JP6659827B2 - リソグラフィ方法及び装置 - Google Patents

リソグラフィ方法及び装置 Download PDF

Info

Publication number
JP6659827B2
JP6659827B2 JP2018505443A JP2018505443A JP6659827B2 JP 6659827 B2 JP6659827 B2 JP 6659827B2 JP 2018505443 A JP2018505443 A JP 2018505443A JP 2018505443 A JP2018505443 A JP 2018505443A JP 6659827 B2 JP6659827 B2 JP 6659827B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
radiation
polarization
regions
projection system
illumination system
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2018505443A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2018523849A (ja
Inventor
ヤン フォグド，ロベルト
ヤン フォグド，ロベルト
ローイアッケルス，ウィルヘルムス，ヤコブス，マリア
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
ASML Netherlands BV
Original Assignee
ASML Netherlands BV
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by ASML Netherlands BV filed Critical ASML Netherlands BV
Publication of JP2018523849A publication Critical patent/JP2018523849A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP6659827B2 publication Critical patent/JP6659827B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/70—Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
    • G03F7/70058—Mask illumination systems
    • G03F7/70191—Optical correction elements, filters or phase plates for controlling intensity, wavelength, polarisation, phase or the like
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/70—Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
    • G03F7/70058—Mask illumination systems
    • G03F7/70075—Homogenization of illumination intensity in the mask plane by using an integrator, e.g. fly's eye lens, facet mirror or glass rod, by using a diffusing optical element or by beam deflection
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/70—Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
    • G03F7/70058—Mask illumination systems
    • G03F7/70091—Illumination settings, i.e. intensity distribution in the pupil plane or angular distribution in the field plane; On-axis or off-axis settings, e.g. annular, dipole or quadrupole settings; Partial coherence control, i.e. sigma or numerical aperture [NA]
    • G03F7/70116—Off-axis setting using a programmable means, e.g. liquid crystal display [LCD], digital micromirror device [DMD] or pupil facets
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/70—Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
    • G03F7/70483—Information management; Active and passive control; Testing; Wafer monitoring, e.g. pattern monitoring
    • G03F7/70491—Information management, e.g. software; Active and passive control, e.g. details of controlling exposure processes or exposure tool monitoring processes
    • G03F7/70508—Data handling in all parts of the microlithographic apparatus, e.g. handling pattern data for addressable masks or data transfer to or from different components within the exposure apparatus
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/70—Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
    • G03F7/70483—Information management; Active and passive control; Testing; Wafer monitoring, e.g. pattern monitoring
    • G03F7/70491—Information management, e.g. software; Active and passive control, e.g. details of controlling exposure processes or exposure tool monitoring processes
    • G03F7/70525—Controlling normal operating mode, e.g. matching different apparatus, remote control or prediction of failure
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/70—Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
    • G03F7/70483—Information management; Active and passive control; Testing; Wafer monitoring, e.g. pattern monitoring
    • G03F7/7055—Exposure light control in all parts of the microlithographic apparatus, e.g. pulse length control or light interruption
    • G03F7/70566—Polarisation control
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/70—Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
    • G03F7/70483—Information management; Active and passive control; Testing; Wafer monitoring, e.g. pattern monitoring
    • G03F7/70591—Testing optical components
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/70—Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
    • G03F7/70691—Handling of masks or workpieces
    • G03F7/70716—Stages
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/70—Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
    • G03F7/708—Construction of apparatus, e.g. environment aspects, hygiene aspects or materials
    • G03F7/7085—Detection arrangement, e.g. detectors of apparatus alignment possibly mounted on wafers, exposure dose, photo-cleaning flux, stray light, thermal load

