TWI587097B - 照明裝置、曝光設備、調整方法及製造物品的方法 - Google Patents

照明裝置、曝光設備、調整方法及製造物品的方法 Download PDF

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Description

照明裝置、曝光設備、調整方法及製造物品的方法
本發明關於照明裝置、曝光設備、調整方法及製造物品的方法。
曝光設備被用於製造半導體裝置或液晶顯示裝置等的光刻處理中。曝光設備照射遮罩(標線片),使得遮罩的圖案通過投影光學系統被轉印到施加了感光材料(抗蝕劑)的基板(晶片或玻璃板等)上。
關於,例如,將圖案轉印到玻璃板上的投影曝光設備,近年來,需要能夠執行將具有大面積的遮罩的圖案轉印到基板上的全板(full-plate)曝光的曝光設備。為了滿足這種要求,提出了可實現高解析度且可進行大面積曝光的步進掃描(掃描)投影曝光設備。在掃描曝光設備中,在移動遮罩和基板的同時,用穿過狹縫的曝光光(exposure light)照射遮罩。因此,藉由以通過投影光學系統的曝光光來掃描基板,遮罩的圖案被轉印到基板上。
日本專利公開第2001-326171號描述了用於 增加用於照射遮罩的光的能量以增加掃描曝光設備的生產率的技術。更具體而言,描述了從三個光源單元發射的光束以光束被相鄰地佈置的方式入射於準直器上的照明光學系統。準直器將來自三個光源單元的光束疊加成照射遮罩的光。
日本專利公開第2008-262911號描述了一種 光源單元,在該光源單元中,被橢球面鏡(ellipsoidal mirror)聚焦並朝向遮罩行進的光的一部分被水銀燈的電極線和抑制光源單元的加熱的冷卻噴嘴遮擋。其還描述了光源單元的電極線和冷卻噴嘴可被集成在一起以減少由光源單元中的電極線和冷卻噴嘴導致的光量損失。
當被橢球面鏡聚焦並朝向遮罩行進的光的一 部分被諸如光源單元的電極線和冷卻噴嘴的遮光構件遮擋時,在位於光源單元的下游處的照明光學系統的瞳面上的光強度分佈(有效光源分佈)中形成遮光構件的陰影。
在對基板的曝光使用複數個光源單元的情況 下,被包含在光源單元中的遮光構件的陰影可能會在有效光源分佈中重疊,並且從有效光源分佈的中心沿某個方向集中於一個區域中。在這種情況下,有效光源分佈的均勻性劣化。因此,存有在基板上形成的圖案的線寬度與希望的值不同或者不均勻的風險,並且,亦存有圖案的解析度降低的風險。另外,解析度將根據遮罩的圖案的方向改變。例如,考慮到的是,包含沿著X方向週期性地佈置的 圖案要素和沿著與X方向垂直的Y方向週期性地佈置的圖案要素的遮罩圖案被照射的情況。在這種情況下,當遮光構件的陰影在有效光源分佈中僅沿著X方向延伸時,投影到基板上的圖案要素的線寬度在X方向和Y方向之間不同。
在日本專利公開第2001-326171號或日本專 利公開第2008-262911號中沒有描述上述的問題,也沒有描述用於解決這些問題的手段。
根據本發明的面向,一種照射照明表面的照明裝置包括:複數個光源單元,每個光源單元包含光源、反射來自光源的光的鏡和遮擋被鏡反射並朝向照明表面行進的光的一個或複數個遮光構件;以及照明光學系統,其在瞳面中形成疊加來自光源單元中的每一個光源單元的光的疊加光的光強度分佈並且用疊加光照射照明表面。在照明光學系統的瞳面中的光強度分佈中,被包含在光源單元的一個光源單元中的所有遮光構件的陰影的位置與被包含在其餘光源單元的至少一個光源單元中的所有遮光構件的陰影的位置分開。
從下面參照附圖對例示性實施例的描述,本發明的其他特徵將變得清楚。
1A,1B,1C‧‧‧光源單元
2‧‧‧偏向鏡
3‧‧‧傅立葉轉換光學系統
4‧‧‧蠅眼透鏡
5‧‧‧傅立葉轉換光學系統
6‧‧‧視野光闌
7‧‧‧成像光學系統
8‧‧‧遮罩
9‧‧‧投影光學系統
10‧‧‧基板
11A,11B,11C‧‧‧透鏡
20‧‧‧照明光學系統
50‧‧‧橢球面鏡
51‧‧‧水銀燈
52A‧‧‧陽極
52B‧‧‧陰極
53A,53B‧‧‧電纜
54A,54B‧‧‧冷卻噴嘴
55‧‧‧次焦點
56‧‧‧構件
60‧‧‧區域
60A,60B,60C‧‧‧光強度分佈
