JP4647634B2

JP4647634B2 - 偏光性能の監視方法

Info

Publication number: JP4647634B2
Application number: JP2007090442A
Authority: JP
Inventors: クラッセン，ミシェル，フランソイス，ユーベル
Original assignee: エーエスエムエルネザーランズビー．ブイ．
Priority date: 2006-04-07
Filing date: 2007-03-30
Publication date: 2011-03-09
Anticipated expiration: 2027-03-30
Also published as: US20080062385A1; JP2007281463A

Description

本発明は、リソグラフィ装置内の光学システムの偏光性能を監視する方法に関し、そのような方法を実施するためにプロセッサによって実行されるコンピュータプログラム製品に関する。さらに、本発明は、偏光測定アッセンブリおよびそのような偏光測定アッセンブリを備えるリソグラフィ装置に関する。

リソグラフィ装置は、基板上に、通常は基板のターゲット部分上に所望のパターンを与えるマシンである。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べき回路パターンを生成するために使用され得る。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１つまたはいくつかのダイの一部を構成する）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）の層上への結像によって行われる。一般に、単一の基板は、次々とパターニングされる隣接したターゲット部分のネットワークを含む。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、同時に、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パターンを転写することも可能である。

より高性能でより速い回路を作成するために、半導体産業は、回路要素の寸法を縮小するために努力する。製造されるフィーチャの最小寸法（ＣＤ）を縮小させるために、より短い露光波長およびより高い開口数を有するリソグラフィ装置が望まれる。露光光線の偏光制御を最適化すると、結像にかなりの影響を与えることができる。回折次数の再結合を最適化すると、基板レベルに形成される像が、より高コントラストになる。

従来技術にかんがみて、リソグラフィ投影装置内の光学システムの偏光性能を監視する動作が改善された方法を提供することが望ましい。

その目的のために、本発明は、一実施形態では、リソグラフィ投影装置内の光学システムの偏光性能を監視する方法を提供する。このリソグラフィ投影装置は、放射ビームを調節するように構成された照明システムと、パターニングデバイスを支持するように構成された支持体とを備え、このパターニングデバイスは、放射ビームの断面内にパターンを与えることができて、パターニングされた放射ビームを形成する。この方法は、
− 偏光感応フィーチャを与えられたパターニングデバイスを設けるステップと、
− 偏光感応フィーチャの像を検出するように構成されたディテクタを設けるステップと、
− 偏光感応フィーチャの照明に際して、像をディテクタ上へ投影するように構成された投影光学システムを設けるステップと、
− ディテクタ上に投影される偏光感応フィーチャの像の像強度を第１の瞬間に合わせて測定するステップと、
− 第１の瞬間に合わせて測定された像強度に基づいて偏光関連のパラメータを求めるステップとを含む。

さらに、一実施形態では、本発明は、投影光学システムを通って横断する放射ビームの偏光を測定するための偏光測定アッセンブリに関する。この偏光測定アッセンブリは、
− 偏光感応フィーチャを与えられた光学エレメントと、
− スリットおよびイメージセンサを備えるディテクタとを備え、このディテクタは、放射ビームで光学エレメントを照明する際に偏光感応フィーチャの像を受けるように配置されており、この像は、投影光学システムによってディテクタ上に投影される。

そのうえ、一実施形態では、本発明は、
− 放射ビームを調節するように構成された照明システムと、
− 放射ビームの断面内にパターンを与えることができてパターニングされた放射ビームを形成するパターニングデバイスを支持するように構成された支持体と、
− 基板を保持するように構成された基板テーブルと、
− この基板のターゲット部分上にパターニングされた放射ビームを投影するように構成された投影システムとを備え、そのような偏光測定アッセンブリをさらに備えるリソグラフィ装置に関する。

そのうえ、一実施形態では、本発明は、そのようなリソグラフィ装置を使用してパターニングデバイスから基板上にパターンを転写するステップを含むデバイス製造方法に関する。

最後に、一実施形態では、本発明は、光学システムの偏光性能を監視する前述の方法を行なうためにプロセッサによって実行されるコンピュータプログラム製品に関する。

本発明の諸実施形態を、添付の概略図を参照しながら、単に例として、以下に説明する。図では、同じ参照符号は同じ部品を示す。

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、
− 放射ビームＢ（例えばＵＶ放射またはＥＵＶ放射）を調節するように構成された照明システム（照明器）ＩＬと、
− 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成され、あるパラメータに正確に従ってパターニングデバイスを位置決めするように構成された第１のポジショナＰＭに接続される支持構造体（例えばマスクテーブル）ＭＴと、
− 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、
− 基板Ｗのターゲット部分Ｃ（例えば１つまたは複数ダイを備える）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。

