TWI388935B

TWI388935B - 曝光設備

Info

Publication number: TWI388935B
Application number: TW096137136A
Authority: TW
Inventors: Kazuhiko Kajiyama; Toshihiko Tsuji
Original assignee: Canon Kk
Priority date: 2006-10-13
Filing date: 2007-10-03
Publication date: 2013-03-11
Also published as: KR20080034076A; JP2008098527A; KR100917418B1; US7714987B2; TW200832075A; US20080088814A1; JP4989180B2

Description

曝光設備

本發明係有關於曝光設備。

為了符合近年來對於增進解析度的需要，已有使用波長在10nm至20nm間之超紫外線("EUV")以將遮罩圖案投影到晶圓上的投影曝光設備，且在本文中將其稱為"EUV曝光設備"。

應用於EUV曝光設備之習用的照射光學系統，在波狀的積分器上設置一具有半圓形孔徑的孔徑光闌，以最少的鏡片且不需要中繼光學系統而做到良好的照射。例如見先行公開的日本專利第("JP")2005－141158號。波狀的積分器為具有複數個具有相同母面方向之圓柱形反射面的積分器。

吾人了解，使用投影光學系統的高品質成像，需要從照射面(即被照射的目標面)上的每一個位置所觀看到之照射光學系統之有效光源的變形都受到限制。

在習知技術的過去時日中，在JP 2005－141158中所揭示的照射光學系統充分地限制有效光源的變形，但本案發明人研究並發現到在JP 2005－141158中的照射光學系統仍含有不能忽略之剩下的變形。

在JP 2005－141158中之照射光學系統之變形的有效光源係起因於準直光在其形成二次光源前被孔徑光闌部分地遮蔽。以下將參照圖1及2來詳細描述此現象。

圖1為在JP 2005－141158中之孔徑光闌15及積分器11之配置的示意立體視圖。在積分器11上被準直光CL所照射的區域12在孔徑光闌15的出射側變窄。圖2為圖1中所示之積分器11的頂視圖。為了在弧形照射面20中的端點21處獲得到具有規則圓形的有效光源，準直光CL需要照射在由虛線所示的區域13上。

在孔徑光闌15的入射側，亦即圖1之頂視圖中的下半部區域，區域13與區域12重疊，並確保有效光源之正常圓形所需要的區域。孔徑光闌15遮蔽掉區域13之外部不需要的光。圖2中之孔徑光闌15的下半部區域對應於圖2中之有效光源的下半部區域，且有效光源22的下半部區域具有沒有變形的半圓形。

另一方面，孔徑光闌15的出射側，亦即圖2之頂視圖的上半部區域包含區域13與12之間的非重疊區域，並導致有效光源之正常圓的移位。區域13中未受光的區域導致有效光源22具有非圓的形狀。由於沒有後續的光闌，因此，區域13外部非必要的光未被遮蔽，且有效光源22具有從正常圓凸伸出的形狀。

因此，在JP 2005－141158中所揭示之照射光學系統之組態的有效光源中仍有些許變形，且不符合更高之成像特性要求。

本發明係指經由限制有效光源的變形來提供良好的照射之曝光設備。

依據本發明之第一態樣的照射光學系統，其使用來自光源之光照射照射面，該照射光學系統包括第一光學單元，被組構成聚集來自該光源之光；反射積分器，被組構成使用來自該第一光學單元之光以形成複數個二次光源，該反射積分器包括具有複數個圓柱形反射面之複數個積分器部件，而該複數個圓柱形反射面具有相同的母面方向；孔徑光闌，係配置成垂直於該母面方向；以及第二光學單元，被組構成將來自每一個二次光源的光疊置在該照射面上，其中，該複數個積分器部件被配置在垂直於該母面方向，並垂直於該等圓柱形反射面之配置方向的方向上，且被設置於該孔徑光闌的入射面側，而使得從該第一光學單元來看，在該複數個積分器部件中的其中一個積分器部件處所反射的光和在該複數個積分器部件中的另一個積分器部件處所反射的光通過該孔徑光闌的開口。

依據本發明之另一態樣的裝置製造方法包括使用上述的曝光設備以使基板曝光的步驟；以及使已經曝光的該基板顯影。

以下將參照附圖而藉由描述較佳實施例以便明瞭本發明之進一步的目的及其它特徵。

現在將依據附圖而詳細描述本發明的實施例。

第一實施例

現將參照圖3，描述依據第一實施例的曝光設備100。圖3為曝光設備100的示意結構視圖。曝光設備100包括以連接器104而互相連接的真空室102與106、光源部110、照射光學系統130、遮罩臺174、投影光學系統180、及板臺194。

真空室102與106及連接器104容納曝光設備100的組件，並保持真空以防止EUV光的衰減。真空室102容納光源部110。真空室106容納從照射光學系統130至板190。

