空間光調(diào)制單元、照明設備、曝光設備和裝置制造方法

文檔序號：2816392閱讀：121來源：國知局

專利名稱：空間光調(diào)制單元、照明設備、曝光設備和裝置制造方法
技術領域：
本發(fā)明涉及空間光調(diào)制單元、照明設備、曝光設備和裝置制造方法。
背景技術：
已知反射性空間光調(diào)制器為用以在曝光設備中形成用于經(jīng)修改的照明的光瞳照明分布(例如，兩極、四極或其它分布)的常規(guī)空間調(diào)制器(例如，參見日本專利特許公開申請案第2002-353105號)。在特許公開申請案第2002-353105號中，反射性空間光調(diào)制器經(jīng)布置，以使得光線傾斜地入射到反射性空間光調(diào)制器，以便使入射到空間光調(diào)制器的光路與從空間光調(diào)制器出射的光路(經(jīng)反射的光路)分離，而曝光設備中的照明光學系統(tǒng)的配置無顯著改變。

發(fā)明內(nèi)容
然而，在前述特許公開申請案第2002-353105號中所描述的空間光調(diào)制器中，從空間光調(diào)制器出射的光路無法與入射到空間光調(diào)制器的光路同軸，且因此在其布置于光學系統(tǒng)中時難以形成所要光學路徑。本發(fā)明的目標為提供一種空間光調(diào)制單元，其可布置于光學系統(tǒng)中以形成所要光路。根據(jù)本發(fā)明的實施例的空間光調(diào)制單元為可布置于光學系統(tǒng)中且可沿著光學系統(tǒng)的光軸布置的空間光調(diào)制單元，所述空間光調(diào)制單元包含第一折疊表面，用以使平行于光學系統(tǒng)的光軸入射的光線折疊；反射性空間光調(diào)制器，用以使在第一折疊表面上折疊的光線反射；和第二折疊表面，用以使在空間光調(diào)制器上反射的光線折疊，且將光線向前發(fā)送到光學系統(tǒng)中；其中所述空間光調(diào)制器根據(jù)在第一折疊表面上折疊的光線入射到空間光調(diào)制器的位置來將空間調(diào)制施加于光線。空間光調(diào)制單元包含根據(jù)光線入射的位置來將空間調(diào)制施加于所述光線的空間光調(diào)制器。由于此原因，其能夠形成所要光瞳亮度分布(例如，兩極、四極或其它分布)。除了反射性空間光調(diào)制器外，其也包含第一折疊表面和第二折疊表面。由于此原因，其可布置于光學系統(tǒng)中以形成所要光學路徑。根據(jù)實施例的照明設備為用從光源供應的光線來對第一表面照明的照明設備，所述照明設備包含前述空間光調(diào)制單元。根據(jù)另一實施例的照明設備為在來自光源的光線的基礎上對照明目標表面照明的照明設備，所述照明設備包含空間光調(diào)制器，其包括被二維地布置且個別地控制的多個光學元件；衍射光學元件，其可布置于照明設備中；第一光學路徑，空間光調(diào)制器可布置于其中的第一位置處；第二光學路徑，衍射光學元件可布置于其中的第二位置處；第三光學路徑，其為光源與第一光學路徑之間的光學路徑和光源與第二光學路徑之間的光學路徑；和第四光學路徑，其為第一光學路徑與照明目標表面之間的光學路徑和第二光學路徑與照明目標表面之間的光學路徑；其中第一光學路徑和第二光學路徑可彼此切換，且其中第三光學路徑的出口處的光軸與第四光學路徑的入口處的光軸同軸。根據(jù)又一實施例的照明設備為用從光源供應的光線來對第一表面照明的照明設備，所述照明設備包含空間光調(diào)制單元，所述空間光調(diào)制單元包含空間光調(diào)制器，其根據(jù)光線入射的位置而將空間調(diào)制施加于所述光線；和衍射光學元件，其用未通過空間光調(diào)制單元的空間光調(diào)制器的光線來形成第一光瞳亮度分布；所述照明設備經(jīng)配置以用來自空間光調(diào)制單元的空間光調(diào)制器的光線而形成至少部分與第一光瞳亮度分布重疊的第二光瞳亮度分布。根據(jù)一實施例的曝光設備為將第一表面的影像投影到第二表面上的曝光設備，所
述曝光設備包含前述照明設備，用以對第一表面照明；和投影光學系統(tǒng)，其基于來自由照
明設備形成于第一表面上的照明區(qū)的光線而在第二表面上形成第一表面的影像。
根據(jù)一實施例的一種裝置制造方法，其包含制備步驟，制備感光性基底；布置和
投影步驟，將感光性基底布置于前述曝光設備中的第二表面上，和將位于第一表面上的預
定圖案的影像投影到感光性基底上以實現(xiàn)其曝光；顯影步驟，使已投影有圖案的影像的感
光性基底顯影，以在感光性基底的表面上形成形狀對應于所述圖案的掩膜層；和處理步驟，
通過掩膜層來處理感光性基底的表面。本發(fā)明的實施例成功地提供可布置于光學系統(tǒng)中以形成所要光路的空間光調(diào)制單元。

圖1為示意性地展示根據(jù)第一實施例的曝光設備的配置圖。圖2為用于解釋空間光調(diào)制單元與衍射光學單元的布置關系的圖式。圖3為用于解釋空間光調(diào)制單元與衍射光學單元的另一布置關系的圖式。圖4為用于解釋圖2所示的空間光調(diào)制單元的IV-IV橫截面中的配置的圖式。圖5為空間光調(diào)制單元所具有的空間光調(diào)制器的部分透視圖。圖6為展示在環(huán)形照明的情況下照明場的形狀的圖式。圖7為制造半導體裝置的方法的流程圖。圖8為制造液晶顯示裝置的方法的流程圖。圖9為示意性地展示為根據(jù)第一實施例的曝光設備的修改實例的無掩膜曝光設備的配置圖。圖10為示意性地展示根據(jù)第二實施例的曝光設備的配置圖。
圖11為用于解釋空間光調(diào)制單元的布置的圖式。圖12為展示由通過衍射光學單元但未通過空間光調(diào)制單元的光束所形成的光瞳亮度分布的圖式。圖13為展示由未通過衍射光學單元但通過空間光調(diào)制單元的光束所形成的光瞳亮度分布的圖式。圖14為展示在光瞳平面上由第一光瞳亮度分布與第二光瞳亮度分布的重疊所產(chǎn)生的光瞳亮度分布的圖式。圖15為用于解釋另一空間光調(diào)制單元的布置的圖式。
圖16為用于解釋空間光調(diào)制單元的布置的圖式。
具體實施例方式
將在下文參看附圖而詳細地描述本發(fā)明的實施例。請注意，在描述中，相同元件或
具有相同功能性的元件將由相同參考符號來指示，而無多余描述。(第一實施例) 將參看圖1來描述根據(jù)第一實施例的曝光設備EA1的配置。圖1為示意性地展示第一實施例的曝光設備的配置圖。第一實施例的曝光設備EA1沿著設備的光軸Ax具有具備空間光調(diào)制單元SMI的照明設備IL、支撐掩膜M的掩膜臺(stage)MS、投影光學系統(tǒng)PL，和支撐晶片W的晶片臺WS。曝光設備EA1基于從光源1供應的光線用照明設備IL來對掩膜M照明，且使用投影光學系統(tǒng)PL將形成有掩膜M的圖案的表面Ma即第一表面的影像投影到晶片W上的投影表面Wa即第二表面上。照明設備IL(其用從光源l供應的光線來對上面有掩膜M的圖案的表面Ma即第一表面進行照明)用空間光調(diào)制單元SM1來執(zhí)行經(jīng)修改的照明(例如，兩極、四極或其它照明)。照明設備IL沿著光軸Ax具有空間光調(diào)制單元SM1、衍射光學單元2、變焦光學系統(tǒng)3、蠅眼(fly eye)透鏡4、聚光光學系統(tǒng)5和折疊鏡6?？臻g光調(diào)制單元SMI和衍射光學單元2中的每一者可插入到照明設備IL的光學路徑中或可從照明設備IL的光學路徑縮回。空間光調(diào)制單元SMI和衍射光學單元2各自在其遠場中形成所要光瞳亮度分布。
