TWI610141B - 微影投射曝光裝置及改變此類裝置之反射透鏡中光波前的方法 - Google Patents

微影投射曝光裝置及改變此類裝置之反射透鏡中光波前的方法 Download PDF

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Abstract

本發明揭示一種用於將反射遮罩(14)投射至感光層(16)上的微影投射曝光裝置(10),該微影投射曝光裝置(10)含有反射透鏡(26),該反射透鏡(26)包含複數個互相調整的反射鏡(M1至M6),該複數個反射鏡(M1至M6)經組態以反射中心波長在5nm及30nm之間的投射光。透鏡(26)經組態以將從遮罩(14)反射的投射光引到感光層(16)上。該複數個反射鏡中的至少一個(M2、M3)是用於校正波前變形的校正反射鏡,其在由處理射束(65)處理時,永久地變更其形狀。此外,提供具有處理頭(44)的處理器件(42),處理射束(65)在處理頭操作期間從該處理頭出現。處理頭係配置在或可配置在透鏡(26)內,致使處理射束(65)在處理校正反射鏡(M2、M3)之前,不會撞擊在該其他複數個反射鏡的任一者上。

Description

微影投射曝光裝置及改變此類裝置之反射透鏡中光波前的方法
本發明有關一種微影EUV投射曝光裝置,及有關一種改變此類裝置之反射透鏡中光波前的方法。
使用微影投射曝光裝置將遮罩中含有的或遮罩上形成的結構轉印至光阻或某個其他感光層。投射曝光裝置之最重要的光學組件是:光源;照射系統,其調節由光源產生的投射光及將該投射光引到遮罩上;及透鏡,其將遮罩為照射系統所照射的區段成像於感光層上。
投射光的波長越短,可借助投射曝光裝置定義於感光層上的結構越小。最新一代的投射曝光裝置使用極紫外線光譜範圍(EUV)中的投射光,其中心波長為13.5nm。通常將此類裝置稱為「EUV投射曝光裝置」。
然而,對於如此短的波長,並沒有任何光學材料具有足夠高的透射率。因此,在EUV投射曝光裝置中,以反射鏡取代慣常在較長波長下使用的透鏡元件及其他折射光學元件,且遮罩亦含有反射結構的圖案。專門含有反射鏡作為成像光學元件的透鏡被命名為「反射透鏡」。
為確保遮罩中所含結構在感光層上的最佳成像,對透鏡中反射鏡的尺寸精確性訂定極為嚴格的要求。然而,由於製造及安裝容限,永遠無法確實達到透鏡設計所決定的最小成像像差。通常將透鏡的成像像差描述為一般量測之真實光波前與理想光波前的偏差。此類偏差又稱為「波前變形」,其可分解成如作為級數展開式的個別部分。在此情況中,特定而言,因為分解的個別項可直接指派給特定的Seidel成像像差,諸如像散或彗形像差,已證明根據Zernike係數的分解是適當的。
為校正成像像差,透鏡中含有的反射鏡可借助操縱器進行極精細的調整,其涵蓋反射鏡的位移及撓曲二者。但是,以此做法僅可減少波前變形的較長波部分。
在投射曝光裝置啟動之後,還需要進行校正。這是因為已經確定例如在反射鏡基板在相對較長時間上經受特別高光強度的位置處,高能EUV投射光導致緊密作用,這與反射鏡表面形狀的局部限定變更相關聯。因此,有時也需要在投射曝光裝置啟動之後能夠改良透鏡的成像性質。
一個校正短波波前變形的辦法在於局部移除適當反射鏡的表面,以變更反射鏡的形狀及藉此減少或影響波前變形,致使可利用先前提到的操縱器比較容易地校正此波前變形。
但是,此藉由材料移除的後處理,諸如在透鏡元件中所成功採用的後處理,在EUV透鏡中因為許多原因是有問題的。首先,儘管材料移除變更有關反射鏡的形狀,但同時也損害敏感的反射塗層,因而導致反射係數的局部減少。一個解決此問題的辦法在於對反射鏡基板(而非塗層本身)進行局部後處理,如見於US 2005/0134980 A1。
另一辦法不在於從反射鏡表面移除材料,而是使在反射塗層下方的反射鏡基板局部變得緊密,如說明於DE 10 2011 084 117 A1。為此目的,將處理射束(如,電子束或高能光束)引到要處理的反射鏡上。處理射束在與反射塗層沒有明顯交互作用的情況下穿透反射塗層,並導致反射鏡基板下伏區中的緊密作用。相關聯的基板局部收縮最終引起所要的反射鏡變形。
但是,在這兩個辦法中,基本問題仍然存在:為了決定校正的需求及所需的後處理,任何類型的後處理一開始都需要將反射鏡併入透鏡中。如果接著將有關反射鏡從透鏡卸下、進行後處理及稍後再合併,則在確定校正需求時所存在的條件可能不復全部重現。反射鏡本身的卸下及稍後合併因此可以說是額外又不需要且無法控制的後處理類型。此外,不對確定校正需求時所使用的反射鏡進行後處理,而是對該反射鏡完全相同的複製品進行後處理(如已經提到的US 2005/0134980 A1所提出),並無法避免此問題。
