TW201842415A - 在euv光譜區域中操作光學物鏡 - Google Patents

Abstract

一種反射系統具有參考軸以及第一反射鏡、第二反射鏡及第三反射鏡。所述第一反射鏡含有承載實質上一維圖案的圖案源。所述第二反射鏡及所述第三反射鏡的組合被配置成：在極紫外線光中利用僅有的兩束光以N＞1的縮小因數形成圖案的光學影像，所述僅有的兩束光因以入射於第一反射鏡上的光輻照所述第一反射鏡而起源於所述第一反射鏡處。一種採用所述反射系統的曝光設備以及利用所述曝光設備製造裝置的方法。

Description

在EUV光譜區域中操作光學物鏡

本發明是有關於被配置成在光譜的紫外線部分中操作的物鏡，且更具體而言是有關於史瓦西型（Schwarzschild-type）光學器件，所述光學器件的尺寸被明智地調整以形成設置於彎曲表面或平面表面上具有實質上一維標記的空間密集圖案的光學影像。

目前可商購獲得的EUV微影裝備（在以下被稱為通用EUV系統）被構造成將其上承載任意二維（two-dimensional，2D）圖案的光罩罩幕（reticle mask）成像於工件（例如，工件或基底，此為可由半導體晶圓表示的具體情形）的矩形場（rectangular field）上。由於必須被自光罩光學轉移並成像至工件上的此種圖案的二維性質，有必要將通用EUV系統實作為掃描系統以提供並達成工件與光罩之間的相對位移。目前，此種實作是利用用於光罩的一個移動台及用於工件的至少又一個移動台而達成，若無所述移動台，則以足夠的準確度及解析度將光罩圖案的所有特徵轉移至工件上是相當困難的且在實踐中不能如所期望般被達成。目前使用的通用EUV系統的結構及操作複雜性不可避免地且大大地增加了系統的操作成本，並減低了工件每單位時間的曝光次數，此部分是由於EUV光經由光學系統的傳輸受到限制。此外，由於將圖案轉移至工件上需要在兩個維度上進行光學成像的過程，現有通用EUV系統的一系列（train）的光學組件需要高複雜度且由高複雜度表徵。舉例而言，此系列可包括：—在光學系列的投影部分（或投影光學器件）中的六個拋光鏡，其中鏡面粗糙度（mirror-surface roughness）小於0.1奈米均方根（rms ）且鏡對齊公差（mirror alignment tolerances）小於1奈米等；—光學系列的結構複雜且可微調的照明部分（照明單元）；以及—具有複雜的反射塗層的大的光罩或罩幕。此外，被恰當地實作的圖案轉移需要使用對齊罩幕的複雜組合。所有該些因素不可避免地導致通用EUV系統的設計及製作成本高。

實施例提供一種反射系統，所述反射系統具有參考軸且包括第一反射鏡、第二反射鏡及第三反射鏡。所述第一反射鏡含有圖案源。所述第二反射鏡及所述第三反射鏡的組合被配置成：在極紫外線光中以N＞1的減縮因數形成光學影像。所述影像是所述圖案源的實質上一維（one-dimensional，1D）圖案的影像，且由僅有的兩束光形成，所述僅有的兩束光因以入射於所述第一反射鏡上的光束輻照所述第一反射鏡而起源於所述第一反射鏡處。所述光學影像形成於與所述第一反射鏡光學共軛的平面中。所述僅有的兩束光不包括表示輻照所述第一反射鏡的入射光束的鏡面反射（specular reflection）的光束。

舉例而言，實施例呈現一種光學成像系統，所述光學成像系統具有光軸且包括：（i）凸面反射鏡單元，在此種反射鏡中界定第一開口；以及（ii）凹面反射鏡單元，在此種反射鏡中界定第二開口。所述成像系統被配置成（a）在凸面反射鏡單元的表面處接收經由所述第二開口以兩束輻射的形式被遞送至所述系統的光學輻射，且（b）在所述光學輻射已自所述凹面反射鏡單元的表面反射之後且在所述光學輻射已穿過所述第一開口之後，藉由以所述光學輻射輻照影像平面而形成物體的影像。所述成像系統可被配置為微影曝光工具的投影光學系統。

在一種具體情形中，所述凸面反射鏡單元及所述凹面反射鏡單元中的至少一者包括被間隙分隔開的第一反射元件及第二反射元件，所述間隙表示所述第一開口及所述第二開口中的對應一者，所述光軸穿過所述間隙。作為另一選擇或此外，所述凹面反射鏡單元的所述表面及所述凸面反射鏡單元的所述表面中的至少一者與旋轉對稱表面的一部分全等。

在一個實施例中，所述系統被配置成使得所述兩束輻射是在所述凹面反射鏡單元的所述表面處被接收且用以形成所述影像的僅有的兩束輻射。在此實施例的具體情形中，所述光學成像系統被配置成從所述影像利用所述僅有的兩束輻射，所述僅有的兩束輻射中的每一者承載已繞射於與所述物體相關聯的實質上一維（1D）結構上的輻射。具體而言，所述實質上一維結構可被格式化為設置於平坦表面上或設置於空間彎曲表面上的一維繞射光柵（diffraction grating）。

在光學成像系統的一種實施方式中，滿足以下條件中的至少一者：（i）第一比率的值介於約8.5與約60之間；所述第一比率被定義為主鏡與副鏡之間的分隔距離對所述系統的工作距離的比率；以及（ii）第二比率的值介於約0.2與約1.0之間，所述第二比率被定義為所述主鏡與所述副鏡之間的所述分隔距離對所述系統的總軌道長度的比率。在任一條件的情形中，所述系統的入射光瞳（entrance pupil）與所述系統的光罩分隔開約1.5米至約1.8米的距離。在相關實施例中，滿足以下條件中的至少一者：i）第一比率的值介於約9.5與約14.5之間，所述第一比率被定義為所述主鏡與所述副鏡之間的分隔距離對所述系統的工作距離的比率；以及ii）第二比率的值介於約0.5與約0.7之間，所述第二比率被定義為所述主鏡與所述副鏡之間的所述分隔距離對所述系統的總軌道長度的比率。此處，所述系統的入射光瞳與所述系統的光罩分隔開約0.3米至約0.7米的距離。

以下揭露內容論述一種尺寸被調整為用於EUV曝光工具的投影光學器件（PO）的光學系統、以及用於以新的一維圖案對所選一般工件（在一種情形中—基底或晶圓，且在具體情形中—已承載空間畸變圖案的基底；所有該些用語可互換使用）進行光刻標記的相關聯方法，所述新的一維圖案含有在空間上密集地封裝或形成的平行線。

除非另有說明，否則本文中所使用的用語「一維圖案」（或「1D圖案」）指界定於表面上（在微影應用的情形中—例如為遮光罩或光罩，以便利用光微影的方法轉移至所選擇基底上的感光性光阻（例如，半導體晶圓）以生成此一維圖案的影像）且通常沿彼此橫向的兩條軸跨越此表面延伸的幾何圖案。一維圖案可沿圖案的第一軸變化，而沿第二軸保持實質上不變（亦即，一維圖案可由沿第二軸的幾何變化的值一般而言不超過沿第一軸觀察到的變化的50%、較佳地不超過20%、更佳地不超過沿第一軸觀察到的變化的10%、甚至更佳地不超過沿第一軸觀察到的變化的5%、且最佳地在沿第一軸觀察到的變化的1%或小於1%內進行表徵）。一維圖案的實例是由空間上間隔開的本質上相同、平行、伸長的圖案元件的任意集合（例如，舉例而言在遮光罩處界定的另外不透明的螢幕中的平行直線或狹縫的組合）提供。在具體情形中，所考慮的一維圖案可形成由沿第一所選軸週期性變化的幅值以及沿被選擇為橫向於第一軸的第二軸實質上恆定的幅值所表徵的線性（一維）光柵（例如，一維繞射光柵）。在最簡單的情形中，此種一維繞射光柵是僅具有單一空間頻率的光柵。此外，如熟習此項技術者將理解，為對由光學系統或工件的形變導致的成像畸變進行校正，一維圖案可仍然沿第一軸及/或第二軸具有小的變化。出於本揭露內容的目的，含有實質上一維圖案的元件或組件（且無論此元件或組件的具體構型如何）可被互換地稱為圖案源。

相比之下，用語「二維圖案（2D圖案）」被定義為表示變化或改變必須沿兩個彼此橫向的軸定義的圖案元件的集合。二維圖案的一個最簡單的實例是由格柵（grid）或網眼（mesh）（其在具有沿兩個橫向軸定義的空間週期時形成二維光柵）提供。參照本文中揭露的光罩的遮光罩的圖案，一維圖案及二維圖案如此進行考量，而無論上面形成有該些圖案的基底（或遮光罩）的表面的曲率如何。為簡潔起見，EUV系統（在其中旨在使用以下論述的物鏡的實施例）被具體地且有目的地構造成對一維光罩圖案成像，且在本文中被稱為「一維EUV系統」。為簡潔起見且與本實施例相比，被配置成對二維經圖案化光罩進行成像的EUV系統（例如，通用EUV系統）可被稱為「二維EUV系統」。

