專利名稱：具有光瞳遮蔽的物鏡的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種具有其中央鏡孔徑引起光瞳遮蔽(obscuration)的物鏡。在這種情況下，所述物鏡包括兩個(gè)部分物鏡，第一部分物鏡將第一場(chǎng)平面投影到中間圖象上，且第二部分物鏡將所述中間圖象投影到第二場(chǎng)平面上。這樣的物鏡例如被用作顯微平版印刷中的投影物鏡或用作用于觀察表面，尤其是晶片表面的檢查物鏡。
背景技術(shù)：
用于微型平版印刷投影曝光裝置應(yīng)用中具有光瞳遮蔽和中間圖象的反射式縮小物鏡從EP 0 267 766 A2中是公知的。圖2和圖3的示范性實(shí)施例示出包括第一部分物鏡和第二部分物鏡的物鏡。在這種情況下的兩個(gè)部分物鏡構(gòu)成了兩個(gè)相互反向的具有不同大小放大率的準(zhǔn)-施瓦茲希爾(quasi-Schwarzschild)物鏡。所述準(zhǔn)-施瓦茲希爾物鏡由在每種情況下具有中央鏡孔徑的凸面鏡和凹面鏡構(gòu)建成。在其中所示的物鏡情況下，與圖象側(cè)0.30的數(shù)值孔徑相比較，0.38或0.33的孔徑遮蔽相對(duì)較大。此外，物鏡僅具有0.6或0.4的放大率。因兩個(gè)相互反向的準(zhǔn)-施瓦茲希爾物鏡的這一配置，在中間圖象處的數(shù)值孔徑大于圖象平面內(nèi)的數(shù)值孔徑。
一種用于EUV(extreme Ultraviolat，遠(yuǎn)紫外區(qū))平版印刷中具有光瞳遮蔽、但不具有中間圖象的反射投影物鏡被公開在US 5,212,588中。在這種情況下的投影物鏡包括具有中央鏡孔徑的凸面鏡、及具有中央鏡孔徑的凹面鏡。從物平面發(fā)射出來的光線在到達(dá)圖象平面之前在所述這兩個(gè)鏡上被四次反射。在孔徑遮蔽在0.4至0.7之間的情況下，圖象側(cè)的數(shù)值孔徑僅處于0.08和0.3之間。在示范性實(shí)施例中的放大率處于-0.3至-0.2之間。
用于EUV平版印刷中具有光瞳遮蔽、但不具有中間圖象的另一種反射投影物鏡被公開在US 5,003,567中。在這種情況下，投影物鏡包括一對(duì)涂有多涂層且具有公共曲率中心的球面鏡。在這種情況下，所述第一鏡是凸面鏡，而所述第二鏡是凹面鏡。然而，這些施瓦茲希爾類型的物鏡具有較大的象場(chǎng)彎曲，且因此US 5,003,567建議將結(jié)構(gòu)方位掩模(structure-bearing mask)(刻線)應(yīng)用到彎曲的基片上。
用于EUV平版印刷中具有光瞳遮蔽和中間圖象的反射投影物鏡也被公開在EP 1 093 021 A2中。被設(shè)置在物平面與中間圖象之間的第一部分物鏡在這種情況下具有四個(gè)或六個(gè)鏡，所述鏡在軸外盡可能遠(yuǎn)離被設(shè)置在孔徑光闌平面上的鏡而被插入。在這種情況下第一部分物鏡并不導(dǎo)致光瞳遮蔽。第二部分物鏡包括具有軸外鏡孔徑的凸面鏡及具有軸外鏡孔徑的凹面鏡。從幾何上位置最接近于圖象平面的鏡是凸面鏡，且因此鏡基片的厚度在光軸上最大。
當(dāng)凸面鏡的基片厚度和自由的圖象側(cè)焦點(diǎn)距離被加以考慮時(shí)這導(dǎo)致較大的孔徑遮蔽。此外，由于凸面鏡具有發(fā)散的光焦度，所以它們通常比凹面鏡具有較小的直徑。然而，在較小的鏡直徑情況下，鏡遮蔽，即鏡孔徑與鏡直徑的比率更為不利。
具有光瞳遮蔽、但不具有中間圖象的反射式顯微鏡物鏡被公開在US 4,863,253中。它包括不具有中央鏡孔徑的凸面鏡，以及具有中央鏡孔徑的凹面鏡。在這個(gè)設(shè)置中，經(jīng)凸面鏡反射后光線并不經(jīng)過凸面鏡的鏡孔徑，而是被導(dǎo)引經(jīng)過外面的第一鏡。這導(dǎo)致由凸面鏡引起的非常高的孔徑遮蔽。
由Gil Moretto所著題為“Aplanatic corrector designs for theextremely large telescope”(Applied Optics；Vol.39，No.16；1June 2000；2805-2812)的出版物公開了一種反射望遠(yuǎn)鏡，在球面主鏡的下游所述反射望遠(yuǎn)鏡具有校正由主鏡引起的球面象差和慧形象差的校正物鏡。在這種情況下，校正物鏡將由所述主鏡所形成的中間圖象以放大率為3.5的放大形式投影到望遠(yuǎn)鏡的圖象平面上。在這種情況下的物鏡包括將所述中間圖象投影到另一個(gè)中間圖象上的兩個(gè)凹面鏡、以及由將所述另一個(gè)中間圖象投影到望遠(yuǎn)鏡圖象平面上的凹面鏡和凸面鏡所組成的一對(duì)鏡。由主鏡所形成的中間圖象到所述另一個(gè)中間圖象的投影以-0.9的放大率被縮小，而所述另一個(gè)中間圖象到望遠(yuǎn)鏡圖象平面上的投影以-3.75的放大率被放大。在望遠(yuǎn)鏡圖象平面處的數(shù)值孔徑為0.1且在中間圖象處的數(shù)值孔徑為0.345。由于鏡孔徑，物鏡具有同數(shù)值孔徑相比相對(duì)大的光瞳遮蔽。由于凸面鏡僅具有輕微的曲率，所以校正物鏡還具有相對(duì)大的場(chǎng)曲率。
望遠(yuǎn)鏡的校正物鏡還被公開在由R.K.Jungquist所著的題為“Optical design of the Hobby-Eberly Telescope Four MirrorSpherical Aberration Corrector”的出版物(SPIE Vol.3779，2-16，July 1999)中。光學(xué)設(shè)計(jì)非常類似于從前所說明的校正物鏡。正是凹面鏡獨(dú)有地被用在所示的校正物鏡中，且因此場(chǎng)曲率相對(duì)來說大。
可驅(qū)動(dòng)的微鏡陣列被公開在由M.A.Mignard所著的題為“DigitalMicromirror Array for Projection TV”(Solid State Technology，July 1994，pp.63-68)。它們作為被投影在投影曝光裝置中的物的使用形成了專利US 5,523,193、US 5,691,541、US 6,060,224和US 5,870,176的內(nèi)容。然而，在此所說明的示范性實(shí)施例中，相應(yīng)的投影物鏡僅示意性地被示例。適合于所謂無掩模平版印刷要求的投影物鏡的具體示范性實(shí)施例并不包含在所述專利中。
