TW565706B - Reflective projection lens for EUV-photolithography - Google Patents

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A7 B7 五、發明説明（ 1·發明範圍 本發明關於使用極遠紫外光（EUV)光譜區的電磁輻射之一 種投影透鏡用來使安排在物鏡平面之圖紋成像在影像平面 上。 2·技藝狀態說明 使用在投影曝光系統型式上的投影透鏡被用來製造半導體 裝置與其他型式的微裝置及用來投影圖紋在光罩上或光罩: 上，其在文中將使用通常的術語稱為”光罩，，（masks)或，，光罩 板"(reticles)，在一具有一極高解析度的光敏感塗層之物件 上。 為了達到創造更細的結構，正追求各種方式以增進投影透 鏡的解析能力。已知解析能力可以利用增加投影透鏡的影像 邊數值孔徑（NA)來改進。另外的方式是使用短波長電磁輻 射。 然而，利用增加數值孔徑增進解析度有許多缺點。主要缺 點是得到的聚焦深度（DOF)隨數值孔徑增加而減少，其缺點 是因為，例如，在檢視要建構的基板最大可獲得平坦度及機 械容忍度方面，至少需要一微米等級的聚焦深度。因此已發 展操作在適當的數值孔徑的系統及利用極遠紫外光（E U V)光 瑨區的短波長電磁輻射大大增進解析能力。在EUV光微影 蝕刻的例子使用的操作波長是134 nm，在i μη1等級的典銮 聚焦深度，對ΝΑ = 01的數值孔徑，理論上可得到01 μπ1 等級的解析度。 · 已知極遠紫外光（EUV)光譜區的輻射不能使用折射光學元 4 A7

五、發明説明（ 件聚焦，因為包含短波長之輕射合、 學材料吸收。具有許多成像二：破已知在長波長透明的光 平面與影像平面之_反射“2,具衫排在其物件 面或凸面鏡因而被使 、▲义義一投影透鏡光軸的凹 膜層典型地是氣古 光微影蝕刻。所使用的反射 、饲’例如，|目及合 使用在㈣光微影触刻的、勺交互2之多層塗層。 具有均勻膜厚的㈣ 透鏡具有四個面鏡’每個 另一 £UV法輿办 曰焉在美國專利5,973,820中。 ，手统1有最:錢刻系統表示在美國專利5，153,898中。 合；It"㈣鏡，至少其中之—具有非球面反射表 ，二屛且古1^的多層反射膜層材料的許多組合被陳 述。运些層具有均勻厚度。 雖然具有均勻厚度的反射膜層相當容易沉積，在成像系統 的例子中’其使用在那些應用面鏡區域上的輕射進入角度， 或入射角度改常常產生高反射損失，因此要最佳化這些 層的厚度以對應—特定選擇的人射角度，或僅人射角的-狹 窄範圍。其另一缺點是非均勻瞳孔輻射度其引起一遠心誤 差（構相關或場相關的解析極限(稱為”Η-ν差異"或，，CD變 化’，），及通常導致縮小製程窗口。 具有梯度反射膜層的面鏡之反射Euv成像系統其特徵也 是已知（比較美國專利5,9 π，85 8)具有一相對於整個系統的 光軸為旋轉對稱之膜厚梯度。使用梯度反射膜層容許達到入 射角度在某種範圍間反射強度更均勻的分布。 光微影蝕刻設備，或步進機，使用兩種不同方法用來投影 一光罩在一基材上，稱為”步進及重覆”方法與”步進及掃描” -5- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐) 咖706

万法、。在”步進及重覆，，方法中，使用存在光罩板上的全部圖 、、又輪暴光大面積的基材。該結合的投影光學因此具有一足 夠大的影像場料將整個光罩成像在基材上。祕材在每次 曝光及重聽光步驟之後被轉譯。在步進及掃描方法中，其 在又中為較佳方法，在光罩上的圖紋經—可移動的狹縫掃描 在土材上其中咸光罩及狹縫以等於投影透鏡放大率比率之 速率同步地轉譯在相反方向。 發明概述 、本毛明目的是提供一操作在高數值孔徑的EUV投影透 、竞·為數值孔徑沿所有成像方向容許大的校正變形 (、rtlon)疾差，及提供足夠地對稱的，高強度，影像場 的…、明，而維持適當品質的成像。特別地，從光學觀點，一 投〜透叙代表波前誤差，變形，總透射度，場均勻性，及均 勻的瞳孔輻射度間之合理妥協的設計。 一本發明達成該目的是使用極遠紫外光（EUV)光譜區的電磁 軲射利用一投影透鏡用來將一安排在一物件平面之圖紋成像 在一影像平面上，其中具有反射膜層的許多成像面鏡及定義 才又影透鏡的光軸被安排在物件平面與影像平面之間，其中 至少那些面鏡之一具有一偏心的，梯度的，反射膜層具有一 相對於膜層軸為旋轉對稱的膜厚梯度，其中該膜層軸相對於 投影透鏡的光軸安排成偏心地。 本毛月^疋供之梯度的偏心’旋轉地對稱的，反射膜層相對 於整個系統之光軸產生一增加的自由度用來最佳化投影透鏡 的光學特性，其是傳統系統所缺乏的，其中應該要考慮的 -6 - 本紙張尺度適用中規格(21〇x 297?石 裝 訂

