JP2007214163A - 偏光特性計測装置、偏光特性計測方法、露光装置、計測用部材、およびデバイス製造方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】 簡素な構成にしたがって被検光学系の偏光特性を計測することのできる偏光特性計測装置。
【解決手段】 被検光学系(PL)の偏光特性を計測する本発明の偏光特性計測装置は、ほぼ平行光束を供給する平行光束供給部(1〜8)と、平行光束供給部からのほぼ平行光束から所定の偏光状態の光を選択的に射出する偏光子(11b)と、偏光子を介したほぼ平行光束を所定の発散角の光束に変換する光束発散手段(11c)と、偏光子、光束発散手段および被検光学系を介した光束の偏光状態を測定する偏光状態測定部(9)とを備えている。
【選択図】 図2
【解決手段】 被検光学系(PL)の偏光特性を計測する本発明の偏光特性計測装置は、ほぼ平行光束を供給する平行光束供給部(1〜8)と、平行光束供給部からのほぼ平行光束から所定の偏光状態の光を選択的に射出する偏光子(11b)と、偏光子を介したほぼ平行光束を所定の発散角の光束に変換する光束発散手段(11c)と、偏光子、光束発散手段および被検光学系を介した光束の偏光状態を測定する偏光状態測定部(9)とを備えている。
【選択図】 図2
Description
本発明は、偏光特性計測装置、偏光特性計測方法、露光装置、計測用部材、およびデバイス製造方法に関し、特に半導体素子、撮像素子、液晶表示素子、薄膜磁気ヘッド等のデバイスをリソグラフィー工程で製造するために使用される露光装置に搭載される投影光学系の偏光特性の計測に関するものである。
この種の典型的な露光装置においては、光源から射出された光束が、オプティカルインテグレータとしてのフライアイレンズ(またはマイクロレンズアレイなど)を介して、多数の光源からなる実質的な面光源としての二次光源を形成する。二次光源からの光束は、コンデンサーレンズにより集光された後、所定のパターンが形成されたマスクを重畳的に照明する。マスクのパターンを透過した光は、投影光学系を介してウェハ(感光性基板)上に結像する。
こうして、ウェハ上には、マスクパターンが投影露光(転写)される。なお、マスクに形成されたパターンは高集積化されており、この微細パターンをウェハ上に正確に転写するにはウェハ上において均一な照度分布を得ることが不可欠である。従来、マスクパターンの特性に応じて、この種の光源から供給される光を所望の直線偏光状態の光に変換してマスクを照明する技術が知られている(たとえば特許文献1を参照)。
マスクパターンの特性に応じて特定の直線偏光状態の光を用いて投影露光を行うこと、さらに一般的にはマスクパターンの特性に応じて特定の偏光状態の光を用いて投影露光を行うことは、投影光学系の解像度や焦点深度などの向上に有効である。しかしながら、所望の偏光状態の光でマスクを照明しても、投影光学系中に光の偏光状態を変化させる光学素子が存在すると、感光性基板上において所望の偏光状態で結像しなくなり、ひいては結像性能が悪化する可能性がある。
本発明は、前述の課題に鑑みてなされたものであり、簡素な構成にしたがって被検光学系の偏光特性を計測することのできる偏光特性計測装置を提供することを目的とする。また、本発明の偏光特性計測装置により偏光特性が計測された投影光学系を介して、感光性基板上において所望の偏光状態で結像させて良好な投影露光を行うことのできる露光装置を提供することを目的とする。
前記課題を解決するために、本発明の第1形態では、被検光学系の偏光特性を計測する偏光特性計測装置において、ほぼ平行光束を供給する平行光束供給部と、前記平行光束供給部からのほぼ平行光束から所定の偏光状態の光を選択的に射出する偏光子と、前記偏光子を介したほぼ平行光束を所定の発散角の光束に変換する光束発散手段と、前記偏光子、前記光束発散手段および前記被検光学系を介した光束の偏光状態を測定する偏光状態測定部とを備えていることを特徴とする偏光特性計測装置を提供する。
本発明の第2形態では、光学系へ入射する光の偏光特性を計測する偏光特性計測装置において、光束を供給する光束供給部と、前記光束供給部からの前記光束の光路中に挿脱自在に設けられて、前記光束から所定の偏光状態の光を選択的に射出する偏光子と、前記偏光子および前記光学系を介した光と、前記偏光子を介さずに前記光学系から射出された光とを検出する光検出器とを備えていることを特徴とする偏光特性計測装置を提供する。
