專利名稱：用于微光刻的照明光學系統與光學系統的制作方法
技術領域：
本發明涉及用于微光刻的照明光學系統。本發明還涉及用于微光刻的光學系統、 具有這些光學系統的投射曝光裝置、用于制造微結構或納米結構組件的方法、以及本方法所制造的微結構組件。
背景技術：
US 2006/0132747A1公開了一開始所提類型的照明光學系統。其中說明了鏡面反射器(specular reflector)的概念，其中用于預設照明的分面鏡的位置不限于后續投射光學系統中的入瞳平面或與入瞳平面光學共軛的平面，如其它已知照明光學系統所要求的。
發明內容
本發明的目的是開發一種用于照明光學系統的鏡面反射器的構思，其中，對于照明光的使用提出了特定效率要求。根據本發明，通過一種用于微光刻的照明光學系統來實現此目的，所述照明光學系統用于照明物場，其-具有第一傳輸光學系統，用于引導從光源發出的照明光，-具有照明預設分面鏡，其在所述第一傳輸光學系統的下游且具有多個照明預設微面，所述照明預設分面鏡利用所述照明預設分面鏡的可以被照明的邊緣形狀、以及所述照明預設微面的各個獨立傾斜角，而產生所述物場的預設照明；-將所述第一傳輸光學系統和所述照明預設分面鏡布置為產生所述物場的遠心照明。根據本發明，首先認識到通過提供根據本發明的照明預設分面鏡而產生的設計自由度，允許物場的遠心照明。利用具有布置在后續投射光學系統的入瞳平面中的光瞳分面鏡和場分面鏡的傳統照明光學系統無法實現此類型的遠心照明，因為，對于物場的遠心照明，未界定后續投射光學系統的入瞳平面。在共軛光瞳平面中具有第二分面鏡的傳統照明光學系統因此必須具有附加的成像光學元件，從而效率較低。物場的遠心照明降低了待照明和成像的物的結構設計要求。特別地，避免了與場相關的成像校正的必要性。相比于作為鏡面反射器的替代且基本上公知的照明光學系統的結構(該照明光學系統的結構的場分面鏡與光瞳分面鏡布置在位于此類型的照明光學系統的下游的投射光學系統中的光瞳平面，或者與該光瞳平面共軛的平面中)，根據本發明的照明光學系統中照明預設分面鏡的可以被照明的邊緣形狀代表了物場的預設照明所依賴的實質影響變量。 在具有場分面鏡和光瞳分面鏡的傳統照明光學系統中，光瞳分面鏡的可以被照明的邊緣形狀原則上對于物場照明的強度分布并不具有決定性，因為在比情況中，光瞳分面鏡的邊緣形狀僅影響照明角分布，而不影響可以被照明的物場的形狀。另一方面，在根據本發明的照明光學系統中，照明預設分面鏡的可以被照明的邊緣形狀直接影響物場的照明形狀。
在光源布置(其可以包括用于光源的發射的聚光器)與物場之間，最多可以布置三個反射組件。換句話說，在此情況中，在光源布置與物場之間僅需要三個或甚至僅兩個反射組件。這降低了照明光損耗，尤其是在使用例如介于5nm和30nm之間的波長的EUV光用于照明時。在光源布置與物場之間可以有正好兩個反射組件。傳輸分面鏡布置在照明預設分面鏡上游且具有多個傳輸微面，其被取向為照明該照明預設分面鏡，使得預設邊緣形狀適配物場形狀，且對于照明預設微面預設分配；這又增加了使用鏡面反射器原理的設計自由度。使用傳輸分面鏡，可以在可以被照明的邊緣形狀內，精確地預設該照明預設分面鏡的被照明的邊緣形狀、該照明預設分面鏡的照明角分布和強度分布。可以將傳輸微面分組為多個傳輸微面組，其中所述傳輸微面組之一分別引導用于所述物場的完全照明的照明光。此類型的傳輸微面分組允許多個微面組的規定疊加，從而完全照明物場。這些微面組不必由在空間上連接的傳輸微面組成。在通過傳輸微面進行聚光器遠場的完全疊加的情況下，由二個或更多個互補子組構成微面組是有利的，所述子組彼此互補以形成完整的物場。傳輸微面組可以具有與物場的邊緣形狀相似的組邊緣形狀。此類型的邊緣形狀相似性提高了物場的照明質量。形成傳輸微面組的傳輸微面可以布置為多個列，在每個所述列中，在列方向上連續地布置多個傳輸微面。此類型的列布置增加了傳輸微面組中存在的各個獨立的傳輸微面的數目。這確保非常精細的預設，尤其是照明預設分面鏡的照明角分布與強度分布的預設。 特別地，這里列方向平列于物位移裝置，投射曝光裝置中的照明光學系統針對該物位移裝置而設計。傳輸分面鏡的相鄰列可以具有沿著列方向彼此偏移布置的傳輸微面。特別地，相對于彼此按列偏移布置的此類型的傳輸微面允許組邊緣形狀對物場邊緣形狀的精細適配。 組邊緣形狀的曲率因而不受限于各個獨立傳輸微面的尺寸。傳輸微面可以彼此分離間隙，所述間隙相對于列方向以非零的角度延伸。相對于列方向傾斜地延伸、尤其是相對于照明光學系統要照明的物的物位移方向傾斜地延伸的此類型的傳輸微面，防止物場照明由于微面分割而造成的強度偽影(artefact)。照明預設分面鏡可以具有通孔，在光源與傳輸分面鏡之間引導照明光穿過此通孔。