一种投射镜头，用于通过具有λ<260nm的操作波长的电磁辐射将布置于该投射镜头的物平面(OS)中的图案成像至该投射镜头的像平面中，该投射镜头包含多个光学元件，其具有布置在该物平面(OS)与该像平面之间的投射光束路径中的光学表面。提供波前操纵系统，用于动态地影响从该物平面传送到该像平面的投射辐射的波前。波前操纵系统具有第一操纵器，其具有布置在该投射光束路径中的第一操纵器表面(MS1)以及用于可逆地改变该第一操纵器表面的表面形状和/或折射率分布的第一致动装置(DR1)。第一操纵器配置为使得横跨该第一操纵器表面的具有最大直径DFP的光学使用区域，可根据特征周期PCHAR＝DFP/((NMAX+NMIN)/2)而产生该投射辐射的光学路径长度变化的最大值的数目NMAX>1和最小值的数目NMIN>1。第一操纵器表面布置为与该投射镜头的最近场平面(OS)相距有限第一距离(D1)，光学邻近于该场平面，使得从该场平面的场点出现的每一光束在该第一操纵器表面照明具有子孔径直径SAD的子孔径，且条件SAD/DFP<0.2在该第一操纵器表面处适用。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种投射镜头，其用于通过具有小于260纳米的操作波长λ的电磁辐射将布置于投射镜头的物平面中的图案(pattern)成像至投射镜头的像平面中，且本专利技术涉及一种投射曝光方法，其可借助投射镜头实现。
技术介绍
目前主要使用微光刻投射曝光方法来制造半导体部件及其它精细结构化部件，例如光刻掩模。这包含使用载有或形成要成像的结构的图案(例如半导体部件的层的线图案)的掩模(掩模母版)或其它图案化装置。图案定位于投射曝光设备中，在照明系统及投射镜头之间的投射镜头的物平面区域中，且图案由照明系统提供的的照射辐射照明。由图案改变的福射作为预测福射(predict1n radiat1n)通过投射镜头，其以缩小比例将图案成像于要曝光的基板上。基板的表面布置在投射镜头的像平面中，该像平面与物平面光学共轭。基板一般涂布辐射敏感层(抗蚀剂、光刻胶)。投射曝光设备发展的一个目标为在基板上微光刻地产生尺寸越来越小的结构。较小的结构将导致如在半导体部件中的较高集成度，其一般对所产生的微结构化部件的性能具有有利的影响。可产生的结构的尺寸非常依赖于所使用的投射镜头的分辨能力，其一方面可通过减小用于投射的投射辐射的波长而增加，另一方面可通过增加过程中所使用的投射镜头的像侧数值孔径NA而增加。现今的高分辨率投射镜头以小于260nm的波长工作于深紫外光范围(DUV)或极紫外光范围(EUV)中。在深紫外光范围(DUV)的波长下，为了确保有足够的像差(aberrat1n)(例如色差(chromatic aberrat1n)、像场(image field curvature))的校正(correct1n)，通常使用折反射式投射镜头，其包含具有折射能力(refractive power)的透明折射光学元件(透镜元件)以及具有反射能力(reflective power)的反射元件(即，曲面镜(curvedmirror)。一般来说，至少包含一个凹面镜(concave mirror)。致使尺寸为40nm的结构的投射的分辨能力现今利用浸没光刻在NA = 1.35及λ = 193nm时实现。集成电路通过一系列的光学光刻法图案化步骤(曝光)及后续的工艺步骤(如蚀刻及掺杂)而产生于基板上。单独的曝光通常以不同的掩模或不同的图案来完成。为了使所完成的电路呈现出期望的功能，单独的光刻法曝光步骤之间需要尽可能地彼此配合，导致所制造的结构(例如接触体、线路及二极管、晶体管及其它电学功能单元的构件)尽可能地接近所规划电路布局的理想。可能发生制造上的错误，尤其是在连续曝光步骤中所产生的结构没有足够正确地位于另外结构的顶部时，即重叠准确度不足时。来自光刻法工艺的不同制造步骤的结构的重叠准确度通常由术语“覆盖(overlay)”表示。这个术语表示例如两个连续光刻平面的重叠准确度。覆盖为集成电路制造中的重要参数，因为任何类型的对准误差都可能造成例如短路或缺少连接的制造错误并因而限制了电路的功能。同样地，在多重曝光的方法中，对连续曝光的重叠准确度有严格的要求。举例来说，在双重图案化方法(double-patterning method)(或双重曝光方法)中，基板(例如半导体晶片)连续曝光两次并接着进一步处理光刻胶。在第一曝光过程中，举例来说，投射具有适当结构宽度的标准结构。针对第二曝光过程，使用第二掩模，其具有不同的掩模结构。举例来说，第二掩模的周期结构(per1dic structure)可相对第一掩模的周期结构移位半个周期。在一般的情况中，特别是针对较复杂的结构，两掩模布局之间的差异可能会很大。双重图案化可实现基板上周期结构的周期的减小。这只有在连续曝光的重叠准确度足够好(也就是覆盖(overlay)误差没有超过临界值)时才可完成。因此，不充分的覆盖可大大地减少制造过程中良好零件的产量，结果增加了每一良好零件的制造成本。
技术实现思路
