EUV投射曝光设备的照明系统技术方案

一种EUV投射曝光设备(WSC)的照明系统(ILL)，设计为接收EUV辐射源(LS)的EUV辐射(LR)和从接收的EUV辐射的至少一个部分成形照明辐射(ILR)，其中照明辐射在曝光操作期间被指引至照明系统的出射平面(ES)中的照明场，其中EUV辐射源布置于与照明系统分离的源模块(SM)至，该源模块在照明系统的入射平面(IS)中的源位置(SP)产生次级辐射源(SLS)。为了确定次级辐射源相对照明系统的对准状态，照明系统包含对准状态确定系统(ADS)，其中对准状态确定系统包含对准检测器(AD)，其配置为接收从次级辐射源所发出的EUV辐射的部分以及由此产生代表对准状态的对准检测器信号(AS)。此外，照明系统包含反射镜模块(MM)，其包含使用的反射镜元件(UM)和对准反射镜元件(AM)，其中在曝光操作期间，使用的反射镜元件促成入射在照明场上的照明辐射的成形且对准反射镜元件将次级辐射源的EUV辐射的部分反射至对准检测器的方向。反射镜模块实施为结构上可更换的反射镜模块，且光学对准辅助部件(AAC)被分配给照明系统，其中借助于光学对准辅助部件，可产生对准辅助信号(AAS，AAS’)，其允许在更换反射镜模块后检查次级辐射源的对准状态或检查对准反射镜元件的对准状态。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】EUV投射曝光设备的照明系统相关申请的交叉引用本申请主张2006年8月28日申请的德国专利申请案DE102015216528.0的权益。此专利申请案的公开内容以引用的方式整体并入本文。
本专利技术关于EUV投射曝光设备的照明系统、包含此照明系统的EUV投射曝光设备以及操作此EUV投射曝光设备的方法。
技术介绍
现在普遍使用光刻投射曝光方法来生产半导体部件或其他精细结构化部件，例如用于光学光刻法的掩模。在此情况下，使用具有或形成所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)或其他图案化装置。图案定位于投射曝光设备中，在照明系统与投射镜头之间，在投射镜头的物平面的区域中，并以由照明系统成形的照明辐射照明。被图案改变的辐射作为投射辐射行进通过投射镜头，该投射镜头以缩小比例将图案成像在所要曝光的基板上。基板的表面布置在投射镜头与物平面光学共轭的像平面中。基板通常涂覆有辐射敏感层(抗蚀剂、光刻胶)。投射曝光设备发展中的一个目标为生产尺寸越来越小的光刻结构于基板上。举例来说，在半导体部件的例子中，越小的结构将导致越高的集成密度，其一般对所生产的结构化部件的性能具有有利的影响。一种方法为使用较短波长的电磁辐射。举例来说，已发展出使用在极紫外范围(EUV)、特别是具有范围在5纳米(nm)到30纳米的操作波长、特别是13.5纳米的操作波长的电磁辐射的光学系统。从US7473907B2已知包含通用类型照明系统的通用类型EUV投射曝光设备。照明系统设计为接收EUV辐射源的EUV辐射并从所接收的EUV辐射的至少一个部分成形照明辐射。照明辐射在曝光操作期间被指引至在照明系统的出射平面中的照明场，其中照明系统的出射平面和投射镜头的物平面有利地重合。照明辐射由特定的照明参数表征且入射在具有限定的形状和尺寸的照明场内的图案上。举例来说，EUV辐射源(其可为等离子体源)布置于与照明系统分离的源模块中，该源模块在照明系统的入射平面中于源位置处产生次级辐射源。EUV光刻的图像质量首先由投射镜头确定，其次也由照明系统和EUV辐射源和/或源模块确定。为了良好的图像质量，预限定的空间强度分布(其一般应尽可能均匀)应例如呈现在照明场内。此外，应呈现预限定的角分布。由于EUV辐射源的退化和/或次级辐射源相对照明系统的对准状态的改变，在功率方面和在位置方面皆可能造成分布的变化。为了确定次级辐射源相对照明系统或照明系统的光学部件的对准状态，照明系统包含对准状态确定系统，其例如与US7473907B2中的对准状态确定系统类似或相同。对准状态确定系统包含至少一个个对准检测器，其配置为在曝光操作期间接收次级辐射源所发出的EUV辐射的一部分并由此产生代表次级辐射源的对准状态的对准检测器信号。EUV范围的电磁辐射无法在折射光学元件的协助下被聚焦或引导，因为较短的波长被已知的光学材料(其在较长波长下为透明的)所吸收。因此，在EUV光刻中使用反射镜系统。照明系统包含至少一个反射镜模块，其包含至少一个使用的反射镜元件和至少一个对准反射镜元件。在曝光操作期间，至少一个使用的反射镜元件促成入射在照明场上的照明辐射的成形且至少一个对准反射镜元件直接或间接地将次级辐射源的EUV辐射的一部分反射至对准检测器的方向。EUV辐射源中所产生的等离子体包含高速移动的离子和电子。因此，尽管可能有保护措施，仍可能发生照明系统的各部件的污染，例如使用的反射镜元件的反射镜表面的污染。污染可能不利地影响图像质量。为了避免这种情况，举例来说，有可能在安装状态进行受污染部件的清洁，参考例如US7671347B2。基于其他机制的恶化也是可能的。
