专利名称：照射系统、光刻设备和方法
技术领域：
本发明涉及ー种照射系统、光刻设备和器件制造方法。
背景技术：
光刻设备是ー种将所需图案应用到衬底的目标部分上的机器。例如，可以将光刻设备用在集成电路(IC)的制造中。在这种情况下，可以将可选地称为掩模或掩模版的图案形成装置用于生成对应于所述IC的单层的电路图案，且该图案可以被成像到具有辐射敏感材料(抗蚀剂)层的衬底(例如，娃晶片)的目标部分(例如，包括一部分管芯、一个或多个管芯)上。通常，单个衬底将包含被连续曝光的相邻目标部分的网络。公知的光刻设备包括所谓步进机，在所述步进机中，通过将整个图案一次曝光到所述目标部分上来辐射每一个目标部分；以及所谓扫描器，在所述扫描器中，通过辐射束沿给定方向(“扫描”方向)扫描所述图案、同时沿与该方向平行或反向平行的方向同步扫描所述衬底来辐射每ー个目标部分。已知将特定的角分布施加至入射到掩模或掩模版上的辐射，用于改善将图案从图案形成装置投影到衬底上的精度。将角分布应用至光刻设备的照射系统中的辐射。角分布的形式，作为照射系统的光瞳面中的空间分布，极容易看到和识别。常见的照射模式包括环形模式、双极模式和四极模式。例如，期望提供ー种照射系统，其能够以未被现有技术公开的方式形成照射模式。
发明内容
根据本发明的第一方面，提供了ー种照射系统，所述照射系统包括配置成朝向光瞳面引导辐射的可控反射镜阵列和配置成朝向所述可控反射镜阵列引导辐射子束的透镜阵列；其中所述透镜阵列的第一透镜和所述可控反射镜阵列中的可控反射镜形成了具有第一光焦度的第一光通道，所述透镜阵列中的第二透镜和所述可控反射镜阵列中的可控反射镜形成具有第二光焦度的第二光通道，使得由所述第一光通道形成的辐射子束在所述光瞳面处具有第一横截面面积和形状，由所述第二光通道形成的辐射子束在所述光瞳面处具有第二不同的横截面面积和/或形状。所述第一光通道可以是具有所述第一光焦度的一组光通道中的ー个，所述第二光通道可以是具有所述第二光焦度的一组光通道中的ー个。第三组光通道可以由第三组透镜和可控反射镜形成，所述第三组光通道设置有第三光焦度，使得由所述第三组光通道形成的辐射子束在所述光瞳面处具有第三横截面面积和/或形状。具有相同光焦度的至少ー组透镜或可控反射镜设置成彼此相邻。所述透镜或可控反射镜组可以设置成透镜排或可控反射镜排。所述照射系统还可以包括额外的透镜阵列，所述额外的透镜阵列被沿着所述照射系统的光轴与所述透镜阵列分开。所述额外的透镜阵列中的透镜的阵列可以沿着所述照射系统的光轴移动。所述透镜阵列的子组或所述额外的透镜阵列可以沿着所述照射系统的光轴移动。所述透镜阵列或所述额外的透镜阵列中的至少ー些透镜可以是圆柱透镜。沿第一方向提供光焦度的至少ー些圆柱透镜可以设置在所述透镜阵列中，沿第二大致垂直的方向提供光焦度的至少ー些相关的圆柱透镜可以设置在所述额外透镜阵列中。所述可控反射镜阵列可以包括不同尺寸的反射镜。更大的反射镜可以接收多于一个的辐射子束。更大的反射镜可以设置在所述反射镜阵列的外部。所述可控反射镜阵列可以是多个可控反射镜阵列中的ー个。第一可控反射镜阵列可以配置成在第二可控反射镜阵列中的反射镜之间切换辐射子束。所述可控反射镜阵列中的至少ー个阵列可以包括反射镜，所述反射镜具有光焦度，所述光焦度不同于至少另一可控反射镜阵列中的反射镜的光焦度。所述透镜阵列可以沿着大致横向于照射系统的光轴的方向移动。所述透镜阵列可以包括被沿着大致平行于照射系统的光轴的方向彼此相对偏移的透镜。孔阑阵列可以位于透镜阵列的前面。孔阑阵列中的孔阑的尺寸可以是可调节的。根据本发明的第二方面，提供了ー种光刻设备，包括根据前述任一方案所述的照射系统，所述照射系统配置成提供辐射束；用干支撑图案形成装置的支撑结构，所述图案形成装置用于在辐射束的横截面中将图案赋予辐射束；用于保持衬底的衬底台；和投影系统，用于将所述图案化的辐射束投影到所述衬底的目标部分上。根据本发明的第三方面，提供了ー种形成照射模式的方法，所述方法包括使用透镜阵列将辐射束分离成辐射子束，所述辐射子束入射到可控反射镜阵列中的反射镜上；和利用所述可控反射镜阵列朝向光瞳面引导所述辐射子束；其中第一透镜和可控反射镜形成了具有第一光焦度的第一光通道，第二透镜和可控反射镜形成了具有第二光焦度的第二光通道，使得由所述第一光通道形成的辐射子束在所述光瞳面处具有第一横截面面积和形状，由所述第二光通道形成的辐射子束在所述光瞳面处具有第二不同的横截面面积和/或形状。所述照射系统还可以包括额外的透镜阵列，所述方法还包括通过改变所述透镜阵列和所述额外的透镜阵列之间的间隔来调节所述辐射子束的横截面面积。根据本发明的第四方面，提供了根据本发明的第三方面的方法制造的器件。根据本发明的第五方面，提供了ー种照射系统，所述照射系统包括用于朝向光瞳面引导辐射的至少两个可控反射镜阵列和配置成朝向所述至少两个可控反射镜阵列引导辐射子束的至少两个相关的透镜阵列；其中所述第一阵列中的透镜和可控反射镜形成了具有第一光焦度的光通道，所述第二阵列中的透镜和可控反射镜形成了具有第二光焦度的光通道，使得由所述第一阵列的透镜和可控反射镜形成的辐射子束在所述照射系统的光瞳面处具有第一横截面面积和形状，由所述第二阵列的透镜和可控反射镜形成的辐射子束在所述照射系统的光瞳面处具有与之不同的第二横截面面积和/或形状。
