具有至少两镜面的反射镜的制造方法、用于微光刻的投射曝光装置的反射镜及投射曝光装置的制作方法

xiaoxiao2020-7-2  2

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专利名称:具有至少两镜面的反射镜的制造方法、用于微光刻的投射曝光装置的反射镜及投射曝光装置的制作方法
技术领域
本发明有关一种具有至少两镜面(mirror surface)的反射镜(mirror)的制造方法。此外,本发明有关一种用于微光刻的投射曝光装置的反射镜以及包含该反射镜的投射曝光装置。
背景技术
用于微光刻的投射曝光装置通常又分成照明系统以及投射物镜。照明系统产生用来照明掩模(mask)或掩模母版(reticle)的图案的所希望的(desired)光分布。利用投射物镜,以极高的分辨率将所照明图案成像于感光材料(light-sensitive material)上, 感光材料由此以该图案被结构化的方式曝光。基于感光材料中曝光的图案,例如利用后续的工作步骤,在半导体材料中制造真实结构。照明系统和投射物镜二者一般具有多种光学元件,诸如透镜(lens)和/或反射镜。对于设计用于极短波长(例如小于IOOnm的波长)操作的投射曝光装置而言,使用反射镜已属必要,因为无法取得同时有足够高且充分均匀传输的材料,因此,无法制造具有足够品质的透镜。在大约IOOnm以下的波长范围又称为“极紫外线(extreme ultraviolet) ”, 缩写为EUV。在EUV范围中操作的光刻系统通常设计用于13. 6nm的操作波长(operating wavelength)。然而,取决于光源和光学元件的可用性,也可以使用其他操作波长。 为了让图案能够以高精度曝光于感光材料中,投射曝光装置中使用的反射镜必须以高精度制造且相对于彼此进行定向(orient)。此外,还要注意确保在投射曝光装置操作期间,反射镜精确成形(precise shaping)和精确定向(precise orientation)的偏离只能在允许公差内。为了这些原因,在许多情况中,反射镜具有极为坚固的基板本体 (substrate body),以赋予反射镜较高的机械稳定性。然而,由于反射镜的此坚固实施方式和所关联的较大外形尺寸,因而发生结构空间(structural space)上的问题,尤其在投射曝光装置的基本(underlying)光学设计需要两个反射镜互相背对背以较小距离配置时。在此背景下,DE 102005042005 Al对于用于微光刻具有遮蔽光瞳(obscured pupil)的大孔径投射物镜,披露了将一个反射镜实施为双反射镜(double mirror),其中两个镜面分别配置于基板的前侧和后侧。然而,使用传统制造和测量方法制造双反射镜时所引起的两个镜面间的定向误差 (misorientation),由于所伴随的成像像差(imaging aberration),需要利用投射物镜的其余反射镜或其他光学元件进行大量校正(correction)。这在所存在的光学元件数量比较少且因此校正可能性很有限时,尤其会导致问题。另外一个问题是,在测量两个光学表面(例如透镜的两个光学表面)间定向误差的已知方法中,一般是透过基板本体进行测量,因此,为了精确的测量结果,必须对基板本体设立严格的要求条件。对于透镜而言,这一般不会造成额外的花费,因为曝光所使用的光也穿过基板本体,及该透镜已为此之故而必须具有高光学品质。相比之下,对于反射镜而言,其成像性质以其表面为特征而非以其基板本体的体积性质为特征,适于在传输中进行精确测量的基板本体将造成可观的额外花费,此外还对合适的材料设下层层限制。

发明内容
本发明的一个目的是实现一种用于微光刻的投射曝光装置的反射镜以避免有关结构空间的问题,及可用此投射曝光装置将图案精确曝光于感光材料中。此目的利用根据独立权利要求的反射镜和反射镜的制造方法来实现。根据本发明的用于的微光刻的投射曝光装置的反射镜具有基板本体、第一镜面和第二镜面,其中所述微光刻用于感光材料结构化曝光(structured exposure)。该第一镜面形成于该基板本体的第一侧上。该第二镜面形成于该基板本体的第二侧上,该第二侧不同于该基板本体的该第一侧。该基板本体由玻璃陶瓷材料(glass ceramic material)制成。根据本发明的反射镜具有以下优点其可实施为极为紧凑,因此在投射曝光装置中需要比较小的结构空间。另 一个优点是,可使用具有极低热膨胀系数(coefficient of thermal expansion)的玻璃陶瓷材料,使得即使温度出现变化,镜面的形状和位置实际上仍可维持不变。