專利名稱：用于表征照明系統(tǒng)的偏振的方法及裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及使用偏振輻射，尤其是使用光的光學(xué)系統(tǒng)的領(lǐng)域。更具體而言，本發(fā)明涉及一種用于表征(characterizing)這種光學(xué)系統(tǒng) 中的照明系統(tǒng)的偏振度的方法及裝置。
背景技術(shù)：
高數(shù)值孔徑(N.A.)光刻系統(tǒng)是用于制造滿足當(dāng)今微型化需要的 電子元件的強(qiáng)大工具。遺憾的是，在使用高N.A.系統(tǒng)的情形中遇到 幾個不期望的效應(yīng)。這些效應(yīng)引起畸變的圖像，導(dǎo)致制造的電子元件 質(zhì)量較低。例如光的輻射的偏振態(tài)典型地能夠分為橫電場(TE)偏 振分量和橫磁場(TM)偏振分量，如圖la所示，由此參考入射面和 入射角定義偏振分量，該入射面即例如光的輻射在其上入射的平面。 這樣的入射面的典型實(shí)例為像平面或折射/反射面或者衍射面，例如 由掩模確定的平面。偏振的輻射遇到的典型的問題是，可以由輻射(例 如光)產(chǎn)生的對比取決于輻射的偏振態(tài)。后者是由輻射的不同偏振態(tài) 的干涉效應(yīng)不同所導(dǎo)致的。例如，對于具有TM偏振分量的輻射的疊 加，產(chǎn)生的強(qiáng)度取決于輻射干涉的角度。在圖lb中示出了后者，指 示了對于沒有TE偏振分量的光、對于純TE偏振的光以及對于具有 TE和TM偏振分量的混合光的潛像(latent image)對比。對于TM 偏振光，在兩個疊加的輻射束之間為90。角時，未形成圖像，而只是 示出了背景。在圖lb中的圖案示出了具有漸增量的TE偏振光的光 束在像平面中的光強(qiáng)度分布，由從純TM偏振輻射朝純TE偏振輻射 行進(jìn)的箭頭IO、 12、 14的方向指示。在高N.A.光刻系統(tǒng)的情形下， 例如在浸沒式光刻系統(tǒng)中，由于入射角顯著地較大，該問題引起對使 用的光刻系統(tǒng)的高質(zhì)量要求，尤其對照明系統(tǒng)和其產(chǎn)生的例如光的輻 射的偏振態(tài)的高質(zhì)量要求。因此，檢查在這樣的光學(xué)系統(tǒng)中使用的偏振照明系統(tǒng)的質(zhì)量可能是有用的。
僅有一些技術(shù)用于測量和檢查光學(xué)系統(tǒng)中的照明系統(tǒng)的偏振態(tài)。 通常，在用于檢查照明束的偏振態(tài)的光學(xué)科學(xué)中一些基本的技術(shù)是己 知的。用于測試照明束的偏振態(tài)的常用技術(shù)是在光路中使用分析儀并 且使用光探測器測量通過分析儀的相對光強(qiáng)。分析儀物理上是偏振裝 置，即傳輸特定偏振態(tài)的照明束(例如光)的光學(xué)元件。因此，分析
儀可以是吸收式二向色偏振器、金屬線柵偏振器或者利用Brewster 角的多層偏振器。然而前兩種類型使用基本垂直入射的光操作，典型 的Brewster型的偏振器具有約45°的操作角。在使用中，分析儀的位 置通常需要適應(yīng)于特定的光學(xué)系統(tǒng)。例如，如果分析儀與作為均勻化 系統(tǒng)的石英桿結(jié)合，則在照明束路徑例如光路中在石英桿之前需要安 裝分析儀，否則將沒有關(guān)于照明源(例如光源)的信息被獲得。然而， 后者將不會教導(dǎo)偏振態(tài)如何因以下情況而進(jìn)一步改變，即，通過照明 束的剩余部分(例如光路)朝向掩模級傳播，尤其是通過其中剩余雙 折射能夠改變?nèi)肷湔彰魇?例如光)的偏振態(tài)的石英桿傳播而改變偏 振態(tài)。然而，在例如光源的照明源與掩模之間的照明束的路徑(例如 光路)上的偏振態(tài)影響獲得的最終圖像的質(zhì)量。
另一途徑是使用二向色的或線柵型的偏振器覆蓋掩模的上表面并 且使用只具有選定偏振分量的輻射(例如光)形成某一圖案的圖像。 通過使用沒有掩模頂涂層的掩模獲得的非偏振的圖像與使用帶涂層 掩模獲得的偏振的圖像之間的比較，可以提取在掩模級(mask level) 處例如光的輻射的偏振度。然而，線柵偏振器通常通過光刻技術(shù)由亞 波長特征制成。需要注意，193nm波長的高效率線柵偏振器需要由高 分辨率電子束光刻( 15-20nm線距)來制作，其導(dǎo)致經(jīng)濟(jì)上和時間 上的高成本裝置。雖然有生產(chǎn)線柵偏振器的化學(xué)方法，但是這樣獲得 的偏振器的質(zhì)量和性能遠(yuǎn)不理想。與二向色偏振器的使用相關(guān)的問題 是在193nm處低的效率與透射率?？蛇x地，Brewster型的多層起偏涂 層不能用作用于偏振探測目的的掩模頂層涂層，因?yàn)檫@些只在45度 角下是可操作的。當(dāng)前可獲得的用于更高波長范圍的大多數(shù)商用系統(tǒng) 具有在深UV區(qū)快速下降的特征性能。
US 6784992描述了一種用于確定光學(xué)系統(tǒng)中光的偏振態(tài)的方法和 裝置。該方法基于通過不透明框架(frame)的第一點(diǎn)提供照明束的 單個第一光線，導(dǎo)致在光致抗蝕劑中第一點(diǎn)的照明。對應(yīng)的光線具有 已知的入射角。通過不透明結(jié)構(gòu)的第二點(diǎn)提供照明束的單個第二光 線，導(dǎo)致在光致抗蝕劑中第二點(diǎn)的照明。第二光線也具有已知的入射 角。從對于每個光線的入射角和在光致抗蝕劑中吸收的光的量，可能 確定照明系統(tǒng)的偏振態(tài)。
以上方法或裝置中沒有任何一個產(chǎn)生評估由照明系統(tǒng)提供的輻射 偏振態(tài)的有效方法。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目標(biāo)是提供用于評估光學(xué)系統(tǒng)中的照明系統(tǒng)的偏振態(tài)的 方法和系統(tǒng)。
通過根據(jù)本發(fā)明的方法和裝置完成以上目標(biāo)。 本發(fā)明涉及一種用于評估光學(xué)系統(tǒng)中的照明系統(tǒng)的方法，所述方
法包括在所述光學(xué)系統(tǒng)中提供掩模，調(diào)整所述掩模以便以顯著不同
的方式衍射具有不同偏振態(tài)的照明束的入射分量；使用入射在所述掩
模上的所述照明系統(tǒng)的照明束獲得所述掩模的圖像；以及評估所述圖 像以提取關(guān)于所述照明系統(tǒng)的偏振相關(guān)的信息。以顯著不同的方式衍 射具有不同偏振態(tài)的入射分量，可以意指具有不同偏振態(tài)的入射分量 被衍射成顯著不同的衍射的分量，例如具有顯著不同的衍射強(qiáng)度。換 句話說，對于所述照明束的不同偏振分量，所述掩?？梢赃m于產(chǎn)生不 同衍射效果。因此，與線柵掩模相比，根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的所述掩 模容許基本將所述束朝向所述系統(tǒng)的投影透鏡光瞳衍射，例如將一級 光束分量衍射在所述系統(tǒng)的投影透鏡光瞳上。
調(diào)整所述掩模以便以顯著不同的方式(substantially different way) 衍射具有不同偏振態(tài)的照明束的入射分量包括調(diào)整所述掩模以顯著 不同的方式產(chǎn)生具有不同偏振態(tài)的的照明束的入射分量的零級和一 級衍射束。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是所述方法可以容許獲得關(guān)于所使用的所述 照明系統(tǒng)的所述偏振度的信息以及不存在與由透鏡引起的偏振效應(yīng)的重疊。從而本發(fā)明的實(shí)施例的優(yōu)點(diǎn)是所述方法容許在單次實(shí)驗(yàn)中獨(dú) 立地提取在掩模級關(guān)于偏振態(tài)的信息，即在所述照明系統(tǒng)中引起的偏 振效應(yīng)，以及在所述投影透鏡中出現(xiàn)的關(guān)于偏振改變的信息。所述掩 ?？梢允撬p相移掩模。優(yōu)點(diǎn)在于可以使用標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)制造在所述方法 中使用的掩模以及能夠用標(biāo)準(zhǔn)材料制造它們。以顯著不同的方式衍射 具有不同偏振態(tài)的照明束的入射分量，可以包括不同地抑制所述入射 分量的零級衍射。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于工作于所述光學(xué)系統(tǒng)的正常操作 條件，而沒有額外設(shè)備。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于所述獲得的信息可以不僅 僅基于偏振態(tài)，從而容許與其它偏振效應(yīng)區(qū)別開。本發(fā)明的所述方法 可以容許獲得來自所述投影透鏡光瞳處所述照明束的不同入射分量 的一級衍射束。
評估可以包括為照明系統(tǒng)獲得偏振度。其優(yōu)點(diǎn)在于可以獲得所述 照明系統(tǒng)本身的偏振信息，即為用于照明所述掩模的所述照明系統(tǒng)獲 得偏振信息。其優(yōu)點(diǎn)還在于可以獲得針對偏振的公知的物理量。
評估可以包括在像平面中比較光強(qiáng)。本發(fā)明的實(shí)施例的優(yōu)點(diǎn)在于 獲得用于評估照明系統(tǒng)的所述偏振態(tài)的簡單且快速的技術(shù)。
評估所述圖像可以包括從所述圖像提取特征尺寸。評估所述圖像 (所述圖像包括多個特征)可以包括提取鄰近特征之間的強(qiáng)度差。
X是所述照明系統(tǒng)的所述照明束的平均波長并且所述掩模包括具 有由平均特征尺寸和平均線距(pitch)尺寸描述的特征的圖案，可以 通過在0.2、與之間的范圍，優(yōu)選地在X與之間選擇平均特征 尺寸調(diào)整所述掩模?？梢酝ㄟ^在0.2X與6X之間的范圍，優(yōu)選地在人 與5X之間選擇平均線距尺寸調(diào)整所述掩模。
所述掩?？梢园ň哂卸鄠€特征的圖案以獲得所述照明束的受限 的衍射。使用根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例能夠獲得高精度是優(yōu)點(diǎn)。
所述掩?？梢园ㄓ删哂械诙卣髅芏鹊膮^(qū)域分開的多個具有第 一特征密度的區(qū)域。所述第二特征密度可以是零，換句話說在具有第 二特征密度的區(qū)域可以沒有特征存在。其優(yōu)點(diǎn)在于可以將所述圖案設(shè) 置到生產(chǎn)掩?？臻e區(qū)域(中間掩模，reticle)上而不需要安排分離掩 模以實(shí)施偏振測試。其優(yōu)點(diǎn)在于本發(fā)明的所述方法和系統(tǒng)能夠用于評 估離軸照明系統(tǒng)。
