CN1797202B - 光刻设备中的偏振辐射和器件制造方法 - Google Patents

Abstract

光刻设备使用偏振光改善成像特性，例如曝光宽容度，同时保持和延长光刻设备中照射系统的寿命。

Description

光刻设备中的偏振辐射和器件制造方法

技术领域

本发明涉及光刻设备和在器件(例如集成电路(IC))制造中使用该设备的方法。更准确地说，本发明涉及使用偏振光改善成像特性，例如曝光宽容度，同时保持和延长光刻设备中照射系统的寿命。

背景技术

光刻设备就是将所期望的图案施加在衬底上的机器，通常是施加在衬底的目标部分上。光刻设备可以用在例如集成电路(IC)的制造。在该例子中，又称作掩模或分划板的图案形成器件可用于产生在IC的个别的层上形成的电路图案。这种图案可以转移到衬底(例如硅晶片)的目标部分(例如包含一个或几个管芯的部分)。图案的转移一般是通过成像到设置在衬底上的一层辐射敏感材料(光刻胶)上。一般来说，单个衬底含有相继图案化的相邻目标部分的网络。已知的光刻设备包括步进型和扫描型，在步进型中通过一次将整个图案曝光在目标部分，从而使各目标部分受到照射；在扫描型中通过辐射束在给定方向(“扫描”方向)扫描图案，同时与所述方向平行或反平行地同步扫描衬底，从而使各目标部分受到照射。也能够通过将图案印刻在衬底上从而把图案从图案形成器件转移到衬底上。

美国专利6,392,800(通过引用将其结合在此)公开了一种光学布置，其中将输入光束转换成输出光束，所述输出光束具有通过旋转在径向基本被线性偏振化的光的总横截面。

美国专利申请公开出版物2001/0019404A1(通过引用将其结合在此)公开了一种用于在大孔径中的显微光刻投影曝光的方法和布置，所述大孔径通过与光刻胶上的入射平面垂直的光的偏振化增加对比度。

发明内容

本发明的一个方面就是保持和延长光刻设备中照射器的寿命。

根据本发明的一个实施例，光刻设备包括：照射系统，它配置成对辐射束进行调整；支架，它被建造成支撑图案形成器件，所述图案形成器件配置成传递横截面上带有图案的辐射束以形成图案化的辐射束；构造成托住衬底的衬底台；及投射系统，它配置成将图案化的辐射束投射到衬底的目标部分，其中光刻设备包括光学有源元件(optical active element)，所述光学有源元件能够提供在第一方向具有线偏振的辐射束的第一部分，或者能够提供在第一方向具有线偏振的辐射束的第一部分和能够提供在第二方向带有线偏振的辐射束的第二部分，所述第二方向与所述第一方向基本垂直。

已经发现，使用偏振光时，根据本发明在某种程度上偏振辐射束能保持和延长照射系统的寿命。本发明的偏振光束分别在第一和第二方向上具有线偏振部分，其中第一和第二方向相互垂直，有时通称为XY偏振辐射。因此，下面称XY偏振辐射意思是指分别在第一和第二方向具有线偏振部分的辐射，其中第一和第二方向是相互垂直的。

在光刻设备中，其中的衬底台能够在扫描方向相对于图案形成器件移动，第一偏振方向可以平行于扫描方向或者垂直于扫描方向。

在照射系统中可以使用任何合适的照射方式。照射方式可以有多极照射。所述多极照射中的极可以被选择为使光瞳内衍射辐射的量最大，而每极具有或者X或者Y偏振光的选择可以使TE(即横向电)偏振量最大，因而使对比度最大。

照射方式可以是任何分段的点对称照射方式或者非对称照射方式。例如，照射方式包括以下的任何一种：常规的、偶极的、不对称的、四极的、六极(即六个极)的以及环形的。

实际上所有的辐射束都被偏振成或者是第一方向或者是第二方向的偏振方式。期望的是至少95％的辐射束在第一方向或者在第二方向偏振。辐射在第一方向和第二方向偏振的比率可依赖于光学器件的偏振特性。一般地说，在第一方向辐射可以约有50％的偏振，在第二方向约有50％的偏振。或者，可以是第一方向或者第二方向的偏振占优势。

