JP2012520993A - 複屈折を測定する測定法及び測定システム - Google Patents
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Abstract
【選択図】図1
Description
解析すべき出力偏光状態が入力偏光状態に対応するように測定ビーム経路内に測定対象物がない状態で測定を実行するステップと、
正規化総測定信号を求めるために、測定ビーム経路内に測定対象物がある状態での測定に関して、第1の2波波形係数A2(α)の2波波形の正弦部分A2_A02(α)と、第1の2波波形係数A2(α)の2波波形の余弦部分B2_A02(α)とをオフセット項A0_A01(α)に正規化するステップと、
正規化総測定信号を求めるために、測定ビーム経路内に測定対象物がない状態での測定に関して、第1の2波波形係数A2(α)の2波波形の正弦部分A2_A02(α)と、第1の2波波形係数A2(α)の2波波形の余弦部分B2_A02(α)とをオフセット項A0_A01(α)に正規化するステップと、
正規化システム部分を正規化総測定信号から減算するステップと、
で求める。
測定ビームが第1の光学コンポーネントを通過してから第2の光学コンポーネントを通過する、第1の測定を実行するステップと、
測定ビームが第1の光学コンポーネントを通過した後で第2の光学コンポーネントに入射する前に、上記測定ビームの偏光状態を第1の測定における偏光状態に対して90°回転させる、第2の測定を実行するステップと、
を含む。
測定ビームが測定対象物を通過した後にさらなる偏光変化を伴わずに測定システムの検出器側に入射する、第1の測定を実行するステップと、
測定ビームが測定対象物を通過した後で測定ビームが測定システムの検出器側部分に入射する前に、測定ビームの偏光状態を90°回転させる、第2の測定を実行するステップと、
第1の測定及び第2の測定を合同評価するステップと、
を含む。
第1の複屈折パラメータを求めるために第1の測定を実行するステップと、
第2の複屈折パラメータを求めるために第2の測定を実行するステップであり、第1の測定中における測定ビームの対応の偏光状態に対して、測定ビームに偏光回転子を導入することにより、又は偏光回転セクションにおける測定ビームから偏光回転子を除去することにより、第1の測定の測定ビームの偏光状態に対して、第2の測定中に測定ビームの偏光状態を90°回転させる、ステップと、
第1の複屈折パラメータ及び第2の複屈折パラメータを合同評価するステップと、
を用いて行う。
測定ビームを第1の強度を有する第1の直線偏光部分ビーム及び第2の強度を有する第2の部分ビームに分割するステップであり、第2の部分ビームは第1の部分ビームに対して垂直に直線偏光する、ステップと、
第1の強度に比例する第1の強度信号及び第2の強度に比例する第2の強度信号を発生させるために、第1の部分ビーム及び第2の部分ビームを、偏光光学的に実質的に同一のビーム経路に沿って、強度センサのセンサエリアの空間的に別個の第1のセンサ区域及び第2のセンサ区域に案内するステップと、
第1の強度信号及び第2の強度信号を処理して合成信号を形成するステップと、
を含む。
PL4:検出器ユニット内のλ/4位相差板の回転角度
α:測定対象物への入射前の測定ビームの直線偏光の測定向き(第1の偏光回転子R1により設定)
PRdb:測定対象物の複屈折の絶対値
PRa:測定対象物(基準方向用の座標系を画定する検出器ユニットの検光子(例えば、偏光ビームスプリッタ))の向き
である。
LIdb:検出器ユニットのλ/4板の上流にあるレンズ群Lにおける複屈折の絶対値
LIa:検出器ユニットのλ/4板の上流にあるレンズ群Lにおける複屈折の向き
PTdb:検出器ユニットの検光子(偏光ビームスプリッタ)における複屈折の絶対値
PTa:検出器ユニットの検光子における複屈折の向き
Tsp:検出器ユニットの検光子の消光比、すなわち、偏光ビームスプリッタのビームスプリッタ表面における、s偏光及びp偏光それぞれの透過率Ts及びTpの比。Tspの値が小さいほど検光子が効果的である。
L4z:検出器ユニット内のλ/4板のリタデーション誤り。
L2z:測定対象物への入射前の種々の向きの直線偏光状態を設定するための第1の偏光回転子(λ/2板)のリタデーション誤り、したがって、回転角度αによりパラメータ化した測定対象物の上流における直線偏光の向きの誤差。
A2M1n=A2_A02_M1/A0_A01_M1
で表される場合、測定2の正規化正弦2波波形は、
