JP2008544507A - 偏光アナライザ、偏光センサおよびリソグラフィ装置の偏光特性を判定するための方法 - Google Patents
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Abstract
【選択図】図1
Description
[001] 本出願は、2006年2月24日出願の米国特許出願第11/361,049号の優先権を主張する。米国特許出願第11/361,049号は、2005年2月25日出願の”Lithographic Apparatus”と題された米国特許出願第11/065,349号の一部継続出願である。両方の出願の内容はその全体を引用により本明細書に組み込むものとする。また、この出願は、その全体を引用により本明細書に組み込むものとする2005年6月13日出願の米国特許出願第60/689,800号の優先権を主張する。
リソグラフィ装置のレチクルステージ内に存在するように配置されたレチクル内に提供されるピンホールであって、イルミネータから放射を受光するように構成され、放射が第1の偏光状態を有し、投影レンズを通して第1の放射ビームを伝送するように構成されたピンホールと、
リソグラフィ装置のウェーハレベルに位置するように配置され、第1の放射ビームを反射して第2の放射ビームを生成するように構成された第1の光学素子と、
第2の放射ビームを別のコンポーネントに向けるように構成された第2の光学素子と、
第2の光学素子から受光した放射を偏光させるように配置された偏光子と、
偏光放射を受光するように配置されたディテクタとを備える投影レンズ偏光センサが提供される。
[0083] 以下の実施形態では、コリメーションレンズと折り畳みミラーとを含むアクティブおよびパッシブレチクルツールを開示する。イルミネータから受けた光をコリメートし、イルミネータの光軸に垂直な方向に反射することで、レチクルツールは全高が比較的低くなり、ツールはレチクルステージと同じ機械的界面を有する。これによって、レチクルステージを再構成しなくてもレチクルステージ上で製品レチクルの代用としてアクティブまたはパッシブレチクルツールを使用することができる。
[0084] 本発明の一構成によれば、アクティブレチクルツール40(図4を参照)は、アクティブ回転リターダを備えた1つの光チャネルを含む。イルミネータから発せられる光は、コリメートレンズCLに入射し、プリズムPR1によって90°の角度で反射され、ポジティブレンズPL1から出射してフィールドストップ(ピンホール)FSを通過する。光は、ポジティブレンズPL2と、例えば四分の一波長板として構成できる回転リターダRを通過する。ブルースタープレート(または「ブルースター素子」)BPは、偏光子として使用され、BPの角度は、別の偏光状態の光を通過させる間にある偏光状態の光を反射するようにブルースター角で配置される。ブルースタープレートBPは、板の表面から反射するように構成でき、またはプリズムの内部表面で偏光光を反射するプリズムとして構成できる。BPの表面で反射した光は、ミラーMで反射し、レンズL1およびL2を通過してプリズムPR2に入射する。プリズムPR2内で光は、下方のディテクタDに向けられる。一構成では、ディテクタDはCCDチップである。レチクルツール40も光学システムを回転できるドライブモータMRを備えている。別の構成では、別のタイプのモータも可能である。
[0090] 図5(a)は、本発明の一実施形態による回転リターダRを含む偏光センサの一部を示す図である。回転リターダ(例えば、四分の一波長板)の場合、その軸を中心に少なくとも4つの角度で、すべての入射光の遅延が同じ量だけ影響される(図5a)。回転運動は、例えば微小なウォームホイール構造によって実行できる。
[0096] 別の実施形態では、上記のアクティブ回転リターダを使用する代わりにレチクル上に固定された2つのウェッジプリズム(図6を参照)を用いてビームの遅延を引き起こすことができる。
複屈折プリズム
