照明光學單元的制作方法

本申請是申請日為2012年5月16日、申請號為201280025144.1、發明名稱為“照明光學單元”的發明專利申請的分案申請。

相關申請的交叉引用

通過引用，將德國專利申請de102011076297.3和us61/488901的內容并入本文。

本發明涉及一種包括光闌的照明光學單元以及照明系統。此外，本發明涉及一種包括該類型的照明系統的euv投射曝光設備、一種用于制造微結構或納米結構部件的方法以及一種由該方法制造的部件。

背景技術：

已知曝光設備的光學質量可通過適合地布置一個或多個光闌而得以改進。例如，從us2007/242799a1中可知包括光闌的euv投射曝光設備。

從現有技術中已知圓形光闌。根據本發明，已認識到這不會構成光闌的最佳設計。

技術實現要素：

因此，本發明的目的是改進用于euv投射曝光設備的照明光學單元。

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

根據本發明，已認識到光闌的形狀還對投射曝光設備的成像質量產生重要影響。令人驚訝的是，已經確定圓形光闌形狀通常不是最佳的，而實施為例如多邊形形式的光闌導致改進的透射特性，并由此導致改進的成像質量。光闌具有輻射透射區域，特別地，輻射透射區域在光闌面中具有離散對稱組。特別地，離散對稱性是非零解的(non-trivial)n重旋轉對稱性，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稱組。特別地，直接對稱組對應于光闌開口的對稱組。

根據有利實施例，光闌的形狀適配于照明光學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)有利地精確對應于分面的縱橫比。特別地，光闌的正方形實施例在正方形分面的情況下是有利的。

根據另一有利實施例，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域中的情況下是特別有利的。結果，物場的照明穩定性能夠得到進一步改進。

根據實施例，所述區域中的至少一個具有兩重旋轉對稱性，而不是四重旋轉對稱性。

根據特征在于所述光闌的所述第一區域在邊緣上完全由所述第二區域環繞的照明光學單元，光闌實施為孔徑光闌。特別有利的是當光闌的框架還尤其具有機械功能時。

特別地，光闌實施為中間聚集光闌，即，其布置在輻射源的中間焦平面區域中。

特別地，光闌的形狀適配于來自euv輻射源的euv輻射的強度分布。在該情況下，特別地，可考慮euv輻射源的實施例和收集器(collector)的結構細節。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化尤其是從源單元發出的euv輻射的透射特性，例如總強度，以在輻射源和照明光學單元之間獲得良好的真空分離。

本發明的另一目的在于改進euv投射曝光設備的照明系統。

該目的通過用于照明物場的照明系統實現，所述物場能夠利用從euv輻射源發出的輻射通過成像光學單元成像，所述照明系統包括：源單元，如上所述的照明光學單元，其中，所述光闌布置在中間焦平面的區域中。

該類型的照明系統的優點對應于上面針對照明光學單元所描述的優點。

根據特征在于在所述源單元和所述照明光學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單元之間的邊界處的照明系統，光闌布置在源單元和照明光學單元之間的邊界處。結果，源單元和照明光學單元之間的真空分離得以改進。

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

根據本發明，借助包括如上所述的照明系統以及用于將所述物場成像到像場的成像光學單元的euv投射曝光設備，借助用于制造微結構或納米結構部件的方法以及借助根據用于制造微結構或納米結構部件的方法制造的部件實現這些目的。其中，該用于制造微結構或納米結構部件的方法，包括以下步驟：提供如上所述的euv投射曝光設備；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。

這些主題的優點對應于上面已討論的優點。

附圖說明

下面參考附圖更詳細地說明本發明的示例性實施例，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備的子午截面；

圖2示出用于根據圖1的euv投射曝光設備的光闌的示意圖。

具體實施方式

圖1示意性地示出用于微光刻的投射曝光設備1的子午截面。除了輻射源3，投射曝光設備1的照明系統2還具有用于曝光位于物平面6中的物場5的照明光學單元4。布置在物場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。投射光學單元9用于將物場5成像在像平面11中的像場10中。掩模母版7上的結構成像在晶片12的光敏層上，晶片12布置在像平面11中的像場10的區域中，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之間的范圍內的發射使用輻射。euv輻射源可包含等離子體源，例如gdpp(氣體放電產生的等離子體)源或lpp(激光產生的等離子體)源。放置在同步加速器上的輻射源也可用作輻射源3。本領域技術人員可從例如us6859515b2中找到關于這種類型的輻射源的信息。自輻射源3發出的euv輻射14通過收集器15聚集。在收集器15的下游，euv輻射14在照在場分面反射鏡17之前傳播通過中間焦平面16。場分面反射鏡17布置在照明光學單元4的與物平面6光學共軛的平面中。

