TWI266149B - Microlithographic projection illumination system, optical system, method for the production of a microlithographic projection lens system and microlithographic structuring method - Google Patents

Microlithographic projection illumination system, optical system, method for the production of a microlithographic projection lens system and microlithographic structuring method Download PDF

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TWI266149B
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projection
projection lens
optical element
lens
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TW091108888A
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Martin Brunotte
Jurgen Hartmaier
Hubert Holderer
Winfried Kaiser
Alexander Kohl
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Zeiss Carl Smt Ag
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Description

九、發明說明： 本毛明的内谷包括具有申請專利項目i及41之 刻之投影曝光裝置、—種具料請專卿目9及丨2之特 试的光學綠(尤其是微影侧投·鏡）、—種具有中請專利 項目幻之特徵的微影綱投影物鏡之製造方法、以及一種具 有申請專利項目44之特徵的微影綱之結構方法。 專利登記PCT/EP_簡提出適用於此類已為市場所孰 知的微刻之投影曝光裝置的投影物鏡為—種數值孔徑為 0.8及0_9、工作波長157//m的折射及卡塔屈光投影物鏡。 專利 DE 198 〇7 120 A(US Ser. Να 〇9/252 6；36)提出-種以 厚度可作局部改變的雙騎射树來·t/m束的極性改 變效應的方法。 專利US 6 201 634 B指出’能夠達到上述目的(補償/抵消 光束的極性改變效應)之雙折射元件為—種具有應力雙折射的 既化晶體，且此種應力雙折射係視晶體軸的方向性而定。 從在Intemet-Publikation發表的一篇文章”氟化與的本質 CTreliminary Determination of an Intrinsic Birefringence in CaF2" Mt# ： John H. Burnett, Eric L. Shirley , Zachary H. Lewin，NIST Gaithersburg _ 2〇899 usa，發表日 期.2001年5月7日）可以得知’氟化解晶體除了應力感應 產生的雙折射外，也具有本質雙折射。 韵面引述的所有文件的内容均屬於本專利登記的一部分 内容。 前面提及的雙折射效應要在較低的工作波長下才會出現 Ί266149 (低於200mn)，說得更確切一點，當工作波長為 時，都會出現雙折射效應，尤其以工作波長為π職時的雙 折射效應特別強烈’而這兩種波長(193腿及157nm)都是特^ 適用於高解析度微影蝕刻的工作波長。 由於光線方向的這種雙折射現象與晶體軸有關，因此產生 一個以孔徑角及繞光__動肖（綠角）為函數的變數。 對與(111)晶體軸呈旋轉對稱的光學元件(特別是透鏡，但 也可以是平面板(如端板)或濾光鏡)而言，以垂直通過的光線產 生的雙重折射最小。在孔徑角約35度，以及3個相互夹12〇 度的轉動角(方位角)之下，光線入射方向與晶體的⑽)光學定 向相同，同時會出現最大的雙重折射。 在與3個軸(100，010，001)中的任一個轴呈旋轉對稱的 配置及孔徑角為45度的情況下，（11〇)等效轴在這個4重旋轉 對稱結構中會再度出現最大雙重折射。 ^ 現有一氟化鈣(Cah)製的光學元件，波長157nm的光線以 數值孔徑0.8通過此光學元件後射出，通過時的折射率約 1·56 ’孔徑角為31度；若數值孔控(να)為〇·8，產生的孔徑角 約為35度。在這種情況下，與方向相關的雙重折射在這麼高 的張開系統中將會造成問題。 本發明的目的是提出一種能夠消除與方向相關的雙重折 射產生的干擾的設備及方法，利用這種設備及方法，即使是最 大孔從的投影物鏡也能夠被完美的操作。 利用具有申請專利項目1及41之特徵的投影曝光裝置、 -種具有申請專利項目9或12之特徵的光學系統、—種具有 1266149 申請專利項目42之特徵的製造方法、以及—種具有申請專利 項目44之特徵的結構形成方法即可達到本發明的目的。 本發明的丨發點是基於町的認知··兩道彼 光線因大纽產生之雙重折射造成的干擾在約1〇公分的= 光私中平均每公分光程約為6_，最大相位移約為波長的四分 之朴’以及大射束角會出現在靠近像或場的元件内，且其在傅 里葉轉換(F〇unertransf〇rmaii〇n)光曈平面上的射束·角度 為一種空間位置分佈。 