[发明专利]一种用于折反射式投影物镜的热效应控制装置

说明书

技术领域

本发明涉及光刻领域，尤其涉及用于光刻装置的折反射式投影物镜的热效应控制装置。

背景技术

随着投影物镜分辨率的不断提高，对像差控制的要求也越来越严格。一般投影物镜控制像差主要依靠调整可动元件位置，这种方法只能控制低阶像差，对于高阶像差特别是由于热效应引起的不对称式高阶像差无能为力。

SPIE中的文章Thermal aberration control for low k1 lithography（Proc. Of SPIE Vol.6520 1-11）中提出一种利用红外辐射光照射在待校镜片上，以抵消由于非旋转对称照明，如2级照明，产生的像散。对于高NA投影物镜，照明模式可以有传统、环形、二级、四级等多种照明模式。每种照明模式产生的热效应情况各不相同，其中二级照明在光瞳附近的光束集中照明在两个对称的圆形小区域内，这样在像面就会产生热致像散。采用一种红外辐射产生装置，产生两束对称的红外辐射光照射在光瞳附近，方向与二级照明区域垂直，这样光瞳位置的照明区域为旋转对称，可以有效校正焦面位置的像散。但是，这种方法只适用于全折射式投影物镜系统，对于折反射式投影物镜并不适用。

美国专利US20100172019中提出了一种折反射式投影物镜，数值孔径超过0.85，像方视场26*5.5mm, 采用离轴视场. 入射光束在前组镜片上的光斑只分布在镜片的上半部或者下半部，这样就造成镜片上半部分和下半部分能量分布不均，很容易引起镜片表面的非对称形变，在像面产生彗差。

对于高NA投影物镜，对于像质校正的要求越来越高，热效应是引起投影物镜工作状态下像质产生变化的重要原因，若能有效控制热效应就可以有效减少工作状态下物镜的像质变化，而且由于不用调整可动元件，也节约了镜片调整时间，提高了产率。但是，现有的热效应校正技术只针对全折射式投影物镜，校正光束入射位置在光瞳附近。入射光束可能会影响到后继镜片的面型分布。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提出了一种用于折反射式投影物镜的热效应控制装置，所述热效应控制装置包括热效应校正光束产生装置、反射镜和挡光片，热效应校正光束产生装置出射的校正光束的数值孔径与投影物镜物方数值孔径一致，校正光束入射至投影物镜的前组的第一个镜片，在该镜片上，校正光束的位置、形状与经过掩模的有效成像光束的位置、形状关于X轴对称分布，且互不交叠，使所述镜片上的光能量呈对称分布，所述镜片表面由于热效应产生的形变也呈对称分布状态，所述校正光束由挡光片阻挡，而不入射至投影物镜的反射镜组上。

其中，所述热效应校正光束产生装置包括光源单元、匀光单元、中继单元。

其中，所述光源单元包括光源和聚光镜组，所述光源包括发光单元和灯室。

其中，所述发光单元为汞灯、氙灯或卤钨灯，所述灯室为椭球面反射镜。

其中，所述椭球面反射镜的端部为一平面反射镜。

其中，所述聚光镜组为正光焦度镜组，包括一衰减片。

其中，所述匀光单元为石英棒。

其中，光束经所述聚光单元聚光后的汇聚点与石英棒的入射端面之间的距离小于8mm。

其中，所述匀光单元为入射端面结合有微透镜阵列的石英棒。

其中，光束经所述聚光单元聚光后的汇聚点与微透镜阵列的入射面之间的距离小于5mm。

其中，所述光源单元包括可调激光光源和扩束单元，所述扩束单元对激光光源发出的激光光束进行扩束准直。

其中，所述匀光单元包括微透镜阵列。

其中，所述反射镜为矩形镜片。

其中，所述挡光片设置在所述投影物镜的前组透镜组和反射镜组之间。

其中，所述挡光片用于吸收校正光束，避免产生杂散光。

根据本发明的热效应控制装置的校正光束在前组第一镜片上的光斑形状与由经过掩模面入射在第一镜片上的光斑形状相同，位置关于X轴对称，此时物镜的第一片镜片上的光能量呈对称分布，由于镜片前组采用双高斯结构，通过掩模的有效成像光束和热效应校正光束在同一镜片上位置呈对称分布，且不存在交叉重叠的现象，这样在前组的每一片镜片上，热效应校正光束都能有效改变光能在镜片上的分布情况，镜片表面由于热效应产生的形变呈对称分布状态，这就大大降低了由于离轴视场照明造成的镜片受热不均引起的镜片非对称性形变，减小了焦面彗差，且不会影响有效成像光束的分布情况或者引入杂散光。

由于在第一镜组和反射镜组之间还放置了一挡光片，阻止了热效应校正光束入射到反射镜后表面而造成反射镜形变。