本申請(qǐng)是申請(qǐng)日為2012年5月16日、申請(qǐng)?zhí)枮?01280025144.1、發(fā)明名稱為“照明光學(xué)單元”的發(fā)明專利申請(qǐng)的分案申請(qǐng)。

相關(guān)申請(qǐng)的交叉引用

通過引用，將德國(guó)專利申請(qǐng)de102011076297.3和us61/488901的內(nèi)容并入本文。

本發(fā)明涉及一種包括光闌的照明光學(xué)單元以及照明系統(tǒng)。此外，本發(fā)明涉及一種包括該類型的照明系統(tǒng)的euv投射曝光設(shè)備、一種用于制造微結(jié)構(gòu)或納米結(jié)構(gòu)部件的方法以及一種由該方法制造的部件。

背景技術(shù)：

已知曝光設(shè)備的光學(xué)質(zhì)量可通過適合地布置一個(gè)或多個(gè)光闌而得以改進(jìn)。例如，從us2007/242799a1中可知包括光闌的euv投射曝光設(shè)備。

從現(xiàn)有技術(shù)中已知圓形光闌。根據(jù)本發(fā)明，已認(rèn)識(shí)到這不會(huì)構(gòu)成光闌的最佳設(shè)計(jì)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

因此，本發(fā)明的目的是改進(jìn)用于euv投射曝光設(shè)備的照明光學(xué)單元。

該目的通過用于照明物場(chǎng)的照明光學(xué)單元實(shí)現(xiàn)，所述物場(chǎng)能夠用從euv輻射源發(fā)出的輻射通過成像光學(xué)單元成像，所述照明光學(xué)單元包括：光瞳分面反射鏡，具有多個(gè)特定形狀的分面，以及光闌，包括第一區(qū)域和第二區(qū)域，第一區(qū)域能夠透射照射的euv輻射，第二區(qū)域不能透過照射的euv輻射，其中，所述區(qū)域限定光闌面，并且其中，所述區(qū)域中的至少一個(gè)的形狀具有適配于光瞳分面反射鏡的分面形狀，其中，至少一個(gè)區(qū)域具有多邊形形式，其中，所述光闌布置在中間焦平面的區(qū)域中。

根據(jù)本發(fā)明，已認(rèn)識(shí)到光闌的形狀還對(duì)投射曝光設(shè)備的成像質(zhì)量產(chǎn)生重要影響。令人驚訝的是，已經(jīng)確定圓形光闌形狀通常不是最佳的，而實(shí)施為例如多邊形形式的光闌導(dǎo)致改進(jìn)的透射特性，并由此導(dǎo)致改進(jìn)的成像質(zhì)量。光闌具有輻射透射區(qū)域，特別地，輻射透射區(qū)域在光闌面中具有離散對(duì)稱組。特別地，離散對(duì)稱性是非零解的(non-trivial)n重旋轉(zhuǎn)對(duì)稱性，其中n≥2，特別地2≤n≤10，特別地n＝2或n＝4。在該情況下，光闌可實(shí)施為周向光闌(circumferentialdiaphragm)。其周向地界定光束路徑。光闌的框架還可具有直接對(duì)稱組。特別地，直接對(duì)稱組對(duì)應(yīng)于光闌開口的對(duì)稱組。

根據(jù)有利實(shí)施例，光闌的形狀適配于照明光學(xué)單元的分面元件的各分面的形狀。有利地，光闌的形狀特別適配于光瞳分面的形狀。在矩形分面的情況下，光闌有利地也具有矩形形狀。在該情況下，光闌的縱橫比(aspectratio)有利地精確對(duì)應(yīng)于分面的縱橫比。特別地，光闌的正方形實(shí)施例在正方形分面的情況下是有利的。

根據(jù)另一有利實(shí)施例，光闌的形狀適配于輻射源的形狀。這在光闌布置在輻射源的中間像的區(qū)域中的情況下是特別有利的。結(jié)果，物場(chǎng)的照明穩(wěn)定性能夠得到進(jìn)一步改進(jìn)。

根據(jù)實(shí)施例，所述區(qū)域中的至少一個(gè)具有兩重旋轉(zhuǎn)對(duì)稱性，而不是四重旋轉(zhuǎn)對(duì)稱性。

根據(jù)特征在于所述光闌的所述第一區(qū)域在邊緣上完全由所述第二區(qū)域環(huán)繞的照明光學(xué)單元，光闌實(shí)施為孔徑光闌。特別有利的是當(dāng)光闌的框架還尤其具有機(jī)械功能時(shí)。

