TWI397786B - 用於投影微影之照明光學單元 - Google Patents

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Description

用於投影微影之照明光學單元
本發明係關於藉由照明光線來照明物體視野的投影微影之照明光學單元，其中可配置要成像的物體。更進一步，本發明係關於包括這種照明光學單元的照明系統、包括這種照明系統的投影曝光設備、使用這種投影曝光設備來產生微結構或奈米結構元件的製造方法以及利用這種製造方法所製造的微結構或奈米結構元件。
說明簡介中提到的這種照明光學單元已知來自WO 2010/049076 A2以及WO 2009/095052 A1。
本發明提出的問題為讓要成像的物體照明具有彈性，並且可迅速調整為預定值。
根據本發明藉由包括申請專利範圍第1項內指定特徵的照明光學單元來解決此問題。
根據本發明可了解，排列在視野琢面反射鏡之上游的獨立反射鏡陣列，在物體視野照明設計方面展現出新的自由度。該獨立反射鏡陣列可具體實施為多反射鏡或微反射鏡陣列，尤其可具體實施為微電機系統(microelectromechanical system，MEMS)。視野琢面反射 鏡的琢面及/或瞳孔琢面反射鏡的琢面可具體實施為剛性琢面，也就是說在不同傾斜位置之間不會傾斜。該等視野琢面可將該獨立反射鏡陣列的獨立反射鏡成像在指派的瞳孔琢面上。該視野琢面反射鏡的視野琢面可排列在非連續琢面區域內，中間可具有間隔。該等彼此分隔的獨立琢面區域在排列上彼此之間有更大的自由度。該視野琢面反射鏡的照明光上游之光束路徑已經分成不同部分光束時，尤其可使用琢面區域的非連續排列。該視野琢面反射鏡的視野琢面可完整排列，如此利用該獨立反射鏡陣列的獨立反射鏡位於小絕對傾斜角度的傾斜位置來觸及。將一組獨立反射鏡成像至不同瞳孔琢面上的視野琢面可經過排列，如此在每種情況下都能迅速獲得該獨立反射鏡用於維持這種照明幾何所需的一傾斜角度，以便該照明光線到達所要視野琢面。
該瞳孔琢面反射鏡的瞳孔琢面也可用六角密集方式、笛卡爾排列方式排列，也就是行列方式，或也可以對稱旋轉方式排列。該等瞳孔琢面的排列可變形，例如以便於修正扭曲效果。
如申請專利範圍第2或3項之排列已經證實部分適合獲得照明彈性。
如申請專利範圍第4項之設計已經證實非常適合用於修正物體視野上的亮度分布(一致性修正)。WO 2009/095052 A1內列出一致性的定義。
如申請專利範圍第5項之設計尤其容許該物體照明的照明角度分布設定，取決於該物體視野上的位置。這可用於嚴苛的成像要求。
如申請專利範圍第6或7項之照明光束路徑設計，已經證實特別適合用於該獨立反射鏡陣列的獨立反射鏡指派至該等視野琢面。藉由這種設計，可預先決定該照明光線沿著一預定方向(例如與投影曝光期間要成像物體的移動方向垂直)亮度的亮度曲線之相依性。這可用於修正該亮度曲線。
如申請專利範圍第8項之入射角(低掠角入射)容許以特別低的照明光線耗損，在該獨立反射鏡陣列上反射。該排列可變成以大於65°或大於70°的入射角來照明該等獨立反射鏡。另外，該照明光學單元可排列成以位於垂直入射範圍內的入射角來照明該等獨立反射鏡。
如申請專利範圍第9項將該等獨立反射鏡安裝在弧形底板上，造成該等獨立反射鏡反射以一致入射角脫離撞擊該獨立反射鏡陣列的輻射光束。該弧度可選擇，如此在中立位置內該等獨立反射鏡的設定上，造就出從該獨立反射鏡陣列反射的該EUV輻射光束形狀對應至一所要的光束形狀。尤其是此形狀可對應至該視野琢面反射鏡的完整視野琢面之排列方式。藉由該獨立反射鏡陣列底板的對應弧度，也可獲得從獨立反射鏡陣列反射之後該EUV輻射光 束內所要的亮度曲線。另外，該獨立反射鏡陣列可具有平整底板。
如申請專利範圍第10項之可驅動傾斜範圍設計，可從中立位置開始，該等獨立反射鏡往較佳傾斜方向傾斜超過寬廣的傾斜範圍。該傾斜範圍可掃過例如20°的傾斜角度。
如申請專利範圍第11項之獨立反射鏡陣列區分能夠反射大脫離角度的EUV輻射光束，也就是具有大數值孔徑。該獨立反射鏡陣列可區分成兩區段，不過也可區分成較多個區段。區分成區段的該獨立反射鏡陣列可具有巢狀結構，例如像是已知的Wolter光學案例，並且特別用於EUV投影微影中EUV集光器之案例。
如申請專利範圍第12項將瞳孔琢面區域指派至視野琢面區域，使其可最佳化系統效率或該照明光學單元的反射效率，如此將使用光線的產量最佳化。該等連續瞳孔琢面區域可經過選擇，因此可建立該預定的照明設定，例如極照明設定，像是雙極或多極照明設定、環狀照明設定或具有預定最大照明角度的傳統照明設定。這種照明設定已知來自於例如WO 2009/095 052 A1。該等連續瞳孔琢面區域可經過選擇，如此照明設定具有最高可能的能量效率，也就是說可預先決定具有該照明光學單元的最佳可能照明光線產量。