照明システムは、放射を導くか、形作るか、または制御するために、屈折、反射、磁気、電磁気、静電気など様々なタイプの光学部品、または他のタイプの光学部品、あるいはそれらの任意の組合せを含んでよい。

支持構造体は、パターニングデバイスを支え、すなわちその重量を担う。支持構造体は、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左右される形でパターニングデバイスを保持する。支持構造体は、パターニングデバイスを保持するために、機械的、真空、静電気、または他のクランプ技法を使用することができる。支持構造体は、例えばフレームまたはテーブルでよく、必要に応じて固定式かまたは可動式でよい。支持構造体は、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位置にあるようにすることができる。本明細書における用語「レチクル」または「マスク」の如何なる使用も、より一般的な用語「パターニングデバイス」と同義と見なされ得る。

本明細書に使用される用語「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成するなど、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るべきである。例えばパターンが位相シフトフィーチャまたはいわゆるアシストフィーチャを含むと、放射ビームに与えられたパターンが、基板のターゲット部分内の所望のパターンと正確に一致しないであろうということに留意されたい。一般に、放射ビームに与えられたパターンは、集積回路などのターゲット部分に作成されるデバイス内の特定の機能の層に対応するはずである。

パターニングデバイスは透過性かまたは反射性でよい。パターニングデバイスの例には、マスク、プログラマブルミラーアレイおよびプログラマブルＬＣＤパネルが含まれる。マスクはリソグラフィにおいて周知であり、マスクタイプとして、バイナリ、Ａｌｔｅｒｎａｔｉｎｇ位相シフトおよび減衰位相シフトなどのほかに様々なハイブリッドマスクタイプも含まれる。プログラマブルミラーアレイとしては、例えば、入ってくる放射ビームを様々な方向に反射するようにそれぞれを個々に傾斜させることができる小さなミラーのマトリクス配置が使用される。傾けられたミラーが、ミラーマトリクスによって反射される放射ビーム内にパターンを与える。

本明細書に使用される用語「投影システム」は、屈折システム、反射システム、反射屈折システム、磁気システム、電磁気システム、および静電気光学システムあるいはそれらの任意の組合せを含むあらゆるタイプの投影システムを包含し、使用される露光放射あるいは浸液の使用または真空の使用など他の要因に適切なものとして、広義に解釈されるべきである。本明細書における用語「投影レンズ」の如何なる使用も、より一般的な用語「投影システム」と同義と見なされ得る。

ここで記述されるように、装置は透過タイプ（例えば透過性マスクを使用するタイプ）である。あるいは、装置は反射タイプ（例えば上で言及されたタイプのプログラマブルミラーアレイを使用するタイプまたは反射性マスクを使用するタイプ）でもよい。

リソグラフィ装置は、２つ（デュアルステージ）またはそれ以上の基板テーブル（および／または複数のマスクテーブル）を有するタイプでよい。そのような「マルチステージ」マシンでは、追加テーブルが並行して使用され得るか、あるいは１つまたは複数のテーブルが露光に使用されている間に、１つまたは複数の他のテーブル上で準備ステップが行われ得る。

リソグラフィ装置は、投影システムと基板の間のスペースを充填するように、基板の少なくとも一部分が比較的高屈折率を有する液体、例えば水を包含し得るタイプでもよい。リソグラフィ装置内の他のスペース、例えばマスクと投影システムの間にも浸液が適用されてよい。投影システムの開口数を増加させるための技術において、液浸技法が周知である。本明細書に使用される用語「液浸」は、液体に基板などの構造体を浸漬しなければならないことを意味するのではなく、むしろ、露光の間中投影システムと基板の間に液体が配置されることを意味するだけである。

図１を参照すると、照明器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個のものでよい。そのような例では、放射源がリソグラフィ装置の一部を形成するとは見なされず、放射ビームは、放射源ＳＯから照明器ＩＬまで、例えば適当な方向づけミラーおよび／またはビームエクスパンダを備えるビーム分配システムＢＤを用いて通される。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よい。放射源ＳＯおよび照明器ＩＬは、必要に応じてビーム分配システムＢＤも一緒に、放射システムと呼ばれてもよい。