本発明の第3形態では、被検光学系の偏光特性を計測する偏光特性計測方法において、ほぼ平行光束である光を偏光子へ供給する平行光束供給工程と、前記偏光子を用いて前記ほぼ平行光束から所定の偏光状態の光を選択する偏光選択工程と、前記偏光子を介したほぼ平行光束を所定の発散角の光束に変換する光束発散工程と、発散された前記光束を前記被検光学系へ導入する光束導入工程と、前記被検光学系を介した光束の偏光状態を測定する偏光状態測定工程とを含むことを特徴とする偏光特性計測方法を提供する。
本発明の第4形態では、光学系へ入射する光の偏光特性を計測する偏光特性計測方法において、光束を供給する光束供給工程と、前記光束から所定の偏光状態の光を選択的に射出する偏光子を、前記光束供給部からの前記光束の光路中に挿入する偏光子挿入工程と、前記偏光子および前記光学系を介した光を検出する第1光検出工程と、前記光束供給部からの前記光束の光路中から前記偏光子を退避させる偏光子退避工程と、前記偏光子を介さずに前記光学系から射出された光を検出する第2光検出工程とを含むことを特徴とする偏光特性計測方法を提供する。
本発明の第5形態では、所定のパターンを感光性基板に投影露光するための投影光学系として、第1形態の偏光特性計測装置または第3形態の偏光特性計測方法を用いて偏光特性が計測された光学系を備えていることを特徴とする露光装置を提供する。
本発明の第6形態では、マスクステージに載置されるマスク上のパターンを感光性基板上に投影する投影光学系の偏光特性を計測するための計測用部材であって、前記マスクステージに載置可能な支持基板と、前記支持基板により保持されて、入射光から所定の偏光状態の光を選択的に射出する偏光子と、前記支持基板に取り付けられて、前記偏光子を介した前記所定の偏光状態の光を発散させるための光束発散部材とを備えていることを特徴とする計測用部材を提供する。
本発明の第7形態では、マスク上のパターンを感光性基板上に投影する投影光学系の偏光特性を計測する偏光特性計測方法において、第6形態の計測用部材を、前記マスクを載置するためのマスクステージ上に載置する計測用部材載置工程と、前記計測用部材の前記偏光子、前記光束発散部材および前記投影光学系を介した光束の偏光状態を測定する偏光状態測定工程とを含むことを特徴とする偏光特性計測方法を提供する。
本発明の第8形態では、マスクステージに載置されるマスクを照明する照明光の偏光特性を計測するための計測用部材であって、前記マスクステージに載置可能な支持基板と、前記支持基板により保持されて、入射光から所定の偏光状態の光を選択的に射出する偏光子とを備え、入射光の偏光状態を維持しつつ射出させる光通過部を、前記支持基板の前記偏光子とは異なる位置に設けたことを特徴とする計測用部材を提供する。
本発明の第9形態では、マスクを照明する照明光の偏光特性を計測する偏光特性計測方法において、第8形態の計測用部材を、前記マスクを載置するためのマスクステージ上に載置する計測用部材載置工程と、前記計測用部材の前記偏光子を介した光を検出する第1光検出工程と、前記計測用部材の前記光通過部を介した光を検出する第2光検出工程とを含むことを特徴とする偏光特性計測方法を提供する。
本発明の第10形態では、所定のパターンを有するマスクを照明するための照明系と、前記パターンの像を感光性基板上に投影する投影光学系とを備えた露光装置において、前記投影光学系は、第7形態の偏光特性計測方法を用いて計測された投影光学系であることを特徴とする露光装置を提供する。
本発明の第11形態では、所定のパターンを有するマスクを照明するための照明系と、前記パターンの像を感光性基板上に投影する投影光学系とを備えた露光装置において、前記照明系は、第9形態の偏光特性計測方法を用いて計測された照明光学系を有することを特徴とする露光装置を提供する。
本発明の第12形態では、第5形態、第10形態または第11形態の露光装置を用いて前記所定のパターンを前記感光性基板に露光する露光工程と、前記露光工程を経た前記感光性基板を現像する現像工程とを含むことを特徴とするデバイス製造方法を提供する。
本発明の偏光特性計測装置では、偏光子によりほぼ平行光束から選択された所定の偏光状態の光が、光束発散手段を介して所定の発散角の光束に変換されて被検光学系へ導かれ、被検光学系を介した光束の偏光状態が偏光状態測定部において測定される。その結果、偏光子により選択される所定の直線偏光状態と、偏光状態測定部により測定される偏光状態との差に基づいて、被検光学系の偏光特性が計測される。
このように、本発明の偏光特性計測装置では、簡素な構成にしたがって、たとえば露光装置の投影光学系のような被検光学系の偏光特性を計測することができる。また、本発明の露光装置では、本発明の偏光特性計測装置により偏光特性が計測された投影光学系を介して、感光性基板上において所望の偏光状態で結像させて良好な投影露光を行うことができ、ひいては良好なデバイスを製造することができる。
