TW201312282A - 照射光學單元 - Google Patents

Abstract

本發明揭示一種用於EUV微影的照射光學單元，其包含具有複數個第一反射琢面元件的一第一光學元件。此外，該照射光學單元包含具有複數個第二反射琢面元件(423)的一第二光學元件(421)，其中該複數個第一反射琢面元件包含該第一光學元件之所有該等反射琢面元件的至少75%。在此例中，該複數個第一反射琢面元件的每個第一反射琢面元件被體現為致使在該照射光學單元操作期間，該每個第一反射琢面元件在該複數個第二反射琢面元件之一指派之第二琢面元件的位置處產生一被照射區域。該等第二反射琢面元件(423)各具有一反射表面，及各該被照射區域小於對應之指派之第二反射琢面元件(423)的反射表面。另外，所有該等被照射區域位在最多六個連續成對不相交區帶(459)內。此外，具有最小直徑的一圓圈(457)圍起所有該等區帶(459)，其中該等第一及/或第二反射琢面元件被體現為致使該圓圈(457)之面積容量與該等區帶(459)之面積容量的比率大於2.5，尤其大於4。

Description

照射光學單元

本發明有關一種用於EUV微影的照射光學單元(illumination optical element)，其包含具有複數個第一反射琢面元件(reflective facet element)的一第一光學元件及具有複數個第二反射琢面元件的一第二光學元件。此外，本發明有關微影投射曝光裝置(microlithography projection exposure apparatus)，其包含此類型之一照射光學單元。

微影投射曝光裝置用於利用光微影方法產生微結構化組件(microstructured component)。在此例中，結構負載遮罩(structure-bearing mask)，所謂的「光罩(reticle)」，係借助光源單元(light source unit)及照射光學單元照射，及借助投射光學單元(projection optical unit)成像於(image)感光層(photosensitive layer)上。為此目的，結構負載遮罩配置在投射光學單元的物體平面(object plane)中，及感光層配置在投射光學單元之影像平面(image plane)的位置處。在此例中，光源單元供給輻射，輻射則被引導至照射光學單元中。照射光學單元用於在結構負載遮罩的位置處，供給具有預定之角度相依強度分布(angle-dependent intensity distribution)的均勻照射。為此目的，在照射光學單元內提供多種合適的光學元件。借助投射光學單元，將以此方式照射的結構負載遮罩成像於感光層上。在此例中，此投射光學單元的解析度能力(resolution capability)受到多種因數(factor)的影響。

首先，所用輻射的波長λ越小，可成像的結構就越小。為此原因，有利的是使用在極紫外光(extreme ultraviolet，EUV)範圍中的輻射，亦即，具有波長λ=5 nm-15 nm。

其次，由投射光學單元的數值孔徑(numerical aperture，NA)決定可達成的最大解析度。投射光學單元的數值孔徑越大，可成像的結構就越小。

決定成像解析度的另一變數是照射輻射在結構負載遮罩之位置處的角分布(angular distribution)。根據Abbe的成像理論，不是照射結構負載遮罩的每一個輻射都同等適於促成遮罩的影像。在此例中，照射輻射(illumination radiation)的特徵在於其在結構負載遮罩位置處的照射角(illumination angle)，即，照射輻射及主光線(chief ray)之間的角度。最適於促成影像形成的照射輻射亦取決於結構負載遮罩的精確結構。在具有稠密平行線(其間隔接近解析度限制)之結構負載遮罩的情況中，理想上應該用以下照射輻射照射遮罩：第一，處於相對於主光線之儘可能大的角度；及第二，行進方向垂直於平行線方向。這兩個性質必然形成所謂的「雙極照射(dipole illumination)」。在解析度限制下，這是促成影像形成的唯一照射輻射。如果另外如沿著主光線照射結構負載遮罩，則此額外輻射將在影像平面中僅導致擴散的背景亮度(diffuse background brightness)。僅能利用具有較大照射角的輻射達成較高對比的影像。有關Abbe成像理論的更多細節，請參考「Handbook of optical systems：Vol.2 Physical image formation,chapter 21,The Abbe theory of imaging」，Wiley VCH 2005。

通常在公式中結合以上三個對於可成像之最小特徵尺寸(smallest feature size)(關鍵尺寸(critical dimension)，CD)的影響性變數(influencing variable)：

在此例中，以所謂的「k因數」作為角分布對於特徵尺寸之影響的參數。

對照以上理論觀點的背景，本發明之目的在於發展已知用於EUV微影的照射光學單元以達成以下效果：在遮罩處以特別適於促成成像的角度，供給儘可能高比例的照射輻射。

此目的利用一種用於EUV微影的照射光學單元達成，其包含具有複數個第一反射琢面元件的一第一光學元件及具有複數個第二反射琢面元件的一第二光學元件。在此例中，該複數個第一反射琢面元件包含第一光學元件之所有反射琢面元件的至少75%，尤其至少90%。此外，以如此之一方式體現該複數個第一反射琢面元件的每個第一反射琢面元件，致使在該照射光學單元操作期間，該每個第一反射琢面元件在該複數個第二反射琢面元件之一指派之第二琢面元件(assigned second facet element)的位置處產生一被照射區域(illuminated region)。在此例中，該等第二反射琢面元件各具有一反射表面，及各該被照射區域小於對應之指派之第二反射琢面元件的反射表面。在此例 中，所有這些被照射區域位在最多六個(尤其最多四個)連續成對不相交區帶(continuous pairwise disjoint zones)之內。這亦明確包括其中所有區域位在一個連續區帶的情況。此外，具有最小直徑的一圓圈圍起所有該等區帶，其中以如此之一方式體現該等第一及/或第二反射琢面元件，致使該圓圈之面積容量(area content)與該等區帶之面積容量的比率大於2.5，尤其大於4。

藉此達成的是，借助照射光學單元組態照射輻射，致使照射輻射以較大的照射角到達結構負載遮罩。這具有以下效應：即使在接近解析度限制之結構的情況中，輻射亦促成高對比影像(high-contrast image)。

在本發明之一具體實施例中，第二光學元件配置在照射光學單元的出射光瞳平面(exit pupil plane)中，或成像於照射光學單元的出射光瞳平面中。這具有以下優點：第二光學元件上的強度分布(intensity distribution)與結構負載遮罩位置處的輻射角分布直接相關。

根據本發明之照射光學單元的另一組態中，該複數個第一反射琢面元件的至少一個第一反射琢面元件包含非球面反射表面(aspherical reflective surface)，以如此之一方式挑選其形狀，致使在照射光學單元操作期間，相對於使用球面反射表面，減小由該琢面元件產生的被照射區域。藉此達成的是，在指派之第二反射琢面元件的位置處，出現特別小的被照射區域。這繼而使得第二反射琢面元件可製作得比較小且因此可封裝(pack)得比較密集，而不會損失輻射。如果被照射區域大於相關聯之 第二反射琢面元件的反射表面，則必然發生輻射損失，因為輻射在對應之第二反射琢面元件的旁邊入射。由於實現特別小之被照射區域的事實，因而可以在第二光學元件對應於特別適於促成成像之照射角的區帶中配置較多數量的第二反射琢面元件，而且這可在不必接受較高輻射損失的情形下進行。這使得大體上可預組態較大比例的照射輻射，致使其以特別適於促成成像的照射角撞擊(impinge)在結構負載遮罩上。

