TWI579648B - 設計用於ｅｕｖ之微影投射曝光裝置之投射物鏡與光學調整投射物鏡之方法 - Google Patents

設計用於ｅｕｖ之微影投射曝光裝置之投射物鏡與光學調整投射物鏡之方法 Download PDF

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Description

設計用於EUV之微影投射曝光裝置之投射物鏡與光學調整投射物鏡之方法 【相關申請案參照】
本申請案主張2010年11月5日申請之德國專利申請案DE 10 2010 043 498.1的優先權。該申請案的內容在此以引用方式併入。
本發明有關設計用於EUV之微影投射曝光裝置之投射物鏡與光學調整投射物鏡之方法。
微影技術係用於生產諸如積體電路或LCD的微結構化組件。微影製程係執行於具有照明系統(illumination system)及投影物鏡(projection objective)的所謂「投影曝光裝置(projection exposure apparatus)」中。在此情形中，利用投影物鏡將利用照明系統所照明之遮罩(mask)(=光罩(reticle))的影像投影至塗布有光敏層(light-sensitive layer)(光阻(photoresist))且配置在投影物鏡影像平面(image plane)中的基板(substrate)(例如矽晶圓(silicon wafer))上，將遮罩結構轉印至基板的光敏塗層上。
由於沒有合適的半透明折射材料(translucent refractive material)可供使用，在設計用於EUV範圍(也就是說，例如約13 nm或約7 nm的波長)的投影物鏡中，使用反射鏡(mirror)作為光學組件來進行成像過程。
典型的設計用於EUV之投射物鏡(例如請見US 7 538 856 B2)可例如具有介於0.2至0.3的影像側數值孔徑(image-side numerical aperture，NA)及使物體場(object field)(例如為環形)再現於影像平面或晶圓平面中。
對於增加影像側數值孔徑(NA)的做法而言，實際上發生的問題是在鏡面大小的增加(這與數值孔徑的增加有關)上設下諸多限制；另一方面，隨著反射鏡尺寸增加，要使尤其是長波表面誤差(long-wave surface error)減少到所需限值以下的值變得越來越難，就這方面而言，越大的鏡面需要尤其越大的非球面。此外，增加反射鏡尺寸需要使用更大的製造處理機器，且在所使用的機械加工工具(諸如研磨(grinding)、研光(iapping)及拋光(polishing)機器、干涉計及清洗與塗布設備)上會有更嚴格的要求。此外，製造更大的反射鏡還必須使用更重的反射鏡基體，這就特定限制來講，將因重力而幾乎無法安裝在適當的位置或撓曲超出可接受的程度。
與反射鏡尺寸增加有關的另一個問題來自照明光束路徑區域的遮蔽。就這點而言，一般公認可以使用具有中央屏蔽(central obscuration)的系統，但其中還是會發生以上描述的問題。
尤其從WO 2008/020965 A2得知，藉由引導複數個分立基板朝向共同焦點及接著使每個基板塗布有反射EUV的多層，可生產EUV光源的收集器鏡(collector mirror)。為了定向例如形式為橢面反射鏡的收集器鏡，使用一或多個致動器(actuator)，使至少一個基板相對於載體結構(carrier structure)定向，此定向程序根據從橢面反射鏡的第一焦點偏轉至第二焦點之光的測量來實行。
本發明之目的在於提供一種微影投射曝光裝置的投射物鏡，其允許實施較高的數值孔徑，同時至少實質上避免上述生產與工程上的問題。
利用獨立申請專利範圍第1項的特徵達到此目的。
根據本發明設計用於EUV之微影投射曝光裝置的投射物鏡，將在投射曝光裝置操作中照明的物體平面(object plane)成像於影像平面中，且具有至少一個反射鏡區段配置(mirror segment arrangement)，包含複數個獨立反射鏡區段(mirror segment)，其中與相同反射鏡區段配置之該等反射鏡區段相關聯的是彼此不同且分別提供用於將該物體平面成像於該影像平面的局部光束路徑(partial beam path)，其中該等局部光束路徑在該影像平面中重疊(superpose)及其中在該影像平面之相同點中重疊的至少兩個局部光束被該相同反射鏡區段配置的不同反射鏡區段反射。
就這點而言，根據本發明之反射鏡區段配置中的相鄰反射鏡區段可以光學無縫地組裝一起或彼此亦可具有有限間隔，這可利用生產程序控管或亦可明確地提供用於調整反射鏡區段配置。
根據本發明在影像平面中重疊且分別涉及將物體平面(或遮罩)成像於影像平面或晶圓平面及其影像在影像平面中重疊的局部光束路徑，在此及下文中又稱為「同步局部光束路徑(simultaneous partial beam paths)」。