該等連續瞳孔琢面區域可具體實施為該瞳孔琢面反射鏡上的區段。該等連續視野琢面區域可具體實施為視野琢面反射鏡列，具有以行列方式排列的視野琢面。具有以此方式排列連續視野琢面區域的視野琢面反射鏡內視野琢面列位置，可為該瞳孔琢面區域的已指派瞳孔琢面之徑向位置測量值。
如申請專利範圍第13項的照明系統之優點、如申請專利範圍第14項的投影曝光設備之優點、如申請專利範圍第15項的製造方法之優點以及如申請專利範圍第16項的微結構或奈米結構之優點，對應至上面已經參考根據本發明的該光學單元所解釋之優點。EUV輻射源可用來當成該投影曝光設備的輻射源。
圖1以剖面圖詳細圖解顯示用於微影的投影曝光設備1。投影曝光設備1的照明系統2在輻射源3旁邊具有一照明光學單元4，用於讓一物體視野5暴露在一物體平面6內。
為了簡化位置關係的解釋，此後在圖式內都使用笛卡爾xyz座標系統。x軸與圖1內圖式平面垂直並且進入其中，y軸在圖1內往上，z軸在圖1內往右，該x軸與該物體平面6垂直。
從底下圖式之間有些圖會以局部笛卡兒xyz座標系統 來說明，其中該x軸與圖1的該x軸平行，並且該y軸跨越該x軸和該個別光學元件的光學區域。有一部分也跨越與該xz平面平行的該個別光學元件的光學區域。
物體視野5也可設置為矩形或弓形，其中x/y長寬比例如為13/1。在此案例中，露出排列在物體視野5內的反射光罩7，該光罩具備一種結構，要藉由投影曝光設備1投影來產生微結構或奈米結構的半導體組件。光罩固定器8攜帶光罩7，該固定器可用被動方式在該y方向內移動。投影光學單元9用來將物體視野5成像至成像平面11內的成像視野10內。光罩7上的該結構成像於晶圓12的感光層上，其中該晶圓排在影像平面11內影像視野10的區域內。晶圓固定器13承載晶圓12，該固定器可在投影曝光期間，以被動方式與光罩固定器8一起在該y方向內移動。
在投影曝光設備1的操作期間，在該y方向內同步掃描光罩7和晶圓12。根據投影光學單元9的該成像比例，也可往與晶圓12相反方向掃描光罩7。
輻射源3為EUV輻射源，所發出使用的輻射範圍介於5 nm與30 nm之間。其可為電漿源，例如GDPP源(氣體放電產生的電漿)或LPP源(雷射產生的電漿)。也可使用其他EUV輻射源，例如根據同步加速器或自由電子雷射(FEL)的輻射源。
從輻射源3冒出並且由圖1內破折虛線主要射線所指示的EUV輻射光束14由集光器15集中。對應的集光器已知來自於例如EP 1 225 481 A。EUV輻射光束14往集光器15的下游，在撞擊獨立反射鏡陣列17之前先通過中間焦點平面16。在可能的EUV輻射光束14導引變化中，存在一個中間焦點或存在複數個中間焦點。獨立反射鏡陣列17具體實施為一微電機系統(MEMS)。在圖8至圖11內圖解例示的行列陣列內，以矩陣方式排列許多獨立反射鏡18。獨立反射鏡18可具有方形或矩形反射表面。這些反射表面大約位於一個平面上，就是根據圖1的全體xyz座標系統之xz平面。在每一案例中，獨立反射鏡18都連接到致動器19，並且設計成可繞著個別獨立反射鏡18的反射平面內彼此垂直的兩軸來傾斜。總體而言，獨立反射鏡陣列17大約有100000個獨立反射鏡18。根據獨立反射鏡18的大小，獨立反射鏡陣列也可例如有1000、5000、7000或甚至數十萬例如500000個獨立反射鏡18。獨立反射鏡18可具有高反射性多層，可針對個別入射角以及EUV所使用光線的波長進行最佳化。
獨立反射鏡陣列17的上游可排列濾光器，該濾光器將有用的EUV輻射光束14與輻射源3所發出不可用於投影曝光的其他波長成份分離。在此並未例示該濾光器。EUV輻射光束14在獨立反射鏡陣列17的下游撞擊在視野琢面反射鏡20之上。視野琢面反射鏡20排列在照明光學單元4的平面內，該平面在光學上與物體平面6相鄰。
之後EUV輻射光束14也指定成為有用的輻射、照明光線或成像光線。
EUV輻射光束14在視野琢面反射鏡20的下游從瞳孔琢面反射鏡21反射。瞳孔琢面反射鏡21排列在照明光學單元4的入口瞳孔平面內，或與之相鄰的平面內。視野琢面反射鏡20和瞳孔琢面反射鏡21在每一案例中都是由許多琢面構成，其也指定為飛眼單元，並且稍後有更詳細說明。在此案例中，視野琢面反射鏡20可區分成讓本質上照明整個是體視野5的每一視野琢面22(例如圖3、圖5和圖13)確切由一個獨立反射鏡代表。另外，可藉由複數個反射鏡建構至少某些或全部視野琢面。這同樣適用於瞳孔琢面反射鏡的瞳孔琢面23之設置(例如圖4、圖6和圖13)，這些瞳孔琢面反射鏡分別指派給該等視野琢面，並且在每一案例中可用獨立反射鏡或利用複數個反射鏡來形成。
