TWI591443B - 調整微影投射曝光裝置中光學系統的方法 - Google Patents

調整微影投射曝光裝置中光學系統的方法 Download PDF

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Description

調整微影投射曝光裝置中光學系統的方法
本發明有關調整微影投射曝光裝置中光學系統的方法。
微影係用於製造微結構化組件，諸如積體電路或LCD。微影製程係在所謂的「投射曝光裝置」(其具有照明器件及投射透鏡)中執行。利用投射透鏡將利用照明裝置照明的遮罩(=光罩)的影像投射於基板(如矽晶圓，該基板塗布有感光層(光阻)且配置在投射透鏡的影像平面中)上，以將遮罩結構轉印至基板的感光塗層上。
在微影投射曝光裝置操作期間，必須以有目標(targeted)的方式設定照明器件之光瞳平面中的確定照明設定，即，強度分布。為此，除了使用繞射光學元件(所謂的DOE)，例如在WO 2005/026843 A2中亦已揭示反射鏡配置。此類反射鏡配置包含可彼此獨立地進行設定的多個微鏡。
此外，已知有多種不同的方法用於在照明器件中以有目標的方式設定光瞳平面中及/或光罩中的特定極化分布，以最 佳化成像對比。尤其，已知設定照明器件及投射透鏡二者中的正切極化分布，以達成對比豐富的成像。應明白「正切極化」(或「TE極化」)是指以下極化分布：其中個別線性極化光線之電場強度向量的振盪平面係定向大約垂直於朝向光學系統軸的半徑。相比之下，應明白「徑向極化」(或「TM極化」)是指以下極化分布：其中個別線性極化光線之電場強度向量的振盪平面係定向大約在光學系統軸的徑向上。
關於相關技術，請參考例如WO 2005/069081 A2、WO 2005/031467 A2、US 6,191,880 B1、US 2007/0146676 A1、WO 2009/034109 A2、WO 2008/019936 A2、WO 2009/100862 A1、DE 10 2008 009 601 A1、DE 10 2004 011 733 A1及US 2011/0228247 A1。
此處，一個靈活設定極化分布的可能方法包含使用由複數個極化影響組件組成的極化影響光學配置，並結合包含可彼此獨立地進行調整之多個反射鏡元件的反射鏡配置。該複數個極化影響組件係配置成其可相對於光傳播方向進行橫向位移。此處，取決於反射鏡配置被極化影響組件覆蓋的程度，搭配上反射鏡配置之反射鏡元件的類似可變化設定，便可以靈活的方式在照明器件的光瞳平面中實現不同的極化分布。
然而，就此方法而言，實際上可發生的問題是，如果極化影響組件未精確定位，例如一或多個反射鏡元件不慎被極化影響配置的一或多個極化影響組件局部覆蓋或完全覆蓋，則光在光瞳平面中被反射鏡配置反射的分量會具有不正確的極化狀 態，及因此光瞳平面中獲得的極化分布與所要極化分布有所偏差。總之，這可導致投射曝光裝置的效能因為成像誤差所造成的不利效應，並導致對比損耗。
本發明實施例之目的之一在於提供調整微影投射曝光裝置中光學系統的方法，其允許以較大的準確性靈活設定不同的極化分布及避免藉此引起的成像誤差。
此目的係根據獨立申請專利範圍第1項的特徵而達成。
根據本發明實施例的方法用於調整微影投射曝光裝置的光學系統；其中光學系統包含：一具有複數個反射鏡元件的反射鏡配置，該複數個反射鏡元件可彼此獨立地進行調整以改變由該反射鏡配置反射之光的角分布；及一極化影響光學配置，其具有至少一個極化影響組件，其中可藉由位移此極化影響組件，按可變化的方式設定該極化影響組件及該反射鏡配置之間的重疊度；該方法包含以下步驟：- 針對該極化影響組件的給定實際位置，建立投射曝光裝置光瞳平面中的IPS(Intensity in Preferred State)值分布，其中每個IPS值代表在反射鏡配置之相應反射鏡元件處反射之光線之預定極化狀態的實現度；及- 基於先前建立的分布改變該極化影響組件的位置。
尤其，本發明實施例係基於調整極化影響光學組件的構想，該極化影響光學組件結合反射鏡配置而存在，以便基於極化測量而靈活設定不同的極化狀態，因此，首先考慮的事實是，由於通常可使用的極化影響組件具有高透射度約99.9%，原則上亦可實行的透射測量對於極化影響組件的位置校準或位置調整並不適合，因為在此校準期間建立的強度差約為背景雜訊、或甚至更低。根據本發明執行的極化測量另外包含決定在反射鏡配置之個別反射鏡元件處反射之光線的IPS值分布，其中直接從建立的IPS值推論極化影響組件之實際位置將進行的改變。
