TW498183B - A projection-microlithographic device - Google Patents

Description

公 緣 88120775 曰 修， 本 )一套 一套能 遮蔽罩 遮蔽罩 投影物 影到晶 在 物鏡之 光，然 般定速 方向移 可能投 狀通常 伸。 已 構會因 陷。為 方法被 非旋轉 補’而 了對物 形。這 法總是 其隨後 發明係 照明設 夠在遮 支架， 支架可 鏡，其 元面上 這種投 下方， 而，在 成直線 動。為 影物鏡 使用長 知投影 為物鏡 了消除 採用， 對稱方 使投影 鏡做非 些方式 達到理 之補償 ，除了其隨後轉；ί以機械式將之變 想，且常伴隨著•以成像缺陷補償無 通常包括了裝置及相ίT時間的問題之外， — —___ 對支出之相當多的額外

第7頁 2002. 02. 26. 007 關於一投影〜微g旦/ 備，此設備具有 '裝置、’其組成包括：（a 蔽罩面卜來士有· （ Μ ) 一個光源；（ab ) 其作用是將irmr; (b) 一個 作用是將位於么方里向面广移動；（C) -個 。 遮敝罩面上之遮蔽罩的圖樣投 影-微顯影袭置Φ ' 而位於該晶元上個，s丨其半¥體晶元位於投影 掃描移動時，片並不會全部曝 性地，並且是ΐ r 晶元支架均以一 了在正確角产J: f時沿著掃描方向或是y 半徑達到最ϋΐϊ:: (x方向）以最小 方形之縫隙。這：;=投影料’像場形 二長方形的寬向掃描方向延 物鏡被非旋轉對稱性.地昭 y 加熱和/或緊宓而增 “、、、，長方形縫隙結 或補償这藉W夺致非旋轉對稱成像缺 而稱成像缺陷，有很多的 式去對投影物鏡之非扩2就是：使用相同之 物鏡之成像性質被對;2對，成像缺陷做互 旋轉對稱加埶或Α冉。這樣的方法包括 498183 案號88120775 糾年v M s 修正 五、發明說明（2) 花費。 其中一例如專利EP 0823662A所述，一種投影-微顯影 裝置以外加一裝置之方式欲補償非旋轉對稱之成像缺陷。 這裡除了一光源作為照射之目的外>,，尚有一來自另一光 源之光線也通過投影物，此額外之光線使得整個物鏡之光 線成為對稱，然而該光線並不適合也不能參與晶元之曝 光。明顯地，所需投入其投影物鏡之額外光源及光元 構成了相當之花費支出，此外，該投影物鏡需 而不必要之熱量壓力。 額外 美國專利547341 0也描述了另一藉如 顯影裝置，該圖2A及2B中描述了一具一般投影一微 曰匕像场形狀具下列目的.將投.影物鏡半 ==晶片在y方向之曝光便不會發生 鉬、， 『發”彼此平行進行之複數個掃描過程（严:過程， ) 為避免邊緣的曝光不同質， ^換」過程 f生所謂❺「曝光長條」，像場形狀：：：：行伸展，而 向平行伸展，而是傾斜地伸展。 ，並非向掃描方 條」之間的相接區域在連續兩欠」於鄰接「曝光長 ，來說，前面所提之一般六邊开=過程便重複曝光。 疋為了這個目的。然而，此 =擇作為像場形狀便 -Γ-_及最佳之成像校正區，

$ 8頁 美國專利54734 1 0中承認的，那\\形狀有其副作用是未於 為接近於旋轉對稱性地發生，疋，該投影物鏡之昭 :广開始即被避免或是只發以旋轉對稱性之成像缺 像場形狀只適用於重複曝光<「轉艮:：程度。然而上述之 又已知由於鏡子對光束的、=程」。 m 2002. 02. 26. 008 498183

成/艮據本發明描述之方法’本發明的這個目標已經達

本發明基於認知，也就是，當保持應用於血 縫隙構型之長寬比例時，就有可能達到一個更^ ^長方形 周形校正像場的像場形狀，因此熱度排除被 位於圓 中投影物鏡熱度減少之成像缺陷也減小了。^ ，而此法 本發明之一最佳實施例，其特徵在於： (e )形成像場形狀的裝置所形成的 足下列條件： 像場形狀能夠 滿 (ea )包括像場，且這些像場在y方向上至小 空白像場將彼此分開，並且以至少是近似旋轉對稱的個 分佈在投影物鏡之圓周形修正像場的邊緣部分·， 式

(eb)在像場形狀的整個x方向（垂直於丫方向）上… 得之由y方向進入這些像場的總光線量是固定不變的。測 本發明的此實施例首次違背迄今被廣泛應用之原則， =像場形狀必須包括一有黏著力的表面。一般認為一狹窄 掃描縫隙的曝光效果也可以用複數個像場同等取代，然而 複數個像場不再直接相接而分佈於投影物鏡之圓周形修正

