具有带反射涂层的反射镜元件的投影物镜的制作方法

专利名称：：具有带反射涂层的反射镜元件的投影物镜的制作方法
技术领域：
：本发明涉及一种具有带有反射涂层的反射镜元件的光学系统，在光刻仪器中与短波长光线协同使用。技术背景此类型的光学系统如投影物镜可以用在用于制造半导体器件和其它类型微器件的投影曝光系统中并且用于在具有超高分辨率的光敏涂层的对象上的光掩銜或者亥蛾上)投影图案。为了允许生成更精细的结构，正在进行着各种改进投影物镜分辨能力的方法。已知的是分辨能力可以M增加投影物镜的像方数值孔径(NA)来改进。另一种方法是^ffl较短波长的电磁辐射。例如，在193nm的深紫外(DUV)光刻法中，通常需要投影系统具有0.75或者更高的数值孔径以实现0.2Mm或者更小的特征。在此NA处，焦深(DOF)是几十个絲。另外，制造和装配容许公差使得制造具有这个大NA的光学系统很困难。如本领域技术人员所知，由于本征体吸收，短波长深紫外辐射(小于193nm)与很多折射透镜材料不兼容。为了减小在光学系统内的辐射吸收，可以使用反射元件来代替折射元件。已有技术的DUV系统的经常使用兼刻寸光禾哳射光的光学系统，其包括折射透镜和反射元#(反射镜)。通过增大数值L径来改进分辨率存在一些不足。主要的不足是焦点可达到的深度(DOF)随着数值孔径的增加而减小，其作为缺陷是因为例如考虑到构成的基板的可达到最大平面和机械允许公差，至少一微米级的焦深是理想的。可以因此得到工作在适度的数值孔径并通过来自极紫外(EUV)光谱范围的短波长电麵射来大大改进^^能力的系统。在使用13.5nm的工作波长的EUV光刻情况下，在典型的1,级的焦深处的0.1拜级的^m率对于数值孔径NA^.1可以在理论上获得。已知的是从极紫外光谱范围鄉出的光线不育^顿折射光学元件聚焦，因为在有关短波长处的辐射可以被已知的光学材料吸收，其对于较长的波长是透明的。具有几个凹面的和域凸面的带有反針凃层的曲面反射镜的纯反射镜系统(反射光学系统)被用在EUV光亥係统中。所用的反針凃层通常是多层涂层，其具有例如妊的钼和硅层(薄膜)。用在EUV光刻系统中的反射型投影物镜具有四个反射镜的，齡该反射镜具有均匀厚度层的反射涂层，在美国专利N0.5,973,826中被公开。在美国专利NO.5,153,898中揭示了另一禾中EUV光刻系统。该系统具有最大值为五个的反射镜，至少其中的一个具有非球面反射表面。揭示了许多用于适合在EUV中j糊的多层反針凃层的材料组合。它们的层(駒都具有均匀厚度。虽然具有均匀厚度的反射层相对容易沉积，但是入射在反射镜的使用区域上的射线入射角变化的光学系统中，它们通常产生高反射率损失，因为层厚度被优化用于特定的入射角、或者只是很小范围的入射角。US6,014,252公开了一种用于EUV光刻系统的光学系统，其被构造层可以通过改进光学元件反射率来提高光线fflil量。光学元件被构造成具有尽可能垂直的光线入射角。可以接受的入射角范围也被最小化以保持均匀反射率并且消除渐变涂层的需要，因此均匀厚度的多层堆叠可以用在所有的反射镜上。US5,911,858揭示了反射EUV成像系统，其具有渐变^lt凃层，该涂层具有关于整个光学系统的光轴旋转对称的膜厚度梯度的特性。使用渐变反射涂层可以获得在一定入射角范围上的更均匀分布的反射强度。US6,927,901揭示了在物平面和像平面之间具有几个成像反射镜的EUV投影物镜，其定义了一个投影物镜的光轴并且具有反射涂层。该反射镜的至少一个具有渐变反射涂层，其具有关于涂层光轴旋转对称的层厚度梯度，其中该涂层光轴是关于投影物镜的光轴离心的设置的。提供至少一个离心的、渐变、反断余层允许设计具有高均匀视场照明和高，射率的投影物镜。光刻器件、或者步进器，使用两种不同的方法用于投影掩模到繊上，名义上，"步进—重复"方法和'步进—扫撖'方法。在'步进—重复"方法中，基板上的大面积被顺序曝光，利用呈现在刻线上的所有图案。相关的投影光学因此具有足够大的可以将整个掩模成像在基板上的像场。基板在每次曝光后被平移并且曝光过程被重复。在步进一扫描方法中，此处优选的是，掩模上的图案通过一个可移动的狭缝被扫描到基板上，其中该掩模和狭缝同时在平行的方向内以和投影物镜放大率相同的比率被平移。
发明内容本发明的目的之一是提供一种EUV投影光学系统，其可在具有相对大的透射率的的数值孔径下操作，提供比传统系统较高的晶片生产量。本发明的另一目的是提供一种EUV投影物镜，具有相对小的反射镜元件的反射率的变量，该反射镜元件被置于能够产生相对大入射角变化量的光线的位置处，因此反射镜元件的反射率更高、更均匀。本发明的另一目的是提供一种EUV投影物镜，其具有反射镜元件和反骄余层，该反射镜元件被排列成非旋转对称设置，从而提供高的总的翻率以及在像场内均匀分布的光线强度。作为本发明这些和其它目的的解决方案，根据一个设计，提供一种光学系统，包括多个设置来使波长为X的辐射从物平面向像平面成像的元件，该元件包括位于光路上的具有反射表面的反射镜元件；作为光瞳反射镜的至少一个反射镜元件具有光瞳反射镜表面并被设置在或接近光学系统的光瞳表面的位置；并且作为高负荷反射镜的至少一个剩余的反射镜元件具有反射镜表面并被设置在产生剩余反射镜的入射角范围的最大值和平均入射角的最大值中的至少一个的位置，其中剩余的反射镜包括除了光瞳反射镜之外的所有刻寸镜；其中光瞳反射镜表面由设计为包括不同材料层的多层堆叠的一维渐变涂层的反lt凃层形成，该层具有几何层厚度，其根据第一渐变函数在涂层的第一方向内变化并且在垂直于織一方向的第二方向上基本恒定；并且其中高负荷的反射镜的反射镜表面被涂覆根据第二渐变函数设计的渐变涂层的反射镜面涂层。根据本发明的这一方面，位于沿着通过光学系统的光路上的预先选定位置的至少两个反射镜元件具有设计为"渐变涂层"的反射涂层。如在此处所用的，词语"渐变涂层"是指涂层的一部分或所有层的几何厚度在反射镜的表面上变化的反身浙余层。在上述具有不均匀层厚度的涂层内具有的层厚度局部变化可以被用渐变函数描述。一维f斩变涂层可以被描述为具有几何层厚度的涂层，其根据第一渐变函数在涂层的第一方向内变化并且在笛卡尔坐标系内垂直于该第一方向的第二方向上基本恒定。这样的涂层也可以被描述为在第二方向上基本平移不变。这样设计光瞳反射镜的一维渐变涂层使得层厚度的不均匀解决了入射在光瞳反射镜上的局部入射角的变化，因此在反射镜上的入射光能量的高百分比被光线照射的反射镜表面的每一个位置反射。因此，依据反射率优化光瞳反射镜的一维渐变涂层以避免或最小化在光瞳表面切趾。已经发现进一步改进总的透射率和像场强度的均匀性可以M;提供至少一个第二渐变涂层给经相对高角度负荷的附加反射镜来实现。词语"角度负荷"在本说明书中指的是这种高负载的目镜可以具有最大入射角范围和/或所有剩余反射镜的平均入射角的最高值，其中其余的反射镜包括除了具有一维渐变涂层的光瞳反射镜以外的所有反射镜。相结合的，被涂覆有一维渐变涂层的光瞳反射镜和被涂覆有适当设计的渐变涂层的高负载的反射镜可以增加投影物镜的总的透射率，并且同时，可以获得的像场照明的高度均匀性。在一些实施例中，位置和高负载反射镜的反射镜涂层的几何层厚度的变化中至少一个适合于一维渐变光瞳反射镜涂层，使得由于一维渐变光瞳反射镜涂层引起的在像场光强的非均匀性可以fflil高负载的反射镜的渐变涂层至少被部分地补偿。由于光学接近或者位于光瞳表面的反射镜元件通常具有相对大的入射角变化，相对于传统系统显著的改进反射率可以通过提供具有一维渐变涂层的光瞳反射镜获得。进一步的，在像场获得相对均匀的照明强度被认为是最有效的，其中高负载的反射镜光学接近或位于场表面。在一些实施例中，光瞳反射镜表面被设置在满足条件式P(M^0.95的位置并且高负载的^lt镜的g镜表面被设置在满足剝牛动(MK0.95的位置，其中P(M)=D(SA)/(D(SA)+D(CR))，其中，D(SA)是由在相应表面M上的物表面中的视场点发出的光束的次孔径的直径;D(CR)是在平面M上的光学系统参考平面内观勝的用于光学系统成像的有效物场内的主光线的最大距离。参考平面可以是光学系统的对称平面。在具有子午(meridional)平面的系统中，参考平面可以是子午平面。由于在视场表面内的次孑L径的直径接近零，在视场表面内参f(P(MH^相对的，主光线的最^B都(CR)在光瞳表面接近零。在满足条件式13,0.95处，光瞳础镜非常接近或者位于光瞳表面，帝隨关于反射强度的不均匀性的一维渐变涂层的光学影响。