專利名稱：微光刻曝光設備的投射物鏡的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及設計用于EUV的微光刻投射曝光設備的投射物鏡與光學地調整投射物鏡的方法。
背景技術：
微光刻技術用于生產諸如集成電路或LCD的微結構化組件。微光刻工藝在具有照明系統(tǒng)及投射物鏡的所謂“投射曝光設備”中執(zhí)行。在此情形中，利用投射物鏡，將由照明系統(tǒng)照明的掩模(mask)(=掩模母版(reticle))的像投射至涂布有光敏層(光刻膠(photoresist))且布置在投射物鏡的像平面(image plane)中的基板(substrate)(例如娃晶片(silicon wafer))上，以將掩模結構轉印至基板上的光敏涂層上。
由于缺少合適的透明折射材料(translucent refractive material)可供使用，在設計用于EUV范圍(也就是說，在例如約13nm或約7nm的波長)的投射物鏡中，使用反射鏡(miiTor)作為光學組件用于成像過程。
典型的設計用于EUV的投射物鏡(例如從US7538856B2所知的)例如可具有在從0.2至0.3的范圍內的像側數值孔徑(image-side numerical aperture) (NA),以及可使物場(object field)(例如為環(huán)形的)再現于像平面或晶片平面中。
對于增加像側數值孔徑(NA)的方法而言，實際上出現的問題是在許多方面都對反射鏡表面的尺寸的增加(這與數值孔徑的增加有關)設有限制；一方面，隨著反射鏡尺寸的增加，尤其是使長波表面誤差(long-wave surface error)減少到所需限值以下的值變得越來越難，就這方面而言，更大的反射鏡表面需要更大的非球面等。此外，增加反射鏡尺寸需要更大的用于制造的加工機器，且在所使用的加工工具(諸如研磨(grinding)、研光(lapping)及拋光(polishing)機器、干涉儀及清潔與涂布設備)上會有更嚴格的要求。此夕卜，制造更大的反射鏡使得必須使用更重的反射鏡基體，其就特定限制而言，將因重力而幾乎無法仍然安裝在適當的位置或彎曲超出可接受的程度。
與反射鏡尺寸增加有關的另一個問題由照明光束路徑區(qū)域的遮蔽產生。在該方面，一般公認可以使用具有中央遮攔(central obscuration)的系統(tǒng),但其中仍然出現以上描述的問題。
此外，還從W02008/020965A2得知，通過引導多個獨立的基板朝向共同焦點及接著使每個基板涂布有反射EUV的多層,可制造EUV光源的聚光反射鏡(collector mirror)。為了定向例如形式為橢球面反射鏡的聚光反射鏡，使用一個或多個致動器(actuator)，用于相對于載體結構(carrier structure)定向至少一個基板,此定向過程的進行取決于從橢球面反射鏡的第一焦點偏轉至第二焦點的光的測量。發(fā)明內容
本發(fā)明的目的在于提供一種微光刻投射曝光設備的投射物鏡，其允許實施較高的數值孔徑，同時至少明顯避免上述生產-工程的問題。
通過獨立權利要求1的特征來達到此目的。
根據本發(fā)明的設計用于EUV的微光刻投射曝光設備的投射物鏡，用于將在投射曝光設備的操作中被照明的物平面成像于像平面中，該投射物鏡具有至少一個反射鏡區(qū)段布置(mirror segment arrangement),其包含多個獨立的(separate)反射鏡區(qū)段(mirrorsegment)，其中與同一反射鏡區(qū)段布置的反射鏡區(qū)段相關聯的是彼此不同且分別被提供用于將物平面成像于像平面中的局部光束路徑(partial beam path),其中所述局部光束路徑在像平面中疊加(superpose)，及其中在像平面中的同一點疊加的至少兩個局部光束由同一反射鏡區(qū)段布置的不同反射鏡區(qū)段反射。
在該方面，根據本發(fā)明的反射鏡區(qū)段布置中的相鄰反射鏡區(qū)段可以光學無縫地組裝在一起或也可具有相對于彼此的有限間隔，這可通過生產過程來管理，或者亦可以為了調整反射鏡區(qū)段布置的目的而被特定地有目的地提供。
局部光束路徑在此及下文中又稱為“同時局部光束路徑(simultaneous partialbeam paths) ”該局部光束路徑根據本發(fā)明在像平面中疊加且分別涉及物平面(或掩模)到像平面或晶片平面中的成像，并且它們的像在像平面中疊加。
本發(fā)明尤其基于以分區(qū)段(segment-wise)的方式實施在投射物鏡的成像光束路徑中的至少一個反射鏡的構思，亦即以包含多個獨立的反射鏡區(qū)段的反射鏡區(qū)段布置取代單體反身寸鏡(monolithic mirror)。
此外，通過同一反射鏡區(qū)段布置的不同反射鏡區(qū)段，反射在像平面中的同一點處疊加的至少兩個局部光束。因此，根據本發(fā)明，像平面中的同一個點由被反射鏡區(qū)段布置的不同反射鏡區(qū)段反射且在像平面中的所述點中疊加的光束所達到。換言之，在同一反射鏡區(qū)段布置的不同反射鏡區(qū)段的作用或協作之下，一個物場被投射于一個像場中。因此，本發(fā)明例如不同于在先技術的具有不同光學組的光學系統(tǒng)的構思，其觀念為不同的物場(在空間上彼此分開)經由獨立的光學路徑(包括不同的反射鏡作為光束引導組件)造成不同的像場，其中物場中的同一個點專門由一個單個反射鏡所反射的光束來照射。與這樣的構思相反，本發(fā)明使得可以實現明顯較高的數值孔徑。
