发明名称 具降低能量负载作用之照明系统
摘要 一种照明系统(1),此种照明系统尤其适用于微光刻投影曝光设备,具有一光学轴OA。照明系统(1)具有一个棒状积分器(3)及一个可以将物场(13)成像于像场(15)的物镜(11)。棒状积分器(3)具有一个有一定宽度及高度的入射面(5)及出射面(7),以及可以反射光线的侧面(9)。物镜(11)内有一个轴向厚度dLF至少为30mm的没有透镜的中间区域(17)。在没有透镜的中间区域(17)内存在一个与入射面(5)所在的平面具有光学共轭关系的共轭面。从棒状积分器(3)的入射面(5)内的中心场(19)发出的所有未在侧面(9)上被反射的光线(21)在没有透镜的中间区域(17)内相对于光学轴OA的光线高度均小于所有来自于同一个中心场(19)、但是有在侧面(9)上被反射的光线(23)相对于光学轴OA的光线高度。中心场(19)具有一场宽度及场宽度,且场宽度与入射面(5)宽度的比值最大不超过0.7(最好是不要超过0.5),场高度与入射面(5)高度的比值最大不超过0.7(最好是不要超过0.5)。
申请公布号 TWI241458 申请公布日期 2005.10.11
申请号 TW090131142 申请日期 2001.12.14
申请人 卡尔蔡司SMT股份公司 发明人 耶斯.克勒;亚历山大.索默尔
分类号 G03F3/00 主分类号 G03F3/00
代理机构 代理人 蔡清福 台北市中正区忠孝东路1段176号9楼
主权项 1.一种照明系统(1,201,701,801),此种照明系统尤其适用于微光刻投影曝光设备,具有一光学轴OA,及-一个棒状积分器(3,203,703,803),此棒状积分器(3,203,703,803)具有一入射面(5,205,705,805)及一出射面(7,207),-一个物镜(11,211,711,811),可将物场(13,213,713)成像于像场(15,215,715),物镜(11,211,711,811)系设置在棒状积分器(3,203,703,803)的正后方,此照明系统之特征为:-物镜(11,211,711,811)内有一个没有透镜的中间区域(17,217,717,817),-在没有透镜的中间区域(17,217,717,817)内存在一个与入射面(5,205,705,805)所在的平面具有光学共轭关系的共轭面(333,733),-没有透镜的中间区域(17,217,717,817)在光学轴OA上的轴向厚度dLF的下限为30mm,上限为直接位于中间区域之前及之后的两个透镜之间的间距。2.如申请专利范围第1项的照明系统,其特征为:没有透镜的中间区域(17,217,717,817)在光学轴OA上的轴向厚度dLF的下限为50mm。3.一种照明系统(1,201,701,801),此种照明系统尤其适用于微光刻投影曝光设备,具有一光学轴OA,及--一个棒状积分器(3,203,703,803),此棒状积分器(3,203,703,803)具有一个有一定宽度及高度的入射面(5,205,705,805)及出射面(7,207),以及可以反射光线的侧面(9),-一个物镜(11,211,711,811),可将物场(13,213,713)成像于像场(15,215,715),物镜(11,211,711,811)系设置在棒状积分器(3,203,703,803)的正后方,此照明系统之特征为:-物镜(11,211,711,811)内有一个没有透镜的中间区域(17,217,717,817),-第一道光线(21,221,321)在没有透镜的中间区域(17,217,717,817)内具有一相对于光学轴的第一个光线高度,第二道光线(23,223,323)在没有透镜的中间区域(17,217,717,817)内具有一相对于光学轴的第个光线高度,第一个光线高度小于第二个光线高度,其中第二道光线(23,223,323)有在棒状积分器(3)的侧面(9)上被反射,而第一道光线(21,221,321)则未在棒状积分器(3)的侧面(9)上被反射,所有的第一道光线(21,221,321)及所有的第二道光线(23,223,323)均来自棒状积分器(3)的入射面(5)内的一个中心场(19),中心场(19)具有一场宽度及一场高度,其中场宽度与入射面(5)宽度的比値为一第一数値,场高度与入射面(5)高度的比値为一第二数値,该第一数値及该第二数値的上限均为0.7,该第一数値及该第二数値的下限系为使没有透镜的中间区域(17,217,717,817)在光学轴OA上的轴向厚度dLF刚好等于直接位于中间区域之前及之后的两个透镜之间的间距。4.如申请专利范围第3项的照明系统,其特征为:该第一数値及该第二数値的上限均为0.5。