光学有源元件可以包括两个半波片。

半波片可以是任何合适的形状，实际上优选地可以是三角形。半波片可以是在聚光器(CO)、调节器件(AD)和/或积分器(IN)的任何一个中。一般地说，半波片可以是在聚光器(CO)、调节器件(AD)和/或积分器(IN)中的两个上。半波片可以处于或接近聚光器(CO)、调节器件(AD)和/或积分器(IN)中的任何一个的光瞳面。或者，在聚光器(CO)、调节器件(AD)和/或积分器(IN)的任何一个中都可有一个半波片。

半波片可以由石英硅或任何其他在光化学波长上具有内在的或外部诱发的双折射光学特性的材料形成。半波片取向成使得它们把所需的光学偏振旋转加到入射辐射上。偏振旋转的取向可以以线性双折射(半波片)或圆双折射(旋光性(optical rotary activity))的物理原理为基础。

线性双折射单轴晶体材料的特征在于具有称为光轴的唯一对称轴，其把光束的传播约束在晶体内。允许两种方式，或者象在垂直于光轴的平面上偏振的寻常光束，或者是在包含光轴的平面内偏振的非寻常光束。每一光束都有相关的折射率，使得电场(波法线)的速度和光束(光线)的折射角不同。后者的特性是，它使得适当地切割和取向双折射材料的棱镜成为可能，以起延时器、旋转器、偏振器和偏振分束器作用。

如果平面偏振光束沿表现为圆双折射的材料的光轴向下传播，就被分解成两个共线的圆偏振光束，各以稍有不同的速度传播。当这两个分量从材料中射出时，它们重新结合成平面偏振光束，其偏振面从入射光束的偏振面做了旋转。用光程产生偏振平面的逐渐旋转的这种效应称作旋光性，并用于生产光学旋转器。

一般地说，可以改善的成像特性包括以下任何一个：图像对比度的增强、曝光宽容度的增量改善、较低的掩模误差增强因子(MEEF)及降低边缘线的粗糙度。

照射系统的寿命可以延长直到约30×10⁹拍摄(shots)(即30G拍摄)，约35×10⁹拍摄(即35G拍摄)，约40×10⁹拍摄(即40G拍摄)，或直到约110×10⁹拍摄(即110G拍摄)。使用45°的偏振(即存在两个相互的在45°的偏振)，照射器的寿命可能小于20×10⁹拍摄(即20G拍摄)。期望的是，照射系统的寿命基本上是无限的。因此，在一定数量的拍摄后形成照射系统的材料可能在很低的诱发的双折射中有效地饱和了。

光刻设备可以包括大于1.0的数值孔径(NA)。

至少部分光刻设备可以浸没在浸没液体中，例如水中。

根据本发明的另一个实施例，光刻设备包括光学有源元件，所述光学有源元件能够提供在第一方向带有线偏振的辐射束的第一部分，或者所述光学有源元件能够提供在第一方向带有线偏振的辐射束的第一部分和能够提供在第二方向带有线偏振的辐射束的第二部分，所述第二方向与所述第一方向基本垂直。

在本发明的另外的实施例中，光刻设备包括位于辐射源和照射器之间的光学有源元件，光刻设备还配置有位于照射器和投射系统之间的另外的光学有源元件，该另外的光学元件能够把偏振状态从辐射束第一部分改变成不同的偏振。例如，另外的光学有源元件可以包括半波片或四分之一波片。

还根据本发明的另外的实施例，器件制造方法包括：提供在第一方向具有线偏振的辐射束的第一部分，或者提供在第一方向具有线偏振的辐射束的第一部分和提供在第二方向具有线偏振的辐射束的第二部分，所述第二方向与所述第一方向基本垂直；使辐射束形成图案；以及将图案化的辐射束投射到衬底的目标部分。