曝光設備100為EUV曝光設備，其使用EUV光(例如波長13.5奈米)做為曝光之光，以步進-及-掃描方式將遮罩170的電路圖案曝光到做為基板的板190上。本實施例的曝光設備100為步進-及-掃描式投影曝光設備(也被稱為所謂的掃描器)，但也可使用步進-及-重複方式或其它的曝光方法。

照射設備使用EUV光來照射具有即將被轉移之電路圖案的遮罩170，且包括光源部110及照射光學系統130。

在此實施例中，光源部110使用放電感應式電漿光源，但光源的類型並不限於此，且可使用雷射感應式光源等等。光源部110包括放電頭111、聚光鏡113、過濾器114、波長濾鏡115、孔徑116、及差動泵機構120。

聚光鏡113包括一旋轉的橢圓形鏡等，被組構來收集輻射自電漿發射部件EP之近乎各向等性的EUV光，並將其聚集到照射光學系統130上。過濾器114濾除產生EUV光時所發生的碎屑(飛灰)。波長濾鏡115消除EUV光之波長以外的光。針孔形的孔徑116配置在聚光鏡113之聚光點的附近。差動泵機構120從發射部件EP至真空室106逐步地降低內部壓力。

照射光學系統130傳播EUV光並照射遮罩170。照射光學系統130包括準直光學系統(第一光學單元)131、反射積分器140、孔徑光闌150、及弧形成形光學系統(第二光學單元)153、平面鏡157、及狹縫158。

準直光學系統131包括凹面鏡133及凸面鏡136，並將通過孔徑116的EUV光聚集並轉換成準直光CL。此實施例之準直光CL允許稍包圍微偏離完美的平行光之光。通過凸面鏡136之外圍而使得包圍該凸面鏡的EUV光在凹面鏡133上被反射，接著在凸面鏡136上被反射，並做為準直光CL而入射在反射積分器140上。雖然此實施例的準直光學系統131為Schwarzshild光學系統，但本發明也允許凸面鏡136具有可供來自孔徑116之EUV光通過的孔徑。

由於此實施例假設電漿發射部件EP為點光源，所以由準直光學系統131所準直之射線為電漿放射點EP上的一點以不同的角度所放射出的射線。換言之，被準直光學系統131照射之積分器的照射表面與電漿發射部件EP並不共軛。不過，大的電漿發射部件EP允許積分器的照射表面能夠被組構成與電漿發射部件EP共軛。在此情況中，準直光學系統131使自電漿發射部件EP之不同高度而在同一方向上所發射出的射線準直。

反射積分器140為一均質器，其形成複數個二次光源，被使用而以來自準直光學系統131的光均勻地照射遮罩170。反射積分器140具有複數個具有相同母面145方向G的圓柱形反射面144。更明確地說，此實施例的反射積分器140包括每一個都具有複數個圓柱形反射面144的第一與第二波狀的積分器部件142A及142B，以及第一與第二平面鏡148A及148B。

反射積分器140包括複數組積分器部件142與平面鏡148，且顯現一個功能。在下文中，將第一積分器部件142A與第一平面鏡148A對稱之為第一特殊積分器141A。同樣地，將第二積分器部件142B與第二平面鏡148B對稱之為第二特殊積分器141B。如圖3所示，第一與第二特殊積分器141A與141B係平行地配置，以使它們的反射面互相面對。第一特殊積分器141A係配置在沿著光徑比第二特殊積分器141B更靠近光源部110的位置。

第一平面鏡148A係毗鄰於第一積分器部件142A地配置，且與由第一積分器部件142A之複數個母面145所形成的平面平行或同平面。第二平面鏡148B係毗鄰於第二積分器部件142B地配置，且與由第二積分器部件142B之複數個母面145所形成的平面平行或同平面。第一積分器部件142A與第二積分器部件142B係配置在孔徑光闌150的入射側，而同時它們的反射面保持互相面對或平行。當從垂直於第一及第二積分器部件142A及142B的方向看時，它們完全互相重疊且沒有移位。相面對的第一與第二積分器部件142A與142B具有平行的圓柱形反射面144。

孔徑光闌150具有孔徑151，而來自第一與第二積分器部件142A與142B的光能夠通過該孔徑151。孔徑光闌150被配置成使得孔徑151可在第二積分器部件142B與第二平面鏡148B的邊界處垂直於母面方向G或反射面144。孔徑光闌150與投影光學系統180中的瞳孔光學地共軛，且與遮罩平面具有傅利葉轉換關係。