又刀 紹設置在光瞳平面附近的—個與空間位置相關的偏振旋轉 編賴物辦树(校正元件) 谈丄述的干擾現象具錢人的校正效果。如上面所述 的s妓制雜域理(尤歧料 屬於本發明的範圍。 ；J ^ 之在光瞳平面(最好是系統開口平面)”附近"的位 疋曰u位置权正兀件上的偏振和相位 好的被轉換為其在與角度相關的雙重折射元件 佈。這一點需與投影物鏡的光學設計相配人。 又刀 申嗜^^專^目⑻的梅’也可以單獨使用 1;= 法卿^ 互婦），祕配細申料姻目13或41的方式，以= 數個此種兀件產生的雙折射效應。牛低 轉擾的·旋 上常爾^卿姆==== 1266149 i咸=因嫩她觸轉對稱性， *以兩個厚度相同、以相同角度在_光學定向上被 穿：:纖元件為例’將兩個氟化鈣元件相互旋轉⑽: 使/、中-個氟化甸元件的最大與最小雙重折射剛_另二固 乱化鈣兀件的最小與最大雙重折: 雙重折射的效應減半。_ 直/ ^大約可以使 對稱性。 正板林六重旋轉 可：=t=:需Γ的形狀改變都报小，因此 Μ Μ I製造好並校正，然後再按㈣往直刹话 的1測結果對校正元件進行後加卫 ^、、 捕償/^本質及元件特性造成的應力雙重;;Γ 各種有利的實施方^ Γ外的其他申請專利項目均為本發明的 申凊專利項目8的廢Α 投影物鏡輸。繼動元件將 申請專利項目14 的局部厚度分佈外，也可以按照 或屋應力，以產生—置f生^應力 人需要的補償作用。 里圻射，使杈正7L件達到吾
按照申請專利項目B 可以非常精確的設定作用^式至〉、安裝一個塵電傳動器就 傳動器(如氣動傳動_被也可以用其他主動式 簧)來取代壓電傳動器。 ^木盗(如調整螺旋或預拉彈 1266149 入r:申:專利項目16的方式經由校正元件的周邊面將力引 入=正讀使校正元件祕個自由孔_不會=力引 如被引入杈正兀件的作用力，^ /五乂 / 中性面引入，以免造成校正元件J輪 何口人不布望出現的變形。只要注意不要使則入的作 成光學元件出現任何膏曲，就可以 用= 第-近似值。 曰抑用力已經達到 士利用申請專利項目17的作用力引入裝置可 作用力=入沿著光學元件的-個中性面進行。4 寸疋的 18 生^請專利如9的彈簣可以防止接觸構件對校正元件發 加裝或換裝一個申請專利項目20的鉸鏈可以防止接 件對校正元件發生傾斜，之所以能夠產生這種 奴鏈可以使接觸構件相對於校正元件具有—定的可移動性。 申請翻項目2丨_驗鏈具林會賴及體積 點。 V政 、利用申請專利項目22的接觸構件可以使一特定的作用力 刀佈被引人;^正轉。此處雜由作用力引人處的伸長 偏移為此仙力分佈設定第—個自由度，第二個自由度L 由待引入的絕對接觸力來設定。 、^ 利用申請專利項目23的接觸構件可以產生 漸進變化的作用力分佈。 d泉方向 1266149 以申請專利項目24的掉tom AL 23的接觸構件亦可產生的^觸構件取代或補充申請專利項目 佈。 在切線方向漸進變化的作用力分 利用申睛專利項目25的作用^ 方式作用力狀沿著校正元件可關很簡單的 利二引入的作用力可以彼此調整配合的緣故。 對兩個作用二丨入構:二之:用力引入構件的配置方式可以 形成一沿著校正元件的中_===_精細的調心以 單。這申種^5目4之作用力引入構件的配置方式十分簡 合，以形成配置使作用力引入能夠彼此配 按丄=r::r的合力。 器可以達到精確設定作物丨人;^力狀構件配置傳動 使用申請專利項目29的傳動哭π,、，+ , 方向上設置-力狀裝f/在光學純的光學軸 利用申請專利項目3〇的作 力引入元件的配置使作用力引。構件’可以經由作用 著校正元件的中性面作職^她制’卿成—沿 上-句項目Μ的傳動器即可用很簡單的方式達到 申凊專利項目32的(支撐)環是 很簡單的支撐構件。使用這種(支 ^用力引入1置用的 完全由校正元件本身支撐住。人褒置可以 卜種將彳父正元件環繞 1266149 =5撐環來取代或強化這種( 件 的傳動器即切在此支 _用桃正兀件上 形)。作用柯社(侧11本身的形狀不必是環 用力引入„士 使用廷種(支撐)環的另外-鑛點是，作 用力=^不會使校正元件產生任何橫向位移。 全排=態Γ力引入概用的靜力相當大，因此不能完 :除員的可能性。此外，在長時間的作用力引入 _爾=物嫩有侧她_彳如漂移 者㈣改變。按照申請專利項目3 兀件即可克独上㊆個m n At 。万式使用杈正 的時間内就會達到-=二在很短 射’而且校正元件不會有受損的危二 行很精細讀用力引人的純對待狀的校正作用進 物θΓ卜面、而且即使是已製作完成的投影物鏡也可以從 物叙外面進行此項調整。 攸 引入專利項目34的作用力引入褒置可以使作用力的 f為㈣’其均勻程度可以和靜態作用力狀相比較。 =專利項目35的作用力引入裝置可以使被引入的作用 力所此產生的校正效果達到最大。 申請專利項目36的投影曝光農置的作用力引入可以隨光 源魏投影光線的時間作間歇性的調整，使得每當投影光學裝 置被投影光線朗時’雜賴得恰翁處的補償/抵消效 果。廷樣也可以降低校正元件的負荷。 β 利用申請專_目37_锻置可簡㈣單的 到間歇性調整作用力引入的目的。 12 Ί266149 利用申請專利項目38的作用力引入裝置可以經由一聲波 輪廓產生一個具有類似於聲波輪廓之空間分佈的折射率輪 靡。聲波輪廓和光學波前—樣都可以被分解成澤爾尼克函數 (Z_ke_FunktiQnen)。因此可關用由任意數量的正交基本澤 爾尼克函姉㈣公峨砸迦㈣的叠加來^ 廓、。則固傳動器可以使校正輪廓產生體個多重性。原則上^ 用XI種方法就可以減少所有已知的成像缺陷。 陷校T中料利項目39的駐留聲波可以產生—靜態成像缺 校正利===目4G的方式可以產生動態成像缺陷 鏡在投影期間的歇 上婉由光學元二 在投紋線發生影響的時間點 線衝擊的時間標度二專= 秒）、可以改變的作用力八佑，千内產生缝k(例如麵 在成像的掩，構達到最^=^使_光分佈或正 及特彳發明的有利實施方式對本_ 午截:）。圖’本料之—種投影曝域置的示意圖(部分為子 第，圖：一種光學校正元件， 元件 影曝光裝置㈣光學校I - ··’’可絲替代裝在第-圖之投 第二圖·半個另外一 種光學校正元件的子午戴面 13 1266149 =四圖：與第三圖之光學校正元件共同作用的作用 個移動式接觸構件的細部斷面圖，此飾式接 了用來替代第三圖的接觸構件。 千 第五圖：搭配另外一種作用力引裝 此圖之表現方式與第三圖類似。衣置件’ ，六圖：第五圖之光學校正元件的上視圖。 一第七圖：搭配另外-種作用力引入裝置之另外一種光學校 正元件，此圖之表現方式與第三圖及第五圖類似。 予又
