專利名稱：微光刻投射曝光設(shè)備的光學(xué)系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種微光刻投射曝光設(shè)備的光學(xué)系統(tǒng)，特別地，本發(fā)明涉及在期望的偏振分布的供應(yīng)方面允許增強(qiáng)的靈活性的微光刻投射曝光設(shè)備的光學(xué)系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
微光刻用于生產(chǎn)微結(jié)構(gòu)組件，像是例如集成電路或IXDs。微光刻工藝在所謂的投射曝光設(shè)備中執(zhí)行，該投射曝光設(shè)備具有照明系統(tǒng)和投射物鏡。借由照明系統(tǒng)照明的掩模(=掩模母板)的圖像借由投射物鏡投射至基板(例如硅晶片)上，該基板涂有感光層(光刻膠)并布置在投射物鏡的像平面中，以將掩模結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)移至基板上的光敏涂層上。在微光刻投射曝光設(shè)備的運(yùn)行中，需要以特定目標(biāo)的方式設(shè)定限定的照明設(shè)定，也就是照明系統(tǒng)光瞳平面中的強(qiáng)度分布。為了該目的，除了使用衍射光學(xué)元件(所謂的DOEs)以外，已知還可使用反射鏡裝置，例如從W02005/026843A2所知。這種反射鏡裝置包括彼此獨(dú)立可調(diào)的多個(gè)微反射鏡。此外，已知多種方式用于以特定目標(biāo)的方式設(shè)定照明系統(tǒng)中的光瞳平面及/或掩模母板中的指定偏振分布，用于優(yōu)化成像對(duì)比度。關(guān)于技術(shù)發(fā)展的水平，請(qǐng)關(guān)注例如 WO 2005/069081A2, WO 2005/031467A2、US 6191880B1、US 2007/0146676AU WO2009/034109A2、WO 2008/019936A2、W02009/100862A1、DE 10200800960IAl 以及 DE102004011733A1ο尤其是，已知在照明系統(tǒng)中，以及也在投射物鏡中，為了高對(duì)比度成像，將設(shè)定切向偏振分布。“切向偏振(tangential polarisation) ”(或“TE偏振”)的表述用于表示一種偏振分布，其中單獨(dú)、線性偏振光束的電場(chǎng)強(qiáng)度矢量的振動(dòng)面(vibration plane)取向?yàn)榕c朝向光學(xué)系統(tǒng)軸的半徑近似垂直。相反地，“徑向偏振(radial polarisation) ”(或“TM偏振”)的表述用于表不一種偏振分布，其中單獨(dú)、線性偏振光束的電場(chǎng)強(qiáng)度矢量的振動(dòng)面關(guān)于光學(xué)系統(tǒng)軸近似徑向地取向。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的為提供一種偏振影響光學(xué)裝置，以及微光刻投射曝光設(shè)備的光學(xué)系統(tǒng)，其在期望的偏振分布的供應(yīng)方面允許增強(qiáng)的靈活性。由依照獨(dú)立權(quán)利要求I的特征的光學(xué)系統(tǒng)可達(dá)到此目的。微光刻投射曝光設(shè)備的光學(xué)系統(tǒng)包含-至少一個(gè)反射鏡裝置，其具有多個(gè)反射鏡元件，該多個(gè)反射鏡元件可彼此獨(dú)立地位移，以改變由反射鏡裝置反射的光的角度分布；以及
-偏振影響光學(xué)裝置,其包含第一半波板(lambda/2plate)以及至少一個(gè)第二半波板。特別地，通過使用與反射鏡裝置結(jié)合的至少兩個(gè)半波板，本發(fā)明基于提供至少兩個(gè)區(qū)域的概念，在光的通路上，依賴于光是否通過僅一個(gè)半波板、通過兩個(gè)半波板或未通過半波板，所述至少兩個(gè)區(qū)域聯(lián)合反射鏡裝置，產(chǎn)生不同的初始偏陣分布。如此，本發(fā)明提供以下可能性例如當(dāng)使用兩個(gè)半波板時(shí)，可以產(chǎn)生四種不同偏振狀態(tài)，其具有可自由選擇的光或強(qiáng)度比例。研究顯示，已經(jīng)能夠在四種偏振狀態(tài)情況下的成像性質(zhì)方面考慮相當(dāng)大程度的偏振特性的影響，可由兩個(gè)半波板的部分重疊來設(shè)定四種偏振狀態(tài)。如果是那樣地話，例如通過兩個(gè)半波板(例如在X和I方向上是可位移的)的相對(duì)位移，同時(shí)也可改變關(guān)于總強(qiáng)度的相對(duì)比例(也就是例如80%的X偏振光與20%的y偏振光等等)?？蓪?shí)現(xiàn)根據(jù)本發(fā)明而在投射曝光設(shè)備中變得可能的不同偏振分布或照明設(shè)定的靈活設(shè)定，特別是在不需要附加的光學(xué)元件的情況下實(shí)現(xiàn)，這降低結(jié)構(gòu)復(fù)雜度和支出，以及降低例如用于微光刻工藝的成本。