在下文中，euv輻射14還稱為照明光或成像光。

在場分面反射鏡17的下游，euv輻射14從具有多個光瞳分面的光瞳分面反射鏡18反射。特別地，每個場分面將中間焦點成像在其所分配的光瞳分面上。可以切換場分面與光瞳分面之間的分配。光瞳分面可實施為矩形形式，尤其實施為正方形形式。對于這方面的細節，可以參考us6452661，尤其參考圖15和圖23。光瞳分面反射鏡18布置在照明光學單元4的光瞳平面中，該光瞳平面與投射光學單元9的光瞳平面光學共軛。通過光瞳分面反射鏡18和傳輸光學單元19形式的成像光學組件(具有按光束路徑的順序表示的反射鏡20、21和22)，場分面反射鏡17的場分面成像在物場5上。場分面的形狀適配于物場5的形狀。特別地，場分面實施為矩形或弓形形式。傳輸光學單元19的最后一個反射鏡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和傳輸光學反射鏡19形成用于將照明光14傳送到物場5的后續光學單元。尤其是當光瞳分面反射鏡18布置在投射光學單元9的入瞳中時，可免除傳輸光學單元19。對于照明光學單元4的進一步細節，可參考us6452661。

為了更簡單地描述位置關系，圖1中示出笛卡爾xyz坐標系。圖1中，x軸垂直于附圖平面延伸進附圖平面中。y軸朝向右側延伸。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，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。晶片保持器13相應地可以以受控制的方式移動，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。結果，掩模母版7和晶片12可首先被掃描通過物場5，然后通過像場10。位移方向還稱為掃描方向。掩模母版7和晶片12沿掃描方向的移動可優選地彼此同步實現。

光闌23布置在中間焦平面16中。圖2示出光闌23的示意圖，從中可收集到進一步的細節。光闌23包括特別實施為開口24的第一區域和特別實施為框架25的第二區域。第一區域可透射照射的euv輻射。在該情況下，透射應被理解為對于照射的euv輻射14，第一區域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。不透明的第二區域25相應地具有至多5％、至多1％或至多0.1％的透射率。區域24、25限定出光闌面，在圖1所示示例性實施例中，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備1的光軸。

在所示示例性實施例中，區域24、25實施為矩形形式，尤其實施為正方形形式。然而，區域24、25具有圓角。一般來說，區域24、25實施為多邊形形式。特別地，區域24、25中的至少一個在光闌面中具有離散對稱組。換言之，光闌23具有非零解的n重旋轉對稱性，但是不具有圓形對稱性。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具有四重旋轉對稱性，而具有不等于1的縱橫比的矩形光闌僅具有兩重旋轉對稱性，而不是四重旋轉對稱性。特別地，光闌23的縱橫比對應于光瞳分面反射鏡18上的光瞳分面的縱橫比。

在圖2所示示例性實施例中，第一區域24在邊緣上完全由第二區域25環繞。因此，光闌23實施為周向光闌。

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域24制得十分小。特別地，第一區域24具有處于1mm至50mm范圍內、尤其處于3mm至30mm范圍內、尤其處于5mm至15mm范圍內的最大直徑dmax。透射區域24越小，源單元26能與照明光學單元4分離(尤其是真空分離)得越好。特別地，當在源單元26中存在對照明光學單元4有害的氣氛(atmosphere)時，源單元26與照明光學單元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發出的euv輻射14傳送到照明光學單元4，有利的是，輻射透射第一區域24的形狀適配于euv輻射14在光闌23位置處的強度分布，尤其是處于中間焦平面16區域中的強度分布。

光闌23還可以是照明光學單元4的一部分。有利的是，光闌23的輻射透射第一區域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施例的情況下，光闌23的正方形實施例，特別是光闌23的第一區域24的正方形實施例是有利的。特別地，光闌23具有與光瞳分面相同的對稱特性。

當使用投射曝光設備1時，設置掩模母版7和具有對照明光14光敏感的涂層的晶片12。之后，掩模母版7的至少一個部分通過投射曝光設備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。掩模母版7和晶片12的移動可優選地彼此同步進行。最終步驟涉及顯影晶片12上的由照明光14曝光的光敏層。微結構或納米結構部件，特別是半導體芯片是如此制造的。

令人驚訝的是，已確定對于光闌23的輻射透射第一區域24的預定尺寸，與圓形實施例相比，物場5的照明的均勻性u的穩定性借助所述區域的正方形實施例而得到改進。這歸因于以下事實：由輻射源3的不正確定位引起的對均勻性的干擾在光闌23的輻射透射第一區域24的正方形實施例的情況下比在使用圓形光闌的情況下小。因此，根據本發明的光闌23有助于改進投射曝光設備1的成像質量。

還確定的是，由根據本發明的光闌23帶來的優點還特別取決于輻射源3的具體構造。在一個特別有利的實施例中，光闌23的輻射透射第一區域24的設計適配于輻射源3的具體形狀。該適配可以作為對光瞳分面反射鏡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，這是因為輻射源3的中間像呈現在中間焦平面處。輻射源3的圓形(roundish)實施例會導致圓形中間像。相應地，輻射源3的卵形實施例會導致卵形中間像，輻射源3的確切矩形，特別是正方形的實施例導致相應的中間像。根據本發明，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5的照明的改進的均勻性導致更好的照明穩定性。特別地，這在晶片12的曝光期間，輻射源3未完全靜止，例如有些搖晃時是有利的。特別地，有關的是當中間焦平面16中的點源沒有通過場分面反射鏡17的場分面精確成像在光瞳分面反射鏡18的光瞳分面上的點，而光瞳分面上的位置與場分面上的位置有關，以及因此與掩模母版7上的位置有關時。