具有光瞳遮蔽和中間圖象的反折射投影物鏡被公開在DE 197 31291 C2中。在這種情況下，物鏡具有折射的和反折射的部分物鏡，且被用在寬UV波長(zhǎng)區(qū)域。除了用于色校正的透鏡以外，凹面鏡和近似平面鏡被設(shè)置在反折射的部分物鏡中。由于透鏡的使用，在EUV波長(zhǎng)(＜20nm)情況下不可能使用這個(gè)物鏡。投影物鏡例如被用在用于觀察晶片表面的檢查系統(tǒng)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是改善具有光瞳遮蔽的投影物鏡，尤其是降低孔徑遮蔽。
借助于根據(jù)權(quán)利要求1的物鏡、根據(jù)權(quán)利要求22和24的平版印刷投影曝光裝置、根據(jù)權(quán)利要求23和25用于將感光性基片曝光的方法、根據(jù)權(quán)利要求27的檢查系統(tǒng)以及根據(jù)權(quán)利要求28用于觀察物表面的方法可以獲得這個(gè)目的。
本發(fā)明有利的精化來自于從屬權(quán)利要求的特點(diǎn)。
根據(jù)權(quán)利要求1，所述物鏡包括沿著光軸被設(shè)置的第一部分物鏡和第二部分物鏡。
第一部分物鏡將第一場(chǎng)平面投影到中間圖象上。在這種情況下，它包括具有第一中央鏡孔徑的第一凸面鏡和具有第二中央鏡孔徑的第二凹面鏡。在這種情況下從第一場(chǎng)平面發(fā)射的光線首先經(jīng)過第二鏡孔徑、在第一鏡處被反射、在第二鏡處被反射且隨后經(jīng)過第一鏡孔徑。由于第二鏡孔徑的直徑?jīng)Q定性地由第一鏡的直徑所決定，所以出于降低孔徑遮蔽的目的，有利地是提供作為凸面鏡的第一鏡及作為凹面鏡的第二鏡，以便于第一鏡具有比第二鏡基本上更小的直徑。
所述第一鏡和第二鏡被設(shè)置在第一軸向間距上。如果未另外加以聲明，則在這個(gè)應(yīng)用中兩個(gè)鏡之間的軸向間距被確定為兩個(gè)鏡的表面頂點(diǎn)之間的間距。在鏡具有中央鏡孔徑的情況下，表面頂點(diǎn)規(guī)定了光軸上這樣的點(diǎn)，即如果鏡沒有鏡孔徑，則在所述點(diǎn)上鏡的表面將切斷光軸。第二鏡具有距中間圖象的第二軸上間距。在這種情況下中間圖象的位置由中間圖象的近軸位置給出。為了將孔徑遮蔽盡可能保持低，第一軸上間距與第二軸上間距的比率具有0.95至1.05之間，尤其在0.98至1.02之間的值。在這種情況下，中間圖象位于至少大約在第一鏡的位置處。由于在場(chǎng)平面中光線束的直徑是最小的，且另一方面束直徑由鏡孔徑的直徑所決定，所以有利地是將中間圖象盡可能靠近第一鏡的位置放置。因此中間圖象還可以例如位于第一鏡與第二鏡之間，處于第一鏡的表面頂點(diǎn)處或處于光線方向上第一鏡表面頂點(diǎn)的下游，在所述情況下上述提到的間距條件應(yīng)該得到實(shí)現(xiàn)。
借助于第二部分物鏡中間圖象被投影到第二場(chǎng)平面上。由此在第二部分物鏡的光學(xué)元件與第二場(chǎng)平面之間存在的是足夠大的自由光學(xué)工作距離，這并不存在于中間圖象與第一部分物鏡的光學(xué)元件之間。第二部分物鏡擁有具有第三中央鏡孔徑的第三凹面鏡及具有第四中央鏡孔徑的第四凹面鏡，其彼此相面對(duì)被設(shè)置。在這種情況下，光線首先經(jīng)過第四鏡孔徑、在第三鏡被反射、在第四鏡被反射且隨后經(jīng)過第三鏡孔徑。為了將孔徑遮蔽盡可能地保持低，如自由的光學(xué)焦點(diǎn)距離所允許的那樣，第三鏡盡可能靠近第二場(chǎng)平面被設(shè)置。此外，第三鏡是具有相對(duì)大的直徑的凹面鏡，且因此鏡孔徑的直徑與鏡直徑之間的比率假定為較小的值。第三鏡與第四場(chǎng)平面之間的軸上間距被如下指示為ZM3-IM。所述間距ZM3-IM有利地具有最小值，其等于第三鏡的最小基片厚度與最小自由光學(xué)工作距離之和。在這種情況下，即使因?yàn)橹醒腌R孔徑，鏡在此沒有基片材料，但最小基片厚度被規(guī)定為光軸上表面頂點(diǎn)與后表面之間的厚度。最小基片厚度為鏡直徑的3％。由于它是凹面鏡，所以第三鏡物理上存在的基片厚度較大。如果孔徑遮蔽允許這樣的話，則當(dāng)軸上的最小基片厚度為具有中央鏡孔徑的凹面鏡直徑的5％或甚至10％時(shí)是有利的。第三鏡后表面與第二場(chǎng)平面之間的最小自由光學(xué)工作距離為5.0mm。這個(gè)自由光學(xué)工作距離確保在第二場(chǎng)平面內(nèi)物的定位。間距ZM3-IM的最大值首先是容許的孔徑遮蔽的函數(shù)，其次是在第二場(chǎng)平面內(nèi)數(shù)值孔徑NA的函數(shù)。當(dāng)?shù)谌R孔徑的直徑小于第三鏡直徑DuM3的50％時(shí)，對(duì)于低孔徑遮蔽是有利的。由于第三鏡孔徑的直徑隨第二場(chǎng)平面內(nèi)數(shù)值孔徑的反正弦的正切、以及隨第三鏡距場(chǎng)平面的間距線性地增加，所以間距ZM3-IM的最大值由下述關(guān)系給出zM3-IMmax=0.25·DuM3tan(arcsin(NA)).]]>為了能夠使用物鏡用于將延長(zhǎng)的物投影到投影曝光裝置內(nèi)或檢查系統(tǒng)內(nèi)的圖象上，例如，所述物鏡的場(chǎng)曲率應(yīng)該盡可能好地被校正。物鏡有利地具有Petzval半徑，所述半徑的絕對(duì)值大于第一場(chǎng)平面距第二場(chǎng)平面的軸上間距。為了補(bǔ)償凹面鏡對(duì)Petzval總和的正的貢獻(xiàn)，第一凸面鏡提供大的負(fù)的貢獻(xiàn)。由于第一凸面鏡由此具有大的負(fù)光焦度且由此與凹面鏡相比具有小的直徑，所以這個(gè)鏡在其對(duì)孔徑遮蔽方面的貢獻(xiàn)尤其關(guān)鍵。然而，由于它被設(shè)置于至少大約在中間圖象的位置，所以盡管存在良好的Petzval校正，但是該物鏡具有低的孔徑遮蔽。
在這個(gè)具有光瞳遮蔽的物鏡中，僅是具有起始于特定最小值的孔徑角的光線貢獻(xiàn)于投影。在這種情況下孔徑角參考于光軸被加以測(cè)量。在這種情況下對(duì)于仍然僅被所有鏡透射且并不被鏡孔徑暈映的光線，導(dǎo)致最小孔徑角。在這種情況下光線并沒有直接地被鏡孔徑暈映，而是作為虛光經(jīng)過后者且照到特殊的光阻擋設(shè)備上，而同時(shí)具有較大孔徑角的光線束的剩余光線被鏡反射。在這種情況下孔徑遮蔽被定義為第二場(chǎng)平面內(nèi)的最小孔徑角的正弦與第二場(chǎng)平面內(nèi)的數(shù)值孔徑的比率。借助于在第一鏡附近設(shè)置中間圖象，以及在第二場(chǎng)平面附近采用凹面鏡，可以取得小于0.6，尤其小于0.5的值的孔徑遮蔽。
