CN105706003A - 用于euv投射光刻的照明光学装置以及照明系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种用于EUV投射光刻的照明光学装置，所述照明光学装置用于照亮照明场，下游侧的成像光学装置(6)的物场(3)布置在所述照明场中。在物场(3)中又能够布置能沿物体移动方向(y)移动的物体(5)。照明光学装置的镜面分面反射镜(14)具有多个并排布置的分面(13)，用于反射地叠加地导引朝向物场(3)的一束EUV照明光(9)中的部分光束(9i)。所述镜面分面反射镜(14)布置为，使得各个分面(13)在镜面分面反射镜(14)上的位置和照明光部分光束(9i)在镜面分面反射镜(14)的相应各个分面(13)上的射击区域预设出用于物场(3)的场点的照明方向。照明光部分光束(9i)在各个分面(13)上的射击区域的边缘轮廓预设出物场(3)的场形状。每个分面(13)具有连续的静态反射面(15)。由此实现这样的照明光学装置，通过所述照明光学装置能够以相比现有技术减少的制造耗费实现镜面反射器。
Description
德国专利申请102013218131.0的内容通过参考引用包含在本发明中。
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。
用于EUV投射光刻的照明系统由US5,361,292、DE10317667A1、US2010/0231882A1和US6507440B1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DE10317667A1和US2010/0231882A1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DE10317667A1和US2010/0231882A1的镜面反射器中，每个单独的分面又由多个微镜组成。
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。
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。
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10nm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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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10nm的范围内或者更小，例如7nm。
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。
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。
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10nm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。
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。
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。
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。
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。
以下根据附图详细阐述本发明的实施例。在附图中：
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；
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；
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；
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；
