TWI519828B - 於微影投射曝光裝置中的光學配置 - Google Patents

於微影投射曝光裝置中的光學配置 Download PDF

Info

Publication number
TWI519828B
TWI519828B TW099133064A TW99133064A TWI519828B TW I519828 B TWI519828 B TW I519828B TW 099133064 A TW099133064 A TW 099133064A TW 99133064 A TW99133064 A TW 99133064A TW I519828 B TWI519828 B TW I519828B
Authority
TW
Taiwan
Prior art keywords
optical
optical element
exposure apparatus
projection exposure
elements
Prior art date
Application number
TW099133064A
Other languages
English (en)
Other versions
TW201207443A (en
Inventor
阿民 斯可派克
漢斯 喬根 曼
法蘭克 艾塞特
印 布 派崔克 寬
Original Assignee
卡爾蔡司Ｓｍｔ有限公司
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 卡爾蔡司Ｓｍｔ有限公司 filed Critical 卡爾蔡司Ｓｍｔ有限公司
Publication of TW201207443A publication Critical patent/TW201207443A/zh
Application granted granted Critical
Publication of TWI519828B publication Critical patent/TWI519828B/zh

Links

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
    • G03F7/708—Construction of apparatus, e.g. environment aspects, hygiene aspects or materials
    • G03F7/70808—Construction details, e.g. housing, load-lock, seals or windows for passing light in or out of apparatus
    • G03F7/70825—Mounting of individual elements, e.g. mounts, holders or supports
    • 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
    • G03F7/20—Exposure; Apparatus therefor
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B17/00—Systems with reflecting surfaces, with or without refracting elements
    • G02B17/02—Catoptric systems, e.g. image erecting and reversing system
    • G02B17/06—Catoptric systems, e.g. image erecting and reversing system using mirrors only, i.e. having only one curved mirror
    • G02B17/0647—Catoptric systems, e.g. image erecting and reversing system using mirrors only, i.e. having only one curved mirror using more than three curved mirrors
    • G02B17/0657—Catoptric systems, e.g. image erecting and reversing system using mirrors only, i.e. having only one curved mirror using more than three curved mirrors off-axis or unobscured systems in which all of the mirrors share a common axis of rotational symmetry
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B7/00—Mountings, adjusting means, or light-tight connections, for optical elements
    • G02B7/18—Mountings, adjusting means, or light-tight connections, for optical elements for prisms; for mirrors
    • G02B7/182—Mountings, adjusting means, or light-tight connections, for optical elements for prisms; for mirrors for mirrors
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03B—APPARATUS OR ARRANGEMENTS FOR TAKING PHOTOGRAPHS OR FOR PROJECTING OR VIEWING THEM; APPARATUS OR ARRANGEMENTS EMPLOYING ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ACCESSORIES THEREFOR
    • G03B7/00—Control of exposure by setting shutters, diaphragms or filters, separately or conjointly
    • G03B7/02—Control effected by setting a graduated member on the camera in accordance with indication or reading afforded by a light meter, which may be either separate from or built into camera body

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Epidemiology (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
  • Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
  • Lenses (AREA)

