照明光學(xué)裝置的制造方法、照明方法、曝光方法和裝置制造方法
【專利摘要】一種照明光學(xué)系統(tǒng)，其在來自光源（1）的光線的基礎(chǔ)上對要照明的表面照明，所述照明光學(xué)系統(tǒng)具有：第一光學(xué)路徑，衍射光學(xué)元件（6）可布置于其中的第一位置處；第二光學(xué)路徑，具有二維地形成陣列且個別地加以控制的多個光學(xué)元件（3a）的空間光調(diào)制器（3）可布置于其中的第二位置處；和第三光學(xué)路徑，其為已通過所述第一光學(xué)路徑和所述第二光學(xué)路徑中的至少一者的光線的光學(xué)路徑且一種分布形成光學(xué)系統(tǒng)（11）布置于其中。所述分布形成光學(xué)系統(tǒng)（11）基于已通過所述第一光學(xué)路徑和所述第二光學(xué)路徑中的至少一者的光線而在位于所述第三光學(xué)路徑中的照明光瞳上形成預(yù)定的光強(qiáng)度分布。
【專利說明】照明光學(xué)裝置的制造方法、照明方法、曝光方法和裝置制造方法
[0001]本申請是中國申請?zhí)枮?00880024806.7，發(fā)明名稱為“照明光學(xué)系統(tǒng)、曝光設(shè)備、光學(xué)元件和其制造方法和裝置制造方法”的專利申請的分案申請，原申請的申請日是2008年09月10日。
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0002]本發(fā)明涉及照明光學(xué)系統(tǒng)、曝光設(shè)備和裝置制造方法，且更確切地說，涉及適合用于曝光設(shè)備的照明光學(xué)系統(tǒng)，所述曝光設(shè)備用于通過光刻工藝來制造例如半導(dǎo)體裝置、成像裝置、液晶顯示裝置和薄膜磁頭的裝置。本發(fā)明也涉及與用于曝光設(shè)備的照明光學(xué)系統(tǒng)一起使用的光學(xué)元件，所述曝光設(shè)備用于通過光刻工藝來制造例如半導(dǎo)體裝置、成像裝置、液晶顯示裝置和薄膜磁頭之類的裝置。
【背景技術(shù)】
[0003]在此類型的典型曝光設(shè)備中，將從光源發(fā)出的光束導(dǎo)引穿過作為光學(xué)積分器的蠅眼(fly eye)透鏡以形成作為由大量光源組成的實(shí)質(zhì)表面發(fā)光體的二次光源(通常，在照明光瞳上預(yù)定的光強(qiáng)度分布)。照明光瞳上的光強(qiáng)度分布在下文中將被稱作“照明光瞳亮度分布”。將照明光瞳定義如下:通過照明光瞳與要照明的表面(在曝光設(shè)備的情況下，其為掩膜或晶片)之間的光學(xué)系統(tǒng)的作用，使所述要照明的表面保持為照明光瞳的傅立葉變換平面。
[0004]來自二次光源的射束由聚光透鏡聚集以重疊地對上面形成有預(yù)定圖案的掩膜進(jìn)行照明。由掩膜透射的光線行進(jìn)而穿過投影光學(xué)系統(tǒng)以聚焦于晶片上。以此方式，投影(或轉(zhuǎn)印)掩膜圖案以在晶片上實(shí)現(xiàn)其曝光。形成于掩膜上的圖案為高度整合的圖案，且可通過在晶片上獲得均勻的照度分布來將此微觀圖案準(zhǔn)確地轉(zhuǎn)印到晶片上。
[0005]存在一種常規(guī)提出的照明光學(xué)設(shè)備，其能夠連續(xù)地改變照明光瞳亮度分布(且又改變照明條件)(參考，日本專利特許公開申請案第2002-353105號)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]日本專利特許公開申請案第2002-353105號中所揭露的常規(guī)照明光學(xué)設(shè)備經(jīng)配置以使用由大量微觀元件鏡面組成的可移動多鏡面來在各別反射面的微觀單元中分割入射的射束，且使經(jīng)分割的射束折疊以將入射的射束的橫截面轉(zhuǎn)換成所要形狀或所要大小，所述微觀元件鏡面布置成陣列形式且其傾斜角度和傾斜方向受到個別地驅(qū)動和控制。
[0007]然而，光的照射容易使類似于可移動多鏡面的空間光調(diào)制器損壞，且在空間光調(diào)制器損壞時必需對其執(zhí)行替換工作。在空間光調(diào)制器的此替換工作期間，曝光設(shè)備不可用，且此導(dǎo)致裝置生產(chǎn)率的降低。
[0008]已鑒于上述問題來實(shí)現(xiàn)本發(fā)明，且本發(fā)明的目標(biāo)為提供一種照明光學(xué)系統(tǒng)，其能夠?qū)崿F(xiàn)照明條件的多樣性，且能夠在應(yīng)用于曝光設(shè)備時實(shí)現(xiàn)裝置生產(chǎn)率的提高。本發(fā)明的另一目標(biāo)為提供一種曝光設(shè)備，其能夠使用能夠?qū)崿F(xiàn)照明條件的多樣性的照明光學(xué)系統(tǒng)在根據(jù)圖案特性而實(shí)現(xiàn)的適當(dāng)照明條件下執(zhí)行良好曝光。
[0009]本發(fā)明的再一目標(biāo)為提供一種與照明光學(xué)系統(tǒng)一起使用的光學(xué)元件，其(例如)在應(yīng)用于曝光設(shè)備時可根據(jù)圖案特性來實(shí)現(xiàn)適當(dāng)照明條件，且其可實(shí)現(xiàn)裝置生產(chǎn)率的提高。
[0010]本發(fā)明的第一實(shí)施例提供一種照明光學(xué)系統(tǒng),其在來自光源的光線的基礎(chǔ)上對要照明的表面進(jìn)行照明，所述照明光學(xué)系統(tǒng)包含:第一光學(xué)路徑，衍射光學(xué)元件可布置于其中的第一位置處；第二光學(xué)路徑，具有二維地形成陣列且個別地加以控制的多個光學(xué)元件的空間光調(diào)制器可布置于其中的第二位置處；和第三光學(xué)路徑，其為已通過第一光學(xué)路徑和第二光學(xué)路徑中的至少一者的光線的光學(xué)路徑，且一種分布形成光學(xué)系統(tǒng)布置于其中；其中所述分布形成光學(xué)系統(tǒng)基于已通過第一光學(xué)路徑和第二光學(xué)路徑中的至少一者的光線而在位于第三光學(xué)路徑中的照明光瞳上形成預(yù)定的光強(qiáng)度分布。
[0011]本發(fā)明的第二實(shí)施例提供一種照明光學(xué)系統(tǒng)，其在來自光源的光線的基礎(chǔ)上對要照明的表面進(jìn)行照明，所述照明光學(xué)系統(tǒng)包含:空間光調(diào)制器，其具有二維地形成陣列且個別地加以控制的多個光學(xué)元件；和分布形成光學(xué)系統(tǒng)，其基于已通過空間光調(diào)制器的光線而在照明光瞳上形成預(yù)定的光強(qiáng)度分布；其中空間光調(diào)制器的多個光學(xué)元件選擇性地位于照明光學(xué)系統(tǒng)的光學(xué)路徑中的位置與照明光學(xué)系統(tǒng)的光學(xué)路徑外的位置之間。
[0012]本發(fā)明的第三實(shí)施例提供一種照明光學(xué)系統(tǒng)，其在來自光源的光線的基礎(chǔ)上對要照明的表面進(jìn)行照明，所述照明光學(xué)系統(tǒng)包含:衍射光學(xué)元件，其可插入于照明光學(xué)系統(tǒng)的光學(xué)路徑中的第一位置處；空間光調(diào)制器，其具有二維地形成陣列且個別地加以控制的多個光學(xué)元件，所述空間光調(diào)制器可插入于第一位置處或與所述第一位置成光學(xué)共軛的第二位置處；和分布形成光學(xué)系統(tǒng)，其基于已通過衍射光學(xué)元件和空間光調(diào)制器中的至少一者的光線而在照明光瞳上形成預(yù)定的光強(qiáng)度分布。
[0013]本發(fā)明的第四實(shí)施例提供一種曝光設(shè)備，其包含第一實(shí)施例到第三實(shí)施例中任一實(shí)施例的照明光學(xué)系統(tǒng)以用于對預(yù)定圖案進(jìn)行照明，所述曝光設(shè)備在感光性基底上執(zhí)行預(yù)定圖案的曝光。
