CN102301281B - 用于微光刻的照明系统 - Google Patents
用于微光刻的照明系统 Download PDFInfo
- Publication number
- CN102301281B CN102301281B CN201080005865.7A CN201080005865A CN102301281B CN 102301281 B CN102301281 B CN 102301281B CN 201080005865 A CN201080005865 A CN 201080005865A CN 102301281 B CN102301281 B CN 102301281B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- grating
- optical grating
- grating element
- optical
- illuminator
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
- G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
- G03F7/70—Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
- G03F7/70058—Mask illumination systems
- G03F7/70191—Optical correction elements, filters or phase plates for controlling intensity, wavelength, polarisation, phase or the like
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B3/00—Simple or compound lenses
- G02B3/0006—Arrays
- G02B3/0037—Arrays characterized by the distribution or form of lenses
- G02B3/0043—Inhomogeneous or irregular arrays, e.g. varying shape, size, height
-
- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
- G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
- G03F7/70—Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
- G03F7/70058—Mask illumination systems
-
- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
- G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
- G03F7/70—Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
- G03F7/70058—Mask illumination systems
- G03F7/70075—Homogenization of illumination intensity in the mask plane by using an integrator, e.g. fly's eye lens, facet mirror or glass rod, by using a diffusing optical element or by beam deflection
-
- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
- G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
- G03F7/70—Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
- G03F7/70058—Mask illumination systems
- G03F7/70083—Non-homogeneous intensity distribution in the mask plane
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Lenses (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- Diffracting Gratings Or Hologram Optical Elements (AREA)
Abstract
一种用于微光刻的照明系统用于通过一次光源的照明光照明一照明场。第一光栅布置(12)具有布置在照明系统的第一平面或该第一平面附近的成束第一光栅元件(24)。第一光栅布置(12)用于产生二次光源的光栅布置。传输透镜用于将二次光源的照明光的传输叠加到照明场中。传输透镜具有第二光栅布置(15),第二光栅布置(15)具有成束第二光栅元件(26)。第一光栅布置(12)的每个光栅元件(24)被与第二光栅布置(15)的光栅元件(26)之一相关,用于引导照明光的整个光束的部分光束(25)。例如,第一光栅布置(12)具有至少两个类型(I、II、III)的第一光栅元件(24),它们具有不同的束影响效果。两个光栅布置(12、15)的光栅元件(24、26)相对于彼此布置,使得每个光栅元件类型(I至III)与至少一个单独自由距离(ΔI、ΔII、ΔIII)相关,所述单独自由距离(ΔI、ΔII、ΔIII)在此类型(I至III)的光栅元件(24)与第二光栅布置(15)的所相关的光栅元件(26)之间。结果是一种照明系统,利用该照明系统,可以影响特定的照明参数,从而最大可能地避免了对其它照明参数的不期望的影响。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于利用照明光照明照明场的、用于微光刻的照明系统。本发明还涉及一种用于在此类型的照明系统中使用的光栅布置、包括此类型的照明系统的微光刻投射曝光设备、用于微结构或纳米结构构件的微光刻制造方法、以及根据此类型的方法制造的构件。
背景技术
WO 2007/093443A1中公开了开头所述类型的照明系统。
发明内容
本发明的目的是开发一种开头所述类型的照明系统,使得可以影响照明场或物场的照明的特定照明参数,同时可以最大程度地避免对其它照明参数的不期望的影响。
根据本发明的第一方面,通过照明系统实现此目的。该微光刻的照明系统利用一次光源的照明光照明物场。所述照明系统包括:第一光栅布置,其具有成束的第一光栅元件,所述第一光栅元件布置在所述照明系统的第一平面中或者所述平面附近,用于产生二次光源的光栅布置;传输光学部件,用于将所述二次光源的照明光的传输叠加到所述照明场中。所述传输光学部件包括具有成束的第二光栅元件的第二光栅布置;所述第一光栅布置的光栅元件之一分别被分配给所述第二光栅布置的光栅元件之一,用于引导所述照明光的整个光束的部分光束;所述两个光栅布置中的至少一个包括所述光栅元件的具有不同光束影响效果的至少两个类型;所述光栅布置的光栅元件被互相分配给对方,使得向所述光栅布置之一的所述光栅元件类型之一的每个光栅元件分配至少一个单独自由距离,所述单独自由距离在此类型的光栅元件与另一光栅布置的所分配的光栅元件之间。
根据本发明已经发现,照明系统的光栅布置的光栅元件之间的距离型分配允许部分地或完整地补偿由第一光栅布置的不同类型的第一光栅元件施加在分配的部分光束上的不同聚光效果。在这种情况下,影响照明光的部分光束的单独光栅元件类型之间的其它效果差别(尤其是更高阶的效果)可以被使用到如此程度,使得可以忽略不同类型的第一光栅元件的通常不可避免的不同聚光效果。如果使用折射光栅元件,则例如可以补偿由光栅元件的不同透镜半径施加的不期望的效果,从而在使用非球面透镜形状时,允许使用其它形状贡献(例如高阶形状贡献)来补偿特定的照明参数。根据本发明的照明系统允许校正或预补偿特定的照明参数。例如,当在至少一个光栅布置中使用不同类型的光栅元件时,可以进行椭圆率校正,从而避免对来自不同照明方向的强度分布的不希望的影响。也可以使用反射光栅元件。在这样的情况下,不同类型的光栅元件之间的差别不是由于光栅元件的不同折射效果而是由其不同的反射效果导致。倾斜的透镜也适于用作光栅元件。光栅元件可以是单片的,即它们可以形成为一片,从而光栅布置由单片透镜或基底块制造。替代地,可以设想使用由多个部分组成的光栅元件;这些部分中的一个可以是一组光栅元件或者甚至是一单独的光栅元件。光栅布置之一的特定类型的光栅元件与另一光栅布置的所分配的光栅元件之间的单独距离的变化可以具有严格单调函数的图线的形状,该严格单调函数描述光栅布置的光束引导截面上的距离变化。替代地,此函数可以在光束引导截面上具有最大或最小值。换句话说,该截面上的距离变化可以尤其具有带有至少一个顶点的随机曲线的图线的形状。通常说来,两个光栅布置中的每个也可以仅具有一种类型的光栅元件;从而,光栅布置的光栅引导截面上的距离变化也可以以上面或下面描述的函数或阶梯(stage)的形式实施。照明系统可以配备有一次光源;然而,这不是必须的。也可以想到准备该照明系统用于以后与一次光源一起使用,而该一次光源与该照明系统分离。两个光栅布置的光栅元件之间的自由距离由空气间隙(即不包含固体的中间空间)形成。这两个光栅布置可以是彼此分离的构件。包括具有不同光束影响效果的至少两个类型的光栅元件的光栅布置可以是第一光栅布置、第二光栅布置或两者。