Description

於微影投射曝光裝置中的光學配置 【交互參照之相關申請案】
本發明主張2009年9月30日申請之德國專利申請案10 2009 045 163.3號的優先權。此案的內容結合於此作為參考。
本發明關於在微影投射曝光裝置中之光學配置(optical arrangement)。
微影用於產生微結構組件(microstructured component)，範例如積體電路或液晶顯示器(LCD)。微影製程實施於所謂的投射曝光裝置，其具有照射系統(illumination system)及投射物鏡(projection objective)。於此狀況下，利用照射系統照射的光罩(mask)(=遮罩(reticle))影像藉由投射物鏡投射到基板(substrate)(例如矽晶圓)，基板塗有感光層(light-sensitive layer)(光阻(photoresist))並設置在投射物鏡的影像平面(image plane)，以轉移光罩結構到基板上的感光塗層。
於針對EUV範圍(亦即波長例如約13nm或約7nm)設計的投射物鏡中，因為缺乏適用的透光折射材料，所以反射鏡(mirror)用作為成像程序的光學組件。尤其在高孔徑(high-aperture)投射物鏡中(例如數值孔徑(numerical aperture)值大於0.4)，在晶圓及設置較靠近晶圓的反射鏡之間需要有小間距(spacing)(例如在20-50mm範圍)，使得反射鏡必需相當薄(亦即具有直徑對厚度的高比例值，例如10或以上)。
以這種薄反射鏡而言，實際上會發生例如因為重力、或裝設(mounting)或塗佈(coating)效應所造成的不利表面變形(surface deformation)現象的問題。關於此點，寄生(parasitic)力矩(moment)或力所造成的反射鏡變形現象，或干擾靜態定性(static definiteness)的力矩或力，已達到反射鏡容許的總表面變形的例如50%的大小程度。
實務上的另一個要求為增加反射鏡的尺寸，其涉及到增加數值孔徑，以符合要求的規格，而需要實施增加的自然頻率，一方面即使在發生外部震動時能剛性地維持光學元件(optical element)相對於彼此的位置，另一方面提供足夠勁度(stiffness)，其係有關於通常在拋光操作後因鎖固反射鏡而產生的寄生及質量相依(mass-dependent)力矩或干涉力(interference force)。
於此狀況下，且此亦關於反射鏡的位置不是在投射物鏡中影像平面側(image plane side)的最後位置，發生的問題在於當反射鏡直徑相當大時，可得自然頻率的限制是與反射鏡厚度無關。具體而言，例如在具有6個反射鏡之EUV投射物鏡所得的自然頻率，遠不足以充分抑制外部震動的干擾影響以達到所需的覆蓋規格。
已知許多利用解耦元件(decoupling element)的方案，解決與施加到光學元件(例如反射鏡或透鏡)的機械應力(mechanical stress)有關的問題。
關於此點，尤其已知提供動態三點配置的解耦元件，以利用三點清楚界定的平面達到位置良好的再現性(reproducibility)。
WO 2005/054953 A2揭露投射物鏡中光學元件之支托配置(holding arrangement)，其中在支托器(holder)及光學元件之間提供加強元件(reinforcing element)，其熱膨脹係數實質對應光學元件的熱膨脹係數。
由US 2009/0122428 A1已知投射曝光裝置的光學元件設計成降低熱引致的變形現象(thermally induced deformation phenomena)，針對此目的亦應用具有凸肋結構(ribbed structure)的校正板(correction plate)到反射鏡的背側。
本發明之一目的在於提供微影投射曝光裝置中的光學配置，其甚至具有較高的數值孔徑以降低或避免因為發生在光學元件之寄生力或力矩造成的成像性質上的不利效應(detrimental effect)。
此目的根據申請專利範圍獨立項的特徵而達成。
根據本發明之觀點，一種於微影投射曝光裝置中之光學配置，包含：至少一光學元件；以及支撐元件(support element)，用於光學元件，其中光學元件及支撐元件利用至少三個解耦元件連接在一起；以及其中該些解耦元件與光學元件及支撐元件整體地(monolithically)形成。
因此，根據第一觀點，本發明是基於產生解耦元件，其用於整體地解耦光學元件與周遭載置結構(carrier structure)之概念，亦即與如同光學元件之一個相同材料塊或其光學有效表面(optically effective surface)(例如玻璃材料，如石英玻璃(SiO2)、、、或)解耦，亦即在恰恰不是分開的接合步驟或利用任何連接技術(例如用化學品、黏著劑、夾持連接(clamping connection)等)將解耦元件應用到光學元件。因此，可避免例如與黏著劑連接及硬化以及在真空條件下連接之不穩定性有關的收縮(shrinkage)及應力效應。
支撐元件在光學元件及投射曝光裝置的載置結構之間提供介面，其中因為三點解耦效應(three-point decoupling effect)，所以支撐元件及光學元件之間沒有勁度傳遞。
根據本發明在製造技術方面，與解耦元件的整體組態(monolithic configuration)有關增加的複雜度及費用是刻意接受的，不論大反射鏡尺寸或小反射鏡厚度，以對應地降低寄生力矩或力，並考量達到的勁度。
因此於本發明的配置中，尤其可提供足夠薄又有足夠勁度的反射鏡，其中因為整體組態，而使得利用例如黏著劑及應力的接合技術(joining technology)變成多餘的。
根據本發明上述觀點，解耦元件與支撐元件係整體地形成，使得在解耦元件與支撐元件之間不必應用接合技術，且可免除施加應力。本發明不限於此組態，本發明亦欲涵蓋尤其是EUV微影的微影投射曝光裝置實施例，其中僅在光學元件與解耦元件間有整體組態，亦即解耦元件與支撐元件之間利用分開的接合技術達到接合。
