專(zhuān)利名稱(chēng)：用于顯微光刻投影系統(tǒng)的遠(yuǎn)心性校正器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及投影系統(tǒng)的照明裝置，具體涉及用于將掩模板、掩?；蚱渌鼒D案形成 器的圖像中繼到諸如用于制造包括平板顯示器、印刷電路板以及微機(jī)械器件的半導(dǎo)體器件 或其它集成電路的光敏襯底上的顯微光刻投影系統(tǒng)的照明裝置。
背景技術(shù)：
顯微光刻投影系統(tǒng)的投影透鏡一般至少在圖像空間中是遠(yuǎn)心的，因此所投影的圖 像對(duì)聚焦誤差不那么敏感，例如通過(guò)焦深保持相同的放大率。尤其當(dāng)提供部分相干照明時(shí)， 對(duì)遠(yuǎn)心性的設(shè)計(jì)考慮擴(kuò)展到投影透鏡的照明裝置的性能方面。投影系統(tǒng)的有效遠(yuǎn)心性因此 由照明裝置在投影透鏡的像平面處的輻射角分布決定。在遠(yuǎn)心圖像空間中，像點(diǎn)處的輻射 角分布內(nèi)的能量質(zhì)心垂直于像面延伸。位于投影透鏡的物面處的照明裝置像面與照明裝置 形成的均勻發(fā)光面一致。通過(guò)將諸如萬(wàn)花筒(kaleidoscope)的輸出面的可調(diào)節(jié)刃或邊緣 的視場(chǎng)光闌成像到照明裝置像面上，均勻發(fā)光場(chǎng)一般被限制在照明裝置內(nèi)。無(wú)論投影透鏡是單遠(yuǎn)心(像空間中的遠(yuǎn)心)還是雙遠(yuǎn)心(像空間和物空間二者中 的遠(yuǎn)心)，照射掩模板或掩模圖案上的場(chǎng)點(diǎn)的主光線到達(dá)襯底上與襯底表面垂直的共軛場(chǎng) 點(diǎn)。諸如通過(guò)掩?；蜓谀０逶谖锟臻g內(nèi)的軸向平移，可制造與掩模板或掩模的物空間中的 遠(yuǎn)心性的偏離以支持放大率調(diào)節(jié)。照明裝置的像面處的照明圖案可被設(shè)置成匹配與投影透 鏡的物面中的遠(yuǎn)心性的所需偏離，以在投影透鏡的像面內(nèi)保持遠(yuǎn)心性。對(duì)于一些投影透鏡，即使是設(shè)計(jì)用于在物空間以及像空間中標(biāo)稱(chēng)遠(yuǎn)心的那些投影 透鏡，其照明裝置的輸出處也需要與遠(yuǎn)心性的復(fù)雜或較高階的偏離，以在投影透鏡的像空 間中實(shí)現(xiàn)所需遠(yuǎn)心性。所需的與照明裝置的像空間中的遠(yuǎn)心性的偏離會(huì)對(duì)照明裝置設(shè)計(jì)增 加相當(dāng)大的復(fù)雜性，且會(huì)擾亂發(fā)光均勻性，而發(fā)光均勻性是投影透鏡的像面處所需的。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)本發(fā)明的一種照明裝置內(nèi)的遠(yuǎn)心性校正器可用于在投影透鏡的物空間中匹 配如在投影透鏡的像空間內(nèi)實(shí)現(xiàn)所需程度的遠(yuǎn)心性的復(fù)雜或較高階的遠(yuǎn)心性偏離。對(duì)復(fù)雜 或較高階遠(yuǎn)心性偏離的需求會(huì)因?yàn)橥队巴哥R的設(shè)計(jì)而產(chǎn)生，或因?yàn)閷?shí)現(xiàn)該設(shè)計(jì)的限制或誤 差而產(chǎn)生。根據(jù)投影透鏡的設(shè)計(jì)已知的物空間遠(yuǎn)心性偏離可被納入遠(yuǎn)心性校正器中作為投 影透鏡系統(tǒng)的一部分。實(shí)際上，遠(yuǎn)心性校正器的附加設(shè)計(jì)自由度可被納入投影系統(tǒng)的整體 設(shè)計(jì)中，以使投影透鏡的像面處的遠(yuǎn)心性需求與同一像面處的輻射均勻性需求平衡。一旦建立該投影系統(tǒng)，就可補(bǔ)充、進(jìn)一步修改該遠(yuǎn)心性校正器或用新的遠(yuǎn)心性校 正器替換該遠(yuǎn)心性校正器，以補(bǔ)償在投影系統(tǒng)使用期間產(chǎn)生的系統(tǒng)誤差。