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；
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；
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；
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；
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；
图10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示；
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布局的另一实施形式，其适用于通过光瞳分面反射镜的8个光瞳分面进行照明；并且
图12示出按照图11的光瞳分面反射镜的照明示例aa、ab…az、ba，其中，分别照亮8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示。
EUV照明系统1在图1中示意性地在显示在EUV放射源2和照明场或物场3之间。EUV照明系统1是用于制造高度集成的半导体元件的EUV投射曝光设备4的一部分，所述半导体元件尤其是具有纳米范围结构的存储芯片。
照明系统1用于按照定义地照亮照明场。所述照明场可以比实际的物场3更大，因此物场3布置在照明场中。备选地，照明场可以与物场3重合。在另一种变型方案中，照明场可以沿着物体或掩膜母版移动方向小于物场3。照明场可以垂直于物体移动方向大于物场3。
在按照图1的实施形式中，按照图2的放射源是自由电子激光(FEL)。
物场3是矩形的。备选地，物场3也可以设计为环形或者弧形的。
在物场3中布置有反射的掩膜母版5，所述掩膜母版也称为光刻掩膜。所述掩膜母版5由掩膜母版载体5a承载，所述掩膜母版载体又与掩膜母版移动装置5b机械地有效连接。
物场3借助投射镜头6在像场7中成像。投射镜头6的入射光瞳可以在光路中处于物场3之后。在像场7中布置有晶圆8的部段，所述晶圆具有用于EUV照明光9的光敏层，所述EUV照明光由放射源2产生。晶圆8也称为基底。晶圆8由晶圆载体8a承载，所述晶圆载体又与晶圆移动装置8b机械地连接。
EUV投射曝光设备4具有中央控制装置4a并且按照扫描仪的类型设计。扫描方向在此平行于物场3和照明场7的短边延伸。
投射曝光设备4的部件在图1中示意性地全部以俯视图示出。
在所述俯视图中，物场3和像场7由笛卡尔坐标系的坐标x、y撑开。x方向在图1中向右延伸。y方向在图1中向上延伸。照明光9的实际的主照射方向在投射曝光设备4中基本上垂直于xy平面延伸。
由放射源2发出的照明光9首先由光束成型装置10成型。在此其可以指的是xy扫描仪，其使得以较小的发散度从放射源2发出的照明光束沿x方向和沿y方向扇形放射。通过光束成型装置10可以个性化地选择照明光9的光束在光束成型装置10之后具有何种有效的x伸展范围和何种有效的y伸展范围。光束成型装置10的控制可以这样选择，使得在照明光9的光路中下游侧的光学元件之一、尤其是在光路中的下一个光学元件和/或物场5被照明光9均匀地照亮。
在一种备选实施形式中，光束成型装置10包括至少一个静态的镜子，其使照明光9扇形地放射。扇形放射可以这样选择，使得在照明光9的光路中下游侧的光学元件之一、尤其是在光路中的下一个光学元件和/或物场5被照明光9均匀地照亮。
如果光束成型装置10设计为xy扫描仪，则可以这样设计，使得在一个时间点只有光学部件的一个较小区域被照亮，所述光学部件在照明光9的光路中接在光束成型装置10之后。因此可以在使用高度聚合的光源、尤其是使用FEL时减少斑纹。
照明光9具有在5nm至30nm之间范围内的波长，尤其具有最高10nm、例如7nm的波长。
在照明光9的光路中布置在光束成型装置10之后的是具有转换分面12的转换分面镜11。所述转换分面12能够通过倾斜促动器12a单独地操纵并且可以单独地围绕平行于x轴和平行于y轴的倾斜轴线按规定地倾斜，所述倾斜促动器中的一个倾斜促动器12a在图1中示例性地示出。转换分面12a是矩形的。物场3的边缘形状不需要与转换分面12的边缘形状一致。转换分面12的x/y高宽比不需要与物场3的x/y高宽比一致。