第一平面鏡148A係配置在孔徑光闌150的入射側，且第二平面鏡148B係配置在孔徑光闌150的出射側。在第一積分器部件142A上所反射的光通過孔徑光闌150中的孔徑151，並進入第二平面鏡148B，以及在第一平面鏡148A上所反射的光係入射在第二積分器部件142B上。

弧形成形光學系統153將來自反射積分器140的光聚集成弧形，並將來自每一個二次光源的光疊置在照射表面(遮罩平面)上。弧形成形光學系統153形成適合遮罩平面的弧形照射區。弧形成形光學系統153包括凸面鏡154、凹面鏡155、及平面鏡157。平面鏡157並不具有弧形成形功能，而是僅使弧形成形光學系統153之影像側的光以預定的角度偏轉朝向遮罩170。

狹縫158具有弧形的孔徑，且可改變其部分的寬度。被反射積分器140之每一個圓柱形面所分開的發散光被聚集成弧形，並在狹縫158的孔徑內形成具有均勻照度的弧形照射區域。

現將參照圖4A至7來描述藉由反射積分器140之弧形區域之均勻照射的原理。在此，圖4A為當準直光CL入射在具有複數個凸面之圓柱形反射面144之積分器部件142上的示意立體視圖。圖4B為具有複數個凹面之圓柱形反射面之積分器部件143的示意立體視圖，其具有與圖4A類似之效果。圖3中所示的第一與第二積分器部件142A與142B為圖4A中所示的積分器部件142，但也可用圖4B中所示的積分器部件143來取代。圖5為凸面圓柱形反射面144的示意剖視圖。圖6的示意立體視圖解釋EUV光在凸面圓柱形反射面144上的反射。圖7顯示EUV光在凸面圓柱形反射面144上反射的角分布。

如圖4A所示，當準直光CL係入射到具有複數個圓柱形反射面144的積分器部件142上時，在積分器部件142的表面附近形成線性的二次光源，且該二次光源以錐面的角分布輻射EUV光。接著，該EUV在其焦點為此二次光源的鏡片上被反射，並照射遮罩170或與遮罩170共軛的平面，以實現弧形照射。

現將參照圖6來描述當準直光CL入射在一圓柱形反射面144上時之反射光的行為，以便解釋具有複數個圓柱形反射面144之積分器部件142的操作。現在，準直光CL以與垂直於中央軸之平面夾角θ度的角度入射在一圓柱形反射面144上。準直光CL的射線向量係定義為P1＝(0,－cosθ,sinθ)，而該圓柱形反射面的法線向量係定義為n＝(－sina,cosa,0)。於是，反射光的射線向量變為P2＝ (－cosθ×sin2a,sinθ×cos2a,sinθ)。

如圖6所示，繪製出在相位空間中之反射光的射線向量，在xy平面上形成一半徑為cosθ的圓形。因此，該反射光成為具有錐面的發散光，且該二次光源存在於該錐面的頂點附近。對於凹面的圓柱形反射面144A而言，該二次光源存在如外部的實像，而對凸面的圓柱形反射面144而言，為內部的虛像。此外，當反射面限於該圓柱形面的一部分且其中心角為2f時，如圖5所示，存在於弧形A中之反射光之射線向量P2在xy平面上具有4f的中央角，如圖7所示。

現假設具有一焦距為f之旋轉的拋面鏡，且焦點位在當準直光CL入射在圓柱形反射面上時形成二次光源的位置，且照射面與拋面鏡間的距離為f。從二次光源發射出的光變為具有錐形面的發散光，且光在焦距為f的拋面鏡上反射後被準直。被反射的光變為具有弧形剖面、f×cosθ之半徑及中央角為4f的片狀光束。因此，如圖7所示，僅具有f×cosθ之半徑及中央角4f的弧形區域A照射在照射表面上。

現將參照圖8來描述當準直光以圖3所示之方向入射到反射積分器140上時的行為。在此，圖8為準直光CL入射到反射積分器140上的示意剖視圖。在圖8中，20表示影像平面(照射面)，其相當於遮罩170的平面(遮罩平面)。

弧形成形光學系統153係以軸AX2做為中央對稱軸的同軸系統，且積分器部件142B上之光照射區的中央位置14與影像平面20保持近似的傅利葉轉換關係。換言之，位置14做為影像平面20的近似瞳面。準直光CL被入射到反射積分器140上，且在影像平面20附近聚集成弧形。

弧形成形光學系統153被組構成在影像側為非遠心，且在影像平面20上的入射角U1被設定成等於投影光學系統180之物鏡側主射線的傾斜角。旋轉對稱軸AX2與物鏡側主射線之間的間隔傾斜，以使靠近影像平面20之位置處的間隔變窄。例如，此實施例將入射角U1設定為大約6°，並適當地修正影像側處的模糊，以便將光點直徑設定為5mm或更小，以1mm或更小為較佳。

