TWI456267B - 用於微影投射曝光設備之照明系統 - Google Patents

用於微影投射曝光設備之照明系統 Download PDF

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Claims (49)

  1. 一種用於微影投射曝光設備的照明系統，包括：一光源；一光學積分器，其設定致使當光線照射於其上時，產生複數個次級光源；一聚光器；及一散射結構，其包括複數個虛擬隨機地配置的次元件；其中，該等次元件之至少其一包括一微透鏡；各個次元件係設定致使當光線照射於其上時，各個次元件僅於一方向上增加光線的幾何光學通量；該散射結構係安排在該光學積分器的後面沿著光線在該系統中的傳播方向；該散射結構係安排在該光學積分器與該聚光器之間；及該聚光器係安排在該光學積分器與一場平面之間。
  2. 根據申請專利範圍第1項的照明系統，其中該散射結構包括複數個第一虛擬隨機地配置的次元件及複數個第二虛擬隨機地配置的次元件，各個第一虛擬隨機地配置的次元件係設定僅於一第一方向上增加光線的幾何光學通量，及各個第二虛擬隨機地配置的次元件係設定僅於不同於第一方向的一第二方向上增加光線的幾何光學通量。
  3. 根據申請專利範圍第2項的照明系統，其中該第一方 向實質地垂直於該第二方向。
  4. 根據申請專利範圍第1項的照明系統，其中該等次元件係配置成一非周期性的陣列。
  5. 根據申請專利範圍第1項的照明系統，其中至少二個次元件在沿著至少一個方向中具有不同的尺寸。
  6. 根據申請專利範圍第1項的照明系統，其中至少兩個次元件具有不同的內結構。
  7. 根據申請專利範圍第6項的照明系統，其中所述不同的內結構係由預定結構的相對平移而定義，該平移係垂直於該照明系統的光軸。
  8. 根據申請專利範圍第6項的照明系統，其中不同的內結構係由變更預定結構的尺度而加以定義。
  9. 根據申請專利範圍第1項的照明系統，其中至少一次元件具有一間距，該間距係沿著至少一個方向變化。
  10. 根據申請專利範圍第9項的照明系統，其中該至少一方向是至少一次元件的縱向方向。
  11. 根據申請專利範圍第1項的照明系統，其中該光學積分器包括複數個積分元件，以及在該照明系統中垂直一光軸的一方向上，該等積分元件具有一第一間距d1 且該等次元件具有一第二間距d2 。
  12. 根據申請專利範圍第11項的照明系統，其中該第一間 距d1 <1000微米。
  13. 根據申請專利範圍第11項的照明系統，其中該第一間距d1 <600微米。
  14. 根據申請專利範圍第11項的照明系統，其中該第二間距d2 <該第一間距d1 。
  15. 根據申請專利範圍第1項的照明系統，其中該等次元件之至少其一係包括一繞射光學元件。
  16. 根據申請專利範圍第1項的照明系統，其中該微透鏡具有一圓柱體形狀。
  17. 根據申請專利範圍第16項的照明系統，其中至少兩個相鄰的次元件各包括一微透鏡，該至少兩個相鄰的次元件的微透鏡係由平面區域分開，該些區域具有恆定或是變化的寬度並且產生源自於繞射效應的角分佈。
  18. 根據申請專利範圍第1項的照明系統，其中該些微透鏡具有環面形狀。
  19. 根據申請專利範圍第1項的照明系統，其中每一個次元件係產生一個實質上矩形的角光線分佈。
  20. 根據申請專利範圍第1項的照明系統，其中該散射結構係產生一個近場照度分佈，其具有最大對比，該最大對比與由斑點產生的對比高出一個低於5%的值。
  21. 根據申請專利範圍第1項的照明系統，其中該光學積 分器包括複數個積分元件具有由第一邊界所定義的形狀，該等次元件具有由第二邊界所定義的形狀，並且其中該等第一邊界以及第二邊界係形成一個角度α，其中α為介於0.1°<α<89.9°的角度。
  22. 根據申請專利範圍第1項的照明系統，其中該散射結構與該光學積分器一起在一遮罩平面裡沿著至少一方向產生一照度分佈，其中該照度分佈在零照度水準以及最高照度水準之間具有複數個過渡區，並且該等過渡區在沿著該至少一方向上具有超過1毫米的尺寸。
  23. 根據申請專利範圍第22項的照明系統，其中該等過渡區在沿著該至少一方向上具有超過2.5毫米的尺寸。
  24. 根據申請專利範圍第1項的照明系統，其中該等次元件在沿著一方向上產生一角光線分佈，其在零水準以及恆定之最高水準之間有複數個平滑的過渡區。
  25. 根據申請專利範圍第24項的照明系統，其中該等過渡區實質上具有一高斯斜率形狀。
  26. 根據申請專利範圍第25項的照明系統，其中一高斯角分佈係由複數個實質上不同寬度之矩形角分佈來近似。
  27. 根據申請專利範圍第26項的照明系統，其中該等次元件是具有不同線寬的圓柱體微透鏡。
  28. 根據申請專利範圍第1項的照明系統，更包括複數個第二次元件，其中各個第二次元件係設定致使當光線照射 於其上時，各個次元件僅於不同於該一方向的一第二方向上增加光線的幾何光學通量。
  29. 根據申請專利範圍第28項的照明系統，其中該等第一及第二次元件係在不同的支架上配置，其建構為彼此可以相對於一旋轉軸旋轉，該旋轉軸實質上平行於該照明系統的一光軸。