此類型的通孔允許照明光學系統的不以掠入射(grazing incidence)工作的反射鏡上實現極小的入射角。這確保了小的傳輸損耗，尤其是在設有照明光學系統的投射曝光裝置中，使用波長介于5nm和30nm之間的EUV光作為照明光時。照明預設微面以及可選附加存在的傳輸微面都可以被構造為可傾斜微面，尤其是可用致動器傾斜的微面。特別地，可將此類型的可傾斜微面設計為可在至少兩個傾斜位置之間切換的微面。微面上照明光的小入射角對于高效率很重要，尤其是在將調整不同照明模式的微面設計為可傾斜的情況下，以及由于不能對變化的入射角提供針對某個角度優化的涂層。具有根據本發明的照明光學系統和用于將物場成像在像場中的投射光學系統的光學系統的優點對應于上面結合根據本發明的照明光學系統所討論的優點。根據本發明的第二方面，通過一種光學系統實現開始所提及的目的，所述光學系統-具有用于微光刻的照明光學系統，用于照明物場；-具有第一傳輸光學系統，用于引導從光源發出的照明光；-具有照明預設分面鏡，其布置在所述第一傳輸光學系統的下游且具有多個照明預設微面，所述照明預設分面鏡通過所述照明預設分面鏡的可以被照明的邊緣形狀、以及所述照明預設微面的各個獨立傾斜角而產生所述物場的預設照明；-具有投射光學系統，用于將所述物場成像在像場中；其中-所述投射光學系統的入瞳布置在所述照明預設分面鏡與所述物場之間或在所述物場之后；-其中所述第一傳輸光學系統和所述照明預設分面鏡被布置為使得所述物場的照明與所述投射光學系統的所述入瞳適配。認識到，利用鏡面反射器的原理，可以執行物場照明與投射光學系統在入射側的需求的適配，這并不必然需要將光學組件放置在投射光學系統的入瞳平面中，或者通過中繼光學系統將此入瞳平面偏移另一位置。即使在入瞳平面靠近物場前方或在物場后方的投射光學系統中，也可以布置引導照明光的照明光學系統的組件，其中特別地，可在反射光學組件上實現照明光的極小入射角。例如，在光瞳遮擋投射光學系統中，可以發現靠近物場的此類型入瞳平面。這導致了照明光的更小反射損耗。入瞳平面距物場的間隔與物場距照明預設分面鏡的間隔之間的間隔比可以小于 0. 9、小于0. 8、小于0. 7、小于0. 6且可以小于0. 5。在此類型的間隔比中，特別體現出根據第二方面的光學系統的上述優點。與入瞳平面距物場的間隔無關，在根據本發明的光學系統中，入瞳平面距照明預設分面鏡的間隔可大于800mm。根據本發明第三方面，通過一種光學系統實現開始所提及的目的，所述光學系統-具有用于微光刻的照明光學系統，用于照明物場；-具有第一傳輸光學系統，用于引導從光源發出的照明光；-具有照明預設分面鏡，其布置在所述第一傳輸光學系統的下游且具有多個照明預設微面，所述照明預設分面鏡通過所述照明預設分面鏡的可以被照明的邊緣形狀、以及所述照明預設微面的各個獨立傾斜角而產生所述物場的預設照明；-具有投射光學系統，用于將所述物場成像在像場中；其中，所述投射光學系統的安裝長度⑶與物像偏移(dQIS)之間的比小于20。鏡面反射器的原理的自由度可有利地與具有大物像偏移的投射光學系統組合，從而可以將照明光引導越過像側上的大安裝空間要求，而不需要為此增加引導照明光的附加光學組件，且不需要選擇降低通過量(throughput)的極端入射角。投射光學系統的安裝長度與物像偏移的比可以小于15，且可以小于10。根據本發明第四方面，通過一種具有用于照明物場的、用于微光刻的照明光學系統的光學系統實現開始所提及的目的，所述光學系統-具有第一傳輸光學系統，用于引導從光源發出的照明光；-具有照明預設分面鏡，其布置在所述第一傳輸光學系統的下游且具有多個照明預設微面，所述照明預設分面鏡通過所述照明預設分面鏡的可以被照明的邊緣形狀、以及所述照明預設微面的各個獨立傾斜角而產生所述物場的預設照明；-具有投射光學系統，用于將所述物場成像在像場中；-其中在所述光源與所述物場之間的所述照明光學系統具有中間焦點；-其中，所述投射光學系統的安裝長度⑶與中間焦點-像偏移⑶的比小于5。利用投射光學系統的安裝長度與中間焦點-像偏移的此類型的比值，也可以確保引導照明光越過像側上的大安裝空間要求，而不需要為此增加引導照明光的附加光學組件，且不需要選擇減少通過量的極端入射角。投射光學系統的安裝長度與中間焦點-像偏移的比可以小于3、小于2、小于1.90、小于1.80、小于1.60，并且尤其是可以小于1.31。在像平面中從像場中心測量的、像側上的典型安裝空間要求約為lm，特別地，在照明光學系統的組件的方向上，并且，從垂直于遠離投射光學系統的像平面測量，也約為lm。