專利名稱：包含偏轉(zhuǎn)鏡的折反射投射物鏡以及投射曝光方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及折反射投射物鏡(catadioptric projection objective),用于將設(shè)置于投射物鏡的物面的物場中的掩模(mask)圖案成像到設(shè)置于投射物鏡的像面的像場中，并且涉及可利用此投射物鏡執(zhí)行的投射曝光方法。
背景技術(shù)：
現(xiàn)今微光刻投射曝光方法主要用于制造半導(dǎo)體組件和其他精細圖案化的組件。這些方法涉及使用載有要被成像的結(jié)構(gòu)的圖案的掩模(掩模母版(reticle))，例如半導(dǎo)體組件的層的線圖案。掩模定位于投射曝光設(shè)備中的照明系統(tǒng)和投射物鏡之間且在投射物鏡的物面的區(qū)域中，并利用有效物場區(qū)域中照明系統(tǒng)提供的照明輻射照明。被掩模和圖案改變的輻射作為投射輻射通過投射物鏡，投射物鏡將掩模圖案成像到有效像場區(qū)域中要曝光的基底上，有效像場與有效物場光學(xué)共軛?；淄ǔ］d有對投射輻射敏感的層(光刻膠(photoresist))。開發(fā)投射曝光設(shè)備的目標之一在于通過光刻在基底上產(chǎn)生具有尺寸越來越小的結(jié)構(gòu)。越小的結(jié)構(gòu)導(dǎo)致越高的集成密度，例如在半導(dǎo)體組件的例子中，其一般對所產(chǎn)生的微結(jié)構(gòu)組件的性能具有有利的效果?？僧a(chǎn)生的結(jié)構(gòu)的尺寸很關(guān)鍵地依賴于所用投射物鏡的分辨力(resolvingpower)，且首先可通過降低用于投射的投射輻射波長來增加，其次可通過增加工藝中所用的投射物鏡的像側(cè)數(shù)值孔徑NA來增加。過去，光學(xué)微光刻主要使用純折射的投射物鏡。在純折射的投射物鏡的情況中，所有具有折射力(refractive power)的光學(xué)元件皆為折射元件(透鏡)。然而在折射系統(tǒng)的情況中，隨著數(shù)值孔徑增加和波長縮短，基本像差的校正(correction)(例如色差的校正和像場曲(image field curvature)的校正)變得更困難。一種用于獲得平像面和良好色差校正的方法包括使用折反射投射物鏡，其包含具有折射力的折射光學(xué)元件(即透鏡)以及具有反射力(reflective power)的反射元件(即曲面鏡(curved mirror))。典型包含至少一個凹面鏡(concave mirror)。在光學(xué)系統(tǒng)中，具有正折射力的透鏡與具有負折射力的透鏡對總折射力、對像場曲、以及對色差分別具有相反的貢獻，凹面鏡具有如正透鏡的正折射力，但是相較于正透鏡對像場曲有相反的效果。此外，凹面鏡不會引入色差。將凹面鏡集成到光學(xué)系統(tǒng)，尤其是集成到用于微光刻投射曝光方法的投射物鏡并不容易，因為凹面鏡將輻射基本反射回到輻射入射的方向。有許多將凹面鏡集成到光學(xué)成像系統(tǒng)的建議，使得不會發(fā)生光束漸暈(beam vignetting)的問題或瞳遮蔽(pupil obscuration)的問題。針對此目的，折反射投射物鏡組使用兩個偏轉(zhuǎn)鏡(deflectionmirror)，以便將從物場到凹面鏡的部分光束路徑與從凹面鏡到像場的部分光束路徑分開。這種投射物鏡的子組(subgroup)包含將來自物面的輻射偏轉(zhuǎn)到凹面鏡的第一偏轉(zhuǎn)鏡，以及將來自凹面鏡的輻射偏轉(zhuǎn)到像面的方向的第二偏轉(zhuǎn)鏡。若偏轉(zhuǎn)鏡的反射鏡表面定向成彼此垂直，則投射物鏡的物平面(object plane)和像平面(image plane)可定向為彼此平行。這種投射物鏡的一些類型包含兩個串接的成像物鏡部(imaging objectivepart),并在物平面和像平面之間具有單個實中間像(real intermediate image)(參見例如 US 2006/0077366A1和 WO 2004/09060A2)。在其他類型中，存在串接的三個成像物鏡部，其中剛好產(chǎn)生兩個實中間像(參見例如對應(yīng)于 US 7，362，508B2 或 EP I 751 601 BI 的 WO 2004/019128A1)。專利申請US 2005/0254120A1公開具有一個中間像的系統(tǒng)示例，其中關(guān)于偏振相依反射率(polarization-dependent reflectivity)的某些方面優(yōu)化偏轉(zhuǎn)鏡的反射涂層(reflection coating)。專利申請WO 2008/080534A1公開具有兩個中間像的投射物鏡示例，其中關(guān)于偏振相依反射率的某些方面優(yōu)化偏轉(zhuǎn)鏡的反射涂層。專利申請US 2002/0171952A1或US 2003/0147150描述投射物鏡的結(jié)構(gòu)局部形態(tài)，該投射物鏡包含兩個定向為彼此垂直的偏轉(zhuǎn)鏡，其被適配于共同載體(carrier)，因而可被以簡單的方式一起傾斜。除了投射物鏡由于制造而存在的固有(intrinsic)像差，像差也可發(fā)生在投射物鏡的使用期間，尤其是發(fā)生于投射曝光設(shè)備的操作期間。由于使用時所用的投射輻射，這種像差通常是由包含在投射物鏡中的光學(xué)元件的改變所造成。舉例而言，某部分的投射輻射可被投射物鏡中的光學(xué)元件所吸收，其中吸收的程度與光學(xué)元件所用的材料等有關(guān)，例如透鏡材料、反射鏡材料和/或可能有的抗反射涂層或反射涂層的特性。投射輻射的吸收會加熱光學(xué)元件，結(jié)果，直接或間接通過熱引起的機械應(yīng)力而使光學(xué)元件發(fā)生表面變形，且在折射元件中發(fā)生折射率改變。折射率改變或表面變形則會導(dǎo)致單獨(individual)光學(xué)元件的成像特性的改變，因此造成投射物鏡整體成像特性的改變。通常在關(guān)鍵詞“透鏡加熱(lens heating)”下處理此問題的領(lǐng)域。在使用投射物鏡期間也可能發(fā)生其他的像差，例如由于老化效果(aging effect)。在設(shè)計微光刻工藝期間，適配掩模母版上結(jié)構(gòu)的線寬，使得在使用可預(yù)先確定的照明通過投射物鏡成像之后，在感光層(light-sensitive layer)中曝光期望的結(jié)構(gòu)尺寸。在此情況中，重要的是，掩模的相同結(jié)構(gòu)在光刻膠中被相同地成像而與基底上的位置無關(guān)。不然在半導(dǎo)體組件的情況中，會發(fā)生速度損失或更壞的甚至發(fā)生功能損失。因此，半導(dǎo)體制造中的一個關(guān)鍵的參數(shù)是工藝所導(dǎo)致的臨界結(jié)構(gòu)的厚度的改變，其也被稱為“臨界尺寸變化(variation of the critical dimension) ”或“⑶變化”。因此，整個場上成像的相同結(jié)構(gòu)的均勻?qū)挾?所謂CD均勻性)構(gòu)成微光刻工藝的重要質(zhì)量標準。光刻膠中結(jié)構(gòu)寬度的決定因素為那里沉積的輻射能量。以正態(tài)近似而言，假設(shè)高于特定量的沉積輻射能量，光刻膠被曝光，低于特定量不被曝光。輻射能量的極限量也稱為“光刻膠閾值(resist threshold)”。這里關(guān)鍵在于在基底的位置處在總曝光時間期間 積分的輻射強度。在光刻膠的特定位置處沉積的輻射能量的大小取決于多個影響參數(shù)、取決于光學(xué)像差等，尤其是取決于曝光福射的色差、偏振態(tài)，并且取決于雜散光和雙重反射(double reflection)的影響。另一個重要參數(shù)是所謂的場均勻性，其為曝光工藝期間所用的有效像場上的輻射能量分布的均勻性的量度。在不充分的場均勻性情況中，在有效像場中曝光的基底的不同區(qū)域接受不同水平的照明能量，結(jié)果，一般地，CD變化受到負面影響。
通常試圖通過使用主動操縱器(active manipulator)至少部分地補償熱引起的像差或在使用壽命期間發(fā)生的其他像差。主動操縱器通常為光機裝置(optomechanicaldevice)，其被設(shè)計為由于對應(yīng)的控制信號而作用于單獨光學(xué)元件或光學(xué)元件組，以便改變光學(xué)效果，從而至少部分地補償發(fā)生的像差。針對此目的，提供例如使單獨光學(xué)元件或光學(xué)元件組關(guān)于它們的位置而改變或變形。通過操縱器來補償以時間相依方式發(fā)生的像差，在裝置方面通常需要相當可觀的額外費用，這導(dǎo)致顯著更高的制造成本。因此，存在對可以相對成本有效地提供的操縱器的需要。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明基于以下目的提供包含偏轉(zhuǎn)鏡的折反射投射物鏡，其中利用結(jié)構(gòu)相對簡單的手段，在投射物鏡的使用壽命(尤其是包括在投射曝光設(shè)備的操作期間)上確保高成像質(zhì)量。此外，一個目的在于提供一種投射曝光方法，其中可以以場相依的方式(field-dependent manner)快速且精確地補償在操作期間以時間相依方式發(fā)生的像差。根據(jù)本發(fā)明的一個形式，此目的通過包含根據(jù)權(quán)利要求I的特征的折反射投射物鏡，以及包含根據(jù)權(quán)利要求12的特征的投射曝光方法而實現(xiàn)。從屬權(quán)利要求中說明有利的發(fā)展。通過引用將所有權(quán)利要求的用語合并到說明書的內(nèi)容中。