微光刻投影物镜制造技术

对于一种用于将布置在物平面的图案成像到像平面的微光刻投影物镜，相对于抑制这种投影物镜中的虚光进行了描述。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】微光刻投影物镜
技术介绍
本专利技术涉及用于将布置在物平面中的图案成像到像平面中的微光 刻投影物镜。本专利技术还涉及具有这种投影物镜的投影曝光机。本专利技术此外还涉及用于制造半导体元件和其它微细结构的组件的 方法。微光刻投影物镜用在制造半导体元件和其它微细结构的元件的投 影曝光机中，特别是用在晶片扫描器和晶片步进机中。这种投影曝光 机用作将从光掩模或者分度线一一其通常设计为掩模或者分划线一一 获得的图案投影到覆有具有非常高的分辨率的光敏层的物体(衬底) 上。在该情况下，该掩模被布置在物平面中，而该衬底被布置在投影 物镜的像平面中。公知的投影物镜是那些为折射性和反射性光学元件的组合，特别 是透镜和反射镜的组合的投影物镜。这种投影物镜指的是折反射的。文献DE 101 27 227 Al公开了折反射投影物镜的实例。从文献WO 2004/019128 A2可以获得到折反射投影物镜的另一实例。例如，DE 101 27 227 Al所公开的折反射投影物镜，从物平面开 始具有第一物镜部分和与之相邻的第二物镜部分、和与之相邻的第三 物镜部分。在从第一物镜部分到第二物镜部分的过渡中，光束通过在 那里由第一折叠式反射镜形成的光束偏折器而发生偏折。第二物镜部分具有凹面镜，其将光再逆反射回该光束偏折器，并且该光束偏折器 从在第二物镜部分到第三物镜部分的过渡处具有另一折叠式反射镜，之后将光引导到第三物镜部分。这两个折叠式反射镜彼此成大约90° 的角度。此外，就这种公知的投影物镜来说，将光学布置构造成在第 三物镜部分内产生中间图像。在本专利技术涵盖的范围内，光束偏折器不仅可由折叠式反射镜形成， 而且光束偏折器能够具有，例如，分束器立方体或者其它适于进行光 束偏折的光学元件。就具有光束偏折的投影物镜来说，可能产生的问题是，通过投影 物镜的光有一部分在光束偏折器处直接从第一物镜部分泄漏到第三物 镜部分而忽略掉第二物镜部分。因此，这种杂散光或者虚光(false light) 不会穿过投影物镜的所有的光学元件，并且因而不能将布置在投影物 镜的物平面的图案正确地成像到投影物镜的像平面中，因为投影物镜 被设计成使得仅仅以规定次序穿过所有的光学元件的光才能够对正确 成像起作用。DE 101 27 227 Al提出为了减少杂散光或者虚光，在中间图像 的区域内布置杂散光光阑。然而，这并不能有效地缓解，仍然较少消 除从第一物镜部分进入第三物镜部分的部分直接光泄漏的问题。如上面已经所述的，微光刻投影曝光机被设计成步进机或者扫描 器。就步进机来说，在固定的晶片上曝光方形或者矩形场。圆形场具 有不能利用完整晶片表面的结果，因此在用于半导体大规模制造的设 备中不被使用。就扫描器来说，图案(分划线)和晶片移动，在晶片和分划线上 曝光的场为方形或者矩形。在半导体的大规模制造中优选使用扫描器。尽管矩形场的形状由于后面的处理步骤是优选的，特别是在将晶 片分划成单片时，但是由于制造设计，步进机和扫描器中使用的投影 物镜通常由圆形透镜元件构造。就矩形场曝光来说，也会出现对投影图案的成像不起作用的虚光。 除了具有光束偏折的投影物镜的上述结果之外，就虚光从一个物镜部 分泄漏到另一个物镜部分而忽略掉特定的物镜部分来说，通常虚光还 能够产生于各个透镜表面和晶片的图案(分划线)表面处的反射，即 使在透镜表面上使用了抗反射层，这种反射也不会消失。虚光还因透 镜表面和透镜内的散射而产生。不考虑特别的原因，虚光一旦到达晶片上，由于由曝光工艺所成 像的结构因虚光背景而加宽，虚光就会干扰平版印刷工艺。换句话说， 在投影物镜中传播并且到达投影物镜的像平面的虚光会干扰成像到像 平面的图案的对比度。如上面已经所述的，投影物镜仅仅在能够用于成像的成像光路以 预定的顺序穿过所有光学工作表面时其功能才能正确地发挥作用。由 于虚光不穿过投影物镜的所有光学工作表面，或者虚光实际上穿过投 影物镜的所有光学工作表面是以不同于正确成像所需的次序进行的， 因此虚像产生在投影物镜中。对于到达晶片的虚光，必须要发生偶数 次的额外反射。