照明光學(xué)設(shè)備、曝光設(shè)備、照明方法、曝光方法和裝置制造方法制造方法及圖紙

一種照明光學(xué)設(shè)備具有光學(xué)單元(3)。所述光學(xué)單元具有：分光器(35)，用以使入射射束分裂成兩個(gè)射束；第一空間光調(diào)制器(33)，其可布置于第一射束的光學(xué)路徑中；第二空間光調(diào)制器(34)，其可布置于第二射束的光學(xué)路徑中；和光組合器(36)，其將已通過(guò)所述第一空間光調(diào)制器的射束與已通過(guò)所述第二空間光調(diào)制器的射束組合；所述第一空間光調(diào)制器和所述第二空間光調(diào)制器中的每一者具有二維地布置且個(gè)別地被控制的多個(gè)光學(xué)元件(33a、34a)。

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
照明光學(xué)設(shè)備、曝光設(shè)備、照明方法、曝光方法和裝置制造方法本申請(qǐng)是申請(qǐng)?zhí)?200880100940.0，申請(qǐng)日:2008年10月23日，專利技術(shù)名稱:“光學(xué)單元、照明光學(xué)設(shè)備、曝光設(shè)備和裝置制造方法”的專利技術(shù)專利申請(qǐng)的分案申請(qǐng)。
本專利技術(shù)涉及光學(xué)單元、照明光學(xué)設(shè)備、曝光設(shè)備和裝置制造方法。更明確地說(shuō)，本專利技術(shù)涉及一種照明光學(xué)設(shè)備，其適用于通過(guò)光刻法來(lái)制造例如半導(dǎo)體裝置、成像裝置、液晶顯示裝置和薄膜磁頭之類的裝置的曝光設(shè)備。
技術(shù)介紹
在此類型的典型曝光設(shè)備中，從光源發(fā)出的光束行進(jìn)而穿過(guò)作為光學(xué)積分器的蠅眼(flyeye)透鏡以形成二次光源(大體上，照明光瞳上預(yù)定的光強(qiáng)度分布)作為由大量光源組成的實(shí)質(zhì)表面發(fā)光體。照明光瞳上的光強(qiáng)度分布在下文中將被稱作“照明光瞳亮度分布”。將照明光瞳定義為通過(guò)照明光瞳與照明目標(biāo)表面(在曝光設(shè)備的情況下為掩膜或晶片)之間的光學(xué)系統(tǒng)的作用而使得照明目標(biāo)表面變成照明光瞳的傅立葉(Fourier)變換表面的位置。來(lái)自二次光源的射束由聚光透鏡聚集以重疊地照明上面形成有預(yù)定圖案的掩膜。穿過(guò)掩膜的光行進(jìn)而穿過(guò)投影光學(xué)系統(tǒng)以聚焦于晶片上，借此使掩膜圖案投影(或轉(zhuǎn)印)到晶片上以實(shí)現(xiàn)其曝光。由于形成于掩膜上的圖案為高度整合的圖案，所以必須在晶片上獲得均勻的照度分布以便將此精細(xì)圖案準(zhǔn)確地轉(zhuǎn)印到晶片上。存在一種常規(guī)提出的照明光學(xué)設(shè)備，其能夠在不使用變焦光學(xué)系統(tǒng)的情況下連續(xù)地改變照明光瞳亮度分布(且因此改變照明條件)(請(qǐng)參考日本專利特許公開申請(qǐng)案第2002-353105號(hào))。特許公開申請(qǐng)案第2002-353105號(hào)中所揭露的照明光學(xué)設(shè)備使用由大量微鏡面元件組成的可移動(dòng)多(multi)鏡面，所述微鏡面元件布置成陣列形式，且其傾斜角度和傾斜方向個(gè)別地受到驅(qū)動(dòng)控制，且所述照明光學(xué)設(shè)備經(jīng)配置以使得入射射束分成對(duì)應(yīng)于鏡面元件的反射表面的小單元的射束，所述小單元的射束由多鏡面折疊以將入射射束的橫截面轉(zhuǎn)換成所要形狀或所要大小，且又實(shí)現(xiàn)所要的照明光瞳亮度分布。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
