專利名稱：微光刻的投射物鏡、具有所述投射物鏡的微光刻投射曝光裝置、部件的微光刻制造方法以 ...的制作方法
微光刻的投射物鏡、具有所述投射物鏡的微光刻投射曝光裝置、部件的微光
刻制造方法以及使用該方法制造的部件
本發(fā)明涉及微光刻應用的投射物鏡。進一步，本發(fā)明還擴展到具有依照 本發(fā)明的投射物鏡的光刻投射曝光裝置。本發(fā)明的范圍進一步包括用于制造 部件的微光刻制造方法。最后，本發(fā)明涉及根據所述制造方法制造的部件。
用于半導體元件和其它精細結構部件的微光刻生產的投射曝光裝置的
性能本質上是由投射物鏡的成像特性確定的。在WO 2004/019128 A2、 US 2005/0190435 Al、 WO 2006/133801和US 2007/0024960中可以找到有關將 掩模的圖像成像到曝光場中的投射曝光裝置的投射物鏡的設計示例。這些參 考文件主要涉及浸沒光刻的投射物鏡的設計，如該技術所稱的，其中浸沒液
體存在于最后的光學元件和位于曝光場的場平面中的晶片之間。wo
2004/019128 A2、 US 2005/0190435 Al 、 WO 2006/133801和US 2007/0024960
的主題，包括權利要求書，通過引用整體合并在本申請的內容中。此外，還 有所謂EUV (極紫外)光刻中應用的投射曝光裝置的投射物鏡的設計，其 工作在小于100 nm的工作波長且因此不能夠使用透鏡作為光學部件，參看 US 2004/0051857 Al。
如通常所理解的術語"成像特性"除包含點到點的成像特性外，還包含諸 如由投射物鏡所貢獻的雜散光(下面，稱之為雜散光成分)的數量的成像特 性類型，因為圖像的對比度受其影響。
物鏡的雜散光成分具有不同的原因，這些原因描述在HeinzHaferkom, "Optik; Physikalisch-technische Gmndlagen und Anwendungen"(光學，物理和 4支術理i侖及應用)，Fourth Revised and Expanded Edition; Verlag WileY-VCH， Weinheim;頁690-694。 一方面，存在由光在透明光學材料內的不均勻處的 散射所導致的雜散光類型，以及另一方面，存在由光在光學元件的表面的不 規(guī)則處的散射所導致的雜散光類型。除了雜散光的這兩種主成因外，也有副 成因，諸如雙反射、發(fā)生在部分安裝架裝置的散射、發(fā)生在孔徑光闌的邊界 處以及壁上的散射、或由不期望的灰塵顆粒所導致的散射。前述雜散光的副 成因在上述文獻中在被處理為術語"錯光"。雜散光的副成因可以通過設計、安裝架(mount)以及孔徑光闌的仔細的布局；以及通過增加安裝架的清潔 度和黑度、和通過所謂抗反射涂層的有效發(fā)展來極大的減少。在經典的玻璃 熔體中(玻璃熔體在這里也包括微光刻中所使用的投射物鏡的石英玻璃)， 透明光學材料內部的不均勻性可以是小的內含顆粒、折射率的微小變化、氣 泡和擦痕(striation )。新型光學材料、尤其浸沒光刻中所使用的投射物鏡的 新型光學材料，是由在其間存在有不同尺寸的中空空間的不同尺寸的大量單 獨晶體構成的多晶材料，該中空空間下文中也稱之為氣泡(參看WO 2006/061225 Al ),通過引用將WO 2006/061225 Al的主題，包括權利要求 書，整體合并到本專利申請中。在多晶材料中，不僅氣泡形式的不均勻性是 雜散光的原因，單獨的小晶體形式的基底材料本身也導致雜散光。這使得新 材料區(qū)別于經典材料，由于后者的基底材料本身除非折射率的小的變化外不 導致雜散光。這點以及在新材料中存在比經典材料顯著多的氣泡的事實是由
因。此外，許多新型材料由雙折射的晶體組成，且通過該材料的光線因此由 于不同的晶體取向而經歷很多折射率的變化，從而由于折射率變化本身再次 產生雜散光，如上述。很多折射率變化因而具有以下的效應新型材料本身 很難具有雙折射效應，盡管其由很多雙折射材料的小晶體組成。
直徑D依照三個不同的情形來對待
陽D相比X較小的情況可以:故稱為瑞利(Rayleigh)散射； -如果D大約和X—樣大，則其稱為米(Mie)散射，以及 -如果D顯著大于X，則其稱作幾何散射。
在這三個情形中的每一個中，使用不同的模型以便描述光的彈性散射。 在經典材料中，主要產生米(Mie)散射和幾何散射。在新型材料中，由于 晶體之間大量的氣泡可以非常小且大量的單獨晶體可以非常大，作為散射
源，所以不能忽略上述散射類型中的任一。
基于下述假設通過光柵的衍射理論描述波長X的光在表面不規(guī)則處發(fā) 生的彈性散射光柵的高度等于不規(guī)則偏離理想表面的高度變化的均方值， 且光柵的柵格周期對應于不規(guī)則平均局部起伏波長。不規(guī)則距理想表面的高 度變化的均方值也稱作為表面粗糙度的RMS值(均方根值)。 當表征投射物鏡的可測量品質時，投射物鏡的測量的雜散光成分歸因的分析是不可能先驗的。然而，通過其能夠表征雜散光的可測量特性基于進入
陰影范圍的不同橫向穿透(參看WO 2005/015313和其中引用的參考文獻)。 在傳統(tǒng)測量方法的范圍內，該特性是通過利用具有不同橫向直徑的暗區(qū)域的 適當的測試掩模來測試的。在由該投射物鏡產生的這樣的掩模圖像中，在單 獨的暗區(qū)域的各個圖像的陰影范圍的中心處，檢查在投射物鏡的場中有多大 的雜散光部分。在投射物鏡的場平面中測量的關于單獨的暗區(qū)域的圖像的像 側直徑典型地為10拜、30拜、60拜、200,、 400jxm、 1 mm和2 mm。 在不同的場點處執(zhí)行這樣的測量，從而獲得在投射物鏡的曝光場上的雜散光 成分的分布。
仍能夠到達大于400 pm直徑的陰影范圍的中心的雜散光具有大于200 (im的范圍且被稱作為長范圍雜散光，而到達小于200 pm的陰影范圍的中心 的雜散光指的是短范圍或中間范圍雜散光。然而，所述術語之間的轉換是可 改變的，從而對于陰影范圍直徑的500 pm的量可以同樣擔當作長范圍或短/ 中間范圍雜散光的術語之間的分界線。
還應當注意到，作為借助于傳感器測量雜散光的替換，雜散光還能夠通 過光刻膠的曝光方法來測量，即，所謂Kirk檢測。在該檢測的第一步驟中， 操作者確定完全曝光光刻膠所需的劑量(所謂清澈劑量(clearing dose ) De )， 以及在第二步驟中，操作者確定不同尺寸的正方形結構過曝光所需要的劑量 Ds,從而它們在光刻膠中的圖像完全消失。De和Ds之間的比現在表示所檢 查的正方形結構的相對的雜散光成分的測量。
如這里所使用術語的投射物鏡的雜散光成分的意思是相對于投射物鏡 的有用光的投射物鏡的全部雜散光成分，其作為不期望的有害光整體存在于 圖像的投射中。
雜散光成分在圖像上或在曝光場上的不同的變化。雜散光成分或者各個雜散 光成分的變化的該差異，導致投射物鏡的對比度特性的差異。應當注意在本
物鏡高的雜散光成分和高的雜散光成分變化。相似地，由于鏡表面的表面粗 糙度產生的雜散光是將由對應的在空氣中具有大約1.5的折射率的透鏡的表 面粗糙度產生的雜散光的大約16倍的事實，EUV微光刻的投射物鏡將具有 相對于與當前投射物鏡的增加的雜散光成分。這沒有考慮到可能來自EUV光刻中所使用的所謂多層涂層的貢獻。
因此，本發(fā)明的一目的在于以確定的方式適配投射物鏡的對比度特性。
根據本發(fā)明的一方面，利用觀察結論在曝光場上的雜散光成分的變化
根據本發(fā)明的另一方面，利用觀察結論各個雜散光成分之間的差異、 或者不同的投射物鏡的曝光場上的各個雜散光成分的變化之間的差異對半 導體部件的制造導致的問題，與在投射物鏡之間在生產工序的轉換中的大的
雜散光成分或在投射物鏡之一的曝光場上的雜散光成分的大的變化由其自 身對半導體部件的制造導致的問題相比，其更大。
根據本發(fā)明，該任務由一種投射物鏡來解決，在該投射物鏡中在曝光場 上虧J入具有非恒定的分布的附加的雜散光成分，或者該裝置被提供于投射物
鏡中，以將在曝光場上具有非恒定分布的附加的雜散光成分引入到場平面的 曝光場中。在本文中，在曝光場上具有非恒定分布的附加的雜散光成分的特 性可以被理解為 一種附加的雜散光成分的分布，其中對于曝光場中的至少兩 個任意點，在附加的雜散光成分中相對于有用光部分存在^0.02%的差異。因 此，使得投射物鏡可以用于微光刻，用于將掩模平面的圖像投射到場平面中 以及在場平面中具有曝光場，其特征在于除了投射物鏡已有的雜散光成分 之外，引入在曝光場上具有非恒定分布的附加的雜散光成分，并且/或者該投 射物鏡包括裝置，由此除了投射物鏡已有的雜散光成分之外，將在曝光場上 具有非恒定分布的附加的雜散光成分引入到曝光場中。通過采取該4晉施'可 以減少在曝光場上的雜散光成分的變化。
根據本發(fā)明，進一步認識到，如果在曝光場的邊界區(qū)域中的雜散光成分 與曝光場的中心區(qū)域相比是增加的，則對任何光學體而言是有意義的，以便 使得溯源來自有用光的均勻光流的、在曝光場上均勻雜散光成分的分布，即 使有用光的均勻光流僅發(fā)生在部分的光學體。這意味著光學體由均勻材料組 成且具有均勻修整表面的先決條件，光學體例如投射物鏡的一個透鏡或多個 透鏡。尤其在浸沒光刻的浸沒物鏡中，其中直接在該場之前的最后透鏡的屈 光率是很正的，該彎曲很大的透鏡單獨具有這樣的效應對于經過邊界區(qū)域 的光線相比流經中心區(qū)域的光線而言，光線流經材料的路徑長度有幾個百分 比的差異，這導致雜散光成分附加的變化，在曝光場的中心區(qū)域中具有增加 的比例且在邊界區(qū)域中具有降低的比例。如果使用強擴散性的材料，則該效應進一步增加。
對靠近該場的至少一個光學元件(這里也稱作為近場元件)的至少一個 表面的修整處理體現了一種簡單且有成本效率方法以在投射物鏡中引入在 曝光場上具有非恒定分布的附加的雜散光成分。修整處理也可以施加到一些 近場表面，使得總附加雜散光成分等于由各個表面貢獻的雜散光成分的和。 該附加的表面粗糙度在幾個表面上的該分布是有利的，如果其通過對該表面 或其部分省略最后的拋光步驟能夠簡單地實現產生各個表面的粗糙度值的 話。在本文中，靠近場(或近場)意味著靠近中間像而不是靠近曝光場的表 面也能夠選擇進行修整處理。如果這些表面就其幾何形狀而言更容易被加 工，或者如果基于它們對圖像誤差的光學敏感度，它們比直接在曝光場之前 的最后光學元件更容易地安裝或卸載，則這是特別有利的。具體地，基于這 點，平面平行板作為光學元件是優(yōu)選的，因為平面平行板能夠允許的機械位 置容差比透鏡或鏡大得多。平面平行板具有附加的優(yōu)點在于，其還能夠設計
作為可容易互換的元件且因此能夠提供如下的可能性當系統(tǒng)在操作中時， 在稍后時刻，能夠依照用戶規(guī)格來替換或再加工或者改變該元件。
在光學使用區(qū)域的邊緣增加表面粗糙度，是一種在曝光場中產生附加雜散光 成分的最簡單的方式，該附加雜散光成分在曝光場上具有分布，且附加的雜 散光成分在曝光場的邊界區(qū)域中比中心區(qū)域中更強。根據本發(fā)明，由此產生 附加雜散光成分，其以理想的方式補償投射物鏡的除此之外已有的雜散光成分。
導致近場表面光學使用區(qū)域的邊緣的表面粗糙度和中心的表面粗糙度 的各個RMS值之間的差異大于0.5 nm的表面粗糙度調整，對應于在例如193 nm工作波長，對于曝光場中的有用光的大約0.02%比例的附加的雜散光成 分。0.5 nm的差異表示對于校正曝光場中的雜散光成分有意義的值的大致下 限值。根據本發(fā)明，通過引入在曝光場上具有非恒定分布的附加的雜散光成 分，對于從邊界到中心的表面粗糙度的所述差異的大于2nm的RMS值勝任 校正當前微光刻的投射物鏡的任務，投射物鏡在曝光場上的雜散光成分的變 化在例如193 nm工作波長是相對于有用光的0.2%。
