TWI781927B - 用於投射透鏡的衰減濾光器、用於投射曝光裝置之具有衰減濾光器的投射透鏡以及具有投射透鏡的投射曝光裝置 - Google Patents

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Abstract

一種衰減濾光器(AF,AF’,AF1,AF2,AF3)組態於一微影投射曝光裝置(WSC)的一投射透鏡(PO,PO’)中根據一可指定局部分布用於具有從150nm至370nm之波長範圍的一指定工作波長之紫外光輻射(LR1I,LR2I)的強度的定義衰減。衰減濾光器具有一基板(SU,SU’)及一吸收層(AL)。基板在該工作波長下為足夠透明。吸收層配置於基板上且在一使用面積(UA)的不同位置(Z1,Z2)根據可指定局部分布吸收具有該工作波長的入射紫外光輻射至不同程度。衰減濾光器係設計以降低或避免由於基板的局部變化加熱所造成之在已通過衰減濾光器之紫外光輻射(LR1O,LR2O)中的一熱致波前變化誤差，其中基板的局部變化加熱係由在基板上局部地變化之紫外光輻射的吸收所引起。基板(SU)的厚度(TS)小於100μm。

Description

用於投射透鏡的衰減濾光器、用於投射曝光裝置之具有衰減濾光器的投射透鏡以及具有投射透鏡的投射曝光裝置
本發明關於用於投射透鏡的衰減濾光器、用於投射曝光裝置之具有衰減濾光器的投射透鏡、以及具有此類型微影投射透鏡的投射曝光裝置。
目前主要使用微影投射曝光方法來生產半導體組件及其他精細的結構化組件，例如光學微影光罩。在此情況下，使用光罩(遮罩)或其他帶有或形成待成像結構之圖案(例如半導體組件之一層的線圖案)的圖案化裝置。圖案位在投射曝光裝置中之照明系統與投射透鏡之間的投射透鏡的物體平面的區域中，且由照明系統所提供的照明輻射照明。被圖案改變的輻射以投射輻射的形式行進通過投射透鏡，其以縮小比例將圖案成像至待曝光的晶圓上或待曝光的基板上。晶圓的表面配置在與物體平面光學共軛之投射透鏡的影像平面中。晶圓通常塗佈有一輻射敏感層(阻劑、光阻)。
投射曝光裝置發展中的其中一目標為在晶圓上微影地產生尺寸越來越小的結構。舉例來說，在半導體組件的例子中，較小的結構導 致較高的積體密度，其一般對所產生的微結構化組件的效能具有有利的影響。為此目的需要表現良好成像效能的投射透鏡。
待成像結構的小尺寸及待製造結構的日益小型化及投射透鏡的極限尺寸及其他限制因素將引起具體的問題。舉例來說，已知的問題為投射透鏡中可能發生的光學鄰近效應。在所產生的結構中，該效應可能造成所產生的結構以典型的方式偏離光罩上待成像結構的相關聯形式。為校正光學鄰近效應，DE 10 2007 021 649 A1揭露一光學衰減濾光器，其以傳輸濾光器的形式設計以安裝於投射透鏡的光瞳平面的區域中且表現出隨光瞳空間座標(pupil spatial coordinate)的函數而變化的穿透率。
本發明的一目的為設計在引言部分所提及類型的衰減濾光器，使得該衰減濾光器相比於現有技術更為改善，且如果可能可有助於投射透鏡之成像效能的改良而不會引起不想要的副效應。另一目的為提供具有此一衰減濾光器的投射透鏡及具有此一投射透鏡的投射曝光裝置。
這些目的由包含申請專利範圍第1項所述特徵的衰減濾光器、由包含申請專利範圍第12項所述特徵的投射透鏡及由包含申請專利範圍第15項所述特徵的投射曝光裝置來達成。
有利的改進在申請專利範圍附屬項中被指定。所有申請專利範圍的措辭併入說明書描述內容作為參考。
根據本發明之衰減濾光器組態用於在微影投射曝光裝置之投射透鏡中根據一可指定局部分布之具有波長範圍從150nm到370nm之一指定工作波長(specified working wavelength)之紫外光輻射之強度的定義衰減(defined attenuation)。
具有紫外光輻射之用於微影的典型輻射源為具有365nm工作波長的汞蒸氣燈、具有248nm工作波長的KrF準分子雷射、具有193nm工 作波長的ArF準分子雷射、及具有157nm工作波長的F2準分子雷射。370至315nm的範圍通常稱作近UV範圍、315至280nm的範圍為通常稱作中UV範圍、280至200nm的範圍為通常稱作深UV範圍(DUV)、且200至150nm的範圍為通常稱作真空UV範圍(VUV)。
在特殊的變化形式中，衰減濾光器係針對具有所述波長範圍的僅一部份或其中之一(較佳為VUV範圍)的一指定工作波長的紫外光輻射的強度的定義衰減而設計。
局部分布可例如由以下指定：量測不具衰減濾光器之投射透鏡的特性以及從所量測特性與投射透鏡的理想特性的比較來決定局部分布。
衰減濾光器具有一基板及一吸收層。基板在指定工作波長下為足夠透明。吸收層配置在基板上，使得基板承載吸收層。吸收層在一使用面積的不同位置根據可指定局部分布(specifiable local distribution)吸收具有指定工作波長的入射紫外光輻射至不同程度。因此，傳輸特性可由位置相關的方式影響。
足夠透明在此情況下表示基板可傳輸至少90%、特別是至少95%、較佳是至少99%之具有指定工作波長的入射紫外光輻射。理想上，實際上僅吸收層應吸收入射紫外光輻射，而不會發生經由基板之紫外光輻射的「不必要的」吸收。這可允許高照明強度，因而允許高晶圓產量及具成本效益的半導體晶片製造。
吸收層的吸收強度可例如在0%到20%的範圍、特別是在0%到10%的範圍中例如持續地或以0.1至1%的量逐步地變化。在20%的最大吸收下，在一位置至多20%的入射紫外光輻射會被吸收，其結果為大部分的紫外光輻射可通過衰減濾光器。
基板作為吸收層的載體，其結果為吸收層可能太薄而可能是易碎且無法自行支撐。吸收層可配置在基板的入口側，即在紫外光輻射 入射在基板上或進入基板之側。或者，吸收層可配置在基板的出口側，其相對於入口側，即在紫外光輻射離開基板之側。吸收層有可能出現在入口側及出口側兩者。吸收層可施加在基板的表面上直接與其接觸或由介於其中的一或多層而與基板分離。
