TWI537685B - 特徵化光學系統的極化特性的配置及方法 - Google Patents

特徵化光學系統的極化特性的配置及方法 Download PDF

Info

Publication number
TWI537685B
TWI537685B TW100103062A TW100103062A TWI537685B TW I537685 B TWI537685 B TW I537685B TW 100103062 A TW100103062 A TW 100103062A TW 100103062 A TW100103062 A TW 100103062A TW I537685 B TWI537685 B TW I537685B
Authority
TW
Taiwan
Prior art keywords
polarization state
polarization
configuration
optical system
optical
Prior art date
Application number
TW100103062A
Other languages
English (en)
Other versions
TW201140253A (en
Inventor
鄔威 赫沛曼
馬可斯 曼傑
彼得 休柏
Original Assignee
卡爾蔡司Ｓｍｔ有限公司
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 卡爾蔡司Ｓｍｔ有限公司 filed Critical 卡爾蔡司Ｓｍｔ有限公司
Publication of TW201140253A publication Critical patent/TW201140253A/zh
Application granted granted Critical
Publication of TWI537685B publication Critical patent/TWI537685B/zh

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B5/00—Optical elements other than lenses
    • G02B5/30—Polarising elements
    • 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
    • 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
    • G03F7/20—Exposure; Apparatus therefor
    • 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

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Epidemiology (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
  • Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
  • Investigating Or Analysing Materials By Optical Means (AREA)
  • Polarising Elements (AREA)

