CN110753882A - 在euv光谱区域中操作的光学物镜 - Google Patents

Abstract

一种反射系统具有参考轴以及第一反射镜、第二反射镜及第三反射镜。所述第一反射镜含有承载实质上一维图案的图案源。所述第二反射镜及所述第三反射镜的组合被配置成：在极紫外线光中利用仅有的两束光以N>1的减缩因数形成图案的光学图像，所述仅有的两束光因以入射于第一反射镜上的光辐照所述第一反射镜而起源于所述第一反射镜处。一种采用所述反射系统的曝光设备以及利用所述曝光设备制造装置的方法。

Description

在EUV光谱区域中操作的光学物镜

相关申请的交叉参考

本申请主张在2017年4月19日提出申请的美国临时专利申请第62/487,245号、在2017年4月26日提出申请的美国临时专利申请第62/490,313号、以及在2017年5月11日提出申请的美国临时专利申请第62/504,908号的优先权及权利。本申请也主张在2017年5月18日提出申请的美国专利申请第15/599,148号、以及在2017年5月18日提出申请的美国专利申请第15/599,197号的优先权及权利。上述申请中的每一者的公开内容并入本案供参考。

技术领域

本发明涉及被配置成在光谱的紫外线部分中操作的物镜，且更具体而言涉及史瓦西型(Schwarzschild-type)光学器件，所述光学器件的尺寸被明智地调整以形成设置于弯曲表面或平面表面上具有实质上一维标记的空间密集图案的光学图像。

背景技术

目前可商购获得的极紫外线(extreme ultraviolet，EUV)光刻装备(在以下被称为通用EUV系统)被构造成将其上承载任意二维(two-dimensional，2D)图案的掩模版掩模(reticle mask)成像于工件(例如，工件或基底，此为可由半导体晶片(wafer)表示的具体情形)的矩形场(rectangular field)上。由于必须被自掩模版光学转移并成像至工件上的此种图案的二维性质，有必要将通用EUV系统实作为扫描系统以提供并达成工件与掩模版之间的相对位移。目前，此种实作是利用用于掩模版的一个移动台及用于工件的至少又一个移动台而达成，若无所述移动台，则以足够的准确度及分辨率将掩模版图案的所有特征转移至工件上是相当困难的且在实践中不能如所期望那样被达成。目前使用的通用EUV系统的结构及操作复杂性不可避免地且大大地增加了系统的操作成本，并减低了工件每单位时间的曝光次数，此部分是由于EUV光经由光学系统的传输受到限制。此外，由于将图案转移至工件上需要在两个维度上进行光学成像的过程，现有通用EUV系统的一系列(train)的光学组件需要高复杂度且由高复杂度表征。举例而言，此系列可包括；-在光学系列的投影部分(或投影光学器件)中的六个抛光镜，其中镜面粗糙度(mirror-surface roughness)小于0.1纳米均方根(nm rms)且镜对齐公差(mirror alignment tolerances)小于1nm等；-光学系列的结构复杂且可微调的照明部分(照明单元)；以及-具有复杂的反射涂层的大的掩模版或掩模。此外，被恰当地实作的图案转移需要使用对齐掩模的复杂组合。所有这些因素不可避免地导致通用EUV系统的设计及制作成本高。

发明内容

实施例提供一种反射系统，所述反射系统具有参考轴且包括第一反射镜、第二反射镜及第三反射镜。所述第一反射镜含有图案源。所述第二反射镜及所述第三反射镜的组合被配置成：在极紫外线光中以N>1的减缩因数形成光学图像。所述图像是所述图案源的实质上一维(one-dimensional，1D)图案的图像，且由仅有的两束光形成，所述仅有的两束光因以入射于所述第一反射镜上的光束辐照所述第一反射镜而起源于所述第一反射镜处。所述光学图像形成于与所述第一反射镜光学共轭的平面中。所述仅有的两束光不包括表示辐照所述第一反射镜的入射光束的镜面反射(specular reflection)的光束。

举例而言，实施例呈现一种光学成像系统，所述光学成像系统具有光轴且包括：(i)凸面反射镜单元，在此种反射镜中界定第一开口；以及(ii)凹面反射镜单元，在此种反射镜中界定第二开口。所述成像系统被配置成(a)在凸面反射镜单元的表面处接收经由所述第二开口以两束辐射的形式被递送至所述系统的光学辐射，且(b)在所述光学辐射已自所述凹面反射镜单元的表面反射之后且在所述光学辐射已穿过所述第一开口之后，通过以所述光学辐射辐照图像平面而形成物体的图像。所述成像系统可被配置为光刻曝光工具的投影光学系统。

在一种具体情形中，所述凸面反射镜单元及所述凹面反射镜单元中的至少一者包括被间隙分隔开的第一反射元件及第二反射元件，所述间隙表示所述第一开口及所述第二开口中的对应一者，所述光轴穿过所述间隙。作为另一选择或此外，所述凹面反射镜单元的所述表面及所述凸面反射镜单元的所述表面中的至少一者与旋转对称表面的一部分全等。

在一个实施例中，所述系统被配置成使得所述两束辐射是在所述凹面反射镜单元的所述表面处被接收且用以形成所述图像的仅有的两束辐射。在此实施例的具体情形中，所述光学成像系统被配置成从所述图像利用所述仅有的两束辐射，所述仅有的两束辐射中的每一者承载已衍射于与所述物体相关联的实质上一维(1D)结构上的辐射。具体而言，所述实质上一维结构可被格式化为设置于平坦表面上或设置于空间弯曲表面上的一维衍射光栅(diffraction grating)。

在光学成像系统的一种实施方式中，满足以下条件中的至少一者：(i)第一比率的值介于约8.5与约60之间；所述第一比率被定义为主镜与副镜之间的分隔距离对所述系统的工作距离的比率；以及(ii)第二比率的值介于约0.2与约1.0之间，所述第二比率被定义为所述主镜与所述副镜之间的所述分隔距离对所述系统的总轨道长度的比率。在任一条件的情形中，所述系统的入射光瞳(entrance pupil)与所述系统的掩模版分隔开约1.5米至约1.8米的距离。在相关实施例中，满足以下条件中的至少一者：i)第一比率的值介于约9.5与约14.5之间，所述第一比率被定义为所述主镜与所述副镜之间的分隔距离对所述系统的工作距离的比率；以及ii)第二比率的值介于约0.5与约0.7之间，所述第二比率被定义为所述主镜与所述副镜之间的所述分隔距离对所述系统的总轨道长度的比率。此处，所述系统的入射光瞳与所述系统的掩模版分隔开约0.3米至约0.7米的距离。

附图说明

通过结合未按比例绘制的图式参照以下对具体实施例的详细说明，将更充分地理解本发明，在图式中：

图1A提供实施例的一维EUV曝光工具的概括性示意图；

图1B及图1C更详细地示意性说明一维EUV曝光工具的相关实施例；

图2是具有用语及术语标记的一维曝光工具的投影光学(projection optics，PO)子系统的实施例的示意图；

图3是示出实施例的构成组件中的中心视障(central obscuration)的PO子系统的实施例的示意图；

图4含有绘图，其示出针对各种缩小(缩减)值或比率的最大成像场宽度对PO子系统的实施例的总长度的相依性；

图5A、图5B、图5C、图5D、图5E、图5F及图5G示出进行光曈构建从而对照明光曈的所需形状的图像对比度进行最佳化(后者取决于一维EUV曝光工具的照明单元(illuminationunit，IU)子系统的设计)的过程顺序；

图6提供被配置成对设置于平面基底上的密集线图案进行成像的PO子系统的实施例的示意图；

图7A、图7B总结与图6所示的设计相关联的泽尔尼克多项式(Zernikepolynomials)；

图8提供图6所示实施例的场曲线及畸变参数；

图9A、图9B示出与图6所示实施例相关联的光线像差；

图10A、图10B示出与PO子系统的实施例一起使用的主反射镜及副反射镜的设计的具体版本；

图11示意性地示出图6所示实施例的具体实施方式的立体图，其中主反射镜及副反射镜两者皆是根据图10A及图10B的理念配置；

图12提供被配置成对设置于弯曲基底上的密集线图案进行成像的PO子系统的相关实施例的示意图；

图13总结用于图12所示实施例的反射表面的设计的Qbf多项式参数；

图14提供图12所示实施例的场曲线及畸变参数；

图15A、图15B示出与图12所示的实施例相关联的光线像差；

图16提供绘图，其示出PO子系统的实施例的长度根据缩减比率及场大小的变化；

图17示出针对各种缩减比率的PO子系统的实施例的设计对光曈距离的实质不敏感性(substantial insensitivity)；

图18A示出投影光学器件设计的实施例；

图18B列举图3A所示投影光学器件(PO)的设计的泽尔尼克参数；

图19A、图19B在前视图中示出一维EUV系统的实施例的照明单元的反射镜的示意图。

图20A、图20B呈现概述利用所公开的实施例制造装置的工艺的流程图。

一般而言，图式中的元件的尺寸及相对比例可被设置成不同于实际尺寸及相对比例，以恰当地利于图式的简洁、清晰及理解。出于同样的原因，可能未必需要将在一个图式中呈现的所有元件示出于另一个图式中。

