TW201641960A - 光瞳琢面鏡 - Google Patents

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勞夫 格爾克
湯瑪士 費雪
馬丁 安德斯
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卡爾蔡司Ｓｍｔ有限公司
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Abstract

本發明提供一種包含具有不同曲率半徑之琢面(11)的光瞳琢面鏡(10)。

Description

光瞳琢面鏡 【交互參照相關申請】
德國專利申請案DE 10 2015 209 453.7之內容於文中併入作為參考。
本發明係關於一種用於投影曝光設備之照明光學單元的光瞳琢面鏡，另外也關於一種照明光學單元和一種用於包含此類一光瞳琢面鏡之投影曝光設備的照明系統。此外，本發明係關於一種用於判定光瞳琢面鏡之琢面之曲率半徑的方法。再者，本發明係關於一種光學系統和一種用於微影的投影曝光設備。最後，本發明係關於一種用於製造微結構或奈米結構元件的方法，以及一種依據該方法所製造的元件。
WO 2009/074211 A1揭示一種校正裝置，在照明場中的均勻強度分布藉助其可關於在該投影曝光過程中在特定容差限值內位移的物件之位移方向，藉由橫向坐標而橫向設定。另外，此類校正裝置也指稱為UNICOM。UNICOM另外從EP 0 952 491 A2和DE 10 2012 205 886 A1已為公眾所知悉。
本發明之目的為開發具有對應UNICOM的照明光學單元。此目的係藉助光瞳琢面鏡(其琢面具有不同曲率半徑)達成。
依據本發明，已認可由此可能縮減在該物件場中的劑量變動(dose fluctuations)，其可歸因於由在該UNICOM之區域中的來源變動所引起在該照明場中的移位。
已認可特別是來源變動(即該電漿之空間變化和/或該輻射源之其他空間變動)在該UNICOM平面上的照明場中導致移位，並因此導致到達該物件場的輻射劑量之變動。這些變動不會被設置在該UNICOM上游之光程中的能量感應器偵測到。因此，可發生劑量誤差。
已進一步認可由此類來源變動所引起的該等劑量誤差可藉由提供該等光瞳琢面鏡之該等琢面具有不同曲率半徑而縮減、特別是減至最低。特別是，可能以起因於在該UNICOM平面上的所有該等個別通道之該等移位之總和的場移位縮減、特別是減至最低的方式選擇該等光瞳琢面之曲率半徑。
該等光瞳琢面之曲率半徑可特別是以其至少部分補償由於來源變動因此由該等個別照明通道之移位所引起在該物件場中之該等劑量變動的方式選擇。
特別是，該等光瞳琢面鏡之該等琢面係整體體現。
該等光瞳琢面鏡之該等琢面係特別是以剛性方式(即以非位移方式)體現；如此有助於該等光瞳琢面鏡之結構佈局。
依據本發明的光瞳琢面鏡具有特別是預定設計、特別是依據 以下將再更詳細說明的方法最佳化之設計，亦即設置多個具有預定義不同曲率半徑的光瞳琢面。在這種情況下，該等光瞳琢面鏡之設計可適用於特別是該所提供輻射源之該等細節或該照明系統之該等所提供輻射源，和/或適用於特別是將該輻射源之影像從中間焦點成像到該等光瞳琢面上的第一琢面鏡之照明光學單元之設計資料。
根據本發明之一個態樣，該等琢面之至少兩種曲率半徑差異至少1%。最大曲率半徑Rmax對該等光瞳琢面鏡之所有該等琢面之最小曲率半徑Rmin之比率Rmax：Rmin為特別是至少1.01、特別是至少1.02、特別是至少1.03、特別是至少1.04。
Rmax：Rmin為特別是至多1.2、特別是至多1.1。
曲率半徑R可為特別是至少500mm、特別是至少1000mm、特別是至少2000mm。
