TW200422789A - Catoptric projection optical system and exposure apparatus - Google Patents

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TW200422789A
TW200422789A TW093104322A TW93104322A TW200422789A TW 200422789 A TW200422789 A TW 200422789A TW 093104322 A TW093104322 A TW 093104322A TW 93104322 A TW93104322 A TW 93104322A TW 200422789 A TW200422789 A TW 200422789A
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Toshihiro Sunaga
Koshi Hatakeyama
Takahiro Sasaki
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Canon Kk
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Description

200422789 (1) 玖、發明說明 此申請案請求基於2 003年02月21日申請之日本專 利申請第2 003 - 044 8 86號案的優先權利益，該基礎案於此 全部倂入做爲參考，如同完全記載於此。 【發明所屬之技術領域】 本發明係關於一種曝光裝置，特別是關於一種反射式 (reflection type or catoptric)投影光學系統和使用該系 統的曝光裝置。該曝光裝置使用紫外光和超紫外光將一物 體曝光，該物體例如用於半導體晶圓的單晶基材，和用於 液晶顯示器（LCD )的玻璃板。 【先前技術】 最近對較小和較低外型電子裝置需求，已增加組裝於 這些電子裝置上之較細小半導體裝置的需求。例如光罩圖 案的設計規則，已要求形成大範圍影像之線和空間（L & S )的尺寸必須小於〇. 1微米。在不久的將來，希望達到 8 0奈米以下的電路圖案。線和空間（L & S)爲以曝光而 投影於晶圓上之影像，其線和空間的寬度相等。線和空間 (L & S)亦做爲曝光解析度的指數。 投影曝光裝置做爲用於製造半導體裝置的典型曝光裝 置，其包括用以將光罩上的圖案曝光於晶圓上的投影光學 系統。下列方程式定義投影曝光裝置的解析度R (即供精 密影像傳輸的最小尺寸），其中，λ是光源波長，NA是 (2) (2)200422789 投影光學系統的數値孔徑： R = ki X λ /ΝΑ 當波長變得越短且Ν Α變得越大，解析度變得越高越 精細。最近的潮流已要求解析度爲較小値，但只增加Na 很難滿足此要求，因此希望使用短波長以改善解析度。玉見 在的曝光用的光源已從KrF激元雷射（波長約248奈米） 和ArF激元雷射（波長約193奈米）轉換成f2激元雷射 (波長約1 5 7奈米）。超紫外光的實務用途已提昇做爲光 源。 因爲較短波長的光使適用於傳輸光的玻璃材料種類較 少’所以投影光學系統使用反射元件（即反射鏡）較佳， 而非用折射元件（即透鏡）。目前尙未有適用於以超紫外 光做爲曝光光源的玻璃材料提出，且投影光學系統不能設 有任何透鏡。因此提出只以反射鏡（例如多層反射鏡）構 成的反射式投影光學系統。 反射式縮小投影光學系統中的反射鏡具有多層塗覆， 以提昇被反射的光和增加反射比，但反射鏡的數目要少， 以增加整體光學系統的反射比。此外，投影光學系統最好 使用偶數個反射鏡，以避免設置於光瞳相反兩側之光罩和 晶圓間的機械干涉。 因爲超紫外光曝光裝置要求比習知曝光裝置較小的臨 界尺寸和解析度，所以需要較大的NA (例如對1 3.4奈米 -6- (3) (3)200422789 的波長，N A須0.2以上），但是三個或四個反射鏡的習 知技術，難以降低波前像差。