雌地，在光瞳反射镜姬(M^0.98。在满足劍牛式0SP(MK0.95的其它高负载的反射镜处，该影响向着获得获得均匀视场强度方向增强。在一些实施例中，除光瞳反射镜之外的该高负载的反射镜是位于或接近于投影物镜的另一个光瞳表面的另一个光瞳反射镜。在这种情况下，该高负载的反射镜的渐变涂层被优化以至少部分补偿由于另一个光瞳反射镜的一维渐变涂层弓l起的照明不均匀。这些实施例也可以通过具有位于或接近第一光瞳表面的第一光瞳反射镜和位于或接近光学共轭于该第一光瞳表面的第二光瞳表面的第二光瞳反射镜来描述，其中第一光瞳反射镜和第二光瞳反射镜都具有设计为根据渐变函数在反射镜涂层的至少一个方向内变化的几何层厚度的渐变涂层的反針凃层。除了光瞳反射镜以外可以有多于一个的具有渐变涂层的反射镜，例如两个反射镜或者更多。附加的反射镜之一可以位于光学接近视场表面的位置，而其它的反射镜可以位于光学接近光瞳表面的位置。通常，至少一个反射镜具有均匀厚度的涂层，经常有两个或三个或四个或者更多个反射镜具有均匀涂层。一些实施例只有两个具有渐变涂层的反射镜，因此所有剩余的反射镜具有均匀厚度的涂层。当渐变涂层只用在选定的反射镜上而乘除的反射镜具有均匀厚度的涂层时，可以实现降低成本的制造齡系统。通常，渐变涂层对于反射镜具有相对高的平均入射角禾IV或相对高的入射角范围是有益的。在任何情况下，和均匀涂层相比，渐变涂层可以被设计为使得反射镜的反射率变得更加均一化。同时，当反射镜位于或光学接近视场表面时，可以获得视场均匀化的有益效果。另一方面，如果反射镜设置在或接近光瞳表面，可以获得关于光瞳切趾的改进。已经观察到在大数情况下，高负载的反射镜的反射率特性可以ffl31应用渐变涂层而改进。通常，在平均入射角的带宽和入射角绝对值之间是存在相互影响的。渐变涂层在大的入射角带宽情况下最有效。入射角绝对HM大，带宽(入射角范围)越接近临界值。例如，在入射角低绝对徵例如小于10。或小于5。)处相对临界的带宽在大的入射角绝对数值的情况下是不能接受的，例如数值为20°或更大。考虑到这些瞎况，如上面所定义的，除了光瞳反射镜的一维渐变涂层以外，高负载的反射镜被涂覆有渐变涂层是有用的。当可接受反射镜反射率的劍氐数值和/或反射率的均匀性时，如上所述，如果光瞳反射镜表面被涂覆有一维渐变涂层而所有的其它反射镜被涂覆有均匀厚的的涂层是足够的。因此，本发明也涉及一种光学系统，包括多个设置来使波长为X的辐射从物平面向像平面成像的元件，该元件包括位于光路上的具有反射表面的反射镜元件；作为光瞳反射镜的多个反射镜元件中的至少一个具有光瞳目镜表面并被设置在或接近光学系统的光瞳表面的位置；并且其中光瞳刻寸镜表面通过设计为包括不同材料层的多层堆叠的一维渐变涂层的反射涂层形成，该层具有几何层厚度，其根据第一渐变函数在涂层的第一方向内变化并且在垂直于该第一方向的第二方向上基本恒定。在一些情况下，可以获得对于总的透射率和/或像场内的照明均匀性的改进，如果，除了在光瞳反射镜上的一维渐变涂层以外，至少一个附加的反射镜也具有渐变涂层，该附加的反射镜不是具有所有乘除反射镜的入射角范围的最大值和/或平均入射角的最大值的剩余反射镜元件。因此，本发明也涉及一种光学系统，包括多个设置来使波长为X的辐射从物平面向像平面成像的元件，该元件包括位于光路上的具有反射表面的反射镜元件；作为光瞳反射镜的多个反射镜元件中至少一个具有光瞳反射镜表面并被设置在或接近光学系统的光瞳表面的位置；并且至少一个乘除的反射镜元件是高负载的反射镜，其中剩余的反射镜包括除光瞳反射镜以外的所有反射衞其中光瞳反射镜表面通过设计为包括不同材料层的多层堆叠的一维渐变涂层的反射涂层形成，该多层具有几何层厚度，其根据第一渐变函数在涂层的第一方向内变化并且在垂直于该第一方向的第二方向上基本恒定；并且其中高负载的反射镜的反射镜表面被涂覆有根据第二渐变函数设计的渐变涂层的反射镜面涂层。光瞳反射镜的一维渐变涂层内的层厚度变化可以用多种方式被优化或者描述。通常，1光学系统的光路可以通过在*反射表面上的光线局部入射角和/或在針反射表面的该表面所选定位置处的光线入射角范围AGK例如，A0取决于位置上的x和y坐标)来表征。光路也可以通过在^反射表面上的光线局部平均入射角G),和/或在反射表面的平均入射角变化量赵仇vg来表征。在一些实施例中，第一渐变函数适应于光瞳反射镜表面的入射角，因此多层堆叠的单层的几何层厚度d(x，y;i和第一方向上的平均入射角0avg成比例的变化。在很多情况下，最佳层厚度(或者双层厚度)对平均入射角的依赖可以用布拉斷Bragg)条件式给出很好的近似nX=2dcos(avg)，其中n是M，X是入射光线的波长，d是，厚度，^是根据局部表面法线测得的平均入射角。通常根据布拉格条件式，在具有较大平均入射角的位置具有较大的局部几何层厚度，而平均入射方向接近局部表面法线的位置具有较小的几何层厚度。第一渐变函数适合于在光瞳表面的平均入射角^，因此多层堆叠的光学层厚度基本在第一方向上恒定。与几何层厚度相反，光学层厚度描述了多层堆叠中的层的光学效果并且考虑了层的折射率以及几何层厚度。在一些实施例中，第一渐变函数适合于在光瞳反射镜表面处的平均入射角变化量A0avg，使光瞳鄉镜的局部反射率的乡树值在第一禾瞎二方向变化都不@5130%或20%。在一些实施例中，已经发现接近或位于光瞳表面的反射镜上的局部入射角从参考平面内的反射镜有效区域的一侧到另一侧增加，例如，子午平面。特别地，对于上述实施例，已经发现当第一渐变函数被定义为使得多层堆叠的几何层厚度沿着第一方向在光瞳反射镜的一侧到光瞳反射镜的另一侧单调增加。在一些实施例中，第一渐变函数是线性函数。在本说明书中，这些实施例也4OT术语"倾斜涂层"。在一些实施例中，在有效的光瞳反射镜表面的相对两边之间的层厚度变化率在第一方向上变化时，发现第一渐变函数是抛物线函数也是可用的。在高负载的反射镜上的反射涂层的第二渐变函数可以通过各种方式被优化。在一些实施例中，根据关于旋转中心对称的旋转对称第二渐变函数设计该涂层。在一些实施例中，该旋转对称第二函数是抛物线函数，因使得高负载的反射镜涂覆有旋转对称的、抛物线形涂层。旋转中心可以位于参考轴或偏离该轴的位置。旋转中心可以位于反射镜基板的中心或非中心，其可以位于参考轴、渐变涂层的层厚度剖面可以被描述为相对在反射镜表面上的局部位置(x,y)的层厚度的变化。在*位置处，层厚度沿着表面法线测得，即垂直于在各自位置的反射镜表面的切线。真实(几^)层厚度d(x,y)可以被描述为法线厚度dO和修正因子fac(x,y)的乘积，其和位置有关。在一些实施例中，多层堆叠的多层的局部几何层厚度d(x,y)根据d(xjH10耀(0,fac(x,y))(1)偏离于渐变函fO/100或更少(^A/1000或更少)，其中，fac(x^y)^0+cly.y+c2.r(x^y)2(2)其中r(;c,力V^7，其中y是在第一方向上的坐标，x是在第二方向上的坐标，d0是作为垂直于反射表面的局部坐标系中x和y方向的反射表面的法^z方向上的测得的标称厚度。引Amax()函数防止函数fac(x,y)得到小于零的数值。^fac(x,y)的多项表达式中，渐变剖面(profile)可以理解为常数值(cO)和在y方向(对应于子午平面内的方向上层厚度线性变化)的涂层的"倾斜"以及旋转对称抛物线项的重叠。因此，在根据统性渐变函敬倾斜涂层)的渐变中，项cly偏离O，抛物线常数c2^0。在抛物线形^^层中，clH)而c2邦。cly邦而c2邦的混合渐变涂层是可能的，例如在"倾斜涂层"中出现的在反射镜表面上局部入射角的局部分布显著偏离一维变化的情况被设计用于反射EUV光线的反射镜中反断余层通常由被称作双层的堆叠来形成，双层包括具有第一折射率的第一材线例如硅)的相对厚的第一层和具有比第一折射率高的第二折射率的第二材树例如鄉的相对薄的第二层。通常，在第一层和第二层之间之间的厚度比(Y因子)在双层内应基本保持疸定，虽然鹏的绝对厚度可以在渐变涂层的反射镜表面上变化。在使用双层的情况下，上述条件也适用于双层的几何厚度d(x,y)。参数cO，cly和c2可以根据光学系统的设计改变。特别地，这些参数可以根据投影物镜的数值孔，5NA变化，其也决定了入射角和M光学系统的光的相关特性。在一些实施例中，应用frj牛式0.9Sc0^1.2或者^f牛式0.95Sc0^1.05，优选的0.98ScOS1.02。在一些实施例中，参数cly的数量可以是0.1或者更小，例如0.01或更小。