一种在微光刻曝光装置（１０）中照明掩模的照明系统，其具有光轴（６０；４６０）以及光瞳表面（７０；４７０）。该系统包括诸如镜（Ｍ↓［ｉｊ］）的反射或透明光束偏转元件的光束偏转阵列（４６；４４６）。其中每一偏转元件（Ｍ↓［ｉｊ］）适配成将打入光线以响应于控制信号可变的偏转角偏转。光束偏转元件（Ｍ↓［ｉｊ］）布置在第一平面（４０；４４０）中。该系统还包括具有多个微透镜和／或衍射结构的光学光栅元件（３４；４３４）。布置在第一平面（４０；４４０）中的光束偏转元件（Ｍ↓［ｉｊ］）和布置在第二平面（３４；４３４）中的光学光栅元件（３４；４３４）共同产生两维远场强度分布（Ｃ）。光学成像系统（４０，４１；４４０，４４１）光学上共轭第一平面（４０；４４０）到第二平面（３４；４３４）。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术总体涉及微光刻曝光装置中照明掩模的照明系统。更具体而言， 本专利技术涉及包括反射元件阵列的这样的照明系统，其可以被实现为微机电系 统(microelectro-mechanical system MEMS ),具体地为H字孩i4竟装置(digital micromirror device DMD )。
技术介绍
微光刻(也称作光学光刻或仅称作光刻)是用于制作集成电路、液晶显 示器和其它的微结构装置的技术。更具体地，与蚀刻工艺相结合的微光刻的 工艺用于构图形成于基底(例如，硅晶片)上的薄膜叠层中的特征。当制作 每一层时，首先将晶片涂覆上对诸如深紫外(DUV)光的辐射敏感的光致抗 蚀剂材料。之后，在上部具有光致抗蚀剂材料的晶片被投射曝光装置中的投 射光曝光。该装置将具有图案的掩模投射到光致抗蚀剂材料上从而后者仅在 由掩模图案确定的特定位置处曝光。此后，在光致抗蚀剂材料曝光之后对其 进行显影，用于产生与掩模图案对应的图像。蚀刻工艺接着将图案传递到晶 片上的薄模层叠体。最后，去除光致抗蚀剂材料。使用不同的掩模重复该工 艺产生经多层化的^t结构部件。投射曝光装置典型地包括照明掩模的照明系统、对准掩模的掩模台、投 射物镜以及对准涂覆有光致抗蚀剂材料的晶片的晶片对准台。照明系统照明 掩模上例如可以具有延长的矩形狭缝形状的区域。现有的投射曝光装置中，可以在两种不同类型的装置之间做出区别。在 一种类型中，通过一次就将整个掩i^莫图案曝光到目标部分上；这样的装置通 常称为晶片步进曝光器。在常被称作为步进-扫描设备或扫描器的另 一种类 型的装置中，通过以给定的基准方向在投射光束下逐渐地扫描掩模图案而同步地平行于或反平行于该方向扫描晶片台来辐照每一目标部分。晶片和掩模的速度比等于投射物镜的放大率，其通常小于l,例如1:4。将理解到，术语"掩模，，(或掩模母版)可以广义地解释为成构图 (patterning)装置。通常使用的掩模包含可透射的或可反射的图案，且可以 例如是二元、交替相移、衰减相移或各种混合掩模类型。然而，也存在主动 掩模，例如，为实现为可编程镜阵列的掩模。这样的装置的示例是具有粘弹 性(viscoelastic )控制层和反射表面的可寻址矩阵表面。例如，从US 5,296,891 、 US 5,523,193 、 US 6,285,488 Bl， US 6,515,257 Bl和WO 2005/096098A2,可以收集有关这些镜阵列的更多信息。另外，如在US 5,229,872中所述，可编程LCD阵列可以用作主动掩模。为了简单起见，该 文本的剩余部分具体地涉及包括掩模和掩模台的装置；然而，在这样的装置 中所讨论的总体原则应当被视为如上所阐述的构图装置的较广泛的含义。随着制造微结构装置的技术的发展，对照明系统的需求也在不断地增 加。理想上，照明系统使用具有良好限定的辐照和角度分布的投射光照明掩 模上被照明区域的每一个点。术语"角度分布"描述了向掩模平面中特定点 会聚的光束的总体光能量如何在沿构成光束的光线传播的各种方向中分布。打到掩模上的投射光的角度分布通常适于要投射到光致抗蚀剂材料上 的图案的类型。例如，相对大尺寸的特征可能需要不同于小尺寸特征的角度 分布。最常用的投射光的角度分布被称为传统的环状、偶极或四极照明设置。 这些术语指称照明系统的光瞳表面中的辐照分布。例如，就环状照明设置而 言，仅光瞳表面中的环状区域被照明。因此，在投射光的角度分布中仅存在 小范围的角度，且所有光线从而以相似的角度倾斜地打到掩模上。已知本领域中不同的手段来改变掩模平面中的投射光的角度分布，从而 获得期望的照明设置。在最简单的情形中，包括一个或多个开口的光阑(光 圈)放置与照明系统的光瞳表面。由于光瞳表面的位置转换成诸如掩模平面 的傅立叶相关场平面中的角度，所以光瞳表面中的开口的尺寸、形状和位置 确定掩模平面中的角度分布。