本发明专利技术提供了一种投射物镜和投射曝光机，用于将布置在投射物镜的物平面中的物成像为位于投射物镜的像平面中的物的像。投射物镜具有多个透明光学元件以及将光学元件支撑在沿着投射物镜的成像光束路径的预先规定的位置处的支撑装置。每个光学元件具有位于成像光束路径中的光学有用区域以及位于光学有用区域之外的边缘区域，并且分配给光学元件的支撑装置的至少一个支撑元件作用在边缘区域处接触区的区域中。光学元件的至少一个被分配光阑布置，其具有布置在光学元件的直接上游的错误光光阑以及布置在光学元件的直接下游的第二错误光光阑，错误光光阑中的每个被如此构造，使得错误光光阑针对在成像光束路径之外的辐射，屏蔽边缘区域的至少一部分。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种投射物镜，用于将布置在投射物镜的物平面中的物成像为位于投射物镜的像平面中的物镜的像。优选应用领域是用于微光刻投射曝光机的投射物镜。这种投射物镜是在投射曝光机的操作中用于将布置在其物平面中的掩模的图案成像到布置在该投射物镜的像平面中的光敏基底上的光学成像系统。
技术介绍
当前主要使用微光刻投射曝光方法产生半导体组件和其他精细结构化的组件。在此情况下，使用携带或形成要被成像的结构的图案(例如半导体组件的层的线图案)的掩模(掩模母版)。掩模被定位投射曝光机中照明系统和投射物镜之间、投射物镜的物面的区域中，并借助于照明系统提供的照明辐射，在有效物场的区域中照明掩模。由掩模和图案改变的辐射作为成像光束行进通过投射物镜的成像光束路径，投射物镜将有效像场的区域中的掩模的图案成像到要被曝光的基底上，该有效像场与有效物场光学共轭。基底通常具有对投射辐射敏感的层(光刻胶)。投射曝光机的开发的目的之一在于在基底上光刻地产生具有越来越小的尺寸的结构。例如在半导体组件的情况下，相对小的结构导致相对高的集成密度，并且这一般对所制造的微结构化的组件的性能具有有利的效果。可以产生的结构的尺寸决定性地取决于所使用的投射物镜的分辨能力，并且，一方面可以通过减小用于投射的投射辐射的波长，另一方面可以通过提高在处理中使用的投射物镜的像侧数值孔径NA，来提高分辨能力。过去主要使用纯粹的折射投射物镜用于光刻。在纯粹的折射投射物镜的情况中， 所有具有折射能力的光学元件都是透明的折射元件(透镜)。在折射系统的情况中，提高的数值孔径和减小的波长使得更难校正基本像差，例如校正色差和校正像场曲。获得平像面和良好色差校正的一个方法在于使用折反射投射物镜，其包括具有折射能力的折射透明光学元件(即透镜)，以及具有折射能力的反射元件(弯曲的反射镜)。 典型地包括至少一个凹反射镜。虽然具有正折射能力的透镜与具有负折射能力的透镜在光学系统中对总折射能力、像场曲以及色差的贡献是互相相反的，然而，如正透镜一样，凹反射镜具有正折射能力，但对像场曲的影响与正透镜相反。此外，凹反射镜不引入任何像差。通常，投射物镜具有多个透明光学元件，尤其是正透镜和负透镜，以便甚至在使用大数据孔径的情况下也能够部分抵消关于像差的校正的要求。在微光刻领域中，折射和折反射成像系统两者通常具有十个或更多透明光学元件。借助于支撑装置，将光学元件支撑在沿着成像光束路径的规定位置处。在用于微光刻的光学系统的领域中，已经开发了非常复杂的技术在此情况下用于支撑装置的设计， 以便在不同的工作条件中通过所支撑的光学元件在成像光束路径中的精确定位来确保成像系统的高成像质量，并且以便确保尽量轻柔且无应力地支撑昂贵而敏感的光学元件。在微光刻的领域中，通常经由均勻地布置在各个光学元件周边的多个支撑元件支撑透镜和其他透明光学元件。在此情况下，光学元件具有位于成像光束路径中的光学有用区域，以及位于光学有用区域之外的边缘区域，被分配给光学元件的支撑装置的一个或多个支撑元件作用在边缘区域上接触区的区域中。制备光学元件的表面，以在光学有用区域中具备光学品质，但在边缘区域不需要达到该光学品质。光学有用区域通常也被表示为光学元件的“自由光学直径”。已经提出了用于将光学元件固定在支撑元件上的不同的选择。专利申请US 2003/0234918A1呈现了钳夹技术的示例，在该情况中，在弹性支撑元件的边缘区域支撑光学元件，该弹性支撑元件在边缘区域中的各个接触区的区域中夹住光学元件并对所支撑的光学元件整体上允许一定的移动性(软安装)。对于其他支撑装置，支撑装置的弹性支撑元件在分别分配的接触区的区域中接合到光学元件。US 4，733，945或US 6，097，536中呈现了该接合技术的示例。在投射物镜可能由于其光学设计或其制造而具有的本征像差之外，在服务寿命期间也可能出现像差，例如在投射曝光机的操作期间。通常导致这样的像差的原因在于由于操作期间使用的投射辐射而导致的安装在投射物镜中的光学元件的改变。