TW202022502A - 製造用於euv裝置的照明系統的方法 - Google Patents
製造用於euv裝置的照明系統的方法 Download PDFInfo
- Publication number
- TW202022502A TW202022502A TW108135538A TW108135538A TW202022502A TW 202022502 A TW202022502 A TW 202022502A TW 108135538 A TW108135538 A TW 108135538A TW 108135538 A TW108135538 A TW 108135538A TW 202022502 A TW202022502 A TW 202022502A
- Authority
- TW
- Taiwan
- Prior art keywords
- illumination
- measurement
- measurement light
- light source
- mirror
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
- G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
- G03F7/70—Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
- G03F7/70058—Mask illumination systems
- G03F7/70141—Illumination system adjustment, e.g. adjustments during exposure or alignment during assembly of illumination system
-
- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
- G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
- G03F7/70—Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
- G03F7/70008—Production of exposure light, i.e. light sources
- G03F7/70033—Production of exposure light, i.e. light sources by plasma extreme ultraviolet [EUV] sources
-
- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
- G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
- G03F7/70—Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
- G03F7/70058—Mask illumination systems
- G03F7/7015—Details of optical elements
- G03F7/70158—Diffractive optical elements
-
- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
- G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
- G03F7/70—Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
- G03F7/70058—Mask illumination systems
- G03F7/702—Reflective illumination, i.e. reflective optical elements other than folding mirrors, e.g. extreme ultraviolet [EUV] illumination systems
-
- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
- G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
- G03F7/70—Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
- G03F7/70483—Information management; Active and passive control; Testing; Wafer monitoring, e.g. pattern monitoring
- G03F7/7055—Exposure light control in all parts of the microlithographic apparatus, e.g. pulse length control or light interruption
- G03F7/70575—Wavelength control, e.g. control of bandwidth, multiple wavelength, selection of wavelength or matching of optical components to wavelength
-
- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
- G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
- G03F7/70—Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
- G03F7/708—Construction of apparatus, e.g. environment aspects, hygiene aspects or materials
- G03F7/70975—Assembly, maintenance, transport or storage of apparatus
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Epidemiology (AREA)
- Public Health (AREA)
- Plasma & Fusion (AREA)
- Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
- Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
Abstract
一種用以製造用於EUV裝置的照明系統的方法,包含以下步驟:將照明系統(ILL)的反射鏡模組(FAC1,FAC2,CO)安裝在為反射鏡模組所提供的安裝位置處,以建立從源位置(SP)延伸到待照明的照明場(BF)的一照明光束路徑;在照明光束路徑的第一反射鏡模組(FAC1)的上游的輸入耦合位置處將量測光耦合到照明光束路徑中;在量測光在照明光束路徑的每一反射鏡模組處反射之後,偵測量測光;從所偵測的量測光中確定至少一系統量測變量的實際量測值,其中實際量測值表示照明系統的系統量測變量的一實際狀態;從實際量測值中確定校正值;以及使用校正值調整至少一反射鏡模組,以改變實際狀態,以使得在使用來自EUV輻射源的EUV輻射進行照射的情況下,在照明場中的照明輻射滿足一定義的照明規格。在此情況下,反射鏡模組(CO)的其中至少一者具有一反射鏡表面,在反射鏡表面上施加一IR繞射結構(DS-IR),反射鏡表面係設計為使得來自紅外線範圍的入射輻射的至少一部分被繞射出照明光束路徑。使用具有來自可見光譜範圍(VIS)的一波長的量測光,其中量測光的波長係選擇使得在IR繞射結構(DS-IR)處所繞射的更高階的量測光被實質地抑制。
Description
以下揭露內容係基於2018年10月1日申請的德國專利申請案10 2018 216 870.9,其併入本申請案中作為參考。
本發明關於申請專利範圍第1項的前文部分所述之用以製造用於EUV裝置的照明系統的方法以及關於申請專利範圍第9項的前文部分所述之用於EUV裝置的照明系統。舉例來說,EUV裝置可為用於EUV微影的投射曝光裝置、或使用EUV輻射來檢查用於EUV微影的光罩(遮罩)的光罩檢查裝置。
