JP2005183938A - 最適化した偏光照明 - Google Patents

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Abstract

【課題】フォトリソグラフィで小さいサイズの形態を結像するために、高開口数（ＮＡ）のシステムで、基板の表面に形成すべきパターンの照明の偏光を最適化する方法を提供すること。
【解決手段】この方法は、少なくとも二つの偏光状態について照明器上の少なくとも一つの点に対して照明強度を決め２１、これら少なくとも二つの偏光状態についてこの照明器上のこの少なくとも一つの点に対して画像対数勾配（ＩＬＳ）を決め２２、これらの値に基づいて、このＩＬＳがこの照明器上のこの少なくとも一つの点に対して少なくともゼロに近い、最大画像対数勾配（ＩＬＳ）を決め２４、およびこの照明器上のこの少なくとも一つの点に対してこの最大ＩＬＳに対応する最適偏光状態を選ぶ２５。従って、偏光した照明をこの照明器上のこの少なくとも一つの点に対して最適化する。このプロセスをこの照明器上の複数の点の各々に対して反復してもよい。
【選択図】図２

Description

この特許出願、およびそれから発行されたいずれの特許も、２００３年１２月１９日に提出した、“偏光で最適化したリソグラフィ照明”という名称の米国仮特許出願第６０／５３０，６６２号からの優先権を主張し、その出願全体を参考までにここに援用する。
この技術分野は、一般的には、基板の表面に形成すべきパターンの照明分布のために偏光を最適化するためのマイクロリソグラフィの方法およびプログラムプロダクトに関する。
リソグラフィ装置は、例えば、集積回路（ＩＣ）の製造に使うことができる。そのような場合、マスクがこのＩＣの個々の層に対応する回路パターンを含んでもよく、このパターンを、放射線感応性材料（レジスト）の層で塗被した基板（シリコンウエハ）の目標部分（例えば、一つ以上のダイを含む）上に結像することができる。一般的に、単一ウエハが隣接する目標部分の全ネットワークを含み、それらをこの投影システムを介して、一度に一つずつ、順次照射する。ある種類のリソグラフィ投影装置では、全マスクパターンをこの目標部分上に一度に露光することによって各目標部分を照射し、そのような装置を普通ウエハステッパと呼ぶ。普通ステップアンドスキャン装置と呼ぶ 、代替装置では、マスクパターンを投影ビームの下で与えられた基準方向（“走査”方向）に順次走査することによって各目標部分を照射し、一方、基板テーブルをこの方向に平行または逆平行に同期して走査する。一般的に、投影システムの倍率がＭ（一般的に＜１）であるので、この基板テーブルを走査する速度Ｖは、倍率Ｍ掛けるマスクテーブルを走査する速度である。ここに説明したようなリソグラフィ装置に関する更なる情報は、例えば、米国特許第６，０４６，７９２号明細書から収集することができ、それを参考までにここに援用する。
リソグラフィ投影装置を使う製造プロセスでは、マスクパターンを、少なくとも部分的に放射線感応材料（レジスト）の層で覆われた基板上に結像する。この結像工程の前に、基板は、例えば、下塗り、レジスト塗布およびソフトベークのような、種々の処理を受けるかも知れない。露光後、基板は、例えば、露光後ベーク（ＰＥＢ）、現像、ハードベークおよび結像形態の測定／検査のような、他の処理を受けるかも知れない。この一連の処理は、デバイス、例えばＩＣの個々の層をパターン化するための基礎として使用する。そのようにパターン化した層は、次に、エッチング、イオン注入（ドーピング）、金属化処理、酸化処理、化学・機械的研磨等のような、全て個々の層の仕上げを意図した種々の処理を受けるかも知れない。もし、幾つかの層が必要ならば、全処理またはその変形を各新しい層に反復しなければならないだろう。結局、デバイスのアレイが基板（ウエハ）上にできる。次に、これらのデバイスをダイシングまたは鋸引のような手法によって互いから分離し、そこから個々のデバイスをキャリヤに取付け、ピンに接続する等できる。
簡単のために、この投影システムを、以後“レンズ”と呼ぶかも知れないが、この用語は、例えば、屈折性光学素子、反射性光学素子、および反射屈折性光学素子を含む、種々の型式の投影システムを包含するように広く解釈すべきである。この放射線システムも放射線の投影ビームを指向し、成形しまたは制御するためにこれらの設計形式の何れかに従って作用する部品を含んでもよく、そのような部品も以下で集合的または単独に“レンズ”と呼ぶかも知れない。更に、このリソグラフィ装置は、二つ以上の基板テーブル（および／または二つ以上のマスクテーブル）を有する型式でもよい。そのような“多段”装置では、追加のテーブルを並列に使ってもよく、または準備工程を一つ以上のテーブルで行い、一方他の一つ以上のテーブルを露光に使ってもよい。二段階リソグラフィ装置は、例えば、米国特許第５，９６９，４４１号明細書に記載してあり、それを参考までにここに援用する。
上に言及したフォトリソグラフィマスクは、シリコンウエハ上に集積すべき回路部品に相当する幾何学的パターンを含む。そのようなマスクを創成するために使うパターンは、ＣＡＤ（コンピュータ支援設計）プログラムを使って生成し、このプロセスをしばしばＥＤＡ（電子的設計自動化）と呼ぶ。大抵のＣＡＤプログラムは、機能的マスクを創成するために一組の所定のデザインルールに従う。これらのルールは、処理および設計限界によって設定してある。例えば、デザインルールは、回路素子（例えば、ゲート、コンデンサ等）または接続線が互いに望ましくない方法で影響し合わないことを保証するように、これらの回路素子または線間のスペース許容差を定める。これらのデザインルール限界を典型的には“限界寸法”ＣＤと呼ぶ。回路の限界寸法は、線若しくは孔の最小幅または二つの線若しくは二つの孔の間の最小スペースと定義することができる。それで、ＣＤが設計した回路の全体のサイズまたは密度を決める。
勿論、集積回路製作での目標の一つは、ウエハ上に元の回路設計を忠実に再現することである（マスクを介して）。もう一つの目標は、半導体ウエハ実体財産をできるだけ多く使うことである。更にもう一つの目標は、照明を最適化し、ウエハ上の像のコントラストを向上することである。全体のプロセスウインドウ（即ち、指定したＣＤの形態を、その形態が孤立しているか、隣接する形態に関して密に詰っているかに関係なく、一貫してプリントする能力）を増すことによって、これらの目標の各々をより容易に達成できるかも知れない。
全体的プリント性能を改善するように源照明およびマスクパターンを最適化する方法は、先行技術に開示してある。そのような方法の一つは、ローゼンブルース外の米国特許第６，５６３，５６６号明細書であり、それを参考までにここに援用する。具体的に言えば、ローゼンブルースは、与えられたマスクパターンのプリントを改善するために源照明およびマスクパターンの最適化を行うことを主張するリソグラフィ最適化システムを開示している。この源／マスクパターンの最適組合せを決めるためにローゼンブルースが使った価値ある関数は、パターン幾何形状の境界に沿って予め選択した多数の点での空中像対数勾配である。この最適化アルゴリズムは、リソグラフィパターンのプリントが単に結像瞳で収集した複数次回折の集合によって決り、瞳面でのそれらの位置に無関係であるという仮定に基づくようだ。
パターンの選択したサンプリング位置での空中像対数勾配の最大化は、普通露光ラチチュード（ＥＬ）と呼ぶ、露光変動に対するバジェット／許容差を拡大するが、普通焦点深度（ＤＯＦ）と呼ぶ、焦点変動に対するバジェット／許容差を増大するのには役立たない。実際、合焦条件下で（即ち、ＤＯＦゼロで）ＥＬを最適化したパターンは、ピンぼけ変動を受入れる典型的プロセス条件に対して最適化したパターンに比べて、相補の結果を示すことが知られている。もう一つの問題は、不均一なラインプリントの発生、即ち、レジストに作ったラインの中間点でのコントラストがラインの端の点でのコントラストより大きいことである。従って、ＥＬを向上するように、形態を高精度でプリントするために照明を最適化することが望ましい。
