TWI612391B - 用於投影微影的照明光學單元 - Google Patents

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Abstract

本發明揭示一種用於投影微影的照明光學單元(4)，其適於使用照明光(16)照明物體場(5)，在該物體場中可配置要成像的物體(7)。照明光學單元(4)包含具有複數個場琢面(20)的場琢面鏡(19)。此外，照明光學單元(4)包含具有複數個光瞳琢面的光瞳琢面鏡(25)。利用轉移光學單元(21、25、39)將場琢面(20)成像在物體場(5)中。至少一個光瞳琢面鏡(25)具有至少一個光瞳琢面鏡極化區段(29、30)及至少一個光瞳琢面鏡中性區段(34)。極化區段(29、30)係配置成照明光以大約布魯斯特角反射。中性區段(34)係配置成照明光(16)以大約法線入射反射。所形成的是一種照明光學單元，其中要成像之物體的照明可以靈活的方式設計並可針對預定值加以調適。

Description

用於投影微影的照明光學單元 【相關申請案交叉參照】
德國專利申請案DE 10 2013 204 431.3之內容以引用方式併入。
本發明有關一種用於投影微影、用於使用照明光照明物體場(其中可配置要成像的物體)的照明光學單元。此外，本發明有關一種光學系統與一種具有此照明光學單元的照明系統、一種具有此照明系統的投影曝光設備、一種用於使用此投影曝光設備製造微結構化或奈米結構化組件的製造方法及一種藉此製造的組件。
序言中所提類型的照明光學單元係從WO 2010/049076 A2及WO 2009/095052 A1中已知。US 2011/0 001 947 A1及US 6 195 201 B1分別說明用於投影微影、用於使用場琢面鏡及光瞳琢面鏡照明物體場的照明光學單元。
本發明之目的在於以靈活的方式組態要成像之物體的照明並使其可針對預定值進行充分調適。
根據本發明，此目的係藉由一種照明光學單元來達成，該照明光學單元包含如申請專利範圍第1項中指明的特徵。
根據本發明，已知將光瞳琢面鏡分成至少一個極化區段及至少一個中性區段提供使用至少部分極化及/或未極化光交替照明物體場的選項。尤其可根據光罩的照明要求且亦可根據照明光學單元之光學組件的照明要求選擇此極化/未極化照明。可藉由選擇分別照亮的光瞳琢面鏡區段，預先選擇EUV照明光的極化。對於至少一個光瞳琢面鏡區段，入射角與布魯斯特角及/或法線入射的偏差可為最多15°、最多10°、最多5°、最多4°及最多3°。利用光瞳琢面鏡之中央區段之物體場的暗場照明也是可行。
已發現如申請專利範圍第2及3項所述之具體實施例尤其適合於不同光瞳琢面鏡區段的交替照亮。尤其，場琢面鏡的支座可體現為可傾斜。替代地或另外地，照明光學單元可具有附有偏轉琢面的偏轉琢面鏡，該等偏轉琢面可傾斜以選擇相應光瞳琢面鏡區段且針對至少一個光瞳琢面鏡區段配置在場琢面鏡及光瞳琢面鏡之間的照明光束路徑中。替代地或另外地，至少一個其他偏轉鏡可提供在場琢面鏡及光瞳琢面鏡之間以引導用於至少一個光瞳琢面鏡區段的照明光束路徑。
舉例而言，偏轉鏡配置在光瞳琢面鏡極化區段之照明光束路徑之中央主光線的主引導平面的某距離處，其可造成至少在區段中引導之照明光束路徑的引導離開如申請專利範圍第4項所述之主引導平面。可藉由引導離開主引導平面之此引導避免 阻礙。
如申請專利範圍第5至7項所述之具體實施例可具有精簡的組態。
如申請專利範圍第8項所述之可位移的光瞳琢面鏡區段可清除路徑，以例如讓照明光照亮在照明光束路徑中配置在其後方的另一光瞳琢面鏡區段。在某種程度上，光瞳琢面鏡上可在照亮之光瞳琢面鏡區段之間改變及因此可在極化及未極化反射之間改變。
如申請專利範圍第9項所述之彼此分開的光瞳琢面鏡區段可相對於彼此及/或相對於至少一個光瞳琢面鏡中性區段位移。
配置在場琢面鏡及光瞳琢面鏡之間的偏轉琢面鏡可在設計物體場照明時供應更多自由度。舉例而言，可在偏轉琢面或光瞳琢面達成特定目標反射角。這可用來在琢面反射期間有目標地採用極化效應。場琢面鏡及/或偏轉琢面鏡可體現為多鏡陣列或微鏡陣列且尤其可體現為微機電系統(MEMS)。替選地，場琢面鏡及/或偏轉琢面鏡可具有宏觀場琢面或偏轉琢面。就琢面鏡之一者體現為微鏡陣列而言，琢面之分別一者可按微個別鏡或微鏡的群組形成。在下文中，此微鏡群組又稱為「琢面個別鏡群組」。來自場琢面鏡之微個別鏡群組之分別一個此場琢面區域可照明偏轉琢面之一者或中性區段之光瞳琢面之一者。原則上，偏轉琢面之分別一者亦可按微個別鏡的群組形成。偏轉琢面經定向成其將照明光從相應場琢面區域的方向(即，從場琢面鏡之特定區域的方向)引向光瞳琢面之確切一者。場琢面區域則是由複數個或多個微個 別鏡組成的場琢面。偏轉鏡可體現為可(例如)繞著兩個自由度在不同傾斜位置之間傾斜的鏡。因此，例如，可利用照明光的適當引導，將複數個場琢面及尤其場琢面鏡的複數個微個別鏡群組(視情況體現為微鏡陣列)指派給光瞳琢面之確切一者。偏轉琢面鏡的琢面及/或光瞳琢面鏡的琢面亦可體現為剛性琢面，即體現為無法在不同傾斜位置之間傾斜的琢面。就其整體而言，光瞳琢面鏡的光瞳琢面可配置成其可利用傾斜角的較小絕對改變為場琢面及/或偏轉琢面所達到。光瞳琢面鏡的光瞳琢面可以六角形緊密堆砌配置、笛卡兒配置(即呈列與行)、或以旋轉對稱方式來配置。光瞳琢面的配置可例如為校正扭曲效應而扭曲。偏轉琢面鏡及/或光瞳琢面鏡可為轉移光學單元的成像組件且包含如凹面及/或凸面偏轉琢面或光瞳琢面。偏轉琢面或光瞳琢面可包含橢圓形或雙曲線形狀的反射表面。替代地，偏轉琢面或光瞳琢面亦可體現為純偏轉鏡。轉移光學單元可配置在光瞳琢面鏡後。場琢面鏡可包含數百個場琢面。光瞳琢面鏡可包含數千個光瞳琢面。偏轉琢面的數量可等於光瞳琢面的數量。場琢面的數量可等於光瞳琢面的數量。場琢面及可能組成這些場琢面的微個別鏡可具有用於光束形成的彎曲或(替代地)平面反射表面。偏轉琢面鏡的偏轉琢面可具有用於光束形成的彎曲或(替代地)平面反射表面。偏轉琢面的數量可至少等於光瞳琢面的數量。場琢面的數量或場琢面鏡之形成場琢面之微個別鏡的數量可比偏轉琢面的數量大上許多，及例如可大上10倍或甚至更大。照明光學單元可組態成偏轉琢面鏡不在光瞳琢面上成像。照明光學單元可組態成場琢面不在偏轉琢面上成像。藉由被摺疊，場琢面鏡及/或偏轉琢面鏡的校正微鏡可用來校正強度分布 及/或用來校正物體場或影像場(物體場成像於影像場中)上的照明角分布。場琢面、偏轉琢面及/或光瞳琢面的反射表面可體現為非球面表面以校正物體場中的成像像差。使用照明光學單元，可實現照明光的極化控制。