此處，本發明實施例尤其利用反射鏡配置之個別反射鏡元件的可調整性，其中可按合適的方式將光瞳平面中產生的光點配置在建立IPS值分布的範圍內。此處，在評估期間尤其可忽略位在極化影響組件邊緣區中或與極化影響組件具有重疊度100%或零的反射鏡元件，及為此，較佳可將這些反射鏡元件引向光瞳平面的不同區域或引向光束阱。
根據一具體實施例，在決定IPS值分布時，可忽略與極化影響組件邊緣的距離超過預定臨限值的反射鏡元件。此預定臨限值可尤其至少對應於反射鏡配置之一反射鏡元件的寬度，此外尤其至少對應於反射鏡配置之反射鏡元件之寬度值的兩倍，及此外尤其對應於反射鏡配置之反射鏡元件之寬度值的三倍。
根據一具體實施例，在可忽略之反射鏡元件處反射的光被偏轉向光瞳平面的不同區域中或偏轉向光束阱。
根據一具體實施例，使用配置在投射曝光裝置光罩平面中的至少一個極化測量儀器(較佳是極化測量儀器陣列)建立IPS值分布。由於此極化測量儀器(或極化測量儀器陣列)無論如何一般已在現場或在客戶方存在於系統中，根據本發明實施例的校準或調整可視情況直接在現場進行且無需複雜的系統拆卸。
根據一具體實施例，改變極化影響組件的位置，致使被投射在反射鏡配置上之極化影響組件的邊緣配置在兩個相鄰列或行的反射鏡元件之間。
根據一具體實施例，重複執行建立IPS值分布及基於建立的分布改變極化影響組件之位置的步驟，以接近極化影響組件的預計位置。
根據一具體實施例，極化影響組件是λ/2板。
根據一具體實施例，極化影響組件由光學活性材料製成，尤其是光學晶軸定向平行於光傳播方向的結晶型石英。
根據另一方面，本發明實施例有關調整微影投射曝光裝置中光學系統的方法，其中該光學系統包含：- 一具有複數個反射鏡元件的反射鏡配置，該複數個反射鏡元件可彼此獨立地進行調整以改變由該反射鏡配置反射之光的角分布；及- 一極化影響光學配置，其具有至少一個極化影響組件，其中可藉由位移此極化影響組件，按可變化的方式設定該極化影響組件及該反射鏡配置之間的重疊度；其中該方法包含以下步驟： - 將該極化影響組件之一邊緣布置於該光學系統的光束路徑中；- 針對在該反射鏡配置的反射鏡元件上反射後入射於該光瞳平面上的光執行一IPS測量；及- 基於執行的該IPS測量，建立產生一所要極化分布所需之該極化影響組件的一位置改變。
根據一具體實施例，在執行IPS測量時，可忽略與該邊緣的距離超過預定臨限值的反射鏡元件。
根據一具體實施例，在執行IPS測量時，可忽略與極化影響組件的重疊度為100%或零的反射鏡元件。
根據一具體實施例，在可忽略之這些反射鏡元件處反射的光被偏轉向光瞳平面的不同區域中或偏轉向光束阱。
可從以下說明及附屬申請專利範圍明瞭本發明的更多具體實施例。
下文將基於較佳例示性具體實施例及參考附圖更詳細地解說本發明。
1‧‧‧光源單元
10‧‧‧照明器件
11‧‧‧光學單元
12‧‧‧偏轉鏡
14‧‧‧透鏡元件群組
15‧‧‧REMA透鏡
20‧‧‧投射透鏡
30‧‧‧遮罩(光罩)
40‧‧‧基板
105‧‧‧微透鏡配置
110‧‧‧極化影響光學配置
111-113‧‧‧旋轉鏡
115‧‧‧致動單元
120‧‧‧反射鏡配置
120a、120b、120c、120d‧‧‧反射鏡元件
125‧‧‧致動單元
200‧‧‧反射鏡配置
300‧‧‧極化影響光學配置
310‧‧‧第一λ/2板
320‧‧‧第二λ/2板
400‧‧‧反射鏡配置
410‧‧‧極化影響光學配置
411‧‧‧極化影響組件
500‧‧‧反射鏡配置
500a、500b‧‧‧反射鏡元件
511‧‧‧組件
530‧‧‧邊緣
700‧‧‧反射鏡配置
711‧‧‧組件
fa-1‧‧‧雙折射快軸
fa-2‧‧‧雙折射快軸
P‧‧‧恆定較佳極化方向
P'‧‧‧較佳極化方向
P"‧‧‧較佳極化方向
P'''‧‧‧較佳極化方向
S1-S4‧‧‧局部光束
圖1顯示其中可實現本發明微影投射曝光裝置的設計示意圖；圖2-3顯示解說靈活設定不同極化狀態之可能具體實施例的示意圖；及圖4-8顯示解說根據本發明用於校準或調整在圖2 或圖3的例示性具體實施例中使用之極化影響光學配置之概念的示意圖。
下文中，首先參考圖1解說具有根據本發明之光學系統之微影投射曝光裝置的基本設計。投射曝光裝置具有照明器件10及投射透鏡20。照明器件10可用光源單元1的光照明結構負載遮罩(光罩)30，光源例如包含操作波長193nm的ArF準分子雷射及產生平行光束的射線成形光學單元。一般而言，照明器件10及投射透鏡20較佳設計用於操作波長小於400nm、尤其小於250nm、此外尤其小於200nm。