因此’必須增加反射鏡的數 目（例如六個）並使用非球面鏡’以增加校正波前像差的 自由度。下文的光學系統，在本發明中是指六反射鏡系 統。六反射鏡系統已被揭露，例如日本專利申請第2000-100694 和 2000-235]44 號 ° 日本專利申請第2 0 0 0 - 1 〇 〇 6 9 4號揭露一些結構非常大 之六反射鏡的反射式投影光學系統，因爲第四反射鏡M4 相對於NA = 0.2具有5 4 0毫米以上的最大有效直徑。反射 鏡的最大有效直徑隨著NA增加。具有最大有效直徑的反 射鏡設置於中間影形成位置的正前面，且因爲在中間影像 形成位置處的視角大，所以必須增加有效直徑。爲了使從 第四反射鏡Μ 4到第五反射鏡Μ 5的光線不會干涉第六反 射鏡 Μ6，這些角度無可避免地需要大，且變得大於sirT ]NA。 另一方面，日本專利申請第2000-235144號揭露在中 間影像形成位置具小視角的反射式投影光學系統。通常， 有效直徑隨著與光瞳的距離而增加，所以就較小NA (例 如ΝΑ = 0. 1 4 )而言，距離中間影像遙遠的出射光瞳，會加 大有效直徑。 【發明內容】 因此本發明之一例證目的在於提供具有高ΝΑ和良好 影像性能之六反射鏡反射式投影光學系統，及使用該系統 (4) (4)
200422789 的曝光裝置，其可應用於超紫夕、 徑、和縮小光學系統的全長。 一種反射式投影光學系統， 小尺寸的圖案，投影到一影像萎 系統，該影像系統在該物表面利 中間影像，該反射式投影光學系 鏡；其中，關於該中間影像的一 於該物表面和該影像表面之間； 軸之間，且做爲在出射光瞳處 s i ιΓ 1 N A或更小，此處的N A是 孔徑。 該數値孔徑多於0.2。形成 一孔徑闌的位置。該中間影像形
路徑上。在該中間影像處之每一 軸。該六個或更多個反射鏡形成 多個反射鏡全部是具有多層塗覆 射20奈米或更小波長的光。 在該物表面上設一反射光罩 在物表面側是非遠心的。該入射 的一第一反射鏡上的光，具有5 該影像表面側的一曝光區，具有 爲了依序反射從該物表面來的光 包含一第一反射鏡、一第二反射 線微影、縮小最大有效直 用以將一物表面上的一縮 面上，且用以做爲一影像 該影像表面之間，形成一 統包含六個或更多個反射 出射光瞳的一位置，是位 及其中，在主光線和一光 匕視角用的最大角度，是 在該影像表面一側的數値 該中間影像之反射鏡位於 成於在該物表面側的一第 第二反射鏡之間的一光學 視角的主光線偏離該光學 一同軸系統。該六個或更 的非球面反射鏡，用以反 。該反射式投影光學系統 於物表面側之光學路徑上 度至1 〇度間的入射角。 0.8毫米或更大的縫隙。 ，該反射式投影光學系統 鏡、一第三反射鏡 '一第 (5) (5)200422789 四反射鏡、一第五反射鏡、一第六反射鏡；其中，從該物 表面道該影像表面間，依序設置該第二反射鏡、該第一反 射鏡、該第六反射鏡、該第三反射鏡、和該第五反射鏡。 其中’該反射式投影光學系統在該第四反射鏡和該第三反 射鏡間，形成該中間影像。該反射式投影光學系統只包含 六個反射鏡或反射表面。 本發明另一部份的一種曝光裝置，包含：上述反射式 投影光學系統；一光罩台，其支撐具有該圖案的一光罩， 且將該光罩上的該圖案定位於該物表面上；一晶圓台，其 支撐具有一光敏層的一物，並將該光敏層定位於該影像表 面上；一機構，用以當該光罩被2 0奈米或更小波長的光 照射時，同步掃描該光罩台和該晶圓台。 本發明另一部份的一種曝光裝置，包含：一照射光學 系統，供以從一光源來的光照射一圖案；及上述反射式投 影光學系統。該投影光學系統將從該圖案反射的光，投影 至該影像表面上。 一種裝置的製造方法，包含下列步驟：使用上述曝光 裝置將一物曝光；及將已曝光的該物顯影。用以執行類似 上述曝光裝置之操作的裝置製造方法請求項，含蓋中間產 品和最終產品的裝置，該等裝置包括例如L S I和V L S I的 半導體晶片、CCDs、LCDs、磁性感測器、薄膜磁頭、和 類似物。 從下列較佳實施例的說明並參考附圖，可容易瞭解本 發明的其他目的和進一步的構造特徵。 -9 - 200422789