已得知由在該UNICOM平面上之來源變動所引起的該等場移位之廣泛補償，係藉由該等琢面之曲率半徑的此類差異而為可能。
根據本發明之又一態樣，在各種情況下皆至少100個、特別是至少在各種情況下皆200個、特別是至少在各種情況下皆300個、特別是至少在各種情況下皆400個、特別是至少在各種情況下皆500個琢面具有相同曲率半徑。
如此有助於製造該光瞳琢面鏡。
該光瞳琢面鏡可包含整體至少1000個、特別是至少1200個、特別是至少1400個、特別是至少1600個、特別是至少1800個、特別是至少2000個光瞳琢面。光瞳琢面之合計數為特別是至多10000個、特別 是至多8000個、特別是至多6000個、特別是至多4000個、特別是至多2000個。
此類大量光瞳琢面使得可能設定多種不同照明設定，亦即可能根據所需在該物件場上靈活選擇該照明輻射之入射角分布。
根據本發明之又一態樣，該等琢面形成複數組不同群組，其中該等不同群組之該等琢面具有不同曲率半徑。相同群組之該等琢面在各種情況下皆具有相同曲率半徑。
首先，如此有助於製造該等光瞳琢面。此外，如此有助於最佳化該等光瞳琢面之指定為特定曲率半徑。
具有不同曲率半徑的琢面之該等群組數量為特別是兩組、三組、四組、五組或更多組；其為特別是至多二十組、特別是至多十組。
該等個別琢面在各種情況下皆具有特別是單一曲率半徑。該曲率半徑在琢面之整個反射面之中的各種情況下皆為特別是常數。該琢面具有特別是球面反射面。
不同曲率半徑導致該等琢面之不同焦距，並因此不同影像距離或影像位置。依據本發明的目的另外係藉助包含一對應光瞳琢面鏡的照明光學單元達成。該等優勢從該等光瞳琢面鏡之優勢顯而易見。
根據本發明之又一態樣，該等第二琢面之曲率半徑係以該等第二琢面之子集合具有小於其與該校正平面(UNICOM平面)的距離之焦距(在下文中也指稱為影像距離)的方式選擇。
根據本發明之又一態樣，該等第二琢面之子集合具有大於其與該UNICOM平面的距離之影像距離。
根據本發明之又一態樣，該等第二琢面之子集合具有實質上對應於其與該UNICOM平面的距離之影像距離。
換言之，該等光瞳琢面之曲率半徑係選擇以使其一部分將該等場琢面成像到該UNICOM平面上游的平面上。另外，該等光瞳琢面之一部分也可能將該等第一琢面成像到該UNICOM平面下游的平面上。該等場琢面之成像到該UNICOM平面上同樣為可能。較佳為，該等第二琢面之曲率半徑係以該等第二琢面之第一子集合具有小於其與該UNICOM平面的距離之影像距離，且該等第二琢面之第二子集合具有大於其與該UNICOM平面的距離之影像距離的方式選擇。如此實現由相對於該UNICOM平面或在其上的來源變動所引起的場移位之相互補償。
除此之外，該等第二琢面之第三子集合可具有大致對應於其與該UNICOM平面的距離之影像距離。
由於該等光瞳琢面鏡之有限範圍和/或其相對於該UNICOM平面的傾斜設置，該影像距離對與該UNICOM平面的距離之精確對應關係為不可能，或至少對於相同群組之所有琢面皆為不可能。在下文中，群組之該等琢面之影像距離對其與該UNICOM平面的距離之對應關係，應理解為在前述群組中存在至少一個琢面，其影像距離偏離其與該UNICOM平面的距離小於1%、特別是小於0.5%、特別是小於0.3%、特別是小於0.2%、特別是小於0.1%。
依據本發明的照明系統之該等優勢從該光瞳琢面鏡之優勢同樣顯而易見。
該輻射源為特別是極紫外光(EUV)輻射源、特別是電漿 源。替代性輻射源同樣為可能。為了簡化，在下文中提及然而係部分由電漿源或由該輻射源之電漿組成；這不應解讀為限制性。依據本發明的概念適用於替代性輻射源而沒有任何問題。
