專利名稱：用于微光刻的具有遮擋光瞳的投射物鏡的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及用于微光刻的具有遮擋光瞳的投射物鏡，該投射物鏡包括具有提供用 于施加有用光的第一區(qū)域的第一光學表面，并且包括具有提供用于施加有用光的第二區(qū)域 的至少一個第二光學表面。在該投射物鏡的操作期間，有用光的束包絡在第一區(qū)域和第二 區(qū)域之間延展。
背景技術：
從文件WO 2006/069725 Al中可知用于微光刻的這樣的投射物鏡。微光刻中，投射物鏡用在投射曝光設備中，投射曝光設備用于生產(chǎn)半導體元件和 其他精細結構化的元件。在該情況中，投射物鏡用于將光掩模和光學掩模母版(通常也稱 作掩模或掩模母版)的圖案以縮小比例的最大分辨力投射到涂敷有光敏感層的物體上。在該情況中，為了產(chǎn)生甚至更精細的結構，一方面需要增加投射物鏡的像方數(shù)值 孔徑(NA)而另一方面需要甚至更短的波長(小于20nm的波長)，也就是說現(xiàn)時正在使用極 紫外(EUV)的波長。在EUV波長范圍中，由于對于光學部件的生產(chǎn)僅有透光率非常不足的材料，所以 用于EUV光刻的投射物鏡具有專有的反射光學元件。這樣的投射物鏡相應稱為反射投射物
^Ml O但是，本發(fā)明不限于EUV范圍的反射投射物鏡，而也可以用于在更長波長范圍中 所使用的投射物鏡。為了獲得高的像方數(shù)值孔徑，WO 2006/069725提出通過提供一個或多個光學表面 來遮擋投射物鏡的光瞳，在那種情況下，提供具有通孔的鏡，有用光經(jīng)過該通孔。在該情況 下，該通孔近似位于光軸上。在這樣的遮擋投射物鏡的情況中，對于成像質量關鍵的是以正確的次序將有用光 施加到所提供用于施加有用光的投射物鏡的所有光學表面上，而不會在有用光流進像平面 之前忽略一個或多個所述光學表面。但是，在遮擋投射物鏡的情況中，可以發(fā)生散射光經(jīng)過光學表面中的通孔直接進 入到像平面，而之前不會打到所提供的用于施加有用光的光學表面的所有區(qū)域上。在本發(fā)明的含意內(nèi)，“散射光”不僅被理解為作為在光學表面發(fā)生不期望的反射的 結果而產(chǎn)生的光，也被理解為所謂超孔徑光，也就是說那些具有比系統(tǒng)孔徑還大的孔徑的 光束。在本發(fā)明的含意內(nèi)，有用光的“束包絡”應當理解為有用光束的邊緣光線的總體或 換言之為有用光束的包絡。散射光經(jīng)過光學表面中的通孔而直接進入像平面而忽略特定的光學表面的原因 可能在于，所述散射光以一入射角經(jīng)過通孔，該入射角偏離有用光在經(jīng)過通孔時所表現(xiàn)出 的角度范圍。在文件WO 2006/128613中描述了抑制折反投射物鏡(即，包括反射和折射光學元件兩者的投射物鏡)中的散射光的措施。在具有三個物鏡部件的折反投射物鏡中(該折反投射物鏡中，有用光從第一物鏡 部件通過近似90°偏轉到第二物鏡物件)，提出在第一和第二物鏡部件之間布置散射光屏 蔽光欄，該光欄阻止有用光能夠從第一物鏡部件直接流進第三物鏡部件而忽略第二物鏡部 件。其他折反投射物鏡的這里所描述的其他措施涉及施加涂覆層，該涂覆層屏蔽單個 光學元件上未施加有用光的區(qū)域中的散射光。這里所描述的再一措施包括，在投射物鏡中將散射光屏蔽光欄引入到兩個交叉的 有用光束段之間的間隙中，在該間隙中有用光束段不重疊。文件EP 1 355 194 A2描述了一種反射投射物鏡，其中將場光欄和孔徑光欄相組合的盤布置在投射物鏡的物平面附近。