照明光學部件、照明系統(tǒng)、投射曝光設備及組件制造方法
【專利說明】
[00011 本申請是申請日為2010年12月3日、申請?zhí)枮?01080063805.0(國際申請?zhí)枮镻CT/ EP2010/068782 )、發(fā)明名稱為"成像光學部件"的發(fā)明專利申請的分案申請。
[0002] 通過引用將美國臨時申請US 61/286,066的內容合并于此。
技術領域
[0003] 本發(fā)明涉及用于光刻投射曝光的照明光學部件，包含該類型成像光學部件和該類 型照明光學部件的照明系統(tǒng)，包含該類型照明系統(tǒng)的投射曝光設備，依靠該類型投射曝光 設備的微結構和納米結構組件的制造方法，以及根據(jù)該類型方法制造的微結構和納米結構 組件。
【背景技術】
[0004] 從US 2009/0073392 A1，從US 2008/0170310 A1，以及從US 6 894 834 B2已知投 射曝光設備。

【發(fā)明內容】

[0005] 本發(fā)明的一個方面涉及成像光學部件，其允許以高成像質量成像反射式物體。
[0006] 根據(jù)本發(fā)明，已發(fā)現(xiàn)小于3°的物場點的主光線角度導致反射式物體上的遮擋效應 (shading effect)的減少或完全避免。物場點的主光線被定義為在各個物場點和成像光學 部件的光瞳中心之間的連線，即使例如由于光瞳遮蔽(obscuration)而沒有實際成像光線 能夠沿著主光線通過成像光學部件。位于整個物場的至少一半的范圍中的物場點的主光線 角度可小于3°。所有物場點的主光線角度也可小于3°。本發(fā)明的主光線角度可小于2°，可小 于1°，并且特別地可為〇°。因此可避免在具有6°或8°的主光線角度的傳統(tǒng)系統(tǒng)中出現(xiàn)的不 希望有的遮擋問題。從而產(chǎn)生允許以有利的小CD(臨界尺寸)變化成像反射式物體的成像光 學部件。具有本發(fā)明主光線角度的大孔徑成像光學系統(tǒng)中的物方成像光線的最大反射角度 盡可能小，結果遮擋問題被最小化。本發(fā)明的成像光學部件被設計用于無分束器(beam-splitter-free) 成像。 在成像光路中 ，因此沒有如在特定現(xiàn)有技術照明 系統(tǒng)中 （例如在根據(jù) US 6，894，834B2的圖6的照明中）使用的、用于親合(coup 1 e in)照明光以及用于通過成像 光的分束器。在滿足以下條件的情況下設置本發(fā)明的近場反射鏡M:
[0007] P(M)=D(SA)/(D(SA)+D(CR)) <0.9
[0008] 該方程式中，D(SA)為自物場點發(fā)出的光線束在反射鏡Μ處的子孔徑直徑，而D(CR) 為由成像光學部件成像的有效物場的主光線在反射鏡Μ的表面上的最大距離，其在光學系 統(tǒng)的參考平面中測量。參考平面可為成像光學部件的對稱平面或子午面。參數(shù)Ρ(Μ)的定義 與W0 2009/024 164 Α1中說明的參數(shù)Ρ(Μ)-致。
[0009] 在場平面中，Ρ(Μ)為0。在光瞳面中，Ρ(Μ)為1。
[0010] 在US 6 894 834 Β2的實施例中，對于所有反射鏡，Ρ(Μ)大于0.9。
[0011]成像光學部件的至少一個反射鏡可具有不大于〇. 8，不大于0.7，不大于0.65或者 甚至不大于0.61的P(M)值。若干反射鏡也可具有小于0.9，小于0.8或者甚至小于0.7的P(M) 值。
[0012]該類型的近場反射鏡可用于校正像差。特別是在擴張的（extended)場中，近場反 射鏡允許在整個擴張的場上校正像差。特別地，通過近場反射鏡可執(zhí)行遠心校正。成像光學 部件的成像比例，特別是從物場到像場的成像的縮小比例，可為2x，3x或者甚至4x。成像比 例可絕對小于8x。在像場附近的數(shù)值孔徑的為限定的情況下，充分小的成像比例導致物場 附近相應較大的數(shù)值孔徑，并且在限定的像場尺寸情況下導致相應較小的物場。這可用于 減小遮蔽，以及特別是用于減少成像光學部件的反射鏡中的通孔的寬度。
[0013] 成像光學部件可具有絕對小于8x，小于6x，小于5x，小于4x，小于3x以及可為2x的 縮小比。絕對小的成像比例使成像光學部件中的光束的引導更容易。成像光學部件的像場 的尺寸可大于1mm2,并且可特別地大于1_ X 5mm，可大于5_ X 5mm，以及可特別地為10_ X 10mm或20mm x20mm。若成像光學部件用于光刻目的，這保證了高生產(chǎn)能力（throughput)。 若成像光學部件用于光刻掩?；虮黄毓獾木臋z測，則上述"像場"用作掩模上或晶片上 要被檢測的場。在成像光學系統(tǒng)用于檢測目的的該附加應用領域中，上述像場因此是檢測 物場。