尤其，根據本發明，反射鏡配置120是照明器件10的一部分，且反射鏡配置120具有可彼此獨立地進行設定的多個反射鏡元件。極化影響光學配置110(將在下文參考圖2更詳細解說)在光傳播方向中係配置在反射鏡配置120的上游。根據圖1，另外提供致動單元115、125，其與極化影響光學配置110及反射鏡配置120相關聯，並可利用適宜的致動器分別對光學配置110及反射鏡配置120進行調整。可按任何所需方式將調整該等配置的致動器設計為例如皮帶驅動、撓曲元件、壓電致動器、線性驅動、具有或沒有傳動的DC電流(DC)馬達、心軸驅動、齒帶驅動、齒輪驅動或這些已知組件的組合。
照明器件10具有光學單元11，其在所圖解的實例 中尤其包含偏轉鏡12。在光傳播方向及光束路徑中，在光學單元11的下游有一光混合器件(未圖解)，其例如可以原本已知的方式具有以微光學元件組成之適於達成光混合的配置，且亦具有透鏡元件群組14，在該透鏡元件群組14下游為設置有光罩遮蔽系統(reticle masking system、REMA)的場平面，而由布置在光傳播方向下游的REMA透鏡15將該REMA成像於配置在另一場平面中的結構負載遮罩(光罩)30上，且藉此界定光罩的照明區。由投射透鏡20將結構負載遮罩30成像於設有感光層的基板40或晶圓上。投射透鏡20尤其可設計用於浸入式操作。此外，投射透鏡20可具有數值孔徑NA大於0.85、尤其大於1.1。
根據圖2，反射鏡配置120具有多個反射鏡元件120a、120b、120c、...。反射鏡元件120a、120b、120c、...可彼此獨立地進行調整，以改變反射鏡配置120反射之光的角分布，而根據圖1，致動單元125即適於進行此調整。在例示性具體實施例中，微透鏡配置105(圖1未顯示但在圖2中示意性指示)在光傳播方向中亦座落在反射鏡配置120的上游，及其具有多個微透鏡，用於有目標地聚焦在反射鏡配置的反射鏡元件上，以在個別反射鏡之間的區域中避免光損耗及雜散光產生(藉由個別反射鏡的輝散)。反射鏡元件120a、120b、120c、...可分別在例如-2°至+2°、尤其-5°至+5°、此外尤其-10°至+10°的角範圍中個別地傾斜。由於在反射鏡配置120中適當地傾斜配置反射鏡元件120a、120b、120c、...，可在光瞳平面PP中，取決於所要的照明設定，在對應 方向中分別利用反射鏡元件120a、120b、120c、...偏轉先前均質及準直雷射光，形成所要的光分布，如環形照明設定、雙極設定或四極設定。
圖2首先用於解說極化影響光學配置110(已經結合圖1而提到)與反射鏡配置120的交互作用。
在圖2的例示性具體實施例中，極化影響光學配置110具有三個組件，其形式為由光學活性結晶型石英製成的光學旋轉鏡，其可彼此獨立地進行調整並可垂直於光傳播方向分別插入光束路徑中，其中這些旋轉鏡的每一個個別地使從中通過之光的較佳極化方向旋轉45°。因此，若光僅通過一個旋轉鏡111、112或113，則較佳極化方向旋轉45°；若光通過這些旋轉鏡111-113中的兩個，則較佳極化方向旋轉90°；及若光通過所有旋轉鏡111-113，則較佳極化方向旋轉135°(或-45°)。此情況繪示於圖2中，其中所示用於局部光束S1-S4的雙箭頭各代表在z方向中所見的較佳極化方向(當在x-y平面中觀察時)。此處，局部光束S1未通過任何旋轉鏡111-113，及因而此局部光束的較佳極化方向(其在此實例中對應於x方向)維持不變。
微透鏡配置105同樣僅示意性繪示於圖2中，及如先前所提，其分別將個別局部光束聚焦於反射鏡配置120的反射鏡元件120a、120b、120c、120d、...上。此微透鏡配置105的布置僅為例示性，其中在其他例示性具體實施例中，微透鏡配置105在光傳播方向中亦可配置在極化影響光學配置110之後、或其下 游。
取決於反射鏡配置120被極化影響組件111、112、113覆蓋的程度，可搭配反射鏡配置120之反射鏡元件120a、120b、120c、...的可變化設定，以靈活的方式使用圖2的設計，在照明裝置的光瞳平面中實現不同的極化分布。
圖3a顯示根據本發明之另一具體實施例的極化影響光學配置300的示意圖。根據圖3a，極化影響光學配置300包含λ/2板310、320，其彼此部分重疊且分別以在所要操作波長下充分透明的合適雙折射材料製成，例如，其可以氟化鎂(MgF2)、藍寶石(Al2O3)或結晶型石英(SiO2)製成。此外，在不將本發明局限於此的情況下，λ/2板310、320分別具有矩形幾何形狀，以匹配反射鏡配置200的幾何形狀。