目前,微影投射曝光方法主要用於製造半導體組件和其他精細結構組件,例如用於微影的光罩。在此情況下,使用光罩(遮罩)或是承載或形成待成像結構的圖案(例如半導體組件的層的線圖案)的其他圖案化裝置。圖案在投射曝光裝置中位於照明系統和投射透鏡之間的投射透鏡的物體平面區域中,並由照明系統所成形的照明輻射照射。由圖案所修改的輻射穿過投射透鏡作為投射輻射,該投射透鏡以縮小的比例將圖案成像到待曝光的基板上。基板的表面配置在與物體平面光學共軛的投射透鏡的影
像平面中。基板一般塗佈有輻射敏感層(抗蝕劑、光阻劑)。
投射曝光裝置的發展目的之一為在基板上微影地製造具有越來越小尺寸的結構,以例如獲得在半導體組件中更大的整合密度。一種方法為使用較短波長的電磁輻射。舉例來說,已開發了使用來自極紫外光範圍(EUV)的電磁輻射的光學系統,特別是具有範圍在5奈米(nm)到30nm、特別是13.5nm的操作波長。
包含照明系統的EUV投射曝光裝置已揭露於例如專利US 7473907 B2。照明系統係實施以接收EUV輻射源的EUV輻射並用以成形來自所接收的EUV輻射的至少一部分的照明輻射。在曝光操作期間,照明輻射被導引至照明系統的出射平面中的照明場中,其中照明系統的出射平面和投射透鏡的物體平面有利地重合。照明輻射的特徵在於特定的照明參數,並以定義的角度入射在具有限定的位置、形狀及尺寸的照明場內的圖案上。舉例來說,EUV輻射源(可例如為電漿源)配置在與照明系統分開的源模組中,該源模組在照明系統的入射平面中的源位置處產生二次輻射源。
複數個反射鏡模組配置在此處所考慮的類型的照明系統的殼體中,每一反射鏡模組以最終安裝狀態位在針對反射鏡模組所提供的安裝位置處。反射鏡模組或反射鏡模組的反射鏡面定義了從源位置延伸到照明場的照明光束路徑。
DE 10 2016 203 990 A1描述了用於製造這種類型的照明系統的方法,其中製造包含了調整。方法包含將照明系統的反射鏡模組安裝在為反射鏡模組所提供的安裝位置處,以建立從光源位置延伸到照明場的照明光束路徑。量測光在照明光束路徑的第一反射鏡模組上游的輸入耦合位置處耦合到照明光束路徑中,並在照明光束路徑的每一反射鏡模組處反射後由偵測器所偵測。從所偵測的量測光來確定至少一系統量測變量的實際量測值,其中實際量測值表示照明系統的系統量測變量的實際狀態。從實際量測值來確定校正值,該校正值用於調整。這涉及使用校正值以反射
鏡模組在安裝位置中在剛體自由度下的定向變化來調整至少一反射鏡模組,以改變實際狀態,使得在以來自EUV輻射源的EUV輻射照射的情況下,照明場中的照明輻射滿足照明規格。在此情況下,較佳係使用來自可見(VIS)光譜範圍的量測光。
DE 10 2012 010 093 A1描述了一種EUV照明系統,其包含具有多個琢面的琢面反射鏡,其每一者具有IR繞射結構,IR繞射結構係設計為使得來自紅外線範圍的入射輻射的至少一部分被繞射出照明光束路徑。待繞射的IR輻射的波長特別為用以在EUV輻射源中產生電漿的雷射的波長。
本發明所解決的一問題為提出用以製造照明系統的方法,其允許可靠地製造在引言中提到類型的調整良好的照明系統。另一個解決的問題為提供一調整良好的照明系統。
為解決此為問題,本發明提供了具有申請專利範圍第1項所述特徵之用以製造照明系統的方法、具有申請專利範圍第9項所述特徵的照明系統、以及具有申請專利範圍第15項所述特徵的量測光源模組。申請專利範圍附屬項中指出了有利的改進方案。所有申請專利範圍的措辭以引用的方式併入說明書的內容中。
方法包含將照明系統的反射鏡模組安裝在針對反射鏡模組所提供的安裝位置處,以建立從光源位置延伸到照明場的照明光束路徑。在調整的情況下,量測光在照明光束路徑的第一反射鏡模組上游的輸入耦合位置處耦合到照明光束路徑中,並在量測光於照明光束路徑的每一反射鏡模組處反射後進行偵測。從所偵測到的量測光確定至少一系統量測變量的實際量測值,其中實際量測值表示照明系統的系統測量變量的實際狀態。從實際量測值來確定校正值。方法包含使用校正值來調整至少一反射
鏡模組,以改變實際狀態,使得在使用來自EUV輻射源的EUV輻射進行輻照的情況下,照明場中的照明輻射滿足照明規範。方法可在初始調整的情況下由製造商在照明系統的原始生產期間使用。措詞「產生照明系統」也涵蓋特別是由終端用戶在較早使用位置處的重建期間的使用,例如在更換反射鏡模組後。
舉例來說,使用表示相應系統量測變量與至少一反射鏡模組在其安裝位置處的定向的變化之間的關係的敏感度,可從實際量測值中確定校正值。校正值指示必須如何改變實際狀態以接近所需狀態。接著,基於量測,可使用校正值隨反射鏡模組在其安裝位置(即在剛性體的自由度上)的定向的變化來執行至少一反射鏡模組的調整,以改變(量測的)實際狀態,其方式係使得在按預期的使用期間,在以來自EUV輻射源的EUV輻射進行照射的情況下,照明場中的照明輻射滿足照明規範。舉例來說,可改變照明場在空間中的位置,使得其盡可能地對應於下游成像光學單元的物場的位置。
方法用以製造照明系統,其中至少一反射模組具有在其上實施有IR繞射結構的反射鏡表面,其係設計為使得來自紅外線範圍的入射輻射(IR輻射)的至少一部分被繞射出照明光束路徑。可實現的是,繞射出照明光束路徑的那部分紅外線輻射不能通過或不能直接進入照明系統的出射平面中的照明場和下游系統。來自紅外線範圍的輻射尤其包含波長範圍在780nm至1mm的電磁輻射。紅外線輻射可能導致例如投射曝光裝置中由熱引起的干擾(例如,光學組件的加熱,由此引起的像差)。
舉例來說,IR繞射結構可設計為使得來自紅外線範圍(例如約10.6μm左右)的紅外線輻射繞射出照明光束路徑。具有這類IR部分的輻射可進入照明光束路徑,例如如果使用形式為LPP(雷射產生電漿)的主要EUV光源,其中錫將由在10.6μm的波長下操作的二氧化碳雷射激發而形成電漿。其他的目標波長範圍也是可能的。舉例來說,有可能最佳化針對約1μm
的IR波長的繞射效率,例如在EUV輻射源中使用發射1064nm的Nd:YAG雷射的情況下。
在方法中,具有來自可見光譜範圍(VIS)的波長λ的量測光係用於調整目的。這已被證明對在量測期間的處理和花費方面是特別有利的,並允許以高量測準確度進行量測。在本申請案的意義內,可見光譜範圍特別包含範圍在380nm(紫)至640nm(紅)的波長。
根據所主張的發明,量測光的波長係選擇使得實質地抑制了在IR繞射結構處被繞射的更高階量測光。換句話說,這表示量測光強度的主要部分在IR繞射結構處被繞射為0階(零階)。發明人已發現到,這種類型的量測光不會損害量測或者不會以任何相關的方式損害量測。因此,已認識到,即使在其中至少一反射鏡表面具有上述類型的IR繞射結構的照明系統中,如果選擇了正確的波長(量測波長),仍可使用來自可見波長範圍的波長來進行精確的量測。
IR繞射結構可設計使得其對照明系統操作期間所使用的EUV輻射沒有明顯的繞射作用。尤其應理解為,期望的成像所需的EUV輻射的零階繞射的強度由IR繞射結構降低了至多10%,特別是至多5%,較佳為至多1%或更低(例如最大為0.1%)。
發明人發現,與此相反,IR繞射結構在以來自可見光譜範圍的量測光進行量測的期間可能是干擾。在適合用以繞射IR輻射的典型結構尺寸的情況下,可見光的繞射角可能很小,以至於在照明領域中,±1階(即-1st階和+1st階繞射)非常接近於0階繞射,它們仍然落入照明場中。結果為量測可能受到干擾。舉例來說,用以決定照明場位置的量測可能受到干擾。
在實施本發明時(即在選擇合適的量測波長時),藉由選擇可見光的波長使得發生在IR繞射結構的更高階繞射(第一階和更高階)被大幅地抑制,可很大程度地或完全地避免這種干擾效果。特別是如果較高階繞射的強度至多為零階繞射的強度的10%(特別是至多5%),則存在較高階繞射
的抑制。換句話說,在本申請案的上下文中,特別是如果較高階繞射的強度為在0階繞射所出現的強度的至多10%、較佳為至多5%、特別是至多2%,則認為較高階繞射被「實質地抑制」。
IR繞射結構可為不定期的(非週期性)或週期性的,或具有不定期和週期性兩者的部分或區域。IR繞射結構較佳係設計為繞射光柵,也就是說被設計為可由光柵深度d和光柵週期p特徵化的週期性結構。在梯形光柵形式的反射相位光柵的情況下,光柵深度對應於步階高度。在給定光柵深度d的情況下,量測光的波長λ較佳係選擇使得光柵深度d基本上對應量測光的波長的半整數倍,使得實質地滿足了條件(d/cos(α)=n.λ/2)。在此情況下,α為入射在IR繞射結構上時量測光相對法線的入射角,且n為正整數。因此,量測光的波長λ較佳係選擇使得在由繞射光柵所反射的量測光中出現最佳可能的建設性干涉。
當在本申請案中提到「量測光的波長」時,這並不涉及單一波長,而是具有更大或更小的光譜帶寬的波長範圍或相鄰個別波長的波段。
