[发明专利]成像光学系统、投射曝光设备、微结构部件及其产生方法

说明书

本申请是申请号为200880113375.1、申请日为2008年10月2日、申请人为卡尔蔡司SMT有限责任公司、发明名称为“成像光学系统和具有该类型的成像光学系统的微光刻投射曝光设备”的发明专利申请的分案申请。

技术领域

本发明涉及如权利要求1、5、6、7和10的前序部分的成像光学系统。另外，本发明还涉及包括该类型的成像光学系统的投射曝光设备、利用该类型的投射曝光设备来生产微结构部件的方法、和通过该方法生产的微结构部件。

背景技术

从US 6,750,948 B2、US 2006/0232867 A1、EP 0 267 766 A2、US 7,209,286 B2和WO 2006/069 725 A1可知开始所提到的成像光学系统。

尤其对于微光刻的投射曝光设备的使用，尤其对于微结构或纳米结构的半导体部件的生产，在开始提到的成像光学系统中有改善成像性能的需求，例如更大的数值孔径或更好的成像误差的校正。替代地或附加地，有更简单地制造预定的尺寸的镜的需求，有放松对于镜支撑的生产的要求的镜布置的需求，尤其至少对于单独的镜。尤其，成像和校正成像误差所需的光学元件的数量应当被保持得尽量低。

发明内容

通过具有权利要求1、5、6和8的特征部分中所指出的特征的成像光学系统，根据本发明实现了该目的。

根据本发明，已经发现，根据权利要求1的成像光学系统的结构与已知的成像光学系统相比，开启了崭新的构造可能性，权利要求1以镜的外边缘而不以通孔决定遮拦光学系统的光瞳遮拦。这允许具有良好校正的成像误差的高孔径物镜。围绕第四最后镜的光学有效反射表面的第四最后镜的外边缘或者是光学有效反射表面的外边缘自身，或者其上提供反射表面的基板的外边缘，或者支撑反射表面或基板的机械夹持结构的外边缘。

根据权利要求2的凸第四最后镜允许成像光学系统以相对低的光瞳遮拦构建。

根据权利要求3的第四最后镜的设置就、具有等同的优点。

根据权利要求4的第四最后镜的设置使得可以施加孔径光阑到该镜。

开始讨论的目的也通过根据权利要求5和6的成像光学系统来解决。在这些情况中，在第四最后镜和最后镜之间存在有利的大的空间。在具有遮拦的镜和高数值孔径的其他结构中，第四最后镜和最后镜之间的区域是有问题的区域，因为在此可能使用生产上非常昂贵的非常薄的多个镜或一个镜，所述镜在两侧均包括反射涂层。

开始阐述的目的通过根据权利要求7的成像光学系统来解决。与已知的结构相比，将中间像平面向像平面方向移动导致减小了对于成像光学系统的最后两个镜的光学效应的要求。在已知的遮拦系统中，中间像平面通常空间上大致设置于光路中的最后镜的高度。根据本发明发现，这不是一个强制性的要求，因为光路中的最后镜就光瞳遮拦而言大多数情况不是决定性的，使得在此可以容忍相对大的中心开口，以及中间像平面与倒数第二个镜的反射表面分开。

权利要求8的距离比例被证明尤其有利。光路中的最后镜距像平面的距离被定义为距成像光学系统的光轴通过该镜的反射表面的穿过点的像平面的距离。在该光轴不通过镜的反射表面的情形，即离轴镜的情形，选择光轴通过根据光学设计输入连续延伸的表面的穿过点，而不是光轴通过反射表面的穿过点。如果镜关于光轴旋转对称，该穿过点与镜的反射表面的中心一致。在该最后镜被遮拦的情形，反射表面的中心也可以位于该遮拦通孔中，在该情形，设定反射表面根据光学设计输入在该遮拦通孔内连续延伸。该中间像平面距像平面的距离可以例如是光路中的最后镜距像平面的距离的0.7、0.8或0.9倍。

根据权利要求9的数值孔径对于实现成像光学系统的高局部分辨率是优选的。

通过根据权利要求10和11的成像光学系统也解决了上述的目的。

根据权利要求12的成像光学系统对于上述的多个解决方案的方法是有用的。因此成像光学系统导致实现了优点的组合。

根据权利要求13和14的成像性质对于在整个场上实现高局部分辨率是有利的。这些成像性质与成像光的波长无关。成像光的波长范围可以从EUV范围到可见频谱。波前误差是优选的，其导致了衍射极限的分辨率，且因此尤其小于成像光波长的十四分之一。对于EUV波长，均方根小于1nm的波前误差导致了实际上衍射极限的分辨率。