照明光学设备、曝光设备、照明方法、曝光方法和装置制造方法制造方法及图纸

一种照明光学设备具有光学单元(3)。所述光学单元具有：分光器(35)，用以使入射射束分裂成两个射束；第一空间光调制器(33)，其可布置于第一射束的光学路径中；第二空间光调制器(34)，其可布置于第二射束的光学路径中；和光组合器(36)，其将已通过所述第一空间光调制器的射束与已通过所述第二空间光调制器的射束组合；所述第一空间光调制器和所述第二空间光调制器中的每一者具有二维地布置且个别地被控制的多个光学元件(33a、34a)。

【技术实现步骤摘要】
照明光学设备、曝光设备、照明方法、曝光方法和装置制造方法本申请是申请号:200880100940.0，申请日:2008年10月23日，专利技术名称:“光学单元、照明光学设备、曝光设备和装置制造方法”的专利技术专利申请的分案申请。
本专利技术涉及光学单元、照明光学设备、曝光设备和装置制造方法。更明确地说，本专利技术涉及一种照明光学设备，其适用于通过光刻法来制造例如半导体装置、成像装置、液晶显示装置和薄膜磁头之类的装置的曝光设备。
技术介绍
在此类型的典型曝光设备中，从光源发出的光束行进而穿过作为光学积分器的蝇眼(flyeye)透镜以形成二次光源(大体上，照明光瞳上预定的光强度分布)作为由大量光源组成的实质表面发光体。照明光瞳上的光强度分布在下文中将被称作“照明光瞳亮度分布”。将照明光瞳定义为通过照明光瞳与照明目标表面(在曝光设备的情况下为掩膜或晶片)之间的光学系统的作用而使得照明目标表面变成照明光瞳的傅立叶(Fourier)变换表面的位置。来自二次光源的射束由聚光透镜聚集以重叠地照明上面形成有预定图案的掩膜。穿过掩膜的光行进而穿过投影光学系统以聚焦于晶片上，借此使掩膜图案投影(或转印)到晶片上以实现其曝光。由于形成于掩膜上的图案为高度整合的图案，所以必须在晶片上获得均匀的照度分布以便将此精细图案准确地转印到晶片上。存在一种常规提出的照明光学设备，其能够在不使用变焦光学系统的情况下连续地改变照明光瞳亮度分布(且因此改变照明条件)(请参考日本专利特许公开申请案第2002-353105号)。特许公开申请案第2002-353105号中所揭露的照明光学设备使用由大量微镜面元件组成的可移动多(multi)镜面，所述微镜面元件布置成阵列形式，且其倾斜角度和倾斜方向个别地受到驱动控制，且所述照明光学设备经配置以使得入射射束分成对应于镜面元件的反射表面的小单元的射束，所述小单元的射束由多镜面折叠以将入射射束的横截面转换成所要形状或所要大小，且又实现所要的照明光瞳亮度分布。
技术实现思路
本专利技术的目标为提供一种照明光学设备，其能够实现在照明光瞳亮度分布的形状和大小方面具有较大变化的照明条件。本专利技术的另一目标为提供一种曝光设备，其能够使用可实现具有大变化的照明条件的照明光学设备，在根据图案特性而实现的适当照明条件下执行良好曝光。为了实现上述目标，本专利技术的第一方面提供一种照明光学设备，使照明光对于形成有图案的掩膜进行照明，所述照明光学设备包括：空间光调制器，含有：反射所述照明光的多个反射表面，对于所述多个反射表面进行个别控制，而在所述照明光学设备的照明光瞳中形成所述照明光的强度分布；偏振单元，配置于所述照明光的光路中，将所述照明光瞳中的所述照明光以成为圆周方向偏振状态的方式，来变换所述照明光的偏振方向；光学积分器，配置于所述空间光调制器与所述照明光瞳之间的光路中；以及反射部件，含有：与所述多个反射表面不同的反射表面，将所述照明光进行反射；其中，所述空间光调制器与所述反射部件是：以使朝向预定的行进方向行进的所述照明光，经由所述空间光调制器与所述反射部件之后，朝向与所述预定的行进方向为实质的平行方向而行进的方式，来进行配置。本专利技术的第二方面提供一种曝光设备，将形成在掩膜的图案曝光到基板，所述曝光设备包括：上述的照明光学设备，对所述图案进行照明。