CN103080841A - 成像光学系统 - Google Patents

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Abstract

一种用于EUV投射光刻的成像光学系统（12）具有多个反射镜（M1-M4），用于将物平面（5）中的物场（4）成像至像平面（14）中的像场（13）。成像光学系统的像侧数值孔径至少为0.3。成像光学系统具有大于0.40的瞳遮蔽。成像光学系统的像场尺寸至少为1mm x 10mm。利用该成像光学系统，可以高成像质量将物成像。

Description

成像光学系统
技术领域
本发明涉及一种用于EUV投射光刻的成像光学系统。此外，本发明涉及具有此类型成像光学系统及照射光学系统的光学系统、具有此类型光学系统的投射曝光系统、使用此类型投射曝光系统的结构组件的制造方法、以及由此类型方法产生的微结构或纳米结构组件。
背景技术
从US6,894,834B2及EP0267766A2获知开头提到的类型的成像光学系统。
发明内容
本发明的目的在于发展开头所提及类型的成像光学系统，使得可以高成像质量成像物。
根据本发明，认识到针对特定成像要求，具有大的瞳遮蔽（obscuration）的系统意外地提供了特别的优势。在特定光刻掩模(其亦称作掩模母版(reticle))中，所要成像的物可以例如仅由密集线条组成。此类型的结构可由具有高瞳遮蔽的成像光学系统高质量地成像。由于大的瞳遮蔽，可以在成像光学系统的反射镜的设计中对于环绕瞳遮蔽使用的且一般为环形的反射镜面，利用多个自由度。已显示了具有相对小数量的反射镜(例如具有4个反射镜或6个反射镜)的成像光学系统是有可能的，其在所要成像的场上的成像误差被校正到足够的程度。可产生成像光束路径，其中照明光以各自接近垂直入射的入射角射到反射镜上，例如小于15°、小于10°、或小于8°的入射角，其有助于反射镜上的高度反射涂层的设计。瞳遮蔽被定义为最小像侧孔径角度的正弦值与成像光学系统的像侧数值孔径的比值。成像光学系统的像侧数值孔径可大于0.3。瞳遮蔽可大于0.45、可大于0.5、且可大于0.55。成像光学系统的像场尺寸至少为1mm x10mm。此类型的像场尺寸造就了成像光学系统的高产出（throughput）。像场尺寸可例如为1mm x13mm或2mm x26mm。像场尺寸对应于像平面中的区域，在该区域中，像质量优于给定阈值，即像差(例如波前误差)低于给定阈值。
在具有正好4个反射镜的成像光学系统中，可获得具有高产出的EUV光学系统，因为反射面的数量少。
根据权利要求3的成像比例已证明特别适合投射光刻。物场与像场间不同的缩小成像比例也可以不是4x，例如5x、6x、8x或10x的成像比例。
根据权利要求4的波前误差满足最高成像要求。成像光学系统在像场上也可具有最大0.9nm或0.8nm的畸变(distortion)。
举例来说，具有至少一个中间像平面的成像光学系统允许像侧数值孔径再次增加，例如可以为0.5。
像侧数值孔径亦可以为其他值，例如0.35、0.4、大于0.4、0.45、或是大于0.5的像侧数值孔径。
根据权利要求6的成像光学系统的优点对应于上面参照根据权利要求1至5的成像光学系统所描述的优点。
对于成像光学系统的给定数量的反射镜，根据权利要求7的自由形状面(freeform face)构造开启了用于校正场上的成像误差的更多自由度。
根据权利要求8的构造可由非常低的花费制造。
根据权利要求9的光学系统的优点对应于以上参照根据本发明的成像光学系统所描述的优点。照明光可被配置为浓密(heavy)光束入射方向相对于中心物场点的法线具有非常小的角度。这可产生良好的照明质量。浓密光束入射方向与法线之间的角度可至多为3°。
根据权利要求10的光学系统的构造精彩地使用反射镜之一同时引导成像光和引导照明光。这允许光学系统的紧凑设计。具有成像反射镜部分及照明反射镜部分的反射镜被构造为单片(monolithic)反射镜。成像反射镜部分位于成像光束路径中。位于照明光束路径中的照明反射镜部分与此分离。在成像反射镜部分与照明反射镜部分之间可以存在连续的无边缘(edge-free)转换。然而，这并不是必要的。也可以在两个反射镜部分之间具有不用于光束引导的转换区域。
照明光学系统可具有环形中间焦点。照明光学系统的对称性继而可适配于成像光学系统的对称性。紧凑且特别是同轴的布置是可能的，其中照明光及成像光的光束路径彼此嵌套(nested)。
根据权利要求11的光学系统的构造导致光学设计上更多的自由度，这是因为一方面物不一定要被照明，另一方面不一定要从同一侧成像物。特别地，省去了物上的反射，这增加了光学系统的产出。