Description

関連出願への相互参照
[0001] 本願は、２０１５年８月２１日に出願した欧州特許出願第１５１８１９００．０号の優先権を主張し、その全体を本願に参考として組み込む。
[0002] 本発明は、偏光依存光学効果を補正するための方法に関する。この方法は、リソグラフィ装置と関連付けて使用することができる。
[0003] リソグラフィ装置は、所望のパターンを基板のターゲット部分上に付与する機械である。リソグラフィ装置は、例えば、集積回路（ＩＣ）の製造に用いることができる。その場合、ＩＣの個々の層に対応する回路パターンを生成するために、マスク又はレチクルとも呼ばれるパターニングデバイスを用いることができる。このパターンは、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）上のターゲット部分（例えば、ダイの一部、又は１つ以上のダイを含む）に結像することができる。一般には、単一の基板が、連続的に露光される隣接したターゲット部分のネットワークを含んでいる。公知のリソグラフィ装置としては、ターゲット部分上にパターン全体を一度に露光することにより各ターゲット部分を照射する、いわゆるステッパ、及びビームによってある特定の方向（「スキャン」方向）にパターンをスキャンすると同時に、この方向に平行又は逆平行に基板をスキャンすることにより各ターゲット部分を照射する、いわゆるスキャナが含まれる。
[0004] マスクによってパターン付けされた放射の焦点は、投影システムを用いて基板上に合わせられる。投影システムの光学特性は、投影システムによって投影される放射の偏光状態に依存し得る。投影システムによって投影される放射の偏光状態に対する投影システムの１つ以上の光学特性の依存性を決定することが望ましい。
[0005] 本発明の課題は、本明細書中で特定されているか又はその他の場所で特定されているかに関わらず、従来技術の１つ以上の問題に少なくとも部分的に対処する装置及び方法を提供することである。
[0006] 本発明の第１態様によると、リソグラフィ装置のための照明システムが提供される。この照明システムは、直線偏光放射を受けるように配置された偏光調整装置であって、直線偏光の向きを異なる分だけ回転させるように構成された領域を含む偏光調整装置と、偏光調整装置の１つ以上の領域を通るように直線偏光放射を誘導するように動作可能な誘導装置と、偏光調整装置の１つ以上の領域のうちのどの領域を放射が通るにように誘導されるかを制御するために誘導装置を制御するように構成されたコントローラであって、コントローラは、偏光調整装置の領域のうちのどの領域を、放射が通って、直線偏光の向きを実質的に同じ分だけ回転させるように構成された１つ以上の領域に誘導されるかを限定するように構成され、それによって、偏光調整装置から出力される放射は、実質的に単一の直線偏光の向きを有する、コントローラと、ディフューザであって、偏光調整装置から出力される放射を受け、かつ放射の偏光状態を実質的に維持しながら放射が伝搬する角度の範囲を増大させるように構成されたディフューザとを備える。
[0007] 第１態様の照明システムにより、リソグラフィ装置のエンドユーザが、有利に、向きが制御可能である偏光放射を有する投影システムを簡単にかつ好都合にプローブすることを可能にする。照明システムから出力される放射の偏光の向きは、偏光調整装置の１つ以上の領域のうちのどの領域を放射が通って誘導されるかを制御することによって有利に制御される。これにより、大規模な専用のハードウェアを必要とすることなく、偏光の向きを制御する好都合な方法を提供する、これは、照明システムのエンドユーザが偏光の向きを好都合に制御することを可能にできる。照明システムから出力される放射は、変動偏光の向きの放射を有する投影システムをプローブするために有利に使用することができる。例えば、偏光調整装置の１つ以上の領域のうちのどの領域を放射が通って誘導されるかは、投影システムに提供される放射の偏光の向きを変更するために変更されてもよい。投影システムから出力される放射の１つ以上の特性の変化は、偏光の向きの変化とともに測定されて、投影システムの偏光依存特性を得ることができる。例えば、投影システムのディアテニュエーション（diattenuation）及び／又はリターダンス(retardance)を有利に得ることができる。
[0008] ディフューザは、放射が伝搬する角度の範囲を有利に増大させて瞳面内の放射範囲を増大させる。ディフューザは、例えば、放射が中を通るように誘導される偏光調整装置の１つ以上の領域とは範囲が実質的に無関係となるように瞳面内の放射の範囲を増大させる。例えば、ディフューザは、放射が瞳面内の瞳領域を実質的に埋めるようにさせる。放射が有利に伝搬する角度の範囲を増大させることは、放射が通る投影システムのレンズ素子の範囲を増大させる。角度の範囲を増大させることは、照明システムによって形成される照明モードの向きに対する、放射が中を伝搬する投影システムのレンズ素子の領域の依存性をさらに減少させる。これにより、投影システムの偏光依存特性についての情報を有利により多く得ることができる。
[0009] コントローラは、偏光調整装置の１つ以上の領域のうちのどの領域を放射が通るように誘導されるかを変更するために誘導装置を制御するように動作可能であってよく、それによって、偏光調整装置から出力される放射の直線偏光の向きを変更する。
[0010] コントローラは、偏光調整装置の領域のうちのどの領域を放射が通って２つの正反対のポール領域に誘導されるかを限定するように動作可能であってよい。
[0011] コントローラは、光軸を中心としてポール領域を回転させるために誘導装置を制御するように動作可能であってよい。
[0012] 誘導装置は、放射を受ける及び反射させるように配置された複数の反射要素を含んでよく、複数の反射要素の向きは、放射が反射する方向を調整するために調整可能である。
[0013] コントローラは、偏光調整装置の１つ以上の領域のうちのどの領域に放射が誘導されるかを制御するために複数の反射要素の向きを制御するように構成されてよい。
[0014] ディフューザは、放射が伝搬する角度の範囲を増大させて照明システムの射出瞳を実質的に単一の偏光の向きを有する放射で実質的に埋めるように構成されてよい。
[0015] ディフューザは、粗面を含む光学素子を含んでよく、粗面は、粗面を通って伝搬する放射の伝搬方向を変更するように構成される。
[0016] 光学素子は、すりガラスを含んでよい。
[0017] 偏光調整装置の全て又は一部は、照明システムの瞳面内に実質的に位置していてよい。
[0018] 偏光調整装置は、直線偏光状態の回転をもたらすように構成された光学活性材料から形成される１つ以上の光学素子を含んでよく、直線偏光状態の回転の度合いは、材料を通る放射の経路長に依存する。
[0019] １つ以上の光学素子は、１つ以上の光学素子が異なる領域において異なる長さを有するように成形されてよく、それによって、光学活性材料を通る放射の経路長は、放射が入射する領域に依存する。
[0020] 偏光調整装置は、偏光調整装置によってもたらされる直線偏光状態の回転の度合いが、偏光調整装置の光軸に対する角度位置に依存するように構成されてよい。
[0021] 偏光調整装置は、偏光調整装置によってもたらされる直線偏光状態の回転の度合いが、偏光調整装置の光軸を通過するラインに対して対称的であるように構成されてよい。
[0022] 偏光調整装置は、直線偏光状態を回転させるように構成されてよく、それによって、偏光調整装置から出力される直線偏光状態は、偏光調整装置の光軸から外側に延在する半径方向に対して垂直である。
[0023] 偏光調整装置は、直線偏光状態を回転させるように構成されてよく、それによって、偏光調整装置から出力される直線偏光状態は、偏光調整装置の光軸から外側に延在する半径方向に対して平行である。
[0024] 本発明の第２態様によると、リソグラフィ装置が提供され、このリソグラフィ装置は、放射ビームを提供するように配置された前述の項のいずれかに記載の照明システムと、放射ビームの断面にパターンを付与する機能を果たすパターニングデバイスを支持するためのサポート構造と、パターン付き放射ビームを像面上に投影するための投影システムとを備える。
[0025] リソグラフィ装置は、像面上に投影される放射の１つ以上の特性を測定するように構成されたセンサ装置をさらに備えてよい。
[0026] センサ装置は、像面上に投影される放射の強度を測定するように構成されてよい。
[0027] センサ装置は、像面上に投影される放射の相対位相を測定するように構成されてよい。
[0028] センサ装置は、サポート構造によって保持される測定パターニングデバイスを含んでよい。
[0029] センサ装置は、実質的に像面内に位置決めされた開口又はスリットを含むセンサと、開口又はスリットを透過した放射を測定するように配置された放射ディテクタとをさらに備えてよい。
[0030] 測定パターニングデバイスは、測定ビームを透過させるように構成された開口又はスリットを含んでよい。
[0031] センサ装置は、実質的に像面内に位置決めされた回折格子を含むセンサと、回折格子を透過した放射を測定するように配置された放射ディテクタとをさらに含んでよい。
[0032] 測定パターニングデバイスは、測定ビームを透過させるように構成された回折格子を含んでよい。
[0033] 本発明の第３態様によると、照明システムによって提供された放射ビームの偏光の向きを制御する方法が提供され、この方法は、直線偏光放射を受けることと、誘導装置を用いて、偏光調整装置の１つ以上の領域を通るように直線偏光放射を誘導することであって、偏光調整装置は、直線偏光の向きを異なる分だけ回転させるように構成される領域を含む、ことと、偏光調整装置の１つ以上の領域のうちのどの領域を放射が通るにように誘導されるかを制御するために誘導装置を制御することであって、誘導装置は、偏光調整装置の領域のうちのどの領域を、放射が通って、直線偏光の向きを実質的に同じ分だけ回転させるように構成された１つ以上の領域に誘導されるかを限定するように制御され、それによって、偏光調整装置から出力される放射は、実質的に単一の直線偏光の向きを有する、ことと、放射の偏光状態を実質的に維持しながら放射が伝搬する角度の範囲を増大させるために偏光調整装置から出力される放射を拡散させることとを含む。
[0034] 方法は、偏光調整装置の１つ以上の領域のうちのどの領域を放射が通るように誘導されるかを変更するために誘導装置を制御し、それによって、偏光調整装置から出力される直線偏光の向きを変更することをさらに含んでよい。
[0035] 方法は、投影システムを通って照明システムから出力される放射を誘導することをさらに含んでよい。
[0036] 方法は、投影システムから出力される放射の１つ以上の特性を測定することをさらに含んでよい。
[0037] 方法は、測定値から投影システムの１つ以上の特性を決定することをさらに含んでよい。
[0038] １つ以上の特性は、放射の偏光状態に依存する特定の透過率をもたらす投影システムのディアテニュエーションを含んでよい。
[0039] １つ以上の特性は、放射の偏光状態に依存する特定の位相変化をもたらす投影システムのリターダンスを含んでよい。
[0040] 投影システムから出力される放射の１つ以上の特性を測定することは、放射の強度を測定することを含んでよい。
[0041] 投影システムから出力される放射の１つ以上の特性を測定することは、放射の相対位相を測定することを含んでよい。
[0042] 当業者にとっては容易に明らかであるが、上記及び下記に述べられる本発明の様々な態様及び特徴は、本発明の様々な他の態様及び特徴と組み合わせてもよい。
[0043] 本発明のいくつかの実施形態を、単なる例として、添付の概略図を参照して以下に説明する。これらの図面において同じ参照符号は対応する部分を示す。
図１は、本発明ある実施形態によるリソグラフィ装置の概略図である。 図２は、図１のリソグラフィ装置の一部を形成し得る、本発明のある実施形態による照明システムの概略図である。 図３は、図２の照明システムによって形成され得る照明モードの概略図である。 図４Ａは、偏光調整装置による調整の前の放射ビームの偏光状態の概略図である。 図４Ｂは、偏光調整装置による調整の後の放射ビームの偏光状態の概略図である。 図５は、図２の照明システムによって形成され得る複数の異なる照明モード及び偏光状態の概略図である。 図６Ａは、図２の照明システムの射出瞳の偏光状態の概略図である。 図６Ｂは、図２の照明システムの射出瞳の偏光状態の概略図である。 図６Ｃは、図２の照明システムの射出瞳の偏光状態の概略図である。 図７は、偏光調整装置によって形成され得る放射ビームの偏光状態の別の実施形態の概略図である。 図８は、偏光の向きの回転から生じる投影システムの透過の変動率の概略図である。
[0044] 本明細書において、ＩＣ製造におけるリソグラフィ装置の使用について具体的な言及がなされているが、本明細書記載のリソグラフィ装置が、集積光学システム、磁気ドメインメモリ用のガイダンスパターン及び検出パターン、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）、薄膜磁気ヘッド等の製造といった他の用途を有し得ることが理解されるべきである。当業者にとっては当然のことであるが、そのような別の用途においては、本明細書で使用される「ウェーハ」又は「ダイ」という用語はすべて、それぞれより一般的な「基板」又は「ターゲット部分」という用語と同義であるとみなしてよい。本明細書に記載した基板は、露光の前後を問わず、例えば、トラック（通常、基板にレジスト層を塗布し、かつ露光されたレジストを現像するツール）、メトロロジーツール又はインスペクションツールで処理されてもよい。適用可能な場合には、本明細書中の開示内容を上記のような基板プロセシングツール及びその他の基板プロセシングツールに適用してもよい。さらに基板は、例えば、多層ＩＣを作るために複数回処理されてもよいので、本明細書で使用される基板という用語は、すでに多重処理層を包含している基板を表すものとしてもよい。
[0045] 本明細書で使用される「放射」及び「ビーム」という用語は、紫外線（ＵＶ）（例えば、３６５ｎｍ、２４８ｎｍ、１９３ｎｍ、１５７ｎｍ、又は１２６ｎｍの波長を有する）、及び極端紫外線（ＥＵＶ）（例えば、５〜２０ｎｍの範囲の波長を有する）、並びにイオンビームや電子ビームなどの微粒子ビームを含むあらゆる種類の電磁放射を包含している。
