特許 5745832 リソグラフィ装置用改善偏光設計

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】5745832

(24)【登録日】2015年5月15日

(45)【発行日】2015年7月8日

(54)【発明の名称】リソグラフィ装置用改善偏光設計

(51)【国際特許分類】

   H01L 21/027 20060101AFI20150618BHJP

   G03F 7/20 20060101ALI20150618BHJP

【ＦＩ】

   H01L21/30 516A

   G03F7/20 521

【請求項の数】15

【外国語出願】

【全頁数】66

(21)【出願番号】特願2010-273137(P2010-273137)

(22)【出願日】2010年12月8日

(65)【公開番号】特開2011-129907(P2011-129907A)

(43)【公開日】2011年6月30日

【審査請求日】2013年12月6日

(31)【優先権主張番号】61/286,716

(32)【優先日】2009年12月15日

(33)【優先権主張国】US

(73)【特許権者】

【識別番号】503195263

【氏名又は名称】エーエスエムエル ホールディング エヌ．ブイ．

(74)【代理人】

【識別番号】100079108

【弁理士】

【氏名又は名称】稲葉 良幸

(74)【代理人】

【識別番号】100109346

【弁理士】

【氏名又は名称】大貫 敏史

(72)【発明者】

【氏名】ハンセン，スティーブン，ジョージ

【審査官】 新井 重雄

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００８−２５８６３７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００６−３２４６６４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特表２００６−５１１９６７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 国際公開第２００４／０７７１５４（ＷＯ，Ａ２）

【文献】 特開２００６−０６６４４０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 欧州特許出願公開第０１６３０６１４（ＥＰ，Ａ１）

【文献】 特開２００５−１８３９３８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１２−０６９９４５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１２−０７４６９５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００８−１６６７７７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００９−１１１３６１（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０１Ｌ ２１／０２７

Ｇ０３Ｆ ７／２０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

リソグラフィ装置を用いた基板上へのパターニングデバイスレイアウトの像の転写を向上させる方法であって、
複数の既定偏光条件の各々に対応する第１プロセスを実行してクリティカルフィーチャの相対的により良い再現と関連するリソグラフィ応答値をもたらす既定偏光条件を選択することと、
第２プロセスを実行して、既定偏光条件のセットのうち、前記第１プロセスで使用された前記既定偏光条件の１つ以上を使用し、前記リソグラフィ応答の所望の値をもたらすまで、反復的に前記既定偏光条件の偏光条件を調整することと、を含む、方法。

【請求項2】

前記クリティカルフィーチャを含む前記パターニングデバイスレイアウトの少なくとも一部をエミュレートするテストフィーチャのセットを得ることと、
１つ以上のプロセスパラメータについて前記クリティカルフィーチャを再現する際にリソグラフィ応答の変化を表す性能測定基準を定義することと、
前記複数の既定偏光条件を選択することと、を含む、請求項１に記載の方法。

【請求項3】

前記第１プロセスから得られた前記リソグラフィ応答値で性能測定基準を更新することを含み、前記第２プロセスは前記リソグラフィ応答の前記所望の値が得られるまで前記性能測定基準を反復的にさらに更新することを含む、請求項１に記載の方法。

【請求項4】

前記第２プロセスは、
候補照明空間強度マップを得ることと、
前記空間強度マップの明照明点を別個のピクセルまたはピクセルグループに分割することと、
既定偏光条件のセットの各々の既定偏光条件を前記別個のピクセルまたはピクセルグループの各々に適用することによって前記別個のピクセルまたはピクセルグループの局所偏光を調整することと、を含む、請求項１に記載の方法。

【請求項5】

前記複数の既定偏光条件は、非偏光、ＴＥ偏光、ＴＭ偏光、ＴＭ／ＴＥ偏光、対角偏光、Ｘ偏光、Ｙ偏光、Ｘ＋Ｙ偏光、およびＹ＋Ｘ偏光からなるグループから選択される２つ以上の偏光条件、あるいはそれらのあらゆる組合せを含む、請求項１に記載の方法。

【請求項6】

前記複数の既定偏光条件はＴＭ／ＴＥ偏光を含む、請求項１に記載の方法。

【請求項7】

前記リソグラフィ応答は、臨界線幅非均一性、クリティカルディメンジョンエラー、アスペクト比エラー、ピッチエラー、サイドエッジ配置エラー、コーナーエッジ配置エラー、パターニングデバイスエラー増大因子（ＭＥＥＦ）、ドーズ寛容度、焦点寛容度、あるいはそれらのあらゆる組合せからなるグループから選択される１つ以上を含む、請求項１に記載の方法。

【請求項8】

前記第１プロセスは、前記複数の既定偏光条件の各々についての照明空間強度マップを得ることを含む、請求項１に記載の方法。

【請求項9】

前記第１プロセスは、前記複数の既定偏光条件の各々についての規格化像ログスロープ（ＮＩＬＳ）値を決定することと、高ＮＩＬＳ値に対応する前記１つ以上の偏光条件を選択して、選択された偏光条件のセットを形成することとを含む、請求項１に記載の方法。

【請求項10】

前記複数の既定偏光条件はＴＭ／ＴＥ偏光を含み、放射システムの瞳面において、ＴＭ偏光を対角線に沿ってかけ、前記瞳面の各クアドラントにおいて、ＴＭ偏光はデカルト軸に向かってＴＥ偏光に徐々にかつ対称的に変形する、請求項１に記載の方法。

【請求項11】

ＴＭ偏光のみ、ＴＥ偏光のみ、Ｘ偏光のみ、Ｙ偏光のみ、対角偏光のみ、またはそれらの組み合わせが、σが０．３以下の値で、前記瞳面範囲内に適用される、請求項１０に記載の方法。

【請求項12】

σ＞１の暗視野照明を含んで前記パターニングデバイスレイアウトを照明することを含む、請求項１に記載の方法。

【請求項13】

リソグラフィ装置を用いたパターニングデバイスレイアウトの像の基板上への転写を構成する方法を実行する機械によって実行可能な機械実行可能命令を有するコンピュータ記憶製品であって、前記方法は、
複数の既定偏光条件の各々に対応する第１プロセスを実行してクリティカルフィーチャの相対的により良い再現と関連するリソグラフィ応答値をもたらす既定偏光条件を選択することと、
第２プロセスを実行して、既定偏光条件のセットのうち、前記第１プロセスで使用された前記既定偏光条件の１つ以上を使用し、前記リソグラフィ応答の所望の値をもたらすまで、反復的に前記既定偏光条件の偏光条件を調整することと、を含む、コンピュータ記憶製品。

【請求項14】

デバイス製造方法であって、
リソグラフィ装置内のパターン付与された放射のビームを放射感応性基板上に投影することを含み、前記放射は、
前記リソグラフィ装置の瞳面の対角線に沿ったＴＭ偏光と、
前記瞳面の各クアドラントのＴＥ偏光と、を含むＴＭ／ＴＥ偏光条件を有し、
前記ＴＭ偏光は、デカルト軸の各々に向かってＴＥ偏光に徐々にかつ対称的に変形し、
前記ＴＭ偏光は、前記瞳面の中央領域にかけられ、前記ＴＭ／ＴＥ偏光は、前記中央領域の周囲又は外側にかけられる、デバイス製造方法。

【請求項15】

デバイス製造方法であって、
リソグラフィ装置内のパターン付与された放射のビームを放射感応性基板上に投影することを含み、前記放射は、透過偏光板および／または回折光エレメントによって形成された空間変化偏光条件を有し、前記方法は、ＴＥ偏光を用いるソースマスク偏光最適化を暗視野照明に適用し、前記放射のビームにσ＞１の暗視野照明を含めて前記放射のビームにパターン付与を行うパターニングデバイスを照明する、デバイス製造方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

関連出願の相互参照
[0001] 本出願は、２００９年１２月１５日に出願された米国仮出願第６１／２８６，７１６号の優先権を主張し、その全体が参照により本明細書に組み込まれる。

【0002】

[0002] 本発明は、デバイス製造プロセスにおいてより良い結像を達成するための、リソグラフィ装置における改善偏光照明に関する。

【背景技術】

【0003】

[0003] リソグラフィ装置は、所望のパターンを基板上、通常、基板のターゲット部分上に付与する機械である。リソグラフィ装置は、例えば、集積回路（ＩＣ）の製造に用いることができる。その場合、ＩＣの個々の層上に形成される回路パターンを生成するために、マスクまたはレチクルとも呼ばれるパターニングデバイスを用いることができる。このパターンは、基板（例えば、シリコンウェーハ）上のターゲット部分（例えば、ダイの一部、または１つ以上のダイを含む）に転写することができる。通常、パターンの転写は、基板上に設けられた放射感応性材料（レジスト）層上への結像によって行われる。一般には、単一の基板が、連続的にパターニングされる隣接したターゲット部分のネットワークを含んでいる。公知のリソグラフィ装置としては、ターゲット部分上にパターン全体を一度に露光することにより各ターゲット部分を照射する、いわゆるステッパ、および放射ビームによってある特定の方向（「スキャン」方向）にパターンをスキャンすると同時に、この方向に平行または逆平行に基板をスキャンすることにより各ターゲット部分を照射する、いわゆるスキャナが含まれる。パターンを基板上にインプリントすることにより、パターニングデバイスから基板にパターンを転写することも可能である。

【0004】

[0004] リソグラフィ装置を用いるデバイス製造プロセスにおける目標の一つは、パターニングデバイスを用いて基板上に所望のデバイスパターンを忠実に再現することである。このことを実現するために、照明を最適化して限界解像度またはその付近においてさえもより良い像コントラストを生じさせる必要がある。偏光照明は、特に、低ｋ_１値を有するリソグラフィプロセスについて、より良い結像を達成するためのツールである。ここで、ｋ_１は、式（１）のレイリー基準によって与えられる、達成可能解像度Ｒに関するプロセス依存調整係数である。