照明器ＩＬは、放射ビームの角度強度分布の調節のために調節装置ＡＤを備えてよい。一般に、少なくとも照明器の瞳面内輝度分布の外側および／または内側半径範囲（一般にそれぞれσ−ｏｕｔｅｒおよびσ−ｉｎｎｅｒと呼ばれる）は調節することができる。さらに、照明器ＩＬは、積分器ＩＮおよびコンデンサＣＯなど様々な他の構成要素を備えてよい。照明器は、放射ビームがその横断面内の所望の均一性および輝度分布を有するように調節するために使用され得る。

放射ビームＢは、支持構造体（例えばマスクテーブルＭＴ）上に保持されるパターニングデバイス（例えばマスクＭＡ）上に入射し、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、マスクＭＡを横切って、基板Ｗのターゲット部分Ｃの上にビームを集中させる投影システムＰＳを通過する。基板テーブルＷＴは、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性センサ）を用いて、例えば放射ビームＢの経路内へ個別のターゲット部分Ｃを位置決めするように正確に移動させることができる。同様に、第１のポジショナＰＭおよび別の位置センサ（図１には明示されていない）は、例えばマスクライブラリからの機械的検索の後、またはスキャン中に、放射ビームＢの経路に対してマスクＭＡを正確に位置決めするために使用することができる。一般に、マスクテーブルＭＴの動作は、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）を用いて実現することができる。同様に、基板テーブルＷＴの動作は、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。ステッパの場合には（スキャナとは対照的に）、マスクテーブルＭＴがショートストロークアクチュエータのみに接続されてよく、または固定されてもよい。マスクＭＡおよび基板Ｗは、マスク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を使用して整列させることができる。図示された基板アライメントマーク（けがき線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、複数のダイがマスクＭＡの上に与えられる状況では、マスクアライメントマークはダイ間に配置されてよい。

図示された装置は、以下のモードのうち少なくとも１つで使用され得る。

１．ステップモードでは、マスクテーブルＭＴおよび基板テーブルＷＴは基本的に静止状態に保たれ、一方、放射ビームに与えられたパターン全体がターゲット部分Ｃの上に一度に投影される（すなわち単一の静的露光）。次いで、別のターゲット部分Ｃが露光され得るように、基板テーブルＷＴがＸ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寸法が、単一の静的露光で結像されたターゲット部分Ｃの寸法を制限する。

２．スキャンモードでは、マスクテーブルＭＴと基板テーブルＷＴが同期してスキャンされ、一方、放射ビームに与えられたパターンがターゲット部分Ｃの上に投影される（すなわち単一の動的露光）。マスクテーブル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）特性およびイメージ反転特性によって求められ得る。スキャンモードでは、露光フィールドの最大寸法が単一の動的露光におけるターゲット部分の（非スキャン方向の）幅を制限するのに対して、スキャン運動の長さがターゲット部分の（スキャン方向の）高さを求める。

３．別のモードでは、マスクテーブルＭＴがプログラマブルパターニングデバイスを保持して基本的に静止状態に保たれ、基板テーブルＷＴが移動またはスキャンされ、その一方で放射ビームに与えられたパターンがターゲット部分Ｃの上に投影される。このモードでは、一般に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の各動作後に、またはスキャン中連続した放射パルスの間に必要に応じて更新される。この動作モードは、上記で言及された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利用するマスク無しリソグラフィに容易に適用することができる。

上記で説明された使用モードまたは全く異なった使用モードの組合せおよび／または変形態様も使用され得る。

リソグラフィでは、投影システムＰＳの開口数（ＮＡ）が増加すると、より高い解像度が得られる。しかし、投影システムのＮＡを増加させると、一般に、ウェーハレベルで回折次数を形成する大きな入射角を有する像をもたらす。回折光ビームの電界ベクトルが入射面に垂直に整合されないとき、これは大きなコントラスト劣化をもたらすであろう。使用された光の偏光が正確かどうかチェックするために、偏光測定アッセンブリが使用される。

