TWI414899B - 照明光學系統，使用該系統的曝光設備和裝置製造方法 - Google Patents
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Description
本發明有關一曝光設備。本發明係譬如適合用於一曝光設備用之照明光學系統，用於該曝光光線，其使用具有由10至15奈米波長之極紫外線(“EUV”)。
傳統之EUV曝光設備使用具有由10至15奈米波長之EUV光，且需要一被組構成有效率及均勻地照明原件(光罩)上之照明區域的照明光學系統。
既然該光在該EUV區域中之材料吸收顯著地增加，使用一透鏡之折射光學系統係不實用的。因此，該EUV曝光設備使用一反射光學系統。
日本專利特許公開申請案第(“JP”)11-312638號、日本國內公告第(“JD”)'2004-510340號、JP 2003-045774號揭示此一用於該EUV曝光設備之照明光學系統。
JP 11-312638揭示一照明光學系統，其使用具有弧形輪廓之第一蒼蠅眼鏡片及第二蒼蠅眼鏡片，且被組構成照明一弧形區域。該第一及第二蒼蠅眼鏡片被配置，以致複數光源影像能被形成在該第二蒼蠅眼鏡片上，且該二蒼蠅眼鏡片具有一積累器之作用。
JD 2004-510340揭示一照明光學系統，其包括具有長方形輪廓之第一蒼蠅眼鏡片及第二蒼蠅眼鏡片，與至少一被組構成照明弧形區域之高入射型底鏡。該第一及第二蒼蠅眼鏡片被配置，以致複數光源影像能被形成在該第二蒼蠅眼鏡片上，且該二蒼蠅眼鏡片具有一積累器之作用。
JP 2003-045774揭示一照明光學系統，其中第一波狀板積累器(其係一積累器，在其中平行地配置多個圓柱形表面)及第一聚光器均勻地照明一第二波狀板積累器，且該第二波狀板積累器及該第二聚光器照明一弧形區域。
然而，這些先前技藝結構具有以下有效率及均勻地照明該原件(光罩)上之照明區域的問題：
JP 11-312638中所揭示之照明光學系統在製造弧形蒼蠅眼鏡片中具有一困難度。
JD 2004-510340中所揭示之照明光學系統具有一問題，該問題為具有一有效光源分佈之扭曲及成像特色之降級，因為該長方形之照明區域被該高入射型底鏡所扭曲。
JP 2003-045774中所揭示之照明光學系統使用二波狀板積累器消除該有效光源之不均勻性，但由於缺乏一底鏡，當光源具有大光展量(etendue)時，具有一減少該照明效率之問題。
本發明提供一照明光學系統，其被組構成限制一藉由該光強度波動的影響及光源之有角度分佈所造成的有效光源之不均勻性，且有效率地照明一弧形區域，甚至當該光源具有一大光展量時。
根據本發明的一態樣之照明光學系統包括一對蒼蠅眼鏡片，其被組構成接收來自一光源之光線；一第一聚光器，其被組構成凝聚來自該對蒼蠅眼鏡片之光線；一反射型積累器，其被組構成接收來自該第一聚光器之光線，該反射型積累器包括複數具有平行母線方向之圓柱形反射表面；一孔徑光闌，其配置垂直於該母線方向；及一第二聚光器，其被組構成將來自該反射型積累器之複數圓柱形反射表面的光通量疊加在一被照明之表面上。
本發明之進一步特色將由示範具體實施例之以下敘述變得明顯(參考該等附圖)。
現在將參考所附圖面敘述本發明的具體實施例。
第一具體實施例
現在參考圖1，將敘述一根據第一具體實施例之曝光設備1000。圖1係該曝光設備1000的一概要結構視圖。
該曝光設備1000係一EUV曝光設備，其用於該曝光光線在一步進及掃描方式中，使用該EUV光線(具有譬如13.5奈米之波長)將罩幕(光罩)R之電路圖案曝光至晶圓(基板)W上。
該曝光設備1000包括一光源零件100及一設備本體200。該光源零件100中之每一零組件被安置在一真空室101中，且該設備本體200中之每一零組件被安置於一真空室201中。該真空室101及201被一連接器120所連接。於曝光期間，該等真空室101及201之內側維持真空，以便防止EUV光之衰減。
