CN103189800B - 微光刻曝光设备的投射物镜 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种设计用于EUV的微光刻投射曝光设备的投射物镜，将在投射曝光设备的操作中被照明的物平面成像于像平面中，其中该投射物镜具有至少一个包含多个独立的反射镜区段(161-163；261-266、281-284；311、312；411、412；510-540)的反射镜区段布置(160、260、280、310、410、500)；及其中与同一反射镜区段布置的反射镜区段关联的是彼此不同且分别被提供用于将物平面(OP)成像于像平面(IP)中的局部光束路径，其中所述局部光束路径在像平面(IP)中叠加，及其中在像平面(IP)中的同一点叠加的至少两个局部光束由该同一反射镜区段布置的不同反射镜区段反射。

Description

微光刻曝光设备的投射物镜
相关申请案的交叉引用
本申请案主张于2010年11月5曰申请的德国专利申请案DE102010043498.1和US61/410521的优先权。这些申请案的内容在此以引用方式并入。
技术领域
本发明涉及设计用于EUV的微光刻投射曝光设备的投射物镜与光学地调整投射物镜的方法。
背景技术
微光刻技术用于生产诸如集成电路或LCD的微结构化组件。微光刻工艺在具有照明系统及投射物镜的所谓“投射曝光设备”中执行。在此情形中，利用投射物镜，将由照明系统照明的掩模(mask)(＝掩模母版(reticle))的像投射至涂布有光敏层(光刻胶(photoresist))且布置在投射物镜的像平面(imageplane)中的基板(substrate)(例如硅晶片(silicon wafer))上，以将掩模结构转印至基板上的光敏涂层上。
由于缺少合适的透明折射材料(translucent refractive material)可供使用，在设计用于EUV范围(也就是说，在例如约13nm或约7nm的波长)的投射物镜中，使用反射镜(mirror)作为光学组件用于成像过程。
典型的设计用于EUV的投射物镜(例如从US7538856B2所知的)例如可具有在从0.2至0.3的范围内的像侧数值孔径(image-side numericalaperture)(NA)，以及可使物场(object field)(例如为环形的)再现于像平面或晶片平面中。
对于增加像侧数值孔径(NA)的方法而言，实际上出现的问题是在许多方面都对反射镜表面的尺寸的增加(这与数值孔径的增加有关)设有限制；一方面，随着反射镜尺寸的增加，尤其是使长波表面误差(long-wave surface error)减少到所需限值以下的值变得越来越难，就这方面而言，更大的反射镜表面需要更大的非球面等。此外，增加反射镜尺寸需要更大的用于制造的加工机器，且在所使用的加工工具(诸如研磨(grinding)、研光(1apping)及抛光(polishing)机器、干涉仪及清洁与涂布设备)上会有更严格的要求。此外，制造更大的反射镜使得必须使用更重的反射镜基体，其就特定限制而言，将因重力而几乎无法仍然安装在适当的位置或弯曲超出可接受的程度。
与反射镜尺寸增加有关的另一个问题由照明光束路径区域的遮蔽产生。在该方面，一般公认可以使用具有中央遮拦(central obscuration)的系统，但其中仍然出现以上描述的问题。
此外，还从WO2008/020965A2得知，通过引导多个独立的基板朝向共同焦点及接着使每个基板涂布有反射EUV的多层，可制造EUV光源的聚光反射镜(collector mirror)。为了定向例如形式为椭球面反射镜的聚光反射镜，使用一个或多个致动器(actuator)，用于相对于载体结构(carrier structure)定向至少一个基板，此定向过程的进行取决于从椭球面反射镜的第一焦点偏转至第二焦点的光的测量。
发明内容
本发明的目的在于提供一种微光刻投射曝光设备的投射物镜，其允许实施较高的数值孔径，同时至少明显避免上述生产-工程的问题。
通过独立权利要求1的特征来达到此目的。
根据本发明的设计用于EUV的微光刻投射曝光设备的投射物镜，用于将在投射曝光设备的操作中被照明的物平面成像于像平面中，该投射物镜具有至少一个反射镜区段布置(mirror segment arrangement)，其包含多个独立的(separate)反射镜区段(mirror segment)，其中与同一反射镜区段布置的反射镜区段相关联的是彼此不同且分别被提供用于将物平面成像于像平面中的局部光束路径(partial beam path)，其中所述局部光束路径在像平面中叠加(superpose)，及其中在像平面中的同一点叠加的至少两个局部光束由同一反射镜区段布置的不同反射镜区段反射。
在该方面，根据本发明的反射镜区段布置中的相邻反射镜区段可以光学无缝地组装在一起或也可具有相对于彼此的有限间隔，这可通过生产过程来管理，或者亦可以为了调整反射镜区段布置的目的而被特定地有目的地提供。