圖3a同樣對於具有恆定較佳極化方向P在y方向中延伸之線性極化光的入射，描繪在光通過極化影響光學配置300後分別形成的較佳極化方向。在此例中，將分別形成的較佳極化方向定名為：在第一非重疊區「B-1」(即，僅由第一λ/2板310覆蓋的區域)中，定名為P'；在第二非重疊區「B-2」(即，僅由第二λ/2板320覆蓋的區域)中，定名為P"；及在重疊區「A」(即，由第一λ/2板310及第二λ/2板320二者覆蓋的區域)中，定名為P'''。在圖3b-3e中示意性繪示相應較佳極化方向如何在上述區域中形成，其中雙折射快軸(其在高折射率的方向中延伸)的相應位置如第一λ/2板310的虛線「fa-1」及第二λ/2板320的虛線「fa-2」所 示。在例示性具體實施例中，第一λ/2板310的雙折射快軸「fa-1」相對於入射於配置300上之光束的較佳極化方向P(即，相對於y方向)以22.5°±2°的角度延伸，及第二λ/2板320的雙折射快軸「fa-2」相對於入射於配置300上之光束的較佳極化方向P以-22.5°±2°的角度延伸。
在光通過第一λ/2板310後出現的較佳極化方向P'對應於快軸「fa-1」上原始(輸入)較佳極化方向P的鏡像(參見圖3b)，及在光通過第二λ/2板320後出現的較佳極化方向P"對應於快軸「fa-2」上原始(輸入)較佳極化方向P的鏡像(參見圖3c)。由此可見，在光通過非重疊區「B-1」及「B-2」後形成的較佳極化方向P'及P"對著入射於配置300上之光束的較佳極化方向P以±45°的角度延伸。對於在重疊區「A」中入射於配置300上的光束屬於以下情形：從第一λ/2板310出現之光束的較佳極化方向P'(參見圖3d)對應於入射於第二λ/2板320上之光束的輸入極化分布，及因此從重疊區「A」出現之光束的較佳極化方向(在圖3e中以表示P''')對於入射於配置300上之光束的較佳極化方向P以90°的角度延伸。
在下文中及參考圖4，首先說明本發明處理之在靈活設定極化的上述方法中實際發生的問題。
圖4一開始顯示在光傳播方向中將極化影響光學配置410的極化影響組件411布置在反射鏡配置400前方。舉例而言，此組件411可以是圖2中極化影響光學配置110之旋轉鏡 111、112、113的其中之一者、或圖3中λ/2板310、320的其中之一者。
此處，在圖4中假設情況如下：組件411未相對於反射鏡配置400精確定位，即，組件411的實際位置相對於預計位置有所偏差。如圖4所示，實際位置與預計位置之此偏差導致通過組件411之光在一區域(在圖4中以「X」表示並加上陰影)中的極化狀態設定「不正確」，這又造成不想要的IPS值減少，IPS值代表所要極化狀態的實施程度。
特別地，本發明體認到利用透射測量並無法馬上精確決定上述定位誤差(即，組件411的實際位置相對於預計位置的偏差)，因為圖2-4中所用極化影響光學配置之組件(即，旋轉鏡111、112、113或λ/2板310、320)的透射通常在例如約99.9%的等級。
相對於透射測量，本發明實施例係進行由圖4之配置本身設定的極化測量，為此目的，將利用合適的極化測量儀器。
圖5a、圖5b用以解說根據本發明使用之此極化測量的原理。此處，在反射鏡配置500之個別反射鏡元件500a、500b、...處反射的光被各自分別偏轉向光瞳平面(在圖5b中繪示)中，其中可關於在此反射鏡元件反射之光線經由極化影響光學單元的組件511的極化狀態，測量每個個別的反射鏡元件500a、500b、...。換言之，根據圖5a、圖5b，分別將反射鏡配置的反射鏡元件500a、500b、...各自成像於光瞳平面中，其中使用根據本 發明的測量建立在相應反射鏡元件反射之光的極化狀態。
尤其，為了執行該極化測量，現在可不使用在實際微影製程中使用且具有要成像之結構的光罩或遮罩，而是使用極化測量儀器或極化測定組件陣列(有時又稱為「極化光罩」；陣列即矩陣形配置)，其中這些極化測量儀器的每一者由λ/4板、極化分光鏡立方體及感光偵測器組成，其中上述三個組件沿著光傳播方向中直接相鄰。關於合適極化測量儀器或極化測定組件的例示性具體實施例，請按例示性方式參考US 2011/0032502 A1(參見其圖4)、US 2010/0208264 A1(參見其圖6)及WO 2007/033710 A1(參見其圖8)。