有时，适用条件式0.001^clyS0.002。在一些实施例中，参数c2的量是10—s或者更小，例如104或者更小。参数c2的量可以是10-s或者更大，例如10—7或者更大。这些数值用于标称厚度d04.9nm并且可以用来根据相应的渐变函数来计算渐变涂层的真实物理厚度。如果使用不同的标称厚度dO，同样的渐变涂层厚度可以由不同的一组参数cx、cly和c2获得。因此，基于dO的不同数值的变化也是可以由这些示例性的参数值获得的。修正因子fa《x,y)被定义在反射镜的局部坐标系内。局部坐标系的原点可以或者可以不与光学系统的参考轴相符，即，可以在参考轴的中心或者非中心。参考轴可以与光学系统的光轴一致。但是，也可以使用没有光轴的系统。根据本发明的另一陈述，反射镜元件包括具有入射角范围最大值A0的反射镜元件，其中该反射镜被涂覆有设计为一维渐变多层涂层的反射涂层。通常，这样的反射镜元件可以位于或接近光瞳表面。可选择地，或者附加的，反射镜元件可以包括具有平均入射角最大值^的反射镜元件，其中反射镜元件被涂覆有设计为一维渐变多层涂层的目涂层。在一些实施例中，所有曲面反射镜元#(凹面或者凸面)具有旋转对称的反射表面。一些或者全部的旋转对称反射表面可以是球面。同样，一些或者全部的旋转对称反射表面可以是非球面。如之前所述，渐变涂层可以被用来减少位于具有相对大的入射角范围和/或大的平均入射角值的位置的反射镜的反射率局部变化量。但是，作为一种折衷，渐变涂层可以带来微扰，例如相位的不均匀，其与光学系统中的其它光学元件一起变得不易补偿。这个尤其适用于非旋转对称涂层，例如如上所述的一维渐变涂层。已经发现，如果至少一个元件是位于光路上的具有旋转非对称表面的反射元件时，其中该旋转非对称表面在一个或者更多位置上偏离最佳拟合的旋转对称表面大约人或者更多，全部性能可以得到改进。根据此条件式的具有反射表面的反射元件将在本申请中被称作'自由形式表面'。禾,至少一个自由形式表面在光学系统中可以提供附加的自由参数用于补偿由使用f斩变反射涂层带来的问题。同时，自由形式表面可以被成形和设置成使得只有对于光学系统选定部分的每个反射表面的小的局部入射角o和/或相对小的光的入射角范围旭和/或相对小的平均入射角0双g可以获得，因此M^上舰常和较高的入射角相关联的问题。与球面或者旋转对称非球面反射镜不同，自由形式的反射镜表面没有旋转对称的轴。而旋转对称表面(球面或非球蹄可以ffl31使用只有一个变量的旋转对称函数来数学地描述，即距离旋转轴的半纟效巨离，定义一个自由形式表面的函数需要使用至少两个独立变量。通常，自由形式的表面偏离最佳拟合旋转对称表面(例如，球面或者非球蹄。偏离具有旋转对称性的最佳拟合表面(球面或者非球面)的自由形式的表面的局部偏移量是显著大于通常由制造过程引入的偏移量的。而这些由制造过程(制造公差)弓I入的最大偏移量可以是大约A/S0或者A/100或者更少，例如，自由形式表面可以例如具有大约x或者更多的相对最佳拟合球面或者最佳拟合非球锥面的偏移量。自由形式表面可以包括，但是不是限制于，双锥表風在两个垂直方向上具有两个不同的基本曲线和两个不同的锥形常数)，环形或者圆形表面，或者变形非球面表面。圆柱形表面也可以被称作自由形式表面。一些自由形式表面可以是相对于一个或多个镜像对称平面的镜面对称的和/或一些自由形式表面被描述为具有n-折径向对称的表面，其中n是gl的整数。自由形式的表面可以没有对称轴和/或对称平面。各种描述光学平面的方式，包括^J^表面在，例如US6,000,798中揭示。用于描述包括变形非球面表面、环形表面或者双锥非球面表面的分析公式在WO01/88597中也有揭示。在此弓间这些文件中关于数学描述光学表面的部分公开内容作为参考。一些用于光学设计应用的光学设计和分析软件包，例如LambdaResearchCorp.的OSLO⑧、OpticalResearchAssociate的CODEV⑧可以设计包括旋转非对称表面的光学系统。自由形式表面的定义和描述以及它们^EEUV光刻光学系统中的应用和其它应用可以从申请人的在2006年4月7日的申请序列号60/793,787中找到，其对应于W02007/031271。在此弓间该申请的公开内容作为参考。如上所述的数学表述和数学表面相关。由该数学表示描述的光学元件的光学利用光学表面(即，光学使用表面指的是交叉光线的物理表蹄包括数学表面的表面点的子集。换句话说数学表面延伸超过具有被上述数学表面描述的表面开邻的物理光学表面。光学元件的物理边缘(围绕光学4顿区域)可以具有任何适合的对称或者非对称开別犬。当光学系统被描述为具有参考轴时，一些或者全部的光学j顿区域(用于光学影响通过光学系统的光线的数学表面的部分)可以位于参考轴的外面，使得参考轴和数学平面交叉，但是不与数学平面的光学使用部分交叉。光学系统可以包括至少一个反射自由形式的表面并且至少一个^l寸表面可以被涂覆有渐变涂层。至少一个反射自由形式的表面可以被涂覆有渐变涂层。该反射自由形式表面同样可能涂覆有具有均匀厚度的涂层并且另一反射表面，其可以不是自由形式表面，被涂覆有渐变涂层。因此，根据本发明的另一方面，提供了一种光学系统，包括多个设置来使波长为X的辐射从物平面向像平面成像的元件，该元件包括位于光路上的具有反射表面的反射镜元件；其中至少一个元件是具有位于光路上的旋转非对称表面的反射元件，其中该旋转非对称表面在一个或更多位置上偏离最佳拟合旋转对称表面大约入或者更多；并且其中至少一个反射表面通过设计为包括不同材料层的多层堆叠的渐变涂层的反身t凃层形成，该层具有根据渐变函数变化的几何层厚度。该渐变涂层可以形成在具有位于光路上的旋转非对称表面的反射元件上。光学系统可以是用于EUV光刻的投影物镜。通常，随着光学系统的像方数值LNA增加，在反射镜上的入射角也增加。在光学系统的选定反射镜上的渐变涂层的特定用途可以是用于防止与大入射角和入射角变化量相关的缺陷。根据本发明的另一发面，在光学系统的选定g元件上的渐变反射涂层可以被用来为本光学系统提供比传统系统更大的像方数值孔径，并且同时获得高的总的透射率(由反射镜的反射率确定)和像场的小的强度变化和/或低水平的光瞳切趾。在一些实施例中，光学系统的像方数值W5NA大约为0.25或更大。在EUV系统中像方数值L径可以是大约0.3或者更大，或者是大约0.35或者更大，例如，NA=0.4。尽管与数值L径增大相关的反射镜表面上的入射角存在增大的趋势，还是可以获得相对大的光学系统的总的透射率值T。在一些实施例中，光学系统包括至少三个反射镜并且被设计为用于EUV波长13nm<1<14nm并且具有像方数值孔^NAX).25，其中总的M率TX).08。光学系统可以具有六个或更多的反射镜，例如只包括六个反射镜。可以应用条件幼A〉0.3和/^NA^).35禾口/劍A,。一些实施例包括三个或更多的反射镜，对于^反射镜综合反射镜反射表面的旨使用区域的13.36nm和13.64nm之间的波长带宽的平均反射率R^不低于60%。获得的这些反射率数值也包括多层堆叠的不同层之间具有非常光滑的交界面的涂层。取决于制造方法，一定程度的表面粗糙度可以发生在相邻的层中间，因此减小了多层堆叠的全反射率。因此，在实际的反射镜上观时寻的反射率值可能比根据数学意义上的层之间的光滑的交界面计算得到该反射镜的反射率值要小。前述和其它特性不仅仅可以在权禾腰求中得出也可以fflil说明书和附图得出，其中个别特性可以单独使用或者如本发明实施例的次结合以及其它方面并且可以单独体现优点和专利实施例。图1是示出了微光刻工具一个实施例的示意亂图2是示出了如图1中所示的微光刻工具的一部分的示意图；图3是投影物镜的第一实施例在子午面内的的横截面亂图4是示出了接近光瞳表面和接近视场表面的反射镜的情形的示意图；图5是投影物镜中的反射镜的一部分在子午面内的横截面图；图6是示出了在图3中反射镜M3上的平均入射角GUg的空间分布的示意图；图7是示出了在图3中反射镜M5上的平均入射角^的空间分布的示意图；图8是示出了反射镜上的局部镜面坐标系的示意图；图9是示出了渐变反射率涂层的示意图，其中该涂层的多层堆栈中的单层的几何层厚度根据抛物线函数围绕Z'轴旋转对称；图10^/于出了根据线性渐变函数的一维渐变涂层的示意图；图11是示出了图3中的反射镜M5相对于统性倾斜的涂层(一维渐变涂局的局部平均入射角e，的反射率的示意图；图12是示出了参照系统中的反射镜M5相对于最佳常数涂层的局部平均入射角e,的反射率的示意亂图l3歸出了参照系统中的反射镜M5相对于最佳抛物幾旋转对称)涂层的局部平均入射角eavg的反射率的示意图；图14歸出了投影物镜的第二实施例在子午面内的横截面亂图15是示出了在图14中反射镜M4上的平均入射角0^的空间分布的示意图；图16是示出了在图14中反射镜M5上的平均入射角0^的空间分布的示意图；图17是是示出了图14中的反射镜M5相对于统性倾斜的涂嵐一维渐变涂层)的局部平均入射角eavg的反射率的示意图；图18是是示出了参照系统中的反射镜M5相对于最佳常数涂层的局部平均入射角eavg的反射率的示意图；图19^出了参照系统中的反射镜M5相对于最佳抛物线(旋转对称)^层的局部平均入射角e^的反射率的示意图。