TWI406103B - 照明光學系統、曝光設備及裝置製造方法 - Google Patents

照明光學系統、曝光設備及裝置製造方法 Download PDF

Info

Publication number
TWI406103B
TWI406103B TW097136472A TW97136472A TWI406103B TW I406103 B TWI406103 B TW I406103B TW 097136472 A TW097136472 A TW 097136472A TW 97136472 A TW97136472 A TW 97136472A TW I406103 B TWI406103 B TW I406103B
Authority
TW
Taiwan
Prior art keywords
polarization
control unit
group
polarization state
polarization control
Prior art date
Application number
TW097136472A
Other languages
English (en)
Other versions
TW200928603A (en
Inventor
Kenichiro Mori
Original Assignee
Canon Kk
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Canon Kk filed Critical Canon Kk
Publication of TW200928603A publication Critical patent/TW200928603A/zh
Application granted granted Critical
Publication of TWI406103B publication Critical patent/TWI406103B/zh

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
    • G03F7/70091—Illumination settings, i.e. intensity distribution in the pupil plane or angular distribution in the field plane; On-axis or off-axis settings, e.g. annular, dipole or quadrupole settings; Partial coherence control, i.e. sigma or numerical aperture [NA]
    • 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
    • G03F7/70483—Information management; Active and passive control; Testing; Wafer monitoring, e.g. pattern monitoring
    • G03F7/7055—Exposure light control in all parts of the microlithographic apparatus, e.g. pulse length control or light interruption
    • G03F7/70566—Polarisation control

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
  • Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)

