反射鏡的布置的制作方法
【專利摘要】一種用于EUV輻射(14)的反射鏡(20)，包含總反射表面(24)，該總反射表面具有第一EUV輻射反射區和至少一個第二EUV輻射反射區，其中所述EUV輻射反射區在結構上彼此定界開，所述第一區包含至少一個第一部分反射表面(22)，所述第一部分反射表面(22)在各個情況下由所述至少一個第二區沿著周邊(31)圍繞，所述至少一個第二EUV輻射反射區包含至少一個第二部分反射表面(23)，該第二部分反射表面以路徑連接的方式實現且以連續方式實現。
【專利說明】反射鏡的布置
[0001]相關申請的交叉引用
[0002]通過引用將德國專利申請DE 10 2011 086 345.1的內容并入于此。
【技術領域】
[0003]本發明涉及一種投射曝光設備中用于EUV輻射的反射鏡的布置。本發明還涉及一種用于EUV輻射的反射鏡。另外，本申請涉及一種照明光學單元、一種投射光學單元、一種用于EUV投射曝光設備的光學系統以及一種EUV投射曝光設備。最后，本發明涉及一種制造微結構或納米結構部件的方法以及一種根據所述方法制造的部件。
【背景技術】
[0004]從EP I 927 892 Al中可知用于EUV輻射的反射鏡和EUV投射曝光設備。
【發明內容】
[0005]本發明的目的是改善投射曝光設備的成像質量。該目的通過權利要求1的特征來實現。本發明的核心在于將反射鏡的布置在投射曝光設備中，使得反射鏡的第一輻射反射區布置在照明光學單元的光路中，第二輻射反射區布置在投射光學單元的光路中。因此，從整體來考慮，反射鏡既是照明光學單元的一部分，也是投射光學單元的一部分。特別地，大孔徑投射曝光設備的成像質量可通過這種反射鏡的布置來改善。投射曝光設備的物側數值孔徑可尤其為至少0.4，尤其為至少0.5，尤其為至少0.6，尤其為至少0.7。
[0006]特別地，第二區形成位于投射光學單元的光路中的第一反射鏡或第二反射鏡。
[0007]特別地，第一區包含以分離方式實現的多個部分反射表面。所述部分反射表面形成分面，尤其是照明光學單元的光瞳分面。
[0008]反射鏡優選根據以下描述來實現。
[0009]本發明的另一目的是開發用于EUV輻射的反射鏡，使得可改善EUV投射曝光設備的光學質量。
[0010]該目的通過根據權利要求5的反射鏡來實現。
[0011]根據本發明，已經認識到，投射曝光設備中的光路可利用單個反射鏡來改善，該單個反射鏡包含具有不同功能的多個不同輻射反射區。尤其已認識到，充當光刻掩模的掩模母版的反射率從用于照明的EUV輻射的特定入射角開始極大地下降。另一方面，在以小入射角照明掩模母版的情況下，尤其在垂直照明掩模母版的情況下(即，在照明光學單元的主光線的路徑平行于光軸且在掩模母版處平行于掩模母版的垂直取向的情況下)，對照明和/或投射光學單元中的光路的遮攔以由結構工程支配的方式發生。因此，本發明提出將反射鏡的總反射表面分為第一和至少一個第二輻射反射區，其中各區在結構上彼此定界開，第一區包含由至少一個第二區圍繞的至少一個第一部分反射表面，至少一個第二輻射反射區包含至少一個第二部分反射表面，其以路徑連接的方式實現且以連續方式實現，尤其是以無衍射邊緣的方式實現。第二區還可整體上以連續方式實現(即，除邊界之外以沒有衍射邊緣的方式)。第一區的各部分反射表面尤其可由至少一個第二區完全環繞。換句話說，所述部分反射表面可以孤立的方式布置在第二區中。在該情況下，第二區尤其不以簡單連接的方式實現。反射鏡的這種實施例使得可在單個部件中實現兩個不同的反射鏡。
[0012]特別地，在各情況下，所述至少一個第一部分反射表面相對于第二部分反射表面布置為其周邊在各情況下形成邊緣。特別地，在各情況下，第一部分反射表面可布置為在表面法線的方向上相對于第二部分反射表面偏移。總反射表面可在各個情況中以不連續的方式實現，尤其在周邊的區域中。例如，這可通過第一部分反射表面在各個情況中作為分離元件應用于第二部分反射表面或布置在第二部分反射表面的切口中來實現。這促進了反射鏡的結構化構造。