現在將敘述該光源零件100中之每一零組件。該光源零件100於該真空室101中包括排放頭座111、聚光器鏡片112、碎片過濾器113、波長過濾器114、差動抽運機件115、及孔口116。
該聚光器鏡片112包括一旋轉式橢圓的鏡片等，其被組構成收集大約由一電漿放射零件EP等向地輻射之EUV光線。該碎片過濾器113減少碎片(飛行微粒)之滲入光學路徑，這隨著EUV光之產生而發生。該波長過濾器114移去具有一異於藉由該放射零件EP所產生之EUV光的波長之光。該差動抽運機件115由該真空室101朝向該真空室201逐漸地減少一內壓。該孔口116具有一配置接近該聚光器鏡片112之凝縮點的針孔形開口。當作該曝光光線之EUV光通過此孔口116及推進至該設備本體200側面。
雖然此具體實施例對於光源零件100使用一排放型電漿光源另一型式EUV光源可被使用、諸如雷射電漿光源。
其次隨後敘述該設備本體200之每一零組件。該設備本體200於該真空室201中包括一照明光學系統、一罩幕架台220、一投射光學系統230、及一晶圓架台240。
該照明光學系統210係一用於傳播該EUV光線及照明該罩幕R之機構。該照明光學系統210包括一對蒼蠅眼鏡片211、第一聚光器212、當作反射型積累器223之波狀板積累器、一孔徑光闌215、當作弧形形成光學系統之第二聚光器216、一平面鏡217、及一孔板218。一對蒼蠅眼鏡片211包括第一蒼蠅眼鏡片211a及第二蒼蠅眼鏡片211b。該波狀板積累器213包括複數具有平行之母線方向的圓柱形反射表面。該第二聚光器216包括一凸面鏡216a及一凹面鏡216b。
已經通過該上面孔口116之EUV光通量進入該第一蒼蠅眼鏡片211a，且被分裂成多數光通量。圖2A顯示該第一蒼蠅眼鏡片211a之狀態。於當作孔板寬度方向之Y軸方向中及於當作該弧形照明區域的孔板長度方向之X軸方向中，該第一具體實施例設定4×4之劃分數目，這將稍後被敘述。該Y軸方向對應於一與該波狀板積累器213之每一圓柱形反射表面的母線平行之方向，且該X軸方向對應於一與該母線正交之方向(或該複數圓柱形反射表面的一配置方向)。
至該第一蒼蠅眼鏡片211a上之入射光通量的面積係一面積，在此該圓之中心似乎成為空白的，如圖2A所示，且其係藉由該碎片過濾器113所造成。該蒼蠅眼鏡片211a具有該光通量的一照明區域及一非照明區域，諸如該面積113a，但由於當作該第二積累器之波狀板積累器213，該有效光源之發光不均勻性及該不均勻性之影響係不足道的，這將稍後被敘述。然而，當該影響係顯著的時，藉由增加該第一蒼蠅眼鏡片211a之劃分數目及藉由僅只使用該光通量之照射部份減少該影響係有效的。
藉由該第一蒼蠅眼鏡片211a所分開之光通量被凝縮在該第二蒼蠅眼鏡片211b上，且形成該第二光源之複數影像。如圖2B所示，該第二蒼蠅眼鏡片211b的元件於該孔板寬度方向中之數目係與於該孔板長度方向中者不同。該孔板寬度方向中之數目係與該孔板長度方向中之數目不同，這意指該第二蒼蠅眼鏡片211b於該Y軸方向中具有一長度(或元件鏡片(element mirror)之數目)，該長度與該X軸方向中之長度(或元件鏡片之數目)不同。譬如，當其係假設在包括圖2B所示複數圓形之元件鏡片的第二蒼蠅眼鏡片211b中之一元件鏡片具有1之直徑時，該孔板寬度方向中之長度係2，且該孔板長度方向中之長度係大約9.6。此組構企圖調整該孔板寬度方向及該孔板長度方向兩者中之拉格朗居不變量；於該孔板寬度方向中及於該長度方向中，該第一具體實施例的第一蒼蠅眼鏡片211a中之劃分數目係4×4，且於該第二蒼蠅眼鏡片211b中之劃分數目係大約2×8。每一元件鏡片之拉格朗居不變量係大約1/4，與藉由該第一蒼蠅眼鏡片211a在該孔板寬度方向及該孔板長度方向兩者中之光源的拉格朗居不變量同樣多。其次，每一元件鏡片之拉格朗居不變量係藉由該第二蒼蠅眼鏡片211b的孔板寬度方向中之數目及於該長度方向中之數目所總計。因此，該第一具體實施例在該孔板寬度方向中將已通過該蒼蠅眼鏡片之拉格朗居不變量調整至該光源之拉格朗居不變量的一半{(1/4)×2}。該拉格朗居不變量係於該長度方向中被調整兩倍{(1/4)×8}，且該第二蒼蠅眼鏡片211b的輪廓係接近一長方形之形狀，其在該孔板長度方向中係長的。