例如，可對(duì)投影透 鏡的像空間中的輻射進(jìn)行測(cè)量，以記錄該像面上和焦深中的位置或強(qiáng)度波動(dòng)。替代地，光敏 襯底中的輻射結(jié)果可被用于推斷遠(yuǎn)心度和輻射均勻度。優(yōu)選位于毗鄰?fù)队巴哥R的物空間的照明裝置的像空間中的遠(yuǎn)心性校正器可制作 成具有一個(gè)或多個(gè)校正光學(xué)表面的板形，用于根據(jù)相對(duì)于照明裝置的光軸的徑向距離或方位角使其通過(guò)不同角度局部地折射光。一般而言，可通過(guò)對(duì)校正表面斜率的局部調(diào)節(jié)來(lái)實(shí) 現(xiàn)遠(yuǎn)心性校正，該校正表面可被集成以形成連續(xù)的非球面表面。調(diào)和局部斜率變化所需的 非球面表面上的斜率變化率也可被控制成影響非球面表面上的輸出功率變化，這可用作投 影透鏡的像面處的均勻性校正。校正表面的局部斜率調(diào)節(jié)類(lèi)似于向校正表面添加小棱鏡， 這些小棱鏡局部地重定向光束的各分段，從而在照明裝置的像面處產(chǎn)生遠(yuǎn)心性變化。對(duì)斜 率變化率的調(diào)節(jié)類(lèi)似于向校正表面添加小透鏡，這些小透鏡局部地會(huì)聚或發(fā)散光束的各分 段，從而在照明裝置的像面處產(chǎn)生局部的輻射變化。按照一階導(dǎo)數(shù)(斜率)和二階導(dǎo)數(shù)(功率)而言的校正表面的變化可直接根據(jù)所 需的遠(yuǎn)心性校正(作為局部斜率中的相應(yīng)變化)和輻射均勻性校正(作為功率中的相應(yīng)局 部變化)來(lái)計(jì)算。該計(jì)算還取決于校正器表面與像面之間的距離偏移。偏移距離組合校正 器表面斜率的局部變化改變光束的重定向分段入射在像面上的位置。偏移距離組合校正器 表面的斜率變化率的局部變化影響像面處的輻射變化的大小。一般而言，局部會(huì)聚的光束 因變于離像面的偏移距離增大像面處的局部輻射，而發(fā)散光束因變于離像面的偏移距離減 小像面處的局部輻射。按任一種方式，需要一定偏移距離來(lái)實(shí)現(xiàn)輻射的局部變化，而不需要 偏移距離來(lái)實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)心性的局部變化。可對(duì)像面處的局部遠(yuǎn)心性或局部輻射分布作出改變的 分辨率傾向于隨著距離像面的偏移距離增大而減小，因?yàn)樾Ｕ靼宓娜魏我稽c(diǎn)處的光影響 像面的面積增大。通過(guò)提供兩個(gè)或更多個(gè)校正表面，其中第一個(gè)校正表面位于照明裝置的像面附近 (即處于像面或非?？拷衩?，而第二個(gè)校正表面仍位于照明裝置的像空間內(nèi)但從照明 裝置的像面偏移，可進(jìn)一步將為了滿(mǎn)足投影透鏡的像面處的目標(biāo)規(guī)范而對(duì)照明裝置的像面 處進(jìn)行的遠(yuǎn)心性和輻射均勻性校正分開(kāi)。第一校正光學(xué)裝置優(yōu)選定位成盡可能接近像面， 以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)心性校正而不影響輻射分布。第二校正光學(xué)裝置從像面偏移，以實(shí)現(xiàn)輻射分布改 變以及遠(yuǎn)心性改變，但優(yōu)選良好地保持在照明裝置的像面內(nèi)，從而在整個(gè)像場(chǎng)內(nèi)以足夠的 分辨率實(shí)現(xiàn)輻射分布的改變。因此，第二校正光學(xué)裝置被最優(yōu)化以校正投影透鏡的像面處 的輻射均勻性，而第一校正光學(xué)裝置被最優(yōu)化以校正投影透鏡的像面處的遠(yuǎn)心性，同時(shí)還 補(bǔ)償由第二校正光學(xué)裝置產(chǎn)生的任何不需要的遠(yuǎn)心性變化。