照明ビームの如何なる偏光状態も、パターニングデバイス、例えばマスクＭＡ上のパターニングフィーチャの主配向と平行な成分、および前述の配向に垂直な１つの成分へと実質上分解することができる。第１の偏光成分は、一般に、いわゆる「Ｓ−偏光」と呼ばれ、一方、後者の成分は一般に「Ｐ−偏光」と呼ばれる。２つの成分は互いに直交である。入射面に対する電界の整合に関する前述の説明を考慮すると、パターニングデバイスのＳ−偏光された照明が最適化され得る。

２つのＳ−偏光ビームが干渉するとき、当業者に周知のように、より強め合う干渉になる。同様に、２つのＰ−偏光ビームが干渉するとき、干渉はそれほど有効的ではなく、その結果、像コントラストが低下する。

本発明の実施形態は、基板レベルに光線を形成する像の偏光特性を監視するのにＳ−偏光とＰ−偏光の異なる干渉特性を使用することができるという洞察に基づく。

図２は、本発明による偏光測定アッセンブリの一実施形態を概略的に示す。この実施形態では、照明レンズ４０、レチクルＭＡ、投影光学系４２（例えば投影レンズなどを備える投影光学システム）およびディテクタ４３が使用される。レチクルＭＡは、偏光感応フィーチャ４４を備える。偏光感応フィーチャ４４は、例えば、クロムラインと透明なスペースの交番パターンを備える、ラインとスペースの高密度パターンである。

ディテクタ４３はイメージセンサ４５を備え、このセンサの前にスリット４６が位置決めされる。スリット４６によって、局所的な像強度サンプリングが可能になる。投影光学系４２は像、すなわちいわゆる空間像を投影するためにスリット４６上に配置される。空間像形状は、偏光感応フィーチャ４４の形状および基板レベルの光の偏光状態に多分に依存する。スリット４６の形状によって、空間像のどの部分がイメージセンサ４５によって測定すなわち取り込まれるかが決定される。

イメージセンサ４５は、プロセッサ４７およびメモリ４８と接続されてよい。プロセッサ４７は、イメージセンサ４５で得られた情報を使用して動作を実行することができる。情報は、イメージセンサ４５から直接得られるか、またはイメージセンサ４５で得られた情報が格納され得るメモリ４８から検索され得る。

図３ａは、図２に示された偏光測定アッセンブリの例のより詳細な概略図である。この例では、偏光感応フィーチャ４４は、ライン４４ａとスペース４４ｂの高密度パターンを備え、ライン４４ａとスペース４４ｂは等幅であり、ライン４４ａは距離ｄの間隔で配置される。すなわちピッチはｄに等しい。一実施形態では、ピッチｄはスリット４６の幅の約２／３である。したがって、約２００ｎｍのスリット４６の幅が使用されると、ピッチｄは約１３３ｎｍである。ライン４４ａとスペース４４ｂの高密度パターンと実質的に垂直な方向（図３ａではＸ方向として示される）に、スリット４６およびイメージセンサ４５の両方を備えるディテクタ４３を移動させることによって、空間像を様々な位置でサンプリングすることができる。

図３ｂは、図３ａの偏光測定アッセンブリを用いた偏光測定結果のグラフを示す。この実施形態では、スリット４６の幅はピッチｄの１．５倍である。したがって、ｄ＝１３３ｎｍの例では、ｓｌｉｄ幅は１．５×ｄ≒２００ｎｍである。このグラフでは、Ｓ−偏光およびＰ−偏光の両方の空間像強度分布が示される。偏光感応フィーチャ４４の回折次数の干渉は、Ｓ−偏光では、より強め合うものであり、このタイプの偏光は、位置の関数として大きな輝度変化を示す。偏光感応フィーチャ４４の回折次数の干渉は、Ｐ−偏光では、それほど有効的ではない。このタイプの偏光を使用すると、空間像強度は、位置の関数としての依存性がそれほど顕著ではないであろう。

図４は、図３ａの偏光測定アッセンブリによるリソグラフィ装置内の放射ビームの偏光特性の進展を監視する測定方法のフローチャートを示す。フローチャート中の動作は、プロセッサ４７によって実行され得るコンピュータプログラム製品の一部であってよい。そのようなコンピュータプログラムは、データ記憶媒体（図示せず）上に格納され得る。

