[發(fā)明專利]棱鏡光學(xué)系統(tǒng)、照明光學(xué)系統(tǒng)、曝光設(shè)備和裝置制造方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410163912.0
• 申請日: 2014-04-23
• 公開（公告）號: CN104122757B
• 公開（公告）日: 2017-04-12
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 大阪昇;福岡亮介;吉岡均
• 申請（專利權(quán)）人: 佳能株式會社
• 主分類號: G03F7/20
• 分類號: G03F7/20
• 代理公司: 中國國際貿(mào)易促進(jìn)委員會專利商標(biāo)事務(wù)所11038
• 代理人: 歐陽帆

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及棱鏡光學(xué)系統(tǒng)、照明光學(xué)系統(tǒng)、曝光設(shè)備和裝置制造方法。

背景技術(shù)

當(dāng)制造半導(dǎo)體裝置、液晶顯示裝置及其他裝置時，在光刻步驟中，使用曝光設(shè)備來利用照明光學(xué)系統(tǒng)照射掩模(分劃板(reticle))并且通過投影光學(xué)系統(tǒng)將掩模圖案的圖像投影到襯底上。在襯底上形成光致抗蝕劑層。在這種曝光設(shè)備中，為了在保留高分辨率的同時確保焦深，根據(jù)掩模圖案，優(yōu)化有效光源分布(照明條件)。有效光源分布是在照明光學(xué)系統(tǒng)中的光瞳面上的光強分布，并且還是進(jìn)入照明光學(xué)系統(tǒng)中的掩模(待照射面)的光的角度分布。

日本專利申請公開No.2002-343715討論通過使用圓錐棱鏡或角錐棱鏡改變光束的截面形狀以便形成環(huán)狀的有效光源分布(環(huán)狀照明)的方法。日本專利申請公開No.11-271619討論使用一對圓錐棱鏡和一對角錐棱鏡形成環(huán)狀照明或四重(quadruple)照明的方法。

此外，國際公開(PCT申請的翻譯)No.99-25009討論將從圓錐棱鏡出射的光引導(dǎo)到用于使照明光均勻的光學(xué)系統(tǒng)以便形成均勻光強分布的環(huán)狀照明的方法。用于使照明光均勻的光學(xué)系統(tǒng)包括柱狀的反射部件和圓筒狀的反射部件。

圖13示出具有使用棱鏡的照明光學(xué)系統(tǒng)的曝光設(shè)備，如例如在日本專利申請公開No.2002-343715和日本專利申請公開No.11-271619中描述的。曝光設(shè)備包括照明光學(xué)系統(tǒng)IL和投影光學(xué)系統(tǒng)PO。光源1是發(fā)射旋轉(zhuǎn)對稱的光分布的光的光源。從光源1發(fā)射的光穿過光學(xué)系統(tǒng)2、圓錐棱鏡3和光學(xué)系統(tǒng)4，并且進(jìn)入掩模M。從掩模M射出的衍射光進(jìn)入投影光學(xué)系統(tǒng)PO，穿過孔徑光闌(NA光闌)5，并且在襯底P上形成圖像。圓錐棱鏡3被布置在相對于掩模M的傅里葉變換平面上。有效光源分布從圓形形狀變?yōu)榄h(huán)形形狀。使用實線和虛線示出這個樣子。虛線示出在不設(shè)置圓錐棱鏡3的情況下的經(jīng)過光的狀態(tài)。實線示出在設(shè)置圓錐棱鏡3的情況下的經(jīng)過光的狀態(tài)。應(yīng)當(dāng)理解光束由于圓錐棱鏡3的作用而擴(kuò)展，并且光以比虛線示出的入射角大的入射角進(jìn)入掩模M。結(jié)果，光的一部分被投影光學(xué)系統(tǒng)PO中的孔徑光闌5阻擋，并且襯底P的曝光的量減少。換句話說，不使用來自照明光學(xué)系統(tǒng)IL的光的一部分，并且這意味著光利用效率降低。

如上所述，在傳統(tǒng)的圓錐棱鏡3中，光束擴(kuò)展，并且光的一部分被布置在圓錐棱鏡3后方的遮光部件阻擋，并且防止光的一部分進(jìn)入布置在圓錐棱鏡3后方的光學(xué)元件。這使得光利用效率降低。

此外，當(dāng)使用在國際公開(PCT申請的翻譯)No.99/25009中討論的用于使照明光均勻的光學(xué)系統(tǒng)時，從光學(xué)系統(tǒng)發(fā)射的光的角度分布比進(jìn)入光學(xué)系統(tǒng)的光的角度分布更寬。這阻止光的一部分進(jìn)入后續(xù)的光學(xué)元件并且使得光利用效率降低。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明涉及提供能夠在襯底被暴露于從用于改變光束的截面形狀的棱鏡來的光時抑制光利用效率降低的照明光學(xué)系統(tǒng)。

根據(jù)本發(fā)明一個方面，一種照明光學(xué)系統(tǒng)包括棱鏡，所述棱鏡被配置為改變光束的截面形狀，所述照明光學(xué)系統(tǒng)被配置為照射待照射面。所述棱鏡包括光入射表面、光出射表面以及從光入射表面?zhèn)妊由斓焦獬錾浔砻鎮(zhèn)鹊耐鈧?cè)面。所述光入射表面包括凹錐面，所述光出射表面包括凸錐面，以及所述外側(cè)面包括用于反射從光入射表面進(jìn)入所述外側(cè)面的光的反射表面。

從以下參考附圖的示例性實施例的描述中本發(fā)明更多的特征將變得清晰。

附圖說明

圖1是示出根據(jù)第一示例性實施例的照明光學(xué)系統(tǒng)的示意性結(jié)構(gòu)視圖。

圖2是示出蠅眼(fly-eye)光學(xué)系統(tǒng)的示意性結(jié)構(gòu)視圖。

圖3是示出視場光闌(field?stop)的示意性結(jié)構(gòu)視圖。

圖4A、圖4B和圖4C示出根據(jù)第一示例性實施例的棱鏡。

圖5A、圖5B、圖5C和圖5D示出根據(jù)第一示例性實施例的棱鏡的效果。

圖6示出根據(jù)第二示例性實施例的棱鏡。

圖7示出根據(jù)第三示例性實施例的棱鏡。

圖8示出根據(jù)第四示例性實施例的棱鏡。

圖9是示出根據(jù)第二示例性實施例的曝光設(shè)備的示意性結(jié)構(gòu)視圖。

圖10示出六邊形的光學(xué)棒(optical?rod)。

圖11A和圖11B示出根據(jù)第二示例性實施例的棱鏡。

圖12是σ光闌變換器(changer)的示意性結(jié)構(gòu)視圖。

圖13示出傳統(tǒng)的棱鏡中的問題。

圖14示出根據(jù)第五示例性實施例的棱鏡。

具體實施方式