可產生用於投影微影的照明及成像幾何形狀，其中尤其藉由線性極化照明光成像物體結構，致使藉由在物體結構繞射之照明光的繞射角所預定的繞射平面包括與照明光之極化方向的一個角，其與相應繞射平面的法線相差不超過45°、不超過20°、不超過15°、不超過10°或甚至不超過5°。這可用於使成像最佳化。場琢面鏡的場琢面可偏離物體場的形狀以至少局部補償成像場琢面於物體場中時的成像效應。為此，場琢面鏡可具有複數個場琢面形狀類型，其中個別場琢面形狀類型彼此不同。光瞳琢面鏡可配置在其中成像照明光之光源的平面的區域中。場琢面及/或光瞳琢面繼而可再分割成複數個個別鏡。光瞳琢面鏡可為最終引導照明光之照明光學單元的組件。
如申請專利範圍第10項所述之光學系統、如申請專利範圍第11項所述之照明系統、如申請專利範圍第12項所述之投影曝光設備、如申請專利範圍第13項所述之製造方法及如申請專利範圍第14項所述之組件的優點對應於上文已經參考照明光學單元所解說的優點。
尤其，光學系統的投影光學單元可體現具有八倍縮小。這限制照明光在尤其具有反射具體實施例的物體上的入射角。照明系統的轉移光學單元(尤其如申請專利範圍第8項所述之光束形成鏡)可組態成照明光學單元的出射光瞳位在照明光束路 徑中的物體場前方超過5m。替選地，可達成照明光學單元之出射光瞳在無限遠的位置(即，遠心照明光學單元)、或出射光瞳在照明光束路徑中(即，在下游投影光學單元的成像光束路徑中)物體場後的位置。
投影曝光設備的照明光學單元可針對光源加以調適，致使照明光(視情況已局部為光源預先極化)在照明光學單元中被引導成尤其為照明光學單元所產生的線性極化照明光線含有此預先極化的最大可能部分。這最佳化投影曝光設備的使用光產率。
投影曝光設備可具有物體安裝座，用於安裝要成像的物體於物體場中。物體安裝座可具有物體位移驅動機，用於控制物體支架沿著物體位移方向的位移。投影曝光設備可具有晶圓安裝座，用於安裝晶圓於影像場中。晶圓安裝座可具有位移驅動機，用於控制晶圓安裝座沿著物體位移方向的位移。
1‧‧‧投影曝光設備
2‧‧‧照明系統
3‧‧‧輻射源或光源
4‧‧‧照明光學單元
5‧‧‧物體場
5a-5d‧‧‧狹條
5x‧‧‧物體場高度
6‧‧‧物體平面
7‧‧‧光罩
8‧‧‧物體或光罩安裝座
9‧‧‧物體位移驅動機
10‧‧‧投影光學單元
11‧‧‧影像場
12‧‧‧影像平面
13‧‧‧晶圓
14‧‧‧晶圓安裝座
15‧‧‧晶圓位移驅動機
16‧‧‧EUV輻射光束
17‧‧‧收集器
18‧‧‧中間焦點
19‧‧‧場琢面鏡
19'‧‧‧場琢面鏡
20‧‧‧場琢面
21‧‧‧偏轉琢面鏡
22‧‧‧偏轉琢面
23‧‧‧致動器
24‧‧‧中央控制裝置
25‧‧‧光瞳琢面鏡
26‧‧‧偏轉鏡支座
27‧‧‧環形平面/光瞳平面
28‧‧‧光瞳琢面
29‧‧‧外極化區段/第一極化區段
30‧‧‧外極化區段/第二極化區段
31‧‧‧照明光束路徑
32‧‧‧照明光學單元
32a‧‧‧中心
33‧‧‧端緣
34‧‧‧中性區段
35‧‧‧端緣
36‧‧‧極化箭頭
37‧‧‧照明光束路徑
38‧‧‧外邊緣
39‧‧‧光束形成鏡
40‧‧‧中央主光線
41‧‧‧中央主光線
42‧‧‧主要引導平面
43‧‧‧中心
44‧‧‧中央物體場點
45‧‧‧偏轉鏡
46‧‧‧路徑
47‧‧‧照明光束路徑
48‧‧‧光束路徑
48a‧‧‧樞轉軸
48b‧‧‧樞轉驅動機
48c‧‧‧樞轉軸
48d‧‧‧樞轉驅動機
49‧‧‧照明光學單元
50‧‧‧照明光束路徑
51‧‧‧極化區段
52‧‧‧中性區段
53‧‧‧傾斜致動器
54‧‧‧位移致動器
55‧‧‧第一橫向圓錐形區段
56‧‧‧錐尖
57‧‧‧端緣
58‧‧‧第二橫向圓錐形區段
59‧‧‧端緣
60‧‧‧接縫
61‧‧‧照明光學單元
62‧‧‧中央通路開口
63‧‧‧另一極化區段
64‧‧‧指狀支撐體
65‧‧‧位移致動器
66‧‧‧另一位移致動器
66a‧‧‧偏轉琢面區域
67‧‧‧偏轉琢面鏡與光瞳琢面鏡一起執行的樞轉運動
CR‧‧‧主光線
α‧‧‧入射角
β‧‧‧張角
γ‧‧‧方位角
δ‧‧‧角
下文將參考圖式詳細解說本發明的例示性具體實施例。在圖式中：圖1示意性顯示用於投影微影的投影曝光設備，其包含照明光學單元及投影光學單元，其中以縱剖面重現照明及成像光束路徑；圖2顯示圖1之照明光學單元(根據圖1中的線II-II)之照明光束路徑的剖面；圖3示意性顯示光瞳琢面鏡的俯視圖，其包含光瞳琢面鏡極化區段及光瞳琢面鏡中性區段；並示意性顯示偏轉琢面鏡 的俯視圖，其在照明光束路徑中配置在光瞳琢面鏡上游作為投影曝光設備之照明光學單元的組件，如從圖1中的視向III所見；圖4及5各顯示圖1之照明光學單元在光瞳琢面鏡及偏轉琢面鏡的區域中的放大剖面，其中圖4顯示入射在光瞳琢面鏡中性區段上的照明光或照明輻射，及圖5顯示由光瞳琢面鏡之極化區段反射的照明輻射；圖6以類似於圖1的示意圖解顯示投影曝光設備之照明光學單元的另一具體實施例，其中照明光束路徑在圖6中被描繪在配置在光源下游的中間焦點及照明光學單元的物體或照明場之間；圖7顯示圖6之具體實施例之光瞳琢面鏡之極化區段的透視圖，如從圖6中的視向VII所見；圖8顯示圖6及7之具體實施例的極化區段，如從圖6中的視向VIII所見；圖9顯示相當於圖6之光學單元之照明光學單元的另一具體實施例，其中光學組件包含偏轉琢面鏡及具有圖1具體實施例之型式的光瞳琢面中性區段及兩個極化區段的光瞳琢面鏡，其中照明光束路徑入射在光瞳琢面鏡中性區段上；圖10顯示圖9的照明光學單元以及照明光束路徑，其中照明光入射在光瞳琢面鏡的極化區段上；圖11以類似於圖5的圖解顯示光瞳琢面鏡的另一具體實施例，其中光瞳琢面鏡區段在相對於彼此的第一相對位置中彼此分開，其中與其相關聯的光瞳琢面鏡極化區段及光瞳琢面鏡中性區段二者由照明光照亮； 圖12以分離光瞳琢面鏡區段的另一相對位置顯示圖11的光瞳琢面鏡及偏轉琢面鏡，其中照明光照亮在圖11的相對位置中不起作用的光瞳琢面鏡極化區段；圖13以類似於圖3的圖解顯示圖11及12的光瞳琢面鏡及偏轉琢面鏡，如從圖12中的方向XIII所見；及圖14以類似於圖3的圖解顯示光瞳琢面鏡及偏轉琢面鏡之可樞轉具體實施例的俯視圖，其經體現以實現具有相對於投影曝光設備之掃描方向之預定四極定向的四極照明。
圖1以縱剖面示意性顯示微影投影曝光設備1。
除了輻射源或光源3，投影曝光設備1的照明系統2還包含照明光學單元4，用於曝光物體平面6中的物體場5。
為了簡化位置關係的解說，以下在圖式中使用笛卡兒xyz座標系統。x軸垂直延伸至圖1中。在圖1中，y軸延伸至右方。z軸在圖1中垂直於xy平面且向下延伸。z軸垂直於物體平面6延伸。
在後續的選定圖中，標繪局部笛卡兒xyz座標系統，其中x軸平行於圖1的x軸延伸，及y軸橫跨具有此x軸之相應光學元件的光學表面或反射表面。局部xyz座標系統的y軸可傾斜於圖1之全局笛卡兒xyz座標系統的y軸。