[0046] 本明細書において使用される「パターニングデバイス」という用語は、基板のターゲット部分内にパターンを作り出すように、放射ビームの断面にパターンを与えるために使用できるデバイスを指していると、広く解釈されるべきである。なお、留意すべき点として、放射ビームに付与されたパターンは、基板のターゲット部分内の所望のパターンに正確に一致しない場合もある。通常、放射ビームに付けたパターンは、集積回路などのターゲット部分内に作り出されるデバイス内の特定の機能層に対応することになる。
[0047] 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、マスク、プログラマブルミラーアレイ、及びプログラマブルＬＣＤパネルが含まれる。マスクは、リソグラフィでは公知であり、バイナリ、レべンソン型(alternating)位相シフト、及びハーフトーン型(attenuated)位相シフトなどのマスク型、並びに種々のハイブリッドマスク型を含む。プログラマブルミラーアレイの一例では、小型ミラーのマトリックス配列が用いられており、各小型ミラーは、入射する放射ビームを様々な方向に反射させるように、個別に傾斜させることができる。このようにして、反射される放射ビームにパターンを付ける。
[0048] サポート構造は、パターニングデバイスを保持する。サポート構造は、パターニングデバイスの向き、リソグラフィ装置の設計、及び、パターニングデバイスが真空環境内で保持されているか否かなどの他の条件に応じた態様で、パターニングデバイスを保持する。サポートは、機械クランプ、真空式、又はその他のクランプ技術、例えば、真空状態での静電クランプを使用することができる。サポート構造は、例えば、必要に応じて固定又は可動式にすることができるフレーム又はテーブルであってもよく、また、パターニングデバイスを、例えば、投影システムに対して所望の位置に確実に置くこともできる。本明細書において使用される「レチクル」又は「マスク」という用語はすべて、より一般的な「パターニングデバイス」という用語と同義であると考えるとよい。
[0049] 本明細書において使用される「投影システム」という用語は、使われている露光放射にとって、あるいは液浸液の使用又は真空の使用といった他の要因にとって適切な、屈折型、反射型、及び反射屈折型光学システムを含むあらゆる型の投影システムを包含していると広く解釈されるべきである。本明細書において使用される「投影レンズ」という用語はすべて、より一般的な「投影システム」という用語と同義であると考えるとよい。
[0050] 照明システムとしては、放射ビームを誘導し、整形し、又は制御するために、屈折型、反射型、及び反射屈折型の光コンポーネントを含むさまざまなタイプの光コンポーネントを含むことができる。以下そのようなコンポーネントを総称して又は単独で「レンズ」と呼ぶこともできる。
[0051] リソグラフィ装置は、２つ（デュアルステージ）以上の基板テーブル（及び／又は２つ以上のサポート構造）を有する型のものであってもよい。そのような「マルチステージ」機械においては、追加のテーブルは並行して使うことができ、又は予備工程を１つ以上のテーブル上で実行しつつ、別の１つ以上のテーブルを露光用に使うこともできる。
[0052] また、リソグラフィ装置は、投影システムの最終要素と基板との間の空間を満たすように、基板を比較的高屈折率を有する液体（例えば水）内に沈めるタイプのものであってもよい。液浸技術は、投影システムの開口数を増加させることで当技術分野において周知である。
[0053] 図１は、本発明の特定の実施形態によるリソグラフィ装置を概略的に示している。このリソグラフィ装置は、
‐放射ビームＰＢ（例えば、ＵＶ放射、ＤＵＶ又はＥＵＶ放射）を調整する照明システム（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を支持し、かつパターニングデバイスをアイテムＰＬに対して正確に位置決めする第１位置決めデバイスＰＭに連結されたサポート構造ＭＴと、
‐基板（例えば、レジストコートウェーハ）Ｗを保持し、かつ基板をアイテムＰＬに対して正確に位置決めする第２位置決めデバイスＰＷに連結された基板テーブル（例えば、ウェーハテーブル）ＷＴと、
‐パターニングデバイスＭＡによって放射ビームＰＢに付けられたパターンを基板Ｗのターゲット部分Ｃ（例えば、１つ以上のダイを含む）上に結像するように構成された投影システム（例えば、屈折投影レンズシステム）ＰＬとを備える。
[0054] 本明細書に示されているとおり、リソグラフィ装置は、透過型のもの（例えば、透過型マスクを採用しているもの）である。また、リソグラフィ装置は、反射型のもの（例えば、上述のプログラマブルミラーアレイを採用しているもの）であってもよい。
[0055] 照明システムＩＬは、放射源ＳＯから放射ビームを受ける。例えば、放射源がエキシマレーザである場合、放射源とリソグラフィ装置は、別個の構成要素であってもよい。そのような場合には、放射源は、リソグラフィ装置の一部を形成しているとはみなされず、また放射ビームは、放射源ＳＯから照明システムＩＬへ、例えば、適切な誘導ミラー及び／又はビームエキスパンダを含むビームデリバリシステムＢＤを使って送られる。その他の場合においては、例えば、放射源が水銀ランプである場合、放射源は、リソグラフィ装置の一体部分とすることもできる。放射源ＳＯ及びイルミネータＩＬは、必要ならばビームデリバリシステムＢＤとともに、放射システムと呼んでもよい。
[0056] 照明システムＩＬは、ビームの強度分布を変更してもよい。照明システムＩＬは、照明システム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。加えて又は代えて、照明システム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。照明システムＩＬの瞳面における放射ビームの強度分布は、照明モードと呼んでもよい。
[0057] 照明システムＩＬは、ビームの強度分布を調節する調節手段を含むことができる。一般に、照明システムの瞳面内の強度分布の少なくとも外側及び／又は内側半径範囲（通常、それぞれσ-outer及びσ-innerと呼ばれる）を調節することができる。照明システム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、照明システムは、強度分布がノンゼロである瞳面のセクターの数及び角度範囲を変更するよう機能してもよい。照明システム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、照明システムＩＬの瞳面における強度分布の半径範囲及び角度範囲を限定することにより、強度分布は、例えば、ダイポール分布、クアドラポール分布又はヘキサポール分布などのマルチポール分布を有してよい。さらに、照明システムＩＬは、一般的に、他の様々な要素を含む。照明システムは、放射ビームの断面に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。
[0058] 放射ビームＰＢは、サポート構造ＭＴによって保持されているパターニングデバイス（例えば、マスク）ＭＡ上に入射する。パターニングデバイスＭＡを通り抜けた後、ビームＰＢは投影システムＰＬを通過し、投影システムＰＬは、基板Ｗのターゲット部分Ｃ上にビームの焦点をあわせる。第２位置決めデバイスＰＷ及び位置センサＩＦ（例えば、干渉計デバイス）を使って、例えば、さまざまなターゲット部分ＣをビームＰＢの経路内に位置決めするように、基板テーブルＷＴを正確に動かすことができる。同様に、第１位置決めデバイスＰＭ及び別の位置センサ（図１には明示的に示されていない）を使い、例えば、マスクライブラリから機械的に取り出した後又はスキャン中に、パターニングデバイスＭＡをビームＰＢの経路に対して正確に位置決めすることもできる。通常、オブジェクトテーブルＭＴ及びＷＴの移動は、位置決めデバイスＰＭ及びＰＷ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）及びショートストロークモジュール（微動位置決め）を使って達成することができる。しかしながら、ステッパの場合は（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のみに連結されてもよく、又は固定されてもよい。パターニングデバイスＭＡ及び基板Ｗは、パターニングデバイスアライメントマークＭ１及びＭ２と、基板アライメントマークＰ１及びＰ２とを使って、位置合わせされてもよい。
[0059] 例示の装置は、以下の好ましいモードで使用できる。
１．ステップモードにおいては、サポート構造ＭＴ及び基板テーブルＷＴを基本的に静止状態に保ちつつ、ビームＰＢに付けられたパターン全体を一度にターゲット部分Ｃ上に投影する（すなわち、単一静的露光）。その後、基板テーブルＷＴは、Ｘ及び／又はＹ方向に移動され、それによって別のターゲット部分Ｃを露光することができる。ステップモードにおいては、露光フィールドの最大サイズによって、単一静的露光時に結像されるターゲット部分Ｃのサイズが限定される。
２．スキャンモードにおいては、サポート構造ＭＴ及び基板テーブルＷＴを同期的にスキャンする一方で、ビームＰＢに付けられたパターンをターゲット部分Ｃ上に投影する（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の速度及び方向は、投影システムＰＬの（縮小）拡大率及び像反転特性によって決めることができる。スキャンモードにおいては、露光フィールドの最大サイズによって、単一動的露光時のターゲット部分の幅（非スキャン方向）が限定される一方、スキャン動作の長さによって、ターゲット部分の高さ（スキャン方向）が決まる。
３．別のモードにおいては、プログラマブルパターニングデバイスを保持した状態で、サポート構造ＭＴを基本的に静止状態に保ち、また基板テーブルＷＴを動かす、又はスキャンする一方で、ビームＰＢに付けられているパターンをターゲット部分Ｃ上に投影する。このモードにおいては、通常、パルス放射源が採用されており、さらに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の移動後ごとに、又はスキャン中の連続する放射パルスと放射パルスとの間に、必要に応じて更新される。この動作モードは、前述の型のプログラマブルミラーアレイといった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レスリソグラフィに容易に適用することができる。
[0060] 上述の使用モードの組合せ及び／又はバリエーション、あるいは完全に異なる使用モードもまた採用可能である。
[0061] 投影システム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、投影システムＰＬの瞳面における位置の関数として、投影システムＰＬから出射する放射の透過（アポダイゼーション）及び相対位相（収差）を表す。透過マップ及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。
[0062] 透過マップ及び相対位相マップは、場（フィールド）及びシステムに依存する。すなわち、一般的に、各投影システム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。透過マップ及び相対位相マップは、投影システムを介して投影される放射の測定値によって決定することができる。
[0063] 透過マップ及び相対位相マップの測定値を用いて投影システムＰＬを調整することができる。例えば、投影システムＰＬは、複数のレンズ素子を備えてよく、測定した収差（フィールド全体の瞳面にわたる位相変化）を補正するために、レンズ素子を調整するための調整手段ＰＡをさらに備えてもよい。これを達成するために、調整手段ＰＡは、投影システムＰＬ内で１つ以上の異なる方法でレンズ素子を操作するよう機能してもよい。投影システムは、その光軸がｚ方向に延びる座標系を有してもよい。調整手段ＰＡは、１つ以上のレンズ素子の移動、１つ以上のレンズ素子の傾斜、及び／又は１つ以上のレンズ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又はそれらの組合せ）であってよい。レンズ素子の傾斜は、典型的には、ｘ又はｙ方向の軸のまわりを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レンズ素子に対してはｚ軸のまわりの回転が用いられてもよい。レンズ素子の変形は、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。レンズ素子の変形は、例えばアクチュエータを用いてレンズ素子の側面に力を働かせることにより、及び／又は加熱素子を用いてレンズ素子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システムＰＬを調整することはあり得ない。投影システムＰＬの透過マップは、リソグラフィ装置ＬＡ用のマスク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マスクＭＡが設計されてよい。
[0064] 照明システムＩＬは、偏光調整装置を用いて、ビームＰＢ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。照明システム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。放射ビームの偏光方向は、照明システムＩＬの瞳面にわたって変化してもよい。放射の偏光方向は、照明システム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。例えば、マルチポール照明モードにおいては、放射ビームの各ポールの偏光は、照明システムＩＬの瞳面におけるそのポールの位置ベクトルと概して垂直であってよい。
[0065] 投影システムＰＬの１つ以上の光学特性は、投影システムＰＬを介して投影される放射の偏光状態に依存し得る。例えば、投影システムＰＬの透過は、放射の偏光状態に依存し得る。加えて又は代替的に、基板Ｗにおける放射の相対位相（波面収差）は、投影システムＰＬを介して投影される放射の偏光状態に依存し得る。