【實施方式】 在提供具有高ΝΑ和良好影像性能之六反射鏡的反射 式投影光學系統，及使用該系統的曝光裝置（該裝置適用 於超紫外光微影，並可降低最大有效直徑和光學系統的全 長）方面’本案發明人已努力硏究反射鏡的有效直徑，並 發現在中檢影像位置之主光線的小角度（小於s i ιΓ 1 N A ) 和中間影像位置與出射光瞳間的短距離，有助於減少有效 直徑。 現在參考附圖將說明本發明一部份的反射式投影光學 系統100、100A和曝光裝置200。每一圖中相同的參考號 表示相同的元件，且省略其說明。第一圖是反射式投影光 學系統1 〇〇的示意構造，第二圖是反射式投影光學系統 1 00A的示意構造。除非特別指明，否則反射式投影光學 系統1〇〇槪括了反射式投影光學系統100A。 參考第一圖，本發明的反射式投影光學系統1 〇〇具有 六個反射鏡，以連續地將光從物表面MS經第一（凸面） 反射鏡Ml、第二（凹面）反射鏡M2、第三反射鏡M3、 第四（凹面）反射鏡M4、第五（凸面）反射鏡M5，而至 第六（凹面）反射鏡M6。第一、二反射鏡Ml、M2形成 一中間影像MI。藉由第三反射鏡M3至第六反射鏡M6， 該中間影像MI依序再成像於一影像表面W上。 反射式投影光學系統1 〇〇維持主光線在中間影像MI 位置的角度爲sin^NA或更小，並將出射光瞳設置於接近 -10- (7) (7)200422789 中間影像MI位置，藉此，反射式投影光學系統1 00能維 持小的反射鏡最大有效直徑。當在中間影像MI位置的主 光線角度大於sin^NA時，有效直徑相對於NA變得太 大。中間影像MI位置位於接近光學系統的中心時，能使 在中間影像MI前面和背面之反射鏡的有效直徑最小化。 因此，在中間影像MI表面上的出射光瞳位置，最好是位 於物表面M S和影像表面W之間。 反射式投影光學系統1 00是如此地非遠心，以致從物 表面MS入射於第一反射鏡Ml的光，具有等於或大於5 度的入射角。此外，反射式投影光學系統1 00在影像表面 W的一側，相對於出射光是遠心的。例如，物表面MS側 需要一些入射角，以藉由一照明光學系統照明設置於物表 面M S上的光罩，並在位於影像表面 W的晶圓上形成影 像。另一方面，影像表面W的一側最好是遠心的，以減 少放大率的變化，例如，當位於物表面M S的晶圓在光學 軸方向移動時。 本發明的反射式投影光學系統1 0 0的配置大致是對一 光學軸呈軸對稱的一同軸光學系統，其優點在於環繞光學 軸的環狀影像表面，較能校正像差。但是，反射式投影光 學系統1 00中的六個反射鏡，並不須設於同軸供校正或調 整像差。例如，六個反射鏡可稍微偏心，以改善像差或改 善配置的自由度。 反射式投影光學系統爲超紫外光光學系統所不可或 缺，且當要求較高的Ν Α時，反射式投影光學系統須能減 -11 - (8) 200422789 Μ 6 需 鏡 式 反 可 並 射 曲 常 十 十 反 孔 少在影像表面W側的光遮蔽。本實施例在第六反射鏡 附近形成中間影像MI，且防止光和反射鏡間的干涉。 雖然反射式投影光學系統1 〇〇包括六個反射鏡，但 要至少一個或更多的非球面反射鏡。在這些第一反射 1 1 〇至第六反射鏡1 6 0中，非球面的形狀定義如方程 (2 )，其爲非球面的通用方程式。因爲具有非球面的 射鏡較有利於校正像差，所以最好將非球面應用於眾多 能（希望，六個）的反射鏡。反射式投影光學系統]0 0 不限於六個反射鏡的系統，而是可包括六個或更多個反 鏡，以求高性能和高NA。 Z:—^^2_+^24+祕+0：对+加 0+劢 2+列 4+创 6+邡 8+屈 〇+··. (2) l+φ - [l+k)c2h2 其中，’Z’是光學軸方向的座標，‘c’是曲率（即 率半徑r的倒數），，h ‘是距光學軸的高度，’ k ’是錐形 數，，A ’至，J ’分別是第四階、第六階、第八階、第 階、第十二階、第十四階、第十六階、第十八階、第二 階的非球面係數。 反射式投影光學系統1〇〇在第二反射鏡M2上設有 于匕徑闌（aperture stop)，但亦可在第一、一反射1¾ Ml M 2間、或在第一反射鏡Μ 1上設置孔徑闌。