這意在確保僅來自物平面的有用光經(jīng)過場光欄開 口，而僅來自曝光設備的有用光向物平面的方向透過孔徑光欄。這里所描述的投射物鏡沒 有遮擋光瞳。文件JP 2005/086148 A公開了包括6個鏡的非遮擋反射投射物鏡，總共6個散射 光光欄布置在該光學系統(tǒng)中。每一個散射光光欄都用于阻止散射光流進像平面。尤其可以 在此使用圓錐臺形狀的管作為散射光光欄的可能配置。文件JP 2004/246343 A描述了一種具有用于抑制散射光的孔徑光欄的反射系統(tǒng)， 該孔徑光欄具有在有用光的傳播方向的平板類型的延展，其作為散射光屏蔽元件。對于具有遮擋光瞳的投射物鏡，使用這樣的散射光屏蔽光欄不足以確保散射光不 會通過單個光學表面中的通孔直接流進像平面。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明基于說明用于微光刻的具有遮擋光瞳的投射物鏡的目的，其中成像特性通 過散射光的更有效的抑制而改善。由于在第一光學表面和第二光學表面之間布置有在光傳播方向的輸入側和輸出 側開口的并用于屏蔽散射光的至少一個管，本發(fā)明實現(xiàn)有關于在引言中提及的投射物鏡的 該目的，所述管在有用光的傳播方向至少在束包絡(SH)的部分長度上延展并沿周邊圍繞 束包絡。在根據(jù)本發(fā)明的投射物鏡中，兩個光學表面之間的有用光的束包絡由管包圍，該 管周邊閉合但在端部開口。束包絡被至少一個管包圍意味著有用光能夠無干擾地經(jīng)過管， 而散射光(即，作為發(fā)生不期望的反射的結果而產(chǎn)生的光、或超孔徑光)具有相對于有用光 的束包絡的不同傳播方向，并通過該管有效地屏蔽。為此目的，至少一個管可以在內(nèi)部和/ 或外部有吸收力。在一個優(yōu)選配置中，第一光學表面和第二光學表面之間的有用光的束包絡是第一 束包絡，并在第一束包絡的部分長度上與有用光的第二束包絡相交疊，管至少在第一束包 絡的無交疊的部分區(qū)域的部分長度上延展。在該情況中，有利地，至少一個管確保在兩個束包絡的交疊區(qū)域中有用光的無干 擾傳播。在該情況中，優(yōu)選地，管在第一束包絡的無交疊的部分區(qū)域的整個長度上延展。
在該情況中，有利地，通過至少一個管的散射光抑制特別有效，因為有用光的束包絡在光傳播方向在最大可能長度上被包圍。通常如此，至少一個管確保最優(yōu)的散射光抑制，如果其優(yōu)選在束包絡長度的至少 50%、優(yōu)選在整個束包絡長度上圍繞兩個光學表面之間的有用光的束包絡的話。在另一優(yōu)選配置中，管以優(yōu)選為小于2mm、小于1mm、甚至小于0. 2mm的最小距離但 不接觸地圍繞束包絡。如果管不接觸地圍繞束包絡，則其阻止管干擾有用光的傳輸。管與有用光的束包 絡之間的距離越小，通過管屏蔽散射光越有效，因為也有效地阻止傳輸方向略微偏離束包 絡的散射光通過管傳輸。在再一優(yōu)選實施例中，在第一光學表面和第二光學表面之間產(chǎn)生中間像，并且管 至少布置在中間像的附近中。有用光的束包絡在中間像的區(qū)域中具有最小的周長，從而中間像的區(qū)域還具體地 適于至少一個管的布置，因為至少一個管同樣能夠形成具有小的周長，從而至少一個管在 投射物鏡內(nèi)不會占據(jù)大的結構空間。在另一優(yōu)選配置中，管的內(nèi)部的幾何形狀適于束包絡的形狀。尤其有利地，將該措施與上面提及的措施之一(既管以最小距離圍繞有用光的束 包絡相結合)，因為，作為將管的內(nèi)部的幾何形狀與束包絡的形狀相適配的結果，在束包絡 的整個周長上和在管延展的整個長度上滿足所述最小距離。