498183 案號 88120775

五、發明說明（4) ___ 像場的邊緣部分，因此這些像場較狹办* 於旋轉對稱性。接下來物鏡的校正並卡掃插縫隙更加趨近 域。至少已大致接近旋轉對稱的性質不需要包括無用的區 所引起，投影物鏡非旋轉對稱之成 自一開始便防止照射 之設備。然而，根據本發明像場形.缺陷，而不需要補償 已知掃描器之縫隙形狀，構成像^ =曝光效果相對應於 狀的整個X方向上測得之由y方向/狀之像場，在像場形 採用之像場形狀的一個缺點是， I形狀的見。本發明 掃描移動距離會比較長一點（旦、搞敝支架及晶圓支架的 因為本發明换/: (/里掃描"Overscan")，這是 +赞明採用的像場形狀在 疋 統式，靖:縫隙縫隙在y方向長度略大於傳 t /、要忐夠提供均勻的照射光線，报容易就#鈞# $|1 y方向上的總光線量 很今易就此夠使到達 場在y方向μ Μ 保持口疋不變，因為此時只要使各像 ^向上的總長度固定不變即可。 照明^ί發明實施例的像場形狀，只需裝置相當簡單的 二罝就Τ以達到上述的g的。 做修改就π月提出一種與現有之照明裝置相當類似、僅需略 詈。、二L可以用於本發明之投影-微顯影裝置的照明裝 的破璃棒“，、、I置具有一根或數根能夠使照射光線均勻化 描述的^ ’、其作法方式類似於專利編號US-PS 5 473 408 有的於巧式。這種裳置不但成本較低，而且可以加裝在現 二衫〜微顯影裝置上。 本發明接 勻照射的破；的f法是可以更進一步減少光線損耗及均 嘴棒’來構成申請專利範圍1 2 _ 2 0之負責形成

第10頁 2002.02.26.010 498183 _案號 88120775 们年/月纠曰 修正_ 五、發明說明（5) 像場形狀的照明裝置。 本發明更提出一種具有稜鏡-蜂巢式聚光鏡的像場形 狀生成照明裝置。這種同樣具有低成本及可以加裝在現有 的投影-微顯影裝置上的優點。 ； 圖示符號說明 本案藉由藉由下列圖示及詳細說明，俾使一更深入瞭解： 圖1 :在一部投影顯微鏡裝置中用於遮蔽罩之照明的第一 種像場形狀的示意圖； 圖2 :圖1所示之像場形狀的一種變化形式； 圖3 : —種可以形成圖1及圖2之像場形狀的照明裝置的示 意圖； 圖4 - 6 :可以用在圖3之照明裝置的玻璃棒安裝方式； 圖7 : —種用於圖3之照明裝置的繞射光學元件之活躍結構 的晶胞， 圖8 :由圖4之晶胞組成之繞射光學元件的活躍結構； 圖9-12:其他數種可以用來取代圖1及圖2之像場形狀的像 場形狀； 圖1 3 :照明裝置的另一種實施例，具有一稜鏡-蜂巢式聚 V> hit- · 尤鏡， 圖14及圖15 :圖13之稜鏡-蜂巢式聚光鏡的2種像場蜂巢配 置方式。 本案圖示中所包含之各元件列示如下： 像場：1、2、3、4 邊界線：5 空白像場·· 6

2002. 02.26.011 第11頁 498183 __案號88120775_Μ年z月曰 修正 五、發明說明（6) 像場·· 1 0 1、1 0 2、1 0 3、1 0 4 空白像場：1 0 6 第一個繞射光學元件：11 箭頭：10 物 鏡·· 12 第二個繞射光學元件：13 偏射鏡：14 耦合光學裝置：15 場光闌：17 物 鏡：18 玻璃棒組：1 6 遮蔽罩：80 晶 圓：83 π掃描"裝置：8 1 投影物鏡：82 長方形的玻璃棒：11 6 反射層：162 一組反射層：262、263 玻璃棒：2 1 6 晶 胞· 20 5 像場：21、2 2、2 3、2 4 正方形像場：2 6 像場：2 0 卜 2 0 2 > 2 0 3 像場：3 0 1、3 0 2、 303 、 304 圓周線：305 像場:401、402 像場：5 0 1 圓周線：505 光源：6 7 5 聚光鏡：676 稜鏡-蜂巢式聚光鏡：670 像場蜂巢：672 光瞳蜂巢：671 像場透鏡：677 遮蔽罩：6 7 8 以下配合圖形對本發明之實施例做進一步的說明·· 圖1中繪有陰影線的像場（1、2、3、4 )組成在一部投 影顯微鏡裝置之遮蔽罩明用的一個像場形狀。此遮蔽罩會

第12頁 2002. 02. 26.012 五、發明說明（7) 在沿著圖卡所緣之正 這種移動方式和典型的"H系，f的y軸以定速移動， 垂直於掃描方向（亦即田疋一樣的。像場形狀在 程产，ri你少 ,P在X方向）上的總長度應大到一定沾 的ί個結構被ίΪΪΪ程f中，就可以使一片或多片晶片 可以使整個晶片』=部：；是說，不需多道掃描程序就 圓周形函像場場二 場的邊界線 圖1中以標號"5”表示此圓周形修正像 > i f ^斤示之像場形狀的曝光作用相當於長寬比為2 . 1 :形縫隙的曝光作用。其四個像場(12 :) 3 為2: 1的長方形構成。四個像場（卜2、 互接i起I即朝向圓周形修正像場之中 物Λ Λ : 使四個像場相對於與圖面垂直之投影 形成鏡像對稱關係。 、y釉及X軸千仃的中心線 動時從H所Λ的/場形狀可以清楚的看出，沿著X方向移 等Uf 向上的總長度是固定不變的，亦即 ΠΠ 、4)之y方向的長度之和。因此，當我 二慢往上方移•，剛開始時…方向的總 ί=及傻V y!向上的長度。繼續向上移動，進人 u^·4)的範圍時，在y方向的總長度等於像場 m y方向上的長度之和。因為像場（2)及像場 1 第13頁 2002. 02.26.013 案號 88120775