Description

特徵化光學系統的極化特性的配置及方法 【相關申請案交互引文】
本申請案主張2010年1月28日申請之德國專利申請案10 2010 001 336.6的優先權。該申請案的內容在此以引用方式併入。
本發明有關特徵化光學系統的極化特性的配置及方法。
微影技術係用於生產諸如積體電路或LCD的微結構化組件。微影製程係在具有照明系統及投影物鏡的所謂「投影曝光裝置」中執行。在如此情況下，利用投影物鏡將利用照明系統所照明之遮罩(=光罩)的影像投影至塗佈有光敏層(光阻)且配置在投影物鏡影像平面中的基板(例如矽晶圓)上，以將遮罩結構轉印至基板的光敏塗層上。
已知在尤其具有高數值孔徑的高解析度成像系統(諸如上述的微影投影曝光裝置)中，無法再忽視成像系統對操作中通過成像系統之輻射極化狀態的影響。這是因為成像對比因極化影響效應(例如諸如透鏡或鏡子之光學組件材料中的支架組件導致的應力雙折射、介電層的極化影響效應等)而改變所引起。
因此希望儘可能以可靠的方式決定此類成像系統(尤其是高孔徑的成像系統)的極化特性，以一方面適當決定取決於極化的成像品質，及另一方面能夠採取可行的合適測量以操控極化特性。
US 7 286 245 B2特別揭露決定光學成像系統對光學輻射極化狀態之影響的方法及裝置，其中在成像系統物體平面中提供定義入射極化狀態，及其中在成像系統的預定光瞳區域內以光瞳-解析關係測量自成像系統發出之輻射的出射極化狀態。成像系統例如可以是投影曝光裝置設計用於波長範圍約248 nm或193 nm的投影物鏡。
由於缺少可用的合適半透明折射材料，鏡子在成像過程中用作設計用於EUV範圍(也就是說，例如約13 nm或約7 nm的波長)之投影物鏡的光學組件。在如此情況下，有關上述特徵化極化特性所引起的問題是，實施如上述使用反射光學組件的測量結構將因所需結構空間缺乏可行性而引起許多問題。
在瞭解上述背景後，本發明之一目的在於提供特徵化光學系統的極化特性的配置及方法，其即使在EUV的工作波長且同時在小型結構下，亦允許可靠地特徵化極化特性。
此目的可利用如獨立申請專利範圍第1項之特徵的配置及如申請專利範圍第21項之特徵的方法獲得。
一種特徵化光學系統(尤其是微影投影曝光裝置的光學系統)的極化特性的配置包含：至少一個極化狀態產生器，其設定入射於該光學系統之輻射的定義極化狀態；及一極化狀態偵測器，其調適以測量自該光學系統發出之輻射的出射極化狀態；其中該光學系統設計用於小於15nm的工作波長；及其中該極化狀態產生器及/或該極化狀態偵測器係設計成其對入射光束的極化-光學作用在該光束為至少10°的角頻譜中實質上固定。
極化狀態產生器及/或極化狀態偵測器對入射光束的「極化-光學作用」藉以為固定的標準代表極化狀態產生器或極化狀態偵測器在該角頻譜中產生相同的極化狀態，其進而可定義如下：對於自極化狀態產生器及/或極化狀態偵測器發出的光，如果所謂的IPS值(=「較佳狀態中的強度」)對於在極化狀態產生器或極化狀態偵測器中入射的光為固定，則IPS值在該角頻譜中為固定。就這點而言，措辭「實質上固定」的用意也包含IPS值波動達10%，尤其達5%。此外，所要的極化狀態未必是線性極化，而是也可以是任何其他極化狀態，例如橢圓形或圓形極化。
在根據本發明的配置下，本發明尤其追求設計用於特徵化極化狀態、極化狀態產生器及極化狀態偵測器的組件的概念，該等組件分別在EUV範圍的工作波長下以透射模式操作。根據另一方法，極化狀態產生器及/或極化狀態偵測器具有至少一個光學元件以透射模式操作。以此方式，同樣地，尤其是在工作波長約13.5nm的光學系統中，由於避免了具有相對較複雜光束路徑及比較繁複及昂貴致動器的反射極化-光學組件，可實現明顯更為小型的結構。
就此而言，尤其應注意在根據本發明所包含的EUV範圍中，無法再提供在能夠以平行光束幾何(也就是說，具有通過相應組件之光束的互相平行光束部分)操作極化-光學組件的DUV波長範圍(也就是說，例如約248 nm或約193 nm的波長)中存在的選項，因為適合在DUV範圍中使用之透鏡系統形式的光學組件，現在無法用來將發散或會聚光束路徑轉變成平行光束路徑。
根據本發明之組態的另一個優點是，以透射模式操作的組件可相對容易地在光束路徑中的分別適當位置處併入，而不需要為此目的明顯變更光束路徑。
此外，根據本發明，無論上述發散或會聚光束路徑為何，均可對光學系統所發出輻射的出射極化狀態實施同步或平行測量。這表示「全部立即」測量系統的出射光瞳，也就是說，光束同時以較大孔徑角通過相應的極化-光學組件或為在配置末端的偵測器元件(諸如CCD相機)所偵測。這對於出射光瞳的掃描很有利，出射光瞳的掃描在對EUV極化特性的習知測量操作中很常見，及其中可省掉必須連續在整個角範圍中移開相對較窄平行光束以執行連續個別測量。除了因同步測量而省時的優點外，還可另外提供避開定位問題及漂移錯誤的優點。
儘管本發明的有利用途是測量投影物鏡的極化特性，但本發明並不限於此。事實上，根據本發明特徵化光學系統的極化特性，術語「光學系統」也包含任何其他光學系統，尤其還包含諸如鏡子的個別光學元件。
在一具體實施例中，極化狀態產生器及/或極化狀態偵測器係設計成其對入射光束的極化-光學作用在該光束為至少15°(尤其是至少20°)的角頻譜中，及另外尤其是在該光束的整個角頻譜中，為實質上固定。
在一具體實施例中，極化狀態產生器係調適用於出射極化狀態的光瞳-解析測量。就此而言，實施用於光瞳解析度的值在光瞳半徑上例如可以是至少30像素，尤其是至少40像素，另外尤其是至少50像素。
