JP2011061164A - Lighting condition determining method, program and device manufacturing method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、照明条件決定方法、プログラムおよびデバイス製造方法に関する。 The present invention relates to an illumination condition determination method, a program, and a device manufacturing method.
現在、様々なデバイス(例えば半導体デバイスや液晶表示デバイス)が露光装置を用いて製造されている。より高性能なデバイスを製造するために、より高解像な性能を有する露光装置が求められている。露光装置を高解像化する技術のひとつとして、液浸技術を用いた投影光学系の高NA化がある。液浸技術とは、感光体上の空間を屈折率が1以上である液体(例えば水)で満たすことによって液体の屈折率(N>1)に比例して開口数(NA)を大きくする技術である。液浸技術による高NA化によって、より大きな入射角をもつ光波が結像する。このため光波の偏光を制御する必要性が増大している。照明光の偏光を制御する技術としては、例えば、偏光の方向を変化させて結像計算し、像性能が最も高くなる偏光の方向を決定する手法の提案がある(特許文献1参照)。 Currently, various devices (for example, semiconductor devices and liquid crystal display devices) are manufactured using an exposure apparatus. In order to manufacture higher performance devices, an exposure apparatus having higher resolution performance is required. One technique for increasing the resolution of an exposure apparatus is to increase the NA of a projection optical system using an immersion technique. The immersion technique is a technique for increasing the numerical aperture (NA) in proportion to the refractive index (N> 1) of the liquid by filling the space on the photosensitive member with a liquid (for example, water) having a refractive index of 1 or more. It is. A light wave having a larger incident angle forms an image by increasing the NA by the immersion technique. For this reason, the need to control the polarization of light waves is increasing. As a technique for controlling the polarization of illumination light, for example, there is a proposal of a method for determining the direction of polarized light with the highest image performance by calculating the image by changing the direction of polarized light (see Patent Document 1).
従来の照明条件の最適化方法では、投影光学系の像面に形成される像を厳密に計算するために計算量が膨大になり、これにより計算時間が長大になっていた。
本発明は、照明条件の決定における計算を単純化し計算時間を短縮することを目的とする。
In the conventional method for optimizing the illumination conditions, the amount of calculation is enormous because the image formed on the image plane of the projection optical system is strictly calculated, which increases the calculation time.
An object of the present invention is to simplify the calculation in the determination of the illumination condition and reduce the calculation time.
本発明の1つの側面は、原版のパターンを投影光学系によって基板に投影する露光装置において原版を照明する光の偏光方向を決定する照明条件決定方法に係り、該照明条件決定方法は、照明された原版からの回折光によって基板に形成される像を示す式における複数の項のうち、当該像の形成に対して主要に寄与する回折光の干渉によって基板に形成される光強度分布を表す主要干渉項を決定するステップと、原版を照明する光の偏光方向と前記主要干渉項の値との関係を評価することによって許容基準を満たす偏光方向を決定するステップとを含み、前記主要干渉項は、干渉によって像を形成する2組の回折光群のうち一方の回折光群を所定値よりも大きい振幅を有する次数の回折光に限定したときに前記式において残っている項である。 One aspect of the present invention relates to an illumination condition determining method for determining a polarization direction of light for illuminating an original in an exposure apparatus that projects the pattern of the original onto a substrate by a projection optical system, and the illumination condition determining method is illuminated. Among the plurality of terms in the equation representing the image formed on the substrate by the diffracted light from the original plate, the main represents the light intensity distribution formed on the substrate by interference of diffracted light that mainly contributes to the formation of the image Determining an interference term and determining a polarization direction satisfying an acceptance criterion by evaluating a relationship between a polarization direction of light illuminating the original plate and a value of the main interference term, wherein the main interference term comprises: This is a term that remains in the above equation when one of the two sets of diffracted light groups that form an image by interference is limited to orders of diffracted light having an amplitude greater than a predetermined value.
本発明によれば、照明条件の決定における計算を単純化し計算時間を短縮することができる。 According to the present invention, the calculation in determining the illumination condition can be simplified and the calculation time can be shortened.
本発明は、例えば、IC、LSIなどの半導体デバイス、液晶パネルなどの表示デバイス、磁気ヘッドなどの検出デバイス、CCDなどの撮像デバイスといった各種デバイスの製造に有用である。本発明は、例えば、投影光学系の最終面とレジスト(感光材)が塗布された基板との間に液体を満たし、原版のパターンを投影光学系および液体を介して基板に投影する液浸露光に好適である。 The present invention is useful for manufacturing various devices such as semiconductor devices such as IC and LSI, display devices such as liquid crystal panels, detection devices such as magnetic heads, and imaging devices such as CCDs. In the present invention, for example, immersion exposure is performed in which a liquid is filled between a final surface of a projection optical system and a substrate coated with a resist (photosensitive material), and an original pattern is projected onto the substrate through the projection optical system and the liquid. It is suitable for.
露光装置は、概略的には、原版(マスク或いはレチクルとも呼ばれる)を照明する照明系と、該原版のパターンを基板(例えば、ウエハ)に投影する投影光学系とを備える。この明細書では、照明系の瞳面に形成される光強度分布を有効光源分布と呼ぶ。有効光源分布は、投影光学系の物体面に原版が配置されていない状態において投影光学系の瞳面に形成される光強度分布と等価である。 The exposure apparatus generally includes an illumination system that illuminates an original (also called a mask or a reticle) and a projection optical system that projects a pattern of the original onto a substrate (for example, a wafer). In this specification, the light intensity distribution formed on the pupil plane of the illumination system is referred to as an effective light source distribution. The effective light source distribution is equivalent to the light intensity distribution formed on the pupil plane of the projection optical system in a state where the original is not disposed on the object plane of the projection optical system.
以下、照明条件を決定する方法、より詳しくは、原版を照明する光の偏光方向を決定する方法を説明する。具体例として、図2(a)に示す有効光源を用いて、図2(b)に示す目標パターンを形成することを考える。マスクパターンは、像面におけるサイズに換算したときに図2(b)に示すパターンであるものとする。図2(a)に示す有効光源分布において、Sx1、Sx2、Sa1、Sa2、Sa3、Sa4の位置にある6つの光源要素に対する最適偏光方向を求める。ここで、目標パターンがx軸とy軸に平行な辺を持つ矩形パターンの組み合わせであることから、有効光源各位置での最適な偏光方向はx軸とy軸に対して対称であると考えてよい。また、Sx1とSx2がy軸に対して対称であることから、Sx2の最適偏光方向は、Sx1の最適偏光に対しy軸に対称な方向とする。同様に、光源要素の位置の対称性から、Sa2の最適偏光方向は、Sa1の最適偏光方向に対しy軸に対称な方向となる。さらに、Sa3の最適偏光方向はSa1の最適偏光方向に等しく、Sa4の最適偏光方向はSa1の最適偏光方向に対しx軸に対称な方向となる。よって、Sx1とSa1の光源要素の最適偏光方向が決まれば、他の4つの光源要素の最適偏光方向も決まる。なお、この明細書において、最適偏光方向とは、許容基準を満たす偏光方向を意味する。 Hereinafter, a method for determining the illumination condition, more specifically, a method for determining the polarization direction of light for illuminating the original plate will be described. As a specific example, let us consider forming the target pattern shown in FIG. 2B using the effective light source shown in FIG. The mask pattern is assumed to be the pattern shown in FIG. 2B when converted to the size on the image plane. In the effective light source distribution shown in FIG. 2A, the optimum polarization directions for the six light source elements at the positions Sx1, Sx2, Sa1, Sa2, Sa3, and Sa4 are obtained. Here, since the target pattern is a combination of rectangular patterns having sides parallel to the x axis and the y axis, the optimum polarization direction at each effective light source position is considered to be symmetric with respect to the x axis and the y axis. It's okay. Since Sx1 and Sx2 are symmetric with respect to the y-axis, the optimum polarization direction of Sx2 is symmetric with respect to the y-axis with respect to the optimum polarization of Sx1. Similarly, from the symmetry of the position of the light source element, the optimum polarization direction of Sa2 is symmetric with respect to the y axis with respect to the optimum polarization direction of Sa1. Furthermore, the optimum polarization direction of Sa3 is equal to the optimum polarization direction of Sa1, and the optimum polarization direction of Sa4 is symmetric about the x axis with respect to the optimum polarization direction of Sa1. Therefore, if the optimal polarization directions of the light source elements Sx1 and Sa1 are determined, the optimal polarization directions of the other four light source elements are also determined. In this specification, the optimum polarization direction means a polarization direction that satisfies an acceptance criterion.
先ず、Sx1に対する最適偏光方向を決定するために、Sx1から発せられた光波において、結像に主要に寄与する項(主要干渉項)を決定する。図2(c)は、図2(b)のマスクパターンの回折光分布である。中心がSx1の位置にある半径NA(NAは、投影光学系のNA)の円内の回折光(図2(d)参照)は、光源要素Sx1によってマスク(原版)が斜入射照明された場合に投影光学系の瞳に取り込まれる回折光を示すと考えてよい。光源要素Sx1は瞳面で広がりを持っているのでSx1を複数の計算要素に分割してもよいが、ここでは、光源要素Sx1の広がりを無視して1点に代表させて考える。このとき、光源要素Sx1によってマスクパターンが照明されることによって形成される像Iは、図2(d)の範囲にある回折光のうち、任意の2組の回折光E1とE2が干渉することによって形成される。光源要素Sx1の強度を1とすると、投影光学系が無収差の場合、像Iは式(1)で表される。 First, in order to determine the optimum polarization direction for Sx1, in the light wave emitted from Sx1, a term (main interference term) that mainly contributes to imaging is determined. FIG. 2C shows a diffracted light distribution of the mask pattern shown in FIG. Diffracted light (see FIG. 2D) within a circle having a radius NA (NA is the NA of the projection optical system) centered at the position of Sx1 is obtained when the mask (original) is illuminated obliquely by the light source element Sx1. It can be considered that diffracted light taken into the pupil of the projection optical system is shown in FIG. Since the light source element Sx1 has a spread on the pupil plane, Sx1 may be divided into a plurality of calculation elements, but here, the spread of the light source element Sx1 is ignored and considered as one point. At this time, in the image I formed by illuminating the mask pattern by the light source element Sx1, any two sets of diffracted lights E1 and E2 interfere among the diffracted lights in the range of FIG. Formed by. When the intensity of the light source element Sx1 is 1, when the projection optical system has no aberration, the image I is expressed by Expression (1).