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五、發明説明（4 ) EUV投影系統之設計，或光學佈局可以粗略分別成兩個， 連續的，步騾。第一步驟是使用一電腦及適當的光學設計軟 體’適當地容許傳統準則，如波前波程差，變形，組装條 件’製造條件等最佳化該未塗佈面鏡基材的佈局及設計。接 著計算該反射膜層及重新計算該設計，適當地考慮這些反射 膜層。該膜層有效地被”黏上”未塗佈的基材上，其通常導致 成像的功能比未塗佈的光學系統差，其一般而言，除非該系 統接著重新蕞佳化，否則將不能忍受。 在其他事情之間，重新最佳化應該考慮由反射膜層引起之 波别波程差及波前旁波瓣抑制（apodization)。所含的競爭 效應主要是總系統透射度及場均勻度。已知這些關鍵性質常 常受有效的設計修正種類以相反的方式影響。提供適當總透 射度及適當場均勻度之好的折衷方案是使用偏心的，旋轉對 稱的’反射膜層可以特別地順利獲得，其中通常已知提供偏 心的’梯度的，反射膜層對總透射度是特別地有利。另一方 面’場均勻度利用位於光軸中心的反射膜層是有利的。 個別反射表面的角度範圍計算，特別地，從真正利用（它 們的’’足跡”）的每個面鏡的面積，在它們的表面每一點的平 均入射角度及在它們的表面每一點的角度寬度，或入射角範 圍可以被導出，通常用做該重新最佳化的起點。該數據的特 別重要項目是平均入射角度及入射角範圍（角度寬）。 因為反射膜層使用在EUV系統上的主要目的是盡可能反 射入射電磁輻射，對最大的反射率可以最佳化設計，其中從 角度範圍計算得到的每一點之平均入射角度可以被要求及用 本紙張尺度適用中國國家檩準(CNS) A4規格(21〇X297公釐) 565706 A7 B7 五、發明説明（5 ) ^ 一 做計算需要最佳化反射率膜厚的基礎。其中該進行的方式將 大大地受物件場形狀所決定’其中，在較佳具體實施例的例 子中，是一環形片段。 已知提供至少該面鏡具有最大入射角範圍的好處，即最大 角度寬，具有一偏心的，梯度的，反射膜層。本發明根據認 知使用一定膜厚引起系統上入射角在其反射的區段大大改變 之大量反射率抽失，因此具有一定厚度的膜層對特定選擇的 入射角，或僅對一狹窄範圍的入射角可以被最佳化。在高孔 徑系統這是特別地一個問題，例如，NA > 〇 2的系統，因 為在這些面鏡的入射角度主要受其數值孔徑所決定。因為那 些具有最大範圍入射角的面鏡已被確定，設計修正，如偏軸 移位一旋轉地反射的膜層，將容許高度有效地整理系統的成 像特性。 、在-較佳具體實施例的情形中，具有最大範圍人射角的面 鏡之入射角範圍延伸至角度小於5。至1〇。及角度超過ι〇。至 1 5 /函盖的入射角範圍可以，例如，從約1。至1 7。的範 圍。 、在一反射系統被最佳化至極高總透射度及場均勻度不重要 或，演-小角色的例予中，其可以是有利的使用至少那些具 有最大入射角範圍的面鏡之―，具有一偏心的，梯度的，反 射膜層其膜厚梯度可以在徑向被最佳化以致它們對使用在 @盖入射角的全部範圍的輕射將具有高度反射性。炊而 包含複雜最佳化例子中，其可以變成使用已經最佳化 射性的膜層將取代⑽到起•域最小化之系統致使達:其 -8- 565706 A7 B7 五、發明説明（6 ) 最小化而不再自動地設定位置，其可能導致一新設計，而不 是一重新最佳化的設計。 因為使用單獨的，偏心的，梯度的，反射膜層在一反射的 系統，除了所需的有利效果外，也可能不利地影響成像功 能，一較佳具體實施例具有一面鏡其具有第一，偏心的，梯 度的，反射膜層及至少一種其他面鏡具有第二，偏心的，梯 度的，反射膜層其偏心，膜厚梯度等等已經適應於彼此組合 以致其反射膜層對某些成像誤差的貢獻至少部份被補償，其 中沿著橫向掃描方向（X方向）的變形將特別的重要，因為， 對該種變形，從沿著正交的y方向掃描沒有補償的效果。在 較佳具體實施例的情形，因此建構其反射膜層的偏心以致其 膜層軸相對於沿y方向的投影透鏡光軸是偏心的，y方向在一 掃描器的例子，其是相對於掃描方向。 已知有利地提供其旋轉對稱的膜厚梯度之膜厚，d，具有 下列形式： d = d〇Xc2/(r-r0)2i (1) /=0 其中d〇是垂直入射（入射角0°)的最佳膜厚，rG是在x-y平面 相對於系統光轴的膜層軸之偏心度，r是在x-y平面的流動徑 向座標，參數c是多項式係數，及η是一整數。較佳的膜厚梯 度因此可以利用缺任一奇次項的二階多項式描述，特別地， 缺一線性項，其最簡單的例子，例如，可以是一拋物線。 一較佳投影透鏡結合在其物件平面與影像平面之間具有六 片面鏡之具體實施例將被詳細說明。跟隨其物件平面的第五 -9 - 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) Α4規格(210 X 297公釐） 565706 A7 〜~__B7 五、發明說明（7 ) ^ 面鏡是具最大入射角範圍的面鏡。在已最佳化為最大反射度 系統之例子，該面鏡可以具有一偏心的，梯度的，反射膜 層。在其他具體實施例的情形，所提供具有偏心的，梯度 的，反射膜層的許多面鏡已彼此組合以致它們的瞳孔輻射度 刀布貫際上是旋轉對稱。在此較佳的是兩個，及不大於四 個，如此的面鏡，因為側向膜厚梯度是難以沉積。至少提供 的忒第五面鏡具有偏心的，梯度的，反射膜層為了容許同時 地取佳化許多合格準則，特別地，總透射度及變形。 當至少位於第五面鏡之前的那些面鏡之一，例如，第三戋 第四面鏡，也具有一偏心的，梯度的，反射的膜層時，達成 特別有利的結果，其中階梯狀的，梯度的，反射膜層兩者的 膜厚梯度之旋轉軸平行光軸被偏心地取代，以致沿橫向掃描 方向其個別貢獻於變形至少部份地彼此補償。 前述及其他特徵從申請專利範圍與從說明及附圖兩者將是 明顯的，其中包含的個別特徵代表可單獨專利或許多其中出 現在本發明具體實施例以及已在其他領域完成的次集合組成 的該形式，及其本身可被專利的有利具體實施例之特徵。# 附圖描述： @ 圖1 圖式一具有六片面鏡的EUV投影透鏡之具體實施例的 縱向截面圖； 圖2 圖式表示對在其對稱軸上一場點的投影透鏡出目童的透 射度分布，該例中具有一定膜厚之反射膜層被用在& 所有面鏡上； ^ 圖3 對在其環形場邊緣之一場點的出瞳之一結合透射户八 10- 565706 A7 B7 五、發明説明（8 ) 布； 圖4 涵蓋其成像場之透射度分布圖，該例中使用具有一定 膜厚之反射膜層； 圖5 圖式表示對在其對稱軸上一場點的投影透鏡出瞳的透 射度分布，該例中其面鏡之一具有一偏心的，梯度 的，反射膜層； 圖6 對在其環形場邊緣之一場點的出瞳之一結合透射度分 布； 圖7 涵蓋其成像場之透射度分布圖，該例中使用一偏心 的，梯度的，反射膜層； 圖8 圖式表示對在其對稱軸上一場點的投影透鏡出瞳的透 射度分布，該例中其面鏡之一具有一偏心的，梯度 的，反射膜層； 圖9 對在其環形場邊緣之一場點的出瞳之一結合透射度分 布； 圖10 涵蓋一投影透鏡成像場之透射度分布圖，該例中其面 鏡之一具有一中心的，梯度的，反射膜層； 圖11 圖式表示對在其對稱軸上一場點的投影透鏡出瞳的透 射度分布，該例中其具有中心的，梯度的，反射膜層 面鏡中之二片面鏡已適合彼此組合以為實質上產生旋 轉對稱的瞳孔輻射度分布； 圖12 對在其環形場邊緣之一場點的出瞳之一結合透射度分 布； 圖13 圖式表示對在其對稱軸上一場點的投影透鏡出瞳的透 -11 - 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210X 297公釐)

