10.一种器件制造方法，其特征在于：具有

使用权利要求9所述的曝光方法对被曝光体进行曝光的步骤；

对上述曝光后的被曝光体进行显影的步骤；及

由显影的被曝光体形成器件的步骤。

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