现在參照随附的示意性附图，仅以举例的方式，描述本发明的实施例，其中，在附图中相应的附图标记表示相应的部件，且其中图I示出了根据本发明的一实施例的光刻设备；图2示出了现有技术中已知的一光刻设备的照射系统的一部分；图3和4示出了可以利用本发明的实施例形成的照射模式；图5不出了根据本发明的一实施例的光刻设备的照射系统的一部分；图6示出了形成本发明的一实施例的一部分的透镜阵列；和图7示出了根据本发明的一实施例的光刻设备的照射系统的一部分；图8示出了可以形成本发明的一实施例的一部分的反射镜的阵列；
图9示出了成第一配置的根据本发明的一实施例的光刻设备的照射系统的一部分；图10示出了成第二配置的图9的设备；图11示出了成第一配置的根据本发明的一实施例的光刻设备的照射系统的一部分；图12示出了成第二配置的图11的设备；图13示出了根据本发明的一实施例的光刻设备的照射系统的一部分；和图14不出了根据本发明的一实施例的光刻设备的照射系统的一部分。
具体实施例方式尽管在本文中可以做出具体的參考，将所述光刻设备用于制造1C，但应当理解这里所述的光刻设备可以有其他的应用，例如，集成光学系统、磁畴存储器的引导和检测图案、液晶显示器(IXD)、薄膜磁头等的制造。本领域技术人员应该理解的是，在这种替代应用的情况中，可以将其中使用的任意术语“晶片”或“管芯”分别认为是与更上位的术语“衬底”或“目标部分”同义。这里所指的衬底可以在曝光之前或之后进行处理，例如在轨道(一种典型地将抗蚀剂层涂到衬底上，并且对已曝光的抗蚀剂进行显影的工具)、量测工具或检验工具中。在可应用的情况下，可以将此处的公开内容应用于这种和其它衬底处理工具中。另外，所述衬底可以处理一次以上，例如以便产生多层1C，使得这里使用的所述术语“衬底”也可以表示已经包含多个已处理层的衬底。在上下文允许的情况下，这里使用的术语“辐射”和“束”包含全部类型的电磁辐射，包括:紫夕卜(UV)辐射(例如具有365、248、193、157或126nm的波长)和极紫外(EUV)辐射(例如具有在5-20纳米范围内的波长)以及粒子束，诸如离子束或电子束。这里所使用的术语“图案形成装置”应该被广义地理解为表示能够用于将图案在辐射束的横截面上赋予辐射束、以便在衬底的目标部分上形成图案的任何装置。应当注意，被赋予辐射束的图案可能不与在衬底的目标部分上的所需图案完全相符。通常，被赋予辐射束的图案将与在目标部分上形成的器件中的特定的功能层相对应，例如集成电路。图案形成装置可以是透射式的或反射式的。图案形成装置的示例包括掩模、可编程反射镜阵列以及可编程液晶显示(LCD)面板。掩模在光刻术中是公知的，并且包括诸如ニ元掩模类型、交替型相移掩模类型、衰减型相移掩模类型和各种混合掩模类型之类的掩模类型。可编程反射镜阵列的示例采用小反射镜的矩阵布置，每ー个小反射镜可以独立地傾斜，以便沿不同方向反射入射的辐射束；以这种方式，使被反射的束形成图案。
所述支撑结构MT保持所述图案形成装置。支撑结构MT以依赖于图案形成装置的方向、光刻设备的设计以及诸如图案形成装置是否保持在真空环境中等其它条件的方式保持图案形成装置。所述支撑结构MT可以采用机械夹持、真空或其它夹持技术来保持图案形成装置，例如在真空条件下的静电夹持技木。所述支撑结构MT可以是框架或台，例如，其可以根据需要成为固定的或可移动的，和可以确保图案形成装置位于所需的位置上(例如相对于投影系统)。在这里使用的任何术语“掩模版”或“掩模”都可以认为与更上位的术语“图案形成装置”同义。这里使用的术语“投影系统”应该广义地解释为包括各种类型的投影系统，包括折射型光学系统、反射型光学系统、反射折射型光学系统，如对于所使用的曝光辐射所适合的、或对于诸如使用浸没流体或使用真空之类的其他因素所适合的。这里使用的任何术语“投影透镜”可以认为是与更上位的术语“投影系统”同义。所述照射系统可以包括各种类型的光学部件，包括折射型、反射型、折射反射型光学部件，用于引导、成形、或控制辐射束，这样的部件还可以在下文被统称或単独称为“透镜”。所述光刻设备可以是具有两个(双台)或更多的衬底台(和/或两个或更多的支撑结构)的类型。在这种“多台”机器中，可以并行地使用附加的台，或可以在ー个或更多个台上执行预备步骤的同时，将ー个或更多个其它台用于曝光。光刻设备还可以是衬底被相对高折射率的液体(例如水)浸没、以便填充在投影系统的最終元件和衬底之间的空间的类型。浸没技术用于増加投影系统的数值孔径在本领域中是公知的。图I示意性地示出根据本发明的特定实施例的光刻设备。所述设备包括-照射系统IL，用于调节辐射束PB(例如，深紫外(DUV)辐射或极紫外(EUV)辐射)；-支撑结构MT，用干支撑图案形成装置(例如掩模)MA并与用于相对于投影系统PL精确地定位图案形成装置的第一定位装置PM相连；_衬底台(例如晶片台)WT，用于保持衬底(例如涂覆有抗蚀剂的晶片)W，并与用于相对于投影系统PL精确地定位衬底的第二定位装置PW相连；和-投影系统(例如折射式投影透镜系统)PL，所述投影系统PL配置用于将由图案形成装置MA赋予辐射束PB的图案成像到衬底W的目标部分C (例如包括一根或更多根管芯)上。如这里所示的，所述设备是透射型的(例如，采用透射式掩模)。