CN107111242B

CN107111242B - Euv投射光刻的照明光学单元

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Publication number: CN107111242B
Application number: CN201580069078.1A
Authority: CN
Inventors: M.恩德雷斯; R.米勒; S.比林
Original assignee: Carl Zeiss SMT GmbH
Current assignee: Carl Zeiss SMT GmbH
Priority date: 2014-11-18
Filing date: 2015-10-06
Publication date: 2020-04-24
Anticipated expiration: 2035-10-06
Also published as: KR20170086559A; CN107111242A; TWI694311B; US9983484B2; TW201621473A; WO2016078819A1; TW201621474A; WO2016078818A1; TWI691798B; US20170248851A1

Abstract

一种EUV投射光刻的照明光学单元(7)，用于以照明光(3)照明物场(8)。在物体位移方向(y)上可位移的待成像物体(19)可布置于物场(8)中。传输光学单元(14)通过照明通道，以叠加于彼此上的方式将场分面反射镜(5)的场分面成像至物场(8)中，所述照明通道各均已分配有所述场分面之一和光瞳分面反射镜(10)的一个光瞳分面。该叠加光学单元(14)具有布置于该光瞳分面反射镜(10)下游的至少两个用于掠入射的反射镜(12，13)。用于掠入射的反射镜(12，13)在物场(8)中生成由照明通道构成的照明光整体束(3G)的照明角带宽，该带宽对于平行于物体位移方向(y)的入射平面(yz)而言小于对于与其垂直的平面(xz)。所呈现的照明光学单元是这样的：通过其，投射光学单元可适配于照明光的EUV光源的配置。

Description

EUV投射光刻的照明光学单元

相关申请的交叉引用

本申请要求德国专利申请DE 10 2014 223 452.2和DE 10 2014 223 453.0 的优先权，通过引用将上述申请的内容并入本文。

技术领域

本发明关于EUV投射微光刻的照明光学单元。再者，本发明关于一种照明系统，包含此类照明光学单元和投射光学单元；一种投射曝光装置，包含此类照明系统；一种使用此类投射曝光装置制造微结构或纳米结构部件的方法；以及通过该方法制造的微结构或纳米结构部件。

背景技术

上述类型的以照明光照明物场的照明光学单元，从US 6,507,440B1、 US 6,438,199 B1、US 2011/0318696 A1、US 2011/0001947 A1和WO 2012/034995 A2已知，其中待成像物体可布置在物场中。

发明内容

本发明的目的为开发上述类型的照明光学单元，使得通过其，投射光学单元可适配于照明光的EUV光源的配置。

根据本发明，此目的由一种EUV投射光刻的照明光学单元实现。所述照明光学单元用于以照明光照明物场，其中待成像物体可布置于该物场中，该物体在投射曝光期间通过物体夹持器在物体位移方向上是可位移的。所述照明光学单元包含场分面反射镜，其包含多个场分面，所述多个场分面分别由至少一个单独反射镜构建，以及包含光瞳分面反射镜，其包含多个光瞳分面，为传输光学单元的一部分，所述传输光学单元通过照明通道，以叠加于彼此上的方式将所述场分面成像在该物场中，所述照明通道各均已分配有所述场分面之一和所述光瞳分面之一，其中该传输光学单元具有至少两个用于掠入射的反射镜，其在该照明光的射束路径中布置于该光瞳分面反射镜的下游，以及在该物场中产生由所述照明通道构成的照明光整体束的照明角带宽，该带宽对于照明光在物场上的平行于该物体位移方向的入射平面而言小于对于与物体位移方向垂直的平面。

根据本发明识别出，介于光瞳分面反射镜与即将照明的物场之间至少两个用于掠入射的反射镜的布置，导致可能影响在首先在平行于物体位移方向及其次与其垂直的入射平面中的物场处的照明光整体束的照明角带宽之比，并因此影响照明光学单元的照明光瞳的分配的光瞳尺寸(sigmax、sigmay)的尺寸比。如此借助于至少两个用于掠入射的反射镜，使得可能满足由后续投射光学单元的设计引起的此类照明角带宽比的要求。照明光整体束的角度带宽的x/y纵横比为首先在平行于物体位移方向及其次与其垂直的入射平面中，对于照明光整体束的数值孔径的测量。该角度带宽的x/y纵横比大于1，特别是在1.1至4之间的范围内，例如在1.5至3之间的范围内或在1.8至 2.5之间的范围内。特别是，角度带宽的x/y纵横比可为2。特别是，照明光学单元适配于成像物场的变形(anamorphic)投射光学单元，而不必大幅改变场分面反射镜和光瞳分面反射镜的配置。由至少两个用于掠入射的反射镜造成、在平行及垂直于物体位移方向的入射平面上的不同照明角带宽，随后可适配于变形投射光学单元的不同物体侧数值孔径。场分面反射镜的场分面可单体地构建。或者，场分面反射镜的场分面还可由多个和从大量微反射镜构建。场分面反射镜的场分面可配置为在至少两个角位置之间可切换。光瞳分面反射镜的光瞳分面可配置为固定，即不可切换，但或者也在至少两个角位置之间可切换。照明光学单元可具有正好两个用于掠入射的反射镜。或者，照明光学单元还可具有较大数量的用于掠入射的反射镜，例如三个、四个、或五个，凭借其随后可能在单独反射镜之中分发(distribute)这些用于掠入射的反射镜对物场处的照明光整体角度的照明角带宽的纵横比的效应。