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565706 A7 _ __ B7_ 五、發明説明（9 ) — 射度分布，該例中其面鏡中之二片面鏡具有一中心 的，梯度的，反射膜層； 圖14圖式表示對在其對稱軸上一場點的投影透鏡出瞳的透 射度分布，該例中其面鏡中之二片面鏡具有偏心的， 梯度的，反射膜層，其中該反射膜層的偏心已適合彼 此組合以為對抗其個別的變形貢獻； 圖15對在其環形場邊緣之一場點的出瞳之—結合透射度分 布；及 圖16涵蓋一投影透鏡成像場之透射度分布圖，該例中其面 鏡中之二片面鏡具有一中心的，梯度的，反射膜層， 以為對抗其個別的變形貢獻。 下面本發明主要原理的說明，術語π光軸，，將表示一直線< 一串通過包含光學元件曲率的順軸中心，其中，在此說明的 具體實施例之情形，是除了具有曲度的反射表面之面鏡所組 成者。在文中所提那些實施例的情形中，包含的物件是帶有 一積體電路圖紋或某些其他圖紋，如栅門，之光罩丨光罩 板）。在文中所提那些實施例的情形中，其影像被投影在塗 佈一層光阻以用做基材之晶圓上，而也可包括其他型式的美 材，如液晶顯示器元件或光柵用基材。 一典型的EUV投影透鏡1之佈局根據一較佳具體實施例如 圖1所示。其用來投影一圖紋影像在一光罩板上或將在物件 平面2中相似配置的圖紋以一縮小尺寸，例如，4 ·· 1，投影到 與物件平面平行排列之影像平面3之上。成像是利用來自極 遠紫外光（EUV)光譜區的電磁輻射，特別地，一操作波長約 -12- 本紙張尺度適用ί國國家標準(CNS) Α4規格(210X297公釐) " ----- 裝 訂