在一具體實施例中，極化狀態產生器及/或極化狀態偵測器具有旋轉極化鏡。此外，極化狀態產生器及/或極化狀態偵測器可具有旋轉阻滯器(rotatable retarder)。
在一具體實施例中，極化鏡及/或阻滯器具有至少一個具有複數個個別層的多層系統。就此而言，多層系統較佳是具有為至少區域分段彎曲的光入射表面。根據本發明，多層系統尤其可由具有變化厚度的多層系統實施。在另一具體實施例中，該複數個個別層亦可布置在為至少區域分段彎曲的基板上。
在一具體實施例中，該複數個個別層係以獨立關係或無基板關係配置，或係配置在厚度最大為400nm、較佳是最大為100nm、及另外較佳是最大為50nm的基板上，以達成足夠大比例的透射光。所考慮的合適基板材料尤其是具有相對較低透射的基板材料，例如矽(Si)、石英玻璃(=熔矽石， SiO2)、氮化矽(Si3N4)、碳化矽(SiC)、聚合物、石英(SiO2)、鋯(Zr)、金剛石、鈮(Nb)及鉬(Mo)。
在一具體實施例中，極化鏡及/或阻滯器亦可具有複數個各設有多層系統的基板。就此而言，這些基板中的至少兩個(尤其這些基板的全部)可配置相對於彼此為傾斜，以提供由分別設有多層系統(具有角頻譜中所要的極化影響作用均一性)之基板組成的配置。
在一具體實施例中，相應的極化鏡對極化鏡發出的輻射產生線性出射極化程度為至少95%，尤其至少97%，另外尤其至少99%。就此而言，使用措辭「線性出射極化程度」表示線性極化光成分強度與光總強度的比率，此比率適用於自相應極化鏡發出的光。
在一具體實施例中，此配置另外具有同樣較佳是調適以從(測量)配置中光源的波長頻譜濾除預定波長帶的波長濾波器。這就以下事實而言很有利：在設計用於EUV的投影曝光裝置中，投影物鏡的穿透頻寬相對較大，約13.5±0.3nm，且為用作照明系統光源之電漿光源的頻寬所超過。
如果測量操作中所用電漿光源的頻譜及實際微影程序中所用電漿光源的頻譜不相同，涉及在這些相對寬頻波長範圍上整合的測量無法立即轉成投影物鏡的實際操作特性。相反地，藉由使用波長濾波器(其為充分窄頻，例如涉及頻寬最多為投影物鏡穿透頻寬的1/20)，可以提供用於波長-解析測量，以便能夠預測投影物鏡在相應入射頻譜中的極化特性。
在一具體實施例中，光學系統係設計用於數值孔徑為至少0.3，尤其至少0.5，另外尤其至少0.7。在增加孔徑的情況下，本發明尤其有利，因為克服出射光瞳中所發生有關較大孔徑角的問題尤其有用。
本發明另外有關：用於EUV微影的裝置，其包含設計用於在EUV中操作的投影物鏡；及特徵化該投影物鏡的極化特性的配置，其中該配置係設計類似上述特徵化光學系統的極化特性的配置。
此外，本發明有關特徵化光學系統(尤其是微影投影曝光裝置的光學系統)的極化特性的方法，其中該方法包含以下步驟：以一極化狀態產生器設定入射於該光學系統上之輻射的定義極化狀態；及以一極化狀態偵測器測量自該光學系統發出之輻射的出射極化狀態；其中該光學系統設計用於小於15 nm的工作波長；及其中該極化狀態產生器及/或該極化狀態偵測器具有至少一個光學元件以透射模式操作。
本發明其他組態請見說明及隨附申請專利範圍。下文將參考附圖，以範例方式利用較佳具體實施例詳細說明本發明。
圖1首先顯示使用根據本發明之配置之可行測量結構的示意圖。此配置適用於特徵化投影物鏡120的極化特性，投影物鏡120係設計用於在EUV範圍中操作，及其與亦設計用於EUV的照明系統110形成微影投影曝光裝置。
使用圖1所示測量結構實施的方法請見用於DUV範圍之波長(例如約193nm或約248nm)的US 7 286 245 B2。但本申請案主旨是在EUV範圍(也就是說，低於15nm的波長)中使用該方法，其中考慮在該使用中產生的問題，如以下利用極化-光學組件的合適設計組態所解釋。更精確而言，根據本發明的方法的特色在於使用關於波長頻譜且亦關於角頻譜二者的寬頻極化-光學組件。
就此而言，儘管在EUV範圍中使用，本發明尤其追求以透射模式使用極化-光學組件的概念，且因此避免具有相對較複雜光束路徑及還有比較繁複及昂貴致動器的反射極化-光學組件。
如圖1所示，根據本發明的配置包括在光傳播方向中，在照明系統110下游的極化狀態產生器130，其在光傳播方向中連續具有旋轉極化鏡131及旋轉阻滯器132。以下參考圖4-6詳細說明極化鏡131及阻滯器132的組態。
極化鏡131較佳是設計成其產生至少達良好概算等級之線性的極化狀態，其中藉由旋轉極化鏡131變化較佳極化方向。利用極化鏡131產生儘可能完全線性的極化光亦可將光對決定極化狀態之操作的影響發揮到最大，決定極化狀態之操作發生在極化狀態偵測器140的進一步程序中(繼續自極化鏡131發出的非極化光成分則對根據本發明的測量程序沒有影響)。
阻滯器132較佳是對系統的1/4工作波長λ(也就是說，例如(13.5/4) nm)具有有效阻滯，在此例中，極化狀態產生器130可以設定任何(包括圓形)極化狀態。因此，極化狀態產生器130可以在投影物鏡120的入射光瞳中，設定不同的橢圓形極化狀態。
在光傳播方向中，布置在極化狀態產生器130下游的是具有孔徑的遮罩150(=針孔)，其在投影物鏡120的(入射)場平面中大致形成點光源。
針孔150的光接著通過投影物鏡120，其中來自針孔150所形成點光源之光束部分的角度對應於投影物鏡120之光瞳平面(未顯示)中的位置座標，其繼而以一角度成像在投影物鏡120的出射光瞳中。在該出射光瞳上的極化分布，也就是說，自投影物鏡120發出之光的出射極化狀態，以極化狀態偵測器140以光瞳-解析關係確定。在出射光瞳上，按基本上亦為已知的方式，同時進行決定出射極化狀態的操作(也就是說，「全部立即」測量系統的出射光瞳)，與此操作同時，光束亦以相對較大孔徑角通過相應的極化-光學組件，或為在配置末端的偵測器元件(諸如CCD相機)所偵測。
