发明名称 照明光学系统及具有此照明光学系统之曝光装置
摘要 一种使用来自光源之光照明物体表面的照明光学系统,此照明光学系统包含一用以将来自光源之光导引至物体表面的聚光器光学系统,其中,聚光器光学系统包含第一及第二光学系统,第一及第二光学系统之其中一者形成一用以改变入射光之直径的光束扩展器光学系统,此光束扩展器光学系统适合做为一沿着光轴而移动的元件。
申请公布号 TWI246717 申请公布日期 2006.01.01
申请号 TW093129706 申请日期 2004.09.30
申请人 佳能股份有限公司 发明人 折野干城
分类号 H01L21/027;G03F7/20 主分类号 H01L21/027
代理机构 代理人 林志刚 台北市中山区南京东路2段125号7楼
主权项 1.一种使用来自光源之光照明物体表面的照明光 学系统,该照明光学系统包含一用以将来自光源之 光导引至物体表面的聚光器光学系统, 其中,该聚光器光学系统包含第一及第二光学系统 ,第一及第二光学系统之其中一者形成一用以改变 入射光之直径的光束扩展器光学系统,该光束扩展 器光学系统适合做为一沿着光轴而移动的元件。 2.如申请专利范围第1项之照明光学系统,其中,满 足条件∣f2/fl∣≦2.5,其中,fl为该光束扩展器光学 系统的焦距,且f2为第一及第二光学系统之另一者 的焦距,其并不形成该光束扩展器光学系统。 3.如申请专利范围第1项之照明光学系统,另包含多 光源形成部件,用以形成来自光源之光的多个光源 , 其中,该光束扩展器光学系统系位于该聚光器光学 系统的入射侧,并将该多光源形成部件的出射端设 置于入射瞳孔位置处,且 其中,满足条件∣f2/P1∣≦1.0,其中,P1为该光束扩展 器光学系统的出射瞳孔距离,且f2为第一及第二光 学系统之另一者的焦距,其并不形成该光束扩展器 光学系统。 4.如申请专利范围第1项之照明光学系统,其中,该 照明光学系统系位于该聚光器光学系统的出射侧, 并将物体表面设置于入射瞳孔位置处,且 其中,满足条件∣f2/P1∣≦1.0,其中,Pl为该光束扩展 器光学系统的出射瞳孔距离,且f2为第一及第二光 学系统之另一者的焦距,其并不形成该光束扩展器 光学系统。 5.如申请专利范围第1项之照明光学系统,其中,满 足条件1.3≦H2/H1≦1.7或条件1.3≦H1/H2≦1.7,其中,当 和光轴平行且具有距离光轴的最大高度H1之光系 入射于该光束扩展器光学系统上,该光离开该光束 扩展器光学系统且具有H2的最大高度。 6.如申请专利范围第1项之照明光学系统,其中,该 光束扩展器光学系统系位于该聚光器光学系统的 入射侧,并且在入射侧处包含一凹透镜。 7.如申请专利范围第1项之照明光学系统,其中,该 光束扩展器光学系统系位于该聚光器光学系统的 出射侧,并且在出射侧处包含一凹透镜。 8.如申请专利范围第1项之照明光学系统,其中,该 光束扩展器光学系统包含一具有至少一非球面表 面的凹透镜。 9.如申请专利范围第1项之照明光学系统,其中,满 足条件; 0.97≦sin2/sin1≦1.03;及 0.98≦(sin1+sin2)/2sin0≦1.02,其中,0为介于入 射在物体表面上之轴向光的上部最大光线与光轴 间之角度的绝对値,1为介在主光线与会聚于物 体表面上之最大影像点之光的上部最大光线间之 角度,且2为介于主光线与下部最大光线间之角 度。 10.如申请专利范围第1项之照明光学系统,其中,第 一及第二光学系统之另一者,其并不形成该光束扩 展器光学系统,包含: 一位于该聚光器光学系统之最外侧的第一光学元 件; 一用来固持第一光学元件的第一镜筒; 一不同于第一光学元件之第二光学元件;以及 一用来固持第二光学元件的第二镜筒,该第二镜筒 系可分离地连接至该第一镜筒, 其中,满足条件0.02≦∣FA/f3∣≦0.2,其中,FA为该聚 光器光学系统的焦距,且f3为第一光学元件的焦距 。 11.如申请专利范围第1项之照明光学系统,另包含 一屏,用来界定一具有矩形形状之照明区域于物体 表面上, 其中,该屏包含两对屏蔽组件,各自界定一对矩形 形状的平行侧, 其中,当该聚光器光学系统系位于沿着光轴之可移 动范围的末端处时,该两对屏蔽部件的其中一对系 位于该聚光器光学系统的焦点位置。 12.如申请专利范围第1项之照明光学系统,另包含 一具有一出射端的光学积分器,该出射端实质上和 物体表面间具有傅立叶(Fourier)转换关系。 13.如申请专利范围第1项之照明光学系统,其中,被 定义做为(NA2/NA1-1)100之畸变的绝对値系小于3, 其中,NA1为将各影像点会聚于物体表面上之光的上 部最大光线之数値孔径,且NA2为将各影像点会聚于 物体表面上之光的下部最大光线之数値孔径。 14.如申请专利范围第1项之照明光学系统,其中,被 定义做为{(NA1+NA2)/2NA0-1}100之局部的绝对値系小 于2,其中,NA0为入射在物体表面上之轴向光的数値 孔径,NA1为将各影像点会聚于物体表面上之光的上 部最大光线之数値孔径,且NA2为将各影像点会聚于 物体表面上之光的下部最大光线之数値孔径。 