61A,61B,61C‧‧‧光強度分佈
62‧‧‧陰影
63‧‧‧陰影
64‧‧‧陰影
65‧‧‧單個陰影
70‧‧‧區域
71‧‧‧陰影區域
80‧‧‧區域
80A,80B,80C‧‧‧光強度分佈
81A,81B,81C‧‧‧光強度分佈
83A,83B,83C‧‧‧陰影
84A,84B,84C‧‧‧陰影
85‧‧‧區域
90A,90B,90C‧‧‧光強度分佈
91A,91B,91C‧‧‧光強度分佈
93A,93B,93C‧‧‧陰影
94A,94B,94C‧‧‧陰影
100‧‧‧光強度分佈
100A‧‧‧光強度分佈
110A~110F‧‧‧區域
200‧‧‧光強度分佈
500‧‧‧測量單元
600‧‧‧控制器
700A,700B,700C‧‧‧調整機構
P11,P12,P13,P14‧‧‧線圖案要素
P21,P22,P23,P24‧‧‧線圖案要素
S102,S104,S106,S108‧‧‧步驟
S202,S204,S206,S208‧‧‧步驟
圖1是根據第一實施例的曝光設備的示意圖。
圖2是光源單元的詳細圖示。
圖3A示出沿著箭頭所示的方向從圖2中的線III-III觀看的光源單元。
圖3B示出沿著沿圖2中的線III-III切取的截面且從光源單元發射的光束的光強度分佈。
圖4A示出根據比較例的光源單元的佈置。
圖4B示出根據比較例的照明光學系統的瞳面中的光強度分佈。
圖5A示出根據第一例子的光源單元的佈置。
圖5B示出根據第一例子的照明光學系統的瞳面中的光強度分佈。
圖6A示出根據第二例子的光源單元的佈置。
圖6B示出根據第二例子的照明光學系統的瞳面中的光強度分佈。
圖7示出有效光源分佈中的陰影的位置。
圖8示出有效光源分佈中的陰影的位置。
圖9A示出根據變更例的光源單元的遮光構件。
圖9B示出沿著箭頭所示的方向從線IXB-IXB觀看的光源單元。
圖10A示出根據變更例的光源單元的遮光構件。
圖10B示出沿著線XB-XB切取的截面從光源單元發射的光束的光強度分佈。
圖11是示出根據第二實施例的曝光設備的示意圖。
圖12是根據第二實施例的調整方法的流程圖。
圖13是根據第三實施例的調整方法的流程圖。
圖14A和圖14B示出遮罩的圖案。
圖15A和圖15B示出有效光源分佈。
〔第一實施例〕
圖1是示出曝光設備的示意圖。曝光設備以從光源裝置所發射的光去照射設置在照明面中的遮罩(標線片)8,並且藉由投影光學系統9將遮罩8的圖案投影到基板(晶片或玻璃板等)10上,使得圖案被轉印到基板10上。
光源裝置包含複數個光源單元1A、1B和1C。圖2是示出每一個光源單元的結構的詳細圖示。每一個光源單元包含水銀燈51、聚焦從水銀燈51發射的光的橢球面鏡(凹面鏡)50、與水銀燈51的陽極(電極)52A連接的電纜53A、以及與水銀燈51的陰極(電極)52B連接的電纜53B。當在陽極52A和陰極52B之間施加超高 電壓時,水銀燈51發光。當發光時,水銀燈51自身發熱,使得水銀燈51周圍的區域的溫度上升到約600℃。 如果溫度進一步升高,那麼水銀燈的燈泡將損壞。尤其是,水銀燈51的陽極52A(基底)和陰極52B(基底)的溫度容易升高。為了抑制在這些部分處的溫度增加,光源單元包含用於冷卻陽極52A的冷卻噴嘴54A和用於冷卻陰極52B的冷卻噴嘴54B。從冷卻噴嘴向陽極52A和陰極52B吹出壓縮冷卻空氣,使得水銀燈51的溫度可保持在希望的溫度。橢球面鏡50和水銀燈51被佈置為使得橢球面鏡50的主焦點(primary focal point)與水銀燈51的發光點重合。從水銀燈51發射的光在次焦點(second focal point)55處被橢球面鏡50聚焦。
曝光設備包括以從光源單元1A、1B和1C所 發射的光束去照射遮罩8的照明光學系統20。照明光學系統20包含透鏡11A、11B和11C以及從鏡2到成像光學系統7的部件。從光源單元1A、1B和1C所發射的光束穿過相應的透鏡11A、11B和11C。已穿過透鏡11A和11C的光束被相應的偏向鏡2反射,使得其光路彎曲。接著,來自各個光源單元的光束藉由傅立葉轉換光學系統(準直器)3被結合在一起。更具體而言,傅立葉轉換光學系統3將被偏向鏡2反射的光束和穿過透鏡11B的光束導引到蠅眼透鏡(fly-eye lens)4。傅立葉轉換光學系統3被佈置為使得蠅眼透鏡4的入射表面係位在與被包含在光源單元1A、1B和1C中的橢球面鏡50的次焦點共軛的 傅立葉面(與橢球面鏡50的次焦點具有傅立葉轉換關係的面)中。因此,傅立葉轉換光學系統3使得來自各光源單元的光束能夠入射於蠅眼透鏡4的入射表面上的基本上相同的區域中,因此,來自各光源單元的光束疊加。