此外，也避免了使用附加光學(xué)元件所必然有的傳輸損失。在實(shí)施例中，關(guān)于光傳播方向，半波板連續(xù)布置在光學(xué)系統(tǒng)中。在實(shí)施例中，半波板就其關(guān)于彼此的相對(duì)位置可位移。尤其是，半波板可在光傳播方向上有不同程度的重疊。因此，借由至少兩個(gè)半波板的重疊程度的變化，結(jié)合反射鏡裝置，本發(fā)明使得可靈活地設(shè)定相互不同的偏振照明設(shè)定，而不用因?yàn)檫@些照明設(shè)定之間的變更而交換偏振影響光學(xué)裝置。半波板就其關(guān)于彼此的相對(duì)位置的位移能力可包含至少一個(gè)半波板的平移位移及/或至少一個(gè)半波板的旋轉(zhuǎn)。在最后提及的情況下，或者僅改變各個(gè)快軸的相對(duì)位置，根據(jù)本發(fā)明，此位置也被解釋為半波板關(guān)于彼此的相對(duì)位移。在實(shí)施例中，第一半波板及/或第二半波板在第一位置和第二位置之間是可位移的，該第一位置中，各個(gè)半波板完全位于反射鏡裝置的光學(xué)有效區(qū)域之外，該第二位置中，各個(gè)半波板完全位于反射鏡裝置的光學(xué)有效區(qū)域內(nèi)。這樣因此，依賴于期望的偏振分布，各個(gè)半波板也可完全移出反射鏡布置的光學(xué)有效區(qū)域，因此整個(gè)系統(tǒng)在提供期望的偏振分布方面的靈活性進(jìn)一步增加。在該方面，使用各個(gè)半波板位于反射鏡裝置的光學(xué)有效區(qū)域內(nèi)的標(biāo)準(zhǔn)，來表示一種裝置，在光學(xué)系統(tǒng)的運(yùn)行中，在該裝置中，反射鏡裝置也反射通過半波板的所有光線。因此，各個(gè)半波板在反射鏡裝置的光學(xué)有效區(qū)域之外的布置，表明由反射鏡裝置反射的光線并不通過各個(gè)半波板。本發(fā)明不限于可相對(duì)于彼此位移的半波板。如此，如同下文中也會(huì)更詳細(xì)描述的，通過使用反射鏡裝置的反射鏡元件的可位移能力，已經(jīng)能夠利用半波板的靜態(tài)實(shí)施方式來設(shè)定不同的偏振照明設(shè)定。特別地，可將根據(jù)本發(fā)明的裝置設(shè)定為使得僅第一半波板位于第一非重疊區(qū)域內(nèi)，而僅第二半波板位于第二非重疊區(qū)域內(nèi)。在實(shí)施例中，第一半波板具有雙折射的第一快軸，并且第二半波板具有雙折射的第二快軸，第一軸與第二軸的取向彼此不同。在實(shí)施例中，第一快軸與第二快軸相對(duì)于彼此布置在45° ±5°的角度上。在實(shí)施例中，第一快軸相對(duì)于入射至裝置上的光束的優(yōu)先偏振方向在22.5° ±2°的角度上延伸，并且第二快軸相對(duì)于入射至裝置上的光束的優(yōu)先偏振方向在-22. 5° ±2°的角度上延伸。在實(shí)施例中，僅通過第一半波板的第一線性偏振光束的振動(dòng)面旋轉(zhuǎn)過第一旋轉(zhuǎn)角度，并且僅通過第二半波板的第二線性偏振光束的振動(dòng)面旋轉(zhuǎn)過第二旋轉(zhuǎn)角度，第一旋轉(zhuǎn)角度與第二旋轉(zhuǎn)角度不同。在實(shí)施例中，第一旋轉(zhuǎn)角度與第二旋轉(zhuǎn)角度在數(shù)量方面相同，而具有相反的符號(hào)。在實(shí)施例中，第一半波板與第二半波板在彼此重疊區(qū)域內(nèi)形成90°旋轉(zhuǎn)體(rotator)。在實(shí)施例中，偏振影響光學(xué)布置正好具有兩個(gè)半波板。通過特別簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)的實(shí)施，其利用如下事實(shí)僅通過兩個(gè)半波板已經(jīng)可以在相當(dāng)大的程度上考慮偏振特性在成像性質(zhì)方面的影響，這是由于在此可調(diào)的四種偏振狀態(tài)的結(jié)果，如上文所述。在實(shí)施例中，偏振影響光學(xué)布置具有至少三個(gè)并且優(yōu)選地至少七個(gè)半波板。具有至少三個(gè)半波板的裝置具有以下優(yōu)點(diǎn)可免除在相互不同的(尤其是相互垂直的)方向上的，例如在X與y方向上的半波板的位移能力或可調(diào)能力，并且已經(jīng)可用半波板沿著共同方向(例如在X方向上)的位移能力來實(shí)現(xiàn)在設(shè)定不同偏振分布方面的高水平靈活性。在實(shí)施例中，可以以下方式來調(diào)整偏振影響光學(xué)裝置在光學(xué)系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)與反射鏡布置結(jié)合，偏振影響光學(xué)裝置將入射至裝置上的光束的具有優(yōu)先偏振方向的線性偏振分布轉(zhuǎn)換成近似切向的偏振分布，該優(yōu)先偏振方向在光束橫截面上是不變的。