第八圖：第七圖之光學校正元件的上視圖。 第九圖-第十二圖：可以和以上各種作用力引入裳置艾 的各種接觸構件。
^如第一圖所示，光源(1)係設置在光學軸(〇)上，且光源(1) 取好為-波長$ 153nm《 197nm的窄頻帶輕射雷射光源。光 ，⑴發出的光線被引入照明系統⑺，此照明系統⑺的特殊處 是其内部含有可以產生如專利DE 195 35 392 A1提出的徑向 偏振的介質(21)。與一掩膜固定及定位系統(31)連接的微影蝕 刻掩膜(3)被照明系統(2)照亮。投影物鏡(4)將掩膜(3)成像在設 置於像平面的物體(5)上。物體(5)通常為一晶圓。物體(5)與一 物體固定及定位系統(51)連接。 投影物鏡(4)包括一個透鏡組(41)(必要的話還可以在透鏡 組内加入一個或數個反射鏡）、一個光瞳平面及/或系統開口平 面(P)、以及位於光曈平面及/或系統開口平面(p)及物體⑺之間 的透鏡(42，43)，透鏡(42，43)的穿透角α會受投影物鏡的像 側數值孔徑(ΝΑ)影響。 14 1266149 兩面透叙(42，43)t至少有—面是由會產生與角度相關的 雙重折射的材料(如氟化舞)製成，且其(111)光學定向與光學抽 (〇)重合或最多相差不超過5度。 最好是將第―圖所、.出的符合前述條件的兩面透鏡⑷， 43)(當然在此區域需要設置更多面透鏡，但是圖中僅繞出兩面） 環繞方位角（即光學軸⑼)而設置，且彼此旋轉相對。 對每—道絲Μ，丨現在靠近透鏡⑽或透鏡(43) 的孔徑角會在光瞳平面(Ρ)附近被轉換為距光學軸(〇)的某一 段距離。本發明設置在雜平面(ρ)附近的以雙重折射材料、 應力雙重折射材料、或是絲性材料(旋光材料職的校正元 件(44)可·其隨與光學軸⑼的距離及方位肖變化的厚度產 生的與空間位置相關的偏振旋轉及/或與空間位置相關的不同 2重折射作用’補償_透鏡(42，43)產生_度 雙重折射。 介質(21)及校正元件(44)可以在物體(5)上形成徑向偏振， 本發财耗0綱_峨_關‘ 的雙重折射之用。 如絲影物鏡(4)還具有其他的光瞳平面，例如有形成中 間像的貫施方式’職處亦可設置—校正元件。 如果校正元件(44)隨厚度的騎作 專 则8議會赴魅_ 级 小的雙重折射)的材料製成的補償板來消除此-诗。也可以 利用對透絲面加ι(例如_子束_加工)的方法來 此一干擾。 15 1266149 的彡物義光學設計卩轉财謂_提提及 此必項考生;/與角度相關的雙重折射效應考慮進去。為 件㈣的用上的變化。在設計階段就可以決定校正元 也可以量測與角度相關的雙重折 二根據量測結果對已製作好的校正元件(4侧亍二 村可作騎龄_#代紐或補充方 定同時校蝴使用之光學元件 第福其何供選擇的光學校正 與第—圖中相_元件所使關標號均按 圖式中中的標«加⑽，且不再重覆加以說明。咏 弟二圖為尚未安裝在投影物鏡内的另夕 ㈣的放大上視圖。校正元件(144)為— 龍=件 :㈣化約是一種具有應力雙重折射性有質 =Γ_6·成，邊三角形的形狀，這個等邊 一角_二個角都是倒圓角，且其三個邊均向内 的中心點(光學軸(〇)的穿過點）。 σ向一角形 校正元件(I44)被安裝在—個圓形管座㈣内，盆 周導1}的三個倒圓角分別連接-個壓電傳動；广 I52 ’ I53)。每一個壓電傳動器⑽，丨52，明都是從於 件(144)的背面被塞入圓形管座⑽)内。壓電傳::凡 152,153)經由穿過圓形管座⑽)上的鑽孔向外接出線 (155，156)與一壓電控婦置⑽)連接。壓電控^置 16 1266149 (157)經由一信號線(158)與一同步單元(159)連接。同步單元 (159)經由一信號線(160)光源(1〇1)連接。 安裝時係將校正元件(144)裝置在投影物鏡内(請參考第一 圖中的投影物鏡(4))，使校正元件(144)能夠被投影光線自第二 圖中以虛線緣出的圓形穿透區(162)穿過。此時校正元件(144) 的作用方式如下： 光源(101)為一準分子雷射，其準_cw_投影光線_脈衝波的 特徵為組成之單脈衝的脈衝持續時間很短(約1〇11^及脈衝重 覆率相當小(約在10kHz的範圍内）。 壓電控制裝置(157)會控制壓電傳動器（151，152，153)使 杈正兀件(144)處於徑向密度振動狀態。利用同步單元(159)可 以將XI個密度振動賴率調整至與光源⑽)的脈衝重覆率相 同，這樣在雷射脈衝期間經由壓電傳動器（丨51，152，153)在 ，正元件(144)上產-的(正弦狀)壓應力就可以達到最大值。在 h光脈衝的很短的脈衝持續時間内(大約只有光源⑽)的脈 ^重覆週期及作用力引人校正元件㈣的時間的―萬分之 )’被引入校正元件(144)的瞬間力非常趨近於一個固定不變 ^ 0此在單-光脈衝的脈衝持續時_，不論雷射脈衝與 细用ί引入之間的關係為何，校正元件(144)的雙重折射狀態 Ρ不會出現任何值得一提的變化。 _壓電控制裝置(157)可以經由信號線(154，155，156)上正。 作用大=電壓的振幅調整應力雙折射。也可以利聊 :2^之_相侧係來調整應力雙折射。