局部光束路径在此及下文中又称为“同时局部光束路径(simultaneouspartial beam paths)”该局部光束路径根据本发明在像平面中叠加且分别涉及物平面(或掩模)到像平面或晶片平面中的成像，并且它们的像在像平面中叠加。
本发明尤其基于以分区段(segment-wise)的方式实施在投射物镜的成像光束路径中的至少一个反射镜的构思，亦即以包含多个独立的反射镜区段的反射镜区段布置取代单体反射镜(monolithic mirror)。
此外，通过同一反射镜区段布置的不同反射镜区段，反射在像平面中的同一点处叠加的至少两个局部光束。因此，根据本发明，像平面中的同一个点由被反射镜区段布置的不同反射镜区段反射且在像平面中的所述点中叠加的光束所达到。换言之，在同一反射镜区段布置的不同反射镜区段的作用或协作之下，一个物场被投射于一个像场中。因此，本发明例如不同于在先技术的具有不同光学组的光学系统的构思，其观念为不同的物场(在空间上彼此分开)经由独立的光学路径(包括不同的反射镜作为光束引导组件)造成不同的像场，其中物场中的同一个点专门由一个单个反射镜所反射的光束来照射。与这样的构思相反，本发明使得可以实现明显较高的数值孔径。
至少一个反射镜的分区段的结构(亦即以具有独立的反射镜区段的反射镜区段布置取代反射镜)在生产工程方面具有实质的优点：一方面，关于根据本发明的反射镜区段布置要加工的最大直径可显著小于对应的未分段反射镜的最大直径(例如仅为70％或更小的量级)。结果，在一些情况下，只有现在才能在技术上进行制造，或可以避免另外投资金钱在新的及较大的生产机器上。另一方面，由于单独(individual)反射镜区段可以更薄，所以要处理的组件与对应的未分段的反射镜相比，(总)质量(mass)实质更低，例如只有25％或更少的量级。由于总质量减少之故，亦可减少反射镜区段或布置因其固有重量而引起的重力导致的变形。
本公开亦涉及根据本发明的设计用于EUV的微光刻投射曝光设备的投射物镜，用于将在投射曝光设备的操作中被照明的物平面成像于像平面中，该投射物镜具有至少一个反射镜区段布置，其包含多个独立的反射镜区段，其中与同一反射镜区段布置的反射镜区段相关联的是局部光束路径，该局部光束路径彼此不同且分别被提供用于将物平面成像至像平面中，其中所述局部光束路径在像平面中叠加。
在实施例中，至少一个反射镜区段布置是投射物镜的反射布置(reflectingarrangement)，该布置关于光束路径是像平面侧(image plane side)的最后一个。
在实施例中，至少一个反射镜区段布置是投射物镜的具有最大尺寸的总光学有效表面(total optically effective surface)(即，总反射表面(total reflectingsurface))的反射布置。
在实施例中，至少一个反射镜区段布置具有至少三个反射镜区段，尤其是至少四个反射镜区段。
在实施例中，同一反射镜区段布置的反射镜区段分别彼此一起形成仅由过渡区域(transitional region)(其选择性地出现在相邻的反射镜区段之间)中断(interrupt)的连续反射表面。
在实施例中，提供至少两个反射镜区段布置，其各具有至少两个独立的反射镜区段，其中与同一反射镜区段布置的反射镜区段相关联的是彼此不同且分别被提供用于将物平面成像至像平面中且在像平面中叠加的光束路径。
在实施例中，一个反射镜区段布置的反射镜区段的相应的一个以具有同一局部光束路径的成对关系而与另一反射镜区段布置的反射镜区段的一个关联。
在实施例中，进一步提供了一种光阀布置(shutter arrangement)，其设计为使得可选择性将至少一个反射镜区段布置的照明限制于所述反射镜区段布置的不同反射镜区段。
本发明亦涉及一种设计用于EUV的微光刻投射曝光设备的投射物镜，用于将在投射曝光设备的操作中被照明的物平面成像于像平面中，其中投射物镜包含多个反射镜，及其中所述多个反射镜中具有最大尺寸的反射镜形成为包含多个独立的反射镜区段的反射镜区段布置。
如下面进一步论述的，最大反射镜(其尤其可以是像平面侧的最后一个反射镜)的分段构造特别有利，因为所述反射镜尤其与在像侧的数值孔径(NA)有关。
在本发明的另一方面，考虑以下事实：中间空间(intermediate space)出现在单独反射镜区段之间并影响成像性质。此问题的发生尤其与光束路径中的最后一个反射镜有关，更明确地说，该反射镜由于在像平面侧为远心的光束路径而不正好在光瞳平面(pupil plane)中，结果，所导致的成像误差具有场依赖分量(field-dependent component)。