於一實施例，支撐元件利用裝設元件連接到微影投射曝光裝置的載置結構，其中該些裝設元件設置成相對於該些解耦元件而在外圍方向(peripheral direction)位移。關於在解耦元件於光學元件與支撐元件間提供連接的方面，因為在支撐元件與載置結構間形成連接之裝設元件的位移，所以達到光學元件(例如反射鏡)與載置結構的解耦改善。
以此方式，當裝設元件或載置結構的耦接位置(coupling position)是設置在與接合位置(joining location)或解耦元件(其與光學元件產生接觸)相距的間距增加或較佳是間距最大之處，可進一步改善寄生支托器(parasitic holder)的解耦影響。在一方面機械上固定到載置結構及另一方面機械上固定到解耦元件或接合位置之間的最大距離提供相對長的或最大的行進距離(travel distance)，因此，任何無可避免的從載置結構與支撐結構之間的機械連接傳遞到光學元件的應力傳遞可受到相當大的抑制。
當因為反射鏡位置而不能提供整體解耦元件(其與光學元件為整體)時，若光學元件與支撐元件之間的連接不是利用整體的解耦元件而是利用一些其他接合位置實行，亦可達到有利的效應，例如於後所述。
因此，本發明另一觀點在於提供一種微影投射曝光裝置之光學配置，包含：載置結構；至少一光學元件；以及支撐元件，在至少三個接合位置附接到光學元件，其中支撐元件利用裝設元件連接到載置結構；其中該些裝設元件設置成相對於該些接合位置而在外圍方向位移；以及其中光學元件具有最大直徑對最大厚度的比例至少為10。
於一實施例，解耦元件或接合位置分別設置成於外圍方向彼此相隔一實質固定的(substantially constant)間距。再者，於一實施例，相對於解耦元件或接合位置，裝設元件可分別設置成於外圍方向彼此相隔一實質固定的間距。如此在載置結構之耦接位置以及與光學元件接觸之接合位置或解耦元件之間可達到最大間距。
於前述方案中的實施例，解耦元件或接合位置分別相對於彼此在外圍方向位移120°±30°、尤其是120°±20°、更尤其是120°±10°的角度。此外，裝設元件較佳相對於解耦元件或接合位置分別在外圍方向位移60°±20°、尤其是60°±10°、更尤其是60°±3°的角度。
於一實施例，支撐元件利用剛好三個解耦元件或接合位置連接到光學元件。此組態尤其有利，當解耦元件或接合位置數量的進一步增加，不會導致可達到的勁度性質或自然頻率的改善，但是變形現象因為寄生力矩而以不利的方式增加。
於一實施例，裝設元件的組態為針對光學元件提供靜態界定裝設(statically defined mounting)(其中尤其沒有支托光學元件於其位置的多餘力(superfluous force))。針對此目的，可以已知方式提供例如3個二腳架(bipod)作為裝設元件。選替地，亦可有任何其他裝設配置造成光學元件的靜態界定(static definedness)，例如六腳裝設組態(hexapod mounting configuration)。
於一實施例，光學元件及支撐元件是由相互具有不同熱膨脹係數的材料所形成。以此方式，可考慮光學元件及支撐元件例如在EUV條件下操作會發生的不同溫度上升。
於另一實施例，光學元件及支撐元件是由相同材料所形成，尤其是石英玻璃(SiO2)、、或，藉此可最小化熱引致的變形。
於一實施例，光學元件為反射鏡。然而本發明不限於此。於本發明中，「光學元件」一詞基本上用於涵蓋任何光學元件，例如透鏡(lens)之折射元件(refractive element)，或如光柵(optical grating)之繞射元件(diffractive element)。
於一實施例，支撐元件具有至少一狹槽(slot)(尤其是切向配置(tangential arrangement)的複數狹槽)，藉此在徑向提供額外的彈性，以及可在徑向實施至少部分解耦，尤其可有利於支撐元件與光學元件或反射鏡之間有溫度差異的案例。
於一實施例，支撐元件設置在光學元件的外側，亦即例如相對於光學元件之外環形式(outer ring)。
於另一實施例，支撐元件亦可設置於光學元件背向光學有效表面的那個表面。優點在於支撐元件可以較小的外形尺寸形成(因此例如具有較小半徑的環形式)，藉此節省材料(玻璃)及減少重量。此外，支撐元件可具有較高程度的勁度。
於一實施例，光學元件具有最大直徑對最大厚度的比例至少為5，尤其至少為10，尤其至少為15，更尤其至少為20(其中直徑分別關於光學使用的表面或光作用的表面)。以如此小的厚度，本發明尤其有利於可達到的勁度，本發明在小厚度尤其有用。
於一實施例，光學元件具有中心孔(central hole)。
於一實施例，光學元件具有減輕重量的手段(measure)。於此狀況，可增加邊緣部(edge portion)以在系統之光學軸(optical axis)的方向(亦即在厚度方向)強化(stiffen up)光學元件，藉此重量減輕卻實質不降低勁度。
本發明更關於一種針對EUV微影之微影投射曝光裝置，包含照射系統及投射物鏡，其中照射系統及/或投射物鏡具有本發明上述特徵之光學配置。於一實施例，光學元件可為投射物鏡之反射鏡，其係在光束路徑(optical beam path)的最後一個反射鏡。
於另一實施例，光學元件可為投射物鏡設置在最靠近晶圓的反射鏡。此外，投射物鏡可具有數值孔徑至少為0.3、尤其至少為0.4、尤其至少為0.45、更尤其至少為0.5。於此狀況使用本發明尤其有利，如本說明書開頭部分所討論的，精確地說是關於相當高的數值孔徑，在考量影像平面側最後一個反射鏡與晶圓之間所需的最小間距，反射鏡相當地薄而使根據本發明以小厚度可達到的勁度尤其有利。
此外，本發明關於一種微影投射曝光裝置中之光學配置，包含：載置結構；至少一光學元件，具有最大直徑對最大厚度的比例至少為10；以及支撐元件，用於光學元件，其中支撐元件利用裝設元件連接到載置結構；以及其中光學元件、支撐元件、以及裝設元件之系統的自然頻率至少為250Hz。
微影投射曝光裝置可針對小於15nm之工作波長(working wavelength)所設計。
本發明的其他組態可由說明及所附申請專利範圍得知。
首先，參考圖1a-b進一步說明本發明第一實施例。