只要改變這種 e ^尤可以使f射脈衝不再是在最大壓應力顧穿過校 17 1266149 上的某i段升脈衝娜脈衝 校正元件(144)的幾何形狀應與經由壓電傳動器⑽， ’m引人的作_幾何形狀及作用力引入鮮配合，以 力產生的侧達到最大，料生最大的應力 ^稀。麵種實施方式中，由於_的共振，因此除了會產 的數量大為增加。力，讀可以使可㈣雙折射分佈 ^ :用壓電傳動器(151:152，153)(請參考第：圖)可以在校 傳内產生—個靜止或移動的聲波，#賴提是壓電. 傳(，152 ’153)要有一與此相應的控制頻率。如果要 產生的是靜止的妓，順電傳動即5卜152， 頻率要與校正元件㈣的幾何雜及㈣她合。經紐正 讀(144)的周邊面(161)對校正元件(144)產生影響的|電傳動 器的數量衫，所赴崎舰具讀㈣多樣性。如果有η 器’則能夠產生一個最多具有η/2重對稱性的靜止 琴波。此外，聲波的重疊也會產生各種不_多樣性。利 =效應可以在校正元件_内產生一種經由聲波輪摩控制 的、可以預先給定的折射率輪廓。 經由各種不同聲波輪廓的重疊即可利用叠加方式 相應的折神重4情況，這種減的折鱗重錯況可^ 多個成像缺陷進行獨立的修正，例如經由不同的聲波輪折 射率的不同的影響可關先設定對描述成像雜的澤爾尼克 18 1266149 函數(Zernike-Funktionen)的係數的影響程度。 按目前使用的校正元件製造材料及典型的校正元件 形狀，則壓電傳動器(⑸，152，153)應使用的控制,均: 於超聲波的範圍。 卞則 參考前面關於第一圖的說明可看出，利用經由校正 (144)的幾何形狀、壓電傳動器⑼，152，153)藕合的幾何妒 狀、作用力引入的振幅及頻率、以及經由在校正元件^ 制達到振域節的元件的配合所產生的應力雙折射分佈可二 對穿過校正元件_的投影級造成料，使投影鏡組内盆 他的雙重折射效應都受到補償/抵消。 /、 =以用其他的壓力或拉力裝置來取代壓電傳動器。 第三圖為可以用來取代第二圖之光學校正元件的 種具有作用力引入裳置的光學校正元件的一個子午截面。 在第三圖的實施方式中，光學校正元件(244)為-面氟化 邮帽的對稱雙凹透鏡，—個作物丨人裝卿)作用1 光學校正元件(24她^ 0 Μ虛線表示的絲軸_呈多錢轉對稱， 因此弟三圖僅緣出光學軸(271)右半邊的部分。 議！^正元件(244)的上τ_卩齡角，因此校正元件 &面(272)旨㈣上下兩個環狀斜邊面(2力，2叫逐漸 ”為权正4(244)的雙㈣學面。由於斜邊面(273，饥） ^非校正元件(244爾㈣學面的— 整個周邊面的一部分。 曷 ^圖中位於下立而的斜邊面(274)經由一接觸構件⑽)的 19 1266149 接觸尖端(2乃)立於構成校正元件PM)之外框的基體(27乃上。 接觸構件(m)及基體(277)彼此平縣—起(例如··彼此黏在一 起）。基體(277)具有多個與光學轴(271)平行且穿過基體(277) 的邊緣侧孔(278)。利用這些邊緣侧孔(278)可以將基體(277)固. 定在校正元件(244)的固定框上(第三圖中未繪出此固定框）。 基體(277)上有數根以鉸接方式固定的槓桿GW，例如3 ，環繞校正元件(施)的周邊面㈢)平均分佈的槓桿。槓 才干(279)的數量可以決定作用力引入裝置(27〇)的旋轉對稱的多 重f生第二圖僅繪出一根槓桿⑽）。因為每一根槓桿⑽)的_ 構造都-樣，因此底下僅需說明第三圖所繪出的槓桿(279)即 已足夠。槓；f干(279)係經由一鉸鏈(280)鉸接在基體(277)上。鉸 鏈(勘)和將其他未緣出的槓桿鉸接在基體(277)將上的鼓鍵一 樣都具有一個鉸鏈軸，這個鉸鏈轴的方向平行於校正元件(施） 的周面(272)上最*近鉸鏈軸的—點的切線方向。所有的鼓 鏈(請參考鈒鏈(280))都設置在同樣白勺高度上，此高度相當於與ώ ' 光學軸(271)垂直之校正元件(244)中心面的高度。 基月且(277)及槓桿(279)在背對周邊面(27幻的鉸鏈()面_ 上各具有一彼此正面相對的階梯狀反向裂口，這兩個反向裂口 共同形成一個與鉸鏈(280)相鄰的容置缺口 (281)。容置缺口 、 (281—)内褒有-個壓電傳動器(282)，此壓電傳動器挪)的長度 沿著平行於光學軸(271)的方向上變化。壓電傳動器(282)經由 第二圖中的一條控制線(烈3)與控制裝置(284)連接。 如i三圖所示，槓桿(279)經由接觸構件(285)及接觸尖端 (286)緊靠在上斜邊面(273)上，因此槓桿(279)及基體(27乃配屬 20 1266149 於槓桿(279)的部分可以經由接觸構件(276，285)像鉗子一樣將 校正元件(244)的斜邊面(273，273)緊緊的咬住。 與作用力引人裝置(270)藕合的校正元件(244)係按以下的 方式操作： 控制裝置(284)會依據待補償/抵消的成像缺陷計算出一個 校正元件(244)内應具有的應力分佈，這個應力分佈對校正元 件(244)的光學特性造成的變化剛好能夠補償/抵消 控制裝置(284)從其計算出來的應力分佈可以求出作用力引入 裝置(270)的壓電傳動器(282)必須傳送至槓桿(279)的偏轉值， 以便經由在細(277)(請參見接觸尖端(275))及帶有接觸尖端 (286)的辦⑽)之間騎邊面(273,273)形成的甜子效應產生 作用力引入，此作用力引入可以令校正元件(撕)產生控制 裝置(284)計算出來的應力分佈。接觸尖端(275，286)可以使作 用力被正確的引入，不會出現任何傾斜。由於接觸構件(276， 285)形成的鉗子對校正元件(244)的中心面具有對稱性，因此引 入作用力的合力會崎伸至其與校正元件(施)的巾性面重合 的中心面。就可以避免校正元件(244)因為受歷電傳動 器(282)的力效應而產生彎曲及/或受到挽曲形變的作用。 