先ず、ステップ６１で、ディテクタ４３は偏光感応フィーチャ４４に対して第１の位置に位置決めされる。適当な第１の位置は、イメージセンサ４５の中心にある像の輝度がＳ−偏光輝度の最大値または最小値のいずれかと一致する位置でよい。ピッチｄとスリット幅Ｄ_ｓｌｉｔの前述の寸法比が存在し、すなわちｄ：Ｄ_ｓｌｉｔ＝２：３である場合を考える。その場合、図３ｂに示されるように、２つの山および１つの谷がサンプリングされるか、または、その代わりに、ディテクタ４３をピッチｄの半分すなわち６６．５ｎｍシフトさせることによって、１つの山および２つの谷がサンプリングされる。第１の位置では、ステップ６３で、偏光感応フィーチャ４４の像の輝度が測定される。この測定に基づいて、ステップ６５で、取り込まれた輝度値Ｉ_１を求めることができる。次に、ステップ６７で、ディテクタ４３は第２の位置の方へ移動される。第２の位置では、ステップ６９で、偏光感応フィーチャ４４の像の輝度が再度測定される。この測定に基づいて、ステップ７１で、取り込まれた輝度値Ｉ_２を求めることができる。

ここで、図４の、条件ステップ７３によって示されるように既に実行された測定の回数Ｎに従って２つの別の軌道を取得することができる。ステップ６３および６９の前述の測定が最初の測定、すなわちＮ＝０であったとすると、この方法はステップ７３に進む。ステップ７３では、コントラスト値ＣＶが、次式を使用して計算によって求められる。

次に、ステップ７５で、求められたコントラスト値が、基準コントラスト値ＣＶ_ｒｅｆとしてメモリ４８に格納される。偏光測定アッセンブリは、そのとき、監視するための準備が整っている。現在測定回数が１と等しいので、Ｎは、ステップ７７で１だけ増加される。

あるいは、ステップ６３および６９の前述の測定が、最初の測定ではなく、すなわちＮ＞０であるとすると、この方法はステップ７９に進む。この場合、ステップ８１で、コントラスト値は以前に言及されたのと同じ式、すなわち式１を使用して、再び計算によって求められる。しかし、次にステップ８３では、ステップ８１で求められたＣＶをステップ７７でメモリに格納された基準ＣＶ_ｒｅｆと比較することにより偏光純度が確立される。さらなる測定が望まれるなら、再度ステップ６１から７１まで実行してよい。測定回数の記録をとるために、ステップ８５で、再びＮを１だけ増加させてよい。

図４に示された方法は、Ｓ−偏光およびＰ−偏光のために連続して実行することができる。その結果、様々な基準コントラスト値ＣＶ_ｒｅｆを求めて格納することができる。すなわち、Ｓ−偏光の場合のコントラスト値すなわちＣＶ_ｓ、およびＰ−偏光の場合のコントラスト値すなわちＣＶ_ｐである。

例
以下の値、Ｉ_１，ｓ、Ｉ_２，ｓ、Ｉ_１，ｐ、およびＩ_２，ｐは、図４を参照しながら説明された方法を使用することにより、（任意の装置で）ｔ＝０において測定されたものとする。

Ｉ_１，ｓ＝７６
Ｉ_２，ｓ＝５０
Ｉ_１，ｐ＝６２
Ｉ_２，ｐ＝６４
したがって、

前述の値は、基準値としてメモリ４８に格納される。何らかの時間の後、図３ａの偏光測定アッセンブリを用いて、監視の目的で別の測定が実行される。すなわち、図４を参照しながら説明された方法が用いられる。Ｓ−偏光の場合のＩ_１およびＩ_２の測定後、０．２００のＣＶ_ｓが求められる。この値を基準値と比較すると、次の偏光純度となる。

（０．２００／０．２０６）×１００％＝９７％
図５ａは、図２に示された第２の実施形態の偏光測定アッセンブリの、より詳細な概略図を示す。この実施形態の偏光感応フィーチャ４４は、ラインとスペースを備えるパターンの代わりに、阻止部分８６と別の厚さを有する透明部分、すなわち「通常の」厚さを有する透明部分８８ａおよび異なる厚さを有する付加的な透明部分８８ｂを相並んで備える。この厚さの差は、透明部分８８ａと追加の透明部分８８ｂの間に１８０度の光の位相シフトが確立されるように選択することができるが、このことは位相シフトマスク技術の分野から既知である。再び、偏光感応フィーチャ４４を通過し、したがって阻止部分８６を過ぎる光は、スリット４６上の投影レンズ５０によって投影され、その下流側にはイメージセンサ４５が配置されている。イメージセンサ４５は、スリット４６を通り抜ける光の輝度像を得るために配置されている。偏光感応フィーチャ４４の阻止部分８６によって大部分の放射が吸収されるので、イメージセンサ４５には、わずかな光しか到達しないであろう。通過してイメージセンサ４５上に注ぐのは、光の偏光状態に多分に依存する部分である。これは、位相エッジの、偏光の選択的干渉効率によるものである。第１の実施形態とは対照的に、所望の偏光特性を得るためにディテクタ４３をＸ方向に動かす必要はない。