本发明此外涉及用于微光刻的投射曝光装置的反射镜,其中所述微光刻用于感光材料的结构化曝光,该反射镜具有基板本体、第一镜面和第二镜面;该第一镜面形成于该基板本体的第一侧上;该第二镜面形成于该基板本体的第二侧上;该第二侧不同于该基板本体的该第一侧,且该基板本体具有在该基板本体的体积内变化达至少Ippm的折射率 (refractive index)。此关于折射率变化的指示与633nm的波长有关,该波长通常用作干涉测量(interferometric measurement)中的测量波长。以此方式实施的反射镜具有以下优点多种适合材料可供实施该基板本体时使用,因此可利用所选材料实现该基板本体的所希望的性质。该基板本体的折射率尤其在该基板本体的体积内可变化达至少lOppm。关于折射率变化的指不再次与633nm的波长有关。此外,本发明涉及用于微光刻的投射曝光装置的反射镜,其中微光刻用于感光材料的结构化曝光,该反射镜具有基板本体、第一镜面和第二镜面;该第一镜面形成于该基板本体的第一侧上;该第二镜面形成于该基板本体的第二侧上,该第二侧不同于该基板本体的该第一侧;且该反射镜具有至少一个反射辅助表面(reflective auxiliary surface)。 根据本发明的反射镜优选具有至少三个辅助表面。具有至少一个反射辅助表面的反射镜具有以下优点可以较低花费非常精确地确定该第一镜面的位置和该第二镜面的位置。可将该反射镜实施成该辅助表面反射无助于曝光感光材料的光。尤其,该辅助表面可仅反射无助于曝光感光材料的光。这具有以下优点辅助表面可为了测量目的,以独立于曝光需求的方式进行最佳化。该辅助表面至少在若干区域中可以实施为球面形状。这简化了包含该辅助表面的可能测量。此外,该辅助表面可实施作为一基准,该第一镜面的希望位置和该第二镜面的希望位置相对于此基准而被预定义(predifined)。同样地,可预定义该第二镜面的相对于该第一镜面的希望位置。以此方式,可以高准确度指明该反射镜的规格。该第一镜面和/或该第二镜面具有的实际位置,可与希望位置相差最多IOOnm的位移距离和最多IOOnrad的旋转角(angle of rotation)。该第一镜面和/或该第二镜面的实际位置,同样可与希望位置相差最大值为10nm,尤其是最大值为Inm的位移距离且最大值为lOnrad,尤其是最大值为Inrad的旋转角。以高准确度实施这些镜面具有以下优点 可能的剩余位置偏差(remaining positional deviation)能够很容易地通过投射曝光装置的其余部件来补偿或根本不需要补偿。可将该反射镜实施成该第一镜面和该第二镜面反射有助于曝光感光材料且波长小于IOOnm的光。该反射镜可精确地具有两个镜面。然而,反射镜同样也可以具有三个或三个以上的镜面。该基板本体的该第一侧可实施为前侧(front side),且该基板本体的该第二侧可实施为背对前侧的后侧(rear side)。对于垂直入射的曝光光(exposure light),该第一镜面和该第二镜面各可具有至少20%、优选至少50%的反射率。
此外,该第一镜面和该第二镜面可彼此相隔一区域,该区域对于垂直入射的曝光光具有小于20%的反射率。该第一镜面可具有第一局部区域(partial region),且该第二镜面可具有第二局部区域,这些区域实施成在该第一局部区域中反射的任何光束均不与在该第二局部区域中反射的光束相交。这表示该第一镜面和该第二镜面在空间上彼此相隔很大。该第一镜面和/或该第二镜面可具有一曲率(curvature)。该反射镜此外可实施成有助于曝光感光材料的光在该第一镜面处反射后,在照射于该第二镜面前反射至少两次。本发明此外涉及一种用于感光材料的结构化曝光的、用于微光刻的投射曝光装置,其中该投射曝光装置具有至少一个根据本发明的反射镜。本发明此外涉及一种具有基板本体、第一镜面和第二镜面的反射镜的制造方法。在根据本发明的方法中,对该第一镜面和该第二镜面关于其相对于彼此的位置进行干涉测量,及在此程序中,将光直接导引至该第一镜面上,及经由附加反射镜(additional mirror)将光导引至该第二镜面上。根据本发明的方法具有以下优点可以实现至少两镜面,这些镜面在较小结构空间内相对于彼此极为精确地定向。在此例中,尤其有利的是,光在测量期间不必通过该基板本体,因此,该基板本体的光学性质对于测量并不重要。因此,在该反射镜制造期间,对于该基板本体而言,可以使用允许透过该基板本体而对其光学性质进行测量的材料,此对其光学性质的测量不需要满足高准确度,尤其是不需要满足在微光刻的投射曝光装置中使用该反射镜时所要求的准确度。另一个优点是,可在不变更测量配置(measuring arrangement) 的情况下,测量该第一镜面和该第二镜面。在此例中,甚至可同时测量该第一镜面和该第二镜面。尤其,该第一镜面和该第二镜面可被制造成具有相对于彼此的位置偏差,该位置由光学设计预定义,其对应于最大值为lOOnm、尤其是最大值为IOnm或甚至是最大值为Inm的位移,并结合最大值为lOOnrad、尤其是最大值为IOnrad或甚至是最大值为Inrad的旋转。
