专利名称：用于微光刻的照明光学系统与光学系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及用于微光刻的照明光学系统。本发明还涉及用于微光刻的光学系统、 具有这些光学系统的投射曝光装置、用于制造微结构或纳米结构组件的方法、以及本方法所制造的微结构组件。
背景技术：
US 2006/0132747A1公开了一开始所提类型的照明光学系统。其中说明了镜面反射器(specular reflector)的概念，其中用于预设照明的分面镜的位置不限于后续投射光学系统中的入瞳平面或与入瞳平面光学共轭的平面，如其它已知照明光学系统所要求的。
发明内容
本发明的目的是开发一种用于照明光学系统的镜面反射器的构思，其中，对于照明光的使用提出了特定效率要求。根据本发明，通过一种用于微光刻的照明光学系统来实现此目的，所述照明光学系统用于照明物场，其-具有第一传输光学系统，用于引导从光源发出的照明光，-具有照明预设分面镜，其在所述第一传输光学系统的下游且具有多个照明预设微面，所述照明预设分面镜利用所述照明预设分面镜的可以被照明的边缘形状、以及所述照明预设微面的各个独立倾斜角，而产生所述物场的预设照明；-将所述第一传输光学系统和所述照明预设分面镜布置为产生所述物场的远心照明。根据本发明，首先认识到通过提供根据本发明的照明预设分面镜而产生的设计自由度，允许物场的远心照明。利用具有布置在后续投射光学系统的入瞳平面中的光瞳分面镜和场分面镜的传统照明光学系统无法实现此类型的远心照明，因为，对于物场的远心照明，未界定后续投射光学系统的入瞳平面。在共轭光瞳平面中具有第二分面镜的传统照明光学系统因此必须具有附加的成像光学元件，从而效率较低。物场的远心照明降低了待照明和成像的物的结构设计要求。特别地，避免了与场相关的成像校正的必要性。相比于作为镜面反射器的替代且基本上公知的照明光学系统的结构(该照明光学系统的结构的场分面镜与光瞳分面镜布置在位于此类型的照明光学系统的下游的投射光学系统中的光瞳平面，或者与该光瞳平面共轭的平面中)，根据本发明的照明光学系统中照明预设分面镜的可以被照明的边缘形状代表了物场的预设照明所依赖的实质影响变量。 在具有场分面镜和光瞳分面镜的传统照明光学系统中，光瞳分面镜的可以被照明的边缘形状原则上对于物场照明的强度分布并不具有决定性，因为在比情况中，光瞳分面镜的边缘形状仅影响照明角分布，而不影响可以被照明的物场的形状。另一方面，在根据本发明的照明光学系统中，照明预设分面镜的可以被照明的边缘形状直接影响物场的照明形状。
在光源布置(其可以包括用于光源的发射的聚光器)与物场之间，最多可以布置三个反射组件。换句话说，在此情况中，在光源布置与物场之间仅需要三个或甚至仅两个反射组件。这降低了照明光损耗，尤其是在使用例如介于5nm和30nm之间的波长的EUV光用于照明时。在光源布置与物场之间可以有正好两个反射组件。传输分面镜布置在照明预设分面镜上游且具有多个传输微面，其被取向为照明该照明预设分面镜，使得预设边缘形状适配物场形状，且对于照明预设微面预设分配；这又增加了使用镜面反射器原理的设计自由度。使用传输分面镜，可以在可以被照明的边缘形状内，精确地预设该照明预设分面镜的被照明的边缘形状、该照明预设分面镜的照明角分布和强度分布。可以将传输微面分组为多个传输微面组，其中所述传输微面组之一分别引导用于所述物场的完全照明的照明光。此类型的传输微面分组允许多个微面组的规定叠加，从而完全照明物场。这些微面组不必由在空间上连接的传输微面组成。在通过传输微面进行聚光器远场的完全叠加的情况下，由二个或更多个互补子组构成微面组是有利的，所述子组彼此互补以形成完整的物场。传输微面组可以具有与物场的边缘形状相似的组边缘形状。此类型的边缘形状相似性提高了物场的照明质量。形成传输微面组的传输微面可以布置为多个列，在每个所述列中，在列方向上连续地布置多个传输微面。此类型的列布置增加了传输微面组中存在的各个独立的传输微面的数目。这确保非常精细的预设，尤其是照明预设分面镜的照明角分布与强度分布的预设。 特别地，这里列方向平列于物位移装置，投射曝光装置中的照明光学系统针对该物位移装置而设计。传输分面镜的相邻列可以具有沿着列方向彼此偏移布置的传输微面。特别地，相对于彼此按列偏移布置的此类型的传输微面允许组边缘形状对物场边缘形状的精细适配。 组边缘形状的曲率因而不受限于各个独立传输微面的尺寸。传输微面可以彼此分离间隙，所述间隙相对于列方向以非零的角度延伸。相对于列方向倾斜地延伸、尤其是相对于照明光学系统要照明的物的物位移方向倾斜地延伸的此类型的传输微面，防止物场照明由于微面分割而造成的强度伪影(artefact)。