五、發明說明（8) (4)在y方向上的長度分別等於像 分之-，故不論是在像場(3)或V像方向上的長度二 園，像場形狀在丫方向上的總=，(，像場⑷的範 動，進入像場⑴的範圍時，續的向時切 同，因此總長度仍然不變。 、 豕（3 )的時候相 也可以用另一種方式來理冑旧的情況 :個位於空白的中間像場（6)内、長寬比2:】 出，經由圖1的像場形狀可以對晶片造成經由傳統式長w 形縫隙縫隙縫隙的像場形狀相同的曝光效果。 、 ·,如圖1所示，長方形縫隙經過修改後可以形成”對稱化 的像場形狀：如前所述，雖麸此傻揚带d 、， ^ 雖…、V此像％形狀並非完全旋轉 2稱’而疋四數一組的對稱。自是因此而形成的投影物 鏡熱感應非旋轉對稱成像缺陷（像差）卻比長方形縫隙所形

成的成像缺陷（像差）要小很乡。；^ gj I _ A 形狀比較容易散熱：= 2修改後的像場 、 、 此吋散熟問題取大的中間像場（6 )沒 有被光線射過，因此沒有散熱的問題。 在圖1所示的像場形狀中，像場4在\方向上並未與 其在X方向上相鄰的像場重疊。但是像場在X方向上的 定位如果不是絕對精確，則在，，相碰撞之處，，，晶片上經由 像場1-4被曝光的3條相鄰條紋，可能會出現不均勻曝光的 情形。這個問題並不難解決，如圖2所示，只需將像場形 狀略做修正即可。 圖2所不的像場形狀幾乎與圖1完全相同··一樣有四個 像場（101、102、103、1〇4)，以及一個位於中間的空白像 498183 __案號88120775_Μ年y月J 修正 五、發明說明（9) 場（106)。在圖2所示的像場形狀中，像場（101、102、 1 03、1 04)不再是長方形；同時位於中間的空白像場（1 〇6) 也不再是正方形。如圖2所示，由原來的長方形經過修改 後形成的像場101-104的形狀變為：； 像場（102)及（104)的形狀變成一等腰梯形，其長邊及 短邊均在X方向上延伸，且短邊朝向空白像場（1 〇 6 )。像場 (102) 及（104)的形成可以看作是從其原始形狀（長方形）的 y方向切下兩塊小三角形而成。 其長邊位於方向上的像場（1 0 1 )及像場（1 03 )的外形像 一間”小房子"；也可以看成是在一長方形上疊上一個三角 形而成，且此三角形的尖頂方向朝内。像場（丨〇丨）及像場 (103) 的形成方式可以想像成是從一個長方形的兩個短邊 各切下一個直角三角形而來，而此長方形短邊的長度剛好 等於圖1之像場（1 )及像場（3 )的短邊再向X方向延伸一小段 長度（相當於於被切下來的直角三角形的直角邊的長度）之 後的長度。

也可以用另一種方式來理解像場（丨〇 i )及像場（丨〇 3 )的 形成方式：把從像場（1 0 2 )及像場（1 0 4)切下來的直角三角 形的分別向+y和-y方向平移至圖！之像場（丨）及像場（3)之 上，即形成像％ (101)及像場（1Q3)。從這一種理解方式可 以很清楚的看出，圖2的實施例同樣能夠滿足本發明之像 場形狀的基本條件··沿著x方向移動時，像場形狀在y方向 上的總長度（在y方向的長度的線積分）是固定不變的。前 面已經證明過圖1的，，基本像場形狀”能夠滿足這個條件。 同樣的，由圖1的u基本像場形狀"經修改而得如圖2所示之

第15頁 2002. 02.26.015 _ 498183 ------ 案號88120775 力年 > 月77)曰 修正 _ 五、發明說明（10) 像場形狀也能夠滿足這個條件，因為此修改方式僅是在圖 1的像場形狀上將直角三角形在y方·向作適當的移動，即可 形.成圖2的像場形狀。 圖3所示為一投影顯微鏡裝置，圖1及圖2之像場形狀 均可用於此投影顯微鏡裝置。此投影顯微鏡裝置之照明裝 置的基本構造在專利編號DE 1 95 2 0 5 6 3 A中已有詳細 的說明；因此在說明圖3時，對於照明裝置之基本構造的 解說僅限於了解本發明之投影顯微鏡裝置所必須知道的範 圍。 在圖3中未將照明裝置繪出。照明裝置的光源有多種 可能的形成（例如：雷射）；箭頭（丨0 )代表自光源射出的光 線的行進方向。光線通過第一個繞射光學元件（丨丨）。光學 元件構成一照明光瞳，且為於一物鏡（丨2 )的物平面内。關 於第一個繞射光學元件（11)以及可能用於物鏡（12)内的各 種透鏡的詳細說明及構造，請參見專利編號DE 195 2〇 5 63 A的說明。 在物鏡（12)的出射光瞳内裝有第二個繞射光學元件 (is) /、功此和構造留待後面再做進一步的說明。光線通 二第：：繞射光學元件（13)後，會被一面平整的偏射鏡 至一輛合光學裝置（15)。此_合光學裝置（15)係 一種吊見的鏡頭，並無特殊之為，故不需在此多做解說。 從圖3可看出，光線通過藕合光學鏡頭（15)後