在此時，該第一蒼蠅眼鏡片211a中之每一光學元件被有角度地調整，以便對應於該第二蒼蠅眼鏡片211b中之每一光學元件。此外，該第二蒼蠅眼鏡片211b中之每一光學元件被有角度地調整，以便使一來自該第一蒼蠅眼鏡片211a之光通量偏向至該第一聚光器212。既然該第二蒼蠅眼鏡片211b與該孔口116具有一共軛關係，該第二蒼蠅眼鏡片211b的一個別形狀可為大約等於該孔口116之形狀。
上面之蒼蠅眼鏡片211a及211b係由被組構成有效率地反射該EUV光之反射多層薄膜所製成，且於曝光期間變成一高溫，因為其由該高溫電漿放射零件EP吸收部份該輻射能量。因此，其係由一具有諸如金屬的高導熱係數之材料所製成，擁有諸如水冷之冷卻機構(未示出)，且總是於該曝光期間被冷卻。
雖然於以下之敘述中未特別地陳述，用於該光學系統的每一鏡片之反射表面係由被組構成有效率地反射該EUV光之反射多層薄膜所製成，且該鏡片係由一具有諸如金屬的高導熱係數之材料所製成，或如果需要擁有一冷卻機構。
其次，來自該第二蒼蠅眼鏡片211b之複數光通量被該第一聚光器212所疊加，且當作EUV光通量IL入射，以便大約均勻地照明具有複數圓柱形表面鏡片之該積累器213。入射在該積累器上之EUV光通量IL被每一圓柱形表面所分開及分岔，且通過該孔徑光闌215，這將稍後被敘述。該孔徑光闌215之開口決定該有效光源之形狀。
該第二聚光器216係一光學系統，其被組構成凝聚來自弧形形狀中之波狀板積累器213的光，且經由一平面鏡217在被照明之表面(光罩R)上疊加來自複數三次式光源之光通量。該第二聚光器216形成一弧形照明區域，適合用於該罩幕R經過該凸面鏡216a及一凹面鏡216b之操作的照明。該平面鏡217係一構件，其被組構成在一預定角度將光線由該第二聚光器216導入至該罩幕R。
藉由該波狀板積累器213的每一圓柱形反射表面所分開及分岔之光線被該第二聚光器216凝縮於一弧形形狀中，且在該孔板218之開口上與最終在該光罩R表面上形成一具有均勻之發光分佈的弧形照明區域。該弧形照明區域之曲率中心被設定至該投射光學系統230之光軸(中心軸)AX1。
該孔板218係一決定該罩幕R上之照明區域的構件。如在圖12中所示之平面圖中所顯示，該孔板218具有一弧形開口218a、及一被組構成局部地調整該開口218a之寬度的可運動零件218b。於圖12中，AIA標示一藉由該波狀板積累器213及該第二聚光器216所形成之弧形照明區域。該照明區域AIA及該開口218a決定該罩幕R之照明區域。
於掃描曝光中，該開口218a的孔板長度方向中之任何發光不均勻性造成該曝光不均勻性。為了解決此問題，藉由使用該可運動零件218b按照該孔板長度方向中之位置調整一孔板寬度。此組構在該曝光區域之整個表面上提供一具有均勻之累積曝光劑量的曝光。於該掃描曝光期間，該孔板218相對該投射光學系統230被保持固定不動。
該罩幕R係一反射罩幕，待轉印之電路圖案係形成在該罩幕上。該電路圖案係形成在多層鏡片及一不反射部份上，該不反射部份在其上由EUV吸收劑所製成。該罩幕R係經由一夾頭附接至該罩幕架台220，且於一箭頭方向中藉由該罩幕架台220所驅動。
該投射光學系統230包括複數(典型六個)多層鏡片，且被設計，以致離開該光軸AX1之離軸弧形區域能擁有一良好的成像特徵。該投射光學系統230被組構成一影像側遠心系統。在另一方面，該投射光學系統230被組構成該物件側(光罩R側)上之非遠心系統，以便避免與入射在該罩幕R上之照明光線物理干涉。譬如，此具體實施例使一物件側主要光束相對該罩幕R之法線方向傾斜達大約6度。