具体实施方式本发明实施例的具体内容将M反射投影物镜的例子进行更具体的描述，该反射投影物镜可以在微光亥lj工具中f顿，例如，在用于制造半导條件的投影曝光器件中。参见附图l，微光刻工具100通常包括光源110，照明系统120，投影物件101，和载物台130。附图中示出了作为参照的笛卡尔坐标系统。光源110发出波长X的光并将该光的光束112导向照明系统120。照明系统120作用于该光(例如，扩束和均匀化)并将该光的光束122导向位于物平面103处的标线片140。投影物镜101将从标线片140刻寸的光142成像到位于像平面102处的掛反150的表面上。投影物镜101的像侧面上的光被描述为光线152。如图1中所示，该光线只是示意性的而不是用于精确地示出例如关于标线片140的光路。S^及150由载物台130支撑，其相对于投影物镜101移动基板150，从而投景^J镜101将标线片140成像在基板的不同部分。投影物镜101包括参考光轴105。在投影物镜相对子午面对称的实施例中，参考光轴105垂直于物平面103并且位于子午面内。选择光源110用于提供工具濯需要的工作波长X的光。通常，对于用于光刻工具中的投影物镜，波长X位于电磁光谱的紫外部分、远紫外部分或者极紫外部分。例如，人可以是大约200nm或者更短的波长。X可以比约2nm大。在本实施例中，光源110是一个EUV光源，提供大约为X43.5nm工作波长的光束。照明系统120包括用于形成均匀强度分布的准直光束的光学元件。照明系统120通常也包括光束控制光学元件，用于将光束122导向标线片140。在一些实施例中，照明系统120也包括用于为光束提供需要的偏振态的元件。像平面103与物平面102相5KB离L，其也被称作投景溯镜101的纵向尺寸、或者车长度。通常，这一距离和投影物镜101的具体设计结构以及工具IOO的工作波长有关。在一些实施例中，例如用于EUV光亥啲工具中，L是一个从大约lm到大约3m的范围。如图2中所示，光线152定义了一个圆锥形的光路，，像平面102处形成标线片图像。圆锥形光线的角度和投影物镜101的像方数值孔径(NA)有关。像方NA可以被表述为NA^sine皿，其中Ho代表临近基板150表面的介质(例如空气、氮、水或其它浸没液体、或者真空环塌的折射率，e皿fW形成从投影物镜101射出的成像光线的最大圆锥的半角。通常，投影物镜101可以具有约为0.1或者更大的像方NA，例如，约为0.15或更大、约为0.2或更大、约为0.25或更大、约为0.3或更大、约为0.35或更大。投影物镜101中娜镜的数量可以变化。通常，反射镜的数量和与物镜的光学性能特性相关的各种性能的折衷有关，例如需要的翻能(例如，从物镜发出光线的强度，其用于在像平面102处成像)、需要的像方NA和相应的图像分辨率、以及需要的最大光瞳遮蔽。用于EUV应用的实施例通常具有至少三个或至少四个反射镜。在一些瞎况下优选正好是六个反射镜。通常使用不多于六个或不多于七个或不多于八个的反射镜。在需要所有的物镜中的反射镜位于物平面和像平面之间的实施例中，物镜101通常具有偶数个反射镜。在一些实施例中，也使用奇数个娜镜，其中投影物镜的所有反射镜都位于物平面和像平面之间。例如，在一个或多个反射镜倾斜一个相对大的角度的情况中，投影物镜可以包括奇数个反射镜，其中所有的反射镜都位于物平面和像平面之间。在一些实施例中，投影物镜101中至少一个刻寸镜具有自由形式表面。不同于球面反射镜或者非球面反射镜，自由形式反射镜表面不具有旋转对称轴。通常，自由形式表面偏离于最优拟合旋转对称表面(例如，球面或非球蹄。最优拟合表面通过首先计算反射镜表面的表面面积、然后利用最小二乘拟合算法来确定球面或者非球面的最优拟合。最优拟合球面或非球面表面可以相对于参考轴被倾斜或偏离中心，其偏移量或倾斜度被用作附加拟合参数。自由形式表面可以例如相对最优拟合球面具有约X或更多的最大偏移。在一个实施例中，自由形式反射镜表面可以M下述公式被数学地表达Z=~~,+tc;JTT(3)1+0-(l+yt)cV尸2其中，(/w+)2+/w+3w,,j、-^-+1(4)并且Z是平行于Z轴(其可以平行于或也可以不平行于投影物镜101中的z柳的表面的垂度，C魏应于顶点曲率的常数，k是圆锥常数，Cj是单项式X"^的系数。参数a是表示在求和中涉及的各项的阶数的整数。例如，数值a^66，对应于包括第10阶的和。通常，c，k和Cj的数值基于投影物镜101中的反射镜需要的的光学特性来确定。此外，单项式的阶数，m+n，可以根据需要变化。通常，更高阶的单项式可以提供具有更高水刑象差校正的投影物镜设计，但是，更高阶的单项式通常更难于通过计算来确定。在一些实施例中，m+n可以是10或者更大(例如，15或者更大，20或者更大)。自由形式反射镜面公式的参数可以通过使用市场可获得的光学设计软件来确定。在一些实施例中，m+n小于IO(例如，9或者更小、8或者更小、7或者更小、6或者更小、5或者更小、4或者更小、3或者更小)。图3中示出了包括六个反射镜的投影物镜的实施例。具体地，投影物镜300包括六个自由形式反射镜310、320、330、340、350和360。投影物镜300的数据在表3和3A中列出。表1列出了光学数据，表3A列出了*反射镜表面的自由形式常数。表3和表3A的目的，反射镜的标示具有下述相互关系反射镜1(Ml)对应于反射镜310;反射镜2(M2)对应于刻寸镜320;反射镜3(M3)对应于反射镜330;反射镜4(M4)对应于目镜340;反射镜5(M5)对应于g镜350;反射镜6(M6)对应于反射镜360。在表3和以下各表中的"厚度'g光路中相邻元件之间的距离。自由形式反射镜的单项式系数Cj和从原始投影物镜设计偏离并旋转的反射镜的数量，在表3A中列出。半径R是顶点曲率c的倒数。偏移量以mm为单位给出，旋转量以度为单位给出。单项式系数的单位是mm—j+1。半径N是无量纲换算系数(参见，例如，CODEV⑧手册)。表3表3A<table>tableseeoriginaldocumentpage23</column></row><table>在图3中示出了子午面内的投影物镜300。子午面是投影物镜300的对称平面。关于子午面的对称性是反射镜只相对于y轴偏离并且相对于x轴倾斜。此外，在x坐标内具有奇数次数(例如，x，x3，x5，等熟的自由形5^射镜的系数为零。投影物镜300被构造为在13.5nm的光线处工作，并且具有0.4的像方NA和1498mm的轨迹长度L。成像光的光路长度为3931mm。相应的，光路长度和轨迹长度的比值大约为2.62。投影物镜具有4X的缩小、小于腦nm的最大畸变、0.083X的波前误差WRMS、和32nm的场曲率。投影物镜300的其它特性在下述的关于投影物l竟101的讨论中给出。在从物面103开始的光路中的第一反射镜，凹面反射镜310，具有正光强度。反射镜320、340和360也是凹面P反射镜。凸面反射镜330和350具有(N)负光强度。从而在投影物镜300的光路中的反射镜的序列是PPNPNP。对于投影物镜300中的反射镜，自由形式表面相对于^Th反射镜的最优拟合球面的最大偏移量在表3B中列出，而自由形式表面相对于*反射镜的最优拟合非球面的最大偏移量在表3C中列出。表3B相对于最优拟合球面的最大偏移量[jum]<table>tableseeoriginaldocumentpage24</column></row><table>表3C相对于最优拟合非球面的最大偏移i<table>tableseeoriginaldocumentpage24</column></row><table>投影物镜300将从物面103出射的光线在靠近反射镜360的位置305中间像。具有一个或多个中间像的实施例，也包括两个或多个光瞳表面。