雖然校正光學(xué)裝置被描述為位于照明裝置的像面附近，或至少在照明裝置的像空 間內(nèi)，但本描述還旨在覆蓋照明裝置內(nèi)的共軛位置，諸如在包含視場(chǎng)光闌的中繼透鏡的物 面處。因?yàn)楣曹椕嬲梦挥谡彰餮b置內(nèi)，所以校正光學(xué)裝置可按照任一順序定位，且定位在 共軛面的同一面或相反面上。相比之下，在一致的照明裝置的像面和投影透鏡的物面附近， 校正光學(xué)裝置優(yōu)選保持在照明裝置空間內(nèi)，以使該校正光學(xué)裝置不會(huì)向投影透鏡的成像功 能中引入波前誤差。


圖1是根據(jù)本發(fā)明的包含遠(yuǎn)心性校正器的顯微光刻投影系統(tǒng)的示圖。圖2A是未配置遠(yuǎn)心性校正器的投影系統(tǒng)的一部分的示圖，示出了投影透鏡的像 空間中的遠(yuǎn)心性誤差。圖2B是包含遠(yuǎn)心性校正器的投影系統(tǒng)的一部分的相似示圖，且示出了透鏡透鏡 的像空間中所需的遠(yuǎn)心性校正。
圖3是示出具有交錯(cuò)斜率變化的校正表面的遠(yuǎn)心性校正器的示意性側(cè)視圖。圖4是掩模板附近的照明裝置的像空間內(nèi)的一對(duì)校正器板的示意性側(cè)視圖。圖5是投影系統(tǒng)的照明裝置部分的示圖，示出了與掩模板處的照明裝置的像面共 軛的面附近的一對(duì)校正器板。詳細(xì)描述作為能受益于本發(fā)明的投影系統(tǒng)的示例的一種顯微光刻投影系統(tǒng)10包括光源 12、照明裝置14以及用于將掩模板18的圖像投影到襯底20上的投影透鏡16?？稍谂c照明 裝置14和投影透鏡16的共同光軸M垂直的兩個(gè)正交方向上平移的水平X-Y軸載物臺(tái)22 用于使襯底20相對(duì)于投影透鏡16移動(dòng)，以使襯底20的連續(xù)區(qū)域暴露。垂直Z軸載物臺(tái)沈 用于使投影透鏡16相對(duì)于襯底20沿光軸M平移，以用于將掩模板18的圖像適當(dāng)?shù)鼐劢?到襯底20上。該光源12可采取用于發(fā)出光束觀形式的適于使光敏襯底20顯影的光輻射的各 種形式。例如，光源12可以是諸如針對(duì)某些光譜線的高壓汞弧燈的燈光源或諸如受激準(zhǔn)分 子激光器的激光源，尤其是用于在深紫外光譜內(nèi)操作的那些光源。照明裝置14用于將光束觀整形并在空間上分配該光束觀，且使輻射角和空間輻 射分布設(shè)定針對(duì)光瞳和投影透鏡的像面兩者，其中投影透鏡的像面與襯底20 —致。雖然 未在圖1中詳細(xì)示出，但用于顯微光刻操作的典型照明裝置包括用于會(huì)聚和整形光束洲 的波形測(cè)量?jī)x(profiler)、用于將光匯集到均勻輻射場(chǎng)中的均化器(例如萬(wàn)花筒或蠅眼陣 列)、以及用于將均化器的輸出的圖像中繼到掩模板18的中繼透鏡，其中照明裝置14的像 面與投影透鏡16的物面一致。投影透鏡16優(yōu)選具有比用于提供部分相干成像的照明裝置14的輸出數(shù)值孔徑大 的輸入數(shù)值孔徑，該投影透鏡16將掩模板18的圖像投影到襯底20上。S卩，通常與照明裝 置14中的光瞳(未示出)共軛的投影透鏡16的光瞳(也未示出)優(yōu)選未被照明裝置光瞳 的圖像填滿(mǎn)，但其大小被調(diào)整為會(huì)聚來(lái)自掩模板18的被照明部件的角發(fā)散光，以在襯底20 上產(chǎn)生掩模板18的高分辨率圖像。掩模板1 8的投影圖像可按需被放大或縮小。投影透 鏡16可包括反射或衍射元件以及折射元件，或這些元件的組合，諸如反射折射性光學(xué)裝置 中那樣。也稱(chēng)為“掩模”的掩模板18包括旨在投影到襯底20上的一個(gè)或多個(gè)圖案，且其大 小可被調(diào)整為在投影透鏡16的入瞳的大小以?xún)?nèi)或超過(guò)其大小。具有較大圖案的掩模板可 相對(duì)于投影透鏡平移，以使掩模板圖案的不同部分連續(xù)暴露。