特別地，光闌實(shí)施為中間聚集光闌，即，其布置在輻射源的中間焦平面區(qū)域中。

特別地，光闌的形狀適配于來自euv輻射源的euv輻射的強(qiáng)度分布。在該情況下，特別地，可考慮euv輻射源的實(shí)施例和收集器(collector)的結(jié)構(gòu)細(xì)節(jié)。這種光闌形狀的適配，尤其是光闌開口形狀的適配使得可在光闌開口盡可能小的次要條件下最優(yōu)化尤其是從源單元發(fā)出的euv輻射的透射特性，例如總強(qiáng)度，以在輻射源和照明光學(xué)單元之間獲得良好的真空分離。

本發(fā)明的另一目的在于改進(jìn)euv投射曝光設(shè)備的照明系統(tǒng)。

該目的通過用于照明物場(chǎng)的照明系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)，所述物場(chǎng)能夠利用從euv輻射源發(fā)出的輻射通過成像光學(xué)單元成像，所述照明系統(tǒng)包括：源單元，如上所述的照明光學(xué)單元，其中，所述光闌布置在中間焦平面的區(qū)域中。

該類型的照明系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)對(duì)應(yīng)于上面針對(duì)照明光學(xué)單元所描述的優(yōu)點(diǎn)。

根據(jù)特征在于在所述源單元和所述照明光學(xué)單元之間提供真空分離，所述光闌布置在所述源單元和所述照明光學(xué)單元之間的邊界處的照明系統(tǒng)，光闌布置在源單元和照明光學(xué)單元之間的邊界處。結(jié)果，源單元和照明光學(xué)單元之間的真空分離得以改進(jìn)。

本發(fā)明的又一目的是明確說明一種包括根據(jù)本發(fā)明的照明光學(xué)單元的投射曝光設(shè)備、一種使用投射曝光設(shè)備制造部件的方法以及一種由該方法制造的部件。

根據(jù)本發(fā)明，借助包括如上所述的照明系統(tǒng)以及用于將所述物場(chǎng)成像到像場(chǎng)的成像光學(xué)單元的euv投射曝光設(shè)備，借助用于制造微結(jié)構(gòu)或納米結(jié)構(gòu)部件的方法以及借助根據(jù)用于制造微結(jié)構(gòu)或納米結(jié)構(gòu)部件的方法制造的部件實(shí)現(xiàn)這些目的。其中，該用于制造微結(jié)構(gòu)或納米結(jié)構(gòu)部件的方法，包括以下步驟：提供如上所述的euv投射曝光設(shè)備；提供掩模母版；提供具有光敏涂層的晶片；借助所述euv投射曝光設(shè)備，將所述掩模母版的至少一部分投射在所述晶片上；顯影晶片上的曝光的光敏涂層。

這些主題的優(yōu)點(diǎn)對(duì)應(yīng)于上面已討論的優(yōu)點(diǎn)。

附圖說明

下面參考附圖更詳細(xì)地說明本發(fā)明的示例性實(shí)施例，附圖中：

圖1示意性地示出穿過用于euv投射光刻的投射曝光設(shè)備的子午截面；

圖2示出用于根據(jù)圖1的euv投射曝光設(shè)備的光闌的示意圖。

具體實(shí)施方式

圖1示意性地示出用于微光刻的投射曝光設(shè)備1的子午截面。除了輻射源3，投射曝光設(shè)備1的照明系統(tǒng)2還具有用于曝光位于物平面6中的物場(chǎng)5的照明光學(xué)單元4。布置在物場(chǎng)5中的掩模母版7在該情況下被曝光，所述掩模母版由僅部分示出的掩模母版保持器8保持。投射光學(xué)單元9用于將物場(chǎng)5成像在像平面11中的像場(chǎng)10中。掩模母版7上的結(jié)構(gòu)成像在晶片12的光敏層上，晶片12布置在像平面11中的像場(chǎng)10的區(qū)域中，所述晶片由同樣示意性示出的晶片保持器13保持。

輻射源3是euv輻射源，其具有在5nm至30nm之間的范圍內(nèi)的發(fā)射使用輻射。euv輻射源可包含等離子體源，例如gdpp(氣體放電產(chǎn)生的等離子體)源或lpp(激光產(chǎn)生的等離子體)源。放置在同步加速器上的輻射源也可用作輻射源3。本領(lǐng)域技術(shù)人員可從例如us6859515b2中找到關(guān)于這種類型的輻射源的信息。自輻射源3發(fā)出的euv輻射14通過收集器15聚集。在收集器15的下游，euv輻射14在照在場(chǎng)分面反射鏡17之前傳播通過中間焦平面16。場(chǎng)分面反射鏡17布置在照明光學(xué)單元4的與物平面6光學(xué)共軛的平面中。