[0066] 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大きさの二成分及び±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、光学システムから出射する電磁波の偏光状態は、その光学システムに関するジョーンズマトリクスと光学システム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、光学システムの瞳面にわたって変化する。ジョーンズ瞳は、瞳面及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。ジョーンズ瞳は、投影システムＰＬの瞳面及びフィールド面内の全てのポイントにおいて、投影システムＰＬを介して投影される放射の偏光状態に対する、投影システムＰＬの光学特性（例えば、透過及び位相）の依存性を規定する。
[0067] 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、光学システム用のジョーンズマトリクスを表すことである。スカラー位相及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向きに依存するディアテニュエーションをもたらす。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。
[0068] 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及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。リターダ及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、これらの固有ベクトルは、楕円偏光放射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及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、
Ｊ＝ｔｅｉΦＪｐｏｌ（ｄ，θ）・Ｊｒｅｔ（φ，β） （１）
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、Ｊｐｏｌ（ｄ，θ）は部分偏光子用のジョーンズマトリクスであり、Ｊｒｅｔ（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（Ｊｐｏｌ及びＪｒｅｔ）と偏光独立性部分（ｔ及び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。
[0069] リターデーション(retardation)又は部分偏光は、上述したように、ジョーンズマトリクスにより表される。リターデーションは、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Ｊｒｅｔ（φ，β）及び部分偏光子Ｊｐｏｌ（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、これらは速軸及び遅軸を表し、一方、部分偏光子の場合、それらは明軸及び暗軸を表す。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又はｄ）と、２つの固有状態と電磁放射状態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又はθ）とにより記載される。従って、リターデーション及び部分偏光の両方は、大きさ及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。
[0070] 投影システムＰＬを介して投影される放射の偏光状態は照明システムＩＬによって変化し得るため、投影システムＰＬを介して投影される放射の偏光状態に対する投影システムＰＬの光学特性の依存性を決定することが望ましい。上記したように、投影システムＰＬを介して投影される放射の偏光状態に対する投影システムＰＬの光学特性の依存性を投影システムＰＬのジョーンズ瞳と呼んでもよい。投影システムＰＬのジョーンズ瞳についての知識は、照明システムＩＬによって形成される偏光モードに従って投影システムＰＬを調整するために用いることができる。例えば、照明システムＩＬによって形成される偏光モードが変化した場合、投影システムＰＬを介して投影される放射の偏光状態に対する投影システムＰＬの光学特性の依存性を補償するために投影システムＰＬを調整することができる。
[0071] 投影システムＰＬのジョーンズ瞳の全て又は一部は、投影システムＰＬを介して変動偏光の放射を投影することによって及び投影システムＰＬから出力される放射の特性の結果として生じる変化を測定することによって決定することができる。例えば、直線偏光放射は投影システムＰＬを介して投影され、直線偏光状態の向きを回転させてもよい。投影システムから出力される放射を測定し、かつ測定した放射の変化とともに偏光状態の変化を用いてジョーンズ瞳の全て又は一部を決定することができる。
[0072] 一般的には、投影システムＰＬのジョーンズ瞳は、専用のハードウェアを用いて決定される。例えば、通常はリソグラフィ装置の一部を形成しない複雑な専用の光学素子を用いて変動偏光状態の放射を有する投影システムＰＬをプローブすることができる。専用のハードウェアは、投影システムＰＬの製造の直後に投影システムＰＬのジョーンズ瞳を決定するために使用することができるが、ジョーンズ瞳の後続の決定には利用できない場合がある。例えば、リソグラフィ装置は、投影システムＰＬのジョーンズ瞳に関する情報を有するエンドユーザに提供されるが、エンドユーザ自身が投影システムＰＬのジョーンズ瞳を決定するための手段を全く持っていない場合がある。結果として、投影システムＰＬのジョーンズ瞳のあらゆる変動は検出されない場合がある。
[0073] 投影システムＰＬのジョーンズ瞳は、例えば、投影システムＰＬを形成するレンズ素子の光学特性の変化によって徐々に変化する。それに加えて又は代えて、投影システムＰＬの１つ以上の光学素子（例えば、レンズ素子）は変化し得る。これは、投影システムＰＬ全体としてジョーンズ素子に影響を与え得る。投影システムＰＬのジョーンズ瞳を決定する手段なしでは、リソグラフィ装置のエンドユーザは、ジョーンズ瞳における変化を考慮する方法を有さない。代わりに、エンドユーザは、リソグラフィ装置の納品の際に提供されるジョーンズ瞳情報に依存しなければならない場合がある。
[0074] リソグラフィ装置のエンドユーザが決定を行うことを可能にすることができる投影システムのジョーンズ瞳の全て又は一部を決定する手段を提供することが望ましい。特に、通常リソグラフィ装置の一部を形成しない大規模な専用のハードウェアを必要とすることなく、投影システムのジョーンズ瞳の全て又は一部を決定する手段を提供することが望ましい。本発明のある実施形態によると、照明システムＩＬには、直線偏光放射を有する投影システムＰＬを提供するための装置が設けられる。直線偏光状態の向きは、照明システムＩＬによって変化して、投影システムＰＬに提供される放射の偏光状態を変化させる。投影システムＰＬから出力される放射を測定し、出力放射の１つ以上の特性の変化とともに放射の偏光状態の変化は、投影システムＰＬのジョーンズ瞳の全て又は一部を得るために使用されてよい。投影システムＰＬに可変直線偏光状態を有する放射を提供するために適した装置を含む照明システムＩＬは、投影システムＰＬのジョーンズ瞳の全て又は一部を、有利に、リソグラフィ装置のエンドユーザによって容易に決定できることを可能にする。
[0075] 図２は、本発明のある実施形態による照明システムＩＬの概略図である。照明システムＩＬには、例えば、放射源ＳＯ（図２に示さず）からの放射ビームが提供される。放射ビームＰＢは、レンズアレイ２に入射する。レンズアレイ２は、複数のレンズ素子を含み、各レンズ素子は、放射ビームＰＢの一部を受けて放射ビームＰＢの一部の焦点を合わせてサブビームを形成する。したがって、複数のレンズ素子は、ミラーアレイ６に入射する複数のサブビーム５を形成する。ミラーアレイ６は、向きを調整することができる複数の個別に制御可能な反射要素７を含む。反射要素７の向きは、各サブビーム５が誘導される方向を制御するために調整することができる。反射要素７の向きは、コントローラＣＮによって制御される。コントローラＣＮは、例えば、制御信号に応答して反射要素７の向きを変更するように配置された１つ以上のアクチュエータ（図示せず）に制御信号を提供する。
[0076] サブビーム５は、第１ミラー９に入射するように誘導される。分かりやすくするために、サブビーム５（併せて放射ビームを形成する）は、第１ミラー９に入射した後は図２に示されないが、当然ながら、重なるサブビーム５から形成される放射ビームは、照明システムＩＬの光軸ＯＡに概ね沿って照明システム中を伝搬する。放射ビームは、第２ミラー１１に入射し、これは放射ビームを第１フォーカス光学系１３に誘導する。第１フォーカス光学系１３は、例えば、放射ビームの焦点を偏光調整装置１５に合わせるフーリエレンズを含む。第２フォーカス要素１７は、ディフューザ１９を介してフィールド成形要素２１間で放射ビームの焦点を合わせる。第３フォーカス光学系２３は、放射ビームの焦点を第３ミラー２５に合わせて、照明システムＩＬの像面に存在するパターニングデバイスＭＡにおいて像を形成する。
[0077] 一般に、照明システムＩＬは、パターニングデバイスＭＡが存在する像面に対して共役光軸面である１つ以上のフィールド面を形成することができる。照明システムＩＬは、１つ以上の共役瞳面も形成することができる。瞳面は、フィールド面又は像面とフーリエ関係を有する光軸面であるとみなさてもよく、瞳面内の放射の空間強度プロファイルは、フィールド面又は像面における放射の角度強度プロファイルを決定する。
[0078] 図２に示す照明システムは、単に、照明システムＩＬの例示である。照明システムＩＬは、図２に示すものより多くの光学コンポーネントを含んでよく、また、図２に示すものとは異なるコンポーネントを含んでよく、及び／又は、照明システムの光学コンポーネントは、図２に示すものと異なるように配置されてもよい。
[0079] 照明システムＩＬは、照明システムＩＬの像面に存在するパターニングデバイスＭＡにおいて放射の所望の空間及び角度強度プロファイルを形成するように構成される。パターニングデバイスＭＡにおける放射の空間及び角度強度プロファイルを照明モードと呼んでもよい。照明システムＩＬによって形成された照明モードは、ミラーアレイ６を形成する複数の反射要素７の向きを制御することによって制御することができる。例えば、複数の反射要素７は、照明システムＩＬ中の異なる光学路を通るようにサブビーム５を誘導するように方向付けられ、それによって、パターニングデバイスＭＡに入射する放射は、所望の空間及び角度強度プロファイルを有する。
[0080] 一部の照明モードでは、複数の反射要素７の向きを制御してパターニングデバイスＭＡに入射する放射の角度範囲を制限することができる。照明システムＩＬの像面又はフィールド面における放射の角度範囲を制限することは、照明システムＩＬの瞳面における放射の空間範囲を制限することに相当する。例えば、複数の反射要素７の向きを制御して、放射強度がノンゼロである瞳面における空間領域が２つ以上のポール領域に制限される、いわゆるマルチポール照明モードを形成することができる。
[0081] 図３は、照明システムＩＬがダイポール照明モードを形成したときの瞳面３１における放射の強度分布の概略図である。ダイポール照明モードは、放射強度がノンゼロである２つの正反対のポール領域３３からなる。図３には、さらに、デカルトｚ及びｙ座標を示している。図３に示すｙ方向は、パターニングデバイスＭＡが基板Ｗに対して走査されるスキャン方向を示し、ｘ方向は、スキャン方向に対して垂直な非スキャン方向を示す。さらに、図３では、図３の頁から延びるｚ方向が示されている。ｚ方向は、照明システムＩＬの光軸ＯＡが延びる方向に対応する。
[0082] 例えば、図２からは、放射ビームは、光軸ＯＡが回転する照明システム内の反射を受けることが分かる。本明細書中に言及して図に示されている座標系は、照明システムＩＬの光軸ＯＡを追従して光軸ＯＡによる回転を受けるとみなされる。したがって、ｚ方向は、光軸ＯＡが照明システムＩＬ内の１つ以上の回転を受けるにもかかわらず、照明システムＩＬ内の全ての位置において光軸ＯＡと位置合わせされるとみなされる。
[0083] 図３に示すダイポール照明モードでは、ポール領域３３はｙ方向と位置合わせされる。この理由により、図３に示すダイポール照明モードをｙダイポールと呼んでもよい。ポール領域３３が他の方向に位置合わせされている他のダイポール照明モードを形成してもよい。例えば、ポール領域３３がｘ方向に位置合わせされているｘダイポールモードを形成してもよい。
[0084] 上記したように、偏光調整装置１５は、第１フォーカス要素１３と第２フォーカス要素１７との間に位置する。偏光調整装置１５は、実質的に照明システムＩＬの瞳面３１内に位置する。偏光調整装置１５は、その中を伝搬する放射ビームの偏光状態を調整するように構成される。
[0085] 照明システムＩＬに（例えば、放射源ＳＯから）に提供される放射ビームは、直線偏光されてもよい。例えば、放射の直線偏光方向は、ｙ方向と位置合わせされるか、ｚ方向と位置合わせされるか、又は、ｘ方向及びｙ方向に対してある角度を形成する。偏光調整装置１５への光路に放射ビームＢが入射する光学素子は、通常、放射ビームの偏光状態を維持することができる。したがって、偏光調整装置１５に入射する放射ビームＢは、直線偏光され得る。
[0086] 偏光調整装置１５は、それ自体に入射する直線偏光状態を回転させるように構成される。特に、偏光調整装置１５は、入射する空間配置によって異なる分だけ入射する直線偏光状態を回転させるように構成されてよい。例えば、偏光調整装置１５は、直線偏光状態の回転をもたらす光学活性材料を含み、直線偏光状態の回転度合いは、材料を通る放射の経路長による。例えば、所与の波長の放射の直線偏光状態の回転度合いは、光学活性材料を通る放射の経路長に対しておよそ比例する。ある実施形態では、偏光調整装置１５は、結晶水晶を含む。他の実施形態では、偏光調整装置１５は、１つ以上の異なる光学活性材料を含んでもよい。