本發明尤其基於在投射物鏡之成像光束路徑中，以分成區段的方式體現至少一個反射鏡的概念，亦即以包含複數個獨立反射鏡區段的反射鏡區段配置取代單塊反射鏡(monolithic mirror)。
此外，利用相同反射鏡區段配置的不同反射鏡區段，反射在影像平面之相同點中重疊的至少兩個局部光束。因此，根據本發明，影像平面中的一個相同點係由被反射鏡區段配置的不同反射鏡區段反射且在影像平面之該點中重疊的光束所達成。換言之，一個物體場在相同反射鏡區段配置之不同反射鏡區段的作用或協作之下被投射於一個影像場中。本發明因此不同於如先前技術具有不同光學群組之光學系統的概念，其觀念為不同物體場(在空間上彼此分開)係經由獨立光學路徑(包括不同反射鏡作為光束引導組件)造成不同影像場，其中物體場中的一個相同點專門由一個單一反射鏡所反射的光束所照射。與此等概念相反，本發明可以實現明顯較高的數值孔徑。
至少一個反射鏡的區段式結構(亦即以具有獨立反射鏡區段的反射鏡區段配置取代該反射鏡)在生產工程上具有許多優點：一方面，關於根據本發明之反射鏡區段配置要處理的最大直徑可實質上小於對應未分段之反射鏡的最大直徑(例如小於70%或70%以上)。結果，在一些情況下，只有現在才能在技術上進行製造，或可以避免另外投資金錢在全新及較大的生產機器上。另一方面，由於個別反射鏡區段可以變得更薄，要處理的組件與對應未分段之反射鏡相比，(總)質量實質上低了例如25%或25%以上。由於總質量減少之故，亦可減少反射鏡區段或配置因固有重量的重力所造成的變形。
本揭示內容亦有關根據本發明設計用於EUV之微影投射曝光裝置的投射物鏡，將在投射曝光裝置操作中照明的物體平面成像於影像平面，且具有至少一個反射鏡區段配置其包含複數個獨立反射鏡區段，其中與相同反射鏡區段配置的該等反射鏡區段相關聯的是彼此不同且分別提供用於成像物體平面至影像平面的局部光束路徑，其中該等局部光束路徑在影像平面中重疊。
在一具體實施例中，至少一個反射鏡區段配置是投射物鏡的反射配置(reflecting arrangement)，其配置是關於影像平面側(image plane side)光束路徑的最後一個。
在一具體實施例中，至少一個反射鏡區段配置是投射物鏡中具有最大總光學有效表面(total optically effective surface)(即，總反射表面(total reflecting surface))的反射配置。
在一具體實施例中，至少一個反射鏡區段配置具有至少三個反射鏡區段，尤其具有至少四個反射鏡區段。
在一具體實施例中，相同反射鏡區段配置的反射鏡區段彼此分別形成僅由過渡區域(transitional region)(選擇性地出現在相鄰的反射鏡區段之間)中斷(interrupt)的連續反射表面。
在一具體實施例中，提供至少兩個反射鏡區段配置，其各具有至少兩個獨立反射鏡區段，其中與相同反射鏡區段配置之該等反射鏡區段相關聯的是彼此不同及分別提供用於成像物體平面至影像平面且在影像平面中重疊的光束路徑。
在一具體實施例中，一個反射鏡區段配置之該等反射鏡區段之一相應者是以在相同局部光束路徑中有成對關係而與另一反射鏡區段配置的該等反射鏡區段之一者相關聯。
在一具體實施例中，另外提供一種光閥配置(shutter arrangement)，其設計致使可選擇性限制至少一個反射鏡區段配置的照明於該反射鏡區段配置的不同反射鏡區段。
本發明亦有關一種設計用於EUV之微影投射曝光裝置的投射物鏡，將在投射曝光裝置操作中照明的物體平面成像於影像平面中，其中投射物鏡包含複數個反射鏡，及其中該複數個反射鏡具有最大尺寸的反射鏡係形成為包含複數個獨立反射鏡區段的反射鏡區段配置。
如下文進一步論述，最大反射鏡(其尤其可以是影像平面側的最後一個反射鏡)的分段組態尤其有利，因為該反射鏡尤其與影像側的數值孔徑(NA)有關。
在本發明之另一方面，考慮到以下事實：在個別反射鏡區段之間出現中間空間(intermediate space)並影響成像性質。此問題的發生尤其與光束路徑的最後一個反射鏡有關，更明確地說，如果該反射鏡由於在影像平面側為遠心的光束路徑而確實不在光瞳平面(pupil plane)中，結果所造成的成像誤差具有場相依成分(field-dependent component)。
本發明現在涉及以下概念：在系統光瞳平面中配置合適的屏蔽光閥配置(obscuration shutter arrangement)可提供確實或至少局部的屏蔽效應，使得上述反射鏡區段中間空間(mirror segment intermediate space)位在屏蔽光閥的陰影中，或光瞳平面之屏蔽的陰影確實或至少局部覆蓋反射鏡區段中間空間。換句話說，根據本發明，利用以下事實：反射鏡區段中間空間繼續存在而不會影響成像性質，因為屏蔽光閥配置的陰影正好在對應區域上產生。換言之，屏蔽光閥在反射鏡區段配置上的陰影投射至少局部覆蓋於反射鏡區段中間空間上方。因此，在沒有屏蔽光閥時原本會入射於反射鏡區段中間空間上的光為屏蔽光閥所掩蔽/阻擋下來。