所述光栅布置中的至少一个包括在第一光栅区域与第二光栅区域之间的至少一个距离台阶,所述第一光栅区域包括所述第一光栅元件类型的至少一个光栅元件,所述第二光栅区域包括所述第二光栅元件类型的至少一个光栅元件。所述至少一个距离台阶是根据本发明的距离分配的分离实施。此类型的距离台阶可以已经设置在用于制造光栅布置的坯体中。所述光栅区域中的至少一个包括相同光栅元件类型的多个光栅元件。上述光栅元件对光栅区域的类型分配确保照明系统的可重复制造和可重复设计。光栅区域可以分别包括相同类型的光栅元件。
包括所述距离台阶的所述至少一个光栅元件在所述光栅元件的中心具有最大的厚度,该厚度向着边缘逐渐降低。或者,包括所述距离台阶的所述至少一个光栅元件在所述光栅元件的中心具有最小的厚度,该厚度向着边缘逐渐增大。包括至少一个距离台阶的光栅布置的上述设计,根据光栅元件关于中心和关于边缘的类型分配,提供相应的补偿效果。
所述光栅元件类型的至少一些是非球面光栅元件。所述光栅元件类型具有不同的圆锥常数。距离分配的优点在上述的光栅元件的设计中变得特别明显。通过各种类型的第一光栅元件的若干圆锥常数获得对具体照明参数的期望影响。替代地或附加地,不同类型的光栅元件的光束影响表面可以具有不同的曲率半径,可以通过距离型分配将其补偿到期望的程度。换句话说,也可以想到使用光栅元件的具有不同曲率半径的不同类型的球面设计。不同圆锥常数允许在照明场上提供受控的强度变化,用于校正、补偿或预补偿的目的。替代地或附加地,可以通过不同的半径,或者更一般而言,通过各种类型的第一光栅元件的不同设计的非旋转对称自由形状表面,可以获得对具体照明参数的期望影响。
在本发明的第二方面中,根据本发明通过具有照明系统实现了开头所述的目的。该用于微光刻的照明系统利用一次光源的照明光(8)照明物场。所述照明系统包括:第一光栅布置,其具有成束的第一光栅元件,所述第一光栅元件布置在所述照明系统的第一平面中或者所述平面附近,用于产生二次光源的光栅布置;传输光学部件,用于将所述二次光源的照明光的传输叠加到所述照明场中。所述传输光学部件包括具有成束的第二光栅元件的第二光栅布置;位移装置,用于将所述第一光栅布置的至少一个部分相对于所述第二光栅布置位移。
可以配置根据本发明的位移装置来用于第一光栅布置的至少一个部分相对于第二光栅布置的、基本沿着照明光的光束方向和/或基本垂直于照明光的光束方向的位移,以及/或者用于使光栅布置之一相对于另一光栅布置枢转。当两个光栅布置相对于彼此位移时,可以位移第一光栅布置,可以位移第二光栅布置,或者可以位移两者。可以通过位移装置位移的部分可以包括精确的一个光栅元件、几个光栅元件的组,尤其是光栅行、光栅列或定义的光栅区域,可以包括光栅元件的几个组,或者可以包括所有光栅元件,即整个光栅布置。根据第一方面的包括位移装置的照明系统可以与根据第二方面的包括具有不同光束引导效果的至少两种类型的光栅元件的照明系统组合。换句话说,本发明的上述所有特征可以彼此组合。
所述位移装置被设计为使得所述第一光栅布置的至少一个部分相对于所述第二光栅布置的周期性位移以一周期发生,所述周期相对于光刻投射曝光过程中所述照明场的曝光时间而言较小。上述的位移装置可以被用于利用要被预先确定的照明参数的平均效果。
所述照明系统还包括测量装置,用于检测所述照明光的照明强度分布;和控制装置,其与所述测量装置和所述位移装置具有信号连接。上述照明系统的设计允许反馈,即根据测量装置的测量结果进行位移装置的致动。此类型的反馈也被称为在线反馈环。测量装置能够检测照明场的场平面或与其共轭的平面中、以及/或者照明系统的光瞳平面或与其共轭的平面中的照明强度分布。也可以想到检测照明系统的位于场平面和光瞳平面之间的平面中的照明强度分布。为此,光瞳平面是这样的平面,在该平面中照明光的强度分布是照明场的照明的照明角度分布的量度。
根据本发明的包括至少两个类型的光栅元件的光栅布置,用于在根据本发明的照明系统中使用,所述至少两个类型的光栅元件具有不同的光束影响效果,并且包括在具有第一光栅元件类型的至少一个光栅元件的第一光栅区域与具有第二光栅元件类型的至少一个光栅元件的第二光栅区域之间的至少一个距离台阶。根据本发明的光栅布置还包括位移装置。根据本发明的投射曝光设备其包括根据本发明的照明系统。根据本发明的用于微结构构件的微光刻制造的方法包括以下步骤:设置基底,所述基底至少部分地设置有光敏材料的层;设置掩模母版,所述掩模母版具有要被成像的结构;设置根据本发明的投射曝光设备,其中将要被成像的结构布置在所述照明场中;通过所述投射曝光设备将所述掩模母版的至少一部分投射到所述层的区域中。本发明还涉及利用根据本发明所述的方法制造的微结构构件。上述的光栅布置、上述的投射曝光设备、上述的制造方法、以及上述的微结构或纳米结构的构件的优点对应于上面已经参照根据本发明的照明系统说明的优点。
附图说明
下面将通过附图更详细地说明本发明的实施例,其中:
图1是穿过微光刻投射曝光设备中的根据本发明的照明系统的示意子午面,其包括具有两台阶光栅布置(其被示意性地示出,而不是显示为根据本发明的情形)的光栅模块;
图2示出了根据图1的照明系统的光栅模块的根据本发明的实施例,其包括非台阶的第一光栅布置以及在单独元件之间具有台阶的第二光栅布置;
图3是根据图2的第一光栅布置的平面图,其中5个光栅区域分别具有总共三个不同类型的光栅元件(被示意地显示)中的一个;
图4是示出针对根据图3的光栅模块的第一光栅布置的总共三个光栅元件类型中的两个的、照明系统照明的照明场上的强度分布I(x)的图形的示意图,其中,强度分布I(x)是未距离补偿的;
图5至图10示出了包括在单独元件或区域之间具有台阶的光栅布置的光栅模块的其它实施例;
图11是穿过包括两个反射光栅布置的光栅模块的子午面,其中分配给彼此的两个光栅布置的光栅元件之间的距离在不同类型之间是独立的;
图12是包括两个光栅布置的光栅模块的示意图,该图概述了这两个光栅布置相对于彼此位移时的自由度;
图13是包括两个光栅布置的光栅模块的类似于图12的图,该图概述了当这两个光栅布置相对于彼此位移时的两个附加自由度;
图14是包括两个光栅布置的光栅模块的类似于图12的图,其中,两个光栅布置之一的光栅元件可以相对于另一光栅布置单独地位移;
图15是包括两个光栅布置的光栅模块的类似于图12的图,其中,两个光栅布置之一的光栅元件仍然可以相对于另一光栅布置单独地位移;
图16是包括三个光栅区域的光栅布置的实施例的类似于图3的图,所述三个光栅区域分别包括多个由光栅元件组成的光栅列,其中,该光栅区域可以相对于彼此位移;
图17是当根据图16的光栅布置的光栅区域被位移时对照明场上的强度分布的影响的类似于图4的图;
图18示出了通过改变根据图17的强度分布而导致的远心度曲线在照明场上的变化;
图19是包括可以相对于彼此位移的三个光栅区域的光栅布置的另一实施例的类似于图16的图;
图20在类似于图17的视图中示出了当根据图19的光栅布置的光栅区域相对于彼此位移时对照明场上的强度分布的影响;以及
图21示出了通过改变根据图20的强度分布而导致的、对照明场上的椭圆率曲线的影响。
具体实施方式
图1是微光刻投射曝光设备1的示意图,该微光刻投射曝光设备1是晶片扫描曝光机,并被用于半导体构件和其它精细结构构件的制造。为了获得直到亚微米的分辨率,投射曝光设备1特别地使用深紫外光(VUV)。
为了辅助位置关系的描述,使用笛卡尔x-y-z坐标系统用于以下说明。x轴在图1中朝上。y轴垂直于图1的画面,并朝向观看者。z轴在图1中朝右。投射曝光设备1的扫描方向与y轴一致。在根据图1的子午面中,投射曝光设备1的所有光学构件布置在沿着光轴2的一行上。光轴2当然也可以被随机折叠,特别是用以获得紧凑设计的投射曝光设备1。
投射曝光设备1的照明系统(其整体由附图标记5标记)用于获得掩模母版平面4中的物场或照明场3的规定照明,在所述掩模母版平面4中,布置了掩模母版形式的结构,该结构(未更详细地显示)要被投射曝光传输。物场3和照明场可以彼此一致。通常,物场3布置在照明场中。具有157nm的工作波长的F2激光器用作一次光源6,它的照明光束与光轴2共轴。还可以想到使用其它DUV或UV光源,诸如,具有193nm的工作波长的ArF准分子激光器、具有248nm工作波长的KrF准分子激光器、以及其它具有更高或更低工作波长的一次光源。
为了便于描述,照明系统5的照明光学系统的构件被表示为折射光学构件。替代地或附加地,这些构件也可以由反射构件(即反射镜)替代或补充。因此,还可以想到使用折反射系统或反射系统,来代替图1中的基本上的折射系统。如果一次光源6是EUV光源,则尤其可以使用照明系统5的反射设计,EUV光源产生具有在5nm至30nm之间的范围中(尤其在13.5nm的范围中)的波长的光。