*は、複素共役を表す。(f1、g1)、(f2、g2)は、瞳座標(投影光学系の瞳における座標)である。ここで、E1、E2は、図2(d)に示す分布を持つ回折光の振幅とする。Allは、f1、g1、f2、g2の和をとる範囲が投影光学系の瞳面の全域であることを表している。瞳面の全域でf1、g1、f2、g2の和をとることができるのは、図2(d)の回折光分布における回折光E1、E2が、光源要素Sx1によって斜入射照明された場合に投影光学系の瞳に取り込まれる回折光に限定されているためである。E1は、f1、g1以外にも、射出瞳における偏光方向Pに依存するが、表記の簡略化のため変数Pは明示していない。
* Represents a complex conjugate. (F1, g1) and (f2, g2) are pupil coordinates (coordinates in the pupil of the projection optical system). Here, E1 and E2 are the amplitudes of the diffracted light having the distribution shown in FIG. All indicates that the range in which the sum of f1, g1, f2, and g2 is taken is the entire pupil plane of the projection optical system. The sum of f1, g1, f2, and g2 can be obtained over the entire pupil plane when the diffracted lights E1 and E2 in the diffracted light distribution of FIG. 2D are obliquely illuminated by the light source element Sx1. This is because it is limited to the diffracted light taken into the pupil of the projection optical system. In addition to f1 and g1, E1 depends on the polarization direction P in the exit pupil, but the variable P is not explicitly shown for the sake of simplicity.
従来の偏光最適化では、式(1)で決定される量(もしくは式(1)で決定される量と本質的に同等な量)を用いて、各偏光について像Iを計算し結像性能の高い偏光を選ぶ手法が用いられている(特許文献1参照)。本発明の一実施形態では、像Iを計算する代わりに、主要干渉項Mを計算し、Mを用いて結像性能の高い偏光を決定することで、計算量(および、結果として計算時間)を削減する。主要干渉項は、照明された原版からの回折光によって基板に形成される像を示す式(例えば、式(1))における複数の項のうち、当該像の形成に対して主要に寄与する回折光の干渉によって基板に形成される光強度分布を表す項である。ここで、主要干渉項は、例えば、式(2)または式(3)または式(4)で表されうる。 In the conventional polarization optimization, the image I is calculated by calculating the image I for each polarization using the amount determined by the equation (1) (or the amount essentially equivalent to the amount determined by the equation (1)). A method of selecting polarized light having a high value is used (see Patent Document 1). In one embodiment of the present invention, instead of calculating the image I, the main interference term M is calculated, and M is used to determine the polarization with high imaging performance, resulting in computational complexity (and consequently calculation time). To reduce. The main interference term is diffraction that mainly contributes to the formation of the image among a plurality of terms in an expression (for example, Expression (1)) indicating an image formed on the substrate by the diffracted light from the illuminated original. It is a term representing a light intensity distribution formed on a substrate by light interference. Here, the main interference term can be expressed by, for example, Expression (2), Expression (3), or Expression (4).
式(2)における回折光D1(またはD2*)は、回折光E1(またはE2*)において、振幅が所定値(例えば0.1)よりも小さい回折光の値をゼロとしたものである。振幅の小さな回折光を計算しないことで、結像に対して主要に寄与する項(主要干渉項)を計算することができる。ここで、式(2)のように式(1)におけるE1(f1,g1)、E2*(f2,g2)のうち双方をD1、D2*でそれぞれ置き代えるのではなく、いずれか一方を置き換えてもよい。式(2)の右辺は、干渉によって像を形成する2組の回折光群のうち少なくとも一方の回折光群から所定値よりも小さい振幅を有する回折光を除外したときに式(1)において残っている主要干渉項の例である。ここで、2組の回折光群は、第1組の回折光群と、第2組の回折光群とを含む。この実施形態では、第1組の回折光群は、複数の瞳座標(f1,g1)のそれぞれにおけるE1(f1,g1)の集合であり、第2組の回折光群は、複数の瞳座標(f2,g2)のそれぞれにおけるE2*(f2,g2)の集合である。
式(3)における(F1、G1)は、式(1)において、(f1、g1)をある任意の値(例えば0)に限定したことを表している。干渉する2組の回折光のうちの一方の回折光を所定値よりも大きい振幅を有する次数の回折光(例えば0次光)に限定することで、結像に対して主要に寄与する項(主要干渉項)を計算することができる。ここで、式(3)のように、式(1)における(f1,g1)、(f2,g2)のうち一方のみを限定するのではなく、双方を限定してもよい。式(3)の右辺は、干渉によって像を形成する2組の回折光群のうち一方の回折光群を所定値よりも大きい振幅を有する次数の回折光に限定したときに式(1)において残っている主要干渉項の例である。
The diffracted light D1 (or D2 * ) in Expression (2) is obtained by setting the value of the diffracted light whose amplitude is smaller than a predetermined value (for example, 0.1) in the diffracted light E1 (or E2 * ) to zero. By not calculating diffracted light having a small amplitude, it is possible to calculate a term (main interference term) that mainly contributes to imaging. Here, instead of replacing both E1 (f1, g1) and E2 * (f2, g2) in Eq. (1) with D1 and D2 * as in Eq. (2), either one is replaced. May be. The right side of Expression (2) remains in Expression (1) when diffracted light having an amplitude smaller than a predetermined value is excluded from at least one of the two sets of diffracted light groups that form an image by interference. This is an example of the main interference term. Here, the two sets of diffracted light groups include a first set of diffracted light groups and a second set of diffracted light groups. In this embodiment, the first set of diffracted light groups is a set of E1 (f1, g1) at each of a plurality of pupil coordinates (f1, g1), and the second set of diffracted light groups is a plurality of pupil coordinates. A set of E2 * (f2, g2) in each of (f2, g2).
(F1, G1) in Expression (3) represents that (f1, g1) is limited to an arbitrary value (for example, 0) in Expression (1). By limiting one diffracted light of the two sets of diffracted light that interferes to a diffracted light of an order having an amplitude larger than a predetermined value (for example, 0th order light), a term that mainly contributes to imaging ( The main interference term) can be calculated. Here, as in Expression (3), not only one of (f1, g1) and (f2, g2) in Expression (1) is limited, but both may be limited. The right side of Equation (3) is obtained when Equation (1) is used when one of the two diffracted light groups forming an image by interference is limited to a diffracted light of an order having an amplitude larger than a predetermined value. It is an example of the remaining main interference term.
式(4)は、式(2)に示される概念と式(3)に示される概念の双方を含むものである。式(4)の右辺は、
(a)干渉によって像を形成する2組の回折光群のうち一方の回折光群を所定値よりも大きい振幅を有する次数の回折光に限定し、かつ、
(b)該2組の回折光群のうち少なくとも一方の回折光群から所定値よりも小さい振幅を有する回折光を除外したときに、
式(1)において残っている主要干渉項の例である。
Formula (4) includes both the concept shown in Formula (2) and the concept shown in Formula (3). The right side of Equation (4) is
(A) limiting one diffracted light group of two sets of diffracted light groups forming an image by interference to orders of diffracted light having an amplitude greater than a predetermined value; and
(B) When diffracted light having an amplitude smaller than a predetermined value is excluded from at least one of the two sets of diffracted light groups,
It is an example of the main interference term which remains in Formula (1).
このように、主要干渉項(結像に対して主要に寄与する項)だけを計算することで、計算量を少なくすることができ、結像に適した偏光方向を効率的に決定できる。ここで、式(1)に従って結像に寄与する項の全てを計算する場合には、当然に計算時間が長くなり、結像に適した偏光方向を要求される時間内に決定することができないかもしれない。一方、この実施形態のように主要干渉項だけを計算することで、例えば、偏光方向を粗く振りながら結像に適した偏光方向の範囲を大雑把に決定し、その後に、その範囲内で偏光方向を細かく振りながら結像に適した偏光方向を精密に決定する処理が容易になる。これにより、結果として、限られた時間或いは限られた計算能力の下において、偏光方向の決定の精度を従来よりも高めることができるかもしれない。主要干渉項の計算は、式(2)、(3)、(4)など様々な計算方法がある。この他、例えば(f1、g1)をひとつの任意の値(F1=0,G1=0)に限定するのではなく、複数(例えばF1に対して3つ、G1に対して3つ)の値(F1=0、1、−1、G1=0、1、−1)などに限定してもよい。この場合にも、結像に主要に寄与する項を選択的に計算している限り、本発明の範囲内であることは、いうまでもない。また、説明の簡易化のため、投影光学系が無収差の場合を議論したが、収差がある場合は、回折光分布に収差情報を付加することで対応できる。 Thus, by calculating only the main interference term (a term that mainly contributes to imaging), the amount of calculation can be reduced, and the polarization direction suitable for imaging can be determined efficiently. Here, when all the terms that contribute to imaging are calculated according to the equation (1), the calculation time is naturally long, and the polarization direction suitable for imaging cannot be determined within the required time. It may be. On the other hand, by calculating only the main interference term as in this embodiment, for example, the range of the polarization direction suitable for imaging is roughly determined while roughly swaying the polarization direction, and then the polarization direction is within that range. It is easy to precisely determine the polarization direction suitable for imaging while finely shaking the lens. As a result, it may be possible to improve the accuracy of the determination of the polarization direction as compared with the conventional technique for a limited time or a limited calculation ability. There are various calculation methods such as equations (2), (3), and (4) for calculating the main interference term. In addition, for example, (f1, g1) is not limited to one arbitrary value (F1 = 0, G1 = 0), but a plurality of values (for example, three for F1 and three for G1). You may limit to (F1 = 0, 1, -1, G1 = 0, 1, -1) etc. In this case as well, it goes without saying that it is within the scope of the present invention as long as terms that mainly contribute to imaging are selectively calculated. For simplicity of explanation, the case where the projection optical system has no aberration has been discussed. However, when there is an aberration, it can be dealt with by adding aberration information to the diffracted light distribution.