物體場5可具有矩形或弓形具體實施例，其中x/y長寬比大於1及例如等於13/1、10/1或3/1。照明光學單元4係用來曝光反射光罩7，光罩配置在物體場5中及支撐由投影曝光設備1投影用於製造微結構化或奈米結構化半導體組件的結構。光罩7由物體或 光罩安裝座8支撐，該安裝座在由物體位移驅動機9驅動時可在y方向中位移。圖1中示意性描繪的投影光學單元10適於將物體場5成像在影像平面12的影像場11中。作為投影曝光設備1之光學組件的全部，照明光學單元4及投影光學單元10形成光學系統。光罩7上的結構被成像在晶圓13的感光層上，該晶圓配置在影像平面12中之影像場11的區域中。晶圓13由晶圓安裝座14支撐，在投影曝光期間，晶圓安裝座借助晶圓位移驅動機15以與光罩安裝座8同步驅動的方式在y方向中位移。在實踐中，光罩7及晶圓13事實上明顯大於物體場5及影像場11。
在投影曝光設備1操作期間，光罩7及晶圓13在y方向中同步掃描。取決於投影光學單元10的線性放大倍率，光罩7亦可相對於晶圓13在相反方向中掃描。
輻射源3係EUV輻射源，其發射範圍在5nm及30nm之間的使用輻射。於此，這可以是電漿源，例如GDPP(氣體放電產生電漿)源、或LPP(雷射產生電漿)源。亦可使用其他EUV輻射源，例如，基於同步加速器或自由電子雷射(FEL)的輻射源。
從輻射源3發出且在圖1中以點畫線主光線指示的EUV輻射光束16由收集器17聚焦。舉例而言，適當收集器係從EP 1 225 481 A已知。EUV輻射光束16在下文中亦稱為使用輻射、照明光或成像光。
在收集器17之後，EUV輻射束16在撞擊於場琢面鏡19上之前傳播通過中間焦點18。濾光片可配置在場琢面鏡19前方，濾光片分開輻射源3發射的使用EUV輻射光束16與其他波長分量(該等分量無法用於投影曝光)。濾光片並未被描繪出來。
場琢面鏡19配置在照明光學單元4與物體平面6光學共軛的平面中。場琢面鏡19包含多個場琢面20，在圖1中僅示意性描繪幾個而已。場琢面鏡19可具有數百個場琢面20。場琢面鏡19的場琢面20具有x/y長寬比，其大約對應於物體場5的x/y長寬比。因此，場琢面20具有大於1的x/y長寬比。場琢面20的較長琢面側在x方向中延伸。場琢面20的較短琢面側在y方向(掃描方向)中延伸。
場琢面鏡19可體現為微機電系統(MEMS)。因而，其包含以陣列配置成行列之矩陣般的多個場琢面個別鏡，圖式中並未以任何更多細節描繪這些個別鏡。US 2011/0001947 A1中提供此個別鏡分割的實例。琢面個別鏡可具有方形或矩形反射表面、或具有不同邊緣的反射表面，例如，呈菱形或平行多邊形的形式。琢面個別鏡的邊緣形狀可對應於從鑲嵌理論所知的邊緣形狀。尤其，可利用從US 2011/0001947 A1及其中引用參考已知的鑲嵌。
琢面個別鏡可具有平面或彎曲(如凹面)反射表面。琢面個別鏡各連接至致動器且設計可在相應琢面個別鏡的反射平面中繞著兩個互相垂直軸傾斜。這些致動器以在此未描繪的方式與中央控制裝置24(見圖1)進行信號連接，藉由中央控制裝置，可觸發致動器使琢面個別鏡個別傾斜。
大體而言，場琢面鏡19具有大約100,000個琢面個別鏡。取決於琢面個別鏡的大小，場琢面鏡19亦可具有如1000、5000、7000或數十萬(如500,000)個琢面個別鏡。替代地，琢面個別鏡的數量亦可明顯較低。琢面個別鏡組合為群組，其中琢面個別鏡群組之一者分別形成場琢面20之一者。此群組組合實例同樣由US 2011/0001947 A1提供。琢面個別鏡可具有高度反射多層，其 針對EUV使用光16的相應入射角及波長進行最佳化。替代方形形狀，場琢面個別鏡亦可具有其長寬比與值1相差如超過50%的反射表面。此類具有長寬比與值1有所偏差的場琢面個別鏡可配置成場琢面個別鏡在照明光16之光束方向中的投影具有大約值1的長寬比。
場琢面20將照明光16的局部光束反射至偏轉琢面鏡21上。
偏轉琢面鏡21的偏轉琢面22繼而將照明光16的局部光束反射至光瞳琢面鏡25上。
偏轉琢面22配置在偏轉鏡支座26上，偏轉鏡支座圍繞光瞳琢面鏡25配置為局部環形，即作為半圓形。這描繪在圖2中。偏轉琢面鏡21的鏡支座表面(由偏轉鏡支座26預定)相對於偏轉鏡支座26的環形平面27成角度且環繞如圓錐形區段的環形偏轉鏡支座26。環形平面27大約與圖2中的截平面重合(見圖1中的線II-II)。此外，環形平面27大約與光瞳平面(其中配置光瞳琢面鏡25)重合。偏轉琢面22配置在偏轉鏡支座26上，其中該等偏轉琢面的反射表面較佳平行於偏轉鏡支座26之鏡支座表面的局部定向。偏轉琢面22之反射表面亦可相對於偏轉鏡支座26之局部鏡支座表面傾斜定向。借助致動器23，偏轉琢面22之反射表面的定向可繞著兩個軸傾斜。
光瞳琢面鏡25位在與投影透鏡10的光瞳平面為光學共軛的區域中。同時，光瞳琢面鏡25配置在其中使光源3或中間焦點18成像之平面的區域中。
光瞳琢面鏡25具有多個光瞳琢面28，在圖3中將一些 光瞳琢面示意性描繪為若干點。在圖3中，以箭頭描繪經由偏轉琢面鏡21照亮光瞳琢面鏡25之照明光16的一些局部光束。於此，為了看得更清楚，將偏轉琢面鏡21描繪成其反射側面向使用者，而非其後側，如從圖1的視圖藉由其本身顯現。每個偏轉琢面22將由場琢面20反射的照明光16引導於確切一個光瞳琢面28上。借助致動器23切換偏轉琢面22的定向，亦可替代地將來自不同場琢面20的光引導於同一個光瞳琢面28上。
場琢面鏡19的場琢面20利用轉移光學單元成像於物體場5中，轉移光學單元由偏轉琢面鏡21及光瞳琢面鏡25形成，或轉移光學單元在場琢面鏡19及物體場5之間(及尤其在光瞳琢面鏡25及物體場5之間)包括其他組件。倘若轉移光學單元完全由照明光16照明，則場琢面20之每一者可成像在整個物體場5中。場琢面20繼而可由複數個個別鏡建立。光瞳琢面28繼而可由複數個個別鏡建立。
場琢面鏡19的場琢面20、偏轉琢面22及光瞳琢面鏡25的光瞳琢面28承載多層反射塗層，其針對使用光16的波長加以調適。光瞳琢面28可具有圓形、六角形或矩形具體實施例並根據相關聯的對稱性來配置。
光瞳琢面鏡25具有一百個以上至數千個光瞳琢面28，例如，10,000個光瞳琢面28。場琢面鏡19之場琢面20的數量可等於或少於光瞳琢面鏡25之光瞳琢面28的數量。偏轉琢面22的數量對應於(及尤其確切等於)光瞳琢面28的數量。
場琢面20及光瞳琢面28各配置在琢面鏡支座(於此並未以任何更多細節描繪)上。在例示性具體實施例中，琢面鏡19 的琢面鏡支座具有平面具體實施例。替代地，琢面鏡支座亦可具有彎曲具體實施例，如球面彎曲具體實施例。