照明预设分面镜可以具有通孔，在光源与传输分面镜之间引导照明光穿过此通孔。此类型的通孔允许照明光学系统的不以掠入射(grazing incidence)工作的反射镜上实现极小的入射角。这确保了小的传输损耗，尤其是在设有照明光学系统的投射曝光装置中，使用波长介于5nm和30nm之间的EUV光作为照明光时。照明预设微面以及可选附加存在的传输微面都可以被构造为可倾斜微面，尤其是可用致动器倾斜的微面。特别地，可将此类型的可倾斜微面设计为可在至少两个倾斜位置之间切换的微面。微面上照明光的小入射角对于高效率很重要，尤其是在将调整不同照明模式的微面设计为可倾斜的情况下，以及由于不能对变化的入射角提供针对某个角度优化的涂层。具有根据本发明的照明光学系统和用于将物场成像在像场中的投射光学系统的光学系统的优点对应于上面结合根据本发明的照明光学系统所讨论的优点。根据本发明的第二方面，通过一种光学系统实现开始所提及的目的，所述光学系统-具有用于微光刻的照明光学系统，用于照明物场；-具有第一传输光学系统，用于引导从光源发出的照明光；-具有照明预设分面镜，其布置在所述第一传输光学系统的下游且具有多个照明预设微面，所述照明预设分面镜通过所述照明预设分面镜的可以被照明的边缘形状、以及所述照明预设微面的各个独立倾斜角而产生所述物场的预设照明；-具有投射光学系统，用于将所述物场成像在像场中；其中-所述投射光学系统的入瞳布置在所述照明预设分面镜与所述物场之间或在所述物场之后；-其中所述第一传输光学系统和所述照明预设分面镜被布置为使得所述物场的照明与所述投射光学系统的所述入瞳适配。认识到，利用镜面反射器的原理，可以执行物场照明与投射光学系统在入射侧的需求的适配，这并不必然需要将光学组件放置在投射光学系统的入瞳平面中，或者通过中继光学系统将此入瞳平面偏移另一位置。即使在入瞳平面靠近物场前方或在物场后方的投射光学系统中，也可以布置引导照明光的照明光学系统的组件，其中特别地，可在反射光学组件上实现照明光的极小入射角。例如，在光瞳遮挡投射光学系统中，可以发现靠近物场的此类型入瞳平面。这导致了照明光的更小反射损耗。入瞳平面距物场的间隔与物场距照明预设分面镜的间隔之间的间隔比可以小于 0. 9、小于0. 8、小于0. 7、小于0. 6且可以小于0. 5。在此类型的间隔比中，特别体现出根据第二方面的光学系统的上述优点。与入瞳平面距物场的间隔无关，在根据本发明的光学系统中，入瞳平面距照明预设分面镜的间隔可大于800mm。根据本发明第三方面，通过一种光学系统实现开始所提及的目的，所述光学系统-具有用于微光刻的照明光学系统，用于照明物场；-具有第一传输光学系统，用于引导从光源发出的照明光；-具有照明预设分面镜，其布置在所述第一传输光学系统的下游且具有多个照明预设微面，所述照明预设分面镜通过所述照明预设分面镜的可以被照明的边缘形状、以及所述照明预设微面的各个独立倾斜角而产生所述物场的预设照明；-具有投射光学系统，用于将所述物场成像在像场中；其中，所述投射光学系统的安装长度⑶与物像偏移(dQIS)之间的比小于20。镜面反射器的原理的自由度可有利地与具有大物像偏移的投射光学系统组合，从而可以将照明光引导越过像侧上的大安装空间要求，而不需要为此增加引导照明光的附加光学组件，且不需要选择降低通过量(throughput)的极端入射角。投射光学系统的安装长度与物像偏移的比可以小于15，且可以小于10。根据本发明第四方面，通过一种具有用于照明物场的、用于微光刻的照明光学系统的光学系统实现开始所提及的目的，所述光学系统-具有第一传输光学系统，用于引导从光源发出的照明光；-具有照明预设分面镜，其布置在所述第一传输光学系统的下游且具有多个照明预设微面，所述照明预设分面镜通过所述照明预设分面镜的可以被照明的边缘形状、以及所述照明预设微面的各个独立倾斜角而产生所述物场的预设照明；-具有投射光学系统，用于将所述物场成像在像场中；-其中在所述光源与所述物场之间的所述照明光学系统具有中间焦点；-其中，所述投射光学系统的安装长度⑶与中间焦点-像偏移⑶的比小于5。利用投射光学系统的安装长度与中间焦点-像偏移的此类型的比值，也可以确保引导照明光越过像侧上的大安装空间要求，而不需要为此增加引导照明光的附加光学组件，且不需要选择减少通过量的极端入射角。投射光学系统的安装长度与中间焦点-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。在像平面中从像场中心测量的、像侧上的典型安装空间要求约为lm，特别地，在照明光学系统的组件的方向上，并且，从垂直于远离投射光学系统的像平面测量，也约为lm。