使用面積為紫外光輻射在操作期間通過衰減濾光器的區域。使用面積可對應基板的整體表面或僅對應基板的部分表面。特別地，衰減濾光器可具有附接結構，用於投射透鏡中之衰減濾光器的附接，使用附接結構能夠在使用面積之外接合於基板。基板的表面面積或使用面積的直徑可從10mm(10毫米)、特別是20mm、特別是30mm、特別是80mm到400mm、特別是到300mm。舉例來說，使用面積的形狀可為具有圓角的矩形、腎形、圓形或橢圓形。
根據所主張的本發明，衰減濾光器係設計以降低或避免由於基板的局部變化加熱(locally varying heating)所造成之在已通過該衰減濾光器之紫外光輻射中的一熱致波前變化誤差(thermally induced wavefront variation error)，其中基板的局部變化加熱係由在基板上局部地變化之紫外光輻射的吸收所引起。換言之，在根據所主張之本發明的衰減濾光器中，採取特別措施，其可至少部分補償、或實質地完全避免通過衰減濾光器之紫外光輻射中的熱致波前變化誤差。
已發現紫外光輻射的局部變化吸收可能導致吸收層的局部變化加熱且結果為造成基板的局部變化變熱。基板的變熱以位置相依的方式變化，且可對通過的紫外光輻射的相位或波前有位置相依的影響，其係由於基板的熱膨脹及/或基板的折射率的溫度相依性。從物體平面中的一點行進至影像平面之紫外光輻射的投射光束的射線形成一波前。由於以位置相依方式變化之基板的變熱，在各個情況下於不同位置通過衰減濾光器的射線在其相位上可能遭受到不同的影響。因此，已通過之紫外光輻射的波前可能偏離入射紫外光輻射的波前。已通過之紫外光輻射的波前與由規格 所指定之波前之間的偏離在此處可稱作波前變化誤差且可能導致無法容忍的成像誤差。隨著生產結構部件的尺寸越來越小，規格變得越來越窄，其結果為到目前為止尚未成為問題且因而未被考慮到的偏離現在可能已經不再能被容忍。由於其架構，根據本發明的衰減濾光器允許降低或完全避免熱致波前變化誤差。
衰減濾光器可更設計以校正由投射透鏡內其他元件所引起的波前變化誤差。
微影投射透鏡需要非常準確之投射透鏡的光學元件的製造。此處的其中一問題為光學元件的真實狀態無法在工作波長下以足夠的準確率量測，直到它們處於組裝狀態。在此階段，追溯修正所剩下的通常僅為投射透鏡的非常複雜的部份拆卸及光學元件的後端製程。然而，這類製造不準確性或製造誤差也可藉由使用衰減濾光器追溯地校正。使用衰減濾光器同樣有可能在投射透鏡的原始組裝及調整後校正漂移效應或生命期效應(例如沾污、劣化)。
由在衰減濾光器的反射所造成之紫外光輻射的強度衰減相較於吸收為有利地低到可忽略，其特別有利於對希望避免雜散光及/或衰減濾光器的高整體透射的應用。特別地，衰減濾光器可具有至少一抗反射層用以降低或避免反射。
根據所主張之本發明的用詞，基板的厚度小於100μm(100微米)。厚度可例如至多為90μm或更小、或至多為80μm或更小、或至多為70μm或更小、或至多為60μm或更小、或至多為50μm或更小。厚度可特別是至多為20μm，較佳甚至至多為10μm。因此，基板相較於傳統率光器的基板應相對為薄。
由於相對低的基板厚度，基板的熱膨脹在絕對量上(若有的話)相對為低。因此，由於基板的局部變化加熱而造成之在基板不同位置之任何熱膨脹的差異也可僅相對地低。此外，基板的典型溫度相依折射率的 變化經由通過基板的紫外光輻射的通過通道路徑長度而作用。通過通道路徑長度一般將為基板厚度的大小等級，因此其對相對低的基板厚度也相對為低。因此，由於基板的局部變化加熱而造成之在基板的不同位置的折射率的差異僅具有低的影響。此外，基板的熱膨脹(若有的話)，特別是結合衰減濾光器的附接和其相關聯之基板的夾緊，可造成基板的入口側及出口側表面的曲率。這可導致射線相對彼此的橫向偏移，其中射線在各個情況下於不同位置通過基板。射線偏移一般將取決於基板厚度，因此在相對低的基板厚度的情況下相對為低。低的基板厚度因此允許已通過衰減濾光器之紫外光輻射中的任何干擾的熱致波前變化誤差從一開始就被避免或至少保持為小。
基板的厚度較佳至少為5μm、較佳至少為10μm。因此，在製造期間、在投射透鏡中的安裝期間、及在投射透鏡中的使用期間，基板對外部影響具抗性或穩健。舉例來說，在投射透鏡的沖洗或抽吸期間可能在投射透鏡中出現氣流(空氣或氮氣)，該氣流可能對衰減濾光器有影響。對外部影響的抵抗可透過足夠厚的基板來增強。
基板可為可撓性膜。然而，基板較佳在尺寸上為穩定。換言之，基板在其形狀方面對外部影響(例如重力)有抵抗力、或在外部影響的作用下維持其形狀。尺寸穩定的基板容易處理。基板可有利地為一平板。平板可例如為平行平面板。
根據在投射透鏡的光束路徑中的指定安裝位置來選擇基板的厚度、或調整基板的厚度以適於安裝位置區域中的光學條件等等可為有利的。特別是對以下的應用為真：為了後續的成像效能校正，衰減濾光器係預計以加裝組件的形式***投射透鏡中，其最初是以在指定安裝位置處不具有光學元件來計算。在此情況中，衰減濾光器在光學路徑長度及/或投射透鏡內的光束路徑中應引起不超過盡可能小的一變化。變化應盡可能小，其結果為變化可由投射透鏡中現有的操作特徵來補償(例如藉由替換一 可替換透鏡或類似者)。計算顯示在準直輻射區域中的安裝位置(例如在一光瞳平面中或光學鄰近一光瞳平面)在這方面比鄰近場平面的安裝位置(例如鄰近物體平面、影像平面或任何中間影像)更能耐受。針對在光瞳平面之區域中的位置，可接收的基板厚度可例如為在10μm到50μm或到90μm或到100μm的範圍。針對在中間地點的安裝位置(在光瞳平面與最接近的場平面之間或鄰近一場平面)，明顯較低的最大基板厚度似乎是較佳的，例如在5μm至最多30μm或以下的範圍。
在本發明的一發展中，基板的厚度局部地變化，其中厚度變化適於在基板上局部變化的吸收。結果，有可能從一開始就抵消在前言部分所提到的熱致波前變化誤差。局部厚度變化可適於曝光操作期間之入射紫外光輻射的典型強度，其中強度一般也將實質地決定吸收層及基板的局部變化加熱。厚度變化可例如經由以離子束處理基板而引入基板。此程序可稱作基板的奈米非球面化。基板的一側可為平面的，而另一側可具表面變形，或兩側可具有表面變形。局部厚度變化可在0.1nm至10nm的範圍、特別是在1nm至10nm的範圍，其在製程技術方面可例如經由離子束處理而達成。