光瞳琢面鏡25具有兩個外極化區段29、30，其各體現為橫向截錐體區段。光瞳琢面鏡極化區段29、30係配置成照明光束路徑31在這些極化區段29、30之光瞳琢面28的入射角α與極化區段29、30之光瞳琢面28上多層反射塗層的布魯斯特角(Brewster angle)相差最多20°。照明光16的照明光束路徑31沿著照明通道(各由場琢面20之一者及光瞳琢面28之一者形成)延伸。各為照明通道之一者的這些琢面20、28經對準以引導照明光16的局部光束。
光瞳琢面鏡25的極化區段29(在圖3的平面圖中為局部環形)位在光瞳平面27及場琢面鏡19之間的照明光束路徑中。極化區段29之截錐體一半之剖面的錐尖位在穿過光瞳琢面鏡25之鏡支座中心32a的法線上。於此，將光瞳琢面鏡25的中心32a界定為光瞳琢面鏡支座之圓周外形的中心，其被投影至照明光學單元4的光瞳平面27上。在圖7中，以透視圖描繪此光瞳平面27。
極化區段29的鏡支座表面(由用於光瞳琢面28的支撐座設計預定)具有凸面設計。截錐體形極化區段29從中形成剖面之圓錐形之張角的一半為大約45°。極化區段之此截錐體區段的方位角大約180°。此方位角位在極化區段29的端緣33之間。這些端緣33沿著極化區段29之截錐體區段的筆直橫向線條延伸。
第二極化區段30構成與上述極化區段29的局部環形狀互補，致使以圖3的俯視圖觀看時，兩個極化區段29、30形成圍繞光瞳琢面鏡28之中央光瞳琢面鏡中性區段34的環形。第二極化區段30位在照明光16在光瞳平面27及物體平面6之間的照明光束 路徑中。光瞳琢面鏡25的第二極化區段30同樣部分具有截錐體形狀，其中與凸面極化區段29相比，第二極化區段30的鏡支座表面具有凹面具體實施例。第二極化區段30之此凹面截錐體形狀的錐尖亦位在穿過光瞳琢面鏡25之中心32a之光瞳平面27的法線上。在圖3的俯視圖中，此第二極化區段30的端緣35實際上與第一極化區段29的端緣33重合。如光瞳平面27上的投影所見，這些端緣33、35可劃定在極化區段29、30之間的接縫。
第二極化區段30之截錐體區段張角的一半與第一極化區段29的具有相同大小，即其亦大約45°。第二極化區段30的截錐體區段亦掃過大約180°的方位角。
兩個極化區段29、30(在區段中具有雙重截錐體)之此具體實施例確保在從偏轉琢面鏡21的各圓周角位置徑向朝向光瞳琢面鏡25的中心32a觀看時，光瞳琢面鏡25的極化區段29、30形成在直線中延伸且對光瞳平面27以相同角度傾斜的線條。
倘若投影至光瞳平面27上的照明光16(如以圖3至5的例示性方式描繪)在良好概算下相對於光瞳琢面鏡25的中心32a從偏轉琢面22被徑向引向光瞳琢面28，則在極化區段29、30之光瞳琢面28之照明光16的所有局部光束在良好概算下將以相同入射角αp偏轉。舉例而言，此入射角位在大約43°的入射布魯斯特角附近，其偏差最多20°，替代地最多15°、最多10°、最多5°或最多3°。因此，在光瞳琢面鏡25的極化區段29、30中，光瞳琢面28及光瞳琢面鏡25用作極化器。取決於照明光16在偏轉琢面鏡21上被引向光瞳琢面鏡25之極化區段29、30的位置，這造成照明光16具有適當線性極化的局部光束垂直於相應入射平面。
在光瞳平面27上的投影中，如圖3中以極化箭頭36指示，所產生的極化方向正切於偏轉琢面鏡21的半圓形狀而延伸。由於因此可在xy平面中產生所有線性極化方向，故可經由極化區段29、30上的反射產生正切極化的照明光瞳，如圖3中在光瞳琢面鏡25上以對應極化箭頭36指示。
配置在光瞳琢面鏡25的鏡支座上中央之光瞳琢面鏡25的中性區段34係配置成照明光16沿著照明通道之照明光束路徑37的入射角αN與中性區段34之光瞳琢面28的法線入射相差最多20°。取決於照明光學單元4之偏轉鏡45上之光束偏轉的幾何形狀，照明光16沿著照明通道之照明光束路徑在光瞳琢面鏡25之中性區段34之光瞳琢面28反射時之入射角的偏差亦可小於20°；舉例而言，偏差可為最多15°、最多10°、最多5°或最多3°。
光瞳琢面鏡25的中性區段34大約在光瞳平面27中延伸。極化區段29、30在中性區段34上各利用外邊緣38以半圓形形狀形成。
在照明光束路徑31中，藉由光瞳琢面鏡25的極化區段29、30將照明光16引向光束形成鏡39。光束形成鏡39使照明光學單元4的出射光瞳在照明光束路徑中位在物體場5前方超過5m。替代地，可獲得照明光學單元4之出射光瞳在無限遠的位置，即，可獲得照明光學單元的遠心，或出射光瞳的位置在物體場5後的照明光束路徑中，即，在投影光學單元10下游的成像光束路徑中。極化區段29、30的光瞳琢面28造成經由照明光束路徑31直接照亮光束形成鏡39。
光瞳琢面鏡25之中性區段34之照明光束路徑37的中 央主光線40未被引導在光瞳琢面鏡25之極化區段29、30之照明光束路徑31之中央主光線41的主要引導平面42中。與圖1中圖式平面重合的主要引導平面42由場琢面鏡19之反射表面的中心43、光瞳琢面鏡25之反射表面的中心32a、及中央物體場點44界定。
中性區段34之照明光束路徑37中的照明光16在光束路徑37中經由偏轉鏡45被引導於場琢面鏡19及光瞳琢面鏡25的中性區段34之間。偏轉鏡45可體現為具有可傾斜個別鏡的鏡陣列，但這並非必要條件。在光瞳琢面鏡25的中性區段34上反射後，照明光束路徑37的中央主光線與兩個極化區段29、30之照明光束路徑31的中央主光線41重合。兩個照明光束路徑31、37接著沿著圖1中以點劃線指示的相同路徑46延伸。
兩個極化區段29、30及中性區段34是同一個光瞳琢面鏡25的區段。替代地，可將區段29、30及34體現為彼此分開及尤其彼此分開安裝的組件。
中間焦點18各成像在借助場琢面20由光束16照明的光瞳琢面28上，及前提是這些均在光束路徑、偏轉琢面22中。中間焦點18的影像形成在每個被照明的光瞳琢面28上。此成像不需要完美不可。
照明通道分別由場琢面20之一者或形成場琢面20之場琢面個別鏡群組、由偏轉琢面22之一者(前提是這些均配置在光束路徑中)、及由光瞳琢面28之一者形成。取決於場琢面鏡19中有多少個別鏡促成相應照明通道，可將此中間焦點影像形成為複數個中間焦點影像的疊加，該複數個中間焦點影像係因將明光16各引導於場琢面個別鏡之一者上而在相應光瞳琢面28上形成。於 此，中間焦點影像不需要確切形成在相應照明通道的光瞳琢面28上。使相應光瞳琢面28位在中間焦點影像的區域中致使尤其中間焦點影像完全位在光瞳琢面28上即已足夠。亦可為足夠的是，如照明通道之95%的照明光能量落在相應光瞳琢面28上，即，如果一小部分的中間焦點影像不位在光瞳琢面28上。
借助偏轉琢面22及光瞳琢面28且亦借助配置在光瞳琢面鏡25下游之光束16之光束路徑中的光束形成鏡39，使場琢面20在物體場5中彼此疊加地成像。取決於照明光16被引導沿著照明光束路徑31或沿著照明光束路徑47，偏轉琢面鏡21的偏轉琢面22及偏轉鏡45亦可促成此重疊成像。
