JP6244462B2 - リソグラフィ方法およびリソグラフィ装置 - Google Patents

Description

この出願は、２０１３年１１月２０日に出願された米国仮出願第６１／９０６，７６４号の利益を要求し、その全体が参照により本明細書に援用される。

本発明は、偏光依存性の光学効果を補正する方法に関する。この方法は、リソグラフィ装置に関連して用いられる。

リソグラフィ装置は、所望のパターンを基板の目標部分に転写する機械である。リソグラフィ装置は例えば集積回路（ＩＣ）の製造に用いられる。この場合、例えばマスクまたはレチクルとも称されるパターニングデバイスが、集積回路の各層に対応した回路パターンを形成するために使用され、このパターンが放射感応性材料（レジスト）層を有する基板（例えばシリコンウェーハ）の（例えばダイの一部、あるいは一つまたは複数のダイからなる）目標部分に結像される。一般に、一枚の基板にはネットワーク状に隣接する一群の目標部分が含まれ、これらは連続的に露光される。既知のリソグラフィ装置にはいわゆるステッパとスキャナとがある。ステッパにおいては、目標部分にパターン全体が一度に露光されるようにして各目標部分は照射を受ける。スキャナにおいては、所与の方向（スキャン方向）にビームによりパターンを走査するとともに基板をスキャン方向に平行または逆平行に走査するようにして各目標部分は照射を受ける。

パターニングデバイスによりパターンが付与された放射は、投影系を用いて基板に焦点合わせされる。投影系は、一つ以上の光学収差を取り込む可能性があり、これにより、基板から形成される像が、パターニングデバイスにより付与される像から逸脱する。

例えば、このような一つ以上の収差を補正することが望ましい。

例えば、像補正方法を提供することが望ましい。本明細書または他に特定されていようとなかろうと、従来技術の一つ以上の課題を少なくとも部分的に解決することが望ましい。

ある態様によれば、光学系により形成される光学像を補正する方法が提供される。この方法は、光学系の像平面における空間位置ごとに光学系の瞳面にわたる光学系の偏光依存特性を示すマップを取得することと、光学系の偏光依存特性を示すマップと、入力放射ビームの強度および偏光の放射マップとを組み合わせて、像マップを形成することと、像マップを用いて、光学系を通過するよう入力放射ビームを方向付けることにより形成される光学像を補正することと、を備える。

偏光依存特性の影響の補正は、光学系により形成される光学像の精度を改善するので有益である。本明細書における光学像の補正に関する言及は、光学像が所望の光学像に近づくよう調整されるという意味として解釈してよい。光学像が所望の光学像に完全に一致するように光学像を調整することに限定することを意図していない。

パターニングデバイスにより入力放射ビームにパターンが付与された後に入力放射ビームが光学系に入射し、放射マップはパターンに関する情報を含んでもよい。

光学像の補正は、像マップと放射マップの差として補正マップを決定することにより達成され、その後、補正マップを用いて、光学系を通過するよう入力放射ビームを方向付けることにより形成される光学像を補正してもよい。

光学像の補正は、像マップを用いて、光学系を通過するよう入力放射ビームを方向付けることにより形成される光学像への偏光依存特性の影響を決定し、その後、その光学像を補正する補正を行うことにより達成されてもよい。

光学像は、光学系の光学素子（例えばレンズ）を操作することにより達成されてもよい。

光学像の補正は、パターニングデバイスのパターンを修正することにより達成されてもよい。

偏光依存特性を示すマップを取得することは、偏光依存特性を示すマップを測定することを含んでもよい。

偏光依存特性を示すマップを測定することは、異なる偏光状態を有する３つ以上のキャリブレーション放射ビームを光学系を通るよう連続的に方向付けることと、各キャリブレーション放射ビームに対して光学系から出射する放射の特性の出力マップを決定することと、出力マップを組み合わせて、光学系の瞳面にわたる光学系の偏光依存特性の振幅および方向を示すマップを決定することと、を含んでもよい。

光学系の偏光依存特性はリタデーションを含み、光学系から出射する放射の特性の出力マップは波面を含んでもよい。

光学系から出射する波面は、シアリング干渉計を用いて測定されてもよい。

光学系の偏光依存特性はディアテニュエーションを含み、光学系から出射する放射の特性の出力マップは強度マップを含んでもよい。

一つ以上のキャリブレーション放射ビームは、双極強度分布を有し、双極の２つの対向するセクターを二等分するラインに対して実質的に垂直な方向に直線偏光しており、異なるキャリブレーション放射ビームに対する双極の方位は異なってもよい。

偏光依存特性を示すマップを取得することは、光学系の放射ビームへの影響をモデリング・ソフトウェアを用いてモデリングすること含んでもよい。

偏光依存特性を示すマップを取得することは、方位ゼルニケ多項式（ＯＺＰ）の線形展開の係数を決定することを含んでもよい。

偏光依存特性を示すマップを取得することは、メモリからマップを読み出すことを含んでもよい。

偏光独立性の影響も補正されてもよい。

光学系は、リソグラフィ装置の投影系であってもよい。

ある態様によれば、基板を保持するよう構成された基板テーブルと、基板に像を形成するために、基板の目標部分にパターンを有する放射ビームを投影するよう構成された投影系と、プロセッサと、を備えるリソグラフィ装置が提供される。プロセッサは、投影系の像平面における空間位置ごとに投影系の瞳面にわたる投影系の偏光依存特性を示すマップを取得し、偏光依存特性を示すマップと、瞳面における入力放射ビームの強度および偏光の放射マップとを組み合わせて、瞳面における像マップを形成し、投影系が入力放射ビームを受ける際に、像マップを用いて投影系により形成される像を補正する。

当該装置は、本明細書に記載の方法の任意の特徴を実行してもよい。

添付の模式図を参照して、例示のみを目的として本発明の実施形態について以下で説明する。模式図において、対応する参照符号は対応する部分を指し示す。

本発明の一実施形態に係るリソグラフィ装置を示す図である。

本発明の一実施形態に係る像補正方法の模式図である。

本発明のさらなる実施形態に係る像補正方法の模式図である。

図２および図３に示す方法で用いられる複数のキャリブレーション放射ビームにおける強度および偏光部分を示す図である。

双極照明モードにおける強度および偏光分布を示す図である。

四極照明モードにおける強度および偏光分布を示す図である。

六極照明モードにおける強度および偏光分布を示す図である。

パターニングデバイスのパターンによる回折が六極照明モードの極に与える影響を示す図である。

ＩＣ製造におけるリソグラフィ装置の使用について本文書において特に言及をしてきたが、本明細書で述べたリソグラフィ装置は、他の応用形態も有していることを理解すべきである。例えば、集積された光学システム、磁気領域メモリ用の誘導及び検出パターン（guidance and detection pattern）、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）、薄膜磁気ヘッドなどの製造といった応用である。当業者は、このような代替的な応用形態の文脈において、本明細書における「ウェハ」または「ダイ」という用語のいかなる使用も、それぞれより一般的な用語である「基板」または「目標部分」と同義とみなすことができることを認められよう。本明細書で参照された基板は、例えばトラック（通常、レジスト層を基板に付加し、露光されたレジストを現像するツール）や計測または検査ツールで露光の前後に加工されてもよい。適用可能であれば、本明細書の開示は、そのような基板処理工具または他の工具に対しても適用することができる。さらに、例えば多層ＩＣを作製するために二回以上基板が加工されてもよく、その結果、本明細書で使用された基板という用語は、複数回処理された層を既に含む基板のことも指してもよい。

