CN1570770A

CN1570770A - 装置制造方法

Info

Publication number: CN1570770A
Application number: CNA2004100451500A
Authority: CN
Inventors: S·G·汉森; D·G·弗拉格洛; M·F·H·克拉亚斯森; L·C·德温特; E·W·M·克诺斯
Original assignee: ASML Netherlands BV
Current assignee: ASML Netherlands BV
Priority date: 2003-04-07
Filing date: 2004-04-06
Publication date: 2005-01-26
Also published as: KR20040087928A; TW200506510A; US20080030708A1; TWI270748B; US20050007573A1; EP1467253A1; JP2004343079A; KR100598643B1; JP4090449B2; SG115658A1

Abstract

本发明公开了一种光刻设备和一种装置制造方法。与具有等效的σ的圆形单极相比，带有平行于条形长度偏振的辐射的矩形或条形，轴上照明掩模提供了改进的焦深(DOF)和曝光宽容度，并具有较少的透镜发热。

Description

装置制造方法

技术领域

本发明涉及使用光刻设备的装置制造方法。

背景技术

光刻设备是一种将所需图案施加到基底的靶部上的机器。光刻设备可以用于例如集成电路(ICs)的制造。在这种情况下，如掩模的图案形成装置可用于产生对应于集成电路一个单独层的电路图案，且这一图案可以成像在已涂敷一层辐射敏感材料(抗蚀剂)层的基底(例如硅晶片)的靶部上(例如包括部分的，一个或者几个电路小片(die))。一般地，单一的基底将包含相继曝光的相邻靶部的整个网格。已知的光刻设备包括所谓的步进器，其中通过将整个图案一次曝光在靶部上而辐射每一靶部，还包括所谓的扫描装置，其中通过投射光束沿给定方向(“扫描”方向)扫描图案，同时沿与该方向平行或者反平行的方向同步扫描基底来辐射每一靶部。

众所周知，光刻设备中掩模的照明操作影响被投射的图象，因此通常选择对于要印制的给定图案来说最佳的照明模式。可以选择照明模式来最优化临界尺寸、焦深、曝光宽容度或者这些参数和其他参数的组合。

在利用柯勒照明的光刻设备中，最常用的是通过限定照明系统光瞳面中的强度分布来确定和描述照明模式。光瞳面中的位置与在掩模上的入射角相对应，这样光瞳面上的均匀强度，达到通常称为σ(σ，其中0＜σ＜1)的一定半径，产生所有角度的照明，达到由σ值确定的一定的最大值。已知的照明模式包括：常规(均匀度达到一定的σ值)、环形(由σ_内和σ_外值定义)、偶极，四极和更复杂的配置。由暗的背景上(均匀的)明亮区域构成的照明模式通常通过描述明亮区域的形状和位置进行说明。例如，WO 02/05029描述了这些极呈现V形的多极照明模式，该文献还建议可以通过使这些极为正方形或矩形而改进具有圆形极(round pole)的多极模式。US 6,045,976描述了包括明线的照明模式，该明线沿着平行于X或Y轴的方向且与X或Y轴隔开延伸穿过光瞳面。这些模式意在供线条图案曝光使用，所述线条图案平行于该照明模式的明线。

照明模式可以按照各种方式形成。常规照明模式的σ值可以利用变焦透镜进行控制，而环形模式的σ_内和σ_外值可以利用变焦轴棱镜进行控制。更复杂的模式可以利用光瞳面上具有适当孔径的光阑或者通过衍射光学元件来形成。该照明系统可以包括杆状反射积分器，用于将图案形成装置处的辐射的强度分布均匀化。杆状积分器通常具有矩形截面，可以沿照明系统的光轴设置于所述光瞳面上游的位置处。通常，所述衍射光学元件设置为在积分器上游产生预选的角强度分布。该角强度分布被转换为照明系统光瞳面上对应的空间强度分布。由于在杆状积分器中的反射，后者的强度分布关于所述矩形截面的各边对称。

为了印制非常小的隔离栅，隔离栅为一对相接近但与其他结构隔开的线，已经提出利用交替型移相掩模(Alt-PSM)和具有非常低的σ值，例如0.15的常规照明模式。然而，这种方法仍然为工艺宽容度的改进留有余地，使用小σ值意味着光完全局限于照明和投影系统中，这会引起局部透镜发热的问题。

