本發明涉及一種euv投射光刻的照明光學單元，用于將照明光引導向物場，其中光刻掩模為可布置的。此外，本發明涉及一種包括這樣的照明光學單元的照明系統，涉及一種包括這樣的照明系統的投射曝光設備，涉及一種借助于這樣的投射曝光設備制造微結構化或納米結構化部件(尤其是半導體芯片)的方法，并且涉及一種由此方法制造的微結構化納米結構化部件。

背景技術：

一開始提出的類型的照明光學單元從wo2010/037453a1和us2010/0231880a1已知。wo2013/139635a1已經公開了一種照明光學單元，其中第一分面不具有單片實施例，而是實施為彼此分隔的單獨的反射鏡的組。

技術實現要素：

照明的目標是使經由照明光學單元的不同照明通道引導的照明光在照明場中以盡可能少的損耗重疊(superpose)。本發明的目標是提供一種照明光學單元，其提供照明的最優化，并且尤其是經由不同照明通道引導的照明光在照明場中的最優化的重疊。

根據本發明，通過euv投射光刻的照明光學單元實現此目標。所述照明光學單元用于將照明光從光源沿著照明光光束路徑引導到物場，其中要成像的物體為可布置的，所述照明光學單元包含：第一分面反射鏡，所述第一分面反射鏡包括多個第一單片分面，所述多個第一單片分面用于所述照明光的光束的部分光束的反射引導；第二分面反射鏡，所述第二分面反射鏡設置在所述照明光光束路徑中所述第一分面反射鏡的下游，且包括多個第二分面，所述多個第二分面用于由所述第一分面反射的所述部分光束的反射引導，使得通過反射光束引導分配的所述第一分面和所述第二分面中的至少一些來預定物場照明通道，通過所述物場照明通道，所述整個物場在每個情況下由所述照明光可照明，其中在每個情況下將恰好一個第一分面和恰好一個第二分面分配給所述物場照明通道；其中所述第一分面實施為將為所述光源或下游中間焦點的光源物成像至設置在所述第二分面上的一定數目的光源像，所述數目對應于物場照明通道的數目，其中對于至少一些物場照明通道適用的是，分配給各自的物場照明通道的光源像含有：第一光源部分像，所述第一光源部分像由分配給所述各自的物場照明通道的所述第一分面的第一分面部分產生，以及至少一個第二光源部分像，所述至少一個第二光源部分像由分配給所述各自的物場照明通道的所述第一分面的第二分面部分產生，其中所述第一分面部分和所述第二分面部分彼此不重疊，其中所述至少兩個光源部分像的中心彼此之間的距離大于所述兩個光源部分像的平均1/e²直徑。

根據本發明，認為將物場照明通道中的一個的各自的第二分面上設置的光源像細分為不重疊且由相關的第一分面的非重疊部分產生的多個光源部分像提供補償光學像差的選項。因為物場照明通道的不同幾何布置，尤其因為物場照明通道的不同空間布置，可能造成這樣的光學像差。各自的物場照明通道關于光源成像散開在第二分面上，因而此物場照明通道的不同區域可能受第二分面的不同部分處的反射的不同影響。

光源部分像的布置和距離條件可以應用于全部物場照明通道中的至少10％。此條件可以應用于物場照明通道中的至少20％、至少30％、至少40％、至少50％或甚至更大比例。

可以通過第一分面的不同分面部分的形式方面的適當設計，執行將第二分面上的各自的光源像細分為多個光源部分像，借此，在第二分面上產生不同光源部分像。各自的整個第一分面的形式可能偏離圓錐截面(conicsection)，并且例如可以由扭曲橢圓(twistedellipsoid)近似地描述。也可能近似為扭曲環面。

對于所選的第一分面部分，由此產生的光源部分像彼此之間的距離可能為兩個光源部分像的平均直徑的兩倍。各自的光源部分像的直徑為照明光的強度降至在光源部分像的中心處的最大強度的比例1/e²處的半徑的兩倍。第一分面反射鏡的分面不離散地細分為彼此分隔的分面部分。第一分面的部分為第一分面的在其區域的邊界處連續地合并至其余第一分面的區域。此距離/直徑比可以大于二，可以大于三，可以大于四，且甚至可以更大。

