[发明专利]相对于衍射光学部件移动射束以便减少干涉图案

说明书

技术领域

本发明涉及辐射系统。

背景技术

光刻设备是一种将想要的图案施加到衬底或衬底的一部分上的机器。光刻设备可用于比如平板显示器、集成电路(IC)和涉及精细结构的其他装置的制造。在传统设备中，可利用被称为掩模或分划板的图案形成装置生成与平板显示器(或其他装置)的单层相对应的电路图案。通过在设于衬底上的辐射敏感材料层(光刻胶)上成像，该图案可被转移到整个衬底或衬底的一部分(如玻璃板)上。

代替电路图案，图案形成装置还可用来生成其它图案，例如滤色片图案或点矩阵。代替掩模，图案形成装置还可包含图案阵列，所述的图案阵列包含独立可控元件阵列。与基于掩模的系统相比较，在这种系统中可以更快速并以更低的成本改变图案。

平板显示器衬底典型地为矩形。被设计成可使这种类型的衬底曝光的光刻设备可以提供覆盖矩形衬底整个宽度或者覆盖宽度的一部分(例如宽度的一半)的曝光区域。衬底可以在曝光区域下面被扫描，同时射束同步扫过掩模或分划板。以这种方式，图案被转移到到衬底。如果曝光区域覆盖衬底的整个宽度，则曝光可以在单次扫描中完成。如果曝光区域覆盖比如衬底宽度的一半，则可使衬底在第一次扫描之后横向移动，并且典型地实施另外的扫描以此曝光衬底的其余部分。

典型地，光刻系统使用激光器作为辐射源来产生照射光束，如相干照射光束或部分相干的照射光束。在其传过光刻设备的过程中，相干照射光束可自光刻设备中的部件反射，以此可形成散射光。散射光可干涉相干照射光束，导致比如图像上的散斑图。典型地可在远场(如光瞳面)中观察到干涉图案。散斑图是不期望的，因为它们可导致在衬底上形成的图案中的误差。散斑图可能由经历了微小的时空波动的部分相干光束的相互干涉产生。散斑图有时被称为相干照射光束的类噪声特征。散斑图还可能在使用增加角分布的元件时产生，因为对相干光束进行了多份拷贝。当与相干光束的相干长度(如横向的和时间上的)相比相干光束之间(如光束的生成和光束的检测之间)的光程差较小时，相干光束的多份拷贝可互相干涉。

按照惯例，干涉或散斑图已经通过使用位于激光器之后的衍射或折射光学元件进行了补偿，其用来由相干光束形成非相干光束。这些元件有时被称为“相干失败(busting)元件”。正如上面所讨论的，非相干光束包含相干光束的多份拷贝。

相干光束的非相干性还可以通过使光学元件相对于相干照射光束移动来加强。光学元件的移动改变了相干光束的每份拷贝的相位分布，这改变了相干光束的每份拷贝的衍射图案。通过所有衍射图案的积分(如求和)，产生均匀光。然而，需要使光学元件明显地移动以此消除干涉或散斑图。此外，典型地必须在较短的时间(例如，曝光时间)内进行明显的移动。在其中使用了来自1000Hz激光的30个脉冲的实例中，曝光时间可能大约为30μs。较短时间内的明显移动可导致光刻设备内较大的振荡，包括迅速加速和抖动。迅速加速和抖动可导致光刻系统内的问题。此外，由于典型的有限积分时间，如大约为每个脉冲50ns，使光学元件相对于射束进行移动足以基本上消除干涉或散斑图几乎是不可能的。

补偿干涉或散斑图的另一种方式是在每个曝光周期期间使用很多的激光脉冲，如60个激光脉冲。不同的散斑图可能由每个激光脉冲产生。因此，通过使用许多的激光脉冲，散斑图可以随时间被匀和。然而，最新的光刻系统已经减少了每个曝光周期期间的激光脉冲数和/或已经减小了每个曝光周期期间的每个激光脉冲的持续时间。不幸的是，减少每个曝光周期期间的激光脉冲数可能未考虑将要发生的平均效应。另外，可能难以使光学元件在减小的激光脉冲持续时间内移动可接收的距离以考虑对散斑图的补偿。

因此，所需要的是当在每个曝光周期期间使用更少的激光脉冲和/或减小的持续时间的激光脉冲时能够基本上消除干涉或散斑图而不会影响光刻系统的一种系统和方法。

发明内容

在本发明的一个实施例中，提供了一种系统，所述系统包含辐射源、角分布改变元件和旋转光学元件。辐射源产生至少部分相干的射束。旋转光学元件被配置成可(a)接收来自辐射源的部分相干的光束以及(b)引导所接收的部分相干的光束自角分布改变元件反射以此形成非相干光束。基于旋转光学元件的旋转速度，通过旋转光学元件，部分相干的光束以变动的角度或位置被引导到角分布改变元件上，所述角度作为时间的函数而变化。

另外，或另一方面，该系统可以是激光器。另外，或另一方面，该系统可以是照明器。