发明内容

本发明的一个目的是提供一种用于印制小隔离栅的改进的方法和设备，例如特别是一种提供改进的工艺宽容度和/或更均匀的透镜发热的方法和设备。

根据本发明的一个方面，提供一种光刻投影设备，包括：

-用于提供辐射投射光束的照明系统；

-用于支撑图案形成装置的支撑结构，该图案形成装置用于赋予投射光束的横截面一个图案；

-用于保持基底的基底台；以及

-用于将带图案的光束投射到基底的靶部上的投影系统；其特征在于：

-所述用于确定强度分布的装置赋予投射光束一个轴上的，基本上直线的强度分布；并通过偏振装置赋予投射光束线偏振。

在强度分布是矩形或条形的情况下，矩形较长的边优选平行于将要印制的栅线(lines of the gates)，所述线通常对准设备的X或Y轴。在强度分布是正方形的情况下，可以将该正方形定向为其边平行于X和Y轴，或者其对角线平行于X和Y轴。后者的定向也可被描述为菱形照明模式，并且可以是非偏振的。十字形强度分布可以具有与X和Y轴对准或者在对角线上的十字形的臂。没有偏振的十字形强度分布也是有利的。对边平行且相等，但不是所有边和角度都相等的平行四边形强度分布也是有利的。

对于光瞳平面中的给定区域，直线强度分布可以提供与常规的、圆形模式相同的焦深，同时将辐射更均匀地分配到照明和投影系统中，并降低透镜的热效应。

对本发明来说，轴上照明模式是照明系统的光轴穿过光瞳面的明亮区域的一种方式。明亮区域的重心优选位于光轴上，但这不是必需的。

在利用相移掩模(PSM)进行光刻时，本发明特别有利。

投射光束的偏振方向应当平行于要印制的线条，这里强度分布是矩形的，同样平行于矩形的长边。以这种方式使用的偏振辐射可以将曝光宽容度增加高达70％。

本发明的另一方面，直线强度分布具有离轴设置的至少两个伸长的极，而不是轴上设置的单极，并且偏振方向基本上平行于极的纵向。在这方面的一个优选实施例中，有四个伸长的极，两个沿第一方向定向，两个沿基本上正交于第一方向的第二方向定向，每个极中辐射的偏振方向基本上平行于该极的纵向。

本发明的另一方面提供一种光刻投影设备，包括：

-用于提供辐射投射光束的照明系统；

-用于保持基底的基底台；以及

-所述用于确定强度分布的装置赋予一个强度分布，该强度分布在两个正交轴的互换中不对称；并且通过偏振装置赋予投射光束线偏振。

强度分布关于正交轴的互换不对称，即沿X方向的强度分布与沿Y方向的不相同。这表示对于沿X和Y方向对准的特征来说，可以分别优化强度分布的形状。

根据本发明的又一方面，提供一种装置制造方法，包括以下步骤：

-提供一基底；

-利用照明系统提供辐射的投射光束；

-利用图案形成装置赋予投射光束的横截面一个图案；以及

-将带图案的辐射束投射到基底的靶部上，

其特征在于：

-所述所需的强度分布包括在投射光束上的一个轴上直线强度分布；并且还包括步骤：

-使所述投射光束线偏振。

在本申请中，本发明的光刻设备具体用于制造集成电路，但是应该理解这里描述的光刻设备可能具有其它应用，例如，它可用于制造集成光学系统、用于磁畴存储器的引导和检测图案、液晶显示器、薄膜磁头等等。本领域的技术人员将理解，在这种备选的用途范围中，这里的任何术语“晶片”或者“电路小片(die)”的使用可认为分别与更普通的术语“基底”或者“靶部”同义。这里提到的基底可以在曝光前或后用例如轨道(track)(一种工具，通常将一层抗蚀剂涂敷到基底，并显影已经曝光的抗蚀剂)或计量或检验工具进行处理。在适当的时候，本发明可以应用于这种或其它的基底处理工具。此外，例如为了形成多层集成电路，可以对基底进行多次处理，因此这里使用的术语基底也可以表示已经包含多个处理层的基底。

这里使用的术语“辐射”和“光束”包含所有类型的电磁辐射，包括紫外(UV)辐射(例如具有365，248，193，157或者126纳米的波长)和极远紫外(EUV)辐射(例如波长范围为5-20纳米)。

