用于投射光刻的照明光學(xué)單元的制作方法
【專利摘要】一種用于投射光刻的照明光學(xué)單元。在此，第一傳輸光學(xué)單元用于引導(dǎo)從光源發(fā)出的照明光。照明預(yù)定分面反射鏡布置在第一傳輸光學(xué)單元下游且包含多個(gè)照明預(yù)定分面。該分面反射鏡借助所照明的照明預(yù)定分面的布置而產(chǎn)生物場(chǎng)的預(yù)定照明。這造成了對(duì)照明光學(xué)單元的照明光瞳的照明，其預(yù)先確定物場(chǎng)中的照明角度分布。照明光瞳具有偏離圓形形式的包絡(luò)線。照明光瞳劃分為子光瞳區(qū)域(30)，其以逐列(Z)和/或逐行(S)方式布置。這產(chǎn)生了照明光學(xué)單元與設(shè)置在其下游的投射光學(xué)單元的盡可能完全填充的出瞳，以在像場(chǎng)中成像物場(chǎng)。
【專利說(shuō)明】
用于投射光刻的照明光學(xué)單元
[0001] 相關(guān)申請(qǐng)的交叉引用
[0002] 優(yōu)先權(quán)申請(qǐng)DE 10 2014 203 187.7的內(nèi)容作為引用并入本文。
技術(shù)領(lǐng)域
[0003] 本發(fā)明涉及一種微光刻照明光學(xué)單元。而且，本發(fā)明涉及一種包括這種照明光學(xué) 單元的光學(xué)系統(tǒng)、一種包括這種照明光學(xué)單元的照明系統(tǒng)、一種包括這種光學(xué)系統(tǒng)的投射 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)】
[0004] 包括傳輸光學(xué)單元和布置在其下游的照明預(yù)定分面反射鏡的照明光學(xué)單元從 TO2010/099807 A1和US2006/0132747中已知。照明光學(xué)單元(其中，照明預(yù)定分面反射鏡或 對(duì)應(yīng)的折射部件布置在光瞳平面中）從WO 2005/015314A2，US 5,963,305and US 7,095， 560中已知。US 2013/0128251 A1公開了具有變形投射光學(xué)單元的投射曝光設(shè)備。DE 10 2011 113 521 A1公開了微光刻投射曝光設(shè)備。DE 10 2008 009 600 A1公開了用在微光刻 投射曝光設(shè)備中的分面反射鏡以及裝備了分面反射鏡的微光刻投射曝光設(shè)備。DE 199 31 848 A1公開了用于減少EUV照明系統(tǒng)中的蜂窩狀縱橫比的像散部件。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0005] 本發(fā)明之目的是開發(fā)一種一開始闡述類型的照明光學(xué)單元，使得這導(dǎo)致用于將物 場(chǎng)成像于像場(chǎng)中的下游投射光學(xué)單元的出瞳被盡可能完整地填充。
[0006] 根據(jù)本發(fā)明，該目的通過(guò)包括如權(quán)利要求1所述的特征的照明光學(xué)單元來(lái)實(shí)現(xiàn)。
[0007] 認(rèn)識(shí)到的是，照明光瞳中的子光瞳區(qū)域的逐列和/或逐行布置導(dǎo)致在預(yù)定光瞳區(qū) 域內(nèi)不僅緊密地填充具有偏離圓形形式的包絡(luò)線(envelope)的照明光瞳而且還緊密地填 充用于成像物場(chǎng)的下游投射光學(xué)單元的出瞳的可能性。在物體位移上集成，尤其可實(shí)現(xiàn)完 整填充的光瞳，且在預(yù)定容差內(nèi)甚至可實(shí)現(xiàn)均勻完整填充的光瞳。
[0008] 照明光學(xué)單元的照明光瞳的包絡(luò)線是定界出具有最大范圍的照明光學(xué)單元的照 明光瞳的輪廓。具有最大范圍的照明光學(xué)單元的照明光瞳是這樣的照明光瞳，利用該照明 光瞳，使用照明光學(xué)單元在物場(chǎng)中產(chǎn)生照明角度分布的最大照明角度帶寬。就具有不同照 明角度分布的不同照明設(shè)定可由照明光學(xué)單元產(chǎn)生而言，具有最大可生成面積的照明光瞳 是具有最大范圍的照明光瞳。在均勻光瞳填充的情況下，具有最大面積的這種光瞳還稱作 常規(guī)照明設(shè)定。
[0009] 就照明光學(xué)單元包含光瞳分面反射鏡而言，光瞳分面反射鏡的最大照射區(qū)域 (impingement region)的包絡(luò)線對(duì)應(yīng)于照明光瞳的包絡(luò)線。子光瞳區(qū)域可以逐列或逐行的 方式存在于光柵布置中。此光柵布置的列可沿跨越照明光瞳的兩個(gè)維度之一延伸，且光柵 布置的行可沿跨越照明光瞳的這些光瞳維度的另一個(gè)延伸。此光柵布置的列和行還可相對(duì) 跨越照明光瞳的維度旋轉(zhuǎn)，例如45度。跨越照明光瞳的這些維度之一平行于物體位移方向 延伸，在投射微光刻過(guò)程中被照明的物體在投射曝光過(guò)程中將沿該方向移位。就照明光學(xué) 單元用于掃描照明投射曝光設(shè)備中而言，物體位移方向?yàn)閽呙璺较颉Ｕ彰黝A(yù)定分面反射鏡 和第一傳輸光學(xué)單元的布置可使得照明光學(xué)單元的照明光瞳的照明（其預(yù)定物場(chǎng)中的照明 分布)導(dǎo)致偏離圓形形式的包絡(luò)線。替代地或補(bǔ)充地，偏離圓形形式的照明光瞳的包絡(luò)線還 可由設(shè)置于照明預(yù)定分面反射鏡下游的另一傳輸光學(xué)單元產(chǎn)生。
[0010] 要被照明的物體可布置在由照明光學(xué)單元照明的物場(chǎng)中。在投射曝光過(guò)程中，此 物體可沿物體位移方向位移。物場(chǎng)由物場(chǎng)坐標(biāo)X和y展開，其中y坐標(biāo)平行于物體位移方向延 伸。具有最大范圍的照明光瞳的包絡(luò)線的χ/y縱橫比可大于1特別是可大于1.1、可大于1.2、 可大于1.25、可大于1.5、可大于1.75、且可例如等于2。
[0011] 如權(quán)利要求2所述的包含光瞳分面反射鏡的照明光學(xué)單元的實(shí)施例已證實(shí)了其價(jià) 值。設(shè)置于照明光學(xué)單元的場(chǎng)平面的場(chǎng)分面反射鏡可為第一傳輸光學(xué)單元的一部分。這種 場(chǎng)分面反射鏡的場(chǎng)分面可劃分為多個(gè)單獨(dú)反射鏡，特別是多個(gè)MEMS反射鏡。在照明光學(xué)單 元的光瞳分面反射鏡的情況下，光瞳分面的布置對(duì)應(yīng)于子光瞳區(qū)域的布置。因此，光瞳分面 的布置將接著以對(duì)應(yīng)的逐列和/或逐行方式呈現(xiàn)。在其部分，這些光瞳分面可由多個(gè)單獨(dú)反 射鏡組成，例如多個(gè)MEMS反射鏡。因此，可優(yōu)化針對(duì)下游投射光學(xué)單元整體使用的光展量 (etendue)〇
[0012] 如權(quán)利要求3所述的照明光學(xué)單元構(gòu)成具有光瞳分面反射鏡的實(shí)施例的替代例。 該替代例還稱作分面反射鏡，其中照明預(yù)定分面反射鏡條設(shè)置為與照明光學(xué)單元的光瞳平 面相距一距離。
[0013] 如權(quán)利要求4所述的照明光瞳的構(gòu)造允許補(bǔ)償下游投射光學(xué)單元的變形效應(yīng)。最 大和最小范圍之間的比例(其對(duì)應(yīng)前述包絡(luò)線的x/y縱橫比）可至少為1.2、可至少為1.4、可 至少為1.5、可至少為1.7、可至少為2、可至少為2.5、可至少為3、可至少為3.5、可至少為4且 甚至可更大。照明光學(xué)單元的傳輸光學(xué)單元和照明預(yù)定分面反射鏡可設(shè)置成使得在兩個(gè)光 瞳維度中的子光瞳區(qū)域彼此具有相同的間距。或者，照明光學(xué)單元的傳輸光學(xué)單元和照明 預(yù)定分面反射鏡可設(shè)置成使得子光瞳區(qū)域在具有最大范圍的光瞳維度中比在具有最小范 圍的光瞳維度中彼此間隔得更遠(yuǎn)。
[0014] 如權(quán)利要求5所述的子光瞳區(qū)域的偏移布置使得照明光瞳中的子光瞳區(qū)域更加緊 湊。該布置的其中一列的子光瞳區(qū)域可布置成相對(duì)于該布置的鄰近列的子光瞳區(qū)域彼此偏 移在一列內(nèi)彼此鄰近的子光瞳區(qū)域的間隔的一半。舉例來(lái)說(shuō)，接著可產(chǎn)生子光瞳區(qū)域的旋 轉(zhuǎn)笛卡爾布置或子光瞳區(qū)域的六邊形布置，取決于在一行和在一列內(nèi)的子光瞳區(qū)域的間 隔，即，取決于這類逐列和逐行布置的網(wǎng)格常數(shù)(grid constant)。
[0015] 鄰近列的子光瞳區(qū)域在垂直于列范圓的方向中可部分地彼此重迭，這進(jìn)一步增加 了照明光瞳中的子光瞳區(qū)域的布置的緊湊度。對(duì)應(yīng)的描述適用于可能的行重迭。
[0016] 子光瞳區(qū)域的不同于1的縱橫比（即使在權(quán)利要求6所述的照明光瞳中）可用于投 射光學(xué)單元的變形效應(yīng)的預(yù)補(bǔ)償，其布置在照明光學(xué)單元的下游。子光瞳區(qū)域的縱橫比可 預(yù)設(shè)為使得例如圓形的子光瞳區(qū)域接著出現(xiàn)在投射光學(xué)單元的出瞳中，作為該投射光學(xué)單 元的后續(xù)變形效應(yīng)的結(jié)果。子光瞳區(qū)域的最大范圍與最小范圍之間的比例可至少為1.2、可 至少為1.4、可至少為1.5、可至少為1.7、可至少為2、可至少為2.5、可至少為3、可至少為 3.5、可至少為4且甚至可更大。特別地，子光瞳區(qū)域可具有橢圓形實(shí)施例。縱橫比可歸因于 光源或可由傳輸光學(xué)單元造成，例如通過(guò)在照明光學(xué)單元內(nèi)的變形成像。子光瞳區(qū)域的具 有最大范圍的子光瞳維度可平行于具有照明光瞳的包絡(luò)線的最大范圍的光瞳維度延伸。
[0017] 如權(quán)利要求7所述的傳輸分面可單塊地實(shí)施或?qū)嵤閱为?dú)MEMS反射鏡的群組。傳 輸分面或傳輸分面群組可實(shí)施為柱形光學(xué)單元。這可有助于照明光學(xué)單元的期望變形圖 像。
[0018] 當(dāng)傳輸分面反射鏡是照明光學(xué)單元的變形成像的一部分時(shí)，如權(quán)利要求8所述的 傳輸分面反射鏡的包絡(luò)線的縱橫比是有利的。最大場(chǎng)維度可平行于最小光瞳維度延伸。最 小場(chǎng)維度可平行于最大光瞳維度延伸。