本発明の実施形態を、添付図面に基づいて説明する。図1は、本発明の実施形態にかかる露光装置の構成を概略的に示す図である。図1を参照すると、本実施形態の露光装置は、露光光(照明光)を供給するための光源1を備えている。光源1として、たとえば約193nmの波長を有する光を供給するArFエキシマレーザ光源や約248nmの波長を有する光を供給するKrFエキシマレーザ光源を用いることができる。すなわち、光源1は、たとえば偏光度が0.95以上の光を供給するための狭帯化エキシマレーザ光源であり、その射出光束の95%以上が一方向に沿って振動方向を有する直線偏光である。
光源1から射出されたほぼ平行な光束は、周知の構成を有するビーム送光系2を介して所定の矩形状の断面を有する光束に整形された後、偏光状態可変部3に入射する。ビーム送光系2は、入射光束を適切な大きさおよび形状の断面を有する光束に変換しつつ偏光状態可変部3へ導くとともに、後段の偏光状態可変部3へ入射する光束の位置変動および角度変動をアクティブに補正する機能を有する。偏光状態可変部3は、後述のマスクM(ひいてはウェハW)に対する照明光の偏光状態を変化させる機能を有する。具体的に、偏光状態可変部3は、光源側から順に、たとえば水晶により形成された1/2波長板と、水晶により形成された偏角プリズムすなわち水晶プリズムと、石英ガラスにより形成された偏角プリズムすなわち石英プリズムとにより構成されている。
1/2波長板、水晶プリズムおよび石英プリズムは、光軸AXを中心としてそれぞれ回転可能に構成されている。水晶プリズムは偏光解消作用を有し、石英プリズムは水晶プリズムの偏角作用による光線の曲がりを補正する機能を有する。偏光状態可変部3では、1/2波長板の結晶光学軸の方向および水晶プリズムの結晶光学軸の方向を適宜設定することにより、入射した直線偏光の光を振動方向の異なる直線偏光に変換したり、入射した直線偏光の光を非偏光の光に変換したり、入射した直線偏光の光を変換することなくそのまま射出したりする。偏光状態可変部3により必要に応じて偏光状態の変換された光束は、ビーム形状可変部4を介して、マイクロフライアイレンズ(またはフライアイレンズ)5に入射する。
ビーム形状可変部4は、たとえば回折光学素子や変倍光学系などを含み、マイクロフライアイレンズ5の入射面に形成される照野の大きさおよび形状を、ひいてはマイクロフライアイレンズ5の後側焦点面(照明瞳面)に形成される面光源の大きさおよび形状を変化させる機能を有する。マイクロフライアイレンズ5は、たとえば縦横に且つ稠密に配列された多数の正屈折力を有する微小レンズからなる光学素子であり、平行平面板にエッチング処理を施して微小レンズ群を形成することによって構成される。マイクロフライアイレンズ5に入射した光束は多数の微小レンズにより二次元的に分割され、光束が入射した各微小レンズの後側焦点面には光源がそれぞれ形成される。
こうして、マイクロフライアイレンズ5の後側焦点面には、多数の光源からなる実質的な面光源(以下、「二次光源」という)が形成される。マイクロフライアイレンズ5の後側焦点面に形成された二次光源からの光束は、コンデンサー光学系6を介した後、マスクブラインド7を重畳的に照明する。なお、マイクロフライアイレンズ5の後側または前側に開口絞りを配置して光束を制限することも可能である。こうして、照明視野絞りとしてのマスクブラインド7には、マイクロフライアイレンズ5を構成する各微小レンズの形状と焦点距離とに応じた矩形状の照野が形成される。
マスクブラインド7の矩形状の開口部(光透過部)を介した光束は、結像光学系8の集光作用を受けた後、所定のパターンが形成されたマスク(レチクル)Mを重畳的に照明する。マスクステージMS上に保持されたマスクMのパターンを透過した光束は、投影光学系PLを介して、ウェハステージWS上に保持されたウェハ(感光性基板)W上にマスクパターンの像を形成する。こうして、投影光学系PLの光軸AXと直交する平面(XY平面)内においてウェハステージWSを二次元的に駆動制御しながら、ひいてはウェハWを二次元的に駆動制御しながら一括露光またはスキャン露光を行うことにより、ウェハWの各露光領域にはマスクMのパターンが順次露光される。
本実施形態の露光装置は、たとえばウェハステージWSの内部に収められた偏光状態測定部9を備えている。偏光状態測定部9は、たとえば回転移相子法を用いて、投影光学系PLの像面(露光に際してウェハWが設置される位置)に達する照明光の偏光状態を測定する機能を有する。回転移相子法については、例えば鶴田著,「光の鉛筆−光技術者のための応用光学」,株式会社新技術コミュニケーションズなどに詳しく記載されている。また、偏光状態測定部9の詳細な構成および作用については、国際公開第WO2004/104654号パンフレット、特開2005−333001号公報などを参照することができる。偏光状態測定部9の測定結果は、制御部10に供給される。制御部10は、偏光状態測定部9の測定結果に基づいて偏光状態可変部3の動作を制御したり、マスクMのパターン特性(微細度、方向性など)に応じて偏光状態可変部3の動作およびビーム形状可変部4の動作をそれぞれ制御したりする。