對於設計用於具有明顯較長中心波長之投射光及因此主要含有透鏡元件作為光學元件的投射曝光裝置,DE 10 2004 046 542 A1提出從透鏡的光入射側或光出射側,將處理輻射耦合至透鏡中。在此情況中,將透鏡元件的光學性質納入考慮,致使針對局部材料收縮及/或增加折射率所需的這些輻射強度僅發生在所要的校正透鏡元件上。結果,處理輻射不處理輻射所略過的其他透鏡元件。
但是,因為反射鏡的塗層雖然可反射EUV投射光,但卻無法反射處理輻射,所以無法在EUV透鏡中採用此一方法。結果,無法以此方式處理內部反射鏡。
本發明之目的在於提供一種微影投射曝光裝置,其可用以有效減少甚至短波波前變形。此外,本發明之目的在於提供一種可高效地改變此類裝置之反射透鏡中光波前的方法。
此目的可利用將反射遮罩投射至感光層上的微影投射曝光裝置來達成,此裝置包含一反射透鏡,該反射透鏡包含複數個互相調整的反射鏡。反射鏡較佳經組態以反射中心波長在5nm及30nm之間的投射光。透鏡經組態以將從遮罩反射的投射光引到感光層上。該複數個反射鏡中的至少一個是用於校正波前變形的校正反射鏡,其在用處理射束處理時,永久地變更其形狀。投射曝光裝置另外包含處理器件,其包含處理頭,處理射束在處理頭操作期間從處理頭出現。處理頭係配置在或可配置在透鏡內,致使處理射束在處理校正反射鏡之前,不會撞擊在該其他複數個反射鏡的任一者上。
本發明基於以下考量:唯有在決定校正需求之後將要處理的校正反射鏡保留在透鏡中,才進行波前變形的有效校正。另一方面,由於適於處理的處理射束不為反射鏡所反射,所以為了處理內部反射鏡,處理射束必須從配置在透鏡中的處理頭出現。在此情況中,處理頭可永久地配置在透鏡中或僅在實際處理期間位在透鏡內。在此情況中,處理頭以一方式引入透鏡中,致使不必拆卸透鏡。結果,不會發生在卸下且稍後重新併入反射鏡的情況中一般所無法避免的成像性質減損。
結果,即使是內部反射鏡(即,在透鏡的光束路徑中,既非第一也非最後反射鏡的反射鏡),本發明亦可針對校正目的使其進行後處理,而不必從透鏡卸下該反射鏡以進行後處理。
處理射束較佳具有僅使反射鏡基板而非反射塗層緊密(如果其撞擊在反射塗層上)的性質。特定而言,具有充分高能的電子束或光束適合作為處理射束。
如果處理射束是高能光束,則可以有目標的方式在校正反射鏡之要處理的區域上,借助可傾斜反射鏡或其類似物以類似掃描器的方式引導高能光束。但是,特別在處理射束是電子束時,可為便利的是,借助移動器件移動處理頭橫越校正反射鏡的區域。可以此方式毫無問題地實現在使用電子束處理的情況中較為便利的相對較短處理距離,以使電子束直徑保持較小。
特定而言,移動器件可經組態以移動處理頭橫越校正反射鏡的區域,致使在以處理射束處理校正反射鏡期間,在處理頭及該區域之間的距離不超過最大處理距離10mm(較佳5mm、及更佳1mm)。以此方式,可借助處理射束,在基板材料中產生甚至局部極狹窄限定的緊密作用。
如果儘管射束直徑較小,但要連續處理相對較大的區域,則處理器件可經組態以沿著移動路徑移動處理頭橫越該區域,致使在走完移動路徑之後,處理射束已漸進地處理該區域上接近二維區的量。
一般而言,以處理射束處理的區域將是由反射鏡基板承載之反射塗層的表面。此確保反射鏡基板的緊密作用發生在直接接近反射塗層處,及可因此對光波前發揮其最大效應。
但是,處理射束原則上亦可撞擊在反射塗層未覆蓋之校正元件的區域上。該區域例如可以是背對反射塗層之反射鏡基板後側上的區域。關於在透鏡中配置處理頭所需的結構空間,此類處理區域在某些情況下是有利的。
如果處理頭並非永久地配置在透鏡中,則透鏡可具有支撐複數個反射鏡的支撐結構,在該支撐結構中形成存取通道。接著可在借助處理射束處理校正反射鏡時,透過存取通道將處理頭引入透鏡中。因此,借助於一直存在的存取通道,不需要為了能夠執行處理而對透鏡進行任何結構更改。此確保甚至在處理之後,所有反射鏡仍確切位在決定校正需求時其所位在的位置處。存取通道可為提供用於使投射光通過的光通道。但是,甚至更便利的是除了此光通道之外,還提供存取通道。
僅在實際處理時間期間將處理頭引入透鏡之所以實用的原因很多。首先,處理頭可接著在處理期間配置在實際設計用於使投射光通過及較佳不同於存取通道的光通道中。相反地,在處理頭永久地配置在透鏡中的情況中,必須確保至少在投射操作期間,處理頭處於不會妨礙投射光通過的靜止定位中。從結構空間取決於透鏡設計的觀點來看,這可能有其困難。處理頭僅視需要配置在透鏡中的另一優點是,在只有一個處理頭的情況下,亦可處理不同的校正反射鏡。