在本申請案的意義內，如果履行以下計算說明，則相對於用於具有僅一個定位之第一反射琢面元件的球面反射表面，被照射區域是減小的：如果使用具有球面反射表面之指派的第一反射琢面元件，則計算在指派之第二反射琢面元件上從點狀來源電漿(punctiform source plasma)發出的被照射區域。球面反射表面的曲率半徑則改變直到獲得最小被照射區域。當被照射區域位在具有最小半徑R1的圓圈內時，被照射區域處於最小值。接著，取代球面反射表面，而將非球面反射表面代入計算及決定被照射區域。如果此被照射區域位在具有半徑R2的圓圈內且R2小於R1，則在本申請案的意義內，相對於使用球面反射表面，被照射區域是減小的。

在本發明之一組態中，照射光學單元具有該複數個第一反射琢面元件之至少一個第一反射琢面元件，其包含球面反射表面。球面具有比非球面製造起來更容易及更便宜的優點。令人訝異的是，本發明人等發現，並非所有第一琢面元件必須配備非球面。如果仍有一些第一琢面元件具有球面，則亦可實現本發明之有利效應。如果該複數個第一反射琢面元件中具有小於 一預定值之最大入射角的所有第一反射琢面元件包含球面反射表面，則格外令人滿意。這些第一琢面元件僅顯示少量的像散(astigmatism)，使得不需要非球面以減小對應之被照射區域的大小。預定值係10°，較佳是7.5°，更佳是5°。最大入射角越小，像散的量就越小。

在照射光學單元的一發展中，該複數個第一反射琢面元件的每個第一反射琢面元件具有至少兩個定位(position)，致使在照射光學單元操作期間，在第一定位中，其在該複數個第二反射琢面元件之指派之第二琢面元件的位置處產生第一被照射區域，及在照射光學單元操作期間，在第二定位中，其在該複數個第二反射琢面元件之另外指派之第二琢面元件的位置處產生第二被照射區域。這允許第二光學元件上之強度分布的可變設定(variable setting)，及因而允許結構負載遮罩之位置處之角分布的可變設定。藉此可針對要成像之遮罩的精確結構，調適角分布。在此組態中，必須明白第一琢面元件上的最大入射角為在所有不同定位上入射之角的最大值。

由於該複數個第一反射琢面元件的每個第一反射琢面元件含有具有法線向量(normal vector)的反射光學表面，及第一反射琢面元件的定位在法線向量的定向(orientation)中相異，可特別容易地實現此類定位。

在一特定發展中，該複數個第一反射琢面元件的至少一個反射琢面元件具有至少兩個定位以如此之一方式挑選，致使在至少一個反射琢面元件及第一被照射區域之間的距離與在至少 一個反射琢面元件及第二被照射區域之間的距離相差不超過5%，尤其不超過3%。這具有以下優點：即使在使用具有球面反射表面的第一反射琢面元件時，第一及第二被照射區域二者也相對較小。如參考圖7所解說，存在用以產生最小第一被照射區域之球面的正好一個曲率半徑(radius of curvature)。在此例中，當被照射區域位在具有最小半徑R1的圓圈內時，被照射區域處於最小值。如果接著使用相同球面產生第二被照射區域，則第二被照射區域通常不處於最小值。然而，如果這些距離根據本發明不會相差太遠，則第二被照射區域的大小在最小半徑附近，及第一被照射區域及第二被照射區域二者均相對較小。理想上挑選球面反射表面的曲率半徑致使在點狀來源電漿的成像期間，位在具有半徑R1之圓圈內的第一被照射區域出現在第一定位中，及位在具有半徑R2之圓圈內的被照射區域出現在第二定位中。在此例中，不挑選致使R1或R2處於最小值的曲率半徑，而是導致最佳折衷。這是指R1及R2的最大限度處於最小值。

實現在至少一個反射琢面元件及第一被照射區域之間的距離與在至少一個反射琢面元件及第二被照射區域之間的距離相差不超過5%的一個選項是，將第一琢面元件配置在互相傾斜的參考物體(reference body)上。取代將所有第一琢面元件配置在參考平面(reference plane)上，而是將其依群組(in groups)安裝。每個群組的第一琢面元件屬於一個參考物體，其中所有參考物體互相傾斜。關於此組態的細節請見德國專利申請案DE102010003169A1，其以引用方式併入。

實現在至少一個反射琢面元件及第一被照射區域之間的距離與在至少一個反射琢面元件及第二被照射區域之間的距離相差不超過5%的另一選項是，對每個第一琢面元件適當指派第二琢面元件。

在本發明的一發展中，該複數個第一反射琢面元件的至少一個第一反射琢面元件包含非球面反射表面，以如此之一方式挑選其形狀，致使在照射光學單元操作期間，相對於使用球面反射表面，減小由該琢面元件產生的第一及第二被照射區域。藉此達成的是，在指派之第二反射琢面元件的位置處，出現特別小的被照射區域。這繼而使得第二反射琢面元件可以製作得比較小且因此可封裝得比較密集，而不會損失輻射，因為這些被照射區域小於相關聯之這些第二反射琢面元件的反射表面。以此方式，可在第二光學元件對應於特別適於促成成像之照射角的區帶中，配置較多數量的第二反射琢面元件。這使得大體上可預組態較大比例的照射輻射，致使其以特別適於促成成像的照射角撞擊在結構負載遮罩上。

在本申請案的意義內，如果履行以下計算說明，則相對於用於具有複數個定位之第一反射琢面元件的球面反射表面，被照射區域是減小的：如果使用具有球面反射表面之指派的第一反射琢面元件，則計算所有定位之從點狀來源電漿發出的被照射區域。球面反射表面的曲率半徑則改變直到獲得最小被照射區域。在此例中，當每個被照射區域位在具有指派半徑的圓圈內及所有半徑的最大限度處於最小值時，複數個被照射區域即處於最小值。接著，取代球面反射表面，而將非球面反射表面 代入計算及決定被照射區域。如果這些被照射區域在各情況中位在具有指派半徑的圓圈之內及這些半徑的最大限度小於在球面情況下之半徑的最大限度，則在本申請案的意義內，相對於使用球面反射表面，被照射區域是減小的。

在照射光學單元之一特定組態中，非球面是橢面(ellipsoid)的一個區段(segment)。橢面具有其產生最佳點成像的優點。在另一組態中，非球面具有環形形狀(toroidal shape)。環形形狀與橢面的一個區段非常近似。另外，用環形形狀製造反射表面比用橢面形狀容易。

根據本發明之照射光學單元的一個組態因以下事實而彰顯特色：該複數個第一反射琢面元件的每個第一反射琢面元件包含更改法線向量之定向的相關聯致動器(actuator)。這允許以簡單的方式實現具有至少兩個定位的第一反射琢面元件。

在一發展中，照射光學單元包含測量系統，用於決定該複數個第一反射琢面元件之每個第一反射琢面元件在照射光學單元操作期間所產生之被照射區域的定位。藉此可在照射光學單元操作期間標示與所要狀態的可能偏差。尤其，基於測量系統的信號，如果與所要狀態的偏差超過臨界量，則可停止照射光學單元的操作。