[0014]本發(fā)明的第五實(shí)施例提供一種用于制造光學(xué)元件的方法，所述光學(xué)元件用于在來自光源的光線的基礎(chǔ)上形成預(yù)定的照明光瞳亮度分布，所述光學(xué)元件應(yīng)用于以來自預(yù)定的照明光瞳亮度分布的光線而在基底上執(zhí)行預(yù)定圖案的曝光的曝光設(shè)備，所述方法包含:第一步驟，在曝光設(shè)備中設(shè)置預(yù)定圖案；第二步驟，由空間光調(diào)制器調(diào)制來自光源的光線，用以形成所需照明光瞳亮度分布；第三步驟，基于由空間光調(diào)制器調(diào)制的光線而在基底上實(shí)現(xiàn)在曝光設(shè)備中所設(shè)置的預(yù)定圖案的曝光；第四步驟，測量在基底上曝光的經(jīng)曝光圖案；第五步驟，基于在第四步驟中測量的經(jīng)曝光圖案以調(diào)整照明光瞳亮度分布；和第六步驟，基于在經(jīng)曝光圖案的曝光過程中使用的照明光瞳亮度分布的信息來制造光學(xué)元件。
[0015]本發(fā)明的第六實(shí)施例提供一種曝光設(shè)備，其包含照明光學(xué)系統(tǒng)，用于以已通過第五實(shí)施例的光學(xué)元件的照明光線來對預(yù)定圖案進(jìn)行照明，所述曝光設(shè)備在感光性基底上執(zhí)行預(yù)定圖案的曝光。
[0016]本發(fā)明的第七實(shí)施例提供一種裝置制造方法，其包含:曝光步驟，使用第六實(shí)施例的曝光設(shè)備而在感光性基底上實(shí)現(xiàn)預(yù)定圖案的曝光；顯影步驟，使已轉(zhuǎn)印有圖案的感光性基底顯影，以在感光性基底的表面上形成形狀對應(yīng)于所述圖案的掩膜層；和處理步驟，通過掩膜層來處理感光性基底的表面。[0017]在根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的照明光學(xué)系統(tǒng)中，舉例來說，在應(yīng)用于曝光設(shè)備時，可通過在使用空間光調(diào)制器來改變照明光瞳亮度分布的同時重復(fù)實(shí)際曝光來快速地找到根據(jù)要轉(zhuǎn)印的圖案的特性的適當(dāng)照明光瞳亮度分布。接著，用經(jīng)設(shè)計(jì)和制造的衍射光學(xué)元件來替換空間光調(diào)制器以便形成適當(dāng)照明光瞳亮度分布，且使用衍射光學(xué)元件以開始用于裝置的大量生產(chǎn)的曝光。結(jié)果，可通過使用空間光調(diào)制器快速地確定適當(dāng)照明光瞳亮度分布來減少從照明條件的調(diào)整到裝置的大量生產(chǎn)的過渡(transition)時間，且可通過使用耐久性比空間光調(diào)制器高的衍射光學(xué)元件以執(zhí)行裝置的大量生產(chǎn)來實(shí)現(xiàn)裝置生產(chǎn)率的提高。
[0018]以此方式，根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的照明光學(xué)系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)照明條件的多樣性，且在應(yīng)用于曝光設(shè)備時，能夠達(dá)成裝置生產(chǎn)率的提高。
[0019]根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的曝光設(shè)備能夠使用可實(shí)現(xiàn)照明條件的多樣性的照明光學(xué)系統(tǒng)在根據(jù)圖案特性而實(shí)現(xiàn)的適當(dāng)照明條件下執(zhí)行良好曝光，且又以高生產(chǎn)率來制造良好的裝置。
[0020]在根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的制造光學(xué)元件的方法中，在使用空間光調(diào)制器來改變照明光瞳亮度分布的同時重復(fù)實(shí)際曝光以快速地找到根據(jù)要轉(zhuǎn)印的圖案的特性的適當(dāng)照明光瞳亮度分布，且制造光學(xué)元件以便形成如此找到的適當(dāng)照明光瞳亮度分布；接著使用所述光學(xué)元件以開始用于裝置的大量生產(chǎn)的曝光。結(jié)果，可通過使用空間光調(diào)制器快速地確定適當(dāng)照明光瞳亮度分布來減少從照明條件的調(diào)整到裝置的大量生產(chǎn)的過渡時間，且可通過使用耐久性比空間光調(diào)制器高的所述光學(xué)元件以執(zhí)行裝置的大量生產(chǎn)來實(shí)現(xiàn)裝置生產(chǎn)率的提聞。
[0021]以此方式，根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的光學(xué)元件的制造方法準(zhǔn)許根據(jù)圖案特性來實(shí)現(xiàn)照明條件且實(shí)現(xiàn)裝置生產(chǎn)率的提高。換句話來說，根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的曝光設(shè)備能夠使用以已通過根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例而制造的光學(xué)元件的照明光線來對預(yù)定圖案進(jìn)行照明的照明光學(xué)系統(tǒng)在根據(jù)圖案特性而實(shí)現(xiàn)的適當(dāng)照明條件下執(zhí)行良好曝光，且又以高生產(chǎn)率制造良好裝置。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0022]圖1為示意性地展示根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的曝光設(shè)備的配置的圖。
[0023]圖2為示意性地展示圓柱形微蠅眼透鏡的配置的透視圖。
[0024]圖3為展示根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的光學(xué)元件的制造步驟的流程圖。
[0025]圖4為示意性地展示一修改實(shí)例的主要配置的圖，其中緊接空間光調(diào)制器之前額外地提供路徑折疊反射鏡。
[0026]圖5為示意性地展示一修改實(shí)例的主要配置的圖，其中空間光調(diào)制器的多個鏡面兀件相對于光軸以90°布置著。
[0027]圖6為示意性地展示一修改實(shí)例的主要配置的圖，其中可緊接于固定地布置的空間光調(diào)制器的多個鏡面元件之前插入平面鏡面。
[0028]圖7為展示半導(dǎo)體裝置的制造步驟的流程圖。
[0029]圖8為展示液晶裝置(例如，液晶顯示裝置)的制造步驟的流程圖。
[0030]圖9為示意性地展示根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的修改實(shí)例的曝光設(shè)備的配置的圖。
[0031]參考符號的定義[0032]1:光源
[0033]3:空間光調(diào)制器
[0034]3a:空間光調(diào)制器的多個鏡面元件
[0035]4:控制單元
[0036]5:中繼光學(xué)系統(tǒng)
[0037]6:衍射光學(xué)元件
[0038]7:無焦透鏡
[0039]9:圓錐形轉(zhuǎn)向鏡系統(tǒng)
[0040]10:變焦透鏡
[0041]11:圓柱形微蠅眼透鏡
[0042]12:聚光光學(xué)系統(tǒng)
[0043]13:掩膜遮板
[0044]14:成像光學(xué)系統(tǒng)
[0045]AS:孔徑光闌
[0046]M:掩膜
[0047]PL:投影光學(xué)系統(tǒng)
[0048]W:晶片
【具體實(shí)施方式】
[0049]將在附圖的基礎(chǔ)上描述本發(fā)明的實(shí)施例。圖1為示意性地展示根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的曝光設(shè)備的配置的圖。在圖1中，Z軸沿著感光性基底即晶片W的法線的方向設(shè)置，Y軸沿著平行于圖1的平面的方向而在晶片W的表面中設(shè)置，且X軸沿著垂直于圖1的平面的方向而在晶片W的表面中設(shè)置。參看圖1，將來自光源I的曝光光線(照明光線)供應(yīng)到本實(shí)施例的曝光設(shè)備。