A2M2n=A2_A02_M2/A0_A01_M2
で表され、測定1の正規化余弦2波波形は、
B2M1n=B2_A02_M1/A0_A01_M1
で表され、測定2の正規化余弦2波波形は、
B2M2n=B2_A02_M2/A0_A01_M2
で表され、次に以下の組の方程式(14)〜(17)が、上記方程式に関する加算及び差形成から得られる。
Claims (43)
- 光学測定対象物の複屈折を測定する測定法であって、
規定の入力偏光状態を有する測定ビームを発生させるステップであって、該測定ビームは、前記光学測定対象物に指向させ、前記入力偏光状態は、前記測定ビームが前記測定対象物に入射する直前の前記測定ビームの偏光状態である、ステップと、
前記測定対象物との相互作用後の前記測定ビームの出力偏光状態を表す偏光測定値を生成するために、前記測定対象物との相互作用後の前記測定ビームの偏光特性を検出するステップと、
前記測定対象物の複屈折を表す少なくとも1つの複屈折パラメータを求めるために、前記偏光測定値を評価するステップと
を含む、測定法において、
前記測定ビームの前記入力偏光状態を角度パラメータαの周期変調関数に従って少なくとも4つの異なる測定状態に変調するステップと、
前記少なくとも4つの測定状態に関連する前記偏光測定値を処理して前記角度パラメータαに応じた測定関数を形成するステップと、
前記測定関数の2波部分を求めるステップと、
前記少なくとも1つの複屈折パラメータを導出するために前記2波部分を解析するステップと、
を特徴とする、測定法。 - 請求項1に記載の測定法において、前記測定関数の前記2波部分を求めるステップは、前記測定関数の二重フーリエ変換を含む、測定法。
- 請求項2に記載の測定法において、前記測定関数の前記2波部分を求めるステップは、第1のフーリエ係数A0(α)及びA2(α)を求めるための、前記測定関数の第1のフーリエ変換を含み、ここで、A0(α)は、前記測定関数の非周期部分の平均値を記述するオフセット項であり、A2(α)は、前記測定関数の前記2波部分の振幅に比例する第1の2波波形係数であり、前記測定関数の前記2波部分を求めるステップは、第2のフーリエ係数A0_A01(α)、A2_A02(α)、及びB2_A02(α)を求めるための、前記角度パラメータαに関する前記第1のフーリエ係数A0(α)及びA2(α)の第2のフーリエ変換をさらに含み、ここで、A0_A01(α)は、前記オフセット項A0(α)の非周期部分の平均値を記述するオフセット項であり、A2_A02(α)は、前記第1の2波波形係数A2(α)の2波波形の正弦部分であり、B2_A02(α)は、前記第1の2波波形係数A2(α)の2波波形の余弦部分である、測定法。
- 請求項1〜3のいずれか1項に記載の測定法において、前記測定状態に関連する前記測定関数の入力パラメータαは、互いに等距離にある、測定法。
- 請求項1〜4のいずれか1項に記載の測定法において、前記入力偏光状態を変調するステップは、
電場の振動ベクトルと平行な向きの偏光方向を有する直線偏光測定ビームを発生させるステップであり、前記測定ビームを前記測定対象物に指向させる、ステップと、
前記測定ビームの前記偏光方向を、互いに対して予め決定可能な回転角度距離にある少なくとも4つの測定向きに回転させることにより、前記少なくとも4つの測定状態を発生させるステップであり、前記測定向きのそれぞれは前記測定状態に対応する、ステップと、
を含む、測定法。 - 請求項5に記載の測定法において、N≧2として、互いに対して等距離の回転角度距離にある2N個の測定向きを設定し、好ましくは4個、8個、16個、32個、又は64個、の測定向きを設定する、測定法。
- 請求項3〜6のいずれか1項に記載の測定法において、前記測定システムのコンポーネントに起因する前記複屈折パラメータのシステム部分を、
解析すべき前記出力偏光状態が前記入力偏光状態に対応するように前記測定ビーム経路内に前記測定対象物がない状態で測定を実行するステップと、
正規化総測定信号を求めるために、前記測定ビーム経路内に前記測定対象物がある状態での測定に関して、前記第1の2波波形係数A2(α)の前記2波波形の前記正弦部分A2_A02(α)と、前記第1の2波波形係数A2(α)の前記2波波形の前記余弦部分B2_A02(α)とを前記オフセット項A0_A01(α)に正規化するステップと、