可实施该反射镜以在IOOnm以下的波长范围中(尤其是波长为13. 6nm)使用,其中该第一镜面和/或该第二镜面在此波长范围中对于垂直入射的反射率可以是至少20%, 优选至少50%。该第一镜面和/或该第二镜面的处理可根据该第一镜面和该第二镜面的测量结果而执行。以此方式,可以可靠地实现该反射镜的希望精度。在此例中,首先可以采用容差(allowance)以避免过多移除材料。如果已达到两镜面的希望位置,则仅实现均匀移除 (uniform removal),直到这些镜面相对于彼此处在希望距离处。然而,同样也可以利用施加材料以减少或消除材料移除过度。这例如可利用从气相生长材料来实现。在该第一镜面和该第二镜面测量期间,可将光聚焦至该第一镜面和/或该第二镜面上。以此方式,可以极高精度确定所探测处的位置。此外,在该第一镜面和该第二镜面测量期间,可以垂直入射将光导引至该第一镜面和/或该第二镜面上。此举允许极为精确地测量该第一和/或第二镜面的形状(form)。利用聚焦测量和垂直入射测量的组合,可极为精确地确定这些镜面的形状和空间配置(spatial arrangement)。可利用第一组衍射结构(diffractive structure)测量该第一镜面,且可利用第二组衍射结构测量该第二镜面。这些衍射结构例如各自可实施为计算机产生的全息图 (computer generated hologram),简称CGH。对于以实际上任何希望形式实施的待测量表面,可以合宜花费以高精度产生CGH。可将该第一组衍射结构和该第二组衍射结构相对彼此配置在限定的位置中。尤其,可以优于IOnm或Inm的准确度得知该第一组衍射结构和该第二组衍射结构相对于彼此的相对位置。对于例如光刻掩模,同样也追求此微结构的位置准确度。 举例而言,该第一组衍射结构和该第二组衍射结构可一起配置在共用载体 (common carrier)上。这具有以下优点即使这些衍射结构的位置因载体位置变更而变更时,仍可永久维持这些衍射结构相对于彼此的定向。该第一组衍射结构和该第二组衍射结构同样也可以各自分布在两个载体之间,尤其是各自分布在相同的两个载体之间。此外,也可以对该第一组衍射结构和该第二组衍射结构分别提供独立载体(separate carrier)。可在该反射镜的相同位置中执行该第一镜面的测量和该第二镜面的测量。由此可以避免与该反射镜重定位(repositioning)相关的重新调整(renewed adjustment)或重新的位置石角定(renewed position determination)。举例而言,可利用第一衍射结构将光导引至该第一镜面上,且利用第二衍射结构将光导引至该附加反射镜上。该附加反射镜可关于其相对于该第二镜面的位置被测量。这可防止测量结果受到该附加反射镜的从预定义位置的可能偏差所造成的不好影响。在测量该反射镜的镜面期间,也可以监控该附加反射镜的位置。为此目的所需要的衍射结构分别可容纳在相同的载体上,该载体也具有测量该反射镜的镜面的衍射结构。在根据本发明的方法的一个变型中,为了测量该第二镜面,将光导引通过该反射镜的切口(cutout)。此过程允许极紧凑的测量配置。在根据本发明的方法的另一个变型中,为了测量该第二镜面,将光导引绕过该反射镜。此过程在各种情况中都适用,尤其是包括没有切口的反射镜的情况。
下文基于图中所示出的示例性实施例,详细解说本发明。


图I以示意图显示根据本发明实施的用于微光刻的投射曝光装置的示例性实施例。图2以示意图显示根据本发明的投射物镜的示例性实施例。图3以示意图显示根据本发明实施的反射镜的示例性实施例。图4以示意图显示执行第一测量步骤时,用于测量根据本发明的反射镜的测量配置的示例性实施例。图5以示意图显示图4在执行第二测量步骤时的测量配置。图6以示意图显示执行第一测量步骤时,用于测量根据本发明的反射镜的测量配置的另一示例性实施例。
图7以示意图显示图6在执行第二测量步骤时的测量配置。图8以示意图显示用于测量反射镜的测量配置的另一示例性实施例。