技术实现思路
问题和解决方案本专利技术所解决的一个问题为提供EUV投射曝光设备的通用类型的照明系统，利用此照明系统，可使用对准状态确定系统来确保最小的图像质量，尽管可能有污染。本专利技术所解决的其它问题为提供包含此照明系统的EUV投射曝光设备和操作此EUV投射曝光设备的方法。这些问题通过具有权利要求1所述特征的照明系统、具有权利要求14所述特征的EUV投射曝光设备和如权利要求16所述的方法来解决。在根据本专利技术的照明系统中，反射镜模块实施为结构上可更换的反射镜模块(structurallyexchangeablemirrormodule)。反射镜模块可包含例如用于至少一个使用的反射镜元件和至少一个对准反射镜元件的共同载具。载具可通过可拆卸连接而固定在照明系统的框结构上或框结构中。若反射镜模块(特别是至少一个使用的反射镜元件)退化使得因此无法实现或不再能够在相对较长的时间内实现所需的最小图像质量，则可将反射镜模块更换为新的反射镜模块或是没有那么严重退化的反射镜模块、或将反射镜模块拆下以清洁或维护并随后重新安装。因此，不需要更换整个照明系统。此外，光学对准辅助部件被分配给根据本专利技术的照明系统，其中借助于光学对准辅助部件，可产生对准辅助信号，其允许在更换反射镜模块后检查次级辐射源的对准状态或检查至少一个(特别是新的)对准反射镜元件的对准状态。光学对准辅助部件为标准曝光操作不需要的部件，且该部件可用以暂时地检查对准状态并特别地与检查对准状态的需求协调。光学对准辅助部件被光学地操作(即使用电磁辐射)，且因此可无接触地操作。专利技术人已认识到，存在以下可能性：在将反射镜模块更换为新的反射镜模块的更换期间，次级辐射源相对照明系统的对准状态可变化。这种可能性可称作第一原因。替代或补充地，存在以下可能性：例如由于制造公差，新反射镜模块的至少一个新对准反射镜元件的对准状态可是相对于所更换反射镜模块的旧对准反射镜元件的对准状态不同的对准状态，特别是相对至少一个对准检测器。举例来说，新(更换的)反射镜模块的对准反射镜元件的反射镜表面可具有与旧对准反射镜元件不同的取向和/或表面形状。此可能性可称作第二原因。由于第一原因和第二原因，其各自的发生和可能的程度最初通常是未知的，在更换反射镜模块后，通过对准状态确定系统(特别是通过至少一个新的对准反射镜元件)对次级辐射源关于照明系统的对准状态作正确确定并不能够容易进行。这是因为第一和第二原因最初可能是交替地或组合地呈现为未对准的相互不可分的潜在原因。因此，在反射镜模块更换后，系统对准参考的可靠重建并不容易。通过使用光学对准辅助部件，有可能简单快速地检查是否确实存在未对准、其因为什么原因、以及在进一步的操作期间如何将其考虑而能够在反射镜模块更换后恢复具有限定曝光条件的曝光操作。因此，在EUV投射曝光设备再次启动前，未对准的多个未知可能原因的前述问题可减少到第一或第二原因。那么，剩下的原因可通过对准状态确定系统来检查。因此，有可能在所限定的操作条件下再次简单快速地启动EUV投射曝光设备。在曝光操作期间，至少一个对准反射镜元件可直接或间接地反射次级辐射源的EUV辐射的一部分至对准检测器的方向。代表次级辐射源的对准状态的对准检测器信号可用于直接地或间接地通过与对准参考信号(其用于次级辐射源的正确对准状态)的比较来确定对准状态。此外，对准辅助信号可直接地或间接地通过与对准辅助参考信号的比较而被使用，其中对准辅助参考信号表示相应部件的正确对准状态，用于检查相应对准状态。可提供两个或更多个对准反射镜元件。特别地，对准反射镜元件的数量可适配于(特本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种EUV投射曝光设备(WSC)的照明系统(ILL)，用于接收EUV辐射源(LS)的EUV辐射(LR)和用于从接收的EUV辐射的至少一个部分成形照明辐射(ILR)，其中该照明辐射在曝光操作期间被指引至该照明系统的出射平面(ES)中的照明场，其中该EUV辐射源布置于与该照明系统分离的源模块(SM)中，该源模块在该照明系统的入射平面(IS)中的源位置(SP)产生次级辐射源(SLS)，该照明系统包含：对准状态确定系统(ADS)，其确定该次级辐射源相对该照明系统的对准状态，其中该对准状态