具體地，在浸沒光刻的浸沒物鏡中，其中直接在場之前的最后透鏡的屈 光率是很正的，如前所提及，曝光場上從邊界區(qū)域到中心區(qū)域的雜散光成分的變化強，在該情形，通過使用從邊界到中心的RMS表面粗糙度的較大差 值來補償該變化是有意義的。此外，如果在該類型的布置中對于最后透鏡使
用強擴散材料，則需要另外增加RMS表面粗糙度的差異值。
根據由 一般多項式函數的根表示的函數，作為距離中心的橫向距離的函 數的表面粗糙度的分布提供使得編程拋光機器(具體地為拋光機器人)容易 的優(yōu)點，在一般多項式函數中橫向距離是自變量，因為所使用的函數系是該 機器固有的或是所熟悉的。該類別中最簡單且最快速的函數允許以最簡單且 最快速的可能方式完成表面邊界的RMS粗糙度值的增加，該函數是距中心 的橫向距離的線性或二次函數。
1 mm和10 (im之間的表面粗糙度的局部起伏的波長范圍的優(yōu)點在于， 其保持所謂場外雜散光成分的量小。場外雜散光成分是達到曝光場外到可能 導致光的不期望照射的區(qū)域中的雜散光。權利要求11中所闡述1 mm和10 mm之間的起伏波長的局部范圍的優(yōu)點在于，其不僅影響雜散光成分，也影 響場點的成像波前，從而利用該局部波長范圍可能獲得任意場點的波前的同 時校正。如上所述，在本申請的范圍內，表面粗糙度或不規(guī)則的局部波長范 圍被理解為意味著沿光學元件表面的不規(guī)則的橫向柵格周期的范圍。
光傳播方向的投射物鏡的最后光學元件與場平面之間的場孔徑光闌具
有防止附加引入的雜散光成分進入曝光場外的區(qū)域從而導致這些區(qū)域不期 望的照射的任務。
場孔徑光闌與場孔徑光闌的平面中的光學使用區(qū)域之間的小于1 mm的 尤其小于0.2 mm的橫向尺寸容限，表示由于在制造工藝中所需較高精度而 導致高成本的過度緊(overly tight)容限與導致曝光場外太多不期望的雜散 光成分的過度大容限之間的有利折衷。
最后透鏡的上表面，即，最后光學元件面向物的表面，有利地適于借助 表面粗糙度引入雜散光成分，因為一方面該表面如此接近曝光場，使得借助 于上表面上的表面粗糙度的分布，能夠在曝光場中產生雜散光成分的分布， 并且因為另一方面上側上各個場點的子孔徑仍足夠寬，以致修整上表面的小 不規(guī)則不影響各個場點的像。具體地，在浸沒光刻的投射物鏡中，因為由于 透鏡和浸沒液體的折射率的小差異，從而下表面的修整或再加工將導致大的 表面粗糙度值，而這將對投射物鏡的成像特性或者掃描期間浸沒液體的動力 學產生負面影響，所以最后光學元件的上表面的修整尤其重要。浸沒光刻的投射物鏡中，最后光學元件和晶片之間的設計距離過窄以不 允許使用機械光闌。因而，遮擋最后光學元件的下表面的構思幾乎是浸沒系 統(tǒng)中唯一可能實現防止附加引入的雜散光成分進入曝光場外的區(qū)域且導致 這些區(qū)域不期望的照射的場孔徑光闌的方法。這種通過表面涂層實現的遮擋 類型是有成本效率的。
場孔徑光闌的平面中的遮擋與光學4吏用區(qū)域之間的小于0.5 mm尤其小 于0.1 mm的尺度容限表示由于尤其對于涂敷工具所需要的高的制造精度而 導致高成本的過度緊的容限與導致曝光場外太多不期望的雜散光成分的過 度大的容限之間的有利折衷。
引入附加雜散光成分的發(fā)明構思對具有多晶材料的光學元件的投射物 鏡是非常有利的，因為相比當前使用的投射物鏡中的情況，這些投射物鏡中 的多晶材料導致場上雜散光成分的較強變化。
在具有由氟化物、n族氧化物、in族氧化物、稀土氧化物、紅寶石或尖 晶石制成的光學元件的投射物鏡中引入附加雜散光成分的發(fā)明構思導致附 加分布部分的補償，晶體和晶體之間的氣泡對曝光場中的雜散光成分的分布
做出貢獻。
在具有由很多雙折射晶體組成的多晶材料的光學元件的投射物鏡中引 入附加雜散光成分的發(fā)明構思，導致附加分布部分的補償，由晶體的不同取 向引起產生的很多折射率的起伏對曝光場中的雜散光成分的分布做出貢獻。
在具有表現出比每一單獨晶體少的雙折射程度的多晶材料的投射物鏡 中引入附加雜散光成分的發(fā)明構思，對于浸沒光刻的投射物鏡特別地重要， 因為在這些投射物鏡中，在曝光場前的最后光學元件特別優(yōu)先使用幾乎無雙 折射的材料。
在具有多晶材料的至少一個光學元件的投射物鏡中引入附加的雜散光 成分的發(fā)明構思代表一種合理的方法，尤其如果光學元件本身已經具有在曝
光場上大于0.1%的分布變化的雜散光成分的話，因為在這種情況中，各個
光學元件本身表現出在曝光場上的雜散光成分的變化等于在當前所使用的
投射物鏡中所能看到的在曝光場上的雜散光成分的變化的大約一半。
具體地，參照從掩模平面到場平面的光線方向，位于場平面之前的多晶 材料的最后光學元件導致在曝光場上投射物鏡的雜散光成分的較強變化，其 需要依照本發(fā)明來補償，因為在這樣的近場光學元件的下游沒有在具有曝光場的場平面的直接前面放置孔徑光闌的進一步的可能性以防止由該元件產 生的雜散光到達該曝光場。
為了增加浸沒光刻所使用的未來投射物鏡的分辨率，將可能必需進一步
增加數值孔徑NA,即，孔徑角。然而，如果工作波長例如是193 nm,則為 了實現這點，最后光學元件需要具有大于1.7的折射率的材料。在這點上， 請讀者參照WO 2006/133,801 Al中最后透4竟元件的折射率的討-淪。利用例 如157或248 nm的其它的工作波長，在具有高孔徑的投射物鏡中，對于最 后透鏡元件使用在各個工作波長具有高折射率的材料也是合理的。對這樣的 未來系統(tǒng)的成像特性所要求的必要條件以及同樣地對曝光場上的雜散光成 分的變化所要求的必要條件將可能高于當前系統(tǒng)。由于本發(fā)明也提供滿足未 來對曝光場上的雜散光成分的變化的增加的需要的能力，依照本發(fā)明的在此 類具有最后光學元件的投射物鏡中引入附加的雜散光成分的構思考慮該被 期望的發(fā)展，最后光學元件的材料在工作波長具有大于1.7的折射率。
尤其在浸沒光刻中使用的浸沒物鏡中，其中緊鄰場之前的最后透鏡的屈 光度很正，該強烈彎曲的透鏡獨自就具有如下效應對于穿過邊界區(qū)域的光 線與流經中心區(qū)域的光線相比，光線通過材料的傳播的路徑長度有幾個百分 比的不同，這導致雜散光成分的附加的變化。如果對于該最后透鏡使用強擴 散材料，則該效應進一步增加。因而，依照本發(fā)明的在這樣的投射物鏡中引 入附加的雜散光的構思有助于減少具有正屈光度的最后透鏡的投射物鏡中 曝光場上的雜散光成分的變化。
利用平面平行板作為最后光學元件具有如下的優(yōu)點相比透鏡或鏡，平 面平行板允許大的機械位置容限，因此其是光學非敏感的。因此，這種類型 的光學元件就再加工操作以增加表面粗糙度而言是有利的，因為其能夠從投 射物鏡卸除，或重新安裝到投射物鏡中，或者用另一平面平行板來替換，而 沒有嚴重的問題。因而，在顧客位置處的重修整操作也變得可能，使得依照 顧客的期望調整雜散光的分布變得可行。該顧客要求可與例如掩模的特定照 明相聯(lián)系。
鏡表面的表面粗糙度具有在空氣中具有大約1.5的折射率的透鏡的等價 表面粗糙度大致16倍強的效應。在該情形，如果曝光場上的雜散光成分的 大的變化必須校正，則根據本發(fā)明，為了該目的使用鏡表面是有利的。
具有附加雜散光成分的對應的投射物鏡提供雜散光成分和雜散光成分分布的有目標且靈活的適配，其中附加雜散光成分是通過至少一個擴散(光 散射)和/或衍射光學元件產生，因為該光學元件可形成可以影響雜散光成分 的產生的自由度。
具有附加雜散光成分的對應的投射物鏡表示用于在近場和近光瞳元件 之間產生雜散光的自由度的最佳劃分方式，其中附加雜散光成分通過在光睡 中的至少一個擴散和/或衍射光學元件或者通過至少一個近場擴散和/或衍射 光學元件產生。
在具有用于產生附加雜散光成分的擴散和/或衍射光學元件的對應的投 射物鏡中，借助其能夠以簡單且有目標的方式產生雜散光成分或雜散光成分 的分布的、技術上優(yōu)選的產生雜散光的元件是來自包括如下各項的組中的擴
散和/或衍射光學元件擴散器盤；具有大于0.5nmRMS的、優(yōu)選地大于1.0 nmRMS、更l尤選i也大于2.0 nm RMS的表面斗S4造度的光學元4牛；多晶 材料的 光學元件；衍射光學元件(DOE);衍射光柵(閃耀光柵、二元光柵、亞波 長光柵)；計算機生成全息圖(CGH);線柵。
具有在曝光場上具有非恒定分布的附加雜散光成分的對應的投射物鏡 提供以有目標的方式將投射物鏡的雜散光成分的分布適配為期望的雜散光 成分的分布的可能性，其中具有非恒定分布的附加雜散光成分與曝光場上給 定的預定分布相符合。作為結果，例如對于特定類型的投射物鏡，可以考慮 半導體制造商有關優(yōu)選的雜散光成分，更具體地雜散光成分的優(yōu)選分布的需 求。
具有在曝光場上具有非恒定分布的附加雜散光成分的對應的投射物鏡 提供將一個投射物鏡的雜散光成分或雜散光成分分布與另 一投射物鏡相適 配的可能性，從而制造工序可以更容易地從一個到另一投射物鏡轉移，其中 具有非恒定分布的附加雜散光成分與曝光場上給定的預定分布相符合，且其 中該預定分布由另 一投射物鏡的測量數據中確定。尤其當在物鏡的開發(fā)原型 與生產單元之間轉移生產工序時，對于半導體制造商而言，容易轉移工序的 能力是決定性的，因為從開發(fā)到生產的轉移所需要的時間是半導體部件早期 市場進入的決定性因素之一 。
具有附加雜散光成分的對應的投射物鏡提供如上所討論的相同的可能 性，其中附加雜散光成分將投射物鏡的曝光場上的雜散光成分和/或雜散光成 分的變化與另 一投射物鏡的曝光場上的雜散光成分和/或雜散光成分的變化相適配。
具有附加雜散光成分的對應的投射物鏡提供在投射物鏡之間轉移制造 工序的可能性而必須關于雜散光成分來適配制造工序，其中附加雜散光成分 將投射物鏡的曝光場上的雜散光成分和/或雜散光成分的變化與另一投射物 鏡的曝光場上的雜散光成分和/或雜散光成分的變化相適配，其中在所述適配 之后，相對于兩個雜散光成分各個最大值中的較大者，投射物鏡的曝光場中 雜散光成分的最大值從另一投射物鏡的曝光場中雜散光成分最大值偏離了
小于50%，優(yōu)選小于25%。
本發(fā)明的另一目的在于，將投射物鏡的對比度特性與另一投射物鏡的對 比度特性相適配。
在處理這個任務的過程中，如上所提及，本發(fā)明利用這樣的觀察結果 不同投射物鏡(尤其對于EUV光刻的投射物鏡)之間制造工序的轉移能力 的決定因子不是投射物鏡之一的雜散光成分的絕對幅值，而是彼此之間雜散 光成分相對于各個投射物鏡的有用光的相對可比較性。
在進一步處理這個任務的過程中，本發(fā)明的部分認識到更有利的方法 是將不同的投射物鏡的雜散光成分或雜散光成分的變化彼此相適配，而不是
為目標而對透鏡和鏡的材料、涂層和表面修整方面的不斷開發(fā)的努力，將投 射物鏡彼此相適配。
通過依照本發(fā)明的在微光刻使用的投射物鏡解決該任務，該投射物鏡用 于將掩模平面投射到在場平面中，場平面具有曝光場，其特征在于投射物 鏡具有至少一個擴散和/或衍射光學元件，用以產生附加雜散光成分量，附加 雜散光成分量為相對于有用光的大于0.2%、優(yōu)選大于0.4%。
通過依照本發(fā)明的在微光刻使用的投射物鏡進一步解決該任務，該投射 物鏡用于將掩模平面投射到在場平面中，場平面具有曝光場，其特征在于 附加雜散光成分將投射物鏡的曝光場上的雜散光成分和/或雜散光成分的變 化與另一投射物鏡的曝光場上的雜散光成分和/或雜散光成分的變化相適配。
為了處理該任務，投射物鏡提供在投射物鏡之間直接轉移制造工序的可 能性而不必須關于雜散光適配制造工序，其中相對于兩個雜散光成分的各個 最大值中的較大者，該投射物鏡的曝光場上的雜散光成分的最大值從另 一投 射物鏡的曝光場中的雜散光成分最大值偏離了小于50%,優(yōu)選小于25%。在具有用于產生附加雜散光成分的擴散和/或衍射光學元件的對應的投 射物鏡中，借助其能夠以簡單和有目標的方式產生雜散光成分或雜散光成分 的分布的、技術上優(yōu)選的產生雜散光的元件是來自包含如下各項的組的擴散