【0005】

[0005] Ｒ＝ｋ_１＊（λ／ＮＡ）（１）

【0006】

[0006] ここで、λは、使用される放射の波長であり、ＮＡは、使用される投影システムの開口数である。

【発明の概要】

【0007】

[0007] 標準的な偏光、例えば、線形Ｘ偏光、線形Ｙ偏光、Ｘ＋Ｙ偏光、ＴＥ（方位）偏光、ＴＭ（半径）偏光をリソグラフィプロセスで使用することができる。特定の結像の問題に対してこれらの偏光条件のうち最良条件を選択することによって、リソグラファ（lithographer）は、規格化像ログスロープ（ＮＩＬＳ）値によって与えられる像コントラストを向上させるまたは最大化することができる。また、そのような偏光条件は、より高いドーズ寛容度、より低いマスクエラー増大因子（ＭＥＥＦ）、および／または、より低いラインエッジラフネスなどの１つ以上の他の所望の利点を提供することができ、それによって、より低いｋ_１値での結像をうまく行うことができる。例えば、ＴＭ偏光は、比較的低いｋ_１値を有する稠密な孔の正方形グリッドアレイにおいて有益であり得る。参考として、例えば、米国特許第７，０９０，９６４号、第７，３５２，４４３号、および第７，３５９，０３３号が挙げられる。

【0008】

[0008] 最適または有益な偏光選択は、さまざまな結像の問題について明らかではない。例えば、偏向選択は、最新のＩＣやデバイスにおいて現れ得るさまざまな複雑な２次元パターンについて明らかでない。そのようなパターンは、複雑な屈折パターンを生成することができる。例えば、低ｋ_１２次元パターンの標準的な偏光（例えば、Ｘ＋Ｙ偏光）は、最良の結像を提供しない場合がある。従って、事前に正しい偏光条件を予測することが難しい場合に、他の制御可能なリソグラフィパラメータとともに改善した照明偏光を選択するための汎用的な技術を提供することは有益であろう。

【0009】

[0009] 本発明の実施形態は、最適または有益な照明偏光条件を決定することによって、前述した現在のリソグラフィ技術の限界に対する解決策を提供する。そのような偏光条件の決定は、既定の空間変化する最適または有益な偏光を選択する、または所望のリソグラフィ応答の最良値の追跡に基づいて明照明点の局所偏光を空間的にカスタマイズすることによって達成することができる。偏光制御という形態でソース側での追加の自由度を導入することによって、偏光の最適化により従来のソースマスク最適化（ＳＭＯ）の有効性が高められる。従って、当該プロセスはＳＭＰＯと略されるソースマスク偏光最適化と呼ぶことができる。

【0010】

[0010] 本発明の一態様によれば、リソグラフィ装置を使用する基板上へのパターニングデバイスレイアウトの像の転写を向上させる方法が開示される。当該方法は、複数の既定偏光条件の各々に対応する第１プロセスを実行してクリティカルフィーチャの比較的より良い再現と関連するリソグラフィ応答値をもたらす既定偏光条件を選択することと、第２プロセスを実行して前記リソグラフィ応答の所望の値をもたらす所望の空間変化自由偏光条件に反復的に到達することと、を含み、前記第２プロセスは、前記第１プロセスで使用された前記既定偏光条件の１つ以上を使用する。

【0011】

[0011] 本発明の他の態様によれば、いくつかの非従来型偏光条件、例えば、（別の偏光（ＴＭ、Ｘ、Ｙ、またはＹ＋Ｘ偏光など）を中央領域に有するまたは有さない）ＴＭ／ＴＥ偏光、対角偏光、および（暗視野照明の）Ｙ＋Ｘ偏光が開示され、それらは特定のリソグラフィ問題、特に低ｋ_１値に対して結像の大きな利点を提供する。別の実施形態においては、Ｘ、Ｙ、Ｘ＋Ｙ、ＴＭ、ＴＥなどの偏光の種類ではなく、偏光の方向性を、ソース瞳面において局所的に変化させる（例えば、９０°、４５°、および２２．５°の偏光）ことができる。

【図面の簡単な説明】

【0012】

[0012] 本発明の実施形態を、単なる例として、添付の概略図を参照して以下に説明する。これらの図面において同じ参照符号は対応する部分を示す。

【0013】

【図1】[0013] 図１は、本発明の一実施形態に係るリソグラフィ装置を示す。

【図2A】[0014] 図２Ａは、本発明の一実施形態に係る既定偏光条件を概略的に示す。

【図2B】[0014] 図２Ｂは、本発明の一実施形態に係る既定偏光条件を概略的に示す。

【図2C】[0014] 図２Ｃは、本発明の一実施形態に係る既定偏光条件を概略的に示す。

【図2D】[0014] 図２Ｄは、本発明の一実施形態に係る既定偏光条件を概略的に示す。

【図2E】[0014] 図２Ｅは、本発明の一実施形態に係る既定偏光条件を概略的に示す。

【図2F】[0014] 図２Ｆは、本発明の一実施形態に係る既定偏光条件を概略的に示す。

【図2G】[0015] 図２Ｇは、さまざまな既定偏光条件の偏光ベクトルの向きの違いを示す。

【図2H】[0016] 図２Ｈは、本発明の実施形態に係る、さまざまな偏光条件を用いた矩形孔結像の結果を示す。

【図2I】[0016] 図２Ｉは、本発明の実施形態に係る、さまざまな偏光条件を用いた矩形孔結像の結果を示す。

【図2J】[0016] 図２Ｊは、本発明の実施形態に係る、さまざまな偏光条件を用いた矩形孔結像の結果を示す。

【図2K】[0016] 図２Ｋは、本発明の実施形態に係る、さまざまな偏光条件を用いた矩形孔結像の結果を示す。

【図2L】[0017] 図２Ｌは、本発明の実施形態に係る、ＯＰＣと偏光条件の相互作用を示す。

【図2M】[0017] 図２Ｍは、本発明の実施形態に係る、ＯＰＣと偏光条件の相互作用を示す。

【図2N】[0017] 図２Ｎは、本発明の実施形態に係る、ＯＰＣと偏光条件の相互作用を示す。

【図2O】[0017] 図２Ｏは、本発明の実施形態に係る、ＯＰＣと偏光条件の相互作用を示す。

【図2P】[0017] 図２Ｐは、本発明の実施形態に係る、ＯＰＣと偏光条件の相互作用を示す。

【図3】[0018] 図３は、本発明の実施形態で使用されるテストパターンを概略的に示す。

【図4】[0018] 図４は、本発明の実施形態で使用されるテストパターンを概略的に示す。

【図5A】[0018] 図５Ａは、本発明の実施形態で使用されるテストパターンを概略的に示す。

【図5B】[0018] 図５Ｂは、本発明の実施形態で使用されるテストパターンを概略的に示す。

【図6A】[0019] 図６Ａは、本発明の実施形態で使用されるオフアクシス照明の空間マッピングを示す。

【図6B】[0019] 図６Ｂは、本発明の実施形態で使用されるオフアクシス照明の空間マッピングを示す。

【図6C】[0019] 図６Ｃは、本発明の実施形態で使用されるオフアクシス照明の空間マッピングを示す。

【図7】[0020] 図７は、本発明の一実施形態に係る、偏光条件決定プロセスの処理フローの一例を示すフローチャート７００である。

【図8】[0021] 図８は、本発明の実施形態によって得られる測定基準（metric）の結果の一例を示す。

【図9】[0021] 図９は、本発明の実施形態によって得られる測定基準の結果の一例を示す。

【図10】[0021] 図１０は、本発明の実施形態によって得られる測定基準の結果の一例を示す。

【図11】[0021] 図１１は、本発明の実施形態によって得られる測定基準の結果の一例を示す。

【図12】[0021] 図１２は、本発明の実施形態によって得られる測定基準の結果の一例を示す。

【図13A】[0022] 図１３Ａは、本発明の実施形態に係る、偏光微調整の一例を示す。

【図13B】[0022] 図１３Ｂは、本発明の実施形態に係る、偏光微調整の一例を示す。

【図14A】[0022] 図１４Ａは、本発明の実施形態に係る、偏光微調整の一例を示す。

【図14B】[0022] 図１４Ｂは、本発明の実施形態に係る、偏光微調整の一例を示す。

【図15A】[0022] 図１５Ａは、本発明の一実施形態に係る、偏光微調整の一例を示す。

【図15B】[0022] 図１５Ｂは、本発明の一実施形態に係る、偏光微調整の一例を示す。

【図15C】[0022] 図１５Ｃは、本発明の一実施形態に係る、偏光微調整の一例を示す。

【図16A】[0022] 図１６Ａは、本発明の一実施形態に係る、偏光微調整の一例を示す。

【図16B】[0022] 図１６Ｂは、本発明の一実施形態に係る、偏光微調整の一例を示す。

【図16C】[0022] 図１６Ｃは、本発明の一実施形態に係る、偏光微調整の一例を示す。

【図16D】[0022] 図１６Ｄは、本発明の一実施形態に係る、偏光微調整の一例を示す。

【図17A】[0022] 図１７Ａは、本発明の一実施形態に係る、偏光微調整の一例を示す。

【図17B】[0022] 図１７Ｂは、本発明の一実施形態に係る、偏光微調整の一例を示す。

【図17C】[0022] 図１７Ｃは、本発明の一実施形態に係る、偏光微調整の一例を示す。

【図17D】[0022] 図１７Ｄは、本発明の一実施形態に係る、偏光微調整の一例を示す。

【図18A】[0023] 図１８Ａは、ソースマスク偏光最適化と従来のソースマスク最適化の比較結果を示す。

【図18B】[0023] 図１８Ｂは、ソースマスク偏光最適化と従来のソースマスク最適化の比較結果を示す。

【図18C】[0023] 図１８Ｃは、ソースマスク偏光最適化と従来のソースマスク最適化の比較結果を示す。

【図18D】[0023] 図１８Ｄは、ソースマスク偏光最適化と従来のソースマスク最適化の比較結果を示す。

【図18E】[0023] 図１８Ｅは、ソースマスク偏光最適化と従来のソースマスク最適化の比較結果を示す。

【図19A】[0024] 図１９Ａは、暗視野照明とＹ＋Ｘ偏光の使用の利点を示す。

【図19B】[0024] 図１９Ｂは、暗視野照明とＹ＋Ｘ偏光の使用の利点を示す。

【図19C】[0024] 図１９Ｃは、暗視野照明とＹ＋Ｘ偏光の使用の利点を示す。

【図19D】[0024] 図１９Ｄは、暗視野照明とＹ＋Ｘ偏光の使用の利点を示す。

【図19E】[0024] 図１９Ｅは、暗視野照明とＹ＋Ｘ偏光の使用の利点を示す。

【図20A】[0025] 図２０Ａは、どのように最適化偏光条件がパターニングデバイスの種類によって決まるかについての一例を示す。

【図20B】[0025] 図２０Ｂは、どのように最適化偏光条件がパターニングデバイスの種類によって決まるかについての一例を示す。

【発明を実施するための形態】

【0014】

[0026] リソグラフィプロセスにおいて所望の解像度でクリティカルデバイスパターンを生成する際に、パターニングデバイス（例えば、マスク）のパターンの種類およびパターニングデバイスパターンの照明条件が重要なパラメータとなる。照明とパターンを組み合わせた最適化または決定は、一般にソースマスク最適化（ＳＭＯ）として知られている。本発明の一実施形態は、偏光微調整と従来のまたはカスタマイズされたＳＭＯ技術を組み合わせて、パターンのクリティカルフィーチャの結像をさらに向上させる。

