微光刻投射曝光设备的照明系统技术方案

本发明专利技术涉及微光刻投射曝光设备的照明系统，该照明系统包括：具有多个镜单元的镜布置，其中镜单元可彼此无关地移动用于改变由镜布置反射的光的角度分布；和双折射材料的至少两个元件的布置，其中这些元件相对于彼此的相对位置是可变的；其中通过调整所述元件的相应位置，以及从而调整所述镜布置中与所述元件中的一个或两个重叠的那些镜单元的位置和数量，能够调整在所述照明系统的光瞳平面中获得的偏振分布。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及微光刻投射曝光设备的照明系统。
技术介绍
微光刻用于生产诸如例如集成电路或LCD的微结构部件。在具有照 明系统和投射物镜的所谓投射曝光设备中进行微光刻エ艺。在那种情况中，通过照明系统照明的掩模的图像(=掩模母版)利用投射物镜投射到基底(例如，硅晶片)上，该基底涂敷有光敏感层(光刻胶)并布置在投射物镜的像平面中，从而将掩模结构传递到基底的光敏感涂层上。在照明系统中，为了有明确目标的调整所定义的照明设置(即，照明系统光瞳平面中的強度分布)，除了使用衍射光学元件(称作D0E)タト，众所周知也使用例如WO2005/026843A2所公开的镜布置。这样的镜布置包括多个微镜，该多个微镜可彼此无关地调节且其中的每ー个微镜都能够在通常在例如-10°和+10°之间的角度范围内単独地倾斜。基于各个期望的照明设置，镜的给定倾斜布置通过将事先均匀化并准直的激光以适当的方向反射，使得可以在光瞳平面中形成期望的光分布(例如偶极设置、四极设置或环形照明设置)。在图22中概括地示出相应的结构，图22示出照明系统的部分区域，在激光束的光束路径10中，该照明系统依次包括偏转镜11、折射光学元件(ROE) 12、透镜13 (仅作为示例示出)、微透镜布置14、镜布置15、漫射片(diffuser) 16、透镜17、和光瞳平面PP。镜布置15包括多个微镜，而微透镜布置14具有多个微透镜，用于特别聚焦到那些微镜上。虽然，当使用DOE吋，由于DOE的衍射结构处的衍射，整个光瞳平面从激光束分布的每个点“分散”，因此实现光瞳平面的大体均匀照明而与激光束分布的強度分布无关，但是，如果例如利用激光束分布的不同区域，在偶极照明设置的各个极中设置彼此不同的偏振态，则当使用镜布置吋，激光束分布中的变化会导致光瞳平面中的能量扰动。因此，对于有明确目标地调整所定义的照明设置而使用镜布置时，激光束分布中的变化会不适宜地导致光瞳平面中的非均匀照明。
技术实现思路
本专利技术的ー个目的是提供ー种微光刻投射曝光设备的照明系统，它允许灵活调整所定义的照明设置，同时降低激光束分布中的非均匀性的干渉影响。该目的根据独立权利要求I的特征实现。ー种微光刻投射曝光装置的照明系统，包括-具有多个镜单元的镜布置，所述镜单元可彼此无关地移动，用于改变经镜布置反射的光的角度分布，和-至少ー个元件，在光传播方向上布置在镜布置的前面，用于产生入射到不同的镜单元上的至少两种不同的偏振态。由于将镜布置与用于至少产生两种不同偏振态的至少一个元件进行结合，根据本专利技术可以利用不同的偏振态照明该镜布置的不同的例如彼此相邻的镜单元或元件，并例如实现相互交替偏振取向的密集连 续性。由于通过各个镜单元或元件的适当设置，具有不同的(例如，两个相互垂直的)偏振方向之一的光能够从激光束分布的每个位置偏转到光瞳平面中，结果能够用来自光束分布内的不同位置的具有各自期望偏振态的光照明光瞳平面的不同位置。具体地，基本上，如两个相互垂直的偏振方向可以从整个光束分布中的任一点偏转到光瞳平面中的任一点，对于具有给定偏振分布的期望照明设置能够实现高度的光束均匀化。根据实施例，该至少一个元件是双折射元件。以这个构思，可以利用双折射材料就寻常光束和非寻常光束之间的空间分离而言的已知特性，以便能够用不同的偏振态照明该镜布置的彼此相邻镜单元或元件并实现相互交替偏振取向的密集连续性。因此，根据本专利技术的解决方案使得可以实现光束分布上相当密集的偏振分布，其中尤其能够在各个邻近镜单元之间设置不同的偏振态。从而，能够利用相对高水平的位置分辨率来调整整个光束分布上的偏振分布。根据本专利技术，双折射元件以这样一种方式用于镜布置光束分离所产生的寻常光束和同一光束分离所产生的非寻常光束能够通过镜布置以不同方向偏转。