前述したように、投影光学系PL中に光の偏光状態を変化させる光学素子が存在すると、ウェハ(感光性基板)W上において所望の偏光状態で結像しなくなり、ひいては結像性能が悪化する可能性がある。具体的に、たとえば投影光学系PL中の光透過部材(レンズ、平行平面板など)を形成する光学材料の固有複屈折性や、光学材料の内部歪みにより発生する複屈折性や、光学材料に加わる外部応力により発生する複屈折性などに起因して、投影光学系PLを通過する光の偏光状態が変化する。そこで、本実施形態の露光装置は、投影光学系PLの偏光特性を計測するための偏光特性計測装置を備えている。
図2は、投影光学系の偏光特性を計測する偏光特性計測装置の構成を概略的に示す図である。本実施形態の偏光特性計測装置は、照明系(1〜8)と、計測用部材11と、偏光状態測定部9とを備えている。計測用部材11は、マスクステージMSに載置可能な支持基板11aと、支持基板11aにより保持されて入射光から所定の直線偏光状態の光を選択的に射出する偏光子11bと、支持基板11aに取り付けられて偏光子11bを介した所定の直線偏光状態の光を発散させる光束発散部材11cとを備えている。偏光子11bとして、たとえばプリズム型の偏光ビームスプリッターを用いることができる。
あるいは、ArFエキシマレーザ光、KrFエキシマレーザ光のような真空紫外域の波長の光に対して使用可能な偏光子11bとして、ワイヤ・グリッド偏光子やブリュースター角を利用した偏光子などを用いることができる。ワイヤ・グリッド偏光子は、米国特許第6,785,050号明細書、特開2004−144884号公報、特開2004−271558号公報などに開示されている。また、ブリュースター角を利用した偏光子は、米国特許第5,934,780号明細書、米国特許第6,190,016号明細書、米国特許第6,292,296号明細書、米国特許第6,307,609号明細書などに開示されている。
照明系(1〜8)は、投影光学系PLの偏光特性の計測に際して、たとえばビーム形状可変部4の作用によりマイクロフライアイレンズ5の後側焦点面に小さい円形状の二次光源を形成し、ひいては発散角の十分に小さいほぼ平行光束を供給する。具体的に、偏光子11bの消光比が悪化しないように、照明系(1〜8)は例えば発散角が±5度以内の光束を供給することが好ましい。また、投影光学系PL中において、光透過部材の中央領域を通過する光よりも周辺領域を通過する光の方が偏光状態の変化を受け易い。したがって、光束発散部材11cは、偏光子11bを介して入射したほぼ平行光束を、投影光学系PLの物体側(入射側)最大開口数とほぼ等しい発散角または物体側最大開口数を超える発散角の光束に変換することが好ましい。
本実施形態では、投影光学系PLの偏光特性の計測に際して、マスクステージMS上に(すなわち投影光学系PLの物体面に)計測用部材11を載置し、平行光束供給部としての照明系(1〜8)から例えば非偏光状態のほぼ平行光束を計測用部材11の偏光子11bへ供給する。そして、偏光状態測定部9を用いて、偏光子11b、光束発散部材11cおよび投影光学系PLを介した光束の偏光状態を測定する。こうして、偏光子11bにより非偏光状態のほぼ平行光束から選択された所定の直線偏光状態の光が、光束発散部材11cを介して所定の発散角の光束に変換されて投影光学系PLへ導かれ、投影光学系PLを介した光束の偏光状態が偏光状態測定部9により測定される。
投影光学系PLの偏光特性が理想的である場合、偏光子11bにより選択される所定の直線偏光状態と、偏光状態測定部9により測定される偏光状態とは一致する。しかしながら、実際には、複屈折性などに起因する投影光学系PLの偏光変調作用により、偏光状態測定部9により測定される偏光状態は、偏光子11bにより選択される所定の直線偏光状態からある程度変化する。本実施形態では、偏光子11bにより選択される所定の直線偏光状態と偏光状態測定部9により測定される偏光状態との差に基づき、簡素な構成にしたがって投影光学系PLの偏光特性を計測することができる。
こうして、偏光特性計測装置により計測された投影光学系PLの偏光特性を参照し、たとえば偏光状態可変部3の作用によりマスクMを照明する光の偏光状態を所要の偏光状態に設定することにより、ウェハW上において所望の偏光状態で結像させることが可能になる。すなわち、本実施形態の露光装置では、偏光特性計測装置により偏光特性が計測された投影光学系PLを介して、ウェハW上において所望の偏光状態で結像させて、良好な投影露光を行うことができる。