偏光は、大抵の照明には存在するが、レジストでの入射角が浅いので、低開口数（ＮＡ）のシステムには無視できる。従って、偏光からのどのマイナスまたはプラスの影響も極小である。上に言及したように、フォトリソグラフィ結像は、予想通りに次第に小さい形態サイズの方へ移行している。小さい形態を得る一つの方法は、ＮＡを増すことである。しかし、レジストでの入射角が増し、それで偏光によって生じるマイナス効果が増大し、画像コントラストが小さくなる。従って、特に高ＮＡシステムでは、これらの問題を克服することが望ましい。
開示した構想は、基板の表面に形成すべきパターンのために照明を最適化する方法を含む。この方法は、少なくとも二つの偏光状態について照明器上の少なくとも一つの点に対して照明強度を決る工程を含む。更に、これら少なくとも二つの偏光状態についてこの照明器上のこの少なくとも一つの点に対して画像対数勾配（ＩＬＳ）を決める。これらの値に基づいて、このＩＬＳがこの照明器上のこの少なくとも一つの点に対して少なくともゼロに近い、最大画像対数勾配（ＩＬＳ）を決め、およびこの照明器上のこの少なくとも一つの点に対してこの最大ＩＬＳに対応する最適偏光状態を選ぶ。従って、偏光した照明をこの照明器上のこの少なくとも一つの点に対して最適化するだろう。このプロセスをこの照明器上の複数の点の各々に対して反復してもよい。この照明器上の複数の点の各々に対して最適偏光状態を組合わせることによって、このパターンの最適照明を決める。この最適偏光状態は、これら少なくとも二つの偏光状態の変形、若しくは組合せでもよく、またはこれら少なくとも二つの偏光状態の一つに対応してもよい。その上、これら少なくとも二つの偏光状態が少なくともＸおよびＹ偏光状態を含んでもよい。
上に説明した構想は、少なくとも一つの機械読取可能な媒体により可搬の実行可能コードを含むコンピュータ・プログラムプロダクトによって実現してもよく、少なくとも一つのプログラム式コンピュータによるこのコードの実行がこの少なくとも一つのプログラム式コンピュータに、基板の表面に形成すべきパターン用の偏光照明を最適化するための一連の工程を行わせる。このコンピュータ・プログラムプロダクトは、少なくとも二つの偏光状態について照明器上の少なくとも一つの点に対して照明強度を計算し、これら少なくとも二つの偏光状態についてこの照明器上のこの少なくとも一つの点に対して画像対数勾配（ＩＬＳ）を計算し、画像対数勾配（ＩＬＳ）がこの照明器上のこの少なくとも一つの点に対して少なくともゼロに近い、最大画像対数勾配（ＩＬＳ）を決め、およびこれら少なくとも二つの偏光状態に対応し、この照明器上のこの少なくとも一つの点についてＩＬＳを最小にする最適偏光状態を選ぶ。このコンピュータ・プログラムプロダクトは、上に議論した工程をこの照明器上の複数の点の各々に対して反復してもよい。
開示した構想の更にもう一つの態様は、プロセスウインドウを増大するために最適化した偏光照明を使ってマスク設計を生み出す装置を含む。この装置は、偏光した放射線の投影ビームを供給するための放射線システム、この放射線の投影ビームを受け且つ放射線の調整したビームをマスクの一部に投影するための照明器、およびマスクの対応する被照射部分を基板の目標部分上に結像するための投影システムを含む。この照明器は、複数の点でこれらの複数の点の各々での偏光および強度を最適化するように調整してある。その上、この装置は、この複数の点の各々での偏光および強度を、少なくとも二つの偏光状態について照明器上の少なくとも一つの点に対して照明強度を決る工程、これら少なくとも二つの偏光状態についてこの照明器上のこの少なくとも一つの点に対して画像対数勾配（ＩＬＳ）を決める工程、このＩＬＳがこの照明器上のこの少なくとも一つの点に対して少なくともゼロに近い、最大画像対数勾配（ＩＬＳ）を決める工程、これら少なくとも二つの偏光状態に対応し、この照明器上のこの少なくとも一つの点についてＩＬＳを最小にする最適偏光状態を選ぶ工程；およびこの照明器上のこれら複数の点の各々に対してこれらの工程を反復する工程を実行することによって最適化するように構成したコンピュータシステムを含む。
本発明の前記およびその他の特徴、態様、および利点は、以下の本発明の詳細な説明を添付の図面と共に検討すれば、より明白となろう。
マイクロリソグラフィで、フォトレジスト層に付ける画像の解像度は、光学システムの開口数（ＮＡ）を増すと向上する。高解像度では、高いプロセスウインドウが可能である。しかし、そのようなシステムは、空気を通る回折によって制限される。高ＮＡのシステムは、光学システムのレンズとウエハ上のフォトレジスト層の間に水を加えることによって達成可能であることが分っていて、屡々浸漬リソグラフィと呼ばれる。しかし、光学システムのＮＡを増すことによって、フォトレジストへの電界のマイナス効果も強まる。それで、高ＮＡを維持しながら、電界のマイナス効果を減少することが望ましい。これらのマイナスの電界効果を減少する一つの方法は、照明を偏光することである。偏光した照明は、露光ラチチュードおよびプロセスウインドウを乾式システムでも同様に増大することが分っている。
各成分が互いに直交し、光学ではしばしば“Ｓ偏光”および“Ｐ偏光”と呼ばれる、２種類の偏光がある。Ｓ偏光では、電界が常に光の伝播方向と直角を成す。光が常にこの伝播方向と直角であるために、Ｓ偏光の二つの光ビームが干渉するとき、当業者によく知られているように、それらは非常によいコントラストを成す。Ｐ偏光に関しては、電界が光の伝播平面内にあって、相殺的干渉を生じ、それがある場合には好ましい。結果として、高ＮＡシステムでは、ＳおよびＰ偏光をできるだけ最適化するのが望ましい。
しばしば偏光をＸおよびＹ偏光と呼ぶことがある。それにも拘らず、ＳおよびＰとＸおよびＹ偏光との間の関係はよく知られている。Ｐ偏光は、マスク形態と直角を成す方向（Ｙ方向に向いたマスク形態についてのＸ方向）に対応する。Ｓ偏光は、このマスク形態と平行な方向（Ｙ方向に向いたマスク形態についてのＹ方向）に対応する。数学的には、Ｐ偏光は、

によってＸおよびＹ偏光と関係付けられ、並びにＳ偏光は、

によってＸおよびＹ偏光と関係付けられ、ここで

並びに座標

および

を決めてもよい。
図１Ａは、例示的な煉瓦壁孤立マイクロリソグラフィ・マスクパターンを示し図１Ｂは、そのパターンを結像するための照明器を示す。図１Ｂの照明器上の点は、軸αｓおよびβｓを有するデカルト座標グリッドによって表してもよく、この照明器上の各点をレチクル上の空中像、または照明強度を決めるために解析してもよい。図１Ｃ−１および図１Ｃ−２は、それぞれ、図１Ｂの照明器上の点２でのＸおよびＹ偏光の空中像を示す。図１Ｃ−３および図１Ｃ−４は、それぞれ、図１Ｂの照明器上の点４でのＸおよびＹ偏光の空中像を示す。
具体的言うと、図１Ｃ−１および図１Ｃ−２は、それぞれ、照明器上の点２（αｓ，０．７８；βｓ，０．４６）についてマスクでのＸ偏光およびマスクでのＹ偏光の空中像を示す。これらの空中像で分るように、Ｙ偏光（図１Ｃ−２）は、Ｘ偏光（図１Ｃ−１）よりコントラストがよい。従って、Ｙ偏光を最大化し且つＸ偏光（図１Ｃ−１）を制限するように両ＸおよびＹ偏光を考慮に入れて照明器を設計するのが望ましいだろう。
また、マスクでのＸ偏光およびマスクでのＹ偏光の空中像（それぞれ、図１Ｃ−３および図１Ｃ−４）を参照すると、点４（αｓ，０．０２；βｓ，０．０２）についてのＸ偏光（図１Ｃ−３）がＹ偏光（図１Ｃ−４）よりコントラストがよい。従って、照明器上のこの点では、Ｘ偏光を最大化することが望ましいだろう。