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A7 B7 3.4 nm總共六片面鏡4_9具有彎曲反射表面，及此成 相互地軸向配置在物件平面2與影像平面3之間以致其 、我八同的光輪10與影像平面及物件平面正交。那些面鏡 勺基材八有旋轉對稱的，非球面的表面型貌，其對稱軸 人其共同物理轴1〇相同。該六面鏡系統，其已設計來操作在 ^進與#純式以及以__環形場操作，對—具有典型場 尺寸2 mm X 26 mm的環形場達到數值孔徑，NA，NA = 0.25 〇 系從圖1看到，從一照射系統出來的光（未表示出），該 ^、先包括射線光源起初射擊一配置在從相對於影像的 ^件平面2之側邊的物件平面2中的反射光罩。光被該光罩反 擊具有面向物件的凹反射表面之第-面鏡4，其反射光 幸里微縮小，到i^ 4的 運罘二面鏡5。該第二面鏡5具有面向第一面鏡 6。、二，射表面，其以收叙光束的型式反射照射至第三面鏡 梦7 ^第一面鏡6具有凸反射表面反射離軸入射輻射至第四面 2 其為一面鏡區段位在遠離光軸位置及反射入射輻射至 Η置在衫像平面3附近之第五面鏡8，其形成一真實中間影像 射入後者的面鏡具有一凸反射表面面向遠離影像平面，其反 面=射，發散輻射至具有凹反射表面面對影像平面3之第六 其反射入射輻射及將其聚焦在影像平面3上。 層所有面鏡4-9的反射表面在其上有沉積增強反射之反射膜 、丄在較佳具體實施例的情形中，這些膜層，例如，約四十 對又互層的堆疊，每對包括一層矽與一層鉬。· 1、 以表的形式總結表示設計，其中第一列列出反射的數 -13- (CNS) A4規格(210X297公釐） 裝 訂