關於方法,利用改變微影投射曝光裝置之反射透鏡中光波前的方法達成序言中提到的目的,其中該方法包含以下步驟:a)從複數個反射鏡組裝反射透鏡,該等反射透鏡較佳經設計以反射中心波長在5nm及30nm之間的投射光,及其中該複數個反射鏡中的至少一個係一用於校正波前變形的校正反射鏡;b)調整該等反射鏡;c)用一處理射束處理該校正反射鏡的一區域,藉此該校正反射鏡的形狀永久地變更,及其中該處理射束在處理該 校正反射鏡之前未撞擊在該其他複數個反射鏡的任一者上;其中在步驟b)及c)之間未從該透鏡移除任何反射鏡。
對上述優點及較佳具體實施例做出參考。
特定而言,可在步驟c)期間使發射處理射束的處理頭移動橫越校正反射鏡的區域,致使在用處理射束處理校正反射鏡期間,在處理頭及該區域之間的距離不超過最佳處理距離10mm、較佳5mm、更佳1mm。
在步驟c)期間,可在該區域上方引導處理射束,致使在走完移動路徑之後,處理射束已漸進地處理該區域上的二維區。
如果處理頭僅在處理期間位在透鏡中,則該處理頭可在處理之前透過存取通道引入透鏡中,該存取通道提供於經組態以支撐反射鏡的支撐結構中,且該存取通道不同於設計用於使投射光通過透鏡的光通道。
本發明另外有關一種透鏡,其包含:一反射鏡;一處理頭,其經組態以發射處理射束;及包含一移動器件,其經組態以將處理頭配置在反射鏡的區域上的不同位置處,致使處理射束引起反射鏡之形狀的永久變更。
在一具體實施例中,在處理頭及反射鏡的區域之間的距離在此情況中不超過最大處理距離10mm。
本發明另外有關一種改變透鏡中光波前的方法,包含以下步驟:a)從複數個反射鏡組裝一反射透鏡;b)調整該等反射鏡;c)將一處理射束引到一反射鏡的一區域上,藉此該反射鏡 的形狀永久地變更,其中該反射鏡在該透鏡的光束路徑中既非該透鏡的第一也非最後反射鏡。
10‧‧‧投射曝光裝置
12‧‧‧反射結構
14‧‧‧遮罩
16‧‧‧感光層
18‧‧‧晶圓
20‧‧‧照射系統
22‧‧‧EUV光
24‧‧‧照射場
24'‧‧‧縮小影像
26‧‧‧透鏡
28‧‧‧光束
30‧‧‧物體平面
32‧‧‧影像平面
34‧‧‧第一光瞳表面
36‧‧‧主光線
38‧‧‧第二光瞳表面
40‧‧‧屏蔽光閥
42‧‧‧處理器件
44‧‧‧處理頭
46‧‧‧移動器件
47‧‧‧支撐結構
48‧‧‧伸縮臂
50‧‧‧樞轉器件
52‧‧‧馬達操作的XY移動平台
54‧‧‧反射鏡基板
56‧‧‧光學區域
58‧‧‧反射塗層
60‧‧‧薄層
62‧‧‧周圍區域
64‧‧‧背面區域
65‧‧‧電子束
66‧‧‧變形
68‧‧‧光通道
70‧‧‧存取通道
71‧‧‧外部空間
72‧‧‧樞轉擋板
74‧‧‧封閉外蓋
78‧‧‧底座
80‧‧‧引導元件
82‧‧‧引導孔
85‧‧‧定位偵測器件
86‧‧‧光發射器件
88a、88b、88c‧‧‧光接收單元
d‧‧‧處理距離
M1-M6‧‧‧反射鏡
OA‧‧‧光軸
從以下參考圖式之具體實施例的說明,將明白本發明的更多特徵及優點,其中:圖1顯示根據本發明之EUV投射曝光裝置的示意透視圖;圖2根據第一具體實施例顯示圖1所示投射曝光裝置之透鏡的縱剖面,處理頭處於非啟用定位中;圖3顯示圖2的縱剖面,處理頭處於啟用定位中;圖4a至4c顯示透鏡中含有之校正反射鏡在用處理射束處理之前、期間及之後的剖面;圖5根據第二具體實施例顯示圖1所示投射曝光裝置之透鏡之一部分的縱剖面,處理頭位在透鏡外;圖6顯示圖5的縱剖面,處理頭位在透鏡內;圖7顯示列出根據本發明之方法之重要步驟的流程圖。
1.投射曝光裝置的基本構造
圖1以未按比例的高度示意透視圖顯示根據本發明之微影投射曝光裝置的基本構造,該裝置整體指定為10。投射曝光裝置10用以將配置在遮罩14在圖1中面向下之一側上的反射結構12投射至感光層16。感光層16(特定而言,可為光阻,又叫做抗蝕劑)由晶圓18或某個其他基板承載。
投射曝光裝置10包含照射系統20,其以EUV光22照射遮罩14設有結構12的那一側。特定而言,在5nm及30nm之間的範圍適合作為EUV光22的波長;在所圖解的本具體實施例中,EUV光22的中心波長約13.5nm。EUV光22照射遮罩14之面向下側上的照射場24,該照射場在所圖解的具體實施例中具有環形段的幾何形狀。
投射曝光裝置10另外包含透鏡26,其在感光層16上產生結構12位在照射場24之區中的縮小影像24’。透鏡26具有光軸OA,其與環形段形狀的照射場24的對稱軸重合且因此位在照射場24之外。
