CN101782723A - 具有可调集光率的脉冲修正装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种具有可调集光率的脉冲改变装置。束修正单元设置在光刻设备的照射系统中以增大照射束的暂时脉冲长度和集光率。脉冲修正单元接收输入脉冲辐射且发出一个或更多个相应输出脉冲辐射，脉冲修正单元包括将入射脉冲分成第一和第二脉冲部分的分束器，分束器沿第二光学路径引导第一脉冲部分，第二部分被引导在第一光学路径上作为输出束的一部分。第二光学路径包括发散光学元件，发散光学元件角度可在不减小束尺寸的情况下增大束的发散而增大集光率。第一和第二反射镜每一个具有曲率半径，以预定间隔彼此面对，接收第二脉冲部分并且重新引导第二部分使第二部分通过脉冲修正装置的光学路径比第一部分的长。

Description

具有可调集光率的脉冲修正装置
技术领域
本发明大体上涉及一种光刻术，更具体地涉及一种照射脉冲修正。
背景技术
光刻术被广泛看成制造集成电路(ICs)以及其他器件和/或结构的关键工艺。光刻设备是在光刻过程中使用的将所需图案应用到衬底，例如衬底的目标部分上的机器。在用光刻设备制造ICs的过程中，可以将可选地称为掩模或掩模版的图案形成装置用于生成在所述IC的单层上待形成的电路图案。可以将该图案转移到衬底(例如，硅晶片)上的目标部分(例如，包括一部分管芯、一个或多个管芯)上。通常，图案的转移是通过把图案成像到提供到衬底上的辐射敏感材料(抗蚀剂)层上进行的。通常，单个的衬底将包含被连续形成图案的相邻目标部分的网络。
已知的光刻设备包括：步进机，在所述步进机中，通过将整个图案一次曝光到所述目标部分上来辐射每一个目标部分；以及扫描器，在所述扫描器中，通过辐射束沿给定方向(“扫描”方向)扫描所述图案、同时沿与该方向平行或反向平行的方向扫描所述衬底来辐射每一个目标部分。也可能通过将图案压印(imprinting)到衬底的方式从图案形成装置将图案转移到衬底上。
通常，受激准分子激光器被用来为光刻设备以脉冲辐射束的形式提供辐射，例如高强度紫外脉冲。在接收数十亿次脉冲之后，大的昂贵的透镜元件会退化。光学损坏随脉冲的强度(即光功率(能量/时间)每平方厘米或mJ/ns/cm2)的提高而加剧。通常的来自这些激光器的脉冲长度大约为20ns，因而5mJ激光脉冲将具有大约0.25mJ/ns(0.25MW)的脉冲功率强度。在不改变脉冲持续时间的情况下增大脉冲能量到10mJ将导致脉冲功率加倍到大约0.5mJ/ns，这显著缩短了透镜元件的可用寿命。
脉冲展宽装置可以配置用于光刻设备，以通过实质上增大脉冲长度来最小化光学损伤和退化。通过增多脉冲的复制实现增大的脉冲长度，其中通过使用光学延迟在时间上将每个复制分开。
使用已知的脉冲展宽单元可能需要光刻设备的初始重新校准。此外，在没有附加的周期性校准的情况下，脉冲展宽单元可能没有能力控制束的尺寸或方向。
此外，脉冲展宽单元会面临产生动态斑点的问题。斑点是脉冲持续时间和束的集光率两者的函数。斑点可以由来自激光器的部分相干辐射的有限脉冲长度和有限光谱线宽引起。斑点引起在晶片上的照射剂量的微观非均匀，这导致成像特征的尺寸的局部变化，通常称为线宽粗糙度(line widthroughness，LWR)。通过将脉冲持续时间展宽一段时间或通过提高束的集光率可以减小斑点。
发明内容
从前面内容可知，需要一种改进的方法、设备和系统用以提供脉冲修正装置，该脉冲修正装置增大照射束的暂时脉冲长度和集光率。
本发明的实施例包括具有可调节集光率的脉冲修正装置，包括分束器、发散光学元件以及第一和第二曲面反射镜。分束器接收输入辐射脉冲并将该输入脉冲分成第一和第二脉冲部分。分束器引导第一脉冲部分朝向发散光学元件，所述发散光学元件将第一脉冲部分偏转一个角度，这导致其中集光率被提高的发散。分束器引导第二脉冲部分作为输出束的一部分。第一反射镜和第二反射镜每一个具有曲率半径，彼此以预定间隔面对并接收偏转的第一脉冲部分，且沿偏转的束的路径重新引导第一脉冲部分。通过脉冲修正装置的第一脉冲部分的光学路径比第二脉冲部分的光学路径长，这导致输入脉冲的延迟和展宽。
本发明的另一实施例包括具有可调节集光率的脉冲修正装置，脉冲修正装置包括分束器、发散光学元件和第一和第二曲面反射镜，其中分束器和发散光学元件结合成单个元件。发散/分束器接收输入辐射脉冲并将输入脉冲分成第一和第二脉冲部分，并且将第一脉冲部分偏转一个角度，这导致其中集光率被提高的发散。发散/分束器引导第二脉冲部分作为输出束的一部分。第一反射镜和第二反射镜每一个具有曲率半径，彼此以预定间隔面对并且接收偏转的第一脉冲部分，并沿束路径重新引导第一脉冲部分。通过脉冲修正装置的第一脉冲部分的光学路径比第二脉冲部分的光学路径长，这导致输入脉冲的延迟和展宽。
在本发明的再一实施例中，脉冲修正装置包括第一和第二分束器、第一和第二发散光学元件、以及第一和第二曲面反射镜。第一发散/分束器接收输入辐射脉冲并将输入脉冲分成第一和第二脉冲部分，引导束的第二部分朝向第二分束器。第二分束器通过束的第四部分作为输出束的至少一部分。第一分束器引导束的第一部分到第一发散光学元件，第一发散光学元件将第一脉冲部分偏转一个角度，这导致其中集光率被提高的发散。第一发散光学元件还在第一和第二反射装置之间形成第一束路径，其中束的第一部分不止一次穿过第一和第二反射装置之间。第二分束器重新引导束的第三部分到第二发散光学元件，第二发散光学元件使第三脉冲部分偏转一个角度，这导致其中集光率被提高的发散。第二发散光学元件还在第一和第二反射装置之间产生第二束路径，其中束的第三部分不止一次穿过第一和第二反射装置之间。在穿过第一和第二反射装置之间后，束的第一部分的一部分被第一分束器反射朝向第二分束器，同时束的第一部分的其他部分通过第一分束器。在通过第一和第二反射装置之间后，束的第三部分的一部分被第二分束器反射并离开系统作为输出束的一部分，同时束的第三部分的其他部分通过第二分束器。