替代地，所述设备可以是反射型的(例如，采用如上所述类型的可编程反射镜阵列，或采用反射式掩模)。所述照射器IL接收从辐射源SO发出的辐射束。该源和所述光刻设备可以是分立的实体(例如当该源为准分子激光器吋)。在这种情况下，不会将该源考虑成形成光刻设备 的一部分，并且通过包括例如合适的定向反射镜和/或扩束器的束传递系统BD的帮助，将所述辐射束从所述源SO传到所述照射器1し在其它情况下，所述源可以是所述光刻设备的组成部分(例如当所述源是汞灯时)。可以将所述源SO和所述照射器IL、以及如果需要时设置的所述束传递系统BD —起称作辐射系统。照射系统IL可以调节辐射束，例如使用均化器消除束中的非均一性。照射系统还可以将辐射束形成为期望的照射模式，以例如改善将图案从图案形成装置MA投影到衬底上的精度。在下文进ー步描述了将辐射束形成为期望的照射模式。所述辐射束PB入射到保持在支撑结构MT上的所述图案形成装置(例如，掩模)MA上。已经穿过图案形成装置MA之后，所述辐射束PB通过透镜PL，所述透镜PL将辐射束聚焦到所述衬底W的目标部分C上。通过第二定位装置PW和位置传感器IF (例如，干涉仪器件)的帮助，可以精确地移动所述衬底台WT，例如以便将不同的目标部分C定位于所述辐射束PB的路径中。类似地，例如在从掩模库的机械获取之后，或在扫描期间，可以将所述第一定位装置PM和另ー个位置传感器(图I中未明确示出)用于相对于所述辐射束PB的路径精确地定位图案形成装置MA。通常，可以通过形成所述定位装置PM和PW的一部分的长行程模块(粗定位)和短行程模块(精定位)的帮助来实现载物台MT和WT的移动。在步进机的情况下(与扫描器相反)，所述支撑结构MT可以仅与短行程致动器相连，或可以是固定的。可以使用图案形成装置对准标记Ml、M2和衬底对准标记Pl、P2来对准图案形成装置MA和衬底W。可以将所述设备用于以下优选模式中 I.在步进模式中，在将支撑结构MT和衬底台WT保持为基本静止的同吋，将赋予所述辐射束PB的整个图案一次投影到目标部分C上(即，単一的静态曝光)。然后将所述衬底台WT沿X和/或Y方向移动，使得可以对不同目标部分C曝光。在步进模式中，曝光场的最大尺寸限制了在単一的静态曝光中成像的所述目标部分C的尺寸。2.在扫描模式中，在对支撑结构MT和衬底台WT同步地进行扫描的同时，将赋予所述辐射束PB的图案投影到目标部分C上(即，単一的动态曝光)。衬底台WT相对于支撑结构MT的速度和方向通过所述投影系统PL的(縮小)放大率和图像反转特征来确定。在扫描模式中，曝光场的最大尺寸限制了单ー动态曝光中所述目标部分的宽度(沿非扫描方向)，而所述扫描运动的长度确定了所述目标部分的高度(沿所述扫描方向)。3.在另ー模式中，将用于保持可编程图案形成装置的支撑结构MT保持为基本静止，并且在对所述衬底台WT进行移动或扫描的同吋，将赋予所述辐射束PB的图案投影到目标部分C上。在这种模式中，通常采用脉冲辐射源，并且在所述衬底台WT的每一次移动之后、或在扫描期间的连续辐射脉冲之间，根据需要更新所述可编程图案形成装置。这种操作模式可易于应用于利用可编程图案形成装置(例如，如上所述类型的可编程反射镜阵列)的无掩模光刻术中。也可以采用上述使用模式的组合和/或变体，或完全不同的使用模式。照射系统IL可以包括两维反射镜阵列，所述两维反射镜阵列与辐射束PB相交，且可以用于将辐射子束引导至照射系统的光瞳面中的期望的位置，由此将辐射形成为期望的照射模式。可以以这种方式使用的反射镜阵列(和相关的设备)在现有技术中是已知的，且在例如US6737662和US2008/0239268中被描述(在此处通过參考将上述这两者并入本文中)。因为使用两维反射镜阵列形成照射模式在现有技术中是公知的，所以在此处不再对其详细描述。然而，图2示例性地示出了两维反射镜阵列的操作，以便于理解本发明。在图2中，在剖视图中显示出了两维的反射镜阵列10以及相关的透镜阵列12(也在剖视图中被显示)。虽然反射镜将反射入射辐射，但为了显示便利，反射镜阵列10中的反射镜被显示为透射性的，而不是反射性的。辐射束PB入射到透镜阵列12上。透镜阵列12将辐射束分成6个子束，每个子束入射到反射镜阵列10中的不同的反射镜上。反射镜朝向照射系统的光瞳面PP引导子束。反射镜阵列10中的上面三个反射镜向上引导辐射子束，下面三个反射镜向下引导辐射子束。结果，光瞳面PP中的上部区域被照射，且光瞳面中的下部区域也被照射。光瞳面PP的中央区域未被辐射子束照射。反射镜的方向可以由控制设备CT(图I中显示的)来控制。图3显示了从上方 观看到的光瞳面PP。在图2中显示出的反射镜阵列10中的反射镜将辐射子束引导至光瞳面PP中的两个特定的区域。如可以从图3所看到的，这可能导致在光瞳面PP中形成两个辐射区域14a、14b，所述两个辐射区域形成双极模式14。双极模式14可能，例如在将包括一系列线的图像从掩模MA投影到衬底W上时，是被期望的。图2中的剖视图中显示的反射镜阵列10可以在X方向上和在y方向上具有相同数量的反射镜，因此可以具有总计36个反射镜。利用这相对小数量的反射镜，可能不能形成具有图3中显示的边缘平滑的形式的双极模式。因此，实际上，可以使用具有明显更大数量的反射镜的阵列(例如所述阵列可以具有多于100个反射镜，且可以具有多于1000个反射镜)。