至少一個反射鏡的分區(qū)段的結構(亦即以具有獨立的反射鏡區(qū)段的反射鏡區(qū)段布置取代反射鏡)在生產工程方面具有實質的優(yōu)點:一方面，關于根據本發(fā)明的反射鏡區(qū)段布置要加工的最大直徑可顯著小于對應的未分段反射鏡的最大直徑(例如僅為70%或更小的量級)。結果，在一些情況下，只有現在才能在技術上進行制造，或可以避免另外投資金錢在新的及較大的生產機器上。另一方面，由于單獨(individual)反射鏡區(qū)段可以更薄，所以要處理的組件與對應的未分段的反射鏡相比，(總)質量(mass)實質更低，例如只有25%或更少的量級。由于總質量減少之故，亦可減少反射鏡區(qū)段或布置因其固有重量而引起的重力導致的變形。
本公開亦涉及根據本發(fā)明的設計用于EUV的微光刻投射曝光設備的投射物鏡，用于將在投射曝光設備的操作中被照明的物平面成像于像平面中，該投射物鏡具有至少一個反射鏡區(qū)段布置，其包含多個獨立的反射鏡區(qū)段，其中與同一反射鏡區(qū)段布置的反射鏡區(qū)段相關聯的是局部光束路徑，該局部光束路徑彼此不同且分別被提供用于將物平面成像至像平面中，其中所述局部光束路徑在像平面中疊加。
在實施例中，至少一個反射鏡區(qū)段布置是投射物鏡的反射布置(reflectingarrangement),該布置關于光束路徑是像平面?zhèn)?image plane side)的最后一個。
在實施例中，至少一個反射鏡區(qū)段布置是投射物鏡的具有最大尺寸的總光學有效表面(total optically effective surface) ( SP,總反射表面(total reflectingsurface))的反射布置。
在實施例中，至少一個反射鏡區(qū)段布置具有至少三個反射鏡區(qū)段，尤其是至少四個反射鏡區(qū)段。
在實施例中，同一反射鏡區(qū)段布置的反射鏡區(qū)段分別彼此一起形成僅由過渡區(qū)域(transitional region)(其選擇性地出現在相鄰的反射鏡區(qū)段之間)中斷(interrupt)的連續(xù)反射表面。
在實施例中，提供至少兩個反射鏡區(qū)段布置，其各具有至少兩個獨立的反射鏡區(qū)段，其中與同一反射鏡區(qū)段布置的反射鏡區(qū)段相關聯的是彼此不同且分別被提供用于將物平面成像至像平面中且在像平面中疊加的光束路徑。
在實施例中，一個反射鏡區(qū)段布置的反射鏡區(qū)段的相應的一個以具有同一局部光束路徑的成對關系而與另一反射鏡區(qū)段布置的反射鏡區(qū)段的一個關聯。
在實施例中，進一步提供了一種光閥布置(shutter arrangement),其設計為使得可選擇性將至少一個反射鏡區(qū)段布置的照明限制于所述反射鏡區(qū)段布置的不同反射鏡區(qū)段。
本發(fā)明亦涉及一種設計用于EUV的微光刻投射曝光設備的投射物鏡，用于將在投射曝光設備的操作中被照明的物平面成像于像平面中，其中投射物鏡包含多個反射鏡，及其中所述多個反射鏡中具有最大尺寸的反射鏡形成為包含多個獨立的反射鏡區(qū)段的反射鏡區(qū)段布置。
如下面進一步論述的，最大反射鏡(其尤其可以是像平面?zhèn)鹊淖詈笠粋€反射鏡)的分段構造特別有利，因為所述反射鏡尤其與在像側的數值孔徑(NA)有關。
在本發(fā)明的另一方面，考慮以下事實:中間空間(intermediate space)出現在單獨反射鏡區(qū)段之間并影響成像性質。此問題的發(fā)生尤其與光束路徑中的最后一個反射鏡有關，更明確地說，該反射鏡由于在像平面?zhèn)葹檫h心的光束路徑而不正好在光瞳平面(pupilplane)中，結果,所導致的成像誤差具有場依賴分量(field-dependent component)。
本發(fā)明現在涉及以下構思:在系統(tǒng)的光瞳平面中布置合適的遮攔光閥布置(obscuration shutter arrangement)使得可提供遮攔效應,其精確地或至少局部地使得上述反射鏡區(qū)段中間空間(mirror segment intermediate space)位于遮攔光閥的陰影中，或該遮攔在光瞳平面之外的陰影精確地或至少局部地覆蓋反射鏡區(qū)段中間空間。換句話說，根據本發(fā)明，利用以下事實:反射鏡區(qū)段中間空間繼續(xù)存在而不會干擾影響成像性質，因為遮攔光閥布置的陰影正好產生在對應區(qū)域上。換言之，遮攔光閥在反射鏡區(qū)段布置上的陰影投射至少局部地覆蓋在反射鏡區(qū)段中間空間上。因此，在沒有遮攔光閥的情況下將會入射于反射鏡區(qū)段中間空間上的光被遮攔光閥遮掉/阻擋。
在考慮前述背景下，根據實施例，在投射物鏡的光瞳平面中提供一種遮攔光閥，其中遮攔光閥被設計為使得遮攔光閥在反射鏡區(qū)段布置上的陰影投射覆蓋在反射鏡區(qū)段中間空間上。
此外，在有利的實施例中，至少一個反射鏡區(qū)段布置被設計為(或在單獨反射鏡區(qū)段之間具有這種“分區(qū)(partition)”)使得反射鏡區(qū)段之間的反射鏡區(qū)段中間空間具有如下幾何形狀，該幾何形狀至少按區(qū)域(region-wise)為環(huán)狀，或具有環(huán)形區(qū)段(ringsegment)的形狀。反射鏡區(qū)段中間空間的該環(huán)形幾何形狀具有附加的優(yōu)點:不會因遮攔而發(fā)生取向依賴性的成像效應(orientation-dependent imaging effect)。相反地(關于光傳播方向或光學系統(tǒng)軸)，以不同方位角(azimuth angle)布置且在徑向上延伸的反射鏡區(qū)段中間空間具有以下效應:特定衍射級(diffraction order)進入反射鏡區(qū)段中間空間的區(qū)域，而其它衍射級并不進入反射鏡區(qū)段中間空間，使得具有彼此不同的取向的結構展現不同的成像特性。但上述構思并不限于環(huán)形形式或環(huán)形區(qū)段形狀的反射鏡區(qū)段中間空間，因此亦涵蓋其它幾何形狀，其中反射鏡區(qū)段中間空間位于遮攔光閥的陰影中。