在進(jìn)一步的方面，本發(fā)明涉及一種微光刻曝光方法，其中將借由照明系統(tǒng)的光源而產(chǎn)生的光線送至投射曝光設(shè)備，用于照明投射物鏡的物平面，并且其中借由投射物鏡將物平面成像至投射物鏡的像平面中，其中在照明系統(tǒng)內(nèi)使用-至少一個(gè)反射鏡布置，其具有多個(gè)反射鏡元件，該多個(gè)反射鏡元件可彼此獨(dú)立地位移，以改變由反射鏡布置反射的光的角度分布；以及-偏振影響光學(xué)布置，其包含第一半波板以及至少一個(gè)第二半波板。在實(shí)施例中，通過改變第一半波板與第二半波板的相對(duì)位置，調(diào)整至少兩個(gè)相互不同的照明設(shè)定。在實(shí)施例中，當(dāng)調(diào)整所述照明設(shè)定的至少一個(gè)時(shí)，將第一半波板與第二半波板布置為使得它們?cè)诠鈧鞑シ较蛏喜糠值叵嗷ブ丿B，形成至少一個(gè)重疊區(qū)域以及至少一個(gè)非重置區(qū)域。在調(diào)整至少一個(gè)所述照明設(shè)定的實(shí)施例中，至少部分照明重疊區(qū)域與非重疊區(qū)域二者。在實(shí)施例中，由反射鏡布置的不同反射鏡元件反射，并且由于偏振影響布置的動(dòng)作而具有不同偏振方向的至少兩個(gè)光束相互重疊。本發(fā)明進(jìn)一步涉及一種微光刻投射曝光設(shè)備以及用于微結(jié)構(gòu)組件的微光刻生產(chǎn)的方法。在說明書和所附權(quán)利要求中將發(fā)現(xiàn)本發(fā)明的進(jìn)一步的構(gòu)造。


以下借由實(shí)施例，以在附圖中示出的示例的方式，更詳細(xì)地描述本發(fā)明，其中
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圖I示出了說明根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的、具有偏振影響光學(xué)裝置的微光刻投射曝光設(shè)備的結(jié)構(gòu)的示意圖；圖2示出了說明圖I的投影曝光設(shè)備中呈現(xiàn)的反射鏡裝置的結(jié)構(gòu)和功能的示意圖；圖3a_圖3f示出了說明根據(jù)本發(fā)明特定實(shí)施例的偏振影響光學(xué)裝置的運(yùn)行模式的不意圖；圖4a_圖4b示出了說明使用圖2的偏振影響光學(xué)裝置的進(jìn)一步示例的示意圖；圖5a-圖5c示出了可根據(jù)本發(fā)明而設(shè)定的進(jìn)一步的偏振分布的示意圖；圖6示出了說明根據(jù)本發(fā)明進(jìn)一步實(shí)施例的偏振影響光學(xué)裝置的示意圖；以及圖7至圖9示出了說明根據(jù)本發(fā)明進(jìn)一步實(shí)施例的偏振影響光學(xué)裝置的使用的進(jìn)一步示例的示意圖。
具體實(shí)施例方式下面參考圖I首先描述了根據(jù)本發(fā)明的具有光學(xué)系統(tǒng)的微光刻投射曝光設(shè)備的原理結(jié)構(gòu)。投影曝光設(shè)備具有照明系統(tǒng)10和投射物鏡20。照明系統(tǒng)10用于使用來自光源單元I的光照明結(jié)構(gòu)承載掩模(掩模母板)30，光源單元例如包含用于193nm的工作波長(zhǎng)的ArF準(zhǔn)分子激光器(excimer laser)以及產(chǎn)生平行光束的光束成形光學(xué)裝置。一般而言，優(yōu)選地將照明系統(tǒng)10和投射物鏡20設(shè)計(jì)用于小于400nm，尤其是小于250nm，進(jìn)一步特別小于200nm的工作波長(zhǎng)。根據(jù)本發(fā)明，特別地，照明系統(tǒng)10的組件部分是反射鏡裝置200，如下文參考圖2所更詳細(xì)描述的。在光傳播方向上，布置在反射鏡布置200上游的是偏振影響光學(xué)布置300，下文參考圖3a-圖3f更詳細(xì)地描述了該偏振影響光學(xué)裝置。如圖I中所示，還提供了致動(dòng)單元305，用于以合適的致動(dòng)器的方式致動(dòng)裝置300的位移。可將用于裝置300的位移的致動(dòng)器設(shè)計(jì)為任何形式，例如以皮帶驅(qū)動(dòng)器、固態(tài)鉸鏈元件、壓電致動(dòng)器、線性驅(qū)動(dòng)器、含或不含傳動(dòng)裝置(transmission arrangement)的直流發(fā)動(dòng)機(jī)、主軸驅(qū)動(dòng)器(spindledrive)、齒帶驅(qū)動(dòng)器、齒輪驅(qū)動(dòng)器或這些已知部件的結(jié)合的形式。照明系統(tǒng)10具有光學(xué)單元11，其在示出的示例中還包含偏轉(zhuǎn)反射鏡12。