根據本發明第五方面，通過一種具有用于照明物場的、用于微光刻的照明光學系統的光學系統實現開始所提及的目的，所述光學系統-具有第一傳輸光學系統，用于引導從光源發出的照明光；-具有投射光學系統，用于將所述物場成像在像場中；其特征在于所述投射光學系統的安裝長度與照明光束-像偏移(E)的比小于5。根據第五方面的光學系統的優點對應于上面結合根據第四方面的光學系統所述的優點。在根據第五方面的光學系統中，照明光學系統的中間焦點不一定存在。可以將分面鏡物場的照明預設設計為不同于通過根據第四方面的光學系統的照明預設分面鏡的照明預設。投射光學系統的安裝長度與照明光束-像偏移的比可以小于3、小于2、小于1.90、 小于1. 80、小于1. 60并且，尤其是可以約為1. 30。根據第二、第三或第四或第五方面的光學系統可與根據本發明的照明光學系統的上述特征組合，尤其是與關于傳輸分面鏡的特征結合。具有根據本發明的光學系統和光源(尤其是EUV光源)的投射曝光裝置、具有以下方法步驟的制造微結構組件的制造方法-提供掩模母版，-提供晶片，其具有對照明光敏感的涂層，-借助于根據本發明的投射曝光裝置，將所述掩模母版的至少一部分投射到所述晶片上，-顯影所述晶片上被所述照明光曝光的光敏層、以及根據本發明制造的微結構或納米結構組件的優點對應于上面結合根據本發明的照明光學系統以及根據本發明的光學系統所討論的優點。
將借助于附圖更詳細地說明本發明的結構，其中圖1在子午面中高度示意地顯示了具有照明光學系統與投射光學系統的、用于 EUV微光刻的投射曝光裝置；圖2也在子午面中高度示意地顯示了根據圖1的照明光學系統中所選擇的各個獨立光束的光束路徑，其始于中間焦點直到布置在投射光學系統的物平面中的掩模母版；圖3在允許查看傳輸分面鏡的傳輸微面分布的視圖中顯示了照明光學系統的傳輸分面鏡；圖4顯示了圖3在若干傳輸微面組區域中的詳細放大圖，所述組中每個照明光導致投射光學系統的物平面中的物場的完全照明；圖5顯示了照明光學系統中布置在傳輸微面下游的照明預設分面鏡上的照明光的強度分布的等高視圖；圖6在類似于圖1的視圖中顯示了 EUV投射曝光裝置的另一結構；圖7在類似于圖1的視圖中顯示了 EUV投射曝光裝置的另一結構；圖8在類似于圖1的視圖中顯示了 EUV投射曝光裝置的另一結構；圖9在相對于圖4再次放大的視圖中顯示了傳輸分面鏡的另一結構的多個傳輸微面組，其引導用于物場的完全照明的照明光，各傳輸微面組被詳細顯示；圖10通過示例顯示了包含通過以上所示的投射曝光裝置的投射光學系統結構的成像光束路徑的子午面；以及圖11至13顯示了以上所示的投射曝光裝置結構的投射光學系統的另一結構。
具體實施例方式圖1中在子午面中高度示意地顯示的用于微光刻的投射曝光裝置1具有照明光3 的光源2。該光源是EUV光源，其產生波長范圍介于5nm與30nm之間的光。此光源可以是 LPP (激光產生的等離子體)光源或DPP (放電產生的等離子體)光源。使用傳輸光學系統4來引導始于光源2的照明光3。其具有聚光器5 (在圖1中僅顯示了其反射效果)、以及下面將更詳細描述的傳輸分面鏡6。照明光3的中間焦點fe布置在聚光器5與傳輸分面鏡6之間。在中間焦點fe的區域中，照明光3的數值孔徑為NA =0. 182。照明預設分面鏡7 (下文也將對其詳細說明)布置在傳輸分面鏡6的下游且因而在傳輸光學系統4的下游。掩模母版8布置在照明光3的光束路徑中的照明預設分面鏡7 的下游，且布置在投射曝光裝置1的下游投射光學系統10的物平面9中。下文說明的其它結構的投射光學系統10與投射光學系統分別是投射透鏡系統。為了幫助觀察位置關系，以下將使用笛卡爾xyz-坐標系統。在圖1中，χ-方向垂直于圖面平面且向內。在圖1中，y_方向向右。在圖1中，ζ-方向向下。光學組件5至7是投射曝光裝置1的照明光學系統11的組件。由照明光學系統 11以界定(defined)的方式照明物平面9中掩模母版8上的物場12。物場12具有拱形或部分圓形狀，且由兩個互相平行的弧形與兩個直邊邊緣限定，兩個直邊邊緣在y_方向上具有長度y。，并且在X-方向上彼此具有間隔&。長寬比Xc/yo為13比1。圖ι的插入圖顯示了物場12的平面圖，其未按比例繪制。邊緣形狀1 為拱形。在替代且可行的物場12中， 其邊緣形狀為矩形。在圖1中僅局部及高度示意性地顯示了投射光學系統10。顯示了投射光學系統 10的物場側的數值孔徑13與像場側的數值孔徑14。投射光學系統10的其它光學組件位于投射光學系統10中所指示的光學組件15、16之間，其可以被配置為例如反射EUV照明光 3的反射鏡，用于在這些光學組件15、16之間引導照明光3。投射光學系統10將物場12成像在晶片19上的像平面18的像場17中，晶片19 (與掩模母版8—樣)由支撐件(未詳細顯示)承載。