在前述背景下，根據一具體實施例，在投射物鏡的光瞳平面中提供一種屏蔽光閥，其中屏蔽光閥係設計致使屏蔽光閥在反射鏡區段配置上的陰影投射覆蓋於反射鏡區段中間空間上方。
在一有利具體實施例中，此外，至少一個反射鏡區段配置係設計(或在個別反射鏡區段之間具有此分割)致使在反射鏡區段之間的反射鏡區段中間空間屬於至少環形區域或環狀區段的幾何形狀。反射鏡區段中間空間之此環形幾何形狀具有額外優點：不會因屏蔽而發生定向相依的成像效應(orientation-dependent imaging effect)。相反地(相對於光傳播方向或光學系統軸)，以不同方位角(azimuth angle)配置且徑向延伸的反射鏡區段中間空間具有以下效應：某些繞射級(diffraction order)進入反射鏡區段中間空間的區域，及其他繞射級並不進入反射鏡區段中間空間，致使涉及彼此不同定向的結構展現不同的成像特性。但上述概念並不限於環狀形式或環狀區段形狀的反射鏡區段中間空間，因此亦涵蓋其他幾何形狀，其中反射鏡區段中間空間位在屏蔽光閥的陰影中。
由於屏蔽光閥配置會影響成像性質(越小越好)或導致些微擾動，其較佳涉及旋轉對稱(但本發明並不受此限制)。在屏蔽光閥配置為環形幾何形狀時，屏蔽光閥配置對成像性質的影響最小，因為此時，每個待成像的結構或每個繞射級均經歷相同的屏蔽效應，與其定向無關。在其他具體實施例中，屏蔽光閥配置亦可設計有相對於光學系統軸(optical system axis)的n重(n-fold)對稱(尤其是四重對稱)，致使針對特定結構或繞射級達成相同屏蔽。
在另一方面，本發明亦有關一種生產設計用於EUV之微影投射曝光裝置之投射物鏡的方法，將在投射曝光裝置操作中照明的物體平面成像於影像平面中，該投射物鏡具有複數個反射鏡，其中該等反射鏡的至少一個由複數個獨立反射鏡區段構成。
根據一具體實施例，該反射鏡由複數個獨立反射鏡區段構成，使得在影像平面相同點中重疊的至少兩個局部光束為該複數個獨立反射鏡區段的不同反射鏡區段所反射。
根據一具體實施例，由複數個獨立反射鏡區段構成的該反射鏡是關於影像平面側光束路徑的最後一個。
根據一具體實施例，由複數個獨立反射鏡區段構成的該反射鏡是具有最大總光學有效表面的反射鏡。
根據一具體實施例，這些反射鏡區段的至少兩個可以光學無縫地接合一起(例如藉由黏合)。此外，這些反射鏡區段的至少兩個亦可相對於彼此以有限間隔固定。
在另一方面，本發明亦有關一種光學調整微影投射曝光裝置之投射物鏡的方法，其中投射物鏡具有複數個反射鏡，其在調整操作期間定向於其工作位置(working position)以進行微影程序，其中投射物鏡具有至少一個反射鏡區段配置，包含複數個獨立反射鏡區段，及其中關於該等反射鏡區段，以彼此不同的至少兩個調整步驟進行調整，促使在相應調整步驟中成像物體平面於影像平面中。
本發明另外有關光學調整微影投射曝光裝置之投射物鏡的配置，其中投射物鏡具有複數個反射鏡，其在調整操作期間定向於其工作位置以進行微影程序，其中投射物鏡具有至少一個反射鏡區段配置，包含複數個獨立反射鏡區段，其中該配置具有至少一個可變光閥配置，利用該至少一個可變光閥配置可選擇性限制反射鏡區段配置的照明於一或多個反射鏡區段。
本發明其他組態請見說明及隨附申請專利範圍。
下文利用附圖中圖解範例的具體實施例詳細說明本發明。
圖1顯示投射物鏡100的結構略圖，其中一反射鏡為包含獨立反射鏡區段的反射鏡區段配置所取代。投射物鏡的基本結構(不具有根據本發明的分成區段)請見US 7 538 856 B2，因此不屬於本申請案的請求的主要事項(subject-matter)。
在投射物鏡100中，EUV輻射從照明系統(未顯示)入射於遮罩(光罩)R上，該遮罩具有透過狹槽(slot)S成像的結構，狹槽定義要照明之遮罩R的區域。投射物鏡100具有複數個反射鏡(在圖解的具體實施例中，有六個反射鏡) 110-160，其中在影像平面側光束路徑中為最後一個的反射鏡160(如圖1僅概略顯示)在形式上為包含獨立反射鏡區段161、162及163的反射鏡區段配置。
在影像平面側為最後一個(且同時是最大)之反射鏡的分段組態尤其有利，因為該反射鏡尤其與影像側的數值孔徑(NA)有關。但本發明並不受此限制，因此，代替影像平面側最後一個反射鏡，投射物鏡100的另一個反射鏡亦可分成獨立區段。在其他具體實施例中，複數個反射鏡(亦即兩個或兩個以上反射鏡)亦可分成獨立區段，如下文參考圖2所述。此外，應明白，圖1中三個反射鏡區段的數目選擇僅是舉例說明，及也可以將其分段成更多或更少反射鏡區段(亦即僅兩個)。
投射物鏡100在影像平面側為遠心，但在物體平面側(亦即在遮罩R的部分上)為非遠心，以避免與從照明系統入射的光發生干涉現象。
此處僅概略表示測量同步局部光束路徑或其疊置的測量配置(measuring arrangement)170，其詳細說明如下。