本明細書で使用される「照射」及び「ビーム」という用語は、紫外線（ＵＶ）照射（例えば、３６５、２４８、１９３、１５７、または１２６ｎｍの波長を有する）、極端紫外線（ＥＵＶ）照射（例えば、５−２０ｎｍの範囲の波長を有する）、並びにイオンビームまたは電子ビームなどの粒子ビームを含む、あらゆるタイプの電磁気照射を包含する。

本明細書では「パターニングデバイス」という用語は、例えば基板の目標部分にパターンを形成すべく放射ビームの断面にパターンを付与するために使用されうるいかなるデバイスをも指し示すよう広く解釈されるべきである。放射ビームに与えられるパターンは、基板の目標部分に所望されるパターンと厳密に対応していなくてもよい。一般には、放射ビームに付与されるパターンは、目標部分に形成される集積回路などのデバイスの特定の機能層に対応する。

パターニングデバイスは透過型であっても反射型であってもよい。パターニングデバイスの例としては、例えばマスクやプログラマブルミラーアレイ、プログラマブルＬＣＤパネルなどがある。マスクはリソグラフィの分野では周知であり、バイナリマスクやレベンソン型位相シフトマスク、ハーフトーン型位相シフトマスク、さらに各種のハイブリッド型マスクが含まれる。プログラマブルミラーアレイの一例としては、小型のミラーがマトリックス状に配列され、各ミラーが入射してくる放射ビームを異なる方向に反射するように個別に傾斜されるというものがある。このようにして、反射ビームにパターンが付与される。

支持構造は、パターニングデバイスを保持する。支持構造は、パターニングデバイスの向きやリソグラフィ装置の構成、あるいはパターニングデバイスが真空環境下で保持されるか否かなどの他の条件に応じた方式でパターニングデバイスを保持する。支持構造は、機械的固定、真空固定、または、例えば真空条件下での静電固定などのパターニングデバイスを保持するその他の固定用技術を用いてもよい。支持構造は、例えばフレームまたはテーブルであってよく、必要に応じて固定されていてもよいし移動可能であってもよい。支持構造は、パターニングデバイスを例えば投影系に対して所望の位置に位置決めできるようにしてもよい。本明細書では「レチクル」または「マスク」という用語を用いた場合には、より一般的な用語である「パターニングデバイス」に同義であるとみなされるものとする。

本明細書では「投影系」という用語は、使用される露光放射あるいは液浸や真空の利用などの他の要因に関して適切とされる各種の投影系をも包含するよう広く解釈されるべきである。投影系には例えば屈折光学系、反射光学系、および反射屈折光学系が含まれる。以下では「投影レンズ」という用語は、より一般的な用語である「投影系」と同義に用いられうる。

照明系もまた、放射ビームの方向や形状の調整または制御用に、屈折光学素子、反射光学素子、および反射屈折光学素子を含む各種光学部品を包含してよい。そのような部品は、以下において、まとめて又は単独で「レンズ」と称されてもよい。

リソグラフィ装置は二つ以上（二つの場合にはデュアルステージと呼ばれる）の基板テーブル（及び／または二つ以上の支持構造）を備えてもよい。このような多重ステージ型の装置においては追加されたテーブルが並行して使用されるか、あるいは１以上のテーブルで露光が行われている間に他の１以上のテーブルで準備工程を実行するようにしてもよい。

リソグラフィ装置は、投影系の最終要素と基板との間の空間を満たすために、基板が比較的高い屈折率を有する例えば水などの液体に浸されるものであってもよい。液浸技術は、投影系の開口数を増大させるための技術において周知である。

図１は、本発明の特定の実施形態に係るリソグラフィ装置を模式的に示す図である。この装置は、
放射ビームＰＢ（例えばＵＶ放射またはＤＵＶ放射）を調整する照明系（イルミネータ）ＩＬと、
パターニングデバイス（例えばマスク）ＭＡを支持する、アイテムＰＬに対してパターニングデバイスを正確に位置決めする第１位置決め装置ＰＭに接続されている支持構造ＭＴと、
基板（例えばレジストでコーティングされたウェーハ）Ｗを保持する、アイテムＰＬに対して基板を正確に位置決めするために第２位置決め装置ＰＷに接続されている基板テーブル（例えばウェハテーブル）ＷＴと、
パターニングデバイスＭＡにより放射ビームＰＢに付与されたパターンを基板Ｗの（例えば一つまたは複数のダイからなる）目標部分Ｃに結像するよう構成された投影系（例えば屈折投影レンズ）ＰＬと、を備える。

ここに図示されるのは、（例えば透過型マスクを用いる）透過型のリソグラフィ装置である。これに代えて、（例えば上述のようなプログラマブルミラーアレイ）反射型のリソグラフィ装置を用いることもできる。

イルミネータＩＬは、放射源ＳＯから放射ビームを受け取る。例えば光源がエキシマレーザである場合には、光源とリソグラフィ装置とは別体であってもよい。この場合、光源はリソグラフィ装置の一部を構成しているとはみなされなく、放射ビームは光源ＳＯからイルミネータＩＬへとビーム搬送系ＢＤを介して受け渡される。ビーム搬送系ＢＤは例えば適当な方向変更用のミラー及び／またはビームエキスパンダを備える。あるいは光源が例えば水銀ランプである場合には、光源は、装置に一体に構成されていてもよい。光源ＳＯとイルミネータＩＬとは、またビーム搬送系ＢＤが必要とされる場合にはこれも合わせて、放射系または放射システムと総称される。

イルミネータＩＬは、ビームの強度分布を変更してもよい。イルミネータは、イルミネータＩＬの瞳面における環状領域内で強度分布がノンゼロとなるように、放射ビームの半径範囲を限定するよう配置されてよい。加えてまたは代えて、イルミネータＩＬは、瞳面の複数の等間隔のセクターにおいて強度分布がノンゼロとなるように、瞳面のビームの分布を限定するよう機能してもよい。イルミネータＩＬの瞳面における放射ビームの強度分布は、照明モードと称されてもよい。

イルミネータＩＬは、放射ビームの強度分布を調整するよう構成されたアジャスタＡＭを備えてもよい。一般には、イルミネータの瞳面における強度分布の少なくとも半径方向外径及び／または内径の大きさ（通常それぞれ「シグマ−アウタ（σ−ｏｕｔｅｒ）」、「シグマ−インナ（σ−ｉｎｎｅｒ）」と呼ばれる）が調整される。イルミネータＩＬは、ビームの角度分布を変更するよう機能してもよい。例えば、イルミネータは、強度分布がノンゼロである瞳面のセクターの数および角度範囲を変更するよう機能してもよい。イルミネータの瞳面におけるビームの強度分布を調整することにより、異なる照明モードが得られる。例えば、イルミネータＩＬの瞳面における強度分布の半径範囲および角度範囲を限定することにより、強度分布は、例えば、双極（ダイポール）分布、四極（クアドラポール）分布または六極（ヘキサポール）分布（それぞれ図５Ａ−Ｃ参照）などの多極（マルチポール）分布を有してよい。所望の照明モードは、イルミネータＩＬ中に照明モードを提供する光学部品を挿入することにより、または空間光変調器を用いることにより獲得されてよい。