[0013]優選地，第一區包含多個分離的部分反射表面。第一部分反射表面的數量可為至少10，尤其是至少30，尤其是至少100，尤其是至少300，尤其是至少500，尤其是至少1000。第一部分反射表面可形成分面元件，尤其是光瞳分面，用于形成分面的照明光學單元。照明光學單元的獨立照明通道可借助于這種分面元件形成。所述通道可與不同照明設定的預定照明角分布結合，以用于照明掩模母版。
[0014]根據一個特別有利的實施例,在關于反射鏡的中心軸點鏡像(point mirroring)的情況下，第一區的空間范圍在第二區中占至少80 %的比例。優選地，在關于反射鏡的中心軸點鏡像的情況下，第一區的空間范圍在第二區中占至少90%的比例，尤其占至少95%的比例，優選占全部的比例。換句話說，對于每個第一部分反射表面，在各個情況下在第二區中存在共軛表面，使得由掩模母版反射的輻射的零級衍射從第一部分反射表面大部分、尤其是全部反射至第二輻射反射區中的第二部分反射表面上。
[0015]在已知通常使用的掩模母版的結構的情況下，通過第一和第二部分反射表面的針對性布置可預先確定反射光的哪個衍射級促使將所述掩模母版投射至像場中。該第一和第二部分反射表面的布置和實施例可尤其選擇為對于特定掩模母版，反射輻射的至少或僅零級衍射和/或I級/-1級衍射和/或更高級衍射促使將所述掩模母版投射至像場中。
[0016]對于反射鏡的結構化構造，有利的是第二部分反射表面實現為主基板上的反射涂層且至少一個第一部分反射表面在各個情況下實現為至少一個另外的輔助基板上的涂層。在該情況下，輔助基板可布置在主基板上或在主基板的開口中。
[0017]本發明的另一目的是改善照明光學單元、投射光學單元和用于EUV投射曝光設備的光學系統，以及EUV投射曝光設備。
[0018]這些目的通過權利要求9、10、12和13的特征來實現。優點對應于上述優點。
[0019]本發明的另一目的是說明一種使用投射曝光設備制造部件的方法以及由該方法制造的部件。
[0020]依照本發明通過根據權利要求14的方法以及根據權利要求15的部件實現這些目的。
[0021 ] 這些主題的優點對應于上文已經論述的優點。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0022]參考附圖，通過對多個示例性實施例的描述，本發明的其它細節和特點將變得顯而易見。附圖中:[0023]圖1示出用于EUV光刻的EUV投射曝光設備的部件的示意圖；
[0024]圖2示出根據第一示例性實施例的反射鏡的示意圖；
[0025]圖3示出根據第二示例性實施例的反射鏡的示意圖；
[0026]圖4示出反射鏡上的輻射反射區的不同布置的示意圖；
[0027]圖5示出根據第一示例性實施例的投射曝光設備的光路中的反射鏡的布置的示意圖；
[0028]圖6示出根據第二示例性實施例的投射曝光設備的光路中的反射鏡的布置的示意圖。
【具體實施方式】
[0029]圖1示意性地示出微光刻投射曝光設備I的部件的子午截面。除了輻射源3，投射曝光設備I的照明系統2包含曝光物面6中的物場5的照明光學單元4。在該情況下，布置在物場5中的掩模母版7得以曝光，所述掩模母版由掩模母版保持件8保持，該掩模母版保持件8僅被不出一部分。
[0030]投射光學單元9用于將物場5成像至像面11中的像場10中。掩模母版7上的結構被成像至晶片12的光敏層上，晶片12布置在像面11中的像場10的區域中，所述晶片由晶片保持件13保持，該晶片保持件13同樣示意性地示出。