由于遮攔光閥布置會對成像性質具有影響(其盡可能小或幾乎不導致干擾)，該遮攔光閥布置優(yōu)選具有旋轉對稱性(但本發(fā)明并不受此限制)。在遮攔光閥布置為環(huán)形幾何形狀時，遮攔光閥布置對成像性質的影響最小，因為此時，每個待成像的結構或每個衍射級均經歷相同的遮攔效應(與其取向無關)。在其它實施例中，遮攔光閥布置亦可被設計為相對于光學系統(tǒng)軸(optical system axis)具有η重(n_fold)對稱性(尤其是四重對稱性)，致使針對特定結構或衍射級達到相同的遮攔。
在另一方面，本發(fā)明亦涉及一種生產設計用于EUV的微光刻投射曝光設備的投射物鏡的方法，該投射物鏡用于將在投射曝光設備的操作中被照明的物平面成像于像平面中，所述投射物鏡具有多個反射鏡，其中所述反射鏡的至少一個由多個獨立的反射鏡區(qū)段構成。
根據實施例，使所述反射鏡由多個獨立的反射鏡區(qū)段構成，使得在像平面中的同一點疊加的至少兩個局部光束由所述多個獨立的反射鏡區(qū)段的不同反射鏡區(qū)段反射。
根據實施例，由多個獨立的反射鏡區(qū)段構成的所述反射鏡關于光束路徑是像平面?zhèn)鹊淖詈笠粋€。
根據實施例，由多個獨立的反射鏡區(qū)段構成的所述反射鏡是具有最大尺寸的總光學有效表面的反射鏡。
根據實施例，這些反射鏡區(qū)段的至少兩個可以光學無縫地接合一起(例如通過擠合(Wringing))。此外，這些反射鏡區(qū)段的至少兩個亦可相對于彼此以有限間隔固定。
在另一方面，本發(fā)明亦涉及一種光學調整微光刻投射曝光設備的投射物鏡的方法，其中投射物鏡具有多個反射鏡，其在調整操作期間定向到其工作位置(workingposition)中，用于微光刻工藝，其中投射物鏡具有至少一個反射鏡區(qū)段布置，其包含多個獨立的反射鏡區(qū)段，及其中關于反射鏡區(qū)段，在彼此不同的至少兩個調整步驟中進行調整，該反射鏡區(qū)段在相應調整步驟中對物平面到像平面中的成像有貢獻。
本發(fā)明另外還涉及光學調整微光刻投射曝光設備的投射物鏡的布置，其中投射物鏡具有多個反射鏡，其在調整操作期間定向于其工作位置，用于微光刻工藝，其中投射物鏡具有至少一個反射鏡區(qū)段布置，其包含多個獨立的反射鏡區(qū)段，其中該布置具有至少一個可變光閥布置，利用該至少一個可變光閥布置，可選擇性將反射鏡區(qū)段布置的照明限制到一個或多個反射鏡區(qū)段。
本發(fā)明的其它構造請見說明及所附權利要求。
下文利用作為示例而在附圖中示出的實施例而更詳細地說明本發(fā)明。


圖中:
圖1顯示圖解根據本發(fā)明的實施例的投射物鏡的結構的示圖2顯示圖解根據本發(fā)明另一實施例的投射物鏡的結構的示圖3顯示圖解根據本發(fā)明的測量布置中的不同可能的光閥布置的不同視圖:
圖4顯示根據本發(fā)明的可能的結構的示圖，以圖解同時局部光束路徑的測量布置的結構；
圖5顯示圖解本發(fā)明的另一實施例的示圖；及
圖6-11顯示圖解本發(fā)明的另一方面的示圖。
具體實施方式
圖1顯示投射物鏡100的結構的示圖，其中反射鏡由包含獨立的反射鏡區(qū)段的反射鏡區(qū)段布置取代。投射物鏡的基本結構(不具有根據本發(fā)明的分段(segmentation))見于US7538856B2,因此不屬于本申請案要求的主題(subject-matter)。
在投射物鏡100中，EUV輻射從照明系統(tǒng)(未顯示)入射于掩模(掩模母版)R上，該掩模具有通過狹縫(slot)S而成像的結構，該狹縫限定要被照明的掩模R的區(qū)域。投射物鏡100具有多個反射鏡(在示出的實施例中，有六個反射鏡)110-160，其中關于光束路徑為像平面?zhèn)鹊淖詈笠粋€的反射鏡160 (如圖1僅概略顯示的)在形式上為包含獨立的反射鏡區(qū)段161、162及163的反射鏡區(qū)段布置。
在像平面?zhèn)葹樽詈笠粋€的(且同時是最大的)反射鏡的分段構造尤其有利，因為該反射鏡尤其與像側的數值孔徑(NA)有關。但本發(fā)明并不受此限制，因此，代替像平面?zhèn)鹊淖詈笠粋€反射鏡，投射物鏡100的另一個反射鏡亦可細分成獨立的區(qū)段。在另外的實施例中，多個反射鏡(亦即兩個或更多的反射鏡)亦可細分成獨立的區(qū)段，如下文參考圖2所述。此外，應明白，圖1中選擇的三個反射鏡區(qū)段的數目僅作為示例，以及也可以提供分成更多的或更少的(亦即僅兩個)反射鏡區(qū)段的分段。
投射物鏡100在像平面?zhèn)葹檫h心，但在物平面?zhèn)?亦即在掩模R的部分上)為非遠心，以避免與從照明系統(tǒng)入射的光的干涉現象。
此處僅概略表示的測量布置(measuring arrangement) 170,用作測量同時局部光束路徑或其疊加，如下文所更詳細說明的。
圖2顯示圖解根據本發(fā)明另一實施例的投射物鏡200的結構的示圖，其中存在兩個具有分段類型(segmented nature)的反射鏡。投射物鏡的基本結構(不具有根據本發(fā)明的分段)見于W02009/052932A1，因此不屬于本申請案要求的主題。