根据本发明的另一个实施例，制造的器件方法包括：提供在第一方向具有线偏振的辐射束的第一部分；或者提供在第一方向具有线偏振的辐射束的第一部分和提供在第二方向具有线偏振的辐射束的第二部分，所述第二方向与所述第一方向基本垂直；使辐射束形成图案；以及将图案化的辐射束投射到衬底。

根据本发明的另外的实施例，器件制造包括：提供在第一方向具有线偏振的辐射束的第一部分，或者提供在第一方向具有线偏振的辐射束的第一部分和提供在第二方向具有线偏振的辐射束的第二部分，所述第二方向与所述第一方向基本垂直；使辐射束形成图案；以及将图案化的辐射束投射到衬底的目标部分。

制造的器件可以是，例如集成电路(IC)、集成的光学系统、用于磁畴存储器的引导和检测图案、液晶显示器(LCD)和薄膜磁头。

附图说明

现在，将参照示意性的附图仅通过例子说明本发明的实施例，附图中对应的附图表记表示对应的部件，其中：

图1描述根据本发明的实施例的光刻设备；

图2描述根据本发明的实施例在具有两个半波片的环形照射方式中，将线偏振转换成相互基本垂直的第一和第二方向上的偏振光；

图3a-3c描述根据本发明的实施例的设备中两个半波片的布置；

图4描述根据本发明的实施例的偏振效应，所述偏振效应示出通过使TE偏振光部分最大来增加图像的对比度；

图5描述根据本发明的实施例的在偶极照射中偏振光的图像；

图6描述非偏振和偏振辐射的衰减的相移掩模的曝光宽容度对数值孔径(NA)的关系，其中对偏振和非偏振辐射使用图5的偶极照射，选择的偏振方向与图中的Y方向平行；

图7a和7b描述表示偏振度(DOP)和偏振纯度(PP)的图；

图8描述表示把偏振度(DOP)和偏振纯度(PP)组合成期望的偏振状态(IPS)中的强度的表，其中IPS用来度量所选偏振方向的强度；

图9描述根据本发明的实施例的双折射对不同照射器材料的寿命的曲线图形；

图10描述具有X偏振光的双折射中的图像灼留；

图11描述IPS中的变化对曝光宽容度(EL)是怎样影响的；

图12描述根据本发明的实施例的各种照射方式；

图13描述根据本发明的实施例的另外的照射方式；

图14描述根据本发明的实施例的偏振光的偏振寿命效应，以及用偏振方向与扫描方向呈45°角的偏振光作常规照射的寿命效应；及

图15描述根据本发明的实施例的设备中两个半波片和另外两个半波片的布置。

具体实施方式

图1示意性地描述根据本发明的实施例的光刻设备。所述设备包括照射系统(照射器)IL，它配置成对辐射束B(例如，UV辐射或DUV辐射)作调整。支架(例如掩模台)MT，它建造成支撑图案形成器件(例如，掩模)MA，并与配置成根据某些参数对图案形成器件精确定位的第一定位器件PM连接。衬底台(例如晶片台)WT，它建造成托住衬底(例如，涂有光刻胶的晶片)W，并连接到配置成根据某些参数对衬底精确定位的第二定位器件PW。投射系统(例如，折射式投射透镜系统)PS，它配置成把通过图案形成器件MA传递给辐射束B的图案投射到衬底W的目标部分C(例如，包括一个或一个以上的管芯)。