该额外反射始于被设计成折射的透镜表面处的反射。 之后，所述光能够在其它透镜表面逆反射，或者，对于折反射投影物 镜来说，是在反射镜上逆反射。将属于该新颖的光路的光学系统叫做"扩展"光学系统。这种"扩 展"系统成像就如实际的投影物镜一样。对该成像起作用的虚光无疑 减弱了，因为其主要因多数还具有用于减少反射的层的折射表面上的 反射而产生。投影物镜的"扩展"光学系统按晶片的方向引导虚光，使得虚像产生在投影物镜的像平面附近。无论如何，投影物镜中的虚光恶化了投影物镜的成像性质，使得 对投影物镜来说，需要尽可能有效地抑制虚光。微光刻投影物镜中的另一个问题的产生是与提供整个所用场中一 致的孔径的需求相连的。在微光刻的投影物镜中，如同公知的，例如 渐晕在拍摄物镜中是不想要的。在现有技术公知的投影物镜中，普遍 在投影物镜的瞳平面中提供单个孔径光阑。然而，存在一些光学设计， 其中单个孔径光阑不能保证在整个所用场中有想要的一致的孔径。在场中不一致的孔径的原因在于存在一些光线，它们以一个大于 投影物镜的设计孔径的孔径从物平面开始，然后因强烈的像差而使得 它们实际的瞳平面与属于其孔径等于或者小于该设计孔径的光线的瞳 平面间隔开。因而，如果光学元件在穿过到光传播的方向上具有足够的延伸，这些所谓的外孔径(over-aperture)光线不一定被系统孔径光 阑屏蔽掉，而能够到达像平面。这些外孔径光线通常被强烈地发散， 然后，当到达像平面时，会干扰像场的均匀性。在前面提及的问题之外或者与这些问题无关，在微光刻投影物镜 中的目的就是能够屏蔽掉投影物镜的光路中的光，使得像平面处于完 全未曝光状态。这样做的动机可以是为了获得透镜加热校正的信息而 测量衍射强度分布。此外，在曝光工艺的中断期间，可以想象得到， 例如，如果需要的话，为了使尽可能一致和旋转对称的投影物镜产生 加热，要给投影物镜供应对用于成像的光来说是补充的照明。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种开始提及的类型的微光刻投影物镜，其 中通过对杂散光或者虚光进行更有效的抑制而改善其成像性质。本专利技术的另一目的是提供一种具有这种投影物镜的投影曝光机， 以及借助于这种投影物镜的辅助制造半导体元件的方法。根据本专利技术的第一方面，提供了一种用于将布置在物平面的图案成像到像平面的微光刻投影物镜，包括第一物镜部分、第二物镜部分 和至少一个第三物镜部分，该第二物镜部分限定了与第一物镜部分中的光传播方向和第三物镜部分中的光传播方向不同的光传播方向，并 且还包括位于第一和第二物镜部分之间以及位于第二和第三物镜部分 之间的至少一个光束偏折器和以一种方式布置在该光束偏折器件的区 域内使得从第一物镜部分到第三物镜部分中的直接光泄漏至少减少的 至少一个遮蔽物。通过在该光束偏折器的区域内提供遮蔽物，能够避免从第一物镜 部分到第三物镜部分而忽略第二物镜部分的直接光泄漏。该遮蔽物使 直接通过该光束偏折器从第一物镜部分泄漏到第三物镜部分且可能对将该图案伪造(falsify)成像到该像平面起作用的反射变为无害的。通 过在该光束偏折器的区域内提供该至少一个遮蔽物，至少减少像平面 中杂散光或者虚光的部分。该遮蔽物应该优选被布本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于将布置在物平面的图案成像到像平面的微光刻投影物镜，包括第一物镜部分、第二物镜部分和至少一个第三物镜部分，所述第二物镜部分限定了与所述第一物镜部分中的光传播方向和所述第三物镜部分中的光传播方向不同的光传播方向，并且还包括在所述第一和第二物镜部分之间以及在所述第二和第三物镜部分之间的至少一个光束偏折器、以一种方式布置在所述光束偏折器的区域内使得从所述第一物镜部分到所述第三物镜部分中的直接光泄漏至少减少的至少一个遮蔽物。

【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：海科费尔德曼，丹尼尔克雷默，让克洛德佩林，朱利安卡勒，奥雷利安多多克，弗拉基米尔卡梅诺夫，奥拉夫康拉迪，托拉夫格鲁纳，托马斯奥孔，亚历山大埃普勒，
申请(专利权)人：卡尔蔡司股份公司，
类型：发明
国别省市：DE[德国]