问题与解决方案本专利技术解决了提供微光刻的投射镜头及投射曝光方法的问题，其允许不同光刻法工艺以小覆盖误差(small overlay error)实现。此问题通过包含权利要求1的特征的投射镜头以及通过包含权利要求13的特征的投射曝光方法来解决。有利的发展如从属权利要求所指定。所有权利要求的措辞通过引用并入说明书的内容中。投射镜头具有波前操纵系统(wavefront manipulat1n system)，用于动态地影响从投射镜头的物平面传送到像平面的投射辐射的波前。布置在投射光束路径(project1n beam path)中的波前操纵系统的部件的效应可根据控制装置的控制信号以可变的方式设定，其结果为投射辐射的波前可以有目标的方式改变。波前操纵系统的光学效应可例如在曝光前或在曝光过程中在特定、事先限定原因的情况下改变或以依赖情况的方式改变。波前操纵系统具有第一操纵器，其具有布置在投射光束路径中的第一操纵器表面。第一操纵器包含第一致动装置(actuating device)，其允许第一操纵器表面的表面形状和/或折射率分布被可逆地改变。因此，受到第一操纵器表面影响的投射辐射的波前可以有目标的方式动态地改变。在不将第一操纵器更换为另一操纵器的情况下，光学效应的这种改变是可能的。在此情况中，操纵器表面被理解为就是平面或曲面，其(i)布置在投射光束路径中且(ii)在这种情况下，在其表面形状和/或其相对投射福射的定向(orientat1n)的改变导致投射辐射的波前的改变。举例来说，可相对投射镜头的其它光学部件位移的透镜元件的任意曲面为操纵器表面。其它示例为透镜元件或反射镜的机械或热可变形表面。在透镜元件的局部、热操纵的情况下，透镜的折射率一般也将在空间上局部地变化。若(例如考虑透镜元件的厚度)可假设此变化没有在投射辐射方向上的成分，即折射率仅垂直于投射辐射方向变化，则将透镜元件的折射率的局部变化视为发生在操纵器表面的效应是有道理的。这例如适用于薄平面板。与前述已知的作用在波前上的位移、变形或热操纵器(例如通过光学元件的整体位移，如倾斜，偏心及/或轴向平行位移，或通过整体变形)相比，根据所主张的本专利技术的第一操纵器配置为使得在第一操纵器表面的有效直径(effective diameter) Dfp内的第一操纵器表面的光学使用区域(optically used reg1n)上，可产生投射福射的光学路径长度变化的多个最大值及多个最小值。若Nmax为在所考虑的方向上的光学路径长度变化的最大值的数目且Nmin为最小值的数目，则第一操纵器在有效直径方向上的效应可借助特征周期(characteristic per1d)Pchar= DFP/((Nmx+NMIN)/2)进行描述。在此情况中，在投射福射的受影响截面上由第一操纵器所引起的光学路径长度变化的多个交替不必为严格的周期，结果，例如光学路径长度变化和/或其横向距离的最大值和/或最小值的绝对值可在受影响的投射辐射的截面上变化。严格的周期光学路径长度变化(其可例如由正弦函数描述)同样是可能的。第一操纵器表面布置为“光学邻近”投射镜头的最近场平面(closest fieldplane)。此“近场布置(near-field arrangement) ”特别表示与投射镜头的光瞳平面(pupilplane)相本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种投射镜头(PO)，用于通过具有λ<260nm的操作波长的电磁辐射将布置于该投射镜头的物平面(OS)中的图案成像至该投射镜头的像平面(IS)中，该投射镜头包含：多个光学元件，具有布置在该物平面(OS)与该像平面(IS)之间的投射光束路径中的光学表面，使得布置在该物平面中的图案能够通过所述光学元件成像至该像平面；以及波前操纵系统(WFM)，动态地影响从该物平面传送到该像平面的投射辐射的波前，其中：该波前操纵系统具有第一操纵器(MAN1)，其具有布置在该投射光束路径中的第一操纵器表面(MS1)以及用于可逆地改变该第一操纵器表面的表面形状和/或折射率分布的第一致动装置(DR1)；该第一操纵器配置为使得横跨该第一操纵器表面的具有有效直径DFP的光学使用区域，能够根据特征周期PCHAR＝DFP/((NMAX+NMIN)/2)而产生该投射辐射的光学路径长度变化的最大值的数目NMAX>1和最小值的数目NMIN>1；以及该第一操纵器表面布置为与该投射镜头的最近场平面相距有限第一距离(D1)，光学邻近于该场平面，使得从该场平面的场点出现的每一光束在该第一操纵器表面照明具有子孔径直径SAD的子孔径，且条件SAD/DFP<0.2在该第一操纵器表面处适用，其中，该子孔径直径SAD为从单独场点出现的投射光的光束的直径。...
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：H费尔德曼，
申请(专利权)人：卡尔蔡司SMT有限责任公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE
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