在一發展中,藉由以下事實實現了量測光的波長對IR繞射結構處的入射情況的特別良好的匹配:在以選擇的量測光波長進行量測的期間,量測光的光譜帶寬小於2nm(半峰全寬=FWHM)。因此,量測光應具有足夠的窄帶,使得對於IR繞射結構的給定結構,量測光的強度的最大可能比例可落入零級繞射。
特別是在量測光具有至多為2nm的帶寬的情況下,實質上滿足上述條件(d/cos(α)=n.λ/2),且對於在此帶寬內的波長正好滿足該條件。換句話說,應考慮到上述條件只能在一個波長下完全滿足。對此局部態樣至關重要的是,如果使用精確波長附近的足夠小範圍(2nm),則仍會發生較高階的抑制。
EUV照明系統通常係設計使得在操作期間可將EUV輻射從
不同方向輻射到照明場中。一般來說,意圖是能夠在場平面的傅立葉平面(即照明系統的所謂的光瞳平面)中提供不同的照明設定,也就是說不同的照明強度分佈。在包括場琢面反射鏡和光瞳琢面反射鏡的照明系統中,通常提供不同的照明通道用於照明,其中照明通道為從源位置經由場琢面和分派的光瞳琢面(以及,若合適的話,其他反射鏡表面)延伸到照明場的部分光束路徑。
根據IR繞射結構在照明光束路徑中的位置,可能會出現以下情況:來自不同照明通道的量測光從不同的入射角入射到相同的IR繞射結構上。在這種情況下,為了使用來自可見光波長範圍的量測光實現對較高階繞射的足夠抑制,可能有利的是,若在量測光的輸入耦合期間,設定耦合的量測光進入照明光束路徑的不同光束角度,其中不同波長的量測光係用於個別的照明通道或具有相似光束角度的兩個或更多照明通道的子群組。換言之,藉由用於個別照明通道或具有類似光束角度的照明通道的子群組的量測光的不同波長,可在光束路徑中考慮不同的光束角度。在此情況下,舉例來說,可用於在IR繞射結構上的入射角特別大的照明通道的量測光可具有比用於垂直或幾乎垂直入射在IR繞射結構上的照明通道的量測光更長的波長。
發明人已經確定,如果在使用不同波長的量測光進行量測的過程中,使用帶寬至少為20nm的不同波長的量測光的光譜範圍是有利的,其中該帶寬若合適的話也可高達30nm或更大。通常在這些條件下可實現的是,對於照明系統內所有可能的入射角,都可在很大程度上實現對量測光的較高階繞射的尋求抑制。
有多種可能性來提供量測光。
在一些具體實施例中,可連續可變地調整或可逐步地調整的量測光源模組用以產生量測光。量測光源模組可具有可調的主要量測光源,其能夠根據設定來發射不同的波長。舉例來說,這可為可調的雷射光
源。
量測光源模組也可能具有寬帶主要量測光源和用於波長選擇的下游可調整裝置。因此,量測光可由寬帶主要量測光源(例如LED或熱輻射器)發射,並在耦合到照明光束路徑之前進行波長選擇,以獲得所需的量測波長(即較窄的波長範圍)。
在一具體實施例中,提供了在入射平面中具有主要量測光源(MLS)的一量測光源模組,且用以將主要量測光源成像至次要量測光源的一4f成像系統係設置於與入射平面共軛的出射平面中的該主要量測光源的下游,其中在入射平面和出射平面之間的一傅立葉平面中配置了一可傾斜干涉濾波器。該濾波器位於入射平面和出射平面之間的平行或幾乎平行的光束路徑中,並可設計為使得取決於來自到達的寬帶光的傾斜角,僅窄帶範圍被允許通過或透射作為量測光。可將干涉濾波器傾斜,以在某個範圍內連續可變地調整波長。較佳可連續可變地傾斜的干涉濾波器可配置在可互換的保持器中,使得可在不拆卸裝置的情況下將干涉濾波器更換為相同類型或不同類型的另一干涉濾波器。舉例來說,這在單一干涉濾波器無法覆蓋量測光的整個所需波長範圍的情況下可能是有利的。在此情況下,可提供複數個可更換的干涉濾波器,如果合適的話,它們可藉由轉塔配置或線性平台以自動的方式移動到量測光源模組的光束路徑中。
可將量測光源模組直接安裝在照明系統的合適介面結構處,用以耦合量測光源模組。必要時可提供其他安裝可能性。根據一發展,量測光經由(較佳為可撓性)光波導從量測光源模組的出射平面被導引到光源位置。結果,有可能將量測光源模組及其光學和其他組件安裝在與照明系統相距一空間距離的適當位置。接著,光波導的出口通常使用作為照明系統處的量測光源。術語「光波導」在此處特別是指可在短距離或長距離上傳輸光(在此為量測光)的透明組件,例如光纖、管或棒。在此情況下,藉由由於光波導周圍介質的較低折射率而造成的全內反射或由於介面的反射
塗層而在光波導的介面處產生的反射來實現光的導引。光波導可包含例如光學玻璃纖維或光學玻璃纖維束。
在具有不含IR繞射結構的反射鏡的照明系統的量測期間,使用光波導將量測光饋入到照明光束路徑以及在量測期間的量測光源模塊和照明系統之間的空間間隔(可能的結果)的方面也是有利的。舉例來說,在DE 10 2016 203 990 A1中描述的量測系統可具有在量測光源模組和照明系統處的輸入耦合位置之間的光波導。
本發明的另一態樣關於一可更換量測光源模組,其組態為獨立功能模組,其可與照明系統分開設置,並可根據需求在功能上連接至照明系統或從照明系統中移除。量測光源模組組態為量測系統的功能組件,其中量測系統的其他功能組件被附接於及/或整合到照明系統的結構。可將量測光源模組組態為能夠直接安裝在照明系統的合適介面結構處,以用於耦合量測光源模組。量測光源模組可包含互補的介面結構。可替代地,量測光源模組可組態以提供量測光,其可經由剛性或可撓性的光波導從量測光源模組的出射平面導引至照明系統的光源位置。在一些具體實施例中,量測光源模組為可連續調整或可逐步調整,以根據需求產生在不同波長範圍的量測光。可替代地,有可能提供一組兩個或更多個可互換的量測光源模組,其每一者係組態以僅提供來自單一預定義波長(窄波長範圍)的量測光,其中預定義波長範圍在該組的不同量測光源模組之間是不同的。
在許多具體實施例中,反射鏡模組包含在照明系統的第一安裝位置處具有第一琢面反射鏡的第一反射鏡模組以及在照明系統的第二安裝位置處具有第二琢面反射鏡的第二反射鏡模組。這類型的反射鏡模組具有作用為載體的主體,其中具有反射性琢面的琢面元件根據特定的局部分佈而單獨地或成組地安裝在其上。若第一琢面反射鏡的反射性琢面位於與出射平面共軛的照明系統的場平面處或其附近,則第一琢面反射鏡通常也稱作「場琢面反射鏡」。相應地,若第二琢面反射鏡的反射性琢面位於相
對出射平面進行傅立葉轉換的光瞳平面處或其附近,則第二琢面反射鏡通常也稱作「光瞳琢面反射鏡」。兩個琢面反射鏡在EUV裝置的照明系統中有助於EUV輻射的均勻化或混合。
在許多方法變化形式中,在量測系統的協助下,獲取至少三個系統量測變量或性能量測變量,亦即(i)照明場在遮罩級或在照明系統的出射平面中的位置(對應於投射透鏡的物體平面OS);(ii)量測光在照明系統的光瞳平面(其為相對出射平面的傅立葉變換)中的空間分佈,其決定了在遮罩級或出射平面的遠心度,以及(iii)光瞳琢面上的光斑撞擊,即第二琢面反射鏡的琢面上的量測光斑的位置。對於細節,參照DE 10 2016 203 990 A1,其在此方面的揭露內容以引用的方式併入本說明書的內容。
方法可用於照明系統的原始生產,亦即在第一次生產(首次安裝)期間,以相對其方向初始地調整已安裝的反射鏡模組,使得處於已完成安裝狀態下的照明系統滿足照明規格。可提供包含量測系統所有組件的單獨量測機器進行此初始調整。這些組件通常包含用於產生量測光的量測光源模組,以及偵測器模組,其中量測光在通過照明光束路徑的相關部分(在所有反射鏡模組處反射)後將由偵測器模組進行偵測並準備進行評估。量測機器可包含一量測框架,照明系統的框架可安裝在該量測框架中。在使用定位系統下,照明系統的框架可相對於量測光源模組和偵測器模組移動到正確的位置,從而可執行量測。
然而,其他情況也是可能的,其中終端用戶的EUV裝置的照明系統已經長時間運行,且應執行調整作為維護工作的一部分。特別是在EUV輻射下長時間正確使用後,反射鏡模組還可能由於光學、熱及/或機械影響而顯著改變其特性,因此需要將其拆下並由名義上相同或相似結構的不同但尚未失效的反射鏡模組來代替。這在所主張的本發明的範疇內也是可能的。因此,措辭「產生照明系統」也包含特別是由終端用戶在較早使用的位置處的重建。在DE 10 2016 203 990 A1中描述了用於反射鏡模組交
換的可能前提條件和策略,其揭露內容在此方面以引用的方式併入本說明書的內容中。
+1IR:+1st階紅外線輻射
-1IR:-1st階紅外線輻射
AE:出射平面
B1:第一主體
B2:第二主體
BF:照明場
CO:聚光器
COL:集光器
CS:光闌
d:步階深度
DET:偵測器模組
DS-IR:IR繞射結構
ES:中間焦點平面
EUV:中心光束
F1:第一琢面
F1-A:琢面
F1-B:琢面
F2:第二琢面
F2-A:琢面
F2-B:琢面
FAC1:第一琢面反射鏡
FAC2:第二琢面反射鏡
FE1:第一場平面
FE2:第二場平面
FL1:傅立葉透鏡元件
FL2:傅立葉透鏡元件
GM:偏折反射鏡
H:後部區域
IF:干涉濾波器
