[发明专利]具有各个主动支撑组件的光学成像布置

说明书

技术领域

本发明涉及在曝光过程中使用的光学成像布置，尤其涉及微光刻系统的光学成像布置。本发明另外涉及获得光学成像布置的组件间的空间关系(spatial relationship)的方法。本发明涉及将图案的像转印(transfer)于基板上的方法。此外，本发明还涉及支撑光学投射单元的组件的方法。本发明可在光刻工艺的情况下用来制造微电子器件(尤其是半导体器件)，或在制造例如掩模(mask)或掩模母版(reticle)等装置的情况下用在这种光刻工艺中。

背景技术

一般而言，在制造例如半导体器件的微电子器件的情况下使用的光学系统包含布置在光学系统的光路(light path)中的光学元件单元，其包含例如为透镜和反射镜等的光学元件。这些光学元件通常在曝光过程中合作，以将掩模、掩模母版或类似物上形成的图案的像转印于例如为晶片的基板上。通常将所述光学元件组合在一个或多个功能上相异的(distinct)光学元件组中。这些相异的光学元件组可由相异的光学曝光单元保持。尤其对于以折射为主的系统而言，通常以保持一个或多个光学元件的光学元件模块的堆来构建此类光学曝光单元。这些光学元件模块通常包含外部大致为环形形状的支撑装置，其支撑一个或多个光学元件支架(optical element holder)，而各支架又保持光学元件。

包含至少以折射为主的光学元件(例如透镜)的光学元件组大部分具有光学元件的笔直的公共对称轴，其通常称为光轴。而且，保持此类光学元件组的光学曝光单元通常具有拉长的(elongated)基本上管状的设计，由于此设计，这些光学曝光单元一般又称为镜筒。

由于半导体装置持续微型化，因此永远需要增强制造这些半导体装置所用光学系统的分辨率。对增强分辨率的该需要明显带动对增加数值孔径(numerical aperture，NA)及增加光学系统成像精度(imaging accuracy)的需要。

增强分辨率的一个方法是减少曝光过程中所使用光的波长。近几年来，已发展若干方法使用极紫外(extreme ultraviolet，EUV)范围中的光，其使用在5nm至20nm之间(一般约13nm)的波长。在此EUV范围中，不可能再使用常见的折射光学系统。这是因为以下事实：在此EUV范围中，折射光学元件常用的材料显示吸收程度过高而无法获得高质量的曝光结果。因此，在EUV范围中，在曝光过程中使用包含例如为反射镜或类似物的反射元件的反射系统，以将掩模上形成的图案的像转印于基板(如晶片)上。

转而使用EUV范围中的高数值孔径(如，NA＞0.4至0.5)反射系统，对光学成像布置的设计造成相当大的挑战。

一个关键的精度要求是像在基板上的位置精度，这又称为视线(1ine of sight，LoS)精度。视线精度一般约与数值孔径的倒数(inverse)成比例。因此，数值孔径NA＝0.45的光学成像布置的视线精度比数值孔径NA＝0.33的光学成像布置的视线精度小1.4倍。一般而言，对于数值孔径NA＝0.45，视线精度在0.5nm以下。如果在曝光过程中还考虑双重图案化(double patterning)，则精度一般必须以另外的因子1.4降低。因此，在此例中，视线精度甚至将低于0.3nm。

除了其它要求之外，以上要求导致关于参与曝光过程的组件之间的相对位置的极为严格的要求。此外，为了可靠地获得高质量半导体器件，不仅需要提供表现出高成像精度的光学系统，且还需要在整个曝光过程中及在系统的使用期间维持这样的高精度。结果，必须以限定的方式(defined manner)支撑例如在曝光过程中合作的光学成像布置组件(即，掩模、光学元件和晶片)，以维持在所述光学成像布置组件之间的预定空间关系(predetermined spatial relationship)，以及还提供高质量曝光过程。

为了在整个曝光过程中，甚至在由支撑该布置的地面结构及／或由围绕光学成像布置的大气所引入的振动的影响下以及在热致位置变更(thermally induced position alteration)的影响下，维持光学成像布置组件之间的预定空间关系，需要至少不时地采集在光学成像布置的特定组件之间的空间关系，及依据该采集过程的结果调整光学成像布置的至少一个组件的位置(position)。