用于表征照明系统的偏振的方法及装置制造方法及图纸

在一种用于评估光学系统（５０）中的照明系统（５２）的偏振态的方法中，在所述光学系统（５０）中提供掩模（５６）以便调整入射在所述掩模（５６）上的照明束，以便显著不同地衍射具有不同偏振态的照明束的入射分量。于是使用所述光学系统（５０）的所述照明系统（５２）的照明束，获得所述掩模（５６）的图像。然后所述获得的图像（或者是强度图或者是通过用所述掩模（５６）图像曝光抗蚀剂层而在抗蚀剂层中产生的结构）被用于提取关于所述照明系统（５２）的偏振相关信息。用于评估的所述图像可以是所述掩模的衍射图像。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及使用偏振辐射，尤其是使用光的光学系统的领域。更具体而言，本专利技术涉及一种用于表征(characterizing)这种光学系统 中的照明系统的偏振度的方法及装置。
技术介绍
高数值孔径(N.A.)光刻系统是用于制造满足当今微型化需要的 电子元件的强大工具。遗憾的是，在使用高N.A.系统的情形中遇到 几个不期望的效应。这些效应引起畸变的图像，导致制造的电子元件 质量较低。例如光的辐射的偏振态典型地能够分为横电场(TE)偏 振分量和横磁场(TM)偏振分量，如图la所示，由此参考入射面和 入射角定义偏振分量，该入射面即例如光的辐射在其上入射的平面。 这样的入射面的典型实例为像平面或折射/反射面或者衍射面，例如 由掩模确定的平面。偏振的辐射遇到的典型的问题是，可以由辐射(例 如光)产生的对比取决于辐射的偏振态。后者是由辐射的不同偏振态 的干涉效应不同所导致的。例如，对于具有TM偏振分量的辐射的叠 加，产生的强度取决于辐射干涉的角度。在图lb中示出了后者，指 示了对于没有TE偏振分量的光、对于纯TE偏振的光以及对于具有 TE和TM偏振分量的混合光的潜像(latent image)对比。对于TM 偏振光，在两个叠加的辐射束之间为90。角时，未形成图像，而只是 示出了背景。在图lb中的图案示出了具有渐增量的TE偏振光的光 束在像平面中的光强度分布，由从纯TM偏振辐射朝纯TE偏振辐射 行进的箭头IO、 12、 14的方向指示。在高N.A.光刻系统的情形下， 例如在浸没式光刻系统中，由于入射角显著地较大，该问题引起对使 用的光刻系统的高质量要求，尤其对照明系统和其产生的例如光的辐 射的偏振态的高质量要求。因此，检查在这样的光学系统中使用的偏振照明系统的质量可能是有用的。仅有一些技术用于测量和检查光学系统中的照明系统的偏振态。 通常，在用于检查照明束的偏振态的光学科学中一些基本的技术是己 知的。用于测试照明束的偏振态的常用技术是在光路中使用分析仪并 且使用光探测器测量通过分析仪的相对光强。分析仪物理上是偏振装 置，即传输特定偏振态的照明束(例如光)的光学元件。因此，分析仪可以是吸收式二向色偏振器、金属线栅偏振器或者利用Brewster 角的多层偏振器。然而前两种类型使用基本垂直入射的光操作，典型 的Brewster型的偏振器具有约45°的操作角。在使用中，分析仪的位 置通常需要适应于特定的光学系统。例如，如果分析仪与作为均匀化 系统的石英杆结合，则在照明束路径例如光路中在石英杆之前需要安 装分析仪，否则将没有关于照明源(例如光源)的信息被获得。然而， 后者将不会教导偏振态如何因以下情况而进一步改变，即，通过照明 束的剩余部分(例如光路)朝向掩模级传播，尤其是通过其中剩余双 折射能够改变入射照明束(例如光)的偏振态的石英杆传播而改变偏 振态。然而，在例如光源的照明源与掩模之间的照明束的路径(例如 光路)上的偏振态影响获得的最终图像的质量。另一途径是使用二向色的或线栅型的偏振器覆盖掩模的上表面并 且使用只具有选定偏振分量的辐射(例如光)形成某一图案的图像。 通过使用没有掩模顶涂层的掩模获得的非偏振的图像与使用带涂层 掩模获得的偏振的图像之间的比较，可以提取在掩模级(mask level) 处例如光的辐射的偏振度。然而，线栅偏振器通常通过光刻技术由亚 波长特征制成。需要注意，193nm波长的高效率线栅偏振器需要由高 分辨率电子束光刻( 15-20nm线距)来制作，其导致经济上和时间 上的高成本装置。虽然有生产线栅偏振器的化学方法，但是这样获得 的偏振器的质量和性能远不理想。与二向色偏振器的使用相关的问题 是在193nm处低的效率与透射率。