具体实施例方式图I以示意图显示根据本发明实施的用于微光刻的投射曝光装置的示例性实施例。投射曝光装置具有照明系统I和投射物镜2。在示出的示例性实施例中,将投射曝光装置实施为反射系统(catoptric system),因此仅具有反射镜而没有透镜作为光学元件。照明系统I具有光源3、反射镜Ml、反射镜M2、反射镜M3和反射镜M4。在示出的示例性实施例中,照明系统I的每个反射镜具有基板本体和实施于基板本体上的镜面,也就是说,反射镜Ml具有基板本体BI和镜面SI,反射镜M2具有基板本体B2和镜面S2,反射镜M3具有基板本体B3和镜面S3,及反射镜M4具有基板本体B4和镜面S4。基板本体BI、B2、B3、B4可由具有较小热膨胀系数的材料构成,例如玻璃陶瓷材料,诸如Zerodur或ULE。此外,例如娃或碳化娃(silicon carbide)也适合作为反射镜材料。基板本体B1、B2、B3、B4的材料在折射率上,可具有较高的非均匀性(inhomogeneity)。 尤其,在基板本体BI、B2、B3、B4的体积内,各基板本体的折射率可变化达至少lppm(百万分率),或变化达至少lOppm。这些关于各基板本体中折射率变化的指示与633nm的波长有关,此波长通常用作干涉测量中的测量波长。镜面S1、S2、S3、S4可例如通过层堆迭(layer stack)形成,尤其可通过硅和钥构成的交替层的堆迭形成。尤其,可将反射镜Ml实施为具有凹面镜面(concave mirror surface) SI的收集器反射镜(collector mirror)。反射镜M2和M3可具有带刻面的镜面(faceted mirror surface) S2和S3。尤其,可将反射镜M4实施为具有凹面镜面S4的聚焦反射镜(focusing mirror)。光源3实施为例如等离子体源,并产生具有波长小于IOOnm的EUV范围的光。举例而言,由光源3产生的光波长可为13. 6nm或7nm。由光源3产生的光依序由反射镜Ml的镜面SI、反射镜M2的镜面S2、反射镜M3的镜面S3和反射镜M4的镜面S4反射,然后照射于掩模母版4上。在此例中,可将照明系统 I设计成不是照明掩模母版4的整个区域,而是仅照明局部区域,其可具有例如环形或环形的一段的形状。掩模母版4具有反射照射光而使其朝向投射物镜2的图案。掩模母版4的图案可代表例如集成电路的构成部分。在图I中,仅将投射物镜2示出为“黑匣子”。投射物镜的构造将参考图2详细说明。投射物镜2将掩模母版4的图案成像于涂覆晶片5所用的感光材料上。因此,晶片5配置在投射物镜2下游的光束路径中。将图案成像于晶片5的感光材料上尤其可就扫描处理中实现,其中在扫描方向中,仅照明要成像的图案的局部区域,且掩模母版4和晶片 5相对于投射物镜2同步移动。为了实行与成像同步的移动,在掩模母版4和晶片5的前进移动中将考虑投射物镜2的成像比例(imaging scale)。掩模母版4和晶片5的前进移动各自实现为平行于图I所示的y_方向。Z-方向延伸垂直于其中配置掩模母版4的表面和晶片5的表面的平面。图2以示意图显示根据本发明的投射物镜2的示例性实施例。投射物镜2具有反射镜M5、反射镜M6、反射镜M7、反射镜M8和反射镜M9,这些反射镜接连地配置在始于掩模母版4的光束路径中。反射镜M5具有基板本体B5和实际上的平面镜面S5,反射镜M6具有基板本体B6和凹面镜面S6 ,反射镜M7具有基板本体B7和凸面镜面S7和还有凹面镜面S7,。反射镜M7因此在其基板本体B7上具有两个镜面S7和 ST,这些镜面实施在基板本体B7的相反侧上。反射镜M8具有基板本体B8和凹面镜面 S8,和反射镜M9具有基板本体B9和凸面镜面S9。因此,光在从掩模母版4至晶片5的路径中,依序反射于反射镜M5的镜面S5、反射镜M6的镜面S6、反射镜M7的镜面S7、反射镜M8的镜面S8、反射镜M9的镜面S9和反射镜 M7的镜面S7'。在示出的示例性实施例中,所有镜面S5、S6、S7、S7,、S8和S9均实施为相对于投射物镜2的光轴6旋转对称,并可具有球面或非球面形状。然而,完整回转体实际上未必要在每个镜面中出现。而是,对于镜面S5、S6、S7、S7'、S8和S9而言,实际上只要形成在有助于曝光晶片5的感光材料的光照射于镜面S5、S6、S7、S7'、S8和S9之处,即已足够。各个镜面S5、S6、S7、S7,、S8和S9不会形成在会发生遮光的地方。否则,以尽可能的最佳方式采用制造工程学考虑和关于投射物镜2的操作的考虑,作为确定实际上形成镜面S5、S6、 S7、S7'、S8和S9的回转体位置和不形成这些镜面的位置的标准。替代旋转对称镜面S5、S6、S7、ST、S8和S9,也可以使用没有旋转对称性且称为 “自由表面”的镜面S5、S6、S7、ST、S8和S9。以上有关以旋转对称形式实施的镜面S5、 S6、S7、S7'、S8和S9的解说加上必要的变更,以类似的方式适用于自由表面。此外,有关投射物镜2的镜面S5、S6、S7、ST、S8和S9的解说也以类似的方式适用于照明系统的镜面S1、S2、S3和S4。