JP2012069945A - 照射源偏光最適化 - Google Patents

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Abstract

【課題】照射源の偏光を最適化すること。
【解決手段】照射源の瞳面における照射源ポイントのあらかじめ選択された群の各照射源ポイントが、１つまたは複数の可変パラメータによって表され、可変パラメータのうちの少なくともいくつかが、照射源ポイントにおける偏光状態を特徴づける、リソグラフィのシミュレーションプロセスが説明される。照射源の照射源ポイントのあらかじめ選択された群と設計レイアウトの表現の一方または両方が、所望のリソグラフィ応答が得られるまで、１つまたは複数の可変パラメータに関して、費用関数の計算された勾配に基づいて繰り返し再構成され、費用関数は、照射源ポイントのあらかじめ選択された群を用いて投影された設計レイアウトの表現の空間像強度を含む。照射源偏光を変化させるための物理的ハードウェアも説明される。
【選択図】図１４

Description

[0001] 本発明は、リソグラフィ装置およびリソグラフィ装置で使用される照明システムに関する。
[0002] リソグラフィ装置は、基板の上、一般的には基板のターゲット部分に所望のパターンを付与するマシンである。リソグラフィ装置は、例えば集積回路（IC）の製造に使用することができる。その例では、マスクまたはレチクルとも呼ばれるパターニングデバイスは、ＩＣの個々の層上に形成するべき回路パターンを生成するために使用することができる。このパターンは、基板（例えばシリコンウェーハ）上のターゲット部分（例えばダイの一部、１つのダイ、またはいくつかのダイを含む）に転写することができる。パターンの転写は、一般に基板上に与えられた放射感応性材料（レジスト）の層上に結像することによって行われる。一般に、単一の基板は、網状の隣り合うターゲット部分を含むことになり、これらのターゲット部分が次々とパターニングされる。既知のリソグラフィ装置は、ターゲット部分上に全パターンを一度に露光させることによって各ターゲット部分が照射される、いわゆるステッパと、放射ビームによってパターンを所定方向（「スキャン」方向）にスキャンし、一方、基板をこの方向と平行または逆平行に同期してスキャンすることによって、各ターゲット部分が照射される、いわゆるスキャナとを含む。基板上にパターンをインプリントすることによりパターニングデバイスから基板へパターンを転写することも可能である。
[0003] リソグラフィ装置は、以後イルミネータと称され、一般に照明システムを含む。イルミネータは、放射源から放射、例えばレーザを受け取り、パターニングデバイスを照光するための照射ビームを生成する。一般的なイルミネータの内部で、ビームが、瞳面において所望の照明モードとも称される空間強度分布を有するように形成され、かつ制御される。照明モードのタイプの例には、従来型照明モード、二重極照明モード、非対称照明モード、四重極照明モード、六重極照明モードおよび環状照明モードがある。瞳面におけるこの空間強度分布は、照射ビームを生成するための２次放射源として効果的に働く。瞳面に従って、放射は、以後「結合光学部品」と称される光学エレメント（例えばレンズ）群によって一般に合焦される。結合光学部品は、合焦された放射を水晶ロッドなどのインテグレータに結合する。インテグレータの機能は、照射ビームの空間強度分布および／または角度強度分布の均質性を改善することである。瞳面が、結合光学部品の前方焦点面と実質的に一致するので、瞳面における空間強度分布は、結合光学部品によって照光される物体における角度強度分布に変換される。照光される物体の像が基板上に投影されるとき、処理ラチチュードを改善するために瞳面における空間強度分布の制御が行われ得る。具体的には、二重極軸外し照明モード、環状軸外し照明モードまたは四重極軸外し照明モードを有する空間強度分布が、投影の分解能および／または投影システムの収差に対する感度、露光ラチチュードおよび焦点深度など他のパラメータを向上させるために提案されている。
[0004] さらに、ビームは偏光されてもよい。正確に偏光されたビームによって像のコントラストが向上し、かつ／または露光ラチチュードが改善される。これらの効果により、結像されるフィーチャの寸法均一性が改善され得る。このことが、最終的に製品の歩留まりの改善をもたらす。
[0005] 本発明の一態様では、リソグラフィのシミュレーションプロセスが説明され、照射源の瞳面における照射源ポイントのあらかじめ選択された群の各照射源ポイントが、１つまたは複数の可変パラメータによって表され、可変パラメータのうちの少なくともいくつかが、照射源ポイントにおける偏光状態を特徴づける。照射源の照射源ポイントのあらかじめ選択された群と設計レイアウトの表現の一方または両方が、所望のリソグラフィ応答が得られるまで、少なくとも１つまたは複数の可変パラメータのうちのいくつかに関して、費用関数の計算された勾配に基づいて繰り返し再構成され、費用関数は、照射源ポイントのあらかじめ選択された群を用いて投影された設計レイアウトの表現の空間像強度を含む。
[0006] 本発明のさらなる態様では、１つまたは複数の可変パラメータのうちのいくつかが照射源ポイントにおける強度を特徴づけてもよく、この強度も最適化されてもよい。
[0007] 本発明の別の態様では、１つまたは複数の可変パラメータが、特定の照射源ポイントでカスタマイズ可能な偏光条件を生成するように選択され、このカスタマイズ可能な偏光条件は、様々な偏光状態の組合せを含むことができる。
[0008] 本発明のさらなる態様では、特定の照射源ポイントにおける可能な偏光状態の物理的ハードウェア関連の制限部分は、シミュレーションでは１組の制約に関して特徴づけられる。
[0009] 次に、本発明の諸実施形態を、ほんの一例として、対応する参照符号が対応する部分を示す添付の概略図を参照して説明する。
[0010]本発明の一実施形態によるリソグラフィ装置を示す図である。 [0011]本発明の一実施形態による照明システムを示す図である。 [0012]本発明の一実施形態による反射エレメントの配列を示す図である。 本発明の一実施形態による反射エレメントの配列を示す図である。 [0013]選択されたパターンの結像を最適化するための様々な手法を示す図である。 [0014]本発明の一実施形態によってパターンの結像を最適化する方法を示す図である。 [0015]本発明の一実施形態によって自由形式偏光を生成する方法を示す図である。 本発明の一実施形態によって自由形式偏光を生成する方法を示す図である。 本発明の一実施形態によって自由形式偏光を生成する方法を示す図である。 本発明の一実施形態によって自由形式偏光を生成する方法を示す図である。 [0016]照明システムの一部分を形成することができる偏光部材を示す図である。 照明システムの一部分を形成することができる偏光部材を示す図である。 [0017]照明システムの一部分を形成することができるさらなる偏光部材を示す図である。 照明システムの一部分を形成することができるさらなる偏光部材を示す図である。 照明システムの一部分を形成することができるさらなる偏光部材を示す図である。 照明システムの一部分を形成することができるさらなる偏光部材を示す図である。 [0018]本発明の一実施形態によって（照射源マスク偏光最適化（SMPO）を用いて）最適化された瞳を生成し、かつ維持する方法を示す図である。 [0019]ＴＥ偏光されたビームおよび非偏光ビームを用いて照光されたラインの配列のハーフピッチ距離の関数として（NILSによって測定された）像コントラストを示す図である。 [0020]ＴＭ偏光されたビームおよび非偏光ビームを用いて照光された孔の配列に関するｋ１の関数として（NILSによって測定された）像コントラストを示す図である。 [0021]回折パターンに基づいて最適な偏光を求めることができることを示す図である。 回折パターンに基づいて最適な偏光を求めることができることを示す図である。 [0022]様々なピッチで配置された５０ｎｍの長方形の孔のグリッドに関するクリティカルディメンション（CD）の変化を示す図である。 [0023]本発明の一実施形態による図２の照明システムを用いて瞳面に生成することができる照明パターン１５０を示す図である。 [0024]本発明の一実施形態による図２の照明システムを用いて瞳面に生成することができる照明パターン１６０を示す図である。 [0025]本発明の一実施形態による図２の照明システムを用いて瞳面に生成することができる照明パターン１７０を示す図である。 [0026]本発明の照射源偏光最適化方法が実施されている例示的リソグラフィ投影システムを示す図である。 [0027]プリセットされた発明の一実施形態によるリソグラフィのシミュレーションモデルの様々な機能モジュールを示す図である。 [0028]本発明の一実施形態により、照射源および設計レイアウトを同時に共同で最適化するためにシミュレーションが行われる最適化プロセスの主要な工程を有する流れ図である。 [0029]本発明を実施するのに用いられるコンピュータシステムの様々なコンポーネントを示す図である。
[0030] このセクションでは、図１〜図１７は、主として照射源偏光最適化機構の光学ハードウェアの実装に関係し、一方、図１８〜図２１は、主として物理的光学ハードウェアに組み込まれる照射源偏光最適化シミュレーションアルゴリズムに関係している。当業者には理解されるように、計算上のリソグラフィシミュレーションは、リソグラフィプロセスを実際に実施する必要性なしに、最も効果的なハードウェア構成を予測することにより、実際のリソグラフィ装置の動作を容易にする。
[0031] 図１は、本発明の一実施形態によるリソグラフィ装置を概略的に示す。この装置は、
[0032] 放射ビームＢ（例えばUV放射またはDUV放射）を調整するように構成された照明システム（イルミネータ）ＩＬと、
[0033] パターニングデバイス（例えばマスク）ＭＡを支持するように構築され、あるパラメータに従ってパターニングデバイスを正確に位置決めするように構成された第１のポジショナＰＭに接続されるサポート構造（例えばマスクテーブル）ＭＴと、
[0034] 基板（例えばレジストコートウェーハ）Ｗを保持するように構成され、あるパラメータに正確に従って基板を位置決めするように構成された第２のポジショナＰＷに接続された基板テーブル（例えばウェーハテーブル）ＷＴと、