晶片支撐件的安裝空間要求在圖1中顯示為矩形框20。安裝空間要求20為矩形，其在χ、y及ζ方向中的范圍取決于其中容納的組件。安裝空間要求20在χ-方向和y-方向上，從像場17的中心起具有例如Im的范圍。 在ζ-方向上，安裝空間要求20從像平面18起，也具有例如Im的范圍。必須將照明光學系統11及投射光學系統10中的照明光3引導為分別被引導越過(past)安裝空間要求20。傳輸分面鏡6具有多個傳輸微面21。在根據圖2的子午面中，在這些傳輸微面21 之中，示意性地顯示了一行共九個傳輸微面21，這些微面在圖2中從左到右被表示為至 219。事實上，傳輸分面鏡具有遠遠更多的傳輸微面21，這在圖3及4中可以變得更清楚。將傳輸微面21分組為多個傳輸微面組22。為了更好地分辨，在圖4中，強調了這些傳輸微面組22中的一個的邊緣。傳輸微面組22的x/y-長寬比至少與物場12的x/y-長寬比一樣大。在所示結構中，傳輸微面組22的x/y-長寬比大于物場12的x/y-長寬比。傳輸微面組22具有部分圓彎曲的組邊緣形狀，與物場12的邊緣形狀相似。由在χ-方向上彼此偏移布置的16個列布置每個傳輸微面組22，其中每列具有7 行在y-方向上彼此相鄰布置的傳輸微面21。每個傳輸微面21為矩形。特別地，在圖4中顯示了傳輸微面21在X-方向上與y-方向上(它們的標尺不同)的X/y-長寬比。實際上， 可選擇傳輸微面21的x/y-長寬比為1/1。每個傳輸微面組22使得照明光3的部分各自完全照明物場12。如可從圖3看出的，總共有六個組列，各個組列分別具有幾十個微面組22。微面組 22的按列布置，使得實際上完全記錄了圖3中通過環狀距離場所示意指示的照明光束23。如可從圖4看出，在傳輸微面21的選定相鄰列中，在y_方向上彼此偏移地布置這些傳輸微面21。這在圖4中借助了兩個列Sl和S2進行圖示。在傳輸微面組22的這兩列 S1、S2中彼此相鄰的傳輸微面21分別在y_方向上彼此偏移約傳輸微面21的y-范圍的一半。在其他相鄰列(參見例如，圖4中的列S3與S4)的情況中，傳輸微面組22在這兩列中彼此相鄰的傳輸微面21分別在y-方向上相對于彼此偏移約傳輸微面21的整個y-范圍。 由于此偏移，盡管各個獨立傳輸微面21的y-范圍的尺寸是可操縱的大小，仍可實現傳輸微面組22的較大預設曲率半徑。傳輸微面21被取向為使得利用預設邊緣形狀M (參見圖5)以及傳輸微面21向照明預設分面鏡7的照明預設微面25的預設分配，照明該照明預設分面鏡7。在圖2中顯示了傳輸微面21相對于照明預設微面25的預設分配的示例。根據此分配指示了分別向傳輸微面至219分配的照明預設微25。由于比分配，從左至右按照 256,25^253^254,25^25^255,252 及 259 的順序照明該照明微面 25。微面21、25的下標6、8和3包括三個照明信道VI、VIII及III，其從第一照明方向照明在圖2中從左至右編號的三個物場點沈、27、觀。微面21、25的下標4、1及7屬于另外三個照明信道IV、I、VII，其從第二照明方向照明三個物場點沈至觀。微面21、25的下標5、2及9屬于另外三個照明信道V、II、IX，其從第三照明方向照明三個物場點沈至觀。分配到照明信道VI、VIII、III，照明信道IV、I、VII，以及照明信道V、II、IX，
的照明方向分別相同。因此，傳輸微面21向照明預設微面25的分配將導致物場的遠心照明。以鏡面反射器的方式進行利用傳輸分面鏡6及照明預設分面鏡7對物場12的照明。US 2006/0132747A1中公開了鏡面反射器的原理。投射光學系統10具有930mm的物像偏移dQIS。此偏移被定義為物場12的中心點與像場7的中心點上的法線穿過物平面9的穿透點的間隔。具有投射光學系統10的投射曝光裝置1具有1280mm的中間焦點-像偏移D。此中間焦點-像偏移D被定義為像場17 的中心點與經過中間焦點fe的法線在像平面18上穿透點的間隔。具有投射光學系統10 的投射曝光裝置1具有1250mm的照明光束-像偏移E。此照明光束-像偏移E被定義為像場17的中心點與照明光束3穿過像平面18的穿透區域的間隔。一方面由于較大的物像偏移dras，并且由于較大的中間焦點-像偏移D或者由于較大的照明光束-像偏移E，可以在光源2與傳輸分面鏡6之間引導照明光3實際上平行于 ζ-方向傳播越過安裝空間20。此照明光引導確保照明光3在分面鏡6和7上的較小入射角。傳輸分面鏡6處的平均入射角為3. 5°。照明預設分面鏡7處的平均入射角為6. 5°。入射角被定義為照明光3在相應反射之前和之后的主光束之間的角度的一半。在此情況中，主光束是照明光3中將分面鏡6、7的所使用反射面中心彼此連接的光束。