用于euv投射光刻的照明光學裝置以及照明系統的制作方法
【專利說明】用于EUV投射光刻的照明光學裝置以及照明系統
[0001]德國專利申請102013 218 131.0的內容通過參考引用包含在本發明中。
[0002]本發明涉及一種用于EUV(極紫外光)投射光刻的照明光學裝置。本發明還涉及一種尤其具有這種照明光學裝置的用于EUV投射光刻的照明系統。本發明還涉及一種具有這種照明光學裝置的光學系統、用于使用在這種照明光學裝置、這種光學系統或者這種照明系統中的光瞳分面反射鏡、一種具有這種照明系統的投射曝光設備、一種用于微米結構化或納米結構化的元件的制造方法以及一種通過這種方法制造的微米結構化或納米結構化的元件。
[0003]用于EUV投射光刻的照明系統由US5，361，292、DE 103 17 667 AUUS2010/0231882 Al和US 6 507 440 BI已知。分面反射鏡這樣布置，使得其部分光束重疊地進入物場中的各個分面在分面反射鏡上的位置、亦即分面在分面反射鏡上的地點位置預設了照明方向，其中，分面反射鏡的被加載或射擊的邊緣輪廓同時預設了物場的場形狀，例如由DE103 17 667 Al和US 2010/0231882 Al已知所謂的鏡面反射器。這種分面反射鏡在以下也稱為鏡面分面反射鏡并且這種分面反射鏡的單獨分面稱為鏡面分面。在按照DE 103 17667 Al和US 2010/0231882 Al的鏡面反射器中，每個單獨的分面又由多個微鏡組成。
[0004]本發明所要解決的技術問題在于，這樣對本文開頭所述類型的照明光學裝置進行擴展設計，使得能夠以相對現有技術減少的制造耗費實現鏡面反射器。
[0005]所述技術問題按照本發明通過具有權利要求1所述特征的照明光學裝置解決。
[0006]在由現有技術已知的用于鏡面反射器的解決方案中，彼此重疊地成像在物場中的單個分面本身由微鏡陣列的多個或大量單鏡構成。在按照本發明的照明光學裝置中，避免了將鏡面分面劃分為微鏡。因此，單個的鏡面分面具有較大的連續的靜態反射面，這避免了制造耗費。鏡面分面反射鏡既不布置在EUV光源的圖像平面內也不布置在待成像在物場中的平面內。鏡面分面反射鏡的鏡面分面尤其整體式地設計。原則上甚至可以將整個鏡面分面反射鏡設計為整體，因為不需要將具有連續的靜態反射面的鏡面分面設計為可傾斜的。在分面上可以實現EUV照明光的入射角的較小的角帶寬。也就是說，單獨的分面可以用較小的入射角帶寬射擊，其中，射擊不同分面的絕對入射角完全可以是明顯不同的。單獨分面上的入射角的角帶寬可以例如小于5°，可以小于3°并且也可以更小。因此，鏡面分面反射鏡也可以用于非常小的照明光EUV波長，例如用于1nm范圍內的波長和例如7nm范圍內的更小波長，其具有較高的反射度。設計為鏡面反射器的鏡面分面反射鏡是處于物場之前的照明光光路中的最后的光學部件。也就是說，在鏡面分面反射鏡與物場之間的照明光光路中不存在其它照明光學部件。EUV照明光的反射損耗可以由此減小。鏡面分面可以并排地布置在鏡面分面反射鏡上的一個平面內。鏡面分面可以布置在鏡面分面反射鏡的共同的分面載體上。在鏡面分面反射鏡之前可以在照明光的光路中布置另一個轉換分面鏡。在轉換分面鏡之前可以在照明光的光路中布置光束成型裝置。這種光束成型裝置可以作為掃描儀設計用于使照明光束進行扇形反射。備選地，光束成型裝置可以設計為扇形放射照明光的靜止的鏡子。
[0007]按照權利要求2的鏡面分面可以分別完全地被照亮并且因此由于其邊緣輪廓亦即其邊緣形狀、和其在鏡面分面反射鏡上的位置亦即其布置地點而形成照明方向和場形狀。備選可行的是，鏡面分面全部具有沿著一個維度的相同伸展范圍，例如沿著垂直于物體移動方向的維度，并且為了預設具有不同射擊區域的相應照明方向而被照明光加載或射擊。這使得鏡面分面反射鏡的制造更簡單。
[0008]按照權利要求3的具有高寬比的邊緣輪廓實現了這樣的鏡面分面構造，其能夠在不同的射擊區域中被照亮，以預設相應的彼此不同的照明方向。因此，同一個鏡面分面可以在不同的、且在其伸展范圍以及其在單獨鏡面分面上的位置方面不同的射擊區域中被照亮，其中，分別形成不同的照明方向。
[0009]按照權利要求4的避免重疊使得鏡面分面反射鏡的制造進一步簡化。業已證明，在沒有兩個分面沿物體移動方向互相重疊的情況下，也能夠通過這種鏡面分面反射鏡產生所有相關的照明設置。
[0010]按照權利要求5的轉換分面鏡實現了有針對性地分別選擇一組鏡面分面并且因此選擇待預設的照明設置。
[0011]按照權利要求6的角帶寬業已證明特別適用于高效地反射EUV照明光。所述角帶寬等于總角帶寬的一半，所述總角帶寬具有鏡面分面上的照明光部分光束。