这里使用的术语“图案形成装置”应广义地解释为能够给辐射光束的截面赋予图案的装置，以便在基底的靶部上形成图案。应该注意，赋予投射光束的图案可以不与在基底的靶部上的所需图案精确对应。一般地，赋予投射光束的图案与在靶部中形成的装置如集成电路的特殊功能层相对应。

图案形成装置可以是透射的或反射的。图案形成装置的实例中包括掩模，可编程反射镜阵列和可编程液晶显示器面板。掩模在光刻中是公知的，它包括如二进制型、交替相移型、和衰减相移型的掩模类型，以及各种混合掩模类型。可编程反射镜阵列的一个例子是利用微小反射镜的矩阵排列，每个反射镜能够独立地倾斜，从而沿不同方向反射入射的辐射光束；按照这种方式，反射光束形成图案。在图案形成装置的每个实例中，支撑结构可以是一个框架或工作台，例如，所述结构根据需要可以是固定的或者是可移动的，并且可以确保图案形成装置位于例如相对于投影系统的所需位置处。这里的任何术语“分划板”或者“掩模”的使用可认为与更普通的术语“图案形成装置”同义。

这里使用的术语“投影系统”应广义地解释为包含各种类型的投影系统，包括折射光学系统、反射光学系统、和反折射光学系统，适用于例如所用的曝光辐射，或者其他因素，如使用浸液或使用真空。这里的任何术语“镜头”的使用应认为与更普通的术语“投影系统”同义。

照明系统还可以包括各种类型的光学部件，包括折射、反射、和反折射光学部件，这些部件用于引导、整形或者控制辐射投射光束，这种部件在下文还可共同地或者单独地称作“镜头”。

光刻设备可以是具有两个(二级)或者多个基底台(和/或两个或者多个掩模台)的类型。在这种“多级式”装置中，可以并行使用这些附加台，或者可以在一个或者多个台上进行准备步骤，而一个或者多个其它台用于曝光。

光刻设备也可以是这样一种类型，其中将基底浸入具有相对较高折射率的液体中，例如水，以便填充投影系统最终元件与基底之间的空间。浸液也可以应用于光刻设备的其他空间，例如掩模与投影系统第一元件之间。浸泡法是本领域公知的用于提高投影系统的数值孔径的技术。

附图说明

现在仅通过举例的方式，并参照附图对本发明的各个实施例进行详细说明，在图中相应的参考标记表示相应的部件，其中：

图1表示根据本发明一实施例的光刻投影设备；

图2A至C是表示无铬相位边缘掩模法，交替型移相掩模法和无铬相位光刻法的原理的简图；

图3A示出根据本发明第一实施例的照明模式，而图3B示出作为比较的

现有技术的照明模式；

图4示出图3A和图3B的照明模式的平均σ值；

图5是根据本发明第一实施例和现有技术的不同照明模式的曝光宽容度与焦深的曲线关系图；

图6是具有和不具有偏振的根据本发明第一实施例的照明模式的曝光宽容度与焦深的曲线关系图；

图7至11示出根据本发明第二至第六实施例的照明模式；以及

图12A和12B示出在本发明第七实施例中的光瞳强度分布，该实施例具有不同角度的衍射光学元件。

具体实施方式

图1示意性地示出了根据本发明一具体实施例的一光刻设备。该设备包括：

-照明系统(照明器)IL，用于提供辐射投射光束PB(例如UV辐射或DUV辐射)。

-第一支撑结构(例如掩模台)MT，用于支撑图案形成装置(例如掩模)MA，并连接至第一定位装置PM用于相对于物体PL将该图案形成装置精确定位；

-基底台(例如晶片台)WT，用于保持基底(例如涂敷抗蚀剂的晶片)W，并连接至第二定位装置PW用于相对于物体PL将基底精确定位；

-投影系统(例如折射投影透镜)PL，用于通过图案形成装置MA将赋予投射光束PB的图案成像在基底W的靶部C(例如包括一个或多个电路小片)上。

如这里指出的，该设备属于透射型(例如采用透射掩模)。另一种选择是，该设备可以是反射型(例如采用如上面涉及的可编程反射镜阵列型)。

照明器IL接收来自辐射源SO的辐射光束。辐射源和光刻设备可以是分开的实体，例如当辐射源是准分子激光器时。在这种情况下，不把辐射源看作构成光刻设备的一部分，辐射光束借助于例如包括适当的导向反射镜和/或扩束器的光束输送系统BD从源SO传送到照明器IL。在其他情况下，辐射源可以是设备的组成部分，例如当辐射源是汞灯时。源SO和照明器IL，如果需要和光束输送系统BD一起，可被称作辐射系统。