由于入射角較小，因此分面鏡6、7產生了相應較高的反射率。除了照明預設分面鏡7的照明的邊緣形狀M之外，圖5還圖示了照明預設分面鏡 7在邊緣形狀M內的照明強度分布。圖5通過等高線(contour)圖指示了此強度分布。反映邊緣形狀M的最外等高線對應于“100”的照明強度(任意單位)。朝向內部的各個相鄰等高線指示那些其有相同強度負載的位置，其中，強度分別以數值100 (相同單位)遞增。 大致具有美式足球形狀的最內部的照明形狀四對應于具有數值700的照明強度。邊緣形狀M整體上具有頂部開口的豆子或腎臟形狀，正如其原理已經結合US 2006/0132747A1中的鏡面反射器的照明所說明。邊緣形狀M取決于物場12上所期望的照明角分布，并取決于物場12上所期望的強度分布。邊緣形狀M在照明預設分面鏡7的照明預設微面25上將是可變化的，換句話說，邊緣形狀M取決于相應的預設值。通過致動器可以傾斜傳輸微面21以及照明預設微面25，因此，可預設照明光3在物場12上的照明角分布和強度分布。由照明預設分面鏡7以此邊緣形狀M照明的物場12的部分圓形狀也相應地向上打開。因此，利用具有分面鏡6、7的鏡面反射器布置，一方面通過照明預設分面鏡7的可以被照明的邊緣形狀24、以及另一方面通過照明預設微面25的各個獨立傾斜角，提供物場12 的預設照明。圖6顯示了具有照明光學系統30的投射曝光裝置1的另一結構，照明光學系統30 可被用來代替照明光學系統11以照明物場12。對應于上面參考圖1至5所描述的組件的組件具有相同的附圖標記，并不再詳細討論。在照明光學系統30中，提供了具有中心通孔31的照明預設分面鏡7。在光源2與傳輸分面鏡6之間引導照明光3通過通孔31。傳輸分面鏡6的傳輸微面21 (在圖6中未詳細顯示)被取向為在傳輸微面21后的照明光3照射在照明預設分面鏡7中圍繞通孔31布置的照明預設微面25上。照明預設分面鏡7的照明與照明微面25的傾斜角繼而使得物場 12被遠心地照明，如上面結合圖2所說明的。具有通孔31的照明預設分面鏡7的此結構又稱為遮擋結構。由于照明預設分面鏡7的遮擋設計，可以相對于照明光學系統11，以分面鏡6、7上的更小平均入射角實現照明光學系統30。傳輸分面鏡6上的平均入射角是0°。照明光學系統30的照明預設分面鏡7上的平均入射角是6. 5°。中間焦點fe區域中的照明光3的數值孔徑為NA = 0. 193。具有照明光學系統30與投射光學系統10的投射曝光裝置1具有1070mm的中間焦點-像偏移D。具有照明光學系統30與投射光學系統10的投射曝光裝置1具有1030mm 的照明光束-像偏移Ε。下文將借助圖7說明具有照明光學系統32的投射曝光裝置1的另一結構，照明光學系統32可被用來取代照明光學系統11或30以照明物場12。對應于上文參考圖1至6 所述的組件的組件具有相同的附圖標記，并不再詳細論述。代替根據圖1的結構的投射光學系統10，根據圖7的投射曝光裝置1具有投射光學系統33。除了傳輸分面鏡6和照明預設分面鏡7之外，照明光學系統32還具有用于掠入射的反射鏡34，用于在照明預設分面鏡7與物場12之間偏轉照明光3。與投射光學系統10相比，投射光學系統33具有小得多的物像偏移dQIS，為90mm。在根據圖7的結構中，照明光學系統32也遠心地照明物場12。這可以通過分面鏡 6、7的相應取向和照明來實現。中間焦點區域中的照明光3的數值孔徑為NA = 0. 167。具有照明光學系統32和投射光學系統33的投射曝光裝置1具有930mm的中間焦點-像偏移D。具有照明光學系統32和投射光學系統33的投射曝光裝置1具有1070mm的照明光束-像偏移E。借助于圖8，將說明具有照明光學系統35和投射光學系統36的投射曝光裝置1的另一結構，可以使用照明光學系統35取代根據圖7的照明光學系統32來照明物場12，并且可以使用投射光學系統36取代根據圖7的投射光學系統33。對應于上文參考圖1至7所述的組件的組件具有相同的附圖標記，并不再詳細討論。投射光學系統36具有入瞳37，其在照明光3的光束路徑中位于物場12的前方。在照明光學系統35中，兩個分面鏡6、7的微面21、25相對于彼此布置為導致物場 12的照明與投射光學系統36的入瞳37的位置適配。在此入瞳37中，照明光束3的橫截面形狀和發散度對應于可以在投射光學系統36中的入射側上引導的成像光束。根據圖8，入瞳37位于照明光學系統35的照明預設分面鏡7與用于掠入射的反射鏡34之間。在根據圖8的結構中，入瞳37距物場12的間隔與照明預設分面鏡7距物場 12的間隔的比約為0. 38，S卩，小于0. 50。取決于照明光學系統35的結構，該比值基本上小于1，例如，小于0. 9、小于0. 8、小于0. 7或小于0. 6。