5.如申请专利范围第4项的照明系统,其特征为:没有透镜的中间区域(17,217,717,817)在光学轴OA上的轴向厚度dLF至少为30mm。6.如申请专利范围第5项的照明系统,其特征为:没有透镜的中间区域(17,217,717,817)在光学轴OA上的轴向厚度dLF至少为50mm。7.如申请专利范围第1至6项中任一项的照明系统,其特征为:物镜(11,211,711)具有与物场(13,213,713)相同的直径,以及一个物方数値孔径,物场(13,213,713)的直径为15mm--40mm,物方数値孔径为0.4--0.75。8.如申请专利范围第1至6项中任一项之一的照明系统,其特征为:从物场(13,213,713)的直径DuObj、入射面(5,205,705,805)的宽度除以高度所得的宽高比Rxy(介于1--5之间)、棒状积分器(3,203,703,803)在光学轴OA上的长度LSI、入射面(5,205,705,805)上所有光线的最大孔径除以物方数値孔径NAObj所得之填隙系数(介于0.2--1.0之间)、以及棒状积分器(3,203,703,803)内的折射率nSI(介于1.0--1.8之间)等数値,可以下式计算出入射面的宽度BSI范围:再依据上述数値及计算出的BSI范围即可依下式计算出棒状积分器(3,203,703,803)在光学轴OA上的长度LSt LSI范围:9.如申请专利范围第1至6项中任一项的照明系统,其特征为:棒状积分器(3,203,703,803)的长度介于350mm--800mm之间。10.如申请专利范围第1至6项中任一项的照明系统,其特征为:物镜(11,211,711,811)具有一位于无限远处的入射光瞳。11.如申请专利范围第1至6项中任一项的照明系统,其特征为:物镜(11,211,711,811)具有一光栏平面APE,且在光栏平面APE及没有透镜的中间区域(17,217,717,817)之间至少设有一第一个透镜(L1,L26,L75)。12.如申请专利范围第11项的照明系统,其特征为:第一个透镜(L26,L75)与光栏平面APE之间的距离小于30mm。13.如申请专利范围第12项的照明系统,其特征为:第一个透镜(L26,L75)与光栏平面APE之间的距离小于10mm。14.如申请专利范围第11项的照明系统,其特征为:第一个透镜(L26,L75)具有一非球形镜面(S313,S711)。15.如申请专利范围第11项的照明系统,其特征为:在光栏平面APE及没有透镜的中间区域(217,717)之间设有一个透镜(L26,L75)。16.如申请专利范围第1至6项中任一项的照明系统,其特征为:将入射面(5,205,405,705,805)的宽度除以高度所得之比値定义为宽高比,则此宽高比至少为2。17.如申请专利范围第16项的照明系统,其中该宽高比至少为3。18.如申请专利范围第17项的照明系统,其中该宽高比至少为4。19.如申请专利范围第1至6项中任一项的照明系统,其特征为:像场(15,215,715)具有一直径,物镜(11,211,711)会使物场(13,213,713)内的每一个物点在像场(15,215,715)内产生一个像点,且这些像点的直径最大不超过像场(15,215,715)直径的1%。20.如申请专利范围第1至6项中任一项的照明系统,其特征为:照明系统(801)以受激准分子雷射(Excimer-Laser)(847)作为光源,产生波长小于250nm的紫外线。21.如申请专利范围第1至6项中任一项的照明系统,其特征为:物镜(11,211,711,811)是一种可以将遮蔽装置(863)成像载有图案的掩模(865)上的标线掩模(REMA)物镜,其中遮蔽装置(863)系位于标线掩模(REMA)物镜的物平面,而载有图案的掩模(865)则是位于标线掩模(REMA)物镜的像平面。22.一种微光刻投影曝光设备,包括-一个如申请专利范围第21项的照明系统,-一个投影物镜(867),可以将载有图案的掩模(865)成像在感光基片(869)上。图式简单说明:第一图:本发明之照明系统的构造示意图。第二图:第一种具有一棒状积分器及一透镜之照明系统实施例的透镜截面图。第三图:第二图之透镜截面图的某一段。第四图:棒状积分器的入射面照明状况的等高线图。第五图:三次光源处的照明强度分布图。第六图:没有透镜的中间区域之边缘部分的照明强度分布图。第七图:第二种具有一棒状积分器及一透镜之照明系统实施例的透镜截面图。第八图:一微光刻投影曝光设备的构造示意图。
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