設於第二 射鏡M2上的孔徑闌有助於降低光遮蔽，且可使用圓形 徑闌。孔徑闌的直徑可改變或固定。當使用可變直徑時 孔徑闌直徑的變化有助於提供大的焦深，藉此穩定影像 -12- (9) (9)200422789 將供反射超紫外光用的多層塗覆施於第一反射鏡Ml 至第六反射鏡M6，用於加強光。能反射波長20奈米或較 小之超紫外光的多層塗覆，包括例如交替疊積鉬層和矽層 的鉬/矽多層塗覆、或交替疊積鉬層和鈹層的鉬/鈹多層塗 覆。最佳的材料是依所用的波長而選擇。當然，本發明並 不限制多層塗覆於上述材料，而是可使用具有類似上述材 料之操作或功效的任何多層塗覆。 現在參照第一和二圖，將說明使用反射式投影光學系 統1 〇〇的照射實驗結果。在第一、二圖中，MS是位於物 表面的反射光罩，W是位於影像表面的晶圓。 反射式投影光學系統1〇〇、100A照射光罩MS，其係 使用一照射系統（未示）發射約1 3.4奈米波長的超紫外 光，並將超紫外光從光罩MS反射，依序經第一（凸面） 反射鏡Ml、第二（凹面）反射鏡M2、第三（凸面）（平 面）反射鏡M3、第四（凹面）反射鏡M4、第五（凸面） 反射鏡M5，而至第六（凹面）反射鏡M6。然後將光罩圖 案的縮小影像成形在位於影像表面晶圓W上。 如第一圖所示，反射式投影光學系統1 〇〇在第六反射 鏡M6附近形成中間影像MI，從第二反射鏡M2到第三反 射鏡M3的光，與從第四反射鏡M4到第五反射鏡M5的 光相交。如第二圖所示，反射式投影光學系統1 0 0 A在第 六反射鏡M6附近形成中間影像MI。 如第一圖所示，反射式投影光學系統1 〇 〇在影像側具 有數値孔徑NA = 0.24、縮小率=1/4、128毫米至136毫米 -13- (10) 200422789 的物點、8毫米寬的弧形影像表面。表一顯示第一圖之反 射式投影光學系統1 〇〇的數値（例如曲率半徑、表面間 隔、和非球面表面係數）。 -14- (11)200422789 表一 反射鏡數目 曲率半徑（mm) 表面間隔(mm) 物光罩（MS) 〇〇 491.891 Ml 3842.27 -391.891 M2 623.53 782.331 M3 〇〇 -340.568 M4 587.99 347.083 M5 179.044 -296.955 M6 384.583 340.955 晶圓（w) 〇〇 非球面表面係數 K A B C Ml -267.4660 -7.80044E-09 4.13260E-13 8.21038E-17 M2 -2.6284 1.71127E-09 -1.04963E-14 2.16368E-19 M3 0.0000 -1.81104E-09 3.54552E-14 -6.56727E-19 M4 -0.5015 -4.99639E-11 5.51481E-16 6.21448E-20 M5 0.6522 1.28818E-08 -1.22531E-12 1.27459E-16 M6 0.0422 6.31614E-11 1.18303E-15 2.63860E-20 D E F G Ml -2.00255E-20 3.40696E-24 -3.40597E-28 2.05891E-32 M2 -7.05067E-22 4.59327E-25 -1.40249E-28 1.68151E-32 M3 2.52501E-23 -2.93865E-28 -1.06101E-31 8.25731E-36 M4 -6.85647E-25 -5.48455E-30 4.97703E-34 -6.55281E-39 M5 1.57925E-19 -2.65980E-22 1.88753E-25 -7.15690E-29 M6 -5.53148E-24 9.53036E-28 -8.41706E-32 3.83038E-36 -15- (12) 200422789 表二顯示第一圖之反射式投影光學系統1 0 0每一視角 無製造誤差的像差： 表二 物點（m m ) 波前像差（rms ) 128 0.063 3 λ 132 0.0450 λ 13 6 0.08 70 λ I最大畸變値I = 0.93奈米
