使衍射能够受控的光刻照射设备制造技术

本发明专利技术涉及一种光刻照射器设备，其包括：光束光源；聚光器(5)；光均化系统(4)，其包括至少一个微透镜阵列，所述系统布置在聚光器的上游；以及快门(3)，其布置在光均化系统的物方焦点处，所述照射器的特征在于，其进一步包括孔径光阑网络(8)，所述孔径光阑网络(8)布置在快门(3)的平面的傅里叶变换平面上。本发明专利技术同样涉及包括这种照射器的光刻设备。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】使衍射能够受控的光刻照射设备
本专利技术涉及一种光刻设备的照射器，并涉及这种光刻设备。
技术介绍
光刻法是一种用于制造半导体器件的技术，其通过使用电磁辐射而在半导体器件上产生细小图案。出于此种目的，光刻设备的照射器照射掩膜，掩膜的图像投射在半导体片(也被称为“晶圆”)上。参考图1，已知的照射器通常包括衍射光学元件(也称作DOE)，其由照射源1’进行照射。照射源1’例如为激光源。元件1可以是通常用于产生衍射的任意元件，例如球形微透镜的二维阵列、菲涅尔透镜、衍射光栅等。该元件起到光学散射设备的作用，并且具有的主要功能为在其输出处产生具有通常所需图案的光瞳，例如盘形或环形。照射器在元件1的输出处包括由数个透镜形成的变焦器(zoom)2。变焦器2的功能是将元件1的岀射光瞳的像恢复至有限的距离，并且能够使其尺寸变化。微透镜阵列L1放置在变焦器2的出射处，其由包含两个互相面对的面的平板组成，并且在每个面上形成有球形的或圆柱形的微透镜的网络。微透镜阵列L1将入射光束在变焦器2的出射处分裂成为多个子光束。换句话说，阵列L1的岀射光瞳分解为子岀射光瞳。第二微透镜阵列L2位于第一微透镜阵列L1的下游，使得L1L2系统是无焦点的。第三微透镜阵列L3位于第二微透镜阵列L2的下游。快门3位于该第三阵列L3的像方焦点处，包括孔径以有规律的间隔在其上形成的板或栅格。可选地，快门3可以包括两个板31、32，该两个板31、32沿着正交于光轴的方向，或正交于光轴并且必要时相互正交的方向，与掩膜7以及待被照射的晶圆w的移动而同步移动。可以参考文献WO2007/028793以获得制作该快门的更多细节。在各种情况中，快门3使得能够控制照射量、图像格式以及在掩膜7上的照度分布。为此，快门3定位在与聚光器5的焦平面共轭的平面上，掩膜7定位于聚光器5的焦平面的略微下游。这使得能够防止光传输出所需的区域，在被照射的晶圆上产生杂散光。事实上掩膜相对于聚光器的焦平面略微地散焦，使得能够通过使光脉冲能量的时间变化平滑而改进照射量的控制。事实上快门3的上游的L1L2网络系统是无焦点的，这使得能够限制照射快门的系统的岀射子光瞳的尺寸。因此，存在位于光束的微透镜之间的无照射区域，其中当像场必须被完全照射时，快门3的不透明部分可以被定位而不中断光束。这使得在快门的出射处子光束能够被急剧地中断，以及在掩膜处被急剧地封闭(obturation)。第三微透镜阵列L3的像方焦点位于聚光器5的物方焦点处，以便使得照射器是远心的，也即，使得照射器的岀射光瞳是在无限远处的。关于聚光器5，其包括多个透镜，通过这些透镜，来自L1L2阵列的子光束可以在掩膜处叠加。孔障设备(dispositifd'apodisation)6也放置在聚光器5和掩膜7之间。如之前所述，快门3定位于聚光器的焦平面的共轭平面，以便确保光束10的急剧封闭。对于沿着一维的光束，也即，当必须确保光束的封闭沿着在快门的平面上的第一轴时，这种照射器尤其提供良好的结果。然而，在必须确保封闭沿着快门平面的两个轴，尤其是两个垂直于光轴并且互相垂直的轴的假设下，会出现成像问题。实际上，照射器的远心条件要求快门3在两个封闭轴的方向都定位于微透镜阵列L3的物方焦点处。另一方面，快门在掩膜上的像清晰条件要求微透镜阵列L3的像方焦点在两个方向上都位于聚光器的物方焦点处。这些条件都要求微透镜阵列L3应该沿着两个方向都具有相同的焦距。此时，在这种类型的照射器中，由于微透镜的焦距具有与所述微透镜的厚度相同的数量级，要确保获得这种结果，并且因此保证快门和掩膜之间在两个方向上的完美结合在几何学上不可能的。在另一方面，快门导致衍射现象，其使得在聚光器的平面上难以获得快门的清晰的像，并且因此在掩膜上难以获得快门的清晰的像。更具体地，根据比源于微透镜阵列L1L2的子光束的孔径更大的孔径，通过栅格进行的光的衍射分散了光束。由此导致了两个负面结果：-如果衍射过大，来自快门的光可能不穿过正确的微透镜阵列L3，而在子光束100之间产生串扰并且在掩膜上产生干涉现象。-快门的衍射导致在第三微透镜阵列L3的输入处的子光束的孔径增大。此时，更大的孔径限制了微透镜阵列L3的物方景深，这增加了快门相对于该阵列L3的物方焦平面的散焦的敏感性。照射器的调整因此变得更加复杂。