[0019] 如權(quán)利要求9所述的集光器(collector)被認(rèn)為特別適合用于預(yù)先確定照明光學(xué) 單元的變形成像效應(yīng)。這省去了照明光學(xué)單元的額外部件。這種集光器的變形成像可產(chǎn)生 偏離旋轉(zhuǎn)對(duì)稱的子光瞳區(qū)域，特別是橢圓形子光瞳區(qū)域。集光器可包含集光器子單元，其在 照明光的光束路徑中產(chǎn)生光源的次級(jí)中間圖像。集光器可包含至少一個(gè)另外的集光器子單 元，其在照明光瞳的光瞳平面中產(chǎn)生另一中間圖像。次級(jí)中間圖像可以是旋轉(zhuǎn)對(duì)稱的。集光 器可包含由NI反射鏡和/或由GI反射鏡實(shí)現(xiàn)的集光器子單元或集光器部件。集光器子單元 中的至少一個(gè)可構(gòu)造為Wolter集光器單元。舉例來(lái)說(shuō)，Wolter光學(xué)單元在US 2003/0043455 A1中及其所指定的引文中公開。集光器還可產(chǎn)生偏離旋轉(zhuǎn)對(duì)稱的光源的中間圖像作為第一 中間圖像。那么，這種中間圖像可通過(guò)傳輸光學(xué)單元的其它部件成像在照明光瞳的光瞳平 面中。
[0020] 如權(quán)利要求10所述的另一傳輸光學(xué)單元增加了在設(shè)計(jì)照明光學(xué)單元的光學(xué)部件 時(shí)的自由度數(shù)量。另一傳輸光學(xué)單元可實(shí)現(xiàn)為變形光學(xué)單元?；蛘?，可以借助另一傳輸光學(xué) 單元使光源的已非旋轉(zhuǎn)對(duì)稱的圖像成像。另一傳輸光學(xué)單元可由旋轉(zhuǎn)對(duì)稱的望遠(yuǎn)鏡光學(xué)單 元實(shí)現(xiàn)?；蛘?，傳輸光學(xué)單元可包含至少一個(gè)柱形部件。
[0021] 如權(quán)利要求11所述的光學(xué)系統(tǒng)、如權(quán)利要求12所述的照明系統(tǒng)、如權(quán)利要求13所 述的投射曝光設(shè)備、如權(quán)利要求14所述的生產(chǎn)方法以及如權(quán)利要求15所述的微結(jié)構(gòu)或納米 結(jié)構(gòu)部件的優(yōu)點(diǎn)對(duì)應(yīng)于前文中參照照明光學(xué)單元所討論的優(yōu)點(diǎn)。
【附圖說(shuō)明】
[0022] 下文將基于附圖來(lái)更詳細(xì)地解釋本發(fā)明的示例性實(shí)施例。附圖中：
[0023]圖1十分示意性地示出用于EUV微光刻的投射曝光的子午截面，該投射曝光設(shè)備包 括光源、照明光學(xué)單元和投射光學(xué)單元；
[0024] 圖2同樣以子午截面示意性地示出在圖1的照明光學(xué)單元內(nèi)的照明光的所選單獨(dú) 光線的光束路徑，其從中間焦點(diǎn)行進(jìn)至設(shè)置于投射光學(xué)單元的物平面中的掩模母版；
[0025] 圖3顯示由照明光學(xué)單元產(chǎn)生的子光瞳區(qū)域的布置，其位于投射光學(xué)單元的出射 側(cè)光瞳平面的出瞳中；
[0026] 圖4顯示位于照明光學(xué)單元的照明光瞳的光瞳平面中的子光瞳區(qū)域布置，其屬于 圖3的子光瞳區(qū)域布置；
[0027]圖5和圖6顯不對(duì)應(yīng)于圖3和圖4的用于投射曝光設(shè)備的另一照明設(shè)定的子光瞳布 置，其中描繪了子光瞳區(qū)域的替代堆疊 (packing);
[0028]圖7和圖8顯不對(duì)應(yīng)于圖3和圖4的用于投射曝光設(shè)備的另一照明設(shè)定的子光瞳布 置，其中不同于圖3到圖6的照明設(shè)定，照明光學(xué)單元的照明預(yù)定分面反射鏡并沒(méi)有設(shè)置在 照明光學(xué)單元的光瞳平面中，以產(chǎn)生圖7和圖8的布置；
[0029]圖9和圖10顯不對(duì)應(yīng)于圖3和圖4的用于投射曝光設(shè)備的另一照明設(shè)定的子光瞳布 置，其中描繪了子光瞳區(qū)域的替代堆疊；
[0030]圖11和圖12顯示對(duì)應(yīng)于圖3和圖4的用于投射曝光設(shè)備的另一照明設(shè)定的子光瞳 布置，其中描繪了具有逐列偏移的子光瞳區(qū)域的替代堆疊；
[0031 ]圖13和圖14顯不對(duì)應(yīng)于圖3和圖4的用于投射曝光設(shè)備的另一照明設(shè)定的子光瞳 布置，其中描繪了子光瞳區(qū)域的替代堆疊；
[0032]圖14a和圖14b顯不對(duì)應(yīng)于圖3和圖4的投射曝光設(shè)備的另一照明設(shè)定的子光瞳布 置，其中描繪了通過(guò)將照明光瞳中的子光瞳區(qū)域的笛卡爾坐標(biāo)xy網(wǎng)格旋轉(zhuǎn)45°而產(chǎn)生的子 光瞳區(qū)域的替代堆疊；
[0033]圖15和圖16顯不對(duì)應(yīng)于圖3和圖4的用于投射曝光設(shè)備的另一照明設(shè)定的子光瞳 布置，其中描繪了子光瞳區(qū)域的替代堆疊，其中不同于圖3到圖14,子光瞳區(qū)域在照明光學(xué) 單元的照明光瞳中偏離圓形形式（即非旋轉(zhuǎn)對(duì)稱），且在投射光學(xué)單元的出瞳中為圓形（即 在該處為旋轉(zhuǎn)對(duì)稱）；
[0034]圖17顯示作為傳輸光學(xué)單元的一部分的集光器的實(shí)施例，其用于經(jīng)由第一分面反 射鏡將照明光引導(dǎo)至照明光學(xué)單元的照明預(yù)定分面反射鏡；
[0035]圖18以類似于圖1的描述顯示了用于EUV微光刻的投射曝光設(shè)備的另一實(shí)施例，該 投射曝光設(shè)備包含照明光學(xué)單元和投射光學(xué)單元，投射光學(xué)單元包含用于產(chǎn)生位于照明光 學(xué)單元的第一分面反射鏡上游的光源橢圓中間圖像的第一傳輸光學(xué)單元；
[0036]圖19以圖表顯示出通過(guò)照明光學(xué)單元的光瞳成像和場(chǎng)成像的成像比例對(duì)照明光 學(xué)單元的一個(gè)實(shí)施例的光瞳分面反射鏡的光瞳分面焦距的依賴性；
[0037]圖20以類似于圖18的描述顯示了包含照明光學(xué)單元的另一實(shí)施例的投射曝光設(shè) 備，該照明光學(xué)單元包括位于照明預(yù)定分面反射鏡下游的另一傳輸光學(xué)單元，用于產(chǎn)生照 明光學(xué)單元的照明光瞳，照明預(yù)定分面反射鏡預(yù)先確定物場(chǎng)中的照明角度分布，并具有偏 離圓形形式的包絡(luò)線，其中，另一傳輸光學(xué)單元實(shí)現(xiàn)為具有旋轉(zhuǎn)對(duì)稱成像效應(yīng)的望遠(yuǎn)鏡光 學(xué)單元；
[0038]圖21和圖22以類似于圖20的描述顯示了包含照明光學(xué)單元的其它實(shí)施例的投射 曝光設(shè)備，其中另一傳輸光學(xué)單元實(shí)現(xiàn)為變形光學(xué)單元；
[0039]圖23a/b十分示意性地顯示出照明光學(xué)單元的另一實(shí)施例的透鏡部分，其包含照 明光學(xué)單元的未布置在照明光瞳中的照明預(yù)定分面反射鏡以及柱形光學(xué)單元形式的下游 傳輸光學(xué)單元;其中
[0040] 圖23a顯示穿過(guò)照明預(yù)定分面反射鏡的一部分和布置在要照明的掩模母版下游的 光束路徑中的照明光瞳之間的照明光學(xué)單元的一部分的包含物體位移方向的縱向剖面(yz 剖面），并且
[0041] 圖23b顯示出垂直于此形成的對(duì)應(yīng)縱向剖面(xz剖面）；
[0042]圖24以類似于圖18的描述顯示了包含照明光學(xué)單元的另一實(shí)施例的投射曝光設(shè) 備，其具有根據(jù)圖23的光學(xué)效應(yīng)；
[0043]圖25和圖26以類似于圖3和圖4的描述顯示了另一照明設(shè)定（最大光瞳填充）的照 明子光瞳的布置，其具有位于投射光學(xué)單元的出瞳中的橢圓形子光瞳區(qū)域以及位于照明光 學(xué)單元的照明光瞳中的圓形子光瞳區(qū)域；
[0044]圖27和圖28以類似于圖25和圖26的描述顯示了子光瞳區(qū)域的另一堆疊布置，其具 有位于投射光學(xué)單元的出瞳中的橢圓形子光瞳區(qū)域以及位于照明光學(xué)單元的照明光瞳中 的圓形子光瞳區(qū)域；
[0045]圖29和圖30以類似于圖7和圖28的描述顯示了子光瞳區(qū)域的另一光柵布置；
[0046]圖31和圖32以類似于圖29和圖30的描述顯示了子光瞳區(qū)域的另一布置，其中不同 于圖25到圖29的布置，照明光學(xué)單元包含了未布置在照明光學(xué)單元的光瞳平面中的照明預(yù) 定分面反射鏡，以產(chǎn)生圖31和圖32的布置；
[0047]圖33和圖34以類似于圖31和圖32的描述顯示了具有逐列偏移的子光瞳區(qū)域的另 一布置；
[0048]圖35和圖36以類似于圖27和圖28的描述顯示了子光瞳區(qū)域的布置，其在投射光學(xué) 單元的出瞳中實(shí)施為圓形且在照明光學(xué)單元的照明光瞳中實(shí)施為橢圓形；
[0049]圖37示出成像光學(xué)單元的實(shí)施例的子午截面，其可用作圖1的投射曝光設(shè)備中的 投射透鏡，其實(shí)現(xiàn)為物側(cè)變形光學(xué)單元，其中描繪了主光線以及兩個(gè)所選場(chǎng)點(diǎn)的上方和下 方彗形光線的成像光束路徑；以及
[0050] 圖38顯示從圖37中的觀看方向XXXVIII看見(jiàn)的圖37的成像光學(xué)單元的視圖。
【具體實(shí)施方式】
[0051] 在圖1中以子午截面并十分示意性示出的微光刻投射曝光設(shè)備1包含用于照明光3 的光源2。光源為EUV光源，產(chǎn)生波長(zhǎng)范圍在5nm和30nm之間的光。在此，該光源可以是LPP(激 光產(chǎn)生等離子體)光源、DPP(放電產(chǎn)生等離子體)光源或基于同步加速器的光源，如自由電 子激光器(FEL)。