根據本發明之一個態樣，該等第二琢面之曲率半徑係以對於至少兩個照明通道，由來源變動所引起在該物件場中的劑量變動至少部分彼此補償的方式選擇。由此能證明以該等第二琢面之一個子集合具有小於其與該校正平面的距離之影像距離，且該等第二琢面之一個子集合具有大於其與該校正平面的距離之影像距離的方式選擇該等第二琢面之曲率半徑而為可能。
該等第二琢面之曲率半徑係以特別是在至少一種預定義照明設定之情況下，將所有該等照明通道平均的該等劑量變動至少部分彼此補償的方式選擇。換言之，其係以在該物件場中的總劑量變動發生縮減、特別是減至最低的方式選擇。在該物件場中的該等總劑量變動可特別是縮減到低於10%、特別是5%、特別是3%、特別是1%之預定義可容許最大值的數值。
這如以下再更詳細所說明，可藉由將優質函數(merit function)減至最低而達成。這涉及最佳化問題、特別是不連續的最佳化問題。
該等第二琢面之曲率半徑係特別是以對於照明設定之預定義選擇，該總劑量變動縮減、特別是減至最低的方式選擇。可確認特別是對於所有該等預定義照明設定，在該物件場中的總劑量變動皆至多為與預定義最大值相同的量值。
這些指示在各種情況下皆關於在預定義最大變動幅度內輻射源之力學性變動。從標稱位置前往的輻射源之變動幅度可舉例來說在各方向上皆為最高1mm、最高2mm、或最高3mm。
該輻射源之變動幅度在各空間方向上皆可具有相同範圍。另外，其也可為各向異性，亦即在不同空間方向上具有不同範圍。
本發明之又一目的為明確說明一種用於設計光瞳琢面鏡的方法、特別是一種用於判定光瞳琢面鏡之琢面之曲率半徑的方法。
此目的係藉助一種包含下列步驟的方法達成：- 預定義一種依據該前述說明的照明系統，- 預定義具有照明通道的若干不同照明設定，- 預定義該等第二琢面之不連續的若干不同曲率半徑，- 依該等第二琢面之曲率半徑而定，判定在校正平面之區域中的該等第一琢面之影像之位移與該輻射源之變動之關係，- 對於該等不同照明設定，判定將相對於該校正平面和/或在其區域中的所有該等照明通道平均的場移位，- 依該等第二琢面之指定為不同曲率半徑而定，將優質函數減至最低，由於該輻射源在不同空間方向上之變動因此包含該等場移位之加權各部分。
依據本發明的方法使得可能以該物件場之照明有關該輻射源之變動為盡可能不敏感的方式，判定該光瞳琢面鏡之該等琢面之曲率半徑。特別是，結果可改善該物件場之照明之穩定性。
關於該不同曲率半徑，可能首先僅預定義實際提供多少不連 續的不同曲率半徑。原則上，也可能對於該曲率半徑預定義具體數值。在該第一種情況下，該曲率半徑之該等具體數值係在該優質函數最低時判定。
在該第二種情況下，僅判定該等個別琢面之指定為該已預定義曲率半徑。
判定將所有該等照明通道平均的場移位時，可對於採用預定義加權係數加權不同照明設定之該等個別照明通道預作準備(provision)。如此使得特別是對於照明通道之選擇可能加權到更大或更小範圍。
根據本發明之一個態樣，該優質函數在各種情況下皆包含依該等不同照明設定而定的該等最大場移位之各部分，其中該等場移位之不同空間方向在各種情況下皆係採用加權係數加權。
依據本發明，已認可在該物件場中的劑量穩定性可藉由在該等不同空間方向上的該等場移位之不同加權而進一步改善。
根據本發明之又一態樣，將該優質函數減至最低時，作為邊界條件預定義在各種情況下該等第二琢面之至少20%、特別是至少25%、特別是至少30%皆具有相同曲率半徑。如此對於製造該光瞳琢面鏡可為具優勢。
本發明之更多目的為改善一種用於投影曝光設備的光學系統，以及一種用於微影的投影曝光設備。
另外，這些目的也藉由提供一種依據該前述說明的光瞳琢面鏡而達成。該等優勢從該光瞳琢面鏡之優勢顯而易見。
本發明之更多目的為改善一種用於製造微結構或奈米結構元件的方法，以及一種依據該方法所製造的元件。
該等優勢從以上已解說的優勢顯而易見。