EUV輻射光束14以大於70°(低掠角入射)並且可大於75°的入射角撞擊獨立反射鏡陣列17，並且以小於或等於25°的入射角撞擊兩琢面反射鏡20、21。因此，EUV輻射10在正常入射操作範圍內供應至兩個琢面反射鏡。而具有低掠角入射的應用也可能。瞳孔琢面反射鏡21排列在照明光學單元4的平面內，其構成投影光學單元9的瞳孔平面，或在光學上與投影光學單元9的瞳孔平面相鄰。在瞳孔琢面反射鏡21以及，若合適的話，傳輸光學單元形式的下游成像光學組合(圖式內未例示)的幫助之下，視 野琢面反射鏡20的視野琢面22以彼此重疊的方式成像至物體視野5內。
獨立反射鏡陣列17安排在EUV輻射光束14的光束路徑內，也就是在照明光束路徑內，視野琢面反射鏡20的上游。
視野琢面反射鏡20的視野琢面22將獨立反射鏡陣列17的段落成像在瞳孔琢面反射鏡21之上。在此案例中，許多例示情況都可能，底下參考圖3至圖6以及圖13來解釋。
在根據圖3和圖4的例示情況下，從獨立反射鏡陣列17的獨立反射鏡18之間特定反射鏡反射的EUV輻射光束14之獨立反射鏡部分光束24確切入射至視野琢面22之一者之上。
圖3顯示視野琢面22之一者的確切平面圖。視野琢面反射鏡20的視野琢面22之x/y長寬比對應於物體視野5的x/y長寬比。因此，視野琢面22具有大於1的x/y長寬比。視野琢面22的長琢面側在該x方向內延伸，而視野琢面22的短琢面側則在該y方向內延伸。
總體來說，在根據圖3的照明情況案例中，十一個獨立反射鏡部分光束24照射至視野琢面22。獨立反射鏡部分光束24沿著x軸連續照射至視野琢面22，其中該等獨 立反射鏡部分光束在該x方向內彼此部分重疊，如此EUV光線連續照射該x方向內的視野琢面22。獨立反射鏡部分光束24具有直徑大約對應至視野琢面22的y範圍。也可能有大量獨立反射鏡部分光束24以彼此重疊的方式照射至視野琢面22，例如15個獨立反射鏡部分光束24、20個獨立反射鏡部分光束24、25個獨立反射鏡部分光束24或甚至更大量獨立反射鏡部分光束24。
根據圖3的視野琢面22將獨立反射鏡18，從此反射鏡冒出照射至視野琢面22的獨立反射鏡部分光束24，彼此依序成像至瞳孔琢面23之上(圖4內所例示)。藉由視野琢面22將來自獨立反射鏡陣列17的摘錄成像至指派的瞳孔琢面23之上。獨立反射鏡18的成像並未在瞳孔琢面23上重疊，而是彼此並肩排列。瞳孔琢面反射鏡21上瞳孔琢面23的位置預定光罩7照明之照明方向或照明角度。
在根據圖3和圖4的照明情況案例中，因此例如獨立反射鏡陣列17的一群十一個獨立反射鏡18成像至確實一個瞳孔琢面23之上。成像至單一瞳孔琢面23之上的這一群獨立反射鏡18也可內含不同數量的獨立反射鏡，例如二至50個獨立反射鏡含相關聯的獨立反射鏡部分光束24。
在根據圖5和圖6的照明情況案例中，獨立反射鏡部分光束25具有y範圍，這大約是視野琢面22的y範圍長度的3倍。因此，獨立反射鏡部分光束25的個別之一者 可在y方向內覆蓋三個相鄰視野琢面22。
三個視野琢面22將反射獨立反射鏡部分光束25的獨立反射鏡成像在彼此重疊的三個瞳孔琢面23內，這例示於圖6之內。
在根據圖3和圖5的照明情況案例中，獨立反射鏡部分光束24、25，也就是說特定獨立反射鏡18的照明點，重疊在視野琢面反射鏡20之上。
圖2使用實線光束路徑，顯示對應至根據圖3和圖4的照明情況。為了能夠有更好的理解，圖2顯示成像關係。獨立反射鏡群組光束27從具有獨立反射鏡18(圖2內未單獨例示)的一群組26之一段獨立反射鏡陣列17當中冒出，該獨立反射鏡群組光束利用圖2內中間視野琢面22成像在圖2內中間瞳孔琢面23之上。獨立反射鏡群組光束27可了解為根據圖3的獨立反射鏡部分光束24之組合。
圖2用虛線例示該情況，藉由群組26的獨立反射鏡18之致動驅動傾斜，其中從該群組射出的光線分成三個獨立反射鏡子群組光束28、29、30，供應至視野琢面反射鏡20的三個彼此相鄰之視野琢面22。
在此案例中，中間獨立反射鏡子群組光束29具有與先前用圖2解釋的照明情況中相同的路徑。因此，不必重新排列相關的獨立反射鏡18。因此，此獨立反射鏡子群組 光束29利用圖2內的中間視野琢面22，成像至圖2內中間瞳孔琢面23之上。圖2內上方獨立反射鏡子群組光束28利用圖2內頂端上例示的視野琢面22，成像至圖2內頂端上例示的瞳孔琢面23之上。圖2內的楔形指出此上方視野琢面22的楔形效果，這並非真實的光學楔形，僅為楔形效果的例示，其導致上方獨立反射鏡子群組光束28並未置中供應至圖2內的上方瞳孔琢面23，而是圖2內上半段內。獨立反射鏡子群組光束30繞著與圖2內圖式平面垂直的對稱S平面，相關於獨立反射鏡子群組光束28對稱鏡射前進。因此圖2內下方視野琢面22的相對楔形效果也由一楔形所表示。