和/或衍射光學元件擴散器盤；具有大于0.5nmRMS的、優(yōu)選地大于1.0 nm RMS、且更優(yōu)選的大于2 nm RMS的表面粗糙度的光學元件；多晶材料的光 學元件；衍射光學元件(DOE);衍射光柵(閃耀光柵、二元光柵、亞波長 光柵)；計算機生成全息圖(CGH);線柵。
具有附加雜散光成分的對應的投射物鏡提供減少曝光場上的雜散光成 分的變化的可能性，其中附加雜散光成分在曝光場上具有非恒定的分布。
在曝光場上具有附加雜散光成分的對應的投射物鏡代表快速且有效地 增加投射物鏡的雜散光成分的簡單且有成本效率的可能性，其中場平面中的 曝光場具有中心區(qū)域和邊界區(qū)域，且通過光瞳中的擴散和/或衍射光學元件在 場的中心區(qū)域中調整具有非恒定分布的附加雜散光成分。
在曝光場上具有附加雜散光成分的對應的投射物鏡代表快速且有效地 校正曝光場的邊緣區(qū)域中的雜散光成分的簡單且有成本效率的可能性，其中 場平面中的曝光場具有中心區(qū)域和邊界區(qū)域，且通過至少一個近場擴散和/ 或衍射光學元件在場的邊緣區(qū)域中調整具有非恒定分布的附加雜散光成分。
在掩模和/或改變的掩模結構上的改變的照明角分布的情況下，具有至少 一個用于產生附加雜散光成分的擴散和/或衍射光學元件的對應的投射物鏡
的快速反應，在投射物鏡中提供了裝置以交換和/改變擴散和/或衍射光學元 件的散射效應。
具有至少一個用于產生附加雜散光成分的擴散和/或衍射光學元件的對
應的投射物鏡甚至對于場上小的雜散光成分的變化也提供了補償的可能性， 其中相對于曝光場上的有用光，附加雜散光成分在場上具有大于0.1%、尤 其大于0.2%的變化。
本發(fā)明的又一 目的在于提供在整個曝光場中具有近似相當的對比度特
性的投射物鏡。
通過微光刻中使用的投射物鏡來解決該問題，該投射物鏡用于將掩模平 面投射到場平面中，具有大量的光學元件，其特征在于在場平面中的曝光 場中，在掃描方向上平均的投射物鏡的雜散光成分具有相對于有用光的小于0.2%的變化。
為了解決該任務，相應的投射物鏡同時提供高對比度的優(yōu)點，該投射物 鏡特征在于，曝光場在掃描方向上平均的雜散光成分的最大值為相對于有用 光的小于2%。
另外，相應的投射物鏡同時具有曝光場外的雜散光成分不足以大到產生
不期望的照射的優(yōu)點，該投射物鏡特征在于曝光場在掃描方向上平均的雜 散光成分的最大值為相對于有用光的小于2%。
相應的投射物鏡甚至對場上的雜散光成分的小變化也提供補償的可能 性，該投射物鏡特征在于擴散和/或衍射光學元件產生投射物鏡的附加雜散 光成分，其中附加雜散光成分在場上具有相對于曝光場中的有用光的多于 0.1%、尤其多于0.2%的變化。
在相應的投射物鏡中，其中通過擴散和/或衍射光學元件產生附加雜散光 成分，借助于其可以以簡單且有目標的方式產生雜散光成分或雜散光成分的 分布的、技術上優(yōu)選產生雜散光的元件是來自包含如下各項的組中的擴散和 /或衍射光學元件擴散器盤；具有大于0.5 nm RMS、優(yōu)選地大于1.0 nm RMS、且更優(yōu)選的大于2 nm RMS的表面粗糙度的光學元件；多晶材料的光 學元件；衍射光學元件(DOE);衍射光柵(閃耀光柵、二元光柵、亞波長 光柵)；計算機生成全息圖(CGH);線柵。
本發(fā)明的另一目的在于，提出一種適配投射物鏡對比度特性的方法。
根據本發(fā)明，該任務是通過適配具有至少一個擴散和/或衍射光學元件的 微光刻應用的投射物鏡的雜散光成分的方法來解決的，至少一個擴散和/或衍 射光學元件引入附加雜散光成分，其中附加雜散光成分具有相對于曝光場中 的有用光的大于0.1。/。、尤其大于0.2%的變化。
雜散光成分的相應的方法，提供以有目標的方式將投射物鏡的雜散光成分的 分布適配成期望的雜散光成分的分布的可能性。結果，半導體制造商關于優(yōu) 選的雜散光成分、更具體地雜散光成分優(yōu)選的分布的請求，能夠例如對于特 定類型的投射物鏡來考慮。
其中預定的分布從另 一投射物鏡的測量數據確定的相應的方法，提供將 一投射物鏡的雜散光成分或雜散光成分的分布與另一投射物鏡的雜散光成 分或雜散光成分的分布相適配的可能性，使得制造工序可以更容易地從一個投射物鏡轉移到另 一投射物鏡。尤其當在物鏡的開發(fā)原型與生產單元之間轉 移生產工序時，對于半導體制造商而言，容易轉移工序的能力是決定性的， 因為從開發(fā)到生產的轉移所需要的時間是半導體部件早期市場進入的決定 性因素之一。
其中使用附加雜散光成分以將投射物鏡的曝光場上的雜散光成分和/或 雜散光成分的變化與另一投射物鏡的曝光場上的雜散光成分和/或雜散光成 分的變化相適配的相應的方法，提供如上所述相同的可能性。
其中附加雜散光成分通過交換和/或改變擴散和/或衍射元件的散射效應 而以非恒定分布變化的相應的方法，在改變的掩模上的照明角分布和/或改變
分布的要求的快速反應。
其中引入投射物鏡的附加雜散光成分，使得投射物鏡產生的掩模結構的 像在臨界尺度(CD)上相對于用另一投射物鏡產生相同掩模結構的像所施
加的臨界尺度有小于20。/。的偏離的相應方法，滿足在投射物鏡之間轉移半導
體元件的制造工序而不必由于投射物鏡的雜散光成分適配掩模結構的條件。 掩模結構的適配通常需要生產新的掩模，這一方面昂貴且另一方面冒著適配
的掩模結構對雜散光成分適配無效的風險。
本發(fā)明的另 一 目的在于提供具有投射物鏡的投射曝光裝置以及提出可 以利用該裝置執(zhí)行的微光刻生產工藝，以及能夠通過所述工藝生產的部件。
根據本發(fā)明，該任務是通過如前所述的對殳射曝光裝置和制造方法、以及 利用依照本發(fā)明的投射物鏡或方法在該方法下制造的部件來完成的。
將參照附圖更詳細討論本發(fā)明的實施例的示例，其中


圖1是用作掃描曝光機(scanner)的微光刻應用的投射物鏡的場平面中
的曝光場的示意圖，包括相對于兩個正交軸(X軸和Y軸)的有用光的分布； 圖2是用作掃描曝光機的且具有長方形的所謂離軸場的微光刻應用的投
射物鏡的場平面的曝光場的示意場平面的曝光場的示意圖4是用作步進曝光機(stepper)的且具有正方形區(qū)域的 光刻應用的 投射物鏡的場平面的曝光場的示意圖；圖5示出投射物鏡以及用以解釋所得的自然雜散光分布的均勻玻璃柱體
形式的投射物鏡的替代模型的示意性簡化截面圖6示出根據幾何光學的投射物鏡的成像光束的圖案的示意圖以說明場 和光瞳的;f既念；
圖7是相對于微光刻應用的投射物鏡的有用光的、以百分比表示的雜散 光成分的分布的曲線圖，該分布沿X方向的場，在掃描方向Y上被平均； 圖8示意性地表示浸沒光刻的投射曝光裝置的光學部件； 圖9表示具有顯微結構的多晶材料的平面圖10表示作為平均晶體尺寸的函數的、相對于有用光以百分比表達的 基于模型的多晶材料的雜散光成分的曲線圖11表示作為平均氣泡尺寸的函數的、相對于有用光以百分比表達的 基于模型的多晶材料的雜散光成分的圖12表示用于說明透鏡中的原理性概念的略圖以及用于分別解釋最后 透鏡的多晶材料中的不均勻處的散射以及適配最后透鏡的表面粗糙度以及
圖13表示沿X方向的場在掃描方向Y上平均的微光刻應用的^:射物鏡
圖14表示具有大于1的數值孔徑的浸沒光刻的投射物鏡的所謂雙鏡設 計的光學部件在Y-Z平面中的截面圖15表示具有1.2的數值孔徑的浸沒光刻的投射物鏡的所謂四鏡設計的 光學部件在Y-Z平面中的截面圖16表示具有1.25的數值孔徑的浸沒光刻的投射物鏡的所謂RCR設計 的光學部件在Y-Z平面中的截面圖17表示具有1.75的數值孔徑的浸沒光刻的投射物鏡的另一個雙鏡設 計的光學部件在Y-Z平面中的截面圖18示意性地示出在圖17的雙鏡設計的場平面之前的最后光學元件；
圖19表示EUV光刻的投射物鏡的所謂六鏡設計的光學部件的截面能分布的曲線圖21表示根據本發(fā)明的在投射物鏡中產生經校正的雜散光成分的幾個 可能的過程步驟的流程圖；圖22表示借助于具有根據本發(fā)明的投射物鏡的投射曝光裝置生產微結
構化的半導體元件的方法的流程圖；以及
圖23是通過投射物鏡的示例所示的本發(fā)明的又一實施例的示意圖。
圖1示出用作掃描曝光機的微光刻應用的投射物鏡的場平面中的曝光場15，包括沿X和Y方向的有用光的分布。圖1中，在平面圖中可以看見曝光區(qū)15所在的場平面，這意味著紙面和場平面重合。另外在圖1中，根據對于所謂的掃描曝光機來說掃描方向為Y方向的原則，定義場平面的坐標系統(tǒng)。在所謂掃描曝光機中，微結構部件的掩模結構不在一個曝光步驟中通過投射物鏡整體地轉移到所謂的晶片上，因為對于投射物鏡的最大像場1來說，整個掩模結構的像太大。取而代之，在掃描過程中，逐步地移動掩模結構通過投射物鏡的物面或者掩模平面，而可同時同步移動晶片通過像平面或場平面。在傳統(tǒng)旋轉對稱投射系統(tǒng)中，其僅具有折射元件，場平面中的最大像場1是其中心由投射系統(tǒng)光軸3定義的圓形。利用位于照明系統(tǒng)中的場孔徑光闌(所謂的母版(REMA)片)，將最大像場1修整回到其中心由物鏡的光軸3定義的矩形曝光場15。 REMA片在掃描過程的開始及結束時分別還有另外的用途，用以在曝光場15上收回和部署REMA片本身。曝光場15的中心由圖1中畫有陰影的中心區(qū)域5形成。和圖1中一樣的涂有陰影的曝光場的邊緣區(qū)7和9 (這里也稱為邊界區(qū))，是矩形曝光場的邊緣區(qū)域7和9，它們形成了垂直于掃描方向的曝光場的左右邊界。在掃描方向上，曝光場15的前邊緣11和后邊緣13是于其之間有曝光場15且由物鏡投射的光具有大于0的強度的線。掃描方向和垂直于掃描方向的有用光的各個的強度分布彼此不同的，如圖1中兩個圖表所示。在掃描方向上，調整有用光的強度分布，以使強度在前邊緣11和后邊緣13具有零值且在中心區(qū)域5中具有最大值。選擇這兩點間確切的強度分布，從而在掃描過程中每個微結構部件的局部區(qū)域接收近似相等的光量。利用所謂高帽(top hat)分布(即掃描方向的矩形分布)是不可能實現這點的，因為脈沖激光器典型用作光源，且在該情形不能排除微結構部件中一個局部區(qū)域比另一個局部從多于一個脈沖接收到光，典型地為每個局部或者每個曝光場內5至7個脈沖。在掃描方向從前邊緣11和后邊緣13的0值向中心區(qū)5連續(xù)增加的強度分布下，抑制了對于微結構部件上的強度效應。
23與之不同，在曝光場15上垂直于掃描方向的強度分布是所謂的高帽分
布或矩形分布，對于中心區(qū)域5、邊緣區(qū)域7和9以及沿著垂直于掃描方向的線位于其間的全部場點具有相同的強度值。在該情形，如果強度分布在掃描方向平均，那么這個強度分布的形狀不改變。在掃描方向上平均且以相對于有用光的百分數表示的該強度分布如圖1中的底部圖所示。相對于有用光，對于中心區(qū)5和邊緣區(qū)7，該平均強度分布有相同值100%。
如圖1所示，在本文中上面定義的雜散光成分可以理解為在掃描方向上平均并表達為相對于有用光的相對量即表達為相對于掃描方向的強度分布值100%的相對量的雜散光成分。
典型地，掃描曝光機的曝光場15在垂直于掃描方向上為20-30 mm以及在掃描方向上為5-10 mm。結合這些尺寸，曝光場15的中心區(qū)5不應該超過4 mm直徑，曝光場的邊纟彖區(qū)7和9在垂直于掃描方向上不該超過2 mm的寬度，因為這些區(qū)域應當僅占據緊鄰曝光區(qū)的中心和邊緣區(qū)域的小表面部分，而不擴散到曝光場15的主要部分。