Description

照明光學系統、曝光設備及裝置製造方法
本發明與照明光學系統、曝光設備、及裝置製造方法有關。
諸如半導體裝置之類的裝置可藉由微影製程來製造。在微影製程中使用投影曝光設備。微影製程包括在塗布有光敏材料的基板上(例如矽基板或玻璃基板)投影電路圖案，藉以將電路圖案轉移到光敏材料上。
隨著近年來半導體裝置之微圖案成形的進步，可以將線寬0.15微米或更小的圖案轉移到基板上。半導體之微圖案成形的進步，提升了封裝密度，這使得可以製造低功耗、高效能的半導體裝置。在此情況之下，又產生對於更先進之半導體裝置微圖案成形(micropatterning)的高度需求。以此需求，必然產生對於增進投影曝光設備之解析力的其它高度需求。
解析力R(可以轉移之線與間隔)、投影光學系統之數值孔徑NA與曝光光線之波長λ間的關係如下：
R=k1×λ/NA　…(1)
其中k1為係數。
從方程式(1)中可明顯看出，為提高解析力R(為降低R的值)，其僅需要縮短曝光設備的波長λ或增加投影光學系統的數值孔徑NA。基於此，慣例上，曝光設備的NA已不斷地增加，且曝光光線的波長λ也已不斷地減短。
不幸地是，近來的研究顯示，隨著NA的增加，p-極化光(當光照到基板上時，其電場向量位於包括有光分量之平面上且垂直於基板的光分量)在光阻上之干涉條紋的對比降低。鑑於此，為藉由增加NA來增進解析力，需要藉由隨著NA的增加而消除p-極化光，以達成僅使用s-極化光(電場向量垂直於p-極化光之電場向量的光分量)的極化照明。
這是因為光阻仰賴光之電場分量的強度而被曝光。隨著NA的增加，p-極化光的電場向量不產生干涉條紋，致使無論在其上的位置為何，都具有一致的強度。
假設如圖2中所示的座標系統，藉由兩繞射光束E+ 與E- 之間的干涉在其上形成干涉條紋。本說明書假設以z方向為光軸方向，且z軸垂直於x-y平面。須注意，當光軸被反射鏡偏折時，z方向也彎曲。亦即，本說明書中使用光軸方向做為參考來定義相對座標系統上的x、y與z的方向。
現參考圖2，繞射光束E+ 與E- 每一都包括電場向量平行於基板W的s-極化光(振幅：Es )，以及垂直於s-極化光的p-極化光(振幅：Ep )。
繞射光束E+ 與E- 如下：
其中υ為頻率，λ為波長。為簡單之緣故，假設繞射光束E+ 與E- 為45°線性極化光束，每一光束中的s-極化光與p-極化光係同相位。
繞射光束E+ 與E- 的和係干涉條紋之振幅且如下：
此振幅之絕對值的平方為干涉條紋的強度且如下：
在方程式(5)中，
項表示干涉條紋的振盪振幅。在此情況中，線與間隔圖案的強度分佈在x方向具有λ/sinθ的周期。
當使用高NA之投影光學系統投影微圖案時，z軸與繞射光束之間的角θ變得比使用正常者為大。例如，圖3顯示當使用波長λ=193nm之ArF雷射光束投影周期為L nm的線與間隔圖案時，z軸與繞射光束之間在光敏材料(光阻的折射率為1.7)中的角度θ。當周期降到大約低於160nm時，z軸與繞射光束之間的角度θ變為45°。
當角度θ變為45°，方程式(6)所表示之項之係數中的cos2θ變為零，且方程式(6)所表示之項也因此變為零。基於此原因，p-極化光的振幅Ep根本不會反映在干涉條紋的振盪振幅項中，但僅反映在sin2 θ上，此表示干涉條紋在x方向無振盪。上述的事實證明p-極化光僅只降低干涉條紋的對比。
繞射光束是p-極化光或s-極化光，係按照繞射光束與基板間的關係來決定。換言之，由於上述係假設s-極化光與p-極化光用於在y方向延伸且在x方向具有周期性的圖案，因此，s-極化光係其電場向量指向y方向的Y-極化光分量，且p-極化光係其電場向量指向x方向的X-極化光分量。反之，當使用在x方向延伸且在y方向具有周期性的圖案時，則在y方向產生繞射光束。在此情況，s-極化光係其電場向量指向x方向的X-極化光分量，且p-極化光係垂直於s-極化光的Y-極化光分量。換言之，用於在x方向具有周期性之圖案的s-極化光入射光束，被轉變成用於在y方向具有周期性之圖案的p-極化光入射光束。須注意，極化狀態依參考表面與光束入射方向而改變。
如前所述，p-極化光使具有高NA之投影光學系統之曝光設備中之影像的對比降低。為獲得到高對比的影像，使用包括較少量之p-極化光與較大量之s-極化光的曝光光線方能有效地實施曝光。因此，提供能以預定的極化狀態來照明光罩之極化照明的照明系統，對於未來的高NA微影(lithography)很重要。
圖4的視圖顯示以能提供極化照明的照明系統在該照明系統之瞳平面上所得到的極化狀態。當連同使用Alt-PSM時，Y-極化低-σ的照明能有效地轉移在x方向中重複的圖案。須注意，σ稱為相干因數，其是由照明光學系統之出光側的NA除以在其入射側之投影光學系統之NA所得到。當連同使用Alt-PSM時，X-極化低-σ的照明能有效地轉移在y方向中重複的圖案。當連同使用二進制光罩或半調光罩(也稱為Att-PSM)，以Y-極化X-偶極的照明有利於轉移在x方向中重複的圖案。當連同使用二進制光罩或Att-PSM時，以X-極化Y-偶極的照明能有效地轉移在y方向中重複的圖案。當連同使用二進制光罩或Att-PSM時，以切線極化十字極的照明能有效地轉移在x方向與y方向中都重複的混合圖案。當連同使用二進制光罩或Att-PSM時，以切線極化環形照明能有效轉移在各不同方向中都重複的混合圖案。切線極化意指在照明系統之瞳孔上的每一點處，電場向量指向與光軸之中心方向近乎垂直之方向的極化狀態。當使用連同Cr-less PSM時，以徑向極化45°-四極照明能有效地轉移接觸孔圖案。徑向極化意指在照明系統之瞳孔上的每一點處，電場向量指向之光軸之中心方向的極化狀態。
圖5的視圖顯示具有以極化光照明一掩模之照明光學系統之投影曝光設備的配置例。此投影曝光設備的例子例如揭示於PCT(WO)2004/051717。
光源1提供光給照明光學系統。光源1例如是準分子雷射。波板(極化控制單元)2例如是由雙折射玻璃所製成的光學元件，諸如石英晶體或氟化鎂。波板2將光源1所提供的極化光一體地轉換成預定的極化狀態。