在一些实施例中，该多个光瞳表面中的至少一个是可以物理访问的，目的是将一个孔径光阑设置在光瞳表面的位置。孔径光阑用于确定投影物镜孔径的大小。投影物镜100中的^反射镜也可以通过沿着光路依次接近或远离视场表面或光瞳表面定义反射镜的位置的参数来分别表征。图4中的附图标记示出了投影物镜的三个反射镜M1、M2和M3。考虑位于物平面0S内的视场点FP1。具有和物方数值L径成比例的孔径角的一束光线RB1(圆锥光线)由物场点FP1发出。随着距离物表面(对应于场表蹄的光程的增加，Jl^光束的直径也增加。当光线束入射到一个光学表面时，光线束可以用光束的"次孔径"来表征，其中该次孔径是糊寸到x-y平面上的锥形光束照射的光学表面的面积。尽管在物平面上横向偏移的不同视场点FP1和FP2的次孔径在,视场表面的区繊黄向分隔，在光瞳表面上不同视场点的次孔径全部重叠。在一个视场表面，次孔径的直径D(SA)为零，但是在光瞳表面对应于不同视场点的次L径的直径基本相同，并且次孔径重叠。现在，考虑如图4中所示的在物平面内的有效物场OF的子午面。有效物场包括几个实际用于成像的视场点。在扫描系统中，例如，有效物场可以是长方形或者弓形的，其具有宽度(在x-方向上)和高度(在扫描方向上测量的，例如，y-方向)之间的高的长宽比。在子午面内的有效物场的直径对应于主光线D(CR)在物表面中的最;^巨离。对应于视场点FP1和FP2的主光线CR1和CR2，在图4中以虚线示出(在实质上在物侧远心的光学系统中，主光线标称垂直于物平蹄。由于主光线fflil光学系统传播，主光线之间的距离D(CR)最终在视场表面和随后的光瞳表面之间减小。光瞳表面PS的光学位置可以被确定为主光线CR1和CR2相交的位置。因此，主光线之间的距离，D(CR)，在靠近光瞳表面处接近零并且在光瞳表面处满足条件式D(CR;K)。根据，情况，参数P(M):=D(SA)/(D(SA)+D(CR))可以被定义为表征分别从视场表面或光瞳表面到光学表面M的光学邻近或距离。特别地，如果光学表面十合好位于视场表面内，D(SA)-O从而P(MH)。另一方面，如果光学表面M恰好位于光瞳表面内，D(CRH)从而P(MH。在图3的示例中，诞寸镜M2位于接近光瞳表面处(光瞳反射镜，D(CR)D(SA))，但是反射镜M3的位置靠近视场表面。表3D中列出了投影物镜300中針反射镜的参数D(SA)、D(CR)和P(M)。表3D<table>tableseeoriginaldocumentpage26</column></row><table>在图3的实施例中，反射镜350(M5，最靠近像面，P(MH).982)光学接近于光瞳表面，因此，反射镜350也被称怍'光瞳反射镜"。同样的，最靠近物面的反射镜320(M2)，P(MH.950光学接近于光瞳表面。相反地，反射镜330(M3)和340(M4)(都满足P(M)0.94)都是光学接近于视场表面。特别的，反射镜330是'视场反射镜"，其P(MH).936。通常，反射镜反射的波长X光线的比例作为照射到反射镜表面上的光线的入射角的函数而变化。因为成像的光线通过反射投影物镜沿着许多不同的路径传播，每个反射镜的入射角是不同的。这一效应在图5中被说明，其中在子午面中示出了反射镜500的一部分，其包括凹反射面510。成像的光线沿着许多不同光路投射在表面501上，这些光路包括由光线510、520和530示出的路径。光线510、520和530糊寸在表面501的多个部分上，其表面法线是不同的。这些部分的表面法线由线511、521和531示出，分别对应于光线510、520和530。光线510、520和530分别以角度0510、0520和0530入射至1接面501。通常，角度e510、052。和053()是可变化的。对于投影物镜101中的旨反射镜，成像光线的入射角可以被多种方式表征。一种表征方式是对于投影物镜101的反射镜(取决于x和y坐标系)上的给定位置的最大入射角e皿。另一种表征方式是对于投影物镜ioi的反射镜上的给定位置的最小入射角e皿。通常，e皿和e皿可以在反射镜上的不同位置和j^影物镜ioi中的不同反射镜之间变化。投影物镜101的針反射镜也可以由投射到反射镜表風角度带宽)的给定位置的光线的入射角范围Ae棘征。对于齡反射镜位置和針反射镜，Ae对应于e皿和e，之间的差值。通常，Ae可以随着反射镜上的每个位置以及投影物镜ioi中的針反射镜而变化。投影物镜ioo中*反射镜也可以由通过所有入射在该局部的光线平均得到的齡反射镜表面的位置(或点)处的局部平均入射角0avg棘征。平均入射角可以由位于每一点的反射镜的局部坐标系的法向矢量计算得到，该法向矢量是一个垂直于位于每一点的反射镜的表面切线的单位矢量。通常，平均入射角在m^反射镜表面是变化的。投影物镜ioo中的*反射镜也可以由反射镜表面的入射光的最大平均入射角avg.max和最小平均入射角avg,iiun来表征。通常，avg.max和avg.min在反射镜表面之间是变化的。每个反射镜表面可以由通过所有入射在反射镜表面的光线平均得到的平均入射角M(或者带宽)AOavg来表征。Aavg对应于入射角的带宽并且在此根据△avg=avg，max-avg，min计算1^出。表3E总结了上述的投影物镜300的所有反射镜的一些数值。在最后一栏，MaxA代表每个反射镜的A的最大值(反射镜表面上的每个位置确定△)。表3E<table>tableseeoriginaldocumentpage27</column></row><table>可以看到入射角范围的最大值MaxAG)，和平均入射角的变量A0对于光瞳反射镜350(反射镜M5)具有最高值。并且，处于光学接近视场表面位置的^l寸镜330(反射镜M3)具有相对大的MaxA和△值。表格中粗体显示的数值是性能的临界值。注意，对于M3，Ae双g和例如M2的相比是小的，但是由于高的入射角(参见e，n^并且因此在这些角度的多层的反射率曲线具有小的角度带宽,事实上是一个临界值,并且因此可以被渐变涂层补偿。图6和图7更具体地显示了分别在反射镜M3和M5上的平均入射角avg的光谱分布。在这些图中，所用的反射镜表面的大致椭圆形状与如每个轮廓线所示的具有相同平均入射角的由^^廓线所连接的位置一起示出。显然的是平均入射角的分布对于反射镜M3和M5都是关于子午平面MP对称的。在光瞳反射镜(M5)上avg的最低值在下边缘处获徵0av^。)，而相对大的值在上边缘获^avg=26.8°)。显然的是平均入射角^在光瞳反射镜的下边缘和上边缘之间在第一方向(y-方向，位于子午平面MP中)上变化，因此(^lO。或者0a15。或者0avg^0。。另一方面，在垂直于第一方向的第二方向上，例如垂直于子午平面的方向，平均入射角具有相对较小的变化。例如，在位于上边缘和下边缘之间的光瞳反射镜的中心区域，在反射镜的左边缘和右边缘之间的第二方向上具有明显较小变化的平均入射角，其中数值在大约13°和大约15。的范围内变化，因此感，<5°或者Aavg<3°，其中在大约13°到15。数值的平均入射角是可接受的。因此，在第一近似值中，平均入射角随着在第一方向上基本线性的函数显著地变化，而平均入射角在垂直于±^第一方向的第二方向基本不变。相对的，平均入射角的分布在第三反射镜M3上具有不同的对称性。具体的，在第一方向上(在子午平面内)的平均入射角的差值Aavg比在光瞳反射牵iJ:的小很多，因为平均入射角只在刻诉竟的下边缘的大约22.5。和在反射镜的上边缘的大约19°之间变化(Aavg<5°)。与光瞳反射镜不同的是，在垂直于子午平面的第二方向上具有较显著的平均入射角变化，最小值从在反射镜中心的大约20.6。到在反射镜的两个横向边缘上的23。，因此A0a2。，其可以是例如在最高入射角〉20。处的临界值。如下述具体地解释，在具有平均入射角的特征变化的反射镜上的特别设计的渐变涂层可以被用来最小化入射角变化对反射镜的反射率产生的负面影响，使得尽管在反射镜表面上存在大的平均入射角变化，上述反射镜只表J见出非常少的反射率变化。旨反射镜被涂覆有包括不同材料的多层堆叠的劍寸涂层。这样的多层堆叠可以包括大约20或者更多层，例如大约30或者更多层、大约40或者更多层或大约50或者更多层。在本实施例中，多啊目和硅交替层被用来形自EUV辐射波长有效的反針凃层，该EUV辐射波长的范围从大约10nm到大约15nm，特别的在大约13nm和14nm之间。对于工作在13.5nm、具有NA二0.4的EUV光刻系统4尤化反身f凃层。