1‧‧‧投影曝光設備
2‧‧‧輻射源
3‧‧‧成像光束
4‧‧‧收集器
5‧‧‧中間聚焦平面
6‧‧‧場琢面鏡
7‧‧‧場琢面
10‧‧‧光瞳琢面鏡
11‧‧‧光瞳琢面
111、112、113、11i‧‧‧光瞳琢面
12、13、14‧‧‧反射鏡
15‧‧‧傳輸光學單元
16‧‧‧物件平面
17‧‧‧倍縮光罩
17a‧‧‧物件夾
17b‧‧‧物件位移驅動器
18‧‧‧物件場
19‧‧‧投影光學單元
20‧‧‧像場
21‧‧‧像平面
22‧‧‧晶圓
22a‧‧‧晶圓或基板夾
22b‧‧‧晶圓位移驅動器
23‧‧‧校正平面
24‧‧‧照明強度校正裝置
25‧‧‧控制單元
26‧‧‧照明光學單元
Rmax‧‧‧最大曲率半徑
Rmin‧‧‧最小曲率半徑
RPF、R、Ri、R1、R2、R3‧‧‧曲率半徑
本發明之更多優勢、細節和特徵參照該等圖示從示例性具體實施例之說明顯而易見。在該等圖示中：圖1為示意性顯示一種用於微影的投影曝光設備，並有關一種照明光學單元(經向截面)，圖2為示意性顯示用於闡明本發明來自該照明光學單元之射束路徑的放大引用，以及圖3為示意性顯示對於所有該等光瞳琢面皆具有相同曲率半徑的情況，用於依該等光瞳琢面之曲率半徑而定清楚表示在該校正平面上的場移位之相關性的圖式。
首先以下說明投影曝光設備1之該等一般組成部分。對於投影曝光設備1之進一步細節，特別是對於校正裝置24(也指稱為UNICOM)之進一步細節，應參照完全整合到本發明中作為其一部分的DE 10 2012 205 886 A1和EP 2 240 830 B1。
用於微影的投影曝光設備1用來製造微結構或奈米結構電子半導體元件。輻射源2發出用於在舉例來說介於5nm至30nm之間之波長範圍內、特別是在13.5nm或更小之範圍內照明的EUV輻射。輻射源2可為特別是電漿源，舉例來說氣體放電引發電漿(gas discharge produced plasma，簡稱GDPP)源或雷射引發電漿(laser produced plasma，簡稱LPP) 源。另外，基於同步加速器的輻射源也可用於輻射源2。關於此類輻射源的資訊可由舉例來說在US 6 859 515 B2中熟習此項技術者找出。形式為成像光束3的EUV照明光或照明輻射係用於在投影曝光設備1內照明及成像。輻射源2下游的成像光束3首先通過收集器4，其可為舉例來說具有從先前技術已習知之多殼層(multi-shell)構造的巢套(nested)收集器，或替代性橢圓形收集器隨後設置在輻射源2下游。對應收集器係從EP 1 225 481 A已習知。收集器4下游，EUV照明光3首先通過中間聚焦平面5，其可用於將成像光束3與非所需輻射或粒子各部分隔開。在通過中間聚焦平面5後，成像光束3首先入射到包含場琢面7的場琢面鏡6上。
為了有助於說明位置關係，直角(Cartesian)全局xyz坐標系在各種情況下皆在所附圖式中描繪出。在圖1中，x軸垂直於所附圖式之平面向外延伸。y軸在圖1中朝向右側延伸。z軸在圖1中向上延伸。
為了有助於對於投影曝光設備1之個別光學元件說明位置關係，直角局部xyz或xy坐標系在各種情況下也皆在下列圖示中使用。除非另外說明，該等各個局部xy坐標跨越該光學元件之各個主要設置平面，舉例來說反射平面。該全局xyz坐標系和該等局部xyz或xy坐標系之該等x軸平行於彼此延伸。該等局部xyz或xy坐標系之該等各個y軸關於對應於有關x軸的各個光學元件之傾斜角的全局xyz坐標系之y軸成一角度。
場琢面7為矩形且在各種情況下皆具有相同x/y長寬比。該x/y長寬比可為舉例來說12/5、可為25/4、可為104/8、可為20/1或可為30/1。