除了低孔徑遮蔽以外，第二場(chǎng)平面內(nèi)的數(shù)值孔徑與孔徑遮蔽之比率的大數(shù)值也是所述物鏡的重要特點(diǎn)。在第二場(chǎng)平面內(nèi)物鏡的數(shù)值孔徑越大，則越難以取得低的孔徑遮蔽。所述物鏡特征在于這個(gè)比率大于1.2，尤其大于1.5。
第二場(chǎng)平面內(nèi)的數(shù)值孔徑在這種情況下大于0.3，尤其大于0.4，特別優(yōu)選地大于0.6。
在第一場(chǎng)平面與第二場(chǎng)平面之間，所述物鏡具有大于4∶1，尤其大于10∶1，特別優(yōu)選地大于20∶1的成像縮放比。4∶1至10∶1之間的成像縮放比對(duì)用于平版印刷的投影物鏡是典型的。大于20∶1的成像縮放比例如對(duì)于將可驅(qū)動(dòng)的微鏡陣列投影到感光性基片上的投影物鏡、顯微鏡物鏡、或檢查物鏡是所感興趣的。與此相聯(lián)系，兩個(gè)共軛場(chǎng)平面之間的成像縮放比被定義為物高度與圖象高度之間比率的絕對(duì)值，其中兩個(gè)共軛場(chǎng)平面之間的放大率被定義為圖象高度與物高度之間的比率，使例如正號(hào)表示正像。
由于物鏡包括兩個(gè)部分物鏡，所以當(dāng)?shù)谝粓?chǎng)平面與第二場(chǎng)平面之間的成像縮放比以及中間圖象與第二場(chǎng)平面之間的成像縮放比兩者均大于1∶1，尤其大于1.1∶1時(shí)是有利的。結(jié)果是，第一場(chǎng)平面與第二場(chǎng)平面之間的數(shù)值孔徑逐步地增加。因此直至在第二場(chǎng)平面內(nèi)才出現(xiàn)最大的數(shù)值孔徑。
為了盡可能地保持低的孔徑遮蔽，當(dāng)在第一場(chǎng)平面與中間圖象之間第一部分物鏡具有與第二部分物鏡相比基本上較大的成像縮放比時(shí)是有利的。因此，這個(gè)成像縮放比應(yīng)該大于3∶1，尤其大于5∶1，特別優(yōu)選地大于10∶1。
因第一鏡的負(fù)光焦度的緣故，有可能將第二鏡的直徑固定在基本上大于第一鏡的直徑。第二鏡的直徑與第一鏡的直徑的比率在這種情況下應(yīng)該大于3∶1，尤其大于5∶1。由于第二鏡的鏡孔徑的直徑大約等于第一鏡的直徑，所以第二鏡僅導(dǎo)致低的孔徑遮蔽，或?qū)е聸]有由其它鏡所引起的孔徑遮蔽增加。
由于光線的束橫斷面在中間圖象區(qū)域內(nèi)是最小的，且由此在第一鏡區(qū)域內(nèi)是最小的，所以有利地是在中間圖象的區(qū)域內(nèi)、或在第一鏡的區(qū)域內(nèi)設(shè)置第四鏡。第四鏡與第一鏡之間的軸上間距在這種情況下應(yīng)該小于第一場(chǎng)平面距第二場(chǎng)平面軸上間距的10％。由于所有的尺寸利用第一場(chǎng)平面距第二場(chǎng)平面的軸上間距來定標(biāo)，所以除非另外加以聲明，否則在這個(gè)應(yīng)用中的尺寸不以絕對(duì)值項(xiàng)給出，而是以這個(gè)間距的比率給出。在這種情況下，第一鏡當(dāng)然可以被設(shè)置在第四鏡的鏡孔徑處。所述這兩個(gè)鏡還可以具有相同的鏡基片，使第一鏡的鏡表面被安裝在鏡基片的前表面上，而第四鏡被安裝在鏡基片的后表面上。
在具有優(yōu)勢(shì)的實(shí)施例中，僅利用四個(gè)鏡便取得了從前所說明的特點(diǎn)。
為了能夠分兩步增加第一場(chǎng)平面與第二場(chǎng)平面之間的數(shù)值孔徑，在中間圖象與第二場(chǎng)平面之間有利地設(shè)置了另一個(gè)中間圖象。出于這個(gè)目的，具有第五中央鏡孔徑的第五鏡及具有第六中央鏡孔徑的第六鏡從光學(xué)上被設(shè)置在中間圖象與另一個(gè)中間圖象之間。在這種情況下光線首先經(jīng)過第六鏡孔徑、在第五鏡被反射、在第六鏡被反射、且隨后通過第五鏡孔徑。隨后第三鏡和第四鏡從光學(xué)上被放置在所述另一個(gè)中間圖象與第二場(chǎng)平面之間。因此第二部分物鏡具有兩個(gè)子系統(tǒng)，第一子系統(tǒng)包括中間圖象與另一中間圖象之間的光學(xué)元件，具體是第五鏡和第六鏡，以及第二子系統(tǒng)包括另一中間圖象與第二場(chǎng)平面之間的光學(xué)元件，具體是第三鏡和第四鏡。
當(dāng)?shù)谖彗R與第六鏡是凹面鏡時(shí)，與鏡孔徑相比較它們可以具有相對(duì)大的直徑，且因此它們僅略微惡化了孔徑遮蔽(如果有的話)。作為凹面鏡，它們被彼此面對(duì)而設(shè)置。
作為另一選擇，還可能使第五鏡為凸面鏡且第六鏡為凹面鏡。然后第五鏡與第六鏡具有類似于第一鏡和第二鏡的設(shè)置。
為了使來自第六鏡的光束在第五鏡具有小的光線直徑，且因此還使第五鏡孔徑僅具有小的直徑，所以當(dāng)另一中間圖象距第五鏡的間距小于第一場(chǎng)平面距第二場(chǎng)平面軸上間距的5％時(shí)是有利的。
由于在中間圖象處的數(shù)值孔徑基本上大于在第一場(chǎng)平面中的數(shù)值孔徑，所以第六鏡應(yīng)該被設(shè)置成靠近中間圖象，或靠近第一鏡。第六鏡距第一鏡的軸上間距有利地小于第一場(chǎng)平面距第二場(chǎng)平面軸上間距的10％。
出于同樣的原因，第四鏡應(yīng)該被設(shè)置成靠近另一中間圖象、或靠近第五鏡。第四鏡和第五鏡的軸上間距有利地小于第一場(chǎng)平面距第二場(chǎng)平面軸上間距的10％。
隨著至少、尤其準(zhǔn)確地是六個(gè)鏡的設(shè)置，在孔徑遮蔽小于0.5的情況下，有可能在第二場(chǎng)平面取得大于0.6、尤其大于0.8的數(shù)值孔徑。
如果即將被投影的物是反射物，則照明光必須被耦合在第一場(chǎng)平面與第一部分物鏡的光學(xué)元件之間。精確地在小于20nm的EUV波長(zhǎng)情況下，當(dāng)耦合進(jìn)其中光線到表面法線的入射角大于70°的所謂掠入射鏡時(shí)是有利的。然而，在第一場(chǎng)平面上游足夠大的自由工作距離對(duì)于這種鏡是必須的。這一自由工作距離有利地大于第一場(chǎng)平面距第二場(chǎng)平面軸上間距的20％。
借助于上述說明的物鏡設(shè)計(jì)有可能校正第二場(chǎng)平面內(nèi)具有直徑大于1.0mm的場(chǎng)的投影。