IF1:第一介面結構
IF2:第二介面結構
IIR:IR輻射
ILL:照明系統
IM:影像
IN:可切換輸入耦合裝置
IS:影像平面
IVIS:可見光譜範圍
MES:量測系統
MIN:輸入耦合反射鏡
MIX:混合單元
MKS1:第一模組座標系統
MKS2:第二模組座標系統
MLS:主要量測光源
MO:孔徑
MOUT:輸出耦合反射鏡
MSM:量測光源模組
OA:光軸
OS:物體平面
OUT:可切換輸出耦合裝置
p:光柵週期
PE:光瞳平面
PO:投射透鏡
RAD:輻射
RS:主要輻射源
SA:反射鏡配置
SE:控制單元
SKS:座標系統
SLS:二次輻射源
SM:源模組
SM1:第一反射鏡模組
SM2:第二反射鏡模組
SMLS:次要量測光源
SP:源位置
ST:射線
TO:轉移光學單元
TS1:第一載體結構
TS2:第二載體結構
V:前部區域
WSC:投射曝光裝置
從申請專利範圍以及將在下文中參照圖式進行解釋的本發明較佳範例具體實施例的描述將更清楚本發明的其他優點和態樣。
圖1顯示根據本發明具體實施例的EUV微影投射曝光裝置的光學組件;
圖2顯示了具有兩個琢面反射鏡的反射鏡配置中的多個射線軌跡;
圖3A及圖3B顯示了在多層反射鏡處的形式為二元相位光柵的IR繞射結構的可能具體實施例的示例;
圖4示意性地顯示了根據另一示例性具體實施例的照明系統的組件;
圖5顯示了針對量測光的各種入射角λ的關於二元相位光柵的步階深度d與的量測光的波長λ之間的關係的d-λ圖表;
圖6顯示了量測光源模組的組件,其能夠結合不同發射角度的設定來對不同的量測波長進行連續可變的設定;以及
圖7顯示了具有用以將量測光導引至遠程位置的下游光波導的量測光源模組的組件。
圖1以示例的方式顯示根據本發明一具體實施例的EUV微影投射曝光裝置WSC的光學組件。EUV微影投射曝光裝置用以在操作期間使用反射光罩(此處也可稱作遮罩)的圖案的至少一影像來曝光一輻射敏感基板W(其配置在投射透鏡PO的影像平面IS的區域中),該圖案配置在投射透
鏡的物體平面OS的區域中。在此示例的情況下,基板為由塗佈有光敏感阻劑層的半導體材料所構成的晶圓。
為了幫助對描述的理解,顯示了笛卡爾系統座標系統SKS,其揭示了圖中所示組件的相應定向關係。投射曝光裝置WSC為掃描器類型。x軸垂直延伸進入圖1中的繪圖平面。y軸向右延伸。z軸向下延伸。物體平面OS和影像平面IS都平行於x-y平面。在投射曝光裝置的操作期間,光罩和基板在掃描操作期間在y方向(掃描方向)上同步地或同時地移動,並藉此對其進行掃描。
使用來自主要輻射源RS的輻射來操作裝置。照明系統ILL用以接收來自主要輻射源的輻射並用以成形導向至圖案上的照明輻射。投射透鏡PO用以將圖案成像到光敏感基板上。
主要輻射源RS可特別為雷射電漿源或氣體放電源或基於同步加速器的輻射源或自由電子雷射(FEL)。這種輻射源產生在EUV範圍內的輻射RAD,特別是具有5nm至15nm波長。照明系統和投射透鏡由對EUV輻射具有反射性的組件所構成,使其可在此波長範圍內操作。
主要輻射源RS可特別為一電漿源,其中在10.6μm的波長下操作的二氧化碳雷射的協助下,錫被激發而形成電漿,該電漿尤其以相對較高的強度發射在約13.5nm的所需EUV輻射。
主要輻射源RS位於與照明系統ILL分開的源模組SM中,且也特別地具有用以收集主EUV輻射的集光器COL。源模組SM在曝光操作期間在照明系統ILL的入射平面ES中的源位置SP處產生二次輻射源SLS。二次輻射源SLS為EUV輻射源或源模組SM與照明系統ILL之間的光學介面。
照明系統包含混合單元MIX和平面偏折反射鏡GM(也稱作G反射鏡GM),其在切線入射下操作。照明系統對輻射進行塑形,從而照明位於投射透鏡PO的物體平面OS中或其附近的照明場BF。在此情況下,照明場的形狀和大小決定了物體平面OS中的有效使用物場的形狀和大小。在裝
置的操作期間,反射遮罩配置在物體平面OS的區域中。因此,平面OS也稱作遮罩平面。
混合單元MIX基本上由兩個琢面反射鏡FAC1、FAC2組成。第一琢面反射鏡FAC1配置在與物體平面OS光學共軛的照明系統的一平面中。因此,它也稱作場琢面反射鏡。第二琢面反射鏡FAC2配置在與投射透鏡的光瞳平面光學共軛的照明系統的光瞳平面中。因此,它也稱作光瞳琢面反射鏡。
在光瞳琢面反射鏡FAC2以及設置在光束路徑的下游並且包含以切線入射操作的偏折反射鏡GM的光學組合件的協助下,第一琢面反射鏡FAC1的個別鏡像琢面(個別反射鏡)被成像到照明場中。
在場琢面反射鏡FAC1處的空間(局部)照明強度分佈決定了照明場中的局部照明強度分佈。在光瞳琢面反射鏡FAC2處的空間(局部)照明強度分佈決定了在照明場OF中的照明角度強度分佈。
照明場的形狀基本上由場琢面反射鏡FAC1的琢面的形狀來決定,其影像落入照明系統的出射平面。照明場可為矩形場或彎曲場(環形場)。
在源位置SP和出射平面(影像場的平面)之間在光學上的光束導引區域為照明光束路徑,其中EUV輻射在操作期間連續入射在第一琢面反射鏡FAC1、第二琢面反射鏡FAC2、及偏折反射鏡GM上。
為了進一步解釋,圖2示意性地顯示了反射鏡配置SA,其具有第一琢面反射鏡FAC1和第二琢面反射鏡FAC2。
第一琢面反射鏡FAC1具有多個第一琢面F1,其在所示的示例性具體實施例中呈細長弧形。然而,第一琢面的此形狀應理解為僅為示例性的。圖中僅顯示了一些琢面。實際上,第一琢面的數量通常明顯更高,且可超過100或甚至超過300。
第二琢面反射鏡FAC2具有多個第二琢面F2,其在所示的示
例性具體實施例中呈小塊粒的形式,其再次應理解為僅為示例。
第一琢面F1配置在第一琢面反射鏡FAC1的第一主體B1上。第一主體與其承載的第一琢面以及任何其他組件(例如附接裝置、致動器等)一起形成第一反射鏡模組SM1。
第一反射鏡模組SM1可整體地安裝在照明系統的相關第一載體結構TS1上為其所提供的安裝位置上,或可再次整體地拆卸並移除。第一反射鏡模組SM1在空間中或相對參考座標系統(例如照明系統的殼體的SKS)的定向可通過第一模組座標系統MKS1來定義。
第二琢面F2類似地配置在第二琢面反射鏡的第二主體B2上,由此形成可完全地安裝及可更換的第二反射鏡模組SM2。第二反射鏡模組SM2在空間中或相對於參考座標系統的定向可通過第二模組座標系統MKS2來定義。
反射鏡模組相對相關載體結構(照明系統的框架結構)或與其相連的系統座標系統的相對定向或位置可在六個自由度上以高準確度來連續地或遞增地設定。這裡提供了合適的調整裝置,其也可稱作傾斜操縱器。可能的具體實施例的細節可例如參考DE 10 2016 203 990 A1。
作為示例在圖2中繪示了幾條射線ST,其顯示當反射鏡配置安裝在光學系統中且在操作中時的EUV照明光束路徑。射線ST從第一場平面FE1(中間焦點)開始,然後由第一琢面反射鏡FAC1的琢面F1反射到第二琢面反射鏡FAC2的琢面F2上。射線由第二琢面反射鏡FAC2的琢面F2導向到對應照明系統的出射平面的第二場平面FE2。由此在第二場平面FE2中產生第一琢面反射鏡FAC1的琢面的影像IM,其中,更精確地說,通過相互疊加而在場平面FE2中產生所有第一琢面F1的影像。疊加的影像IM共同形成發光的照明場BF。
在第一琢面反射鏡FAC1的琢面F1和第二琢面反射鏡FAC2的琢面F2之間存在唯一的對應關係。這意味著第一琢面反射鏡FAC1的每一
琢面F1分配有第二琢面反射鏡FAC2的一特定琢面F2。在圖2中,顯示了第一琢面反射鏡FAC1的琢面F1-A和琢面F1-B以及第二琢面反射鏡FAC2的琢面F2-A和琢面F2-B。換句話說,由琢面F1-A反射的那些射線ST精確地入射在琢面F2-A上,且由琢面F1-B所反射的那些使用光射線入射在琢面F2-B上等等。在此情況下,第一琢面反射鏡FAC1的琢面F1與第二琢面反射鏡FAC2的琢面F2之間存在一對一的對應關係。
然而,與琢面F1和F2之間的一對一的對應關係不同,每一琢面F1有可能分配有多於一個的琢面F2。此情況為當琢面F1是可傾斜的,也就是說可呈現各種傾斜狀態,其結果為在第一傾斜狀態下,每一琢面F1分配有第二琢面F2中的一特定琢面,並相應地在不同的傾斜狀態下分配有第二琢面F2中的一不同的琢面。一般可能的情況為第一琢面F1和第二琢面F2之間的一對n對應關係(n是自然數),這取決於第一琢面F1可呈現多少個狀態。
照明光束路徑由許多單獨的照明通道組成,其中照明通道在各個情況下從源位置或從中間焦點FE1經由第一琢面F1和當前分配給第一琢面的第二琢面F2延伸進入照明場。
在所示的反射鏡配置的示例性具體實施例中,第一琢面反射鏡FAC1與場平面FE2共軛,因此也稱作場琢面反射鏡。相較之下,第二琢面反射鏡FAC2與光瞳平面共軛,因此也稱作光瞳琢面反射鏡。