根据权利要求12的投射曝光系统的优点对应于以上关于成像光学系统及光学系统所描述的优点。
根据权利要求13的投射曝光系统的优点对应于根据权利要求11的光学系统的优点。
根据权利要求14的制造方法以及根据权利要求15的组件的优点对应于以上关于根据本发明的投射曝光系统所描述的优点。光源可为EUV(极紫外光)光源，例如LPP(激光产生的等离子体)光源、或GDP(气体放电产生的等离子体)光源。
附图说明
下面参照附图更详细地描述本发明的实施例，其中：
图1示意地显示用于EUV光刻的投射曝光系统，在垂直于物和像场的长边的子午截面中显示了该投射曝光系统的成像光学系统；
图2在垂直于物场和像场的短边的子午截面中显示了图1的成像光学系统；
图3在类似于图1的视图中显示了投射曝光系统的另一构造，其也被构造为照明反射掩模母版；
图4及图5在类似图1和图3的视图中显示了投射曝光系统的两个构造，其构造为照明透射中的掩模母版，亦即透射通过的照明；
图6显示了用于图1至图5的投射曝光系统中的成像光学系统的另一构造，其被显示在垂直于物场和像场的长边的子午截面中，还通过虚线显示了用于照明反射掩模母版的照明光的输入耦合（coupling）反射镜；
图7在类似图2的视图中显示了根据图6的成像光学系统；以及
图8显示了用于图1至图5的投射曝光系统中的成像光学系统的另一构造，其被显示在垂直于物场和像场的长边的子午截面中。
具体实施方式
用于光刻投射曝光以产生微结构或纳米结构组件的投射曝光系统1具有照明光或成像光3的光源2。光源2为EUV光源，其产生波长范围在例如5nm至30nm、特别是在5nm至15nm之间的光。特别地，光源2可为具有6.9nm或13.5nm波长的光源。亦可采用其他的EUV波长。光刻中使用的且可由适当光源产生的其他波长也可以用于照明光或成像光3，其被在投射曝光系统1中引导。图1极度示意地显示了照明光3的光束路径。
照明光学系统6被用于将照明光3从光源2引导至物平面5中的物场4。除了输入耦合反射镜7(其为照明光3的光束路径上，照明光学系统6在物场4之前的最后组件)之外，照明光学系统6的组件被示意性地组合在一起形成图1中的方块。输入耦合反射镜7被设计为掠入射反射镜(grazing incidencemirror)。由光或辐射源2所发射的照明光3首先被集光器（collector）收集。照明光束路径中的中间焦点通常被设置于集光器的下游。照明光束路径也可被构造为不具有中间焦点，而是从集光器具有照明光3的准直输出(collimatedoutput)。照明光3的频谱滤波(spectral filtering)可发生在集光器或中间焦点的区域中。照明光学系统6的第一反射镜布置于照明光束路径中中间焦点的下游。该第一照明光学系统反射镜可被构造为场分面反射镜(facet mirror)。照明光学系统6的第二反射镜布置于照明光束路径中第一照明光学系统反射镜的下游。第二照明光学系统反射镜可以是瞳分面反射镜。
替代地，可使用不具有分面反射镜和/或具有可开关微反射镜阵列(微机电系统(MEMS))的照明光学系统。
照明光学系统6的输入耦合反射镜7布置于照明光束路径中第二照明光学系统反射镜的下游。输入耦合反射镜7可由支撑件（holder）所支撑，该支撑件对应于从WO2006/069725A中的图1k、1l、及1m获知的支撑件。
输入耦合反射镜7引导照明光3至物场4。那里布置掩模母版或光刻掩模形式的反射型物8。
入射到掩模母版8上的照明光3的束的浓密光束入射方向9相对于物平面5的法线10围成非常小的角度。因此，浓密光束入射方向9与法线10围成小于3°的角度，且在根据图1的构造的变型中可精确地为0°。通过略微修改照明光学系统6的设计，浓密光束入射方向9与法线10之间也可以是其他角度，例如浓密光束入射方向9与法线10之间的角度可为2.5°、2°、1.5°、1°或0.5°。
入射到掩模母版8上的照明光3的束的边缘光束11(参照图1)与法线10围成小于4°的角度。入射到掩模母版8上的照明光3的束在物场4上的最大入射角小于4°。
投射光学系统形式的成像光学系统12用于引导成像光3以及将掩模母版8成像到像平面14中的像场13中，其布置于投射曝光系统1的光束路径中物场4的下游。像平面14平行于物平面5。
通过成像光学系统12的成像发生在晶片15形式的基板的表面上。掩模母版8及晶片15由支撑件承载，其未详细显示。图1中以8a示意地显示了掩模母版支撑件，而图1中以15a示意地显示了晶片支撑件。投射曝光系统1为扫描曝光机（scanner）形式。在投射曝光系统1的操作过程中，一方面在物平面5上，另一方面在像平面14上扫描掩模母版8及晶片15两者。投射曝光系统1也可以是步进曝光机（stepper）类型，其中在晶片15的单独（individual）曝光之间，进行掩模母版8（一方面）和晶片15（另一方面）的步进位移。