具有小矩形截面的光束6在被光源6发射后入射在第一构件上,第一构件是束扩张光学系统7,其产生输出具有大致平行的光和更大的矩形截面的光束8。照明光束8具有x/y高宽比,其可以在1或者甚至可以大于1的范围中。束扩张光学系统7可以包括用于照明光8的相干性降低的构件。在已被束扩张光学系统7大致平行化之后,照明光8接着入射在衍射光学元件(DOE)9上,衍射光学元件9是用于产生照明光角度分布的计算机产生的全息图(CGH)。当穿过傅立叶透镜布置(即聚光器(condenser)10)时,照明光8的由DOE 9产生的角度分布被转换为二维的照明光强度分布,即在垂直与光轴2的方向上与位置相关,其中,聚光器10被高度示意性地示出并且相对于DOE 9的距离为该聚光器10的焦距。因此,由此产生强度分布出现在照明系统5的第一照明平面11中。与聚光器10一起,DOE 9因此形成用于产生二维照明光强度分布的光分布装置。此光分布装置也被称为光瞳界定元件(PDE)。
在第一照明平面11的区域中,布置了光栅模块13的第一光栅布置12,光栅模块13也被称为蜂窝聚光器。光栅模块13也被称为场界定元件(FDE)。光栅模块13用于产生照明光8的规定的强度和照明角度分布。在图1中,光栅模块13仅被示意性地示出,以便说明它的基本功能原理。图2和图5等示出了根据本发明的光栅模块13的其它实施例。
第二光栅布置15布置在第一照明平面11的下游的另一照明平面14中。这两个光栅布置12、15形成照明系统15的蜂窝聚光器13。布置在该另一照明平面14下游的是照明系统5的光瞳平面16。
布置在光栅模块13的下游的另一聚光器17,其也被称为场透镜。与第二光栅布置15一起,聚光器17近似地将第一照明平面11成像到照明系统5的中间场平面18中。在中间场平面18中,可以布置掩模母版遮挡系统(REMA)19,其是用于产生照明光强度分布的清晰(sharp)边缘的可调遮挡光阑。下游的物镜20(其也被称为中继(relay)物镜)将中间场平面18成像到掩模母版上,即光刻模板上。投射物镜21用于将物场3成像到布置在像平面23中的像场22中晶片上(图1中未示出),所述晶片沿着y方向间歇地或连续地位移。投射物镜21的光瞳平面在图1中由23指示。如果投射曝光设备1以使掩模母版和晶片间隙地位移的方式工作,则其也可被称为步进曝光机。如果投射曝光设备1以使掩模母版和晶片连续地位移的方式工作,则其也被称为扫描曝光机。
第一光栅布置12具有以列和行布置的单独的第一光栅元件24。第一光栅元件24具有例如2/1的x/y高宽比的矩形孔径。另外也可以想到使用特别大的高宽比的第一光栅元件24。为了易于说明,下面在图8至10中,将第一光栅元件24显示为具有1/1的x/y高宽比。
替代地,光栅布置12和15可以分别由交叉布置且彼此相邻排列的圆柱透镜组成。在此情况下,光栅元件12、15中的每个可以被设计为单片集成透镜块。于是,透镜块的两个光学表面之一包括在第一方向上取向的圆柱透镜表面,而这两个光学表面中的相对的一个包括在垂直于第一方向的方向上取向的圆柱透镜表面。
根据图1的子午面沿着x光栅柱。第一光栅元件24是具有正折射力的微透镜。在根据图1的视图中,这些微透镜被显示为平凸型。在根据图1的示意图中,两个光栅布置12、15的平表面彼此面对。如下面将通过图2和图5等说明的,也可以将两个光栅布置12、15的凸面布置为彼此面对。也可以想到使用双凸设计。第一光栅元件24的矩形形状对应于照明场3的矩形形状。第一光栅元件24被布置为在对应于它们的矩形形状的光栅中彼此直接相邻,换言之,它们基本充满整个表面。第一光栅元件24还被称为场蜂窝。
第一光栅布置12的第一光栅元件24的成束效果使照明光8被分为大量的部分光束25(参见例如图2),其数目与被照明的第一光栅元件24的数目一致;部分光束25也被称为光通道或照明通道,在他们首先被彼此分离地引导穿过光栅模块13。光栅模块13可以具备几百个这样的光通道,当在x或y方向上观察时,它们相对于彼此偏移各自的x或y光栅尺寸。这些光通道在物场3中叠加。
为了传输各个部分光束25,第二光栅布置15的第二光栅元件26被分配到第一光栅布置12的第一光栅元件24。第二光栅元件26也是具有正折射力的微透镜。
图1示出了5个此类型的光通道,当在x方向上观察时它们彼此相邻布置。在根据本发明的光栅模块13的实施例中,图2和图5等中示出了总共7个光栅元件24、26,用于产生7个相邻部分光束或光通道25,当在x方向上观察时光栅元件24、26彼此相邻布置。
第二光栅布置15与第一光栅布置12的距离大致对应于光栅元件24的焦距。光瞳平面16与第二光栅布置15的距离继而对应于第二光栅元件26的焦距。
光栅元件24、26是非球面透镜。光栅元件24、26的每个透镜表面的弧矢高度h可以由以下非球面方程表示:
在此方程中,
h(x)表示作为x坐标(场或透镜坐标)的函数的弧矢高度;
R是微透镜表面在顶点处的半径;
C是圆锥常数;
An是非球面展开的常数。
第一光栅布置12具有各种类型的第一光栅元件24,即各种类型的非球面透镜。第一光栅元件24的类型具有不同的光束影响,即折射效果。
图3显示出将光束模块13的第一光栅布置12分为总共5个光栅区域27至31。每个光栅区域27至31在y方向上为柱形。当在x方向上观察时,每个光栅区域27至31可以包括精确的一个光栅元件24或多个光栅元件24。通常,每个光栅区域27至31由精确一种类型的光栅元件24构成,即它们具有精确的一种折射效果。
对于以下描述,根据图2的示意划分包括在x方向上观察彼此相邻布置的总共7个光栅元件24,如下:图2的最上光栅元件24是光栅区域27的部分,与最上光栅元件24最近布置的两个光栅元件24是光栅区域28的部分,图2的中心光栅元件24是光栅区域29的部分,与中心光栅元件24最近布置的两个光栅元件24是光栅区域20的区域,并且图2的最下面的光栅元件24是光栅区域31的部分。
中心光栅区域29中的光栅元件24属于类型I的光栅,其具有0.2范围中的圆锥常数C和最小的透镜半径R,即,它们具有最大的折射效果。光栅区域28和30中的光栅元件24具有类型II,其圆锥常数C在0.05的范围中,并且折射效果小于光栅区域29中的光栅元件24,即它们具有略大的透镜半径R。光栅区域27和31中的光栅元件24具有类型III,其圆锥常数C在-0.1的范围中,并且具有最小的折射效果,即最大的透镜半径R。因此,在类型I和类型III之间,圆锥常数C相差0.3。类型I、II、III的圆锥常数C还可以使用来自-0.3和+0.3之间的圆锥常数C的值的范围的其它值,其中具有最大折射效果的类型具有最大的圆锥常数C,而具有最低折射效果的类型具有最小圆锥常数C。在另一实施例中,对于类型II,圆锥常数C在0.05的范围中,对于类型I,圆锥常数C在0.1的范围中,对于类型III,圆锥常数C在0.0的范围中。类型I的圆锥C可以例如在0.09和0.25之间的范围中变化。类型II的圆锥常数可以在-0.09和+0.09之间的范围中变化。类型III的圆锥常数C可以在-0.25和-0.09的范围中变化。
图4示出了类型I和III的光栅元件24的效果,所述类型I和III的光栅元件24由于它们不同的折射力而不是距离补偿的,即不是根据本发明的。该图示出了物场3的区域中的场坐标x上的强度I。类型I的光栅元件24的高折射效果使所分配的部分光束25主要地限制在所分配的第二光栅元件26的所分配的入射面上,这继而导致场坐标x上的强度曲线32也被限制。类型I的光栅元件24的圆锥常数C在物场3上导致“凹”强度曲线32,即,强度曲线32被弯曲为向上开口。
由于它们较低的折射力,类型III的光栅元件24的束引导效果使部分光束在第二光栅元件26上限制地更少,这继而在场坐标x上导致更宽的强度曲线33。类型III的光栅元件24的圆锥常数C在物场3上导致“凸”强度曲线33,即,强度曲线33是向下开口的。
如果不存在如下面将说明的距离补偿,则比类型III的光栅元件24具有更高的折射效果的类型I的光栅元件24的限制效果导致:当在物场3上积分时,类型I的强度贡献大于类型II,这在比较图4中物场3上的强度曲线32、33的强度水平时变得很明显。
根据本发明,物场3上的曲线32、33的强度差由经由部分光束25分配到彼此的光栅元件24、26之间的距离Δ的变化补偿。下面将通过图2说明这一点。如上所讨论的,类型I的光栅元件24比类型III的光栅元件具有更高的折射效果。因此,由类型I的光栅元件24形成的部分光束25I具有边缘光线,该边缘光线比由类型III的光栅元件24产生的部分光束25III的边缘光线会聚得更多。另一方面,光栅区域29中的光栅元件24、26之间的距离ΔI小于光栅区域27和31的光栅元件24、26之间的距离ΔIII。所以,无论其是类型I还是类型III,入射在所分配的光栅元件26上的部分光栅25都因此在x维度上具有相同的尺寸x0,尽管类型I的光栅元件24相对于类型III具有更高的折射效果。同样地,具有更低折射效果的类型III的光栅元件在物场3上具有更高的强度效果,因为更大的距离ΔIII使得沿着与部分光束25I相同的x维度x0聚集部分光束25III。在物场3的区域中,由类型III产生的强度曲线33因此被提高到由点划线所表示的强度曲线33。当在物场3上积分时,两个类型I和III提供相同的强度贡献,尽管它们的折射效果不同;由于类型I和III的不同圆锥常数,该强度分布仅在其凹或凸曲线方面不同。类型I和III的不同折射效果因此允许在所使用的物场3上执行强度偏移校正,其在图4中由“E-Offset”和沿着强度轴的双箭头指示。