具体实施方式

以下公开内容论述一种尺寸被调整为用于EUV曝光工具的PO的光学系统、以及用于以新的一维图案对所选一般工件(在一种情形中-基底或晶片，且在具体情形中-已承载空间畸变图案的基底；所有这些用语可互换使用)进行光刻标记的相关联方法，所述新的一维图案含有在空间上密集地封装或形成的平行线。

除非另有说明，否则本文中所使用的用语“一维图案”(或“1D图案”)指界定于表面上(在光刻应用的情形中-例如为光掩模或掩模版，以便利用光刻的方法转移至所选择基底上的感光性光致抗蚀剂例如，半导体晶片以生成此一维图案的图像)且通常沿彼此横向的两条轴跨越此表面延伸的几何图案。一维图案可沿图案的第一轴变化，而沿第二轴保持实质上不变(也即，一维图案可由沿第二轴的几何变化的值一般而言不超过沿第一轴观察到的变化的50％、优选地不超过20％、更优选地不超过沿第一轴观察到的变化的10％、甚至更优选地不超过沿第一轴观察到的变化的5％、且最优选地在沿第一轴观察到的变化的1％或小于1％内进行表征)。一维图案的实例是由空间上间隔开的本质上相同、平行、伸长的图案元件的任意集合(例如，举例而言在光掩模处界定的另外不透明的荧幕中的平行直线或狭缝的组合)提供。在具体情形中，所考虑的一维图案可形成由沿第一所选轴周期性变化的幅值以及沿被选择为横向于第一轴的第二轴实质上恒定的幅值所表征的线性(一维)光栅(例如，一维衍射光栅))。在最简单的情形中，此种一维衍射光栅是仅具有单一空间频率的光栅。此外，如所属领域中的技术人员将理解，为对由光学系统或工件的形变导致的成像畸变进行校正，一维图案可仍然沿第一轴和/或第二轴具有小的变化。出于本公开内容的目的，含有实质上一维图案的元件或组件(且无论此元件或组件的具体构型如何)可被互换地称为图案源。

相比之下，用语“二维图案(2D图案)”被定义为表示变化或改变必须沿两个彼此横向的轴定义的图案元件的集合。二维图案的一个最简单的实例是由格栅(grid)或网眼(mesh)(其在具有沿两个横向轴定义的空间周期时形成二维光栅)提供。参照本文中公开的掩模版的光掩模的图案，一维图案及二维图案如此进行考量，而无论上面形成有这些图案的基底(或光掩模)的表面的曲率如何。为简洁起见，EUV系统(在其中旨在使用以下论述的物镜的实施例)被具体地且有目的地构造成对一维掩模版图案成像，且在本文中被称为“一维EUV系统”。为简洁起见且与本实施例相比，被配置成对二维经图案化掩模版进行成像的EUV系统(例如，通用EUV系统)可被称为“二维EUV系统”。

用语“光学共轭(optically-conjugate)”及相关的用语被理解为由光学可逆性原理(根据此原理，若光的传播方向被反转，则光线将沿初始的路径传输)定义。因此，这些用语在涉及两个表面时是由两个表面定义，所述两个表面的点中的一个表面的点利用给定的光学系统被成像于另一表面上的点。若将物体移动至被其图像占据的点，则经移动的物体的新的图像将出现在物体原来出现的点处。跨越光学共轭表面的点被称为且定义为光学共轭点。当第一层被直接设置于给定表面或基底或第二层上时、或当所述第一层被设置于中间第三层上且所述中间第三层继而设置于所述给定表面或基底或第二层上时，所述第一层或图案被定义为由所述给定表面或基底或第二层承载(或承载于所述给定表面或基底或第二层上)。

所公开物镜的构型使得能够实施一维EUV曝光工具或机器，所述一维EUV曝光工具或机器被构建成以高成本效益方式以高分辨率光学转移密集线图案(此在周期性线图案的情形中例如对应于10纳米至20纳米、优选地小于10纳米、更优选地几纳米、例如5纳米或小于5纳米的节距或周期)，以使得能够达成10-纳米及7-纳米节点半导体装置(根据国际半导体技术地图(例如，ITRS 2.0)定义)。本文中呈现的理念源自于对现代化高密度半导体芯片(chip)设计正越来越多地基于一维几何图案的实现。此处公开的PO实施例被具体构造成将来自掩模版的一维图案(例如，在一种情形中，表示一维光栅的图案)光学成像至感兴趣的基底或工件，且在以下方面较通用二维EUV系统的相应PO拥有清楚的结构性及操作性优点：

-所公开的PO相较于二维EUV系统在结构上实质上被简化，且相较于二维EUV系统可负担并确实包括较少的反射表面，此实际上使得以自光源所需要的较小的光学功率(例如，数十瓦特，在一个实例中低至约20瓦特)提供良好品质的曝光)；

-由于一维掩模版图案的光学成像被缩减至本质上一维成像-即，由于在由工件承载的光致抗蚀剂上形成的图像的空间变化仅沿一个轴存在-因此根据本发明理念进行配置的PO可被制作成受到对光学像差的更宽松的要求(相较于传统二维EUV系统的PO)。

-由于自系统的PO消除了一些甚至许多光学表面(相较于二维EUV系统)，因此实质上减少了扫描掩模版台、薄膜(pellicle)、其他元件、以及所提议的EUV光栅机器的成本。

一维EUVD曝光工具的一部分的示意性实例。

在图1B及图1C中示出了根据本发明理念配置的图1A所示一维EUV系统的一部分100的可能实施例102、170的更具概括性的示意图。系统102、170可包括一或多个光源(如图所示-光源114)。在实施方式中，系统102被示出为包括：光学照明子系统或单元(IU)，含有第一反射镜118及第二反射镜122以及中继反射镜126；以及PO子系统(反射物镜)，包括二或更多个镜，所述镜中的至少一者具有界定光学视障(optical obscuration)的区(实施例102的双镜式物镜被示出为含有第一镜130及第二镜134，第一镜130及第二镜134各自具有对应的中心视障130A及134A)。在本文中使用用语“光学视障”来指(光学元件的)至少一部分，在所述至少一部分的界限内，入射于光学元件上的光向下一个光学元件的进一步转移受到妨碍、禁止或甚至受到阻挡。在所示反射物镜的情形中的视障的实例由以下提供：(i)在弯曲的镜(例如，举例而言弯曲的主镜130A)的基底中的贯穿开口，在所述贯穿开口的界限内，入射于此镜上的光未进一步朝弯曲的副镜130B反射而是经由贯穿开口传输，或(ii)在镜的预定区内缺少反射涂层(实质上界定相同的光学效果)。用语中心视障定义中心位于光学系统的参考轴处的视障。

参照图1B，反射镜118收集由光源114发出的辐射150并经由反射离开反射镜122将所述辐射150转移至中继镜126作为辐射140。所述系统还包括被设置成与IU及PO光学通信的掩模版144。掩模版144承载空间密集一维图案，且被定位成被自光源114递送且经由视障134A被中继反射镜126反射至掩模版144的辐射148辐照。如图所示，掩模版144是在反射中操作的光掩模(在相关实施例中，掩模版可视情况被配置成透射掩模版)。也旨在根据系统100、102的特定实施方式，掩模版144的基底上承载一维图案的表面可为在空间上弯曲的(在此种情形中，反射掩模版具有非零光学功率)或在空间上平坦的(具有实质上为零的光学功率)。

此外，掩模版上的一维图案可明智地以适于补偿PO的不可取的畸变的方式发生畸变。当由掩模版承载的一维图案被配置成尺寸被恰当调整的线性衍射光栅时，掩模版144衍射入射在其上的辐射148以形成经衍射的光束，所述经衍射的光束包括在空间上不同的束152A、152B，束152A、152B分别表示衍射级(在一个实例中，+1衍射级及-1衍射级)并朝PO的镜130传播(可恰当地阻挡第零级衍射进行此传播)。PO的第一反射镜130及第二反射镜134相组合地将经衍射的束经由视障130A重新定向至感兴趣的工件或基底156，以对其上承载掩模版144的一维图案的图像的至少一层光致抗蚀剂进行曝光。

应理解，根据本发明理念，掩模版被设置成相对于IU及PO子系统处于实质上固定的空间及光学关系中，乃因掩模版在一维EUV曝光工具内一经选择并界定，所述掩模版的位置及取向两者便被固定(除为保持焦距及对齐而可能需要作出的一些小的调整以外)。用语“实质上固定的关系”是指且界定当掩模版的位置仍然可能经受一些小的调整时的情形，所述掩模版的机械支撑缺少被配置成在曝光工具的操作期间以与晶片台的运动同步的运动来扫描掩模版的结构，所述小的调整的量值足以在曝光工具的操作期间校正在焦距、放大率及对齐中的任一方面的误差。