因此在根據圖2的照明情況案例中，呈現出一種排列，其中具有複數個獨立反射鏡18可完整成像在瞳孔琢面23之一者上，換言之就是圖2內的中間瞳孔琢面23之群組26，利用群組26的至少某些獨立反射鏡18之對應傾斜，成像至複數個瞳孔琢面23之上，換言之就是圖2內例示的三個瞳孔琢面23。
圖13顯示進一步照明情況，其中獨立反射鏡部分光束31具有一y範圍，大約是視野琢面反射鏡20的視野琢面22中y範圍的1.3倍。視野琢面22的兩個區塊32、33，這兩區塊彼此重疊並且組合形成一視野琢面區塊，由兩串聯的獨立反射鏡部分光束31所照明，其中該等獨立反射鏡部分光束在x方向與y方向內重疊。分別組合形成一區塊32、33的兩個視野琢面22實際上由兩個依序的獨立反 射鏡部分光束31所照明，這些光束往x方向前進並且在y方向內彼此重疊。在由兩視野琢面22構成的上方區塊32相較於由圖13內底部例示的兩視野琢面22構成的區塊之案例中，此照明與獨立反射鏡部分光束31重疊的程度沿著x方向具有不同曲線。在上方區塊32的案例中，比起小x值以及大x值的案例，在中間x值沿著該視野琢面的案例中，獨立反射鏡部分光束31重疊至較大範圍。圖13底部上例示的亮度曲線34來自於區塊32的視野琢面22在x方向內，也就是說與掃描方向垂直，成像於物體視野5內。
在視野琢面區塊33的案例中，比起中間x值的案例，在小x值以及大x值的案例中，獨立反射鏡部分光束31重疊至較大範圍。如同圖13內底部上的例示，亮度曲線35在該x方向內上升超過物體視野5。
視野琢面區塊32的兩視野琢面22藉由指派給該視野琢面22的兩瞳孔琢面23a、23b，成像至物體視野5。視野琢面區塊33的兩視野琢面22藉由兩另外的瞳孔琢面23c、23d，同樣成像至物體視野5。在一方面，兩瞳孔琢面23a、23b以及在另一方面，兩瞳孔琢面23c、23d都分別彼此直接相鄰。
利用預定獨立反射鏡部分光束31在視野琢面22或視野琢面區塊32、33上的對應重疊程度，該x方向內亮度曲線的相依性(例如圖13內的亮度曲線34、35)可獨立預 定用於每一照明通道，其由指派給朝向物體視野5的照明光束路徑內該視野琢面之視野琢面22和瞳孔琢面23之一者所定義。結果，此x相依性可調適成預定值。
該照明光束路徑的設計可以將複數個獨立反射鏡18分組，這些反射鏡在每一案例中都可成像在彼此重疊在獨立反射鏡陣列17上的特定一個瞳孔琢面23之上，如此特定其他獨立反射鏡18屬於複數個群組，也就是說可成像到複數個瞳孔琢面23之上。底下將參考圖14來更詳細解釋。後者顯示來自獨立反射鏡陣列17的摘錄，該陣列具有以柵欄行列方式排列的獨立反射鏡18。在圖14內兩個圓圈所侷限的區域內，兩個獨立反射鏡群組36、37位於獨立反射鏡陣列17上。獨立反射鏡群組36內的獨立反射鏡18可全都成像至瞳孔琢面23之一者之上，例如圖13內的瞳孔琢面23a之上。獨立反射鏡群組37內的獨立反射鏡18可全都成像至瞳孔琢面23另一者之上，例如圖13內的瞳孔琢面23b之上。來自獨立反射鏡18的特定反射鏡，換言之尤其是獨立反射鏡18I 和18II ，都屬於這兩群組36、37。因此，獨立反射鏡18I 和18II 可選擇性成像至瞳孔琢面23a之上或瞳孔琢面23b之上。實現此成像的視野琢面22或視野琢面區塊32、33可彼此相鄰。在此案例中，用於照明的獨立反射鏡18I 和18II 可直接位於相鄰視野琢面之間的邊界上，因為不管例示彼此連結的兩視野琢面22中哪一個，成像至兩所要瞳孔琢面23a、23b之一者之上都有效。在此案例中，獨立反射鏡部分光束25可定位在視野琢面22之上，其位於在維持相鄰視野琢面邊緣 距離的相鄰邊界區域內。這提高系統效能。根據獨立反射鏡18I 和18II 的傾斜，可選擇要指引哪個個別獨立反射鏡部分光束的瞳孔琢面23。不同瞳孔琢面之間的亮度重新分布都可用這種方式執行。
獨立反射鏡部分光束25以及獨立反射鏡部分光束31，這也指定為照明點，在視野琢面22上具有沿著短琢面側邊並且大於短琢面側邊的範圍。在根據圖5的照明情況案例中，此範圍比例大約是3。在根據圖13的照明情況案例中，該範圍比例大約是1.3。該範圍比例在介於1.1與5之間的範圍內。