蠅眼透鏡4的出射表面用作照明光學系統的瞳面。在此,瞳面中的光強度分佈被稱為有效光源分佈。在瞳面中,從各光源單元發射且疊加的光束形成光強度分佈。從蠅眼透鏡4的出射表面發射的光穿過傅立葉轉換光學系統5,並且入射於具有狹縫(開口)的視野光闌(field stop)6上。成像光學系統7和投影光學系統9被佈置為使得視野光闌6、遮罩8和基板10相互光學共軛。因此,有效光源分佈對應到在單個點處入射於遮罩8的光的角度分佈。遮罩8被穿過狹縫的光照射,且遮罩8的圖案藉由投影光學系統9被投影到基板10上。光源單元1A、1B和1C以及照明光學系統20形成照射遮罩(照明表面)的照明裝置。
圖3A示出沿著由箭頭表示的方向從圖2中的線III-III觀看的光源單元。從水銀燈51發射的光被橢球面鏡50反射並接著朝向透鏡11A、11B和11C中的對應的一個行進。此時,光的部分被冷卻噴嘴54A(遮光構件)和電纜53A(遮光構件)遮擋。因此,在有效光源分佈中形成冷卻噴嘴54A和電纜53A的陰影。圖3B示出沿著沿圖2中的線III-III切取的截面的光束的光強度分佈。除了具有一定的光強度的區域60以外,圓形的光強度分 佈還包括電纜53A的陰影63和冷卻噴嘴54A的陰影64。 因此,有效光源分佈包含電纜53A和冷卻噴嘴54A的陰影,在陰影處,光強度比在區域60中的光強度低。為了簡化描述,假定在區域60中的光強度為100%,且在陰影63和64中的光強度為0%。水銀燈51的陽極52A也遮擋從水銀燈51的發光點發射的光的一部分,使得在有效光源分佈的中心處形成陽極52A的陰影62。然而,由於陽極52A是水銀燈51的部件,因此,水銀燈51的陽極52A的陰影與遮擋從水銀燈51發射的光、被橢球面鏡50反射並朝向遮罩行進的遮光構件的陰影區分開。
曝光設備包括三個光源單元1A、1B和1C。 由於光源單元1A、1B和1C中的每一個包含冷卻噴嘴54A和電纜53A,因此有效光源分佈包含光源單元中的每一個光源單元的冷卻噴嘴54A和電纜53A的陰影。
首先,描述比較例。圖4A和圖4B示出比較 例。參照圖4A,光源單元1A、1B和1C被佈置為使得從光源單元1A、1B和1C發射的光束分別沿著其截面具有光強度分佈60A、60B和60C。如上所述,光強度分佈60A、60B和60C各都包含遮光構件的陰影(黑色區域)。由於當光束從光源單元1A、1B和1C朝向蠅眼透鏡4行進時由透鏡和鏡導致的逆轉和旋轉,如圖4B所示,光強度分佈60A、60B和60C分別在照明光學系統的瞳面中被轉換成光強度分佈61A、61B和61C。有效光源分佈是光強度分佈61A、61B和61C的組合,且被定義為 藉由將光強度分佈61A、61B和61C加在一起所獲得的光強度分佈100A。光強度分佈100A包含光強度為300%的區域70以及光強度為0%的陰影區域71。因此,光強度不均勻。當用具有這種不均勻的有效光源分佈的光照射遮罩並且藉由曝光處理將遮罩的圖案轉印到基板上時,不能獲得令人滿意的解析度(光寬度、光寬度均勻性、聚焦、失真等)。
接下來,描述本實施例的例子。
第一例子
參照圖5A,光源單元1A、1B和1C被佈置為使得從光源單元1A、1B和1C發射的光束分別沿著其截面具有光強度分佈80A、80B和80C。類似於比較例,光強度分佈80A、80B和80C分別包含遮光構件的陰影(黑色區域)。然而,在本例子中,遮光構件的陰影的位置與比較例中的不同。在每一個光強度分佈80A、80B和80C中,電纜53A的陰影和冷卻噴嘴54A的陰影以60°的圓心角(central angle)相互分開。由於當光束從光源單元1A、1B和1C朝向蠅眼透鏡4行進時由透鏡和鏡導致的逆轉和旋轉,如圖5B所示,光強度分佈80A、80B和80C在照明光學系統的瞳面中分別被轉換成光強度分佈81A、81B和81C。有效光源分佈是光強度分佈81A、81B和81C的組合,且被定義為藉由將光強度分佈81A、81B和81C加在一起所獲得的光強度分佈100。在光強度分佈 100中,遮光構件的陰影以60°的相等的圓心角相互分開。
