[发明专利]用于补偿不对称光瞳照明的滤光装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于补偿照明系统、特别是与光刻系统相关的照明系统的不对称光瞳照明的滤光装置。

背景技术

通常对用于制造微电子或微机械部件的光刻系统的照明系统提出的要求很高。这涉及用作晶片步进机或晶片扫描器的两种系统。这种照明系统必须以均匀的方式在照明系统的场平面内照亮物体，该物体通常是掩膜。除了这种需要之外，对场平面内的照明的角分布也有要求，其本身与照明系统的出射光瞳的照明有关。对于光刻系统来说，照明系统的出射光瞳与下游的投影物镜的入射光瞳相重合。这就是为什么必须以调整的方式来设置出射光瞳的照明特征，以便将最大可能数量的光引入到投影物镜中，从而满足投影系统的像平面聚焦远心(telecentricity)的需要，以及从而使掩膜结构获得最大可能均匀的成像。

为了使场平面内的场照明均匀，使用杆状光学积分器的照明系统是公知的。根据工作波长的不同，可调整这种杆状光学积分器的材料。材料可以包括例如石英玻璃或诸如氟化钙的晶体材料。这种杆状光学积分器的效果例如在美国专利No.5,675,401、美国专利No.2004/012766、EP 0867772、美国专利No.6,236,449或EP 0747772中公开。其中，由于耦合到杆状光学积分器内的光的多个全反射，在其外表面上实现了照明光线的完全混合。由于杆套表面残余粗糙度，所以全反射不能完全没有损失。

在使用杆状光学积分器时，由于矩形横截面，出射光瞳照明的不希望的不对称在扫描器中出现了。主要平行于窄侧延伸的光线被更频繁地反射，且因而被更强地削弱了。这种不对称导致了在能量方面(energetically)椭圆形的光瞳分布，并且在下文中将这种不对称称为椭圆率。为了避免照明的不对称，从美国专利No.6,733,165中已知一种杆状光学积分器，其在宽度与高度之间的纵横比使得在其侧表面上的反射数量以及进而全反射损失以这种方式设定，即光能的预先分布产生于玻璃杆的输出表面上的角空间内。这个根据美国专利No.6,733,165的解决方案的缺点在于仅椭圆形的不对称可以校正。

另外，可调节的对称光瞳滤光器是公知的。例如美国专利No.6,535,274公开了一种滤光器布置，其中至少两个对称的滤光元件彼此对着转动，进而实现了一种用于对光瞳照明进行滤光的可调节的、但对称强度的滤光器。美国专利No.6,535,274中公开的光瞳滤光器允许通过设定投影曝光系统的照明系统的光瞳平面区域内的相应透射而产生或校正物平面内的照射角分布的椭圆率。复杂的不对称的校正是不可能的。

美国专利No.6,636,367中示出了一种照明系统，其中通过设置于光瞳平面区域内的光瞳滤光器的受控运动，可以对照明角度进行改变。光瞳滤光器被设置成具有这样的透射分布的可旋转元件，所述透射分布围绕旋转轴线为非旋转对称的。因而，可以与作为积分器的杆状件结合来设定椭圆率。

从US 2003/0076679中已知一种照明系统，其在从光源到设置有结构支承掩膜(structure-bearing mask)的平面的光线路径内包括至少一个衍射光栅。衍射光栅用来相对于光轴以不同角度反射光线。

具有设置在光源到设有结构支承掩膜的平面的光线路径中的光学积分器的照明系统已经进一步在例如从美国专利No.5,731,577、美国专利No.5,461,456、美国专利No.6,333,777或EP0849637中公开了。

根据美国专利No.5,731,577、美国专利No.5,461,456、美国专利No.6,333,777或EP 0849637的光学积分器包括多面体元件。

还已知一种用来提高场平面内的场照明均匀性的场滤光器，即被设置成离场平面比离照明系统的光瞳平面近的滤光装置。EP 1291 721公开了一种场滤光器，其中薄片状元件的方位可以基本设定在场平面的周围环境中，并从而可以实现光束路径中的局部阻挡效应。但是，这种滤光器不允许校正场平面的照明的角谱(angularspectrum)，从而不允许校正与照明系统的出射光瞳的照明强度有关的不对称。

从现有技术中已知的所有滤光元件的缺点在于，它们限于校正光瞳的特定的不对称或不对称偏差，即校正椭圆不对称。已知的光瞳滤光器不适于校正光瞳照明中的复杂的不对称或不对称偏差。

发明内容