在本發明的一發展中，衰減濾光器具有一波前校正層(wavefront correction layer)，其與吸收層分離且可例如配置於基板與吸收層之間、或在遠離基板之吸收層的一側上、或在與吸收層相反之基板的一側上。波前校正層部分地或完全地由折射率在指定工作波長下大於1的校正層材料所組成。波前校正層的厚度(即校正層厚度)在基板上局部地變化。厚度變化適於在基板上局部地變化的吸收。因此，有可能抵消在引言部分所提到的熱致波前變化誤差。局部厚度變化可適於曝光操作期間之入射紫外光輻射的典型強度。波前校正層在指定工作波長下有利地為足夠透明。波前校正層可施加在基板及/或吸收層的表面上與其直接接觸或透過介於其間的一或多層而與基板及/或吸收層分離。局部厚度變化可在0.1nm至10nm的範 圍、較佳在1nm至10nm的範圍，其在製程技術方面可例如經由離子束處理而達成。基板作為波前校正層的載體，其結果為波前校正層可能太薄而可能是易碎且無法自行支撐。
具有局部變化基板厚度的基板的組態或與具有在基板上局部變化校正層厚度的獨立波前校正層結合之基板的組態(基板的厚度小於100μm)也可有利於(獨立於吸收層)校正由投射透鏡中的其他元件所引起的波前變化誤差並可代表一可專利的發明。換言之，吸收層可省略。此一組件可稱作波前校正濾光器。
相對低的厚度允許波前校正濾光器配置在投射透鏡中的任何位置。在波前校正層存在的情況下，基板厚度及/或校正層厚度的局部變化可例如經由以下而指定：量測不具波前校正濾光器之投射透鏡的特性以及比較投射透鏡的量測特性與理想特性來決定局部厚度變化。前文及下文有關衰減濾光器(特別是有關基板及波前校正層)的描述也適用於波前校正濾光器。
除其他外，本發明因此也包含一標的，其可例如描述如下：波前校正濾光器，於一微影投射曝光裝置的一投射透鏡中根據一波前變化的一可指定局部分布用於具有從150nm至370nm之波長範圍的一指定工作波長之紫外光輻射的波前的定義校正，其包含：在工作波長下為足夠透明且在使用面積內具有一局部變化基板厚度的一基板，其中至少在使用面積中的基板厚度小於100μm(或在使用面積的任何位置不是100μm或以上)。波前校正濾光器也可稱作波前校正元件。薄基板可例如在一基板表面上或在兩個基板表面上非球面化。至少其中一基板表面可因此為旋轉對稱或旋轉非對稱的非球面。
吸收層至少在使用面積上具有固定的層厚度，其中吸收層的局部變化吸收強度可由吸收入射在不同位置的紫外光輻射至不同程度的吸收層的材料來表現。換言之，吸收中心的密度或濃度在不同位置可具有 不同的大小。
然而，吸收層較佳具有吸收指定波長之入射紫外光輻射的一吸收層材料且獨立於位置大部分為相同或均勻。吸收層的吸收層厚度根據可指定局部分布在基板上局部地變化，使得吸收的變化經由吸收層的相應厚度變化實質地達成。吸收層厚度在此處可區域地降至零值，造成存在不具吸收層之使用面積的區域。吸收層材料係選擇使得在指定的工作波長下具有一有效橫截面，使得所需的吸收動態可經由吸收層材料的層厚度實質地設定。吸收層厚度較佳為持續地變化。
在本發明的一發展中，吸收層部分地或完全地由金屬、碳化物及/或金屬氧化物組成。有可能使用這些材料以局部變化的方式，根據需要設定具有低厚度變化的吸收層的吸收強度。針對相對強烈地吸收波長範圍在150nm至370nm的紫外光輻射的金屬(例如鈦(Ti))，具有可由製程技術方法相對良好設定的一層厚度的範圍在0%到20%的吸收厚度可透過吸收層不需為局部封閉的事實來達成。局部非封閉可表示例如具有範圍在10μm到100μm的直徑的金屬島可設置於範圍在50mm至200μm nm的一距離處，以將在一決定位置的吸收設定為所希望的值。舉例來說，在層厚度為14nm的鈦層的情況中，有可能藉由約1%到2%的局部表面覆蓋來局部地達成1%的吸收。此一層可類似於抖動結構而作用並例如使用網印來製造。特別地，應選擇對波長範圍在150nm至370nm之紫外光輻射具有長期抵抗力的材料。
在本發明的一發展中，吸收層部分地或完全地由五氧化二鉭(Ta2O5)、氧化鉿(HfO2)及/或氧化鋁(Al2O3)組成。使用用於吸收層之這些強烈吸收材料中的一或多個將允許所需吸收的整個頻譜，其從幾乎無吸收(低層厚度或不具吸收層的基板區域)到由以20nm、10nm、5nm或更低的最大吸收層厚度覆蓋之一或更多百分比的入射紫外光輻射的強烈吸收。此處，吸收層可為局部地封閉或具有100%的局部表面覆蓋，除了前述不含吸 收層之使用面積的區域之外(若存在的話)。特別地，五氧化二鉭和氧化鉿特別適用於193nm的工作波長，而氧化鋁特別適用於157nm的工作波長。
作為另一優點，吸收層的此低層厚度使得吸收層經由簡單結構的抗反射層而更有效地製成抗反射。特別地，均勻的抗反射處理(即具有在整體使用面積上幾乎均勻之抗反射作用的抗反射處理)有可能透過具有大致上為均勻的厚度的抗反射層，因為吸收層的局部厚度梯度一般變得太小而使這對塗佈表面上的局部入射角只有可忽略的影響。此外，這些材料可使用PVD(物理氣相沉積)輕易地施加在基板上。此外，該材料對在真空UV範圍的紫外光輻射具有極佳的長期抵抗力。五氧化二鉭和氧化鉿特別適用於193nm的工作波長，而氧化鋁特別適用於157nm的工作波長。
在本發明的一發展中，基板部分地或完全地由合成石英玻璃(SiO2)(熔融石英)或晶體氟化物(crystalline fluoride)(如MgF2、CaF2或BaF2)組成。這些基板材料對具有波長範圍在150nm到370nm之工作波長的紫外光輻射為高度透明並具抵抗力。特別地，合成石英玻璃、MgF2及CaF2特別適用於193nm的工作波長，且MgF2、CaF2及BaF2特別適用於157nm的工作波長。例如SiO2、MgF2、CaF2及BaF2的材料也可使用作為波前校正層的層材料。此外，氧化鋁(Al2O3)也可用於193nm及/或更長的工作波長的波前校正層。