照射系统可包括各种类型的光学部件，例如折射的、反射的、磁的、电磁的、静电的或其他类型的光学部件，或它们的任何组合，以引导、成形和/或控制辐射。

所述支架支撑图案形成器件，例如承载图案形成器件的重量。它以一种方式托住图案形成器件，该方式依赖于图案形成器件的取向、光刻设备的设计及其他条件，例如是否在真空环境中托住图案形成器件。所述支架可以使用机械的、真空的、静电的或其他夹具技术以托住图案形成器件。所述支架可以是框架或台，例如框架和工作台按需要可以是移动的或固定的。所述支架可保证图案形成器件处于期望的位置，例如相对于投射系统的位置。这里术语“分划板”或“掩模”的任何用法都可认为与更广义的术语“图案形成器件”同义。

在此所用的术语“图案形成器件”应广义地解释为指能用于传递横截面上具有图案的辐射束以使在衬底的目标部分生成图案的任何器件。应该指出传递到辐射束的图案与衬底的目标部分上期望的图案可以不是精确对应，例如，如果图案包括相移特征或辅助特征。一般地说，传递到辐射束的图案将与在目标部分生成的器件中的具体功能层对应，例如集成电路。

图案形成器件可以是透射型的或反射型的。图案形成器件的实例包括掩模、可编程镜片阵列和可编程LCD面板。掩模在光刻技术中是众所周知的，它包括例如二元的、交替相移的和衰减相移的掩模类型，以及各种混合掩模类型。可编程镜片阵列的例子采用小镜片的矩阵布置，矩阵的每一个镜片都可以单独倾斜，以便在不同方向反射入射的辐射束。所述倾斜镜片传递由镜片矩阵反射的辐射束中的图案。

在此所用的术语”投射系统”应该广义地解释为包含任何类型的投射系统，包括折射的、反射的、折反射的、磁的、电磁的和静电光学系统，或者它们的任何组合，只要适合于所使用的曝光辐射，或者例如浸没液体的使用或真空的使用等其他因数。这里术语“投射透镜”的任何使用可以认为与更广义的术语“投射系统”同义。

如这里描述的，所述设备是透射型的(例如，采用透射掩模)。或者，所述设备可以是反射型的(例如，采用上述的可编程镜片阵列的类型，或采用反射掩模)。

光刻设备可以是具有两个(双级)或两个以上衬底台(和/或两个或两个以上掩模台)类型。在这种“多级”机器中，附加的工作台可以并行地使用，或者在一个或多个台上进行准备步骤，同时一个或多个其他台被用于进行曝光。

光刻设备也可以是这种类型：其中至少衬底的一部分被具有相对高折射率的液体(例如水)覆盖，以便投射系统和衬底之间的空隙充满液体。浸没液体也可以应用于光刻设备的其他空隙，例如掩模和投射系统之间。众所周知，浸没技术在本技术领域中已用于增加投射系统的数值孔径。这里使用的术语“浸没”并不意味着结构(例如衬底)必须浸没在液体中，而仅仅意味着在曝光期间液体位于投射系统和衬底之间。

参照图1，照射器IL接收来自辐射源SO的辐射。所述辐射源和光刻设备可以是分离的实体，例如当所述辐射源为准分子激光器时。这种情况下，所述辐射源没有被认为是光刻设备的构成部分，辐射借助于辐射束输送系统BD从辐射源SO传送到照射器IL，所述辐射束输送系统包括适当的定向镜片和/或辐射束扩张器。在其他情况下，所述辐射源可以是光刻设备的整体的部分，例如当辐射源为水银灯时。辐射源SO和照射器IL，如果需要的话加上辐射束输送系统BD一起，可以称作为辐射系统。

照射器IL可以包括配置成调节辐射束角强度分布的调节器件AD。一般地说，至少可以调节照射器的光瞳面上的强度分布的外部和/或内部径向范围(通常分别称作为外部σ和内部σ)。另外，照射器IL可以包括各种其他部件，例如积分器IN和聚光器CO。所述照射器可以用于调节辐射束，使其横截面上具有期望的均匀性和强度分布。