具體地，球面象差與第一場(chǎng)平面距第二場(chǎng)平面的軸上間距之比率小于10-5。在這種情況下的球面象差值根據(jù)塞德爾(Seidel)理論將第三階球面象差規(guī)定為橫象差，正例如由市場(chǎng)上買得到的光學(xué)設(shè)計(jì)軟件CodeV所計(jì)算的。
這樣物鏡可以被用作投影物鏡或檢查物鏡，當(dāng)?shù)谝粓?chǎng)平面距第二場(chǎng)平面的軸上間距至多為3000mm時(shí)是有利的。
如果物鏡僅具有鏡，則它的應(yīng)用并不局限于特定的波長(zhǎng)區(qū)域。而是它有可能借助于適當(dāng)?shù)溺R涂層來使物鏡適應(yīng)于對(duì)應(yīng)的工作波長(zhǎng)。當(dāng)反射層允許這樣的話，則物鏡還可以被同時(shí)用在兩個(gè)相互分開的工作波長(zhǎng)中。在平版印刷投影曝光裝置的投影物鏡情況下，可以例如在第一波長(zhǎng)下執(zhí)行投影，以及可以在第二波長(zhǎng)下執(zhí)行結(jié)構(gòu)方位掩模(刻線)及感光性基片(晶片)的對(duì)準(zhǔn)。利用小于200nm波長(zhǎng)下的物鏡是有優(yōu)勢(shì)的，因?yàn)樵谶@些波長(zhǎng)情況下僅少數(shù)透明的材料如例如氟化物晶體是可用的。在波長(zhǎng)小于20nm的情況下鏡的使用是強(qiáng)制性的。在工作波長(zhǎng)大約為11nm-13nm的情況下，使用例如由鉬及硅或鉬及鈹?shù)炔牧现瞥傻亩辔镔|(zhì)涂層作為鏡的反射涂層。
物鏡的應(yīng)用并不局限于純反射性的物鏡。還有可能在單獨(dú)的鏡間，尤其在場(chǎng)平面區(qū)域和中間圖象區(qū)域內(nèi)設(shè)置透鏡。這些透鏡可以被例如用來執(zhí)行色校正或設(shè)置焦闌。
在所優(yōu)選的實(shí)施例中，物鏡具有其絕對(duì)值小于1.0的放大率。在這種情況下，在第一場(chǎng)平面內(nèi)設(shè)置一物，隨后所述物以縮小的形式被投影在第二場(chǎng)平面內(nèi)的圖象上。
這種物鏡例如被用作平版印刷投影曝光裝置中的投影物鏡。在平版印刷投影曝光裝置中，照明系統(tǒng)對(duì)結(jié)構(gòu)方位掩模(刻線)進(jìn)行照明，所述刻線由投影物鏡投影到感光性基片上。
這種平版印刷投影曝光裝置從例如在US 5,212,588、US 5,003,567或EP 1 093 021 A2中所公開的EUV平版印刷現(xiàn)有技術(shù)中充分地被公知，所述專利的內(nèi)容被完全地結(jié)合在這個(gè)應(yīng)用中。
顯微結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體元件以多種單獨(dú)的、非常復(fù)雜的方法步驟被制造。一種重要的方法步驟在這種情況下涉及到感光性基片(晶片)，例如由光致抗蝕劑所提供的硅基片的曝光。在這種情況下，在所謂的單層制造期間，適當(dāng)?shù)目叹€由投影物鏡投影到晶片上。
還有可能在平版印刷投影曝光裝置中利用可驅(qū)動(dòng)的微鏡陣列而不是刻線。這種平版印刷投影曝光裝置從例如在US 5,523,193、US 5,691,541或US 6,060,224和US 5,870,176中所公開的現(xiàn)有技術(shù)中充分地被公知，所述專利的內(nèi)容被完全地結(jié)合在這個(gè)應(yīng)用中。由于從前所說明的物鏡允許可驅(qū)動(dòng)微鏡陣列和感光性基片之間大于20∶1的成像縮放比，所以其范圍處于1μm量值數(shù)量級(jí)的單獨(dú)微鏡的圖象具有小于50nm的尺寸。因此，由于有可能實(shí)施小于100nm的分辨率，所以可驅(qū)動(dòng)的微鏡陣列還被顯微平版印刷所關(guān)注。
在顯微結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體元件的單層制造中，根據(jù)預(yù)先規(guī)定的圖案微鏡以如下方式被驅(qū)動(dòng)，即僅是即將被投影的這些微鏡的光束被瞄準(zhǔn)進(jìn)入物鏡的入射光瞳。所有其它的光束通過適宜的光線陷阱被阻止貢獻(xiàn)于投影。
在另一優(yōu)選的實(shí)施例中，物鏡具有其絕對(duì)值大于1.0的放大率。在這種情況下，在第二場(chǎng)平面內(nèi)設(shè)置一即將以放大形式被投影到第一場(chǎng)平面內(nèi)圖象上的物。
這種物鏡例如被用作檢查系統(tǒng)中的檢查物鏡，用于觀察物的表面。物的表面，尤其是晶片的表面由檢查物鏡以充分被放大的形式投影到觀察單元的入射表面上。檢查系統(tǒng)具有直接或通過檢查物鏡照明表面的照明系統(tǒng)。在這種情況下，照明光例如被耦合進(jìn)觀察單元的入口表面和檢查物鏡之間的、或檢查物鏡內(nèi)部的投影束路徑中。由表面所反射的光根據(jù)各種標(biāo)準(zhǔn)借助于觀察單元被加以評(píng)估。
這種檢查系統(tǒng)從例如在DE 197 31 291 C2中所公開的UV波長(zhǎng)區(qū)域的現(xiàn)有技術(shù)中充分地被公知，所述專利的內(nèi)容被完全地結(jié)合在這個(gè)應(yīng)用中。
除了作為投影物鏡或作為檢查物鏡的應(yīng)用以外，根據(jù)本發(fā)明的物鏡與非常大的數(shù)值孔徑結(jié)合還可以被用在旨在取得衍射得到限制的投影的其它光學(xué)設(shè)置中，尤其是在EUV波長(zhǎng)的情況下。尤其是顯微鏡方法提供廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域。


本發(fā)明借助于附圖被更詳細(xì)地加以解釋。
圖1A示出第一示范性實(shí)施例的透鏡斷面。
圖1B示出圖1A的詳圖；圖2A示出第二示范性實(shí)施例的透鏡斷面；圖2B示出圖2A的詳圖；圖3A示出第三示范性實(shí)施例的透鏡斷面；圖3B示出圖3A的詳圖；圖4示出具有可驅(qū)動(dòng)微鏡陣列的平版印刷投影曝光裝置的示意性示例；圖5示出具有結(jié)構(gòu)方位掩模的平版印刷投影曝光裝置的示意性示例；以及圖6示出檢查系統(tǒng)的示意性示例。
具體實(shí)施例方式