在光罩7處在照明光16的主光線CR及物體平面6的法線之間的主光線角係如6°並可位在3°及8°之間的範圍中。針對此主光線角調適照明物體場5之光束16的總張角，致使反射光罩7以均質方式成像在晶圓上。由光罩7反射的光束路徑47完全位在照明光16入射於光罩7上的光束路徑48之外(見圖1及2)。
圖2闡明其中偏轉琢面鏡21相對於主引導平面彎曲非對稱配置的配置係呈圍繞光瞳琢面鏡25的180°弧形形式，致使偏轉鏡支座26及照明光束路徑37及48均配置儘可能地接近光瞳琢面鏡25。
因此，偏轉琢面鏡21相對於平行於yz平面的平面並非鏡對稱配置，而是配置繞著平行於z軸的軸旋轉。
取決於場琢面20、偏轉琢面22或光瞳琢面28是否是成像轉移光學單元的組件，場琢面20及/或偏轉琢面22及/或光瞳琢面28不是具有成像效應(即，尤其具有凹面設計)，就是被體現為純 偏轉鏡或平面鏡或平面琢面。場琢面20及/或偏轉琢面22及/或光瞳琢面28可承載用於校正照明光學單元4之像差的校正非球面。
極化區段29、30的光瞳琢面28用作極化元件，其導致照明光16相對於光瞳琢面28上相應照明光局部光束在光瞳琢面28上反射後的入射平面被s-極化。在圖1中，以照明光16上局部光束的點指示此s-極化。在圖1圖式平面中傳播之照明光束路徑31的光束因此在光瞳琢面28反射後垂直於圖式平面而極化。
偏轉琢面22的數量至少與場琢面20的數量一樣多。在圖1的具體實施例中，偏轉琢面22的數量事實上比場琢面20的數量大出許多，及尤其可大上10倍或甚至更多。照明光學單元4係體現成場琢面20並非成像在偏轉琢面22上且偏轉琢面22並非成像在光瞳琢面28上。
圖4顯示入射在中性區段34上的照明光束路徑37，及圖5顯示由中性區段34的光瞳琢面28反射的照明光束路徑37。此外，在圖4及5中，分別以剖面描繪照明光束路徑31，其中圖5亦描繪照明光束路徑31由極化區段29、30反射的部分。
在照明光學單元4的一個變化中，首先偏轉琢面鏡21及其次光瞳琢面鏡25可繞著共同樞轉軸48a樞轉，該樞轉軸延伸穿過光瞳琢面鏡25的中心32a，且在光瞳琢面鏡25及物體場5之間沿著照明光16的光軸延伸。舉例而言，偏轉琢面鏡21及光瞳琢面鏡25可藉由在+/-45°範圍中的樞轉角繞著樞轉軸48a旋轉。可利用共同控制、或彼此獨立的控制產生此樞轉。為了能夠樞轉，偏轉琢面鏡21及光瞳琢面鏡25在功能上連接至共同樞轉驅動機或各連接至其自己的樞轉驅動機，這在圖1中以48b示意性描繪。樞轉驅動 機48b可為步進馬達。
此外，在此照明光學單元4之具體實施例的變化中，場琢面鏡19可繞著樞轉軸48c樞轉，樞轉軸延伸穿過場琢面鏡支座的中心並垂直於場琢面鏡19的主要反射平面。場琢面鏡19繞著樞轉軸48c的可樞轉性可位在+/-90°的範圍中。為了能夠樞轉，場琢面鏡具有對樞轉驅動機48d(同樣在圖1中示意性指示)的功能性連接。樞轉驅動機48d同樣可為步進馬達。
樞轉驅動機48b及48d具有對中央控制裝置24的信號連接。
在樞轉期間，可致動樞轉驅動機48b、48d，致使場琢面鏡19比起偏轉琢面鏡21及光瞳琢面鏡25的共同樞轉，樞轉達兩倍大小的樞轉角。
舉例而言，具有總體可樞轉琢面鏡19、21、25之照明光學單元的具體實施例在如要預定物體場5之照明的確切一個線性極化方向或確切兩個線性極化方向時使用，其中這些線性極化方向的定向取決於繞著樞轉軸48a及48c的相應樞轉角而預定。舉例而言，若要為物體場5的照明預定確切一個極化方向，或若要為物體場的照明預定在物體平面6中互相垂直的確切兩個極化方向，這將造成其中場琢面鏡19的場琢面20可以緊密堆砌的方式配置的照明幾何形狀。此可樞轉具體實施例在下文還會參考圖14更詳細解說。
在具有可樞轉偏轉琢面鏡21及可樞轉光瞳琢面鏡25的變化中，亦可在場琢面鏡19具有以微鏡製成之場琢面20的情況中省卻場琢面鏡19的可樞轉性。在此情況中，接著可利用針對此 加以調適之微鏡的群組指派，根據偏轉琢面鏡21及光瞳琢面鏡25的相應樞轉位置對準場琢面20。
以下將參考圖6解說可在投影曝光設備1中代替照明光學單元4使用之照明光學單元49的另一具體實施例。對應於上文參考圖1至5已經解說的組件及功能具有相同參考符號，且下文將不再論述。圖6顯示照明光16在中間焦點18及物體場5之間的光束路徑。
在圖6的具體實施例中，場琢面鏡19總體體現為可傾斜，致使取決於場琢面鏡19的傾斜位置，照明光16視情況可經由偏轉琢面鏡21施加於光瞳琢面鏡25的極化區段51(如圖6中以照明光束路徑50指示)，或直接施加於中性區段52的光瞳琢面鏡25。在圖6中，以實線描繪場琢面鏡19用於照亮偏轉琢面鏡21及之後照亮極化區段51的傾斜位置。以虛線描繪用於致動光瞳琢面鏡25之中性區段52之場琢面鏡的對應傾斜位置(以19’表示)。為了能夠傾斜場琢面鏡19，將場琢面鏡連接至傾斜致動器53(在圖6中示意性描繪)。
光瞳琢面鏡25的極化區段51連接至位移致動器54(在圖6中同樣示意性描繪)。使用位移致動器54，可從圖6中描繪的反射位置移動極化區段51，其中極化區段51將照明光16從偏轉琢面鏡21引導至物體場5、至無效位置，其中極化區段51已完全位移至照明光16的光束路徑中。在極化區段51之此無效位置中，光瞳琢面鏡25的中性區段52可供用於將照明光16從場琢面鏡19反射至物體場5。
在圖6的具體實施例中，光瞳琢面鏡25之極化區段51 的鏡支座具有橫向雙圓錐形區段的形狀。
第一橫向圓錐形區段55位在照明光16在光瞳平面27及物體平面6之間的光束路徑中。第一橫向圓錐形區段55的鏡支座表面形成凹面半圓錐形，其錐尖56(同時構成雙圓錐形的尖端)位在光瞳平面27中。圓錐形之張角β的一半(形成其剖面的橫向圓錐形區段55)為大約45°。橫向圓錐形區段55的方位角γ為180°。此方位角γ位在橫向圓錐形區段55的端緣57之間。這些端緣57沿著橫向圓錐形區段55的筆直側線延伸。
照明光學單元49之光瞳琢面鏡25的雙圓錐形區段形狀由另一橫向圓錐形區段58補足，其錐尖56與上述橫向圓錐形區段55的錐尖56重合。第二橫向圓錐形區段58的端緣59構成第一橫向圓錐形區段55穿過錐尖56之端緣57的延伸部。端緣57及59劃定在橫向圓錐形區段55、58之間的接縫60，如在光瞳平面27上的投影中所見(見圖8)。
第二橫向圓錐形區段58的鏡支座表面具有凸面弧形。第二橫向圓錐形區段58之張角β的一半與第一橫向圓錐形區段55之張角β的一半具有確切相同大小。橫向圓錐形區段58亦掃過大約180°的方位角γ。