獲得所述掩模的圖像可以包括照明具有所述掩模的圖案或其負(fù)圖 像的抗蝕劑層并顯影所述抗蝕劑層。其優(yōu)點(diǎn)在于所述方法容許獲得足 夠的精確度。
獲得所述掩模的圖像可以包括對于所述照明束測量或記錄在像平 面中的光強(qiáng)。本發(fā)明的某些實(shí)施例的優(yōu)點(diǎn)在于對于獲得偏振相關(guān)的信 息可以不需要抗蝕劑模型。
獲得所述掩模的圖像可以包括獲得所述掩模的衍射圖像。本發(fā)明 的特定實(shí)施例的優(yōu)點(diǎn)在于可以獲得所述獲得圖像的容易的解釋，容許 直接從所述獲得的圖像獲得偏振信息。
評估所述圖像可以包括評估所述衍射圖像中預(yù)定的衍射級。評估 所述圖像可以包括評估所述衍射圖像中零衍射級。本發(fā)明的特定實(shí)施 例的優(yōu)點(diǎn)在于不需要復(fù)雜的圖像形成模型，例如在評估具有大的
sigma值時也不需要。本發(fā)明的特定實(shí)施例的優(yōu)點(diǎn)還在于可以使用簡 單的探測器。
評估所述圖像中例如所述零衍射級的預(yù)定衍射級，可以包括評估 作為設(shè)置在所述掩模上的測試圖案的方位的函數(shù)的所述預(yù)定衍射級 (例如零衍射級)的參數(shù)，例如強(qiáng)度。在本發(fā)明的特定實(shí)施例中，只 有所述零衍射級的強(qiáng)度需要作為在所述掩模上的測試圖案方位的函 數(shù)被評估，這是有利的。
使用入射在所述掩模上的所述照明系統(tǒng)的照明束獲得所述掩模的 圖像，可以包括阻擋所述照明系統(tǒng)的照明的至少部分，以便所述照明 束相當(dāng)于單極或雙極照明系統(tǒng)的照明束。本發(fā)明的特定實(shí)施例的優(yōu)點(diǎn) 在于能夠用容易的和用戶友好的方式評估多極照明系統(tǒng)(例如環(huán)形 的)照明系統(tǒng)和具有多于兩個極的照明系統(tǒng)，例如四極照明系統(tǒng)。
提供掩模還包括提供用于阻擋所述照明系統(tǒng)的照明的至少部分的 濾波器。
本發(fā)明的特定實(shí)施例的優(yōu)點(diǎn)在于能夠以容易且用戶友好的方式進(jìn) 行多極照明系統(tǒng)的評估而基本上不需要改變所述光學(xué)系統(tǒng)。
評估所述圖像以提取關(guān)于所述照明系統(tǒng)的偏振相關(guān)的信息，可以包括評估清除劑量(dose-to-dear)信息。
本發(fā)明的特定實(shí)施例的優(yōu)點(diǎn)在于能夠容易地計(jì)算偏振度。本發(fā)明 的特定實(shí)施例的優(yōu)點(diǎn)還在于獲得用于評估照明系統(tǒng)的偏振的高靈敏 技術(shù)，從而容許識別照明系統(tǒng)的偏振中小的改變。
本發(fā)明還涉及用于測試光學(xué)系統(tǒng)中的照明系統(tǒng)的測試工具(test kit)，所述測試工具包括掩模，其被調(diào)整以便以顯著不同方式衍射具 有不同偏振態(tài)的照明束的入射分量。
所述測試工具還可以包括適合于用于記錄所述光學(xué)系統(tǒng)的像平面 中所述掩模的圖像的傳感器。所述測試工具可以進(jìn)一步或可選地包括 由抗蝕劑層覆蓋的基板，所述抗蝕劑層適合于使用在所述光學(xué)系統(tǒng)的 像平面中所述掩模的像來照明。
本發(fā)明還涉及一種光學(xué)系統(tǒng)，所述光學(xué)系統(tǒng)包括照明系統(tǒng)和探測 器，其中所述探測器適合于定位在所述光學(xué)系統(tǒng)的像平面處，并且還 適合于記錄以顯著不同方式衍射具有不同偏振態(tài)的所述照明系統(tǒng)的 光束的入射分量的掩模的圖像，所述光學(xué)系統(tǒng)還包括計(jì)算裝置，用于 評估圖像以提取關(guān)于照明系統(tǒng)的偏振相關(guān)的信息。所述光學(xué)系統(tǒng)還可 以包括基板臺，由此所述探測器設(shè)置在或并入在所述基板臺中。測試 工具還可以包括反饋系統(tǒng)，所述反饋系統(tǒng)根據(jù)測量數(shù)據(jù)自動地校正照 明的偏振態(tài)而不需要用戶。通過實(shí)施能夠從外部控制的補(bǔ)償光學(xué)或電 光元件或者通過校正己經(jīng)存在于所述光路中的光學(xué)元件特性，能夠校 正偏振態(tài)。
所述光學(xué)系統(tǒng)還可以包括已處理的晶片，由此所述探測器并入在 所述處理的晶片中。本發(fā)明的特定實(shí)施例的優(yōu)點(diǎn)在于，結(jié)合特定掩模 使用傳感器晶片，例如具有集成的探測器的已處理晶片，容許不依賴 于工具實(shí)施偏振測試并比較它們，而沒有工具設(shè)備特定的誤差。
本發(fā)明還涉及一種用于得到光學(xué)系統(tǒng)中照明系統(tǒng)的偏振態(tài)的方 法，所述方法包括獲得被調(diào)整以便以顯著不同方式衍射具有不同偏振 態(tài)的照明束的入射分量的掩模的圖像的相關(guān)信息，以及處理所述相關(guān) 信息以便獲得關(guān)于所述具有不同偏振態(tài)的照明束的入射分量的數(shù)據(jù)， 以及從所述獲得的數(shù)據(jù)得到關(guān)于所述照明系統(tǒng)的偏振相關(guān)信息。所述偏振相關(guān)信息可以是偏振度。所述掩模的圖像可以包括在抗蝕劑層中 的掩模的印刷，并且掩模的圖像的所述相關(guān)信息可以是一個或多個掃 描電子顯微鏡照片。
本發(fā)明還涉及用于執(zhí)行根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例或其部分的方法的任 何一個的計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品。本發(fā)明還涉及用于存儲這樣的計(jì)算機(jī)程序 產(chǎn)品的機(jī)器可讀數(shù)據(jù)存儲裝置，并且涉及通過局域或廣域電信網(wǎng)絡(luò)傳 輸這樣的計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品。
在所附的獨(dú)立和從屬權(quán)利要求中闡述了本發(fā)明的特定的及優(yōu)選的 方面。可以酌情而不只是如權(quán)利要求中清楚闡述的那樣，將所述從屬 權(quán)利要求的特征與獨(dú)立權(quán)利要求的特征結(jié)合以及與其它附屬權(quán)利要 求的特征結(jié)合。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于所研究的所述光學(xué)系統(tǒng)的所述數(shù)值孔徑不限制 所述方法。
本發(fā)明的又一優(yōu)點(diǎn)在于使用的所述掩模的制造能夠基于現(xiàn)有的技 術(shù)并且在于所述掩?？梢杂蓪τ谘谀Ｖ圃煲阎膫鹘y(tǒng)材料制成。
本發(fā)明的實(shí)施例的優(yōu)點(diǎn)在于基于所述兩個偏振分量的不同零級抑 制獲得所述偏振度。
本發(fā)明的實(shí)施例的優(yōu)點(diǎn)還在于它們?nèi)菰S簡單且快速地分析在應(yīng)用 所述方法中獲得的所述實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。本發(fā)明的實(shí)施例的優(yōu)點(diǎn)在于它們提 供了用于評估照明系統(tǒng)的有效方法。
本發(fā)明的教導(dǎo)容許設(shè)計(jì)改進(jìn)的方法和設(shè)備，用于檢查和/或評估光 學(xué)系統(tǒng)中的照明系統(tǒng)的質(zhì)量。
從結(jié)合了以實(shí)例的方式示出了本發(fā)明的原理的附圖的以下詳細(xì)說 明，本發(fā)明的以上和其它特點(diǎn)、特征和優(yōu)點(diǎn)將變得顯而易見。只是為 了實(shí)例給出該說明書，而不是限定本發(fā)明的范圍。以下援引的參考數(shù) 字參考附圖。


圖la相對于入射面示出了光束中的TM和TE偏振分量，如現(xiàn)有 技術(shù)所知。
圖lb示出了不同偏振的光束在光學(xué)系統(tǒng)的像平面中光的強(qiáng)度分 布，如從現(xiàn)有技術(shù)所知的。
圖2是其中能夠應(yīng)用根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施例的方法的示范性光 學(xué)系統(tǒng)。
圖3是根據(jù)不同類型掩模的線距示出衍射后的TE偏振/TM偏振 比率的曲線圖，可以根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例使用該掩模。
圖4a和圖4b分別示出了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例可以使用的TE偏振 光和TM偏振光在衰減相移掩模處的衍射場。
圖5是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例用于檢査和/或評估光學(xué)系統(tǒng)的照明系 統(tǒng)的偏振態(tài)的方法的流程圖。
圖6為示出了根據(jù)本發(fā)明可以使用的TE和TM偏振照明束的零 級和一級衍射的衍射效率的曲線圖。
圖7是示出了根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施例在掩模處的衍射之后的像 平面中的強(qiáng)度分布的曲線圖。
圖8a至圖8c示出了應(yīng)用根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施例的方法之后針 對不同偏振照明束在抗蝕劑層中獲得的模擬的分布。
圖9a和圖9b分別示出了根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施例可以使用的用 于使用全偏振照明束和95%TE偏振照明束照明的工藝窗口。
圖10a和圖10b描述了在根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施例的示范性方法 中可以使用的在不完全曝光之后清除劑量曲線和剩余的抗蝕劑層的
圖11示出了根據(jù)本發(fā)明的第二實(shí)施例的方法中可以使用的相移 掩模。
圖12a示出了在根據(jù)本發(fā)明的第二實(shí)施例的方法中可以使用的狹 縫掩模。
圖12b示出了對于如圖lla中所示的狹縫掩模，對于不同偏振照 明束在像平面中光的強(qiáng)度分布。