本发明现在涉及以下构思：在系统的光瞳平面中布置合适的遮拦光阀布置(obscuration shutter arrangement)使得可提供遮拦效应，其精确地或至少局部地使得上述反射镜区段中间空间(mirror segment intermediate space)位于遮拦光阀的阴影中，或该遮拦在光瞳平面之外的阴影精确地或至少局部地覆盖反射镜区段中间空间。换句话说，根据本发明，利用以下事实：反射镜区段中间空间继续存在而不会干扰影响成像性质，因为遮拦光阀布置的阴影正好产生在对应区域上。换言之，遮拦光阀在反射镜区段布置上的阴影投射至少局部地覆盖在反射镜区段中间空间上。因此，在没有遮拦光阀的情况下将会入射于反射镜区段中间空间上的光被遮拦光阀遮掉/阻挡。
在考虑前述背景下，根据实施例，在投射物镜的光瞳平面中提供一种遮拦光阀，其中遮拦光阀被设计为使得遮拦光阀在反射镜区段布置上的阴影投射覆盖在反射镜区段中间空间上。
此外，在有利的实施例中，至少一个反射镜区段布置被设计为(或在单独反射镜区段之间具有这种“分区(partition)”)使得反射镜区段之间的反射镜区段中间空间具有如下几何形状，该几何形状至少按区域(region-wise)为环状，或具有环形区段(ring segment)的形状。反射镜区段中间空间的该环形几何形状具有附加的优点：不会因遮拦而发生取向依赖性的成像效应(orientation-dependent imaging effect)。相反地(关于光传播方向或光学系统轴)，以不同方位角(azimuth angle)布置且在径向上延伸的反射镜区段中间空间具有以下效应：特定衍射级(diffraction order)进入反射镜区段中间空间的区域，而其它衍射级并不进入反射镜区段中间空间，使得具有彼此不同的取向的结构展现不同的成像特性。但上述构思并不限于环形形式或环形区段形状的反射镜区段中间空间，因此亦涵盖其它几何形状，其中反射镜区段中间空间位于遮拦光阀的阴影中。
由于遮拦光阀布置会对成像性质具有影响(其尽可能小或几乎不导致干扰)，该遮拦光阀布置优选具有旋转对称性(但本发明并不受此限制)。在遮拦光阀布置为环形几何形状时，遮拦光阀布置对成像性质的影响最小，因为此时，每个待成像的结构或每个衍射级均经历相同的遮拦效应(与其取向无关)。在其它实施例中，遮拦光阀布置亦可被设计为相对于光学系统轴(opticalsystem axis)具有n重(n-fold)对称性(尤其是四重对称性)，致使针对特定结构或衍射级达到相同的遮拦。
在另一方面，本发明亦涉及一种生产设计用于EUV的微光刻投射曝光设备的投射物镜的方法，该投射物镜用于将在投射曝光设备的操作中被照明的物平面成像于像平面中，所述投射物镜具有多个反射镜，其中所述反射镜的至少一个由多个独立的反射镜区段构成。
根据实施例，使所述反射镜由多个独立的反射镜区段构成，使得在像平面中的同一点叠加的至少两个局部光束由所述多个独立的反射镜区段的不同反射镜区段反射。
根据实施例，由多个独立的反射镜区段构成的所述反射镜关于光束路径是像平面侧的最后一个。
根据实施例，由多个独立的反射镜区段构成的所述反射镜是具有最大尺寸的总光学有效表面的反射镜。
根据实施例，这些反射镜区段的至少两个可以光学无缝地接合一起(例如通过挤合(Wringing))。此外，这些反射镜区段的至少两个亦可相对于彼此以有限间隔固定。
在另一方面，本发明亦涉及一种光学调整微光刻投射曝光设备的投射物镜的方法，其中投射物镜具有多个反射镜，其在调整操作期间定向到其工作位置(working position)中，用于微光刻工艺，其中投射物镜具有至少一个反射镜区段布置，其包含多个独立的反射镜区段，及其中关于反射镜区段，在彼此不同的至少两个调整步骤中进行调整，该反射镜区段在相应调整步骤中对物平面到像平面中的成像有贡献。
本发明另外还涉及光学调整微光刻投射曝光设备的投射物镜的布置，其中投射物镜具有多个反射镜，其在调整操作期间定向于其工作位置，用于微光刻工艺，其中投射物镜具有至少一个反射镜区段布置，其包含多个独立的反射镜区段，其中该布置具有至少一个可变光阀布置，利用该至少一个可变光阀布置，可选择性将反射镜区段布置的照明限制到一个或多个反射镜区段。
本发明的其它构造请见说明及所附权利要求。
下文利用作为示例而在附图中示出的实施例而更详细地说明本发明。
附图说明
图中：
图1显示图解根据本发明的实施例的投射物镜的结构的示图；
图2显示图解根据本发明另一实施例的投射物镜的结构的示图；
图3显示图解根据本发明的测量布置中的不同可能的光阀布置的不同视图：
图4显示根据本发明的可能的结构的示图，以图解同时局部光束路径的测量布置的结构；
图5显示图解本发明的另一实施例的示图；及
图6-11显示图解本发明的另一方面的示图。
具体实施方式
图1显示投射物镜100的结构的示图，其中反射镜由包含独立的反射镜区段的反射镜区段布置取代。投射物镜的基本结构(不具有根据本发明的分段(segmentation))见于US7538856B2，因此不属于本申请案要求的主题(subject-matter)。
