JP2010048802A5

JP2010048802A5 - 空中像測定装置、空中像を測定する方法及び光リソグラフィシステム

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Publication number: JP2010048802A5
Application number: JP2009171580A
Authority: JP
Filing date: 2009-07-22
Publication date: 2012-09-06

Claims

空中像を測定するために使用される空中像測定装置であって、
少なくとも第１の開口及び第２の開口を有し、前記第１の開口はスリットを含み、前記第２の開口はピンホールアレイを含み、前記第１の開口及び前記第２の開口はＴＭ偏光成分及びＴＥ偏光成分のうち少なくとも一方の偏光成分を異なる状態で透過する遮光層と、
前記第１の開口を透過した光及び前記第２の開口を透過した光を検出する検出器と、
前記第１の開口を透過した光及び前記第２の開口を透過した光を用いて前記空中像を算出する算出部と、を有し、
前記ピンホールアレイは、前記スリットの長手方向に配列された複数のピンホールで構成されていることを特徴とする空中像測定装置。
前記ピンホールアレイは、ピンホール直径、前記ピンホールアレイの各ピンホールの間隔を規定するピッチ及び長さにより規定されることを特徴とする請求項１に記載の空中像測定装置。
前記ピンホールアレイの前記ピンホール直径及び前記スリットの短手方向における開口幅は、前記空中像の特徴サイズ及び照明系により生成される光の波長の双方より小さい大きさを有する請求項２に記載の空中像測定装置。
前記遮光層の材料、前記遮光層の厚さ、前記ピンホール及び前記スリットを満たす材料は、前記第１の開口及び前記第２の開口の双方で同一であることを特徴とする請求項２に記載の空中像測定装置。
前記遮光層の厚さは１００ｎｍであり、前記ピンホール直径の大きさは８０ｎｍであり、前記ピンホールのピッチは１６０ｎｍであり、前記ピンホールアレイの長さと前記スリットの長さとの比は約１８：５であることを特徴とする請求項４に記載の空中像測定装置。
前記ピンホールアレイの前記ピンホール及び前記スリットを満たす材料はＳｉＯ_２（二酸化ケイ素）であり、前記遮光層の材料はＴａ（タンタル）であることを特徴とする請求項１に記載の空中像測定装置。
前記遮光層は前記検出器の上に形成されていることを特徴とする請求項１に記載の空中像測定装置。
前記遮光層は基板の上に形成され、前記第１の開口を透過した光及び前記第２の開口を透過した光は、前記基板を透過して前記検出器に入射することを特徴とする請求項１に記載の空中像測定装置。
前記基板はＳｉＯ_２（二酸化ケイ素）基板であることを特徴とする請求項８に記載の空中像測定装置。
前記空中像測定装置は、前記基板と前記検出器との間に配置されたレンズを有することを特徴とする請求項８に記載の空中像測定装置。
前記算出部は、前記第１の開口を透過した光及び前記第２の開口を透過した光の検出時の影響が排除された前記空中像の推定値を算出するように前記第１の開口を透過した光と前記第２の開口を透過した光とを組み合わせることを特徴とする請求項１に記載の空中像測定装置。
空中像を測定するために使用される空中像測定装置であって、
少なくとも第１の開口を有する第１の遮光層と、
少なくとも第２の開口を有する第２の遮光層と、
前記第１の開口を透過した光を検出する第１の検出器と、
前記第２の開口を透過した光を検出する第２の検出器と、
前記第１の開口を透過した光と、前記第２の開口を透過した光とを用いて前記空中像を算出する算出部とを有し、
前記第１の開口はスリットを含み、前記第２の開口はピンホールアレイを含み、前記第１の開口及び前記第２の開口はＴＭ偏光成分及びＴＥ偏光成分のうち少なくとも一方の偏光成分を異なる状態で透過させ、
前記ピンホールアレイは、前記スリットの長手方向に配列された複数のピンホールで構成されていることを特徴とする空中像測定装置。
光リソグラフィシステムにより生成された空中像を測定する方法であって、
第１の光検出器及び第２の光検出器と、入射する光の偏光成分を分離する第１の遮光層及び第２の遮光層とを有し、前記第１の遮光層は第１の開口を有し、前記第２の遮光層は第２の開口を有し、前記第１の開口はスリットを含み、前記第２の開口はピンホールアレイを含み、前記第１の開口及び前記第２の開口は前記偏光成分のうち少なくとも１つの偏光成分を異なる状態で透過させ、前記第１の光検出器は前記第１の開口を透過した光を検出し、前記第２の光検出器は前記第２の開口を透過した光を検出する空中像測定装置によって前記空中像を検出することと、
前記第１の光検出器により検出された光と前記第２の光検出器により検出された光とを用いて、前記空中像の偏光成分ごとに別個の像プロファイルを生成することと、
前記第１の開口を透過した光及び前記第２の開口を透過した光の検出時の影響を排除した前記空中像の偏光成分ごとの推定像プロファイルを生成するために、前記像プロファイルの各々に対して像回復を実行することとから成ることを特徴とする方法。
光リソグラフィシステムにより生成された空中像を測定する方法であって、
