用于微光刻投影曝光设备的照明系统技术方案

一种微光刻投影曝光系统的照明系统，用于以来自原始光源（１１）的光照明一个照度场。所说照明系统具有一个光分配装置（２５），光分配装置用于接收来自原始光源的光并且从这个光产生两维的强度分布，所说两维的强度分布可以在照明系统的光瞳成形表面（３１）内可变地设置。光分配装置具有至少一个光调制装置（２０），光调制装置（２０）具有由可单独控制的各个元件（２１）的一个两维阵列，以改变在光调制装置上入射的光的角度分布。所说的装置允许可变的设置完全不同的照明模式而不需要更换光学部件。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及用于微光刻(Microlithography)投影曝光系统的照明系统，用于利用来自原始光源的光照明一个照度场。
技术介绍
用于半导体部件和其它精细结构部件的微光刻生产的投影曝光系统的效率基本上由投影物镜的成像性质决定。进而，利用这个系统能够实现的图像质量和晶片产量也基本上由安排在投影物镜的上游方向照明系统的性质决定。这一定要能够产生出来自原始光源(例如，激光源)的光，具有最大可能的效率，并且在这个过程中，能够在照明系统的照度场中产生最均匀的强度分布。而且，应该能设定照明系统的各种不同的照明模式(设置)，从而例如可以按照成像的各个图形的结构(例如，在掩膜上的中间掩模(reticles))优化照明。通常使用的是，具有各种不同相干程度的在不同的常规设置之间的可能设置以及环形场照明和偶极或四极照明。还可以使用用于产生离轴的倾斜照明的非常规的照明设置，特别是借助于双光束的干扰可以增加焦深，并且还可以提高分辨率。EP0747771描述了一种照明系统，它具有一个变焦-轴锥体(zoom-axicon)物镜，在它的物平面内安排一个具有两维光栅结构的第一衍射光栅元件。使用这个光栅元件来略微增加入射激光辐射的几何导光阀(或extendue)并且改变光分布的形式，以使所说的结果例如是近似的圆形分布、环形分布、或者四极子分布。为了在这些照明模式之间进行改变，第一光栅元件是可以交换改变的。第二光栅元件定位在物镜的出射光瞳中，通过相应的光分布来照明所说第二光栅元件，第二光栅元件形成一个长方形的光分布，这个分布的形式对应于随后的杆状光混合元件的入射表面。借助于变焦-轴锥体的调节，可以调节照明的环形度和被照明区域的大小。EP1109067(对应于US2001001247)描述了一种照明系统，其中提供一个改变装置，用于任选的改变在照明系统光路中不同的衍射光学元件。通过交换改变衍射光学元件，可以设定各种不同的照明模式。这个系统的管理不需要使用变焦-轴锥体模块。例如在专利US5638211、EP500393B1(对应于US5305054)、US6252647、或者US6211944中，表示出实现离轴照明的其它的已知的可能性。对于利用交换改变光学元件(例如衍射光学元件或者空间滤波器)进行操作以便设定不同照明模式的照明系统，不同照明设置的数目受到不同的可改变元件的数目的限制。合适的改变装置在结构上可能是复杂的。DE19944760A1公开了一种用于印刷板的照明装置，可以在集成的数字屏幕成像过程(IDSI)中调制照明强度。在这种情况下，来自光源的光落向具有一个两维的单元阵列的数字式光调制器，可以经过计算机控制的系统激励或去激励所说两维的单元阵列，从而使一个特定的图形偏转到光敏的基板，使所说的基板相对于光调制器移动。在一个实施例中，光调制器包括一个微反射镜装置(数字式反射镜装置，DMD)，微反射镜装置具有大量的可以单独驱动的反射镜。在印刷期间，使没有用于曝光光敏材料的那些反射镜倾斜，以使落在它们上面的光束发生偏转，离开光敏材料。于是，借助于控制系统就可以改变在曝光中使用的单个反射镜的数目。WO00/36470公开了类似的系统。
技术实现思路