在一特定組態中，對於該複數個第一反射琢面元件的至少一個第一反射琢面元件，所含致動器經由控制單元連接至測量系統，因而導致控制迴路(control loop)以如此之一方式控制對應 被照射區域的定位，致使超過90%的被照射區域位在指派之第二琢面元件的反射表面上。由於標示及校正與所要狀態的可能偏差，照射光學單元藉此可以進行穩定的操作。

在一組態中，測量系統包含至少一個輻射偵測器(radiation detector)，其配置在指派之第二琢面元件之反射表面的周邊上。結果，由於在照射光學單元的所要狀態中，僅最小比例的輻射到達輻射偵測器，故可很快地偵測被照射區域的不正確定位。然而，只要一發生失準，即在對應的輻射偵測器處產生信號。

或者，測量系統包含至少一個溫度感測器(temperature sensor)，其偵測指派之第二琢面元件在照射光學單元操作期間的加熱。由於第二琢面元件因為部分吸收撞擊輻射而加熱，可從溫度變更推算撞擊輻射的強度。因此，溫度感測器使測量系統變得更容易製造。

在另一組態中，測量系統包含至少一個輻射偵測器，其配置在指派之第二反射琢面元件的反射塗層(reflective coating)下方。在此例中，可在反射塗層中提供開口(opening)，以允許輻射傳遞至輻射偵測器，或在連續反射塗層的情況中，可偵測撞擊輻射的殘餘比例。這兩個具體實施例允許高度準確地測量撞擊輻射。在此例中，不僅可決定被照射區域的精確定位，另外亦可決定撞擊輻射的強度。藉此在操作期間更準確地監控照射光學單元。

包含上述照射光學單元的微影投射曝光裝置具有已針對照 射光學單元說明的優點。

挑選參考符號致使圖1中圖解的物件具有一位數或兩位數的數字。其他圖中圖解的物件具有三位數或三位數以上的參考符號，其中最後兩位數指明物件，及在前面的一位數指明圖解物件之圖的編號。因此，複數個圖中所圖解之相同物件的參考數字的最後兩位數是一致的。視需要，可在有關先前圖式的文字中找到這些物件的描述。

圖1顯示微影投射曝光裝置1的示意圖。微影投射曝光裝置1尤其包含光源單元3及照射物體平面9中之物體場(object field)的照射光學單元5，結構負載遮罩13配置在物體平面中。微影投射曝光裝置1的另一部分是投射透鏡(projection lens)7，用於將結構負載遮罩13成像於所謂晶圓的基板(substrate)15上。此基板15含有感光層，其化學性質在曝光期間有所更改。這因而稱為「微影步驟」。在此例中，結構負載遮罩13配置在物體平面9中，及基板15配置在投射透鏡7的影像平面11中。在此例中，照射光學單元5及投射透鏡7包含多個光學元件。在此例中，這些光學元件可以折射方式或以反射方式體現。在照射光學單元5或投射透鏡7內亦可出現折射及反射光學元件的組合。同樣地，結構負載遮罩13可以反射方式或以透射方式體現。特別在此類微影投射曝光裝置以波長<193 nm(尤其波長在5至15 nm之極紫外光範圍(EUV))的輻射操作時，其完全由反射組件組成。

微影投射曝光裝置1通常作為所謂的掃描器(scanner)來操作。這表示結構負載遮罩13沿著掃描方向移動通過狹縫狀照射場(slot-shaped illumination field)，而基板15對應地在投射透鏡7的影像平面11中移動。在此例中，結構負載遮罩13及基板15之速度的比率對應於投射透鏡7的放大率(magnification)，其通常小於1，尤其等於¼。

圖2a顯示包含照射光學單元205及投射透鏡207之微影投射曝光裝置201之一組態。在此例中，照射光學單元205包含具有複數個第一反射琢面元件219的第一光學元件217，及具有複數個第二反射琢面元件223的第二光學元件221。第一望遠鏡反射鏡(telescope mirror)225及第二望遠鏡反射鏡227配置在第二光學元件221下游的光路徑(light path)中，該等望遠鏡反射鏡均以法線入射(normal incidence)操作，亦即，輻射以0°及45°之間的入射角撞擊在兩個反射鏡上。在此例中，應明白入射角是入射輻射及反射光學表面法線之間的角度。偏向鏡(deflection mirror)229配置在光束路徑下游，並將撞擊在其上的輻射導引至物體平面209中的物體場231上。偏向鏡229以切線入射(grazing incidence)操作，也就是說輻射以45°及90°之間的入射角撞擊在反射鏡上。負載反射結構的遮罩配置在物體場231的位置處，且借助投射透鏡207成像於影像平面211中。投射透鏡207包含六個反射鏡233、235、237、239、241及243。投射透鏡207的所有六個反射鏡各具有反射光學表面，其沿繞著光軸245為旋轉對稱的表面延伸。

圖2b顯示包含複數個第一反射琢面元件219之第一光學元 件217的平面圖。在圖解的具體實施例中，第一光學元件217具有總共108個第一反射琢面元件219。每個第一反射琢面元件219具有反射撞擊輻射的反射表面。

圖2c顯示具有複數個第二反射琢面元件223之第二光學元件221的對應平面圖。在圖解的具體實施例中，第二光學元件221具有總共716個第二反射琢面元件223。

根據圖2a的微影投射曝光裝置另外包含光源單元203，其將輻射導引於第一光學元件217上。在此例中，光源單元203包含來源電漿247，其發射在5-15 nm之波長範圍中的輻射。使用收集器鏡(collector mirror)248收集來源電漿的輻射。可以多種具體實施例設計光源單元203。圖解的是雷射電漿來源(laser plasma source，LPS)。在此類型來源下，利用液滴產生器(droplet generator)249產生並送到預定位置的較小物質液滴(material droplet)，產生界限狹窄的來源電漿247，其中以高能雷射250輻照物質液滴，致使物質經歷轉變至電漿狀態並發射5至15 nm之波長範圍中的輻射。在此例中，雷射250可以如此之一方式配置，致使雷射輻射在其撞擊在物質液滴之前，下降通過收集器鏡248中的開口251。舉例而言，使用具有波長10 μm的紅外線雷射作為雷射250。或者，光源單元203亦可體現為放電來源(discharge source)，其中來源電漿247係借助放電產生。

利用光源單元203產生的輻射接著照射第一反射光學元件217。收集器鏡248及第一反射琢面元件219具有光學效應致使來源電漿247的影像出現在第二光學元件221之第二反射琢面 元件223的位置處。為此目的，首先根據空間距離挑選收集器鏡248的焦距及第一琢面元件219的焦距。這例如藉由提供第一反射琢面元件219的反射光學表面合適的曲率來完成。其次，第一反射琢面元件219具有反射光學表面，其法線向量的方向定義反射光學表面在空間中的定向，其中第一琢面元件219之反射表面的法線向量以如此之一方式定向，致使由第一琢面元件219反射的輻射撞擊在指派的第二反射琢面元件223上。光學元件221配置在照射光學單元205的光瞳平面(pupil plane)中，光瞳平面借助反射鏡225、227及229成像於出射光瞳平面上。在此例中，照射光學單元205的出射光瞳平面正好對應於投射透鏡207的入射光瞳平面(entrance pupil plane)253。結果，第二光學元件221位在與投射透鏡的入射光瞳平面253為光學共軛的(optically conjugate)平面中。為此原因，輻射在第二光學元件221上的強度分布與輻射在物體場231之區域中的角度相依強度分布處於簡單的關係。在此例中，投射透鏡207的入射光瞳平面253係定義為垂直於光軸245的平面，其中在物體場231中點的主光線254與光軸245相交。