til!6私)的左面射人玻璃棒組（16)，然後從玻璃棒纟且（16) ;關於玻璃棒組(16)的構造和作用將在後面進 步說明。離開玻璃棒組⑽的光線射入 U

羞1 8812077R 五、發明說明（11) f P (本 ^ Γ 罩光罩系統 Γ61： iCle —maSking 一 SyStemn );此 二β1 (2 7 )的像場形狀為可調節式，但以調節至本發 _ ^ %形狀為最佳方式。接在場光闌（17)之後、帶 的尸亦關的偏像鏡的物鏡（18)會將;位於中間像場光圈内 、琢先闌（17)成像於遮蔽罩（8〇)之上。 遮敝罩（80)可以藉”掃描”裝置（81)之助，在方 線性移動。 光線通過像場形狀成像於遮蔽罩（8〇)之上的圖案會通 ^ 投影物鏡（8 2 )成像於晶圓（8 3 )之上。藉"掃描"裝置 81)之助，晶圓（83)可以與遮蔽罩（8〇)在y方向上作同步 、、！性移動，從而受到曝光。 玻璃棒組（1 6 )的配置有多種可能的方式。 在圖4所示的實施例中，玻璃棒組（丨6 )係由四支單一 ^破璃棒（16a_16b)構成，這四隻玻璃棒的斷面形狀和配 方式均類似於圖1之像場形狀内像場（卜4)的形狀和配置 方式。也就是說，四支玻璃棒的斷面皆為長寬比2: 1的長 方％;而且中間也是圍成一塊斷面為正方形的中空區域。 在圖5實施例中，玻璃棒組（1 6 )係由一支斷面為長方 I的玻璃棒（116)構成。這支玻璃棒的出射面塗覆一形狀 與吾人所欲的像場形狀（在本實施例為圖1之像場形狀）剛 好互補的反射層（162)。反射層（162)的作用是像防護罩一 樣’但對於光輸出僅有輕微的影響。 在圖6的實施例中將上述互補構想做更進一步的發 舞。和圖5的實施例一樣，圖6的玻璃棒組（1 6 )也是由一支 在出射面塗覆一組反射層（262)的玻璃棒（216)構成。和圖

第17頁 2002.02.26.017 * 498183 --鎌88120775 以年〆月 >。日 修正 五、發明說明（12) "~"~ 一 *- 5不同的地點方是，圖6的玻璃棒（216)在入射面也塗覆一 組反射層（ 2 63 )。入射面中間未被反射層（2 63 )遮住的部分 呈圓形，其形狀及範圍相當射入玻璃棒（216)的光束的形 狀及範圍。利用這種配置方式，可以反射層（2 6 2 )及反射 層（2 6 3 )之間造成多重光反射，以避免光線的損失。 ，前面曾經提及的第二繞射光學元件（13)的作用是使入 射光線能夠充滿玻璃棒組（丨6)的整個入射光。在專利編號 DE 1 9 5 20 5 63 A中的第二個繞射光學元件也有類似的作 用，但只是使光線充滿一支玻璃棒的一個長方形斷面。這 種作用方式幾乎不需任何修改就可以同樣應用於圖5及圖6 中玻璃棒組的照明。在圖4的實施例中，為了使由玻璃棒 (1 6a-1 6d)組成之複雜玻璃棒組（丨6 )的入射面也能夠均勻 的被入射光線充滿，有必要對位繞射光學元件（丨3)上原有 的活躍結構加以修改： 、圖7所不為第二個繞射光學元件（丨3)的一個，，晶胞，，的 活躍結構。晶胞（2 0 )具有四個像場（2 1、2 2、2 3、2 4 )，1 形狀及排列方式均類似於圖丨中由4個具有邊長比為2: /之 長方形斷面形狀之像場構成的像場形狀。和圖i中的像場 形狀一樣，這四個像場（21、22、23、24)也將一個正方形 ，場（26)圍在中間。在晶胞（2〇)上’只有相當於圖i之像 %形狀的像場0-4)的長方形像場（21_24)具有活躍結構。 此活躍結構係由以晶胞（2 〇 )之中心為圓心的若干同心圓構 成，其配置方式可採取類似於菲涅爾透鏡（Fresnel)或雙 繞射相位剖面透鏡的配置方式（此部分請參見專利編號DE 1 9 5 2 0 5 6 3 A 的說明）。

第18頁 2002. 02. 26.018 498183 _案號 88120775 五、發明說明（13) 如圖8所示，將圖7中的晶胞（20)經過多次結合，即 形成被置於第二個繞射光學元件（1 3)上的，，大X範"活躍^ 構。從圖中可看出，這個"大範圍，，活躍結構的&形成步騍: 第一步是使一群圖7所示的晶胞（20);，彼此以其長方形像 場（21-24)的短邊（寬）連接在一起。在這些連在一起的晶 胞（2 0 )之間首先會形成類似位於晶胞（2 0 )中間之空白像3場 (2 6)的空白像場。整個圖案看起來類似於西洋棋盤的袼野 子。第二步是將第二群晶胞（20)疊在第一個步驟=成的·， 棋盤圖案"上。重疊時應將晶胞（20)的空白像場（26)疊在 心像的中的棋盤圖案π的π黑色π區域上。經由這種方式就 了以形成如圖8所示之第一個繞射光學元件（13)的活躍社 構；在此活躍結構中已不再有空白的像場存在。 •也可以用另一種方式來想像上述活躍結構的形成方 =·在一個由許多個晶胞（2 0)組成、相當於圖8的黑色部 $的排列方式中，在沿x方向上出現一個相對移動後（移動 里相當於正方形像場的邊長），即形成上述的活躍結構。 具有上述活躍結構的第二個繞射光學元件（丨3)可使圖 4的坡/璃棒組（1 6 )左邊的光線入射面達到沒有光線損失， 以及受到均勻照射的目的。 《、原則上同樣的照明裝置不需經過改動，就可以被用來 =成圖2所不經修改過的像場形狀。方法很簡單，例如只 ^將圖4玻璃棒組（4)的四支玻璃棒（16a—16d)做如下的修 ^將四支玻璃棒（l6a—16d)的長方形斷面略為擴大至相 :\圖2繪有斜線之像場（1〇1、ι〇2、ι〇3' 1〇4)擴大為長 形後的大小。按照前面已經說明過的方式，自圖2中這