此處，此矩陣形配置的個別λ/4板在雙折射之相應快軸的對準上彼此有所不同，及因此，藉由在相關平面中垂直於光傳播方向位移矩陣形配置，可連同分別相關聯的極化分光鏡立方體及分別相關聯的感光偵測器將另一λ/4板布置在光路徑中。換言之，藉由位移所述之極化測量儀器的矩陣形配置，可分別將λ/4板定位在光路徑中，關於其雙折射快軸的定向，該λ/4板相對於相鄰(如先前使用的)λ/4板以預定角度旋轉。
本發明不限於使用極化測量儀器陣列的上述具體實施例。在其他具體實施例中，亦可執行強度測量，這在上述具體實施例中係利用各極化測量儀器的感光偵測器在晶圓平面上執行，在此例中，光罩平面中的矩陣形配置僅包含具有分別相關聯極化分光鏡立方體的λ/4板。
λ/4板在上述矩陣形配置之極化測量儀器中的不同定向導致調變強度信號，從此信號，繼而可利用傅立葉變換建立入射光的Stokes向量。
本發明因此尤其具有優勢，因為可直接在現場或由客戶安裝及校準照明裝置中用於靈活設定的極化影響光學配置，且無需複雜的系統拆卸。因此，根據本發明，例如可結合可彼此獨立地進行調整之反射鏡元件的反射鏡配置，使用通常在投射曝光裝置使用期間或在客戶的現場無論如何均可取得的「極化光罩」，或使用具有上述設計用於校準可靈活設定極化之組件(即極化影響光學配置的組件)之極化測量儀器的配置。
再次參考圖5，在特定例示性具體實施例中，在反射鏡配置500上不在極化影響光學配置510之組件511邊緣或邊界附近的反射鏡元件500a、500b、...現在被引向光瞳平面中的環形「C」區(此處與利用相關反射鏡元件500a、500b、...產生所謂「環形」照明設定相當)。圖5b繪示IPS值的測量結果或IPS值以光瞳座標在光瞳平面上的分布。
此處，例示性具體實施例中之極化影響光學配置510的組件511引起從中通過之光的極化方向旋轉約45°的極化旋轉角，為此目的，類似於圖2中的例示性具體實施例，組件511例如可以合適厚度及光學晶軸指向光傳播方向的光學活性結晶型石英製成。在另一例示性具體實施例中，極化影響光學配置500的組件511例如亦可以是λ/2板，其中雙折射快軸以相對於入射光 的輸入極化的22.5°角定向。
此外，在圖5的實例中，將IPS值所根據的較佳極化狀態選為「y極化」(相對於於所繪示的座標系統)，其中在反射鏡配置500中未被極化影響光學配置510的組件511覆蓋的反射鏡元件中獲得此y極化。相比之下，在由於極化影響光學配置510之組件511的重疊而相對於y軸極化旋轉45°的光組件中，或在反射鏡配置500的對應反射鏡元件中，這造成0.5的IPS值(因為可以說此光的一半具有x極化及另一半具有y極化)。
如先前已經提到的，根據圖5a、圖5b，不在組件511邊緣區域中的所有反射鏡元件係以如此之一方式傾斜，致使在這些反射鏡元件反射的光在此實例中被偏轉向光瞳平面的「C」區中。可以說，此「C」區包含目前對於根據本發明的校準非所關注或與校準無關之彼反射鏡元件(或在其上反射的光線)的「停放位置(park position)」，因為這些反射鏡元件未完全或整個被有關極化影響組件511覆蓋。
相比之下，與根據本發明的校準有關的是位在極化影響光學配置510之組件511的邊緣區中的反射鏡元件，其中在根據圖5之特定實例的此例中，這些反射鏡元件是反射鏡配置500中位在根據圖5a之兩個中心行「Sp20」及「Sp21」的反射鏡元件。這些方才提及在行「Sp20」及「Sp21」中的反射鏡元件現在被個別地引向光瞳平面之邊緣「C」區的區域。
因此，反射鏡配置500中有關反射鏡元件的相應一 者與光瞳平面中的一點具有精確的關聯。舉例而言，圖5a中行「Sp21」的最上方反射鏡對應於根據圖5b在光瞳平面「C」區中的右下方位置獲得的照明點，以此類推。此反射鏡元件得到IPS值100%，其指示此反射鏡元件完全不被極化影響光學配置510的組件511覆蓋(即，其與極化影響組件511具有重疊度為零)。反射鏡配置500的第二反射鏡元件出現同樣的結果，而反射鏡配置500的第三反射鏡元件如從上文所見，獲得修改的IPS值；此修改的IPS值指示此反射鏡元件局部被組件511覆蓋(即，與極化影響組件511的重疊度大於零及小於一)，且此偏差在以下反射鏡元件中隨著被組件511增加覆蓋而進一步增加。
從組件511邊緣區中完全被組件511覆蓋的反射鏡元件(根據圖5a之反射鏡配置500在行「Sp20」中的兩個左下方反射鏡元件)到其中僅局部被組件511覆蓋之反射鏡配置500的反射鏡元件的轉變中也是類似的道理，及因此，在完全被覆蓋之反射鏡元件中，獲得IPS值對照0.5之值的改變。