优化M使用如表格3F所示的涂层堆叠(多层堆叠)来实现。表3F<table>tableseeoriginaldocumentpage29</column></row><table>表格3F示出了从底面(接近對及)至U顶表風与真空相接触)的涂层堆叠的层的顺序。Si表示硅，而Mo表示钼。MoSi代表钼和硅之间的夹层，在实际的涂层堆叠中其是在两个层之间的相互扩散的结果。相互扩散层被弓l入用于获得更多物理相关的模型。在计算中不考虑界面的粗糙度。如表格中所示，多层堆叠包括相对厚的硅层和相对薄的钼层的双层结构，其在多层堆叠中重复四十六次。抗应力层(ASL)位于双层结构和基板之间。该抗应力层没有光学功能，因为其位于从界面远离真空的位置。它不影响反射率但是改善了反射涂层的机械稳定性。优^131最大化光学系统的总的邀寸率T来实现，其通过光线iiit所有视场点的代表性样品并平均所有的光线来得到。这种方法与平均每个g镜的空间反射率分布很相似。分别优化的反射镜，每一个反射镜的优化基于光学系统中所有其它反射镜是具有100%的反射率的理想反射镜的假设。透射光谱在从13.36nrn到13.64nm的带通范围内的多个波长上被优化。波长根据由照明子系统提供的预先确定的光源光谱被加权。表SG为針反射镜示出了公式p)中的参数cO、cly和c2，该公式用于计算多层堆叠的每一层的几何层厚度d(x，y)。更进一步的，对于每个RI寸镜给出了平均反射率Ravg[n/。]和最大反射率Rmax[。/。]。反射率值Ravg是在从13.36到13.64nm的带iEt内的平均反射率，舰在所有的反射镜上求平均i魏获得。R^值是在相同带通内的最大反射率。表3G<table>tableseeoriginaldocumentpage30</column></row><table>考虑到系数cly表示指示在y方向(第一方向，在子午平面内)层厚度增加或减少的线性项和系数c2表示抛物线项，可以看到反射镜Ml、M2、M4和M6都具有所有层的厚度均匀的反lt凃层。相对的，反射镜M3和M5都具有渐变反Mt余层，其在子午方向具有不均匀的层厚度。特别地，位于光学接近视场表面处的反射镜M3具有抛物线形状的旋转对称的渐变涂层。光学接近光瞳表面的刻寸镜M5具有一维渐变涂层，该涂层中层厚度根据系数cly在第一方向(在子午平面内)上线性增加，而层厚度在垂直于该第一方向的第二方向(如图3中所示垂直于附图平蹄上不变化。在图8中示出了在反射镜M上具有x'、y'和z'轴的局部反射镜坐标系统LMCS的示意图。LMCS的原点由于DEC相对于在y方向上的参考轴RA是偏轴的并且在参考轴上到光学系统坐标系CS的原点的距离为D。图9示出了在基板SUB上的渐变反身中凃层COAT的示意图，其中多层堆叠的单层的几何层厚度依照抛物线函数围绕z'轴旋转对称地变化。这样的抛物线涂层可以被用在例如视场反射镜M3禾口/或视场反射镜M2上。图10示出了依照线性渐变函数的一维渐变涂层COAT的示意图。这样的线粗顷斜涂层的实施例被用在光瞳反射镜M5上。表3H中的光学系统的总的透射率由下列参数给出1^=11.94%和丁皿=13.67%。为了演示禾,渐变涂层而不是均匀厚度的涂层在所选的反射镜上的优点，计算了下述改进。具有均匀厚度(c(M.084)的最佳涂层的第三反射镜M3的反射率数值是11^=64.36%和11皿=66.78%。这比相应的4OT渐变涂层时的反射率值大约小1%，显示了当包括高的平均入射角时，适当设计的渐变涂层是有利的。M禾,一维渐变涂层大大的改进了光瞳反射镜M5的反射率。这舰计算M5的反射率来表示，其具有均匀厚度(c(M.041)的最佳涂层，从而获得下列数值1^=36.47%和11皿=37.21%。该一维渐变涂层也是关于旋转对称的渐变涂层的改进。具有最佳旋转对称的渐变涂层(c(M.095和c2=-1.72X10—5)的M5的反射率是RaVg=50.85%和R^a尸52.69%。在反射镜上的高入射角、角度带宽和平均入射角变化方面，光瞳反射镜350(M5)是最临界反射镜。图11到13示出了对于不同，涂层在局部平均入射角6avg处M5反射镜面的反射率。图11示出了对于线性倾斜涂嵐一维渐变涂层)的局部平均入射角0avg的反射率。相对的，图12示出了最佳涂层在局部平均入射角6avg处的反射率而图13示出了最佳抛物线(旋转对称)涂层在局部平均入射角0avg处的反射率。下列表3H列出了上述M5使用三种不同的涂层时在局部平均入射角下的反射率的最大值和最小值。给出了在波长X=13.5nm处的数值。表3H<table>tableseeoriginaldocumentpage31</column></row><table>显然可以ffi^择线性倾斜涂层而实现反射率均匀化的很大efc驻。用于确定在y方向上入射层(或双层)厚度的变化率的第一渐变函数适应于平均入射角的变化和/或在该方向上的入射角的范围，因此，尽管入射角变化大，光瞳反射镜M5在整个反射镜表面上具有小变化量(M^Rn^IU^16o/。)的大绝对值的反射與所有位置11>58%)。特别地，11^=74.5%，而1^=58.5%。应当注意，在说明书中，符号R腿(R咖M该反射镜上在平均入射角0avg和模拟波长13.5nm处的最大(最小)反射率。再回到示出了反射镜M5和M3上的平均入射角空间分布的图6和图7，应当分别注意到这些曲线对于理解为什么旋转对称的渐变涂层更适合反射镜M3是具有指示性的，而统性倾斜涂嵐一维渐变涂局更适用于光瞳反射镜M5。对于反射镜M3的情况，轮廓线与旋转对称渐变函数更好地匹配，而光瞳反射镜M5的轮廓线与一维线性函数更加匹配，其具有在第二方向上恒定的厚度和在第二方向上线性变化的厚度。投影物镜1400的第二实施例在图14中示出。投影物镜1400被构造为能在13.5nm波长的光下工作，并且具有0.4的像方NA和1499mm的轨迹长度L。成像光的光程长度是4762mm。因此，光程和车爐长度的比值大约是3.17。投影物镜具有4X的缩小、小于2nm的最大畸变、40mX的波前误差WRMS和35nm的视场曲率。在从物平面103的光路上的第一反射镜，凹面反射镜310，具有正光强度(P反射镜)。同时，第三反射镜1430，第四反射镜1440和第六反射镜1460中的每一个都是具有正光强度的凹面反射镜。第二刻寸镜1420和第五反射镜1450是具有负光强度的凸面反射镜(N反射镜)。因此反射镜在投影物镜1400中的光路上的顺序是PNPPNP，和在投影物镜300中的一样。和投影物镜300不同的是在第二反射镜和第五反射镜之间的光路。在图3中的第三反射镜330被定向为将从第二反射镜320射出的光关于参考轴105向外反射朝向第四反射镜340，在实施例1400中第三反射镜1430被定向为将从第二反射镜1420射出的光关于参考轴1450向内反射到第四反射镜1440上。如图3中所示，中间的成像位置1405接近第六反射镜1460的内边缘。投影物镜的显著特性以与，关于投影物镜300的解释相似的方式表现。特别地，表14示出了光学数据，而表14A示出了每个反射镜表面的自由形式的常数。反射镜l(Ml)对应于反射镜1410，反射镜2(M2)对应于反射镜1420，等等。表14B示出了每个反射镜偏离最佳拟合球面的最大偏移量(^t)，而表14C示出了每个反射镜偏离最佳拟合非球面的最大偏移量(微米)。<table>tableseeoriginaldocumentpage33</column></row><table>表14B偏离最佳拟合球面的最大偏移量[Mm]<table>tableseeoriginaldocumentpage34</column></row><table>表14C偏离最佳拟合非球面的最大偏移量[Mm]<table>tableseeoriginaldocumentpage34</column></row><table>M6506表14D示出了投影物镜1400中4f^反射镜的参数D(SA)、D(CR)和P(M)。表14D示出了第五反射镜M5、第六反射镜M6以及第二刻寸镜M2光学接近光瞳表面，而例如第一反射镜M1和第三则寸镜M3以及第四反射镜M4光学远离相对接近视场表面的光瞳表面。表14D<table>tableseeoriginaldocumentpage34</column></row><table>表14E总结了在每个位置处的平均入射角的最大值，av&max，局部平均入射角变化量，AG)avg，以及光线的入射角范围的最大值MaxA0(角度带宽)。