參考圖1a-b，根據本發明第一實施例之光學配置100包含反射鏡形式的光學元件110。尤其反射鏡可為針對EUV設計的微影投射曝光裝置之投射物鏡的反射鏡，其為凹面鏡形式，且由圖1b可知具有用於強化反射鏡之加強部(reinforced portion)115以及中心孔150(本發明不限於此)。
光學配置100更包含支撐元件120，其於圖1a-b的實施例中係為相對於光學元件110同心設置的外環形式。支撐元件120利用於光學元件110及支撐元件120之間腿狀(leg-like)延伸的解耦元件131、132、及133連接光學元件110。再者，於此實施例，上述加強部115形成相對於支撐元件120或外環為徑向向內(radially inwardly)設置的(內)環，然而，此內環同時是反射鏡本身的一部分。
雖然所示實施例顯示實質圓形反射鏡，但是本發明不限於此。在此實施例中的反射鏡，在其他實施例可以是例如橢圓形、矩形、腎形(reniform)、或三角形的幾何形狀。
解耦元件131-133足夠柔軟或有足夠彈性，所以不會發生從支撐元件120到光學元件110的變形轉移。根據特定觀點或光學元件110及支撐元件120的尺寸，適當地選擇解耦元件131-133的尺寸，其中反射鏡的典型尺寸在300至600mm範圍之間，關於腿狀解耦元件131-132的長度及寬度之範例值可在5至20mm範圍之間。
此外，光學配置100具有固定附接件(fixing attachment)141、142、及143，用於裝設元件(未顯示於圖1)，例如二腳架，藉此光學配置100耦接到光學系統的載置結構(也並未顯示於圖1)。亦可利用解耦元件耦合到載置結構，配合解耦元件131-133，從光學元件到載置結構提供總共兩階段解耦(two-stage decoupling)。
圖1a-b所示實施例的主要特徵在於，光學元件110、支撐元件120、以及解耦元件131-133為整體的，亦即形成單一件(one piece)或由相同材料塊產生的。適當的材料例如為石英玻璃(SiO2)、、或。
由圖1a可知，解耦元件131、132、及133亦分別於外圍方向位移120°。此外，相關於外部載置結構而形成連接點(connecting point)的固定突出部(fixing projection)141、142、及143，不僅在外圍方向相對於彼此也位移120°，相對於沿著外圍鄰接的解耦元件131-133也分別位移60°，使得在給定條件下於各耦接元件131-133與個別最近的固定突出部141-143之間有最大間距。
上述相關配置可實施成例如圖1a所示，其中解耦元件131-133設置在例如「12」點鐘、「4」點鐘、以及「8」點鐘位置，而機械連接到載置結構或光學系統其餘部分的固定突出部141-143設置在支撐元件120的「2」點鐘、「6」點鐘、以及「10」點鐘位置。
包含光學元件110或反射鏡、(整體)解耦元件131-133、支撐元件120或外環、以及具有裝設元件(例如二腳架)裝設於其上的固定突出部141、142、及143之配置，可視為動態系統(dynamic system)「M1-K1-M2-K2」。於此觀點，M1表示光學元件或反射鏡的質量(單位為kg)，K1表示解耦元件131-133的勁度(於主要方向且單位為N/m)，M2表示支撐元件120或外環的質量，而K2表示裝設元件或二腳架的勁度。針對反射鏡相對於支托器所引致的寄生影響(parasitic influence)的較佳解耦，K1應儘可能的小，尤其是在寄生方向(parasitic direction)。此外，自然頻率應高於300 Hz。M1及K1的尺寸造成產生有點大於整體系統所需第一頻率的自然頻率(Hz)，且例如可在350 Hz及400 Hz之間的範圍。質量M2之「內環」(由光學元件之加強部所形成的)應具有適當的勁度，使得作用實質像剛性體(rigid body)，其中總質量M1+M2及K2所產生的自然頻率應實質大於300Hz及例如超過600Hz。
如圖1c所示，狹槽161-163亦可提供於光學元件110，以提供額外的彈性或在徑向至少部分解耦，如此在支撐元件及光學元件或反射鏡之間有溫度差異的案例尤其有利。於此實施例中，可切向地(tangentially)設置或定向例如三個狹槽161-163(尺寸在長度方面僅例如為20-40mm)。選替地，此類狹槽亦可設置於支撐元件120或環。
圖2顯示根據本發明光學配置200的另一實施例，其中與圖1相近或實質相同功能的元件以參考符號加上「100」來表示。
圖2的實施例實質與圖1的實施例不同之處在於，支撐元件220相對於光學元件210或反射鏡不是外環形式，而可說是徑向向內位移，其中支撐元件220設置在光學元件210或反射鏡的背側，或在光學元件210之與光學活性表面(optical active surface)相反的那側。
根據圖2實施例，在支撐元件220及光學元件210之間形成連接的三個解耦元件(其中圖2只顯示一個解耦元件231)亦相對於光學元件210或加強邊緣部(reinforced edge portion)215設置成徑向向內，其中解耦元件231-233從支撐元件220延伸到光學元件210的加強邊緣部215。
類似於圖1a-b的實施例，圖2的配置200亦提供成光學元件210或反射鏡、支撐元件220、及解耦元件231-233彼此為整體組態。
雖然解耦元件131-133及231-233的整體組態在圖1及圖2的實施例中是與光學元件及支撐元件一起實施，也可有其他實施例且應視為包含於本發明，其中整體組態僅為光學元件及解耦元件的配置，亦即解耦元件及支撐元件之間的連接是利用分開的連接程序(separate connecting procedure)所達到。
圖3a-b顯示根據本發明光學配置300之另一實施例，其中與圖1相近或實質相同功能的元件以參考符號加上「200」來表示。
圖3a-b的光學配置300包含再次為反射鏡(於此為凸面)形式的光學元件310，其附接到外環形式的支撐元件320，用於在至少三個接合位置331、332、333強化光學元件310或反射鏡，其中這些接合位置331、332、333類似於圖1之解耦元件131-133係相對於彼此分別在外圍方向位移120°。