[0052]傳輸光學(xué)單元4用于引導(dǎo)從光源2發(fā)出的照明光3。該傳輸光學(xué)單元包含集光器5 (在圖1中僅針對(duì)其反射效果顯示)和傳輸分面反射鏡6(其還稱作第一分面反射鏡并將詳細(xì) 說(shuō)明如下）。照明光3的中間焦點(diǎn)5a布置在集光器5和傳輸分面反射鏡6之間。在中間焦點(diǎn)5a 的區(qū)域中，照明光3的數(shù)值孔徑為例如ΝΑ = 0.182。照明預(yù)定分面反射鏡7(其同樣在下面更 詳細(xì)地說(shuō)明）布置在傳輸分面反射鏡6的下游，因此也在傳輸光學(xué)單元4的下游。如同樣在下 面更詳細(xì)說(shuō)明的，在照明光學(xué)單元11的一個(gè)實(shí)施例中，照明預(yù)定分面反射鏡7可布置在照明 光學(xué)單元11的光瞳平面中或其區(qū)域中，而在照明光學(xué)單元11的另一實(shí)施例中，照明預(yù)定分 面反射鏡7還可布置為與照明光學(xué)單元11的光瞳平面相距一距離。
[0053] 掩模母版12布置在投射曝光設(shè)備1的下游投射光學(xué)單元10的物平面9中，其在照明 光3的光束路徑中設(shè)置在照明預(yù)定分面反射鏡7的下游。投射光學(xué)單元10及下文所述其它實(shí) 施例的投射光學(xué)單元是投射透鏡。
[0054] 下面使用笛卡爾xyz坐標(biāo)系來(lái)簡(jiǎn)化位置關(guān)系的描述。在圖1中，X方向垂直于附圖平 面延伸，并延伸進(jìn)附圖平面中。在圖1中， y方向向右延伸。在圖1中，z方向向下延伸。附圖中 使用的坐標(biāo)系分別具有相互平行延伸的X軸。這些坐標(biāo)系的z軸范圍在相應(yīng)考慮的附圖中跟 隨照明光3的相應(yīng)主方向。
[0055] 光學(xué)部件5至7為投射曝光設(shè)備1的照明光學(xué)單元11的構(gòu)件。照明光學(xué)單元11用于 以限定方式照明物平面9中的掩模母版12上的物場(chǎng)8。物場(chǎng)8具有弧形或部分圓形形式，并由 兩個(gè)互相平行的圓弧與兩個(gè)直邊邊緣定界，兩個(gè)直邊邊緣在y方向上延伸長(zhǎng)度y〇且在X方向 上具有間隔χο?？v橫比xo/yo為13比1。圖1的插圖顯示物場(chǎng)8的平面圖，其未按比例繪制。邊緣 形式8a為弧形。在替代性且同樣可行的物場(chǎng)8的情況下，其邊緣形式是矩形。
[0056]在圖1中僅局部且十分示意性示出投射光學(xué)單元10。顯示了投射光學(xué)單元10的物 場(chǎng)側(cè)數(shù)值孔徑13與像場(chǎng)側(cè)數(shù)值孔徑14。投射光學(xué)單元10的用于在這些光學(xué)部件15、16之間 引導(dǎo)照明光3的其它光學(xué)部件（圖1中未示出）位于投射光學(xué)單元10中所示的光學(xué)部件15、16 之間，其例如可實(shí)現(xiàn)為反射EUV照明光3的反射鏡。
[0057]投射光學(xué)單元10使物場(chǎng)8成像在晶片19(其與掩模母版12-樣由未詳細(xì)描述的保 持器承載)上的像平面18的像場(chǎng)17中。掩模母版保持器和晶片保持器可借助適當(dāng)?shù)奈灰乞?qū) 動(dòng)器在X方向和y方向上移動(dòng)。在圖1中，晶處保持器的安裝空間需求以矩形框20示出。安裝 空間需求20為矩形，其在x、y和z方向中的范圍取決于其中容納的部件。例如，從像場(chǎng)17的中 心開始，安裝空間需求20在X方向和y方向上具有l(wèi)m的范圍。從像平面18開始，安裝空間需求 20還在z方向上具有例如lm的范圍。照明光3在照明光學(xué)單元11和投射光學(xué)單元10中必須被 引導(dǎo)為使得其在各情況下被引導(dǎo)通過(guò)安裝空間需求20。
[0058]傳輸分面反射鏡6具有多個(gè)傳輸分面21。傳輸分面反射鏡6可構(gòu)造為MEMS反射鏡。 在這些傳輸分面21中，根據(jù)圖2的子午截面示意性示出一列共九個(gè)傳輸分面21，這些分面在 圖2中從左到右表示為211至21 9。事實(shí)上，傳輸分面反射鏡6具有基本上更多個(gè)傳輸分面21。 傳輸分面21分組成未做任何更詳細(xì)描述的多個(gè)傳輸分面群組。
[0059] 總體上，傳輸分面反射鏡6具有被照明光3照射的區(qū)域，并可具有小于1的x/y縱橫 比。該縱橫比的數(shù)值y/x可為至少1.1、甚至更大。
[0060] 在具有布置在光瞳平面中的照明預(yù)定分面反射鏡7的照明光學(xué)單元的一個(gè)實(shí)施例 中，傳輸分面群組的x/y縱橫比至少具有與物場(chǎng)8的x/y縱橫比相同的尺寸。在所示實(shí)施例 中，傳輸分面群組的x/y縱橫比大于物場(chǎng)8的x/y縱橫比。傳輸分面群組具有類似于物場(chǎng)8的 邊緣形式的局部圓形彎曲群組邊緣形式。有關(guān)傳輸分面反射鏡6的設(shè)計(jì)的進(jìn)一步細(xì)節(jié)可參 考W0 2010/099 807 A。
[0061] 通過(guò)分組傳輸分面21而形成的傳輸分面群組或?qū)?yīng)于這些分面群組的單體分面 可在X方向上具有70毫米、在y方向上具有約4毫米的范圍。
[0062] 舉例來(lái)說(shuō)，每個(gè)傳輸分面群組布置在16行中，其布置為在X方向彼此偏移且分別由 在y方向上相鄰布置的7列傳輸分面21組成。傳輸分面21中的每個(gè)為矩形。
[0063] 傳輸分面群組中的每個(gè)引導(dǎo)照明光3的一部分以部分或完全照明物場(chǎng)8。
[0064] 傳輸分面21是可在至少兩個(gè)傾斜位置切換的微反射鏡。傳輸分面21可實(shí)現(xiàn)為繞著 兩個(gè)相互垂直的旋轉(zhuǎn)軸傾斜的微反射鏡。傳輸分面21可排列成使得照明預(yù)定分面反射鏡7 以預(yù)定邊緣形式以及傳輸分面21與照明預(yù)定分面反射鏡7的照明預(yù)定分面25之間的預(yù)定關(guān) 聯(lián)性來(lái)照明。關(guān)于照明預(yù)定分面反射鏡7與投射光學(xué)單元10的實(shí)施例的相關(guān)細(xì)節(jié)可參考W0 20101099807 A。照明預(yù)定分面25是可在至少兩個(gè)傾斜位置之間切換的微反射鏡。照明預(yù)定 分面25可實(shí)現(xiàn)為連續(xù)地且獨(dú)立地繞兩個(gè)相互垂直的傾斜軸傾斜的微反射鏡，即可置于多個(gè) 不同的傾斜位置，特別是當(dāng)照明預(yù)定分面反射鏡7布置成與照明光學(xué)單元的光瞳平面相距 一距離時(shí)。
[0065]圖2示出傳輸分面21與照明預(yù)定分面25之間預(yù)定關(guān)聯(lián)性的示例。與傳輸分面21:至 219相關(guān)聯(lián)的照明預(yù)定分面25具有對(duì)應(yīng)于該關(guān)聯(lián)性的指數(shù)（index)。由于該關(guān)聯(lián)性，照明分 面25 從左向右以順序 256、258、253、254、25!、257、255、25 2及 259被照明。
[0066] 分面21、25的指數(shù)6、8和3關(guān)聯(lián)于三個(gè)照明通道VI、VIII及III，其從第一照明方向 照明三個(gè)物場(chǎng)點(diǎn)26、27、28(在圖2中從左至右編號(hào)）。分面21、25的指數(shù)4、1和7關(guān)聯(lián)于另外三 個(gè)照明通道IV、I、VII，其從第二照明方向照明三個(gè)物場(chǎng)點(diǎn)26至28。分面21、25的指數(shù)5、2和9 關(guān)聯(lián)于另外三個(gè)照明通道V、II、IX，其從第三照明方向照明三個(gè)物場(chǎng)點(diǎn)26至28。
[0067]照明方向被分配給：
[0068] -照明通道VI、VIII、III，
[0069] -照明通道IV、I、VII以及
[0070] -照明通道V、II、IX
[0071] 各照明方向分別相同。因此，傳輸分面21被分配給照明預(yù)定分面25使得物場(chǎng)8的遠(yuǎn) 心照明產(chǎn)生附圖所示的照明示例。
[0072] 物場(chǎng)8以鏡面反射鏡的方式由傳輸分面反射鏡6和照明預(yù)定分面反射鏡7照明。鏡 面反射鏡的原理從US 2006/0132747 A1中可知。
[0073] 投射光學(xué)單元10具有930毫米的物/像偏移dQIS。后者定義為物場(chǎng)8中心點(diǎn)與像場(chǎng)17 中心點(diǎn)上法線穿過(guò)物平面9的交叉點(diǎn)之間的距離。具有投射光學(xué)單元10的投射曝光設(shè)備1具 有1280毫米的中間焦點(diǎn)/圖像偏移D。該中間焦點(diǎn)/圖像偏移D定義為像場(chǎng)17中心點(diǎn)與中間焦 點(diǎn)5a的法線在像平面18上的交叉點(diǎn)之間的距離。具有投射光學(xué)單元10的投射曝光設(shè)備1具 有1250毫米的照明光束/圖像偏移E。該照明光束/圖像偏移E定義為圖像場(chǎng)17中心點(diǎn)與照明 光束3穿過(guò)像平面18的交叉區(qū)域之間的距離。
[0074] 投射光學(xué)單元10具有包含偏離圓形形式的包絡(luò)線的入瞳。類似地，投射光學(xué)單元 10實(shí)現(xiàn)為變形光學(xué)單元，使得該入瞳被轉(zhuǎn)換為像場(chǎng)側(cè)出瞳，其包絡(luò)線為旋轉(zhuǎn)對(duì)稱的。投射光 學(xué)單元10的出瞳所在的光瞳平面在圖1中在29a處示意性地顯示。
[0075] 圖3示出投射光學(xué)單元10的出瞳的旋轉(zhuǎn)對(duì)稱(特別是圓形)包絡(luò)線的示例。在該包 絡(luò)線29內(nèi)，照明光3可被引導(dǎo)為投射光學(xué)單元10中的成像光。示出在其中引導(dǎo)照明光3的子 光瞳區(qū)域30。換言之，子光瞳區(qū)域30代表照明光學(xué)單元11的照明通道。子光瞳區(qū)域30分組以 形成四極照明設(shè)定形式的極31，以曝光晶片19。根據(jù)圖3的極31具有大致扇形形式，并分別 覆蓋約45度的圓周角。該四極照明設(shè)定的單獨(dú)極31呈現(xiàn)為子光瞳區(qū)域30的光柵狀布置群組 的包絡(luò)線。在這些群組中，子光瞳區(qū)域30以逐列和逐行的方式布置。
[0076]圖4顯示照明光學(xué)單元11的照明光瞳中的子光瞳區(qū)域30的布置，沿著照明光3的光 束路徑再往下為圖3的子光瞳區(qū)域30的布置。
[0077] 照明光學(xué)單元的照明光瞳所在的光瞳平面在圖1中在32處示意性示出。該照明光 瞳平面32與圖1實(shí)施例中的照明預(yù)定分面反射鏡7的布置平面相距一距離。