圖2顯示圖解根據本發明另一具體實施例之投射物鏡200的結構略圖，其中有兩個屬於分段類別的反射鏡。投射物鏡的基本結構(不具有根據本發明的分成區段)請見WO 2009/052932 A1，因此不屬於本申請案的請求的主要事項。
投射物鏡200具有六個未分段反射鏡210-250及270及兩個反射鏡區段配置260、280，其中光束路徑中最後一個反射鏡區段配置280分成四個反射鏡區段281-284，而光傳播方向中倒數第三個位置的反射鏡區段配置260分成六個反射鏡區段261-266。
此外，布置在影像平面側光束路徑中最後三個位置的反射鏡區段配置260及280及反射鏡270分別被屏蔽及具有通孔(through opening)使光入射在光軸(optical axis)OA的位置上。布置在光束路徑中倒數第四個位置的反射鏡250未被屏蔽並在投射物鏡的光瞳平面PP產生由其外邊緣定義的遮蔽。在光束路徑中最後一個的反射鏡區段配置280及影像平面IP之間有中間影像(intermediate image)IMI。
在圖2的投射物鏡200中，反射鏡區段配置260的反射鏡區段261-266之一相應者，與另一反射鏡區段配置280的反射鏡區段281-284之一者，是以相同局部光束路徑中有成對關係而相關聯。在圖2中，以箭頭強調此對反射鏡區段(即包含反射鏡區段261及284)及還有局部光束路徑的對應部分。所有這些成對區段的全部定義一組同步局部光束路徑。在圖2概略表示的測量配置以參考符號290代表及其描述如下，其用以一方面確保每個局部光束路徑本身無像散(stigmatic)，及另一方面確保分別由局部光束路徑產生的影像根據相應影像結構寬度在晶圓平面中部分交疊(overlap)。
為調整投射物鏡，利用致動器使反射鏡區段配置的反射鏡區段相對於彼此及還有(作為整體)相對於系統定向。因此，本發明還有關測量配置及允許調整反射鏡區段的致動器系統的組合。根據本發明的測量配置可在系統組裝或初始調整期間及還有在持續操作期間或在投射曝光裝置的掃描器中使用。
基本上合適的配置描述於WO 2007/062808 A1中，其揭露用於測量主動反射鏡的「掠入射干涉計(grazing incidence interferometer)」。可以根據本發明測量反射鏡區段配置的相似方式使用此干涉計。此外，亦可使用如US 2008/0144043 A1中揭露的系統波前干涉計(system wave front interferometer)檢查整體反射鏡的定向。使用此干涉計時，可利用以下事實：反射鏡位置或定向的變動將影響投射物鏡像差(aberration)，其中這些像差變更可利用系統波前干涉計來偵測。
當只有一個反射鏡區段配置時，同步局部光束路徑(根據前述定義)即已存在，這些局部光束路徑的疊置(superpositioning)現在應已如此精確，致使影像平面中分別由局部光束路徑產生及處於互相重疊關係的影像在投射物鏡所達成的解析度上完全相同且儘可能精確地重合(coincide)。因此，此測量配置兩個有兩個挑戰：一方面，要確保關於所有同步光束路徑的光學失真效應(optical distortion effect)在容許限度內完全相同，及另一方面，相應影像在解析限度內應該儘可能精確地重疊。
以下參考圖3a-c及圖4，說明同步局部光束路徑及其疊置之測量配置的基本可行具體實施例。
類似於上述具體實施例，分別僅在圖3a-c及圖4中表示的光學投射系統300及400分別包括至少一個反射鏡區段配置310及410，其中為了簡單明瞭，僅分別顯示另一個(未分段)反射鏡320及420。
圖4的測量配置具有至少一個偵測器455，其在光傳播方向中配置在投射物鏡400(僅概略表示)下游(downstream)。此外，此測量配置還具有測量光源(measuring light source)401，其在光傳播方向中位在投射物鏡400上游，測量光源401在物體平面中產生具有定義性質的輻射。
同步局部光束路徑及其疊置的測量配置尤其在於執行以下工作：
a)測量當成像點光源時由局部光束路徑產生的波前像差(有時又稱為「系統波前」)。點光源可配置在物體平面OP的不同定位，較佳在所謂掃描器狹槽的區域中。測量這些像差的合適配置及方法請見例如US 2008/0144043 A1或US 7 333 216 B2。
b)測量由局部光束路徑(尤其在掃描器狹槽的區域中)產生的影像失真。失真測量的合適配置及方法在先前技術中亦為已知，例如請見US 7 019 824 B2。
c)測量影像平面IP或晶圓平面(尤其在掃描器狹槽S的區域)中由至少兩個局部光束路徑產生的影像疊置。
此外，測量配置具有選擇性作用光閥配置(selectively acting shutter arrangement)415，用於選擇給定的光的立體角區域(solid angle region)，這因而可選擇性限制至少一個反射鏡區段配置的照明於反射鏡區段的不同者。