投射物鏡200具有六個未分段的反射鏡210-250及270，以及兩個反射鏡區(qū)段布置260、280，其中就光束路徑而言是最后一個的反射鏡區(qū)段布置280細分成四個反射鏡區(qū)段281-284，而在光傳播方向上的倒數第三個位置中的反射鏡區(qū)段布置260細分成六個反射鏡區(qū)段261-266。
此外，就光束路徑而言布置在像平面?zhèn)鹊淖詈笕齻€位置中的反射鏡區(qū)段布置260及280以及反射鏡270分別被遮攔，且具有用于入射在光軸(optical axis) OA的位置上的光的通孔(through opening)。就光束路徑而言布置在倒數第四個位置中的反射鏡250未被遮攔并在投射物鏡的光瞳平面PP中產生由其外圍邊緣限定的遮蔽。就光束路徑而言是最后一個的反射鏡區(qū)段布置280及像平面IP之間存在中間像(intermediate image) IMI。
在圖2的投射物鏡200中，反射鏡區(qū)段布置260的反射鏡區(qū)段261-266的相應的一個以具有同一局部光束路徑的成對關系而與另一反射鏡區(qū)段布置280的反射鏡區(qū)段281-284之一相關聯。在圖2中，以箭頭強調此對反射鏡區(qū)段(即包含反射鏡區(qū)段261及284)以及局部光束路徑的對應部分。所有這些區(qū)段對的全部定義一組同時局部光束路徑。在圖2中概略表示的且以參考符號290表示的以及如下所描述的測量布置用于一方面確保每個局部光束路徑本身無像散(stigmatic)，以及另一方面確保分別由局部光束路徑產生的像根據相應的像結構寬度而在晶片平面中交迭(overlap)。
為調整投射物鏡，利用致動器使反射鏡區(qū)段布置的反射鏡區(qū)段相對于彼此以及還(作為整體)相對于系統(tǒng)定向。因此，本發(fā)明還涉及測量布置及允許調整反射鏡區(qū)段的致動器系統(tǒng)的組合。根據本發(fā)明的測量布置已經可在系統(tǒng)裝配或初始調整期間，以及還在持續(xù)操作期間或在投射曝光設備的掃描器(scanner)中使用。
基本上合適的布置描述于W02007/062808A1中，其公開了用于測量主動反射鏡的“掠入射干涉儀(grazing incidence interferometer) ”。可以相似方式將該干涉儀用于根據本發(fā)明的反射鏡區(qū)段布置的測量中。此外，亦可使用如US2008/0144043A1中公開的系統(tǒng)波前干涉儀(system wave front interferometer)來檢查整體反射鏡的取向。當使用此干涉儀時，可利用以下事實:反射鏡位置或取向的變化影響投射物鏡的像差(aberration)，其中這些像差變化繼而可利用系統(tǒng)波前干涉儀來檢測。
當只有一個反射鏡區(qū)段布置時，同時局部光束路徑(根據前述定義)就已經存在，現在，這些局部光束路徑的疊加(superpositioning)應是精確的,使得像平面中分別由局部光束路徑產生及處于互相疊加關系的像在由投射物鏡所實現的分辨率方面完全相同且盡可能精確地重合(coincide)。因此，對于測量布置存在兩個挑戰(zhàn):一方面，要確保關于所有同時光束路徑的光學失真效應(optical distortion effect)在特定容限(tolerancelimits)內完全相同，及另一方面，相應像在分辨率限度內應該盡可能精確地疊加。
以下參考圖3a_c及圖4，描述同時局部光束路徑及其疊加的測量布置的基本可行的實施例。
類似于上述實施例，分別僅在圖3a_c及圖4中示出的光學投射系統(tǒng)300及400分別包括至少一個反射鏡區(qū)段布置310及410，其中為了簡單明了，僅分別顯示另一(未分段的)反射鏡320及420。
圖4的測量布置具有至少一個檢測器455，其在光傳播方向上布置在投射物鏡400(僅概略示出)的下游。此外，此測量布置在光傳播方向上的投射物鏡400的上游具有測量光源(measuring light source)401,測量光源401在物平面中產生具有限定性質的福射。
特別地，用于同時局部光束路徑及其疊加的測量布置執(zhí)行以下任務:
a)測量當成像點光源時由局部光束路徑產生的波前像差(有時又稱為“系統(tǒng)波前”)。點光源可布置在物平面OP中的不同位置，優(yōu)選在所謂掃描器狹縫的區(qū)域中。測量這些像差的合適布置及方法例如見于US2008/0144043A1或US7333216B2。
b)測量尤其是在掃描器狹縫的區(qū)域中由局部光束路徑產生的像的失真。用于失真測量的合適布置及方法在現有技術中亦為已知的，例如從US7019824B2所知的。
c)測量在像平面IP或晶片平面中，尤其是在掃描器狹縫S的區(qū)域中由至少兩個局部光束路徑產生的像的疊加。
此外，測量布置具有選擇性作用的光閥布置(selectively acting shutterarrangement)415,用于選擇給定的光的立體角區(qū)域(solid angle region),這使得可將至少一個反射鏡區(qū)段布置的照明選擇性地限制于不同的反射鏡區(qū)段。
關于如圖3a_3c概略顯示的光傳播方向，該光閥布置可直接布置在位于物平面OP中的掩模R的下游(見圖3a的參考符號315)、在兩個反射鏡或反射鏡區(qū)段布置310及320之間(見圖3b的參考符號316)、或在光傳播方向上直接布置在檢測器布置的上游(見圖3c的參考符號317)。