[0078]在替代照明光學(xué)單元中，照明光瞳平面32與照明預(yù)定分面反射鏡的布置平面重 合。在該情況下，照明預(yù)定分面反射鏡7為光瞳分面反射鏡。在該情況下，照明預(yù)定分面25實(shí) 現(xiàn)為光瞳分面。在此，這可涉及單體光瞳分面或細(xì)分為多個(gè)微反射鏡的反射鏡群組。作為照 明光學(xué)單元的一部分的光瞳分面反射鏡在例如US 6452661、US6195201和DE102009047316 A1中公開。
[0079] 圖4的照明光瞳由照明光學(xué)單元10的變型產(chǎn)生，其中照明預(yù)定分面反射鏡7實(shí)施為 光瞳分面反射鏡。
[0080] 圖4的照明光學(xué)單元11的照明光瞳適用于投射光學(xué)單元10的入瞳，且根據(jù)該適用 性而具有偏離圓形形式的包絡(luò)線33。
[0081] 照明光學(xué)單元11的照明光瞳的包絡(luò)線33是定界照明光學(xué)單元11的具有最大范圍 的照明光瞳的輪廓。具有最大范圍的照明光學(xué)單元11的照明光瞳是這樣的照明光瞳，利用 該照明光瞳，使用照明光學(xué)單元11產(chǎn)生物場(chǎng)8中的照明角度分布的最大照明角度帶寬。就具 有不同照明角度分布的不同照明設(shè)定可由照明光學(xué)單元11產(chǎn)生而言，具有最大可生成面積 的照明光瞳是具有最大范圍的照明光瞳。在均勻光瞳填充的情況下，具有最大面積的光瞳 還稱作常規(guī)照明設(shè)定。
[0082]在圖4的實(shí)施例中，包絡(luò)線33具有橢圓形形式。根據(jù)該適用性，相較于圖3的出瞳的 形式，極31還在y方向上壓縮。在圖4的照明光瞳中，子光瞳區(qū)域30為圓形且呈現(xiàn)為光源2的 圖像。在具有旋轉(zhuǎn)對(duì)稱使用的光發(fā)射表面的光源2的情況下，這相應(yīng)地在非變形成像的情況 下在照明光學(xué)單元11的照明光瞳中產(chǎn)生圓形形式的子光瞳區(qū)域30。
[0083] 變形投射光學(xué)單元10將導(dǎo)致子光瞳區(qū)域30在投射光學(xué)單元的出瞳中橢圓地扭曲， 并在y方向上的范圍大于在X方向上的范圍，如圖3所示。
[0084]照明光瞳的包絡(luò)線33在第一光瞳維度（即X方向）中具有最大范圍A，且在第二光瞳 維度(即y方向）中具有最小范圍B。包絡(luò)線33的范圍A/B(即x/y縱橫比）的比例對(duì)應(yīng)于投射光 學(xué)單元的變形成像尺度的比例。在投射光學(xué)單元10中，這些成像尺度在yz平面中為1/8的縮 小成像尺度h且在xz平面中為1/4的縮減成像尺度β χ。所產(chǎn)生的是βχ/βγ = Α/Β = 2。在1.05和 5之間、特別是在1.2和3之間的范圍內(nèi)的其它比例也是可能的。
[0085] 在圖4的照明光瞳內(nèi)的子光瞳區(qū)域30的布置使得子光瞳區(qū)域30在具有最大范圍A 的光瞳維度中比在具有最小范圍B的光瞳維度中彼此間隔得更遠(yuǎn)。該距離比例在投射光學(xué) 單元10的出瞳內(nèi)適用約1.1的比例(參照?qǐng)D3)。
[0086] 在照明光瞳中的子光瞳區(qū)域30的布置是具有列Z和行S的光柵布置。在該情況下， 相鄰列ΖηΖ」之間的距離大致對(duì)應(yīng)于子光瞳區(qū)域30的范圍。相鄰行之間的距離為單獨(dú)子光瞳 區(qū)域30范圍的倍數(shù)。
[0087] 相鄰列的子光瞳區(qū)域30布置成彼此偏移相鄰子光瞳區(qū)域30的列間距的一 半。
[0088]圖5和圖6顯示出子光瞳區(qū)域30的另一布置，首先在投射光學(xué)單元10的出瞳中（參 照?qǐng)D5)，接著在照明光學(xué)單元11的照明光瞳中（其適用于投射光學(xué)單元10的入瞳）（參照?qǐng)D 6)。對(duì)應(yīng)于前文中關(guān)于圖3和圖4已作出解釋的部件和結(jié)構(gòu)元件及功能將大致以相同參考符 號(hào)表示且不再詳細(xì)討論。這同樣適用于后續(xù)分別顯示子光瞳區(qū)域30的布置的附圖對(duì)，首先 在投射光學(xué)單元10的出瞳中，接著在照明光學(xué)單元11的照明光瞳中（其適用于投射光學(xué)單 元10的入瞳）。
[0089] 根據(jù)圖5和圖6的子光瞳區(qū)域30的布置還由具有實(shí)現(xiàn)為光瞳分面反射鏡的照明預(yù) 定分面反射鏡的照明光學(xué)單元產(chǎn)生。根據(jù)圖6的光瞳分面為矩形。邊緣長(zhǎng)度的縱橫比對(duì)應(yīng)于 投射透鏡的成像尺度的比例。
[0090] 在投射光學(xué)單元10的出瞳中呈現(xiàn)四極照明設(shè)定的變型，其不同于圖3中極31的包 絡(luò)線形式的設(shè)定。圖5的極31大致上為方形，其中極31的徑向外部邊界跟隨包絡(luò)線29的形 式。
[0091] 在圖5和圖6的布置中，子光瞳區(qū)域30以矩形光柵的形式布置。該子光瞳區(qū)域布置 的列間隔大致上對(duì)應(yīng)于圖6的照明光瞳中的子光瞳區(qū)域30的范圍。行間距為其倍數(shù)。
[0092]圖7和圖8顯示出在投射光學(xué)單元10的出瞳中（參考圖7)以及在照明光學(xué)單元11的 照明光瞳中（參考圖8)的子光瞳區(qū)域30的布置，在原則上對(duì)應(yīng)于圖5和圖6的四極照明設(shè)定 的情況下。圖7和圖8的子光瞳區(qū)域30的布置由未布置在光瞳平面中的照明預(yù)定分面反射鏡 7產(chǎn)生。照明通道的重迭出現(xiàn)在光瞳平面中，因此子光瞳區(qū)域30在y方向上彼此合并。接著， 在y方向上的子光瞳區(qū)域30的列間隔小于單獨(dú)子光瞳區(qū)域30的范圍。子光瞳區(qū)域的行間隔 與子光瞳區(qū)域在X方向上的范圍大致具有相同尺寸。照明預(yù)定分面反射鏡7的分面25在圖8 中為矩形，類似于圖6的光瞳分面。邊緣長(zhǎng)度的縱橫比對(duì)應(yīng)于投射透鏡的成像尺度的比例。 [00 93]圖9和圖10顯不出在另一四極照明設(shè)定情況下的子光隱區(qū)域30的另一布置變型。 相較于圖3的設(shè)定，在圖9的設(shè)定中的極31以切口扇形的形式定界，因此與圖3相比，四極照 明出現(xiàn)了更大的最小照明角度。
[0094] 在照明光瞳中（參考圖10)，子光瞳區(qū)域30以相鄰列ΖηΖ」的間隔布置，該間隔對(duì)應(yīng) 于相鄰行ShSj的間隔。再一次，相鄰列ZhZj的子光瞳區(qū)域30分別布置為彼此偏移一列中的 相鄰子光瞳區(qū)域30的間距的一半。子光瞳區(qū)域30可以六邊形網(wǎng)格布置。在該情況下，照明 預(yù)定分面反射鏡7的分面25是圓形或六邊形，適用于等離子體的形式，即光源2的形式。 [0095] 圖11和圖12顯示出子光瞳區(qū)域30的另一布置，其對(duì)應(yīng)于圖5和圖6的布置，其中，子 光瞳區(qū)域布置的相鄰行之間的距離減小。極31在投射光學(xué)單元10的出瞳中具有約為方形邊 緣的輪廓。
[0096]圖13和圖14顯示出子光瞳區(qū)域30的布置，其對(duì)應(yīng)圖11及圖12的布置，在該情況下， 光柵布置的列之一的子光瞳區(qū)域30布置為相對(duì)光柵布置的相鄰列的子光瞳區(qū)域彼此偏移 一列內(nèi)的彼此相鄰的子光瞳區(qū)域30的間距的一半。在投射光學(xué)單元10的變形成像效應(yīng)所 造成的在y方向中的壓縮后，這將導(dǎo)致子光瞳區(qū)城非常緊密的壓縮，甚至在出瞳(參照?qǐng)D13) 中也如此。
[0097]照明預(yù)定分面反射鏡7的分面25并非實(shí)現(xiàn)為單體或宏觀的分面，而可由微反射鏡 群組接合成。在該情況下，若微反射鏡分別以子單元組合，這些虛擬分面的逐列或逐行位移 是不可能的。由于因子單元間轉(zhuǎn)換而出現(xiàn)的間隙，上述的位移將失效，因?yàn)樘摂M分面無(wú)法延 伸超過(guò)子單元。特別針對(duì)照明預(yù)定分面反射鏡7的分面25的技術(shù)實(shí)施，在相對(duì)無(wú)旋轉(zhuǎn)對(duì)稱邊 緣的照明光瞳(例如橢圓照明光瞳）的主軸旋轉(zhuǎn)的笛卡爾網(wǎng)格上承擔(dān)這些子單元是有利的、 且因此對(duì)虛擬分面25的布置也是有利的。關(guān)于垂直和平行掃描方向的光瞳的坐標(biāo)X和y，這 對(duì)應(yīng)于該布置的其中一行Si的子光瞳區(qū)域相對(duì)于該布置的相鄰行&的子光瞳區(qū)域30彼此偏 移一行內(nèi)的彼此相鄰的子光瞳區(qū)域30的間隔的一半。因此，可在出瞳中產(chǎn)生與上述位移 幾乎相同的效果。這在圖14a和14b中示出。
[0098]這些附圖首先顯示投射光學(xué)單元10的出瞳的照明的變型（圖14a)，并接著顯示照 明光學(xué)單元11的相關(guān)照明光瞳的照明的變型（圖14b)，其分別針對(duì)具有以可能的最互補(bǔ)方 式填充的光瞳的照明設(shè)定。圖14a和14b的描述基本上對(duì)應(yīng)于例如圖3和圖4的光瞳描述。 [0099]圖14b顯示根據(jù)子光瞳區(qū)域30的布置的虛擬照明預(yù)定分面25的布置，這基于具有 布置在照明光瞳中的照明預(yù)定分面反射鏡7的照明光學(xué)單元11的布置。照明預(yù)定分面25相 對(duì)笛卡爾xy網(wǎng)格旋轉(zhuǎn)45度。
[0100]圖14a顯示在變形成像至投射光學(xué)單元10的出瞳中的子光瞳區(qū)域30布置之后出現(xiàn) 的效應(yīng)。照明光瞳中的圓形子光瞳區(qū)域30的笛卡爾旋轉(zhuǎn)布置變成在出瞳中的橢圓子光瞳區(qū) 域30的近似六邊形布置。
[0101] 圖15和16顯示子光瞳區(qū)域30的布置，其對(duì)應(yīng)于圖13和14，差別在于，照明光瞳中的 子光瞳區(qū)域30(參考圖16)分別具有偏離圓形形式的形式，即在第一子光瞳維度（圖16中的X 方向）中具有最大范圍且在第二子光瞳維度(圖16中的y方向）中具有最小范圍。
[0102] 子光瞳區(qū)域30是具有軸比2的橢圓形，其中橢圓的長(zhǎng)軸平行于X方向延伸且短軸平 行于y方向延伸。圖16的照明光瞳中的橢圓子光瞳區(qū)域30成為例如對(duì)應(yīng)橢圓光源2的圖像。 在照明光瞳中為橢圓的子光瞳區(qū)域30的取向被選擇為使得圓形子光瞳區(qū)域30出現(xiàn)在投射 光學(xué)單元10的出瞳中，作為投射光學(xué)單元10的變形效應(yīng)的結(jié)果。