獨立反射鏡部分光束24、25和31在該等視野琢面上具有沿著該長琢面側邊的範圍，也就是說一y範圍，其小於該長琢面側邊。獨立反射鏡部分光束24、25、31的此x範圍可小於該等視野琢面的x範圍，例如小於2至20倍。在根據圖3的照明情況下，獨立反射鏡部分光束24的x範圍小於視野琢面22的x範圍大約10倍。在根據圖5的照明情況下，獨立反射鏡部分光束25的x範圍小於視野琢面22的x範圍大約3倍。在根據圖13的照明情況下，獨立反射鏡部分光束31的x範圍小於視野琢面22的x範圍大約8倍。
圖7例示獨立反射鏡陣列17上EUV輻射光束14的入射角散佈。該圖顯示從中間焦點平面16內中間焦點開始到撞擊獨立反射鏡陣列17的EUV輻射光束14。例如以 大於70°並且可為85°的入射角照射根據圖7配置內獨立反射鏡陣列17的獨立反射鏡(未單獨例示)。在根據圖7的配置中，獨立反射鏡18安裝在獨立反射鏡陣列17的彎曲底板38上，如此在獨立反射鏡18的中立位置內，以公差範圍內的入射角照射所有獨立反射鏡18。在此案例中，每一獨立反射鏡18的中立位置都為相關致動器19的無施力位置。在獨立反射鏡18的中立位置內，可實現獨立反射鏡陣列17的彎曲整體表面，如圖7內所例示，但是在獨立反射鏡18的中立位置內也可實現獨立反射鏡陣列17的平坦底座表面。該公差範圍可例如為+/- 1°。
圖7例示首先排在圖7內最左邊的獨立反射鏡陣列17之獨立反射鏡18，再來是排在圖7內最右邊的獨立反射鏡陣列17之獨立反射鏡之兩入射角α1 和α2 。為了有良好的近似值，最好是α1 =α2 =85°。
圖8例示獨立反射鏡陣列17的獨立反射鏡18之較佳傾斜方向。從大約位於xz平面上的獨立反射鏡18反射表面之初始位置開始，因為EUV輻射光束14的射線39繞著與該X軸平行的一傾斜軸，在圖8內較佳為逆時鐘方向，造成之低掠角而讓傾斜生效。圖8根據兩個獨立反射鏡18來例示此情況；圖8最右邊上的獨立反射鏡181 相對於初始位置傾斜大約10°，就是相對於圖8內左邊例示的三個獨立反射鏡18來說，繞著與該x軸平行的傾斜軸往逆時鐘方向轉動。在其傾斜位置內，射線39迅速到達獨立反射鏡181 。從圖8右邊算起第三個反射鏡的獨立反射 鏡182 繞著與該x軸平行的傾斜軸，從該中立位置往順時鐘方向傾斜對應的絕對角度值。很明顯因為低掠角，所以傾斜角度並不會造成射線39有所要的反射，如此根據圖8的例示，實際上獨立反射鏡18並不會往順時鐘方向傾斜。
圖9至圖11顯示每一案例中三個為一組的獨立反射鏡18，含相關的致動器19。致動器19具體實施為靜電致動器，每一都具有一對靜止電極40和固定連接至獨立反射鏡18的反射鏡本體41之一電極接腳42。圖9顯示在中立位置內的三個獨立反射鏡18，如同例如圖8內左邊三個獨立反射鏡18。在該中立位置內，獨立反射鏡18位於可由致動器19維持的該傾斜範圍限制之一的區域內。在中立位置內，電極接腳42與圖9內左邊上的電極40最接近相鄰。
利用將獨立反射鏡18排列在彎曲底板38上(圖7中)，或合適的話可藉由分別傾斜獨立反射鏡18，可實現獨立反射鏡陣列17的彎曲底座表面，或用平坦底板建構獨立反射鏡陣列17時也可實現。更進一步，在讓獨立反射鏡18有最大傾斜的案例中，可實現獨立反射鏡陣列17的彎曲表面。在後者的案例中，獨立反射鏡18的反射表面本質上已經傾斜。
圖10顯示致動器19的無電壓情況。在此案例中，電極接腳42在個別致動器19的兩電極40之間置中。在此位置內，獨立反射鏡18的反射表面與該xz平面間之角度 大約5°。
圖11顯示個別致動器19的位置，其中在每一案例中致動器19的電極接腳42最接近相鄰於圖11內右邊上例示之電極40。在此位置內，獨立反射鏡18的反射表面與該xz平面間之角度為10°。
圖12顯示獨立反射鏡陣列43的替代設置，可用來取代上述具體實施例的獨立反射鏡陣列17。以下只說明獨立反射鏡陣列43與獨立反射鏡陣列17不同之處。獨立反射鏡陣列43分成複數個陣列區段，在例示的具體實施例內分成兩陣列區段44、45。每一陣列區段44，像是獨立反射鏡陣列17，都由以柵欄行列方式排列的許多獨立反射鏡所構成。兩陣列區段44、45經過配置，如此分別由總EUV輻射光束14的照明部分光束46、47所照明。在此方式中，獨立反射鏡陣列43可完全通過即使具有相對高數值孔徑的每一EUV輻射光束14。獨立反射徑陣列43的陣列區段44、45可建構成為環狀殼，也就是來自俗稱的巢狀集光器的基本形式，用於取代集光器15。因此可使用這種巢狀反射鏡架構的典型Wolter外型。