系统100、102在一些实施方式中也可包括：恰当地设置于IU内(如图所示-位于镜122、126之间)的尺寸固定或可变的孔径160(举例而言，具有特定形状的可变狭缝；可互换地称为“图案遮板(pattern blind)”或“遮板场阑(blind field stop)”或简单地称为“场阑(field stop)”)，所述IU可被设置成与掩模版144、144’实质上光学共轭；光曈阑或孔径164(尺寸被调整为匹配PO的入射光曈的所需形状)；支撑掩模版的台/安装单元(图中未示出)；晶片台156A，配备有恰当的台移动器(图中未示出)以提供相对于掩模版144以及束152A、152B对晶片156的扫描，如光刻曝光工艺所需要；以及所需的其他辅助元件(例如，真空腔室、度量系统以及温度控制系统)。x-轴被定义为与在系统的操作期间沿其实行扫描的轴垂直，而y-轴被定义为与此扫描轴平行。在实施例102中，一维图案包括平行于Y轴的线。

如在图1A所示的概括性示意图100中所示，系统还包括控制单元(控制电子电路系统)，所述控制单元可选地配备有可编程的处理器且被配置成管理至少所述晶片台的操作，且在一些实施例中管理光源、IU及PO子系统中的至少一者的操作。

图1C示意性示出一维EUV系统100的实施例170，其中-相较于图1B所示的实施例102-移除了中继镜126。当掩模版144’被构造成在反射中操作时，掩模版144’将反射镜122成像至PO子系统的入射光曈中。在自光源114传输时，一束辐射180横穿场阑160’，场阑160’被设置成紧靠掩模版144’(如图所示)或作为另一选择跨越被掩模版图案朝PO子系统衍射的一束辐射紧靠晶片156(如以虚线EE示意性地示出)。将场阑160’(当存在所述场阑时)与掩模版分隔开的近似距离大体而言短于3毫米、优选地短于1毫米、更优选地短于100微米、且甚至更优选地短于50微米。

应理解，一个实施例中的一维EUV系统的PO部分的具体设计应将以下事实考虑在内：一维EUV系统的IU部分的反射镜可被配置成“蝇眼(fly’s eye)”阵列。举例而言，反射镜118可被配置成“蝇眼”反射镜阵列FE1，以含有个别反射镜元件1910，反射镜元件1910可具有对应的菱形周边，如在图19A中示意性地示出。反射镜122可被配置成“蝇眼”反射镜阵列FE2，如在图19B中所示，“蝇眼”反射镜阵列FE2自由反射镜元件220形成的瓦片(具有六边形或圆形周边)配置以界定叶片状孔径1924并节约集光率。

若是此种情形，则反射镜阵列118及122中的每一者被配置成利用分别对应的二维镜阵列(作为另一选择被称为“小面(facets)”或“眼”)捕获并反射自分别对应的辐射物体获取的辐射能量。此种镜或小面阵列可被称为“蝇眼反射器”(或甚至被称为“蝇眼透镜”，如有时在此项技术中所为)，正常情况下无需额外较大的观测透镜和/或反射镜的辅助。参照图1C，举例而言，来自光源114的光被反射镜(118、FE1)捕获，被(118、FE1)反射的光被反射镜阵列(122、FE2)捕获。反射镜阵列的每一个别镜元件形成辐射物体的图像，如自所述个别镜元件的位置的视角所见。

一般而言，实施例的一维EUV系统的PO子系统包括被配置成史瓦西型物镜的消像散(anastigmatic)双镜式系统，以提供将来自图案源(144、144’)的一维图案以缩小率(或尺寸缩减系数、或缩减比率)r及数值孔径NA＝0.4成像于的工件156上。在一种实施方式中，在工件156上被曝光的区具有菱形形状(举例而言，在X方向上伸展16.5毫米，X方向垂直于对曝光工具中工件的扫描方向，在Y方向上伸展5毫米，Y方向平行于一维图案线的成像线以及晶片台扫描运动的方向)。此种菱形形状的曝光场的所选形状适于连接紧邻的场。一般而言，在轴上照明(on-axis illumination)的情形中，在此种曝光场内的光学像差为约12毫米波(milliwave)或小于12毫米波。出于本公开内容的目的，用语“轴上照明”是对以下照明的速记符号，其中(i)照明通常平行于光轴传播和/或照明的传播方向包括平行于光轴的方向(排除其中不存在轴向方向的偶极或环形照明)，(ii)照明位置的中心位于光轴刺穿物体平面处的点上。

参照图2，图2提供对所使用的用语及术语的说明，示出了PO子系统的实施例200(为说明简洁起见-在与图案源(144、144’)及工件/晶片156相关的主镜(M1、130)及副镜(M2、134)中的任一者中均无中心视障。参考轴-在此种情形中为光轴-被表示为204。此处，图案源(144、144’)上的一维图案的完整范围是2hr，而此种图案源的图像(以缩减比率r形成于工件156上)的完整范围是2h；“总轨道”T是图案源144、144’与工件156之间的距离；L是将PO子系统的入射光曈(EP、210)与掩模版144、144’分隔开的距离；S是主镜130的凸表面的顶点与副镜134的凹表面的顶点之间的分隔距离；w是由主镜130的表面的顶点与面对PO子系统的工件表面之间的分隔距离界定的工作距离。掩模版、EP及工件中的每一者以垂直双箭头线示出。

图3示出与图2相同的实施例(此次表示为实施例300)，同时示意性地示出镜元件130、134中的中心视障以及位于轴上的光学元件310(其可为反射镜，例如举例而言，图1B所示的元件126或图1C所示的元件122)。光学元件的尺寸可理解地影响实施例300的几何尺寸，反之也可。所属领域中的技术人员也将轻易理解，图案源(144、144’)的几何参数影响PO子系统的空间范围。举例而言，图案源144、144’的图案承载表面的曲率半径越高(平坦的图案源具有实质上值为零的曲率)，总轨道长度T变得越大。也理解，PO子系统的视场(field-of-view，FOV)随着总轨道长度T及缩减比率r按比例缩放或变化。可用于放置光学元件310从而使得光学元件310不截断或阻挡图像形成光线314、316(自图案源144、144’的一维图案投影至主镜130的对应部分的一束光线分别的边缘光线)中的任一者的空间与自副镜134经由主镜130的光学视障区投影至工件156的一束光线的空间坐标相关。凭经验发现此种空间定位/坐标完全取决于一些参数，而完全不取决于两个镜130、134的表面参数(prescription)。必须被考量的参数包括：(1)系统的长度，(2)视场，(3)缩减比率，(4)节距范围(一维图案和/或其图像)，(5)数值孔径，以及(6)掩模版与PO子系统的入射光曈之间的距离。

凭经验确定出r＝5的系统(也即，5x-缩减系统)在视场与系统长度T之间提供了良好的折衷，对系统长度T的实际限制被设定为约1.5米。(如以下将进一步论述，缩减系数的优选范围是自约4至约6)。图4所示的绘图示出FOV如何随着轨道长度T及缩减比率r按比例缩放。图4中的虚线表示优选的场大小，所述优选的场大小是基于通量计算进行选择，所述通量计算示出较小的场导致通量变得在工件台加速度方面受到限制。为理解PO子系统的参数之间的这些及其他互相依赖性，可进行以下简短论述的光曈构建过程。

光曈构建。

图5A至图5G示出针对一维EUVD曝光工具的所公开光学系统进行光曈构建的过程的实例。此过程的目的在于界定实施例的PO子系统的光电几何参数，所述实施例有利于最佳化(增大)将位于曝光工具的IU与其PO子系统之间的实质上一维图案成像于所选工件上的对比度。为此，作为在将此种一维图案成像于图像平面(其中放置有工件156)上时对图像平面的2束干扰(自经由曝光工具的IU入射于图案源144、144’(例如举例而言，一维衍射光栅)的实质上一维图案上的光形成的+1级衍射与-1级衍射之间的光学干扰)的结果而形成图像。零级衍射通过对一维衍射光栅的恰当设计而被最小化和/或在另一种实施方式中通过不透明的组件(例如，元件160’)被阻挡。由于紫外线光源114的集光率较所需的照明/成像集光率小得多，因此可构建区域(立体角)被最大化用于实现100％对比度的照明光曈。此应使得制造经图案化工件156的工艺具有更宽裕度。