在光路上，位于光學(xué)單元11在光傳播方向上的下游的是混光裝置(未顯示)和透鏡組14，混光裝置可例如以本身已知的方式具有適用于實(shí)現(xiàn)光混合的微光學(xué)元件的裝置，透鏡組14的下游布置的是具有掩模母板掩蔽系統(tǒng)(reticlemasking system, REMA)的場(chǎng)平面,通過位于光傳播方向上下游的REMA物鏡15,將該掩模母板掩蔽系統(tǒng)成像至布置在另一場(chǎng)平面內(nèi)的結(jié)構(gòu)承載掩模(掩模母板)30上，并且因此限定掩模母板上的被照明區(qū)域的界限。用投射物鏡20將將結(jié)構(gòu)承載掩模30成像至基板40或具有感光層的晶片上。特別地，可將投射物鏡20設(shè)計(jì)用于浸沒模式操作。此外，投射物鏡可具有大于O. 85，尤其是大于I. I的數(shù)值孔徑(numerical aperture)NA。優(yōu)選地，選擇半波板310、320的尺寸，使得每一個(gè)半波板310、320都可分別“遮住”反射鏡裝置200，也就是說由反射鏡裝置200反射的所有光線都通過半波板310、320。此外，優(yōu)選地，聯(lián)合設(shè)計(jì)半波板310、320和反射鏡裝置200，使得裝置300不會(huì)遮蔽反射鏡裝置200，并且因此實(shí)現(xiàn)最佳傳輸。
在圖2圖解地示出的結(jié)構(gòu)中，反射鏡裝置200具有多個(gè)反射鏡元件200a、200b、
200c.......反射鏡元件200a、200b、200c可彼此獨(dú)立地位移，以改變由反射鏡裝置200反
射的光的角度分布，其中，如圖I所示，可存在致動(dòng)單元205，用于實(shí)施這種位移(例如以合適的致動(dòng)器的方式)。為了示出依照本發(fā)明在照明系統(tǒng)10中所使用的反射鏡裝置200的結(jié)構(gòu)和功能，圖2以照明系統(tǒng)10的子區(qū)域的示例的形式示出了結(jié)構(gòu)，其在激光束210的光路中連續(xù)包含偏轉(zhuǎn)反射鏡211、折射光學(xué)元件(ROE) 212、透鏡213 (僅作為示例顯示)、微透鏡裝置214、根據(jù)本發(fā)明的反射鏡裝置200、散射體(diffuser) 215、透鏡216和光瞳平面PP。反射鏡裝置
200包含多個(gè)微反射鏡200a、200b、200c......，并且微透鏡裝置214具有多個(gè)微透鏡，用于
到這些微反射鏡上的有目標(biāo)的聚焦，并且用于減少或避免“死區(qū)”的照明。微反射鏡200a、200b、200c可分別單獨(dú)地傾斜，例如在-2°與+2°之間，尤其是在-5°與+5°之間，特別是進(jìn)一步在-10°與+10°之間的角度范圍內(nèi)。期望的光分布，例如環(huán)形照明設(shè)定或是偶極設(shè)
定或四極設(shè)定，可通過反射鏡裝置200中的微反射鏡200a、200b、200c......的合適傾斜布
置而在光瞳平面PP內(nèi)產(chǎn)生，只要先前均勻(homogenised)且準(zhǔn)直(collimated)的激光分
別由微反射鏡200a、200b、200c......偏轉(zhuǎn)在期望的方向上，該期望的方向依賴于期望的
照明設(shè)定。圖3a為顯示根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的偏振影響光學(xué)裝置300的示意圖。在實(shí)施例中，偏振影響光學(xué)裝置300包含相互部分重疊的半波板310、320，每一半波板都由適合期望的工作波長(zhǎng)的合適雙折射透明材料制成，例如氟化鎂(MgF2)、藍(lán)寶石(Al2O3)或結(jié)晶石英(SiO2)。此外，每一個(gè)半波板310、320(本發(fā)明并不受限于此)都具有矩形的幾何形狀，以適合于反射鏡裝置200的幾何形狀。針對(duì)包括線偏振光的入射輻射的情形，該線偏振光具有在y方向上延伸的不變的優(yōu)先偏振方向P，圖3a還顯示分別在光通過偏振影響光學(xué)裝置300之后出現(xiàn)的優(yōu)先偏振方向。在該方面，針對(duì)第一非重疊區(qū)域“B-1”(也就是僅由第一半波板310遮蔽的區(qū)域)，針對(duì)第二非重疊區(qū)域“B-2”(也就是僅由第二半波板320遮蔽的區(qū)域)，以及針對(duì)重疊區(qū)域“A” (也就是由第一半波板310和第二半波板320 二者遮蔽的區(qū)域)而分別產(chǎn)生的優(yōu)先偏振方向被表示為P、P"和P",。將在上示區(qū)域中的各個(gè)優(yōu)先偏振方向的出現(xiàn)圖解地顯示于圖3b_3e中，其中第一半波板310的快軸(在高折射率方向上延伸)的各個(gè)位置由虛線“fa-Ι”表示，而第二半波板320的則由虛線“fa-2”表示。在示出的實(shí)施例中，第一半波板310的雙折射的快軸“fa-Ι”相對(duì)于入射至裝置300上的光束的優(yōu)先偏振方向P (也就是相對(duì)于y方向)，在22.5° ±2°的角度上延伸，并且第二半波板320的雙折射的快軸“fa-2”相對(duì)于入射至裝置300上的光束的優(yōu)先偏振方向P，在-22. 