分别由转换分面12之一反射的照明光部分光束9i加载或射击镜面分面反射镜14的镜面分面13，所述镜面分面反射镜14在照明光9的光路中布置在转换分面镜11之后。镜面分面反射镜14是照明系统1的镜面反射器。转换分面镜11和镜面分面反射镜14是用于照亮物场或照明场3的照明系统1的照明光学装置的组成部分。照明光学装置和投射光学装置6是投射曝光设备4的光学系统的组成部分。
镜面分面反射镜13并排地布置在镜面分面反射镜14的xy布置平面内。镜面分面13用于反射地重叠地将照明光9的总光束的部分光束9i朝物场3导引。通过转换分面12及经由照明光部分光束9i的反射光束导引配置的、下游侧的镜面分面13分别预设照明通道。通过这些照明通道可以分别用照明光9照亮整个物场3。分别为物场照明通道之一配置正好一个转换分面12和正好一个镜面分面13。备选地，转换分面之一也可以分别配属于多个照明通道并且因此配属于多个镜面分面13。
如由关于镜面反射器的文献、例如由DE10317667A1或者US2010/0231882A1已知的那样，镜面分面反射镜14布置为，使得各个镜面分面13在镜面分面反射镜14上的位置和照明光部分光束9i在镜面分面反射镜14的各个镜面分面13上的加载或射击位置预设出用于物场3的场点的照明方向。
同时，照明光部分光束9i在镜面分面反射镜14的各个镜面分面13上的射击区域的边缘轮廓、在镜面分面13被全部加载或射击的情况下亦即镜面分面13本身的边缘轮廓预设出物场3的场形状。轮廓构造以及镜面分面13在镜面分面反射镜14上的布置既包括“照明角”的信息也包括相对于物场3的照明的“场形状”的信息。
每个镜面分面13具有连续的静态反射面15。与之前引用的关于镜面反射器的公开出版物不同，镜面分面13本身不划分为多个单镜，而是分别形成唯一的整体镜。
镜面分面反射镜14既不布置在投射曝光设备4的光瞳中，也不布置在投射曝光设备4的场平面内。
镜面分面13以具有较小角带宽的入射角被射击。所述角带宽可以小于2°。所述角带宽可以等于照明光部分光束9i在各个镜面分面13上所具有的入射角的总角带宽的一半。如果例如照明光部分光束9i以3°至7°之间的入射角到达镜面分面13之一，则总角带宽为4°并且在所述镜面分面13上的角带宽为2°。
镜面分面13上的入射角的角带宽可以是相对本地入射角而言的。对于分别在镜面分面13之一上的每个位置，确定照明光9的最小入射角和最大入射角。如果照明光部分光束9i以2°至4°之间的入射角照射到镜面分面13上的一个位置，并且照明光部分光束9i以10°至12°之间的入射角照射到同一镜面分面13上的另一个位置，则在所述镜面分面13上的本地总角带宽为2°并且本地角带宽为1°。本地带宽值不说明角带宽在镜面分面13上的其它未观察位置上的角带宽的大小。如果镜面分面上的其它角带宽明显大于这个镜面分面上的确定地点上的本地角带宽，则可根据在镜面分面13上的位置选择这个镜面分面13的高反射涂层的性能。在这种情况下可以达到这样的镜面分面反射率，其与本地角带宽有关并且与在整个镜面分面13上确定的角带宽无关。
在按照图1的照明系统1的实施形式中，镜面分面反射镜14是物场3之前的照明系统1的导引照明光9的最后的光学部件。在照明系统1的其它未示出的实施形式中，在镜面分面反射镜14与物场之间的照明光9的光路中具有用于切线入射(亦称“掠入射”：gracingincidence)的镜子。用于切线入射的镜子可以设计为平面镜或折射镜，备选地也可以设计为凸面或凹面弯曲的镜子。
图1通过相应的阴影示出转换分面镜11的转换分面12与通过相应各转换分面12经照明光部分光束9i照亮的镜面分面反射镜14的镜面分面13的对应关系。因为在图1中示例性地示出4个转换分面12，所以在图1中示出的一共8个镜面分面13中的4个与照亮它们的转换分面12对应地涂阴影。其它镜面分面13要么未被照亮要么通过未示出的其它转换分面12照亮。
实际上，转换分面12的数量和镜面分面13的数量比按照图1的示意图中多很多。之后还将详细阐述的图7展示出了镜面分面的实际数量的设想。
图2示出镜面分面反射镜14的镜面分面13的边缘轮廓造型的变型方案。镜面分面13在按照图2的实施形式中分别这样成型，使得其在完全射击时通过其各个矩形边缘轮廓和其各个反射面15的形状既预设针对每个场点的照明方向也预设针对物场3的场形状。