光敏襯底20 —般采取諸如用光致抗蝕劑處理從而對(duì)曝光作出反應(yīng)的半導(dǎo)體晶片 或玻璃面板的平板的形式。通常，整個(gè)襯底20不能被一次成像，因此底座30上的水平X-Y 軸平移載物臺(tái)22用于使襯底20在一位置范圍上平移，以整體地照射襯底20的所需工作區(qū) 域。投影透鏡16在底座30上的垂直Z軸平移載物臺(tái)沈上得到支承，用于調(diào)節(jié)投影透鏡16 從襯底20沿光軸M的成像距離?？刂破?2協(xié)調(diào)投影透鏡16、掩模板18、襯底20之間的 相對(duì)運(yùn)動(dòng)以及投影系統(tǒng)10的曝光。遠(yuǎn)心性校正器40被定位于照明裝置14的像空間42中且盡可能靠近掩模板18，用 于將照明裝置的角輻射在投影透鏡16的相鄰物空間44中重新分配，以確保投影系統(tǒng)10至 少在投影透鏡16的像空間46中是遠(yuǎn)心的。在缺少遠(yuǎn)心性校正器40的情況下，如圖2A中所示，照明裝置14的相鄰像空間42和投影透鏡16的物空間44內(nèi)的標(biāo)稱(chēng)遠(yuǎn)心輻射(描述 為照射掩模板18的圖案化表面48——照明裝置14的像面和投影透鏡16的物面——上的 各個(gè)物點(diǎn)M的垂直取向光錐5 導(dǎo)致從投影透鏡16的像空間46中的遠(yuǎn)心性的非線性偏 離(被描繪為在襯底20的光敏表面50——投影透鏡16的像面——上形成相應(yīng)的圖像點(diǎn) 58的多個(gè)斜光錐56)。從遠(yuǎn)心性的偏離在襯底20的表面50上的大小和方向均變化。雖然 掩模板18的圖案化表面48被示為在掩模板的上表面上，但該圖案化表面48也可位于掩模 板18的下表面上，如常見(jiàn)的用于保護(hù)圖案化表面48和減少投影透鏡16操作所需的玻璃量 的情況那樣。雖然位于掩模板的上表面或下表面上，但圖案化表面48還優(yōu)選位于照明裝置 14的像面處或投影透鏡16的物面處。如圖2B所示，通過(guò)在掩模板18之前使照明裝置14的角輻射分布局部地重新分布 (描述為照射掩模板18的表面48上的各個(gè)物點(diǎn)64的各個(gè)斜光錐6 ，以使掩模板18上的 每個(gè)部件在襯底20處遠(yuǎn)心地成像(描述為在襯底20的表面50上形成相應(yīng)的像點(diǎn)68的垂 直取向光錐66)，遠(yuǎn)心性校正器40補(bǔ)償投影透鏡16或掩模板1 8內(nèi)的明顯誤差或設(shè)計(jì)限 制。遠(yuǎn)心性校正器40可類(lèi)似地補(bǔ)償照明裝置14內(nèi)的誤差或設(shè)計(jì)限制，這些誤差或設(shè)計(jì)限制 會(huì)導(dǎo)致從投影透鏡16的像空間46內(nèi)的遠(yuǎn)心性的較高階偏離或以其它方式對(duì)其作出貢獻(xiàn)。如圖3所示，遠(yuǎn)心性校正器40具有基本平坦的主體72，該主體72具有背離平坦形 狀的校正表面74?？赏ㄟ^(guò)對(duì)校正表面74整形以使其包括局部斜率變化(描繪為角φ)以 使射線以不同量和不同方向在照射場(chǎng)上彎曲，來(lái)對(duì)照明裝置14的角輻射分布進(jìn)行調(diào)整。校 正表面74上的局部斜率φ可被認(rèn)為是非球面表面的垂度的一階導(dǎo)數(shù)。通過(guò)對(duì)校正表面74 的較高階改變成為可能的附加自由度可被包括到標(biāo)準(zhǔn)透鏡中，從而定義最優(yōu)化校正表面74 上的局部斜率變化的規(guī)范。例如，此類(lèi)設(shè)計(jì)自由度可在可從總部設(shè)在美國(guó)加利福尼亞州帕 薩迪納市的光學(xué)研究協(xié)會(huì)(Optical research associates)獲得的規(guī)范V光學(xué)設(shè)計(jì)軟件內(nèi) 最優(yōu)化?？