[0035] 基板Ｗのターゲット部分Ｃ（例えば１つまたは複数のダイを備える）上にパターニングデバイスＭＡによって放射ビームＢに与えられたパターンを投影するように構成された投影システム（例えば屈折性の投影レンズシステム）ＰＳとを備える。
[0036] この照明システムは、放射を導くか、整形するか、または制御するために、屈折、反射、回折、磁気、電磁気、静電気など様々なタイプの光学コンポーネント、または他のタイプの光学コンポーネント、あるいはそれらの任意の組合せを含むことができる。
[0037] サポート構造ＭＴは、パターニングデバイスの方向、リソグラフィ装置の設計、および、例えばパターニングデバイスが真空環境中で保持されるかどうかなど他の条件によって決まる形でパターニングデバイスを保持する。サポート構造は、機械式、真空、静電気、または他のクランプ技法を用いてパターニングデバイスを保持することができる。サポート構造は、例えば必要に応じて固定または可動とすることができるフレームまたはテーブルであってもよい。サポート構造は、パターニングデバイスが、例えば投影システムに対して確実に所望の位置にあるようにすることができる。本明細書において「レチクル」または「マスク」という用語を用いることがあれば、それは、「パターニングデバイス」という、より一般的な用語と同義と見なすことができる。
[0038] 本明細書に用いられる用語「パターニングデバイス」は、基板のターゲット部分内にパターンを作製するなど、その横断面内にパターンを備えた放射ビームを与えるために使用することができるあらゆるデバイスを指すものと広義に解釈されたい。放射ビームに与えられるパターンは、例えばパターンが位相シフトフィーチャすなわちいわゆるアシストフィーチャを含む場合には、基板のターゲット部分の所望のパターンと正確には一致しないことがある点に留意されたい。一般的には、放射ビームに与えられるパターンは、集積回路などの、ターゲット部分中に生成されるデバイスにおける特定の機能層に相当することになる。
[0039] パターニングデバイスは、透過型または反射型とすることができる。パターニングデバイスの諸例には、マスク、プログラマブルミラーアレイ、プログラマブルＬＣＤパネルが含まれる。マスクはリソグラフィで周知であり、バイナリ、レベンソン型（alternating）位相シフト、ハーフトーン型（attenuated）位相シフトなどのマスクタイプ、ならびに様々なハイブリッドマスクタイプを含む。プログラマブルミラーアレイの一例は、小さな鏡の行列構成を使用し、鏡のそれぞれは、入来放射ビームを様々な方向で反射するように個別に傾けることができる。傾斜式鏡は、鏡行列によって反射される放射ビーム内にパターンを与える。
[0040] 本明細書で使用される「投影システム」という用語は、使用される露光放射に対して、あるいは液浸液の使用または真空の使用など他の要素に対して適切な屈折光学システム、反射光学システム、反射屈折光学システム、磁気光学システム、電磁気光学システムおよび静電光学システム、あるいはこれらの任意の組合せを含むどんなタイプの投影システムも包含するものとして広く解釈されたい。本明細書における用語「投影レンズ」のいかなる使用も、より一般的な用語「投影システム」と同義と見なされてもよい。
[0041] ここで図示されているように、この装置は透過型である（例えば、透過型マスクを使用する）。あるいは、装置を反射型にすることもできる（例えば、上で言及したタイプのプログラマブルミラーアレイを使用する、あるいは反射型マスクを使用する）。
[0042] リソグラフィ装置は、２つ（デュアルステージ）またはそれより多い基板テーブル（および／または２つ以上のパターニングデバイステーブル）を有したタイプのものとすることができる。このような「マルチステージ」機械では、追加のテーブルを並行して使用するか、あるいは１つまたは複数のテーブル上で予備工程を実行しながら１つまたは複数の他のテーブルを露光に使用することができる。
[0043] リソグラフィ装置は、投影システムと基板との間の空間を満たすように比較的高い屈折率を有する液体、例えば水によって基板の少なくとも一部を覆うことができるタイプとすることもできる。液浸液は、リソグラフィ装置の他の空間、例えばマスクと投影システムとの間に適用することもできる。液浸技法は、投影システムの開口数を増大することで、当技術分野で周知である。本明細書で用いられる「液浸」という用語は、基板など、ある構造を液体内に沈めなければならないことを意味しておらず、逆に、液体が、露光中に投影システムと基板の間に位置することを意味するにすぎない。
[0044] 図１を参照すると、イルミネータＩＬは放射源ＳＯから放射ビームを受け取る。例えばこの放射源がエキシマレーザであるとき、放射源とリソグラフィ装置は別体であってもよい。このような場合、放射源は、リソグラフィ装置の一部を形成しているとは見なされず、放射ビームは、例えば適切な誘導ミラーおよび／またはビームエキスパンダを備えたビームデリバリシステムＢＤを使用して放射源ＳＯからイルミネータＩＬへ渡される。他の例では、例えば放射源が水銀灯であるとき、放射源はリソグラフィ装置の一体型部品であってもよい。放射源ＳＯおよびイルミネータＩＬは、必要に応じてビームデリバリシステムＢＤも一緒に、放射システムと呼ばれてもよい。
[0045] イルミネータＩＬは、放射ビームの角度強度分布を調節するように構成されたアジャスタＡＤを備えることができる。一般に、イルミネータの瞳面内の強度分布の少なくとも外側および／または内側半径範囲（通常、σ-outer、σ-innerとそれぞれ呼ばれる）を調整することができる。さらに、イルミネータＩＬは、インテグレータＩＮおよびコンデンサＣＯなどの様々な他のコンポーネントを備えることができる。イルミネータは、放射ビームがその横断面において所望の均一性および強度分布を有するように調節するのに使用されてもよい。
[0046] 放射ビームＢは、サポート構造（例えばマスクテーブル）ＭＴに保持されるパターニングデバイス（例えばマスク）ＭＡに入射し、パターニングデバイスによってパターニングされる。放射ビームＢはパターニングデバイスＭＡを通過した後、投影システムＰＳを通過し、投影システムＰＳは、ビームを基板Ｗのターゲット部分Ｃ上に合焦する。第２のポジショナＰＷおよび位置センサＩＦ（例えば、干渉計デバイス、リニアエンコーダ、または容量センサ）を用いて、例えば放射ビームＢの経路中に様々なターゲット部分Ｃを位置決めするように基板テーブルＷＴを正確に移動することができる。同様に、第１のポジショナＰＭおよび別の位置センサ（図１に明確には示されていない）を使用して、例えばマスクライブラリからの機械的に取り出した後、またはスキャン中に、パターニングデバイスＭＡを放射ビームＢの経路に対して正確に位置決めすることができる。一般に、サポート構造ＭＴの移動は、第１のポジショナＰＭの一部を形成するロングストロークモジュール（粗動位置決め）およびショートストロークモジュール（微動位置決め）を使用して実現することができる。同様に、基板テーブルＷＴの移動は、第２のポジショナＰＷの一部を形成するロングストロークモジュールおよびショートストロークモジュールを使用して実現することができる。ステッパの場合（スキャナとは対照的に）、サポート構造ＭＴはショートストロークアクチュエータにのみ接続することができ、または固定することができる。パターニングデバイスＭＡおよび基板Ｗは、パターニングデバイスアライメントマークＭ１、Ｍ２および基板アライメントマークＰ１、Ｐ２を使用して位置合わせすることができる。図示された基板アライメントマーク（スクライブラインアライメントマークとして既知である）は、専用ターゲット部分を占めるが、ターゲット部分の間のスペースに配置されてもよい。同様に、１つよりも多いダイがパターニングデバイスＭＡ上に設けられている状況では、パターニングデバイスアライメントマークはダイ間に配置することができる。
[0047] 図示される装置は、以下のモードの少なくとも１つにおいて使用することが可能である。
１．ステップモードでは、サポート構造ＭＴおよび基板テーブルＷＴを本質的に静止したままにしながら、放射ビームに付与されたパターン全体がターゲット部分Ｃ上に一度に投影される（すなわち単一静的露光）。次に、基板テーブルＷＴは、異なるターゲット部分Ｃを露光することができるようにＸ方向および／またはＹ方向に移動される。ステップモードでは、露光フィールドの最大サイズによって、単一静的露光で結像するターゲット部分Ｃのサイズが制限される。
２．スキャンモードでは、サポート構造ＭＴと基板テーブルＷＴとが同期してスキャンされるとともに、放射ビームに付与されたパターンがターゲット部分Ｃ上に投影される（すなわち単一動的露光）。サポート構造ＭＴに対する基板テーブルＷＴの速度および方向は、投影システムＰＳの拡大（縮小）および像反転特性によって決定することができる。スキャンモードでは、露光フィールドの最大サイズによって、単一動的露光におけるターゲット部分の（非スキャン方向の）幅が制限されるが、スキャン移動の長さによって、ターゲット部分の（スキャン方向の）縦幅が決定される。
３．別のモードでは、サポート構造ＭＴは本質的に静止したままでプログラマブルパターニングデバイスを保持し、基板テーブルＷＴが移動またはスキャンされるとともに、放射ビームに付与されたパターンがターゲット部分Ｃ上に投影される。このモードでは、一般的にはパルス放射源が使用され、プログラマブルパターニングデバイスは、基板テーブルＷＴの各移動の後で、またはスキャン中の連続する放射パルスと放射パルスの間に、必要に応じて更新される。この作動モードは、上述のタイプのプログラマブルミラーアレイなどのプログラマブルパターニングデバイスを使用するマスクレスリソグラフィに容易に応用することが可能である。
[0048] 前述の使用モードまたはまったく異なった使用モードの組合せおよび／または変形形態も用いられてもよい。
[0049] 図２は、例えばＨｇランプまたはレーザまたはＥＵＶ光源である放射源１１に接続されたイルミネータ１０の一例を示す。イルミネータは、ビーム拡散光学部品１２、偏光部材１３、反射エレメントの配列１４および方向変更光学部品１５をこの順番で備える。作動中、放射源は、ビーム拡散光学部品１２および偏光部材１３を通って反射エレメントの配列１４に向けられる平行ビームを生成する。ビーム拡散レンズが、このビームを複数のサブビームに拡張して、それぞれのサブビームを反射エレメントの配列１４の反射エレメント１４ａ、１４ｂ、１４ｃ、１４ｄ、１４ｅに関連づける。ビーム拡散光学部品１２は、平行ビームを与える。拡張されたビームの断面は、ビームが反射エレメント１４ａ〜１４ｅのすべてまたはサブセットに入射するのに十分なものである。図２は、一例として、拡張されたビームの３つのサブビームを示す。ビーム拡散レンズは、サブビームの拡散を設定するための収斂レンズまたはレンズの配列をさらに含むことができる。以下でさらに説明されるやり方でビームを偏光する偏光部材１３が、反射エレメントの配列１４に対して光学的に共役な平面に、または同平面の近くに配置される。