[0103] 或者，在圖16方式中為橢圓的子光瞳區(qū)域還可經(jīng)由例如旋轉(zhuǎn)對(duì)稱的光源2的變形 成像而出現(xiàn)。
[0104] 圖17顯示集光器34的示例，其可用于代替圖1的集光器5,與第一分面反射鏡6-起 形成傳輸光學(xué)單元4以將照明光引導(dǎo)至光瞳平面32。對(duì)應(yīng)于前文中關(guān)于圖1至圖16(特別是 圖1和圖2)已作出解釋的部件將以相同參考標(biāo)號(hào)表示且不再詳細(xì)討論。
[0105]包含集光器34的傳輸光學(xué)單元4具有變形效應(yīng)，使得圖16類型的橢圓子光瞳區(qū)域 30在光瞳平面32的照明光瞳中產(chǎn)生。第一分面反射鏡6在圖17中示意性地以傳輸描繪。明顯 地，第一分面反射鏡6的光學(xué)效應(yīng)相應(yīng)地在反射中實(shí)現(xiàn)。
[0106] 集光器34包含在照明光3的光束路徑中的第一橢球面反射鏡35,橢球面反射鏡相 對(duì)于集光器34的中心光軸0A是旋轉(zhuǎn)對(duì)稱的。
[0107] 橢球面反射鏡35將從光源2發(fā)出的使用光轉(zhuǎn)移至中間焦點(diǎn)5a。因此，橢球面反射鏡 35為第一集光器子單元，其在照明光3的光束路徑中產(chǎn)生光源2的二級(jí)中間圖像。在圖17的 實(shí)施例中，中間圖像5a具有光源2的對(duì)稱性。在光源2為旋轉(zhuǎn)對(duì)稱的情況下，這還適用于中間 影像5a。
[0108] 在照明光3的光束路徑中，橢球面反射鏡35之后是另一個(gè)集光器子單元36,其實(shí)現(xiàn) 為嵌套集光器(nested collector)，且在其功能方面、在任何情況下在其主平面方面，其對(duì) 應(yīng)于Wolter集光器。圖17使用虛線描繪出在yz截面中的光束路徑，即在對(duì)應(yīng)于圖1的子午截 面的平面中的光束路徑。圖17中使用點(diǎn)劃線示出在與yz截面垂直的xz截面中的照明光3的 光束路徑。
[0109] 集光器子單元36劃分為具有關(guān)于光軸0A旋轉(zhuǎn)對(duì)稱的反射表面輪廓的雙曲線外殼 37和橢圓外殼38。
[0110] 這些橢圓外殼分別在yz截面(參考圖17的外殼截面38y)和xz截面(參考圖17的外 殼截面38 x)中描繪出。因此，yz截面僅切割外殼截面38y，xz截面僅切割外殼截面38x。相應(yīng)橢 圓外殼38(在其繞光軸的持續(xù)范圍中彼此鏈接)在圖17中具有相同的上標(biāo)指數(shù)，如指數(shù)"1"。 外殼截面38X 1和3871是具有不同曲率半徑和不同圓錐常數(shù)的錐形截面，它們沿著繞光軸的 周向方向持續(xù)地彼此合并。如此，產(chǎn)生了集光器子單元36的彼此嵌套布置的全部八個(gè)橢圓 外殼38。
[0111] 橢圓外殼38^的偏轉(zhuǎn)反射效應(yīng)(即，理論上，折射率)大于相應(yīng)關(guān)聯(lián)外殼38yi的偏轉(zhuǎn) 反射效應(yīng)。所產(chǎn)生的為集光器子單元36和第一分面反射鏡6之間的照明光3的光束路徑，如 圖17所描繪的，其中，由橢圓外殼38x反射的照明光3的光線彼此收斂地傳播，由橢圓外殼 38y反射的照明光3的光線彼此平行地傳播。
[0112] 在yz平面中，第一分面反射鏡6的傳輸分面21具有成像效應(yīng)，并與橢圓外殼38y- 起在yz平面中產(chǎn)生光源2的另一圖像。該圖像在光瞳平面32中產(chǎn)生。那么，針對(duì)每個(gè)照明通 道在光瞳平面32中產(chǎn)生子光瞳范圍30。在xz平面中，第一分面反射鏡6的傳輸分面不具有成 像效應(yīng)，因此照明光3由傳輸分面21在xz平面中反射，如同其由平面反射鏡反射那樣，在圖 17的示意傳輸描述中，這不會(huì)導(dǎo)致照明光3的點(diǎn)劃線光線（在xz方向傳播）的方向改變。因 此，仍維持在橢圓外殼38x的成像效應(yīng)的情況下，同樣地在光瞳平面32中成像中間圖像5a。
[0113] 整體而言，圖17的布置的第一分面反射鏡6的傳輸分面21實(shí)現(xiàn)為柱形反射鏡，其在 yz平面中具有凹曲率。由于第一分面反射鏡6在照明區(qū)域(其y范圍比X范圍大)上被照明，所 以光源的圖像在光瞳平面32中產(chǎn)生，即，例如圖16所示的子光瞳區(qū)域(其y范圍比X范圍?。?。
[0114] 圖18顯示投射曝光設(shè)備1的另一實(shí)施例。取代了繪示于子午截面中具有六個(gè)反射 鏡Ml至M6的投射光學(xué)單元10,可使用變形投射光學(xué)單元的實(shí)施例，如US 2013/0128251 A1 所描述。
[0115] 在光源2下游的光束路徑中，圖18的投射曝光裝置1的照明光學(xué)單元11包含集光器 39和下游傳輸反射鏡40,兩者形成變形光學(xué)單元，并從在該實(shí)施例中為旋轉(zhuǎn)對(duì)稱的光源2在 中間焦點(diǎn)5a處產(chǎn)生橢圓中間圖像。因此，在yz平面中從集光器39到第一分面反射鏡6的光束 路徑由實(shí)線描繪，而在xz平面中從集光器39到第一分面反射鏡6的光束路徑由虛線描繪。 [0116]傳輸光學(xué)部件39、40的光學(xué)效應(yīng)使得在中間焦點(diǎn)5a處的中間圖像不是旋轉(zhuǎn)對(duì)稱 的，并在X方向具有比在y方向更大的范圍。在中間焦點(diǎn)5a處的中間圖像可為橢圓形的。那 么，具有對(duì)應(yīng)于該中間圖像的x/y縱橫比的子光瞳區(qū)域30的照明光瞳借助第一分面反射鏡6 和照明預(yù)定分面反射鏡7產(chǎn)生。這還可用于根據(jù)例如圖16的布置在照明光瞳中產(chǎn)生子光瞳 區(qū)域30的布置。在圖18的照明光學(xué)單元11中，第一分面反射鏡6的傳輸分面21不需要旋轉(zhuǎn)不 對(duì)稱的折射率或任何明顯偏離旋轉(zhuǎn)對(duì)稱的折射率。由于第一分面反射鏡6的傳輸分面21沒(méi) 有被照明光3垂直照射，所以有利地，以復(fù)環(huán)面或橢圓方式來(lái)實(shí)施這些分面21。
[0117]在圖18的示例性實(shí)施例中，傳輸反射鏡40描繪為NI反射鏡，即由照明光3以在0度 到30度之間的入射角照射的反射鏡。或者，傳輸反射鏡40還可實(shí)現(xiàn)為掠入射反射鏡(GI反射 鏡），即由照明光3以在60度到90度之間的入射角照射的反射鏡。
[0118]相反地，前文中參考圖17描述的集光器子單元36的反射鏡(特別是橢圓外殼38)可 實(shí)現(xiàn)為NI反射鏡。
[0119] 圖18的照明光學(xué)單元11包含位于集光器39下游的一共三個(gè)NI反射鏡部件，即傳輸 反射鏡40、第一分面反射鏡6和照明預(yù)定分面反射鏡7。與前文所解釋的照明光學(xué)單元不同， 這需要圖18的照明光學(xué)單元11中的光源2與投射光學(xué)單元10布置在像平面18的相同側(cè)。
[0120] 下文中，將基于圖19和20描述用于投射曝光設(shè)備1的照明光學(xué)單元11的另一實(shí)施 例。對(duì)應(yīng)于前文中關(guān)于圖1到圖18(特別是關(guān)于圖18)已作出解釋的部件將以相同參考標(biāo)號(hào) 表示且不再詳細(xì)討論。
[0121]從光源2開始，圖20的照明光學(xué)單元11包含旋轉(zhuǎn)對(duì)稱的集光器41 (其功能對(duì)應(yīng)圖1 實(shí)施例中的集光器5的功能)及在其下游的第一分面反射鏡6和照明預(yù)定分面反射鏡7。光源 2在中間焦點(diǎn)5a處的圖像為旋轉(zhuǎn)對(duì)稱的。使用傳輸分面反射鏡6和照明預(yù)定分面反射鏡7,將 產(chǎn)生根據(jù)上述實(shí)施例的具有偏離圓形形式的包絡(luò)線的照明光瞳。在圖20的照明光學(xué)單元11 中，照明預(yù)定分面反射鏡7布置在與光瞳平面32共輒的光瞳平面中。照明預(yù)定分面反射鏡7 的范圍(那么其充當(dāng)光瞳分面反射鏡)在X方向中為在y方向中的兩倍大。
[0122] 具有兩個(gè)傳輸反射鏡43、44的另一傳輸光學(xué)單元42布置在照明預(yù)定分面反射鏡7 和物場(chǎng)8之間。傳輸光學(xué)單元42首先與照明預(yù)定分面反射鏡7-起將傳輸分面反射鏡6的傳 輸分面群組成像在物場(chǎng)8上，接著將光瞳平面32a成像在投射光學(xué)單元10的入瞳(布置在光 瞳平面32中）上。該光瞳平面32可設(shè)置在照明光3的光束路徑中的物場(chǎng)8的上游（即在第二傳 輸反射鏡44與物場(chǎng)8之間）、或設(shè)置于成像光的光束路徑中的物場(chǎng)8的下游（由掩模母版12反 射）。兩個(gè)變型都在圖20中示意性地描繪出。因此，傳輸光學(xué)單元42將光瞳平面32a成像于投 射光學(xué)單元10的入瞳平面32上，那么照明光瞳之一將作為子光瞳區(qū)域30的疊加產(chǎn)生，如在 前文中有關(guān)子光瞳區(qū)域30的各種布置變型的討論所作的解釋。
[0123] 針對(duì)結(jié)合場(chǎng)和光瞳成像，可實(shí)現(xiàn)某些成像尺度對(duì)(在圖19的圖表中說(shuō)明），其中涉 及了傳輸光學(xué)單元42。在各情況下，繪制了成像尺度β，其為光瞳分面反射鏡7的光瞳分面的 焦距的函數(shù)。兩個(gè)上部分支βΖΡ和KF表示在傳輸光學(xué)單元42產(chǎn)生中間圖像的情況下，光瞳 成像(βΖΡ)和場(chǎng)成像(KF)的成像尺度的相依性。兩個(gè)下部分支βΡ和職表示傳輸光學(xué)單元42 并未產(chǎn)生中間圖像的情況，其將于下文中作更詳細(xì)的討論并實(shí)現(xiàn)于圖20的投射光學(xué)單元11 中。在此，即表示光瞳成像的成像尺度，職表示場(chǎng)成像的成像尺度。
[0124] 圖20的照明光學(xué)單元11的尺寸做成在與770毫米區(qū)域中的光瞳分面的焦距結(jié)合 后，實(shí)現(xiàn)針對(duì)光瞳成像的成像尺度βΡ-l以及針對(duì)場(chǎng)成像的成像尺度約-1.75。第一傳輸反射 鏡具有約為-1100毫米的焦距，第二傳輸反射鏡44具有絕對(duì)值為約1000毫米的略小焦距。照 明光3所照射的光瞳分面反射鏡7的使用區(qū)域在X方向中具有約500毫米的范圍，在y方向中 具有約250毫米的范圍。