在中間影像MI位置的出射光瞳，係位於物表面MS 和影像表面W之間的第二反射鏡M2上。此外，做爲在中 間影像Μ I位置處視角用之主光線和光軸之間的最大角度 是8.07度，其小於si/NA^ 13.89，滿足縮減最大有效直 徑的條件。第四反射鏡M4具有42 7.3毫米的最大有效直 徑，此已足夠小了。 第二圖所示的反射式投影光學系統100A，具有在影 像側的數値孔徑N A = 0 · 2、縮小率1 /4、物點1 5 8毫米至 1 62毫米、4毫米寬的弧形影像表面。表三顯示第二圖之 反射式投影光學系統1 〇 〇 A的數値（例如曲率半徑、表面 間隔、和非球面表面係數）。 -16- (13)200422789 表三 反射鏡數目 曲率半徑（mm) 表面間隔（mm) 物光罩（MS) 〇〇 658.261 Ml 〇〇 -532.963 M2 968.525 887.03 M3 302.215 -76.293 M4 302.887 433.456 M5 279.794 -475.793 M6 557.573 519.793 晶圓（w) 〇〇 非球面表面係數 K A B C Ml 7.88620E+09 9.98468E-10 2.76930E-14 -8.19354E-19 M2 0.5761 7.20732E-11 -4.05948E-15 2.32861E-18 M3 0.1784 -1.54481E-08 6.76525E-14 -2.59281E-18 M4 -0.1083 -1.76254E-10 •3.18389E-14 9.47733E-19 M5 0.8599 1.00000E-08 -4.51956E-13 2.13913E-16 M6 0.0201 1.59132E-11 1.23333E-16 2.95498E-21 D E F G Ml 4.22975E-23 8.12933E-28 -1.70222E-31 4.00669E-36 M2 -1.42724E-21 4.69821E-25 -7.93226E-29 5.38998E-33 M3 4.52462E-22 •1.08110E-26 -5.23843E-31 2.31444E-35 M4 -8.85221E-24 -4.22779E-29 2.24402E-33 1.92390E-38 M5 -1.30190E-19 4.66867E-23 -1.02050E-26 1.08018E-30 M6 -2.10152E-25 1.06111E-29 -2.59576E-34 2.33651E-39 -17- (14) 200422789 表四顯示第二圖之反射式投影光學系統〗〇 〇 A每一視 角無製造誤差的像差： 表四 物點（m m ) 波前像差（rms ) 1 58 0.0766 λ 160 0.0361 λ 1 62 0.0697 λ 丨最大畸變値I = 6 · 2奈米 在中間影像MI位置的出射光瞳’係位於物表面MS 和影像表面w之間的第二反射鏡M 2上。此外’做爲在中 間影像Μ I位置處視角用之主光線和光軸之間的最大角度 是 7 · 5度，其小於 s i rT 1 N A = 1 1 · 5 4，滿足縮減最大有效直 徑的條件。第四反射鏡M4具有3 64 ·26毫米的最大有效直 徑，此已足夠小了。 如上所討論，反射式投影光學系統100、100Α包括 六個以上具有小直徑和高ΝΑ的反射鏡、能使用超紫外 光、和提供良好的影像性能。這些光學系統1 00、1 00Α 可降低最大有效直徑、實現具有小全長的光學系統、和使 裝置小型化。 現在參考第三圖，將說明曝光裝置200。第三圖是曝 光裝置200的示意構造。曝光裝置2 00是使用超紫外光 (其波長例如爲1 3.4奈米）做爲曝光的照射光’且提供 -18- (15) (15)200422789 逐步掃描曝光的投影曝光裝置。 如第三圖所示，曝光裝置2 0 0包括一照射裝置2 1 0、 一光罩MS、安裝有光罩MS的一光罩台220、一反射式投 影光學系統100、一物W、安裝有物W的一晶圓台23 0、 和一控制器2 4 0。