在一個優(yōu)選實際配置中，如果束包絡是圓錐臺形狀，則管同樣以成圓錐臺形狀的 方式形成。如果束包絡是雙圓錐臺形狀，則管優(yōu)選地以雙圓錐臺形狀的方式形成或至少兩個 成圓錐臺形狀的管圍繞束包絡。有用光的束包絡的雙圓錐臺形狀的形式尤其在中間像處是有利的，因為中間像的 上游和中間像的下游兩者中的有用光的束包絡由一個圓錐臺形狀的管或兩個圓錐臺形狀 的管沿周邊圍繞。在另一優(yōu)選配置中，提供有通孔的第三光學表面布置在第一光學表面和第二光學 表面之間，該通孔用作有用光的通路，以及管布置在通孔中或通孔的區(qū)域中。該措施具有另一優(yōu)點在于，能夠有效抑制散射光通過光學表面中的通孔的傳輸， 而有用光無障礙地經(jīng)過通孔，以精確通過管。有利地，本發(fā)明能夠應用與具有遮擋光瞳的反 射投射物鏡，尤其為用于EUV微光刻的投射物鏡。從下面的描述和附圖，其他的優(yōu)點和特征將變得明顯。不言而喻，上面提及的特征和下面要解釋的那些特征不僅能夠在分別具體描述的 組合中使用，也能夠在其他組合中或憑借它們本身使用，而不脫離本發(fā)明的范圍。
下面將在附圖中示出并參考所附圖描述本發(fā)明的示范性實施例。圖1示出用于微光刻的具有遮擋光瞳的投射物鏡的第一示范性實施例；圖2示出用于屏蔽散射光的管，該管能夠在圖1的投射物鏡中使用；圖3示出用于微光刻的具有遮擋光瞳的投射物鏡的另一示范性實施例；
圖4示出在圖3的投射物鏡中使用的管；以及圖5示出用于微光刻的具有遮擋光瞳的投射物鏡的再一示范性實施例。
具體實施例方式圖1示出用于微光刻的具有遮擋光瞳的投射物鏡，該投射物鏡通常提供有附圖標記10。如以光傳播方向所看到的，投射物鏡10在物平面0和像平面B之間具有6個光學表 面Si、S2、S3、S4、S5和S6。光學表面Sl至S6全部是鏡，從而投射物鏡10是反射投射物
^Ml O投射物鏡10的光軸由OA標明。光學表面Sl至S6中的每一個都具有提供用于施加有用光的區(qū)域，圖1中的圖示 僅示出光學表面Sl至S6的提供用于施加有用光的區(qū)域。圖1還示出有用光的光束路徑。示出有用光的束包絡SH，即由有用光光束的全部 邊緣光線形成的光束圓錐體，這里示出兩條邊緣光線13和15。此外，中間像Z位于光學表面S4和S5之間。由于中間像Z，光學表面S4和S5之 間的有用光的束包絡SH具有雙圓錐體或雙圓錐臺的形狀，中間像Z位于周邊最窄的位置。光學表面S5具有通孔Al而光學表面S6具有通孔A2，在每種情況中，有用光經(jīng)過 通孔。有用光在從光學表面S4到光學表面S5的途中經(jīng)過通孔A2，而在從光學表面S6前進 到像平面B的過程中，有用光經(jīng)過通孔Al。為了阻止散射光(該散射光例如在光學表面Si、S2、S3或S4之一處產(chǎn)生，或包括 超孔徑光)經(jīng)過通孔A2和通孔Al而直接進入像平面B，光學表面S4和S5之間的有用光的 束包絡SH在束包絡SH的部分長度上被管12圍繞，所述管屏蔽散射光或阻止其傳播。圖2中示出管12本身。管12在輸入側14處和輸出側16處開口，S卩，那里沒有材 料甚或有對有用光是透明的材料。管12具有周壁18，其相對而言完全沿周邊閉合并優(yōu)選在內(nèi)部和/或外部有吸收 力。根據(jù)圖1，管12僅在部分長度上圍繞光學表面S4和S5之間的有用光的束包絡，精 確而言，該部分長度為有用光的束包絡不與光學表面S3和S4之間的有用光的束包絡或與 光學表面S5和S6之間的束包絡或與光學表面S6和像平面之間的束包絡相交疊的區(qū)域。為了更好實現(xiàn)束包絡的無交疊區(qū)域，管12還能夠具有諸如在圖1中用虛線補充的形狀。因此，在該情況中，管12在光學表面S4和S5之間的有用光的束包絡的整體長度 上延展，其中所述束包絡不與光學表面S3和S4、或S5和S6、或S6和像平面之間的束包絡