本專利技術(shù)的目標(biāo)為提供一種照明光學(xué)設(shè)備，其能夠?qū)崿F(xiàn)在照明光瞳亮度分布的形狀和大小方面具有較大變化的照明條件。本專利技術(shù)的另一目標(biāo)為提供一種曝光設(shè)備，其能夠使用可實(shí)現(xiàn)具有大變化的照明條件的照明光學(xué)設(shè)備，在根據(jù)圖案特性而實(shí)現(xiàn)的適當(dāng)照明條件下執(zhí)行良好曝光。為了實(shí)現(xiàn)上述目標(biāo)，本專利技術(shù)的第一方面提供一種照明光學(xué)設(shè)備，使照明光對(duì)于形成有圖案的掩膜進(jìn)行照明，所述照明光學(xué)設(shè)備包括：空間光調(diào)制器，含有：反射所述照明光的多個(gè)反射表面，對(duì)于所述多個(gè)反射表面進(jìn)行個(gè)別控制，而在所述照明光學(xué)設(shè)備的照明光瞳中形成所述照明光的強(qiáng)度分布；光學(xué)單元，配置于所述空間光調(diào)制器的入射側(cè)的光路中，使所述多個(gè)反射表面的所述照明光的強(qiáng)度分布進(jìn)行均勻化；以及偏振單元，配置于所述光學(xué)單元與所述空間光調(diào)制器之間的光路中，對(duì)于具有線性偏振狀態(tài)的所述照明光的偏振方向進(jìn)行變換；其中，所述偏振單元將所述照明光的偏振狀態(tài)，從預(yù)定一方向作為偏振方向的線性偏振狀態(tài)、變換成含有偏振方向?yàn)榛ハ嗖煌牡?線性偏振光與第2線性偏振光的偏振狀態(tài)，且所述空間光調(diào)制器是：以使所述第1線性偏振光作為主成分的所述照明光被分布在所述照明光瞳的第1區(qū)域、且使所述第2線性偏振光作為主成分的所述照明光被分布在與所述第1區(qū)域不同的所述照明光瞳的第2區(qū)域的方式，而控制所述多個(gè)反射表面本專利技術(shù)的第二方面提供一種曝光設(shè)備，將形成在掩膜的圖案曝光到基板，所述曝光設(shè)備包括：上述的照明光學(xué)設(shè)備，對(duì)所述圖案進(jìn)行照明。本專利技術(shù)的第三方面提供一種裝置制造方法，使用上述的曝光設(shè)備，將被形成在掩膜的圖案曝光到基板上；以及使所述圖案被曝光的所述基板進(jìn)行顯影。本專利技術(shù)的第四方面提供一種照明方法，使照明光對(duì)于形成有圖案的掩膜進(jìn)行照明，所述照明方法包括：利用含有能夠個(gè)別控制的多個(gè)反射表面的空間光調(diào)制器，來(lái)反射所述照明光，而在照明光瞳中形成所述照明光的強(qiáng)度分布；利用配置于所述空間光調(diào)制器的入射側(cè)的光路中的光學(xué)單元，使所述多個(gè)反射表面的所述照明光的強(qiáng)度分布進(jìn)行均勻化；以及利用配置于所述光學(xué)單元與所述空間光調(diào)制器之間的光路中的偏振單元，對(duì)于具有線性偏振狀態(tài)的所述照明光的偏振方向進(jìn)行變換；其中，所述照明光是：從預(yù)定一方向作為偏振方向的線性偏振狀態(tài)、變換成含有偏振方向?yàn)榛ハ嗖煌牡?線性偏振光與第2線性偏振光的偏振狀態(tài)，且所述多個(gè)反射表面是：以使所述第1線性偏振光作為主成分的所述照明光被分布在所述照明光瞳的第1區(qū)域、且使所述第2線性偏振光作為主成分的所述照明光被分布在與所述第1區(qū)域不同的所述照明光瞳的第2區(qū)域的方式，而進(jìn)行控制。本專利技術(shù)的第五方面提供一種曝光方法，將形成在掩膜的圖案曝光到基板，所述曝光方法使用上述的照明方法，利用所述照明光來(lái)對(duì)所述圖案進(jìn)行照明。本專利技術(shù)的第六方面提供一種裝置制造方法，使用上述的曝光方法，將被形成在掩膜的圖案曝光到基板上；以及使所述圖案被曝光的所述基板進(jìn)行顯影。本專利技術(shù)的照明光學(xué)設(shè)備能夠?qū)崿F(xiàn)在照明光瞳亮度分布的形狀和大小方面具有較大變化的照明條件。本專利技術(shù)的曝光設(shè)備能夠使用可實(shí)現(xiàn)具有大變化的照明條件的照明光學(xué)設(shè)備，在根據(jù)掩膜M的圖案特性而實(shí)現(xiàn)的適當(dāng)照明條件下執(zhí)行良好曝光且因此制造良好裝置。