CN115343915A - 反射镜、光刻装置及其控制方法 - Google Patents
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Abstract
本申请提供一种反射镜、光刻装置及其控制方法,涉及光学领域,能够解决相干光因形成固定的干涉图样而无法匀光的问题;该反射镜的反射面包括多个微反射面;多个微反射面中包括第一微反射面以及与第一微反射面相邻的第二微反射面;第一微反射面与第二微反射面之间具有高度差Δh,高度差Δh位于(0,kλ]的区间内;其中,λ为极紫外光的波长;k为大于或等于1的正整数。
Description
技术领域
本申请涉及光学领域,尤其涉及一种反射镜、光刻装置及其控制方法。
背景技术
集成电路制造中,光刻覆盖了微纳图形的转移、加工和形成环节,决定着集成电路晶圆上电路的特征尺寸和芯片内晶体管的数量,是集成电路制造的关键技术之一。随着半导体工艺向7nm及以下节点的推进,极紫外(extreme ultraviolet,EUV)光刻成为首选的光刻技术。
相关技术的EUV光刻机中采用强相干光源在进行光刻时,相干光经照明系统分割成的多个子光束具有固定的相位关系,当这些子光束投射在掩膜版上叠加时会形成固定的干涉图样,出现有明暗变化、光强不均匀的问题,因此,必须先进行去相干处理(或者采用避免相干影响),达到匀光效果,以保证光刻工艺的正常进行。
发明内容
本申请提供一种反射镜、光刻装置及其控制方法,能够解决相干光因形成固定的干涉图样而无法匀光的问题。
本申请实施例提供一种反射镜,该反射镜的反射面包括多个微反射面;多个微反射面中包括第一微反射面以及与第一微反射面相邻的第二微反射面;第一微反射面与第二微反射面之间具有高度差Δh,且该高度差Δh位于(0,kλ]的区间内;其中,λ为极紫外光的波长;k为大于或等于1的正整数。
在该反射镜中,通过设置反射面内相邻的两个微反射面之间具有高度差,从而使得相干光经旋转的反射镜进行反射后,相位发生随机化;这样一来,在将该反射镜应用至光刻装置时,通过将该反射镜设置在相干光源与照明系统之间的光路,能够使得相干光源发出的光束经反射镜反射后,通过照明系统分割为多个子光束投射至掩膜版形成干涉图样,并随着反射镜的不断旋转,使得进入的照明系统的多个子光束的相位实现随机化,从而使得照明视场形成的干涉图样不断变化,这样一来,只要曝光时间内干涉图样变化速率足够快,即可使得照明视场在曝光时间内的累积光强均匀化,进而也就解决了相关技术中因相干光形成固定的干涉图样而无法匀光的问题。
在一些可能实现的方式中,前述k为小于或等于300的正整数(也即k为不超过300的正整数);以减小光线在微反射面的边缘位置(也即形成高度差的位置)被遮挡而造成光能损失,提高光的利用率。
在一些可能实现的方式中,上述极紫外光的波长为5nm~30nm,也即λ在5nm~30nm的范围内。
在一些可能实现的方式中,反射镜的反射面内包括多组第一微反射面和第二微反射面,且所有的第一微反射面和第二微反射面之间形成的高度差的绝对值均位于(0,kλ]的区间内;以保证经反射镜反射的光线投射至掩膜版的照明视场形成的干涉图样发生明显的变化,提高照明视场在曝光时间内的光强均匀性。
在一些可能实现的方式中,每一微反射面的面积相等;以提高经反射镜的反射光线的相位随机化,保证经反射镜反射的光线投射至掩膜版的照明视场形成的干涉图样发生明显的变化,提高照明视场在曝光时间内的光强均匀性。
在一些可能实现的方式中,反射镜为圆形;反射镜按照圆心为极坐标的极点,沿极径划分为位于中心的圆形反射单元以及位于所述圆形反射单元外侧的M-1个圆环形反射单元,圆形反射单元和每一圆环形反射单元沿极角均划分为多个微反射面;也即该反射镜沿极径划分为M个反射单元,每一反射单元沿极角划分为多个微反射面;其中,M为正整数。