[0012]按照權利要求7的光學系統的優點相應于之前已經參照按照本發明的照明光學裝置闡述的優點。
[0013]按照權利要求8的入射光瞳構造使得投射光學裝置的光學設計更簡單。
[0014]按照權利要求9的照明系統的優點相應于之前已經參照按照本發明的照明光學裝置和按照本發明的光學系統闡述的優點。照明系統的光源可以設計為自由電子激光(FEL)。所述光源的波長可以在I Onm的范圍內或者更小，例如7nm ο
[0015]本發明所要解決的另一技術問題在于，提供一種用于EUV投射光刻的照明系統，其中能夠以減少的耗費制造光瞳分面反射鏡。
[0016]所述技術問題按照本發明通過具有權利要求10所述特征的照明系統解決。
[0017]按照本發明認識到，可以這樣設計光瞳分面反射鏡，其中整個分面反射鏡表面不是以或多或少緊密填塞的方式被光瞳分面覆蓋。已經認識到，具有相應預設子集的普通照明設置可以通過以下方式實現，即，空間上在光瞳分面反射鏡上延伸的位置區域可以保持不具有光瞳分面。這減少了用于光瞳分面反射鏡的制造耗費。照明系統的光源的波長可以處于1nm或者更低的范圍內并且例如是7nm。光瞳分面反射鏡可以是照明光的光路中用于在物場之前導引照明光的最后的鏡子。在場分面反射鏡之前的照明光的光路中又可以布置光束成型裝置。在此適用之前關于光束成型裝置已經闡述的內容。
[0018]至少一個按照權利要求11的位置區域業已證明特別適用于生成通常要求的照明設置。位置區域之一可以布置在光瞳分面反射鏡中央。布置有光瞳分面的中央位置區域與同樣布置有光瞳分面的相鄰的位置區域的間距大于光瞳分面的直徑，所述間距尤其也可以大于整個中央位置區域的直徑。在位置區域呈環形的情況下，布置有光瞳分面的環形位置區域與相鄰位置區域的間距可以大于環形位置區域的徑向圓環厚度。至少一個環形位置區域可以布置在光瞳分面反射鏡的外邊緣上。至少一個環形位置區域也可以布置在光瞳分面反射鏡的中央區域和外邊緣之間。
[0019]照明系統可以具有場分面反射鏡，所述場分面反射鏡具有少于20個場分面，例如是具有12個或者8個場分面的場分面反射鏡。
[0020]照明光學裝置、光學系統或者照明系統可以具有光瞳分面反射鏡，所述光瞳分面反射鏡具有少于100個光瞳分面，例如具有少于80個光瞳分面，具有72個光瞳分面，具有少于70個光瞳分面，具有少于60個光瞳分面，具有少于50個光瞳分面并且例如具有48個光瞳分面。更小的光瞳分面數量也是可行的。
[0021]按照權利要求13的投射光刻設備、按照權利要求14的制造方法和按照權利要求15的微米或納米結構化元件的優點相應于之前已經參照按照本發明的照明光學裝置和按照本發明的照明系統或者按照本發明的光學系統闡述的優點。
[0022]以下根據附圖詳細闡述本發明的實施例。在附圖中:
[0023]圖1強烈示意性地示出具有鏡面反射器的EUV投射曝光設備的EUV照明系統；
[0024]圖2強烈示意性地示出具有連續的靜態反射面的鏡面反射器的鏡面分面的實施形式，其中只示出了一些鏡面分面；
[0025]圖3示出在按照圖1的照明系統的光瞳平面內的一個光瞳中的強度分布，其中，用EUV照明光加載或射擊按照圖2的鏡面反射器的一些鏡面分面；
[0026]圖4以類似于圖2的視圖示出鏡面反射器的鏡面分面的連續的靜態反射面的布置的另一種實施形式，所述鏡面反射器可以使用在按照圖1的照明系統中；
[0027]圖5以類似于圖3的視圖示出照明系統的光瞳中的強度分布，其通過具有多個鏡面分面的鏡面反射器產生，所述鏡面分面按照圖2或圖4的樣式布置，其中，光瞳光斑相比整個光瞳的尺寸夸大地放大顯示；
[0028]圖6示出按照圖5的光瞳的照明示例aa、ab…az、ba，其中，分別照亮8個光瞳光斑，其中，光瞳光斑相比整個光瞳的尺寸夸大地放大顯示；
[0029]圖7示出用于照亮按照圖5和圖6的光瞳光斑布局的鏡面反射器的分面布局；
[0030]圖8同樣強烈示意性地示出具有場分面反射鏡和光瞳分面反射鏡的EUV投射曝光設備的EUV照明系統的另一實施形式；
[0031]圖9示出用于使用在按照圖8的EUV照明系統中的光瞳分面反射鏡的具有光瞳分面布局的實施形式，其適用于通過光瞳分面反射鏡的12個光瞳分面進行照明，其中，光瞳分面相比整個光瞳分面反射鏡的尺寸夸大地放大顯示；
[OO32 ]圖1O示出按照圖9的光瞳分面反射鏡的照明示例aa、ab…az、ba，其中，分別照亮12個光瞳分面，其中，光瞳分面相比整個光瞳的尺寸夸大地放大顯不;
[0033]圖11示出用于使用在按照圖8的EUV照明系統中的光瞳分面反射鏡的具有另一光瞳分面