[发明专利]具有波前操纵器的投射镜头

说明书

一种投射镜头，用于通过具有λ<260nm的操作波长的电磁辐射将布置于该投射镜头的物平面(OS)中的图案成像至该投射镜头的像平面中，该投射镜头包含多个光学元件，其具有布置在该物平面(OS)与该像平面之间的投射光束路径中的光学表面。提供波前操纵系统，用于动态地影响从该物平面传送到该像平面的投射辐射的波前。波前操纵系统具有第一操纵器，其具有布置在该投射光束路径中的第一操纵器表面(MS1)以及用于可逆地改变该第一操纵器表面的表面形状和/或折射率分布的第一致动装置(DR1)。第一操纵器配置为使得横跨该第一操纵器表面的具有最大直径D_FP的光学使用区域，可根据特征周期P_CHAR＝D_FP/((N_MAX+N_MIN)/2)而产生该投射辐射的光学路径长度变化的最大值的数目N_MAX>1和最小值的数目N_MIN>1。第一操纵器表面布置为与该投射镜头的最近场平面(OS)相距有限第一距离(D1)，光学邻近于该场平面，使得从该场平面的场点出现的每一光束在该第一操纵器表面照明具有子孔径直径SAD的子孔径，且条件SAD/D_FP<0.2在该第一操纵器表面处适用。

技术领域

本发明涉及一种投射镜头，其用于通过具有小于260纳米的操作波长λ的电磁辐射将布置于投射镜头的物平面中的图案(pattern)成像至投射镜头的像平面中，且本发明涉及一种投射曝光方法，其可借助投射镜头实现。

背景技术

目前主要使用微光刻投射曝光方法来制造半导体部件及其它精细结构化部件，例如光刻掩模。这包含使用载有或形成要成像的结构的图案(例如半导体部件的层的线图案)的掩模(掩模母版)或其它图案化装置。图案定位于投射曝光设备中，在照明系统及投射镜头之间的投射镜头的物平面区域中，且图案由照明系统提供的的照射辐射照明。由图案改变的辐射作为预测辐射(prediction radiation)通过投射镜头，其以缩小比例将图案成像于要曝光的基板上。基板的表面布置在投射镜头的像平面中，该像平面与物平面光学共轭。基板一般涂布辐射敏感层(抗蚀剂、光刻胶)。

投射曝光设备发展的一个目标为在基板上微光刻地产生尺寸越来越小的结构。较小的结构将导致如在半导体部件中的较高集成度，其一般对所产生的微结构化部件的性能具有有利的影响。

可产生的结构的尺寸非常依赖于所使用的投射镜头的分辨能力，其一方面可通过减小用于投射的投射辐射的波长而增加，另一方面可通过增加过程中所使用的投射镜头的像侧数值孔径NA而增加。

现今的高分辨率投射镜头以小于260nm的波长工作于深紫外光范围(DUV)或极紫外光范围(EUV)中。

在深紫外光范围(DUV)的波长下，为了确保有足够的像差(aberration)(例如色差(chromatic aberration)、像场(image field curvature))的校正(correction)，通常使用折反射式投射镜头，其包含具有折射能力(refractive power)的透明折射光学元件(透镜元件)以及具有反射能力(reflective power)的反射元件(即，曲面镜(curved mirror)。一般来说，至少包含一个凹面镜(concave mirror)。致使尺寸为40nm的结构的投射的分辨能力现今利用浸没光刻在NA＝1.35及λ＝193nm时实现。

集成电路通过一系列的光学光刻法图案化步骤(曝光)及后续的工艺步骤(如蚀刻及掺杂)而产生于基板上。单独的曝光通常以不同的掩模或不同的图案来完成。为了使所完成的电路呈现出期望的功能，单独的光刻法曝光步骤之间需要尽可能地彼此配合，导致所制造的结构(例如接触体、线路及二极管、晶体管及其它电学功能单元的构件)尽可能地接近所规划电路布局的理想。