光栅区域28、30中的类型II的光栅元件24的折射效果在类型I和III的折射效果之间,结果是类型II具有相应的强度调节效果。根据图2的光栅模块13的示意图示出了光栅区域28、30中所分配的光栅元件24、26之间的两个不同距离Δ,结果在第二光栅布置15的单独元件之间获得距离变化。替代地可以将第二光栅布置15的第二光栅元件26布置为距离第一光栅布置12的所分配的光栅元件24为均匀距离Δ,如图2中虚线35所示,从而,在此情况中,提供了均匀距离ΔII。
通过第二光栅布置15的厚度变化获得具有不同距离ΔI、ΔII、ΔIII的距离变化,该厚度变化以脊形在整个x方向上延伸。第二光栅布置15在中心(即在光栅区域29中)具有最高的光栅厚度SI,并且在边缘处(即光栅区域27、31中)具有最小厚度SIII。当观察由实线表示的第二光栅布置15时,在z方向上测量的厚度S逐元件地以距离台阶36下降。
当与光栅元件24、26的各个x维度相比时,光栅布置12、15之间的距离Δ在图2和图5等中被大大地放大。
下面的表显示了当各个第一光栅元件24的圆锥常数C或曲率半径改变时所需要的绝对距离或空气间隙改变的示例。在第一个表中,圆锥常数C的改变被称为ΔC。
当圆锥常数C被改变例如0.05时,需要距离Δ改变13μm用于补偿。
在第二个表中以百分比给出了半径的改变。
ΔC | 空气间隙的改变[μm] |
0,05 | 13 |
0,1 | 27 |
0,2 | 53 |
0,3 | 80 |
半径的改变[%] | 空气间隙的改变[μm] |
1 | 16 |
2 | 29 |
3 | 45 |
5 | 74 |
图3示出了第一光栅布置12的示例性四极照明,从而示出了投射曝光设备1的照明系统5的光栅模块13的示例性四极照明。第一光栅布置12被暴露于总共四个部分光束,其在菱形的四个角处入射在第一光栅布置12上。换言之,中心光栅区域29被两个部分光束25入射,当在y方向上观察时,这两个部分光束25分别靠近光栅区域29的两个边缘。在光栅区域27和31中,当在y方形上观察时,第一光栅布置12被相应的一个部分光束25入射。在此四极照明中,不同类型I和III的光栅元件24可以补偿物场3的照明的椭圆率(ellipticity)变化,椭圆率变化是由投射曝光设备1的其它光学构件导致的。
椭圆率是评估物平面4中的物场3的照明质量的度量。确定椭圆率可以更好地预测能量或强度在投射物镜21的入瞳上的分布。为此,投射物镜21的入瞳被划分为8个八分圆,其在逆时针方向上从O1至O8编号,如数学中的通常处理。用于照明场点的、由入瞳的八分圆O1至O8提供的能量或强度分布在下文中称为能量或强度分布I1至I8。
以下量被称为-45°/45°椭圆率(Elly,E-45°/45°):
而以下量被称为0°/90°椭圆率(Elly,E0°/90°):
在多级(multistage)成形工艺中制造第一光栅元件24的非球面形状。在此工艺中,首先将光栅布置12制造为具有带有同一圆锥常数的光栅元件24。接着,进行圆锥常数的期望变化,这产生不同的类型I、II、III。这还导致不同的透镜半径,并因此导致类型I至III的不同折射效果。替代地,光栅布置12也可以单个制造步骤中设置类型I至III的不同透镜半径。
图5示出了光栅模块13的另一实施例,其在单独元件之间具有距离变化。与上面已经参照图1至4说明的构件和效果一致的构件和效果由相同的附图标记表示,并不再详细描述。
在根据图5的光栅模块13的实施例中,第一光栅布置12在单独元件之间以脊的方式设置距离变化。结果,在中心光栅区域29中的所分配的光栅元件24和26之间具有最小的距离ΔI,而在所分配的光栅元件24和26之间具有最大的距离ΔIII。与关于根据图2的实施例的以上描述类似,由光栅元件24施加在部分光栅25I至25III上的类型I和III的不同限制效果也是距离补偿的,因此,部分光栅25I至25III在第二光栅布置15的光栅元件26上仍然具有相同的x尺寸x0。结果,获得了对不同强度曲线的相同偏移补偿,如上面已经参照图4所说明的。
图6示出了光栅模块13的另一实施例。与上面已经参照图1和5说明的构件和效果相同的构件和效果由相同的附图标记表示,并不再详细讨论。
根据图6的光栅布置12被以倒转脊的方式设计,换言之,其在中心区域具有最小的厚度S3,在边缘处具有最大的厚度S1。同样地,根据图6的第一光栅布置的实施例中的第一光栅元件24的类型I至III也以倒转的方式分布在第一光栅布置12的x维度上。
具有最低折射效果的类型III布置在中心,即光栅区域29中。类型I的光栅元件24(即具有最高折射力的光栅元件24)布置在边缘处,即光栅区域27、31中。类型II的光栅元件24布置在中间,即在光栅区域28和30中。根据图6的光栅布置12在单独元件之间也具有距离台阶36。
比距离ΔI大的距离ΔIII补偿了比类型I的折射效果小的类型III的折射效果,结果,无论光栅元件26被配备类型I、II还是III,部分光束251至253也都在根据图6的光栅模块13中具有相同的x尺寸x0。
图7示出了光栅模块13的另一实施例。与上面已经参照图1至图6说明的构件和效果一致的构件和效果由相同的附图标记表示,并不再详细说明。
在图7中,与根据图6的光栅模块13不同,不是第一光栅布置12而是第二光栅布置15是具有倒转脊的形状的元件,其在中心具有最小厚度SIII,而在边缘具有最大厚度SI。结果,距离ΔI至ΔIII对部分光栅251至253具有相应的补偿效果,如上面已经参照根据图6的光栅模块13所说明的。
图8示出了光栅模块13的另一实施例。与上面已经参照图1至7说明的构件和效果一致的构件和效果由相同的附图标记表示,并不再详细讨论。
在根据图8的光栅模块13中,光栅布置12、15在单独元件之间都具有脊形的台阶。光栅布置12、15的两个脊彼此面对,从而,在光栅区域29中具有最小距离ΔI,而在边缘处的光栅元件24、26之间具有最大距离ΔIII。如果类型I和III在它们折射效果方面比根据图2和图5的布置具有更大的差别,则选择根据图8的光栅模块13的布置。
图9示出了光栅模块13的另一实施例。与上面已经参照图1至8说明的构件和效果一致的构件和效果由相同的附图标记表示,并不再详细讨论。
与上面描述的根据图2和5至8的实施例不同,根据图9的实施例仅具有三个光栅区域,即光栅区域37、38和39。在根据图9的示意图中,根据图9的光栅模块的第一光栅布置12在x方向上观察时仍然具有总共7个第一光栅元件24。光栅区域37和39中的光栅元件24是具有较高折射力的类型I。第一光栅布置12的中心光栅区域28中的光栅元件24是具有较低折射力的类型III。在光栅区域37和39中,分别存在类型I的两个光栅元件24。在光栅区域38中,存在3个类型III的光栅元件24,它们彼此相邻布置。
在光栅区域37和38之间以及在光栅区域38和39之间,第一光栅布置12分别包括一个距离台阶40。光栅区域37中的光栅元件24与第二光栅布置15的所分配的光栅元件26之间的距离ΔI小于光栅区域38中的第一光栅元件24与所分配的第二光栅元件26之间的距离ΔIII。结果,不同的距离ΔI和ΔIII补偿了类型I和III的不同折射效果,如上面已经参照根据图6的光栅模块13所说明的。
图10示出了光栅模块13的另一实施例。与上面已经参照图1至8特别是参照图9所说明的构件和效果一致的构件和效果由相同的附图标记表示,并不再详细说明。
在根据图10的光栅模块13中,第一光栅布置12相对于根据图9的光栅布置12倒转。具有较高折射力的类型I的光栅元件24布置在中间光栅区域38中,而具有较低折射力的类型III的光栅元件24布置在边缘处的光栅区域37和39中。因为边缘处的距离ΔIII现在超过距离ΔI,所以获得了补偿效果,如已经参照根据图5的光栅模块13的实施例所说明的。
在使用投射曝光设备1进行微结构或纳米结构构件的微光刻制造期间,提供至少部分设置有光敏材料层的基底。该基底通常是晶片。此外,提供具有要被成像的结构的掩模母版。投射曝光设备1接着被用于将掩模母版的至少一部分投射到基底上的光敏层的区域上。
下面描述根据图11的光栅13的另一实施例。与上面已经参照图1至10说明的构件和效果一致的构件和效果由相同的附图标记表示,并不再详细讨论。
在根据图11的光栅模块13中,两个光栅布置12、15具有反射型的第一光栅元件24和反射型的第二光栅元件26。由于它们的反射力,根据图11的实施例中的第一光栅布置12的光栅元件24具有不同的光束影响效果,而不是不同的折射效果。因此,图11的上方所示的类型III的光栅元件24III可以被设计为使得对部分光束25III施加最低的聚焦效果,而图11的下方所示的类型I的光栅元件24I可以被设计为使得对部分光束25I施加最大的聚焦效果。在中间示出的由光栅元件24II施加在部分光束25II上的聚焦效果处于光栅元件24I和24III的两个聚焦效果之间。
两个光栅布置12、15彼此间隔地布置,使得第一光栅元件24之一与分配给其的第二光栅布置15的第二光栅元件26之间的光学路径长度Δ满足以下关系:
ΔI<ΔII<ΔIII。
对第一光栅元件24的类型I至III单独地分配距离ΔI至ΔIII产生如上面参照例如根据图2的光栅模块13所说明的补偿效果。
上面所说明的实施例的两个光栅布置12、15也可以以相反的顺序布置在照明光8的光束路径中。
图12是包括具有光栅元件24、26的光栅布置12、15的光栅模块13的另一实施例的示意图。与上面已经参照图1至11说明的构件和效果一致的构件和效果由相同的附图标记表示,并不再详细说明。