在投射物镜100中，EUV辐射从照明系统(未显示)入射于掩模(掩模母版)R上，该掩模具有通过狭缝(slot)S而成像的结构，该狭缝限定要被照明的掩模R的区域。投射物镜100具有多个反射镜(在示出的实施例中，有六个反射镜)110-160，其中关于光束路径为像平面侧的最后一个的反射镜160(如图1仅概略显示的)在形式上为包含独立的反射镜区段161、162及163的反射镜区段布置。
在像平面侧为最后一个的(且同时是最大的)反射镜的分段构造尤其有利，因为该反射镜尤其与像侧的数值孔径(NA)有关。但本发明并不受此限制，因此，代替像平面侧的最后一个反射镜，投射物镜100的另一个反射镜亦可细分成独立的区段。在另外的实施例中，多个反射镜(亦即两个或更多的反射镜)亦可细分成独立的区段，如下文参考图2所述。此外，应明白，图1中选择的三个反射镜区段的数目仅作为示例，以及也可以提供分成更多的或更少的(亦即仅两个)反射镜区段的分段。
投射物镜100在像平面侧为远心，但在物平面侧(亦即在掩模R的部分上)为非远心，以避免与从照明系统入射的光的干涉现象。
此处仅概略表示的测量布置(measuring arrangement)170，用作测量同时局部光束路径或其叠加，如下文所更详细说明的。
图2显示图解根据本发明另一实施例的投射物镜200的结构的示图，其中存在两个具有分段类型(segmented nature)的反射镜。投射物镜的基本结构(不具有根据本发明的分段)见于WO2009/052932A1，因此不属于本申请案要求的主题。
投射物镜200具有六个未分段的反射镜210-250及270，以及两个反射镜区段布置260、280，其中就光束路径而言是最后一个的反射镜区段布置280细分成四个反射镜区段281-284，而在光传播方向上的倒数第三个位置中的反射镜区段布置260细分成六个反射镜区段261-266。
此外，就光束路径而言布置在像平面侧的最后三个位置中的反射镜区段布置260及280以及反射镜270分别被遮拦，且具有用于入射在光轴(opticalaxis)OA的位置上的光的通孔(through opening)。就光束路径而言布置在倒数第四个位置中的反射镜250未被遮拦并在投射物镜的光瞳平面PP中产生由其外围边缘限定的遮蔽。就光束路径而言是最后一个的反射镜区段布置280及像平面IP之间存在中间像(intermediate image)IMI。
在图2的投射物镜200中，反射镜区段布置260的反射镜区段261-266的相应的一个以具有同一局部光束路径的成对关系而与另一反射镜区段布置280的反射镜区段281-284之一相关联。在图2中，以箭头强调此对反射镜区段(即包含反射镜区段261及284)以及局部光束路径的对应部分。所有这些区段对的全部定义一组同时局部光束路径。在图2中概略表示的且以参考符号290表示的以及如下所描述的测量布置用于一方面确保每个局部光束路径本身无像散(stigmatic)，以及另一方面确保分别由局部光束路径产生的像根据相应的像结构宽度而在晶片平面中交迭(overlap)。
为调整投射物镜，利用致动器使反射镜区段布置的反射镜区段相对于彼此以及还(作为整体)相对于系统定向。因此，本发明还涉及测量布置及允许调整反射镜区段的致动器系统的组合。根据本发明的测量布置已经可在系统装配或初始调整期间，以及还在持续操作期间或在投射曝光设备的扫描器(scanner)中使用。
基本上合适的布置描述于WO2007/062808A1中，其公开了用于测量主动反射镜的“掠入射干涉仪(grazing incidence interferometer)”。可以相似方式将该干涉仪用于根据本发明的反射镜区段布置的测量中。此外，亦可使用如US2008/0144043A1中公开的系统波前干涉仪(system wave frontinterferometer)来检查整体反射镜的取向。当使用此干涉仪时，可利用以下事实：反射镜位置或取向的变化影响投射物镜的像差(aberration)，其中这些像差变化继而可利用系统波前干涉仪来检测。
当只有一个反射镜区段布置时，同时局部光束路径(根据前述定义)就已经存在，现在，这些局部光束路径的叠加(superpositioning)应是精确的，使得像平面中分别由局部光束路径产生及处于互相叠加关系的像在由投射物镜所实现的分辨率方面完全相同且尽可能精确地重合(coincide)。因此，对于测量布置存在两个挑战：一方面，要确保关于所有同时光束路径的光学失真效应(optical distortion effect)在特定容限(tolerance limits)内完全相同，及另一方面，相应像在分辨率限度内应该尽可能精确地叠加。
以下参考图3a-c及图4，描述同时局部光束路径及其叠加的测量布置的基本可行的实施例。
类似于上述实施例，分别仅在图3a-c及图4中示出的光学投射系统300及400分别包括至少一个反射镜区段布置310及410，其中为了简单明了，仅分别显示另一(未分段的)反射镜320及420。