用語「光學共軛（optically-conjugate）」及相關的用語被理解為由光學可逆性原理（根據此原理，若光的傳播方向被反轉，則光線將沿初始的路徑傳輸）定義。因此，該些用語在涉及兩個表面時是由兩個表面定義，所述兩個表面的點中的一個表面的點利用給定的光學系統被成像於另一表面上的點。若將物體移動至被其影像佔據的點，則經移動的物體的新的影像將出現在物體原來出現的點處。跨越光學共軛表面的點被稱為且定義為光學共軛點。當第一層被直接設置於給定表面或基底或第二層上時、或當所述第一層被設置於中間第三層上且所述中間第三層繼而設置於所述給定表面或基底或第二層上時，所述第一層或圖案被定義為由所述給定表面或基底或第二層承載（或承載於所述給定表面或基底或第二層上）。

所揭露物鏡的構型使得能夠實施一維EUV曝光工具或機器，所述一維EUV曝光工具或機器被構建成以高成本效益方式以高解析度光學轉移密集線圖案（此在週期性線圖案的情形中例如對應於10奈米至20奈米、較佳地小於10奈米、更佳地幾奈米、例如5奈米或小於5奈米的節距或週期），以使得能夠達成10-奈米及7-奈米節點半導體裝置（根據國際半導體技術地圖（例如，ITRS 2.0）定義）。本文中呈現的理念源自於對現代化高密度半導體晶片設計正愈來愈多地基於一維幾何圖案的實現。此處揭露的PO實施例被具體構造成將來自光罩的一維圖案（例如，在一種情形中，表示一維光柵的圖案）光學成像至感興趣的基底或工件，且在以下方面較通用二維EUV系統的相應PO擁有清楚的結構性及操作性優點。

—所揭露的PO相較於二維EUV系統在結構上實質上被簡化，且相較於二維EUV系統可負擔並確實包括較少的反射表面，此實際上使得以自光源所需要的較小的光學功率（例如，數十瓦特，在一個實例中低至約20瓦特）提供良好品質的曝光）；

—由於一維光罩圖案的光學成像被縮減至本質上一維成像—即，由於在由工件承載的光阻上形成的影像的空間變化僅沿一個軸存在—因此根據本發明理念進行配置的PO可被製作成受到對光學像差的更寬鬆的要求（相較於傳統二維EUV系統的PO）。

—由於自系統的PO消除了一些甚至諸多光學表面（相較於二維EUV系統），因此實質上減少了掃描光罩台、薄膜（pellicle）、其他元件、以及所提議的EUV光柵機器的成本。

一維 EUVD 曝光工具的一部分的示意性實例。

在圖1B及圖1C中示出了根據本發明理念配置的圖1A所示一維EUV系統的一部分100的可能實施例102及170的更具概括性的示意圖。系統102及170可包括一或多個光源（如圖所示—光源114）。在實施方式中，系統102被示出為包括：光學照明子系統或單元（IU），含有第一反射鏡118及第二反射鏡122以及中繼反射鏡126；以及PO子系統（反射物鏡），包括二或更多個鏡，所述鏡中的至少一者具有界定光學視障（optical obscuration）的區（實施例102的雙鏡式物鏡被示出為含有第一鏡130及第二鏡134，第一鏡130及第二鏡134各自具有對應的中心視障130A及134A）。在本文中使用用語「光學視障」來指（光學元件的）至少一部分，在所述至少一部分的界限內，入射於光學元件上的光向下一個光學元件的進一步轉移受到妨礙、禁止或甚至受到阻擋。在所示反射物鏡的情形中的視障的實例由以下提供：（i）在彎曲的鏡（例如，舉例而言彎曲的主鏡130A）的基底中的貫穿開口，在所述貫穿開口的界限內，入射於此鏡上的光未進一步朝彎曲的副鏡130B反射而是經由貫穿開口傳輸，或（ii）在鏡的預定區內缺少反射塗層（實質上界定相同的光學效果）。用語中心視障定義中心位於光學系統的參考軸處的視障。

參照圖1B，反射鏡118收集由光源114發出的輻射150並經由反射離開反射鏡122將所述輻射150轉移至中繼鏡126作為輻射140。所述系統更包括被設置成與IU及PO光學通訊的光罩144。光罩144承載空間密集一維圖案，且被定位成被自光源114遞送且經由視障134A被中繼反射鏡126反射至光罩144的輻射148輻照。如圖所示，光罩144是在反射中操作的遮光罩（在相關實施例中，光罩可視情況被配置成透射光罩）。亦旨在根據系統100及102的特定實施方式，光罩144的基底上承載一維圖案的表面可為在空間上彎曲的（在此種情形中，反射光罩具有非零光學功率）或在空間上平坦的（具有實質上為零的光學功率）。

此外，光罩上的一維圖案可明智地以適於補償PO的不可取的畸變的方式發生畸變。當由光罩承載的一維圖案被配置成尺寸被恰當調整的線性繞射光柵時，光罩144繞射入射在其上的輻射148以形成經繞射的光束，所述經繞射的光束包括在空間上不同的束152A及152B，束152A及152B分別表示繞射級（在一個實例中，+1繞射級及-1繞射級）並朝PO的鏡130傳播（可恰當地阻擋第零級繞射進行此傳播）。PO的第一反射鏡130及第二反射鏡134相組合地將經繞射的束經由視障130A重新定向至感興趣的工件或基底156，以對其上承載光罩144的一維圖案的影像的至少一層光阻進行曝光。

應理解，根據本發明理念，光罩被設置成相對於IU及PO子系統處於實質上固定的空間及光學關係中，乃因光罩在一維EUV曝光工具內一經選擇並界定，所述光罩的位置及取向兩者便被固定（除為保持焦距及對齊而可能需要作出的一些小的調整以外）。用語「實質上固定的關係」是指且界定當光罩的位置仍然可能經受一些小的調整時的情形，所述光罩的機械支撐缺少被配置成在曝光工具的操作期間以與晶圓台的運動同步的運動來掃描光罩的結構，所述小的調整的量值足以在曝光工具的操作期間校正在焦距、放大率及對齊中的任一方面的誤差。

系統100及102在一些實施方式中亦可包括：恰當地設置於IU內（如圖所示—位於鏡122與126之間）的尺寸固定或可變的孔徑160（舉例而言，具有特定形狀的可變狹縫；可互換地稱為「圖案遮板（pattern blind）」或「遮板場闌（blind field stop）」或簡單地稱為「場闌（field stop）」），所述IU可被設置成與光罩144及144’實質上光學共軛；光曈闌或孔徑164（尺寸被調整為匹配PO的入射光曈的所需形狀）；支撐光罩的台/安裝單元（圖中未示出）；晶圓台156A，配備有恰當的台移動器（圖中未示出）以提供相對於光罩144以及束152A及152B對晶圓156的掃描，如微影曝光製程所需要；以及所需的其他輔助元件（例如，真空腔室、度量系統以及溫度控制系統）。x-軸被定義為與在系統的操作期間沿其實行掃描的軸垂直，而y-軸被定義為與此掃描軸平行。在實施例102中，一維圖案包括平行於Y軸的線。

如在圖1A所示的概括性示意圖100中所示，系統更包括控制單元（控制電子電路系統），所述控制單元可選地配備有可程式化的處理器且被配置成管理至少所述晶圓台的操作，且在一些實施例中管理光源、IU及PO子系統中的至少一者的操作。

圖1C示意性示出一維EUV系統100的實施例170，其中—相較於圖1B所示的實施例102—移除了中繼鏡126。當光罩144’被構造成在反射中操作時，光罩144’將反射鏡122成像至PO子系統的入射光曈中。在自光源114傳輸時，一束輻射180橫穿場闌160’，場闌160’被設置成緊靠光罩144’（如圖所示）或作為另一選擇跨越被光罩圖案朝PO子系統繞射的一束輻射緊靠晶圓156（如以虛線EE示意性地示出）。將場闌160’（當存在所述場闌時）與光罩分隔開的近似距離大體而言短於3毫米、較佳地短於1毫米、更佳地短於100微米、且甚至更佳地短於50微米。

應理解，一個實施例中的一維EUV系統的PO部分的具體設計應將以下事實考慮在內：一維EUV系統的IU部分的反射鏡可被配置成「蠅眼（fly’s eye）」陣列。舉例而言，反射鏡118可被配置成「蠅眼」反射鏡陣列FE1，以含有個別反射鏡元件1910，反射鏡元件1910可具有對應的菱形周邊，如在圖19A中示意性地示出。反射鏡122可被配置成「蠅眼」反射鏡陣列FE2，如在圖19B中所示，「蠅眼」反射鏡陣列FE2自由反射鏡元件220形成的瓦片（具有六邊形或圓形周邊）配置以界定葉片狀孔徑1924並節約集光率。

若是此種情形，則反射鏡陣列118及122中的每一者被配置成利用分別對應的二維鏡陣列（作為另一選擇被稱為「小面（facets）」或「眼」）捕獲並反射自分別對應的輻射物體獲取的輻射能量。此種鏡或小面陣列可被稱為「蠅眼反射器」（或甚至被稱為「蠅眼透鏡」，如有時在此項技術中所為），正常情況下無需額外較大的觀測透鏡及/或反射鏡的輔助。參照圖1C，舉例而言，來自光源114的光被反射鏡（118，FE1）捕獲，被（118，FE1）反射的光被反射鏡陣列（122，FE2）捕獲。反射鏡陣列的每一個別鏡元件形成輻射物體的影像，如自所述個別鏡元件的位置的視角所見。