例如，该投射辐射可能被投射物镜中的光学元件部分吸收，吸收的程度取决于用于光学元件的材料等，例如透镜材料，反射镜材料和/或可能提供的抗反射膜或者折射膜的特性。投射辐射的吸收可能导致光学元件的发热，并且这可能直接或间接地导致光学元件的表面变形，以及在折射元件的情况下，经由热引起的机械应力而导致折射率的改变。折射率的改变以及表面变形最终导致各个单独光学元件的成像特性的改变，并因此还导致投射物镜的成像特性整体上的改变。这些问题通常在“透镜发热”的标题下处理。通常至少部分地使用主动操纵器来尝试补偿在服务寿命期间发生的热引入的像差或其他像差。通常，主动操纵器是机光(optomechanical)装置，其被设立来基于相应的控制信号影响各个单独的光学元件或光学元件组，以便改变它们的光学动作，从而至少部分补偿发生的像差。例如，为此目的可以使各个单独的光学元件或元件组变形，或者改变它们的位置。这种主动操作器通常被集成在安装设施中，即在支撑装置中。关于此，例如，US 2002/0163741A1呈现了用于设计为透镜的透明光学元件的支撑装置。支撑装置具有被动地将内环连接到透镜上的内六脚(hexapod)结构以及作为可控操纵器的外六脚结构。装配在内环上的是三个钳夹装置，其均勻地分布在圆周内，并以钳夹的方式作用在透镜的边缘上， 并将透镜固定在内环中。实践中，由于复杂设计的光学成像系统，不仅辐射从物通过期望用于成像的成像光束路径传输到像平面中，而且还可以有不只对成像有贡献，还干扰和/或破坏所述成像的辐射分量。例如，在投射曝光方法的过程中，所谓的“过孔径光(over-apertured light) ” 可以穿过要被曝光的基底(例如半导体晶片)，并干扰各个单独波前。这里的术语“过孔径光”或“超孔径辐射(superaperture radiation) ”表示被结构化的掩模衍射、并以一角度发射的辐射，该角度大于用于成像的物侧孔径角，并由限制成像光束路径的孔径光阑(stop) 的当前直径确定。由于制造技术的原因，这种过孔径光仍然可以通过孔径光阑落入成像光学系统的像平面上。因为，对于大于最大可用孔径的孔径，通常，光学部件的成像不被设计， 并相应地不被完全校正，所以这可能严重地干扰对成像贡献的波前，从而过孔径光可以破坏成像质量。替代地或附加地，也可能产生散射光，其在传输远至像平面中时通常会破坏所产生的像的对比度。术语“散射光”在这里表示例如可以来自于透明光学元件的镀有抗反射层的表面上的残留反射的辐射、反射镜的后侧上的表面上的残留反射的辐射、以及/或者成像光束路径的区域中的其他点处的表面上的残留反射的辐射，等等。这些不期望的辐射分量(尤其是散射光和过孔径光)在本申请的上下文中也被表示为“错误光”，而不论它们的原因。不到达像平面中的像场的区域并因此不直接干扰成像的错误光，当其入射在系统的不用于辐射的点上并可能在那里被吸收时，仍然可以不利地影响成像处理的质量。例如错误光可以在光学成像系统的安装件的部分中被吸收，并产生热，该热经由所影响的组件的相应热膨胀，影响光学元件的位置和/或形状。错误光也可以被成像系统中既不由透明光学材料组成也不由金属组成的部分吸收。其示例是线缆本文档来自技高网...
【技术保护点】
１．一种投射物镜，用于将布置在所述投射物镜的物平面中的物成像为位于所述投射物镜的像平面中的所述物的像，所述投射物镜具有：多个透明光学元件以及支撑装置（ＨＤ），所述支撑装置用于将所述光学元件支撑在沿着所述投射物镜的成像光束路径的预先规定的位置处，其中，一个光学元件具有光学有用区域（ＯＰＴ）以及边缘区域（ＥＲ），所述光学有用区域（ＯＰＴ）位于所述成像光束路径中，所述边缘区域（ＥＲ）位于所述光学有用区域之外，并分配给所述光学元件的支撑装置的至少一个支撑元件（ＨＥ）作用于所述边缘区域处在接触区（ＣＺ）的区域，其特征在于所述光学元件的至少一个（Ｌ２－１、Ｌ２－２、Ｌ３－６）被分配光阑布置（ＳＡ１、ＳＡ２、ＳＡ３），其具有布置在所述光学元件的直接上游的第一错误光光阑（ＳＬＳ１）以及布置在所述光学元件的直接下游的第二错误光光阑（ＳＬＳ２），所述错误光光阑中的每个被如此设想，使得针对在所述成像光束路径之外的辐射，所述错误光光阑屏蔽所述边缘区域的至少一部分。
【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：尼尔斯迪克曼，亚历山大沃尔夫，克里斯琴霍兰，乌尔里克洛林，弗朗兹索格，
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：DE
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