附圖說(shuō)明圖1為示意性地展示根據(jù)本專利技術(shù)的實(shí)施例的曝光設(shè)備的配置的圖式。圖2為示意性地展示空間光調(diào)制單元的配置的圖式。圖3為示意性地展示圓柱形微蠅眼透鏡的配置的立體圖。圖4為示意性地展示在實(shí)施例中在無(wú)焦透鏡的光瞳平面上形成的四極形狀的光強(qiáng)度分布的圖式。圖5為示意性地展示在實(shí)施例中形成五極形狀的照明光瞳亮度分布的實(shí)例的圖式。圖6為示意性地展示根據(jù)一修改實(shí)例的空間光調(diào)制單元的配置的圖式，其中分光器和光組合器包括共同偏振射束分裂器。圖7為示意性地展示根據(jù)具有透射空間光調(diào)制器的另一修改實(shí)例的空間光調(diào)制單元的配置的圖式。圖8為示意性地展示根據(jù)具有偏振控制單元的修改實(shí)例的曝光設(shè)備的配置的圖式。圖9為示意性地展示使用衍射光學(xué)元件作為分光器的修改實(shí)例的主要配置的圖式。圖10為示意性地展示圖9中所示的空間光調(diào)制單元的配置的圖式。圖11為圖9中所示的空間光調(diào)制單元中的空間光調(diào)制器的部分立體圖。圖12為示意性地展示使用棱鏡單元作為分光器的修改實(shí)例的主要配置的圖式。圖13為展示半導(dǎo)體裝置的制造步驟的流程圖。圖14為展示液晶裝置(例如，液晶顯示裝置)的制造步驟的流程圖。具體實(shí)施方式將在附圖的基礎(chǔ)上描述本專利技術(shù)的實(shí)施例。圖1為示意性地展示根據(jù)本專利技術(shù)的實(shí)施例的曝光設(shè)備的配置的圖式。圖2為示意性地展示空間光調(diào)制單元的配置的圖式。在圖1中，Z軸沿著感光性基底即晶片W的法線方向而設(shè)置，Y軸沿著平行于圖1的平面的方向而在晶片W的表面中設(shè)置，且X軸沿著垂直于圖1的平面的方向而在晶片W的表面中設(shè)置。參看圖1，本實(shí)施例的曝光設(shè)備具備用于供應(yīng)曝光光線(照明光線)的光源1。光源1可為(例如)供應(yīng)波長(zhǎng)為193nm的光線的ArF準(zhǔn)分子激光光源，或供應(yīng)波長(zhǎng)為248nm的光線的KrF準(zhǔn)分子激光光源。從光源1發(fā)出的光線由整形光學(xué)系統(tǒng)2擴(kuò)展成具有所需截面形狀的射束，且接著所述經(jīng)擴(kuò)展的射束入射到空間光調(diào)制單元3。如圖2所示，空間光調(diào)制單元3具有一對(duì)棱鏡部件31和32和一對(duì)空間光調(diào)制器33和34。沿著光軸AX入射到空間光調(diào)制單元3中的棱鏡部件31的入射面3本文檔來(lái)自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】

【技術(shù)特征摘要】
2007.10.24 US 60/960,996;2008.01.14 US 61/006,446;1.一種照明光學(xué)設(shè)備，使照明光對(duì)于形成有圖案的掩膜進(jìn)行照明，所述照明光學(xué)設(shè)備的特征在于包括：空間光調(diào)制器，含有：沿預(yù)定表面布置且設(shè)置在所述照明光的光路中的多個(gè)反射表面，對(duì)于所述多個(gè)反射表面進(jìn)行個(gè)別控制，使所述照明光分布于所述照明光學(xué)設(shè)備的照明光瞳；分光器，配置于所述空間光調(diào)制器的入射側(cè)的所述照明光的光路中，使所述多個(gè)反射表面的所述照明光的強(qiáng)度進(jìn)行均勻化，所述分光器將所述照明光分為第1光束和第2光束；以及偏振單元，配置于所述分光器與所述空間光調(diào)制器之間的所述照明光的光路中，將以線性偏振光作為主成分的所述照明光的偏振狀態(tài)，從以偏振方向?yàn)轭A(yù)定一方向的線性偏振光作為主成分的偏振狀態(tài)、變換成含有偏振方向?yàn)榛ハ嗖煌牡?