[0031]輻射源3為EUV輻射源，其發射EUV輻射14。EUV輻射源3所發出的使用的輻射的波長在5nm至30nm的范圍內。在光刻中使用的以及可用于適合光源的其它波長也是可能的。輻射源3可為等離子體源，例如DPP源或LPP源。基于同步加速器的輻射源也可用作輻射源3。關于這種輻射源的信息可由本領域技術人員在例如US6，859，515B2中發現。提供收集器15用于聚焦來自EUV輻射源3的EUV輻射14。
[0032]EUV輻射14還稱為照明光或成像光。
[0033]照明光學系統4包含具有多個場分面17的場分面反射鏡16。場分面反射鏡16布置在照明光學系統4的關于物面6光學共軛的平面中。EUV輻射14從場分面反射鏡16反射至照明光學系統4的光瞳分面反射鏡18。光瞳分面反射鏡18具有多個光瞳分面19。借助于光瞳分面反射鏡18，場分面反射鏡16的場分面17成像至物場5中。
[0034]對于場分面反射鏡16上的每個場分面17,在光瞳分面反射鏡18上有至少一個關聯的光瞳分面19。光通道形成在相應場分面17和相應光瞳分面19之間。分面反射鏡16、18中的至少一個的分面17、19可實現為可切換的。它們可尤其以可傾斜的方式布置在分面反射鏡16、18上。在該情況下，可以可傾斜的方式實現分面17、19的僅一部分，例如至多30%，至多50%或至多70%。還可以可傾斜的方式實現所有的分面17、19。特別地，可傾斜的分面17、19為場分面17。通過傾斜場分面17，可改變場分面17關于相應光瞳分面19的分配，從而改變光通道的形成。場分面17關于相應光瞳分面19的特定分配還稱為照明設定。對于具有可傾斜分面17、19的分面反射鏡16、18的其它細節，應參考DE 10 2008 009600 Al。
[0035]對于照明光學單元4的其它細節，應同樣參考DE 10 2008 009 600 Al。
[0036]EUV輻射14在照明光學單元4和投射光學單元9中的光路，以及尤其是場分面反射鏡16和光瞳分面反射鏡18的結構化布置不能從圖1中獲知。[0037]掩模母版8可以受控方式移動，使得在投射曝光期間，掩模母版7可沿位移方向在物面6中移位。相應地，晶片保持件13可以受控方式移動，使得晶片12可沿位移方向在像面11中移動。因此，掩模母版7和晶片12—方面可通過物場5來掃描，另一方面可通過像場10來掃描。位移方向在下文還稱為掃描方向。掩模母版7和晶片12在掃描方向上的移位可優選地彼此同步進行。
[0038]投射光學單元9包含多個投射反射鏡Mi，其在圖1中未示出。投射光學單元9尤其包含至少三個，尤其是至少五個投射反射鏡Ml至M5。特別地，投射光學單元9可具有至少六個、七個或八個投射反射鏡Ml至M8。
[0039]在使用投射曝光設備I期間，設置掩模母版7和晶片12具有對照明光14光敏感的涂層。借助于投射曝光設備1，至少一部分掩模母版7隨后投射至晶片12上。在該情況下，掩模母版由EUV輻射14照明，使得EUV輻射14的主光線(CRA，主光線角度)以至多6°，尤其至多3°，尤其至多1°，尤其是0°的入射角照在掩模母版7上。在該情況下，入射角被定義為用于照明掩模母版7的光線束的主光線與掩模母版7的法線29之間的角度。主光線的入射角尤其小于物側數值孔徑，CRA<arcsin (NAO)。
[0040]在將掩模母版7投射至晶片12上期間，掩模母版保持件8和/或晶片保持件13可在平行于物面6和/或平行于像面的方向上移位。掩模母版7和晶片12的移位優選彼此同步進行。
[0041]最后，顯影已用照明光曝光的晶片12上的光敏層。微結構或納米結構部件，尤其是半導體芯片以該方式制造。
[0042]根據本發明的光學系統27包含照明光學單元4和投射光學單元9。
[0043]根據本發明的光學系統27包含反射鏡20，其將在下面得到更詳細地描述。
[0044]反射鏡20具有反射鏡體21，反射鏡體具有總反射表面24。總反射表面24還簡稱為反射鏡表面。然而，總反射表面24不必以平坦方式實現，尤其不必以連續方式實現。特別地，總反射表面24具有第一 EUV輻射反射區。第一 EUV輻射反射區包含多個第一部分反射表面22。第一部分反射表面22可以互相分離的方式實現。因此，第一 EUV輻射反射區未簡單地連接。然而，單獨的第一部分反射表面22可各通過它們自身而簡單地連接。