第二琢面元件223及包含反射鏡225、227及229之下游光學器件的工作是以疊加方式(superimposing fashion)將第一琢面元件219成像於物體場231上。在此例中，應明白疊加成像是指第一反射琢面元件219的影像位在物體平面中且在此至少部分重疊。為此目的，第二反射琢面元件223具有反射光學表面，其法線向量的方向(direction)定義反射光學表面在空間中的定向。對於每個第二琢面元件223，挑選法線向量的方向，致使指派至其的琢面元件219成像於物體平面209中的物體場231上。 由於第一琢面元件219成像於物體場231上，所照射物體場231的形狀對應於第一琢面元件219的外部形狀。因此通常挑選第一琢面元件219的外部形狀為拱形(arcuate)，致使所照射物體場231的較長邊界線繞著投射透鏡207的光軸245實質上呈拱形行進。

圖3顯示微影投射曝光裝置的另一組態。在此例中，投射曝光裝置301包含照射光學單元305及投射透鏡307。對比於圖2a中圖解的投射透鏡207，根據圖3的投射透鏡307具有入射光瞳的負頂點焦距(negative vertex focal length)。亦即，投射透鏡307的入射光瞳平面353配置在物體場331上游的光路徑中。如果將主光線354延伸更遠，而不考慮結構負載遮罩在物體場331之位置的反射，則主光線在平面353a中與光軸345相交。如果考慮結構負載遮罩在物體場331之位置及在偏向鏡329的反射，則平面353a與入射光瞳平面353重合。在具有入射光瞳之負頂點焦距的此類投射透鏡的情況中，在物體場331之位置之不同物體場點的主光線在光方向中具有發散光線路徑。此類型的投射透鏡請見US 2009/0079952A1。在此具體實施例中，照射光學單元305的出射光瞳平面精確與投射透鏡307的入射光瞳平面353重合(coincide)。

相對於根據圖2a之具體實施例的另一差異是，此處借助收集器鏡348，將來源電漿347首先成像於中間焦點(intermediate focus)352上。接著借助第一光學元件317的第一反射琢面元件319，將該中間焦點352成像於第二光學元件321的第二反射琢面元件323上。

不言可喻，圖2a及圖3中的具體實施例亦可彼此結合。可以與中間焦點(如在圖3中)一起使用正頂點焦距(positive vertex focal length)(如在圖2a中)，及在沒有中間焦點的情形下使用負頂點焦距。

圖4a、4b及4c顯示在圖2c相同圖解中具有第二反射琢面元件之第二光學元件的不同視圖。由於圖2b圖解的第一光學元件具有總共108個第二反射琢面元件，其每個在照射光學單元操作期間，在指派之第二琢面元件的位置處產生被照射區域，在第二光學元件上有最多108個被照射區域。取決於具有第一反射琢面元件之第一光學元件的組態，該等被照射區域位在第二光學元件的不同定位處。這表示，取決於第一光學元件的組態，第一反射琢面元件被指派給不同的第二反射琢面元件。在第一光學元件之一組態中，第一反射琢面元件具有反射光學表面，其法線向量經引導致使在照射光學單元操作期間，在特定第二反射琢面元件455的位置處產生被照射區域。在圖4a中，將這些被照射的第二反射琢面元件455圖解為塗成黑色。在根據圖4a之組態的情況中，總共有84個被照射的第二反射琢面元件455。相應地，在108個第一反射琢面元件中，僅需要84個第一反射琢面元件照射如圖4a所圖解的第二光學元件421。結果，所有第一反射琢面元件的僅84/108=77.8%屬於此複數個第一反射琢面元件。撞擊在其餘第一反射琢面元件上的輻射未在結構負載遮罩的方向中遞送，及因此未促成遮罩照射及影像形成。為此目的，可提供例如隔板(diaphragm)，或者，第一反射琢面元件具有反射表面，其法線向量經引導致使輻射撞擊在 第二反射琢面元件(其反射表面具有定向致使輻射不反射於結構負載遮罩的方向中)上。原則上，希望屬於複數個第一反射琢面元件之第一反射琢面元件的百分比能夠儘可能大，以提供照射輻射在結構負載遮罩之位置的高強度。然而，輻射亦必須以正確的照射角撞擊在結構負載遮罩上，以顯著促成成像。否則，輻射將對投射光學單元的光學性質有不利的影響，如由於加熱將無法促成影像形成。在此例中，有利的是，輻射在照射光學單元內以上述方式濾除。對於具有其間隔接近解析度限制之稠密平行線之結構的重要應用，以最大照射角到達結構負載遮罩的那個照射輻射最適於促成影像形成。這正是亦撞擊在配置在第二光學元件周邊上之第二反射琢面元件上的那個輻射。在根據圖2c圖解之第二光學元件的情況中，這些正是圖4a中塗黑之被照射的第二反射琢面元件455。因此，在圖4a圖解之組態的情況中，所有第一反射琢面元件的75%以上促成結構負載遮罩的照射。而且，這些第一反射琢面元件具有反射光學表面，其法線向量經定向致使被照射區域出現在第二光學元件的外周邊上。尤其，所有這些被照射的區域位在具有最小直徑之圓圈457所圍起的環狀區帶(annular zone)459之內。為了達成以下效應：僅特別適於促成成像的照射角儘可能地出現在結構負載遮罩的位置處，則另外適用的是圓圈之面積容量與區帶459之面積容量總數的比率大於2.5，尤其大於4。在本例中，圓圈具有直徑32，因而導致圓圈的總面積容量約804，及被照射區域具有小於被照射之第二反射琢面元件455之反射表面之總數的總面積，其中84個被照射之第二反射琢面元件455的反射表面的每一個具有面積容量1，致使比率大於804/84=9.57。由於精確的尺寸設定取決於成像比例(imaging scale)的精確選擇，所以本 說明不具體指定尺寸上的數量。而是，將第二反射琢面元件的外部尺寸設定固定為1。

圖4b以類似於圖4a的圖解顯示照射光學單元的第二可能組態，其中被照射的第二反射琢面元件455係以雙極的形式配置。被照射之第二反射琢面元件455之此配置導致結構負載遮罩之位置處的照射角分布，其中首先，撞擊輻射具有較大照射角，及其次，角分布具有特定較佳軸(specific preferred axis)，即雙極軸(dipole axis)。此角分布特別適於方向垂直於雙極軸的遮罩結構的成像。在此組態的情況中，存在100個被照射的第二反射琢面元件455，致使108個第一反射琢面元件中的100個同樣屬於此複數個第一反射琢面元件。此為百分比92.6%。在此組態的情況中，被照射的區域位在對應於雙極之兩個極的兩個連續成對不相交區帶459內。此外，存在具有圍起所有這些區帶之最小直徑的圓圈457。具有最小直徑之圓圈的面積容量再一次是804，及兩個區帶之面積容量的總數小於被照射之第二反射琢面元件455之反射光學表面之面積容量的總數且相應地小於100，致使比率大於8.04及因而大於2.5且大於4。