图4的测量布置具有至少一个检测器455，其在光传播方向上布置在投射物镜400(仅概略示出)的下游。此外，此测量布置在光传播方向上的投射物镜400的上游具有测量光源(measuring light source)401，测量光源401在物平面中产生具有限定性质的辐射。
特别地，用于同时局部光束路径及其叠加的测量布置执行以下任务：
a)测量当成像点光源时由局部光束路径产生的波前像差(有时又称为“系统波前”)。点光源可布置在物平面OP中的不同位置，优选在所谓扫描器狭缝的区域中。测量这些像差的合适布置及方法例如见于US2008/0144043A1或US7333216B2。
b)测量尤其是在扫描器狭缝的区域中由局部光束路径产生的像的失真。用于失真测量的合适布置及方法在现有技术中亦为已知的，例如从US7019824B2所知的。
c)测量在像平面IP或晶片平面中，尤其是在扫描器狭缝S的区域中由至少两个局部光束路径产生的像的叠加。
此外，测量布置具有选择性作用的光阀布置(selectively acting shutterarrangement)415，用于选择给定的光的立体角区域(solid angle region)，这使得可将至少一个反射镜区段布置的照明选择性地限制于不同的反射镜区段。
关于如图3a-3c概略显示的光传播方向，该光阀布置可直接布置在位于物平面OP中的掩模R的下游(见图3a的参考符号315)、在两个反射镜或反射镜区段布置310及320之间(见图3b的参考符号316)、或在光传播方向上直接布置在检测器布置的上游(见图3c的参考符号317)。
在该方面，为了利用光阀布置选择局部光束路径，有利的是将所有单独的开口布置于共同的光阀平面(common shutter plane)中，并由可移置的(displaceable)光阀来选择其中一相应者。沿着相应反射镜对，通过分别由测量光源301及401产生的局部光束路径，在位置及尺寸方面确定光阀布置中的开口。如此，对于每个局部光束路径，均存在相应位置、形状及尺寸的关联的光阀开口(shutter opening)。
根据本发明的测量布置使得尤其可以独立地或以有目标的可选择组合，来检查单独的局部光束路径对像平面中产生的(总)像的相应贡献。
为执行上述根据a)及b)的任务，从现有技术获知已经提及的方法。通过组合用于选择局部光束路径的上述光阀布置，因而可以测量对于每个局部光束路径的像差及失真。
执行根据c)的任务，亦即测量由至少两个局部光束路径在晶片平面中产生的像的叠加，涉及组合根据本发明的选择性作用的光阀布置与用于叠加像的进一步的测量布置。
用于叠加由局部光束路径所产生的像的测量布置必须在像平面中以位置解析方式(positionally resolved fashion)评估至少一个表面元件，以能够提供有关叠加的信息。为此目的，可适当放大根据上述US7019824B2的用于失真测量的基于莫尔原理(moiré principle)的设备，如图4所概略显示的。
参考图4，布置在物平面OP中的第一图案(pattern)402成像于布置在像平面IP中的第二图案435上，并通过叠加形成莫尔图案，此莫尔图案接着可由后续的光学成像系统445成像并由位置解析相机(positional resolvingcamera)455记录。类似于上述实施例，仅在图4中示出的光学投射系统400包括至少一个反射镜区段布置410，为了简单明了，仅显示另一个(未分段的)反射镜420。尤其可以“类似拼花地板(parquet-like)”的方式实现第一图案402及第二图案435，以用最少可能数目的测量步骤获得不同空间方向上的信息。评估由叠加形成的莫尔图案使得可以辨识光学产生的像(opticallyproduced image)和第二图案之间的差异，尤其可辨识对应于像位置变化的失真。为了以逐步过程建立像，可以系统地利用一个或多个局部光束路径进行光学成像，就该方面而言，可一起比较不同局部光束路径效应并可检查它们的协作。
一个使用该测量布置将局部光束路径相对于彼此定向及调整的可能方法可如下进行：
首先，利用光阀布置415选择第一局部光束路径，及针对第一局部光束路径观察布置在物平面OP中的第一掩模402与布置在像平面中的第二掩模403的像的叠加，其中掩模402、403相对于彼此而定向。可从在该情形中产生的第一莫尔图案推导出第一局部光束路径中的失真。接着，在掩模位置未改变的情况下，利用光阀布置415选择第二局部光束路径，且第二局部光束路径产生第二莫尔图案，其中第二局部光束路径与第一局部光束路径的偏差(deviation)导致第二莫尔图案和第一莫尔图案之间的差异。可从两个莫尔图案之间的偏差推导出第二局部光束路径与第一局部光束路径的光学性质的偏差。此外，利用此知识，可利用合适的操纵器系统在像位置及失真方面相对于第一局部光束路径优化第二局部光束路径。对所有局部光束路径重复此步骤，因此使得所有局部光束路径均相对于彼此而定向。