565706 A7 B7 五、發明説明（11 ) 目，或者所包含的設計表面，其第二列列出那些表面的半徑 [mm]，及第三列列出所包含的個別表面與下一表面間之距 離[mm] 〇 -14- 本紙張尺度適用中國國家標準iCNS) A4規格（210 X 297公鰲） 565706 A7 B7 五、發明説明（12 763」i1 $ 1·005Ε§ 0·§Ε+00 0 0 1§Ei 0·§Ε§ 0 0 5.01δ67Ε·10ά·68517Ε，Ι: ·3.$0956Ε·15 ώ.37523εΛ6 产 7im.20 ·7·38993ε,21 ,1·15371Ε·Κ·2·26675Ε·25 2·35510Ε,29ώ68225φ30

Ml •107S.666S,50as 議 P129826 5:2 10S.2633B 59N994217 <b.i42 M3 355.429333 ·2δ·021453 0.000§ ώ947δΕ·10 1.08954Φ1 么 ·1·552ΛδΕ·18 l.liE.22 •3.s1a4G.27 1·577Ε§ ώ,.062ΓΠώΒ 0 3159.89 Μ4 as.293287 S7.514737 P7S355 *·056δοΕ·10 ·1·14β20ε_15 ·3·&4576ε·20 2.50168ε·25 •1.67219Ε.30 1010S0 0.§m+8 0 0 1oa5E+oo 1.§Ε4ο0 *·996Ε·06Ρ§Ε§ 0 0 14.5538 0 2:5 549J21B427 •437Λ85791 Ρ000227 5foe599§ 1.32773Φ13 •2CO1SE-18 6.32401ΓΠ.22 -6·§63ε,26 26 535·9'6002 461.268511 0.600CO6 6_53Ε·11 307601Φ16 1·315β8ε.21 1ίοδ6βδε·27 7Λ5365&32 $ 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) Α4規格(210X 297公釐） 565706 A7

、、：選人::徑的代數符號以致正號相對於反射表面的曲率中 n於像平面邊。其第四至第九列以,,A"至"e，，表示’列 出=球面，射表面的㈣面係數。其可見到所有反射表面是 玉面地彎曲。該非球面表面可以使用下列方程式計算： P(h) = [((l/r)h2)/(l + SQRT(1-(1 + K)(l/r)2h2)) + Ah4+ Bh6 + 其中^是其曲率及h是在其表面上-點離光軸的距離。p(h) 因此代表在其表面上一點離沿z方向，即沿光軸，其表面上 的反射點之徑向距離。常數K，A，B等等列在表i。 接著列在列中的係數C0，C2，xde，及yde描述反射膜層 的fe厚梯度，在一較佳具體實施例中，根據出現在方程式工 之公式，已應用至個別面鏡，已在上面說明，其中 r〇 = 〇 所選擇反射膜層具有對投影透鏡成像功能的影響現在將以 許多階段討論。 那些反射膜層的計算設計在邊界條件下實施，即每個使用 的膜層設計應該僅容許穿透波前變形到該點其整體系統特徵 的局部最小將不被取代，其已知當系統基本設計是被發展用 在未塗佈基材的情形時，其中較高階波前誤差幾乎不發生。 王要影響是變形與不聚焦。除了波前，例如，Zernike的說 明’沿掃描方向，y方向的係數與變形，及橫向掃描方向，X 方向’使用至該膜層設計的品質準則是場均勻與瞳孔旁波缉 抑制。系統設計與製造特性與那些具有未塗佈基材的基本咬 計比較實質上仍舊未改變。 -16 -

