用于euv投射光刻的照明光学装置以及照明系统的制作方法
【专利说明】用于EUV投射光刻的照明光学装置以及照明系统
[0001]德国专利申请102013 218 131.0的内容通过参考引用包含在本发明中。
[0002]本发明涉及一种用于EUV(极紫外光)投射光刻的照明光学装置。本发明还涉及一种尤其具有这种照明光学装置的用于EUV投射光刻的照明系统。本发明还涉及一种具有这种照明光学装置的光学系统、用于使用在这种照明光学装置、这种光学系统或者这种照明系统中的光瞳分面反射镜、一种具有这种照明系统的投射曝光设备、一种用于微米结构化或纳米结构化的元件的制造方法以及一种通过这种方法制造的微米结构化或纳米结构化的元件。
[0003]用于EUV投射光刻的照明系统由US5，361，292、DE 103 17 667 AUUS2010/0231882 Al和US 6 507 440 BI已知。分面反射镜这样布置，使得其部分光束重叠地进入物场中的各个分面在分面反射镜上的位置、亦即分面在分面反射镜上的地点位置预设了照明方向，其中，分面反射镜的被加载或射击的边缘轮廓同时预设了物场的场形状，例如由DE103 17 667 Al和US 2010/0231882 Al已知所谓的镜面反射器。这种分面反射镜在以下也称为镜面分面反射镜并且这种分面反射镜的单独分面称为镜面分面。在按照DE 103 17667 Al和US 2010/0231882 Al的镜面反射器中，每个单独的分面又由多个微镜组成。
[0004]本发明所要解决的技术问题在于，这样对本文开头所述类型的照明光学装置进行扩展设计，使得能够以相对现有技术减少的制造耗费实现镜面反射器。
[0005]所述技术问题按照本发明通过具有权利要求1所述特征的照明光学装置解决。
[0006]在由现有技术已知的用于镜面反射器的解决方案中，彼此重叠地成像在物场中的单个分面本身由微镜阵列的多个或大量单镜构成。在按照本发明的照明光学装置中，避免了将镜面分面划分为微镜。因此，单个的镜面分面具有较大的连续的静态反射面，这避免了制造耗费。镜面分面反射镜既不布置在EUV光源的图像平面内也不布置在待成像在物场中的平面内。镜面分面反射镜的镜面分面尤其整体式地设计。原则上甚至可以将整个镜面分面反射镜设计为整体，因为不需要将具有连续的静态反射面的镜面分面设计为可倾斜的。在分面上可以实现EUV照明光的入射角的较小的角带宽。也就是说，单独的分面可以用较小的入射角带宽射击，其中，射击不同分面的绝对入射角完全可以是明显不同的。单独分面上的入射角的角带宽可以例如小于5°，可以小于3°并且也可以更小。因此，镜面分面反射镜也可以用于非常小的照明光EUV波长，例如用于1nm范围内的波长和例如7nm范围内的更小波长，其具有较高的反射度。设计为镜面反射器的镜面分面反射镜是处于物场之前的照明光光路中的最后的光学部件。也就是说，在镜面分面反射镜与物场之间的照明光光路中不存在其它照明光学部件。EUV照明光的反射损耗可以由此减小。镜面分面可以并排地布置在镜面分面反射镜上的一个平面内。镜面分面可以布置在镜面分面反射镜的共同的分面载体上。在镜面分面反射镜之前可以在照明光的光路中布置另一个转换分面镜。在转换分面镜之前可以在照明光的光路中布置光束成型装置。这种光束成型装置可以作为扫描仪设计用于使照明光束进行扇形反射。备选地，光束成型装置可以设计为扇形放射照明光的静止的镜子。
[0007]按照权利要求2的镜面分面可以分别完全地被照亮并且因此由于其边缘轮廓亦即其边缘形状、和其在镜面分面反射镜上的位置亦即其布置地点而形成照明方向和场形状。备选可行的是，镜面分面全部具有沿着一个维度的相同伸展范围，例如沿着垂直于物体移动方向的维度，并且为了预设具有不同射击区域的相应照明方向而被照明光加载或射击。这使得镜面分面反射镜的制造更简单。
[0008]按照权利要求3的具有高宽比的边缘轮廓实现了这样的镜面分面构造，其能够在不同的射击区域中被照亮，以预设相应的彼此不同的照明方向。因此，同一个镜面分面可以在不同的、且在其伸展范围以及其在单独镜面分面上的位置方面不同的射击区域中被照亮，其中，分别形成不同的照明方向。
[0009]按照权利要求4的避免重叠使得镜面分面反射镜的制造进一步简化。业已证明，在没有两个分面沿物体移动方向互相重叠的情况下，也能够通过这种镜面分面反射镜产生所有相关的照明设置。
[0010]按照权利要求5的转换分面镜实现了有针对性地分别选择一组镜面分面并且因此选择待预设的照明设置。
[0011]按照权利要求6的角带宽业已证明特别适用于高效地反射EUV照明光。所述角带宽等于总角带宽的一半，所述总角带宽具有镜面分面上的照明光部分光束。