然而不像圖1的實施例，在接合位置331-333的連接不是利用整體解耦元件達到，而是使用適當的連接或接合程序，例如利用雷射銲接或黏著接合形式。單純舉例而言，接合位置的尺寸可在5 mm*5mm的大小等級(本發明不限於此)，於此實質為平的連接(flat connection)，且撓曲應力(flexural stress)較圖1及2的實施例還低，這樣小的截面積已足夠。
圖3a-b的組態特別適合於裝設反射鏡於投射物鏡，此反射鏡於影像平面側是最後的或設置成緊鄰在晶圓之前。由製造工程處理或拋光觀點，在涉及整體解耦元件存在的案例中，類似於圖1及圖2的實施例，反射鏡會非常複雜並昂貴。
再者，類似於圖1的實施例，相關於裝設元件(未顯示於圖3)例如二腳架(藉此裝設元件，光學配置300耦接到光學系統的載置結構(亦未顯示於圖3a-b))，連接點341、342、及343一方面也相對於彼此在外圍方向位移120°，，而另一方面也分別相對於分別沿著周圍相鄰的接合位置331、332、333在外圍方向位移60°，使得在給定條件下，在各接合位置331、332、333及最近相鄰的連接點341-343或裝設元件之間提供最大間距。
如圖4所示，狹槽461等亦可提供於支撐元件420或環，以達到解耦效應，例如為了考量在EUV條件的操作下，一方面反射鏡及另一方面支撐元件或環的不同溫度上升。具體而言，可切向地設置或定向三個狹槽461-463(尺寸在長度方面僅例如為20-40mm)，其作用類似於三重二腳架(triple bipod)，且可在鏡平面提供足夠的動性勁度(kinematic stiffness)。
就光學配置範例的兩個實際實施例而言，表1顯示兩個不同反射鏡尺寸的特徵值(characteristic value)(範例1：最大鏡厚度或高度t=17.5 mm，範例2：最大鏡厚度或高度t=25 mm)，其中形成支撐元件320的環尺寸為環寬度(亦即外徑與內徑的差異)a=30 mm，以及環高度h=60 mm，且材料選擇為相同(石英玻璃，SiO2)。
由表1可知，針對範例1及範例2兩者而言，第一自然頻率的值(例如就包含反射鏡、支撐元件或環、以及二腳架組(bipod set)形成配置基本之系統而言)接近400Hz，而質量值(就包含反射鏡及支撐元件或環的配置而言)明顯低於10kg，此外範例2中重力造成的變形值是低於500nm。表1也表示針對徑向力矩(radial moment)與切向力矩(tangential moment)於發展藉由任尼克多項式(Zernike polynomial)而得到的變形時的一些任尼克係數(Zernike coefficient)，其中沒有例外地，達到低於0.5nm的所需值，且其中根據範例2涉及較大厚度的反射鏡，仍然幾乎沒有任何變形現象。寄生力矩也來自於二腳架組，其形成例如具有一般裝設及製造公差的基本組態。
圖5為顯示針對EUV製程操作所設計且可實施本發明之微影投射曝光裝置的示意圖。
圖5的投射曝光裝置具有照射系統6及投射物鏡31。照射系統6在光源2所發射之照射光3的光傳播路徑上包含集光器(collector)26、濾光器(spectral filter)27、場面反射鏡(field facet mirror)28、以及瞳面反射鏡(pupil facet mirror)29，光由此入射到設置在物件平面(object plane)5的物場(object field)4。來自物場4的光通過具有入射瞳30(entrance pupil)之投射物鏡31。投射物鏡31具有中間影像平面(intermediate image plane)17、第一瞳平面(pupil plane)16、以及具有孔徑元件(aperture member)20設置於其中的另一瞳平面。
投射物鏡31包含總共6個反射鏡M1-M6，其中M5表示設置成最接近晶圓或影像平面9的反射鏡(於此實施例間距為dw 30 mm)，其具有通孔(through hole)19。M6表示在光束路徑的最後一個反射鏡，其具有通孔18。從物場4或設置在物件平面的遮罩發出的光，在反射鏡M1-M6反射而產生遮罩所要成像的結構的影像後，到達設置在影像平面9的晶圓。
在光束路徑的最後一個反射鏡M6(具有相對最大的半徑)可具有根據本發明例如類似於圖1及2實施例的組態。最接近晶圓或影像平面9的反射鏡M5可具有根據本發明類似於圖3及圖4的組態(在該位置有小結構空間)。
即使本發明參考特定實施例來說明，但是熟此技藝者顯然可藉由例如結合及/或交換個別實施例的特徵而得知許多變化及選替實施例。因此，熟此技藝者應了解此類變化或選替實施例亦包含於本發明，且本發明之範疇僅由所附之申請專利範圍及其均等物限制。
2．．．光源
3．．．照射光
4．．．物場
5．．．物件平面
6．．．照射系統
9．．．影像平面
16．．．第一瞳平面
17．．．中間影像平面
18．．．通孔
19．．．通孔
20．．．孔徑元件
26．．．集光器
27．．．濾光器
28．．．場面反射鏡
29．．．瞳面反射鏡
30．．．入射瞳
31．．．投射物鏡
100、200、300、400．．．光學配置
110、210、310、410．．．光學元件
115、215．．．加強部
120、220、320、420．．．支撐元件
131-133、231-233．．．解耦元件
141、142、143．．．固定附接件
150、250、350．．．中心孔
161、162、163．．．狹槽
331、332、333．．．接合位置
341、342、343．．．連接點
461-463．．．狹槽
M1-M6．．．反射鏡
dw．．．間距
圖1a-b顯示根據本發明實施例配置(圖1a)及截面(圖1b)之架構的示意圖；
圖1c顯示根據本發明另一實施例之配置的平面示意圖；
圖2顯示明本發明另一實施例之透視示意圖；
圖3a-b顯示本發明另一實施例之透視示意圖；
圖4顯示本發明另一實施例之細節示意圖；以及
圖5顯示針對EUV設計之微影投射曝光裝置之示意圖。
100．．．光學配置
110．．．光學元件
120．．．支撐元件
131、132、133．．．解耦元件
141、142、143．．．固定附接件
150．．．中心孔