此外，至少两个用于掠入射的反射镜可具有使用于光瞳分面反射镜的布置于物场下游的投射光学单元的光瞳平面为可接近(accessible)的此类成像效应。为此目的，至少两个用于掠入射的反射镜可将光瞳分面反射镜和特别是照明光瞳的布置平面成像于布置于下游的投射光学单元的入射光瞳平面中。

两个用于掠入射的反射镜布置为使得其对所述照明光的偏转效应相加。上述用于掠入射的反射镜的布置关于这些反射镜对照明光整体束的横截面上强度分布的效应被视为具优势。那么，由在各用于掠入射的反射镜处的反射损失造成的强度衰减(该强度衰减一般取决于入射角)，在各种用于掠入射的反射镜处的反射就反射镜的偏转效应而言相加的情况下得到补偿。

在该光瞳分面反射镜上的光瞳分面的全体具有边缘轮廓，其纵横比介于该边缘轮廓垂直于该物体位移方向的范围与该边缘轮廓平行于该物体位移方向的范围之间，其小于该照明光学单元的照明光瞳的尺寸之间的纵横比，所述尺寸分配给边缘轮廓垂直和平行于该物体位移方向的那些范围。上述光瞳分面反射镜的边缘轮廓可适配于期望的照明角带宽比，其意欲由至少两个用于掠入射的反射镜造成。光瞳分面反射镜的边缘轮廓的此x/y纵横比小于由至少两个用于掠入射的反射镜造成的照明光整体束的x/y照明角带宽比。此x/y照明角带宽比等于照明光瞳尺寸的纵横比sigmax/sigmay。举例来说，光瞳分面反射镜的边缘轮廓的x/y纵横比可为4/3。或者，光瞳分面反射镜的边缘轮廓的x/y纵横比还可更小、特别是等于1。通过缩减光瞳分面反射镜边缘轮廓的x/y纵横比，实现光瞳分面反射镜的设计，其中可引起改变照明角度分布所需的场分面反射镜的场分面的必要切换角度的最小化。

场分面由多个微反射镜构建。上述场分面的设计使微反射镜能灵活分组成通过相关联光瞳分面分别成像于物场中的场分面。原则上，由微反射镜制成的场分面的此类设计从US 2011/0001947 A1和US 2011/0318696 A1已知。

场分面具有大于该物场的x/y纵横比的x/y纵横比。上述场分面的x/y 纵横比使得能够适配于成像变化，其可通过至少两个用于掠入射的反射镜造成。可避免沿着物体位移方向的物场的不要的过度曝光。

照明光学单元包含成像光学子单元，其将位于该成像光的射束路径中在该物场上游的布置平面成像于可布置于其下游的投射光学单元的光瞳平面中，其中该成像光学子单元配置为使得其仅在该物场上游的射束路径中造成该成像光的掠偏转且具有GI反射镜作为该物场上游的射束路径中的最后反射镜。在上述照明光学单元的情况下，位于物场下游的射束路径中的投射光学单元的光瞳，可由照明光学部件成像于物场上游的射束路径中可接近的安装空间中。具有位于成像光的射束路径中物场下游的光瞳、特别是具有位于成像光的射束路径中物场下游的入射光瞳的投射光学单元可以被使用，照明光或成像光的传输损失较小。将在物场上游的射束路径中的可接近的安装空间中的布置平面成像在位于该射束路径中该物场下游的投射光学单元的光瞳中的照明光学部件，可仅以掠射方式偏转照明光，即仅以用于掠入射的反射镜(GI反射镜)，其中在掠偏转的情况下，反射入射角大于60°的照明光。由此相较于先前所使用的将物场上游射束路径中的布置平面成像至物场下游射束路径中光瞳平面中的成像光学子单元，如此导致相应改进反射率，并增加通过量(throughput)。先前为此目的所使用的成像光学子单元，从照明光学观点来看具有反射接近垂直入射(即入射角小于45°)的照明光的至少一个反射镜(NI反射镜)。光学子系统可具有反射的实施例。成像光学子单元可在包含待成像物体的物体位移方向的平面中折叠(fold)成像光。替代地或额外地，成像光学子单元可在垂直于物体位移方向的平面中折叠照明光。为了将位于射束路径中物场上游的布置平面成像在位于射束路径中物场下游的投射光学单元的光瞳中，除了布置于射束路径中物场上游且仅以掠射方式使成像光偏转的至少一个反射镜以外，成像光学子单元还可具有布置于射束路径中物场下游的反射镜，即投射光学单元的反射镜。为成像光学子单元的一部分的投射光学单元的此反射镜可为NI反射镜或GI反射镜。此外，投射光学单元的多个反射镜还可能属于成像光学子单元。

