[發明專利]照明光學設備、曝光設備、照明方法、曝光方法和裝置制造方法

有效

• 申請號: 201410018301.7
• 申請日: 2008-10-23
• 公開（公告）號: CN103777363B
• 公開（公告）日: 2017-05-10
• 發明（設計）人: 谷津修
• 申請（專利權）人: 株式會社尼康
• 主分類號: G02B27/28
• 分類號: G02B27/28;G02B27/09;G02B26/08;G03F7/20
• 代理公司: 北京市金杜律師事務所11256
• 代理人: 陳偉

本申請是申請號:200880100940.0，申請日:2008年10月23日，發明名稱:“光學單元、照明光學設備、曝光設備和裝置制造方法”的發明專利申請的分案申請。

技術領域

本發明涉及光學單元、照明光學設備、曝光設備和裝置制造方法。更明確地說，本發明涉及一種照明光學設備，其適用于通過光刻法來制造例如半導體裝置、成像裝置、液晶顯示裝置和薄膜磁頭之類的裝置的曝光設備。

背景技術

在此類型的典型曝光設備中，從光源發出的光束行進而穿過作為光學積分器的蠅眼(fly eye)透鏡以形成二次光源(大體上，照明光瞳上預定的光強度分布)作為由大量光源組成的實質表面發光體。照明光瞳上的光強度分布在下文中將被稱作“照明光瞳亮度分布”。將照明光瞳定義為通過照明光瞳與照明目標表面(在曝光設備的情況下為掩膜或晶片)之間的光學系統的作用而使得照明目標表面變成照明光瞳的傅立葉(Fourier)變換表面的位置。

來自二次光源的射束由聚光透鏡聚集以重疊地照明上面形成有預定圖案的掩膜。穿過掩膜的光行進而穿過投影光學系統以聚焦于晶片上，借此使掩膜圖案投影(或轉印)到晶片上以實現其曝光。由于形成于掩膜上的圖案為高度整合的圖案，所以必須在晶片上獲得均勻的照度分布以便將此精細圖案準確地轉印到晶片上。

存在一種常規提出的照明光學設備，其能夠在不使用變焦光學系統的情況下連續地改變照明光瞳亮度分布(且因此改變照明條件)(請參考日本專利特許公開申請案第2002-353105號)。特許公開申請案第2002-353105號中所揭露的照明光學設備使用由大量微鏡面元件組成的可移動多(multi)鏡面，所述微鏡面元件布置成陣列形式，且其傾斜角度和傾斜方向個別地受到驅動控制，且所述照明光學設備經配置以使得入射射束分成對應于鏡面元件的反射表面的小單元的射束，所述小單元的射束由多鏡面折疊以將入射射束的橫截面轉換成所要形狀或所要大小，且又實現所要的照明光瞳亮度分布。

發明內容

本發明的目標為提供一種照明光學設備，其能夠實現在照明光瞳亮度分布的形狀和大小方面具有較大變化的照明條件。本發明的另一目標為提供一種曝光設備，其能夠使用可實現具有大變化的照明條件的照明光學設備，在根據圖案特性而實現的適當照明條件下執行良好曝光。

為了實現上述目標，本發明的第一方面提供一種照明光學設備，使照明光對于形成有圖案的掩膜進行照明，所述照明光學設備包括：空間光調制器，含有：反射所述照明光的多個反射表面，對于所述多個反射表面進行個別控制，而在所述照明光學設備的照明光瞳中形成所述照明光的強度分布；光學單元，配置于所述空間光調制器的入射側的光路中，使所述多個反射表面的所述照明光的強度分布進行均勻化；以及偏振單元，配置于所述光學單元與所述空間光調制器之間的光路中，對于具有線性偏振狀態的所述照明光的偏振方向進行變換；其中，所述偏振單元將所述照明光的偏振狀態，從預定一方向作為偏振方向的線性偏振狀態、變換成含有偏振方向為互相不同的第1線性偏振光與第2線性偏振光的偏振狀態，且所述空間光調制器是：以使所述第1線性偏振光作為主成分的所述照明光被分布在所述照明光瞳的第1區域、且使所述第2線性偏振光作為主成分的所述照明光被分布在與所述第1區域不同的所述照明光瞳的第2區域的方式，而控制所述多個反射表面

本發明的第二方面提供一種曝光設備，將形成在掩膜的圖案曝光到基板，所述曝光設備包括：上述的照明光學設備，對所述圖案進行照明。

本發明的第三方面提供一種裝置制造方法，使用上述的曝光設備，將被形成在掩膜的圖案曝光到基板上；以及使所述圖案被曝光的所述基板進行顯影。

本發明的第四方面提供一種照明方法，使照明光對于形成有圖案的掩膜進行照明，所述照明方法包括：利用含有能夠個別控制的多個反射表面的空間光調制器，來反射所述照明光，而在照明光瞳中形成所述照明光的強度分布；利用配置于所述空間光調制器的入射側的光路中的光學單元，使所述多個反射表面的所述照明光的強度分布進行均勻化；以及利用配置于所述光學單元與所述空間光調制器之間的光路中的偏振單元，對于具有線性偏振狀態的所述照明光的偏振方向進行變換；其中，所述照明光是：從預定一方向作為偏振方向的線性偏振狀態、變換成含有偏振方向為互相不同的第1線性偏振光與第2線性偏振光的偏振狀態，且所述多個反射表面是：以使所述第1線性偏振光作為主成分的所述照明光被分布在所述照明光瞳的第1區域、且使所述第2線性偏振光作為主成分的所述照明光被分布在與所述第1區域不同的所述照明光瞳的第2區域的方式，而進行控制。