前記総測定信号の正規化システム部分を求めるために、前記測定ビーム経路内に前記測定対象物がない状態での測定に関して、前記第1の2波波形係数A2(α)の前記2波波形の前記正弦部分A2_A02(α)と、前記第1の2波波形係数A2(α)の前記2波波形の前記余弦部分B2_A02(α)とを前記オフセット項A0_A01(α)に正規化するステップと、
前記正規化システム部分を前記正規化総測定信号から減算するステップと、
で求める、測定法。 - 請求項1〜7のいずれか1項に記載の測定法において、
第1の複屈折パラメータを求めるために第1の測定を実行するステップと、
第2の複屈折パラメータを求めるために第2の測定を実行するステップであり、前記第1の測定中の前記測定ビームの対応する偏光状態に対して、偏光回転子を前記測定ビームに導入することにより、又は偏光回転セクションにおける前記測定ビームから前記偏光回転子を除去することにより、前記第1の測定の前記測定ビームの前記偏光状態に対して、前記第2の測定中に前記測定ビームの前記偏光状態を90°回転させる、ステップと、
前記第1の複屈折パラメータ及び前記第2の複屈折パラメータを合同評価するステップと、
を含む、測定法。 - 請求項8に記載の測定法において、前記合同評価は、前記第1の測定及び前記第2の測定の前記測定関数の前記2波部分間の和を求めることを含む、測定法。
- 請求項8又は9に記載の測定法において、前記合同評価は、前記第1の測定及び前記第2の測定の測定関数の前記2波部分間の差を求めることを含む、測定法。
- 請求項8、9、又は10に記載の測定法において、前記偏光回転セクションは、前記測定対象物と前記測定システムの検出器側コンポーネントとの間に位置付ける、測定法。
- 請求項8、9、又は10に記載の測定法において、前記測定対象物は、透過方向に互いに前後して配置した複数の光学コンポーネントを収容し、前記偏光回転セクションは、前記測定対象物の第1の光学コンポーネントと第2の光学コンポーネントとの間にある、測定法。
- 請求項12に記載の測定法において、前記第1の光学コンポーネント及び前記第2の光学コンポーネントは、該光学コンポーネントを収容する光学系に関連して利用する相対的構成に配置する、測定法。
- 請求項1〜13のいずれか1項に記載の測定法において、前記測定光の前記偏光状態を90°回転させるために、
光学活性材料からなる板と、
結晶<110>方向が前記透過方向と実質的に平行に向いた固有複屈折結晶材料からなる板と、
互いに対して45°に向き、互いに対して回転させた結晶光軸が前記透過方向に対して実質的に垂直な、2つの低次半波長板と、
を有する群から選択した90°偏光回転子を用いる、測定法。 - 請求項1〜14のいずれか1項に記載の測定法において、
測定光源が放出する前記測定光の強度に比例する基準強度信号の時間依存的検出を行うステップと、
正規化偏光測定信号を求めるために偏光測定信号を前記基準強度信号に正規化するステップと、
を含む、測定法。 - 請求項15に記載の測定法において、
前記測定ビームを第1の強度を有する直線偏光した第1の部分ビーム及び第2の強度を有する第2の部分ビームに分割するステップであり、前記第2の部分ビームは前記第1の部分ビームに対して垂直に直線偏光する、ステップと、
前記第1の強度に比例する第1の強度信号及び前記第2の強度に比例する第2の強度信号を発生させるために、前記第1の部分ビーム及び前記第2の部分ビームを、偏光光学的に実質的に同一のビーム経路に沿って、強度センサのセンサエリアの空間的に別個の第1のセンサ区域及び第2のセンサ区域に案内するステップと、
前記第1の強度信号及び前記第2の強度信号を処理して合成信号を形成するステップと、
をさらに含む、測定法。 - 請求項16に記載の測定法において、前記第1の強度信号及び前記第2の強度信号の和を用いて、強度基準信号を形成する、測定法。
- 請求項16又は17に記載の測定法において、前記合成信号の形成は、前記第1の強度信号と前記第2の強度信号との比を用いて実行する、測定法。
- 請求項16、17、又は18に記載の測定法において、前記測定ビームは、複屈折素子により互いに対して垂直に偏光した2つの部分ビームに分割する、測定法。
- 請求項16〜18のいずれか1項に記載の測定法において、前記測定ビームは、偏光選択的に作用する偏光ビームスプリッタを用いて、互いに対して垂直に偏光した2つの部分ビームに分割する、測定法。
- 請求項16〜20のいずれか1項に記載の測定法において、前記測定ビームは、光伝播方向で前記測定対象物の上流において分割する、測定法。