本发明的实施例还包括具有脉冲修正装置的光刻系统。光刻系统包括用以调节照射图案形成装置的辐射束的照射系统，其中照射系统包括脉冲修正装置。脉冲修正装置包括第一和第二分束器、第一和第二发散光学元件以及第一和第二曲面反射镜，其中分束器和发散光学元件结合成单个元件。第一发散/分束器接收输入辐射脉冲并将输入脉冲分成第一和第二脉冲部分，引导束的第二部分朝向第二发散/分束器。第二发散/分束器通过束的第四部分作为输出束的至少一部分。第一发散/分束器还配置成倾斜和重新引导束的第一部分，以在第一和第二反射装置之间形成第一束路径，其中束的第一部分不止一次通过第一和第二反射装置之间。第二发散/分束器倾斜和重新引导束的第三部分以在第一和第二反射装置之间形成第二束路径，其中束的第三部分不止一次通过第一和第二反射装置之间。在通过第一和第二反射装置之间后，束的第一部分的一部分被分束器反射朝向第二分束器，同时束的第一部分的其他部分通过第一分束器。通过第一和第二反射装置之间后，束的第三部分的一部分被分束器反射并离开系统作为输出束的一部分，同时束的第三部分的其他部分通过分束器。
本发明的其他特征和优点，以及本发明的不同实施例的结构和操作将在下文参考附图进行详细描述。要注意的是，本发明不限于这里所述的具体实施例。这里给出的实施例仅是示例性的。基于这里给出的教导和启示，附加的实施例对于本领域技术人员是显而易见的。
附图说明
这里的附图并入本文并形成说明书的一部分，其示出本发明并和说明书一起用于解释本发明的原理，并且用以允许本领域技术人员能够实现和应用本发明。
图1A示出根据本发明实施例的反射型光刻设备；
图1B示出根据本发明实施例的透射型光刻设备；
图2A示出根据本发明实施例的使用一个分束器和一个发散光学元件的不对称脉冲修正装置。
图2B和2C示出输入束到不对称脉冲修正装置的横截面和相应的输出束的横截面；
图3示出根据本发明实施例的使用结合的发散/分束器的不对称脉冲修正装置；
图4A示出根据本发明实施例的使用两个分束器和两个发散光学元件的具有多次反射的对称脉冲修正装置；
图4B和4C示出根据本发明实施例的输入束到对称脉冲修正装置的横截面和相应的输出束的横截面；
图5A是根据本发明实施例的对称脉冲修正装置的三维视图；
图5B是根据本发明实施例的对称脉冲修正装置的俯视图；
图5C是根据本发明实施例的束修正装置的视图；
图5D是图5C中示出的束修正装置的俯视图；
图6示出根据本发明实施例的使用结合的发散/分束器的对称脉冲修正装置；
图7示出根据本发明实施例的彼此以大约90度取向的两个分束器；
图8和9是根据本发明实施例的脉冲修正装置中的脉冲发散的Zemax模拟示例。
本发明的特征和优点将通过下面的详细说明书、结合附图变得清楚，其中相同的元件对应相同的附图标记。在附图中，相同的附图标记表示相同的、功能类似的和/或结构类似的元件。在附图中，首先出现的元件用最左边的对应的附图标记表示。
具体实施方式
本发明的实施例涉及一种具有可调节集光率的脉冲修正装置。本说明书公开一个或更多个并入本发明的特征的实施例。所公开的实施例仅给出本发明的示例。本发明的范围不限于这些公开的实施例。本发明由权利要求来限定。
实施例描述并在说明书中提到的“一个实施例”、“实施例”、“示例性实施例”等表示所述的实施例可以包括特定特征、结构或特性，但是每个实施例可以不必包括特定的特征、结构或特性。而且，这些段落不必指的是同一个实施例。此外，当特定特征、结构或特性与实施例结合进行描述时，应该理解，无论是否明确描述，它都会落入本领域技术人员的知识范围内，以结合其他实施例实现这些特征、结构或特性。
本发明实施例可以应用到硬件、固件、软件或其任何组合。本发明实施例还可以实施为存储在机器可读介质上的指令，其可以通过一个或更多个处理器读取和执行。机器可读介质可以包括任何用于存储或传送机器(例如计算设备)可读形式的信息的机构。例如，机器可读介质可以包括：只读存储器(ROM)；随机存取存储器(RAM)；磁盘存储媒介；光学存储媒介；闪存设备。此外，这里可以将固件、软件、程序、指令描述成执行特定动作。然而，应该认识到，这些描述仅为了方便并且这些动作实际上由计算设备、处理器、控制器或其他执行所述固件、软件、程序、指令等的设备来完成的。
图1分别示出了光刻设备100和光刻设备100’，本发明的实施例可以应用其中。光刻设备100和光刻设备100’每一个包括下面构件：照射系统(照射器)IL，其配置用于调节辐射束B(例如，深紫外(DUV)辐射或极紫外(EUV)辐射)；支撑结构(例如掩模台)MT，其配置用于支撑图案形成装置(例如掩模、掩模版或动态图案形成装置)MA，并与配置用于精确地定位图案形成装置MA的第一定位装置PM相连；和衬底台(例如晶片台)WT，其配置用于保持衬底(例如涂覆有抗蚀剂的晶片)W，并与配置用于精确地定位衬底W的第二定位装置PW相连。光刻设备100和100’还具有投影系统PS，其配置用于将由图案形成装置MA赋予辐射束B的图案投影到衬底W的目标部分C(例如包括一根或多根管芯)上。在光刻设备100中，图案形成装置MA和投影系统PS是反射型的，而在光刻设备100’中图案形成装置MA和投影PS是透射型的。
照射系统IL可以包括各种类型的光学部件，例如折射型、反射型、磁性型、电磁型、静电型或其它类型的光学部件、或其任意组合，以引导、成形、或控制辐射B。