その結果、各セルまたは照明器の点の間でＸ偏光およびＹ偏光のバランスを取ることによって、全体の照明を最適化し、既存のシステムよりコントラストまたは解像度を良くする結果となる。
照明器上の各点を、最適コントラストの空中像を作る偏光状態を決めるために解析してもよい。しかし、前記の方法で照明器の複数の点について空中像を手作業で解析することは、かなり時間が掛る。本発明者は、偏光した照明を最適化するための更に新規な手法を案出した。
図２は、本開示に従って照明強度を最適化するために使ったプロセスの流れ図を示す。最初に、ステップ２０で、セルの種類（例えば、所望のマスクパターンの領域）およびフラグメンテーション点（例えば、このセルに含まれる点）を選択する。図４Ａおよび図１６Ａに示すように、このセルに例示的煉瓦壁マスクパターンをを選択し、且つ三つのフラグメンテーション点１、２、および３を選択した。これらの点は、それぞれ、ラインの端（フラグメンテーション点１）、ラインの中間（フラグメンテーション点２）、および二つのラインを橋絡する点（フラグメンテーション点３）に対応する。どんなフラグメンテーション点の番号を与えられたセルに選んでもよく、屡々このパターンの複雑さに依る。説明目的で、三つのフラグメンテーション点を選び、汎用形態型式を表す。勿論、更に多くのフラグメンテーション点を使えば、ここに説明する最適化手法の精度を増す。
図２に戻って参照して、ステップ２１で、ウエハ面（像面）の各点（ｘ，ｙ）での強度を、アッベ（Ａｂｂｅ）の結像の理論を使って、各偏光状態Ｊｘ（αｓ，βｓ）およびＪｙ（αｓ，βｓ）に対して照明器面の各点（αｓ，βｓ）から決める。照明点（αｓ，βｓ）での強度から生じるウエハ点（ｘ，ｙ）での強度伝達関数を表す、Ｉ（αｓ，βｓ；ｘ，ｙ）に関する式を生成してもよい。与えられた方法で強度を決めるための方程式は、当業者に知られている。強度伝達関数、Ｉ（αｓ，βｓ；ｘ，ｙ）を式３．０（後に議論する）に示す。
ステップ２２で、正規化画像対数勾配（ＮＩＬＳ）または画像対数勾配（ＩＬＳ）を各偏光状態Ｊｘ（αｓ，βｓ）およびＪｙ（αｓ，βｓ）に対しておよび各フラグメンテーション点（ｘ，ｙ）で決める。この強度決定に次いで、画像対数勾配（ＩＬＳ）を式１．０に従って決めてもよい。
実際問題として、式２．０によって与えられるように、ＩＬＳを正規化するのが最善である。

但し、ｗは、ＣＤまたはλ／ＮＡのような長さの単位を伴う正規化係数である。
結果として、Ｉ（αｓ，βｓ；ｘ，ｙ）およびＮＩＬＳ（αｓ，βｓ；ｘ，ｙ）が決定されてもよい。式３．０は、式１．０および２．０に加えたＩ（ｘ，ｙ）に相当する。
但し：
Ｉｘｘは、物体面でｘ方向偏光を伴うフィールドから生じる像面でのｘ方向の強度を表し、
Ｉｙｘは、物体面でｘ方向偏光を伴うフィールドから生じる像面でのｙ方向の強度を表し、
Ｉｚｘは、物体面でｘ方向偏光を伴うフィールドから生じる像面でのｚ方向の強度を表し、
Ｉｘｙは、物体面でｙ方向偏光を伴うフィールドから生じる像面でのｘ方向の強度を表し、
Ｉｙｙは、物体面でｙ方向偏光を伴うフィールドから生じる像面でのｙ方向の強度を表し、および
Ｉｚｙは、物体面でｙ方向偏光を伴うフィールドから生じる像面でのｚ方向の強度を表す。
スペースを節約するために、式１．０を拡張するための以下の式（式４．０および４．１）では、全ての強度、Ｉ、および全ての電界成分、Ｅ、に対して（ｘ，ｙ）を省略し、並びに（αｓ，βｓ）を全ての照明強度ＪｘおよびＪｙに対して省略した。


またはより一般的に強度および電界成分に対して、ijは、像面での偏光状態、ｊによる、物体面での偏光状態、ｉを表し、且つ式５．０の一般的表記法によって与えられる。
式４．０および４．１は、以下の方法で更に拡張してもよい。
但し、Ｐｉｊは、物体面（レチクル面）から像面（ウエハ面）への画像伝達関数である。Ｐｉｊで、ｊは物体での偏光状態であり、ｉは像での偏光状態である。縮小システムでは、ｘおよびｙ偏光だけを物体面ｊで使い、並びにｘ、ｙ、およびｚ偏光を像面ｉで使う。伝達関数Ｐｉｊは、Ｄ．Ｇ．フラゲロ外の“均質薄膜での高ＮＡ結像の理論”、米国光学学会雑誌、Ａ第１３巻、第１号、１９９６年１月、５３ページで与えられ、以下に式６．０で再現する。
ステップ２３で、最適化制約条件を選択し、それには、典型的に、“ツァイス仕様書”のような、照明システムの仕様（または制限条件）がある。これらの仕様には、典型的には、例えば、最小瞳充満１０％、および例えば、最小リング幅０．２のような、製造制約条件がある。他の最適化制約条件を選んでもよく、それらは十分当業者のレベルの範囲内にあることを注記する。上に議論した計算および最適化制約条件の組に基づいて、ステップ２４で、最小ＮＩＬＳを最大化する照明点強度および偏光状態を各フラグメンテーション点（ｘ，ｙ）で選択する。式７．０によって以下に示すように、式６８を積分することによって、最小ＮＩＬＳを最大化する照明点強度および偏光状態を決める。
このミニマックス問題を、ブレイトン、Ｒ．Ｋ．外の“準ニュートン法および関数分割に基づく統計的回路設計のための新しいアルゴリズム”ＩＥＥＥ会報、回路およびシステムズ、ＣＡＳ−２６巻、ｐｐ．７８４−７９４、１９７９年９月を参考にして、逐次クオドラティックプログラミングを使って解く。
ＮＩＬＳは、露光ラチチュードまたはＥＬと直接相関関係を有する。各フラグメンテーション点での最大最小ＮＩＬＳ（即ち、勾配が０または０に近いところの最大点）は、最大露光ラチチュード（ＥＬ）を表す。言換えれば、ＮＩＬＳは、画像コントラストの尺度である。理想的環境で、ＮＩＬＳプロットは、垂直エッジ（勾配無限大）および水平面（勾配０）を有する、形態の断面を正確に表すだろう。最小ＮＩＬＳを最大化することは、理想的形態に最も近い。従って、ＮＩＬＳが最大になる照明器上の各点で、空中像は、最良のコントラストを示すだろう。
ステップ２５で、今度はＪｘ（αｓ，βｓ）およびＪｙ（αｓ，βｓ）を合計して、照明パターンを創成するために所望の強度で各フラグメンテーション点（ｘ，ｙ）での最小ＮＩＬＳを最大化するために最適照明を決める。
上に説明したように、照明器上の各点を解析する。しかし、照明器上の全点を解析する必要はなく、与えられたパターンの対称性に依存する。与えられたパターンが２軸の周りに対称であれば、照明器の四半分だけを解析すればよい。これは、ここで議論した煉瓦壁パターンの例で見られる。逆に、パターンが１軸周りに対称であれば、照明器の半分だけを解析すればよい。更に、全てではないにしても、大抵のパターンで、照明器は、与えられたパターンがＸおよび／またはＹ軸周りに対称でなくても、ある種の対称性を有する。大抵の場合、照明器の半分だけを解析すればよい。
これらのステップの後に、上で解析した各点に対応する各画素を最適化することによって、実際の照明器を創成してもよい。しかし、どの画素または画素のグループを前記の手法に従って最適化するかを決めるために所定の基準に従ってもよい。勿論、当業者は、どの画素を最適化するかを決めるために所定に基準を設定することができる。所定に基準は、照明器、スキャナ等の種類および与えられたパターンにありうるものとに従っている。
図３は、上に説明したような照明の最適化に好適なコンピュータシステム３０を示す。このコンピュータシステムは、各偏光状態について照明器上の各点の強度を決めるための照明シミュレータ３１を含む。この照明および偏光状態に基づいて、画像対数勾配シミュレータ３２がＩＬＳまたはＮＩＬＳを発生する。最大照明点強度シミュレータ３３がＩＬＳシミュレータ３２の出力に基づいて最小ＩＬＳまたはＮＩＬＳを最大化する。照明器上の各点に対する計算を促進するために、フィードバック経路３４が設けてある。最後に、最適照明器シミュレータ３５が、この照明器の各点を表す計算に基づいて最適照明器を創成する。
以下の例は、上に議論した手法を使って、浸漬式システムと乾式システムの両方のための偏光照明を最適化する。
例１−浸漬式システム