為了偵測目的，極化狀態偵測器140進而具有：旋轉阻滯器141，及在光傳播方向中在旋轉阻滯器141下游的極化鏡142(較佳是亦可旋轉)，以及例如形式為CCD相機的偵測器元件143。因此，CCD相機測量投影物鏡120之出射光瞳的扭曲投影影像。
阻滯器141較佳是亦具有對應於1/4工作波長(=λ/4)的阻滯。如此在測量操作中提供最佳信號雜訊比，於是取決於阻滯器141的旋轉位置及投影物鏡120的極化特性，在測量操作期間發生在偵測器元件143或CCD相機的強度變化變成最大值。
現在，圖解配置的一個必要特性是，光以不同入射角入射在極化狀態偵測器140及還有極化狀態產生器130的極化-光學組件上，因為，如同本說明書在開頭部分中已經解釋的，在DUV範圍中常見的透鏡系統無法用來將發散光束路徑轉換成平行光束路徑。根據本發明，利用關於極化-光學組件的合適設計，解決因光在極化狀態產生器130的部分上及還有在極化狀態偵測器140的部分上傾斜通過所產生的問題，如下文參考圖4-6詳細說明。
上述參考圖1的測量結構可以決定任何光學系統的極化特性。以下參考圖2及圖3，說明以更多特定極化特性特徵化光學系統的簡化測量結構。
圖2顯示為圖1替代選項之測量結構的具體實施例，其中彼此對應的組件或功能實質上相同的組件以加上「100」的參考數字表示。
圖2與圖1中測量結構的不同之處在於，極化狀態產生器230或極化狀態偵測器240分別各僅有一個旋轉極化鏡231及241，而沒有阻滯器。此結構比圖1的結構簡化，適於決定投影物鏡220的極化特性，其以良好概算算出的光瞳瓊斯矩陣具有專門線性極化的本徵極化。
極化鏡231及241可以互相交叉的關係進行定位(以產生暗場極化計)，或以互相平行的關係進行定位(以產生光場極化計)，及彼此同步地繞著投影物鏡220的光軸旋轉。在此旋轉期間，利用偵測器元件243或CCD相機測量強度變化，進而由此計算投影物鏡的極化特性，即阻滯(也就是說，兩個正交極化狀態之間的相位差)及衰減(也就是說，兩個正交極化狀態之間的振幅比)。
圖3顯示另一簡化的測量結構，其中同樣地，與圖2相似或涉及實質上相同功能的組件以加上「100」的參考數字表示。
圖3與圖2中測量結構的不同之處在於，只在極化狀態產生器330內提供旋轉極化鏡331，因此極化狀態產生器330中的極化鏡331代表圖3中測量結構的唯一極化-光學元件。相對照，極化狀態偵測器340僅包括附CCD相機的測量頭，以便記錄出射光瞳的強度分布及出射波前的測量(例如利用干涉構件)。
在圖3所示配置的操作中，極化鏡331繞著投影物鏡320的光軸或光傳播方向旋轉。在如此情況下，取決於極化鏡331的旋轉位置(也就是說，取決於線性入射極化的方向)，確定出射光瞳及波前中所得強度變化。可以原本已知的方式，從強度變化的振幅及相位確定阻滯及還有衰減(在各例中，關於大小及還有軸向二者)。
現在參考圖4a及4b，利用在圖1-3所示配置中使用的多層系統範例，說明體現其中使用的極化-光學組件的具體實施例。
在這些具體實施例中，在根據本發明使用之極化-光學元件中使用的多層系統(極化鏡及/或阻滯器)分別設計成考慮以下事實：對比於以DUV範圍之波長(例如約193nm或約248nm的範圍)操作的投影曝光裝置，在目前的例子中，也就是說，在EUV範圍中，沒有任何適於提供仍可接受之結構空間的折射光學元件可用來產生平行於光軸的光束路徑。
根據本發明，在關於投影物鏡320的入射側及還有出射側二者解決此問題，因為不管圖4a-b各圖顯示的發散光束路徑為何，在入射光瞳及還有出射光瞳二者的角頻譜中，多層系統均可產生極化-光學效應的均一性。
圖4a-b所示具體實施例的共同之處是，在各例中，多層系統460及470分別設計成其具有為至少區域分段彎曲的光入射表面。
如圖4a所示，體現彎曲光入射表面之處在於，在彎曲基板461上塗覆複數個個別層(以參考數字462表示)，其塗覆方式致使光束部分S1、S2及S3的每一者，在顧及該系統的孔徑下，以幾乎相同的入射角γ，入射在多層系統460上。
在多層系統中出現入射輻射的多個反射，其中考慮最後透射通過多層系統及因此為越大越好的比例。為了此目的，基板461較佳是屬於相對較小的厚度，例如不超過400nm。
合適的基板材料例如是矽(S)、氮化矽(Si3N4)或碳化矽(SiC)。多層系統460及470分別交替地包含相對高折射及低折射層(例如一連串的鉬(Mo)及矽(Si))。
圖4b顯示替代組態為多層系統470，在此例中，在的平坦基板471上，以變化的層厚度(圖4b中以誇大比例顯示)提供複數個產生多層系統470的個別層(以參考數字472表示)。多層系統470由光學非等向性層材料組成，就此而言，利用以下事實：由於非等向性及可變層厚度之故，同樣地，在顧及系統的孔徑下，所有光束部分S1、S2及S3經歷相同極化作用或相同阻滯。
圖4c顯示與圖4b具變化厚度剖面之具體實施例相似的多層系統480，其具有複數個個別層(以參考數字482表示)，在平坦基板481上以與系統之光束路徑或光軸的傾斜關係進行配置，以在顧及系統的孔徑下，達成角頻譜中所要的極化影響作用均一性。
圖5a及5b顯示體現上述極化-光學元件的其他具體實施例。在這些具體實施例中，假設根據圖4a-c所示組態，即使有彎曲光入射表面，也無法在充分大範圍的入射角上分別達成所要的極化-光學作用。