本专利技术的第三方面提供一种照明方法，使照明光对于形成有图案的掩膜进行照明，所述照明方法包括：利用含有能够个别控制的多个反射表面的空间光调制器，来反射所述照明光，而在照明光瞳中形成所述照明光的强度分布；利用配置于所述照明光的光路中的偏振单元，将所述照明光瞳中的所述照明光以成为圆周方向偏振状态的方式，来变换所述照明光的偏振方向；经由配置于所述空间光调制器与所述照明光瞳之间的光路中的光学积分器，而使所述照明光被分布到所述照明光瞳；以及利用与所述空间光调制器不同的反射部件，将所述照明光进行反射；其中，以使朝向预定的行进方向行进的所述照明光，经由所述空间光调制器与所述反射部件之后，朝向与所述预定的行进方向为实质的平行方向而行进的方式，而利用所述空间光调制器与所述反射部件来进行反射。本专利技术的第四方面提供一种曝光方法，将形成在掩膜的图案曝光到基板，所述曝光方法包括：使用上述的照明方法，对所述图案进行照明。本专利技术的第五方面提供一种装置制造方法，使用上述的曝光设备，将被形成在掩膜的图案曝光到基板上；以及使所述图案被曝光的所述基板进行显影。本专利技术的第六方面提供一种装置制造方法，使用上述的曝光方法，将被形成在掩膜的图案曝光到基板上；以及使所述图案被曝光的所述基板进行显影。本专利技术的照明光学设备能够实现在照明光瞳亮度分布的形状和大小方面具有较大变化的照明条件。本专利技术的曝光设备能够使用可实现具有大变化的照明条件的照明光学设备，在根据掩膜M的图案特性而实现的适当照明条件下执行良好曝光且因此制造良好装置。附图说明图1为示意性地展示根据本专利技术的实施例的曝光设备的配置的图式。图2为示意性地展示空间光调制单元的配置的图式。图3为示意性地展示圆柱形微蝇眼透镜的配置的立体图。图4为示意性地展示在实施例中在无焦透镜的光瞳平面上形成的四极形状的光强度分布的图式。图5为示意性地展示在实施例中形成五极形状的照明光瞳亮度分布的实例的图式。图6为示意性地展示根据一修改实例的空间光调制单元的配置的图式，其中分光器和光组合器包括共同偏振射束分裂器。图7为示意性地展示根据具有透射空间光调制器的另一修改实例的空间光调制单元的配置的图式。图8为示意性地展示根据具有偏振控制单元的修改实例的曝光设备的配置的图式。图9为示意性地展示使用衍射光学元件作为分光器的修改实例的主要配置的图式。图10为示意性地展示图9中所示的空间光调制单元的配置的图式。图11为图9中所示的空间光调制单元中的空间光调制器的部分立体图。图12为示意性地展示使用棱镜单元作为分光器的修改实例的主要配置的图式。图13为展示半导体装置的制造步骤的流程图。图14为展示液晶装置(例如，液晶显示装置)的制造步骤的流程图。具体实施方式将在附图的基础上描述本专利技术的实施例。图1为示意性地展示根据本专利技术的实施例的曝光设备的配置的图式。图2为示意性地展示空间光调制单元的配置的图式。在图1中，Z轴沿着感光性基底即晶片W的法线方向而设置，Y轴沿着平行于图1的平面的方向而在晶片W的表面中设置，且X轴沿着垂直于图1的平面的方向而在晶片W的表面中设置。参看图1，本实施例的曝光设备具备用于供应曝光光线(照明光线)的光源1。光源1可为(例如)供应波长为193nm的光线的ArF准分子激光光源，或供应波长为248nm的光线的KrF准分子激光光源。从光源1发出的光线由整形光学系统2扩展成具有所需截面形状的射束，且接着所述经扩展的射束入射到空间光调制单元3。如图2所示，空间光调制单元3具有一对棱镜部件31和32和一对空间光调制器33和34。沿着光轴AX入射到空间光调制单元3中的棱镜部件31的入射面31a中的光线在棱镜部件31内部传播且然后照射到形成于棱镜部件31与32之间的偏振分离膜35上。由偏振分离膜35反射的S偏振光在棱镜部件31内部传播且然后照射到第一空间光调制器33上。第一空间光调制器33具有二维地布置的多个镜面元件(大体上为光学元件本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