藉由該罩幕R所產生之繞射光經由該投射光學系統230抵達該晶圓W，且形成在該罩幕R上之電路圖案的縮小影像係投射至該晶圓W上。一晶圓架台240能經由夾頭支撐該晶圓W，及於該箭頭方向中運動該晶圓W。既然此具體實施例之曝光設備1000係一步進及掃描型式曝光設備，該罩幕R及該晶圓W係在一速度比率藉由該個別之階段所掃描，該速度比率對應於曝光及轉印該電路圖案至該板件中之縮減比率。
現在參考圖3A至6，將敘述藉由該波狀板積累器213均勻照明該弧形區域之原理。圖3A及3B係如上面所述該波狀板積累器213之放大透視圖。圖4係一概要透視圖，用於說明該EUV在一凸出的圓柱形反射表面213a上之反射。圖5係該波狀板積累器213之局部放大剖視圖。圖6係一視圖，顯示該圓柱形反射表面213a上所反射之EUV光的有角度分佈。
如圖3A所示，當該對準的光線IL係入射在具有複數圓柱形反射表面213a之積累器213上時，一在該母線方向G中延伸之線性光源係接近該積累器213之表面形成。由該線性光源所輻射之EUV光的有角度分佈形成一錐形平面。其次，在該線性光源的一位置具有一焦點之第二聚光器216反射該EUV光，及照明該罩幕R或與該罩幕R共軛之平面，實現該弧形照明。
參考圖4，當該照明光線IL係入射在一圓柱形反射表面213a上時，將敘述該反射光之行為，以便說明該波狀板積累器213之操作。假設該照明光線IL係於一相對垂直於其中心軸(或Z軸)之XY平面的角度θ入射在一圓柱形反射表面213a上。該照明光線IL之光束向量被界定為P1=(0,-cosθ,sinθ)，且該圓柱形反射表面之法線向量被界定為n=(-sinα,cosα,0)。然後，該反射光之光束向量變成P2=(-cosθ×sin2α,cosθ×cos2α,sinθ)。
該相位空間中所繪製之反射光的光束向量在該XY平面上形成一具有cosθ之半徑的圓，如圖6所示。換句話說，該反射光變成具有一錐形平面之發散光，且接近該錐形平面之頂點存在三次式光源。當該圓柱形反射表面具有一凸面時，如圖3A所示，該三次式光源內部地存在為一虛像，且當該圓柱形反射表面具有一凹入形狀時，外部地存在為一實像，如圖3B所示。當該反射表面係該圓柱形表面的一部份，且其中心角度係2φ時，如圖5所示，該反射光之光束向量P2存在於一弧形A中，該弧形在該XY平面上具有4φ之中心角度，如圖6所示。
其次，假設一旋轉式拋物面鏡片具有一焦距“f”，並在該三次式光源之位置具有一焦點，且一被照明之表面係由此鏡片遠離達“f”。由該三次式光源所放射之光被轉換成具有一錐形平面之發散光，且接著在具有該焦距f的鏡片上反射之後轉變成對準光。該反射光變成一具有弧形剖面、f×cosθ之半徑、及4φ之中心角度的薄片光束。因此，僅只具有f×cosθ之半徑及中心角度4φ之弧形區域A係在圖6所示該被照明表面上被照明。
雖然入射在一圓柱形反射表面上之照明光線IL的行為已被討論，現在將敘述入射在該波狀板積累器213上之照明光線IL的行為。圖7係該波狀板積累器213的一概要剖視圖，該照明光線IL係入射在該波狀板積累器上。於圖7中，IP標示一被照明之表面，其係與該罩幕R同等的。
該第二聚光器216係一具有軸AX2當作中心對稱軸之同軸系統。該第二聚光器216在該孔徑光闌215之孔口中心AC及該被照明表面IP之間維持一傅立葉轉換關係。換句話說，該孔徑光闌215對應於該被照明表面IP的一光瞳平面。
該第二聚光器216在該影像側面上被組構成為非遠心的，且來自該第二聚光器216的影像側主要光束至該被照明表面IP上之入射角度U1，係設定至等於該投射光學系統230之物件側主要光束的一傾斜角度。該主要光束於此一方向中傾斜，致使當至該被照明表面IP之距離減少時，該旋轉式對稱軸AX2及該主要光束間之間隔變窄。譬如，此具體實施例將該入射角U1設定成大約6度。此外，此具體實施例適當地校正該被照明表面IP上之模糊，將一點直徑設定至5毫米或較小、或1毫米或較小。