透鏡26係設計用於掃描操作,其中在感光層16的曝光期間,遮罩14與晶圓18同步移動。圖1中以箭頭A1、A2指示遮罩14及晶圓18的此等行進移動。因此,在感光層16曝光期間,照射場24以類似掃描器的方式在遮罩14上掃過,因而可將相對較大的連續結構區投射於感光層16上。遮罩14及晶圓18移動的速度比在此情況中等於透鏡26的成像比例β。在所圖解的具體實施例中,由透鏡26產生的影像24’縮小(|β|<1)且為正像(β>0),為此之故,晶圓18移動得比遮罩14慢,但是方向相同。
光束從照射場24(位在透鏡26的物體平面中)中的各點發出,該等光束進入透鏡26。透鏡26具有以下效應:進入光束在各場點處會聚在透鏡26的影像平面中。光束從物體平面中發出的場點、及該等光束在影像平面中再次會聚的場點彼此在此情況中處於指定為光學共軛的關係。
對於在照射場24中心的個別點,以28示意性指示及標示此光束。在此情況中,光束28進入透鏡26時的孔徑角是透 鏡之數值孔徑NA的度量單位。由於成像縮小之故,透鏡26的影像側數值孔徑NA按成像比例β的倒數放大。
圖2同樣以示意性且未按比例的縱剖面顯示透鏡26的重要組件。在30所示的物體平面及32所示的影像平面之間,沿著光軸OA配置總共6個反射鏡M1至M6。從物體平面30中的一點發出的光束28首先撞擊在凹面第一反射鏡M1上,向後反射到凸面第二反射鏡M2上,撞擊在凹面第三反射鏡M3上,向後反射到凹面第四反射鏡M4上及接著撞擊在凸面第五反射鏡M5上,凸面第五反射鏡M5將EUV光向後引到凹面第六反射鏡M6上。凹面第六反射鏡M6最後將光束28聚焦至影像平面32中的共軛影像點中。
如果以圖2中的虛線所示部分增補反射鏡M1至M6,則因此增補之反射鏡的反射表面將相對於透鏡26的光軸OA為旋轉對稱。但是,如可輕易看出,由於反射鏡將部分阻擋光路徑,故無法以此完全旋轉對稱的反射鏡實現上述光束路徑。因此,反射鏡M1至M6具有實線所示的形狀。
透鏡26具有第一光瞳表面34,其位在第二反射鏡M2的表面中或與其直接接近。藉由以下事實辨認光瞳表面:從物體平面30中的點發出之光束的主光線與光軸OA相交。這在圖2中針對光束28的主光線36顯示,該主光線以虛線形式指示。
第二光瞳表面38位在第五反射鏡M5及第六反射鏡M6之間的光束路徑中,其中從第二光瞳表面38到這兩個反射鏡M5、M6的距離相對較大。屏蔽光閥40配置在第二光瞳表面38的水平面處。
2.處理器件
處理器件42配置在透鏡26中,該處理器件包含處理 頭44及用於移動處理頭44的移動器件46。在所圖解的具體實施例中,處理器件42永久地固定於透鏡26的支撐結構47。除了別的之外,支撐結構47還承載反射鏡M1至M6及冷卻器件及調整操縱器,在圖2中僅以其外輪廓示意性指示該支撐結構。
移動器件46使處理頭44可相對於支撐結構47移動,且因此使其相對於固定於該支撐結構的反射鏡M1至M6移動。在所圖解的具體實施例中,移動器件46包含在其自由端支撐樞轉器件50的伸縮臂48。借助樞轉器件50,處理頭44可以馬達操作的方式繞著兩個正交軸樞轉。在伸縮臂48與處理頭44相對的末端處,伸縮臂48固定於馬達操作的XY移動平台52,伸縮臂48與固定在末端的處理頭44可借助移動平台52沿著兩個正交方向平移移動。移動器件46能夠以此方式引導處理頭44靠近反射鏡M2及M3之反射表面的不同位置,如圖3中關於第二反射鏡M2以實線顯示及關於第三反射鏡M3以虛線顯示。
為了結構空間的理由,便利的是不在圖2及3所示透鏡26的縱向面而是在與其垂直的矢狀面中配置處理器件42。此外,完全不同的設計亦適合用於移動器件,只要這些設計適於將處理頭遞送到透鏡26之反射鏡M1至M6中的至少一個。
在所圖解的具體實施例中,處理頭44含有本身即為習用的電子槍,諸如用在例如X射線源中的電子槍。此類電子槍通常包含:電子源,如,白熾陰極;Wehnelt圓柱;及加速陽極,以加速由白熾陰極釋出的電子。由處理頭44發射之電子的能量較佳在5keV及80keV之間、及尤其在40keV及50keV之間的範圍中。除了別的之外,所發射的電子理想上應具有的能量還取決於組成反射鏡M2、M3之基板的材料。
作為電子槍的替代,處理頭44亦可含有較佳以脈衝 方式操作的雷射,或來自此雷射的光所耦合之光纖的光出射窗。雷射應產生中心波長在0.3μm及3μm之間及脈衝能量在0.01μJ及10μJ之間的光;重複率應在1Hz及100MHz之間。
3.功能
以下參考圖3及4解說透鏡26及處理器件42的功能。