[0045]第一部分反射表面22的數量尤其可為至少10個，尤其是至少30個，尤其是至少100個。第一部分反射表面22優選以均勻分布的方式布置在總反射表面24上。第一部分反射表面尤其布置為它們的幾何質心與反射鏡20的中心軸25重合。第一部分反射表面可布置在中心軸25周圍的一個或多個圓上。
[0046]第一部分反射表面22在各個情況中以圓形方式，尤其以圓環方式實現。第一部分反射表面的線性尺寸在Imm至20mm范圍內，尤其在5mm至15mm范圍內。原則上,還可以角形方式，尤其以多邊形的方式(例如，以正方形或六邊形方式)實現第一部分反射表面22。
[0047]第一部分反射表面22可形成光瞳分面19。在該情況下，反射鏡20的第一輻射反射區形成光瞳分面反射鏡18。因此，光瞳分面反射鏡18結合進反射鏡20中，尤其不會形成在結構上獨立的元件。
[0048]此外，反射鏡20具有第二 EUV輻射反射區。第二 EUV輻射反射區包含第二部分反射表面23。在所示的示例性實施例中，第一和第二部分反射表面22、23的聯合形成總反射表面24。第二 EUV輻射反射區尤其僅包含一個第二部分反射表面23。因此，第二部分反射表面23形成第二 EUV輻射反射區。原則上，還可設想將反射鏡20實現成包括具有分離的部分反射表面的其它區域。
[0049]在各個情況下，第一部分反射表面22沿著它們的周邊31由第二區，尤其由第二部分反射表面23完全圍繞。第一部分反射表面22沿著它們的周邊31由第二部分反射表面23至少部分地圍繞，即，第一部分反射表面22沿著它們的周邊31至少部分地鄰接第二部分反射表面23。
[0050]第一部分反射表面22在各個情況中相對于第二部分反射表面23布置成周邊31在各個情況中形成邊緣。特別地，臺階32可形成在周邊31的區域中。換句話說，第一部分反射表面22可布置為在反射鏡22的表面法線26的方向上相對于第二部分反射表面23偏移。換言之，總反射表面24在各個情況中在周邊31的區域中以不連續的方式實現。
[0051]此外，各個情況中的第二部分反射表面23以及優選整個第二區以連續方式實現。特別地，除了邊界之外，第二部分反射表面以無衍射邊緣的方式實現。第二部分反射表面以路徑連接的方式實現。特別地，可以路徑連接的方式實現第二 EUV輻射反射區。
[0052]在各個情況中，第一部分反射表面22布置在總反射表面24上，使得在關于反射鏡20的中心軸25點鏡像的情況下，第一部分反射表面的空間范圍變為完全位于第二區內，即，位于第二部分反射表面23的區域中。為了清楚，在圖4中，相應部分表面以虛線邊界示出且設置有參考標記22*。下文中，相應部分表面還稱為相對于相應第一部分發射表面22的共軛表面22*。總體而言，第一部分發射表面22的數量顯著大于圖4所示出的。
[0053]因此，在關于反射鏡20的中心軸25點鏡像的情況下，第一區(即全體第一部分反射表面22)的空間范圍變為完全位于第二區內(即，位于第二部分反射表面23的區域中)。
[0054]第二部分反射表面23實現為主基板34上的反射涂層33。特別地，涂層33包含多個硅鑰交替層。關于這種層系統的細節，應參考例如DE 10 2010 001 336 B3。相應地，第一部分反射表面22在各個情況中實現為位于與主基板34隔開的其它輔助基板36上的涂層