在根據(jù)要求權(quán)利要求的本發(fā)明構(gòu)造的投射物鏡的情況中，偏轉(zhuǎn)鏡的同步線性可位移性(displaceability)結(jié)合偏轉(zhuǎn)鏡反射特性的不恒定局部分布情況中的特殊特征,提供了對投射物鏡的成像特性主動操縱的可能性，而不需要為此目的引入額外的光學(xué)元件到投射物鏡中。若設(shè)置在第一場平面和第二場平面間的光學(xué)成像系統(tǒng)在第一方向上具有從-O.8>0X>-1.2的范圍的成像比例Px，則通過這些偏轉(zhuǎn)鏡同時位移絕對值相同的位移距離，可在場中容易進行具有足夠可變性的有效校正。若符合-0.9>3X>-1. I的條件或甚至-0. 95> ^ X>-1. 05的條件，則在此情況下，即使非常相近的場點也可以被以彼此幾乎獨立的目標方式(targeted manner)影響。在更偏離成像比例Px=-I的情況中，若同步位移情況中的位移距離的絕對值不同，則可能更有利，這在原則上是可能的，但需要額外的結(jié)構(gòu)花費和額外的控制工程花費。原則上，偏轉(zhuǎn)鏡的不同反射特性可局部地變化，以便得到操縱器效果。具體而言，這里可在主要(predominantly)能量反射特性與主要幾何反射特性之間進行區(qū)別。在此情況中，主要可通過提供反射率在偏轉(zhuǎn)鏡的反射鏡表面上局部變化的反射涂層，獲得能量反射特性的期望局部分布。這里反射率(reflectance)—詞(有時也稱為反射率(reflectivity))表示偏轉(zhuǎn)鏡所反射的電磁輻射強度與入射到此鏡上的電磁輻射強度的比值。具體地，利用反射涂層的適當層厚度分布，即利用反射涂層的單獨或所有層的幾何層厚度的局部分布，可得到反射率的特定局部分布。相對地，特別地，通過適當?shù)剡x擇反射鏡表面的表面形狀(form)，即利用所謂“外形分布(figure profile)”，可設(shè)定偏轉(zhuǎn)鏡的幾何反射特性的期望局部分布。雖然在此情況下平面鏡關(guān)于入射輻射束具有局部恒定的幾何反射特性，但是非平面(即不平的(uneven)，尤其是以界定方式連續(xù)彎曲的)反射鏡表面在光束路徑中的位移可用于相對于從物場行進到像場的其他光線改變物場和像場間的光學(xué)路徑上的單獨光線的光學(xué)路徑長度，從而可以目標方式影響或操縱通過投射物鏡的輻射的波前。在實際系統(tǒng)中，這兩種效果通常不能彼此完全分開，因為例如多層反射涂層的層結(jié)構(gòu)對反射輻射的波前也可具有某些影響，從而具有反射率的局部分布的反射層也可小程度地影響波前。偏轉(zhuǎn)鏡在第一位置和第二位置間的同步位移確保，兩個偏轉(zhuǎn)鏡上的投射輻射束的光線在第二位置上相比于第一位置的情況照到不同的反射區(qū)。然后，由于偏轉(zhuǎn)鏡在第一反射區(qū)和第二反射區(qū)具有(幾何的和/或能量的)反射特性的不同局部分布，所以對具有有效作用的反射特性而言，會有不同的效果產(chǎn)生，只要在第一偏轉(zhuǎn)鏡的改變和第二偏轉(zhuǎn)鏡的改變之間的差異對于光束影響的總改變是有效的。使用具有層厚度分布的反射層，如此，尤其是可以目標方式改變能量參數(shù)(例如場均勻性)，以便降低或避免例如微光刻產(chǎn)生的結(jié)構(gòu)上的CD變化。類似地，反射鏡表面的適當外形分布對波前的影響可被用于優(yōu)化成像質(zhì)量。一些實施例的特征在于如下事實第一偏轉(zhuǎn)鏡具有第一反射涂層，而第二偏轉(zhuǎn)鏡具有第二反射涂層，各反射涂層分別包括具有反射率的第一局部分布的第一層區(qū)域，以及在第一方向上位于第一層區(qū)域旁的、具有反射率的第二局部分布的第二層區(qū)域，其中反射率的第二局部分布與第一反射區(qū)中的反射率的第一分布不同。尤其是利用在平行于第一方向的光學(xué)可用反射鏡表面上有目標地改變反射涂層的層厚度，可得到反射率的局部變化。替代地或額外地，也可使用具有局部變化的中性過濾效果(neutral filter effect)的層。在一些實施例中，第一偏轉(zhuǎn)鏡和第二偏轉(zhuǎn)鏡的反射涂層在第一方向各具有層厚度的線性變化，其中層厚度變化在第一層區(qū)域和第二層區(qū)域兩者上延伸。通常線性層厚度分布比這里同樣可以的非線性層厚度分布更容易產(chǎn)生，并且可以更高質(zhì)量地產(chǎn)生這種線性漸變層(linearly graded layer)。這種偏轉(zhuǎn)鏡可用于例如以目標方式在像場的第一方向上獲得投射物鏡的傳輸分布(transmission profile)的傾斜(tilting),以便例如至少部分補償因為其他狀況而在相反方向產(chǎn)生的傾斜。這里，傳輸?shù)倪@種傾斜可以由于例如投射物鏡內(nèi)的抗反射涂層的不對稱性所造成。也可以分別利用具有局部恒定反射率的反射涂層覆蓋第一層區(qū)域，并且在第一層區(qū)域旁的第二層區(qū)域中提供局部層厚度分布(例如層厚度的線性變化)。在這些情況中，利用偏轉(zhuǎn)鏡平行于第一方向的同步位移，可以目標方式影響位于第一方向上的場邊緣(fieldedge)處的能量條件，以便例如增加相關(guān)的傳輸率。例如當投射物鏡靠近場的透鏡在相當長時間的操作之后，污染物經(jīng)由邊緣擴散到透鏡而降低場邊緣區(qū)域的透射率時，這是可能是有利的。這可由折射操縱器部分或完全地補償。相較于第二偏轉(zhuǎn)鏡，也可在第一偏轉(zhuǎn)鏡上提供反射特性的不同局部分布，以校正不同類型的像差。舉例而言，第一反射層可具有層厚度的線性分布(層厚度傾斜)，而第二 反射層具有二次方(quadratic)層厚度分布，或根據(jù)冪律(power law)以其他方式變化的層厚度分布。若旨在主要影響投射輻射束的波前，則第一偏轉(zhuǎn)鏡具有第一非平面反射鏡表面且第二偏轉(zhuǎn)鏡具有第二非平面反射鏡表面的實施例是有利的，其中相對于第一反射鏡表面，第二非平面反射鏡表面在相關(guān)于第一方向的反向上具有表面形狀。
在此情況中，非平面反射鏡表面與平參考面的偏離顯著大于平面鏡公差(tolerance)范圍內(nèi)的偏離。舉例而言，平面鏡公差范圍內(nèi)的偏離可在投射輻射波長的百分之一或百分之幾、或千分之一或千分之幾的量級上，例如在X/100至X/1000之間。另一方面，平參考面的偏離不應(yīng)太大，以避免波前的不利失真。與平表面最大的偏離可例如在一或幾個微米的量級上，例如最大為20 ii m或最大為10 u m。在一些實施例中,第一反射鏡表面和第二反射鏡表面在第一方向上各具有簡單的曲面，例如拋物曲面形狀。也可 以使用根據(jù)其他冪律的彎曲或符合多項式的彎曲。在一些情況中，更復(fù)雜的彎曲(例如具有彎曲方向的變化)可能是有利的。表面形狀通常取決于主要追求的校正可能性。只要偏轉(zhuǎn)鏡位于第一位置，第一偏轉(zhuǎn)鏡和第二偏轉(zhuǎn)鏡的反射鏡表面對在它們上反射的投射輻射的波前效果，產(chǎn)生了對波前的特定凈效果(net effect) 0可以在光學(xué)系統(tǒng)制造期間通過光學(xué)系統(tǒng)其他地方的校正來計算和補償此凈效果，例如利用不同光學(xué)元件的非球光學(xué)面(透鏡表面或反射鏡表面)。當偏轉(zhuǎn)鏡位移至第二位置時，取消補償，從而獲得結(jié)果波前效果，即波前形狀的期望改變。在此方面，此操縱器的動作模式與例如EP 0 851 304BI中所述的操縱器動作模式是可相比的。這種操縱器對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員也公知為“阿爾瓦雷茨元件(Alvarez elements)”。在已知系統(tǒng)中僅使用透明元件構(gòu)造阿爾瓦雷茨元件，然而，本申請?zhí)岢龇瓷湫妥凅w，其原則上也可用于純反射鏡系統(tǒng)，即用于反射型投射物鏡中?？梢栽诜瞧矫娣瓷溏R表面上應(yīng)用施加具有局部變化的反射特性的反射層，以便例如優(yōu)化第一位置(零位置)中的能量特性。然而，一般而言，可使用具有局部恒定反射特性的反射層，該反射層可被以相對簡單的方式產(chǎn)生。第一偏轉(zhuǎn)鏡意在被設(shè)置為光學(xué)鄰近于第一場平面，而第二偏轉(zhuǎn)鏡被設(shè)置為光學(xué)鄰近于第二場平面，第二場平面與第一場平面光學(xué)共軛。優(yōu)選地，第一偏轉(zhuǎn)鏡和第二偏轉(zhuǎn)鏡設(shè)置在子孔徑比(subaperture ratio) S的絕對值小于0. 3、尤其是小于0. 2、或甚至是小于0. I的區(qū)域中。這可確保兩個偏轉(zhuǎn)鏡最大程度地位于靠近場的光學(xué)等效位置處，從而可針對非常緊鄰的場點以目標方式非常精確且不同地設(shè)定要被影響的場的成像特性的場分布(能量的和/或波前)。若位移裝置具有平行于第一方向同步位移第一偏轉(zhuǎn)鏡和第二偏轉(zhuǎn)鏡的位移驅(qū)動器(displacement drive)(其中所述位移驅(qū)動器在投射物鏡操作期間可致動)，則對終端用戶(例如圖案化半導(dǎo)體組件的制造商)而言，可在投射曝光設(shè)備操作期間在安裝位置進行上述操縱。例如可在兩個連續(xù)曝光之間，或在一個曝光系列結(jié)束之后新曝光系列開始之前臨時執(zhí)行以上位移。第一偏轉(zhuǎn)鏡和第二偏轉(zhuǎn)鏡可具有互相分離的安裝件(mount)，若合適可具有獨立可調(diào)的安裝件。利用具有共同載體結(jié)構(gòu)(carrier structure)的第一偏轉(zhuǎn)鏡和第二偏轉(zhuǎn)鏡，可實現(xiàn)位移的特別簡單的同步。尤其可通過載體棱鏡(carrier prism)的彼此垂直定向的反射鏡表面形成偏轉(zhuǎn)鏡，使得偏轉(zhuǎn)鏡不能相互相對位移，并且即使在位移時也可容易保持期望的相對定向。這里所述的操縱可能性可用于不同構(gòu)造的投射物鏡中，尤其用于具有至少一個實中間像的投射物鏡中，例如具有剛好一個中間像或剛好兩個中間像的投射物鏡中。