【0015】

[0027] 所与のリソグラフィツールの極限の解像力に近づくために、さまざまな解像度向上技術（ＲＥＴ）が、パターニングデバイス内またはパターニングデバイス上で広く用いられている。従来のバイナリマスクの他に、ハーフトーン型(attenuated)位相シフトマスク（ＰＳＭ）およびレベンソン型(alternating)位相シフトマスクＰＳＭを使用することができる。さらに、適切なパターニングデバイスとオフアクシス照明技術の組合せ、ならびにリソグラフィツールが許容するＮＡおよび／またはシグマ（シグマは部分コヒーレンスまたはフィルファクター（fill factor）である）設定の変更によって、リソグラファに、所与のパターンの印刷条件を設定する際の幅広い可能性が提供される。

【0016】

[0028] 多くのリソグラファはＸ＋Ｙ偏光を用いて２次元の密パターンの結像を向上させてきた。しかし、本発明の一実施形態によって、非従来型（既定の、またはカスタマイズ可能な）偏光条件を有する偏光が従前の偏光技術以上に結像における有意な利点を有することが判明した。本明細書に記載される偏光決定および／または条件は、ソースマスク最適化（ＳＭＯ）技術という既存または慣例の方法ならびに／もしくは本式または簡略化／修正光近接化補正（ＯＰＣ）技術を併用して行うことができる。

【0017】

[0029] 特定の偏光条件が結像性能を向上させるかどうかを確かめるために、所定のプロセスバジェット内で固定されたまたは変化するプロセスパラメータを使用して、１つ以上のリソグラフィ応答値を比較することができる。コンピュータシミュレーションツール、例えば、ＰＲＯＬＩＴＨ^ＴＭ、ＬｉｔｈｏＣｒｕｉｓｅｒ^ＴＭ、および、Ｔａｃｈｙｏｎ^ＴＭＳＭＯは、実際の実験を行わずにさまざまなリソグラフィプロセスパラメータをシミュレートするのに役立つ。パターニングデバイスパターンの実際のレイアウト、特にクリティカルフィーチャを含むレイアウト内の領域をエミュレートするさまざまなテストパターンフィーチャが使用される。テストパターン内の多数のカットライン（シミュレーション位置）にわたってシミュレーションを行うことができる。カットラインは、実際の構造のさまざまなテストパターンおよび／またはいくつかのキーピッチまたはコーナー領域上に配置することができる。所望のリソグラフィ応答値は性能測定基準を使用して追跡される。最も望ましいリソグラフィ応答値をもたらす、プロセスパラメータと、照明条件と、テストフィーチャとの組合せは、通常、実際のデバイス製造プロセスに対して選択される。

【0018】

リソグラフィツール
[0030] 本発明の実施形態が実施され得る典型的なリソグラフィ装置を示す。図１は、例示的なリソグラフィ装置を概略的に示している。装置は、

【0019】

[0031] −放射ビームＢ（例えば、紫外線またはＤＵＶ放射）を調整するように構成された照明システム（イルミネータ）ＩＬと、

【0020】

[0032] −パターニングデバイス（例えば、マスク）ＭＡを支持するように構成され、かつ特定のパラメータに従ってパターニングデバイスを正確に位置決めするように構成された第１ポジショナＰＭに連結されたサポート構造（例えば、マスクテーブル）ＭＴと、

【0021】

[0033] −基板（例えば、レジストコートウェーハ）Ｗを保持するように構成され、かつ特定のパラメータに従って基板を正確に位置決めするように構成された第２ポジショナＰＷに連結された基板テーブル（例えば、ウェーハテーブル）ＷＴと、

【0022】

[0034] −パターニングデバイスＭＡによって放射ビームＢに付けられたパターンを基板Ｗのターゲット部分Ｃ（例えば、１つ以上のダイを含む）上に投影するように構成された投影システム（例えば、屈折投影レンズシステム）ＰＳと、を備える。

【0023】

[0035] 照明システムとしては、放射を誘導し、整形し、または制御するための、屈折型、反射型、磁気型、電磁型、静電型、またはその他のタイプの光コンポーネント、あるいはそれらのあらゆる組合せなどのさまざまなタイプの光コンポーネントを含むことができる。

【0024】

[0036] サポート構造は、パターニングデバイスの向き、リソグラフィ装置の設計、および、パターニングデバイスが真空環境内で保持されているか否かなどの他の条件に応じた態様で、パターニングデバイスを保持する。サポート構造は、機械式、真空式、静電式またはその他のクランプ技術を使って、パターニングデバイスを保持することができる。サポート構造は、例えば、必要に応じて固定または可動式にすることができるフレームまたはテーブルであってもよい。サポート構造は、パターニングデバイスを、例えば、投影システムに対して所望の位置に確実に置くことができる。本明細書において使用される「レチクル」または「マスク」という用語はすべて、より一般的な「パターニングデバイス」という用語と同義であると考えるとよい。

【0025】

[0037] 本明細書において使用される「パターニングデバイス」という用語は、基板のターゲット部分内にパターンを作り出すように、放射ビームの断面にパターンを与えるために使用できるあらゆるデバイスを指していると、広く解釈されるべきである。なお、留意すべき点として、放射ビームに付与されたパターンは、例えば、そのパターンが位相シフトフィーチャまたはいわゆるアシストフィーチャを含む場合、基板のターゲット部分内の所望のパターンに正確に一致しない場合もある。通常、放射ビームに付けたパターンは、集積回路などのターゲット部分内に作り出されるデバイス内の特定機能層に対応することになる。

【0026】

[0038] パターニングデバイスは、透過型であっても、反射型であってもよい。パターニングデバイスの例としては、マスク、プログラマブルミラーアレイ、およびプログラマブルＬＣＤパネルが含まれる。マスクは、リソグラフィでは公知であり、バイナリ、レべンソン型(alternating)位相シフト、およびハーフトーン型(attenuated)位相シフトなどのマスク型、ならびに種々のハイブリッドマスク型を含む。プログラマブルミラーアレイの一例では、小型ミラーのマトリックス配列が用いられており、各小型ミラーは、入射する放射ビームを様々な方向に反射させるように、個別に傾斜させることができる。傾斜されたミラーは、ミラーマトリックスによって反射される放射ビームにパターンを付ける。

【0027】

[0039] 本明細書において使用される「投影システム」という用語は、使われている露光放射にとって、あるいは液浸液の使用または真空の使用といった他の要因にとって適切な、屈折型、反射型、反射屈折型、磁気型、電磁型、および静電型光学系、またはそれらのあらゆる組合せを含むあらゆる型の投影システムを包含していると広く解釈されるべきである。本明細書において使用される「投影レンズ」という用語はすべて、より一般的な「投影システム」という用語と同義であると考えるとよい。

【0028】

[0040] 本明細書に示されているとおり、リソグラフィ装置は、透過型のもの（例えば、透過型マスクを採用しているもの）である。また、リソグラフィ装置は、反射型のもの（例えば、上述のプログラマブルミラーアレイを採用しているもの、または反射型マスクを採用しているもの）であってもよい。

【0029】

[0041] リソグラフィ装置は、２つ（デュアルステージ）以上の基板テーブル（および／または２つ以上のサポート構造）を有する型のものであってもよい。そのような「マルチステージ」機械においては、追加のテーブル／サポート構造は並行して使うことができ、または予備工程を１つ以上のテーブル／サポート構造上で実行しつつ、別の１つ以上のテーブル／サポート構造を露光用に使うこともできる。

【0030】

[0042] 図１を参照すると、イルミネータＩＬは、放射源ＳＯから放射ビームを受ける。例えば、放射源がエキシマレーザである場合、放射源とリソグラフィ装置は、別個の構成要素であってもよい。そのような場合には、放射源は、リソグラフィ装置の一部を形成しているとはみなされず、また放射ビームは、放射源ＳＯからイルミネータＩＬへ、例えば、適切な誘導ミラーおよび／またはビームエキスパンダを含むビームデリバリシステムＢＤを使って送られる。その他の場合においては、例えば、放射源が水銀ランプである場合、放射源は、リソグラフィ装置の一体部分とすることもできる。放射源ＳＯおよびイルミネータＩＬは、必要ならばビームデリバリシステムＢＤとともに、放射システムと呼んでもよい。

【0031】

[0043] イルミネータＩＬは、放射ビームの角強度分布を調節するように構成されたアジャスタＡＤを含むことができる。一般に、イルミネータの瞳面内の強度分布の少なくとも外側および／または内側半径範囲（通常、それぞれσ-outerおよびσ-innerと呼ばれる）を調節することができる。さらに、イルミネータＩＬは、インテグレータＩＮおよびコンデンサＣＯといったさまざまな他のコンポーネントを含むことができる。イルミネータを使って放射ビームを調整すれば、放射ビームの断面に所望の均一性および強度分布をもたせることができる。