圖12c示出了在根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的方法中可以使用的不同類 型的掩模。
圖13a和圖13b示出了根據(jù)本發(fā)明的第三實(shí)施例可以使用的不同取向的掩模以及在像平面中相應(yīng)的像。
圖14示出了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例具有并入在基板中的探測器的 探測裝置。
圖15a和圖15b示出了在根據(jù)本發(fā)明的第七實(shí)施例的方法中可以 使用的針對衍射像在標(biāo)準(zhǔn)像平面下面橫截面中的強(qiáng)度分布以及離焦 平面中的強(qiáng)度分布。
圖16示出了在根據(jù)本發(fā)明的第七實(shí)施例的方法中可以使用的，作 為測試圖案的方向的函數(shù)的零級衍射強(qiáng)度的圖。
圖17a、圖17b、圖17c和圖17d示出了環(huán)形的照明系統(tǒng)的實(shí)例， 用于在單極或雙極照明子系統(tǒng)中分離環(huán)形照明系統(tǒng)的濾波裝置以及 分別用于將根據(jù)本發(fā)明的第七實(shí)施例的方法應(yīng)用到多極照明系統(tǒng)的 使用這樣的濾波裝置的光學(xué)系統(tǒng)的側(cè)視圖和頂視圖。
圖18示出了在使用如圖17b所示的濾波裝置的光學(xué)設(shè)置中典型的尺寸。
圖19示出了根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施例適合執(zhí)行根據(jù)本發(fā)明方法 的任何一個或這些方法的至少一部分的計(jì)算裝置。
在不同的圖中，相同的參考符號表示相同的或類似的元件。
具體實(shí)施例方式
將參考特定的實(shí)施例并參考某些附圖描述本發(fā)明，但是本發(fā)明并 不局限于此，而是只由權(quán)利要求限定。不應(yīng)將權(quán)利要求中的任何參考 符號視為限定范圍。所描述的附圖只是示意性的而非限定的。在附圖 中，為了示例的目的， 一些元件的尺寸被夸大并且未按比例畫出。其 中在本說明書中和權(quán)利要求中使用術(shù)語"包括"，其并不排除其它的元 件或步驟。在參照單數(shù)名詞使用不定冠詞或定冠詞處，例如"一"、"所 述"，這包括該名詞的復(fù)數(shù)形式，除非另外特別說明。
而且，在說明書和權(quán)利要求中的術(shù)語第一、第二、第三等，被用 于在類似物間進(jìn)行區(qū)分，而不是一定描述一種連續(xù)的或時間次序。應(yīng) 當(dāng)理解如此使用的術(shù)語在適當(dāng)情況下可以互換，并且此處所述的本發(fā) 明的實(shí)施例能夠以除此處所描述或說明的以外的其他順序操作。
而且，在說明書和權(quán)利要求中的術(shù)語頂部、底部、在...上面，在...下面等被用于描述目的，而未必用于描述相對位置。可以理解如此使 用的術(shù)語在適當(dāng)情況下可以互換，并且此處所述本發(fā)明的實(shí)施例能夠 以除此處所描述或說明的以外的其他方位操作。
在本發(fā)明中，術(shù)語"光"和/或"照明"指可以在諸如光刻系統(tǒng)或母板 工具的光學(xué)系統(tǒng)中使用的電磁輻射。該電磁輻射可以包括遠(yuǎn)紅外的、 紅外的、近紅外的輻射，可見的輻射，紫外的輻射(即近紫外輻射和 深紫外輻射)。在使用紫外輻射的光學(xué)系統(tǒng)中能夠有利地使用本發(fā)明。對于紫外輻射，典型地指在380nm與7nm之間波長范圍中的電磁輻 射，而對于深紫外輻射，典型地指在250nm與7nm之間波長范圍內(nèi) 的電磁輻射。本發(fā)明典型地可以應(yīng)用于在光學(xué)工具中通常使用的深紫 外波長，例如248nm、 193nm或157nm，雖然本發(fā)明并不局限于此。
在第一實(shí)施例中，本發(fā)明涉及一種用于評估光學(xué)系統(tǒng)中照明系統(tǒng) 的方法。該方法基于在掩模處由于衍射現(xiàn)象能夠引入偏振效應(yīng)的事 實(shí)。取決于掩模的布局，具有不同的偏振態(tài)的照明束的分量衍射不同。 因此，通過使用照明束照明掩模所獲得的圖像可以包括足夠的信息以 精確地獲得照明束的偏振相關(guān)信息，即使用的照明系統(tǒng)的偏振度。為 了獲得這樣的效果，調(diào)整掩模，以不同方式衍射具有不同偏振態(tài)的照 明束的分量?？梢允褂迷摲椒ǖ墓鈱W(xué)系統(tǒng)可以是光刻系統(tǒng)，比如例如 是步進(jìn)器或掃描器系統(tǒng)，是例如反射或透射系統(tǒng)，雖然本發(fā)明并不局 限于此。該學(xué)光系統(tǒng)還可以例如是母板工具(mastertool)。以實(shí)例的 方式，在圖2中示出了可以對其執(zhí)行根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例檢査和/或 評估照明系統(tǒng)的偏振態(tài)的的光學(xué)系統(tǒng)50的示意性的框圖表示，本發(fā) 明并不局限于此。光學(xué)系統(tǒng)50典型地包括照明源51以及照明光學(xué)系 統(tǒng)53，照明光學(xué)系統(tǒng)53包括將從照明系統(tǒng)52發(fā)射的照明束(在圖2 中未示出)導(dǎo)引向掩模固定器58上的掩模56的光學(xué)元件。照明源 51和照明光學(xué)系統(tǒng)53 —起形成照明系統(tǒng)52。因此，照明系統(tǒng)52是 用于照明掩模56的裝置。在與掩模56互相作用之后，來自照明束的 光被透鏡系統(tǒng)60導(dǎo)引到在基板臺66上的基板64上。在本系統(tǒng)中， 浸液62用于獲得高N.A.系統(tǒng)。在圖2中示例的系統(tǒng)中可以存在的所描述的元件和其它典型的特征對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說通常是公
知的。然而，具有根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例調(diào)整的掩模56的圖2中示例 的系統(tǒng)并不是現(xiàn)有技術(shù)。因此，圖2沒有標(biāo)注為現(xiàn)有技術(shù)。
如上所述，對于照明束的不同偏振分量，本發(fā)明中提供和使用的 掩模56適合于產(chǎn)生不同的衍射效應(yīng)。掩模56可以是各種類型，例如 衰減掩模、相移掩模、衰減相移掩模、交替相移掩模等。能夠以不同 的方式調(diào)整掩模56的布局，例如通過調(diào)整掩模56中存在的特征，例 如特征尺寸、通過調(diào)整線距也稱為線距尺寸(指在掩模56的兩個毗 鄰特征之間的差)，或者如果可能，通過調(diào)整衰減度、通過調(diào)整掩模 中存在的縫例如使用垂直的或水平的縫、通過調(diào)整相移等等。例如可 以通過在具有0.2X、優(yōu)選R的下限，且具有6人、優(yōu)選5入的上限的 范圍內(nèi)選擇線距尺寸來執(zhí)行這樣的調(diào)整。還可以通過在具有0.2X、優(yōu) 選U的下限，且具有4X、優(yōu)選的上限的范圍內(nèi)選擇特征尺寸來 執(zhí)行這樣的調(diào)整。在此X為由照明系統(tǒng)52提供的波長或平均波長。 還可以通過在3%與98%之間選擇衰減度或者從10°至350。的范圍內(nèi) 選擇相移來執(zhí)行掩模的調(diào)整。選擇掩模的合適的布局的典型方式可以 是通過獲得關(guān)于要檢査的系統(tǒng)的數(shù)值孔徑的信息、調(diào)整布局的線距以 便"-l"和"+l"衍射級即第一衍射級射中投影透鏡光瞳(例如透鏡光瞳)
的邊緣?？蛇x地，可以通過調(diào)整衰減和/或特征尺寸，例如通過衍射 的嚴(yán)格的數(shù)值分析來執(zhí)行導(dǎo)致用于檢查偏振度的方法的性能得到改 進(jìn)的掩模布局的優(yōu)化。可選地，也可以調(diào)整相移和縫(splitting)以 進(jìn)一步提高用于檢查光學(xué)系統(tǒng)的偏振度的方法的精度。
布局，也稱為圖案，可以是一維的，即其中特征和線距基本上只 在一個方向變化，或者布局可以是2維的，由此特征和線距基本上在 兩個不同的方向(可能是兩個正交的方向)上變化。為了說明的容易， 以下討論1維圖案，但是本發(fā)明并不局限于此。通過示例方式，在圖 3中示出了實(shí)例結(jié)果，其表示作為不同掩模布局的函數(shù)的衍射后獲得 的TE偏振光與TM偏振光的比率上的差異，本實(shí)例中不同的掩模布 局指不同的線距尺寸。該實(shí)例示出了對于193nm波長的光學(xué)系統(tǒng)的 結(jié)果。取決于所使用的波長，典型地可以獲得其它結(jié)果。這些結(jié)果是針對能夠在光學(xué)系統(tǒng)中使用的不同類型的掩模56而示出的，例如由 曲線102 (-—)表示的硅基二元掩模，由曲線104 (—)表示的鉻基 二元掩模，由曲線106 (...)表示的具有100nm的厚度的Si3Ht衰減 掩模以及由曲線108 (- - )表示的具有68nm的厚度的Si3N4衰減相 移掩模。針對初始非偏振光示出了偏振的改變。可以看到，例如在 600nm至220nm的范圍內(nèi)，對于減小的線距偏振的改變更強(qiáng)。以上 的結(jié)果是基于掩模衍射的電磁分析。在本實(shí)例中，使用軟件CYCLOP 執(zhí)行這些計(jì)算，其由Brok和Urbach詳細(xì)描述于J. of Modern Optics 49(2002)1811和J. Opt. Soc. of America A 20(2003)256中。使用具有由 線和空間構(gòu)成的圖案的一維掩模執(zhí)行該計(jì)算。從上可以看到與初始的 偏振相比，典型地線距越小，則發(fā)生越強(qiáng)的偏振改變。初始非偏振入 射光從而被轉(zhuǎn)換成部分偏振光或者在非常小的線距的情形中轉(zhuǎn)換成 幾乎線性偏振的光。優(yōu)選地，可以使用衰減相移掩模，因?yàn)閷τ赥E 偏振分量和TM偏振分量這導(dǎo)致最大的衍射效率不均衡(disparity)。