图4示出镜面分面13的备选造型。在该处，镜面分面13沿x方向、亦即沿场3和7的较长场维度设计具有相同的伸展范围。在按照图4的实施形式中，不同的镜面分面13不具有x错移地沿y方向并排地布置。为了预设针对每个场点的照明方向和针对物场3的场形状，在按照图4的实施形式中，镜面分面13在不同的射击区域内通过照明光部分光束9i射击。这种射击区域16在图4中通过阴影突出。射击区域16小于被射击的镜面分面13。在图4所示的例子中，射击区域16的x伸展范围小于对应的整个镜面分面13。
镜面分面13的y/x高宽比、亦即镜面分面13的短边长度/长边长度的比例可以小于物场3的相应y/x高宽比。
镜面分面13这样布置在镜面分面反射镜14上，使得没有两个镜面分面13沿着y维度、亦即沿着相当于扫描方向或物体移动方向的维度相互重叠。所有的镜面分面13沿着y方向并排地排列。在任意的y坐标中，分别最多具有正好一个镜面分面13。
图3示意性地示出照明光9在照明系统1的光瞳17内的强度分布。又通过相应于图1中的阴影表示哪个光瞳光斑18经过哪个镜面分面13通过相应的各照明光部分光束9i照亮。光瞳光斑18的伸展范围在图3中强烈夸大地示出。
图3没有示出照明光射击在例如反射的光学部件上的强度分布，而是示出在总共4个照明光部分光束在光瞳光斑18位置上穿过布置有光瞳17的光瞳平面时的强度分布。光瞳光斑18平行于扫描方向y比垂直于扫描方向y、亦即沿x方向延伸得更长。光瞳光斑18具有椭圆形的横截面。
在按照图3的光瞳光斑分布中，整个物场3从4个不同的方向被照亮，它们相应于按照图3的光瞳17中的4个光瞳光斑18的位置。4个光瞳光斑18的位置相当于相应的各镜面分面13的位置或者各镜面分面13上的射击区域的位置。
中央控制装置4a与待控制的投射曝光设备4的部件、例如与放射源2、与光束成型装置10、与用于转换分面12的倾斜促动器12a并且与移动装置5b和8b信号连接。通过控制装置4a可以预设照明设置，亦即光瞳光斑18在光瞳17上的不同的可能分布的设置。此外，通过控制装置4a预设掩膜母版5和晶圆8在扫描式投射曝光时分别沿着y方向的同步化移动。
图5示出光瞳光斑18在光瞳17内的总布局。为了说明需要再次指出，在光瞳17内不布置照明系统1的实体光学部件。按照图3至图5的视图显示了照明光在光瞳17的光瞳平面内的强度分布。光瞳光斑18在图5中强烈放大地显示。实际上，由于从FEL2发射的光线的较小角带宽、亦即较小发散度，也可以称为光源图像的光瞳光斑18相比整个光瞳17的伸展范围在图5中显示得小很多。
由于放大的显示，从按照图5的光瞳光斑18的总布局中不能看出单个的光瞳光斑18全部具有不同的y坐标。
图3示出穿过光瞳平面的照明光部分光束9i的强度分布，所述照明光部分光束照亮了沿扫描方向y延伸的物场3的区域，而图5示出只分别照亮物场3的非常小的区域的照明光部分光束9i的强度分布。这个被照亮的小物场区域尤其包含物场3的沿扫描方向y测量的中心。相应地，图3中的光瞳光斑18平行于扫描方向y比图5中的光瞳光斑18延伸得更长。
图5示出由总共48个光瞳光斑18组成的布局。其中8个光瞳光斑18z彼此相邻较近地布置在光瞳17的中心Z附近。16个光瞳光斑18m布置在中心Z与光瞳17的边缘区域之间的中间半径区域内。其它的24个光瞳光斑18a布置在靠近光瞳17的边缘处的外部半径区域内。在此，中间半径区域内的光瞳光斑18m例如以中心Z距光瞳17的外部边缘的距离的一半进行布置。
图6示出8个光瞳光斑18的一共27个不同的布置，所述光瞳光斑可以从按照图5的光瞳光斑18的总布局中选择。按照图6的这些不同的布局aa、ab、...az和ba是照明系统1的不同照明设置并且可以分别通过物场照明通道由照明光部分光束9i照亮，所述照明光部分光束由具有8个转换分面12的转换分面镜11朝向相应于分别选择的光瞳光斑18的、镜面分面反射镜14的镜面分面13反射。按照图6的不同光瞳光斑布局可以通过同一个具有8个转换分面12的转换分面镜11产生，所述转换分面分别与光瞳光斑18的预设布局选择相应地倾斜，因此照亮那些又将照明光9朝向预设的光瞳光斑18反射的镜面分面13。镜面分面13不需要为此倾斜或者以其它方式移动。也就是说镜面分面反射镜14可以在总体上整体地制造。
按照图6的不同照明设置包括具有不同偶极定向的偶极照明设置，如照明设置6aa、6ab、6ae和6af，具有不同绝对照明角的环形照明设置，如照明设置6ac、6ad、6g，具有不同的绝对照明角和不同的极定向的四极照明设置，如照明设置6ai、6aj、6ak、6am、6an、6ao以及其它照明设置，尤其是四极照明设置，其中沿周向围绕光瞳中心分别彼此错移90°定向的区域具有不同的绝对照明角，和部分外来照明设置。
