[发明专利]具有简化制造的光学成像布置

说明书

技术领域

本发明涉及一种在曝光过程中使用的光学成像设备模块，尤其是一种用于微光刻系统的光学成像设备模块。本发明还涉及一种在光学成像设备中使用的光学模块的部件的支撑方法。本发明可用于制造和使用用于制造微电子器件、尤其是半导体器件的光刻工艺的光学成像设备的情况，或用于制造例如掩模或掩模母版的、在这种光刻工艺器件使用的器件的情况。

背景技术

通常，用于制造例如半导体器件的微电子器件的情况的光学系统包含多个光学模块，所述光学模块包含布置在光学系统的光路中的光学元件，例如透镜和反射镜等。作为曝光过程的首要功能，这些光学元件合作以将形成在掩模、掩模母版等上的图案的像转印至例如晶片的基板上。所述光学元件通常组合为一个或更多功能上不同的光学元件组。这些不同的光学元件组可由不同的光学曝光单元保持。尤其是在主要为折射的系统的情况下，这种光学曝光单元经常由保持一个或更多光学元件的光学元件模块的堆叠构建。这些光学模块通常包含外部大致环形支撑装置，其支撑一个或更多光学元件保持器，各个光学元件保持器进而保持光学元件。

由于半导体器件的不断小型化，存在对用于制造这些半导体器件的光学系统有提高的分辨率的永久需求。对提高的分辨率的需求显然推动对光学系统增大的数值孔径(NA)和增大的成像精度的需求。

实现提高的分辨率的一个方法是减小在曝光过程中使用的光的波长。近年来，采用了使用在极紫外范围(EUV)的光的方法，极紫外范围使用在5nm至20nm的范围、通常约13nm的波长。在该EUV范围，不再能使用普通折射光学系统。

这是由于以下事实：在该EUV范围，折射光学元件常用的材料展示对以工业上可接受规模获得高质量曝光结果而言太高的吸收程度。因此，在EUV范围，包含例如反射镜等的反射元件的反射系统用于曝光过程中，以将形成在掩模上的图案的像转印至例如晶片的基板上。

转变为使用EUV范围中的高数值孔径(例如，NA>0.4至0.5)反射元件导致关于光学成像布置的设计的相当大的挑战。

关键精度需求之一是像在基板上的位置的精度，还称为视线(LoS)精度。视线精度通常近似与数值孔径的倒数成比例。因此，视线精度对具有数值孔径NA＝0.45的光学成像布置而言以因子1.4小于具有数值孔径NA＝0.33的光学成像布置。通常，对于数值孔径NA＝0.45，视线精度的范围低于0.5nm。如果曝光过程中还允许双重图案化，那么精度通常将必须以另一因子1.4减小。因此，在该情况中，视线精度的范围甚至低于0.3nm。

除此之外，上述导致关于参与曝光过程的部件之间的相对位置的非常严格的要求。另外，为了可靠地获得高质量半导体器件，不是仅需要提供展示高程度的成像精度的光学系统。还需要在整个曝光过程期间并且在系统的使用期限保持这种高程度的精度。因而，光学成像布置部件，即例如在曝光过程合作的掩模、光学元件和晶片必须以限定方式支撑，以获得提供高质量曝光过程所必需的所述光学成像布置部件之间的预定空间关系。

为了甚至在振动(例如，由支撑布置的基础结构引致的和/或由振动干扰的内部源(例如加速的质量体，如移动部件，湍流流动等)引致的)的影响下，以及在热引致位置变化的影响下，在整个曝光过程期间保持所述预定空间关系，必需在辅助过程中至少间歇地采集光学成像布置的特定部件之间的空间关系，以及依据该辅助采集过程的结果调整光学成像布置的部件中的至少一个的位置。

通常，该辅助采集过程通过使用用于光学投射系统和基板系统的、作为共同参考的中央支撑结构的度量系统的辅助部件完成，以能够容易同步成像布置的主动调整部分的运动。

另一方面，数值孔径的增加通常导致光学元件的尺寸(还称为光学元件的光学覆盖区)的增加。使用的光学元件的增加的光学覆盖区具有对它们动态特性和用于实现上述调整的控制系统的负面影响。另外，增加的光学覆盖区通常导致较大的光线入射角。然而，以这种增加的光线入射角，通常用于产生光学元件的反射表面的多层涂层的传输率急剧减小，显然导致光功率的不期望损失和光学元件由于吸收导致的加热增长。因而，必须使用甚至更大的光学元件，以使得能够以商业上可接受规模进行这种成像。这些情况导致光学成像布置具有相当大的光学元件，其光学覆盖区高达1m x 1m，并且布置地彼此非常接近，相互距离的范围低至小于60mm。