杀徽J(rèn)為是非球面表面的垂度的二階導(dǎo)數(shù)的校正表面74上的逐點(diǎn)的斜率變化率 (Δφ)產(chǎn)生影響投影透鏡16的像面50上的輻射不均勻性的局部光功率變化。局部匯聚或 發(fā)散的光的光功率變化通過(guò)掩模板18的校正表面74和圖案化表面48之間的偏移距離來(lái) 操作，從而與照明裝置14的像面和投影透鏡16的物面一致。圖案化表面處的局部輻射分 布影響與校正表面74從圖案化表面48偏移的距離成正比。然而，圖案化表面48處的角和 空間校正的分辨率與偏移距離成反比。遠(yuǎn)心性校正器40的設(shè)計(jì)優(yōu)選被優(yōu)化以平衡投影透鏡16的像面50處的遠(yuǎn)心性和 均勻性要求。實(shí)際上，當(dāng)遠(yuǎn)心性校正器40被納入其它部件的設(shè)計(jì)也經(jīng)過(guò)最優(yōu)化的原始投影 透鏡系統(tǒng)設(shè)計(jì)中時(shí)，可對(duì)像面50處的遠(yuǎn)心性和均勻性作出改進(jìn)。通過(guò)納入或后續(xù)添加遠(yuǎn)心性校正器40可實(shí)現(xiàn)替代或附加的設(shè)計(jì)限制的目標(biāo)。例 如，投影透鏡16可被設(shè)計(jì)成雙遠(yuǎn)心(即在物平面44和像平面46 二者中均遠(yuǎn)心)或以預(yù)定 方式從物空間44中的遠(yuǎn)心性的偏離，以用于諸如支持對(duì)放大率或失真的后續(xù)調(diào)節(jié)的目的。 2007年4月沈日提交且被公布為WO 2007/130299并在2007年12月12日進(jìn)入美國(guó)國(guó)家 階段作為申請(qǐng)No. 11/922，18的共同擁有國(guó)際申請(qǐng)NO.PCT/US2007/010044使用了物面遠(yuǎn)心 性中的非線性變化來(lái)提供對(duì)失真和放大率的調(diào)節(jié)。所需的用于特殊目的的投影透鏡16的 像面50中的遠(yuǎn)心性可類(lèi)似地調(diào)適為設(shè)計(jì)最優(yōu)化的目標(biāo)。
除了改進(jìn)投影系統(tǒng)10的原始設(shè)計(jì)之外或作為其替代方案，遠(yuǎn)心性校正器40可被 用于補(bǔ)償在構(gòu)建投影系統(tǒng)10之后產(chǎn)生的系統(tǒng)誤差或替代性能目標(biāo)。例如，可經(jīng)驗(yàn)地測(cè)量遠(yuǎn) 心性或均勻性誤差(無(wú)論它們的起源為何)，并將它們用作設(shè)計(jì)或重新設(shè)計(jì)遠(yuǎn)心性校正器 40的基礎(chǔ)?？稍谕队巴哥R16的像面50處直接測(cè)量或根據(jù)與襯底20上的已知圖案出現(xiàn)相 關(guān)聯(lián)的誤差推斷從所需輻射分布的空間或角偏離。需要由遠(yuǎn)心性校正器40補(bǔ)償?shù)臏y(cè)得誤 差可被納入常規(guī)設(shè)計(jì)軟件中作為相反目標(biāo)符號(hào)。雖然遠(yuǎn)心性校正器40被示為具有斜率存在較高階變化的單個(gè)校正表面的標(biāo)稱(chēng)平 坦折射光學(xué)裝置，但遠(yuǎn)心性校正器40也可被納入不同形狀的折射光學(xué)裝置或諸如反射性 或折射性光學(xué)裝置的非折射光學(xué)裝置中。梯度折射率變化也可被替代或附加用于產(chǎn)生光的 局部重定向的表面形狀改性使用。輸入和輸出表面二者均可被用于影響所需校正。還可使 用一個(gè)以上遠(yuǎn)心性校正器，諸如用于納入到原始設(shè)計(jì)中的一個(gè)校正器和用于補(bǔ)償稍后測(cè)量 的誤差的另一個(gè)校正器。優(yōu)選地，遠(yuǎn)心性校正器被納入該設(shè)計(jì)中作為附加的光學(xué)元件，但該 遠(yuǎn)心性校正器也可被納入該設(shè)計(jì)的現(xiàn)有元件中，諸如通過(guò)將其它平坦或球面光學(xué)裝置的表 面改性。