對于Si3N4衰減相移掩模在圖4a和圖4b中示出了對于TE偏振光 和TM偏振光在衍射場中的差異。圖4a示出了針對TE偏振光的衍射 場，即具有平行于光柵的線的偏振方向，而圖4b示出了針對TE偏 振光的衍射場，即具有垂直于光柵的線的偏振方向。在圖4a和圖4b 中所示的強(qiáng)度圖分別表示ETE、 ETM的模數(shù)(modulus)。在兩種情形 中，能夠區(qū)分三個不同的區(qū)域，作為掩?；宀牧系氖⒒?52、 Si3N4圖案154和空氣156。不均衡導(dǎo)致零衍射級的抑制，具有10至 20倍的抑制系數(shù)導(dǎo)致產(chǎn)生的圖像中顯著的強(qiáng)度差異。衍射場中的不 同源自沿介質(zhì)(在本實(shí)例中即Si3N4)與空氣之間的界面沿切向傳播 的TE偏振分量和TM偏振分量的不同行為。
在圖5的流程圖中示出了根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施例的用于檢查和/ 或評估光學(xué)系統(tǒng)50的照明系統(tǒng)52的方法200中的不同步驟。在第一 步驟202中，在包括要測試的照明系統(tǒng)52的光學(xué)系統(tǒng)50中提供掩模 56。如上所述，根據(jù)本發(fā)明，調(diào)整掩模56以對具有不同偏振態(tài)的照 明束的分量產(chǎn)生顯著不同的衍射效應(yīng)。不同的衍射效應(yīng)可以是對于不 同偏振光束的不同的零衍射級的抑制。如以上更為詳細(xì)的描述，可以通過調(diào)整掩模56的線距尺寸、特征尺寸、衰減系數(shù)等來執(zhí)行這樣的調(diào)整。后者將被用于區(qū)分具有不同偏振態(tài)的不同分量并且可能用于獲 得具有不同偏振態(tài)的光束中關(guān)于光的量的信息。
在第二步驟204中，使用照明系統(tǒng)52的照明束生成了在先前的步 驟提供的掩模56的圖像。可以用任何傳統(tǒng)方式直接或間接地獲得該 圖像。例如可以通過將光導(dǎo)引到設(shè)置在光學(xué)系統(tǒng)50中提供的基板64 上的抗蝕劑層上并且其后顯影該抗蝕劑層來獲得該圖像。那么，通過 在顯影抗蝕劑層之后獲得的結(jié)構(gòu)，即拓?fù)洌瑳Q定了這樣構(gòu)造的圖像。 可選地，可以使用探測器例如光探測器記錄該圖像。這樣的探測器可 以記錄在掩模56的圖像中的光強(qiáng)。還通過實(shí)例的方式在圖2中示出 了所獲得的測量的數(shù)據(jù)80。
在第三步驟206中，評估所獲得的圖像并且提取有關(guān)的偏振相關(guān) 信息。偏振相關(guān)信息可以容許獲得光束中每種偏振態(tài)的光的量。后者 表示離開照明系統(tǒng)52的光的偏振態(tài)。可以使用任何合適的評估裝置執(zhí) 行這樣的評估。圖2中以實(shí)例的方式示出了評估裝置82?？梢酝ㄟ^操 作人員研究和直接解釋獲得的結(jié)果，通過實(shí)驗(yàn)地研究獲得的結(jié)果，例 如實(shí)驗(yàn)地研究在抗蝕劑層中獲得的結(jié)構(gòu)等來執(zhí)行該評估。評估可以包 括基于例如在計(jì)算裝置上執(zhí)行的預(yù)定算法，或者基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的計(jì)算 機(jī)程序產(chǎn)品執(zhí)行自動評估。所獲得的結(jié)果是關(guān)于照明系統(tǒng)52的偏振信 息。偏振信息可以是例如偏振度。例如也可以是通過將實(shí)驗(yàn)的數(shù)據(jù)與 模擬的或計(jì)算的結(jié)果比較來獲得后者。模擬可以基于由掩模制造者提 供的掩模光學(xué)特性。也可以實(shí)驗(yàn)地測量照明系統(tǒng)中不同偏振設(shè)置的諸 如衍射效率的其它參數(shù)。取決于所獲得的圖像是抗蝕劑結(jié)構(gòu)還是強(qiáng)度 分布，可以使用抗蝕劑模型例如石版印刷模擬器(litho-simulator)中 的嵌入模型或擴(kuò)散空間像模型(diffiised aerial image model (DAIM))， 例如由C.N. Ahn， H.B. Kim， K.H. Baik， "A novel approximate model for resist processing", Proc. SPIE 3334 (1998)， p. 752對其更為詳細(xì)描述。該 結(jié)果可以用于評估照明系統(tǒng)52的質(zhì)量。這樣的信息能夠用于檢査照明 系統(tǒng)52的初始質(zhì)量，能夠用于檢査照明系統(tǒng)52的劣化等。該結(jié)果還可 以用于評估高N.A.工具的能力并且隨時間的推移對其進(jìn)行監(jiān)測。而
且，所獲得的結(jié)果還可以用作高N.A.像差測量的輸入，其中偏振度是 需要的輸入?yún)?shù)?？傊痉椒◤亩梢曰谠诠鈱W(xué)系統(tǒng)50中照明攜 帶圖案的掩模56使得該圖案不僅取決于系統(tǒng)50的照明系統(tǒng)52的偏振 態(tài)而表現(xiàn)不同，而且甚至在產(chǎn)生的圖像中(例如在抗蝕劑層中的圖像 或通過照相裝置獲得的圖像)給出足夠大的差異，從而可以從具有足 夠的精度的圖像獲得用于照明的偏振度。圖2中將從評估裝置82獲得 的結(jié)果84示為給照明系統(tǒng)52的用于調(diào)整該系統(tǒng)的可能輸入。
以示例的方式，示出了用于照明系統(tǒng)52的傳統(tǒng)類型的實(shí)例，即提 供具有一定程度的空間相干性的垂直入射的照明系統(tǒng)，例如在垂直入 射附近約2°的角內(nèi)具有(1=0.2的空間相干性，并示出了包括90%的 Si3N4和10。/。的Si的9。/。衰減相移掩模56，其具有『2.45+0.4I的折射率和 69nm的厚度。在掩模級(level)上的特征尺寸為200nm。對具有1/4 的放大倍數(shù)的(即在晶片級的線距的尺寸典型地是在掩模級處線距尺 寸的l/4倍)光學(xué)系統(tǒng)50獲得所示的實(shí)例。在圖6中示出了作為在晶片 級的線距尺寸的函數(shù)的不同衍射級的不同衍射效率。曲線302 (--)表 示TE零級衍射，曲線304 (—)表示TM零級衍射,曲線306 (—-)表示 TE—級衍射，曲線308 (...)表示TM—級衍射?？梢钥吹皆诰?在150mn的線距(在掩模級為600nm的線距)處達(dá)到最大差異。TE分 量與TM分量的零級衍射之間的差異典型地為約40倍。需要注意，取 決于使用的照明的類型， 一級衍射斑點(diǎn)可以或可以不對圖像起作用， 因?yàn)樗鼈兛梢曰蚩梢圆簧涞较到y(tǒng)的透鏡光瞳上。為了保證在光學(xué)系統(tǒng) 中捕獲一級衍射斑點(diǎn)，在本實(shí)例中，在傳統(tǒng)照明情形中只能夠使用具 有大于1.2的N.A.的系統(tǒng)。
在第二實(shí)例中，研究了與先前實(shí)例相比具有較大總透射率的掩模， 容許研究具有1.1與1.2之間的數(shù)值孔徑的系統(tǒng)。材料的厚度與折射 率一起必須引起兀的相移并且該層的透射率應(yīng)該為約20%。在本實(shí)例 中，通過將相移設(shè)定到;u，并且首先獲得關(guān)于要被控制的光學(xué)系統(tǒng)的 數(shù)值孔徑的信息，然后找到線距，使得第一衍射級射中投影透鏡光瞳， 例如投影透鏡光瞳的邊緣，然后通過獲得的衍射的嚴(yán)格的數(shù)值分析調(diào) 整衰減和特征尺寸，來獲得后者。能夠可選地進(jìn)一步調(diào)整縫，即水平
或垂直縫(splitting),以便盡量進(jìn)一步提高獲得的結(jié)果的精確度。
能夠使用的一些掩模的實(shí)例為，具有n=2.45+0.3i的折射率、由 Si3N4制成的和69nrn厚的圖案的20%衰減相移掩模，具有n=2.5+0.3i 的折射率，由92%的Si3N4和8%的Ag制成的和66nm厚的圖案的 20%衰減相移掩模。這些掩模中的特征尺寸選擇為60至90nm并且在 晶片級的線距為170nm至240nm。如果例如選擇80nm特征尺寸并且 在晶片級處線距尺寸為220nm，那么與TM零級效率相比，零級TE 效率被以系數(shù)20抑制，而TM零級效率比TE和TM偏振光的第一 衍射級小約7倍。圖7中示出了對于由曲線312表示的TE偏振束、 由曲線314表示的TM偏振束和由曲線316表示的非偏振照明束產(chǎn)生 的空間像，其受到它們的不同的零級效率影響。能夠看到不同的衍射 級之間強(qiáng)度比率的差異，主要通過零衍射級抑制中的差異來確定。對 于照明束的不同類型的偏振，能夠看到在曲線圖的左和右邊可見的主 峰以及在曲線圖的中心中可見的側(cè)瓣。
可以為掩模56選擇不同的特征尺寸和相應(yīng)的線距，取決于在光 學(xué)系統(tǒng)50中可得到的透鏡光瞳填充系數(shù)的范圍以及取決于由其獲得 偏振度的精確度。較小的特征尺寸和線距尺寸將增大對于一級輻射峰 的衍射角，可能導(dǎo)致投影透鏡不捕獲它們的能量的部分。
在第三實(shí)例中，示出了用于檢查和/或評估具有在0.85與0.93之 間的數(shù)值孔徑(NA)的光學(xué)系統(tǒng)的方法。與先前的實(shí)例相比，應(yīng)該 提高掩模56的總透射率。材料的厚度與折射率一起必須引起兀的相 移并且該層的透射率應(yīng)該為約30%，即應(yīng)該使用具有n=2.45+0.25i 的折射率、在90nm與120nm之間的特征尺寸以及在晶片級240nm 到320nm之間的線距尺寸的30%衰減相移掩模。除了 Si3N4基衰減相 移掩模之外，在掩模生產(chǎn)中能夠使用其它材料例如Mo03-Si02， Si02-Ta205， TaN-Si3N4。典型地，選擇這樣的材料以便它們的厚度與 折射率引起7T的相移，而根據(jù)在該方法中使用的圖案尺寸調(diào)整吸收部 分。
優(yōu)選地，當(dāng)其導(dǎo)致圖像形成時(該圖像容許評估由透鏡引起的偏 振效應(yīng)和在掩模級獲得的偏振效應(yīng)，即在照明系統(tǒng)中出現(xiàn)的偏振效
應(yīng))，零級和一級衍射束都在透鏡光瞳內(nèi)。
因此，對于TE模在像平面中強(qiáng)度峰的強(qiáng)度，即主峰和側(cè)瓣，幾 乎相等，而對于非偏振光或?qū)τ谑荰M偏振的光，情況不是這樣。取 決于偏振的類型，圖像中圖案的線的臨界尺寸在衍射后將受影響或者 將不受影響。所以，測量印刷線的臨界尺寸容許獲得(retrieving)已 用于掩模照明的偏振度。對于非偏振光，如果側(cè)瓣的強(qiáng)度是主峰的強(qiáng)
度的一半，側(cè)瓣的強(qiáng)度相對主峰的強(qiáng)度的比率，即Isidelobe/Imain peak隨著偏振變化的改變的改變將是最大的，或者換句話說，隨著偏振中變化 的改變的這種比率的變化將是最大的。對于探測偏振態(tài)中這樣的改 變，后者導(dǎo)致高的靈敏度。