参照图5A及图5B，所述构建以假定一维(单频率)衍射光栅的连贯轴上照明开始。此处，对元件144、144’的一维衍射光栅进行照明的束504被示出于轴上(如沿参考轴204所观察到)。然后，在光栅(光栅节距为Λ_min)处形成的+1衍射级束在自光曈或参考轴的中心分隔开距离λ/Λ_min的点P(+1)处出现。光曈构建过程继续进行以下操作：对于穿过点P(+1)的线对以与图像空间中(也即，在一维衍射光栅通过PO子系统被自元件144、144’成像于其上的工件的空间中)所需的数值孔径(aperture)NA相等的半径所画出的圆圈508进行“反射”以获得边界线510，在图5A中以虚线示出。使Ω_IU及图像对比度最大化的照明场-也即，经由一维EUV曝光工具的IU被递送至元件144、144’的空间分布光-的理想形状接着由两个圆圈508及510的重叠区域呈现出。被圆圈508与510之间的重叠部分描出轮廓的区514表示Ω_IU且对应于照明光曈(也即，入射于承载一维图案/一维衍射光栅的图1所示基底/掩模版144上的光的角分布)。照明光曈514相对于曲线508的参数的几何参数在图5B中指明。

实际上，感兴趣的可能不是元件144、144’上的实质上一维图案的周期的单个值而是一系列值。因此，除Λ_min(其表示感兴趣的一维光栅周期的最小值)以外，也引入指此周期的最大值的值Λ_max。(当零级衍射束经由PO子系统在元件144、144’与工件之间的传播被阻挡时及若零级衍射束经由PO子系统在元件144、144’与工件之间的传播被阻挡，作为经由PO子系统的实施例将来自元件144、144’的一维光栅成像至工件156上的结果，一维光栅周期值减半，如所属领域中的技术人员将轻易地理解。)

现在参照图5C及图5D，图5C及图5D中的每一者示出成像光曈的外部边界508，作为PO子系统的光源运作的较早确定的小叶状(leaflet-shaped)照明光曈514被示出为中心实质上位于参考轴204上。与以周期Λ_min对一维光栅的成像对应的成像光曈分别针对+1衍射级束及-1衍射级束在边界508内被示出为区532A、532B。与以周期Λ_max对一维光栅的成像对应的成像光曈分别针对+1衍射级束及-1衍射级束被示出为区534A、534B。在图5E中，边界540描出总体聚集成像光曈的两个区544A、544B的轮廓，所述总体聚集成像光曈被配置成表示以位于Λ_min与Λ_max之间包含Λ_min及Λ_max在内的范围内的任意周期对一维光栅的成像。相同的两个区544A、544B(在图5F中被示出为区A、B)对应于被PO子系统的聚集成像光曈包括的组合立体角Ω_PO。图5G另外针对NA＝0.4、λ＝13.5纳米、Λ_max＝60纳米且Λ_min＝40纳米的情形逐条列记阐述PO子系统的成像光曈的具体实例的数值和/或尺寸。

以下是对PO子系统的实施例的实例的论述，所述PO子系统被配置成与一维EUV曝光工具一起运作以使得能够对密集线图案(例如，在元件/掩模版144、144’处由一维衍射光栅以所论述的参数Ω_IU、Ω_PO、λ、Λ_min、Λ_max、NA等形成的图案)进行成像。概述了若干具体但非限制性的实例，在所述实例中，有一个实例涉及对来自反射表面是弯曲的元件144、144’的实质上一维密集线图案进行成像，且另一个实例涉及对来自反射表面实质上是平面的元件144、144’的图案进行成像。

PO物镜：实例1

图6示出大体而言根据史瓦西型设计配置且包括双镜式消像散的实施例600。如图所示，被配置成与所提议的一维EUV投影光刻系统一起使用的PO物镜的实施例与在平坦的表面上承载实质上一维光掩模图案的图案源144、144’相补充地操作(在一个实例中，掩模版是通过与平坦反射表面相关联地界定一维反射衍射光栅而形成)。在此种实施例中的PO被配置成包括2镜、单极照明子系统(即，在其任意光曈平面处光的分布包括一个“极”或照明区的照明子系统)。

表1总结被配置成将承载一维图案的掩模版(指示为“光栅”)成像至工件(在表1中被指示为“晶片”)上的物镜的光学组件的参数。

在图6所示的一种具体的实施方式中，举例而言，一维EUV系统包括消像散投影光学双镜式系统600，所述系统600被配置成在工件610处以r＝5x的缩小率或缩减率(作为成像的结果，对掩模版图案的缩小率或缩减率)、NA＝0.4以及5毫米宽的FOV提供光学成像。为说明简洁起见，系统600的元件的中心视障/中心孔径(若存在)未必示出。具有此设计的主镜614具有约240毫米的直径。镜614、616的非球面轮廓是显著旋转对称的，具有非常小的像散项。在轴上照明的情形中未使用彗形泽尔尼克项(comatic Zernike term)，但在照明是轴外时的具体情形中可引入彗形泽尔尼克项。所述系统进一步利用通常与主镜614分隔开介于约800毫米与2000毫米之间的距离(如图所示-约1460毫米)、且与副镜616分隔开约520毫米(且一般而言介于约450毫米与550毫米之间)的平坦掩模版或图案源144、144’作为物体。主镜与副镜之间的分隔距离因此介于约300毫米至约1500毫米的范围内。系统620的入射光瞳(图6中未示出)的直径为约270毫米，且距离掩模版144、144’一般而言介于约1.5米至约1.8米的线性范围，且在具体的情形中距离约L＝1.68米(同时，通过主镜与掩模版分隔开，参见图2进行比较)。工作距离w对于此实施例而言一般介于约25毫米与约35毫米之间(且在具体的情形中，为约31毫米)。因此，本实施例由值介于约8.5至约60、且在具体情形中为约31的第一比率(被定义为主镜与副镜之间的分隔距离对工作距离的比率)表征。另外或作为另一选择，本实施例由一般而言值介于约0.2至约1、且在具体情形中为约0.63的第二比率(被定义为主镜与副镜之间的分隔距离对总轨道长度的比率)表征。此处，孔径光阑(图6中未示出)的轴向位置可被确定成使得入射光瞳位置位于凹面镜(副镜616)的图像侧。孔径光阑的轴向位置可被确定成使得入射光瞳被定位于凸面镜(主镜614)的图像侧。孔径光阑的轴向位置可被确定成使得入射光瞳被定位于相对于图像平面与凸面镜相对的侧上。孔径光阑的位置可被确定以确保图像侧远心度(telecentricity)。孔径光阑位置可被确定成在物体侧为非远心(non-telecentric)。

用于模拟系统600的泽尔尼克像差的参数被列出于表2以及图7A、图7B中)。在利用此PO物镜600的一维EUV系统中，来自光源114的光束在经由光学系统的PO部分朝目标基底/工件156传播时仅与两个反射镜交互作用，由此相较于光经由二维EUV系统的传播降低了在反射时光学功率的损失，且因此降低了对EUV光源的输出功率应为多高的要求。

在图8中示出了阐述物镜600的光学性能的场曲线，而X扇形(X-fan)光线及Y扇形(Y-fan)光线的对应光线像差针对场的不同相对高度值呈现于图9A及图9B所示的绘图中。此处，以波为单位示出了光学路径差异。

由于图案源上的图案包括一维光栅，因此入射光近似在XZ平面中衍射。在镜M1及M2(在实施例600的实例中为614、616)中的至少一者(且优选地为两者)可被配置成两个单独的在空间上彼此分隔开的部件或子反射镜的相关实施例中利用这些情况。此理念示意性地示出于图10A及图10B中，图10A及图10B利用对对应尺寸的大致识别示出主镜M1及副镜M2中的每一者的两个子反射镜的相互取向。在以此方式实作时，在一对给定部件中(例如，包括非球面凸面主镜614的一对镜子反射镜614A、614B)此种彼此对应的部件中的每一者表示并界定另外为连续、旋转对称的弯曲反射表面的一部分(也即，与所述一部分全等)。

图11的立体图示出其中图案源144、144’被设置于轴上且其中系统600的主镜及副镜两者皆被配置成双组件反射镜的具体实施方式。元件310如之前所述指示光瞳中继镜，所述光瞳中继镜尽管未必与光瞳光学共轭，但在形状上与照明光瞳的叶片形状类似(参照图5A至图5G论述)。

此处，(非球面凹面)副镜616也被示出为含有两个实质上相同的子反射镜616A、616B。在系统600的一种实施方式中，光学部件的尺寸如下：M1-A为约26毫米；M1-B为约38毫米；M1-C(边缘至边缘尺寸)为约80毫米；M2-A为约85毫米；M2-B为约136毫米；以及M2-C(边缘至边缘尺寸)为约275毫米。

表1

表2

	主镜	副镜
			K	-7.71E+00
正规化半径	1.19E+02	3.89E+02
			Z1	4.61E-02	3.76E+00
Z4	-1.36E-02	3.86E+00
			Z9	-6.00E-02	1.04E-01
Z16	-3.41E-04	3.42E-03
			Z25	-1.65E-05	1.22E-04
Z36	-2.59E-07	4.50E-06
			Z37	-4.46E-09	1.72E-07