具有剛好一個中間像的投射物鏡可構(gòu)造成投射物鏡具有第一物鏡部和第二物鏡部，其中第一物鏡部將物場成像到中間像，凹面鏡設(shè)置在位于物場與中間像間的第一瞳面區(qū)域中，而第二物鏡部將中間像成像到像面，第一偏轉(zhuǎn)鏡設(shè)置為光學(xué)鄰近于物場，第二偏轉(zhuǎn)鏡設(shè)置為光學(xué)鄰近于中間像。本申請人名下的us 2006/0077366A1公開了這種投射物鏡的示例。第一偏轉(zhuǎn)鏡設(shè)置為光學(xué)鄰近于物面，而第二偏轉(zhuǎn)鏡直接位于中間像的下游。US2006/0077366A1的圖4和圖6所示類型的投射物鏡也可配備本申請所述類型的反射操縱器。本申請人名下的WO 2004/09060A2公開了投射物鏡的其他示例，其中單個中間像形成于物面與像面之間。偏振選擇物理分束器用于將部分光束路徑分離。第一偏轉(zhuǎn)鏡設(shè)置為光學(xué)鄰近于物面，且由偏振選擇分束器表面形成，分束器表面對從物場而來且相對于分束器表面為s偏振的輻射具有折射效果。第二偏轉(zhuǎn)鏡直接位于中間像的上游。
具有超過一個中間像的投射物鏡可被構(gòu)造為例如使得投射物鏡具有第一物鏡部、第二物鏡部、以及第三物鏡部，第一物鏡部用于將圖案成像到第一中間像，第二物鏡部將第一中間像成像到第二中間像，其中凹面鏡設(shè)置在位于第一中間像與第二中間像之間的第二瞳面區(qū)域中，而第三物鏡部用于將第二中間像成像到像面，第一偏轉(zhuǎn)鏡設(shè)置為光學(xué)鄰近于第一中間像，第二偏轉(zhuǎn)鏡設(shè)置為光學(xué)鄰近于第二中間像。這種R-C-R型的折反射投射物鏡已被公開多年。R-C-R型投射物鏡在物平面與像平面之間具有兩個實中間像。第一折射物鏡部(簡寫為“R”)產(chǎn)生物的第一實中間像。具有凹面鏡的第二折反射或反射物鏡部(簡寫為“C”)從第一中間像產(chǎn)生第二實中間像。然后第三折射物鏡部將第二中間像成像到像平面。在這三個物鏡部之間的光束路徑的偏轉(zhuǎn)通過具有兩個平面偏轉(zhuǎn)鏡的偏轉(zhuǎn)裝置形成，這兩個偏轉(zhuǎn)鏡相對于彼此定位成直角，且各自設(shè)置為鄰近于其中一個中間像(參見例如對應(yīng)于 US 7，362，508B2 或 EP I 751 601 BI 的 WO 2004/019128A1)。本發(fā)明還關(guān)于一種投射曝光方法，用于利用設(shè)置在投射物鏡的物面區(qū)域中的掩模圖案的至少一個像曝光設(shè)置在投射物鏡的像面區(qū)域中的輻射敏感基底，其中使用根據(jù)本發(fā)明的投射物鏡。在優(yōu)選變形中，在操作期間，在例如第一曝光與第一曝光后的第二曝光之間，借助于位移裝置在第一位置和第二位置之間平行于第一方向的同步位移，位移第一偏轉(zhuǎn)鏡和第二偏轉(zhuǎn)鏡，第二位置相對于第一位置偏移一位移距離。在一方法變形中，由第一偏轉(zhuǎn)鏡和第二偏轉(zhuǎn)鏡平行于第一方向的位移，通過在有效像場上改變局部輻射能量分布，而改變投射輻射在有效像場內(nèi)的場均勻性。在優(yōu)選變形中，可在基本不影響投射輻射的波前的情況下實現(xiàn)此效果。在其他實施例，通過第一偏轉(zhuǎn)鏡和第二偏轉(zhuǎn)鏡平行于第一方向的位移而改變通過投射物鏡向像場行進的投射輻射的波前，優(yōu)選不對有效像場中的輻射能量分布產(chǎn)生任何顯著的影響。此外，本發(fā)明涉及一種投射曝光設(shè)備，用于利用設(shè)置在投射物鏡的物面區(qū)域中的掩模圖案的至少一個像曝光設(shè)置在投射物鏡的像面區(qū)域中的輻射敏感基底，所述投射曝光設(shè)備包含初級(primary)輻射源，用于發(fā)射初級輻射；照明系統(tǒng)，用于接收初級輻射源，并用于產(chǎn)生導(dǎo)向到掩模上的照明輻射；以及投射物鏡，用于在投射物鏡的像面區(qū)域中產(chǎn)生圖案的至少一個像，其中根據(jù)本發(fā)明配置投射物鏡。投射曝光設(shè)備優(yōu)選具有中央控制單元，用于控制投射曝光設(shè)備的功能，其中此中央控制單元被分配有控制模塊，用于驅(qū)動位移驅(qū)動器，并且在投射曝光設(shè)備操作期間，可由控制模塊利用例如電信號，配合其他控制信號來驅(qū)動位移驅(qū)動器。上述和其他特征不僅可由權(quán)利要求也可由說明書和附圖得知，其中單獨的特征可分別自行實施或以本發(fā)明的實施例和其他領(lǐng)域中的子組合的形式多個地實施，并且可構(gòu)成有利且本質(zhì)可保護的實施例。本發(fā)明的示例實施例顯示在附圖中并在下文中詳細說明。


圖I顯不微光刻投射曝光設(shè)備的不意圖；圖2顯示具有可位移光束偏轉(zhuǎn)裝置的折反射投射物鏡的實施例的準三維示意圖；圖3在圖3A和3B中從光軸的由凹面鏡的對稱軸所界定的部分的方向顯示相對于彼此具有夾角的偏轉(zhuǎn)鏡的平面圖；圖4示意地顯示反射操縱器的示例實施例的構(gòu)造和功能，其中兩個偏轉(zhuǎn)鏡具有多 層反射層，在各個反射鏡表面的整個光學(xué)可用區(qū)上所述反射層在第一方向上具有層厚度的線性變化；圖5示意地顯示示例實施例的構(gòu)造和功能，其中兩個偏轉(zhuǎn)鏡具有恒定層厚度的中央?yún)^(qū)以及層厚度線性變化的邊緣區(qū)的反射層；圖6在圖6A中示意地顯示示例實施例的構(gòu)造和功能，其中兩個偏轉(zhuǎn)鏡在X方向上具有符合拋物面分布的互補非線性曲面反射鏡表面，并在圖6B中顯示作為反射鏡位移的函數(shù)的結(jié)果光學(xué)路徑差異；以及圖7在圖7A中示意顯示示例實施例的構(gòu)造和功能，其中兩個偏轉(zhuǎn)鏡在X方向上具有符合三次方表面分布的互補非線性曲面反射鏡表面，并且在圖7B中顯示針對DIS=2mm的位移的、y軸為澤爾尼克(Zernike)系數(shù)Z2(x方向上的波前傾斜)且x軸為場坐標x[mm]的圖，并且在圖7C中顯示針對x=52mm的場點的、澤爾尼克系數(shù)Z2對位移DIS[mm]的相依性。
具體實施例方式圖I顯示微光刻投射曝光設(shè)備WSC的示例，其可用于制造半導(dǎo)體組件以及其他精細圖案化組件，并以深紫外光范圍(DUV)的光或電磁輻射操作，以便獲得低至零點幾個微米的分辨率。具有操作波長、約193nm的ArF準分子激光器用作為初級輻射源或光源LS。也可使用其他UV激光光源。例如具有操作波長157nm的F2激光器或具有操作波長248nm的ArF準分子激光器。設(shè)置于光源LS下游的照明系統(tǒng)ILL在其出射面ES產(chǎn)生大且清晰界定的基本均勻照明的照明場，其適配于設(shè)置在光路下游的投射物鏡PO的遠心要求。照明系統(tǒng)ILL具有用于設(shè)定不同照明模式(照明設(shè)定)的裝置，且可在例如具有變化的相干度O的傳統(tǒng)的軸上照明與離軸照明之間切換，其中離軸照明模式包含例如環(huán)形照明、或雙極照明、或四極照明、或一些其他多極照明。合適照明系統(tǒng)的構(gòu)造本身為已知，因而這里不再詳細說明。專利申請US 2007/0165202Al(對應(yīng)于WO 2005/026843A2)公開了可用于各個實施例的上下文中的照明系統(tǒng)的示例。接收來自激光器LS的光并從該光塑形照明輻射的光學(xué)組件屬于投射曝光設(shè)備的照明系統(tǒng)ILL，所述照明輻射被導(dǎo)向到掩模母版M上。
用于支撐和操縱掩模M(掩模母版)的裝置RS設(shè)置在照明系統(tǒng)的下游，使得設(shè)置在掩模母版上的圖案位于投射物鏡PO的物平面OS，物平面OS與照明系統(tǒng)的出射平面ES —致，這里也稱為掩模母版平面OS。借助于掃描驅(qū)動器，掩?？稍诖似矫嬷幸苿樱鳛榇怪庇诠廨S0Α(ζ方向)的掃描方 向(y方向)的掃描操作。掩模母版平面OS的下游接著是投射物鏡PO，投射物鏡PO作為縮小物鏡(reducing objective),通過其以縮小比例(例如I 4的比例(β =0. 25)或I :5的比例(I β 1=0. 20))，將掩模M上設(shè)置的圖案的像成像到覆蓋了光刻膠的基底W上，所述基底的感光基底表面SS位于投射物鏡PO的像平面IS的區(qū)域中。要曝光的基底(在該示例中為半導(dǎo)體晶片W)由包含掃描驅(qū)動器的裝置WS支撐，掃描驅(qū)動器用于在掃描方向(y方向)上垂直于光軸OA同步地移動晶片與掩模母版M。裝置WS也稱為“晶片臺(wafer stage) ”,而裝置RS也稱為“掩模母版臺(reticle stage)”,兩者都是通過掃描控制裝置控制的掃描裝置的一部分，在該實施例中，掃描控制裝置被集成到投射曝光設(shè)備的中央控制單元CU中。照明系統(tǒng)ILL所產(chǎn)生的照明場限定投射曝光期間所用的有效物場0F。在此示例中，有效物場OF為矩形并具有平行于掃描方向(y方向)測量的高度A*以及垂直于掃描方向(X方向)測量的寬度B%其中B*>A'寬高比(aspect ratio) AR=B7A*通常在2至10之間，尤其是在3至6之間。有效物場在y軸方向上偏離光軸一段距離(離軸場)。在像面IS中的有效像場與有效物場光學(xué)共軛，且具有與有效物場相同的形狀以及高度A與寬度B間的相同長寬比，但是絕對場尺寸縮小了投射物鏡的成像比例β，即Α=| β IAi^B=I β |Β*0圖2顯示具有所選輻射束的折反射投射物鏡200的實施例的準三維示意圖，用于顯示在操作期間通過投射物鏡的投射輻射的光束路徑。投射物鏡用于將設(shè)置在物平面OS中的掩模圖案以縮小比例(例如4:1的比例)成像到平行于物平面定向的像平面IS中。在此情況中，在物平面與像平面之間恰好產(chǎn)生兩個實中間像頂11、頂12。