在根據圖8的結構中，入瞳37與照明預設分面鏡7之間的間隔大于500mm，尤其是可大于800mm。例如，如果利用中心光瞳遮擋設計投射光學系統36，則將出現靠近物場12布置的此類型的入瞳37。此類型的投射光學的示例將在EP 1 950 594A1中所引用的現有技術中找到。由于照明光學系統35具有由分面鏡6、7形成的鏡面反射器的結構，因此可以將照明預設分面鏡7布置得比入瞳37距離物場12更遠。這使得分面鏡6、7上具有小的入射角。 傳輸分面鏡6上出現4.7°的平均入射角。照明預設分面鏡7上出現7. 5°的平均入射角。 盡管分面鏡6、7上具有這些小的平均入射角，但用于掠入射的鏡34允許照明光3從聚光器 5經由中間焦點如朝向傳輸分面鏡6的入射主方向顯著偏離垂直方向。這確保引導照明光 3越過安裝空間20，而不需要投射光學系統36具有顯著的物像偏移。中間焦點fe區域中的照明光3的數值孔徑為NA = 0. 184。具有照明光學系統35和投射光學系統36的投射曝光裝置1具有880mm的中間焦點-像偏移D。具有照明光學系統35和投射光學系統36的投射曝光裝置1具有910mm的照明光束-像偏移E。圖9顯示了傳輸微面38的根據圖4的布置的替代布置、以及這些傳輸微面38對于傳輸微面組39的替代分組。圖9中，在χ方向上僅按部分(portion-wise)地顯示了傳輸微面組39，傳輸微面組39的x/y長寬比對應于根據圖4的傳輸微面組22的x/y長寬比。 與傳輸微面組22相比，傳輸微面組39在設計上為矩形。可以利用這些傳輸微面組39中的每一個照明在設計上為矩形的物場，其替代物場12。也可以利用矩形傳輸微面組39照明拱形物場12，例如，反射鏡34因而確保針對對應的場成形的掠入射。利用傳輸微面38覆蓋傳輸分面鏡6有如利用木瓦覆蓋房子墻壁。每個傳輸微面群組39具有七行，其中彼此靠近的傳輸微面38被彼此層疊布置。在這些行之間的間隙 (interstice)40持續水平地(即在χ-方向上)延伸。在一行中相鄰的傳輸微面38之間的間隙41以相對于y_方向(即，相對于傳輸微面38的布置的列方向)的角度T延伸。在所顯示的結構中，角度T約為12°。也可以有其它的間隙角度T，例如，間隙角度T為5°、 8° 、19° 、15° 或 20° 。各個獨立傳輸微面38的x/y長寬比對應于傳輸微面組39的x/y長寬比。但其在根據圖9的視圖中看起來不一樣，這是因為在χ-方向上以嚴重壓縮的方式顯示了傳輸微面 38。根據圖1的結構，投射光學系統10的安裝長度B(即，物平面9與像平面18之間的間隔)與物像偏移dQIS的比B/dQIS約為1. 8。根據于安裝空間20的大小，也可使用其它小于20的比值，以引導照明光3越過安裝空間20，例如，比值B/dras為15、12、10、8、6、4或 3。也可以是更小的比值B/dras。結合圖1、6及7所述的投射光學的安裝長度B (即，物平面9與像平面18之間的間隔)為1800mm。圖10顯示了投射光學系統42的光學設計的第一結構，可以使用投射光學系統42 代替上文在投射曝光裝置1中示意性地描述的投射光學系統。顯示了照明光3的各個獨立成像光束43 (其從兩個互相隔開的場點發出)的路線。還被顯示為成像光束43之一的是中心場點的主光束，即準確位于連接物場12或像場17的角的對角線的交點上的場點的主光束。在投射光學系統42中，像平面18是投射光學系統42在物平面9后的第一個場平面。換句話說，投射光學系統42沒有中間像平面。投射光學系統42在像側上具有數值孔徑0. 25。安裝長度B(即在投射光學系統42的物平面9與像平面18之間的間隔)為1585mm。在投射光學系統的原則上可行但未顯示的結構(其中物平面9不平行于像平面18 布置)中，總長度B被定義為中心物場點與像平面的間隔。在具有奇數個反射鏡(例如具有七個或九個反射鏡)的、也可行但未顯示的投射光學系統中，安裝長度被定義為反射鏡之一與場平面之一之間的最大間隔。投射光學系統42的物像偏移dQIS為1114. 5mm。物像偏移dQIS在此被定義為中心物場點到像平面18上的垂直投射P與中心像點之間的間隔。因此，在根據圖10的投射光學系統中，安裝長度B與物像偏移dQIS之間的比約為 1. 42。在像平面18中，投射光學系統42的場大小在y_方向上為2mm，在χ-方向上為沈讓，而在物平面9中，在y_方向上為8mm，在χ-方向中為108mm。物場12與像場17為矩形。基本上，這些場也可以是具有相應xy長寬比的部分環形，換句話說，所述場也可以存在為彎曲場。場的y-尺寸也被指定為狹縫高度，X-尺寸為狹縫寬度。成像光束43在物場12上(即在反射掩模或掩模母版上)的入射角β為6°。也可以是其它的入射角β。投射光學系統42總共具有六個反射鏡機、1123、1145、116，其按照由照明光3的照射順序從物場12開始編號。反射鏡Μ3與Μ6為凹面。反射鏡Μ4為凸面。在圖10中，僅顯示反射鏡Ml至Μ6的反射面，而未顯示全部的反射鏡本體或相關聯的支撐件。照明光3分別以入射角譜照射反射鏡Ml至Μ6。此入射角譜是相應反射鏡Ml至 Μ6上的最小入射角amin與最大入射角a _之間的差。圖10中使用倒數第二個反射鏡M5 的示例顯示了這一點，反射鏡M5具有投射光學系統42的絕對值最大入射角譜。下表反映了反射鏡Ml至M6的入射角譜a a min