可选地，Brewster型的多层起偏涂 层不能用作用于偏振探测目的的掩模顶层涂层，因为这些只在45度 角下是可操作的。当前可获得的用于更高波长范围的大多数商用系统 具有在深UV区快速下降的特征性能。US 6784992描述了一种用于确定光学系统中光的偏振态的方法和 装置。该方法基于通过不透明框架(frame)的第一点提供照明束的 单个第一光线，导致在光致抗蚀剂中第一点的照明。对应的光线具有 已知的入射角。通过不透明结构的第二点提供照明束的单个第二光 线，导致在光致抗蚀剂中第二点的照明。第二光线也具有已知的入射 角。从对于每个光线的入射角和在光致抗蚀剂中吸收的光的量，可能 确定照明系统的偏振态。以上方法或装置中没有任何一个产生评估由照明系统提供的辐射 偏振态的有效方法。
技术实现思路
本专利技术的目标是提供用于评估光学系统中的照明系统的偏振态的 方法和系统。通过根据本专利技术的方法和装置完成以上目标。 本专利技术涉及一种用于评估光学系统中的照明系统的方法，所述方法包括在所述光学系统中提供掩模，调整所述掩模以便以显著不同的方式衍射具有不同偏振态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统的照明束获得所述掩模的图像；以及评估所述图 像以提取关于所述照明系统的偏振相关的信息。以显著不同的方式衍 射具有不同偏振态的入射分量，可以意指具有不同偏振态的入射分量 被衍射成显著不同的衍射的分量，例如具有显著不同的衍射强度。换 句话说，对于所述照明束的不同偏振分量，所述掩模可以适于产生不 同衍射效果。因此，与线栅掩模相比，根据本专利技术的实施例的所述掩 模容许基本将所述束朝向所述系统的投影透镜光瞳衍射，例如将一级 光束分量衍射在所述系统的投影透镜光瞳上。调整所述掩模以便以显著不同的方式(substantially different way) 衍射具有不同偏振态的照明束的入射分量包括调整所述掩模以显著 不同的方式产生具有不同偏振态的的照明束的入射分量的零级和一 级衍射束。本专利技术的优点是所述方法可以容许获得关于所使用的所述 照明系统的所述偏振度的信息以及不存在与由透镜引起的偏振效应的重叠。从而本专利技术的实施例的优点是所述方法容许在单次实验中独 立地提取在掩模级关于偏振态的信息，即在所述照明系统中引起的偏 振效应，以及在所述投影透镜中出现的关于偏振改变的信息。所述掩 模可以是衰减相移掩模。优点在于可以使用标准技术制造在所述方法 中使用的掩模以及能够用标准材料制造它们。以显著不同的方式衍射 具有不同偏振态的照明束的入射分量，可以包括不同地抑制所述入射 分量的零级衍射。本专利技术的优点在于工作于所述光学系统的正常操作 条件，而没有额外设备。本专利技术的优点在于所述获得的信息可以不仅 仅基于偏振态，从而容许与其它偏振效应区别开。本专利技术的所述方法 可以容许获得来自所述投影透镜光瞳处所述照明束的不同入射分量 的一级衍射束。评估可以包括为照明系统获得偏振度。其优点在于可以获得所述 照明系统本身的偏振信息，即为用于照明所述掩模的所述照明系统获 得偏振信息。其优点还在于可以获得针对偏振的公知的物理量。评估可以包括在像平面中比较光强。本专利技术的实施例的优点在于 获得用于评估照明系统的所述偏振态的简单且快速的技术。评估所述图像可以包括从所述图像提取特征尺寸。评估所述图像 (所述图像包括多个特征)可以包括提取邻近特征之间的强度差。X是所述照明系统的所述照明束的平均波长并且所述掩模包括具 有由平均特征尺寸和平均线距(pitch)尺寸描述的特本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于评估光学系统（５０）中的照明系统（５２）的方法（２００），所述方法包括：　　　　在所述光学系统（５０）中提供（２０２）掩模（５６），调整所述掩模（５６）以便以显著不同的方式衍射照明束中具有不同偏振态的入射分量，　　　　使用入射在所述掩模（５６）上的所述照明系统（５２）的照明束，获得（２０４）所述掩模（５６）的图像，以及　　　　评估（２０６）所述图像以提取关于所述照明系统（５２）的偏振相关信息。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：Y阿克塞诺夫，P迪克森，P赞德伯金，M本多夫，D范斯蒂温克尔，
申请(专利权)人：皇家飞利浦电子股份有限公司，
类型：发明
国别省市：NL[荷兰]