498183

案號 88120775 五、發明說明（14) 些擴大後形成的長方形裁下多於三角形部分，g 口 場（1〇1、1〇2、1〇3、1〇4)。也就是說，玻璃棒像 當於圖2之像場（1〇1)及像場（103)的二支玻璃棒）二= 斷面在X方向上的長度會略大於另外兩支相當於\ / (102)及像場（104)的玻璃棒的長方形斷面在y方 苟 度。因此這四支玻璃棒不再是像原來一樣，彼此D i•的長 在一起，而是在X方向彼此會略有重疊。在玻螭 1 出口面附近會加裝另一個光圈，其作用是將多餘的_(16) 部分切掉。以上的裝置方式雖然會造成些微的光1^形 但損失程度仍再可以接受的範圍。 、 圖9所示為除了圖i及圖2像場形狀外，另外— 應用於投影顯微鏡裝置的像場形狀。這種像場形可： ΐΓ二面上彼此垂|、且分別平行於y軸及x軸的兩條ΐ心: 線（對稱軸）呈鏡像對稱，但是對垂直於圖9之圖面的中心 軸僅構成2數一組的旋轉對稱關係。圖9之多邊 係由6個像場依下述方式組成： 像琢Φ狀 第一個像場（201)的形狀為一平行四行形，其短邊長 又剛，等於一曝光效果與圖9之像場形狀相同的傳統^ 方形掃描器縫隙短邊長度的一丰: 、 f:條短邊（圖中以虛線表示，僅為一條想像的線）盥第二 :2广2 Γ的〇2)Ϊ連接，像場(2〇2)的斷面形狀為長方形。像 :個; 圖中以虛線表示，僅為-條想像的線)與 另一個平行四行形像場（2〇3)連接’像場（2〇3)與像場 係向為7方向的中心線（對稱軸）彼此呈鏡像對稱關

Bum 第20頁 2002. 02.26.020 498183

另一個鏡像對稱關係是像場（201、202、203 )與像場 (201 、202 、203 )以平行於χ軸的中心線（對稱轴）形成 巧鏡像對稱關係。在言這條中心線（對稱軸）上，相鄰的像 場（201)與像場（201，），以及像場（2Q3，）與 此僅在一個頂角處有接觸。 J夜 吾人很容易就可以看出 足本發明要求的基本條件· 方向上的總長度（在y方向的 變的。 ’圖9的像場形狀同樣能夠滿 沿著X方向移動時，像場形狀y 長度的線積分）必須是固定不 很顯然的，圖1 〇的像場形狀同樣也能夠滿足本發明要 求的基本條件。此像場形狀包括四個彼此不相碰觸的 (301 ' 302' 303' 304)。與圖2的像場形狀類似，在圖1〇 的像場形狀中，在X方向上相隔最遠的兩個像場（3〇丨）及 場（ 3 0 3 )的外形也像是一間由一個長方形和一個尖點朝内 的三角形組成的”小房子"。像場（3〇1 )及像場（3〇3)在丫方 向上的長度剛好等於一曝光效果與圖丨〇之像場形狀相同的 傳統長方形掃描器縫隙寬度。 與圖2之像場（1 〇 2 )及像場（1 〇 4.)類似，在圖^ 〇的像場 形狀中，在y方向上相隔最遠的兩個像場（3 〇 2)及像場 (304)的外形也疋等腰梯形。不同的地方在於，在圖2的實 施例中，兩個等腰梯形較短的一邊均位於内側；而在圖工〇 的實施例中，兩個等腰梯形較短的一邊均位於 外側。這種配置方式的好處是，等腰梯形像場（3〇2)及像 場（ 304)可以更加貼近圓周形修正像場圓周線（3〇5)。报明 顯的，這種配置方式對於像場（302)及像場（304)在y方向

第21頁 2002· 02· 26. 021 ·

〆_____ _案號88120175 1丨车y 多、發明說明（16) 上的總長度（在y方向的長度的線積分）並不會造成 響。 1可衫 圖11所示的像場形狀同樣也是對一條平行於χ轴的中 心線（對稱軸）呈鏡像對稱關係。這氧像場形狀包括兩個 形類似圓環段的像場（401)及（402 )。各圓環段上的兩條圓 弧並非同心，而是具有相同半徑的.兩個圓弧，且其圓二在 y方向上彼此相隔一定的距離。沿著χ方向移動時，不★在 X方向上的任何一點，這兩個類似圓環段的像場（4〇1):像 場（402 )在y方向上的長度都是固定不變的。而且這個在 方向固定不變的長度剛好等於一個具有相同曝光效果的j專 統長方形掃描器縫隙縫隙縫隙的寬度的一半。 、 圖1 2所示像場形狀僅有一個外形類似圓環段的像場 (5 0 1 )。圓環段上的兩條圓弧並非同心，而是具有相同半 徑的兩個圓弧，且其圓心在y方向上彼此相隔一定的距 離。此距離剛好等於一個具有相同曝光效果的傳統式長 形掃描器縫隙的寬度。 ~ 雖然在圖1 2的實施例中，像場形狀並非絕對旋轉對 稱’但因其供光線通過的區域較貼近圓周形修正像場 (5 0 5 )的圓周線，能夠為投影物鏡提供較好的散熱效@果， 所以因受熱而造成投影物鏡的成像缺陷（像差）也會比較 〇 圖13顯示另外一種可以用來形成吾人所欲之像場形狀 的裝置。在圖13中，光源（67 5 )發出的光在通過聚光鏡 (676 )之後，會變成平行前進的光線，再通過稜鏡-蜂巢 聚光鏡（ 67 0 )。這種蜂巢式聚光鏡的基本構造屬於已知的"