照明器IL可包括调节装置AM，用于调节光束的角强度分布。一般地，至少可以调节照明器光瞳平面内强度分布的外和/或内径向量(通常分别称为σ-外和σ-内)。另外，照明器IL一般包括各种其它部件，如积分器IN和聚光器CO。照明器提供辐射的调节光束，称作投射光束PB，在该光束的横截面具有所需的均匀度和强度分布。

投射光束PB入射到保持在掩模台MT上的掩模MA上。横向穿过掩模MA后，投射光束PB通过镜头PL，该镜头将光束聚焦在基底W的靶部C上。在第二定位装置PW和位置传感器IF(例如干涉测量装置)的辅助下，基底台WT可以精确地移动，例如在光束PB的光路中定位不同的靶部C。类似地，例如在从掩模库中机械取出掩模MA后或在扫描期间，可以使用第一定位装置PM和另一个位置传感器(图1中未明确示出)将掩模MA相对光束PB的光路进行精确定位。一般地，借助于长冲程模块(粗略定位)和短冲程模块(精确定位)来实现目标台MT和WT的移动，所述目标台MT和WT构成定位装置PM和PW的一部分。可是，在步进器的情况下(与扫描装置相对)，掩模台MT可以只与短冲程致动装置连接，或者固定。掩模MA与基底W可以利用掩模对准标记M1，M2和基底对准标记P1，P2进行对准。

所示的装置可以按照下面优选的模式使用：

1.在步进模式中，掩模台MT和基底台WT基本保持不动，赋予投射光束的整个图案被一次投射到靶部C上(即单次静态曝光)。然后基底台WT沿X和/或Y方向移动，以便能够曝光不同的靶部C。在步进模式中，曝光场的最大尺寸限制在单次静态曝光中成像的靶部C的尺寸。

2.在扫描模式中，同时扫描掩模台MT和基底台WT，并将赋予投射光束的图案投射到靶部C上(即，单次动态曝光)。基底台WT相对于掩模台MT的速度和方向由投影系统PL的放大(缩小)和图像反转特性来确定。在扫描模式中，曝光场的最大尺寸限制单次动态曝光中靶部的宽度(沿非扫描方向)，而扫描移动的长度确定靶部的高度(沿扫描方向)。

3.在另一种模式中，掩模台MT基本上保持静止地保持可编程图案形成装置，并且在将赋予投射光束的图案投射到靶部C上时移动或扫描基底台WT。在这种模式中，一般采用脉冲辐射源，并且在基底台WT的每次移动之后或者在扫描期间连续的两次辐射脉冲中间，根据需要修正可编程的图案形成装置。这种操作方式可以很容易地应用于无掩模光刻中，所述无掩模光刻利用如上面提及的一种类型的可编程反射镜阵列的可编程图案形成装置。

还可以采用在上述所用模式基础上的组合和/或变化，或者采用与所用的完全不同的模式。

上述光刻设备可与各种不同类型的掩模一起使用。最基本的掩模类型例如是石英玻璃的透明板，在其上提供例如铬的不透明层以定义图案。更先进的掩模类型调整掩模厚度来改变投射光束的相位而达到各种效果。图2A至C示出无铬相位边缘，交替型移相掩模(Alt-PSM)和无铬相位光刻这三种类型掩模的操作原理。

在无铬相位边缘光刻中，正常照射掩模MA，该掩模具有形成相位光栅的厚度变化的图案。正(+)和负(-)的第一级由投影系统PL俘获，并干涉形成空间像AI，空间像的周期高于掩模的周期。

利用交替型移相掩模的光刻似乎与无铬相位边缘光刻类似，但是取而代之的是图案在掩模上的铬中确定。提供基本的掩模的厚度变化，使透射过邻近特征的辐射的相位交替变化，以防止在相邻特征之间的相长干涉，这种干涉会导致印制出鬼线。

无铬相位光刻利用倾斜照明和在第0级和第1级之间的干涉以形成图像。

在本发明中，为了印制出例如32纳米宽的非常窄的栅，采用如图3A所示的矩形单极照明模式。如果满足下面的条件，矩形单极与具有非常低的σ的圆形单极(图3B)实际上一致：

0.404*R＝B/4 (1)