図５ｂは、図５ａの偏光測定アッセンブリを用いた偏光測定の代表的な結果を示すグラフである。スリット４６および偏光感応フィーチャ４４の阻止部分８６の前述の整合により、イメージセンサ４５は、その計測窓のエッジでかなりの輝度を検出するだけである。しかし、Ｓ−偏光とＰ−偏光では位相エッジの効果が異なり、また、背景輝度は阻止部分８０によって阻止されるので、取り込まれた輝度におけるこの差は、例えばリソグラフィ投影装置で使用される放射の偏光を特徴づけるために使用することができる。

図６は、図５ａの偏光測定アッセンブリを使用して取り込まれた像の輝度を監視する方法のフローチャートである。フローチャート中の動作は、プロセッサ４７によって実行され得るコンピュータプログラム製品の一部であってよい。そのようなコンピュータプログラムは、データ記憶媒体（図示せず）上に格納されてよい。

先ず、ステップ９１で、ディテクタ４３は偏光感応フィーチャ４４に対して適切な位置に位置決めされる。ディテクタ４３を位置決めした後、ステップ９３で、Ｓ−偏光に関して偏光感応フィーチャ４４の像の輝度が測定される。この測定を基に、ステップ９５で、取り込まれた輝度値Ｓが求められる。次に、ステップ９７で、偏光感応フィーチャ４４の像の輝度が再度測定される。しかし、このステップでは、Ｐ−偏光に関して測定が実行される。この測定に基づいて、ステップ９９で、取り込まれた輝度値Ｐが求められる。次に、ステップ１０１で、ＳとＰの間の差Ｄを算定することができる。最後に、ステップ１０３で、求められた取り込まれた輝度値ＳおよびＰが、また、もし算定されれば差Ｄも、それぞれＳ_ｒｅｆ、Ｐ_ｒｅｆおよびＤ_ｒｅｆとしてメモリ４８に格納される。

次いで、いくらか後の瞬間に、ステップ１０５で、偏光感応フィーチャ４４の像の輝度が、放射タイプのうちの１つ、例えばＳ−偏光に関して測定される。この場合、ステップ１０７で、ステップ１０５における前述の測定に基づいて、取り込まれた輝度値Ｓ_１が求められる。次に、ステップ１０９で、ステップ１０７で求められて取り込まれた輝度値Ｓ_１とステップ１０３でメモリに格納されて取り込まれた輝度の基準値Ｓ_ｒｅｆとの間で、差Ｄ_ｓが算定される。最後に、ステップ１１１で、ステップ１０９で算定されたＤ_ｓおよびステップ１０３でメモリに格納されたＤ_ｒｅｆを使用することにより偏光純度の変更が算定される。進行の経過を追跡するために、図６の破線の矢印によって示されるように、ステップ１０５〜１１１を繰り返すことができる。

他の測定方法が採用され得ることが理解されなければならない。例えば、ステップ１０５で、Ｓ−偏光を測定する代わりに、Ｐ−偏光を測定してよい。その場合、ステップ１０７で、取り込まれた輝度値Ｐ_１が求められる。別の代替形態では、最初にＰ−偏光に関する偏光像の輝度が測定され、次にＳ−偏光に関する偏光像の輝度が測定される。すなわちステップ９３〜９５とステップ９７〜９９が交換される。

例
以下の値、Ｓ_１およびＰ_１は、図６を参照しながら説明された方法を使用することにより、ｔ＝０において測定されたものとする。

Ｓ_１＝１．００
Ｐ_１＝３．１２
したがって、Ｄ_ｒｅｆ＝３．１２−１．００＝２．１２
そこで、ｔ＝ｔ_１では、Ｓ_１は１．１２と測定される。図６を参照しながら説明された方法によれば、ここで差Ｄ_ｓは、１．１２−１．００＝０．１２と等しい。したがって、次式よって偏光純度の低下を算定することができる。

