使衍射能够受控的光刻照射设备的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及一种光刻设备的照射器，并设及该种光刻设备。
【背景技术】
[0002] 光刻法是一种用于制造半导体器件的技术，其通过使用电磁福射而在半导体器件 上产生细小图案。出于此种目的，光刻设备的照射器照射掩膜，掩膜的图像投射在半导体片 (也被称为"晶圆"）上。
[0003]参考图1，已知的照射器通常包括衍射光学元件（也称作DOE)，其由照射源r进 行照射。
[0004] 照射源r例如为激光源。
[0005] 元件1可W是通常用于产生衍射的任意元件，例如球形微透镜的二维阵列、菲涅 尔透镜、衍射光栅等。该元件起到光学散射设备的作用，并且具有的主要功能为在其输出处 产生具有通常所需图案的光瞳，例如盘形或环形。
[0006] 照射器在元件1的输出处包括由数个透镜形成的变焦器（zoom) 2。变焦器2的功 能是将元件1的出射光瞳的像恢复至有限的距离，并且能够使其尺寸变化。
[0007] 微透镜阵列L1放置在变焦器2的出射处，其由包含两个互相面对的面的平板组 成，并且在每个面上形成有球形的或圆柱形的微透镜的网络。微透镜阵列L1将入射光束在 变焦器2的出射处分裂成为多个子光束。换句话说，阵列L1的出射光瞳分解为子出射光瞳。 [000引第二微透镜阵列L2位于第一微透镜阵列L1的下游，使得L1L2系统是无焦点的。
[0009] 第S微透镜阵列L3位于第二微透镜阵列L2的下游。快口 3位于该第S阵列L3 的像方焦点处，包括孔径W有规律的间隔在其上形成的板或栅格。可选地，快口 3可W包括 两个板31、32,该两个板31、32沿着正交于光轴的方向，或正交于光轴并且必要时相互正交 的方向，与掩膜7W及待被照射的晶圆W的移动而同步移动。可W参考文献W02007/028793 W获得制作该快口的更多细节。
[0010] 在各种情况中，快口 3使得能够控制照射量、图像格式W及在掩膜7上的照度分 布。为此，快口 3定位在与聚光器5的焦平面共辆的平面上，掩膜7定位于聚光器5的焦平 面的略微下游。该使得能够防止光传输出所需的区域，在被照射的晶圆上产生杂散光。事 实上掩膜相对于聚光器的焦平面略微地散焦，使得能够通过使光脉冲能量的时间变化平滑 而改进照射量的控制。
[0011] 事实上快口 3的上游的L1L2网络系统是无焦点的，该使得能够限制照射快口的系 统的出射子光瞳的尺寸。因此，存在位于光束的微透镜之间的无照射区域，其中当像场必须 被完全照射时，快口 3的不透明部分可W被定位而不中断光束。该使得在快口的出射处子 光束能够被急剧地中断，W及在掩膜处被急剧地封闭（obturation)。
[0012] 第=微透镜阵列L3的像方焦点位于聚光器5的物方焦点处，W便使得照射器是远 屯、的，也即，使得照射器的出射光瞳是在无限远处的。关于聚光器5,其包括多个透镜，通过 该些透镜，来自L1L2阵列的子光束可W在掩膜处叠加。
[0013] 孔障设备（dispositifd'apodisation)6也放置在聚光器5和掩膜7之间。
[0014] 如之前所述，快口 3定位于聚光器的焦平面的共辆平面，W便确保光束10的急剧 封闭。
[0015] 对于沿着一维的光束，也即，当必须确保光束的封闭沿着在快口的平面上的第一 轴时，该种照射器尤其提供良好的结果。
[0016] 然而，在必须确保封闭沿着快口平面的两个轴，尤其是两个垂直于光轴并且互相 垂直的轴的假设下，会出现成像问题。
[0017] 实际上，照射器的远屯、条件要求快口 3在两个封闭轴的方向都定位于微透镜阵列 L3的物方焦点处。另一方面，快口在掩膜上的像清晰条件要求微透镜阵列L3的像方焦点在 两个方向上都位于聚光器的物方焦点处。
[001引该些条件都要求微透镜阵列L3应该沿着两个方向都具有相同的焦距。此时，在 该种类型的照射器中，由于微透镜的焦距具有与所述微透镜的厚度相同的数量级，要确保 获得该种结果，并且因此保证快口和掩膜之间在两个方向上的完美结合在几何学上不可能 的。
[0019] 在另一方面，快口导致衍射现象，其使得在聚光器的平面上难W获得快口的清晰 的像，并且因此在掩膜上难W获得快口的清晰的像。更具体地，根据比源于微透镜阵列L1L2 的子光束的孔径更大的孔径，通过栅格进行的光的衍射分散了光束。由此导致了两个负面 结果：