35。在其基本構造方面，第一部分反射表面22的涂層35對應于第二部分反射表面23的涂層33。然而，第一部分反射表面22的涂層35的各層可具有與第二部分反射表面23的涂層33的各層不同的層厚度。關于涂層35的細節，應再次參考DE 10 2010 001 336 B3。在圖2示出的示例性實施例的情況下，第一部分反射表面22均由具有涂層35的分離的輔助基板36形成。在圖2示出的示例性實施例的情況下，第一部分反射表面22的輔助基板36在各個情況中應用于主基板34。特別地，輔助基板36可粘結、壓擠或結合在主基板34上。輔助基板36在主基板34上的這種布置是穩定的。
[0055]在圖3示出的示例性實施例的情況下，第一部分反射表面22布置在主基板34的切口 37中。在該實施例中，可將所有第一部分反射表面22實現在單個輔助基板36上。在該實施例中，輔助基板36從反射鏡20的后側引入切口 37中，該切口 37完全穿過反射鏡20的主基板34。這導致輔助基板36與主基板34熱和機械脫離，以及由此與第一部分反射表面22和第二部分反射表面23熱和機械脫離。因此，在該實施例中，小間隙38在各個情況中形成在第一部分反射表面22的周邊31區域中。間隙38優選具有至多1cm，尤其至多3_，尤其至多Imm的自由寬度。不管間隙38如何，在該示例性實施例中，第一部分反射表面22和第二部分反射表面23還被指定為在周邊31的區域中彼此鄰接。在任意情況中，第一部分反射表面22均由第二部分反射表面23圍繞。本發明提出將反射鏡20布置在投射曝光設備I的光路中，使得第一區(即，第一部分反射表面22)布置在照明光學單元4的光路中，第二區(即，第二部分反射表面23)布置在投射光學單元9的光路中。因此，反射鏡20既是照明光學單元4 一部分，又是投射光學單元9的一部分。
[0056]反射鏡20在投射曝光設備I的光路中的可能布置在圖5和圖6中舉例示出。在兩個實施例中，投射光學單元9具有六個反射鏡Ml至M6，反射鏡Ml至M6的編號對應于它們在投射光學單元9的光路中的順序。在圖5示出的實施例的情況下，反射鏡20，尤其是其第二區(即第二部分反射表面23)形成投射光學單元9的反射鏡M2。
[0057]在圖6示出的示例性實施例的情況下，反射鏡20，尤其是第二區(即第二部分反射表面23)形成投射光學單元9的反射鏡Ml。這導致投射光學單元9的輻射損失較低，從而導致透射率較高。
[0058]特別地，有利的是將反射鏡20布置在光瞳附近。如果滿足以下條件，則呈現光瞳附近的反射鏡M布置:
[0059]P (M) =D (SA) / (D (SA) +D (CR))≥ 0.5。
[0060]在該情況下，D(SA)為從物場點發出的光束在反射鏡M的位置處的子孔徑直徑，D(CR)為在光學系統的參考平面中測量的有效物場(由成像光學系統成像)的主光線在反射鏡M的表面上的最大距離。參考平面可為成像光學單元的對稱或子午平面。參數P(M)的定義與WO 2009/024 164 Al中所述的相對應。P(M) = O在場平面中適用。P(M) = I在光瞳平面中適用。
[0061]反射鏡20在光瞳附近的布置減少了成像特性對物場5中的位置的依賴性。特別地，可實現獨立于場的成像 。
[0062]作為用在投射曝光設備I中的替代例，根據本發明的反射鏡20還可用于尤其是檢查反射式光刻掩模或檢查曝光的晶片基板的檢查裝置中。在該情況下，投射光學單元9的像場10構成檢查裝置的檢查物場。
[0063]在另一實施例中，反射鏡20包含多個可調節的部分反射鏡元件。特別地，該部分反射鏡元件是所謂的微反射鏡。特別地，反射鏡20形成微機電系統(MEMS)。在該情況下，第一部分反射表面22和/或第二部分反射表面23可由可調節的微反射鏡形成。對于這種微反射鏡的結構細節以及其驅動，應參考DE 10 2009 034 502 Al。
【權利要求】