在反射鏡配置用於投射曝光裝置的照明系統的情況下,場平面FE2為配置有遮罩的平面,其中遮罩的圖案預期將成像到晶圓上。在反射鏡配置SA用於光罩檢查裝置的情況下,場平面FE2為配置有待檢查光罩的平面。
在圖1的示例性具體實施例中,除了作用為混合單元MIX的具有兩個琢面反射鏡FAC1和FAC2的反射鏡配置之外,照明系統還包含一場成形反射鏡FFM,其在切線入射下操作並位於第二琢面反射鏡FAC2和投射
透鏡的出射平面或物體平面之間。由於安裝空間的原因,此額外的反射鏡是有利的。在其他示例性具體實施例中,除了兩個琢面反射鏡FAC1和FAC2之外,照明系統在照明光束路徑中不具有另外的反射鏡。
在圖1的照明系統ILL中,所有三個反射鏡模組(即第一場琢面反射鏡FAC1、第二場琢面反射鏡FAC2和偏折反射鏡GM)在各個情況下都可整體更換。也就是說,在釋放相應的附接裝置之後,它們可從它們各自的安裝位置移除並由其他組件(例如名義上具有相同結構的組件)替換,而不用完全拆卸照明系統。
在反射鏡更換之後,照明系統應再次實現其期望的功能。特別地,照明場在出射平面中的位置應足夠接近其期望的位置,且輻射應再次以與反射鏡交換之前的給定照明設定下相同的角度分佈入射到照明場上。為了確保在更換反射鏡模組之後的照明系統的光學性能再次系統地對應反射鏡更換之前的期望性能,因此在照明系統中提供了輔助裝置,其允許在安裝後對反射鏡位置進行系統性最佳化,使得可在可接受的時段內達到所需的光學性能。這些裝置使得可在其使用現場(亦即例如在半導體晶片的製造地點)對照明系統進行針對性的調整。
照明系統配備有量測系統MES的組件,其中量測系統MES允許資訊的光學擷取,以決定反射鏡模組在關聯於反射鏡模組的相應安裝位置中的定向,結果為可根據由量測系統所獲得的量測值進行系統性的調整。示例性具體實施例的量測系統MES具有以下組件。
量測光源模組MSM包含用以發射在可見光(VIS)光譜範圍的量測光的量測光源MLS。所使用的量測光源可例如為發光二極體(LED)或雷射二極體。量測光源模組MSM藉由第一介面結構IF1配置在可抽真空內部之外的照明系統的外殼H處、可安裝用於量測目的且若有需要可再次移除、並可用於在不同位置的量測目的。可使用定位驅動器以平行於中心入射方向及垂直於中心入射方向來多軸地改變量測光源模組相對殼體的位
置。將結合圖5更詳細地解釋量測光源模組的示例性具體實施例。
提供一可切換輸入耦合裝置IN,用以將由量測光源模組MSM所發射的量測光耦合到第一琢面反射鏡FAC1上游的輸入耦合位置處的照明光束路徑中。輸入耦合裝置包含平面鏡,其使用作為輸入耦合反射鏡MIN並可使用電子驅動器而在照明光束路徑外部的中性位置(以虛線示出)和輸入耦合位置(以實線示出)之間平移。在此示例的情況下,量測光源模組在源位置SP的位置(EUV輻射的中間焦點)處產生量測光源MLS的影像。輸入耦合反射鏡MIN可平移,使得量測光束在源位置SP的位置處耦合到照明光束路徑中,就像量測光源MLS位於源位置SP的位置。利用這種配置,因此有可能藉由量測光來模擬或再現存在於EUV操作中的源光束。
位於照明光束路徑的最後一個反射鏡模組之後,也就是在圖1的示例中的偏折反射鏡GM之後,在偏折反射鏡GM和照明系統的出射平面之間的區域中(投射透鏡的物體平面OS)為用以將量測光耦合出照明光束路徑的一可切換輸出耦合裝置OUT,其中在量測光已在照明光束路徑的每一反射鏡模組處被反射後,將量測光耦出。可切換輸出耦合裝置包含平面反射鏡,其用作輸出耦合反射鏡MOUT且可使用電子驅動器在照明光束路徑外部的中性位置(以虛線示出)和輸出耦合狀態(以實線示出)之間平移。在輸出耦合狀態下,輸出耦合反射鏡在偵測器模組位置的方向上反射來自偏折反射鏡GM的量測光,其中配置有偵測器模組DET。
偵測器模組DET使用第二介面結構IF2在其偵測器位置處附接至照明系統的殼體H的外部,並可經由可電致動的定位驅動器對其位置進行調整。在DE 10 2016 203 990 A1中描述了可用於此目的的偵測器的一示例性具體實施例。此文件在這方面的公開內容以引用的方式併入本說明書的內容中。
在量測系統的準備就緒安裝狀態下,量測系統MES的所有可控組件以信號傳輸的方式連接到量測系統的控制單元SE。在控制單元中
還設有評估單元,用以評估使用量測光所獲得的量測值,這些量測值代表照明系統內的反射鏡模組的調整狀態。
反射鏡模組的其中一者的至少一反射鏡表面設置有IR繞射結構,用以繞射具有在紅外線範圍的波長的輻射。在示例的情況下,繞射結構旨在適合於將干擾紅外光(特別是具有約10.6μm的波長)繞射出照明光束路徑或所使用的光束路徑。IR繞射結構可實施為例如二元相位光柵。
類似於DE 10 2012 010 093 A1中的一示例,一IR繞射結構DS-IR(例如,形式為二元相位光柵)可例如實施於第一琢面反射鏡FAC1的個別琢面的每一反射鏡表面。圖1以放大的方式示意性地顯示了用於其中一琢面的此一光柵狀結構。二元相位光柵較佳具有光柵週期p,其尺寸使得要被遮蔽並入射到第一琢面反射鏡FAC1的一琢面上的IR輻射不會入射到第二琢面反射鏡FAC2的第二琢面(指派給該琢面)上,並因此被繞射出由兩個琢面形所成的照明通道。二元相位光柵可具有例如光柵週期p,其適用於第二琢面反射鏡FAC2的琢面的具體實施例,使得要被遮蔽的波長的IR輻射的1st階和-1st階繞射成像到第二琢面反射鏡的琢面上,該琢面與成像輻射的影像所在的琢面相鄰。要被遮蔽的IR輻射的1st階和-1st階繞射成像於其上的光瞳琢面較佳例如藉由傾斜對準,使得要被遮蔽的輻射不會成像到物體平面OS中待照明的照明場BF中。舉例來說,待遮蔽的輻射可偏轉到光阱。
圖3A和圖3B顯示了形式為二元相位光柵的IR繞射結構DS-IR的可能具體實施例的兩個示例。每一圖式顯示了垂直於反射鏡表面的EUV反射鏡的多層結構的截面圖。這些圖式顯示了高折射率的連續層(彼此平行延伸),以及與其相對的低折射率材料,其形成了EUV反射多層。宏觀結構化的反射鏡表面在各個情況下具有前部區域V和後部區域H,其彼此平行排列並相對於彼此在其表面法線方向上偏移一預定偏移量d。在示例的情況下,前部區域V和後部區域H在垂直於其表面法線的方向上具有相同的寬度。前部區域V的寬度也稱作脊寬度,且後部區域H的寬度也稱作溝槽寬
度。通常在反射鏡表面上設置有至少一個這種類型的前部區域和一個這種類型的後部區域。然而,也可設置多個這種類型的區域,特別是設置使得這些區域實現了具有光柵週期p的光柵結構,其中光柵週期也稱作光柵常數或間距。特別地,可包含二元繞射光柵。
光柵週期p通常可選擇使得波長高於在照明系統的操作期間所使用的EUV輻射的電磁輻射被繞射離開。在尋求遮蔽IR輻射的示例的情況下,光柵週期可例如在780nm至1mm的範圍內,特別是在微米範圍內,例如在約10.6μm的範圍。
如圖3A所示,前部區域V和後部區域H之間的過渡可為階梯狀方式的陡峭。如圖3B中的示例所示,脊和溝槽也可能不具有垂直的側壁,而是具有傾斜的側壁。舉例來說,由於更佳的可生產性,這可能是較佳的。
圖4示意性地顯示了根據另一示例性具體實施例的照明系統ILL的組件。為了清楚起見,在結構上和/或功能上相同或相似的組件使用與圖1的示例性具體實施例相同的元件符號。
主要輻射源RS可例如為電漿源,其中在波長為10.6μm的二氧化碳雷射的幫助下,錫被激發以形成電漿,該電漿特別地發射在約13.5nm處具有高強度的期望的EUV輻射。輻射由集光器COL聚焦。合適的集光器例如揭露於EP 1 225 481 A1。在集光器的下游,EUV輻射通過中間焦點平面ES傳播到照明系統ILL的下游組件。源位置SP位於中間焦點平面ES中。來自源位置的輻射首先傳播到第一琢面反射鏡FAC1(場琢面反射鏡)上,並由其照射的琢面在第二琢面反射鏡FAC2的琢面方向上反射。第一場琢面反射鏡FAC1配置於與照明平面OS光學共軛的照明系統的一平面中。由於待曝光的遮罩(光罩)配置在此平面中,因此此平面也稱作遮罩平面。光瞳琢面反射鏡FAC2配置於照明系統的光瞳平面中,該光瞳平面與下游投射光學單元的光瞳平面光學共軛。在光瞳琢面反射鏡FAC2和具有成像效果的下游轉移光學單元TO的協助下,將第一琢面反射鏡FAC1的被照明個別琢面(場琢面)成
像到照明場中,使得它們至少部分地在該處重疊。
圖4示例中的轉移光學單元TO僅包含形式為具有大體為凹面反射鏡表面的聚光器CO的單一光學組件,其中照明光束路徑的所有個別通道都入射於其上。在其他示例性具體實施例中(例如,以類似於DE 10 2012 010 093 A1中的圖1的照明系統的方式),成像轉移光學單元也可包含多於一個組件,例如一個接一個設置的兩個或三個反射組件。
在圖4的示例中,聚光器CO的凹面反射鏡表面係組態具有IR繞射結構DS-IR,其效果是使得入射的IR輻射的至少一部分繞射出照明光束路徑,使得它不會進入照明場BF。