由于物場照明通道的不同幾何引導，由所述第一分面中的一個的非重疊分面部分產生且彼此之間的距離大于其平均直徑的多于兩個光源部分像增加校正光學像差的自由度。

對應的陳述適用于沿著所述第二分面上的彎曲路徑布置的多于兩個光源部分像的布置。

當設計實施為將相關的物場照明通道的第一分面成像至物場的第二分面時，照明光學單元的優點尤其起良好作用。特別地，借助于將光源像細分為光瞳分面上的光源部分像，可以校正或補償第一分面到物場的成像的不期望的扭曲。

第二分面中的至少一些適用以下：所述第二分面的曲率在所述第二分面的范圍上變化至少10％，上述曲率變化便于校正甚至相對大的成像偏差或將光源像有目的地分為彼此分隔的光源部分像。在此，曲率是匹配到第二分面的對應反射表面部分的球形表面部分的曲率半徑的倒數。此曲率條件可以適用于第二分面反射鏡的第二分面的至少10％、至少20％、至少30％、至少40％、至少50％或甚至更大的比例。第二分面的曲率可以在第二分面的范圍之上變化至少15％、至少20％或至少25％。

對應的陳述適用于以下曲率條件：第二分面中的至少一些適用以下：為了將相關的物場照明通道的第一分面的中點成像至物場的中點或要成像至物場的物場原始像的中點，第二分面的平均曲率從標稱曲率ρ0偏離至少10％。

曲率偏差可以為至少12.5％、至少15％、至少17.5％或至少20％。

如果此成像直接由各自的第二分面執行，即，在沒有其他下游成像部件的情況下，則實現了變體“成像到物場的中點中”。當通過相關的第二分面將第一分面的中點成像至物場原始像且物場原始像通過后續的成像部件作為實像或虛像成像到物場中點中時，實現了變體“成像到物場原始像中”。

作為第一分面反射鏡的場分面反射鏡已經在euv投射光刻的照明光學單元中證明其價值。

在第一分面可傾斜，用于預定各種物場照明通道的情況下，由于光源部分像的細分促進的光學像差校正尤其良好地進行。

作為第二分面反射鏡的光瞳分面反射鏡已經在euv投射光刻的照明光學單元中證明其價值。

一種照明系統，包括上述任一所述的照明光學單元和將物場成像至像場的投射光學單元。一種投射曝光設備，包括：上述照明系統；euv光源；在物場中保持物體的物體保持器，所述物體保持器為通過物體位移驅動器沿著位移方向可位移的；以及在像場中保持晶片的晶片保持器，所述晶片保持器為通過晶片位移驅動器沿著位移方向可位移的。一種投射曝光的方法，包括以下步驟：提供上述投射曝光設備；提供晶片；提供光刻掩模；借助于所述投射曝光設備的投射光學單元，將所述光刻掩模的至少一部分投射到所述晶片的光敏層的區域上。一種由上述方法制造的微結構化或納米結構化部件。上述照明系統，上述投射曝光設備，上述制造方法以及上述微結構化或納米結構化部件的優點對應于上面已經參考根據本發明的照明光學單元解釋的那些。能夠以高結構分辨率制造上述微結構化或納米結構化部件。

以此方式，可以例如制造具有高集成度或存儲密度的半導體芯片。

附圖說明

基于附圖在下面更詳細解釋了本發明的示例性實施例。在附圖中：

圖1示意性地示出了穿過euv投射光刻的投射曝光設備的子午截面；

圖2非常示意性地示出了中間焦平面與物平面之間的投射曝光設備的可替代的照明光學單元的光束路徑；

圖3非常示意性地示出了根據圖1或圖2的投射曝光設備的照明光學單元的第一分面反射鏡的第一分面，此照明光學單元的三個第二分面和通過照明光學單元照明的物場，其中對于第一分面的三個不同傾斜位置，且因此對于具有第一分面與物場之間的分別分配的第二分面的三個對應選擇的物場照明通道，圖示了從第一分面上的三個所選位置行進的光束路徑。