在如圖3a-3c概略顯示的光傳播方向中，此光閥配置可直接配置在布置在物體平面OP中的遮罩R的下游(見圖3a的參考符號315)、配置在兩個反射鏡或反射鏡區段配置310及320之間(見圖3b的參考符號316)、或在光傳播方向中直接配置在偵測器配置上游(見圖3c的參考符號317)。
就這點而言，為了利用光閥配置選擇局部光束路徑，有利的是布置所有個別開口於共同光閥平面(common shutter plane)中，並由可置換光閥選擇其一相應者。針對沿著相應對的反射鏡分別由測量光源301及401所產生之局部光束路徑的位置及大小，決定光閥配置中的開口。如此，對於每個局部光束路徑，均存在相應位置、形狀及大小的相關聯光閥開口(shutter opening)。
根據本發明的測量配置尤其可以獨立地或以有目標的選擇組合，檢查個別局部光束路徑對影像平面中產生之(總)影像的相應作用。
為執行上述根據a)及b)的工作，所提方法請見先前技術。藉由組合選擇局部光束路徑的上述光閥配置，因而可以測量每個局部光束路徑的像差及失真。
執行根據c)的工作，亦即測量由至少兩個局部光束路徑在晶圓平面中產生的影像疊置，涉及組合根據本發明的選擇性作用光閥配置與用於影像疊置的更多測量配置。
局部光束路徑所產生影像疊置的測量配置必須以位置解析方式(positionally resolved fashion)評估影像平面中至少一個表面元素，以便能夠提供有關疊置的資訊。為此目的，可適當放大根據上述US 7 019 824 B2用於失真測量之基於疊紋原理(moir principle)的裝置，如圖4概略顯示。
參考圖4，將配置在物體平面OP中的第一圖案(pattern)402成像於配置在影像平面IP中的第二圖案435上，然後藉由疊置形成疊紋圖案，此疊紋圖案接著可由後續光學成像系統445成像及由位置解析相機(positional resolving camera)455記錄。類似於上述具體實施例，僅在圖4中表示的光學投射系統400包括至少一個反射鏡區段配置410，為了簡單明瞭，僅顯示另一個(未分段)反射鏡420。尤其可以「類似拼花地板(parquet-like)」方式體現第一圖案402及第二圖案435，以用最少可能數目的測量步驟獲得不同空間方向的資訊。評估疊置形成的疊紋圖案可以辨識光學產生影像(optically produced image)及第二圖案之間的差異，尤其可辨識對應於影像位置改變的失真。為了以按部就班的程序建立影像，可以有系統地利用一或多個局部光束路徑進行光學成像，就此而言，不同局部光束路徑效應可一起比較並可檢查其協作。
一個使用此測量配置使局部光束路徑彼此定向及調整的可能方法可如下進行：
首先，利用光閥配置415選擇第一局部光束路徑，及針對第一局部光束路徑觀察配置在物體平面OP之第一遮罩402與配置在影像平面之第二遮罩403的影像疊置，其中遮罩402、403相對於彼此而定向。可從在此情形中產生的第一疊紋圖案推論第一局部光束路徑中的失真。接著，遮罩位置未改變，利用光閥配置415選擇第二局部光束路徑，然後第二局部光束路徑產生第二疊紋圖案，其中第二局部光束路徑與第一局部光束路徑的偏差(deviation)導致第二疊紋圖案及第一疊紋圖案之間的差異。可從兩個疊紋圖案之間的偏差推論第二局部光束路徑與第一局部光束路徑之光學性質的偏差。此外，利用此知識，可利用合適的操縱器系統使第二局部光束路徑在影像位置及失真上相對於第一局部光束路徑最佳化。對所有局部光束路徑重複此步驟，致使所有局部光束路徑均相對於彼此而定向。
根據另一具體實施例，亦可改變光閥配置415的位置，使得一個以上的局部光束路徑同時促使成像。在此情形下，個別局部影像在影像平面中不相干地(incoherently)重疊，以形成亦可如所描述而評估的多個局部影像。可同時實施此組合，直到所有局部光束路徑的開口出現，致使以所有反射鏡區段配置調整總投射物鏡。
圖5顯示圖解本發明之另一具體實施例的略圖。為此目的，圖5顯示以(相對較大)旋轉對稱反射鏡為例的分段，該旋轉對稱反射鏡接近光瞳及具有讓光束從中通過的反射鏡開口或反射鏡鑽孔。出射光瞳中央被屏蔽。以初始與上述具體實施例類似的方式，將此反射鏡分段，提供反射鏡區段配置500。
在此情形中，取決於分別設定的照明設定(illumination setting)，在反射鏡區段配置500中進行分段。換句話說，在選擇合適的分段之前，首先建立使用的照明設定。在此情形中，選擇個別反射鏡區段之間的過渡區域或切割(cut)，致使沒有任何繞射級入射在這些過渡區域上。
在圖5的特定實例中，照明設定具有四個照明極501-504分別相對於y軸轉動45°，針對水平及垂直定向的稠密線(dense line)分別圖解相應的繞射級。
如圖5顯示，結合照明設定，將反射鏡區段配置500分段或分割成四個反射鏡區段510-540，其分別配置在圖解座標系統y軸中轉動45°的對應四個區段中。