在根据图12的光栅模块13中,两个光栅布置12、15可在z方向上(即,垂直于由这两个光栅布置12、15所处的xy平面)沿着位移路径Δz位移。在图12所示的实施例中,是第二光栅布置15可在z方向上位移。为此,第二光栅布置15机械地连接到位移装置41。位移装置41可以是适合于光学构件的位移的线性位移单元、或者微机械致动器。
输出耦合反射镜42布置在第二光栅布置15下游的光束路径中,该输出耦合反射镜42对照明光8是部分透射的。经由所述输出耦合反射镜42,照明光8的部分光束43被传输到位置敏感检测器44,诸如CCD阵列。检测器44经由中央控制装置(图中未示出)与位移装置41信号连接。检测器44检测部分光束43的照明强度分布,这允许得出照明光8在物平面4上的照明强度分布和/或照明角度分布的结论。
光栅布置15相对于光栅布置12的Δz位移允许进行所使用的物场3上的强度的偏移校正,如上面已经参照图4所说明的。两个光栅布置12、15之间的距离Z越大,照明场的x尺寸越小,从而强度在物场3上更多地聚焦。
此外,例如,Δz位移可被用于获得椭圆率(即,量E-45°/45°或E0°/90°)的偏移,上面已经讨论了这一点。Δz位移还使物场3的照明的均匀性可被调节。针对物场3的x值,即场高度,均匀性被定义为归一化的扫描积分总能量SE(x)。均匀性U是:
U(百分比)=100(SE(xmax)-SE(xmin))/(SE(xmax)+SE(xmin)),其中,SE(xmax)是具有最大扫描积分总能量的x值xmax处的总能量。另一方面,SE(xmin)是具有最小扫描积分总能量的x值xmin处的总能量。
此外,Δz位移可以被用于进行远心度的偏移校正。
远心度是入射在物场3上的照明光的强度或者能量的主要(chief)照明角方向的度量。
为被照明的物场的每个场点定义分配给场点的光束的主要光线。主要光线具有由此场点发射的光束的能量加权的方向。理想地,每个场点的主要光线平行于由照明光学系统或投射物镜21确定的主(principle)光线。
从照明光学系统或投射物镜21的设计数据中获知主光线的方向。通过场点与投射物镜21的入瞳的中心点之间的连接线定义场点的主光线。物平面3中的物场上的场点x,y处的主要光线的方向如下获得:
E(u,v,x,y)是场点x,y的作为光瞳坐标u,v的函数的能量分布,换言之,其依赖于各个场点x,y观察到的照明角度。是入射在点x,y上的总能量。
例如,中心物场点x0,y0看到由各个光栅元件26在第二光栅布置15上的位置定义的、来自方向u,v的部分光束的辐射。在此照明示例中,仅在分配到光栅元件26的部分辐射光束或照明通道的不同能量或强度合并来形成主要光线方向的情况下,主要光线s才沿着主光线传播,所述主要光线方向在所有光栅元件26上积分,并平行于照明光8的主光线方向。这仅是理想情况。在实际应用中,在主要光线方向和主光线方向之间存在偏差,该偏差被称为远心度误差
在投射曝光设备1的实际应用中,不是在特定物场点(x,y)处的局部远心度误差而是在x=x0处扫描积分的远心度误差必须被校正。此远心度误差如下获得:
换言之,在扫描过程期间,校正由移动穿过物平面4中的物场3的掩模母版上的点(x,例如x0)积分的远心度误差,其中,x远心度误差和y远心度误差之间具有差别。x远心度误差Tx被定义为主要光线与主光线在垂直于扫描方向的方向上(即在场高度上)的偏差。y远心度误差Ty被定义为主要光线与主光线在扫描方向上的偏差。
通过检测器44、中央控制装置和位移装置41,照明参数是可控的,从而允许光栅模块13作为校正元件工作,其可以在工作期间用于将照明参数的真实值调节为预定的期望值。为此,中央控制装置评估由检测器44检测的部分光束43的照明参数,这允许得出关于照明光8的照明参数的结论。根据以此方式确定的照明参数的真实值,接着经由中央控制装置通过相应地致动位移装置41来位移第二光栅布置15。
图13是光栅模块13的另一实施例的类似于图12的图示,其在两个光栅布置12和15之间具有不同的位移自由度。与上面已经参照上述实施例,尤其是参照根据图12的实施例说明的构件一致的构件由相同的附图标记表示,并不再详细讨论。
在根据图13的光栅模块13中,第二光栅布置15可以在x方向上和y方向上沿着位移路径Δx、Δy相对于第一光栅布置12位移。为此,光栅模块13仍然配备有位移装置41,其与第二光栅模块15机械地连接。
第二光栅布置15相对于第一光栅布置12的Δx或Δy位移允许相对于物场3定义照明场的相对x或y位置。远心度在场高x上的倾斜依赖(所谓的远心度倾斜)以及椭圆率在场高x上的倾斜依赖也可以经由Δx或Δy位移调节。
对应于根据图12的光栅模块13的描述,对于根据图13的光栅模块13,也可以想到使用附加的Δz位移与Δx或Δy位移组合,这使得可以在物场3上调节照明光8的强度偏移。
如果光栅模块包括光栅布置,诸如光栅布置12,其被分为具有不同光束影响效果的光栅区域,诸如根据图3的光栅区域27至31,则Δx或Δy位移导致椭圆率在物场3上的倾斜变化。这可以被用于在场高x上调节椭圆率。
针对根据图13的光栅模块13,也可以设想经由上述用于根据图12的光栅模块13的检测器和中央控制装置的参数控制。
图14是具有用于两个光栅布置12和15之间的位移的不同自由度的光栅模块13的另一实施例的类似于图12的图示。与上面已经参照上述实施例、尤其是参照根据图12的实施例而说明的构件一致的构件由相同的附图标记表示,并不再详细讨论。
在根据图14的光栅模块13中,仍然是第二光栅布置15可以沿着z方向相对于第一光栅布置12位移。第二光栅布置15的单独光栅元件26可以沿着位移路径Δz1、Δz2......ΔzN单独地并彼此独立地位移。每个光栅元件26与所分配的位移装置41机械地连接,如图14中示意地表示的。位移装置41提供了光栅元件26在z方向上的单独位移。单独位移装置41可以被分配给每个光栅元件26。光栅元件26经由位移装置41的位移仍然由中央控制装置(未示出)控制。对根据图14的光栅模块13,也可以设想如上所述的针对根据图12的光栅模块13的经由检测器和中央控制装置的照明参数控制。
根据z位移的光栅元件26的位置,局部改变距离Δzi使得可以以可调节的方式定义属于照明通道的照明场部分的尺寸,照明场部分的尺寸由所述关联的照明通道确定。因此,也可以调节椭圆偏移。例如可以通过改变距离Δzi来影响椭圆在物场3上的行径(course),从而获得预定分布。这使得可以校正椭圆。同样地,也可以通过改变距离Δzi来调节均匀性。
在根据图12至14的光栅模块13中,上面所说明的位移装置41可以被设计为使得第一光栅布置12的至少一部分(即光栅元件24的至少之一、一组光栅元件24或整个第一光栅布置12))相对于第二光栅布置15的至少一部分(即相对于光栅元件26的至少一个、至少一组光栅元件26或整个光栅布置15)的周期性位移以相对于物或照明场3的曝光时间而言较小的周期发生。能够执行此类型的周期性位移的位移装置41也被称为摆轮(wobbler)。
此类型的摆轮使光栅布置15或其部分以恒定的时间位移,使得每次由一次光源6产生光脉冲时,对照明通道进行位移。在通过投射曝光设备1对要被照明的晶片的特定部分进行曝光的时间期间,通过例如光源6的30个光脉冲照射此部分。在这30个脉冲期间,可以发生摆轮的周期性位移。
图15是具有两个光栅布置12和15之间的不同位移自由度的光栅模块13的另一实施例的类似于图12的图示。与上面已经参照上述实施例、尤其是参照根据图12的实施例说明的构件一致的构件由相同的附图标记表示,并不再详细讨论。
用于第二光栅布置15的光栅元件26的位移装置41确保光栅元件26分别沿着位移路径ΔX1、ΔX2......ΔXN或ΔY1、ΔY2......ΔYN的单独x、y位移。此x、y位移导致在物场3中位移的照明通道的与光瞳相关的位移。这可以用于优化物场3中的照明通道的叠加,并因此用于优化物场3上的强度分布。x或y位移ΔXi、ΔYi导致被位移的光栅元件26的各个照明通道的强度分布的倾斜依赖,其对均匀性具有相应的影响。这使得远心度的倾斜依赖可以被校正。
下面将通过图16至18更详细地说明第一光栅布置12的光栅区域的x位移的效果。与上面已经参照图1至15所说明的构件或功能一致的构件或功能由相同的附图标记表示,并不再详细讨论。
根据图16的第一光栅布置12具有三个光栅区域45、46、47,其具有不同的光束影响效果,即它们包括具有不同圆锥常数的光栅元件24,例如对应于根据图3的第一光栅布置12的光栅区域27至31的以上描述。
从三个光栅区域45至47相对于彼此的参考位置开始,图16的左手侧上的光栅区域45相对于中心光栅区域46向左位移路径-ΔX,而图16的右手侧上的光栅区域47相对于静态中心光栅区域46向右位移路径ΔX。
这两个位移-ΔX、ΔX使得强度曲线在物场上变化,如图17所示。对应于图4,图17示出了在场高x上扫描积分的强度的I(x)曲线图。当光栅区域45被位移路径-ΔX时,其产生倾斜的强度曲线48,其中最高的强度在根据图17的物场3的左手边缘处,最低的强度在根据图17的物场3的右手边缘处。将光栅区域47位移路径ΔX产生具有相反倾斜的强度曲线49,即,最小强度在图17的左手场边缘处,最大强度在图17的右手场边缘处。
倾斜的强度曲线48、49在物场3上导致远心度曲线50,如图18所示。这是由于如下事实:在根据图18的物场3的左手边缘上,来自光栅区域47的强度贡献站主导,而在根据图18的物场3的右手边缘上,来自光栅区域45的强度贡献占主导。