雖然該遠(yuǎn)心性校正器40優(yōu)選定位于盡可能接近掩模板18同時(shí)適應(yīng)諸如用于調(diào)節(jié) 或替換掩模板的需求或保護(hù)掩模板免遭環(huán)境損壞所需的間隙之類(lèi)的機(jī)械限制，但該遠(yuǎn)心性 校正器40可替代地位于與掩模板18共軛的照明裝置平面內(nèi)，諸如在均化器的輸出附近的 平面。分開(kāi)的遠(yuǎn)心性校正器可被定位于兩個(gè)或更多個(gè)共軛面中的每一個(gè)中，以更好地滿(mǎn)足 投影透鏡16的像面處的遠(yuǎn)心性和均勻性，以及用于該設(shè)計(jì)中的其它位置(諸如投影透鏡1 6的物面處)的遠(yuǎn)心性或均勻性的其它目標(biāo)。圖4示出在折射體84和94中形成的具有各自的非球面校正表面82和92的兩個(gè) 校正器板80和90的組合。校正器90的校正表面92定位成盡可能靠近掩模板18的圖案 化表面48，用于影響圖案化表面48處(即在照明裝置14的像面和投影透鏡16的物面處) 的遠(yuǎn)心性至高分辨率，同時(shí)對(duì)該圖案化表面48處的輻射分布的影響最小。校正器80的校 正表面82被定位于距離圖案化表面48的偏移距離“D”處，用于影響該圖案化表面48的輻 射均勻性和遠(yuǎn)心性二者。校正器80的校正表面82的局部曲率可被最優(yōu)化以在圖案化表面 48處提供所需的輻射分布。校正器90的校正表面92的局部斜率可被最優(yōu)化，以在圖案化 表面48處提供所需遠(yuǎn)心性，同時(shí)補(bǔ)償校正表面82的任何不希望有的遠(yuǎn)心性效果。校正表 面82和92可一起被最優(yōu)化以在掩模板18的圖案化表面48所定位的照明裝置14的像面 處實(shí)現(xiàn)所需遠(yuǎn)心性和所需輻射分布。作為實(shí)際問(wèn)題，在校正表面92與照明裝置14的像面之間一般需要一些間距，以物 理地容納掩模板18。因?yàn)榇祟?lèi)校正表面92也會(huì)影響像面處的光分布，所以即使與另一校正 表面82協(xié)作，兩個(gè)表面82和92的最優(yōu)化也可能需要投影透鏡16的像面處的遠(yuǎn)心性的目 標(biāo)值與輻射均勻性之間的一些折衷。然而，如圖5中描述的照明裝置14的放大圖所示，替 代的校正光學(xué)裝置112可被定位成使其校正表面114位于與照明裝置14的像面122共軛 的均勻平面116處，以與輻射均勻性無(wú)關(guān)地校正遠(yuǎn)心性。如圖5中進(jìn)一步詳細(xì)描繪的照明裝置14包括光束波形測(cè)量?jī)x104，用于對(duì)來(lái)自光 源12的光整形并填充均化器106，該均化器106將光整合到包含視場(chǎng)光闌118的均勻平面 116中。中繼透鏡120將視場(chǎng)光闌118成像到照明裝置14的均勻像面122上，該均勻像面122與投影透鏡16的物面IM —致。掩模板18的圖案化表面48位于一致的照明裝置12 的像面122和投影透鏡14的物面IM處。校正光學(xué)裝置112的校正表面114位于共軛的 均勻表面116處，用于與同一像面和物面122和IM處的輻射均勻性無(wú)關(guān)地相似地影響該 共軛的均勻表面116與一致的像面和物面122和IM處的遠(yuǎn)心性。第二校正光學(xué)裝置108 包括定位成偏離共軛面116的校正表面110，用于影響共軛均勻面116與一致的像面和物面 122和IM 二處的輻射分布。雖然第二校正光學(xué)裝置108優(yōu)選位于均化器106與共軛均勻 面116之間，以不干擾視場(chǎng)光闌118的成像，但第二校正光學(xué)裝置108也可位于共軛均勻面 116和中繼透鏡120之間，因?yàn)樵谡彰餮b置14內(nèi)或在中繼透鏡120與像面122之間的照明 裝置像空間中成像的要求較低。