- 請求項16〜20のいずれか1項に記載の測定法において、前記測定ビームは、光伝播方向で前記測定対象物の下流において分割する、測定法。
- 請求項16〜20のいずれか1項に記載の測定法において、前記測定ビームは、検出器ユニット内において前記検出器ユニットの入射面と前記検出器ユニットのセンサエリアとの間で分割する、測定法。
- 光学測定対象物(MO)の複屈折を測定する測定システムであって、
規定の入力偏光状態を有する測定ビームを発生させるビーム発生ユニット(GB)であり、前記測定ビームは前記測定対象物に指向させる、ビーム発生ユニット(GB)と、
前記測定ビームの出力偏光状態を表す偏光測定値を生成するために、前記測定対象物(MO)との相互作用後の前記測定ビームの偏光特性を検出する検出器ユニット(DET)と、
前記測定対象物の複屈折を表す少なくとも1つの複屈折パラメータを求めるために、前記偏光測定値を評価する評価ユニット(EU)と、
を備える、測定システムにおいて、
前記ビーム発生ユニット(GB)は、前記測定ビームの前記入力偏光状態を角度パラメータαの周期変調関数に従って少なくとも4つの異なる測定状態に変調するよう設計し、
前記評価ユニット(EU)は、前記測定関数の2波部分を求めるために、また前記少なくとも1つの複屈折パラメータを導出するように前記2波部分を解析するために、前記少なくとも4つの測定状態に関連する前記偏光測定値を処理して前記角度パラメータαに応じた測定関数を形成するよう構成した、
ことを特徴とする、測定システム。 - 請求項24に記載の測定システムにおいて、前記ビーム発生ユニット(BG)は、直線偏光を発生させる光源(LS)と前記測定対象物(MO)との間に、前記測定ビームの偏光方向を制御可能に回転させる第1の偏光回転子(R1)を有する、測定システム。
- 請求項25に記載の測定システムにおいて、前記偏光回転子(R1)は、第1の制御デバイス(CR1)を用いて前記測定システムの光軸を中心に回転させることができる半波長板を有する、測定システム。
- 請求項24〜26のいずれか1項に記載の測定システムにおいて、前記測定光の前記偏光状態を90°回転させる90°偏光回転子として設計し、第2の制御デバイス(R3)を用いて随意に前記測定ビーム経路に導入するか又は該測定ビーム経路から除去することができる、第2の偏光回転子(R3)を備える、測定システム。
- 請求項27に記載の測定システムにおいて、前記第2の偏光回転子(R3)は、随意に複数の光学コンポーネントを有する測定対象物(MO)の第1の光学コンポーネント(CO1)と第2の光学コンポーネント(CO2)との間に導入するか又は該光学コンポーネント間の領域から除去することができるように、測定対象物保持デバイス(MH)の領域に配置する、測定システム。
- 請求項24〜28のいずれか1項に記載の測定システムにおいて、前記測定光の前記偏光状態を90°回転させる90°偏光回転子として設計し、割り当てられた第3の制御デバイス(R4)を用いて随意に前記測定対象物(MO)と前記検出器ユニット(DET)との間の前記測定ビーム経路に導入するか又はこの領域から除去することができる、第3の偏光回転子(R4)を備える、測定システム。
- 請求項27〜29のいずれか1項に記載の測定システムにおいて、前記90°偏光回転子は、
光学活性材料からなる板と、
結晶<110>方向が前記透過方向と実質的に平行に向いた固有複屈折結晶材料からなる板と、
互いに対して45°に向き、互いに対して回転させた結晶光軸が前記透過方向に対して実質的に垂直な、2つの低次半波長板と、
を有する群から選択した、測定システム。 - 請求項24〜30のいずれか1項に記載の測定システムにおいて、前記検出器ユニット(DET)は、該測定システムの光軸に対して垂直な平面内で所定の位置に変位させることができる入射開口(PH)を有する、測定システム。
- 請求項24〜31のいずれか1項に記載の測定システムにおいて、前記検出器ユニット(DET)は、前記偏光状態の角度分解測定用に設計した、測定システム。
- 投影対物レンズの物体表面の領域に配置したマスクのパターンの少なくとも1つの像での、前記投影対物レンズの像表面の領域に配置した放射線感受性基板の露光用の投影露光装置において、
一次光を放出する一次光源(LS)と、
前記一次光を受けて前記マスク(R)に指向させた照明ビームを発生させる照明系(ILL)と、
前記投影対物レンズの前記像表面(IS)の領域で前記パターンの像を生成する投影対物レンズ(PO)と、
前記一次光源(LS)と前記投影対物レンズ(PO)の前記像表面(IS)との間に配置した光学測定対象物の複屈折を測定する測定システムと、