圖4c圖解另一組態，其中被照射區域位在以四極形式配置之四個連續成對不相交區帶之內。在此例中，總共有88個被照射的第二反射琢面元件455，致使相應地複數個第一反射琢面元件同樣包含88個第一反射琢面元件，這對應於第一光學元件之所有反射琢面元件的比例88/108=81%。四個連續成對不相交區帶為具有最小直徑的圓圈457所圍起，該圓圈半徑為16。因此，具有最小直徑之圓圈的面積容量為約804。區帶459之面積 容量的總數小於被照射之第二反射琢面元件455之反射表面之面積容量的總數且相應地小於88。因此，圓圈之面積容量與區帶之面積容量總數的比率大於804/88=9.1，及因而大於2.5且尤其亦大於4。

圖5a示意性顯示第一反射琢面元件519的機械具體實施例。在此例中，第一反射琢面元件519具有反射光學表面561，其中法線向量563a在主要點(main point)處垂直於光學表面561。法線向量563a的方向因而指示反射光學表面561在空間中的定向。而且，第一反射光學元件519具有四個致動器565a、565b、565c、565d，其可用來更改反射光學表面561的定向。圖5b圖解根據圖5a之第一反射光學元件的平面圖。另外顯示具有x軸及y軸的直角座標系統。由於致動器565a、565b、565c、565d在x方向及y方向中彼此相距某個距離，致動器565a、565b、565c、565d使得反射光學表面561均能夠繞著x軸及繞著y軸旋轉。圖5c顯示第二定位中的第一反射光學元件519，其中反射光學表面561具有對比於圖5a所示定位的不同定向。法線向量563a及563b因而形成不同於0°的角度。反射鏡基板567已繞著支點(pivot point)568旋轉。這由於以下事實而達成：在根據圖5c之定位中的致動器565a、565b、565c及565d垂直於反射鏡載體569的程度不同。

圖6顯示根據本發明之照射光學單元的片段。對比於更簡略光束路徑(顯示於圖3中及在此以虛線方式處理)，以實線方式圖解第一反射光學元件619的精確光束路徑。第一反射光學元件619將中間焦點652成像於指派給其的被照射的第二反射琢 面元件655上。相應地，被照射區域671在被照射的第二反射琢面元件655的反射表面上產生。如果該被照射區域671具有儘可能小的面積，則很有利。藉此達成的是，第二反射琢面元件623可製作得相對較小，其中各被照射區域仍小於對應之指派之第二反射琢面元件的反射表面。較小第二反射琢面元件之此具體實施例具有以下優點：第二反射琢面元件可封裝得相對較密集，致使可在第二光學元件621對應於特別適於促成影像形成之照射角的區帶中配置較多數量的第二反射琢面元件。因此，希望最佳可將中間焦點652成像於區帶671上。中間焦點652在區帶671上的理想點成像正好在以下情況時出現：當對應的第一反射琢面元件619具有非球面的反射光學表面及來自橢面666的一區段，其中橢圓面666的這些焦點與中間焦點652及區帶671重合。

相較之下，圖7顯示諸如在使用球面反射表面時出現的光線路徑。並非座落在球面反射表面773之焦點772的中間焦點752未精確成像於一點上。當在yz平面中行進的光線774a及774b在位置775a處相交時，相對於yz平面呈一角度行進的光線774c及774d在位置775b處相交，位置775b比位置775a離球面反射表面773更遠。點775a因此是子午焦點(meridional focal point)，及點775b是矢狀焦點(sagital focal point)。在這兩個焦點775a及775b之間，出現被照射區域變成精確圓形的定位。在此位置處，影像是不鮮明的圓點，稱為模糊圈(circle of confusion)776。由於此描述的像散(astigmatism)，當使用球面反射表面773時，甚至在點狀中間焦點752成像期間，經常出現延伸的被照射區域，其在此例中對應於模糊圈776。減小此被照 射區域的一個可能性是對比於圖7圖解的球面反射表面，使用非球面反射表面。已知可藉由此使用非球面減小上述像散。當使用為橢面之一區段的非球面時，出現其中子午及矢狀焦點重合的最佳成像。這圖解在圖6中。

圖8a及8b同樣地各顯示根據本發明之照射光學單元的片段，其中圖8a與圖8b相異之處在於：第一光學元件817之第一反射琢面元件819之一者在圖8a中呈現第一定位及在圖8b中呈現第二定位。在第一定位中，第一反射琢面元件819在指派之第二反射琢面元件的位置處產生第一被照射區域871a。這圖解在圖8a中。相較之下，圖8b顯示在照射光學單元操作期間，在第二定位中的第一反射琢面元件819在另一指派之第二反射琢面元件的位置處產生第二被照射區域871b。在根據圖8a的組態中，第一反射琢面元件819與第一被照射區域871相距的距離以877a指定。在根據圖8b的組態中，其中第一反射琢面元件819處於第二定位中，第一反射琢面元件819與第二被照射區域871b相距的距離以877b指示。

一般而言，出現兩個不同類型的成像誤差(imaging error)，其使被照射區域871a及871b放大。一方面是參考圖7解說的像散。另一方面是因傾斜第一琢面元件819時在距離877a及877b中的變動而發生的散焦誤差(defocus error)。根據本發明，以如此之一方式挑選這兩個定位，致使距離877a及距離877b相差不超過5%，較佳不超過3%。藉此達成的是，兩個被照射區域871a及被照射區域871b均足夠小以適當匹配於對應之第二反射琢面元件的相應反射表面。即使以如此之一方式挑選第 一反射琢面元件819的反射表面，致使中間焦點852的最佳點影像出現為被照射區域871a，但結果卻必然是，由於與877a相比的更改距離877b，中間焦點852的模糊影像在第二定位處發生為被照射區域871b。根據本發明，以如此之一方式挑選兩個定位，致使兩個距離相差不超過5%，尤其不超過3%。根據本發明之另一方面，第一光學元件的反射表面以如此之一方式為非球面，致使在兩個定位中產生最小可能被照射區域871a及871b。

圖8c、8d、8e顯示球面及橢面第一琢面元件的最佳化結果。針對整體11個例示性第一琢面元件提出這些結果。每個第一琢面元件可呈現兩個不同定位。因此，其可在兩個指派之第二反射琢面元件的位置處產生兩個不同被照射區域。下表顯示在每個第一琢面元件及其被照射區域之間的距離的變動。

以如此之一方式挑選所有十一個第一琢面元件的兩個定位，致使兩個距離相差不超過3%。這已藉由將第一琢面元件配置在互相傾斜的參考物體上來實現。關於此組態的細節請見德國專利申請案DE102010003169A1，其以引用方式併入。

圖8c顯示被照射區域之直徑的結果。對於十一個第一琢面元件，已挑選球面的曲率半徑，致使在點狀來源電漿成像期間，位在具有半徑R1之圓圈內的第一被照射區域出現在第一定位處，及位在具有半徑R2之圓圈內的被照射區域出現在第二定位處。已挑選曲率半徑，致使R1及R2的最大限度處於最小值。圖8c使用小圓點顯示在球面最佳化後之半徑的最大值。可使用橢面第一琢面元件重複相同程序。使用「+」標繪此類第一琢面元件之被照射區域半徑的結果。所有結果均以平均半徑R ₀來顯示。對於所有十一個第一琢面元件，已藉由使用橢面第一琢面元件減小被照射區域的大小。基本上已消除整個像散，使得僅剩下由於不同距離所造成的散焦誤差。