15.一种使用来自光源之光照明物体表面的照明光 学系统,该照明光学系统包含一用以改变入射光之 直径,且用以修正物体表面上之远心的光束扩展器 光学系统,该光束扩展器光学系统适合做为一沿着 光轴而移动的元件。 16.一种曝光装置,包含: 一照明光学系统,用以使用来自光源之光照明光罩 ,该照明光学系统包含一用以将来自光源之光导引 至光罩的聚光器光学系统,其中,该聚光器光学系 统包含第一及第二光学系统,第一及第二光学系统 之其中一者形成一用以改变入射光之直径的光束 扩展器光学系统,该光束扩展器光学系统适合做为 一治着光轴而移动的元件;以及 一投射光学系统,用以将光罩上之图案投射于待曝 光物体上。 17.如申请专利范围第16项之曝光装置,其中,该投射 光学系统可以具有0.8或更高的数値孔径。 18.如申请专利范围第16项之曝光装置,另包含: 一移动机构,用以使光束扩展器光学系统做为一沿 着光轴而移动的元件; 一侦测器,用以侦测物体表面上之远心; 一记忆体,用以储存远心与光束扩展器光学系统之 移动量间的关系;以及 一控制器,用以根据由该侦测器所做的侦测结果来 控制由该移动机构所做之该光束扩展器光学系统 的移动量。 19.如申请专利范围第16项之曝光装置,另包含一用 以选择多种类型之照明条件的其中一者之选择器, 其中,该侦测器在选择器选择之后侦测物体表面上 的远心。 20.一种曝光装置,包含: 一用以使用来自光源之光照明光罩的照明光学系 统,该照明光学系统包括一用以将来自光源之光导 引至光罩的聚光器光学系统,其中,该聚光器光学 系统包含第一及第二光学系统,第一及第二光学系 统之其中一者形成一用以改变入射光之直径的光 束扩展器光学系统,该光束扩展器光学系统适合做 为一沿着光轴而移动的元件; 一用以将光罩上之图案投射于待曝光物体上的投 射光学系统;以及 一用以形成两个有效光源区域于投射光学系统之 瞳孔上的双极照明部件, 其中,满足下面的条件,其中,1为两个有效光源区 域之各者的内径,2为两个有效光源区域之各者 的外径,为介于两个有效光源区域与做为转动中 心之瞳孔中心间的极角,1为介在主光线与会聚 于物体表面上之最大影像点之光的上部最大光线 间之角度,且2为介于主光线与下部最大光线间 之角度: 0.7≦1≦1.0; 0.6≦2≦0.95; 10≦≦90;及 0.99≦sin2/sin1≦1.05。 21.一种装置制造方法,包含步骤: 使用曝光装置来使物体曝光;以及 使所曝光之物体显影, 其中,曝光装置包含: 一照明光学系统,用以使用来自光源之光照明光罩 ,该照明光学系统包含一用以将来自光源之光导引 至光罩的聚光器光学系统,其中,该聚光器光学系 统包含第一及第二光学系统,第一及第二光学系统 之其中一者形成一用以改变入射光之直径的光束 扩展器光学系统,该光束扩展器光学系统适合做为 一沿着光轴而移动的元件;以及 一投射光学系统,用以将光罩上之图案投射于待曝 光物体上。 22.一种装置制造方法,包含: 使用曝光装置来使物体曝光;以及 使所曝光之物体显影, 其中,曝光装置包含: 一用以使用来自光源之光照明光罩的照明光学系 统,该照明光学系统包括一用以将来自光源之光导 引至光罩的聚光器光学系统,其中,该聚光器光学 系统包含第一及第二光学系统,第一及第二光学系 统之其中一者形成一用以改变入射光之直径的光 束扩展器光学系统,该光束扩展器光学系统适合做 为一沿着光轴而移动的元件; 一用以将光罩上之图案投射于待曝光物体上的投 射光学系统;以及 一用以形成两个有效光源区域于投射光学系统之 瞳孔 上的双极照明部件, 其中,满足下面的条件,其中,1为两个有效光源区 域之各者的内径,2为两个有效光源区域之各者 的外径,为介于两个有效光源区域与做为转动中 心之瞳孔中心间的极角,1为介在主光线与会聚 于物体表面上之最大影像点之光的上部最大光线 间之角度,且2为介于主光线与下部最大光线间 之角度: 0.7≦1≦1.0; 0.6≦2≦0.95; 10≦≦90;及 0.95≦sin2/sin1≦1.05。 图式简单说明: 图1显示依据本发明实施例之照明光学系统的简化 光学路径。 图2显示在图1所示之照明光学系统中之聚光器光 学系统中的第一位置处之在子午线方向上的横向 像差、在弧矢(sagittal)方向上的横向像差、畸变 、及局部。 图3显示在图1所示之照明光学系统中之聚光器光 学系统中的第二位置处之在子午线方向上的横向 像差、在弧矢方向上的横向像差、畸变、及局 部。 图4显示依据本发明实施例之曝光装置的简化光学 路径。 图5显示依据本发明另一实施例之曝光装置的简化 光学路径。 图6系用以解释用来制造装置(半导体晶片,例如,ICs , LSIs等等、LCDs, CCDs等等)之方法的流程图。 图7系图6之步骤4中之晶圆程序的详细流程图。
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