首先,組裝及調整透鏡26。在調整的背景下,一般反覆量測透鏡26的成像性質。舉例而言,這可以其本身即為已知的方式來完成:以干涉儀決定透鏡26之影像平面32中的光波前。在調整期間,改變反射鏡M1至M6的定位致使最小化成像像差。另外,亦可使用操縱器(如果存在),其以有目標的方式使反射鏡M1至M6的一或多個變形,以按此方式減少波前變形。
但是,即使在此相對較複雜調整程序之後,殘餘成像像差有時還是存在,這在對透鏡26的成像性質要求極為嚴格的情況中是無法接受的。該殘餘成像像差通常是短波波前變形,其根據Zernike係數以波前變形的分解中的較高項說明。可以配置在第一光瞳平面34中之第二反射鏡M2的目標後處理減少殘餘成像像差中與場定位無關的作用。後處理的目的是使第二反射鏡M2變形,致使剩餘的殘餘成像像差減少或轉換成長波成像像差,在上述調整程序中可借助其他操縱器校正長波成像像差。
圖4a以縱剖面顯示第二反射鏡M2的放大圖。反射鏡M2包含反射鏡基板54,其在所圖解的具體實施例中由特殊玻璃組成,諸如ULE®或Zerodur®。此類玻璃在反射鏡M2的操作溫度下具有較低或等於零的熱膨脹係數,因此其在相對較小溫度變更下不會變形。反射鏡基板54具有準確處理的光學區域 56,其形狀是決定第二反射鏡M2之光學性質的關鍵。光學區域56承載反射塗層58(未按比例圖解),反射塗層58包含多個具有交替折射率的個別薄層60。反射塗層58經設計以反射短波EUV投射光。反射鏡基板54另外具有周圍區域62及背面區域64,這兩個區域不具光學作用但是對第二反射鏡M2的散熱很重要。
圖4b顯示在借助處理器件42的處理操作期間的第二反射鏡M2。在所圖解的處理定位中,處理頭44位在與反射塗層58的處理距離d處,其小於10mm。需要如此短處理距離以使發散電子束65在第二反射鏡M2上產生足夠小的射束點。高能電子在與薄的反射塗層58沒有明顯交互作用的情況下穿透該反射塗層。相反地,在反射鏡基板54中,高能電子被吸收及在此引起反射鏡基板54的局部緊密作用。此緊密作用繼而與光學區域56及所承載之反射塗層58的變形66相關聯,如圖4c所示。此局部變形66產生所要的波前校正及因而改良透鏡26的成像性質。
如果要在第二反射鏡M2的複數個位置產生變形66,則借助移動器件46將處理頭44漸進地移動至對應位置。如果處理頭44以一方式(以蜿蜒的方式)沿著移動路徑移動橫越光學區域56,致使在走完移動路徑之後,處理射束65已漸進地處理光學區域56上的二維區,則亦可出現反射鏡基板54之相對較大區的緊密作用。
如果也要校正場相依波前變形,則必須借助處理頭44以上述方式處理近場配置的反射鏡。由於第三反射鏡M3至少配置在光瞳平面34之外,其中可校正的場相依性較小,如圖3中以虛線所示。更適於此做法的是第四反射鏡M4,其配置較 接近中間影像。
由於處理器件42整合於透鏡26中,因此亦可在投射曝光裝置10啟動之後,毫無問題地針對校正目的實施處理。會有此校正需求的原因是,例如,如果超過特定光強度達相對較長的時間週期,則高能EUV投射光將部分穿透反射鏡M1至M6的反射塗層48及同樣可導致反射鏡基板54的緊密作用。光學區域56與緊密作用相關聯的變形可借助處理器件42利用合適設計的後處理加以補償或至少加以修改,致使可以其他操縱器比較容易地校正剩餘的殘餘成像像差。
4.第二具體實施例
處理器件42在透鏡26中的永久配置可因為各種原因而變得有其困難。首先,由於EUV透鏡26中的光束路徑很複雜,可用結構空間通常有限,致使無法容納額外的裝配件。還有,從成本的觀點來看,處理器件42僅視需要而非永久地配置在透鏡26中會比較有利。
參考圖5及6,以下說明根據本發明之處理器件42的第二具體實施例,其中處理頭44僅視需要而引入透鏡26中。圖5在上方顯示透鏡26的片段,在其支撐反射鏡M1至M6的支撐結構47中形成光通道68,其提供用於使EUV投射光通過。除了光通道68之外,在支撐結構47中形成存取通道70,該存取通道連接光通道68與圍繞透鏡26的外部空間71。在正常投射操作期間,可以樞轉擋板72分開光通道68與存取通道70;此外,提供封閉外蓋74,其隔離存取通道70與外部空間71。
在此具體實施例中,處理器件42(或更明確地說,其移動器件46)係固定於包含引導元件80的底座78。引導元件80對應於在透鏡26之支撐結構47中形成的引導孔82。
如果在初始調整之後或在投射曝光裝置10啟動之後的時間點出現需要第二反射鏡M2之後處理的校正需求,則取下封閉外蓋74及向上轉開樞轉擋板72。存取通道70接著提供在外部空間71及光通道68之間的連續連接。之後,將處理器件42的底座78從外側固定於支撐結構47,使引導元件80嚙合至引導孔82中,如圖6中所示。