[0050]適用于本文的光源I可為(例如)供應(yīng)波長為193nm的光線的ArF準(zhǔn)分子激光光源，或供應(yīng)波長為248nm的光線的KrF準(zhǔn)分子激光光源。從光源I發(fā)出的光線由整形光學(xué)系統(tǒng)2擴(kuò)展成具有所需截面形狀的光束，且接著所述經(jīng)擴(kuò)展的射束入射到空間光調(diào)制器3?？臻g光調(diào)制器3具有二維地形成陣列的多個鏡面元件(通常，光學(xué)元件)3a，和個別地控制和驅(qū)動多個鏡面元件3a的姿勢的驅(qū)動單元3b。驅(qū)動單元3b根據(jù)來自控制單元4的命令而個別地控制和驅(qū)動鏡面元件3a的姿勢。稍后將描述空間光調(diào)制器3的配置和作用。
[0051]空間光調(diào)制器3經(jīng)配置，以使得其可插入到照明光學(xué)路徑中或從照明光學(xué)路徑縮回，且可由平面鏡面(或棱鏡鏡面)PM替換。根據(jù)來自控制單元4的命令以執(zhí)行空間光調(diào)制器3和平面鏡面PM到照明光學(xué)路徑中的插入或從照明光學(xué)路徑的縮回。在空間光調(diào)制器3上或在平面鏡面PM上反射的光線行進(jìn)而通過中繼(relay)光學(xué)系統(tǒng)5和衍射光學(xué)元件6以進(jìn)入無焦透鏡7。衍射光學(xué)元件6經(jīng)配置以使得其可插入到照明光學(xué)路徑中或從照明光學(xué)路徑縮回，且經(jīng)配置以可由另一衍射光學(xué)元件(其會在其遠(yuǎn)場中形成不同光強(qiáng)度分布)替換。根據(jù)來自控制單元4的命令來執(zhí)行衍射光學(xué)元件6到照明光學(xué)路徑中的插入或從照明光學(xué)路徑的縮回。
[0052]通常，衍射光學(xué)元件是通過在基底中形成間距幾乎等于曝光光線(照明光線)的波長的水平差(level differences)來制成，且起到使入射的射束以所要角度衍射的作用。為更易于理解曝光設(shè)備的基本操作，在下文中假定，平面鏡面PM代替空間光調(diào)制器3而布置于照明光學(xué)路徑中，且將用于環(huán)形(annular)照明的衍射光學(xué)元件布置作為衍射光學(xué)元件
6。中繼光學(xué)系統(tǒng)5經(jīng)配置，以使得平面鏡面PM或空間光調(diào)制器3所處的位置(精確地說，平面鏡面PM或空間光調(diào)制器3的反射表面與光軸Ax相交的位置)變成與衍射光學(xué)元件6所處的位置(精確地說，衍射光學(xué)元件6的衍射表面的位置)成光學(xué)共軛。
[0053]用于環(huán)形照明的衍射光學(xué)元件6具有使得以下情況出現(xiàn)的功能:在具有矩形橫截面的平行射束入射到其上時，其分割此射束的波陣面(wave-front)且在其遠(yuǎn)場(或夫瑯和費(fèi)(Fraunhofer)衍射區(qū))中形成環(huán)形光強(qiáng)度分布。無焦透鏡7為經(jīng)設(shè)置以使得以下情況出現(xiàn)的無焦系統(tǒng)(無焦光學(xué)元件):其前焦點(diǎn)與衍射光學(xué)元件6的位置大致重合，且其后焦點(diǎn)與圖中由虛線指示的預(yù)定平面8的位置大致重合。因此，入射到衍射光學(xué)元件6的幾乎平行的射束在無焦透鏡7的光瞳平面上形成環(huán)形光強(qiáng)度分布，且光線接著以環(huán)形角度分布而從無焦透鏡7發(fā)出。
[0054]圓錐形轉(zhuǎn)向鏡(conical axicon)系統(tǒng)9布置于無焦透鏡的光瞳平面的位置處或無焦透鏡7的前透鏡單元7a與后透鏡單元7b之間的光學(xué)路徑中所述光瞳平面附近的位置處。稍后將描述圓錐形轉(zhuǎn)向鏡系統(tǒng)9的配置和作用。已穿過無焦透鏡7的射束行進(jìn)而穿過用于使O值變化(0值=照明光學(xué)設(shè)備的掩膜側(cè)數(shù)值孔徑/投影光學(xué)系統(tǒng)的掩膜側(cè)數(shù)值孔徑)的變焦透鏡10以進(jìn)入圓柱形微蠅眼透鏡11。
[0055]如圖2所示，圓柱形微蠅眼透鏡11由布置于光源側(cè)上的第一蠅眼部件Ila和布置于掩膜側(cè)上的第二蠅眼部件Ilb組成。在X方向上并置地形成陣列的圓柱形透鏡群Ilaa和Ilba分別在第一蠅眼部件Ila的光源側(cè)表面中和在第二蠅眼部件Ilb的光源側(cè)表面中各自以間距Pl形成。
[0056]另一方面，在Z方向上并置地形成陣列的圓柱形透鏡群Ilab和Ilbb分別在第一蠅眼部件Ila的掩膜側(cè)表面中和在第二蠅眼部件Ilb的掩膜側(cè)表面中各自以間距p2 (p2> Pl)形成。在關(guān)注圓柱形微蠅眼透鏡11的X方向上的折射作用(也就是，XY平面中的折射)時，沿著光軸AX入射的平行射束經(jīng)受由形成于第一蠅眼部件Ila的光源側(cè)上的圓柱形透鏡群Ilaa沿著X方向以間距pi進(jìn)行的波陣面分割，且接著經(jīng)受圓柱形透鏡群Ilaa的折射面的聚集作用。其后，經(jīng)分割的射束經(jīng)受形成于第二蠅眼部件Ilb的光源側(cè)上的圓柱形透鏡群Ilba中的相應(yīng)圓柱形透鏡的折射面的聚集作用，以會聚于圓柱形微蠅眼透鏡11的后焦平面上。
[0057]另一方面，在關(guān)注圓柱形微蠅眼透鏡11的Z方向上的折射作用(也就是，YZ平面中的折射)時，沿著光軸AX入射的平行射束經(jīng)受由形成于第一蠅眼部件Ila的掩膜側(cè)上的圓柱形透鏡群Ilab沿著Z方向以間距p2進(jìn)行的波陣面分割，且經(jīng)分割的射束接著經(jīng)受圓柱形透鏡群Ilab的折射面的聚集作用。其后，射束經(jīng)受形成于第二蠅眼部件Ilb的掩膜側(cè)上的圓柱形透鏡群Ilbb中的相應(yīng)圓柱形透鏡的折射面的聚集作用，以會聚于圓柱形微蠅眼透鏡11的后焦平面上。
[0058]如上所述，圓柱形微蠅眼透鏡11由第一蠅眼部件Ila和第二蠅眼部件Ilb組成，其中圓柱形透鏡群布置于其兩個側(cè)面上，且所述圓柱形微蠅眼透鏡11實(shí)施與在垂直方向上和水平方向上密集地整體形成在X方向上具有大小Pl且在Z方向上具有大小p2的大量矩形微觀折射面的微蠅眼透鏡相同的光學(xué)功能。用圓柱形微蠅眼透鏡11，則可抑制歸因于微觀折射面的表面形狀變化的扭曲(distortion)的改變且(例如)減輕由通過蝕刻而整體形成的大量微觀折射面的制造誤差對照度分布造成的影響。
[0059]預(yù)定平面8的位置位于變焦透鏡10的前焦點(diǎn)附近，且圓柱形微蠅眼透鏡11的入射表面布置于變焦透鏡10的后焦點(diǎn)附近。換句話說，變焦透鏡10使預(yù)定平面8與圓柱形微蠅眼透鏡11的入射表面之間建立實(shí)質(zhì)傅立葉變換關(guān)系，且因此使無焦透鏡7的光瞳平面與圓柱形微蠅眼透鏡11的入射表面保持大致光學(xué)共軛。
[0060]因此，舉例來說，中心在光軸AX上的環(huán)形照明場就像在無焦透鏡7的光瞳平面上一樣形成于圓柱形微蠅眼透鏡11的入射表面上。此環(huán)形照明場的總體形狀取決于變焦透鏡10的焦距而類似地變化。在圓柱形微蠅眼透鏡11中作為波陣面分割單元的矩形微觀折射面的矩形形狀類似于將形成于掩膜M上的照明場的形狀(且因此類似于將形成于晶片W上的曝光區(qū)的形狀)。
[0061]入射到圓柱形微蠅眼透鏡11的射束經(jīng)二維地分割以在圓柱形微蠅眼透鏡11的后焦平面上或附近(因此，在照明光瞳上或附近)形成光強(qiáng)度分布與由入射的射束形成的照明場的光強(qiáng)度分布大致相同的二次光源，也就是，由中心在光軸AX上的環(huán)形形狀的實(shí)質(zhì)表面發(fā)光體組成的二次光源。來自形成于圓柱形微蠅眼透鏡11的后焦平面上或附近的二次光源的射束入射到布置于其附近的孔徑光闌(aperture stop)AS0