第一純折射物鏡部OPl設(shè)計為使得物平面的圖案在尺寸基本無任何改變的情況下成像為第一中間像ΙΜΙ1。第二折反射物鏡部0Ρ2將第一中間像IMIl在尺寸基本無任何改變的情況下成像為第二中間像ΙΜΙ2。第三純折射物鏡部0Ρ3設(shè)計成使第二中間像ΙΜΙ2被高度縮小地成像到像平面IS0成像系統(tǒng)的瞳面Ρ1、Ρ2、Ρ3分別位于物平面與第一中間像之間、第一中間像與第二中間像之間、以及第二中間像與像平面之間、光學(xué)成像的主光線與光軸OA相交的位置處。系統(tǒng)的孔徑光闌AS置于第三物鏡部0Ρ3的瞳面Ρ3的區(qū)域中。在折反射第二物鏡部0Ρ2內(nèi)的瞳面Ρ2與凹面鏡CM直接相鄰。若投射物鏡被設(shè)計和操作為浸沒物鏡，則于投射物鏡操作期間，輻射通過位于投射物鏡出射面與像平面IS間的浸沒液體薄層。例如國際專利申請WO 2004/019128Α2中公開了具有比較基本的構(gòu)造的浸沒物鏡。在浸沒操作期間，像側(cè)數(shù)值孔徑NA可以大于I，即ΝΑ>1。也可使用如干物鏡(dryobjective)的構(gòu)造,在此情況中，像側(cè)數(shù)值孔徑NA受限于NA〈1的值。折反射第二物鏡部0P2含有投射物鏡的唯一凹面鏡CM。偏轉(zhuǎn)裝置DEF用于將從物平面OS行進到凹面鏡CM的輻射束與在凹面鏡CM反射后在凹面鏡CM與像平面IS間行進的輻射束分開。針對此目的，偏轉(zhuǎn)裝置具有平面的第一偏轉(zhuǎn)鏡FMl以及第二偏轉(zhuǎn)鏡FM2，其中第一偏轉(zhuǎn)鏡FMl用于將來自于物平面的輻射反射到凹面鏡CM，而第二偏轉(zhuǎn)鏡FM2被定向為相對于第一偏轉(zhuǎn)鏡FMl具有直角，且將被凹面鏡反射的輻射偏轉(zhuǎn)到像平面IS的方向。由于光軸在偏轉(zhuǎn)鏡處彎折，所以在本申請中偏轉(zhuǎn)鏡也稱為折疊鏡(folding mirror)。偏轉(zhuǎn)鏡繞著垂直于光軸并平行于第一方向(X方向)的傾斜軸相對于投射物鏡的光軸OA傾斜例如45°。在針對掃描操作設(shè)計投射物鏡的情況中，第一方向(X方向)垂直于掃描方向，因而垂直于掩模(掩模母版)與基底(晶片)的移動方向。在此視圖中，圖2所示的X軸不在圖面中，而是相對于圖面傾斜。一個特殊特征在于以下事實平面偏轉(zhuǎn)鏡FMl、FM2彼此機械地固定連接，在此示例中，這通過它們具有共同的載體結(jié)構(gòu)來實現(xiàn)。針對此目的，偏轉(zhuǎn)裝置DEF實現(xiàn)為棱鏡，其彼此垂直定向的外部涂有反射鏡的直角面(cathetus surface)用作偏轉(zhuǎn)鏡。另一特殊特征在于以下事實棱鏡被裝配為其可以通過線性導(dǎo)引裝置(guide)而移動，從而其可以整體地平行于X方向線性位移，即平行于第一方向或平行于由相對于彼此具有夾角的偏轉(zhuǎn)鏡所形成的棱鏡邊緣。線性導(dǎo)引裝置是位移裝置DISX的一部分，位移裝置DISX用于第一偏轉(zhuǎn)鏡和第二偏轉(zhuǎn)鏡在第一位置與第二位置之間平行于第一方向的同步位移，第二位置相對于第一位置偏離了一位移距離。位移裝置還具有位移驅(qū)動器DRX，用于第一偏轉(zhuǎn)鏡和第二偏轉(zhuǎn)鏡平行于第一方向的同步位移。例如，可使用電驅(qū)動器，尤其是壓電驅(qū)動器(piezoelectric drive),可經(jīng)由投射曝光設(shè)備的中央控制單元⑶中的對應(yīng)控制模塊，利用電信號結(jié)合其他控制信號在投射物鏡操作期間驅(qū)動上述驅(qū)動器?？傻玫降奈灰凭嚯x可為例如一或數(shù)毫米的量級。具體地，在操縱器具有非平面反射鏡表面的情況中，位移距離也可以更小，例如一百或數(shù)百Pm的量級。中間像Mil、IMI2分別光學(xué)鄰近于最靠近它們的折疊鏡FMl和FM2，但是與所述折疊鏡相距最小的光學(xué)距離，使得不會將反射鏡表面上可能的缺陷清晰地成像到像平面，并且平面偏轉(zhuǎn)鏡(平面鏡)FM1、FM2位于中等(moderate)輻射能量密度的區(qū)域中。(近軸(paraxial))中間像的位置限定系統(tǒng)的場平面，其與物面和像面光學(xué)共軛。因此，偏轉(zhuǎn)鏡光學(xué)鄰近于系統(tǒng)的場平面，其在本申請的上下文中也稱為“靠近場(near thefield) ”。在此情況中，第一偏轉(zhuǎn)鏡設(shè)置為光學(xué)鄰近于與第一中間像IMIl關(guān)聯(lián)的第一場平面，而第二偏轉(zhuǎn)鏡設(shè)置為光學(xué)鄰近于第二場平面，其中第二場平面與第二中間像頂12關(guān)聯(lián)且與第一場平面光學(xué)共軛。在本申請中，光學(xué)表面相對于參考平面(例如場平面或瞳平面)的光學(xué)鄰近或光學(xué)距離由所謂的子孔徑比S來描述。針對本申請的目的，光學(xué)表面的子孔徑比S被如下定乂
S=sign h (r/ (| h | +1 r |))其中r表示邊緣光線(marginal ray)的高度,h表示主光線高度,而符號函數(shù)signX表示X的符號，其中根據(jù)傳統(tǒng)適用sign 0=1。主光線高度被理解為物場的具有最大場高度絕對值的場點的主光線的光線高度。這里，光線高度應(yīng)被理解為具有正負號。邊緣光線高度被理解為起始于光軸與物平面的交點的具有最大孔徑的光線的光線高度。該場點不一定對設(shè)置于物平面中的圖案轉(zhuǎn)移有貢獻，尤其是在離軸像場的狀況中。子孔徑比為有正負號的值，其是光束路徑中的平面與場或瞳的鄰近度的量度。子孔徑比被歸一化為-I至+1之間的值，在各個場平面中子孔徑比為零，在瞳平面中子孔徑比從-I跳到+1，或者相反。因此子孔徑比的絕對值為I確定瞳平面。因此，靠近場的平面具有接近于O的子孔徑比，而靠近瞳的平面具有絕對值接近于I的子孔徑比。子孔徑比的正負號表示平面位置在參考平面的上游或下游。對于這兩個偏轉(zhuǎn)鏡而言，適用以下沒有光學(xué)元件設(shè)置在偏轉(zhuǎn)鏡與最靠近的中間像之間(直接鄰近)，且子孔徑比S的絕對值小于O. 3，尤其是小于O. 2。在此示例中，對第一偏轉(zhuǎn)鏡而言，S=-O. 03，而對第二偏轉(zhuǎn)鏡而言，S=O. 13。將第一中間像成像到第二中間像的第二物鏡部的成像比例在第一方向(X方向，成像比例為βχ)上接近于或等于-1，在與其垂直的y方向上接近于或等于+1。因此，第一中間像在尺寸基本無改變的情況下被成像為第二中間像，第一方向被鏡像，而y方向則沒有。在此示例中，βχ=_1.01第一方向上的成像比例β χ的負號表示在穿過凹面鏡CM處的瞳的情況下，相對于第一方向(X方向)的“上”和“下”、或“前”和“后”的位置被互換。圖2基于來自場點FPl的輻射束RB的光束路徑清楚地顯示了這一點，場點FPl位于光軸外有效物場的邊緣處。來自場邊緣的光線入射在第一偏轉(zhuǎn)鏡FMl上部，并且在y-ζ平面(子午平面)下方的凹面鏡CM處反射后入射到第二偏轉(zhuǎn)鏡FM2，其中y-z平面由折疊的光軸OA的、相對于彼此具有夾角的部分生成。圖2的示意圖還顯示由于在中間像MIl和MI2與各自最靠近的偏轉(zhuǎn)鏡FMl和FM2之間的距離較小，所以來自于場點FPl的光線不會在折疊鏡上會聚于一點，而是以小的面延伸的區(qū)域入射到反射鏡表面上。所述區(qū)域的尺寸對應(yīng)于與場點FPl關(guān)聯(lián)的輻射束在各個反射鏡表面處的子孔徑，其中光學(xué)像差(例如彗差(coma))也對輻射束在反射鏡表面上占據(jù)的區(qū)域的實際形狀和范圍有影響。為了清楚的原因，未顯示來自另一場邊緣的相對場點的輻射束，但情況是相對應(yīng)的。在示例實施例中，使用偏轉(zhuǎn)鏡FM1、FM2區(qū)域中的特定光學(xué)條件來提供主動操縱器，通過該主動操縱器，在投射物鏡操作期間，可以按照需要以目標方式影響投射物鏡的某些場相依的光學(xué)特性。這在投射物鏡中不需要任何額外的光學(xué)元件。而是，可利用偏轉(zhuǎn)鏡的同步線性可位移性結(jié)合反射鏡的反射涂層的特別特征，來達到操縱的可能性。下面參考圖3更詳細地說明這一點。圖3在圖3A和圖3B中從光軸的由凹面鏡CM的對稱軸所界定的部分的方向(即從z方向)顯示相對于彼此具有夾角的折疊鏡(偏轉(zhuǎn)鏡)FMl、FM2的兩個平面圖。可容易地識別由相對于彼此夾有角度的偏轉(zhuǎn)鏡所界定的且在χ方向(第一方向)上延伸的棱鏡邊緣PE。投射輻射束的所謂“足跡(footprint) ” FTPl和FTP2顯示在偏轉(zhuǎn)鏡的各個長矩形反射鏡表面上。足跡對應(yīng)于偏轉(zhuǎn)鏡的被投射輻射束總體照明的且用于反射的區(qū)域。在示意圖中，足跡FTPl和FTP2被顯示為大致是矩形。由此可知，由于偏轉(zhuǎn)鏡的場鄰近(fieldproximity)(小子孔徑比)，所以在偏轉(zhuǎn)鏡位置處的投射輻射束的截面大致對應(yīng)于有效物場的矩形形狀。足跡的圓角清楚地反映此形狀由于反射鏡表面與最靠近的中間像的最小光學(xué)距離(以及由于像差)而偏離精確的矩形。為了清楚的目的，還應(yīng)說明的是在所示的投射物鏡的情況中，投射輻射束在鄰近瞳面的光學(xué)表面的截面大致為圓形。照明區(qū)域(足跡)具有幾乎相同的尺寸。這是因為將第一中間像成像到第二中間像的第二物鏡部0P2具有絕對值接近I的成像比例。還應(yīng)說明的是第一足跡FTPl的絕對尺寸基本由有效物場的尺寸和第一物鏡部OPl的成像比例所決定。在本示例中，若第一物鏡部OPl的成像比例的絕對值接近1，則兩個足跡FTP1、FTP2的絕對尺寸大約對應(yīng)于有效物鏡場OF的絕對尺寸。