蠅眼透鏡4經(jīng)配置，以使得二維地且密集地布置多個透鏡元件。形成蠅眼透鏡4的多個透鏡元件經(jīng)布置，以使得每一透鏡元件的光軸變成平行于光軸Ax，光軸Ax為包括蠅眼透鏡4的照明設備IL的光軸和曝光設備的光軸。蠅眼透鏡4分割入射光的波陣面(wave-front)以在其后焦(rear focal)平面上形成由與透鏡元件一樣多的光源影像組成的二次光源。由于在本實例中位于照明目標表面上的掩膜M由柯勒(Koehler)照明來照明，所以此二次光源形成于其上的平面為與投影光學系統(tǒng)PL的孔徑光闌共軛的平面且可被稱作照明設備IL的照明光瞳平面。通常，照明目標表面(掩膜M布置于其上的表面或晶片W布置于其上的表面)變成相對于照明光瞳平面的光學傅立葉變換表面。光瞳亮度分布為照明設備IL的照明光瞳平面上或與照明光瞳平面共軛的平面上的亮度分布。然而，在蠅眼透鏡4所進行的波陣面分割的數(shù)目較大時，形成于蠅眼透鏡4的入射表面上的總亮度分布展示了與整個二次光源的總亮度分布(光瞳亮度分布)的高相關性(correlation)，且因此，蠅眼透鏡4的入射表面上和與所述入射表面共軛的平面上的亮度分布也可被稱作光瞳亮度分布。聚光光學系統(tǒng)5使從蠅眼透鏡4出射的光線聚集且對形成有預定圖案的掩膜M進行照明。折疊鏡6布置于聚光光學系統(tǒng)5中且使穿過聚光光學系統(tǒng)的光束的光學路徑折疊。掩膜M安裝于掩膜臺MS上。投影光學系統(tǒng)PL基于來自由照明設備IL形成于掩膜M的圖案表面(第一表面)Ma上的照明區(qū)的光線而在安裝于晶片臺WS上的晶片W的投影表面(第二表面)Wa上形成第一表面的影像。以下將參看圖2和圖3來描述空間光調(diào)制單元SM1與衍射光學單元2的布置關系。圖2為用于解釋在空間光調(diào)制單元SM1是沿著曝光設備EA1的光軸Ax插入的情況下的布置的圖式。圖3為用于解釋在空間光調(diào)制單元SMI位于曝光設備EA1的光軸Ax外且衍射光學單元2中的多個衍射光學元件2b中的一者是沿著曝光設備EA1的光軸Ax插入的情況下的布置的圖式。如圖2和圖3所示，衍射光學單元2具有形成有凹口 2c的轉(zhuǎn)塔部件2a，和形成于轉(zhuǎn)塔(turret)部件2a上的多個衍射光學元件2b。衍射光學元件2b是通過在轉(zhuǎn)塔部件2a中形成間距約等于曝光光線(照明光線)的波長的水平差來制成，且起到使入射射束以所要角度衍射的作用。如圖2所示，在衍射光學單元2的固定狀態(tài)下，在空間光調(diào)制單元SM1經(jīng)布置以插入到由衍射光學單元2的凹口 2c產(chǎn)生的間隔中時，空間光調(diào)制單元SMI可布置于曝光設備EA1的光軸Ax上。如圖3所示，在衍射光學單元2的固定狀態(tài)下，在空間光調(diào)制單元SM1從衍射光學單元2的凹口 2c內(nèi)部移走時，空間光調(diào)制單元SMI也可位于曝光設備EA1的光軸Ax外。或者，可在空間光調(diào)制單元SM1的固定狀態(tài)下移動衍射光學單元2。以此方式，空間光調(diào)制單元SMI可沿著曝光設備EA1的光軸Ax或沿著照明設備IL的光軸Ax而布置著。
由于空間光調(diào)制單元SM1在大小和質(zhì)量方面大于衍射光學單元2，所以其不安裝于同一轉(zhuǎn)塔部件2a上而是布置于衍射光學單元2的凹口 2c中。由于用于傳輸驅(qū)動信號的電纜連接到空間光調(diào)制單元SMI ，所以在單元SMI布置于凹口 2中的配置中，在拖拉(trail)著電纜時單元SM1不必安裝于轉(zhuǎn)塔上。在空間光調(diào)制單元SMI從光軸Ax移走(如圖3所示)時，衍射光學單元2經(jīng)布置以處于其旋轉(zhuǎn)軸平行于光軸Ax且相對于光軸Ax偏心的狀態(tài)下。接著，使衍射光學單元2旋轉(zhuǎn)，使得轉(zhuǎn)塔部件2a中的多個衍射光學元件2b中的一者位于光軸Ax上。在轉(zhuǎn)塔部件2a中，如圖2和圖3所示，衍射光學元件2b沿著其圓周方向布置。衍射光學元件2b為各自使入射射束衍射以產(chǎn)生相對于光軸Ax而偏心的多個射束的元件，且經(jīng)設定以具有其各別不同的衍射性質(zhì)(例如，衍射角度)。將在下文參看圖4和圖5來描述空間光調(diào)制單元SMI的配置。圖4為用于解釋圖2所示的空間光調(diào)制單元SM1的IV-IV橫截面中的配置的圖式。圖5為空間光調(diào)制單元SM1中的空間光調(diào)制器S1的部分透視圖。為更好地觀看，在不對橫截面劃出陰影(hatching)的情況下描繪圖4。如圖4所示，空間光調(diào)制單元SM1具有棱鏡Pl和整體地附接到棱鏡PI的反射性空間光調(diào)制器S1。棱鏡P1由玻璃材料(例如，螢石)制成。棱鏡Pl具有長方體的一個側(cè)面壓成V形楔形的形狀。S卩，在棱鏡P1中，長方體的一個側(cè)面由以鈍角相交的兩個平面PS1、PS2(第一平面PS1和第二平面PS2)組成，同時其間的相交線(直線)Pla在內(nèi)部下陷(subside)?？臻g光調(diào)制器S1附接到面向在相交線Pla處相接觸的這兩個側(cè)面的側(cè)面上。形成棱鏡PI的光學材料不限于螢石，而是可為硅石玻璃或其他光學玻璃。
在相交線Pla處相接觸的此等兩個側(cè)面的內(nèi)表面充當?shù)谝环瓷浔砻鍾ll和第二反射表面R12。因此，第一反射表面R11位于第一平面PS1上。第二反射表面R12位于與第一平面PS1相交的第二平面PS2上。第一反射表面Rll與第二反射表面R12之間的角度為鈍角。可(例如)如下地確定本文中的角度第一反射表面R11與第二反射表面R12之間的角度為120° ;棱鏡Pl的垂直于光軸Ax的側(cè)面與第一反射表面Rll之間的角度為60° ;棱鏡PI的垂直于光軸Ax的側(cè)面與第二反射表面R12之間的角度為60° 。
棱鏡PI經(jīng)布置，使得空間光調(diào)制器SI所附接到的側(cè)面平行于光軸Ax，第一反射表面Rll位于光源1側(cè)上(曝光設備EA1中的上游)，且第二反射表面R12位于蠅眼透鏡4 側(cè)上(曝光設備EA1中的下游)。因此，如圖4所示，棱鏡P1的第一反射表面Rll相對于曝光設備EA1的光軸Ax傾斜地布置著。如圖4所示，棱鏡PI的第二反射表面R12也相對于曝光設備EA1的光軸Ax傾斜地布置著，其傾斜方向與第一反射表面Rll的傾斜方向相反。
棱鏡PI的第一反射表面Rll使平行于曝光設備EA1的光軸Ax入射的光線反射。空間光調(diào)制器SI布置于第一反射表面Rll與第二反射表面R12之間的光學路徑中，且使在第一反射表面Rll上反射的光線反射。棱鏡PI的第二反射表面R12使在空間光調(diào)制器SI 上反射的光線反射且使經(jīng)反射的光線發(fā)出到曝光設備EA1的照明設備IL中，具體來說，發(fā) 出到變焦光學系統(tǒng)3中。因此，由第一平面PS1和第二平面PS2形成的脊線(ridge line)即相交線Pla位
于相對于第一反射表面Rll和第二反射表面R12的空間光調(diào)制器SI側(cè)上。本實例中的棱鏡P1是由一個光學區(qū)塊整體地形成，但棱鏡P1也可使用多個光學