[0062]孔徑光闌AS具有對應(yīng)于形成于圓柱形微蠅眼透鏡11的后焦平面上或附近的環(huán)形二次光源的環(huán)形孔徑(光透射部分)?？讖焦怅@AS經(jīng)配置以使得其可插入到照明光學(xué)路徑中或從照明光學(xué)路徑縮回，且經(jīng)配置以便可在具有不同大小和形狀的孔徑的多個孔徑光闌中切換。在孔徑光闌中切換的方法可為(例如)熟知的轉(zhuǎn)塔(turret)方法和滑動方法中的一者?？讖焦怅@AS位于與稍后描述的投影光學(xué)系統(tǒng)PL的入射光瞳平面大致光學(xué)共軛的位置處，且界定二次光源對照明的貢獻(xiàn)的范圍。
[0063]來自受孔徑光闌AS限制的二次光源的光線行進(jìn)而穿過聚光光學(xué)系統(tǒng)12以重疊地對掩膜遮板13進(jìn)行照明。以此方式，根據(jù)圓柱形微蠅眼透鏡11的波陣面分割單元即矩形微觀折射面的形狀和焦距的矩形照明場形成于作為照明場光闌的掩膜遮板13上。已穿過掩膜遮板13的矩形孔徑(光透射部分)的光線經(jīng)受成像光學(xué)系統(tǒng)14的聚集作用且其后重疊地對上面形成有預(yù)定圖案的掩膜M進(jìn)行照明。就是，成像光學(xué)系統(tǒng)14在掩膜M上形成掩膜遮板13的矩形孔徑的影像。
[0064]由固持于掩膜臺MS上的掩膜M透射的射束行進(jìn)而穿過投影光學(xué)系統(tǒng)PL以在固持于晶片臺WS上的晶片(感光性基底)w上形成掩膜圖案的影像。在這種布置中，通過執(zhí)行單次曝光或掃描曝光同時在垂直于投影光學(xué)系統(tǒng)PL的光軸AX的平面(XY平面)中二維地驅(qū)動和控制晶片臺WS且因此二維地驅(qū)動和控制晶片W，使掩膜M的圖案相繼地轉(zhuǎn)印到晶片W的曝光區(qū)中的每一者中。
[0065]在用于環(huán)形照明的衍射光學(xué)元件6由具有適當(dāng)特性的另一衍射光學(xué)元件(例如，用于多極照明(例如，用于兩極照明、用于四極照明、用于八極照明或其類似者)的衍射光學(xué)元件或如設(shè)置于照明光學(xué)路徑中的用于圓形照明的衍射光學(xué)元件)替換時，實(shí)施各種經(jīng)修改的照明為可行的。在衍射光學(xué)元件中切換的方法可為(例如)熟知的轉(zhuǎn)塔方法和滑動方法中的一者。[0066]圓錐形轉(zhuǎn)向鏡系統(tǒng)9由按從光源側(cè)開始的次序的以下部件組成:第一棱鏡部件9a，其一平面在光源側(cè)上且凹入的圓錐形形狀的折射表面在掩膜側(cè)上；第二棱鏡部件％，其一平面在掩膜側(cè)上且凸起的圓錐形形狀的折射表面在光源側(cè)上。第一棱鏡部件9a的凹入的圓錐形折射表面與第二棱鏡部件9b的凸起的圓錐形折射表面是互補(bǔ)地形成以便能夠緊靠彼此。第一棱鏡部件9a和第二棱鏡部件9b中的至少一者經(jīng)配置以可沿著光軸AX移動，使得第一棱鏡部件9a的凹入的圓錐形折射表面與第二棱鏡部件9b的凸起的圓錐形折射表面之間的間距可變化。為更易于理解，將在下文集中于環(huán)形二次光源來描述圓錐形轉(zhuǎn)向鏡系統(tǒng)9的作用和變焦透鏡10的作用。
[0067]在第一棱鏡部件9a的凹入的圓錐形折射表面與第二棱鏡部件9b的凸起的圓錐形折射表面緊靠彼此的狀態(tài)下，圓錐形轉(zhuǎn)向鏡系統(tǒng)9充當(dāng)平面平行的板且不對所形成的環(huán)形二次光源產(chǎn)生影響。然而，隨著第一棱鏡部件9a的凹入的圓錐形折射表面與第二棱鏡部件9b的凸起的圓錐形折射表面之間的間距增加，環(huán)形二次光源的外徑(內(nèi)徑)發(fā)生變化，同時使環(huán)形二次光源的寬度(環(huán)形二次光源的外徑與內(nèi)徑之間的差異的一半)保持恒定。即，間距的增加導(dǎo)致改變環(huán)形二次光源的環(huán)形比(內(nèi)徑/外徑)和大小(外徑)。
[0068]變焦透鏡10具有類似地放大或縮小環(huán)形二次光源的總體形狀的功能。舉例來說，在變焦透鏡10的焦距從最小值增加到預(yù)定值時，環(huán)形二次光源的總體形狀類似地放大。換句話說，通過變焦透鏡10的作用，環(huán)形二次光源的寬度和大小(外徑)均發(fā)生變化，而環(huán)形二次光源的環(huán)形比不改變。以此方式，可通過圓錐形轉(zhuǎn)向鏡系統(tǒng)9和變焦透鏡10的作用來控制環(huán)形二次光源的環(huán)形比和大小(外徑)。
[0069]在本實(shí)施例中，本文所使用的空間光調(diào)制器3為(例如)經(jīng)配置以連續(xù)地改變二維地形成陣列的鏡面元件3a的定向的空間光調(diào)制器。可適用于本文的此類型的空間光調(diào)制器可選自(例如)揭露于以下各案中的空間光調(diào)制器:日本專利特許公開申請案(PCT申請案的翻譯)第10-503300號和其相應(yīng)的歐洲專利公開案EP779530A、日本專利特許公開申請案第2004-78136號和其相應(yīng)的美國專利第6，900，915號、日本專利特許公開申請案(PCT申請案的翻譯)第2006-524349號和其相應(yīng)的美國專利第7，095，546號，和日本專利特許公開申請案第2006-113437號。
[0070]將在下文參看圖3來描述衍射光學(xué)元件的制造方法的實(shí)施例。圖3為展示制造光學(xué)元件(衍射光學(xué)元件)的步驟的流程圖。如圖3所示，在曝光設(shè)備中設(shè)置具有用于大量生產(chǎn)的裝置的曝光的圖案的掩膜M (步驟S101)。換句話來說，將具有用于大量生產(chǎn)的裝置的曝光的圖案的掩膜M安裝于曝光設(shè)備中的掩膜臺MS上。掩膜M的此圖案可具有光學(xué)鄰近校正(OPC, Optical Proximity Correction)圖案(用于光學(xué)鄰近校正的圖案),且并不總是必須為大致類似于形成于曝光表面(影像平面)上的光圖案的圖案。
[0071]接下來，為了調(diào)整照明光瞳亮度分布(也就是，為調(diào)整照明條件)，在用于裝置的大量生產(chǎn)的曝光之前，以空間光調(diào)制器3來替代平面鏡面PM而插入于照明光學(xué)路徑中，且使衍射光學(xué)元件6從照明光學(xué)路徑縮回。在空間光調(diào)制器3中，鏡面元件3a的姿勢各自根據(jù)來自控制單元4的控制信號而改變，使得鏡面元件3a設(shè)置為各別預(yù)定的定向。由空間光調(diào)制器3的鏡面元件3a以各別預(yù)定的角度反射的光束根據(jù)從控制單元4饋入到鏡面元件3a的控制信號而在中繼光學(xué)系統(tǒng)5的光瞳平面上形成光強(qiáng)度分布。
[0072]在中繼光學(xué)系統(tǒng)5的光瞳平面上形成預(yù)定的光強(qiáng)度分布的光線在無焦透鏡7的光瞳平面上、在圓柱形微蠅眼透鏡11的入射表面上，和在圓柱形微蠅眼透鏡11的后焦平面上或在其附近的照明光瞳(孔徑光闌AS所處的位置)上形成類似的光強(qiáng)度分布(或照明光瞳亮度分布)(步驟S102)。S卩，中繼光學(xué)系統(tǒng)5、無焦透鏡7、變焦透鏡10和圓柱形微蠅眼透鏡11構(gòu)成分布形成光學(xué)系統(tǒng)，所述分布形成光學(xué)系統(tǒng)在已通過空間光調(diào)制器3的光線的基礎(chǔ)上在照明光瞳上形成預(yù)定的光強(qiáng)度分布。
[0073]另一方面，無焦透鏡7、變焦透鏡10和圓柱形微蠅眼透鏡11構(gòu)成一種分布形成光學(xué)系統(tǒng)，所述分布形成光學(xué)系統(tǒng)在已通過衍射光學(xué)兀件6的光線的基礎(chǔ)上在照明光瞳上形成預(yù)定的光強(qiáng)度分布。在使用衍射光學(xué)元件6時，根據(jù)其衍射圖案而形成于照明光瞳上的光強(qiáng)度分布或照明光瞳亮度分布為固定的。與之相對照，在使用空間光調(diào)制器3時，可根據(jù)從控制單元4到鏡面元件3a的控制信號而自由地且快速地改變照明光瞳亮度分布。即，空間光調(diào)制器3類似于衍射光學(xué)元件6，因?yàn)槠湓谡彰鞴馔闲纬深A(yù)定的光強(qiáng)度分布，但不同于衍射光學(xué)元件6，因?yàn)槠湓谡彰鞴馔峡勺兊匦纬晒鈴?qiáng)度分布。