尤其,照明系统I也可以具有在共用基板本体上具有两镜面的反射镜。为了在将掩模母版4的图案成像至晶片5的感光材料上期间获得高成像品质,关于投射物镜2的镜面S5、S6、S7、S7'、S8和S9的成形必须以高精度制造这些镜面,且必须以高精度相对于彼此调整这些镜面。然而,在制造反射镜M7后,镜面S7和S7'由于其联合实施在基板本体B7上,故不可能彼此独立地进行调整。仅能联合调整两镜面S7、S7'。这表示之后无法再矫正两镜面S7和S7'相对于彼此的定向误差。仅可能试着利用其余镜面 S5、S6、S8和S9的调整操作,校正因此定向误差所造成的像差。但这可能会很棘手。此外,镜面S5、S6、S8和S9的相对较少的数量将限制校正可能性,导致一般只能部分地校正因镜面S7和S7'间定向误差所引起的像差。为了至少减轻此问题,在本发明中将采取措施,将镜面S7和S7'间的定向误差降到最低,或更一般而言,将实施在反射镜M的共用基板本体B上的两镜面S和S'之间的定向误差降到最低。根据本发明,这可利用以下事实实现执行包括两镜面S、S'的干涉测量,且取决于测量结果,实行反射镜M的后续处理以减少两镜面S、S'间的定向误差。此过程一开始看来不可能,因为对于镜面S、S'而言,无法采用已知用于透镜的干涉测量方法,在此干涉测量方法中,直接对相应的前侧光学表面进行光学探测,且透过透镜对相应的后侧光学表面进行光学探测。这是因为这将需要例如透过镜面S和基板本体B进行测量。由于无法在EUV范围中透射,此测量最多可在镜面S和基板本体B为充分透明的较长波长处进行,但接着将因基板本体B缺少光学均匀性而失败。因此,在本发明背景中,采用不同的过程。因此,根据本发明的一变型,在反射镜M 上提供辅助表面及在测量中包括辅助表面。这在下文将参考图3至5详细解说。如图6和7所示出的另一变型尤其可在遮蔽的反射镜(obscurated mirror)的测量中采用,在该变型中,将并不是测量的反射镜M的构成部分的表面也包括在所述测量中。在图8所示的变型中,在测量镜面S、时,不需要任何上述附加表面。图3以示意图显示根据本发明实施的反射镜M的示例性实施例。反射镜M具有基板本体B和两镜面S和S·',这两个镜面实施在基板本体B彼此背对的两侧上。为了清楚起见,基板本体B上实施镜面S的那一侧在下文中称为“前侧VS”,及基板本体B上实施镜面 S'的那一侧称为“后侧RS”。反射镜M整体具有圆柱的基本形状,其中基板本体B具有镜面S的前侧VS及基板本体B具有镜面S'的后侧RS形成圆柱的底部和顶部。三个以球面形状实施的辅助表面HF1、HF2、HF3,以分布在圆柱侧面的圆周上的方式配置于基板本体B上。辅助表面HF1、 HF2、HF3非常精确地成形并以反射形式实施。在此例中,针对根据本发明的方法(其详细说明如下),最重要的是成形的精度(即,与球面形状的最小可能偏差)而非绝对尺寸(即, 球面半径)。尤其,辅助表面HF1、HF2、HF3可以与镜面S和S'相同的材料制造,因此可具有相似的反射性质。考虑到镜面S和V的适合实施例,图3所示反射镜M例如可用作图2所示投射物镜2的反射镜M7。将参考图4和5解说反射镜M(包含辅助表面HF1、HF2、HF3)的镜面S和S'的测量。图4以示意图显示执行第一测量步骤时,用于测量反射镜M的测量配置的示例性实施例。测量借助实施为例如Fizeau干涉仪(interferometer)的干涉仪IF,按以下方式执行利用实施为例如氦氖激光器的测量光源6,产生平行光束7。平行光束7照射于透镜8上,透镜8将光束7聚焦于空间滤波器(spatial filter) 9上。也可以提供聚焦光束7的物镜以取代透镜8。空间滤波器9实施为例如针孔,并产生一束具有球面波前(wave front) 的发散光束10。亦可使用以不同方式实施的空间滤波器9以取代针孔。发散光束10通过分光器(beam splitter) 11,然后照射在准直透镜(collimator lens) 12上。准直透镜12从发散光束10产生具有平面波前的平行光束13。平行光束13通过楔形板(wedge-shaped plate) 14,然后从楔形板14垂直透过平表面15出射。平表面15实施成部分透射的,因此将一些平行光束13反射回到平行光束自己。 反射回来的光束再次通过楔形板14,由准直透镜12聚焦,然后由分光器11偏转于空间滤波器16的方向中。在通过空间滤波器16后,反射回来的光束照射在相机物镜(camera objective) 17上,然后照射在例如可实施为CCD芯片的空间分辨检测器(spatially resolving detector) 18 上。评估电子装置(evaluation electronics) 19 连接至空间分辨检测器18。