具體實施方式

圖1在子午截面中示意性地示出了微光刻的投射曝光設備1。投射曝光設備1包括光源或輻照源2。投射曝光設備1的照明系統3具有用于曝光與物平面6中的物場5重合的照明場的照明光學單元4。照明場也可以大于物場5。在此情況下，曝光設置在物場5中的掩模母版7形式的物體，通過物體或掩模母版保持器8固定所述掩模母版。掩模母版7也稱為光刻掩模。通過物體位移驅動器9，物體保持器8沿著位移方向為可位移的。投射光學單元10用于將物場5成像至像平面12中的像場11中。掩模母版7上的結構成像到設置在像平面12中的像場11的區域中的晶片13的光敏層上。通過晶片保持器14(同樣未示出)固定晶片13。通過晶片位移驅動器15以與物體保持器8同步的方式，晶片保持器14同樣沿著位移方向為可位移的。

輻照源2為具有在5nm至30nm之間的范圍中的發射的使用輻射的euv輻照源。這可以為等離子體源，例如gdpp(氣體放電產生的等離子體)源或lpp(激光產生的等離子體)源。基于同步加速器或自由電子激光器(fel)的輻射源也可以用于輻射源2。本領域技術人員能夠從例如us6,859,515b2找到關于這樣的輻射源的信息。從輻射源2發出的euv輻射16通過集光器(collector)17聚焦。對應的集光器從ep1225481a已知。在集光器17的下游，euv輻射16在入射在場分面反射鏡19上之前傳播穿過中間焦平面18。場分面反射鏡19是照明光學單元4的第一分面反射鏡。場分面反射鏡19包括多個場分面20(見圖2)，其未在圖1中示出。場分面20實施為單片分面。從而，場分面20中的每一個的反射表面是完整的，尤其不細分為多個單獨的小反射鏡。

場分面反射鏡19設置在照明光學單元4的關于物平面6光學共軛的平面中。

euv輻射16在后文中也稱為照明光或成像光。

在場分面反射鏡19的下游，通過光瞳分面反射鏡21反射euv輻射16。光瞳分面反射鏡21為照明光學單元4的第二分面反射鏡。光瞳分面反射鏡21設置在照明光學單元4的關于中間焦平面18和關于投射光學單元10的光瞳平面光學共軛或與所述光瞳平面重合的光瞳平面中。光瞳分面反射鏡21包括多個光瞳分面22(見圖2)，其未在圖1中示出。借助于光瞳分面反射鏡21的光瞳分面和其下游的成像光學組件，將場分面反射鏡19的場分面20成像到物場5中，成像光學組件的形式為具有按光束路徑的順序由24、25以及26指代的反射鏡的傳輸光學單元23。傳輸光學單元23的最后的反射鏡26為掠入射反射鏡(grazingincidencemirror)。部件24至26用于將由各自的光瞳分面22產生的物場原始虛像成像至物場中。

為了簡化位置關系的描述，附圖繪制了笛卡爾xyz坐標系統作為用于物平面6與像平面12之間的投射曝光設備1的各部件的位置關系的描述的全局坐標系統。在圖1中，x軸垂直于附圖的平面行進并進入其中。在圖1中，y軸朝右且平行于物體保持器8和晶片保持器14的的位移方向行進。在圖1中，z軸朝下行進，即垂直于物平面6且垂直于像平面12。

物場5或像場11之上的x尺寸也指定為場高度。

圖2示出了當使用照明光學單元27時，中間焦平面18與像平面5之間的照明光16的可替代的引導，照明光學單元27為照明光學單元4的替代，且可以用于投射曝光設備1中。非常示意性地圖示的是中間像平面18與物平面6之間的照明光3的光束路徑。對應于照明光學單元4的那些部件的照明光學單元27的部件以相同附圖標記指代，且不再詳細討論。與照明光學單元4中不同，光瞳分面反射鏡21是照明光學單元27中的傳輸光學單元23的僅有部件。