[0087] 偏光調整装置１５を形成する光学活性材料の光軸ＯＡに沿った長さは、異なるｘ位置及びｙ位置にて異なり得る。例えば、光学活性材料は、１つ以上のくさび形部分から形成される。光学活性材料の光軸ＯＡに沿った長さが異なるｘ位置及びｙ位置にて異なる場合、光学活性材料を通る放射の経路長は、放射が光学活性材料に入射するｘ位置及びｙ位置に依存する。結果として、直線偏光状態が受ける回転の度合いは、ｚ位置及びｙ位置に依存する。
[0088] 一部の実施形態では、偏光調整装置１５は、偏光方向がｘ−ｙ平面における角度位置に依存する偏光モードを形成するように構成されてよい。図４Ａ及び図４Ｂは、偏光調整装置１５を通過する前及び後の放射ビームの偏光状態の概略図である。図４Ａ及び図４Ｂに示す双方向矢印３７は、異なるｘ位置及びｙ位置における直線偏光の向きを示している。
[0089] 図４Ａは、偏光方向が全てのｘ位置及びｙ位置においてｙ方向と位置合わせされた入力直線偏光状態を示している。図４Ｂは、放射ビームＢが偏光調整装置１５を通過した後の放射ビームＢの偏光状態を示している。図４Ｂに示す実施形態では、偏光の向きは、光軸ＯＡから外側方向に延びる半径方向と実質的に垂直である。つまり、偏光の向きは、光軸ＯＡに対する角度位置の関数である。図４Ｂに示す偏光状態は、横電界（ＴＥ）偏光状態と呼んでもよい。
[0090] 一部の実施形態では、偏光調整装置１５は、照明システムＩＬの瞳面においてＴＥ偏光モードを形成するように構成されてよい。上記したように、偏光調整装置１５は、光学活性材料を通る放射の経路長の関数として放射の偏光方向を回転させるように構成された光学活性材料を含んでもよい。偏光調整装置１５は、光軸ＯＡに対する異なる角度位置において異なる厚さを有して、異なる角度位置において偏光状態の異なる回転度合いをもたらすように構成されてよい。
[0091] 一部の実施形態では、偏光調整装置は、単一の光学素子（例えば、適切に成形された光学活性材料）であってよい。他の実施形態では、偏光調整装置１５は、複数の光学素子を含んでよい。例えば、偏光調整装置１５は、放射ビームの偏光状態の第１変化をもたらすように構成された第１光学素子と、放射ビームの偏光状態の第２変化をもたらすように構成された第２光学素子とを含んでよい。一部の実施形態では、偏光調整装置１５は、放射ビームの偏光状態を調整するように構成された２つより多くの光学素子を含んでもよい。偏光調整装置１５が複数の光学素子を含む実施形態では、異なる光学素子が互いに隣同士に位置してもよい（例えば、照明システムＩＬの瞳面の近く）。他の実施形態では、偏光調整装置１５を形成する異なる光学素子は、照明システムＩＬ内の異なる位置に位置してもよい。一般に、偏光調整装置１５は、直線偏光の向きがｘ−ｙ平面内の異なる位置において異なる偏光状態を提供するように構成された１つ以上の光学素子を含む。
[0092] 図４Ａ及び図４Ｂに示す図では、放射ビームは、瞳領域３９を実質的に埋めるとみなされる。しかし、上記したように、複数の反射要素７は、瞳面内の放射の空間強度プロファイルが、放射強度がノンゼロである１つ以上の離散領域に限定されるように方向付けられてもよい。例えば、複数の反射要素７は、瞳面内の空間強度プロファイルが、放射強度がノンゼロである２つの正反対のポール領域に限定されるダイポール照明モードを形成するように方向付けられてもよい（図３に示すように）。
[0093] 偏光調整装置１５が照明システムの瞳面内に位置し、かつ複数の反射要素が、放射の強度がノンゼロである瞳面の範囲を制限するように方向付けられた場合、偏光調整装置１５から出力される放射の偏光の向きの範囲を制限することができる。結果として、偏光調整装置１５から出力される放射の偏光の向きは、放射が誘導される偏光調整装置１５の領域を制御する（すなわち、複数の反射要素７によって形成された照明モードを制御する）ことによって制御することができる。これは、図５と関連して示されている。
[0094] 図５は、照明システムＩＬの瞳面内に形成され得る異なるダイポールモードの概略図である。図５には、さらに、偏光調整装置１５が瞳面内に形成されるように構成され得るＴＥ偏光モードを表す双方向矢印３７が示されている。以下にさらに説明されるように、ＴＥ偏光モードでは、偏光の向きは、瞳面３９にわたって対称的であり、それによって、２つの正反対のダイポール領域は、実質的に同じ偏光を有する。
[0095] 図５に示す格子模様のダイポール領域３３ａは、ダイポール３３ａがｙ方向に位置合わせされているｙダイポール照明モードを表す。ｙダイポール照明モードを形成する両方のダイポール領域３３ａは、ｘ方向と位置合わせされた直線偏光を有することが、図５から分かる。図５には、さらに、ダイポール３３がｘ方向に位置合わせされたｘダイポール照明モードを表す点付きのダイポール領域３３ｂがある。ｘダイポール照明モードを形成する両方のダイポール領域３３ｂは、ｙ方向と位置合わせされた直線偏光を有することが図５から分かる。図５には、さらに、第３ダイポール照明モードを表す斜線のダイポール領域３３ｃが示されており、ここでは、ダイポール３３ｃはｘ方向及びｙ方向の両方に対して約４５°で位置合わせされる。第３照明モードを形成する両方のダイポール領域３３ｃが、ｘ方向及びｙ方向の両方に対して約４５°で位置合わせされた直線偏光を有することが図５から分かる。
[0096] ＴＥ偏光モードが、光軸ＯＡを通って瞳領域３９の直径にわたって延びる任意のラインに対して反射対称性を有することが、図４Ｂ及び図５から分かる。ＴＥ偏光モードの対称性により、正反対のダイポール領域を含む任意のダイポール照明モード（例えば、図５に関連して上記で述べたｘダイポール、ｙダイポール及び第３ダイポール照明モード）は、各ダイポール領域内で実質的に同じ偏光の向きを有する。しかし、ｘダイポール、ｙダイポール及び第３ダイポール照明モードは、互いに異なるｘ位置及びｙ位置にて配置されるダイポール領域を含むため、３つのダイポール照明モードの偏光の向きは互いに異なる。したがって、照明システムＩＬから出力される放射の偏光の向きは、ダイポール照明モードの回転によって変更される（例えば、ｘダイポール照明モードからｙダイポール照明モード又は第３照明モードへ、あるいはその逆）。
[0097] 図５に示す３つのダイポール照明モードに加えて、図５に示すものとは異なって位置合わせされるダイポール領域を含む他のダイポール照明モードが形成されてもよいことが理解されよう。一般には、あらゆる出力偏光の向きを選択することを可能にするあらゆるダイポールの向きを形成することができる。したがって、照明システムＩＬから出力される放射の偏光の向きは、ダイポール照明モードの向きを制御することによって制御することができる。例えば、ダイポール照明モードは、照明システムＩＬから出力される放射の偏光状態を回転させるために回転される（例えば、ｘダイポール照明モードからｙダイポール照明モードに向かって）。
[0098]照明システムから出力される放射の偏光状態は、異なる偏光状態を有する投影システムＰＬをプローブするために変更してもよい（例えば、上記したようにダイポール照明モードを回転させることによって）。例えば、照明システムＩＬから出力される放射の偏光状態は変更されてよく、また、投影システムＰＬから出力される放射の１つ以上の特性は、偏光状態に対する１つ以上の光学特性の依存性を導き出すために測定されてよい。このように、投影システムＰＬのジョーンズ瞳の全て又は一部を決定することができる。
[0099] 上記したように、ダイポール照明モードの向きを変更することによって照明システムから出力される放射の偏光の向きを変更することは、照明システムＩＬに既に含まれている装置を用いて行うことができるため、有利である。例えば、照明システムＩＬは、既に偏光調整装置１５を含み、かつ既に複数の反射要素７を含んでもよい。この向きは、照明システムＩＬによって形成される照明モードを制御するために制御することができる。したがって、リソグラフィ装置ＬＡのエンドユーザは、単に反射要素７の向きを変更してダイポール照明モードの向きを変更することによって照明システムＩＬから出力される放射の偏光の向きを変更する。これにより、エンドユーザは、さらなる専用のハードウェアを必要とせず、異なる偏光状態を有する投影システムＰＬをプローブすることができる。
[00100] 上記で説明したように、照明システムＩＬの瞳面における放射の空間強度分布は、照明システムＩＬのフィールド面又は像面内の放射の角度強度プロファイルを決定する。ダイポール照明モードでは、空間強度プロファイルは、瞳面内の２つのポール領域に限定される。結果として、フィールド面又は像面内の角度強度プロファイルは、２つの角領域に限定される。したがって、さらなる光学素子が存在しない場合、ダイポール照明モードが使用されるときに投影システムＰＬを通って伝搬する放射は、その角度及び空間範囲で制限される。結果として、放射は、投影システムＰＬを形成するレンズ素子の限定領域のみを通って伝搬する。さらに、放射が伝搬するレンズ素子の領域は、ダイポールの向きの変化によって変化し得る。
[00101] 投影システムＰＬを形成するレンズ素子の限定領域中のみを放射が伝搬する場合、投影システムＰＬの偏光依存特性について得られた情報は、レンズ素子の所与の領域に限定され得る。さらに、ダイポールの向きに対する放射が中を伝搬するレンズ素子の領域の依存性は、偏光依存効果を他の効果から分けることを難しくさせ得る。例えば、ダイポールの向きの変化とともに投影システムＰＬから出力される放射の光学特性を測定した変化は、放射が中を伝搬するレンズ素子の領域又は放射の偏光状態の変化により得る。結果として、投影システムＰＬの偏光依存特性を決定することは困難となり得る。
[00102] 少なくとも上記の理由により、投影システムＰＬの偏光依存特性を決定するとき、放射が中を伝搬する投影システムＰＬのレンズ素子の領域の範囲を増大させることが望ましい。さらに、投影システムＰＬの偏光依存特性を決定するとき、照明モード（すなわち、ダイポール照明モード）の向きに対する、放射が中を伝搬する投影システムＰＬのレンズ素子の領域の依存性を減少させることが望ましい。これらの目標を達成するためには、図２に示すように、照射システムＩＬ中の放射の光路内にディフューザ１９が位置している。
[00103] ディフューザ１９は、放射の偏光状態を維持しながら放射が伝搬する角度の範囲を増大させるように構成される。つまり、ディフューザ１９は、放射の偏光状態を維持しながら放射が光軸ＯＡと形成する角度の範囲を増大させるように構成される。ディフューザは、例えば、放射が粗面中を伝搬するにつれて放射の伝搬の方向を変化させるように構成された粗面を含む光学素子を備える。
[00104] 一部の実施形態では、ディフューザ１９は、一片のすりガラスを含む。すりガラスは、粗面を含み、この粗面は、例えば、表面をサンドブラスト（sandblast）することによって形成されてもよい。放射が粗面中を伝搬するにつれて、放射の伝搬の方向が変更される。粗面中の放射の伝搬の方向の変化は、粗面を通る放射の異なる光線に対して異なる場合があり、それによって、放射の光線が光軸ＯＡと形成する角度の範囲を増大させる。
[00105] 他の実施形態では、ディフューザ１９は、一片のすりグラスの他に１つ以上の光学素子を含んでもよい。一部の実施形態では、ディフューザ１９は、例えば、ホログラフィックディフューザを含んでもよい。ホログラフィックディフューザは、ホログラフィックエッチが形成される材料（例えば、ポリカーボネート材料）を含んでもよい。すりガラスディフューザ及びホログラフィックディフューザは、表面における散乱効果による拡散をもたらす、いわゆる表面ディフューザの例である。一般には、表面ディフューザは、放射の偏光状態を維持する。したがって、表面ディフューザの使用は、本発明の実施形態では好ましい場合がある。一般には、ディフューザ１９は、放射の偏光状態を維持しながら、放射が伝搬する角度の範囲を増大させるように構成された任意の光学素子又は光学素子の組み合わせを含んでもよい。
[00106] 一部の実施形態では、ディフューザ１９は、照明システムＩＬの瞳面とフィールド面との間に配置されてもよい。例えば、ディフューザ１９は、照明システムＩＬのフィールド面の少し前又は後に位置決めされてよい。図２に示す実施形態では、ディフューザは、フィールド成形要素２１の少し前に位置決めされている。フィールド成形要素２１は、照明システムＩＬの実質的にフィールド面に位置決めされてよい。フィールド成形要素２１は、フィールド面内の放射ビームＢの外側限界を規定するために光軸ＯＡに対して移動可能であってよい。したがって、フィールド成形要素２１の位置は、フィールド面内の放射ビームの形状を制御するために制御することができる。
[00107] 一般には、放射を照明システムＩＬの瞳領域中に散乱させるために、ディフューザ１９を照明システムＩＬのフィールド面の近くに位置決めすることが好ましい場合がある。ディフューザ１９をフィールド面により近くに移動させることは、瞳面に見られる放射の散乱の度合いを有利に増大させる。しかし、ディフューザ１９がフィールド面に配置される場合、ディフューザ１９の構造（例えば、粗面）は、照明システムＩＬのフィールド面又は像面に結像される場合がある。したがって、ディフューザ１９をフィールド面の少し前又は少し後に位置決めさせて、ディフューザの構造がフィールド面又は像面に結像されることを回避しながら瞳面内の放射の良好な散乱を提供することが望ましい場合がある。
[00108] ディフューザ１９は、放射が照明システムＩＬの射出瞳を実質的に埋める程度に放射が光軸ＯＡと形成する角度の範囲を増大し得る。図６Ａ〜図６Ｃは、異なる偏光状態を有する照明システムＩＬの射出瞳４１ａ〜４１ｃの概略図である。図６Ａに示す出射瞳４１ａは、ｘ方向に位置合わせされた偏光を有する放射を含む。図６Ａに示す射出瞳４１ａは、例えば、図５に示すｙダイポール照明モード３３ａを形成し、かつ照明モードをディフューザ１９中に通すことから結果として生じる。図６Ｂに示す射出瞳４１ｂは、ｙ方向に位置合わせされた偏光を有する放射を含む。図６Ｂに示す射出瞳４１ｂは、例えば、図５に示すｘダイポール照明モード３３ｂを形成し、かつ照明モードをディフューザ１９中に通すことから結果として生じる。図６Ｃに示す射出瞳４１ｃは、ｘ方向及びｙ方向に対して約４５°にて位置合わせされる偏光を有する放射を含む。図６Ｃに示す射出瞳４１ｃは、例えば、図５に示す第３照明モード３３ｃを形成し、かつ照明モードをディフューザ１９中に通すことから結果として生じる。