【0032】

[0044] 放射ビームＢは、サポート構造（例えば、マスクテーブル）ＭＴ上に保持されているパターニングデバイス（例えば、マスク）ＭＡ上に入射して、パターニングデバイスによってパターン形成される。パターニングデバイスＭＡを通り抜けた後、放射ビームＢは投影システムＰＳを通過し、投影システムＰＳは、基板Ｗのターゲット部分Ｃ上にビームの焦点をあわせる。第２ポジショナＰＷおよび位置センサＩＦ（例えば、干渉計デバイス、リニアエンコーダ、または静電容量センサ）を使って、例えば、さまざまなターゲット部分Ｃを放射ビームＢの経路内に位置付けるように、基板テーブルＷＴを正確に動かすことができる。同様に、第１ポジショナＰＭおよび別の位置センサ（図１には明示的に示されていない）を使い、例えば、マスクライブラリから機械的に取り出した後またはスキャン中に、パターニングデバイスＭＡを放射ビームＢの経路に対して正確に位置付けることもできる。通常、サポート構造ＭＴの移動は、第１ポジショナＰＭの一部を形成するロングストロークモジュール（粗動位置決め）およびショートストロークモジュール（微動位置決め）を使って達成することができる。同様に、基板テーブルＷＴの移動も、第２ポジショナＰＷの一部を形成するロングストロークモジュールおよびショートストロークモジュールを使って達成することができる。ステッパの場合は（スキャナとは対照的に）、サポート構造ＭＴは、ショートストロークアクチュエータのみに連結されてもよく、または固定されてもよい。パターニングデバイスＭＡおよび基板Ｗは、パターニングデバイスアライメントマークＭ１およびＭ２と、基板アライメントマークＰ１およびＰ２とを使って、位置合わせされてもよい。例示では基板アライメントマークが専用ターゲット部分を占めているが、基板アライメントマークをターゲット部分とターゲット部分との間の空間内に置くこともできる（これらは、スクライブラインアライメントマークとして公知である）。同様に、複数のダイがパターニングデバイスＭＡ上に設けられている場合、パターニングデバイスアライメントマークは、ダイとダイの間に置かれてもよい。

【0033】

[0045] 例示の装置は、以下に説明するモードのうち少なくとも１つのモードで使用できる。

【0034】

[0046] １．ステップモードにおいては、サポート構造ＭＴおよび基板テーブルＷＴを基本的に静止状態に保ちつつ、放射ビームに付けられたパターン全体を一度にターゲット部分Ｃ上に投影する（すなわち、単一静的露光）。その後、基板テーブルＷＴは、Ｘおよび／またはＹ方向に移動され、それによって別のターゲット部分Ｃを露光することができる。ステップモードにおいては、露光フィールドの最大サイズによって、単一静的露光時に結像されるターゲット部分Ｃのサイズが限定される。

【0035】

[0047] ２．スキャンモードにおいては、サポート構造ＭＴおよび基板テーブルＷＴを同期的にスキャンする一方で、放射ビームに付けられたパターンをターゲット部分Ｃ上に投影する（すなわち、単一動的露光）。サポート構造ＭＴに対する基板テーブルＷＴの速度および方向は、投影システムＰＳの（縮小）拡大率および像反転特性によって決めることができる。スキャンモードにおいては、露光フィールドの最大サイズによって、単一動的露光時のターゲット部分の幅（非スキャン方向）が限定される一方、スキャン動作の長さによって、ターゲット部分の高さ（スキャン方向）が決まる。

【0036】

[0048] ３．別のモードにおいては、プログラマブルパターニングデバイスを保持した状態で、サポート構造ＭＴを基本的に静止状態に保ち、また基板テーブルＷＴを動かす、またはスキャンする一方で、放射ビームに付けられているパターンをターゲット部分Ｃ上に投影する。このモードにおいては、通常、パルス放射源が採用されており、さらにプログラマブルパターニングデバイスは、基板テーブルＷＴの移動後ごとに、またはスキャン中の連続する放射パルスと放射パルスとの間に、必要に応じて更新される。この動作モードは、前述の型のプログラマブルミラーアレイといったプログラマブルパターニングデバイスを利用するマスクレスリソグラフィに容易に適用することができる。

【0037】

[0049] 上述の使用モードの組合せおよび／またはバリエーション、あるいは完全に異なる使用モードもまた採用可能である。

【0038】

偏光条件の種類
[0050] 上述の通り、本発明の一実施形態は、改善された結像をもたらす照明偏光条件を決定する。

【0039】

[0051] 図２Ａ〜図２Ｆは、リソグラフィツールの瞳面での既定偏光条件の例を示している。図２Ａ〜図２Ｅは、Ｘ＋Ｙ、ＴＭ、対角、ＴＥ、およびＴＭ／ＴＥ偏光をそれぞれ示している。２次元デバイスパターンに対して、通常、Ｘ＋Ｙはリソグラファによって用いられる。さらに、ＴＭ、ＴＥ，Ｘ、およびＹ偏光が知られている。例えば、ＸおよびＹ偏光は、特定の向きを有するパターン、例えば、すべてが互いに平行な線に対して使用されることが多い。

【0040】

[0052] 偏光条件の有用性は、通常のテストパターン、例えば、矩形孔グリッドアレイの回折パターンを分析することによって予測することができる。これらのテストパターンの像は、多数の回折次数によって形成されることが多く、より高い振幅の回折次数の最適なカップリングは、０次回折次数の偏光条件とは異なる偏光条件を必要とすることがある。例えば、ＴＭ偏光は、共鳴４極照明の方形孔グリッドについて有益な結果を提供する。ハーフトーン型(attenuated)位相シフトマスクＰＳＭを用いると、ＴＭ偏光はより良い結像をもたらす。というのは、高振幅の回折次数０１および１０は互いに干渉し合って像コントラストを向上させるからである。

【0041】

[0053] しかし、非従来型偏光条件は、パターニングデバイスパターンの全スペクトルについて結像の利点を利用し得ることが判明した。本発明の実施形態で使用される非従来型偏光条件の一部は、以下に示す通り、矩形孔アレイおよび他のパターンのさらにより良い結像をもたらす。

【0042】

[0054] 対角偏光：図２Ｃは、対角偏光条件を示しており、放射システムの瞳面での各クアドラントにおいて、偏光ベクトルの方向は各クアドラントの４５°の対角線に平行である。この特性によって共鳴４極照明の回折次数０１および１０の偏光ベクトルのアライメントが向上し、それによって、ＴＭ偏光と比較して矩形孔グリッドの良い結像がもたらされると考えられる。

【0043】

[0055] ＴＭ／ＴＥ偏光：図２Ｅは、ＴＭ／ＴＥ偏光を示しており、放射システムの瞳面において、ＴＭ偏光は対角線に沿ってかけられる。瞳面の各クアドラントにおいて、ＴＭ偏光は、デカルトＸ軸およびＹ軸に向かってＴＥ偏光に徐々にかつ対称的に変形する。なお、ＴＭ／ＴＥ偏光は標準的な用語ではなく、図２Ｅに示す偏光の種類を示すために本明細書において使用される。以下に述べる通り、ＴＭ／ＴＥ偏光は特定のパターン、例えば矩形孔グリッドの結像の利点をもたらす。この特性は、共鳴４極照明の回折次数０１および１０を互いに平行にし、それによってＴＭ偏光および対角偏光と比較して矩形孔グリッドのより良い結像がもたらされると考えられる。

【0044】

[0056] Ｙ＋Ｘ偏光：本発明の実施形態で用いられ得る非従来型偏光条件の別の種類はＹ＋Ｘ偏光であるが、図２に明示されていない。Ｙ＋Ｘ偏光において、偏光ベクトルの方向は、図２Ａに示す標準的なＸ＋Ｙ条件の偏光ベクトルの方向に対して直交である。

【0045】

[0057] 上記偏光条件のあらゆる組合せを使用して瞳面での偏光をカスタマイズすることができる。例えば、１とは異なるフィルファクターσを用いて、図２Ｆの例に示すように、組合せ偏光条件を達成することができ、ここで、中央領域（破線による円の外形内に示す）はσ＜３のＴＭ偏光を有し、ＴＭ／ＴＥ偏光は瞳面の中央領域の周囲または外側にかけられる。一実施形態において、中央ＴＭ領域と周囲ＴＭ／ＴＥ領域の移行域は、実質的に継ぎ目のないように平滑にされる。しかし、低ｋ_１結像についての最適または改善照明形状は「疎」”sparse”であるので、移行域の偏光定義は重要でないかもしれず、一方で移行域は明強度点を有さない場合がある。

【0046】

[0058] 図２Ｇは、さまざまな既定偏光条件に対応する、デカルトＸ、Ｙ軸に対する異なる空間的位置での偏光ベクトルの方向を示している。

【0047】

[0059] 図２Ｉは、固定強度閾値でのＺカットを示している。図２Ｊおよび図２Ｋは、それぞれＸカットおよびＹカットに沿った像強度グラフを示し、非従来型ＴＭ／ＴＥおよび対角偏光が、図２Ｈ（ｋ_１＝０．３８５ｘ０．７）に示す１１０ｎｍｘ２００ｎｍの矩形グリッド上の５５ｎｍｘ１００ｎｍの矩形孔２５０（マスク開口２５２に囲まれている）に対してより良い結像結果をもたらすことを比較上示している。図２Ｉ〜図２Ｋによると、ＴＭ／ＴＥ偏光が全体として最良の結果を示し、対角偏光が全体として２番目に良い結果を示しているようである。ＴＭ偏光は非偏光放射と同じ総合結果を示しているようである。

【0048】

偏光条件決定
[0060] 本明細書でさらに述べるように、上述したものを含む既定偏光条件は、照明強度マップの明照明点の偏光を局所的に微調整することを含む偏光最適化の起点を有し得る。リソグラフィ応答のソフトウェアシミュレーションにおいて、非従来型偏光は、リソグラファが偏光最適化を探るために利用可能である入力スイート（input suite）に含まれ得る。