图1及图2显示了成像光学系统12的第一构造的光学设计。光束路径被显示为具有成像光3的超过三十个单独光束16，它们从中心物场点以及从限定物场的两个相对边缘的两个物场点开始行进。
根据图1至图5的成像光学系统12一共具有四个反射镜，它们依照单独光束16的从物场4开始行进的光束路径的顺序连续编号为M1至M4。成像光学系统的设计中计算的反射镜M1至M4的反射面显示在图1至图5中。仅使用所显示的这些面的一部分（section），如图1至5所示，特别是反射镜M1及M4。
反射镜M2及M3分别具有通孔17、18，供成像光3通过。因此，反射镜M2及M3为遮蔽反射镜。特别地，在成像光学系统12的接近瞳的区域中，由于此遮蔽，成像光3的束具有不存在单独光束16的内部区域。法线10与入射浓密光束9穿过的此类型的内部自由区域19存在于反射镜M1与物场4之间。输入耦合反射镜7布置在此自由区域19中。输入耦合反射镜7耦合穿过成像光学系统12的反射镜M2中的通孔17的照明光3。
中心物场点的主要光束因为遮蔽而不属于光束路径，且在成像光学系统12中具有0°的主要光束角度。这表示中心物场点的此主要光束与物平面5的法线10重合。
两个反射镜M1及M4具有封闭(closed)的反射面，即，没有通孔。分别使用反射镜M1及M4的反射面的边缘，换言之，单独光束16不入射在中心区域20、21外部。
有关成像光学系统12的光学设计数据将总结于下面的表中，已借助于光学设计程序
Figure BDA00002840069400061
获得了所述数据。
成像光学系统12的反射镜M1至M4被构造为自由形状面，其无法通过旋转对称函数描述。也可以使用成像光学系统12的其他构造，其中反射镜M1至M4中的至少一个具有此类型的自由形状反射面。成像光学系统12的构造也可以为：反射镜M1至M4皆不具有此类型的自由形状反射面，且被构造为例如球面或旋转对称非球面。
此类型的自由形状面可由旋转对称参考面产生。从US2007-0058269A1已获知此类型的自由形状面作为用于微光刻的投射曝光系统的投射光学系统中的反射镜的反射面。
自由形状面可数学地描述为以下等式：
Z = cr 2 1 + 1 - ( 1 + k ) c 2 r 2 + Σ j = 2 N C j N radius m + n X m Y n
其中：
j = ( m + n ) 2 + m + 3 n 2 + 1
Z为在点x,y(x2+y2=r2)处的自由形状面的矢高。c为常数，其对应于相应非球面曲线的顶点。k对应于相应非球面的圆锥常数。Cj为单项式XmYn的系数。通常，c、k及Cj的值可基于投射光学系统12内的反射镜的期望光学特性而确定。Nradius为系数Cj的标准化因子。单项式的阶次(m+n)可随需要而变化。更高次的单项式可使投射光学系统的设计具有更好的像差校正，但计算更复杂。m+n可采用在3至超过20之间的值。
也可由泽尔尼克多项式(Zernicke polynomial)数学地描述自由形状面，例如在光学设计程序
Figure BDA00002840069400064
的手册说明了这种多项式中。替代地，可借助于二维样条表面描述自由形状面，其示例有贝塞尔(Bezier)曲线或非均匀有理基样条(NURBS)。二维样条表面可例如由xy平面中的点的网络及相关的z值描述，或由这些点及其相关的斜率描述。根据样条表面的相应类型，通过使用例如连续性和可微分性具有特定特性的多项式或函数在网络点之间进行内插而获得完整表面。其例子是解析函数。
反射镜M1至M4承载多个反射层，以优化它们对所照射的EUV照明光3的反射。单独光束16对反射镜表面的入射角度越接近垂直入射，可越好地优化反射。
关于光学组件的光学表面以及孔径光阑的以下表格中的第一个分别给出了曲线顶点的倒数值(半径)以及对应于从物平面起的光束路径中的相邻元件的z间距的距离值(厚度)。第二个表提供了用于反射镜M1至M4的以上给出的自由形状面等式中的单项式XmYn的系数Cj。
系数 M1 M2 M3 M4
K 7.933669E+00 9.780709E-02 7.456818E+02 2.840848E+01
Y 0.000000E+00 0.000000E+00 0.000000E+00 0.000000E+00