5° ±2°的角度上延伸。在光通過第一半波板310之后出現(xiàn)的優(yōu)先偏振方向P'對(duì)應(yīng)于原始(進(jìn)入)優(yōu)先偏振方向P關(guān)于快軸“fa-Ι”的鏡像(參閱圖3b)，并且在光通過第二半波板320之后出現(xiàn)的優(yōu)先偏振方向P"對(duì)應(yīng)于原始(進(jìn)入)優(yōu)先偏振方向P關(guān)于快軸“fa-2”的鏡像(參閱圖3c)。因此，分別在光通過非重疊區(qū)域“B-1”和“B-2”之后出現(xiàn)的優(yōu)先偏振方向P'和P"，相對(duì)于入射至裝置300上的光束的優(yōu)先偏振方向P在±45°的角度上延伸。針對(duì)入射于裝置300上重疊區(qū)域“A”內(nèi)的光束，發(fā)自第一半波板310的光束的優(yōu)先偏振方向P (參閱圖3d)對(duì)應(yīng)于入射至第二半波板320上的光束的進(jìn)入偏振分布，這樣發(fā)自重疊區(qū)域“A”的光束的優(yōu)先偏振方向(圖3a中標(biāo)為P"，)，相對(duì)于入射至裝置300上的光束的優(yōu)先偏振方向P在90°的角度上延伸。本發(fā)明不限于相對(duì)彼此可位移的半波板。因此，通過利用反射鏡裝置的反射鏡元件的可位移能力，在半波板的靜態(tài)實(shí)施的情況下，已經(jīng)能夠設(shè)定不同的偏振照明設(shè)定。例如，通過例如將偏振方向被裝置300旋轉(zhuǎn)90°的光成分偏轉(zhuǎn)，并引導(dǎo)這些光成分到光瞳平面上“12”點(diǎn)鐘和“6”點(diǎn)鐘或“3”點(diǎn)鐘和“9”點(diǎn)鐘的方向，可在準(zhǔn)切向偏振分布(quasi-tangential polarisation)與準(zhǔn)徑向偏振分布之間轉(zhuǎn)變。雖然在示出的實(shí)施例中，半波板310、320都布置在反射鏡裝置200關(guān)于光傳播方向的上游，但是本發(fā)明不限于此。因此在進(jìn)一步實(shí)施例中，還可將半波板310、320中的一個(gè)布置在反射鏡裝置關(guān)于光傳播方向的上游，而將另一個(gè)布置在反射鏡裝置200的下游，或者也可以將半波板310、320都布置在反射鏡裝置200的下游。最后提到的構(gòu)造具有以下方面的優(yōu)點(diǎn)由裝置300設(shè)定的(離開)偏陣分布不再被反射鏡裝置200上的反射改變。此外，分別選擇半波板310、320的方位以及其相對(duì)于反射鏡裝置200的間隔，使得關(guān)于偏振狀態(tài)定義入射于反射鏡裝置200的單獨(dú)反射鏡上的光成分，這樣利用一個(gè)限定的偏振狀態(tài)——而不利用例如二個(gè)或更多的相互不同的偏振狀態(tài)影響在反射鏡裝置200的各個(gè)反射鏡的其中一個(gè)上反射的光。圖3f中顯示的是可用圖3a的裝置設(shè)定的偏振分布的示例。依照?qǐng)D3f產(chǎn)生的偏振分布為具有八個(gè)區(qū)域的準(zhǔn)切向偏振分布350，該八個(gè)區(qū)域有圓的部分的形狀，其中偏振方向在每一情況下都不變地并且至少近似切向地延伸，也就是說與朝向光軸(在z方向上延伸)的半徑垂直地延伸。在有圓的部分的形狀的各個(gè)區(qū)域內(nèi)的偏振分布由以下事實(shí)產(chǎn)生如上所述，偏振方向相對(duì)于入射至裝置300上的光的偏振方向分別旋轉(zhuǎn)了 0° >45°、-45°和90°。偏振分布350使得能夠進(jìn)一步操作例如生產(chǎn)工藝，已經(jīng)利用OPC工藝(0PC =“光學(xué)鄰近校正(optical proximity correction) ” = “光學(xué)近場(chǎng)校正(optical nearfieldcorrection)")將該生產(chǎn)工藝優(yōu)化為準(zhǔn)切向照明設(shè)定，然而在該方面，附加地，也可使用例如具有照明極(illumination poles)旋轉(zhuǎn)45°的準(zhǔn)切向偏振分布的照明設(shè)定。參考圖4a_4b，描述使用裝置300的可能的進(jìn)一步示例。在此情況下，在圖I的結(jié)構(gòu)中，除了裝置300以外，在光瞳平面內(nèi)放置進(jìn)一步的偏振操縱器400(圖4a中的視圖僅呈現(xiàn)了偏振操縱器400位于裝置300在光傳播方向上的下游的圖解草圖)。該進(jìn)一步的偏振操縱器400已知來自W02005/069081A2，并且被圖解地示于圖4b中。偏振操縱器400由光學(xué)活性材料(特別是晶軸沿著光傳播方向延伸的結(jié)晶石英)制成，并且具有隨光傳播方向改變的厚度外形。偏振操縱器400在中央?yún)^(qū)域具有孔405，并且如W02005/069081A2中所描述，其借由厚度外形以及圓雙折射(circularbirefringence),在孔405外面的區(qū)域中產(chǎn)生切向偏振分布。