[0074]為了高度準(zhǔn)確地且忠實(shí)地將掩膜M的圖案轉(zhuǎn)印到晶片W上，重要的是，曝光設(shè)備在根據(jù)圖案特性的適當(dāng)照明條件下執(zhí)行曝光且(尤其)找到根據(jù)圖案特性的適當(dāng)照明光瞳亮度分布。在本實(shí)施例中，在空間光調(diào)制器3代替平面鏡面PM插入到照明光學(xué)路徑中且衍射光學(xué)元件6從照明光學(xué)路徑縮回的狀態(tài)下，通過在使用空間光調(diào)制器3來改變照明光瞳亮度分布的同時重復(fù)實(shí)際曝光來快速地找到根據(jù)掩膜M的圖案特性的適當(dāng)照明光瞳亮度分布。
[0075]具體來說，在空間光調(diào)制器3來替代平面鏡面PM插入到照明光學(xué)路徑中且衍射光學(xué)元件6從照明光學(xué)路徑縮回的狀態(tài)下，使用空間光調(diào)制器3來形成照明光瞳亮度分布，且用來自照明光瞳亮度分布的光線在涂布有抗蝕劑(感光性材料)的晶片W上執(zhí)行實(shí)際曝光(步驟 S103)。
[0076]接著，使經(jīng)曝光的晶片W顯影，且測量經(jīng)顯影的抗蝕劑圖案(步驟S104)。此步驟S104經(jīng)配置以測量經(jīng)顯影的抗蝕劑圖案，但也有可能使用抗蝕劑圖案作為硬掩膜來處理晶片W的表面且測量在經(jīng)處理的晶片W上的圖案。此處理包括(例如)蝕刻晶片W的表面和沉積金屬膜或其類似者中的至少一者。
[0077]其后，確定“經(jīng)曝光圖案”(抗蝕劑圖案和經(jīng)處理的晶片W上的圖案中的至少一者)是否在關(guān)于要獲得的真實(shí)裝置圖案的可準(zhǔn)許范圍內(nèi)(步驟S105)。本文中的可準(zhǔn)許范圍可定義為要獲得的真實(shí)裝置圖案與經(jīng)曝光圖案之間的形狀誤差的可準(zhǔn)許范圍。為了考慮到在曝光步驟之后對晶片W的表面進(jìn)行處理期間的誤差和其它者而確定可準(zhǔn)許范圍，可將經(jīng)處理的晶片W上的圖案用作經(jīng)曝光圖案。
[0078]當(dāng)在此步驟S105中確定經(jīng)曝光圖案在可準(zhǔn)許范圍外時，用空間光調(diào)制器3調(diào)整照明光瞳亮度分布且流程移動到步驟S103(步驟S108)。接著，重復(fù)地進(jìn)行步驟S103到S105和S108，直到確定經(jīng)曝光圖案在可準(zhǔn)許范圍內(nèi)為止。
[0079]當(dāng)在步驟S105中最終確定經(jīng)曝光圖案在可準(zhǔn)許范圍內(nèi)時，終止對照明光瞳亮度分布的調(diào)整(步驟S106)，且基于在可準(zhǔn)許范圍內(nèi)的此經(jīng)曝光圖案的曝光過程中所使用的照明光瞳亮度分布的信息來制造光學(xué)元件(步驟S107)。在將衍射光學(xué)元件用作光學(xué)元件時，可(例如)根據(jù)揭露于美國專利第5，850，300號和美國專利公開申請案第2008/0074746號中的制造方法來制造光學(xué)元件。[0080]接著，如上所述，設(shè)計(jì)并制造具有用于形成使用空間光調(diào)制器3找到的適當(dāng)照明光瞳亮度分布的特性的衍射光學(xué)元件6且將其插入到照明光學(xué)路徑中，且在平面鏡面PM替代空間光調(diào)制器3以插入到照明光學(xué)路徑中的狀態(tài)下，開始用于裝置的大量生產(chǎn)的曝光。結(jié)果，可通過使用空間光調(diào)制器3快速地確定適當(dāng)照明光瞳亮度分布來減少從照明條件的調(diào)整到裝置的大量生產(chǎn)的過渡時間，且可通過使用耐久性比空間光調(diào)制器3高的衍射光學(xué)元件6以執(zhí)行裝置的大量生產(chǎn)來實(shí)現(xiàn)裝置生產(chǎn)率的提高。順便提及，衍射光學(xué)元件的設(shè)計(jì)和制造花費(fèi)相當(dāng)多時間，且因此，在具有不同特性的衍射光學(xué)元件中切換的同時找到適當(dāng)照明光瞳亮度分布的技術(shù)從照明條件的調(diào)整到裝置的大量生產(chǎn)的過渡需花費(fèi)非常長的時間。
[0081]在本文中，請注意，可布置著衍射光學(xué)元件6的照明光學(xué)路徑可被認(rèn)為是第一光學(xué)路徑，且可插入衍射光學(xué)元件6的位置可被認(rèn)為是第一位置。本說明書中的“光學(xué)路徑”為在操作狀態(tài)中意欲使光通過的路徑。
[0082]可布置著空間光調(diào)制器3的照明光學(xué)路徑可被認(rèn)為是第二光學(xué)路徑，且可插入空間光調(diào)制器3的位置可被認(rèn)為是第二位置。在本實(shí)施例中，第二位置為與第一位置成光學(xué)共軛的位置。第二位置可偏離與第一位置成光學(xué)共軛的位置，此偏離在從實(shí)際觀點(diǎn)來看是在可準(zhǔn)許的范圍內(nèi)。
[0083]布置著分布形成光學(xué)系統(tǒng)的照明光學(xué)路徑可被認(rèn)為是第三光學(xué)路徑。第三光學(xué)路徑可為已穿過第一光學(xué)路徑和第二光學(xué)路徑中的至少一者的光線的光學(xué)路徑。
[0084]在本實(shí)施例中，在插入空間光調(diào)制器3且衍射光學(xué)元件6從光學(xué)路徑縮回、插入平面鏡面PM來代替空間光調(diào)制器3且將衍射光學(xué)元件6插入到照明光學(xué)路徑中，和插入空間光調(diào)制器3且插入衍射光學(xué)元件6等等的所有情況下，從整形光學(xué)系統(tǒng)2到無焦透鏡7的前透鏡單元7a的光學(xué)路徑可被認(rèn)為是第一光學(xué)路徑，從整形光學(xué)系統(tǒng)2到無焦透鏡7的前透鏡單元7a的光學(xué)路徑可被認(rèn)為是第二光學(xué)路徑，且光學(xué)系統(tǒng)的在圓錐形轉(zhuǎn)向鏡系統(tǒng)9后的光學(xué)路徑可被認(rèn)為是第三光學(xué)路徑。
[0085]平面鏡面PM在插入到第二位置中或從第二位置縮回時可充當(dāng)選擇器，其可通過在來自光源的光線被導(dǎo)向布置于第一光學(xué)路徑中的衍射光學(xué)元件6的情況與來自光源I的光線被導(dǎo)向布置于第二位置處的空間光調(diào)制器3的情況之間切換來選擇上述任一情形。就是，可通過將平面鏡面PM插入于第二位置處且使空間光調(diào)制器3從第二位置縮回而將來自光源I的光線導(dǎo)向布置于第一光學(xué)路徑中的衍射光學(xué)元件6。或者，可通過使平面鏡面PM從第二位置縮回且將空間光調(diào)制器3插入于第二位置處而將來自光源I的光線導(dǎo)向布置于第二光學(xué)路徑中的空間光調(diào)制器3。
[0086]如上所述，本實(shí)施例的照明光學(xué)系統(tǒng)(2-14)能夠?qū)崿F(xiàn)照明條件的多樣性，且在應(yīng)用于曝光設(shè)備時，能夠達(dá)成裝置生產(chǎn)率的提高。本實(shí)施例的曝光設(shè)備(2-WS)能夠使用可實(shí)現(xiàn)照明條件的多樣性的照明光學(xué)系統(tǒng)(2-14)在根據(jù)掩膜M的圖案特性而實(shí)現(xiàn)的適當(dāng)照明條件下執(zhí)行良好曝光，且又以高生產(chǎn)率來制造良好裝置。本實(shí)施例的曝光設(shè)備也能夠通過使用空間光調(diào)制器3來調(diào)整照明光瞳亮度分布且實(shí)現(xiàn)大致等于舊式曝光設(shè)備的時變照明條件的照明條件來執(zhí)行與舊式曝光設(shè)備匹配的曝光。
[0087]本實(shí)施例不僅準(zhǔn)許與舊式曝光設(shè)備的匹配，且也準(zhǔn)許相同種類的曝光設(shè)備之間的匹配。確切地說，本實(shí)施例對相同種類的曝光設(shè)備具有不同光學(xué)鄰近效應(yīng)(OPE，OpticalProximity Effect)的情況為有效。在掩膜M的圖案包括OPC圖案(用于光學(xué)鄰近校正的圖案)時，經(jīng)曝光圖案的形狀誤差對照明光瞳亮度分布的誤差的敏感性傾向于變高；因此，本實(shí)施例的技術(shù)對此類情況尤其有效。