兩個橫向圓錐形區段55、58的雙圓錐形配置及半圓形偏轉琢面鏡21的相關聯配置係致使在從偏轉琢面鏡21的任何圓周角觀看時，光瞳琢面鏡25相對於光瞳平面27形成以相同角δ傾斜的直線。換言之，具有偏轉琢面鏡21及光瞳琢面鏡25的剖面圖對於類似於圖6之各圖式平面是穿過在該偏轉琢面鏡21及光罩7之間的光軸(圖6中的CR)的直線。
倘若在良好概算下，照明光16在光瞳平面27上的投影中相對於光瞳琢面鏡25的中心32a從偏轉琢面22被徑向引向光瞳琢面28，則照明光16的所有局部光束在光瞳琢面28以相同入射角偏轉。再一次，此入射角位在大約43°的入射布魯斯特角附近(偏差最多20°，替代地最多15°、最多10°、最多5°或最多3°)，致使光瞳琢面鏡25的光瞳琢面28用作對應偏轉之照明光16的極化器。取決於光從偏轉琢面鏡21的哪個位置被引導至光瞳琢面鏡25，這造成照明光具有適當線性極化的局部光束。
在光瞳平面27上的投影中，所形成的極化方向正切於偏轉琢面鏡21的半圓形形狀而延伸。由於因此可產生所有線性極化方向，故可產生具有正切極化的照明光瞳。
光瞳琢面鏡25的中性區段52具有平面鏡支座表面，其配置垂直於圖6的圖式平面，即配置在xy平面中。
極化區段51及中性區段52構成在圖6具體實施例中彼此分開之光瞳琢面鏡25的兩個區段。
作為總體可傾斜之場琢面鏡19的替代方案，圖6的具體實施例亦可體現成各藉由傾斜場琢面鏡19的個別場琢面20，在至偏轉場琢面21的照明光束路徑50及至光瞳琢面鏡25之中性區段52的照明光束路徑之間引起改變。場琢面鏡19接著體現具有可傾斜場琢面20，致使照明光16替代地可取決於場琢面的傾斜位置，照亮光瞳琢面鏡25的極化區段51或中性區段52。
圖9及10顯示圖6之照明光學單元32的變化，其包含形式為圖1至5之照明光學單元4的偏轉琢面鏡21及光瞳琢面鏡25。
圖9顯示其中傾斜場琢面鏡19致使其將照明光16引 導至光瞳琢面鏡中性區段34的照明情況。
圖10顯示其中場琢面鏡19’位移至其中經由偏轉琢面鏡21致動光瞳琢面鏡25的極化區段29、30之傾斜位置的照明情況。這接著造成上文已經結合圖4及5並結合圖6中場琢面鏡19之傾斜變化解說的照明變化。
在圖9的照明情況中，可以高達最大照明角的照明角達成未極化操作。在圖10的照明情況中，在極化操作中絕對可以較大照明角達成物體場5的照明。
照明光學單元32的變化可再一次體現成偏轉琢面鏡21、光瞳琢面鏡25及視情況場琢面鏡19可按可樞轉的方式樞轉，以預定極化定向及/或預定場琢面20在物體場5上之影像的定向。為此，琢面鏡21、25及(視情況)19可與樞轉驅動機互相作用，這在圖6至10中並未以任何更多細節描繪。
在下文中，參考圖11至13說明照明光學單元61的另一具體實施例，該照明光學單元可用來取代投影曝光設備1中的照明光學單元4或49。對應於上文參考圖1至10已經解說的組件及功能具有相同參考符號，且下文將不再論述。
在照明光學單元61，光瞳琢面鏡25的中性區段34設有中央通路開口62。中央通路開口經體現用於另一極化區段63的穿過通路，另一極化區段63經體現作為與光瞳琢面鏡25之極化區段29、30分開的極化區段。另一極化區段63的指狀支撐體64經體現可利用位移致動器65沿著垂直於中性區段34之平面的位移方向位移。
圖11顯示光瞳琢面鏡25在無效位置中的另一極化區 段63。原則上，圖11的光瞳琢面鏡25接著如上文參考圖1至5、9及10所解說而操作。現唯有在通路開口62的區域中無法利用中性區段34反射照明光16。
圖12及13顯示圖11的光瞳琢面鏡25在另一中央極化區段63的有效位置中。為此，另一極化區段63已經利用位移致動器65移動穿過中性區段34的通路開口62，致使極化區段63的反射表面(傾斜約45°)在z方向中變得與偏轉琢面鏡21齊平。同時，另一光瞳琢面鏡25(即，中性區段34及極化區段29、30在其上形成)在相反方向(即，圖12中的負z方向)中位移，及因此移動離開照明光束路徑31。此位移由另一位移致動器66(其連接至在中性區段34之區域中的光瞳琢面鏡25)引起。
在圖12及13的配置中，在照明光束路徑31中的照明光16現在被極化區段63的反射表面以大約43°的入射角(即，入射布魯斯特角)偏轉，致使照明光16在極化區段63上反射後被線性極化且垂直於圖12的圖式平面。
作為具有平面具體實施例之極化區段63的替代方案，極化區段亦可以對應於如極化區段29之凸面橫向圓錐形區段的形式形成，致使再次可藉由致動半圓形偏轉琢面鏡21，以不同極化方向藉由橫向圓錐形極化區段63的反射產生線性極化光，如上文結合極化區段29、30及51所解說。
較佳可結合相位遮罩使用圖12及13在中央極化區段63上的光束引導。在投影光學單元中，另一應用在於光罩7結合屏蔽(與極化區段63共軛)的暗場照明。因而，只有在光罩7之結構繞射的照明光16促成照明晶圓13。
在圖11至13的光瞳琢面鏡25中，以至少部分圓形的形狀圍繞中央極化區段63配置中性區段34；在所描繪的例示性具體實施例中，中性區段甚至被配置為整個圓圈。
圖11至13的光瞳琢面鏡25具有兩個彼此分開的極化區段，即首先是中央極化區段63及其次是互連的極化區段29、30。如上文結合圖11至13的具體實施例以例示性方式解說，光瞳琢面鏡的不同獨立極化區段可相對於彼此位移及/或相對於光瞳琢面鏡的至少一個中性區段位移。
複數個或多個偏轉琢面22可指派給場琢面20之每一者。因此，可利用場琢面鏡19之適當分組的個別鏡或微鏡，將照明光局部光束(其從要成像於物體場5中之場琢面20的一者發出)分布在複數個光瞳琢面28上。因此，場琢面區段的琢面區段影像構成物體場5中的狹條，其延伸越過物體場5橫向於物體位移方向y的總物體場高度，即越過總x廣度。因此，可經由光瞳琢面28的不同琢面(例如)逐線(線在y方向中偏移)在物體場5中建立場琢面20之一者的影像。因此，可利用場琢面20之微鏡的適當傾斜角指派照明物體場5的狹條區段，其在x方向中根據光瞳琢面鏡25上在此照明中涉及之光瞳琢面28的位置從不同照明方向延伸越過整個物體場5。這描繪在圖1的插入圖中，其顯示如矩形物體場5的俯視圖。總共描繪四個此類物體場狹條5a至5d，其示意性以虛線與彼此分離。這些物體場狹條5a至5d是場琢面20之琢面區段的影像。在此插入圖中，以5x代表物體場高度，即物體場5在x方向中的總廣度。沿著y方向掃描通過物體場5的光罩點以掃描整合方式看見來自不同照明方向的照明光。
以類似於圖3及11的圖解，圖14顯示產生物體場5之四極照明之偏轉琢面鏡21及光瞳琢面鏡25的具體實施例。在四極照明中，各物體場點由四個照明極(各配置在照明光瞳象限之一者中)照明。對於每個象限，照明光16的線性極化36具有極化方向垂直於在相應象限中心及照明光瞳中心之間的連接線。