根据本发明第五方面，通过一种具有用于照明物场的、用于微光刻的照明光学系统的光学系统实现开始所提及的目的，所述光学系统-具有第一传输光学系统，用于引导从光源发出的照明光；-具有投射光学系统，用于将所述物场成像在像场中；其特征在于所述投射光学系统的安装长度与照明光束-像偏移(E)的比小于5。根据第五方面的光学系统的优点对应于上面结合根据第四方面的光学系统所述的优点。在根据第五方面的光学系统中，照明光学系统的中间焦点不一定存在。可以将分面镜物场的照明预设设计为不同于通过根据第四方面的光学系统的照明预设分面镜的照明预设。投射光学系统的安装长度与照明光束-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，尤其是可以约为1. 30。根据第二、第三或第四或第五方面的光学系统可与根据本发明的照明光学系统的上述特征组合，尤其是与关于传输分面镜的特征结合。具有根据本发明的光学系统和光源(尤其是EUV光源)的投射曝光装置、具有以下方法步骤的制造微结构组件的制造方法-提供掩模母版，-提供晶片，其具有对照明光敏感的涂层，-借助于根据本发明的投射曝光装置，将所述掩模母版的至少一部分投射到所述晶片上，-显影所述晶片上被所述照明光曝光的光敏层、以及根据本发明制造的微结构或纳米结构组件的优点对应于上面结合根据本发明的照明光学系统以及根据本发明的光学系统所讨论的优点。
将借助于附图更详细地说明本发明的结构，其中图1在子午面中高度示意地显示了具有照明光学系统与投射光学系统的、用于 EUV微光刻的投射曝光装置；图2也在子午面中高度示意地显示了根据图1的照明光学系统中所选择的各个独立光束的光束路径，其始于中间焦点直到布置在投射光学系统的物平面中的掩模母版；图3在允许查看传输分面镜的传输微面分布的视图中显示了照明光学系统的传输分面镜；图4显示了图3在若干传输微面组区域中的详细放大图，所述组中每个照明光导致投射光学系统的物平面中的物场的完全照明；图5显示了照明光学系统中布置在传输微面下游的照明预设分面镜上的照明光的强度分布的等高视图；图6在类似于图1的视图中显示了 EUV投射曝光装置的另一结构；图7在类似于图1的视图中显示了 EUV投射曝光装置的另一结构；图8在类似于图1的视图中显示了 EUV投射曝光装置的另一结构；图9在相对于图4再次放大的视图中显示了传输分面镜的另一结构的多个传输微面组，其引导用于物场的完全照明的照明光，各传输微面组被详细显示；图10通过示例显示了包含通过以上所示的投射曝光装置的投射光学系统结构的成像光束路径的子午面；以及图11至13显示了以上所示的投射曝光装置结构的投射光学系统的另一结构。
具体实施例方式图1中在子午面中高度示意地显示的用于微光刻的投射曝光装置1具有照明光3 的光源2。该光源是EUV光源，其产生波长范围介于5nm与30nm之间的光。此光源可以是 LPP (激光产生的等离子体)光源或DPP (放电产生的等离子体)光源。使用传输光学系统4来引导始于光源2的照明光3。其具有聚光器5 (在图1中仅显示了其反射效果)、以及下面将更详细描述的传输分面镜6。照明光3的中间焦点fe布置在聚光器5与传输分面镜6之间。在中间焦点fe的区域中，照明光3的数值孔径为NA =0. 182。照明预设分面镜7 (下文也将对其详细说明)布置在传输分面镜6的下游且因而在传输光学系统4的下游。掩模母版8布置在照明光3的光束路径中的照明预设分面镜7 的下游，且布置在投射曝光装置1的下游投射光学系统10的物平面9中。下文说明的其它结构的投射光学系统10与投射光学系统分别是投射透镜系统。为了帮助观察位置关系，以下将使用笛卡尔xyz-坐标系统。在图1中，χ-方向垂直于图面平面且向内。在图1中，y_方向向右。在图1中，ζ-方向向下。光学组件5至7是投射曝光装置1的照明光学系统11的组件。由照明光学系统 11以界定(defined)的方式照明物平面9中掩模母版8上的物场12。物场12具有拱形或部分圆形状，且由两个互相平行的弧形与两个直边边缘限定，两个直边边缘在y_方向上具有长度y。，并且在X-方向上彼此具有间隔&。长宽比Xc/yo为13比1。图ι的插入图显示了物场12的平面图，其未按比例绘制。边缘形状1 为拱形。在替代且可行的物场12中， 其边缘形状为矩形。在图1中仅局部及高度示意性地显示了投射光学系统10。显示了投射光学系统 10的物场侧的数值孔径13与像场侧的数值孔径14。投射光学系统10的其它光学组件位于投射光学系统10中所指示的光学组件15、16之间，其可以被配置为例如反射EUV照明光 3的反射镜，用于在这些光学组件15、16之间引导照明光3。投射光学系统10将物场12成像在晶片19上的像平面18的像场17中，晶片19 (与掩模母版8—样)由支撑件(未详细显示)承载。