[0097] ウェッジプリズムを使用する一実施形態では、メッシュ状の複数のフリンジがビデオカメラのCCD画像センサなどのディテクタ上に生成されるように、4つの薄型複屈折ウェッジプリズムBRおよび偏光子Pが結像偏光子に組み込まれている(図6を参照)。これらのフリンジの生成は、ウェッジプリズムを通過する光が位置の関数として異なる回転をするという事実に基づく。すなわち、各ウェッジプリズムは、光軸がウェッジ間で例えば90°だけ相互に回転する材料の1対のウェッジからなる。プリズム内部の1対のウェッジの片方だけを考慮すると、ウェッジの物理的な厚みが所与の方向に沿った、例えば、第1のウェッジプリズム内のy方向に沿った位置の関数として変化することが明らかである。したがって、光遅延の程度もy方向に沿って変化し、ウェッジから出射された光の偏光方向はy位置の関数として変化する。この結果、y位置の関数としての偏光子の方向に平行な偏光光の成分が変化し、y位置の関数としての偏光子が透過した光(偏光子の方向に平行な光だけが透過される)の強度が変化する。位置の関数としての回転を変化させる効果が第2のウェッジによって打ち消されないように、第2のウェッジを形成する水晶の光学的方向が第1のウェッジに対して90°回転する。したがって、Y方向に沿った物理的厚みは一定であるが、有効光回転は変化することがある。入手したフリンジのフーリエ解析によって偏光状態の2次元分布を判定する情報が得られる。偏光を分析する機械的またはアクティブ素子は使用されず、方位角および楕円率角度に対応する空間依存モノクロームストークスパラメータに関連するすべてのパラメータを単一のフレームから決定できる。
[00106]
θB=arctan(n2/n1)
[00107] 但し、n1およびn2は、2つの媒体の屈折率である。
[00117] 一般に、投影レンズは、投影レンズを通過する光の偏光状態に影響することがある。投影レンズを通過した後の光の最終的な偏光は、イルミネータの偏光設定およびレンズのどの部分を露光するかによっても決まる。偏光状態への投影レンズの寄与は、レチクルレベルのイルミネータ偏光センサ(アクティブまたはパッシブレチクル上の)およびレチクルおよび/またはウェーハレベルの偏光を処理する追加の光学系を用いて測定できる。ワンパスシステム、ダブルパスシステムおよびトリプルパスシステムを含む3つの構成を図9a〜cに示す。便宜上、レンズの中心を通過する1つの光路だけを示している。好ましくは、投影レンズ偏光への寄与を測定する前に、標準イルミネータ偏光状態がイルミネータ偏光センサによって定義され微調整される。したがって、入力偏光状態(投影システムに入射する光の偏光状態)が正確に分かる。本発明の一態様では、少なくとも4つの十分定義された入力偏光状態(ストークスベクトルの観点からの)が使用される。
[00119] ワンパスシステム(図9(a)を参照)では、周知の偏光状態を有するイルミネータILの光がレチクルレベルのピンホールP、投影レンズPL、オプションの回転リターダ(図示せず)およびウェーハレベルWSにあるカメラCの上部の近い距離にあるウェーハレベルの偏光子Pを通過する。一実施形態では、光は、コリメータおよび回転リターダ(図示せず)を通過した後で偏光子に入射する。
Claims (42)
- 放射ビームを調整する照明システムと、
前記放射ビームにその断面にてパターンを付与して、パターニングされた放射ビームを形成することができるパターニングデバイスを支持するサポートと、
基板を保持する基板テーブルと、
前記パターニングされた放射ビームを前記基板のターゲット部分に投影する投影システムと、
前記放射が前記投影システムを通過した後に前記放射の強度を測定するディテクタと、
調整可能な偏光変換素子と、
偏光アナライザと、
を備え、
前記偏光変換素子および前記偏光アナライザが、前記パターニングデバイスが前記サポートによって支持されるレベルにて前記放射ビームの経路に順番に配置される、リソグラフィ装置。 - 前記偏光変換素子が、回転自在および/または交換自在であることにより調整可能である、請求項1に記載のリソグラフィ装置。
- 前記偏光変換素子が、四分の一波長板である、請求項1または2に記載のリソグラフィ装置。
- 前記偏光アナライザが、直線偏光子である、請求項1または2に記載のリソグラフィ装置。
- 前記偏光アナライザが、空間的に相互に分離された2つの直交する直線偏光放射コンポーネントを出力する偏光ビームスプリッタである、請求項1または2に記載のリソグラフィ装置。
- 前記偏光アナライザが、本質的にKDPからなる、請求項5に記載のリソグラフィ装置。
- 放射ビームを調整する照明システムと、
前記放射ビームにその断面にてパターンを付与して、パターニングされた放射ビームを形成することができるパターニングデバイスを支持するサポートと、