為了進(jìn)一步示例根據(jù)本發(fā)明的方法，在通過調(diào)整為以顯著不同的 方式衍射具有顯著不同的偏振態(tài)的輻射分量的掩模照明之后，提供了 在抗蝕劑層中獲得的拓印(print)的實(shí)例。示出了對于完全TE偏振的 光束的結(jié)果(如圖8a中所示)，對于具有0.95的偏振度的部分TE偏振 光束的結(jié)果(如圖8b中所示)以及對于非偏振光束的結(jié)果。對具有數(shù) 值孔徑1.2和透鏡填充系數(shù)σ為0.25的光學(xué)系統(tǒng)，以及具有特征尺寸 80nm和線距尺寸220nm的掩模，示出了模擬結(jié)果。能夠看到印刷線(printed line)和側(cè)瓣。模擬基于標(biāo)準(zhǔn)抗蝕劑模型，例如Solid-C (www.Sigma-c.com誠ADDIT， 例如由David Van Steenwinckel， Jeroen Lammers Proc. SP正Vol. 5039, p. 225-239,2003對其進(jìn)行更為詳細(xì)描 述。從這些模擬，假定使用掃描電子顯微鏡(SEM)能夠以約1.5nm 至2nm的精度測量臨界尺寸，則能夠推得對于獲得的偏振度的獲得的 精度優(yōu)于10%，優(yōu)選地優(yōu)于7%，更優(yōu)選地優(yōu)于5%,甚至更優(yōu)選地優(yōu) 于3%。如以后將進(jìn)一步描述的，使用例如縫圖案(splitpattem)能夠 獲得最高的精度。
對于具有1.3或更小的數(shù)值孔徑的光學(xué)系統(tǒng)能夠獲得好的理論精 度。其可以從以下看出。圖9a和圖9b示出了針對TE偏振光束和具 有0.95的偏振度的部分TE偏振光束的密集線和具有50nm的特征尺 寸的空間和50nm的特征之間的距離的工藝窗口 (process window)。 能夠看到對于給定的曝光條件，偏振度中5%的差異僅導(dǎo)致焦深(DOF)中5nm的差異。需要注意，雖然存在比上述更影響偏振質(zhì) 量的圖案和照明設(shè)置，但是精度并不劇烈地改變。因此，對于偏振質(zhì) 量控制，10%精度是合理的值。還需要注意，實(shí)驗(yàn)方法變化和隨機(jī)誤 差可以影響評估的理論誤差。
為了進(jìn)一步示例根據(jù)本發(fā)明的方法，在以下實(shí)例中示出了又一實(shí) 例方法，其中獲得圖像并考慮在顯影步驟中去除的抗蝕劑的量，基于 其已接受的照明執(zhí)行對獲得的圖像的評估。后者稱清除劑量參數(shù)。典 型地在本實(shí)例中，獲得的掩模的圖像可以是在抗蝕劑層中獲得的圖像 或其模擬。光強(qiáng)上小的改變對在器件的光刻工藝中的顯影步驟期間去 除的抗蝕劑的量典型地具有大的影響。典型的抗蝕劑可以呈現(xiàn)例如清 除劑量曲線，該曲線示出了在5至10mJ/cm2強(qiáng)度處約lmJ/cm2強(qiáng)的 劑量改變期間200nm抗蝕劑的完全損失，本發(fā)明并不局限于此。關(guān) 聯(lián)抗蝕劑厚度和光劑量的典型曲線稱為清除劑量圖，并且在圖10a中 示出了其實(shí)例。這樣的曲線320也可以稱為對比曲線。圖10b示出了 在基板330上的不完全曝光的抗蝕劑334，該基板330具有由于該不 完全曝光剩余的剩余抗蝕劑332。通過測量對于不同曝光量剩余抗蝕 劑332的厚度，可以將后者用于測量清除劑量圖。
在第一示范性方法中，通過使用通過掩?？瞻滋?即不包括圖案 的掩模的區(qū)域)的能量流(energy meander)曝光具有抗蝕劑層的基 板，確定關(guān)于抗蝕劑的清除劑量參數(shù)DO的信息。此外，使用通過用 于量化偏振并且以上進(jìn)行了詳細(xì)描述的測試圖案的能量流曝光具有 抗蝕劑層的基板。然后通過確定用于兩種曝光的清除劑量的參數(shù)執(zhí)行 測試圖案的獲得的圖像的評估，獲得用于掩模空白處DOmask blank的清 除劑量參數(shù)和用于測試圖案DOtestpattem的清除劑量參數(shù)。通過使用測 試圖案的透射系數(shù)[(KK1]校正清除劑量參數(shù)，能夠計(jì)算對于假定的偏 振態(tài)的理論清除劑量曲線。兩曲線之間的差異等于通過測試圖案濾掉 的偏振態(tài)中的能量。標(biāo)識透過的偏振態(tài)TE和濾掉的態(tài)TM，以下方 程得出偏振度(DOP)
DOTP=DOTE
<formula>complex formula see original document page 23</formula>
在另一示范性方法中，執(zhí)行使用能量流曝光垂直的和水平的測試 圖案，能夠從曝光量確定的的用于兩個光柵的清除劑量參數(shù)(接著稱為DOTE和DOTM)容許直接地使用<formula>complex formula see original document page 23</formula>
確定偏振度(DOP)。
以上方法描述用于照明和掩模圖案的圖像的評估的示范性方法， 導(dǎo)致對使用的照明系統(tǒng)的偏振態(tài)的評估。
在第二實(shí)施例中，本發(fā)明涉及如第一實(shí)施例中所述的方法，其具 有與先前實(shí)施例的方法相同的步驟、特征和優(yōu)點(diǎn)，但是其中掩模具有 附加特征以改進(jìn)獲得的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。掩模350可以例如包括大量的特 征，例如線和空間，例如至少25個特征，更優(yōu)選地至少50個特征。 后者導(dǎo)致更受限的衍射場并且容許對印刷結(jié)構(gòu)的臨界尺寸的統(tǒng)計(jì)分 析?？蛇x地，或者除此之外，如例如圖11中所示，掩模350可以包 括位移光柵(shifted grating),其獲得對工藝相關(guān)的缺陷(即例如曝 光后缺陷，例如在線端的線斷裂或扭曲)的改善的魯棒性。位移光柵 圖案意味著相對于圖案的剩余部分移位了圖案的至少一部分。
通過導(dǎo)致TE偏振光和其它偏振或非偏振光之間大的差異的圖案 400限定其它附加的或可選的特征，從而容許提高用于確定照明系統(tǒng) 的偏振態(tài)的方法的精度。這樣的圖案400可以是例如縫圖案，由此與 具有大量特征的掩模350相比提高了 TM偏振分量的零級的透射率， 但是由此還存在高數(shù)量的特征。后者從而結(jié)合了高透射率和顯著受限 的衍射。在示出了縫圖案的圖12a中示出了實(shí)例圖案400。圖案12b 示出了使用圖案400時在像平面中相應(yīng)的光強(qiáng)。示出了由曲線412表 示的TE偏振光束、由曲線414表示的TM光束以及由曲線416表示 的非偏振光束的結(jié)果。能夠看到對比差異是大的，并且因此臨界尺寸中的差異是大的。后者導(dǎo)致對于偏振態(tài)的確定的較高精度?？p圖案的 另一優(yōu)點(diǎn)是對入射角中的差異更魯棒。因此，其還能夠在用于檢查所 謂的離軸型照明系統(tǒng)，例如雙極光系統(tǒng)、四極光系統(tǒng)等的方法和系統(tǒng) 中使用。
在圖12C中，以示例的方式顯示了能夠使用的掩模的其它實(shí)例。
在圖12c的頂部示出了容許在投影透鏡光瞳內(nèi)產(chǎn)生零和一級衍射束 的三個不同掩模布局452、 454、 456，由此布局452、 454需要參考 特征以指示以后圖像中掩模的方位，而456是點(diǎn)對稱的，不需要參考 特征來指示方位。三個不同的掩模布局462、 464、 466具有適合的線 距尺寸以便產(chǎn)生的一級衍射束定位在透鏡光瞳之外，導(dǎo)致只有強(qiáng)度圖 像的形成，就如將在第三實(shí)施例中更為詳細(xì)地描述的。而布局462和 464包括在以后圖像中指示掩模的方位的參考特征，466由于其是點(diǎn) 對稱的，不需要這樣的參考特征。
當(dāng)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)包含最佳焦距位置處的能量流時，出現(xiàn)另一有利的特 征。換句話說，對于最佳焦距位置，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可以包含對不同照明強(qiáng) 度獲得的大量測量。后者可以容許獲得更精確的結(jié)果。相似地，獲得 的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可以包含對完全焦距曝光矩陣(Focus-Exposure Matrix) 的測量，由此改變強(qiáng)度和焦距，容許獲得關(guān)于照明系統(tǒng)偏振的精確信 息以及甚至關(guān)于投影透鏡偏振效果的信息。
在第三實(shí)施例中，本發(fā)明涉及一種用于檢查和/或評估如在先前 的實(shí)施例的任何一個中描述的光學(xué)系統(tǒng)中照明系統(tǒng)的偏振態(tài)的方法， 但是其中具體獲得的圖像是完全的2D圖像。提供獲得特定2D圖像
的掩?？梢岳缁趯D案的物理功能性分成兩部分的原理，即作為 線柵偏振器的第一部分和通過導(dǎo)入零級抑制中的差異而作用的第二 部分。對于引入零級抑制差異的部分，可以使用衰減相移掩模。由于 可能發(fā)現(xiàn)線寬和線距的組合會導(dǎo)致在零級透射中最大的差異并且據(jù) 此只有零衍射級位于透鏡光瞳中，通過線圖案將不形成線的圖像，但 是將形成完整區(qū)域的圖像。那么根據(jù)零級透射的透射率形成完整區(qū)域 的圖像，其取決于在掩模中線的取向以及偏振矢量的取向。在圖13a 和13b中示出了后者。應(yīng)注意到對于基于零級透射差異的掩模，典型地透射將是小的，例如約1%。通過使用如在第二實(shí)施例中描述的分 離掩模類型可以增大后者。那么可以獲得達(dá)到10%的透射。而且應(yīng)注 意到，當(dāng)沒有圖像形成而只有光的通過的強(qiáng)度被記錄時，僅可以獲得 照明系統(tǒng)中偏振度的評估，而不能評估因投影透鏡造成的偏振改變。
在優(yōu)選的實(shí)施例中，同時提供在導(dǎo)致圖像的一部分是2D圖像的掩模 中的特征以及在導(dǎo)致圖像的一部分是1D圖像的掩模中的特征是有利 的，因?yàn)槠涮峁┝巳菰S顯著增加測量精度的數(shù)據(jù)。在這樣的實(shí)施例中， 該方法和相應(yīng)的掩模將實(shí)施例1和/或2的特征與實(shí)施例3的特征結(jié) 合。
對于線柵偏振器，獲得了相似的行為。不過應(yīng)注意，由于為了實(shí) 現(xiàn)高效的深UV可工作性而需要小尺度，B卩，它們需要亞納米特征和 線距尺寸，因此它們要求電子束制造，所以線柵偏振器具有較大的技 術(shù)不足。而且，線柵偏振器不容許在投影透鏡光瞳處獲得一級衍射束， 所以不容許執(zhí)行如在本發(fā)明中描述的高效方法。