本紙張尺度it财S ®家檩準(CNS) A4規格(⑽χ 297公釐) 565706 五、發明説明

我們將以說明一投爭、表▲、上ϊ々 心透鏡為出發，所有具有一定膜厚的5 射膜層’其中從所有面# & _ $面鉍入射角範圍計算的平均入射角I古 用的，其中該平均入舢& — 疋有 射角應該經全部使用的表面計算。撻 計算結合的最佳的膜p A ^ 安者 一已知方式插入一紝八从义紅、 及以 …〇的塗層設計。這些均勻厚膜的 響是沿掃描方向的闳今& 变衫 曰疋 、 〇固义影像偏離，伴隨可容易辨別的失隹 涊第1¾次差可以重新最佳化加以校正。以其根均方: 值設計的波前像差約㈣些用未塗佈膜層的㈣ 1 20%。 意 裝 圖2及S示在才又景，透鏡的圓形出瞳兩場點之照射分会 圖，圖2、，曰氣在系統對稱轴上-場點的分布，圖3緣製在其戸 形場邊緣上-場點的分布。該百分比陳述在投影透鏡入口 = 射度之&定#。由於其_定的膜厚，對平行絲之任何轴 是旋轉對㈣，在鱗系統錢用膜層的旋轉對稱中，該兩 照射分布僅在對於出瞳軸的旋轉是不同的。該旋轉角包含來 自物件平面或影像平面中場點位置的結果。 線 這些圖π表示發生一明顯的瞳孔旁波瓣抑制。該整個瞳孔 的輻射度水準從約3%至14%。那些具有不同瞳孔輻射度的 區域在圖2及3以一定強度的等高線表示。其中心位在出瞳外 的這些为布之特殊形式將引起水平與垂直外觀臨界尺寸（CD 值）間大的差異（h-v-差異）。圖4圖示地描繪整個場的透射度 分布。雖然沿掃描方向的變化，相對於圖中y軸，由於掃描 的累積效應沒有重要不利的影響，垂直於掃描方向的非均勻 性’即橫向掃描方向，或X方向，是反應整個場的CD變化。 -17- 本紙張尺度適用中國國家檫準(CNS) A4規格(21〇x297公釐） 565706 A7 B7 五、發明説明（15 ) 然而，以在光罩板的輻射分布衡量該輻射度分布將容許達到 動態均勻度約1%，其可適合許多形式的應用。在所示實施 例的情形，平均透射度約13%，以使用簡單反射膜層來看其 代表一極南值。 在圖1所示設計的情形，接近影像的第五面鏡8在其整個使 用的反射表面是具有最大平均入射角變化的面鏡，其中’’入 射角’’定義為輻射撞擊表面之該位置的入射輻射方向與垂直 其反射表面間之角度。該入射角包含範圍從約1°至17°。以 具有一定厚度的膜層塗佈該面鏡將引起相當高的反射損失。 裝 在高反射度與可接受的波前校正之間可以利用提供至少該 面鏡8具有一旋轉對稱的，梯度的，反射膜層而其膜厚梯度 可以方程式1描述，來達成一有利的妥協。 已知為了大大改善反射度其可以足夠採用沿對稱軸的膜厚 梯度以適合所包含的平均入射角。

線 其通常是一線性梯度及可以良好適當使用方程式1的多項 式，假如可以容忍一相對的偏心度（Γπ〇)。圖5及6代表在出 瞳產生一高的平均透射度，例如13.7 %，的強度分布圖，該 透射度具有從約12%至約14%的變化，其因此遠小於上面說 明具有一定膜厚的多層塗層。然而，圖7所示場均勻度，其 具有約2.5%變化，是些許比具有一定膜厚的膜層之情形 差。然而，該型式的多層塗層具有側向膜厚梯度，適於使用 在例外的情形僅僅由於其沿橫向掃描方向（X方向）相當高的 變形，因為掃描沒產生補償該變形的影響。 我們已能指出沿橫向掃描方向的變形主要歸因於在第五面 -18- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) Α4規格(210 X 297公釐） 565706 A7 B7 ___._ 五、發明説明（16 ) 鏡8上之梯度反射膜層的偏心度。因此可以藉保持包含的偏 心度較小或安排梯度反射膜層使其相對於光軸是旋轉地對稱 來減少該效應。使用一偏心的，梯度的，反射膜層在第五面 鏡上之設計的典型光學特性表示在圖8至1 〇。其可看到瞳孔 旁波瓣抑制，其在瞳孔#附近約8 %及在瞳孔軸邊緣約 14%，是相當大。然而，其相對於瞳孔軸是旋轉地對稱及因 此也與場點無關，其因此也馬上產生在圖10中所示整個場區 近乎完美的均勻度（< 0.4%)。該總透射度，12%，小於考慮 下之設計。 根據圖11至13，另一具體實施例已被最佳化產生一旋轉 對稱瞳孔旁波瓣抑制，現在將說明。在該具體實施例的情 形，已使用偏心的，梯度的，反射膜層至兩個面鏡，稱為第 五面鏡8，其具有最大範圍的入射角，及使用至第六面鏡9其 被於安排在其之前的光學路徑中。這些面鏡的中心膜厚梯度 適應地彼此組合以致瞳孔旁波瓣抑制大大地旋轉對稱，如圖 8至1 0所示具體實施例的情形。然而，不像該具體實施例， 在本例中，瞳孔旁波瓣抑制在整個出瞳呈現較小的絕對變 化’與其中使用一單獨的，偏心的，梯度的，反射膜層的情 形相比，其大大改善照射均勻度。如可以從圖丨丨至丨3看 到，在出瞳的照射變化，其僅從約13·4%至約15·6%的範 圍，遠小於恰使用一單獨的，偏心的，梯度的，反射膜層 (比較圖8至1 〇)的具體實施例的相對應變化。進一步，其線 透射度，約14.7 %，遠比後者的具體實施例佳及其場均勻 度，其小於0.4%，近乎完美的（與圖13比較）。其旋轉對稱 -19-