【0049】

[0061] なお、非従来型偏光がもたらす相対的な利点は、パターンデザインおよびＯＰＣ方法にも左右される。というのは、偏光条件とＯＰＣの両方とも、結果として得られうる回折パターンによって決まるからである。２次元パターンに関して、さまざまなフィーチャのマスクアスペクト比が回折パターンに影響を及ぼし、照明の偏光がマスクアスペクト比に影響を及ぼす。偏光種類の選択に自由度を持たせることでＯＰＣプロセスを簡略化することができ、またはＯＰＣに冗長性を持たせることもできる。ＴＭ／ＴＥ偏光は、特定のリソグラフィ問題に対するＯＰＣプロセスの必要性を大幅に低減させることができる。図２Ｐは、非偏光、ＴＭ偏光、対角偏光、ＴＭ／ＴＥ偏光、およびＸ＋Ｙ偏光についてテーブル２６０に示すようにマスクアスペクト比ならびにＸおよびＹ方向のＮＩＬＳ値を表にして比較することによって、偏光最適化とＯＰＣの相互作用を示している。このシミュレーションにおいて、ＮＡ＝１．３５においてｋ_１＝０．３１５ｘ０．４２で、９０ｎｍｘ１２０ｎｍの矩形グリッドに配置された５０ｎｍ四方の孔が使用された。図２Ｌ〜図２Ｏは、これらの条件を用いてＴＭ偏光、ＴＭ／ＴＥ偏光、対角偏光、およびＸ＋Ｙ偏光のそれぞれを使用してシミュレートされたＺカットの結像結果を示している。こうした特定の条件について、ＴＭ偏光は最低のＯＰＣを必要とする。すなわち、マスクアスペクト比はターゲットフィーチャアスペクト比におおよそ対応する。ＴＭ／ＴＥは、ここで最良の偏光ではないものの、ＴＭ／ＴＥは標準的なＸ＋Ｙ偏光より良い結果を示す。図２Ｌ〜図２Ｏにおいて、２５５Ｌ〜Ｏはコンタクトホールの像であり、２５６Ｌ〜Ｏは露光開口である。

【0050】

[0062] 孔が１：１のデューティサイクルを有する矩形グリッドについて（すなわち、孔のターゲットが６０ｘ４５ｎｍであろう１２０ｘ１９０ｎｍのピッチのグリッドについて）、共鳴角からの照明が与えられると、ＴＭ／ＴＥはＯＰＣを必要としないことが分かった。正方形グリッドという特別な場合には共鳴照明が対角線上にあるので、そのような場合は、ＴＭ／ＴＥはＴＭと同様である。図２Ｈの例では、孔ターゲットは１：１のデューティサイクルを有さず、従って共鳴照明の効果が劣化する。

【0051】

テストパターンおよびパターニングデバイスの種類
[0063] 偏光条件決定を容易にするために、さまざまな種類のテストパターンおよび／またはパターニングデバイスを使用することができる。例えば、パターニングデバイスの典型的なリソグラフィパターンは、そのレイアウト内にさまざまな種類の２次元パターンを有しやすい。マスクレイアウトの一部は１つ以上のクリティカルフィーチャを含み、その高い正確性の再現はリソグラフィプロセスの基準である。実際のパターンを使用する実際のリソグラフィの前に、１つ以上のクリティカルフィーチャをエミュレートする１つ以上のテストパターンを使用してシミュレーションを行ってよい。そのようなテストパターンを使用して所望の偏光条件を決定してよい。

【0052】

[0064] いくつかの種類の２次元テストパターンをそのようなシミュレーションに用いて所望の偏光条件を決定してよい。図３は、変化するピッチを有するコンタクトホールの矩形グリッドの例を示しており、テストパターンとして使用され得る。各ホールは５０ｎｍｘ５０ｎｍの正方形である。コンタクトホールの他の断面形状が可能であり、コンタクトホールの代わりに金属コンタクトパッドを使用してもよい。ピッチは、パターン３０２（１１０ｎｍｘ１１０ｎｍのグリッドレイアウトと０．３８５のｋ_１値を有する）からパターン３０４（１９０ｎｍｘ１１０ｎｍのグリッドレイアウトと０.６６ｘ０．３８５のｋ_１値を有する）への移行に示すように１つのデカルト軸のみに沿って、または、パターン３０２からパターン３０３（１９０ｎｍｘ１９０ｎｍのグリッドレイアウトと０．６６のｋ_１値を有する）への移行に示すように両方のデカルト軸に沿って変化させることができる。なお、結像は、より低いｋ_１値、例えば、パターン３０２について、より困難である。バイナリマスク、ＰＳＭ（例えば、６％Ａｔｔ−ＰＳＭ）、またはその他のあらゆる種類のパターニングデバイスを使用することができる。ピッチは、２０ｎｍ単位で１１０ｎｍから１９０ｎｍまで変化させてよい。従って、２０ｎｍ単位での１１０ｎｍから１９０ｎｍまでのすべてのｘ、ｙ矩形アレイの組合せを検討することが可能である。矩形グリッドはマンハッタングリッドとも呼ばれる。矩形グリッドの特別な場合は正方形グリッドである。なお、本明細書で挙げるすべてのｋ_１値は、１．３５ＮＡの投影システムと１９３ｎｍの放射とを用いるスキャニングリソグラフィ装置を使用してパターンが印刷されることを前提とする。

【0053】

[0065] ２次元テストパターンの別の例は、図４に示すようなスタガード格子であり、スタガード形に配置された孔を有する。ここでもまた、ピッチを１つ以上のデカルト方向に変化させてよい。図４の例においては、一番左で５０ｎｍｘ５０ｎｍの孔が１１０ｎｍｘ１１０ｎｍのグリッド内に配置され、ピッチは、一番右の１９０ｎｍｘ１９０ｎｍのグリッドまで右に向かって、各グリッドのｘおよびｙ方向に２０ｎｍ単位で増加する。

【0054】

[0066] テストパターンの変化の他の可能性としては、半径方向のピッチ変化、コンタクトホール／コンタクトパッドのアスペクト比変化、２つの層のオーバーレイ変化などが含まれる。

【0055】

[0067] さらに、現在のＩＣ回路は、簡易なアレイより複雑な（ある程度周期的であることが多い）２次元パターンを有することが多い。この例を図５Ａ〜図５Ｂに示す。パターン５００内のさまざまなフィーチャ５０２、５０３、５０４は異なる寸法を有してよく、異なるピッチを有してよい。パターン５００は現在のＳＲＡＭ回路において見ることができる。パターンは、レジストプロセスの型に応じて明視野内の暗パッチ（図５Ａのマスク５００Ａ）、または暗視野内の明パッチ（図５Ｂのマスク５００Ｂ）によって表すことができる。そのようなパターンはデバイス製造の重要なターゲットを表すことが多く、従ってシミュレーションの良いテストケースである。

【0056】

[0068] 実際の回路が有限長密ラインパターンおよび／または不規則な多角形パターンを有する場合、また、クリティカルフィーチャがこうしたパターンを含む場合、パターンをエミュレートすることができる。

【0057】

[0069]シミュレーション中、テストフィーチャ上またはテストフィーチャ間の１つ以上のカットラインを配置して、選択されたシミュレーションセル内の別個のシミュレーション点の数を定義する。

【0058】

空間照明マッピング
[0070] 偏光条件決定を容易にするために、さまざまな空間照明分布を使用することができる。図６Ａ〜図６Ｃはオフアクシス照明の例を示しており、これらの例において照明の空間強度マップは、別個のかつ孤立することが多い局在高強度領域を示す。図６Ａ〜図６Ｃは、３つの異なるオフアクシス照明６０２、６０４、および６０６の空間マッピングを示し、それぞれ５つの極、８つの極、４つの極（四極）を有する。輪帯照明、ダイポール照明、ＣＱｕａｄ照明などはオフアクシス照明のさらなる例である。従来のビーム整形素子を使用してオフアクシス照明を生成することができる。オフアクシス照明は、高解像度リソグラフィのために用いられる結像改良の１つである。

【0059】

[0071] 放射システムが発する照明の空間強度マップにおけるすべての明照明点に対して偏光条件を均一に適用することが可能である。例えば、図６Ａ〜図６Ｃの空間強度マップの各明照明点は、非偏光照明の１つ、すなわちＴＭ偏光照明、ＴＥ偏光照明などを用いて生成されてよい。図１３〜図１５により詳細に見られるように、偏光決定の間、空間強度マップは個々のピクセルまたはピクセルグループに分割される。これらのグループは、偏光ピクセルグループと呼ばれることがある。偏光条件の微調整には、偏光ピクセルグループの各々の偏光を、最良または所望のリソグラフィ応答をもたらす自由偏光条件に近付くように調整することが含まれる。シミュレーションの間、ビーム開口内の偏光ピクセルグループの物理座標が、シミュレータによって使用される入力ファイルに格納される。「偏光ピクセルグループ」という用語は、偏光条件があらかじめ定義可能である照明ソースマップの一部を示すためにシミュレーション領域での使用を主な目的として選択される命名に過ぎないことが当業者には理解されよう。リソグラフィ装置の実際のハードウェアの観点からいえば、同等の用語は「ソースピクセルグループ」、すなわち、ソースに接続されたミラーアレイによって偏光条件が予め定義可能であるソースの瞳上の領域であり、ここで偏光制御素子はミラーアレイに接続されている。物理ミラーおよび偏光制御素子の位置を機械的に制御することによって、既定偏光条件を有するソースピクセルグループを、ソース瞳面上で実現することができる。

【0060】

偏光条件の生成
[0072] 実際のリソグラフィツールにおいて、空間複合構造を有するクォーツまたはガラス板などの１つ以上の物理的光エレメントを製造し、放射システムの他の光エレメントと併用して、非従来型偏光条件を実施することができる。照明は、偏光条件の特定の態様で固有に偏光されてよく、または該当する場合に特定の所望の偏光に変換される非偏光放射であってもよい。偏光結晶などの１つ以上の光エレメントを使用して照明を選択的に偏光してよい。例えば、偏光変化属性を内部に有する、または偏光変化属性が関連付けられた、適切に設計された回折、屈折または反射光エレメント（例えば、透過偏光板）によって、所望の偏光を生成することができる。一実施形態において、照明形状および所望の偏光は、同一の光エレメントによって生成することができる。

【0061】

[0073] さらに、別の偏光を別の明照明点に適用することが可能である場合がある。これを達成するために、照明の空間強度分布を、例えば、異なる偏光を空間強度分布の異なる部分に選択的に適用し得る空間光変調器（例えば、ミラーアレイ）によって（例えば、異なる偏光光学系または偏光光学系の異なる部分を放射に通過させることによって、ならびに／もしくは空間光変調器に入射する放射を適切に偏光し、次に変調されたエレメントの割り当てを介して所望の偏光および／または照明形状を生成することによって）、生成または転写してよい。例えば、図６Ａ〜図６Ｃの各極は異なる偏光を有することができ、図６Ａ〜図６Ｃの各極内でさえも、偏光を空間的に変化させることができる。固定の偏光フィールドまたは設計が適用されると、個々の極の偏光角は、公知の方法で（角度に応じて）変化し得る。「照明システムおよびリソグラフィ装置」という名称の２０１０年４月２９日に出願された同時係属および共同所有の米国仮出願第６１／３２９，３７１号（Ｐ−３６４２，０１０）は、物理ハードウェアの詳細を開示している。