在第四實(shí)施例中，本發(fā)明涉及一種用于評估照明系統(tǒng)的偏振態(tài)的 裝置和/或測試工具。該用于評估照明系統(tǒng)的偏振態(tài)的裝置和/或測試 工具包括適于以顯著不同的方式衍射具有不同偏振態(tài)的光束入射分 量的掩模。該掩?？梢允歉鞣N類型，例如二元掩模、衰減掩模、相移 掩模、衰減相移掩模，交替相移掩模等?？梢砸圆煌姆绞秸{(diào)整掩模 的布局，例如通過在掩模中存在的特征，即例如通過它們的特征尺寸、 通過也稱為線距尺寸的線距(指在掩模的兩鄰近的特征之間的差)， 如果有的話，通過衰減度、通過相移、通過分離，例如水平的和垂直 的分離等。也可以通過在具有0.2X、優(yōu)選a的下限，并且具有4X、 優(yōu)選3X的上限的范圍內(nèi)選擇特征尺寸來執(zhí)行這樣的調(diào)整。在此人是 照明系統(tǒng)52提供的波長或平均波長?？梢栽?%與98%之間的范圍內(nèi) 執(zhí)行衰減度的調(diào)整以及可以從10°至350°范圍內(nèi)選擇相移。典型地， 本發(fā)明不局限于此，選擇掩模的合適布局可以通過以下步驟來完成 獲得關(guān)于照明系統(tǒng)的數(shù)值孔徑的信息，調(diào)整線距使得第一衍射級射到 投影透鏡光瞳，任選選地通過調(diào)整衰減和/或特征尺寸，例如通過衍 射的數(shù)值分析來進(jìn)行優(yōu)化，以及進(jìn)一步任選地調(diào)整掩模的相移和分離。布局，也稱為圖案，可以是1維的，即其中特征和線距基本上只
在一個方向變化，或者該布局可以是2維的，據(jù)此該特征和線距在兩 個不同的方向變化。特征的數(shù)目可以是大的，例如至少25個特征， 更優(yōu)選地至少50個特征。后者導(dǎo)致更受限的衍射場并且容許印刷結(jié) 構(gòu)的臨界尺寸的統(tǒng)計(jì)分析?？蛇x地，或者除此之外，還可以提供移位 的圖案，獲得處理相關(guān)缺陷的改進(jìn)的魯棒性。掩模的圖案可以是分離 圖案，即包括具有高特征密度的區(qū)域和導(dǎo)致較高透射但又提供顯著受 限衍射的沒有特征的區(qū)域。當(dāng)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)包含最佳焦距位置處的能量流 時，即對于不同照明強(qiáng)度的數(shù)據(jù)，或者甚至對于完全焦距曝光量矩陣 (Focus-Exposure matrix)的數(shù)據(jù)，即對于不同照明強(qiáng)度和不同焦距 設(shè)置的數(shù)據(jù)，另一有利的特征出現(xiàn)了。而且，可以為用于評估的裝置 和/或用于評估照明系統(tǒng)的偏振態(tài)的測試工具提供用于將多極照明系 統(tǒng)分離成多個單極或雙極照明系統(tǒng)的濾波器，例如分成多個單極照明 系統(tǒng)。在用于評估如在第七和第八實(shí)施例中描述的照明系統(tǒng)的偏振態(tài) 的方法中，可以有利地使用后者。而且，掩模還可以具有四分之一波 板以便判斷圓形偏振態(tài)。用于評估的裝置和/或用于評估的測試工具 可以包括至少一個攜帶抗蝕劑層的基板。該抗蝕劑層可以由標(biāo)準(zhǔn)的抗 蝕劑構(gòu)成。其可以是正的或負(fù)的抗蝕劑并且掩?？梢?，但不需要適應(yīng) 于抗蝕劑的類型。用于評估的裝置和/或用于評估的測試工具還可以 包括用于記錄光強(qiáng)的探測器。探測器可以是光探測器裝置，例如相機(jī)。 在特定的實(shí)施例中，本發(fā)明還涉及適用于置于光學(xué)系統(tǒng)的像平面處且 進(jìn)一步適于記錄掩模圖像的探測器，所述掩模以顯著不同的方式衍射 具有不同偏振態(tài)的光束入射分量。因此，該探測器適于如實(shí)施例1至 3中描述的方法的任何一個中進(jìn)行的那樣記錄圖像。該探測器可以并 入或設(shè)置在例如晶片的基板上，以便其可以容易地設(shè)置在基板臺，例 如晶片臺上。后者具有在光學(xué)系統(tǒng)中定位探測器容易的優(yōu)點(diǎn)。換句話 說，在特定的實(shí)施例中，本發(fā)明還涉及包括并入在基板704中的至少 一個探測器702的裝置700，如在圖14中所示?；?04典型地可 以具有生產(chǎn)用晶片(production wafer)的形狀和尺寸，以用在必須測 量其投影系統(tǒng)像差的設(shè)備中。這提供了可以像生產(chǎn)用晶片那樣在該設(shè)備中容易地加載和從該設(shè)備中卸載的優(yōu)點(diǎn)。典型地，基板704可以包 括若干將傳感器信號提供到微處理器706的探測器702。而且裝置700 可以包括同步裝置708、電源710、輸入和輸出裝置712、存儲器714 和用于適當(dāng)?shù)貙?zhǔn)裝置700的對準(zhǔn)特征716。
在第五實(shí)施例中，本發(fā)明還涉及光學(xué)系統(tǒng)，該光學(xué)系統(tǒng)具有使用 如在第一、二和三實(shí)施例中描述的以及將在本發(fā)明第七和八實(shí)施例中 描述的方法的任何一種來優(yōu)化和/或評估和/或維護(hù)的照明系統(tǒng)，和/ 或包括如在第四實(shí)施例中描述的評估裝置。該光學(xué)系統(tǒng)可以例如是光 刻系統(tǒng)或母板工具。該光學(xué)系統(tǒng)可以是步進(jìn)機(jī)或掃描機(jī)系統(tǒng)。該光學(xué) 系統(tǒng)可以是反射或透射系統(tǒng)的任何一種。該光學(xué)系統(tǒng)可以適于容納如 在先前的實(shí)施例中描述的探測器?？蛇x地，或者與此結(jié)合，該光學(xué)系 統(tǒng)還可以包括集成在基板臺處的探測器以便其可以設(shè)置在光學(xué)系統(tǒng) 的像平面處。'該探測器典型地適于記錄掩模圖像，該掩模以顯著不同 的方式衍射具有不同偏振態(tài)的光束入射分量。其可以并入在基板中， 如在第四實(shí)施例中所描述的。因此，該探測器特別適于在根據(jù)實(shí)施例 1至3的評估光學(xué)系統(tǒng)中的照明系統(tǒng)的偏振態(tài)的方法中記錄圖像。而 且，該光學(xué)系統(tǒng)典型地包括用于照明圖案的照明系統(tǒng)和用于將受圖案 影響的光導(dǎo)引到像平面的光學(xué)構(gòu)件。在該光學(xué)系統(tǒng)中典型地存在的其 它元件對本領(lǐng)域的技術(shù)人員是公知的，在圖2中示出了它們的一些。 具有集成的探測器的光學(xué)系統(tǒng)具有的優(yōu)點(diǎn)在于，它們?nèi)菰S快速和頻繁 的測試照明系統(tǒng)的偏振態(tài)。
在第六實(shí)施例中，本發(fā)明還涉及一種用于從在抗蝕劑層中記錄的 圖像或圖案得出光學(xué)系統(tǒng)中照明系統(tǒng)的偏振度的方法。通過執(zhí)行根據(jù) 實(shí)施例1至3所述的評估照明系統(tǒng)偏振態(tài)的任一方法的掩模提供步驟 和照明步驟典型地獲得這種記錄的圖像或圖案。用于得出根據(jù)本實(shí)施 例的照明系統(tǒng)的偏振度的方法包括獲得關(guān)于在抗蝕劑層中所記錄的 圖像或圖案的相關(guān)信息。該相關(guān)信息可以是圖像本身(例如在記錄的 圖像的情形下)，或者可以是在抗蝕劑層中獲得的圖案的圖像，例如 在抗蝕劑層中獲得的圖案的一個或多個掃描電子顯微鏡圖像。典型 地，在計(jì)算裝置中可以輸入該相關(guān)信息，在其中處理相關(guān)信息，以獲
得與用于在抗蝕劑層中產(chǎn)生記錄的圖像或圖案的照明束偏振態(tài)相關(guān) 的數(shù)據(jù)?？梢酝ㄟ^操作者進(jìn)行這樣的處理，或者可以基于預(yù)先限定的 算法或基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)自動地進(jìn)行。也可以執(zhí)行與先前獲得的結(jié)果或參 考結(jié)果的比較。為了執(zhí)行自動的處理，可以提供關(guān)于用于在抗蝕劑層 中獲得記錄的圖像或圖案的掩模的細(xì)節(jié)。而且，處理步驟可以包括與在圖5中所示的方法的步驟206中描述的相似的特征。用于從在抗蝕 劑層中記錄的圖像或圖案得出光學(xué)系統(tǒng)中的照明系統(tǒng)偏振度的方法 還可以基于如在第一實(shí)施例的具體實(shí)例中闡明和進(jìn)一步描述的清除 劑量測量，該方法包括與在這些實(shí)例中闡明的特征和優(yōu)點(diǎn)相同的特征 和優(yōu)點(diǎn)。用于從在抗蝕劑層中記錄的圖像或圖案得出光學(xué)系統(tǒng)中照明 系統(tǒng)的偏振度的方法還可以基于如根據(jù)本發(fā)明第七和第八實(shí)施例中 闡明的和進(jìn)一步描述的衍射圖像的評估，該方法包括與在這些實(shí)施例 中闡明的特征和優(yōu)點(diǎn)相同的特征和優(yōu)點(diǎn)。該處理容許獲得與具有不同 偏振態(tài)的照明束的入射分量相關(guān)的數(shù)據(jù)并且該數(shù)據(jù)容許得出關(guān)于照 明系統(tǒng)偏振相關(guān)信息，例如照明系統(tǒng)的偏振度。
在第七實(shí)施例中，本發(fā)明涉及如根據(jù)本發(fā)明在第一、二和三實(shí)施 例中描述的一種用于評估在光學(xué)系統(tǒng)中的照明系統(tǒng)的方法，其中獲得 的圖像是衍射圖像。換句話說，第七實(shí)施例涉及一種用于評估光學(xué)系 統(tǒng)中的照明系統(tǒng)的方法，其中在第一步驟中在光學(xué)系統(tǒng)中提供掩模。 從而調(diào)整該掩模以便以顯著不同的方式衍射具有不同偏振態(tài)的照明 束的入射分量。在上述實(shí)施例中更為詳細(xì)地描述了該掩模及其提供。 在本實(shí)施例中，出現(xiàn)與在先前的實(shí)施例中相應(yīng)的步驟所描述的相同的 特征和優(yōu)點(diǎn)。用于評估的方法還包括使用入射在掩模上的照明系統(tǒng)的 照明束獲得掩模的圖像。在本實(shí)施例中，所獲得的圖像是掩模的衍射 圖像。該衍射典型地至少表示零級衍射，例如由掩模衍射的若干不同 的衍射級。因此典型地可以基本上在離焦?fàn)顟B(tài)下(out of focus)獲得 圖像，從而獲得至少能夠區(qū)分出零級衍射的衍射圖像?？梢砸匀魏魏?適的方式，例如使用直接以及間接的方法，獲得掩模的衍射圖像。例 如可以通過將光導(dǎo)引到在基板上存在的抗蝕劑層上并隨后顯影抗蝕 劑層來獲得，在焦平面中和焦平面外輻照該抗蝕劑。用于獲得掩模的
