[發(fā)明專利]使衍射能夠受控的光刻照射設(shè)備

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201380057302.6
• 申請日: 2013-09-25
• 公開（公告）號: CN104969128B
• 公開（公告）日: 2017-08-01
• 發(fā)明（設(shè)計）人: B·普蘭尚;R·梅西耶伊捷
• 申請（專利權(quán)）人: 薩基姆防務(wù)安全公司;上海微電子裝備有限公司
• 主分類號: G03F7/20
• 分類號: G03F7/20;G02B27/09
• 代理公司: 北京戈程知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司11314
• 代理人: 程偉,王錦陽

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種光刻設(shè)備的照射器，并涉及這種光刻設(shè)備。

背景技術(shù)

光刻法是一種用于制造半導(dǎo)體器件的技術(shù)，其通過使用電磁輻射而在半導(dǎo)體器件上產(chǎn)生細(xì)小圖案。出于此種目的，光刻設(shè)備的照射器照射掩膜，掩膜的圖像投射在半導(dǎo)體片(也被稱為“晶圓”)上。

參考圖1，已知的照射器通常包括衍射光學(xué)元件(也稱作DOE)，其由照射源1’進行照射。

照射源1’例如為激光源。

元件1可以是通常用于產(chǎn)生衍射的任意元件，例如球形微透鏡的二維陣列、菲涅爾透鏡、衍射光柵等。該元件起到光學(xué)散射設(shè)備的作用，并且具有的主要功能為在其輸出處產(chǎn)生具有通常所需圖案的光瞳，例如盤形或環(huán)形。

照射器在元件1的輸出處包括由數(shù)個透鏡形成的變焦器(zoom)2。變焦器2的功能是將元件1的岀射光瞳的像恢復(fù)至有限的距離，并且能夠使其尺寸變化。

微透鏡陣列L1放置在變焦器2的出射處，其由包含兩個互相面對的面的平板組成，并且在每個面上形成有球形的或圓柱形的微透鏡的網(wǎng)絡(luò)。微透鏡陣列L1將入射光束在變焦器2的出射處分裂成為多個子光束。換句話說，陣列L1的岀射光瞳分解為子岀射光瞳。

第二微透鏡陣列L2位于第一微透鏡陣列L1的下游，使得L1L2系統(tǒng)是無焦點的。

第三微透鏡陣列L3位于第二微透鏡陣列L2的下游。快門3位于該第三陣列L3的像方焦點處，包括孔徑以有規(guī)律的間隔在其上形成的板或柵格。可選地，快門3可以包括兩個板31、32，該兩個板31、32沿著正交于光軸的方向，或正交于光軸并且必要時相互正交的方向，與掩膜7以及待被照射的晶圓w的移動而同步移動。可以參考文獻WO2007/028793以獲得制作該快門的更多細(xì)節(jié)。

在各種情況中，快門3使得能夠控制照射量、圖像格式以及在掩膜7上的照度分布。為此，快門3定位在與聚光器5的焦平面共軛的平面上，掩膜7定位于聚光器5的焦平面的略微下游。這使得能夠防止光傳輸出所需的區(qū)域，在被照射的晶圓上產(chǎn)生雜散光。事實上掩膜相對于聚光器的焦平面略微地散焦，使得能夠通過使光脈沖能量的時間變化平滑而改進照射量的控制。

事實上快門3的上游的L1L2網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)是無焦點的，這使得能夠限制照射快門的系統(tǒng)的岀射子光瞳的尺寸。因此，存在位于光束的微透鏡之間的無照射區(qū)域，其中當(dāng)像場必須被完全照射時，快門3的不透明部分可以被定位而不中斷光束。這使得在快門的出射處子光束能夠被急劇地中斷，以及在掩膜處被急劇地封閉(obturation)。

第三微透鏡陣列L3的像方焦點位于聚光器5的物方焦點處，以便使得照射器是遠(yuǎn)心的，也即，使得照射器的岀射光瞳是在無限遠(yuǎn)處的。關(guān)于聚光器5，其包括多個透鏡，通過這些透鏡，來自L1L2陣列的子光束可以在掩膜處疊加。

孔障設(shè)備(dispositif d'apodisation)6也放置在聚光器5和掩膜7之間。

如之前所述，快門3定位于聚光器的焦平面的共軛平面，以便確保光束10的急劇封閉。

對于沿著一維的光束，也即，當(dāng)必須確保光束的封閉沿著在快門的平面上的第一軸時，這種照射器尤其提供良好的結(jié)果。

然而，在必須確保封閉沿著快門平面的兩個軸，尤其是兩個垂直于光軸并且互相垂直的軸的假設(shè)下，會出現(xiàn)成像問題。

實際上，照射器的遠(yuǎn)心條件要求快門3在兩個封閉軸的方向都定位于微透鏡陣列L3的物方焦點處。另一方面，快門在掩膜上的像清晰條件要求微透鏡陣列L3的像方焦點在兩個方向上都位于聚光器的物方焦點處。

這些條件都要求微透鏡陣列L3應(yīng)該沿著兩個方向都具有相同的焦距。此時，在這種類型的照射器中，由于微透鏡的焦距具有與所述微透鏡的厚度相同的數(shù)量級，要確保獲得這種結(jié)果，并且因此保證快門和掩膜之間在兩個方向上的完美結(jié)合在幾何學(xué)上不可能的。

在另一方面，快門導(dǎo)致衍射現(xiàn)象，其使得在聚光器的平面上難以獲得快門的清晰的像，并且因此在掩膜上難以獲得快門的清晰的像。更具體地，根據(jù)比源于微透鏡陣列L1L2的子光束的孔徑更大的孔徑，通過柵格進行的光的衍射分散了光束。由此導(dǎo)致了兩個負(fù)面結(jié)果：

-如果衍射過大，來自快門的光可能不穿過正確的微透鏡陣列L3，而在子光束100之間產(chǎn)生串?dāng)_并且在掩膜上產(chǎn)生干涉現(xiàn)象。

-快門的衍射導(dǎo)致在第三微透鏡陣列L3的輸入處的子光束的孔徑增大。此時，更大的孔徑限制了微透鏡陣列L3的物方景深，這增加了快門相對于該陣列L3的物方焦平面的散焦的敏感性。照射器的調(diào)整因此變得更加復(fù)雜。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提出解決至少一個上述問題。