在場琢面鏡6處反射後，分成指定為個別場琢面7之成像光部分射束的成像光束3入射到包含光瞳琢面11的光瞳琢面鏡10上。整個 成像光束3之各個成像光部分射束係沿著各個成像光通道引導。
根據一個示例性琢面設置，光瞳琢面11係繞著在一個位於另一個裡面之琢面環中的中心設置。光瞳琢面11係指定為被場琢面7之一所反射的EUV照明光3之各成像光部分射束，以使所入射到其上且包含場琢面7之一和光瞳琢面11之一的各個琢面對，對於EUV照明光3之相關成像光部分射束預定義該成像光通道。光瞳琢面11之通道逐一指定為場琢面7係由投影曝光設備1依所需照明而定實行。另外，該等成像光通道也指稱為照明通道。該等照明通道之總體定義照明設定。
經由光瞳琢面鏡10和包括三個反射鏡12、13、14的下游傳輸光學單元15，場琢面7係成像到投影曝光設備1之物件平面16上。反射鏡14係體現為用於掠入射的反射鏡(掠入射反射鏡)。設置在物件平面16上的係倍縮光罩17，從其藉由照明輻射3而照亮與投影曝光設備1之下游投影光學單元19之物件場18重合的照明區域。另外，該照明區域也指稱為照明場。物件場18依投影曝光設備1之照明光學單元之具體實施例而定為矩形或拱形。該等成像光通道係重疊在物件場18中。EUV照明光3係從倍縮光罩17反射。倍縮光罩17係由可借助於示意性所指出的物件位移驅動器17b沿著該位移方向y以驅動方式位移之物件夾17a夾持。
投影光學單元19將在物件平面16上的物件場18成像到在像平面21上的像場20中。設置在前述像平面21上的係晶圓22，其承載藉助投影曝光設備1在該投影曝光過程中所曝光的光敏層。晶圓22(即成像所實行到其上的基板)係由可借助於同樣示意性所指出的晶圓位移驅動器22b隨著物件夾17a之位移沿著該位移方向y同步位移之晶圓或基板夾22a夾 持。在該投影曝光過程中，倍縮光罩17和晶圓22兩者皆在y方向上以同步方式掃描。投影曝光設備1係體現為掃描儀。該掃描方向y係該物件位移方向。
照明強度校正裝置24係設置在校正平面23上，以下再更詳細解說前述照明強度校正裝置。校正平面23係與物件平面16間隔不大於20mm，舉例來說6mm、8mm、10mm或16mm。校正裝置24(也指稱為UNICOM)尤其用來在物件場18之中設定該照明光之掃描積分強度分布，亦即在y方向上所積分的強度分布。校正裝置24係由控制單元25所驅動。場校正裝置之範例係從特此所參照的WO 2009/074 211 A1、EP 0 952 491 A2和從DE 10 2008 013 229 A1已習知。
傳輸光學單元15之場琢面鏡6、光瞳琢面鏡10、反射鏡12至14和校正裝置24係投影曝光設備1之照明光學單元26之各部分。連同輻射源2，照明光學單元26形成投影曝光設備1之照明系統。照明光學單元26連同投影光學單元19形成光學系統。
在該投影曝光過程中，首先提供倍縮光罩17和承載對照明光3光敏感的塗層之晶圓22。之後，倍縮光罩17之截面借助於投影曝光設備1投影到晶圓22上。最後，顯影出已藉由照明光3而曝光在晶圓22上的光敏層。微結構或奈米結構元件(舉例來說半導體晶片)係以此方式製造。
以下說明特別是光瞳琢面鏡10之投影曝光設備1之照明系統之進一步細節。
光瞳琢面鏡10之光瞳琢面11藉由倍縮光罩17而將場琢面 鏡6之場琢面7成像到物件場18中。在這種情況下，UNICOM 24用來設定及校正在物件場18中的強度場分布。校正平面23(也指稱為UNICOM平面)在照明輻射3之射束路徑之方向上，與倍縮光罩17一起位於物件場18上游。