圖1示例出根據(jù)本發(fā)明物鏡1的第一示范性實(shí)施例。由于物鏡1具有非常大的物體側(cè)自由工作距離，所以出于更佳的示例目的圖1B示出圖1A的詳圖。第一示范性實(shí)施例的光學(xué)數(shù)據(jù)以光學(xué)設(shè)計(jì)軟件CodeV的格式被規(guī)定在表1中。
物鏡1包括繞光軸OA呈中心被設(shè)置的第一部分物鏡3和第二部分物鏡5。物鏡1以100∶1的成像縮放比將第一場(chǎng)平面7投影到第二場(chǎng)平面9上。在第二場(chǎng)平面9內(nèi)的數(shù)值孔徑NA為0.7。在第二場(chǎng)平面9內(nèi)的場(chǎng)直徑為2mm。第一場(chǎng)平面7與第二場(chǎng)平面9之間的軸上間距為2000mm。
第一部分物鏡3以74∶1的成像縮放比將第一場(chǎng)平面7投影到中間圖象11上。它包括具有中央鏡孔徑15的凹面鏡13、以及具有中央鏡孔徑19的凹面鏡17。凹面鏡17的光焦度被如此設(shè)計(jì)，以便于中間圖象11被形成在凸面鏡13的附近。鏡17與中間圖象11的近軸位置之間的軸上間距等于鏡17與鏡13之間的軸上間距，且為68.8mm。凹面鏡17的直徑與凸面鏡13的直徑的比率為3.0∶1。假設(shè)鏡17在光軸上的基片厚度為35.2mm，則第一場(chǎng)平面7與鏡17之間的自由光學(xué)工作距離為1580mm。
第二部分物鏡5以1.35∶1的成像縮放比將中間圖象11投影到第二場(chǎng)平面9上。它包括具有中央鏡孔徑23的凹面鏡21、及具有中央鏡孔徑27的凹面鏡25。鏡21在這種情況下被設(shè)置成靠近第二場(chǎng)平面9且具有距這個(gè)平面40.0mm的間距。鏡21具有315.8mm的直徑。因此，至少在光軸OA上它應(yīng)該具有9.5mm的基片厚度。鏡21在光軸上的基片厚度為30mm?；穸扰c鏡21距第二場(chǎng)平面9的軸上間距之差規(guī)定了自由工作距離，在第一示范性實(shí)施例中其為10.0mm。另一方面，鏡21被設(shè)置成如此靠近第二場(chǎng)平面9，以致于在第二場(chǎng)平面9內(nèi)數(shù)值孔徑NA＝0.7這種情況下鏡遮蔽僅為0.3。在這種情況下鏡遮蔽由鏡孔徑23的直徑與鏡21的直徑的比率給出。這樣凹面鏡25并沒有惡化孔徑遮蔽，它被設(shè)置在凸面鏡13、或中間圖象11的附近。凹面鏡25和凸面鏡13之間的軸上間距為71.3mm。
位于凹面鏡21與凹面鏡25之間的是孔徑光闌29和被設(shè)計(jì)為光線陷阱的光阻擋設(shè)備31。光阻擋設(shè)備31的直徑被如此固定，以便于出現(xiàn)在第二場(chǎng)平面9內(nèi)的光束具有幾乎獨(dú)立于場(chǎng)高度的孔徑遮蔽。如果具有可變直徑的機(jī)械孔徑光闌被設(shè)置在孔徑光闌平面29內(nèi)，則根據(jù)孔徑光闌平面的曲率，孔徑光闌葉片可以在彎曲的表面上移動(dòng)。還有可能提供多個(gè)平的具有可變直徑的機(jī)械孔徑光闌，如需要軸上偏置的話其可以被插入。從第一場(chǎng)平面7內(nèi)的兩個(gè)場(chǎng)點(diǎn)33和35發(fā)射的邊緣光線37和39通過孔徑光闌平面39的上邊緣和下邊緣。在這種情況下場(chǎng)點(diǎn)33位于光軸OA上，且場(chǎng)點(diǎn)35位于距光軸OA間距為100mm的場(chǎng)的上邊緣上。對(duì)于場(chǎng)點(diǎn)33另外示例地是剛剛不再被鏡孔徑所暈映的光線41。在第二場(chǎng)平面9內(nèi)，它們具有18.4°的孔徑角，且因此孔徑遮蔽為0.45。第二場(chǎng)平面內(nèi)的數(shù)值孔徑與孔徑遮蔽的比率因此為1.56。對(duì)于第一示范性實(shí)施例中的孔徑遮蔽，凹面鏡17的鏡孔徑19以限制性的形式起作用。
在第一示范性實(shí)施例中有可能借助于凸面鏡13的負(fù)光焦度很大程度地校正場(chǎng)的曲率。Petzval半徑是192137mm。
在第一示范性實(shí)施例中有可能將第三級(jí)球面象差校正到0.6μm的值。
根據(jù)本發(fā)明的物鏡201的第二示范性實(shí)施例被示例于圖2A中。出于更好的示例目的，圖2B示出圖2A的詳圖。第二示范性實(shí)施例的光學(xué)數(shù)據(jù)以光學(xué)設(shè)計(jì)軟件CodeV的格式被規(guī)定在表2中。圖2A/B中對(duì)應(yīng)于圖1A/B所述元件的元件使圖1A/B中相同的參考符號(hào)增加了數(shù)值200。有關(guān)說明參見有關(guān)圖1A/B中對(duì)于這些元件的說明。
物鏡201包括繞光軸OA呈中心被設(shè)置的第一部分物鏡203和第二部分物鏡205。物鏡201以100∶1的成像縮放比將第一場(chǎng)平面207投影到第二場(chǎng)平面209上。在第二場(chǎng)平面209內(nèi)的數(shù)值孔徑NA為0.9。在第二場(chǎng)平面209內(nèi)的場(chǎng)直徑為2mm。第一場(chǎng)平面207與第二場(chǎng)平面209之間的軸上間距為2000mm。
第一部分物鏡203以52∶1的成像縮放比將第一場(chǎng)平面207投影到中間圖象211上。它包括具有中央鏡孔徑215的凸面鏡213、以及具有中央鏡孔徑219的凹面鏡217。凹面鏡217的光焦度被如此設(shè)計(jì)，以便于中間圖象211被形成在凸面鏡213的附近。鏡217與中間圖象211的近軸位置之間的軸上間距等于鏡217與鏡213之間的軸上間距，且為447.5mm。凹面鏡217的直徑與凸面鏡213的直徑的比率為14.4∶1。假設(shè)鏡217在光軸OA上的基片厚度為36.4mm，則第一場(chǎng)平面207與鏡217之間的自由光學(xué)工作距離為1050mm。
第二部分物鏡205以1.9∶1的成像縮放比將中間圖象211投影到第二場(chǎng)平面209上。在這種情況下投影是經(jīng)由中間圖象211到另一中間圖象243上的中間投影而執(zhí)行的。中間圖象211被具有中央鏡孔徑247的凹面鏡245、以及被具有中央鏡孔徑251的凹面鏡249投影到另一中間圖象243上，所述另一中間圖象243依次被具有中央鏡孔徑223的凹面鏡221、以及被具有中央鏡孔徑227的凹面鏡225投影到第二場(chǎng)平面209上。有可能借助于這另一個(gè)中間投影來逐步地增加場(chǎng)平面內(nèi)的數(shù)值孔徑，以便于最終有可能在第二場(chǎng)平面209內(nèi)取得0.9的數(shù)值孔徑。