辐射束B入射在图案形成器件(例如掩模MA)上，所述图案形成器件被托在支架(例如掩模台MT)上，并由图案形成器件对辐射束B进行图案化。穿过掩模MA后，辐射束B通过投射系统PS，其将辐射束投射在衬底W的目标部分C上。借助于第二定位器件PW和位置传感器IF(例如，干涉仪器件、线性编码器或电容性传感器)，衬底台WT可以精确移动，例如以便确定辐射束B的路径中不同目标部分C的位置。类似地，所述第一定位装置PM和另一个位置传感器(图1中没有明确地描述，但是它可以是一个干涉器件、线性编码器或电容性传感器)可以用于精确地确定掩模MA相对于辐射束B的路径的位置，例如从掩模库机械性恢复后，或在扫描期间。一般地说，掩模台MT的移动可以借助于长行程模块(粗略定位)和短行程模块(精细定位)实现，所述长行程模块和短行程模块是构成第一定位器件PM的一部分。类似地，衬底台WT的移动可以利用长行程模块和短行程模块实现，所述长行程模块和短行程模块是构成第二定位器件PW的一部分。在分档器(与扫描器相反)的情况下，掩模台MT只可以连接到短行程执行机构，或者可以是固定的。掩模MA和衬底W可以利用掩模对准标记M1、M2和衬底对准标记P1、P2对准。虽然衬底对准表记如图所示占据了专用的目标部分，但是它们可以位于目标部分之间的空隙(这可以看作为划线道对准标记)。类似地，在掩模MA设有一个以上的管芯的情况下，掩模对准标记可以设置在这些管芯之间。

所描述的设备可以使用以下方式中至少一种：

1.分步方式：掩模台MT和衬底台WT都保持基本静止，这时把传递到辐射束的整个图案同时投射到目标部分C(即单一静态曝光)。然后，衬底台WT在X和/或Y方向移动，使不同的目标部分C都能曝光。在分步方式中，照射场的最大尺寸限制单一静态曝光成像的目标部分C的尺寸。

2.扫描方式：掩模台MT和衬底台WT被同时扫描，这时把传递到辐射束的图案投射到目标部分C(即单一动态曝光)。衬底台WT相对于掩模台MT的速度和方向可以由投射系统PS的图像反转和(缩倍)放大率特性确定。在扫描方式中，照射场的最大尺寸限制单一动态曝光中的目标部分的宽度(在非扫描方向)，然而，扫描移动的长度在扫描方向上确定目标部分的高度。

3.另一种方式：托住可编程图案形成器件的掩模台MT保持基本静止，并在把传递到辐射束的图案投射到目标部分C时移动衬底台WT或对它扫描。在该方式中，通常是使用脉冲辐射源，在每一次衬底台WT移动后或在扫描期间逐次的辐射脉冲之间，按需要更新可编程图案形成器件。该方式的操作能方便地应用到使用可编程图案形成器件(例如上述类型的可编程镜面阵列)的无掩模光刻技术中。

也可以采用上述使用方式的组合和/或变化或者完全不同的使用方式。

使用根据本发明的偏振辐射可以增强图像的对比度。也可以获得曝光宽容度(EL)的增量改善、较低掩模误差增强因子(MEEF)和降低边缘线的粗糙度。

原有技术存在的一个问题是，偏振引起了密度的降低，双折射被烧进构成照射系统一部分的熔蚀石英材料。已经发现，如果偏振方向与双折射方向不平行或者不正交，偏振方向就被改变，从而导致临界尺寸(CD)误差。因此，已经发现，如本发明所述的，基本相互不垂直的偏振状态的混合限制照射系统的寿命。

因此，本发明与构成线偏振的辐射、第一方向的偏振或第一方向和第二方向的偏振有关，所述第二方向与第一方向基本垂直。如上所述，后一种辐射类型通常称作为XY偏振辐射。具体地说，本发明与在第一和第二方向上使用带有偏振辐射的环形照射方式有关。偏振的第一方向可以与扫描方向平行或垂直。在该应用中，所述第一方向称作为X方向，所述第二方向称作为Y方向。