雖然圖4的校正光學(xué)裝置80和90的校正表面82和92以及校正光學(xué)裝置108和 112的校正表面110和114被示為成形在不同的折射體(例如84和88)上，但校正表面82、 92和110、114也可被成形在單個(gè)折射體的不同面上。校正表面92或114優(yōu)選定位成盡可 能接近照明裝置14的像面122或照明裝置14的共軛面116，同時(shí)校正表面82和110偏移 單個(gè)折射體的厚度。雖然已關(guān)于常規(guī)顯微光刻投影系統(tǒng)10描述了本發(fā)明，但本發(fā)明也可應(yīng)用于各種 光刻投影系統(tǒng)，包括其中掩模板圖案通過(guò)可編程空間光調(diào)制器形成的投影系統(tǒng)?；趯?duì)本 發(fā)明陳述的示教，其它修改和改進(jìn)對(duì)本領(lǐng)域技術(shù)人員將顯而易見(jiàn)。
權(quán)利要求
1.一種光刻投影系統(tǒng)，包括光源，用于從所述光源接收光的照明裝置，所述照明裝置用于照射所述照明裝置的像面處的 掩模板，用于向襯底上投影所述掩模板的圖像的投影透鏡，以及位于所述照明裝置的像面或像面的共軛面附近的遠(yuǎn)心性校正器，用于使照射所述掩模 板的光進(jìn)行局部角度重新分布，以匹配所述襯底處的遠(yuǎn)心性目標(biāo)規(guī)范。
2.如權(quán)利要求1所述的投影系統(tǒng)，其特征在于，所述遠(yuǎn)心性校正器位于所述照明裝置 的像面內(nèi)。
3.如權(quán)利要求1所述的投影系統(tǒng)，其特征在于，所述遠(yuǎn)心性校正器與所述掩模板基本 毗鄰或共軛。
4.如權(quán)利要求1所述的投影系統(tǒng)，其特征在于，所述遠(yuǎn)心性校正器包括校正表面，所述 校正表面具有用于實(shí)現(xiàn)光的局部角度重新分布的局部斜率變化。
5.如權(quán)利要求4所述的投影系統(tǒng)，其特征在于，所述局部斜率的變化率被調(diào)節(jié)以控制 所述襯底上的輻射均勻性。
6.一種用于實(shí)現(xiàn)包括照明裝置和投影透鏡的顯微光刻投影系統(tǒng)的遠(yuǎn)心性和輻射均勻 性目標(biāo)的方法，包括步驟定義所述投影透鏡的像面處的遠(yuǎn)心性和輻射均勻性的目標(biāo)，以及最優(yōu)化所述照明裝置、所述投影透鏡以及位于所述照明裝置的像面或像面的共軛面附 近的遠(yuǎn)心性校正器的設(shè)計(jì)，以實(shí)現(xiàn)所述遠(yuǎn)心性和輻射均勻性的目標(biāo)，其中所述遠(yuǎn)心性校正器的最優(yōu)化包括控制所述遠(yuǎn)心性校正器中的局部變化以接近遠(yuǎn) 心性目標(biāo)，以及控制遠(yuǎn)心性校正器中的局部變化的變化率以接近輻射均勻性目標(biāo)。
7.如權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，所述遠(yuǎn)心性校正器中的局部變化包括校正 表面中的局部斜率變化，且所述局部變化中的變化率包括校正表面中的局部斜率變化的變 化率。
8.如權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，所述遠(yuǎn)心性校正器中的局部變化包括校正 表面中的局部折射率變化，且所述局部變化中的變化率包括校正表面中的局部折射率變化 的變化率。
9.一種補(bǔ)償包括照明裝置和投影透鏡的光刻投影系統(tǒng)中的實(shí)驗(yàn)測(cè)得誤差的方法，包括 以下步驟標(biāo)識(shí)投影透鏡的像面處的遠(yuǎn)心性誤差，在所述照明裝置的像面處設(shè)定經(jīng)修改的遠(yuǎn)心性目標(biāo)，以補(bǔ)償所標(biāo)識(shí)的遠(yuǎn)心性誤差，以及在位于所述照明裝置的像面或像面的共軛附近的遠(yuǎn)心性校正器中納入變化，以達(dá)到經(jīng) 修改的遠(yuǎn)心性目標(biāo)。