EUV光主射線在鏡片154及155上的入射角被設定成低入射角，更明確地說為20°或更小。此組態比使用旋轉拋面鏡等之高入射角的配置對於聚集在影像平面20上的光提供了較小的模糊量，且致使了在弧形照射區上較高的聚光效率。此外，由於在狹縫158處的遮擋，此組態減少了光的損失，並增進照射效率。

當平面鏡157將影像側的光朝向遮罩170偏轉及反射時，弧形照射區的弧形方向被反轉。在此情況中，將該弧形的中央設定在投影光學系統180之中央軸(光軸)AX3與遮罩平面間的交叉。由於入射角U1，致使弧形成形光學系統153之影像側的主射束IL與投影光學系統180之影像側光的主射束OL關於做為反射平面的遮罩170一致。

在平行設置有多個圓柱形反射面144之鏡上所反射之光的角分布與具有單一圓柱形反射面的角分布相類似。入射在影像平面20之一點上的光源自於平行配置有多個圓柱形反射面144之鏡的整個照射區域。準直光CL的角展度(或聚焦NA)變為U2＝γ＝D/f，其中，D為光通量的直徑，及f為弧形成形光學系統的焦距。在弧形照射區中，來自多個圓柱形反射面144的各個光通量沿著弧形的方向被疊置，以獲致照射的一致性，藉以提供有效且均勻的弧形照射。

現將參照圖8及9來詳細描述特殊積分器141A與141B及孔徑光闌150。圖9為孔徑光闌150與特殊積分器141A及141B間之配置的示意立體視圖。在圖9中，CL1表示準直光CL之中央主射束入射到反射積分器140上的方向，且在大約yz剖面上通過特殊積分器141A之積分器部件142A與平面鏡148A間之邊界的附近。如前所述，位置14為弧形成形光學系統153之瞳平面的近似中央。當所描述之xyz座標的原點在位置14時，z軸與弧形成形光學系統153的軸AX2接近一致。

孔徑光闌150之孔徑151係設置在特殊積分器141B與平面鏡148B間之邊界附近並與其垂直。孔徑光闌150提供圓形效果的光源形狀，但孔徑151具半圓形的特徵。當切換孔徑光闌150時可改變相干因數s，且可改變照射，諸如環形照射。現將描述改變照射的方法。設置具有對應於被有效光源分布之橫向對稱軸分割成一半形狀之孔徑的孔徑光闌以改變照射。

如前文之討論，孔徑光闌150與投影光學系統180之瞳平面具有共軛關係，且孔徑151的形狀或光傳輸樣式對應於投影光學系統180中之瞳平面上的有效光源分布。圖11A至11D的平面視圖顯示適用於孔徑151的形狀。圖11A顯示具有大的s之一般照射模式，圖11B顯示具有小的s之一般照射模式，圖11C顯示環形照射模式，及圖11D顯示四極照射模式。當相關於底線而對折時，任何孔徑光闌都可提供用於屈光系統的孔徑光闌形狀。當以驅動系統(未顯示出)在複數個類型的孔徑光闌之間切換時，即可形成所要的孔徑光闌形狀。

此實施例配置的孔徑光闌150垂直於反射積分器140的反射面，但孔徑光闌150可相對於該反射面的垂直方向稍微傾斜大約1°至2°。"垂直於圓柱形反射面的母面方向"也視為相對於垂直稍傾斜的即時應用。此外，為了調整有效光源分布、遠心性等，可在孔徑光闌150附近設置一被組構用來調整孔徑光闌150相對於圓柱形反射面之角度的驅動機構(未顯示出)。

現將參照圖8來描述藉由孔徑光闌150的光遮蔽。準直光CL係以較高的入射角(諸如70°)入射在特殊積分器141A的反射面上。準直光CL的上部CLa照射積分器部件142A，並由於二次光源而產生發散的光。設置在其正後方之孔徑光闌150中的半圓形孔徑151遮蔽了部分的發散光。另一方面，準直光CL的下部CLb被平面鏡148A所偏轉，並照射積分器部件142B。在二次光源產生了發散光之後，設置在其正後方之孔徑光闌150中的半圓形孔徑151遮蔽了部分的發散光。因此，具有半圓形孔徑151的孔徑光闌150，對於其後的弧形成形光學系統153而言，其行為如同具有一圓形孔徑。

如圖9所示，孔徑光闌150係配置在積分器部件142B與平面鏡148B之間的邊界附近。與JP 2005－141158不同處在於整個準直光CL都入射在積分器部件142A及142B上，並接著通過孔徑光闌150。因此，在弧形照射區域中任何位置處的有效光源分布(其為在投影光學系統中之瞳平面上的光源影像)都變成為圓形。圖10A與10B顯示此狀態。在這些圖中，21及23分別表示該弧的端點及中央部位，22表示在端點處的有效光源分布，及24表示在中央部位的有效光源分布。

