[发明专利]EUV光刻装置的照明系统及其分面反射镜

说明书

技术领域

本发明涉及一种EUV光刻装置的照明系统，包含：具有反射EUV辐射的分面元件的第一分面反射镜以及具有将由第一分面反射镜反射的EUV辐射反射至照明系统的照明场的分面元件的第二分面反射镜。本发明还涉及一种包含这种照明系统的EUV光刻装置以及一种包含至少一个衍射分面元件的分面反射镜。

背景技术

在EUV光刻装置、尤其是EUV投射曝光设备的照明系统中，使用分面反射镜形式的光学元件在由照明系统照明的照明场上产生由EUV光源产生的辐射的均匀化。在该情况下，还称为场分面反射镜的第一分面反射镜通常用于产生照明系统中的二次光源。第二分面反射镜布置在由第一分面反射镜产生的二次光源的位置处，并且称为光瞳分面反射镜。第二分面反射镜的分面元件用于将第一分面反射镜的分面元件成像在照明场上。因此，第一分面反射镜的分面元件的几何形状(例如，方形、矩形……)通常对应于照明场的几何形状。

当分面元件用于EUV光刻装置中时，由于分面元件加工期间的制造误差，与光损失关联的非理想成像可能发生。在该情况中具有的不利效果是，利用常规生产方法不能足够精确地生产单独分面元件的用于成像或光束成形的表面形式，或者仅可以十分高的成本来生产。

发明内容

发明目的

本发明的目的是开发一种照明系统、一种包含所述照明系统的EUV光刻装置以及一种分面反射镜，使得可以优化照明场的照明。

本发明的主题

根据第一方面，通过引言中提及的照明系统来实现该目的，其中，第一分面反射镜或第二分面反射镜的分面元件的至少之一设计为衍射光学元件，用于衍射EUV辐射。

本发明提出通过衍射，即，通过入射EUV辐射在由分面元件(而不是预定的例如球形表面形式)预定的光栅结构处的衍射，来产生分面元件的所需光束成形。具有用于EUV波长范围(例如，在约5nm至约20nm之间的波长)的辐射的反射效应的衍射光学元件的可生产性和功能性由P.Naulleau等人描述，参考文献“Diffractive optical elements and their potential role in high efficiency illuminators，2008EUV Workshop,6/12/2008,Lawrence Berkeley National Laboratory”，其描述EUV位相掩模的实现。在其中所述的一个示例实施例中，基板设有二元(单一阶梯)表面结构，其上施加反射多层涂层。位相全息图可通过尽可能保形地施加的多层涂层的各层产生。

分面元件作为衍射光学元件的实施例使得可将EUV辐射的(几乎)任意入射光束轮廓转变为期望反射的、分别衍射的光束轮廓。尤其，一个或两个分面反射镜的各个分面元件可装备单独适配的衍射特性，以为照明系统的各个部分光束或通道产生理想光束轮廓。因为EUV辐射的光束成形通过衍射而发生，分面元件的表面形式可选择为使得其制造简化。在照明系统中使用衍射光学元件的另一优点是，衍射光学元件在其作用区域混合入射辐射，并因此改进照明辐射的均匀化或一致性。举例而言，第一分面反射镜的各个分面元件可用于例如以“大礼帽(top hat)”照明分布尽可能均匀地照明分配给其的光瞳分面反射镜的分面元件。

在根据本发明第一方面的实施例中，第二分面反射镜的分面元件中的至少一个设计为衍射光学元件，用于仅照明照明场的一部分。这样，照明场的角分布或光瞳可选择为针对照明场的不同部分而不同，即，可产生一照明场，其光瞳以位置依赖性方式在照明场上变化。举例而言，在照明场的中央局部区域可实现X-双极方式的光瞳分布，即一极定向在照明场的短边方向上，而在照明场的外部局部区域中可实现Y-双极，即一极定向在照明场的长边方向上，反之亦然。相比之下，在常规照明系统中，整个照明场通常由光瞳分面反射镜的各个分面元件照明。

在晶片扫描仪形式的EUV投射曝光设备中，照明场通常是矩形的，并具有高纵横比，例如20:1，短边平行于扫描方向。如上文进一步所说明，场分面反射镜的分面元件的几何形状通常对应于照明场的几何形状。然而，如果合适的话，在光瞳分面反射镜处使用衍射分面元件的情况下，可选择与照明场的几何形状偏离的几何形状，即，可为场分面元件选择不同的纵横比，如果合适，甚至是方形的几何形状。这样，如果合适，可减小场分面反射镜的分面元件的尺寸和/或所述分面元件可布置在离中间焦点较小的距离处，或者较高数量的分面元件可以相同距离实现。