在一些可能实现的方式中,上述圆形反射单元和每一圆环形反射单元沿极角等分为N个所述微反射面;也即每一反射单元沿极角等分为N个微反射面;其中,N为正整数;从而形成M×N个微反射面。
在一些可能实现的方式中,上述圆形反射单元和M-1个圆环形反射单元的半径相等,也即M个反射单元的的半径相等。
在一些可能实现的方式中,圆形反射单元和M-1个圆环形反射单元中任意相邻的两个反射单元分别为第一反射单元和第二反射单元;其中,第二反射单元到极点的距离大于第一反射单元到极点的距离,且第二反射单元的半径小于第一反射单元的半径;也即沿远离极点的方向上,M个反射单元的半径依次减小;这样一来,通过具体设置每一反射单元的半径,从而能够使得该反射镜中每一个微反射面的面积相同或者近似相同,进而能够改善反射镜对反射光线的随机相位化。
在一些可能实现的方式中,圆形反射单元和M-1个圆环形反射单元中任意相邻的两个反射单元分别为第三反射单元和第四反射单元;第三反射单元到极点的距离小于第四反射单元到极点的距离,且第三反射单元沿极角划分的微反射面的数量小于第四反射单元沿极角划分的微反射面的数量;也即沿远离极点的方向上,M个反射单元沿极角划分的微反射面的数量依次增加;这样一来,通过具体设置每一反射单元沿极角等分的微反射面的数量(也可以说,分别设置每一反射单元的等分单位角度),从而能够使得该反射镜中每一个微反射面的面积相同或者近似相同,进而能够改善反射镜对反射光线的随机相位化。
在一些可能实现的方式中,微反射面为矩形,且多个微反射面呈网状分布。
本申请实施例提供一种光刻装置,包括相干光源、照明系统以及如前述任一种可能实现的方式中提供的反射镜;且该反射镜可旋转;相干光源发出的光线经旋转的反射镜的反射后,通过照明系统分割为多个子光束并投射至掩膜版上。
在此情况下,相干光源发出的光束经反射镜反射后,通过照明系统分割为多个子光束投射至掩膜版,并在掩膜版的照明视场形成干涉图样,随着反射镜的不断旋转,能够使得进入的照明系统的多个子光束的相位实现随机化,从而使得照明视场形成的干涉图样不断变化,这样一来,只要曝光时间内干涉图样变化速率足够快,即可使得照明视场在曝光时间内的累积光强均匀化,从而达到匀光的目的。
在一些可能实现的方式中,相干光源发出的光线为波长5nm~30nm的极紫外光,以“刻”出更精细的图形,提高单位面积上器件密度并降低器件功耗。
在一些可能实现的方式中,相干光源为自由电子激光(freeelectron laser,FEL)光源;该FEL光源利用自由电子和光辐射的相互作用,将电子能量转送给光辐射使得辐射强度增大从而获得激光输出,进而使得FEL极紫外光具有波长可调、高准直度、高稳定性、低能散和高亮度等优势。
本申请实施例还提供一种如前述任一种可能实现方式中提供的光刻装置的控制方法,该控制方法包括:控制反射镜进行旋转;控制将相干光源发出的光线投射至反射镜的反射面,并通过照明系统将经反射镜的反射光线分割为多个子光束后投射至掩膜版上。
在此情况下,通过控制相干光源发出的光线经旋转的反射镜反射,使得光线的相位不断发生变化,从而能够使得通过照明系统后相干光形成在掩膜版的照明区域的干涉图案不断发生变化,使得掩膜版的照明视场在曝光时间内的累积光强均匀化,从而达到匀光的目的,进而也就解决了相关技术中因相干光形成固定的干涉图样而无法匀光的问题。
在一些可能实现的方式中,控制将相干光源发出的光线投射至反射镜的反射面包括:控制将相干光源发出的光线投射至反射镜的反射面偏离中心的区域。在此情况下,通过增加反射镜的口径,并控制入射光束投射至反射镜偏离中心的部分,能够使得中心部分光强较强部分的子光束的相位得到有效的随机化,进而提升反射镜的去相干性能。
附图说明
图1为本申请实施例提供的一种光刻装置的结构示意图;
图2为本申请实施例提供的一种光刻装置的结构示意图;
图3为本申请实施例提供的一种反射镜的结构示意图;
图4为图3沿CC’位置的剖面示意图;
图5为本申请实施例提供的一种反射镜的结构示意图;