図４Ａを参照すると、マイクロリソグラフィマスクの長さ０．４ｎｍ、幅０．２ｎｍの区画に対する煉瓦壁孤立パターン４０が示してある。更に、数字１、２および３によって示す三つのフラグメンテーション点が図示してある。上述のように、フラグメンテーション点１は、煉瓦壁パターン４０のライン形態４２の端に対応し、フラグメンテーション点２は、ライン形態４２の中間点に対応し、およびフラグメンテーション点３は、ライン４２と４４の接続部に対応する。
図４Ｂは、浸漬式システム用ウエハの構造を示し、それに図４Ａの煉瓦壁パターン４０を適用した。波長λが１９３ｎｍ、開口数ＮＡが１．２の照明システム（以下に説明）を使った。
図５Ａ−１ないし図５Ａ−３および図５Ｂ−１ないし図５Ｂ−３は、基板への投影瞳の伝達を表すシミュレーションを示す。例えば、Ｘ偏光を有するマスクでの照明は、ウエハで他の偏光状態に影響するかも知れない。これは、次の式によって表すことができる。
伝達関数Ｐijは、Ｄ．Ｇ．フラゲロ外の“均質薄膜での高ＮＡ結像の理論”、米国光学学会雑誌、Ａ第１３巻、第１号、１９９６年１月、５３ページで与えられる。Ｐijを以下に示す。
図５Ａ−１〜図５Ａ−３は、マスク（マスクＥｘ）でのＸ偏光およびウエハ（それぞれ、ウエハＥｘ、ウエハＥｙ、およびウエハＥｚ）での偏光状態に対するシミュレーションを示す。図５Ｂ−１〜図５Ｂ−３は、マスク（マスクＥｙ）でのＹ偏光、およびウエハ（それぞれ、ウエハＥｘ、ウエハＥｙ、およびウエハＥｚ）での偏光状態に対するシミュレーションを示す。予測通り、マスクＥｘおよびウエハＥｘの偏光（図５Ａ−１）並びにマスクＥｙおよびウエハＥｙの偏光（図５Ｂ−２）は、最適コントラストを達成できる状態を示す。即ち、もし、全ての光を強引に瞳部分５０を通過させるように照明器を設計できたなら、最適コントラストが得られるだろう。図５Ａ−２、図５Ａ−３、図５Ｂ−１、および図５Ｂ−３と違って、ウエハでの偏光状態および強度は、散発的で、コントラストの低下を生じるだろう。
図６は、最適化した未偏光状態について対応する等高線プロットおよび照明強度を示す。対照的に、図７および図８は、それぞれ、最適化した偏光状態および最適化したＴＥ偏光状態について対応する等高線プロットおよび照明強度を示す。これらの等高線プロットの比較によって分るように、最適化した偏光（図７）または最適化したＴＥ偏光（図８）は、最適化した未偏光照明（図６）より優れた照明をもたらす。具体的言うと、優れた照明は、図６のプロットと比較するとき、図７および図８のプロットの極に沿って見られるプロットの膨張性によって表される。
図７および図８は、更に、図７の複数の偏光ベクトル７０および図８の複数の偏光ベクトル８０によって定義される偏光の状態を示す。偏光ベクトル７０、８０によって示すように、照明器上のある対応点では、Ｙ偏光だけが望ましく、そして、他の点ではＸ偏光だけが望ましい。図７を図８と比較すると、偏光ベクトル７０は、偏光ベクトル８０より急激に変化する。この急激な変化は、画像のコントラストを改善するので、より望ましい。
図９〜図１１は、それぞれ、図４Ａの煉瓦壁パターン上の点１、２、および３での照明瞳ＮＩＬＳ応答プロットを示す。図９〜図１１の副図Ａ−１およびＡ−２は、Ｘ偏光に対するこれらの点でのＮＩＬＳ応答プロットを示し、一方副図Ｂ−１およびＢ−２は、Ｙ偏光に対するこれらの点でのＮＩＬＳ応答プロットを示す。各フラグメンテーション点について、ＸおよびＹ偏光の比較は、Ｙ偏光が良い照明であることを示す。例えば、図９の副図Ａ−１およびＡ−２と副図Ｂ−１およびＢ−２を比較すれば、Ｙ偏光に対する照明強度（図９のＢ−１およびＢ−２）がＸ偏光より約３００％の改善を示す。具体的に言えば、強度レベル９０は、強度レベル９２より遥かに小さい。それで、フラグメンテーション点１については、Ｘ偏光に優先してＹ偏光を使えば、照明強度を劇的に改善する。
フラグメンテーション点２に関して、図１０は、対応する瞳ＮＩＬＳ反応プロットを示す。やはり、強度表現１００と強度表現１０２の比較によって示すように、Ｙ偏光は、Ｘ偏光より約３００％改善する。フラグメンテーション点３に関して（図１１）は、１１０の強度レベルを１１２のそれと比較することによって、Ｘ偏光がＹ偏光より４０％の改善を示す。それで、フラグメンテーション点３では、Ｘ偏光を使うのが好ましい。
図１２〜図１４は、それぞれ、最適化した未偏光照明、最適化した偏光照明および最適化したＴＥ偏光照明のための、図４Ｂのウエハ構造による図４Ａの煉瓦壁パターンのプリントのシミュレーションを示す。フォーカス−０．３から０．１までの空中像を、それぞれ、０．０５刻みで図１２〜図１４について副図Ａ〜Ｉによって示す。各副図は、フォーカスを介して煉瓦壁とレジストの空中像を示す。それぞれのフォーカス図の比較から、フォーカス−０．１（図１２Ｅ、図１３Ｅおよび図１４Ｅ）が最善のコントラストの煉瓦壁を示す傾向がある。今度は、各図の煉瓦壁像を比較すると、図１３Ｅおよび図１４Ｅは、図１２Ｅのそれより僅かに良いコントラストを示す。従って、最適化した偏光（図１３Ｅ）および最適化したＴＥ偏光（図１４Ｅ）が最適化した未偏光照明（図１２Ｅ）のそれより高いコントラストを生じる。
代って、図１５Ａ〜図１５Ｃは、それぞれ、未偏光照明、偏光照明およびＴＥ偏光照明についての図４Ａの煉瓦壁のフラグメンテーション点１、２および３に対する、フォーカスを介するＩＬＳプロットを示す。上に議論したように、最大ＩＬＳを最小化することによって、偏光照明を最適化してもよい。図１５Ａ〜図１５Ｃのプロットは、この独特の特徴を示す。具体的に言うと、フラグメンテーション点１（図１５Ａ）で、偏光照明がＩＬＳ最大で、一方未偏光照明は、ＩＬＳ最小である。ＴＥ偏光照明は、間に入る。同じことがフラグメンテーション点２（図１５Ｂ）についても、フラグメンテーション点３（図１５Ｃ）についても真である。言換えれば、最低画像対数勾配が未偏光の場合に対応し、最高画像対数勾配が偏光した場合に対応する。
高い画像対数勾配は、高コントラストを生じ、それが次に露光ラチチュードの増加および良いプロセスウインドウをもたらす。従って、上に説明し、図２の流れ図に従って決めたように、各フラグメンテーション点で偏光を最適化することによって、高いプロセスウインドウが得られるかも知れない。
例２−乾式システム
図４Ａのように、図１６は、数字１、２および３によって示す三つのフラグメンテーション点を有する、マイクロリソグラフィマスクの長さ０．４ｎｍ、幅０．２ｎｍの区画に対する半ピッチ煉瓦壁孤立パターン１６０を示す。しかし、図１６Ｂは、図１６Ａの煉瓦壁パターン１６０を適用する、乾式システム用ウエハ構造を示す。乾式システムでは、空気の透過率が１である。再び、波長λが１９３ｎｍ、開口数ＮＡが１．２の照明システム（以下に説明）を使った。
図１７Ａ−１〜図１７Ａ−３および図１７Ｂ−１〜図１７Ｂ−３は、図５によって示したものと同じである。従って、ウエハを水に浸したか乾式かに拘らず、投影瞳は同じままである。この図の説明は、簡潔のために繰返さない。
図１８は、最適化した未偏光状態のための対応する等高線プロットおよび照明強度を示す。これとは対照的に、図１９および図２０は、それぞれ、最適化した偏光状態および最適化したＴＥ偏光状態のための対応する等高線プロットおよび照明強度を示す。浸漬式システムの場合同様、最適化した偏光（図１９）または最適化したＴＥ偏光（図２０）は、最適化した未偏光照明（図１８）より優れた照明をもたらす。図１９および図２０は、更に、図１９の複数の偏光ベクトル１９０および図２０の複数の偏光ベクトル２００によって定義される偏光状態を示す。偏光ベクトル１９０、２００によって示すように、照明器上のある点では、Ｙ偏光だけが望ましく、および他の点ではＸ偏光だけが望ましい。前同様、偏光ベクトル１９０は、偏光ベクトル２００より急激に変化し、従ってより望ましく、良いコントラストをもたらす。