其中R是以σ为单位表示的圆形单极的半径，B是以σ为单位的条形的宽度。

这一条件可以通过考虑两种照明模式的平均σ值xb，xc而推导出，如图4A和B所示。如果这两种方式的平均σ值相等，那么认为它们是等效的。平均σ值定义为沿着与特征定向垂直的线的强度分布的一阶矩。该值等同于平行于y轴的线的期望值<x>，和平行于x轴的线的期望值<y>。

条形的高度H对曝光参数几乎没有影响。

矩形单极与等效的圆形单极相比是有优势的，因为投射光束很少局限于投影系统中，导致较少的局部透镜发热，由此降低由透镜发热引起的畸变。

图5和6是曝光宽容度对焦深(DOF)的曲线关系图，证明本发明的优点。两个曲线关系图都表示在Solid-C^TM型光刻设备中进行模拟的结果，所述光刻设备具有NA＝0.85，193纳米的曝光辐射，表示宽度为32纳米，间距为160纳米(在基底级)的栅的交替型移相掩模。图5中对应曲线A-F的照明模式如下：

a：圆形单极，σ＝0.10

b：条形，B＝0.20，H＝0.80

c：条形，B＝0.20，H＝0.40

d：圆形单极，σ＝0.15

e：条形，B＝0.24，H＝1.0

f：条形，B＝0.16，H＝1.0

该图表显示，如果遵守B＝1.6*R的规则，那么利用条形可以获得与利用低σ的单极相同的曝光宽容度和焦深。此外，H的值对工艺宽容度(processlatutide)几乎没有影响。

图6示出偏振的影响，曲线g代表B＝0.16和H＝1.0的条形照明，而曲线h代表同样的照明，但是其具有s偏振的辐射。可以看到曝光宽容度增加了70％。

影响这种照明模式的一种方法是利用σ＝0.5的常规照明模式，以及利用辐射系统光瞳面上的遮光叶片和叶片孔径中的偏振器，利用该遮光叶片将照明降低到所需形状的矩形。这种设置将提供由下式定义的效率ε：

ϵ = \frac{2 \sqrt{R^{2} - {(B / 2)}^{2}} B}{{πR}^{2}} - - - (2)

其中B是条形的宽度，R是被挡住的常规照明设置的半径。B和R都是以σ为单位。

对于B＝0.16，R＝0.50，ε＝20％的特定实例，与对于σ＝0.10的单极可以获得的16％的效率相比，，这种效率通过遮挡σ＝0.25的设置获得。局部热效应等同于σ＝0.23的单极。

可以根据给定间距p，曝光辐射的波长λ和投影系统的数值孔径NA来确定合适的照明模式和给定曝光的尺寸。不同形状的最佳照明模式的尺寸由下面给出，其中第0级和第1级100％由投影系统俘获，照明器光瞳中的第0级的面积最大：

圆形： R＝1-κ (3)

矩形：

B = \frac{1}{2} \cdot \sqrt{κ^{2} + 8} - \frac{3 \cdot κ}{2}

和

H = \sqrt{1 - {(κ + \frac{b}{2})}^{2}} - - - (4)

椭圆形：

H = \sqrt{1 - κ^{2}}

和B＝2.(1-κ) (5)

其中：

κ = \frac{λ}{2 p . NA} - - - (6)

作为准则，条形宽度的上限可以设置为：

B < 2 - \frac{λ}{p . NA} - - - (7)

这些表达式可以利用简单的数学分析导出。

应该注意，例如准分子激光器的辐射源发射出偏振光束而不是提供可以移开的偏振器，通常存在的消偏振镜，并且如果需要由合适的延迟器(波片)代替，从而将偏振旋转到所需的取向。

实施例2

第二实施例与第一实施例相同，除了该实施例采用十字形轴上单极照明模式，如图7所示。十字形照明模式与相同面积的圆形单极相比具有较低的平均σ值，或者相反地，对于给定的平均σ十字形照明模式具有较大的面积。十字形还具有校好的焦深，并且避免圆形单极可能产生的严重散焦失效。此外，十字形可应用于包括沿两个正交方向定向的栅的图案。在十字形每个臂中的辐射优选沿平行于臂的伸长方向偏振，如十字形中箭头所示。

十字形照明模式优选关于两轴对称，并由此可通过两个参数特征化-臂的宽度A和长度L。适当的A和L值可以按照第一实施例中确定B和H的相同方式来确定。优选地，根据图案中的水平特征确定水平臂(条)的尺寸，根据图案中的垂直特征确定垂直臂的尺寸。这可能产生不同长度和/或宽度的臂。