相交疊。在根據(jù)圖1和圖2的示范性實施例中，管12具有圓錐臺的形狀，在該情況中，圓錐 臺的末端不需要必須彼此平行延伸，如從圖1的圖示由虛線所示的。在本發(fā)明的含意內(nèi)，“圓 錐臺”包含管從一端到另一端從直徑上線性加寬的所有幾何形狀，在該情形，管的底面積能 夠是任何閉合的一維曲線，也就是說包括非圓形曲線。管12在盡可能最小而不接觸束包絡SH的距離圍繞光學表面S4和S5之間的有用 光的束包絡。
在投射物鏡10中，管12布置在中間像Z的附近，但由于光學表面S3的結構原因， 其不能達到中間像Z那么遠。圖3示出用于微光刻的具有遮擋光瞳的投射物鏡20的另一示范性實施例。以光傳播的次序，投射物鏡20在物平面0和像平面B之間具有8個光學表面S1 至S8。光學表面S6具有通孔A1、光學表面S5具有通孔A2、光學表面S8具有通孔A3，而光 學表面S7具有通孔A4。光學表面S1至S8由鏡實現(xiàn)，從而投射物鏡20是反射投射物鏡。與圖1的圖示相 比，圖3中的圖示示出關于光軸OA成對稱的光學表面S1至S8，每種情況中施加有用光的每 一光學表面的區(qū)域由在每個光學表面S1至S8的從圖3中所描述的有用光的束包絡產(chǎn)生。 與圖1相比，圖3中未示出光束的遮擋的部分區(qū)域。光學表面S1至S8的布置在Z1產(chǎn)生第一中間像并在Z2產(chǎn)生第二中間像。管22布置在光學表面S4和S5之間，所述管沿周邊圍繞光學表面S4和S5之間的 有用光的束包絡，管22在光學表面S4和S5之間的有用光的束包絡的部分長度延展，該部 分長度中有用光不與光學表面S3和S4、及S5和S6、及光學表面S6和像平面之間的有用光 相交疊。如圖3所揭示的，管22圍繞中間像Z1中以及中間像Z1的兩側的有用光的束包絡。此外，管22經(jīng)過光學表面S6中的通孔A1，這使得對于管22而言可以機械地固定， 具體而言固定到通孔A1。由于中間像Z1兩側的有用光的束包絡具有雙圓錐臺的形狀，管22同樣也有利地 形成為雙圓錐臺。圖14示出管22本身。就像管12，管22在其縱向末端24和26開口并具有壁28，該壁對感興趣的波長范 圍的光是不透明的并優(yōu)選在內(nèi)部和/或外部有吸收力。除了雙圓錐臺形狀的管22，還可以在圖3的投射物鏡20的管22的位置布置根據(jù) 圖2的兩個管，這些管被相應地布置，其窄的末端相面對。圖5示出用于微光刻的具有遮擋光瞳的投射物鏡30的再一示范性實施例。圖30在在物平面0和像平面B之間具有總共10個光學表面S1至S10，所述光學 表面被實現(xiàn)為鏡，從而投射物鏡30是反射型的。投射物鏡30在Zl、Z2和Z3產(chǎn)生三個中間像。如同圖3，圖5中未示出光束的遮 擋部分區(qū)域。在投射物鏡30中，光學表面S4和S5之間的中間像Z1的區(qū)域中的有用光的束包 絡在部分長度上由管32圍繞，該部分長度不與有用光的相鄰束包絡交疊，并且此外，光學 表面S6和S7之間的有用光的束包絡由第二管34圍繞。管32和34本質上對應于根據(jù)圖3的示范性實施例的管22。在中間像Z2的區(qū)域中，光學表面S8具有通孔A1，其中有利地布置有管34。更多 的通孔位于光學表面S7、S9和S10，所述通孔由A2、A3和A4標示。上述的投射物鏡10、20和30尤其適合在EUV光刻中使用。
權利要求