該主要光束至該第二聚光器216中之凸面鏡216a及該凹面鏡216b上的入射角被設定至一低入射角，更特別地是20度或較小。此組構減少一將於凝縮該光線至該被照明表面IP上時以別的方式發生之模糊數量，且改進至該弧形照明區域上之凝縮效率。此外，此組構減少將由於藉由該孔板218之光線屏蔽而以別的方式發生之光線損失，及改善該照明效率。
當該平面鏡217反射該照明光及使該照明光偏向該罩幕R之方向時，該弧形照明區域之弧形的方位倒轉。於此案例中，該弧形照明區域之曲率中心被設定成該投射光學系統230的光軸AX1及該罩幕R間之相交處。當U1係如上面所述設定時，在該罩幕R之前及之後，該第二聚光器216之影像側主要光束可為與該投射光學系統230的物件側主要光束一致。
該波狀板積累器213中之每一圓柱形反射表面213a上所反射之光的有角度分佈係類似於以單一圓柱形反射表面者。入射在該被照明表面IP的一點上之光線源自該照明光線IL至該波狀板積累器213上之整個照明區域。該照明光線IL之有角散佈(或凝聚NA)被表示為U2=D/F，在此“D”係該照明光線IL的光通量之直徑，且“f”係該第二聚光器216之焦距。
於該弧形照明區域中，來自多數圓柱形反射表面213a之個別光通量係於一方向中沿著該弧形疊加，以達成該發光均勻性，藉此提供一有效率及均勻之弧形照明。
現在參考圖8，將詳細敘述該波狀板積累器213及該孔徑光闌215之配置。於圖8中，IL1標示入射在該波狀板積累器213上之照明光線IL中之主要光束的方向。該主要光束IL1通過接近該波狀板積累器213之中心的yz區段。AC標示該孔徑光闌215之中心，如上面所述，且對應於該第二光學聚光器216之光瞳平面的中心。雖然該xyz坐標被敘述為在該AC具有一原點，該z軸與該第二聚光器216之光軸AX2一致。該積累器213可為設有一被組構成調整該照明區域之驅動機件(未示出)。
該孔徑光闌215被配置在該波狀板積累器213的出口側面上，以致其孔口能夠垂直於該波狀板積累器213的每一圓柱形反射表面之母線方向。如所說明之孔徑光闌215的孔口形狀係一用於標準之照明模式的圓形開口之範例。
用於該有效光源分佈之細微調整，該孔徑光闌215可被配置及稍微傾斜達大約1度至2度，而非完全地垂直於該波狀板積累器213之母線方向。此具體實施例亦參考該孔徑光闌215之配置，包括此一相對該垂直線之輕微傾斜，如一“垂直於該圓柱形反射鏡片之母線方向”。此外，為了造成該有效光源分佈及該遠心準確率之程度可調整的，可提供一被組構成相對該波狀板積累器213調整該孔徑光闌215之角度的驅動機件。
當該孔徑光闌215被配置在該波狀板積累器213之出口側面時，由該弧形照明區域中的任意位置所視之有效光源分佈可具有一均勻之形狀。這是因為所有來自該第一聚光器212之光通量在進入該波狀板積累器213之後通過該孔徑光闌215。
圖9A及9B顯示由該弧形照明區域中之個別位置所視之有效光源分佈的形狀。於這些圖面，AIA標示一弧形照明區域，且個別之點AIA1及AIA2標示該有效光源分佈在該中心及在該弧形之端部的觀察位置。當上面之孔徑光闌215未被配置時，圖9A顯示一有效光源分佈，且圖9B係一視圖，顯示此具體實施例之配置該孔徑光闌215的有效光源分佈。
在該照明區域中之任意點的有效光源具有錐形地進入在一特定數值孔徑(“NA”)之點的光線之有角度分佈。該有效光源分佈之形狀係與根據該照明區域中之位置不同意指該曝光NA有一不對稱性。該曝光NA之不對稱性對該分辨率特徵造成負面影響。
圖9A顯示沒有該上面之孔徑光闌215的有效光源分佈。該弧形區域之中心AIA1具有一規則地圓形之分佈，但該弧形區域之端部AIA2具有一橢圓的有效光源分佈，因為該等分佈扭曲由於缺乏該孔徑光闌作為一位置而移至該弧形區域之尾端。在另一方面，如圖9B清楚地顯示，此具體實施例提供由任何觀察點所視之相同的成形有效光源分佈，改善該曝光NA之對稱性。