區(qū)塊構(gòu)成。空間光調(diào)制器SI根據(jù)在第一反射表面Rll上反射的光線入射到空間光調(diào)制器SI 的位置來將空間調(diào)制施加于光線。如下所述，空間光調(diào)制器SI包括二維地布置的大量微鏡面元件SE1。由于此原因，舉例來說，入射到空間光調(diào)制器SI的光束中的射線LI照射到空間光調(diào)制器S1的多個鏡面元件SE1中的鏡面元件SEla上，且射線L2照射到空間光調(diào)制器 SI的多個鏡面元件SE1中的不同于鏡面元件SEla的鏡面元件SElb上。鏡面元件SEla、 SElb分別將根據(jù)其位置而設定的其各別空間調(diào)制施加于射線Ll、 L2?？臻g光調(diào)制器SI調(diào) 制光線，使得在第二反射表面R12上反射以發(fā)出到變焦光學系統(tǒng)3中的光線變成平行于入射到第一反射表面Rll的光線。棱鏡PI經(jīng)布置，以使得從射線Ll、 L2入射到棱鏡PI中的入射位置IP1、 IP2到所述射線在通過鏡面元件SEla、 SElb后從棱鏡PI傳出的傳出位置0P1、 0P2的空氣當量長度等于在棱鏡P1位于曝光設備EA1外部時從對應于入射位置IP1、 IP2的位置到對應于傳出位置0P1、0P2的位置的空氣當量長度?？諝猱斄块L度是通過將光學系統(tǒng)中的光學路徑長度減少成在具有折射率1的空氣中的光學路徑長度而獲得的光學路徑長度，且在具有折射率 n的媒介中的光學路徑的空氣當量長度是通過使其光學路徑長度乘以1/n而獲得。
空間光調(diào)制器SI可布置于光學上等效于安裝衍射光學單元2的衍射光學元件2b 的安裝表面的位置處，也就是，在從空間光調(diào)制單元SM1的出射側(cè)(變焦光學系統(tǒng)3側(cè))觀看時通過第二反射表面R12觀測到的衍射光學元件2b的安裝表面的位置處。
如圖5所示，空間光調(diào)制器SI為包括鏡面元件SE1的可移動多鏡面，鏡面元件SE1 為其平面形狀的反射表面向上放置的大量微反射元件。每一鏡面元件SE1為可移動的，且其反射表面的傾斜(也就是，反射表面的傾斜角度和方向)由控制系統(tǒng)(未圖示)獨立地驅(qū)動和控制。每一鏡面元件SE1可繞著沿著平行于其反射表面且垂直于彼此的兩個方向的旋轉(zhuǎn)軸中的每一者連續(xù)旋轉(zhuǎn)所要旋轉(zhuǎn)角度。就是，關于每一鏡面元件SEl，可在沿著其反射表面的兩個維度中控制其傾斜。本文中的每一鏡面元件SE1的輪廓(contour)為正方形，但所述輪廓不限于此。然而，所述輪廓可為使得鏡面元件可在光利用效率方面無間隔地布置的形狀。相鄰鏡面元件 SE1之間的間隙可設為必要的最小間隔。此外，鏡面元件SE1可盡可能地小，以便使照明條件的細微改變?yōu)榭赡艿?。每一鏡面元件SE1的反射表面的形狀不限于平面，而是可為例如凹面或凸面的彎曲表面。從棱鏡PI的第一反射表面Rll延伸到棱鏡PI的第二反射表面R12且穿過可布置該空間光調(diào)制單元SM1的空間光調(diào)制器S1的第一位置的光學路徑被稱作第一光學路徑。從可布置該棱鏡P1的第一反射表面Rll的位置延伸到可布置該棱鏡P1的第二反射表面R12 的位置且穿過可布置該衍射光學單元2的衍射光學元件2b的第二位置的光學路徑被稱作第二光學路徑。從光源1到可布置該棱鏡P1的第一反射表面Rll的位置的光學路徑被稱作第三光學路徑。從可布置該棱鏡PI的第二反射表面R12的位置到照明目標表面的光學路徑被稱作第四光學路徑。 S卩，第一光學路徑為僅在用來自光源1的已通過空間光調(diào)制器S1的光線來對照明目標表面照明時光線通過的光學路徑。第二光學路徑為僅在用來自光源1的已通過衍射光學元件2b的光線來對照明目標表面照明時光線通過的光學路徑。第三光學路徑為光源1 與第一光學路徑之間的光學路徑和光源1與第二光學路徑之間的路徑。第四光學路徑為第一光學路徑與照明目標表面之間的光學路徑和第二光學路徑與照明目標表面之間的光學路徑。光學路徑為在使用狀態(tài)下意欲供光線通過的路徑。如上所述，空間光調(diào)制單元SMI與衍射光學單元2經(jīng)布置，使得其插入可相對于設備的光軸Ax從一個切換到另一個。就是，第一光學路徑與第二光學路徑為可切換的。另外，設備在第三光學路徑的出口處的光軸Ax與設備在第四光學路徑的入口處的光軸Ax為同軸。棱鏡P1的第一反射表面Rll充當?shù)谝还鈱W表面以將來自第三光學路徑的光線導向空間光調(diào)制器S1，且棱鏡P1的第二反射表面R12充當?shù)诙鈱W表面以將已通過空間光調(diào)制器S1的光線導向第四光學路徑。由于第一光學表面和第二光學表面均為可插入到照明設備IL的光學路徑中或從照明設備IL的光學路徑縮回的空間光調(diào)制單元SMI中的棱鏡 PI的反射表面，所以第一光學表面和第二光學表面可整體地插入到照明設備IL的光學路徑中或從照明設備IL的光學路徑縮回。此外，空間光調(diào)制器S1也可插入到照明設備IL的光學路徑中或從照明設備IL的光學路徑縮回。棱鏡PI的第一反射表面Rll可被認為是將平行于光軸而入射的光線折向不同于入射方向的方向的第一折疊表面，且棱鏡P1的第二反射表面R12可被認為是將在空間光調(diào) 制器SI上反射的光線折向照明設備IL的光學路徑的第二折疊表面。第一折疊表面和第二折疊表面可為反射表面、折射表面或衍射表面。空間光調(diào)制單元SMI使經(jīng)修改的照明能夠形成所要光瞳亮度分布，例如，圓形、環(huán) 形、兩極或四極照明。圖6為展示在環(huán)形照明的情況下在空間光調(diào)制單元SM1的遠場中(或在空間光調(diào)制單元SM1的光學傅立葉變換表面上)的照明場的形狀的圖式。圖6中的劃陰影區(qū)為照明場。以下將參看圖7所示的流程圖來描述使用本實施例的曝光設備EA1以制造裝置的方法。圖7中的第一步驟S301將金屬膜沉積于一批晶片中的每一晶片上。下一步驟S302 將光阻施加到所述批次中的每一晶片上的金屬膜上。就是，步驟S301和S302對應于制備感光性基底即晶片W的步驟。后續(xù)步驟S303將使用前述實施例的曝光設備EA1通過投影光學系統(tǒng)PL將掩膜M 上的圖案的影像順序地轉(zhuǎn)印到所述批次中的每一晶片上的每一照射(shot)區(qū)域中。
在步驟S303中，首先，在晶片臺WS上布置晶片W。光線從光源1沿著光軸Ax發(fā)出到空間光調(diào)制單元SMI或衍射光學單元2。在光線通過空間光調(diào)制單元SMI或衍射光學單元2期間光線被空間調(diào)制。在曝光設備EA1中，可根據(jù)所要的經(jīng)修改的照明的形狀，將空間光調(diào)制單元SMI和衍射光學單元2插入到光軸Ax中或從光軸Ax縮回。
由空間光調(diào)制單元SMI或衍射光學單元2來空間調(diào)制的光線行進而穿過變焦光學系統(tǒng)3以在作為波陣面分割類型的光學積分器的蠅眼透鏡4的入射表面上形成(例如)中心在光軸Ax上的圓環(huán)形形狀(環(huán)形形狀)的照明場。入射到蠅眼透鏡4的光線在蠅眼透鏡4中經(jīng)受波陣面分割。此導致在蠅眼透鏡4的后焦平面上形成由與蠅眼透鏡4中的透鏡元件一樣多的光源影像組成的二次光源。從蠅眼透鏡4出射的光線入射到聚光光學系統(tǒng)5中。聚光光學系統(tǒng)5和蠅眼透鏡 4起作用以對掩膜M的圖案表面Ma均勻地照明。以此方式，基于來自借由照明設備IL以形成于掩膜M的圖案表面Ma上的照明區(qū)的光線而在晶片W的表面即投影表面Wa上形成圖案表面Ma的影像。因此，將位于第一表面上的圖案表面Ma的影像投影到布置于第二表面上的晶片W上，以實現(xiàn)其曝光。后續(xù)步驟S304將實現(xiàn)所述批次中的晶片上的光阻的顯影。此步驟導致在晶片W 的投影表面Wa上形成形狀對應于圖案表面Ma的掩膜層。步驟S305將穿過在步驟S304中形成的掩膜層來處理晶片W的投影表面Wa。具體來說，使用抗蝕劑圖案作為掩膜來對所述批次中的晶片執(zhí)行蝕刻，借此在每一晶片上的每一照射區(qū)域中形成對應于掩膜上的圖案的電路圖案。其后，通過包括在上部層中形成電路圖案的步驟來制造例如半導體裝置之類的裝置。上述半導體裝置制造方法準許我們以高生產(chǎn)量制造出具有極精細電路圖案的半導體裝置。前述實施例的曝光設備也可適用于通過在板(玻璃基底)上形成預定圖案(電路圖案、電極圖案等等)來制造作為微裝置的液晶顯示裝置。將在下文參看圖8的流程圖來描述此情況中的方法的實例。在圖8中，圖案形成步驟S401將執(zhí)行使用前述實施例的曝光設備而將掩膜的圖案轉(zhuǎn)印到感光性基底(涂布有抗蝕劑的玻璃基底，或其類似物)上以實現(xiàn)其曝光的所謂的光刻工藝。此光刻工藝導致在感光性基底上形成包括大量電極和其他物件的預定圖案。其后，通過包括顯影步驟、蝕刻步驟、抗蝕劑去除步驟和其他的步驟來處理經(jīng)曝光的基底，借此在基底上形成預定圖案，繼之以進行下一彩色濾光片形成步驟S402。