在圖14中，其中針對四極照明而照明光瞳琢面鏡25的四個象限按數學慣例被編號為I、II、III及IV。在光瞳琢面鏡25的象限I及III中有平行於xy角平分線的線性極化方向36。在其他兩個象限II及IV中的線性極化36精確地垂直於此xy角平分線延伸。
偏轉琢面鏡21在偏轉琢面區域66a(在圖14中在偏轉琢面鏡21上畫有陰影線)中的偏轉琢面22促成光瞳琢面鏡25的適當照明。
如上文已經結合圖1解說，兩個琢面鏡21、25可體現為可繞著樞轉軸48a樞轉。因此，可針對預定值調適四極照明的極化方向及四極照明的極定向。偏轉琢面鏡21與光瞳琢面鏡25一起執行的樞轉運動在圖14中以雙頭箭頭67指示。可針對偏轉琢面鏡21及光瞳琢面鏡25藉由共同樞轉驅動機48b預定在+/-45°的範圍中繞著樞轉軸48a的樞轉。可藉由樞轉總體場琢面鏡19，或在場琢面20的微鏡具體實施例中藉由改變微鏡群組對調適場琢面的指派，造成相關聯場琢面鏡19之場琢面20的對準。
在投影曝光中，提供光罩7及晶圓13(具有對EUV輻射光束16為光敏的塗層)。在曝光之前設定照明設定，即例如，二極設定或環形設定或不同設定(例如，習用照明設定或多極照明設定)。其後，借助投影曝光設備1將光罩7的至少一個區段投影至晶 圓13上。最後，顯影晶圓13上曝光於EUV輻射光束16的光敏層。以此方式製造微結構化或奈米結構化組件，例如半導體組件，例如微晶片。
1‧‧‧投影曝光設備
2‧‧‧照明系統
3‧‧‧輻射或光源
4‧‧‧照明光學單元
5‧‧‧物體場
5a-5d‧‧‧狹條
5x‧‧‧物體場高度
6‧‧‧物體平面
7‧‧‧光罩
8‧‧‧物體或光罩安裝座
9‧‧‧物體位移驅動機
10‧‧‧投影光學單元
11‧‧‧影像場
12‧‧‧影像平面
13‧‧‧晶圓
14‧‧‧晶圓安裝座
15‧‧‧晶圓位移驅動機
16‧‧‧EUV輻射光束
17‧‧‧收集器
18‧‧‧中間焦點
19‧‧‧場琢面鏡
20‧‧‧場琢面
21‧‧‧偏轉琢面鏡
23‧‧‧致動器
25‧‧‧光瞳琢面鏡
27‧‧‧環形平面
29‧‧‧外極化區段
30‧‧‧外極化區段
31‧‧‧照明光束路徑
34‧‧‧中性區段
37‧‧‧照明光束路徑
39‧‧‧光束形成鏡
40‧‧‧中央主光線
41‧‧‧中央主光線
42‧‧‧引導平面
44‧‧‧中央物體場點
45‧‧‧偏轉鏡
46‧‧‧路徑
48‧‧‧光束路徑
48a‧‧‧樞轉軸
48b‧‧‧樞轉驅動機
48d‧‧‧樞轉驅動機
CR‧‧‧主光線
α‧‧‧入射角

Claims (13)

  1. 一種照明光學單元，包括：一場琢面鏡，其具有複數個場琢面；至少一個光瞳琢面鏡，其具有複數個光瞳琢面，該光瞳琢面鏡包括一第一區段和一第二區段；其中在該照明光學單元的使用過程中，該照明光學單元係配置致使：光線沿著一路徑穿透該照明光學單元以照明一物體場；沿該路徑的穿透光包括複數個照明通道；各個照明通道導引該光線的一部分光束；各個照明通道係由一相應的場琢面和一相應的光瞳琢面所定義；該等琢面係透過一轉移光學單元而成像於該物體場中；入射在該光瞳琢面鏡的該第一區段上的光線受到該光瞳琢面鏡的該第一區段作用而使其極化狀態改變；入射在該光瞳琢面鏡的該第二區段上的光線受到該光瞳琢面鏡的該第二區段作用而未使其極化狀態改變；該等照明通道的入射角在該光瞳琢面鏡的該第一區段的該等光瞳琢面與該光瞳琢面鏡的該第一區段的該等光瞳琢面 上之一多層反射塗層的一布魯斯特角相差最多20°；該等照明通道的入射角在該光瞳琢面鏡的第二區段的該等光瞳琢面與該光瞳琢面鏡的第二區段之該等光瞳琢面上的一法線入射相差最多20°。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之照明光學單元，其特徵在於：該場琢面鏡係體現具有場琢面，該等場琢面可傾斜致使取決於該等場琢面的傾斜位置，該光瞳琢面鏡的第一區段及該光瞳琢面鏡的第二區段可交替地由該照明光照亮。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之照明光學單元，其特徵在於：該場琢面鏡係整體體現為能夠傾斜致使取決於該場琢面鏡(19)的該傾斜位置，該光瞳琢面鏡的第一區段及該光瞳琢面鏡的第二區段可交替地由該照明光照亮。
  4. 如申請專利範圍第1至3項中任一項所述之照明光學單元，其特徵在於：該光瞳琢面鏡的第二區段之該照明光束路徑之一中央主光線的一引導至少在區段中位在該至少一個光瞳琢面鏡的第一區段之該照明光束路徑之一中央主光線的一主引導平面之外，其中該主引導平面係由該場琢面鏡之一反射表面的一中心、該光瞳琢面鏡之一反射表面的一中心及一中央物體場點界定。
  5. 如申請專利範圍第1至3項中任一項所述之照明光學單元，其特徵在於：該光瞳琢面鏡的第一區段及該光瞳琢面鏡的第二區段係同一個光瞳琢面鏡的區段。
  6. 如申請專利範圍第1至3項中任一項所述之照明光學單元，其特徵在於：至少以一部分圓的形式圍繞該光瞳琢面鏡的第二區段配置該等光瞳琢面鏡的第一區段的至少一個。
  7. 如申請專利範圍第1至3項中任一項所述之照明光學單元，其特徵在於：至少以一部分圓的形式圍繞該光瞳琢面鏡的第一區段配置該等光瞳琢面鏡的第二區段的至少一個。
  8. 如申請專利範圍第1至3項中任一項所述之照明光學單元，其特徵在於：該光瞳琢面鏡的第一區段或該光瞳琢面鏡的第二區段可從該照明光在該場琢面鏡及該物體場之間的該光束路徑位移。
  9. 如申請專利範圍第1至3項中任一項所述之照明光學單元，其特徵為至少兩個彼此分開的光瞳琢面鏡的第一區段。
  10. 一種光學系統，包含如申請專利範圍第1至9項中任一項所述之一照明光學單元及用於將物體場成像於一影像場(其中可配置一晶圓)中的一投影光學單元。
  11. 一種照明系統，包含如申請專利範圍第1至9項中任一項所述之一照明光學單元及一EUV光源。
  12. 一種投影曝光設備，包含如申請專利範圍第10項所述之一光學系統及一EUV光源。
  13. 一種製造結構化組件的方法，包含以下步驟：-提供一晶圓，其上已至少部分塗覆由一感光材料製成的一層；-提供一光罩，其具有要成像的結構；-提供如申請專利範圍第12項所述之一投影曝光設備；-借助該投影曝光設備將該光罩的至少部分投影於該晶圓之該層的一個區域上。
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Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102006020734A1 (de) * 2006-05-04 2007-11-15 Carl Zeiss Smt Ag Beleuchtungssystem für die EUV-Lithographie sowie erstes und zweites optisches Element zum Einsatz in einem derartigen Beleuchtungssystem