圖2示出用作掃描曝光機的微光刻應用的投射物鏡場平面中的曝光場45，該投射物鏡具有一個所謂的矩形離軸場45作為曝光場45。與圖1中的元件相應的圖2中的元件的參考標記增加了 30。作為投射物鏡曝光場45的這樣的矩形離軸場45在具有至少有一個折反射式部分物鏡的投射物鏡中是典型的。這里，屬性"折反式，，意味著除了例如透鏡的折射元件，還有例如鏡的反射元件，其對成像做出貢獻并因此具有屈光度。由于這些系統(tǒng)的折疊光路，曝光場45偏離這些系統(tǒng)的光軸33和最大像場31。當在本文中指稱光軸33和最大像場31時，這并不意味著光軸33以及整個最大像場31可以被這些折反式投射物鏡的投射的像中覆蓋。其僅表明許多折反式投射物鏡就它們的設計而言仍可被描述為旋轉對稱，即使用在完全的物鏡中使用的光線傳播模式沒有折疊，相對于光軸31具有旋轉對稱，以及一些光學元件的物理形狀相對于光軸31不再是旋轉對稱的。具有矩形離軸場45作為曝光場45的折反式投射物鏡的設計例子有US 2005/0190435 Al, WO 2004/019128 A2和WO 2006/133801 Al，以及本專利申請中圖14, 16和17。在圖1上下文中上述的關于掃描方向和垂直于掃描方向的強度分布的內容也可以直接應用于矩形離軸場45，且因此無需進一步解釋。折反式投射物鏡的矩形離軸場45和純粹的折射式投射物鏡的曝光場15具有相同尺寸。折反式投射物鏡基
24本上用于浸沒式光刻，因為即使在浸沒透鏡大于1的大數值孔徑值(NA)的情
況，相比較于純粹的折射式設計，折反式投射物鏡容許透鏡和鏡的直徑保持相對小。
圖3示出用作掃描曝光機的微光刻應用的投射物鏡場平面的曝光場65，該投射物鏡有一個所謂的環(huán)場65作為曝光場65。與圖1中的元件相應的圖3中的元件的參考標記增加了 50。對于不容許導致矩形場的光路折疊的折反式物鏡設計，這樣的環(huán)場65是非常典型的。在上面圖l的上下文中已經說明的掃描方向和垂直于掃描方向的強度分布的內容也可應用于環(huán)場65,因此不需要進一步解釋。掃描方向的強度分布可以不同于圖l所示的強度分布，其程度為，在x方向上高度不同的情況下，所得到的分布對于在掃描方向的所有強度分布不相同。但是這是不重要的，并且如果在具有矩形場15， 45的系統(tǒng)中其也發(fā)生，這也不重要，因為所有掃描曝光機系統(tǒng)總被設計為，無論沿掃描方向的強度分布形狀如何，設計者總是獲得垂直于掃描方向的強度分布，當在掃描方向上平均該強度分布時，其與圖1中下部分所示類型的高帽分布或矩形分布相符。折反式投射物鏡的環(huán)場65的垂直于掃描方向的尺寸和純粹折射投射物鏡中曝光場15垂直于掃描方向上的尺寸大致相同。
圖4示出用作步進曝光機的微光刻應用的投射物鏡場平面中的曝光場85，該4殳射物鏡具有一正方形場85作為曝光場85。與圖1中的元件相應的圖4中的元件的參考標記增加了 70。和掃描曝光機相比，步進曝光機以這樣的方式運作放置在投射物鏡的物面和掩模平面處的要生產的半導體元件的掩模結構以整體投射至場平面的曝光場85，即，在沒有掃描處理。然而，這要求投射物鏡比在掃描曝光機的情形提供更大的曝光場85。在步進曝光機情況中，作為大曝光場85的替代，步進曝光機中的半導體元件可以利用所謂的縫合技術以單獨的部分順序曝光。在這種情況下，也可以比掃描曝光機情況使用更小的曝光場85。通過照明系統(tǒng)中的REMA片可以任意使;彈步進曝光機中曝光場85在X方向以及Y方向中更大或更小。步進曝光機中曝光場85的強度分布是完全均勻的，以至于得到的分布在X方向和Y方向上具有高帽或矩形分布。為了確保在本專利申請的范圍內步進曝光機可以和掃描曝光機相當，邊緣區(qū)77和79，分別位于垂直于Y方向的步進曝光機場邊緣的右和左。另外，類似于這里描述的掃描曝光機，X方向的強度分布在Y方向上平均，其導致圖1下部分所示類型的高帽分布，對于中心區(qū)5和75分別具有相同的有用光的100%的強度值，對于邊緣區(qū)7和77也是如此。為了保 持與掃描曝光機兼容，步進曝光機的雜散光成分被同樣定義為沿Y方向平均。
圖5為投射物鏡103的示意圖，也是投射物鏡的替代才莫型，作為均勻玻 璃柱體111用以解釋作為場平面105產物的自然雜散光成分分布。在圖5的 上部分中，投射物鏡103的示意圖由沿著光軸113的四個透4竟109表示。該 投射物鏡103起到將位于掩模平面中的掩模101的圖像投射到場平面105的 作用?；谶@個目的，要投射的掩模由來自照明系統(tǒng)(圖中未示出)的光107 均勻照明。該照明系統(tǒng)能夠改變均勻落在掩模101上的入射光線107的角分 布，而不因此改變掩模上的強度分布。這使得可以具有對于半導體制造商來 說可用的不同設置，這可以利用部分相干圖像的理論來描述，且目的在于將 掩模101上的特定結構可以投射為盡可能小的圖像尺寸。
圖5下半部分表示作為投射物鏡103的替代模型的均勻玻璃柱體111, 其被均勻落在掩模101上的光線107均勻照明。這種在其橫斷面上被均勻照 明的玻璃柱體111將在橫斷面區(qū)域的相等尺寸表面元件內產生等量的雜散光 成分。如果沿著光軸113從掩模101到場平面105的玻璃柱體111可以看作 是一系列許多這樣均勻照明橫斷面，其中由于吸收和散射，整個照明強度沿 著從掩模101到場平面105的光軸113減少，則在場平面105中獲得在掃描 方向Y上平均的雜散光成分，其與圖5右下的圖一致。由于每一橫斷面的相 等尺寸表面元件中的每一個都產生等量的雜散光成分，場平面105的曝光場 的中心區(qū)域115中的雜散光成分比例高于曝光場的邊緣區(qū)117 (圖5右下圖 中所示的)，因為中心區(qū)115要比邊緣區(qū)117接收到每個橫斷區(qū)域的相互鄰 近表面元件的更多雜散光成分。如圖5中的右下部分所示的由柱形玻璃體的 均勻照明而產生的曝光場上的雜散光成分的分布，在下文中將稱為雜散光成 分的自然分布。
圖6示出依照幾何光學原理的投射物鏡的成像光線圖案，以說明場和光 瞳的概念。圖6中的投射物鏡123示出以該示意簡化圖示的所謂4f系統(tǒng)， 其組成為兩個透鏡129、在兩個透鏡之間的光瞳平面133以及透鏡129所位 于其中的兩個近場平面135和137。投射物鏡將由光線127均勻照明的掩模 121的像沿著光軸131投射到場平面125。為了解釋像投射的光線圖案，對 于掩模121的軸點示出了三條特定光路，即，沿光軸131的主光線139、上
26孔徑光線(aperture my )或慧差光線(coma ray) 141、和下孑L徑光線或慧差 光線143。這些孔徑光線或慧差光線是以最大可能角離開軸點的光線，以該 最大可能角那些光線仍能通過投射物鏡被投射成像。也示出過要通過投射物 鏡投射的對于最外場點的主光線149的路徑。光瞳被定義為其中心為所有場 點的主光線139、 149^f皮此相交的點并且其尺寸由孔徑光線141， 143確定的 區(qū)域。因此，光瞳不是必總如圖6所示必須要在光瞳平面133中，而類似圖 6中的圖示有助于和光瞳的光學概念的解釋。根據圖6的光瞳平面133因此 處于相對光傳播方向或Z-方向、場點的主光線139、 149纟皮此相交的位置。 因為主光線139和光軸一致，所以圖6中光瞳也在場點的所有主光線與光軸 相交的位置。所以場點的主光線139、 149在光瞳中距光軸沒有高度或距離。 另一方面，孔徑光線141、 143定義了光瞳的邊緣，因此在光瞳中的所有可 能光線中，它們距光軸的高度或距離最大。光線距光軸的高度和距離代表物 鏡中光學元件是否被稱為靠近光瞳(近光瞳)或靠近場(近場)的適當判據。 如果在光學元件表面的軸點或中心場點的孔徑光線141、 143的高度或距離 是同一平面上最外可投射場點的主光線高度的六倍大，那么該光學元件在這 里將被稱作靠近光瞳(或近光瞳)，除此以外，它在這里也將被稱作靠近場 (近場)，其中在所謂RCR設計(折射-折反式-折射設計)中，在Schupmann 組G20(見圖16)的元件中的光線的距離的基準是光軸?；谠撆袚?，很明顯 圖6中兩個透鏡129分別位于近場平面135和137中。另外，場和光瞳通過 空間傅里葉變換彼此相關，其中場中的成像光線139、 141、 143、 149距光 軸131的高度或距離對應于光瞳中成像光線139、 141、 143、 149與光軸之 間的角度。同時，逆關系也成立，即，在場中的成像光線139、 141、 143、 149與光軸之間的角度對應于場中成像光線139、 141、 143、 149距光軸131 的高度或距離。換句話，在掩模121的像平面中，能夠投射的最外場點的主 光線149的路徑具有距光軸131的最大高度或最大距離，相對于光軸131角 度為0。相同光路149和光軸131以最大的交角相交于光瞳平面133中心， 即，在這個點光線距光軸131的高度最小而相對于光軸131的角度最大。相 反，孔徑光線在掩模121的像平面和場平面125中具有相對于光軸131的最 小高度和最大角度，而在光瞳平面133中具有相對于光軸131的最大高度和 最小角度?；趫龊凸馔g的這種特殊關系，可以對光瞳中的光分布進行 干涉，其對于場的每一場點都具有一致的效應。例如，最簡單的可行性是利用光闌來限制光瞳，使得所有場點缺少其在場中的角大于由限制光瞳所允i午 的最大孔徑角的光線。
利用照明系統(tǒng)，就相對于光軸的角分布而言調整均勻落在掩才莫121上的
光線127，使得它們滿足確定所謂照明設置的客戶需求，從而在投射物鏡的
光瞳中形成具有強度各異的不同區(qū)域，由此根據照明設置不同地照明投射物 鏡光瞳附近的透鏡。例如，與適當掩模結構相結合的環(huán)形設置使得近光瞳的 透鏡僅在透鏡光學有效部分的邊緣區(qū)中接收光。對于與掩才莫結構相結合的照 明設置的工作原理的解釋，讀者可以參照涉及非發(fā)光物體的部分相干圖像的
理論的有關文獻。
在光瞳，尤其靠近光瞳的透鏡以及雜散光成分之間的關系中，重要的是 由于瑞利散射，米散射和幾何散射這三個原因，在玻璃材料的非均勻處產生 的波長為X的光的彈性散射總是產生繞有用光線方向成對稱的環(huán)形分布。這 就意味著對于場邊緣的場點(其主光線在光瞳中被強烈偏折角度)，以及對 于o值小的傳統(tǒng)設置(該設置僅使用光瞳中心區(qū)域，即主光線穿過的區(qū)域) 來說，在近光瞳透鏡中的雜散光成分的所得角分布是向外朝向物鏡的殼體且 遠離光軸，從而從光瞳到場的途中，雜散光成分被物鏡殼體和透鏡安裝架吸 收。所得的結果是，由于雜散光成分吸收，在場上雜散光成分分布在曝光場 邊緣區(qū)147比曝光場其他區(qū)域具有更低的值。另一方面，對于使用光瞳邊纟彖 區(qū)域及因此被孔徑光線穿越的區(qū)域的環(huán)形裝置，在邊緣區(qū)域場點和中心區(qū)域 場點之間，孔徑光線的傾斜角總體具有不顯著的差異，但是由于光瞳邊緣區(qū) 鄰近物鏡殼體，所以大角度下在光瞳中散射的部分雜散光成分被最強烈地吸 收。因為光瞳中的大角度根據傅里葉變換轉換成場中的大高度，在大角度下 在光瞳中散射的雜散光在物鏡殼體中被吸收，且因此與曝光場的中心區(qū)l45 相比在邊緣區(qū)147中缺少。因此，環(huán)形照明設置尤其(即，入射角光線127 以窄限定的角范圍以旋轉對稱落在掩模121上的設置)不會導致與用傳統(tǒng)設 置所獲得的分布性質上不同的雜散光成分分布。
在浸沒式光刻的投射物鏡中，具有強正屈光度的最后透鏡使得不同場點 在光學材料中的路徑長度不同。僅對于這樣的透鏡，與曝光場的中心場點的 所有成像光線相比，曝光場的邊緣區(qū)中的場點的所有成像光線的相對路徑長 度差異可以達到幾個百分數。因此，由于玻璃材料的非均勻性，雜散光成分 直接取決于有用光在玻璃材料中走過的路徑長度，這在強散射材料中尤其導致場上的所得雜散光成分分布在曝光場的邊緣區(qū)147中比中心區(qū)145中具有 更低的值。