支撑结构MT以依赖于图案形成装置MA的方向、光刻设备100和100’的设计以及诸如图案形成装置MA是否保持在真空环境中等其他条件的方式保持图案形成装置MA。所述支撑结构MT可以采用机械的、真空的、静电的或其它夹持技术保持图案形成装置MA。支撑结构MT可以是框架或台，例如，其可以根据需要成为固定的或可移动的。所述支撑结构MT可以确保图案形成装置位于所需的位置上(例如相对于投影系统PS)。
术语“图案形成装置”MA应该被广义地理解为表示可以用于将图案在辐射束的横截面上赋予辐射束B、以便在衬底W的目标部分C上形成图案的任何装置。被赋予辐射束B的图案可以与在目标部分C上形成的器件中的特定的功能层相对应，例如集成电路。
图案形成装置MA可以是透射型的(例如图1B中的光刻设备100’)或反射型的(例如图1A中的光刻设备100)。图案形成装置MA的例子包括掩模版、掩模、可编程反射镜阵列以及可编程LCD面板。掩模在光刻技术中是公知的，并且包括诸如二元掩模类型、交替型相移掩模类型、衰减型相移掩模类型和各种混合掩模类型之类的掩模类型。可编程反射镜阵列的示例采用小反射镜的矩阵布置，每一个小反射镜可以独立地倾斜，以便沿不同方向反射入射的辐射束。所述已倾斜的反射镜将图案赋予由所述反射镜矩阵反射的辐射束B。
术语“投影系统”PS应该广义地解释为包括任意类型的投影系统，包括折射型、反射型、反射折射型、磁性型、电磁型和静电型光学系统、或其任意组合，如对于所使用的曝光辐射所适合的、或对于诸如使用浸没液或使用真空之类的其他因素所适合的。真空环境可以用于EUV或电子束辐射，因为其他气体会吸收太多的辐射或电子。因此借助真空壁和真空泵的帮助真空环境可以提供到整个束路径。
光刻设备100和/或光刻设备100’可以是具有两个(双台)或更多衬底台(和/或两个或更多的掩模台)WT的类型。在这种“多台”机器中，可以并行地使用附加的衬底台WT，或可以在一个或更多个台上执行预备步骤的同时，将一个或更多个其它衬底台WT用于曝光。
参照图1A和1B，照射器IL接收来自辐射源SO的辐射束。源SO和所述光刻设备100、100’可以是分立的实体(例如当该源SO为准分子激光器时)。在这种情况下，不会将该源SO考虑成形成光刻设备100、100’的一部分，并且通过包括例如合适的定向反射镜和/或扩束器的束传递系统BD(图1B)的帮助，将所述辐射束B从所述源SO传到所述照射器IL。在其它情况下，源SO可以是所述光刻设备100、100’的组成部分(例如当源SO是汞灯时)。可以将所述源SO和所述照射器IL、以及如果需要时设置的所述束传递系统BD一起称作辐射系统。
照射器IL可以包括用于调整所述辐射束的角强度分布的调整器AD(图1B)。通常，可以对所述照射器的光瞳平面中的强度分布的至少所述外部和/或内部径向范围(一般分别称为σ-外部和σ-内部)进行调整。此外，所述照射器IL可以包括各种其它部件(图1B)，例如积分器IN和聚光器CO。可以将所述照射器IL用于调节所述辐射束B，以在其横截面中具有所需的均匀性和强度分布。
参见图1A，辐射束B入射到保持在支撑结构(例如，掩模台)MT上的所述图案形成装置(例如，掩模)MA上，并且通过所述图案形成装置MA来形成图案。在光刻设备100中，辐射束B由图案形成装置(例如掩模)MA反射。已经由图案形成装置(例如掩模)MA反射之后，所述辐射束B通过投影系统PS，所述投影系统将辐射束B聚焦到所述衬底W的目标部分C上。通过第二定位装置PW和位置传感器IF2(例如，干涉仪器件、线性编码器或电容传感器)的帮助，可以精确地移动衬底台WT，例如以便将不同的目标部分C定位于所述辐射束B的路径中。类似地，第一定位装置PM和其他定位传感器IF1可以用于相对于辐射束B的路径精确地定位图案形成装置(例如掩模)MA。图案形成装置(例如掩模)MA和衬底W可以采用掩模对准标记M1、M2和衬底对准标记P1、P2进行对准。
参考图1B，辐射束B入射到保持在支撑结构(例如掩模台MT)上的图案形成装置(例如掩模MA)上，并通过所述图案形成装置形成图案。已经穿过掩模MA之后，所述辐射束B通过投影系统PS，所述投影系统将辐射束聚焦到所述衬底W的目标部分C上。通过第二定位装置PW和位置传感器IF(例如，干涉仪器件、线性编码器或电容传感器)的帮助，可以精确地移动所述衬底台WT(例如以便将不同的目标部分C定位于所述辐射束B的路径中)。类似地，(例如在从掩模库的机械获取之后，或在扫描期间)可以将所述第一定位装置PM和另一个位置传感器(图1B中未明确示出)用于相对于所述辐射束B的路径精确地定位掩模MA。
通常，可以通过形成所述第一定位装置PM的一部分的长行程模块(粗定位)和短行程模块(精定位)的帮助来实现掩模台MT的移动。类似地，可以采用形成所述第二定位装置PW的一部分的长行程模块和短行程模块来实现所述衬底台WT的移动。在步进机的情况下(与扫描器相反)，掩模台MT可以仅与短行程致动器相连，或可以是固定的。可以使用掩模对准标记M1、M2和衬底对准标记P1、P2来对准掩模MA和衬底W。尽管所示的衬底对准标记占据了专用目标部分，但是它们可以位于目标部分之间的空间(这些公知为划线对齐标记)中。类似地，在将多于一个的管芯设置在掩模MA上的情况下，所述掩模对准标记可以位于所述管芯之间。
光刻设备100和100’可以以以下模式中的至少一种进行使用：
1.在步进模式中，在将支撑结构(例如掩模台)MT和衬底台WT保持为基本静止的同时，将赋予所述辐射束B的整个图案一次投影到目标部分C上(即，单一的静态曝光)。然后将所述衬底台WT沿X和/或Y方向移动，使得可以对不同目标部分C曝光。
2.在扫描模式中，在对支撑结构(例如掩模台)MT和衬底台WT同步地进行扫描的同时，将赋予所述辐射束B的图案投影到目标部分C上(即，单一的动态曝光)。衬底台WT相对于支撑结构(例如掩模台)MT的速度和方向可以通过所述投影系统PS的(缩小)放大率和图像反转特征来确定。