期望形成与传统照射模式(包括例如环形模式、双极模式以及四极模式等的传统照射模式)相比更不寻常的照射模式。例如，可能期望使用包括形状为矩形的角的照射模式和/或包括小的矩形辐射区域的照射模式和/或包括从所照射的区域至暗区域的快速过渡的照射模式。在图4中已知一种不寻常的照射模式的示例性例子。不寻常的照射模式18包括两个矩形18a、b和四个方形18c_f。可能不能利用传统透镜阵列和反射镜阵列来形成不寻常的照射模式，例如图4中示例性显示的照射模式，这是因为由透镜阵列和反射镜阵列形成的子束可能不具有足够小的横截面和/或可能不具有在照射系统的光瞳面处的需要的形状，以形成构成不寻常的照射模式的形状。图5示意性地显示本发明的一实施例，其可以用于克服上述问题。在图5中，可以设置在照射系统中的透镜阵列20和两维的反射镜阵列22被在剖视图中示意性地示出。透镜阵列20中的透镜20a-f不都具有相同的光焦度(像图2中显示的透镜阵列的情形那样)，而是具有不同的光焦度。类似地，反射镜阵列22中的反射镜22a-f不是平坦的(像图2中显示的透镜阵列的情形那样)，而是具有不同的光焦度。每一透镜20a-f和相关的反射镜20a_f可以一起被考虑成形成光通道，该光通道改变穿过光通道的辐射子束24a_f的尺寸(以及如果可能的话，修改其形状)。由透镜20a_f和反射镜22a_f形成的光通道具有不同的光焦度。在图5中示意性地显示了不同光焦度的效应，由不同的光通道形成的辐射子束24a_f在光瞳面PP处具有不同的横截面尺寸。辐射子束24a_f的横截面尺寸由透镜20a_f的光焦度和反射镜22a_f的光焦度以及在其入射到透镜阵列20上时的辐射束PB的尺寸和发散角(展度)来确定。辐射束PB的展度可以对可以被实现的辐射子束的横截面尺寸施加最小的限制。由具有强的光焦度的光通道20b、22b形成的辐射子束24b在光瞳面PP中的横截面小于由弱的光焦度的光通道20c、22c形成的辐射子束24c的横截面。具有更小的横截面的辐射子束可以例如用于形成图4中显示的不寻常的照射模式18的照射区域18a-f的角(或角的一部分)。
由光焦度弱的光通道20c、22c形成的辐射子束24c在光瞳面PP中的横截面大于其它的辐射子束，且可以例如用于形成不寻常的照射模式18的照射区域18a_f的内部的一部分(其可以比具有更小的横截面的子束更有效地填充照射区域的内部)。可能期望避免在照射区域的边缘处使用由光焦度弱的光通道20c、22c形成的辐射子束24c，因为其可能不会提供充分尖锐的边缘。通常，具有更小的横截面面积的辐射子束将提供更好的分辨率。具有更小横截面面积的辐射子束可能在照射区域的边缘处和角处是可利用的。具有更大的横截面面积的辐射子束可能在照射区域的内部中是可利用的，这是因为除了更加有效地填充所述内部之夕卜，它们将减小产生强度波纹的风险，如果使用了具有较小的横截面面积的辐射子束，那么可能看到强度波纹。反射镜分配算法可以用于确定将那些辐射子束用于形成照射模式的不同的部分(如下文进一步说明的)。上文仅是可以将在光瞳面PP中具有不同的横截面面积的辐射子束用于形成照射模式的方式的例子，辐射子束可以用于以其他方式形成照射模式。
虽然仅在图5中显示出6个透镜20a_f和6个相关的反射镜22a_f，但是透镜阵列和相关的反射镜阵列可以例如包括多于100个的透镜和相关的反射镜，且可以例如包括多于1000个的透镜和相关的反射镜。形成具有多个不同的光焦度的光通道的透镜和反射镜可以被设置在阵列中。得到的具有不同横截面的辐射子束可以被分配以形成照射模式(例如不寻常的照射模式)，其与将利用其中所有的透镜和反射镜具有相同的光焦度的阵列将形成的照射模式相比被改善。在这一情形中，术语“被改善”可以被解释成意思是允许光刻设备比原本其它情形更加精确地将图案投影到衬底上。改善的照射模式可以例如具有更尖锐的角，和/或可以具有更小的特征，和/或可以具有比利用阵列形成的等同的照射模式更尖锐的边缘，在所述阵列中所有的光通道具有相同的光焦度。改善的照射模式可以例如提供与由源-掩模优化算法产生的期望的“理想”照射模式更好的匹配。控制设备CT可以使用反射镜分配算法来确定将哪些反射镜用于将辐射子束引导至照射模式的不同部分。在决定反射镜阵列22中的哪些反射镜应当被用于将辐射子束引导至照射模式的不同部分时，反射镜分配算法可以考虑辐射子束24a_f的横截面面积。可以在照射系统的校准期间测量辐射子束24a_f的横截面面积。另外地/可替代地，可以基于光通道20a-f、22a_f的光焦度来计算辐射子束24a_f的横截面面积。光通道20a_f、22a_f的光焦度可以存储在控制设备CT中的存储器中。如果透镜阵列20修改辐射子束24a-f的形状(如下文讨论的)，那么反射镜分配算法还可以考虑辐射子束的形状。可以被反射镜分配算法考虑的其他性质包括反射镜阵列22的反射镜22a-f的反射率和反射镜的空间位置。可以被反射镜分配算法考虑的这些和其他性质的详细描述被包含在US2008/0239268(通过参考包含在本文中)中。反射镜阵列22中的反射镜的反射率可以例如由监控设备(未显示)测量，所述监控设备朝向反射镜阵列引导辐射子束和检测从反射镜阵列反射的辐射的强度。