圖10A顯示沒有孔徑光闌150的有效光源22及24，且有效光源22的形狀與圖2中所示的有效光源22類似。位在弧形區中央部位23的有效光源24為正常的圓形。由於缺少孔徑光闌150，致使分布隨著位置離開中央部位23而變形，且在端點21處形成橢圓形的有效光源22。在照射區中任一點處的有效光源分布顯示一以具有該點NA之錐形入射之光的角分布。當諸如有效光源22不對稱時，曝光NA變得不對稱，且使解析特性劣化。

另一方面，圖10B顯示當配置孔徑光闌150時之有效光源26及28的形狀。在端點21及中央部位23的有效光源26及28都具有正常的圓形，獲得一致的曝光NA。

每一個有效光源22至28中所示的斜面(bevel)顯示由積分器部件142A與142B所產生的二次光源線形地分布。各線間的間隔，視每一個積分器部件142A及142B之圓柱形反射面144的寬度而定。隨著圓柱形反射面144之寬度變窄及圓柱形反射面的數量增加，該線間隔也變得較窄，且有效光源分布變得較細緻。

特殊積分器141A及141B的型式為積分器部件與平面鏡整合，但積分器部件與平面鏡可以分開並各自獨立，且其可具有各自獨立的調整機構。

積分器部件142A及142B係配置在孔徑光闌150的入射側，以使其接收來自準直光學系統131部分的光，且各自的圓柱形反射面144面對垂直於母面方向G及圓柱形反射面144之配置方向H的方向P。此實施例允許所有光通量能夠在照射積分器部件142A及142B後通過孔徑光闌15，並抑制在習知技術中會發生的有效光源分布變形。可想得到的最簡單結構為在一個積分器之後配置一具有圓形孔徑的孔徑光闌，如圖12所示。

現將參照圖13至14C來描述圖12中所示之結構的問題。在此，圖13為當從垂直於積分器11之反射面的方向觀看該反射面時，積分器11之反射面的示意平面視圖，為了簡化之目的，省略了積分器11與具有弧形區域之成像平面20間的成像光學系統。準直光CL從圖中所示的方向入射，並照射積分器11。12a、12b、及12c係為了在各部位21a、23、及21b具有正常圓形之有效光源而準直光所需照射的區域。區域12a至12c圍繞著光闌150徑向地延伸。

圖14A至14C為區域12a至12c間重疊的示意平面視圖。在這些圖形中，箭頭表示準直光CL照射積分器11後所發生之3個發散的光通量。代表性組係以發散的光通量a、b、及c來予以表示。實線箭頭表示用於照射遮罩170的光通量，而虛線箭頭表示被光闌15所遮擋的光通量，且對遮罩170的照射沒有貢獻。

圖14A顯示12a至12c之3個區域中位於光闌150附近的重疊區域。此區域對於在21a、21b、及21c等各個部位之有效光源的形狀有貢獻，且在準直光CL照射這些區域後所產生之發散的光通量a、b、及c被有效地使用。另一方面，如圖14B所示，在距離光闌15稍遠處之2個區域間的重疊區域中，發散的光通量b及c對該遮罩照射有貢獻，但發散的光通量a被光闌所遮擋，且對該照射無貢獻。如圖14C所示，在距離光闌15更遠的區域中，僅發散的光c對遮罩170的照射有貢獻，且絕大多部分的發散光被光闌15所遮蔽，且無法有效地照射遮罩170。

另一方面，如圖15所示，此實施例縮短每一個積分器部件的長度，藉以使光闌與積分器之間的距離提供弧形區域的有效照射。在此，圖15為用來解釋此實施例之配置之效果的示意平面視圖。由於積分器部件142A及142B 在垂直於圓柱形反射面的方向互相面對且重疊，因此圖15的積分器部件142A及142B相互偏移。

再回到圖3，遮罩170為一反射式遮罩，其上形成有即將被轉移的電路圖案(或影像)。該圖案係藉由由EUV吸收劑所製成的非反射部件而被形成在多層鏡片上。遮罩170係經由卡盤172而附接於遮罩臺174上，且藉由遮罩臺174而被驅動於箭頭方向上。

遮罩170被狹縫158之孔徑所形成的弧形照射區弧形地照射。弧形照射區的曲率中心與投影光學系統180的中心軸AX3一致，狹縫158包括弧形孔徑158a，及可調整該孔徑158a之部分寬度的可移動部件158b。圖16為狹縫158的示意平面視圖。在圖16中，AIA表示由反射積分器140及弧形成形光學系統153所形成的弧形照射區。照射區AIA與孔徑158a決定了在遮罩170上的照射區域。