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出瞳利用製作在其第三與第五面鏡上之膜層的膜厚梯度而達 成。本實施例表示使用許多的，偏心的，梯度的，反射膜層 其膜厚梯度已適當地彼此組合將容許達到實質上旋轉對稱的 曈孔輻射度分布。 一具體實施例，根據圖14至16將說明容許總透射度與場 均勻度之間的妥協。為了校正因使用上面提到偏心多層塗層 所引起沿橫向掃描方向之變形，其較佳地被預知該朦層在許 多的，即至少兩個，面鏡的膜厚梯度將是偏心的及其倜別的 jt，對 偏心度將已適應於彼此組合以致它們部份地，或食部地 其貢獻在變形的補償。圖14至16提出一設計的特帙’其中 除了第五面鏡8與第六面鏡9之外，第三面鏡6也具有/偏方 的，梯度的，反射膜層。除了校正沿掃描方向之變形（殘㈤ 變形典型地小於1 nm)與可接受的波前校正（典型的rms 小於30 ιηλ)，該系統具有很高的總透射度約13.6%及 接受的靜態場均勻度，其被繪在圖16中約1.6%。該場均^ . ，/及因 度’當由知描運動累積’應該更小，約1 %或較小’ ’ 而更佳。其可從圖14與15看到這些膜層在瞳孔產生，勒射 度分布的梯度，其多少比其中使用偏心的，梯度的，反射f 層（比較圖8與9)的情形差。該變化包括從約9%奚14°/° Μ ^

圍。然而，該旁波瓣抑制既不完全也沒旋轉對稱，其巧D 反地影響遠心度及製程窗口。 對本領域内的專家，從本發明基本原理的說明蔣是w < 的，對使用在EUV顯微微影蝕刻投影透鏡設計的情形中’ 採用適當地使用與，假如需要，結合偏心的，梯度的’反’ -20- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐) 565706 A7 B7 五、發明説明（18 ) 膜層將容許總透射度與場均勻度之間好的妥協。因此特別地 有利是設計使用許多的，偏心的，梯度的，反射膜層，因為 使用該膜層適當的相對安排容許對其在成像誤差上，如變 形，不利影響的補償，而大大保留其好的總透射度。假如需 要，仍舊可以使用增加的，偏心的，梯度的，反射膜層消除 任何不能忍受的殘留誤差。例如，一偏心的梯度可以被使用 到第一面鏡以為了使在圖14與15中瞳孔可辨別的偏心度減 至最小，而沒有大大減低總透射度。 元件符號對照表 1 遠端紫外線 2 物件平面 3 影像平面 4,5,6,7,8,9 面鏡 10 光轴 11 真實中間影像 -21 - 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐)

Claims (1)