中性密度濾光鏡(ND)3用來按照施加於基板17上之光敏材料的敏感度而改變照明光的照度。
微透鏡陣列4使入射光以特定的角分佈出現，即使由於地板或曝光設備之振動而使來自光源1的光從照明光學系統之光軸移位或偏離中心，都能使光進入安置於微透鏡陣列4之接續級的光學系統，同時使該光保持相同的特性。聚光透鏡5將從微透鏡陣列4出現的光投射到CGH(電腦所產生的全息片)61。CGH 61產生任意繞射的光，經由聚光透鏡7在A平面上形成所要光分佈。設置可 與CGH 61替換的微透鏡陣列62。當微透鏡陣列62插入光學路徑中時，其經由聚光透鏡7在A平面上形成均勻的光分佈。倍率可變的中繼透鏡8放大或縮小形成在A平面上的分佈，並將其投射在光學積分器10之上。
極化控制單元9係以複數個波板所形成，且被用來在照明光學系統的瞳平面上形成具有複數個極化狀態的有效光源。圖4的視圖顯示具有複數個極化狀態的照明有效光源。
圖9的視圖顯示極化控制單元9的配置例。圖9顯示當從光軸方向看入時的極化控制單元9。瞳孔上的區域被劃分成8個部分區域。在每一部分區域中配置與要在其中所形成之極化狀態相容的波板。
光學積分器10在照明光學系統之瞳孔的位置處(在光學積分器10的出口表面)形成複數個二次光源。光學積分器10例如可形成為複眼透鏡或微透鏡陣列。
聚光透鏡11將藉由光學積分器10波前分離入射光所獲得到的光束疊置，以在B平面上形成幾近均勻的強度分佈。半反射鏡12朝向曝光量感測器13分光，用以控制曝光量。中繼光學系統14將形成在B平面上具有幾近均勻之強度分佈的光投射到掩模(光罩)15上。
投影光學系統16將繪製在掩模15上的電路圖案投影到塗佈有光敏材料的基板(晶圓)17上。基板台座19對正基板17。基板台座19例如藉由掃瞄曝光的掃瞄或逐步地移動基板17以切換拍照區域的方式來驅動基板17。基板台座19上安裝一照度計18。照度計18在任意的時機驅動基板台座19以便介入到曝光區域，藉以測量曝光區域中的照度。控制裝置20控制光源1，以便根據曝光量感測器13的輸出，使基板17的曝光量到達目標值。
為藉由波板控制光極化狀態以實施極化照明，波板必須製造成能產生精確的相位差。現將參考圖6來解釋製造波板的細節。令基板厚度為d，ΔN為雙折射玻璃材料的雙折射量，以此材料所製成的1/2波板101必須製造成滿足關於波長λ之光有(180+360xm)度(m：自然數)的相位差δψ。即使當波板101的厚度d偏離目標值僅數微米，相位差都會有極明顯的改變，因此，必須精確地控制厚度d。
為藉由以雙折射玻璃材料所製成的波板101產生精確的相位差，也必須將相對於波板101的入射角設定在一較窄的範圍。如圖6所示，當光以相對於垂直入射光以角度θ進入波板101時，其通過波板101之光路徑的長度，比當光以垂直進入波板101時增加。因此，從波板101離開的光呈現Δ度的相位誤差
如圖7所示，考慮光以某一角度進入由雙折射玻璃材料所製成之一對波板(第0階的1/2波板)的情況。圖8顯示模擬在改變波板厚度之時，極化之純度的結果。
令在x方向振盪之光的強度為Ix，在y方向振盪之光的強度為Iy，極化之純度定義為Ix/(Ix+Iy)。進入波板之光的極化狀態為Y-極化(Iy=1及Ix=0)，且每一波板為1/2波板，其快軸(fast axis)相對於X軸在45°方向。由於具有0°入射角之入射光(Y-極化光)被1/2波板轉換成X-極化光，因此，極化的純度為1。
圖8顯示波板之厚度d(mm)與極化之純度間的關係。緃座標與橫座標指示入射光相對於波板在x與y方向的入射角度，而顏色密度代表極化之純度的改變。白色指示極化的純度高，而黑色指示極化的純度低。圖8中所示之結果顯示出光之極化的純度視入射角與波板之厚度而定。波板之厚度愈厚及入射角愈大，極化之純度的改變愈大。
上述的事實顯露出，當使用厚的波板，且波板配置在投影曝光設備中入射角分佈呈現大入射角的位置時，目標照明表面上之極化的純度下降。在此情況中，影像的對比下降，且因此ED窗口縮小，致使晶片的良率下降。當曝光設備使用以雙折射玻璃材料製成的波板時，吾人希望在入射角小(以±3°或更小為佳)的位置處配置薄的波板(較佳的厚度為0.5mm或更薄)。
從與長晶爐相關之限制的觀點來看，諸如石英晶體及氟化鎂等雙折射玻璃材料，每一都具有可製造之外徑的限制。一般來說，石英晶體之可製造的晶體之直徑大約達70mm。直徑大於該值之石英晶體之晶體，要花很長的時間來生長晶體，且很難控制含於其內的雜質。基於此一理由，這類晶體十分昂貴，且因此很難穩定地供應。為使用由商品化之石英晶體所製成的波板，需要將波板的光束有效直徑設定為70mm或更小。
在光學路徑中，入射角與光束直徑間具有取捨的關係。此為習知之光學的通則，且例如在Max Born與Emil Wolf之"Principles of Optics I"trans. Toru Kusakawa and Hidetsugu Yokota,Tokai University Press,pp. 225-228中所採用的Smith-Helmholtz方程式。
為獲得到良好的極化純度，波板必須配置在入射角很小的位置。不過，在入射角小之位置處的光束直徑大，因此需要尺寸大的波板。如前所述，波板之尺寸受到雙折射玻璃材料之製造上的限制。基於此，配置極化控制單元9的位置，慣例上要滿足雙折射玻璃材料之外徑及所能獲得到之最大形狀的極限，如圖9之右視圖所示。
不過，近年來要求為個別的曝光條件達成最佳的極化狀態，例如圖10中所示的特殊極化狀態。
當照明光學系統之瞳孔上之較大部分區域分佈中的極化狀態是由配置在該瞳孔附近的波板控制時，則波板所需的外形會超過雙折射玻璃材料之外形的極限。另一方面，當波板配置在光束有效直徑小到所能製造出之波板的位置時，則關於波板的入射角增加。此使得無法獲得到良好的極化純度。
本發明已考慮了上述問題，且如其目的提供一有利於獲得到例如具有高純度極化之目標極化狀態的技術。