[0014] 根據(jù)另一方面，該成像光學部件的第一個反射鏡可為第一遮蔽反射鏡組的一部 分;第二反射鏡的通孔可用于耦合照明光。同樣地，物場和像場之間的成像光路中的最后反 射鏡可具有用于成像光線通過的通孔。成像光路中的最后反射鏡從而可為另一遮蔽反射鏡 組的一部分，其可導致成像光學部件的像方的大數(shù)值孔徑。具有連續(xù)的或封閉的（換句話 說，未提供通孔的)反射表面的成像光學部件的反射鏡允許校正成像光學部件的遠心誤差。 至少一個設有連續(xù)反射表面的該類型的反射鏡可布置在近場，并且特別是布置在成像光學 部件的中間像平面的區(qū)域中。成像光學部件可被設置有第一遮蔽反射鏡組和將成像光成像 至像場中的第二遮蔽反射鏡組，并且沒有其他的遮蔽反射鏡組位于二者之間。設有用于成 像光線的反射的封閉反射表面的至少一個反射鏡可具有如上限定的參數(shù)P(M)，該參數(shù)P(M) 可不大于0.9,不到于0.8,不大于0.7,不大于0.65,并且甚至可為僅0.61。該類型的近場反 射鏡的優(yōu)點與上述一致。
[0015] 根據(jù)另一方面，僅采用+/-1衍射級和/或更高衍射級用于成像。
[0016]僅采用+/-1衍射級和/或更高衍射級的成像光，允許將產(chǎn)生零級衍射的區(qū)域用于 耦合照明光線。采用至少+/-1衍射級以及甚至更高衍射級（如果必須的話），由于未采用零 級衍射，產(chǎn)生具有良好對比度的圖像。特別地，這適用于僅+/-1衍射級用于成像。
[0017] 特別地，當本發(fā)明的成像光學系統(tǒng)被安裝在光瞳-遮蔽光學系統(tǒng)中時，本發(fā)明的成 像光學系統(tǒng)可特別地具有通孔(through-opening或through-bore)。在包含該類型反射鏡 的成像光學部件的光瞳面中，存在不是用來成像的成像光的光束的內部區(qū)域。在該區(qū)域中， 可布置照明光學部件的耦合反射鏡。
[0018] 本發(fā)明的成像光學部件可包含上述成像光學系統(tǒng)的特征的組合。在與照明光學部 件(其中，照明光被以小入射角經(jīng)由小照明數(shù)值孔徑引導至反射式物體)合作的這種類型成 像光學部件中，達到分辨率極限，而不需要布置多極和/或使用最大可能程度傾斜的入射角 的照明，特別地不需要雙極或四極照明。此外，對于要被成像的反射式物體上的不同的結構 布置，不需要在不同多極照明布置之間轉換。反射式物體可暴露于靜態(tài)照明，并且可使用至 少一個光闌照明和/或可使用變焦物鏡照明。照明光學部件可被設計為沒有特別的光瞳形 成組件。特別地，照明光學部件可被設計為沒有分面反射鏡(faceted mirror)。
[0019] 根據(jù)另一方面，所述物場和所述像場之間的成像光路中的第一個反射鏡可以是凹 的，而所述物場和所述像場之間的成像光路中的第二個反射鏡是可以是凸的。這種設計促 進了照射到反射式物體上的照明光以很低的能量加權入射角耦合。
[0020] 本發(fā)明的目的是提供用于光刻投射曝光的照明光學部件，其為了獲得高質量圖像 而確保反射式物體的照明。
[0021] 根據(jù)本發(fā)明，該目的通過用于光刻投射曝光的照明光學裝置來實現(xiàn)，該照明光學 部件用于具有小于193nm的波長的照明光的光束從輻射源向物平面中的物場中的物體的無 分束器引導，所述物體對于所述照明光是反射式的，其特征在于其被設計為使得對于所述 物場的至少一個點，所述照明光的光束至所述物場的能量加權光線的入射方向與所述物平 面的法線構成小于3°的角度。
[0022] 本發(fā)明的能量加權或中心光線的入射方向對于物場的至少一點，可以大約0°的入 射角為中心。此時，照明光線以低入射角照射到反射式物體上，使得避免了在成像期間發(fā)生 的遮擋問題。獲得的優(yōu)勢與以上關于本發(fā)明的成像光學系統(tǒng)說明的一致。能量加權光線的 入射方向和物平面的法線之間的角度可小于2°，小于1°，以及可正好為0°。照明光線束的其 他能量加權光線可具有較大的入射角。照明光的光束的引導可始于首先近似平行于物場下 游的成像光線的引導的方向、或近似垂直于物場下游的成像光線的引導的方向，若垂直地 引導成像光線，則上述