図２１〜図２３は、それぞれ、図１６Ａの煉瓦壁パターン上の点１、２、および３での照明瞳ＮＩＬＳ応答プロットを示す。図２１〜図２３の副図Ａ−１およびＡ−２は、Ｘ偏光に対するこれらの点でのＮＩＬＳ応答プロットを示し、一方副図Ｂ−１およびＢ−２は、Ｙ偏光に対するこれらの点でのＮＩＬＳ応答プロットを示す。各フラグメンテーション点について、ＸおよびＹ偏光の比較は、Ｘ偏光に対して優れた照明を示す。図２１の副図Ａ−１およびＡ−２と副図Ｂ−１およびＢ−２を比較すれば、Ｙ偏光に対する照明強度（図２１のＢ−１およびＢ−２）がＸ偏光より約５０％の改善を示す。具体的に言えば、強度レベル２１２は、強度レベル２１０より５０％の改善を示す。それで、フラグメンテーション点１については、Ｘ偏光に優先してＹ偏光を使えば、照明強度を改善する。
フラグメンテーション点２に関して、図２２は、対応する瞳ＮＩＬＳ反応プロットを示す。やはり、Ｙ偏光は、強度レベル２２０と強度レベル２２２の比較によって示すように、Ｘ偏光より５０％改善する。フラグメンテーション点３に関して（図２３）は、Ｘ偏光がＹ偏光より４０％の改善を示す。それで、フラグメンテーション点３では、Ｘ偏光を使うのが好ましい。
図２４〜図２６は、それぞれ、最適化した未偏光照明、最適化した偏光照明および最適化したＴＥ偏光照明のための、図１６Ｂのウエハ構造による図１６Ａの煉瓦壁パターンのプリントのシミュレーションを示す。フォーカス−０．３から０．１までの空中像を、それぞれ、０．０５刻みで図２４〜図２６の各々の副図Ａ〜Ｉによって示す。各副図は、フォーカスを介して煉瓦壁とレジストの空中像を示す。それぞれのフォーカス図の比較から、フォーカス−０．１（図２４Ｅ、図２５Ｅおよび図２６Ｅ）が最高のコントラストの煉瓦壁を示す傾向がある。今度は、各図の煉瓦壁像を比較すると、図２５Ｅおよび図２６Ｅは、図２４Ｅのそれより僅かに良いコントラストを示す。従って、最適化した偏光（図２５Ｅ）および最適化したＴＥ偏光（図２６Ｅ）が最適化した未偏光照明（図２４Ｅ）のそれより高いコントラストの像を生じる。
代って、図２７Ａ〜図２７Ｃは、それぞれ、未偏光照明、偏光照明およびＴＥ偏光照明についての図１６Ａの煉瓦壁のフラグメンテーション点１、２および３に対する、フォーカスを介するＩＬＳプロットを示す。上に議論したように、最大ＮＩＬＳを最小化することによって、偏光照明を最適化してもよい。フラグメンテーション点１（図２７Ａ）で、ＴＥ方位照明が最大ＩＬＳを有し、一方未偏光照明は、最小ＩＬＳを有する。同じことがフラグメンテーション点２（図２７Ｂ）についても真である。しかし、フラグメンテーション点３（図２７Ｃ）については、最適化した偏光が約１５％だけ未偏光照明よりＩＬＳを改善する。
結論として、高画像対数勾配が高コントラストを生じ、それが次に広い露光ラチチュードおよび良いプロセスウインドウを得る。従って、上に説明し、図２の流れ図に従って決めたように、各フラグメンテーション点で偏光を最適化することによって、高いプロセスウインドウが得られるだろう。
図２８は、本発明を使って設計したマスクと共に使うのに適したリソグラフィ投影装置を概略的に描く。この装置は：
− 放射線の投影ビームＰＢを供給するための、この特別な場合放射線源ＬＡも含む、放射線システムＥｘ、ＩＬ；
− マスクＭＡ（例えば、レチクル）を保持するためのマスクホルダを備え、且つこのマスクを部材ＰＬに関して正確に位置決めするために第１位置決め手段に結合された第１物体テーブル（マスクテーブル）ＭＴ；
− 基板Ｗ（例えば、レジストを塗被したシリコンウエハ）を保持するための基板ホルダを備え、且つこの基板を部材ＰＬに関して正確に位置決めするために第２位置決め手段に結合された第２物体テーブル（基板テーブル）ＷＴ；および
− マスクＭＡの被照射部分を基板Ｗの目標部分Ｃ（例えば、一つ以上のダイを含む）上に結像するための投影システム（“レンズ”）ＰＬ（例えば、屈折性、反射性または反射屈折性光学システム）を含む。
ここに描くように、この装置は、反射型である（即ち、反射性のマスクを有する）。しかし、一般的に、それは、例えば、（透過性マスクを備える）透過型でもよい。その代りに、この装置は、マスクの使用に対する代案としての別の種類のパターニング手段を使ってもよく、その例にはプログラム可能ミラーアレイまたはＬＣＤマトリックスがある。
この線源ＬＡ（例えば、水銀灯またはエキシマレーザ）は、放射線のビームを作る。このビームを直接か、または、例えば、ビーム拡大器Ｅｘのような、状態調節手段を通してから、照明システム（照明器）ＩＬの中へ送る。この照明器ＩＬは、このビームの強度分布の外側および／または内側半径方向範囲（普通、それぞれ、σ外側および／またはσ内側と呼ぶ）を設定するための調整手段ＡＭを含んでもよい。その上、それは、一般的に、積分器ＩＮおよびコンデンサＣＯのような、種々の他の部品を含む。この様にして、マスクＭＡに入射するビームＰＢは、その断面に所望の均一性および強度分布を有する。
図２８に関して、線源ＬＡは、（この線源ＬＡが、例えば、水銀灯である場合によくあることだが）このリソグラフィ投影装置のハウジング内にあってもよいが、このリソグラフィ投影装置から遠く離れていて、それが作る放射線ビームをこの装置に（例えば、適当な指向ミラーを使って）導いてもよいことに注目すべきで、この後者のシナリオは、線源ＬＡがエキシマレーザ（例えば、ＫｒＦ、ＡｒＦまたはＦ２レージングに基づく）である場合によくあることである。本発明は、少なくともこれらのシナリオの両方を包含する。
ビームＰＢは、次に、マスクテーブルＭＴ上に保持されたマスクＭＡで反射される。マスクＭＡで反射されてから、ビームＰＢは、レンズＰＬを通過し、それがこのビームＰＢを基板Ｗの目標部分Ｃ上に集束する。第２位置決め手段（および干渉計測定手段ＩＦ）を使って、基板テーブルＷＴを、例えば、異なる目標部分ＣをビームＰＢの経路に配置するように、正確に動かすことができる。同様に、例えば、マスクＭＡをマスクライブラリから機械的に検索してから、または走査中に、第１位置決め手段を使ってマスクＭＡをビームＰＢの経路に関して正確に配置することができる。一般的に、物体テーブルＭＴ、ＷＴの移動は、図２８にはっきりは示さないが、長ストロークモジュール（粗位置決め）および短ストロークモジュール（精密位置決め）を使って実現する。しかし、ウエハステッパの場合は（ステップアンドスキャン装置と違って）、マスクテーブルＭＴを短ストロークアクチュエータに結合するだけでもよく、または固定してもよい。
図示する装置は、二つの異なるモードで使うことができる。
− ステップモードでは、マスクテーブルＭＴを本質的に固定して保持し、全マスク像を目標部分Ｃ上に一度に（即ち、単一“フラッシュ”で）投影する。次に基板テーブルＷＴをｘおよび／またはｙ方向に移動して異なる目標部分ＣをビームＰＢで照射できるようにする。
− 走査モードでは、与えられた目標部分Ｃを単一“フラッシュ”では露光しないことを除いて、本質的に同じシナリオを適用する。その代りに、マスクテーブルＭＴが与えられた方向（所謂“走査方向”、例えば、ｙ方向）に速度ｖで可動で、それで投影ビームＰＢがマスク像の上を走査させられ、同時に、基板テーブルＷＴがそれと共に同じまたは反対方向に速度Ｖ＝Ｍｖで動かされ、このＭはレンズＰＬの倍率（典型的には、Ｍ＝１／４または１／５）である。この様にして、比較的大きい目標部分Ｃを、解像度について妥協する必要なく、露光することができる。