【0062】

性能測定基準
[0074] 偏光条件決定を容易にするために、性能測定基準を使用することができる。性能測定基準は、プロセスパラメータがプロセスバジェット内で変化するときにリソグラフィ応答について得られる値の変化を追跡する。性能測定基準のリソグラフィ応答としては、臨界線幅不均一性、クリティカルディメンジョンエラー、アスペクト比エラー、ピッチ誤差、サイドエッジ配置誤差、コーナーエッジ配置誤差、マスクエラー増大因子（ＭＥＥＦ）、ドーズ寛容度、焦点深度、プロセスウィンドウから選択される１つ以上、またはそれらのさまざまな組合せが含まれる。プロセスパラメータとしては、焦点、露光ドーズ、露光波長、パターニングデバイス減衰、パターニングデバイスバイアス、放射システムの開口数、放射源の形状、およびパターニングデバイスのフィールドの種類から選択される１つ以上が含まれる。本発明の範囲を限定することなく、他の種類のリソグラフィ応答およびプロセスパラメータを使用してもよい。

【0063】

[0075] プロセスパラメータのすべてを変化させる必要はない。例えば、特定の種類のマスク（例えば、６％Ａｔｔ−ＰＳＭ）が特定のテストフィーチャに対して最もよく機能する場合、当該パラメータを一定に保ってシミュレーション中の計算負荷を低減させることができる。別の同様の例において、特定のテストフィーチャに対して明視野マスクがより良く機能する場合、暗視野マスクを使用する必要性を除外してよい。

【0064】

[0076] 性能測定基準がシミュレーション中に更新される一方、対象となるリソグラフィ応答は特定のターゲット値に収束する。ターゲット値は、最大値（例えば、最大ＮＩＬＳ値）であったり、最低値（例えば、最低クリティカルディメンジョンエラー値）であったりする。リソグラフィ応答の現在値は各実行について格納され、現在の最良リソグラフィ応答に対応するプロセスパラメータが、より良い値が得られるかどうか確認するための次回のシミュレーションに対して適用される。リソグラフィ応答の有利な値が得られたら、シミュレーションを終了させてよい。このことは、見つけにくい「最良」または「最適」値には不十分であり得る。

【0065】

[0077] 反復シミュレーションの間、改善偏光条件は特定の既定測定基準値と関連付けられる。所望の結像結果は、実際に達成可能なプロセス寛容度に従って調整することができる。

【0066】

偏光最適化プロセスフロー
[0078] 図７のフローチャート７００に示すように、偏光決定は、２つの主なプロセスにおいて行うことができる。プロセス７０５は、固定または既定偏光条件のセットを使用する修正ＳＭＯプロセスとして見ることができる。このプロセスは良好なリソグラフィ応答を生成するに十分であり得る。そうでない場合、プロセス７０５の結果を使用して、後続の自由偏光決定プロセス７１２を実行する。一実施形態において、プロセス７０５かプロセス７１２のどちらかのみを実行してよい。すなわち、プロセス７１２はプロセス７０５の前後に実行する必要はなく、また、プロセス７０５はプロセス７１２の前後に実行する必要はない。

【0067】

[0079] プロセス７０５の前に、いくつかの準備段階（ステップ７０２と総称される）を実行または達成してシミュレーションをセットアップする。照明形状、ドーズ、パターニングデバイスの種類、焦点設定、フィールドの種類など、さまざまなプロセスパラメータが選択される。また、１つ以上のテストパターンが選択され、テストパターンの１つ以上のクリティカルフィーチャが特定され、また、シミュレーション点またはカットラインがテストパターン内で定義される。プロセスパラメータのうちの１つ以上が一定であってよく、かつ他のプロセスパラメータのうちの１つ以上がプロセスエラーバジェット内で変化する性能測定基準が定義される。追跡されるリソグラフィ応答値はＣＤエラー、エッジ配置誤差または前述の他のパラメータとすることができる。

【0068】

[0080] さらに、候補既定偏光条件の初期セットが選択される。既定偏光条件は、瞳面全体に適用される固定偏光定義（例えば、非偏光、Ｘ＋Ｙ偏光、ＴＥ偏光、ＴＭ偏光、またはＴＭ／ＴＥ偏光）を含み得る。あるいは、初期偏光定義は特定の固定偏光角に限定されてよい。角度は、ハードウェアの実施によって表される。例えば、固定角偏光板を、ソースビームパターニングを制御するミラーアレイ（製品の例は、ＡＳＭＬのＦｌｅｘｒａｙ^ＴＭである）で使用することができる。リソグラファは、洞察を、既定偏光条件の最も有効な初期セットに発展させることができる。説明のための非限定的な例において、０．５を超えるσ値については、偏光条件の初期セットとしてＴＭ、Ｙ＋Ｘ、Ｙ、およびＸ偏光条件を含むことができ、０．５未満のσ値については、偏光条件の初期セットとしてＭ／ＴＥ、ＴＥ、およびＸ＋Ｙ偏光条件を含むことができる。偏光条件の初期セットを経験に基づいて選択することは、シミュレーション中の計算負荷を減少させるのに役立つ。

【0069】

[0081] 準備条件がセットアップされると、一実施形態において、固定または既定偏光条件決定プロセス７０５が実行される。このプロセスにおいて、リソグラフィ応答は、公知の最良プロセスパラメータに対して初期に定義されたすべてのカットラインについて計算される。リソグラフィ応答値が所望の値に向かって実質的に収束するとき（例えば、最大ＣＤエラー＜０．０５ｍｍ）、初期ＯＰＣ調整プロセスを実行して本式ＯＰＣまたは簡易ＯＰＣとすることができる）、フィーチャエッジの配置を調整する。その後、リソグラフィ応答値は、プロセスパラメータのバジェットエラーについて計算される。例えば、ＣＤエラーは、焦点範囲、ドーズ範囲、パターニングデバイス減衰範囲などについて追跡され得る。パターニングデバイスバイアスは、すべてのテストフィーチャに対して同時に適用することができる。個々のＣＤエラー値は分類されてＣＤ均一（ＣＤＵ）値を見つけることができ、測定基準を設定して、ＣＤエラー値ではなく最も有利なＣＤＵ値を特定することができる。もちろん、性能測定基準によって追跡されることになる極限リソグラフィ応答として選択することができる非常に多くの可能性がある。連続するシミュレーションの実行の間、適切なＯＰＣ調整を同時に行ってシミュレーションの収束を補助することができる。

【0070】

[0082] プロセス７０５（修正ＳＭＯプロセス）は本明細書で述べられるさまざまな性能追跡可能性を包含し得るが、一実施形態において、プロセス７０５は、初期既定偏光条件の各々に対応する偏光条件決定プロセスを実行する。そのために、初期セットの偏光条件の各々に対する照明の各空間強度マップを決定して、偏光条件の各々についての最適または改善空間強度マップに到達する。修正ＳＭＯプロセスにおいて、プロセスパラメータおよび各初期既定偏光条件を用いて、該当するならば、適切なＯＰＣ調整を含む、各既定偏光条件についての所望のリソグラフィ応答のシミュレーションを実行して、リソグラフィ応答を決定する。

【0071】

[0083] 決定ブロック７０８で決まるように、達成されるべきリソグラフィ応答のターゲット値に応じて、プロセス７０５は、有益または最適な偏光条件を特定するに（さらなる偏光微調整無しに）十分であり得る（ステップ７１５）。例えば、σ＞１の暗視野照明について、初期既定偏光条件Ｙ＋Ｘは最適または有益なリソグラフィ応答を提供すると決定されてよい。言い換えれば、初期セットの既定偏光条件のうちの１つは、特定の場合（特に比較的高いｋ_１値を伴うリソグラフィの問題）のリソグラフィ要件を満たし得る。

【0072】

[0084] しかし、所望のリソグラフィ応答がプロセス７０５において達成されない場合、プロセス７０５の最も期待できる結果に基づいて、１つ以上の既定偏光条件を選択してよい。プロセス７０５の最も期待できる結果は、最良の性能測定基準と関連付けられる偏光条件とすることができる。ステップ７１０において、偏光ピクセルグループは、プロセス７１２の前に特定される。

【0073】

[0085] プロセス７１２において、自由偏光微調整が実行される。図１３〜図１７を参照して以下に詳細に述べる通り、自由偏光微調整において、個別のピクセルまたはピクセルグループの各々に対して上述の既定偏光条件の初期セットのうちの偏光条件の１つ以上が適用され（例えば、当該１つ以上の既定偏光条件はプロセス７０５の最も期待できる結果に基づいて選択されてよい）、ことによるとさまざまな他の種類の既定偏光条件が適用される。換言すれば、ステップ７１２は、増加した偏光選択粒状度に対応することができる。偏光条件が変化しているとき、標準数値最適化技術を適用してリソグラフィ性能の向上を見出す。逐次ピクセルフリップは、最適化技術の第１ステップとすることができる。例えば、図１３〜図１４を参照すると、プロセス７０５中でＴＭ／ＴＥ、ＴＭおよびＹ偏光が最も期待できる偏光条件であると判断された場合、少なくともこれら３つの偏光条件すべてが、例示のピクセルグループ１３１０〜１３１３の各々に（順次、または最適化で使用される他の標準的な方法で）適用される。プロセス７０５と同様に、リソグラフィ応答は、偏光条件がピクセルグループまたは個別ピクセルレベルで局所的に摂動されるときに追跡される。この方法は「ピクセルフリップ」と呼ばれる。グループ内での単一のピクセルフリップまたは一対のピクセルフリップを試みてよい。ピクセルフリップの各ステップで、初期条件が現在の最良結果条件を用いて再定義される。線形感度分析方法を使用して、最終的なリソグラフィ応答を改善する有益な変化を格付けすることができる。また、比較的高い比率のピクセル（例えば、１０％のピクセル）を「任意に」反転させることによって初期条件を激変させ、反復的な最適化プロセスを新たに開始させることができる。標準数値技術は最適化のために使用することができる。再び、適切なＯＰＣおよびプロセスパラメータ調整を適用して同時に最良の複合結果に到達することができる。プロセス７１２は、複合パターニングデバイス偏光最適化プロセスと呼ぶことができる。