498183 修正 五、發明說明(π) 知識， 若干光 轉變成 會通過 是類似 圖 配置方 透 鏡上的 縫隙為 曝光裝 轉對稱 其入射 瞳蜂巢 許許多 像場透 於吾人 14及圖 式都可 過上述 光學元 佳。其 置進行 ，受熱 案號 88120775 面裝有若干像場蜂巢（672)，出射面則裝有 (671)，每一個蜂巢都會將平行射入的光線 多射往各個不同方向的光束。接著這些光束 鏡（677)並在遮蔽罩（6了8)上成像，形成至少 所欲之像場形狀。 1 5所示為像場蜂巢的配置方式，利用這兩 以獲得上述結果。 於旋轉對稱的像場形狀，可以使投影物 社的照明對稱性遠較透過傳統式掃指哭 ^變尺ΐ需改變投影物鏡的構造，也不必i 或輕射ΐ可以達到大幅降低投影物鏡因非旋 射乂成的成像像差。

498183 _案號88120775_%年 > 月2?曰 修正_ 圖式簡單說明 圖1 :在一部投影顯微鏡裝置中用於遮蔽罩之照明的第一 種像場形狀的示意圖； 圖2 :圖1所示之像場形狀的一種變化形式； 圖‘3 ·· —種可以形成圖1、及圖2之像場形狀的照明裝置的示 意圖； 圖4-6 :可以用在圖3之照明裝置的玻璃棒安裝方式； 圖7 : —種用於圖3之照明裝置的繞射光學元件之活躍結構 的晶胞， 圖8 :由圖4之晶胞組成之繞射光學元件的活躍結構； 圖9-12:其他數種可以用來取代圖1及圖2之像場形狀的像 場形狀； 圖1 3 :照明裝置的另一種實施例，具有一稜鏡-蜂巢式聚 4> Ajfic. · 无鏡， 圖14及圖15:圖13之稜鏡-蜂巢式聚光鏡的2種像場蜂巢配 置方式。

第24頁 2002. 02. 26. 024

Claims (1)

1. 498183

   月 曰 修正 案號 >58120775

   下 如 分： 部有 成具 組備 其設 ，此 置， •，蔽 置遮 裝在 的定 狀固 形罩 場蔽 像遮 成將 形是 上用 面作 罩其 蔽， 遮架 .，在支 源夠罩 光能蔽 個套遮 一 一個 蔽 遮 方“ 描d 是# ^ -用 在作。 以i上 可 面 jb物曰- 罩W到 蔽U影 遮Ξ投 此d樣 •，[§11 上3)的 面C罩 罩 蔽 向 方 •，遮 動之 移上 上面 丨罩 組 棒 璃 玻 置 :裝 為的 徵狀 特形 之場 置像 裝成 影形 顯責 微負 - 影4 投C 此 鏡 稜 ；；線 70周 1:6圓 Θ 鏡、的 光5住 聚10蔽 式線遮 巢周域 場 場 像 正 修 形5 周40 圓線 將周 成 形、。 夠05狀 ί形 線 周 圓 5 間 線中 界的 邊 5 圓 蜂 區 置 裝 影 顯 微 備 設 明 I 照 影套 投一 種} 一(1 2 下 如 分 部 成 組 其 有 具 備 設 此 置 裝 的 狀 形 場 像 成 形 上 面 罩 蔽 遮 ;在 源夠 光能 個套 1 一 架 支 罩 蔽 遮 個 向 方 描 掃 在 以 可 架 支 罩 蔽 遮 此 上 面， 罩 蔽 ·， 遮動 在移 定上 _ _ \—/ 固 罩 蔽 遮 將 是 用 作 其 向 方 遮 之 上 面 罩 蔽 遮 於 位 將 是 用 作 其 鏡 物 影 投 個 上 面 圓 晶 到 影 投 έκ- # 圖 的 罩 蔽 置 _ ·裝 為的 徵狀 特形 之場 置像 裝成 影形 顯責 微負 I 影4) 投C 此 鏡 光 聚 式 巢 與 種 一 成 形 夠 圓 鏡的 稜心 、 圓 16為 組轴 棒學 璃光 玻依 :以 蜂 環

