成像光學(xué)系統(tǒng)、投射曝光設(shè)備、制造組件的方法和組件的制作方法
【專利說(shuō)明】
[0001] 本申請(qǐng)是申請(qǐng)日為2010年2月2日、申請(qǐng)?zhí)枮?01080007424. 0(國(guó)際申請(qǐng)?zhí)枮?PCT/EP2010/000602)、發(fā)明名稱為"成像光學(xué)系統(tǒng)和具有此類型的成像光學(xué)系統(tǒng)的用于微 光刻的投射曝光設(shè)備"的發(fā)明專利申請(qǐng)的分案申請(qǐng)。
技術(shù)領(lǐng)域
[0002] 本發(fā)明涉及一種具有多個(gè)反射鏡的成像光學(xué)系統(tǒng)，其將物平面中的物場(chǎng)成像到像 平面中的像場(chǎng)中。此外，本發(fā)明還涉及具有此類型的成像光學(xué)系統(tǒng)的投射曝光設(shè)備，用于利 用此類型的投射曝光系統(tǒng)制造微結(jié)構(gòu)或納米結(jié)構(gòu)組件的方法，以及通過(guò)此方法制造的微結(jié) 構(gòu)或納米結(jié)構(gòu)組件。
【背景技術(shù)】
[0003] US 2006/0232867 Al和US 2008/0170310 Al中公開(kāi)了說(shuō)明書(shū)開(kāi)始所提及的類型 的成像光學(xué)系統(tǒng)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明的目的是開(kāi)發(fā)說(shuō)明書(shū)開(kāi)始所提及的類型的成像光學(xué)系統(tǒng)，從而獲得多種小 像差的可處理組合，可管理制造、以及良好的成像光通過(guò)量。
[0005] 根據(jù)本發(fā)明的第一方面，通過(guò)根據(jù)本發(fā)明的成像光學(xué)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)此目的。該成像光 學(xué)系統(tǒng)具有多個(gè)反射鏡，所述多個(gè)反射鏡將物平面中的物場(chǎng)成像為像平面中的像場(chǎng)，所述 物場(chǎng)和所述像場(chǎng)之間的成像光的光束路徑中的最后一個(gè)反射鏡具有用于所述成像光通過(guò) 的通孔。在所述物場(chǎng)和所述像場(chǎng)之間的成像光的光束路徑中，在所述像場(chǎng)的前方的成像光 束之外布置了所述成像光學(xué)系統(tǒng)的倒數(shù)第二個(gè)反射鏡。所述倒數(shù)第二個(gè)反射鏡的、在所述 倒數(shù)第二個(gè)反射鏡的光學(xué)使用的區(qū)域內(nèi)的反射面沒(méi)有用于所述成像光穿過(guò)的通孔。
[0006] 根據(jù)本發(fā)明，認(rèn)識(shí)到在成像質(zhì)量沒(méi)有相對(duì)大的損失的情況下，可以在光瞳遮擋系 統(tǒng)（即具有光瞳遮擋的成像光學(xué)系統(tǒng)）中配置具有連續(xù)反射面的倒數(shù)第二個(gè)反射鏡，即在 倒數(shù)第二個(gè)反射鏡的光學(xué)使用區(qū)域內(nèi)沒(méi)有通孔。這有助于制造具有足夠反射鏡厚度的該倒 數(shù)第二個(gè)反射鏡，還允許在該倒數(shù)第二個(gè)反射鏡的面向像平面的一側(cè)與該像平面之間具有 足夠大的間距，而同時(shí)最小化光瞳遮擋的尺寸。如果該倒數(shù)第二個(gè)反射鏡被布置在相對(duì)于 其它反射鏡較薄的鏡體和/或鏡載體上，則對(duì)制造的該助益尤其重要。