在圖5和圖6的上下文中，已經討論了三個不同效應的總和，它們都導 致了在掃描方向經平均的雜散光成分，其中曝光場上的分布在曝光場的中心 區(qū)145中比邊緣區(qū)147中具有更強的雜散光成分,如圖6的右手部分示出。所
主要雜散光，且它們分別是均勻照明的玻璃體的自然雜散光分布、近光瞳透 鏡的雜散光分布、以及歸因于強的正場透鏡的路徑長度差引起的雜散光分布。
除了雜散光的主成因(即，玻璃材料中的非均勻性處的光的彈性散射) 導致的剛提到的這些效應外，還有因表面不規(guī)則的光散射產生的疊加雜散 光，正如上文所說，它是雜散光的次主要成因。透鏡通常被拋光以在表面的 所有部分有均勻的修整品質，且因此，以上的系列推導，來自場的邊緣區(qū)的 場點的成像光路比來自中心區(qū)的場點的成像光路總體上更強地相對于光軸 且相對于折射表面傾斜，結合在表面散射的情況中，雜散光的角分布對于有 用光的方向旋轉對稱的事實，得到的結論是，表面不規(guī)則處的散射同樣導致 掃描方向上均勻的雜散光成分，該雜散光成分在場的中心區(qū)中比在場的邊緣 區(qū)中更強，且由在場上的分布來表征。
由任意衍射物體導致且其因此不能依照傳統(tǒng)分類劃分成主因和次因的 雜散光的情況中，對于在場中心和邊緣區(qū)中的雜散光成分不能作出總的論 述。
圖7示出依照這里觀察到的測量規(guī)則，當前設計的微光刻投射物鏡在掃 描方向平均的典型雜散光成分151，作為在曝光場上沿X方向分布曲線圖。 明顯的是，雜散光成分151在場的中心區(qū)155中比在邊緣區(qū)157中高，在中 心區(qū)中相對于有用光的值為0.8%，在邊緣區(qū)中為0.6%。
圖8簡要地示出了浸沒光刻的投射曝光裝置201的光學部分。投射曝光 裝置201具有受激準分子激光器203作為光源，其波長為193nm。作為替代， 也可以使用諸如248nm或157nm的其它波長。布置在光源光路下游的照明 系統(tǒng)205在其像平面207中產生嚴格限定的均勻照明場，像平面207同時是 投射物鏡211的物面207,投射物鏡211在光路中跟在照明系統(tǒng)之后。通常， 在這種布置中，可調整照明系統(tǒng)205輸出側的光線幾何形狀為投射系統(tǒng)211的輸入側的光線幾何形狀。如上所述，照明系統(tǒng)205包括結構化落在物面207 上的光線207角分布以及控制入射光線的偏振態(tài)的裝置。所謂母版臺(reticle stage )將掩模213保持在照明系統(tǒng)的物面中，并與掃描過程一致沿掃描方向 215移動掩模。在同時代表掩模平面207的物面207之后，在光路中接下來 的是投射物鏡211，其將掩模213的縮小像投射到晶片219上。晶片219攜 載光敏感的所謂光刻膠221，并被定位以使具有光刻膠221的晶片219的平 面表面位于在投射物鏡211的像平面223或場平面223中。晶片219被所謂 的晶片臺217支持，且以與掩模213的移動同步的速率推進。晶片臺217也 具有能夠沿著光軸225或垂直于此的方向移動晶片219的操縱器。同樣在晶 片臺217中結合有能夠繞垂直于光軸225的軸傾斜晶片219的傾斜操縱器。 晶片臺217對于浸沒光刻特別設計且包括用于基底219的帶淺槽的支持元件 227和用來容納浸沒液231的邊緣229。
浸沒光刻應用的投射物鏡211具有大于1.0的優(yōu)選大于1.2的更優(yōu)選大 于1.5的像方數值孔徑NA。投射物鏡211在場平面223前的最后一個光學 元件是平凸透鏡233，它的底面235是投射物鏡211沿從掩模平面到場平面 的光線傳播方向可見的的光路中最后一個光學表面。該底面235完全浸沒在 浸液231中。
半球形的平凸透鏡233優(yōu)選地由顯微結構如圖9所示的多晶材料組成。 可設想投射物鏡中的另 一透鏡237也可以由多晶材料組成。
圖9是示意且不按真實比例示出了多晶體材料的顯微結構。這里給出的 材料300是多晶體鎂尖晶石(MgAl2O4)且其具有大量的由各自晶界303劃分 的不同取向的晶體302。在這個例子中平均晶體尺寸約為25 (xm。夾在晶體 302之間的是中空空間或氣泡304,在該例子中其平均尺寸約為1 |im。同樣 可以設想其他多晶體材料用于光學材料，例如其他多晶體尖晶石、多晶 YAG[釔鋁石榴石(Y3Al5Ol2)]、多晶LuAG[镥鋁石榴石(Lu3Al5012)]、多晶氧 化鎂(MgO)、多晶氣化鈹(BeO)、多晶氧化鋁(A1203 )多晶氧化釔(丫203)或 具有高折射率的多晶體氟化物，諸如BaLiF3或LaF3。
圖IO示出，根據WO 2006/061225給出的雜散光模型，作為平均晶體尺 寸D的函數的40 mm厚的尖晶石均勻多晶材料的雜散光成分相對有用光的 百分比。這個雜散光模型，除了考慮由晶體沿光路不同取向引起的折射率擾 動而產生的雜散光Iret，還包含在晶界303發(fā)生的全反射而產生的雜散光成分Iscat。它們加起來為雜散光成分的總體雜散光成分，其在圖10中由Is^表示
并對于由箭頭P標出的晶體尺寸具有最小值。另外，在圖11中示出40 mm 厚的尖晶石多晶體材料的基于模型的雜散光成分，其根據WO 2006/061255 的雜散光模型表達為作為平均氣泡直徑的函數的相對于有用光的百分比。
基于WO 2006/061255的雜散光模型，或者在圖10和11中，多晶體材 料的平均晶體尺寸和平均氣泡直徑的僅特定參數范圍對于在微光刻的投射
物鏡中使用這類材料是可用的，否則投射物鏡的雜散光成分會變得過大。然 而，圖IO和11導致的結論是即使在多晶體尖晶石材料生產中遵循就雜散 光成分而言最佳的參數范圍，但40 mm厚的尖晶石光學元件仍將產生相對 有用光0.4%的雜散光成分。另外考慮到上面提到的攜帶均勻光流的物體的 自然雜散光分布，可以獲得這樣的結果對于直接在場平面之前的多晶體材 料的最后的近場透鏡，在掃描方向平均的雜散光成分分布具有在整個場平面 相對有用光0.4%的變化。對于這樣的近場透鏡的在掃描方向平均的雜散光 成分，在場平面中的曝光場上確切的變化量取決于透鏡和曝光場的確切的幾 何形狀以及透鏡距場平面的距離，而且完全可能這個變化僅達到上述值的一 半。在該情形，作為物鏡的最后透鏡的尖晶石強正單透鏡，在曝光場上雜散 光的變化為目前設計中整個投射物鏡的變化的大約一半。
圖12為概圖，以說明有關最后透鏡400的多晶體材料中的非均勻407 處的散射原理概念、和有關適配最后透鏡的表面粗糙度403以及在場上所得 的雜散光分布411、 413的概念。圖12中，投射物鏡的最后透鏡400被布置 在場平面405前，該場平面直4妾在最后透鏡400之后沿垂直光軸401方向延 展。在透鏡400中示意性表示了玻璃材料的非均勻，其為代表雜散光的角分 布的散射片407。在掃描方向平均的、歸因于玻璃材料的非均勻性(體散射) 的透鏡400的雜散光成分411表達為相對有用光的百分比，其在如圖12中 間部分示為沿X方向在場上分布曲線圖?？紤]了歸因于由多晶材料組成且在 沿從掩模平面和場平面的光線方向置于場平面之前的透鏡的體散射的雜散 光成分411的目前蒙特卡洛模擬導致了這樣的結果在掃描方向上平均且被 表達為有用光的百分比的雜散光成分在曝光場的中心區(qū)415為約0.4%以及 在曝光場的邊緣區(qū)417中為約0.2%，從而證實了上述討論的在WO 2006/061225的雜散光值。為了補償歸因于由尖晶石組成的最后透鏡的體散 射的雜散光成分411，在邊緣地帶403中增加最后透鏡面的上表面402 (即背離場平面405的透鏡的表面)的表面粗糙度，其產生附加雜散光成分413。 選擇上表面402的表面粗糙度的變化，以使曝光場上附加雜散光成分413分 布補償體散射引起的雜散光成分411,從而整體雜散光成分加起來近似恒定。 在圖12的右手部分示出由表面粗糙度引起的附加雜散光成分413，該附加雜 散光成分413表達為有用光的百分比并在掃描方向上平均，示為沿X方向在 場上的分布曲線圖。通過改變最后透鏡上表面402的表面粗糙度，與雜散光 的增加量為0.5%的曝光場的邊緣區(qū)417相比，僅非常小量的附加雜散光成 分413引入到曝光場的中心區(qū)415,其補償來源于最后透鏡的體散射的雜散 光411。上表面402的表面粗糙度不必須由再加工操作產生；它也可以在透 鏡制造過程中預先適配。
散光成分，其已經根據本發(fā)明被校正，在掃描方向y上平均，以及表示為沿 場在X方向的分布曲線圖501。圖13中的細點線圖表示投射物鏡的在掃描 方向平均的雜散光成分，其中最后透鏡元件不是由多晶體材料組成，形式為 沿X方向在具有中心區(qū)505和邊緣區(qū)507的曝光場上的分布曲線503。該雜 散光成分在場上的變化小于0.2%，后者因此被認為是本申請范圍內的固定 雜散光成分。具有0.2%高度的水平格線和帶509作為圖表背景來表示在其 內在本申請中雜散光成分被認為是恒定的范圍。其中最后透鏡由多晶體材料 組成的可比擬的投射物鏡的雜散光成分在圖13中用參考標記502以虛線表 示。雜散光成分502在場上呈現了比恒定雜散光成分509可允許的更強的變 化。圖13中的加粗實線501代表了已根據本發(fā)明校正過的具有多晶體材料 的最后透鏡的投射物鏡的雜散光成分。根據本發(fā)明校正過的投射物鏡的該雜 散光成分501中，中心區(qū)域505的和邊緣區(qū)域507中的以及兩個區(qū)域間所有 場點的雜散光成分總量達到相對于有用光的大約1.3%。因此，這代表了在 掃描方向平均的非常恒定雜散光成分，其在曝光場上的變化遠低于相對于有 用光的0.2%。
在這里，本發(fā)明不僅適于具有多晶體材料的最后透鏡的投射透鏡的校 正，還適于當前投射物鏡的改進使得它們將具有在曝光場上小于0.2%的變 化的恒定雜散光成分。
圖14示出像方數值孔徑大于1的的浸沒光刻的投射物鏡的所謂兩鏡設 計2100。設計2100借鑒US2005/01卯435 Al的圖38，參考標記不變。相比
32較US 2005/0190435 Al的圖38,只是新加入了增加的表面粗糙度的區(qū)域2003 的參考標記。圖14a畫出設計2100是X-Y截面圖從而位于由掃描方向y和 光軸z方向定義的平面內，因為除此之外光路的折疊結構無法被可視化。相 同的表現形式也可以用于此后討論的所有折反式設計。掩模平面2101由第 一折射物鏡組2110投射到擴展中間像平面2103上。第一折射物鏡組2110 具有光瞳或孔徑平面A。含鏡2121和2122的鏡組2120將擴展中間像平面 2103投射到另 一擴展中間像平面2104中。第二折射物鏡組2130將擴展中間 像平面2104投射到場平面2102中。在從掩模平面2101到場平面2102的光 線方向，場平面2102前的最后透鏡采用參考標記2150。靠近曝光場2102 或靠近中間場平面2103和2104的近場光學元件的表面區(qū)域由更粗的鋸齒線 2003來表示，依照本發(fā)明其適用于通過增加表面粗糙度來校正曝光場的雜散 光成分變化。為了更清楚，在圖14b中的放大圖中示出第二折射組2130的 下部。由圖14b中的陰影條進一步表示的是在從掩模平面2101到場平面2102 的光線方向的在場平面2102前的最后光學元件2150的表面的區(qū)域2005,其 中孔徑光闌可以適當地布置以減少雜散光成分，尤其是場外的雜散光成分。 這個孔徑光闌可實現為最后光學元件2150和場平面2102之間的機械場孔徑 光闌。然而，通過遮擋在圖14b中由陰影條示出的最后光學元件的表面部分 2005來實現該孔徑光闌更有益，因為這不產生空間相干且也不會對浸沒液的 流動力學造成有害影響。通過對圖14b中的陰影區(qū)域2005上吸收或反射涂 層能夠有成本效率地完成該遮擋。