在掃描曝光中，當孔徑158a導致不均勻的亮度時，即發生曝光不均勻。為了解決此問題，使孔徑158a中對應於強亮度部分的狹縫寬度經由可移動部件158b而變得較窄，以降低照射的劑量。此組態使得在整個曝光區域中用於曝光的累積曝光劑量一致，在掃描曝光期間，狹縫158對投影光學系統保持固定。

從遮罩170所產生的繞射光被投影光學系統180所反射，並投影在板190上。遮罩170與板190被互相光學共軛地配置。由於此實施例的曝光設備100為一掃描器，因此，遮罩170與板190係以對應於將遮罩圖案轉移到板 190上之縮小比率的速率比率而被掃描。

投影光學系統180包括複數片(典型上為4至6片)多層鏡片，且經過設計以使關於中央軸AX3離軸之薄弧形區域可具有良好的成像特性。投影光學系統180將縮小尺寸的遮罩圖案投影在板190上。投影光學系統180被組構成非遠心，以便避免與入射在遮罩170上之照射光間的物理干涉。例如，此實施例將物鏡側的主射束關於遮罩170的垂直方向傾斜大約6°。投影光學系統180經過設計，以使關於中央軸AX2離軸之薄弧形區域可具有良好的成像特性。

板190為基板，諸如表面上塗施有光阻的晶圓及液晶基板。板臺194係經由卡盤192來支撐板190，並使用線性馬達而在XYZ方向上移動板190。遮罩170與板190被同步地掃描，且板臺194與遮罩臺174的位置被測量儀器監視，諸如雷射干涉儀。

第二實施例

現在將參照圖17來描述依據本發明第二實施例的曝光設備100A。在此，圖17為曝光設備100A的示意結構視圖。除了照射光學系統130A中的準直光學系統131A、反射積分器140A、及孔徑光闌150A之外，曝光設備100A與曝光設備100具有類似的結構。

準直光學系統131A係在準直光學系統131中增加平面鏡137以偏轉準直光CL。反射積分器140A包括2個波狀的積分器部件143，每一個在孔徑光闌150A的入射側具有複數個圓柱形反射面144A。該兩個積分器部件143配置在垂直於該圓柱形反射面144A之母面方向G及設置方向H的方向上。此外，該兩個積分器部件143被配置成使得其圓柱形反射面144在同一方向平行配置。當積分器部件143配置在孔徑光闌150A之前方時，來自準直光學系統131A的準直光CL經由積分器部件143形成二次光源，且其輻射的光限制孔徑光闌150A，與第一實施例類似。此組態結果是消除了有效光源的變形，並提供適當的照射。此外，與第一實施例類似之處是使用複數個積分器部件143來縮短孔徑光闌與積分器部件之間的距離，以有效地提供弧形照射區。此實施例保持類似於圖15之被平行光照射的區域，以便當從垂直於積分器部件143之反射面的方向觀看時，有效光源不會變形。

圖17、18、及19A顯示具有兩個積分器部件143的反射積分器140A。在此，圖18為反射積分器140A的示意剖視圖，準直光CL入射於其上。圖19A為孔徑光闌150A與兩個積分器部件143之配置的示意立體視圖，但可用3或更多個積分器部件143來取代。圖19B為具有3個積分器部件143之反射積分器140B的示意立體視圖。

在圖18中，20表示影像平面(照射面)，其相當於遮罩170的平面(遮罩面)。弧形成形光學系統153為一同軸系統，具有軸AX2做為中央對稱軸，且孔徑光闌 150A之中央位置14與影像平面20保持構成近似的傅利葉轉換關係。換言之，位置14為影像平面20近似的瞳平面。準直光CL入射在反射積分器140A上，且在影像平面20的附近聚集成弧形。弧形成形光學系統153與圖8中所示的類似。

在圖19A及19B中，CL1係表示準直光CL之中央主射束入射在積分器部件143上的方向上，並通過yz剖面。位置14係弧形成形光學系統153之瞳平面之近似中央的位置。xyz座標的原點設定在位置14處，且z軸與弧形成形光學系統153的軸AX2一致。

孔徑光闌150A包括孔徑151A，其允許來自積分器143的光能夠從孔徑151A通過。兩或多個積分器部件143係配置在平行於y軸的方向上，孔徑光闌150A中的孔徑151A係配置成垂直於該等積分器部件143的圓柱形反射面144a。況且，如圖19A及19B所示，無論積分器部件143的數量為何，最遠離z軸之積分器部件143的圓柱形反射面144A近乎接觸孔徑151A的圓周。孔徑151A為標準照射模式的孔徑。因此，不像第一實施例，修改的照射使用如圖21中所示之旋轉對稱的孔徑光闌。圖21A顯示具有大的s之一般照射模式，圖21B顯示具有小的s之一般照射模式，圖21C顯示環形照射模式，及圖21D顯示四極照射模式。