然而，照明设置的任何改变需要替换光阑。这 使得难于最终调整照明设置，因为这可能需要具有略微不同的尺寸、形状和 位置的装置的非常大量的光阑。因此，许多常用的照明系统包括至少在某一程度上可能实现该可调整元 件以连续地改变光瞳表面的照明。常规地，包括变焦物镜和一对轴锥体元件7的变焦轴锥体系统被用于此目的。轴锥体元件是在其一侧具有圆锥面而相反 一侧通常是平面的折射透镜。通过提供一对这样的元件 一个具有凸圓锥面 而另一个具有互补的凹圆锥面，可以径向地移动光能量。该移动取决于轴锥 元件之间距离。变焦物镜使得可以改变光瞳表面上被照明区域的尺寸。然而，利用这样的变焦轴锥体系统，仅能够产生常规的和环状的照明设 置。对于例如偶极或四极照明设置的其它的照明设置，需要额外的光阑或光 学光栅元件。光学光栅元件对于其表面中的每一个点产生在远场中对应于特 定被照明区域的角度分布。这样的光学光栅元件常常实现为衍射光学元件，且更具体地为计算机生成全息图(CGH)。通过将这样的元件布置在光瞳表 面前且在其之间布置聚光透镜，可以在光瞳表面中产生几乎任何任意的强度 分布。额外的变焦轴锥体系统使得可以以有限的程度改变由光学光栅元件产 生的照明分布。然而，变焦轴锥体系统仅提供照明设置的有限的调整度。例如，其可以 使得仅四极照明设置的四个极中的一个极沿任意方向错位。为此，必须使用 另一光学光栅元件，其特别设计用于光瞳表面中的该特定强度分布。这样的 光学光栅元件的设计、生产和运输是消耗时间且昂贵的过程，且因此具有较 少的灵活性来使得光瞳表面中的光强度分布适于投射曝光装置的操作者的 需要。为了增加在掩模平面中产生不同角度分布的灵活性，已经建议利用照明 光瞳表面的镜阵列。在EP 1 262 836 Al中，镜阵列实现为包括多于1000个的微反射镜的微 机电系统(MEMS)。每一镜可以在彼此垂直的两个不同的平面中倾斜。因 此，在这样的镜装置上的入射辐照能够(基本上)反射成任一期望的半球方 向。布置在镜阵列和光瞳表面之间的聚光透镜将由镜产生的反射角转换成光 瞳表面中的位置。该已知的照明系统使得可以用多个圆点照明光瞳表面，其 中每一点与一个特定微反射镜相关并且通过倾斜该镜可自由地移动横越光瞳表面。从诸如US 2006/0087634 Al和US 7,061,582 B2的其它的专利文档中可 知相似的照明系统。WO 2005/026843 A2公开了 一种照明系统，其中衍射光学元件布置在镜 阵列与照明系统的光瞳表面之间的光束路径中。该衍射光学元件产生叠加在由镜阵列的多个镜产生的角度分布上的额外的角度分布。光瞳表面中的强度 分布则可以描述为镜阵列产生的强度分布与该衍射光学元件产生的强度分 布的巻积。设计衍射光学元件产生的角度分布，以便其符合后续的形成为蝇眼透镜 的光学积分器的通道的几何形状。这避免了镜阵列仅部分地照明通道。衍射 光学元件从而产生相同的角度分布，而与光束通过该元件的位置无关。在WO 2005/026843 A2中描述的另 一实施例中，镜阵列的多个镜支持衍 射光学结构或具有相当效应的结构。可以设计镜，以使得它们产生例如能够 由多个不必须共辄的光点组成的基本分布。通过倾斜单个反射镜，光点的布 置能够在光瞳表面上移动。在另一实施例中，镜表面被弯曲，本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种微光刻曝光装置中照明掩模（１６）的照明系统，包括： ａ）光轴（６０；４６０）， ｂ）光瞳表面（７０；４７０）， ｃ）反射或透明光束偏转元件（Ｍ↓［ｉｊ］）的光束偏转阵列（４６；４４６），其中 －每一个偏转元件（Ｍ ↓［ｉｊ］）适配，以将打入光线以响应于控制信号而可变的偏转角偏转，并且其中 －偏转元件（Ｍ↓［ｉｊ］）至少大体上布置在第一平面（４０；４４０）中， ｄ）光学光栅元件（３４；４３４），其 －包括多个微透镜和／或衍射结构，并且 －被布置在第二平面（３４；４３４）中， 其中，光束偏转阵列（４６；４４６）以及光学光栅元件（３４；４３４）共同产生两维远场强度分布（Ｃ），其特征在于 使得第一平面（４０；４４０）与第二平面（３４；４３４）光学共轭的光学成 像系统（４０，４１；４４０，４４１）。
【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：马库斯德冈瑟，保罗格劳普纳，于尔根费希尔，
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]
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