光学部件组，特别是用于微光刻投射曝光设备的照明装置的制作方法

本发明有关一种光学部件组，特别是用于微光刻投射曝光设备的照明装置。

背景技术：

1、微光刻用于生产微结构部件，诸如，例如集成电路或lcd。微光刻制程在所谓的投射曝光设备中进行，该投射曝光设备包含照明装置以及投射镜头。借助于照明装置照明的掩模(掩模版)的像在此通过投射镜头投射到涂覆一光敏层(光刻胶)并配置在投射镜头的像平面中的基板(例如，硅晶片)上，以将掩模结构转印到基板的光敏涂层上。

2、在为euv范围设计的投射镜头中，即在例如约13nm或约7nm的波长下，由于缺乏合适的透光折射材料的可用性，使得反射镜被用作成像过程的光学部件。

3、在投射曝光设备的操作期间，需要以有目标性的方式在照明装置中设置光瞳平面和/或掩模版中的特定偏振分布，优化成像对比度，还能够在投射曝光设备的操作期间进行偏振分布的改变。因此，当考虑数值孔径(na)值相对较大的情况下的所谓矢量效应时，使用s偏振辐射可有利于获得尽可能高的图像对比度，特别是在用于对某些结构进行成像的投射曝光设备的情况下。

4、然而，在投射曝光设备的操作期间，实际操作中也出现使用非偏振辐射比使用偏振辐射的操作更为有利的情况。例如，如果在光刻制程范围内要成像的结构不是线性结构或以其他方式定义较佳指向的结构，而是没有较佳操作的结构(例如，接触孔)，那么即使对于高数值孔径(na)的值也可能是这种情况。在稍后情况下，线性偏振辐射的使用不仅没有产生优势，而且由于引起非预期的不对称性，甚至可能是更为不利的状况。

5、进一步的相关情况实际上也就是所使用的euv源(例如，等离子体源)最初产生的非偏振辐射，原则上和常规一样伴随着辐射通量的损失，特别是由于相应不需要的偏振分量所需的输出耦合，当提供偏振辐射时，这又会损害投射曝光设备的性能。

6、因此，如果考虑到前述方面，实际还需要能够根据投射曝光设备的操作情境，在使用偏振辐射的操作模式与使用非偏振辐射的操作模式之间切换，尤其取决于每种状况下要成像的结构。

7、然而，由于以下事实，在设计用于euv操作的投射曝光设备中，这种转换的实施变得更加困难：首先，从实际角度来看，应保持适用于光束进入照明装置或光束从照明装置出射的光束几何形状，其次，在相关的euv波长范围内没有合适的透射偏振光学部件，诸如分束器。然而，基于布鲁斯特角(brewster angle)以下反射的偏振操作(如在euv范围内可用)伴随着引入一个或多个额外的光束偏转，如果同时确保不变的光束几何形状，又会导致显著的光损失。

8、有关现有技术，参考例如专利案de 10 2008 002 749 a1、de 10 2018 207410a1和m.y.tan等人的公开案：optics express vol.17,no.4(2009),pp.2586-2599，“利用优化函数设计用于软x射线的透射多层偏振器(design of transmission multilayerpolarizer for soft x-ray using a merit function)”。

技术实现思路

1、针对前述背景技术，本发明的一目的是提供一种光学部件组，特别是用于微光刻投射曝光设备的照明装置，其有助于在具有偏振辐射的操作和不具有偏振辐射的操作之间进行灵活的切换而没有传输损失。

2、该目的根据独立权利要求1的特征来实现。

3、一种光学部件组，特别是用于微光刻投射曝光设备的照明装置，其包含：

4、-第一反射部件，其具有第一反射层系统；以及

5、-第二反射部件，其具有第二反射层系统；

6、-其中该第一反射部件和该第二反射部件在其光学有效表面的几何

7、形状方面对应；以及

8、-其中针对特定的波长间隔和特定的入射电磁辐射入射角，该第一反射层系统的光谱反射轮廓(r1s(λ)，r1p(λ))不同于该第二反射层系统的对应的光谱反射轮廓(r2s(λ)，r2p(λ))，该第一反射层系统的该光谱反射轮廓描述了在s偏振辐射和p偏振辐射的情况下的反射率的相应波长依赖性。

9、特别是，本发明基于在euv照明装置中实现偏振操作模式和非偏振操作模式之间的灵活切换的概念，这取决于应用情境和每种情况下在光刻制程中要成像的结构，通过将位于照明装置的光学射束路径中的反射部件更换为具有相同表面几何形状但具有不同反射层系统的另一反射部件，该转换避免了额外的光束偏转。

10、在本发明中，照明装置被理解为一光学系统，该光学系统凭借被适当整形后的真实或虚拟光源的辐射以限定的空间和角度分布来照明掩模版。特别地，根据本发明的euv照明装置可经由收集器接收等离子体辐射(即，真实光源)。在进一步的实施例中，euv照明装置还可以接收来自中间焦点(即，虚拟光源)的辐射。

11、根据本发明，提供两个不同、可互换的反射部件，如下述，这两个反射部件在其对s和p偏振辐射的光谱反射轮廓方面不同，但在其表面几何形状方面彼此对应，这具有以下特点：即使为了在偏振和非偏振操作之间的切换(即，偏振和非偏振照明装置之间的变化)而将一个部件更换为另一部件之后，照明装置内的光学射束路径的整体几何形状也保持不变，因此不需要额外的光束偏转，光束偏转会伴随不必要的光损失。