以下、光源要素Sx1の偏光方向を決定する際に用いる主要干渉項を式(3)において(F1=0,G1=0)として計算した例を説明する。ここで、射出瞳における偏光方向は、光源要素の偏光方向と一致し、射出瞳上で一様であるものとする。このように考えて最適偏光を決定することで、結像性能が向上することについては、後述の実施例で確認する。図3は、主要干渉項を計算した例を示している。図3(a)は、偏光方向が0度(x軸と平行)である場合の例である。図3(b)は、偏光方向が90度(y軸と平行)である場合の例である。ここでは、最適偏光方向を、図2(b)における中央のホールパターンの中心位置(評価位置)における主要干渉項の値で評価し、最も大きな値をとる偏光方向を最適偏光方向とする。図4(a)に示すように、偏光方向に応じて主要干渉項の値が変化する。図4(a)において、横軸は偏光方向(度)、縦軸は主要干渉項の値である。この結果から、Sx1の最適偏光方向を90度と決定できる。ここでは、最適偏光方向を判断する指標は、中央パターンのピーク値としたが、これに限らず、複数の位置における値の平均値でも良いし、複数の位置ごとに重み付けをしても良いし、パターン境界位置における主要干渉項の勾配の急峻さを表す値を指標としても良い。また、図4(a)の結果から、Sx1に対して、最適偏光の候補を80度から100度として、選ばれた範囲の偏光に対して結像計算をして、最終的な最適偏光を選んでも良い。さらに、後述の実施例3に示すように、主要干渉項が極値をとる偏光方向を計算で求めても良い。例えば、主要干渉項Mが極大値をとる偏光方向Pは、式(5)かつ式(6)を満たす値として決定できる。 Hereinafter, an example will be described in which the main interference term used when determining the polarization direction of the light source element Sx1 is calculated as (F1 = 0, G1 = 0) in Expression (3). Here, it is assumed that the polarization direction in the exit pupil coincides with the polarization direction of the light source element and is uniform on the exit pupil. The fact that the imaging performance is improved by determining the optimum polarization in this way will be confirmed in Examples described later. FIG. 3 shows an example of calculating the main interference term. FIG. 3A shows an example in which the polarization direction is 0 degree (parallel to the x-axis). FIG. 3B shows an example when the polarization direction is 90 degrees (parallel to the y-axis). Here, the optimum polarization direction is evaluated by the value of the main interference term at the center position (evaluation position) of the center hole pattern in FIG. 2B, and the polarization direction having the largest value is set as the optimum polarization direction. As shown in FIG. 4A, the value of the main interference term changes according to the polarization direction. In FIG. 4A, the horizontal axis represents the polarization direction (degrees), and the vertical axis represents the value of the main interference term. From this result, the optimum polarization direction of Sx1 can be determined to be 90 degrees. Here, the index for determining the optimum polarization direction is the peak value of the central pattern, but is not limited thereto, and may be an average value of values at a plurality of positions, or may be weighted for each of a plurality of positions. A value representing the steepness of the gradient of the main interference term at the pattern boundary position may be used as an index. In addition, from the result of FIG. 4A, with respect to Sx1, the optimum polarization candidate is set to 80 degrees to 100 degrees, and image formation calculation is performed for the selected range of polarization, and the final optimum polarization is obtained. You may choose. Furthermore, as shown in Example 3 described later, the polarization direction in which the main interference term takes an extreme value may be obtained by calculation. For example, the polarization direction P in which the main interference term M has a maximum value can be determined as a value satisfying the expressions (5) and (6).
光源要素Sa1についても、同様に、偏光方向を最適化することができる。前述したように、光源要素Sx1とSa1とが決定されると、x軸とy軸に対する対称性を考慮して、全ての光源要素の最適偏光が決定される。 Similarly, the polarization direction of the light source element Sa1 can be optimized. As described above, when the light source elements Sx1 and Sa1 are determined, the optimum polarization of all the light source elements is determined in consideration of symmetry with respect to the x axis and the y axis.
図1は、照明条件決定方法(偏光方向最適化方法)のフローを示している。図17は、図1に示す照明条件決定方法(偏光方向最適化方法)を実行するコンピュータ10の構成を概略的に示している。コンピュータ10は、例えば、CPU11、メインメモリ12、入力装置13、出力装置14、不揮発性メモリ15を備えうる。メインメモリ12は、例えばDRAMを含みうる。不揮発性メモリ15は、例えば、ハードディスク装置、EEPROM等を含みうる。入力装置13は、例えば、キーボード、通信装置等を含みうる。出力装置14は、例えば、ディスプレイ、プリンタ、通信装置、メモリ等を含みうる。不揮発性メモリ15には、図1に示す偏光最適化方法をコンピュータ10に実行させるためのプログラム16が格納されうる。プログラム16は、例えば、アプリケーションプログラムとして構成され、起動要求に従ってメインメモリ12に読み込まれうる。CPU11は、プログラム16を実行することによって、図1のフローに示される各ステップを実行する。 FIG. 1 shows a flow of an illumination condition determination method (polarization direction optimization method). FIG. 17 schematically shows the configuration of a computer 10 that executes the illumination condition determination method (polarization direction optimization method) shown in FIG. The computer 10 can include, for example, a CPU 11, a main memory 12, an input device 13, an output device 14, and a nonvolatile memory 15. The main memory 12 can include a DRAM, for example. The non-volatile memory 15 can include, for example, a hard disk device, an EEPROM, or the like. The input device 13 can include, for example, a keyboard, a communication device, and the like. The output device 14 can include, for example, a display, a printer, a communication device, a memory, and the like. The nonvolatile memory 15 can store a program 16 for causing the computer 10 to execute the polarization optimization method shown in FIG. The program 16 is configured as an application program, for example, and can be read into the main memory 12 in accordance with an activation request. The CPU 11 executes the steps shown in the flow of FIG. 1 by executing the program 16.
図1のステップS01では、露光光の波長、投影光学系のNA、目標パターン、有効光源分布、マスクパターン、回折光が干渉する投影光学系の像面における屈折率が入力装置13を介して指定される。ステップS02では、最適偏光を決める評価方法が決定される。既に述べた例でいえば、中央のホールパターンの位置を評価位置における主要干渉項の値によって評価がなされる。評価方法の決定は、評価位置および主要干渉項(例えば、式(2)、(3)、(4)のいずれか)の決定を含む。ステップS03では、マスクパターンの回折光分布が算出される。ステップS04では、最適偏光方向を計算するための光源要素が決定される。前述の例では、Sx1とSa1の2つが最適偏光方向を計算するための光源要素として決定される。図1では、光源要素がパラメータiの値で特定される。ステップS05では、最初の光源要素が指定される(i=1)。ステップS06では、指定された光源要素を中心とした半径NAの円領域CSiが決定される。ステップS07では、CSiにおける回折光を用いて主要干渉項が計算される。具体的には、複数の偏光方向Pについて、例えば式(3)に従って主要干渉項の値が計算される。ステップS08では、複数の偏光方向について主要干渉項の値を計算した結果が評価され、最適偏光方向が決定される。例えば、図4(a)に示す例では、最適偏光方向が90度として決定される。ステップS07、S08は、例えば、式(5)、(6)に従って最適な偏光方向を決定しても良い。以上のように、この実施形態では、原版を照明する光の偏光方向と主要干渉項の値との関係を評価することによって最適偏光方向(許容基準を満たす偏光方向)が決定される。ステップS09では、iの値を変更して異なる光源要素が指定され、処理がステップS06に戻される。したがって、ステップS06からS09までの処理が各光源要素について実行される。既に述べた例では、Sx1とSa1の2つについて計算されることになる。 In step S01 in FIG. 1, the wavelength of exposure light, the NA of the projection optical system, the target pattern, the effective light source distribution, the mask pattern, and the refractive index at the image plane of the projection optical system where the diffracted light interferes are specified via the input device 13. Is done. In step S02, an evaluation method for determining optimum polarization is determined. In the example already described, the position of the center hole pattern is evaluated by the value of the main interference term at the evaluation position. Determination of the evaluation method includes determination of an evaluation position and a main interference term (for example, any one of the equations (2), (3), and (4)). In step S03, the diffracted light distribution of the mask pattern is calculated. In step S04, the light source element for calculating the optimum polarization direction is determined. In the above example, two of Sx1 and Sa1 are determined as light source elements for calculating the optimum polarization direction. In FIG. 1, the light source element is specified by the value of the parameter i. In step S05, the first light source element is designated (i = 1). In step S06, a circular area CSi having a radius NA around the designated light source element is determined. In step S07, the main interference term is calculated using the diffracted light in CSi. Specifically, for a plurality of polarization directions P, the value of the main interference term is calculated according to, for example, Expression (3). In step S08, the result of calculating the value of the main interference term for a plurality of polarization directions is evaluated, and the optimum polarization direction is determined. For example, in the example shown in FIG. 4A, the optimum polarization direction is determined as 90 degrees. In steps S07 and S08, an optimal polarization direction may be determined according to, for example, equations (5) and (6). As described above, in this embodiment, the optimum polarization direction (the polarization direction satisfying the acceptance criterion) is determined by evaluating the relationship between the polarization direction of the light illuminating the original and the value of the main interference term. In step S09, the value of i is changed to specify a different light source element, and the process returns to step S06. Therefore, the processing from step S06 to S09 is executed for each light source element. In the example already described, calculation is performed for two of Sx1 and Sa1.
ステップS10では、既に計算した結果に基づいて、光源要素の配置の対称性を利用して、全ての光源要素の最適偏光方向が決定される。前述の例では、Sx1とSa1の結果を用いて、Sx2、Sa2、Sa3、Sa4の光源要素に対する最適偏光方向度が決定される。もちろん、Sx1、Sa1、Sx2、Sa2、Sa3、Sa4の全ての光源要素について計算を行ってもよい。ステップS11では、必要に応じて、最適偏光が調整される。前述の例では、Sx1に対して、最適偏光の候補を80度から100度として、選ばれた最適偏光に対して結像計算をして、最終的な最適偏光方向を選択することがこの調整である。ステップS12では、必要に応じて、マスクパターンが調整される。これは、マスクパターンに補助パターンがある場合は、最適偏光に応じて補助パターンの大きさを調整する必要が生じる場合があるためである。また、メインパターンのOPC調整を行う場合もある。こうして調整した後のマスクパターンに対して、必要に応じて最適偏光を調整しても良い。このフローは、ステップS13で終了となる。 In step S10, based on the already calculated result, the optimal polarization direction of all the light source elements is determined using the symmetry of the arrangement of the light source elements. In the above-described example, the optimum polarization direction degree with respect to the light source elements Sx2, Sa2, Sa3, and Sa4 is determined using the results of Sx1 and Sa1. Of course, calculation may be performed for all light source elements Sx1, Sa1, Sx2, Sa2, Sa3, and Sa4. In step S11, the optimum polarization is adjusted as necessary. In the above-described example, with respect to Sx1, the optimum polarization candidate is set to 80 degrees to 100 degrees, and image calculation is performed for the selected optimum polarization, and the final optimum polarization direction is selected. It is. In step S12, the mask pattern is adjusted as necessary. This is because if the mask pattern has an auxiliary pattern, it may be necessary to adjust the size of the auxiliary pattern according to the optimum polarization. Further, OPC adjustment of the main pattern may be performed. You may adjust optimal polarization | polarized-light with respect to the mask pattern after adjusting in this way as needed. This flow ends in step S13.