在本例子中,在照明光學系統的瞳面中的組 合光的光強度分佈中,被包含在光源單元的一個光源單元中的遮光構件的陰影的位置與被包含在其它光源單元中的遮光構件的陰影的位置分開。更具體而言,在有效光源分佈中,被包含在光源單元1A中的遮光構件的陰影83A和84A的位置與被包含在光源單元1B中的遮光構件的陰影83B和84B的位置以及與被包含在光源單元1C中的遮光構件的陰影83C和84C的位置分開。因此,光強度分佈100包含光強度為300%的區域80和光強度為200%的遮光構件的區域85(黑色區域)。由於陰影的位置以這種方式在有效光源分佈中相互分開,因此,提高了有效光源分佈中的光強度的均勻性。作為結果,可以抑制由於光源單元的遮光構件的陰影導致的遮罩圖案的解析度下降。
第二例子
參照圖6A,光源單元1A、1B和1C被佈置為使得從光源單元1A、1B和1C發射的光束分別沿著其截面具有光強度分佈90A、90B和90C。光強度分佈90A、90B和90C分別包含遮光構件的陰影(黑色區域)。在第一例子中,每一個光源單元中的冷卻噴嘴54A和電纜53A之間的角度為60°。然而,在本例子中,每一個光源單元的冷卻噴嘴54A和電纜53A被佈置為彼此相 對,亦即,在它們之間具有180°的角度。因此,在本例子中,遮光構件的陰影的位置與第一例子中的不同。在光強度分佈90A、90B和90C中的每一個中,電纜53A的陰影和冷卻噴嘴54A的陰影以180°的圓心角相互分開。由於當光束從光源單元1A、1B和1C朝向蠅眼透鏡4行進時由透鏡和鏡導致的逆轉和旋轉,如圖6B所示,光強度分佈90A、90B和90C在照明光學系統的瞳面中分別被轉換成光強度分佈91A、91B和91C。有效光源分佈是光強度分佈91A、91B和91C的組合,且被定義為藉由將光強度分佈91A、91B和91C加在一起所獲得的光強度分佈200。類似於第一例子中的光強度分佈100,在光強度分佈200中,遮光構件的陰影以60°的相等的圓心角相互分開。
在本例子中,類似於第一例子,在照明光學 系統的瞳面中的組合光的光強度分佈中,被包含在光源單元的一個光源單元中的遮光構件的陰影的位置與被包含在其它光源單元中的遮光構件的陰影的位置分開。更具體而言,在有效光源分佈中,被包含在光源單元1A中的遮光構件的陰影93A和94A的位置與被包含在光源單元1B中的遮光構件的陰影93B和94B的位置分開、且與被包含在光源單元1C中的遮光構件的陰影93C和94C的位置分開。因此,類似於第一例子,提高了有效光源分佈中的光強度的均勻性。作為結果,可以抑制遮罩圖案的解析度下降。
在第一例子和第二例子中,照明裝置包含複 數個光源單元。光源單元的數量為三個,且被包含在各光源單元中的遮光構件的數量為兩個。然而,部件的數量不限於此。假定冷卻噴嘴54A和電纜53A中的每一個是形成單個陰影的遮光構件且被包含在每一個光源單元中的遮光構件的數量為m(整數)且光源單元的數量為k(整數)。當所有遮光構件的陰影相互分開以不在有效光源分佈中重疊時,陰影的數量為n=m×k。如圖7所示,陰影的位置可以以A=360°/n的相等的圓心角相互分開。
陰影不一定如圖7所示的那樣以準確相等的 圓心角相互分開,而是陰影也可以以不同的角度相互分開。例如,如圖8所示,照明光學系統的瞳面可均勻地分成具有360°/n的圓心角的區域110A到110F,且被包含在光源單元中的遮光構件可被佈置為使得其陰影單獨地設置在各區域中。當有效光源分佈中的遮光構件的陰影以大於或等於360°/n的一半,亦即,180°/n的圓心角相互分開時,陰影不在有效光源分佈中局部地集中。