イルミネータＩＬは、アジャスタＡＭを用いて、ビームの偏光を変えるとともに、偏光を調整するよう機能してもよい。イルミネータＩＬの瞳面を横切る放射ビームの偏光状態は、偏光モードと称されてもよい。異なる偏光モードを使用することにより、基板Ｗ上に形成される像に大きなコントラストをもたらすことが可能となる。放射ビームは、非偏光であってもよい。あるいは、イルミネータは、放射ビームを直線偏光するよう配置されてもよい。放射ビームの偏光方向は、イルミネータＩＬの瞳面にわたって変化してもよい。放射の偏光方向は、イルミネータＩＬの瞳面の異なる領域で異なっていてもよい。放射の偏光状態は、照明モードに依存して選択されてもよい。多極照明モードにおいては、放射ビームの各極の偏光は、イルミネータＩＬの瞳面におけるその極の位置ベクトルと概して垂直であってよい。例えば、双極照明モードにおいては、放射は、双極の２つの対向するセクターを二等分するラインと実質的に垂直な方向に直線偏光されてもよい（図５Ａ参照）。放射ビームは、２つの異なる直交方向の一方に偏光されてもよい。これは、Ｘ偏光状態およびＹ偏光状態と称されてもよい。四極照明モードにおいては、各極のセクターの放射は、セクターを二等分するラインと実質的に垂直な方向に直線偏光されてもよい（図５Ｂ参照）。この偏光モードは、ＸＹ偏光と称されてもよい。同様に、六極照明モード（図５Ｃ参照）においては、各極のセクターにおける放射は、セクターを二等分するラインと実質的に垂直な方向に直線偏光されてもよい。この偏光モードはＴＥ偏光と称されてもよい。

加えて、イルミネータＩＬは、通常、インテグレータＩＮ及びコンデンサＣＯなどの他の要素を備える。イルミネータは、ビーム断面における所望の均一性及び強度分布を有する、調整された放射ビームＰＢを提供する。

放射ビームＰＢは、支持構造ＭＴに保持されるパターニングデバイス（例えばマスク）ＭＡに入射する。パターニングデバイスＭＡを横切った後、ビームＰＢは、レンズＰＬを通過する。レンズＰＬはビームを基板Ｗの目標部分Ｃに焦点合わせする。第２位置決め装置ＰＷおよび位置センサＩＦ（例えば、干渉計）を用いることにより、例えばビームＰＢの経路に異なる目標部分Ｃを位置決めするように、基板テーブルＷＴを正確に移動させることができる。同様に、第１位置決め装置ＰＭおよび他の位置センサ（図１には明示せず）を用いることにより、例えばマスクライブラリからのマスクの機械的交換後や露光走査中に、ビームＰＢの経路に対してパターニングデバイスＭＡを正確に位置決めすることができる。一般に、オブジェクトテーブルＭＴおよびＷＴの移動は、位置決め装置ＰＭおよびＰＷの一部を構成する、ロングストロークモジュール（粗い位置決め用）及びショートストロークモジュール（精細な位置決め用）を用いて実現される。しかしながら、ステッパの場合には（スキャナとは対称的に）、支持構造ＭＴは、ショートストロークアクチュエータのみに接続されてもよいし、または固定されてもよい。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を用いて位置合わせされてよい。

図示の装置は以下の好適なモードで使用することができる。
１．ステップモードにおいては、ビームＰＢに付与されたパターンの全体が１回の照射（すなわち単一静的露光）で目標部分Ｃに投影される間、支持構造ＭＴ及び基板テーブルＷＴは実質的に静止状態とされる。そして基板テーブルＷＴがｘ方向及び／またはｙ方向に移動されて、異なる目標部分Ｃが露光される。ステップモードでは露光フィールドの最大サイズが単一静的露光で転写される目標部分Ｃのサイズを制限することになる。
２．スキャンモードにおいては、ビームＰＢに付与されたパターンが目標部分Ｃに投影される間（すなわち単一動的露光の間）、支持構造ＭＴ及び基板テーブルＷＴは同期して走査される。支持構造ＭＴに対する基板テーブルＷＴの速度及び方向は、投影系ＰＬの拡大（縮小）特性及び像反転特性により定められる。スキャンモードでは露光フィールドの最大サイズが単一動的露光での目標部分の（非走査方向の）幅を制限し、走査移動距離が目標部分の（走査方向の）長さを決定する。
３．別のモードにおいては、支持構造ＭＴがプログラム可能パターニングデバイスを保持して実質的に静止状態とされ、ビームＰＢに付与されたパターンが目標部分Ｃに投影される間、基板テーブルＷＴが移動または走査される。このモードではパルス放射源が通常用いられ、プログラム可能パターニングデバイスは、基板テーブルＷＴの毎回の移動後、または走査中の連続放射パルス間に必要に応じて更新される。この動作モードは、上述のプログラマブルミラーアレイ等のプログラム可能パターニングデバイスを利用するマスクレスリソグラフィに容易に適用することができる。

上記で記載したモードの組み合わせおよび／または変形例を使用してもよいし、全く別のモードを使用してもよい。

投影系ＰＬは、不均一な光学的伝達関数を有し、これが基板Ｗに結像されるパターンに影響を与える可能性がある。非偏光放射においては、このような影響は２つのスカラーマップにより非常によく説明することができる。スカラーマップは、投影系ＰＬの瞳面における位置の関数として、投影系ＰＬから出射する放射の透過（アポダイゼーション）および相対位相（収差）を表す。透過マップおよび相対位相マップとも称されるこれらのスカラーマップは、一式の基底関数の線形結合として表されてよい。特に便利なセットは、ゼルニケ多項式であり、これは単位円に規定される一連の直交多項式を形成する。各スカラーマップの決定は、そのような展開の係数を決定することを含んでよい。ゼルニケ多項式は単位円上で直交しているので、ゼルニケ係数は、順々に各ゼルニケ多項式で測定されたスカラーマップの内積を計算し、これをそのゼルニケ多項式のノルムの二乗で割ることにより決定されてよい。

透過マップおよび相対位相マップは、場（フィールド）システムに依存する。すなわち、一般的に、各投影系ＰＬは、各フィールドポイントに対して（すなわち、その像平面における各空間的位置に対して）異なるゼルニケ展開を有する。投影系ＰＬの瞳面における相対位相は、放射を、例えば投影系ＰＬの対物面（すなわちパターニングデバイスＭＡの面）の点状光源から、投影系ＰＬを介して投影し、シアリング干渉計を用いて波面（すなわち、同位相の点の軌跡）を測定することにより決定されてよい。シアリング干渉計は共通光路干渉計であり、それ故、有利なことに、波面を測定するのに第２の参照ビームを必要としない。シアリング干渉計は、投影系（すなわち基板テーブルＷＴ）の像平面に配置された例えば二次元グリッドの回折格子と、投影系ＰＬの瞳面と共役な面に干渉パターンを検出するよう配置された検出器とを備えてもよい。干渉パターンは、シアリング方向の瞳面の座標に対して、放射の位相の導関数と関係する。検出器は、例えば電荷結合素子などのセンサ素子のアレイを備えてもよい。

一実施形態では、回折格子は、２つの直交方向に連続的に走査される。２つの直交方向は、投影系ＰＬの座標系の軸（ｘ軸およびｙ軸）と一致してもよいし、あるいはこれらの軸に対して例えば４５度の角度をなしてもよい。走査は、整数の格子周期、例えば一つの格子周期を超えて行われてもよい。走査は、一方向の位相変化を平均化し、他方向の位相変化を再構成することを可能とする。これにより、両方向の関数として波面を測定することが可能となる。