在圖4a的示例中，裝置300的具有相互重疊關(guān)系的兩個(gè)半波板310和320，僅遮蔽反射鏡裝置200的相當(dāng)小的部分(也就是說此外只有反射鏡裝置200上反射的總光線的一小部分通過半波板310和320)。依照上文參考圖3a所描述的原理，針對(duì)同時(shí)還通過偏振操縱器400的孔405的光成分，涉及準(zhǔn)切向偏振。一方面，由對(duì)于通過半波板310、320未覆蓋的區(qū)域以及偏振操縱器400的孔405的光具有y偏振的區(qū)域形成該偏振，因?yàn)闆]有半波板310、320布置在光通過裝置400之后出現(xiàn)的偏陣分布的區(qū)域421和422中，并且因此這里的優(yōu)先偏振方向?qū)?yīng)于原始優(yōu)先偏振方向(也就是y方向)。此外，借由兩個(gè)半波板310、320的動(dòng)作而產(chǎn)生具有X偏振的區(qū)域，也就是針對(duì)通過由兩個(gè)半波板310、320覆蓋的區(qū)域以及偏振操縱器400的孔的光。將切向偏振分布設(shè)定于光瞳平面外面的區(qū)域(如此裝置300不覆蓋反射鏡裝置200，并且用于通過偏振操縱器400的孔405以外的區(qū)域的光)。圖5a_5c顯示了可根據(jù)本發(fā)明設(shè)定的偏振分布的進(jìn)一步示例。依賴于半波板310、320的各自設(shè)定，也可靈活地設(shè)定這些和其它偏振分布，而不用因?yàn)檫@些照明設(shè)定之間變化而調(diào)換偏振影響光學(xué)裝置300。在如圖5a和5b所不的方面,每一個(gè)偏振分布都在光瞳平面的中央?yún)^(qū)域內(nèi)或?qū)τ谕ㄟ^偏振操縱器400的孔405內(nèi)的區(qū)域的光，具有不變的線偏振方向，其中借由反射鏡裝置200與偏振影響裝置300的組合而不同地設(shè)定圖5a、5b中的偏振方向。在圖5c所示的示例中，相互垂直的偏振光成分(含X偏振與y偏振)還可具有相互重疊的關(guān)系，以便利用該重疊在中央?yún)^(qū)域或針對(duì)通過偏振操縱器400的孔405中的區(qū)域的光產(chǎn)生非偏振光，。圖6顯示了兩個(gè)可旋轉(zhuǎn)半波板610和620的布置的進(jìn)一步實(shí)施例。用于半波板610和620的旋轉(zhuǎn)的致動(dòng)器可具有任何期望的構(gòu)造，例如為皮帶驅(qū)動(dòng)器、固態(tài)鉸鏈元件、壓電致動(dòng)器或這些已知元件的組合形式。此時(shí)存在以下優(yōu)勢(shì)具有任何期望的優(yōu)先偏振方向的兩個(gè)偏振狀態(tài)可借由兩個(gè)可旋轉(zhuǎn)半波板610和620來設(shè)定。在半波板610和620的重疊區(qū)域內(nèi)，存在類似于圖3地源于兩個(gè)半波板610和620的組合動(dòng)作的進(jìn)一步的第三偏振狀態(tài)。根據(jù)進(jìn)一步實(shí)施例，由反射鏡反射并且包括由偏振影響裝置300的動(dòng)作所造成的不同偏振方向的光成分也可具有相互重疊關(guān)系。這種在圖7中圖解地示出的實(shí)施例基于以下考慮例如22. 5°的合成偏振方向,根據(jù)向量加法,是由0°與45°的偏振方向(都相對(duì)于示出的坐標(biāo)系中的X軸)的疊加(示于圖7的右下角)產(chǎn)生。對(duì)應(yīng)的疊加也可被連續(xù)地影響，或連續(xù)改變包括不同偏振方向的光的強(qiáng)度成分，使得最終產(chǎn)生的照明設(shè)定在相鄰偏振方向之間具有連續(xù)的轉(zhuǎn)變。換言之，使用反射鏡裝置以通過不連續(xù)的偏振狀態(tài)的疊加，來實(shí)現(xiàn)(準(zhǔn))連續(xù)偏振設(shè)定。關(guān)于上述疊加，請(qǐng)注意，在相互增加的垂直偏振光成分的基礎(chǔ)上存在非偏振貢獻(xiàn)，其導(dǎo)致能夠?qū)崿F(xiàn)的IPS值的減少。在該方面，IPS值用于表示在指定位置上期望的偏振狀態(tài)的實(shí)施程度。在該方面，IPS為“優(yōu)選狀態(tài)下的強(qiáng)度(intensity in preferred state)”的縮寫，并且IPS值給出了在參考方向上的光強(qiáng)度相對(duì)于總強(qiáng)度的能量關(guān)系(例如可用理想偏光器來測(cè)量，將該理想偏光器的傳輸方向設(shè)定在參考方向上)。在數(shù)量方面，從圖7開始，就是說在總共八個(gè)偏振狀態(tài)的產(chǎn)生當(dāng)中，借由偏振影響光學(xué)裝置與反射鏡裝置的組合，針對(duì)偏振方向0°與22. 5°的疊加情況存在大約96%的IPS值。相較之下，從圖3開始，就是說在總共四個(gè)偏振狀態(tài)的產(chǎn)生當(dāng)中，借由偏振影響光學(xué)裝置與反射鏡裝置的組合，針對(duì)偏振方向0°與45°的疊加情況存在大約85%的IPS值。根據(jù)下文中參考圖8和圖9描述的進(jìn)一步實(shí)施例，光學(xué)系統(tǒng)還可具有多于兩個(gè)的半波板。一般來說，本發(fā)明包含具有任意數(shù)量(> 2)的半波板的裝置，該半波板具有雙折射快軸的任意取向。