一般而言，實施例的一維EUV系統的PO子系統包括被配置成史瓦西型物鏡的消像散（anastigmatic）雙鏡式系統，以提供將來自圖案源（144，144’）的一維圖案以縮小率（或尺寸縮減係數、或縮減比率）r及數值孔徑NA=0.4成像於的工件156上。在一種實施方式中，在工件156上被曝光的區具有菱形形狀（舉例而言，在X方向上伸展16.5毫米，X方向垂直於對曝光工具中工件的掃描方向，在Y方向上伸展5毫米，Y方向平行於一維圖案線的成像線以及晶圓台掃描運動的方向）。此種菱形形狀的曝光場的所選形狀適於連接緊鄰的場。一般而言，在軸上照明（on-axis illumination）的情形中，在此種曝光場內的光學像差為約12毫米波（milliwave）或小於12毫米波。出於本揭露內容的目的，用語「軸上照明」是對以下照明的速記符號，其中（i）照明通常平行於光軸傳播及/或照明的傳播方向包括平行於光軸的方向（排除其中不存在軸向方向的偶極或環形照明），（ii）照明位置的中心位於光軸刺穿物體平面處的點上。

參照圖2，圖2提供對所使用的用語及術語的說明，示出了PO子系統的實施例200（為說明簡潔起見—在與圖案源（144，144’）及工件/晶圓156相關的主鏡（M1，130）及副鏡（M2，134）中的任一者中均無中心視障）。參考軸—在此種情形中為光軸—被表示為204。此處，圖案源（144，144’）上的一維圖案的完整範圍是2hr ，而此種圖案源的影像（以縮減比率r形成於工件156上）的完整範圍是2h ；「總軌道」T 是圖案源144、144’與工件156之間的距離；L 是將PO子系統的入射光曈（EP，210）與光罩144、144’分隔開的距離；S 是主鏡130的凸表面的頂點與副鏡134的凹表面的頂點之間的分隔距離；w 是由主鏡130的表面的頂點與面對PO子系統的工件表面之間的分隔距離界定的工作距離。光罩、EP及工件中的每一者以垂直雙箭頭線示出。

圖3示出與圖2相同的實施例（此次表示為實施例300），同時示意性地示出鏡元件130及134中的中心視障以及位於軸上的光學元件310（其可為反射鏡，例如舉例而言，圖1B所示的元件126或圖1C所示的元件122）。光學元件的尺寸可理解地影響實施例300的幾何尺寸，反之亦可。熟習此項技術者亦將輕易理解，圖案源（144，144’）的幾何參數影響PO子系統的空間範圍。舉例而言，圖案源144、144’的圖案承載表面的曲率半徑愈高（平坦的圖案源具有實質上值為零的曲率），總軌道長度T變得愈大。亦理解，PO子系統的視場（field-of-view，FOV）隨著總軌道長度T及縮減比率r按比例縮放或變化。可用於放置光學元件310從而使得光學元件310不截斷或阻擋影像形成光線314及316（自圖案源144及144’的一維圖案投影至主鏡130的對應部分的一束光線分別的邊緣光線）中的任一者的空間與自副鏡134經由主鏡130的光學視障區投影至工件156的一束光線的空間座標相關。憑經驗發現此種空間定位/座標完全取決於一些參數，而完全不取決於兩個鏡130及134的表面參數（prescription）。必須被考量的參數包括：（1）系統的長度，（2）視場，（3）縮減比率，（4）節距範圍（一維圖案及/或其影像），（5）數值孔徑，以及（6）光罩與PO子系統的入射光曈之間的距離。

憑經驗確定出r =5的系統（亦即，5x-縮減系統）在視場與系統長度T之間提供了良好的折衷，對系統長度T的實際限制被設定為約1.5米。（如以下將進一步論述，縮減係數的較佳範圍是自約4至約6）。圖4所示的繪圖示出FOV如何隨著軌道長度T及縮減比率r 按比例縮放。圖4中的虛線表示較佳的場大小，所述較佳的場大小是基於通量計算進行選擇，所述通量計算示出較小的場導致通量變得在工件台加速度方面受到限制。為理解PO子系統的參數之間的該些及其他互相依賴性，可進行以下簡短論述的光曈構建過程。

光曈構建。

圖5A至圖5G示出針對一維EUVD曝光工具的所揭露光學系統進行光曈構建的過程的實例。此過程的目的在於界定實施例的PO子系統的光電幾何參數，所述實施例有利於最佳化（增大）將位於曝光工具的IU與其PO子系統之間的實質上一維圖案成像於所選工件上的對比度。為此，作為在將此種一維圖案成像於影像平面（其中放置有工件156）上時對影像平面的2束幹擾（自經由曝光工具的IU入射於圖案源144及144’（例如舉例而言，一維繞射光柵）的實質上一維圖案上的光形成的+1級繞射與-1級繞射之間的光學幹擾）的結果而形成影像。零級繞射藉由對一維繞射光柵的恰當設計而被最小化及/或在另一種實施方式中藉由不透明的組件（例如，元件160’）被阻擋。由於紫外線光源114的集光率較所需的照明/成像集光率小得多，因此可構建區域（立體角）被最大化用於實現100%對比度的照明光曈。此應使得製造經圖案化工件156的製程具有更寬裕度。

參照圖5A及圖5B，所述構建以假定一維（單頻率）繞射光柵的連貫軸上照明開始。此處，對元件144及144’的一維繞射光柵進行照明的束504被示出於軸上（如沿參考軸204所觀察到）。然後，在光柵（光柵節距為Λ_min ）處形成的+1繞射級束在自光曈或參考軸的中心分隔開距離λ/Λ_min 的點P(+1)處出現。光曈構建過程繼續進行以下操作：對於穿過點P(+1)的線對以與影像空間中（亦即，在一維繞射光柵藉由PO子系統被自元件144及144’成像於其上的工件的空間中）所需的數值孔徑（aperture）NA 相等的半徑所畫出的圓圈508進行「反射」以獲得邊界線510，在圖5A中以虛線示出。使Ω_IU 及影像對比度最大化的照明場—亦即，經由一維EUV曝光工具的IU被遞送至元件144及144’的空間分佈光—的理想形狀接著由兩個圓圈508及510的重疊區域呈現出。被圓圈508與510之間的重疊部分描出輪廓的區514表示Ω_IU 且對應於照明光曈（亦即，入射於承載一維圖案/一維繞射光柵的圖1所示基底/光罩144上的光的角分佈）。照明光曈514相對於曲線508的參數的幾何參數在圖5B中指明。

實際上，感興趣的可能不是元件144及144’上的實質上一維圖案的週期的單個值而是一系列值。因此，除（其表示感興趣的一維光柵週期的最小值）以外，亦引入指此週期的最大值的值。（當零級繞射束經由PO子系統在元件144及144’與工件之間的傳播被阻擋時及若零級繞射束經由PO子系統在元件144及144’與工件之間的傳播被阻擋，作為經由PO子系統的實施例將來自元件144及144’的一維光柵成像至工件156上的結果，一維光柵週期值減半，如熟習此項技術者將輕易地理解。）

現在參照圖5C及圖5D，圖5C及圖5D中的每一者示出成像光曈的外部邊界508，作為PO子系統的光源運作的較早確定的小葉狀（leaflet-shaped）照明光曈514被示出為中心實質上位於參考軸204上。與以週期對一維光柵的成像對應的成像光曈分別針對+1繞射級束及-1繞射級束在邊界508內被示出為區532A及532B。與以週期對一維光柵的成像對應的成像光曈分別針對+1繞射級束及-1繞射級束被示出為區534A及534B。在圖5E中，邊界540描出總體聚集成像光曈的兩個區544A及544B的輪廓，所述總體聚集成像光曈被配置成表示以位元元於與之間包含及在內的範圍內的任意週期對一維光柵的成像。相同的兩個區544A及544B（在圖5F中被示出為區A及B）對應於被PO子系統的聚集成像光曈包括的組合立體角。圖5G另外針對NA=0.4、λ=13.5奈米、Λ_max =60奈米且Λ_min =40奈米的情形逐條列記闡述PO子系統的成像光曈的具體實例的數值及/或尺寸。

以下是對PO子系統的實施例的實例的論述，所述PO子系統被配置成與一維EUV曝光工具一起運作以使得能夠對密集線圖案（例如，在元件/光罩144及144’處由一維繞射光柵以所論述的參數Ω_IU 、Ω_PO 、λ、、、NA等形成的圖案）進行成像。概述了若干具體但非限制性的實例，在所述實例中，有一個實例是有關於對來自反射表面是彎曲的元件144及144’的實質上一維密集線圖案進行成像，且另一個實例是有關於對來自反射表面實質上是平面的元件144及144’的圖案進行成像。

PO 物鏡：實例 1

圖6示出大體而言根據史瓦西型設計配置且包括雙鏡式消像散的實施例600。如圖所示，被配置成與所提議的一維EUV投影微影系統一起使用的PO物鏡的實施例與在平坦的表面上承載實質上一維遮光罩圖案的圖案源144及144’相補充地操作（在一個實例中，光罩是藉由與平坦反射表面相關聯地界定一維反射繞射光柵而形成）。在此種實施例中的PO被配置成包括2鏡、單極照明子系統（即，在其任意光曈平面處光的分佈包括一個「極」或照明區的照明子系統）。