根據本發明實施例，現在可分別針對組件511相對於反射鏡配置500的不同位置或旋轉角，建立類似於圖5b的相關聯IPS分布。藉由評估因此獲得的IPS分布，現在可針對組件511相對於反射鏡配置500的每個對應位置，建立反射鏡配置500的個別反射鏡元件分別被組件511覆蓋的程度，以此類推。
換言之，如果在針對組件511相對於反射鏡配置500的特定位置的測量IPS分布中出現5°順時針方向的旋轉角， 則可藉由使組件511逆時針方向旋轉相同的角度來執行調整。以類似於此不正確旋轉之校正的方式(對應於Rz自由度)，亦可建立及校正極化影響組件511之不正確的位移(大約對應於自由度x，即，x方向中的位移)。
在上述校準方法的範疇內，尤其以便利或熟巧的方式選擇反射鏡配置之反射鏡元件的相應設定，因為從一開始，在決定光瞳平面中的IPS值分布時，僅使用在極化影響光學配置之有關極化影響組件邊緣區中的反射鏡元件，而從一開始將與此邊緣有一距離的反射鏡元件引向在IPS評估期間可忽略的區域。
在IPS評估期間可忽略的區域可以是(如圖5的實例)光瞳平面的邊緣區、或系統外的「捕獲區」(如形式為光闌或光束阱，用於來自校準「不需要之」對應反射鏡元件的光)。
換言之，根據本發明實施例，僅利用極化影響光學配置之根據本發明的校準或調整「所關注」反射鏡配置的反射鏡元件照明光瞳平面內的一個區域(因為位在極化影響光學配置之相應組件的邊緣區中)。
為了進行實際調整，極化影響光學配置的有關組件可從預定起始或毗鄰位置逐步引入光束路徑中，或從一開始布置於預期位在預計位置附近的估計起始位置中。因此，可利用針對組件之此位置獲得之IPS分布的上述決定，建立可能為不正確的定位及利用組件的合適位移及/或旋轉校正此不正確的定位。尤其，在建立該IPS分布時，繼而僅使用配置在附近的這些反射鏡 元件(如在組件預計邊緣位置周圍之反射鏡元件寬度周圍的左右方)。
至於關於上述的替代方案，連續設定有關極化影響組件相對於反射鏡配置的不同旋轉角，亦可基於IPS分布的「一次」測量(即，藉由在組件特定位置中分別測量在組件邊緣區中的每個反射鏡元件的一個IPS值)，利用線性迴歸建立關於極化影響組件之旋轉的目前不正確定向(對應於自由度Rz)，其中在各例中，在數學上評估在旋轉組件時在鄰近反射鏡元件之間的轉變中獲得的IPS值線性增加或減少，以獲得對應梯度及其後據此進行校正。
本發明實施例尤其利用以下事實：結合極化影響光學配置靈活設定照明器件之極化分布所使用之反射鏡配置的個別反射鏡元件可彼此獨立地進行調整或傾斜，即利用這些反射鏡元件在光瞳平面的對應對準，以觀察相應反射鏡元件個別地獲得的極化狀態及評估這些極化狀態(關於IPS值)，其中繼而可將此觀察及評估限制於一反射鏡元件子組，即限制於位在極化影響光學配置之極化影響組件邊緣區中及因此為校準「所關注」或與校準有關的反射鏡元件。換言之，本發明實施例利用以下事實：在具有靈活設定極化狀態所用之反射鏡配置的配置中，以反射鏡元件解析或通道解析方式評估IPS值及可使用IPS值進行校準及調整。
在下文中，將參考圖6-8說明根據本發明的對應調整概念。
再一次參考圖5，在此調整期間，在所標繪座標系統的y方向中位移極化影響組件511的邊緣，致使此邊緣中心定位於反射鏡配置500之反射鏡元件的兩個相鄰行(圖5中的行20及21)之間的分界線上。此外，在邊緣區中在行20及21之區域中的對應反射鏡元件以如此之一方式在光瞳平面中對準(繪示於圖5b)，致使光瞳平面中產生的對應光點以反射鏡配置500之兩個行20及21的相關聯反射鏡元件的相同配置出現。相比之下，行19、22等中的反射鏡元件(未完全或整個被極化影響光學配置的組件511覆蓋)可在校準期間被忽略，及例如可被引向光瞳平面的外邊緣區或引向配置在成像光束路徑外的光束阱。
換言之，在根據本發明實施例的校準期間，一開始使用位在極化影響光學配置要進行調整的對應組件的邊緣區中的每個反射鏡元件以在光瞳平面中產生單一光點。
根據圖6a，在此程序中，在反射鏡配置之行20被極化影響光學配置的組件511覆蓋的反射鏡元件所產生的光點位於光瞳平面中所畫陰影線的左方，而在反射鏡配置之行21未被極化影響光學配置的組件511覆蓋的反射鏡元件所產生的光點被配置在光瞳平面中陰影線的右方。
在下一個步驟中，如圖6b、6c所示，現在針對在反射鏡配置之行20的反射鏡元件所產生的光點及在反射鏡配置500之行21的反射鏡元件所產生的光點二者，對該等光點的IPS值求積分，這分別形成在圖6c顯示的曲線圖中的資料點。