[0088]在上文的描述中，在裝置的大量生產(chǎn)期間，將衍射光學(xué)元件6插入到照明光學(xué)路徑中，且將平面鏡面PM替代空間光調(diào)制器3以插入到照明光學(xué)路徑中。然而，也有可能省略平面鏡面PM的安裝且將空間光調(diào)制器3固定地布置于照明光學(xué)路徑中。在此種情況下，在裝置的大量生產(chǎn)期間，調(diào)整鏡面元件3a的姿勢，使得空間光調(diào)制器3執(zhí)行平面鏡面的功能?；蛘?，在裝置的大量生產(chǎn)期間，調(diào)整鏡面元件3a的姿勢以便通過空間光調(diào)制器3和衍射光學(xué)元件6的回旋(convolution)來形成所需照明光瞳亮度分布。
[0089]在上文的描述中，空間光調(diào)制器3和衍射光學(xué)元件6經(jīng)配置以便布置于與中間的中繼光學(xué)系統(tǒng)5成光學(xué)共軛的位置處。然而，不必限于此，也有可能采用空間光調(diào)制器3布置于照明光學(xué)路徑中的位置與衍射光學(xué)元件6布置于照明光學(xué)路徑中的位置重合的配置。具體來說，也有可能采用平面鏡面PM固定地布置于照明光學(xué)路徑中且在不安裝中繼光學(xué)系統(tǒng)5的情況下空間光調(diào)制器3和衍射光學(xué)元件6中的任一者插入于圖1中衍射光學(xué)元件6所處的位置處的配置。然而，在此種情況下，僅空間光調(diào)制器3和衍射光學(xué)元件6中的任一者布置于照明光學(xué)路徑中，且因此通過空間光調(diào)制器3和衍射光學(xué)元件6的回旋來形成所需照明光瞳亮度分布為不可行的。
[0090]在上文的描述中，將二維地形成陣列的反射面的定向(傾斜)可加以個別地控制的空間光調(diào)制器用作具有二維地形成陣列且個別地加以控制的多個光學(xué)元件的空間光調(diào)制器。然而，不必限于此，也有可能(例如)使用二維地形成陣列的反射面的高度(位置)可加以個別地控制的空間光調(diào)制器。適用于本文的此類型的空間光調(diào)制器可為(例如)選自揭露于以下各者中的空間光調(diào)制器的空間光調(diào)制器:日本專利特許公開申請案第6-281869號和其相應(yīng)的美國專利第5，312，513號，和日本專利特許公開申請案(PCT申請案的翻譯)第2004-520618號和其相應(yīng)的美國專利第6，885，493號的圖1d。這些空間光調(diào)制器在二維高度分布形成于其中時能夠使入射光經(jīng)受與衍射表面的作用類似的作用。
[0091]可(例如)根據(jù)日本專利特許公開申請案(PCT申請案的翻譯)第2006-513442號和其相應(yīng)的美國專利第6，891，655號中的揭露內(nèi)容或根據(jù)日本專利特許公開申請案(PCT申請案的翻譯)第2005-524112號和其相應(yīng)的美國專利公開申請案第2005/0095749號中的揭露內(nèi)容，修改具有二維地形成陣列的多個反射面的前述空間光調(diào)制器。在上文的描述中，所使用的空間光調(diào)制器為具有多個鏡面元件3a的反射空間光調(diào)制器3，但在不必限于此的情況下，也有可能使用(例如)揭露于美國專利第5，229，872號中的透射空間光調(diào)制器。
[0092]在上述實(shí)施例中，衍射光學(xué)元件6被視為光學(xué)元件，但使入射射束以所要角度折射以在其遠(yuǎn)場中形成所要光強(qiáng)度分布的折射光學(xué)元件也可被視為光學(xué)元件。此折射光學(xué)元件也具有使得以下情況出現(xiàn)的功能:例如，在具有矩形橫截面的平行射束入射到其上時，其分割此射束的波陣面且在其遠(yuǎn)場(或夫瑯和費(fèi)衍射區(qū))中形成所要(例如，環(huán)形或多極)光強(qiáng)度分布。
[0093]由于在上述實(shí)施例中，形成空間光調(diào)制器3的鏡面元件3a的陣列表面與光軸AX成45°來布置,所以橫過光軸AX的中心區(qū)中的鏡面兀件3a布置于穿過中繼光學(xué)系統(tǒng)5與衍射光學(xué)元件6共軛的位置處，但不同于中心區(qū)中的鏡面元件3a的鏡面元件3a從與衍射光學(xué)元件6共軛的位置移置。在此種情況下，可將相對較暗的光學(xué)系統(tǒng)(具有低數(shù)值孔徑的光學(xué)系統(tǒng))用作中繼光學(xué)系統(tǒng)5，以便減輕鏡面元件3a從與衍射光學(xué)元件6共軛的位置的移置對照明光瞳亮度分布的形成的影響。
[0094]在相對較亮的光學(xué)系統(tǒng)(具有高數(shù)值孔徑的光學(xué)系統(tǒng))用作中繼光學(xué)系統(tǒng)5的情況下，如圖4所示，緊接空間光調(diào)制器3之前額外地提供路徑折疊反射鏡21，使得至形成空間光調(diào)制器3的多個鏡面元件3a的光線的入射角度保持不大于預(yù)定角度，借此可抑制空間光調(diào)制器3的鏡面元件3a的移置對照明光瞳亮度分布的形成的影響。
[0095]在如圖4所示使位于空間光調(diào)制器3的入射側(cè)上的光學(xué)系統(tǒng)的光軸AXl與空間光調(diào)制器3的鏡面元件3a的陣列表面的法線之間的角度保持小于45°時，可使到空間光調(diào)制器3的鏡面元件3a的入射光線更接近于大致垂直地入射。此時，存在當(dāng)從位于出射側(cè)上的光學(xué)系統(tǒng)觀看時空間光調(diào)制器3的鏡面元件3a的縱橫比不受壓縮或擴(kuò)展的優(yōu)點(diǎn)。
[0096]在上述實(shí)施例中，形成空間光調(diào)制器3的多個鏡面兀件3a與光軸AX成45°來布置，但也有可能采用如圖5所示空間光調(diào)制器3的鏡面元件3a的陣列表面與光軸AX成90°來布置的配置。在圖5的修改實(shí)例中，光學(xué)系統(tǒng)具備布置于整形光學(xué)系統(tǒng)2與空間光調(diào)制器3之間的光學(xué)路徑中的偏振射束分裂器31，和布置于偏振射束分裂器31與空間光調(diào)制器3的多個鏡面元件3a之間的光學(xué)路徑中的四分之一波片(wave plate)32。
[0097]因此，穿過整形光學(xué)系統(tǒng)2以s偏振狀態(tài)入射到偏振射束分裂器31的偏振分離表面的光線由偏振射束分裂器31反射且由四分之一波片32轉(zhuǎn)換成圓形偏振光，且所述圓形偏振光入射到空間光調(diào)制器3的多個鏡面元件3a。由空間光調(diào)制器3的鏡面元件3a反射的處于圓形偏振狀態(tài)的光線由四分之一波片32轉(zhuǎn)換成p偏振光，且所述p偏振光由偏振射束分裂器31傳輸以進(jìn)入中繼光學(xué)系統(tǒng)5?？臻g光調(diào)制器3經(jīng)配置以便可由平面鏡面PM來替換。
[0098]由于在圖5的修改實(shí)例中空間光調(diào)制器3的鏡面元件3a的陣列表面經(jīng)定位以便垂直于光軸AX，所以所有鏡面元件3a皆穿過中繼光學(xué)系統(tǒng)5而與衍射光學(xué)元件6共軛。結(jié)果，不同于圖1的實(shí)施例和圖4的修改實(shí)例，圖5的修改實(shí)例無鏡面元件3a從與衍射光學(xué)元件6共軛的位置的移置來影響照明光瞳亮度分布的形成的缺點(diǎn)。
[0099]在上述實(shí)施例和修改實(shí)例中，平面鏡面PM插入于空間光調(diào)制器3的位置處。然而，也有可能采用如圖6所示固定地布置空間光調(diào)制器3且緊接空間光調(diào)制器的鏡面元件3a之前插入該平面鏡面PM的配置。