[00109] ３つの射出瞳４１ａ〜４１ｃは、３つの別個の偏光状態を有して図６Ａ〜図６Ｃに示されているが、その代わりに、異なる偏光状態を有する他の射出瞳が形成され得る。例えば、上記したようにＴＥ偏光モードを形成するように構成された偏光調整装置１５を用いることと、ダイポールを形成して照明モードをディフューザ１９中に通すことは、所望の直線偏光の向きを有する射出瞳が、ダイポール照明モードの回転によって形成されて所望の偏光の向きを選択することを可能にし得る。
[00110] 偏光調整装置がＴＥ偏光モードを形成するように構成された実施形態が上記で述べられたが、他の実施形態では、偏光調整装置は、他の偏光モードを形成するように構成されてよい。図７は、偏光調整装置の別の実施形態によって形成され得る偏光モードの概略図である。図７の双方向矢印３７は、異なるｘ位置及びｙ位置における偏光の向きを示す。図４Ｂに示すＴＥ偏光モードと同様に、図７に示す偏光モードでは、偏光の向きは、光軸ＯＡに対する角度位置の関数である。特に、偏光状態は、全ての位置において光軸ＯＡから外側に延びる半径方向と実質的に平行である。図７に示す偏光モードを、横磁場（ＴＭ）偏光状態と呼んでもよい。
[00111] ＴＥ偏光モードと同様に、図７に示すＴＭ偏光モードは、光軸ＯＡを通って瞳領域３９の直径にわたって延びる任意のラインに対して反射対称性を有する。結果として、瞳面内に２つの正反対のダイポール領域を含むダイポール照明モードが形成された場合、２つのダイポール領域は、実質的に同じ偏光の向きを有する。ダイポール領域の偏光の向きは、ダイポール領域を光軸ＯＡのまわりで回転させることによって変更することができる。したがって、光軸ＯＡのまわりのダイポール照明モードの回転によって照明システムＩＬから出力される直線偏光の向きを制御するために、図７に示すように、ＴＭ偏光モードを形成するように構成された偏光調整装置は、上記のＴＥ偏光モードを形成するように構成された偏光調整装置と同様の方法で使用してもよい。
[00112] 他の実施形態では、偏光調整装置は、上記のＴＥ偏光状態及びＴＭ偏光状態以外の偏光状態を形成するように構成されてよい。一般には、偏光調整装置は、照明システムの光軸ＯＡと垂直である平面（例えば、照明システムＩＬの瞳面）における異なる位置において向きが異なる直線偏光放射を含むあらゆる偏光状態を形成するように構成されてよい。偏光調整装置は、直線偏光放射を受けるように配置され、かつ直線偏光の向きを異なる位置で異なるように回転させるように構成された任意の光学素子又は光学素子の組み合わせであってもよい。
[00113] 上記したように、コントローラＣＮは、複数の反射要素７の向きを制御して放射が誘導される方向を制御し、かつ放射が中で誘導される偏光調整装置の領域を制御することができる。偏光調整装置を通るように放射を誘導するために使用される複数の反射要素７について特定の言及がなされたが、他の実施形態では、偏光調整装置の１つ以上の領域を通るように放射を誘導するために別の装置を使用してもよい。一般には、偏光調整装置の１つ以上の領域を通るように直線偏光放射を誘導するように動作可能であるあらゆる誘導装置を使用してもよい。コントローラＣＮは、誘導装置を制御して、放射が中へと誘導される偏光調整装置の１つ以上の領域を制御するように構成される。特に、コントローラＣＮは、放射が中へと誘導される偏光調整装置の領域を、実質的に同じ量だけ直線偏光状態の向きを回転させるように構成された１つ以上の領域に限定されるように構成されてよい。結果的に、偏光調整装置から出力される放射は、実質的に同じ直線偏光状態を有する。
[00114] 一部の実施形態では、偏光調整装置から出力される放射の偏光状態は、放射が偏光調整装置に入射する位置の強い関数である。例えば、１つ以上のポール領域が形成されて偏光調整装置を通るように誘導される場合、ポール領域中の放射は、偏光調整装置から出力された後に実質的に同じ偏光状態を有し得る。しかし、ポール領域の異なる部分は、偏光調整装置の僅かに異なる部分を通過する。結果的に、偏光調整装置から出力されるポール領域の異なる部分の偏光状態に小さい違いが存在し得る。したがって、本明細書中には、放射が偏光調整装置中に通る経路の小さい違いによって存在し得る偏光状態の小さい違いを考慮するために、実質的に同じ偏光の向き又は実質的に単一の偏光の向きを有する放射について言及している。
[00115] 上記で簡単に説明したように、照明システムＩＬから出力されかつ投影システムＰＬに入力される放射の偏光状態を変更することは、放射の偏光状態に対する投影システムＰＬの透過の依存性を決定することができる。偏光の変化とともに投影システムＰＬの透過の変化をディアテニュエーションと呼んでもよい。それに加えて又は代えて、照明システムＩＬから出力されかつ投影システムＰＬに入力される放射の偏光状態を変更することは、放射の偏光状態に対する投影システムＰＬから出力される放射の位相の依存性を決定することができる。位相の変化とともに偏光の変化をリターデーションと呼んでもよい。
[0116] 投影システムの透過は、１つ以上のセンサを用いて投影システムから出力される放射の強度を測定することによって測定することができる。一部の実施形態では、透過イメージセンサと呼ぶこともあるセンサセットアップを使用してもよい。透過イメージセンサは、照明システムの像面内（例えば、図１及び図２に示すパターニングデバイスＭＡの位置）に位置決めされた測定パターニングデバイスを含んでもよい。測定パターニングデバイスは、透過放射が投影システムＰＬに入ることができるように放射を透過させる測定パターニングデバイス内に１つ以上の平行なスリット又は開口を含んでもよい。測定パターニングデバイス内の開口又はスリットにおいて透過される放射を測定ビームと呼んでもよい。測定パターニングデバイスは、一連の開口又はスリットを含んで、投影システムＰＬを通って投影される一連の測定ビームを形成することができる。
[00117] １つ以上のセンサは、投影システムＰＬから出力される１つ以上の測定ビームを受けるように配置されてよい。センサは、１つ以上のディテクタ領域を含み、各ディテクタ領域は、測定ビームを受けて透過させるように配置された透過型開口又はスリットと透過された測定ビームを受けるように配置された放射ディテクタとを備えてよい。１つ以上の開口又はスリットは、投影システムＰＬの像面に実質的に位置決めされてよい。１つ以上の放射ディテクタは、投影システムＰＬの瞳面に実質的に位置決めされてよい。１つ以上の放射ディテクタは、測定ビームの強度を測定するように構成され、この測定ビームから投影システムの透過を導き出すことができる。
[00118] 一部の実施形態では、複数の測定ビームが測定パターニングデバイスにて形成され、かつ複数のディテクタ領域おいて測定されてよい。複数の測定ビームの測定は、投影システムＰＬの透過が、投影システムＰＬのフィールド面又は像面内の複数の配置で決定されることを可能にできる。
[00119] 上記したように、投影システムＰＬの透過は、投影システムＰＬのディアテニュエーションを決定するために複数の異なる偏光状態に対して測定することができる。ディアテニュエーションは、投影システムＰＬのフィールド面又は像面内の複数の異なる配置において決定することができる。
[00120] 図８は、投影システムを通って投影される直線偏光状態の向き（度数で示す）の関数としての投影システムＰＬの透過の変化率の概略図である。図８に示す四角及び三角は、異なる偏光の向きで行われた測定を表す。投影システムＰＬの透過は、偏光の向きが回転するにつれて周期的に増加及び減少することが図８から分かる。投影システムＰＬの透過の変動は、本来は概ね折曲状である。測定データにフィットされた正弦曲線も図８に示している。
[00121] 上記で述べたように、ディアテニュエーションの測定に加えて又は代えて、放射の偏光状態に対する投影システムを通って投影される放射の相対位相の依存性を決定することができる。相対位相は、シアリング干渉法測定を用いて測定することができる。シアリング干渉法測定は、例えば、１つ以上の透過型回折格子を含む測定パターニングデバイスを用いて行ってもよい。測定パターニングデバイスは、照明システムＩＬの像面に位置決めされてよい。１つ以上の回折格子において透過される放射は、投影システムＰＬによって投影システムＰＬの像面上に投影された１つ以上の測定ビームを形成する。１つ以上のセンサは、投影システムＰＬから出力される１つ以上の測定ビームを受けて測定するように配置されてよい。
[00122] センサは、１つ以上のディテクタ領域を含んでもよい。各ディテクタ領域は、透過型回折格子及び回折格子において透過された測定ビームを受けて測定するように配置された放射センサを含む。放射センサは、放射センサに入射する放射のパワーを、位置の関数として測定するように構成されてよい。一部の実施形態では、センサは、一連の回折格子の後方に位置決めされたディテクタ要素のアレイ（例えば、ＣＣＤアレイ）含んでもよい。各回折格子は、測定ビームを透過させる。回折格子によって透過される各測定ビームのパワーは、ディタクタ要素のアレイにおける位置の関数として測定することができる。
[00123] 位相情報を得るために、センサ及び／又は測定パターニングデバイスは、互いに対してステップ及び／又はスキャンされてそれらの相対位置を変更することができる。測定パターニングデバイス及び／又はセンサの相対運動から結果として生じる１つ以上の放射センサにおける測定放射の変化は、センサに入射する放射の相対位相についての情報を得るために使用することができる。一部の実施形態では、測定パターニングデバイス及び／又はセンサは、１つより多い方向において互いに対して移動することができる。これにより、完全な二次元の波面についての情報を測定から得ることができる。波面測定は、投影システムＰＬの像面内のいくつかの異なる位置に配置された、いくつかの異なるディテクタ領域において行うことができる。これにより、波面情報を、投影システムＰＬの像面内の異なる位置にて決定することを可能にする。
[00124] 上記で述べたように、シアリング干渉法を用いた波面測定は、いくつかの異なる偏光の向きに対して行うことができる。これにより、偏光の向きに対する波面収差の依存性を決定することができる。上記のディアテニュエーション測定と同様に、波面測定は、一連の異なる偏光の向きにおいて行われてもよく、かつ測定は、全ての偏光の向きに対する正弦曲線にフィットされてもよい。
[00125] 一部の実施形態では、投影放射の相対位相を決定するために使用された同じセンサセットアップを用いて、投影システムＰＬの透過を決定することができる。
[00126] 一部の実施形態では、測定は、複数の異なる偏光調整装置構成を用いて行うことができる。例えば、ＴＥ偏光モードを形成するように構成された偏光調整装置は、最初に使用され、ダイポール照明モードの向きを変更して異なる直線偏光状態の向きを出力することができる。投影システムＰＬの透過及び／又は出力位相の測定は、各々の異なる出力直線偏光の向きにおいて測定することができる。その後、異なる出力直線偏光の向きにおけるさらなる測定は、ＴＭ偏光モードを形成するように構成された偏光調整装置を用いて行うことができる。ＴＭ偏光モードを形成するように構成された偏光調整装置を用いて行われた測定は、ＴＥ偏光モードを形成するように構成された偏光調整装置を用いて行われた測定と比較してもよい。このような比較は、行われた測定に対する特定の偏光調整装置のあらゆる潜在的な影響についての情報を提供することができる。
[00127] 一部の実施形態では、照明システムＩＬの構成は、非偏光放射を出力するために調整されてよい。例えば、放射を非偏光させるように構成された１つ以上の光学素子は、照明システムＩＬ中を伝搬する放射の光路内に配置されてよい。投影システムＰＬから出力される放射の測定を行ってもよく、かつ直線偏光放射が照明システムＩＬから出力されたときに行われる測定と比較してもよい。これにより、偏光変化の効果を、偏光依存効果以外の光学効果から分けることができる。例えば、投影システムＰＬは、位相収差を引き起こし、及び／又は放射の偏光状態に依存しない光学効果によって放射を減衰してもよい。非偏光放射を用いた測定は、偏光放射を用いて行われた測定と比較して、偏光依存効果を非偏光依存効果から分けることができる。
[00128] 複数の異なる偏光状態に対して行われる波面及び透過測定を用いて、投影システムＰＬのリターデーションマップ及びディアテニュエーションマップをそれぞれ得ることができる。投影システムＰＬのリターデーションマップ及びディアテニュエーションマップは、入力放射ビームの偏光が投影システムＰＬによってどのように偏光されるかを決定するために必要である少なくとも一部の重要なパラメータを含む。投影システムのリターデーションマップ及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よい。メモリは、例えば、投影システムＰＬを含むリソグラフィ装置の一部を形成するか又はそれに関連する。投影システムのリターデーションマップ及びディアテニュエーションマップは、メモリから続いて取り出すことができる。
[00129] リソグラフィ装置の続いて起こる使用の間、異なる照明モード及び／又は異なる偏光モードを用いてパターニングデバイスＭＡを照明してパターンを基板Ｗに付与することができる。投影システムＰＬのリターデーションマップ及びディアテニュエーションマップを用いて、異なる照明モード及び／又は異なる偏光モードに対する投影システムＰＬのレンズ素子の適切な構成を決定することができる。レンズ素子の決定構成をもたらすために、投影システムのレンズ素子は、調整手段ＰＡを用いて調整することができる。
[00130] 一部の実施形態では、投影システムＰＬのリターデーション又はディアテニュエーションマップのうちの一方のみが決定される。他の実施形態では、投影システムＰＬのリターデーションマップ及びディアテニュエーションマップの両方が決定される。
[00131] 以上、本発明の具体的な実施形態を説明してきたが、本発明は、上述以外の態様で実施できることが明らかである。上記の説明は、制限を意図したものではない。