然而，在圖14a和圖14b的設計表示中，應該注意到，該設計是在Y-Z 截面中示出且因此是在掃描方向中，因為無法在X-Z截面(即，垂直于掃描 方向)示出設計的結構概念。圖14a和14b中較粗的鋸齒線2003僅指示根 據本發(fā)明調整表面粗糙度所考慮的近場表面，且另一方面僅說明根據本發(fā)明 的原理近場表面的那些曝光場的外場點光線相交或穿越的區(qū)域2003具有 更高的表面粗糙度。在設計的X-Z截面中，能夠更好說明具有增加的表面粗 糙度近場表面區(qū)域2003，其適于減小在掃描方向上平均的雜散光成分在曝光 場上沿垂直于掃描方向的變化的量。在X-Z截面圖中可見，具有增加的表面 粗糙度的區(qū)域2003被布置在光學元件上，使得它們等距地位于光學可用區(qū) 中心的左和右(相對于X方向)的邊緣，使得它們在中心區(qū)的左右(相對于 X方向)的邊緣區(qū)域中對于在掃描方向平均的雜散光成分有相等作用。圖15示出像方數值孔徑為1.2的浸沒光刻的投射物鏡的所謂四個鏡設計
PL1。設計PL1借鑒US 2007/0024960 Al中的圖9,參考標記保持不變。和 US 2007/0024960 Al中的圖9相比，僅有場平面的參考標記Wl是新增加的。 通過第一折反式物鏡組Gl將掩模平面Rl投射到中間像平面Q上，該折反 式物鏡組Gl由具有透鏡Ll至L4的純折射子組Gl 1組成以及由透鏡5和鏡 Ml以及M2組成的折反子組。中間像平面Q 一皮第二折反式物鏡G2投射到 直接在透鏡18后面的場平面Wl上，第二折反式物鏡G2由兩個鏡M3和 M4、具有透鏡L6和L7的折射子組G21、具有透鏡L8至L12的折射子組 G22以及具有透鏡L13至L18的折射子組G23組成。光瞳平面或孔徑平面 AS1置于子組G22和G23之間。擴展鏡表面M2和M3的虛線表明上述的陳 述，及折反設計可以通過旋轉對稱設計的術語描述，即使該設計中實際光線 路徑幾何形狀或光學元件的實際物理形狀不再呈現這種旋轉對稱。為了追溯 該思考過程，圖15中示出的設計PL1必須關于光軸AX1旋轉。在該旋轉之 后，所有光學元件具有相對光軸AX1的旋轉對稱，且光軸AX1現也是設計 PL1內所有光學元件的光軸。
依照本發(fā)明，在從掩模平面Rl到場平面Wl的光路方向上的接近場平 面Wl或接近中間像平面Q的近場表面區(qū)域適于通過增加表面粗糙度來校正 曝光場的雜散光成分變化，在這個設計PL1中，這些表面區(qū)域是所有鏡表面 Ml至M4以及透4竟L5、 L6、 L18的表面。
圖16示出像方數值孔徑為1.25的浸沒光刻的投射物鏡的所謂RCR設計 (折射_折反式_折射設計)。該設計借鑒US 2004/019128 A2的圖19,其中參 考標記最大程度地保持，相比US 2004/019128 A2的圖19,除了組和透鏡的 參考標記的每一個已用增加的零擴展之外，還新增了場平面的參考標記Wl 、 第一改變方向的鏡的參考標記M10和第二改變方向的鏡的參考標記M20。 具有透鏡L110到L1100的第一折射物鏡組G10將掩模平面Rl投射到在第 一改變方向的鏡M10之后的第一擴展中間像區(qū)。由透鏡L210、 L220和球面 鏡CM組成的折反式組G20形成了校正縱向色差的所謂Schupmann (舒曼) 消色差透鏡并將第一擴展中間像區(qū)投射到第二改變方向鏡M20前的第二擴 展中間像區(qū)。第二中間像平面被具有透鏡L310到L3150的第二折射物鏡組 G30投射到直接在透鏡L3150下的場平面Wl。第二折射物鏡組具有由AS 表示的光瞳平面或孔徑面。正如上面已經提到的，Schupmann消色差透鏡或200880017510 組G20的光軸代表參考軸，以關于第一改變方向的鏡Ml0后以及第二改變 方向的鏡M20前的所有元件定義這里所用的場和光瞳的概念，因為相比較 這里呈現的所有其他設計，本設計中關于光軸的旋轉對稱性被這些改變方向 的鏡打破。在這個RCR設計中，在從掩才莫平面Rl到場平面Wl的光路方向 的靠近場平面Wl或中間像平面Q的近場表面是改變方向的鏡M10、 M20 的表面以及透鏡L100、 L310和L3150的表面。根據本發(fā)明其適于通過增加 表面粗糙度校正整個曝光場的雜散光成分的變化。
圖17示出具有像方數值孔徑為1.75的浸沒光刻的投射物鏡的另一雙鏡 設計800。設計800是借鑒US 2006/133801 Al的圖8，其中最大程度地保持 參考標記。相比較于US 2006/133801 Al的圖8,僅物鏡組G100到G900的 參考標記通過增加了兩個零來擴展。第一折射物鏡組ROP1將掩模平面OP 投射到擴展中間像平面IMIl。第一折射組具有表示為AS的光瞳平面或孔徑 平面。擴展中間像平面IMI1被具有鏡CMl和CM2的鏡組COP2投射到另 一擴展中間像平面IMI2。第二折射物鏡組ROP3將擴展中間像平面IMI2投 射到場平面IP。在/人掩i^平面OP到場平面IP的光線方向，場平面IP前的 最后透鏡具有參考標記LOE且其由兩個部分透鏡LOE1和LOE2組成，兩 個部分透鏡之間是浸沒液IL (參見圖18的描述)。
在設計800中，在從掩模平面OP到場平面IP的光路方向的靠近場平面 IP或靠近擴展中間像平面IMI1和IMI2的近場表面是鏡CMl和CM2的表 面以及透4竟B800、 LOE的表面和在掩沖莫平面OP到^象平面IP的光線方向的 CMl前面的透鏡的表面，根據本發(fā)明其適于通過增加表面粗糙度來校正曝 光場上的雜散光成分的變化。
圖18示出作為圖17的設計800的細節(jié)，在從掩模平面OP到像平面IP 的光線方向的場平面IP前的最后透鏡元件LOE。該透鏡元件由用于部分透 鏡LOEl的石英玻璃和用于部分透鏡LOE2的藍寶石組成，其中后者中的晶 軸取平行于光軸AX的方向CA。在兩個部分透鏡LOE1和LOE2之間存在 有浸沒液。在WO 2005/133801中也提到用于第二部分透鏡LOE2的具有高 折射率的其它晶體材料，諸如尖晶石(MgAl204 )、 YAG[釔鋁石榴石 (Y3A15012)]、氧化鎂(MgO)、氧化鈹(BeO)、氧化鋁(A1203 )、氧化釔(Y203 ) 或氟化鑭(LaF3)。在浸沒光刻的背景中，注意到WO 2006/133801 Al中的 教導是重要的當在設計中要求指定高像方數值孔徑時，像方數值孔徑值不應超越曝光場前的最后光學元件的折射率。這一點對于具有大于1.7的數值 孔徑的設計很重要，如在設計800中，對于最后透鏡元件在可應用的工作波
長具有大于1.7的折射率。用作圖18的第二部分透鏡LOE2的材料的藍寶石 在工作波長193 nm具有1.92的折射率，并從而根據WO 2006/133801 Al的 教導具有距設計800的1.75的像方數值孔徑足夠的數值距離。然而，這也不 涉及主要任務將設計800適配為其中曝光場前的最后透鏡由在例如193 nm 的工作波長具有大于1.7的折射率的晶體材料組成、以及同時實現大約1.7 的高數值孔徑值的設計。
圖19示出所謂的極紫外(EUV)光刻應用的投射物鏡的六鏡設計。該 設計借鑒于US 2004/0051857 Al的圖1，最大程度地保持相同的參考標記， 僅增加了數值5。第 一折反式物鏡組Gl5利用鏡Ml5和M25將掩模平面OB5 投射到中間像IMI5中。所述物鏡組包括光瞳平面或孔徑平面APE5。第二折 反式物鏡G25利用鏡M35、 M35、 M45和M65將中間像IMI5投射到場平 面IM5中。由于對于100 nm以下的波長現實中沒有足夠透明的材料，所以 EUV光刻的投射物鏡通常由鏡組成。在這里，對于因為玻璃材料中的不均 勻引起的雜散光成分的部分，均化曝光場上的分布的任務本身無法在這些投 射物鏡中呈現。然而，具有相同表面修整的鏡對光的散射是在空氣中具有折 射率約為1.5的透鏡的16倍。所以，EUV投射物鏡比普通折射系統(tǒng)對因光 學元件的表面性質引起的雜散光成分有更嚴格的要求。作為附加因素，不僅 光學元件自身的拋光，還有高反射涂層作為雜散光源在EUV物鏡中起了很 大作用。在這里，對EUV光刻使用的投射物鏡有實用的益處是，根據本發(fā) 明減小在掃描方向上平均的、在曝光場的雜散光成分分布，或根據這個專利
從掩模平面OB5到場平面IM5的光路方向上靠近中間像平面IMT5的近場 表面在這個設計中是鏡表面M25、 M35和M45,根據本發(fā)明其適于通過增 加表面粗糙度來校正曝光場的雜散光成分變化。
因為很多情況下，投射物鏡的鏡上的光學可用區(qū)位于距投射物鏡的光軸 OA5 —段相當大的距離，為了區(qū)別EUV光刻的投射物鏡的近光瞳和近場元 件，光軸不再是以上給出的定義下的距離的參考軸。而是， 一表面的光學可 用區(qū)內幾何中心點的法向矢量被選做距離的新參考軸，根據其區(qū)分EUV光 刻的投射物鏡中的近瞳和近場的元件。如果在光學元件表面上的曝光場的中心點的孔徑光線離定義的法向矢量的距離是光學元件的同一表面上的曝光 場的邊緣點的主光線距法向矢量的距離的六倍，那么光學元件就被稱為近光 瞳，除此之外，它被稱為是近場。
作為一個可能的例子，圖20示出表面粗糙度的增加的分布，作為從掩 模平面到場平面的光線方向在場平面前的最后透鏡上表面的光學可用區(qū)上 的RMS值，其就在曝光場上的分布與在掃描方向上平均的附加雜散光成分 相關，曝光場的中心區(qū)內的雜散光成分較少，而曝光場的邊緣區(qū)中的雜散光 成分較高，使得因此，在掃描方向平均的雜散光成分，在投射物鏡的曝光場 上有更小的變化，或是更具體的說，在這個專利申請的意義上，獲得的在掃 描方向平均的投射物鏡的雜散光成分是固定的。圖的X軸的標尺被歸一化， 從而在最后透鏡的上表面沿X軸正方向的光學可用區(qū)邊緣的高度值為1，光 學可用區(qū)中心的高度值為0。在這個圖中，與光學可用區(qū)中心的RMS值相 比較，在例如193nm的操作波長，RMS值增量的最大值在光學可用區(qū)左右 邊緣略大于2 nm是足夠的，從而校正在掃描方向上平均的投射物鏡的雜散 光成分的變化，在曝光場上大約為0.2%。根據圖14、 15、 16和17的設計， 這是基于一些假設最后透鏡典型幾何關系，最后透鏡和曝光場之間的距離， 曝光場的長寬比，以及最后透鏡元件的折射率。根據這些不同參數，可能得 到掃描方向平均的雜散光成分在曝光場上變化的大約0.1%到0.4%的不同的 值。如果掃描方向平均的雜散光成分在曝光場上變化的將被校正了多于 0.2%,表面粗糙度的要求值可以相應的通過歸一化圖20的圖得到。圖20圖 內的表面粗糙值的分布可以用 一般多項式根形式的函數來描述，其中距中心 的橫向距離為自變量。該描述的優(yōu)勢在于，從其得到的系數有利地適于拋光 機，例如拋光機器人的編程。然而，利用拋光機實現的分布不是對任意選擇 都適用，因為拋光頭有有限的尺寸，其對代表由圖20示例的圖中的表面粗 糙度分布的曲線的曲率施加限制。例如，對于拋光機不可能實現圖20的圖 的曲線中高度0處的中斷，因為拋光機頭的有限尺寸總具有的后果是，不是 0的表面粗糙度值將仍在高度0處保持。例如，這將造成中心區(qū)415的附加 雜散光成分413的剩余值，如圖12所示。
圖21簡要的示出了可以提供微光刻領域中應用的投射物鏡的不同方法， 其具有掃描方向上平均的附加雜散光成分，其在曝光場上的分布使得在掃描 方向上平均的投射物鏡的雜散光成分，在曝光場上具有減小的變化，或者更
37具體說，該專利申請的意義上，獲得的掃描方向上平均的投射物鏡的雜散光成分是恒定的。在第一步A中，投射物鏡的雜散光成分或者被模擬或者根據成分的數據或各表格的數據決定。在作為替換的第一步B中，可對才殳射物鏡本身進行測量，或對相同設計的投射物鏡進行測量，由此確定投射物鏡的曝光場上的雜散光成分變化。在第二步中，近場光學元件的一表面的表面粗糙度或多個近場光學元件的幾個表面的表面粗糙度特性，或者在生產過程中在投射物鏡的安裝之前預先適當調整，或者隨后改變適當的量，使得在掃描方向上平均的雜散光成分在曝光場上有遞減的變化，或者更具體來說，在這個專利申請的意義上，獲得的掃描方向上平均的投射物鏡雜散光成分在曝光場上是恒定的。第二步中采取的措施的成功可以在第三步中通過作為物鏡的質量檢測的一部分的測量中得到驗證。根據第三步的結果，投射物鏡或作為具有足夠好的校正而被接受，或工藝循環(huán)返回第二步，其中近場元件的表面或多個近場元件的多個表面的表面粗糙度較以前值被改變。這些工藝步驟二和步驟三被重復直到發(fā)現足夠的校正量。