也就是說，照明光學單元27的光瞳分面反射鏡21的光瞳分面22將場分面反射鏡19的場分面直接(即，在沒有插設的物場原始像的情況下)以彼此重疊的方式成像至物場5中。在照明光學單元27的情況下，光瞳分面反射鏡21直接設置在后面的投射光學單元10的光瞳平面中。

在場分面反射鏡19處的反射的情況下，由于多個場分面20處的反射，照明光16的總光束分為對應的多個照明光部分光束。通過場分面20和通過反射光束引導分別分配的光瞳分面22預定物場照明通道28(見圖3)。經由所述照明通道28，在每種情況下整個物場5是由照明光16可照明的。恰好一個場分面20和恰好一個光瞳分面22分配給物場照明通道28中的每一個。

借助于圖3中示意性指示的傾斜驅動器29，場分面20中的每一個在各傾斜位置之間可重定位。這些傾斜位置不同，取決于照明光學單元4、27的實施例。這可以涉及兩個、三個、四個、五個或甚至更大數目的場分面20的傾斜位置。場分面反射鏡19的場分面20也可以重定位到不同數目的傾斜位置。最終，場分面20中的至少一些可能是不可傾斜的。場分面反射鏡19的具有不可傾斜場分面20的區域可以總體上具有單片實施例。

圖3非常示意性地示出了對于場分面20中的一個的總共三個傾斜位置的照明光的選擇的單獨光線16i的引導，其在圖3的左側圖示。恰好一個物場照明通道28¹、28²、28³與恰好一個分配的光瞳分面22¹、22²、22³屬于這些三個傾斜位置中的每一個。

場分面20可以具有矩形或彎曲的實施例。光瞳分面22可以具有圓形、正方形、矩形或六邊形實施例。場分面20和光瞳分面22兩者都圖示在圖3的平面圖中，未考慮場分面20的不同傾斜位置。

物場5圖示在圖3的右側。三個光瞳分面22¹至22³圖示在場分面20與物場5之間。三個光瞳分面22¹至22³與首先場分面20和其次物場5之間的距離在圖3中不是真實比例且大大縮小。

此外，圖3圖示了對于各物場照明通道28¹至28³的光瞳分面22¹至22³與物場5之間的各單獨光線16i的光束路徑的延續。

場分面20與物場5之間的單獨光線16i的引導的示意性圖示中假定照明光學單元27類型的照明光學單元，其中光瞳分面22將各自的場分面20直接成像到物場5中。在可替代的照明光學單元4中，仍將存在光束引導，光束引導經由各光瞳分面22ⁱ與物場5之間的單獨光線16i的光束路徑中的傳輸光學單元23的其他反射鏡。

場分面20用于成像光源物體，在圖示的實施例中，將中間焦平面18(見圖1)中的中間焦點30成像為分別設置在光瞳分面22ⁱ上的一定數目的光源像31ⁱ，所述光源像的數目對應于物場照明通道28ⁱ的數目。如從圖3可以看出的，分配給各自的物場照明通道28ⁱ的光源像31ⁱ細分為不同光源部分像在圖3中由虛線圖像輪廓指示各光瞳分面22ⁱ上的各自的總光源像31ⁱ，其中內接(inscribe)光源部分像

在圖3中通過照明光的選擇的單獨光線16闡述了光源像31ⁱ至光源部分像的該細分，所述光線發源于場分面20的三個不同的、彼此間隔的場分面部分a1、a2以及a3。在下面用場分面部分a1、a2以及a3來解釋光源像31ⁱ的細分。來源于場分面部分a1、a2以及a3的照明光光束路徑，所述照明光光束路徑分別滿足特定成像條件，其將在下面解釋。在圖示中隨機選擇各自的場分面部分ai的部分邊界，并且連續地合并到其余場分面20中。

關于x坐標，第一場分面部分a1設置在場分面20的左手邊三分之一中。關于x坐標，第二場分面部分a2設置在場分面20的中間三分之一中。關于x坐標，第三場分面部分a3設置在場分面20的右手邊三分之一中。三個場分面部分a1、a2以及a3彼此不重疊。