Claims (14)

  1. リソグラフィ装置のための照明システムであって、前記照明システムは、
    直線偏光放射を受けるように配置された偏光調整装置であって、直線偏光の向きを異なる分だけ回転させるように構成された複数の領域を含む偏光調整装置と、
    前記偏光調整装置の前記複数の領域を通るように前記直線偏光放射を誘導するように動作可能な誘導装置と、
    前記偏光調整装置の前記複数の領域のうちのどの領域を放射が通るように誘導されるかを制御するために前記誘導装置を制御するように構成されたコントローラであって、前記コントローラは、前記偏光調整装置の領域のうちのどの領域を、放射が通って、前記直線偏光の前記向きを実質的に同じ分だけ回転させるように構成された前記複数の領域に誘導されるかを限定するように構成され、それによって、前記偏光調整装置から出力される放射は、実質的に単一の直線偏光の向きを有する、コントローラと、
    ディフューザであって、前記偏光調整装置から出力される放射を受け、かつ前記放射の前記偏光状態を実質的に維持しながら前記放射が伝搬する角度の範囲を増大させて前記照明システムの射出瞳を実質的に単一の偏光の向きを有する放射で実質的に埋めるように構成されたディフューザとを備える、照明システム。
  2. 前記コントローラは、前記偏光調整装置の前記複数の領域のうちのどの領域を放射が通るように誘導されるかを変更するために前記誘導装置を制御するように動作可能であり、それによって、前記偏光調整装置から出力される前記放射の前記直線偏光の向きを変更する、請求項１に記載の照明システム。
  3. 前記コントローラは、前記偏光調整装置の前記領域のうちのどの領域を放射が通って２つの正反対のポール領域に誘導されるかを限定するように動作可能である、請求項１又は２に記載の照明システム。
  4. 前記コントローラは、光軸を中心として前記ポール領域を回転させるために前記誘導装置を制御するように動作可能である、請求項２又は３に記載の照明システム。
  5. 前記偏光調整装置の全て又は一部は、前記照明システムの瞳面内に実質的に位置している、請求項１〜４のいずれかに記載の照明システム。
  6. 前記偏光調整装置は、直線偏光状態の回転をもたらすように構成された光学活性材料から形成される１つ以上の光学素子を含み、前記直線偏光状態の回転の度合いは、前記材料を通る放射の経路長に依存する、請求項１〜５のいずれかに記載の照明システム。
  7. 前記偏光調整装置は、前記偏光調整装置によってもたらされる直線偏光状態の回転の度合いが、前記偏光調整装置の光軸に対する角度位置に依存するように構成される、請求項１〜６のいずれかに記載の照明システム。
  8. 前記偏光調整装置は、前記偏光調整装置によってもたらされる直線偏光状態の回転の度合いが、前記偏光調整装置の光軸を通過するラインに対して対称的であるように構成される、請求項７に記載の照明システム。
  9. リソグラフィ装置であって、
    放射ビームを提供するように配置された請求項１〜８のいずれかに記載の照明システムと、
    前記放射ビームの断面にパターンを付与する機能を果たすパターニングデバイスを支持するためのサポート構造と、
    パターン付き放射ビームを像面上に投影するための投影システムとを備える、リソグラフィ装置。
  10. 前記像面上に投影される放射の１つ以上の特性を測定するように構成されたセンサ装置をさらに備え、前記センサ装置は、前記像面上に投影される放射の強度を測定するように構成され、及び／又は、前記像面上に投影される放射の相対位相を測定するように構成される、請求項９に記載のリソグラフィ装置。
  11. 照明システムによって提供された放射ビームの偏光の向きを制御する方法であって、前記方法は、
    直線偏光放射を受けることと、
    誘導装置を用いて、偏光調整装置の複数の領域を通るように前記直線偏光放射を誘導することであって、前記偏光調整装置は、直線偏光の向きを異なる分だけ回転させるように構成される前記複数の領域を含む、ことと、
    前記偏光調整装置の前記複数の領域のうちのどの領域を放射が通るように誘導されるかを制御するために前記誘導装置を制御することであって、前記誘導装置は、前記偏光調整装置の領域のうちのどの領域を、放射が通って、前記直線偏光の前記向きを実質的に同じ分だけ回転させるように構成された前記複数の領域に誘導されるかを限定するように制御され、それによって、前記偏光調整装置から出力される放射は、実質的に単一の直線偏光の向きを有する、ことと、
    ディフューザを用いて、放射の前記偏光状態を実質的に維持しながら前記放射が伝搬する角度の範囲を増大させて前記照明システムの射出瞳を実質的に単一の偏光の向きを有する放射で実質的に埋めることとを含む、方法。
  12. 前記偏光調整装置の前記複数の領域のうちのどの領域を放射が通るように誘導されるかを変更するために前記誘導装置を制御し、それによって、前記偏光調整装置から出力される前記直線偏光の向きを変更することをさらに含む、請求項１１に記載の方法。
  13. 投影システムを通って前記照明システムから出力される放射を誘導することと、前記投影システムから出力される放射の１つ以上の特性を測定することと、測定値から前記投影システムの１つ以上の特性を決定することをさらに含む、請求項１１又は１２に記載の方法。
  14. 前記１つ以上の特性は、前記放射の前記偏光状態に依存する特定の透過率をもたらす前記投影システムのディアテニュエーション、又は、前記放射の前記偏光状態に依存する特定の位相変化をもたらす前記投影システムのリターダンスを含む、請求項１３に記載の方法。
JP2018505443A 2015-08-21 2016-07-25 リソグラフィ方法及び装置 Active JP6659827B2 (ja)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP15181900.0 2015-08-21
EP15181900 2015-08-21
PCT/EP2016/067615 WO2017032525A1 (en) 2015-08-21 2016-07-25 Lithographic method and apparatus