在下一個步驟,借助移動器件46將處理頭44帶到相對於第二反射鏡M2的所要定位處,及借助處理射束65執行處理。
為了能夠將處理頭準確地定位在第二反射鏡M2的光學區域56上方,在此具體實施例中,處理器件42具有額外的定位偵測器件85,可用定位偵測器件85以高精確性量測處理頭44相對於支撐結構47及因此相對於第二反射鏡M2的定位(即,空間及角座標)。為此目的,定位偵測器件85係設計為包含光發射器件86的μGPS系統,光發射器件86配置在處理頭44上,及從外部光源將光饋送到光發射器件86,及至少三個光接收單元88a、88b、88c在不同位置處固定於支撐結構47。藉由疊加在光接收單元88a、88b、88c接收的光與外部光源所產生的參考光,可以高精確性決定光接收單元88a、88b、88c及光發射器件86之間的距離。以此方式,可以幾微米的精確性量測處理頭44相對於第二反射鏡M2的定位。有關適當μGPS系統的更多細節請見DE 10 2008 003 282 A1。但是,其他量測系統,如,採用三角測量的習用量測系統,亦適合用於定位偵測。
5.重要的方法步驟
在圖7所示流程圖中概述根據本發明之方法的重要步驟。
在第一步驟,從複數個反射鏡M1至M6組裝透鏡26,其中複數個反射鏡中的至少一個是用於校正波前變形的校正反射鏡。
之後,在步驟S2,調整該等反射鏡。
在後續步驟S3,用處理射束處理校正反射鏡的區域,藉此校正反射鏡的形狀永久地變更。在此情況中,處理射束在處理校正反射鏡之前未撞擊在其他複數個反射鏡的任一者上。此外,在步驟S2之後,未從透鏡移除任何反射鏡。
26‧‧‧透鏡
44‧‧‧處理頭
47‧‧‧支撐結構
48‧‧‧伸縮臂
50‧‧‧樞轉器件
68‧‧‧光通道
70‧‧‧存取通道
71‧‧‧外部空間
72‧‧‧樞轉擋板
78‧‧‧底座
82‧‧‧引導孔
85‧‧‧定位偵測器件
86‧‧‧光發射器件
88a、88b、88c‧‧‧光接收單元
M1-M4‧‧‧反射鏡

Claims (15)

  1. 一種用於將一反射遮罩(14)投射於一感光層(16)上的微影投射曝光裝置(10),包含a)一反射透鏡(26),包含組態用於反射一中心波長在5nm及30nm之間的投射光的複數個互相調整的反射鏡(M1至M6),其中該透鏡(26)經組態以將反射自該遮罩(14)的投射光引到該感光層(16)上,及其中該複數個反射鏡中的至少一個(M2、M3)係一用於校正波前變形的校正反射鏡,該校正反射鏡在用一處理射束(65)處理時永久地變更其形狀;b)一處理器件(42),包含一處理頭(44),該處理射束(65)在該處理頭操作期間從該處理頭出現,其中該處理頭係配置在或可配置在該透鏡(26)內,致使該處理射束(65)在處理該校正反射鏡(M2、M3)之前未撞擊在該其他複數個反射鏡的任一者上。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之微影投射曝光裝置,其中該校正反射鏡(M2、M3)在該透鏡(26)的光束路徑中既非第一也非最後反射鏡。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之微影投射曝光裝置,其中該處理器件包含一移動器件(46),其經組態以移動該透鏡(26)中的該處理頭(44)橫越該校正反射鏡(M2、M3)的一區域。
  4. 如申請專利範圍第3項所述之微影投射曝光裝置,其中該移動器件(46)經組態以移動該處理頭(44)橫越該校正反射鏡 (M2、M3)的該區域,致使在用該處理射束處理該校正反射鏡期間,在該處理頭(44)及該區域之間的距離(d)不超過一最大處理距離10mm。
  5. 如申請專利範圍第1項所述之微影投射曝光裝置,其中該處理頭(44)永久地配置在該透鏡(26)中。
  6. 如申請專利範圍第1至4項中任一項所述之微影投射曝光裝置,其中該透鏡(26)具有用於支撐該複數個反射鏡(M1至M6)的一支撐結構(47),一存取通道(70)形成在該支撐結構中,及其中該處理頭(44)可透過該存取通道(70)引入該透鏡(26)中。
  7. 如申請專利範圍第3或4項所述之微影投射曝光裝置,其中該處理頭(44)在引入該透鏡(26)中時由該移動器件(46)固持,及其中該移動器件(46)的至少一部分延伸通過該存取通道(70)。
  8. 如申請專利範圍第6項所述之微影投射曝光裝置,其中用於使該投射光通過的一光通道(68)另外形成於該支撐結構(47)中,該光通道與該存取通道(70)不同。
  9. 如申請專利範圍第1項所述之微影投射曝光裝置,其中該處理射束(65)係一電子束或一光束。