3.在另一个模式中，将用于保持可编程图案形成装置的支撑结构(例如掩模台)MT保持为基本静止，并且在对所述衬底台WT进行移动或扫描的同时，将赋予所述辐射束B的图案投影到目标部分C上。可以采用脉冲辐射源SO，并且在所述衬底台WT的每一次移动之后、或在扫描期间的连续辐射脉冲之间，根据需要更新所述可编程图案形成装置。这种操作模式可易于应用于利用可编程图案形成装置(例如，如上所述类型的可编程反射镜阵列)的无掩模光刻术中。
也可以采用上述使用模式的组合和/或变体，或完全不同的使用模式。
虽然在本文中详述了光刻设备用在制造ICs(集成电路)，但是应该理解到这里所述的光刻设备可以有制造具有微米尺度、甚至纳米尺度的特征的部件的其他应用，例如制造集成光学系统、磁畴存储器的引导和检测图案、平板显示器、液晶显示器(LCDs)、薄膜磁头等。本领域技术人员应该认识到，在这种替代应用的情况中，可以将这里使用的任何术语“晶片”或“管芯”分别认为是与更上位的术语“衬底”或“目标部分”同义。这里所指的衬底可以在曝光之前或之后进行处理，例如在轨道(一种典型地将抗蚀剂层涂到衬底上，并且对已曝光的抗蚀剂进行显影的工具)、量测工具和/或检验工具中。在可应用的情况下，可以将所述公开内容应用于这种和其他衬底处理工具中。另外，所述衬底可以处理一次以上，例如为产生多层IC，使得这里使用的所述术语“衬底”也可以表示已经包含多个已处理层的衬底。
在另一实施例中，光刻设备100包括极紫外(EUV)源，其配置用于产生用于EUV光刻的EUV辐射束。通常，EUV源配置在辐射系统中(见下面)，并且相应的照射系统配置用于调节EUV源的EUV辐射束。
在这里所述的实施例中，术语“透镜”和“透镜元件”在允许的情况下可以指任意类型的光学部件或其组合，包括折射型、反射型、磁性型、电磁型、静电型光学部件。
此外，这里所用的术语“辐射”和“束”可以包括所有类型电磁辐射，包括紫外(UV)辐射(例如具有365、248、193、157或126nm波长)、极紫外(EUV或软X射线)辐射(例如具有5-20nm范围的波长，例如13.5nm)，或以小于5nm工作的硬X射线，以及粒子束，例如离子束或电子束。通常，具有大约780-3000nm(或更大)之间波长的辐射被看作IR辐射。UV指的是具有大约100-400nm波长的辐射。在光刻技术中，术语“UV”还应用于可以由汞放电灯产生的波长：G线436nm；H线405nm；和/或I线365nm。真空UV，或VUV(即被空气吸收的UV)指的是具有大约100-200nm波长的辐射。深紫外(DUV)通常指的是具有126nm-428nm范围波长的辐射，并且在实施例中，受激准分子激光器可以产生用在光刻设备中的DUV辐射。应该认识到，具有例如5-20nm范围波长的辐射指的是具有至少部分位于5-20nm范围的特定波长带的辐射。
图2A示出根据本发明实施例的束修正装置200(例如具有可调节集光率的不对称束装置)。
在这个示例中，束修正装置200包括分束器210、发散光学元件230、以及第一和第二曲面反射装置240和242。
在一个示例中，进入束修正装置200的至少一个辐射束穿过下面的束路径或回路。输入脉冲201A沿束路径205进入不对称束修正装置200。例如，示例波形在201-进入图中示出。输入脉冲201A被分束器210分成两个脉冲部分，包括反射脉冲部分201B和透射脉冲部分201C。部分201C离开不对称束修正装置200作为输出束201-输出的一部分。部分201B沿束路径211传播到发散光学元件230。发散光学元件230，例如光楔，偏转(例如倾斜)部分201B，使得部分201B沿束路径212传播，相对束路径211偏转角度235。离开路径211的发散角度依赖于发散光学元件230的角度。部分201D从反射镜240反射以沿束路径213传播。反射镜242反射部分201D以沿束路径214传播到第一反射镜240。部分201D从反射镜240反射以沿束路径215传播到反射镜242。部分201D从反射镜242反射并沿束路径216传播回到分束器210。部分201D被分束器210分裂。部分201D的反射部分再次形成201-输出的一部分。
在这个示例中，部分201D被时间延迟，因为其沿比部分201C更长的束路径传播。此外，被加到201-输出的部分201D的反射部分具有比201C脉冲部分更低的强度。
在一个示例中，部分201D的透射部分可以重复这个回路。在每个回路中通过发散光学元件230进一步倾斜束。
在这个实施例中，因为只有一个发散光学元件230，因此201-输出是不对称的。
两个曲面反射镜240和242的反射表面彼此面对。曲面反射镜以预定距离或间隔分开，例如所述距离或间隔可以大致等于每个曲面反射镜的曲率半径。例如，曲面反射镜240和242形成具有2d曲率半径的共焦反射镜，其中d是反射镜240和242之间的间隔距离。在一个示例中，曲面反射镜240和242配置成在分束器210处重新成像(reimage)束的一部分。
在一个示例中，分束器210可以配置成任何期望的反射/透射的比率。例如，当使用60R/40T(60％反射和40％透射)的具有可忽略损失的分束器210，部分201B表示输入脉冲201A的60％，同时部分201C表示输入脉冲201A的40％。在这个示例中，从一系列的时间延迟、强度减小以及倾斜的系列脉冲中产生201-输出。在第一次回路之后，部分201C是输入脉冲201A的强度的大约60％。在可选的第二次回路之后，201-输出是原始输入脉冲201A的强度的大约24％。类似地，第三次回路产生201A的原始强度的大约9.6％，第四次回路产生201A的原始强度的大约3.9％，并且第五次回路产生201A的原始强度的大约1.5％。因此，在一定次数脉冲之后，201A的强度可以完全耗散。