在足跡區(qū)域中標識了 FP1’和FP1”所表示的位置，在所述位置中，來自固定選擇的離軸場點FPl的輻射束入射到各個偏轉(zhuǎn)鏡上，即與此場點關(guān)聯(lián)的子孔徑。可知由于第二物鏡部的負成像比例，所以這些入射區(qū)域相對于X方向的位置被互換，從+X方向看，與場點FPl關(guān)聯(lián)的子孔徑FP1’位于第一偏轉(zhuǎn)鏡上靠近于后短場邊緣處，而對應(yīng)的子孔徑FP1”位于第二偏轉(zhuǎn)鏡FM2上靠近于前場邊緣處。圖3A顯示偏轉(zhuǎn)鏡在第一位置(中性(neutral)位置)中，例如在投射物鏡的生產(chǎn)以及在工藝中對偏轉(zhuǎn)棱鏡執(zhí)行調(diào)整之后采用該第一位置。圖3B顯示偏轉(zhuǎn)鏡在第二位置中，第二位置相對于第一位置橫向偏移，可通過利用位移驅(qū)動器DRX將偏轉(zhuǎn)鏡平行于X方向(第一方向)同步位移了位移距離DIS而采用該第二位置。從圖中可知，在此位移期間，足跡的絕對位置不改變，因為僅偏轉(zhuǎn)鏡相對于投射物鏡的決定投射輻射束路線的其余光學(xué)元件位移。偏轉(zhuǎn)鏡的一個特別特征在于，偏轉(zhuǎn)鏡分別具有第一反射涂層和第二反射涂層，它們的反射特性(例如由反射率R或表面形狀表示)在整個反射鏡表面不是恒定的，而是局部變化的。在此示例中，第一偏轉(zhuǎn)鏡FMl具有第一反射涂層Rl,而第二偏轉(zhuǎn)鏡FM2具有第二反射涂層R2。反射涂層Rl和R2分別被細分為具有對應(yīng)反射特性的第一局部分布的第一層區(qū)域、以及具有反射特性的第二局部分布的第二層區(qū)域，其中反射特性的第二局部分布不同于反射特性的第一局部分布。從第一方向(X方向)觀察,第二層區(qū)域分別位于第一層區(qū)域旁。因此，第一反射層Rl具有第一層區(qū)域R1-1，其在X方向上的范圍略大于第一足跡FTP1，使得第一足跡FTPl在中性位置中完全位于第一層區(qū)域內(nèi)(圖3A)。第二層區(qū)域R1-2A在X方向上位于所述第一層區(qū)域之前，而另一第二層區(qū)域R1-2B在X方向上位于其之后。為了清晰的目的，層區(qū)域利用虛線彼此分開。在第二反射涂層R2的情況中，存在第一層區(qū)域R2-1以及第二層區(qū)域R2-2A和R2-2B的對應(yīng)劃分。兩個反射涂層Rl、R2的反射特性的局部分布可以相同，但也可彼此不同。 將根據(jù)圖3A和圖3B的比較，說明可位移反射鏡棱鏡的操縱效果。在偏轉(zhuǎn)鏡的第一位置(中性位置)(圖3A)中，投射輻射束分別在兩個偏轉(zhuǎn)鏡的第一反射區(qū)中反射。在第一偏轉(zhuǎn)鏡的第一反射區(qū)對應(yīng)于第一偏轉(zhuǎn)鏡在位移前被投射福射束照明的區(qū)域，即在反射鏡的中性位置中第一足跡FTPl所覆蓋的區(qū)域。第二偏轉(zhuǎn)鏡的第一反射區(qū)對應(yīng)于第二偏轉(zhuǎn)鏡被投射輻射束照明的關(guān)聯(lián)區(qū)域，即在反射鏡的中性位置中第二足跡FTP2所覆蓋的區(qū)域。第一反射區(qū)的位置和尺寸因此與圖3A中的足跡FTPl和FTP2的位置和尺寸相同。各反射區(qū)的反射特性分別由第一層區(qū)域Rl-I和R2-1中的反射特性的關(guān)聯(lián)局部分布決定。反射特性(例如反射率)例如在所述層區(qū)域內(nèi)可以是局部恒定的，但也可在第一層區(qū)域內(nèi)局部變化。若偏轉(zhuǎn)鏡被平行于X方向同步位移了位移距離DIS而到第二位置(圖3B)，則在偏轉(zhuǎn)鏡上，相對于同一偏轉(zhuǎn)鏡的第一反射區(qū)橫向偏移了位移距離DIS的第二反射區(qū)分別被照明。在第一偏轉(zhuǎn)鏡的第二反射區(qū)對應(yīng)于第一偏轉(zhuǎn)鏡在位移后被投射輻射束照明的區(qū)域，即在位移后被第一足跡FTPl覆蓋的區(qū)域。在第二偏轉(zhuǎn)鏡的第二反射區(qū)對應(yīng)于第二偏轉(zhuǎn)鏡在位移后被投射輻射束照明的區(qū)域，即在位移后第二足跡FTP2所覆蓋的區(qū)域。第二反射區(qū)的位置和尺寸因此與圖3B中足跡FTPl和FTP2的位置和尺寸相同。
在第二反射區(qū)內(nèi)，投射輻射不再只照到第一層區(qū)域，而是也照到第二層區(qū)域R1-2B和R2-2B。由于反射涂層R1、R2在這些第二層區(qū)域中的反射特性與在第一層區(qū)域中的反射特性不同，所以例如在受影響的場邊緣的反射率不同的情況中，投射輻射的截面上的能量分布發(fā)生改變，所述改變由操縱效果帶來。這里尤其可注意到，例如對于所考慮的來自第一場點FPl并照到反射鏡表面的區(qū)域FP1’和FP1”中的輻射而言，相對于第二偏轉(zhuǎn)鏡FM2，第一偏轉(zhuǎn)鏡FMl處發(fā)生反射特性的不同改變。這是因為雖然關(guān)聯(lián)的光線接著在第一偏轉(zhuǎn)鏡的第二層區(qū)域R1-2B中反射，但它們?nèi)栽诘诙D(zhuǎn)鏡FM2的第二層的第一層區(qū)域R2-1中反射。因此，關(guān)于整體產(chǎn)生效果的反射特性，只要第一折疊鏡的改變和在第二折疊鏡的改變之間的差別對光束影響的整體改變有效，則發(fā)生區(qū)別的效果。舉例而言，若第二偏轉(zhuǎn)鏡FM2的反射率在第一層區(qū)域R2-1中為局部恒定，則對于所考慮的輻射束，在第二偏轉(zhuǎn)鏡FM2處不發(fā)生由于反射鏡棱鏡的位移而造成的有效反射率的改變。相對地，在第一偏轉(zhuǎn)鏡FMl處發(fā)生改變，所述改變來自于第一層區(qū)域中原始反射位置的反射率與位移后第二層區(qū)域R1-2B中新位置的反射率之間的差異。 以下利用一些示例說明用于影響場效果(field effect)的主動操縱器的功能。在主要是積極操縱的示例中(圖4和圖5)，操縱器主要用于場均勻性的可變設(shè)定。針對此目的，以目標方式設(shè)定第一反射涂層和第二反射涂層的反射率的局部分布，使得針對單獨場點，偏轉(zhuǎn)鏡引起的總反射率的改變因為偏轉(zhuǎn)鏡在χ方向的同步位移而不同，因此造成對投射物鏡的總傳輸率有對應(yīng)的場相依的影響。另一示例(圖6)顯示用于場相依地影響光學(xué)路徑長度(即波前)的操縱器。只要以下圖顯示與先前圖相同或?qū)?yīng)的組件，則使用相同或?qū)?yīng)的參考符號。在參考圖4說明的示例實施例中，兩個偏轉(zhuǎn)鏡被分別形成為介電強化的金屬反射鏡(dielectrically reinforced metal mirror)。這里，反射涂層 Rl 和 R2 分別具有由招構(gòu)成的金屬層，其施加在共同反射鏡基底SUB的平表面上，為了優(yōu)化反射的目的，所述金屬層上分別被施加介電層系統(tǒng)，其由許多單獨層構(gòu)成。各個多層反射層的特征在于在各個反射鏡表面的整個光學(xué)可用區(qū)上，介電單獨層的層厚度以及(因而)總層厚度在第一方向(χ方向)上線性變化。這也稱為χ方向的“線性層厚度傾斜”。與其垂直且平行于基底表面的方向上，層厚度各自為恒定的。為了清楚的目的，圖4A示意地顯示具有反射涂層Rl和R2適配在直角面上的棱鏡型載體元件或基底SUB的截面。關(guān)于層結(jié)構(gòu)(層順序)的基本構(gòu)造，用于示例計算的反射層系統(tǒng)對應(yīng)于專利說明書US7，583, 443B2的比較例1(取自US6, 310, 905中的現(xiàn)有技術(shù))，關(guān)于此方面，通過引用將上述文獻的內(nèi)容合并到本說明的內(nèi)容中。針對操作波長λ=193ηπι設(shè)計的層系統(tǒng)具有注記為LiZTHAJx的交替高與低折射率的介電單獨層，其中Li和L2表示低折射率層，H表示高折射率層，而χ表示在I至10之間的整數(shù)。字母Lp L2也表示單獨層的光學(xué)層厚度，從而光學(xué)層厚度差異可以不等式來表示，例如Li〈L2。字母χ表示重復(fù)指數(shù)(repetitionindex)，即在最靠近基底的第一低折射率層Li上的層厚度對HL2連續(xù)重復(fù)的次數(shù)。光學(xué)層厚度HpLi分別得自幾何層厚度4和dH，以及在層i中考慮的光線的入射角α，其根據(jù)Hi、Li=(nu，Hi dLi；Hi coscO/λ。在所用的層系統(tǒng)中，層材料的復(fù)折射率為％=1. 778 -i0. 0026和Ik=L 359 - 0. 0004，其中虛數(shù)部分分別描述各個層材料的吸收率。反射涂層Rl和R2的介電多層系統(tǒng)的層構(gòu)造分別表示為0. 128/