在圖9A及9B中所示該有效光源分佈中所畫出之線意指藉由該波狀板積累器213所產生之三次式光源具有線性分佈。該等線中之間隔視該波狀板積累器213中之圓柱形反射表面的寬度而定。因於一配置該等圓柱形反射表面的方向中之寬度係變窄，且圓柱形反射表面之數目係相對該積累器之整個寬度增加，該三次式光源之間隔可為較狹窄的，且該有效光源分佈之密度可被製成較細的。
將敘述一改變互相密合因數σ之方法及一藉由切換該孔徑光闌215提供修改式照明、諸如一環狀照明之方法。該孔徑光闌215及該投射光學系統230之光瞳平面具有一共軛關係，且該孔徑光闌215之孔口形狀或一透光圖案對應於該投射光學系統中之光瞳平面上的分佈。圖10A至10D係平面圖，顯示適用於該孔徑光闌215的孔口之形狀：圖10A顯示一具有大σ之普通照明模式，圖10B顯示一具有小σ之普通照明模式，圖10C顯示一環狀照明模式，及圖10D顯示一四極照明模式。
當這些數個孔口圖案譬如被對齊，及藉由一孔徑光闌驅動系統連續地改變時，任何孔口形狀能被選擇。
現在參考圖11A及11B，將詳細敘述該第二蒼蠅眼鏡片211b及該等隨後零組件之配置，該配置係一與第二具體實施例之主要差異，這將稍後被敘述。為單純故，圖11A及11B顯示此具體實施例之照明光學系統當作一折射光學系統，雖然其真正地係一反射光學系統。圖11A顯示一於該孔板寬度方向中之配置，且用於方便說明故，改變該蒼蠅眼鏡片之劃分數目。此外，該波狀板積累器213被省略，因為其係類似於該孔板寬度方向中之平面鏡。該第二蒼蠅眼鏡片211b之每一元件鏡片係與該光源共軛，且該第二蒼蠅眼鏡片211b被有角度地調整，以致每一發散光線面朝同一方向。在此時，該第一聚光器212被配置於該第二蒼蠅眼鏡片211b及該孔徑光闌215間之中間。該第一具體實施例造成該第二蒼蠅眼鏡片211b及該第一聚光器212間之距離大約等於該第一聚光器212之焦距fy1
，且提供一柯勒照明至該孔徑光闌215。然而，這些距離能藉由調整該第二蒼蠅眼鏡片211b之角度被改變。既然已通過該孔徑光闌215之光通量經由該第二聚光器216在該反射罩幕R上形成一影像，該第二蒼蠅眼鏡片211b及該反射罩幕R具有一共軛關係，且遭受該臨界照明。
在另一方面，於圖11B所示該孔板長度方向中，該波狀板積累器213係剛好坐落在該孔徑光闌215之前，且該柯勒照明被提供至該波狀板積累器213，以致來自該第二蒼蠅眼鏡片211b之光通量可經由該第一聚光器212疊加在該波狀板積累器213上
然後，該被柯勒照明之波狀板積累器213再次將該光通量分成複數三次式光源，且藉由該波狀板積累器213所再次分開之光通量經由該第二聚光器216照明及疊加在該反射罩幕R上。
該第一聚光器212可與諸如60度或較高之高入射角一起使用。這是因為由於該反射薄膜之入射角特色，該反射比隨著該高入射角變高。如此，既然該第一聚光器212使用一高入射角，超環面鏡片之使用係有效的，以藉由改變該孔板寬度方向中及於該孔板長度方向中之曲率校正該像散性。
如此，此具體實施例之照明光學系統能限制將由於該光強度波動的影響及該光源之有角度分佈而以別的方式發生的有效光源之不均勻性，且甚至以具有大光展量之光源有效率地照明該弧形區域。
第二具體實施例
參考圖13，將詳細敘述該第二蒼蠅眼鏡片211b及該等隨後零組件之配置，該配置係一與第一具體實施例之主要差異。主要零件之概要視圖係與該第一具體實施例者相同，且如此省略其重複的敘述。
圖13A顯示該第二具體實施例於該孔板寬度方向中之配置。該第二具體實施例在該第二蒼蠅眼鏡片211b及該孔徑光闌215間之中間配置該第一聚光器212，類似於該第一具體實施例。然而，與該第一具體實施例不同，此具體實施例將該第二蒼蠅眼鏡片211b及該第一聚光器212間之距離設定為該第一聚光器212之焦距fy2