实施例3

第三实施例与第一实施例相同，除了该实施例采用菱形(平行四边形)轴上单极照明模式，如图8所示。具有直径D的菱形具有更大的面积，但是与L＝D的十字形具有相同的平均σ。因此菱形具有更高的效率，允许更快速的曝光(即更大的产量)和更少的局部透镜发热。

实施例4

第四实施例与第一实施例相同，除了该实施例采用离轴矩形强度分布，如图9所示。

强度分布包括四个离轴矩形极(条)，每个极中的辐射平行于极的长度偏振。这些极设置为以光轴为中心的正方形，并通过其长度H和宽度B特征化。这种照明模式可称为“四边形”，该照明模式为没有辅助特征的隔开且周期的特征提供意想不到地高的工艺宽容度，特别是当使用无铬相位光刻掩模时。利用二进制和衰减相移掩模也可以得到很多好处。

可以在现有装置中，利用衍射光学元件以确定四极照明设置并设置变焦轴棱镜以产生窄的环形照明设置，实现等同于四边形的设置。合成极像窄弧形，在很多情况下容许接近该实施例的线性条。

实施例5

第五实施例与第四实施例相同，除了该实施例采用偶极子照明模式，如图10所示。这种“双条形”方式可应用于具有沿一个方向对准的特征的图案。

等效照明模式

如上所述，如果两种照明模式具有相同的平均σ值，那么可以认为它们对于成像目的来说是等效的，平均σ定义为沿着与特征定向垂直的方向上的强度的一阶矩。平均σ也可以称为中心σ或σ_C。因此可以从数学上导出其他照明模式与半径为σ的给定圆形单极等效的尺寸。产生下面的结果：

表1

	圆形	条形	菱形	正方形	十字形
	圆形	条形	菱形	正方形	十字形	曝光	单次	双次	单次	单次	单次
偏振	非偏振	沿着条	非偏振	非偏振	沿着条	曝光	单次	双次	单次	单次	单次
偏振	非偏振	沿着条	非偏振	非偏振	沿着条	度量	R	B	B	B	B
中心σ	0.404*R	0.25*B	0.207*B	0.25*B	NA	度量	R	B	B	B	B
中心σ	0.404*R	0.25*B	0.207*B	0.25*B	NA	面积	π.R²	B.H	B²	B²	2.B.H-B²

中心σ/面积	0.129/R	0.25/H	0.207/B	0.25/B	NA
中心σ/面积	0.129/R	0.25/H	0.207/B	0.25/B	NA	度量@0.1	0.15	0.24	0.29	0.24	NA
面积@0.15	2.25％	8*H％	2.73％	1.83％	NA	度量@0.1	0.15	0.24	0.29	0.24	NA
面积@0.15	2.25％	8*H％	2.73％	1.83％	NA	典型面积	2.25％	8％	2.73％	1.83％	13.5％

面积是相对于总的光瞳填充

实施例6

第六实施例与第一实施例相同，除了该实施例使用四极照明模式，如图11所示。对于给定的总面积，这种照明模式与常规的圆形单极相比能够提供较好的焦深但是较差的曝光宽容度。

四极方式实际上是环形方式的四个部分，因此可以通过内和外σ值，σ_I和σ_O，以及扇形角φ来特征化。值σ_I＝0.40，σ_O＝0.80和φ＝20°给出与σ＝0.30的圆形单极等效的方式。四极中光的偏振由圆外面的箭头表示。

实施例7

在上述任一实施例中，照明系统可以包括杆状的反射积分器，用于使图案形成装置处的辐射强度分布均匀化，如上面说明的。照明系统还包括衍射光学元件(“DOE”)，该元件设置为在积分器的上游产生预选的圆形或矩形多极的角强度分布。在第四，第五和第六实施例的任何一个实施例中，通过对所述衍射光学元件施加旋转可以方便地调整基本上呈条形的多个极的长度，所述衍射光学元件环绕着平行于照明系统光轴的一个轴。将衍射光学元件产生的角强度分布转换为在照明系统光瞳面上对应的空间强度分布。由于杆积分器中的反射，后者的强度分布关于所述矩形截面的各边对称。之后，假定这些边定义x，y轴的正交系统的x和y方向。