按照本發明的第一態樣，本發明提供一以光源所提供的光來照明一目標照明區的照明光學系統。該照明光學系統包括第一極化控制單元，其位於該光源與該照明光學系統的瞳孔之間，且控制該光的極化狀態，以及第二極化控制單元，其位於該第一極化控制單元與該瞳孔之間，且控制該光的該極化狀態。該瞳孔上的區域包括複數個部分區域，且該複數個部分區域被分類成第一群與第二群，該第一群包括具有最大面積的部分區域，而該第二群包括不同於具有該最大面積之該部分區域的部分區域。該第二極化控制單元控制僅屬於該第二群之該部分區域中的極化狀態。
按照本發明的第二態樣，本發明提供一將掩模之圖案投影在一基板上的曝光設備，藉以曝光該基板。該曝光設備包括上述的照明光學系統，其照明該掩模上的目標照明區，以及投影光學系統，其將該掩模上之該圖案的影像投影到該基板上。
按照本發明的第一態樣，本發明提供一極化控制單元，其被組構來控制光的極化狀態，且被用於光源與以該光源所提供的光來照明一目標照明區之照明光學系統的瞳孔之間，其中該瞳孔上的區域包括複數個部分區域，且該部分區域被分類成第一群與第二群，該第一群包括具有最大面積的部分區域，而該第二群包括不同於具有該最大面積之該部分區域的部分區域，該極化控制單元被組構來控制僅屬於該第二群之該部分區域中的極化狀態，且該照明 光學系統包括另一極化控制單元，其位於該光源與該極化控制單元之間，且被組構來控制光的極化狀態。
按照本發明的第三態樣，本發明提供一裝置製造方法。該裝置製造方法的步驟包括使用上述的曝光設備曝光一基板，以及顯影該基板。
按照本發明，其可提供一有利於獲得到例如具有高純度極化之目標極化狀態的技術。
從以下參考附圖對例示性實施例之描述，將可明瞭本發明進一步的特徵。
以下將參考附圖描述本發明的較佳實施例。
圖13的視圖顯示按照本發明之較佳實施例之曝光設備的概略配置。圖13中與圖5相同的參考編號指示相同的構成元件，且不再對其重複描述。圖5中所示曝光設備之照明光學系統中的波板2與極化控制單元9，在圖13中所示曝光設備的配置中，分別以第一極化控制單元2'與第二極化控制單元9'來取代。
按照本發明之較佳實施例的曝光設備，可包含以光源1所提供的光來照明做為目標照明區之原片(也稱為光罩或掩模)15或其部分的照明光學系統IL，以及用來將掩模15之圖案投影到基板17上的投影光學系統16。
在圖13所示的例中，照明光學系統IL可由參考編號2'、3、M、4、5、61、7、8、9'、10、11、12、13、及14所指示的構成光學元件來形成。照明光學系統IL包含做為特性構成元件的第一極化控制單元2'與第二極化控制單元9'。在光學路徑中，第一極化控制單元2'係插置在光源1與照明光學系統IL之瞳孔(光積分器10的出光面)之間，並控制光的極化狀態。在光學路徑中，第二極化控制單元9'係插置在第一極化控制單元2'與該瞳孔之間，也用來控制光的極化狀態。第二極化控制單元9'以插置在第一極化控制單元2'與瞳孔間之瞳孔的附近為較佳。
典型上，第一極化控制單元2'可由一片波板來形成。準備複數片第一極化控制單元2'為較佳，以使可從這些第一極化控制單元2'中任意選擇其一插置於光學路徑中。以此配置，即可從如圖1中說明的複數個照明模式中選擇任意的照明模式。複數片第一極化控制單元2'例如排列在一轉盤上，並藉由轉動該轉盤選擇性地使用任意的照明模式。複數個第一極化控制單元例如可包括將光源1所提供的極化光轉換成X極化光的第一極化控制單元，以及將光源1所提供的極化光轉換成Y極化光的第一極化控制單元。
第二極化控制單元9'係由複數片波板排列而成，並用來在照明光學系統的瞳平面上形成具有複數種極化狀態的有效光源。準備複數片第二極化控制單元9'為較佳，以便可從這些第二極化控制單元9'中任意選擇其一，並插置在光學路徑中。以此操作，可選擇性地使用諸如圖1中所說明的那些複數種照明模式。
圖1的視圖說明第一極化控制單元2'與第二極化控制單元9'之功能，以及在照明光學系統IL之瞳孔上的極化狀態。現參考圖1，每一箭頭指示極化方向。亦參考圖1，“瞳孔上的極化狀態”說明在照明光學系統IL之瞳孔上的不同極化狀態。亦參考圖1，“第二極化控制單元之入射表面上的極化狀態”說明第二極化控制單元9'之入射表面上的不同極化狀態。此極化狀態係由第一極化控制單元2'來決定。亦參考圖1，“第二極化控制單元之配置”說明第二極化控制單元9'之不同的配置。每一影線部與中空部代表光從其通過的部分。須注意，每一影線區域代表配置有1/2波板的區域。每一中空部代表開孔或不改變極化狀態的光學元件(例如由非雙折射玻璃材料所製成的平板)。照明光學系統IL之瞳孔上的極化狀態係由第一極化控制單元2'與第二極化控制單元9'來決定。典型上，第一極化控制單元2'設置在可集體地控制照明光學系統IL之整個瞳孔區域中之極化狀態的位置，例如光源1與微透鏡陣列4之間的位置。
照明光學系統IL之瞳孔上的區域包括複數個部分區域。該複數個部分區域被分類成包括具有最大面積之部分區域的第一群，及包括與具有最大面積之部分區域不同之部分區域的第二群。亦即，在第一極化控制單元2'與第二極化控制單元9'中，第一極化控制單元2'決定照明光學系統IL之瞳孔上具有最大面積之部分區域中的極化狀態。此外，第一極化控制單元2'與第二極化控制單元9'兩者決定照明光學系統IL之瞳孔上，與具有最大面積之部分區域不同之部分區域的極化狀態。如果所有複數個部分區域都具有相同之面積，則這些部分區域中需要有至少一個被決定為具有最大面積的部分區域。
在“非對稱切線極化十字極1”中，瞳孔上的區域包括複數個部分區域201至204。複數個部分區域201與204被分類成包括具有最大面積之部分區域201與202的第一群，及包括與201與202不同之部分區域203與204的第二群。第一極化控制單元2'在第二極化控制單元9'之入射表面上形成極化方向係沿著y方向指向的極化狀態。第二極化控制單元9'控制第一群與第二群中屬於第二群之部分區域203與204中的極化狀態。更明確地說，第二極化控制單元9'以1/2波板旋轉進入部分區域203與204之極化光束的極化方向，以使其沿著x方向指向。不過，第二極化控制單元9'不改變進入部分區域201與202之極化光束的極化狀態。