在一实施例中，透镜阵列中的相邻的透镜组可以设置有相同的光焦度。在图6中示意性地显示了其的一个例子，该图6示意性地显示从上方观看的透镜阵列30。在图6中，在先的两排透镜30a设置有第一光焦度，接下来的两排透镜30b设置有第二光焦度，接下来的两排透镜30c设置有第三光焦度，最后两排透镜30d设置有第四光焦度。以这种方式将具有相同光焦度的透镜分组到一起提供的优点是可以简化透镜阵列30的制造(与制造其中光焦度相同的透镜不被分组到一起的透镜阵列相比)。另外的优点是将具有相同光焦度的透镜分组到一起可以简化由控制设备CT(在图I中显示的)使用的反射镜分配算法。对反射镜分配算法的进一步的简化可以通过提供对具有相同光焦度的反射镜进行类似的分组来实现。虽然在图6中显示的透镜排30a_d沿着X方向延伸，但是透镜排也可以沿着任何方向延伸(例如y方向)。虽然在图6中显示出64个透镜，但是其仅是示例性的例子和实践中可以设置明显更多的透镜。例如，透镜阵列可以包括100个或更多的透镜，或可以包括1000个或更多的透镜。虽然透镜阵列30包含具有四种不同光焦度的透镜，但是透镜阵列可以具有另外的、不同数量的光焦度的透镜。例如，透镜阵列30可以包含具有两种不同光焦度、三种不同光焦度、五种不同光焦度或更多种不同光焦度的透镜。透镜阵列30包括框架32。框架32可以提供具有相同的结构刚度的透镜阵列30，且还允许将透镜阵列固定在光刻设备的照射系统IL内。虽然在图6中具有特定的光焦度30a_d的透镜被一起成排地分组，但是这仅是一个例子，可以使用任何适合的对光焦度的透镜的分组。例如，透镜可以被分组成方形或可以被分组成矩形或其它形状。可以设置多于一组的具有特定光焦度的透镜。在图7中示意性地显示本发明的替代的实施例。在替代的实施例中，第一透镜阵列40和第二透镜阵列42设置在反射镜阵列44的前面(即，使得辐射束在入射到反射镜阵列上之前穿过所述两个透镜阵列)。如在之前的图中所示，透镜阵列40、42和反射镜阵列44以剖视图显示，并表示成两维阵列。反射镜阵列44中的反射镜还设置有不同的光焦度(通过显示具有不同的曲率的反射镜来示意性地表示)。第一和第二透镜阵列40、42中的透镜的光焦度和反射镜44的光焦度确定了它们在照射系统IL的光瞳面(未在图7中示出)生成的辐射子束的横截面面积。第二透镜阵列42可以沿着z方向移动(即沿着照射系统IL的光轴移动)，如由双头箭头表示。第二透镜阵列42可以通过使用致动器(未显示)来移动，该致动器可以通过控制设备CT(在图I中显示)来控制。将第二透镜阵列42沿着z方向移动至不同位置将修改施加至辐射子束的光焦度，且将因此修改光瞳面中的辐射子束的横截面面积。因此，第二透镜阵列42沿着z方向的移动提供对用于形成照射模式的辐射子束的横截面面积的控制度。第一和第二透镜阵列40、42可以包括第二透镜阵列沿着z方向的移动产生较小影响所针对的成对的透镜(即一起作用到相同的辐射子束上的透镜)，和第二透镜阵列沿着z方向的移动产生较大影响所针对的成对的透镜。例如，两个弱聚焦透镜可以形成第二透镜阵列沿着z方向的移动产生相对小的影响所针对的一对透镜。两个强聚焦透镜可以形成第二透镜沿着Z方向的移动产生相对大的影响所针对的一对透镜。以这种方式布置成对的透镜与其它的情形相比可以允许对辐射子束的横截面尺寸进行更多的控制。
在一实施例中，除去第二透镜阵列42可沿着z方向移动之外或替代第二透镜阵列42可沿着z方向移动，第一透镜阵列40可以沿着z方向移动(例如通过使用可以通过控制设备(CT)进行控制的致动器来实现)。
在一实施例中，不是整个透镜阵列沿着z方向移动，而是可以独立地移动阵列的子组(subset)。例如，参考图6，具有特定光焦度的每一组透镜可以独立于每一其它组移动。透镜阵列中的其它子组也可以独立地移动。再次参考图7，透镜阵列40、42中的一者或两者中的一些或全部透镜可以是圆柱透镜。圆柱透镜可以用于修改辐射子束的形状，使得它们例如在形式上是矩形的(或大致矩形的)，或具有一些其它的被期望的形状。在一实施例中，提供在第一方向(例如y方向)上的聚焦的圆柱透镜可以设置在第一透镜阵列40中，提供在第二方向(例如X方向)上的聚焦的圆柱透镜可以设置在第二透镜阵列42中。这些透镜阵列的组合效应可以形成具有期望形状的辐射子束。所述形状的纵横比可以通过在z方向上移动第二透镜阵列42(或第一透镜阵列40)而是可调节的。在一实施例中，第一或第二透镜阵列40、42可以设置有提供在第一方向上的聚焦的一些圆柱透镜和提供在第二方向上的聚焦的一些圆柱透镜。在一 实施例中，一些或更多的圆柱透镜的子组可以沿着z方向独立地移动。在一实施例中，多于两个的透镜阵列可以设置在反射镜阵列的前面。如上文所述，反射镜阵列22、44中的反射镜可以设置有光焦度。例如，反射镜可以具有凹形形状(或可以具有凸形形状)。凹形形状可以例如通过在他们的制造期间施加适合的涂层至反射镜和随后施加热量至反射镜(在他们被加热时通过在涂层中产生的应力引起弯曲)来实现。在一实施例中，反射镜阵列中的不同反射镜可以设置有不同的光焦度。具有不同的光焦度的反射镜可以例如被分组在一起，例如以类似于图6显示的方式或以某种其它方式被分组在一起。其中的反射镜具有不同光焦度的反射镜阵列可以与其中的透镜具有不同光焦度的透镜阵列组合设置，或可以与其中透镜具有相同光焦度的透镜阵列组合设置。