該控制器2 4 0可控制地連接於照射裝置 21〇、光罩台220、和晶圓台230。 因爲超紫外光對空氣具有低透射比，所以雖然未顯 示’但超紫外光最好是維持在真空環境中行進，至少其行 經的光路徑要在真空環境中。在第三圖中，XYZ定義三 維空間，且Z方向是垂直XY平面的方向。 照射裝置2 1 0使用對應於反射式投影光學系統之圓形 場的圓形紫外光（其波長例如1 3.4奈米），以照射光罩 MS。照射裝置 2 1 0亦具有一光源和照射光學系統（未 示）。照射裝置2 1 0可使用習知技術的光源和照射光學系 統，所以省略其詳細說明。例如照射光學系統可具有一聚 光器光學系統、一光學積分器、一孔徑闌、一葉片等，和 使用熟習該項技術者所易瞭解的技術。 光罩MS是反射或透射光罩，並形成有迴路圖案待傳 輸，且由光罩台220支撐和驅動。從光罩MS射出的繞射 光，被投影光學系統1 〇〇反射後，投影至物W上。光罩 MS和物W配置成相互光學共軛。因爲曝光裝置200是逐 步掃描的曝光裝置，所以掃描光罩MS和物W，以將光罩 MS上的圖案傳輸於物W上。 光罩台220支撐光罩MS，且連接於一可動機構（未 -19- (16) 200422789 示）。光罩台220可使用任何習知機構 示）可用線性馬達等。可動機構能在 220，以在控制器240的控制下移動光: 和物W藉由控制器2 4 0而同步時，曝 描。 反射式投影光學系統1 0 0，是能將 縮小和投影到影像表面的一種光學系統 系統I ο 〇可使用上述任一實施例，所以 雖然第三圖使用第一圖所示的反射式投 但本發明並不限於此說明用的實施例。 在本實施例中，物w是一晶圓，也 一待曝光的物。物W施有光阻材料。 物W由晶圓台2 3 0支撐，例如晶丨 馬達將物W在X、Y、Z方向移動。在 下，例如光罩MS和物W被同步掃描， 圓台23 0的位置受到例如雷射干涉儀或 所以光罩台220和晶圓台2 3 0被以等速, 控制器240包括一中央處理單元（ (未示），用以控制曝光裝置200的操 連接於光罩台220 (的可動機構（未示 (的可動機構（未示））。中央處理單 (不論其名稱）處理器，例如MPU， 組。記憶體包括一 ROM和RAM，用以 2 00操作的韌體。 ，該可動機構（未 Y方向驅動光罩台 羣MS。當光罩MS 光裝置200開始掃 光罩M S上的圖案 。反射式投影光學 省略其詳細描述。 影光學系統100， i亦可爲LCD和另 Η台2 3 0使用線性 控制器240的控制 且光罩台220和晶 類似裝置的監控， 比驅動。 CPU)和一記憶體 作。控制器240電 ))和晶圓台2 3 0 元（CPU )包括一 用以控制每一模 儲存控制曝光裝置 -20- (17) (17)200422789 曝光時，從照射裝置2 1 0射出的超紫外光照射光罩 M S，使光罩M S上的圖案傳輸至物W上。本實施例提供 一圓形或環狀影像表面，且藉由對應於縮小率的速率比掃 描光罩M S和物W，而掃描光罩M S的整個表面。 參考第四和五圖，現將說明使用上述曝光裝置200之 方法製造裝置的實施例。第四圖是說明製造裝置（即例如 1C和LSI半導體晶片、LCDs、CCDs等）的流程圖。在此 將以半導體晶片的製造爲例做說明。步驟一（迴路設計） 設計半導體裝置的迴路。步驟二（製造光罩）形成具有該 設計迴路的光罩。步驟三（製造晶圓）用例如矽材料製造 晶圓。步驟四（處理晶圓）是一預處理；使用光罩和晶 圓’藉由光微影在晶圓上形成真實迴路。步驟五（組合） 是一後處理；將第四步驟形成的晶圓成型於半導體晶片 內’且包括一組合步驟（例如切片、連結）、一封裝步驟 (密封晶片）、及類似步驟。步驟六（檢查）對第五步驟 製成的半導體裝置進行各種測試，例如有效度試驗和耐久 性測試。經過上述步驟，完成半導體裝置並運輸（步驟 七）。 第五圖是步驟四（處理晶圓）的詳細流程圖。步驟十 一（氧化）氧化晶圓的表面。步驟十二（化學蒸鍍 CVD )在晶圓表面上形成絕緣薄膜。步驟十三（形成電 極）以蒸鍍或類似方法在晶圓上形成電極。步驟十四（注 入離子）注入離子於晶圓內。