以下、光源の偏光方向を最適化した結果と偏光方向の最適化の効果について、実施例を通し説明する。
以下に、本発明の特徴を実施例を通して例示的に説明する。本発明は、例えば、液浸以外の光学系に適用することもできる。また、本発明は、ハーフトーンマスク、ラインパターンに適用するなど、種々の変更を伴って実施することができる。
Hereinafter, the result of optimizing the polarization direction of the light source and the effect of optimizing the polarization direction will be described through examples.
Hereinafter, the features of the present invention will be exemplarily described through examples. The present invention can also be applied to optical systems other than liquid immersion, for example. Further, the present invention can be implemented with various modifications such as application to a halftone mask and a line pattern.
[実施例1]
露光装置を液浸露光装置とした。液浸液を水(屈折率n=1.44)、波長を193nm、NAを1.35とした。投影光学系は無収差で倍率を0.25倍とした。レジストの屈折率nと1.70とした。有効光源を図2(a)に示す6重極とした。x軸上の光源要素Sx1については、内σを0.80、外σを0.98、開き角を20度とした。x軸正からy軸正に向かって55度の方向に中心を持つ光源要素Sa1については、内σを0.83、外σと0.95、開き角を15度とした。
[Example 1]
The exposure apparatus was an immersion exposure apparatus. The immersion liquid was water (refractive index n = 1.44), the wavelength was 193 nm, and the NA was 1.35. The projection optical system had no aberration and the magnification was 0.25 times. The refractive index n of the resist was 1.70. The effective light source was a hexapole shown in FIG. For the light source element Sx1 on the x axis, the inner σ was 0.80, the outer σ was 0.98, and the opening angle was 20 degrees. For the light source element Sa1 centered in the direction of 55 degrees from the positive x-axis to the positive y-axis, the inner σ was 0.83, the outer σ was 0.95, and the opening angle was 15 degrees.
目標パターンについては、像面におけるサイズに換算して一辺が50nmの矩形とした。個々の矩形は、図2(b)に示されているものとした。像面におけるサイズに換算したときのマスクパターンは、目標パターンと同じ図2(b)である。図2(c)は、図2(b)に示したマスクパターンの回折光分布を示している。図2(d)は、光源要素Sx1についての主要干渉項を計算する領域を示し、図2(e)は、光源要素Sa1についての主要干渉項を計算する領域を示している。図3(a)は、光源要素Sx1について、偏光方向を0度として主要干渉項の値を計算した結果である。ここで、主要干渉項は、式(3)において(F1=0,G1=0)として計算した。図3(b)は、光源要素Sx1について、偏光方向を90度として主要干渉項の値を計算した結果である。図4(a)には、一例として、中央のホールパターン中心位置における主要干渉項の値が示されている。中央のホールパターン中心位置に限らず、全てのホールパターンにおいて、主要干渉項が最大値をとる偏光方向は90度である。90度を光源要素Sx1についての最適偏光方向とする。 The target pattern was a rectangle having a side of 50 nm in terms of the size on the image plane. The individual rectangles were assumed to be shown in FIG. The mask pattern when converted to the size on the image plane is the same as the target pattern in FIG. FIG. 2C shows the diffracted light distribution of the mask pattern shown in FIG. FIG. 2D shows a region for calculating the main interference term for the light source element Sx1, and FIG. 2E shows a region for calculating the main interference term for the light source element Sa1. FIG. 3A shows the result of calculating the value of the main interference term for the light source element Sx1 with the polarization direction set to 0 degree. Here, the main interference term was calculated as (F1 = 0, G1 = 0) in Equation (3). FIG. 3B shows the result of calculating the value of the main interference term for the light source element Sx1 with the polarization direction set at 90 degrees. FIG. 4A shows the value of the main interference term at the center position of the hole pattern as an example. The polarization direction in which the main interference term takes a maximum value is 90 degrees in all hole patterns, not limited to the center hole pattern center position. 90 degrees is the optimum polarization direction for the light source element Sx1.
光源要素Sx1と同様の手法を用いて、光源要素Sa1について図2(e)の回折光から主要干渉項を計算する。例えば、中央のホールパターン位置における主要干渉項の値は、偏光方向の変化に対して、図4(b)のように変化する。最も高い値をとる偏光方向は、140度となる。このとき、評価位置を異なるホール位置にしても、主要干渉項が最も高い値をとる偏光方向は125度から155度の範囲にある。このことから光源要素Sa1の最適偏光方向は、140度に決定する。既に説明した方法で、光源要素Sx1とSa1の最適偏光方向から、対称性を考慮して全ての光源要素の最適偏光方向が決定される。Sx2は90度、Sa2は40度、Sa3は140度、Sa4は40度と決定される。図5に、最適な偏光方向を模式的に示した。 Using a method similar to that for the light source element Sx1, the main interference term is calculated for the light source element Sa1 from the diffracted light in FIG. For example, the value of the main interference term at the center hole pattern position changes as shown in FIG. The polarization direction having the highest value is 140 degrees. At this time, even if the evaluation positions are different hole positions, the polarization direction in which the main interference term takes the highest value is in the range of 125 degrees to 155 degrees. From this, the optimum polarization direction of the light source element Sa1 is determined to be 140 degrees. With the method already described, the optimum polarization directions of all the light source elements are determined from the optimum polarization directions of the light source elements Sx1 and Sa1 in consideration of symmetry. It is determined that Sx2 is 90 degrees, Sa2 is 40 degrees, Sa3 is 140 degrees, and Sa4 is 40 degrees. FIG. 5 schematically shows the optimum polarization direction.
このように射出瞳で決定した最適偏光を有効光源の最適偏光とする妥当性を確認するため、無偏光の場合と最適偏光の場合の結像性能を比較する。図6に、結像性能を評価するホールパターン2箇所をAとBで示した。図2(a)に示した有効光源分布において、図5に示した最適偏光の場合と無偏光(直交する偏光の和)の場合とで、AとBの結像性能の変化を調べた。結像性能は、デフォーカスに対するホール径(CD)の変化と、デフォーカスに対するNILS(Normalized image log slope)で評価する。ホール径のデフォーカス変化は、ベストフォーカスにおいて図6のAで示したホールのx軸方向の径が50nmとなる強度値(スライス値)一定のもとで評価した。 In order to confirm the validity that the optimum polarization determined by the exit pupil is the optimum polarization of the effective light source, the imaging performance in the case of non-polarization and the case of optimum polarization is compared. In FIG. 6, two hole patterns for evaluating the imaging performance are indicated by A and B. In the effective light source distribution shown in FIG. 2A, the change in the imaging performance of A and B was examined between the optimal polarization shown in FIG. 5 and the non-polarization (sum of orthogonal polarizations). The imaging performance is evaluated by a change in hole diameter (CD) with respect to defocus and NILS (Normalized image log slope) with respect to defocus. The defocus change of the hole diameter was evaluated under the constant intensity value (slice value) at which the diameter in the x-axis direction of the hole indicated by A in FIG.
図7(a)は、図6のAで示したホールのデフォーカスに対するCD変化である。CDは、x軸方向とy軸方向の平均値である。図7(b)は、図6のBで示したホールのデフォーカスに対するCD変化である。CDのデフォーカスによる減少は、BのホールよりもAのホールの方が大きい。図7(a)、(b)から、最適偏光と無偏光とで、CDで評価した結像性能が同等であることが分かる。 FIG. 7A shows the CD change with respect to the defocus of the hole shown by A in FIG. CD is an average value in the x-axis direction and the y-axis direction. FIG. 7B shows a CD change with respect to the defocusing of the hole shown by B in FIG. The decrease due to CD defocusing is larger for the A hole than for the B hole. From FIGS. 7A and 7B, it can be seen that the imaging performance evaluated by CD is the same between the optimal polarization and the non-polarization.
図8(a)が、図6のAで示したホールのデフォーカスに対するNILS変化である。NILSは、x軸方向とy軸方向の平均値である。ベストフォーカスにおいて、無偏光のNILSが1.12に対し、最適偏光のNILSは1.15であり約3%NILSが向上している。図8(b)は、図6のBで示したホールのデフォーカスに対するNILS変化である。ベストフォーカスにおいて、無偏光のNILSが1.55に対し、最適偏光のNILSは1.81であり約17%NILSが向上している。図8(a)(b)から、偏光を最適化することで、NILSで評価した結像性能が向上したことが分かる。偏光を最適化することで、CD評価による焦点深度を維持してNILSを向上させることができた。このことから本実施例において、射出瞳における最適偏光を光源に与えることで、結像性能を向上させることが可能なことがわかる。 FIG. 8A shows the NILS change with respect to the defocusing of the hole indicated by A in FIG. NILS is an average value in the x-axis direction and the y-axis direction. In the best focus, the unpolarized NILS is 1.12, whereas the optimally polarized NILS is 1.15, which is an improvement of about 3% NILS. FIG. 8B shows the NILS change with respect to the defocusing of the hole indicated by B in FIG. In the best focus, the unpolarized NILS is 1.55, whereas the optimally polarized NILS is 1.81, which is an improvement of about 17% NILS. 8 (a) and 8 (b), it can be seen that the imaging performance evaluated by NILS is improved by optimizing the polarization. By optimizing the polarization, it was possible to improve the NILS while maintaining the depth of focus by the CD evaluation. From this, it can be seen that in this embodiment, it is possible to improve the imaging performance by giving the light source the optimum polarization at the exit pupil.