在本發明的一發展中，吸收層部分地或完全地由一摻雜玻璃組成。玻璃可部分地或完全地由特別是前述用於基板之材料的其中至少一者所組成，特別是使用玻璃及/或CaF2。玻璃可特別以稀土元素中的一元素摻雜，例如鈰(Ce)及/或釔(Y)及/或鉛(Pb)，在石英玻璃的情況下較佳為鈰。
在本發明的一發展中，吸收層在使用面積的中間或中心比在使用面積的周邊區域或周圍更強烈地吸收具有指定工作波長的入射紫外光輻射。特別地，吸收強度在周邊區域可降至零值。使用面積可具有對稱形式，特別是旋轉對稱形式。因此，吸收強度可具有對稱形式。
根據本發明的投射透鏡組態用於微影投射曝光裝置，用以使用具有波長範圍在150nm至370nm之工作波長的紫外光輻射將配置於投射透鏡之物體平面中的光罩或另一圖案產生裝置的圖案成像至投射透鏡的影像平面中。投射透鏡具有多個光學元件，例如透鏡元件及反射鏡。光學元件配置在物體平面與影像平面之間，其中影像平面與物體平面光學共軛。此外，投射透鏡具有至少一個根據本發明的衰減濾光器。衰減濾光器在操作中(特別是在投射曝光操作中)配置於物體平面與影像平面間的投射光束路徑中。由圖案改變的紫外光輻射以投射輻射的形式行經投射透鏡，並在此處於投射曝光操作期間入射在根據本發明之衰減濾光器的使用面積上並通過它。紫外光輻射在投射透鏡中由光學元件影響。衰減濾光器可用以例如校正或補償光學元件或光罩之不想要的副效應。為此，衰減濾光器可配置在類似於待校正組件的位置或在類似於與其光學共軛之投射光束路徑中的位置。
可就所需的校正效應將衰減濾光器配置在投射光束路徑中的不同位置。在本發明的一發展中，至少一光瞳平面(其已光學地傅立葉轉換至物體平面及影像平面)位在物體平面與影像平面間的投射透鏡中。衰減濾光器可配置在光瞳平面中或在其附近或在光瞳平面的區域中。配置在光瞳平面附近在此處可表示比起物體平面、影像平面、或中間影像平面(若存在的話，其與物體平面光學共軛)，衰減濾光器沿投射光束路徑在空間上更靠近光瞳平面。
若在操作期間所達成之影像平面中的複振幅在給定的容忍度內與根據規格所期望之影像平面中的複振幅一致，則投射透鏡可提供良好的成像效能。在影像平面中之一點的複振幅可使用一相位及一絕對部分(或絕對值)來描述。複振幅的相位通常也稱作波前。在複振幅的絕對部分中，除其他部分，在光瞳平面上的輪廓是重要的。在光瞳平面上的此輪廓描述投射透鏡的出口光瞳中的強度分布。此強度分布可由光瞳傳輸函數定 量地描述，其描述作為光瞳局部座標的函數的總傳輸。
光瞳傳輸功能或在投射透鏡的出口光瞳中的對應強度分布可藉由衰減濾光器以針對性的方式改變，其中衰減濾光器係引入光瞳平面中或在投射光束路徑中之光瞳平面的附近，且具有在濾光器的有效橫截面或使用面積上的局部傳輸輪廓或傳輸變化。這類濾光有時稱作光瞳濾光或切趾。使用根據所主張之本發明的衰減濾光器而不會造成波前變化誤差或對相位有負面影響是有可能的。
特別在具有相對高孔徑的投射透鏡中，從物體平面中一點開始的不同射線(以實質相同的光學路徑長度)傳播不同的幾何距離，並以強烈變化的入射角入射在透鏡元件或投射透鏡的其他光學元件的光學表面上。沿光學軸或整體長度相對靠近光學軸傳播的射線在光學密集透鏡元件材料內一般比主要在投射元件周圍傳播的射線經歷更多的吸收。在相反的情況中，特別是在邊緣射線的情況下，有可能在光學表面上發生特別高的入射角，其結果為這些射線比起至少近似垂直地通過光學表面的射線一般將引起更大的反射耗損。因此，除其他方面，可看出從同一物體點開始的不同射線「看到」在其通過投射透鏡之路徑上的不同總傳輸。此效果可由「光瞳傳輸」或相關光瞳傳輸函數來表示。
特別地，當使用不產生第一級繞射的相位偏移光罩(「Levinson」類型)，光瞳傳輸功能對所成像結構的影響可能是顯著的。這類光罩特別敏感，因為對其而言，總是發生零級繞射的其他方面被抑制。具有變化週期的結構可因此查詢完全分離的光瞳區域，使得光瞳強度分布中的變化可表現出強烈的影響。在傳輸光罩中，與結構週期無關，經歷相同光瞳傳輸之零繞射級的部分總是作出貢獻。因此，傳輸光罩傾向較不受到光瞳強度分布中的改變的影響。在個別例子中當然可能為一特定相位偏移光罩比一具體傳輸光罩照明更少的關鍵光瞳區域的情況。
由於光學設計之射線在光學表面的入射的表面角度(入射 角)的變化、光學塗層之層製造中的變化、透鏡元件材料的變化及光學表面上的任何汙染為可能導致光瞳傳輸功能變化的典型影響因素。因此，需要有用以補償這些不想要效應的選項。特別地，不要引起其他不想要的副效應。
具有相對較小之射線角度的射線一般比具有相對較大之射線角度的射線經歷更大之通過投射透鏡之光學元件的傳輸。因此，若吸收層在使用面積的中心比在使用面積的周邊區域更強烈地吸收具有指定工作波長的入射紫外光輻射可為有利的。因此，有可能平均化在出口光瞳的傳輸。
在本發明的一發展中，衰減濾光器以結構上可互換的衰減濾光器的形式來組態。因此有可能將衰減濾光器與具有相同或不同吸收特徵的另一個(特別是新的)衰減濾光器互換。這在光罩交換的情況下及/或若發生漂移效應或生命期效應可為有利的。安裝及移除都再現地進行。
如前述，衰減濾光器也可提供作為一加裝組件用於在一安裝位置的稍後安裝，其中在投射透鏡的新狀態中(在製造者的初始安裝及調整後)，尚沒有光學元件設置於安裝位置或僅具有低光學作用的預留位置元件(例如在準直輻射之大區域中的薄平面板)設置於安裝位置。經由衰減濾光器之安裝的加裝可在投射透鏡之使用的位置執行(亦即例如晶片製造者的生產廳)。
根據本發明的投射曝光裝置組態以將配置在根據本發明之投射透鏡的影像平面的區域中的待曝光晶圓或基板曝光於配置在投射透鏡的物體平面中的光罩或其他圖案產生裝置之一圖案的至少一影像。投射曝光裝置具有照明系統，用以接收紫外光輻射源之具有波長範圍在150nm至370nm之指定工作波長的紫外光輻射以及用以成形導向至圖案的照明輻射。投射曝光裝置更具有根據本發明的投射透鏡，用以將圖案成像至晶圓或至基板上。由圖案改變的紫外光輻射以投射輻射的形式行經投射透鏡， 且在此處於投射曝光操作期間入射在根據本發明的衰減濾光器上並通過它。
AB‧‧‧相對吸收
AF‧‧‧衰減濾光器
AF’‧‧‧衰減濾光器
AF”‧‧‧衰減濾光器