對於此情況，有利的是，如圖5a所示，提供具相應多層系統的複數個基板，在此範例中為平面平行板的形式及在圖5a中僅舉例顯示五個基板561至565，及在光束路徑中不同位置處以合適的傾斜關係配置該等基板。基板561至565亦較佳是涉及相對較小厚度，例如最大為400nm，較佳 是最大為100nm及更佳是最大為50nm。
圖5a所示配置560包含複數個在平行-光束幾何中使用的基板561至565，個別基板561至565相對於光傳播方向具有相同的相應角度，而根據圖5b所示的非平行-光束幾何，配置570的個別基板571至575則以對光軸的不同角度傾斜。因此，在圖5a及5b的兩個具體實施例中，在顧及系統的孔徑下，同樣達成角頻譜中所要的極化影響作用均一性。
在圖6概略顯示之實施波長濾波器的另一具體實施例中，例如使用可移開的孔口板部件，在基板681上塗覆折射率不同於一之材料(例如鉬(Mo)或釕(Ru))的楔形塗層682，致使最後達成的效應對應於複數個個別三棱鏡的效應及可利用傾斜進行「調諧」。在如此情況下，利用波長在三棱鏡中因折射率分散對偏向角的相依性。
現在參考圖7-11及表1-4，利用適於在根據本發明使用之極化-光學組件中使用的多層系統範例說明各具體實施例。
表1首先顯示適於例如在極化狀態產生器130、230或330中或極化狀態偵測器140、240或340中體現極化鏡的多層系統設計。表1的層設計專門使用鉬(Mo)及矽(Si)作為層材料。此層設計在透射模式上針對43°的角度最佳化，該角度接近偽布魯斯特角(幾近45°)。關於層設計，利用以下事實，s-極化光在Mo-Si介面呈現明顯比p-極化光大的菲涅耳反射。此層設計與設計用於對應入射角之鏡子的層設計相當，典型個別層厚度為大約四分之一工作波長。一般而言，在針對極化鏡及還有波長濾波器二者的層設計組態中，著重在以下事實：總厚度不會變得太大，否則光的透射比例會變得太小。
如從圖7a所示透射特性分別取決於s-極化光及p-極化光的入射角所見，s-極化光在約43°附近的相關角範圍中大幅反射，且主要透射p-極化光。
圖8針對表1層設計顯示s-極化光或p-極化光的透射分別在不同波長(圖8a)及不同層厚度(圖8b)中對入射角的相依性。從圖8a可見，多層系統在各情況中僅適於在限制的波長及角範圍中才具有所要作用，因此在波長在較大範圍中變化的情況，將以對應傾斜關係配置多層系統。圖8b另外顯示多層系統呈現所要作用的入射角可藉由改變層厚度而有所不同(其中所有個別厚度以相同因數改變)。
表2及圖9a-9b顯示與表1具體實施例及多層系統另一具體實施例的圖7a-7b類似的視圖，其中，除了鉬(Mo)及矽(Si)，也使用釕(Ru)作為另一層材料。使用釕(Ru)作為另一層材料在此例中僅是舉例，及也可以採用具有不同或偏離的折射率n以及相對稍微衰減的其他合適材料，諸如矽(Si)、鉀(K)、碳化矽(SiC)、釔(Y)、鋯(Zr)、碳化硼(B4C)、硼(B)、碳(C)、氮化矽(Si3N4)、氮化硼(BN)、鈮(Nb)、碳化鉬(MoC)、鉬(Mo)或銠(Rh)。
表3及圖10a-b說明例如用於極化狀態產生器130、230或330或極化狀態偵測器140、240或340的阻滯器層具體實施例。層系統針對約55°的入射角最佳化，其中類似於表1的具體實施例，同樣地，專門使用鉬(Mo)及矽(Si)作為層材料，及個別層厚度同樣為大約四分之一工作波長。
表4及圖11顯示適於體現上述測量配置中波長濾波器或「單色器層」的層設計具體實施例。雖然在此具體實施例中使用鉬(Mo)、矽(Si)及釕(Ru)作為層材料，但這並非絕對必要的，而是類似於上述具體實施例，也可以僅使用兩個不同層材料(例如鉬及矽)實施層設計。
如圖11所示，表4層系統透射特定波長入射光的特性可利用入射角(如圖例指定)「調諧」，也就是說，可利用基板的傾斜角，預定或選擇要透射的波長。尤其，也可以幾乎垂直的光入射進行操作。
儘管已參考特定具體實施例說明本發明，但熟習本技術者應明白許多變化及替代具體實施例，例如藉由組合及/或調換個別具體實施例的特徵。因此，熟習本技術者應明白，本發明亦涵蓋此類變化及替代具體實施例，及本發明範疇僅受隨附申請專利範圍及其等效物的限制。
110、210、310．．．照明系統
120、220、320．．．投影物鏡
130、230、330．．．極化狀態產生器
131、231、241、331．．．旋轉極化鏡
132、141．．．旋轉阻滯器
140、240、340．．．極化狀態偵測器
142．．．極化鏡
143、243．．．偵測器元件
150、250、350．．．遮罩
460、470、480．．．多層系統
461、471、481、561-565、571-575、681．．．基板
462、472、482．．．個別層
560、570．．．配置
682．．．楔形塗層
S1、S2、S3．．．光束部分
圖1為圖解第一具體實施例中根據本發明特徵化極化特性之配置結構的示意圖；
圖2至圖3顯示圖解本發明比圖1簡化之其他具體實施例的示意圖；
圖4a-c顯示利用在圖1-3所示配置中使用的多層系統範例圖解諸具體實施例的示意圖；
圖5至圖6顯示圖解根據本發明之其他多層系統具體實施例的示意圖；及
圖7至圖11顯示特徵化根據本發明所用各種多層系統具體實施例的曲線圖。
110．．．照明系統
120．．．投影物鏡
130．．．極化狀態產生器
131．．．旋轉極化鏡
132．．．旋轉阻滯器
140．．．極化狀態偵測器
141．．．旋轉阻滯器
142．．．極化鏡
143．．．偵測器元件
150．．．遮罩