表1總結被配置成將承載一維圖案的光罩（指示為「光柵」）成像至工件（在表1中被指示為「晶圓」）上的物鏡的光學組件的參數。

在圖6所示的一種具體的實施方式中，舉例而言，一維EUV系統包括消像散投影光學雙鏡式系統600，所述系統600被配置成在工件610處以r=5x的縮小率或縮減率（作為成像的結果，對光罩圖案的縮小率或縮減率）、NA=0.4以及5毫米寬的FOV提供光學成像。為說明簡潔起見，系統600的元件的中心視障/中心孔徑（若存在）未必示出。具有此設計的主鏡614具有約240毫米的直徑。鏡614及616的非球面輪廓是顯著旋轉對稱的，具有非常小的像散項。在軸上照明的情形中未使用彗形澤爾尼克項（comatic Zernike term），但在照明是軸外時的具體情形中可引入彗形澤爾尼克項。所述系統進一步利用通常與主鏡614分隔開介於約800毫米與2000毫米之間的距離（如圖所示—約1460毫米）、且與副鏡616分隔開約520毫米（且一般而言介於約450毫米與550毫米之間）的平坦光罩或圖案源144及144’作為物體。主鏡與副鏡之間的分隔距離因此介於約300毫米至約1500毫米的範圍內。系統620的入射光瞳（圖6中未示出）的直徑為約270毫米，且距離光罩144及144’一般而言介於約1.5米至約1.8米的線性範圍，且在具體的情形中距離約L=1.68米（同時，藉由主鏡與光罩分隔開，參見圖2進行比較）。工作距離w 對於此實施例而言一般介於約25毫米與約35毫米之間（且在具體的情形中，為約31毫米）。因此，本實施例由值介於約8.5至約60、且在具體情形中為約31的第一比率（被定義為主鏡與副鏡之間的分隔距離對工作距離的比率）表徵。另外或作為另一選擇，本實施例由一般而言值介於約0.2至約1、且在具體情形中為約0.63的第二比率（被定義為主鏡與副鏡之間的分隔距離對總軌道長度的比率）表徵。此處，孔徑光闌（圖6中未示出）的軸向位置可被確定成使得入射光瞳位置位於凹面鏡（副鏡616）的影像側。孔徑光闌的軸向位置可被確定成使得入射光瞳被定位於凸面鏡（主鏡614）的影像側。孔徑光闌的軸向位置可被確定成使得入射光瞳被定位於相對於影像平面與凸面鏡相對的側上。孔徑光闌的位置可被確定以確保影像側遠心度（telecentricity）。孔徑光闌位置可被確定成在物體側為非遠心（non-telecentric）。

用於模擬系統600的澤爾尼克像差的參數被列出於表2以及圖7A及圖7B中。在利用此PO物鏡600的一維EUV系統中，來自光源114的光束在經由光學系統的PO部分朝目標基底/工件156傳播時僅與兩個反射鏡交互作用，藉此相較於光經由二維EUV系統的傳播降低了在反射時光學功率的損失，且因此降低了對EUV光源的輸出功率應為多高的要求。

在圖8中示出了闡述物鏡600的光學效能的場曲線，而X扇形（X-fan）光線及Y扇形（Y-fan）光線的對應光線像差針對場的不同相對高度值呈現於圖9A及圖9B所示的繪圖中。此處，以波為單位示出了光學路徑差異。

由於圖案源上的圖案包括一維光柵，因此入射光近似在XZ平面中繞射。在鏡M1及M2（在實施例600的實例中為614及616）中的至少一者（且較佳地為兩者）可被配置成兩個單獨的在空間上彼此分隔開的部件或子反射鏡的相關實施例中利用該些情況。此理念示意性地示出於圖10A及圖10B中，圖10A及圖10B利用對對應尺寸的大致辨識示出主鏡M1及副鏡M2中的每一者的兩個子反射鏡的相互取向。在以此方式實作時，在一對給定部件中（例如，包括非球面凸面主鏡614的一對鏡子反射鏡614A及614B）此種彼此對應的部件中的每一者表示並界定另外為連續、旋轉對稱的彎曲反射表面的一部分（亦即，與所述一部分全等）。

圖11的立體圖示出其中圖案源144及144’被設置於軸上且其中系統600的主鏡及副鏡兩者皆被配置成雙組件反射鏡的具體實施方式。元件310如先前所述指示光瞳中繼鏡，所述光瞳中繼鏡儘管未必與光瞳光學共軛，但在形狀上與照明光瞳的葉片形狀類似（參照圖5A至圖5G論述）。

此處，（非球面凹面）副鏡616亦被示出為含有兩個實質上相同的子反射鏡616A及616B。在系統600的一種實施方式中，光學部件的尺寸如下：M1-A為約26毫米；M1-B為約38毫米；M1-C（邊緣至邊緣尺寸）為約80毫米；M2-A為約85毫米；M2-B為約136毫米；以及M2-C（邊緣至邊緣尺寸）為約275毫米。

表1

表2

澤爾尼克多項式是在徑向座標（徑向距離R及方位角θ）中定義，抑或是在笛卡爾座標（Cartesian coordinates）中進行表達，其中X=Rcosθ ， Y=sinθ 。（各項的完整集合總結於表7A及表7B中）。

PO 物鏡：實例 2

圖12示出實施例1200，實施例1200在需要對設置於彎曲基底或表面1244（對應於圖1C所示的圖案源144’）上的實質上一維圖案進行成像的情形中被特別配置成與一維EUVD曝光系統（例如，舉例而言圖1C所示者）一起使用。在具體情形中，承載一維繞射光柵的此種彎曲反射基底1244設置於整個曝光系統的IU與PO子系統之間，且因其非零光學功率而有利於將整體系統的反射鏡118及122中的一者（例如，被配置成蠅眼反射鏡且在美國專利申請案15/599,148及15/599,197中的任一者中被論述為反射鏡FE2的反射鏡122）成像於PO子系統的入射光瞳中以增大經由一維EUVD系統的整體光通量的過程。

此實例2的一個設計優點在於：結合光罩元件1244的彎曲的一維繞射光柵，此設計使得能夠相較於實例1的情形（其中較佳地使用平面一維光柵）達成小得多的軸上照明投影光學器件。此種優點歸功於以下事實：PO子系統1200的入射光瞳與光罩1244之間的分隔距離大於自一維光柵1244經由PO子系統1200被引導至工件1210的+1級束與-1級束之間的空間分隔距離的最大值。（注意，此指明由彎曲的光罩1244成像至PO子系統的入射光瞳的蠅眼反射鏡122的尺寸被縮小/縮減，且因此自然地適配於在+1級束與-1級束之間的此可獲得的空間中）。因此，含有彎曲的光罩的系統1200的最小尺寸不受視場的限制，而是受光學像差的值的限制。

根據該些考量因素，實施例1200可實際上被補充以在彎曲的基底表面上承載實質上一維罩幕圖案的反射元件1244。（舉例而言，此種元件是藉由界定與彎曲的反射表面相關聯、具有半徑R_r 的一維反射繞射光柵而形成，如圖12所示）。在利用PO子系統的實施例1200的一維EUV系統中使用彎曲的光罩的目的在於：將一維EUV系統的照明單元（illumination unit，IU）的所辨識的反射鏡成像於PO物鏡的實施例1200的入射光瞳中。由於光罩1244的曲率，實施例1200的尺寸實質上僅受光學視障的尺寸及/或實施例的像差的限制，此使得相較於圖600的實施例大大降低了尺寸。

實施例1200的PO被配置成包括2鏡、單極（即，在任意光曈平面處光的分佈包括一個「極」或照明區）照明子系統。

表3總結被配置成將承載一維圖案的彎曲光罩成像至工件上的物鏡1200的光學組件的參數。

在一種具體的實施方式中，一維EUV系統包括消像散投影光學雙鏡式系統1200，所述系統1200被配置成在工件1210處以r=5x的縮小率或縮減率（作為成像的結果，對光罩圖案的縮小率或縮減率）、NA=0.4以及5毫米寬的FOV提供光學成像。具有此設計的主鏡1214具有約80毫米的直徑。鏡1214（主）及1216（副）的非球面輪廓是顯著旋轉對稱的，具有非常小的像散項。在操作中，系統1200進一步利用通常與主鏡1214分隔開小於500毫米（通常—介於450毫米與500毫米之間；如在此實例中所示—僅分隔開約475毫米）、且與副鏡僅分隔開約140毫米與180毫米（如圖所示—間隔開約165毫米）的線性範圍的彎曲光罩1244作為待被成像的物體。根據圖2所示的示意圖，系統的入射光瞳（在圖12中未示出）的直徑為約88毫米，且距離一維EUV系統的光罩介於約0.3米至約0.7米的線性範圍L（如圖所示—距離約L=0.544米），且亦藉由主鏡1214與光罩1244分隔開。工作距離對於此實施例而言介於約20毫米與約30毫米之間（且在具體的情形中—為約26毫米）。

因此，本實施例由值介於約9.5至約14.5、且在具體情形中為約12的第一比率（被定義為主鏡與副鏡之間的分隔距離對工作距離的比率）表徵。另外或作為另一選擇，本實施例由一般而言值介於約0.5至約0.7、且在具體情形中為約0.62的第二比率（被定義為主鏡與副鏡之間的分隔距離對總軌道長度的比率）表徵。

用於定義鏡元件1214及1216的非球度的Qbfs多項式的參數被列出於表4以及圖13中。在利用PO物鏡的此實施例的一維EUV系統中，來自光源的光束在經由光學系統的PO部分朝目標基底1210傳播時僅與兩個反射鏡交互作用，藉此相較於二維EUV系統降低了在反射時光學功率的損失，且因此降低了對EUV光源的輸出功率應為多高的要求。

在圖14中示出了表示圖12所示物鏡的光學效能的場曲線，而X扇形光線及Y扇形光線的對應光線像差對場的不同相對高度值呈現於圖15A及圖15B所示的繪圖中。此處，以波為單位示出了光學路徑差異。

