JP4820870B2 - アクティブレチクルツールおよびリソグラフィ装置 - Google Patents
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Description
[001] 本出願は、2006年2月24日出願の米国特許出願第11/361,049号の優先権を主張する。米国特許出願第11/361,049号は、2005年2月25日出願の”Lithographic Apparatus”と題された米国特許出願第11/065,349号の一部継続出願である。両方の出願の内容はその全体を引用により本明細書に組み込むものとする。また、この出願は、その全体を引用により本明細書に組み込むものとする2005年6月13日出願の米国特許出願第60/689,800号の優先権を主張する。
リソグラフィ装置のレチクルステージ内に存在するように配置されたレチクル内に提供されるピンホールであって、イルミネータから放射を受光するように構成され、放射が第1の偏光状態を有し、投影レンズを通して第1の放射ビームを伝送するように構成されたピンホールと、
リソグラフィ装置のウェーハレベルに位置するように配置され、第1の放射ビームを反射して第2の放射ビームを生成するように構成された第1の光学素子と、
第2の放射ビームを別のコンポーネントに向けるように構成された第2の光学素子と、
第2の光学素子から受光した放射を偏光させるように配置された偏光子と、
偏光放射を受光するように配置されたディテクタとを備える投影レンズ偏光センサが提供される。
[0083] 以下の実施形態では、コリメーションレンズと折り畳みミラーとを含むアクティブおよびパッシブレチクルツールを開示する。イルミネータから受けた光をコリメートし、イルミネータの光軸に垂直な方向に反射することで、レチクルツールは全高が比較的低くなり、ツールはレチクルステージと同じ機械的界面を有する。これによって、レチクルステージを再構成しなくてもレチクルステージ上で製品レチクルの代用としてアクティブまたはパッシブレチクルツールを使用することができる。
[0084] 本発明の一構成によれば、アクティブレチクルツール40(図4を参照)は、アクティブ回転リターダを備えた1つの光チャネルを含む。イルミネータから発せられる光は、コリメートレンズCLに入射し、プリズムPR1によって90°の角度で反射され、ポジティブレンズPL1から出射してフィールドストップ(ピンホール)FSを通過する。光は、ポジティブレンズPL2と、例えば四分の一波長板として構成できる回転リターダRを通過する。ブルースタープレート(または「ブルースター素子」)BPは、偏光子として使用され、BPの角度は、別の偏光状態の光を通過させる間にある偏光状態の光を反射するようにブルースター角で配置される。ブルースタープレートBPは、板の表面から反射するように構成でき、またはプリズムの内部表面で偏光光を反射するプリズムとして構成できる。BPの表面で反射した光は、ミラーMで反射し、レンズL1およびL2を通過してプリズムPR2に入射する。プリズムPR2内で光は、下方のディテクタDに向けられる。一構成では、ディテクタDはCCDチップである。レチクルツール40も光学システムを回転できるドライブモータMRを備えている。別の構成では、別のタイプのモータも可能である。
[0090] 図5(a)は、本発明の一実施形態による回転リターダRを含む偏光センサの一部を示す図である。回転リターダ(例えば、四分の一波長板)の場合、その軸を中心に少なくとも4つの角度で、すべての入射光の遅延が同じ量だけ影響される(図5a)。回転運動は、例えば微小なウォームホイール構造によって実行できる。
[0096] 別の実施形態では、上記のアクティブ回転リターダを使用する代わりにレチクル上に固定された2つのウェッジプリズム(図6を参照)を用いてビームの遅延を引き起こすことができる。
複屈折プリズム
[0097] ウェッジプリズムを使用する一実施形態では、メッシュ状の複数のフリンジがビデオカメラのCCD画像センサなどのディテクタ上に生成されるように、4つの薄型複屈折ウェッジプリズムBRおよび偏光子Pが結像偏光子に組み込まれている(図6を参照)。これらのフリンジの生成は、ウェッジプリズムを通過する光が位置の関数として異なる回転をするという事実に基づく。すなわち、各ウェッジプリズムは、光軸がウェッジ間で例えば90°だけ相互に回転する材料の1対のウェッジからなる。プリズム内部の1対のウェッジの片方だけを考慮すると、ウェッジの物理的な厚みが所与の方向に沿った、例えば、第1のウェッジプリズム内のy方向に沿った位置の関数として変化することが明らかである。したがって、光遅延の程度もy方向に沿って変化し、ウェッジから出射された光の偏光方向はy位置の関数として変化する。この結果、y位置の関数としての偏光子の方向に平行な偏光光の成分が変化し、y位置の関数としての偏光子が透過した光(偏光子の方向に平行な光だけが透過される)の強度が変化する。位置の関数としての回転を変化させる効果が第2のウェッジによって打ち消されないように、第2のウェッジを形成する水晶の光学的方向が第1のウェッジに対して90°回転する。したがって、Y方向に沿った物理的厚みは一定であるが、有効光回転は変化することがある。入手したフリンジのフーリエ解析によって偏光状態の2次元分布を判定する情報が得られる。偏光を分析する機械的またはアクティブ素子は使用されず、方位角および楕円率角度に対応する空間依存モノクロームストークスパラメータに関連するすべてのパラメータを単一のフレームから決定できる。