最先端のリソグラフィ装置ＬＡの投影系ＰＬは、目に見える縞模様を生成せず、従って波面の測定の精度は、例えば回折格子を移動するなどの位相ステッピング技術を用いて向上することができる。ステッピングは、回折格子の面内且つ測定の走査方向に垂直な方向で行われてよい。ステッピング範囲は、一つの格子周期であってよく、少なくとも３つの（均等に分布した）位相ステップが用いられてもよい。つまり、例えば、ｙ方向で３つの走査測定が行われてよい。各走査測定は、ｘ方向の異なる位置に対して行われる。この回折格子のステッピングは、位相変化を強度変化に効果的に変換し、位相情報の測定を可能とする。格子は、検出器を較正するために、回折格子に対し垂直な方向（ｚ方向）にステップされてもよい。

投影系ＰＬの瞳面における透過（アポダイゼーション）は、放射を、例えば投影系ＰＬの対物面（すなわちパターニングデバイスＭＡの面）の点状光源から、投影系ＰＬを介して投影し、検出器を用いて投影系ＰＬの瞳面と共役な面における放射の強度を測定することにより決定されてよい。収差を決定するために、波面を測定するのに用いたのと同じ検出器が用いられてもよい。投影系ＰＬは、複数の光学素子（例えばレンズ）を備えてよく、（フィールド全体の瞳面にわたる位相変化）収差を補正するために、一つまたは複数の光学素子を調整するよう構成された調整機構ＰＡをさらに備えてもよい。これを達成するために、調整機構ＰＡは、投影系ＰＬ内で一つまたは複数の異なる方法で一つまたは複数の光学素子（例えばレンズ）を走査するよう機能してもよい。投影系は、その光軸がｚ方向に延びる座標系を有してもよい。調整機構ＰＡは、一つまたは複数の光学素子の移動、一つまたは複数の光学素子の傾斜、および／または一つまたは複数の光学素子の変形の任意の組合せを行うよう機能してもよい。光学素子の移動は、任意の方向（ｘ、ｙ、ｚまたはそれらの組合せ）であってよい。光学素子の傾斜は、典型的には、ｘまたはｙ方向の軸について回転させることにより光軸に対して垂直な面外であるが、非回転対称の非球面光学素子に対してはｚ軸についての回転が用いられてもよい。光学素子の変形は、低周波形状（例えば非点収差）と高周波形状（例えば自由形式の非球面）の両方を含んでもよい。光学素子の変形は、例えば一つまたは複数のアクチュエータを用いて光学素子の一つまたは複数の側面に力を働かせることにより、および／または加熱素子を用いて光学素子の一つまたは複数の選択された領域を加熱することにより、実行されてよい。一般的に、アポダイゼーション（瞳面にわたる透過変化）を補正するために投影系ＰＬを調整することはあり得ない。投影系ＰＬの透過マップは、リソグラフィ装置ＬＡ用のパターニングデバイス（例えばマスク）ＭＡを設計する際に用いられてよい。コンピュータによるリソグラフィ技術を用いて、少なくとも部分的にアポダイゼーションを補正するようパターニングデバイスＭＡが設計されてよい。

偏光放射および高度な照明モード（例えば双極または四極または自由形式の瞳）に対し、偏光効果は重要である。本発明の実施形態は、偏光効果を考慮したリソグラフィ装置ＬＡの投影系ＰＬにより形成される光学像を補正する方法を提供する。

図２を参照すると、ステップ１０は、投影系ＰＬの一つまたは複数の光学特性を特徴付けることを含んでいる。これは、２つのステージ１２，１４で実行される。これらは任意の順序で実行されてよい。ステージ１２では、投影系ＰＬを伝搬する放射の位相への投影系ＰＬの影響が決定される。ステージ１４では、投影系ＰＬを伝搬する放射の振幅への投影系ＰＬの影響が決定される。ステージ１２，１４のそれぞれは、投影系の瞳面における偏光依存特性のマップおよび偏光独立特性のマップの決定を含む。ある実施形態では、ステージ１２または１４のみが実行されてよく、それぞれ位相依存補正および振幅依存補正のみをもたらす。

偏光放射が光学素子を伝搬すると、一般的に、その偏光状態が変化する。コヒーレント偏光電磁波の偏光状態は、ジョーンズベクトルとして知られる二成分の複素ベクトル成分により表される。一般的に、電磁放射の偏光状態は、伝播方向に垂直な平面内の楕円により表される。これは、放射が伝播するときに放射の電場ベクトルがたどる点の軌跡である。ジョーンズベクトルの二成分の相対位相がゼロの場合、ジョーンズベクトルは直線偏光した放射を表す。ジョーンズベクトルが等しい振幅および±π／２の相対位相差を有する場合、ジョーンズベクトルは、円偏光放射を表す。ジョーンズベクトルは、偏光放射の偏光状態により広げられたベクトル空間内に「存在」している。従って、偏光解消効果を無視すれば、光学系から出射する電磁波の偏光状態は、その光学系に関するジョーンズマトリクスと光学系に入射する電磁波の偏光状態に関するジョーンズベクトルの積として表される。ジョーンズマトリクスは、２×２の複素行列であり、従って８個のスカラーパラメータを含む。一般的に、ジョーンズマトリクスは、光学系の瞳面にわたって変化する。ジョーンズ瞳は、瞳面およびフィールド面の異なる部分に対する一連のジョーンズマトリクスとして規定されてよい。

ジョーンズマトリクスの８つのスカラー成分のさまざまな異なるパラメータ化が提案されている。このようなパラメータ化の一つは、特異値分解を用いて、以下の５つの明確な光学素子：（ａ）部分偏光子、（ｂ）回転子、（ｃ）リターダ、（ｄ）スカラー位相（位相板）、（ｅ）スカラー透過（グレーフィルタ）に相当する項の積として、光学系用のジョーンズマトリクスを表すことである。スカラー位相およびスカラー透過は非偏光放射に関して上述されているが、第１の３つの光学素子は付加的な偏光依存効果を生む。部分偏光子は、光学素子の透過が素子に入射する放射の偏光状態の方位に依存するディアテニュエーション(diattenuation)をもたらす。回転子は、所与の偏光状態を回転する光学素子である。リターダは、一般的に偏光状態の異なる成分の相対位相が変化する複屈折をもたらす。

特に、任意のジョーンズマトリクスは、スカラー透過、スカラー位相、通常の部分偏光子用のジョーンズマトリクスおよび通常のリターダ用のジョーンズマトリクスの積として分解されてよい。リターダおよび部分偏光子用のジョーンズマトリクスはそれぞれ、２つの互いに直交する固有ベクトルを有する。通常、３つの固有ベクトルは、楕円偏光に対応するジョーンズベクトルとなる。この分解では部分偏光子およびリターダの固有状態の楕円率を無視できると仮定すると（これはリソグラフィ投影系に関してはよい近似である）、一般的なジョーンズマトリクスＪは、

と記載される。
ここで、ｔはスカラー透過であり、Φはスカラー位相であり、Ｊ_ｐｏｌ（ｄ，θ）は部分偏光子用のジョーンズマトリクスであり、Ｊ_ｒｅｔ（φ，β）はリターダ用のジョーンズマトリクスである。従って、ジョーンズマトリクスは、偏光依存性部分（Ｊ_ｐｏｌおよびＪ_ｒｅｔ）ち偏光独立性部分（ｔおよびΦ）の積として因数分解できる。この近似では、ジョーンズマトリクスは、６つのスカラーパラメータを使ってうまく記載することができる。２つの楕円率パラメータが小さいという仮定が当てはまらない場合には、それらの効果は分離され、上記パラメータから切り離して処理されることに留意すべきである。