Claims (19)

  1. 一種特徵化一光學系統的極化特性的配置，包含：‧至少一個極化狀態產生器(130、230、330)，其設定入射於該光學系統之輻射的定義極化狀態；及‧一極化狀態偵測器(140、240、340)，其調適以測量自該光學系統發出之輻射的出射極化狀態；‧其中該光學系統設計用於小於15nm的工作波長；‧其中該極化狀態產生器(130、230、330)及/或該極化狀態偵測器(140、340、340)係設計成其對入射光束的極化-光學作用在該光束為至少10°的角頻譜(angle spectrum)中固定；‧其中該極化狀態產生器(130、230、330)及/或該極化狀態偵測器(140、240、340)具有一旋轉極化鏡(131、141、231、241、331)及/或一旋轉阻滯器(132、142)；‧其中該極化鏡(131、141、231、241、331)及/或該阻滯器(132、142)具有至少一個具有複數個個別層的多層系統(460、470、480)，且該多層系統以透射的模式操作；及‧其中該多層系統(460、470、480)具有一光入射表面為至少區域分段彎曲。
  2. 如申請專利範圍第1項所述的配置，其中：該極化狀態產生器(130、230、330)及/或該極化狀態偵測器(140、240、340) 係設計成其對一入射光束的極化-光學作用在該光束為至少15°的角頻譜中固定。
  3. 如申請專利範圍第1或2項所述的配置，其中：該極化狀態產生器(130、230、330)及/或該極化狀態偵測器(140、240、340)具有至少一個光學元件以透射模式操作。
  4. 如申請專利範圍第1項所述的配置，其中：該極化狀態產生器(130、230、330)係調適用於出射極化狀態的光瞳-解析測量。
  5. 如申請專利範圍第1項所述的配置，其中：該多層系統(470、480)具有一變化厚度。
  6. 如申請專利範圍第1項所述的配置，其中：該複數個個別層係塗覆於一為至少區域分段彎曲的基板(461)上。
  7. 如申請專利範圍第1項所述的配置，其中：該複數個個別層係以獨立或無基板方式配置，或係配置在厚度最大為400nm的一基板(461、471、481)上。
  8. 如申請專利範圍第1項所述的配置，其中：該極化鏡(131、141、231、241、331)及/或該阻滯器(132、142)具有複數個基板(561-565、571-575)，各基板設有相應的多層系統。
  9. 一種特徵化一光學系統的極化特性的配置，包含： ‧至少一個極化狀態產生器(130、230、330)，其設定入射於該光學系統之輻射的定義極化狀態；及‧一極化狀態偵測器(140、240、340)，其調適以測量自該光學系統發出之輻射的出射極化狀態；‧其中該光學系統設計用於小於15nm的工作波長；‧其中該極化狀態產生器(130、230、330)及/或該極化狀態偵測器(140、340、340)係設計成其對入射光束的極化-光學作用在該光束為至少10°的角頻譜中固定；‧其中該極化狀態產生器(130、230、330)及/或該極化狀態偵測器(140、240、340)具有一旋轉極化鏡(131、141、231、241、331)及/或一旋轉阻滯器(132、142)；及‧其中該極化鏡(131、141、231、241、331)及/或該阻滯器(132、142)具有複數個基板(561-565、571-575)，各基板設有相應的多層系統，且該相應的多層系統以透射的模式操作。
  10. 如申請專利範圍第1或9項所述的配置，其中：該等基板(571-575)中的至少兩個係配置相對於彼此為傾斜。
  11. 如申請專利範圍第1或9項所述的配置，其中：一相應的極化鏡(131、141、231、241、331)對該極化鏡發出的輻射產生線性出射極化程度為至少95%。
  12. 如申請專利範圍第1或9項所述的配置，其中：一相應的阻滯器(132、142)對通過該阻滯器的輻射產生一阻滯為λ/4±40%，其中λ是該光學系統的工作波長。
  13. 如申請專利範圍第1或9項所述的配置，其中：其另外具有一波長濾波器經調適以從該配置中一光源的波長頻譜濾除預定波長帶。
  14. 如申請專利範圍第1或9項所述的配置，其中：該光學系統設計用於一數值孔徑為至少0.3。
  15. 如申請專利範圍第1或9項所述的配置，其中：該極化狀態偵測器(140、240、340)係調適用於在該輻射之至少50%的角頻譜上，同步測量自該光學系統發出之輻射的出射極化狀態。
  16. 如申請專利範圍第1或9項所述的配置，其中：該光學系統具有至少一個鏡子。
  17. 一種用於EUV微影的裝置，包含：‧一投影物鏡，其調適用於在EUV中操作；及‧一特徵化該投影物鏡的極化特性的配置；‧其中該配置係根據申請專利範圍第1或第9項來設計。
  18. 一種特徵化一光學系統的極化特性的方法，其中該方法包含以下步驟：‧以一極化狀態產生器(130、230、330)設定入射於該光學系統上之輻射的定義極化狀態；及‧以一極化狀態偵測器(140、240、340)，以光瞳-解析關係測量自該光學系統發出之輻射的出射極化狀態；‧其中該光學系統設計用於小於15nm的工作波長；及‧其中該極化狀態產生器(130、230、330)及/或極化狀態偵測器(140、240、340)具有至少一個光學元件，該光學元件具有一多層系統，且該多層系統以透射的模式操作。
  19. 如申請專利範圍第18項所述的方法，其中：同時在該光學系統的整個出射光瞳上測量出射極化狀態。
TW100103062A 2010-01-28 2011-01-27 特徵化光學系統的極化特性的配置及方法 TWI537685B (zh)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102010001336A DE102010001336B3 (de) 2010-01-28 2010-01-28 Anordnung und Verfahren zur Charakterisierung der Polarisationseigenschaften eines optischen Systems