Ｄ_ｓ／Ｄ_ｒｅｆ×１００％＝０．１２／２．１２×１００％＝５．７％
図４および図６を参照しながら説明された、偏光測定アッセンブリを使用することにより取り込まれた像の輝度を監視する方法の前述の実施形態は、両方とも、光投影装置、例えばリソグラフィ投影装置内の偏光を監視するために使用することができる。偏光測定アッセンブリおよび前述の偏光測定方法の実施形態を、プロセッサおよびメモリと組み合わせて使用することにより、偏光異常を容易に検出することができる。

ＩＣの製造で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、フラット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が理解されるべきである。当業者であれば、そのような代替用途の文脈では、本明細書における用語「ウェーハ」または「ダイ」の如何なる使用も、それぞれ、より一般的な用語「基板」または「ターゲット部分」と同義なものと見なしてよいことを理解するであろう。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よい。その上、基板は、例えば多層ＩＣを作成するために複数回処理されてもよく、そのため、本明細書に使用される用語の基板は、既に複数の処理層を含んでいる基板も意味し得る。

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よく、光リソグラフィに限定されないことが理解されるであろう。インプリントリソグラフィでは、パターニングデバイス内の微細構成が、基板上に作成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よく、その後、レジストは、電磁放射、加熱、加圧またはそれらの組合せを適用す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。

本明細書に使用される用語「放射」および「ビーム」は、イオンビームまたは電子ビームなどの粒子線と同様に紫外線（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）および極端紫外線（ＥＵＶ）放射（例えば５〜２０ｎｍの範囲の波長を有する）を含むすべてのタイプの電磁放射を包含する。

用語「レンズ」は、文脈上可能であれば、屈折、反射、磁気、電磁気、および静電気の光学部品を含む様々なタイプの光学部品の任意のものまたはその組合せを意味し得る。

本発明の特定の実施形態が上記に説明されてきたが、本発明は、説明されたものと異なるように実行され得ることが理解されるであろう。例えば、本発明は、上記に開示された方法を記述した機械読取可能な命令の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の形式、またはそのようなコンピュータプログラムが格納されているデータ格納媒体（例えば半導体メモリ、磁気ディスクまたは光ディスク）の形式をとってよい。

上記の記述は、説明を意図したものであり、限定しようとするものではない。したがって、特許請求の範囲から逸脱することなく、説明された本発明に対して変更形態が作成され得ることが当業者には明白であろう。

本発明の一実施形態によるリソグラフィ装置の図である。本発明による偏光測定アッセンブリの一実施形態を示す概略図である。図２の第１の実施形態の偏光測定アッセンブリをより詳細に示す概略図である。図３ａの偏光測定アッセンブリを用いた偏光測定の代表的な結果を示すグラフである。図３ａの偏光測定アッセンブリを使用して取り込まれた像の輝度を測定する方法のフローチャートである。図２の第２の実施形態の偏光測定アッセンブリをより詳細に示す概略図である。図５ａの偏光測定アッセンブリを用いた偏光測定の代表的な結果を示すグラフである。図５ａの偏光測定アッセンブリを使用して取り込まれた像の輝度を測定する方法のフローチャートである。