按照图5的光瞳光斑18的布局所包括的镜面分面反射镜14具有48个镜面分面反射镜13并且在图7中示出。按照图7的镜面分面反射镜14的镜面分面13的布局可以理解为按照图5的光瞳光斑总布局与物场3的合拢。因为镜面分面13上的射击区域的边缘轮廓可以理解为圆形光瞳光斑18与矩形物场3的折叠，所以单个的射击区域或者镜面分面13本身沿x正向和反向不是有棱角的，而是呈椭圆状弯曲的边缘区域20。尤其在使用FEL作为光源时，光瞳光斑18可以这样小，使得边缘区域20所显示的倒圆角可以忽略。
按照图7的镜面分面反射镜14的镜面分面13沿y方向不是无空隙地并排布置，而是只布置在这些位置，即，在这些位置上沿着按照图5的光瞳17的相应y坐标实际布置有光瞳光斑18。在镜面分面13的聚集区之间，在镜面分面反射镜14上具有多个空隙区域19。所述空隙区域19沿y方向的伸展范围相当于单个镜面分面13的y伸展范围的几倍。
在物场3上的照明角分布、亦即照明光分布的预设相应于照明光瞳、亦即光瞳17中的强度分布的预设。在物场3中沿基本上垂直于扫描方向y、亦即沿x方向延伸的线条的照明角分布的预设则预设了在对应的镜面分面13上沿同样基本上垂直于扫描方向y延伸的线条的照明角分布。对于配属于镜面分面13的转换分面12的给定的形状和位置，由此形成沿所述垂直于扫描方向y的线条的镜面分面13的表面形状。换而言之，沿着基本上垂直于扫描方向y延伸的线条，照明光9在光瞳17中的强度分布可以在较宽的范围内自由预设。在光瞳17中的强度分布的这种自由预设尤其在以下情况下是可行的，即，预设线条垂直于扫描方向y延伸并且光瞳光斑18在光瞳17中沿着扫描方向y不相互重叠。对于不同的镜面分面13，可以预设光瞳17中的照明斑18，它们相当于照明斑18在按照图5中的光瞳17中整体上能实现的分布。
为了避免物场3中的边缘区域的重叠效应，镜面分面13尤其可以在其平行于扫描方向y的伸展范围中设计具有比要求的照明角分布的预设所需更小的伸展范围。在此，物场3上的照明角分布与在物场3上的位置的较小关联、尤其是照明角分布与y坐标的关联可以被容忍。
以下根据图8阐述投射曝光设备21的另一实施形式，其可以取代投射曝光设备1用于制造微米或纳米结构化的半导体元件。与之前已经参照按照图1至图7的投射曝光设备1及其部件阐述过的部件相应的部件具有相同的附图标记并且不再单独讨论。
如图8的实施例所示，光束成型装置10具有反射镜。光束成型装置10的光束成型面、尤其是反射镜可以设计为自由形状面。
可以取代照明系统1使用的投射曝光设备21的照明系统22具有场分面反射镜23和光瞳分面反射镜24。
场分面反射镜23具有多个场分面23a，它们相互重叠地在物场3中成像。
布置在投射曝光设备21的光瞳平面区域中的光瞳分面反射镜24具有多个光瞳分面25。它们布置在可能的光瞳光斑的位置上，所述光瞳光斑作为放射源2的图像沿着相应的物场照明通道产生，所述物场照明通道可以通过相应地倾斜调节场分面24形成。分别由照明光部分光束9i照亮的光瞳分面25的位置分布预设了照明光9在物场3中的照明角分布。与按照图1的照明系统1不同，在按照图8的照明系统21中，在光瞳平面内布置有反射的光学部件，亦即光瞳分面反射镜24。
场分面23a在物场3中的重叠成像通过光瞳分面25实现。
光瞳分面25布置在光瞳分面反射镜24上的不同位置区域26、27、28中，所述位置区域在空间上以大于光瞳分面直径d的间距相互分开地布置。这将在以下根据图9详细阐述。
按照图9的光瞳分面反射镜24一共具有72个光瞳分面25。12个内部光瞳分面25z布置在光瞳分面反射镜24的中央位置区域26内。所述中央位置区域26围绕光瞳分面反射镜24的中心Z在[0；rz]的半径范围内延伸。12个其它光瞳分面25m布置在光瞳分面反射镜24上的中间的环形位置区域27中。所述中间的位置区域27在半径rmi与rma之间延伸，亦即在[rmi；rma]范围内。其它的48个光瞳分面25a布置在同样是环形的外部位置区域28中，所述外部位置区域围绕光瞳分面反射镜24的中心Z在[rai；raa]的半径范围内延伸。
中间的光瞳分面25m在周向上等距地布置在光瞳分面反射镜24上的位置区域27中。
外部的光瞳分面25a在周向上等距地布置在光瞳分面反射镜24上的位置区域28中。