固有状態がゼロの楕円率を有する（すなわち直線偏光に相当する固有状態）のリターダに関するジョーンズマトリクスＪ_ｒｅｔ（φ，β）は、

で与えられる。
ここで、２φの相対位相差は２つの直交する固有状態間で導入され、βは２つの固有方向が座標系の軸とともに作る角度である。

固有状態がゼロの楕円率（すなわち直線偏光に相当する固有状態）を有する部分偏光子用のジョーンズマトリクスＪ_ｐｏｌ（ｄ，θ）は、

で与えられる。
ここで、ｄは２つの固有状態に対する透過率差を表すパラメータであり、θは２つの固有方向が座標系の軸とともに作る角度である。

リタデーションまたは部分偏光は、上述したように、ジョーンズマトリクスにより表される。リタデーションは、ジョーンズベクトルの２つの別々の成分の相対位相を変更し、一方、部分偏光は、２つの別々の成分の相対振幅を変更する。上述のリターダ用のジョーンズマトリクスＪ_ｒｅｔ（φ，β）および部分偏光子Ｊ_ｐｏｌ（ｄ，θ）はそれぞれ、直交する直線偏光状態を表す２つの互いに直交する固有ベクトルを有する。リターダの場合、これらは速軸および遅軸を表し、一方、部分偏光子の場合、それらは明軸および暗軸を表す。いずれの場合も、電磁放射の偏光状態におけるジョーンズマトリクスの効果は、２つのジョーンズマトリクスの固有状態がどのように影響されるかを表すパラメータ（φまたはｄ）と、２つの固有状態と電磁放射が投影されている座標系の軸との間の実空間における角度を表すパラメータ（βまたはθ）とにより記載される。従って、リタデーションおよび部分偏光の両方は、振幅および角度により表され、それ故形式的に二次元ベクトルにより表される。しかしながら、このようなベクトルを定義する際にはいくつかの注意が必要である。

リターダ用のジョーンズマトリクスＪ_ｒｅｔ（φ，β）および偏光子用のジョーンズマトリクスＪ_ｐｏｌ（ｄ，θ）は両方とも、それぞれ式（２）および式（３）の展開により分かるように、πの回転（すなわち、β→β＋πまたはθ→θ＋π）の下で不変である。さらに、π／２の回転は、ジョーンズベクトルの２つの直交偏光成分への影響を交換する効果がある。しかしながら、２つの偏光成分のそれぞれに対する影響は互いに逆であり、従って、π／２の回転は、それぞれ、φ→−φまたはｄ→−ｄの変換に相当する。すなわち、π／２の回転は、影響の符号を変化させる。これは、オリエンテータＯ（Ａ，Ψ）の定義をもたらす。オリエンテータＯ（Ａ，Ψ）は、実空間における振幅Ａおよび方向Ψを有し、指向角２Ψを用いて実空間の二次元ベクトルにより、

と表される。
このように規定されるオリエンテータは、リターダンスおよび／または部分偏光を表すのに適したものとする以下の特性：（ｉ）πの角度を囲む２つのオリエンテータが等しい、（ｉｉ）π／２の角度を囲む２つのオリエンテータが逆である（すなわち、一方が他方の負である）、および（ｉｉｉ）π／４の角度を囲む２つのオリエンテータが直交する（すなわちそれらの内積がゼロになる）、を有する。

ジョーンズ瞳は、（楕円率が無視できる場合）スカラー透過マップ、スカラー相対位相（波面）マップ、オリエンテータ・リタデーションマップおよびオリエンテータ・ディアテニュエーションマップにより記載されてよい。２つのスカラーマップは、ゼルニケ多項式の線形結合として表される。２つのオリエンテータマップは、一式の基底オリエンテータ関数の線形結合として表される。特に便利なセットは、オリエンテータゼルニケ多項式（ＯＺＰ）であり、これは、単位円上に基底される一式の直交オリエンテータ関数を形成する。各マップの決定は、このようなゼルニケ多項式またはＯＺＰのいずれか一方の展開における係数を決定することを含んでよい。ここで留意すべきは、ＯＺＰは単位円上で直交するので、オリエンテータゼルニケ係数は、測定されたスカラーマップと各ＯＺＰの内積を順々に計算し、これをそのＯＺＰのノルムの二乗で割ることにより決定されてよいことである。

図２を再度参照すると、ステージ１２は、スカラー相対位相（収差）マップ１２ａおよびオリエンテータリタデーションマップ１２ｂの決定を含み、一方、ステージ１４は、スカラー透過（アポダイゼーション）マップ１４ａおよびオリエンテータ・ディアテニュエーションマップ１４ｂの決定を含む。従って、各ステージ１２，１４は、投影系ＰＬの偏光依存特性のマップの決定を含み、これはリタデーションマップまたはディアテニュエーションマップのいずれか一方である。

瞳面における投影系ＰＬの偏光依存特性のマップを決定するために、異なる偏光モードを伴う３つ以上のキャリブレーション放射ビームが投影系ＰＬを通るよう方向付けられる。これは、例えば、イルミネータＩＬのアジャスタを用いて達成されてよい。ステージ１２の間、各キャリブレーション放射ビームに対して、投影系ＰＬから出射する波面が決定される。これは、投影系ＰＬ（すなわち、基板テーブルＷＴ）の像平面の二次元グリッドである回折格子と、強度マップを測定することにより干渉パターンを検出するよう配置されたＣＣＤのアレイとを備えるシアリング干渉計を用いて達成される。上述したように、波面は測定された干渉パターンから決定される。ステージ１４の間、各キャリブレーション放射ビーム（および偏光モード）に対し、投影系ＰＬから出射する放射の強度マップが決定される。これは、ステージ１２の間に干渉パターンを検出するために用いられる同じＣＣＤのアレイを用いて達成されてよい。

各ステージ１２，１４では、その後、光学系の瞳面にわたって光学系の偏光依存特性の振幅および／または方向のマップを決定するために、３つ以上のキャリブレーション放射ビームに対するマップが組み合わされる。上述したように、リタデーションおよびディアテニュエーションはそれぞれ２つのパラメータ（例えば、式（２）および（３）のそれぞれにおける２つのパラメータ、またはオリエンテータの振幅および角度方向）を用いて記載することができる。従って、投影系ＰＬを出射する放射のジョーンズベクトルの２つの成分を決定できた場合、異なる偏光モードを有する２つのキャリブレーション放射ビームは、リタデーションまたはディアテニュエーションを記載する２つのパラメータを決定するのに十分である。しかしながら、両方のステージでは、ＣＣＤアレイが強度分布を測定し、これは偏光ベクトルの二乗に関係する。従って、リタデーションまたはディアテニュエーションを再構成するために、異なる偏光モードを有する少なくとも３つ、望ましくはそれより多くのキャリブレーション放射ビームが用いられるべきである。

一例として、ステージ１２でリタデーションを決定する、一般的な手順は以下の通りである。例えば、シアリング干渉計により決定される相対位相は、

で与えられる。
ここで、Φ_{ｓｐｅｕｄｏ}（ｒ，θ）は相対位相であり、これは瞳面の座標ｒおよびθの関数である。φは放射の偏光が瞳面のｘ軸とともに作る角度である。Φ_ｘ、ｙ（ｒ，θ）はリタデーションを表すオリエンテータの２つの成分である。ゼルニケ多項式の観点では、Φ_{ｓｐｅｕｄｏ}（ｒ，θ）の展開に関する一連の係数が（測定されたスカラーマップと各ゼルニケ多項式との内積を順々に掲載し、これをゼルニケ多項式のノルムの二乗で割ることにより）決定されてよい。リタデーションを表すオリエンテータは、ＯＺＰの合計として展開できる。