[0100]圖6 Ca)展示一修改實(shí)例，其中在圖1的實(shí)施例中的空間光調(diào)制器3的鏡面元件3a的入射側(cè)(出射側(cè))光學(xué)路徑中可縮回地提供平面鏡面PM ;圖6 (b)展示一修改實(shí)例，其中在圖4的修改實(shí)例中的空間光調(diào)制器3的鏡面元件3a的入射側(cè)(出射側(cè))光學(xué)路徑中可縮回地提供平面鏡面PM ;圖6 (c)展示一修改實(shí)例，其中在圖5的修改實(shí)例中的空間光調(diào)制器3的鏡面元件3a的入射側(cè)(出射側(cè))光學(xué)路徑中可縮回地提供平面鏡面PM。
[0101]通過如上所述固定地布置空間光調(diào)制器3且緊接空間光調(diào)制器的鏡面元件3a之前插入平面鏡面PM，也可使空間光調(diào)制器3的光學(xué)元件3a選擇性地位于照明光學(xué)系統(tǒng)的光學(xué)路徑中的位置與照明光學(xué)系統(tǒng)的光學(xué)路徑外的位置之間。
[0102]在圖6 (a)到圖6 (C)所示的修改實(shí)例中，在平面鏡面PM和衍射光學(xué)元件6均從照明光學(xué)路徑縮回、平面鏡面PM和衍射光學(xué)元件6均插入于照明光學(xué)路徑中，和平面鏡面PM從照明光學(xué)路徑縮回且衍射光學(xué)元件6插入于照明光學(xué)路徑中等等的所有情況下，從整形光學(xué)系統(tǒng)2到無焦透鏡7的前透鏡單元7a的光學(xué)路徑可被認(rèn)為是第一光學(xué)路徑，從整形光學(xué)系統(tǒng)2到無焦透鏡7的前透鏡單元7a的光學(xué)路徑可被認(rèn)為是第二光學(xué)路徑，且光學(xué)系統(tǒng)的在圓錐形轉(zhuǎn)向鏡系統(tǒng)9后的光學(xué)路徑可被認(rèn)為是第三光學(xué)路徑。
[0103]在插入到緊接空間光調(diào)制器3之前的位置中或從緊接空間光調(diào)制器3之前的位置縮回時，平面鏡面PM可充當(dāng)選擇器，所述選擇器可通過在來自光源I的光線被導(dǎo)向布置于第一光學(xué)路徑中的衍射光學(xué)元件6的情況與來自光源I的光線被導(dǎo)向布置于第二位置處的空間光調(diào)制器3的情況之間切換來選擇上述任一情形。就是，在平面鏡面PM插入于緊接空間光調(diào)制器3之前的位置處時，可將來自光源I的光線導(dǎo)向布置于第一光學(xué)路徑中的衍射光學(xué)元件6?；蛘撸谄矫骁R面PM從緊接空間光調(diào)制器3之前的位置縮回時，可將來自光源I的光線導(dǎo)向布置于第二光學(xué)路徑中的空間光調(diào)制器3。
[0104]在上述實(shí)施例和修改實(shí)例中，可使用棱鏡鏡面PMl來代替平面鏡面PM。圖9為示意性地展示一修改實(shí)例的配置的圖，其中在實(shí)施例的曝光設(shè)備中使用棱鏡鏡面PMl來代替平面鏡面PM。
[0105]在上述實(shí)施例和修改實(shí)例中，光學(xué)系統(tǒng)可經(jīng)修改，以使得在使用空間光調(diào)制器3以形成照明光瞳亮度分布的過程中，用光瞳亮度分布測量裝置來測量照明光瞳亮度分布，且根據(jù)測量結(jié)果來控制空間光調(diào)制器3。此類技術(shù)揭露于(例如)日本專利特許公開申請案第2006-54328號和日本專利特許公開申請案第2003-22967號和其相應(yīng)的美國專利公開申請案第2003/0038225號中。也有可能使用(例如)揭露于美國專利公開申請案第2008/0030707號中的光瞳亮度分布測量裝置。
[0106]在前述實(shí)施例中，掩膜可由在預(yù)定電子數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上形成預(yù)定圖案的可變圖案形成裝置來替換。此可變圖案形成裝置的使用可使對同步準(zhǔn)確性的影響最小化，甚至在圖案表面為垂直時也如此?？蛇m用于本文的可變圖案形成裝置可為(例如)基于預(yù)定電子數(shù)據(jù)驅(qū)動的包括多個反射元件的數(shù)字微鏡面裝置(DMD, Digital Micromirror Device)。具有DMD的曝光設(shè)備揭露(例如)于日本專利特許公開申請案第2004-304135號中和國際公開案W02006/080285中。除了像DMD的非發(fā)射類型的反射空間光調(diào)制器外，也有可能使用透射空間光調(diào)制器或自發(fā)射(self-emission)類型的影像顯示裝置。請注意，可變圖案形成裝置也可用于圖案表面為水平的情況中。
[0107]在前述實(shí)施例中，也有可能應(yīng)用所謂的液體浸沒(immersion)法，其為將折射率大于1.1的媒介(通常，液體)填充于投影光學(xué)系統(tǒng)與感光性基底之間的光學(xué)路徑中的技術(shù)。在此種情況下，將液體填充于投影光學(xué)系統(tǒng)與感光性基底之間的光學(xué)路徑中的技術(shù)可選自以下各者:局部地填充液體的技術(shù)，如PCT國際公開案第W099/49504號中所揭露者；在液池(bath)中移動用來固持作為曝光目標(biāo)的基底的臺的技術(shù)，如日本專利特許公開申請案第6-124873號中所揭露者；在臺上形成預(yù)定深度的液池且將基底固持于其中的技術(shù)，如日本專利特許公開申請案第10-303114號中所揭露者；等等。
[0108]在前述實(shí)施例中，也有可能應(yīng)用揭露于美國專利公開申請案第2006/0203214號、第2006/0170901號和第2007/0146676號中的所謂偏振照明方法。
[0109]通過組裝如本申請案中的權(quán)利要求書的范疇中所陳述的含有其各別組件的各種子系統(tǒng)(sub-systems)以便維持預(yù)定的機(jī)械準(zhǔn)確性、電氣準(zhǔn)確性和光學(xué)準(zhǔn)確性來制造前述實(shí)施例的曝光設(shè)備。為了確保這些各種準(zhǔn)確性，可在組裝之前和之后進(jìn)行以下調(diào)整:用于實(shí)現(xiàn)各種光學(xué)系統(tǒng)的光學(xué)準(zhǔn)確性的調(diào)整；用于實(shí)現(xiàn)各種機(jī)械系統(tǒng)的機(jī)械準(zhǔn)確性的調(diào)整；用于實(shí)現(xiàn)各種電氣系統(tǒng)的電氣準(zhǔn)確性的調(diào)整。將各種子系統(tǒng)組裝成曝光設(shè)備的步驟包括各種子系統(tǒng)之間的機(jī)械連接、電路的線連接、氣動線路的管道連接等等。不出意料地，在將各種子系統(tǒng)組裝成曝光設(shè)備的步驟之前存在個別子系統(tǒng)的組裝步驟。在完成將各種子系統(tǒng)組裝成曝光設(shè)備的步驟后，進(jìn)行總體調(diào)整以確保整個曝光設(shè)備的各種準(zhǔn)確性。可在控制溫度、清潔度等等的凈室中執(zhí)行曝光設(shè)備的制造。
[0110]以下將描述使用根據(jù)上述實(shí)施例的曝光設(shè)備的裝置制造方法。圖7為展示半導(dǎo)體裝置的制造步驟的流程圖。如圖7所示，半導(dǎo)體裝置的制造步驟包括在晶片W上沉積金屬膜以作為半導(dǎo)體裝置的基底(步驟S40)和將光阻作為感光性材料以施加到所沉積金屬膜上(步驟S42)。后續(xù)步驟包括使用前述實(shí)施例的投影曝光設(shè)備將形成于掩膜(光罩)M上的圖案轉(zhuǎn)印到晶片W上的每一照射區(qū)域中(步驟S44:曝光步驟)，和在完成轉(zhuǎn)印后使晶片W顯影，也就是，使已轉(zhuǎn)印有圖案的光阻顯影(步驟S46:顯影步驟)。其后，使用在步驟S46中在晶片W的表面上制成的抗蝕劑圖案作為掩膜，對晶片W的表面進(jìn)行處理(例如，蝕刻)(步驟S48:處理步驟)。
[0111]本文中的抗蝕劑圖案為光阻層，在所述光阻層中的凹陷和凸出被形成為對應(yīng)于由前述實(shí)施例的投影曝光設(shè)備轉(zhuǎn)印的圖案的形狀，且所述凹陷穿透所述光阻層。步驟S48將通過此抗蝕劑圖案來處理晶片W的表面。在步驟S48中進(jìn)行的處理包括(例如)蝕刻晶片W的表面或沉積金屬膜或其類似者中的至少任一者。在步驟S44中，前述實(shí)施例的投影曝光設(shè)備執(zhí)行:圖案轉(zhuǎn)印到作為感光性基底或板P的涂布有光阻的晶片W上。