如图2所示，构成在第一和第二方向带有辐射的环形照射，所述第一和第二方向相互基本垂直。偏振辐射在第一和第二方向之间的比例为1∶1。辐射在第一或第二方向至少被偏振95％。

图3a描述根据本发明的设备的聚光器CO中的两个半波片(即旋转器)。图3B描述调节器件AD中的两个半波片(即旋转器)。图3C描述积分器IN中的两个半波片。

图4描述偏振的影响，其示出具有高数值孔径NA具有显著的成像偏振影响。图4示出对于TE(横向电)偏振，图像的对比度没有随数值孔径NA的增大而降低。但是图4示出对于非偏振和TE(横向电)偏振，图像对比度随数值孔径NA的增大出现了降低。因此，图4示出当使用TE偏振时，图像对比度和掩模误差因子(MEF)都可以有改善。

图5表示使用衰减相移掩模(att-PSM)时，根据本发明的实施例的偶极照射方式的光瞳图像。

图6示出与非偏振光相比，偏振光的曝光宽容度(EL)更大。对于偏振和非偏振光都使用图5的偶极，选择与图5的Y方向平行的偏振方向。

图7a和7b是说明偏振光的一般表示方法。偏振光的质量可以用两个值定义。第一，偏振度DOP可用于确定偏振光的数量，其说明被偏振的光的分数。第二，还可使用偏振纯度PP，所述偏振纯度与正确方向上偏振光的分数有关。

图8表示具有不同偏振度和偏振纯度PP的不同偏振状况的表。在该表中，偏振度DOP和偏振纯度PP被组合构成期望的偏振状态IPS的强度。所述IPS度量所选择的偏振方向的强度。

图9描述使用偏振辐射的不同照射器材料的寿命(以年计)与双折射之间的曲线图。它示出作为不同材料等级函数的熔融石英的退化(也就是烧进的双折射)。

图10描述用X偏振光烧进的双折射。

图11描述IPS对曝光宽容度的影响是怎样变化。对于全偏振(IPS的变化＝0)，通过使用偏振，在EL中有某些增益。当在整个像场中存在IPS的变化时，那么每一个场点需要不同的绝对能量以曝光一个特征。这就导致比没有变化时最大增益更小的所有场点的重叠曝光窗口。

图12描述根据本发明的不同照射方式，例如常规的、偶极的、四极的、环形的和非对称的。常规的照射方式具有定向在第一方向(X方向)或在垂直于第一方向的第二方向(Y方向)线偏振。偶极照射方式具有两个照射极，位于X方向的轴上，然而，照射极的线偏振方向平行于Y方向。其他偶极方式具有两个照射极，位于Y方向的轴上，然而，照射极的线偏振方向与X方向平行。C-四边形(C-Quad)具有四个布置成矩形的照射极，然而，通过两个相对极的轴与X或Y方向平行，并且在与X方向平行的轴上的两个极的照射的线偏振方向被引导到与Y方向平行，在与Y方向平行的轴上的两个极的照射的线偏振方向被引导到与X方向平行。而且，图12示出了一个四极的照射方式，然而，通过两个相对极的轴与X或Y方向成45°以下，这些极的照射的线偏振或者与X方向平行或者与Y方向平行。图中示出四极照射的两种不同的配置，一种配置是X偏振，另一种是Y偏振。而且，图12示出一个环形照射方式，其中环被分成四部分，两个相对部分的照射的线偏振方向与X方向或与Y方向平行，两个相邻部分的线偏振方向相互垂直。图12还示出了一个不规则的照射方式的例子，包括线偏振方向与X方向平行的半环形部分，以及在与Y方向平行的轴上的两个极，所述两个极的照射的偏振方向与Y方向平行。