泽尔尼克多项式是在径向坐标(径向距离R及方位角θ)中定义，抑或是在笛卡尔坐标(Cartesian coordinates)中进行表达，其中X＝Rcosθ，Y＝sinθ。(各项的完整集合总结于表7A、表7B中)。

PO物镜：实例2

图12示出实施例1200，实施例1200在需要对设置于弯曲基底或表面1244(对应于图1C所示的图案源144’)上的实质上一维图案进行成像的情形中被特别配置成与一维EUVD曝光系统(例如，举例而言图1C所示者)一起使用。在具体情形中，承载一维衍射光栅的此种弯曲反射基底1244设置于整个曝光系统的IU与PO子系统之间，且因其非零光学功率而有利于将整体系统的反射镜118、122中的一者(例如，被配置成蝇眼反射镜且在美国专利申请15/599,148及15/599,197中的任一者中被论述为反射镜FE2的反射镜122)成像于PO子系统的入射光瞳中以增大经由一维EUVD系统的整体光通量的过程。

此实例2的一个设计优点在于：结合掩模版元件1244的弯曲的一维衍射光栅，此设计使得能够相较于实例1的情形(其中优选地使用平面一维光栅)达成小得多的轴上照明投影光学器件。此种优点归功于以下事实：PO子系统1200的入射光瞳与掩模版1244之间的分隔距离大于自一维光栅1244经由PO子系统1200被引导至工件1210的+1级束与-1级束之间的空间分隔距离的最大值。(注意，此指明由弯曲的掩模版1244成像至PO子系统的入射光瞳的蝇眼反射镜122的尺寸被缩小/缩减，且因此自然地适配于在+1级束与-1级束之间的此可获得的空间中)。因此，含有弯曲的掩模版的系统1200的最小尺寸不受视场的限制，而是受光学像差的值的限制。

根据这些考量因素，实施例1200可实际上被补充以在弯曲的基底表面上承载实质上一维掩模图案的反射元件1244。(举例而言，此种元件是通过界定与弯曲的反射表面相关联、具有半径R_r的一维反射衍射光栅而形成，如图12所示)。在利用PO子系统的实施例1200的一维EUV系统中使用弯曲的掩模版的目的在于：将一维EUV系统的照明单元(IU)的所识别的反射镜成像于PO物镜的实施例1200的入射光瞳中。由于掩模版1244的曲率，实施例1200的尺寸实质上仅受光学视障的尺寸和/或实施例的像差的限制，此使得相较于图600的实施例大大降低了尺寸。

实施例1200的PO被配置成包括2镜、单极(即，在任意光曈平面处光的分布包括一个“极”或照明区)照明子系统。

表3总结被配置成将承载一维图案的弯曲掩模版成像至工件上的物镜1200的光学组件的参数。

在一种具体的实施方式中，一维EUV系统包括消像散投影光学双镜式系统1200，所述系统1200被配置成在工件1210处以r＝5x的缩小率或缩减率(作为成像的结果，对掩模版图案的缩小率或缩减率)、NA＝0.4以及5毫米宽的FOV提供光学成像。具有此设计的主镜1214具有约80毫米的直径。镜1214(主)及1216(副)的非球面轮廓是显著旋转对称的，具有非常小的像散项。在操作中，系统1200进一步利用通常与主镜1214分隔开小于500毫米(通常-介于450毫米与500毫米之间；如在此实例中所示-仅分隔开约475毫米)、且与副镜仅分隔开约140毫米与180毫米(如图所示-间隔开约165毫米)的线性范围的弯曲掩模版1244作为待被成像的物体。根据图2所示的示意图，系统的入射光瞳(在图12中未示出)的直径为约88毫米，且距离一维EUV系统的掩模版介于约0.3米至约0.7米的线性范围L(如图所示-距离约L＝0.544米)，且也通过主镜1214与掩模版1244分隔开。工作距离对于此实施例而言介于约20毫米与约30毫米之间(且在具体的情形中-为约26毫米)。

因此，本实施例由值介于约9.5至约14.5、且在具体情形中为约12的第一比率(被定义为主镜与副镜之间的分隔距离对工作距离的比率)表征。另外或作为另一选择，本实施例由一般而言值介于约0.5至约0.7、且在具体情形中为约0.62的第二比率(被定义为主镜与副镜之间的分隔距离对总轨道长度的比率)表征。

用于定义镜元件1214、1216的非球度的Qbfs多项式的参数被列出于表4以及图13中)。在利用PO物镜的此实施例的一维EUV系统中，来自光源的光束在经由光学系统的PO部分朝目标基底1210传播时仅与两个反射镜交互作用，由此相较于二维EUV系统降低了在反射时光学功率的损失，且因此降低了对EUV光源的输出功率应为多高的要求。

在图14中示出了表示图12所示物镜的光学性能的场曲线，而X扇形光线及Y扇形光线的对应光线像差对场的不同相对高度值呈现于图15A及图15B所示的绘图中。此处，以波为单位示出了光学路径差异。

由于元件1244上的图案包括一维衍射光栅，因此自一维EUV系统的IU的反射镜入射于此元件上的光近似在一单个平面-XZ平面中衍射。通过将物镜的镜M1及M2(在此实例中为1214、1216)中的至少一者(且优选地为两者)构造为含有两个单独的部件或子反射镜而利用这些情况。利用图10A及图10B所示的示意图作为指导方针，此两个单独的子反射镜的尺寸在一个实例中为：对于M1-A而言-一般介于20毫米与30毫米之间(且在图12所示的实例中，为约26毫米)；对于M1-B而言-一般介于约30毫米与45毫米之间(且在图12所示的具体实例中，为约38毫米)；对于M1-C而言-一般介于70毫米与100毫米之间(且在图12所示的具体实例中，为约80毫米)；对于M2-A而言-一般介于约80毫米与90毫米之间(且在图12所示的具体实例中，为约85毫米)；对于M2-B而言-一般介于约120毫米与150毫米之间(且在图12所示的具体实例中，为约136毫米)；对于M2-C而言-一般介于约250毫米与300毫米之间(且在图12所示的具体实例中，为约275毫米)。主镜1214的表面是非球面的且是凸面的，而副镜1216的表面是非球面的且是凹面的。此处，孔径光阑的轴向位置(图12中未示出)可被确定成使得入射光瞳被定位于凹面镜1216的图像侧。孔径光阑的轴向位置可被确定成使得入射光瞳被定位于凸面镜1214的图像侧。孔径光阑的轴向位置可被确定成使得入射光瞳被定位于相对于图像平面(1210)与凸面镜1214相对的侧上。孔径光阑的位置可被确定以确保图像侧远心度。孔径光阑的位置可被确定成在物体侧为非远心。

表3

表4

	主	副
			正规化半径	4.47E+01	1.37E+02
Q4	1.26E-01	8.36E-02
			Q6	-2.36E-03	-2.22E-03
Q8	8.38E-05	7.81E-05
			Q10	-3.02E-06	-2.72E-06

相对于实例1或实例2的设计，应注意到：优选地-假定期望的基于双镜的成像侧远心设计容许-掩模版的曲率应被选择成容许同时将照明光瞳(由反射镜122表示)成像于PO子系统的入射光瞳中并补偿系统的与场曲率相关的参数(举例而言，以补偿佩兹伐曲率(Petzval curvature)并将相位应用至也产生期望远心率的掩模版)。另外(且无论用于阻挡表示在掩模版144、144’、1244处的零级反射的光的构件是否在对应图式中示出)，优选地通过对元件122进行配置(在一种情形中配置成蝇眼反射镜阵列)而提供此类构件以执行此任务。出射光瞳的位置被确定成确保工件(晶片)被远心辐照。