【0074】

偏光最適化の結果例
[0086] 図８〜図１２は、明細書中で説明した技術を適用して改善偏光条件に到達する特定の例を示している。すなわち、図８〜図１２は図７で説明したプロセス７０５の結果を示している。

【0075】

[0087] 図８は、図６で説明したオフアクシス照明条件６０２、６０４、および６０６を使用した、変化するピッチ（最小ピッチ１１０ｎｍに対応する最小ｋ_１＝０．３８５）を有する図３のマンハッタン正方形グリッドの例に対応する結果の例を示している。６％Ａｔｔ−ＰＳＭマスクがＮＡ＝１．３５で使用された。５０ｎｍ孔のグリッドのピッチは、１１０ｎｍｘ１１０ｎｍのピッチのグリッド３０２から１９０ｎｍｘ１９０ｎｍのピッチのグリッド３０３まで２０ｎｍ単位で均等に変化させた。さらに、固定焦点ランプ（focus ramp）８０２が一部の例では使用される（例えば、５極照明６０２は、焦点ランプ有りでも焦点ランプ無しでも使用される）。示した４つの場合（クエーサー、８極、５極、および焦点ランプ無しの５極）の各々について、パラメトリックＳＭＯが多数の偏光状態で行われた。性能測定基準内での追跡されたリソグラフィ応答は、ナノメートル単位での既定ＣＤエラー測定基準である。図８で明らかなように、非偏光照明での最良結果は、固定焦点ランプ有りの５極照明について得られ、ＴＭ偏光照明での最良結果は、固定焦点ランプ有りの８極照明について得られる。図８で明らかなように、図に示す極と焦点ランプのすべての比較可能な組合せについて、非偏光照明からＴＭ偏光への変化によってＣＤ測定基準が著しく（１０〜１６％）改善される。

【0076】

[0088] 図９は、５極の場合のＣＤ改善結果を示しているため、最良の偏光選択の相対的利点がより明確に分かる。非偏光パラメトリックＳＭＯ（変化する極位置、強度、パターニングデバイスのグローバルバイアス）結果は、焦点ランプを含むことによって８％改善された。しかし、ＴＭ放射と固定焦点ランプを用いることによって、さらなる１０％の改善が得られた。偏光選択は、焦点ランプよりさらに有益である。

【0077】

[0089] 図１０は、ｋ_１値がより低いときに、改善または最適偏光条件がどのように異なるかを示している。さまざまなプロセスパラメータに対応する結果を表にした例示のプロセスパラメータテーブル１０００は、低ｋ_１値（９５ｎｍピッチに対応する最小ｋ_１＝０．３３）を有するマンハッタン正方形グリッドの同様のテストパターンについて、テーブル１０００に示すように、最適偏光条件は（すべての条件で焦点ランプをそのままにしておき）他の照明パラメータが調整された状態で、ＴＭではなくＴＭ／ＴＥであると示している。６％Ａｔｔ−ＰＳＭマスクがＮＡ＝１．３５で使用された。図１１に示す８極照明は３５０ｎｍで固定焦点ランプとともに使用される。５０ｎｍ孔のグリッドのピッチは、９５ｎｍｘ９５ｎｍピッチから１１０ｎｍｘ１１０ｎｍピッチに変化させ、その後１１０ｎｍｘ１１０ｎｍピッチのグリッド３０２から１９０ｎｍｘ１９０ｎｍピッチのグリッド３０３へ２０ｎｍ単位で均等に変化させた。

【0078】

[0090] 図１２は、通常ＳＲＡＭ回路で見られるような、より複雑な２次元パターン、例えば、図５Ａのパターン５００Ａを考慮し、また、そのパターンを使用する偏光条件決定の結果として生じる。最小ｋ_１＝０．３８４である明視野の６％Ａｔｔ−ＰＳＭマスクに関して、最良結果はＴＥ偏光について見られる。ここで、ＣＤ測定基準は、ＣＤ均一性と最悪プロセスコーナーエラーを合わせたものとして定義される。ＴＥの結果は、Ｘ＋Ｙより約５％優れ、非偏光より約１６％優れている。ここで、中央のＴＭ偏光条件を有するＴＭ／ＴＥは最良の偏光条件ではない。図５Ａのパターン５００Ａについて、ＴＥ偏光を用いるソースマスク偏光最適化（ＳＭＰＯ）が、従来使用されてきたＸ＋Ｙ偏光を用いる標準ソースマスク最適化ＳＭＯより優れた結像性能をもたらすことが実験的に証明されている。従って、図１２の結果は、実験測定によって裏付けられる。また、図１２は、本出願に開示された一般化可能な偏光最適化スキームが、前の経験からの固定偏光条件を単に受け入れることとは異なりハードウェアの実際的な偏光設定を選択することに関して、改善された自由度をリソグラファに提供することを強調している。

【0079】

[0091] 図８〜図１２のさまざまな例は、改善または最適偏光条件はさまざまなプロセスパラメータおよびｋ_１値に依存するという理由で、当該改善または最適偏光条件を予測することが困難であることを示している。本発明の実施形態は、所望のリソグラフィ応答の体系的シミュレーションを使用した効率的な態様で改善または最適偏光に到達する手段を提供する。図８〜図１２の例は、微調整された偏光条件ではなく、瞳面での既定偏光条件を前提とする。しかし、このような例は例示的なものに過ぎず、かつ本発明の範囲を限定するものではない。

【0080】

強度マップのピクセルレベルでの偏光微調整
[0092] 図１３〜図１６は、図７に示すプロセス７１２で行われる自由偏光微調整の例を示している。

【0081】

[0093] 図１３Ａ〜図１４Ｂは、暗視野パターン、例えば、図５Ｂのパターン５００Ｂを用いる場合を示しており、ここで既定の照明は、（図２Ｅに示す既定の偏光と同様である）ＴＭ／ＴＥである。既定の偏光を伴う照明の強度マップが、図１３Ａにエレメント１３００として示されている。図１３Ｂのエレメント１３０２は１３００の空間強度マップであり、輝点が別個の偏光ピクセルとして表示される。隣接の偏光ピクセルはさまざまな方法でグループ化可能である。例えば、１３０２において、ピクセルグループ１３１０、１３１１、１３１２、および１３１３が４つのクアドラントすべてにおいて対称的に繰り返される。既定のＴＭ／ＴＥ偏光条件は、すべてのピクセルに対して最初に適用される。この状態は、６．１ｎｍのＣＤ測定基準を生成するプロセス７０５の結果であり得る。図１４Ａ〜図１４Ｂは、偏光微調整の中間および最終ステップを示している。すべてのピクセルグループにわたる純粋なＴＭ／ＴＥから中央のピクセルグループのＴＭへの、中央でのピクセルの偏光の変化は、中間マップ１４０２Ａ（図１４Ａ）に示す通り、ＣＤ測定基準を４．７ｎｍへと著しく改善する。すなわち、偏光は中央においてσ＜０．３のＴＭを含むＴＭ／ＴＥに変化する（図２Ｆに示す既定の偏光と同様に）。中央ピクセルをＸ偏光に変化させることによるさらなる偏光微調整によって、４．６ｎｍというさらなる改善ＣＤ測定基準値に対応する最終マップ１４０２Ｂ（図１４Ｂ）が生成される。

【0082】

[0094] 図１５Ａ〜図１５Ｃに示す別の同様の例において、照明空間強度マップ１５００（図１５Ａ）は偏光ピクセルグループに分割される。最初に、修正マップ１５０２Ａ（図１５Ｂ）に示す通りすべてのピクセルは非偏光照明を有しており、これは５．３ｎｍのＣＤ測定基準値に対応する。微調整の後、極にＴＭ／ＴＥ偏光、かつ中央にＸ偏光が存在する修正マップ１５０２Ｂ（図１５Ｃ）に示す通り、ピクセルグループの局所偏光が変化すると同時にＣＤ測定基準は４．６５ｎｍという値に改善される。

【0083】

[0095] 図１６は、図１６Ａの強度マップ１６００に示すように、０．８８／０．７２に等しいσ-outer／σ-innerを有する輪帯照明を使用する偏光条件選択のさらなる例を示している。複雑な周期的２次元パターン１６０１（図１６Ｂ）を有するバイナリ暗視野マスクを使用する。プロセス７０５を用いて、マップ１６０２Ａ（図１６Ｃ）に示すように既定のＴＥ偏光が全体にわたった状態で最良結果が得られた。その結果は９．２８ｎｍのＣＤエラー測定基準であった。自由変更調整については、偏光最適化のために個別のピクセルを検討する。個別のピクセルの代わりに、多くのピクセルグループが直接隣接したピクセルとともに検討されてもよい。図１６Ｄのマップ１６０２Ｂは、ＣＤエラー測定基準改善を提供する微調整偏光条件を示している。当該修正マップにおいて、特定の照明ピクセルまたはピクセルグループの一部はＴＭ／ＴＥ、Ｘ＋Ｙ，および非偏光に変化した。その結果は、８．９３ｎｍのＣＤ測定基準である。

【0084】

[0096] 図１７Ｃ〜図１７Ｄは、偏光の種類ではなく偏光方向角度を強調する座標空間での最適偏光条件を表す別の方法を示している。図２Ｇに示すものと同様の空間の第１クアドラントにおいて、４偏光ビット構成は、偏光のＸ（０°）、Ｙ（９０°）、および±４５°方向を補助することができ、８偏光ビット構成は、偏光のＸ、Ｙ、±４５°、±２２．５°、および±６７．５°方向を補助することができる。図１７Ａは、ソース瞳面全体においてＸ−Ｙ偏光で均一に偏光されたソースの空間強度マップ１７００を示している。図１７Ｃ〜図１７Ｄは、４偏光ビット構成および８偏光ビット構成の各々について、どのように空間強度マップ１７００を瞳面のピクセルグループに離散化するかを示している。矢印はピクセルグループの偏光方向を示す。図１７Ｃにおいて、上下のピクセルグループのみが−４５°の偏光である（すなわち、第１クアドラントで−４５°であり、対称性を保ちつつ他のクアドラントで適切な角度である）。他のピクセルグループの残りのピクセルは、Ｙ偏光である。図１７Ｄにおいて、ピクセルは、（他のクアドラントで適切な対称性を有しつつ）−６７．５°偏光またはＹ偏光となっている。８偏光ビット構成では、各ピクセルでの偏光最適化の粒状度が増加し、その結果、より良いリソグラフィ応答が得られる。例えば、固定Ｘ＋Ｙ偏光を用い、図１７Ｂに示すパターンについて、従来のＳＭＯから得られるＣＤ変動測定基準は８．９２％である。同一のソースおよび同一のパターンを用いるものの、図１７Ｃに示すようにさらに偏光最適化（４偏光ビット）を用いると、ＣＤ変動測定基準は８．６１％まで改善される。同一のソースおよび同一のパターンを用いるものの、図１７Ｄに示すように８偏光ビット最適化を用いることによって、８．０９％までのＣＤ変動測定基準のさらなる改善が得られる。