图13表示另外的可能照射方式。图中示出了C-四边形(C-Quad)、类星体^TM(Quasar^TM)和常规的照射方式。

图14描述根据本发明的以XY偏振照射的照射器材料A和B的偏振寿命的影响(即在第一和第二方向上的偏振辐射，第二方向与第一方向基本垂直)，以及用偏振方向与扫描方向的夹角为45°的偏振光的常规照射的寿命影响。图14示出，使用XY偏振，照射器材料的纯度损失的效率显著降低，即照射系统的寿命增加。并示出了对于45°偏振(这是最差的情况)时损失偏振纯度的两个不同的氧化硅类型(A和B)。与使用XY偏振相比较，当使用XY偏振时照射系统的寿命获得了5的因子的改善。很清楚，当使用45°偏振时，照射系统具有的寿命小于20×10⁹拍摄(即20G拍摄)，而使用XY偏振时，照射系统具有大于约35×10⁹拍摄(即35G拍摄)的寿命，最好是大于约100×10⁹拍摄(即100G拍摄)。例如，图14中的材料B表明在很低的感应的双折射电平时就饱和。应该指出，图14所示的数据经过了由于材料改进上的进步的改变、模拟条件的改变，因而仅仅意味着作为教育性的和说明性的。

图15示出光刻设备的另外的实施例。光刻设备LA包括辐射源SO、光学有源元件(例如半波片HWP1A、HWP1B)、照射系统IL和另外的光学有源元件(例如半波片HWP2A、HWP2B)、以及投射系统PS。在工作中，辐射源SO把辐射束发射给照射系统IL，然而，辐射束的第一部分通过半波片HWP1A发送，而辐射束的第二部分通过半波片HWP1B发送，以便使辐射束具有XY偏振。

照射系统IL适应辐射束的横截面和强度分布，并通过另外的光学有源元件，例如半波片HWP2A、HWP2B，将辐射束发送给投射系统PS。半波片HWP2A改变不同方向上辐射束的第一部分的偏振方向，半波片HWP2B改变另外的不同方向上的辐射束的第二部分的偏振方向。利用半波片HWP2A、HWP2B，辐射束的第一和第二部分的偏振方向可以设置为使非垂直和非水平图案的曝光宽容度最优化，同时使照射器的偏振不改变以使照射器的寿命最大。对于照射系统IS和投射系统PS之间的另外的光学元件，可以使用四分之一波片，而不使用半波片HWP2A、HWP2B。在该实施例中，四分之一波片把辐射束的第一和第二部分的线偏振转换为圆偏振，所述圆偏振具有第一和第二部分的分别左旋的和右旋的方向。而且，所述光学有源元件就可以是消偏振器。

总之，本发明涉及使用偏振光改善成像特性，例如曝光宽容度，同时保持和延长光刻设备中照射系统的寿命。

虽然本说明书具体引用的是光刻设备在IC制造中的应用，但是应该理解，这里说明的光刻设备可以应用到其他方面，例如集成光学系统的制造、磁畴存储器的引导和检测图案、平板显示器、液晶显示器(LCD)、薄膜磁头等。应该意识到，在所选择的应用情况下，任何在此使用的术语“晶片”或“管芯”都可以认为分别与更广义的术语“衬底”或“目标部分”同义。这里说的衬底可以在例如磁迹(track)(给衬底涂布一层光刻胶并对曝光的光刻胶显影的工具)、计量学工具和/或检验工具中在曝光前后处理。关于可应用的地方，这里公开的可以应用于这样的和其他的衬底处理工具。而且，衬底可以处理多次，例如为了制造多层的IC，使得这里使用的术语衬底还可以指已经包含多个处理的层的衬底。

虽然上面具体引用的是本发明在光学的光刻技术情况下应用的实施例，但是将意识到，本发明可以适用其他应用，例如印刻光刻技术，并且在上下文允许的地方，本发明没有局限在光学光刻技术中。在印刻光刻技术中，图案形成器件中的图像限定在衬底上所生成的图案。图案形成器件的图像可以压入供给衬底的光刻胶层中，通过使用电磁辐射、加热、加压或它们的组合可以固化在光刻胶上。在光刻胶被固化后移去图案形成器件，图案就留在光刻胶上。