晶片支撑件的安装空间要求在图1中显示为矩形框20。安装空间要求20为矩形，其在χ、y及ζ方向中的范围取决于其中容纳的组件。安装空间要求20在χ-方向和y-方向上，从像场17的中心起具有例如Im的范围。 在ζ-方向上，安装空间要求20从像平面18起，也具有例如Im的范围。必须将照明光学系统11及投射光学系统10中的照明光3引导为分别被引导越过(past)安装空间要求20。传输分面镜6具有多个传输微面21。在根据图2的子午面中，在这些传输微面21 之中，示意性地显示了一行共九个传输微面21，这些微面在图2中从左到右被表示为至 219。事实上，传输分面镜具有远远更多的传输微面21，这在图3及4中可以变得更清楚。将传输微面21分组为多个传输微面组22。为了更好地分辨，在图4中，强调了这些传输微面组22中的一个的边缘。传输微面组22的x/y-长宽比至少与物场12的x/y-长宽比一样大。在所示结构中，传输微面组22的x/y-长宽比大于物场12的x/y-长宽比。传输微面组22具有部分圆弯曲的组边缘形状，与物场12的边缘形状相似。由在χ-方向上彼此偏移布置的16个列布置每个传输微面组22，其中每列具有7 行在y-方向上彼此相邻布置的传输微面21。每个传输微面21为矩形。特别地，在图4中显示了传输微面21在X-方向上与y-方向上(它们的标尺不同)的X/y-长宽比。实际上， 可选择传输微面21的x/y-长宽比为1/1。每个传输微面组22使得照明光3的部分各自完全照明物场12。如可从图3看出的，总共有六个组列，各个组列分别具有几十个微面组22。微面组 22的按列布置，使得实际上完全记录了图3中通过环状距离场所示意指示的照明光束23。如可从图4看出，在传输微面21的选定相邻列中，在y_方向上彼此偏移地布置这些传输微面21。这在图4中借助了两个列Sl和S2进行图示。在传输微面组22的这两列 S1、S2中彼此相邻的传输微面21分别在y_方向上彼此偏移约传输微面21的y-范围的一半。在其他相邻列(参见例如，图4中的列S3与S4)的情况中，传输微面组22在这两列中彼此相邻的传输微面21分别在y-方向上相对于彼此偏移约传输微面21的整个y-范围。 由于此偏移，尽管各个独立传输微面21的y-范围的尺寸是可操纵的大小，仍可实现传输微面组22的较大预设曲率半径。传输微面21被取向为使得利用预设边缘形状M (参见图5)以及传输微面21向照明预设分面镜7的照明预设微面25的预设分配，照明该照明预设分面镜7。在图2中显示了传输微面21相对于照明预设微面25的预设分配的示例。根据此分配指示了分别向传输微面至219分配的照明预设微25。由于比分配，从左至右按照 256,25^253^254,25^25^255,252 及 259 的顺序照明该照明微面 25。微面21、25的下标6、8和3包括三个照明信道VI、VIII及III，其从第一照明方向照明在图2中从左至右编号的三个物场点沈、27、观。微面21、25的下标4、1及7属于另外三个照明信道IV、I、VII，其从第二照明方向照明三个物场点沈至观。微面21、25的下标5、2及9属于另外三个照明信道V、II、IX，其从第三照明方向照明三个物场点沈至观。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，
的照明方向分别相同。因此，传输微面21向照明预设微面25的分配将导致物场的远心照明。以镜面反射器的方式进行利用传输分面镜6及照明预设分面镜7对物场12的照明。US 2006/0132747A1中公开了镜面反射器的原理。投射光学系统10具有930mm的物像偏移dQIS。此偏移被定义为物场12的中心点与像场7的中心点上的法线穿过物平面9的穿透点的间隔。具有投射光学系统10的投射曝光装置1具有1280mm的中间焦点-像偏移D。此中间焦点-像偏移D被定义为像场17 的中心点与经过中间焦点fe的法线在像平面18上穿透点的间隔。具有投射光学系统10 的投射曝光装置1具有1250mm的照明光束-像偏移E。此照明光束-像偏移E被定义为像场17的中心点与照明光束3穿过像平面18的穿透区域的间隔。一方面由于较大的物像偏移dras，并且由于较大的中间焦点-像偏移D或者由于较大的照明光束-像偏移E，可以在光源2与传输分面镜6之间引导照明光3实际上平行于 ζ-方向传播越过安装空间20。此照明光引导确保照明光3在分面镜6和7上的较小入射角。传输分面镜6处的平均入射角为3. 5°。照明预设分面镜7处的平均入射角为6. 5°。入射角被定义为照明光3在相应反射之前和之后的主光束之间的角度的一半。在此情况中，主光束是照明光3中将分面镜6、7的所使用反射面中心彼此连接的光束。