[0050] 図２は、反射エレメント１４ｂに入射する第１のサブビームを示す。配列１４の他の反射エレメント１４ａおよび１４ｃ〜１４ｅと同様に、反射エレメント１４ｂは、サブビームを、方向変更光学部品１５を通して中間の平面１６へ反射する。配列１４の反射エレメント１４ａ〜１４ｅは、コントローラＣＴ１によって制御される。例えば集束レンズである方向変更光学部品１５は、サブビームをイルミネータの中間の平面１６の所望の領域に向ける。中間の平面１６は、（前述のように）２次放射源として働く瞳面と一致してもよい。さらに、反射エレメント１４ｃ、１４ｄは、方向変更光学部品１５を通って中間の平面１６の他の領域へ送り出される他の２つのサブビームを反射する。反射エレメント１４ａ〜１４ｅの配向を調節してサブビームが入射する中間の平面１６の領域を決定することにより、中間の平面１６におけるほとんどあらゆる空間強度分布を生成することができる。
[0051] 反射エレメントの配列１４は、５つの反射エレメント１４ａ〜１４ｅとして図２に示されているが、実際上、かなり多くの反射エレメントが配列に設けられてもよい。配列は、例えば２次元配列を備えることができる。配列は、例えば１００個以上の反射エレメントを備えることができる。一実施形態では、配列は、１０００個を上回る反射エレメントを含むことができる。
[0052] 図３ａおよび図３ｂを参照すると、これらの図は、本発明の一実施形態による反射エレメントの配列１４を示している。反射エレメントの配列１４は、放射８の入射ビームを瞳面１６の様々な所望の領域へ反射するように構成された（１０００個を上回る）複数の反射エレメントまたはミラーを含む。一実施形態では、配列１４のそれぞれの反射エレメントまたはミラーは、放射８の入射ビームを瞳面１６の任意の位置へ向けるように適合される。
[0053] 図４を参照すると、この図は、選択されたマスクパターン９の結像を最適化するための様々な手法を示している。手法１は、選択されたパターン９のプリントを従来型照明および環状照明を用いて最適化することから成る。手法１は、１９９０年代の初期に開発された。手法２は、パターン９のプリントを二重極照明または四重極照明を用いて最適化することから成る。二重極照明または四重極照明は、回折光学エレメント（DOE）を用いて生成することができる。手法３は、選択されたパターン９のプリントを、６つ以上の極および／またはソフトな極（すなわち強度を低下させた極）および／または複数のリング照明を用いて最適化することから成る。最適化手法３は、Ｘ偏光、Ｙ偏光および／またはＸ／Ｙ偏光を用いることができる。Ｘ偏光、Ｙ偏光および／またはＸ／Ｙ偏光は、照明システムに配置された様々な偏光波長板によってもたらされ得る。手法３の照明は、回折光学エレメントを用いて生成することができる。手法４は、パターン９のプリントを、図２に示された反射エレメント１４の配列および可撓性イルミネータを用いたＸ偏光、Ｙ偏光、Ｘ／Ｙ偏光、ＴＥ偏光および／またはＴＭ偏光を用いて最適化することから成る。手法４のイルミネータは、自由形式の照明形状をもたらすことができる。手法３および４では、所望のＸ偏光、Ｙ偏光、Ｘ／Ｙ偏光あるいはＴＥ偏光またはＴＭ偏光を生成するのに、個別の偏光波長板が必要とされる。すなわち、手法４において、Ｘ偏光、Ｙ偏光、Ｘ／Ｙ偏光からＴＥ偏光またはＴＭ偏光へ偏光を変化させることが望まれる場合、照明システムに新規のプレートを挿入しなければならず、これは望ましいことではない。
[0054] イルミネータの瞳面における照明形状を生成する回折光学エレメントまたは反射エレメントの使用に関するさらなる情報は、米国特許第７，０１５，４９１号、米国特許第６，７３７，６６２号、米国特許第７，５２５，６４２号および米国公開第２００９−０１７４８７７号から収集することができ、それらの内容の全体が参照によって本明細書に組み込まれる。
[0055] 本発明の一実施形態によれば、照明システムの瞳面１６の任意の位置に任意の所望の偏光（X偏光、Y偏光、X/Y偏光、TE偏光および/またはTM偏光）を生成するために、手法５は、図２の可撓性照明（自由形式の照明形状をもたらすために可撓性イルミネータを用いる）および自由形式タイプの偏光を用いることから成る（プログラマブル偏光方式を示す図５を参照されたい）。自由形式タイプの偏光は、プログラマブル偏光と称することができる。非偏光、Ｙ偏光、Ｘ偏光、Ｘ／Ｙ偏光、ＴＥ偏光およびＴＭ偏光、またはそれらの任意の組合せを用いることの利益は、これらのモードが１つのリソグラフィシステムで有効であり得ることである。しかし、これによって後方互換性および柔軟性が生じる可能性がある。自由形式偏光を用いる利益は、より高度な偏光を用いて改善された結像を生成することができることである。
[0056] 次に、図６ａ〜図６ｄを参照すると、これらの図は、本発明の一実施形態による自由形式偏光を生成する方法を示している。自由形式偏光は、入射ビーム８の選択された部分の偏光を、配列１４の反射エレメントが別々の偏光を有するビームを反射するように変化させることにより達成される。偏光の変化は、３枚の別々の４５°偏光された波長板１〜３を用いて行われる。例えば、図６ａを参照すると、この図は、Ｙ偏光を有する入来放射８を示している。入来放射ビーム８の偏光が変化しなければ、瞳面１６に生成された照明パターンはＹ偏光されることになる。一方、図６ｂに示されるように、入来放射８の一部分に第１の波長板１が挿入されると、入来放射ビーム８のその部分の偏光が、Ｙ偏光からＸ／Ｙ偏光（４５°）まで変化することになる。その結果、配列１４の反射エレメントの一部分は、Ｘ／Ｙ偏光されたビームを照明の瞳面１６内のいかなる場所でも反射することができることになる。図６ｃおよび図６ｄは、プレート１〜３を入射ビーム８の残存部分で重ねることにより、Ｘ偏光および１３５°の偏光が達成され得る様子を示す。以下でより詳細に説明されるように、波長板１〜３は移動可能であっても固定されていてもよい。別々の、またはより多くの、偏光を変化させるプレートを用いると、本発明の範囲から逸脱することなくより多くの偏光状態が生成され得ることが当業者には明らかであろう。
[0057] 図７および図８は、偏光部材１３の別の実施形態１３ａを一方の側から見たものを概略的に示す。偏光部材は、フレーム１８上に配置され、かつミラーアレイ１４に対して固定された３つの波長板２０ａ〜２０ｃおよびウィンドウ２１を備える。波長板２０ａ〜２０ｃのそれぞれは、放射源１１から送出された放射ビーム８に対して別々の偏光を与えるように構成されている。この実施形態では、放射源から送出された放射ビームは、直線的にｘ方向に偏光（この例ではTE偏光）される。この偏光は、ウィンドウ２１の水平の双方向矢印によって概略的に表されている。第１の波長板２０ａは、次に放射ビームがｙ方向に偏光（この例ではTM偏光）されるように、放射ビームの偏光を９０°まで回転するように構成される。これは、第１の波長板２０ａの垂直の双方向矢印によって概略的に表されている。第２の波長板２０ｂは、放射ビームがｘ＝−ｙ平面に存在することになるように放射ビームの偏光を回転するように構成される。これは、第２の波長板２０ｂの右下がりの双方向矢印によって概略的に示されている。第３の波長板２０ｃは、放射ビームがｘ＝ｙ平面に存在することになるように放射ビームの偏光を回転するように構成される。これは、第３の波長板２０ｃの右上がりの双方向矢印によって概略的に示されている。
[0058] 使用するとき、リソグラフィ装置（図１を参照されたい）によってパターニングデバイスＭＡから基板Ｗ上に投影されるパターンは、ｘ方向に偏光された放射を用いて投影されてもよい。この場合、コントローラＣＴ１は、ウィンドウ２１を通過した放射を受け取った反射エレメントだけが、リソグラフィ装置で用いられる照明モードを形成するのに用いられるように、反射エレメント１４ａ〜１４ｅの配向を制御することができる。波長板２０ａ〜２０ｃを通過して反射エレメント１４ａ〜１４ｅに入射する放射は、反射エレメント１４ａ〜１４ｅにより、例えばビームダンプの方へ、または照明モードに寄与しない別の位置へ向けられてもよい。したがって、本発明の一実施形態により、コントローラＣＴ１によって、リソグラフィ装置の照明システムにおいてｘ偏光された放射のみを選択することが可能になる。
[0059] パターニングデバイスＭＡから基板Ｗ上に投影されるパターンが、ｙ方向に偏光された放射を用いるとよりよく投影される場合、コントローラＣＴ１は、第１の波長板２０ａを通過した放射だけが照明モードを形成するのに用いられるように、反射エレメントの配列１４の反射エレメント１４ａ〜１４ｅを制御することができる。同様に、ｘ＝−ｙ平面に偏光された放射がよりよい結像をもたらすことになるようなパターンの場合は、コントローラＣＴ１は、第２の波長板２０ｂを通過した放射だけが照明モードを形成するのに用いられるように、反射エレメント１４ａ〜１４ｅを制御することができる。同様に、ｘ＝ｙ平面に偏光された放射がよりよい結像をもたらすことになるようなパターンの場合は、コントローラＣＴ１は、第２の波長板２０ｃを通過した放射だけが照明モードを形成するのに用いられるように、反射エレメント１４ａ〜１４ｅを制御することができる。
[0060] いくつかの例では、図７に示された４つの偏光のうち１つがない放射ビームを用いることが望まれる可能性がある。この場合、複数の波長板２０ａ〜２０ｃを通過した放射、またはウィンドウ２１および１つまたは複数の波長板２０ａ〜２０ｃを通過した放射が、所望の偏光を得るために用いられてもよい。例えば、ウィンドウ２１を通過した放射および第３の波長板２０ｃを通過した放射が、照明モードを形成するのに用いられてもよい。この例では、放射は、ｘ方向から約２２．５°の角度の偏光を有することになる。さらなる例では、第１の波長板２０ａおよび第３の波長板２０ｃを通過した放射が、照明モードを形成するのに用いられてもよい。この例では、放射は、ｙ方向に対して約２２．５°の角度を形成する偏光を有することができる。