布置于成像光的射束路径中物场下游的投射光学单元的光瞳一般构成投射光学单元的入射光瞳。此光瞳可布置于光瞳平面中。不过，这并非为必要。该光瞳还可能布置于三维(如弯曲的)表面上。此外，该光瞳还可能用于成像光的单独光线，其在范围的第一平面中(如在共同折叠或子午(meridional) 平面中)延伸通过投射光学单元，以位于投射光学单元中与与其垂直的范围的第二平面中不同的点处。

照明光学单元的成像光学子单元可为投射光刻的光学子系统的一部分。此光学子系统可包括投射光学单元，其将物场成像于像场中，在物场中，待成像物体为可布置的。投射光学单元可包含多个反射镜，其从物场引导成像光至像场；以及光瞳，其布置于成像光的射束路径中物场下游。

成像光学子单元可具有正好一个GI反射镜。成像光学子单元的正好一个此类GI反射镜实现对于照明或成像光具有特别高度反射的成像光学子单元的之实施例。

成像光学子单元可具有至少两个GI反射镜。此类成像光学子单元在将布置平面成像在投射光学单元的光瞳平面中时，改进成像效应。成像光学子单元可具有正好两个GI反射镜、正好三个、正好四个、正好五个GI反射镜，或其可具有甚至更多个GI反射镜。

成像光学子单元的两个GI反射镜可直接连续布置于成像光的射束路径中。此类GI反射镜对可以GI反射镜对于照明光的偏转效应相加的方式设置。或者，GI反射镜的相反或相减偏转效应也是可能的。通过此类偏转整体效应，可能预定布置平面的位置和/或布置平面与物平面之间的角度，这可用于满足用于投射曝光装置的照明光学部件的特定安装空间要求。

成像光学子单元可包含投射光学单元的至少一个反射镜。成像光学子单元的此类设计使用投射光学单元的至少一个反射镜的成像效应。成像光学子单元可包含投射光学单元的正好一个反射镜。或者，成像光学子单元还可包含投射光学单元的多个反射镜。

成像光学子单元可具有至少一个反射自由曲面。通过成像光学子单元的至少一个反射镜的此类自由曲面设计，可能精确地预先确定成像光学子单元的成像效应。在将布置平面成像在投射光学单元的光瞳平面中时，充分无像差成像效应还可在使用正好一个用于掠入射的反射镜(即正好一个GI反射镜) 时得到确保。

首先在物场上游射束路径中最后GI反射镜上游的第一照明侧成像光部分射束，可与其次在物场与物场下游射束路径中投射光学单元的第一反射镜之间的第二成像侧成像光部分射束交叉。成像侧成像光部分射束可在空间上布置于物场上游射束路径中最后GI反射镜与物场下游射束路径中投射光学单元的第二反射镜之间。选择性地，在物场上游射束路径中的最后GI反射镜可在空间上布置于成像侧成像光部分射束与物场下游射束路径中投射光学单元的第二反射镜之间。此类交叉成像光部分射束首先对于照明光学部件，其次对于投射光学单元的部件考虑到对应安装空间条件。特别是，介于首先成像光学子单元的最后GI反射镜与其次成像侧成像光部分射束之间的距离，在此类交叉布置的情况下可具有有利的大实施例。

包含用于照明物场的投射光刻的的照明光学单元的光学系统(在物场中，待成像物体为可布置的)可具有含上文说明的特征的光学子系统或成像光学子单元。

作为照明光学单元的部件，上文说明的成像光学子单元，可具有上文结合包含投射光学单元的光学子系统说明的所有特征。相反地，光学子系统可具有上文结合成像光学子单元已说明的所有特征。