   第25頁 2002.03.01.025 498183 --案—號88120775 — 3 \车> 1曰 佟巴_ 六、申請專利範圍 非常貼近的像場形狀，其貼近程度優於任何長方形縫隙所 能達到的程度。 3 · —種投影-微顯影裝置，其組成部分如下： (1 ) 一套照明設備，此設備具有： a、 一個光源； b、 一套能夠在遮蔽罩面上形成像場形狀的裝置； (2) —個遮蔽罩支架，其作用是將遮蔽罩固定在遮蔽 罩面上；此遮蔽罩支架可以在掃描方向（y方向）上移動； (3 ) —個投影物鏡，其作用是將位於遮蔽罩面上之遮 蔽罩的圖樣投影到晶圓面上。 此投影-微顯影裝置之特徵為： (4 )負責形成像場形狀的裝置（玻璃棒組1 6、稜鏡一蜂 巢式聚光鏡6 7 0 )的構成方式能夠形成一種像場形狀，此像 場形狀係由一長方比大於1. 5的長方形經由一等面積及在 長方形之長邊方向上等距的圖案所形成，而且至少有兩條 曲線作為其邊界線。。 4 ·如申請專利範圍第1至3項其中一項的投影-微顯影裝 置，其中更包括： (5 )形成像場形狀（像場1、2、3、4 ;像場1 0 1、1 0 2、 103、104 ;像場 201、2 02、2 03、201，、2 02，、203，；像 場301、302、303、304)的裝置（玻璃棒組16)所形成的像 場形狀（像場 1、2、3、4 ;像場 101、1〇2、103、104 ;像 場 20 卜 2 02 ' 2 03 > 201，〜2 02，' 2 03，；像場 30 卜 3 0 2 ' 3 0 3、3 0 4 )能夠滿足下列條件：

   第26頁 2002.03.01.026 498183 案號 88120775 Λ 曰 六、申請專利範圍 a、 包括像場（像場1、2、3、4 ;像場1 0 1、1 0 2、 103、104;像場 201、202、203、201，、202，、203，；像 場301、302、303、304)，且這些像場在7方向至少由一個 空白像場（6、1 0 6、2 0 6、3 0 6 )將彼此分開，並且以至少近 似旋轉對稱的方式分佈在投影物鏡之圓周形修正像場的邊 緣部分； b、 在像場形狀的整個χ方向（垂直於y方向）上測得 之由y方向進入這些像場（像場i、2、3、4 ;像場i 〇 i、 102、103、104;像場 201、202、203、201，、202，、 2 0 3’ ；像場301、302、303、304 )的總光線量是固定不變 的。 5 ·如申請專利範圍第4項所述之投影-微顯影裝置，其特 徵為：沿像場形狀的X方向（垂直於y方向）移動，在y方向 測得之像場（像場1、2、3、4 ;像場1 0 1、1 〇 2、1 0 3、 104;像場 201、202、203、201，、202，、203，；像場 301、302、303、304)的總長度（在y方向的長度的線積分） 是固定不變的。 6 ·如申請專利範圍第丨至3項其中一項的投影—微顯影裝 置’其特徵為：像場形狀㈠象場1、2、3、4 ;像場1 〇 1、 102、103、104;像場 2〇1、202、203、201，、202，、 203’；像場301、302、303、304)對一條平行於χ軸的中 心線（對稱軸）形成對稱的狀態。 7 ·如申請專利範圍第1至3項其中一項的投影-微顯影裝 置，其特徵為：像場形狀（像場1、2、3、4 ;像場丨〇 i、

   第27頁 2002. 03.01.027 498183

   六、申請專利範圍 102、1〇3、104;像場 201、202、203、201，、202，、 203’； 像場301、302、303、3 04對一垂直於其所在平面 之中心轴構成至少為2數一組的旋轉對稱關係。 8 ·如申請專利範圍第1至3項其中一項的投影-微顯影袭 置，其特徵為：像場形狀包括四個長方形像場（1、2、3、 4 )，且這四個長方形像場將一個長方形空白像場（6)圍在 中間。 9 ·如申請專利範圍第8項所述之投影-微顯影裝置，其特徵 為··長方形空白像場（6)剛好（或至少非常近似）是一個正 方形’且四個長方形像場（1、2、3、4)的長寬比剛好（或 至少是非常接近）是2 ·· 1。 1 0 ·如申請專利範圍第1至3項其中一項所述的投影—微顯 影裝置’其特徵為：像場形狀包括多個長方形像場（2 〇 2、 202’）及/或平行四邊形像場（2〇1、203、201，、203，），並 由這些像場共同構成一多邊形。 1 1 ·如申請專利範圍第1至3項其中一項的投影—微顯影裝 置’其特徵為：像場（101、1〇2、1〇3、1〇4; 301、302、 303 ⑽4)被限制在2條平行於X方向的邊界内，並在其X方 向上延伸至在y方向相鄰的像場（101、102、103、104; 301 ' 302、30 3、304)之處，具有一條傾斜的邊界線，其 中相鄰的像場（101、102、103、104 ; 301、302、303、 =4)在傾&斜的邊界線内的X方向上彼此有重疊的部分。 ^ 申明專利範圍第1至3項其中一項所述的投影-微顯影 衣置其特徵為：像場形狀至少包括一個近似於圓環段的