由于入射角较小，因此分面镜6、7产生了相应较高的反射率。除了照明预设分面镜7的照明的边缘形状M之外，图5还图示了照明预设分面镜 7在边缘形状M内的照明强度分布。图5通过等高线(contour)图指示了此强度分布。反映边缘形状M的最外等高线对应于“100”的照明强度(任意单位)。朝向内部的各个相邻等高线指示那些其有相同强度负载的位置，其中，强度分别以数值100 (相同单位)递增。 大致具有美式足球形状的最内部的照明形状四对应于具有数值700的照明强度。边缘形状M整体上具有顶部开口的豆子或肾脏形状，正如其原理已经结合US 2006/0132747A1中的镜面反射器的照明所说明。边缘形状M取决于物场12上所期望的照明角分布，并取决于物场12上所期望的强度分布。边缘形状M在照明预设分面镜7的照明预设微面25上将是可变化的，换句话说，边缘形状M取决于相应的预设值。通过致动器可以倾斜传输微面21以及照明预设微面25，因此，可预设照明光3在物场12上的照明角分布和强度分布。由照明预设分面镜7以此边缘形状M照明的物场12的部分圆形状也相应地向上打开。因此，利用具有分面镜6、7的镜面反射器布置，一方面通过照明预设分面镜7的可以被照明的边缘形状24、以及另一方面通过照明预设微面25的各个独立倾斜角，提供物场12 的预设照明。图6显示了具有照明光学系统30的投射曝光装置1的另一结构，照明光学系统30 可被用来代替照明光学系统11以照明物场12。对应于上面参考图1至5所描述的组件的组件具有相同的附图标记，并不再详细讨论。在照明光学系统30中，提供了具有中心通孔31的照明预设分面镜7。在光源2与传输分面镜6之间引导照明光3通过通孔31。传输分面镜6的传输微面21 (在图6中未详细显示)被取向为在传输微面21后的照明光3照射在照明预设分面镜7中围绕通孔31布置的照明预设微面25上。照明预设分面镜7的照明与照明微面25的倾斜角继而使得物场 12被远心地照明，如上面结合图2所说明的。具有通孔31的照明预设分面镜7的此结构又称为遮挡结构。由于照明预设分面镜7的遮挡设计，可以相对于照明光学系统11，以分面镜6、7上的更小平均入射角实现照明光学系统30。传输分面镜6上的平均入射角是0°。照明光学系统30的照明预设分面镜7上的平均入射角是6. 5°。中间焦点fe区域中的照明光3的数值孔径为NA = 0. 193。具有照明光学系统30与投射光学系统10的投射曝光装置1具有1070mm的中间焦点-像偏移D。具有照明光学系统30与投射光学系统10的投射曝光装置1具有1030mm 的照明光束-像偏移Ε。下文将借助图7说明具有照明光学系统32的投射曝光装置1的另一结构，照明光学系统32可被用来取代照明光学系统11或30以照明物场12。对应于上文参考图1至6 所述的组件的组件具有相同的附图标记，并不再详细论述。代替根据图1的结构的投射光学系统10，根据图7的投射曝光装置1具有投射光学系统33。除了传输分面镜6和照明预设分面镜7之外，照明光学系统32还具有用于掠入射的反射镜34，用于在照明预设分面镜7与物场12之间偏转照明光3。与投射光学系统10相比，投射光学系统33具有小得多的物像偏移dQIS，为90mm。在根据图7的结构中，照明光学系统32也远心地照明物场12。这可以通过分面镜 6、7的相应取向和照明来实现。中间焦点区域中的照明光3的数值孔径为NA = 0. 167。具有照明光学系统32和投射光学系统33的投射曝光装置1具有930mm的中间焦点-像偏移D。具有照明光学系统32和投射光学系统33的投射曝光装置1具有1070mm的照明光束-像偏移E。借助于图8，将说明具有照明光学系统35和投射光学系统36的投射曝光装置1的另一结构，可以使用照明光学系统35取代根据图7的照明光学系统32来照明物场12，并且可以使用投射光学系统36取代根据图7的投射光学系统33。对应于上文参考图1至7所述的组件的组件具有相同的附图标记，并不再详细讨论。投射光学系统36具有入瞳37，其在照明光3的光束路径中位于物场12的前方。在照明光学系统35中，两个分面镜6、7的微面21、25相对于彼此布置为导致物场 12的照明与投射光学系统36的入瞳37的位置适配。在此入瞳37中，照明光束3的横截面形状和发散度对应于可以在投射光学系统36中的入射侧上引导的成像光束。根据图8，入瞳37位于照明光学系统35的照明预设分面镜7与用于掠入射的反射镜34之间。在根据图8的结构中，入瞳37距物场12的间隔与照明预设分面镜7距物场 12的间隔的比约为0. 38，S卩，小于0. 50。取决于照明光学系统35的结构，该比值基本上小于1，例如，小于0. 