具有增加的波长分离的多焦点成像的制作方法

所公开的主题涉及用于选择单个脉冲光束的多个波长，以在单个光刻曝光过程中形成多个空间图像的波长选择装置。

背景技术：

1、光刻是在诸如硅晶片的衬底上将半导体电路图案化的工艺。光刻光源提供用于曝光晶片上的光致抗蚀剂的深紫外(duv)光(duv光束)。用于光刻的duv光束由准分子光源生成。通常，光源是激光源，并且激光源的输出是脉冲激光束。duv光束传递通过射束传输单元、掩模版或掩模，并且然后投影到准备好的硅晶片上。以此方式，芯片设计被图案化到光致抗蚀剂上，光致抗蚀剂然后被显影、蚀刻和清洁，并且然后该过程重复。

2、通常，准分子激光器使用一种或多种稀有气体和反应气体的组合，稀有气体可以包括氩、氪或氙，反应气体可以包括氟或氯。准分子激光器可以在电仿真(所提供的能量)和(气体混合物的)高压的适当条件下创建准分子、伪分子，准分子仅在通电状态下存在。激发态的准分子在duv范围内产生放大的光。准分子光源可以使用单个气体放电室或多个气体放电室。duv光束可以具有在duv范围内的波长，其包括例如从大约100纳米(nm)到大约400nm的波长。

技术实现思路

1、在一些一般方面，波长选择装置相对于产生脉冲光束的脉冲光源布置。波长选择装置包括：中心波长选择光学器件，其被配置为根据脉冲光束在中心波长选择光学器件上的入射角来针对脉冲光束中的每个脉冲选择至少一个中心波长；调谐机构，其沿着脉冲光束到中心波长选择光学器件的路径布置，调谐机构被配置为与脉冲光束光学地相互作用并且选择脉冲光束在中心波长选择光学器件上的入射角；以及衍射光学元件，其是无源的且透射的并且沿脉冲光束的路径被布置在脉冲光束被完全放大或至少大部分放大的位置处。衍射光学元件被配置为与脉冲光束相互作用并且从脉冲光束产生多个脉冲光子射束，每个脉冲光子射束与中心波长选择光学器件上的不同入射角相关联，使得每个脉冲光子射束与不同波长相关联并且脉冲光束的光谱包括在每个不同波长处的峰值。

2、实现方式可以包括以下特征中的一个或多个特征。例如，衍射光学元件可以是衍射分束器、衍射光栅、相位光栅、二进制相位光栅或闪耀相位光栅。

3、调谐机构可以包括四个折射光学元件。每个折射光学元件可以是直角棱镜。调谐机构可以包括四个直角棱镜并且脉冲光束至少大部分被放大的位置在最靠近中心波长选择光学器件的直角棱镜和第二靠近中心波长选择光学器件的第二直角棱镜之间的光路中。调谐机构可以包括沿着脉冲光束到衍射光学元件的路径布置的四个直角棱镜，并且脉冲光束在四个直角棱镜和中心波长选择光学器件之间被完全放大。

4、多个脉冲光子射束的不同波长之间的波长间隔可以大于约10皮米(pm)、约30pm或约45pm。脉冲光束的每个脉冲的中心波长可以是约248纳米(nm)或约193nm。多个脉冲光子射束的不同波长之间的波长间隔可以取决于衍射光学元件的周期性形状。

5、波长选择装置还可以包括致动器，致动器被配置为调整衍射光学元件相对于脉冲光束的路径的位置，使得衍射光学元件在某些时刻沿着脉冲光束的路径被定位并且在其他时刻不沿着脉冲光束的路径被定位，只有当衍射光学元件沿着脉冲光束的路径被定位时，衍射光学元件才与脉冲光束相互作用。致动器还可以被配置为调整衍射光学元件相对于脉冲光束的路径在衍射光学元件处的方向的角度，使得所产生的每个脉冲光子射束在中心波长选择光学器件上的不同入射角被调整。

6、多个脉冲光子射束可以包括三个或更多个脉冲光子射束。

7、调谐机构和中心波长选择光学器件可以被布置为在littrow配置中与脉冲光束相互作用。中心波长选择光学器件可以是反射光学元件。

8、空间图像可以针对脉冲光束的每个不同波长而形成。

9、波长选择装置还可以包括控制系统以及与调谐机构相关联的一个或多个致动器。控制系统可以被配置为调整到一个或多个致动器的信号，从而调整脉冲光束在中心波长选择光学器件上的入射角。

10、衍射光学元件可以与脉冲光束沿路径的传播方向垂直布置。衍射光学元件可以被配置为重新组合来自中心波长选择光学器件的多个脉冲光子射束，以形成脉冲光束。

11、在其他一般方面，光学系统包括：光源，其被配置为产生沿着路径被导向光刻曝光设备的脉冲光束；光刻曝光设备，其被配置为与脉冲光束相互作用；以及相对于光源布置的波长选择装置。波长选择装置包括：中心波长选择光学器件，其被配置为根据脉冲光束在中心波长选择光学器件上的入射角来针对脉冲光束的每个脉冲选择至少一个中心波长；调谐机构，其沿着脉冲光束到中心波长选择光学器件的路径布置，调谐机构被配置为与脉冲光束光学地相互作用并且选择脉冲光束在中心波长选择光学器件上的入射角；以及衍射光学元件，其是无源的且透射的并且沿脉冲光束的路径被布置在脉冲光束被完全放大或至少大部分放大的位置处。衍射光学元件被配置为与脉冲光束相互作用并且从脉冲光束中产生空间上分离而时间上不分离的多个脉冲光子射束。每个脉冲光子射束与中心波长选择光学器件上的不同入射角相关联，使得每个脉冲光子射束与不同波长相关联，并且脉冲光束的光谱包括在每个不同波长处的峰值。