圖5中的配置可一方面補償場常數低階光瞳誤差(field-constant low-order pupil error)，例如像散(astigmatism)及彗形像差(coma)。此配置的另一優點是僅需要使這些反射鏡區段510-540相對於彼此進行調整，即可促使相同結構的繞射影像。在水平及垂直稠密線的特定具體實施例中，只要使相應兩對反射鏡區段相對於彼此進行調整，更明確的說，一方面使反射鏡區段520及540相對於彼此進行調整，及另一方面使反射鏡區段510及530相對於彼此進行調整。相反地，例如反射鏡區段520相對於反射鏡區段530或反射鏡區段510的相對配置便無關緊要。與在全表面區域上使用的適應性反射鏡相比，這大幅減少調整需求，需要聯合控制的參數只有一半。
此外，有關投射曝光裝置設計原理的優點在於，可將提供「光學表面」及提供機械穩性的功能性分配給不同的組件(「反射鏡區段」及「載體結構」)。
圖6顯示反射鏡區段配置600的具體實施例，其係以此方式設計(或在個別反射鏡區段之間具有此種「分割(partition)」)，致使在反射鏡區段之間的反射鏡區段中間空間屬於至少環狀區域或環狀區段的幾何形狀。
圖6中概略圖解的反射鏡區段配置600包括中央反射鏡區段610作為「主要反射鏡(main mirror)」，可針對有關生產工程的方面適當選擇其大小，及主要反射鏡610的生產因此可以比較沒有問題。此外，圖解具體實施例的反射鏡區段配置600(及本發明並不受限於此)包括四個反射鏡區段620、630、640及650作為「次要反射鏡(secondary mirror)」，其形式為具有實質上徑向延伸區段中間空間(radially extending segment intermediate space)的圓形環狀區段，致使其按照與中央反射鏡區段610的特定徑向間隔，圍繞形成主要反射鏡的中央反射鏡區段610配置。此徑向間隔例如可用於支架元件、感測器構件及/或致動器構件。
此外，反射鏡區段620、630、640及650相對於彼此(亦即，關於圖解座標系統z方向中延伸之光學系統軸的方位角方向中)處於最小的可能間隔，致使方位角方向中不需要任何結構空間。結果至少實質上避免上述與方位角反射鏡區段中間空間之存在有關的效應(即不同定向中完全相同的結構具有不同成像特性)。
圖7a及7b顯示略圖圖解相應屏蔽光閥配置710及720的實例，其根據本發明較佳是配置在光瞳平面中或在其附近(如以下參考圖9定義)。就這點而言，圖7a的屏蔽光閥配置710係定義用於沒有中央光瞳屏蔽(central pupil obscuration)的光學系統，及圖7b的屏蔽光閥配置720係設計用於具有中央光瞳屏蔽的光學系統。
分別以710a、720a及720b表示分別為屏蔽光閥配置710及720所遮蔽的區域。如下文說明，屏蔽光閥配置710及720各如此設計致使其投擲在反射鏡區段配置600上的陰影，覆蓋徑向延伸的反射鏡區段中間空間上方。相應屏蔽光閥配置710及720的目標及用途因而是，事先截去在沒有屏蔽光閥配置710及720時原本會入射在主要反射鏡610及次要反射鏡620-650之間的環形間隙A中的光，致使避免成像特性的場相依效應或場相依變更。
圖8顯示設計用於EUV輻射之投射物鏡800的具體實施例，其中數值孔徑NA=0.6，投射物鏡800具有總共八個反射鏡810-880以將光罩R的結構成像於晶圓W上，其中影像平面側光束路徑中最後一個的反射鏡880在形式上可為包含獨立反射鏡區段的反射鏡區段配置。光束路徑中的第二反射鏡820形成接近光瞳的反射鏡。有關「光瞳接近性(pupil nearness)」及還有「場接近性」準則的定義，請參考圖9。
參考圖9，光瞳接近性或場接近性在定量上分別可利用參數P(M)(例如描述於US 2008/0165415 A1)描述，其中參數P(M)係定義為：
其中在所論平面中光學表面(optical surface)M上，D(SA)代表次孔徑直徑(subaperture diameter)，及D(CR)代表(來自所有場點(field point)的，或光學使用場(optically used field)之所有場點定義的)最大主光線間隔(maximum principal ray spacing)。因此，P(M)=0適用於場反射鏡(field mirror)(次孔徑直徑為零)及P(M)=1適用於光瞳反射鏡(pupil mirror)(主光線間隔為零)。上述反射鏡820，如同屏蔽光閥配置，較佳是布置在投射物鏡的一平面中，其中參數P(M)至少等於0.8，尤其是至少等於0.9。
屏蔽光閥配置890(圖8未顯示)亦布置在根據前述定義的光瞳接近性中。圖10a顯示的屏蔽光閥配置890具有環狀屏蔽光閥891及中央屏蔽光閥892。圖10b顯示由於在影像平面側最後一個反射鏡880之定位處的屏蔽光閥配置890的作用所造成的相應遮蔽區域，其中參考符號891a代表環狀屏蔽光閥891的陰影，及參考符號892a代表中央屏蔽光閥892的陰影。