第四圖為另外-種接觸構件(385)的細部斷面圖，這種接 觸構件(385)的作収位置均相當於第三财被—個實線圓桿 示出接觸構件。接觸構件(385)經由兩個鉸鏈㈤，娜声 ⑽鉸接在-起。這兩個_(387，388)係設置在槓桿 的兩個三角形支架的〃頂點，’上。槓桿(π9)在這兩個三角形支年 之間向後退縮’因此槓桿(379)就不會與接觸構件(385)直接接 21 1266149 觸，而是隔著鉸鏈(387，388)。 接觸構件(385)係以彈性材料製成。接觸構件(385)背對槓 杯(379)的面上具有一個接觸鼻(389)。這個接觸鼻(389)安放在 校正元件(344)的斜邊面(3 73)上。 第二圖之實施方式的其他接觸構件也都可以被替換成第 四圖的接觸構件(385)。 接觸構件(385)的作用方式如下： 在’又有作用力引入時，接觸構件(385)不是平行於斜邊面 (373)就是與斜邊面(373)呈某一特定的角度，至於究竟為這兩 種情況中的那一種情況則由鉸鏈(387，38幻的位置決定。不論 接觸構件(385)是平行於斜邊面(373)或是與斜邊面(373)呈—特 定的角度，經由接觸構件(385)及鉸鏈(387，388)的彈性作用可 以使接觸鼻(389)在作用力引入時始終正對著斜邊面阳)作 用，不會有任何傾斜。 此處所使_鉸鏈(387，388)可以是傳統式鉸鏈，也可以 是固體鉸鏈。 第五圖及第六圖顯示一種用於校正元件(44句的且有三重 旋轉對稱性的作用力引人裝置_。帶有義(綱的絲 (477)是了個環繞校正元件_)的周邊面(472)的—個環狀構造 物。在第五圖及第六圖中都僅繪出基體(47乃的一部分。 由於作用力引入裝置(470)與校正元件(444)之垂直立於於 光學轴(471)上的巾心面呈鏡輯麵係，目此底下僅需詳細 說明第五圖中作用力引人裝置(47G)的上半部分即可。、 有多個剪切-壓電傳動器(49〇)平貼在基體(477)兩端上(在 22 1266149 第五圖中僅繪出兩個剪切-壓電傳動器）。這些剪切-壓電傳動器 (490)經由控制線(483)與控制裝置(3 84)連接。 、j切t琶傳動為(490)¾對基體(477)的面與推進構件(491) 平貼在一起。推進構件(491)經由帶有接觸尖端(475，486)的接 觸構件(476 ’他)緊靠在校正元件(444)的斜邊面(ο3，4叫上。 作用力引入裝置(470)是由3組對基體(477)呈三重旋轉對 稱關係的推進構件(491)及其所屬的剪切_麗電傳動器(490)所 構成，逆3組推進構件(491)及其所屬的剪切_壓電傳動器(49〇) 彼此間隔120度設置在校正元件(444)的周邊面(472)上。 帶有作用力引入裝置(470)的校正元件(444)的作用方式如1 下： 首先控制裝置(484)會以類似於第三圖說明過的方式計算 。出推進構件(491)的作用力引入的額定值及/或剪漆壓電傳動 益(490)的偏轉量的額定值。然後再透過控制線(4叫控制剪切_ 遷電傳動器_)，以便將這些額定值轉換成校正元件(444)内 適當的應力分佈。 由刀切壓兒傳動裔(490)傳遞，再經由接觸尖端(4乃)及接 觸大V”(486)分從兩側作用的分力在校正元件㈣句内的中性面 被相加成j固合力。此處的情況與前面說明過的作用力引入裝 置松不胃有任何撓曲形變作用在校正元件(4私)上。 弟七圖及第八圖顯示另外一種可以利用作用力引入裝置 (57〇)，生—特定的應力分佈的校正元件⑽）。這種校正元件 (544)是-個反對稱雙凹透鏡，其邊緣部分具有—上斜邊面㈣ 和一個下斜邊®(574)。下斜麵574)支撐在乡個可以朝校正 23 丄266149 =Γ(Γ4)的光學轴(571)方向被_的彈簧臂(592)上。為了達 ^樓效果’下斜邊面_师靠在彈簧臂⑽)的—個 的支撐面上。 彈簧卯92)具杨鳄t段落，帛—個利财垂直於 严予，(571)並緊接在前述之傾斜的支撐面上，第二個菁臂段 :人^個育臂段洛垂直，故其方向與光學軸(5川平行。第 ，臂段，變為—個承載所有彈簧臂牌)的第二個菁臂 又洛的連接壤，此連接環的内徑大於校正元件㈣的外徑。 箬卜周邊面整個轉變成一個環繞連接環的同軸彈 :_ 彈耳圈(593)在平行於光學軸方向上的厚度小於連 ^的材料厚度。彈簣圈(593)將連接環及從外面將彈菁圈㈣ 衣、、兒住的同軸環狀基體(577)連接在一起。 —第七圖顯示校正元件(544)的彈簧臂韻構造的—部分。 ΓΓ'ίΓ個_(592) ’其中有兩個彈菁臂(5聊會 人圖㈣tf _支撐構造共具有2。 上:A，故些?平黃臂(592)均勻分佈在基體(577)的圓周 自元件(544)的支#面的彈菁段落就像 自仃車的輪輻一樣沿徑向向内延伸。 一個校正元件的個力以|郎7有 方1環(594)在光學軸(571)的方向上以同軸 _=父=物4)的周邊面(572)。有許多壓電傳動器 (594)的内壁上’這些壓電傳動器⑽的長 ^ 口者朝辟師71)的徑向方向變化。麗 由控制線(583)與控織置⑼4)連接。 力。。⑽)、' 24 1266149 壓電傳動器㈣支撐在支撐環(π4)及緊靠在校正元件 (54伙周邊面(572)的接觸構件(π6)上。接觸構件㈣上係設 置在壓電傳動器(595)及校正元件(Μ4)之間。接觸構件Ο寧 有兩個平行於光學軸⑼)方向設置的半球形翻突起㈣， r )在第七圖及第八圖的)方式中，共有20個帶有接觸構件 的壓電傳動器(5 95)均勻設置在支撐環(594)的切線方向 上。如第，所示，將壓電軸器㈣設置在校正元件㈣ 的切線方向上的方式是使每健f傳動則％祕支撐環(594) 的切線方向上均位於兩個彈簧臂(592)之間。 由於壓電傳動器(595)-端支樓在支撐環(594)上，另 =由接觸構件_支撑在校正元件⑽上，故形成—個完^ :校，元件(M4)支刺單端固_㈣力狀裳置 ^壓電傳動器㈣可以沿著平行於於光學軸(洲的 支杈環(59句及接觸構件(576)移動。 