技术实现思路
本专利技术提出解决至少一个上述问题。出于此种目的，提出一种光刻设备的照射器，其包括：-光束的光源，-聚光器，-光均化系统，其包括至少一个微透镜阵列，所述系统定位于聚光器的上游，以及-快门，其定位于光均化系统的物方焦点处，照射器进一步包括孔径光阑网络，其定位于快门的平面的傅里叶变换平面上，或傅里叶平面上。有利地，但可选地，本专利技术进一步包括至少一个下述特征：-孔径光阑网络包括多个光阑，所述多个光阑放置为面向光均化系统的阵列的微透镜，光阑网络的每个光阑放置为面向对应的微透镜，-光均化系统的第一微透镜阵列关于光轴方向的焦距f1、快门的照射角度θ以及光阑的孔径b适合于使得穿过光阑的光线具有相干因子该相干因子包含在0.2和0.8之间，-光阑的孔径和穿过所述光阑的光线的相干因子从一个光阑到另一个光阑是变化的，-光阑的孔径和光线的相干因子在两个相邻的光阑之间是可变的，-孔径的分布是随机的，-孔径从一个光阑到另一个光阑的变化包含在0和50％之间，并且优选为在0和30％之间，-光均化系统的像方焦平面定位于聚光器的物方焦平面上。本专利技术的目标进一步涉及一种光刻设备，其包括掩膜和根据本专利技术的照射器，其中照射器的快门定位于聚光器的像方焦平面的共轭面上。本专利技术具有许多优点。根据本专利技术的照射器满足不仅在正交于光轴的第一方向上而且在正交于光轴并且优选为正交于第一方向的第二方向上的快门和待照射掩膜之间的结合条件。另外，根据本专利技术的照射器使得能够控制涉及快门的衍射效应，从而增加了快门在掩膜上的像的清晰度。通过控制孔径，能够进一步使得第三微透镜阵列L3对栅格相对于微透镜阵列L3的物方焦平面的散焦的敏感性更低，而这会有助于根据本专利技术的照射器的安装和调整。附图说明本专利技术的其他特征、目标和优点通过以下描述将变得清楚，这些描述是纯粹说明性的并且是非限定性的，其应该参考附图进行阅读，其中：–已经描述的图1示意性地显示了现有技术中已知的照射器；–图2a、2b和2c示意性地显示了根据本专利技术的照射器的不同实施方案；–图3显示了关于在快门下游的微透镜阵列的布置。–图4显示了取决于穿过光阑(diaphragmes)网络的光束的相干性的在聚光器的物方焦平面上快门的狭槽的像。具体实施方式照射器的一般描述图2a至2c示意性地显示了根据本专利技术的照射器的一部分。在图2a中，照射器包括：光束10的光源1’，例如激光源；衍射元件1，其位于光源1’的出射处；以及变焦器2(这些元件未显示在图2b和图2c中)。其进一步包括无焦点系统L1L2，所述无焦点系统L1L2在变焦器2的出射处由第一和第二微透镜阵列L1和L2组成。光束10在无焦点系统L1L2的出射处包括多个子光束100，所述多个子光束100形成无焦点系统L1L2的岀射子光瞳。照射器包括快门3，其显示为两个栅格31、32，并且定位于无焦点系统L1L2的岀射光瞳处。包括第三微透镜阵列L3的光均化系统4位于快门3的下本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种光刻设备照射器，包括：‑光束的光源(1’)，‑聚光器(5)，‑光均化系统(4)，其包括至少一个微透镜阵列(L3、L4)，所述系统定位于所述聚光器的上游，‑快门(3)，其定位于所述光均化系统的物方焦点处，并且所述照射器的特征在于，其进一步包括孔径光阑网络(8)，所述孔径光阑网络(8)定位于所述快门(3)的平面的傅里叶变换平面上。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2012.09.25 FR 12590041.一种光刻设备照射器，包括：-光束的光源(1’)，-聚光器(5)，-光均化系统(4)，其包括至少一个微透镜阵列(L3、L4)，所述系统定位于所述聚光器的上游，-快门(3)，其定位于所述光均化系统的物方焦点处，并且所述照射器的特征在于，其进一步包括孔径光阑网络(8)，所述孔径光阑网络(8)定位于所述快门(3)的平面的傅里叶变换平面上。2.根据权利要求1所述的照射器，其中所述孔径光阑网络(8)包括多个光阑，所述多个光阑放置为面向所述光均化系统(4)的阵列(L3，L4)的微透镜，所述光阑网络中的每个光阑放置为面向对应的微透镜。3.根据权利要求1所述的照射器，其中所述光均化系统(4)的第一微透镜阵列(L3)关于光轴的焦距f1、快门的照射角度θ以及光阑的孔径b适合于使得穿过所述光阑的光线具有...

【专利技术属性】
技术研发人员：B·普兰尚，R·梅西耶伊捷，
申请(专利权)人：萨基姆防务安全公司，上海微电子装备有限公司，
类型：发明
国别省市：法国;FR