[0007] 根據(jù)本發(fā)明的第二方面，通過(guò)根據(jù)本發(fā)明的成像光學(xué)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)說(shuō)明書(shū)開(kāi)頭所提及 的目的。該成像光學(xué)系統(tǒng)具有多個(gè)反射鏡，所述多個(gè)反射鏡將物平面中的物場(chǎng)成像為像平 面中的像場(chǎng)。所述成像光學(xué)系統(tǒng)的光學(xué)組件被布置為使得產(chǎn)生小于5%的光瞳遮擋。通過(guò)出 瞳內(nèi)由于光瞳遮擋而被遮蔽的面積相對(duì)于成像光學(xué)系統(tǒng)的出瞳的總面積的比例而產(chǎn)生光 瞳遮擋的數(shù)值。小于5%的光瞳遮擋使得有光瞳遮擋的成像光學(xué)系統(tǒng)可以具有特別高的光 通過(guò)量。此外，根據(jù)本發(fā)明的小遮擋可以導(dǎo)致對(duì)成像光學(xué)系統(tǒng)的成像質(zhì)量（尤其是對(duì)成像 對(duì)比度）的較小或者可忽略的影響。光瞳遮擋可以小于10%。光瞳遮擋可以例如是4. 4% 或4. 0%。光瞳遮擋可以小于4%，可以小于3%，可以小于2%，甚至可以小于I %。成像光 學(xué)系統(tǒng)的光瞳遮擋可以由反射鏡之一預(yù)先確定，例如由其通孔或者由其外邊界，或者由布 置在物場(chǎng)和像場(chǎng)之間的成像光的光束路徑中的遮擋光欄或光闌。
[0008] 根據(jù)本發(fā)明的第三方面，提供一種具有多個(gè)反射鏡的成像光學(xué)系統(tǒng)，所述多個(gè)反 射鏡將物平面中的物場(chǎng)成像為像平面中的像場(chǎng)，其中僅所述物場(chǎng)和所述像場(chǎng)之間的成像光 的光束路徑中的最后一個(gè)反射鏡具有用于所述成像光通過(guò)的通孔。
[0009] 根據(jù)上面所描述的方面之一的成像光學(xué)系統(tǒng)的反射鏡中的至少一個(gè)可以具有被 設(shè)計(jì)為不能由旋轉(zhuǎn)對(duì)稱函數(shù)描述的自由形狀面的反射面。
[0010] 所述成像光學(xué)系統(tǒng)在所述成像光的光束路徑中的倒數(shù)第二個(gè)反射鏡距所述像場(chǎng) 的工作間距（dw)至少為20mm。根據(jù)上述的倒數(shù)第二個(gè)反射鏡的工作間距附加地有助于它 的制造。該工作間距可以是至少22mm、至少40mm、至少60mm、至少80mm、可以甚至為85mm〇 甚至可以對(duì)工作間距使用更大的值。工作間距被定義為像平面與最接近的反射鏡（即投射 光學(xué)系統(tǒng)的倒數(shù)第二個(gè)反射鏡）的使用反射面的最接近于該像平面的部分之間的間距。像 平面是成像光學(xué)系統(tǒng)的與倒數(shù)第二個(gè)反射鏡相鄰的場(chǎng)平面。
[0011] 所述成像光在所述光束路徑中的倒數(shù)第二個(gè)反射鏡上的入射角最大為35 °。根據(jù) 上述的最大入射角有助于在此反射鏡上配置高反射膜。這是有利的，尤其是在使用具有小 波長(zhǎng)的成像光的情況下，例如DUV(深紫外）、VUV(真空紫外）、或EUV(極紫外）波長(zhǎng)。從而， 尤其可以使用具有入射角的小接受帶寬并因此具有相應(yīng)高反射率的多層膜。成像光在光 束路徑中的倒數(shù)第二個(gè)反射鏡上的最大入射角在成像光學(xué)系統(tǒng)的子午面中可以是34. 5°、 30。 、25。 、20。 、16·9。、或 159。。
[0012] 在所述物場(chǎng)和所述像場(chǎng)之間的所述成像光的光束路徑中的倒數(shù)第三個(gè)反射鏡與 所述光束路徑中的倒數(shù)第二個(gè)反射鏡之間具有成像光束路徑部分，所述成像光束路徑部分 的前方的成像光束路徑的至少一部分與所述像場(chǎng)的區(qū)域中的成像光束被引導(dǎo)在所述成像 光束路徑部分的相反側(cè)上。根據(jù)上述的倒數(shù)第二個(gè)反射鏡的布置使得支撐該倒數(shù)第二個(gè)反 射鏡以及倒數(shù)第三個(gè)反射鏡與倒數(shù)第二個(gè)反射鏡之間的成像光束路徑部分前方的成像光 束路徑的反射鏡的支撐體可以在設(shè)計(jì)上相對(duì)比較緊湊。
[0013] 在所述物場(chǎng)和所述像場(chǎng)之間的所述成像光的光束路徑中的倒數(shù)第三個(gè)反射鏡與 所述光束路徑中的倒數(shù)第二個(gè)反射鏡之間具有成像光束路徑部分，所述成像光束路徑部分 的前方的成像光束路徑的至少一部分與所述像場(chǎng)的區(qū)域中的成像光束被引導(dǎo)在所述成像 光束路徑部分的相同側(cè)上。作為對(duì)此的替代，可以使用根據(jù)上述的倒數(shù)第二個(gè)反射鏡的布 置。