9、小于0. 8、小于0. 7或小于0. 6。在根据图8的结构中，入瞳37与照明预设分面镜7之间的间隔大于500mm，尤其是可大于800mm。例如，如果利用中心光瞳遮挡设计投射光学系统36，则将出现靠近物场12布置的此类型的入瞳37。此类型的投射光学的示例将在EP 1 950 594A1中所引用的现有技术中找到。由于照明光学系统35具有由分面镜6、7形成的镜面反射器的结构，因此可以将照明预设分面镜7布置得比入瞳37距离物场12更远。这使得分面镜6、7上具有小的入射角。 传输分面镜6上出现4.7°的平均入射角。照明预设分面镜7上出现7. 5°的平均入射角。 尽管分面镜6、7上具有这些小的平均入射角，但用于掠入射的镜34允许照明光3从聚光器 5经由中间焦点如朝向传输分面镜6的入射主方向显著偏离垂直方向。这确保引导照明光 3越过安装空间20，而不需要投射光学系统36具有显著的物像偏移。中间焦点fe区域中的照明光3的数值孔径为NA = 0. 184。具有照明光学系统35和投射光学系统36的投射曝光装置1具有880mm的中间焦点-像偏移D。具有照明光学系统35和投射光学系统36的投射曝光装置1具有910mm的照明光束-像偏移E。图9显示了传输微面38的根据图4的布置的替代布置、以及这些传输微面38对于传输微面组39的替代分组。图9中，在χ方向上仅按部分(portion-wise)地显示了传输微面组39，传输微面组39的x/y长宽比对应于根据图4的传输微面组22的x/y长宽比。 与传输微面组22相比，传输微面组39在设计上为矩形。可以利用这些传输微面组39中的每一个照明在设计上为矩形的物场，其替代物场12。也可以利用矩形传输微面组39照明拱形物场12，例如，反射镜34因而确保针对对应的场成形的掠入射。利用传输微面38覆盖传输分面镜6有如利用木瓦覆盖房子墙壁。每个传输微面群组39具有七行，其中彼此靠近的传输微面38被彼此层叠布置。在这些行之间的间隙 (interstice)40持续水平地(即在χ-方向上)延伸。在一行中相邻的传输微面38之间的间隙41以相对于y_方向(即，相对于传输微面38的布置的列方向)的角度T延伸。在所显示的结构中，角度T约为12°。也可以有其它的间隙角度T，例如，间隙角度T为5°、 8° 、19° 、15° 或 20° 。各个独立传输微面38的x/y长宽比对应于传输微面组39的x/y长宽比。但其在根据图9的视图中看起来不一样，这是因为在χ-方向上以严重压缩的方式显示了传输微面 38。根据图1的结构，投射光学系统10的安装长度B(即，物平面9与像平面18之间的间隔)与物像偏移dQIS的比B/dQIS约为1. 8。根据于安装空间20的大小，也可使用其它小于20的比值，以引导照明光3越过安装空间20，例如，比值B/dras为15、12、10、8、6、4或 3。也可以是更小的比值B/dras。结合图1、6及7所述的投射光学的安装长度B (即，物平面9与像平面18之间的间隔)为1800mm。图10显示了投射光学系统42的光学设计的第一结构，可以使用投射光学系统42 代替上文在投射曝光装置1中示意性地描述的投射光学系统。显示了照明光3的各个独立成像光束43 (其从两个互相隔开的场点发出)的路线。还被显示为成像光束43之一的是中心场点的主光束，即准确位于连接物场12或像场17的角的对角线的交点上的场点的主光束。在投射光学系统42中，像平面18是投射光学系统42在物平面9后的第一个场平面。换句话说，投射光学系统42没有中间像平面。投射光学系统42在像侧上具有数值孔径0. 25。安装长度B(即在投射光学系统42的物平面9与像平面18之间的间隔)为1585mm。在投射光学系统的原则上可行但未显示的结构(其中物平面9不平行于像平面18 布置)中，总长度B被定义为中心物场点与像平面的间隔。在具有奇数个反射镜(例如具有七个或九个反射镜)的、也可行但未显示的投射光学系统中，安装长度被定义为反射镜之一与场平面之一之间的最大间隔。投射光学系统42的物像偏移dQIS为1114. 5mm。物像偏移dQIS在此被定义为中心物场点到像平面18上的垂直投射P与中心像点之间的间隔。因此，在根据图10的投射光学系统中，安装长度B与物像偏移dQIS之间的比约为 1. 42。在像平面18中，投射光学系统42的场大小在y_方向上为2mm，在χ-方向上为沈讓，而在物平面9中，在y_方向上为8mm，在χ-方向中为108mm。物场12与像场17为矩形。基本上，这些场也可以是具有相应xy长宽比的部分环形，换句话说，所述场也可以存在为弯曲场。场的y-尺寸也被指定为狭缝高度，X-尺寸为狭缝宽度。成像光束43在物场12上(即在反射掩模或掩模母版上)的入射角β为6°。也可以是其它的入射角β。投射光学系统42总共具有六个反射镜机、1123、1145、116，其按照由照明光3的照射顺序从物场12开始编号。反射镜Μ3与Μ6为凹面。反射镜Μ4为凸面。在图10中，仅显示反射镜Ml至Μ6的反射面，而未显示全部的反射镜本体或相关联的支撑件。照明光3分别以入射角谱照射反射镜Ml至Μ6。此入射角谱是相应反射镜Ml至 Μ6上的最小入射角amin与最大入射角a _之间的差。图10中使用倒数第二个反射镜M5 的示例显示了这一点，反射镜M5具有投射光学系统42的绝对值最大入射角谱。下表反映了反射镜Ml至M6的入射角谱a a min