在電流在各個光源單元中流動的方向被逆轉 的情況下,陰極和陽極垂直地反轉。因此,陽極52A的冷卻噴嘴54A、與陽極52A連接的電纜53A、陰極52B的冷卻噴嘴54B、以及與陰極52B連接的電纜53B的位置從圖2中的那些位置垂直地反轉。在這種情況下,冷卻噴嘴54B和電纜53B用作遮擋被橢球面鏡50反射且朝向遮罩行進的光的遮光構件。
如在日本專利公開第2008-262911號中所描 述的,每一個光源單元可包含冷卻噴嘴和電纜被集成在一起的構件。圖9A示出包括冷卻噴嘴和電纜被集成在一起的構件的光源單元。光源單元包括構件56(遮光構件),其包含冷卻噴嘴54A和容納於冷卻噴嘴54A中的電纜53A。圖9B示出沿著由箭頭表示的方向從線IXB-IXB觀看的光源單元。由於冷卻噴嘴和電纜被集成在一起,因此,沿著其截面被橢球面鏡50反射的光束的光強度分佈包含集成構件的單個陰影。因此,與冷卻噴嘴和電纜相互分開且形成兩個陰影的情況相比,來自光源單元的光量的損失可減少。在這種情況下,與第一和第二例子中同樣,光源單元也被佈置為使得在有效光源分佈中每一個光源單元之冷卻噴嘴和電纜被集成在一起的遮光構件的陰影的位置與被包含在其它光源單元中的遮光構件的陰影的位置分開。
即使當冷卻噴嘴和電纜是分開的部件時,冷 卻噴嘴和電纜也可被佈置在每一個光源單元中,使得冷卻噴嘴的陰影和電纜的陰影在有效光源分佈中重疊。例如,如圖10A和圖10B所示,冷卻噴嘴54A和電纜53A可被佈置為使得冷卻噴嘴54A的陰影和電纜53A的陰影重疊,以形成單個陰影65。形成陰影的冷卻噴嘴54A和電纜53A可具有相同的寬度。當冷卻噴嘴54A和電纜53A不能被建構為具有相同的寬度時,沿著光行進方向的冷卻噴嘴54A和電纜53A之間的相對位置可被事先調整,使 得冷卻噴嘴54A的陰影和電纜53A的陰影在有效光源分佈中具有相同的寬度。光行進方向是與連接橢球面鏡50的主焦點和次焦點的線平行的方向。
第二實施例
圖11是示出根據第二實施例的曝光設備的示意圖。根據本實施例的曝光設備與根據第一實施例的曝光設備的不同之處在於,設置有測量單元500和調整單元(控制器600以及調整機構700A、700B和700C)。與第一實施例中的結構類似的結構的描述被省略。
在本實施例中,視野光闌6包含具有測量有效光源分佈的測量單元500的遮光板。測量單元500用二維佈置的影像拾取元件(CCD等)測量穿過視野光闌6的遮光板中的針孔(pinhole)(開口)的光。根據入射於針孔上的光的角度分佈(對於各個入射角的光束強度)在影像拾取元件上形成光強度分佈。因此,由影像拾取裝置測量的光強度分佈對應到有效光源分佈。根據本實施例的照明裝置還包括控制器600和調整機構700A、700B和700C,調整機構700A、700B和700C調整光源單元1A、1B和1C的角度和位置。調整機構根據由控制器600發出的控制命令被驅動。
現在描述用於調整照明裝置的方法。圖12是調整方法的流程圖。首先,在步驟S102中,藉由使用測量單元500測量有效光源分佈。然後,在步驟S104中, 控制器600評價由測量單元500測量的有效光源分佈。控制器600獲取由測量單元500所執行的有效光源分佈的測量結果的資料,並確定有效光源分佈中的光強度為低的之區域的位置,亦即,被包含在光源單元中的遮光構件的陰影的位置。
接著,在步驟S106中,基於在步驟S104中 執行的評價的結果,調整光源單元的遮光構件的佈置。例如,假定在步驟S104中確定光源單元的遮光構件的複數個陰影在有效光源分佈中重疊。在這種情況下,對於包含與重疊陰影對應的遮光構件的光源單元,調整相對應的橢球面鏡的主軸周圍的光源單元的旋轉角度和遮光構件的位置。更具體而言,當作為由控制器600執行的評價的結果確定被包含在光源單元1A中的遮光構件的陰影與被包含在光源單元1B中的遮光構件的陰影重疊時,調整光源單元1A的遮光構件與光源單元1B的遮光構件之間的相對位置。例如,控制器600向調整機構700A發出命令,使得光源單元1A的遮光構件的陰影的位置與光源單元1B的遮光構件的陰影的位置分開,且調整機構700A調整相對應的橢球面鏡的主軸周圍的光源單元1A的旋轉角度。 或者,可調整光源單元1A中的遮光構件被佈置的位置。