[実施例2]
本実施例では、マスクパターンが、目標パターンと等しいメインパターンと、補助パターンとを有するものである場合における偏光最適化を考える。有効光源分布(図2(a)参照)と目標パターン(図2(b)参照)は実施例1と同じである。図9(a)に本実施例のマスクパターンを示す。補助パターンは、既存の手法で決定したものを用いる。補助パターンのサイズは像面におけるサイズに換算したサイズで32nmとした。図9(b)は、図9(a)のマスクパターンの回折光分布を示す。図9(c)は、光源要素Sx1について主要干渉項を計算する領域を示し、図9(d)は、光源要素Sa1についで主要干渉項を計算する領域を示している。図10(a)は、図9(c)の回折光を用いて計算した主要干渉項のホールパターンAの中心位置における値である。主要干渉項の計算は実施例1と同様の方法で計算した。図10(a)から、光源要素Sx1の最適偏光方向は90度と決定される。図10(b)は、図9(d)の回折光を用いて計算した主要干渉項のホールパターンAの中心位置における値である。図10(b)から、光源要素Sa1の最適偏光方向は145度と決定される。光源要素Sx1とSa1の最適偏光方向から、対称性を考慮して全ての光源要素の最適偏光方向が決定する。具体的には、Sx2は90度、Sa2は35度、Sa3は145度、Sa4は35度と決定される。最適偏光と無偏光との場合で、結像性能を比較した結果を図11と図12に示す。図11(a)は、図6のAで示したホールに対するホール径(CD)のデフォーカス変化で、図11(b)は、図6のBで示したホールに対するホール径(CD)のデフォーカス変化である。どちらも偏光を最適化しても同等の性能であることが分かる。図12(a)は、図6のAで示したホールに対するデフォーカスに対するNILSの変化で、図12(b)は、図7のBで示したホールに対するデフォーカスに対するNILSの変化である。図12(a)から、ベストフォーカスにおいて、偏光を最適化したことでNILSが約7%向上している。図12(b)から、ベストフォーカスにおいて、偏光を最適化したことでNILSが約9%向上している。偏光最適化によって、焦点深度を落とさずに、NILSを向上させることができた。
[Example 2]
In this embodiment, a polarization optimization is considered when the mask pattern has a main pattern equal to the target pattern and an auxiliary pattern. The effective light source distribution (see FIG. 2A) and the target pattern (see FIG. 2B) are the same as those in the first embodiment. FIG. 9A shows a mask pattern of this embodiment. The auxiliary pattern is determined by an existing method. The size of the auxiliary pattern was 32 nm in terms of the size on the image plane. FIG. 9B shows the diffracted light distribution of the mask pattern of FIG. FIG. 9C shows an area for calculating the main interference term for the light source element Sx1, and FIG. 9D shows an area for calculating the main interference term for the light source element Sa1. FIG. 10A is a value at the center position of the hole pattern A of the main interference term calculated using the diffracted light of FIG. 9C. The main interference term was calculated in the same manner as in Example 1. From FIG. 10A, the optimum polarization direction of the light source element Sx1 is determined to be 90 degrees. FIG. 10B is a value at the center position of the hole pattern A of the main interference term calculated using the diffracted light of FIG. From FIG. 10B, the optimum polarization direction of the light source element Sa1 is determined to be 145 degrees. From the optimum polarization directions of the light source elements Sx1 and Sa1, the optimum polarization directions of all the light source elements are determined in consideration of symmetry. Specifically, Sx2 is determined to be 90 degrees, Sa2 is determined to be 35 degrees, Sa3 is determined to be 145 degrees, and Sa4 is determined to be 35 degrees. FIG. 11 and FIG. 12 show the results of comparing the imaging performance in the case of optimal polarization and non-polarization. FIG. 11A shows the defocus change of the hole diameter (CD) for the hole shown by A in FIG. 6, and FIG. 11B shows the defocus change of the hole diameter (CD) for the hole shown by B in FIG. It is a focus change. It can be seen that both have the same performance even when the polarization is optimized. 12A shows a change in NILS with respect to the defocus for the hole shown in FIG. 6A, and FIG. 12B shows a change in NILS with respect to the defocus for the hole shown in FIG. 7B. From FIG. 12A, the NILS is improved by about 7% by optimizing the polarization in the best focus. From FIG. 12B, the NILS is improved by about 9% by optimizing the polarization in the best focus. By polarization optimization, NILS could be improved without reducing the depth of focus.
[実施例3]
露光装置を液浸露光装置とした。液浸液を水(屈折率n=1.44)とした。波長を193nm、NAを1.35とした。投影光学系は無収差で倍率を0.25倍とした。レジストの屈折率nを1.70とした。有効光源を図13(c)に示す4重極とした。第一象限の光源要素Sa1は、中心がx=0.35、y=0.20で、x方向の辺の長さが0.10、y方向の辺の長さが0.07の長方形である。Sa1とy軸に対して対称な位置に第二象限の光源要素Sa2があり、Sa1とSa2と、x軸に対して対称な位置に第四象限の光源要素Sa4と第三象限の光源要素Sa3がある。
[Example 3]
The exposure apparatus was an immersion exposure apparatus. The immersion liquid was water (refractive index n = 1.44). The wavelength was 193 nm and NA was 1.35. The projection optical system had no aberration and the magnification was 0.25 times. The refractive index n of the resist was 1.70. The effective light source was a quadrupole as shown in FIG. The light source element Sa1 in the first quadrant is a rectangle whose center is x = 0.35, y = 0.20, the length in the x direction is 0.10, and the length in the y direction is 0.07. is there. There is a light source element Sa2 in the second quadrant at a position symmetric with respect to Sa1 and the y axis, a light source element Sa4 in the fourth quadrant and a light source element Sa3 in the third quadrant at a position symmetric with respect to Sa1 and Sa2. There is.
目標パターンは、像面におけるサイズに換算して一辺が65nmのホールパターンとした(図13(a)参照)。像面におけるサイズに換算したときのマスクパターンは、目標パターンと同じ図13(a)であるとする。主要干渉項は、式(3)において(F1=0,G1=0)として計算した。本実施例では、主要干渉項Mが極大値をとる偏光方向を最適偏光方向とする。Mが極大値をとる条件は、主要干渉項の像面における位置(x、y)と偏光方向Polの関数であるM(x、y、Pol)の、Polによる1階微分がゼロになり、かつPolによる2階微分が負になることである。1階微分がゼロになる式は、式(7)のように表すことができる。 The target pattern was a hole pattern having a side of 65 nm in terms of the size on the image plane (see FIG. 13A). The mask pattern when converted to the size on the image plane is assumed to be the same as the target pattern in FIG. The main interference term was calculated as (F1 = 0, G1 = 0) in equation (3). In this embodiment, the polarization direction in which the main interference term M takes the maximum value is set as the optimum polarization direction. The condition that M takes a maximum value is that the first-order differentiation by Mol of M (x, y, Pol), which is a function of the position (x, y) of the main interference term on the image plane and the polarization direction Pol, becomes zero. And the second derivative by Pol becomes negative. An expression in which the first derivative is zero can be expressed as Expression (7).
式(7)を満たすPolとして、式(8)に示す2つの解、Pol_1とPol_2を得る。
As Pol that satisfies Expression (7), two solutions shown in Expression (8), Pol_1 and Pol_2, are obtained.
これら2つのPolのうち
Of these two Pols
を満たすPolが、Mが極大値をとるPolである。
The Pol that satisfies the above is the Pol that M takes the maximum value.
本実施例では、(x、y)として図13(b)のA、B、Cを選ぶ。A、B、Cの各ホール位置は、μm単位で、A(x=0.00、y=0.00)、B(x=―0.13、y=0.00)、C(x=0.20、y=0.13)である。光源要素Sa1において、Mが極大値をとる偏光方向は、前述の方法で、Aでは126.6度、Bでは125.2度、Cでは147.3度として決定することができる。最適偏光方向は、これらの値の平均としても良いし、重みをつけた線形和としても良いし、4つの偏光方向で結像計算をして最適なものを選んでも良い。また、製造上実現できる複数の偏光方向の中から、計算で求まった最適偏光方向にもっとも近い値を、最適偏光方向として選んでもよい。ここでは、Cにおける偏光方向である147.3度を最適偏光方向に選ぶ。x軸とy軸の対称性から、光源要素Sa2については32.7度、光源要素Sa3については147.3度、光源要素Sa4については32.7度となる。 In this embodiment, A, B, and C in FIG. 13B are selected as (x, y). The hole positions of A, B, and C are in units of μm, and A (x = 0.00, y = 0.00), B (x = −0.13, y = 0.00), C (x = 0.20, y = 0.13). In the light source element Sa1, the polarization direction in which M has a maximum value can be determined as 126.6 degrees for A, 125.2 degrees for B, and 147.3 degrees for C by the method described above. The optimum polarization direction may be the average of these values, may be a weighted linear sum, or may be selected by performing image formation calculation in four polarization directions. In addition, a value closest to the optimum polarization direction obtained by calculation may be selected as the optimum polarization direction from a plurality of polarization directions that can be realized in manufacturing. Here, 147.3 degrees which is the polarization direction in C is selected as the optimum polarization direction. From the symmetry of the x-axis and y-axis, the light source element Sa2 is 32.7 degrees, the light source element Sa3 is 147.3 degrees, and the light source element Sa4 is 32.7 degrees.
最適偏光と無偏光との場合で、結像性能を比較した結果を図14と図15に示す。図14(a)は、図13(b)のAとBで示したホールに対するデフォーカスに対するホール径(CD)の変化である。図14(b)は、図13(b)のCで示したホールに対するデフォーカスに対するCDの変化である。どちらも、偏光を最適化しても同等の性能であることが分かる。図15(a)は、図13(b)で示したAとBのホールに対するデフォーカスに対するNILSの変化である。図15(b)は、図13(b)のCのホールに対するデフォーカスに対するNILSの変化である。図15(a)から、ベストフォーカスにおいて、偏光を最適化したことでNILSが、Aで5.5%、Bで8.0%向上している。図15(b)から、ベストフォーカスにおいて、偏光を最適化したことでNILSが、Cで4.7%向上している。偏光最適化によって、焦点深度を落とさずに、NILSを向上させることができた。 FIG. 14 and FIG. 15 show the results of comparing the imaging performance in the case of optimal polarization and non-polarization. FIG. 14A shows a change in hole diameter (CD) with respect to defocusing with respect to the holes indicated by A and B in FIG. 13B. FIG. 14B shows a change in CD with respect to defocusing with respect to the hole indicated by C in FIG. 13B. It can be seen that both have the same performance even when the polarization is optimized. FIG. 15A shows a change in NILS with respect to defocus for the A and B holes shown in FIG. FIG. 15B shows a change in NILS with respect to the defocus for the hole C in FIG. 13B. From FIG. 15A, the NILS is improved by 5.5% for A and 8.0% for B by optimizing the polarization in the best focus. From FIG. 15B, NILS is improved by 4.7% in C by optimizing the polarization in the best focus. By polarization optimization, NILS could be improved without reducing the depth of focus.