  10. 如申請專利範圍第1項所述之微影投射曝光裝置,包含一定位偵測器件(85),其經組態以偵測該處理頭(44)在處理期間相對於該校正反射鏡(M2、M3)的定位。
  11. 一種用於改變一微影投射曝光裝置(10)之一反射透鏡(26)中光波前的方法,其中該方法包含以下步驟: a)從複數個反射鏡(M1至M6)組裝該反射透鏡(26),其中該複數個反射鏡中的至少一個係一用於校正波前變形的校正反射鏡(M2、M3);b)調整該等反射鏡(M1至M6);c)用一處理射束(65)處理該校正反射鏡的一區域,藉此該校正反射鏡(M2、M3)的形狀永久地變更,及其中該處理射束(65)在處理該校正反射鏡之前未撞擊在該其他複數個反射鏡的任一者上;其中在步驟b)及c)之間未從該透鏡移除任何反射鏡。
  12. 如申請專利範圍第11項所述之方法,其中一發射該處理射束的處理頭(44)在步驟c)期間移動橫越該校正反射鏡(M2、M3)的該區域,致使在用該處理射束處理該校正反射鏡期間,在該處理頭及該區域之間的距離(d)不超過一最大處理距離10mm。
  13. 如申請專利範圍第11或12項所述之方法,其中該處理頭(44)僅在一處理期間位在該透鏡(26)中。
  14. 如申請專利範圍第11或12項所述之方法,其中該處理頭(44)在處理之前透過一存取通道(70)引入該透鏡中,該存取通道提供於經組態以支撐該等反射鏡(M1至M6)的一支撐結構(47)中。
  15. 如申請專利範圍第12項中任一項所述之方法,其中偵測該處理頭(44)在處理期間相對於該校正反射鏡(M2、M3)的定位。
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Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102014225197A1 (de) * 2014-12-09 2015-11-26 Carl Zeiss Smt Gmbh Verfahren zum Verändern einer Oberflächenform, reflektives optisches Element, Projektionsobjektiv und EUV-Lithographieanlage
JP6661270B2 (ja) 2015-01-16 2020-03-11 キヤノン株式会社 露光装置、露光システム、および物品の製造方法
DE102018213084A1 (de) 2018-08-06 2019-07-04 Carl Zeiss Smt Gmbh Projektionsbelichtungsanlage mit einer Bearbeitungseinrichtung mit Strahlablenkung zur Kompaktierung von optischen Elementen und Verfahren zur Kompaktierung von Spiegeln in einer Projektionsbelichtungsanlage
DE102021201193A1 (de) 2021-02-09 2022-08-11 Carl Zeiss Smt Gmbh Verfahren zur Justage eines optischen Systems, insbesondere für die Mikrolithographie
DE102021213148A1 (de) 2021-11-23 2022-11-24 Carl Zeiss Smt Gmbh Verfahren zum Verändern einer Oberflächenform, reflektives optisches Element und optische Anordnung

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20050271957A1 (en) * 2004-05-07 2005-12-08 Takeshi Miyachi Evaluation method and fabrication method of optical element having multilayer film, exposure apparatus having the multilayer film, and device fabrication method