确定系统包含对准检测器(AD)，该对准检测器配置为接收从该次级辐射源发出的EUV辐射的一部分，以及配置为由此产生代表该对准状态的对准检测器信号(AS)；以及反射镜模块(MM)，其包含使用的反射镜元件(UM)和对准反射镜元件(AM)，其中在曝光操作期间，该使用的反射镜元件促成入射在该照明场上的照明辐射的成形，并且该对准反射镜元件将该次级辐射源的EUV辐射的一部分反射至该对准检测器的方向，其特征在于：该反射镜模块(MM)实施为结构上可更换的反射镜模块，以及光学对准辅助部件(AAC)，其被分配给该照明系统(ILL)，其中借助于该光学对准辅助部件，对准辅助信号(AAS，AAS’)是可产生的，该对准辅助信号允许在更换该反射镜模块后检查该次级辐射源(SLS)的对准状态或对准反射镜元件(AM)的对准状态。...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.08.28 DE 102015216528.01.一种EUV投射曝光设备(WSC)的照明系统(ILL)，用于接收EUV辐射源(LS)的EUV辐射(LR)和用于从接收的EUV辐射的至少一个部分成形照明辐射(ILR)，其中该照明辐射在曝光操作期间被指引至该照明系统的出射平面(ES)中的照明场，其中该EUV辐射源布置于与该照明系统分离的源模块(SM)中，该源模块在该照明系统的入射平面(IS)中的源位置(SP)产生次级辐射源(SLS)，该照明系统包含：对准状态确定系统(ADS)，其确定该次级辐射源相对该照明系统的对准状态，其中该对准状态确定系统包含对准检测器(AD)，该对准检测器配置为接收从该次级辐射源发出的EUV辐射的一部分，以及配置为由此产生代表该对准状态的对准检测器信号(AS)；以及反射镜模块(MM)，其包含使用的反射镜元件(UM)和对准反射镜元件(AM)，其中在曝光操作期间，该使用的反射镜元件促成入射在该照明场上的照明辐射的成形，并且该对准反射镜元件将该次级辐射源的EUV辐射的一部分反射至该对准检测器的方向，其特征在于：该反射镜模块(MM)实施为结构上可更换的反射镜模块，以及光学对准辅助部件(AAC)，其被分配给该照明系统(ILL)，其中借助于该光学对准辅助部件，对准辅助信号(AAS，AAS’)是可产生的，该对准辅助信号允许在更换该反射镜模块后检查该次级辐射源(SLS)的对准状态或对准反射镜元件(AM)的对准状态。2.如权利要求1所述的照明系统(ILL)，其特征在于，该照明系统被分配有定位装置(PD，PD’)，通过该定位装置，该光学对准辅助部件(AAC)在曝光操作之外能够定位至该EUV辐射(LR)的照明光束路径(OP)中的工作位置，以产生该对准辅助信号(AAS，AAS’)。3.如权利要求2所述的照明系统(ILL)，其特征在于，该定位装置(PD，PD’，PD”)包含折叠机构(FM，FM’)。4.如权利要求2或3所述的照明系统(ILL)，其特征在于，该光学对准辅助部件包含(AAC)对准辅助反射镜(AAM)，其配置为在该工作位置将从该次级辐射源(SLS)发出的该EUV辐射(LR)的一部分反射至该对准检测器(AD)的方向。5.如权利要求4所述的照明系统(ILL)，其特征在于，该照明系统(ILL)被分配有包含折叠机构(FM)的定位装置(PD)，通过该折叠机构，该至少一个对准辅助反射镜(AAM)能够在该EUV辐射(LR)的照明光束路径(OP)外的储存位置与该照明光束路径(OP)中的工作位置之间折叠，以产生该对准辅助信号(AAS)。6.如权利要求4或5所述的照明系统(ILL)，其特征在于，在该照明光束路径中的该工作位置的该至少一个对准辅助反射镜(AAM)光学地布置于该次级辐射源(SLS)和该反射镜模块之间，使得其能够遮蔽该至少一个对准反射镜元件。7.如权利要求4、5或6所述的照明系统(ILL)，其特征在于，该照明系统(ILL)包含刚好两个对准辅助反射镜。8.如权利要求4、5、6或7所述的照明系统(ILL)，其特征在于，对准反射镜元件(AAM)的数量对应于该次级辐射源(SLS)相对该照明系统(ILL)的对准状态的自由度的数量。9.如权利要求1到8中任一项所述的照明系统(ILL)，其特征在于，该光学对准辅助部件(AAC)包含对准辅助辐射源(ALS)，其配置为产生辅助辐射(ALR)，该辅助辐射被指引至该对准反射镜元件(AM)的方向，其中该对准辅助信号(AAS’)由从该对准反射镜元件反射的辅助辐射的部分产生。10.如权利要...

【专利技术属性】
技术研发人员：C佩特里，D伦德，
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