ここで、Ｒ_ｎ（ｒ）は径方向の多項式であり、ｍは方位依存性の度合いであり、ＯＺ_ｉはＯＺＰ係数である。測定されたゼルニケ係数Ｚ_ｉは、ＯＺＰ係数に関連している。

偏光角φの範囲に対する相対位相Φ_{ｓｐｅｕｄｏ}（ｒ，θ）を測定することにより、式（５）から（７）を用いて、測定されたゼルニケ係数をＯＺＰ係数に関係づけるマトリクスを構成することができる。少なくとも３つの偏光方向を用いることにより、例えばＬＳＱ手順などの最小二乗法を用いて、このデザインマトリクスを解決することができる。

イルミネータＩＬは、一連の異なる偏光モードを有するキャリブレーション放射ビームを連続的に生成するよう構成されてよい。リタデーションおよびディアテニュエーションがπ／２ラジアンの実際の角度を通した回転の下で符号を変えるので、π／２ラジアンの角度範囲内で偏光状態を発生するのに十分である。一実施形態では、イルミネータＩＬは、双極照明モードのキャリブレーション放射ビームを連続的に生成するよう構成される。キャリブレーション放射ビームは、双極の２つの対向するセクターを二等分するラインに実質的に垂直な方向に直線偏光している。異なるキャリブレーション放射ビームに対する双極の方位（オリエンテーション）は異なる。方位方向は、π／２ラジアンの範囲を通して変化してよい。このような実施形態のキャリブレーション放射ビーム用の照明および偏光モードが図４に図示されている。この実施形態では、７つの異なる偏光状態が用いられ、偏光方向とｙ軸の間の角度は、θ_ｎ＝ｎπ／１２、ｎ＝０，１，２，３，４，５または６で与えられる。ある実施形態では、イルミネータＩＬは、異なる偏光モードを有するが同じ照明モードを有するキャリブレーション放射ビームを連続的に生成するよう構成されてよい（すなわち、このような実施形態においては、偏光モードが照明モードとは無関係に変化する）。

投影系ＰＬのリタデーションおよびディアテニュエーションマップは、どのように入射放射ビームの偏光を投影系ＰＬにより変えるか決定するための上方を含む。投影系のリタデーションおよびディアテニュエーションマップはメモリに格納されてもよい。メモリは、例えば、投影系ＰＬを含むリソグラフィ装置の一部を形成してもよいし、あるいは関連してもよい。投影系のリタデーションおよびディアテニュエーションマップは、その後メモリから読み出されてもよい。

リソグラフィ装置ＬＡの後工程の間に、放射源ＳＯは放射ビームを生成し、これは所望の照明および偏光モードを有する放射ビームＰＢを生成するためにイルミネータＩＬにより調整される。すなわち、放射ビームＰＢはイルミネータＩＬの瞳面において特定の強度および偏光分布を有する。例えば、照明モードは、図５Ａに示すような双極分布４２、図５Ｂに示すような四極分布４４、または図５Ｃに示すような六極分布４５であってよい。双極分布４２は、２つの正反対の極領域４３を備える。極領域４３は、強度がノンゼロであり、環と２つの正反対の円のセクター（扇形）の共通部分により規定される。２つの対向するセクターを二等分するラインは、通常ｘ方向であり、放射はｙ方向に直線偏光する。四極分布４４は、図５Ａに示す双極分布と似た第１の双極分布と、第１の双極分布に対してπ／２回転されるがそれ以外は第１の双極分布と同じ第２の双極分布とを備える。従って、四極分布４４は、４つの極領域４３を備える。極領域４３の強度はノンゼロである。各極領域の放射は、通常、それを二等分するラインに対して垂直な方向に直線偏光している。この偏光モードは、ＸＹ偏光とも称され、基板Ｗに形成される像のコントラストを向上する。六極分布４５は、円の周りに分布した６つの極領域４３を備える。各極領域の放射は、通常、各極領域を二等分するラインに対して垂直な方向に直線偏光している。この偏光モードは、ＴＥ偏光とも称される。ＴＥ偏光を有する六極照明は、例えば、ホールのアレイまたはブロックのアレイの像を形成する際に用いられてよい。

再度図２を参照すると、強度成分２２ａおよび偏光成分２２ｂを備える投影系ＰＬの瞳面の放射ビームＰＢの放射マップ２２がステップ２０で決定される。図２に示す実施形態では、ビームには何のパターンも付与されない。（例えば、リソグラフィ装置にパターニングデバイスが存在しない）。従って、放射ビームＰＢの強度２２ａおよび偏光２２ｂは、もっぱらイルミネータＩＬだけで決定される。イルミネータＩＬは、予測可能且つ再現可能な方法で、固定された強度および偏光モードの放射を生成するよう構成されてよい。このような実施形態において、放射ビームＰＢの強度２２ａおよび偏光２２ｂは、従って既知であってよい。あるいは、放射ビームＰＢの強度２２ａおよび偏光２２ｂは、測定されてよい。放射ビームＰＢの強度２２ａは、投影系ＰＬのアポダイゼーションの決定と同じ方法で決定されてよい。放射は、投影系ＰＬの対物面（すなわち、パターニングデバイスＭＡの面）のアパーチャを通り、そして投影系ＰＬを通って投影されてよい。投影系ＰＬの瞳面と共役な面の放射強度は、検出器を用いて測定されてよい。強度２２ａを決定するために、対物面の点光源よりむしろ、大型のアパーチャが用いられる。再度、収差を決定するために、波面を測定するのに用いられたのと同じ検出器が用いられてよい。放射ビームＰＢの偏光２２ｂは、対物面のアパーチャが所定の偏光方法の放射のみを透過させるアナライザなどの偏光選択装置を備える場合、同じ方法で決定されてよい。例えば、アナライザを複数の異なる方向に回転させ、検出器を用いて放射の強度を測定することにより、放射ビームＰＢの偏光２２ｂの状態が決定されてよい。

図３を参照すると、ある実施形態では、パターニングデバイスＭＡがリソグラフィ装置ＬＡ内に存在しており、放射ビームにパターンを付与する。従って、ステップ２０で決定される、投影系ＰＬの瞳面の放射ビームＰＢの強度２２ａおよび偏光２２ｂの放射マップは、照明モードとパターニングデバイスＭＡのパターンに依存する。放射ビームＰＢの強度２２ａおよび偏光２２ｂは、図２に示す実施形態に関して上述したように測定されてよい。

図２および図３を参照すると、ステップ３０において、投影系ＰＬのリタデーションマップ１２ｂおよび／またはディアテニュエーションマップ１４ｂが放射ビームＰＢの放射マップ２２と組み合わされ、投影系ＰＬの瞳面に像マップ３１，３２を形成する。すなわち、放射ビームＰＢの強度および偏光がリタデーションおよび／またはディアテニュエーションマップと組み合わされて、像マップ３１，３２を形成する。像マップ３１，３２は、放射の偏光状態の二成分の相対位相および／または振幅がどのように投影系ＰＬにより影響を受けるかを表す。像マップ３１，３２は、従って、投影系ＰＬにより基板テーブルＷＴ上の基板Ｗに投影されるべき放射の偏光状態に関する情報を含む。