[露光装置]
次に、図16を参照しながら本発明が適用されうる露光方法について例示的に説明する。露光装置100は、照明系110と、マスク(原版)130を保持するマスクステージ132と、投影光学系140と、主制御ユニット150と、モニタ及び入力装置152と、ウエハ170を保持するウエハステージ176とを備える。露光装置100では、投影光学系140の最終面とウエハ170との間に液体180に供給され、投影光学系140および液体180を介してマスク130のパターンがウエハ170に投影される。この例では、露光装置100は、ステップアンドスキャン方式の投影露光装置(即ち、スキャナー)であるが、ステップアンドリピート方式その他の露光方式を適用してもよい。
[Exposure equipment]
Next, an exposure method to which the present invention can be applied will be exemplarily described with reference to FIG. The exposure apparatus 100 includes an illumination system 110, a mask stage 132 that holds a mask (original) 130, a projection optical system 140, a main control unit 150, a monitor and input device 152, and a wafer stage 176 that holds a wafer 170. With. In the exposure apparatus 100, the liquid 180 is supplied between the final surface of the projection optical system 140 and the wafer 170, and the pattern of the mask 130 is projected onto the wafer 170 via the projection optical system 140 and the liquid 180. In this example, the exposure apparatus 100 is a step-and-scan projection exposure apparatus (that is, a scanner), but a step-and-repeat system and other exposure systems may be applied.
照明系110は、光源部と照明光学系とを含む。光源部は、光源としてのレーザー112と、ビーム整形系114とを含む。レーザーの種類、個数は限定されず、光源部の種類も限定されない。ビーム整形系114は、例えば、複数のシリンドリカルレンズを含むビームエクスパンダ等を使用することができる。ビーム整形系114は、例えば、レーザー112からの平行光の断面形状の縦横比率を所望の値に変換する(例えば、断面形状を長方形から正方形にするなど)ことによりビーム形状を所望のものに整形する。ビーム整形系114は、後述するオプティカルインテグレーター118を照明するために必要な大きさと発散角を持つ光束を形成する。 The illumination system 110 includes a light source unit and an illumination optical system. The light source unit includes a laser 112 as a light source and a beam shaping system 114. The type and number of lasers are not limited, and the type of light source unit is not limited. As the beam shaping system 114, for example, a beam expander including a plurality of cylindrical lenses can be used. The beam shaping system 114 shapes the beam shape to a desired one by, for example, converting the aspect ratio of the cross-sectional shape of the parallel light from the laser 112 to a desired value (for example, changing the cross-sectional shape from a rectangle to a square). To do. The beam shaping system 114 forms a light beam having a size and a divergence angle necessary for illuminating an optical integrator 118 described later.
照明光学系は、マスク130を照明するように構成されている。照明光学系は、例えば、集光光学系116と、偏光制御ユニット117と、オプティカルインテグレーター118と、開口絞り120と、集光レンズ122と、折り曲げミラー124と、マスキングブレード126と、結像レンズ128とを含む。照明光学系は、変形照明など様々な照明モードを実現することができる。集光光学系116は、複数の光学素子から構成され、オプティカルインテグレーター118に所望の形状の光束を効率よく導入する。例えば、集光光学系116はズームレンズシステムを含み、オプティカルインテグレーター118への入射ビームの形および角度の分配をコントロールする。集光光学系116は、マスク130への照明光の露光量を照明毎に変更可能な露光量調整部を含む。露光量調整部は、主制御ユニット150によって制御される。露光量モニタを、例えば、オプティカルインテグレーター118とマスク130の間やその他の場所に置き露光量を計測しその結果をフィードバックすることもできる。 The illumination optical system is configured to illuminate the mask 130. The illumination optical system includes, for example, a condensing optical system 116, a polarization control unit 117, an optical integrator 118, an aperture stop 120, a condensing lens 122, a bending mirror 124, a masking blade 126, and an imaging lens 128. Including. The illumination optical system can realize various illumination modes such as modified illumination. The condensing optical system 116 is composed of a plurality of optical elements, and efficiently introduces a light beam having a desired shape into the optical integrator 118. For example, the collection optics 116 includes a zoom lens system and controls the distribution of the shape and angle of the incident beam to the optical integrator 118. The condensing optical system 116 includes an exposure amount adjustment unit that can change the exposure amount of the illumination light to the mask 130 for each illumination. The exposure adjustment unit is controlled by the main control unit 150. For example, the exposure amount monitor can be placed between the optical integrator 118 and the mask 130 or at another location, and the exposure amount can be measured and the result can be fed back.
偏光制御ユニット117は、例えば、偏光素子を含み、投影光学系140の瞳面142とほぼ共役な位置に配置される。偏光制御ユニット117は、瞳面142に形成される有効光源の所定の領域における偏光状態を制御する。複数種類の偏光素子からなる偏光制御ユニット117が図示しないアクチュエータによって回転可能なターレット上に設けられて主制御ユニット150がかかるアクチュエータの駆動を制御してもよい。偏光制御ユニット117により、上記の方法によって決定された結像に適した偏光方向を実現することができる。 The polarization control unit 117 includes, for example, a polarizing element, and is disposed at a position substantially conjugate with the pupil plane 142 of the projection optical system 140. The polarization control unit 117 controls the polarization state in a predetermined region of the effective light source formed on the pupil plane 142. A polarization control unit 117 composed of a plurality of types of polarization elements may be provided on a turret that can be rotated by an actuator (not shown), and the main control unit 150 may control driving of the actuator. The polarization control unit 117 can realize a polarization direction suitable for imaging determined by the above method.
オプティカルインテグレーター118は、マスク130を照明する照明光を均一化し、入射光の角度分布を位置分布に変換して出射するハエの目レンズとして構成される。ハエの目レンズは、その入射面と出射面とがフーリエ変換の関係に維持され、ロッドレンズ(即ち、微小レンズ素子)を多数組み合わせることによって構成されている。但し、オプティカルインテグレーター118はハエの目レンズに限定されず、光学ロッド、回折格子、各組が直交するように配置された複数の組のシリンドリカルレンズアレイ板などを含む。 The optical integrator 118 is configured as a fly-eye lens that uniformizes the illumination light that illuminates the mask 130, converts the angular distribution of the incident light into a position distribution, and emits it. The fly-eye lens is configured by combining a large number of rod lenses (that is, microlens elements) with its entrance and exit surfaces maintained in a Fourier transform relationship. However, the optical integrator 118 is not limited to a fly-eye lens, and includes an optical rod, a diffraction grating, and a plurality of sets of cylindrical lens array plates arranged so that each set is orthogonal.
オプティカルインテグレーター118の出射面の直後には、形状及び径が固定された開口絞り120が設けられている。開口絞り120は、投影光学系140の瞳面142に形成される図2(b)などに示される有効光源とほぼ共役な位置に配置され、開口絞りの120の開口形状は投影光学系140の瞳面142の有効光源の強度分布に相当する。開口絞り120は有効光源の強度分布を制御する。開口絞り120は、照明条件に応じて絞り交換機構(アクチュエータ)121によって、開口絞りが光路中に位置するように切り替え可能となっている。アクチュエータ121の駆動は、主制御ユニット150によって制御される駆動制御ユニット151によって制御される。なお、開口絞り120は、偏光制御ユニット117と一体に構成されてもよい。 Immediately after the exit surface of the optical integrator 118, an aperture stop 120 having a fixed shape and diameter is provided. The aperture stop 120 is disposed at a position substantially conjugate with the effective light source shown in FIG. 2B formed on the pupil plane 142 of the projection optical system 140, and the aperture shape of the aperture stop 120 is the same as that of the projection optical system 140. This corresponds to the intensity distribution of the effective light source on the pupil plane 142. The aperture stop 120 controls the intensity distribution of the effective light source. The aperture stop 120 can be switched by an aperture replacement mechanism (actuator) 121 so that the aperture stop is positioned in the optical path according to the illumination conditions. Driving of the actuator 121 is controlled by a drive control unit 151 controlled by the main control unit 150. The aperture stop 120 may be integrated with the polarization control unit 117.
集光レンズ122はオプティカルインテグレーター118の射出面近傍の2次光源から射出し、開口絞り120を透過した複数の光束を集光し、ミラー124で反射させて被照斜面としてのマスキングブレード126面を均一にケーラー照明によって照明する。マスキングブレード126は複数の可動遮光板より構成され、投影光学系140の有効面積に対応するほぼ矩形の任意の開口形状を有している。マスキングブレード126の開口部を透過した光束をマスク130の照明光として使用する。マスキングブレード126は開口幅を自動可変な絞りであり、転写領域を変更できる。また、露光装置100は、スキャン方向の転写領域を変更可能にする、上述のマスキングブレードと類似した構造のスキャンブレードを更に有してもよい。スキャンブレードも開口幅が自動可変できる絞りであり、マスク130面と光学的にほぼ共役な位置に設けられる。露光装置100は、これら二つの可変ブレードを用いることによって露光を行うショットの寸法に合わせて転写領域の寸法を設定することができる。結像レンズ128は、マスキングブレード126の開口形状をマスク130面上に照射して転写し、マスク130面上のパターンを図示しないウエハーチャックに載置したウエハ170面上に縮小投影する。 The condensing lens 122 is emitted from a secondary light source in the vicinity of the exit surface of the optical integrator 118, condenses a plurality of light beams that have passed through the aperture stop 120, and is reflected by a mirror 124 to form a masking blade 126 surface as an illuminated slope. Illuminate uniformly with Koehler illumination. The masking blade 126 is composed of a plurality of movable light shielding plates, and has an approximately rectangular arbitrary opening shape corresponding to the effective area of the projection optical system 140. The light beam transmitted through the opening of the masking blade 126 is used as illumination light for the mask 130. The masking blade 126 is an aperture whose opening width is automatically variable, and can change the transfer area. In addition, the exposure apparatus 100 may further include a scan blade having a structure similar to the above-described masking blade, which makes it possible to change the transfer region in the scan direction. The scanning blade is also a diaphragm whose opening width can be automatically changed, and is provided at a position optically conjugate with the mask 130 surface. By using these two variable blades, the exposure apparatus 100 can set the size of the transfer region in accordance with the size of the shot to be exposed. The imaging lens 128 irradiates and transfers the opening shape of the masking blade 126 onto the surface of the mask 130, and reduces and projects the pattern on the surface of the mask 130 onto the surface of the wafer 170 placed on a wafer chuck (not shown).