在一个示例中，构成201-输出的脉冲之间的时间延迟是基于束路径211、212、213、214、215以及216的路径长度。束路径的一些通过反射镜240和242之间的间隔来限定。所述间隔可以设计成允许重叠邻近的或分离的输出脉冲。用于产生201-输出的脉冲之间的这种时间延迟的结果是照射束的暂时脉冲(temporal pulse)的增加。
输出脉冲相对于输入脉冲以及相对于彼此的相对强度受分束器210的反射/透射比率影响。发散程度是发散光学元件中倾斜程度的函数，这也是可以调节的。
图2B示出根据本发明实施例的输入脉冲的形状，例如输入脉冲201A。
图2C示出根据本发明实施例的对应的输出束的形状，例如201-输出，其具有在输出脉冲的右侧示出的不对称发散。在这种方式中，不需要减小束尺寸就增大束的发散，因此增大集光率。
在光刻技术中，斑点(speckle)是脉冲持续时间和束的集光率的函数。因此，如以上实施例所述，通过延长输出脉冲之间的时间延迟以及增大集光率，通过展宽一段时间上的脉冲持续时间和/或通过提高束的集光率可以基本上减小和/或消除斑点。
图3示出根据本发明实施例的束修正装置300。例如，束修正装置300可以是使用结合的分束器和发散光学元件325的具有可调节集光率的不对称束修正装置。束修正装置300以与图2中示出的实施例中的束修正装置200类似的方式运行。然而，分束器功能与发散功能通过元件325结合。束修正装置300还包括反射装置340和342。
在一个示例中，传播通过束修正装置的束的回路包括沿束路径305传播的输入脉冲301A，其被元件325分开并偏转。输入脉冲301A被分成两个脉冲部分，由偏转并反射的脉冲部分301D和透射脉冲部分301C构成。元件325倾斜输入脉冲301A的反射脉冲部分以便产生偏转和反射部分301D，其沿束路径311被倾斜一个角度315。部分301D被反射镜340反射，沿束路径313传播，从反射镜342反射，沿束路径314传播，从反射镜340反射，沿束路径315传播，从反射镜342反射，并传播回到元件分裂器325。部分301D再次被元件325分裂。部分301D的反射部分再次形成301-输出的一部分。在一个示例中，部分301D的透射部分重复所述回路，并且进一步地贡献于301-输出。
正如上面所述，当部分301D沿比脉冲部分301C更长的束路径传播时，脉冲部分301D被时间延迟。此外，正如上面所述，当部分301D的反射部分再次被元件325分裂，被加到301-输出的部分301D的反射部分具有比部分301C更低的强度。正如上面进一步介绍的，在特定次数回路之后，脉冲301A的原始能量基本上完全耗散。
在本实施例中，因为仅有一个元件325，301-输出是不对称的。这些特性将不会在下面介绍的系统中重复，但是本领域技术人员应该理解，下面介绍的任何系统也可以具有这些特性。
在一个示例中，元件325的分束功能可以配置成任何期望的反射/透射比率。如果例如60R/40T(60％反射和40％透射)分束特性被用于元件325，并且假定元件325处的损失可以忽略，部分301D表示输入脉冲301A的60％，同时透射的脉冲部分301C表示输入脉冲301A的40％。这些特性将不会在下面介绍的系统中重复，但是本领域技术人员应该理解，下面介绍的任何系统也可以具有这些特性。
图4A示出根据本发明实施例的束修正装置400(例如具有可调节集光率的对称束修正装置)。
在这个示例中，束修正装置400包括第一和第二分束器410和430、第一和第二发散光学元件420和430、以及第一和第二曲面反射装置440和442。
在一个示例中，下面的束路径或回路被进入束修正装置400的至少一个辐射束穿过。输入脉冲401A沿束路径405进入对称束修正装置400。输入脉冲401A被第一分束器410分成两个脉冲部分，包括反射脉冲部分401B和透射脉冲部分401C。部分401C沿束路径417传播到第二分束器430，在第二分束器处部分401C被分成反射脉冲部分、脉冲部分401E和透射脉冲部分、脉冲部分401F。部分401F作为输出束401-输出的一部分而输出离开对称束修正装置400。
在这个示例中，输入脉冲401A被第一和第二分束器410、430分开，以便沿位于两个分离的面内的两组独立的束路径传播。输入脉冲401A的第一分裂由第一分束器410实现，部分401B的偏转由第一发散光学元件420完成，使得部分401B沿束路径411、412、413、414、415和416传播。束401A的第二次分裂是部分401C，其通过第二分束器430完成，并且部分401E的偏转通过第二发散光学元件445完成，而部分401E沿束路径431、432、433、434、435和436传播。
在这个示例中，部分401B沿束路径411传播到第一发散光学元件420。发散光学元件420，例如光楔，偏转(例如倾斜)部分401B，使得部分401B沿束路径412传播，偏转离开束路径411一角度425。偏离路径411的角度依赖于发散光学元件420的角度。部分401D被反射镜440反射以沿束路径413传播。反射镜442反射部分401D以沿束路径414传播到反射镜440。部分401D被反射镜440反射以沿束路径415传播到反射镜442。部分401D被反射镜442反射并且沿束路径416传播回到第一分束器410。部分401D进一步被第一分束器410分裂，使得反射部分被引导沿束路径417传播到第二分束器430，并且透射部分在路径411上传播用于可选的附加回路通过。
在这个示例中，部分401D被时间延迟，因为其沿比部分401C更长的束路径传播。此外，传播到第二分束器430的部分401D的反射部分具有比部分401C低的强度。