[0012]按照权利要求7的光学系统的优点相应于之前已经参照按照本发明的照明光学装置阐述的优点。
[0013]按照权利要求8的入射光瞳构造使得投射光学装置的光学设计更简单。
[0014]按照权利要求9的照明系统的优点相应于之前已经参照按照本发明的照明光学装置和按照本发明的光学系统阐述的优点。照明系统的光源可以设计为自由电子激光(FEL)。所述光源的波长可以在I Onm的范围内或者更小，例如7nm ο
[0015]本发明所要解决的另一技术问题在于，提供一种用于EUV投射光刻的照明系统，其中能够以减少的耗费制造光瞳分面反射镜。
[0016]所述技术问题按照本发明通过具有权利要求10所述特征的照明系统解决。
[0017]按照本发明认识到，可以这样设计光瞳分面反射镜，其中整个分面反射镜表面不是以或多或少紧密填塞的方式被光瞳分面覆盖。已经认识到，具有相应预设子集的普通照明设置可以通过以下方式实现，即，空间上在光瞳分面反射镜上延伸的位置区域可以保持不具有光瞳分面。这减少了用于光瞳分面反射镜的制造耗费。照明系统的光源的波长可以处于1nm或者更低的范围内并且例如是7nm。光瞳分面反射镜可以是照明光的光路中用于在物场之前导引照明光的最后的镜子。在场分面反射镜之前的照明光的光路中又可以布置光束成型装置。在此适用之前关于光束成型装置已经阐述的内容。
[0018]至少一个按照权利要求11的位置区域业已证明特别适用于生成通常要求的照明设置。位置区域之一可以布置在光瞳分面反射镜中央。布置有光瞳分面的中央位置区域与同样布置有光瞳分面的相邻的位置区域的间距大于光瞳分面的直径，所述间距尤其也可以大于整个中央位置区域的直径。在位置区域呈环形的情况下，布置有光瞳分面的环形位置区域与相邻位置区域的间距可以大于环形位置区域的径向圆环厚度。至少一个环形位置区域可以布置在光瞳分面反射镜的外边缘上。至少一个环形位置区域也可以布置在光瞳分面反射镜的中央区域和外边缘之间。
[0019]照明系统可以具有场分面反射镜，所述场分面反射镜具有少于20个场分面，例如是具有12个或者8个场分面的场分面反射镜。
[0020]照明光学装置、光学系统或者照明系统可以具有光瞳分面反射镜，所述光瞳分面反射镜具有少于100个光瞳分面，例如具有少于80个光瞳分面，具有72个光瞳分面，具有少于70个光瞳分面，具有少于60个光瞳分面，具有少于50个光瞳分面并且例如具有48个光瞳分面。更小的光瞳分面数量也是可行的。
[0021]按照权利要求13的投射光刻设备、按照权利要求14的制造方法和按照权利要求15的微米或纳米结构化元件的优点相应于之前已经参照按照本发明的照明光学装置和按照本发明的照明系统或者按照本发明的光学系统阐述的优点。
[0022]以下根据附图详细阐述本发明的实施例。在附图中:
[0023]图1强烈示意性地示出具有镜面反射器的EUV投射曝光设备的EUV照明系统；
[0024]图2强烈示意性地示出具有连续的静态反射面的镜面反射器的镜面分面的实施形式，其中只示出了一些镜面分面；
[0025]图3示出在按照图1的照明系统的光瞳平面内的一个光瞳中的强度分布，其中，用EUV照明光加载或射击按照图2的镜面反射器的一些镜面分面；
[0026]图4以类似于图2的视图示出镜面反射器的镜面分面的连续的静态反射面的布置的另一种实施形式，所述镜面反射器可以使用在按照图1的照明系统中；
[0027]图5以类似于图3的视图示出照明系统的光瞳中的强度分布，其通过具有多个镜面分面的镜面反射器产生，所述镜面分面按照图2或图4的样式布置，其中，光瞳光斑相比整个光瞳的尺寸夸大地放大显示；
[0028]图6示出按照图5的光瞳的照明示例aa、ab…az、ba，其中，分别照亮8个光瞳光斑，其中，光瞳光斑相比整个光瞳的尺寸夸大地放大显示；
[0029]图7示出用于照亮按照图5和图6的光瞳光斑布局的镜面反射器的分面布局；
[0030]图8同样强烈示意性地示出具有场分面反射镜和光瞳分面反射镜的EUV投射曝光设备的EUV照明系统的另一实施形式；
[0031]图9示出用于使用在按照图8的EUV照明系统中的光瞳分面反射镜的具有光瞳分面布局的实施形式，其适用于通过光瞳分面反射镜的12个光瞳分面进行照明，其中，光瞳分面相比整个光瞳分面反射镜的尺寸夸大地放大显示；
[OO32 ]图1O示出按照图9的光瞳分面反射镜的照明示例aa、ab…az、ba，其中，分别照亮12个光瞳分面，其中，光瞳分面相比整个光瞳的尺寸夸大地放大显不;
[0033]图11示出用于使用在按照图8的EUV照明系统中的光瞳分面反射镜的具有另一光瞳分面