光刻方法和设备的制造方法_3

文档序号:9932586阅读:来源:国知局
,可W在y方向执行=个扫描测量,每个扫描测量对于在X方向上的不同位置执行。衍射 光栅的运种步进将相位变化有效地变换为强度变化,允许确定相位信息。光栅可W在与衍 射光栅垂直的方向(Z方向)上步进W校准所述检测器。
[0067] 所述投影系统化在其光瞳平面中的透射(变迹)可W通过投射例如来自于投影系 统PL的物平面(即,所述图案形成装置MA的平面)中的点状源的、经过所述投影系统PL的福 射并且使用检测器来测量在与所述投影系统PL的光瞳平面共辆的平面中的福射的强度而 确定。可W使用与用来测量所述波前W确定像差的检测器相同的检测器。投影系统化可包 括多个光学(例如透镜)元件并且还可包括调整机构PA,所述调整机构PA被配置用W调整一 个或更多个光学元件W便校正像差(遍及所述场的整个光瞳平面上的相位变化)。为实现运 个情况,调整机构PA可操作W在所述投影系统化内用一种或更多种方式操纵一个或更多个 光学(例如透镜)元件。所述投影系统可W具有其光轴在Z方向延伸的坐标系。所述调整机构 PA可操作W进行下列任何组合:将一个或更多个光学元件移位;倾斜一个或更多个光学元 件;和/或使得一个或更多个光学元件变形。所述光学元件的移位可W在任何方向(x、y、z或 其组合)上。所述光学元件的倾斜通常在与光轴垂直的平面W外,通过绕在X或y方向上的轴 线旋转而进行,尽管绕Z轴线的旋转可W用于非旋转对称的非球面光学元件。光学元件的变 形可W包括低频形状(例如象散)和高频形状(例如,自由形式非球面)。可W例如通过使用 一个或更多个致动器施加力于所述光学元件的一个或更多个侧面上,和/或通过使用一个 或更多个加热元件来加热所述光学元件的一个或更多个选定区域,来执行光学元件的变 形。一般而言,不可能调整所述投影系统化W校正变迹(在整个光瞳平面上的透射变化)。当 设计一种图案形成装置(例如掩模)MA用于所述光刻设备LA时,可W使用投影系统PL的透射 图。使用计算光刻技术,所述图案形成装置MA可W被设计用来至少部分地校正变迹。
[0068] 对于偏振化的福射和复杂照射模式(例如双极或四极或自由形式光瞳),偏振效应 可W是显著的。本发明的实施例提供一种考虑到偏振效应的用于校正由所述光刻设备LA的 所述投影系统化所形成的光学图像的方法。
[0069] 参看图2,步骤10包括特征化所述投影系统化的一个或更多个光学特性。运可W在 两个阶段12、14执行,可W按任何顺序执行。在阶段12,确定了所述投影系统化对于传播通 过所述投影系统化的福射的相位的影响。在阶段14,确定了所述投影系统化对于传播通过 所述投影系统化的福射的幅度的影响。每个阶段12、14包括确定所述投影系统P的在其光瞳 平面中的偏振相关(依赖于偏振)特性的图和偏振不相关(独立于偏振)特性的图。在一实施 例中,可W仅执行阶段12或14,仅导致相对应的相位相关校正和幅度相关校正。
[0070] 当偏振化的福射传播通过光学元件时,一般而言,其偏振状态可能改变。相干偏振 电磁波的偏振状态可W由已知为化nes矢量的两分量复矢量表示。一般而言,电磁福射的偏 振状态可W由与传播方向垂直的平面中的楠圆表示,其为福射的电场矢量在传播时所描绘 出的点的轨迹。如果化nes矢量的两个分量的相对相位为零,则Jones矢量代表线性偏振福 射。如果化nes矢量具有相等量值的两个分量W及±31/2的相对相位差,则Jones矢量代表圆 偏振福射。Jones矢量"存在于"由偏振化福射的偏振状态所跨越的矢量空间中。因此,不考 虑消偏振效应,从光学系统离开的电磁波的偏振状态可W被表示为该光学系统的化nes矩 阵与进入所述光学系统的电磁波的偏振状态的化nes矢量的乘积。Jones矩阵为2x2复矩阵 并且因此包含8个标量参数。一般而言,Jones矩阵将在所述光学系统的整个光瞳平面上变 化。Jones光瞳将被限定为对于光瞳和场平面的不同部分的一组化nes矩阵。
[0071] 已提出了化nes矩阵的8个标量分量的各种不同参数化。一个运样的参数化使用了 奇异值分解来将光学系统的化nes矩阵表达为与下列五个清楚限定的光学元件对应的项中 的项的乘积:(a)部分偏振器,(b)旋转器,(C)延迟器,(d)标量相位(相移片)和(e)标量透射 (灰度滤光器)。标量相位和标量透射已经如上相对于非偏振福射而被描述,而前=个光学 元件产生额外的偏振相关效应。部分偏振器导致双衰减,其中所述光学元件的透射取决于 进入所述元件的福射的偏振状态的取向。旋转器是在给定偏振状态旋转的光学元件。延迟 器导致双折射,其中,一般而言,所述偏振状态的不同分量的相对相位将改变。
[0072] 特别地,任意化nes矩阵可W被分解为标量透射、标量相位、对于普通部分偏振器 的化nes矩阵、对于普通延迟器的化nes矩阵的乘积。对于延迟器和部分偏振器的化nes矩阵 各自具有两个相互垂直的本征矢量。一般而言,运些本征矢量将是与楠圆偏振福射对应的 Jones矢量。假定在此分解中的所述部分偏振器和所述延迟器的本征状态的楠圆度是可忽 略的(对于光刻投影系统的良好近似来说楠圆度是可忽略的),则一般的化nes矩阵J可W写 成:
[0073]
[0074]
[0075] 其中t是标量透射,O是标量相位,Jp〇i(d,0)是对于部分偏振器的化nes矩阵,并且 .人,碱,仪是对于延迟器的Jones矩阵。因而Jones矩阵因式分解为偏振相关(JpdI和Jret似及 偏振不相关(t和O )部分的乘积。在此近似中Jones矩阵可W使用6个标量参数而被清楚地 描述。需要注意的是,即便不持有认为两个楠圆度参数很小的假定,它们的效果也可W与上 述参数分离并且单独地被处理。
[0076] 对于其本征状态具有零楠圆度(即,本征状态对应于线性偏振福射)的延迟器的 Jones矩阵成:,,牺钱由下式给出:
[0077]

[0078] 其中相对相位差2梦被引入于两个正交本征状态之间,并且0是两个本征状态方向 与坐标系轴线构成的角度。
[0079] 对于其本征状态具有零楠圆度(即,本征状态对应于线性偏振福射)的部分偏振器 的Jones矩阵Jp〇i(d,0)由下式给出:
[0080] 3)
[0081] 其中d是描述对于两个本征状态的透射差异的参数,并且0是两个本征状态方向与 坐标系轴线形成的角度。
[0082] 可W由如上所描述的化nes矩阵表示延迟或部分偏振。延迟改变了化nes矢量的两 个单独分量的相对相位,而部分偏振改变了两个单独分量的相对量值。上述对于延迟器 .A.,八0,傅和部分偏振器Jpoi (d,目)的化nes矩阵各自具有两个相互垂直的本征矢量,所述本征 矢量代表正交的线性偏振福射状态。在延迟器的情况下,运些代表快、慢轴线,而在部分偏 振器的情况下,它们代表明、暗轴线。在每种情况下,Jones矩阵对于电磁福射的偏振状态的 影响被描述为:参数(<53或d),其描述化nes矩阵的两个本征状态如何被影响;W及参数(e或 0),其描述在两个本征状态与电磁福射状态已投影到其上的坐标系的轴线之间的实空间中 的角度。因而,延迟和部分偏振可W由量值和角度代表,并且可W因此在形式上由两维矢量 代表。然而,当限定运样的矢量时,需要某些考虑。
[0083] 对于延迟器乂W佩仪和对于部分偏振器Jp〇i(d,0)的化nes矩阵都是在旋转31(即0至 0+31或0至0+31)的情况下不变的,如通过分别展开上式(2)和(3)可见的。此外,旋转V2具有 交换对于化nes矢量的两个正交偏振分量的影响的效果。然而,对于两个偏振分量中每个偏 振分量的影响是彼此相反的,并且因而旋转V2等于分别进行变换口至呼或d至-d。即,旋转 V2改变了影响的符号。运导致定向器的定义0(A,il〇,其具有在实空间中的量值A和方向4并 且可W被表示为实空间中具备方向角洲的两维矢量:
[0084]
斗)
[0085] W此方式限定的定向器具有下列特性,使得其适于表达延迟和/或部分偏振:(i) 包围n角度的两个定向器是等同的;(ii)包围V2角度的两个定向器是相反的(即,一个是另 一个的负值);W及(iii)包围V4角度的两个定向器是正交的(即,它们的内积为零)。
[0086] 可W如下描述Jones光瞳(假定楠圆度是可忽略的):标量透射图;标量相对相位 (波前)图;定向器延迟图;W及定向器双衰减图。两个标量图可W被表示为泽尼克多项式的 线性组合。所述两个定向器图可W被表示为完整组的基础定向器函数的线性组合。特别便 利的组是定向器泽尼克多项式(OZP),其形成在单位圆上所限定的一组正交定向器函数。每 个图的确定可W包括确定泽尼克多项式或OZP的运种展开式中的系数。应注意到,由于OZP 在单位圆上正交,则可W通过依次计算出所测量的标量图与每个OZP的内积,并且将其除W 该OZP的范数的平方,来确定所述定向器泽尼克系数。
[0087] 再次参看图2,阶段12包括确定标量相对相位(像差)图12a和定向器延迟图12b,而 阶段14包括确定标量透射(变迹)图14aW及定向器双衰减图14b。因此,每个阶段12、14包括 确定所述投影系统PL的偏振相关特性的图,其为延迟图或双衰减图。
[0088] 为了确定所述投影系统化在光瞳平面中的偏振相关特性的图,具有不同偏振模式 的S个或更多个校准福射束被引导通过所述投影系统化。运可W例如通过使用照射器IL的 调整器AM来实现。在此阶段12期间,对于每个校准福射束(并且因而对于每个偏振模式),确 定了从投影系统化离开的波前。运是通过使用剪切干设仪实现的,剪切干设仪包括衍射光 栅、W及被布置用W通过测量强度图而检测干设图案的CCD阵列,衍射光栅是在投影系统PL (即,衬底台WT)的像平面中的两维栅格。如上所述,从所测量的干设图案确定所述波前。在 阶段14期间,对于每个校准福射束(W及偏振模式),确定了从所述投影系统化离开的福射 的强度图。运可W通过在阶段1
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