2007.10.24 US 60/960,996;2008.01.14 US 61/006,446;1.一种照明光学设备，使照明光对于形成有图案的掩膜进行照明，所述照明光学设备的特征在于包括：空间光调制器，含有：沿预定表面布置且设置在所述照明光的光路中的多个反射表面，对于所述多个反射表面进行个别控制，而使所述照明光学设备的照明光瞳中的所述照明光分布于从所述照明光学设备的光轴离开的区域；偏振单元，配置于所述照明光的光路中，变换所述照明光的偏振状态；蝇眼透镜，配置于所述空间光调制器与所述照明光瞳之间的所述照明光的光路中；第1反射表面，将入射的照明光朝向所述空间光调制器反射；以及第2反射表面，将经由所述空间光调制器入射的照明光反射，所述第1反射表面和所述第2反射表面是与所述多个反射表面不同的表面，其中，所述蝇眼透镜以所述蝇眼透镜的后侧焦点位置与所述照明光瞳一致的方式配置在所述光路中，所述偏振单元在以偏振方向为预定一方向的线性偏振光作为主成分的偏振状态下入射到所述偏振单元的所述照明光在所述照明光瞳成为圆周偏振状态的方式，变换所述照明光的偏振状态，所述第1反射表面、所述空间光调制器以及所述第2反射表面被配置成：沿着行进方向入射到所述第1反射表面的照明光在经由所述空间光调制器之后，被所述第2反射表面朝向与所述行进方向平行的方向反射。2.根据权利要求1所述的照明光学设备，其特征在于，所述空间光调制器是：以使所述照明光瞳中的所述照明光分布为多极状区域或环形形状区域的方式，而控制所述多个反射表面。3.根据权利要求2所述的照明光学设备，其特征在于，所述空间光调制器是：以使所述照明光瞳中的所述照明光在以所述光轴作为中心而在第1方向上隔开间隔的两个区域、以及在与所述第1方向垂直的第2方向上隔开间隔的两个区域中进行分布的方式，而控制所述多个反射表面。4.根据权利要求1所述的照明光学设备，其特征在于，含有第1偏振单元和第2偏振单元这两个偏振单元，含有第1空间光调制器和第2空间光调制器这两个空间光调制器，所述第1偏振单元以来自分光器的所述照明光中的、入射到所述第1空间光调制器的反射表面的第1光束成为以第1线性偏振光作为主成分的偏振状态，所述第2偏振单元以来自所述分光器的所述照明光中的、入射到所述第2空间光调制器的反射表面的第2光束成为以第2线性偏振光作为主成分的偏振状态，所述第1空间光调制器使来自所述第1偏振单元的所述第1光束分布于所述照明光瞳的第1区域，所述第2空间光调制器使来自所述第2偏振单元的所述第2光束分布于与所述第1区域不同的所述照明光瞳的第2区域。5.根据权利要求4所述的照明光学设备，其特征在于，利用所述第1空间光调制器的反射表面反射所述第1光束、且利用所述第2空间光调制器的反射表面反射所述第2光束。6.根据权利要求4所述的照明光学设备，其特征在于，所述偏振单元设置在所述第1光束及所述第2光束的至少一方的光路中。7.根据权利要求6所述的照明光学设备，其特征在于，所述空间光调制器是：以使所述照明光在所述蝇眼透镜的入射表面被分布成多极状或环形形状的方式，而控制所述多个反射表面。8.根据权利要求1所述的照明光学设备，其特征在于，所述偏振单元包含半波片或光学旋转器。9.根据权利要求1所述的照明光学设备，其特征在于，所述偏振单元配置在所述空间光调制器的入射侧中的所述照明光的光路中。10.一种曝光设备，将形成在掩膜的图案曝光到基板，所述曝光设备的特征在于包括：能够移动的台，支持所述基板；权利要求1到9中任一权利要求所述的照明光学设备，对所述图案进行照明；以及投影光学系统，将使用所述照明光学设备而被照明的所述图案的像，形成到被支持在所述台的所述基板上。11.根据权利要求10所述的曝光设备，其特征在于，所述照明光学设备的所述照明光瞳与所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：谷津修，
申请(专利权)人：株式会社尼康，
类型：发明
国别省市：