輻射源2之變動可在投影曝光設備1之操作過程中發生。另外，前述變動也指稱為來源變動。此類來源變動特別是在平行於該掃描方向的方向上，在該UNICOM平面上的照明場中導致移位特別是到UNICOM 24中。如此可具有提供用於照亮倍縮光罩17的照明輻射3之一部分不會傳遞到倍縮光罩17而是被UNICOM 24阻擋的作用。由於這不會被設置在校正平面23上游之射束路徑中的能量感應器偵測到，因而此類場移位可在倍縮光罩17之曝光中導致劑量誤差。特別是，該照明場之移位到UNICOM 24中(即在平行於該掃描方向且平行於UNICOM平面23的方向上)係與該劑量誤差相關聯。
輻射源2之該等變動或許可歸因於不同原因。為了簡化，其也指稱為電漿變動。其範圍係在至多3mm、特別是至多2mm、特別是至多1mm之區域中。
為了縮減、特別是將由該等來源變動所引起的劑量誤差減至最低，本發明提供用於以起因於在校正平面23上的所有該等照明通道之總體的場移位變得極小的方式，在該設計階段中判定光瞳琢面11之曲率半徑。在這種情況下，不必彼此獨立最佳化各個別照明通道之成像。
作為邊界條件可預定義光瞳琢面11在各種情況下皆形成群組，其中相同群組之光瞳琢面11具有相同曲率半徑，且不同群組之光瞳琢 面11具有不同曲率半徑。該等群組數量可為兩組、三組、四組、五組或更多組；較佳為至多二十組、特別是至多十五組、特別是至多十組、特別是至多五組。
判定光瞳琢面11之曲率半徑或光瞳琢面11之指定為不同曲率半徑可如下確認：首先，對於各該等空間方向x、y和z，由於依光瞳琢面11之曲率半徑而定在該各個空間方向(dPlasmax、dPlasmay和dPlasmaz)上的輻射源2之變動因而在平行於在校正平面23上的掃描方向之方向上的場移位(dUNI)，係依據下列公式判定：
將所有該等照明通道平均時，在若干預定義照明設定中的最高數值係定義為到UNICOM 24中的所得場移位，亦即在y方向上。在這種情況下，該等個別照明通道可採用不同權重(gi,Setting)加權。作為權重(gi,Setting)，運用係按特別是該等各個照明通道之該等強度進行。
優質函數包含起因於在該等不同空間方向x、y和z上之來源變動的該等場移位之各部分。前述各部分可採用加權係數α、β、γ加權。為了判定光瞳琢面11之最佳曲率半徑或光瞳琢面11之指定為具有不同曲率半徑的該等群組，下列優質函數因此減至最低：
這涉及不連續的最佳化問題。
本發明可提供用於預定義光瞳琢面11之一種或複數種曲率 半徑RPF。前述曲率半徑RPF特別是已在將該優質函數減至最低前，可在該最佳化中預定義為邊界條件。如此使得可能，舉例來說，運用已存在的光瞳琢面11。另外也為了其他原因，可能所需為從光瞳琢面11之中至少對於個別光瞳琢面事先預定義曲率半徑RPF。
圖3藉由範例來例示該場移位(即在y方向上的UNICOM平面23上的該等場琢面之該等影像之移位)如何依光瞳琢面11之曲率半徑RPF而定。該例示圖顯示所有光瞳琢面11皆具有相同曲率半徑RPF的情況。
該例示圖顯示隔離區域，其在各種情況下皆指出在由該符號所識別出的方向上輻射源2之力學性移位1mm之作用。該等區域在各種情況下皆在該等照明設定和場點之中清楚表示該各個變量之變化。
如可從圖3定性收集，在z方向上的來源變動之情況下的場移位實質上對光瞳琢面11之曲率半徑RPF不敏感。在x方向上的來源變動之情況下，前述場移位對光瞳琢面11之曲率半徑RPF呈現微弱相關性。
然而，在y方向上的來源變動之情況下，前述場移位對光瞳琢面11之曲率半徑RPF呈現顯著相關性。
如可定性看出，假設所有光瞳琢面11皆具有相同曲率半徑R，則僅可補償在一個方向(y方向)上的來源變動，而該等其他兩個方向實質上對曲率半徑R之變化不敏感，並因此無法最佳化。
這些數值能在放棄所有光瞳琢面11皆必須具有相同曲率半徑的邊界條件時大幅改善。換言之，光瞳琢面11之附加曲率半徑使能補償輻射源2之該等變動之附加自由度。
限制為兩種、三種、四種或五種不同曲率半徑已證明係特別具優勢的折衷。