圖8d再一次顯示球面第一琢面元件及橢面第一琢面元件之使用的比較。圖8d中的正方形代表圖8c所示最大值之間的差。從此圖可以看出由於橢面第一琢面元件的尺寸縮減對於不同的第一琢面元件並不相同。例如，雖然對於某些琢面元件而言，此減小可超過平均半徑的30%，但亦有像九號琢面元件的琢面元件，其中改良小於10%。這些琢面元件已經以球面產生較小被照射區域。因此，這些琢面元件不需要使用橢面、環形或其 他非球面。藉由僅對其中真正需要非球面第一琢面元件的這些第一琢面元件使用非球面第一琢面元件，可大幅減小製造成本。這是因為製造球面比製造非球面更容易及更便宜。

圖8e顯示被照射區域取決於第一琢面元件之定位的不同尺寸。在已使用以上解說程序最佳化球面或橢面表面後，被照射區域的大小仍可取決於第一琢面元件的定位。對於十一個第一琢面元件的每一者，圖8e顯示對應於兩個不同定位之被照射區域的半徑之間的差。很容易可以看出，橢圓的第一琢面元件產生具有幾乎相同半徑的兩個被照射區域。另一方面，球面琢面元件之被照射區域的大小顯示較大的變動。

圖8f顯示根據本發明之照射光學單元的片段。所繪是由第一琢面元件819a及由第一琢面元件819b反射之照射輻射的照射路徑。很容易可以看出，第一琢面元件819a的反射角比第一琢面元件819b的小很多。這有兩個原因。一方面，指派有不同的第二琢面元件。但另一方面，即使兩個第一琢面元件819a及819b均在相同第二琢面元件823的方向中反射輻射，元件819b的反射角仍將大於元件819a的。這純粹是由於第一琢面元件819a在第一琢面反射鏡817上的定位所造成。此入射角變動造成在成像中間焦點852期間發生之不同量的像散。入射角越大，像散誤差就越大。具有較小入射角的第一琢面元件，如第一琢面元件819a，僅顯示較小量的像散，及因此可配備球面。但具有較大入射角的第一琢面元件，如第一琢面元件819b，顯示較大量的像散，及因此配備非球面反射表面。

圖9a顯示第二反射光學元件之片段的平面圖。圖解六個第二反射琢面元件923與其相應的反射光學表面970。以劃影線的方式圖解被照射區域971。在該等區域中，被照射區域971a及971b位在相同第二反射琢面元件的反射表面970b上。由兩個不同的第一反射琢面元件產生被照射區域971a及971b。因此，在被照射區域971a及971b中的輻射亦從不同方向撞擊在具有光學表面970b的第二反射琢面元件上。然而，反射光學表面970b具有法線向量以如此之一方式定向，致使僅撞擊在區域971b中的輻射被反射於結構負載遮罩的方向中。藉由對比，撞擊在區域971a中的輻射被反射於不正確的方向中，致使其無法到達結構負載遮罩。實際上，撞擊在區域971a中的輻射應該要撞擊在反射光學表面970a上，以被反射於結構負載遮罩的方向中。然而，即使是相關聯第一反射琢面元件之反射光學表面之定向中的小誤差也具有以下效應：區域971a失準而無法到達正確的反射光學表面970a。在第一反射琢面元件及其相關聯被照射區域之間的典型距離1 m下，第一光學元件之反射表面之法線向量之定向的角誤差1 mrad將導致被照射區域位移2 mm。因此，必須準確地定義第一反射光學琢面元件之法線向量的定向。然而，為了如此準確地定義此定向，必須決定被照射區域971的定位。為此目的，提供圖9b中圖解的測量系統。在根據圖9b的具體實施例中，輻射偵測器981配置在六個第二反射琢面元件923之反射表面的周邊上。在第一反射琢面元件的最佳對準下，應沒有任何輻射入射於輻射偵測器981上，因為被照射區域971完全位在相應的反射光學表面970上。只要區域971a如因對應第一反射光學元件的法線向量由於對應第一反射光學元件加熱變更其定位而呈現不正確的定位，即在對應的輻射偵測 器981產生信號。後續可使用該信號借助致動器校正對應之法線向量的定向，以將區域971a移回反射表面970a。

圖10示意性顯示借助控制迴路之此後續校正。圖解顯示四個第二反射琢面元件1023a、1023b、1023c、1023d及含有具有法線向量1063之反射光學表面1061的一個第一反射琢面元件1019。借助如參考圖5a、5b及5c說明的四個致動器1065a、1065b、1065c及1065d，定義法線向量1063在空間中的定位及因此定義反射光學表面1061的定向。相應地，可使用致動器設定被照射區域1071出現的定位。以對應於有關圖9b解說的方式，第二反射琢面元件1023a設有輻射偵測器1081a，其只要被照射區域1071一入射在輻射偵測器1081a上即產生信號。由輻射偵測器1081a形成的測量系統經由控制單元1083連接至致動器1065a、1065b、1065c及1065d，因而導致控制迴路，以利用閉路控制以如此之一方式控制被照射區域1071的定位，致使超過90%、較佳超過95%的被照射區域1071位在指派之第二反射琢面元件1023a的反射表面上。在此例中，控制單元1083借助測量系統的信號，產生用以驅動致動器1065a、1065b、1065c及1065d的控制信號。此外，圖10圖解測量系統的三個替代性具體實施例。第二反射琢面元件1023b包含輻射偵測器1081b，其配置在指派之第二反射琢面元件的反射塗層1085下方。在此例中，在反射塗層1085中提供中央開口1087，以允許輻射傳遞至輻射偵測器1081b。在此例中，如果法線向量1063的定位是正確的且被照射區域位在對應之指派第二反射琢面元件1023b的反射表面上，則在輻射偵測器1081b產生信號。在一替代性形式中，輻射偵測器1081c同樣配置在指派之第二反射琢面元 件的反射塗層1085下方，但不提供開口。在此例中，輻射偵測器1081c偵測穿過反射塗層1085之撞擊輻射的殘餘比例。在另一替代性具體實施例中，測量系統包含連接至第二反射琢面元件1023d的溫度感測器1089。借助溫度感測器1089，可以間接確定被照射區域1071是否具有正確的定位。此乃利用撞擊輻射使第二反射琢面元件1023d加熱的事實。在法線向量1063設定不正確的情況中，這具有如下效應：兩個被照射區域變成位在相同的第二反射琢面元件上，如圖9a中基於被照射區域971a及971b所圖解。這將使對應的第二反射琢面元件明顯加熱。繼而，相鄰第二反射琢面元件因為沒有被照射區域撞擊於此，其加熱因而明顯小於預期。因此從溫度感測器的這些信號，借助控制單元1083，也可以產生適當驅動致動器1065a、1065b、1065c及1065d的控制信號。