反射镜α 一 α . max minMl4. 4°M25. 5°M32. 3°M42. 2°M510°M69. 6° 在图10所示的子午面中，最小入射角amin出现在反射镜M5的右边缘且约为 14°。在图10中，最大入射角amax出现在反射镜M5的左边缘且约为。反射镜M5因此具有入射角谱10°。此入射角谱同时是反射镜Ml至M6之一的最大入射角差。投射光学系统42的反射镜Ml至M6的入射角因此实际上专门在一范围中波动，其中很好地满足了小角度(0°彡α)的近似。因此，反射镜Ml至Μ6分别在其整个反射面上涂有均勻厚
度的反射涂层。特别地，反射涂层是多层涂层，即交替的钼层和硅层的叠层，如对于EUV反射涂层所公知的。由于仅10°的小最大入射角谱，因而确保投射光学系统42的所有反射镜Ml至 Μ6上的反射率在其整个反射镜面上几乎恒定。因此，在投射光学系统42中不出现相应反射镜面上的不期望反射路线、也不出现不期望的大切趾(apodisation)。切趾被定义为照明光 3在光瞳上的强度分布的变化。如果照明光3在投射光学系统7的光瞳平面中的最大强度表示为Imax，并且照明光3在此光瞳平面上的最小强度表示为Imin，则例如值A= (Imax-Imin)/Imax为切趾的量度。反射镜Ml至M6中的至少一个具有反射面，其被构造为具有双锥基本形状的自由形状反射面，并且其可以由以下表面公式描述
权利要求
1.一种用于微光刻的照明光学系统(11 ；30 ；32)，用于照明物场(12)，-具有第一传输光学系统G)，用于引导从光源(2)发出的照明光(3)；-具有照明预设分面镜(7)，其在所述第一传输光学系统(4)的下游且具有多个照明预设微面(25)，所述照明预设分面镜(7)通过所述照明预设分面镜(7)的能被照明的边缘形状04)、以及所述照明预设微面0 的各个独立倾斜角，而产生所述物场(1 的预设照明；其特征在于将所述第一传输光学系统(4)和所述照明预设分面镜(7)布置为产生所述物场(12)的远心照明。
2.如权利要求1所述的照明光学系统，其特征在于在光源布置(2、5)和所述物场 (12)之间最多具有三个反射组件(6、7 ；6、7、34)。
3.如权利要求1或2所述的照明光学系统，其特征在于所述第一传输光学系统(4)具有传输分面镜(6)，在所述照明光C3)的光束路径中所述传输分面镜(6)被布置在所述照明预设分面镜(7)的上游且具有多个传输微面Ol ；38)，所述传输微面Ql ；38)被取向，使得照明所述照明预设分面镜，所述预设边缘形状04)与所述物场(1 的形状适配，且对于所述照明预设微面0 预设分配。
4.如权利要求3所述的照明光学系统，其特征在于将所述传输微面Ql；38)分组为多个传输微面组02 ；39)，其中所述传输微面组02 ；39)之一分别引导照明光，用于所述物场(12)的完全照明。
5.如权利要求4所述的照明光学系统，其特征在于所述传输微面组02；39)具有组边缘形状，其在几何形状上与所述物场(1 的边缘形状(12a)相似。
6.如权利要求4或5所述的照明光学系统，其特征在于形成传输微面组02；39)的所述传输微面；38)布置为多个列，在每个所述列中，在列方向(y)上连续地布置多个传输微面(21 ；38)。
7.如权利要求6所述的照明光学系统，其特征在于相邻列(S1、S2)具有沿着所述列方向(y)相对于彼此偏移布置的传输微面01)。
8.如权利要求3至7中的任一项所述的照明光学系统，其特征在于所述传输微面 (38)彼此分离间隙(41)，所述间隙相对于所述列方向(y)以非零的角度延伸。
9.如权利要求1至8中的任一项所述的照明光学系统，其特征在于所述照明预设分面镜(7)具有通孔(31)，在所述光源⑵与所述传输分面镜(6)之间引导所述照明光(3) 通过所述通孔。
10.一种光学系统，具有如权利要求1至9中的任一项所述的照明光学系统，并且具有用于将所述物场(1 成像在像场(17)中的投射光学系统(10 ；33 ；36)。