現將參照圖20A及20B來描述如圖19A之2個積分器部件143與孔徑光闌150A的光學操作。在此，圖20A 為解決圖19A中所示3個積分器部件143與孔徑光闌150A之問題的示意剖面視圖。圖20B為顯示解決圖20A之問題之結構的示意剖面視圖。

當準直光CL係以諸如70°之較高的入射角度入射到積分器部件143的反射面時，該入射的光被積分器143的厚度所遮蔽，如圖20A所示。因此，較佳是所形成之每一積分器部件143的厚度儘量薄，但其厚度需具有足夠的強度。因此，如圖20B所示，積分器部件143係以具有中央部位厚的近似三角柱形為較佳，且每一個積分器部件143包括調整機構(未顯示出)為較佳。

現將參照圖20C來描述圖19B中所示之3個積分器部件143與孔徑光闌150A的光學操作。在此，圖20C為解決圖19B中所示3個積分器部件143與孔徑光闌150A之問題的示意剖面視圖。當使用複數個積分器部件143時，毗鄰之積分器部件143的反射面係以近乎規則的間距Di來予以配置。為了藉由移除積分器部件間的陰影以達高效率，積分器部件143在軸AX2方向上的長度Li，以符合以下的方程式為較佳，其中，Ds為孔徑光闌150A的直徑，n為積分器部件的數量，以及θi為準直光CL與平行於積分器部件143之反射面之軸AX2間的角度。須知，過大或過小的反射面間距Di都無法有效地將準直光輻射到積分器上：方程式1 Ds/n×0.9<Di<Ds/n×1.1 Li＝Di/tanθi

從方程式1可瞭解，隨著積分器部件數量增加，積分器部件143的長度Li變短，且由於與孔徑光闌150A間的距離因此而變短，照射效率增進。另一方面，該照射隨著積分器部件143之數量的增加而降低，這是因為由於每一個積分器部件143的厚度而使光被遮擋。積分器部件143之平衡的數量為大約3或4個。

現將描述曝光設備100或100A的操作。在曝光中，光源部110輻射的EUV光由於準直光學系統131或131A變成為準直光CL，並入射在反射積分器140或140A上。通過反射積分器140或140A及孔徑光闌150或150A的EUV光形成無變形的有效光源。並經由弧形成形光學系統153均勻地弧形照射遮罩170。由於投影光學系統180，使得反射遮罩圖案的EUV光在板190上成像。此實施例的曝光設備100或100A比JP 2005－141158更有效地消除了來自有效光源的變形，並提供高品質的解析度特性。

現參照圖22及23來描述使用曝光設備100或100A之裝置製造方法的實施例。圖22為解釋如何製造裝置的流程圖，諸如半導體裝置及液晶顯示裝置。在此，以半導體裝置為例加以描述。步驟1(電路設計)設計半導體裝置電路。步驟2(遮罩製造)形成具有所設計之電路圖案的遮罩。步驟3(晶圓製備)使用諸如矽等材料製造晶圓。步驟4(晶圓處理)，此步驟也稱為前處理，使用遮罩及晶圓經由光刻而在晶圓上形成實際電路。步驟5(組裝)，此步驟也稱為後處理，在步驟4中所形成的晶圓形成半導體晶片，並包括組裝步驟(例如切割、打線)、封裝步驟(晶片密封)等。步驟6(檢查)對步驟5所製造出的半導體裝置上實施各種測試，諸如有效性測試及耐久性測試。經過這些步驟，半導體裝置完成及裝運出貨(步驟7)。

圖23為圖22中步驟4之晶圓處理的詳細流程圖。步驟11(氧化)使晶圓的表面氧化。步驟12(CVD)在該晶圓的表面上形成絕緣層。步驟13(電極形成)以氣相沈積等方法在該晶圓上形成電極。步驟14(離子植佈)將離子植入該晶圓。步驟15(抗蝕劑處理)在該晶圓上塗施感光材料。步驟16(曝光)使用曝光設備100或100A而將該遮罩圖案曝光到該晶圓上。步驟17(顯影)顯影已曝光的晶圓。步驟18(蝕刻)蝕刻已顯影之抗蝕劑影像以外的部分。步驟19(抗蝕劑剝除)蝕刻後去除未使用的抗蝕劑。重複這些步驟以在該晶圓上形成多層的電路圖案。本實施例的裝置製造方法可製造出品質較以往為高的裝置，因此，以上的裝置方法可提供品質比以往為高的裝置。因此，使用曝光設備100或100A的裝置製造方法以及所得到的裝置構成本發明的一態樣。

