微光刻投影光学系统、用于制造装置的方法以及设计光学表面的方法制造方法及图纸

总体上，本发明专利技术的一方面包括一种微光刻投影光学系统（１０１），其包括：多个元件（３１０－３６０），其被设置为将来自物平面（１０３）的光成像到像平面（１０２），至少一个所述元件是反射元件，其具有位于光路上的旋转非对称表面。所述旋转非对称表面从旋转对称表面偏离约１０ｎｍ以上，并且所述光学系统是微光刻投影光学系统。

【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微光刻投影光学系统，特别是一种投影物镜、 一种包 括该光学系统的微光刻工具、 一种使用该微光刻工具来微光刻制造微结构 部件的方法、通过该方法制造的微结构部件、以及在该光学系统中设计光 学表面的方法。
技术介绍
投影物镜广泛用于微光刻中，其通过在沉积于基底上的光敏材料层上 形成调制盘的图像，而将来自调制盘的图形转移到基底。通常，投影物镜可分为三种不同的类别折射物镜、反射物镜和折反射物镜。折射物镜使 用折射元件(例如透镜)以将来自物平面的光成像到像平面。反射物镜使 用反射元件(例如反射镜)以将来自物平面的光成像到像平面。折反射物 镜同时使用折射和反射元件以将来自物平面的光成像到像平面。物镜，特别是用于投影系统中的物镜，可从T.Jewell的"Optical system design issues in development of projection camera for EUV lithography" (Proc. SPIE 2437 (1995))获得。其他物镜可从EPO 730 169A、 EP0 730 179A、 EPO 730 180A、 EPO 790 513A、 US 5063 586A、 US6 577 443 A、 US 6 660 552 A和US 6 710 917A获得。
技术实现思路
本专利技术的目标是，改善光学系统在给定照射波长下的分辨率，所迷光 学系统尤其可用作微光刻投影曝光装置中的投影物镜。另外，根据本专利技术 的光学系统相对于照射光应具有较高的光通过率。该目标通过具有权利要求1的特征的光学系统实现。在下面的说明中，根据本专利技术的旋转非对称表面还称作自由型曲面。 不像球面或者非球面境，自由型曲面没有旋转对称轴。根据本专利技术的自由型曲面，不同于已知的用于EUV投影物镜的非球面旋转对称镜面之处在 于，所述已知的非球面旋转反射镜表面是通过数学上的泰勒展开式描述的， 即具有由旋转对称的n阶多项式给出的垂度。用于所有这些多项式的泰勒 展开式的中心点通过共用的光轴限定。因为泰勒展开式容易计算，容易优 化并且在这样的镜面制造中存在大量的经验，所以现有的镜面通过该展开 式所描述。然而，本专利技术人认识到，现有的具有共用中心的泰勒展开式会 导致不希望的畸变，且不能降低到特定水平以下。当根据本专利技术，光学表 面之一实施为自由型或者旋转对称表面时，可以避免旋转对称光学表面所 固有的所述畸变限制。使用自由型曲面，可以克服旋转对称表面所固有的 数值孔径和畸变的限制，这在EUV微光刻保护领域是尤其有利的。在特 定的实施例中，自由型曲面可以是关于光学系统的子午面镜面对称的表面。 子午面由物平面的法线和物场的中心点以及光学系统的光学元件的孔径限 定。有利地是，根据本专利技术的投影物镜;i^^射投影物镜。通常，光学系统 的像平面平行于物平面。光学系统可以在像平面具有最小曲率半径为 300mm的区域。在光学系统中，在物平面处，主光线相对于物平面法线可 以是大约3' 、 5' 、 7'或者更大的角度。光学系统可以具有位于距离物平面 为超过2.8m、特别M过10m处的入射光瞳。通常，在具有自由型曲面 的光学系统中，精确限定的瞳平面是不存在的。在光学系统的瞳平面上， 相对于不同的场点的主光线汇集。在瞳平面上，来自每个场点的光线相叠 加。术语瞳平面用来表示垂直于在光学系统中所引导光线的区域，其中， 光强分布对应于在物平面中的照射角度分布。成^^的光可以从位于物平面 的物体反射。位于物平面的物体可以是通过多个元件成像到像平面的调制 盘。该光学系统可以具有4X的缩小率。根据本专利技术的光学系统可以包括 四个或者更多的反射元件。