在一个示例中，部分401D的透射部分可以随后重复所述回路。在每次回路通过中，发散光学元件420除了与束路径相关的延迟外，还进一步倾斜束。
在第一次回路之后，或可选的附加的回路之后，输入脉冲部分401A的透射脉冲部分401C沿束路径417传播到第二分束器430，在第二分束器处被分成两个脉冲部分，包括反射脉冲部分401E和透射脉冲部分401F。部分401F作为输出束401-输出的一部分离开对称束修正装置400。
此外，在这个示例中，部分401E沿束路径431传播朝向第二发散光学元件445。第二发散光学元件445，例如光楔，偏转(例如倾斜)部分401E，使得部分401E沿束路径432传播。离开路径431的偏转角度依赖于第二发散光学元件445的角度。部分401E被反射镜442反射以便沿束路径433传播。反射镜440反射部分401E以便沿束路径434传播到反射镜442。部分401E被反射镜442反射以便沿束路径435传播到反射镜440。部分401E被反射镜440反射并且沿束路径436传播回到第二分束器430。部分401E进一步被第二分束器430分裂，使得反射部分被引导沿束路径450作为输出束401-输出的一部分，并且透射部分在路径417上传播用于可选的附加回路通过。
在这个示例中，部分401E被时间延迟，因为其沿比部分401F长的束路径传播。此外，离开的部分401E的反射部分具有比401F脉冲部分低的强度。
在一个示例中，部分401E的透射部分可以随后重复所述回路。在每次回路通过中，第二发散光学元件445除了与所述束路径相关的延迟外，还进一步倾斜所述束。
在一个示例中，两个曲面反射镜440和442的反射表面面对彼此。曲面反射镜分开预定距离或间隔，例如所述距离或间隔可以大约等于每个曲面反射镜的曲率半径。例如，曲面反射镜440和442形成具有2d曲率半径的共焦反射镜，其中d是反射镜440和442之间的间隔距离。
因为图4中的实施例由两组分束器和发散光学元件构成，这种分裂器和光学元件可以定位成使得图4中的输出401-输出是对称。
图4B示出根据本发明实施例的例如输入脉冲401A等输入脉冲的形状。
图4C示出根据本发明实施例的对应的输出束的形状，例如401-输出，其具有在输出脉冲的左右两侧示出的对称输出偏转。在这种方式中，在不减小束尺寸的情况下，束的发散被增大，因而增大了集光率。
在其他实施例中，附加的分束器和发散光学元件可以配置成增大在其他平面内的发散和集光率，使得可以在两个水平方向上增大发散，如图4C所示，但也可以是在垂直方向增大发散。可以用于修正具有增大的集光率的束的分束器和发散光学元件的数量或位置并没有限制。
图5A和5B是根据本发明实施例的束修正装置500的三维视图。例如，束修正装置500可以是具有可调节集光率的对称束修正装置。束修正装置500以与图4所示实施例中的束修正装置400类似的方式运行。然而，在这个实施例中，分束器的束路径的平面是对称的。
在这个示例中，束修正装置500包括两个分束器510、530，两个发散光学元件520和545，以及两个反射镜540和542。
输入脉冲在由第一分束器510分裂之前沿束路径505传播。束的反射部分由第一发散光学元件520偏转以便沿束路径511传播。束的透射部分传播到第二分束器530。基于分束器530，反射部分沿束路径512被第二发散光学元件分开并且透射部分沿束路径550离开。
图5B示出图5a中实施例的俯视图，其显示了位于垂直平面内的束路径511和512。
在还一实施例中，可以增加附加的分束器和发散光学元件以产生附加的束路径平面，它们全部最终沿束路径550被引导到输出束。
图5C和5D示出根据本发明实施例的束修正装置500’。例如，束修正装置500’可以是具有可调节集光率的对称束修正装置。束修正装置500’以与图5A和5B中示出的实施例中的束修正装置500类似的方式运行。然而，在这个实施例中，发散光学元件被平行板光学元件代替。
在这个示例中，束修正装置500’包括两个分束器510和530，两个平行板光学元件522和547，以及两个反射镜540和542。
输入脉冲在被第一分束器510分裂之前沿束路径505传播。束的反射部分被第一平行板光学元件522偏移(shift)以便沿束路径511传播。束的透射部分传播到第二分束器530。基于分束器530，反射部分沿束路径512被第二平行板光学元件547偏移，而透射部分沿束路径550离开。平行板光学元件522和547关于垂直于束传播方向的轴线被倾斜，使得在没有修正束的发散的情况下增大束的尺寸，从而增大束的集光率。
图5D示出图5C中示出的实施例的俯视图，其显示位于垂直平面内的束路径511和512。
在还一实施例中，可以增加附加的分束器和平行板光学元件以产生附加的束路径平面，它们全部最后沿束路径550被引导到输出束。
在另一实施例中，平行板光学元件522与分束器510结合以形成相对更厚的分束器以实现相同的结果。
图6示出根据本发明实施例的束修正装置600。例如，束修正装置600可以是使用结合的分束器和发散光学元件的具有可调节集光率的对称束修正装置。束修正装置600以与图4中示出的实施例中的束修正装置400类似的方式运行。然而，分束器功能与发散功能结合，类似于图3中实施例中所述的。
在这个示例中，束修正装置600包括第一和第二发散/分束元件625和627，以及第一和第二曲面反射装置640和642。
在一个示例中，进入束修正装置600的至少一个辐射束穿过下面的束路径或回路。输入脉冲601A沿束路径605进入束修正装置600。输入脉冲601A被分成两个脉冲部分，包括偏转并反射的脉冲部分601D和透射脉冲部分601C。部分601C沿束路径617传播到第二发散/分束元件627，使得部分601C被分成反射脉冲部分601E和透射脉冲部分601F。部分601F离开对称束修正装置600作为输出束601-输出的一部分。