在此适用：
d＜rmi-rz并且
d＜rai-rma。
位置区域26至28在空间上以大于光瞳分面直径d的间距彼此分隔开地布置。
原则上，对于间距rmi-rz和rai-rma可以适用的是，这些半径间距大于中央位置区域26的直径。
圆环厚度rma-rmi和raa-rai小于相邻的位置区域26、27或27、28的径向间距。
照明系统22具有与一共带有12个场分面23a的场分面反射镜23相应的场分面反射镜，通过照明系统能够以具有按照图9的光瞳分面总体布局的光瞳分面反射镜24设置被照亮的光瞳分面25的布局，亦即照明设置，其在图10中示例性地示出。图10一共示出27个不同的照明设置aa、ab、ac...az和ba。图9中的阴影说明哪些光瞳分面25配属于哪些场分面23a。每两个场分面23a配有相同的阴影，因为这两个场分面23a照亮两个点对称地布置在光瞳分面反射镜24上的光瞳分面25。
图10在原理上与图6类似地又示出不同类型的照明设置，它们全部可通过按照图9的光瞳分面总体布局进行调节，即尤其是偶极照明设置、环形照明设置、多极照明设置、四极照明设置以及其彼此间围绕中心Z旋转90°的极有不同径向延伸的四极照明设置。照明设置的这些类型足够用于以良好的质量将掩膜母版5上的所有相关结构类型成像在晶圆8上。尽管场分面23a和光瞳分面25的数量较少，仍能对所有这些照明设置进行调节，而为此不需要将光瞳分面25设计为可移动的。正好每两个光瞳分面25在按照图10的照明设置中被照亮，光瞳分面25用与图9中相同的阴影表示。
图11以与图9类似的视图示出在具有总共48个光瞳分面25的光瞳分面反射镜24的变型方案上的另一种光瞳分面总体布局。与之前已经参照按照图9的光瞳分面反射镜24阐述过的部件相应的部件具有相同的附图标记并且不再单独讨论。
8个光瞳分面25z在按照图11的总体布局中布置在中央位置区域26中。16个光瞳分面25m布置在中间的位置区域27中。24个光瞳分面25a布置在按照图11的光瞳分面反射镜24的外部位置区域28中。
光瞳分面25m和25a在按照图11的光瞳分面反射镜25中也沿周向等距地布置在位置区域27和28中。
图12示例性地示出不同的照明设置aa、ab、ac...az和ba，它们可以借助按照一共具有8个场分面23a的场分面反射镜23的类型的场分面反射镜通过按照图11的光瞳分面总体布局选择。又产生了例如偶极照明设置、环形照明设置、多极照明设置、四极照明设置以及具有彼此间围绕中心Z旋转90°定向的极的不同径向延伸的四极照明设置。
在不具有光瞳分面反射镜的照明系统中，照明光瞳通过用照明光照亮光瞳平面的强度分布确定，在所述光瞳平面中不需要具有光学部件。在具有如由DE10317667A1或者US2010/0231882A1已知的镜面反射器的照明系统中，在光瞳平面内不具有照明系统的光学部件。可调节式照明光瞳的与在使用光瞳分面反射镜时描述的设计方案类似的设计方案允许将镜面反射器的第二分面化部件设计为静态的。第二分面化元件的分面由此不需要具有可移动性。
为了制造纳米或微米结构化的元件、例如半导体存储芯片，首先提供具有用于照明光9的光敏层的晶圆8和掩膜母版5。然后借助投射曝光设备1或21将掩膜母版5的至少一个部段投射到晶圆8上。接着冲洗晶圆8上用照明光9照亮的光敏层。
根据掩膜母版5上的结构布局或者根据所要求的分辨率，通过相应地选择被照亮的镜面分面13或光瞳分面25选出相应的照明设置。这通过用中央控制装置4a相应地预设转换分面11或场分面23a的倾斜角实现。
Claims (15)
1.一种用于EUV投射光刻的照明光学装置，所述照明光学装置用于通过EUV光源(2)的照明光(9)照亮照明场，下游侧的成像光学装置(6)的物场(3)布置在所述照明场中，在物场(3)中又能够布置能沿物体移动方向(y)移动的物体(5)，
-所述照明光学装置具有镜面分面反射镜(14)，所述镜面分面反射镜具有多个并排布置的镜面分面(13)，用于反射式叠加地导引朝向物场(3)的一束EUV照明光(9)中的部分光束(9i)，
-其中，所述镜面分面反射镜(14)是处于照明光(9)的光路中的用于在物场(3)之前导引照明光(9)的最后的部件，
-其中，所述镜面分面反射镜(14)布置为，使得
--各个镜面分面(13)在镜面分面反射镜(14)上的位置和照明光部分光束(9i)在镜面分面反射镜(14)的相应各个镜面分面(13)上的射击区域(16)预设出用于物场(3)的场点的照明方向，