各像マップ３１，３２は、その後、補正マップ４１，５１を決定するために用いられる。補正マップ４１，５１は、像マップ３１，３２と放射マップ２２の間の差を表す。ジョーンズマトリクスが瞳面全体にわたる恒等行列である理想的な投影系においては、像マップが放射マップと一致することが期待される。すなわち、補正マップがゼロになるべきである。しかしながら、実際の投影系ＰＬにおいては、少なくとも補正マップ４１，５１はノンゼロであり、理想的な投影系からの逸脱を示す。

補正マップ４１，５１は、その後、放射ビームＰＢが投影系ＰＬを通過するよう方向付けられる際に、基板テーブルＷＴ（例えば基板Ｗ）に形成される光学像を補正するために用いることができる。一般的に投影系ＰＬは、位相依存性因子（収差およびリタデーション）を調整することはできるが、透過依存性因子（アポダイゼーションおよびディアテニュエーション）は調整することができない。従って、基板Ｗに形成される像が補正されるメカニズムは、これから説明するように２つの場合で異なってよい。ある実施形態では、位相依存因子（収差およびリタデーション）は、透過依存性因子（アポダイゼーションおよびディアテニュエーション）を補正せずに、補正されてよい。ある実施形態では、透過依存性因子（アポダイゼーションおよびディアテニュエーション）は、位相依存因子（収差およびリタデーション）を補正せずに、補正されてよい。ある実施形態では、透過依存性因子（アポダイゼーションおよびディアテニュエーション）および位相依存因子（収差およびリタデーション）は、両方とも一緒に補正されてよい。

ステップ１０は、所与の投影系ＰＬのためにフィールドポイントを特徴付けると見なされてよく、ステップ２０は、リソグラフィプロセスの態様を表すと見なされてよい（これはフィールドまたは投影系に依存しない）。ステップ３０は、補正マップ（４１，５１）に依存する投影システム、フィールドおよびリソグラフィプロセスを形成するために、これらの要素を組み合わせる。これらは与えられてもよい。

ステップ４０の位相依存補正では、スカラー相対位相（収差）マップ１２ａおよびリタデーション補正マップ４１が組み合わされ、この組合せを用いて投影された光学像を補正するために、投影系ＰＬの調整機構ＰＡが用いられる。補正を実行するために投影系ＰＬがどのように調整されるべきかを計算するために、動的光学素子（レンズ）モデルが用いられてもよい。補正を実行するために投影系ＰＬがどのように調整されるべきかを計算するために、プロセッサが用いられてもよい。

補正は、異なるルートにより決定されてもよい。第１のルートでは、リタデーションが収差に変換される。リタデーションはフィールド依存性であるので、これはフィールド依存性の収差目標（すなわち照明モードに依存する目標）をもたらす。パターニングデバイスＭＡがリソグラフィ装置に存在し、パターンを提供してもよい。その場合は、その後、リタデーションは照明モードおよびパターニングデバイスＭＡのパターンに依存する。より詳細には、一つまたは複数の（投影系、フィールドおよびリソグラフィプロセス依存の）目標リタデーションマップが作られる。これらは（式（５）〜（７）を用いて）収差目標マップに変換される。すなわち、方位（オリエンテーション）ゼルニケがゼルニケに変換される。リタデーションは、フィールド依存である（すなわち、照明モードおよびパターニングデバイスＭＡ（存在する場合）に依存する）。従って、リソグラフィプロセス条件（ステップ２０）に基づいて、各目標収差マップが各ゼルニケ係数によりどのように影響されるかが決定される。動的光学素子モデルは、各ゼルニケ係数の変化を光学素子の構成の変化に関係づける。それは、収差目標マップが実現されるために、光学素子がどのように操作されるべきかを計算する。

第２のルートでは、リタデーションおよび収差が、変位およびデフォーカスなどの一つまたは複数のリソグラフィパラメータに変換される。すなわち、一つまたは複数のリソグラフィパラメータへのリタデーションおよび収差の影響が決定される。これは、一つまたは複数の線形依存性：一つまたは複数のリソグラフィパラメータと収差との関係（ゼルニケ係数として表される）、および一つまたは複数のリソグラフィパラメータとリタデーションとの関係（方位ゼルニケ係数として表される）をもたらす。再度、リタデーションマップは、リソグラフィ目標マップを作るためにこれらの依存と組み合わされる。動的光学素子モデル内においては、収差は目標マップに適合させるために最適化される。

振幅依存性の補正が位相依存性の補正に加えて（または代えて）適用されてもよい。ステップ５０の振幅依存性の補正においては、スカラー透過（アポダイゼーション）マップ１４ａおよびディアテニュエーション補正マップ５１が組み合わされ、投影系ＰＬに入射する入力放射ビームを変えることにより像を少なくとも部分的に補正するためにこの組合せが用いられる。これは、例えば光学近接シミュレーションなどの一つまたは複数のコンピュータ・リソグラフィ技術を用いて、パターニングデバイスＭＡのパターンの適切な設計により達成されてよい。すなわち、投影系ＰＬによるパターニングデバイスＭＡから基板像へのパターンの転写を計算する際に、ディアテニュエーション（パターンが存在しない場合ステップ１４ｂで測定される）が直接的に考慮される。この計算は、リソグラフィシミュレータ内で行われる（コンピュータ内で作動するソフトウェアの形態であってもよい）。ディアテニュエーションが投影系ＰＬおよびフィールドポイントに依存しているという事実はこのような計算を複雑にする。従って、いくつかの実施形態では、計算は、実質的に投影系ＰＬおよびフィールドから独立している一部のディアテニュエーションを考慮するだけであってもよい。

リソグラフィ装置ＬＡを用いて基板Ｗを露光する間に、パターニングデバイスＭＡは、パターンを放射ビームに付与し、その後、放射ビームは投影系ＰＬを通って伝播する。典型的なパターンは、一連のラインおよび／または二次元フィーチャを備えてよい。パターニングデバイスＭＡのパターンは、放射ビームの回折を生じさせる可能性がある。図３に示す実施形態では、パターニングデバイスＭＡがステップ２０で使用される。パターニングデバイスＭＡは、基板Ｗに像を形成するために用いられる入力放射ビームにパターンを付与するために使用される。特に、パターニングデバイスの情報は、組み合わされた放射マップ２２を形成するために、イルミネータＩＬからの情報と組み合わされる。組み合わされた放射マップ２２は、投影系ＰＬの瞳面における放射ビームＰＢの強度成分２２ａおよび偏光成分２２ｂを備える（パターニングデバイスＭＡのパターンからの情報を含む）。これは、パターニングデバイスＭＡのパターンが二次元フィーチャを備え、偏光モードが異なる偏光（例えば図５Ｃに示すようなＴＥ偏光など）を備える実施形態において特に有利である。これは、このような実施形態ではパターニングデバイスＭＡに起因する回折が異なる極からの放射の混合を引き起こす可能性があり、これが異なる偏光を有する可能性があるからである。これは、図６に概略的に示されている。図６は、六極モードの一つの極領域６０のパターニングデバイスのパターンによる回折が、その極から他の極内への放射の混合をどのように引き起こすかを示す。パターニングデバイスのパターンは、例えば、矢印６３で示される方向に回折させるブロックのアレイであってよい。従って、図６の左手側の極領域６０の放射は、図６の右上および右下の極領域６１，６２内に回折している。パターニングデバイスＭＡのパターン情報をイルミネータＩＬからの強度および偏光情報と組み合わせることにより、リタデーションおよびディアテニュエーションマップは、パターニングデバイスＭＡにより引き起こされるこのような回折効果を考慮に入れる。