[0112]圖8為展示液晶裝置(例如，液晶顯示裝置)的制造步驟的流程圖。如圖8所示，液晶裝置的制造步驟包括順序地執(zhí)行圖案形成步驟(步驟S50)、彩色濾光片形成步驟(步驟S52)、單元組裝步驟(步驟S54)和模塊組裝步驟(步驟S56)。
[0113]步驟S50的圖案形成步驟將使用前述實(shí)施例的投影曝光設(shè)備而在作為板P的涂布有光阻的玻璃基底上形成預(yù)定圖案(例如，電路圖案和電極圖案)。此圖案形成步驟包括:使用前述實(shí)施例的投影曝光設(shè)備將圖案轉(zhuǎn)印到光阻層的曝光步驟；執(zhí)行已轉(zhuǎn)印有圖案的板P的顯影的顯影步驟，也就是，玻璃基底上的光阻層的顯影，以制作形狀對應(yīng)于所述圖案的光阻層；和通過所顯影的光阻層來處理玻璃基底的表面的處理步驟。
[0114]步驟S52的彩色濾光片形成步驟將形成彩色濾光片，其中大量對應(yīng)于R(紅)、G(綠)和B (藍(lán))的三個點(diǎn)的組以矩陣圖案形成陣列或多組R、G和B三種條帶的濾光片而在水平掃描方向上形成陣列。
[0115]步驟S54的單元組裝步驟將使用該步驟S50中的上面已形成預(yù)定圖案的玻璃基底和步驟S52中形成的彩色濾光片來組裝液晶面板(液晶單元)。具體來說，將液晶傾注到玻璃基底與彩色濾光片之間以形成液晶面板。步驟S56的模塊組裝步驟將各種組件(例如，用于此液晶面板的顯示操作的電路和背光)附接到步驟S54中組裝的液晶面板。
[0116]本發(fā)明不僅限于應(yīng)用于用于制造半導(dǎo)體裝置的曝光設(shè)備，而且也可廣泛地應(yīng)用于(例如)用于形成于矩形玻璃板上的液晶顯示裝置或例如等離子顯示器的顯示裝置的曝光設(shè)備，和用于制造各種裝置(例如，成像裝置(C⑶及其類似者)、微電機(jī)、薄膜磁頭和DNA芯片)的曝光設(shè)備。此外，本發(fā)明也可應(yīng)用于通過光刻工藝來制造上面形成各種裝置的掩膜圖案的掩膜(光掩膜、光罩等等)的曝光步驟(曝光設(shè)備)。
[0117]上述實(shí)施例使用ArF準(zhǔn)分子激光光線(波長:193nm)或KrF準(zhǔn)分子激光光線(波長:248nm)作為曝光光線，但不必限于此，本發(fā)明也可應(yīng)用于任何其它適當(dāng)?shù)募す夤庠?，例如，供?yīng)波長為157nm的激光光線的F2激光光源。
[0118]前述實(shí)施例為本發(fā)明在對曝光設(shè)備中的掩膜進(jìn)行照明的照明光學(xué)系統(tǒng)中的應(yīng)用，但不必限于此，本發(fā)明也可應(yīng)用于對除了掩膜外的要照明的表面進(jìn)行照明的常用照明光學(xué)系統(tǒng)。
[0119]請注意，為了更易于理解本發(fā)明而不是為限制本發(fā)明來呈現(xiàn)上述實(shí)施例。因此，前述實(shí)施例中所揭露的每一元件意欲包括屬于本發(fā)明的技術(shù)范疇的所有設(shè)計(jì)改變和等效物。另外，前述實(shí)施例中的組件和其它組件可以任何組合的形式或其類似形式來使用。
【權(quán)利要求】
1.一種照明光學(xué)裝置的制造方法，所述照明光學(xué)裝置具備:為了以照明光照明設(shè)置于掩模的圖案而配置在所述照明光的光學(xué)路徑的光學(xué)積分器，以及配置在所述光學(xué)積分器的入射側(cè)的所述光學(xué)路徑的第一光學(xué)系統(tǒng)，其特征在于包括: 將第二光學(xué)系統(tǒng)與所述第一光學(xué)系統(tǒng)進(jìn)行交換，所述第二光學(xué)系統(tǒng)不同于所述第一光學(xué)系統(tǒng)； 所述第一光學(xué)系統(tǒng)具備空間光調(diào)制器與衍射光學(xué)元件中的一個；以及 所述第二光學(xué)系統(tǒng)具備所述空間光調(diào)制器與所述衍射光學(xué)元件中的另一個。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的照明光學(xué)裝置的制造方法，其特征在于其中 使所述第二光學(xué)系統(tǒng)從所述光學(xué)路徑縮回；以及 將所述第一光學(xué)系統(tǒng)插入所述光學(xué)路徑。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的照明光學(xué)裝置的制造方法，其特征在于其中 將所述第一光學(xué)系統(tǒng)的所述空間光調(diào)制器或所述衍射光學(xué)元件配置在所述光學(xué)路徑中相對于所述照明光學(xué)裝置的照明光瞳實(shí)質(zhì)上光學(xué)共軛的位置。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的照明光學(xué)裝置的制造方法，其特征在于其中 將所述第一光學(xué)系統(tǒng)的所述空間光調(diào)制器或所述衍射光學(xué)元件配置在所述光學(xué)路徑中相對于所述光學(xué)積分器的入射表面建立實(shí)質(zhì)上傅立葉變換關(guān)系的位置。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述 的照明光學(xué)裝置的制造方法，其特征在于其中所述空間光調(diào)制器包括沿著與所述光學(xué)路徑交叉的平面而配置的多個鏡面元件，和能夠個別地變更所述多個鏡面元件的姿勢的驅(qū)動部。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的照明光學(xué)裝置的制造方法，其特征在于其中 所述空間光調(diào)制器反射前述照明光，而在所述照明光學(xué)裝置的照明光瞳上形成對應(yīng)所述多個鏡面兀件的姿勢的光強(qiáng)度分布。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的照明光學(xué)裝置的制造方法，其特征在于其中 所述照明光學(xué)裝置具備有反射鏡，所述反射鏡用于設(shè)定至所述空間光調(diào)制器的所述照明光的入射角度。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的照明光學(xué)裝置的制造方法，其特征在于其中 所述照明光學(xué)裝置具備有反射鏡，所述反射鏡用于彎曲所述光學(xué)路徑； 所述反射鏡及所述空間光調(diào)制器以使相對于所述反射鏡及所述空間光調(diào)制器構(gòu)成的組的入射側(cè)的前述光學(xué)路徑與出射側(cè)的前述光學(xué)路徑平行的方式而配置。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的照明光學(xué)裝置的制造方法，其特征在于其中 所述衍射光學(xué)元件衍射所述照明光而在所述照明光學(xué)裝置的照明光瞳上形成預(yù)定的光強(qiáng)度分布。
10.一種照明方法，其特征在于其包含: 使用根據(jù)權(quán)利要求1到9中任一權(quán)利要求所述的照明光學(xué)裝置的制造方法來制造照明光學(xué)裝置；以及 使用所述照明裝置，以照明光照明設(shè)置于掩模的圖案。
11.一種曝光方法，其特征在于其包含: 使用權(quán)利要求10所述的照明方法，以照明光照明設(shè)置于掩模的圖案；以及 通過所述掩模，以所述照明光對基板進(jìn)行曝光。
12.一種裝置的制造方法，其特征在于所述方法包含:使用權(quán)利要求10所述的照明方法，以照明光照明設(shè)置于掩模的圖案；通過所述掩模，以所述照明光對基板進(jìn)行曝光；以及對經(jīng)所述照明光曝光的所述基板進(jìn)行顯影。
【文檔編號】G03F7/20GK103488056SQ201310320160
【公開日】2014年1月1日 申請日期:2008年9月10日 優(yōu)先權(quán)日:2007年9月14日
【發(fā)明者】谷津修 申請人:株式會社尼康