1.微光刻投射曝光設備⑴中用于EUV福射(14)的反射鏡(20)的布置,所述微光刻投射曝光設備⑴包含用EUV輻射(14)照明物場(5)的照明光學單元⑷以及將所述物場(5)投射進像場(10)中的投射光學單元(9)，其中，所述EUV輻射(14)具有在所述照明光學單元(4)中和所述投射光學單元(9)中的特定光路， -其中，所述反射鏡(20)具有反射鏡體(21)，所述反射鏡體具有 -至少一個第一 EUV輻射反射區；以及 -至少一個第二 EUV輻射反射區， -其中，所述至少一個第一區布置在所述照明光學單元(4)的光路中，并且 -其中，所述至少一個第二區布置在所述投射光學單元(9)的光路中。
2.根據權利要求1所述的反射鏡(20)的布置，其特征在于，所述至少一個第二區形成位于所述投射光學單元(9)的光路中的第一反射鏡(Ml)或第二反射鏡(M2)。
3.根據權利要求1或2所述的反射鏡(20)的布置，其特征在于，所述至少一個第一區包含以分離的方式實現的多個部分反射表面(22)。
4.根據權利要求1至3中任一項所述的反射鏡(20)的布置，其特征在于，所述反射鏡根據權利要求5至8中任一項實現。
5.用于EUV輻射(14)的反射鏡(20)，具有總反射表面(24)，所述總反射表面具有: -第一 EUV輻射反 射區，以及 -至少一個第二 EUV輻射反射區， -其中，所述EUV輻射反射區在結構上彼此定界開， -其中，所述第一區包含多個第一部分反射表面(22)， -其中，所述至少一個第二 EUV輻射反射區包含至少一個第二部分反射表面(23)， -所述第二部分反射表面以路徑連接的方式實現，以及 -所述第二部分反射表面以連續方式實現， -其中，所述多個第一部分反射表面(22)沿著周邊(31)分別由所述第二部分反射表面(23)至少部分地圍繞。
6.根據權利要求5所述的反射鏡(20)，其特征在于，所述多個第一部分反射表面(22)沿著它們的周邊(31)分別由所述第二部分反射表面(23)完全圍繞。
7.根據權利要求5或6所述的反射鏡(20)，其特征在于，在關于所述反射鏡(20)的中心軸(25)點鏡像的情況下，所述第一區的空間范圍變為在所述第二區中占至少80%的比例。
8.根據權利要求5至7中任一項所述的反射鏡(20)，其特征在于，所述第二部分反射表面(23)實現為位于主基板(34)上的反射涂層(33)，所述至少一個第一部分反射表面(22)分別實現為位于至少一個另外的輔助基板(36)上的反射涂層(35)。
9.用EUV輻射(14)照明物場(5)的照明光學單元(4)，具有根據權利要求5至8中任一項所述的反射鏡(20)。
10.將物場(5)投射進像場(10)中的投射光學單元(9)，具有根據權利要求1至4中任一項所述的反射鏡(20)的布置。
11.根據權利要求10所述的投射光學單元(9)，其特征在于，所述反射鏡(20)布置在光瞳附近。
12.用于EUV投射曝光設備(I)的光學系統(27)，包含: -用EUV輻射(14)照明物場(5)的照明光學單元(4)， -其中，所述照明光學單元(4)具有至少一個光瞳分面反射鏡(18)，以及-其中，所述EUV輻射具有在所述照明光學單元(4)中的至少一個特定光路，用于產生特定照明設定；以及 -將所述物場(5)投射進像場(10)中的投射光學單元(9)， -其特征在于根據權利要求1至4中任一項所述的反射鏡(20)的布置。
13.EUV投射曝光設備(I)，包含: -EUV輻射源(3)，以及 -根據權利要求12所述的光學系統(27)。
14.制造微結構或納米結構部件的方法，包含以下方法步驟: -提供掩模母版(7)， -提供具有光敏涂層的晶片(12)， -借助于根據權利要求13所述的投射曝光設備(I)將所述掩模母版(7)的至少一部分投射至所述晶片(12)上， -顯影所述晶片(12)上的經曝光的光敏涂層。
15.根據權利要求14的方法制造的部件。
【文檔編號】G02B5/09GK104011568SQ201280064971
【公開日】2014年8月27日 申請日期:2012年11月14日 優先權日:2011年11月15日
【發明者】J.勞夫, H.費爾德曼, M.萊 申請人:卡爾蔡司Smt有限責任公司