10.如權(quán)利要求9所述的方法，其特征在于，所述遠(yuǎn)心性校正器包括校正表面，且納入 變化的所述步驟包括在所述校正表面中產(chǎn)生局部斜率變化。
11.如權(quán)利要求9所述的方法，其特征在于，包括以下步驟標(biāo)識(shí)所述投影透鏡的像面處的輻射均勻性誤差，在所述照明裝置的像面處設(shè)定經(jīng)修改的遠(yuǎn)心性目標(biāo)，以補(bǔ)償所標(biāo)識(shí)的輻射均勻性誤 差，以及在所述遠(yuǎn)心性校正器中納入變化，以達(dá)到經(jīng)修改的輻射均勻性目標(biāo)。
12.如權(quán)利要求11所述的方法，其特征在于，所述遠(yuǎn)心性校正器具有校正表面，且納入 變化的所述步驟包括控制所述校正表面中的局部斜率變化，以接近經(jīng)修改的遠(yuǎn)心性目標(biāo)。
13.如權(quán)利要求11所述的方法，其特征在于，所述遠(yuǎn)心性校正器具有校正表面，且納入 變化的所述步驟包括控制所述校正表面中的局部斜率變化的變化率，以接近經(jīng)修改的輻射 均勻性目標(biāo)。
14.如權(quán)利要求11所述的方法，其特征在于，所述遠(yuǎn)心性校正器具有校正表面，且納入 變化的所述步驟包括控制所述校正表面中的局部斜率變化以接近經(jīng)修改的遠(yuǎn)心性目標(biāo)，并 控制所述校正表面中的局部斜率變化的變化率以接近經(jīng)修改的輻射均勻性目標(biāo)。
15.一種光刻投影系統(tǒng)，包括光源，用于從所述光源接收光的照明裝置，所述照明裝置用于照射所述照明裝置的像面處的 掩模板，用于向襯底上投影所述掩模板的圖像的投影透鏡，第一校正表面，用于使照射所述掩模板的光進(jìn)行局部角度重新分布，以接近所述襯底 處的遠(yuǎn)心性目標(biāo)規(guī)范，第二校正表面，用于使照射所述掩模板的光進(jìn)行局部空間重新分布，以接近所述掩模 板處的輻射均勻性規(guī)范，所述第一校正表面位于所述照明裝置的像面或所述像面的共軛附近，以及所述第二校正表面從所述照明裝置的像面或所述像面的共軛偏移。
16.如權(quán)利要求15所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述第一校正表面包括用于實(shí)現(xiàn)光的局 部角度重新分布的局部斜率變化。
17.如權(quán)利要求16所述的投影系統(tǒng)，其特征在于，所述第二校正表面包括用于實(shí)現(xiàn)光 的局部空間重新分布的局部斜率變化率。
18.如權(quán)利要求15所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述第一校正光學(xué)裝置補(bǔ)償所述第二校 正表面所實(shí)現(xiàn)的光的局部角度重新分布，用于匹配所述襯底處的遠(yuǎn)心性目標(biāo)規(guī)范。
19.如權(quán)利要求15所述的投影系統(tǒng)，其特征在于，所述第一和第二校正表面分別在(a) 兩個(gè)校正光學(xué)裝置的一面和(b) —個(gè)校正光學(xué)裝置的兩面中的至少之一上形成。
全文摘要
一種遠(yuǎn)心性校正器被納入到顯微光刻投影系統(tǒng)中，以在該顯微光刻投影系統(tǒng)的輸出處實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)心性目標(biāo)。該遠(yuǎn)心性校正器位于該投影系統(tǒng)的照明裝置與投影透鏡之間，優(yōu)選正好在用于控制照射掩模板的光的角分布的掩模板之前。
文檔編號(hào)G03F7/20GK102077143SQ200980126128
公開(kāi)日2011年5月25日 申請(qǐng)日期2009年6月25日 優(yōu)先權(quán)日2008年6月30日
發(fā)明者J·D·康納爾, J·D·瑪拉齊, J·E·韋伯, P·F·米開(kāi)羅斯基 申請(qǐng)人:康寧股份有限公司