下一彩色濾光片形成步驟S402將形成彩色濾光片，在所述彩色濾光片中大量對應于R(紅)、G(綠)和B (藍)的三個點的組以矩陣形式形成陣列，或多個R、G和B的三種條帶的濾光片組而在水平掃描線方向上形成陣列。在完成彩色濾光片形成步驟S402后，進行單元組裝步驟S403。在單元組裝步驟S403中，使用具有在圖案形成步驟S401中獲得的預定圖案的基底、在彩色濾光片形成步驟S402中獲得的彩色濾光片等等來組裝液晶面板 (液晶盒)。在單元組裝步驟S403中，(例如)通過將液晶傾注到具有在圖案形成步驟S401 中獲得的預定圖案的基底與在彩色濾光片形成步驟S402中獲得的彩色濾光片之間來制造
12液晶面板(液晶單元)。其后，進行模塊組裝步驟S404以附接例如用于經(jīng)組裝的液晶面板 (液晶單元)的顯示操作的電路和背光的組件，由此完成液晶顯示裝置。液晶顯示裝置的上述制造方法準許我們以高生產(chǎn)量制造出具有極精細電路圖案的液晶顯示裝置。本實施例不限于應用于半導體裝置和液晶顯示裝置的制造過程，而是也可廣泛地應用于(例如)等離子顯示器和其他的制造過程，和各種裝置(例如，微電機、MEMS(微機電系統(tǒng))、薄膜磁頭、 DNA芯片等等)的制造過程。空間光調(diào)制單元SM1的空間光調(diào)制器Sl根據(jù)光線入射的位置而將空間調(diào)制施加于光線。由于此原因，能夠形成所要光瞳亮度分布(例如，兩極、四極、環(huán)形或其他分布)。
除了空間光調(diào)制器S1夕卜，空間光調(diào)制單元SM1具有第一反射表面Rll和第二反射表面R12。由于此原因，其可布置于光學系統(tǒng)中以形成所要光學路徑。本實施例的曝光設備EA1中的空間光調(diào)制器S1可調(diào)制光線，使得在第二反射表面 R12上反射以從空間光調(diào)制單元SM1發(fā)出到變焦光學系統(tǒng)3中的光線的光學路徑與入射到第一反射表面Rll的入射光的光學路徑重合。就是，入射到空間光調(diào)制單元SM1的光線的光學路徑與從空間光調(diào)制單元SM1出射的光線的光學路徑重合。由于此原因，在插入空間光調(diào)制單元SM1的情況下，或在插入衍射光學單元2的情況下，光學路徑無改變，借此使空間光調(diào)制單元SM1可自由地插入到曝光設備EA1的光軸Ax中或從曝光設備EA1的光軸Ax 縮回。確切地說，在插入該空間光調(diào)制單元SM1的情況和在空間光調(diào)制單元SM1位于光軸Ax外的情況間，穿過光學路徑的光線的空氣當量長度無改變。由于此原因，曝光設備EA1 準許在配置無任何改變的情況下可插入或縮回空間光調(diào)制單元SM1。由于空間光調(diào)制單元SM1的出射側(cè)上的光學路徑與入射側(cè)上的光學路徑重合，所以可與使用衍射光學單元2的照明光學系統(tǒng)共同享有使用空間光調(diào)制單元SM1的照明設備 IL的配置。此準許成本降低。圖9展示為根據(jù)第一實施例的曝光設備EA1的一修改實例的無掩膜曝光設備EA2 的示意配置圖。此修改實例的曝光設備EA2不同于第一實施例的曝光設備EA1，因為其具有空間光調(diào)制單元SM2而不是具有掩膜。空間光調(diào)制單元SM2(類似于空間光調(diào)制單元SM1)具有第一和第二反射表面R21、 R22和空間光調(diào)制器S2。曝光設備EA2的照明設備IL對空間光調(diào)制單元SM2中的空間光調(diào)制器S2的反射表面(第一表面)進行照明。投影光學系統(tǒng)PL基于來自借由照明設備IL 而形成于空間光調(diào)制器S2的反射表面(第一表面)上的照明區(qū)的光線而在晶片W上的投影表面Wa(第二表面)上形成第一表面的影像。
(第二實施例) 將參看圖10來描述根據(jù)第二實施例的曝光設備EA3的配置。圖10為示意性地展示第二實施例的曝光設備的配置圖。第二實施例的曝光設備EA3沿著設備的光軸Ax具有光源ll、具備空間光調(diào)制單元 SM1的照明設備IL、支撐掩膜M的掩膜臺MS、投影光學系統(tǒng)PL，和支撐晶片W的晶片臺WS。
照明設備IL沿著光軸Ax具有偏振狀態(tài)控制單元12、可插入至照明設備IL的光學路徑中或從照明設備IL的光學路徑縮回的消偏振器(d印olarizer)13、空間光調(diào)制單元 SM1、衍射光學單元2、中繼(relay)光學系統(tǒng)15、無焦光學系統(tǒng)17、偏振轉(zhuǎn)換元件18、圓錐
13形轉(zhuǎn)向鏡(conicalaxicon)系統(tǒng)19、變焦光學系統(tǒng)21、折疊鏡22、微蠅眼透鏡23、聚光光學系統(tǒng)24、照明場光闌(掩膜遮板)25、成像光學系統(tǒng)26，和折疊鏡27。用以形成所要光瞳亮度分布的空間光調(diào)制單元SM1和衍射光學單元2中的每一者可插入到照明設備IL的光學路徑中或從照明設備IL的光學路徑縮回。從光源11發(fā)出的幾乎平行的射束行進而穿過具有可繞著光軸Ax旋轉(zhuǎn)的四分之一波片(wave plate)和半波片的偏振狀態(tài)控制單元12，以被轉(zhuǎn)換成處于預定偏振狀態(tài)的光束，且所述射束接著行進而通過空間光調(diào)制單元SM1或衍射光學單元2且穿過中繼光學系統(tǒng)15而進入無焦光學系統(tǒng)17。在掩膜M是用處于非偏振狀態(tài)的光線來照明的情況下，來自光源11的已穿過偏振狀態(tài)控制單元12的射束行進而穿過插入到照明設備IL的光學路徑中的消偏振器13，且接著進入空間光調(diào)制單元SM1或衍射光學單元2。關于此類偏振狀態(tài) 控制單元12和消偏振器13，可參考美國專利公開申請案第2006/0170901A1號。
無焦光學系統(tǒng)17為經(jīng)設定使得出現(xiàn)以下情況的無焦系統(tǒng)(無焦光學元件)其前焦點位置與圖式中由虛線指示的預定平面16的位置大致重合，且其后焦點位置與圖式中由虛線指示的預定平面20的位置大致重合。另一方面，如圖式中由虛線指示，空間光調(diào)制單元SM1或衍射光學單元2被布置于與預定平面16的位置共軛的位置處。