ここに開示した構想は、波長以下の形態を結像するため一般的結像システムのどれをシミュレートまたは数学的にモデル化してもよく、且つ益々小さくなる波長を作り出せる新興の結像技術に特に有用かも知れない。既に使われている新興技術には、ＡｒＦレーザを使って１９３ｎｍ、および弗素レーザを使って１５７ｎｍの波長さえも作り得るＥＵＶ（超紫外線）リソグラフィがある。更に、ＥＵＶリソグラフィは、シンクロトロンを使うことによって２０〜５ｎｍの範囲内の波長を、またはこの範囲内の光子を作るために高エネルギー電子で材料（固体またはプラズマのいずれか）を叩くことによってこの波長を作ることができる。大抵の材料はこの範囲内で吸収性であるので、照明をモリブデンとシリコンの多層反射性ミラーで作ってもよい。この多層ミラーは、モリブデンとシリコンの対の４０層を有し、各層の厚さは、波長の四分の一である。Ｘ線リソグラフィで更に短い波長さえも作れる。典型的には、シンクロトロンを使ってＸ線波長を作る。大抵の材料は、ｘ線波長で吸収性であるので、吸収材料の薄片が、形態が写る（ポジレジスト）場所か、写らない（ネガレジスト）場所を決める。
ここに開示した構想は、シリコンウエハのような基板上に結像するために使ってもよいが、開示した構想は、どんな種類のリソグラフィ結像システム、例えば、シリコンウエハ以外の基板上に結像するためのもの、にも使ってよいことを理解すべきである。
実行可能コードを含む、プログラミングを伴うコンピュータシステムのソフトウェア機能面を上に説明した結像モデルを実行するために使ってもよい。このソフトウェアコードは、汎用コンピュータで実行可能である。作動する際は、コードとことによると関連するデータ記録を汎用コンピュータプラットフォーム内に記憶する。しかし、ほかの時は、このソフトウェアを適当な汎用コンピュータシステムにローディングするために他の場所に記憶しおよび／または移送してもよい。従って、上に議論した実施例は、少なくとも一つの機械読取り可能媒体が記憶する一つ以上のコードのモジュールの形の一つ以上のソフトウェアプロダクトを必要とする。コンピュータシステムのプロセッサによるそのようなコードの実行は、実質的にここに議論し且つ図示した実施例で行った方法で、このプラットフォームにカタログおよび／またはソフトウェア・ダウンローディング機能を実行できるようにする。
ここで使うように、コンピュータまたは機械“読取り可能媒体”というような用語は、プロセッサへの実行命令の提供に参加するあらゆる媒体を指す。そのような媒体は、多くの形を採ることができ、それらには不揮発性媒体、揮発性媒体、および伝送媒体があるがそれらに限定されない。不揮発性媒体には、例えば、上に議論した、サーバプラットフォームの一つとして動作する何れかのコンピュータの何れかの記憶装置のような、光または磁気ディスクがある。揮発性媒体には、そのようなコンピュータプラットフォームの主記憶装置のような、ダイナミックメモリがある。物理的伝送媒体には、コンピュータシステム内のバスを構成するワイヤを含む、同軸ケーブル、銅線および光ファイバがある。搬送波伝送媒体は、無線周波（ＲＦ）および赤外線（ＩＲ）データ通信中に発生するもののような、電気若しくは電磁信号、または音波若しくは光波の形を採ることができる。従って、コンピュータ可読媒体の共通の形には、例えば、フロッピー（登録商標）ディスク、フレキシブルディスク、ハードディスク、磁気テープ、何か他の磁気媒体、ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ、その他の光媒体、パンチカード、紙テープ、孔のパターンを備えるその他の物理的媒体のような普通あまり使われない媒体、ＲＡＭ、ＰＲＯＭ、およびＥＰＲＯＭ、フラッシュＥＰＲＯＭ、何か他のメモリチップまたはカートリッジ、データまたは命令を移送する搬送波、そのような搬送波を移送するケーブルまたはリンク、またはコンピュータがプログラムコードおよび／またはデータを読出せる何か他の媒体がある。コンピュータ読取り可能媒体のこれらの形の多くがプロセッサへ一つ以上の系列の一つ以上の命令を実行のために搬送する際に関わってもよい。
本発明を詳細に説明し且つ図示したが、それは説明と例示だけのためであり、限定ととるべきでなく、本発明の範囲は、添付の請求項の条件によってのみ制限されることを明確に理解すべきである。
例示的な煉瓦壁パターンを示す。 上記パターンを結像するための照明器を示す。 図１Ｂの照明器上の点２に対応する空中像を示す。 図１Ｂの照明器上の点２に対応する空中像を示す。 図１Ｂの照明器上の点４に対応する空中像を示す。 図１Ｂの照明器上の点４に対応する空中像を示す。 本発明に従って偏光照明を最適化するための例示的流れ図を示す。 本発明に従って偏光照明を最適化するように構成した例示的コンピュータシステムを示す。 三つのフラグメンテーション基準点を備える例示的半ピッチ煉瓦壁孤立パターン・マイクロリソグラフィマスク形態を示す。 浸漬式システム用ウエハの構造を示す。 マスクに適用したＸ偏光用投影瞳、およびウエハにできたｘ偏光状態を示す。 マスクに適用したＸ偏光用投影瞳、およびウエハにできたｙ偏光状態を示す。 マスクに適用したＸ偏光用投影瞳、およびウエハにできたｚ偏光状態を示す。 マスクに適用したＹ偏光用投影瞳、およびウエハにできたｘ偏光状態を示す。 マスクに適用したＹ偏光用投影瞳、およびウエハにできたｙ偏光状態を示す。 マスクに適用したＹ偏光用投影瞳、およびウエハにできたｚ偏光状態を示す。 図４Ｂのウエハ構造で図４Ａの煉瓦壁パターン用の最適化した未偏光照明を示す。 図４Ｂのウエハ構造で図４Ａの煉瓦壁パターン用の最適化した偏光照明を示す。 図４Ｂのウエハ構造で図４Ａの煉瓦壁パターン用の最適化したＴＥ方位偏光照明を示す。 二つの強度範囲についてのＸ偏光用フラグメンテーション点１の照明瞳ＮＩＬＳ応答プロットを示す。 二つの強度範囲についてのＸ偏光用フラグメンテーション点１の照明瞳ＮＩＬＳ応答プロットを示す。 二つの強度範囲についてのＹ偏光用フラグメンテーション点１の照明瞳ＮＩＬＳ応答プロットを示す。 二つの強度範囲についてのＹ偏光用フラグメンテーション点１の照明瞳ＮＩＬＳ応答プロットを示す。 二つの強度範囲についてのＸ偏光用フラグメンテーション点２の照明瞳ＮＩＬＳ応答プロットを示す。 二つの強度範囲についてのＸ偏光用フラグメンテーション点２の照明瞳ＮＩＬＳ応答プロットを示す。 二つの強度範囲についてのＹ偏光用フラグメンテーション点２の照明瞳ＮＩＬＳ応答プロットを示す。 二つの強度範囲についてのＹ偏光用フラグメンテーション点２の照明瞳ＮＩＬＳ応答プロットを示す。 二つの強度範囲についてのＸ偏光用フラグメンテーション点３の照明瞳ＮＩＬＳ応答プロットを示す。 二つの強度範囲についてのＸ偏光用フラグメンテーション点３の照明瞳ＮＩＬＳ応答プロットを示す。 二つの強度範囲についてのＹ偏光用フラグメンテーション点３の照明瞳ＮＩＬＳ応答プロットを示す。 二つの強度範囲についてのＹ偏光用フラグメンテーション点３の照明瞳ＮＩＬＳ応答プロットを示す。 最適化した未偏光照明のための、図４Ｂのウエハ構造による図４Ａの煉瓦壁パターンのプリントのシミュレーションをフォーカス−０．３で示す。 最適化した未偏光照明のための、図４Ｂのウエハ構造による図４Ａの煉瓦壁パターンのプリントのシミュレーションをフォーカス−０．２５で示す。 適化した未偏光照明のための、図４Ｂのウエハ構造による図４Ａの煉瓦壁パターンのプリントのシミュレーションをフォーカス−０．２で示す。 適化した未偏光照明のための、図４Ｂのウエハ構造による図４Ａの煉瓦壁パターンのプリントのシミュレーションをフォーカス−０．１５で示す。 適化した未偏光照明のための、図４Ｂのウエハ構造による図４Ａの煉瓦壁パターンのプリントのシミュレーションをフォーカス−０．１で示す。 適化した未偏光照明のための、図４Ｂのウエハ構造による図４Ａの煉瓦壁パターンのプリントのシミュレーションをフォーカス−０．０５で示す。 適化した未偏光照明のための、図４Ｂのウエハ構造による図４Ａの煉瓦壁パターンのプリントのシミュレーションをフォーカス０で示す。 適化した未偏光照明のための、図４Ｂのウエハ構造による図４Ａの煉瓦壁パターンのプリントのシミュレーションをフォーカス０．０５で示す。 