一种照明系统，包含上述照明光学单元且包含将该物场成像于像场中的投射光学单元。一种投射曝光装置，包含上述照明系统，包含夹持物体的物体夹持器，该物体夹持器连接到在物体位移方向上位移该物体的物体位移驱动器，包含夹持晶片的晶片夹持器，该晶片夹持器连接到晶片位移驱动器，从而以与该物体位移驱动器同步的方式位移该晶片。一种制造微结构部件的方法，包含下列步骤：提供掩模母版，提供具有对照明光敏感的涂层的晶片，借助于上述投射曝光装置将掩模母版的至少一部分投射在晶片上，显影由照明光曝光的晶片上的光敏层。一种根据上述方法制造的部件。上述照明系统、上述投射曝光装置、上述制造方法和上述部件的优势对应于上文参照根据本发明的照明光学单元或光学子系统已说明的那些。

投射光学单元具有变形实施例。特别是，上述变形照明光学单元可配置为使得其在平行于物体位移方向的入射平面中的物体侧数值孔径为在与其垂直的平面中的大小的一半。举例来说，此类投射光学单元从WO 2012/034995 A2已知。投射光学单元可具有用于从物场引导照明光或成像光至像场的多个反射镜。投射光学单元的光瞳可布置于物场下游成像光的射束路径中。

EUV光源可具有在5nm至30nm之间范围中的照明光波长。

制造的微结构或纳米结构部件可为半导体芯片，例如内存芯片。

附图说明

以下基于附图更详细说明本发明的示例性实施例。详细而言：

图1示意性显示EUV微光刻的投射曝光装置；

图2在子午截面中显示具有在根据图1的投射曝光装置中可用作投射镜头的成像光学单元的光学子系统的实施例，其中描绘出主光线和分别来自两个选定场点的上部和下部慧差(coma)光线的成像射束路径；

图3以类似于图2的例示图显示可用于代替根据图1的光学子系统的光学子系统的又一实施例；

图4显示如从图3中的观看方向IV所见的根据图3的光学子系统的视图；

图5至图10以在每种情况下均类似于图3和图4的例示图显示光学子系统的又一实施例；

图11和图12显示用于掠入射的反射镜的折叠效应的变化例，所述用于掠入射的反射镜作为光学子系统的成像光学子单元的一部分，在物场上游射束路径中具有最后反射镜，其中其折叠平面包含以成像光学单元待成像物体的物体位移方向；

图13示意性显示成像光学子单元的用于掠入射的反射镜的折叠效应，该反射镜在物场上游的射束路径中构建最后反射镜，其中此反射镜的折叠平面垂直于由成像光学单元待成像物体的物体位移方向；

图14显示如从图13中的观看方向XIV所见的，根据图13的用于掠入射的反射镜的区域中的射束路径；

图15和图16以类似于图13和图14的例示图显示，光学子系统的成像光学子单元的又一变化例的两个用于掠入射的反射镜的折叠效应，其中在物场上游的射束路径中的成像光学子单元的最后反射镜的折叠平面垂直于物体位移方向设置，且在物场上游的射束路径中的倒数第二个反射镜的折叠平面包含该物体位移方向，即垂直于物场上游的射束路径中的最后反射镜的折叠平面设置；

图17在子午截面中非常示意性显示EUV投射光刻的投射曝光装置的又一实施例，其包含光源、照明光学单元和投射光学单元；

图18显示再现穿过光瞳分面反射镜下游的照明光学单元的用于掠入射的第一反射镜的反射面的截面的xz截面线，其中截面显示为垂直于相互分开的平行截面平面中的入射面；

图19以类似于图18的截面线例示图显示穿过用于掠入射的第二反射镜的反射面的对应截面，所述用于掠入射的第二反射镜设置于用于掠入射的第一反射镜与通过照明光学单元照明的物场之间；以及

图20至图23以类似于图17的例示图显示在投射曝光装置内的照明光学单元的又一实施例。

具体实施方式

微光刻投射曝光装置1具有用于照明光或成像光3的光源2。光源2为 EUV光源，其生成波长范围在例如5nm至30nm之间、特别是在5nm至 15nm之间的光。特别是，光源2可为波长13.5nm的光源或波长6.9nm的光源。其他EUV波长也是可能的。用途可由如以下结合图17等所说明的光源实现。一般来说，对于在投射曝光装置1中所引导的照明光3，甚至任意波长是可能的，例如可见波长或可能在微光刻(如深紫外光(Deep ultraviolet， DUV))中发现用途且合适的激光光源和/或发光二极管(LED)光源对其为可用的其他波长(如365nm、248nm、193nm、157nm、129nm、109nm)。照明光3的射束路径在图1中非常示意性地描绘出。