X2 2.381563E-04 6.413331E-07 3.051041E-05 -1.015153E-04
Y2 2.381232E-04 6.373453E-07 3.048995E-05 -1.014924E-04
X2Y -5.537977E-16 -2.321361E-17 -1.845035E-15 -1.580613E-15
Y3 2.013514E-14 8.138909E-16 5.173978E-14 2.281477E-14
X4 1.256484E-10 -1.948037E-13 -9.929476E-11 -2.204254E-09
X2Y2 2.520588E-10 -3.790132E-13 -1.896949E-10 -4.387895E-09
Y4 1.241542E-10 -2.197477E-13 -1.210703E-10 -2.261909E-09
X4Y -7.533751E-21 -3.759379E-23 -7.811734E-20 -2.977102E-19
X2Y3 -1.903279E-20 1.445842E-22 -8.845743E-19 -3.143742E-18
Y5 -5.865053E-19 -3.570655E-21 -2.969197E-17 -1.392989E-16
X6 9.540616E-17 2.259846E-21 -4.287360E-15 -2.275941E-14
X4Y2 2.848644E-16 8.962931E-21 -1.299811E-14 -6.911054E-14
X2Y4 2.934505E-16 6.701766E-21 -1.281042E-14 -6.826768E-14
Y6 9.607731E-17 -4.833228E-21 -3.858774E-15 -1.939697E-14
X6Y 8.131548E-26 2.346252E-29 4.147110E-24 4.062502E-23
X4Y3 2.458234E-25 5.572185E-29 -7.111814E-24 -1.021294E-22
X2Y5 3.703991E-24 -8.954926E-28 3.152802E-22 3.057265E-21
Y7 -5.520924E-24 -2.643931E-27 8.479774E-22 1.206800E-20
Nradius 1.000000E+00 1.000000E+00 1.000000E+00 1.000000E+00
成像光学系统12在物场4与像场13之间具有4x的缩小成像比例。成像光学系统12的像侧数值孔径为0.33。成像光学系统12中的像场13的尺寸为2mm x26mm。像场13的尺寸至少为1mm x10mm。像场13为矩形。
像场13的具有26mm范围的长边在图2的绘图平面中。像场13的具有2mm范围的短边在图1的绘图平面中。
成像光学系统12具有0.7的瞳遮蔽。此瞳遮蔽被定义为最小像场侧孔径角度α的正弦与成像光学系统12的像侧数值孔径之间的比值。最小像侧孔径角度α(参考图1)为像平面5的法线10与具有最小像侧入射角的单独光束16之间的角度。
瞳遮蔽亦可以为大于0.5的其他数值。
针对13.5nm的设计波长，在成像光学系统12中整体像场13上的波前误差至多为100mλrms(均方根)。
在像场13上，成像光学系统12的畸变小于0.9nm。
下面将参考图3描述在使用成像光学系统12的投射曝光系统1内的物场4的替代照明。对应于上面已经参照图1及图2描述的组件的组件将具有相同的参考符号，且将不再详细描述。
照明光学系统22的引导组件（其在图3中被示意地显示为方块22a）被构造为产生照明光3的环形中间焦点23。环形中间焦点23可例如由来自点状光源的所谓“扫描圆锥(swept conic)”(在包含旋转轴的截面中具有弯曲的反射壁面的圆锥设计)产生。
照明光3(类似于图1的视图，从图3的子午截面中的中间焦点23起，仅示出了内部和外部边缘光束11)从中间焦点23出发，照射于场分面反射镜24上，其中场分面反射镜24围绕中心物场点的法线环状地布置。在场分面反射镜24上的反射后，照明光3照射在也围绕法线10环状布置的瞳分面反射镜25上。
场分面反射镜24具有通孔26，其足够大使得由反射镜M2反射至反射镜M3的成像光3得以通过它。
瞳分面反射镜25具有通孔27，其足够大使得成像光3在物场4与反射镜M1之间的光束路径中通过它。瞳分面反射镜25布置于反射镜M2的通孔17的内部。