[0061] いくつかの例では、偏光されない放射または偏光されない放射に近似する放射を用いることが望まれる可能性がある。この場合、ウィンドウ２１および第１の波長板２０ａを通過した放射が用いられてもよい。あるいは、第２の波長板２０ｂおよび第３の波長板２０ｃを通過した放射が用いられてもよい。さらなる代替形態では、３枚の波長板２０ａ〜２０ｃのすべてとウィンドウ２１とを通った放射が用いられてもよい。
[0062] 照明システムの放射ビームが進む光学距離の一致をもたらすために、ウィンドウ２１は、波長板２０ａ〜２０ｃと同一の光学距離を有してもよい。
[0063] 偏光部材１３ａは、図７に示された４つの偏光（すなわちx方向、y方向、x=-y平面およびx=y平面）の組合せである放射ビームに対して任意の偏光を適用するように使用され得る。図７に示された偏光の簡単な組合せから形成することができない偏光を用いて放射をもたらすことが望まれる場合、変更された手法が用いられてもよい。変更された手法は、異なる強度の放射を異なる波長板２０ａ〜２０ｃおよび／またはウィンドウ２１を通して向けて送る工程を含む。例えば、放射ビームは、偏光部材および反射エレメントを使用して、ウィンドウ２１を通過した放射のすべてを照明モードに向け、第３の波長板２０ｃを通過した放射の半分だけを照明モードへ通すことにより形成されてもよい。これは、ｘ方向から約１２°の偏光をもたらすことになる。他の偏光を得るために、強度の他の組合せが用いられてもよい。当業者には理解されるように、他の偏光を得るために反射された放射ビームの他の組合せ（例えば、波長板２０ａによって偏光された４本の放射ビームと波長板２０ｂによって偏光された２本の放射ビームの組合せ）を用いることができる。
[0064] 本発明のさらなる実施形態による偏光部材１３ｂが、図９に概略的に示されている。偏光部材は、第１の波長板３０ａ、第２の波長板３０ｂおよび第３の波長板３０ｃを備える。各波長板はウィンドウ３１ａ〜３１ｃに接続される。各ウィンドウは、コントローラＣＴ２によって作動されるアクチュエータ３２ａ〜３２ｃに接続される。
[0065] コントローラＣＴ２は、放射ビーム（中空の矢印によって示されている）が、波長板３０ａ〜３０ｃの１つまたは複数を通過するか、またはどの波長板も通過しないように、アクチュエータ３２ａ〜３２ｃのそれぞれを独立して動かすのに使用されてもよい。放射ビームが波長板を通過しないとき、放射ビームは、代わりに、その波長板３０ａ〜３０ｃに関連したウィンドウ３１ａ〜３１ｃを通過し、それによって放射ビームが進む経路長の一貫性をもたらす。
[0066] 図９Ａを参照すると、アクチュエータ３２ａ〜３２ｃは、放射ビームが、ウィンドウ３１ａ〜３１ｃを通過していかなる波長板３０ａ〜３０ｃも通過しないように配置されてもよい。この例では、放射ビームの偏光は不変である。このことは、放射ビームがウィンドウを通過する以前はｘ方向に偏光されていて、ウィンドウを通過した後もｘ方向に偏光されている放射ビームを示す双方向矢印によって示されている。
[0067] 図９Ｂで、アクチュエータは、放射ビームが２つのウィンドウ３１ａ、３１ｂを通過して第３の波長板３０ｃを通過するように構成されている。双方向矢印によって示されるように、これによって、放射ビームの偏光が、ｘ方向からｘ＝−ｙ平面へ変化する。
[0068] 図９Ｃで、アクチュエータは、放射が１つのウィンドウ３１ａを通過して第２の波長板３０ｂおよび第３の波長板３０ｃを通過するように配置されている。双方向矢印によって示されるように、これによって、放射ビームの偏光が、ｘ方向からｙ方向へ変化する。
[0069] 図９Ｄで、アクチュエータは、放射ビームが第１、第２および第３の波長板３０ａ〜３０ｃを通過するように配置されている。図４Ｂに示されたように、これによって、放射ビームの偏光が、ｘ方向からｘ＝ｙ平面へ変化する。
[0070] ２０１０年３月２２日出願の共同所有の米国特許仮出願第６１／３１６，１１４号は、図８および図９Ａ〜図９Ｄの構成をさらに説明しており、参照によって本明細書に組み込まれる。
[0071] 図９から推測され得るように、波長板３０ａ〜３０ｃのそれぞれが、４５°まで放射ビームの偏光を回転させる効果がある。したがって、波長板が１枚だけ使用されるとき偏光が４５°だけ回転され、波長板が２枚使用されるとき偏光が９０°だけ回転され、波長板が３枚使用されるとき偏光が１３５°だけ回転される。
[0072] 図９に示される偏光部材１３ｂにより、放射ビームから顕著な強度の損失なしで、放射ビームの偏光を制御することが可能になる。
[0073] 偏光部材１３は、図２ではビーム拡散光学部品１２と反射エレメントの配列１４の間に配置して示されているが、適切な位置に設けられてもよい。図４に示された偏光部材１３ｂの実施形態は、照明システムの別の位置に設けられた波長板を備えてもよい（波長板が互いに隣接した位置にある必要はない）。
[0074] 上記の実施形態では、放射源１１から発せられた放射ビームが偏光され、この偏光は１つまたは複数の波長板を備える偏光部材１３を使用して変更された。いくつかの例では、放射源１１から発せられた放射ビームは非偏光であってもよい。この場合、図３に示された波長板は、偏光子と置換されてもよく、各偏光子が別々の偏光を与えるように構成される。例えば、偏光は、図３に示された双方向矢印の方向に一致してもよい。
[0075] 次に図１０を参照すると、一実施形態では、ターゲットの偏光された瞳は、照射源マスク偏光最適化方法（SMPO）を用いて既存の瞳（測定された瞳）を最適化することにより達成される。新規の瞳は、ＳＭＰＯ方法を用いて約１０分間較正され得て、較正済の偏光された瞳のライブラリを生成するために、各新規較正済の偏光された瞳は、リソグラフィ装置のメモリに記憶され得る。ライブラリに記憶されたそれぞれの較正済の偏光された瞳は、瞳面１６に所望の（X、Y、XY、TE、TMまたは自由形式の）偏光形状を生成するために、リソグラフィ装置のユーザによってほとんど即座に再ロードされ得る。また、一実施形態では、最大の生産性を達成するために、あらゆる偏光形状向けにあらゆる所望の強度比を達成することができる。
[0076] さらに、一実施形態では、リソグラフィ装置のユーザインターフェイスが自由形式偏光を含むように適合される。一実施形態では、ユーザインターフェイスによってもたらされる自由形式偏光は、各マスク層に対して選択可能である。本発明の一実施形態では、瞳の品質は、配列１４の各ミラーの閉ループ制御および偏光子波長板（図６ａ〜図６ｄのプレート１〜３ならびに図７および図８の波長板２０ａ〜２０ｃ）の閉ループ制御によって製作の期間中保証される。
[0077] 図１１を参照すると、この図は、ＴＥ偏光されたビームおよび非偏光ビームを用いて照光されたラインの配列のハーフピッチ距離の関数として（NILSによって測定された）像コントラストを示している。ラインの配列（１：１の配置では行間隔＝線幅となる）は、バイアスなしのバイナリマスク（BIM）および最適化された開口数（NA）を用いて１９３ｎｍで二重極（０．９σ）を用いて照光される。膜の屈折率（RI）は１．７である。図１１に見られるように、偏光の利点は、照明システムの開口数（NA）が増加するのにつれて（また、k1が減少するのにつれて）増加する。
[0078] 図１３ａは、回折パターンに基づいて最適な偏光を求めることができることを示す。例えば、図１１の密なラインの配列のプリントを最適化するために、０次および１次の回折次数を用いるのが望ましく、０次と１次の回折次数の偏光ベクトルが整列するとき、最善の結果が得られる。これはＴＥ偏光に相当する。図１３ａで、このパターンは、ｋ１＝０．２８で、二重極およびバイナリマスク（BIM）を用いて照光された密なラインの配列（１：１）である。
[0079] 図１２を参照すると、この図は、ＴＭ偏光されたビームおよび非偏光ビームを用いて１９３ｎｍで１．３５のＮＡおよびバイアスのない６％のハーフトーン型（attenuated）位相シフトマスクを用いて照光された孔の配列（１：１の配置では孔の間隔＝孔の直径）に関するｋ１の関数としての像コントラスト（NILSによって測定されたもの）を示す。膜の屈折率（RI）は１．７である。孔の配列は、四重極を用いて、ｋ１＞０．３６でハーフトーン型（attenuated）位相シフトマスクを用いて照光される。図１２に見られるように、密な孔配列は、ＴＭ偏光されたビームを用いて、より高いラチチュードでプリントされ得る。密な孔配列をプリントするのにＴＭ偏光を用いる利点に関するさらなる情報が、Ｎ．Ｂａｂａ−Ａｌｉ、Ｈ．Ｓｅｗｅｌｌ、Ｊ．Ｋｒｅｕｚｅｒ（ASML）Ｐｒｏｃ．ＳＰＩＥ ５０４０、１３５２（２００３年）による記事から収集することができ、参照によってその全体が本明細書に組み込まれる。
[0080] 図１３ｂは、回折パターンに基づいて最適な偏光を求めることができることを示している。例えば、図１２の密なラインの配列のプリントを最適化するために、「０１」および「１０」の回折次数（１次の回折次数）を用いるのが望ましく、というのは、「００」次が弱く、結像はより高い回折次数によって支配されるからである。「０１」と「１０」の回折次数の偏光ベクトルが整列するとき、最善の結果が得られる。これはＴＭ偏光に相当する。
[0081] 図１４は、様々な２次元の長方形の配列に配置された５０ｎｍの孔のグリッドに関するクリティカルディメンション（CD）の変化を示す。図１４のＣＤの変化は、別々の最適化方法を用いて達成される。グリッドのピッチは、Ｘ方向およびＹ方向（X/Y）に変化する（例えば９５／９５、１００／１００、１１０／１１０、１１０／１３０、１１０／１５０、１１０／１７０、１１０／１９０、１３０／１３０、１３０／１５０、１３０／１７０、１３０／１９０、１５０／１５０、１５０／１７０、１５０／１９０、１７０／１７０、１７０／１９０、１９０／１９０ｎｍピッチのマンハッタン（すなわち孔のグリッド配列）が５０ｎｍターゲットでプリントされる）。図１４に見られるように、従来型の環状照明を用いたとき、さらなる最適化なしで８ｎｍより大きなＣＤの変化が達成される。それらのＣＤの変化は、照射源最適化を用いると約１２％低減され得る。それらのＣＤの変化は、照明システムの瞳面において偏光（例えばX/Y偏光）を変化させることにより、さらに約８％低減され得る。最後に、照明システムの瞳面において自由形式偏光を用いると、それらのＣＤの変化は、さらに（約４％だけ）低減され得る。上記で説明されて図１４に示されたように、自由形式偏光を用いると、瞳面の様々な位置が別々の偏光を有する。自由形式偏光の最適化により、他のタイプのパターンについてはＣＤの変化をさらに低減することができると予見される。