作為替代方案,在步驟S104中執行的評價處 理中,可在有效光源分佈中沿著兩個垂直的方向累積在各個位置處的光強度,以計算累積的強度值。然後,在步驟S106中,可基於累積的強度值調整光源單元的佈置,以 減少有效光源分佈中的兩個垂直方向之間的強度差異。或者,在步驟S104中執行的評價處理中,可對有效光源分佈分成的各個區域計算總光強度,並且,可確定各個區域中的光強度分佈之間的差值。然後,在步驟S106中,可基於光強度分佈之間的差值調整光源單元的佈置。
接下來,在步驟S108中,藉由使用調整過的 有效光源分佈執行曝光處理。在曝光處理中,用光照射遮罩8,且藉由投影光學系統9將遮罩8的圖案投影到基板10上。
上述的調整方法可在曝光設備中被週期性地 實施,或者在裝置運送之前作為校準處理被執行。根據本實施例,由於可測量並且高精度地調整有效光源分佈,因此有效光源分佈中的光強度的均勻性得到提高。作為結果,可以更可靠地抑制由於光源單元的遮光構件的陰影導致的遮罩圖案的解析度下降。
第三實施例
根據第三實施例的曝光設備的結構係類似於第二實施例中的曝光設備的結構,因此省略其描述。在本實施例中,調整方法與第二實施例中不同。圖13是根據第三實施例的調整方法的流程圖。
首先,在步驟S202,曝光設備的控制器600獲取遮罩8的圖案的資訊。可由使用者經由輸入裝置輸入或者從外部裝置自動地輸入遮罩8的圖案的資訊。然後, 在步驟S204中,控制器600基於遮罩8的圖案的資訊確定遮罩8上的至少一個圖案要素的方向。圖14A和圖14B示出遮罩8的圖案的例子。圖14A所示的遮罩包括包含沿著x方向週期性佈置且在y方向上延伸的線的線圖案要素P11和P13、以及包含沿著y方向週期性佈置且在x方向上延伸的線的線圖案要素P12和P14。圖14B所示的遮罩包括包含以相對於x方向和y方向的45°角週期性佈置和延伸的線的圖案要素P21至P24。各個圖案要素中的週期性方向或線延伸的方向被定義為遮罩上的圖案要素的方向。
接著,基於在步驟S206中確定的方向的資 訊,調整被包含在光源單元中的遮光構件的佈置。在遮罩包含在x方向或y方向上具有週期性的圖案要素的情況下,與圖14A所示的遮罩同樣,從遮罩向投影光學系統9發射沿著x方向或y方向衍射的光,且衍射光被聚焦於基板10上。因此,相較於以具有圖15B所示的有效光源分佈的光照射遮罩,更希望以具有圖15A所示的包含沿著x方向或y方向延伸的遮光構件的陰影的有效光源分佈的光照射遮罩。在圖15A和圖15B中,有效光源分佈中的黑色區域為被包含在光源單元中的遮光構件的陰影。在遮罩包含在傾斜方向上具有週期性的圖案要素的情況下,與圖14B所示的遮罩同樣,從遮罩向投影光學系統9發射沿著傾斜方向衍射的光,且衍射光被聚焦於基板10上。因此,相較於以具有圖15A所示的有效光源分佈的光照射遮 罩,更希望以具有圖15B所示的包含沿著傾斜方向延伸的遮光構件的陰影的有效光源分佈的光照射遮罩。這是因為當光強度或陰影在有效光源分佈中不均勻時,衍射光的成像性能根據產生衍射光的方向改變,且基板上的解析度因此而改變。為了以包含具有不同的週期性方向的複數個週期性圖案要素的遮罩獲得令人滿意的解析度,可以用具有即使當週期性圖案要素具有不同的週期性方向(亦即,產生衍射光的方向)時衍射光的成像性能也不改變的有效光源分佈的光照射遮罩。
藉由,例如,以調整機構調整光源單元1A、 1B和1C的附接位置和角度,調整光源單元的遮光構件的佈置。因此,根據遮罩的圖案,有效光源分佈中的光源單元的遮光構件的陰影的位置改變,使得可以實現希望的解析度。例如,當遮罩具有圖14A所示的圖案時,調整光源單元的遮光構件的佈置,使得獲得圖15A所示的有效光源分佈。當遮罩具有圖14B所示的圖案時,調整光源單元的遮光構件的佈置,使得獲得圖15B所示的有效光源分佈。 為了確認光源單元1A、1B和1C的調整的結果,可另外執行根據第二實施例的有效光源分佈的測量和有效光源分佈的調整。
在本實施例中,對遮罩包含具有不同的週期 性方向的兩種類型的圖案要素的情況執行調整。但是,本實施例也適用於各種其它類型的圖案要素。
根據本實施例,即使當有效光源分佈包括被 包含在光源單元中的遮光構件的陰影時,也可藉由使用適合於遮罩的圖案的有效光源分佈來抑制遮罩的圖案的解析度下降。