這種物體視野5的x方向內亮度分布或亮度曲線之預定可用來修正物體視野照明之一致性，而無光損。根據該x方向內個別視野位置，也就是說在個別視野高度上，也可用定目標方式預定照明角度分布。
該視野琢面反射鏡的視野琢面可排列在非連續區域內，中間可具有間隔。圖式內並未例示這種視野琢面反射鏡的具體實施例。中間可存在空間，例如在視野琢面反射鏡位置上遮蔽照明光線之處。
這些將獨立反射鏡陣列17的獨立反射鏡18成像至特定、連續瞳孔琢面區域上之視野琢面22可部分排列在連續視野琢面區域內。底下將參考圖15和圖16來更詳細解釋。對應至上面已經參考圖1至圖14解釋過之組件具有相同參考編號，並且將不再詳細討論。
圖15顯示區分成總數八個扇形、連續瞳孔琢面區域211 至218 的瞳孔琢面反射鏡21之具體實施例平面圖。此外，獨立瞳孔琢面區域211 至218 也可徑向區分，圖15內並未例示。用指數x連續編號的瞳孔琢面區域21x 在圖15內以順時鐘方向遞增，開頭在最頂端的瞳孔琢面211 。利用照明完整扇形211 、215 ，就可實現例如y雙極形式的照明設定。瞳孔琢面區域213 、217 的完整照明導致x雙極照明設定。
複數個或許多獨立瞳孔琢面23在每一案例中都存在於瞳孔琢面區域211 至218 內，這在圖15內並未例示。
圖16類似顯示具有視野琢面22以行列方式排列的視野琢面反射鏡20之具體實施例平面圖。總體而言，根據圖16的示範例示內之視野琢面反射鏡20具有八列，每一 列有28個視野琢面22，也就是說總共224個視野琢面22。這八列每一列都代表一連續視野琢面區域201 至208 。在圖16內，這些視野琢面區域20x 提供從左到右遞增的指數x列。
視野琢面區域201 至208 到瞳孔琢面區域211 至218 的指派為，使得視野琢面區域20i 將獨立反射鏡陣列17的獨立反射鏡18分別成像至瞳孔琢面區域21i 之上。
個別視野琢面22的行位置，也就是說視野琢面22根據圖16在該y方向內的位置，為指派給視野琢面區域20i 的瞳孔琢面區域21i 中已指派瞳孔琢面23之徑向位置測量。在根據圖15和圖16的具體實施例內，此指派為具有視野琢面區域20i 內遞增y值的視野琢面22照亮扇形瞳孔琢面區域21i 內更大的半徑。視野琢面22’指派至視野琢面區域221 內最小的y值(圖16)，據此照明位於瞳孔琢面反射鏡21中央附近瞳孔琢面區域211 內之瞳孔琢面23，也就是說在中央附近的最小半徑上。視野琢面22”指派至視野琢面區域201 內最大的y值，據此照明徑向位於外側部分右邊的瞳孔琢面區域211 內之瞳孔琢面23。
藉由範例，使用視野琢面區域201至瞳孔琢面區域21i 的選取指派，也可實現環狀照明設定。這例示於圖16內斜線所標明的琢面行區域20z 1 和20z 2 內。若照亮視野琢面行區域20z 1 內的所有視野琢面22，這導致所有瞳孔琢面區域211 至218 的徑向外側區域內的環狀照明，以及具有 相對大照明角度的對應環狀照明設定。若照亮所有視野琢面區域201 至208 之上的行視野琢面區域20z 2 ，這導致徑向內側區域內所有瞳孔琢面區域211 至218 的照明，以及具有相對小照明角度的對應環狀照明設定。
藉由範例，若已經照亮視野琢面區域201 和205 ，這導致照亮瞳孔琢面區域211 、215 ，如此上面已經討論過的x雙極照明設定。藉由範例，圖16例示包括大部分視野琢面區域203 、204 的視野琢面列區域20s 之照明，這由相較於兩視野琢面行區域20z 1 、20z 2 ，由彼此進一步分隔的斜線所表示。視野琢面列區域20s 的照明應該造成瞳孔琢面區域213 和214 之照明，也就是說瞳孔琢面反射鏡21的第四象限內質心之瞳孔照明。
據此組合來自視野琢面區域201 至208 的視野琢面22，也可實現其他照明設定，例如多極照明設定或具有預定最大照明角度的傳統照明設定。視野琢面區域201 至208 也指定為巨區塊。
一般而言，在視野琢面區域20i 至瞳孔琢面區域21i 的指派內，總是選擇其中將彼此排列在視野琢面區域22i 之一內的視野琢面22指派至也盡可能在一起的瞳孔琢面23之配置。另外也可有視野琢面22彼此排列在一起至中央對稱瞳孔琢面23之指派。一般而言，在視野琢面區域20i 至瞳孔琢面區域21i 的指派當中，其也個別指定為巨區塊，若照明光學單元4的系統效能或有關其反射效率已經 最佳化，則必須將琢面區域的位置及/或排列列入考慮。
在投影曝光期間，提供光罩7和晶圓12，其上有對EUV輻射光束14感光的塗層。之後在投影曝光設備1的幫助之下，將至少一段光罩7投影至晶圓12之上。最後，由EUV輻射光束14曝光的感光層在晶圓12上顯影。如此產生微結構或奈米結構組件，例如半導體。