AF1‧‧‧衰減濾光器
AF2‧‧‧衰減濾光器
AF3‧‧‧衰減濾光器
AL‧‧‧吸收層
AL”‧‧‧吸收層
AR1‧‧‧抗反射層系統
AR2‧‧‧抗反射層系統
CL‧‧‧波前校正層
D‧‧‧距離
EX‧‧‧熱膨脹
IIS‧‧‧中間影像平面
ILL‧‧‧照明系統
IS‧‧‧影像平面
L‧‧‧光學元件
L1-L6‧‧‧透鏡元件
LR1I‧‧‧紫外光輻射
LR1O‧‧‧紫外光輻射
LR2I‧‧‧紫外光輻射
LR2O‧‧‧紫外光輻射
LS‧‧‧紫外光輻射源
M‧‧‧光罩
MO‧‧‧附接結構
MO”‧‧‧附接結構
OA‧‧‧光學軸
OS‧‧‧物體平面
P1‧‧‧互換箭頭
P2‧‧‧互換箭頭
P3‧‧‧互換箭頭
PO‧‧‧投射透鏡
POH‧‧‧外罩
PS‧‧‧光瞳平面
PS1‧‧‧光瞳平面
PS2‧‧‧光瞳平面
ROF‧‧‧射線偏移
RE‧‧‧輻射敏感層
SU‧‧‧基板
SU’‧‧‧基板
SU”‧‧‧基板
TA‧‧‧吸收層厚度
TA”‧‧‧吸收層厚度
TC‧‧‧波前校正層厚度
TR‧‧‧傳輸
TS‧‧‧基板厚度
TS’‧‧‧基板厚度
TS”‧‧‧基板厚度
UA‧‧‧使用面積
W‧‧‧晶圓
WSC‧‧‧微影投射曝光裝置
Z1‧‧‧位置
Z2‧‧‧位置
本發明的其他優點及態樣由申請專利範圍及後續對本發明較佳範例具體實施例的描述而顯現，其將於下文中基於圖式作出解釋。在圖式中：圖1根據本發明一具體實施例顯示包含照明系統及具由衰減濾光器之投射透鏡的投射曝光裝置的示意圖；圖2顯示一衰減濾光器的縱向剖面圖，其並非根據本發明；圖3顯示根據本發明之衰減濾光器的一具體實施例的縱向剖面圖；圖4顯示關於圖1中衰減濾光器之作為位置的函數的其吸收及其傳輸的圖表；圖5顯示圖1之衰減濾光器的平面圖；圖6顯示根據本發明另一具體實施例之衰減濾光器的縱向剖面圖；以及圖7顯示根據本發明另一具體實施例之投射透鏡的示意圖。
圖1中的微影投射曝光裝置WSC具有照明系統ILL及投射透鏡PO。照明系統ILL組態以從紫外光輻射源LS接收紫外光輻射並從所接收的紫外光輻射的至少一部分成形照明輻射，其導向至光罩或圖案產生裝置M的圖案上。投射透鏡PO組態以曝光或成像圖案於晶圓或基板W上。
在所示的範例具體實施例中，紫外光輻射源LS包含ArF準分子雷射並組態以產生具有193nm的工作波長的紫外光輻射。照明系統ILL及 投射透鏡PO係針對193nm的工作波長而設計。或者，紫外光輻射源可包含具有365nm工作波長的汞蒸汽燈、具有248nm工作波長的KrF準分子雷射、或具有157nm工作波長的F2準分子雷射。因此，照明系統及投射透鏡可針對相應的工作波長而設計。
照明輻射在曝光操作期間導向至在照明系統ILL的出口平面的照明場，其中照明系統的出口平面及投射透鏡PO的物體平面OS重合。照明輻射由特定的照明參數特徵化並在照明場內以定義的形狀及尺寸入射在光罩M上，其光學地定位於照明系統ILL與投射透鏡PO間之出口平面或物體平面OS的區域中。光罩M帶有或形成待成像之結構的圖案。由圖案所改變的輻射以投射輻射的形式通過投射透鏡PO，其以縮小比例將圖案成像於待曝光的晶圓W上。晶圓W的表面配置在投射透鏡PO的影像平面IS中，該影像平面與投射透鏡PO的物體平面光學共軛，其中至少晶圓W的表面通常會塗佈一輻射敏感層RE。
投射透鏡PO具有多個光學元件L，其中圖1為簡化起見僅顯示兩個透鏡元件。在其他具體實施例中，多個光學元件可替代地或補充地包含反射鏡及/或包含至少三個光學元件。光學元件L配置在物體平面OS與影像平面IS之間。投射輻射在投射透鏡PO中受光學元件L的影響。
光罩M及投射透鏡的光學元件L兩者可能造成不想要的副效應，例如光學鄰近效應或負面地影響光瞳傳輸的效應。至少一衰減濾光器AF設置於投射透鏡PO中，用以校正或補償這類副效應。在投射曝光操作期間，投射輻射行經投射透鏡PO且入射在衰減濾光器AF上並通過它。原則上，針對想要的校正效應，衰減濾光器可在物體平面OS與影像平面IS之間沿光學軸OA配置在投射光束路徑中的不同位置，特別是在類似於待校正光學元件或光罩的位置或在與其光學共軛的位置。在圖1的範例中，在物體平面OS與影像平面IS之間的投射透鏡PO中，配置至少一個光瞳平面PS，其光學地傅立葉轉換至物體平面OS及影像平面IS且衰減濾光器AF配置於其中。
在校正期間，非根據本發明本身的衰減濾光器可能造成其他不想要的副效應，其將於下文中參考圖2中所示的衰減濾光器AF”來解釋。
衰減濾光器AF”具有基板SU”及配置於其上的吸收層AL”。基板SU”為具有5mm厚度TS”的一平板，其原則上為平行平面，如圖2中的虛線所示。吸收層AL”的層厚度TA”在基板上局部地變化，結果為在投射曝光操作期間入射的紫外光輻射LR1I、LR2I在衰減濾光器AF”的不同位置或區域Z1、Z2被吸收到不同的程度。在此情況中，吸收層AL”在位置Z2比在位置Z1相對較厚。
在投射曝光操作期間，在基板SU”上局部地變化的紫外光輻射LR1I、LR2I的吸收造成吸收層AL”的局部變化加熱，並因此造成基板SU”的局部變化加熱。在位置Z1開始建立溫度T1，且在位置Z2開始建立溫度T2，溫度T2相比於溫度T1為增加。
由於相對大的基板厚度TS”，基板SU”的熱膨脹EX在絕對量上相對為大。因此，由於基板SU”的局部變化加熱，在基板SU”的不同位置Z1、Z2的任何熱膨脹EX的差異也相對大，且基板SU”就其形狀而言，在投射曝光操作期間強烈地偏離其原始平行平面的形式，如圖2所示。針對一般的基板材料，例如合成石英玻璃或在指定工作波長下折射率大於一的晶體氟化物，在各個情況下於不同位置Z1、Z2通過衰減濾光器AF”的射線LR1I、LR2I因此在其通過衰減濾光器AF”後具有在EX量級的相對大的光學路徑長度差。
此外，基板SU”的典型溫度相依折射率的變化經由通過基板SU”的紫外光輻射的通過通道路徑長度而產生。通過通道路徑長度一般為基板厚度TS”的大小等級，因此其對相對大的基板厚度TS”也相對為大。因此，由於基板SU”的局部變化加熱而造成之在基板SU”的不同位置Z1、Z2的折射率的差異同樣造成射線LR1O、LR2O間相對大的光學路徑長度差異，其中射線LR1O、LR2O在各個情況下已在不同位置Z1、Z2通過衰減濾 光器AF”。這種效果在合成石英玻璃作為基板材料的情況下特別顯著。