Publications (2)

Publication Number Publication Date
TW201140253A TW201140253A (en) 2011-11-16
TWI537685B true TWI537685B (zh) 2016-06-11

Family

ID=44144721

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
TW100103062A TWI537685B (zh) 2010-01-28 2011-01-27 特徵化光學系統的極化特性的配置及方法

Country Status (7)

Country Link
US (1) US9274440B2 (zh)
JP (1) JP5650759B2 (zh)
KR (1) KR101508821B1 (zh)
CN (1) CN102713761B (zh)
DE (1) DE102010001336B3 (zh)
TW (1) TWI537685B (zh)
WO (1) WO2011091891A2 (zh)

Families Citing this family (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102011084266A1 (de) 2011-10-11 2013-04-11 Carl Zeiss Smt Gmbh Kollektor
DE102011086345A1 (de) 2011-11-15 2013-05-16 Carl Zeiss Smt Gmbh Spiegel
JP6453251B2 (ja) * 2013-03-14 2019-01-16 カール・ツァイス・エスエムティー・ゲーエムベーハー 投影リソグラフィのための照明光学ユニット
JP6410741B2 (ja) * 2013-03-14 2018-10-24 カール・ツァイス・エスエムティー・ゲーエムベーハー 投影リソグラフィのための照明光学ユニット
US10156488B2 (en) * 2013-08-29 2018-12-18 Corning Incorporated Prism-coupling systems and methods for characterizing curved parts
US9919958B2 (en) 2014-07-17 2018-03-20 Corning Incorporated Glass sheet and system and method for making glass sheet
WO2016116307A1 (en) * 2015-01-19 2016-07-28 Koninklijke Philips N.V. Device, system and method for skin detection
WO2017011188A1 (en) * 2015-07-13 2017-01-19 Applied Materials, Inc. Quarter wave light splitting
US10401734B2 (en) 2015-08-21 2019-09-03 Asml Netherlands B.V. Lithographic method and apparatus
DE102016211993B4 (de) 2016-07-01 2018-04-12 Carl Zeiss Smt Gmbh Anordnung und Verfahren zum Vermessen eines Polarisationsgrades und wellenlängenselektiver Polarisator
DE102016122528A1 (de) * 2016-11-22 2018-05-24 Carl Zeiss Microscopy Gmbh Verfahren zum Steuern oder Regeln einer Mikroskopbeleuchtung
WO2019169170A1 (en) * 2018-03-02 2019-09-06 Sharp Gary D Retarder stack pairs for polarization basis vector transformations
JP7102218B2 (ja) * 2018-05-09 2022-07-19 エーエスエムエル ネザーランズ ビー．ブイ． リソグラフィ装置及び方法
EP4283280A1 (en) 2022-05-25 2023-11-29 Ecole Polytechnique A system for the polarimetric characterization of a target