的兩倍長。既然該第二蒼蠅眼鏡片211b之影像係在一相等倍率形成接近該孔徑光闌215，該孔徑光闌215係遭受該臨界照明。該第二蒼蠅眼鏡片211b可被有角度地調整，以致該第二蒼蠅眼鏡片211b之個別的中心光束能凝聚至該第一聚光器212之焦點位置上。已通過該孔徑光闌215之光通量係藉由該第二聚光器216疊加在該反射罩幕R上，且提供一柯勒照明至該罩幕R。
在另一方面，於圖13B所示該孔板長度方向中，類似於該第一具體實施例中，該波狀板積累器213及該反射罩幕R係遭受該柯勒照明。與該第一具體實施例不同，雖然該第二具體實施例提供具有不同照明的孔徑光闌215之位置、亦即該孔板寬度方向中之臨界照明及該孔板長度方向中之柯勒照明，該照明區域在該孔板寬度方向中及於該孔板長度方向中具有一相等之長度。因此，與該第一具體實施例不同，該第二具體實施例可在該孔板寬度方向中造成與該孔板長度方向中不同的第一蒼蠅眼鏡片211a之劃分數目。再者，該第二蒼蠅眼鏡片211b可具有此一歪像的表面，致使在該孔板寬度方向中之曲率可為與該孔板長度方向中之曲率不同。
於該第一蒼蠅眼鏡片211a之孔板寬度方向中及孔板長度方向中，該第二具體實施例將劃分數目設定為10×3，如圖14A所示，且將該第二蒼蠅眼鏡片211b之劃分數目設定為5×6，如圖14B所示。因此，由於該第一蒼蠅眼鏡片211a，每一元件鏡片之拉格朗居不變量係與該孔板寬度方向中之光源的大約1/10同樣多，且與該孔板長度方向中之光源的大約1/3同樣多。每一元件鏡片的拉格朗居之不變量係藉由該孔板寬度方向中之第二蒼蠅眼鏡片211b之數目及其在該長度方向中之數目所加總。因此，甚至於該第二具體實施例中，像該第一具體實施例，已通過該蒼蠅眼鏡片的拉格朗居之不變量於該孔板寬度方向中變成一半{(1/10)×5}，且與該光源之兩倍{(1/3)×6}同樣多。
藉由接近該孔徑光闌215在一相等倍率形成第二蒼蠅眼鏡片211b之影像，該第二具體實施例提供一臨界照明，但可經過在一放大倍率或縮減倍率下成像而提供一臨界照明。此外，如對於該第一具體實施例所敘述，該第一聚光器212不需被配置在離該第二蒼蠅眼鏡片211b及該孔徑光闌215兩者的一相等距離處。
此具體實施例之照明光學系統甚至能限制藉由該光強度波動的影響及該光源之有角度分佈所造成的該有效光源之不均勻性，且甚至以具有大光展量之光源有效率地照明該弧形區域類似於該第一具體實施例。
該裝置(諸如半導體積體電路裝置或液晶顯示裝置)係藉由以下步驟所製成：藉由使用根據上面具體實施例之一的曝光設備曝光一塗有光阻劑之基板(諸如晶圓或玻璃板)的步驟；將該基板顯影之步驟；及另一熟知之步驟。如此，使用該上面曝光設備之裝置製造方法、及結果的裝置構成本發明的一態樣。
雖然本發明已參考示範具體實施例敘述，將了解本發明不被限制於所揭示之示範具體實施例。以下申請專利之範圍將被給與最寬廣之解釋，以便涵括所有此等修改及同等結構與功能。譬如，雖然此具體實施例使用該EUV光，本發明係適用於一在真空UV或X射線區間中之光源。
100．．．光源零件
101．．．真空室
111．．．排出頭座
112．．．聚光器鏡片
113．．．碎片過濾器
113a．．．成為空白的面積
114．．．波長過濾器
115．．．差動抽運機件
116．．．孔口
120．．．連接器
200．．．設備本體
201．．．真空室
210．．．照明光學系統
211．．．蒼蠅眼鏡片
211a．．．第一蒼蠅眼鏡片
211b．．．第二蒼蠅眼鏡片
212．．．第一聚光器
213．．．積累器
213a．．．反射表面
215．．．孔徑光闌
216．．．第二聚光器
216a．．．凸面鏡
216b．．．凹面鏡
217．．．平面鏡
218．．．狹縫
218a．．．開口
218b．．．可運動零件