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2018523849A JP2018523849A (ja) 2018-08-23
JP6659827B2 true JP6659827B2 (ja) 2020-03-04

Family

ID=53938237

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2018505443A Active JP6659827B2 (ja) 2015-08-21 2016-07-25 リソグラフィ方法及び装置

Country Status (5)

Country Link
US (1) US10401734B2 (ja)
JP (1) JP6659827B2 (ja)
NL (1) NL2017222A (ja)
TW (1) TWI649633B (ja)
WO (1) WO2017032525A1 (ja)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111316168B (zh) * 2017-10-31 2022-04-01 Asml荷兰有限公司 量测设备、测量结构的方法、器件制造方法

Family Cites Families (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007048996A (ja) * 2005-08-11 2007-02-22 Nikon Corp 照明光学装置の調整方法、照明光学装置、露光装置、およびデバイスの製造方法
JP4798489B2 (ja) * 2006-01-23 2011-10-19 株式会社ニコン 光学特性計測方法及び装置、並びに露光装置
JP2007198896A (ja) 2006-01-26 2007-08-09 Canon Inc 計測方法
JP2008098604A (ja) 2006-09-12 2008-04-24 Canon Inc 露光装置及びデバイス製造方法
US8040492B2 (en) * 2007-11-27 2011-10-18 Carl Zeiss Smt Gmbh Illumination system of a microlithographic projection exposure apparatus
DE102008009601A1 (de) * 2008-02-15 2009-08-20 Carl Zeiss Smt Ag Optisches System für eine mikrolithographische Projektionsbelichtungsanlage sowie mikrolithographisches Belichtungsverfahren
NL1036771A1 (nl) 2008-04-22 2009-10-26 Asml Netherlands Bv Illumination System and Lithographic Method.
NL1036786A1 (nl) 2008-05-08 2009-11-11 Asml Netherlands Bv Lithographic apparatus and method.
DE102009025362A1 (de) 2008-08-01 2010-02-04 Carl Zeiss Smt Ag Variabel einstellbare Streuscheibe für Projektionsbelichtungsanlage
JP5355699B2 (ja) 2008-10-20 2013-11-27 カール・ツァイス・エスエムティー・ゲーエムベーハー 放射線ビームを案内するための光学モジュール
DE102009015393B3 (de) 2009-03-20 2010-09-02 Carl Zeiss Smt Ag Messverfahren und Messsystem zur Messung der Doppelbrechung
JP2010283101A (ja) * 2009-06-04 2010-12-16 Nikon Corp 偏光子ユニット、照明光学系、露光装置、およびデバイス製造方法
DE102010001336B3 (de) 2010-01-28 2011-07-28 Carl Zeiss SMT GmbH, 73447 Anordnung und Verfahren zur Charakterisierung der Polarisationseigenschaften eines optischen Systems
KR101774607B1 (ko) 2010-02-03 2017-09-04 가부시키가이샤 니콘 조명 광학 장치, 조명 방법, 및 노광 방법 및 장치
EP2369413B1 (en) * 2010-03-22 2021-04-07 ASML Netherlands BV Illumination system and lithographic apparatus
DE102010029339A1 (de) 2010-05-27 2011-12-01 Carl Zeiss Smt Gmbh Optisches System für eine mikrolithographische Projektionsbelichtungsanlage sowie mikrolithographisches Belichtungsverfahren
DE102012200371A1 (de) * 2012-01-12 2013-07-18 Carl Zeiss Smt Gmbh Optisches System für eine mikrolithographische Projektionsbelichtungsanlage sowie mikrolithographisches Belichtungsverfahren
DE102012200370A1 (de) 2012-01-12 2013-08-01 Carl Zeiss Smt Gmbh Verfahren zum Herstellen eines polarisationsbeeinflussenden optischen Elements, sowie polarisationsbeeinflussendes optisches Element
DE102012217769A1 (de) * 2012-09-28 2014-04-03 Carl Zeiss Smt Gmbh Optisches System für eine mikrolithographische Projektionsbelichtungsanlage sowie mikrolithographisches Belichtungsverfahren

Also Published As

Publication number Publication date
TWI649633B (zh) 2019-02-01
US20180224751A1 (en) 2018-08-09
JP2018523849A (ja) 2018-08-23
NL2017222A (en) 2017-02-27
US10401734B2 (en) 2019-09-03
TW201712441A (zh) 2017-04-01
WO2017032525A1 (en) 2017-03-02

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4489783B2 (ja) リソグラフィ投影装置およびデバイス製造方法
KR102021450B1 (ko) 공정 윈도우 식별자
KR101518188B1 (ko) 조명 광학 장치, 노광 장치, 노광 방법 및 디바이스 제조 방법
JP4394628B2 (ja) リソグラフィ装置のアポディゼーション測定
KR100801271B1 (ko) 리소그래피 장치, 애널라이저 플레이트, 서브어셈블리,투영시스템 및 패터닝수단의 파라미터 측정방법
TWI477920B (zh) 用於微影裝置及方法之照明器
US10175586B2 (en) Lithographic method and apparatus
US7573563B2 (en) Exposure apparatus and device manufacturing method
US8049864B2 (en) Device manufacturing method and lithographic apparatus
JP4090449B2 (ja) リソグラフィック投影装置及びデバイス製造方法
JP4116637B2 (ja) 楕円偏光計、測定デバイス及び方法並びにリソグラフィ装置及び方法
JP2007013153A (ja) リソグラフィ装置及びリソグラフィ方法
JP2007194600A (ja) リソグラフィ装置およびデバイス製造方法
JP6659827B2 (ja) リソグラフィ方法及び装置
JP4277016B2 (ja) 照明アセンブリ、放射線ビームを供給する方法、リソグラフィ投影装置およびデバイス製造方法
KR20080059625A (ko) 리소그래피 장치 및 제어 방법
KR20040078902A (ko) 메트롤로지의 라우팅 및 조종을 위한 디바이스 및 방법
JP6952136B2 (ja) リソグラフィの方法及び装置
JP5930350B2 (ja) マイクロリソグラフィ投影露光装置の光学系を調節する方法

Legal Events

Date Code Title Description
A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20180316

A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20180316

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20190226

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20190301

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20190528

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20191007

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20191223

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20200108

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20200206

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 6659827

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250