一种在宽广视野上以高分辨率投影成像（ｉｍａｇｅ）的微影浸没投影系统（ｌｉｔｈｏｇｒａｐｈｉｃ ｉｍｍｅｒｓｉｏｎ ｐｒｏｊｅｃｔｉｏｎ ｓｙｓｔｅｍ）与方法。上述投影系统与方法包括一个在光进入浸没液体并撞击成像平面之前减少光径的边缘光线角度的最终透镜。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种例如微影系统的投影光学系统。本专利技术也有关于一种曝光装置与曝光方法。本专利技术可应用于一种适合曝光装置在透过微影程序制造半导体组件或液晶显示器组件时使用的高分辨率投影光学系统。
技术介绍
下文当中术语”消像散器”(anastigmat)是指用以降低像散现象(astigmatism)及/或包括球面像差(spherical aberration)的像差的一光学组件或一群光学组件。例如，参考于1992年所出版的Naumann/Schroder，Bauelemente der Optik，Carl Hauser Verlag Munchen Wien，第6版第382-383页对于术语消像散器的讨论。术语”Mangin镜排列”是指包含一凹镜及至少一个接近此凹镜的负倍数(negative powered)透镜的光学组件，其中上述凹镜不需要与上述负倍数透镜接触。对于用以制造半导体组件或类似产品的微影程序，通常的策略为使用投影曝光装置经由投影光学系统来曝光光罩(mask或reticle)的图案(pattern)成像至涂布光致抗蚀剂(photoresist)的晶圆(wafer)(或玻璃板或类似物品)上。随着半导体组件集积程度的增进，对于投影曝光装置的投影光学系统的可达成分辨率的需求正稳定地增加。结果，为了满足投影光学系统的分辨率需求，因此必须降低照明光(曝光光线)的波长λ及/或增加投影光学系统的数值孔径(numerical aperture，NA)。尤其，投影光学系统的分辨率是以k·λ/NA来表示(其中k是程序系数)。假定投影光学系统与成像视场(field)之间的介质(通常是例如空气的气体)的折射率为n，且最大入射角度为θ，则在成像侧的数值孔径(NA)能够以n·sinθ来表示。历史上，微影的分辨率已经通过增加数值孔径(NA)，或降低照明光波长，或上述两者的组合而予以改善。若尝试采用较大的介质入射角度θ来增加数值孔径，则成像平面上的入射角度以及投影光学系统的射出角度将变大，导致光学平面上的反射损耗增加。因此无法在成像侧确保大且有效的数值孔径。一种用以增加数值孔径(NA)的已知技术为利用例如具有高折射率的液体的介质来充填投影光学系统与成像视场之间的光径。编号为WO 99/49504的专利揭露一种投影曝光方法，此方法照射曝光光束在光罩上并且经由投影光学系统转移该光罩的图案至基片之上，其中若该基片沿着一预定方向移动，则沿着该基片的移动方向传送一预定液体以便充填于该投影光学系统基片侧的光学组件末端与该基片表面之间的空间，其并且揭露一种投影曝光装置，此装置照射曝光光束在光罩上并且经由投影光学系统转移该光罩的图案至基片之上，其中包括一个在保持该基片时移动的基片平台；一个液体供应装置，用以经由供应管线沿着预定方向供应预定液体，以便充填于该投影光学系统基片侧的光学组件末端与该基片表面之间的空间；以及一个液体回收装置，用以经由该供应管线及所安排的排放用管线从该基片表面回收该液体，以便依照该预定方向将其插入该曝光光束的照射区域，而其中当驱动该基片平台使其沿着该预定方向来移动该基片时，将执行该液体的供应及回收。上述液体的流动方向可能根据基片的移动方向而改变。上述投影曝光装置可能具备第二对供应管线及排放管线，其排列在将第一对供应管线及排放管线旋转180°的位置。上述投影曝光装置也可能包括一液体回收装置，用以回收供应至该投影光学系统与该基片之间的液体。编号4,509,852的美国专利教导使用一种微影投影装置，其中通过一投影透镜将具有一图案的光罩映像在一半导体基片所涂布的感光层的上。为了改善解析能力以及避免例如驻波和不均匀曝光的不良效应，因此在曝光期间利用具有与上述感光层相同折射率的透明液体来充填上述基片与一投影透镜的相邻分界面之间的空间。然而，与确保大且有效的成像侧数值孔径的组态有关的具体建议尚未被提出。液体浸没的理论上的分辨率改善在显微