其中透镜具有不同的光焦度的透镜阵列可以其中与反射镜具有相同的光焦度(或没有光焦度)的反射镜阵列组合设置。在反射镜阵列中的反射镜具有光焦度的实施例中，照射系统的光瞳面中的辐射子束的横截面尺寸将依赖于透镜阵列的透镜的光焦度、反射镜阵列中的反射镜的光焦度和入射辐射束的尺寸和发散度(展度)。一透镜(或多个透镜)和反射镜可以认为是形成光通道。光通道的光焦度可以认为是该透镜(或多个透镜)的光焦度与反射镜的光焦度的组合。在一实施例中，多于一个的反射镜阵列和相关的透镜阵列可以设置在光刻设备的照射系统中，例如用于提供足够大的表面积以容纳整个入射辐射束。在这种情形中，每一反射镜阵列中的反射镜的光焦度可以是不同的。从制造的观点来看，这可以比为单个反射镜阵列中的不同反射镜提供不同的光焦度更容易实现，这是因为光焦度可以由反射镜阵列被处理的方式造成，且可能难以将不同的过程应用于同一反射镜阵列中的不同的部分。透镜阵列中的透镜的数量可以例如是100或更多，500或更多，或1000或更多。可以设置对应数量的反射镜。除了便于产生不寻常的照射模式之外，本发明的实施例还可以允许更精确地形成传统的照射模式(例如具有照射区域和暗区域之间的更锐利的过渡)。 在一实施例中，两个光通道可以具有不同的光焦度，但是可以仍然提供在光瞳面中具有相同的横截面面积的辐射子束。这是因为辐射子束的形状可以不同以使得他们两者具有相同的横截面面积。
在一实施例中，透镜阵列中的透镜和/或反射镜阵列中的反射镜可以设置有多个光焦度，所述光焦度被选择以允许使用反射镜形成各种不同的照射模式。这将允许以灵活的方式使用光刻设备，例如从而允许光刻设备精确地将各种不同的图像投影到衬底上。在一实施例中，透镜阵列的透镜和/或反射镜阵列中的反射镜可以设置有多个光焦度，所述光焦度被优化以允许使用反射镜形成特定的照射模式。例如如果光刻设备将被用于在延长的时间段内将相同的图案投影到衬底上(如可能通常是这样的情形)，其可能是所述情形。针对特定的照射模式优化透镜阵列中的透镜和/或反射镜阵列中的反射镜的光焦度可以允许比在透镜和反射镜的光焦度被布置以允许形成各种不同的照射模式的情形更加精确地形成照射模式。在期望使用光刻设备在延长的时间段内将不同的图案投影到衬底上的情况下，透镜阵列可以保持在框架中，该框架配置成允许移除透镜阵列和用不同的透镜阵列将其替换。在一实施例中，反射镜阵列的反射镜可以具有不同的尺寸。在一实施例中，更大的反射镜可以设置成围绕反射镜阵列的外部的一部分或全部。图8显示反射镜阵列50的例子，其中反射镜52、54设置成这一配置。较小的反射镜54设置在反射镜阵列50的内部中，较大的反射镜52设置在反射镜阵列的外部中。较大的反射镜52可以接收多于一个的辐射子束。虽然图8显示36个较小的反射镜和16个较大的反射镜，但是可以设置任何适合数量的反射镜。多于一圈的较大的反射镜可以围绕较小的反射镜。在一实施例中，较大的反射镜可以设置在反射镜阵列的一侧或更多侧上。将较大的反射镜设置在反射镜阵列的外部中可以减小反射镜之间的串扰(与在较大的反射镜与较小的反射镜相互散布可能产生的串扰相比)。在一实施例中，一个或更多的透镜阵列中的透镜可以具有不同的尺寸。透镜可以布置在上文关于反射镜阵列描述的配置中的一个配置中，或可以布置成不同的配置。在一实施例中，第一反射镜阵列的反射镜可以具有第一尺寸，第二反射镜阵列中的反射镜可以具有第二尺寸。在一实施例中，第一透镜阵列中的透镜可以具有第一尺寸，第二透镜阵列中的透镜可以具有第二尺寸。在一实施例中，透镜阵列可以沿着大致横向于辐射束的方向移动,使得透镜阵列中的透镜与辐射束的不同部分相交。图9显示包括第一透镜阵列60、第二透镜阵列62、第三透镜阵列64和反射镜阵列66的本发明的一实施例。第一透镜阵列60沿着横向于光刻设备的光轴OA的方向能够移动。在图9中，移动是沿y方向的，但是该移动可以是沿另一适合的方向(例如X方向)的。第一和第三透镜60a、60c具有相对弱的光焦度，而第二和第四透镜60b、60d具有相对强的光焦度。由于光焦度的差别，第一和第三辐射子束68a、68c在反射镜阵列66处具有小的横截面，而第二辐射子束68b在反射镜阵列66处具有更大的横截面。辐射不会穿过第四透镜60d。第一透镜阵列60可以沿着y方向移动距离d，其对应于相邻透镜的中心之间的距离。第一透镜阵列60可以通过致动器(未显示)移动。将透镜阵列移动距离d的效果在 图10中显示。在图10中，第一辐射子束68a在此由第一透镜阵列中的第二透镜60b形成，而不是由第一透镜60a形成。结果，与之前的情形相比，辐射子束68a在反射镜阵列66处具有更大的横截面。类似地，第二辐射子束68b在此由第一透镜阵列60中的第三透镜60c形成，且结果与之前的情形相比，在反射镜阵列66处具有更小的横截面。第三辐射子束68c在此由第四透镜60d形成。结果，与之前的情形相比，第三辐射子束68c在反射镜阵列66处具有更小的横截面。从图9和10的比较可见，第一透镜阵列60横向于光轴OA的移动允许修改在反射镜阵列66处的辐射子束的横截面。可以结合反射镜阵列66中的反射镜的光焦度(如果反射镜设置有光焦度)来布置透镜阵列60、62、64中的透镜，以使得横向于辐射束移动第一透镜阵列允许在光瞳面处的辐射子束的横截面的不同组合之间进行切换。