12、实现方式可以包括以下特征中的一个或多个特征。例如，衍射光学元件可以是衍射分束器、衍射光栅、相位光栅、二进制相位光栅或闪耀相位光栅。

13、调谐机构可以包括四个折射光学元件。每个折射光学元件可以是直角棱镜。

14、多个脉冲光子射束的不同波长之间的波长间隔可以大于约10皮米(pm)、约30pm或约45pm。脉冲光束的每个脉冲的中心波长可以是约248纳米(nm)或193nm。

15、波长选择装置可以包括致动器，致动器被配置为调整衍射光学元件相对于脉冲光束的路径的位置，使得衍射光学元件在某些时刻沿着脉冲光束的路径被定位并且在其他时刻不沿着脉冲光束的路径被定位，只有当衍射光学元件沿着脉冲光束的路径被定位时，衍射光学元件才与脉冲光束相互作用。光学系统还可以包括控制系统，控制系统被配置为控制波长选择装置来调整衍射光学元件相对于脉冲光束的路径的位置。

16、光刻曝光设备可以包括掩模和晶片保持器，其中掩模被定位为与来自光源的脉冲光束相互作用，晶片保持器被配置为保持晶片。多个不同的空间图像可以在晶片保持器处的晶片上形成，每个不同的空间图像基于沿传播方向通过掩模的相关脉冲光子射束的不同波长。

17、光学系统可以包括控制系统以及与调谐机构相关联的一个或多个致动器。控制系统可以被配置为调整到一个或多个致动器的信号，从而调整脉冲光束在中心波长选择光学器件上的入射角。

18、在其它一般方面，使用单个脉冲光束执行用于形成多个空间图像的方法。方法包括：生成沿着路径朝向晶片的脉冲光束；通过使脉冲光束与沿着脉冲光束到中心波长选择光学器件的路径布置的调谐机构光学地相互作用，选择脉冲光束在中心波长选择光学器件上的入射角，以针对脉冲光束中的每个脉冲选择至少一个中心波长；从脉冲光束产生空间上分离并且时间上不分离的多个脉冲光子射束，包括通过使脉冲光束与沿着脉冲光束的路径布置的衍射图案相互作用而将脉冲光束划分为多个脉冲光子射束，每个脉冲光子射束与中心波长选择光学器件上的不同入射角相关联，使得每个脉冲光子射束与间隔至少10皮米(pm)的不同波长中的相应一个波长相关联；以及在晶片上在单个脉冲光束中形成多个空间图像，其中每个空间图像基于不同的波长形成。

19、实现方式可以包括以下特征中的一个或多个特征。例如，脉冲光束可以通过使脉冲光束透射通过衍射光学元件而与衍射图案相互作用。

20、到中心波长选择光学器件上的与每个脉冲光子射束相关联的每个不同入射角可以由衍射图案的周期性形状来确定。

21、脉冲光束在中心波长选择光学器件上的入射角可以通过在调谐机构内调整折射光学元件的一个或多个角度来选择。

22、通过调整衍射图案相对于脉冲光束路径的位置，多个脉冲光子射束可以从脉冲光束产生。调整衍射图案的位置可以包括通过移动包括衍射图案的衍射光学元件来进行控制。

23、通过将晶片处的脉冲光束的强度轮廓平坦化，多个空间图像可以在晶片上形成。

24、方法还可以包括通过使脉冲光子射束与沿着脉冲光束的路径布置的衍射图案相互作用来重新组合离开中心波长选择光学器件的多个脉冲光子射束，使得当脉冲光束沿着路径行进到中心波长选择光学器件时与衍射图案相互作用时，多个脉冲光子射束被产生，并且当脉冲光子射束沿着路径行进远离中心波长选择光学器件时与衍射图案相互作用时，多个脉冲光子射束被重新组合以形成脉冲光束。

25、在其它一般方面，波长选择装置与产生脉冲光束的脉冲光源相关联。波长选择装置包括：中心波长选择光学器件，其被配置为根据脉冲光束在中心波长选择光学器件上的入射角来针对脉冲光束的每个脉冲选择至少一个中心波长；调谐机构，其沿着脉冲光束到中心波长选择光学器件的路径布置，调谐机构被配置为与脉冲光束光学地相互作用并且选择脉冲光束在中心波长选择光学器件上的入射角，调谐机构包括四个折射光学元件；以及无源的且透射的衍射光学元件，其沿着脉冲光束的路径被布置在调谐机构与中心波长选择光学器件之间的位置处。衍射光学元件被配置为与脉冲光束相互作用并且从脉冲光束中产生空间上分离而时间上不分离的多个脉冲光子射束。每个脉冲光子射束与中心波长选择光学器件上的不同入射角相关联，使得每个脉冲光子射束与不同波长相关联并且脉冲光束的光谱包括在每个不同波长处的峰值。