反射鏡α 一 α . max minMl4. 4°M25. 5°M32. 3°M42. 2°M510°M69. 6° 在圖10所示的子午面中，最小入射角amin出現在反射鏡M5的右邊緣且約為 14°。在圖10中，最大入射角amax出現在反射鏡M5的左邊緣且約為。反射鏡M5因此具有入射角譜10°。此入射角譜同時是反射鏡Ml至M6之一的最大入射角差。投射光學系統42的反射鏡Ml至M6的入射角因此實際上專門在一范圍中波動，其中很好地滿足了小角度(0°彡α)的近似。因此，反射鏡Ml至Μ6分別在其整個反射面上涂有均勻厚
度的反射涂層。特別地，反射涂層是多層涂層，即交替的鉬層和硅層的疊層，如對于EUV反射涂層所公知的。由于僅10°的小最大入射角譜，因而確保投射光學系統42的所有反射鏡Ml至 Μ6上的反射率在其整個反射鏡面上幾乎恒定。因此，在投射光學系統42中不出現相應反射鏡面上的不期望反射路線、也不出現不期望的大切趾(apodisation)。切趾被定義為照明光 3在光瞳上的強度分布的變化。如果照明光3在投射光學系統7的光瞳平面中的最大強度表示為Imax，并且照明光3在此光瞳平面上的最小強度表示為Imin，則例如值A= (Imax-Imin)/Imax為切趾的量度。反射鏡Ml至M6中的至少一個具有反射面，其被構造為具有雙錐基本形狀的自由形狀反射面，并且其可以由以下表面公式描述
權利要求
1.一種用于微光刻的照明光學系統(11 ；30 ；32)，用于照明物場(12)，-具有第一傳輸光學系統G)，用于引導從光源(2)發出的照明光(3)；-具有照明預設分面鏡(7)，其在所述第一傳輸光學系統(4)的下游且具有多個照明預設微面(25)，所述照明預設分面鏡(7)通過所述照明預設分面鏡(7)的能被照明的邊緣形狀04)、以及所述照明預設微面0 的各個獨立傾斜角，而產生所述物場(1 的預設照明；其特征在于將所述第一傳輸光學系統(4)和所述照明預設分面鏡(7)布置為產生所述物場(12)的遠心照明。
2.如權利要求1所述的照明光學系統，其特征在于在光源布置(2、5)和所述物場 (12)之間最多具有三個反射組件(6、7 ；6、7、34)。
3.如權利要求1或2所述的照明光學系統，其特征在于所述第一傳輸光學系統(4)具有傳輸分面鏡(6)，在所述照明光C3)的光束路徑中所述傳輸分面鏡(6)被布置在所述照明預設分面鏡(7)的上游且具有多個傳輸微面Ol ；38)，所述傳輸微面Ql ；38)被取向，使得照明所述照明預設分面鏡，所述預設邊緣形狀04)與所述物場(1 的形狀適配，且對于所述照明預設微面0 預設分配。
4.如權利要求3所述的照明光學系統，其特征在于將所述傳輸微面Ql；38)分組為多個傳輸微面組02 ；39)，其中所述傳輸微面組02 ；39)之一分別引導照明光，用于所述物場(12)的完全照明。
5.如權利要求4所述的照明光學系統，其特征在于所述傳輸微面組02；39)具有組邊緣形狀，其在幾何形狀上與所述物場(1 的邊緣形狀(12a)相似。
6.如權利要求4或5所述的照明光學系統，其特征在于形成傳輸微面組02；39)的所述傳輸微面；38)布置為多個列，在每個所述列中，在列方向(y)上連續地布置多個傳輸微面(21 ；38)。
7.如權利要求6所述的照明光學系統，其特征在于相鄰列(S1、S2)具有沿著所述列方向(y)相對于彼此偏移布置的傳輸微面01)。
8.如權利要求3至7中的任一項所述的照明光學系統，其特征在于所述傳輸微面 (38)彼此分離間隙(41)，所述間隙相對于所述列方向(y)以非零的角度延伸。
9.如權利要求1至8中的任一項所述的照明光學系統，其特征在于所述照明預設分面鏡(7)具有通孔(31)，在所述光源⑵與所述傳輸分面鏡(6)之間引導所述照明光(3) 通過所述通孔。
10.一種光學系統，具有如權利要求1至9中的任一項所述的照明光學系統，并且具有用于將所述物場(1 成像在像場(17)中的投射光學系統(10 ；33 ；36)。