[0125] 圖21顯示用于投射曝光裝置1的照明光學(xué)單元11的另一實(shí)施例。對(duì)應(yīng)前文中關(guān)于 圖1到圖20已作出解釋的部件和結(jié)構(gòu)元件及功能將大致以相同參考標(biāo)號(hào)表示且不再詳細(xì)討 論。
[0126] 在圖21的照明光學(xué)單元11中，照明預(yù)定分面反射鏡7為圓形（即其xy縱橫比為1)， 并又實(shí)現(xiàn)為光瞳分面反射鏡7。光瞳分面反射鏡7下游的傳輸光學(xué)單元42實(shí)現(xiàn)為變形光學(xué)單 元，并產(chǎn)生照明光學(xué)單元11的照明光瞳，其包絡(luò)線33偏離來(lái)自仍以旋轉(zhuǎn)對(duì)稱包絡(luò)線存在于 光瞳平面32a中的圓形形式，如前文中在各子光瞳區(qū)域布置的上下文所作的解釋。
[0127] 圖21的變形傳輸光學(xué)單元42又實(shí)現(xiàn)為具有兩個(gè)傳輸反射鏡，在由照明光照射的順 序中，它們由參考標(biāo)號(hào)45和46表不。與約1010暈米和670暈米的光瞳分面反射鏡7的光瞳分 面的焦距一起，該傳輸光學(xué)單元42將在xy平面中產(chǎn)生約1.2的成像尺度職，并在yz平面產(chǎn)生 約2.4的成像尺度跖。同時(shí)，傳輸光學(xué)單元42分別以-1.5和-0.75的成像尺度在xz平面和在 yz平面成像圓形的光瞳分面反射鏡，并因而提供所需的橢圓入瞳。
[0128] 傳輸反射鏡45、46的焦距在xz平面中為-12.6m和1214mm，在yz平面中為-461mm和 889mm〇
[0129] 在圖21的照明光學(xué)單元11中，光瞳分面反射鏡7上的照射區(qū)域具有184毫米的總半 徑。因此，光瞳分面反射鏡7上的照射區(qū)域的直徑明顯小于圖20的光瞳分面反射鏡7中的照 射區(qū)域的最大范圍。這將導(dǎo)致傳輸分面21的較小的切換角度(switching angle)。這簡(jiǎn)化了 這些分面21的技術(shù)實(shí)施。
[0130]傳輸分面21分組形成的傳輸分面群組、或者對(duì)應(yīng)這些分面群組的單體分面在圖21 的照明光學(xué)單元11中在X方向上具有100mm的范圍，在y方向上具有3毫米的范圍。
[0131 ]圖22顯示對(duì)應(yīng)于圖21的照明光學(xué)單元11的另一實(shí)施例，其包含對(duì)應(yīng)于圖21的傳輸 光學(xué)單元42的傳輸光學(xué)單元47的不同設(shè)計(jì)。傳輸光學(xué)單元47的傳輸反射鏡45、46分別匹配 約2010毫米和1020毫米的光瞳分面反射鏡7的光瞳分面的焦距，以及再次為像場(chǎng)及光瞳而 無(wú)中間圖像。這造成分別為-1.3和-0.65的光瞳成像的成像尺度βΡ、以及分別為-1.0和-2.0 的場(chǎng)成像的成像尺度跖。
[0132] 光瞳分面反射鏡7在圖22的照明光學(xué)單元11中也是圓形，其中光瞳分面反射鏡7的 照射區(qū)域具有211毫米的半徑。
[0133] 通過(guò)將傳輸分面21進(jìn)行分組形成的傳輸分面群組或?qū)?yīng)于這些群組的單體場(chǎng)分 面在X方向中的尺寸為120毫米，在y方向中的尺寸略小于4毫米。
[0134] 設(shè)置在照明預(yù)定分面反射鏡7下游的傳輸光學(xué)單元還可用于降低針對(duì)傳輸分面21 所需的切換角度，特別是當(dāng)該照明預(yù)定分面反射鏡未設(shè)置在光瞳平面中，即當(dāng)其實(shí)現(xiàn)為鏡 面反射鏡時(shí)。
[0135] 圖23a顯示出穿過(guò)照明預(yù)定分面反射鏡7和光瞳平面32之間的照明光學(xué)單元11的 一部分的yz截面，光瞳平面在該情況下設(shè)置在照明光3的光束路徑中的掩模母版12的下游， 照明光瞳產(chǎn)生在該部分中。
[0136] 圖23b示出對(duì)應(yīng)的xz截面。
[0137] 在與上面解釋的與圖17相當(dāng)?shù)氖疽鈧鬏斖哥R截面中，描繪了照明光3的光束路徑 的構(gòu)造。
[0138] 照明光瞳內(nèi)的子光瞳范圍30的程度由以下關(guān)系式產(chǎn)生：
[0139] Ak = l(l/zEP-l/zSR)
[0140] Ak為照明角度的變化的測(cè)量值，因此是屬于相應(yīng)考慮的照明通道的相應(yīng)子光瞳 區(qū)域30的范圍的測(cè)量零上。在此，1表示物場(chǎng)8在相應(yīng)考慮維度X或y中的范圍。zEP描述照明 光瞳與物平面9之間在z方向上的距離，即沿著照明光3的光束路徑。該距離在yz平面中與在 xz平面中不同。zSR描述照明預(yù)定分面反射鏡7在z方向中與物平面9的距離。
[0141] 若在yz平面中考慮上述方程式，即在包含物體位移方向y的平面中，則1表示掃描 長(zhǎng)度(在掃描方向上的物場(chǎng)尺寸）。那么，Ak量化子光瞳區(qū)域30的長(zhǎng)度，其在y方向中在掃描 過(guò)程期間以整合的方式出現(xiàn)。由于掃描過(guò)程，相應(yīng)子光瞳范圍30因此沿掃描方向以棒狀方 式變形，這是子光瞳區(qū)域30還稱作棒狀物的原因。
[0142] 在變形投射光學(xué)單元10的情況下以掃描整合方式可實(shí)現(xiàn)的是，照明光瞳完全由子 光瞳區(qū)域30填充，全部或是在預(yù)定照明極(參照例如圖4中的極31)，即以掃描整合的方式， 掩模母版12上的點(diǎn)被照明光瞳內(nèi)或預(yù)定極內(nèi)來(lái)自每一照明方向的照明光照射。以投射曝光 設(shè)備的掃描幾何形狀，通過(guò)zSR與zEP的距離條件的適當(dāng)匹配，可在預(yù)定的容差內(nèi)以掃描整 合方式獲得均勻完整填充的光瞳。
[0143] 柱面鏡48(表示設(shè)置在照明預(yù)定分面反射鏡7下游的傳輸光學(xué)單元)設(shè)置在照明預(yù) 定分面反射鏡7和掩模母版8之間。柱面鏡48只在xz平面具有成像效果，因此如圖23b所示， 這將導(dǎo)致照明預(yù)定分面反射鏡7的虛擬放大。照明預(yù)定分面反射鏡7的虛擬放大圖像顯示在 圖23b的49。因此，由于柱面鏡48,照明預(yù)定分面反射鏡7關(guān)于其X范圍會(huì)有足寸降低，如圖 23b中用雙頭箭頭49所示。結(jié)果，傳輸分面21所需的切換角度將降低。再次，由于圖23的照明 光學(xué)單元的不同成像效果，橢圓子光瞳區(qū)域30首先在yz平面、接著在xz平面中出現(xiàn)在照明 光瞳平面中。這些接著轉(zhuǎn)換為在投射光學(xué)單元10的出瞳中的圓形子光瞳區(qū)域30,如前文針 對(duì)在圖15和16的上下文中的示例所作的解釋。
[0144] 光瞳平面32不需要在xz平面和yz平面中具有相同的z坐標(biāo)。這還表示在圖23中，其 中掩模母版12和光瞳平面32之間的距離在圖23a中比在圖23b中大。
[0145] 作為圖23所描述的傳輸分面21分傾斜角度要求的降低的替代，需要較大的分面21 切換角度的照明預(yù)定分面反射鏡7的縱橫比可由包含針對(duì)不同的大切換角度和精度而設(shè)計(jì) 的兩個(gè)傾斜軸的傳輸分面21來(lái)確定。舉例來(lái)說(shuō)，這些各向異性傾斜角度特征可通過(guò)具有不 同硬度的彈簧絞鏈、具有不同定位力或各向異性阻尼的定位電機(jī)來(lái)達(dá)成。
[0146] 圖24顯示包含具有這種柱面鏡48的投射光學(xué)單元11的示例性實(shí)施例的投射曝光 設(shè)備1的變型例。從集光器41開始，圖24的投射光學(xué)單元11再次包含奇數(shù)個(gè)反射部件，即傳 輸分面反射鏡6、照明預(yù)定分面反射鏡7及柱面鏡48。因此，以類似于圖18的照明光學(xué)單元的 方式，在圖24的照明光學(xué)單元中，光源也與投射光學(xué)單元10設(shè)置在像平面18的同一側(cè)。
[0147] 圖25到圖36顯示照明光學(xué)單元11的照明光瞳以及投射光學(xué)單元10的出瞳的照明 變型，其分別針對(duì)具有盡可能完整填充的光瞳的照明設(shè)定。圖25到圖36的描述原則上對(duì)應(yīng) 于圖3到圖16的光瞳描述。
[0148] 圖25顯示具有圓形包絡(luò)線29的在投射光學(xué)單元10的出瞳中的橢圓子光瞳區(qū)域30 的實(shí)施例。子光瞳區(qū)域30是具有約1/2的x/y縱橫比的橢圓形。相關(guān)的照明光瞳（參照?qǐng)D26) 具有x/y縱橫比為2的包絡(luò)線33以及圓形子光瞳區(qū)域30。照明光瞳中的整體照射的區(qū)域?yàn)闄E 圓形。
[0149] 在出瞳中（圖25)，子光瞳區(qū)域30的光柵布置在X和y方向中具有相同的網(wǎng)格常數(shù)。
[0150] 圖27和28對(duì)應(yīng)于圖25及圖26，不同之處在于，在投射光學(xué)單元10的出瞳和在照明 光學(xué)單元11的照明光瞳中的子光瞳區(qū)域30的堆積疊密度(packing density)增加。
[0151 ]圖29和30顯不子光瞳區(qū)域30的布置，其中光柵布置的行之一的子光瞳區(qū)域30相對(duì) 于光柵布置的相鄰行的子光瞳區(qū)域布置彼此偏移一行內(nèi)的彼此相鄰的子光瞳區(qū)域30的間 隔的一半。此外，因?yàn)橄噜徚兄g的間隔小于子光瞳區(qū)域30的y范圍，所以相鄰列的子光瞳 區(qū)域30將部分重迭。這導(dǎo)致對(duì)透鏡出瞳中的照明子光瞳布置的對(duì)稱性破壞的減少，因此投 射曝光設(shè)備的成像特性對(duì)方向的依賴性較小(參照?qǐng)D29)。
[0152] 圖31和32顯示對(duì)應(yīng)于圖27及圖28的子光瞳區(qū)域布置，其中不同于圖25到29,照明 預(yù)定分面反射鏡7并未設(shè)置在光瞳平面中，而是與其相距一距離。這再次導(dǎo)致子光瞳區(qū)域30 在y維度的匯合（confluence) 〇
[0153] 圖33和34顯示出當(dāng)使用與光瞳平面相距一距離的照明預(yù)定設(shè)定定反射鏡時(shí)，子光 瞳區(qū)域布置的情況，其中與圖29和30相當(dāng)，子光瞳區(qū)域30首先以偏移方式并接著以緊密堆 疊的方式布置。這實(shí)際上將導(dǎo)致對(duì)投射光學(xué)單元10的出瞳的完全填充，而無(wú)未照射區(qū)域。