基板を保持する基板テーブルと、
前記パターニングされた放射ビームを前記基板のターゲット部分に投影する投影システムと、
前記基板のレベルで前記放射ビームの波面を測定するための干渉センサであって、ディテクタを有し、前記放射を調整して前記投影システムの瞳を過充填するために、前記パターニングデバイスのレベルにてソースモジュールと連携して動作する、干渉センサと、
前記投影システムの前に前記放射を偏光させるための調整可能な偏光子と、
を備えるリソグラフィ装置。 - 前記偏光子が、直線偏光子であり、回転自在および交換自在の少なくともいずれか一方であることにより調整可能であり、2つの異なる方向に前記放射を順次偏光させる、請求項7に記載のリソグラフィ装置。
- 前記ディテクタにより前記測定の結果を取得し、前記調整可能な素子を制御し、前記装置の少なくとも1つの偏光特性を計算するためのコントローラをさらに備える、請求項1から8のいずれか1項に記載のリソグラフィ装置。
- 前記コントローラが、前記装置の前記少なくとも1つの計算された偏光特性に応答して前記装置の1つまたは複数の素子をさらに制御する、請求項9に記載のリソグラフィ装置。
- リソグラフィ装置の少なくとも1つの偏光特性を判定するための方法であって、
ディテクタを用いて、前記リソグラフィ装置の偏光変換素子の複数の異なる設定に対する強度測定値を取得すること、
前記強度測定値から、前記偏光変換素子との遭遇前に前記放射の偏光状態に関する情報を判定すること、
を含む方法。 - リソグラフィ装置の少なくとも1つの偏光特性を判定するための方法であって、
前記リソグラフィ装置の干渉センサを用いて、前記リソグラフィ装置の投影システムの前に前記リソグラフィ装置内に位置する調整可能な偏光子の少なくとも2つの異なる設定に対する前記装置の基板レベルにて前記放射ビームのそれぞれの波面を測定すること、
前記波面測定値から、前記投影システムの偏光に影響する特性に関する情報を判定すること、
を含む方法。 - 前記投影システムの偏光に影響する特性に関する前記情報が、ジョーンズ行列の少なくとも1つの要素として表される、請求項12に記載の方法。
- 前記干渉センサが、シアリングの方向に相互に変位された少なくとも2つの波面の間でシアリング干渉測定を提供する格子を含む、請求項12または13に記載の方法。
- 前記調整可能な偏光子の前記少なくとも2つの異なる設定が、前記シアリングの方向に沿った直線偏光と、前記シアリングの方向に垂直の直線偏光とを含む、請求項14に記載の方法。
- 前記リソグラフィ装置の投影システムの瞳の中の強度振動の振幅の空間分布、および前記調整可能な偏光子の前記少なくとも2つの異なる設定の各々に対する平均強度を測定することをさらに含む、請求項14または15に記載の方法。
- 前記リソグラフィ装置の投影システムの瞳の中の前記調整可能な偏光子の前記少なくとも2つの異なる設定の各々に対する強度振動の位相の空間分布を測定することをさらに含む、請求項16に記載の方法。
- 放射ビーム内のフィールドの偏光を分析するための偏光アナライザであって、
第1の領域で透過するフィールドストップ(FS,84)を有し、前記フィールドストップの前記第1の領域を通して伝送される前記放射ビームを偏光する偏光素子を有するベース部材(R)を備え、
前記ベース部材が、リソグラフィ装置の第1のステージ(RS,PM,MT,WS,PW,WT)によって前記フィールドストップの前記第1の領域が分析するフィールドに合致する位置まで移動される、偏光アナライザ。 - 前記第1のステージが、前記レチクルステージ(RS,PM,MT)である、請求項18に記載の偏光アナライザ。
- 前記ベース部材(R)が、前記レチクルステージによって支持される、請求項19に記載の偏光アナライザ。
- 前記ベース部材(R)が、前記レチクルステージ(RS,PM,MT)上のレチクルを交換する、請求項20に記載の偏光アナライザ。
- 前記ベース部材が、アライメントマークを備える、請求項18から21のいずれかに記載の偏光アナライザ。
- 前記ベース部材が、前記基板ステージ(WS,PW,WT)によって基板として支持される、請求項18から22のいずれかに記載の偏光アナライザ。
- 前記偏光素子に到達する前記放射ビームをコリメートする素子をさらに備え、