11.一種光學系統，-具有用于微光刻的照明光學系統(35)，用于照明物場(12)；-具有第一傳輸光學系統G)，用于引導從光源發出的照明光(3)；-具有照明預設分面鏡(7)，其布置在所述第一傳輸光學系統(4)的下游且具有多個照明預設微面(25)，所述照明預設分面鏡(7)通過所述照明預設分面鏡(7)的能被照明的邊緣形狀(M)、以及所述照明預設微面0 的各個獨立傾斜角，而產生所述物場(1 的預設照明；-具有投射光學系統(36)，用于將所述物場(1 成像在像場(17)中； 其特征在于-所述投射光學系統(36)的入瞳(37)布置在所述照明預設分面鏡(7)與所述物場 (12)之間或在所述物場(12)之后；-其中所述第一傳輸光學系統(4)和所述照明預設分面鏡(7)被布置為使得所述物場 (12)的照明與所述投射光學系統(36)的所述入瞳適配。
12.如權利要求11的光學系統，其特征在于所述入瞳(37)距所述物場(12)的間隔、 與所述物場(2)距所述照明預設分面鏡(7)的間隔之間的比小于0.9。
13.一種光學系統，-具有用于微光刻的照明光學系統(11 ；30)，用于照明物場(12)； -具有第一傳輸光學系統G)，用于引導從光源(2)發出的照明光(3)； -具有照明預設分面鏡(7)，其布置在所述第一傳輸光學系統(4)的下游且具有多個照明預設微面(25)，所述照明預設分面鏡(7)通過所述照明預設分面鏡(7)的能被照明的邊緣形狀(M)、以及所述照明預設微面0 的各個獨立傾斜角，而產生所述物場(1 的預設照明；-具有投射光學系統(36)，用于將所述物場(1 成像在像場(17)中； 特征在于所述投射光學系統(10)的安裝長度(B)與物像偏移(dras)之間的比小于20。
14.一種光學系統，-具有用于微光刻的照明光學系統(11 ；30)，用于照明物場(12)； -具有第一傳輸光學系統G)，用于引導從光源(2)發出的照明光(3)； -具有照明預設分面鏡(7)，其布置在所述第一傳輸光學系統(4)的下游且具有多個照明預設微面(25)，所述照明預設分面鏡(7)通過所述照明預設分面鏡(7)的能被照明的邊緣形狀(M)、以及所述照明預設微面0 的各個獨立傾斜角，而產生所述物場(1 的預設照明；-具有投射光學系統(36)，用于將所述物場(1 成像在像場(17)中； -其中在所述光源(2)與所述物場(12)之間的所述照明光學系統(11 ；30 ；32 ；35)具有中間焦點(5a)；其特征在于所述投射光學系統(10 ；33 ；36)的安裝長度(B)與中間焦點-像偏移(D) 的比小于5。
15.一種光學系統，-具有用于微光刻的照明光學系統(11 ；30)，用于照明物場(12)； -具有第一傳輸光學系統G)，用于引導從光源(2)發出的照明光(3)； -具有投射光學系統(36)，用于將所述物場(1 成像在像場(17)中； 其特征在于所述投射光學系統(10 ；33 ；36)的安裝長度(B)與照明光束-像偏移(E) 的比小于5。
16.一種投射曝光裝置，-具有如權利要求10至15中的任一項所述的光學系統；以及 -具有光源(12)。
17.一種用于制造微結構組件的方法，具有以下方法步驟 -提供掩模母版(8)，-提供晶片(19)，其具有對照明光(3)敏感的涂層，-利用如權利要求16所述的投射曝光裝置(1)，將所述掩模母版(8)的至少一部分投射到所述晶片(19)上，-顯影所述晶片上被所述照明光(3)曝光的光敏層。
18.一種通過如權利要求17所述的方法制造的組件。
全文摘要
一種用于微光刻的照明光學系統被用于照明物場(12)。照明光學系統具有第一傳輸光學系統，用于引導由光源發出的照明光(3)。具有多個照明預設微面(25)的照明預設分面鏡(7)布置在第一傳輸光學系統的下游。照明預設分面鏡(7)通過照明預設分面鏡(7)的邊緣形狀以及照明預設微面(25)的各個獨立傾斜角，產生物場(12)的預設照明。第一傳輸光學系統和照明預設分面鏡(7)的布置產生物場(12)的遠心照明。根據另一方面的光學系統在照明預設分面鏡與物場之間包括投射光學系統的入瞳平面，投射光學系統與照明光學系統一起作為用于微光刻的光學系統的一部分。在該另一方面中，第一傳輸光學系統與照明預設分面鏡的布置使得實現了與投射光學系統的入瞳適配的物場的照明。另一方面，在包括投射光學系統及照明光學系統的光學系統中，與投射光學系統的總長度相比，出現較大的物像偏移或更大的中間焦點-像偏移。這使得照明光學系統和光學系統滿足關于照明光使用的特定效率要求。
文檔編號G03F7/20GK102422225SQ200980159125
公開日2012年4月18日 申請日期2009年3月6日 優先權日2009年3月6日
發明者馬丁.恩德雷斯 申請人:卡爾蔡司Smt有限責任公司