在上述的實施例中,使用水銀燈51作為光 源。但是,光源的類型不限於此。另外,鏡不限於橢球面鏡,而是可替代性地為抛物面鏡(paraboloid mirror)或者藉由佈置平面鏡而得到的鏡。對有效光源分佈的形狀沒有特定限制,且可以使用諸如環形(annular)照明或多極(multipole)照明的各種類型的照明。另外,曝光設備可為在保持遮罩的台架和保持基板的台架被移動的同時執行曝光處理的掃描曝光設備、或是可為藉由全板曝光將遮罩的圖案轉印到基板上的步進器(stepper)。
根據上述的實施例的照明裝置可被應用於曝 光設備以外的設備。例如,照明裝置可被用作液晶投影器的照明裝置。
第四實施例
現在描述用於藉由使用上述的曝光設備來製造物品(半導體IC裝置、液晶顯示裝置、彩色面板等)的方法。藉由使用上述的曝光設備對上面施加了感光材料的基板(晶片、玻璃基板等)進行曝光的步驟、顯影基板(感光材料)的步驟、以及其它已知的步驟,物品被形成。其它的步驟包括,例如,諸如蝕刻、抗蝕劑分離、切割、接合和封裝的處理。通過根據本實施例的用於製造物 品的方法,與根據現有技術的方法相比,可以製造更高品質的物品。
雖然已參照例示性實施例說明了本發明,應理解的是,本發明不侷限於所揭露的例示性實施例。以下申請專利範圍的範疇應被賦予最寬廣的解釋,以包含所有這樣的變型以及相等結構和功能。
80‧‧‧區域
81A,81B,81C‧‧‧光強度分佈
83A,83B,83C‧‧‧陰影
84A,84B,84C‧‧‧陰影
85‧‧‧區域
100‧‧‧光強度分佈

Claims (22)

  1. 一種照明裝置,其照射照明表面,該照明裝置包括:複數個光源單元,每一個光源單元包含光源、反射來自該光源的光的鏡、以及遮擋被該鏡反射並朝向該照明表面行進的光的一個或複數個遮光構件;以及照明光學系統,其在瞳面中形成疊加了來自該等光源單元的每一個光源單元的光的疊加光的光強度分佈,並以該疊加光照射該照明表面,其中,在該照明光學系統的該瞳面中的該光強度分佈中,被包含在該等光源單元的一個光源單元中的所有的該等遮光構件的陰影的位置與被包含在其餘的光源單元的至少一個光源單元中的所有的該等遮光構件的陰影的位置分開。
  2. 如申請專利範圍第1項所述的照明裝置,其中,在該照明光學系統的該瞳面中的該光強度分佈中,被包含在所有的該等光源單元中的所有的該等遮光構件的陰影的位置相互分開。
  3. 如申請專利範圍第1項所述的照明裝置,其中,當n是該照明光學系統的該瞳面中的該光強度分佈中的該等光源單元的該等遮光構件的陰影的數量時,n個區域的每一個區域具有設置於其中的該等遮光構件的該等陰影中的一個,在該n個區域的每一個區域中,該照明光學系統的該瞳面被分割,使得該n個區域各具有 360°/n的圓心角。
  4. 如申請專利範圍第1項所述的照明裝置,其中,當n是該照明光學系統的該瞳面中的該光強度分佈中的該等光源單元的該等遮光構件的陰影的數量時,該等光源單元的該等遮光構件的該等陰影的位置以180°/n或更大的圓心角相互分開。
  5. 如申請專利範圍第1項所述的照明裝置,其中,在該照明光學系統的該瞳面中的該光強度分佈中,該等光源單元的該等遮光構件的該等陰影的該等位置以相同的圓心角相互分開。
  6. 如申請專利範圍第1項所述的照明裝置,還包括:調整單元,其調整該等光源單元的該等遮光構件的佈置,使得該等遮光構件的該等陰影的該等位置在該照明光學系統的該瞳面中的該光強度分佈中相互分開。
  7. 如申請專利範圍第1項所述的照明裝置,其中,在該等光源單元的每一個光源單元中,該一個或複數個遮光構件包含連接到該光源的電極的電纜。
  8. 如申請專利範圍第1項所述的照明裝置,其中,在該等光源單元的每一個光源單元中,該一個或複數個遮光構件包含用於冷卻該光源的電極的冷卻噴嘴。
  9. 如申請專利範圍第1項所述的照明裝置,其中,在該等光源單元的每一個光源單元中,該一個 或複數個遮光構件包含連接到該光源的電極的電纜和用於冷卻該光源的該電極的冷卻噴嘴相互集成的構件。