   第28頁 2002.03.01.028 498183 _案號88120775_M年冬月1 S 修正_ 六、申請專利範圍 像場（401、402 ; 501 )。此近似於圓環段之像場的兩條邊 界線係兩條半徑相同且圓心均位於y軸上、且相距一固定 距離的圓弧；另外兩條邊界線則是兩條平行於y軸的直 線。 1 3.如申請專利範圍第1 2項所述之投影-微顯影裝置，其特 徵為：兩個近似於圓環段的像場（4 0 1、4 0 2 )以一條與X軸 平行的中心線作為對稱軸，形成鏡像對稱的關係。 14.如申請專利範圍第1至3項其中一項的投影-微顯影裝 置，其特徵為：負責形成像場的裝置（玻璃棒組1 6 )至少具 有一支玻璃棒。 1 5.如申請專利範圍第1 4項中所述之投影-微顯影裝置，其 特徵為：負責形成像場的裝置（16)具有數支玻璃棒（16a、 16b、16c、16d)，這些玻璃棒的斷面形狀和配置方式，剛 好能夠使其出射面構成至少具有與像場形狀相似的幾何形 狀的圖案。 1 6.如申請專利範圍第1 4項中所述之投影-微顯影裝置，其 特徵為：裝有一種裝置，能夠使離開像場形狀形成裝置 (1 6、6 7 0 )的光線在空間中的輻射強度能夠均勻分配。 1 7.如申請專利範圍第1 4項所述之投影-微顯影裝置，其特 徵為：此裝置為一中性濾光片。 1 8.如申請專利範圍第1 8項所述之投影-微顯影裝置，其特 徵為：此裝置為一可調整的光圈。 1 9 .如申請專利範圍1 4項所述之投影-微顯影裝置，其特徵 為：塗覆反射層（1 6 2、2 6 2 )的玻璃棒（11 6、2 1 6 )的出射面

   第29頁 2002.03.01.029 498183 修正 案號 88120775 六、申請專利範圍 致使玻璃棒（116、216)不含反射層（162、262)的出射面與 像場形狀至少具有近似的幾何形狀。 ' 2 0 ·如申請專利範圍丨5項所述之投影-微顯影裝置，其特徵 為：玻璃棒（216)的入射面裝有反射層（263)，此反射層僅 讓進入玻璃棒（216)的光束的斷面通過。 2 1 ·如申請專利範圍第1 9或2 0項中其中一項所述之投影-微 顯景々裝置，其特徵為：負責形成像場的裝置（1 6 )具有數支 玻璃棒（16a、16b、16c、16d)，這些玻璃棒的斷面形狀和 配置方式，剛好能夠使其出射面構成至少具有與像場形狀 相似的幾何形狀的圖案。 2/·、如申請專利範圍第21項所述之投影-微顯影裝置，其特 f A ·裝有一種裝置，能夠使離開像場形狀形成裝置 6 7 0)的光線在空間中的輻射強度能夠均勻分配。 其特 其特 2 3 ·如φ枝金 . 、τ靖專利範圍第2 2項所述之投影—微顯影裝置 徵為 ·此紫I & 裒置為一中性濾光片。 2 4 · 由丄太由 %專利範圍第22項所述之投影—微顯影裝置 撑為：此裝置為一可調整的光圈。 其 T、印專利範圍第1 9或2 0項所述之投影-微顯影裝置， & 6寺城為：裝有一種裝置，能夠使離開像場形狀形成裝置 β 6 7 0 )的光線在空間中的輻射強度能夠均勻分配。 其特 其特 ^T印專利範圍第2 5項所述之投影-微顯影裝置 被為：此键 2 7如由^置為一中性濾光片。 抓\ 申請專利範圍第2 5項所述之投影—微顯影裝置 匕裝置為一可調整的光圈。

   第30頁 肩文為：此駐里& 2002.03. 01· 〇30 498183 _案號88120775_^年3月1 曰 修正_ 六、申請專利範圍 2 8.如申請專利範圍第2 5項中所述之投影-微顯影裝置，其 特徵為：照明裝置具有一繞射或折射光學元件（1 3 )，其活 躍結構能夠進一步減少玻璃棒（16a、16b、16c、16d)的入 射面的光線損失，並使受到的照明更加均勻。 2 9.如申請專利範圍第1 6或2 2項中所述之投影-微顯影裝 置，其特徵為：照明裝置具有一繞射或折射光學元件 (13)，其活躍結構能夠進一步減少玻璃棒（16a、16b、 1 6 c、1 6 d)的入射面的光線損失，並使受到的照明更加均 勻。 3 0.如申請專利範圍第2 9項所述之投影-微顯影裝置，其特 徵為：繞射或折射光學元件（1 3)的活躍結構具有一帶有旋 光像場（2 1、2 2、2 3、2 4 )的晶胞（2 0 )。這些旋光像場的配 置及形成的形狀與像場形狀之像場（1、2、3、4)排成的形 狀至少具有相似的幾何形狀。 3 1.如申請專利範圍第1 4項中所述之投影-微顯影裝置，其 特徵為：照明裝置具有一繞射或折射光學元件（1 3 )，其活 躍結構能夠進一步減少玻璃棒（16a、16b、16c、16d)的入 射面的光線損失，並使受到的照明更加均勻。 3 2.如申請專利範圍第2 8或3 1項所述之投影-微顯影裝置， 其特徵為：繞射或折射光學元件（1 3)的活躍結構具有一帶 有旋光像場（21、22、23、24)的晶胞（20)。這些旋光像場 的配置及形成的形狀與像場形狀之像場（1、2、3、4)排成 的形狀至少具有相似的幾何形狀。 3 3.如申請專利範圍第1至3項其中一項的投影-微顯影裝

   第31頁 2002.03.01.031 498183 案號 88120775 曰 修正 六、申請專利範圍 置，其特徵為：負責形成像場形狀的裝置具有一稜鏡-蜂 巢式聚光鏡（670)，其蜂巢（光瞳蜂巢671、像場蜂巢672) 的排列及配置方式能夠形成一至少在幾何形狀上與吾人所 欲之像場形狀相似的像場形狀。 3 4.如申請專利範圍第1至3項其中一項的投影-微顯影裝 置，其特徵為：具有一個能夠賦予像場形狀精確形狀的光 罩（17)。

   第32頁 2002.03.01.032