7。來自此基本構(gòu)造的標稱(nominal)層厚度出現(xiàn)在反射鏡的中心(x=0處)，朝向鏡邊緣，層厚度在-X方向上越來越小而在+X方向上越來越大(參見圖4B)。相對于x=0的厚度因子I，在此示例中，第一反射層的梯度為4. 09 X 10^/mm,第二反射層的梯度為3. 75 X 1(T4/_。第一方向上的(幾何)層厚度的線性局部改變引起反射率R在第一方向的變化(通常為非線性)。這通過圖4C的示例說明。出現(xiàn)在鏡中心區(qū)域(X=O)的標稱層厚度可被優(yōu)化，使得平均上對于投射輻射束中存在的入射角譜(入射角分布)，特別高的反射率R出現(xiàn)在此區(qū)域中。層厚度的相對于此“優(yōu)化的”層厚度的改變繼而導(dǎo)致對于入射輻射，朝向場邊緣，引起反射層系統(tǒng)的反射效果的“失諧(detuning)”，從而朝向鏡邊緣(在第一方向上)，平均反射率關(guān)于平均值通常略微下降。也可使用其他分布。如已關(guān)于圖3 —般說明的，可通過兩個偏 轉(zhuǎn)鏡在第一方向上的位移以目標方式改變輻射強度在有效像場中的局部分布，以便例如操縱或優(yōu)化(若適合時)場均勻性。將參考圖4更詳細說明，在圖4A中，相同或?qū)?yīng)元件具有與圖3相同或?qū)?yīng)的參考符號。若具有兩個偏轉(zhuǎn)鏡的棱鏡位于第一位置(中性位置)中，則來自第一場點FPl的光線照到第一偏轉(zhuǎn)鏡FMl的位置FP1’，并且，在路徑的進一步行進中，照到第二偏轉(zhuǎn)鏡FM2標示為FP1”的位置處。這些位置在圖4A中以垂直延伸的實線箭頭表示。由兩個偏轉(zhuǎn)鏡處的反射而造成的反射損失，引起輻射強度的特定降低，對于有效像場中的關(guān)聯(lián)場點，以總傳輸率T的特定值呈現(xiàn)該特定降低?？倐鬏斅蔜可定義為例如物場點處的強度Im與光學(xué)共軛像點處的強度Iim的比值，表示為T=Iqb/Iim。位置FP1’和FP1”處的反射率對于反射損失而言非常關(guān)鍵。若偏轉(zhuǎn)鏡平行于第一方向同步偏離了位移距離DIS (由水平實線箭頭標識)，則同一光線則照到第一偏轉(zhuǎn)鏡FMl的位置XFP1’ (由虛線箭頭所示)，其具有比位置FP1’小的層厚度。在第二偏轉(zhuǎn)鏡FM2處，同一光線照到位置XFP1” (由虛線箭頭所示)，其相對于FP1”在第一方向上位移了位移距離DIS。這里，光線也“看到”具有略小的層厚度的不同反射涂層。然而，在第一偏轉(zhuǎn)鏡的入射點FP1’和XFP1’以及在第二偏轉(zhuǎn)鏡的入射點FP1”和XFP1”之間的轉(zhuǎn)變期間，反射率改變不同，從而相較于偏轉(zhuǎn)鏡的第一位置，兩個偏轉(zhuǎn)造成的反射損失也改變。反射損失的此改變導(dǎo)致與有效像場中的對應(yīng)像點關(guān)聯(lián)的總傳輸率改變。對從有效物場內(nèi)的場點行進到有效像場的所有光線，發(fā)生基本類似的效果，然而，在該情況中，對于不同的光線，改變的范圍有不同的大小，因此造成有效像場上的局部傳輸分布的改變。舉例而言，圖4D顯示沿著像場中心平行于第一方向(X方向)的線的總傳輸率T的局部分布。橫坐標表示在像場中心(X=O)兩側(cè)的像場坐標，而縱坐標表示以百分比表示的傳輸率值T。若反射鏡位于第一位置(中性位置)中，貝1J實線I對應(yīng)于像場中的傳輸率分布。在位移了位移距離2. 5mm之后出現(xiàn)虛線II，而在位移了位移距離5mm之后出現(xiàn)虛線III。因此，通過偏轉(zhuǎn)鏡的位移，可產(chǎn)生傳輸率在X方向的傾斜。根據(jù)圖4E的歸一化圖，這變得尤其清楚，在圖4E中，縱坐標所畫的是針對中性位置(位移距離DIS=O)的傳輸率值歸一化的相對傳輸率TKa，而不是傳輸率絕對值T。用于總傳輸率的計算的投射物鏡的規(guī)范對應(yīng)于WO 2004/019128A2的第一示例實施例(圖2中所示)，通過引用將其內(nèi)容合并到本說明書的內(nèi)容中。所有透鏡表面假設(shè)采用理想的抗反射涂層(無反射損失)，所有凹面鏡假設(shè)采用理想的反射鏡涂層(無吸收損失)。由于示例實施例中兩個偏轉(zhuǎn)鏡沒有受到相同負載(偏轉(zhuǎn)鏡的入射角分布不同)，所以在沒有位移的情況下，傳輸率分布就已在X方向呈現(xiàn)某程度的傾斜，即在此示例中，在偏轉(zhuǎn)鏡的中性位置中，傳輸率已在第一方向上改變。此效果可因為層分布的梯度的改變而改變。無論如何可看出，第一方向上的傳輸率分布可因偏轉(zhuǎn)鏡的位移而改變。在此示例中，在負X值范圍中的總傳輸率大約與位移程度成比例地增加，同時正X值的傳輸率值大約與位移程度成比例地增加 。也可看出，操縱器移動所產(chǎn)生的總傳輸率的改變在整個場中發(fā)生?？偠灾瑘鼍鶆蛐訤U存在改變，在本申請中，場均勻性被定義為FU=(Tmax-Tmin)/(Tmax+Tmin)，其中Tmax和Tmin分別為有效像場中總傳輸率T的最大值和最小值。現(xiàn)參考圖5呈現(xiàn)利用反射操縱器僅影響在X方向上靠近場邊緣的區(qū)域的可能性。示意地顯示于圖5A中的多層反射涂層Rl和R2各在它們的內(nèi)部第一層區(qū)域Rl-I和R2-1中分別具有恒定的層厚度，即層厚度沒有局部變化，因此給定大約相同的角負載(angularloading)，反射率R也基本沒有局部變化(參見圖5C)。如同參考圖3所說明的，在偏轉(zhuǎn)鏡的中性位置(第一位置)中，這些第一反射區(qū)用于投射光線的反射。在靠近鏡邊緣的外部第二層區(qū)域中，相反地，存在導(dǎo)向的線性層厚度變化(層厚度梯度)，這以類似于圖4的示例實施例的方式導(dǎo)致平均反射率R朝向邊緣的逐漸減少(圖5C)。在此示例中，第一偏轉(zhuǎn)鏡在邊緣區(qū)域的層厚度梯度為3. 75*10_3/mm，而第二偏轉(zhuǎn)鏡則是5*10_3/mm。此反射操縱器的效果不同于圖4。在偏轉(zhuǎn)鏡的中性位置(第一位置)中，來自場點FPl的光線照到第一偏轉(zhuǎn)鏡的位置FP1’和第二偏轉(zhuǎn)鏡的位置FP1”上。這兩個反射位置都位于具有恒定層厚度的第一層區(qū)域內(nèi)。在偏轉(zhuǎn)鏡同歩位移了位移距離DIS后，同一光線在第一偏轉(zhuǎn)鏡FMl上的入射點XFP1’位于第二層區(qū)域R1-2B內(nèi)具有相對較大層厚度和對應(yīng)較低反射率的位置。在第二偏轉(zhuǎn)鏡處，雖然同一光線也照到位移了位移距離DIS的位置XFP1”，但光線在那里“看到”與偏轉(zhuǎn)鏡中性位置的情況相同的層系統(tǒng)，因此第二偏轉(zhuǎn)鏡FM2處的反射率不改變?？偠灾?，由于第一偏轉(zhuǎn)鏡處的反射率改變，所以來自關(guān)聯(lián)物場點的光線的總傳輸率改變。然而，相對于圖3或圖4的實施例，這種傳輸率改變僅會針對偏移距離DIS的位移具有以下效果的場點發(fā)生，此效果為相較于位移前，在位移后，關(guān)聯(lián)的光線在偏轉(zhuǎn)鏡之一處“看到”不同的層系統(tǒng)。位于例如鄰近場中心(X=O)的場點不受位移影響。對于示例層系統(tǒng)而言，總體上，像場上的總傳輸率T在χ方向上的分布具有改變，可從圖看出。實線I對應(yīng)于偏轉(zhuǎn)鏡位于第一位置(中性位置)的情況中的像場中的傳輸率分布。虛線II發(fā)生于位移了位移距離2. 5mm后，而虛線III發(fā)生于位移了位移距離5mm后?？煽闯龇瓷洳倏v器的位移僅改變鄰近短場邊緣的窄區(qū)域的傳輸率。這根據(jù)圖5E的歸一化圖尤其變得清楚，在圖5E中，縱坐標所畫的是相對于中性位置(位移距離DIS=O)的傳輸率值而歸一化的相對傳輸率TKa，而不是傳輸率絕對值T。由于位移，具有層厚度傾斜的第二層區(qū)域被插入到光學(xué)使用區(qū)域中，因此在場邊緣的區(qū)域中操縱成像?？芍?，可在場邊緣處改變傳輸率?？梢院唵蔚姆绞酱_定特定傳輸率改變所需的移動距離。一般地，移動距離的大小位于要操縱的邊緣區(qū)域的尺寸范圍中。因此，移動距離通常在幾個毫米的范圍中變化。參考圖6，以示例實施例進行說明，其中第一偏轉(zhuǎn)鏡FMl具有第一非平面反射鏡表面MSI,而第二偏轉(zhuǎn)鏡FM2具有第二非平面反射鏡表面MS2,其表面形狀關(guān)于第一方向(x方向)在與第一反射鏡表面相反的方向上。在此情況中，圖式以極度夸大的方式顯示所述情形。反射鏡表面MSI、MS2在第一方向(X方向)皆為拋物線彎曲，而在反射鏡表面上與其垂直的方向并不彎曲。這可表示為一維彎曲反射鏡表面。在兩個反射鏡表面上，在X方向上皆有表面的二次方分布(quadratic progile),其在第一偏轉(zhuǎn)鏡上與X2成比例變化,而在第二偏轉(zhuǎn)鏡上于相反方向(或關(guān)于第一方向，與其鏡面對稱)，即與-X2成比例變化。在圖6的圖示中，反射鏡表面(或它們與圖面的交線)關(guān)于X方向為鏡面對稱。當三維考慮時，在此示例實施例中，反射鏡表面MSl和MS2關(guān)于對稱平面鏡面對稱，該對稱平面由第一方向(X方向)和光軸OA的與凹面鏡同軸的部分構(gòu)成。在此示例中，應(yīng)考慮空間坐標X從0(在“左”反射鏡邊緣)變到I (在“右”反射鏡邊緣)，或一般地從Xmin變到x_。各反射鏡表面具有反射涂層Rl或R2，在此示例中，反射涂層Rl或R2在整個反射鏡表面上是恒定的。
通過此反射操縱器，本發(fā)明主要通過投射輻射束的不同光線的光學(xué)路徑在兩個偏轉(zhuǎn)鏡的X方向位移時會有不同的改變，而影響反射的投射輻射束的波前形狀。在偏轉(zhuǎn)鏡的中性位置(第一位置)，來自場點FPl的光線會照到第一偏轉(zhuǎn)鏡FMl的位置FP1’和第二偏轉(zhuǎn)鏡FM2的位置FP1”，如實線箭頭所示。在第一偏轉(zhuǎn)鏡和第二偏轉(zhuǎn)鏡的反射之間的光學(xué)路徑OP的長度由反射鏡表面的形狀所決定。若接著將反射鏡對FMU FM2在X方向上同步位移了位移距離DIS，則同一光線照到第一偏轉(zhuǎn)鏡FMl的位置XFPr (由虛線箭頭所示)，由于反射鏡表面的曲率，該位置比位移前的入射點FP1’稍遠離物場。示意地顯示發(fā)生在第一偏轉(zhuǎn)鏡處的光學(xué)路徑長度差異OPDl。在第二偏轉(zhuǎn)鏡FM2處，位移同樣造成反射位置沿著所考慮的光線的光線路徑的位置的改變。然而，在此情況中，光線在位移前(FP1”)和位移后(XFP1”)的兩個照明點位于反射鏡表面曲率更大的區(qū)域，從而由于位移在在第二反射區(qū)中出現(xiàn)光學(xué)路徑差異0DP2,其大于第一偏轉(zhuǎn)鏡處的關(guān)聯(lián)光學(xué)路徑長度差異0PD1。因此，對于光線，由于偏轉(zhuǎn)鏡的位移，總體上出現(xiàn)光學(xué)路徑長度差異A0PD=0PD2-0PD1。對于從X方向看位于反射鏡表面的其他位置的場點，由于非線性表面分布，所以通常出現(xiàn)其他光學(xué)路徑長度差異，結(jié)果，對于對投射輻射束有貢獻的場點而言總體上出現(xiàn)波前變形。