通过图19至21说明光栅区域45、47相对于第二光栅布置15的静态中心光栅区域46的相对位移对物场3的照明的特定照明参数的效果。与上面已经参照图1至18、尤其是参照图16至18说明的构件一致的构件由相同的附图标记表示,并不再详细说明。
与显示第一光栅布置12的图16不同,图19中显示了第二光栅布置15。
从光栅区域45至47相对于彼此的参考位置开始,进行根据图19的位移,使得光栅区域45相对于图19中的光栅区域46向右位移路径ΔX,而光栅区域47相对于静态中心光栅区域46也位移ΔX。因此,两个外光栅区域45、47都在相同的方向上(即在正x方向上)相对于中心光栅区域46位移。
中心光栅区域46和两个外光栅区域45、47由具有不同的光束引导效果的光栅元件组成。中心光栅区域46包括第一光束影响类型I的光栅元件,例如具有第一圆锥常数。两个外光栅区域45、47包括具有另一光束引导效果的第二类型II的光栅元件26,尤其是具有与类型I不同的圆锥常数。
两个最外的光栅区域45、47相对于中心光栅区域46的ΔX位移导致类型II的与场相关的强度分布的倾斜,其使得左场边缘比右场边缘被更高的强度入射(比较图20中的强度曲线51)。当中心光栅区域46不位移时,其强度曲线52在物场3上保持不变。
强度曲线51的倾斜导致图21中示出的椭圆率曲线53的相应倾斜。图21中示出的椭圆率曲线53可以是椭圆率E-45°/45°的曲线或椭圆率E0°/90°的曲线。根据图21,椭圆率曲线53的倾斜在物场3的右手侧上导致椭圆率偏移54。
从参考位置开始,光栅布置12、15或者光栅元件24、26的组或区域或者单独光栅元件24、26的位移路径ΔX、ΔY可以在-10μm和+10μm之间的范围中。因此,绝对总位移路径可以达到20μm。光栅布置12、15或者光栅元件24、26的组或区域或者单独光栅元件24、26的绝对ΔZ位移路径可以达到30μm。
z方向上的位移是基本沿着照明光的光束方向进行的位移。x或y位移是基本垂直于照明光8的光束方向进行的位移。
替代地,位移装置41可以被设计为使得两个光栅布置12、15之一可以绕着枢转轴相对于这两个光栅布置15、12中的另一个枢转,所述枢转轴例如平行于x轴或y轴。在此情况下,位移装置41被设计为针对两个光栅布置12、15中的至少一个的轴枢转(pivot)驱动器。
根据光栅模块的设计,上述类型的光栅元件可以是第一光栅布置12的部分、和/或第二光栅布置15的部分。
Claims (18)
1.用于微光刻的照明系统,其利用一次光源的照明光照明物场,所述照明系统包括:
-第一光栅布置,其具有成束的第一光栅元件,所述第一光栅元件布置在所述照明系统的第一平面中或者所述平面附近,用于产生二次光源的光栅布置;
-传输光学部件,用于将所述二次光源的照明光的传输叠加到照明场中,
-其中,所述传输光学部件包括具有成束的第二光栅元件的第二光栅布置;
-其中,所述第一光栅布置的光栅元件之一分别被分配给所述第二光栅布置的光栅元件之一,用于引导所述照明光的整个光束的部分光束;
-其中,所述两个光栅布置中的至少一个包括所述光栅元件的具有不同光束影响效果的至少两个类型;
-其中,所述光栅布置的光栅元件被互相分配给对方,使得向所述光栅布置之一的所述光栅元件类型之一的每个光栅元件分配至少一个单独距离,所述单独距离在此类型的光栅元件与另一光栅布置的所分配的光栅元件之间。
2.如权利要求1所述的照明系统,其特征在于:所述光栅布置中的至少一个包括在第一光栅区域与第二光栅区域之间的至少一个距离台阶,所述第一光栅区域包括第一光栅元件类型的至少一个光栅元件,所述第二光栅区域包括第二光栅元件类型的至少一个光栅元件。
3.如权利要求2所述的照明系统,其特征在于:所述光栅区域中的至少一个包括相同光栅元件类型的多个光栅元件。
4.如权利要求2或3所述的照明系统,其特征在于:包括所述距离台阶的所述至少一个光栅元件在所述光栅元件的中心具有最大的厚度,该厚度向着边缘逐渐降低。
5.如权利要求2或3所述的照明系统,其特征在于:包括所述距离台阶的所述至少一个光栅元件在所述光栅元件的中心具有最小的厚度,该厚度向着边缘逐渐增大。
6.如权利要求1至3中的任一项所述的照明系统,其特征在于:所述光栅元件类型的至少一些是非球面光栅元件。
7.如权利要求6所述的照明系统,其特征在于:所述光栅元件类型具有不同的圆锥常数。
8.用于微光刻的照明系统,其利用一次光源的照明光照明物场,所述照明系统包括:
-第一光栅布置,其具有成束的第一光栅元件,所述第一光栅元件布置在所述照明系统的第一平面中或者所述平面附近,用于产生二次光源的光栅布置;
-传输光学部件,用于将所述二次光源的照明光的传输叠加到照明场中,
-其中,所述传输光学部件包括具有成束的第二光栅元件的第二光栅布置;
-其中,所述两个光栅布置中的至少一个包括所述光栅元件的具有不同光束影响效果的至少两个类型;
-其中,所述光栅布置的光栅元件被互相分配给对方,使得向所述光栅布置之一的所述光栅元件类型之一的每个光栅元件分配至少一个单独距离,所述单独距离在此类型的光栅元件与另一光栅布置的所分配的光栅元件之间;
-位移装置,用于将所述第一光栅布置的至少一个部分相对于所述第二光栅布置位移,其中能够通过所述位移装置位移的至少一个部分包括精确的一个光栅布置,或若干光栅元件的组。
9.如权利要求8所述的照明系统,其中,能够通过所述位移装置位移的至少一个部分包括光栅行、光栅列、或者定义的光栅区域、或者光栅元件的若干组。
10.如权利要求8所述的照明系统,其中,将所述位移装置和所述两个光栅布置相对于彼此布置和设计,使得所述第一光栅布置的部分能够在与所述照明光的光束方向垂直的方向上相对于所述第二光栅布置位移。
11.如权利要求8所述的照明系统,其中,将所述位移装置和所述两个光栅布置相对于彼此布置,使得所述第一光栅布置的部分能够相对于所述第二光栅布置枢转。
12.如权利要求8至11中的任一项所述的照明系统,其特征在于:所述位移装置被设计为使得所述第一光栅布置的至少一个部分相对于所述第二光栅布置的周期性位移以一周期发生,所述周期相对于光刻投射曝光过程中所述照明场的曝光时间而言较小。
13.如权利要求8至11中的任一项所述的照明系统,其特征在于还包括:
-测量装置,用于检测所述照明光的照明强度分布;
-控制装置,其与所述测量装置和所述位移装置具有信号连接。
14.包括至少两个类型的光栅元件的光栅布置,用于在根据权利要求1至13中的任一的照明系统中用作第一光栅布置和第二光栅布置中的至少一个,所述至少两个类型的光栅元件具有不同的光束影响效果,并且包括在具有第一光栅元件类型的至少一个光栅元件的第一光栅区域与具有第二光栅元件类型的至少一个光栅元件的第二光栅区域之间的至少一个距离台阶。
15.包括位移装置的光栅布置,用于在根据权利要求8至13中的任一项的照明系统中用作第一光栅布置和第二光栅布置中的至少一个。
16.投射曝光设备,其包括根据权利要求1至13中的任一所述的照明系统。
17.用于微结构构件的微光刻制造的方法,所述方法包括以下步骤:
-设置基底,所述基底至少部分地设置有光敏材料的层;
-设置掩模母版,所述掩模母版具有要被成像的结构;
-设置根据权利要求16所述的投射曝光设备,其中将要被成像的结构布置在照明场中;
-通过所述投射曝光设备将所述掩模母版的至少一部分投射到所述层的区域中。
18.利用根据权利要求17所述的方法制造的微结构构件。
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE102009006685.3 | 2009-01-29 | ||
DE102009006685A DE102009006685A1 (de) | 2009-01-29 | 2009-01-29 | Beleuchtungssystem für die Mikro-Lithographie |
PCT/EP2010/000411 WO2010086127A1 (de) | 2009-01-29 | 2010-01-25 | Beleuchtungssystem für die mikro-lithographie |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN102301281A CN102301281A (zh) | 2011-12-28 |
CN102301281B true CN102301281B (zh) | 2014-08-20 |
Family
ID=42101307
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN201080005865.7A Active CN102301281B (zh) | 2009-01-29 | 2010-01-25 | 用于微光刻的照明系统 |
Country Status (7)
Country | Link |
---|---|
US (4) | US8873023B2 (zh) |
EP (1) | EP2382510B1 (zh) |
JP (2) | JP5555719B2 (zh) |
KR (2) | KR101427456B1 (zh) |
CN (1) | CN102301281B (zh) |
DE (1) | DE102009006685A1 (zh) |
WO (1) | WO2010086127A1 (zh) |