在“非對稱切線極化十字極2”中，瞳孔上的區域包括複數個部分區域211至214。複數個部分區域211與214被分類成包括具有最大面積之部分區域211與212的第一群，及包括與211與212不同之部分區域213與214的第二群。第一極化控制單元2'在第二極化控制單元9'之入射表面上形成極化方向係沿著x方向指向的極化狀態。第二極化控制單元9'控制第一群與第二群中屬於第二群之部分區域213與214中的極化狀態。更明確地說，第二極化控制單元9'以1/2波板旋轉進入部分區域213與214之極化光束的極化方向，以使其沿著y方向指向。不過，第二極化控制單元9'不改變進入部分區域211與212之極化光束的極化狀態。
在“非對稱切線極化六極1”中，瞳孔上的區域包括複數個部分區域221至224。複數個部分區域221與224被分類成包括具有最大面積之部分區域221與222的第一群，及包括與221與222不同之部分區域223與224的第二群。部分區域221包括兩個具有相同極化狀態之毗鄰的極，且部分區域222也包括兩個具有相同極化狀態之毗鄰的極。第一極化控制單元2'在第二極化控制單元9'之入射表面上形成極化方向係沿著x方向指向的極化狀態。第二極化控制單元9'控制第一群與第二群中屬於第二群之部分區域223與224中的極化狀態。更明確地說，第二極化控制單元9'以1/2波板旋轉進入部分區域223與224之極化光束的極化方向，以使其沿著y方向指向。不過，第二極化控制單元9'不改變進入部分區域221與222之極化光束的極化狀態。
在“非對稱切線極化六極2”中，瞳孔上的區域包括複數個部分區域231至234。複數個部分區域231與234被分類成包括具有最大面積之部分區域231與232的第一群，及包括與231與232不同之部分區域233與234的第二群。部分區域231包括兩個具有相同極化狀態之毗鄰的極，且部分區域232也包括兩個具有相同極化狀態之毗鄰的極。第一極化控制單元2'在第二極化控制單元9'之入射表面上形成極化方向係沿著y方向指向的極化狀態。第二極化控制單元9'控制第一群與第二群中屬於第二群之部分區域233與234中的極化狀態。更明確地說，第二極化控制單元9'以1/2波板旋轉進入部分區域233與234之極化光束的極化方向，以使其沿著x方向指向。不過，第二極化控制單元9'不改變進入部分區域231與232之極化光束的極化狀態。
雖然以上僅解釋在照明光學系統IL之瞳孔上形成兩個極化狀態的情況，但本發明也適用於如圖11所示形成3或更多個極化狀態的情況。此外，雖然以上解釋了形成線性極化狀態的情況，但也可形成圓形極化光、隨意極化光(非極化光)、及橢圓形極化光，如圖12之說明。在此情況中，只需分別在圓形極化光區域、非極化光區域、及橢圓極化光區域配置1/4波板、去極化板、及n-波板(n：實數)即可。
如果如圖12中最右視圖所示，圓形極化的部分區域具有最大面積，則僅需分別配置能將光極化狀態集體地轉換成圓形極化的1/4波板做為第一極化控制單元與第二極化控制單元，即可將其轉換成線性極化。
如上所述，按照本發明的較佳實施例，第二極化控制單元9'控制第一群與第二群中屬於第二群之部分區域中的極化狀態，且不控制屬於第一群之部分區域的極化狀態。因此，本發明的較佳實施例有利於獲得到具有高純度極化的目標極化狀態。
按照本發明較佳實施例的裝置製造方法，適合用來製造例如半導體裝置及液晶顯示裝置。此方法可包括使用上述曝光設備將掩模之圖案轉移到施加於基板上之光敏材料的步驟，以及顯影該光敏材料的步驟。在這些步驟之後再實施其它的習知步驟(例如蝕刻、去除光阻、切割、打線、及封裝)，藉以製造出裝置。
雖然已參考例示性實施例描述了本發明，但須瞭解，本發明並不限於所揭示的例示性實施例。以下申請專利範圍的範圍要依照最廣義的解釋，以便包含所有這類修改及相等結構與功能。
1．．．光源
2．．．波板
3．．．中性密度濾光鏡
17．．．基板
4．．．微透鏡陣列
5．．．聚光透鏡
61．．．電腦所產生的全息片
7．．．聚光透鏡
62．．．微透鏡陣列
8．．．中繼透鏡
10．．．光學積分器
9．．．極化控制單元
11．．．聚光透鏡
12．．．半反射鏡
13．．．曝光量感測器
14．．．中繼光學系統
15‧‧‧掩模
16‧‧‧投影光學系統
19‧‧‧基板枱座
18‧‧‧照度計
20‧‧‧控制裝置
101‧‧‧1/2波板
2'‧‧‧第一極化控制單元
9'‧‧‧第二極化控制單元
IL‧‧‧照明光學系統
圖1的視圖說明第一極化控制單元與第二極化控制單元之功能，以及照明光學系統之瞳孔上的極化狀態；圖2的圖用以解釋對比隨極化狀態改變的事實；圖3的曲線顯示光阻中的LS周期與繞射光之角度；圖4的視圖說明在照明光學系統之瞳孔位置處的極化狀態；圖5的視圖顯示投影曝光設備配置；圖6的圖解釋波板的厚度及所產生的相位差；圖7的圖用於解釋入射角/板厚及極化純度的計算條件；圖8的圖表顯示入射角/板厚與極化純度間的關係；
圖9的視圖顯示極化控制單元的配置；
圖10係說明極化狀態的視圖；
圖11係說明極化狀態的視圖；
圖12係說明極化狀態的視圖；
圖13的概視圖顯示按照本發明之較佳實施例之投影曝光設備的配置。
1．．．光源
2'．．．第一極化控制單元
3．．．中性密度濾光鏡
4．．．微透鏡陣列
5．．．聚光透鏡
1L．．．照明光學系統
20．．．控制裝置
18．．．照度計
19．．．基板枱座
17．．．基板
14．．．中繼光學系統
16．．．投影光學系統
15．．．原片
B．．．平面
A．．．平面
62．．．微透鏡陣列
61．．．電腦所產生的全息片
8．．．中繼透鏡
9'．．．第二極化控制單元
10．．．光學積分器
11．．．聚光透鏡
12．．．半反射鏡
13．．．曝光量感測器
7．．．聚光透鏡