在瞳分面反射镜25上的反射之后，照明光3从成像光学系统12的反射镜M1的中心区域20反射至物场4。照射于掩模母版8上的照明光3的束的浓密光束入射方向9准确地位于物场4的中心物场点上的法线10上。因此，在图3的构造中，浓密光束入射方向9与法线10围成角度0°。
借助于图4，下文将描述使用成像光学系统12的投射曝光系统1内的物场4的替代照明。对应于以上参照图1及图2所描述的组件的组件将具有相同的参考符号，且将不再详细描述。
根据图4的照明光学系统28被设计为照明透射的掩模母版29，即，物场4中透射照明光3的掩模母版29。
照明光学系统28（其引导组件被继而组合形成图4中的方块28a）在中间焦平面30中产生中间焦点。从此中间焦点出发，照明光3首先在场分面反射镜31上反射，接着在瞳分面反射镜32上反射，且接着透射穿过掩模母版29。在图4的插图中，在平面视图中显示了掩模母版29。掩模母版29具有外部支撑框33。许多细并行线34跨越在相对的边缘侧框条片（web）之间。相邻的线34之间存在空隙（empty space）35。在图4的插图的示意图中，以夸张的宽度显示了线34及空隙。事实上，存在非常大数量的这类线34，所以线的宽度以及线之间的间隙都在微米或甚至更小的范围中。
图5示出了图4的用于照明透射的掩模母版29的照明光学系统36的替代设计。对应与以上参照图1至图4所描述的组件的组件将具有相同的参考符号，且将不再详细描述。
在照明光学系统36中，其引导组件也被示意地组合形成方块36a。
在中间焦平面30后，照明光3首先入射在环形场分面反射镜37上且接着入射在环形瞳分面反射镜38上，并由此被反射进入物场4，物场4中透射通过掩模母版29。在中间焦平面30与场分面反射镜37之间的光束路径中，照明光3穿过瞳分面反射镜38中的通孔。在瞳分面反射镜38与掩模母版29之间的光束路径中，照明光3穿过瞳分面反射镜37中的通孔。
在根据图5的实施例中，反射照明和成像光3的所有反射镜面(换言之，特别地，场分面反射镜37、瞳分面反射镜38、及反射镜M1至M4)可被构造为关于中心物场点的法线10旋转对称的面。
在根据图4的实施例中，掩模母版支撑件29a被构造为接收照明光3透射通过的掩模母版29。照明光3及成像光3均没有被掩模母版支撑件29a阻挡。
借助于图6及图7，下文将描述成像光学系统39的另一构造，其可用以取代投射曝光系统1中的成像光学系统12。对应于以上参照图1至图5所描述的组件的组件将具有相同的参考符号，且将不再详细描述。
成像光学系统39一共具有六个反射镜M1至M6，其依照从物场4开始的单独光束16的光束路径顺利连续编号为M1至M6。成像光学系统39的设计中所计算的反射镜M1至M6的反射面被依次显示。仅反射镜M1至M6所显示的面的一部分分别被依次使用。
成像光学系统39的中间像平面40位于反射镜M4与M5之间的光束路径中。反射镜M2、M3、M5及M6分别具有通孔17、18、41、42，供成像光3通过。其他反射镜M1及M4也分别被在边缘处使用，因此如同在图1至5的成像光学系统12中一样，中心区域20、21没有被成像光3所照射。特别地，成像光学系统39的前4个反射镜M1至M4的设计系类似于成像光学系统12的设计。反射镜M5及M6为遮蔽中继(relay)光学系统，以增加像侧数值孔径至数值0.50。
成像光学系统39的像场13的尺寸为1mm x13mm。成像光学系统39以8x的成像因子缩小。根据具有反射镜M5及M6的中继光学系统的设计，也可实现其他的成像因子。成像光学系统39的像场13的长边在图7的绘图平面中，而短边在图6的绘图平面中。
成像光学系统39的光学设计数据将依次被总结于下面的表格中。自由形状面的数学描述对应于前文参考图1至图5的实施例所描述的数学描述。针对根据图6及7的构造的表格结构也对应于有关根据图1至图5的构造的表格结构。
表面 半径 距离值 操作模式
物平面 无限 1924.599
M1 1166.055 -1008.290 REFL
M2 1407.221 0.000 REFL
光阑 无限 1479.641
M3 274.802 -200.000 REFL
M4 440.953 621.670 REFL
M5 -2139.439 -275.414 REFL
M6 590.813 325.414 REFL
像平面 无限 0.000
系数 M1 M2 M3
K 3.137461E+01 9.725759E-02 -7.047904E-01
Y 0.000000E+00 0.000000E+00 0.000000E+00
X2 7.378066E+00 -7.166206E-01 -1.945036E-03