朝 以及在校正元 作用力引入裝置(570)係按以下方式安裝 件(544)内產生一應力分佈： 首先按《要產生的應力分絲岐接 環 =糊的周邊面㈣的設置位置 ^ 以輔助固定元細如：放在相義彈f 曰二 f觸構件师定在其敎位置上。 =於二繞周邊孽)的位置’並以輔助;(: 疋住。此時即可將壓電傳動器(595)置於接觸構 := ¥574)之間。壓電傳動郎95)的尺相彡胃 幻牙 接觸構件㈣及支_74)之_ —無_== 25 1266149 B守即可將辅助固定元件取下。 …沿者平行於光學軸(571)的方向調整壓電傳動器(595)，使 I電傳動器(595)經由其長度變化及因此而作用在校正元件 (544)上的力經由接觸突起⑽，597)的傳遞，產生塵電傳動器 (59=用在校正元件(544)上的一個合力。由於這個合力“ 向係/口著;bOLTL件(544)的中性面，因此壓電傳動器(奶)不會 對杈正(544)產生任何撓曲形變。 曰
，取後—個步驟和前面說明過的控制裝置(28々的作用方式 一樣’控制線(583)會將由控制裝置阐計算出來的一個應力 傳遞至壓電傳_(595)，以產生—個正_應力分佈。〜 =可以用-倾支#環(59個軸的接觸環來取代在第七 圖及f八圖的實施方式中使用的彼此分開的接觸構件(576)。 第九圖-第十二圖為其他不同的接觸構件，這些接觸構件 皆可用來取代第二圖.第八圖中制過_來與作用力引 置搭配作用的接觸構件。 、
第士圖的接觸構件㈣)被一個長度會變化的壓電傳動器 _沿著與校正元件(644)的光學軸的徑向方向壓向校正元; 剛的周邊面(672)。接觸構件(676)上有共有5個接觸突起 (697 687 ’697 ’697"”，697，，"|)與校正元件(644)的周邊面(672) 緊接在-起1觸突起(697L_697，””)都是在一個接觸板條_ 上成形。接顺條(698)在—個與校正元件(644)的光學轴垂直 的截面上具有-月牙形_面。_板條_ 與一支承板輝_妾在—起。支承板條(66_接触條〕 (698)的φ緊靠在壓電傳動器(695)上。 26 Ί266149 由於接觸板條(698)的斷面形狀的關係，接觸板條(698)的 最大抗彎曲強度會出現在其中間接觸突起(697，π)處，然後抗彎 鈿度冒朝著邊緣(往697’及697_的方向)逐漸變小。當壓電傳 動器(695)經由接觸突起(697，—697，"”)對校正元件(644)施以一、 壓力％胃因為接觸板條(698)的斷面形狀在校正元件(644)上產 生-特定賴力分佈。和前面說明過的其他實施方式—樣，垂· f於接觸板條_)輯φ雜也可以對這麵力分佈造成影 響。這個壓力分佈會在校正元件(644)内形成一相應的應力分 佈。除了接觸板條(698)的斷面形狀外，接觸板條(698)的材料_ 也會對接觸板條_)的抗彎強度分佈造絲響。整個接觸板 條都可以用同-種材料(彈性模數固定不變)製成，也可以用兩 種或兩種以上的材料(分別具有不同的抗彎強度)來製造接觸 板條(因此抗彎強度會沿著接觸板條(698)而變化）。 第十圖為另外一種接觸構件(776)的上視圖。從第一圖9〇 · 可看出，接觸板條⑽)背對校正元件(Μ4)的面的形狀與接觸' ，條(698)背對校正元件(644)的面的形狀是互補的，也就是 况’接觸板條(798)的最小斷面會出現在其中間接觸突起⑺？"）_ ，’然後會朝著邊緣(往所及w’…’的方向)逐漸變大。當壓 電傳動器(795)對接觸構件(776)施麼，然後經由接觸突起。 (797 )在校正元件(744)上產生的壓力分佈會不同於第九 圖中，觸構件在校正元件(644)上產生的壓力分佈。 第十圖為另外一種接觸構件(876)的上視圖。接觸板條 (898)經由一中央連接段(868)與支承板條(869)連接。接觸板條 (898)具有類似於第九圖的接觸板條(698)的斷面形狀，因此接 27 1266149 觸板條_)的最大的斷面會出現在平行於第十—圖之緣圖平 面的截面上的中間接觸突起(897,”)，同時接觸板條(請)也是在 此處過渡為連接段(868)，然後再朝著邊緣(往的7，及矽7_的方 向)逐漸變小。經由接觸構件(876)及斷面的形狀，以及接觸板 條_的材料，即可決定經_電傳_(895顺在校正元 件(844)上產生的壓力分佈，亦即接觸突起(897，—897_)作用在 杈正元件(844)的周邊面(872)上的壓力分佈。 鴨=十二圖為另外—雜觸構件⑽)的上視圖。接觸構件 I對壓電傳賴朔)和面對校正蝴944则邊面㈣ 勺面上有4個壓縮彈簧(967，赞|，)。壓縮彈簧(術看”财 c觸&洛緊靠在校正元件⑼句的周邊面㈣上。塵縮彈 :7 :)具有不同的彈簧常數。中間㈣ ，)的淨簧強度大於邊緣的兩個塵縮彈菩(967,，967, 強度。當壓電傳動器(985對接觸構件(976))施塵時，中 ^兩個壓縮彈菁(967”，967…)作用於周邊面(972)的力會大於 以的兩健縮彈簧(967,，967”物於周邊面㈣的力。 觸"板U698 ’ 798 ’ 898)的斷面形狀及/或壓縮彈簧 相岸的67^的彈簧可依據吾人希望得到的應力分佈作 相應的改變。 同的，土 =:的ί種措施及構造方式彼此之間可以有各種不 明)二;二些可能的組合方式(即使未在本說明書中說 月)亦均屬於本發明的範圍。 [圖式簡單說明】 Ί266149 午截^圖：本發批—種投料光裝置的轉®(部分為子 旦;眠二光學校正7"件，可用來替代裝在第一圖之投 衫曝先I置内的光學校正元件。 仅 #圖：伟料—種絲校正元㈣子午截面。 n:與第三圖之光學校正元件共同作用的作用力引入 式接觸構件的細部斷_，此移動式接觸構件 可用來替代第三圖的接觸構件。 