一种微光刻投射曝光设备(10)的投射物镜，包含波前校正装置(42)，其包含：第一折射光学元件(44)和第二折射光学元件(54)。第一折射光学元件包含第一光学材料，对于所述设备的工作波长，所述第一光学材料具有随温度增加而减小的折射率。第二折射光学元件包含第二光学材料，对于所述设备的工作波长，所述第二光学材料具有随温度增加而增加的折射率。在所述校正装置(42)的校正模式中，第一加热装置(46；146)在所述第一光学材料中产生非均匀且可变化的第一温度分布，第二加热装置(56；156)在所述第二光学材料中产生非均匀且可变化的第二温度分布。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】【专利摘要】一种微光刻投射曝光设备(10)的投射物镜，包含波前校正装置(42)，其包含：第一折射光学元件(44)和第二折射光学元件(54)。第一折射光学元件包含第一光学材料，对于所述设备的工作波长，所述第一光学材料具有随温度增加而减小的折射率。第二折射光学元件包含第二光学材料，对于所述设备的工作波长，所述第二光学材料具有随温度增加而增加的折射率。在所述校正装置(42)的校正模式中，第一加热装置(46；146)在所述第一光学材料中产生非均匀且可变化的第一温度分布，第二加热装置(56；156)在所述第二光学材料中产生非均匀且可变化的第二温度分布。【专利说明】操作微光刻投射曝光设备的方法及该设备的投射物镜
本专利技术总体上涉及一种包含波前校正装置的微光刻投射曝光设备的投射物镜，以及一种操作该设备的方法。
技术介绍
微光刻(还称为光刻技术或简称为光刻)是用于制造集成电路、液晶显示器和其它微结构化装置的技术。微光刻的工艺与蚀刻工艺一起用于图案化已形成在基板上的薄膜堆叠(例如，硅晶片)中的特征。在制造每一层时，晶片首先涂覆有光刻胶，其为对例如深紫外(DUV)、真空紫外(VUV)或极紫外(EUV)光的辐射敏感的材料。接着，顶部具有光刻胶的晶片暴露于投射曝光设备中通过掩模的投射光。掩模包含要投射到光刻胶上的电路图案。在曝光之后，光刻胶显影以产生对应于包含在掩模中的电路图案的图像。那么，蚀刻工艺将电路图案转印至晶片上的薄膜堆叠中。最后，移除光刻胶。对不同掩模重复该工艺导致多层微结构化部件。 投射曝光设备通常包含照明系统，对准掩模的掩模对准台，投射物镜和对准涂有光刻胶的晶片对准台。照明系统照明掩模上的场，其可具有例如矩形狭缝或窄环段的形状。 在现有投射曝光设备中，可在两个不同类型的设备之间进行区分。在一个类型中，通过将整个掩模图案一次曝光于目标部分上来照射晶片上的每个目标部分，这种设备通常称为晶片步进机。在通常称为步进扫描设备或简称为扫描仪的另一类型设备中，通过在指定参考方向上在投射光束下逐步扫描掩模图案，同时平行或反平行该方向同步扫描基板，照射每个目标部分。晶片的速度与掩模的速度的比率等于投射镜头的放大率β。放大率的典型值为β = ±1/4。 应理解的是，将术语“掩模”(或掩模母版)广泛地解释为图案工具。常用掩模包含不透明、透明或反射图案，并可为例如二元、交替相移、衰减相移或多种混合掩模类型。 投射曝光设备的发展的基本目的之一是能够在晶片上光刻地制造具有更小尺寸的结构。小结构导致高集成密度，这通常具有对借助于这种设备制造的微结构化部件的性能的有利影响。此外，单个晶片上能制造的器件越多，制造工艺的吞吐量越高。 可产生的结构的大小主要依赖于使用的投射物镜的分辨率。因为投射物镜的分辨率与投射光的波长成反比例，一种增加分辨率的方式是使用具有更短波长的投射光。目前使用的最短波长为248nm、193nm或157nm,因此位于深紫外或真空紫外光谱范围中。此外，使用具有约13nm的波长的EUV光的设备同时在市场上可获得。未来设备可能使用具有如 6.9nm的低波长的EUV光。 像差(例如，图像误差)的校正变得对具有非常高分辨率的投射物镜日益重要。不同类型的像差通常需要不同的校正措施。 旋转对称像差的校正比较简单。如果投射物镜的出瞳中的波前变形旋转对称，则像差称为是旋转对称的。术语波前变形表示光波与理想无像差波的偏差。例如，通过沿着光轴移动单独光学元件，可至少部分地校正旋转对称像差。 非旋转对称的像差的校正更难。这种像差例如因为透镜或其它光学元件旋转不对称地加热而出现。一个该类型像差是像散。 旋转非对称像差的主要原因是掩模的旋转非对称、尤其是狭缝形照明，如通常在扫描仪型投射曝光设备中所遭遇。狭缝形照明场导致布置在场平面附件的那些光学元件的非均匀加热。该加热导致光学元件的变型，在透镜和其它折射型元件的情况下，导致它们的折射率的变化。如果折射光学元件的材料反复曝光于高能量投射光，还会观察到永久的材料变化。例如,可发生曝光于投射光的材料的致密化,并且该致密化导致折射率的永久局部变化。