[0082] 当業者には理解されるように、瞳面の自由形式偏光は、かなりの結像の改善を示す。それらの改善は、ランダム連絡孔または様々なピッチで配置された連絡孔などの２次元構造体に対して顕著である。一実施形態では、クリティカルディメンションの均一性（CDU）が約１９％だけ改善され得る。一実施形態では、照射源マスク偏光最適化（SMPO）は、シミュレータ（例えばTachyon（商標））で対応することができる。図１８〜図２０および関連した説明は、ＳＭＰＯを達成するための可能なシミュレーション手法を論じている。
[0083] 図１５を参照すると、この図は、図２の照明システムを用いて瞳面に生成することができる照明パターン１５０を示している。図１５で、パターン１５０は、リングおよび中央の極「Ｆ」に沿って配置された複数の極を含む。複数の極はＴＥタイプの偏光を有し、中央の極は非偏光である。図２の照明システムを用いて、あらゆるタイプの照明／偏光の形状を達成することができることが理解されよう。
[0084] 図１６は、本発明の一実施形態による図２の照明システムを使用して瞳面に生成することができる照明パターン１６０を示す。図１６では、様々なタイプの偏光を同一の極内に生成することができ、偏光方向は、黒いラインで示されるように照射源内で変化する。
[0085] 図１７は、本発明の一実施形態による図２の照明システムを用いて瞳面に生成することができる照明パターン１７０を示す。照明パターン１７０は、理論的なＴＥ偏光によく似た方位角偏光を含んでいる。偏光は４５°のステップで行われる。理論的な限界ＩＰＳ（好ましい状態における強度）は８５％である。
[0086] 上記で論じられたプログラマブル偏光は、各マスク層の偏光を独立して最適化することができるので、より柔軟性をもたらすことが理解されよう。さらに、自由形式偏光を用いて任意の偏光（例えばX/Y偏光とTE偏光およびTM偏光との両方）を達成することができるので、プロセスウィンドウおよびクリティカルディメンションの均一性をかなり改善することが可能である。
[0087] 一実施形態では、瞳面の照明形状は、自由形式偏光を、照射源最適化とともに用いて、または照射源最適化から独立して用いて、調整するかまたは最適化することができる。
[0088] 以前に論じられたように、低いｋ１のリソグラフィにおける最善のプロセスウィンドウを達成するために、照射源およびマスクを共同で最適化する必要がある。既存のＳＭＯの実施は、一般に、共同最適化の期間中、照射源の偏光を一定に保つ一方で照射源強度の変化を可能にする。照射源偏光の変化（照射源マスク偏光最適化すなわちSMPO）も可能にすることにより、さらなる利益があり得ることが理解されている。既存の照射源偏光最適化技法は、照射源瞳面における個々の照射源ポイントの照射源偏光状態の小さな個別の組しか扱うことができない。図２０は、改善された照射源偏光最適化アルゴリズムをもたらす実施形態を示しており、照射源ポイントの偏光状態は、照射源最適化プロセスの最大の可能性を利用するように、連続的に変化させることができる。
[0089] 本発明との関連では、用語「偏光状態」は、独立した偏光状態または複数の独立した偏光状態の組合せによって形成された組合せ偏光状態を包含する。例えば、すべての偏光状態が線形空間を形成すると想定されている。この線形空間の次元は４であり、すなわち１組の４つの基底ベクトルの一次結合によってあらゆる偏光状態を形成することができる。基底ベクトルの多くの別々の選択肢があるが、特に好都合な選択肢は、単位行列および３つのパウリ行列である。パウリ行列の膨張係数（および任意選択で単位行列の膨張係数）が、偏光状態をパラメータ化するのに用いられる。通常、最適化には３つのパラメータで十分である。より多くのパラメータがあり得るが、４次元線形空間において一次独立なのはそれらのうち３つだけである。
[0090] 簡単に言えば、照射源ポイントの特性表現Ｐは、非負のエルミート密度行列として示すことができ、単位行列およびパウリの膨張係数に関して次のように展開することができる。
[0091] Ｐ＝Ｐ０＋Ｐ１σ１＋Ｐ２σ２＋Ｐ３σ３
[0092] この式で、σ１、σ２およびσ３が一次独立偏光状態であり、Ｐ１、Ｐ２およびＰ３はそれぞれの膨張係数である。Ｐ０は強度と等しい。Ｐ０は、必要に応じて、任意選択で織り込んだり除外したりすることができる。例えば、（強度の特性記述なしに）偏光の特性記述だけを得るためには、Ｐ１、Ｐ２およびＰ３は、Ｐ１／Ｐ０、Ｐ２／Ｐ０およびＰ３／Ｐ０と正規化されてもよい。通常、次の条件が満たされる。
[0093] Ｐ０ ２≧Ｐ１ ２＋Ｐ１ ２＋Ｐ３ ２
[0094] 偏光コントローラのハードウェアが対応し得るもの次第で、特性パラメータの１つまたは複数を拘束することができる。例えば、偏光コントローラデバイスが直線偏光された状態にしか対応しない場合、Ｐ２はゼロに設定される。
[0095] パウリの膨張係数Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３（標準形式または正規化された形式）は、特定の照射源ポイントにおいてカスタマイズ可能な偏光条件を生成するために選択される。カスタマイズ可能な偏光条件は、様々な偏光状態の組合せを含み得る。特定の照射源ポイントの偏光状態は、所望のリソグラフィ応答がシミュレートされるまで、パラメータを変化させることにより最適化される。
[0096] あらかじめ選択された照射源ポイント群によって照光された設計レイアウトの空間像は、偏光パラメータ（および照射源強度に対して線形相関である。各照射源ポイントにおける空間像ＩＳは、各パラメータおよびその導関数からの寄与に分解することができる。
[0097]
[0098]
[0099] 全体の空間像は、すべての照射源ポイントにわたる合計である。
[00100]
[00101] 空間像を表す適切な費用関数を選択し、偏光パラメータに関して費用関数を最小化すると、各照射源ポイントにおいて照射源偏光を最適化することができ、このことは後に詳述する。
[00102] 本発明の偏光最適化に対するパラメータ手法について論じる前に、総合的なシミュレーションおよび結像プロセスに関する簡単な議論が提供される。図１８は、例示的リソグラフィ投影システム１８１０を示す。主要なコンポーネントは光源１８１２であり、これは遠紫外線エキシマレーザ照射源でよく、部分コヒーレンス（シグマと表記される）を定義する照明光学系であり、特定の照射源形成光学系１８１４、１８１６ａおよび１８１６ｂと、マスクまたはレチクルの１８１８と、ウェーハ平面１８２２上にレチクルパターンの像を生成する投影光学系１８１６ｃとを含むことができる。瞳面の可調整フィルタまたは開口１８２０は、ウェーハ平面１８２２上に当たるビーム角の範囲を制限することができ、可能な最大角度が、投影光学系の開口数ＮＡ＝ｓｉｎ（Θmax）を定義する。
[00103] リソグラフィシミューレーションシステムでは、これらの主要なシステムコンポーネントは、例えば図１９に示されるように個別の機能モジュールによって記述することができる。図１９を参照すると、機能モジュールは、ターゲットの設計を定義する設計レイアウトモジュール１９２６と、結像プロセスで利用されるマスクを定義するマスクレイアウトモジュール１９２８と、シミュレーションプロセスを通じて利用されるマスクレイアウトのモデルを定義するマスクモデルモジュール１９３０と、リソグラフィシステムの光学コンポーネントの性能を定義する光学モデルモジュール１９３２と、所与のプロセスで利用されるレジストの性能を定義するレジストモデルモジュール１９３４とを含む。知られているように、シミュレーションプロセスの結果、例えば結果のモジュール１９３６で予測された輪郭およびＣＤが生成される。
[00104] より詳細には、照明光学系および投影光学系の特性は、ＮＡシグマ（σ）設定ならびに任意の特定の照射源形状（例えば、環状光源、四重極光源、および二重極光源などの軸外し光源）を含むがこれらに限定されない光学モデル１９３２に取り込まれることに留意する。基板上にコーティングされたフォトレジスト層の光学的性質、すなわち屈折率、膜の厚さ、伝播および偏光の影響も、光学モデル１９３２の一部分として取り込むことができる。マスクモデル１９３０は、レチクルの設計フィーチャを取り込み、かつマスクの詳細な物理的特性の表現も含むことができる。最後に、レジストモデル１９３４は、例えば基板ウェーハ上に形成されるレジストフィーチャの輪郭を予測するために、レジスト露光の期間中に起こる化学処理、ＰＥＢおよび現像の影響を記述する。シミュレーションの目標は、例えば縁端部の配置およびＣＤを正確に予測することであり、次いで、これがターゲット設計と比較され得る。ターゲット設計は、一般にＯＰＣに先立つマスクレイアウトとして定義され、ＧＤＳＩＩまたはＯＡＳＩＳなどの標準化されたデジタルファイルフォーマットで与えられることになる。
[00105] 一般的なハイエンド設計では、ほとんどすべてのフィーチャの縁端部は、ターゲット設計に十分に類似したプリントパターンを得るために何らかの変更を必要とする。これらの変更は、縁端部位置の移動またはバイアスあるいは線幅、ならびに「アシスト」フィーチャ（それ自体をプリントするようには意図されないが関連する主要なフィーチャの特性に影響を及ぼす）の適用を含むことができる。さらに、照射源に適用される最適化技法は、別々の縁端部およびフィーチャに対して別々の効果を有することができる。照射源の最適化は、照射源を光の選択されたパターンに限定するための瞳の使用を含むことができる。本発明は、照射源の構成およびマスクの構成の両方に対して同時に適用することができる最適化の方法を提供する。
[00106] 図２０の高位のブロック図を参照すると、本発明の特定の実施形態は、マスクおよび照射源の高速な同時最適化に関する方法を提供する。話を簡単にするために、設計レイアウトの表現は「マスク」と記述されることがあるが、当業者には、シミュレーション分野では物理的マスクが不要であることが理解されよう。初期の照射源表現２０２０は、瞳面の照射源ポイントのあらかじめ選択された群の各照射源ポイントに関する強度および偏光状態の情報を含んでおり、初期の設計レイアウトの表現２０２２は、設計レイアウト上の様々な座標ポイントにおける伝送および／または位相の情報を含んでいる。照射源２０２０および設計レイアウト２０２２（例えば、それぞれが前述の光学モデル１９３２およびマスクモデル１９３０に相当する）の初期の構成が、最適化モジュール２０２４に与えられる。最適化モジュール２０２４は、各反復修正の費用関数および勾配を計算する反復オプティマイザを備える。２０４０で、設計レイアウトおよび照射源に関する費用関数が各反復修正について評価される。次いで、２０４２で、収束が達成されたかどうか判断するために費用関数の勾配を調べることができる。勾配がゼロでない場合、収束が達成されていないと見なされてもよく、２０４０における新規の設計レイアウトおよび照射源に関する費用関数および勾配を計算する工程および２０４２における収束を調べる工程を繰り返す前に、２０４４で照射源および設計レイアウトに対する変更を計算して適用することができる。収束が達成されたとき、最終的な照射源２０２６および設計レイアウト２０２８は、最適化されたものと見なされる。