用于微光刻的具有遮擋光瞳的投射物鏡，包括具有提供用于施加有用光的第一區(qū)域的第一光學表面(S4、S6)，和具有提供用于施加有用光的第二區(qū)域的至少一個第二光學表面(S5、S7)，在該投射物鏡的操作期間，有用光的束包絡(SH)在第一區(qū)域和第二區(qū)域之間延展，其特征在于，在光傳播方向的輸入側和輸出側開口并用于屏蔽散射光的至少一個管(12；22；32、34)布置在第一光學表面(S4、S6)和第二光學表面(S5、S7)之間，所述管的壁在有用光的波長范圍是不透明的，并且所述管在有用光的傳播方向至少在所述束包絡(SH)的部分長度上延展并沿周邊圍繞所述束包絡(SH)。
2.如權利要求1所述的投射物鏡，其特征在于，第一光學表面(S4、S6)和第二光學表 面(S5、S7)之間的有用光的束包絡(SH)是第一束包絡，并在所述第一束包絡的部分長度上 與有用光的第二束包絡相重疊，所述管(12 ；22 ；32,34)至少在所述第一束包絡的無重疊的 部分區(qū)域的部分長度上延展。
3.如權利要求2所述的投射物鏡，其特征在于，所述管(12；22 ；32 ；34)在所述第一束 包絡的無重疊的部分區(qū)域的整個長度上延展。
4.如權利要求1至3中任一權利要求所述的投射物鏡，其特征在于，所述管(12；22 ； 32 ；34)以最小距離但不接觸地圍繞所述束包絡(SH)。
5.如權利要求4所述的投射物鏡，其特征在于，所述距離小于2mm、更優(yōu)選地小于1mm、 更優(yōu)選地小于0. 2mm。
6.如權利要求1至5中任一權利要求所述的投射物鏡，其特征在于，在第一光學表面 (S4)和第二光學表面(S5)之間產(chǎn)生中間像(Z ；ZUZ2 ;21、22、23)，并且所述管(12 ；22 ；32、 34)至少布置在所述中間像(Z;Z1、Z2 ；Z1、Z2、Z3)的附近。
7.如權利要求1至6中任一權利要求所述的投射物鏡，其特征在于，所述管(12；22 ； 32,34)的內(nèi)部幾何形狀適于所述束包絡(SH)的形狀。
8.如權利要求7所述的投射物鏡，其特征在于，所述管(12;22;32、34)形成為圓錐臺 形狀。
9.如權利要求7或8所述的投射物鏡，其特征在于，所述管(22;32、34)以雙圓錐臺形 狀的方式形成或者至少兩個圓錐臺形狀的管(12)圍繞所述束包絡。
10.如權利要求1至9中任一權利要求所述的投射物鏡，其特征在于，提供有通孔的第 三光學表面(S6)布置在第一光學表面(S4)和第二光學表面(S5)之間，所述通孔用作有用 光的通路，以及所述管(12 ；22 ；34)布置在所述通孔中或所述通孔的區(qū)域中。
11.如權利要求1至10中任一權利要求所述的投射物鏡，其特征在于，其為反射型。
12.如權利要求11所述的投射物鏡，其特征在于，其設計用于EUV微光刻。
全文摘要
用于微光刻的具有遮擋光瞳的投射物鏡(10)包括第一光學表面(S4)，其具有提供用于施加有用光的第一區(qū)域；和至少一個第二光學表面(S5)，其具有提供用于施加有用光的第二區(qū)域，有用光的束包絡(SH)在第一區(qū)域和第二區(qū)域之間延展。在第一光學表面(S4)和第二光學表面(S5)之間布置至少一個管，該管在光傳播方向的輸入側和輸出側開口并用于屏蔽散射光，所述管的壁在有用光的波長范圍是不透明的，并且所述管在有用光的傳播方向中至少在束包絡(SH)的部分長度上展延并沿周邊圍繞束包絡(SH)。
文檔編號G02B17/06GK101802717SQ200880108261
公開日2010年8月11日 申請日期2008年9月18日 優(yōu)先權日2007年9月21日
發(fā)明者丹尼爾·克里默, 奧雷利安·多多克, 托拉爾夫·格魯納, 漢斯-于爾根·曼 申請人:卡爾蔡司Smt股份公司