衍射圖像的另一實(shí)例是基于使用例如光探測器的探測器記錄圖像。這 樣的探測器可以記錄掩模的衍射圖像中的光強(qiáng)。例如但本發(fā)明不局限于此，在圖15a和圖15b中分別示出了標(biāo)準(zhǔn)圖像平面602下方的截面 強(qiáng)度分布以及在離焦平面604中的衍射圖像的頂視圖。針對單個極的 (單極)離軸照明器示出了強(qiáng)度分布。從圖15a和15b可以看到，通 過記錄離焦平面604中的輻射，可以清楚地從其它衍射級608分離關(guān) 于零衍射級606的信息。而且從圖15a和圖15b可清楚看出，通過將 探測器放在焦點(diǎn)外，在本實(shí)例中在像平面602下面約10pm，可以執(zhí) 行零級衍射級606的強(qiáng)度測量。在優(yōu)選的實(shí)施例中，為了評估圖像以 提取關(guān)于照明系統(tǒng)偏振相關(guān)信息，獲得針對如先前實(shí)施例中更詳細(xì)討 論的幾個圖案取向的圖像。在第三步驟中，評估圖像以提取關(guān)于照明 系統(tǒng)偏振相關(guān)信息。關(guān)于衍射圖像的信息可以用于提取偏振相關(guān)信 息。這樣的評估典型地可以包括確定預(yù)定的衍射級例如零衍射級的參 數(shù)，但本發(fā)明不局限于，如果存在的話，也可以使用更高衍射級。預(yù) 定的衍射級的參數(shù)可以是任何合適的參數(shù)，例如強(qiáng)度，例如在相應(yīng)于 預(yù)定的衍射級的光束中的積分總強(qiáng)度，或者光束的偏振。使用偏振可 以獲得關(guān)于投影透鏡的偏振信息，因?yàn)樵谕ㄟ^投影透鏡傳播期間一般 會改變光束偏振。例如，這樣的評估典型地可以包括確定針對獲得的 圖像的零衍射級的強(qiáng)度。從預(yù)定的衍射級例如零衍射級的強(qiáng)度，可以 獲得與偏振態(tài)相關(guān)的信息。在優(yōu)選的實(shí)施例中，對于不同的圖案取向， 評估可以包括確定預(yù)定的衍射級例如零衍射級的強(qiáng)度。后者可以根據(jù) 所成像的圖案的取向，獲得表示預(yù)定的衍射級(例如零衍射級)的強(qiáng) 度的參數(shù)信息。在圖16中，以實(shí)例的方式示出了零衍射級作為成像 圖案取向的函數(shù)的實(shí)例，線性偏振照明系統(tǒng)612由圓點(diǎn)表示，旋轉(zhuǎn)線 性偏振照明系統(tǒng)614由十字叉表示，去偏振照明系統(tǒng)616由三角形表 示?？梢钥吹搅阊苌浼壍淖畲蠛妥钚?qiáng)度取決于偏振度(DOP)，并 且線性偏振照明系統(tǒng)的旋轉(zhuǎn)導(dǎo)致圖案的移位，而不導(dǎo)致作為圖案取向 的函數(shù)的零級衍射的最小和最大強(qiáng)度改變。己發(fā)現(xiàn)曲線的左或右移位 表示線偏振光被旋轉(zhuǎn)，而曲線幅度減小表示部分去偏振。還發(fā)現(xiàn)完全 非偏振光根本不導(dǎo)致零級衍射強(qiáng)度對圖案取向的調(diào)制。因此提取關(guān)于照明系統(tǒng)的偏振相關(guān)信息可以包括評估曲線的形狀，該曲線表示作為 用于成像的圖案的取向的函數(shù)的預(yù)定衍射級的參數(shù)值，例如零衍射級 的強(qiáng)度。在又一優(yōu)選的實(shí)施例中，通過確定預(yù)定衍射級參數(shù)的最大和 最小值，例如零衍射級對圖案取向信息的最大和最小強(qiáng)度，以及使用 獲得的強(qiáng)度和用于確定偏振度的角信息，可以確定偏振度。通過以下 方程定義偏振度，即
<formula>complex formula see original document page 30</formula>
其中S0、 S1、S2和S3表示描述光的偏振態(tài)的Stokes分量，10表 示未旋轉(zhuǎn)的圖案取向的強(qiáng)度，190表示90°旋轉(zhuǎn)的圖案取向的強(qiáng)度。角 度5表示從其"0"或"90°"取向旋轉(zhuǎn)線性偏振光。那么偏振度(DOP) 可以表示為
DOP=S0/S1
So表示光的總強(qiáng)度，S,表示是光的線性水平偏振(LHP)或線性 垂直偏振(LVP)量的指示，S2是線性偏振并且成45°角或-45°角的 光量的指示，以及S3是右圓偏振或左圓偏振光量的指示。確定偏振度不需要S3但是它提供了關(guān)于偏振的附加信息，為了確定S3，典型地將四分之一波片施加在使用的中間掩模頂上，以能夠測量圓偏振 光。對于圖16中所示的結(jié)果，與水平偏振光對應(yīng)，1。表示與"0"度圖 案旋轉(zhuǎn)對應(yīng)的最大強(qiáng)度，19。對應(yīng)于與"90"度圖案旋轉(zhuǎn)對應(yīng)的最小強(qiáng) 度。應(yīng)注意到在根據(jù)本實(shí)施例的系統(tǒng)中，對于用于探測衍射圖像的探 測器沒有提出嚴(yán)格的要求。探測器可以例如是低分辨率探測器，例如 具有小的數(shù)值孔徑(例如不大于0.5)的N.A.探測器?？梢栽诠饴飞?的不同位置處執(zhí)行衍射圖像的探測，這是本發(fā)明的具體的實(shí)施例的優(yōu) 點(diǎn)。
在第八實(shí)施例中，設(shè)想一種用于評估如在第七實(shí)施例中描述的光 學(xué)系統(tǒng)中的照明系統(tǒng)的方法，其中該系統(tǒng)適用于更容易地定性化和/或量化多極照明器，例如四極照明器或環(huán)形照明器，例如除了單極照 明器的所有照明器或者除了單極和雙極照明器的所有照明器，本發(fā)明 不局限于此。該方法包括與針對第七實(shí)施例的方法描述的相同的步驟 以及相同的實(shí)施例，但是為了獲得圖像，在照明中執(zhí)行附加濾波。典型地對于定性化(qualifying)和/或量化(quantifying)多極照明器，通過過濾總照明圖案在單極或雙極照明(例如單極照明)中分離照明。例如可以通過將具有適當(dāng)透射的濾波器設(shè)置在中間掩模與照明系統(tǒng)之間執(zhí)行后者。這樣的濾波器可以例如是具有適當(dāng)開口的不透明層，容許單極照明或雙極照明(例如單極照明)或其等價物照明中間掩模。典型地未應(yīng)用這樣的濾波器將導(dǎo)致大量非常難以區(qū)別的衍射級，導(dǎo)致復(fù)雜的分析。通過應(yīng)用所述濾波器，可以將多極照明系統(tǒng)分離(splitup)為多個照明系統(tǒng)中，可以使用第七實(shí)施例中所描述的方法分別評估該多個照明系統(tǒng)。典型地該濾波器可以設(shè)置在掩模底版上，而被形成圖像的圖案位于掩模底版(mask blank)的底部?？蛇x地，在照明系統(tǒng)與中間掩模之間的另一位置處也可以引入濾波器。因此，對于每個極測量偏振態(tài)，從幾個單極重構(gòu)總照明器的偏振圖。使用單極容許更容易的分離在離焦零級尺寸處的衍射級測量。在根據(jù)本發(fā)明的具體實(shí)例中，描述了環(huán)形照明系統(tǒng)的分離。在圖17a中，示意地表示了環(huán)形照明系統(tǒng)52。在圖17b中，示出了在頂側(cè)處施加有濾波器652且在底側(cè)施加有圖案654的掩模底版650。圖17c和圖17d分別提供了光學(xué)系統(tǒng)的側(cè)視圖和頂視圖。在圖18中示出了用于示范性布置的典型尺寸，本發(fā)明不局限于此?？梢酝ㄟ^a=(d.tan(σ))/nblank定義不透明層中的開口距圖案中心的徑向位置，其中σ=NA/4， d是 掩模底版的厚度，n是掩模底版的折射率，o是取決于光刻工具的 NA (數(shù)值孔徑)的照明設(shè)置。對于具有1.2的數(shù)值孔徑，5nm的掩 模底版厚度，0.75的。的系統(tǒng)，在濾波器中開口的位置可以例如是 0.73mm。典型地開口的寬度可以是大約0.29mm。
可以以許多不同的方式執(zhí)行濾波器652的制造。濾波器652，例如不透明層，可以例如設(shè)置在掩模底版650的頂上并且可以在處理將 在其上設(shè)置圖案654的另一側(cè)之前構(gòu)圖。由于濾波器652 (例如，不 透明層)中特征的尺寸相對大，該工藝相當(dāng)容易。在掩模底版的頂上 制造濾波器652 (例如不透明層)的另一實(shí)例選擇可以是制造其中具 有合適孔的例如金屬板的薄吸收板(<lnm)，并且相對于掩模底版底 部的圖案654定位薄吸收板。然后，例如通過將薄吸收板粘合到掩模 底版650，可以將薄吸收板固定到掩模底版650的頂上。
在進(jìn)一步的實(shí)施例中，本發(fā)明涉及處理系統(tǒng)500，其中執(zhí)行根據(jù) 本發(fā)明的該方法實(shí)施例或其部分，例如評估步驟或評估步驟的部分。 在圖19中示出了實(shí)例處理系統(tǒng)500。圖19示出了處理系統(tǒng)500的一 個配置，其包括耦合到存儲器子系統(tǒng)505的至少一個可編程處理器 503，存儲器子系統(tǒng)包括例如RAM、 ROM等的至少一種形式的存儲 器。可以包括具有至少一個磁盤驅(qū)動器和/或CD-ROM驅(qū)動器和/或 DVD驅(qū)動器的存儲子系統(tǒng)507。在一些實(shí)施中，可以包括顯示系統(tǒng)、 鍵盤以及打印裝置，作為為用戶提供手動輸入信息的用戶界面子系統(tǒng) 509的部分。也可以包括用于輸入和輸出數(shù)據(jù)的端口?？梢园ǜ?的元件，例如網(wǎng)絡(luò)連接、各種裝置界面等等，但在圖19中未示例。 處理系統(tǒng)500的各種元件可以是以各種方式耦合的，包括通過在圖 19中為了簡化而示出為單總線的總線子系統(tǒng)513，但是包括至少一個 總線的系統(tǒng)對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說將是可以理解的。有時存儲器 子系統(tǒng)505的存儲器可以擁有一組指令的部分或全部(在511所示的 任一種情形下)，當(dāng)在處理系統(tǒng)500上執(zhí)行時，該指令執(zhí)行用于在此 描述的子構(gòu)造的方法實(shí)施例的步驟。這樣，雖然如在圖19中所示的 系統(tǒng)500的處理系統(tǒng)500是現(xiàn)有技術(shù)，但是包括執(zhí)行本發(fā)明的方面的 系統(tǒng)不是現(xiàn)有技術(shù)，所以圖19未標(biāo)識為現(xiàn)有技術(shù)。