マスク130は、転写されるべきパターンに対応する主パターンと、必要に応じて、それ自身は解像しない補助パターンとを有し、マスクステージ132に支持及び駆動される。マスク130から発せられた回折光は投影光学系140を通りウエハ170に投影される。マスク130とウエハ170とは光学的に共役の関係に配置される。露光装置100はスキャナーであるため、マスク130とウエハ170とを同期走査することによりマスク130のパターンをマスク130上に転写する。なお、ステップアンドリピート方式の露光装置(即ち、「ステッパー」)であれば、マスク130とウエハ170とを静止させた状態で露光を行う。マスク130は、バイナリーマスク、ハーフトーンマスク、位相シフトマスクのいずれも使用することができる。 The mask 130 has a main pattern corresponding to the pattern to be transferred and, if necessary, an auxiliary pattern that does not resolve itself, and is supported and driven by the mask stage 132. Diffracted light emitted from the mask 130 passes through the projection optical system 140 and is projected onto the wafer 170. The mask 130 and the wafer 170 are arranged in an optically conjugate relationship. Since the exposure apparatus 100 is a scanner, the pattern of the mask 130 is transferred onto the mask 130 by synchronously scanning the mask 130 and the wafer 170. In the case of a step-and-repeat type exposure apparatus (ie, “stepper”), exposure is performed with the mask 130 and the wafer 170 being stationary. As the mask 130, any of a binary mask, a halftone mask, and a phase shift mask can be used.
マスクステージ132は、マスク130を支持して図示しない移動機構に接続されている。マスクステージ132及び投影光学系140は、例えば、床等に載置されたベースフレームにダンパ等を介して支持されるステージ鏡筒定盤上に設けられる。マスクステージ132は、当業界周知のいかなる構成をも適用できる。図示しない移動機構はリニアモータなどで構成され、XY方向にマスクステージ132を駆動することでマスク130を移動することができる。露光装置100は、マスク130とウエハ170を主制御ユニット150によって同期した状態で走査する。 The mask stage 132 supports the mask 130 and is connected to a moving mechanism (not shown). The mask stage 132 and the projection optical system 140 are provided, for example, on a stage barrel surface plate that is supported by a base frame placed on a floor or the like via a damper or the like. Any configuration known in the art can be applied to the mask stage 132. A moving mechanism (not shown) includes a linear motor or the like, and the mask 130 can be moved by driving the mask stage 132 in the XY directions. The exposure apparatus 100 scans the mask 130 and the wafer 170 in a synchronized state by the main control unit 150.
投影光学系140は、マスク130に形成されたパターンを経た回折光をウエハ170上に結像する機能を有する。投影光学系140は、複数のレンズ素子のみからなる光学系でありうる。投影光学系140はまた、複数のレンズ素子と少なくとも一枚の凹面鏡とを有する光学系(カタディオプトリック光学系)でありうる。投影光学系140はまた、複数のレンズ素子と少なくとも一枚のキノフォームなどの回折光学素子とを有する光学系であってもよい。色収差の補正が必要な場合には、互いに分散値(アッベ値)の異なるガラス材からなる複数のレンズ素子を使用したり、回折光学素子をレンズ素子と逆方向の分散が生じるように構成したりする。そうでなければ、色収差の補償は、レーザーのスペクトルの幅を狭くすることで実現する。 The projection optical system 140 has a function of forming an image on the wafer 170 of diffracted light that has passed through the pattern formed on the mask 130. The projection optical system 140 can be an optical system including only a plurality of lens elements. The projection optical system 140 can also be an optical system (catadioptric optical system) having a plurality of lens elements and at least one concave mirror. The projection optical system 140 may also be an optical system having a plurality of lens elements and at least one diffractive optical element such as a kinoform. When correction of chromatic aberration is required, a plurality of lens elements made of glass materials having different dispersion values (Abbe values) can be used, or the diffractive optical element can be configured to generate dispersion in the opposite direction to the lens element. To do. Otherwise, chromatic aberration compensation is achieved by narrowing the spectrum of the laser.
主制御ユニット150は、各部の駆動制御を行うが、特に、モニタ及び入力装置152の入力装置から入力される情報、照明系110からの情報に基づいて照明制御を行う。主制御ユニット150による制御情報やその他の情報はモニタ及び入力装置152のモニタに表示される。 The main control unit 150 performs drive control of each unit, and particularly performs illumination control based on information input from the monitor and the input device of the input device 152 and information from the illumination system 110. Control information by the main control unit 150 and other information are displayed on the monitor of the monitor and input device 152.
ウエハ170では、基板174上に反射防止膜172が成膜され、反射防止膜172の上にレジスト(フォトレジスト)171が塗布されている。反射防止膜172は多層の場合もある。また、反射防止膜172は成膜されない場合もある。ウエハ170はウエハステージ176に支持される。ウエハステージ176は、当業界で周知のいかなる構成をも適用することができるので、ここでは詳しい構造及び動作の説明は省略する。例えば、ウエハステージ176はリニアモータを利用してXY方向にウエハ170を移動する。マスク130とウエハ170とは、例えば、同期して走査され、マスクステージ132とウエハステージ176との位置は、例えば、レーザー干渉計などにより監視される。マスク130とウエハ170とは、一定の速度比率で駆動される。ウエハステージ176は、例えば、ダンパを介して床等の上に支持されるステージ定盤上に設けられる。マスクステージ132及び投影光学系140は、例えば、床等に載置されたベースフレーム上にダンパ等を介して支持される図示しない鏡筒定盤上に設けられる。 In the wafer 170, an antireflection film 172 is formed on the substrate 174, and a resist (photoresist) 171 is applied on the antireflection film 172. The antireflection film 172 may be a multilayer. Further, the antireflection film 172 may not be formed. Wafer 170 is supported by wafer stage 176. The wafer stage 176 can be applied with any configuration known in the art, and therefore a detailed description of the structure and operation is omitted here. For example, the wafer stage 176 moves the wafer 170 in the XY directions using a linear motor. The mask 130 and the wafer 170 are scanned in synchronization, for example, and the positions of the mask stage 132 and the wafer stage 176 are monitored by, for example, a laser interferometer. Mask 130 and wafer 170 are driven at a constant speed ratio. The wafer stage 176 is provided on a stage surface plate supported on a floor or the like via a damper, for example. For example, the mask stage 132 and the projection optical system 140 are provided on a lens barrel surface plate (not shown) supported on a base frame placed on a floor or the like via a damper or the like.
液体180には、露光波長の透過率がよく、投影光学系に汚れを付着させず、レジストプロセスとのマッチングが良い物質が選択される。投影光学系140の最終面には液体180からの影響を保護するためにコーティングを施す。 For the liquid 180, a substance that has good exposure wavelength transmittance, does not cause contamination on the projection optical system, and has good matching with the resist process is selected. The final surface of the projection optical system 140 is coated to protect the influence from the liquid 180.
露光において、レーザー112から発せられた光束は、ビーム整形系114によりそのビーム形状が整形された後で、集光光学系116を介して、オプティカルインテグレーター118に導入される。オプティカルインテグレーター118は照明光を均一化し、開口絞り120は、有効光源の強度分布を設定する。かかる照明光は集光レンズ122、折り曲げミラー124、マスキングブレード126、結像レンズ128を介してマスク130を最適な照明条件で照明する。マスク130を通過した光束は投影光学系140によって、ウエハ170上に所定倍率で縮小投影される。 In the exposure, the light beam emitted from the laser 112 is introduced into the optical integrator 118 via the condensing optical system 116 after the beam shape is shaped by the beam shaping system 114. The optical integrator 118 makes the illumination light uniform, and the aperture stop 120 sets the intensity distribution of the effective light source. Such illumination light illuminates the mask 130 under optimum illumination conditions via the condenser lens 122, the bending mirror 124, the masking blade 126, and the imaging lens 128. The light beam that has passed through the mask 130 is reduced and projected onto the wafer 170 at a predetermined magnification by the projection optical system 140.
投影光学系140のウエハ170への最終面は空気よりも屈折率の高い液体180に浸漬されているので、投影光学系140のNAは高くなり、ウエハ170に形成される解像度も微細になる。また、偏光を制御することにより、レジスト171上においてコントラストの高い像を形成することができる。これにより、露光装置100はレジストへのパターン転写を高精度に行って高品位なデバイス(半導体素子、LCD素子、撮像素子(CCDなど)、薄膜磁気ヘッドなど)を提供することができる。 Since the final surface of the projection optical system 140 on the wafer 170 is immersed in the liquid 180 having a refractive index higher than that of air, the NA of the projection optical system 140 becomes high, and the resolution formed on the wafer 170 becomes fine. Further, by controlling the polarization, an image with high contrast can be formed on the resist 171. Thereby, the exposure apparatus 100 can provide a high-quality device (semiconductor element, LCD element, imaging element (CCD, etc.), thin film magnetic head, etc.) by transferring the pattern onto the resist with high accuracy.
本発明の好適な実施形態のデバイス製造方法は、例えば、半導体デバイス、液晶デバイス等のデバイスの製造に好適である。前記方法は、感光剤が塗布された基板を、上記の露光装置を用いて露光する工程と、前記露光された基板を現像する工程とを含みうる。さらに、前記デバイス製造方法は、他の周知の工程(酸化、成膜、蒸着、ドーピング、平坦化、エッチング、レジスト剥離、ダイシング、ボンディング、パッケージング等)を含みうる。 The device manufacturing method according to a preferred embodiment of the present invention is suitable for manufacturing a device such as a semiconductor device or a liquid crystal device. The method may include a step of exposing a substrate coated with a photosensitive agent using the above exposure apparatus, and a step of developing the exposed substrate. Furthermore, the device manufacturing method may include other well-known steps (oxidation, film formation, vapor deposition, doping, planarization, etching, resist stripping, dicing, bonding, packaging, and the like).