  10. 如申請專利範圍第1項所述的照明裝置,其中,在該等光源單元的每一個光源單元中,該一個或複數個遮光構件包含作為分開的構件的連接到該光源的電極的電纜和用於冷卻該光源的該電極的冷卻噴嘴,以及其中,在該照明光學系統的該瞳面中的該光強度分佈中,被包含在該等光源單元的一個光源單元中的該電纜的陰影與被包含在該等光源單元的該一個光源單元中的該冷卻噴嘴的陰影重疊。
  11. 如申請專利範圍第10項所述的照明裝置,其中,在該照明光學系統的該瞳面中的該光強度分佈中,被包含在該等光源單元的一個光源單元中的該電纜的該陰影和被包含在該等光源單元的該一個光源單元中的該冷卻噴嘴的該陰影具有相同的寬度。
  12. 一種照明裝置,其照射照明表面,該照明裝置包括:複數個光源單元,每一個光源單元包含光源、反射來自該光源的光的鏡、以及遮擋被該鏡反射並朝向該照明表面行進的光的一個或複數個遮光構件;照明光學系統,其在瞳面中形成疊加了來自該等光源單元的每一個光源單元的光的疊加光的光強度分佈,並以該疊加光照射該照明表面;測量單元,其測量該照明光學系統的該瞳面中的該光 強度分佈;以及調整單元,其基於由該測量單元所測量的該光強度分佈中的該等遮光構件的陰影的位置,調整該等遮光構件的佈置。
  13. 如申請專利範圍第12項所述的照明裝置,其中,該調整單元調整該等遮光構件的該佈置,使得在該照明光學系統的該瞳面中的該光強度分佈中,被包含在該等光源單元的一個光源單元中的所有的該等遮光構件的陰影的位置與被包含在其餘的光源單元的至少一個光源單元中的所有的該等遮光構件的陰影的位置分開。
  14. 如申請專利範圍第12項所述的照明裝置,其中,該調整單元調整該等遮光構件的該佈置,以在該照明光學系統的該瞳面中的該光強度分佈中減少兩個垂直方向之間的強度差。
  15. 一種照明裝置的調整方法,該照明裝置包含複數個光源單元和照明光學系統,每一個光源單元包含光源、反射來自該光源的光的鏡、以及遮擋被該鏡反射並朝向照明表面行進的光的一個或複數個遮光構件,該照明光學系統在瞳面中形成疊加了來自該等光源單元的每一個光源單元的光的疊加光的光強度分佈並以該疊加光照射該照明表面,該調整方法包括以下步驟:測量該照明光學系統的該瞳面中的該光強度分佈;以及基於所測量的該光強度分佈中的該等遮光構件的陰影 的位置去調整該等遮光構件的佈置。
  16. 一種曝光設備的調整方法,該曝光設備藉由曝光將遮罩的圖案轉印到基板上,且該曝光設備包含複數個光源單元和照明光學系統,每一個光源單元包含光源、反射來自該光源的光的鏡、以及遮擋被該鏡反射並朝向該遮罩行進的光的一個或複數個遮光構件,該照明光學系統在瞳面中形成疊加了來自該等光源單元的每一個光源單元的光的疊加光的光強度分佈並以該疊加光照射該遮罩,該調整方法包括以下步驟:基於該遮罩的該圖案的資訊,調整該光強度分佈中的該等遮光構件的陰影的位置。
  17. 如申請專利範圍第16項所述的調整方法,還包括以下步驟:獲取該遮罩的該圖案的方向的資訊,其中,在該調整步驟中,基於所獲取的該遮罩的該圖案的該方向的該資訊去調整該等遮光構件的該佈置。
  18. 如申請專利範圍第16項所述的調整方法,其中,該遮罩的該圖案包含具有不同的週期性方向的複數個週期性圖案要素。
  19. 一種曝光設備,其藉由曝光將遮罩的圖案轉印到基板上,該曝光設備包括:根據申請專利範圍第1項所述的照明裝置,其照射該遮罩;以及投影光學系統,其將被該照明裝置照射的該遮罩的該 圖案投影到該基板上。
  20. 一種用於製造物品的方法,包括以下步驟:藉由使用申請專利範圍第19項所述的曝光設備在基板上執行曝光處理;將已經受該曝光處理的該基板顯影;以及藉由處理被顯影的該基板來製造該物品。
  21. 一種曝光設備,其藉由曝光將遮罩的圖案轉印到基板上,該曝光設備包括:根據申請專利範圍第12項所述的照明裝置,其照射該遮罩;以及投影光學系統,其將被該照明裝置照射的該遮罩的該圖案投影到該基板上。
  22. 一種用於製造物品的方法,包括以下步驟:藉由使用申請專利範圍第21項所述的曝光設備在基板上執行曝光處理;將已經受該曝光處理的該基板顯影;以及藉由處理被顯影的該基板來製造該物品。
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