--照明光部分光束(9i)在各个镜面分面(13)上的射击区域(16)的边缘轮廓预设出物场(3)的场形状，
-其中，每个镜面分面(13)具有连续的静态反射面(15)。
2.按权利要求1所述的照明光学装置，其特征在于，所述镜面分面(13)分别这样成型，使得在完全射击时其通过其各自的边缘轮廓和其各自的反射面(15)的形状既预设用于每个场点的照明方向也预设用于物场(3)的场形状。
3.按权利要求1或2所述的照明光学装置，其特征在于，所述镜面分面(13)的边缘轮廓具有由沿着物体移动方向的第一维度y与垂直于其的第二维度x得到的高宽比y/x，所述高宽比小于物场(3)的相应维度的高宽比y/x。
4.按权利要求1至3中的任一项所述的照明光学装置，其特征在于，所述镜面分面(13)这样布置在镜面分面反射镜(14)上，使得没有两个镜面分面(13)会沿物体移动方向(y)相互重叠。
5.按权利要求1至4中的任一项所述的照明光学装置，其特征在于布置在镜面分面反射镜(14)之前的转换分面镜(11)，所述转换分面镜具有多个转换分面(12)，所述转换分面用于反射地导引射击下游侧的镜面分面反射镜(14)的镜面分面(13)的部分光束(9i)，因此通过转换分面(12)和通过反射的光束导引配置的下游侧的镜面分面(13)预设多个物场照明通道，通过所述物场照明通道能够用照明光(9)分别照亮整个物场(3)，并且所述物场照明通道分别配置有所述转换分面镜(11)的正好一个转换分面(12)和所述下游侧的镜面分面反射镜(14)的正好一个镜面分面(13)。
6.按权利要求1至5中的任一项所述的照明光学装置，其特征在于，照明光部分光束(9i)在各个分面(13)上的入射角的本地角带宽小于2°。
7.一种光学系统，
-具有按权利要求1至6中的任一项所述的照明光学装置，
-其中，在物场(3)中能够布置待成像的物体(5)，
-具有用于将物场(3)成像在像场(7)中的投射光学装置(6)，在所述像场(7)中能够布置基底(8)。
8.按权利要求7所述的光学系统，其特征在于，所述投射光学装置(6)的入射光瞳(17)在光路中处于物场(3)之后。
9.一种照明系统(1)，
-具有按权利要求1至5中的任一项所述的照明光学装置，
-具有用于产生照明光(9)的EUV光源(2)。
10.一种用于EUV投射光刻的照明系统(1)，
-具有用于通过EUV光源(2)的照明光(9)照亮照明场的照明光学装置(10、23、24)，下游侧的成像光学装置(6)的物场(3)布置在所述照明场中，在物场(3)中又能够布置能沿物体移动方向(y)移动的物体(5)，
-具有设计为FEL的用于产生照明光(9)的光源(2)，
-其中，照明光学装置
--具有场分面反射镜(23)，所述场分面反射镜具有多个场分面(23a)，用于反射地导引一束EUV照明光(9)中的部分光束(9i)并且
--具有光瞳分面反射镜(24)，所述光瞳分面反射镜具有多个光瞳分面(25)，其中，通过照明光(9)照亮的光瞳分面(25)的位置分布预设了照明光(9)在物场(3)中的照明角度分布，
-其中，通过光瞳分面(25)将场分面(23a)彼此重叠地成像在物场(3)中，
-其中，光瞳分面(25)布置在光瞳分面反射镜(24)上的位置区域(26、27、28)中，所述位置区域在空间上彼此分开地布置，分开的距离大于光瞳分面直径(d)。
11.按权利要求10或11所述的照明系统，其特征在于，至少一个所述位置区域(27、28)作为环布置在光瞳分面反射镜(24)上。
12.一种光瞳分面反射镜(24)，用于使用在按权利要求1至6中的任一项所述的照明光学装置中、使用在按权利要求7或8所述的光学系统中或者使用在按权利要求9至11中的任一项所述的照明系统中，其特征在于，设有少于100个光瞳分面(25)。
13.一种投射曝光设备(4)，具有按权利要求9或10所述的照明系统和用于将物场(3)成像在像场(7)中的投射光学装置(6)，在所述像场中能够布置基底(8)。
14.一种用于结构化元件的制造方法，具有以下步骤：
-提供按照权利要求13所述的投射曝光设备(4)，
-提供掩膜母版(5)，
-将掩膜母版(5)的布置在物场(3)中的表面投射到晶圆(8)的光敏层上。
15.一种按权利要求14所述的方法制造的元件。
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