適化した未偏光照明のための、図４Ｂのウエハ構造による図４Ａの煉瓦壁パターンのプリントのシミュレーションをフォーカス０．１で示す。 最適化した偏光照明のための、図４Ｂのウエハ構造による図４Ａの煉瓦壁パターンのプリントのシミュレーションをフォーカス−０．３で示す。 最適化した偏光照明のための、図４Ｂのウエハ構造による図４Ａの煉瓦壁パターンのプリントのシミュレーションをフォーカス−０．２５で示す。 最適化した偏光照明のための、図４Ｂのウエハ構造による図４Ａの煉瓦壁パターンのプリントのシミュレーションをフォーカス−０．２で示す。 最適化した偏光照明のための、図４Ｂのウエハ構造による図４Ａの煉瓦壁パターンのプリントのシミュレーションをフォーカス−０．１５で示す。 最適化した偏光照明のための、図４Ｂのウエハ構造による図４Ａの煉瓦壁パターンのプリントのシミュレーションをフォーカス−０．１で示す。 最適化した偏光照明のための、図４Ｂのウエハ構造による図４Ａの煉瓦壁パターンのプリントのシミュレーションをフォーカス−０．０５で示す。 最適化した偏光照明のための、図４Ｂのウエハ構造による図４Ａの煉瓦壁パターンのプリントのシミュレーションをフォーカス０で示す。 最適化した偏光照明のための、図４Ｂのウエハ構造による図４Ａの煉瓦壁パターンのプリントのシミュレーションをフォーカス０．０５で示す。 最適化した偏光照明のための、図４Ｂのウエハ構造による図４Ａの煉瓦壁パターンのプリントのシミュレーションをフォーカス０．１で示す。 最適化したＴＥ偏光照明のための、図４Ｂのウエハ構造による図４Ａの煉瓦壁パターンのプリントのシミュレーションをフォーカス−０．３で示す。 最適化したＴＥ偏光照明のための、図４Ｂのウエハ構造による図４Ａの煉瓦壁パターンのプリントのシミュレーションをフォーカス−０．２５で示す。 最適化したＴＥ偏光照明のための、図４Ｂのウエハ構造による図４Ａの煉瓦壁パターンのプリントのシミュレーションをフォーカス−０．２で示す。 最適化したＴＥ偏光照明のための、図４Ｂのウエハ構造による図４Ａの煉瓦壁パターンのプリントのシミュレーションをフォーカス−０．１５で示す。 最適化したＴＥ偏光照明のための、図４Ｂのウエハ構造による図４Ａの煉瓦壁パターンのプリントのシミュレーションをフォーカス−０．１で示す。 最適化したＴＥ偏光照明のための、図４Ｂのウエハ構造による図４Ａの煉瓦壁パターンのプリントのシミュレーションをフォーカス−０．０５で示す。 最適化したＴＥ偏光照明のための、図４Ｂのウエハ構造による図４Ａの煉瓦壁パターンのプリントのシミュレーションをフォーカス０で示す。 最適化したＴＥ偏光照明のための、図４Ｂのウエハ構造による図４Ａの煉瓦壁パターンのプリントのシミュレーションをフォーカス０．０５で示す。 最適化したＴＥ偏光照明のための、図４Ｂのウエハ構造による図４Ａの煉瓦壁パターンのプリントのシミュレーションをフォーカス０．１で示す。 図４Ａに示すフラグメンテーション点１での画像対数勾配（ＩＬＳ）プロットを示す。 図４Ａに示すフラグメンテーション点２での画像対数勾配（ＩＬＳ）プロットを示す。 図４Ａに示すフラグメンテーション点３での画像対数勾配（ＩＬＳ）プロットを示す。 三つのフラグメンテーション基準点を備える半ピッチ煉瓦壁孤立パターン・マイクロリソグラフィマスク形態を示す。 乾式システム用ウエハの構造を示す。 マスクに適用したＸ偏光用投影瞳、およびウエハにできたｘ偏光状態を示す。 マスクに適用したＸ偏光用投影瞳、およびウエハにできたｙ偏光状態を示す。 マスクに適用したＸ偏光用投影瞳、およびウエハにできたｚ偏光状態を示す。 マスクに適用したＹ偏光用投影瞳、およびウエハにできたｘ偏光状態を示す。 マスクに適用したＹ偏光用投影瞳、およびウエハにできたｙ偏光状態を示す。 マスクに適用したＹ偏光用投影瞳、およびウエハにできたｚ偏光状態を示す。 図１６Ｂのウエハ構造で図１６Ａの煉瓦壁パターン用の最適化した未偏光照明を示す。 図１６Ｂのウエハ構造で図１６Ａの煉瓦壁パターン用の最適化した偏光照明を示す。 図１６Ｂのウエハ構造で図１６Ａの煉瓦壁パターン用の最適化したＴＥ方位偏光照明を示す。 二つの強度範囲についてのＸ偏光用フラグメンテーション点１の照明瞳ＮＩＬＳ応答プロットを示す。 二つの強度範囲についてのＸ偏光用フラグメンテーション点１の照明瞳ＮＩＬＳ応答プロットを示す。 二つの強度範囲についてのＹ偏光用フラグメンテーション点１の照明瞳ＮＩＬＳ応答プロットを示す。 二つの強度範囲についてのＹ偏光用フラグメンテーション点１の照明瞳ＮＩＬＳ応答プロットを示す。 二つの強度範囲についてのＸ偏光用フラグメンテーション点２の照明瞳ＮＩＬＳ応答プロットを示す。 二つの強度範囲についてのＸ偏光用フラグメンテーション点２の照明瞳ＮＩＬＳ応答プロットを示す。 二つの強度範囲についてのＹ偏光用フラグメンテーション点２の照明瞳ＮＩＬＳ応答プロットを示す。 二つの強度範囲についてのＹ偏光用フラグメンテーション点２の照明瞳ＮＩＬＳ応答プロットを示す。 二つの強度範囲についてのＸ偏光用フラグメンテーション点３の照明瞳ＮＩＬＳ応答プロットを示す。 二つの強度範囲についてのＸ偏光用フラグメンテーション点３の照明瞳ＮＩＬＳ応答プロットを示す。 二つの強度範囲についてのＹ偏光用フラグメンテーション点３の照明瞳ＮＩＬＳ応答プロットを示す。 二つの強度範囲についてのＹ偏光用フラグメンテーション点３の照明瞳ＮＩＬＳ応答プロットを示す。 最適化した未偏光照明のための、図１６Ｂのウエハ構造による図１６Ａの煉瓦壁パターンのプリントのシミュレーションをフォーカス−０．３で示す。 最適化した未偏光照明のための、図１６Ｂのウエハ構造による図１６Ａの煉瓦壁パターンのプリントのシミュレーションをフォーカス−０．２５で示す。 最適化した未偏光照明のための、図１６Ｂのウエハ構造による図１６Ａの煉瓦壁パターンのプリントのシミュレーションをフォーカス−０．２で示す。 最適化した未偏光照明のための、図１６Ｂのウエハ構造による図１６Ａの煉瓦壁パターンのプリントのシミュレーションをフォーカス−０．１５で示す。 最適化した未偏光照明のための、図１６Ｂのウエハ構造による図１６Ａの煉瓦壁パターンのプリントのシミュレーションをフォーカス−０．１で示す。 最適化した未偏光照明のための、図１６Ｂのウエハ構造による図１６Ａの煉瓦壁パターンのプリントのシミュレーションをフォーカス−０．０５で示す。 最適化した未偏光照明のための、図１６Ｂのウエハ構造による図１６Ａの煉瓦壁パターンのプリントのシミュレーションをフォーカス０で示す。 最適化した未偏光照明のための、図１６Ｂのウエハ構造による図１６Ａの煉瓦壁パターンのプリントのシミュレーションをフォーカス０．０５で示す。 最適化した未偏光照明のための、図１６Ｂのウエハ構造による図１６Ａの煉瓦壁パターンのプリントのシミュレーションをフォーカス０．１で示す。 最適化した偏光照明のための、図１６Ｂのウエハ構造による図１６Ａの煉瓦壁パターンのプリントのシミュレーションをフォーカス−０．３で示す。 最適化した偏光照明のための、図１６Ｂのウエハ構造による図１６Ａの煉瓦壁パターンのプリントのシミュレーションをフォーカス−０．２５で示す。 最適化した偏光照明のための、図１６Ｂのウエハ構造による図１６Ａの煉瓦壁パターンのプリントのシミュレーションをフォーカス−０．２で示す。 最適化した偏光照明のための、図１６Ｂのウエハ構造による図１６Ａの煉瓦壁パターンのプリントのシミュレーションをフォーカス−０．１５で示す。 最適化した偏光照明のための、図１６Ｂのウエハ構造による図１６Ａの煉瓦壁パターンのプリントのシミュレーションをフォーカス−０．１で示す。 最適化した偏光照明のための、図１６Ｂのウエハ構造による図１６Ａの煉瓦壁パターンのプリントのシミュレーションをフォーカス−０．０５で示す。 