在下一個步驟中，極化影響光學配置之組件511現在在y方向中在反射鏡配置500上以預定路徑間隔(如△y=5μm)位移。如果此位移朝向圖6a的左方(即，在正y方向中)，則積分(IPS)值在反射鏡配置500之行21中之反射鏡元件獲得的IPS值後續類比(analog)積分期間減少，如果在此例中的組件511變成更大範圍地停留在行21的對應反射鏡元件上，則在反射鏡配置500之行20中的反射鏡元件利用積分獲得的對應積分(IPS)值減少。
藉由極化影響光學配置的組件511在反射鏡配置500上的逐步向前位移(onward displacement)最後可獲得圖6c中所示的整體曲線圖。現在可假設極化影響光學配置之組件511的理想邊緣位置是組件511的y位置、或其邊緣530，圖6c之曲線圖中的兩個曲線在此彼此相交，因為要調整的對應組件511的邊緣精確中心定位在反射鏡配置500的行20、21上。
除了極化影響光學配置之組件511在y方向的上述定位，現在在另一步驟中設定Rz定向，即，設定組件的配置，致使該組件不會以不想要的方式繞著z軸旋轉(Rz自由度)。將在下文中參考圖7說明此步驟。此處，首先假設關於位移在y方向中的自由度，如上所述找到及設定極化影響光學配置之組件511的最佳位置。
現在，根據圖7，為了測量或最佳化Rz定向，首先針對在組件711的邊緣區中的反射鏡元件，利用反射鏡配置700的每個個別反射鏡元件，在光瞳平面中產生個別不同照明點，及 測量個別光點的相關聯IPS值。然而，與基於圖6說明的程序相反，現在在此之後不是接著對因此建立的IPS值求得積分，而是直接在曲線圖中標繪個別光點的IPS值(如圖7c所示)。
觀察此根據圖7c之曲線圖的輪廓，顯示對於反射鏡配置700之行21的反射鏡元件，IPS值隨著極化影響光學配置之組件711的「凸出」增加而線性減少，而對於反射鏡配置700之行20的反射鏡元件(被極化影響光學配置的組件711覆蓋)，IPS值對應地線性增加。
根據本發明，現在從圖7c之曲線圖顯示的直線梯度計算極化影響光學配置的組件旋轉的角度(關於自由度Rz)。此處，在已知個別反射鏡元件的寬度的情況中，從該直線梯度計算極化影響光學配置的組件711繞著z軸所旋轉的角度。對於繞著z軸的對應旋轉，Rz=反正切(m)(arctan(m))成立，其中m代表該直線梯度。
因此，根據圖7b、7c，已分別可從光瞳平面中分別由反射鏡配置700之行20、21中的反射鏡元件產生的光點的一個單一IPS測量，建立極化影響光學配置之組件711必須繞著z軸旋轉的所需旋轉角，以最後定位該組件711確實平行於在反射鏡配置700的行20、21之間的轉變區。圖8顯示在上述調整之前(圖8a)及之後(圖8b)的情況中所獲得的IPS分布比較。
即使本發明已基於特定具體實施例加以說明，但熟習本技術者如透過個別具體實施例特色的組合及/或更換，可明顯 看出許多變化及替代性具體實施例。因此，對於熟習本技術者，不言可喻的是，本發明亦涵蓋此類變化及替代性具體實施例，及本發明範疇僅限制在隨附申請專利範圍及其等效物的意義內。
400‧‧‧反射鏡配置
410‧‧‧極化影響光學配置
411‧‧‧極化影響組件

Claims (13)

  1. 一種調整一微影投射曝光裝置中一光學系統的方法，其中該光學系統包含：˙一反射鏡配置(120、200、400、500)，其具有複數個反射鏡元件(120a、120b、120c、500a、500b、...)，該複數個反射鏡元件可彼此獨立地進行調整，以改變由該反射鏡配置(120、200、400、500)反射之光的角分布；及˙一極化影響光學配置(110)，其具有至少一個極化影響組件(111、112、113、310、320、411、511)，其中可藉由位移此極化影響組件，按可變化的方式設定該極化影響組件(111、112、113、310、320、411、511)及該反射鏡配置(120、200、400、500)之間的重疊度；其中該方法包含以下步驟：a)針對該極化影響組件(111、112、113、310、320、411、511)的給定實際位置，建立該投射曝光裝置之一光瞳平面中的IPS值分布，其中每個IPS值代表在該反射鏡配置(120、200、400、500)之一相應反射鏡元件(120a、120b、120c、500a、500b、...)