如表14E中所示，入射角范围的最大值MaxA0和平均入射角的变化量A0^对于光瞳反射镜1450(反射镜M5)具有最高值。同样，光学接近视场表面(视场反射镜)的第四反射镜1440(A44)对于平均入射角最大值0avg.丽和局部平均入射角avg具有相对高的数值。表14E<table>tableseeoriginaldocumentpage35</column></row><table>图15和图16分别更详细地示出了反射镜M4和反射镜M5上的平均入射角avg的空间分布(相对于图5和图6)。在光瞳反射镜(M5)上0avg的最低值在下边缘处获執0,-1.8°)，而相对大的值在上職处获執€)^=27.2°)。显然，平均入射角0,在位于光瞳反射镜的下边缘和上边缘之间的第一方向(y方向，位于子午平面MP内)上实质性变化，使得厶^>20°。另一方面，在垂直于i亥第一方向的第二方向上平均入射角具有相对小的变化量，而那些在中心区域的数值在大约14°和大约17。之间变化，使得/\^<5°。因此，在第一近似中，平均入射角在第一方向上根据通用线性函数显著变化，而平均入射角在垂直于该方向的第二方向上基本恒定。在第四反射镜M4(图15)的第一方向上(在子午平面内)的平均入射角变化量Aavg比在光瞳湖镜处的要小很多，而平均反射角只在魁寸镜的下纖处的大约17.0。和在反射镜的上,处的大约4。之间变化。在实施例中没有详细示出，第四反射镜M4上的涂层是适合于在上,和下边缘之间通常增加AQ^的一维渐变涂层(倾斜涂层)，因此该实施例在六个反射镜中具有多于一个，即两个被涂覆有一维斩变涂层。每一个反射镜被涂覆有反射多层涂层。计算涂层堆叠的层的顺序与在表3F中示出的一样，从而其对应于表14F(未示出)。表14G对于每一个反射镜示出了，公式(l)和(2)中的参数c0、cly和c2，以及每个反射镜的平均反射率Ravg[。/。]和最大反射率R皿[。/。](对比图3G)。表14G<table>tableseeoriginaldocumentpage36</column></row><table>考虑到系数cly表示指示在y方向(第一方向)层厚度增加或减少的线性项和系数c2表示抛物线项，从表14G中可以明显得出反射镜M1、M2、M3和M6每个都具有所有层厚度均匀的反射涂层。相对的，反射镜M4(视场反射镜)和M5(光瞳反射镜)每个都具有渐变反射涂层。特别地，位于光学接近视场表面位置的反射镜M4具有抛物线形状的旋转对称的渐变涂层。位于光学接近光瞳表面(光瞳反射镜)位置的g镜M5具有一维渐变涂层，其中层厚度在第一方向上(在子午平面内滩据系数cly线性增加，而层厚度在垂直于第一方向的第二方向上(垂直于如图14中所示的附图平蹄不变化。在这种设计中的系统总的翻率Tavg=12.92%，丁皿=14.75%。具有最佳均匀涂层(c(M.032)的M4的反射率Ravg=64.95%，11丽=68.22%。这是由于在此则寸镜上的入射角的大变化量导致的。具有最佳平蹄均匀)涂层(c(M.041)的M5的反射率Ravg=35.23%，11孤=35.98%。具有最佳旋转对称涂层(c(M.12，c2=-1.36e—5)的M5的反射率1^^=57.77%，1^=60.36%。光瞳反射镜1450(M5)在反射镜上的高入射角、角度带宽和平均入射角变化量方面是最临界反射镜。图17到图19示出了M5的反射镜表面对于不同，涂层在局部平均入射角e^处的反射率。图n示出了对于线性倾斜涂嵐一维渐变涂层)在局部平均入射角e^处的反射率。相比较，图18示出了对于最佳常数涂层(均匀厚度)在局部平均入射角e^处的反射率，而图19示出了对于最佳抛物线形(旋转对称)涂层在局部平均入射角0avg处的反射率。表14H列出了采用三种不同类型的涂层设计的反射镜M5在波长AM3.5nm时的局部平均入射角的最大反射率和最小反射對与对表犯的解释相比勒。表14H<table>tableseeoriginaldocumentpage37</column></row><table>显然通过选择线性倾斜涂层可以很大地提高反射率均匀性。第一渐变函数适用于平均入射角的变化量和/或在该方向的入射角的范围，使得尽管入射角具有大的变化量，但是光瞳反射镜M5在旨反射镜表面具有大绝对值的反射率(对于所有位置R〉61。/。)和小的变化量(AR-R腿-R^^13。/。)。特别地，11腿=74.5%并且R,^1.5。/。。只包括反射镜的光学系统(反射系统)的实施例可以被设计为用于各种波长范围，例如用于在大约IWnm或更小的DUV波长C(顿例如ArF光源工作)。一些实施例被设计为用于EUV波长2nm<a<20nm禾口/或10nm<a<15nm禾口/或13nm<X<14nm。可以用在微光亥股影曝光系统中的实施例通常被设计为具有高^)f,率，例如小于1,或者小于0.5拜或者小于100nm的^f」辛率。通过示例的方式给出了上述{微实施例。通过给出的阐述，本领域普通技术人员不仅仅可以理解本发明和它的附带优点，并且也能够根据公开的结构和方法来认识到明显的各种改变和变形。因此，根据附随的权利要求和其相等的说明可以涵盖落在本发明精神和范围之内的各种改变和变形。权利要求1.一种光学系统，包括多个被设置成使波长为λ的光从物平面向像平面成像的元件，该多个元件包括位于光路上的具有反射表面的多个反射镜元件；多个反射镜元件中的至少一个是光瞳反射镜，其具有设置在或接近光学系统的光瞳表面的位置处的光瞳反射镜表面；并且剩余反射镜元件中的至少一个是高负荷的反射镜，其具有反射镜表面并被设置在产生所有剩余反射镜的入射角范围的最大值和平均入射角的最大值中的至少一个的位置，其中该剩余反射镜包括除了光瞳反射镜之外的所有反射镜；其中光瞳反射镜表面是通过设计为包括不同材料层的多层堆叠的一维渐变涂层的反射涂层形成，该多层具有几何层厚度，该厚度根据第一渐变函数在涂层的第一方向上变化并且在垂直于第一方向的第二方向上基本恒定；和其中高负荷的反射镜的反射镜表面被涂覆有根据第二渐变函数设计的渐变涂层的反射镜涂层。2.如权利要求1所述的光学系统，其中高负荷的反射镜的反射镜涂层的多层的位置和几何层厚度的变化量中的至少一个适合于一维渐变光瞳反射镜涂层，使得由一维渐变光瞳反射镜涂层弓l起的像场中的非均匀的光强度至少部分被高负荷的渐变涂层补偿。3.如权利要求1所述的光学系统，其中光瞳反射镜表面被设置在满足劍牛式P(M^0.95的位置并且高负荷的反射镜的反射镜表面被设置在满足条件式P(M)<0.95的位置，其中P(M)=D(SA)/(D(SA)+D(CR))，其中D(SA)是由在相应表面M上的物表面中的视场点发出的光束的次孔径的直径，D(CR)是在光学系统的子午平面内测得的由光学系统成像的有效物场的主光线的最^巨离。4.如权利要求1所述的光学系统，其中除光瞳，镜之外的高负荷的反射镜是位于或接近于投影物镜的另一个光学共轭光瞳表面的另一个光瞳反射镜。5.如权利要求4所述的光学系统，其中高负荷的反射镜的渐变涂层被优化以至少部分地补偿由于另一个光瞳反射镜的一维渐变涂层引起的照明不均匀。6.如权利要求1所述的光学系统，其中多个元件定义了子午平面，并且其中第一方向在该子午平面内。7.如权利要求1所述的光学系统，其中多个元件定义了子午平面，并且这些元件关于该子午平面对称。8.如权利要求l所述的光学系统，其中ffi31光学系统的光路^iM:在反射表面的每个位置上的光线的平均入射角^征；禾口其中第一渐变函数适用于在光瞳^l寸镜表面的平均入射角e^，使得多层堆叠的多层的局部几何层厚度在第一方向上随平均入射角e^成比例地变化。9.如权利要求1所述的光学系统，其中ffl31光学系统的光路是ffl31在反射表面的每个位置上的光线的入射角范围Ae棘征；禾口其中第一渐变函数适用于在光瞳反射镜表面的入射角范围Ae，使得多层堆叠的多层的局部几何层厚度在第一方向上随入射角范围Ae成比例地变化。10.如权利要求i所述的光学系统，其中第一渐变函数适用于在光瞳反射镜的WM立置上的入射角范围Ae和平均入射角eavg中的至少一个，使得光瞳反射镜表面的局部反射率的绝对值在第一方向上的变化不皿30%。11.如权利要求i所述的光学系统，其中第一渐变函数是线性函数、。12.如权利要求i所述的光学系统，其中第一渐变函数被定义为多层堆叠的多层的局部几何层厚度沿着第一方向从光瞳反射镜的一侧到该光瞳反射镜的另一侧单调增加。