是众所周知，其中多年来已经以大于1.0的数值孔径(NAs)设计油浸折光式(dioptric)接物镜，但是只覆盖一个0.5毫米(mm)或更小的非常小视场。例如，参考由Warren Smith所着且由光电工程国际学会(SPIE)出版社及麦格罗希尔(McGraw Hill)国际出版公司所出版的”现代光学工程”第三版第450页。应用于微影的液体浸没也已经被提出许多年之久，但是却不见其被采用于生产中，这无疑是因为实际的困难所致。然而，当”干”投影透镜的数值孔径(NAs)趋近1.0的理论极限时将强化上述理论的优点。例如，这些优点已经在2002年4月由Burn J.Lin所着且出版于JM3 1(1)7-12的”分辨率、聚焦深度、以及浸没微影的非傍轴(nonparaxial)λ/NA换算方程式的中的k3系数”当中予以说明。对于微影的液体浸没的实际问题的更多新近研究也已经变得更乐观，例如，参考2002年10月由M.Switkes及M.Rothschild所着且出版于JM3 1(3)225-228的”通过液体浸没增强157奈米(nm)微影的分辨率”。然而，这些论文当中无一谈论光学设计的问题。提出液体浸没微影的早期论文包括由H.Kawata，J.M.Carter，A.Yen以及H.I.Smith所着且出版于微电子工程9，31(1989年)的”使用具有大于一的数值孔径的透镜的光学投影微影”；于1992年由H.Kawata，I.Matsumura，H.Yoshida以及K.Murata所着且出版于日本应用物理杂志第131部分的4174的”使用具有油浸透镜的光学投影微影的0.2微米(μm)微小图案的制造”；于1992年由G.Owen，R.F.W.Pease，D.A.Markle，A.Grenville，R.L.Hsieh，R.von Bunau以及N.I.Maluf所着且出版于真空科学技术杂志的B10-6，3032的”1/8微米(μm)光学微影”；以及于2001年由M.Switkes及M.Rothschild所着且出版于真空科学技术杂志的B19-6，2353的”157奈米(nm)的浸没微影”。最近的Switkes论文是最具意义的，其中提出使用水作为氟化氩(ArF)(或氟化氪(KrF))雷射光的浸没液体，使用过氟聚醚(perfluoropolyethers)作为氟分子(F2)雷射光的浸没液体，并且开始谈论涉及扫描晶圆平台的实际问题。另一个最近的论文已经开始谈论微影所使用的较宽广视野的光学设计问题，部分地揭露具有大于1.0的数值孔径(NAs)的液体浸没折光式微影投影透镜设计由Ulrich Wilhelm，Rostalski Hans-Juergen，Hudyma Russel M所着且出版于光电工程国际学会(SPIE)第4832册的国际光学设计会议(IODC)2002年6月的”深紫外光(DUV)微影的折光式投影透镜的发展”。编号为US 2001/0040722 A1的美国专利申请案说明一种使用一个V型折叠镜及两个中间成像的折反射式(catadioptric)设计。然而，这是一种特别为光学检验而设计的小视场系统(小于1毫米(mm))，并且不表示此种设计可应用于微影所需的更大视场范围与极小残留像差及失真。于20本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种投影光学系统，用以投影一第一平面的一成像至一第二平面上，其特征在于：该投影光学系统包括：一边界透镜；以及至少一层浸没介质，位于该边界透镜与该第二平面之间；其中具有一第一平面侧光学表面的该边界透镜被制成对于经由该边 界透镜投影至该第二平面上的光而言入射前的边缘光线收敛角度大于在该边界透镜内的边缘光线收敛角度。
【技术特征摘要】
...
【专利技术属性】
技术研发人员：大村泰弘，池泽弘范，大卫M威廉森，
申请(专利权)人：株式会社尼康，
类型：发明
国别省市：JP[日本]
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