在該方面，為了利用光閥布置選擇局部光束路徑，有利的是將所有單獨的開口布置于共同的光閥平面(common shutter plane)中，并由可移置的(displaceable)光閥來選擇其中一相應者。沿著相應反射鏡對，通過分別由測量光源301及401產生的局部光束路徑，在位置及尺寸方面確定光閥布置中的開口。如此，對于每個局部光束路徑，均存在相應位置、形狀及尺寸的關聯的光閥開口(shutter opening)。
根據本發(fā)明的測量布置使得尤其可以獨立地或以有目標的可選擇組合，來檢查單獨的局部光束路徑對像平面中產生的(總)像的相應貢獻。
為執(zhí)行上述根據a)及b)的任務，從現有技術獲知已經提及的方法。通過組合用于選擇局部光束路徑的上述光閥布置，因而可以測量對于每個局部光束路徑的像差及失真。
執(zhí)行根據c)的任務，亦即測量由至少兩個局部光束路徑在晶片平面中產生的像的疊加，涉及組合根據本發(fā)明的選擇性作用的光閥布置與用于疊加像的進一步的測量布置。
用于疊加由局部光束路徑所產生的像的測量布置必須在像平面中以位置解析方式(positionally resolved fashion)評估至少一個表面元件，以能夠提供有關疊加的信息。為此目的，可適當放大根據上述US7019824B2的用于失真測量的基于莫爾原理(moir6principle)的設備,如圖4所概略顯示的。
參考圖4，布置在物平面OP中的第一圖案(pattern) 402成像于布置在像平面IP中的第二圖案435上，并通過疊加形成莫爾圖案，此莫爾圖案接著可由后續(xù)的光學成像系統(tǒng)445成像并由位置解析相機(positional resolving camera)455記錄。類似于上述實施例，僅在圖4中示出的光學投射系統(tǒng)400包括至少一個反射鏡區(qū)段布置410，為了簡單明了，僅顯示另一個(未分段的)反射鏡420。尤其可以“類似拼花地板(parquet-like)”的方式實現第一圖案402及第二圖案435，以用最少可能數目的測量步驟獲得不同空間方向上的信息。評估由疊加形成的莫爾圖案使得可以辨識光學產生的像(optically producedimage)和第二圖案之間的差異，尤其可辨識對應于像位置變化的失真。為了以逐步過程建立像，可以系統(tǒng)地利用一個或多個局部光束路徑進行光學成像，就該方面而言，可一起比較不同局部光束路徑效應并可檢查它們的協作。
一個使用該測量布置將局部光束路徑相對于彼此定向及調整的可能方法可如下進行:
首先，利用光閥布置415選擇第一局部光束路徑，及針對第一局部光束路徑觀察布置在物平面OP中的第一掩模402與布置在像平面中的第二掩模403的像的疊加，其中掩模402、403相對于彼此而定向?？蓮脑谠撉樾沃挟a生的第一莫爾圖案推導出第一局部光束路徑中的失真。接著，在掩模位置未改變的情況下，利用光閥布置415選擇第二局部光束路徑，且第二局部光束路徑產生第二莫爾圖案，其中第二局部光束路徑與第一局部光束路徑的偏差(deviation)導致第二莫爾圖案和第一莫爾圖案之間的差異?？蓮膬蓚€莫爾圖案之間的偏差推導出第二局部光束路徑與第一局部光束路徑的光學性質的偏差。此外，利用此知識，可利用合適的操縱器系統(tǒng)在像位置及失真方面相對于第一局部光束路徑優(yōu)化第二局部光束路徑。對所有局部光束路徑重復此步驟，因此使得所有局部光束路徑均相對于彼此而定向。
根據另一實施例，亦可改變光閥布置415的位置，使得多于一個的局部光束路徑同時對成像有貢獻。在此情形下，單獨的局部像在像平面中非相干地(incoherently)疊力口，以形成亦可如所述那樣被評估的多個局部像?？赏瑫r實施此組合，直到所有局部光束路徑的開口出現，使得因此以所有反射鏡區(qū)段布置調整整個投射物鏡。
圖5顯示圖解本發(fā)明的另一實施例的示圖。為此目的，圖5顯示以(相對較大的)旋轉對稱反射鏡為例的分段，該旋轉對稱反射鏡接近光瞳及具有用于光束從中通過的反射鏡開口或反射鏡孔。出瞳中央被遮攔。通過以初始與上述實施例類似的方式對此反射鏡的分段，提供反射鏡區(qū)段布置500。
在此情形中，依賴于分別設定的照明設定(illumination setting),在反射鏡區(qū)段布置500中進行分段。換句話說，在選擇合適的分段之前，首先建立使用的照明設定。在此情形中，選擇單獨的反射鏡區(qū)段之間的過渡區(qū)域或“切割(cut) ”，使得沒有衍射級入射在這些過渡區(qū)域上。
在圖5的特定實例中，照明設定具有四個照明極501-504，該四個照明極分別相對于y軸轉動45°，分別用水平及垂直取向的稠密線(dense line)示出了相應的衍射級。
如圖5所示，結合照明設定，將反射鏡區(qū)段布置500分段或分隔成四個反射鏡區(qū)段510-540，其分別布置在關于所示坐標系統(tǒng)中的V軸轉動45°的相應的四個區(qū)段中。
圖5中的布置使得可一方面補償場恒定低階光瞳誤差(field-constantlow-order pupil error),例如像散(astigmatism)及彗差(coma)。此布置的另一優(yōu)點是僅需要相對于彼此調整這些反射鏡區(qū)段510-540，該反射鏡區(qū)段對相同結構的衍射像有貢獻。在水平及垂直稠密線的特定實施例中，僅將相應兩對反射鏡區(qū)段相對于彼此進行調整，更明確的說，一方面將反射鏡區(qū)段520及540相對于彼此進行調整，及另一方面將反射鏡區(qū)段510及530相對于彼此進行調整。相反地，例如反射鏡區(qū)段520相對于反射鏡區(qū)段530或反射鏡區(qū)段510的相對布置則無關緊要。與在全表面區(qū)域上使用的適應型(adaptive)反射鏡相比，這大幅減少對調整的需求，需要聯合控制的參數只有一半。