在反射镜的情况中，反射多层涂层可由高局部光强度损坏，所以反射比局部改变。 热致变形、热致折射率变化和热致涂层损坏改变光学元件的光学特性，因此导致像差。热致像差有时具有两重对称性。然而，在投射物镜中还频繁观察到具有其它对称性(例如三重或五重)的像差。 旋转非对称像差的另一主要原因是确定的非对称照明设定，其中照明系统的光瞳平面以旋转非对称方式照明。这种设定的重要示例是双极设定，其中仅两个极示于光瞳平面中。在这种双极设定的情况中，投射物镜中的光瞳平面还包含两个强照明区域。因此，布置在这种物镜光瞳平面中或附近的透镜或反射镜曝光于旋转非对称强度分布，其引起旋转非对称像差。四极设定有时也产生旋转非对称像差，尽管其程度比双极设定小。 为了校正旋转非对称像差，US 6，338，823B1提出一种透镜，其可借助于沿着透镜周边分布的多个致动器而选择性地变形。确定透镜的变形，使得热致像差至少部分校正。这种波前校正装置的更复杂类型描述于US2010/0128367A1中。 US 7，830，611B2公开一种相似的波前校正装置。在该装置中，可变形板的一个表面接触折射率匹配液体。如果该板变形，则邻近液体的表面的变形实际上没有光学效果。因此，该装置使得可从仅一个光学表面，而不是两个光学表面获得校正贡献。因此防止校正效应的部分补偿，如当两个表面同时变形时所观察的。 然而，光学元件借助致动器的变形还具有一些缺点。如果致动器布置在板或透镜的周边，则借助于致动器可产生仅受限的多种变形。这是由于以下事实:致动器的数量以及布置是固定的。特别地，通常难以或者甚至不可能产生可由更高次泽尼克系数(例如，z1(l、Z36、Z4tl或Z64)描述的变形。 US 2010/0201958A1和US 2009/0257032A1公开了一种波前校正装置，其包含形成为板的折射光学元件。与在上述US 7，830，611B2中描述的装置相比，波前校正不通过变形板来产生,而是通过局部改变其折射率来产生。为此,板设有在其表面之一上延伸的薄加热线。借助于加热线，板内的温度分布可产生，这通过折射率η对温度T的依赖性dn/dT导致期望的折射率分布。 在该已知波前校正装置的一个实施例中，该板由熔融石英(即，石英玻璃，S12)制成。该元件附接至由CaF2(萤石)制成的第二厚折射光学元件。由于在熔融石英中，折射率随温度增加而增加，而在CaF2中，折射率随温度增加而减小，由两个材料引起的位相变化在由加热元件覆盖的区域之外彼此补偿。 尽管甚至更高级的波前变形可利用该已知的波前校正装置而得到非常好的校正，难以快速地改变校正效果。 WO 2011/116792A1公开了一种波前校正装置，其中，从出口孔出现的多个流体流进入投射光在投射曝光设备的运行期间所传播通过的空间。温度控制器对于每个流体流单独地设定流体流的温度。确定温度分布使得由温度分布导致的光学路径长度差校正波前变形。 由未公开的国际专利申请PCT/EP2011/004859(Zellner等人)，已知一种波前校正装置本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种操作微光刻投射曝光设备(10)的方法，所述方法包含以下步骤：a)提供包含投射物镜(20)的投射曝光设备，所述投射物镜(20)包含波前校正装置(42)，所述装置包含：‑第一折射光学元件(44)，所述第一折射光学元件包含第一光学材料，对于所述设备的工作波长，所述第一光学材料具有随温度增加而减小的折射率，‑第二折射光学元件(54)，所述第二折射光学元件包含第二光学材料，对于所述设备的工作波长，所述第二光学材料具有随温度增加而增加的折射率，b)通过测量和/或模拟来确定所述投射物镜(20)的像差；c)通过考虑步骤b)中确定的所述像差，确定第一位相变化和第二位相变化，其中，如果所述第一位相变化由所述第一折射光学元件(44)产生，而所述第二位相变化由所述第二折射光学元件(54)产生，则步骤b)中确定的所述像差被修改；d)通过使用第一加热装置(46；146)改变所述第一光学材料中的温度分布，产生所述第一位相变化；e)通过使用第二加热装置(56；156)改变所述第二光学材料中的温度分布，产生所述第二位相变化，所述第二加热装置不同于且独立于所述第一加热装置(46；146)。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】
【专利技术属性】
技术研发人员：H沃尔特，B比特纳，
申请(专利权)人：卡尔蔡司SMT有限责任公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE
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