應(yīng)注意到處理器503或多個處理器可以是通用或?qū)Ｓ锰幚砥?，?且可以是用于在裝置(例如具有執(zhí)行其它功能的其它元件的芯片)中 包含的處理器。因此，可以以數(shù)字電路、或以計(jì)算機(jī)硬件、固件、軟 件的形式或者以它們的組合的形式執(zhí)行本發(fā)明的一個或多個方面。而 且，可以以在攜帶用于通過可編程處理器執(zhí)行的機(jī)器可讀的編碼的載體媒介中物理包含的計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品的形式執(zhí)行本發(fā)明的方面。可以 通過可編程處理器執(zhí)行本發(fā)明的方面的方法步驟，該可編程處理器執(zhí) 行通過對輸入數(shù)據(jù)操作且產(chǎn)生輸出數(shù)據(jù)來實(shí)施本發(fā)明的那些方面的 功能的指令。
相應(yīng)地，本發(fā)明包括計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品，當(dāng)在計(jì)算裝置上執(zhí)行時， 其提供根據(jù)本發(fā)明的任何方法的功能性。而且，本發(fā)明包括數(shù)據(jù)載體， 例如以機(jī)器可讀的形式存儲計(jì)算機(jī)產(chǎn)品以及當(dāng)在計(jì)算裝置上執(zhí)行時執(zhí)行本發(fā)明的方法的至少一個的CD-ROM或磁盤?，F(xiàn)今，通常在互 聯(lián)網(wǎng)或用于下載的企業(yè)內(nèi)部網(wǎng)上提供這樣的軟件，因此本發(fā)明包括通 過局域或廣域網(wǎng)絡(luò)傳輸根據(jù)本發(fā)明的計(jì)算機(jī)產(chǎn)品。該計(jì)算機(jī)裝置可以 包括微處理器和微控制器之一，例如可編程數(shù)據(jù)邏輯裝置，例如可編 程陣列邏輯(PAL)、可編程邏輯陣列、可編程門陣列，特別是現(xiàn)場 可編禾呈門陣列(FPGA)。
本發(fā)明的實(shí)施例的優(yōu)點(diǎn)在于，從由投影透鏡引起的偏振效應(yīng)可以 獨(dú)立地研究在掩模級處的偏振效應(yīng)。由于掩模的特定布局，將在掩模 級處的偏振效應(yīng)轉(zhuǎn)換成強(qiáng)度效應(yīng)，而在投影透鏡的偏振效應(yīng)保持偏振 效應(yīng)。所以，在晶片級上，即在圖像中，在掩模處的偏振效應(yīng)和由投 影透鏡引起的偏振效應(yīng)都將具有不同的"指紋(fingerprints)"。因此 可以從圖像中的改變評估在掩模處的偏振效應(yīng)，而可以通過評估圖像 的質(zhì)量來評估由投影透鏡引起的偏振效應(yīng)。所以，本發(fā)明的實(shí)施例不 但容許獨(dú)立評估掩模級的偏振效應(yīng)，而且同時還容許評估由投影透鏡 引起的偏振效應(yīng)。
本發(fā)明的實(shí)施例的優(yōu)點(diǎn)還在于它們可以用于匹配不同光學(xué)系統(tǒng) 中的照明系統(tǒng)的偏振態(tài)。對所有不同的光學(xué)系統(tǒng)執(zhí)行用于評估偏振態(tài) 的方法，并在預(yù)定的精度水平內(nèi)調(diào)整這些系統(tǒng)直到照明系統(tǒng)的偏振態(tài) 匹配于這些系統(tǒng)為止，從而可以實(shí)現(xiàn)后者。
用于完成該方法的目的和評估體現(xiàn)本發(fā)明的照明系統(tǒng)的偏振度 的系統(tǒng)的其他布置，對于本^l域的技術(shù)人員將是顯而易見的。
應(yīng)理解雖然在此根據(jù)本發(fā)明對裝置已討論了優(yōu)選的實(shí)施例、特 定的構(gòu)造和配置以及材料，在不脫離本發(fā)明的范圍和精神實(shí)質(zhì)的情況
下可以作出形式和細(xì)節(jié)上的各種改變或修改。
權(quán)利要求
1、一種用于評估光學(xué)系統(tǒng)(50)中的照明系統(tǒng)(52)的方法(200)，所述方法包括在所述光學(xué)系統(tǒng)(50)中提供(202)掩模(56)，調(diào)整所述掩模(56)以便以顯著不同的方式衍射照明束中具有不同偏振態(tài)的入射分量，使用入射在所述掩模(56)上的所述照明系統(tǒng)(52)的照明束，獲得(204)所述掩模(56)的圖像，以及評估(206)所述圖像以提取關(guān)于所述照明系統(tǒng)(52)的偏振相關(guān)信息。
2、 如權(quán)利要求1所述的方法(200)，其中調(diào)整所述掩模以便以顯 著不同的方式衍射照明束中具有不同偏振態(tài)的入射分量包括調(diào)整所 述掩模以便對照明束中具有不同偏振態(tài)的入射分量以顯著不同的方 式產(chǎn)生零和一級衍射束。
3、 如權(quán)利要求1或2所述的方法(200)，其中以顯著不同的方式 衍射照明束中具有不同偏振態(tài)的入射分量包括以不同方式抑制所述 分量的零級衍射束。
4、 如權(quán)利要求1或2所述的方法(200)，其中所述評估(206)包括 獲得所述照明系統(tǒng)(52)的偏振度。
5、 如權(quán)利要求1或2所述的方法(200)，其中所述評估(206)包括 比較像平面中的光強(qiáng)度。
6、 如權(quán)利要求1或2所述的方法(200),所述圖像包括至少一個 特征，其中所述評估(206)所述圖像包括從所述圖像提取特征尺寸。
7、 如權(quán)利要求1或2所述的方法(200)，所述圖像包括多個特征， 其中所述評估(206)所述圖像包括提取相鄰特征之間的強(qiáng)度差異。
8、 如權(quán)利要求1或2所述的方法(200)，人是所述照明系統(tǒng)(52) 的所述照明束的平均波長，并且所述掩模(56)包括具有特征的圖案， 所述特征以平均特征尺寸為特征，其中通過在0.2X與4人之間，優(yōu)選 地在X與之間的范圍內(nèi)選擇平均特征尺寸來調(diào)整所述掩模(56)。
9、 如權(quán)利要求1或2所述的方法(200)，人是所述照明系統(tǒng)(52) 的所述照明束的平均波長，并且所述掩模(56)包括具有特征的圖案， 所述特征以平均特征尺寸為特征，通過在0.2人與6X之間，優(yōu)選地在 、與5X之間的范圍內(nèi)選擇平均線距尺寸來調(diào)整所述掩模(56)。
10、 如權(quán)利要求1或2所述的方法(200)，其中所述掩模(56)包括 具有多個特征的圖案以便獲得所述照明束的受限衍射。
11、 如權(quán)利要求1或2所述的方法(200)，其中所述掩模包括多個 由具有第二特征密度的區(qū)域分離的具有第一特征密度的區(qū)域，所述第一特征密度不同于所述第二特征密度。
12、 如權(quán)利要求1或2所述的方法(200)，其中所述獲得(204) 所述掩模(56)的圖像包括用所述掩模(56)的圖案或其負(fù)圖像照明抗 蝕劑層以及顯影所述抗蝕劑層。
13、 如權(quán)利要求1或2所述的方法(200)，其中所述獲得(204) 所述掩模(56)的圖像包括測量所述照明束在像平面中的光強(qiáng)。
14、 如權(quán)利要求1或2所述的方法(200)，其中獲得所述掩模(56) 的圖像包括獲得所述掩模(56)的衍射圖像。
15、 如權(quán)利要求1或2所述的方法(200)，其中評估所述圖像包括 評估所述衍射圖像(56)中的預(yù)定衍射級。
16、 如權(quán)利要求15所述的方法(200)，其中評估所述衍射圖像中 的預(yù)定衍射級包括根據(jù)設(shè)置在所述掩模(56)上的測試圖案取向評估 所述預(yù)定衍射級的參數(shù)。
17、 如權(quán)利要求1或2所述的方法(200)，其中使用入射在所述掩 模(56)上的所述照明系統(tǒng)(52)的照明束獲得所述掩模的圖像包括阻 擋所述照明系統(tǒng)(52)的照明的至少部分，使得所述照明束相當(dāng)于單極 或雙極照明系統(tǒng)的照明束。
18、 如權(quán)利要求17所述的方法(200)，其中提供掩模還包括提供 用于阻擋所述照明系統(tǒng)(52)的照明的至少部分的濾波器(652)。
19、 如權(quán)利要求12所述的方法(200)，其中評估所述圖像以提取 關(guān)于所述照明系統(tǒng)(52)的偏振相關(guān)信息包括評估清除劑量信息。
20、 一種光學(xué)系統(tǒng)，所述光學(xué)系統(tǒng)包括照明系統(tǒng)(52)和探測器， 其中所述探測器適于定位在所述光學(xué)系統(tǒng)的像平面處而且還適于記 錄掩模(56)的圖像，所述掩模以顯著不同的方式衍射具有不同偏振態(tài)的光束，所述光學(xué)系統(tǒng)進(jìn)一步包括用于評估所述圖像以提取關(guān)于所 述照明系統(tǒng)(52)的偏振相關(guān)信息的計(jì)算裝置。
21、 如權(quán)利要求20所述的一種光學(xué)系統(tǒng)，所述光學(xué)系統(tǒng)還包括 基板臺，其中所述探測器并入在所述基板臺中。
22、 根據(jù)權(quán)利要求20或21所述的一種光學(xué)系統(tǒng)，所述光學(xué)系統(tǒng) 還包括已處理晶片，其中所述探測器并入在所述已處理晶片中。
23、 一種用于執(zhí)行根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于評估光學(xué)系統(tǒng)(50) 中的照明系統(tǒng)(52)的方法的計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品。
24、 一種存儲根據(jù)權(quán)利要求23所述的計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品的機(jī)器可 讀的數(shù)據(jù)存儲裝置。
全文摘要
在一種用于評估光學(xué)系統(tǒng)(50)中的照明系統(tǒng)(52)的偏振態(tài)的方法中，在所述光學(xué)系統(tǒng)(50)中提供掩模(56)以便調(diào)整入射在所述掩模(56)上的照明束，以便顯著不同地衍射具有不同偏振態(tài)的照明束的入射分量。于是使用所述光學(xué)系統(tǒng)(50)的所述照明系統(tǒng)(52)的照明束，獲得所述掩模(56)的圖像。然后所述獲得的圖像(或者是強(qiáng)度圖或者是通過用所述掩模(56)圖像曝光抗蝕劑層而在抗蝕劑層中產(chǎn)生的結(jié)構(gòu))被用于提取關(guān)于所述照明系統(tǒng)(52)的偏振相關(guān)信息。用于評估的所述圖像可以是所述掩模的衍射圖像。
文檔編號G03F7/20GK101203806SQ200680022496
公開日2008年6月18日 申請日期2006年6月20日 優(yōu)先權(quán)日2005年6月24日
發(fā)明者D·范斯蒂溫克爾, M·本多夫, P·贊德伯金, P·迪克森, Y·阿克塞諾夫 申請人:皇家飛利浦電子股份有限公司