根据另一实施例，亦可改变光阀布置415的位置，使得多于一个的局部光束路径同时对成像有贡献。在此情形下，单独的局部像在像平面中非相干地(incoherently)叠加，以形成亦可如所述那样被评估的多个局部像。可同时实施此组合，直到所有局部光束路径的开口出现，使得因此以所有反射镜区段布置调整整个投射物镜。
图5显示图解本发明的另一实施例的示图。为此目的，图5显示以(相对较大的)旋转对称反射镜为例的分段，该旋转对称反射镜接近光瞳及具有用于光束从中通过的反射镜开口或反射镜孔。出瞳中央被遮拦。通过以初始与上述实施例类似的方式对此反射镜的分段，提供反射镜区段布置500。
在此情形中，依赖于分别设定的照明设定(illumination setting)，在反射镜区段布置500中进行分段。换句话说，在选择合适的分段之前，首先建立使用的照明设定。在此情形中，选择单独的反射镜区段之间的过渡区域或“切割(cut)”，使得没有衍射级入射在这些过渡区域上。
在图5的特定实例中，照明设定具有四个照明极501-504，该四个照明极分别相对于y轴转动45°，分别用水平及垂直取向的稠密线(dense line)示出了相应的衍射级。
如图5所示，结合照明设定，将反射镜区段布置500分段或分隔成四个反射镜区段510-540，其分别布置在关于所示坐标系统中的v轴转动45°的相应的四个区段中。
图5中的布置使得可一方面补偿场恒定低阶光瞳误差(field-constantlow-order pupil error)，例如像散(astigmatism)及彗差(coma)。此布置的另一优点是仅需要相对于彼此调整这些反射镜区段510-540，该反射镜区段对相同结构的衍射像有贡献。在水平及垂直稠密线的特定实施例中，仅将相应两对反射镜区段相对于彼此进行调整，更明确的说，一方面将反射镜区段520及540相对于彼此进行调整，及另一方面将反射镜区段510及530相对于彼此进行调整。相反地，例如反射镜区段520相对于反射镜区段530或反射镜区段510的相对布置则无关紧要。与在全表面区域上使用的适应型(adaptive)反射镜相比，这大幅减少对调整的需求，需要联合控制的参数只有一半。
此外，有关投射曝光设备设计的原理的优点在于，可将提供“光学表面”及提供机械稳定性的功能分配给不同的组件(“反射镜区段”及“载体结构”)。
图6显示反射镜区段布置600的实施例，设计该反射镜布置600(或在单独的反射镜区段之间具有这种“分区(partition)”)，使得在反射镜区段之间的反射镜区段中间空间具有如下的几何形状，该几何形状至少按区域具有环状，或者具有环形区段的形状。
图6中概略图解的反射镜区段布置600包括中央反射镜区段610作为“主反射镜(main mirror)”，可在涉及生产工程的方面适当选择其尺寸，并且主反射镜610因此亦可在比较没有问题的情况下得到生产。此外，示出的实施例中的反射镜区段布置600包括四个反射镜区段620、630、640及650作为“次反射镜(secondary mirror)”(且本发明并不受限于此)，其形式为具有大致径向延伸的区段中间空间(radially extending segment intermediate space)的圆形环状区段，使得它们相对于中央反射镜区段610以一定径向间隔，围绕形成主反射镜的中央反射镜区段610布置。此径向间隔例如可用于支架元件、传感器构件及/或致动器构件。
此外，反射镜区段620、630、640及650相对于彼此(亦即，在关于示出的坐标系统中的z方向上延伸的光学系统轴的方位角方向上)有最小的可能间隔，使得方位角方向上不需要值得提及的结构空间。结果至少基本上避免了上述与方位角反射镜区段中间空间的存在有关的效应(即不同取向中完全相同的结构具有不同成像特性)。
图7a及7b显示示出相应遮拦光阀布置710及720的实例的示图，根据本发明，该遮拦光阀布置优选地布置在光瞳平面中或在其附近(如以下参考图9所定义的)。就这点而言，图7a的遮拦光阀布置710被限定用于没有中央光瞳遮拦(central pupil obscuration)的光学系统，及图7b的遮拦光阀布置720被设计用于具有中央光瞳遮拦的光学系统。
分别由遮拦光阀布置710及720遮蔽的区域分别由710a、720a及720b表示。如下文所述，将遮拦光阀布置710及720各设计为使得其投射在反射镜区段布置600上的阴影覆盖径向延伸的反射镜区段中间空间上。因而，各个遮拦光阀布置710及720的目标及用途是，事先截去在没有遮拦光阀布置710及720的情况下原本会入射在主反射镜610及次反射镜620-650之间的环形间隙A中的光，使得避免成像特性的场依赖性效应或场依赖性变化。