PO物镜：实例3

被配置成与一维EUV系统的实施例一起使用的PO物镜的相关实施例在美国专利申请第15/599,148号中进行了公开，且在此处参照图18A、图18B进行再现。

在图18A所示的具体实施方式的情形中，在使用轴上照明时，举例而言，一维EUV系统包括消像散投影光学双镜式系统1800，所述系统1800被配置成在晶片上以6x的缩小率或缩减率(作为成像的结果，对掩模版图案的缩小率或缩减率)、NA＝0.4以及16.5毫米(直径)乘以5毫米的菱形形状曝光提供光学成像(16.5毫米指示在垂直于扫描方向的X方向上的场宽度；5毫米指示在平行于印刷线及晶片台扫描运动的方向的Y方向上的场长度)，其中像差是小的(约12毫米波或小于12毫米波)。此种菱形形状的曝光场的所选形状适于连接紧邻的场。具有此设计的主镜1810具有约583毫米的直径。镜1810(主)及1820(副)的非球面轮廓是显著旋转对称的，具有非常小的像散项。在轴上照明的情形中未使用彗形泽尔尼克项，但在照明是轴外时的具体情形中可引入彗形泽尔尼克项。所述系统进一步利用与副镜分隔开介于约800毫米与2000毫米之间的距离(如图所示-约1400毫米)的平坦掩模版。系统1800的入射光瞳距离一维EUV系统的掩模版(靠近晶片/基底)约2.175米，而自掩模版至镜1810的距离为约1米。用于模拟系统300的泽尔尼克像差的参数被列出于图18B中)。在如此实作的一维EUV系统中，来自光源的光束在朝目标基底传播时仅与六个反射镜交互作用(在IU的反射镜阵列处两次反射且在中继镜处一次反射；在反射掩模版处一次反射；且在PO的镜处两次反射)，由此相较于二维EUV系统降低了在反射时光学功率的损失，且因此降低了对EUV光源的输出功率应为多高的要求。(的确，在典型二维EUV系统中，光束被形成系统的光学系列的反射镜反射至少十二次或大于十二次)。此处，孔径光阑(图18A中未示出)的轴向位置可被确定成使得入射光瞳位于凹面镜1810的图像侧。孔径光阑的轴向位置可被确定成使得入射光瞳位于凸面镜1820的图像侧。孔径光阑的轴向位置可被确定成使得入射光瞳位于相对于图像平面与凸面镜1820相对的侧上。孔径光阑位置可被确定以确保图像侧远心度。孔径光阑位置可被确定成在物体侧为非远心。

由于掩模版上的图案包括一维光栅图案，因此入射光近似在XZ平面中衍射。因此，可将镜1810、1820中的每一者配置成提供理论上连续、环形、弯曲反射表面的必要部分的两个单独的部件。举例而言，以参照图10A、图10B所述的方式实行此种配置。

若不注意到以下问题则根据本发明理念配置的PO子系统的实例将不十分完整：有利地，所提议的设计对设计的主要几何参数(例如举例而言，光瞳距离对PO子系统的总轨道的比率)的误差或变化相当不敏感。此由图16进行证明：其中图像空间的场宽度(沿图16所示的曲线图的y轴进行绘制)被证明根据此比率至少针对r＝2(表示为“2x”)与r＝8(表示为“8x”)之间的缩小值范围保持实质上恒定。实际上，可安全地选择例如集中于值L＝1.05T的设计视窗1610以确保设计对比率的值的变化的不敏感性)。图17通过示出图像空间中的目标5毫米场(参见图2中的156,2h＝5mm)以至少处于缩减比率r＝4…8范围内的对应缩减(缩小)值或比率r针对不同轨道长度被轻易达成而补充此结论。

整体上，论述了若干实例，所述实例实作被配置成与光刻曝光工具一起使用以在光谱的EUV部分中对极度密集一维图案进行成像的反射PO子系统。尽管陈述了针对此实施例所选择的具体值，但应理解，在本发明的各种实施方式的范围内，所有参数的值可在大的范围上改变以适合不同应用。

-实例包括反射系统，所述反射系统具有参考轴且包括第一反射镜、第二反射镜及第三反射镜。所述第一反射镜含有图案源。所述第二反射镜及所述第三反射镜的组合被配置成：在与所述第一反射镜光学共轭的平面中利用仅有的两束光在极紫外线光中以N>1的减缩因数形成所述图案源的实质上一维(1D)图案的光学图像。此处，所述仅有的两束光因以入射光束辐照所述第一反射镜而起源于所述第一反射镜处，且所述仅有的两束光不包括表示所述入射光束在所述第一反射镜处的镜面反射的光束。作为另一选择或此外，此仅有的两束光不包括与所述参考轴实质上同一方向的光束。

在一种实施方式中，第二反射镜及第三反射镜的所述组合被配置成不以相依于空间频率的方式降低所述光学图像的对比度。作为另一选择或此外，此种组合被配置成以在所述光学图像的整个区上保持实质上不变的对比度形成所述光学图像。当所述第一反射镜具有第一曲率半径且所述第二反射镜具有第二曲率半径时，所述第一曲率半径与所述第二曲率半径具有相反的符号。所述第一反射镜可包括在弯曲的表面和/或相移掩模处界定的一维衍射光栅。在图案源的一维图案具有第一空间频率的具体实施方式中，所述反射系统被配置成确保此种图案的光学图像具有第二空间频率，且所述第二光学频率为所述第一光学频率的至少两倍。所述反射系统可被构造成光刻曝光工具的投影光学系统。

-实例另外公开一种反射系统，所述反射系统具有参考轴且包括第一对的反射镜元件(其对于所述参考轴彼此对称)以及第二对的反射镜元件(其对于所述参考轴彼此对称)，且其中来自所述第一对的反射镜元件的反射表面和面向来自所述第二对的反射镜元件的反射表面。在此种系统中，来自所述第一对的所述反射元件的所述反射表面中的每一者是凸面和/或来自所述第二对的所述反射元件的所述反射表面中的每一者是凹面。在具体的情形中，来自所述第一对的所述反射镜元件的所述反射表面对于含有所述光轴的平面彼此对称和/或来自所述第二对的所述反射镜元件的所述反射表面对于此平面彼此对称。

在此种反射系统的一种实施方式中，来自所述第一对的所述反射镜元件利用沿第一轴(其中所述第一轴横向于所述光轴)的第一间隙彼此分隔开，而所述反射系统被配置成以值至少介于4与6之间的缩减比率将所述一维图案成像于图像平面上(所述图像平面通过所述第一对的反射镜元件而自所述第二对的反射镜元件分隔开)。在此种实施方式的具体情形中，所述缩减比率等于5且所述反射系统的长度为约0.5米，所述长度由分隔开所述第一对的反射镜与所述第二对的反射镜的距离界定。作为另一选择或此外，此种实施方式可还包括经图案化的反射镜，所述经图案化的反射镜承载实质上一维图案，所述实质上一维图案以介于约40纳米与60纳米之间的图案周期表征，而所述系统被配置成在约13.5纳米的波长下将所述图案成像于所述图像平面上。(在具体的情形中，此种经图案化的反射镜的表面可为平面的或弯曲的)。

作为另一选择或此外，在此系统中的工作距离(由所述图像平面与含有来自所述第一对的所述反射元件的两个所述反射表面的表面的顶点之间的分隔距离界定)为约30毫米，且/或所述缩减比率等于5而所述反射系统的长度(由分隔开所述第一对的反射镜与所述第二对的反射镜的距离界定由分隔开所述第一对的反射镜与所述第二对的反射镜的距离界定)为约0.3米。在此种实施方式的具体情形中，所述工作距离为约25毫米。作为另一选择或此外，本实施例由值介于约9.5至约14.5、且在具体情形中为约12的第一比率(被定义为主镜与副镜之间的分隔距离对工作距离的比率)表征。另外或作为另一选择，本实施例由一般而言值介于约0.5至约0.7、且在具体情形中为约0.62的第二比率(被定义为主镜与副镜之间的分隔距离对总轨道长度的比率)表征。

在此种反射系统的一种实施方式中，来自所述第一对的所述反射镜元件中的一者的反射表面被定义为第一表面的对于所述光轴旋转对称的第一部分，且来自所述第二对的所述反射镜元件中的另一者的反射表面被定义为所述表面的对于所述参考轴旋转对称的一部分。作为另一选择或此外，此种实施方式包括设置于所述参考轴上位于所述第一对的反射镜元件与所述第二对的反射镜元件之间的辅助反射镜。所述反射系统可被配置成光刻曝光工具的光学系统的投影光学部分。

-实例另外公开一种反射系统，所述反射系统具有参考轴且包括：(i)主镜单元，由第一材料制成且具有中心位于所述光轴上的第一区(其中所述第一区不具有所述第一材料)、以及副镜单元，由第二材料制成且具有中心位于所述光轴上的第二区(所述第二区不具有所述第二材料)。此种反射系统具有由分隔开所述主镜单元与所述副镜单元的距离界定的近似为0.3米的长度，且被配置成以介于4与6之间的缩减比率在极紫外线光中经由所述第一区及所述第二区将实质上一维图案成像于图像平面上。所述实质上一维图案由介于约40纳米与约60纳米之间的图案周期表征且与物体的弯曲表面相关联(在一种情形中-由所述弯曲表面承载)。所述图像平面与所述主镜的距离为约25毫米且通过所述主镜单元与所述副镜单元分隔开。在一种情形中，所述主镜单元及所述副镜单元中的至少一者含有两个在空间上彼此分隔开的反射镜元件和/或所述两个反射镜元件的反射表面可对于含有所述参考轴的平面彼此对称。

因此，本实施例由值介于约8.5至约60、且在具体情形中为约31的第一比率(被定义为主镜与副镜之间的分隔距离对工作距离的比率)表征。另外或作为另一选择，本实施例由一般而言值介于约0.2至约1、且在具体情形中为约0.63的第二比率(被定义为主镜与副镜之间的分隔距离对总轨道长度的比率)表征。