線性偏振光與第2線性偏振光的偏振狀態(tài)；所述偏振單元包括將所述第1光束變換為以所述第1線性偏振光為主成分的偏振狀態(tài)的第1偏振單元和將所述第2光束變換為以所述第2線性偏振光為主成分的偏振狀態(tài)的第2偏振單元，所述空間光調(diào)制器包括第一空間光調(diào)制器和第二空間光調(diào)制器，所述第一空間光調(diào)制器以使來(lái)自所述第1偏振單元的所述照明光中的所述第1光束在所述照明光瞳中夾著所述照明光學(xué)設(shè)備的光軸而在第1方向上對(duì)稱分布的方式反射所述第1光束，所述第二空間光調(diào)制器以使來(lái)自所述第2偏振單元的所述照明光中的所述第2光束在所述照明光瞳中夾著所述照明光學(xué)設(shè)備的光軸而在第2方向上對(duì)稱分布的方式反射所述第2光束，所述第2方向是與所述第1方向正交的方向。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的照明光學(xué)設(shè)備，其特征在于，所述偏振單元以使所述第1光束及所述第2光束分別在所述照明光瞳中成為圓周偏振狀態(tài)的方式，而變換來(lái)自所述分光器的所述照明光的偏振狀態(tài)。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的照明光學(xué)設(shè)備，其特征在于，所述第1偏振單元包含半波片或光學(xué)旋轉(zhuǎn)器。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的照明光學(xué)設(shè)備，其特征在于，所述第2偏振單元包含半波片或光學(xué)旋轉(zhuǎn)器。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的照明光學(xué)設(shè)備，其特征在于，所述第1偏振單元及所述第2偏振單元的至少一方能夠用具有相同路徑長(zhǎng)度的玻璃基底來(lái)替換。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的照明光學(xué)設(shè)備，其特征在于，含有能夠在所述偏振單元的入射側(cè)的所述照明光的光路中改變所述照明光的偏振狀態(tài)的偏振控制部件。7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的照明光學(xué)設(shè)備，其特征在于，所述偏振控制部件含有半波片，該半波片被設(shè)置成能夠相對(duì)于與所述光軸平行的軸旋轉(zhuǎn)。8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的照明光學(xué)設(shè)備，其特征在于，還包括配置在來(lái)自所述空間光調(diào)制器的所述照明光的光路中的蠅眼透鏡，所述蠅眼透鏡以該蠅眼透鏡的后側(cè)焦點(diǎn)位置與所述照明光瞳一致的方式，設(shè)置于所述光路中。9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的照明光學(xué)設(shè)備，其特征在于，還包括透鏡系統(tǒng)，該透鏡系統(tǒng)配置在所述空間光調(diào)制器與所述蠅眼透鏡之間的所述照明光的光路中，用以使所述空間光調(diào)制器與所述蠅眼透鏡的入射表面配置成傅立葉變換的關(guān)系。10.一種曝光設(shè)備，將形成在掩膜的圖案曝光到基板，所述曝光設(shè)備的特征在于包括：能夠移動(dòng)的臺(tái)，支持所述基板；權(quán)利要求1到9中任一權(quán)利要求所述的照明光學(xué)設(shè)備，對(duì)所述圖案進(jìn)行照明；以及投影光學(xué)系統(tǒng)，將使用所述照明光學(xué)設(shè)備而被照明的所述圖案的像，形成到被支持在所述臺(tái)的所述基...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：谷津修，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：株式會(huì)社尼康，
類型：發(fā)明
國(guó)別省市：