因此，入射到作為射束轉(zhuǎn)換元件的空間光調(diào)制單元SM1或衍射光學單元2的幾乎平行的射束在作為中繼光學系統(tǒng)的無焦光學系統(tǒng)17的光瞳平面上形成(例如)環(huán)形的 (annular)光強度分布，且其后作為幾乎平行的射束而從無焦光學系統(tǒng)17發(fā)出。偏振轉(zhuǎn)換元件18和圓錐形轉(zhuǎn)向鏡系統(tǒng)19布置于無焦光學系統(tǒng)17的前透鏡單元17a與后透鏡單元 17b之間的光學路徑中無焦光學系統(tǒng)的光瞳位置處或附近。圓錐形轉(zhuǎn)向鏡系統(tǒng)19由以從光源側(cè)開始以指定的次序布置的以下部件組成第一棱鏡部件19a，其一平面在光源側(cè)上，且凹入的圓錐形形狀的折射表面在掩膜側(cè)上；和第二棱鏡部件19b，其一平面在掩膜側(cè)上，且凸起的圓錐形形狀的折射表面在光源側(cè)上。第一棱鏡部件19a的凹入的圓錐形形狀的折射表面與第二棱鏡部件19b的凸起的圓錐形形狀的折射表面是互補地形成，使得其可彼此接觸。第一棱鏡部件19a和第二棱鏡部件19b中的至少一者經(jīng)配置以可沿著光軸Ax移動，以使第一棱鏡部件19a的凹入的圓錐形形狀的折射表面與第二棱鏡部件1%的凸起的圓錐形形狀的折射表面之間的間隔可變。通過圓錐形軸棱鏡系統(tǒng)19的作用，環(huán)形二次光源的環(huán)形比(內(nèi)徑/外徑)和大小(外徑)均發(fā)生變化，而不必改變二次光源的寬度。在第一棱鏡部件19a的凹入圓錐形折射表面接觸第二棱鏡部件19b的凸起圓錐形折射表面時，圓錐形轉(zhuǎn)向鏡系統(tǒng)19充當平面平行的板，且不對所形成的環(huán)形二次光源產(chǎn)生影響。然而，在第一棱鏡部件19a的凹入的圓錐形折射表面與第二棱鏡部件19b的凸起的圓錐形折射表面分離時，圓錐形轉(zhuǎn)向鏡系統(tǒng)19充當所謂的射束擴展器。因此，到預定平面 20的入射射束的角度根據(jù)圓錐形轉(zhuǎn)向鏡系統(tǒng)19的間距的改變而變化。
偏振轉(zhuǎn)換元件18具有以下功能將處于線性偏振狀態(tài)的入射光轉(zhuǎn)換成處于偏振方向大致沿著圓周方向的圓周偏振狀態(tài)的光線，或轉(zhuǎn)換成處于偏振方向大致沿著徑向方向的徑向偏振狀態(tài)的光線。關于此類偏振轉(zhuǎn)換元件18，可參考前述美國專利公開申請案第 2006/0170901A1號。已穿過無焦光學系統(tǒng)17的射束行進通過變焦光學系統(tǒng)21以使o值變化，且通過折疊鏡22以進入作為光學積分器的微蠅眼透鏡(或蠅眼透鏡)23。微蠅眼透鏡23為由垂直地且水平地并密集地布置的具有正折射力的大量微透鏡組成的光學元件。大體上，微蠅眼透鏡是(例如)通過蝕刻平面平行的板以形成微透鏡群組來制成的。
形成微蠅眼透鏡的每一微透鏡小于形成蠅眼透鏡的每一透鏡元件。微蠅眼透鏡不同于由彼此隔離的透鏡元件組成的蠅眼透鏡，因為大量微透鏡(微折射面)是在彼此未隔離的情況下整體地形成。然而，微蠅眼透鏡為與蠅眼透鏡相同的波陣面分割類型的光學積分器，因為具有正折射力的透鏡元件被水平地且垂直地布置。預定平面20的位置位于變焦光學系統(tǒng)21的前焦點位置附近，且微蠅眼透鏡23的入射表面位于變焦光學系統(tǒng)21的后焦點位置附近。通過變焦光學系統(tǒng)21的作用，環(huán)形二次光源的寬度和大小(外徑)均發(fā)生變化，而環(huán)形二次光源的環(huán)形比無改變。變焦光學系統(tǒng)21使預定平面20與微蠅眼透鏡23的入射表面保持大體上傅立葉變換關系，且又使無焦光學系統(tǒng)17的光瞳平面與微蠅眼透鏡23的入射表面保持彼此大致光學共軛。
因此，舉例來說，中心在光軸Ax上的環(huán)形照明場就像在無焦光學系統(tǒng)17的光瞳平面上一樣形成于微蠅眼透鏡23的入射表面上。此環(huán)形照明場的總體形狀取決于變焦光學系統(tǒng)21的焦距而類似地變化。形成微蠅眼透鏡23的每一微透鏡具有類似于將形成于掩膜 M上的照明場的形狀(且因此類似于將形成于晶片W上的曝光區(qū)的形狀)的矩形形狀的橫截面。入射到微蠅眼透鏡23的射束由大量微透鏡二維地分割，且光強度分布約等于由入射射束形成的照明場的二次光源(也就是，由中心在光軸Ax上的環(huán)形形狀的實質(zhì)表面發(fā) 光體組成的二次光源)形成于微蠅眼透鏡23的后焦平面上或附近(且因此在照明光瞳平面上)。來自形成于微蠅眼透鏡23的后焦平面上或附近的二次光源的射束行進而穿過聚光光學系統(tǒng)24以重疊地對掩膜遮板25進行照明。以此方式，根據(jù)形成微蠅眼透鏡23的每一微透鏡的形狀和焦距的矩形形狀的照明場形成于作為照明場光闌的掩膜遮板25上。已穿過掩膜遮板25的矩形孔徑(光透射部分)的射束經(jīng)受成像光學系統(tǒng)26的會聚作用以重疊地對形成有預定圖案的掩膜M照明。即，成像光學系統(tǒng)26在掩膜M上形成掩膜遮板25的矩形孔徑的影像。
由固持于掩膜臺MS上的掩膜M的圖案透射的射束行進而穿過投影光學系統(tǒng)PL以在固持于晶片臺WS上的晶片(感光性基底)W上形成掩膜圖案的影像。以此方式，通過執(zhí) 行單次曝光或掃描曝光以同時在垂直于投影光學系統(tǒng)PL的光軸Ax的平面中二維地驅(qū)動和控制晶片臺WS且因此同時二維地驅(qū)動和控制晶片W，使掩膜M的圖案順序地轉(zhuǎn)印到晶片W 上的曝光區(qū)域中的每一者中。無焦光學系統(tǒng)(中繼光學系統(tǒng))17、圓錐形轉(zhuǎn)向鏡系統(tǒng)19和變焦光學系統(tǒng)(放大倍率變化光學系統(tǒng))21構(gòu)成用于改變形成于照明光瞳平面上的二次光源(實質(zhì)表面發(fā)光體)的大小和形狀的整形(shaping)光學系統(tǒng)，其布置于空間光調(diào)制單元SM1或衍射光學單元2與微蠅眼透鏡(光學積分器)23之間的光學路徑中。空間光調(diào)制單元SM1經(jīng)布置以可與圖10中的衍射光學單元2切換，但其可布置于 (例如)由圖10中的虛線所指示的平面16上。平面16的位置對應于與衍射光學單元2的位置成光學共軛的位置。在此種情況下，如圖11所示，空間光調(diào)制單元SM1可布置于光軸Ax上，使得僅從
15光源ll發(fā)出的射束的部分穿過所述單元。在圖ll所示的空間光調(diào)制單元SMl中，在(例如)與如圖4所示的布置進行比較時，空間光調(diào)制器Sl經(jīng)布置為在沿著光軸Ax的方向上相對于第一反射表面Rll和第二反射表面R12而移動到光源11側(cè)。在此布置中，舉例來說，從光源11發(fā)出的光束中的射線Ll、 L3入射到無焦光學系統(tǒng)17，而未進入空間光調(diào)制單元 SM1中的棱鏡P1的內(nèi)部。另一方面，從光源11發(fā)出的光束中的射線L2和L4入射到空間光調(diào)制單元SM1的棱鏡P1中、在第一反射表面R11、空間光調(diào)制器S1和第二反射表面R12上反射，且其后從棱鏡P1發(fā)出以進入無焦光學系統(tǒng)17。在此種情況下，空間光調(diào)制器S1可固定于(例如)由圖IO中的虛線指示的平面 16的位置處。于是，如從圖ll顯而易見，有可能同時使用第一光學路徑和第二光學路徑，第一光學路徑為從棱鏡P1的第一反射表面Rll到棱鏡P1的第二反射表面R12的光學路徑和延伸而通過可布置該空間光調(diào)制器Sl的第一位置的光學路徑，第二光學路徑為從可布置該棱鏡P1的第一反射表面Rll的位置到可布置該棱鏡P1的第二反射表面R12的位置的光學路徑(在空間光調(diào)制單元SM1布置于平面16的位置處以便可與衍射光學單元2切換的情況下)和可布置該衍射光學單元2的衍射光學元件2b的光學路徑。在此種情況下，從光源11到可布置該棱鏡P1的第一反射表面Rll的位置的光學路徑充當?shù)谌鈱W路徑。在空間光調(diào)制單元SM1布置于平面16的位置處以便可與衍射光學單元2切換的情況下，從可布置該棱鏡Pl的第二反射表面R12的位置到照明目標表面的光學路徑充當?shù)谒墓鈱W路徑。