Claims (39)

  1. 一種於微影投射曝光裝置中之光學配置，包含：至少一光學元件，具有一外周長於一平面，其延伸於該光學元件之一徑向；以及一支撐元件，用於該光學元件，其中該支撐元件位於該平面且在該光學元件於該平面的該外周長之外，其中該光學元件及該支撐元件利用至少三個解耦元件連接在一起；以及其中該些解耦元件與該光學元件及該支撐元件整體地形成。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之光學配置，其中該支撐元件利用多個裝設元件連接到該投射曝光裝置的一載置結構，其中該些裝設元件設置成相對於該些解耦元件而在一外圍方向位移。
  3. 如申請專利範圍第1或2項所述之光學配置，其中該光學元件具有最大直徑對最大厚度的比例至少為10，尤其至少為15，更尤其至少為20。
  4. 一種微影投射曝光裝置之光學配置，包含：一載置結構；至少一光學元件，具有一外周長於一平面，其延伸於該光學元件之一徑向；以及一支撐元件，在至少三個接合位置附接到該光學元件，其中該支撐元件位於該平面且在該光學元件於該平面的該外周長之外，其中該支撐元件利用多個裝設元件連接到該載置結構； 其中該些裝設元件設置成相對於該些接合位置而在一外圍方向位移；以及其中該光學元件具有最大直徑對最大厚度的比例至少為10。
  5. 如申請專利範圍第4項所述之光學配置，其中該光學元件具有最大直徑對最大厚度的比例至少為15，尤其至少為20。
  6. 如申請專利範圍第1、2、4與5項任一項所述之光學配置，其中該些解耦元件或該些接合位置分別設置成彼此相隔一間距，該間距於該外圍方向為實質固定。
  7. 如申請專利範圍第2、4與5項任一項所述之光學配置，其中相對於該些解耦元件或該些接合位置，該些裝設元件分別設置成彼此相隔一間距，該間距於該外圍方向為實質固定。
  8. 如申請專利範圍第1、2、4與5項任一項所述之光學配置，其中該些解耦元件或該些接合位置分別相對於彼此在一外圍方向位移120°±30°、尤其是120°±20°、更尤其是120°±10°的角度。
  9. 如申請專利範圍第2、4與5項任一項所述之光學配置，其中該些裝設元件相對於該些解耦元件或該些接合位置分別在一外圍方向位移60°±20°、尤其是60°±10°、更尤其是60°±3°的角度。
  10. 如申請專利範圍第1、2、4與5項任一項所述之光學配置，其中該支撐元件利用剛好三個解耦元件或接合位置連接到該光學元件。
  11. 如申請專利範圍第2、4與5項任一項所述之光學配置，其中該些裝設元件組態成針對該光學元件提供一靜態界定裝設。
  12. 如申請專利範圍第4與5項任一項所述之光學配置，其中該光學元件及該支撐元件是由相互具有不同熱膨脹係數的材料所形成。
  13. 如申請專利範圍第1、2、4與5項任一項所述之光學配置，其中該光學元件及該支撐元件是由相同材料所形成。
  14. 如申請專利範圍第1、2、4與5項任一項所述之光學配置，其中該光學元件及該支撐元件是由熱膨脹係數小於0.5ppm/K的材料所形成，尤其是石英玻璃(SiO2)、ULE®、Zerodur®、或Clearceram®。
  15. 如申請專利範圍第1、2、4與5項任一項所述之光學配置，其中該光學元件為一反射鏡。
  16. 如申請專利範圍第1、2、4與5項任一項所述之光學配置，其中該支撐元件及/或該光學元件具有至少一狹槽，造成在一徑向至少部分解耦。
  17. 如申請專利範圍第1、2、4與5項任一項所述之光學配置，其中該光學元件具有一中心孔。
  18. 如申請專利範圍第1、2、4與5項任一項所述之光學配置，其中該光學元件具有一加強邊緣部，用以強化該光學元件。
  19. 一種針對EUV微影之微影投射曝光裝置，包含一照射系統及一投射物鏡，其中該照射系統及/或該投射物鏡具有如申請專利範圍前述任一項所述之光學配置。
  20. 一種針對EUV微影之微影投射曝光裝置，包含一照射系統及一投射物鏡，其中該照射系統及/或該投射物鏡具有一光學配置，其中該光學配置包含：至少一光學元件，係為一反射鏡，具有一外周長於一平面，其延伸於該反射鏡之一徑向；以及一支撐元件，用於該反射鏡，其中該支撐元件位於該平面且在該反射鏡於該平面的該外周長之外，其中該反射鏡及該支撐元件利用至少三個解耦元件連接在一起；以及其中該些解耦元件與該反射鏡整體地形成。
  21. 如申請專利範圍第19或20項所述之微影投射曝光裝置，其中該光學元件為該投射物鏡在光束路徑中最後的反射鏡。
  22. 如申請專利範圍第19或20項所述之微影投射曝光裝置，其中該光學元件為相對於該投射物鏡之一影像平面設置在最小間距的反射鏡。
  23. 如申請專利範圍第19或20項所述之微影投射曝光裝置，其中該投射物鏡具有一數值孔徑至少為0.3、尤其至少為0.4、尤其至少為0.45、更尤其至少為0.5。
  24. 如申請專利範圍第20項所述之微影投射曝光裝置，其中該 支撐元件利用多個裝設元件連接到該投射曝光裝置的一載置結構，其中該些裝設元件設置成相對於該些解耦元件而在一外圍方向位移。
  25. 如申請專利範圍第20或24項所述之微影投射曝光裝置，其中該光學元件具有最大直徑對最大厚度的比例至少為10，尤其至少為15，更尤其至少為20。
  26. 如申請專利範圍第20或24項所述之微影投射曝光裝置，其中該些解耦元件或該些接合位置分別設置成彼此相隔一間距，該間距於該外圍方向為實質固定。
  27. 如申請專利範圍第24項所述之微影投射曝光裝置，其中相對於該些解耦元件或該些接合位置，該些裝設元件分別設置成彼此相隔一間距，該間距於該外圍方向為實質固定。
  28. 如申請專利範圍第20、24與27項任一項所述之微影投射曝光裝置，其中該些解耦元件或該些接合位置分別相對於彼此在一外圍方向位移120°±30°、尤其是120°±20°、更尤其是120°±10°的角度。
  29. 如申請專利範圍第24或27項所述之微影投射曝光裝置，其中該些裝設元件相對於該些解耦元件或該些接合位置分別在一外圍方向位移60°±20°、尤其是60°±10°、更尤其是60°±3°的角度。
  30. 如申請專利範圍第20、24與27項任一項所述之微影投射曝光裝置，其中該支撐元件利用剛好三個解耦元件或接合位置 連接到該光學元件。
  31. 如申請專利範圍第24或27項所述之微影投射曝光裝置，其中該些裝設元件組態成針對該光學元件提供一靜態界定裝設。
  32. 如申請專利範圍第20、24與27項任一項所述之微影投射曝光裝置，其中該光學元件及該支撐元件是由相同材料所形成。
  33. 如申請專利範圍第20、24與27項任一項所述之微影投射曝光裝置，其中該光學元件及該支撐元件是由熱膨脹係數小於0.5ppm/K的材料所形成，尤其是石英玻璃(SiO2)、ULE®、Zerodur®、或Clearceram®。
  34. 如申請專利範圍第20、24與27項任一項所述之微影投射曝光裝置，其中該支撐元件及/或該光學元件具有至少一狹槽，造成在一徑向至少部分解耦。
  35. 如申請專利範圍第20、24與27項任一項所述之微影投射曝光裝置，其中該光學元件具有一中心孔。
  36. 如申請專利範圍第20、24與27項任一項所述之微影投射曝光裝置，其中該光學元件具有一加強邊緣部，用以強化該光學元件。
  37. 一種微影投射曝光裝置中之光學配置，包含：一載置結構；至少一光學元件，具有最大直徑對最大厚度的比例至少為 10；以及一支撐元件，用於該光學元件，其中該支撐元件利用多個裝設元件連接到該載置結構；其中該光學元件、該支撐元件、以及該些裝設元件之系統的一自然頻率至少為250Hz。
  38. 如申請專利範圍第37項所述之光學配置，其中該光學元件具有最大直徑對最大厚度的比例至少為15，尤其至少為20。
  39. 如申請專利範圍第37或38項所述之光學配置，其中該微影投射曝光裝置係針對小於15nm之一工作波長所設計。
TW099133064A 2009-09-30 2010-09-29 於微影投射曝光裝置中的光學配置 TWI519828B (zh)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102009045163.3A DE102009045163B4 (de) 2009-09-30 2009-09-30 Optische Anordnung in einer mikrolithographischen Projektionsbelichtungsanlage