Claims

リソグラフィ投影装置内の光学システムの偏光性能を監視する方法であって、
前記リソグラフィ投影装置が、放射ビームを調節するように構成された照明システムと、パターニングデバイスを支持するように構成された支持体とを備え、前記パターニングデバイスが、前記放射ビームの断面内にパターンを与え、パターニングされた放射ビームを形成し、
偏光感応フィーチャが与えられる前記パターニングデバイスを設けるステップと、
前記偏光感応フィーチャの像を検出するように構成されたディテクタを設けるステップと、
前記偏光感応フィーチャの照明に際して、前記像を前記ディテクタ上へ投影するように構成された投影光学システムを設けるステップと、
前記ディテクタ上に投影されるＳ−偏光に関する前記偏光感応フィーチャの像の像強度Ｓ _ｒｅｆ、及びＰ−偏光に関する前記偏光感応フィーチャの像の像強度Ｐ _ｒｅｆを第１の瞬間に合わせて測定するステップと、
前記第１の瞬間に合わせて測定された前記像強度Ｓ _ｒｅｆ及び前記像強度Ｐ _ｒｅｆの差Ｄ _ｒｅｆを求めるステップと、
前記ディテクタ上に投影されるＳ−偏光の前記偏光感応フィーチャの像の像強度Ｓ _１を第２の瞬間に合わせて測定するステップと、
前記第１の瞬間に合わせて測定された像強度Ｓ _ｒｅｆと前記第２の瞬間に合わせて測定された像強度Ｓ _１の間の差Ｄ _ｓを求めるステップと、
前記第１の瞬間の測定に基づいて求められた差Ｄ _ｒｅｆと前記第２の瞬間の測定に基づいて求められた差Ｄ _ｓとを比較することにより、偏光純度の変化を算定するステップと、
を含む方法。
前記偏光感応フィーチャが、
放射を阻止するように構成された阻止部分と、
前記阻止部分の第１の側面の第１の透明な部分およびその反対側にある前記阻止部分の第２の側面の第２の透明な部分と、
前記第１の透明な部分に相並んだ第１の透明な追加部分および前記第２の透明な部分に相並んだ第２の透明な追加部分と、
を備え、
前記第１および第２の透明な部分が、前記第１および第２の透明な追加部分とは別の厚さを有し、
前記投影光学システムと前記ディテクタとの間にスリットが設けられている、
請求項１に記載の方法。
前記別の厚さが、前記第１の透明な部分と前記第１の透明な追加部分の間の１８０度位相シフトと、前記第２の透明な部分と前記第２の透明な追加部分の間の１８０度位相シフトと、をもたらすように選択される、
請求項２に記載の方法。
リソグラフィ投影装置内の光学システムの偏光性能を監視する方法であって、
前記リソグラフィ投影装置が、放射ビームを調節するように構成された照明システムと、パターニングデバイスを支持するように構成された支持体とを備え、前記パターニングデバイスが、前記放射ビームの断面内にパターンを与え、パターニングされた放射ビームを形成し、
偏光感応フィーチャが与えられる前記パターニングデバイスを設けるステップと、
前記偏光感応フィーチャの像を検出するように構成されたディテクタを設けるステップと、
前記偏光感応フィーチャの照明に際して、前記像を前記ディテクタ上へ投影するように構成された投影光学システムを設けるステップと、
前記ディテクタ上に投影されるＳ−偏光に関する前記偏光感応フィーチャの像の像強度Ｓ _ｒｅｆ、及びＰ−偏光に関する前記偏光感応フィーチャの像の像強度Ｐ _ｒｅｆを第１の瞬間に合わせて測定するステップと、
前記第１の瞬間に合わせて測定された前記像強度Ｓ _ｒｅｆ及び前記像強度Ｐ _ｒｅｆの差Ｄ _ｒｅｆを求めるステップと、
前記ディテクタ上に投影されるＰ−偏光の前記偏光感応フィーチャの像の像強度Ｐ _１を第２の瞬間に合わせて測定するステップと、
前記第１の瞬間に合わせて測定された像強度Ｐ _ｒｅｆと前記第２の瞬間に合わせて測定された像強度Ｐ _１の間の差Ｄ _Ｐを求めるステップと、
前記第１の瞬間の測定に基づいて求められた差Ｄ _ｒｅｆと前記第２の瞬間の測定に基づいて求められた差Ｄ _Ｐとを比較することにより、偏光純度の変化を算定するステップと、
を含む方法。
前記偏光感応フィーチャが、
放射を阻止するように構成された阻止部分と、
前記阻止部分の第１の側面の第１の透明な部分およびその反対側にある前記阻止部分の第２の側面の第２の透明な部分と、
前記第１の透明な部分に相並んだ第１の透明な追加部分および前記第２の透明な部分に相並んだ第２の透明な追加部分と、
を備え、
前記第１および第２の透明な部分が、前記第１および第２の透明な追加部分とは別の厚さを有し、
前記投影光学システムと前記ディテクタとの間にスリットが設けられている、
請求項４に記載の方法。
前記別の厚さが、前記第１の透明な部分と前記第１の透明な追加部分の間の１８０度位相シフトと、前記第２の透明な部分と前記第２の透明な追加部分の間の１８０度位相シフトと、をもたらすように選択される、
請求項５に記載の方法。