1‧‧‧投影曝光設備
2‧‧‧照明系統
3‧‧‧輻射源
4‧‧‧照明光學單元
5‧‧‧物體視野
6‧‧‧物體平面
7‧‧‧光罩
8‧‧‧光罩固定器
9‧‧‧投影光學單元
10‧‧‧成像視野
11‧‧‧成像平面
12‧‧‧晶圓
13‧‧‧晶圓固定器
14‧‧‧EUV輻射光束
15‧‧‧集光器
16‧‧‧中間焦點平面
17‧‧‧獨立反射鏡陣列
18‧‧‧獨立反射鏡
18I‧‧‧獨立反射鏡群組
18II‧‧‧獨立反射鏡群組
19‧‧‧致動器
20‧‧‧視野琢面反射鏡
201 -208 ‧‧‧視野琢面區域
21‧‧‧瞳孔琢面反射鏡
211 -218 ‧‧‧瞳孔琢面區域
22‧‧‧視野琢面
22'‧‧‧視野琢面
4‧‧‧照明光學單元
5‧‧‧物體視野
6‧‧‧物體平面
7‧‧‧光罩
8‧‧‧光罩固定器
9‧‧‧投影光學單元
10‧‧‧成像視野
11‧‧‧成像平面
12‧‧‧晶圓
13‧‧‧晶圓固定器
14‧‧‧EUV輻射光束
15‧‧‧集光器
16‧‧‧中間焦點平面
17‧‧‧獨立反射鏡陣列
18‧‧‧獨立反射鏡
18I‧‧‧獨立反射鏡群組
18II‧‧‧獨立反射鏡群組
19‧‧‧致動器
20‧‧‧視野琢面反射鏡
201-208‧‧‧視野琢面區域
21‧‧‧瞳孔琢面反射鏡
211-218‧‧‧瞳孔琢面區域
22‧‧‧視野琢面
22'‧‧‧視野琢面
22"‧‧‧視野琢面
23‧‧‧瞳孔琢面
23a‧‧‧瞳孔琢面
23b‧‧‧瞳孔琢面
23c‧‧‧瞳孔琢面
23d‧‧‧瞳孔琢面
24‧‧‧獨立反射鏡部分光束
25‧‧‧獨立反射鏡部分光束
26‧‧‧群組
27‧‧‧獨立反射鏡群組光束
28‧‧‧獨立反射鏡子群組光束
29‧‧‧獨立反射鏡子群組光束
30‧‧‧獨立反射鏡子群組光束
31‧‧‧獨立反射鏡部分光束
32‧‧‧區塊
33‧‧‧區塊
34‧‧‧亮度曲線
35‧‧‧亮度曲線
36‧‧‧獨立反射鏡群組
37‧‧‧獨立反射鏡群組
38‧‧‧彎曲底板
39‧‧‧射線
40‧‧‧靜止電極
41‧‧‧反射鏡本體
42‧‧‧電極接腳
43‧‧‧獨立反射鏡陣列
44‧‧‧陣列區段
45‧‧‧陣列區段
46‧‧‧照明部分光束
47‧‧‧照明部分光束
下面將參考圖式來更詳細說明本發明的示範具體實施例，其中：圖1詳細圖解顯示以剖面方式例示具有照明光學單元用於微影以及具有投影光學單元的投影曝光設備；圖2圖解顯示並且用於例示根據圖1的照明光學單元之獨立反射鏡陣列區段、指派的視野琢面反射鏡之視野琢面與指派的瞳孔琢面反射鏡之瞳孔琢面間之轉換成像關係，用於可藉由該獨立反射鏡陣列個別反射鏡的對應傾斜來設定之兩種不同的照明情況；圖3圖解顯示根據圖2的第一照明情況案例下，該視野琢面反射鏡的該等視野琢面之圖例；圖4顯示根據圖2的第一照明情況案例下，該等瞳孔琢面其中之一者的圖例；圖5顯示第二照明情況下該等指派視野琢面的圖例，其中該照明的部分光束大至由複數個相鄰視野琢面區段所反射；圖6顯示根據圖5的照明情況案例下，該等瞳孔琢面 的圖例；圖7顯示具有EUV輻射光束的該獨立反射鏡陣列之圖例細節；圖8顯示來自具有總數六個獨立反射鏡的該獨立反射鏡陣列之摘錄，其中施用了EUV射線；圖9至圖11每一圖都顯示來自具有三個獨立反射鏡的該獨立反射鏡陣列之摘錄，例示於每一案例中不同的傾斜位置內；圖12在類似於圖7的圖例中，顯示獨立反射鏡陣列進一步區分成複數個個別陣列區段的具體實施例；圖13在類似於圖3和圖5的圖例中，藉由範例再次顯示兩組視野琢面包括獨立反射鏡群組的照明，以及該獨立反射鏡群組後續成像至指派的瞳孔琢面上，搭配一亮度分布，其指派至關於該投影曝光期間要成像物體的移動方向，橫向移動的物體平面內之該照明的瞳孔琢面；圖14顯示來自該獨立反射鏡陣列的摘錄之平面圖；圖15圖解顯示具有區分成連續瞳孔琢面區域的瞳孔琢面陣列之平面圖；以及圖16 圖解顯示指派給根據圖15的該瞳孔琢面反射鏡之該等瞳孔琢面區域，具有配置在連續視野琢面區域內視野琢面的一視野琢面反射鏡。
1‧‧‧投影曝光設備
2‧‧‧照明系統
3‧‧‧輻射源
4‧‧‧照明光學單元
5‧‧‧物體視野
6‧‧‧物體平面
7‧‧‧光罩
8‧‧‧光罩固定器
9‧‧‧投影光學單元
10‧‧‧成像視野
11‧‧‧成像平面
12‧‧‧晶圓
13‧‧‧晶圓固定器
14‧‧‧EUV輻射光束
15‧‧‧集光器
16‧‧‧中間焦點平面
17‧‧‧獨立反射鏡陣列
20‧‧‧視野琢面反射鏡
21‧‧‧瞳孔琢面反射鏡

Claims (15)