13.如权禾腰求1所述的光学系统，其中第一渐变函数是抛物线函数。14.如权利要求1所述的光学系统，其中高负荷的反射镜的反射镜涂层是根据对称于旋转中心的旋转对称第二渐变函数来设计。15.如权利要求14所述的光学系统，其中旋转对称的第二渐变函数是抛物线函数。16.如权利要求1所述的光学系统，其中多层堆叠的多层的局部几何层厚度d(x,y)根据d(x,y)^dO'max(0,fac(x,y))偏离渐变函数为Ayi00，其中fac(x^y):c。+c1y.y+c2.r(x^y)2，其中y是在第一方向上的坐标，x是在第二方向上的坐标，d0是在垂直于反射表面的Z方向上测得的标vf尔厚度，该反射表面垂直于在该反射表面的局部坐标系中的x和y方向。17.如权禾腰求16所述的光学系统，其中对于标称厚度d04.9nm保持为0.9^c(K1.2并且clySO.l并且^2|s10-5。18.如权利要求1所述的光学系统，其中至少一个反射镜具有均匀厚度的涂层。19.如权禾腰求1所述的光学系统，其中除了高负荷的反射镜以外的所有乘除反射镜具有均匀厚度的涂层。20.如权利要求1所述的光学系统，其中光学系统是被设计为用于EUV波长13nm<a<14nm的纯反射光学系统并且具有大约0.3或更大的像方数值W5NA。21.如权利要求1所述的光学系统，其中0.3^NAS0.4。22.如权禾腰求1所述的光学系统，其中光学系统包括至少三个反射镜并且被设计为用于EUV波长13nnK^14nm并且具有像方数值W5NAX).25，其中总的透射率T为0.08或更大。23.如权利要求22所述的光学系统，其中0.3^NA^0.4。24.如权禾腰求1所述的光学系统，其中光学系统具有偶数个反射镜。25.如权利要求24所述的光学系统，其中光学系统具有六个湖镜。26.如权利要求1所述的光学系统，其中光学系统包括三个或更多个反射镜，在反射镜表面的整个有效区域上的平均反射率Rm^在每个反射镜上至少是60%。27.如权利要求26所述的光学系统，其中光学系统具有偶数个反射镜。28.如权利要求27所述的光学系统，其中光学系统具有六个反射镜。29.如权利要求1所述的光学系统，其中多个元件中的至少一个是反射元件，其具有位于光路上的旋转不对称表面，其中该旋转不对称平面在一个或更多的位置上偏离最佳拟合旋转对称平面大约X或更多。30.如权利要求29述的光学系统，其中最佳拟合旋转非对称表面偏离于下对应于述公式的表面为大约O.l人或更少具中<formula>formulaseeoriginaldocumentpage5</formula>Z是平行于轴的表面的垂度，C是顶点曲率，k是圆锥常数，Cj是单项式x"Y的系数，a是一个整数。31.如权利要求30所述的光学系统，其中a是66。32.如权利要求30所述的光学系统，其中m包括偶数个整数。33.如权利要求30所述的光学系统，其中m+论10。34.如权利要求29所述的光学系统，其中旋转非对称表面在一个或更多的位置上偏离于最佳拟合旋转对称表面为大约IOX或更多。35.如权禾腰求29述的光学系统，其中具有旋转非对称表面的至少一个反射元件具有涂覆有渐变涂层的反射表面。36.—种用在微光刻中的投影曝光系统，其具有接收从初级光源发射的光线并照射投影物镜的物表面的图案的照明系统，和投影物镜，其中该投影物镜包括根据权利要求1所述的光学系统。37.如权利要求36所述的投影曝光系统，其中初级光源发射波长为13nmOi<14nm的EUV光线。38.—种制造半导体器件或其它微器件的方法，包括提供具有预定图案的掩模；使用具有预定波M的光线照射该掩模；和投影图案的图像到在根据权利要求1所述的光学系统形成的投镜的像平面附近设置的光敏基底上。39.—种光学系统，包括多个被设置成使波长为人的光从物平面向像平面成像的元件，该多个元件包括位于光路上的具有反射表面的多个反射镜元件；多个反射镜元件中的至少一个是是光瞳反射镜，其具有设置在或接近光学系统的光瞳表面位置处的光瞳反射镜表面；并且其中光瞳反射镜表面由设计为包括不同材料层的多层堆叠的一维渐变涂层的反骄余层形成，该多层具有几何层厚度，该厚度根据第一渐变函数在涂层的第一方向上变化并且在垂直于第一方向的第二方向上基本恒定。40.—种光学系统，包括多个被设置成使波长为X的光从物平面向像平面成像的元件，该多个元件包括位于光路上的具有反射表面的多个反射镜元件；多个反射镜元件中的至少一个是光瞳反射镜，其具有设置在或接近光学系统的光瞳表面的位置处的光瞳RI寸镜表面；并且剩余反射镜元件中的至少一个是高负荷的反射镜，其中该剩余反射镜包括除光瞳反射镜以夕卜的所有反射衞其中光瞳反射镜表面是由设计为包括不同材料层的多层堆叠的一维渐变涂层的^l寸涂层形成，该多层具有几何层厚度，该厚度根据第一渐变函数在涂层的第一方向上变化并且在垂直于第一方向的第二方向上基本恒定；和其中高负荷的反射镜的反射镜表面被涂覆有根据第二渐变函数设计的渐变涂层的反射镜涂层。41.一种光学系统，包括多个被设置成使波长为人的光从物平面向像平面成像的元件，该多个元件包括位于光路上的具有反射表面的多个反射镜元件；其中该多个反射镜元件包括在第一方向上具有入射角范围的最大值AQ的反射镜元件，并且该反射镜元件被涂覆有设计为包括不同材料层的多层堆叠的一维渐变多层涂层的反射涂层，该层具有几何层厚度，该厚度在涂层的第一方向上根据第一渐变函数变化并且在垂直于第一方向的第二方向上基本恒定。42.—种光学系统，包括多个被设置成使波长为X的光从物平面向像平面成像的元件，该多个元件包括位于光路上的具有反射表面的多个反射镜元件；其中该多个反射镜元件包括具有平均MI寸角变化量A^g最大值的反射镜元件，并且其中该反射镜元件被涂覆有设计为包括不同材料层的多层堆叠的一维渐变多层涂层的反射涂层，该层具有几何层厚度，该厚度在涂层的第一方向上根据第一渐变函数变化并且在垂直于第一方向的第二方向上基本恒定。43.—种光学系统，包括多个被设置成使波长为X的光从物平面向像平面成像的元件，该多个元件包括位于光路上的具有反射表面的多个反射镜元件；该多个反射镜元件包括位于或接近于第一光瞳表面的第一光瞳RI寸镜和位于或接近于光学共轭于第一光瞳表面的第二光瞳表面的第二光瞳魁寸镜，其中第一光瞳反射镜和第二光瞳反射镜都具有设计为根据渐变函数在反射镜涂层的至少一个方向上变化的几何层厚度的渐变涂层的反射涂层。44.一种光学系统，包括多个被设置成使波长为X的光从物平面向像平面成像的元件，该多个元件包括位于光路上的具有反射表面的多个反射镜元件；其中该光学系统包括至少一个自由形状的反射表面和至少一个反射表面被涂覆有根据渐变函数在反射镜涂层的至少一个方向上变化的几何层厚度的渐变涂层。45.如权禾腰求44所述的光学系统，其中至少一个自由微的反射表面被涂覆有渐变涂层。46.—种光学系统，包括多个被设置成使波长为人的光从物平面向像平面成像的元件，该多个元件包括位于光路上的具有反射表面的多个反射镜元件；其中光学系统包括至少三个反射镜并且被设计为用于EUV波长2nm<a<20nm并且具有像方数值孔^NA〉0.25，其中总的M"率T是0.08或者更大。47.如权利要求46所述的光学系统，其中光学系统被设计为用于EUV波长13nmH4nm。48.如权利要求46所述的光学系统，其中0.3SNA^0.4。49.如权利要求1所述的光学系统，其被构造为用于微光刻的投影物镜具有小于1nm的分辨率。全文摘要一种光学系统具有多个使波长为λ的光从物平面向像平面成像的元件，该多个元件包括在光路上的具有反射表面的多个反射镜元件。多个反射镜元件中的至少一个是光瞳反射镜，其具有设置在或接近光学系统的光瞳表面的位置处的光瞳反射镜表面。剩余反射镜元件中的至少一个是高负荷的反射镜，其具有反射镜表面并被设置在产生所有剩余反射镜的入射角范围的最大值和平均入射角的最大值中的至少一个的位置，其中该剩余反射镜包括除了光瞳反射镜之外的所有反射镜。光瞳反射镜表面由设计为包括不同材料层的多层堆叠的一维渐变涂层的反射涂层形成，该层具有几何层厚度，其根据第一渐变函数在涂层的第一方向上变化且在垂直于第一方向的第二方向上基本恒定。高负荷的反射镜的反射镜表面被涂覆有根据第二渐变函数设计的渐变涂层的反射镜涂层。文档编号G02B17/06GK101221279SQ20071030039公开日2008年7月16日申请日期2007年12月4日优先权日2006年12月4日发明者D·陈,H·-J·曼申请人:卡尔蔡司Smt股份公司