Claims (15)

  1. 一種照明光學系統，該系統以光源所提供的光來照明一目標照明區，包含：第一極化控制單元，其位於該光源與該照明光學系統的瞳孔之間，且被組構來控制該光的極化狀態；以及第二極化控制單元，其位於該第一極化控制單元與該瞳孔之間，且被組構來控制該光的該極化狀態，其中該瞳孔上的區域包括複數個部分區域，且該複數個部分區域被分類成第一群與第二群，該第一群包括具有最大面積的部分區域，而該第二群包括不同於具有該最大面積之該部分區域的部分區域，以及該第二極化控制單元控制僅屬於該第二群之該部分區域中的極化狀態，其中，由該第一極化控制單元及該第二極化控制單元所形成於該瞳孔上的極化狀態包括第一極化狀態及第二極化狀態，該第二極化狀態具有該第一群之該部分區域的極化狀態及位置，其與該第一極化狀態之極化狀態及位置不同，該第一極化控制單元藉由改變自該第一極化控制單元發射的光的極化狀態來區分在該第一群之該部分區域中的該極化狀態與該第一極化狀態及該第二極化狀態，且其中，該第二極化控制單元藉由改變在該第一群之該部分區域上入射的光通過的該第二極化控制單元的一部分來區分該第一群之該部分區域的該位置與該第一極化狀態及該第二極化狀態。
  2. 如申請專利範圍第1項的系統，其中該第二極化控制單元位於該第一極化控制單元與該瞳孔之間之該瞳孔附近。
  3. 如申請專利範圍第1項的系統，其中該第二極化控制單元包含一在一部分中的開孔，進入屬於該第一群之該部分區域的該光從其通過。
  4. 如申請專利範圍第1項的系統，其中該第二極化控制單元包含一在一部分中不改變該光之該極化狀態的光學元件，進入屬於該第一群之該部分區域的該光從其通過。
  5. 如申請專利範圍第1項的系統，其中該系統包含複數個可被選擇性地使用的第一極化控制單元。
  6. 如申請專利範圍第1項的系統，其中該系統包含複數個可被選擇性地使用的第二極化控制單元。
  7. 如申請專利範圍第1項的系統，其中該第一極化控制單元位於該瞳孔附近以外的位置。
  8. 如申請專利範圍第1項的系統，其中該系統包含複數個可被選擇性地使用的第二極化控制單元，該複數個第二極化控制單元的每一者包括一部分，通過該部分之該光進入屬於該第一群的該部分區域，其中，該複數個第二極化控制單元之該部分的位置、形狀或面積彼此不同。
  9. 如申請專利範圍第1項的系統，其中該第二極化控制單元包括一部分，通過該部分之該光進入屬於該第一群的該部分區域，且其中，該第一極化控制單元根據必須設定給該部分的 該複數個極化狀態的其中一者而受到控制。
  10. 如申請專利範圍第1項的系統，其中該第二極化控制單元藉由改變在該第二群之該部分區域上入射的光通過的該第二極化控制單元的一部分來區分該第二群之該部分區域的位置與該第一極化狀態及該第二極化狀態。
  11. 如申請專利範圍第1項的系統，其中由非雙折射材料所製成的板，其不改變進入屬於該第一群之該部分區域的該光通過之一部分中該光的極化狀態。
  12. 如申請專利範圍第1項的系統，其中由非雙折射材料所製成的該平板是由非雙折射玻璃材料所製成的平板。
  13. 一種曝光設備，其將掩模之圖案投影在一基板上，藉以曝光該基板，該曝光設備包含：界定於申請專利範圍第1項的照明光學系統，其被組構來照明該掩模上的目標照明區；以及投影光學系統，被組構來將該掩模上之該圖案的影像投影到該基板上。
  14. 一種裝置製造方法，其步驟包含：使用界定於申請專利範圍第13項的曝光設備曝光一基板；以及顯影該基板。
  15. 一種被組構來控制光之極化狀態的極化控制單元，且被用於光源與以該光源所提供的光來照明一目標照明區之照明光學系統的瞳孔之間， 其中該瞳孔上的區域包括複數個部分區域，且該部分區域被分類成第一群與第二群，該第一群包括具有最大面積的部分區域，而該第二群包括不同於具有該最大面積之該部分區域的部分區域，以及其中，該極化控制單元被組構來控制僅屬於該第二群之該部分區域中的極化狀態，其中，該照明光學系統包括位於該光源與該極化控制單元之間的另一極化控制單元，且被組構來控制光的極化狀態，其中，由該極化控制單元及該另一極化控制單元所形成於該瞳孔上的極化狀態包括第一極化狀態及第二極化狀態，該第二極化狀態具有該第一群之該部分區域的極化狀態及位置，其與該第一極化狀態之極化狀態及位置不同，該另一極化控制單元藉由改變自該另一極化控制單元發射的光的極化狀態來區分在該第一群之該部分區域中的該極化狀態與該第一極化狀態及該第二極化狀態，且其中，該第二極化控制單元藉由改變在該第一群之該部分區域上入射的光通過的該第二極化控制單元的一部分來區分該第一群之該部分區域的該位置與該第一極化狀態及該第二極化狀態。
TW097136472A 2007-10-01 2008-09-23 照明光學系統、曝光設備及裝置製造方法 TWI406103B (zh)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2007258040A JP4971932B2 (ja) 2007-10-01 2007-10-01 照明光学系、露光装置、デバイス製造方法および偏光制御ユニット