在這種情況下，作為邊界條件可預定義在各種情況下皆至少100個光瞳琢面11、特別是至少200個光瞳琢面11、特別是至少300個光瞳琢面11、特別是至少400個光瞳琢面11之最小數量具有相同曲率半徑。特別是，作為邊界條件將該優質函數減至最低時，可預定義在各種情況下光瞳琢面11之至少20%、特別是至少25%皆具有相同曲率半徑。
給出具有不同曲率半徑的光瞳琢面11之若干兩組群組，可能有關在該等三個不同空間方向上的來源變動，將該場移位之最大敏感度從大約180μm/mm縮減大約係數3到大約60μm/mm。
即使該等兩種曲率半徑之一係從光瞳琢面鏡10之現有設計取得且固定預定義時，該場位移相對於來源變動之敏感度仍可縮減超過係數2。隨著加入光瞳琢面11之第三群組(即第三曲率半徑)，該敏感度能進一步縮減。然而，隨著加入第三曲率半徑的附加效益不再如同從單一曲率半徑轉變到兩種不同曲率半徑時的差異般明顯。該敏感度在從兩種轉變到三種曲率半徑時之縮減係在10%至30%之幅度內。
依據本發明的光瞳琢面鏡10之不同態樣以下再次參照圖2加以解說。光瞳琢面鏡10包含具有不同曲率半徑R的眾多光瞳琢面11。圖2藉由範例來例示具有三種不同曲率半徑R1、R2、R3的三個光瞳琢面111、112、113。
光瞳琢面11之不同曲率半徑Ri導致不同焦距，以及因此不同影像距離或其影像位置。光瞳琢面111具有舉例來說實際上大致對應於其 與校正平面23的距離之影像距離。光瞳琢面112具有小於其與校正平面23的距離之影像距離。光瞳琢面113具有大於其與校正平面23的距離之影像距離。
介於光瞳琢面11i與校正平面23之間的距離，在各種情況下皆係在此沿著包含入射到其上之照明輻射3的射束之中心射線進行測量。
光瞳琢面11之曲率半徑之至少兩種差異至少1%、特別是至少2%、特別是至少3%、特別是至少4%。光瞳琢面11之曲率半徑較佳為差異至多10%、特別是至多9%、特別是至多8%、特別是至多7%、特別是至多6%。
為了清楚表示，在圖2中僅例示三個光瞳琢面11。事實上，光瞳琢面鏡10之光瞳琢面11之數量顯著更高；可為特別是至少1000個、特別是至少1200個、特別是至少1400個、特別是至少1600個、特別是至少1800個、特別是至少2000個；較佳為至多10000個、特別是至多8000個、特別是至多6000個、特別是至多4000個、特別是至多2000個。
在各種情況下皆至少100個光瞳琢面11、特別是至少在各種情況下皆100個光瞳琢面11、特別是至少在各種情況下皆300個光瞳琢面11、特別是至少在各種情況下皆400個光瞳琢面11具有相同曲率半徑。
光瞳琢面鏡10包含光瞳琢面11之一組、兩組、三組、四組、五組或更多組，其中該等不同群組之光瞳琢面11具有不同曲率半徑Ri。相同群組之光瞳琢面11具有相同曲率半徑。
3‧‧‧成像光束
10‧‧‧光瞳琢面鏡
111、112、113‧‧‧光瞳琢面
16‧‧‧物件平面
17‧‧‧倍縮光罩
17a‧‧‧物件夾
17b‧‧‧物件位移驅動器
18‧‧‧物件場
23‧‧‧校正平面
24‧‧‧照明強度校正裝置
25‧‧‧控制單元

Claims (15)

  1. 一種用於投影曝光設備(1)之照明光學單元(26)的光瞳琢面鏡(10)，包含複數個琢面(11)，1.1 其中該等琢面(11)形成複數組不同群組，1.1.1 其中該等不同群組之該等琢面(11)具有不同曲率半徑，及1.1.2 其中該等相同群組之該等琢面(11)在各種情況下皆具有相同曲率半徑。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之光瞳琢面鏡(10)，其特徵在於該等琢面(11)之至少兩種曲率半徑差異至少1%。