图6为本申请实施例提供的一种反射镜的结构示意图;
图7为本申请实施例提供的一种反射镜的结构示意图;
图8为本申请实施例提供的一种反射镜的结构示意图;
图9为本申请实施例提供的一种反射镜的结构示意图;
图10为本申请实施例提供的一种光刻装置的控制方法流程图;
图11为本申请实施例提供的一种光刻装置控制过程中的示意图。
具体实施方式
为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合本申请中的附图,对本申请中的技术方案进行清楚地描述,显然,所描述的实施例是本申请一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例,本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本申请保护的范围。
本申请的说明书实施例和权利要求书及附图中的术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述的目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性,也不能理解为指示或暗示顺序。“至少一个(项)”是指一个或者多个,“多个”是指两个或两个以上。“安装”、“连接”、“相连”等应做广义理解,例如可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或者一体地连接;可以是直接连接,也可以是通过中间媒介间接,也可以是两个元件内部的连通。此外,术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形,意图在于覆盖不排他的包含,例如,包含了一系列步骤或单元。“和/或”,用于描述关联对象的关联关系,表示可以存在三种关系,例如,“A和/或B”可以表示:只存在A,只存在B以及同时存在A和B三种情况,其中A,B可以是单数或者复数。字符“/”一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。另外,方法、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元,而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。“上”、“下”、“左”、“右”等仅用于相对于附图中的部件的方位而言的,这些方向性术语是相对的概念,它们用于相对于的描述和澄清,其可以根据附图中的部件所放置的方位的变化而相应地发生变化。
本申请实施例提供一种光刻装置,该光刻装置通过不断改变相干光形成的干涉图样,使得照明视场在曝光时间内的累积光强均匀化,从而达到匀光的目的,进而也就解决了相关技术中因相干光形成固定的干涉图样而无法匀光的问题。
以下对本申请实施例提供的光刻装置的具体设置结构进行示意说明。
如图1所示,该光刻装置包括相干光源1、反射镜2(也可以称为去相干镜)、照明系统3。其中,反射镜2可以进行旋转;例如,可以在光刻装置中设置旋转装置,反射镜2能够在旋转装置的带动下发生旋转。
在该光刻装置中,相干光源1发出的光线经旋转的反射镜2的反射后,通过照明系统3分割为多个子光束并投射至掩膜版4上,以进行光刻。
当然,作为光刻装置本身,其在包括前述相干光源1、反射镜2、照明系统3以外,通常还设置其他的器件,例如,参考图1所示,通常在掩膜版4的出光侧设置有投影系统5,这样一来,来自照明系统3的光线在经过掩膜版4后形成光投影图案,该光投影图案经过投影系统5投射在晶圆6上进行光刻,以形成掩膜图案层。
本申请对于上述掩膜版4的类型不作限制。示意的,该掩膜版4可以是透射式掩膜版,也可以是反射式掩膜版,实际中可以根据需要进行设置。