Publications (2)

Publication Number Publication Date
TW200928603A TW200928603A (en) 2009-07-01
TWI406103B true TWI406103B (zh) 2013-08-21

Family

ID=40507868

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
TW097136472A TWI406103B (zh) 2007-10-01 2008-09-23 照明光學系統、曝光設備及裝置製造方法

Country Status (4)

Country Link
US (1) US8576378B2 (zh)
JP (1) JP4971932B2 (zh)
KR (1) KR101019114B1 (zh)
TW (1) TWI406103B (zh)

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2369413B1 (en) * 2010-03-22 2021-04-07 ASML Netherlands BV Illumination system and lithographic apparatus
DE102010029651A1 (de) * 2010-06-02 2011-12-08 Carl Zeiss Smt Gmbh Verfahren zum Betrieb einer Projektionsbelichtungsanlage für die Mikrolithographie mit Korrektur von durch rigorose Effekte der Maske induzierten Abbildungsfehlern
US9995850B2 (en) 2013-06-06 2018-06-12 Kla-Tencor Corporation System, method and apparatus for polarization control
US10942135B2 (en) 2018-11-14 2021-03-09 Kla Corporation Radial polarizer for particle detection
US10948423B2 (en) 2019-02-17 2021-03-16 Kla Corporation Sensitive particle detection with spatially-varying polarization rotator and polarizer
JP7328806B2 (ja) * 2019-06-25 2023-08-17 キヤノン株式会社 計測装置、リソグラフィ装置、および物品の製造方法

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TW200511392A (en) * 2003-09-12 2005-03-16 Canon Kk Illumination optical system and exposure apparatus using the same
TW200801842A (en) * 2006-05-15 2008-01-01 Advanced Mask Technology Ct Gmbh & Amp Co Kg An illumination system and a photolithography apparatus