  3. 如前述諸申請專利範圍任一項所述之光瞳琢面鏡(10)，其特徵在於至少在各種情況下100個琢面(11)皆具有相同曲率半徑。
  4. 如前述諸申請專利範圍任一項所述之光瞳琢面鏡(10)，其特徵在於具有不同曲率半徑的琢面(11)之該等群組數量為至少兩組。
  5. 一種用於微影的投影曝光設備(1)之照明光學單元(26)，包含5.1 一第一琢面鏡(6)，其包含複數個第一琢面(7)，以及5.2 一第二琢面鏡，其包含複數個第二琢面(11)，5.3 其中如前述諸申請專利範圍任一者，該第二琢面鏡係由一光瞳琢面鏡(10)形成。
  6. 如申請專利範圍第5項所述之照明光學單元(26)，其特徵在於具有用於在一校正平面(23)上校正一照明強度分布的一裝置(24)，以及該等第二琢面(11)之曲率半徑係以該等第二琢面(11)之一子集合具有小於其與該校正平面(23)的距離之一影像距離的方式選擇。
  7. 一種用於投影曝光設備(1)的照明系統，包含7.1 如申請專利範圍第5項或第6項所述之照明光學單元(26)，以及7.2 一輻射源(2)，其用於產生照明輻射(3)。
  8. 如申請專利範圍第7項所述之照明系統，其特徵在於該等第二琢面(11)之曲率半徑係以對於至少兩個照明通道，由來源變動所引起在該物件場(18)中的劑量變動(dose fluctuations)至少部分彼此補償的方式選擇。
  9. 一種用於判定光瞳琢面鏡(10)之琢面(11)之曲率半徑的方法，包含下列步驟：9.1 預定義一種如申請專利範圍第7項和第8項擇一的照明系統，9.2 預定義具有照明通道的若干不同照明設定，9.3 預定義該等第二琢面(11)之不連續的若干不同曲率半徑，9.4 依該等第二琢面(11)之曲率半徑而定，判定在一校正平面(23)之區域中的該等第一琢面(7)之影像之一位移與該輻射源(2)之變動之一關係，9.5 對於該等不同照明設定，判定將相對於該校正平面和/或在其區 域中的所有該等照明通道平均的一場移位，9.6 依該等第二琢面(11)之一指定為不同曲率半徑而定，將一優質函數(merit function)減至最低，由於該輔射源(2)在不同空間方向上之變動因此包含該等場移位之加權各部分。
  10. 如申請專利範圍第9項所述之方法，其特徵在於該優質函數在各種情況下皆包含依該等不同照明設定而定的該等最大場移位之各部分，其中在不同空間方向上的該等場移位在各種情況下皆係採用一獨立加權係數加權。
  11. 如申請專利範圍第9項或第10項所述之方法，其特徵在於在將該優質函數減至最低時作為一邊界條件，預定義在各種情況下該等第二琢面(11)之至少20%皆具有相同曲率半徑。
  12. 一種光學系統，包含如申請專利範圍第5項或第6項所述之照明光學單元(26)，以及12.1 一投影光學單元(19)，其用於將一物件場(18)成像到一像場(20)中。
  13. 一種用於微影的投影曝光設備(1)，包含13.1 如申請專利範圍第5項或第6項所述之照明光學單元(26)，13.2 一投影光學單元(19)，其用於將一物件場(18)成像到一像場(20)中，以及13.3 一輻射源(2)，其用於產生照明輻射(3)。
  14. 一種用於製造微結構或奈米結構元件的方法，包含下列步驟：- 提供一晶圓(22)，對其至少部分塗佈由一光敏材料所組成的一層，- 提供一倍縮光罩(17)，其具有待成像的結構，- 如申請專利範圍第13項所述之提供一投影曝光設備(1)，- 借助於該投影曝光設備(1)將該倍縮光罩(17)之至少一個部分投影到該晶圓(22)層之一區域上。
  15. 一種依據如申請專利範圍第14項所述之方法所製造的元件。
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