[0014] 所述物場(chǎng)和所述像場(chǎng)之間的所述成像光的光束路徑中的倒數(shù)第三個(gè)反射鏡與所 述光束路徑中的倒數(shù)第六個(gè)反射鏡被布置為背對(duì)背。根據(jù)上述的、倒數(shù)第三個(gè)和倒數(shù)第六 個(gè)反射鏡背對(duì)背的布置導(dǎo)致很好地使用安裝空間的成像光學(xué)系統(tǒng)的緊湊結(jié)構(gòu)。
[0015] 本質(zhì)上，也可以使用在單片基體的兩個(gè)側(cè)上都設(shè)置反射面（對(duì)應(yīng)于被取代的反射 鏡布置的反射鏡面）的布置來(lái)代替背對(duì)背反射鏡布置。在所述物場(chǎng)和所述像場(chǎng)之間的所述 成像光的光束路徑中存在至少一個(gè)中間像。根據(jù)上述的至少一個(gè)中間像使得可以引導(dǎo)物場(chǎng) 和像場(chǎng)之間的成像光的光束路徑的成像光束路徑部分靠近地越過(guò)成像光學(xué)系統(tǒng)的其它組 件。特別地，該中間像可以布置在最后一個(gè)反射鏡的通孔的區(qū)域中，這使得可以形成小的光 瞳遮擋。成像光學(xué)系統(tǒng)也可以具有超過(guò)一個(gè)中間像，尤其是可以在物場(chǎng)和像場(chǎng)之間的成像 光的光束路徑中具有兩個(gè)中間像。多個(gè)中間像也可以用于校正像差或簡(jiǎn)化所涉及的反射鏡 形狀的設(shè)計(jì)。
[0016] 成像光束路徑部分之間有至少一個(gè)相交區(qū)域（29、30、31、32)。根據(jù)上述的至少一 個(gè)交叉或相交區(qū)域允許緊湊的光束引導(dǎo)。成像光學(xué)系統(tǒng)在成像光束路徑部分之間也可以具 有超過(guò)一個(gè)此類型的相交區(qū)域，尤其是兩個(gè)、三個(gè)或四個(gè)相交區(qū)域。一個(gè)或所有相交區(qū)域可 以至少部分地彼此空間重疊。相交區(qū)域是指在其中成像光束路徑部分完全相交。根據(jù)定義， 在反射鏡上的反射中，成像光束路徑部分不在此類型的相交區(qū)域中相交。
[0017] 該成像光學(xué)系統(tǒng)的數(shù)值孔徑可以是至少0. 3。根據(jù)上述的數(shù)值孔徑導(dǎo)致成像光學(xué) 系統(tǒng)的高分辨率。數(shù)值孔徑可以是至少〇. 4,也可以是至少0. 5。
[0018] 所述像場(chǎng)被配置為矩形場(chǎng)。根據(jù)上述的矩形場(chǎng)有助于在使用成像光學(xué)系統(tǒng)時(shí)進(jìn)行 光刻工藝。特別地，可以通過(guò)使用非旋轉(zhuǎn)對(duì)稱的自由形狀面作為成像光學(xué)系統(tǒng)的反射鏡的 反射面而獲得此類型的矩形場(chǎng)。至少一個(gè)反射鏡可以被配置為此類型的自由形狀面。像場(chǎng) 可以具有2mmx26_或2. 5mmx26mm的維度。
[0019] 所述成像光學(xué)系統(tǒng)（7)被配置為用于微光刻的投射光學(xué)系統(tǒng)。當(dāng)使用成像光學(xué)系 統(tǒng)作為投射光學(xué)系統(tǒng)時(shí)，根據(jù)上述，特別地體現(xiàn)出了它的優(yōu)點(diǎn)。
[0020] 根據(jù)本發(fā)明的成像光學(xué)系統(tǒng)可以精確地具有6個(gè)反射鏡。
[0021] 根據(jù)本發(fā)明的投射曝光設(shè)備的優(yōu)點(diǎn)對(duì)應(yīng)于上面關(guān)于根據(jù)本發(fā)明的成像光學(xué)系統(tǒng) 所說(shuō)明的優(yōu)點(diǎn)。投射曝光設(shè)備的光源在設(shè)計(jì)上可以是寬帶的，例如具有可以大于lnm、大于 IOnm或大于IOOnm的帶寬。此外，投射曝光設(shè)備可以被設(shè)計(jì)為使得可以以不同波長(zhǎng)的光 源操作?？梢耘c根據(jù)本