[发明专利]用于特征化光学系统的偏振特性的布置及方法

说明书

相关申请案的交叉引用

本申请要求2010年1月28日申请的德国专利申请102010001336.6的优先权。以引用方式将该申请的内容合并于此。

技术领域

本发明涉及特征化光学系统的偏振特性的布置及方法。

背景技术

微光刻技术用于生产诸如集成电路或LCD的微结构化组件。微光刻工艺在具有照明系统及投射物镜的所谓投射曝光设备中执行。在该情况下，利用投射物镜将利用照明系统照明的掩模(=掩模母版)的像投射至涂布有光敏层(光刻胶)且布置在投射物镜的像平面中的基板(例如硅晶片)上，以将掩模结构转印至基板上的光敏涂层上。

已知在尤其具有高数值孔径的高分辨率成像系统(例如上述的微光刻投射曝光设备)中，无法再忽视成像系统对在操作中通过成像系统的辐射的偏振状态的影响。这是由于成像对比度因偏振影响效应(例如诸如透镜或反射镜的光学组件材料的由保持组件导致的应力双折射、介电质层的偏振影响效应等)而改变。

因此希望尽可能可靠地确定此类成像系统(尤其是大孔径的成像系统)的偏振特性，以便一方面得到关于依赖于偏振的成像质量的适当结论，及另一方面能够采取可行的合适方法来操控偏振特性。

US 7 286 245 B2公开了确定光学成像系统对光学辐射偏振状态的影响的方法及设备等，其中在成像系统物平面中提供限定的入射偏振状态，及其中在成像系统的预定光瞳区域内以光瞳分辨关系测量从成像系统发出的辐射的出射偏振状态。成像系统例如可以是设计用于波长范围约248nm或193nm的投射曝光设备的投射物镜。

由于缺少可用的合适透明折射材料，反射镜被用作设计用于EUV范围(也就是说，例如约13nm或约7nm的波长)的投射物镜中的成像过程的光学组件。在该情况下，有关上述特征化偏振特性所引起的问题在于：使用反射光学组件实施如上所述的测量结构将引起许多关于所需结构空间、甚至缺乏耐久性的问题。

发明内容

在了解上述背景后，本发明的目的在于提供特征化光学系统的偏振特性的布置及方法，其即使在EUV工作波长处也允许可靠地特征化偏振特性，且同时具有紧凑的结构。

此目的可通过根据独立权利要求1的特征的布置及根据权利要求21的方法获得。

一种用于特征化光学系统(尤其是微光刻投射曝光设备的光学系统)的偏振特性的布置，包含：

-至少一个偏振态产生器，其设定入射于光学系统上的辐射的限定的偏振状态；及

-偏振态检测器，其适配于测量从光学系统发出的辐射的出射偏振状态；

-其中光学系统被设计用于小于15nm的工作波长；以及

-其中偏振态产生器和/或偏振态检测器被设计成其对入射光束的偏振光学作用在所述光束的至少10°的角谱（angle spectrum）上基本固定。

偏振态产生器和/或偏振态检测器对入射光束的“偏振光学作用”为固定的标准表示偏振态产生器或偏振态检测器在所述角谱上产生相同的偏振状态，其进而可被确定为：对于从偏振态产生器和/或偏振态检测器发出的光，如果所谓的IPS值(＝“优选状态中的强度”)对于入射在偏振态产生器或偏振态检测器中的光是固定的，则IPS值在所述角谱中为固定的。就这点而言，措辞“基本固定”的用意也包含IPS值的波动达10%，尤其达5%。此外，所要的偏振状态未必是线偏振，而是也可以是任何其他偏振状态，例如椭圆或圆偏振。

在根据本发明的布置下，本发明尤其追求设计用于特征化偏振状态的组件、偏振态产生器及偏振态检测器的构思，它们在EUV范围的工作波长下分别以透射方式工作。根据另一方法，偏振态产生器和/或偏振态检测器具有至少一个以透射方式工作的光学元件。以此方式，再一次地，尤其是在工作波长约13.5nm的光学系统中，由于避免了具有相对较复杂光束路径和比较繁复及昂贵致动器的反射偏振光学组件，可实现明显更紧凑的结构。

就此而言，尤其应注意，在根据本发明所包含的EUV范围中，无法再提供DUV波长范围(也就是说，例如约248nm或约193nm的波长)中存在的能够以平行光束几何形状(也就是说，光束的互相平行的光束部分穿过各自组件)操作偏振光学组件的选择，因为适合在DUV范围中使用的透镜系统形式的光学组件现在都不能用于将发散或会聚光束路径转变成平行光束路径。

根据本发明的构造的另一个优点是，以透射方式工作的组件可相对容易地在各个适当位置处并入光束路径中，而不需要为此目的明显变更光束路径。