11.一种光学系统，-具有用于微光刻的照明光学系统(35)，用于照明物场(12)；-具有第一传输光学系统G)，用于引导从光源发出的照明光(3)；-具有照明预设分面镜(7)，其布置在所述第一传输光学系统(4)的下游且具有多个照明预设微面(25)，所述照明预设分面镜(7)通过所述照明预设分面镜(7)的能被照明的边缘形状(M)、以及所述照明预设微面0 的各个独立倾斜角，而产生所述物场(1 的预设照明；-具有投射光学系统(36)，用于将所述物场(1 成像在像场(17)中； 其特征在于-所述投射光学系统(36)的入瞳(37)布置在所述照明预设分面镜(7)与所述物场 (12)之间或在所述物场(12)之后；-其中所述第一传输光学系统(4)和所述照明预设分面镜(7)被布置为使得所述物场 (12)的照明与所述投射光学系统(36)的所述入瞳适配。
12.如权利要求11的光学系统，其特征在于所述入瞳(37)距所述物场(12)的间隔、 与所述物场(2)距所述照明预设分面镜(7)的间隔之间的比小于0.9。
13.一种光学系统，-具有用于微光刻的照明光学系统(11 ；30)，用于照明物场(12)； -具有第一传输光学系统G)，用于引导从光源(2)发出的照明光(3)； -具有照明预设分面镜(7)，其布置在所述第一传输光学系统(4)的下游且具有多个照明预设微面(25)，所述照明预设分面镜(7)通过所述照明预设分面镜(7)的能被照明的边缘形状(M)、以及所述照明预设微面0 的各个独立倾斜角，而产生所述物场(1 的预设照明；-具有投射光学系统(36)，用于将所述物场(1 成像在像场(17)中； 特征在于所述投射光学系统(10)的安装长度(B)与物像偏移(dras)之间的比小于20。
14.一种光学系统，-具有用于微光刻的照明光学系统(11 ；30)，用于照明物场(12)； -具有第一传输光学系统G)，用于引导从光源(2)发出的照明光(3)； -具有照明预设分面镜(7)，其布置在所述第一传输光学系统(4)的下游且具有多个照明预设微面(25)，所述照明预设分面镜(7)通过所述照明预设分面镜(7)的能被照明的边缘形状(M)、以及所述照明预设微面0 的各个独立倾斜角，而产生所述物场(1 的预设照明；-具有投射光学系统(36)，用于将所述物场(1 成像在像场(17)中； -其中在所述光源(2)与所述物场(12)之间的所述照明光学系统(11 ；30 ；32 ；35)具有中间焦点(5a)；其特征在于所述投射光学系统(10 ；33 ；36)的安装长度(B)与中间焦点-像偏移(D) 的比小于5。
15.一种光学系统，-具有用于微光刻的照明光学系统(11 ；30)，用于照明物场(12)； -具有第一传输光学系统G)，用于引导从光源(2)发出的照明光(3)； -具有投射光学系统(36)，用于将所述物场(1 成像在像场(17)中； 其特征在于所述投射光学系统(10 ；33 ；36)的安装长度(B)与照明光束-像偏移(E) 的比小于5。
16.一种投射曝光装置，-具有如权利要求10至15中的任一项所述的光学系统；以及 -具有光源(12)。
17.一种用于制造微结构组件的方法，具有以下方法步骤 -提供掩模母版(8)，-提供晶片(19)，其具有对照明光(3)敏感的涂层，-利用如权利要求16所述的投射曝光装置(1)，将所述掩模母版(8)的至少一部分投射到所述晶片(19)上，-显影所述晶片上被所述照明光(3)曝光的光敏层。
18.一种通过如权利要求17所述的方法制造的组件。
全文摘要
一种用于微光刻的照明光学系统被用于照明物场(12)。照明光学系统具有第一传输光学系统，用于引导由光源发出的照明光(3)。具有多个照明预设微面(25)的照明预设分面镜(7)布置在第一传输光学系统的下游。照明预设分面镜(7)通过照明预设分面镜(7)的边缘形状以及照明预设微面(25)的各个独立倾斜角，产生物场(12)的预设照明。第一传输光学系统和照明预设分面镜(7)的布置产生物场(12)的远心照明。根据另一方面的光学系统在照明预设分面镜与物场之间包括投射光学系统的入瞳平面，投射光学系统与照明光学系统一起作为用于微光刻的光学系统的一部分。在该另一方面中，第一传输光学系统与照明预设分面镜的布置使得实现了与投射光学系统的入瞳适配的物场的照明。另一方面，在包括投射光学系统及照明光学系统的光学系统中，与投射光学系统的总长度相比，出现较大的物像偏移或更大的中间焦点-像偏移。这使得照明光学系统和光学系统满足关于照明光使用的特定效率要求。
文档编号G03F7/20GK102422225SQ200980159125
公开日2012年4月18日 申请日期2009年3月6日 优先权日2009年3月6日
发明者马丁.恩德雷斯 申请人:卡尔蔡司Smt有限责任公司