なお、上述の説明では、所定の直線偏光状態の光を選択的に射出する偏光子11bを用いているが、直線偏光状態に限定されることなく、一般に所定の偏光状態の光を選択的に射出する偏光子を用いることができる。また、上述の説明では、回転移相子法を用いて光の偏光状態を測定する偏光状態測定部9を用いているが、この具体的な構成に限定されることなく、また回転移相子法に限定されることなく、偏光状態測定部の構成については様々な変形例が可能である。
また、上述の説明では、露光装置に組み込まれて投影光学系PLの偏光特性を計測する偏光特性計測装置に対して本発明を適用しているが、これに限定されることなく、一般に被検光学系の偏光特性を計測する偏光特性計測装置に対しても同様に本発明を適用することができる。この場合、偏光子は被検光学系の物体面またはその近傍(あるいは該物体面と共役な位置またはその近傍)に配置され、偏光状態測定部は被検光学系の像面(または該像面と共役な位置)に達する光の偏光状態を測定する。
ところで、上述の説明では、投影光学系中に光の偏光状態を変化させる光学素子が存在すると所望の偏光状態で結像しなくなることに着目して、投影光学系の偏光特性を計測している。しかしながら、同様の理由により照明光学系(2〜8)の光路中に光の偏光状態を変化させる光学素子が介在すると所望の偏光状態で結像しなくなるため、照明光学系(2〜8)の偏光特性を計測すること、すなわち投影光学系PLへ入射する光の偏光特性を計測することも重要である。
図3は、照明光学系の偏光特性を計測する偏光特性計測装置の構成を概略的に示す図である。図3の偏光特性計測装置は図2に示す偏光特性計測装置と類似の構成を有するが、計測用部材11に代えて計測用部材12を用いている点、偏光状態測定部9に代えて光検出器13を用いている点などが、図2に示す偏光特性計測装置と相違している。すなわち、図3の照明光学系用の偏光特性計測装置は、光源1と、計測用部材12と、投影光学系PLと、光検出器13とを備えている。光検出器13として、たとえばウェハステージWSの内部に収められて投影光学系PLの像面における照度分布を測定するための光量センサを用いることができる。
計測用部材12は、図2に示す計測用部材11と類似の構成を有するが、偏光子12bと異なる位置に光通過部12cが設けられている点が計測用部材11と相違している。すなわち、計測用部材12は、マスクステージMSに載置可能な支持基板12aと、支持基板12aにより保持されて入射光から所定の直線偏光状態の光を選択的に射出する偏光子12bと、入射光の偏光状態を維持しつつ射出させる光通過部12cと、支持基板12aに取り付けられて偏光子12bを介した光および光通過部12cを介した光を発散させる光束発散部材12dとを備えている。偏光子12bとして、偏光子11bと同様に、たとえばプリズム型の偏光ビームスプリッター、ワイヤ・グリッド偏光子、ブリュースター角を利用した偏光子などを用いることができる。光通過部12cは、入射光の偏光状態を維持することのできる光学材料により形成された光透過部であるか、あるいは単なる開口部である。
本実施形態では、偏光特性の計測に際して、マスクステージMS上に(すなわち投影光学系PLの物体面に)計測用部材12を載置するとともに、たとえば偏光状態可変部3の作用により所定の直線偏光状態の光で投影光学系PLの物体面を照明するように照明光学系(2〜8)を設定する。そして、光束供給部としての光源1からの光が照明光学系(2〜8)を介して偏光子12bを通過するように且つ偏光子12bが上記所定の直線偏光状態の光だけを透過させる所要の姿勢になるように計測用部材12を位置決めした第1状態で、偏光子12b、光束発散部材12dおよび投影光学系PLを介して投影光学系PLの像面に達する光を光検出器13により検出する。
次いで、光源1からの光が照明光学系(2〜8)を介して光通過部12cを通過するように計測用部材12を位置決めした第2状態で、光通過部12c、光束発散部材12dおよび投影光学系PLを介した光を光検出器13により検出する。照明光学系(2〜8)の偏光特性が理想的である場合、第1状態における光検出器13の検出結果と、第2状態における光検出器13の検出結果とは一致する。しかしながら、実際には、複屈折性などに起因する照明光学系(2〜8)の偏光変調作用により、投影光学系PLの物体面を照明する光の偏光状態が上記所定の直線偏光状態からある程度変化するため、第1状態における光検出器13の検出光量は第2状態における光検出器13の検出光量よりも小さくなる。