[00107] ２０４４における照射源および設計レイアウトに対する変更は、様々なやり方で計算され、かつ／または実施され得て、また、すべての実施形態で図２０に示されたものとまったく同一のシーケンスをたどる必要はない。例えば、最適な結果は、完全に拘束された最適化工程が後続する、拘束がない（またはより拘束が少ない）最適化を実施することにより得ることができる。拘束がない（または、より拘束が少ない）最適化工程において相対的により多くの自由があると、全体的な意味で最適解に到達しやすいことを意味する。次いで、完全拘束の最適化が、この解から導出された初期条件から開始することになる。当業者なら、特定の照射源ポイントにおける偏光最適化に適用可能な物理的ハードウェア関連の制限部分は、シミュレーションでは、１組の拘束に関して特徴づけられ得ることを理解するであろう。物理的ハードウェア関連の制限部分は、偏光コントローラデバイスによって物理的に生成することができる別々の偏光状態の数を含むことができる。別の可能な物理的ハードウェアの制約は、特定の照射源ポイントへ光を向ける１つまたは複数の光学エレメント（反射性ミラーまたは他の光学エレメント（反射エレメント/屈折エレメント/回折エレメント/透過エレメント）などの位置に依存することとすることができる。
[00108] 物理的ハードウェア関連の制限部分によるものであっても、偏光アルゴリズムは、すべての理論上可能な偏光状態のサブセットにしか対応することができず、それでもなお、このサブセットは、既存のアルゴリズムが扱うことができるものより大きいことに留意されたい。さらに、本アルゴリズムは、シミュレーション拘束を変更することにより、各照射源ポイントが偏光状態の有限の個別の組に対して最適化される既存のアルゴリズムの結果を再形成することができるという意味で柔軟であり、かつ下位互換性がある。
[00109] 戻って図２０の工程２０４０を参照すると、本発明の特定の態様は、費用関数の勾配の直接計算を可能にすることにより、最適化の収束をかなり高速化することを含んでいる。これらの方法は、プロセスウィンドウの全体にわたってプリントされるウェーハの輪郭を最適化するように選択された線形化された関数の使用を含んでいる。本発明で使用するのに適切な費用関数の例は、２００８年１１月２１日出願の米国仮出願第６１／１１６，７８８号に見いだすことができ、これは、照射源マスク最適化（SMO）のプロセスに使用される費用関数を説明している。類似の費用関数は、本出願では、照射源強度と照射源偏光の両方を最適化することにより、既存のＳＭＯ動作の向上に同様に用いることができる。
[00110] 一例では、費用関数は、プロセスウィンドウを通じて設計レイアウトの最悪の縁端部配置誤差を低減するように選択されてもよい。数学的に、費用関数Ｆは次式で表すことができ、
この式で、ｐｗはプロセスウィンドウの条件のリストであり、変数ｅは設計レイアウトに沿って配置された１組の評価ポイント上を通る。
[00111] 以下の近似を用いることにより、米国特許出願第６１／１１６，７８８号に論じられているように、この費用関数を、計算上より効率的な形態に変換することができる。
[00112] 最初に、ＥＰＥが、線形化された近似によって近似され、
この式で、Ｉｐｗ（e）はプロセスウィンドウ条件ｐｗにおける空間像の強度を示し、Ｉｔｈは空間像輪郭に対する閾値を示す。分母（‖ΔＩｐｗ‖）は空間像の傾斜を表す。
[00113] 次に、最大の作用素がＬｐノルムによって近似され、
ｐは正の整数である。ｐの値が大きいほど、この近似はより優れている。
[00114] すべてを一緒に入れて、次の新規の費用関数を得る。
見られるように、最適化の目標を制御するための特別な融通性をもたらすために、好ましくは重み要素ｗ（pw, e）も導入され、この目標は、類似の評価ポイントの位置（例えばライン、ラインの終端、突出部分）または関連のフィーチャサイズ（例えば線幅、間隔）、またはプロセスウィンドウの位置の検討から求めることができる。
[00115] 当業者なら、受け取られた照射源およびマスクの記述（例えば、それぞれマスクモデル１９３０および光学モデル１９３２に相当するピクセルベースのマップ）からマスク伝送Ｍ（x）および照射源強度Ｓ（s）を導出することができる多くのやり方を理解するはずであり、このため、本発明の明瞭さのために、ここではそれらの詳細を省略する。本発明者は、空間強度Ｉは、マスク伝送Ｍ（x）および照射源強度Ｓ（s）の関数と見なすことができ、したがって費用関数Ｆも同様であることを理解している。特定の実施形態では、費用関数はテイラー級数を用いて展開することができ、勾配のフロアは１次項を用いて見つけだすことができる。より詳細には、Ｆは次式で表され得る。
Ｆ＝［I（S（s）, M（x））］
[00116] この式で、ｓは瞳面の照射源ポイントの座標であり、ｘは設計レイアウトまたはマスクの座標である。この費用関数は、Ｆの勾配または導関数がＭおよびＳに関して計算されるとき、様々な既知のアルゴリズムのうち任意のものを用いて最小化することができる。マスクを一定に保ち、照射源だけを変化させることが可能である。照射源の変化は、一定の強度における偏光状態の変化または偏光状態と強度の両方の変化を含むことができる。
[00117] Ｓ（s）を偏光パラメータＰｉ（s）で置換すると、上記の関数Ｆは、次のように書き直すことができる。
[00118] Ｆ＝［I（Pi（s）, M（x））］
[00119] また、偏光パラメータに関する導関数は、（マスク側の勾配定数を用いて）次式となる。
[00120] この勾配の最小化は、最適化アルゴリズムの収束をもたらし、図２０に示されるように、最終的な最適化された照射源２０２６が得られる。同時に、最適化されたマスクまたは設計レイアウト２０２８も得られ、最適化された照射源とともに所定のプロセスウィンドウ内の所望のリソグラフィ性能をもたらす。
[00121] 上記の説明は、費用関数がＥＰＥに基づく例示的実施形態をもたらす。他の費用関数の例は、（１）ＥＰＥ最小２乗関数、（２）ｐが２より大きな偶数であるＥＰＥ最小ｐノルム関数、（３）逆ＮＩＬＳのｐノルム関数、（４）Ｍを設計ターゲットとする像の傾斜の閉曲線積分、（５）縁端部結像値の最小２乗、（６）縁端部結像のｐノルム（ｐは２より大きな偶数）および（７）Ｆが最大化されるＩＬＳのｐノルムを含む。対応する７つの費用関数式が以下に列挙されている。
[00122] 当業者なら、上記の記述による教示に基づくこれらおよび他の費用関数に対して最適化された勾配を求めるやり方を十分に理解するであろう。例えば、いくつかの標準的な最適化技法は、最も急峻な降下、結合勾配または疑似ニュートン法などの勾配情報を利用する。
[00123] 前述の勾配計算式は、様々な計算プラットフォームで実施することができる。それに加えて、またはその代わりに、さらに最適化速度を改善するために特に適合されたハードウェア加速プラットフォームを使用することができる。例えば、費用関数を処理し、勾配を計算するのに、特化されたデジタル信号プロセッサ（「DSP」）を含むプラットフォーム使用することができる。しかし、並列プロセッサ、数値演算コプロセッサおよびＤＳＰベースのコプロセッサを備えることができる他の計算プラットフォーム上で計算が実行され得ることが理解されよう。
[00124] 図２１は、本明細書に開示された最適化の方法および流れを実施するのを支援することができるコンピュータシステム２１００を示すブロック図である。コンピュータシステム２１００は、情報を通信するバス２１０２または他の通信機構、および情報を処理するためにバス２１０２に接続されたプロセッサ２１０４を含む。コンピュータシステム２１００は、プロセッサ２１０４によって実行される情報および命令を記憶するためにバス２１０２に結合されたランダムアクセスメモリ（RAM）または他のダイナミックストレージデバイスなどのメインメモリ２１０６も含む。メインメモリ２１０６は、プロセッサ２１０４によって実行される命令の実行中に一時変数または他の中間情報を記憶するためにも使用することができる。コンピュータシステム２１００は、プロセッサ２１０４用の静的情報と命令とを記憶するためにバス２１０２に結合されたリードオンリーメモリ（ROM）２１０８または他のスタティックストレージデバイスをさらに含む。情報および命令を記憶するために、磁気ディスクまたは光ディスクなどのストレージデバイス２１１０が設けられ、バス２１０２に結合される。
[00125] コンピュータシステム２１００は、コンピュータのユーザに情報を表示するために、バス２１０２を介して陰極線管（CRT）またはフラットパネルもしくはタッチパネルディスプレイなどのディスプレイ２１１２に結合することができる。情報およびコマンド選択をプロセッサ２１０４へ通信するために、英数字および他のキーを含む入力デバイス２１１４が、バス２１０２に結合される。他のタイプのユーザ入力デバイスは、方向情報およびコマンド選択をプロセッサ２１０４に通信し、ディスプレイ２１１２上のカーソルの動きを制御するマウス、トラックボール、またはカーソル方向キーなどのカーソルコントロール機器２１１６である。この入力デバイスは、通常、第１軸（例えばx）および第２軸（例えばy）といった２軸の自由度を有し、デバイスが平面内の位置を指定することを可能にする。タッチパネル（スクリーン）ディスプレイも入力デバイスとして使用することができる。
[00126] 本発明の一実施形態によれば、最適化プロセスの諸部分は、メインメモリ２１０６に含まれる１つまたは複数の命令の１つまたは複数のシーケンスを実行するプロセッサ２１０４に応答して、コンピュータシステム２１００によって実行することができる。このような命令は、ストレージデバイス２１１０などの他のコンピュータ読取可能媒体からメインメモリ２１０６に読み込ませることができる。メインメモリ２１０６に含まれる命令のシーケンスを実行すると、プロセッサ２１０４は本明細書で述べたプロセスステップを実行する。マルチプロセス構成内の１つまたは複数のプロセッサも、メインメモリ２１０６に含まれる命令のシーケンスを実行するために使用することができる。代替実施形態では、ソフトウェア命令の代わりに、またはソフトウェア命令と組み合わせて、ハードワイヤ回路を使用して本発明を実施することができる。したがって、本発明の実施形態は、ハードウェア回路およびソフトウェアのいかなる特定の組合せにも限定されない。