在一实施例中，可以将第一透镜阵列60移动除d之外的距离。例如，透镜阵列可以被移动距离2d、3d或某其它距离。在一实施例中，替代第一透镜阵列60或除第一透镜阵列60之外，第二透镜阵列62和/或第三透镜阵列64可以横向于光轴OA移动。在一实施例中，反射镜66可以横向于光 轴OA移动。虽然图9和10中显示的实施例具有小数量的透镜和反射镜，但是可以设置任何适合数量的透镜和反射镜。虽然在图9和10中显示了三个透镜阵列60、62、64，但是可以使用任何适合数量的透镜阵列。在一实施例中，透镜阵列的排可以具有设置有相同的光焦度的透镜(例如如图6所示)。透镜阵列的移动可以使得具有给定光焦度的透镜被移出而不与辐射束相交，具有不同光焦度的透镜被移入而与辐射束相交。参考图6，例如，透镜30a可以被移出而不与辐射束相交，透镜30d可以被移入成与辐射束相交(反之亦然)。在一实施例中，接收来自透镜阵列的辐射子束的反射镜阵列可以是接收辐射子束的多个反射镜阵列中的一个。例如，辐射子束可以入射到第一反射镜阵列中的反射镜上，之后入射到第二反射镜阵列中的反射镜上。在这一情形中，第一反射镜阵列中的反射镜可以用于通过改变所述反射镜的方向而朝向第二反射镜阵列中的不同反射镜引导辐射子束。这可以例如允许将辐射子束引导至将第一光焦度施加至所述辐射子束的第二反射镜阵列中的反射镜，或将辐射子束引导至将第二不同的光焦度施加至辐射子束的反射镜(或其具有光焦度)。因此，以这种方式使用两个或更多的反射镜阵列可以允许调节光瞳面中的辐射子束的横截面。在图11中示意性地显示出使用两个反射镜阵列的示例性实施例。图11显示透镜阵列70、第一反射镜阵列72和第二反射镜阵列74。为了便于显示，透镜阵列70仅包括两个透镜。应当理解，透镜阵列可以包括任何适合数量的透镜。类似地，虽然第一反射镜阵列72和第二反射镜阵列74中每一个仅包括两个反射镜，但是反射镜阵列可以具有任何适合数量的反射镜。在图11中，第一辐射子束76a入射到第一反射镜阵列中的第一反射镜72a上。第一反射镜72a朝向第二反射镜阵列中的第一反射镜74a引导第一辐射子束76a。类似地，第二辐射束76b入射到第一反射镜阵列的第二反射镜72b，其朝向第二发射镜阵列中的第二反射镜74b引导福射子束。图12显示与图11大体相同的设备，但是已经改变了第一反射镜阵列72中的反射镜72a、b的方向。第一反射镜阵列中的第一反射镜72a的新的方向使得它现在朝向第二反射镜阵列中的第二反射镜74b弓丨导第一辐射子束76a。第一反射镜阵列中的第二反射镜72b的新的方向使得它在此朝向第二反射镜阵列中的第一反射镜74a引导第二辐射子束76b。
在不同反射镜之间切换辐射子束允许控制辐射子束的横截面尺寸，这是因为不同的反射镜可以具有不同的光焦度。例如，第二反射镜阵列74中的第一反射镜74a比第二反射镜74被更强烈地聚焦。因此，朝向第一反射镜74a而不是第二反射镜74b引导辐射子束可以降低光瞳面中的辐射子束的横截面面积。可以以类似的方式执行辐射束的横截面面积和/或形状的其它修改。在一实施例中，每一辐射子束可以入射到第二反射镜阵列中的不同的反射镜上。在改变第一反射镜阵列中的反射镜的方向时，这可以以不同于每一辐射子束仍然入射到第二反射镜阵列中的不同的反射镜上的方式实现。这是在图11和12显示的简化实施例中示意性地显示的。在一实施例中，可以将成对的辐射子束分配给第二反射镜阵列中的成对的反射镜，第一反射镜阵列在成对的反射镜之间切换辐射子束(例如如图11和12中显示的)。在可替代的实施例中，三个辐射子束可以被以类似的方式分配给第二反射镜阵列中的三个反射镜，辐射子束被在这三个反射镜之间切换。相同的方案可以应用于第二反射镜阵列中的四个或更多的反射镜。 在一实施例中，第一反射镜阵列中的反射镜的方向可以使得在一些情形中多于一个的辐射子束同时入射到第二反射镜阵列中的反射镜上。在一实施例中，透镜阵列中的一个阵列中的透镜可以沿着光轴彼此偏移。这可以允许使用光焦度变化更小的透镜(或通过使用具有相同光焦度的透镜)来实现辐射子束的横截面尺寸的期望的修改。可以实现其的一种方式的例子在图13中示出。在图13中，显示出三个透镜阵列80、82、84且还显示出反射镜阵列86。每一透镜阵列中的透镜都具有相同的光焦度。然而，第二透镜阵列82中的透镜在z方向上具有不同的位置。第二透镜阵列中的第一透镜82a定位成最靠近第一透镜阵列80，结果第一辐射子束88a在反射镜阵列86处具有小的横截面面积。第二透镜阵列中的第三透镜82b定位成离第一透镜阵列80较远，结果第三辐射子束88c在反射镜阵列86处具有较大的横截面面积。第二透镜阵列中的第二透镜82c还定位成离第一透镜阵列80较远，结果第二辐射子束88b也在反射镜阵列86处具有较大的横截面面积。在一实施例中，与透镜阵列中的透镜相关的孔阑可以用于减小穿过透镜的辐射束的横截面面积。孔阑可以与透镜阵列中的多个透镜相关。孔阑的尺寸可以是可调节的。孔阑可以与透镜相关的一种方式的例子在图14中显示出。在图14中，包括三个透镜90a_c的透镜阵列90被与反射镜阵列92 —起显示出。孔阑阵列96定位在透镜阵列90的前面。孔阑阵列定义了多个孔阑96a_c,每个孔阑与透镜阵列90中的透镜90a_c相关联。孔阑96a_c确定了入射到透镜阵列90中的每一透镜90a_c上的辐射束的直径。孔阑96a_c因此影响了辐射子束94a-c的直径，该辐射子束94a-c行进至反射镜阵列92 (如在图14中示意性地显示的)。可以调节孔阑的尺寸。在上文描述中使用笛卡尔坐标以便于描述本发明的实施例。笛卡尔坐标不表明本发明的特征必须具有特定的方向。虽然已经在上文描述了本发明的特定实施例，但是应当理解本发明可以以与上述不同的形式实现。所述描述不是要限制本发明。