所述系统可另外包括设置于所述参考轴上位于所述主镜单元与所述副镜单元之间的辅助反射镜。所述系统可另外含有经图案化的反射镜，所述经图案化的反射镜上在空间上弯曲的表面上承载实质上一维图案。在一种情形中，所述系统被构造成光刻曝光工具的投影光学系统。

此项技术中具有通常知识者将轻易地理解：出于一维EUV系统的整体PO子系统的紧凑性考虑且可能也为了便于制作系统，对图案源144、44’、1244的轴上定位可为优选的。然而，轴外定位也为极合理的，且可产生至少两个优点：(1)更易于实作对零级衍射束(即，表示图案源对入射辐射的镜面反射的束)的拒绝，以及(2)可获得更大的空间用于定位元件310或光瞳中继反射器，同时达成PO子系统的实质上相同的操作特性。

在当实质上一维图案被配置于平坦表面(～平坦掩模版)上时的情形中，由主光线传播经过系统时采用的角度的差异(例如，对应于掩模版的中心的值与对应于掩模版的周边位置的值之间的差异)导致的可能-若存在-遮蔽效果实质上小于需要远离轴外的环形物体场的传统旋转对称EUV系统中存在的此种遮蔽效果(在所述传统情形中，“遮蔽”效果一开始便为大且跨越场强烈变化)。此外，实作本发明论述的PO系统通过因使用固定掩模版进行平均而另外减轻了所述效果。

此外，上述系统可用于利用在图20A中示意性地示出的工艺而制作半导体装置。在步骤2001中，策划装置的功能及性能特性。接下来，在步骤2002中，根据先前的设计步骤2001设计具有实质上一维图案(如上所述)的掩模(掩模版)，且在平行的步骤2003中，由硅材料制成工件。在步骤2004中，利用采用上述一维EUV光学器件的光刻系统将根据步骤2002的结果形成的掩模图案曝光至照明辐射并将此图案的图像转移至工件上且形成于工件中。在步骤2005中，组装半导体装置(包括切割工艺、结合工艺及封装工艺)，且最后在步骤2006中，然后检查所述装置。

图20B提供详细说明上述步骤2004的详细流程图的实例。如图所示，在步骤2011(氧化步骤)中，将工件表面氧化。在步骤2012(CVD步骤)中，在工件表面上形成绝缘膜。在步骤2013(电极形成步骤)中，利用气相沈积在工件上形成电极。在步骤2014(离子植入步骤)中，将离子植入工件的本体。上述步骤2011整体形成在工件处理期间对工件的预处理步骤，且在每一步骤处根据处理要求做出对操作参数的选择。

在工件处理的每一阶段处，当已完成上述预处理步骤之时，可实作以下后处理步骤。在后处理期间，首先在步骤2015(光致抗蚀剂形成步骤)中，将光致抗蚀剂施加至工件。接下来，在步骤2016(曝光步骤)中，使用上述曝光装置将掩模(掩模版)的电路图案转移至工件。然后在步骤2017(显影步骤)中，对经曝光的工件进行显影，且在步骤2-18(蚀刻步骤)中，通过蚀刻而移除剩余光致抗蚀剂(被曝光的材料表面)以外的部分。在步骤2019(光致抗蚀剂移除步骤)中，移除在蚀刻之后剩余的非必要的光致抗蚀剂。通过重复这些预处理及后处理步骤而形成多个电路图案。

出于本公开内容及随附权利要求的目的，在提及对值、元件、性质或特性的描述语时使用的用语“实质上”、“近似”、“大约”及类似用语旨在强调所属领域中的技术人员应理解，所提及的所述值、元件、性质或特性尽管未必与所陈述内容完全相同，然而可针对实际目的而被视为与所陈述内容完全相同。这些用语在被应用于指定的特性或品质描述语时是指例如“几乎”、“主要”、“相当”、“大体上”、“本质上”、“在很大程度上”、“大致相同但未必整体相同”以合理地表示近似语言，并阐述指定的特性或描述语以使其范围将由此项技术中具有知识者理解。在一种具体的情形中，在提及数值时使用的用语“近似”、“实质上”以及“大约”表示相对于指定值加减20％的范围、更优选地相对于指定值加减10％、甚至更优选地加减5％、最优选地加减2％的范围。作为非限制性实例，两个值彼此“实质上相等”暗指两个值之间的差可处于所述值本身的+/-20％的范围内、优选地处于所述值本身的+/-10％的范围内、更优选地处于所述值本身的+/-5％的范围内、且甚至更优选地处于所述值本身的+/-2％或更小的范围内。

在阐述所选特性或概念时使用的这些用语既不暗指也不提供用于不确定性及对指定的特性或描述语添加数值限制的任意基础。如所属领域中的技术人员将理解，所述值、元件或特性的确切值或特性自所陈述者的实际偏差可落于由实验测量误差界定的数值范围内且可在所述数值范围内改变，在使用在此项技术中被接受用于此类目的的测量方法时通常会存在所述实验测量误差。

举例而言，对所识别的向量或线或平面实质上平行于参考线或平面的提及应被理解为一个向量或线或平面相同于或极接近参考线或平面(存在被视为实际在相关技术中典型的自参考线或平面的角度偏差，例如介于0度与15度之间、优选地介于0度与10度之间、更优选地介于0度与5度之间、甚至更优选地介于0度与2度之间、且最优选地介于0度与1度之间)。举例而言，对所识别的向量或线或平面实质上垂直于参考线或平面的提及应被理解为一个向量或线或平面的表面的法线位于参考线或平面处或极接近参考线或平面(存在被视为实际在相关技术中典型的自参考线或平面的角度偏差，例如介于0度与15度之间、优选地介于0度与10度之间、更优选地介于0度与5度之间、甚至更优选地介于0度与2度之间、且最优选地介于0度与1度之间)。

可能已在本公开内容的其他地方提供了应用于不同实际情景的用语“实质上”、“大约”和/或“近似”的含义的其他具体实例。

系统的实施例一般而言包括被存储于存储器中的指令控制的电子电路系统(例如，计算机处理器)，以执行如上所述的具体的数据收集/处理及计算步骤。所述存储器可为适于存储控制软件或其他指令及数据的随机存取存储器(random access memory，RAM)、只读存储器(read-only memory，ROM)、闪速存储器或任意其他存储器、或其组合。所属领域中的技术人员应轻易理解，定义本发明实施例的操作的指令或程序可以包括但不限于以下的许多形式被递送至处理器：永久性地存储于非可写存储媒体(例如，计算机内的只读存储器装置(例如ROM)、或可由计算机输入/输出(INPUT/OUTPUT，I/O)附件读取的装置(例如，CD-ROM或DVD光盘))上的信息、已存储于可写存储媒体(例如，软盘、可移除的闪速存储器及硬盘驱动机)上的信息、或经由通信媒体(包括有线或无线计算机网络)被递送至计算机的信息。此外，尽管本发明可被实施为软件，但对实作本发明的方法而言所必需的功能可视情况或作为另一选择被部分地或整体地利用韧件和/或硬件组件(例如，组合逻辑、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)、现场可编程门阵列(Field-Programmable Gate Array，FPGA)或其他硬件)或硬件、软件和/或韧件组件的一些组合实施。

在附接于本公开内容的权利要求中所述的本发明旨在根据整体公开内容进行评定。所属领域中的技术人员可在本发明的精神及范围内作出对已阐述的细节、步骤及组件的各种变化。

在不背离所公开的本发明概念的情况下，可对所示实施例作出各种修改及变化。此外，所公开的方面或这些方面的一些部分可以以上未列出的方式进行组合。因此，本发明不应被视为仅限于所公开的实施例。

Claims (44)

1.一种光学成像系统，具有光轴且包括：

凸面反射镜单元，在其中界定第一开口；以及

凹面反射镜单元，在其中界定第二开口，

所述系统被配置成

在凸面反射镜单元的表面处接收经由所述第二开口以两束辐射的形式被递送至所述系统的光学辐射，且

在所述光学辐射已自所述凹面反射镜单元的表面反射之后且在所述光学辐射已穿过所述第一开口之后，通过以所述光学辐射辐照图像平面而形成物体的图像。

2.根据权利要求1所述的光学成像系统，其中所述凸面反射镜单元及所述凹面反射镜单元中的至少一者包括被间隙分隔开的第一反射元件及第二反射元件，所述间隙表示所述第一开口及所述第二开口中的对应一者，所述光轴穿过所述间隙。

3.根据权利要求1或2所述的光学成像系统，其中所述凹面反射镜单元的所述表面及所述凸面反射镜单元的所述表面中的至少一者与旋转对称表面的一部分全等。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的光学成像系统，被配置成光刻曝光工具的投影光学系统。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的光学成像系统，其中所述两束辐射是在所述凹面反射镜单元的所述表面处接收的所述仅有的两束辐射且用以形成所述图像。