EP1906437A1 (en) * 2005-06-28 2008-04-02 Nikon Corporation Exposure method, exposure device, and device manufacturing method

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10239858B4 (de) * 2002-08-29 2005-08-11 Infineon Technologies Ag Verfahren und Anordnung zur Kompensation von Unebenheiten in der Oberfläche eines Substrates
DE10360414A1 (de) 2003-12-19 2005-07-21 Carl Zeiss Smt Ag EUV-Projektionsobjektiv sowie Verfahren zu dessen Herstellung
DE102004046542A1 (de) 2004-09-21 2006-03-23 Carl Zeiss Smt Ag Verfahren und Vorrichtung zur Einstellung optischer Abbildungseigenschaften durch Strahlungsbehandlung
DE102008003282B4 (de) 2008-01-05 2010-07-01 µ-GPS OPTICS GMBH Anordnung und Verfahren zu einer Bestimmung einer Position zweier Objekte relativ zueinander
DE102009045008A1 (de) * 2008-10-15 2010-04-29 Carl Zeiss Smt Ag EUV-Lithographievorrichtung und Verfahren zum Bearbeiten einer Maske
US8735030B2 (en) * 2010-04-15 2014-05-27 Carl Zeiss Smt Gmbh Method and apparatus for modifying a substrate surface of a photolithographic mask
DE102011084117A1 (de) * 2011-10-07 2013-04-11 Carl Zeiss Smt Gmbh Reflektives optisches Element für den EUV-Wellenlängenbereich, Verfahren zur Erzeugung und zur Korrektur eines solchen Elements, Projektionsobjektiv für die Mikrolithographie mit einem solchen Element und Projektionsbelichtungsanlage für die Mikrolithographie mit einem solchen Projektionsobjektiv

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20050271957A1 (en) * 2004-05-07 2005-12-08 Takeshi Miyachi Evaluation method and fabrication method of optical element having multilayer film, exposure apparatus having the multilayer film, and device fabrication method
EP1906437A1 (en) * 2005-06-28 2008-04-02 Nikon Corporation Exposure method, exposure device, and device manufacturing method

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DE102012212194A1 (de) 2014-05-22

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