此外，有關投射曝光設備設計的原理的優(yōu)點在于，可將提供“光學表面”及提供機械穩(wěn)定性的功能分配給不同的組件(“反射鏡區(qū)段”及“載體結構”)。
圖6顯示反射鏡區(qū)段布置600的實施例，設計該反射鏡布置600 (或在單獨的反射鏡區(qū)段之間具有這種“分區(qū)(partition) ”)，使得在反射鏡區(qū)段之間的反射鏡區(qū)段中間空間具有如下的幾何形狀，該幾何形狀至少按區(qū)域具有環(huán)狀，或者具有環(huán)形區(qū)段的形狀。
圖6中概略圖解的反射鏡區(qū)段布置600包括中央反射鏡區(qū)段610作為“主反射鏡(main miiror) ”，可在涉及生產工程的方面適當選擇其尺寸，并且主反射鏡610因此亦可在比較沒有問題的情況下得到生產。此外，示出的實施例中的反射鏡區(qū)段布置600包括四個反射鏡區(qū)段620、630、640及650作為“次反射鏡(secondary mirror) ” (且本發(fā)明并不受限于此)，其形式為具有大致徑向延伸的區(qū)段中間空間(radially extending segmentintermediate space)的圓形環(huán)狀區(qū)段,使得它們相對于中央反射鏡區(qū)段610以一定徑向間隔，圍繞形成主反射鏡的中央反射鏡區(qū)段610布置。此徑向間隔例如可用于支架元件、傳感器構件及/或致動器構件。
此外，反射鏡區(qū)段620、630、640及650相對于彼此(亦即，在關于不出的坐標系統(tǒng)中的z方向上延伸的光學系統(tǒng)軸的方位角方向上)有最小的可能間隔，使得方位角方向上不需要值得提及的結構空間。結果至少基本上避免了上述與方位角反射鏡區(qū)段中間空間的存在有關的效應(即不同取向中完全相同的結構具有不同成像特性)。
圖7a及7b顯示示出相應遮攔光閥布置710及720的實例的示圖，根據本發(fā)明，該遮攔光閥布置優(yōu)選地布置在光瞳平面中或在其附近(如以下參考圖9所定義的)。就這點而言，圖7a的遮攔光閥布置710被限定用于沒有中央光瞳遮攔(central pupilobscuration)的光學系統(tǒng)，及圖7b的遮攔光閥布置720被設計用于具有中央光瞳遮攔的光學系統(tǒng)。
分別由遮攔光閥布置710及720遮蔽的區(qū)域分別由710a、720a及720b表示。如下文所述，將遮攔光閥布置710及720各設計為使得其投射在反射鏡區(qū)段布置600上的陰影覆蓋徑向延伸的反射鏡區(qū)段中間空間上。因而，各個遮攔光閥布置710及720的目標及用途是，事先截去在沒有遮攔光閥布置710及720的情況下原本會入射在主反射鏡610及次反射鏡620-650之間的環(huán)形間隙A中的光，使得避免成像特性的場依賴性效應或場依賴性變化。
圖8顯示設計用于EUV輻射的投射物鏡800的實施例，其中數值孔徑NA = 0.6，投射物鏡800具有總共八個反射鏡810-880以將掩模R的結構成像于晶片W上，其中就光束路徑而言是像平面?zhèn)茸詈笠粋€的反射鏡880在形式上可為包含獨立的反射鏡區(qū)段的反射鏡區(qū)段布置。光束路徑中的第二反射鏡820形成接近光瞳的反射鏡。對于“光瞳附近(pupilnearness) ”及還有“場附近(field nearness) ”的標準的定義,請參考圖9。
參考圖9，光瞳附近或場附近在數量上可分別利用參數P(M)(例如描述于US2008/0165415A1中)來描述，其中參數P (M)定義為:
P(M)=…D'(SH'(I), D(SA)十 D(CR),
其中，在 所討論平面中的光學表面(optical surface)M上，D(SA)表示子孔徑直徑(subaperture diameter),而 D(CR)表不最大主光線間隔(maximum principal rayspacing)(來自所有場點(field point)的,或在光學使用場(optically used field)的所有場點上定義的)。因此，P(M) =O適用于場反射鏡(field miiror)(子孔徑直徑為零)及P(M) = I適用于瞳反射鏡(pupil mirror)(主光線間隔為零)。上述反射鏡820,與遮攔光閥布置一樣，優(yōu)選布置在投射物鏡的一平面中，在該平面中參數P(M)至少為0.8，尤其是至少為0.9。遮攔光閥布置890(圖8未顯示)亦布置在根據前述定義的光瞳附近。如圖1Oa顯示的遮攔光閥布置890具有環(huán)狀的遮攔光閥891及中央遮攔光閥892。圖1Ob顯示由于遮攔光閥布置890在像平面?zhèn)鹊淖詈笠粋€反射鏡880的位置處的作用所造成的相應遮蔽區(qū)域，其中參考符號891a表示環(huán)狀遮攔光閥891的陰影，及參考符號892a表示中央遮攔光閥892的陰影。圖11概略地顯示了遮攔光閥布置910、920、930及940的其它可能的實施例。這些遮攔光閥布置910-940的共同之處在于其各涉及四重對稱性。參考圖1la及11b，分別適于形成遮攔光閥布置910及920的遮攔光閥911-914及921-924布置在外圍方向上或布置在方位角上(相對于在示出的坐標系統(tǒng)中的z方向上延伸的光學系統(tǒng)軸)，及更明確的說(相對于相應中央軸或對稱軸)分別相對于y軸布置在45°、135°、225°及315°的角度處。在此情形下，將遮攔光閥911-914的幾何形狀選擇為使得其提供十字形幾何形狀的非遮蔽區(qū)域，而將屏蔽光閥921-924的幾何形狀選擇為使得其提供星形幾何形狀的非遮蔽區(qū)域。