  1. 一種用於投影微影之照明光學單元(4)，藉由照明光線來照明一物體視野(5)，其中可配置要成像的一物體(7)，- 包括一視野琢面反射鏡(20)，其具有複數個視野琢面(22)，- 包括一瞳孔琢面反射鏡(21)，其具有複數個瞳孔琢面(23)，- 其中該等瞳孔琢面(23)用來將分別單獨指派至該等瞳孔琢面(23)的該等視野琢面(22)成像至該物體視野(5)內，其特徵在於一獨立反射鏡陣列(17)具有可用獨立傾斜的獨立反射鏡(18)，該陣列排在該視野琢面反射鏡(20)上游的一照明光束路徑內。
  2. 如申請專利範圍第1項之照明光學單元，其中在每一案例中一組複數個獨立反射鏡(18)都成像至該瞳孔琢面(23)之一者之上的配置。
  3. 如申請專利範圍第1項之照明光學單元，其中在每一案例中，利用傾斜該群組的至少某些該等獨立反射鏡(18)，可成像至該瞳孔琢面(23)之一者之上的一組複數個獨立反射鏡(18)成像至複數個瞳孔琢面(23)之上的配置。
  4. 如申請專利範圍第1至第3項任一項之照明光學單元，其中該照明光束路徑的一設計，如此特定獨立反射鏡(18)的獨立反射鏡部分光束(24、25、31)重疊於該視野琢面反射 鏡(20)上。
  5. 如申請專利範圍第1項之照明光學單元，其中該照明光束路徑的一設計，其中將複數個獨立反射鏡(18)分組(36、37)，該等反射鏡在每一案例中都可成像在彼此重疊於該獨立反射鏡陣列(17)上的一特定瞳孔琢面(23)之上，如此特定獨立反射鏡(18I 、18II )同時屬於複數個群組(36、37)，也就是說可成像至複數個瞳孔琢面(23)之上。
  6. 如申請專利範圍第1項之照明光學單元，其中該等視野琢面(22)具有大於1的長寬比，也就是說一長琢面側邊與一短琢面側邊，具有該照明光束路徑的設計讓特定獨立反射鏡(18)的獨立反射鏡部分光束(25、31)，在該視野琢面反射鏡(20)上具有沿著該短琢面側邊而大於該短琢面側邊的一範圍。
  7. 如申請專利範圍第1項之照明光學單元，其中該等視野琢面(22)具有大於1的長寬比，也就是說一長琢面側邊與一短琢面側邊，具有該照明光束路徑的設計讓特定獨立反射鏡(18)的獨立反射鏡部分光束(24、25、31)，在該視野琢面反射鏡(20)上具有沿著該長琢面側邊而小於該長琢面側邊的一範圍。
  8. 如申請專利範圍第1項之照明光學單元，其中其中以大於65°但小於90°的一入射角(α)來照亮該等獨立反射鏡(18)。
  9. 如申請專利範圍第1項之照明光學單元，其中該獨立反射鏡(18)安裝在該獨立反射鏡陣列(17)的一彎曲底板(38)上，如此在獨立反射鏡(18)的一中立位置內，以一公差範圍內的一入射角(α)照射所有該等獨立反射鏡(18)。
  10. 如申請專利範圍第9項之照明光學單元，其中該等獨立反射鏡(18)具有一可驅動的傾斜範圍，其中每一案例中該等獨立反射鏡(18)之一者的一傾斜致動器(19)具體實施成該完整傾斜範圍由該傾斜致動器(19)的電極(40、42)間之靜電吸引力來維持，其中該獨立反射鏡(18)在該中立位置內，位於該可靜電維持的傾斜範圍邊緣之一者之該區域內。
  11. 如申請專利範圍第1項之照明光學單元，其中該獨立反射鏡陣列(17)區分成複數個相互分離的區段(44、45)，排列成在每一案例中都可用一完整輻射光束(14)的部分(46、47)來照射。
  12. 如申請專利範圍第1項之照明光學單元，其中這些將獨立反射鏡陣列(17)的獨立反射鏡(18)成像至特定、連續瞳孔琢面區域(211 至218 )上之視野琢面(22)可排列在連續視野琢面區域(201 至208 )內。
  13. 一種照明系統(2)包括申請專利範圍第12項之照明光學單元(4)以及包括一投影光學單元(9)來將該物體視野(5)成像 至一成像視野(10)，其中於該照明系統中可排列要曝光的一晶圓(12)，以及其中該照明系統位在一輻射源(3)的旁邊且包含該照明光學單元(4)，用於讓該物體視野(5)暴露在一物體平面(6)內。
  14. 一種投影曝光設備(1)包括申請專利範圍第13項之照明系統以及包括該輻射源(3)用於產生該輻射光束(14)。
  15. 一種製造圖案化組件之方法，該方法包括下列步驟：- 提供一晶圓(12)，其上至少部份覆蓋一感光材料構成的一層，- 提供一光罩(7)，其具有要成像的結構，- 提供如申請專利範圍第14項之投影曝光設備(1)，- 在該投影曝光設備(1)的幫助之下，將至少部分該光罩(7)投影至該晶圓(12)的該層之一區域之上。
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