Families Citing this family (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102009006685A1 (de) | 2009-01-29 | 2010-08-05 | Carl Zeiss Smt Ag | Beleuchtungssystem für die Mikro-Lithographie |
DE102011076145B4 (de) * | 2011-05-19 | 2013-04-11 | Carl Zeiss Smt Gmbh | Verfahren zum Zuordnen einer Pupillenfacette eines Pupillenfacettenspiegels einer Beleuchtungsoptik einer Projektionsbelichtungsanlage zu einer Feldfacette eines Feldfacettenspiegels der Beleuchtungsoptik |
US8655873B2 (en) * | 2011-10-28 | 2014-02-18 | Geofeedr, Inc. | System and method for aggregating and distributing geotagged content |
CN103170732A (zh) * | 2013-03-19 | 2013-06-26 | 启东文鑫电子有限公司 | 一种激光器的运作系统 |
DE102015115064A1 (de) * | 2015-09-08 | 2017-03-09 | Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. | Beleuchtungseinheit und Vorrichtung zur lithografischen Belichtung |
JP6533500B2 (ja) * | 2016-08-12 | 2019-06-19 | 矢崎総業株式会社 | バスバモジュール及び電池パック |
DE102017217345B4 (de) * | 2017-09-28 | 2019-12-24 | Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. | Optischer Strahlformer |
US11204450B2 (en) * | 2018-07-18 | 2021-12-21 | James Jianming Shen | Method and apparatus of light control using microlens arrays |
CN115704929A (zh) * | 2021-08-06 | 2023-02-17 | 华为技术有限公司 | 透镜、激光发射系统和电子设备 |
DE102021213828B4 (de) | 2021-12-06 | 2023-07-27 | Carl Zeiss Smt Gmbh | Verfahren zum Ziel-Betreiben einer EUV-Strahlungsquelle |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0844530A2 (en) * | 1996-11-25 | 1998-05-27 | Svg Lithography Systems, Inc. | Reduction of pattern noise in scanning lithographic system illuminators |
EP1521111A1 (de) * | 2003-09-30 | 2005-04-06 | Carl Zeiss SMS GmbH | Beleuchtungsvorrichtung |
CN1883029A (zh) * | 2003-11-20 | 2006-12-20 | 株式会社尼康 | 光束变换元件、光学照明装置、曝光装置、以及曝光方法 |
Family Cites Families (25)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
NL8901077A (nl) * | 1989-04-28 | 1990-11-16 | Koninkl Philips Electronics Nv | Optische belichtingsstelsel en projectie-apparaat voorzien van een dergelijk stelsel. |
JP3360686B2 (ja) * | 1990-12-27 | 2002-12-24 | 株式会社ニコン | 照明光学装置および投影露光装置並びに露光方法および素子製造方法 |
JP2788791B2 (ja) * | 1991-01-08 | 1998-08-20 | 三菱電機株式会社 | フライアイレンズ装置およびそのフライアイレンズ装置を含む照明装置 |
US5252067A (en) | 1991-12-03 | 1993-10-12 | Ushio Co., Ltd. | Handpiece for dental medical treatment |
JPH08179237A (ja) | 1994-12-26 | 1996-07-12 | Nikon Corp | 照明光学装置 |
US5963305A (en) * | 1996-09-12 | 1999-10-05 | Canon Kabushiki Kaisha | Illumination system and exposure apparatus |
JPH1092729A (ja) * | 1996-09-12 | 1998-04-10 | Canon Inc | 照明装置及びそれを用いた走査型投影露光装置 |
US7126137B2 (en) * | 1998-05-05 | 2006-10-24 | Carl Zeiss Smt Ag | Illumination system with field mirrors for producing uniform scanning energy |
DE19908526A1 (de) * | 1999-02-26 | 2000-08-31 | Zeiss Carl Fa | Beleuchtungssystem mit Feldspiegeln zur Erzielung einer gleichförmigen Scanenergie |
JP4401060B2 (ja) * | 2001-06-01 | 2010-01-20 | エーエスエムエル ネザーランズ ビー.ブイ. | リトグラフ装置、およびデバイス製造方法 |
DE10344010A1 (de) | 2003-09-15 | 2005-04-07 | Carl Zeiss Smt Ag | Wabenkondensor und Beleuchtungssystem damit |
JP4864869B2 (ja) * | 2004-02-26 | 2012-02-01 | カール・ツァイス・エスエムティー・ゲーエムベーハー | マイクロリソグラフィ投影露光装置のための照明系 |
JP4599936B2 (ja) * | 2004-08-17 | 2010-12-15 | 株式会社ニコン | 照明光学装置、照明光学装置の調整方法、露光装置、および露光方法 |
US7405809B2 (en) * | 2005-03-21 | 2008-07-29 | Carl Zeiss Smt Ag | Illumination system particularly for microlithography |
JP2007150295A (ja) | 2005-11-10 | 2007-06-14 | Carl Zeiss Smt Ag | ラスタ要素を有する光学装置、及びこの光学装置を有する照射システム |
EP1984789B1 (de) | 2006-02-17 | 2013-11-06 | Carl Zeiss SMT GmbH | Beleuchtungssystem für die mikro-lithographie, projektionsbelichtungsanlage mit einem derartigen beleuchtungssystem |
TWI545352B (zh) * | 2006-02-17 | 2016-08-11 | 卡爾蔡司Smt有限公司 | 用於微影投射曝光設備之照明系統 |
JP2008042203A (ja) * | 2006-08-02 | 2008-02-21 | Cark Zeiss Smt Ag | 波長≦193nmによる投影露光装置用の照明システム |
US7834980B2 (en) | 2006-12-21 | 2010-11-16 | Asml Netherlands B. V. | Lithographic apparatus and method |