第^:搭配另外—種仙力狀衫之光學校正元件， 此圖之表現方式與第三圖類似。 第六圖：第五圖之光學校正树的上視圖。 第七圖：搭配另外-種作用力引入裝置之另外一種光學校 正元件’此圖之表現方式與第三圖及第五_似。 第八圖：第七圖之光學校正元件的上視圖。 第九圖-第十二圖：可以和以上各種作用力引入裝置搭配 的各種接觸構件。 【主要元件符號說明】 1、101 ··光源 0、471、571 ··光學軸 2 :照明系統 3 :掩膜 4 z投影物鏡 5 :物體 21:介質 29 Ί266149 31、51 :定位系統 41 :透鏡組 42、43 :氟化物晶體透鏡 44、144、244、344、444、544、644、744、844、944 :校 正元件 150 :圓形管座 15 卜 152、153、282、490、595、695、795、895、995 : 壓電傳動器 154、155、156、158、160 :信號線 157 :壓電控制裝置 159 :同步單元 161、272、472、672、772、872、972 :周邊面 162 :圓形穿透區 270、470 :作用力引入裝置 271 :光學軸 273、274 :環狀斜邊面 275、 286、475、486 :接觸尖端 276、 285、385、476、485、676、776、876、976 :接觸構 件 277、 477 :基體 278 :邊緣側孔 279、 379 : —根損桿 280、 387、388 :鉸鏈 281 :容置缺口 30 Ί266149 283、 483、583 ··控制線 284、 384、584 ··控制裝置 389 :接觸鼻 473、474 :斜邊面 478 :鑽孔 491 :推進構件 573 :上斜邊面 574 :下斜邊面 592 :彈簧臂 593 :彈簧圈 594 :支撐環 ^ 669、869 :支承板條 797"丨，、 697’、687n，697"f、697fm、697mff、7971、797’，、797m、 797"”，897丨、897丨丨、897f"、897丨丨π、8971"":接觸突起 698、798、898 :接觸板條 699 :支承臂 868 :中央連接段 967’、967n、967m、967""壓縮彈簧 P:系統開口平面 31

Claims (1)

1266149 十、申請專利範圍： 1·一種用於微影蝕刻之投影曝光裝置，其包含： a) —個光源； b) —個照明系統； c) 一個掩膜定位系統； d) —個投影透鏡，其具有—系統開口平面及一個像平 面，並包含至少一個透鏡，該透鏡的製造材料具有 與穿透角（α)相關的雙重折射； e) —個物體定位系統；以及 0 —光學元件，其具有與位置相關的一偏振旋轉效應 或與位置相關的一雙重折射，並至少部分補償由該至 少一個透鏡在該像平面中所產生的雙重折射效應，且 該光學元件係配置在接近該投影曝光裝置之一光瞳 平面處。 2·如申請專利範圍第1項的投影曝光裝置，其中該光瞳平面 係位於該照明系統中。 3·如申請專利範圍第1項的投影曝光裝置，其中該光曈平面 係位於3亥投影透鏡中。 4-如申請專利範圍第1項的投影曝光裝置，其中該光源所產 生的投影光之波長範圍為100 nm至250 nm。 5·如申請專利範圍第1項的投影曝光裝置，其中該投影透鏡 在像侧的數值孔徑之範圍為0.7至0.95。 6·如申請專利範圍第1項的投影曝光裝置，其中該光學元件是 配置在靠近該像平面處。 32 1266149 7·如申請專利範圍第1項的投影曝光裝置，其中該至少一個透 銃的製造材料是一立方形氟化物晶體，特別是CaF2、BaF、 或 SrF2。 2 申請專利範圍第i項的投影曝光裝置，其中一方面與與· 穿透角相關的雙重折射及另—方面與位置相關的偏振旋轉: ，與位置相_雙重折射具有相同的多重旋轉對稱性，特別· 是3重或4重旋轉對稱性。 9·如申請專概圍第丨項的投影曝光裝^其巾該至少一個。 透鏡是設置在該系統開口平面及該像平面之間。 鲁 1〇·如申請專利範圍第4項的投影曝光裝置，其中該至少一個 透鏡是該投影透鏡的一像側上的一最後透鏡。 U·如申請專利範圍第i項的投影曝光裝置，其中該光學元件 係π置在罪近該投影透鏡的一系統開口平面處。 以如申請專利範圍第i項的投影曝光裝置，其中該光學元件入 係光學主動元件’制是由石英製成的光學絲元件。 — U·如申請專利範圍第丨項的投影曝光裝置，其中該光學元件 是具有局部變化厚度之一雙折射元件。 儀 14. 如前述申請專利範圍中任一項的投影曝光装置，其中在該 像平面内會出現切線方向或徑向之偏振。 _ 15. 如申請專利範圍第14項的投影曝光裳置，其中在該照曰月 系統内或在位於一物侧的該投影透鏡的一部分内會產 偏振，且其中在接近-系統開口平面處設有—光^主動元 件’該光學主動元件藉由-適當的局部厚度分饰而可以將一 個偏振旋轉轉變為切線方向偏振，其具有由該至少一個透鏡 33 1266149 所產生之雙重折射效應之補償。 16.種用於-投影曝光襄置的投影透鏡，該投影透鏡包含： a)至個第—光學元件’其係配置於接近—場平面 處、’,且會產生—傳送光束之干擾，該干擾係與構成 该光束之光線的偏振及角度相關； b)至少-個第二光學元件，其係配置於接近—光曈平 面處、，，該光曈平面係_對_場平面之傅利 換^並對轉光線之驗造成影響，此影響與光 在该至少-第二光學元件的位置有關，且至少可 π 士由^補駐少—姉—光學元件触成的干擾。° •=，第16項的投影透鏡，其中該至少—個第— 先予兀件所產生的干擾與該至少一個第二光學 的影響具有相同的多重旋轉對稱 斤^生 轉對稱性。 竹刊疋3重或4重旋 18. 如申^專利範圍第項的投影透鏡， —先學元件與駐少—個第二絲 =個乐 轴:;旋:’使該至少-個第-光學元件二;= 19 jr·之最大雙重折射轉__得紅相抵Γ 19. 