12、在这情况下，本发明特别基于发明人在综合模拟的基础上获得的见解，即分别适用于s和p偏振辐射并且由根据本发明被交换的反射部件的相应反射层系统提供的光谱反射分布，可通过适当的调整(例如，形成反射层系统的层堆叠的各个层的厚度缩放)以有针对性的方式相对于整个光学系统的相关“传输间隔”(即，特别是光学射束路径中的照明装置的后续光学部件)移动。

13、适用于s和p偏振辐射的光谱反射分布的这种有目的性的调整或偏移可以依次实现，特别是，如此，对于在照明装置或投射曝光设备的“偏振操作”中使用的反射部件，适用于s偏振辐射的光谱反射轮廓的相应最大反射率值，而不是适用于p偏振辐射的光谱反射轮廓的各个最大反射率值，位于光学系统的所述传输区间(transmission interval)内。相较下，可对于照明装置或投射曝光设备的“非偏振操作”中使用的反射部件实施适用于s和p偏振辐射的光谱反射曲线的目标调整或偏移，使得两个光谱反射曲线的最大反射率值(即，p偏振辐射的光谱反射曲线和s偏振辐射的光谱反射曲线)位于所述传输范围内。

14、根据一实施例，波长λ0作为平均波长存在于宽度为δλ0的特定波长间隔[(λ0-δλ/2)，(λ0+δλ0/2)]中，使得该第一反射层系统满足以下条件：

15、(λ0-δλ0/2)≥λ1sl，(λ0+δλ0/2)≤λ1sr

16、以及

17、(λ0-δλ0/2)≤λ1pl或(λ0+δλ0/2)≥λ1pr

18、其中，在第一反射层系统的反射轮廓(r1s(λ)，r1p(λ))中，λ1sl和λ1pl表示最短波长，且λ1sr和λ1pr表示最长波长，针对所述波长，在每种情况下，分别以为最大反射率的至少50％的反射率来反射s偏振辐射和p偏振辐射。

19、根据一个实施例，波长δλ0作为平均波长存在于宽度为δλ0的特定波长间隔[(λ0-δλ0/2),(λ0+δλ0/2)]中，使得该第二反射层系统满足以下条件：

20、(λ0-δλ0/2)≥λ2sl,(λ0+δλ0/2)≤λ2sr

21、以及

22、(λ0-δλ0/2)≥λ2pl，(λ0+δλ0/2)≤λ2pr

23、其中，在第二反射层系统的反射轮廓(r2s(λ),r2p(λ)中，λ2sl和λ2pl表示最短波长，且λ2sr和λ2pr表示最长波长，针对所述波长，在每种情况下，分别以为最大反射率的至少50％的反射率来反射s偏振辐射和p偏振辐射。

24、有利地，两个反射层系统可具有标准间隔[(λ0-δλ0/2),(λ0+δλ0/2)]，使得满足了前述不等式条件。

25、根据一实施例，波长λ0作为平均波长存在于宽度为δλ0的特定波长间隔[(λ0-δλ0/2),(λ0+δλ0/2)]中，使得该第一反射层系统满足以下条件：

26、(λ0-δλ0/2)≥λ1sl，(λ0+δλ0/2)≤λ1sr

27、以及

28、(λ0-δλ0/2)≤λ1spl或(λ0+δλ0/2)≥λ1pr

29、以及该第二反射层系统满足以下条件：

30、(λ0-δλ0/2)≥λ2sl，(λ0+δλ0/2)≤λ2sr

31、以及

32、(λ0-δλ0/2)≥λ2pl，(λ0+δλ0/2)≤λ2pr，

33、其中，在第一反射层系统的反射轮廓(r1s(λ)，r1p(λ))以及第二反射层系统的反射轮廓(r2s(λ)，r2p(λ))中，λ1sl、λ1pl、λ2sl和λ2pl表示相应最短波长，且λ1sr、λ1pr、λ2sr和λ2pr表示相应最长波长，针对所述波长，在每种情况下，分别以为最大反射率的至少50％的反射率来反射s偏振辐射和p偏振辐射。

34、单独镜的反射轮廓可达到的宽度由λ1sr-λ1sl或λ2sr-λ2sl指定。这两个值通常只有一点点不同，因此平均值仅与两个独立宽度略有不同。使用区域的宽度δλ0和宽度通常不是独立的，因为前者是基于镜面的多次反射。通常适用以下条件：

35、根据一实施例，定义为在波长间隔[(λ0-δλ0/2)，(λ0+δλ0/2)]上积分的s和p偏振辐射的反射率的比率的该第一反射层系统的偏振度比该第二反射层系统的偏振度大至少1.5倍。

36、根据一实施例，该光学部件组，对于间隔中的s偏振辐射的反射率为euv照明装置的最大传输率的至少50％，其中δλ0位于和之间。该标准基于这样的想法，即整个系统通常可有多个反射，例如范围从4至9，传输范围(transmission range)的宽度约随着反射次数的平方根而下降。

37、在本发明的实施例中，第一和第二反射部件可为分面镜，特别是具有多个光瞳分面的光瞳分面镜或具有多个场分面的场分面镜。在进一步的实施例中，第一反射部件和第二反射部件两者也可包含分面镜(特别是一光瞳分面镜或一场分面镜)的至少一个镜分面。

38、在进一步实施例中，第一和第二反射部件两者可为一聚光镜。

39、在进一步实施例中，第一和第二反射部件也可包含镜面反射镜的至少一个微镜。

40、根据一实施例，第一反射部件和第二反射部件被设计用于小于30nm、特别是小于15nm的工作波长。

41、可从说明书和从属权利要求中获得本发明的进一步改良。

42、以下基于附图中所示的示例性实施例以更详细解释本发明。