取決于場分面20的傾斜位置，來源于第一場分面部分a1的單獨光線16將光源部分像b1ⁱ投射在各自的光瞳分面22ⁱ上。對應的陳述適用于來源于第二場分面部分a2和第三場分面部分a3且投射光源部分像b2ⁱ和b3ⁱ的單獨光線16。在每種情況下，光源部分像在各自的光瞳分面22ⁱ上彼此不重疊。從而，相鄰光源部分像之間的距離大于光源部分像的平均直徑。

如圖3所示，對于由傾斜位置分配給恰好一個場分面20的各種光瞳分面22ⁱ，光源部分像在光瞳分面22ⁱ上的布置可以不同。

在圖3中的上光瞳分面221上，由場分面20的第一傾斜位置中的三個場分面部分a1、a2以及a3的撞擊產生的光源部分像b¹1、b¹2以及b¹3直接位于彼此之下，即，具有充分近似的相同x坐標。在中央光瞳分面222上，在場分面20的第二傾斜位置中產生的對應的三個光源部分像b²1、b²2以及b²3沿著斜向串狀分布。在較低的光瞳分面22³上，在場分面20的第三傾斜位置中產生的三個光源部分像b³1、b³2、b³3沿著近似c形路徑串狀分布。

物場5中的場分面部分ai的像部分ci位于物場5中對應于場分面20上的場分面部分ai的布置的位置處。特別地，就其尺寸和位置而言，像部分ci與場分面反射鏡20的選擇的傾斜位置無關。在此，在每種情況下關于x坐標(即，場高度)，像部分c1位于物場5的左手邊三分之一中，像部分c2位于物場5的中央三分之一中，并且像部分c3位于物場5的右手邊三分之一中。

通常可以適用的是，各自的光瞳分面22ⁱ上的光源部分像可以沿著彎曲路徑布置。

為使得光瞳分面22ⁱ確保經由光源部分像的各自的撞擊區域將分面部分aj成像到像部分cj上，光瞳分面22ⁱ具有曲率，曲率在各自的光瞳分面22ⁱ的反射表面的x范圍上和/或y范圍上變化至少10％。

為使得從各場分面部分aj將單獨光線16引導到各光源部分像上，場分面20的反射表面具有可近似描述為扭曲橢圓的形狀，其相應地偏離圓錐截面，尤其偏離橢圓表面。在場分面20的反射表面的可替代的實施例中，這些可以近似描述為扭曲環面。在本文中，扭曲(扭曲橢圓/扭曲環面)理解為各自的三維形狀關于軸的局部扭曲，此局部扭曲的幅度取決于沿扭曲軸的位置，尤其以近似線性的方式。

為了將相關的物場照明通道28ⁱ的場分面20的中點(即，中央分面部分a2)成像至物場的中點(即，中央像部分c2)(在照明光學單元4的情況下，成像至要成像到物場5中的物場原始像的中點)，對于光瞳分面22ⁱ適用的是，光瞳分面22ⁱ的平均曲率與標稱曲率ρ0偏差至少10％。

以下適用于此標稱曲率ρ0：

ρ0＝1/2[1/a+1/b]

在此，a是中央分面部分a2與光瞳分面22之間的距離，且b是光瞳分面22與物場5的中央部分c2之間的距離。

上面結合圖3解釋的成像條件不一定適用于全部場分面20，并且也不一定適用于全部光瞳分面22。

由于將光源像31ⁱ細分為光源部分像產生光學像差校正的選項，產生所述選項是因為照明光學單元4或27中的物場照明通道28ⁱ的不同三維范圍。在物場5中產生場分面20的像的精確重疊，上面結合圖3解釋的成像條件對于其適用。

在借助于投射曝光設備1的投射曝光期間，借助于上面解釋的設定方法初始設定照明幾何形狀。然后，物場5中的掩模母版7中的至少一部分成像到像場11中的晶片13上的光敏層上的區域上，用于微結構化或納米結構化部件的光刻法制造，尤其是半導體部件，例如微芯片的光刻法制造。在此情況下，在掃描器操作中，在y方向上連續地以時間上同步的方式移動掩模母版7和晶片13。