[0154] 再次與圖15和16相當(dāng)，圖35和36顯示出因投射光學(xué)單元10的變形效應(yīng)，在照明光 瞳中的橢圓子光瞳區(qū)域(參照?qǐng)D36)以及在投射光學(xué)單元10的出瞳中的圓形子光瞳區(qū)域30 的情況。
[0155] 圖37和38顯示出投射光學(xué)單元50的另一實(shí)施例的光學(xué)設(shè)計(jì)，其可用于投射曝光設(shè) 備1來(lái)取代投射光學(xué)單元10。圖37和38分別所示的是三個(gè)單獨(dú)光線的光束路徑，其在圖37和 38中從在y方向上彼此隔開的物場(chǎng)點(diǎn)發(fā)出。圖中所示的是主光線51，即穿過(guò)在投射光學(xué)單元 50的光瞳平面中的光瞳中心的單獨(dú)光線，并描繪出了在各情況下這些物場(chǎng)點(diǎn)的上部和下部 彗形光線52。圖37顯示投射光學(xué)單元50的子午截面。圖38顯示投射光學(xué)單元50的矢狀面。
[0156] 從物場(chǎng)8開始，主光線51包括與物平面9的法線之間的角度CRA05.1°。
[0157] 物平面9平行于像平面18。
[0158]投射光學(xué)單元50的像側(cè)數(shù)值孔徑為0.55。
[0159] 圖2的投射光學(xué)單元50-共有八個(gè)反射鏡，在從物場(chǎng)8發(fā)出的單獨(dú)光線15的光束路 徑的順序中，它們依序編號(hào)為Ml到M8。這種成像光學(xué)單元還可具有不同數(shù)量的反射鏡，例如 四個(gè)反射鏡或六個(gè)反射鏡。
[0160] 在物側(cè)，投射光學(xué)單元50實(shí)現(xiàn)為變形光學(xué)單元。在圖37的yz截面中，投射光學(xué)單元 50具有降低的成像尺度辦1/8。在與其垂直的xz平面中（參照?qǐng)D38)，投射光學(xué)單元50具有 降低的成像尺度f(wàn)e 1/4。
[0161] 與旋轉(zhuǎn)對(duì)稱出瞳結(jié)合，這些不同的成像尺度βχ和辦將導(dǎo)致在yz平面中的物側(cè)數(shù)值 孔徑的尺寸是在xz平面中的一半，比較圖37和38即可看出。結(jié)果，有利地，在yz平面中可獲 得5.1度的小主光線角度CRA0。
[0162] 相關(guān)變形投射透鏡的優(yōu)點(diǎn)在US 2013/0128251 A1中進(jìn)行討論，其整體內(nèi)容作為引 用并入本文。
[0163] 投射光學(xué)單元50的變形效應(yīng)分布給反射鏡Ml到M8的所有光學(xué)表面。
[0164] 圖37和38描繪出反射鏡Ml到M8的計(jì)算反射表面。從圖37和38的描述可看出，只使 用了這些計(jì)算反射表面的一部分。只有該實(shí)際使用的反射表面區(qū)域會(huì)實(shí)際存在于真實(shí)反射 鏡Ml到M8中。這些使用的反射表面由反射鏡主體以已知方式承載。
[0165] 在投射光學(xué)單元50中，反射鏡Ml、M4、M7和M8實(shí)現(xiàn)為用于正入射的反射鏡，即成像 光3以小于45度的入射角入射至反射鏡上。因此，投射光學(xué)單元50-共有四個(gè)反射鏡M1、M4、 M7和M8用于正入射。
[0166] 反射鏡M2、M3、M5和M6是用于照明光3的掠入射的反射鏡，即照明光3以大于60度的 入射角入射到反射鏡上。成像光3的單獨(dú)光線15在反射鏡M2、M3和M5、M6上的掠入射的典型 入射角位在80度的區(qū)域。整體而言，投射光學(xué)單元50包含正好四個(gè)反射鏡M2、M3、M5和M6用 于掠入射。
[0167] 反射鏡M2和M3形成直接相繼設(shè)置在成像光3的光束路徑中的反射鏡對(duì)。反射鏡M5 和M6也形成直接相繼設(shè)置在成像光3的光束路徑中的反射鏡對(duì)。
[0168] -方面的反射鏡對(duì)M2、M3和另一方面的M5、M6反射成像光3，使得單獨(dú)光線在這兩 個(gè)反射鏡對(duì)的相應(yīng)反射鏡M2、M3或M5、M6上的反射角加起來(lái)。因此，相應(yīng)反射鏡對(duì)M2、M3和 M5、M6的相應(yīng)第二反射鏡M3和M6放大了相應(yīng)第一反射鏡M2、M5對(duì)相應(yīng)單獨(dú)光線施加的偏轉(zhuǎn) 效應(yīng)。反射鏡對(duì)M2、M3和M5、M6的反射鏡的布置分別對(duì)應(yīng)于DE 102009045096 A1中對(duì)照明光 學(xué)單元的描述。
[0169]用于掠入射的反射鏡M2、M3、M5和M6分別具有非常大的半徑絕對(duì)值，即與平坦表面 的偏差比較小。因此，用于掠入射的這些反射鏡M2、M3、M5和M6幾乎沒(méi)有折射率，即幾乎沒(méi)有 像凹或凸面反射鏡那樣的整體光束形成效應(yīng)，而是有助于特定且特別是局部的像差校正。 [0170]反射鏡Ml到M8具有涂層，其優(yōu)化反射鏡Ml到M8針對(duì)成像光3的反射率。其可以是釕 涂層、鉬涂層或最上層由釕制成的鉬涂層。在用于掠入射的反射鏡M2、M3、M5和M6中，可使用 具有例如鉬或釕形成的夾層的涂層。這些高度反射層(特別是用于正入射的反射鏡M1、M4、 M7和M8)可實(shí)現(xiàn)為多層狀的層，其中連續(xù)層可由不同的材料制造。還可使用交替材料層。典 型的多層狀的層可包含50個(gè)雙層，其分別由鉬層和硅層制成。
[0171]反射鏡M8(即在像場(chǎng)8之前在成像光束路徑中的最后一個(gè)反射鏡)具有用于成像光 3的通道口 54，成像光從倒數(shù)第三個(gè)反射鏡M6反射至倒數(shù)第二個(gè)反射鏡M7以通過(guò)通道口。反 射鏡M8以反射方式環(huán)繞通道口54使用。所有其它反射鏡Ml到M7并不包含通道口，以反射方 式在不具有間隙的連續(xù)區(qū)域中使用。
[0172]反射鏡Ml到M8實(shí)現(xiàn)為無(wú)法由旋轉(zhuǎn)對(duì)稱函數(shù)描述的自由形式表面。投射光學(xué)單元50 的其它實(shí)施例也是可能的，其中反射鏡Ml至M8中的至少一個(gè)實(shí)現(xiàn)為旋轉(zhuǎn)對(duì)稱的非球面。所 有反射鏡Ml到M8均實(shí)現(xiàn)為這類非球面也是可能的。
[0173]自由形式表面可由以下自由形式表面方程式(方程式1)描述：
[0175] 以下內(nèi)容適用于該方程式(1)的參數(shù)：
[0176] Zph是自由形式表面在點(diǎn)x、y的垂度，其中x2+y2 = r2。在此，r為與自由形式表面方程 式的參考軸(x = 〇;y = 〇)的距離。
[0177]在自由形式表面方程式⑴中，&、〇2、〔3"_表不以1和7冪次展開的自由形式表面級(jí) 數(shù)的系數(shù)。
[0178] 在錐形底部區(qū)域的情況理，Cx、Cy是對(duì)應(yīng)于相應(yīng)非球面的頂點(diǎn)曲率的常數(shù)。因此，適 用 Cx=l/Rx和Cy=l/Ry<3kx和k y均對(duì)應(yīng)于相應(yīng)非球面的圓錐常數(shù)。因此，方程式⑴描述了雙 錐自由形式表面。
[0179] 替代可能的自由形式表面可由旋轉(zhuǎn)對(duì)稱的參考表面產(chǎn)生。針對(duì)微光刻投射曝光設(shè) 備的投射光學(xué)單元的反射鏡的反射表面，這種自由形式表面己公開于US 2007-0058269 Al〇
[0180] 或者，自由形式表面還可借助二維樣條曲面來(lái)描述。這種的示例是貝茲曲線或非 均勻有理B樣條(NURBS)。舉例來(lái)說(shuō)，二維樣條曲面可由xy平面中的點(diǎn)的網(wǎng)格和相關(guān)z值來(lái)描 述、或者由這些點(diǎn)和與其相關(guān)的斜率來(lái)描述。取決于樣條曲面的相應(yīng)類型，可使用例如關(guān)于 其連續(xù)性和可微分性具有特定特征的多項(xiàng)式或函數(shù)借助網(wǎng)格點(diǎn)之間的內(nèi)插來(lái)獲得完整的 表面。這種的示例是解析函數(shù)。
[0181]投射光學(xué)單元50的反射鏡Ml到M8的反射表面的光學(xué)設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)可從以下的表格收 集。這些光學(xué)設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)在各種情況下從像平面18開始，即在像平面18和物平面9之間的成像 光3的反向傳播方向描述相應(yīng)投射光學(xué)單元。
[0182] 這些表格中的第一個(gè)描述了光學(xué)部件的光學(xué)表面的頂點(diǎn)半徑(半徑= R = Ry)。
[0183] 第二個(gè)表格描述了單位為毫米的反射鏡Ml到M8的圓錐常數(shù)kx和ky、可能偏離數(shù)值R (=Ry)的頂點(diǎn)半徑Rx以及自由形式表面系數(shù)cn。
[0184] 第三個(gè)表格仍描述幅度，沿著該幅度，相應(yīng)反射鏡從參考表面開始，在y方向上離 心(DCY)，在Z方向上位移(DCZ)和傾斜(TLA、TLC)。這對(duì)應(yīng)于當(dāng)實(shí)現(xiàn)自由形式表面設(shè)計(jì)方法 時(shí)的平行位移和傾斜。本文中，位移發(fā)生在y方向及z方向并以毫米為單位，且傾斜關(guān)于X軸 及z軸發(fā)生。在此，傾斜角度以度來(lái)描述。首先發(fā)生離心，接著為傾斜。離心過(guò)程中的參考表 面在各情況下為指定光學(xué)設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)的第一表面。針對(duì)物場(chǎng)8也描述了在y方向和z方向上的 離心。
[0185] 第四表格描述了反射鏡M8到Ml的傳輸數(shù)據(jù)，即其針對(duì)居中地入射于相應(yīng)反射鏡上 的照明光線的入射角的反射率。整體傳輸指定為入射強(qiáng)度在投射光學(xué)單元中的所有反射鏡 反射后所剩余的比例因子。
[0187] 用于圖37/38的表1
[0210] 用于圖37/38的表3a
[0212] 用于圖37/38的表3b
[0214] 用于圖37/38的表4