在如圖11所示空間光調(diào)制單元SM1布置于預定平面16的位置處且經(jīng)配置以借由空間光調(diào)制單元SM1的空間光調(diào)制器Sl僅反射射束的一部分時，(例如)如圖12到14所示進行光瞳強度的校正變成可行。圖12展示由通過衍射光學單元2但未通過空間光調(diào)制單元SM1的射束形成的光瞳亮度分布。圖13展示由未通過衍射光學單元2但通過空間光調(diào)制單元SM1的射束形成的光瞳亮度分布。圖14展示通過將圖12的光瞳亮度分布重疊于圖13的光瞳亮度分布上而獲得的光瞳亮度分布。圖12到圖14中的陰影指示光瞳平面上的亮度等級(陰影越暗，亮度越高)。具體來說，如圖12所示，衍射光學單元2用未通過空間光調(diào)制單元SM1的空間光調(diào)制器S1的光線來形成在圖式的平面上亮度從左到右減小的第一光瞳亮度分布。另一方面，如圖13所示，空間光調(diào)制單元SM1的空間光調(diào)制器S1形成具有高亮度且大致均勻的第二光瞳亮度分布，其與第一光瞳亮度分布至少部分重疊。如圖14所示，可通過將具有不均勻亮度的第一光瞳亮度分布重疊于第二光瞳亮度分布上以加強第一光瞳亮度分布中的低亮度部分來獲得總體幾乎均勻的光瞳亮度分布。上述實例是與總體幾乎均勻的光瞳亮度分布的產(chǎn)生有關，但將產(chǎn)生的光瞳亮度分布不限于幾乎均勻的分布。作為實例，也有可能使光瞳亮度分布改變成非均勻的分布以便調(diào)整掩膜M的圖案的轉(zhuǎn)印(transfer)狀態(tài)。
在空間光調(diào)制單元SM1中，在插入空間光調(diào)制單元SM1的情況和在空間光調(diào)制單元SMl從光軸Ax縮回的情況間，通過光學路徑的光線的空氣當量長度無改變。由于此原因，射線LI、L3的空氣當量長度等于射線L2、L4的空氣當量長度，且因此易于組合和處置通過空間光調(diào)制單元SM1的射線和未通過其的射線。在空間光調(diào)制單元SM1插入于預定平面16的位置處的情況下，也有可能(例如) 基于圖15和圖16所示的配置而使用另一空間光調(diào)制單元SM3。圖15為展示在空間光調(diào)制單元SM3經(jīng)布置以使得空間光調(diào)制單元SM3的第一反射表面R31和第二反射表面R32與光軸Ax相交的情況下的布置的圖式。圖16為展示在空間光調(diào)制單元SM3經(jīng)布置以使得空間光調(diào)制單元SM3的第一反射表面R31和第二反射表面R32不與光軸Ax相交的情況下的布置的圖式。空間光調(diào)制單元SM3具有V形棱鏡(反射部件)P3和空間光調(diào)制器S3。不同于空間光調(diào)制單元SM1，空間光調(diào)制器S3不與棱鏡P3整體地構(gòu)成。提供于棱鏡P3上且以鈍角的預定角度而鄰接的一對表面反射的表面對應于第一反射表面R31和第二反射表面R32。如圖15和圖16所示，可在與光軸Ax相交的方向上相對地改變棱鏡P3與空間光調(diào)制器S3之間的位置關系。就是，移動棱鏡P3以使第一反射表面R31和第二反射表面R32與光軸Ax相交，同時保持空間光調(diào)制器S3固定。
根據(jù)本實施例的曝光設備EA3中的空間光調(diào)制器S1可調(diào)制光線，使得在第二反射表面R12上反射而朝空間光調(diào)制單元SM1中的中繼光學系統(tǒng)15發(fā)出的光線的光學路徑可與入射到第一反射表面Rll的光線的光學路徑重合。就是，入射到空間光調(diào)制單元SM1的光線的光學路徑與從空間光調(diào)制單元SM1出射的光線的光學路徑重合。由于此原因，在插入空間光調(diào)制單元SM1的情況下，或在插入衍射光學單元2的情況下，光學路徑無改變，借此使空間光調(diào)制單元SM1可自由地插入到曝光設備EA3的光軸Ax中或從曝光設備EA3的光軸Ax縮回。由于入射到空間光調(diào)制單元SM1的光線的光學路徑與從空間光調(diào)制單元SM1出射的光線的光學路徑重合，所以空間光調(diào)制單元SM1可插入到預定平面16的位置中或從預定平面16的位置縮回，而照明設備IL的配置無顯著改變。確切地說，在插入空間光調(diào)制單元SM1的情況和在空間光調(diào)制單元SM1位于光軸 Ax外的情況間，通過光學路徑的光線的空氣當量長度無改變。因此，在曝光設備EA3中，可插入且縮回該空間光調(diào)制單元SM1，而照明設備IL的配置不必做任何改變。
由于可使空間光調(diào)制單元SM1的出射側(cè)上的光學路徑與入射側(cè)上的光學路徑重合，所以可與使用衍射光學單元2的照明光學系統(tǒng)共同享有使用空間光調(diào)制單元SM1的照明設備IL的配置。此準許成本降低。上文描述本發(fā)明的實施例，但請注意，本發(fā)明不限于上述實施例而是可以許多方式進行修改。舉例來說，在上述實施例中，具有被二維地布置且個別地控制的多個反射元件的空間光調(diào)制器為(例如)二維地布置的反射表面的傾斜可加以個別地控制的空間光調(diào)制器。此類型的空間光調(diào)制器可為選自揭露于(例如)以下各案中的空間光調(diào)制器中的空間光調(diào)制器日本專利特許公開申請案(PCT申請案的翻譯)第10-503300號和其相應的歐洲專利申請公開案EP779530、日本專利特許公開申請案第2004-78136號和其相應的美國專利第6， 900， 915號、日本專利特許公開申請案(PCT申請案的翻譯)第2006-524349號和其相應的美國專利第7， 095， 546號，和日本專利特許公開申請案第2006-113437號。在此等空間光調(diào)制器中，已通過空間光調(diào)制器的個別反射表面的光束以預定角度入射到一種分布形成光學系統(tǒng)，且可在照明光瞳平面上形成根據(jù)多個到多個光學元件的控制信號的預定光強度分布。空間光調(diào)制器也可為(例如)其中二維地布置的反射表面的高度可加以個別地控制的空間光調(diào)制器。此類型的空間光調(diào)制器可為選自揭露于(例如)以下各者中的空間光調(diào)制器中的空間光調(diào)制器日本專利特許公開申請案第6-281869號和其相應的美國專利第5，312，513號，和日本專利特許公開申請案(PCT申請案的翻譯)第2004-520618號和其相應的美國專利第6，885，493號的圖ld。在形成二維的高度分布時，此等空間光調(diào)制器可對入射光施加與衍射表面相同的作用。可(例如)根據(jù)日本專利特許公開申請案(PCT申請案的翻譯)第2006-513442 號和其相應的美國專利第6，891，655號中的揭露內(nèi)容或日本專利特許公開申請案(PCT申請案的翻譯)第2005-524112號和其相應的美國專利公開申請案第2005/0095749號中的揭露內(nèi)容，修改具有二維地布置的多個反射表面的上述空間光調(diào)制器。