在示例的情況下,在聚光器CO處的IR繞射光柵係實施為反射相位光柵(梯形光柵),且其光柵深度d為待抑制的紅外線輻射的波長的四分之一,使得針對IR光的波長的0階繞射被抑制。光柵週期(間距)係選擇使得對於IR光的波長的第一階繞射的繞射角約為10mrad的數量級。因此,在遮罩平面(投射透鏡的物體平面OS(未示出))中,來自照明光束路徑或所使用的光束路徑的IR光的較高階繞射之間有足夠大的分離。
相位光柵的光柵深度d或溝槽深度較佳係準確地對應IR輻射要被遮蔽的波長的四分之一。光柵深度或溝槽深度d特別是在2μm至3μm的範圍內,例如在2.5μm至2.7μm的範圍內,較佳約2.65μm。繞射結構的光柵週期p(間距p)為至多5mm,特別是至多3mm、特別是至多2mm、特別是至多1mm。在此情況下,對於IR輻射的第一階繞射,較小的光柵週期導致較大的偏轉角度。偏轉角度可例如為至少3mrad,特別是至少5mrad。
在圖4中,在照明場的方向上聚集的中心光束EUV象徵EUV輻射的照明光束路徑(在操作期間所期望)。接著在左側和右側所顯示的光束是從集光器CO的反射鏡表面開始的,其不沿照明場BF的方向聚集,而是入射在照明場BF外部的物體平面OS中。這些光束代表由IR繞射結構所繞射的+1st階(+1IR)和-1st階(-1IR)紅外線輻射。
在圖4中的物體平面正上方的示意性強度圖表顯示了物體平面OS中IR輻射(IIR)的空間強度分佈,其中強度最大值位於第一階繞射的入射位置,且IR強度在照明場BF的區域中被大幅地抑制。
為了與照明系統的幾何調整相關的量測(在原始生產過程中的第一次調整期間、或在例如更換反射鏡後重新建立性能的調整期間),可見光(例如波長約為500nm的數量級)穿過整個照明光束路徑。量測光由量測光源模組MSM提供。如結合圖1所描述的,量測光可被耦進、耦出和偵測。在DE 10 2016 203 990 A1中描述了一些可能的量測方法。它們可用於此處。該文件的公開內容通過引用併入本說明書的內容。
該量測光也入射在IR繞射結構上。這些結構對生產操作期間所使用的EUV光沒有明顯的繞射作用。高階的繞射角度在幾微弧度的範圍內,因此在遮罩平面中實際上是不可見的。針對在量測過程中所使用的來自可見光譜範圍的光(即量測光),繞射角度約為0.5mrad的數量級,然而結果為在遮罩平面上,量測光的-1st和+1st階繞射與零階繞射相距約1mm。已發現到,在量測系統的協助下所進行的量測可能因此受到干擾。特別地,可能不利地影響場位置的位置量測以及光瞳斑的量測。
為了在此提供一種補救措施,用於量測的可見光波長基本上係選擇為使得在IR繞射結構DS-IR處出現的更高階的繞射被很大程度地或完全地抑制。在量測光垂直入射在繞射光柵上的情況下,若光柵深度d精確地對應量測光的波長λ的半整數倍(即d=n.λ/2),則滿足該條件。對於量測光以相對表面法線的入射角α傾斜入射在繞射光柵上的情況,相應地成立d/cos(α)=n.λ/2,其中n=1,2,3...。
在圖4中的圖表IIR(x)正上方的示意強度圖表顯示了在物體平面OS中來自可見光譜範圍(IVIS)的量測光的空間強度分佈。照明場中所發現的主要強度為0階繞射;高階繞射大幅地受到抑制。
在此處所示類型的照明系統中,不同的照明通道(從光源位
置經由場琢面和光瞳琢面的光束路徑的各個通道,以及如果合適,從轉移光學單元到照明場的一或多個反射鏡表面)原則上在紅外繞射結構上具有不同的入射角。為了在以可見光進行量測的期間對較高階繞射有足夠大的抑制,可能有利的是,針對每一照明通道或具有相對相似入射角的照明通道群組分別地選擇或設定量測波長。
對於定量關係的示例性說明,圖5顯示了針對來自範圍在450nm至600nm的VIS的量測光的不同入射角(α=0,α=10°,α=20°)的d-λ圖表,其關於設計用以抑制10.6μ輻射的二元相位光柵的步階深度d與的量測光的波長λ之間的比例。顯而易見的是,如果量測光以相對較大的(平均)入射角入射在IR繞射結構上,則應選擇具有趨於更大波長的量測光。
針對取決於通道的合適入射角的設定,所使用的用以產生量測光的量測系統可包含可連續可變地調整或可逐步地調整的量測光源模組,使得量測光源模組可產生量測光的不同所需波長,並進一步允許結合具有合適波長的不同光束角度。將參照圖6說明一示例性具體實施例。
在許多情況下,已證明值得使用發光二極體(LED)作為主要光源用於具有可見光的系統計量。考慮到照明系統中的典型入射角光譜,以及對紅外線輻射繞射的光柵的光柵尺寸與用於量測的可見波長範圍內的波長之間的上述關係,得出了:在所有可能的入射角上實現對較高階繞射的尋求抑制所需的波長範圍約為20nm至30nm寬。便利地,帶寬△λ<2nm的量測光還應為足夠窄帶,以能夠以正確設定的波長來抑制較高階繞射中的量測光的最大可能比例。
圖6顯示了可滿足這些參數的量測光源模組MSM的組件。在此情況下,使用在所需波長範圍內足夠寬帶的主要輻射源MLS,例如發光二極體(LED)或熱輻射器。首先在第一傅立葉透鏡元件FL1的協助下將該主要輻射源成像到無限遠,以產生平行光束。為此目的,第一傅立葉透鏡元件FL1和光源之間的距離精確地對應透鏡元件焦距。可旋轉安裝的干涉濾波
器IF位於第一傅立葉透鏡元件下游的平行光束路徑中,該干涉濾波器IF表現出足夠的窄帶傳輸。該濾波器可例如實現為介電反射鏡或類似物。可藉由濾波器的傾斜角β(例如在設置的光軸OA與干涉濾波器表面的法線之間所量測)將透射波長或窄透射波長範圍的光譜位置設定在一定範圍內。第二傅立葉透鏡元件FL2將主要光源成像到與主要光源的平面光學共軛的出射平面AE。因此,在第二傅立葉透鏡元件FL2的後焦點平面中,產生主要光源或僅具有透射波長的次要光源SMLS的影像。若無法藉由單一干涉濾波器實現整個所需的波長範圍,則可在必要時提供複數個可更換的干涉濾波器,其可選擇性地以手動的方式或(若適當的話)以自動的方式移入至光束路徑中(例如藉由轉塔配置或線性平台)。
此外,量測光源模組係設計使得可發射所發射的量測光的不同光束角度。在這種情況下,可針對每一光束角度或一組相似的光束角度根據需要設定量測光的特定波長。此功能可稱作通道相依的波長適配。光瞳平面PE位於量測光源MLS所在的入射平面和出射平面AE之間,該光瞳平面為相對於入射平面和出射平面進行傅立葉變換的平面。位在光瞳平面區域中的是具有孔徑MO的光闌CS,量測光的選定部分可穿過其中。孔徑MO的位置可在光瞳平面內的兩個維度上自由選擇。因此,可位移的光闌CS可用於選擇量測光的特定部分以進行發射。此處,通孔在光瞳平面中的位置決定了在次要量測光源SMLS的位置處允許通過的量測光的入射角(虛線),因此也決定了來自量測光源模組的量測光的發射角。以此方式,可選擇照明系統的各種個別通道或通道群組用於量測。
配置可實施以產生主要量測光源MLS的影像,也就是說,在照明系統的入射平面IS中的源位置SP處的次要量測光源SMLS。
其他配置同樣是可能的。如圖7所示,舉例來說,有可能將第二傅立葉透鏡元件FL2下游的量測光耦合到光學玻璃纖維或光學玻璃纖維束或某些其他光波導LL中,並在源位置SP處將其再次耦合出。在這種情
況下,量測光源模組MSM的整個光學設置可在空間上與照明系統ILL分開配置,且僅光波導的光出射使用作為照明系統上的有效光源。舉例來說,在更換反射鏡的情況下,這對於例如在現場的量測(照明系統安裝在終端用戶使用位置處的投射曝光裝置中的情況)很有用。此處不可能以類似於圖6的方式進行簡單的通道選擇(入射角的選擇),因為量測光穿過光纖,且在其下游將再次照明光纖的整個發射角範圍。
原則上,可調雷射(例如外腔二極體雷射)也可使用作為光源。當使用雷射作為光源時,應提供用於破壞相干性並用以使光學特性適應於照明系統的輸入參數的其他元件,例如用於破壞相干性的旋轉擴散板。
+1IR:+1st階紅外線輻射
-1IR:-1st階紅外線輻射
BF:照明場
CO:聚光器
COL:集光器
DS-IR:IR繞射結構
ES:中間焦點平面
EUV:中心光束
FAC1:第一琢面反射鏡
FAC2:第二琢面反射鏡
IIR:IR輻射
ILL:照明系統
IVIS:可見光譜範圍
MSM:量測光源模組
OS:物體平面
RS:主要輻射源
SP:源位置
TO:轉移光學單元
Claims (15)