本実施形態では、第1状態における光検出器13の検出光量と第2状態における光検出器13の検出光量との差に基づき、簡素な構成にしたがって照明光学系(2〜8)の偏光特性を、ひいては投影光学系PLへ入射する光の偏光特性を計測することができる。こうして、図3の偏光特性計測装置により計測された照明光学系(2〜8)の偏光特性を参照し、たとえば偏光状態可変部3の作用によりマスクMを照明する光の偏光状態を所要の偏光状態に設定することにより、ウェハW上において所望の偏光状態で結像させることが可能になる。
なお、上述の説明では、偏光子12bを介した光および光通過部12cを介した光を発散させる光束発散部材12dが支持基板12aに取り付けられているが、光束発散部材12dは必須の構成要素ではなくその設置を省略することもできる。また、上述の説明では、所定の直線偏光状態の光を選択的に射出する偏光子12bを用いているが、直線偏光状態に限定されることなく、一般に所定の偏光状態の光を選択的に射出する偏光子を用いることができる。
また、上述の説明では、露光装置に組み込まれて照明光学系(2〜8)の偏光特性を計測する偏光特性計測装置に対して本発明を適用しているが、これに限定されることなく、一般に光学系へ入射する光の偏光特性を計測する偏光特性計測装置に対しても同様に本発明を適用することができる。この場合、偏光子は光学系の物体面またはその近傍(あるいは該物体面と共役な位置またはその近傍)に配置され、光検出器は光学系の像面(または該像面と共役な位置)に達する光を検出する。
上述の実施形態にかかる露光装置では、照明光学装置によってマスク(レチクル)を照明し(照明工程)、投影光学系を用いてマスクに形成された転写用のパターンを感光性基板に露光する(露光工程)ことにより、マイクロデバイス(半導体素子、撮像素子、液晶表示素子、薄膜磁気ヘッド等)を製造することができる。以下、本実施形態の露光装置を用いて感光性基板としてのウェハ等に所定の回路パターンを形成することによって、マイクロデバイスとしての半導体デバイスを得る際の手法の一例につき図4のフローチャートを参照して説明する。
先ず、図4のステップ301において、1ロットのウェハ上に金属膜が蒸着される。次のステップ302において、その1ロットのウェハ上の金属膜上にフォトレジストが塗布される。その後、ステップ303において、本実施形態の露光装置を用いて、マスク上のパターンの像がその投影光学系を介して、その1ロットのウェハ上の各ショット領域に順次露光転写される。その後、ステップ304において、その1ロットのウェハ上のフォトレジストの現像が行われた後、ステップ305において、その1ロットのウェハ上でレジストパターンをマスクとしてエッチングを行うことによって、マスク上のパターンに対応する回路パターンが、各ウェハ上の各ショット領域に形成される。
その後、更に上のレイヤの回路パターンの形成等を行うことによって、半導体素子等のデバイスが製造される。上述の半導体デバイス製造方法によれば、極めて微細な回路パターンを有する半導体デバイスをスループット良く得ることができる。なお、ステップ301〜ステップ305では、ウェハ上に金属を蒸着し、その金属膜上にレジストを塗布、そして露光、現像、エッチングの各工程を行っているが、これらの工程に先立って、ウェハ上にシリコンの酸化膜を形成後、そのシリコンの酸化膜上にレジストを塗布、そして露光、現像、エッチング等の各工程を行っても良いことはいうまでもない。同様に、本実施形態の露光装置では、図5のフローチャートにしたがって、プレート(ガラス基板)上に所定のパターンを形成することにより、マイクロデバイスとしての液晶表示素子を得ることもできる。
なお、上述の実施形態では、光源としてKrFエキシマレーザ光源またはArFエキシマレーザ光源を用いているが、これに限定されることなく、例えばF2レーザ光源のように偏光度を有する光を供給する他の適当な光源に対して本発明を適用することもできる。
1 光源
3 偏光状態可変部
4 ビーム形状可変部
9 偏光状態測定部
10制御部
11,12 計測用部材
11b,12b 偏光子
11c,12d 光束発散部材
13 光検出器
M マスク
PL 投影光学系
W ウェハ
3 偏光状態可変部
4 ビーム形状可変部
9 偏光状態測定部
10制御部
11,12 計測用部材
11b,12b 偏光子
11c,12d 光束発散部材
13 光検出器
M マスク
PL 投影光学系
W ウェハ
Claims (23)
- 被検光学系の偏光特性を計測する偏光特性計測装置において、
ほぼ平行光束を供給する平行光束供給部と、
前記平行光束供給部からのほぼ平行光束から所定の偏光状態の光を選択的に射出する偏光子と、