本申请对于上述相干光源1的具体设置形式不做限制。例如,在一些可能实现的方式中,为了能“刻”出更精细的图形,大幅提高单位面积上器件密度并降低器件功耗,可以采用曝光波长约5nm~30nm的极紫外(extreme ultraviolet,EUV)光刻;示意的,可以采用波长为13.5nm的极紫外光源。其中,该极紫外光源可以采用自由电子激光(freeelectronlaser,FEL)光源,该FEL光源能够利用自由电子和光辐射的相互作用,将电子能量转送给光辐射使得辐射强度增大从而获得激光输出,进而使得FEL极紫外光具有波长可调、高准直度、高稳定性、低能散和高亮度等优势。本申请以下实施例均是以相干光源1采用FEL极紫外光为例进行示意说明的。
另外,在光刻装置中,上述照明系统3作为重要组成部分,其主要作用是提供高均匀性照明(匀光)、控制曝光剂量和实现离轴照明等,以提高光刻分辨率和增大焦深。
示意的,在一些可能实现的方式中,上述照明系统3的匀光功能可以是通过科勒照明结构实现的;例如,参考图2所示,该照明系统3可以包括视场复眼镜31(field flyeyemirror,FFM)、光阑复眼镜32(diaphragm flyeye mirror,PFM)、中继镜组33;其中,中继镜组33通常可以包括两个或者两个以上的中继镜。当然,在另一些实施例中,照明系统3也可以根据需要不设置中继镜组33,本申请对此不作限制;本申请以下实施例中均是以照明系统3中包括中继镜组33为例进行说明的。
在该光刻装置中,该照明系统3通过视场复眼镜31将来自相干光源1的光束分割成多个子光束,每个子光束再经光阑复眼镜32进行照射方向和视场形状的调整,并通过中继镜组33进行视场大小和/或形状调整后,投射到掩膜版4的照明区域(即照明视场或照明面);也就说是,掩膜版4的照明视场(illumination field)的照明光是经照明系统3的所有子光束的叠加所致。
此处需要说明的是,上述视场复眼镜31也可以称为视场分面镜(field facetmirror),上述光阑复眼镜32也可以称为光瞳分面镜(pupil facet mirror);其中,视场复眼镜31中包括多个视场单元反射镜,光阑复眼镜32中包括多个光阑单元反射镜。实际中,可以设置光阑复眼镜32中光阑单元反射镜的数量大于或等于视场复眼镜31中的视场单元反射镜的数量;在此情况下,通过对光阑复眼镜32中各光阑单元反射镜的倾角进行设置,能够保证经视场复眼镜31中的视场单元反射镜反射的多个子光束分别经光阑单元反射镜进行光线方向调整后,经中继镜组33进一步调整并投射至掩膜版4上的同一照明视场。
在本申请实施例中提供的光刻装置中,通过在相干光源1与照明系统3之间的光路上设置反射镜2,在此情况下,相干光源1发出的光线经旋转的反射镜2反射后相位不断发生变化,这样一来,在经反射镜2反射后的光线通过照明系统3分割为多个子光束并投射至掩膜版4上时,形成在掩膜版4的照明区域的干涉图样不断变化,从而使得照明视场在曝光时间内的累积光强均匀化,从而达到匀光的目的,进而也就解决了相关技术中因相干光形成固定的干涉图样而无法匀光的问题。
以下结合光刻装置对上述通过旋转来改变光线相位的反射镜2的设置结构进行具体说明。
参考图3和图4(图3沿CC’位置的)所示,本申请实施例提供一种反射镜2,该反射镜2的反射面包括多个微反射面a,下文均是以n个微反射面a为例进行说明的。在该反射镜2中,n个微反射面a中包括形成有高度差Δh的相邻两个微反射面(也可以称为第一微反射面a1和第二微反射面a2),该高度差Δh的绝对值位于(0,kλ]的区间内;其中,λ为极紫外光的波长(10nm~121nm);k为大于或等于1的正整数。示意的,在一些可能实现的方式中,λ为5nm~30nm的极紫外光的波长。