光検出器と、入射する光の偏光成分を分離する遮光層とを有し、前記遮光層は第１の開口及び第２の開口を有し、前記第１の開口はスリットを含み、前記第２の開口はピンホールアレイを含み、前記第１の開口及び第２の開口は前記偏光成分のうち少なくとも１つの偏光成分を異なる状態で透過させ、前記光検出器は前記第１の開口を透過した光及び前記第２の開口を透過した光を検出する空中像測定装置によって前記空中像を検出することと、
前記光検出器により検出された光を用いて、前記空中像の偏光成分ごとに別個の像プロファイルを生成することと、
前記第１の開口を透過した光及び前記第２の開口を透過した光の検出時の影響を排除した前記空中像の偏光成分ごとの推定像プロファイルを生成するために、前記像プロファイルの各々に対して像回復を実行することとから成ることを特徴とする方法。
前記偏光成分は水平（ＴＥ）偏光成分及び垂直（ＴＭ）偏光成分を含み、前記ピンホールアレイ及び前記スリットは異なる偏光特性を有し、前記ピンホールアレイは前記ＴＭ偏光成分及び前記ＴＥ偏光成分を透過させるために使用され、前記スリットは前記ＴＥ偏光成分を透過させるために使用されることを特徴とする請求項１４に記載の方法。
前記空中像測定装置は、前記像プロファイルの各々に対して反復計算を別個に適用することにより像回復を実行する制御装置を有し、
前記像回復の各反復は、
前記光リソグラフィシステムのパラメータを使用して、前記空中像の前記偏光成分のうち１つの偏光成分に対してオリジナル像プロファイルを算出することと、
開口透過率特性を使用して前記オリジナル像プロファイルを変化させることにより、前記偏光成分を透過するために使用された開口を介した透過の影響を含む前記偏光成分の透過像プロファイルを算出することと、
前記像プロファイルが前記偏光成分の前記透過像プロファイルと等しいか否かを判定するために、前記透過像プロファイルを前記像プロファイルと比較することと、
前記像プロファイルが前記透過像プロファイルと等しいという判定に応答して、前記偏光成分の前記推定像プロファイルとして、算出された前記オリジナル像プロファイルを提供することと、
前記像プロファイルが前記透過像プロファイルと等しくないという判定に応答して、前記光リソグラフィシステムの初期のパラメータを偏移させた偏移パラメータを使用して新しいオリジナル像プロファイルを算出することにより像回復の次の反復を開始することとを含むことを特徴とする請求項１５に記載の方法。
前記ＴＥ偏光成分の場合、前記開口透過率特性は前記スリットの透過率の角度特性を含み、前記ＴＭ偏光成分の場合、前記開口透過率特性は前記ピンホールアレイの透過率の偏光変化特性及び角度特性を含むことを特徴とする請求項１６に記載の方法。
前記光リソグラフィシステムの前記パラメータは、レチクルに形成されたパターン、レンズ収差、照明条件及び環境条件を含むことを特徴とする請求項１６に記載の方法。
照明系と、
レチクルと、
投影レンズと、
可動ウエハステージと、
光検出器と、入射する光の偏光成分を分離する遮光層とを有し、前記遮光層は第１の開口及び第２の開口を有し、前記第１の開口はスリットを含み、前記第２の開口はピンホールアレイを含み、前記第１の開口及び前記第２の開口は前記偏光成分のうち少なくとも１つの偏光成分を異なる状態で透過させ、前記光検出器は前記第１の開口を透過した光及び前記第２の開口を透過した光を検出する空中像測定装置と、
前記空中像測定装置及び前記可動ウエハステージを制御する制御装置とを有し、
前記ピンホールアレイは、前記スリットの長手方向に配列された複数のピンホールで構成され、
前記空中像測定装置は前記可動ウエハステージ上に位置決めされ、前記照明系は、前記レチクルのパターンに対応する空中像を生成するために前記投影レンズにより前記空中像測定装置に投影される光束を生成するように前記レチクルの前記パターンを照明し、
前記制御装置は、前記空中像が前記空中像測定装置により走査されるように前記可動ウエハステージを移動するために、前記可動ウエハステージを制御し、前記光検出器により検出された光を受け取り、前記光検出器により検出された光を用いて、前記空中像の偏光成分ごとに別個の像プロファイルを生成し、前記第１の開口を透過した光及び前記第２の開口を透過した光の検出時の影響を排除した前記空中像の偏光成分ごとの推定像プロファイルを生成するために前記像プロファイルの各々に対して像回復を実行することを特徴とする光リソグラフィシステム。
前記ピンホールアレイのピンホール直径及び前記スリットの短手方向における開口幅は、前記空中像の特徴サイズ及び前記照明系により生成される光の波長の双方より小さい大きさを有することを特徴とする請求項１９に記載の光リソグラフィシステム。
前記遮光層は基板の上に形成され、前記第１の開口を透過した光及び前記第２の開口を透過した光は、前記基板を透過して前記光検出器に入射することを特徴とする請求項１９に記載の光リソグラフィシステム。
前記偏光成分は水平（ＴＥ）偏光成分及び垂直（ＴＭ）偏光成分を含み、前記ピンホールアレイ及び前記スリットは異なる偏光特性を有し、前記ピンホールアレイは前記ＴＭ偏光成分及び前記ＴＥ偏光成分を透過させるために使用され、前記スリットは前記ＴＥ偏光成分を透過させるために使用されることを特徴とする請求項１９に記載の光リソグラフィシステム。