[0215] 投射光學(xué)單元50的整體反射率為10.17%。
[0216] 非球面反射鏡的旋轉(zhuǎn)對(duì)稱軸一般相對(duì)于像平面9的法線傾斜，如表格中的傾斜數(shù) 值所清楚表示。
[0217]物場(chǎng)8具有2倍13mm的X范圍和1.20毫米的y范圍。投射光學(xué)單元50針對(duì)13.5納米的 照明光3的操作波長(zhǎng)而優(yōu)化。
[0218]投射光學(xué)單元50具有正好八個(gè)反射鏡Ml至M8。一方面的反射鏡M2和M3、另一方面 的M5和M6實(shí)施為用于掠入射的反射鏡且在各情況下布置為在成像光束路徑中直接在彼此 后面的反射鏡對(duì)。投射光學(xué)單元50具有正好四個(gè)用于掠入射的反射鏡，即反射鏡M2、M3、M5 和M6。反射鏡Ml、M4、M7和M8實(shí)施為用以正入射的反射鏡。
[0219]在投射光學(xué)單元50中，光闌53布置在反射鏡Ml和M2之間的光束路徑中，接近反射 鏡M2上的掠入射。光闌53布置在照明或成像光3的光束路徑中的第一光瞳平面區(qū)域中的反 射鏡Ml和M2之間。此第一光瞳平面53相對(duì)于中心場(chǎng)點(diǎn)的主光線51傾斜，即其包含與該主光 線不呈90度的角度。成像光3的整體光束可從該第一光瞳平面區(qū)域中的反射鏡Ml和M2之間 的所有側(cè)面獲得，因此實(shí)施為孔徑光闌的光闌53布置于此。替代地或附加地，光闌可直接布 置在反射鏡M2的表面。
[0220]在xz平面中（參考圖38)，投射光學(xué)單元50的入瞳位于照明光的光束路徑中的物場(chǎng) 8的前方2740毫米。在yz平面中，入瞳位于投射光學(xué)單元50的成像光束路徑中的物場(chǎng)8的下 游5430毫米。因此，從物場(chǎng)8發(fā)出的主光線51范圍在圖37的子午截面和在圖38的視圖中皆為 會(huì)聚的。
[0221]在xz截面中（參考圖38)，光闌53可位于相較其在yz平面中的位置在z方向上移動(dòng) 的一位置。
[0222] 在物場(chǎng)8和像場(chǎng)17之間的z距離（即投射光學(xué)單元50的結(jié)構(gòu)長(zhǎng)度)為約1850毫米。
[0223] 物體/圖像偏移(dQIS)(即中心物場(chǎng)點(diǎn)和中心像場(chǎng)點(diǎn)之間的y間距)為約2400毫米。
[0224] 反射鏡M7和像場(chǎng)17之間的自由工作距離為83毫米。
[0225] 在投射光學(xué)單元34中，波前像差的RMS值至多為7.22πιλ，平均為6.65πιλ。
[0226] 最大畸變值在X方向上至多為0.10納米且在y方向上至多為0.10納米。在X方向中 的遠(yuǎn)心值在像場(chǎng)側(cè)至多為1.58mrad，在y方向中的遠(yuǎn)心值在像場(chǎng)側(cè)至多為0.15mrad。
[0227] 投射光學(xué)單元50的其它反射鏡數(shù)據(jù)顯示在下面的表格中。
[0229] 用于圖37/38的表5
[0230]在yz平面（圖37)中的反射鏡M5上的反射區(qū)域的光束路徑中以及在xz平面（圖38) 中的反射鏡M6和M7之間的成像光束路徑區(qū)域中有中間圖像53a。
[0231]投射光學(xué)單元50的另一光瞳平面布置在反射鏡M7和M8上的成像光3的反射區(qū)域 中。
[0232]反射鏡M7和M8區(qū)域中的孔徑光闌可一方面針對(duì)X維度、另一方面針對(duì)y維度而布置 分布在成像光束路徑中的兩個(gè)位置，舉例來(lái)說(shuō)，可有孔徑光闌主要用于提供反射鏡M8上的 沿y維度的限制以及孔徑光闌主要用以提供反射鏡M7上的沿X維度的限制。
[0233]反射鏡M8為遮欄的且包含通道口 54供照明光在反射鏡M6和M7之間的成像光束路 徑中通行。由于通道口 54,小于20%的投射光學(xué)單元50的數(shù)值孔徑被遮欄。因此，在投射光 學(xué)單兀50的系統(tǒng)光瞳中，由于遮欄而未被照明的表面小于整體系統(tǒng)光瞳的表面的0.202。系 統(tǒng)光瞳內(nèi)未照明表面在X方向中可具有不同于在y方向中的范圍。此外，系統(tǒng)光瞳中無(wú)法被 照明的表面可相對(duì)于系統(tǒng)光瞳的中心在X方向和/或在y方向中離心。
[0234]在成像光束路徑中只有最后的反射鏡M8包含用于成像光3的通道口 54。所有其它 的反射鏡Ml至M7具有連續(xù)的反射表面。反射鏡M8的反射表面環(huán)繞其通道口 54。
[0235] 反射鏡Μ1、M3、M4、M6和M8的半徑為負(fù)值，即其原則上為凹面鏡。其它反射鏡M2、M5 和Μ7的半徑為正值，即其原則上為凸面鏡。用于掠入射的反射鏡Μ2、Μ3、Μ5和Μ6具有很大的 半徑而且與平坦反射表面僅有小偏差。
[0236] 在投射曝光設(shè)備1的協(xié)助下，首先提供掩模母版12和晶片19以產(chǎn)生微結(jié)構(gòu)部件，特 別是高度整合的半導(dǎo)體部件(例如內(nèi)存芯片）。接著，以投射曝光設(shè)備1的投射光學(xué)單元將掩 模母版8上的結(jié)構(gòu)投射至晶片19上的光敏層。接著，借助顯影光敏層而在晶片19上產(chǎn)生微結(jié) 構(gòu)并由此產(chǎn)生微結(jié)構(gòu)或納米結(jié)構(gòu)部件。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種用于投射光刻的照明光學(xué)單元（11)，用于照明物場(chǎng)(8)， -包含第一傳輸光學(xué)單元(4)，用于引導(dǎo)從光源(2)發(fā)出的照明光(3); -包含照明預(yù)定分面反射鏡（7)，其布置在該第一傳輸光學(xué)單元(4)的下游并包含多個(gè) 照明預(yù)定分面（25)，所述分面反射鏡借助被照明的照明預(yù)定分面(25)的布置產(chǎn)生該物場(chǎng) (8)的預(yù)定照明； -包含照明光學(xué)單元（11)的布置，使得這導(dǎo)致對(duì)照明光學(xué)單元（11)的具有最大范圍的 照明光瞳的照明，其具有偏離圓形形式的包絡(luò)線（33)并預(yù)先確定該物場(chǎng)(8)中的照明角度 分布； -其中，該照明光瞳劃分為以逐列(Z)和/或逐行(S)方式布置的多個(gè)子光瞳區(qū)域(30)。2. 如權(quán)利要求1所述的照明光學(xué)單元，其特征在于，該照明預(yù)定分面反射鏡(7)構(gòu)造為 光瞳分面反射鏡(7)，其包含多個(gè)光瞳分面且布置在該照明光學(xué)單元的光瞳平面(32)中或 與其共輒的平面(32a)中，光瞳分面預(yù)先確定該照明光瞳中的子光瞳區(qū)域(30)。3. 如權(quán)利要求1所述的照明光學(xué)單元，其特征在于，該物場(chǎng)(8)的預(yù)定照明借助如下方 式被預(yù)先確定為該物場(chǎng)(8)的場(chǎng)形式和照明角度分布的預(yù)定照明： -該照明預(yù)定分面反射鏡(7)的可照明邊緣形式；以及 -照明預(yù)定分面(25)的單獨(dú)傾斜角。4. 如權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的照明光學(xué)單元，其特征在于這樣的布置，使得該照 明光瞳的包絡(luò)線(33)在第一光瞳維度(X)中具有最大范圍(A)并在第二光瞳維度(y)中具有 最小范圍(B)，其中該最大范圍和該最小范圍之間的比例為至少1.1。5. 如權(quán)利要求1至4中任一項(xiàng)所述的照明光學(xué)單元，其特征在于，該布置的行之一 (5〇的 子光瞳區(qū)域(30)相對(duì)于該布置的相鄰行(Sj)的子光瞳區(qū)域(30)彼此偏移一行內(nèi)的彼此相 鄰的子光瞳區(qū)域(30)的間距(by)的一半。6. 如權(quán)利要求1至5中任一項(xiàng)所述的照明光學(xué)單元，其特征在于，該照明光瞳中的子光 瞳區(qū)域(30)在第一子光瞳維度(X)中具有最大范圍，并在第二子光瞳維度(y)中具有最小范 圍，其中該最大范圍和該最小范圍之間的比例為至少1. 1。7. 如權(quán)利要求1至6中任一項(xiàng)所述的照明光學(xué)單元，其特征在于，該第一傳輸光學(xué)單元 包含具有多個(gè)傳輸分面的傳輸分面反射鏡(6)。8. 如權(quán)利要求7所述的照明光學(xué)單元，其特征在于，該傳輸分面反射鏡的包絡(luò)線在第一 場(chǎng)維度(y)中具有最大范圍，并在第二場(chǎng)維度(X)中具有最小范圍，其中該最大范圍和該最 小范圍之間的比例為至少1.1。9. 如權(quán)利要求1至8中任一項(xiàng)所述的照明光學(xué)單元，其特征在于，該傳輸光學(xué)單元(4)包 含集光器(24)，該集光器在該照明光學(xué)單元(11)的照明光瞳上產(chǎn)生該光源(2)的變形圖像。10. 如權(quán)利要求1至9中任一項(xiàng)所述的照明光學(xué)單元，其特征在于另一傳輸光學(xué)單元 (42;47;48)，其布置在該照明預(yù)定分面反射鏡的下游，用于產(chǎn)生照明光瞳。11. 一種光學(xué)系統(tǒng)，包含如權(quán)利要求1至10中任一項(xiàng)所述的照明光學(xué)單元以及用于將物 場(chǎng)(8)成像在像場(chǎng)(17)中的投射光學(xué)單元(10)。12. -種照明系統(tǒng)，包含如權(quán)利要求1至10中任一項(xiàng)所述的照明光學(xué)單元以及光源(2)。13. -種微光刻曝光設(shè)備，包含如權(quán)利要求11所述的光學(xué)系統(tǒng)以及光源(2)。14. 一種用于制造微結(jié)構(gòu)部件的方法，包含以下方法步驟： -提供掩模母版(8); -提供晶片（19)，其具有對(duì)照明光(3)敏感的涂層； -借助如權(quán)利要求13所述的投射曝光設(shè)備將該掩模母版(8)的至少一部分投射至該晶 片（19)上；以及 -將該晶片（19)上的曝光于該照明光(3)的光敏層顯影。15.-種根據(jù)權(quán)利要求14所述的方法制造的部件。
【文檔編號(hào)】G03F7/20GK106030415SQ201580009540
【公開日】2016年10月12日
【申請(qǐng)日】2015年2月16日
【發(fā)明人】M.恩德雷斯
【申請(qǐng)人】卡爾蔡司Smt有限責(zé)任公司