此外，基板SU”(特別是如所示結合經由接合於基板的附接結構MO”與衰減濾光器AF”的附接及相關的基板SU”的夾緊)的熱膨脹造成基板SU”的入口側及出口側表面的曲率。這導致射線LR1O、LR2O相對彼此的橫向偏移，其中射線LR1O、LR2O在各個情況下於不同位置Z1、Z2通過基板SU”。射線偏移ROF一般取決於基板厚度TS”，因此在相對大的基板厚度TS”的情況下相對為大。這種效果在CaF2作為基板材料的情況下特別顯著。
根據位置而變化之基板SU”的加熱因此對通過的紫外光輻射LR1O、LR2O的相位或波前有相對大的影響，其造成相對大的熱致波前變化誤差且因此造成無法容忍的成像誤差。
為了估計對波前變化誤差原因的貢獻的量級，表格1顯示以下兩者之間的比較：對傳統切趾法濾光器中的路徑長度變化([nm])的貢獻(在具有5mm厚度的厚平行平面基板(平板)上具有不同厚度的吸收層)、以及在相同切趾法效應的衰減濾光器的情況中的貢獻，但具有用於兩種可能基板材料(特別是在193nm波長的合成石英玻璃(熔融石英)(quartz)及氟化鈣(CaF2))之根據本發明範例具體實施例的構造(具有50μm及10μm的基板厚度)。
晶體CaF2的導熱性及熱膨脹基本上高於石英玻璃，而折射率的溫度相依性在石英玻璃的情況下則明顯高於在CaF2的情況且正負相反。
Figure 106111062-A0202-12-0017-1
Figure 106111062-A0202-12-0018-2
圖3顯示衰減濾光器AF的範例具體實施例，其可例如用於圖1的投射透鏡PO。衰減濾光器AF用於根據一可指定局部分布之具有從150nm至370nm之波長範圍的一指定工作波長之紫外光輻射的強度的定義衰減。特別地，衰減濾光器AF針對193nm工作波長而設計。
衰減濾光器AF具有基板SU及吸收層AL。在本例中，基板為在尺寸上穩定的平板。基板完全由合成石英玻璃或晶體氟化物(例如MgF2及/或CaF2)組成。基板SU因此在193nm下為足夠透明的。吸收層AL直接設置在基板SU的入口側平面基板表面上，使得基板SU承載吸收層AL。吸收層AL在使用面積UA的不同位置Z1、Z2根據可指定局部分布吸收193nm的入 射紫外光輻射至不同程度。
使用面積UA為紫外光輻射在投射曝光操作期間所通過的衰減濾光器SU的區域。使用面積UA對應基板的部分表面，可從圖3及圖5中看出。衰減濾光器具有附接結構MO，用以在投射透鏡PO中附接衰減濾光器AF，其中附接結構MO在使用面積UA之外並也在吸收層AL之外接合於基板SU上。使用面積的表面的直徑例如在50mm到500mm之間。使用面積UA具有圓形的形狀或相對光學軸OA為旋轉對稱。基板SU也具有圓形的形狀或為旋轉對稱。在其他範例具體實施例中，使用面積還有基板可具有不同的形式，其適用於待實現的目標。吸收層AL的形式同樣適用於待實現的目標，且在本例中具有圓形形狀且為旋轉對稱，如圖5中以點線所示。
在所示的範例具體實施例中，衰減濾光器AF的目的係用於投射透鏡PO的光瞳傳輸的切趾或濾光。衰減濾光器AF的衰減強度或吸收強度應在5%至20%的範圍中持續地變化、或傳輸應在95%至80%的範圍中持續地變化，其中衰減濾光器AF在使用面積UA的中間或中心Z2應比在使用面積UA的周邊區域或周圍Z1更強烈地衰減或吸收入射紫外光輻射、或在周圍Z1應比在中心Z2更強烈地傳輸。此局部分布可例如經由不含待測衰減濾光器AF的投射透鏡PO的光瞳傳輸、以及藉由從所量測的光瞳傳輸與投射透鏡PO的理想光瞳傳輸的比較來決定局部分布而指定。
在此處，吸收層AL完全由吸收層材料組成，其吸收193nm的入射紫外光輻射且在位置相依性上大部分為相同或均勻的，在本例中為五氧化二鉭(其在193nm具有吸光係數k=0.74)。吸收層AL的厚度TA根據可指定的局部分布在基板SU上局部地變化，在本例中為在中心Z2的至多2nm與在周圍Z1的0.5nm之間持續地變化。此處的吸收層AL具有100%的局部面積覆蓋、或為封閉的。由於吸收層AL的厚度變化，達成在約2.4%至9.2%之間的衰減濾光器AF的相對吸收AB的變化，其為位置的函數，如圖4所示。傳輸TR以相反的方式相應地變化。在其他具體實施例中，其中在特定區域 中的吸收強度係意圖降至零值，在這些區域中的吸收層厚度可降至零值，其結果為使用面積有不具吸收層的區域。具有局部變化厚度TA的吸收層AL可例如藉由以下產生：一開始使用PVD施加具有固定層厚度的吸收層材料至基板SU上、接著在不同位置Z1、Z2移除或削磨不同量的吸收層材料。也有可能藉由控制塗佈方法而從一開始就施加具有局部變化層厚度的吸收層。
相對於圖2中的衰減濾光器AF”，圖3中的衰減濾光器AF係組態使得在已通過衰減濾光器AF之紫外光輻射中的任何熱致波前變化誤差將被避免或相較於已知的解決方案將明顯地降低。熱致波前變化誤差基本上可能由於基板SU的局部變化加熱而產生，其係由紫外光輻射在基板上以局部變化的方式被吸收而造成。
在本例中，基板SU的厚度TS約為10μm。如此，基板對外部影響更具抗性或穩健。由於相對低的基板厚度TS，基板SU的熱膨脹在絕對量上相對為低。因此，由於基板SU的局部變化加熱而產生之在基板SU之不同位置Z1、Z2的熱膨脹差異也僅相對為低。此外，基板SU的溫度相依折射率的變化僅經由通過基板SU的紫外光輻射的相對短的通過通道路徑長度而作用。因此，由於基板SU的局部變化加熱而產生之在基板SU之不同位置Z1、Z2的折射率差異具有低的影響。此外，基板SU的熱膨脹在絕對量上相對為低，因此基板SU的入口側及出口側表面的曲率(其結合基板SU的附接而產生)也相對為低。此外，曲率所影響的射線僅橫向偏移相對低的基板厚度TS。因此，射線偏移相對為低。相對低的基板厚度TS因此允許通過衰減濾光器AF之紫外光輻射中的任何熱致波前變化誤差從一開始就保持為小。