这里所用的术语“辐射”和“束”涵盖各种类型的电磁辐射，包括紫外(UV)辐射(例如波长约为365、355、248、193、157或126nm)和远紫外(EUV)辐射(例如波长范围约为5-20nm)以及粒子束流，例如离子束或电子束。

术语“透镜”，在上下文允许的地方，可以指各种类型的光学部件中的任何一个或它们的组合，包括折射的、反射的、磁的、电磁的和静电光学部件。

尽管上面说明了本发明的具体实施例，但是将会意识到，除上面描述的以外，也可以实施本发明。例如，本发明可以采取描述上面公开的方法的包含一个或一个以上的机器可读指令序列的计算机程序形式，或存放有这种计算机程序的数据存储介质(例如半导体存储器、磁盘或光盘)的形式。

上面的描述是用来说明的而不是限制的。因此，对本领域的技术人员明显的是，在不脱离下面提出的权利要求范围，可对上面说明的本发明作修改。

Claims (17)

1.一种光刻设备，它包括：

照射系统，它被配置成对辐射束进行调整；

支架，它被建造成支承图案形成器件，所述图案形成器件配置成把图案传递到所述辐射束的横截面上，以形成图案化的辐射束；

衬底台，它被建造成托住衬底；

投射系统，它被配置成将图案化的辐射束投射到所述衬底的目标部分，其中所述光刻设备包括光学有源元件，所述光学有源元件被配置成有选择地提供在第一方向带有线偏振的所述辐射束的第一部分，或者提供在所述第一方向带有线偏振的所述辐射束的第一部分和提供在第二方向带有线偏振的所述辐射束的第二部分，所述第二方向与所述第一方向垂直，其中所述光学有源元件位于辐射源和所述照射系统之间，

其中所述光刻设备配备有位于所述照射系统和投射系统之间的另外的光学有源元件，所述另外的光学有源元件配置成把所述辐射束的第一部分的偏振状态改变到不同于进入所述另外的光学有源元件之前的所述辐射束的偏振状态的偏振状态。

2.如权利要求1所述的光刻设备，其中所述衬底台可以在扫描方向相对于所述图案形成器件移动，所述第一方向与所述扫描方向垂直或平行。

3.如权利要求1所述的光刻设备，其中照射方式配置成提供多个极。

4.如权利要求1所述的光刻设备，其中所述照射系统配置成提供多个极，所述多个极配置成使透镜光瞳内的衍射辐射量最大，并使每一个极在所述第一或第二方向选择偏振辐射以使横向电偏振的含量最大。

5.如权利要求1所述的光刻设备，其中所述照射系统配置成提供分段的点对称照射方式和/或非对称的照射方式。

6.如权利要求1所述的光刻设备，其中所述照射系统配置成提供常规的、偶极的、非对称的、四极的、六极的和环形的照射。

7.如权利要求1所述的光刻设备，其中所述光学有源元件包括两个半波片。

8.如权利要求1所述的光刻设备，其中至少95％的所述辐射束在所述第一或第二方向上偏振。

9.如权利要求1所述的光刻设备，其中所述另外的光学有源元件包括半波片。

10.如权利要求1所述的光刻设备，其中所述另外的光学有源元件包括四分之一波片。

11.如权利要求1所述的光刻设备，其中所述另外的光学有源元件包括消偏振器。

12.如权利要求7所述的光刻设备，其中所述半波片是三角形的。

13.如权利要求7所述的光刻设备，其中所述半波片是由石英硅形成。

14.如权利要求1所述的光刻设备，其中所述照射系统的寿命至少是30x 10⁹拍摄。

15.如权利要求1所述的光刻设备，其中所述投射系统具有大于1.0的数值孔径。

16.如权利要求1所述的光刻设备，其中至少部分所述光刻设备浸没在浸没液体中。

17.如权利要求16所述的光刻设备，其中所述浸没液体为水。

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