可以理解的是,对于上述相邻的第一微反射面a1和第二微反射面a2之间形成的高度差Δh而言,该高度差Δh为相对值,可以是负值,也可以是正值;示意的,当第一微反射面a1的高度大于第二微反射面a2的高度时,该高度差Δh为正值;当第一微反射面a1的高度小于第二微反射面a2的高度时,该高度差Δh为负值;在本申请中无论该高度差Δh为正值还是负值,只要保证其绝对值位于(0,kλ]的区间内即可。
在此情况下,在该反射镜中,通过设置反射面内相邻的两个微反射面之间具有高度差,从而使得相干光束经旋转的反射镜进行反射后相位发生随机化,进而能够使得进入照明系统3的光束相位实现随机化,从而使得照明视场形成的干涉图样不断变化,这样一来,只要曝光时间内干涉图样变化速率足够快,即可使得照明视场在曝光时间内的累积光强均匀化,从而达到匀光的目的。
另外,还可以理解的是,上述第一微反射面a1和第二微反射面a2仅是一个相对概念,并不特指某两个确定的微反射面,在反射镜2的n个微反射面a中,只要能够满足形成上述高度差Δh的相邻两个微反射面,均可以认为是第一微反射面a1和第二微反射面a2;也即在反射镜2的n个微反射面a中可以包括多组第一微反射面a1和第二微反射面a2,或者说,在反射镜2的反射面内形成有多个高度差Δh。
基于此,在一些可能实现的方式中,可以设置反射镜2的反射面内,所有的第一微反射面a1和第二微反射面a2形成的多个高度差Δh的绝对值均分布在(0,kλ]的区间内,以保证经反射镜2反射的光线投射至掩膜版4的照明视场形成的干涉图样进行明显的变化,提高照明视场在曝光时间内的光强均匀性。
可以理解的是,通过设置上述k为正整数,能够保证在反射镜2的反射面内形成的高度差Δh分布在整数倍的波长范围内,以使得经反射镜2反射的光线投射至掩膜版4的照明视场形成干涉图样能够在360°的相位内实现随机化,以提高照明视场在曝光时间内的光强均匀性。
另外,为了尽可能的减小光线在微反射面a的边缘位置(也即形成高度差的位置)被遮挡而造成光能损失,在一些可能实现的方式中,可以设置:Δh≤300λ(也即1≤k≤300),以提高光的利用率。
此外,上述高度差Δh通常远小于微反射面a的边长,也可以说,微反射面a的面积远大于高度差的平方Δh2;在此情况下,可以忽略相邻两个微反射面a之间的高度差带来的反射镜2整体面形变化。示意的,在一些实施例中,高度差Δh可以在13.5nm~100nm的区间内,微反射面a的面积约为1000μm2。
当然,本领域的技术人员可以理解的是,为了保证干涉图样的随机变化,应避免设置反射镜2中所有相邻两个微反射面(a1和a2)间的高度差Δh均等于波长λ的整数倍,以避免导致干涉图样不发生变化的弊端。因此,实际中可以设置相干镜2的多个微反射面a中,所有相邻两个微反射面(a1和a2)间的高度差Δh至少部分不等于波长λ的整数倍;示意的,可以设置任意相邻两个微反射面(a1和a2)间的高度差Δh均不等于波长λ的整数倍。
另外,本申请中对于反射镜2的形状不作限制,实际中可以根据需要进行设置。例如,该反射镜2可以为圆形(参考图3)、椭圆形、四边形(参考图5)、六边形(参考图6)等。
可以理解的是,在上述反射镜2中,设置微反射面a的部分能够对光线起到调节用,前述关于反射镜2的形状仅是针对设置微反射面a的部分说明的,本申请中对于反射镜2设置微反射面a的以外部分不作限制,具体可以根据需要进行设置。
此外,本申请中对于反射镜2中各微反射面a的形状、分布方式不作限制,实际中可以根据需要进行设置。
例如,如图3所示,在一些可能实现的方式中,可以按照圆形反射镜2的圆心为极坐标的极点,沿极径和极角方向横纵划分为多个不规则的微反射面a。
又例如,如图5所示,在一些可能实现的方式中,可以将反射镜2划分为呈网状分布的多个矩形微反射面a。
再例如,如图6所示,在一些可能实现的方式中,可以将反射镜2划分为呈蜂窝状分布的多个六边形微反射面a。
当然,在一些可能实现的方式中,也可以将反射镜2划分为随机分布的多种不同形状的微反射面a。
