[发明专利]微光刻曝光系统的光学系统

说明书

本申请是申请日为2006年9月13日、申请号为200680033920.7、发明名称为“微光刻曝光系统的光学系统”的发明专利申请的分案申请。

技术领域

本发明涉及一种光学系统，特别是涉及一种微光刻曝光系统的照明系统或投影透镜。

背景技术

微光刻法被用在微结构部件的制作中，所述微结构部件如集成电路、LCD和其他微结构器件。微光刻过程在所谓的微光刻曝光系统中进行，所述微光刻曝光系统包括照明系统和投影透镜。将所述照明系统所照射的掩模(或掩模版(reticle))的像通过所述投影透镜投射到覆盖抗蚀剂的衬底上，所述衬底通常是带有一个或多个光敏层并提供在所述投影透镜的像平面中的硅晶片，以便将电路图案转印到晶片上的光敏层上。

为了获得在投影透镜的像平面中所形成的像的良好的干涉相衬(interference contrast)，具有光线的双光束干涉是有利的，所述光线均垂直于入射面而发生偏振。关于这个，优选具有所谓的切向偏振分布，其中在系统光瞳面中的各个线偏振光线的电场矢量的振荡平面具有与源于光轴的半径相垂直的定向。

此外，提高微光刻曝光系统的分辨率和光学性能的各种尝试正在导致增大了对于使用由具有相对较高折射率的材料制成的光学部件的需要。在这里，如果折射率的值在所用的波长处超过了SiO₂的折射率，那么该折射率被认为是“高”，SiO₂在193nm处的折射率为n≈1.56。这种材料例如是尖晶石(在193nm处，n≈1.87)、蓝宝石(在193nm处，n≈1.93)，或者氧化镁(在193nm处，n≈2.02)。但是，由这些材料表现出单轴双折射(例如蓝宝石，其是光学单轴的，在193nm处具有Δn≈0.01)或者固有双折射(“IBR”，例如在193nm处IBR为≈52nm/cm的尖晶石或者在193nm处IBR为≈70nm/cm的氧化镁，或者具有M1和M2并且IBR在20nm/cm和80nm/cm之间的范围内的石榴石(M1)₃(M2)₇O₁₂，M1例如是Y、Sc或Lu，M2例如是Al、Ga、In或Tl)的效应而产生一些问题，造成扰乱透射光线的偏振分布的延迟。另外的扰动例如由所用的光学部件中的应力双折射、在反射边界处出现的相移等而引起。

因此，需要至少部分地补偿这种扰动的反措施(countermeasure)。多个方法在现有技术中是已知的，所给出的下列引用并非穷尽，并且未说明它们与本申请的相关性。

US 6252712B1公开了为了提供补偿偏振态的局部扰动而用的一种布置而使用至少一个形状不规则的双折射光学元件(优选主轴相对于彼此旋转的至少两个这种元件)，所述双折射光学元件的厚度在光束的横截面上不规则地发生变化，从而至少部分地补偿该偏振分布的扰动。

WO 2005/001527A1公开了一种用于补偿偏振分布扰动的校正设备，其中所述校正设备包括校正构件，该校正构件包括在厚度方面具有局部不规则性的两个双折射校正元件。该校正元件的排列、厚度和双折射性质选择为如果不考虑厚度方面的局部不规则性那么其双折射效应彼此抵消，以便仅影响在被补偿扰动的那些点处的偏振。

此外，WO 2005/059645A2公开了一种微光刻投影透镜，其中在物镜中存在至少两种不同的单轴晶体材料，如石英、蓝宝石、MgF₂、LaF₃。

此外，补偿双折射效应和/或避免偏振态扰动的尝试例如包括透镜的定时(clocking)(例如US 2004/0105170A1或WO 02/093209A2)，通过形成双折射层(form-birefringent layer)利用对偏振的可变影响，或者插入包括多个双折射瓷砖(birefringent tile)的镶嵌瓷砖(mosaic tile)结构，每个瓷砖使曝光光束的对应截面沿着特殊方向偏振(例如参见US 6191880)。

发明内容