因此，對于各光線，光學(xué)路徑差異OPD可作為位移的函數(shù)而變化，如圖6B示意地顯示?？稍O(shè)計反射鏡表面的非平面形貌(topography)，使得對于不同場點位移所產(chǎn)生的改變量不同，從而獲得光學(xué)路徑差異的場相依變化。配合圖7來說明純反射波前操縱器的另一示例。操作的基本原理與圖6實施例所述的類似。在此示例中，第一非平面反射鏡表面MSl和第二非平面反射鏡表面MS2的不同表面形狀被適配來補償投射曝光設(shè)備操作時有時產(chǎn)生的特定類型的非旋轉(zhuǎn)對稱波前像差。當投射輻射通過投射物鏡時，光學(xué)組件(例如透鏡或反射鏡)可能被輻射以非旋轉(zhuǎn)對稱的方式加熱。設(shè)置為光學(xué)上靠近場平面(例如投射物鏡的物平面、像平面、或中間像平面)的光學(xué)組件，可能尤其受到不均勻加熱的影響。因此，可能發(fā)生波前的變形失真(anamorphic distortion)。變形失真可視為場可變(field-variable)(場相依)失真(即失真的量和/或方向在場上變化的失真)的特定變型。在發(fā)生變形失真之處，光學(xué)系統(tǒng)在含有光軸的不同取向平面中有效地具有不同的屈光力或不同的放大率。舉例而言，像散變形(astigmatically deformed)的光學(xué)元件可在垂直于光軸的第一方向上造成徑向向內(nèi)方向的有效失真，并且在垂直于第一方向和光軸的第二方向上造成徑向向外方向的有效失真。
在曝光設(shè)備在掃描操作中操作，并且掃描方向平行于y方向的情況中，這種失真圖案導(dǎo)致掃描積分失真(scan-integrated distortion),其中此掃描方向(y方向)上的位移一般會一定程度地彼此補償，但在y方向上可能拖尾(smear out)。相對地,掃描過程不會補償χ方向的失真分量。雖然可以通過利用放大操縱器略微改變放大率而補償χ方向的失真，當通常仍有殘余誤差，該殘余誤差在本領(lǐng)域中公知為“衰退(Fading)”?！八ネ恕币辉~描述結(jié)構(gòu)的場相依失真。發(fā)生衰退時，結(jié)構(gòu)特征平均上會成像在正確的預(yù)期位置，但是結(jié)構(gòu)會以降低的對比度成像。由于在掃描方向(y方向)以及在交叉掃描方向(χ方向)的場相依失真，衰退典型地發(fā)生于要成像到基底的結(jié)構(gòu)出現(xiàn)振蕩(即來回移動)的掃描操作期間。這種振蕩可導(dǎo)致對比度損失。圖7所述的反射操縱器示例對于校正變形失真而不引起對比度損失是有效的。這可通過將這些反射鏡的非平面反射面設(shè)計成在X方向(交叉掃描方向)上產(chǎn)生波前傾斜而實現(xiàn)，其中傾斜量取決于空間X坐標。此特定類型的失真結(jié)合總放大率的調(diào)整，容許校正變形(anamorphism)而不衰退。通過澤爾尼克(Zernike)多項式描述實際波前與球面參考波的偏差時，可以通過澤爾尼克系數(shù)描述y和X方向的失真，Z3描述y方向的失真，Z2描述χ方向的失真。在圖7A的實施例中，第一折疊鏡FMl的第一反射鏡表面MSl具有非平面表面形狀，在χ方向符合三次方表面分布函數(shù)，而在y方向符合常量分布函數(shù)。反射鏡表面僅在一個維度為連續(xù)彎曲(一維彎曲)。對于沿著χ方向的所有位置y=常數(shù)，而χ方向的表面分布表示為O. l(x/100)3，其中χ的單位為[mm]。原點(x=0)定位在光學(xué)使用區(qū)的外邊緣之間χ方向上的半途時，這對應(yīng)于復(fù)雜曲面形狀，其中反射鏡表面在從原點朝向負χ值的第一表面部分具有正曲率，而在從原點朝向正X值的第二表面區(qū)域具有負曲率。換言之，反射鏡表面在整個連續(xù)彎曲的反射鏡表面上具有彼此相鄰的凸曲面部分和凹曲面部分。反射型第一反射鏡表面MSl的非平面表面分布使得入射到第一反射鏡表面的投射束的波前形狀發(fā)生改變。因為當折疊鏡在中性位置時(沒有位移)，不期望折疊鏡改變波前形狀，所以通常期望第一反射鏡表面MSl引入對波前形狀改變的補償。這種補償可通過位于或靠近與第一折疊鏡FMl的位置光學(xué)共軛的位置的對應(yīng)校正元件來實現(xiàn)。可通過在第一折疊鏡上游和/或下游的一個或多個反射光學(xué)元件來實施此補償。在圖7A所示的實施例中，通過第二折疊鏡FM2的第二反射鏡表面MS2的對應(yīng)互補形狀來補償中性位置中的第一折疊鏡的效果，第二折疊鏡FM2位于與第一折疊鏡FMl光學(xué)共軛的位置。在此實施例中，第二反射鏡表面MS2和第一反射鏡表面MSl被形成為關(guān)于對稱平面鏡面對稱，該對稱平面由第一方向(χ方向)和光軸OA的與凹面鏡同軸延伸的部分構(gòu)成。由于此對稱性，當反射鏡表面處于中性位置(第一位置)時，第二反射鏡表面MS2有效地補償復(fù)雜彎曲的第一反射鏡表面MSl所產(chǎn)生的入射波前改變。若偏轉(zhuǎn)鏡沿著χ方向位移，則在偏轉(zhuǎn)鏡的中性位置中存在的、曲面第一反射鏡表面MSl和曲面第二反射鏡表面MS2的各自效果的相互補償不再有效。而是，對于位移距離DIS的各個有限值，仍留有對波前的殘余效果。換言之，沿著χ方向位移第一折疊鏡和第二折疊鏡產(chǎn)生由折疊鏡的各自表面形狀和位移量所界定的波前變形。為了量化展現(xiàn)此效果，已經(jīng)針對具有WO 2004/019128中公開的第五實施例的規(guī)格的投射物鏡計算了反射鏡表面的三次方變形(符合0.1U/100)3)的效果。通過引用將上述公布的相應(yīng)公開合并到這里。如所述的對第一反射鏡表面執(zhí)行計算，假設(shè)通過光學(xué)共軛位置中的合適裝置實現(xiàn)對中性位置中的曲面的光學(xué)效果的完全校正。圖7B和7C顯示純反射操縱器(由兩個折疊鏡FM1、FM2所形成)的位移對澤爾尼克系數(shù)Z2所產(chǎn)生的效果，澤爾尼克系數(shù)Z2表示X方向上的波前傾斜分量。圖7B顯示澤爾尼克系數(shù)Z2在y方向上且場坐標X[mm](即在x方向的場點位置)在x軸上的圖。這些值是針對有限位移DIS=2_而計算的。圖7C顯示針對在x=52_的場邊緣的場點，澤爾尼克系數(shù)Z2對位移DIS[mm]的相依性。由圖7C可知，獲得X方向的波前傾斜(由Z2表示)對位移量的嚴格線性相依性。在折疊鏡的中性位置(DIS=O),在X方向上不產(chǎn)生波前傾斜(Z2=0)。當位移增加時，在X方向的波前傾斜線性地增加。圖7B基本顯示出通過位移所獲得的效果的場相依性。圖7B的曲線是針對2mm的有限位移所計算的。因為X=O時Z2=0，所以在x=0的像場中心沒有位移的效果。當距離從原點(x=0)朝正值增加時,波前傾斜大大地線性增加,而當距離朝負值增加時，波前傾斜線性地減少?？梢钥闯?，此效果在圍繞場原點的大范圍中是非常線性的，在 X方向上朝向場外邊緣有些偏離線性。圖7B曲線的梯度(或斜率)，對較小的位移值而言較小，對較大的位移值而言較大。在提供具有互補表面分布的第二反射鏡表面(參見圖7A)作為中性位置中有效的校正裝置的情況下，導(dǎo)致額外的優(yōu)點在光學(xué)方面，由于這些反射鏡在互相相反的方向上相對位移，從而使位移被有效地加倍。換言之，需要絕對值較小的位移來達到所需的校正量。量化示例顯示由于曲面反射鏡表面的復(fù)雜形狀，可以容許反射操縱器以目標方式影響X方向的波前傾斜。若選擇示例的基本上對應(yīng)于三次方分布的表面分布，則可獲得傾斜對位移有非常線性的相依性(圖7C)，以及傾斜對像點位置有非常線性的相依性，這在許多情況中是非常有利的。然而，反射鏡表面的表面分布可顯著地偏離三次方分布(圖7)或拋物線分布(圖6)。為了其他校正目的，可能需要更高階的變形來優(yōu)化反射操縱器。“更高階變形”一詞通常指可以由更高階多項式來描述的變形，其中X方向的表面分布為X坐標的函數(shù)，且多項式包含xk項,其中k>3。舉例而言，k可為4、或5、或6、或更大。舉例而言,多項式可包含像bx3+ax4……等項。表面變形量不限于示例所示。一般而言，若選擇更大的表面變形絕對值，則所需的位移可能更小，反之亦然。變形的形式和程度首先依賴于兩個偏轉(zhuǎn)鏡的各自表面形狀，其次依賴于X方向的位移范圍。波前效果因為這些反射鏡的位移而改變。一般而言，兩個偏轉(zhuǎn)鏡的一定波前效果也呈現(xiàn)于中性位置(第一位置)。然而，此貢獻可預(yù)測，因此可通過投射物鏡的其他光學(xué)元件的對應(yīng)構(gòu)造來補償。由于此補償為固定的，所以偏轉(zhuǎn)鏡位移時不再起作用，從而致動操縱器時造成波前的改變。偏轉(zhuǎn)鏡的移動距離DIS在波前操縱的情況中通常顯著小于上述操縱器用于影響輻射能量分布的情況。典型的移動距離可在一或數(shù)微米范圍中，例如在10微米或更多的范圍，或100、200、400、600微米或更多的范圍。位移距離通常不大于約1mm。為進一步說明，應(yīng)注意，若偏轉(zhuǎn)鏡為具有傳統(tǒng)反射涂層的傳統(tǒng)平面偏轉(zhuǎn)鏡，傳統(tǒng)反射涂層在整個光學(xué)可用區(qū)具有基本恒定的反射率，則偏轉(zhuǎn)鏡位移不會造成投射物鏡的成像性能的改變。只有通過利用這里以一些示例說明的特殊偏轉(zhuǎn)鏡才可以實現(xiàn)位移的影響以及光學(xué)系統(tǒng)成像的場相依操縱。
在示例實施例的投射物鏡中，第一方向上的成像比例1非常接近于_1，即βχ=-ι.οι。原則上，若成像比例βχ更大地偏離-1，也可達到校正效果。一般而言，若設(shè)置在第一場平面和第二場平面間的光學(xué)成像系統(tǒng)在第一方向上具有成像比例βχ在-O. 8>βχ>-1. 2的范圍，則可以容易地在場中以足夠的分辨率進行有效校正，其中優(yōu)選地應(yīng)符合-O. 9>βχ>-1. I的條件，以便在偏轉(zhuǎn)鏡同步位移相同距離時，可以目標方式很大程度上彼此不相關(guān)地影響甚至非?？拷?場點。
