[發明專利]EUV光刻裝置的照明系統及其分面反射鏡

有效

• 申請號: 201480009868.6
• 申請日: 2014-02-11
• 公開（公告）號: CN105074574B
• 公開（公告）日: 2017-07-04
• 發明（設計）人: J.勞夫;I.薩恩格;J.齊默爾曼;D.克雷默;C.亨納克斯;F.施萊塞納
• 申請（專利權）人: 卡爾蔡司SMT有限責任公司
• 主分類號: G03F7/20
• 分類號: G03F7/20;G02B5/09;G02B26/08;G02B27/00
• 代理公司: 北京市柳沈律師事務所11105
• 代理人: 邱軍

技術領域

本發明涉及一種EUV光刻裝置的照明系統，包含：具有反射EUV輻射的分面元件的第一分面反射鏡以及具有將由第一分面反射鏡反射的EUV輻射反射至照明系統的照明場的分面元件的第二分面反射鏡。本發明還涉及一種包含這種照明系統的EUV光刻裝置以及一種包含至少一個衍射分面元件的分面反射鏡。

背景技術

在EUV光刻裝置、尤其是EUV投射曝光設備的照明系統中，使用分面反射鏡形式的光學元件在由照明系統照明的照明場上產生由EUV光源產生的輻射的均勻化。在該情況下，還稱為場分面反射鏡的第一分面反射鏡通常用于產生照明系統中的二次光源。第二分面反射鏡布置在由第一分面反射鏡產生的二次光源的位置處，并且稱為光瞳分面反射鏡。第二分面反射鏡的分面元件用于將第一分面反射鏡的分面元件成像在照明場上。因此，第一分面反射鏡的分面元件的幾何形狀(例如，方形、矩形……)通常對應于照明場的幾何形狀。

當分面元件用于EUV光刻裝置中時，由于分面元件加工期間的制造誤差，與光損失關聯的非理想成像可能發生。在該情況中具有的不利效果是，利用常規生產方法不能足夠精確地生產單獨分面元件的用于成像或光束成形的表面形式，或者僅可以十分高的成本來生產。

發明內容

發明目的

本發明的目的是開發一種照明系統、一種包含所述照明系統的EUV光刻裝置以及一種分面反射鏡，使得可以優化照明場的照明。

本發明的主題

根據第一方面，通過引言中提及的照明系統來實現該目的，其中，第一分面反射鏡或第二分面反射鏡的分面元件的至少之一設計為衍射光學元件，用于衍射EUV輻射。

本發明提出通過衍射，即，通過入射EUV輻射在由分面元件(而不是預定的例如球形表面形式)預定的光柵結構處的衍射，來產生分面元件的所需光束成形。具有用于EUV波長范圍(例如，在約5nm至約20nm之間的波長)的輻射的反射效應的衍射光學元件的可生產性和功能性由P.Naulleau等人描述，參考文獻“Diffractive optical elements and their potential role in high efficiency illuminators，2008EUV Workshop,6/12/2008,Lawrence Berkeley National Laboratory”，其描述EUV位相掩模的實現。在其中所述的一個示例實施例中，基板設有二元(單一階梯)表面結構，其上施加反射多層涂層。位相全息圖可通過盡可能保形地施加的多層涂層的各層產生。

分面元件作為衍射光學元件的實施例使得可將EUV輻射的(幾乎)任意入射光束輪廓轉變為期望反射的、分別衍射的光束輪廓。尤其，一個或兩個分面反射鏡的各個分面元件可裝備單獨適配的衍射特性，以為照明系統的各個部分光束或通道產生理想光束輪廓。因為EUV輻射的光束成形通過衍射而發生，分面元件的表面形式可選擇為使得其制造簡化。在照明系統中使用衍射光學元件的另一優點是，衍射光學元件在其作用區域混合入射輻射，并因此改進照明輻射的均勻化或一致性。舉例而言，第一分面反射鏡的各個分面元件可用于例如以“大禮帽(top hat)”照明分布盡可能均勻地照明分配給其的光瞳分面反射鏡的分面元件。

在根據本發明第一方面的實施例中，第二分面反射鏡的分面元件中的至少一個設計為衍射光學元件，用于僅照明照明場的一部分。這樣，照明場的角分布或光瞳可選擇為針對照明場的不同部分而不同，即，可產生一照明場，其光瞳以位置依賴性方式在照明場上變化。舉例而言，在照明場的中央局部區域可實現X-雙極方式的光瞳分布，即一極定向在照明場的短邊方向上，而在照明場的外部局部區域中可實現Y-雙極，即一極定向在照明場的長邊方向上，反之亦然。相比之下，在常規照明系統中，整個照明場通常由光瞳分面反射鏡的各個分面元件照明。

在晶片掃描儀形式的EUV投射曝光設備中，照明場通常是矩形的，并具有高縱橫比，例如20:1，短邊平行于掃描方向。如上文進一步所說明，場分面反射鏡的分面元件的幾何形狀通常對應于照明場的幾何形狀。然而，如果合適的話，在光瞳分面反射鏡處使用衍射分面元件的情況下，可選擇與照明場的幾何形狀偏離的幾何形狀，即，可為場分面元件選擇不同的縱橫比，如果合適，甚至是方形的幾何形狀。這樣，如果合適，可減小場分面反射鏡的分面元件的尺寸和/或所述分面元件可布置在離中間焦點較小的距離處，或者較高數量的分面元件可以相同距離實現。