Publications (2)

Publication Number Publication Date
TW201207443A TW201207443A (en) 2012-02-16
TWI519828B true TWI519828B (zh) 2016-02-01

Family

ID=43705535

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
TW099133064A TWI519828B (zh) 2009-09-30 2010-09-29 於微影投射曝光裝置中的光學配置

Country Status (7)

Country Link
US (1) US9436101B2 (zh)
JP (1) JP5602233B2 (zh)
KR (1) KR101532126B1 (zh)
CN (1) CN102640056B (zh)
DE (1) DE102009045163B4 (zh)
TW (1) TWI519828B (zh)
WO (1) WO2011039103A1 (zh)

Families Citing this family (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102011080649A1 (de) 2010-09-24 2012-03-29 Carl Zeiss Smt Gmbh Optische Anordnung in einer mikrolithographischen Projektionsbelichtungsanlage
DE102012209309A1 (de) 2012-06-01 2013-12-05 Carl Zeiss Smt Gmbh Lithographievorrichtung und Verfahren zur Herstellung einer Spiegelanordnung
US9448343B2 (en) * 2013-03-15 2016-09-20 Kla-Tencor Corporation Segmented mirror apparatus for imaging and method of using the same
DE102013213544A1 (de) * 2013-07-10 2015-01-15 Carl Zeiss Smt Gmbh Tragsystem und Projektionsbelichtungsanlage
DE102014216631A1 (de) 2014-08-21 2016-02-25 Carl Zeiss Smt Gmbh Mikrolithographische Projektionsbelichtungsanlage, Spiegelmodul hierfür, sowie Verfahren zum Betrieb des Spiegelmoduls
DE102015114263A1 (de) 2015-08-27 2017-03-02 Trumpf Laser Gmbh Verspannungsoptimiertes Laserscheibenträgersystem
DE102015219671A1 (de) * 2015-10-12 2017-04-27 Carl Zeiss Smt Gmbh Optische Baugruppe, Projektionssystem, Metrologiesystem und EUV-Lithographieanlage
CN109154780B (zh) 2016-05-17 2021-08-03 卡尔蔡司Smt有限责任公司 光学成像配置的安装配置
DE102017208364A1 (de) * 2017-05-18 2018-11-22 Carl Zeiss Smt Gmbh Optisches system sowie verfahren
US10613444B2 (en) * 2018-08-28 2020-04-07 Taiwan Semiconductor Manufacturing Co., Ltd. Semiconductor apparatus and method of operating the same