圖11概略顯示屏蔽光閥配置910、920、930及940的其他可能具體實施例。這些屏蔽光閥配置910-940的共同之處在於其各涉及四重對稱。
參考圖11a及11b，分別適於形成屏蔽光閥配置910及920的屏蔽光閥911-914及921-924係配置在周圍方向中或配置在方位角上(相對於在圖解座標系統z方向中延伸的光學系統軸)，及更明確的說(相對於相應中央軸或對稱軸)，分別相對於y軸配置在45°、135°、225°及315°的角度處。在此情形下，如此選擇屏蔽光閥911-914的幾何形狀，致使其提供十字形幾何形狀的非遮蔽區域，而如此選擇屏蔽光閥921-924的幾何形狀，致使其提供星形幾何形狀的非遮蔽區域。
注意，可由圖11顯示的具體實施例體現根據本發明的概念，藉此反射鏡區段中間空間位在屏蔽光閥陰影中。然而，注意，在此情形中，未提供上述具有環狀或環狀區段之形狀的反射鏡區段中間空間的有利組態，致使在這些具體實施例中僅允許選擇有限的照明設定。
參考圖11c及11d，分別適於給定屏蔽光閥配置930及940的屏蔽光閥931-934及941-944係配置在周圍方向中或配置在方位角上(相對於在圖解座標系統z方向中延伸的光學系統軸)，及更明確的說(相對於相應中央軸或對稱軸)，分別相對於y軸配置在0°、90°、180°及270°的角度處。在此情形中，類似於圖11a，如此選擇圖11c中屏蔽光閥931-934的幾何形狀，致使其給出十字形幾何形狀的非遮蔽區域，而類似於圖11b，如此選擇圖11d中屏蔽光閥941-944的幾何形狀，致使其有關星形幾何形狀的非遮蔽區域。
儘管已參考特定具體實施例說明本發明，但熟習本技術者應明白許多變化及替代具體實施例，例如藉由組合及/或調換個別具體實施例的特徵。因此，熟習本技術者應明白，本發明亦涵蓋此類變化及替代具體實施例，及本發明範疇僅受隨附申請專利範圍及其等效物的限制。
100．．．投射物鏡
110-160．．．反射鏡
161-163．．．獨立反射鏡區段
170．．．測量配置
200．．．投射物鏡
210-250、270．．．未分區段反射鏡
260．．．反射鏡區段配置
280．．．反射鏡區段配置
261-266．．．反射鏡區段
281-284．．．反射鏡區段
290．．．測量配置
300．．．光學投射系統
301．．．測量光源
310．．．反射鏡區段配置
320．．．反射鏡
400．．．光學投射系統/投射物鏡
401．．．測量光源
402．．．第一圖案/第一遮罩
403．．．第二遮罩
410．．．反射鏡區段配置
415．．．光閥配置
420．．．反射鏡
435．．．第二圖案
445．．．光學成像系統
455．．．偵測器/位置解析相機
500．．．反射鏡區段配置
501-504．．．照明極
510-540．．．反射鏡區段
600．．．反射鏡區段配置
610．．．中央反射鏡區段
620-650．．．反射鏡區段
710、720．．．屏蔽光閥配置
800．．．投射物鏡
810-880．．．反射鏡
890．．．屏蔽光閥配置
891．．．環狀屏蔽光閥
891a．．．環狀屏蔽光閥的陰影
891b．．．中央屏蔽光閥的陰影
892．．．中央屏蔽光閥
910-940．．．屏蔽光閥配置
911-914．．．屏蔽光閥
IMI．．．中間影像
IP．．．影像平面
OA．．．光軸
OP．．．物體平面
PP．．．光瞳平面
R．．．遮罩(光罩)
S．．．狹槽
W．．．晶圓
圖1顯示圖解根據本發明一具體實施例之投射物鏡的結構略圖；
圖2顯示圖解根據本發明另一具體實施例之投射物鏡的結構略圖；
圖3a-c顯示圖解根據本發明之測量配置中的不同可能光閥配置的不同視圖；
圖4顯示根據本發明的可能結構略圖，圖解同步局部光束路徑的測量配置結構；
圖5顯示圖解本發明之另一具體實施例的略圖；及
圖6-11顯示圖解本發明之另一方面的略圖。
100．．．投射物鏡
110-160．．．反射鏡
161、162、163．．．獨立反射鏡區段
170．．．測量配置
IP．．．影像平面
OA．．．光軸
OP．．．物體平面
R．．．遮罩(光罩)
S．．．狹槽
W．．．晶圓

Claims (22)

  1. 一種設計用於EUV之微影投射曝光裝置的投射物鏡，將在該投射曝光裝置操作中照明的一物體平面成像於一影像平面中，其中該投射物鏡具有至少一個反射鏡區段配置，包含複數個獨立反射鏡區段；其中與相同反射鏡區段配置之該等反射鏡區段相關聯的是彼此不同且分別提供用於將物體平面成像於影像平面的局部光束路徑，其中該等局部光束路徑在該影像平面中重疊及其中在該影像平面之相同點中重疊的至少兩個局部光束被該相同反射鏡區段配置的不同反射鏡區段反射；以及該反射鏡區段配置的至少兩個反射鏡區段相對於彼此是可移動的。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之投射物鏡，其中該至少一個反射鏡區段配置是該投射物鏡中關於在影像平面側的光束路徑的最後一個反射配置。