于是，本专利技术的一个目的是提供一种用于微光刻投影曝光系统的照明系统，它利用简单的结构就可以在设定不同的照明模式当中获得巨大的可变性。为实现这项目的，本专利技术提供一种具有权利要求1的特征的照明系统。在从属权利要求中规定了有益的发展。在说明书的内容中参照引入了所有权利要求的措辞。按照本专利技术的照明系统具有一个光轴和一个光分配装置，光分配装置用于接收来自原始光源的光并且用于产生两维空间的强度分布，所说两维空间的强度分布可以在照明系统的光瞳成形表面内可变地设置。光分配装置具有至少一个光调制装置，用于可控地改变在光调制装置上入射的辐射的角度分布。光调制装置可以包括可单独驱动的各个元件的一个阵列，所说的这些各个元件能够在它们的安装位置定位的每一种情况下实现辐射的角度或角频谱的特定改变。所说光调制装置还指定一个局部变化的光调制装置，因为角度变化的范围可以设定为位置的函数。所说阵列最好是两维的，例如具有单个元件的多个行和列。在这种情况下，最好驱动所说的各个元件，以便在所有设定的照明模式中，入射在光调制装置上的所有光强度都偏转到光瞳成形表面的可用区域，因此可以对于照度场的照明作出贡献。于是，借助于光调制装置，可以实现光强度的与位置有关的重新分配而不会“丢弃”入射光。因此，不同照明模式的、在原则上没有大的损耗的、可变设置是可以实现的。作为按照本专利技术的偏转在光调制装置上入射的光的小部分使其特别地进入光瞳成形表面的预定区域的可能结果，在光瞳成形表面可以设定实际上任何期望的照明强度分布。这些照明强度分布例如包括圆形的分布，如在常规照明设置情况下的集中在光轴附近的不同直径的大致圆形的照明光点，以及在非常规情况下的离轴型照明、环形照明、和极性强度分布，例如偶极照明或四极照明。然而，对于按照本专利技术的照明系统，与此不同的强度分布也是可能的，例如超过四极的多极照明，如六极照明。照明分布不一定非要具有相对于光轴的对称性。在微光刻投影曝光系统中包含的照明系统中，存在期望的强度分布的照明系统的光瞳成形表面可以定位在与下述的投影物镜的光瞳平面光学共轭的位置，或者在其附近。在一般情况下，光瞳成形表面可以对应于照明系统的光瞳表面，或者定位在它的附近。如果插入的光学元件的操作可以维持角度(角度保持元件)，就可以通过照明系统的光瞳成形表面中的光的空间分布(位置分布)确定投影物镜的光瞳中的光的空间分布。如果照明系统例如包括一个蝇眼聚光器作为光混合元件(光积分器)，就可以将光瞳成形表面定位在它的入射侧的附近，或者与它的入射侧重合。在系统包括利用内部反射操作的一个或多个棒状光积分器(棒式积分器)的情况下，光瞳成形表面可以是与光积分器的入射表面有关的经过傅里叶变换的平面，或者可以定位在这个平面的附近。所说的系统还可以是其中不存在任何以上所述的正规的光混合元件的系统。在这里，如果合适，可以借助于部分光束通过棱镜等的适当叠加来实现强度分布的均匀化。应该广义地理解按照本申请意义下的术语“辐射”和“光”，具体地，按照本申请意义下的术语“辐射”和“光”旨在覆盖来自紫外范围的电磁辐射，例如波长约为365纳米、248纳米、193纳米、157纳米、或者126纳米的电磁辐射。还要覆盖来自极端紫外范围(EUV)的电磁辐射，例如波长小于20纳米的软x射线。在一种开发方案中，将光调制装置形成为具有各个反光镜的一个阵列的反光镜装置，可以单独地控制各个反光镜，以改变入射在反光镜装置上的辐射的角度分布。可以按照一维的或者两维的阵列的光栅形式安排用于形成光调制装置的各个元件的各个反光镜。按照另一个开发方案，将光调制装置形成为电-光元件，所说电-光元件最好包括一个可控的衍射光栅的一维或两维的场装置(阵列)或者声-光元件的一个相应阵列。以光栅的形式安排的并且因此被指定为光栅元件的这些各个元件中的每一个都在所说光栅元件的位置引入辐射输出的一个特定角度或者角频谱，以此作为入射辐射的光束偏转的规则，这就是说，引入了传播方向的变化。例如借助于各个元件的电驱动，就可以按照可变的方式设定辐射输出的角本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于微光刻投影曝光系统的照明系统，用于以来自原始光源的光照明一个照度场，所说照明系统包括：一个光轴（１２、１１２、２１２、３１２）；和一个光分配装置（２５、１２５、２２５、３２５），光分配装置用于接收来自原始光源（１１、 １１１、２１１、３１１）的光并且用于产生两维的强度分布（３５），所说两维的强度分布可以在照明系统的光瞳成形表面（３１、１３１、２３１、３３１）内可变地设置；其中的光分配装置具有至少一个光调制装置（２０、１２０、２２０、３２０、４２０ ），用于可控地改变在光调制装置上入射的光的角度分布。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：J克勒，J旺勒，M布洛特萨克，W辛格，D费奥卡，M毛尔，
申请(专利权)人：卡尔蔡司SMT股份公司，
类型：发明
国别省市：DE[德国]