Y2 7.901323E+00 -5.504168E-01 2.360526E-03
X2Y 0.000000E+00 0.000000E+00 0.000000E+00
Y3 0.000000E+00 0.000000E+00 0.000000E+00
X4 -7.828145E-02 6.591118E-03 5.727904E-04
X2Y2 -6.832679E-02 -7.425390E-03 1.614149E-03
Y4 -1.819560E-02 -1.225121E-02 -1.287872E-03
X4Y 0.000000E+00 0.000000E+00 0.000000E+00
X2Y3 0.000000E+00 0.000000E+00 0.000000E+00
Y5 0.000000E+00 0.000000E+00 0.000000E+00
X6 -7.673374E-02 3.999186E-03 -2.764424E-04
X4Y2 -2.883221E-01 1.441305E-02 -1.512752E-03
X2Y4 -3.536469E-01 1.094338E-02 -4.903659E-04
Y6 -1.367604E-01 2.763760E-03 4.847195E-04
X6Y 0.000000E+00 0.000000E+00 0.000000E+00
X4Y3 0.000000E+00 0.000000E+00 0.000000E+00
X2Y5 0.000000E+00 0.000000E+00 0.000000E+00
Y7 0.000000E+00 0.000000E+00 0.000000E+00
X8 -4.334528E-02 4.543210E-04 -2.764313E-05
X6Y2 -1.306885E-01 2.259698E-03 2.296828E-04
X4Y4 -1.505326E-01 3.821074E-03 4.795926E-04
X2Y6 -1.181158E-01 2.710752E-03 1.693722E-04
Y8 -7.042143E-02 2.756588E-04 -1.155601E-04
X8Y 0.000000E+00 0.000000E+00 0.000000E+00
X6Y3 0.000000E+00 0.000000E+00 0.000000E+00
X4Y5 0.000000E+00 0.000000E+00 0.000000E+00
X2Y7 0.000000E+00 0.000000E+00 0.000000E+00
Y9 0.000000E+00 0.000000E+00 0.000000E+00
X10 -5.895227E-03 2.090026E-04 8.157856E-06
X8Y2 -3.674394E-02 9.457334E-04 -2.194328E-05
X6Y4 -8.188158E-02 1.703021E-03 -1.282275E-04
X4Y6 -6.939705E-02 1.582290E-03 -1.988153E-04
X2Y8 -8.174322E-03 7.991963E-04 -9.169346E-05
Y10 2.990074E-02 2.282136E-04 6.998528E-06
Nradius 1.299817E+02 3.430940E+02 3.880834E+01
系数 M4 M5 M6
K -1.097167E-02 7.758477E+00 2.867627E-01
Y 0.000000E+00 0.000000E+00 0.000000E+00
X2 -6.970412E-07 4.443402E+00 6.713143E+00
Y2 2.695817E-07 3.576764E+00 6.435953E+00
X2Y 0.000000E+00 0.000000E+00 0.000000E+00
Y3 0.000000E+00 0.000000E+00 0.000000E+00
X4 1.892869E-11 2.062571E+00 8.255535E-02
X2Y2 3.379566E-11 2.207828E+00 1.694564E-01
Y4 -1.070956E-10 4.737881E-01 7.840923E-02
X4Y 0.000000E+00 0.000000E+00 0.000000E+00
X2Y3 0.000000E+00 0.000000E+00 0.000000E+00