圖11a、11b、11c、11d再一次顯示如果被照射區域1171的尺寸太大而無法適配於第二琢面元件1123上所出現的問題。圖11a顯示理想的成像。來自中間焦點1152的輻射為第一琢面元件1119所反射，使得在指派之第二琢面元件1123的定位處產生被照射區域1171。被照射區域1171是中間焦點1152的理想影像。如參考圖2a、2b及2c所解說，第二琢面元件將第一琢面元件1119成像於物體場上。取決於具體實施例，可在第二琢面元件及物體場之間使用額外光學元件。在物體場的定位處，因此產生輻射強度分布I。此輻射強度分布I描繪在圖11a的右半部中。方向x與第一琢面元件1119的長邊重合。在物體平面內與x方向正交的第二方向與微影投射曝光裝置的掃描方向重合。由於遮罩的每個點沿著此掃描方向移動通過物體場， 通常在掃描方向上求得強度分布的積分。因此，強度分布I僅隨x變化。

如果被照射區域1171完全適配於第二琢面元件1123上，則整個輻射在物體場的方向中反射。這將導致使用實線顯示的強度分布1191。但由於一些輻射因被照射區域1171大於第二琢面元件1153而損失，強度稍微減小。這導致使用虛線顯示的強度分布1193。雖然損失一些輻射，但強度分布仍很均勻並顯示不取決於x。不幸的是，這僅在被照射區域對應於中間焦點的理想影像時才是如此。如果成像具有如像散的誤差，則效果更差。圖11b、11c及11d顯示這些誤差的效應。第一琢面元件1119經定位致使為第一琢面元件1119的中心所反射的輻射擊中第二琢面元件1123的中心。所以僅由已為第一琢面元件的中心所反射的輻射所產生的被照射區域集中在第二琢面元件的定位處。圖11b顯示為第一琢面元件1119右側所反射之輻射的光路徑。由於成像誤差，由此輻射產生的被照射區域不會集中在第二琢面元件1123的定位處。相反地，其稍微移向左邊。以相同的方式，從第一琢面元件左側反射的輻射所產生被照射區域稍微移向右邊。這圖解在圖11c中。同時，圖11d中顯示的被照射區域1171不再是中間焦點的理想影像，而是稍微拉長。這在被照射區域完全適配於第二琢面元件1123上時沒有任何影響。但如果被照射區域較大，如在圖11d中，將損失一些輻射，但額外的問題是輻射不是均質地損失。從圖11b及11c可以看出，第一琢面元件之左側及右側所反射之輻射的損失輻射量比第一琢面元件之中心所反射之輻射的損失輻射量大。及由於第一琢面元件1119係成像於物體場上，物體場的輻射強度分布I顯示相 同的趨勢。代表物體場之輻射強度分布的虛線1195在中心處比在邊緣處高。其原因純粹是源自第一琢面元件1119之邊緣的較多輻射已經損失。如果輻射來源定位不正確或在微影裝置使用期間稍微變更其定位，此效果甚至更差。如果中間焦點1152變更其定位，則被照射區域1171也相應地變更其定位。在此例中，甚至第一琢面元件之中心所反射的輻射不再集中在第二琢面元件的定位處。因此，輻射損失的不均質性(inhomogeneity)甚至更大。藉由使用非球面第一琢面元件，被照射區域的尺寸可減小，使得損失較少輻射。另外，幾乎可避免成像誤差的效應，使得輻射損失幾乎為均質。因此，增加輻射在物體平面的均勻性(uniformity)，及此外，系統對光源定位誤差變得更穩定。