[00127] 本明細書で用いられる用語「コンピュータ読取可能媒体」は、命令を実行するためにプロセッサ２１０４に供給することに関与するあらゆる媒体を指す。このような媒体は、不揮発性媒体、揮発性媒体、および伝送媒体を含めて、これらに限定されない多くの形態を採ることができる。不揮発性媒体は、ストレージデバイス２１１０などの例えば光ディスクまたは磁気ディスクを含む。揮発性媒体は、メインメモリ２１０６などのダイナミックメモリを含む。伝送媒体は、同軸ケーブル、銅線、および光ファイバを含み、バス２１０２を構成するワイヤを含む。伝送媒体は、無線周波数（RF）および赤外線（IR）のデータ通信中に発生するような音波または光波の形態も採ることができる。コンピュータ読取可能媒体の一般的形態は、例えば、フロッピー（登録商標）、フレキシブルディスク、ハードディスク、磁気テープ、任意の他の磁気媒体、ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ、任意の他の光学的媒体、パンチカード、紙テープ、孔のパターンを持つ任意の他の物理的媒体、ＲＡＭ、ＰＲＯＭ、およびＥＰＲＯＭ、フラッシュＥＰＲＯＭ、任意の他のメモリチップまたはカートリッジ、以下に説明される搬送波、またはコンピュータが読み取ることができるいかなる他の媒体をも含む。
[00128] 様々な形態のコンピュータ読取可能媒体も、１つまたは複数の命令の１つまたは複数のシーケンスを実行するようにプロセッサ２１０４に搬送するのに従事することができる。例えば、命令は、最初に、遠隔コンピュータの磁気ディスクに担持させることができる。遠隔コンピュータは、命令を、それ自体のダイナミックメモリにロードし、モデムを使用して電話回線を介して命令を送信することができる。コンピュータシステム２１００に対してローカルなモデムが、電話回線でデータを受信し、赤外送信機を使用してデータを赤外線信号に変換することができる。バス２１０２に結合された赤外ディテクタが、赤外線信号で搬送されたデータを受信し、バス２１０２上にデータを配置することができる。バス２１０２は、データをメインメモリ２１０６へ搬送し、そこからプロセッサ２１０４が命令を検索し、実行する。メインメモリ２１０６が受信した命令は、プロセッサ２１０４による実行の前または後のいずれかに、任意選択でストレージデバイス２１１０に記憶することができる。
[00129] コンピュータシステム２１００は、バス２１０２に結合された通信インターフェイス２１１８を含むのが好ましい。通信インターフェイス２１１８は、ローカルネットワーク２１２２に接続されたネットワークリンク２１２０への双方向データ通信結合をもたらす。例えば、通信インターフェイス２１１８は、対応するタイプの電話回線にデータ通信接続を提供する統合サービスデジタル網（ISDN）カードまたはモデムとすることができる。他の例として、通信インターフェイス２１１８は、互換性ＬＡＮにデータ通信接続を提供するローカルエリアネットワーク（LAN）カードとすることもできる。無線リンクも実施することができる。このような実施例のいずれにおいても、通信インターフェイス２１１８は、様々なタイプの情報を提示するデジタルデータストリームを搬送する電気信号、電磁気信号または光信号を送受信する。
[00130] ネットワークリンク２１２０は、通常、１つまたは複数のネットワークを介して他のデータデバイスにデータ通信をもたらす。例えば、ネットワークリンク２１２０は、ローカルネットワーク２１２２を介してホストコンピュータ２１２４またはインターネットサービスプロバイダ（ISP）２１２６により運営されるデータ設備への接続をもたらすことができる。ＩＳＰ２１２６は、現在は一般に「インターネット」２１２８と呼ばれている世界的なパケットデータ通信網を介してデータ通信サービスを提供する。ローカルネットワーク２１２２およびインターネット２１２８は、どちらもデジタルデータストリームを搬送する電気信号、電磁気信号、または光信号を用いる。コンピュータシステム２１００との間でデジタルデータを搬送する、様々なネットワークを通る信号およびネットワークリンク２１２０上にあって通信インターフェイス２１１８を通る信号は、情報を伝送する搬送波の例示的形態である。
[00131] コンピュータシステム２１００は、ネットワーク、ネットワークリンク２１２０、および通信インターフェイス２１１８を介して、メッセージを送信し、かつプログラムコードを含むデータを受信することができる。インターネットの例では、サーバ２１３０は、アプリケーションプログラムのための要求されたコードをインターネット２１２８、ＩＳＰ２１２６、ローカルネットワーク２１２２、および通信インターフェイス２１１８を介して送信することができる。本発明によれば、１つのこのようなダウンロードされたアプリケーションは、例えば本実施形態の照明の最適化を提供する。受信コードは、受信されたときにプロセッサ２１０４によって実行されてもよく、かつ／または後に実行するためにストレージデバイス２１１０もしくは他の不揮発性ストレージに記憶されてもよい。このようにして、コンピュータシステム２１００は搬送波の形態でアプリケーションコードを取得することができる。
[00132] 照射源の構成に付随する様々な行為が、マシンによって実行可能な命令またはコードで実行され得ることが理解されよう。これらのマシン実行可能命令は、例えばリソグラフィ装置の制御ユニットのデータ記憶媒体に内蔵され得る。制御ユニットは、調整装置ＡＭを制御し、かつ照明システムＩＬを出るビームの断面の強度分布を変更するように構成されるプロセッサを含むことができる。プロセッサは、これらの命令を実行するように構成され得る。
[00133] 説明の多くが最適化に関するものであったが、時間のすべてまたは一部分で最適化を実施する必要はなく、あるいは照明および／またはパターン／パターニングデバイスのすべての部分に対して最適化を実施する必要はない。例えば、照射源最適化および／または偏光最適化は、パターニングデバイス／パターン、などの部分に対して、結像の要件により、完全に、または部分的には便宜的に「半ば最適に」実施されてもよい。
[00134] 実行可能なコードを含むプログラミングを包含するコンピュータシステムのソフトウェアの機能は、前述の結像モデルを実施するために用いられてもよい。ソフトウェアコードは、汎用コンピュータによって実行可能であり得る。作動中、コードおよび場合によっては関連するデータレコードは、汎用コンピュータプラットフォーム内に記憶されてもよい。しかし、他の場合には、ソフトウェアは、適切な汎用コンピュータシステムにロードするために、他の場所に記憶され、かつ／または転送されてもよい。したがって、上記で論じられた実施形態は、１つまたは複数のソフトウェアまたはコンピュータ製品を、少なくとも１つの機械可読媒体によって保持されたコードの１つまたは複数のモジュールの形で含む。プラットフォームは、このようなコードをコンピュータシステムのプロセッサによって実行することにより、基本的には本明細書で論じて説明した実施形態で実施されるやり方で、これらの機能を実施することができる。
[00135] ＩＣの製造におけるリソグラフィ装置の使用に対して本説明に特定の参照がなされてもよいが、本明細書に説明されたリソグラフィ装置が、磁気ドメインメモリ、平面パネルディスプレイ、液晶ディスプレイ（LCD）、薄膜磁気ヘッドなど向けの集積光学システム、誘導パターンおよび検出パターンの製造など他の用途を有し得ることを理解されたい。それらのような代替の用途において、本明細書で使用される「ウェーハ」または「ダイ」という語は、いずれも、より一般的な語である「基板」または「ターゲット部分」とそれぞれ同義であると見なしてもよいことが当業者には理解されよう。本明細書で言及する基板は、露光前または露光後に、例えばトラック（一般に基板にレジストの層を与え、露出したレジストを現像するツール）、メトロロジーツールおよび／またはインスペクションツール内で処理されてもよい。適用可能であれば、本開示は、そのようなものおよび他の基板処理ツールに適用されてもよい。その上、基板は、例えば多層ＩＣを作製するために複数回処理されてもよく、そのため、本明細書に用いられる用語の基板は、既に複数の処理済の層を含む基板も意味してもよい。
[00136] 本発明の実施形態の使用に対して、光リソグラフィの文脈において上記で特定の参照がなされていても、本発明は、他の用途、例えばインプリントリソグラフィおよび状況が許すところで使用されてもよく、光リソグラフィに限定されないことが理解されよう。インプリントリソグラフィでは、パターニングデバイス中のトポグラフィが、基板上に作製されるパターンを画定する。パターニングデバイスの微細構成は、基板に与えられたレジストの層へ押しつけられてもよく、その後、レジストは、電磁放射、熱、圧力またはそれらの組合せを与えることによって硬化される。パターニングデバイスは、レジストが硬化された後、レジスト中にパターンを残してレジストから離される。
[00137] 本明細書に使用される用語「放射」および「ビーム」は、紫外線（UV）放射（例えば３６５ｎｍ、３５５ｎｍ、２４８ｎｍ、１９３ｎｍ、１５７ｎｍまたは１２６ｎｍの、またはそのくらいの波長を有するもの）を含むすべてのタイプの電磁放射を包含する。
[00138] 「レンズ」という語は、場合が許すならば、屈折式、反射式、磁気式、電磁式および静電式光学コンポーネントを含む種々のタイプの光学コンポーネントの中の任意の１つまたは組合せを意味し得る。
[00139] 本発明は、以下の条項を用いてさらに説明され得る。
条項１． リソグラフィプロセスのシミュレーションを改善するためにコンピュータで実施される方法であって、
照射源の瞳面における照射源ポイントのあらかじめ選択された群の各照射源ポイントを、１つまたは複数の可変パラメータによって表すステップであって、１つまたは複数の可変パラメータのうちの少なくともいくつかが照射源ポイントにおける偏光状態を特徴づける、ステップと、