【0085】

[0097] 図１８Ａ〜図１８Ｄは、異なる偏光条件についてのＳＭＯ（またはＳＭＰＯ）の結果としての、同一ソースの離散化強度マップを比較している。これらは図５Ｂに示すパターンに対するさまざまな偏光条件の前提についての最適化されたソースである。図１８Ａは、従来のＳＭＯを用いて最適化されたＴＥ偏光ソースを示している。図１８Ｂは、従来のＳＭＯを用いて最適化されたＸ＋Ｙ偏光ソースを示している。図１８Ｃは、従来のＳＭＯを用いて最適化された非偏光ソースを示している。図１８Ｄは、本願が提供する改良を用いて最適化された、すなわちＳＭＰＯを用いて最適化された同一のソースを示している。図１８Ｅは、ＴＥ偏光ソース（図１８Ｅ）、Ｘ＋Ｙ偏光ソース（図１８Ｂ）、および非偏光ソース（図１８Ｃ）と比較して、ＳＭＰＯ（図１８Ｄの場合）についてオーバーラッピングプロセスウィンドウ（overlapping process window）が最良である（すなわち、最大ドーズ振幅および最大焦点深度が許容される）ことを示している。

【0086】

偏光および暗視野放射
[0098] 上述の偏光最適化技術の利点をさらに実証するために、ＳＭＰＯを暗視野照明にも適用した。暗視野結像は、σ＞１の照明を含む。例えば、通常の範囲は１．４≧σ≧１．０である。暗視野光の追加には、ＭＥＥＦの減少を通じてリソグラフィ結像を向上させる可能性がある。

【0087】

[0099] 上述のＳＭＰＯ技術は、ドーズ／バイアス最適化の多数の始点および終点とともに固定ドーズ／バイアスを使用する。暗視野を含むことは、ドーズ／バイアスの関係に影響を及ぼす（暗視野の解決策は、通常より高いドーズを必要とする）。従って、最適化手順は、最適化中にドーズを動的に調整可能とすることによってマスクバイアスを固定する（ＯＰＣ後）ように修正される必要がある。暗視野条件について、照明強度マップの極は投影システム開口の外側に存在することができるので、追加のピクセルまたはピクセルグループが、領域１．４≧σ≧１．０に及ぶようにクアドラントごとに追加された。例えば、図１９Ａは、ソース開口の外側の追加のピクセルグループ１９０２Ａ〜Ｂ（すべてのクアドラントでも対称的に繰り返される）を示している。暗視野を用いるＳＭＰＯに対して、ここでは４つの偏光条件（Ｘ、Ｙ、および±４５°）のみが用いられる。図１９Ｂに示す特定のテストパターンについて、標準的なＳＭＰＯ（暗視野は無し）は、固定Ｘ＋Ｙ偏光解決策と比較して１９％良いＣＤＵ（ＣＤ均一性）をもたらすことが示されている。暗視野を用いるＳＭＰＯは、図１９Ｃに示すようにＣＤＵ測定基準のさらなる９％の向上を提供する。図１９Ｄは、暗視野光を用いるときにＳＭＰＯでのＭＥＥＦ減少の利益がさらに向上することを示している。７．９の平均ＭＥＥＦを有する固定Ｘ＋Ｙ偏光解決策と比較して、暗視野を用いないＳＭＰＯは４．９の平均ＭＥＥＦを提供し、これは、暗視野を用いるＳＭＰＯを使用するとき、さらに４．２まで減少する。図１９Ｂのパターン内の異なる位置での水平（Ｈ）および垂直（Ｖ）カットラインでのＭＥＥＦ減少は、図１９Ｄに示す平均ＭＥＥＦ値に近付くように平均される。図１９Ｅは、暗視野を用いるＳＭＰＯおよびＸ＋Ｙ偏光を用いるＳＭＯに対して暗視野条件のもとでＳＭＰＯを行ったときのオーバーラッピングプロセスウィンドウの比較を示している。一般に、暗視野ＳＭＰＯは、標準暗視野マスクおよびポジ型現像プロセスが用いられるときにＭＥＥＦ減少およびＣＤＵ向上をもたらすことが分かっている。
パターニングデバイスの種類への依存
図２０は、偏光微調整が、使用するパターニングデバイスの種類に依存することを示している。４極照明で１１４ｎｍ四方ピッチ（ｋ_１＝０．４）の５０ｎｍの孔グリッドを使用して、マスクバイアスを変化させ、マスク透過の種類も変更した。その結果を図２０Ｂのテーブル２００２に示す。図２０Ａは、結果の比較をグラフによって示している。特に非偏光照明の代わりにＴＭ偏光を用いるときに、１８％Ａｔｔ−ＰＳＭが標準バイナリマスク（ＢＩＭ）および６％Ａｔｔ−ＰＳＭと比べて良い結果をもたらすことが示されている。他の偏光条件について同様の比較を検討することができる。

【0088】

[00100] 本明細書において、ＩＣ製造におけるリソグラフィ装置の使用について具体的な言及がなされているが、本明細書記載のリソグラフィ装置が、集積光学システム、磁気ドメインメモリ用のガイダンスパターンおよび検出パターン、フラットパネルディスプレイ、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）、薄膜磁気ヘッド等の製造といった他の用途を有し得ることが理解されるべきである。当業者にとっては当然のことであるが、そのような別の用途においては、本明細書で使用される「ウェーハ」または「ダイ」という用語はすべて、それぞれより一般的な「基板」または「ターゲット部分」という用語と同義であるとみなしてよい。本明細書に記載した基板は、露光の前後を問わず、例えば、トラック（通常、基板にレジスト層を塗布し、かつ露光されたレジストを現像するツール）、メトロロジーツール、および／またはインスペクションツールで処理されてもよい。適用可能な場合には、本明細書中の開示内容を上記のような基板プロセシングツールおよびその他の基板プロセシングツールに適用してもよい。さらに基板は、例えば、多層ＩＣを作るために複数回処理されてもよいので、本明細書で使用される基板という用語は、すでに多重処理層を包含している基板を表すものとしてもよい。

【0089】

[00101] 光リソグラフィの関連での本発明の実施形態の使用について上述のとおり具体的な言及がなされたが、当然のことながら、本発明は、他の用途、例えば、インプリントリソグラフィに使われてもよく、さらに状況が許すのであれば、光リソグラフィに限定されることはない。インプリントリソグラフィにおいては、パターニングデバイス内のトポグラフィによって、基板上に創出されるパターンが定義される。パターニングデバイスのトポグラフィは、基板に供給されたレジスト層の中にプレス加工され、基板上では、電磁放射、熱、圧力、またはそれらの組合せによってレジストは硬化される。パターニングデバイスは、レジストが硬化した後、レジスト内にパターンを残してレジストの外へ移動される。

【0090】

[00102] また、リソグラフィ装置は、投影システムの最終エレメントと基板との間の空間を満たすように、基板の表面が比較的高屈折率を有する液体（例えば水）に浸漬されるタイプのものであってもよい。また、リソグラフィ装置内の別の空間（例えば、パターニングデバイスと投影システムの最終エレメントとの間）に液浸液を加えてもよい。浸漬技術は、投影システムの開口数を増加させることで当技術分野において周知である。

【0091】

[00103] 本明細書で使用される「放射」および「ビーム」という用語は、紫外線（ＵＶ）（例えば、３６５ｎｍ、２４８ｎｍ、１９３ｎｍ、１５７ｎｍ、または１２６ｎｍの波長、またはおよそこれらの値の波長を有する）、および極端紫外線（ＥＵＶ）（例えば、５〜２０ｎｍの範囲の波長を有する）、ならびにイオンビームや電子ビームなどの微粒子ビームを含むあらゆる種類の電磁放射を包含している。

【0092】

[00104] 「レンズ」という用語は、文脈によっては、屈折、反射、磁気、電磁気、および静電型光コンポーネントを含む様々な種類の光コンポーネントのいずれか１つまたはこれらの組合せを指すことができる。

【0093】

[00105] 以上、本発明の具体的な実施形態を説明してきたが、本発明は、上述以外の態様で実施できることが明らかである。例えば、本発明は、上記に開示した方法の性能をもたらすように構成された１つ以上の機械読取可能命令のシーケンスを含むコンピュータプログラムの形態、またはこのようなコンピュータプログラムが記憶されたコンピュータ読取可能データ記憶媒体（例えば、半導体メモリ、磁気ディスクまたは光ディスク）の形態であってもよい。

【0094】

[00106] 上記の説明は、制限ではなく例示を意図したものである。したがって、当業者には明らかなように、添付の特許請求の範囲を逸脱することなく本記載の発明に変更を加えてもよい。

【図1】

【図2A】

【図2B】

【図2C】

【図2D】

【図2E】

【図2F】

【図2G】

【図2H】

【図2I】

【図2J】

【図2K】

【図2L】

【図2M】

【図2N】

【図2O】

【図2P】

【図3】

【図4】

【図5A】

【図5B】

【図6A】

【図6B】

【図6C】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13A】

【図13B】

【図14A】

【図14B】

【図15A】

【図15B】

【図15C】

【図16A】

【図16B】

【図16C】

【図16D】

【図17A】

【図17B】

【図17C】

【図17D】

【図18A】

【図18B】

【図18C】

【図18D】

【図18E】

【図19A】

【図19B】

【図19C】

【図19D】

【図19E】

【図20A】

【図20B】