在这个示例中，元件625倾斜输入脉冲601A的反射脉冲部分以产生偏转和反射部分601D，其沿束路径611倾斜角度615。部分601D被反射镜640反射以便沿束路径613传播。反射镜642反射部分601D以便沿束路径614传播到反射镜640。部分601D被反射镜640反射以便沿束路径615传播到反射镜642。部分601D被反射镜642反射并且沿束路径616反射回元件625。部分601D被元件625进一步分开，使得分开的部分601D的反射部分沿束路径617引导到元件627并且部分601D的透射部分在路径611上传播用于另一次回路通过。
在这个示例中，部分601D被时间延迟，因为其沿比部分601C长的束路径传播。此外，传播到元件627的部分601D的反射部分具有比601C脉冲部分低的强度。
在一个示例中，部分601D的透射部分可以随后重复所述回路。在每一次回路通过中，元件625除了与束路径相关的延迟外，还进一步地倾斜所述束。
在这个示例中，输入脉冲部分601A的透射脉冲部分601C沿束路径617传播到元件627，在元件627处其被分成两个脉冲部分，包括反射和偏转脉冲部分601E以及透射脉冲部分601F。部分601F离开对称束修正装置600作为输出束601-输出的一部分。
元件627倾斜脉冲部分601C的反射脉冲部分以产生偏转和反射部分601E，其沿束路径631倾斜一角度645。部分601E被反射镜642反射以便沿束路径633传播。部分601E被反射镜642反射以便沿束路径633传播。反射镜640反射部分601E以便沿束路径634传播到反射镜642。部分401E被反射镜642反射以便沿束路径635传播到反射镜640。部分601E被反射镜640反射并沿束路径636传播回第二发散/分束器627。部分401E进一步被元件627分裂，其中反射部分沿束路径650被引导作为输出束601-输出的一部分并且透射部分在路径617上传播用于另一次回路通过。
在这个示例中，部分601E被时间延迟，因为其沿比部分601F长的束路径传播。此外，部分601E的反射部分具有比601F脉冲部分低的强度。
在一个示例中，部分601E的透射部分可以随后重复所述回路。在每次回路通过中，元件627除了与所述束路径相关的延迟外，还进一步倾斜所述束。
在这个示例中，两个曲面反射镜640的反射表面彼此面对。曲面反射镜分开预定距离或间隔，例如所述距离或间隔可以大约等于每个曲面反射镜的曲率半径。例如，曲面反射镜640和642形成具有2d曲率半径的共焦反射镜，其中d是反射镜640和642之间的间隔距离。
图7示出根据本发明实施例的双分束器700(例如，其可以被包括在具有可调节集光率的对称束修正装置)。
在这个示例中，双分束器700包括第一分束器725和第二分束器727。在另一示例中，这些元件720和725可以是分裂器/发散元件，如上所述。
在一个示例中，由于元件的有限厚度，在通过元件725和727的束中可以有位置偏移。这在路径705和717之间示出为路径716。然而，通过近似垂直于元件725的取向元件727，所述偏移基本上通过偏移路径717和750之间的束路径的束偏移718被校正。
图8和9示出根据本发明实施例的Zemax模拟示例800和900。
图8示出使用对称束修正装置的图4中的实施例的初始Zemax模拟800。发散光学元件的倾斜角被设定成大约0.00度并且具有大约1mrad的偏转角。
图9示出模拟结果900，其示出增大发散光学元件的倾斜角度到大约0.04度而得到的不同结果。发散角度被增大到大约2.7mrad(毫弧度)。因此，通过调节在每个发散光学元件中的发散角度的大小，并且调节分束器的透射量，可以获得所需的发散轮廓，其中在不减小束尺寸的情况下增大集光率。
应该认识到，详细的说明书部分，而不是发明内容和摘要部分，被用来解释权利要求。发明内容和摘要部分可以包括一个或更多个、但不是发明人想要的本发明的全部示例性实施例，因此其并不是用来限制本发明和未决的权利要求。
上面已经借助示出其具体功能和关系的应用的功能性构建模块描述了本发明。为了便于说明，这里已经任意地限定这些功能性构建模块的边界。可以限定替换的边界，只要其具体功能和关系可以适当地实施。
前面具体实施例的描述将充分揭示本发明的一般特性，通过应用本领域人员的知识，在不需要不适当的实验，不脱离本发明的总的发明构思的情况下，可以容易地调整和/或适应这些具体实施例的不同的应用。因此，基于本文已有的教导和指引，这些调整和修正应该落入所公开实施例的等价物的含义和范围内。应该理解，这里的措词或术语是为了描述而不是为了限制，使得本说明书的所述术语或措词可以由本领域技术人员根据所述教导和指引进行解释。
本发明的宽度和范围应该不受上面所述示例性实施例的限制，而仅通过权利要求和其等价物进行限定。

Claims (15)

1.一种系统，包括：第一和第二曲面反射装置；分束器；和发散光学元件，其中所述分束器配置用以将束的第一部分反射朝向所述发散光学元件，这开始其间所述束传播通过所述系统的一个回路，并且所述分束器配置成透射所述束的第二部分以产生输出束的至少一部分，其中在所述回路期间所述发散光学元件沿所述第一和第二反射装置之间的束路径引导所述束的所述第一部分，使得所述束的所述第一部分不止一次穿过所述第一和第二反射装置之间，其中所述回路在穿过所述第一和第二反射装置之间之后结束，使得所述束的所述第一部分的第一部分被所述分束器反射并且离开所述系统以产生所述输出束的另一部分，并且所述束的所述第一部分的第二部分透射穿过所述分束器以重复所述回路。