Claims (9)
照明された原版からの回折光によって基板に形成される像を示す式における複数の項のうち、当該像の形成に対して主要に寄与する回折光の干渉によって基板に形成される光強度分布を表す主要干渉項を決定するステップと、
原版を照明する光の偏光方向と前記主要干渉項の値との関係を評価することによって許容基準を満たす偏光方向を決定するステップとを含み、
前記主要干渉項は、干渉によって像を形成する2組の回折光群のうち一方の回折光群を所定値よりも大きい振幅を有する次数の回折光に限定したときに前記式において残っている項である、
ことを特徴とする照明条件決定方法。 An illumination condition determining method for determining a polarization direction of light for illuminating an original in an exposure apparatus that projects the pattern of the original onto a substrate by a projection optical system,
Of the plurality of terms in the equation representing the image formed on the substrate by the diffracted light from the illuminated original plate, the light intensity distribution formed on the substrate by the interference of diffracted light that mainly contributes to the formation of the image. Determining a principal interference term to represent;
Determining a polarization direction satisfying an acceptance criterion by evaluating a relationship between a polarization direction of light illuminating the original plate and a value of the main interference term, and
The main interference term is a term that remains in the above formula when one of the two sets of diffracted light groups forming an image by interference is limited to a diffracted light of an order having an amplitude larger than a predetermined value. Is,
A lighting condition determination method characterized by the above.
照明された原版からの回折光によって基板に形成される像を示す式における複数の項のうち、当該像の形成に対して主要に寄与する回折光の干渉によって基板に形成される光強度分布を表す主要干渉項を決定するステップと、
原版を照明する光の偏光方向と前記主要干渉項の値との関係を評価することによって許容基準を満たす偏光方向を決定するステップとを含み、
前記主要干渉項は、干渉によって像を形成する2組の回折光群のうち少なくとも一方の回折光群から所定値よりも小さい振幅を有する回折光を除外したときに前記式において残っている項である、
ことを特徴とする照明条件決定方法。 An illumination condition determining method for determining a polarization direction of light for illuminating an original in an exposure apparatus that projects the pattern of the original onto a substrate by a projection optical system,
Of the plurality of terms in the equation representing the image formed on the substrate by the diffracted light from the illuminated original plate, the light intensity distribution formed on the substrate by the interference of diffracted light that mainly contributes to the formation of the image. Determining a principal interference term to represent;
Determining a polarization direction satisfying an acceptance criterion by evaluating a relationship between a polarization direction of light illuminating the original plate and a value of the main interference term, and
The main interference term is a term that remains in the above equation when diffracted light having an amplitude smaller than a predetermined value is excluded from at least one of the two sets of diffracted light groups that form an image by interference. is there,
A lighting condition determination method characterized by the above.
照明された原版からの回折光によって基板に形成される像を示す式における複数の項のうち、当該像の形成に対して主要に寄与する回折光の干渉によって基板に形成される光強度分布を表す主要干渉項を決定するステップと、
原版を照明する光の偏光方向と前記主要干渉項の値との関係を評価することによって許容基準を満たす偏光方向を決定するステップとを含み、
前記主要干渉項は、干渉によって像を形成する2組の回折光群のうち一方の回折光群を所定値よりも大きい振幅を有する次数の回折光に限定し、かつ、該2組の回折光群のうち少なくとも一方の回折光群から所定値よりも小さい振幅を有する回折光を除外したときに前記式において残っている項である、
ことを特徴とする照明条件決定方法。 An illumination condition determining method for determining a polarization direction of light for illuminating an original in an exposure apparatus that projects the pattern of the original onto a substrate by a projection optical system,
Of the plurality of terms in the equation representing the image formed on the substrate by the diffracted light from the illuminated original plate, the light intensity distribution formed on the substrate by the interference of diffracted light that mainly contributes to the formation of the image. Determining a principal interference term to represent;
Determining a polarization direction satisfying an acceptance criterion by evaluating a relationship between a polarization direction of light illuminating the original plate and a value of the main interference term, and
The main interference term limits one diffracted light group of the two sets of diffracted light groups that form an image by interference to orders of diffracted light having an amplitude larger than a predetermined value, and the two sets of diffracted light When the diffracted light having an amplitude smaller than a predetermined value is excluded from at least one diffracted light group of the group, it is a term remaining in the formula.
A lighting condition determination method characterized by the above.
原版を照明する光の偏光方向を変化させながら、各偏光方向について、前記主要干渉項の値を計算することによって基板に形成される光強度分布を計算する計算ステップと、
前記計算ステップにおいて複数の偏光方向について計算された光強度分布を評価することによって許容基準を満たす偏光方向を決定するステップと、
を含むことを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1項に記載の照明条件決定方法。 Determining the polarization direction comprises:
A calculation step of calculating a light intensity distribution formed on the substrate by calculating a value of the main interference term for each polarization direction while changing a polarization direction of light illuminating the original;
Determining a polarization direction satisfying an acceptance criterion by evaluating a light intensity distribution calculated for a plurality of polarization directions in the calculating step;
The illumination condition determination method according to any one of claims 1 to 3, characterized by comprising:
ことを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1項に記載の照明条件決定方法。 The step of determining the polarization direction determines a polarization direction satisfying the acceptance criterion by calculating an expression giving a polarization direction in which the main interference term takes an extreme value;
The lighting condition determination method according to claim 1, wherein the lighting condition is determined.
照明された原版からの回折光によって基板に形成される像を示す式における複数の項のうち、当該像の形成に対して主要に寄与する回折光の干渉によって基板に形成される光強度分布を表す主要干渉項を決定するステップと、
原版を照明する光の偏光方向と前記主要干渉項の値との関係を評価することによって許容基準を満たす偏光方向を決定するステップとを含む処理を実行させ、
前記主要干渉項は、干渉によって像を形成する2組の回折光群のうち一方の回折光群を所定値よりも大きい振幅を有する次数の回折光に限定したときに前記式において残っている項である、
ことを特徴とするプログラム。 A program for causing a computer to execute an illumination condition determining method for determining a polarization direction of light for illuminating an original in an exposure apparatus that projects the pattern of the original onto a substrate by a projection optical system,
Of the plurality of terms in the equation representing the image formed on the substrate by the diffracted light from the illuminated original plate, the light intensity distribution formed on the substrate by the interference of diffracted light that mainly contributes to the formation of the image. Determining a principal interference term to represent;
Determining a polarization direction satisfying an acceptance criterion by evaluating a relationship between a polarization direction of light illuminating the original plate and a value of the main interference term,
The main interference term is a term that remains in the above formula when one of the two sets of diffracted light groups forming an image by interference is limited to a diffracted light of an order having an amplitude larger than a predetermined value. Is,
A program characterized by that.
照明された原版からの回折光によって基板に形成される像を示す式における複数の項のうち、当該像の形成に対して主要に寄与する回折光の干渉によって基板に形成される光強度分布を表す主要干渉項を決定するステップと、
原版を照明する光の偏光方向と前記主要干渉項の値との関係を評価することによって許容基準を満たす偏光方向を決定するステップとを含む処理を実行させ、
前記主要干渉項は、干渉によって像を形成する2組の回折光群のうち少なくとも一方の回折光群から所定値よりも小さい振幅を有する回折光を除外したときに前記式において残っている項である、
ことを特徴とするプログラム。 A program for causing a computer to execute an illumination condition determining method for determining a polarization direction of light for illuminating an original in an exposure apparatus that projects the pattern of the original onto a substrate by a projection optical system,
Of the plurality of terms in the equation representing the image formed on the substrate by the diffracted light from the illuminated original plate, the light intensity distribution formed on the substrate by the interference of diffracted light that mainly contributes to the formation of the image. Determining a principal interference term to represent;
Determining a polarization direction satisfying an acceptance criterion by evaluating a relationship between a polarization direction of light illuminating the original plate and a value of the main interference term,
The main interference term is a term that remains in the above equation when diffracted light having an amplitude smaller than a predetermined value is excluded from at least one of the two sets of diffracted light groups that form an image by interference. is there,
A program characterized by that.
照明された原版からの回折光によって基板に形成される像を示す式における複数の項のうち、当該像の形成に対して主要に寄与する回折光の干渉によって基板に形成される光強度分布を表す主要干渉項を決定するステップと、
原版を照明する光の偏光方向と前記主要干渉項の値との関係を評価することによって許容基準を満たす偏光方向を決定するステップとを含む処理を実行させ、
前記主要干渉項は、干渉によって像を形成する2組の回折光群のうち一方の回折光群を所定値よりも大きい振幅を有する次数の回折光に限定し、かつ、該2組の回折光群のうち少なくとも一方の回折光群から所定値よりも小さい振幅を有する回折光を除外したときに前記式において残っている項である、
ことを特徴とするプログラム。 A program for causing a computer to execute an illumination condition determining method for determining a polarization direction of light for illuminating an original in an exposure apparatus that projects the pattern of the original onto a substrate by a projection optical system,
Of the plurality of terms in the equation representing the image formed on the substrate by the diffracted light from the illuminated original plate, the light intensity distribution formed on the substrate by the interference of diffracted light that mainly contributes to the formation of the image. Determining a principal interference term to represent;
Determining a polarization direction satisfying an acceptance criterion by evaluating a relationship between a polarization direction of light illuminating the original plate and a value of the main interference term,
The main interference term limits one diffracted light group of the two sets of diffracted light groups that form an image by interference to orders of diffracted light having an amplitude larger than a predetermined value, and the two sets of diffracted light When the diffracted light having an amplitude smaller than a predetermined value is excluded from at least one diffracted light group of the group, it is a term remaining in the formula.
A program characterized by that.
請求項1乃至5のいずれか1項に記載の照明条件決定方法によって照明条件を決定する工程と、
決定された照明条件で原版を照明しながら基板を露光する工程と、
該基板を現像する工程と、
を含むことを特徴とするデバイス製造方法。 A device manufacturing method for manufacturing a device, comprising:
Determining illumination conditions by the illumination condition determining method according to any one of claims 1 to 5,
Exposing the substrate while illuminating the original under the determined illumination conditions;
Developing the substrate;
A device manufacturing method comprising:
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