- 一種用以製造用於一EUV裝置的一照明系統的方法,其中該照明系統係實施為在該EUV裝置的操作期間在一入射平面中的一源位置處接收一EUV輻射源的EUV輻射,並從該接收的EUV輻射的至少一部分來形成照明輻射,該照明輻射係導向至在該照明系統的一出射平面中的一照明場且在該照明場中滿足一照明規格,該方法具有以下步驟:將該照明系統的多個反射鏡模組安裝在為該等反射鏡模組所提供的多個安裝位置處,以建立從該源位置延伸到該照明場的一照明光束路徑,在該照明光束路徑的一第一反射鏡模組的上游的一輸入耦合位置處將量測光耦合到該照明光束路徑中,在該量測光在該照明光束路徑的每一該反射鏡模組處反射之後,偵測該量測光,從所偵測的量測光來確定至少一系統量測變量的多個實際量測值,其中該等實際量測值表示該照明系統的該系統量測變量的一實際狀態,從該等實際量測值來確定多個校正值,使用該等校正值調整至少一反射鏡模組,以改變該實際狀態,以使得在使用來自該EUV輻射源的EUV輻射進行照射的情況下,在該照明場中的該照明輻射滿足該照明規格,其特徵在於:該等反射鏡模組的其中至少一者具有一反射鏡表面,在該反射鏡表面上施加一IR繞射結構,其係設計為使得入射輻射的來自紅外線範圍的至少一部分被繞射出該照明光束路徑;以及使用具有來自可見光譜範圍的一波長λ的量測光,其中該量測光的該波長λ係選擇使得在該IR繞射結構處所繞射的更高階的量測光被實質地抑制。
- 如申請專利範圍第1項所述的方法,其特徵在於該IR繞射結構具有一繞射光柵,其具有一光柵深度d,且該量測光的該波長λ係選擇使得該光柵深度實質地對應於該量測光的該波長的半整數倍,使得基本上滿足條件(d/cos(α)=d=n.λ/2),其中α為該量測光入射在該IR繞射結構上時的入射角,且n為整數。
- 如申請專利範圍第1項或第2項所述的方法,其特徵在於在以一選定波長的量測光進行一量測的過程中,該量測光的一光譜帶寬小於2nm。
- 如前述申請專利範圍的其中任一項所述的方法,其特徵在於在量測光的輸入耦合期間,設定耦合進入的量測光進入該照明光束路徑的不同光束角度,其中不同波長的量測光係用於多個個別的照明通道或具有多個相似光束角度的兩個或更多照明通道的多個子群組。
- 如前述申請專利範圍的其中任一項所述的方法,其特徵在於在以不同波長的量測光進行量測的過程中,使用具有至少為20nm的一帶寬的量測光的一光譜範圍。
- 如前述申請專利範圍的其中任一項所述的方法,其特徵在於使用可連續變化地調整或可逐步地調整的一量測光源模組以產生該量測光。
- 如申請專利範圍第6項所述的方法,其特徵在於該量測光源模組具有一可調的主要量測光源,特別是一雷射光光源,或者該量測光源模組具有一寬帶主要量測光源和用於波長選擇的一下游可調整裝置。
- 如申請專利範圍第6項或第7項所述的方法,其特徵在於經由較佳為可撓性的一光波導將該量測光從該量測光源模組的一出射平面導引至該源位置。
- 一種用於一EUV裝置的照明系統,其中該照明系統係實施為在該EUV裝置的操作期間在一入射平面中的一源位置處接收一EUV輻射源的EUV輻射,並從該接收的EUV輻射的至少一部分來形成照明輻射,該照明輻射係導向至在該照明系統的一出射平面中的一照明場且在該照明場中滿足一照明規格,其包含:複數個反射鏡模組,其安裝在為該等反射鏡模組提供的該照明系統的多個安裝位置,並定義從該源位置延伸到該照明場的一照明光束路徑,其中該等反射鏡模組的其中至少一者具有一反射鏡表面,在該反射鏡表面上施加一IR繞射結構,其係設計為使得入射輻射的來自紅外線範圍的至少一部分被繞射出該照明光束路徑;其特徵在於用於量測多個量測值的一量測系統的多個整合組件,該等量測值包含用以決定與該等反射鏡模組相關聯的該等相應安裝位置中的該等反射鏡模組的多個定位的資訊,其中該量測系統組態以在該照明光束路徑的一第一反射鏡模組上游的一輸入耦合位置處,將量測光耦合至該照明光束路徑,並在該量測光在該照明光束路徑的每一該反射鏡模組處反射後進行偵測。
- 如申請專利範圍第9項所述的照明系統,其特徵在於該量測系統具有一量測光源模組,其可連續變化地調整或可逐步地調整,以產生具有來自可見光譜範圍的一波長的量測光。
- 如申請專利範圍第10項所述的照明系統,其特徵在於該量測光源模組在一入射平面中具有一主要量測光源,且用以將該主要量測光源成像至一次要量測光源的一4f成像系統係設置於與該入射平面共軛的一出射平面中的該主要量測光源的下游,其中一可傾斜干涉濾波器配置於該入射平面和該出射平面之間的一傅立葉平面中。
- 如申請專利範圍第10項或第11項所述的照明系統,其特徵在於該量測光源模組係組態使得可設定該量測光進入該照明光束路徑的不同光束角度,其中可針對多個個別個照明通道或具有多個相似光束角度的兩個或更多照明通道的多個子群組設定該量測光的不同波長。
- 如申請專利範圍第10項、第11項、或第12項所述的照明系統,其中該量測光源模組在一入射平面中具有一主要量測光源,且用以將該主要量測光源成像至一次要量測光源的一4f成像系統係設置於與該入射平面共軛的一出射平面中的該主要量測光源的下游,其中在該入射平面和該出射平面之間的一傅立葉平面中配置有一光闌,該光闌可橫向於該成像系統的該光軸移動並具有用於量測光的一通孔。
- 如申請專利範圍第9項至第13項的其中任一項所述的照明系統,其中該量測系統係組態以執行根據申請專利範圍第1項至第8項中的任一項所述的方法。
- 一種可交換量測光源模組,其組態為與一EUV裝置的一照明系統分開提供的一獨立功能模組,並組態為與該照明系統功能連接或從照明系統中移除,該量測光源模組包含一或多個以下特徵:(i)該量測光源模組為可連續可變地調整或可逐步地調整,以產生具有來自可見光譜範圍的一波長的量測光;(ii)該量測光源模組在一入射平面中具有一主要量測光源,且用以將該主要量測光源成像至一次要量測光源的一4f成像系統設置於與該入射平面共軛的一出射平面中的該主要量測光源的下游,其中在該入射平面和該出射平面之間的一傅立葉平面中配置有一可傾斜干涉濾波器;以及(iii)該量測光源模組係組態使得可設定該量測光進入該照明光束路徑的不同光束角度,其中可針對多個個別個照明通道或具有多個相似光束角度的兩個或更多照明通道的多個子群組設定該量測光的不同波長。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE102018216870.9 | 2018-10-01 | ||
DE102018216870.9A DE102018216870A1 (de) | 2018-10-01 | 2018-10-01 | Verfahren zum Herstellen eines Beleuchtungssystems für eine EUV-Anlage |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
TW202022502A true TW202022502A (zh) | 2020-06-16 |
TWI815984B TWI815984B (zh) | 2023-09-21 |
Family
ID=68062917
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
TW108135538A TWI815984B (zh) | 2018-10-01 | 2019-10-01 | 製造用於euv裝置的照明系統的方法 |
Country Status (5)
Country | Link |
---|---|
KR (1) | KR102549403B1 (zh) |
CN (1) | CN112805624A (zh) |
DE (1) | DE102018216870A1 (zh) |
TW (1) | TWI815984B (zh) |
WO (1) | WO2020069870A1 (zh) |
Families Citing this family (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR20230037817A (ko) | 2021-09-10 | 2023-03-17 | 주식회사 이솔 | 다층막 반사형 존플레이트를 이용한 euv용 조명 장치 및 그 제조방법 |
KR20230054028A (ko) | 2021-10-15 | 2023-04-24 | 주식회사 이솔 | 다층막 반사형 존플레이트를 이용한 euv 마스크 검사장치 |
DE102021213327B3 (de) | 2021-11-26 | 2023-03-16 | Carl Zeiss Smt Gmbh | Metrologiesystem zur Untersuchung von Objekten mit EUV-Messlicht |
KR20240007006A (ko) | 2022-07-07 | 2024-01-16 | 주식회사 이솔 | 프리폼 조명계가 구현된 고성능 euv 현미경 장치 |
Family Cites Families (13)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE10138313A1 (de) | 2001-01-23 | 2002-07-25 | Zeiss Carl | Kollektor für Beleuchtugnssysteme mit einer Wellenlänge < 193 nm |