1. 565706 A8 B8 C8 D8 々、申請專利範圍

   裝 1. 一種使用極遠紫外光（EUV)光譜區的電磁輻射之投影透 鏡，用來使安排在物件平面之圖紋成像在影像平面上， 其中許多具有反射塗層的成像面鏡及定義投影透鏡的光 軸被安排在物件平面與影像平面之間，其中至少那些面 鏡之一具有一偏心的，梯度的反射塗層，該塗層具有相 對於塗層軸旋轉對稱的膜厚梯度，及其中該塗層軸相對 於投影透鏡的光軸是偏心地安排。 2. 如申請專利範圍第1項的投影透鏡，其中該面鏡被編號及 彼此相對安排以致每一面鏡可以被福射在一範圍的入射 角，其為該特定面鏡的特徵，其中至少具有最大入射角 範圍的該面鏡有一偏心的，梯度的，反射塗層。 3. 如申請專利範圍第1項的投影透鏡，其中面鏡之一具有第 一偏心的，梯度的，反射塗層及至少一其他的面鏡具有 第二偏心的，梯度的，反射塗層，其中那些第一，第二 偏心的，梯度的，反射塗層已適應於彼此組合以致其貢 獻至成像誤差，特別是變形，至少被部份補償。 4. 如申請專利範圍第3項的投影透鏡，其中該偏心的，梯度 的，反射塗層相對於彼此被安排以致其貢獻於變形在正 交於掃描方向的整個橫向掃描方向彼此補償。 5. 如申請專利範圍第1項的投影透鏡，其中定義一掃描方向 與一橫向掃描方向是正交的，及其中至少一偏心的，梯 度的，反射塗層在掃描方向是偏心的。 6. 如申請專利範圍第1項的投影透鏡，其中超過五片面鏡被 安排在物件平面與影像平面之間。 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐) 565706 A8 B8 C8 D8 申請專利範圍 7. 如申請專利範圍第1項的投影透鏡，其中所有面鏡是同軸 的。 8. 如申請專利範圍第6項的投影透鏡，其中至少跟隨在物件 平面後之第五面鏡具有一偏心的，梯度的，反射塗層。 9. 如申請專利範圍第1項的投影透鏡，其中偏心的，梯度 的，反射塗層之膜厚，d，具有一旋轉地對稱梯度如下： d = d〇ZC2/(r-r〇)2Z /=0 其中d〇是垂直入射的最佳膜厚，rG是偏心度，r是在x_y平 面的徑向座標，及c是一係數。 10. 如申請專利範圍第1項的投影透鏡，其中該投影透鏡具有 一影像邊緣數值孔徑，NA，係給定NA 2 0.15。 11. 如申請專利範圍第1項的投影透鏡，其中該面鏡被編號及 安排以致一中間影像形成在物件平面與影像平面之間。 12. —種使用極遠紫外光(EUV)光譜區的電磁輻射之投影透 鏡，用來使安排在物件平面之圖紋成像在影像平面上， 其中許多具有反射塗層的成像面鏡及定義投影透鏡的光 軸被安排在物件平面與影像平面之間，其中那些面鏡被 編號及彼此相對安排以致每一面鏡可以被輻射在一入射 角的範圍，其為該特定面鏡的特徵，其中至少具有最大 入射角範圍的該面鏡有一偏心的，梯度的，反射塗層， 該塗層具有相對於塗層軸旋轉對稱的膜厚梯庋，及其中 該塗層軸實際上是與投影透鏡的光軸一致的。 13. 如申請專利範圍第12項的投影透鏡，其中該偏心的，梯 -2- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐)

   裝 565706 A8 B8 C8 D8 々、申請專利範圍 度的，反射塗層的膜厚梯度被最佳化以產生一實際上旋 轉對稱的瞳孔輻射度分布。 14.如申請專利範圍第12項的投影透鏡，其中許多面鏡具有 偏心的，梯度的，反射塗層，其中該反射塗層膜厚中的 梯度適應於彼此組合以致其產生一實際上旋轉對稱的瞳 孔輪射度分布。 -3- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐)

   以上各欄由本局填註） 中文說明書替換本(92年5月）565706 專利説明書 ψ is名稱 中 文 用於極遠紫外光微影蝕刻之反射鏡 英 文 REFLECTIVE PROJECTION LENS FOR EUV-PHOTOLITHOGRAPHY 姓 名 國 1. 漢斯-喬根曼恩 2. 威爾姆尤瑞奇 3. 羅素Μ.修狄瑪 HANS-JURGEN MANN WILHELM ULRICH RUSSELL M. HUDYMA m 發明， 人 > ·Ί·卜 住、居所 1.-2.均德國 GERMANY 3.美國 U.S.A. 1. 德國歐伯柯肯市凱森拜奇街49號 KATZENBACHSTR. 49, 73447 OBERKOCHEN， GERMANY 2. 德國艾倫市雷狄拉克林街44號 LEDERACKERRING 44? 73434 AALEN, GERMANY 3. 美國加州聖拉盟市東瑞吉街281號 218 EAST RIDGE DR.5 SAN RAMON, CALIFORNIA 94583, U.S.A. 裝 姓 名 (名稱） 國 籍 德商卡爾塞斯半導體製造科技公司 CARL ZEISS SEMICONDUCTOR MANUFACTURING TECHNOLOGIES AG 德國 GERMANY 線 三、申請人 住、居所 (事務所) 代表人 姓 名 德國歐伯柯肯市卡爾塞斯街22號 CARL ZEISS STRApE 22, 73447 OBERKOCHEN， GERMANY 1.葛德弗特 GERD FURTER 2.約瑟夫法同 JOSEF FATUM 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210X297公釐)