220．．．罩幕架台
230．．．投射光學系統
240．．．晶圓架台
1000．．．曝光設備
AIA．．．弧形照明區域
EP．．．電漿放射零件
IL．．．光通量
IP．．．被照明之表面
R．．．罩幕
W．．．晶圓
圖1顯示第一及第二具體實施例之概要視圖。
圖2A及2B係視圖，顯示根據該第一具體實施例之蒼蠅眼鏡片。
圖3A及3B係一積累器之概要視圖。
圖4係一用於說明該積累器上之光的反射之視圖。
圖5係用於說明該積累器之剖面形狀的視圖。
圖6係用於說明該積累器的圓柱形表面上所反射之光通量的有角度分佈之視圖。
圖7係用於說明當光通量係入射在該波狀板積累器上時之操作的視圖。
圖8係一概要視圖，顯示該波狀板積累器及孔徑光闌之配置。
圖9A及9B係用於說明有效光源分佈之視圖。
圖10A至10D係用於轉換一照明模式的孔徑光闌之概要視圖。
圖11A及11B係視圖，當該第一具體實施例係藉由一折射光學系統所表示時，顯示第二蒼蠅眼透鏡及隨後零組件之配置。
圖12係一弧形孔板之概要視圖。
圖13A及13B係視圖，當該第二具體實施例係藉由一折射光學系統所表示時，顯示第二蒼蠅眼透鏡及隨後零組件之配置。
圖14A及14B係視圖，顯示一根據該第二具體實施例之蒼蠅眼鏡片。
100．．．光源零件
101．．．真空室
111．．．排出頭座
112．．．聚光器鏡片
113．．．碎片過濾器
114．．．波長過濾器
115．．．差動抽運機件
116．．．孔口
120．．．連接器
200．．．設備本體
201．．．真空室
210．．．照明光學系統
211．．．蒼蠅眼鏡片
211a．．．第一蒼蠅眼鏡片
211b．．．第二蒼蠅眼鏡片
212．．．第一聚光器
213．．．積累器
215．．．孔徑光闌
216．．．第二聚光器
216a．．．凸面鏡
216b．．．凹面鏡
217．．．平面鏡
218．．．狹縫
220．．．罩幕架台
230．．．投射光學系統
240．．．晶圓架台
1000．．．曝光設備
EP．．．電漿放射零件
AX1、AX2．．．光軸
R．．．罩幕
W．．．晶圓
Claims (6)
- 一種照明光學系統，包括：一對蒼蠅眼鏡片，其被組構成接收來自一光源之光線；一第一聚光器，其被組構成聚集來自該對蒼蠅眼鏡片之光線；一反射型積累器，其被組構成接收來自該第一聚光器之光線，該反射型積累器包括複數具有平行母線方向之圓柱形反射表面；一孔徑光闌，其配置成垂直於該母線方向；及一第二聚光器，其被組構成將來自該反射型積累器之複數圓柱形反射表面的光通量疊加在一被照明之表面上，其中該對蒼蠅眼鏡片包括第一蒼蠅眼鏡片，其包括複數元件鏡片；及第二蒼蠅眼鏡片，其包括複數元件鏡片，每一元件鏡片對應於該第一蒼蠅眼鏡片的元件鏡片之一，且其中在該第一蒼蠅眼鏡片及該第二蒼蠅眼鏡片之至少一者中的元件鏡片之數目，在該母線方向中與在該複數圓柱形反射表面的配置方向中是不同的。
- 如申請專利範圍第1項之照明光學系統，其中該第一聚光器被組構成藉由使用來自該第二蒼蠅眼鏡片之光線提供一柯勒(Koehler)照明至該反射型積累器。
- 如申請專利範圍第1項之照明光學系統，其中該第一聚光器被組構成藉由使用來自該第二蒼蠅眼鏡片之光 線，在該母線方向中提供一臨界照明至該反射型積累器、及在該配置方向中提供一柯勒照明至該反射型積累器。
- 如申請專利範圍第3項之照明光學系統，其中該第二蒼蠅眼鏡片中之每一元件鏡片具有一歪像的表面形狀。
- 一種曝光設備，其被組構成將原件之圖案曝光至基板上，該曝光設備包括：一如申請專利範圍第1至4項之任一項的照明光學系統，其被組構成藉由使用來自光源之光線照明一原件。
- 一種微影術的裝置製造方法，包括以下步驟：藉由使用如申請專利範圍第5項之曝光設備曝光一基板；及使該已被曝光之基板顯影。
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