可在插入空間光調(diào)制單元SM1、 SM2的情況下使穿過光學單元的光線的空氣當量長度不同于在空間光調(diào)制單元SM1、 SM2位于光軸Ax外的情況下通過光學路徑的光線的空氣當量長度?？臻g光調(diào)制單元SM1、SM2中的棱鏡P1、P2的形狀不限于實施例和修改實例中所示的形狀。也有可能在照明設備IL中或在曝光設備EA1、EA2、EA3中提供用于測量由空間光調(diào)制單元SM1、SM2形成的光瞳亮度分布的光瞳亮度分布測量裝置。關于光瞳亮度分布測量裝置并入于照明設備IL中的配置，可參考(例如)日本專利特許公開申請案第2006-54328 號，且關于光瞳亮度分布測量裝置并入于曝光設備EA1、EA2、EA3中的配置，可參考(例如) 美國專利公開申請案第2006/0170901A1號。為基于由此類光瞳亮度分布測量裝置得到的測量結(jié)果而將由空間光調(diào)制單元SM1、 SM2形成的光瞳亮度分布調(diào)整為所要光瞳亮度分布，也有可能校正多個到空間光調(diào)制單元SM1、 SM2的驅(qū)動信號。在上述實施例中，光源1、11可為(例如)供應波長為193nm的脈沖激光的ArF準分子激光光源，或供應波長為248nm的脈沖激光的KrF準分子激光光源。不必限于這些光源，也有可能(例如)使用另一適當光源，例如&激光光源或超高壓汞燈。上述實施例展示本發(fā)明在掃描曝光設備中的應用，但不必限于此，本發(fā)明也可應用于在光罩(掩膜)和晶片 (感光性基底)相對于投影光學系統(tǒng)為固定的狀態(tài)下執(zhí)行投影曝光的單次曝光類型的曝光設備。在前述實施例中，也有可能應用一種以具有大于1. 1的折射率的媒介(通常，液體)來填充投影光學系統(tǒng)與感光性基底之間的光學路徑的內(nèi)部的技術，其為所謂的液體浸沒(immersion)法。在此種情況下，也有可能采用以下技術中的一者作為用液體填充投影光學系統(tǒng)與感光性基底之間的光學路徑的內(nèi)部的技術用液體局部地填充光學路徑的技術，如國際公開案W099/49504中所揭露；在液池中移動一用來固持即將曝光的基底的臺的技術，如日本專利特許公開申請案第6-124873號中所揭露；在臺上形成預定深度的液池且將基底固持于其中的技術，如日本專利特許公開申請案第10-303114號中所揭露；等等。
在前述實施例中，也有可能應用揭露于美國專利公開申請案第2006/0203214號、第2006/0170901號和第2007/0146676號中的所謂偏振照明方法。本發(fā)明不限于上述實施例，而是在不脫離本發(fā)明的精神和范疇的情況下，可以各種配置來進行。請注意，僅為易于理解本發(fā)明而非為限制本發(fā)明來描述上述實施例。因此，上述實施例中所揭露的每一元件意欲包含屬于本發(fā)明的技術范疇的所有設計改變和等效物。上述實施例中的構(gòu)成元件和其他者中的每一者可以任何組合的形式或其類似形式來使用。
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權利要求
一種空間光調(diào)制單元，其可布置于光學系統(tǒng)中，且可沿著所述光學系統(tǒng)的光軸來布置，其特征在于，所述空間光調(diào)制單元包含第一折疊表面，用以使平行于所述光學系統(tǒng)的所述光軸而入射的光線折疊；反射性空間光調(diào)制器，用以使在所述第一折疊表面上折疊的所述光線反射；以及第二折疊表面，用以使在所述空間光調(diào)制器上反射的所述光線折疊，并將所述光線向前發(fā)送到所述光學系統(tǒng)中；其中所述空間光調(diào)制器根據(jù)在所述第一折疊表面上折疊的所述光線入射到所述空間光調(diào)制器的位置來將空間調(diào)制施加于所述光線。
2. 根據(jù)權利要求1所述的空間光調(diào)制單元，其特征在于，其中所述第二折疊表面包括反射表面。
3. 根據(jù)權利要求2所述的空間光調(diào)制單元，其特征在于，其中所述第一折疊表面包括反射表面。
4. 根據(jù)權利要求3所述的空間光調(diào)制單元，其特征在于，其中所述第一折疊表面和所述第二折疊表面包括其各別的內(nèi)部反射表面。
5. 根據(jù)權利要求4所述的空間光調(diào)制單元，其特征在于，其中所述第一反射表面和所述第二反射表面為棱鏡的反射表面，且其中所述空間光調(diào)制器整體地附接到所述棱鏡。
6. 根據(jù)權利要求4或5所述的空間光調(diào)制單元，其特征在于，其中從到所述棱鏡的入射位置到從所述棱鏡的出射位置的空氣當量長度等于在所述棱鏡布置于所述光學系統(tǒng)外部的情況下從對應于所述入射位置的位置到對應于所述出射位置的位置的空氣當量長度。
7. 根據(jù)權利要求1到6中任一權利要求所述的空間光調(diào)制單元，其特征在于，其中所述空間光調(diào)制器可在沿著所述光學系統(tǒng)的所述光軸的方向上相對于所述第一折疊表面和所述第二折疊表面而相對地移動。
8. 根據(jù)權利要求3所述的空間光調(diào)制單元，其特征在于，其中所述第一折疊表面和所述第二折疊表面包括其各別的表面反射表面。
9. 根據(jù)權利要求8所述的空間光調(diào)制單元，其特征在于，其中所述第一折疊表面和所述第二折疊表面為以預定角度提供于反射部件上的一對反射表面。
10. 根據(jù)權利要求9所述的空間光調(diào)制單元，其特征在于，其中所述反射部件與所述空間光調(diào)制器經(jīng)布置成可在與所述光學系統(tǒng)的所述光軸相交的方向上相對地改變的位置關系。
11. 根據(jù)權利要求1到7中任一權利要求所述的空間光調(diào)制單元，其特征在于，其中所述第一折疊表面和所述第二折疊表面與所述空間光調(diào)制器經(jīng)布置成可在與所述光學系統(tǒng) 的所述光軸相交的方向上相對地改變的位置關系。
12. 根據(jù)權利要求1到11中任一權利要求所述的空間光調(diào)制單元，其特征在于，其中所述空間光調(diào)制器包括二維地布置的多個反射元件；且其中所述多個反射元件可彼此獨立地加以控制。
13. 根據(jù)權利要求12所述的空間光調(diào)制單元，其特征在于，其中所述空間光調(diào)制器的所述多個反射元件中的每一者包括反射表面，且其中所述反射元件的所述反射表面的傾斜可獨立地加以控制。
14. 根據(jù)權利要求1到13中任一權利要求所述的空間光調(diào)制單元，其特征在于，其中所述空間光調(diào)制器可調(diào)制光線，使得在所述第二折疊表面上折疊以發(fā)出到所述光學系統(tǒng)中的所述光線變成平行于到所述第一折疊表面的所述入射光線。
15. —種空間光調(diào)制單元，其可布置于光學系統(tǒng)中，且可沿著所述光學系統(tǒng)的光軸來布置，其特征在于，所述空間光調(diào)制單元包含第一反射表面，其相對于所述光學系統(tǒng)的所述光軸傾斜地布置；第二反射表面，其相對于所述光學系統(tǒng)的所述光軸傾斜地布置；以及空間光調(diào)制器，其經(jīng)提供以使得其可布置于所述第一反射表面與所述第二反射表面之間的光學路徑中；其中所述空間光調(diào)制器根據(jù)在所述空間光調(diào)制器中光線入射到所述空間光調(diào)制器的位置來將空間調(diào)制施加于所述光線。
16. 根據(jù)權利要求15所述的空間光調(diào)制單元，其特征在于，其中所述第一反射表面位于第一平面上，且其中所述第二反射表面位于與所述第一平面相交的第二平面上。
17. 根據(jù)權利要求16所述的空間光調(diào)制單元，其特征在于，其中由所述第一平面與所述第二平面形成的脊線位于相對于所述第一反射表面和所述第二反射表面的空間光調(diào)制器側(cè)上，且其中所述第一反射表面與所述第二反射表面之間的角度為鈍角。
18. —種用從光源供應的光線對第一表面照明的照明設備，其特征在于，所述照明設備包含權利要求1到17中任一權利要求所述的空間光調(diào)制單元。
19. 根據(jù)權利要求18所述的照明設備，其特征在于，其進一步包含用以形成所要光瞳亮度分布的衍射光學元件，其中所述空間光調(diào)制器可布置于與所述衍射光學元件共軛的位置處。