DE102012220465A1 (de) * 2012-11-09 2014-05-15 Carl Zeiss Smt Gmbh EUV-Kollektor
DE102017220586A1 (de) * 2017-11-17 2019-05-23 Carl Zeiss Smt Gmbh Pupillenfacettenspiegel, Beleuchtungsoptik und optisches System für eine Projek-tionsbelichtungsanlage
DE102018200167A1 (de) 2018-01-08 2019-07-11 Carl Zeiss Smt Gmbh Pupillenfacettenspiegel, Beleuchtungsoptik und optisches System für eine Projektionsbelichtungsanlage
DE102019200193B3 (de) 2019-01-09 2020-02-06 Carl Zeiss Smt Gmbh Optisches System für eine Projektionsbelichtungsanlage

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20130021592A1 (en) * 2010-01-28 2013-01-24 Carl Zeiss Smt Gmbh Arrangement for and method of characterising the polarisation properties of an optical system
WO2013013947A2 (en) * 2011-07-26 2013-01-31 Carl Zeiss Smt Gmbh Optical system of a microlithographic projection exposure apparatus, and microlithographic exposure method

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10138313A1 (de) 2001-01-23 2002-07-25 Zeiss Carl Kollektor für Beleuchtugnssysteme mit einer Wellenlänge < 193 nm
US6195201B1 (en) 1999-01-27 2001-02-27 Svg Lithography Systems, Inc. Reflective fly's eye condenser for EUV lithography
US6741302B2 (en) * 2001-06-20 2004-05-25 International Business Machines Corporation System and method for utilizing diffuse and specular radiation to overcome shadowed regions
JP3652296B2 (ja) * 2001-10-26 2005-05-25 キヤノン株式会社 光学装置
JP2006156857A (ja) * 2004-12-01 2006-06-15 Canon Inc Ｘ線発生装置及び露光装置
DE102008007449A1 (de) 2008-02-01 2009-08-13 Carl Zeiss Smt Ag Beleuchtungsoptik zur Beleuchtung eines Objektfeldes einer Projektionsbelichtungsanlage für die Mikrolithographie
KR101593712B1 (ko) 2008-02-15 2016-02-12 칼 짜이스 에스엠티 게엠베하 마이크로리소그래피용 투영 노광 장치에 사용하기 위한 패싯 미러
DE102008002749A1 (de) 2008-06-27 2009-12-31 Carl Zeiss Smt Ag Beleuchtungsoptik für die Mikrolithografie
WO2010049076A2 (de) 2008-10-20 2010-05-06 Carl Zeiss Smt Ag Optische baugruppe zur führung eines strahlungsbündels
DE102011004615A1 (de) * 2010-03-17 2011-09-22 Carl Zeiss Smt Gmbh Beleuchtungsoptik für die Projektionslithografie

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20130021592A1 (en) * 2010-01-28 2013-01-24 Carl Zeiss Smt Gmbh Arrangement for and method of characterising the polarisation properties of an optical system
WO2013013947A2 (en) * 2011-07-26 2013-01-31 Carl Zeiss Smt Gmbh Optical system of a microlithographic projection exposure apparatus, and microlithographic exposure method

Also Published As

Publication number Publication date
WO2014139872A1 (en) 2014-09-18
TW201502713A (zh) 2015-01-16
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US9766553B2 (en) 2017-09-19

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