作為前面提到方法的替代，對于一個單獨透鏡對雜散光成分的主要部分
起貢獻的投射物鏡來說，這樣是合理的在該方法的第一步驟中僅僅確定單獨透鏡的貢獻，第二步中通過表面粗糙度的預先調整或隨后改變來補償所述貢獻，使得能在第三步中執(zhí)行投射物鏡的質量檢測。在這個替代程序下，第一個工藝步驟B中在透鏡自身上可以執(zhí)行測量，或者可以根據第一工藝步驟B中對同一設計的透鏡采取的測量來確定透鏡貢獻。作為替代，單個透鏡可以被模擬，作為第一工藝步驟A中的一部分，或是從透鏡的胚料得到的數據來確定這個透鏡的貢獻。
圖22簡要的示出根據本專利申請，通過使用具有投射物鏡的投射曝光器件在晶片上制造微結構的工藝步驟。第一步，將薄金屬膜氣相沉積在晶片上。然后，在第二步驟中，含金屬膜的晶片^皮覆蓋一層感光涂層，所謂的光刻膠。第三步，根據本專利申請，具有投射物鏡的投射曝光裝置通過光刻膠的照相曝光在掃描過程中將掩模平面的掩模結構轉移到晶體上的半導體元件的目前涉及的表面。這個步驟重復直到晶片上的所有半導體元件表面都被曝光。隨后，含已曝光的光刻膠的晶片被顯影，由此在已收到足夠曝光的的晶片上的位置從晶片去除光刻膠。這使得可以在前面工藝步驟中去除光刻膠的位置去除金屬膜的。這個工藝步驟被稱作蝕刻。在下一步驟中，晶片已預備好進行進一步的處理，為此晶片回到圖22工藝中的起點或是引導到另一裝置的另一工藝的起點。
圖23是通過沖殳射物鏡600的一個例子示出的本發(fā)明的另一個實施例的簡要圖示。投射物鏡600具有在光瞳平面633a中的擴散光學元件623和近場的擴散光學元件631。投射物鏡600將被光線627均勻照射的掩模621的像沿著光軸635投射到像平面或場平面605。投射物鏡例如由兩個部分物鏡600a和600b組成,中間4象平面或中間場平面607位于兩個部分物《竟600a和600b之間。部分物鏡600a和600b可以簡略的用透《竟625、 627、 629、 631來表示，并分別具有光瞳平面633a和633b。具有不同散射函數619的可互換的擴散光學元件623可以設在第一光瞳平面633a中。進一步可能的是使
光線639和645是可投射的中心場點和最外場點的主光線。光線641和643分別是中心場點的上孔徑光線、下孔徑光線或慧差光線。這些光線用來區(qū)分這個例子的投射物鏡600中的場平面和光瞳平面。光瞳被定義為所有場點的所有主光線639、645都相交在其中心的位置，而其尺寸由孔徑光線641、643來確定。相反的，場平面定義為中心場點的孔徑光線641、 643和主光線639相交于其中心的位置。
根據它們的散射函數619,光瞳平面633a中的擴散光學元件623在像平面或場平面605中產生的雜散光成分的分布611,以放大圖中在圖23中所示。對于所謂的掃描曝光機，在本申請中規(guī)則也適用，雜散光成分的分布611在掃描方向Y上取平均，根據示出的坐標系統(tǒng)，掃描方向Y是垂直于圖面的方向。雜^:光成分的分布611在中心場點附近比在場中的邊緣區(qū)617有更高的雜散光成分。
根據散射函數609，近場擴散光學元件631在像平面或場平面605中產生雜散光成分的分布613,如以放大圖的圖23所示，到雜散光成分611的曲線右側。這個例子中的擴散光學元件631沒有在光學元件631的直徑上均勻的散射函數609,而其特征在于是僅在光學元件631的邊緣區(qū)中產生達到明顯程度雜散光的散射函數609。例如，這可以利用光學元件631來實現，光學元件631具有增加的表面粗糙度(見圖12的描述)。雜散光成分的分布6n示出邊緣區(qū)617比中心區(qū)615有更高比例的雜散光成分，使得具有光瞳633a中的擴散光學元件623的散射函數619和近場擴散光學元件631的散射函數609之間適當的選擇。本發(fā)明的該實施例允許由疊加本發(fā)明的附加的雜散光成分的分布611和分布613來產生平均的雜散光成分的任何期望的分布。
這個解決方法可以實現作為替代方案或與具有增加的表面粗糙度光學元件的上述靜態(tài)版本結合。在這些可能性之間，通過增加表面粗糙度的雜散光成分分布的靜態(tài)調整和通過可互換的散射元件的動態(tài)調整的結合，為最廣泛多樣的照明角分布(設置)和掩模結構提供了最大可能的靈活性來實現期望的雜散光成分分布。因此，交換擴散元件623和631的構思使得可以對于一個掩模的不同掩模結構或與入射光線627的不同照明角分布結合的不同掩模621的非常多樣的成像要求進行快速反應。
布，使得生產工藝可以更容易地從一個投射物鏡轉移到另一個投射物鏡。當執(zhí)行這種的適配時，也有可能考慮適配投射物鏡的相同或不同照明角分布和/或一個或多個掩模的相同或不同的掩模結構。而且在應用這個構思時，圖23的實施例也不限于示意性示出的具有中間場平面607的投射物鏡600，而是可以被轉移到上迷的投射物鏡屮的任意一個，只要它至少有一個光瞳平面和一個場平面。
作為具有不同散射函數619和609的不同擴散光學元件623和631,人們可以例如使用常規(guī)擴散器盤；具有增加表面粗糙度的光學元件(見上)；強擴散材料的光學元件(諸如多晶體材料，見上)；衍射光學元件(DOEs);衍射光柵(閃耀光柵，二元光柵，亞波長光柵)；計算機生成全息圖(CGH)，還有用于補償所謂的透鏡升溫的線柵。為了產生期望的場分布，在這種情況下，有可能使得散射函數619和609，尤其是在近場光學元件631中，限于僅在光學元件623和631的部分區(qū)域上延伸。在產生分別具有不同散射函數619和609的擴散光學元件623或631的所有上述提到可能性中，應注意到除了常規(guī)擴散器盤和具有增加表面粗糙度的光學元件，所有提到的可能元件通常在投射物鏡中還執(zhí)行其他功能，且次要地作為雜散光成分操縱器。例如，為了與光學設計相關的原因，人們主要在投射物鏡中使用強擴散材料的光學元件。例如，DOE可以用于波前校正。衍射光柵，尤其是亞波長光柵的形式的衍射光柵，可以用作投射物鏡600的偏振性質校正。CGH能完成很多任務，上面提到的線柵可以主要用于有用光引起的透鏡升溫的校正，或是在EUV光刻的投射物鏡中執(zhí)行不同任務。
40因此，上述單獨或組合使用的元件通常首先對于它們的主要功能設計，然后根據它們的散射性質僅次要地選擇。上面提到的原件可以單獨優(yōu)化或組合優(yōu)化，如果需要與特別考慮到它的擴散效應設置在光瞳中的附加光學元件一起，如果對于雜散光成分優(yōu)化明確要求這個自由度，使得針對給定類型的投射物鏡，這些元件的優(yōu)化結果將會產生理想的雜散光成分操縱。當優(yōu)化雜散光成分元件，或在該情形更明確的投射物鏡的雜散光成分操縱，必須考慮
落在其圖像要被投射的掩模621上的光線627的期望的照明角分布，以及掩模621的期望的掩模結構像，因為這些因素決定了光通過的光瞳區(qū)域。這種優(yōu)化也可以用于可互換的擴散光學元件623和631的設計中，從而例如當存在照明角分布之間和/或掩模結構的變化的情況，通過互換元件623和631對于不同照明角分布和不同掩模結構實現雜散光成分的最佳分布。
下面是作為投射物鏡的光瞳中使用的擴散光學元件的具有周期p和覆蓋率W的衍射二元結構的簡單情況，對于像平面中的衍射級n示出雜散光范圍Rs以及其相對強度L。除了透鏡處的二元相光柵(菲涅爾透鏡、衍射光學元件等)，這種衍射二元裝置可以是在透鏡處校正有用光加熱透鏡的線柵、或EUV光刻的對應線柵，其中在這些情況下覆蓋率W可以定義為線厚度和兩個相鄰線的距離或周期p之間的比。在衍射的鉻掩模中，例如對于計算機生成全息圖(CGH),覆蓋率W定義為 一個鉻跡線的寬度與兩個相鄰鉻跡線之間的距離或周期p的比例。在這些情況中，對于像平面中衍射級n的雜散光成分的范圍R和相關強度I由下列公式描述
《s = x"A^xi^/p;以及
/_、， = [sin(w;z")/"7r _ , x (1 — T) x sin(";r,)/w;rff ]2
其中，所述符號表示為
X光波長；
NA投射物鏡的數值孔徑；RNA光瞳直徑；P衍射結構的周期；
W各個衍射結構元件的寬度和P之間的比；T衍射結構(例如線或鉻跡線)的透光率。
另外，為了避免像平面中的鬼像，應當注意在光瞳中存在有光學元件的衍射結構的最小的周期Pmm或最大密度，其可以通過下述方程根據要在圖像中呈現的最小的結構尺寸(臨界尺寸CD)來估計
其中所述符號表示X光波長；
NA投射物鏡的數值孔徑；RNA光瞳直徑；以及CD臨界尺寸。
盡管通過特定實施例的呈現已經描述了本發(fā)明，但是本領域中的技術人員將認識到變體和替換實施例的各種可能性，例如通過組合和/或替換各個實施的特征。因此，相關領域的技術人員將理解到，這樣的變體和替換實施例被認為是包含在本發(fā)明中以及本發(fā)明的范圍僅由 附權利要求及其等價體來限定。
權利要求
1、將掩模平面的像投射到場平面的微光刻領域的投射物鏡，在所述場平面中有曝光場，其特征在于，將在所述曝光場上具有非恒定的分布的附加的雜散光成分引入到所述場平面中的曝光場內。
2、 將掩模平面的像投射到場平面的微光刻領域的投射物鏡，在所述場 平面中有曝光場，其特征在于，所述投射物鏡包括用于將在所述曝光場上具 有非恒定分布的附加雜散光成分引入到所述場平面中的曝光場的裝置。
3、 如權利要求1或2所述的微光刻區(qū)域的投射物鏡，其中所述場平面 中的曝光場包括中心區(qū)域和邊緣區(qū)域，且相比所述場的邊緣區(qū)域，所述場的 中心區(qū)域中的附加的雜散光成分較4氐。
4、 如前述權利要求之一所述的微光刻領域的投射物鏡，其沿從所述掩 模平面到所述場平面的光束路徑具有大量的光學元件，在所述掩模平面到所 述場平面的光束方向的至少一個近場光學元件布置在場平面之前，或者在所 述掩模平面到所述場平面的光束方向的至少 一 個近場光學元件直接地布置 在與所述場平面共軛的中間像平面之前或之后，其特征在于，所述至少一個 光學元件的至少一個表面具有產生所述曝光場上的非恒定分布的附加的雜 散光成分的表面粗糙度。
5、 如權利要求4所述的微光刻領域的投射物鏡，其中所述表面包括具 有中心和邊緣的光學利用區(qū)域，以及其中所述表面的表面粗糙度從所述光學 利用區(qū)域的中心到所述光學利用區(qū)域的邊緣增加。
6、 如權利要求5所述的微光刻領域的投射物鏡，具有從所述邊緣到所 述中心的表面粗糙度的差異，其中所述差異大于0.5 nm RMS，優(yōu)選地大于 1.0nmRMS，以及更優(yōu)選地大于2 nm RMS。
7、 如權利要求5或6所述的微光刻領域的投射物鏡，其中作為距所述 中心的橫向距離的函數的表面粗糙度對應于一般多項式的根函數，其中所述 橫向距離表示變化量。
8、 如權利要求7所述的微光刻領域的投射物鏡，其中，所述表面粗糙 度隨著距中心的所述橫向距離的增加而二次地增加。
9、 如權利要求7所述的微光刻領域的投射物鏡，其中，所述表面粗糙 度隨著距中心的所述橫向距離的增加而線性增加。
10、 如權利要求4至9之一所述的微光刻領域的投射物鏡，其中，所述 表面粗糙度具有局部起伏的波長范圍并且所述表面粗糙度的局部起伏的波 長范圍在1 mm與10 pm之間。
11、 如權利要求4至9之一所述的微光刻領域的投射物鏡，其中所述表 面粗糙度具有局部起伏的波長范圍并且所述表面粗糙度的局部起伏的波長 范圍在10 mm與1 mm之間。