參考圖8，三個(gè)半波板810、820、830的使用，使得可設(shè)定四種偏振狀態(tài)，在各自產(chǎn)生的離開偏振方向方面，這四種偏振狀態(tài)分別逐步地相異45°。如從圖8的右手邊可看到的，當(dāng)由具有各自不同的“關(guān)聯(lián)”偏振狀態(tài)的兩個(gè)反射鏡分別反射的光成分之間的強(qiáng)度比例按照方位角連續(xù)地變化，并且因此偏振方向被旋轉(zhuǎn)時(shí)，通過上述疊加可再次實(shí)現(xiàn)連續(xù)偏振分布。表I中顯示了為圖8中的實(shí)施例而設(shè)定的半波板的取向和各自產(chǎn)生的偏振方向。表I
權(quán)利要求
1.一種微光刻投射曝光設(shè)備的光學(xué)系統(tǒng)，其包含-至少一個(gè)反射鏡裝置(200)，其具有多個(gè)反射鏡元件，該多個(gè)反射鏡元件能夠彼此獨(dú)立地位移以改變由所述反射鏡裝置反射的光的角度分布；以及-偏振影響光學(xué)裝置(300、800、900)，其包含第一半波板(310、810、910)以及至少一個(gè)第二半波板(320,920,930)。
2.如權(quán)利要求I所述的光學(xué)系統(tǒng)，其特征在于，所述第一半波板(310)和所述第二半波板(320)關(guān)于所述光傳播方向連續(xù)布置在所述光學(xué)系統(tǒng)中。
3.如權(quán)利要求I或2所述的光學(xué)系統(tǒng)，其特征在于，所述第一半波板(310)和所述第二半波板(320)就其相對(duì)位置能夠相對(duì)于彼此位移。
4.如權(quán)利要求3所述的光學(xué)系統(tǒng)，其特征在于，所述第一半波板(310)和所述第二半波板(320)就其相對(duì)位置關(guān)于彼此的位移能力包含至少一個(gè)所述半波板的平移位移和/或至少一個(gè)所述半波板的旋轉(zhuǎn)。
5.如權(quán)利要求3或4所述的光學(xué)系統(tǒng)，其特征在于，能夠在相互不同的，尤其是在相互垂直的空間方向上實(shí)現(xiàn)所述第一半波板(310)和所述第二半波板(320)就其相對(duì)位置關(guān)于彼此的位移能力。
6.如權(quán)利要求3至5中的一項(xiàng)所述的光學(xué)系統(tǒng)，其特征在于，所述第一半波板(310)和所述第二半波板(320)相對(duì)于彼此是能夠位移的，在所述光傳播方向上具有可變的重疊程度。
7.如前述權(quán)利要求中的一項(xiàng)所述的光學(xué)系統(tǒng)，其特征在于，所述第一半波板(310)及/或所述第二半波板(320)在第一位置和第二位置之間是能夠位移的，該第一位置中，所述各個(gè)半波板完全位于所述反射鏡裝置(200)的光學(xué)有效區(qū)域之外，該第二位置中，所述各個(gè)半波板完全位于所述反射鏡裝置(200)的光學(xué)有效區(qū)域內(nèi)。
8.如前述權(quán)利要求中的一項(xiàng)所述的光學(xué)系統(tǒng)，其特征在于，所述第一半波板(310)具有雙折射的第一快軸(fa-Ι)，并且所述第二半波板(320)具有雙折射的第二快軸(fa-2)，其中所述第一快軸(fa-Ι)與所述第二快軸(fa-2)的取向彼此不同。
9.如權(quán)利要求8所述的光學(xué)系統(tǒng)，其特征在于，所述第一快軸(fa-Ι)與所述第二快軸(fa-2)相對(duì)于彼此布置在45° ±5°的角度上。
10.如權(quán)利要求8或9所述的光學(xué)系統(tǒng),其特征在于,所述第一,決軸(fa-Ι)相對(duì)于入射至所述裝置(300)上的光束的優(yōu)先偏振方向，在22. 5° ±2°的角度上延伸，并且所述第二快軸(fa-2)相對(duì)于入射至所述裝置(300)上的光束的優(yōu)先偏振方向，在-22. 5° ±2°的角度上延伸。
11.如前述權(quán)利要求中的一項(xiàng)所述的光學(xué)系統(tǒng),其特征在于，第一線性偏振光束的振動(dòng)面旋轉(zhuǎn)過第一旋轉(zhuǎn)角度，該第一線性偏振光束僅通過所述第一半波板(310)，并且第二線性偏振光束的振動(dòng)面旋轉(zhuǎn)過第二旋轉(zhuǎn)角度，該第二線性偏振光束僅通過所述第二半波板(320)，所述第一旋轉(zhuǎn)角度與所述第二旋轉(zhuǎn)角度不同。
12.如權(quán)利要求11所述的光學(xué)系統(tǒng)，其特征在于，所述第一旋轉(zhuǎn)角度與所述第二旋轉(zhuǎn)角度在數(shù)量方面相同，而具有相反的符號(hào)。
13.如前述權(quán)利要求中的一項(xiàng)所述的光學(xué)系統(tǒng)，其特征在于，所述第一半波板(310)和所述第二半波板(320)在彼此的重疊區(qū)域內(nèi)形成90°旋轉(zhuǎn)體。