此外，基板SU的厚度TS局部地變化，其中厚度變化適於在基板SU上局部變化的吸收。特別地，此處的厚度變化適於在曝光操作期間之入射紫外光輻射的典型強度以及具有量級為1K(1Kelvin)的局部差異的基板SU的局部變化加熱，其為可預期的。在本例中，基板SU在周圍Z1的厚 度TA為10μm且在中心Z2為0.2nm以下。因此，有可能從一開始就抵消熱致波前變化誤差。具有局部變化厚度TS的基板SU可例如從一平行平面板開始而藉由以下產生：通過使用離子束之基板SU的入口側表面的奈米非球面化而引入的厚度變化。或者，基板的出口側表面可具有表面變形、或兩側可具有表面變形。
由於其架構，衰減濾光器AF因此允許從一開始就實質避免熱致波前變化誤差。衰減濾光器AF更組態以校正波前變化誤差，其由投射透鏡PO內的光學元件L所引起。因此，圖1的投射透鏡PO的成像效能相對良好。
為降低或避免反射，衰減濾光器AF在入口側具有抗反射層系統AR1且在出口側具有抗反射層系統AR2。在此處，抗反射層系統AR1施加在吸收層AL的入口側表面，且抗反射層系統AR2施加在基板SU的出口側表面，其例如使用真空蒸鍍。抗反射層系統AR1、AR2每一者皆具有交替層堆疊，其具有一層高度折射的介電材料以及一層具有相對較低折射率的介電材料施加於其上。在範例中，氟化鎂(MgF2)使用作為具有低折射率的材料，且氧化鋁(Al2O3)使用作為具有高折射率的材料。抗反射層系統AR1、AR2的層在整體使用面積UA上具有約32nm(MgF2)或約60nm(Al2O3)的實質均勻層厚度。兩層皆為封閉的。
基板SU的非常低的厚度變化提供的優點為抗反射層系統AR2不具有大的局部入射角，因此以均勻的厚度，均勻地使在出口側的衰減濾光器AF呈現抗反射，即在整個使用面積UA上均勻地作用。吸收層AL的非常低的層厚度TA或非常低的厚度變化提供的優點為抗反射層系統AR1不具有大的局部入射角，因此以均勻的厚度，均勻地使在入口側的衰減濾光器AF呈現抗反射。除了光學抗反射效應，抗反射層系統AR1保護在底下、非常薄的吸收層AL免於有害的環境影響，且抗反射層系統AR2保護基板SU。
由於使衰減濾光器AF為抗反射，由在衰減濾光器AF的反射而造成之紫外光輻射強度的衰減相較於吸收為可忽略。因此，達成介於0.95到0.8之間的衰減濾光器AF的相對透射率的變化，其為位置x的函數，如圖4所示。
圖6顯示根據所主張之本發明之衰減濾光器AF’的另一範例具體實施例，其中在此處及在下文中，為了有較佳的理解，對相同的元件以及對具有等校功能的元件使用相同的元件符號，可參照其描述。相對於圖1及圖3到圖5所示的衰減濾光器AF，圖6的衰減濾光器AF’具有與吸收層AL分離的波前校正層CL。此層配置在基板SU’的出口側表面，與其直接接觸，該表面位在吸收層AL對面，其結果為基板SU’承載波前校正層CL。相較於圖1及圖3至圖5的範例具體實施例，基板SU’為平行平面板，其簡化生產。此外且相較之下，為了簡化，在圖6的衰減濾光器AF中’已省略了抗反射層。在其他範例具體實施例中，可設置至少一抗反射層系統，特別是在波前校正層上。
波前校正層CL完全由折射率在193nm的指定工作波長下大於1的校正層材料所組成，例如SiO2、MgF2、CaF2、BaF2及/或Al2O3，且在193nm下足夠透明。波前校正層CL的厚度TX在基板SU上持續地變化，其中局部厚度變化適於在基板SU上局部地變化的吸收。特別地，此處的厚度變化適於在曝光操作期間之入射紫外光輻射的典型強度以及具有量級為1K(1Kelvin)的局部差異的基板SU的局部變化加熱，其為可預期的。在本例中，波前校正層CL的厚度TC在周圍Z1為10nm且在中心Z2約為0.2nm以下。波前校正層CL為封閉的。具有局部變化厚度TC的波前校正層CL可例如藉由以下產生：一開始施加具有固定層厚度的校正層材料至基板SU’上、接著在不同位置Z1、Z2移除或削磨不同量的校正層材料。或者，波前校正層的厚度變化可例如藉由在基板SU’上不同位置Z1、Z2施加不同量的校正層材料來產生。此處校正層厚度在某些區域中能夠降為零值可為合理的，其結 果為使用面積有不具波前校正層的面積或區域。
使用波前校正層CL，有可能從一開始就抵消熱致波前變化誤差。在本例中，基板SU’的厚度TS’不需局部地變化。
圖7顯示根據所主張之本發明之投射透鏡PO’的另一範例具體實施例，其中在此處及在下文中，為了有較佳的理解，再次對相同的元件以及對具有等校功能的元件使用相同的元件符號，可參照其描述。投射透鏡PO’具有形式為六個透鏡元件L1、L2、L3、L4、L5、L6的多個光學元件。光學元件配置在投射透鏡PO’的外罩POH中的物體平面OS與影像平面IS之間。此外，投射透鏡具有三個衰減濾光器AF1、AF2、AF3，其配置在物體平面OS與影像平面IS間之沿光學軸OA的投射光束路徑中，且可建構為類似圖1及圖3至圖6的範例具體實施例的衰減濾光器。在投射曝光操作期間，投射輻射行經投射透鏡且在過程中在各個情況下入射在相應衰減濾光器的使用面積上並穿過它。
在圖7的範例中，在投射透鏡PO’中配置兩個光瞳平面PS1、PS2於物體平面OS與影像平面IS之間，其光學地傅立葉轉換至物體平面OS及影像平面IS，以及與物體平面OS光學共軛的中間影像平面IIS。衰減濾光器AF1配置於光瞳平面PS1中、衰減濾光器AF2配置於中間影像平面IIS中、且衰減濾光器AF3配置於光瞳平面PS2中。每一衰減濾光器主要用以校正在配置於與相應衰減濾光器類似的位置或配置於在投射光束路徑中與其光學共軛的位置的那些光學元件的干擾。詳細地，衰減濾光器AF1、AF3用以校正或補償不想要的副效應，其發生在透鏡元件L2的出口側、透鏡元件L3的入口側、透鏡元件L5的出口側、及/或透鏡元件L6的入口側。此外，衰減濾光器AF2用以校正在透鏡元件L1的入口側、透鏡元件L4的出口側及/或透鏡元件L5的入口側所引起之不想要的副效應。