在下文中，euv輻射14還稱為照明光或成像光。

在場(chǎng)分面反射鏡17的下游，euv輻射14從具有多個(gè)光瞳分面的光瞳分面反射鏡18反射。特別地，每個(gè)場(chǎng)分面將中間焦點(diǎn)成像在其所分配的光瞳分面上?？梢郧袚Q場(chǎng)分面與光瞳分面之間的分配。光瞳分面可實(shí)施為矩形形式，尤其實(shí)施為正方形形式。對(duì)于這方面的細(xì)節(jié)，可以參考us6452661，尤其參考圖15和圖23。光瞳分面反射鏡18布置在照明光學(xué)單元4的光瞳平面中，該光瞳平面與投射光學(xué)單元9的光瞳平面光學(xué)共軛。通過光瞳分面反射鏡18和傳輸光學(xué)單元19形式的成像光學(xué)組件(具有按光束路徑的順序表示的反射鏡20、21和22)，場(chǎng)分面反射鏡17的場(chǎng)分面成像在物場(chǎng)5上。場(chǎng)分面的形狀適配于物場(chǎng)5的形狀。特別地，場(chǎng)分面實(shí)施為矩形或弓形形式。傳輸光學(xué)單元19的最后一個(gè)反射鏡22是用于掠入射的反射鏡(“掠入射反射鏡”)。該光瞳分面反射鏡18和傳輸光學(xué)反射鏡19形成用于將照明光14傳送到物場(chǎng)5的后續(xù)光學(xué)單元。尤其是當(dāng)光瞳分面反射鏡18布置在投射光學(xué)單元9的入瞳中時(shí)，可免除傳輸光學(xué)單元19。對(duì)于照明光學(xué)單元4的進(jìn)一步細(xì)節(jié)，可參考us6452661。

為了更簡(jiǎn)單地描述位置關(guān)系，圖1中示出笛卡爾xyz坐標(biāo)系。圖1中，x軸垂直于附圖平面延伸進(jìn)附圖平面中。y軸朝向右側(cè)延伸。z軸朝向下方延伸。物平面6和像平面11均平行于xy平面延伸。

掩模母版保持器8可以以受控制的方式移動(dòng)，使得在投射曝光期間，掩模母版7可在平行于y方向的物平面6中的位移方向上移動(dòng)。晶片保持器13相應(yīng)地可以以受控制的方式移動(dòng)，使得晶片12可在平行于y方向的像平面11中的位移方向上移動(dòng)。結(jié)果，掩模母版7和晶片12可首先被掃描通過物場(chǎng)5，然后通過像場(chǎng)10。位移方向還稱為掃描方向。掩模母版7和晶片12沿掃描方向的移動(dòng)可優(yōu)選地彼此同步實(shí)現(xiàn)。

光闌23布置在中間焦平面16中。圖2示出光闌23的示意圖，從中可收集到進(jìn)一步的細(xì)節(jié)。光闌23包括特別實(shí)施為開口24的第一區(qū)域和特別實(shí)施為框架25的第二區(qū)域。第一區(qū)域可透射照射的euv輻射。在該情況下，透射應(yīng)被理解為對(duì)于照射的euv輻射14，第一區(qū)域24具有至少80％、至少90％、至少95％、至少98％或甚至至少99％的透射率。不透明的第二區(qū)域25相應(yīng)地具有至多5％、至多1％或至多0.1％的透射率。區(qū)域24、25限定出光闌面，在圖1所示示例性實(shí)施例中，光闌面與中間焦平面16重合。特別地，光闌面取向成垂直于投射曝光設(shè)備1的光軸。

在所示示例性實(shí)施例中，區(qū)域24、25實(shí)施為矩形形式，尤其實(shí)施為正方形形式。然而，區(qū)域24、25具有圓角。一般來說，區(qū)域24、25實(shí)施為多邊形形式。特別地，區(qū)域24、25中的至少一個(gè)在光闌面中具有離散對(duì)稱組。換言之，光闌23具有非零解的n重旋轉(zhuǎn)對(duì)稱性，但是不具有圓形對(duì)稱性。因此，n≥2是可以的。特別地，2≤n≤10，特別地n＝2或n＝4是可以的。舉例來說，圖2所示正方形光闌23具有四重旋轉(zhuǎn)對(duì)稱性，而具有不等于1的縱橫比的矩形光闌僅具有兩重旋轉(zhuǎn)對(duì)稱性，而不是四重旋轉(zhuǎn)對(duì)稱性。特別地，光闌23的縱橫比對(duì)應(yīng)于光瞳分面反射鏡18上的光瞳分面的縱橫比。