最適化した偏光照明のための、図１６Ｂのウエハ構造による図１６Ａの煉瓦壁パターンのプリントのシミュレーションをフォーカス０で示す。 最適化した偏光照明のための、図１６Ｂのウエハ構造による図１６Ａの煉瓦壁パターンのプリントのシミュレーションをフォーカス０．０５で示す。 最適化した偏光照明のための、図１６Ｂのウエハ構造による図１６Ａの煉瓦壁パターンのプリントのシミュレーションをフォーカス０．１で示す。 最適化したＴＥ偏光照明のための、図４Ｂのウエハ構造による図４Ａの煉瓦壁パターンのプリントのシミュレーションをフォーカス−０．３で示す。 最適化したＴＥ偏光照明のための、図４Ｂのウエハ構造による図４Ａの煉瓦壁パターンのプリントのシミュレーションをフォーカス−０．２５で示す。 最適化したＴＥ偏光照明のための、図４Ｂのウエハ構造による図４Ａの煉瓦壁パターンのプリントのシミュレーションをフォーカス−０．２で示す。 最適化したＴＥ偏光照明のための、図４Ｂのウエハ構造による図４Ａの煉瓦壁パターンのプリントのシミュレーションをフォーカス−０．１５で示す。 最適化したＴＥ偏光照明のための、図４Ｂのウエハ構造による図４Ａの煉瓦壁パターンのプリントのシミュレーションをフォーカス−０．１で示す。 最適化したＴＥ偏光照明のための、図４Ｂのウエハ構造による図４Ａの煉瓦壁パターンのプリントのシミュレーションをフォーカス−０．０５で示す。 最適化したＴＥ偏光照明のための、図４Ｂのウエハ構造による図４Ａの煉瓦壁パターンのプリントのシミュレーションをフォーカス０で示す。 最適化したＴＥ偏光照明のための、図４Ｂのウエハ構造による図４Ａの煉瓦壁パターンのプリントのシミュレーションをフォーカス０．０５で示す。 最適化したＴＥ偏光照明のための、図４Ｂのウエハ構造による図４Ａの煉瓦壁パターンのプリントのシミュレーションをフォーカス０．１で示す。 図１６Ａに示すフラグメンテーション点１での画像対数勾配（ＩＬＳ）プロットを示す。 図１６Ａに示すフラグメンテーション点２での画像対数勾配（ＩＬＳ）プロットを示す。 図１６Ａに示すフラグメンテーション点３での画像対数勾配（ＩＬＳ）プロットを示す。 ここに議論した構想を使って設計したマスクと共に使うのに適したリソグラフィ投影装置を概略的に描く。
符号の説明
Ｃ 目標部分
Ｅｘ ビーム拡大器
ＩＬ 照明器
ＬＡ 放射線源
ＭＡ マスク
ＰＬ 投影システム
Ｗ 基板

Claims (18)

  1. 基板の表面に形成すべきパターンの照明の偏光を最適化する方法であって、
    （ａ）少なくとも二つの偏光状態について照明器上の少なくとも一つの点に対して照明強度を決める工程、
    （ｂ）前記少なくとも二つの偏光状態について前記照明器上の前記少なくとも一つの点に対して画像対数勾配（ＩＬＳ）を決める工程、
    （ｃ）前記ＩＬＳが前記照明器上の前記少なくとも一つの点に対して少なくともゼロに近い、最大画像対数勾配（ＩＬＳ）を決める工程、および
    （ｄ）前記照明器上の前記少なくとも一つの点に対して前記最大ＩＬＳに対応する最適偏光状態を選ぶ工程、を含む方法。
  2. 前記照明器上の複数の点の各々に対して工程（ａ）〜（ｄ）を反復する工程をさらに含む請求項１に記載された照明の偏光を最適化する方法。
  3. 形態の対称性に関して前記照明器の一部上の複数の点の各々に対して工程（ａ）〜（ｄ）を反復する工程をさらに含む請求項１に記載された照明の偏光を最適化する方法。
  4. 前記照明器の半分上の複数の点の各々に対して工程（ａ）〜（ｄ）を反復する工程をさらに含む請求項１に記載された照明の偏光を最適化する方法。
  5. 前記パターンの最適照明を創成するために、前記照明器上の複数の点の各々に対して最適偏光状態を組合わせる工程をさらに含む請求項２に記載された照明の偏光を最適化する方法。
  6. 前記最適偏光状態が前記少なくとも二つの偏光状態の変形である請求項１に記載された照明の偏光を最適化する方法。
  7. 前記最適偏光状態が前記少なくとも二つの偏光状態の一つに対応する請求項１に記載された照明の偏光を最適化する方法。
  8. 前記少なくとも二つの偏光状態が少なくともＸおよびＹ偏光状態を含む請求項１に記載された照明の偏光を最適化する方法。
  9. 少なくとも一つの機械読取り可能媒体により可搬の実行可能コードを含むコンピュータ・プログラムプロダクトに於いて、少なくとも一つのプログラム式コンピュータによる前記コードの実行が前記少なくとも一つのプログラム式コンピュータに、基板の表面に形成すべきパターン用の偏光照明を最適化するための一連の工程を行わせ、
    （ａ）少なくとも二つの偏光状態について照明器上の少なくとも一つの点に対して照明強度を計算する工程、
    （ｂ）前記少なくとも二つの偏光状態について前記照明器上の前記少なくとも一つの点に対して画像対数勾配（ＩＬＳ）を計算する工程、
    （ｃ）前記ＩＬＳの勾配が前記照明器上の前記少なくとも一つの点に対して少なくともゼロに近い、最大画像対数勾配（ＩＬＳ）を決める工程、および
    （ｄ）前記照明器上の前記少なくとも一つの点について前記最大ＩＬＳに対する最適偏光状態を選ぶ工程、を含むプログラムプロダクト。
  10. プロダクト前記照明器上の複数の点の各々に対して工程（ａ）〜（ｄ）を反復する工程をさらに含む請求項９に記載されたコンピュータ・プログラムプロダクト。
  11. 形態の対称性に関して前記照明器の一部上の複数の点の各々に対して工程（ａ）〜（ｄ）を反復する工程をさらに含む請求項９に記載されたコンピュータ・プログラムプロダクト。
  12. 前記照明器の半分上の複数の点の各々に対して工程（ａ）〜（ｄ）を反復する工程をさらに含む請求項９に記載されたコンピュータ・プログラムプロダクト。
  13. 前記パターンの最適照明を創成するために、前記照明器上の複数の点の各々に対して最適偏光状態を組合わせる工程をさらに含む請求項９に記載されたコンピュータ・プログラムプロダクト。
  14. 前記最適偏光状態が前記少なくとも二つの偏光状態の変形である請求項９に記載されたコンピュータ・プログラムプロダクト。
  15. 前記最適偏光状態が前記少なくとも二つの偏光状態の一つに対応する請求項９に記載されたコンピュータ・プログラムプロダクト。
  16. 前記少なくとも二つの偏光状態が少なくともＸおよびＹ偏光状態を含む請求項９に記載された照明器の偏光を最適化する方法。
  17. プロセスウインドウを増大するために最適化した偏光照明を使ってマスク設計を生み出す装置であって、
    偏光した放射線の投影ビームを供給するための放射線システム、
    前記放射線の投影ビームを受け且つ放射線の調整したビームをマスクの一部に投影するための照明器、および
    マスクの対応する被照射部分を基板の目標部分上に結像するための投影システム、を含み、
    前記照明器が複数の点で前記複数の点の各々での偏光および強度を最適化するように調整してある装置。
  18. 前記複数の点の各々での偏光および強度を、
    （ａ）少なくとも二つの偏光状態について照明器上の少なくとも一つの点に対して照明強度を決る工程、
    （ｂ）前記少なくとも二つの偏光状態について前記照明器上の前記少なくとも一つの点に対して画像対数勾配（ＩＬＳ）を決める工程、
    （ｃ）前記ＩＬＳが前記照明器上の前記少なくとも一つの点に対して少なくともゼロに近い、最大画像対数勾配（ＩＬＳ）を決める工程、
    （ｄ）前記照明器上の前記少なくとも一つの点に対して前記最大ＩＬＳに対応する最適偏光状態を選ぶ工程、および
    （ｅ）前記照明器上の前記複数の点の各々に対して工程（ａ）〜（ｄ）を反復する工程、
    を実行することによって最適化するように構成したコンピュータシステムをさらに含む請求項１７に記載された装置。
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