為了將孔徑遮蔽盡可能保持低，在每種情況下第二部分物鏡205內(nèi)的所述鏡被幾何性地設(shè)置在場(chǎng)平面附近。凹面鏡249的光焦度被如此設(shè)計(jì)，以便于另一中間圖象243被形成在凹面鏡245的附近。鏡249和另一中間圖象243的近軸位置之間的軸上間距等于鏡249與鏡245之間的軸上間距，且為60.6mm。
為了將孔徑遮蔽盡可能保持低，凹面鏡249和225被設(shè)置在中間圖象211或另一中間圖象243的附近。凹面鏡249和中間圖象211之間的軸上間距為50.0mm，且同樣凹面鏡225和另一中間圖象243之間的軸上間距為50.0mm。這些軸上間距還在每種情況下對(duì)應(yīng)于涉及到鏡213、或鏡245的軸上間距。所述軸上間距被選擇得如此大，以便于有可能設(shè)置被鄰近設(shè)置的鏡213和249、或245和225，考慮到相應(yīng)的基片厚度，所述鏡具有鏡后表面的軸上間距。鏡245的基片后表面并不具有平面表面。為了使通過鏡孔徑247的光線不被暈映在基片處，所述后表面具有橫過中央鏡孔徑247的截頭圓錐體的缺口。
鏡221在這種情況下被設(shè)置成靠近第二場(chǎng)平面209且具有距這個(gè)平面40.0mm的軸上間距。鏡221具有748.2mm的直徑。因此，至少在光軸OA上它應(yīng)該具有22.4mm的基片厚度。鏡221在光軸上的基片厚度為34mm?；穸扰c鏡221距第二場(chǎng)平面209的軸上間距之差規(guī)定了自由工作距離，在第二示范性實(shí)施例中其為6.0mm。另一方面，鏡221被設(shè)置成靠近第二場(chǎng)平面209，以便于在第二場(chǎng)平面209內(nèi)的數(shù)值孔徑NA＝0.9的情況下鏡遮蔽僅為0.27。
具有光阻擋設(shè)備231的孔徑光闌平面229位于凹面鏡221和凹面鏡225之間。從第一場(chǎng)平面207內(nèi)的兩個(gè)場(chǎng)點(diǎn)233和235發(fā)射的邊緣光線237和239經(jīng)過孔徑光闌平面229的上邊緣和下邊緣。在這種情況下場(chǎng)點(diǎn)233位于光軸OA上，且場(chǎng)點(diǎn)235位于距光軸OA間距為100mm的場(chǎng)的上邊緣上。在第二示范性實(shí)施例中的孔徑遮蔽為0.43。第二場(chǎng)平面內(nèi)的數(shù)值孔徑與孔徑遮蔽的比率因此為2.09。對(duì)于第二示范性實(shí)施例中的孔徑遮蔽，凹面鏡249的鏡孔徑251以限制性的形式起作用。
在第二示范性實(shí)施例中有可能借助于凸面鏡213的負(fù)光焦度很大程度地校正場(chǎng)的曲率。Petzval半徑是8940mm。
在第二示范性實(shí)施例中有可能將第三級(jí)球面象差校正到0.8μm的值。
根據(jù)本發(fā)明的物鏡301的第三示范性實(shí)施例被示例于圖3A中。出于更好的示例目的，圖3B示出圖3A的詳圖。第三示范性實(shí)施例的光學(xué)數(shù)據(jù)以光學(xué)設(shè)計(jì)軟件CodeV的格式被規(guī)定在表3中。圖3A/B中對(duì)應(yīng)于圖2A/B所述元件的元件使圖2A/B中相同的參考符號(hào)增加了數(shù)值100。有關(guān)說明參見有關(guān)圖2A/B中對(duì)于這些元件的說明。
物鏡301包括繞光軸OA呈中心被設(shè)置的第一部分物鏡303和第二部分物鏡305。物鏡301以100∶1的成像縮放比將第一場(chǎng)平面307投影到第二場(chǎng)平面309上。在第二場(chǎng)平面309內(nèi)的數(shù)值孔徑NA為0.9。在第二場(chǎng)平面309內(nèi)的場(chǎng)直徑為2mm。第一場(chǎng)平面307與第二場(chǎng)平面309之間的軸上間距為2389mm。
第一部分物鏡303以66∶1的成像縮放比將第一場(chǎng)平面307投影到中間圖象311上。它包括具有中央鏡孔徑315的凸面鏡313、以及具有中央鏡孔徑319的凹面鏡317。凹面鏡317的光焦度被如此設(shè)計(jì)，以便于中間圖象311被形成在凸面鏡313的附近。鏡317與中間圖象311的近軸位置之間的軸上間距等于鏡317與鏡313之間的軸上間距，且為450.8mm。凹面鏡317的直徑與凸面鏡313的直徑的比率為14.9∶1。假設(shè)鏡317在光軸OA上的基片厚度為33.3mm，則第一場(chǎng)平面307與鏡317之間的自由光學(xué)工作距離為1470mm。
第二部分物鏡305以1.5∶1的成像縮放比將中間圖象311投影到第二場(chǎng)平面309上。在這種情況下投影是經(jīng)由中間圖象311到另一中間圖象343上的中間投影而執(zhí)行的。中間圖象311被具有中央鏡孔徑347的凹面鏡345、以及被具有中央鏡孔徑351的凹面鏡349投影到另一中間圖象343上，所述另一中間圖象343依次被具有中央鏡孔徑323的凹面鏡321、以及被具有中央鏡孔徑327的凹面鏡325投影到第二場(chǎng)平面309上。
在第二部分物鏡305內(nèi)的所述鏡被相應(yīng)設(shè)置在場(chǎng)平面附近。凹面鏡349的光焦度被如此設(shè)計(jì)，以便于另一中間圖象343被形成在凹面鏡345的附近。鏡349和另一中間圖象343的近軸位置之間的軸上間距等于鏡349與鏡345之間的軸上間距，且為68.9mm。
凹面鏡349和325被設(shè)置在中間圖象311或另一中間圖象343的附近。凹面鏡349和中間圖象311之間的軸上間距為18.9mm，而凹面鏡325和另一中間圖象343之間的軸上間距為37.5mm。這些軸上間距還在每種情況下對(duì)應(yīng)于涉及到鏡313、或鏡345的軸上間距。在第三示范性實(shí)施例中，鏡311和349之間的軸上間距、或鏡345與325之間的軸上間距小于相應(yīng)鏡基片的和。因此，通過與第二實(shí)施例相對(duì)照，鏡311位于鏡349的鏡孔徑351處，且鏡345位于鏡325的鏡孔徑327處。盡管在第二示范性實(shí)施例中鏡349確定孔徑遮蔽，但是在第三示范性實(shí)施例中對(duì)應(yīng)的鏡349不再是關(guān)鍵性的。鏡313、349和345的基片后表面不是平面的。為了使通過鏡孔徑的光線不被暈映在鏡基片上，所述后表面具有橫過中央鏡孔徑的截頭圓錐體的缺口。