DE102007023411A1 (de) * | 2006-12-28 | 2008-07-03 | Carl Zeiss Smt Ag | Optisches Element, Beleuchtungsoptik für die Mikrolithographie mit mindestens einem derartigen optischen Element sowie Beleuchtungssystem mit einer derartigen Beleuchtungsoptik |
JP2008182244A (ja) * | 2007-01-25 | 2008-08-07 | Carl Zeiss Smt Ag | マイクロリソグラフ投影露光装置の照明系用光インテグレータ |
DE102007008448A1 (de) * | 2007-02-19 | 2008-08-21 | Carl Zeiss Smt Ag | Verfahren zur Herstellung von Spiegelfacetten für einen Facettenspiegel |
JP5345132B2 (ja) * | 2007-04-25 | 2013-11-20 | カール・ツァイス・エスエムティー・ゲーエムベーハー | マイクロリソグラフィ露光装置においてマスクを照明するための照明系 |
DE102009006685A1 (de) | 2009-01-29 | 2010-08-05 | Carl Zeiss Smt Ag | Beleuchtungssystem für die Mikro-Lithographie |
JP5532210B2 (ja) * | 2009-11-17 | 2014-06-25 | セイコーエプソン株式会社 | 照明装置およびプロジェクター |
-
2009
- 2009-01-29 DE DE102009006685A patent/DE102009006685A1/de not_active Withdrawn
-
2010
- 2010-01-25 WO PCT/EP2010/000411 patent/WO2010086127A1/de active Application Filing
- 2010-01-25 EP EP10701208.0A patent/EP2382510B1/de active Active
- 2010-01-25 JP JP2011546698A patent/JP5555719B2/ja active Active
- 2010-01-25 CN CN201080005865.7A patent/CN102301281B/zh active Active
- 2010-01-25 KR KR1020117019348A patent/KR101427456B1/ko active IP Right Grant
- 2010-01-25 KR KR1020147004925A patent/KR101706830B1/ko active IP Right Grant
-
2011
- 2011-07-19 US US13/186,068 patent/US8873023B2/en active Active
-
2014
- 2014-06-02 JP JP2014114073A patent/JP5908028B2/ja active Active
- 2014-09-25 US US14/496,689 patent/US9280060B2/en active Active
-
2016
- 2016-02-01 US US15/012,087 patent/US9606441B2/en active Active
-
2017
- 2017-03-21 US US15/464,899 patent/US10088754B2/en active Active
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0844530A2 (en) * | 1996-11-25 | 1998-05-27 | Svg Lithography Systems, Inc. | Reduction of pattern noise in scanning lithographic system illuminators |
EP1521111A1 (de) * | 2003-09-30 | 2005-04-06 | Carl Zeiss SMS GmbH | Beleuchtungsvorrichtung |
CN1883029A (zh) * | 2003-11-20 | 2006-12-20 | 株式会社尼康 | 光束变换元件、光学照明装置、曝光装置、以及曝光方法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE102009006685A1 (de) | 2010-08-05 |
KR20140036043A (ko) | 2014-03-24 |
EP2382510B1 (de) | 2017-03-15 |
US20160161858A1 (en) | 2016-06-09 |
JP2014212327A (ja) | 2014-11-13 |
US20150022798A1 (en) | 2015-01-22 |
KR101427456B1 (ko) | 2014-08-08 |
US9606441B2 (en) | 2017-03-28 |
JP5555719B2 (ja) | 2014-07-23 |
EP2382510A1 (de) | 2011-11-02 |
US20120019796A1 (en) | 2012-01-26 |
JP2012516554A (ja) | 2012-07-19 |
KR20110115585A (ko) | 2011-10-21 |
US10088754B2 (en) | 2018-10-02 |
KR101706830B1 (ko) | 2017-02-27 |
US20170192361A1 (en) | 2017-07-06 |
WO2010086127A1 (de) | 2010-08-05 |
JP5908028B2 (ja) | 2016-04-26 |
CN102301281A (zh) | 2011-12-28 |
US8873023B2 (en) | 2014-10-28 |
US9280060B2 (en) | 2016-03-08 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN102301281B (zh) | 用于微光刻的照明系统 | |
KR101314974B1 (ko) | 마이크로리소그래픽 조명 시스템 및 이를 구비한 투사 노출장치 | |
CN101421674B (zh) | 微光刻照射系统,包括这种照射系统的投影曝光设备 | |
CN102084298B (zh) | 包括傅立叶光学系统的照明系统 | |
US9933704B2 (en) | Microlithography illumination optical system and microlithography projection exposure apparatus including same | |
US8786827B2 (en) | Method and apparatus for measurement of exit pupil transmittance | |
CN107636539A (zh) | 微光刻投射设备的操作方法 | |
CN101978324A (zh) | 用于微光刻的投射物镜 | |
US8854605B2 (en) | Illumination optical system, exposure apparatus, and device fabrication method | |
US20120015306A1 (en) | Illumination optical system, exposure apparatus, and device manufacturing method | |
KR102413001B1 (ko) | 투영 리소그래피용 조명 광학 유닛 | |
Michaloski | Illuminators for microlithography | |
EP1486830A2 (en) | Device manufacturing method | |
CN102033299B (zh) | 折反射投射物镜 | |
CN107592919B (zh) | 微光刻投射曝光设备的照明系统 | |
JP2005294840A (ja) | フィールド高さ及び瞳の変更を許容する照明システム及び方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C06 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
C10 | Entry into substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
C14 | Grant of patent or utility model | ||
GR01 | Patent grant |