权利要求
1.ー种照射系统，所述照射系统包括配置成朝向光瞳面引导辐射的可控反射镜阵列和配置成朝向所述可控反射镜阵列引导辐射子束的透镜阵列； 其中所述透镜阵列的第一透镜和所述可控反射镜阵列中的可控反射镜形成了具有第一光焦度的第一光通道，所述透镜阵列中的第二透镜和所述可控反射镜阵列中的可控反射镜形成具有第二光焦度的第二光通道，使得由所述第一光通道形成的辐射子束在所述光瞳面处具有第一横截面面积和形状，由所述第二光通道形成的辐射子束在所述光瞳面处具有第二不同的横截面面积和/或形状。
2.根据权利要求I所述的照射系统，其中所述第一光通道是具有所述第一光焦度的一组光通道中的ー个，所述第二光通道是具有所述第二光焦度的一组光通道中的ー个。
3.根据权利要求2所述的照射系统，其中第三组光通道由第三组透镜和可控反射镜形成，所述第三组光通道设置有第三光焦度，使得由所述第三组光通道形成的辐射子束在所述光瞳面处具有第三不同的横截面面积和/或形状。
4.根据权利要求2或3所述的照射系统，其中具有相同光焦度的至少ー组透镜或可控反射镜设置成彼此相邻。
5.根据前述权利要求中任一项所述的照射系统，其中所述照射系统还包括额外的透镜阵列，所述额外的透镜阵列被沿着所述照射系统的光轴与所述透镜阵列分开。
6.根据权利要求5所述的照射系统，其中所述透镜阵列或所述额外的透镜阵列能够沿着所述照射系统的光轴移动。
7.根据权利要求5或6所述的照射系统，其中所述额外的透镜阵列或所述透镜阵列的子组能够沿着所述照射系统的光轴移动。
8.根据前述权利要求中任一项所述的照射系统，其中所述透镜阵列或所述额外的透镜阵列中的至少ー些透镜是圆柱透镜。
9.根据权利要求5或8所述的照射系统，其中沿第一方向提供光焦度的至少ー些圆柱透镜设置在所述透镜阵列中，沿第二大致垂直的方向提供光焦度的至少ー些相关的圆柱透镜设置在所述额外的透镜阵列中。
10.根据前述权利要求中任一项所述的照射系统，其中所述可控反射镜阵列是多个可控反射镜阵列中的ー个。
11.根据权利要求10所述的照射系统，其中所述可控反射镜阵列中的至少ー个阵列包括反射镜，所述反射镜具有光焦度，所述光焦度不同于至少另一可控反射镜阵列中的反射镜的光焦度。
12.—种光刻设备,包括 根据前述权利要求中任一项所述的照射系统，所述照射系统配置成提供辐射束； 用干支撑图案形成装置的支撑结构，所述图案形成装置用于在辐射束的横截面中将图案赋予辐射束； 用于保持衬底的衬底台；和 投影系统，用于将所述图案化的辐射束投影到所述衬底的目标部分上。
13.ー种形成照射模式的方法，所述方法包括使用透镜阵列将辐射束分离成辐射子束，所述辐射子束入射到可控反射镜阵列中的反射镜上；和利用所述可控反射镜阵列朝向光瞳面引导所述辐射子束；其中第一透镜和可控反射镜形成了具有第一光焦度的第一光通道，第二透镜和可控反射镜形成了具有第二光焦度的第二光通道，使得由所述第一光通道形成的辐射子束在所述光瞳面处具有第一横截面面积和形状，由所述第二光通道形成的辐射束子束在所述光瞳面处具有第二不同的横截面面积和/或形状。
14.根据权利要求13所述的方法，其中所述照射系统还包括额外的透镜阵列，所述方法还包括通过改变所述透镜阵列和所述额外的透镜阵列之间的间隔来调节所述辐射子束的横截面面积。
15.ー种照射系统，所述照射系统包括用于朝向光瞳面引导辐射的至少两个可控反射镜阵列和配置成朝向所述至少两个可控反射镜阵列引导辐射子束的至少两个相关的透镜阵列； 其中第一阵列中的透镜和可控反射镜形成了具有第一光焦度的光通道，第二阵列中的透镜和可控反射镜形成了具有第二光焦度的光通道，使得由所述第一阵列的透镜和可控反射镜形成的辐射子束在所述照射系统的光瞳面处具有第一横截面面积和形状，由所述第二阵列的透镜和可控反射镜形成的辐射子束在所述照射系统的光瞳面处具有第二不同的横截面面积和/或形状。
全文摘要
本发明公开了一种照射系统、光刻设备和器件制造方法。所述照射系统包括配置成朝向光瞳面引导辐射的可控反射镜阵列和配置成朝向所述可控反射镜阵列引导辐射子束的透镜阵列，其中所述透镜阵列的第一透镜和所述可控反射镜阵列中的可控反射镜形成了具有第一光焦度的第一光通道，所述透镜阵列中的第二透镜和所述可控反射镜阵列中的可控反射镜形成具有第二光焦度的第二光通道，使得由所述第一光通道形成的辐射子束在所述光瞳面处具有第一横截面面积和形状，由所述第二光通道形成的辐射子束在所述光瞳面处具有第二不同的横截面面积和/或形状。
文档编号G03F7/20GK102629079SQ20121002084
公开日2012年8月8日 申请日期2012年1月30日 优先权日2011年2月2日
发明者A·S·特奇科夫 申请人:Asml荷兰有限公司