根据实施例，镜布置中的至少一些镜单元由内部镜元件和其周围的外部镜元件构成。这方面，优选地，至少一个内部镜元件和与所述内部镜元件属于同一镜单元的外部镜元件可彼此无关地移动。这样以实现期望的照明设置，有关的各个镜单元能够就内部镜元件和外部镜元件的相关设置而不同地调整。这方面，具体地，双折射元件以如下方式用于镜布置光束分离所产生的寻常光束和同一光束分离所产生的非寻常光束入射到不同的镜单元或不同的镜元件上。此外，双折射元件可以以如下方式适于镜布置光束分离所产生的寻常光束和同一光束分离所产生的非寻常光束入射到相邻镜单元上或同一镜单元的镜元件上。根据实施例，镜布置具有第一镜单兀和第二镜单兀，其中第一镜单兀对于第一偏振方向优化而其中第二镜单兀对于垂直于第一偏振方向的第二偏振方向优化。为此目的，具体地，第一镜单元和第二镜单元具有相互不同的涂层。根据实施例，该照明设备进一步包括含有多个微透镜的微透镜布置，其中该元件布置在微透镜布置和镜布置之间。根据实施例，用于旋转偏振态的旋转元件(具体为二分之一波长板)在光传播方向上布置在该元件的上游。此外，二分之一波长板优选绕照明系统的光轴可旋转布置。二分之一波长板的旋转提供了双折射元件的上游的偏振方向，因此根据本专利技术通过双折射元件产生的光束部分(即，寻常光束部分和非寻常光束部分)能够被适当调整。根据实施例，该元件由光学单轴晶体材料制成，具体为氟化镁(MgF2)。根据实施例，产生双折射元件的材料是不具有光学活性的材料。根据实施例，该元件具有光学晶体轴，该光学晶体轴不取与照明系统的光轴具有平行关系的方向。具体地，光学单轴晶体材料的光学晶体轴和照明系统的光轴的取向优选地彼此相异至少土。根据实施例，用于旋转偏振态的旋转元件(具体为二分之一波长板)在光传播方向上布置在该元件的下游。借助二分之一波长板，可以实现双折射元件所产生的寻常光束和非寻常光束的相互垂直偏振方向的期望的取向设置。根据实施例，照明系统具有与镜布置的各个不同区域相关的至少两个通道的布置，其中对于这些通道而言，来自各个通道并入射到镜布置上的光的偏振态可彼此无关地调整。这样，能够在单个通道中有不同地选择各自设置的偏振方向，并且依照本专利技术的布置的自由度的数量或灵活性都能够进一步增加。具体地，每一个通道都可以具有至少一个各自的二分之一波长板，其中不同通道的二分之一波长板可彼此无关地调整。优选地，二分之一波长板中的至少一个关于照明系统的光轴可旋转地布置。根据实施例，四分之一波长板布置在该元件和镜布置之间。优选地，四分之一波长板绕照明系统的光轴可旋转布置。这样，在邻近镜单元或内部镜单元(特别是圆形镜)产生左和右圆偏振光或者还产生任一椭圆偏振光，其中例如能够保持或随后补偿发生在照明系统其他地方的偏振态的椭圆性而没有光损失。 根据另一实施例，该元件具有平行平面几何形状。根据再一实施例，该元件也可以是棱镜的形式。根据实施例，照明系统具有用于刷新偏振态的起偏器。借助于这样的起偏器，通过将不想要的偏振态的光分量去掉，可以为依照本专利技术的布置的上游设置良好定义的偏振态，其中可以考虑例如在光束提供单元中存在的且导致激光的不良偏振态的影响。根据实施例，该元件包括至少一个延迟器(retarder)，用于对经过其中的光产生小于照明系统的工作波长的一半的有效延迟。在该实施例中，本专利技术构思可以用来补偿照明系统的光学部件(具体而言为透镜或镜)产生的且通常分别在光瞳平面或场(或掩模母版)平面上变化的延迟本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种微光刻投射曝光设备的照明系统，包括：·具有多个镜单元的镜布置，其中镜单元可彼此无关地移动用于改变由镜布置反射的光的角度分布；和·双折射材料的至少两个元件的布置，其中这些元件相对于彼此的相对位置是可变的；·其中通过调整所述元件的相应位置，以及从而调整所述镜布置中与所述元件中的一个或两个重叠的那些镜单元的位置和数量，能够调整在所述照明系统的光瞳平面中获得的偏振分布。

【技术特征摘要】
...

【专利技术属性】
技术研发人员：达米安菲奥尔卡，丹尼尔沃尔多夫，英戈桑格，
申请(专利权)人：卡尔蔡司SMT有限责任公司，
类型：发明
国别省市：