从楔形板14的平表面15出射的光束照射在CGH配置20上。CGH配置20具有多个衍射结构(未示出)并产生一系列测试光束(test beam),所述衍射结构尤其是计算机产生的全息图,缩写为CGH,它们配置在共用载体上。CGH配置20产生的测试光束21被导引至反射镜M的辅助表面HF1、HF2、HF3上。测试光束21以垂直入射照射在反射镜M的辅助表面HF1、HF2、HF3上,且因此反射回到测试光束自己。此外,CGH配置20产生测试光束 22,测试光束22垂直照射在反射镜M的前侧VS的镜面S上,并反射回到测试光束自己。最后,CGH配置20产生测试光束23,测试光束23被聚焦至反射镜M的前侧VS的镜面S上,并从镜面S反射回到CGH配置20。所有反射回来的测试光束通过CGH配置20、楔形板14和准直透镜12,然后被分光器11偏转至空间滤波器16。在通过空间滤波器16和相机物镜17后,反射回来的测试光束照射在空间分辨检测器18上,其中反射回来的测试光束分别与在楔形板14的平表面15反射回来的光束(用作参考光束)相干涉。以此方式,产生一系列干涉图(interferogram), 这些干涉图各自由空间分辨检测器18检测及由评估电子装置19 分析。以测试光束21产生的干涉图可用来确定辅助表面HF1、HF2、HF3的确切位置。辅助表面HF1、HF2、HF3以高精度实施为球面形状。因此,可非常精确地得知辅助表面的表面形状及因此其对测试光束21的影响。由于测试光束21在辅助表面HF1、HF2、HF3的反射取决于辅助表面HF1、HF2、HF3的表面形状和位置,因此可从以测试光束21产生的干涉图确定各辅助表面HF1、HF2、HF3的位置。因此,例如,可以高精度在预定义位置处配置辅助表面HFl、HF2、HF3,然而,这些预定义位置必须与辅助表面HFl、HF2、HF3的刚性连接(rigid connection)所预定义的限制相容。以此方式,以高精度定义反射镜M整体的位置。可以触觉测量或某其他方式实现辅助表面HF1、HF2、HF3的粗略预定位(pr印ositioning)。即使在未精确定位辅助表面HF1、HF2、HF3于预定义位置的情况下,也能以高准确度得知其实际位置及因此还有反射镜M的实际位置。在上述反射镜M的精确定向或位置确定后,借助测试光束22和23测量镜面S的形状和位置。为此目的,评估由在镜面S反射回来的测试光束22和23与在楔形板14的平表面15反射回来的光束相干涉所产生的干涉图。从反射回来的测试光束22的干涉图, 可以原本已知的方式确定镜面S的与编码于CGH配置20中的希望形状的形状偏差(form deviation)。然而,此确定至此仍不明确,因为其对相似表面产生相同结果,即,对通过沿着表面的法线方向伸延(propagation)而转变成彼此的表面产生相同结果。因此,另外还要评估测试光束23。从反射回来的测试光束23的干涉图,可以原本已知的方式确定测试光束 23在镜面S上的散焦程度(degree of defocusing),且因而确定镜面S的照射区域和CGH配置20间的距离。基于以下事实确定距离CGH配置20按已定义方式聚焦测试光束23,也就是说,精确地已经知道焦点相对于CGH配置20的位置。由于利用与测量辅助表面HF1、HF2、HF3时所使用的相同的CGH配置20执行对反射镜M的前侧VS的镜面S的测量,因而可以上述方式相对于辅助表面HF1、HF2、HF3所定义的坐标系统测量镜面S。在测量镜面S后,CGH配置20为具有衍射结构的CGH配置20所取代,以测量镜面 S'及探测辅助表面HF1、HF2、HF3。此外,反射镜M定位成镜面S'面对CGH配置20。这例如可通过绕着延伸平行于CGH配置20的表面的轴,将反射镜M旋转180°来实现。将参考图5解说以此方式重定位的反射镜M的镜面S'的测量。同样也可以使用相同的CGH配置20,执行镜面S的测量和镜面S'的测量。在此例中,CGH配置20具有用以测量镜面S的衍射结构和用以测量镜面S'的衍射结构,且应注意确保照明各测量情况所需的衍射结构。这例如可通过部分地遮蔽光(partially masking out the light)来实现。图5以示意图显示图4在执行第二测量步骤时的测量配置。图5中,仅将干涉仪 IF示出为“黑匣子”,因其内部构造与图4相同。除了干涉仪IF,图5中还示出CGH配置20 和要测量的反射镜M。在图5所示的第二测量步骤期间,实际上维持与图4相同的测量配置 。与图4所示第一测量步骤相比,只变更反射镜M相对于CGH配置20的定向,以便可对反射镜M的后侧RS进行测量。此外,取决于实施例的变型,如果适当的话,CGH配置20为具有其他衍射结构的CGH配置20所取代,或者注意确保照明CGH配置20的其他衍射结构。 