Y5 0.000000E+00 0.000000E+00 0.000000E+00
X6 1.358062E-16 1.323214E+00 8.181421E-04
X4Y2 -1.163835E-14 8.013364E+00 -4.351712E-02
X2Y4 -1.270577E-14 9.543790E+00 -1.776089E-02
Y6 9.642566E-15 3.455184E+00 5.034396E-04
X6Y 0.000000E+00 0.000000E+00 0.000000E+00
X4Y3 0.000000E+00 0.000000E+00 0.000000E+00
X2Y5 0.000000E+00 0.000000E+00 0.000000E+00
Y7 0.000000E+00 0.000000E+00 0.000000E+00
X8 -1.510421E-19 2.978824E+00 1.518802E-03
X6Y2 2.588503E-18 7.421738E+00 1.912359E-02
X4Y4 6.666666E-18 5.918364E+00 1.844742E-02
X2Y6 5.468202E-18 2.863379E+00 -5.478091E-03
Y8 -1.102816E-19 5.514084E-01 3.891310E-03
X8Y 0.000000E+00 0.000000E+00 0.000000E+00
X6Y3 0.000000E+00 0.000000E+00 0.000000E+00
X4Y5 0.000000E+00 0.000000E+00 0.000000E+00
X2Y7 0.000000E+00 0.000000E+00 0.000000E+00
Y9 0.000000E+00 0.000000E+00 0.000000E+00
X10 2.032871E-23 -5.009193E-01 3.951301E-03
X8Y2 -1.443469E-22 -8.084060E-01 1.879087E-02
X6Y4 -6.923704E-22 1.084200E+00 3.890871E-02
X4Y6 -1.089010E-21 2.024312E+00 4.379397E-02
X2Y8 -5.705673E-22 1.092084E+00 2.402659E-02
Y10 -3.049813E-23 1.001429E-01 1.614189E-03
Nradius 0.000000E+00 1.592939E+02 1.432010E+02
根据图3的构造中的反射镜M1的中心区域20作为照明反射镜部分，用以在光源2与物场4之间的光束路径中引导照明光3。围绕此中心区域20，反射镜M1在环状成像反射镜部分中用于在物场4与像场13之间的光束路径中引导照明光3。
成像光学系统39中的瞳遮蔽为0.55。
在成像光学系统39中，反射镜M3及M6被布置为背对背(back to back)。
借助于图8，下文将描述成像光学系统43的另一构造，其可用以取代投射曝光系统1中的成像光学系统12及39。对应于以上参照图1至图7所描述的组件的组件将具有相同的参考符号，且将不再详细描述。
成像光学系统43一共具有M1至M4四个反射镜，其依照从物场4开始的单独光束16的光束路径的顺序依次编号为M1至M4。成像光学系统43的设计中计算的反射镜M1至M4的反射面被依次显示。仅反射镜M1至M4所显示的面的一部分分别被依次使用。
反射镜M2、M3及M4分别具有通孔17、18、21a，供成像光3通过。在图8中没有以正确的成像比例显示这些通孔17、18、21a的尺寸。反射镜M1也具有通孔44a，供成像光3通过，供成像光3经由输入耦合反射镜7耦合并照明物场4。输入耦合反射镜7由图8中的虚线表示，类似于图6。作为图8所显示的输入耦合反射镜7的位置的替代，输入耦合反射镜7可布置在反射镜M1与M2之间。在此情况中，反射镜M1可被构造为具有封闭的反射镜面，其中心区域未被使用，如前文结合例如根据图1及图6的构造所描述的。
成像光学系统43的像侧数值孔径为0.33，且像场13的尺寸为2mm x26mm。成像光学系统43的缩小成像比例为4x。成像光学系统43的像场13的短边在图8的绘图平面中。在13.5nm的设计波长处，成像光学系统43具有0.03λrms范围中的平均波前误差以及小于0.8nm的畸变。
成像光学系统43中的瞳遮蔽为0.45。