由於元件1244上的圖案包括一維繞射光柵，因此自一維EUV系統的IU的反射鏡入射於此元件上的光近似在一單個平面—XZ平面中繞射。藉由將物鏡的鏡M1及M2（在此實例中為1214及1216）中的至少一者（且較佳地為兩者）構造為含有兩個單獨的部件或子反射鏡而利用該些情況。利用圖10A及圖10B所示的示意圖作為指導方針，此兩個單獨的子反射鏡的尺寸在一個實例中為：對於M1-A而言—一般介於20毫米與30毫米之間（且在圖12所示的實例中，為約26毫米）；對於M1-B而言—一般介於約30毫米與45毫米之間（且在圖12所示的具體實例中，為約38毫米）；對於M1-C而言—一般介於70毫米與100毫米之間（且在圖12所示的具體實例中，為約80毫米）；對於M2-A而言—一般介於約80毫米與90毫米之間（且在圖12所示的具體實例中，為約85毫米）；對於M2-B而言—一般介於約120毫米與150毫米之間（且在圖12所示的具體實例中，為約136毫米）；對於M2-C而言—一般介於約250毫米與300毫米之間（且在圖12所示的具體實例中，為約275毫米）。主鏡1214的表面是非球面的且是凸面的，而副鏡1216的表面是非球面的且是凹面的。此處，孔徑光闌的軸向位置（圖12中未示出）可被確定成使得入射光瞳被定位於凹面鏡1216的影像側。孔徑光闌的軸向位置可被確定成使得入射光瞳被定位於凸面鏡1214的影像側。孔徑光闌的軸向位置可被確定成使得入射光瞳被定位於相對於影像平面（1210）與凸面鏡1214相對的側上。孔徑光闌的位置可被確定以確保影像側遠心度。孔徑光闌的位置可被確定成在物體側為非遠心。

表3

表4

相對於實例1或實例2的設計，應注意到：較佳地—假定期望的基於雙鏡的成像側遠心設計容許—光罩的曲率應被選擇成容許同時將照明光瞳（由反射鏡122表示）成像於PO子系統的入射光瞳中並補償系統的與場曲率相關的參數（舉例而言，以補償佩茲伐曲率（Petzval curvature）並將相位應用至亦產生期望遠心率的光罩）。另外（且無論用於阻擋表示在光罩144、144’以及1244處的零級反射的光的構件是否在對應圖式中示出），較佳地藉由對元件122進行配置（在一種情形中配置成蠅眼反射鏡陣列）而提供此類構件以執行此任務。出射光瞳的位置被確定成確保工件（晶圓）被遠心輻照。

PO 物鏡：實例 3

被配置成與一維EUV系統的實施例一起使用的PO物鏡的相關實施例在美國專利申請案第15/599,148號中進行了揭露，且在此處參照圖18A及圖18B進行再現。

在圖18A所示的具體實施方式的情形中，在使用軸上照明時，舉例而言，一維EUV系統包括消像散投影光學雙鏡式系統1800，所述系統1800被配置成在晶圓上以6x的縮小率或縮減率（作為成像的結果，對光罩圖案的縮小率或縮減率）、NA=0.4以及16.5毫米（直徑）乘以5毫米的菱形形狀曝光提供光學成像（16.5毫米指示在垂直於掃描方向的X方向上的場寬度；5毫米指示在平行於印刷線及晶圓台掃描運動的方向的Y方向上的場長度），其中像差是小的（約12毫米波或小於12毫米波）。此種菱形形狀的曝光場的所選形狀適於連接緊鄰的場。具有此設計的主鏡1810具有約583毫米的直徑。鏡1810（主）及1820（副）的非球面輪廓是顯著旋轉對稱的，具有非常小的像散項。在軸上照明的情形中未使用彗形澤爾尼克項，但在照明是軸外時的具體情形中可引入彗形澤爾尼克項。所述系統進一步利用與副鏡分隔開介於約800毫米與2000毫米之間的距離（如圖所示—約1400毫米）的平坦光罩。系統1800的入射光瞳距離一維EUV系統的光罩（靠近晶圓/基底）約2.175米，而自光罩至鏡1810的距離為約1米。用於模擬系統300的澤爾尼克像差的參數被列出於圖18B中。在如此實作的一維EUV系統中，來自光源的光束在朝目標基底傳播時僅與六個反射鏡交互作用（在IU的反射鏡陣列處兩次反射且在中繼鏡處一次反射；在反射光罩處一次反射；且在PO的鏡處兩次反射），藉此相較於二維EUV系統降低了在反射時光學功率的損失，且因此降低了對EUV光源的輸出功率應為多高的要求。（的確，在典型二維EUV系統中，光束被形成系統的光學系列的反射鏡反射至少十二次或大於十二次）。此處，孔徑光闌（圖18A中未示出）的軸向位置可被確定成使得入射光瞳位於凹面鏡1810的影像側。孔徑光闌的軸向位置可被確定成使得入射光瞳位於凸面鏡1820的影像側。孔徑光闌的軸向位置可被確定成使得入射光瞳位元於相對於影像平面與凸面鏡1820相對的側上。孔徑光闌位置可被確定以確保影像側遠心度。孔徑光闌位置可被確定成在物體側為非遠心。

由於光罩上的圖案包括一維光柵圖案，因此入射光近似在XZ平面中繞射。因此，可將鏡1810及1820中的每一者配置成提供理論上連續、環形、彎曲反射表面的必要部分的兩個單獨的部件。舉例而言，以參照圖10A及圖10B所述的方式實行此種配置。

若不注意到以下問題則根據本發明理念配置的PO子系統的實例將不十分完整：有利地，所提議的設計對設計的主要幾何參數（例如舉例而言，光瞳距離對PO子系統的總軌道的比率）的誤差或變化相當不敏感。此由圖16進行證明：其中影像空間的場寬度（沿圖16所示的曲線圖的y軸進行繪製）被證明根據此比率至少針對r =2（表示為「2x」）與r =8（表示為「8x」）之間的縮小值範圍保持實質上恆定。實際上，可安全地選擇例如集中於值L =1.05T 的設計視窗1610以確保設計對比率的值的變化的不敏感性。圖17藉由示出影像空間中的目標5毫米場（參見圖2中的156, 2h =5毫米）以至少處於縮減比率r =4…8範圍內的對應縮減（縮小）值或比率r 針對不同軌道長度被輕易達成而補充此結論。

整體上，論述了若干實例，所述實例實作被配置成與微影曝光工具一起使用以在光譜的EUV部分中對極度密集一維圖案進行成像的反射PO子系統。儘管陳述了針對此實施例所選擇的具體值，但應理解，在本發明的各種實施方式的範圍內，所有參數的值可在大的範圍上改變以適合不同應用。

—實例包括反射系統，所述反射系統具有參考軸且包括第一反射鏡、第二反射鏡及第三反射鏡。所述第一反射鏡含有圖案源。所述第二反射鏡及所述第三反射鏡的組合被配置成：在與所述第一反射鏡光學共軛的平面中利用僅有的兩束光在極紫外線光中以N＞1的減縮因數形成所述圖案源的實質上一維（1D）圖案的光學影像。此處，所述僅有的兩束光因以入射光束輻照所述第一反射鏡而起源於所述第一反射鏡處，且所述僅有的兩束光不包括表示所述入射光束在所述第一反射鏡處的鏡面反射的光束。作為另一選擇或此外，此僅有的兩束光不包括與所述參考軸實質上同一方向的光束。

在一種實施方式中，第二反射鏡及第三反射鏡的所述組合被配置成不以相依於空間頻率的方式降低所述光學影像的對比度。作為另一選擇或此外，此種組合被配置成以在所述光學影像的整個區上保持實質上不變的對比度形成所述光學影像。當所述第一反射鏡具有第一曲率半徑且所述第二反射鏡具有第二曲率半徑時，所述第一曲率半徑與所述第二曲率半徑具有相反的符號。所述第一反射鏡可包括在彎曲的表面及/或相移罩幕處界定的一維繞射光柵。在圖案源的一維圖案具有第一空間頻率的具體實施方式中，所述反射系統被配置成確保此種圖案的光學影像具有第二空間頻率，且所述第二光學頻率為所述第一光學頻率的至少兩倍。所述反射系統可被構造成微影曝光工具的投影光學系統。

—實例另外揭露一種反射系統，所述反射系統具有參考軸且包括第一對的反射鏡元件（其對於所述參考軸彼此對稱）以及第二對的反射鏡元件（其對於所述參考軸彼此對稱），且其中來自所述第一對的反射鏡元件的反射表面面向來自所述第二對的反射鏡元件的反射表面。在此種系統中，來自所述第一對的所述反射元件的所述反射表面中的每一者是凸面及/或來自所述第二對的所述反射元件的所述反射表面中的每一者是凹面。在具體的情形中，來自所述第一對的所述反射鏡元件的所述反射表面對於含有所述光軸的平面彼此對稱及/或來自所述第二對的所述反射鏡元件的所述反射表面對於此平面彼此對稱。