Family Cites Families (31)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3833289A (en) * 1970-05-28 1974-09-03 Polaroid Corp Composite light-polarizing element
US6389107B1 (en) 1996-04-01 2002-05-14 Victor L. Kantsyrev Capillary polarimeter
US5867239A (en) 1997-10-17 1999-02-02 Minnesota Mining And Manufacturing Company Wide angle optical retarder
US6280906B1 (en) 1998-12-22 2001-08-28 U.S. Philips Corporation Method of imaging a mask pattern on a substrate by means of EUV radiation, and apparatus and mask for performing the method
US20020171922A1 (en) 2000-10-20 2002-11-21 Nikon Corporation Multilayer reflective mirrors for EUV, wavefront-aberration-correction methods for same, and EUV optical systems comprising same
US6859263B2 (en) 2001-08-30 2005-02-22 Euv Llc Apparatus for generating partially coherent radiation
JP3652296B2 (ja) * 2001-10-26 2005-05-25 キヤノン株式会社 光学装置
US20030234993A1 (en) 2002-06-21 2003-12-25 Hazelton Andrew J. Adaptive optic off-axis metrology
JP2004061515A (ja) * 2002-07-29 2004-02-26 Cark Zeiss Smt Ag 光学系による偏光状態への影響を決定する方法及び装置と、分析装置
US20060011850A1 (en) 2002-09-05 2006-01-19 Seely John F Multilayer polarization sensor (MPS) for x-ray and extreme ultraviolet radiation
US7268945B2 (en) 2002-10-10 2007-09-11 Xradia, Inc. Short wavelength metrology imaging system
US6867846B2 (en) 2003-01-15 2005-03-15 Asml Holding Nv Tailored reflecting diffractor for EUV lithographic system aberration measurement
US7027164B2 (en) 2003-01-15 2006-04-11 Asml Holding N.V. Speckle reduction method and system for EUV interferometry
JP2004303760A (ja) 2003-03-28 2004-10-28 Canon Inc Ｅｕｖ光強度分布測定装置およびｅｕｖ光強度分布測定方法
AU2003304304A1 (en) 2003-07-05 2005-01-21 Carl Zeiss Smt Ag Device for the polarization-specific examination of an optical system
DE602004014338D1 (de) * 2004-03-08 2008-07-24 Asml Netherlands Bv Lithographischer Apparat mit einem radialen Polarisator
US7413317B2 (en) 2004-06-02 2008-08-19 3M Innovative Properties Company Polarized UV exposure system
WO2006002859A2 (de) 2004-07-01 2006-01-12 Carl Zeiss Smt Ag Beleuchtungsquelle, wellenfrontvermessungsvorrichtung und mikrolithografie-projektionsbelichtungsanlage
US7375799B2 (en) * 2005-02-25 2008-05-20 Asml Netherlands B.V. Lithographic apparatus
WO2006111319A2 (en) 2005-04-20 2006-10-26 Carl Zeiss Smt Ag Projection exposure system, method for manufacturing a micro-structured structural member by the aid of such a projection exposure system and polarization-optical element adapted for use in such a system
CN102033436B (zh) 2005-05-03 2015-01-07 卡尔蔡司Smt有限责任公司 微光刻投射系统
TW200710592A (en) * 2005-06-13 2007-03-16 Asml Netherlands Bv Lithographic device, and method
KR100949170B1 (ko) * 2005-06-13 2010-03-23 에이에스엠엘 네델란즈 비.브이. 수동 레티클 툴, 리소그래피 장치 및 리소그래피 툴 내의디바이스를 패터닝하는 방법
US7394083B2 (en) 2005-07-08 2008-07-01 Cymer, Inc. Systems and methods for EUV light source metrology
FR2897693B1 (fr) 2006-02-23 2008-11-21 Essilor Int Element optique polarisant comprenant un film polariseur et procede de farbrication d'un tel element
US20080062385A1 (en) 2006-04-07 2008-03-13 Asml Netherlands B.V. Method of monitoring polarization performance, polarization measurement assembly, lithographic apparatus and computer program product using the same
US20080073572A1 (en) 2006-07-20 2008-03-27 Siegfried Schwarzl Systems and methods of measuring power in lithography systems
DE102006039655A1 (de) 2006-08-24 2008-03-20 Carl Zeiss Smt Ag Beleuchtungssystem für eine Mikrolithographie-Projektionsbelichtungsanlage, Projektionsbelichtungsanlage mit einem derartigen Beleuchtungssystem, Verfahren zur Herstellung eines mikrostruktuierten Bauelements mit einer derartigen Projektionsbelichtungsanlage sowie durch dieses Verfahren hergestelltes mikrostrukturiertes Bauelement
JP2008098604A (ja) * 2006-09-12 2008-04-24 Canon Inc 露光装置及びデバイス製造方法
CN102819197B (zh) * 2007-10-26 2016-06-22 卡尔蔡司Smt有限责任公司 成像光学系统、投射曝光设备、微结构部件及其产生方法
JP2009194041A (ja) * 2008-02-12 2009-08-27 Canon Inc 評価方法、調整方法、露光装置、およびコンピュータプログラム

Also Published As

Publication number Publication date
WO2011091891A2 (en) 2011-08-04
TW201140253A (en) 2011-11-16
KR20120102098A (ko) 2012-09-17
JP2013518418A (ja) 2013-05-20
US20130021592A1 (en) 2013-01-24
DE102010001336B3 (de) 2011-07-28
US9274440B2 (en) 2016-03-01
JP5650759B2 (ja) 2015-01-07
CN102713761B (zh) 2015-04-22
KR101508821B1 (ko) 2015-04-07
CN102713761A (zh) 2012-10-03
WO2011091891A3 (en) 2011-09-22

Similar Documents

Publication Publication Date Title
TWI537685B (zh) 特徵化光學系統的極化特性的配置及方法
JP5436853B2 (ja) 投影露光系及び偏光光学素子
TWI444607B (zh) 測量複屈折射率的測量方法與測量系統以及具有測量系統之投射曝光裝置
US9753296B2 (en) Illumination system, inspection apparatus including such an illumination system, inspection method and manufacturing method
JP4717112B2 (ja) 偏光アナライザ、偏光センサおよびリソグラフィ装置の偏光特性を判定するための方法
CN101251718B (zh) 检验方法和设备、光刻设备、光刻单元和器件制造方法
JP6342486B2 (ja) 偏光非依存干渉計
JP4953932B2 (ja) 角度分解分光器リソグラフィの特徴付けの方法および装置
US9709494B2 (en) Measuring arrangement for measuring optical properties of a reflective optical element, in particular for microlithography
US7573563B2 (en) Exposure apparatus and device manufacturing method
US20110007316A1 (en) Inspection Method and Apparatus, Lithographic Apparatus, Lithographic Processing Cell and Device Manufacturing Method
US11719531B2 (en) Methods and systems of holographic interferometry
US7999916B2 (en) Microlithographic projection exposure apparatus
JP2007263897A (ja) 偏光計測装置の校正方法及び装置、偏光計測装置及び該装置を備えた露光装置、並びに位相遅れ量の計測方法及び波長板
US7027235B2 (en) Optical system for providing a useful light beam influenced by polarization
JP2010232557A (ja) 露光装置およびデバイス製造方法
JP2015512156A (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