14.如權(quán)利要求I至13中的一項(xiàng)所述的光學(xué)系統(tǒng)，其特征在于，所述偏振影響光學(xué)裝置(300)正好具有兩個(gè)半波板(310、320)。
15.如權(quán)利要求I至13中的一項(xiàng)所述的光學(xué)系統(tǒng)，其特征在于，所述偏振影響光學(xué)裝置(800.900)具有至少三個(gè)，尤其至少七個(gè)半波板(810、820、830;910-970)。
16.如前述權(quán)利要求中的一項(xiàng)所述的光學(xué)系統(tǒng)，其特征在于，所述偏振影響光學(xué)裝置(300.800.900)以下面的方式是可調(diào)的在所述光學(xué)系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)與所述反射鏡裝置(200)結(jié)合，該偏振影響光學(xué)裝置將入射在所述裝置上的光束的線偏振分布轉(zhuǎn)換成近似切向的偏振分布，該線偏振分布具有優(yōu)先偏振方向，該優(yōu)先偏振方向在所述光束的橫截面上是不變的。
17.如前述權(quán)利要求中的一項(xiàng)所述的光學(xué)系統(tǒng)，其特征在于，其還具有偏振影響光學(xué)元件(400)，該偏振影響光學(xué)元件由光學(xué)活性材料制造并具有變化的厚度外形。
18.—種微光刻投射曝光設(shè)備，其包含照明系統(tǒng)和投射物鏡，其中所述照明系統(tǒng)(110)及/或所述投射物鏡(130)具有如上述權(quán)利要求中的一項(xiàng)所述的光學(xué)系統(tǒng)。
19.一種微光刻曝光方法，其中，將借由照明系統(tǒng)(10)的光源所產(chǎn)生的光送至投射曝光設(shè)備，用于照明投射物鏡(20)的物平面，并且其中借由所述投射物鏡(20)將所述物平面成像至所述投射物鏡(20)的像平面，其中所述照明系統(tǒng)內(nèi)使用-至少一個(gè)反射鏡裝置(200)，其具有多個(gè)反射鏡元件，該多個(gè)反射鏡元件能夠彼此獨(dú)立地位移，以改變由所述反射鏡裝置反射的光的角度分布；以及-偏振影響光學(xué)裝置(300、800、900)，其包含第一半波板(310、810、910)以及至少一個(gè)第二半波板(320,920,930)。
20.如權(quán)利要求19所述的方法，其特征在于，通過改變所述第一半波板(310、810、910)與所述第二半波板(320、920、930)的相對(duì)位置，來調(diào)整至少兩個(gè)相互不同的照明設(shè)定。
21.如權(quán)利要求20所述的方法，其特征在于，當(dāng)調(diào)整至少一個(gè)所述照明設(shè)定時(shí)，布置所述第一半波板(310、810、910)與所述第二半波板(320、920、930)，使得它們?cè)谒龉鈧鞑シ较蛏喜糠值叵嗷ブ丿B，形成至少一個(gè)重疊區(qū)域和至少一個(gè)非重疊區(qū)域。
22.如權(quán)利要求21所述的方法，其特征在于，為了調(diào)整至少一個(gè)所述照明設(shè)定，至少部分照明所述重疊區(qū)域和所述非重疊區(qū)域。
23.如權(quán)利要求19至22中的一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，由所述反射鏡裝置(200)的不同反射鏡元件反射、并且由于所述偏振影響裝置(300)的動(dòng)作而具有不同偏振方向的至少兩個(gè)光束部分相互重疊。
24.一種用于微結(jié)構(gòu)組件的微光刻生產(chǎn)的方法，其包含下列步驟-提供基板(40)，在其上至少部分地施加感光材料的層；-提供掩模(30)，其具有要成像的結(jié)構(gòu)；-提供微光刻投射曝光設(shè)備，其具有如權(quán)利要求18所述的光學(xué)系統(tǒng)；以及-借由所述投射曝光設(shè)備，將所述掩模(30)的至少一部分投射到所述層的區(qū)域上。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種微光刻投射曝光設(shè)備的光學(xué)系統(tǒng)，其包含至少一個(gè)反射鏡裝置(200)，該反射鏡裝置具有多個(gè)反射鏡元件，這些元件可彼此獨(dú)立地位移以改變由該反射鏡裝置反射的光的角度分布；以及偏陣影響光學(xué)裝置(300、800、900)，該偏陣影響光學(xué)裝置包含第一半波板(310、810、910)以及至少一個(gè)第二半波板(320、820、920)。
文檔編號(hào)G03F7/20GK102939566SQ201180028501
公開日2013年2月20日 申請(qǐng)日期2011年5月18日 優(yōu)先權(quán)日2010年6月10日
發(fā)明者I.西恩格, O.迪特曼, J.齊默曼 申請(qǐng)人:卡爾蔡司Smt有限責(zé)任公司