パターニングデバイスのパターンは、図２に示す実施形態においては付与されていない。従って、投影系ＰＬに入射する放射の偏光へのパターニングデバイスの回折効果は、リタデーションおよびディアテニュエーションマップに考慮されていない。しかしながら、マップは、異なる照明モードに対して起こるリタデーションおよびディアテニュエーションを表しており、従って、有益なリタデーションおよびディアテニュエーション補正を提供する。提供される補正はパターニングデバイスＭＡの情報を考慮に入れた補正ほど正確ではないが、それは、リタデーションおよびディアテニュエーションに対して何の補正もなされていない状況と比較して著しい改善をもたらす。

上述の実施形態では、収差およびリタデーションが投影系ＰＬを調整することにより補正されるが、これに代えてまたは加えて、これらの影響が、少なくとも部分的にコンピュータ・リソグラフィを用いたパターニングデバイスの設計において補正されてもよい。

上述の方法では、ステップは一度実行されてもよい。あるいは、ステップ１０および／またはステップ２０が周期的に実行されてもよい。周期的に実行される場合、ステップ１０および２０は異なる速度で実行されてもよい。ステップ１０および／またはステップ２０が実行される度に、ステップ３０およびステップ４０および／またはステップ５０が実行されてもよい。

上述の実施形態では、本方法は、投影系ＰＬの偏光依存特性と偏光独立特性の両方に対して補正するが、ある実施形態は、偏光依存効果のみを補正してもよい。

上述の実施形態では、本方法は、投影系ＰＬを調整することにより補正できる影響と、適切なパターニングデバイスの設計により補正できる影響の両方を補正しているが、別の実施形態は、一方または他方のみを補正してもよい。例えば、本方法は、投影系ＰＬを調整することによりリタデーションのみ補正してもよい。

本発明の実施形態は、ハードウェア、ファームウェア、ソフトウェア、またはそれらの組み合わせで実現されてもよい。本発明の実施形態は、また、一つ以上のプロセッサにより読み込まれ、実行されるコンピュータ読み取り可能媒体に記憶されたインストラクションとして実現されてもよい。コンピュータ読み取り可能媒体は、機械により読み取り可能な形式の情報を記憶または伝送するメカニズムを含んでもよい（例えば、コンピュータデバイス）。例えば、コンピュータ読み取り可能媒体は、読み出し専用メモリ（ＲＯＭ）；ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）；磁気ディスク記憶媒体；光記憶媒体；フラッシュメモリ装置；電気的、光学的、音響的またはその他の形式の伝搬信号（例えば、搬送波、赤外線信号、デジタル信号など）、およびその他を含んでもよい。さらに、ファームウェア、ソフトウェア、ルーチン、インストラクションは、特定の動作を実行できるものとして、ここで説明されてもよい。しかしながら、このような説明は、単に便宜上のためだけであり、このような動作は、実際は、ファームウェア、ソフトウェア、ルーチン、インストラクションなどを実行するコンピュータデバイス、プロセッサ、コントローラ、その他のデバイスによって生じるものであると理解すべきである。

本発明の特定の実施形態が上述されたが、説明したもの以外の態様で本発明が実施されてもよい。本説明は本発明を限定することを意図していない。

Claims (16)

1. 光学系により形成される光学像を補正する方法であって、
   前記光学系の像平面における空間位置ごとに前記光学系の瞳面にわたる前記光学系の偏光依存特性を示すマップを取得することと、
   前記光学系の偏光依存特性を示す前記マップと、入力放射ビームの強度および偏光の放射マップとを組み合わせて、像マップを形成することと、
   前記像マップを用いて、前記光学系を通過するよう前記入力放射ビームを方向付けることにより形成される光学像を補正することと、
   を備え、
   前記光学像の補正は、前記像マップと前記放射マップの差として補正マップを決定し、その後、前記補正マップを用いて、前記光学系を通過するよう前記入力放射ビームを方向付けることにより形成される前記光学像を補正することにより達成されることを特徴とする方法。
2. パターニングデバイスにより前記入力放射ビームにパターンが付与された後に前記入力放射ビームが前記光学系に入射し、前記放射マップは前記パターンに関する情報を含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
3. 前記光学像の補正は、前記光学系の光学素子を操作することにより達成されることを特徴とする請求項１または２に記載の方法。
4. 前記光学像の補正は、パターニングデバイスのパターンを修正することにより達成されることを特徴とする請求項１または２に記載の方法。
5. 偏光依存特性を示す前記マップを取得することは、偏光依存特性を示す前記マップを測定することを含むことを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の方法。
6. 偏光依存特性を示す前記マップを測定することは、
   異なる偏光状態を有する３つ以上のキャリブレーション放射ビームを前記光学系を通るよう連続的に方向付けることと、
   各キャリブレーション放射ビームに対して前記光学系から出射する放射の特性の出力マップを決定することと、
   前記出力マップを組み合わせて、前記光学系の瞳面にわたる前記光学系の偏光依存特性の振幅および方向を示すマップを決定することと、
   を含むことを特徴とする請求項５に記載の方法。
7. 前記光学系の偏光依存特性はリタデーションを含み、前記光学系から出射する放射の特性の前記出力マップは波面を含むことを特徴とする請求項６に記載の方法。
8. 前記光学系から出射する波面は、シアリング干渉計を用いて測定されることを特徴とする請求項７に記載の方法。
9. 前記光学系の偏光依存特性はディアテニュエーションを含み、前記光学系から出射する放射の特性の前記出力マップは強度マップを含むことを特徴とする請求項６に記載の方法。
10. 一つ以上のキャリブレーション放射ビームは、双極強度分布を有し、双極の２つの対向するセクターのそれぞれを二等分する共通のラインに対して実質的に垂直な方向に直線偏光しており、異なるキャリブレーション放射ビームに対する双極の方位は異なることを特徴とする請求項６から９のいずれかに記載の方法。
11. 偏光依存特性を示す前記マップを取得することは、前記光学系の放射ビームへの影響をモデリング・ソフトウェアを用いてモデリングすることを含むことを特徴とする請求項１から１０のいずれかに記載の方法。
12. 偏光依存特性を示す前記マップを取得することは、方位ゼルニケ多項式（ＯＺＰ）の線形展開の係数を決定することを含むことを特徴とする請求項１から１１のいずれかに記載の方法。
13. 偏光依存特性を示す前記マップを取得することは、メモリから前記マップを読み出すことを含むことを特徴とする請求項１から１２のいずれかに記載の方法。
14. 前記光学系は、リソグラフィ装置の投影系であることを特徴とする請求項１から１３のいずれかに記載の方法。
15. 基板を保持するよう構成された基板テーブルと、
    基板に像を形成するために、基板の目標部分にパターンを有する放射ビームを投影するよう構成された投影系と、
    プロセッサと、を備え、
    前記プロセッサは、
    前記投影系の像平面における空間位置ごとに前記投影系の瞳面にわたる前記投影系の偏光依存特性を示すマップを取得し、
    偏光依存特性を示す前記マップと、瞳面における入力放射ビームの強度および偏光の放射マップとを組み合わせて、瞳面における像マップを形成し、
    前記投影系が入力放射ビームを受ける際に、前記像マップを用いて前記投影系により形成される像を補正するよう機能し、
    前記像の補正は、前記像マップと前記放射マップの差として補正マップを決定し、その後、前記補正マップを用いて、前記投影系を通過するよう前記入力放射ビームを方向付けることにより形成される前記像を補正することにより達成されることを特徴とするリソグラフィ装置。
16. 当該装置は、請求項１から１３のいずれかに記載の方法を実行することを特徴とする請求項１５に記載のリソグラフィ装置。

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