[发明专利]微光刻投射系统

说明书

本申请是申请日为2006年4月27日且发明名称为“使用偏振光的微光刻曝光装置及具有凹面主镜和凹面辅镜的微光刻投射系统”的中国专利申请No.200680015147.1的分案申请。

相关申请交叉参考

本申请要求于2005年5月3日提交给美国专利商标局的美国临时申请60/677,276的优先权。美国临时申请60/677,276的内容整体结合于此作为参考。

技术领域

本发明涉及一种在波长≤100nm处操作的投射曝光装置或设备尤其涉及一种用于利用≤20nm的波长进行EUV光刻的投射曝光装置以及一种用于将物体平面中的物体在像平面中投射成图像的微光刻投射系统。

背景技术

作为用于＜130nm(尤其优选地＜100nm)投射结构的可能技术，已经讨论了利用≤100nm波长的光刻技术，尤其是利用1nm到20nm范围内的波长的EUV光刻技术。光刻系统的分辨率以下面的等式描述：

RES=k1*λNA]]>

k1表示光刻工艺的具体参数，λ表示入射光的波长，而NA表示系统的图像侧数值孔径。

为了获得尽可能高的分辨率，必须使系统具有尽可能大的图像侧数值孔径NA。

作为利用小于100nm(尤其是小于20nm)短波长的微光刻技术的投射系统，已经讨论了具有四个镜、六个镜、甚至八个镜和更多镜的微光刻投射系统。

例如从US 2003/0147130、US 2003/0147149、US 6,213,610或US6,302,548中，用于微光刻技术的4镜投射系统已经成为公知的。

在US 6,353,470、US 6,255,661、以及US 2003/0147131中公开了用于微光刻技术的6镜投射系统。

从US 6,710,917、US 6,556,648、和US 6,781,671、以及US 2004/0189968中，8镜投射系统已经成为公知的，该8镜投射系统由于多种光学表面，所以相对于上述4镜投射系统和6镜投射系统具有更多校正可能性，因此为了光刻目的，可以在较大数值孔径上以足够的精度校正波阵面。

根据US 2004/0189968的8镜投射系统具有的不足在于，待从物体平面成像到像平面中的场的中心场点(central field point)的主射线角度在物体平面中＞10°。如果使用物体平面中的反射EUV掩模，则由于应用于掩模进而应用于该场上的增大的CD变化的吸收结构，较大的主射线角度造成阴影增大，即，不同方位的线性结构(例如，水平和竖直结构)以不同的质量成像，或具有不同的分辨率限制。

根据US 2004/0189968，8镜投射系统中EUV掩模上的这种高主射线角度的原因在于在从物体平面到像平面的光路中的第一镜的凸面以及在光路中的投射系统的第二镜的凹面。

在从US 6,556,648和US 6,781,671已知的8镜投射系统或所谓的8镜投射物镜中，光路中的第一镜是凹面镜，而光路中的第二镜是凸面镜。

这种类型的实施例造成光路中的第二镜上的高入射角度，进而造成像差(即图像误差)增大。而且，镜的反射率降低。

根据US 6,781,671和US 2004/0189968，8镜投射系统的另一不足在于第一镜的半径的绝对值相对较大。具有这种类型半径的镜只能以高难度制造和测量。例如，需要具有很长空腔的半径测量装置来测量这种类型的镜。测量过程期间的大气干扰(压力和温度变化)可能破坏干涉测量(interferometric)表面测试的测量结果。通常，大气干扰对较短空腔的影响要小于对较长空腔的影响。

发明内容

在具有很大图像侧数值孔径NA的所有微光刻投射系统中存在的问题是在从物体平面到像平面的光路中的镜的一些镜表面上出现下述情况，即，在光路中穿过微光刻投射物镜从物体平面到达像平面的光束丛(beam bundle)中的光束的入射角度非常高。对于图像侧数值孔径NA＞0.3的物镜，这些入射角度在某些镜上大于20°。

对于如此高的入射角度，用于将物体侧结构投射到图像侧结构上的光的偏振特性受到影响，原因是对于不同的偏振状态(即s偏振和p偏振)，反射率及反射所造成的相移(phase shift)两者都不同。