图8显示设计用于EUV辐射的投射物镜800的实施例，其中数值孔径NA＝0.6，投射物镜800具有总共八个反射镜810-880以将掩模R的结构成像于晶片W上，其中就光束路径而言是像平面侧最后一个的反射镜880在形式上可为包含独立的反射镜区段的反射镜区段布置。光束路径中的第二反射镜820形成接近光瞳的反射镜。对于“光瞳附近(pupil nearness)”及还有“场附近(field nearness)”的标准的定义，请参考图9。
参考图9，光瞳附近或场附近在数量上可分别利用参数P(M)(例如描述于US2008/0165415A1中)来描述，其中参数P(M)定义为：
P ( M ) = D ( SA ) D ( SA ) + D ( CR ) - - - ( 1 ) ,
其中，在所讨论平面中的光学表面(optical surface)M上，D(SA)表示子孔径直径(subaperture diameter)，而D(CR)表示最大主光线间隔(maximum principalray spacing)(来自所有场点(field point)的，或在光学使用场(optically used field)的所有场点上定义的)。因此，P(M)＝0适用于场反射镜(field mirror)(子孔径直径为零)及P(M)＝1适用于瞳反射镜(pupil mirror)(主光线间隔为零)。上述反射镜820，与遮拦光阀布置一样，优选布置在投射物镜的一平面中，在该平面中参数P(M)至少为0.8，尤其是至少为0.9。
遮拦光阀布置890(图8未显示)亦布置在根据前述定义的光瞳附近。如图10a显示的遮拦光阀布置890具有环状的遮拦光阀891及中央遮拦光阀892。图10b显示由于遮拦光阀布置890在像平面侧的最后一个反射镜880的位置处的作用所造成的相应遮蔽区域，其中参考符号891a表示环状遮拦光阀891的阴影，及参考符号892a表示中央遮拦光阀892的阴影。
图11概略地显示了遮拦光阀布置910、920、930及940的其它可能的实施例。这些遮拦光阀布置910-940的共同之处在于其各涉及四重对称性。
参考图11a及11b，分别适于形成遮拦光阀布置910及920的遮拦光阀911-914及921-924布置在外围方向上或布置在方位角上(相对于在示出的坐标系统中的z方向上延伸的光学系统轴)，及更明确的说(相对于相应中央轴或对称轴)分别相对于y轴布置在45°、135°、225°及315°的角度处。在此情形下，将遮拦光阀911-914的几何形状选择为使得其提供十字形几何形状的非遮蔽区域，而将屏蔽光阀921-924的几何形状选择为使得其提供星形几何形状的非遮蔽区域。
注意，可由图11显示的实施例来体现根据本发明的构思，由此反射镜区段中间空间位于遮拦光阀的阴影中。然而，注意，在此情形中，未提供上述具有环状或环状区段的形状的反射镜区段中间空间的有利构造，使得在这些实施例中仅允许选择有限的照明设定。
参考图11c及11d，分别适于给定遮拦光阀布置930及940的遮拦光阀931-934及941-944布置在外围方向上或布置在方位角上(相对于在示出的坐标系统中的z方向上延伸的光学系统轴)，及更明确的说(相对于相应中央轴或对称轴)分别相对于y轴布置在0°、90°、180°及270°的角度处。在此情形中，类似于图11a，将图11c中遮拦光阀931-934的几何形状选择为使得其给出十字形几何形状的非遮蔽区域，而类似于图11b，将图11d中遮拦光阀941-944的几何形状选择为使得其涉及星形几何形状的非遮蔽区域。
尽管已参考特定实施例说明了本发明，然而例如通过组合及/或调换单独实施例的特征，许多变型及替代实施例对本领域技术人员来说将是显而易见的。因此，本领域技术人员应明白，本发明亦涵盖此类变型及替代实施例，及本发明的范围仅受所附权利要求及其等同方式的限制。

Claims (21)

1.一种设计用于EUV的微光刻投射曝光设备的投射物镜，用于将在所述投射曝光设备的操作中被照明的物平面成像于像平面中，
其中，所述投射物镜具有至少一个反射镜区段布置(160、260、280、310、410、500)，其包含多个独立的反射镜区段(161-163；261-266、281-284；311、312；411、412；510-540)；及
其中，与同一反射镜区段布置的反射镜区段关联的是彼此不同且分别被提供用于将所述物平面(OP)成像于所述像平面(IP)中的局部光束路径，其中所述局部光束路径在所述像平面(IP)中叠加，及其中在所述像平面(IP)中的同一点叠加的至少两个局部光束由所述同一反射镜区段布置的不同反射镜区段反射，
所述至少一个反射镜区段布置(160、260、280、310、410、500)是所述投射物镜的反射布置，该布置关于光束路径是所述像平面侧的最后一个。
2.如权利要求1所述的投射物镜，其特征在于，所述至少一个反射镜区段布置(160、260、280、310、410、500)是所述投射物镜的具有最大尺寸的总光学有效表面的反射布置。