[00106]
θB=arctan(n2/n1)
[00107] 但し、n1およびn2は、2つの媒体の屈折率である。
[00117] 一般に、投影レンズは、投影レンズを通過する光の偏光状態に影響することがある。投影レンズを通過した後の光の最終的な偏光は、イルミネータの偏光設定およびレンズのどの部分を露光するかによっても決まる。偏光状態への投影レンズの寄与は、レチクルレベルのイルミネータ偏光センサ(アクティブまたはパッシブレチクル上の)およびレチクルおよび/またはウェーハレベルの偏光を処理する追加の光学系を用いて測定できる。ワンパスシステム、ダブルパスシステムおよびトリプルパスシステムを含む3つの構成を図9a〜cに示す。便宜上、レンズの中心を通過する1つの光路だけを示している。好ましくは、投影レンズ偏光への寄与を測定する前に、標準イルミネータ偏光状態がイルミネータ偏光センサによって定義され微調整される。したがって、入力偏光状態(投影システムに入射する光の偏光状態)が正確に分かる。本発明の一態様では、少なくとも4つの十分定義された入力偏光状態(ストークスベクトルの観点からの)が使用される。
[00119] ワンパスシステム(図9(a)を参照)では、周知の偏光状態を有するイルミネータILの光がレチクルレベルのピンホールP、投影レンズPL、オプションの回転リターダ(図示せず)およびウェーハレベルWSにあるカメラCの上部の近い距離にあるウェーハレベルの偏光子Pを通過する。一実施形態では、光は、コリメータおよび回転リターダ(図示せず)を通過した後で偏光子に入射する。
Claims (20)
- リソグラフィ装置のレチクルステージに結合するキャリアを有するアクティブレチクルツールであって、
第1のフィールドポイントにてイルミネータから受光した放射ビームをコリメートし、イルミネータ軸に垂直な方向に反射した前記放射ビームを第1のフィールドポイントにて受け入れるピンホールであって、前記放射ビームが第1の偏光状態を有する、ピンホールと、
前記キャリアに回転自在に結合され、前記第1の偏光状態を有する前記放射ビームの前記第1の偏光状態を遅延させるリターダと、
所定の偏光状態を有する前記遅延された偏光ビームを受光する偏光子と、
前記所定の偏光状態を有する放射の複数の強度測定を実行するディテクタと、
を備え、
前記ディテクタが、前記レチクルステージと一体に形成され、且つ、前記ディテクタの検出面が、前記イルミネータ軸に垂直な方向に形成されている、
アクティブレチクルツール。 - 前記リターダが、所定の遅延位置を用いて前記第1の偏光状態の遅延を変え、
前記複数の強度測定が、前記所定の遅延位置に対応する一組の強度測定を含み、前記一組の強度測定が、前記第1の偏光状態に関連するストークスベクトルを決定するのに十分である、
請求項1に記載のアクティブレチクルツール。 - 前記ディテクタが、所与の遅延位置に対する強度測定を共に含む複数の強度サブ測定を収集する2次元ディテクタであり、
各強度サブ測定値が、前記ディテクタ内の複数のx−yポイントのうちの1つでの検出強度を表し、各x−yポイントが、前記イルミネータの瞳位置に対応し、
前記一組の強度測定が、前記放射ビームが前記ピンホールを通して伝搬する前記イルミネータ内の各測定された瞳位置でのストークスベクトルを含む偏光瞳マップに対応する、
請求項2に記載のアクティブレチクルツール。 - 前記レチクルステージが、前記イルミネータに対してx−y平行移動を行い、
前記ピンホールが、複数のフィールドポイントにて放射ビームを受光し、
フィールドポイント位置の関数としての偏光状態のマップを決定できる、
請求項2または3に記載のアクティブレチクルツール。 - 前記ピンホールに入射する前に、前記放射ビームをコリメートする第1のコリメーションレンズと、
前記放射ビームをイルミネータ軸に垂直な水平面内に向ける入力プリズムと、
前記遅延した偏光ビームをコリメートする第2のコリメーションレンズと、
前記遅延した偏光ビームを前記イルミネータ軸に平行な方向に向ける出力プリズムと、
をさらに備える、
請求項1から4のいずれか一項に記載のアクティブレチクルツール。 - 前記偏光子が、ブルースター偏光子である、
請求項1から5のいずれか1項に記載のアクティブレチクルツール。 - 前記ブルースター偏光子が、外部表面からの前記所定の偏光状態の放射を反射する、