此外,对于反射镜2中微反射面a而言,在一些可能实现的方式中,微反射面a可以采用球面;在一些可能实现的方式中,微反射面a也可以采用非球面,如平面、自由曲面等;本申请对此不作限制,实际中可以根据需要进行设置。
另外,反射镜2中各微反射面a的面积大小可以相同,也可以不同,本申请对此不作具体限制,实际中可以根据需要进行设置。
当然,为了避免因微反射面a面积差异大,而不利于反射镜2对光线相位的随机化,在一些可能实现的方式中,可以设置反射镜2中各微反射面a的面积相同或者近似相同;对于由于制作工艺误差引起的面积差异,应视为面积相同。
示意的,以下提供三种圆形的反射镜2的具体设置方式,但本申请并不限制于此。
设置方式一
参考图3所示,在一些可能实现的方式中,可以按照圆形反射镜2的圆心为极坐标的极点,沿极径方向(也可以说半径方向)划分为位于中心的圆形反射单元以及位于圆形反射单元外侧依次设置的M-1个圆环形反射单元,并且中心的圆形反射单元的半径以及外侧的圆环形反射单元的半径(外径与内径的差)均相等,其中M为正整数;也即该反射镜沿半径方向等分为M个反射单元b,且M个反射单元b的半径相等;以反射镜2的半径为r为例,则中心的圆形反射单元的半径以及外侧的圆环形反射单元的半径均为r/M。
在此基础上,可以将上述每一个反射单元b沿极角等分为N(N为正整数)份,也即各反射单元b的等分单位角度为2π/N,从而形成M×N个微反射面a。
对于上述将每一个反射单元b沿极角等分为N(N为正整数)份(单位角度为2π/N)而言,参考图3所示,在一些可能实现的方式中,各反射单元b可以沿相同位置的单位角度划分为N份;参考图7所示,在一些可能实现的方式中,各反射单元b可以沿不同位置的单位角度错位划分为N份;本申请对此不作限制,实际中可以根据需要进行设置。
示意的,对于该设置方式下的反射镜2而言,在光刻装置进行光刻时,以EUV光刻的曝光时间1ms为例,如果反射镜2的转速为每秒166.7转(也即每分钟10000转),则1ms曝光时间内反射镜2旋转了60°,如果该反射镜2中的每一反射单元b沿极角等分为720份,则反射镜旋转60°将获得至少120个不同的照明视场干涉图样;也即1ms曝光时间内获得至少120个不同的照明视场干涉图样,使得照明视场在曝光时间内能够达到有效的累积光强均匀化,从而达到匀光的目的。
设置方式二
相比于该设置方式一中,反射镜2中设置M个反射单元b的半径相等,且每一个反射单元b沿极角等分为N份,会使得越靠近圆心O位置的微反射面a的面积越小,从而会在靠近反射镜2的圆心区域的反射光线的随机相位化不明显,该设置方式二提供一种能够使得各微反射面a面积相等的反射镜2。
如图8所示,该设置方式二中,可以设置位于中心的圆形反射单元以及依次设置于圆形反射单元外侧的M-1个圆环形反射单元的半径依次减小;也就是说,位于中心的圆形反射单元以及位于圆形反射单元外侧依次设置的M-1个圆环形反射单元中的任意相邻的两个反射单元(如第一反射单元和第二反射单元)中,距离极点O近的一个反射单元(如第一反射单元)的半径大于距离极点O远的一个反射单元(如第二反射单元)的半径。
这样一来,通过具体设置每一反射单元b的半径,从而能够使得该反射镜2中每一个微反射面a的面积相同或者近似相同,进而能够改善反射镜2对反射光线的随机相位化。
设置方式三
相比于该设置方式一中,反射镜2中设置M个反射单元b的半径相等,且每一个反射单元b沿极角等分为N份,会使得越靠近圆心O位置的微反射面a的面积越小,从而会在靠近反射镜2的圆心区域的反射光线的随机相位化不明显,该设置方式三提供另一种能够使得各微反射面a面积相等的反射镜2。
如图9所示,该设置方式三中,可以设置位于中心的圆形反射单元以及依次设置于圆形反射单元外侧的M-1个圆环形反射单元沿极角等分的微反射面a的数量依次增加;也就是说,位于中心的圆形反射单元以及位于圆形反射单元外侧依次设置的M-1个圆环形反射单元中的任意相邻的两个反射单元(如第三反射单元和第四反射单元)中,距离极点O近的一个反射单元(如第三反射单元)沿极角等分的微反射面a的数量,小于距离极点O远的一个反射单元(如第四反射单元)沿极角等分的微反射面a的数量。