图12a示出使用以标称旋转定向的双条形偶极照明的DOE时(作为在积分器上游限定相应角强度分布的光学元件)，积分器下游的光瞳强度分布。长度为H1的双条形极120定中心于x轴。在图12b中，示出光瞳中的强度分布，该强度分布由所述DOE旋转角度-α产生。由于积分器杆(在平行于y轴的边处)中的反射，积分器下游的光瞳中的合成强度分布是旋转角度α的极121和旋转角度-α的极122的总和，且该合成强度分布关于y轴对称。实际上，合成的双条形极的长度是H2，大于H1。长度H2可以根据DOE的旋转α进行调整。原则上，也可以对DOE进行调整，该DOE在标称旋转定向中用于产生例如正方形或圆形极。这种调整与在照明系统的光瞳面中实现极的伸长(根据旋转角α)基本上具有类似的效果。

尽管上面已对本发明的多个具体实施例进行了说明，但是应该理解，本发明可以按照不同于所述的方式实施。该说明书无意限制本发明。

Claims

1.一种光刻设备，包括：

-用于提供辐射投射光束的照明系统；

-用于保持基底的基底台；以及

-用于将带图案的光束投射到基底的靶部上的投影系统；

其特征在于：

-所述装置用于限定赋予投射光束的强度分布，该强度分布为一个轴上的，基本上为直线的强度分布；并且通过

-偏振装置，用于赋予投射光束线偏振。

2.根据权利要求1的设备，其中所述强度分布是纵横比不等于1的矩形，矩形较长的边平行于该设备的X或Y轴。

3.根据权利要求2的设备，其中所述线偏振基本上平行于该矩形较长的边。

4.根据权利要求1的设备，其中所述强度分布是正方形。

5.根据权利要求4的设备，其中所述强度分布定向以使该正方形的各边平行于X和Y轴。

6.根据权利要求4的设备，其中所述强度分布定向以使该正方形的对角线平行于X和Y轴。

7.根据权利要求1的设备，其中所述强度分布是十字形。

8.根据权利要求7的设备，其中所述强度分布定向以使该十字形的臂与该设备的X和Y轴对准。

9.根据前述权利要求中任一项的设备，其中所述强度分布的中心位于该照明系统的光轴上。

10.根据前述权利要求中任一项的设备，还包括相移掩模作为所述图案形成装置。

11.根据权利要求1的设备，其中直线强度分布具有离轴设置的至少两个伸长的极，而不是轴上设置的单极，偏振方向基本上平行于极的纵向。

12.根据权利要求11的设备，其中所述直线强度分布有四个伸长的极，其中的两个沿第一方向定向，两个沿基本上正交于第一方向的第二方向定向，每个极中辐射的偏振方向基本上平行于该极的纵向。

13.根据权利要求11或12的设备，其中所述用于赋予强度分布的装置包括衍射光学元件，其用于产生可绕平行于辐射系统光轴的轴旋转的偶极或四极的角强度分布，并且该装置还包括杆状的光学积分器。

14.根据权利要求1至12中任一项的设备，其中用于赋予强度分布的所述装置包括一组可移动的叶片。

15.根据权利要求1至12中任一项的设备，其中用于赋予强度分布的所述装置包括具有与所述强度分布对应的一个或多个孔径的光阑。

16.根据权利要求15的设备，其中所述偏振装置包括安装在所述光阑的一个或每个孔径中的偏振器。

17.根据权利要求1至15中任一项的设备，其中用于偏振的装置包括射出线偏振光束的辐射源。

18.一种光刻投影设备，包括：

-用于提供辐射投射光束的照明系统；

-用于保持基底的基底台；以及

-用于将带图案的光束投射到基底的靶部上的投影系统；

其特征在于：

-所述用于限定强度分布的装置赋予一个强度分布，该强度分布在两个正交轴的互换中不对称；并且通过偏振装置赋予投射光束线偏振。

19.一种装置制造方法，包括以下步骤：

-提供一基底；

-利用照明系统提供辐射的投射光束；

-利用图案形成装置赋予投射光束的横截面一个图案；以及

-将带图案的辐射束投射到基底的靶部上，

其特征在于：

-所述所需的强度分布包括在投射光束上的一个轴上直线强度分布；还包括步骤：

-使所述投射光束线偏振。

20.根据权利要求19的方法，其中在所述线偏振的步骤中，赋予光束的线偏振的方向基本上平行于所述图案的线。