WO2004031854A2 (de) | 2002-09-30 | 2004-04-15 | Carl Zeiss Smt Ag | Beleuchtungssystem für eine wellenlänge ≤ 193 nm mit sensoren zur bestimmung der ausleuchtung |
JP2006128439A (ja) | 2004-10-29 | 2006-05-18 | Canon Inc | 露光装置及びデバイス製造方法 |
WO2010049020A1 (de) * | 2008-10-31 | 2010-05-06 | Carl Zeiss Smt Ag | Beleuchtungsoptik für die euv-mikrolithographie |
DE102009044462A1 (de) * | 2009-11-06 | 2011-01-05 | Carl Zeiss Smt Ag | Optisches Element, Beleuchtungssystem und Projektionsbelichtungsanlage |
JP5637702B2 (ja) * | 2010-03-09 | 2014-12-10 | キヤノン株式会社 | 露光装置およびデバイス製造方法 |
DE102010002822A1 (de) * | 2010-03-12 | 2011-09-15 | Carl Zeiss Smt Gmbh | Beleuchtungssystem für eine Mikrolithographie-Projektionsbelichtungsanlage |
DE102010029765A1 (de) * | 2010-06-08 | 2011-12-08 | Carl Zeiss Smt Gmbh | Beleuchtungsoptik für die EUV-Projektionslithografie |
DE102010041298A1 (de) * | 2010-09-24 | 2012-03-29 | Carl Zeiss Smt Gmbh | EUV-Mikrolithographie-Projektionsbelichtungsanlage mit einer Heizlichtquelle |
DE102011082065A1 (de) * | 2011-09-02 | 2012-09-27 | Carl Zeiss Smt Gmbh | Spiegel-Array |
DE102012010093A1 (de) * | 2012-05-23 | 2013-11-28 | Carl Zeiss Smt Gmbh | Facettenspiegel |
WO2016128029A1 (en) * | 2015-02-10 | 2016-08-18 | Carl Zeiss Smt Gmbh | Euv multilayer mirror, optical system including a multilayer mirror and method of manufacturing a multilayer mirror |
DE102016203990A1 (de) * | 2016-03-10 | 2017-09-14 | Carl Zeiss Smt Gmbh | Verfahren zum Herstellen eines Beleuchtungssystems für eine EUV-Projektionsbelichtungsanlage, Beleuchtungssystem und Messverfahren |
-
2018
- 2018-10-01 DE DE102018216870.9A patent/DE102018216870A1/de not_active Ceased
-
2019
- 2019-09-18 KR KR1020217009216A patent/KR102549403B1/ko active IP Right Grant
- 2019-09-18 CN CN201980065292.8A patent/CN112805624A/zh active Pending
- 2019-09-18 WO PCT/EP2019/075037 patent/WO2020069870A1/en active Application Filing
- 2019-10-01 TW TW108135538A patent/TWI815984B/zh active
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
KR102549403B1 (ko) | 2023-06-30 |
DE102018216870A1 (de) | 2020-04-02 |
KR20210043701A (ko) | 2021-04-21 |
TWI815984B (zh) | 2023-09-21 |
CN112805624A (zh) | 2021-05-14 |
WO2020069870A1 (en) | 2020-04-09 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
TWI815984B (zh) | 製造用於euv裝置的照明系統的方法 | |
EP0500393B2 (en) | Imaging method for manufacture of microdevices | |
KR101944122B1 (ko) | Euv 투영 노광 시스템용 미러, 광학 시스템 및 부품을 생산하는 방법 | |
JP2015519009A (ja) | ファセットミラー | |
JPH1154426A (ja) | 照明装置及びそれを用いた投影露光装置 | |
JP2015519009A5 (zh) | ||
KR20090112663A (ko) | 조사 강도 분포 측정 장치 및 측정 방법 | |
KR100756139B1 (ko) | 노광장치 및 그것을 이용한 디바이스의 제조방법 | |
CN111656284B (zh) | 曝光装置及曝光方法 | |
US11561467B1 (en) | Reflectivity and transmittance measuring device of EUV mask and EUV pellicle | |
US8854605B2 (en) | Illumination optical system, exposure apparatus, and device fabrication method | |
TWI790304B (zh) | 修復用於euv裝置之照明系統的方法以及偵測器模組 | |
JP3210123B2 (ja) | 結像方法及び該方法を用いたデバイス製造方法 | |
JPH04267515A (ja) | 像投影方法、回路製造方法及び投影露光装置 | |
US8305560B2 (en) | Exposure apparatus, device manufacturing method, and aperture stop manufacturing method | |
US20100110407A1 (en) | Illumination optical system and exposure apparatus | |
JP2007142361A (ja) | 露光装置及びデバイス製造方法 | |
JP2579416B2 (ja) | リソグラフィ用の光学系 | |
US11898970B2 (en) | EUV mask inspection device using multilayer reflection zone plate | |
JP3275269B2 (ja) | 露光装置、デバイス製造方法、及び該方法で製造されたデバイス | |
TWI797466B (zh) | 曝光裝置及物品的製造方法 | |
TW202109205A (zh) | 用於euv裝置的照明系統與修復照明系統的方法 | |
CN114365045B (zh) | 曝光装置和制造物品的方法 | |
JPH05335208A (ja) | 投影露光装置 | |
KR960006686B1 (ko) | 노광장치 및 디바이스 제조방법 |