[0020] -如果衍射过大，来自快口的光可能不穿过正确的微透镜阵列13,而在子光束100 之间产生串扰并且在掩膜上产生干设现象。
[0021] -快口的衍射导致在第S微透镜阵列L3的输入处的子光束的孔径增大。此时，更 大的孔径限制了微透镜阵列L3的物方景深，该增加了快口相对于该阵列L3的物方焦平面 的散焦的敏感性。照射器的调整因此变得更加复杂。
【发明内容】
[0022] 本发明提出解决至少一个上述问题。
[0023] 出于此种目的，提出一种光刻设备的照射器，其包括：
[0024] -光束的光源，
[002引-聚光器，
[0026] -光均化系统，其包括至少一个微透镜阵列，所述系统定位于聚光器的上游，W及
[0027] -快n，其定位于光均化系统的物方焦点处，
[002引照射器进一步包括孔径光阔网络，其定位于快口的平面的傅里叶变换平面上，或 傅里叶平面上。
[0029] 有利地，但可选地，本发明进一步包括至少一个下述特征；
[0030] -孔径光阔网络包括多个光阔，所述多个光阔放置为面向光均化系统的阵列的微 透镜，光阔网络的每个光阔放置为面向对应的微透镜，
[0031] -光均化系统的第一微透镜阵列关于光轴方向的焦距fi、快口的照射角度0W及 光阔的孔径b适合于使得穿过光阔的光线具有相干因子a该相干因子包含在 0 0.2和0.8之间，
[0032] -光阔的孔径和穿过所述光阔的光线的相干因子从一个光阔到另一个光阔是变化 的，
[0033]-光阔的孔径和光线的相干因子在两个相邻的光阔之间是可变的，
[0034] -孔径的分布是随机的，
[0035] -孔径从一个光阔到另一个光阔的变化包含在0和50%之间，并且优选为在0和 30 %之间，
[0036] -光均化系统的像方焦平面定位于聚光器的物方焦平面上。
[0037] 本发明的目标进一步设及一种光刻设备，其包括掩膜和根据本发明的照射器，其 中照射器的快口定位于聚光器的像方焦平面的共辆面上。
[003引本发明具有许多优点。
[0039] 根据本发明的照射器满足不仅在正交于光轴的第一方向上而且在正交于光轴并 且优选为正交于第一方向的第二方向上的快口和待照射掩膜之间的结合条件。
[0040] 另外，根据本发明的照射器使得能够控制设及快口的衍射效应，从而增加了快口 在掩膜上的像的清晰度。通过控制孔径，能够进一步使得第=微透镜阵列L3对栅格相对于 微透镜阵列L3的物方焦平面的散焦的敏感性更低，而该会有助于根据本发明的照射器的 安装和调整。
【附图说明】
[0041] 本发明的其他特征、目标和优点通过W下描述将变得清楚，该些描述是纯粹说明 性的并且是非限定性的，其应该参考附图进行阅读，其中：
[0042] -已经描述的图1示意性地显示了现有技术中已知的照射器；
[0043] -图2a、化和2c示意性地显示了根据本发明的照射器的不同实施方案；
[0044] -图3显示了关于在快口下游的微透镜阵列的布置。
[0045] -图4显示了取决于穿过光阔（diap虹agmes)网络的光束的相干性的在聚光器的 物方焦平面上快口的狭槽的像。
【具体实施方式】
[oow照射器的一般描i术
[0047] 图2a至2c示意性地显示了根据本发明的照射器的一部分。
[0048] 在图2a中，照射器包括：光束10的光源1'，例如激光源；衍射元件1，其位于光源 r的出射处；W及变焦器2 (该些元件未显示在图化和图2c中）。
[0049] 其进一步包括无焦点系统L1L2,所述无焦点系统L1L2在变焦器2的出射处由第一 和第二微透镜阵列L1和L2组成。
[0050] 光束10在无焦点系统L1L2的出射处包括多个子光束100,所述多个子光束100形 成无焦点系统L1L2的出射子光瞳。
[0化1] 照射器包括快口 3,其显示为两个栅格31、32,并且定位于无焦点系统L1L2的出射 光瞳处。
[0052] 包括第S微透镜阵列L3的光均化系统4位于快口 3的下游，使得快口 3定位于光 均化系统4的物方焦平面上。
[0053] 照射器还包括聚光器5,通过聚光器5能够将来自无焦点系统L1L2的子光束100 叠加至光刻掩膜7上，孔障装置6设置在聚光器5和掩膜7所定位于的平面之间。
[0054] 聚光器5的物方焦平面有利地定位于均化系统4的像方焦平面上，W便确保快口 在掩膜上的像的清晰度。
[0化5] 包括该种照射器的光刻设备也包括掩膜7,掩膜7定位于待蚀刻的晶圆W上，快口 定位于聚光器5的像方焦平面的共辆平面上，应当理解，在使用期间，光学投射在晶圆W上 产生掩膜7的像。