前記偏光子を介したほぼ平行光束を所定の発散角の光束に変換する光束発散手段と、
前記偏光子、前記光束発散手段および前記被検光学系を介した光束の偏光状態を測定する偏光状態測定部とを備えていることを特徴とする偏光特性計測装置。 - 前記偏光子は、前記被検光学系の物体面またはその近傍、あるいは前記物体面と共役な位置またはその近傍に配置され、
前記偏光状態測定部は、前記被検光学系の像面または該像面と共役な位置に達する光の偏光状態を測定することを特徴とする請求項1に記載の偏光特性計測装置。 - 前記光束発散手段は、前記被検光学系の物体側最大開口数とほぼ等しい発散角または該物体側最大開口数を超える発散角の光束に変換することを特徴とする請求項2に記載の偏光特性計測装置。
- 前記偏光状態測定部は、回転移相子法を用いて光の偏光状態を測定することを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1項に記載の偏光特性計測装置。
- 光学系へ入射する光の偏光特性を計測する偏光特性計測装置において、
光束を供給する光束供給部と、
前記光束供給部からの前記光束の光路中に挿脱自在に設けられて、前記光束から所定の偏光状態の光を選択的に射出する偏光子と、
前記偏光子および前記光学系を介した光と、前記偏光子を介さずに前記光学系から射出された光とを検出する光検出器とを備えていることを特徴とする偏光特性計測装置。 - 前記偏光子は、前記光学系の物体面またはその近傍、あるいは前記物体面と共役な位置またはその近傍に配置され、
前記光検出器は、前記光学系の像面または該像面と共役な位置に達する光を検出することを特徴とする請求項5に記載の偏光特性計測装置。 - 前記偏光子を介した光束を所定の発散角の光束に変換する光束発散手段をさらに備えていることを特徴とする請求項6に記載の偏光特性計測装置。
- 被検光学系の偏光特性を計測する偏光特性計測方法において、
ほぼ平行光束である光を偏光子へ供給する平行光束供給工程と、
前記偏光子を用いて前記ほぼ平行光束から所定の偏光状態の光を選択する偏光選択工程と、
前記偏光子を介したほぼ平行光束を所定の発散角の光束に変換する光束発散工程と、
発散された前記光束を前記被検光学系へ導入する光束導入工程と、
前記被検光学系を介した光束の偏光状態を測定する偏光状態測定工程とを含むことを特徴とする偏光特性計測方法。 - 前記偏光子を前記被検光学系の物体面またはその近傍、あるいは前記物体面と共役な位置またはその近傍に配置する偏光子配置工程をさらに含み、
前記偏光状態測定工程では、前記被検光学系の像面または該像面と共役な位置に達する光の偏光状態を測定することを特徴とする請求項8に記載の偏光特性計測方法。 - 前記光束発散工程では、前記被検光学系の物体側最大開口数とほぼ等しい発散角または該物体側最大開口数を超える発散角の光束に変換することを特徴とする請求項9に記載の偏光特性計測方法。
- 前記偏光状態測定工程では、回転移相子法を用いて光の偏光状態を測定することを特徴とする請求項8乃至10のいずれか1項に記載の偏光特性計測方法。
- 光学系へ入射する光の偏光特性を計測する偏光特性計測方法において、
光束を供給する光束供給工程と、
前記光束から所定の偏光状態の光を選択的に射出する偏光子を、前記光束供給部からの前記光束の光路中に挿入する偏光子挿入工程と、
前記偏光子および前記光学系を介した光を検出する第1光検出工程と、
前記光束供給部からの前記光束の光路中から前記偏光子を退避させる偏光子退避工程と、
前記偏光子を介さずに前記光学系から射出された光を検出する第2光検出工程とを含むことを特徴とする偏光特性計測方法。 - 前記偏光子挿入工程では、前記光学系の物体面またはその近傍、あるいは前記物体面と共役な位置またはその近傍に前記偏光子を配置し、
前記第1光検出工程および前記第2光検出工程では、前記光学系の像面または該像面と共役な位置に達する光を検出することを特徴とする請求項12に記載の偏光特性計測方法。 - 前記偏光子を介した光束を所定の発散角の光束に変換する光束発散工程をさらに含むことを特徴とする請求項13に記載の偏光特性計測方法。
- 所定のパターンを感光性基板に投影露光するための投影光学系として、請求項1乃至4のいずれか1項に記載の偏光特性計測装置または請求項8乃至11のいずれか1項に記載の偏光特性計測方法を用いて偏光特性が計測された光学系を備えていることを特徴とする露光装置。
- マスクステージに載置されるマスク上のパターンを感光性基板上に投影する投影光学系の偏光特性を計測するための計測用部材であって、
前記マスクステージに載置可能な支持基板と、
前記支持基板により保持されて、入射光から所定の偏光状態の光を選択的に射出する偏光子と、