特别是，所述光学系统可以包括六个或更多个 反射元件。可以设置多个元件用于将光成像到位于物平面和像平面之间的中间像平面。在这种情况下，可将场阑放置在中间像平面处或者附近。特 别是，多个元件可包括五个元件，并且沿着从物平面到像平面的光路，中间像平面可位于第四和第五个元件之间。物平面和像平面相隔大约为lm 或者更大的距离L。从物平面到像平面的光路长度大约是2L、 3L、 4L或 者更大。多个元件在光路上可包括至少一对相邻元件，其中该对相邻元件 间隔大约0,5L或者更多。有利地是，多个元件中没有一个元件会导致出射 瞳的遮挡。所述多个元件可包括第一反射镜和第二反射镜，所述第一反射 镜和第二反射镜具有距离物平面分别为山和d2的最小距离，其中d!/d2大 约是2或者更大。可选的是，山/d2也可以小于2。在这种情况下，光学系 统通常在物镜一侧具有大工作距离。所述多个元件在从物平面到像平面的 光路上可包括第一元件，其中第一元件具有正的光焦度。该光学系统可包 括位于物平面和像平面之间的孔径光阑。该光学系统的多个元件可包括三 个元件，并且在从物平面到像平面的光路上，孔径光阑可位于第二和第三 元件之间。可选的是，孔径光阑可位于笫二或者第三元件处。光可通过孔 径光阑一次或者两次。用于根据本专利技术的光学系统的光源可以是具有大约 小于等于300nm、小于等于200nm、小于等于100nm的激光光源。根据权利要求2的自由型曲面的数学展开式给出了较好的且可重复的 反射表面制造。在该展开式中，ot可以是66。并且，m可以包括偶数，并 且，m + n可以等于或者大于10。根据权利要求3或者4的变化将物镜畸变适当降低到低于通过使用旋 转对称光学表面可达到的极限。在一个或者更多的位置，旋转对称表面可 偏离最合适的旋转对称表面大约IOO入或者更大。在一个或者更多的位置， 旋转对称表面可偏离最合适的旋转对称表面大约50nm或者更大、100nm 或者更大、500nm或者更大、1000nm或者更大。根据权利要求5的镜面对称的自由型光学表面降低了自由型光学表面 的制造要求。根据权利要求6的两个具有自由型光学表面的反射元件一方面导致更 好的像差最小化的可能性，并且使得可以以较小的复杂度、且满足特定像差最小化要求地制造自由表面。该光学系统也可包括三个、四个、五个或 者六个自由型元件。根据权利要求7的包括不超过两个的具有正的主光线角度放大率的反 射元件的光学系统，在反射镜上出现相对较低的入射光线角度，因此使得 在开始端有较低的像差。这尤其在于使用根据权利要求8的仅包括一个具 有正的主光线角度放大率的反射元件的光学系统。根据权利要求9的光学系统的数值孔径允许高分辨率。像侧的数值孔 径可以高达0.25、 0.28、 0.3、 0.35、 0.4或者更大。根据权利要求10的像场尺寸允许有效使用微光刻投影装置中的光学 系统。当通过自由型曲面改善像差校正时，现在具有矩形《象场的设计成为 可能，该设计在通过使用旋转对称表面时表现出太高的像差而不能适应指 定的要求。该矩形场可具有大约2mm的最小尺寸，且可具有大约大于等 于lmm的第一维度和大约大于等于lmm的第二维度，其中第一和第二维 度是正交的。第二维度可以为大约10mm或者大约大于等于20mm。根据权利要求11的畸变和根据权利要求12的波前误差使得投影质量 仅由衍射，即投影光的波长，所限制。特别是，具有如此低畸变的光学系 统优选使用在10和30nm范围内的EUV光源。该光学系统可在物平面上具有不平行于物平面法本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种微光刻投影光学系统，包括：　　　　多个元件，其被设置为将来自物平面的波长为λ的光成像到像平面，至少一个所述元件是反射元件，其具有位于光路上的旋转非对称表面，　　　　其中，在至少一个位置，所述旋转非对称表面从最佳拟合旋转对称表面偏离至少λ。

【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：HJ曼恩，W乌尔里希，M普莱托里尔斯，
申请(专利权)人：卡尔蔡司SMT股份有限公司，
类型：发明
国别省市：DE[德国]