2.如权利要求1所述的系统，其中：所述回路的第一段包括从所述第一反射装置到所述第二反射装置的束路径；所述回路的第二段包括从所述第二曲面反射装置到所述第一曲面反射装置的束路径；所述回路的第三段包括从所述第一曲面反射装置到所述第二曲面反射装置的束路径；和所述回路的第四段包括从所述第二曲面反射装置到所述分束器的束路径。
3.如权利要求1所述的系统，其中，所述第一和第二曲面反射装置包括共焦反射镜。
4.如权利要求1所述的系统，其中，所述发散光学元件包括光楔。
5.如权利要求1所述的系统，其中，所述发散光学元件配置成基本上减小或消除输出束中的斑点。
6.如权利要求1所述的系统，其中，所述发散光学元件配置成在不减小束尺寸的情况下增大所述束的所述第一部分的发散，以增大所述输出束的集光率。
7.如权利要求1所述的系统，其中，所述第一和第二曲面反射装置配置成延迟和重新成像在所述分束器处的所述束的所述第一部分。
8.如权利要求1所述的系统，其中，所述发散光学元件配置成在不减小束尺寸的情况下增大所述束的所述第一部分的发散，以增大所述束的所述第一部分的暂时脉冲长度。
9.如权利要求1所述的系统，其中，所述发散光学元件配置成通过改变所述发散光学元件相对于所述分束器和所述第一和第二曲面反射装置的角度来改变所述束的所述第一部分的发散。
10.如权利要求1所述的系统，其中，通过随后通过所述发散光学元件，在所述束路径的每一回路之后所述束的所述第一部分的所述发散改变。
11.如权利要求1所述的系统，其中，所述发散光学元件和所述分束器被结合。
12.一种系统，包括：第一和第二曲面反射装置；第一和第二分束器；以及第一和第二发散光学元件，其中所述第一分束器配置用以使束的第一部分反射朝向所述第一发散光学元件，这开始其间所述束传播通过所述系统的第一回路，并且所述第一分束器配置成使所述束的第二部分透射朝向所述第二分束器，其中所述第二分束器配置成使束的第三部分反射朝向所述第二发散光学元件，这开始其间所述束传播通过所述系统的第二回路，并且所述第二分束器配置成透射所述束的第四部分以产生所述输出束的至少一部分，其中在所述第一回路期间，所述第一发散光学元件沿所述第一和第二反射装置之间的第一束路径引导所述束的所述第一部分，使得所述束的所述第一部分不止一次穿过所述第一和第二反射装置之间，其中在所述第二回路期间所述第二发散光学元件沿所述第一和第二反射装置之间的第二束路径引导所述束的所述第三部分，使得所述束的所述第一部分不止一次穿过所述第一和第二反射装置之间，其中所述第一回路在穿过所述第一和第二反射装置之间之后结束，使得所述束的所述第一部分的第一部分被所述第一分束器反射朝向所述第二分束器并且所述束的所述第一部分的第二部分透射穿过所述第一分束器以重复所述第一回路，和其中所述第二回路在穿过所述第一和第二反射装置之间之后结束，使得所述束的所述第三部分的第一部分被所述第二分束器反射并且离开所述系统以产生所述输出束的另一部分，并且所述束的所述第三部分的第二部分透射通过所述第二分束器以重复所述第二回路。
13.一种系统，包括：第一和第二曲面反射装置；分束器；和平行板光学元件，其中所述分束器配置成使束的第一部分反射朝向所述平行板光学元件，这开始其间所述束传播通过所述系统的一个回路，并且所述分束器配置成透射所述束的第二部分以产生输出束的至少一部分，其中在所述回路期间所述平行板光学元件沿所述第一和第二反射装置之间的束路径引导所述束的所述第一部分，使得所述束的所述第一部分不止一次穿过所述第一和第二反射装置之间，其中所述回路在穿过所述第一和第二反射装置之间之后结束，使得所述束的所述第一部分的第一部分被所述分束器反射并离开所述系统以产生所述输出束的其他部分，并且所述束的所述第一部分的第二部分透射穿过所述分束器以重复所述回路。
14.一种光刻设备，包括：第一支撑结构，其配置用以支撑配置用以图案化来自辐射源的辐射束的图案形成装置；第二支撑结构，其配置用以支撑衬底；投影系统，其配置用以将辐射束投影到所述衬底的目标部分上；和脉冲展宽装置，其位于所述第一支撑结构和所述辐射源之间，所述脉冲展宽装置包括：第一和第二曲面反射装置；第一和第二分束器；和第一和第二发散光学元件，其中所述第一分束器配置用以使束的第一部分反射朝向所述第一发散光学元件，这开始其间所述束传播通过所述系统的第一回路，并所述第一分束器配置成使所述束的第二部分透射朝向所述第二分束器，其中所述第二分束器配置成使束的第三部分反射朝向所述第二发散光学元件，这开始其间所述束传播通过所述系统的第二回路，并且所述第二分束器配置成透射所述束的第四部分以产生所述输出束的至少一部分，其中在所述第一回路期间所述第一发散光学元件沿所述第一和第二反射装置之间的第一束路径引导所述束的所述第一部分，使得所述束的所述第一部分不止一次穿过所述第一和第二反射装置之间，其中在所述第二回路期间所述第二发散光学元件沿所述第一和第二反射装置之间的第二束路径引导所述束的所述第三部分，使得所述束的所述第一部分不止一次穿过所述第一和第二反射装置之间，其中所述第一回路在穿过所述第一和第二反射装置之间之后结束，使得所述束的所述第一部分的第一部分被所述第一分束器反射朝向所述第二分束器并且所述束的所述第一部分的第二部分透射穿过所述第一分束器以重复所述第一回路，和其中所述第二回路在穿过所述第一和第二反射装置之间之后结束，使得所述束的所述第三部分的第一部分被所述第二分束器反射并且离开所述系统以产生所述输出束的另一部分，并且所述束的所述第三部分的第二部分透射通过所述第二分束器以重复所述第二回路。
15.一种方法，包括步骤：
将辐射束分成第一和第二部分；
增大所述束的所述第一部分的发散；
反射所述束的所述第一部分，使得所述第一部分的光学路径比所述第二部分的光学路径长；和
将所述束的所述第一部分与所述第二部分重新结合。
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