在圖2所示示例性實(shí)施例中，第一區(qū)域24在邊緣上完全由第二區(qū)域25環(huán)繞。因此，光闌23實(shí)施為周向光闌。

光闌23可以是源單元26的一部分。源單元26另外包括輻射源3和收集器15。由于光闌23布置在中間焦平面16中，所以可將輻射透射第一區(qū)域24制得十分小。特別地，第一區(qū)域24具有處于1mm至50mm范圍內(nèi)、尤其處于3mm至30mm范圍內(nèi)、尤其處于5mm至15mm范圍內(nèi)的最大直徑dmax。透射區(qū)域24越小，源單元26能與照明光學(xué)單元4分離(尤其是真空分離)得越好。特別地，當(dāng)在源單元26中存在對(duì)照明光學(xué)單元4有害的氣氛(atmosphere)時(shí)，源單元26與照明光學(xué)單元4之間的真空分離是重要的。

為了盡可能以無損失的方式將從來自源單元26的輻射源3發(fā)出的euv輻射14傳送到照明光學(xué)單元4，有利的是，輻射透射第一區(qū)域24的形狀適配于euv輻射14在光闌23位置處的強(qiáng)度分布，尤其是處于中間焦平面16區(qū)域中的強(qiáng)度分布。

光闌23還可以是照明光學(xué)單元4的一部分。有利的是，光闌23的輻射透射第一區(qū)域24的形狀適配于光瞳分面反射鏡18的光瞳分面的形狀。

特別地，在光瞳分面的正方形實(shí)施例的情況下，光闌23的正方形實(shí)施例，特別是光闌23的第一區(qū)域24的正方形實(shí)施例是有利的。特別地，光闌23具有與光瞳分面相同的對(duì)稱特性。

當(dāng)使用投射曝光設(shè)備1時(shí)，設(shè)置掩模母版7和具有對(duì)照明光14光敏感的涂層的晶片12。之后，掩模母版7的至少一個(gè)部分通過投射曝光設(shè)備1投射在晶片12上。在掩模母版7投射在晶片12上期間，掩模母版保持器8和/或晶片保持器13可分別在平行于物平面6和/或平行于像平面11的方向上移動(dòng)。掩模母版7和晶片12的移動(dòng)可優(yōu)選地彼此同步進(jìn)行。最終步驟涉及顯影晶片12上的由照明光14曝光的光敏層。微結(jié)構(gòu)或納米結(jié)構(gòu)部件，特別是半導(dǎo)體芯片是如此制造的。

令人驚訝的是，已確定對(duì)于光闌23的輻射透射第一區(qū)域24的預(yù)定尺寸，與圓形實(shí)施例相比，物場(chǎng)5的照明的均勻性u(píng)的穩(wěn)定性借助所述區(qū)域的正方形實(shí)施例而得到改進(jìn)。這歸因于以下事實(shí)：由輻射源3的不正確定位引起的對(duì)均勻性的干擾在光闌23的輻射透射第一區(qū)域24的正方形實(shí)施例的情況下比在使用圓形光闌的情況下小。因此，根據(jù)本發(fā)明的光闌23有助于改進(jìn)投射曝光設(shè)備1的成像質(zhì)量。

還確定的是，由根據(jù)本發(fā)明的光闌23帶來的優(yōu)點(diǎn)還特別取決于輻射源3的具體構(gòu)造。在一個(gè)特別有利的實(shí)施例中，光闌23的輻射透射第一區(qū)域24的設(shè)計(jì)適配于輻射源3的具體形狀。該適配可以作為對(duì)光瞳分面反射鏡18上的光瞳分面的形狀的適配的替代或附加。特別地，在光闌23布置在中間焦平面16中的情況下，光闌23適配于輻射源3的形狀是有利的，這是因?yàn)檩椛湓?的中間像呈現(xiàn)在中間焦平面處。輻射源3的圓形(roundish)實(shí)施例會(huì)導(dǎo)致圓形中間像。相應(yīng)地，輻射源3的卵形實(shí)施例會(huì)導(dǎo)致卵形中間像，輻射源3的確切矩形，特別是正方形的實(shí)施例導(dǎo)致相應(yīng)的中間像。根據(jù)本發(fā)明，在更換了輻射源3的情況下，還可提供適配于新輻射源3的新光闌23來更換光闌23。

物場(chǎng)5的照明的改進(jìn)的均勻性導(dǎo)致更好的照明穩(wěn)定性。特別地，這在晶片12的曝光期間，輻射源3未完全靜止，例如有些搖晃時(shí)是有利的。特別地，有關(guān)的是當(dāng)中間焦平面16中的點(diǎn)源沒有通過場(chǎng)分面反射鏡17的場(chǎng)分面精確成像在光瞳分面反射鏡18的光瞳分面上的點(diǎn)，而光瞳分面上的位置與場(chǎng)分面上的位置有關(guān)，以及因此與掩模母版7上的位置有關(guān)時(shí)。