請求項6に記載のアクティブレチクルツール。 - 前記ブルースター偏光子が、内部表面からの前記所定の偏光状態の放射を反射するプリズムである、
請求項6に記載のアクティブレチクルツール。 - 少なくとも1つのポジティブレンズをさらに含む、
請求項5に記載のアクティブレチクルツール。 - 前記レチクルツールの光学コンポーネントを前記ディテクタに対して回転させるモータをさらに備える、
請求項1から9のいずれか一項に記載のアクティブレチクルツール。 - 前記ディテクタが、レチクルレベルに位置する、
請求項1から10のいずれか一項に記載のアクティブレチクルツール。 - 前記ディテクタが、CCD、CMOSディテクタ、および位置感知ディテクタのうちのいずれか1つを備える、
請求項1から11のいずれか一項に記載のアクティブレチクルツール。 - アライメントマークをさらに備える、
請求項1から12のいずれか一項に記載のアクティブレチクルツール。 - レチクルステージに向けて放射を供給するイルミネータと、
アクティブレチクルツールであって、
第1のフィールドポイントにて前記イルミネータから受光した放射ビームをコリメートし、イルミネータ軸に垂直な方向に反射した前記放射ビームを第1のフィールドポイントにて受け入れるピンホールであって、前記ビームが第1の偏光状態を有する、ピンホールと、
前記キャリアに回転自在に結合され、前記第1の偏光状態を有する前記放射ビームの前記第1の偏光状態を遅延させるように構成されたリターダと、
所定の偏光状態を有する前記遅延された偏光ビームを受光する偏光子と、
前記所定の偏光状態を有する前記放射の複数の強度測定を実行するディテクタと、
を有するアクティブレチクルツールと、を備え、
前記ディテクタが、前記レチクルステージと一体に形成され、且つ、前記ディテクタの検出面が、前記イルミネータ軸に垂直な方向に形成されている、
リソグラフィ装置。 - 前記複数の強度測定に基づいて前記第1の偏光状態を決定するプロセッサと、
前記第1の偏光情報に関連する信号を受信し、前記受信した情報に従って前記イルミネータを調整するコントローラと、
をさらに備える、
請求項14に記載のリソグラフィ装置。 - 前記リターダが、所定の遅延位置を用いて前記第1の偏光状態の遅延を変え、
前記複数の強度測定が、前記所定の遅延位置に対応する一組の強度測定を含み、前記一組の強度測定が、前記第1の偏光状態に関連するストークスベクトルを決定するのに十分である、
請求項14または15に記載のリソグラフィ装置。 - 前記ディテクタが、所与の遅延位置に対する強度測定を共に含む複数の強度サブ測定を収集する2次元ディテクタであり、
各強度サブ測定値が、前記ディテクタ内の複数のx−yポイントのうちの1つでの検出強度を表し、各x−yポイントが、前記イルミネータの瞳位置に対応し、
前記一組の強度測定が、前記放射ビームが前記ピンホールを通して伝搬する前記イルミネータ内の各測定された瞳位置でのストークスベクトルを含む偏光瞳マップに対応する、
請求項14から16のいずれか一項に記載のリソグラフィ装置。 - 前記レチクルステージが、前記イルミネータに対してx−y平行移動を行い、
前記ピンホールが、複数のフィールドポイントで放射ビームを受光し、
フィールドポイント位置の関数としての偏光状態のマップを決定できる、
請求項14から17のいずれか一項に記載のリソグラフィ装置。 - 前記ピンホールに入射する前に前記放射ビームをコリメートする第1のコリメーションレンズと、
前記放射ビームをイルミネータ軸に垂直な水平面内に向ける入力プリズムと、
前記遅延した偏光ビームをコリメートする第2のコリメーションレンズと、
前記遅延した偏光ビームを前記イルミネータ軸に平行な方向に向ける出力プリズムと、
をさらに備える、
請求項14から18のいずれか1項に記載のリソグラフィ装置。 - リソグラフィツール内のデバイスにパターン形成する方法であって、
イルミネータフィールド内の第1のフィールドポイントに対応する放射を、イルミネータに対してx−y移動を行うレチクルステージにて受光すること、
イルミネータから受光した放射をコリメートし、イルミネータ軸に垂直な方向に反射した前記放射をピンホールにて受け入れること、
前記イルミネータ軸を中心に回転するリターダにて前記第1のフィールドポイントに対応する前記放射に複数の偏光遅延条件を適用すること、
前記複数の偏光遅延条件から導き出された複数の放射ビームを、所定の偏光を有する放射を送出する偏光素子に向けること、
前記レチクルステージと一体に形成され、且つ、検出面が前記イルミネータ軸に垂直な方向に形成されるディテクタにて前記偏光素子から送出された前記複数の放射ビームの各々の放射強度を測定すること、
前記イルミネータフィールド内の前記第1のフィールドポイントに位置する放射の偏光条件を決定すること、
前記決定された偏光条件に基づいてイルミネータを調整すること、
を含む、
方法。
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