在此種反射系統的一種實施方式中，來自所述第一對的所述反射鏡元件利用沿第一軸（其中所述第一軸橫向於所述光軸）的第一間隙彼此分隔開，而所述反射系統被配置成以值至少介於4與6之間的縮減比率將所述一維圖案成像於影像平面上（所述影像平面藉由所述第一對的反射鏡元件而自所述第二對的反射鏡元件分隔開）。在此種實施方式的具體情形中，所述縮減比率等於5且所述反射系統的長度為約0.5米，所述長度由分隔開所述第一對的反射鏡與所述第二對的反射鏡的距離界定。作為另一選擇或此外，此種實施方式可更包括經圖案化的反射鏡，所述經圖案化的反射鏡承載實質上一維圖案，所述實質上一維圖案以介於約40奈米與60奈米之間的圖案週期表徵，而所述系統被配置成在約13.5奈米的波長下將所述圖案成像於所述影像平面上。（在具體的情形中，此種經圖案化的反射鏡的表面可為平面的或彎曲的）。

作為另一選擇或此外，在此系統中的工作距離（由所述影像平面與含有來自所述第一對的所述反射元件的兩個所述反射表面的表面的頂點之間的分隔距離界定）為約30毫米，且/或所述縮減比率等於5而所述反射系統的長度（由分隔開所述第一對的反射鏡與所述第二對的反射鏡的距離界定）為約0.3米。在此種實施方式的具體情形中，所述工作距離為約25毫米。作為另一選擇或此外，本實施例由值介於約9.5至約14.5、且在具體情形中為約12的第一比率（被定義為主鏡與副鏡之間的分隔距離對工作距離的比率）表徵。另外或作為另一選擇，本實施例由一般而言值介於約0.5至約0.7、且在具體情形中為約0.62的第二比率（被定義為主鏡與副鏡之間的分隔距離對總軌道長度的比率）表徵。

在此種反射系統的一種實施方式中，來自所述第一對的所述反射鏡元件中的一者的反射表面被定義為第一表面的對於所述光軸旋轉對稱的第一部分，且來自所述第二對的所述反射鏡元件中的另一者的反射表面被定義為所述表面的對於所述參考軸旋轉對稱的一部分。作為另一選擇或此外，此種實施方式包括設置於所述參考軸上位於所述第一對的反射鏡元件與所述第二對的反射鏡元件之間的輔助反射鏡。所述反射系統可被配置成微影曝光工具的光學系統的投影光學部分。

—實例另外揭露一種反射系統，所述反射系統具有參考軸且包括：（i）主鏡單元，由第一材料製成且具有中心位於所述光軸上的第一區（其中所述第一區不具有所述第一材料）、以及副鏡單元，由第二材料製成且具有中心位於所述光軸上的第二區（所述第二區不具有所述第二材料）。此種反射系統具有由分隔開所述主鏡單元與所述副鏡單元的距離界定的近似為0.3米的長度，且被配置成以介於4與6之間的縮減比率在極紫外線光中經由所述第一區及所述第二區將實質上一維圖案成像於影像平面上。所述實質上一維圖案由介於約40奈米與約60奈米之間的圖案週期表徵且與物體的彎曲表面相關聯（在一種情形中—由所述彎曲表面承載）。所述影像平面與所述主鏡的距離為約25毫米且藉由所述主鏡單元與所述副鏡單元分隔開。在一種情形中，所述主鏡單元及所述副鏡單元中的至少一者含有兩個在空間上彼此分隔開的反射鏡元件及/或所述兩個反射鏡元件的反射表面可對於含有所述參考軸的平面彼此對稱。

因此，本實施例由值介於約8.5至約60、且在具體情形中為約31的第一比率（被定義為主鏡與副鏡之間的分隔距離對工作距離的比率）表徵。另外或作為另一選擇，本實施例由一般而言值介於約0.2至約1、且在具體情形中為約0.63的第二比率（被定義為主鏡與副鏡之間的分隔距離對總軌道長度的比率）表徵。

所述系統可另外包括設置於所述參考軸上位於所述主鏡單元與所述副鏡單元之間的輔助反射鏡。所述系統可另外含有經圖案化的反射鏡，所述經圖案化的反射鏡上在空間上彎曲的表面上承載實質上一維圖案。在一種情形中，所述系統被構造成微影曝光工具的投影光學系統。

此項技術中具有通常知識者將輕易地理解：出於一維EUV系統的整體PO子系統的緊湊性考慮且可能亦為了便於製作系統，對圖案源144、44’以及1244的軸上定位可為較佳的。然而，軸外定位亦為極合理的，且可產生至少兩個優點：（1）更易於實作對零級繞射束（即，表示圖案源對入射輻射的鏡面反射的束）的拒絕，以及（2）可獲得更大的空間用於定位元件310或光瞳中繼反射器，同時達成PO子系統的實質上相同的操作特性。

在當實質上一維圖案被配置於平坦表面（~平坦光罩）上時的情形中，由主光線傳播經過系統時採用的角度的差異（例如，對應於光罩的中心的值與對應於光罩的周邊位置的值之間的差異）導致的可能—若存在—遮蔽效果實質上小於需要遠離軸外的環形物體場的傳統旋轉對稱EUV系統中存在的此種遮蔽效果（在所述傳統情形中，「遮蔽」效果一開始便為大且跨越場強烈變化）。此外，實作本發明論述的PO系統藉由因使用固定光罩進行平均而另外減輕了所述效果。

此外，上述系統可用於利用在圖20A中示意性地示出的製程而製作半導體裝置。在步驟2001中，策劃裝置的功能及效能特性。接下來，在步驟2002中，根據先前的設計步驟2001設計具有實質上一維圖案（如上所述）的罩幕（光罩），且在平行的步驟2003中，由矽材料製成工件。在步驟2004中，利用採用上述一維EUV光學器件的光微影系統將根據步驟2002的結果形成的罩幕圖案曝光至照明輻射並將此圖案的影像轉移至工件上且形成於工件中。在步驟2005中，組裝半導體裝置（包括切割製程、結合製程及封裝製程），且最後在步驟2006中，然後檢查所述裝置。

圖20B提供詳細說明上述步驟2004的詳細流程圖的實例。如圖所示，在步驟2011（氧化步驟）中，將工件表面氧化。在步驟2012（CVD步驟）中，在工件表面上形成絕緣膜。在步驟2013（電極形成步驟）中，利用氣相沈積在工件上形成電極。在步驟2014（離子植入步驟）中，將離子植入工件的本體。上述步驟2011整體形成在工件處理期間對工件的預處理步驟，且在每一步驟處根據處理要求做出對操作參數的選擇。

在工件處理的每一階段處，當已完成上述預處理步驟之時，可實作以下後處理步驟。在後處理期間，首先在步驟2015（光阻形成步驟）中，將光阻施加至工件。接下來，在步驟2016（曝光步驟）中，使用上述曝光裝置將罩幕（光罩）的電路圖案轉移至工件。然後在步驟2017（顯影步驟）中，對經曝光的工件進行顯影，且在步驟2018（蝕刻步驟）中，藉由蝕刻而移除剩餘光阻（被曝光的材料表面）以外的部分。在步驟2019（光阻移除步驟）中，移除在蝕刻之後剩餘的非必要的光阻。藉由重複該些預處理及後處理步驟而形成多個電路圖案。

出於本揭露內容及隨附申請專利範圍的目的，在提及對值、元件、性質或特性的描述語時使用的用語「實質上」、「近似」、「大約」及類似用語旨在強調熟習此項技術者應理解，所提及的所述值、元件、性質或特性儘管未必與所陳述內容完全相同，然而可針對實際目的而被視為與所陳述內容完全相同。該些用語在被應用於指定的特性或品質描述語時是指例如「幾乎」、「主要」、「相當」、「大體上」、「本質上」、「在很大程度上」、「大致相同但未必整體相同」以合理地表示近似語言，並闡述指定的特性或描述語以使其範圍將由此項技術中具有知識者理解。在一種具體的情形中，在提及數值時使用的用語「近似」、「實質上」以及「大約」表示相對於指定值加減20%的範圍、更佳地相對於指定值加減10%、甚至更佳地加減5%、最佳地加減2%的範圍。作為非限制性實例，兩個值彼此「實質上相等」暗指兩個值之間的差可處於所述值本身的+/-20%的範圍內、較佳地處於所述值本身的+/-10%的範圍內、更佳地處於所述值本身的+/-5%的範圍內、且甚至更佳地處於所述值本身的+/-2%或更小的範圍內。

在闡述所選特性或概念時使用的該些用語既不暗指亦不提供用於不確定性及對指定的特性或描述語添加數值限制的任意基礎。如熟習此項技術者將理解，所述值、元件或特性的確切值或特性自所陳述者的實際偏差可落於由實驗量測誤差界定的數值範圍內且可在所述數值範圍內改變，在使用在此項技術中被接受用於此類目的的量測方法時通常會存在所述實驗量測誤差。

舉例而言，對所辨識的向量或線或平面實質上平行於參考線或平面的提及應被理解為一個向量或線或平面相同於或極接近參考線或平面（存在被視為實際在相關技術中典型的自參考線或平面的角度偏差，例如介於0度與15度之間、較佳地介於0度與10度之間、更佳地介於0度與5度之間、甚至更佳地介於0度與2度之間、且最佳地介於0度與1度之間）。舉例而言，對所辨識的向量或線或平面實質上垂直於參考線或平面的提及應被理解為一個向量或線或平面的表面的法線位於參考線或平面處或極接近參考線或平面（存在被視為實際在相關技術中典型的自參考線或平面的角度偏差，例如介於0度與15度之間、較佳地介於0度與10度之間、更佳地介於0度與5度之間、甚至更佳地介於0度與2度之間、且最佳地介於0度與1度之間）。