前記偏光素子が、前記コリメートされた放射ビームに対してブルースター角のところにあるように配置された光学素子を備える、請求項18から23のいずれかに記載の偏光アナライザ。 - 前記コリメートされた放射ビームを再結像する素子と、
焦点はずれの位置に前記再結像された放射ビーム内に配置された位置感知ディテクタと
をさらに備える、請求項24に記載の偏光アナライザ。 - 前記放射ビームの光学開口数を低減する光学システムをさらに備える、請求項18から25のいずれかに記載の偏光アナライザ。
- 前記フィールドストップ(FS,84)が、前記第1の領域を取り囲む第2の斜めの領域を有する、請求項18から26のいずれかに記載の偏光アナライザ。
- 前記第1の領域が、ピンホールを形成する、請求項18から17のいずれかに記載の偏光アナライザ。
- 前記リソグラフィ装置の前記ステージが、前記レチクルステージ(RS,PM,MT)である、請求項18から28のいずれかに記載の偏光アナライザ。
- 前記偏光センサに対して固定された測定平面内の放射の強度を測定するディテクタに取り付けられる、請求項18から29のいずれかに記載の偏光アナライザ。
- リソグラフィ装置用の偏光センサであって、
請求項18から30のいずれかに記載の偏光アナライザと、
前記フィールドストップ(FS,84)を通過した後の測定平面内の放射の強度を測定し、リソグラフィ装置の第2のステージによって前記放射ビームの所定の位置に位置するディテクタと、
を含む偏光センサ。 - 前記第1のステージおよび前記第2のステージが、前記レチクルステージ(RS,PM,MT)である、請求項31に記載の偏光センサ。
- 前記偏光アナライザに対して固定された位置に前記ディテクタが、前記偏光アナライザに取り付けられる、請求項32に記載の偏光センサ。
- 前記測定平面が、前記フィールドストップ(FS,84)によって画定されたオブジェクト平面の外側に配置される、請求項32または33に記載の偏光センサ。
- 投影システム(PL,PS)と相互動作可能で、第1の画像平面内に前記フィールドストップ(FS,84)の前記第1の領域の第1の画像を形成し、
前記基板ステージ(WS)によって位置され且つ放射を反射する反射部材と相互動作可能で、前記第1の画像を形成し、前記投影システムと共に、第2の画像平面内の前記フィールドストップの前記第1の領域の第2の画像を形成し、
前記ディテクタが、前記第2の画像平面に対応する測定平面内で前記放射を測定するた、請求項32または32に記載の偏光センサ。 - 前記測定平面が、前記第2の画像が実質的に焦点はずれである前記第2の画像平面から離れて前記放射の光路内の前記第2の画像平面の背後に配置された、請求項35に記載の偏光センサ。
- 前記レチクルステージである前記第1のステージと、前記基板ステージである前記第2のステージとを特徴とする、請求項31に記載の偏光センサ。
- 投影システム(PL,PS)と相互動作可能で、第1の画像平面内に前記フィールドストップの前記第1の領域の第1の画像を形成し、
前記測定平面が、前記第1の画像平面に対応する、請求項37に記載の偏光センサ。 - 前記測定平面が、前記第1の画像が実質的に焦点はずれである前記第1の画像平面から離れて前記放射の光路内の前記第1の画像平面の背後に配置される、請求項38に記載の偏光センサ。
- 投影システム(PL,PS)と相互動作可能で、前記投影システムと共に、前記フィールドストップ(FS,84)の前記第1の領域の第1の画像を形成し、
前記基板ステージによって位置され且つ放射を反射する反射部材と相互動作可能で、前記第1の画像を形成し、前記投影システムと共に第2の画像を形成し、
前記レチクルステージ(RS,PM,MT)によって位置され且つ放射を反射する別の反射部材と相互動作可能で、前記フィールドストップの前記第1の領域の前記第2の画像を形成し、前記投影システムと共に、第3の画像平面の第3の画像を形成し、
前記ディテクタが、前記第3の画像平面に対応する測定平面内で放射を測定する、請求項37に記載の偏光センサ。 - 前記測定平面が、前記第3の画像が実質的に焦点はずれである前記第3の画像平面から離れて前記放射の光路内の前記第3の画像平面の背後に配置された、請求項40に記載の偏光センサ。
- 請求項18から30のいずれか1項に記載の偏光アナライザまたは請求項31から41のいずれか1項に記載の偏光センサを備えるリソグラフィ装置。
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