處反射之一光線之一預定極化狀態的實現度；及b)基於在步驟a)中建立的分布，改變該極化影響組件(111、112、113、310、320、411、511)的位置； 其中，在步驟a)的決定中，忽略與該極化影響組件(111、112、113、310、320、411、511)之一邊緣的距離超過一預定臨限值的反射鏡元件。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之方法，其特徵在於：此預定臨限值至少對應於該反射鏡配置(120、200、400、500)之一反射鏡元件(120a、120b、120c、500a、500b、...)的寬度，此外尤其至少對應於該反射鏡配置(120、200、400、500)之一反射鏡元件(120a、120b、120c、500a、500b、...)之寬度值的兩倍，及此外尤其對應於該反射鏡配置(120、200、400、500)之一反射鏡元件(120a、120b、120c、500a、500b、...)之寬度值的三倍。
  3. 如申請專利範圍第1至2項中任一項所述之方法，其特徵在於：在步驟a)的決定中，可忽略與該極化影響組件(111、112、113、310、320、411、511)的重疊度為100%或零的反射鏡元件。
  4. 如申請專利範圍第1至2項中任一項所述之方法，其特徵在於：在可忽略的這些反射鏡元件處反射的光被偏轉向該光瞳平面的一不同區域中或偏轉向一光束阱。
  5. 如申請專利範圍第1至2項中任一項所述之方法，其特徵在於：使用至少一個極化測量儀器執行在步驟a)中的決定，該至少一個極化測量儀器配置在該投射曝光裝置的光罩平面中。
  6. 如申請專利範圍第5項所述之方法，其特徵在於：使用一極化測量儀器陣列執行步驟a)中的決定，該極化測量儀器陣列配置在該投射曝光裝置的光罩平面中。
  7. 如申請專利範圍第1至2項中任一項所述之方法，其特徵在於：在步驟b)中改變該極化影響組件(111、112、113、310、320、411、511)的位置，致使被投射在該反射鏡配置(120、200、400、500)之該極化影響組件(111、112、113、310、320、411、511)的一邊緣係配置在兩個相鄰列或行的反射鏡元件(120a、120b、120c、500a、500b、...)之間。
  8. 如申請專利範圍第1至2項中任一項所述之方法，其特徵在於：重複執行步驟a)及b)，以接近該極化影響組件(111、112、113、310、320、411、511)的預計位置。
  9. 如申請專利範圍第1至2項中任一項所述之方法，其特徵在於：該極化影響組件係一λ/2板。
  10. 如申請專利範圍第1至2項中任一項所述之方法，其特徵在於：該極化影響組件由光學活性材料製成，尤其是光學晶軸定向平行於光傳播方向的結晶型石英。
  11. 一種調整一微影投射曝光裝置中一光學系統的方法，其中該光學系統包含：˙一反射鏡配置(120、200、400、500)，其具有複數個反射鏡元件(120a、120b、120c、500a、500b、...)，該複數個反射鏡元件可彼此獨立地進行調整，以改變由該反射鏡配置反射之光的角分布；及˙一極化影響光學配置(110)，其具有至少一個極化影響組件(111、112、113、310、320、411、511)，其中可藉由位移此極化影響組件，按可變化的方式設定該極化影響組件(111、112、113、310、320、411、511)及該反射鏡配置(120、200、400、500)之間的重疊度；其中該方法包含以下步驟：a)將該極化影響組件(511)之一邊緣(530)布置於該光學系統的光束路徑中；b)針對在該反射鏡配置(500)的該等反射鏡元件(500a、500b、...)上反射後入射於光瞳平面上的光執行一IPS測量；及 c)基於在步驟b)中執行的該IPS測量，建立產生一所要極化分布所需之該極化影響組件(511)的一位置改變；其中，在步驟b)中執行IPS測量時，忽略與該邊緣(530)的距離超過一預定臨限值的反射鏡元件(500a、500b、...)。
  12. 如申請專利範圍第11項所述之方法，其特徵在於：在步驟b)執行IPS測量時，可忽略與極化影響組件的重疊度為100%或零的反射鏡元件(500a、500b、...)。
  13. 如申請專利範圍第11或12項所述之方法，其特徵在於：在可忽略的這些反射鏡元件(500a、500b、...)處反射的光被偏轉向該光瞳平面的一不同區域中或偏轉向一光束阱。
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