前記支持基板に取り付けられて、前記偏光子を介した前記所定の偏光状態の光を発散させるための光束発散部材とを備えていることを特徴とする計測用部材。 - マスク上のパターンを感光性基板上に投影する投影光学系の偏光特性を計測する偏光特性計測方法において、
請求項16に記載の計測用部材を、前記マスクを載置するためのマスクステージ上に載置する計測用部材載置工程と、
前記計測用部材の前記偏光子、前記光束発散部材および前記投影光学系を介した光束の偏光状態を測定する偏光状態測定工程とを含むことを特徴とする偏光特性計測方法。 - マスクステージに載置されるマスクを照明する照明光の偏光特性を計測するための計測用部材であって、
前記マスクステージに載置可能な支持基板と、
前記支持基板により保持されて、入射光から所定の偏光状態の光を選択的に射出する偏光子とを備え、
入射光の偏光状態を維持しつつ射出させる光通過部を、前記支持基板の前記偏光子とは異なる位置に設けたことを特徴とする計測用部材。 - 前記支持基板に取り付けられて、前記偏光子を介した前記所定の偏光状態の光を発散させるための光束発散部材をさらに備えていることを特徴とする請求項18に記載の計測用部材。
- マスクを照明する照明光の偏光特性を計測する偏光特性計測方法において、
請求項18または19に記載の計測用部材を、前記マスクを載置するためのマスクステージ上に載置する計測用部材載置工程と、
前記計測用部材の前記偏光子を介した光を検出する第1光検出工程と、
前記計測用部材の前記光通過部を介した光を検出する第2光検出工程とを含むことを特徴とする偏光特性計測方法。 - 所定のパターンを有するマスクを照明するための照明系と、前記パターンの像を感光性基板上に投影する投影光学系とを備えた露光装置において、
前記投影光学系は、請求項17に記載の偏光特性計測方法を用いて計測された投影光学系であることを特徴とする露光装置。 - 所定のパターンを有するマスクを照明するための照明系と、前記パターンの像を感光性基板上に投影する投影光学系とを備えた露光装置において、
前記照明系は、請求項20に記載の偏光特性計測方法を用いて計測された照明光学系を有することを特徴とする露光装置。 - 請求項15、21または22に記載の露光装置を用いて前記所定のパターンを前記感光性基板に露光する露光工程と、
前記露光工程を経た前記感光性基板を現像する現像工程とを含むことを特徴とするデバイス製造方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2006029243A JP2007214163A (ja) | 2006-02-07 | 2006-02-07 | 偏光特性計測装置、偏光特性計測方法、露光装置、計測用部材、およびデバイス製造方法 |
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JP2007214163A true JP2007214163A (ja) | 2007-08-23 |
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ID=38492358
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JP2006029243A Pending JP2007214163A (ja) | 2006-02-07 | 2006-02-07 | 偏光特性計測装置、偏光特性計測方法、露光装置、計測用部材、およびデバイス製造方法 |
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JP (1) | JP2007214163A (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN102384892A (zh) * | 2011-11-17 | 2012-03-21 | 江苏大学 | 基于偏振光谱技术的作物营养水平快速诊断装置和方法 |
JP2014041134A (ja) * | 2009-03-20 | 2014-03-06 | Carl Zeiss Smt Gmbh | 複屈折を測定する測定法及び測定システム |
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2006
- 2006-02-07 JP JP2006029243A patent/JP2007214163A/ja active Pending
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