6.根据权利要求5所述的光学成像系统，被配置成从所述图像利用所述仅有的两束所述辐射，所述仅有的两束所述辐射中的每一者承载已衍射于与所述物体相关联的实质上一维(1D)结构上的所述辐射。

7.根据权利要求6所述的光学成像系统，其中所述实质上一维结构包括一维衍射相位光栅。

8.根据权利要求6或7所述的光学成像系统，其中所述实质上一维结构设置于空间弯曲表面上。

9.根据权利要求1至8中任一项所述的光学成像系统，其中满足以下条件中的至少一者：

(i)第一比率的值介于约8.5与约60之间；所述第一比率被定义为所述主镜与所述副镜之间的分隔距离对所述系统的工作距离的比率；以及

(ii)第二比率的值介于约0.2与约1.0之间，所述第二比率被定义为所述主镜与所述副镜之间的所述分隔距离对所述系统的总轨道长度的比率。

10.根据权利要求9所述的光学成像系统，其中所述系统的入射光瞳与所述系统的掩模版分隔开约1.5米至约1.8米的距离。

11.根据权利要求1至10中任一项所述的光学成像系统，其中满足以下条件中的至少一者：

(i)第一比率的值介于约9.5与约14.5之间，所述第一比率被定义为所述主镜与所述副镜之间的分隔距离对所述系统的工作距离的比率)；以及

(ii)第二比率的值介于约0.5与约0.7之间，所述第二比率被定义为所述主镜与所述副镜之间的所述分隔距离对所述系统的总轨道长度的比率。

12.根据权利要求11所述的光学成像系统，其中所述系统的入射光瞳与所述系统的掩模版分隔开约0.3米至约0.7米的距离。

13.一种反射系统，具有参考轴且包括：

第一反射镜、第二反射镜及第三反射镜；

所述第一反射镜包括图案源；

所述第二反射镜及所述第三反射镜的组合被配置成：在与所述第一反射镜光学共轭的平面中在由仅有的两束光提供的极紫外线光中以N>1的减缩因数形成所述图案源的实质上一维图案的光学图像，其中所述仅有的两束光因以入射光束辐照所述第一反射镜而起源于所述第一反射镜处，且

其中所述仅有的两束光不包括表示所述入射光束在所述第一反射镜处的镜面反射的光束。

14.根据权利要求13所述的反射系统，其中所述组合被配置成不以相依于空间频率的方式降低所述光学图像的对比度。

15.根据权利要求13或14所述的反射系统，其中所述组合被配置成以在跨越所述光学图像的区上保持实质上不变的对比度形成所述光学图像。

16.根据权利要求13至15中任一项所述的反射系统，其中所述第一反射镜具有第一曲率半径，所述第二反射镜具有第二曲率半径，所述第一曲率半径与所述第二曲率半径具有相反的符号。

17.根据权利要求13至16中任一项所述的反射系统，其中所述第一反射镜包括在弯曲表面处界定的一维衍射光栅。

18.根据权利要求13至17中任一项所述的反射系统，其中所述第一反射镜包括相移掩模。

19.根据权利要求13至18中任一项所述的反射系统，其中所述仅有的两束光不包括与所述参考轴实质上同一方向的光束。

20.根据权利要求13至19中任一项所述的反射系统，其中所述图案具有第一空间频率，所述光学图像具有第二空间频率，且所述第二光学频率为所述第一光学频率的至少两倍。

21.一种反射系统，具有参考轴且包括：

第一对的反射镜元件，对于所述参考轴彼此对称；

第二对的反射镜元件，对于所述参考轴彼此对称；

其中来自所述第一对的反射镜元件的反射表面及面向来自所述第二对的反射镜元件的反射表面。

22.根据权利要求21所述的反射系统，其中来自所述第一对的所述反射元件的所述反射表面中的每一者是凸面的。

23.根据权利要求21或22所述的反射系统，其中来自所述第二对的所述反射元件的所述反射表面中的每一者是凹面的。

24.根据权利要求21至23中任一项所述的反射系统，其中来自所述第一对的所述反射镜元件的所述反射表面对于含有所述光轴的平面彼此对称。

25.根据权利要求21至24中任一项所述的反射系统，其中来自所述第二对的所述反射镜元件的所述反射表面对于所述平面彼此对称。

26.根据权利要求21至25中任一项所述的反射系统，其中

来自所述第一对的所述反射镜元件利用沿横向于所述光轴的第一轴的第一间隙彼此分隔开；且

所述反射系统被配置成以值介于4与6之间的缩减比率将所述一维图案成像于图像平面上，所述图像平面通过所述第一对而自所述第二对分隔开。

27.根据权利要求26所述的反射系统，其中所述缩减比率等于5且所述反射系统的长度为约1.5米，所述长度由分隔开所述第一对的反射镜与所述第二对的反射镜的距离界定。

28.根据权利要求26或27所述的反射系统，还包括经图案化的反射镜，所述经图案化的反射镜上承载实质上一维图案，其中所述系统被配置成在约13.5纳米的波长下将所述一维图案成像于所述图像平面上，所述一维图案以介于40纳米与60纳米之间的图案周期表征。

29.根据权利要求28所述的反射系统，其中所述经图案化的反射镜的表面是平面的。

30.根据权利要求28或29所述的反射系统，其中承载所述图案的表面是弯曲的。

31.根据权利要求26至30中任一项所述的反射系统，具有约30毫米的工作距离，所述工作距离由所述图像平面与含有来自所述第一对的所述反射元件的两个所述反射表面的表面的顶点之间的分隔距离界定。

32.根据权利要求26至31中任一项所述的反射系统，其中所述缩减比率等于5且所述反射系统的长度为约0.3米，所述长度由分隔开所述第一对的反射镜与所述第二对的反射镜的距离界定。

33.根据权利要求32所述的反射系统，具有约25毫米的工作距离，所述工作距离由所述图像平面与含有来自所述第一对的所述反射元件的两个所述反射表面的表面的顶点之间的分隔距离界定。

34.根据权利要求21至33中任一项所述的反射系统，

其中来自所述第一对的所述反射镜元件中的一者的反射表面被定义为第一表面的对于所述光轴旋转对称的第一部分，且

其中来自所述第二对的所述反射镜元件中的另一者的反射表面被定义为所述表面对于的所述参考轴旋转对称的一部分。

35.根据权利要求21至34中任一项所述的反射系统，还包括设置于所述参考轴上位于所述第一对的反射镜元件与所述第二对的反射镜元件之间的辅助反射镜。

36.一种光刻曝光工具，包括根据权利要求21所述的反射系统，所述反射系统被配置成所述曝光工具的光学系统的投影光学部分。

37.一种反射系统，具有参考轴且包括：

主镜单元，由第一材料制成且具有中心位于所述光轴上的第一区，所述第一区不具有所述第一材料；

副镜单元，由第二材料制成且具有中心位于所述光轴上的第二区，所述第二区不具有所述第二材料；

所述反射系统具有由分隔开所述第一镜与所述副镜的距离界定的长度，所述长度近似等于0.3米，

所述反射系统被配置成以介于4与6之间的缩减比率在极紫外线光中经由所述第一区及所述第二区将实质上一维图案成像于图像平面上，

其中所述实质上一维图案由介于40纳米与60纳米之间的图案周期表征且与物体的弯曲表面相关联，且

其中所述图像平面与所述主镜的距离为约25毫米且通过所述主镜与所述副镜分隔开。

38.根据权利要求37所述的反射系统，其中所述主镜及所述副镜中的至少一者含有两个在空间上彼此分隔开的反射镜元件。

39.根据权利要求38所述的反射系统，其中所述两个反射镜元件的反射表面对于含有所述参考轴的平面彼此对称。

40.根据权利要求37至39中任一项所述的反射系统，还包括设置于所述参考轴上位于所述第一对的反射镜元件与所述第二对的反射镜元件之间的辅助反射镜。

41.根据权利要求37至40中任一项所述的反射系统，还包括经图案化的反射镜，所述经图案化的反射镜上承载所述实质上一维图案，其中含有所述实质上一维图案的表面在空间上是弯曲的。

42.一种曝光设备，包括：

根据权利要求13至41中任一项所述的反射系统；以及

照明光学系统，被配置成产生照明束且设置成将所述照明束引导至所述反射系统。

43.一种曝光设备，包括：

根据权利要求1至12中任一项所述的光学成像系统；以及

工件台，尺寸被调整为保持工件，辐射经由所述光学成像系统被递送于所述工件上。

44.一种装置制造方法，包括：

利用根据权利要求42或权利要求43所述的曝光设备将实质上一维图案曝光至辐射，以将所述实质上一维图案的图像形成于工件上；

对上面已转移有所述图案的所述工件进行处理。

Images