を備え、該測定システムは、
規定の入力偏光状態を有する測定ビームを発生させるビーム発生ユニットであり、前記測定ビームは前記測定対象物に指向させる、ビーム発生ユニットと、
前記測定ビームの出力偏光状態を表す偏光測定値を生成するために、前記測定対象物(MO)との相互作用後の前記測定ビームの偏光特性を検出する検出器ユニット(DET)と、
前記測定対象物の複屈折を表す少なくとも1つの複屈折パラメータを求めるために、前記偏光測定値を評価する評価ユニットと、
を有する、投影露光装置。 - 請求項33に記載の投影露光装置において、該投影露光装置の前記一次光源(LS)は、前記測定対象物に指向させる測定ビームを発生させる前記ビーム発生ユニットの一部である、投影露光装置。
- 請求項33又は34に記載の投影露光装置において、前記検出器ユニット(DET)は、被露光基板(W)の代わりに、入射開口(PH)を有する前記検出器ユニットの入射平面を前記投影対物レンズ(PO)の前記像表面(IS)又はそれに対して光学的に共役な表面に位置付けるように前記投影対物レンズの前記像平面の領域に位置決めすることができる、投影露光装置。
- 請求項35に記載の投影露光装置において、前記入射開口は、前記像表面内の種々の視野点を測定するために、前記投影対物レンズの光軸に対して垂直に変位させることができる、投影露光装置。
- 請求項33〜36のいずれか1項に記載の投影露光装置において、前記検出器ユニットは、マスクの代わりに、入射開口を有する前記検出器ユニットの入射平面を前記投影対物レンズの前記物体表面又はそれに対して光学的に共役な表面に位置付けるように前記投影対物レンズの前記物体表面の領域に位置決めすることができる、投影露光装置。
- 請求項33〜37のいずれか1項に記載の投影露光装置において、前記測定システムは、請求項1〜23のいずれか1項に記載の測定法を実行するよう構成した、投影露光装置。
- レチクルの複屈折を測定する測定法であって、
投影露光装置の照明系と投影対物レンズとの間の、該投影対物レンズの物体表面の領域にある設置位置に、前記レチクルを配置するステップと、
前記設置位置にあるレチクルの複屈折を、光学測定対象物の複屈折を測定する測定システムにより測定するステップであり、該測定システムを前記投影装置に組み込んだ、ステップと、
を含む、測定法。 - 請求項39に記載の測定法において、前記測定は、レチクル交換後、該交換により導入した前記レチクルを用いて実行する露光前に実行する、測定法。
- 請求項39又は40に記載の測定法において、該測定法は、請求項1〜23のいずれか1項に従って実行し、前記レチクルは測定対象物としての役割を果たす、測定法。
- 光学測定対象物の少なくとも1つの偏光特性を測定する測定法であって、
測定光源を用いて、規定の入力偏光状態を有する測定ビームを発生させるステップであって、前記測定ビームは、前記測定対象物に指向させる、ステップと、
前記測定対象物との相互作用後の前記測定ビームの出力偏光状態を表す偏光測定値を生成するために、前記測定対象物との相互作用後の前記測定ビームの偏光特性を検出するステップと、
前記測定対象物の偏光状態を表す少なくとも1つの偏光パラメータを求めるために、前記偏光測定値を評価するステップと、
測定光源が放出する前記測定光の強度に比例する基準強度信号の時間依存的検出を行うステップと、
正規化偏光測定信号を求めるために偏光測定信号を前記基準強度信号に正規化するステップと
を含む、測定法において、
前記測定ビームを第1の強度を有する直線偏光した第1の部分ビーム及び第2の強度を有する第2の部分ビームに分割するステップであり、前記第2の部分ビームは前記第1の部分ビームに対して垂直に直線偏光する、ステップと、
前記第1の強度に比例する第1の強度信号及び前記第2の強度に比例する第2の強度信号を発生させるために、前記第1の部分ビーム及び前記第2の部分ビームを、偏光光学的に実質的に同一のビーム経路に沿って、強度センサのセンサエリアの空間的に別個の第1のセンサ区域及び第2のセンサ区域に案内するステップと、
前記第1の強度信号及び前記第2の強度信号を処理して合成信号を形成するステップと、
を特徴とする、測定法。 - 請求項42に記載の測定法において、前記第1の強度信号及び前記第2の強度信号の和を用いて、強度基準信号を形成する、測定法。
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