1‧‧‧微影投射曝光裝置

3‧‧‧光源單元

5‧‧‧照射光學單元

7‧‧‧投射透鏡

9‧‧‧物體平面

11‧‧‧影像平面

13‧‧‧結構負載遮罩

15‧‧‧基板

201‧‧‧微影投射曝光裝置

203‧‧‧光源單元

205‧‧‧照射光學單元

207‧‧‧投射透鏡

209‧‧‧物體平面

211‧‧‧影像平面

217‧‧‧第一光學元件

219‧‧‧第一反射琢面元件

221‧‧‧第二光學元件

223‧‧‧第二反射琢面元件

225‧‧‧第一望遠鏡反射鏡

227‧‧‧第二望遠鏡反射鏡

229‧‧‧偏向鏡

231‧‧‧物體場

233、235、237、239、241、243‧‧‧反射鏡

245‧‧‧光軸

247‧‧‧來源電漿

248‧‧‧收集器鏡

249‧‧‧液滴產生器

250‧‧‧雷射

251‧‧‧開口

253‧‧‧投射透鏡的入射光瞳平面

254‧‧‧主光線

301‧‧‧微影投射曝光裝置

305‧‧‧照射光學單元

307‧‧‧投射透鏡

317‧‧‧第一光學元件

319‧‧‧第一反射琢面元件

321‧‧‧第二光學元件

323‧‧‧第二反射琢面元件

329‧‧‧偏向鏡

331‧‧‧物體場

345‧‧‧光軸

347‧‧‧來源電漿

348‧‧‧收集器鏡

352‧‧‧中間焦點

353‧‧‧投射透鏡的入射光瞳平面

353a‧‧‧平面

354‧‧‧主光線

421‧‧‧第二光學元件

423‧‧‧第二反射琢面元件

455‧‧‧被照射的第二反射琢面元件

457‧‧‧圓圈

459‧‧‧環狀區帶/連續成對不相交區帶

519‧‧‧第一反射琢面元件

561‧‧‧反射光學表面

563a、563b‧‧‧法線向量

565a、565b、565c、565d‧‧‧致動器

567‧‧‧反射鏡基板

568‧‧‧支點

569‧‧‧反射鏡載體

617‧‧‧第一光學元件

619‧‧‧第一反射光學元件

621‧‧‧第二光學元件

623‧‧‧第二反射琢面元件

652‧‧‧中間焦點

655‧‧‧被照射的第二反射琢面元件

666‧‧‧橢面

671‧‧‧被照射區域

752‧‧‧中間焦點

772‧‧‧焦點

773‧‧‧球面反射表面

774a-774d‧‧‧光線

775a、775b‧‧‧焦點

776‧‧‧模糊圈

817‧‧‧第一光學元件

819‧‧‧第一反射琢面元件

819a‧‧‧第一琢面元件

819b‧‧‧第一琢面元件

821‧‧‧第二光學元件

823‧‧‧第二反射琢面元件

852‧‧‧中間焦點

871a‧‧‧第一被照射區域

871b‧‧‧第二被照射區域

877a、877b‧‧‧距離

923‧‧‧第二反射琢面元件

970‧‧‧反射光學表面

970a‧‧‧反射光學表面

970b‧‧‧反射光學表面

971‧‧‧被照射區域

971a、971b‧‧‧被照射區域

981‧‧‧輻射偵測器

1019‧‧‧第一反射琢面元件

1023a、1023b、1023c、1023d‧‧‧第二反射琢面元件

1061‧‧‧反射光學表面

1063‧‧‧法線向量

1065a、1065b、1065c、1065d‧‧‧致動器

1071‧‧‧被照射區域

1081a‧‧‧輻射偵測器

1081b‧‧‧輻射偵測器

1081c‧‧‧輻射偵測器

1083‧‧‧控制單元

1085‧‧‧反射塗層

1087‧‧‧中央開口

1089‧‧‧溫度感測器

1119‧‧‧第一琢面元件

1123‧‧‧第二琢面元件

1152‧‧‧中間焦點

1171‧‧‧被照射區域

1191‧‧‧強度分布

1193‧‧‧強度分布

1195‧‧‧強度分布

I‧‧‧輻射強度分布

R₀‧‧‧平均半徑

本發明係參考圖式詳細解說。

圖1顯示包含照射光學單元及投射光學單元之投射曝光裝置的示意圖。

圖2a顯示包含搭配EUV輻射一起使用之照射光學單元及投射光學單元之投射曝光裝置的圖解。

圖2b顯示根據圖2a之照射光學單元之第一光學元件的平面圖。

圖2c顯示根據圖2a之照射光學單元之第二光學元件的平面圖。

圖3顯示包含搭配EUV輻射一起使用之替代性照射光學單元及替代性投射光學單元的投射曝光裝置。

圖4a顯示根據圖2c之第二光學元件在照射光學單元在第一狀態操作期間的平面圖。

圖4b顯示根據圖2c之第二光學元件在照射光學單元在第二狀態操作期間的平面圖。

圖4c顯示根據圖2c之第二光學元件在照射光學單元在第三狀態操作期間的平面圖。

圖5a、5b及5c顯示具有至少兩個定位之第一反射琢面元件的構造及功能。

圖6顯示照射光學單元的片段，其中第一光學元件的反射琢面元件包含非球面反射表面。

圖7詳細顯示利用具有非球面反射表面之第一光學元件之反射琢面元件克服的缺點。

圖8a及8b借助照射光學單元的片段顯示具有至少兩個定位(在法線向量的定向上相異)之第一反射琢面元件的效應。

圖8c、8d、8e顯示球面及橢面第一琢面元件的最佳化結果。

圖8f顯示根據本發明之照射光學單元的片段。

圖9a及9b借助第二光學元件的片段顯示利用根據本發明之測量系統所達成的優點。

圖10以示意圖顯示根據本發明之控制迴路之動作的方式。

圖11a、11b、11c、11d使用示意圖顯示如果被照射區域的大小太大而無法在第二琢面元件上適配的問題。

421‧‧‧第二光學元件

423‧‧‧第二反射琢面元件

455‧‧‧被照射的第二反射琢面元件

457‧‧‧圓圈

459‧‧‧連續成對不相交區帶

Claims (17)

1. 一種用於EUV微影的照射光學單元，包含：具有複數個第一反射琢面元件的一第一光學元件；以及具有複數個第二反射琢面元件的一第二光學元件；其中該複數個第一反射琢面元件包含該第一光學元件之所有該等反射琢面元件的至少75%；其中該複數個第一反射琢面元件的每個第一反射琢面元件被體現為致使在該照射光學單元操作期間，其在該複數個第二反射琢面元件之一指派之第二琢面元件的位置處產生一被照射區域；其中該等第二反射琢面元件各具有一反射表面，及各該被照射區域小於對應之該指派之第二反射琢面元件的反射表面；其中所有該等被照射區域位在最多六個連續成對不相交區帶之內，及存在具有最小直徑之圍起所有該等區帶的一圓圈；其特徵在於：該等第一及/或第二反射琢面元件被體現為致使該圓圈之面積容量與該等區帶之面積容量總和的比率大於2.5，尤其大於4。
2. 如申請專利範圍第1項所述之照射光學單元，其特徵在於：該第二光學元件配置在該照射光學單元之一出射光瞳平面中，或成像於該照射光學單元之一出射光瞳平面中。
3. 如申請專利範圍第1至2項中任一項所述之照射光學單元，其特徵在於：該複數個第一反射琢面元件的至少一個第一反射琢面元件包含一非球面反射表面，其形狀被挑選為致使相對於使用一球面反射表面，減小由該琢面元件在該照射光學單元操作期間 產生的該被照射區域。
4. 如申請專利範圍第1至3項中任一項所述之照射光學單元，其特徵在於：該複數個第一反射琢面元件的至少一個第一反射琢面元件包含一球面反射表面。
5. 如申請專利範圍第1至4項中任一項所述之照射光學單元，其特徵在於：該複數個第一反射琢面元件中具有小於一預定值之最大入射角的所有第一反射琢面元件包含一球面反射表面。
6. 如申請專利範圍第1至5項中任一項所述之照射光學單元，其特徵在於：該複數個第一反射琢面元件(的每個第一反射琢面元件具有至少兩個定位，致使在該照射光學單元操作期間，其在第一定位中，在該複數個第二反射琢面元件之一指派之第二琢面元件的位置處產生一第一被照射區域，及在該照射光學單元操作期間，其在第二定位中，在該複數個第二反射琢面元件之另一指派之第二琢面元件的位置處產生一第二被照射區域。
7. 如申請專利範圍第6項所述之照射光學單元，其特徵在於：該複數個第一反射琢面元件的每個第一反射琢面元件具有一反射光學表面，其具有一法線向量，其中該等第一反射琢面元件的定位在該法線向量的定向中相異。
8. 如申請專利範圍第6至7項中任一項所述之照射光學單元，其特徵在於：該複數個第一反射琢面元件的至少一個反射琢面元件具有至少兩個定位其被挑選為致使在該至少一個反射琢面元件 及該第一被照射區域之間的距離與在該至少一個反射琢面元件及該第二被照射區域之間的距離相差不超過5%。
9. 如申請專利範圍第6至8項中任一項所述之照射光學單元，其特徵在於：該複數個第一反射琢面元件的至少一個第一反射琢面元件包含一非球面反射表面，其形狀被挑選為致使相對於使用一球面反射表面，減小由該琢面元件在該照射光學單元操作期間產生的該第一及該第二被照射區域。
10. 如申請專利範圍第3及9項中任一項所述之照射光學單元，其特徵在於：該非球面是一橢面之一區段或具有一環形形狀。
11. 如申請專利範圍第7至10項中任一項所述之照射光學單元，其特徵在於：該複數個第一反射琢面元件的每個第一反射琢面元件包含更改該法線向量之定向的一相關聯致動器。
12. 如申請專利範圍第11項所述之照射光學單元，包含一測量系統，用於決定由該複數個第一反射琢面元件之每個第一反射琢面元件在該照射光學單元操作期間所產生之該被照射區域的定位。
13. 如申請專利範圍第12項所述之照射光學單元，其特徵在於：對於該複數個第一反射琢面元件的至少一個第一反射琢面元件，所含該致動器經由一控制單元連接至該測量系統，因而導致一控制迴路以控制該對應被照射區域的定位，致使超過90%的該被照射區域位在該指派之第二琢面元件的反射表面上。
14. 如申請專利範圍第12至13項中任一項所述之照射光學單元，其特徵在於：該測量系統包含至少一個輻射偵測器，其配置在該指派之第二琢面元件之反射表面的周邊上。
15. 如申請專利範圍第12至14項中任一項所述之照射光學單元，其特徵在於：該測量系統包含至少一個溫度感測器，其偵測該指派之第二琢面元件在該照射光學單元操作期間的加熱。
16. 如申請專利範圍第12至15項中任一項所述之照射光學單元，其特徵在於：該測量系統包含至少一個輻射偵測器，其配置在該指派之第二反射琢面元件之一反射塗層下方。
17. 一種微影投射曝光裝置，包含一如申請專利範圍第16項所述之照射光學單元。