以与第一测量步骤相同的方式,在第二测量步骤中,首先利用辅助表面HF1、HF2、 HF3以高准确度定向反射镜S,或以高准确度确定辅助表面HF1、HF2、HF3的实际位置,因而也确定了反射镜M的实际位置。因此,也在第一测量步骤中使用的相同坐标系统可供第二测量步骤使用。接着,以类似于第一测量步骤中对镜面S实现的方式,测量镜面S'。在执行第二测量步骤后,以高精度得知镜面S的形状和镜面S'的形状。此外,以高精度得知镜面S和镜面s'分别相对于辅助表面HF1、HF2、HF3的位置,因而也得知这些镜面相对于彼此的位置。如已经解说的,在两个测量步骤期间,可在各步骤中省掉辅助表面HF1、HF2、HF3 的精确定位,而只要确定其位置即可。然而,在此例中,在确定镜面S和S'相对于彼此的位置时,必须考虑辅助表面HF1、HF2、HF3各自在第一测量步骤和第二测量步骤之间的位置偏差。就制造反射镜M而言,适当时,利用上述测量方法或下文说明的一个变型或某其它变型,至少一次地测试及重做(rework)利用已知处理技术(诸如研磨(grinding)、抛光 (polishing)或涂覆(coating)方法)形成的镜面S、S'。在重做期间可使用原本已知的处理技术。重复测量和重做反射镜M,直到镜面S、S'的形状和镜面S或S'相对于彼此的位置皆与希望形状和希望位置最多相差允许公差。为了实现此目的,分别重做其形状未在公差内的镜面s、s'。两镜面S、S'间的位置偏差视情况可通过以下方式校正镜面S的后续处理、镜面S'的后续处理、或两镜面S、S'的后续处理。对要被重做以校正位置偏差的镜面S、s'的选择可与校正形状偏差的需求相结合。举例而言,无论如何必须被重做以校正形状偏差的镜面S或S'被用来校正位置偏差。同样地可试着将针对位置偏差的重做限制于相应镜面S、S'针对校正形状偏差所需后续处理的范围。此过程尤其适于两镜面S、S' 必须重做以校正形状偏差,且必须确定应该如何在两镜面S、S,间分配位置偏差的校正的情况。为了避免移除材料过多,因这将无法挽救或仅能以高度复杂性加以挽救,首先可采用容差。如果已达到两镜面s、s'的希望形状和位置,则仅实现均匀移除,直到这些镜面相对彼此处在希望距离处为止。然而,也可以利用涂布材料以减少或消除材料移除过度。这例如可利用从气相生长材料来实现。以所概述的方式,反射镜M可按以下方式制造镜面S、S'各具有以高度精确形式实施的形状并以高精度相对于彼此进行定向,其中相对于彼此的定向不仅涵盖角度定向, 也涵盖彼此间的距离。尤其,可以允许反射镜M在投射曝光装置中使用的精度来制造反射镜M。亦可以类似方式,制造具有三个或三个以上镜面的反射镜。镜面S和镜面S'关于形状的精度分别可以表示为实际形状与希望形状的偏差。 为了确定具体的数值,可将形状偏差定义为均方根值F_RMS,这可按以下方式来计算
权利要求
1.一种用于微光刻的投射曝光装置的反射镜,所述微光刻用于感光材料的结构化曝光,其中所述反射镜(M)具有基板本体(B)、第一镜面(S)和第二镜面(S’ );所述第一镜面(S)形成于所述基板本体(B)的第一侧(VS)上;所述第二镜面(S’ )形成于所述基板本体(B)的第二侧(RS)上,所述第二侧不同于所述基板本体(B)的所述第一侧;以及所述基板本体(B)由玻璃陶瓷材料制成。
2.—种用于微光刻的投射曝光装置的反射镜,所述微光刻用于感光材料的结构化曝光,其中所述反射镜(M)具有基板本体(B)、第一镜面(S)和第二镜面(S’ );所述第一镜面(S)形成于所述基板本体(B)的第一侧(VS)上; 所述第二镜面(S’ )形成于所述基板本体(B)的第二侧(RS)上,所述第二侧不同于所述基板本体(B)的所述第一侧;以及所述基板本体(B)具有折射率,所述折射率在所述基板本体的体积内变化达至少 Ippm0
3.如权利要求2所述的反射镜,其中所述基板本体的所述折射率在所述基板本体的体积内变化达至少lOppm。
4.一种用于微光刻的投射曝光装置的反射镜,所述微光刻用于感光材料的结构化曝光,其中所述反射镜(M)具有基板本体(B)、第一镜面(S)和第二镜面(S’ );所述第一镜面(S)形成于所述基板本体(B)的第一侧(VS)上;所述第二镜面(S’ )形成于所述基板本体(B)的第二侧(RS)上,所述第二侧不同于所述基板本体(B)的所述第一侧;以及所述反射镜(M)具有至少一个反射辅助表面(HF1,HF2,HF3)。
5.如权利要求4所述的反射镜,其中所述辅助表面(HF1,HF2,HF3)反射无助于曝光所述感光材料的光。
6.如权利要求4和5中任一项所述的反射镜,其中所述辅助表面(HF1,HF2,HF3)至少在若干区域中实施为球面。