照射源ポイントのあらかじめ選択された群を用いて投影された設計レイアウトの表現の空間像強度を含む費用関数を形成するステップと、
１つまたは複数の可変パラメータの少なくともいくつかに関して費用関数の勾配を計算するステップと、
照射源の照射源ポイントのあらかじめ選択された群と設計レイアウトの表現の一方または両方を、所望のリソグラフィ応答が得られるまで、計算された勾配に基づいて繰り返し再構成するステップとを含む方法。
条項２， 照射源の照射源ポイントのあらかじめ選択された群および設計レイアウトの表現が、リソグラフィプロセスの所定のリソグラフィパラメータに関して最適化される条項１に記載の方法。
条項３． リソグラフィプロセスのリソグラフィパラメータが、クリティカルディメンションの均一性、プロセスウィンドウ、プロセスウィンドウの大きさ、ＭＥＥＦ、最大のＮＩＬＳおよび焦点外れの最大のＮＩＬＳの１つまたは複数を含む条項２に記載の方法。
条項４． 計算された勾配が実質的にゼロに等しい値を有するとき、照射源の照射源ポイントのあらかじめ選択された群および設計レイアウトの表現が最適化される条項１に記載の方法。
条項５． 偏光状態を特徴づける１つまたは複数の可変パラメータが、エルミート密度行列の膨張係数を含む条項１に記載の方法。
条項６． 特定の照射源ポイントにおける可能な偏光状態の物理的ハードウェア関連の制限部分が、シミュレーションでは１組の制約に関して特徴づけられる条項１に記載の方法。
条項７． 物理的ハードウェア関連の制限部分が、偏光コントローラデバイスによって物理的に生成することができる別々の偏光状態の数と、光を特定の照射源ポイントへ向ける１つまたは複数の光学エレメントの位置に対する依存性との一方または両方を含む条項６に記載の方法。
条項８． １つまたは複数の光学エレメントが、照射源の瞳面に照射源ポイントの可撓性の組をもたらすことにより、放射ビームの断面を総体として形成する条項７に記載の方法。
条項９． 反復修正の期間中、設計レイアウトの表現を一定に保ちながら照射源の偏光を最適化する条項１に記載の方法。
条項１０． リソグラフィプロセスを最適化する方法であって、
照射源の瞳面における照射源ポイントのあらかじめ選択された群の各照射源ポイントを、リソグラフィプロセスのシミュレーションにおいて１つまたは複数の可変パラメータによって表すステップであって、１つまたは複数の可変パラメータのうちの少なくともいくつかが照射源ポイントにおける偏光状態を特徴づける、ステップと、
照射源の照射源ポイントのあらかじめ選択された群と設計レイアウトの表現の一方または両方を、所望のリソグラフィ応答が得られるまで、少なくとも１つまたは複数の可変パラメータのうちのいくつかに関して、費用関数の計算された勾配に基づいて繰り返し再構成するステップであって、費用関数が、照射源ポイントのあらかじめ選択された群を用いて投影された設計レイアウトの表現の空間像強度を含む、ステップとを含む方法。
条項１１． 計算された勾配が実質的にゼロに等しい値を有するとき、照射源の照射源ポイントのあらかじめ選択された群および設計レイアウトの表現が最適化される条項１０に記載の方法。
条項１２． 偏光状態を特徴づける１つまたは複数の可変パラメータが、エルミート密度行列の膨張係数を含む条項１０に記載の方法。
条項１３． 特定の照射源ポイントにおける可能な偏光状態の物理的ハードウェア関連の制限部分が、シミュレーションでは１組の制約に関して特徴づけられる請求項１０に記載の方法。
条項１４． 物理的ハードウェア関連の制限部分が、偏光コントローラデバイスによって物理的に生成することができる別々の偏光状態の数と、光を特定の照射源ポイントへ向ける１つまたは複数の光学エレメントの位置に対する依存性との一方または両方を含む条項１３に記載の方法。
条項１５． １つまたは複数の光学エレメントが、照射源の瞳面に照射源ポイントの可撓性の組をもたらすことにより、放射ビームの断面を総体として形成する条項１４に記載の方法。
[00140] 上記では、本発明の特定の実施形態について述べたが、本発明は、述べられているものとは別の方法で実施され得ることが理解されよう。例えば、本発明は、上記で開示されている方法を記述する機械可読命令の１つまたは複数のシーケンスを含むコンピュータプログラム、あるいは、そのようなコンピュータプログラムが記憶されたデータ記憶媒体（例えば半導体メモリ、磁気ディスク、または光ディスク）の形態を採ることができる。
[00141] 上記の説明は、制限するものでなく、例示的なものであることを意図する。したがって、以下で述べられている特許請求の範囲から逸脱することなしに、述べられている本発明に変更を加えることができることが、当業者には明らかであろう。

Claims (16)

  1. リソグラフィプロセスのシミュレーションを改善するためにコンピュータで実施される方法であって、
    照射源の瞳面における照射源ポイントのあらかじめ選択された群の各照射源ポイントを、１つまたは複数の可変パラメータによって表すステップであって、前記１つまたは複数の可変パラメータのうちの少なくともいくつかが、前記照射源ポイントにおける偏光状態を特徴づける、ステップと、
    照射源ポイントの前記あらかじめ選択された群を用いて投影された設計レイアウトの表現の空間像強度を含む費用関数を形成するステップと、
    前記１つまたは複数の可変パラメータの前記少なくともいくつかに関して前記費用関数の勾配を計算するステップと、
    前記照射源の照射源ポイントの前記あらかじめ選択された群と前記設計レイアウトの前記表現の一方または両方を、所望のリソグラフィ応答が得られるまで、前記計算された勾配に基づいて繰り返し再構成するステップとを含む方法。
  2. 前記１つまたは複数の可変パラメータのうちの少なくともいくつかが、前記照射源ポイントにおける強度をさらに特徴づける請求項１に記載の方法。
  3. 前記照射源の照射源ポイントの前記あらかじめ選択された群および前記設計レイアウトの前記表現が、前記リソグラフィプロセスの所定のリソグラフィパラメータに関して最適化される請求項１に記載の方法。
  4. 前記１つまたは複数の可変パラメータが特定の照射源ポイントでカスタマイズ可能な偏光条件を生成するように選択され、前記カスタマイズ可能な偏光条件が様々な偏光状態の組合せを含む請求項１に記載の方法。
  5. 特定の照射源ポイントにおける可能な偏光状態の物理的ハードウェア関連の制限部分が、前記シミュレーションでは１組の制約に関して特徴づけられる請求項１に記載の方法。
  6. 前記費用関数が、所与のプロセスウィンドウにわたる縁端部の配置誤差、正規化された像の逆の対数傾斜、像の傾斜の閉曲線積分、縁端部の結像値および像の対数傾斜値に関して作成される請求項１に記載の方法。
  7. リソグラフィプロセスを改善する方法であって、
    照射源の瞳面における照射源ポイントのあらかじめ選択された群の各照射源ポイントを、前記リソグラフィプロセスのシミュレーションにおいて１つまたは複数の可変パラメータによって表すステップであって、前記１つまたは複数の可変パラメータのうちの少なくともいくつかが、前記照射源ポイントにおける偏光状態を特徴づける、ステップと、
    前記照射源の照射源ポイントの前記あらかじめ選択された群と前記設計レイアウトの表現の一方または両方を、所望のリソグラフィ応答が得られるまで、前記少なくとも１つまたは複数の可変パラメータのうちのいくつかに関して、費用関数の計算された勾配に基づいて繰り返し再構成するステップであって、前記費用関数が、照射源ポイントの前記あらかじめ選択された群を用いて投影された前記設計レイアウトの表現の空間像強度を含む、ステップとを含む方法。
  8. 前記１つまたは複数の可変パラメータのうちの少なくともいくつかが、前記照射源ポイントにおける強度をさらに特徴づける請求項７に記載の方法。
  9. 前記照射源の照射源ポイントの前記あらかじめ選択された群および前記設計レイアウトの前記表現が、前記リソグラフィプロセスの所定のリソグラフィパラメータに関して最適化される請求項７に記載の方法。
  10. 前記リソグラフィプロセスの前記リソグラフィパラメータが、クリティカルディメンションの均一性、プロセスウィンドウ、プロセスウィンドウの大きさ、ＭＥＥＦ、最大のＮＩＬＳおよび焦点外れの最大のＮＩＬＳの１つまたは複数を含む請求項９に記載の方法。
  11. 前記１つまたは複数の可変パラメータが特定の照射源ポイントでカスタマイズ可能な偏光条件を生成するように選択され、前記カスタマイズ可能な偏光条件が様々な偏光状態の組合せを含む請求項７に記載の方法。
  12. 特定の照射源ポイントにおける可能な偏光状態の物理的ハードウェア関連の制限部分が、前記シミュレーションでは１組の制約に関して特徴づけられる請求項７に記載の方法。
  13. 物理的ハードウェア関連の制限部分が、偏光コントローラデバイスによって物理的に生成することができる別々の偏光状態の数と、光を前記特定の照射源ポイントへ向ける１つまたは複数の光学エレメントの位置に対する依存性との一方または両方を含む請求項１２に記載の方法。
  14. 前記費用関数が、所与のプロセスウィンドウにわたる縁端部の配置誤差、正規化された像の逆の対数傾斜、像の傾斜の閉曲線積分、縁端部の結像値および像の対数傾斜値に関して作成される請求項７に記載の方法。
  15. 前記反復修正の期間中、前記設計レイアウトの前記表現を一定に保ちながら、前記照射源の前記偏光を最適化するステップをさらに含む請求項７に記載の方法。
  16. リソグラフィプロセスのシミュレーションを改善するためにコンピュータで実施される方法であって、
    照射源の瞳面における照射源ポイントのあらかじめ選択された群の各照射源ポイントを、１つまたは複数の可変パラメータによって表すステップであって、前記１つまたは複数の可変パラメータのうちの少なくともいくつかが、前記照射源ポイントにおける偏光状態および強度を特徴づける、ステップと、
    照射源ポイントの前記あらかじめ選択された群を用いて投影された設計レイアウトの表現の空間像強度を含む費用関数を形成するステップと、
    前記１つまたは複数の可変パラメータの前記少なくともいくつかに関して前記費用関数の勾配を計算するステップと、
    前記照射源の照射源ポイントの前記あらかじめ選択された群と前記設計レイアウトの前記表現の一方または両方を、所望のリソグラフィ応答が得られるまで、前記計算された勾配に基づいて繰り返し再構成するステップとを含む方法。
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