12、 如前述權利要求之一所述的微光刻領域的投射物鏡，其沿從所述掩 模平面到所述場平面的光束路徑具有大量的光學元件，在所述掩模平面到所 述場平面的光束方向的最后光學元件布置在所述場平面之前，其特征在于， 場光闌存在于所述最后光學元件與所述場平面之間。
13、 如權利要求12所述的微光刻領域的投射物鏡，其中，光學利用區(qū) 域在所述場孔徑光闌的平面中延展，并且其中所述場孔徑光闌具有小于1 mm尤其小于0.2 mm的橫向尺寸的增加的容差。
14、 如權利要求4至13之一所述的微光刻領域的投射物鏡，其沿從所 述掩模平面到所述場平面的光束路徑具有大量的光學元件，在所述掩模平面 到所述場平面的光束方向的最后光學元件布置在所述場平面之前，其中，最 后光學元件具有上表面和下表面，并且其中，相關于從所述掩模平面到所述 場平面的光束方向，所述上表面占據下表面之前的位置而所述下表面占據所 述場平面之前的位置，以及其中所述表面是所述最后光學元件的所述上表 面。
15、 如權利要求14所述的微光刻領域的投射物鏡，其中場孔徑光闌位 于所述最后光學元件與所述場平面之間以及所述場孔徑光闌通過遮擋所述 最后光學元件的下表面的部分來實現。
16、 如權利要求15所述的微光刻領域的投射物鏡，其中，所述遮擋通 過具有吸收或反射層的涂層來實現。
17、 如權利要求16所述的微光刻領域的投射物鏡，其中，光學利用區(qū) 域在所述最后光學元件的下表面上延展，以及其中所述遮擋包括對光學利用 區(qū)域增加的小于0.5 mm的尤其小于0.1 mm的橫向尺寸的容差。
18、 如前迷權利要求之一所述的微光刻領域的投射物鏡，其具有大量的 光學元件，其特征在于，至少一個光學元件由多晶材料組成。
19、 如權利要求18所述的微光刻領域的投射物鏡，其中，所述多晶材料組成為氟化物、n族氧化物、m族氧化物、稀土氧化物、紅寶石或尖晶石。
20、 如權利要求18或19所述的微光刻領域的投射物鏡，其中，所述多晶材料由有雙折射性的多個單獨的晶體組成。
21、 如權利要求20所述的微光刻領域的投射物鏡，其中，所述多晶材料的光學元件總體比每一個單獨的晶體具有更小的雙折射度。
22、 如權利要求18至20之一所述的微光刻領域的投射物鏡，其中，所 述多晶材料的光學元件隨場變化具有相對于所述曝光場中的有用光的、多于 0.1%尤其多于0.2%的雜散光成分。
23、 如權利要求18至22之一所述的微光刻領域的投射物鏡，其沿從所 述掩模平面到所述場平面的光束路徑具有大量的光學元件，以及在所述掩才莫 平面到所述場平面的光束方向的最后光學元件布置在所述場平面之前，其特 征在于，至少所述最后光學元件由多晶材料組成。
24、 如前述權利要求之一所述的微光刻領域的投射物鏡，其沿從所述掩 模平面到所述場平面的光束路徑具有大量的光學元件，以及在所述掩模平面 到所述場平面的光束方向的最后光學元件布置在所述場平面之前，其特征在 于，所述最后光學元件是由在操作波長處具有大于1.7的折射率的材料組成。
25、 如權利要求12至24之一所述的微光刻領域的投射物鏡，其中，所 述最后光學元件是透鏡。
26、 如權利要求12至24之一所述的微光刻領域的投射物鏡，其中，所 述最后光學元件是平面平行平板。
27、 如權利要求4所述的微光刻領域的投射物鏡，其中所述至少一個近 場光學元件是鏡且至少一個表面是鏡表面。
28、 如權利要求1或2所述的投射物鏡，其中，附加的雜散光成分通過 至少一個擴散和/或衍射光學元件產生。
29、 如權利要求1或2所述的投射物鏡，其中，所述附加的雜散光成分 通過在所述光瞳中的至少一個擴散和/或衍射光學元件以及/或通過至少一個 近場擴散和/或衍射光學元件產生。
30、 如權利要求28或29所述的投射物鏡，其中所述至少一個擴散和/ 或衍射光學元件是來自由下述各項組成的組的光學元件擴散器盤；具有大 于0.5nm RMS優(yōu)選地大于1.0 nm RMS且更優(yōu)選地大于2腿RMS的表面4且 糙度的光學元件；多晶材料的光學元件；衍射光學元件(DOE)、衍射光柵(閃耀光柵、二元光柵、亞波長光柵)；計算機生成全息圖(CGH);線柵。
31、 如前述權利要求之一所述的投射物鏡，其中，具有非恒定分布的所 述附加的雜散光成分與所述曝光場上的給定的分布相一致。
32、 如權利要求28所述的投射物鏡，其中，所述給定的分布根據另一 投射物鏡的測量數據確定。
33、 如前述權利要求之一所述的才更射物鏡，其中，所述附加的雜散光成 分將所述投射物鏡曝光場上的雜散光成分和/或雜散光成分的變化與另 一投 射物鏡的曝光場上的雜散光成分和/或雜散光成分的變化適配。
34、 如權利要求33所述的投射物鏡，其中，在所述適配之后，相對于 兩個雜散光成分的各個最大值的較大者，所述投射物鏡的曝光場中的最大雜 散光成分從所述另一投射物鏡的曝光場中的最大雜散光成分偏離了小于 50%,優(yōu)選地小于25%。
35、 微光刻領域的投射物鏡，該投射物鏡用作將掩模平面的像投射到場 平面，具有所述場平面中的曝光場，其特征在于，所述投射物鏡包括用于產 生附加雜散光成分的至少一個擴散和/或衍射光學元件，其中所述曝光場的場 點中的所述附加雜散光成分相對于有用光總量到多于0.2%,優(yōu)選多于0.4%。
36、 微光刻領域的投射物鏡，該投射物鏡用作將掩模平面的像投射到場 平面，具有所述場平面中的曝光場，其特征在于，附加雜散光成分將投射物 鏡曝光場上的雜散光成分和/或雜散光成分的變化與另 一投射物鏡曝光場上 的雜散光成分和/或雜散光成分的變化相適配。
37、 如權利要求36所述的投射物鏡，其中，相對于兩個雜散光成分的 各個最大值中的較大者，所述投射物鏡曝光場中的雜散光成分的最大值從所 述另一個影物鏡曝光場中的雜散光成分的最大值偏離了小于50%，優(yōu)選小于 25%。
38、 如權利要求35至37之一所述的投射物鏡，其中，由擴散和/或衍射 光學元件產生附加雜散光成分，并且其中所述擴散和/或衍射光學元件是來自 由下述各項組成的組中的光學元件擴散器盤；具有大于0.5 nm RMS、優(yōu) 選大于l.OnmRMS、且更優(yōu)選大于2nmRMS的表面粗糙度的光學元件；多 晶材料的光學元件；衍射光學元件(DOE);衍射光柵(閃耀光柵、二元光 柵、亞波長光柵)；計算機生成全息圖(CGH);線柵。
39、 如權利要求35至38之一所述的投射物鏡，其中，所述附加雜散光成分在所述曝光場上具有非恒定分布。
40、 如權利要求39所述的投射物鏡，其中，具有非恒定分布的所述附 加雜散光成分與所述曝光場上給定的預定分布一致。
41、 如權利要求40所述的投射物鏡，其中，給定的預定分布根據另一 投射物鏡的測量數據確定。
42、 如權利要求39所述的投射物鏡，其中，所述場平面中的曝光場具 有中心區(qū)域和邊緣區(qū)域，并且其中所述具有非恒定分布的附加雜散光成分通 過光瞳中的擴散和/或衍射光學元件在所述場的中心區(qū)域中調整。
43、 如權利要求39所述的投射物鏡，其中，所述場平面中的曝光場具 有中心區(qū)域和邊緣區(qū)域，并且其中所述具有非恒定分布的附加雜散光成分通 過至少一個近場擴散和/或衍射光學元件在所述場的邊緣區(qū)域中調整。
44、 如權利要求35至43之一所述的投射物鏡，其中，提供用于交換和 /或改變擴散和/或衍射光學元件的散射效應的裝置。
45、 如權利要求35至44之一所述的投射物鏡，其中，所述附加雜散光 成分在所述場上相對于所述曝光場中的有用光變化了多于0.1%，尤其多于 0.2%。
46、 微光刻領域的投射物鏡，該投射物鏡將掩模平面的像投射到場平面 中，具有大量的光學元件，其特征在于，所述場平面中的曝光場接收在掃描 方向上平均的所述投射物鏡的雜散光成分，其相對于有用光在所述曝光場上 變化了小于0.2%。
47、 如權利要求45所述的微光刻領域的投射物鏡，其特征在于，投射 區(qū)域接收相對于有用光的小于2%的、在掃描方向上平均的投射物鏡的最大 雜散光成分。
48、 如權利要求45至46之一所述的投射物鏡，其特征在于，所述曝光 場外的場平面接收相對于有用光的小于2%的、在掃描方向上平均的投射物 鏡的最大雜散光成分。
49、 如權利要求45至47之一所述的投射物鏡，其特征在于，擴散和/ 或衍射光學元件產生所述投射物鏡的附加雜散光成分，其中所述附加雜散光 成分相對于曝光場中的有用光，在所述場上具有大于0.1%'尤其大于0.2% 的變4匕。
50、 如權利要求49所述的投射物鏡，其中，擴散和/或衍射光學元件產生所述附加雜散光成分，并且其中所述擴散和/或衍射光學元件是來自由下述各項組成的組中的光學元件擴散器盤；具有大于0.5 nm RMS、優(yōu)選大于 l.OnmRMS、且更優(yōu)選大于2 nm RMS的表面粗糙度的光學元件；多晶材料 的光學元件；衍射光學元件(DOE);衍射光柵(閃耀光柵、二元光柵、亞 波長光柵)；計算機生成全息圖(CGH);線柵。
51、 適配微光刻領域的投射物鏡的雜散光成分的方法，該投射物鏡具有 至少一個引入附加雜散光成分的擴散和/或衍射光學元件，其中所述附加雜散 光成分在所述場上具有大于相對于曝光場中的有用光的0.1%,尤其大于 0.2%的變化。
52、 如權利要求51所述的方法，其中，引入在曝光場上具有非恒定分 布的附加雜散光成分，其與給定的預定的分布相 一致。
53、 如權利要求52所述的方法，其中，所述給定的預定的分布根據另 一投射物鏡的測量數據確定。
54、 如權利要求51至53之一所述的方法，其中，所述附加雜散光成分 用于將投射物鏡的曝光場上的雜散光成分和/或雜散光成分的變化與另一投 射物鏡的曝光場上的雜散光成分和/或雜散光成分的變化適配。
55、 如權利要求51至54之一所述的方法，其中，所述附加雜散光成分 的非恒定分布通過擴散和/或衍射光學元件的散射效應的交換和/或改變來改變
56、 如權利要求51至55之一所述的方法，其中，所述投射物鏡的附加 雜散光成分以如下方式引入，所述投射物鏡產生其臨界尺寸具有相對于用另 一投射物鏡產生相同掩模結構所使用的臨界尺寸的小于20%的偏離的掩模結構的像。
57、 如權利要求1至50之一所述的投射曝光裝置。
58、 具有投射物鏡的投射曝光裝置，該投射物鏡具有附加的雜散光成分， 用權利要求51至56之一所述的方法生產。
59、 有微結構的部件的微光刻生產的方法，包括以下的步驟 提供襯底，至少在部分的襯底表面上，在襯底上沉積感光材料的涂層； 提供包括要被生產的圖像的結構的掩模；提供根據權利要求57到58之一的投射曝光裝置；通過所述投射曝光裝置，將至少一部分的掩模投射到所述襯底的感光涂層的一區(qū)域上。
60、有結構的部件，其通過根據權利要求59的方法生產。
全文摘要
當前設計的微光刻的投射物鏡具有在曝光場上變化的雜散光成分。通過引入額外的雜散光，該場上雜散光成分的變化能夠被減少和/或與另一投射物鏡的變化相配。通過預先適配或改變近場表面的表面粗糙度和/或通過安裝在光瞳平面中具有指定目標光散射特性的光學元件，來有利地完成這點。在這點中，本發(fā)明利用了觀察結論相比雜散光成分本身，該場上的雜散光成分的變化和不同投射物鏡的雜散光成分的各個不同的變化對半導體部件的制造產生更大的問題。特別在其中使用強散射的多晶材料的浸沒光刻的投射物鏡中，本發(fā)明提供了一種補償這些投射物鏡在場上的雜散光成分的增加的變化，并且從而獲得在整個場上恒定的雜散光成分。進一步，特別在比傳統(tǒng)投射物鏡呈現更高雜散光成分的EUV光刻的投射物鏡的情形中，可以關于曝光場上的雜散光成分和/或雜散光成分的變化來使不同的投射物鏡彼此相適配。
文檔編號G03F7/20GK101689027SQ200880017510
公開日2010年3月31日 申請日期2008年5月21日 優(yōu)先權日2007年5月25日
發(fā)明者丹尼爾·克雷默, 弗拉迪米爾·卡梅諾夫, 邁克爾·托特澤克, 阿克賽爾·戈納邁耶 申請人:卡爾蔡司Smt股份公司