鏡321被設(shè)置成靠近第二場(chǎng)平面309且具有距這個(gè)平面40.0mm的軸上間距。鏡321具有760.7mm的直徑。因此，它應(yīng)該在光軸OA上具有至少22.8mm的基片厚度。鏡321在光軸上的基片厚度為35mm?；穸扰c鏡321距第二場(chǎng)平面309的軸上間距之差規(guī)定了自由工作距離，在第三示范性實(shí)施例中其為5.0mm。另一方面，鏡321被設(shè)置成靠近第二場(chǎng)平面309，以便于在第二場(chǎng)平面309內(nèi)的數(shù)值孔徑NA＝0.9的情況下鏡321的鏡遮蔽僅為0.26。
具有光阻擋設(shè)備331的孔徑光闌平面329位于凹面鏡321和凹面鏡325之間。從第一場(chǎng)平面307內(nèi)的兩個(gè)場(chǎng)點(diǎn)333和335發(fā)射的邊緣光線337和339經(jīng)過孔徑光闌平面329的上邊緣和下邊緣。在這種情況下場(chǎng)點(diǎn)333位于光軸OA上，且場(chǎng)點(diǎn)335位于距光軸OA間距為100mm的場(chǎng)的上邊緣上。在第三示范性實(shí)施例中的孔徑遮蔽為0.39。第二場(chǎng)平面內(nèi)的數(shù)值孔徑與孔徑遮蔽的比率因此為2.31。對(duì)于第三示范性實(shí)施例中的孔徑遮蔽，凹面鏡325的鏡孔徑327以限制性的形式起作用。
在第三示范性實(shí)施例中有可能借助于凸面鏡313的負(fù)光焦度很大程度地校正場(chǎng)的曲率。Petzval半徑是76472mm。
在第三示范性實(shí)施例中有可能將第三階球面象差校正到0.3μm的值。
用于EUV平版印刷的平版印刷投影曝光裝置453被示意性地示例于圖4中。由激光器感應(yīng)的等離子源459充當(dāng)光源。在這種情況下，借助于泵浦激光器457例如氙靶被激發(fā)來發(fā)射EUV輻射。照明系統(tǒng)455包括收集器鏡461、均勻化和場(chǎng)形成單元463和場(chǎng)鏡465。這種照明系統(tǒng)例如在申請(qǐng)者的US 6,198,793(DE 199 03 807)中被加以說明，所述專利的內(nèi)容被完全地結(jié)合在這個(gè)應(yīng)用中。
照明系統(tǒng)455照明在微鏡陣列467上受到限制的場(chǎng)，所述微鏡陣列467被設(shè)置在支撐及定位單元469上。微鏡陣列467具有1000×1000個(gè)大小為10μm×10μm的可分開驅(qū)動(dòng)的鏡。考慮到微鏡之間1.5μm的最小間距，照明系統(tǒng)455應(yīng)該照明大小為10.5mm×10.5mm的正方形場(chǎng)。微鏡陣列467位于將被照明的場(chǎng)投影到感光性基片471上的投影物鏡401的物平面內(nèi)。在這種情況下感光性基片471被設(shè)置在還允許微鏡陣列467的掃描的支撐和定位單元473上。在圖1至3中所示例的示范性實(shí)施例之一可以被用作投影物鏡401。在這種情況下微鏡陣列467被設(shè)置在第一場(chǎng)平面內(nèi)，且感光性基片471被設(shè)置在第二場(chǎng)平面內(nèi)。為了使場(chǎng)鏡565不暈映投影束路徑，場(chǎng)鏡465必須被設(shè)置在距微鏡陣列467足夠大的間距處。另一方面，這要求被照明的場(chǎng)相對(duì)于光軸OA不呈中心設(shè)置，而是被設(shè)置在光軸OA外部。然而，由于所示的示范性實(shí)施例的物場(chǎng)具有200mm的直徑，所以被照明的場(chǎng)可以例如被設(shè)置在距光軸OA 70mm的間距處。微鏡陣列467的單獨(dú)微鏡以100∶1的成像縮放比被投影到感光性基片471上，且因此微鏡的圖象具有100nm的大小。因此，由于投影物鏡401的投影受到衍射限制，所以有可能在大小為105μm×105μm的象場(chǎng)上產(chǎn)生具有大約為100nm分辨率的結(jié)構(gòu)。通過借助于支撐和定位單元473對(duì)感光性基片471逐步的位移和/或掃描，還有可能將具有幾毫米尺寸的場(chǎng)曝光。平版印刷投影曝光裝置453還具有光線陷阱475。這吸收未被微鏡瞄準(zhǔn)進(jìn)入投影物鏡401入口光瞳的那些光線束的光線。計(jì)算機(jī)和控制單元477被用來控制泵浦激光器457、照明系統(tǒng)455(出于改變光瞳照明的目的)、可驅(qū)動(dòng)的微鏡陣列467和支撐及定位單元473和469。
平版印刷投影曝光裝置553的另一示范性實(shí)施例被示例在圖5中。平版印刷投影曝光裝置553具有反射性刻線579而不具有可驅(qū)動(dòng)的微鏡陣列467。圖5中對(duì)應(yīng)于圖4所述元件的元件使圖4中相同的參考數(shù)字增加數(shù)值100。有關(guān)說明參見有關(guān)圖4中對(duì)于這些元件的說明。由于投影物鏡501的投影受到衍射限制，所以由于在反射刻線579上的結(jié)構(gòu)可以具有小于1μm的尺寸，因此有可能在感光性基片571上產(chǎn)生具有小于大約10nm分辨率的結(jié)構(gòu)。
用于觀察晶片表面的檢查系統(tǒng)681被示意性地示例于圖6中。產(chǎn)生具有157nm波長(zhǎng)光的受激準(zhǔn)分子激光器685充當(dāng)光源。照明系統(tǒng)683包括平均化和場(chǎng)形成單元687及束分裂器689，例如半透明鏡。束分裂器689將照明光耦合進(jìn)檢查物鏡601，所述檢查物鏡601將即將被加以分析的物691的表面投影到觀察單元695的入口表面693上。在這種情況下物691被設(shè)置在允許物691位移和旋轉(zhuǎn)的載物臺(tái)697上。在圖1至3中所示例的示范性實(shí)施例之一可以用作檢查物鏡601。在這種情況下物691被設(shè)置在第二場(chǎng)平面內(nèi)，且入口表面693被設(shè)置在第一場(chǎng)平面內(nèi)。有可能例如使用檢查物鏡601來分析500μm×500μm大小的表面。于是這個(gè)物場(chǎng)的圖象在觀察單元695的入口表面693上具有50mm×50mm的尺寸。計(jì)算機(jī)和控制單元699被用來控制光源685、照明系統(tǒng)687(出于改變光瞳照明的目的)以及載物臺(tái)697，以及用于評(píng)估來自觀察單元695的已測(cè)量數(shù)據(jù)。使用根據(jù)示范性實(shí)施例1至3的檢查物鏡具有下述優(yōu)勢(shì)，即借助于所述鏡適當(dāng)?shù)耐繉佑锌赡苁箼z查物鏡適應(yīng)于任何波長(zhǎng)、或適應(yīng)于寬的波長(zhǎng)范圍。尤其是，檢查物鏡還可以被用在小于20nm的EUV波長(zhǎng)處。