權(quán)利要求
1.一種折反射投射物鏡，用于將設(shè)置在所述投射物鏡的物面(OS)的有效物場中的掩模的圖案成像到設(shè)置在所述投射物鏡的像面中的有效像場中，包含 多個透鏡以及至少一個凹面鏡(CM)； 第一偏轉(zhuǎn)鏡(FM1)，用于將來自所述物面(OS)的輻射偏轉(zhuǎn)到所述凹面鏡；以及第二偏轉(zhuǎn)鏡(FM2)，用于將來自所述凹面鏡的輻射偏轉(zhuǎn)到所述像面(IS)的方向， 其中 所述偏轉(zhuǎn)鏡相對于所述投射物鏡的光軸(OA)繞著垂直于所述光軸且平行于第一方向的傾斜軸傾斜； 所述第一偏轉(zhuǎn)鏡設(shè)置為光學(xué)鄰近于第一場平面，所述第二偏轉(zhuǎn)鏡設(shè)置為光學(xué)鄰近于第二場平面，所述第二場平面與所述第一場平面光學(xué)共軛；并且 設(shè)置在所述第一場平面和所述第二場平面之間的光學(xué)成像系統(tǒng)在所述第一方向上具有成像比例^x, 1的范圍為-0.8>1>-1.2， 其特征在于 位移裝置(DISX)，用于所述第一偏轉(zhuǎn)鏡(FMl)和所述第二偏轉(zhuǎn)鏡(FM2)在第一位置和第二位置之間平行于所述第一方向的同步位移，所述第二位置相對于所述第一位置偏移了一位移距離(DIS)， 其中在所述有效物場和所述有效像場之間行進的投射輻射束，在所述偏轉(zhuǎn)鏡的所述第一位置中在第一反射區(qū)中反射，并且在所述偏轉(zhuǎn)鏡的所述第二位置中在第二反射區(qū)中反射，所述第二反射區(qū)相對于所述第一反射區(qū)平行于所述第一方向橫向偏移了所述位移距離(DIS)，并且其中所述偏轉(zhuǎn)鏡在所述第一反射區(qū)和所述第二反射區(qū)中具有反射特性的不同局部分布。
2.如權(quán)利要求I所述的投射物鏡，其中所述第一偏轉(zhuǎn)鏡(FMl)具有第一反射涂層(R1)，所述第二偏轉(zhuǎn)鏡(FM2)具有第二反射涂層(R2)，并且所述反射涂層各具有第一層區(qū)域(Rl-1、R2-1)以及在所述第一方向上位于所述第一層區(qū)域旁的第二層區(qū)域(R1-2A、R1-2B、R2-2A、R2-2B)，所述第一層區(qū)域(R1-1、R2-1)具有反射率的第一局部分布，所述第二層區(qū)域(R1-2A、R1-2B、R2-2A、R2-2B)具有反射率的第二局部分布，所述反射率的第二局部分布不同于所述第一層區(qū)域中的所述反射率的第一局部分布。
3.如權(quán)利要求2所述的投射物鏡，其中所述第一偏轉(zhuǎn)鏡和所述第二偏轉(zhuǎn)鏡的所述反射涂層在所述第一方向上各具有層厚度的線性變化，其中所述層厚度的變化延伸于所述第一層區(qū)域(R1-1、R2-1)和所述第二層區(qū)域(R1-2A、R1-2B、R2-2A、R2-2B)上。
4.如權(quán)利要求2所述的投射物鏡，其中所述第一層區(qū)域各具有帶有局部恒定反射率的反射涂層，并且所述第二層區(qū)域中提供局部層厚度分布，尤其是層厚度的線性變化。
5.如前述權(quán)利要求中的任一項所述的投射物鏡，其中所述第一偏轉(zhuǎn)鏡具有第一非平面反射鏡表面(MSl )，所述第二偏轉(zhuǎn)鏡具有第二非平面反射鏡表面(MS2)，所述第二非平面反射鏡表面相對于所述第一反射鏡表面關(guān)于所述第一方向具有相反方向的表面形狀，其中所述非平面反射鏡表面與平參考面的偏差優(yōu)選小于10 Pm。
6.如權(quán)利要求5所述的投射物鏡，其中所述反射鏡表面(MS1、MS2)在所述第一方向上彎曲，其中所述第一方向上的表面分布特別地為以下群組中的至少一種(i)拋物表面分布；(ii)三次方表面分布；(iii)符合多項式的表面分布；以及(iv)所述反射鏡表面在第一表面部分具有正曲率而在偏離所述第一表面部分的第二表面具有負曲率的復(fù)雜曲面分布。
7.如前述權(quán)利要求中的任一項所述的投射物鏡，其中所述第一偏轉(zhuǎn)鏡(FMl)和所述第二偏轉(zhuǎn)鏡(FM2)設(shè)置在子孔徑比S的絕對值小于0. 3，尤其是小于0. 2的區(qū)域中。
8.如前述權(quán)利要求中的任一項所述的投射物鏡，其中所述位移裝置(DISX)具有位移驅(qū)動器(DRX)，用于所述第一偏轉(zhuǎn)鏡和所述第二偏轉(zhuǎn)鏡平行于所述第一方向的同步位移，所述位移驅(qū)動器在所述投射物鏡操作期間可致動。
9.如前述權(quán)利要求中的任一項所述的投射物鏡，其中所述第一偏轉(zhuǎn)鏡(FMl)和所述第二偏轉(zhuǎn)鏡(FM2)具有共同載體結(jié)構(gòu)，其中所述第一偏轉(zhuǎn)鏡(FMl)和所述第二偏轉(zhuǎn)鏡(FM2)優(yōu)選由載體棱鏡(SUB )的彼此垂直取向的反射鏡表面所形成。
10.如前述權(quán)利要求中的任一項所述的投射物鏡，其中所述投射物鏡具有用于將所述 圖案成像到第一中間像(IMIl)的第一物鏡部(OP1)、用于將所述第一中間像成像到第二中間像(IMI2)的第二物鏡部(OP2)、以及用于將所述第二中間像成像到所述像面(IS)的第三物鏡部(OP3)，其中所述凹面鏡(CM)設(shè)置在位于所述第一中間像與所述第二中間像之間的第二瞳面(P2)的區(qū)域中，所述第一偏轉(zhuǎn)鏡(FMl)被設(shè)置為光學(xué)鄰近于所述第一中間像(IMI1),而所述第二偏轉(zhuǎn)鏡(FM2)被設(shè)置為光學(xué)鄰近于所述第二中間像(頂12)。
11.如前述權(quán)利要求I至10中的任一項所述的投射物鏡，其中所述投射物鏡具有用于將所述物場成像到中間像的第一物鏡部、以及用于將所述中間像成像到所述像面的第二物鏡部，其中所述凹面鏡設(shè)置在位于所述物場與所述中間像之間的第一瞳面的區(qū)域中，所述第一偏轉(zhuǎn)鏡被設(shè)置為光學(xué)鄰近于所述物場，而所述第二偏轉(zhuǎn)鏡被設(shè)置為光學(xué)鄰近于所述中間像。
12.一種投射曝光方法，用于利用設(shè)置在投射物鏡的物面區(qū)域中的掩模的圖案的至少一個像曝光設(shè)置在所述投射物鏡的像面區(qū)域中的輻射敏感基底，其特征在于使用根據(jù)前述權(quán)利要求中的任一項所述的投射物鏡。
13.如權(quán)利要求12所述的投射曝光方法，其中在操作期間，在第一曝光與所述第一曝光之后的第二曝光之間，借助于所述位移裝置，平行于所述第一方向同步位移所述第一偏轉(zhuǎn)鏡和所述第二偏轉(zhuǎn)鏡。
14.如權(quán)利要求12或13所述的投射曝光方法，其中通過所述第一偏轉(zhuǎn)鏡和所述第二偏轉(zhuǎn)鏡的平行于所述第一方向的位移而改變所述投射輻射在所述有效像場內(nèi)的場均勻性。
15.如權(quán)利要求12、13、或14所述的投射曝光方法，其中通過所述第一偏轉(zhuǎn)鏡和所述第二偏轉(zhuǎn)鏡的平行于所述第一方向的位移而改變通過所述投射物鏡而到達所述像場的投射輻射的波前。
16.一種投射曝光設(shè)備，用于利用設(shè)置在投射物鏡的物面區(qū)域中的掩模的圖案的至少一個像曝光設(shè)置在所述投射物鏡的像面區(qū)域中的輻射敏感基底，尤其是用于實施根據(jù)權(quán)利要求12至15中的任一項所述的方法，包含 初級輻射源(LS)，用于發(fā)射初級輻射； 照明系統(tǒng)(ILL)，用于接收所述初級輻射源，并用于產(chǎn)生導(dǎo)向到所述掩模(M)上的照明輻射；以及 投射物鏡(PO)，用于在所述投射物鏡的所述像面(IS)的區(qū)域中產(chǎn)生所述圖案的至少一個像， 其特征在于根據(jù)權(quán)利要求I至11中的任一項構(gòu)造所述投射物鏡。
17.如權(quán)利要求16所述的投射曝光設(shè)備，其中所述投射曝光設(shè)備具有中央控制單元(CU)，用于控制所述投射曝光設(shè)備的功能，其中所述中央控制單元被指派有控制模塊，用于驅(qū)動所述位移驅(qū)動器(DRX)，并且在所述投射曝光設(shè)備的操作期間，能夠利用所述控制模塊結(jié)合其他控制信號來驅(qū)動所述位移驅(qū)動器。
全文摘要
一種折反射投射物鏡具有多個透鏡以及至少一凹面鏡(CM)，還有兩個偏轉(zhuǎn)鏡(FM1,FM2)，從而將從物場到凹面鏡的部分光束路徑與從凹面鏡到像場的部分光束路徑分開。偏轉(zhuǎn)鏡相對于投射物鏡的光軸(OA)繞著平行于第一方向(x方向)的傾斜軸傾斜。第一偏轉(zhuǎn)鏡設(shè)置成光學(xué)鄰近于第一場平面，而第二偏轉(zhuǎn)鏡設(shè)置成光學(xué)鄰近于第二場平面，第二場平面與第一場平面光學(xué)共軛。設(shè)置在所述場平面之間的光學(xué)成像系統(tǒng)，在第一方向具有接近于-1的成像比例。提供位移裝置(DISX)，用于偏轉(zhuǎn)鏡(FM1、FM2)在第一位置和第二位置之間平行于第一方向的同步位移，第二位置相對于第一位置偏移了一位移距離。通過投射物鏡的投射輻射束在偏轉(zhuǎn)鏡的第一位置于第一反射區(qū)反射，并且在偏轉(zhuǎn)鏡的第二位置于第二反射區(qū)反射，第二反射區(qū)相對于第一反射區(qū)平行第一方向橫向偏移了此位移距離。偏轉(zhuǎn)鏡在第一反射區(qū)和第二反射區(qū)具有不同的反射特性局部分布。由此可主動操縱場效果(例如場均勻性)或主動操縱波前。
文檔編號G02B17/08GK102640057SQ201080053872
公開日2012年8月15日 申請日期2010年9月16日 優(yōu)先權(quán)日2009年9月29日
發(fā)明者T.希克坦茲, T.格魯納 申請人:卡爾蔡司Smt有限責(zé)任公司