衰減濾光器不需精確地配置在相應的平面(光瞳平面、場平面)中，而可配置在相應平面的附近或區域中。配置在一平面附近表示除了 其他方面以外，比起其他平面，相應的衰減濾光器沿投射光束路徑在空間上更接近對應的平面。為更準確地定量在投射光束路徑中之其中一衰減濾光器的位置，可使用例如子孔徑比，如WO 2014/139719 A1中所述。在物體平面OS中，影像平面IS及中間影像平面IIS(其也可稱作場平面)，|SAR|=0。在光瞳平面PS1、PS2中，|SAR|=1。近瞳衰減濾光器中的子孔徑比的絕對值大於0.5且最多為1，其較佳在0.75到1的範圍中。近場衰減濾光器中的子孔徑比的絕對值小於0.5且至少為0，其較佳在0到0.25的範圍中。將衰減濾光器配置在一中間位置也可為合理的，亦即沒有非常靠近場平面也沒有非常靠近光瞳平面，例如在|SAR|為0.25至0.75的區域。
衰減濾光器AF1、AF2、AF3組態為結構上可互相交換的衰減濾光器。結果，每一衰減濾光器可從外罩POH移除且可與具有特別是相同或不同吸收特徵的一不同的(特別是新的)衰減濾光器互換，如圖7中的箭頭P1、P2、P3所示。這在光罩M的改變的情況下及/或若在投射透鏡PO’的原始安裝及調整後發生漂移效應或生命期效應可為有利的。安裝及移除都再現地進行。
此外，衰減濾光器提供的優點為其相對薄且因此可配置在光學元件(其彼此相對緊密地配置在投射透鏡PO’中)之間。在所示的範例具體實施例中，光學軸上之透鏡元件L5及透鏡元件L6之間的距離D僅為1mm。
在所示的範例具體實施例中，相應衰減濾光器具有至少一吸收層。具有局部變化基板厚度的基板的組態或與具有在基板上局部變化校正層厚度的獨立波前校正層結合之基板的組態(基板的厚度小於100μm)也可有利於(與吸收層無關)校正由投射透鏡中的其他元件所引起的波前變化誤差並可代表一可專利的發明。換言之，吸收層可省略。此一組件可稱作波前校正濾光器。相對低的厚度允許波前校正濾光器配置在投射透鏡中的任何位置。舉例來說，波前校正濾光器會在透鏡元件L5與透鏡元件L6之間放入圖7的投射透鏡PO’。
AF‧‧‧衰減濾光器
AL‧‧‧吸收層
AR1‧‧‧抗反射層系統
AR2‧‧‧抗反射層系統
MO‧‧‧附接結構
OA‧‧‧光學軸
SU‧‧‧基板
TA‧‧‧吸收層厚度
TS‧‧‧基板厚度
UA‧‧‧使用面積
Z1‧‧‧位置
Z2‧‧‧位置

Claims (15)

  1. 一種衰減濾光器，於一微影投射曝光裝置的一投射透鏡中根據一可指定局部分布用於具有從150nm至370nm之波長範圍的一指定工作波長之紫外光輻射的強度的定義衰減，其包含：一基板，其在該工作波長下為足夠透明；以及一吸收層，其配置於該基板上且在一使用面積的不同位置根據該可指定局部分布吸收具有該工作波長的入射紫外光輻射至不同程度，其特徵在於：該衰減濾光器組態以降低或避免在已通過該衰減濾光器之該紫外光輻射中的一熱致波前變化誤差，其係由於在該基板上局部地變化之該紫外光輻射的吸收所造成之該基板的一局部變化加熱；該基板的一厚度至多為20μm。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之衰減濾光器，其特徵在於該基板的該厚度至少為5μm。
  3. 如申請專利範圍第1項或第2項所述之衰減濾光器，其特徵在於該基板在尺寸上為穩定。
  4. 如申請專利範圍第1項或第2項所述之衰減濾光器，其特徵在於該基板具有適於在該基板上局部地變化之該吸收的一局部變化厚度。
  5. 如申請專利範圍第1項或第2項所述之衰減濾光器，其特徵在於配置於基板上的一波前校正層、折射率在該指定工作波長下大於一的一校正層材料、以及適於在該基板上局部變化之該吸收的一局部變化校正層厚度。
  6. 如申請專利範圍第1項或第2項所述之衰減濾光器，其特徵在於該吸收層具有吸收具有該指定工作波長的該入射紫外光輻射的一吸收層材料，以及根據該可指定局部分布而在該基板上局部地變化的一吸收層厚度。
  7. 如申請專利範圍第1項或第2項所述之衰減濾光器，其特徵在於該吸收層部分地或完全地由一金屬、一碳化物及/或一金屬氧化物組成。
  8. 如申請專利範圍第1項或第2項所述之衰減濾光器，其特徵在於該吸收層部分地或完全地由五氧化二鉭(Ta2O5)、氧化鉿(HfO2)及/或氧化鋁(Al2O3)組成。
  9. 如申請專利範圍第1項或第2項所述之衰減濾光器，其特徵在於該基板部分地或完全地由合成石英玻璃或晶體氟化物組成。
  10. 如申請專利範圍第1項或第2項所述之衰減濾光器，其特徵在於該吸收層在該使用面積的一中心比在該使用面積的一周邊區域更強烈地吸收具有該指定工作波長的入射紫外光輻射。
  11. 如申請專利範圍第1項或第2項所述之衰減濾光器，其特徵在於該基板的該厚度至多為10μm。
  12. 一種投射透鏡，在一微影投射曝光裝置中使用，用以使用具有波長範圍在150nm至370nm之一工作波長之紫外光輻射將配置在該投射透鏡之一物體平面中的圖案成像至該投射透鏡的一影像平面中，其包含：多個光學元件，其配置在該物體平面與該影像平面之間；以及至少一個如申請專利範圍第1項至第11項之其中一項所述的衰減濾光器，其在操作期間配置於該物體平面及該影像平面間之該投射光束路徑中。
  13. 如申請專利範圍第12項所述之投射透鏡，其特徵在於： 至少一光瞳平面，其已光學地傅立葉轉換至該物體平面及該影像平面且位於該物體平面及該影像平面間之該投射透鏡中；以及該衰減濾光器配置於該光瞳平面中或於該光瞳平面附近。
  14. 如申請專利範圍第12項或第13項所述之投射透鏡，其特徵在於該衰減濾光器組態為一結構上可交換的衰減濾光器。
  15. 一種用於一基板之曝光的投射曝光裝置，該基板係以一光罩之一圖案的至少一影像被曝光且配置於一投射透鏡之一影像平面的區域中，該圖案配置於該投射透鏡的一物體平面中，其包含：一照明系統，用以接收一紫外光輻射源之具有波長範圍在150nm至370nm之一指定工作波長的紫外光輻射，以及用以成形導向至該圖案的照明輻射；以及一投射透鏡，用以將圖案成像至該晶圓，其特徵在於：該投射透鏡係根據申請專利範圍第12項至第14項之其中一項組態。
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