可能已在本揭露內容的其他地方提供了應用於不同實際情景的用語「實質上」、「大約」及/或「近似」的含義的其他具體實例。

系統的實施例一般而言包括被儲存於記憶體中的指令控制的電子電路系統（例如，電腦處理器），以執行如上所述的具體的資料收集/處理及計算步驟。所述記憶體可為適於儲存控制軟體或其他指令及資料的隨機存取記憶體（random access memory，RAM）、唯讀記憶體（read-only memory，ROM）、快閃記憶體或任意其他記憶體、或其組合。熟習此項技術者應輕易理解，定義本發明實施例的操作的指令或程式可以包括但不限於以下的諸多形式被遞送至處理器：永久性地儲存於非可寫儲存媒體（例如，電腦內的唯讀記憶體裝置（例如ROM）、或可由電腦I/O附件讀取的裝置（例如，CD-ROM或DVD光碟））上的資訊、已儲存於可寫儲存媒體（例如，軟碟、可移除的快閃記憶體及影碟驅動機）上的資訊、或經由通訊媒體（包括有線或無線電腦網路）被遞送至電腦的資訊。此外，儘管本發明可被實施為軟體，但對實作本發明的方法而言所必需的功能可視情況或作為另一選擇被部分地或整體地利用韌體及/或硬體組件（例如，組合邏輯、應用專用積體電路（Application Specific Integrated Circuit，ASIC）、現場可程式化閘陣列（Field-Programmable Gate Array，FPGA）或其他硬體）或硬體、軟體及/或韌體組件的一些組合實施。

在附接於本揭露內容的申請專利範圍中所述的本發明旨在根據整體揭露內容進行評定。熟習此項技術者可於本發明的精神及範圍內作出對已闡述的細節、步驟及組件的各種變化。

在不背離所揭露的本發明概念的情況下，可對所示實施例作出各種修改及變化。此外，所揭露的態樣或該些態樣的一些部分可以以上未列出的方式進行組合。因此，本發明不應被視為僅限於所揭露的實施例。

100‧‧‧一維EUV系統/系統

102‧‧‧系統

114‧‧‧光源/紫外線光源

118‧‧‧第一反射鏡/反射鏡/反射鏡陣列

122‧‧‧第二反射鏡/反射鏡/鏡/反射鏡陣列/元件

126‧‧‧中繼反射鏡/中繼鏡/鏡/反射鏡/元件

130‧‧‧第一鏡/主鏡/鏡/第一反射鏡/鏡元件

130A‧‧‧中心視障/主鏡/視障

130B‧‧‧副鏡

134‧‧‧第二鏡/副鏡/鏡/鏡元件

134A‧‧‧中心視障/視障

140‧‧‧輻射

144、144’‧‧‧光罩/圖案源/元件

148‧‧‧輻射

152A、152B‧‧‧束

156‧‧‧工件/基底/晶圓

156A‧‧‧晶圓台

160‧‧‧孔徑

160’‧‧‧場闌

164‧‧‧孔徑

170‧‧‧系統

180‧‧‧輻射

200‧‧‧PO子系統

204‧‧‧參考軸

210‧‧‧入射光曈

300‧‧‧系統

310‧‧‧光學元件/元件

314、316‧‧‧影像形成光線

504‧‧‧束

508‧‧‧圓圈/曲線/外部邊界/邊界

510‧‧‧圓圈/邊界線

514‧‧‧區/照明光曈

532A、532B‧‧‧區

534A、534B‧‧‧區

540‧‧‧邊界

544A、544B‧‧‧區

600‧‧‧系統/PO物鏡/物鏡

610‧‧‧工件

614‧‧‧主鏡/鏡

614A、614B‧‧‧鏡子反射鏡

616‧‧‧副鏡/鏡

616A、616B‧‧‧子反射鏡

1200‧‧‧PO子系統/系統/PO物鏡/物鏡

1210‧‧‧工件/目標基底/影像平面

1214‧‧‧主鏡/鏡/鏡元件/凸面鏡

1216‧‧‧副鏡/鏡/鏡元件/凹面鏡

1244‧‧‧彎曲基底/表面/彎曲反射基底/光罩元件/光罩/元件/一維光柵/反射元件/彎曲光罩/圖案源

1610‧‧‧設計窗口

1800‧‧‧系統

1810‧‧‧主鏡/鏡/凹面鏡

1820‧‧‧副鏡/鏡/凸面鏡

1910‧‧‧反射鏡元件

1924‧‧‧葉片狀孔徑

2001、2002、2003、2004、2005、2006、2011、2012、2013、2014、2015、2016、2017、2018、2019‧‧‧步驟

A、B‧‧‧區

EE‧‧‧虛線

EP‧‧‧入射光曈

FE1、FE2‧‧‧「蠅眼」反射鏡陣列/反射鏡陣列/反射鏡

L ‧‧‧距離

M1‧‧‧主鏡/鏡

M2‧‧‧副鏡/鏡

M1-A、M1-B、M1-C、M2-A、M2-B、M2-C‧‧‧光學部件

NA‧‧‧數值孔徑

P(+1)‧‧‧點

r‧‧‧縮減比率

R_r‧‧‧半徑

S ‧‧‧分隔距離

T ‧‧‧系統長度/軌道長度

w‧‧‧工作距離

X、Y、Z‧‧‧方向

‧‧‧立體角

θ‧‧‧方位角

藉由結合未按比例繪製的圖式參照以下對具體實施例的詳細說明，將更充分地理解本發明，在圖式中： 圖1A提供實施例的一維EUV曝光工具的概括性示意圖； 圖1B及圖1C更詳細地示意性說明一維EUV曝光工具的相關實施例； 圖2是具有用語及術語標記的一維曝光工具的PO（projection optics）子系統的實施例的示意圖； 圖3是示出實施例的構成組件中的中心視障（central obscuration）的PO子系統的實施例的示意圖； 圖4含有繪圖，其示出針對各種縮小（縮減）值或比率的最大成像場寬度對PO子系統的實施例的總長度的相依性； 圖5A、圖5B、圖5C、圖5D、圖5E、圖5F及圖5G示出進行光曈構建從而對照明光曈的所需形狀的影像對比度進行最佳化（後者取決於一維EUV曝光工具的IU子系統的設計）的過程順序； 圖6提供被配置成對設置於平面基底上的密集線圖案進行成像的PO子系統的實施例的示意圖； 圖7A及圖7B總結與圖6所示的設計相關聯的澤爾尼克多項式（Zernike polynomials）； 圖8提供圖6所示實施例的場曲線及畸變參數； 圖9A及圖9B示出與圖6所示實施例相關聯的光線像差； 圖10A及圖10B示出與PO子系統的實施例一起使用的主反射鏡及副反射鏡的設計的具體版本； 圖11示意性地示出圖6所示實施例的具體實施方式的立體圖，其中主反射鏡及副反射鏡兩者皆是根據圖10A及圖10B的理念配置； 圖12提供被配置成對設置於彎曲基底上的密集線圖案進行成像的PO子系統的相關實施例的示意圖； 圖13總結用於圖12所示實施例的反射表面的設計的Qbf多項式參數； 圖14提供圖12所示實施例的場曲線及畸變參數； 圖15A及圖15B示出與圖12所示的實施例相關聯的光線像差； 圖16提供繪圖，其示出PO子系統的實施例的長度根據縮減比率及場大小的變化； 圖17示出針對各種縮減比率的PO子系統的實施例的設計對光曈距離的實質不敏感性（substantial insensitivity）； 圖18A示出投影光學器件設計的實施例； 圖18B列舉圖3A所示投影光學器件（PO）的設計的澤爾尼克參數； 圖19A及圖19B在前視圖中示出一維EUV系統的實施例的照明單元的反射鏡的示意圖。 圖20A及圖20B呈現概述利用所揭露的實施例製造裝置的製程的流程圖。 一般而言，圖式中的元件的尺寸及相對比例可被設置成不同於實際尺寸及相對比例，以恰當地利於圖式的簡潔、清晰及理解。出於同樣的原因，可能未必需要將在一個圖式中呈現的所有元件示出於另一個圖式中。

Claims (44)