步驟十五（抗蝕處理）施一 光敏材料於晶圓上。步驟十六（曝光）用曝光裝置200將 -21 - (18) (18)200422789 光罩上的迴路圖案曝光於晶圓上。步驟十七（顯影）將已 曝光的晶圓顯影。步驟十八（蝕刻）對已顯影的抗蝕影像 以外的部分進行鈾刻。步驟十九（去除抗蝕劑）蝕刻後移 除廢棄的抗蝕劑。重複這些步驟’以在晶圓上形成多層迴 路圖案。本實施例之該裝置的製造方法，比習知技術較能 製造高品質的裝置。因此，使用曝光裝置2 00之方法的該 裝置製造和做爲完成品的該裝置，構成本發明的一部份。 再者，本發明並不限於這些實施例，在不脫離本發明 的範圍內，可做各種變化和修飾。例如本實施例的反射式 投影光學系統具有設有可旋轉對稱非球面表面的同軸系 統，但亦可爲可旋轉非對稱非球面表面的同軸系統。本發 明可應用反射式投影光學系統於波長2 0 0奈米以下的非 EUV紫外光，例如ArF激元雷射和F2激元雷射。本發明 亦可應用於掃描並曝光一大螢幕、或曝光但無掃描的一曝 光裝置。 因此本發明可提供具有高NA和良好影像性能之六反 射鏡反射式投影光學系統，及使用該系統的曝光裝置，其 可應用於超紫外線微影、縮小最大有效直徑、和縮小光學 系統的全長。 【圖式簡單說明】 第一圖是本發明之一實施例的反射式投影光學系統的 示意構造， 第二圖是本發明另一實施例的反射式投影光學系統的 -22- (19) (19)200422789 示意構造。 第三圖是包含第一圖所示之反射式投影光學系統的曝 光裝置的示意構造。 第四圖是一流程圖，用以解釋製造裝置（例如ICs、 L· Sis和類似物的半導體晶片、CCDs、LCDs等）的一方 法。 第五圖是第四圖所示步驟四’處理晶圓’的詳細流程 圖。 主要元件對照表 100、 100A 反射式投影光學系統 200 曝光裝置 2 10 照射裝置 220 光罩台 23 0 晶圓台 240 控制器 Ml 第一反身寸鏡 M2 第二反射鏡 M3 第三反射鏡 M4 第四反射鏡 M5 第五反射鏡 M6 第六反射鏡 MI 中間影像 MS 物表面（光罩） W 影像表面（晶圓） -23_

Claims (1)

  1. 200422789 Π) 拾、申請專利範圍 1 · 一種反射式投影光學系統，用以將一物表面上的一 縮小尺寸的圖案，投影到一影像表面上，且用以做爲一影 像系統’該影像系統在該物表面和該影像表面之間，形成 一中間影像，該反射式投影光學系統包含六個或更多個反 射鏡； 其中’關於該中間影像的一出射光瞳的一位置，是位 於該物表面和該影像表面之間；及 其中，在主光線和一光軸之間，且做爲在出射光瞳位 置之視角用的最大角度，是sin_]NA或更小，此處的NA 是在該影像表面一側的數値孔徑。 2 ·如申請專利範圍第1項所述的反射式投影光學系 統，其中該數値孔徑多於0.2。 3 ·如申請專利範圍第1項所述的反射式投影光學系 統’其中形成該中間影像之反射鏡位於一孔徑闌的位置。 4 ·如申請專利範圍第1項所述的反射式投影光學系 統’其中該中間影像形成於在該物表面側的一第二反射鏡 和在該影像表面側的一第二反射鏡之間的一光學路徑上。 5 ·如申請專利範圍第1項所述的反射式投影光學系 統’其中在該中間影像處之每一視角的主光線偏離該光學 軸。 6 .如申請專利範圍第1項所述的反射式投影光學系 統’其中該六個或更多個反射鏡形成一同軸系統。 7 •如申請專利範圍第1項所述的反射式投影光學系 -24- (2) (2)200422789 統’其中該六個或更多個反射鏡全部是具有多層塗覆的非 球面反射鏡，用以反射2 0奈米或更小波長的光。 8 .如申請專利範圍第1項所述的反射式投影光學系 統，其中在該物表面上設一反射光罩。 9.如申請專利範圍第1項所述的反射式投影光學系 統’其中該反射式投影光學系統在物表面側是非遠心的。 1 0 ·如申請專利範圍第9項所述的反射式投影光學系 統，其中該入射於物表面側之光學路徑上的一第一反射鏡 上的光，具有5度至1 〇度間的入射角。 1 1 ·如申請專利範圍第1項所述的反射式投影光學系 統，其中該影像表面側的一曝光區，具有0.8毫米或更大 的縫隙。 