成像光学系统43的光学设计数据将依次总结于以下表格中。
反射镜M1至M4的反射面的精确表面形状由以下针对矢高z(h)的非球面方程描述：
z ( h ) = ch 2 1 + SQRT { 1 - ( 1 + K ) c 2 h 2 } + Ah 4 + Bh 6 + Ch 8 + Dh 10 + Eh 12 + Fh 14 + Gh 16
此处的h为与成像光学系统1的光学轴(即法线9)的间距。因此，h2=x2+y2。“半径”的倒数为方程中的c。
以下第一表的结构在结构上对应于有关成像光学系统12及39的设计数据的相应第一表。在以下第二表中，针对反射镜M1至M4，给出根据上述非球面方程的系数K以及A到G。
Figure BDA00002840069400141
Figure BDA00002840069400142
在成像光学系统43的构造中，所有反射镜M1至M4都被构造为关于光学轴44旋转对称的反射面。
瞳平面45位于成像光学系统43中的反射镜M3与M4之间。
反射镜M1及M4被布置为背对背。
为了产生微结构或纳米结构组件，投射曝光系统1被如下使用：首先，提供掩模母版8及晶片15。接着，借助于投射曝光系统1，将掩模母版8上的结构投射至晶片15的光感层。通过显影光感层，在晶片15上形成微结构或纳米结构，并因此制造出微结构组件，例如高集成开关电路形式的半导体组件。
若本发明的设计用于透射照明光的掩模母版，则当其中物允许通过的成像光的仅零级及第一衍射级到达成像光学系统的照明成为可能时，不绝对必要在光学系统的成像光学系统中使用遮蔽光阑。

Claims (15)

1.一种用于EUV投射光刻的成像光学系统（12；39；43），
具有多个反射镜（M1-M4、M1-M6），将物平面（5）中的物场（4）成像至像平面（14）中的像场（13），
具有至少为0.3的像侧数值孔径，
具有大于0.40的瞳遮蔽，
其特征在于像场尺寸至少为1mm x10mm。
2.如权利要求1所述的成像光学系统，其特征在于所述多个反射镜正好包含四个反射镜（M1-M4）。
3.如权利要求1或2所述的成像光学系统，其特征在于所述物场（4）与所述像场（13）之间的缩小成像比例至少为4x。
4.如权利要求1至3中的任一项所述的成像光学系统，其特征在于所述像场（13）上的波前误差至多为100mλrms。
5.如权利要求1至4中的任一项所述的成像光学系统，其特征在于具有至少一个中间像平面（40）。
6.一种用于EUV投射光刻的成像光学系统（12；43），
具有正好四个反射镜，将物平面（5）中的物场（4）成像至像平面（14）中的像场（13），
具有至少为0.3的像侧数值孔径，
具有至少为1mm x 10mm的像场尺寸，
具有至多为100mλrms的波前误差。
7.如权利要求1至6中的任一项所述的成像光学系统，其特征在于所述反射镜（M1-M4；M1-M6）中的至少一个的反射表面被构造为自由形状面。
8.如权利要求1至6中的任一项所述的成像光学系统，其特征在于所有所述反射镜（M1-M4；M1-M6）的反射表面被构造为旋转对称面。
9.一种光学系统，
具有根据权利要求1至8中的任一项所述的成像光学系统（12；39；43），
具有照明光学系统（6；22；28；36），将EUV光源（2）的照明光（3）传输至所述物场（4）。
10.如权利要求9所述的光学系统，其特征在于使用具有以下部分的反射镜（M1）：在所述物场（4）与所述像场（3）之间的光束路径中引导成像光（3）的成像反射镜部分、以及在所述光源（2）与所述物场（4）之间的光束路径中引导照明光（3）的照明反射镜部分（20）。
11.如权利要求9或10所述的光学系统，其特征在于被构造为使得能够在所述物场（4）中布置透射所述照明光（3）的掩模母版（8）。
12.一种投射曝光系统（1），具有
根据权利要求9至11中的任一项所述的光学系统，
EUV光源（2），
支撑掩模母版的掩模母版支撑件（8a），
支撑晶片（15）的晶片支撑件（15a）。
13.如权利要求12所述的投射曝光系统，其特征在于所述掩模母版支撑件（29a）被构造为接收透射所述照明光（3）的掩模母版（8）。
14.一种用于制造结构组件的方法，包含以下方法步骤：
提供掩模母版（8）及晶片（15），
借助于根据权利要求12或13的投射曝光系统（1），将所述掩模母版（8）上的结构投射至所述晶片（15）的光感层上；以及
在所述晶片（15）上产生微结构或纳米结构。
15.一种根据权利要求14所述的方法制造的结构组件。
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