[发明专利]具有波前光学操纵器的投射镜头、投射曝光方法和投射曝光设备

说明书

一种投射镜头(PO)，用于通过工作波长λ小于260nm的电磁辐射，将布置在该投射镜头的物平面(OS)中的区域中的掩模的图案成像至该投射镜头的像平面(IS)内，该投射镜头包含具有光学表面的多个光学元件，其布置在该物平面(OS)与该像平面(IS)之间的投射光束路径中，使得布置在该物平面中的图案可通过该光学元件成像在该像平面中。更进一步，提供波前操纵系统(WFM)，用于可控地影响对从该物平面行进至该像平面的投射辐射的波前。该波前操纵系统具有操纵器(MAN)，其具有布置在投射光束路径中的操纵器元件(ME)，以及可逆地改变操纵器元件对投射光束路径的辐射的光学效应的致动装置(DR)。该操纵器元件的操纵器表面布置在距离投射镜头在此场平面光学附近的最近场平面有限距离(D)处，使得针对从场平面的不同场点发出的光束，可通过致动装置调整操纵器元件的局部不同光学效应。更进一步，提供灵敏度适配系统，用于使操纵器的灵敏度适配于成像特性的改变，其中通过相对于物平面移动掩模和/或通过使掩模变形，可造成这些改变。

相关申请的交叉引用

通过引用将德国专利申请第102015209051.5号并入本文。

技术领域

本发明涉及一种投射镜头，其用工作波长λ小于260nm的电磁辐射，将布置在该投射镜头的物平面的区域中的掩模的图案成像于该投射镜头的像平面中，并且涉及一种投射曝光设备和可借助于该投射镜头或该投射曝光设备执行的投射曝光方法。

背景技术

目前主要为微光刻投射曝光方法，用来生产半导体部件以及其他精细结构部件，像是例如光刻掩模。在此使用掩模(掩模母版)或其他图案产生装置，其承载或形成待成像的结构的图案，例如半导体部件的层的线图案。该图案定位在照明系统与投射曝光设备内投射镜头之间的投射镜头的物平面的区域中，并且由该照明系统提供的照明辐射所照明。经过该图案修改过的辐射通过该投射镜头成为投射辐射，该投射镜头以缩小比例将该图案成像至待曝光的基板上。基板的表面布置在投射镜头与物平面光学共轭的像平面上。基板一般涂上感光层(抗蚀剂、光刻胶)。

投射曝光设备发展当中的一个目标为，通过光刻在基板上产生尺寸越来越小的结构。在例如半导体部件的情况中，较小的结构导致较高的集成密度；这对于所制造的微结构部件的容量有有利的效应。

可生成结构的大小决定性地取决于所使用投射镜头的分辨能力，并且可首先通过减小用于投射的投射辐射波长，其次通过增加用于该过程的投射镜头的像侧数值孔径NA来增加。

目前，高分辨率的投射镜头在深紫外线(DUV)范围内或极紫外线(EUV)范围内以小于260nm的波长来操作。

为了确保充分校正在深紫外线(DUV)范围内的波长的情况下的像差(例如色差、像场)，通常使用具有含屈光力的透明折射光学元件(透镜元件)以及含屈光力的反射元件(即，曲面镜)的反射折射投射镜头。通常，包含至少一个凹面镜。在此情况下，目前以NA＝1.35和λ＝193nm的浸没式光刻获得使具有尺寸40nm的结构的投射可行的分辨能力。

集成电路由一系列光刻结构化步骤(曝光)以及基板的后续处理步骤(例如蚀刻与掺杂)所产生。通常使用不同掩模或不同图案来执行单独曝光。如此完成的电路呈现出所要的功能，单独光刻曝光步骤必须彼此匹配到最佳程度，如此所制造的结构，例如二极管的接触体、线路和部件、晶体管以及其他电力功能单元，都尽可能接近理想的规划电路布局。

特别是当在连续曝光步骤中产生的结构彼此不够靠近时，即若重叠精度不足时，制造误差可出现。来自光刻工艺的不同制造步骤的结构的重叠精度通常称为“重叠(overlay)”。此用语是指例如两连续光刻平面的重叠精度。当制造集成电路时，该重叠为一重要参数，因为任何类型的对准误差都会导致制造误差，像是短路或断路，因此局限了电路的功能性。