1. 一種光學成像系統，具有光軸且包括： 凸面反射鏡單元，在其中界定第一開口；以及 凹面反射鏡單元，在其中界定第二開口， 所述系統被配置成 在凸面反射鏡單元的表面處接收經由所述第二開口以兩束輻射的形式被遞送至所述系統的光學輻射，且 在所述光學輻射已自所述凹面反射鏡單元的表面反射之後且在所述光學輻射已穿過所述第一開口之後，藉由以所述光學輻射輻照影像平面而形成物體的影像。
2. 如申請專利範圍第1項所述的光學成像系統，其中所述凸面反射鏡單元及所述凹面反射鏡單元中的至少一者包括被間隙分隔開的第一反射元件及第二反射元件，所述間隙表示所述第一開口及所述第二開口中的對應一者，所述光軸穿過所述間隙。
3. 如申請專利範圍第1項或第2項所述的光學成像系統，其中所述凹面反射鏡單元的所述表面及所述凸面反射鏡單元的所述表面中的至少一者與旋轉對稱表面的一部分全等。
4. 如申請專利範圍第1項至第3項中任一項所述的光學成像系統，被配置成微影曝光工具的投影光學系統。
5. 如申請專利範圍第1項至第4項中任一項所述的光學成像系統，其中所述兩束輻射是在所述凹面反射鏡單元的所述表面處接收的僅有的兩束輻射且用以形成所述影像。
6. 如申請專利範圍第5項所述的光學成像系統，被配置成從所述影像利用所述僅有的兩束輻射，所述僅有的兩束輻射中的每一者承載已繞射於與所述物體相關聯的實質上一維（1D）結構上的所述輻射。
7. 如申請專利範圍第6項所述的光學成像系統，其中所述實質上一維結構包括一維繞射相位光柵。
8. 如申請專利範圍第6項或第7項所述的光學成像系統，其中所述實質上一維結構設置於空間彎曲表面上。
9. 如申請專利範圍第1項至第8項中任一項所述的光學成像系統，其中滿足以下條件中的至少一者： （i）第一比率的值介於約8.5與約60之間；所述第一比率被定義為所述主鏡與所述副鏡之間的分隔距離對所述系統的工作距離的比率；以及 （ii）第二比率的值介於約0.2與約1.0之間，所述第二比率被定義為所述主鏡與所述副鏡之間的所述分隔距離對所述系統的總軌道長度的比率。
10. 如申請專利範圍第9項所述的光學成像系統，其中所述系統的入射光瞳與所述系統的光罩分隔開約1.5米至約1.8米的距離。
11. 如申請專利範圍第1項至第10項中任一項所述的光學成像系統，其中滿足以下條件中的至少一者： （i）第一比率的值介於約9.5與約14.5之間，所述第一比率被定義為所述主鏡與所述副鏡之間的分隔距離對所述系統的工作距離的比率；以及 （ii）第二比率的值介於約0.5與約0.7之間，所述第二比率被定義為所述主鏡與所述副鏡之間的所述分隔距離對所述系統的總軌道長度的比率。
12. 如申請專利範圍第11項所述的光學成像系統，其中所述系統的入射光瞳與所述系統的光罩分隔開約0.3米至約0.7米的距離。
13. 一種反射系統，具有參考軸且包括： 第一反射鏡、第二反射鏡及第三反射鏡； 所述第一反射鏡包括圖案源； 所述第二反射鏡及所述第三反射鏡的組合被配置成：在與所述第一反射鏡光學共軛的平面中在由僅有的兩束光提供的極紫外線光中以N＞1的減縮因數形成所述圖案源的實質上一維圖案的光學影像，其中所述僅有的兩束光因以入射光束輻照所述第一反射鏡而起源於所述第一反射鏡處，且 其中所述僅有的兩束光不包括表示所述入射光束在所述第一反射鏡處的鏡面反射的光束。
14. 如申請專利範圍第13項所述的反射系統，其中所述組合被配置成不以相依於空間頻率的方式降低所述光學影像的對比度。
15. 如申請專利範圍第13項或第14項所述的反射系統，其中所述組合被配置成以在跨越所述光學影像的區上保持實質上不變的對比度形成所述光學影像。
16. 如申請專利範圍第13項至第15項中任一項所述的反射系統，其中所述第一反射鏡具有第一曲率半徑，所述第二反射鏡具有第二曲率半徑，所述第一曲率半徑與所述第二曲率半徑具有相反的符號。
17. 如申請專利範圍第13項至第16項中任一項所述的反射系統，其中所述第一反射鏡包括在彎曲表面處界定的一維繞射光柵。
18. 如申請專利範圍第13項至第17項中任一項所述的反射系統，其中所述第一反射鏡包括相移罩幕。
19. 如申請專利範圍第13項至第18項中任一項所述的反射系統，其中所述僅有的兩束光不包括與所述參考軸實質上同一方向的光束。
20. 如申請專利範圍第13項至第19項中任一項所述的反射系統，其中所述圖案具有第一空間頻率，所述光學影像具有第二空間頻率，且所述第二光學頻率為所述第一光學頻率的至少兩倍。
21. 一種反射系統，具有參考軸且包括： 第一對的反射鏡元件，對於所述參考軸彼此對稱； 第二對的反射鏡元件，對於所述參考軸彼此對稱； 其中來自所述第一對的反射鏡元件的反射表面面向來自所述第二對的反射鏡元件的反射表面。
22. 如申請專利範圍第21項所述的反射系統，其中來自所述第一對的所述反射元件的所述反射表面中的每一者是凸面的。
23. 如申請專利範圍第21項或第22項所述的反射系統，其中來自所述第二對的所述反射元件的所述反射表面中的每一者是凹面的。
24. 如申請專利範圍第21項至第23項中任一項所述的反射系統，其中來自所述第一對的所述反射鏡元件的所述反射表面對於含有所述光軸的平面彼此對稱。
25. 如申請專利範圍第21項至第24項中任一項所述的反射系統，其中來自所述第二對的所述反射鏡元件的所述反射表面對於所述平面彼此對稱。
26. 如申請專利範圍第21項至第25項中任一項所述的反射系統，其中 來自所述第一對的所述反射鏡元件利用沿橫向於所述光軸的第一軸的第一間隙彼此分隔開；且 所述反射系統被配置成以值介於4與6之間的縮減比率將所述一維圖案成像於影像平面上，所述影像平面藉由所述第一對而自所述第二對分隔開。
27. 如申請專利範圍第26項所述的反射系統，其中所述縮減比率等於5且所述反射系統的長度為約1.5米，所述長度由分隔開所述第一對的反射鏡與所述第二對的反射鏡的距離界定。
28. 如申請專利範圍第26項或第27項所述的反射系統，更包括經圖案化的反射鏡，所述經圖案化的反射鏡上承載實質上一維圖案，其中所述系統被配置成在約13.5奈米的波長下將所述一維圖案成像於所述影像平面上，所述一維圖案以介於40奈米與60奈米之間的圖案週期表徵。
29. 如申請專利範圍第28項所述的反射系統，其中所述經圖案化的反射鏡的表面是平面的。
30. 如申請專利範圍第28項或第29項所述的反射系統，其中承載所述圖案的表面是彎曲的。
31. 如申請專利範圍第26項至第30項中任一項所述的反射系統，具有約30毫米的工作距離，所述工作距離由所述影像平面與含有來自所述第一對的所述反射元件的兩個所述反射表面的表面的頂點之間的分隔距離界定。
32. 如申請專利範圍第26項至第31項中任一項所述的反射系統，其中所述縮減比率等於5且所述反射系統的長度為約0.3米，所述長度由從所述第二對的反射鏡分隔開所述第一對的反射鏡的距離界定。
33. 如申請專利範圍第32項所述的反射系統，具有約25毫米的工作距離，所述工作距離由所述影像平面與含有來自所述第一對的所述反射元件的兩個所述反射表面的表面的頂點之間的分隔距離界定。
34. 如申請專利範圍第21項至第33項中任一項所述的反射系統， 其中來自所述第一對的所述反射鏡元件中的一者的反射表面被定義為第一表面的對於所述光軸旋轉對稱的第一部分，且 其中來自所述第二對的所述反射鏡元件中的另一者的反射表面被定義為所述表面對於的所述參考軸旋轉對稱的一部分。
35. 如申請專利範圍第21項至第34項中任一項所述的反射系統，更包括設置於所述參考軸上位於所述第一對的反射鏡元件與所述第二對的反射鏡元件之間的輔助反射鏡。
36. 一種微影曝光工具，包括如申請專利範圍第21項所述的反射系統，所述反射系統被配置成所述曝光工具的光學系統的投影光學部分。
37. 一種反射系統，具有參考軸且包括： 主鏡單元，由第一材料製成且具有中心位於所述光軸上的第一區，所述第一區不具有所述第一材料； 副鏡單元，由第二材料製成且具有中心位於所述光軸上的第二區，所述第二區不具有所述第二材料； 所述反射系統具有由分隔開所述第一鏡與所述副鏡的距離界定的長度，所述長度近似等於0.3米， 所述反射系統被配置成以介於4與6之間的縮減比率在極紫外線光中經由所述第一區及所述第二區將實質上一維圖案成像於影像平面上， 其中所述實質上一維圖案由介於40奈米與60奈米之間的圖案週期表徵且與物體的彎曲表面相關聯，且 其中所述影像平面與所述主鏡的距離為約25毫米且藉由所述主鏡與所述副鏡分隔開。
38. 如申請專利範圍第37項所述的反射系統，其中所述主鏡及所述副鏡中的至少一者含有兩個在空間上彼此分隔開的反射鏡元件。
39. 如申請專利範圍第38項所述的反射系統，其中所述兩個反射鏡元件的反射表面對於含有所述參考軸的平面彼此對稱。
40. 如申請專利範圍第37項至第39項中任一項所述的反射系統，更包括設置於所述參考軸上位於所述第一對的反射鏡元件與所述第二對的反射鏡元件之間的輔助反射鏡。
41. 如申請專利範圍第37項至第40項中任一項所述的反射系統，更包括經圖案化的反射鏡，所述經圖案化的反射鏡上承載所述實質上一維圖案，其中含有所述實質上一維圖案的表面在空間上是彎曲的。
42. 一種曝光設備，包括： 如申請專利範圍第13項至第41項中任一項所述的反射系統；以及 照明光學系統，被配置成產生照明束且設置成將所述照明束引導至所述反射系統。
43. 一種曝光設備，包括： 如申請專利範圍第1項至第12項中任一項所述的光學成像系統；以及 工件台，尺寸被調整為保持工件，輻射經由所述光學成像系統被遞送於所述工件上。
44. 一種裝置製造方法，包括： 利用如申請專利範圍第42項或第43項所述的曝光設備將實質上一維圖案曝光至輻射，以將所述實質上一維圖案的影像形成於工件上； 對上面已轉移有所述圖案的所述工件進行處理。