Family Cites Families (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH1079337A (ja) * 1996-09-04 1998-03-24 Nikon Corp 投影露光装置
US6259513B1 (en) 1996-11-25 2001-07-10 Svg Lithography Systems, Inc. Illumination system with spatially controllable partial coherence
TW200412617A (en) * 2002-12-03 2004-07-16 Nikon Corp Optical illumination device, method for adjusting optical illumination device, exposure device and exposure method
EP1662553A1 (en) * 2003-07-24 2006-05-31 Nikon Corporation Illuminating optical system, exposure system and exposure method
JP4976094B2 (ja) 2003-11-20 2012-07-18 株式会社ニコン 照明光学装置、露光装置、露光方法、およびマイクロデバイスの製造方法
TW201809727A (zh) * 2004-02-06 2018-03-16 日商尼康股份有限公司 偏光變換元件
JP4693088B2 (ja) * 2004-02-20 2011-06-01 株式会社ニコン 照明光学装置、露光装置、および露光方法
JP4497968B2 (ja) * 2004-03-18 2010-07-07 キヤノン株式会社 照明装置、露光装置及びデバイス製造方法
US7324280B2 (en) * 2004-05-25 2008-01-29 Asml Holding N.V. Apparatus for providing a pattern of polarization
JP2006005319A (ja) * 2004-06-21 2006-01-05 Canon Inc 照明光学系及び方法、露光装置及びデバイス製造方法
US20060098182A1 (en) * 2004-11-05 2006-05-11 Asml Netherlands B.V. Radially polarized light in lithographic apparatus
JP2006196715A (ja) 2005-01-13 2006-07-27 Nikon Corp 光束変換素子、照明光学装置、露光装置、および露光方法
US7317512B2 (en) * 2005-07-11 2008-01-08 Asml Netherlands B.V. Different polarization in cross-section of a radiation beam in a lithographic apparatus and device manufacturing method
JP2007048871A (ja) * 2005-08-09 2007-02-22 Nikon Corp 照明光学装置、露光装置及びマイクロデバイスの製造方法
JP2007103835A (ja) * 2005-10-07 2007-04-19 Toshiba Corp 露光装置及び露光方法
JP4798489B2 (ja) 2006-01-23 2011-10-19 株式会社ニコン 光学特性計測方法及び装置、並びに露光装置
JP2007220767A (ja) * 2006-02-15 2007-08-30 Canon Inc 露光装置及びデバイス製造方法
EP2009678A4 (en) * 2006-04-17 2011-04-06 Nikon Corp OPTICAL LIGHTING DEVICE, EXPOSURE DEVICE AND COMPONENT MANUFACTURING METHOD

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TW200511392A (en) * 2003-09-12 2005-03-16 Canon Kk Illumination optical system and exposure apparatus using the same
TW200801842A (en) * 2006-05-15 2008-01-01 Advanced Mask Technology Ct Gmbh & Amp Co Kg An illumination system and a photolithography apparatus

Also Published As

Publication number Publication date
TW200928603A (en) 2009-07-01
KR20090033816A (ko) 2009-04-06
KR101019114B1 (ko) 2011-03-07
JP2009088358A (ja) 2009-04-23
US20090086185A1 (en) 2009-04-02
JP4971932B2 (ja) 2012-07-11
US8576378B2 (en) 2013-11-05

Similar Documents

Publication Publication Date Title
TWI573175B (zh) 照明光學裝置、曝光裝置、曝光方法以及元件製造 方法
KR100674045B1 (ko) 조명장치, 노광장치 및 디바이스 제조방법
KR100856976B1 (ko) 노광장치 및 디바이스 제조방법
TWI280460B (en) Apparatus for providing a pattern of polarization
TWI341960B (en) Lithographic apparatus and device manufacturing method
TWI519819B (zh) 光束變換元件、光學照明裝置、曝光裝置、以及曝光方法
TWI274375B (en) Illumination optical system and exposure apparatus using the same
TWI406103B (zh) 照明光學系統、曝光設備及裝置製造方法
TW200928607A (en) Illuminating optical apparatus, and exposure method and apparatus
JP2007048996A (ja) 照明光学装置の調整方法、照明光学装置、露光装置、およびデバイスの製造方法
TW200921285A (en) Adjustment method, exposure method, device manufacturing method, and exposure apparatus
KR100882968B1 (ko) 노광장치 및 디바이스의 제조방법
JP2009021363A (ja) 露光装置およびデバイス製造方法
JP2008270502A (ja) 露光装置、露光方法およびデバイス製造方法
JP2008182112A (ja) 露光装置及びデバイス製造方法
JP2011060870A (ja) 偏光変換ユニット、照明光学系、露光装置、およびデバイス製造方法
JP2007048871A (ja) 照明光学装置、露光装置及びマイクロデバイスの製造方法
JP2006210471A (ja) 照明光学装置、露光装置、および露光方法
KR20030085944A (ko) 반도체 소자 제조용 노광 장치 및 방법
JPH0620910A (ja) 投影露光装置
JP2002289516A (ja) 走査型露光装置、その走査型露光装置を用いるデバイス製造方法
JP2002353098A (ja) 露光方法及び装置

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A Annulment or lapse of patent due to non-payment of fees