3.如权利要求1或2所述的投射物镜，其特征在于，所述至少一个反射镜区段布置(160、260、280、310、410、500)具有至少三个反射镜区段(161、162、163；261-266、281-284；411、412；510-540)。
4.如权利要求3所述的投射物镜，其特征在于，所述至少一个反射镜区段布置(160、260、280、310、410、500)具有至少四个反射镜区段(261-266、281-284；510-540)。
5.如权利要求1或2所述的投射物镜，其特征在于，所述同一反射镜区段布置(160、260、280、410、500)的反射镜区段(161-163；261-266、281-284；311、312；411、412；510-540)分别彼此一起形成仅由过渡区域中断的连续反射表面，所述过渡区域选择性地出现在相邻反射镜区段之间。
6.如权利要求1或2所述的投射物镜，其特征在于，提供至少两个反射镜区段布置(260、280)，其各具有至少两个独立的反射镜区段(261-266、281-284)，其中与同一反射镜区段布置(260、280)的反射镜区段(161-266、281-284)关联的是彼此不同且分别被提供用于将所述物平面(OP)成像至所述像平面(IP)中且在所述像平面(IP)中叠加的光束路径。
7.如权利要求6所述的投射物镜，其特征在于，一个所述反射镜区段布置(260)的反射镜区段(261-266)中的相应的一个以具有同一局部光束路径的成对关系而与另一个反射镜区段布置(280)的反射镜区段(281-284)中的一个关联。
8.如权利要求1或2所述的投射物镜，其特征在于，还提供光阀布置(315、316、317、415)，其被设计为使得能够将所述至少一个反射镜区段布置(310、410)的照明选择性地限制于所述反射镜区段布置的不同反射镜区段(310、312、411、412)。
9.如权利要求1或2所述的投射物镜，其特征在于，所述反射镜区段布置的至少两个反射镜区段可相对于彼此移动。
10.如权利要求1或2所述的投射物镜，其特征在于，所述投射物镜还包括：
遮拦光阀布置(710、720、910、920、930、940)，其中所述反射镜区段布置的所述反射镜区段之间保留的至少一个反射镜区段中间空间至少局部地布置在所述遮拦光阀布置(710、720、910、920、930、940)的阴影中，
其中，所述遮拦光阀布置(710、720、910、920、930、940)布置在所述投射物镜的一平面中，在该平面中，被定义为：
P ( M ) = D ( S A ) D ( S A ) + D ( C R )
的参数P(M)至少为0.8，其中在所讨论的平面中的光学表面M上，D(SA)表示子孔径直径，而D(CR)表示光学使用场的所有场点上定义的最大主光线间隔。
11.如权利要求10所述的投射物镜，其特征在于，所述反射镜区段布置的所述反射镜区段之间保留的所述至少一个反射镜区段中间空间为旋转对称的。
12.如权利要求11所述的投射物镜，其特征在于，，所述反射镜区段布置的所述反射镜区段之间保留的所述至少一个反射镜区段中间空间具有环形几何形状。
13.如权利要求10所述的投射物镜，其特征在于，所述遮拦光阀布置为旋转对称的。
14.如权利要求13所述的投射物镜，其特征在于，所述遮拦光阀布置具有环形几何形状。
15.如权利要求10所述的投射物镜，其特征在于，P(M)为至少0.9。
16.如权利要求10所述的投射物镜，其特征在于，所述遮拦光阀布置(710、720、910、920、930、940)相对于光学系统轴是n重对称的，其中n是大于零的自然数。
17.如权利要求16所述的投射物镜，其特征在于，所述遮拦光阀布置(710、720、910、920、930、940)相对于光学系统轴是四重对称的。
18.一种生产设计用于EUV的微光刻投射曝光设备的投射物镜的方法，该投射物镜用于将在所述投射曝光设备的操作中被照明的物平面(OP)成像于像平面(IP)中，其中所述投射物镜具有多个反射镜，及其中所述反射镜中的至少一个由多个独立的反射镜区段(161-163；261-266、281-284；311、312；411、412；510-540)构成，其中，在所述像平面(IP)中的同一点处叠加的至少两个局部光束由所述多个独立的反射镜区段(161-163；261-266、281-284；311、312；411、412；510-540)的不同反射镜区段反射，其中，由多个独立的反射镜区段构成的所述反射镜关于光束路径是所述像平面侧的最后一个。
19.如权利要求18所述的方法，其特征在于，由多个独立的反射镜区段构成的所述反射镜是具有最大尺寸的总光学有效表面的反射镜。
20.如权利要求18或19所述的方法，其特征在于，所述反射镜区段的至少两个光学无缝地接合一起。
21.如权利要求18或19所述的方法，其特征在于，所述反射镜区段的至少两个以有限的间隔相对于彼此固定。
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