[发明专利]投射光刻系统的光瞳分面反射镜、照明光学单元及光学系统

说明书

本发明涉及投射光刻系统的光学系统，掩模母版上的投射光学系统的照明辐射的角度空间在第一方向上是照明光学单元的照明辐射的角度空间的两倍。

本专利申请要求德国专利申请DE 10 2018 200 167.7的优先权，其内容通过引用并入本文。

本发明涉及投射曝光设备的光学系统，涉及照明光学单元的光瞳分面反射镜，并且涉及照明光学单元。此外，本发明还涉及微光刻投射曝光设备。最后，本发明涉及借助于投射曝光设备曝光晶片的方法以及使用该方法制造的微结构或纳米结构的部件。

从现有技术中已知具有高数值孔径的投射曝光设备。然而，照明辐射的入射角较大可能导致由于掩模结构引起的遮蔽效应。

本发明的目的是改进投射曝光设备的光学系统。

由一光学系统实现该目的，在该光学系统中，掩模母版处的投射光学单元的照明辐射的角度空间在第一方向上是照明光学单元的照明辐射的角度空间的两倍。第一方向特别是平行于投射曝光设备的扫描方向延伸。可以基于照明的掩模母版的范围在照明光学单元中识别扫描方向。掩模母版在扫描方向上比与其正交的方向上显著更短。

第一方向上的角度空间减半特别可以借助于以下事实来实现：在投射光学单元的光束路径中的照明辐射的光束的开口使得晶片上的角度空间为圆形，然而与之相比，用于照明掩模母版的照明辐射的光束在第一方向上的开口降低至一半。在由投射光学单元像散成像的情况下，投射光学单元的光束路径中照明辐射的角度空间特别可以是椭圆形。

如果参考了投射光学单元的光束路径中的照明辐射的光束的开口或角度空间，则认为这意味着只有位于由投射光学单元记录的孔径内的这些光线，也就是说可以实际到达晶片的光线。

在第一方向上，照明光学单元的数值孔径尤其只有投射光学单元的数值孔径的一半。

根据本发明，已经认识到，可以以这种方法降低掩模母版上的照明辐射的最大入射角。使照明光瞳减半来成像掩模母版的结果可以通过用照明光瞳的另一半的后续二次曝光进行补偿。这将在下文详细描述。

根据本发明的其他方面，掩模母版相对于照明辐射的光束路径倾斜，使得其表面法线整体位于投射光学单元的照明辐射的光束中。因为掩模母版上入射的照明辐射的张角与由掩模母版反射的照明辐射的张角不同，所以掩模母版的表面法线特别是不再对称地位于照明光学单元的光束与投射光学单元的光束之间，而是整体在投射光学单元的光束内。

根据本发明的其他方面，光学系统包括半圆形光瞳分面反射镜。下面详细描述光瞳分面反射镜。

根据本发明的其他方面，光学系统包括投射光学单元，该投射光学单元的物侧的数值孔径是至少0.5，特别是至少0.7。

根据本发明的其他方面，掩模母版处的投射光学单元的照明辐射的角度空间在第二方向上的尺寸与照明光学单元的照明辐射的角度空间的尺寸相同。在此，第二方向特别是垂直于第一方向取向。

为了以分辨率极限分辨掩模母版的结构，掩模母版处反射的照明辐射的两个第一级衍射中的一个的仅一部分用于将掩模母版投射到晶片上。

除了在掩模母版处镜面反射的照明辐射以外，也就是说零级衍射，特别是在投射光学单元的光束中仅包含+1级衍射或-1级衍射的一部分。在投射光学单元的光束中，特别可以修剪+1/-1级衍射，也就是说仅部分地(特别是不完整地)包含+1/-1级衍射。这对应地适用于较高级衍射。

根据本发明的其他方面，掩模母版和晶片二者各自可旋转180°。特别是，将它们对应旋转地安装在掩模母版或晶片保持件上。

这使得可以用照明光瞳的另一半照明掩模母版。在此，将相同的掩模结构(即掩模母版中插入的相同掩模)成像到晶片的相同区域上。这要与双重曝光区分开，而且与双重图案化区分开，该双重曝光中使用不同的照明光瞳将不同的掩模连续成像到晶片的相同区域上，该双重图案化中在晶片上相同区域的两次曝光之间显影晶片上施加的光致抗蚀剂。