表1


表2


表3


權(quán)利要求
1.一種投影曝光裝置包括照明系統(tǒng)，照明可驅(qū)動(dòng)微鏡陣列和物鏡，所述物鏡將所述可驅(qū)動(dòng)微鏡陣列投影到感光基片上；其中所述物鏡包括相對(duì)于公共光軸被同軸設(shè)置的鏡。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的投影曝光裝置，其中所述物鏡是一個(gè)反射物鏡。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的投影曝光裝置，其中所述物鏡在所述基片上具有大于0.1的數(shù)值孔徑。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的投影曝光裝置，其中所述物鏡具有大于20∶1的成像縮放比。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的投影曝光裝置，其中所述物鏡包括至少兩個(gè)部分物鏡，在所述至少兩個(gè)部分物鏡之間具有一個(gè)中間圖像平面。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的投影曝光裝置，其中所述至少兩個(gè)部分物鏡的每個(gè)具有大于1∶1的成像縮放比。
7.根據(jù)權(quán)利要求5或6所述的投影曝光裝置，其中所述可驅(qū)動(dòng)微鏡陣列和所述中間圖像之間的部分物鏡與所述中間圖像和所述感光基片之間的部分物鏡相比具有基本上較大的成像縮放比。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的投影曝光裝置，其中所述物鏡是一個(gè)具有光瞳遮蔽的物鏡。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的投影曝光裝置，其中所述物鏡包括涂有反射層的鏡，其適合于反射兩個(gè)相互分開的工作波長(zhǎng)。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的投影曝光裝置，其中所述可驅(qū)動(dòng)微鏡陣列距所述感光基片的軸上間距小于或等于3000mm。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的投影曝光裝置，其中所述可驅(qū)動(dòng)微鏡陣列相對(duì)于所述物鏡的公共光軸沒有被中心設(shè)置。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的投影曝光裝置，其中所述可驅(qū)動(dòng)陣列被設(shè)置在所述光軸的外部。
13.根據(jù)權(quán)利要求1所述的投影曝光裝置，其中照明系統(tǒng)包括一個(gè)掠入射鏡，用于耦合朝著所述可驅(qū)動(dòng)微鏡陣列的照明光。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的投影曝光裝置，其中所述掠入射鏡距所述可驅(qū)動(dòng)微鏡陣列的軸上間距大于所述可驅(qū)動(dòng)微鏡陣列距所述感光基片的軸上間距的20％。
15.一種投影曝光裝置包括照明系統(tǒng)，照明可驅(qū)動(dòng)微鏡陣列和物鏡，所述物鏡將所述可驅(qū)動(dòng)微鏡陣列投影到感光基片上；其中所述物鏡是具有大于20∶1的成像縮放比的反射物鏡。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的投影曝光裝置，其中所述物鏡在所述基片上具有大于0.1的數(shù)值孔徑。
17.一種投影曝光裝置包括照明系統(tǒng)，照明可驅(qū)動(dòng)微鏡陣列和物鏡，所述物鏡將所述可驅(qū)動(dòng)微鏡陣列投影到感光基片上；其中所述物鏡包括至少兩個(gè)部分物鏡，在所述至少兩個(gè)部分物鏡之間具有一個(gè)中間圖像平面。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的投影曝光裝置，其中所述至少兩個(gè)部分物鏡的每個(gè)具有大于1∶1的成像縮放比。
19.根據(jù)權(quán)利要求17或18所述的投影曝光裝置，其中所述可驅(qū)動(dòng)微鏡陣列和所述中間圖像之間的部分物鏡與所述中間圖像和所述感光基片之間的部分物鏡相比具有基本上較大的成像縮放比。
20.一種投影曝光裝置包括照明系統(tǒng)，照明可驅(qū)動(dòng)微鏡陣列和物鏡，所述物鏡將所述可驅(qū)動(dòng)微鏡陣列投影到感光基片上；其中所述物鏡是一個(gè)具有光瞳遮蔽的物鏡。
21.一種投影曝光裝置包括照明系統(tǒng)，照明可驅(qū)動(dòng)微鏡陣列和物鏡，所述物鏡將所述可驅(qū)動(dòng)微鏡陣列投影到感光基片上；其中所述物鏡包括涂有反射層的鏡，其適合于反射兩個(gè)相互分開的工作波長(zhǎng)。
全文摘要
物鏡(1)具有第一部分物鏡(3)，其將第一場(chǎng)平面(7)投影到中間圖像(11)上且包括具有第一中央鏡孔徑(15)的第一凸面鏡(13)和具有第二中央鏡孔徑(19)的第二凹面鏡(17)，所述第一鏡(13)具有距所述第二鏡(17)的第一軸上間距，且所述第二鏡(17)具有距所述中間圖像(11)的第二軸上間距，以及第一軸上間距與第二軸上間距的比率具有在0.95至1.05、尤其是在0.98至1.02之間的值；以及第二部分物鏡(5)，其將所述中間圖像(11)投影到第二場(chǎng)平面(9)上且包括具有第三中央鏡孔徑(23)的第三凹面鏡(21)和具有第四中央鏡孔徑(27)的第四凹面鏡(25)，所述第三鏡(21)具有距第二場(chǎng)平面(9)的第三軸上間距Z
文檔編號(hào)G02B17/06GK1873539SQ20061007985
公開日2006年12月6日 申請(qǐng)日期2002年8月16日 優(yōu)先權(quán)日2001年8月16日
發(fā)明者H·-J·曼, W·烏爾里希 申請(qǐng)人:卡爾蔡司Smt股份公司