注意，可由圖11顯示的實施例來體現根據本發(fā)明的構思，由此反射鏡區(qū)段中間空間位于遮攔光閥的陰影中。然而，注意，在此情形中，未提供上述具有環(huán)狀或環(huán)狀區(qū)段的形狀的反射鏡區(qū)段中間空間的有利構造，使得在這些實施例中僅允許選擇有限的照明設定。參考圖1lc及l(fā)ld，分別適于給定遮攔光閥布置930及940的遮攔光閥931-934及941-944布置在外圍方向上或布置在方位角上(相對于在示出的坐標系統(tǒng)中的z方向上延伸的光學系統(tǒng)軸)，及更明確的說(相對于相應中央軸或對稱軸)分別相對于y軸布置在0°、90°、180°及270°的角度處。在此情形中，類似于圖11a，將圖1lc中遮攔光閥931-934的幾何形狀選擇為使得其給出十字形幾何形狀的非遮蔽區(qū)域，而類似于圖11b，將圖1ld中遮攔光閥941-944的幾何形狀選擇為使得其涉及星形幾何形狀的非遮蔽區(qū)域。盡管已參考特定實施例說明了本發(fā)明，然而例如通過組合及/或調換單獨實施例的特征，許多變型及替代實施例對本領域技術人員來說將是顯而易見的。因此，本領域技術人員應明白，本發(fā)明亦涵蓋此類變型及替代實施例，及本發(fā)明的范圍僅受所附權利要求及其等同方式的限制。
權利要求
1.一種設計用于EUV的微光刻投射曝光設備的投射物鏡，用于將在所述投射曝光設備的操作中被照明的物平面成像于像平面中， 其中，所述投射物鏡具有至少一個反射鏡區(qū)段布置(160、260、280、310、410、500)，其包含多個獨立的反射鏡區(qū)段(161-163 ;261-266、281-284 ;311、312 ;411、412 ;510_540);及 其中，與同一反射鏡區(qū)段布置的反射鏡區(qū)段關聯的是彼此不同且分別被提供用于將所述物平面(OP)成像于所述像平面(IP)中的局部光束路徑，其中所述局部光束路徑在所述像平面(IP)中疊加，及其中在所述像平面(IP)中的同一點疊加的至少兩個局部光束由所述同一反射鏡區(qū)段布置的不同反射鏡區(qū)段反射。
2.如權利要求1所述的投射物鏡，其特征在于，所述至少一個反射鏡區(qū)段布置(160、260、280、310、410、500)是所述投射物鏡的反射布置，該布置關于光束路徑是所述像平面?zhèn)鹊淖詈笠粋€。
3.如權利要求1或權利要求2所述的投射物鏡，其特征在于，所述至少一個反射鏡區(qū)段布置(160、260、280、310、410、500)是所述投射物鏡的具有最大尺寸的總光學有效表面的反射布置。
4.如權利要求1至3中任一項所述的投射物鏡，其特征在于，所述至少一個反射鏡區(qū)段布置(160、260、280、310、410、500)具有至少三個反射鏡區(qū)段(161、162、163 ;261_266、281-284 ;411、412 ;510_540)，尤其是至少四個反射鏡區(qū)段(261-266,281-284 ;510_540)。
5.如前述權利要求任一項所述的投射物鏡，其特征在于，所述同一反射鏡區(qū)段布置(160、260、280、410、500)的反射鏡區(qū)段(161-163 ;261-266、281_284 ;311、312 ;411、412 ；510-540)分別彼此一起形成僅由過渡區(qū)域中斷的連續(xù)反射表面，所述過渡區(qū)域選擇性地出現在相鄰反射鏡區(qū)段之間。
6.如前述權利要求任一項所述的投射物鏡，其特征在于，提供至少兩個反射鏡區(qū)段布置(260、280)，其各具有至少兩個獨立的反射鏡區(qū)段(261-266、281-284)，其中與同一反射鏡區(qū)段布置(260、280)的反射鏡區(qū)段(161-266、281-284)關聯的是彼此不同且分別被提供用于將所述物平面(OP)成像至所 述像平面(IP)中且在所述像平面(IP)中疊加的光束路徑。
7.如權利要求6所述的投射物鏡，其特征在于，一個所述反射鏡區(qū)段布置(260)的反射鏡區(qū)段(261-266)中的相應的一個以具有同一局部光束路徑的成對關系而與另一個反射鏡區(qū)段布置(280)的反射鏡區(qū)段(281-284)中的一個關聯。
8.如前述權利要求任一項所述的投射物鏡，其特征在于，還提供光閥布置(315、316、317、415)，其被設計為使得能夠將所述至少一個反射鏡區(qū)段布置(310、410)的照明選擇性地限制于所述反射鏡區(qū)段布置的不同反射鏡區(qū)段(310、312、411、412)。
9.如前述權利要求任一項所述的投射物鏡，其特征在于，所述反射鏡區(qū)段布置的至少兩個反射鏡區(qū)段可相對于彼此移動。
10.一種設計用于EUV的微光刻投射曝光設備的投射物鏡，用于將在所述投射曝光設備的操作中被照明的物平面成像于像平面中， 其中所述投射物鏡包含多個反射鏡；及 其中所述多個反射鏡中具有最大尺寸的反射鏡形成為包含多個獨立的反射鏡區(qū)段(161-163 ;261-266、281-284 ;311、312 ;411、412 ;510_540)的反射鏡區(qū)段布置(160,260,.280、310、410、500)。
11.如前述權利要求任一項所述的投射物鏡，其特征在于，還提供遮攔光閥布置，其中所述反射鏡區(qū)段布置的所述反射鏡區(qū)段之間保留的至少一個反射鏡區(qū)段中間空間至少局部地布置在所述遮攔光閥布置的陰影中。