7.如权利要求4至6中任一项所述的反射镜,其中所述辅助表面(HF1,HF2,HF3)实施为一基准,所述第一镜面(S)的一希望位置和所述第二镜面(S’)的一希望位置相对于所述基准而被预定义。
8.如权利要求I至3中任一项所述的反射镜,其中为所述第二镜面预定义相对于所述第一镜面的一希望位置。
9.如权利要求7和8中任一项所述的反射镜,其中所述第一镜面(S)和/或所述第二镜面(S’)具有一实际位置,其与所述希望位置相差最多IOOnm的位移距离和最多IOOnrad 的旋转角。
10.如前述权利要求中任一项所述的反射镜,其中所述第一镜面(S)和所述第二镜面 (s’ )反射有助于曝光所述感光材料且波长小于IOOnm的光。
11.如前述权利要求中任一项所述的反射镜,其中所述基板本体(B)的所述第一侧(VS)实施为前侧,且所述基板本体(B)的所述第二侧(RS)实施为背对所述前侧的后侧。
12.如前述权利要求中任一项所述的反射镜,其中所述第一镜面(S)和所述第二镜面 (S’ )对于垂直入射的曝光光分别具有至少20%的反射率。
13.如前述权利要求中任一项所述的反射镜,其中所述第一镜面(S)和所述第二镜面 (S’ )彼此相隔一区域,所述区域对于垂直入射的曝光光具有小于20%的反射率。
14.如前述权利要求中任一项所述的反射镜,其中所述第一镜面(S)具有第一局部区域且所述第二镜面(S’ )具有第二局部区域,使得在所述第一局部区域反射的任何光束均不与在所述第二局部区域反射的光束相交。
15.如前述权利要求中任一项所述的反射镜,其中所述第一镜面(S)和/或所述第二镜面(S’ )具有一曲率。
16.如前述权利要求中任一项所述的反射镜,其中有助于曝光所述感光材料的光,在于所述第一镜面(S)处反射后,在其照射于所述第二镜面(S’ )上前反射至少两次。
17.—种用于微光刻的投射曝光装置,所述微光刻用于感光材料的结构化曝光,其中所述投射曝光装置具有至少一个根据前述权利要求中任一项所述的反射镜(M)。
18.—种制造反射镜(M)的方法,所述反射镜(M)具有基板本体(B)、第一镜面(S)和第二镜面(S’),其中对所述第一镜面(S)和所述第二镜面(S’ )关于它们相对于彼此的位置被干涉测量,在此过程中,将光直接导引至所述第一镜面(S)上,且经由一附加反射镜(24) 将光导引至所述第二镜面(S’ )上。
19.如权利要求18所述的方法,其中取决于对所述第一镜面(S)和所述第二镜面(S’) 的测量结果,执行对所述第一镜面(S)和/或所述第二镜面(s’)的处理。
20.如权利要求18和19中任一项所述的方法,其中在测量所述第一镜面(S)和所述第二镜面(S’)期间,将光聚焦于所述第一镜面(S)和/或所述第二镜面(s’)上。
21.如权利要求18至20中任一项所述的方法,其中在测量所述第一镜面(S)和所述第二镜面(S’ )期间,以垂直入射将光导引至所述第一镜面(S)和/或所述第二镜面(S’ ) 上。
22.如权利要求18至21中任一项所述的方法,其中利用第一组衍射结构测量所述第一镜面(S),且利用第二组衍射结构测量所述第二镜面(S’)。
23.如权利要求22所述的方法,其中所述第一组衍射结构和所述第二组衍射结构相对于彼此配置于限定的位置。
24.如权利要求18至23中任一项所述的方法,其中在所述反射镜(M)的相同位置执行所述第一镜面(S)的测量和所述第二镜面(S’ )的测量。
25.如权利要求18至24中任一项所述的方法,其中所述附加反射镜(24)关于其相对于所述第二镜面(S’ )的位置被测量。
26.如权利要求18至25中任一项所述的方法,其中,为了测量所述第二镜面(S’),将光导引通过所述反射镜(M)中的一切口(ZO)。
27.如权利要求18至26中任一项所述的方法,其中,为了测量所述第二镜面(S’),将光导引绕过所述反射镜(M)。
全文摘要
本发明涉及一种用于感光材料的结构化曝光的微光刻的投射曝光装置的反射镜(M)以及一种制造反射镜(M)的方法。根据本发明的反射镜(M)具有基板本体(B)、第一镜面(S)和第二镜面(S’)。该第一镜面(S)形成于该基板本体(B)的第一侧(VS)上。该第二镜面(S′)形成于该基板本体(B)的第二侧(RS)上,该第二侧不同于该基板本体(B)的该第一侧。根据本发明的反射镜(M)尤其可实施成由玻璃陶瓷材料制成的基板本体(B)。
文档编号G02B17/06GK102725673SQ201080045368
公开日2012年10月10日 申请日期2010年7月30日 优先权日2009年8月7日
发明者J.赫茨勒, R.米勒, W.辛格 申请人:卡尔蔡司Smt有限责任公司

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