20. 根據(jù)權利要求18所述的照明設備，其特征在于，其進一步包含衍射光學元件，所述衍射光學元件形成所要光瞳亮度分布且可安裝于預定的安裝表面上，其中所述空間光調(diào)制器可布置于光學上等效于所述預定安裝表面的位置處。
21. 根據(jù)權利要求19或20所述的照明設備，其特征在于，其中所述衍射光學元件可插入到所述照明設備的光學路徑中或從所述照明設備的光學路徑縮回。
22. —種在來自光源的光線的基礎上對照明目標表面照明的照明設備，其特征在于，所述照明設備包含空間光調(diào)制器，其包括被二維地布置且個別地控制的多個光學元件；衍射光學元件，其可布置于所述照明設備中；第一光學路徑，所述空間光調(diào)制器可布置于其中的第一位置處；第二光學路徑，所述衍射光學元件可布置于其中的第二位置處；第三光學路徑，其為所述光源與所述第一光學路徑之間的光學路徑和所述光源與所述第二光學路徑之間的光學路徑；且第四光學路徑，其為所述第一光學路徑與所述照明目標表面之間的光學路徑和所述第二光學路徑與所述照明目標表面之間的光學路徑；其中所述第一光學路徑和所述第二光學路徑可彼此切換，且其中所述第三光學路徑的出口處的光軸與所述第四光學路徑的入口處的光軸同軸。
23. 根據(jù)權利要求22所述的照明設備，其特征在于，其包含第一光學表面，其將來自所述第三光學路徑的光線導向所述空間光調(diào)制器；以及第二光學表面，其將已通過所述空間光調(diào)制器的光線導向所述第四光學路徑。
24. 根據(jù)權利要求23所述的照明設備，其特征在于，其中所述第一光學表面和所述第二光學表面可插入到所述照明設備的光學路徑中或從所述照明設備的光學路徑縮回。
25. 根據(jù)權利要求24所述的照明設備，其特征在于，其中所述第一光學表面和所述第二光學表面可整體地插入到所述照明設備的所述光學路徑中或從所述照明設備的所述光學路徑縮回。
26. 根據(jù)權利要求22到25中任一權利要求所述的照明設備，其特征在于，其中所述空間光調(diào)制器可插入到所述照明設備的光學路徑中或從所述照明設備的光學路徑縮回。
27. 根據(jù)權利要求22到25中任一權利要求所述的照明設備，其特征在于，其中所述空間光調(diào)制器固定于預定位置處。
28. 根據(jù)權利要求22到26中任一權利要求所述的照明設備，其特征在于，其中所述第一光學路徑和所述第二光學路徑被同時使用。
29. 根據(jù)權利要求23到27中任一權利要求所述的照明設備，其特征在于，其中所述第一光學表面和所述第二光學表面包括其各別的反射表面。
30. 根據(jù)權利要求22到29中任一權利要求所述的照明設備，其特征在于，其中所述空間光調(diào)制器包括二維地布置的多個反射元件，且其中所述多個反射元件可彼此獨立地加以控制。
31. 根據(jù)權利要求30所述的照明設備，其特征在于，其中所述空間光調(diào)制器的所述反射元件中的每一者包括反射表面，且其中所述反射元件的所述反射表面的傾斜可獨立地加以控制。
32. —種將第一表面的影像投影到第二表面上的曝光設備，其特征在于，所述曝光設備包含權利要求18到31中任一權利要求所述的照明設備，其對所述第一表面照明；以及投影光學系統(tǒng)，其基于來自由所述照明設備形成于所述第一表面上的照明區(qū)的光線而在所述第二表面上形成所述第一表面的所述影像。
33. —種將第一表面的影像投影到第二表面上的曝光設備，其特征在于，所述曝光設備包含照明設備，用以對所述第一表面照明；權利要求1到17中任一權利要求所述的空間光調(diào)制單元；以及投影光學系統(tǒng)，其基于來自由所述照明設備形成于所述第一表面上的照明區(qū)的光線而在所述第二表面上形成所述第一表面的所述影像；其中所述空間光調(diào)制單元的所述空間光調(diào)制器布置于所述第一表面上。
34. —種裝置制造方法，其特征在于，其包含制備步驟，其制備感光性基底；布置和投影步驟，其將所述感光性基底布置于權利要求32或33所述的曝光設備中的第二表面上，和將位于第一表面上的預定圖案的影像投影到所述感光性基底上以實現(xiàn)其曝光；顯影步驟，其使包括所投影的所述圖案的所述影像的所述感光性基底顯影，以在所述感光性基底的表面上形成形狀對應于所述圖案的掩膜層；以及處理步驟，其穿過所述掩膜層來處理所述感光性基底的所述表面。
35. —種用從光源供應的光線對第一表面照明的照明設備，其特征在于，所述照明設備包含權利要求1到17中任一權利要求所述的空間光調(diào)制單元；以及衍射光學元件，其用未通過所述空間光調(diào)制單元的所述空間光調(diào)制器的光線來形成第一光瞳亮度分布；其中與所述第一光瞳亮度分布至少部分重疊的第二光瞳亮度分布是用來自所述空間光調(diào)制單元的所述空間光調(diào)制器的光線來形成。
36. —種用從光源供應的光線對第一表面照明的照明設備，其特征在于，所述照明設備包含空間光調(diào)制單元，其包含根據(jù)光線入射的位置來將空間調(diào)制施加于所述光線的空間光調(diào)制器；以及衍射光學元件，其用未通過所述空間光調(diào)制單元的所述空間光調(diào)制器的光線來形成第一光瞳亮度分布；其中與所述第一光瞳亮度分布至少部分重疊的第二光瞳亮度分布是用來自所述空間光調(diào)制單元的所述空間光調(diào)制器的光線來形成。
37. 根據(jù)權利要求36所述的照明設備，其特征在于，其中所述空間光調(diào)制器包括二維地布置的多個反射元件，且其中所述多個反射元件可彼此獨立地加以控制。
38. 根據(jù)權利要求37所述的照明設備，其特征在于，其中所述空間光調(diào)制器的所述反射元件中的每一者包括反射表面，且其中所述反射元件的所述反射表面的傾斜可獨立地加以控制。
39. —種將第一表面的影像投影到第二表面上的曝光設備，其特征在于，所述曝光設備包含權利要求36中所述的照明設備，其對所述第一表面照明；以及投影光學系統(tǒng)，其基于來自由所述照明設備形成于所述第一表面上的照明區(qū)的光線而在所述第二表面上形成所述第一表面的所述影像。
40. —種裝置制造方法，其特征在于，其包含制備步驟，其制備感光性基底；布置和投影步驟，其將所述感光性基底布置于權利要求39所述的曝光設備中的第二表面上，和將位于第一表面上的預定圖案的影像投影到所述感光性基底上以實現(xiàn)其曝光；顯影步驟，其使包括所投影的所述圖案的所述影像的所述感光性基底顯影，以在所述感光性基底的表面上形成形狀對應于所述圖案的掩膜層；以及處理步驟，其通過所述掩膜層來處理所述感光性基底的所述表面。
全文摘要
一種空間光調(diào)制單元(SM1)可布置于光學系統(tǒng)中，且可沿著所述光學系統(tǒng)的光軸來布置。所述空間光調(diào)制單元(SM1)包括第一折疊表面(R11)，其使平行于所述光學系統(tǒng)的所述光軸(Ax)而入射的光線折疊；反射性空間光調(diào)制器(S1)，其使在所述第一折疊表面(R11)上折疊的光線折疊；和第二折疊表面(R12)，其使在所述空間光調(diào)制器(S1)上折疊的光線折疊，以將所述光線發(fā)出到所述光學系統(tǒng)中。所述空間光調(diào)制器(S1)根據(jù)在所述第一折疊表面(R11)上折疊的所述光線入射到所述空間光調(diào)制器(S1)的位置來將空間調(diào)制施加于所述光線。
文檔編號G03F7/20GK101743515SQ20088002437
公開日2010年6月16日申請日期2008年10月2日優(yōu)先權日2007年10月3日
發(fā)明者田中裕久申請人:株式會社尼康

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