1 2 .如申請專利範圍第1項所述的反射式投影光學系 統，其中爲了依序反射從該物表面來的光，該反射式投影 光學系統包含一第一反射鏡、一第二反射鏡、一第三反射 鏡、一第四反射鏡、一第五反射鏡、一第六反射鏡； 其中，從該物表面道該影像表面間，依序設置該第二 反射鏡、該第一反射鏡、該第六反射鏡、該第三反射鏡、 和該第五反射鏡；及 其中，該反射式投影光學系統在該第二反射鏡和該第 三反射鏡間，形成該中間影像。 ]3 .如申請專利範圍第1項所述的反射式投影光學系 統，其中該反射式投影光學系統只包含六個反射鏡或反射 表面。 -25- (3) (3)200422789 ]4· 一種曝光裝置，包含： 一反射式投影光學系統，用以將一物表面上的一縮小 尺寸的圖案，投影到一影像表面上，且用以做.爲一影像系 統，該影像系統在該物表面和該影像表面之間，形成一中 間影像，該反射式投影光學系統包含六個或更多個反射 鏡；其中，關於該中間影像的一出射光瞳的一位置，是位 於該物表面和該影像表面之間；及其中，在主光線和一光 軸之間，且做爲在出射光瞳處之視角用的最大角度，是 sin^NA或更小，此處的NA是在該影像表面一側的數値 孔徑； 一光罩台’其支撐具有該圖案的一光罩，且將該光罩 上的該圖案定位於該物表面上； 一晶圓台，其支撐具有一光敏層的一物，並將該光敏 層定位於該影像表面上；及 一機構，用以當該光罩被20奈米或更小波長的光照 射時，同步掃描該光罩台和該晶圓台。 15·—種曝光裝置，包含： 一照射光學系統，供以從一光源來的光照射一圖案； 及 一反射式投影光學系統，用以將一物表面上的一縮小 尺寸的圖案，投影到一影像表面上，且用以做爲一影像系 統，該影像系統在該物表面和該影像表面之間，形成一中 間影像，該反射式投影光學系統包含六個或更多個反射 鏡，其中’關於B亥中間影像的一出射光瞳的一位置，是位 -26- (4) (4)200422789 於該物表面和該影像表面之間；及其中，在主光線和一光 軸之間’且做爲在出射光瞳處之視角用的最大角度，是 s i rT 1 N A或更小，此處的n A是在該影像表面一側的數値 孔徑。 1 6 .如申請專利範圍第！ 5項所述的曝光裝置，其中該 投影光學系統將從該圖案反射的光，投影至該影像表面 上。 1 7 · —種裝置的製造方法，包含下列步驟： 使用一曝光裝置將一物曝光； 將已曝光的該物顯影； 其中該曝光裝置包含： 一反射式投影光學系統，用以將一物表面上的一縮小 尺寸的圖案，投影到一影像表面上，且用以做爲一影像系 統，該影像系統在該物表面和該影像表面之間，形成一中 間影像，該反射式投影光學系統包含六個或更多個反射 鏡；其中，關於該中間影像的一出射光瞳的一位置，是位 於該物表面和該影像表面之間；及其中，在主光線和一光 軸之間，且做爲在出射光瞳處之視角用的最大角度，是 si，]NA或更小，此處的NA是在該影像表面一側的數値 孔徑； 一光罩台，其支撐具有該圖案的一光罩，且將該光罩 上的該圖案定位於該物表面上； 一晶圓台，其支撐具有一光敏層的一物，並將該光敏 層定位於該影像表面上； -27- (5) 200422789 一機構，用以當該光罩被2 〇奈米或更小波長的光照 射時，同步掃描該光罩台和該晶圓台。 1 8 . —種裝置的製造方法，包含下列步驟： 使用一曝光裝置將一物曝光； 將已曝光的該物顯影； 其中該曝光裝置包含：
    一照射光學系統，供以從一光源來的光照射一圖案； 及
    一反射式投影光學系統，用以將一物表面上的一縮小 尺寸的圖案，投影到一影像表面上，且用以做爲一影像系 統，該影像系統在該物表面和該影像表面之間，形成一中 間影像，該反射式投影光學系統包含六個或更多個反射 鏡；其中，關於該中間影像的一出射光瞳的一位置，是位 於該物表面和該影像表面之間；及其中，在主光線和一光 軸之間，且做爲在出射光瞳處之視角用的最大角度，是 siη^ΝΑ或更小，此處的NA是在該影像表面一側的數値 孔徑。 -28-
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