範，16棚投影透鏡 。 弟二光學元件係藉由由應力產生且與位置相有—個 而影響該等光線之偏振。 』之偏振旋轉 20. 如申請專利範圍第丨6項之投影透鏡 二光學元件係藉由由應力產生且與有—個第‘ 影響該等光線之偏振。-位置相關之雙重折射而 34 1266149 21，如申專利範圍第19項或第20項的投影透鏡，其中該至+ -個第二光學元件係_合至—作用力引人裝置，以改錄二 對於該等光線之偏振的影響。 又” 及如申請專利範圍第^項的投影透鏡，其中該作 t置具有至少一個壓電傳動器。 23. ”請專利範圍第21 勺投影透鏡，其中該作用力引 裴置係作用在該至少一個第二光學元件的一周邊面入 且不對其產生挽曲形變。 从如申請專利範圍第21工貝的投影透鏡，其中該作 裝置具有-個作用力狀元件，其經由在至少兩個^ 引入位置上的作用力引入構件而作用在該至少第二光 ，上，使得經由該等作用力引人位置而作用在該至少: 第二光學元件上的合力延伸至含有該至少一個第二光風元 件之中性線的一中性面。 予 25.如申請專利範圍第24項的投影透鏡，其中至少-個作用 力引入構件包含一接觸構件，該至少一個作用 = ，緊靠在各別之作用力引入位置，該接觸構件:: 計為可移動式，讀各狀_力引人位置解。…又 26·如申請專利範圍第25頊 -由該至少一偏U 其中該接觸構件係 、、二個作用力狀構件之—基體上的 以裝設。 平只而加 27.如申請專利範圍第25項 娘由至少敍’射該接觸構件係 鏈岐設在該至少—個作用力引入構件的 35 1266149 28·如申請專利範圍第25項的投影透鏡，其中該接觸構件係 經由至少一個移動式固體鉸鏈而連接至該至少一個作用力λ 引入構件的一基體。 29.如申請專利範圍第μ項的投影透鏡，其中該接觸構件係 經由一個延伸至該至少一個第二光學元件之周向的作用力 引入位置、或是經由在該至少一個光學元件之周向上偏移 的兩個作用力引入位置而作用在該至少一個第二光學元^ 上，該接觸構件會在該至少一個第二光學元件中產生— 2力’該接觸力係沿著該至少—個第二光學元件之周向而 31· 項職透鏡，其__ 、:由b _具有特定彈f強度轉—在駐少 浐^凡件中產生—接觸力，該至少兩個彈簧的特定彈ΐ =在該至少-個第二光學元件的周向上係偏移，而％ 32 者該至少—個第二光學元件之周向而變化。、 2.如申㈣利範圍第24項的投影透鏡，其乍 元件剛好具有兩個作用力引入構件，且 係位於該光學元件的中性面之外。〃 位3 3^ 申=利_ 32 項_. __ 蛛’該第—槓桿係形成在該_及夂： 36 1266149 之作用力引入位置間，而一傳動器 34.如申請專利範圍第33項的投赚/，-嫩。 弓I入構件伊雜射該兩個作用力 的兩個第二槓桿之間的係配有—單一傳=用牛 為係同時施壓於這兩個第二槓桿。 A專力 3炙如申請專利範圍第32 入構件上設有至少—個傳^战叙’其中各該作用力引 元件中控制作用力產i傳.’以於該至少一個第二光學 利範圍第35項的投影透鏡，更包含至少—個呈 作用力引入構件及該 们弟一先學兀件之一支架的固定基 π如申請__ 24項的投影透鏡 入元件該作用力引入元件具有-作用力引入:件= 力^構件具有至少兩個個力狀位置，其係設置在， 至少-個第二光學元件之光學財向偏移處。 " 38·如申請專利範圍第37 盆以可_方切^ 更包含—傳動器、 抑Γ 少—個第二光學元件的光學軸 39如申請專利範圍第38項的投影透鏡，更包含—傳動 應兀件，其形柄環繞該至少一個第二光學元件的呼。 4〇.如申請專利範圍第21項的投f彡透^& 衣 裝動態作用。 '地純叙，其中该作用力弓I入 41.，申請專利範圍第40項的投影透鏡，其中該作用力引入 裝置係設計為可以-預定頻率作用在該至少—個第二光學 37 1266149 元件上。 42·如申請專利範圍第41項的投影透鏡，其中該作用力引入 裝置的頻率係位於該至少一個第二光學元件的固體振動的 共振頻率範圍内。 43·如申請專利範圍第4〇項的投影透鏡，其中該作用力引入 裝置會在該至少一個第二光學元件内產生〆聲波輪廓，該 聲波輪廓的分佈相當於以一給定方式疊加的澤爾尼克函數 (Zernike-Funktionen)。 44·如申請專利範圍第43項的投影透鏡，其中經由該作用力 引入裝置而在該至少一個第二光學元件内產生一駐留聲 波。 45·如申請專利範圍第43項的投影透鏡，其中經由該作用力 引入裝置而在該至少一個第二光學元件内產生一移動聲 波0 46.種投影曝光裝置，其包含如申請專利範圍 之投影透鏡。 47·種技影曝絲置，其包含一光源以及如申請專利範圍第 4〇項所述之投影透鏡，其中該光源係設計為可發射一間歇 投影光束，且其中該作用力引入裝置係設計為可及 光源間歇地作用在該光學元件上。 一μ 48.如申請專利範圍第47項所述之投影曝光裝置 控制裝置’以同步化該作用力引入裝置與該光源。3 49·-種用於製造-微影颠刻投影透鏡的方法，其中 完全固定，且像平面内的波前係加以分析，在該係 38 Ί266149 係計算出一多重旋轉對稱干擾，且設置在光瞳附近的一光 學元件之厚度輪廓係以該多重旋轉對稱干擾之一函數而以 相同的多重旋轉對稱性變化，以至少部分補償該像平面内 的波前的多重旋轉對稱干擾。 50. 如申請專利範圍第49項的方法，其中該微影蝕刻投影透 鏡為如申請專利範圍第16項的投影透鏡。 51. —種微影蝕刻之結構化方法，其包含下列步驟： (a) 提供一種如申請專利範圍第1項的投影曝光裝置； (b) 利用該照明系統照明一標線；以及 (c) 利用該投影透鏡將該標線成像於一物體。
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