12.—種設計用于EUV的微光刻投射曝光設備的投射物鏡，用于將在所述投射曝光設備的操作中被照明的物平面成像于像平面中，包含: 至少一個反射鏡區(qū)段布置(160、260、280、310、410、500)，其包含多個獨立的反射鏡區(qū)段(161-163 ;261-266、281-284;311、312;411、412 ;510_540 ;610_650);及 遮攔光閥布置(710、720、910、920、930、940)，其中所述反射鏡區(qū)段布置的所述反射鏡區(qū)段之間保留的至少一個反射鏡區(qū)段中間空間至少局部地布置在所述遮攔光閥布置(710、720、910、920、930、940)的陰影中。
13.如權利要求11或12所述的投射物鏡，其特征在于，所述反射鏡區(qū)段布置的所述反射鏡區(qū)段之間保留的所述至少一個反射鏡區(qū)段中間空間為旋轉對稱的，尤其是具有環(huán)形幾何形狀。
14.如權利要求11至13中任一項所述的投射物鏡，其特征在于，所述遮攔光閥布置為旋轉對稱的，尤其是具有環(huán)形幾何形狀。
15.如權利要求11至14中任一項所述的投射物鏡，其特征在于，所述遮攔光閥布置(710、720、910、920、930、940)布置在所述投射物鏡的一平面中，在該平面中，被定義為:
16.如權利要求11至15中任一項所述的投射物鏡，其特征在于，所述遮攔光閥布置(710、720、910、920、930、940)相對于光學系統(tǒng)軸是η重對稱的，尤其是四重對稱的，其中η是大于零的自然數。
17.—種生產設計用于EUV的微光刻投射曝光設備的投射物鏡的方法，該投射物鏡用于將在所述投射曝光設備的操作中被照明的物平面(OP)成像于像平面(IP)中，其中所述投射物鏡具有多個反射鏡，及其中所述反射鏡中的至少一個由多個獨立的反射鏡區(qū)段(161-163 ;261-266、281-284 ;311、312 ;411、412 ;510_540)構成。
18.如權利要求17所述的方法，其特征在于，在所述像平面(IP)中的同一點處疊加的至少兩個局部光束由所述多個獨立的反射鏡區(qū)段(161-163 ;261-266、281-284 ;311、312 ；.411、412 ；510-540)的不同反射鏡區(qū)段反射。
19.如權利要求17或18所述的方法，其特征在于，由多個獨立的反射鏡區(qū)段構成的所述反射鏡關于光束路徑是所述像平面?zhèn)鹊淖詈笠粋€。
20.如權利要求17至19中任一項所述的方法，其特征在于，由多個獨立的反射鏡區(qū)段構成的所述反射鏡是具有最大尺寸的總光學有效表面的反射鏡。
21.如權利要求17至20中任一項所述的方法，其特征在于，所述反射鏡區(qū)段的至少兩個光學無縫地接合一起。
22.如權利要求17至21中任一項所述的方法，其特征在于，所述反射鏡區(qū)段的至少兩個以有限的間隔相對于彼此固定。
23.一種光學地調整微光刻投射曝光設備的投射物鏡的方法，其中，所述投射物鏡具有多個反射鏡，其在調整操作期間被定向到其工作位置中用于微光刻工藝，其中所述投射物鏡具有至少一個反射鏡區(qū)段布置(160、260、280、310、410、500)，其包含多個獨立的反射鏡區(qū)段(161，162，163 ;261-266、281_284 ;311、312 ;411、412 ;510_540)，以及其中關于所述反射鏡區(qū)段，在彼此不同的至少兩個調整步驟中進行調整，所述反射鏡區(qū)段在相應調整步驟中對所述物平面(OP)到所述像平面(IP)中的成像有貢獻。
24.一種光學地調整微光刻投射曝光設備的投射物鏡的布置，其中，所述投射物鏡具有多個反射鏡，其在調整操作期間被定向到其工作位置中用于微光刻工藝，其中所述投射物鏡具有至少一個反射鏡區(qū)段布置(160、260、280、310、410、500)，其包含多個獨立的反射鏡區(qū)段(161，162，163 ;261-266、281_284 ;311、312 ;411、412 ;510_540)，其中所述布置具有至少一個可變的光閥布置(315、316、317、415),利用該至少一個可變的光閥布置，可選擇性將所述反射鏡區(qū)段布置(160、260、280、310、410、500)的照明限制到一個或多個所述反射鏡區(qū)段(161，162， 163 ;261-266、281_284 ;311、312 ;411、412 ;510_540)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種設計用于EUV的微光刻投射曝光設備的投射物鏡，將在投射曝光設備的操作中被照明的物平面成像于像平面中，其中該投射物鏡具有至少一個包含多個獨立的反射鏡區(qū)段(161-163；261-266、281-284；311、312；411、412；510-540)的反射鏡區(qū)段布置(160、260、280、310、410、500)；及其中與同一反射鏡區(qū)段布置的反射鏡區(qū)段關聯的是彼此不同且分別被提供用于將物平面(OP)成像于像平面(IP)中的局部光束路徑，其中所述局部光束路徑在像平面(IP)中疊加，及其中在像平面(IP)中的同一點疊加的至少兩個局部光束由該同一反射鏡區(qū)段布置的不同反射鏡區(qū)段反射。
文檔編號G03F7/20GK103189800SQ201180053146
公開日2013年7月3日 申請日期2011年11月3日 優(yōu)先權日2010年11月5日
發(fā)明者H.恩基什, S.米倫德, H-J.曼, R.弗里曼 申請人:卡爾蔡司Smt有限責任公司