[发明专利]照明光学设备、曝光设备、照明方法、曝光方法和装置制造方法

说明书

本申请是申请号:200880100940.0，申请日:2008年10月23日，发明名称:“光学单元、照明光学设备、曝光设备和装置制造方法”的发明专利申请的分案申请。

技术领域

本发明涉及光学单元、照明光学设备、曝光设备和装置制造方法。更明确地说，本发明涉及一种照明光学设备，其适用于通过光刻法来制造例如半导体装置、成像装置、液晶显示装置和薄膜磁头之类的装置的曝光设备。

背景技术

在此类型的典型曝光设备中，从光源发出的光束行进而穿过作为光学积分器的蝇眼(fly eye)透镜以形成二次光源(大体上，照明光瞳上预定的光强度分布)作为由大量光源组成的实质表面发光体。照明光瞳上的光强度分布在下文中将被称作“照明光瞳亮度分布”。将照明光瞳定义为通过照明光瞳与照明目标表面(在曝光设备的情况下为掩膜或晶片)之间的光学系统的作用而使得照明目标表面变成照明光瞳的傅立叶(Fourier)变换表面的位置。

来自二次光源的射束由聚光透镜聚集以重叠地照明上面形成有预定图案的掩膜。穿过掩膜的光行进而穿过投影光学系统以聚焦于晶片上，借此使掩膜图案投影(或转印)到晶片上以实现其曝光。由于形成于掩膜上的图案为高度整合的图案，所以必须在晶片上获得均匀的照度分布以便将此精细图案准确地转印到晶片上。

存在一种常规提出的照明光学设备，其能够在不使用变焦光学系统的情况下连续地改变照明光瞳亮度分布(且因此改变照明条件)(请参考日本专利特许公开申请案第2002-353105号)。特许公开申请案第2002-353105号中所揭露的照明光学设备使用由大量微镜面元件组成的可移动多(multi)镜面，所述微镜面元件布置成阵列形式，且其倾斜角度和倾斜方向个别地受到驱动控制，且所述照明光学设备经配置以使得入射射束分成对应于镜面元件的反射表面的小单元的射束，所述小单元的射束由多镜面折叠以将入射射束的横截面转换成所要形状或所要大小，且又实现所要的照明光瞳亮度分布。

发明内容

本发明的目标为提供一种照明光学设备，其能够实现在照明光瞳亮度分布的形状和大小方面具有较大变化的照明条件。本发明的另一目标为提供一种曝光设备，其能够使用可实现具有大变化的照明条件的照明光学设备，在根据图案特性而实现的适当照明条件下执行良好曝光。

为了实现上述目标，本发明的第一方面提供一种照明光学设备，使照明光对于形成有图案的掩膜进行照明，所述照明光学设备包括：空间光调制器，含有：反射所述照明光的多个反射表面，对于所述多个反射表面进行个别控制，而在所述照明光学设备的照明光瞳中形成所述照明光的强度分布；偏振单元，配置于所述照明光的光路中，将所述照明光瞳中的所述照明光以成为圆周方向偏振状态的方式，来变换所述照明光的偏振方向；光学积分器，配置于所述空间光调制器与所述照明光瞳之间的光路中；以及反射部件，含有：与所述多个反射表面不同的反射表面，将所述照明光进行反射；其中，所述空间光调制器与所述反射部件是：以使朝向预定的行进方向行进的所述照明光，经由所述空间光调制器与所述反射部件之后，朝向与所述预定的行进方向为实质的平行方向而行进的方式，来进行配置。

本发明的第二方面提供一种曝光设备，将形成在掩膜的图案曝光到基板，所述曝光设备包括：上述的照明光学设备，对所述图案进行照明。

本发明的第三方面提供一种照明方法，使照明光对于形成有图案的掩膜进行照明，所述照明方法包括：利用含有能够个别控制的多个反射表面的空间光调制器，来反射所述照明光，而在照明光瞳中形成所述照明光的强度分布；利用配置于所述照明光的光路中的偏振单元，将所述照明光瞳中的所述照明光以成为圆周方向偏振状态的方式，来变换所述照明光的偏振方向；经由配置于所述空间光调制器与所述照明光瞳之间的光路中的光学积分器，而使所述照明光被分布到所述照明光瞳；以及利用与所述空间光调制器不同的反射部件，将所述照明光进行反射；其中，以使朝向预定的行进方向行进的所述照明光，经由所述空间光调制器与所述反射部件之后，朝向与所述预定的行进方向为实质的平行方向而行进的方式，而利用所述空间光调制器与所述反射部件来进行反射。

本发明的第四方面提供一种曝光方法，将形成在掩膜的图案曝光到基板，所述曝光方法包括：使用上述的照明方法，对所述图案进行照明。

本发明的第五方面提供一种装置制造方法，使用上述的曝光设备，将被形成在掩膜的图案曝光到基板上；以及使所述图案被曝光的所述基板进行显影。