这样一来,通过具体设置每一反射单元b沿极角等分的微反射面a的数量(也可以说,分别设置每一反射单元b的等分单位角度),从而能够使得该反射镜2中每一个微反射面a的面积相同或者近似相同,进而能够改善反射镜2对反射光线的随机相位化。
另外,由前述对反射镜2的匀光原理可知,在本申请实施例提供的光刻装置中,相干光源1发出的光线需要经过反射镜2的多个微反射面a进行分割后经照明系统3投射至掩膜版4上进行叠加,因此,为了提高反射镜2对光线分割的均匀性,参考图2所示,在一些可能实现方式,在该光刻装置中,可以在相干光源1的出光侧设置扩束镜11,以将相干光源1发出的光线进行扩束(也即增大光束横截面)后,掠入射至反射镜2上。例如,可以采用大于85°的掠入射角入射至反射镜2的反射面。
需要说明的是,图2中仅是示意的以扩束镜11和相干光源1为独立的两个器件为例进行说明的,但本申请并不限制于此,在一些可能实现的方式中,扩束镜11可以与相干光源1集成为同一器件。
此外,本申请实施例中还提供一种关于上述光刻装置(可参考图1)的控制方法,如图10所示,该控制方法可以包括:
步骤01、控制反射镜2进行旋转。
示意的,上述步骤01可以包括:通过控制旋转装置进行旋转,并通过旋转装置带动反射镜2进行旋转。
步骤02、控制将相干光源1发出的光线投射至反射镜2的反射面,并通过照明系统3将经反射镜2的反射光线分割为多个子光束后投射至掩膜版4上。
此处需要说明的是,由于相邻两个微反射面a高度差带来的反射镜2整体面形变化可以忽略,因此通过选择反射镜2的位置和倾角,可以使经反射镜2反射后整个光束有效投射到视场复眼31上;例如,通过选择反射镜2的位置和倾角,使得光源发出的光线以小于25°的入射角入射至反射镜2,并经反射镜2反射后投射到视场复眼31上。
在此情况下,相干光源1发出的光线经旋转的反射镜2反射后,光线的相位不断发生变化,从而能够使得通过照明系统3后相干光形成在掩膜版4的照明区域的干涉图案不断发生变化,使得掩膜版4的照明视场在曝光时间内的累积光强均匀化,从而达到匀光的目的,进而也就解决了相关技术中因相干光形成固定的干涉图样而无法匀光的问题。
当然,可以理解的是,参考图1所示,对于通过控制光刻装置进行整个光刻工艺而言,在上述通过控制相干光源1发出的光线依次经过反射镜2、照明系统3、掩膜版4后形成与掩膜版4的掩膜图案一致的光投影图案,之后可以控制该光投影图案进一步经过投影系统5投射在晶圆6上,以对晶圆6或者形成在晶圆6表面的膜层进行光刻,从而形成需要的掩膜图案层。
另外,在一些可能实现的方式中,参考图11所示,上述步骤02中控制将相干光源1发出的光线投射至反射镜2的反射面的过程可以包括:控制将相干光源1发出的光线投射至反射镜2的反射面偏离中心的区域。
可以理解的是,对于上述控制将相干光源1发出的光线投射至反射镜2的反射面偏离中心的区域而言,通常需要设置反射镜2口径大于入射光束L的光束宽度,从而能够在反射镜2沿Z轴旋转时,可以将入射光束L投射至反射镜2偏离中心的部分镜面上。
还可以理解的是,入射光束L通常为近高斯光束,光束中心部分光强较强、边缘部分光强较弱,而圆形反射镜2中心部分的子块数较少,如果入射光束的中心部分投射至反射镜2的中心部分,则会导致光强较强的中心部分的子光束的相位得不到有效的随机化,影响去相干性能;也就是说,上述通过增加反射镜的口径,并控制入射光束投射至反射镜偏离中心的部分,能够使得中心部分光强较强部分的子光束的相位得到有效的随机化,进而提升反射镜2的去相干性能。
另外,需要说明的是,本申请实施例中仅是示意的以反射镜2在光刻装置中的应用为例进行说明,但本申请并不限制于此,上述反射镜2还可以用于其他光学领域进行光学调节等;当然该反射镜2并不限制于采用旋转的方式进行光学调节,例如,还可以采用振动、平移、静止等方式。