Family Cites Families (33)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4733945A (en) * 1986-01-15 1988-03-29 The Perkin-Elmer Corporation Precision lens mounting
US5428482A (en) * 1991-11-04 1995-06-27 General Signal Corporation Decoupled mount for optical element and stacked annuli assembly
DE19825716A1 (de) * 1998-06-09 1999-12-16 Zeiss Carl Fa Baugruppe aus optischem Element und Fassung
US6206528B1 (en) * 1998-09-30 2001-03-27 Euv Llc Surface figure control for coated optics
US6621557B2 (en) * 2000-01-13 2003-09-16 Nikon Corporation Projection exposure apparatus and exposure methods
JP2001244177A (ja) * 2000-02-28 2001-09-07 Nikon Corp ステージ装置とホルダ、および走査型露光装置並びに露光装置
JP4809987B2 (ja) * 2000-03-30 2011-11-09 キヤノン株式会社 光学要素の支持構造、それを用いた露光装置及び半導体デバイスの製造方法
TW575771B (en) * 2000-07-13 2004-02-11 Asml Netherlands Bv Lithographic apparatus, device manufacturing method, and device manufactured thereby
US6646779B2 (en) * 2000-11-20 2003-11-11 Zygo Corporation Strain-isolated stage mirror
DE10062786A1 (de) 2000-12-15 2002-06-20 Zeiss Carl System zur Dämpfung von Schwingungen
DE10115914A1 (de) * 2001-03-30 2002-10-02 Zeiss Carl Vorrichtung zur Lagerung eines optischen Elementes in einer Optik
TW577108B (en) * 2001-11-07 2004-02-21 Nikon Corp Optical device and the manufacturing method thereof, optical system, and manufacturing method of exposure device and micro-device
JP4565261B2 (ja) * 2002-06-24 2010-10-20 株式会社ニコン 光学素子保持機構、光学系鏡筒及び露光装置
WO2004086148A1 (de) * 2003-03-26 2004-10-07 Carl Zeiss Smt Ag Vorrichtung zur deformationsarmen austauschbaren lagerung eines optischen elements
EP1477850A1 (en) 2003-05-13 2004-11-17 ASML Netherlands B.V. Lithographic apparatus and device manufacturing method
AU2003296244A1 (en) * 2003-10-02 2005-05-11 Carl Zeiss Smt Ag Optical subassembly and projection objective for semiconductor lithography
US7760327B2 (en) * 2003-10-02 2010-07-20 Carl Zeiss Smt Ag Reflecting optical element with eccentric optical passageway
WO2005054953A2 (en) 2003-11-24 2005-06-16 Carl-Zeiss Smt Ag Holding device for an optical element in an objective
US7125128B2 (en) 2004-01-26 2006-10-24 Nikon Corporation Adaptive-optics actuator arrays and methods for using such arrays
DE102004018656A1 (de) * 2004-04-13 2005-11-03 Carl Zeiss Smt Ag Optisches Element
JP2006113414A (ja) 2004-10-18 2006-04-27 Canon Inc 光学素子保持装置、鏡筒、露光装置及びマイクロデバイスの製造方法
WO2006119970A2 (en) * 2005-05-09 2006-11-16 Carl Zeiss Smt Ag Assembly for adjusting an optical element
JP5069232B2 (ja) 2005-07-25 2012-11-07 カール・ツァイス・エスエムティー・ゲーエムベーハー マイクロリソグラフィ投影露光装置の投影対物レンズ
WO2007020067A1 (en) * 2005-08-16 2007-02-22 Carl Zeiss Smt Ag Immersion lithography objective
KR101149267B1 (ko) * 2005-09-13 2012-05-25 칼 짜이스 에스엠티 게엠베하 마이크로리소그라피 투영 광학 시스템, 디바이스 제작 방법 및 광학 표면을 설계하기 위한 방법
TWI372271B (en) * 2005-09-13 2012-09-11 Zeiss Carl Smt Gmbh Optical element unit, optical element holder, method of manufacturing an optical element holder, optical element module, optical exposure apparatus, and method of manufacturing a semiconductor device
JP5013906B2 (ja) * 2007-03-05 2012-08-29 キヤノン株式会社 光学素子保持装置
CN101681009B (zh) 2007-04-23 2012-09-05 株式会社尼康 光学元件保持装置、镜筒及曝光装置以及器件的制造方法
US8044373B2 (en) 2007-06-14 2011-10-25 Asml Netherlands B.V. Lithographic apparatus and device manufacturing method
US20090122428A1 (en) 2007-11-09 2009-05-14 Nikon Corporation Reflective optical elements exhibiting multimetallic-like self-correction of distortions caused by heating
WO2009110963A2 (en) * 2008-02-29 2009-09-11 Corning Incorporated Kinematic optical mount
DE102008046699B4 (de) 2008-09-10 2014-03-13 Carl Zeiss Smt Gmbh Abbildende Optik
JP5634521B2 (ja) 2009-09-08 2014-12-03 カール・ツァイス・エスエムティー・ゲーエムベーハー 表面外形（ｓｕｒｆａｃｅｆｉｇｕｒｅ）変形の少ない光学素子

Also Published As

Publication number Publication date
WO2011039103A1 (en) 2011-04-07
DE102009045163A1 (de) 2011-04-07
JP5602233B2 (ja) 2014-10-08
DE102009045163B4 (de) 2017-04-06
US9436101B2 (en) 2016-09-06
JP2013506978A (ja) 2013-02-28
US20120182533A1 (en) 2012-07-19
CN102640056A (zh) 2012-08-15
CN102640056B (zh) 2015-11-25
KR20120073309A (ko) 2012-07-04
KR101532126B1 (ko) 2015-06-26
TW201207443A (en) 2012-02-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
TWI519828B (zh) 於微影投射曝光裝置中的光學配置
JP4618604B2 (ja) 光学要素とマウントからなるアセンブリ
TWI402551B (zh) 光學元件固持裝置
US9250417B2 (en) Optical arrangement in a microlithographic projection exposure apparatus
US20060072219A1 (en) Mirror holding mechanism in exposure apparatus, and device manufacturing method
JP2002118058A (ja) 投影露光装置及び方法
TWI684069B (zh) 微影投射曝光裝置之光學配置
JP6109929B2 (ja) リソグラフィ装置、およびミラー配列を製造する方法
JP2004258273A (ja) 保持装置
TW201728992A (zh) 用於半導體微影製程的保護膜設備
US20240176249A1 (en) Optical element, projection optical unit and projection exposure apparatus
WO2024133262A1 (en) Optical system and projection exposure apparatus
TW202349134A (zh) 用於半導體微影的投影曝光設備的組件及投影曝光設備
KR102049618B1 (ko) 특히 마이크로리소그래피 투영 노광 장치에 사용하기 위한 미러 장치
JP5682248B2 (ja) 反射結像光学系、露光装置、およびデバイス製造方法
JP2004309688A (ja) 光学素子保持冷却装置及び露光装置
JP3359292B2 (ja) 光学素子及び光学系
US9086561B2 (en) Optical arrangement in a projection objective of a microlithographic projection exposure apparatus
US20110065051A1 (en) Supporting device, optical apparatus, exposure apparatus, and device manufacturing method
US20080247067A1 (en) Catoptric reduction projection optical system, exposure apparatus, and method for manufacturing device
TWI841580B (zh) 照明光學系統、曝光裝置及物品製造方法
JP2024529123A (ja) 投影露光システム及び接着剤層を設計する方法
TW202347047A (zh) 光學元件、和總成及其光學系統
JPH10256147A (ja) 露光装置
JP2010232242A (ja) 反射型投影光学系及び露光装置