很顯然地，本發明可做到各種不同的實施例，不會偏離本發明的精神與範圍，須瞭解，附了申請專利範圍中所定義的之外，本發明並不限於其特定的實施例。例如，雖然本實施例中使用EUV光，但本發明也可應用於在真空中之UV或x－射線範圍的光源。

15‧‧‧孔徑光闌

11‧‧‧積分器

12‧‧‧照射區域

CL‧‧‧準直光

20‧‧‧弧形照射面

13‧‧‧區域

100‧‧‧曝光設備

102‧‧‧真空室

104‧‧‧連接器

106‧‧‧真空室

110‧‧‧光源部

130‧‧‧照射光學系統

174‧‧‧遮罩臺

180‧‧‧投影光學系統

194‧‧‧板臺

190‧‧‧板

170‧‧‧遮罩

111‧‧‧放電頭

113‧‧‧聚光鏡

114‧‧‧過濾器

115‧‧‧波長濾鏡

116‧‧‧孔徑

120‧‧‧差動泵機構

EP‧‧‧電漿發射部件

131‧‧‧準直光學系統

140‧‧‧反射積分器

150‧‧‧孔徑光闌

151‧‧‧孔徑

153‧‧‧弧形成形光學系統

157‧‧‧平面鏡

158‧‧‧狹縫

133‧‧‧凹面鏡

136‧‧‧凸面鏡

144‧‧‧圓柱形反射面

145‧‧‧母面

142A‧‧‧第一波狀積分器部件

142B‧‧‧第二波狀積分器部件

148A‧‧‧第一平面鏡

148B‧‧‧第二平面鏡

141A‧‧‧第一特殊積分器

141B‧‧‧第二特殊積分器

154‧‧‧凸面鏡

155‧‧‧凹面鏡

143‧‧‧積分器部件

172‧‧‧卡盤

158a‧‧‧孔徑

158b‧‧‧可移動部件

192‧‧‧卡盤

100A‧‧‧曝光設備

131A‧‧‧準直光學系統

140A‧‧‧反射積分器

150A‧‧‧孔徑光闌

151A‧‧‧孔徑

140B‧‧‧反射積分器

137‧‧‧平面鏡

144A‧‧‧圓柱形反射面

併入且構成本說明書之一部分的附圖例舉本發明之實施例，且連同該描述用以解釋本發明的原理。

圖1係習用孔徑光闌及積分器之配置的示意立體視圖。

圖2係解釋習用例舉的示意平面視圖。

圖3係依據第一實施例之曝光設備之結構的示意剖面視圖。

圖4A顯示經準直之光入射在具有複數個凸面之圓柱形反射面之積分器部件上的示意立體視圖。圖4B顯示具有複數個凹面之圓柱形反射面之積分器部件的示意立體視圖，其具有與圖4A類似的效果。

圖5係圖4A中所示凸面圓柱形反射面的示意剖面視圖。

圖6的示意立體視圖解釋EUV光在圖4A所示之凸面圓柱形反射面上的反射。

圖7顯示EUV光在圖4A所示之凸面圓柱形反射面上反射的角分布。

圖8的示意剖面視圖顯示用以解釋圖3中所示之反射積分器的行為。

圖9的示意立體視圖顯示圖3中所示孔徑光闌與反射積分器間之配置。

圖10A係從習用積分器與孔徑光闌間之關係所獲得到有效光源分布的示意平面視圖。圖10B係從本實施例之積分器與孔徑光闌間之關係所獲得到有效光源分布的示意平面視圖。

圖11A－11D顯示適用於圖1所示孔徑光闌之各式孔徑光闌的平面視圖。

圖12係一積分器部件與圓形孔徑光闌的示意立體視圖。

圖13係解釋圖12中所示結構之問題的示意立體視圖。

圖14A至14C係解釋圖12中所示結構之問題的示意平面視圖。

圖15係解釋圖3中所示之配置之效果的示意平面視圖。

圖16係圖3中所示之狹縫的示意平面視圖。

圖17係顯示依據本發明第二實施例之曝光設備之結構的示意剖面視圖。

圖18係解釋圖17中所示之反射積分器之行為的示意剖面視圖。

圖19A係圖3中所示之孔徑光闌與反射積分器間之配置的示意立體視圖。圖19B顯示圖19A中所示結構的變型。

圖20A至20C係用以解釋圖19A及19B中所示結構之光學操作的示意剖面視圖。

圖21A－21D顯示適用於圖17所示孔徑光闌之各式孔徑光闌的平面視圖。

圖22係解釋裝置之製造的流程圖(諸如半導體裝置及液晶顯示裝置)。

圖23係圖22中所示晶圓處理之步驟4的詳細流程圖。

14‧‧‧光照射區的中央位置