  30. 根據申請專利範圍第28項的照明系統，其中該一方向及該第二方向不是正交的。
  31. 根據申請專利範圍第28項的照明系統，其中該一方向及該第二方向二者皆不平行於該投射曝光設備的一掃描方向。
  32. 根據申請專利範圍第31項的照明系統，更包括一操縱器以共同地改變該一方向及該第二方向。
  33. 根據申請專利範圍第31項的照明系統，更包括一操縱器以獨立地改變該一方向及另一方向。
  34. 根據申請專利範圍第1項的照明系統，其中該散射結構係設定以一方式修改角分佈，該方式係於缺乏該散射結構的情況下，透過該等次級光源的放大而使它們鄰接或疊加而獲得。
  35. 一種微影投射曝光設備，包括：一投影物鏡；以及如申請專利範圍第1項所述之照明系統。
  36. 一種使用一微影投射曝光設備以製造一微結構化裝置的方法，其中該微影投射曝光設備包括如申請專利範圍第1項所述之照明系統。
  37. 一種照明系統，包括：一光學積分器；及至少一散射結構，包括複數個次元件，該等次元件係設定致使當光線照射於其上時，該等次元件產生具有不同角寬度的矩形角光分佈；其中：該照明系統係設定使用於一微影投射曝光設備；該散射結構係安排在該光學積分器的後面沿著光線在該系統中的傳播方向；該散射結構係安排在該光學積分器與一聚光器之間；及該聚光器係安排在該光學積分器與一場平面之間。
  38. 一種微影投射曝光設備，包括：一投影物鏡；以及如申請專利範圍第37項所述之照明系統。
  39. 一種使用一微影投射曝光設備以製造一微結構化裝置的方法，其中該微影投射曝光設備包括如申請專利範圍第37項所述之照明系統。
  40. 一種照明系統，包括：一光學積分器，其設定致使當光線照射於其上時，產 生複數個次級光源；至少一散射結構，包括複數個虛擬隨機地配置的次元件；及一聚光器；其中：各個次元件係設定致使當光線照射於其上時，各個次元件僅於一方向上增加光線的幾何光學通量；至少一次元件具有一間距，該間距沿著至少一方向變化；該照明系統係設定使用於一微影投射曝光設備；該散射結構係安排在該光學積分器的後面沿著光線在該系統中的傳播方向；該散射結構係安排在該光學積分器與一聚光器之間；及該聚光器係安排在該光學積分器與一場平面之間。
  41. 根據申請專利範圍第40項的照明系統，其中該至少一方向為該至少一次元件的一縱軸方向。
  42. 一種照明系統，包括：一光學積分器，其設定致使當光線照射於其上時，產生複數個次級光源；至少一散射結構，包括複數個虛擬隨機地配置的次元件；及一聚光器； 其中：各個次元件係設定致使當光線照射於其上時，各個次元件僅於一方向上增加光線的幾何光學通量；至少一次元件具有一間距，該間距沿著至少一方向變化；該照明系統係設定使用於一微影投射曝光設備；該散射結構係安排在該光學積分器的後面沿著光線在該系統中的傳播方向；該散射結構係安排在該光學積分器與一聚光器之間；該聚光器係安排在該光學積分器與一場平面之間；及該光學積分器包括複數個積分元件具有由第一邊界所定義的形狀，該等次元件具有由第二邊界所定義的形狀，並且其中該等第一邊界以及第二邊界係形成一個角度α，其中α為介於0.1°<α<89.9°的角度。
  43. 一種照明系統，包括：一光學積分器，其設定致使當光線照射於其上時，產生複數個次級光源；至少一散射結構，包括複數個虛擬隨機地配置的次元件；及一聚光器；其中：各個次元件係設定致使當光線照射於其上時，各個次元件僅於一方向上增加光線的幾何光學通量； 該等次元件在沿著一方向上產生一角光線分佈，其在零水準以及恆定之最高水準之間有複數個平滑的過渡區；該等過渡區實質上具有一高斯斜率形狀；一高斯角分佈係由複數個實質上不同寬度之矩形角分佈來近似；該照明系統係設定使用於一微影投射曝光設備；該散射結構係安排在該光學積分器的後面沿著光線在該系統中的傳播方向；該散射結構係安排在該光學積分器與一聚光器之間；及該聚光器係安排在該光學積分器與一場平面之間。
  44. 根據申請專利範圍第43項的照明系統，其中該等次元件係配置成一非周期性的陣列。
  45. 根據申請專利範圍第43項的照明系統，其中至少二個次元件在沿著至少一個方向中具有不同的尺寸。
  46. 根據申請專利範圍第43項的照明系統，其中該散射結構係產生一個近場照度分佈，其具有最大對比，該最大對比與由斑點產生的對比高出一個低於5%的值。
  47. 根據申請專利範圍第43項的照明系統，其中該散射結構與該光學積分器一起在一遮罩平面裡沿著至少一方向產生一照度分佈，其中該照度分佈在零照度水準以及最高照度水準之間具有複數個過渡區，並且該等過渡區在沿著該至少一方向上具有超過1毫米的尺寸。
  48. 根據申請專利範圍第43項的照明系統，其中一高斯角分佈係由複數個實質上不同寬度之矩形角分佈來近似。
  49. 根據申請專利範圍第43項的照明系統，其中該散射結構係設定以一方式修改角分佈，該方式係於缺乏該散射結構的情況下，透過該等次級光源的放大而使它們鄰接或疊加而獲得。
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