以上所述,仅为本申请的具体实施方式,但本申请的保护范围并不局限于此,任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内,可轻易想到变化或替换,都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此,本申请的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。
Claims (14)
1.一种反射镜,其特征在于,所述反射镜的反射面包括多个微反射面;
所述多个微反射面中包括第一微反射面以及与所述第一微反射面相邻的第二微反射面;
所述第一微反射面与所述第二微反射面之间具有高度差Δh,所述高度差Δh的绝对值位于(0,kλ]的区间内;
其中,λ为极紫外光的波长;k为大于或等于1的正整数。
2.根据权利要求1所述的反射镜,其特征在于,k为小于或等于300的正整数。
3.根据权利要求1或2所述的反射镜,其特征在于,所述极紫外光的波长为5nm~30nm。
4.根据权利要求1-3任一项所述的反射镜,其特征在于,
所述反射镜的反射面内包括多组所述第一微反射面和所述第二微反射面;
所有的所述第一微反射面和所述第二微反射面之间形成的高度差的绝对值均位于(0,kλ]的区间内。
5.根据权利要求1-4任一项所述的反射镜,其特征在于,
所述反射镜为圆形;
所述反射镜按照圆心为极坐标的极点,沿极径划分为位于中心的圆形反射单元以及位于所述圆形反射单元外侧的M-1个圆环形反射单元;其中,M为正整数;
所述圆形反射单元和每一所述圆环形反射单元沿极角均划分为多个所述微反射面。
6.根据权利要求5所述的反射镜,其特征在于,
所述圆形反射单元和每一所述圆环形反射单元沿极角等分为N个所述微反射面;其中,N为正整数。
7.根据权利要求5或6所述的反射镜,其特征在于,
所述圆形反射单元和所述M-1个圆环形反射单元的半径相等;
或者,所述圆形反射单元和所述M-1个圆环形反射单元中任意相邻的两个反射单元分别为第一反射单元和第二反射单元;其中,所述第二反射单元到所述极点的距离大于所述第一反射单元到所述极点的距离,且所述第二反射单元的半径小于所述第一反射单元的半径。
8.根据权利要求5所述的反射镜,其特征在于,
所述圆形反射单元和所述M-1个圆环形反射单元中任意相邻的两个反射单元分别为第三反射单元和第四反射单元;
所述第三反射单元到所述极点的距离小于所述第四反射单元到所述极点的距离,且所述第三反射单元沿极角划分的微反射面的数量小于所述第四反射单元沿极角划分的微反射面的数量。
9.根据权利要求1-4任一项所述的反射镜,其特征在于,所述微反射面为矩形,且多个所述微反射面呈网状分布。
10.根据权利要求1-9任一项所述的反射镜,其特征在于,
每一所述微反射面的面积相等。
11.一种光刻装置,其特征在于,包括相干光源、照明系统以及如权利要求1-10任一项所述的反射镜;其中,所述反射镜可旋转;
所述相干光源发出的光线经旋转的所述反射镜的反射后,通过所述照明系统分割为多个子光束并投射至掩膜版上。
12.根据权利要求11或12所述的光刻装置,其特征在于,所述相干光源为自由电子激光光源。
13.一种如权利要求11或12所述的光刻装置的控制方法,其特征在于,包括:
控制所述反射镜进行旋转;
控制将所述相干光源发出的光线投射至所述反射镜的反射面,并通过所述照明系统将经所述反射镜的反射光线分割为多个子光束后投射至掩膜版上。
14.根据权利要求13所述的光刻装置的控制方法,其特征在于,
所述控制将所述相干光源发出的光线投射至所述反射镜的反射面包括:
控制将所述相干光源发出的光线投射至所述反射镜的反射面偏离中心的区域。
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