  3. 如申請專利範圍第1或2項所述之投射物鏡，其中該至少一個反射鏡區段配置是該投射物鏡中具有最大總光學有效表面的反射配置。
  4. 如申請專利範圍第1或2項所述之投射物鏡，其中該至少一個反射鏡區段配置具有至少三個反射鏡區段。
  5. 如申請專利範圍第1或2項所述之投射物鏡，其中該相同反射鏡區段配置的該等反射鏡區段彼此分別形成僅由過渡區域中斷 的一連續反射表面，該等過渡區域選擇性地出現在相鄰反射鏡區段之間。
  6. 如申請專利範圍第1或2項所述之投射物鏡，其中提供至少兩個反射鏡區段配置，其各具有至少兩個獨立反射鏡區段，其中與該相同反射鏡區段配置之該等反射鏡區段相關聯的是彼此不同及分別提供用於成像物體平面於影像平面且在影像平面中重疊的光束路徑。
  7. 如申請專利範圍第6項所述之投射物鏡，其中該一個反射鏡區段配置之該等反射鏡區段之一相應者是以在相同局部光束路徑中有成對關係而與另一反射鏡區段配置的該等反射鏡區段之一者相關聯。
  8. 如申請專利範圍第1或2項所述之投射物鏡，其中另外提供一光閥配置，其設計致使可選擇性限制該至少一個反射鏡區段配置的照明於該反射鏡區段配置的不同反射鏡區段。
  9. 一種設計用於EUV之微影投射曝光裝置的投射物鏡，將在該投射曝光裝置操作中照明的一物體平面成像於一影像平面中，其中該投射物鏡包含複數個反射鏡；其中該複數個反射鏡之具有最大尺寸的反射鏡係形成為一反射鏡區段配置，其包含複數個獨立反射鏡區段；以及該反射鏡區段配置的至少兩個反射鏡區段相對於彼此是可移動的。
  10. 如申請專利範圍第1或2或9項所述之投射物鏡，其中另外提供一屏蔽光閥配置，其中留在該反射鏡區段配置的該等反射鏡區段之間的至少一個反射鏡區段中間空間係至少局部配置在該屏蔽光閥配置的陰影中。
  11. 一種設計用於EUV之微影投射曝光裝置的投射物鏡，將在該投射曝光裝置操作中照明的一物體平面成像於一影像平面中，包含：至少一個反射鏡區段配置，包含複數個獨立反射鏡區段；及一屏蔽光閥配置，其中留在該反射鏡區段配置的該等反射鏡區段之間的至少一個反射鏡區段中間空間係至少局部配置在該屏蔽光閥配置的陰影中。
  12. 如申請專利範圍第11項所述之投射物鏡，其中留在該反射鏡區段配置的該等反射鏡區段之間的至少一個反射鏡區段中間空間屬於旋轉對稱，尤其屬於環形幾何形狀。
  13. 如申請專利範圍第11或12項所述之投射物鏡，其中該屏蔽光閥配置係旋轉對稱，尤其為環形幾何形狀。
  14. 如申請專利範圍第11或12項所述之投射物鏡，其中該屏蔽光閥配置係配置在該投射物鏡之一平面中，在該平面中一參數P(M)係至少0.8，尤其是至少0.9，該參數P(M)定義為： ，其中在所論該平面之光學表面M上，D(SA)代表次孔徑直徑，及D(CR)代表光學使用場之所有場點上所定義的最大主光 線間隔。
  15. 如申請專利範圍第11或12項所述之投射物鏡，其中該屏蔽光閥配置相對於光學系統軸屬於n重對稱，其中n是大於零的自然數。
  16. 一種生產設計用於EUV之微影投射曝光裝置之投射物鏡的方法，該投射物鏡將在該投射曝光裝置操作中照明的一物體平面成像於一影像平面中，其中該投射物鏡具有複數個反射鏡及其中該等反射鏡的至少一個由複數個獨立反射鏡區段構成，其中在該影像平面相同點中重疊的至少兩個局部光束為該複數個獨立反射鏡區段的不同反射鏡區段所反射，該反射鏡區段配置的至少兩個反射鏡區段相對於彼此是可移動的。
  17. 如申請專利範圍第16項所述之方法，其中由複數個獨立反射鏡區段構成的該反射鏡是關於影像平面側光束路徑的最後一個。
  18. 如申請專利範圍第16或17項所述之方法，其中由複數個獨立反射鏡區段構成的該反射鏡是具有最大總光學有效表面的反射鏡。
  19. 如申請專利範圍第16或17項所述之方法，其中該等反射鏡區段之至少兩個為光學無縫地接合一起。
  20. 如申請專利範圍第16或17項所述之方法，其中該等反射鏡區段之至少兩個係相對於彼此以有限間隔固定。
  21. 一種光學調整微影投射曝光裝置之投射物鏡的方法，其中該投射物鏡具有複數個反射鏡，其在調整操作期間定向於其工作位置以進行微影程序，其中該投射物鏡具有至少一個反射鏡區段配置，包含複數個獨立反射鏡區段，及其中關於該等反射鏡區段，以彼此不同的至少兩個調整步驟進行調整，促使在相應調整步驟中成像物體平面於影像平面中。
  22. 一種光學調整微影投射曝光裝置之投射物鏡的配置，其中該投射物鏡具有複數個反射鏡，其在調整操作期間定向於其工作位置以進行微影程序，其中該投射物鏡具有至少一個反射鏡區段配置，包含複數個獨立反射鏡區段，其中該配置具有至少一個可變光閥配置，利用該至少一個可變光閥配置可選擇性限制反射鏡區段配置的照明於一或多個反射鏡區段。
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