照明光学单元6用于从光源2引导照明光3至物平面5中的物场4。使用投射光学单元或成像光学单元7，物场4以预定缩小比例成像于像平面9 中的像场8中。

为了便于说明投射曝光装置1和投射光学单元7的各种实施例，在附图中指示笛卡尔xyz坐标系统，从该系统，在图中所例示的组件的各个位置关系均为显而易见的。在图1中，x方向垂直于该图的平面。y方向朝向左侧延伸，而z方向向上延伸。物平面5平行于xy平面延伸。

物场4和像场8为矩形。或者，物场4和像场8还可能具有弯折或弯曲实施例，即特别是部分环状形。物场4和像场8具有大于1的x/y纵横比。因此，物场4在x方向上具有较长物场尺寸，而在y方向上具有较短物场尺寸。这些物场尺寸沿着场坐标x和y延伸。

图2等所描绘的示例性实施例之一可用于投射光学单元7。投射光学单元7在yz平面上具有8×的缩小成像比例，而在xz平面上具有4×的缩小成像比例。因此，投射光学单元7为变形的(anamorphic)。由照明通道组成的照明光整体束3_G的照明角带宽，对于在平行于物体位移方向y的物场4上照明光3的入射平面yz(图2的附图的平面)而言是小于对于与其垂直延伸的 xz平面的。或者，同形(isomorphic)投射光学单元也为可能的。其他缩小比例也为可能的，例如4×、5×、或甚至大于8×的缩小比例。当使用变形投射光学单元时，以上所指定的数值应用于xz平面或yz平面的缩小比例。在根据图2和图5等的投射光学单元7的实施例中，像平面9平行于物平面5设置。在此种情况下所成像的是与物场4重合且还指称为掩模母版的反射掩模 10的部分。掩模母版10由掩模母版夹持器10a承载。掩模母版夹持器10a 由掩模母版位移驱动器10b位移。

通过投射光学单元7的成像在由基板夹持器12承载且形式为晶片的基板11的表面上实行。基板夹持器12由晶片或基板位移驱动器12a位移。

图1示意性例示在掩模母版10与投射光学单元7之间进入前述投射光学单元的照明光3的光线射束13和在投射光学单元7与基板11之间从投射光学单元7出射的照明光3的光线射束14。投射光学单元7的像场侧数值孔径(NA)在图1中并非按比例再现。

投射曝光装置1为扫描仪类型。掩模母版10和基板11两者均在投射曝光装置1的操作期间在y方向上扫描。投射曝光装置1的步进机类型也是可能的，其中在y方向上掩模母版10和基板11的逐步位移在基板11的单独曝光之间实现。这些位移由位移驱动器10b和12a的适当致动彼此同步地实现。

图2显示光学子系统15的第一实施例的光学设计，其除了投射光学单元7还包括成像光学子单元16，该成像光学子单元将位于成像光3的射束路径中物场4上游的布置平面17成像于投射光学单元7的入射光瞳或入射光瞳平面18上。该入射光瞳无需位于一个平面上。选择性地，该入射光瞳还可配置为以非平面的三维方式位于空间中的表面。再者，关于在yz平面上延伸的成像光3的射束，该入射光瞳还可位于与关于与其垂直的成像光3的射束范围的平面不同的位置。因此，不必对于成像光3的所有射束均提供入射光瞳的范围的封闭面(closed surface)描述。

入射光瞳平面18的位置在图2中非常示意性指示。对于在垂直于图2 的示图平面的平面上延伸的成像光3的光线，投射光学单元7的入射光瞳偏移至位于反射镜M1与M2之间的光瞳平面18的位置，这在图2中绘制出并由该成像光的主光线和慧差光线(coma ray)的交叉位置预定。首先对于在yz 平面上及其次在与其垂直的范围的平面上的成像光3的光线，入射光瞳的间距可能为显著的，并可沿着成像光3的射束路径变化数百mm，甚至更大数值，例如数千mm。在成像光3的主光线的射束方向上从物平面5出发，入射光瞳位置EPy(在yz平面上的位置)和EPx(在与其垂直的成像光3的范围的平面上的位置)可能彼此独立位于300mm至无限大之间的范围内。在此，数值“无限大”表示投射光学单元7的物侧远心(telecentric)配置。

成像光学子单元16仅以掠射方式(即入射角大于60°)偏转在物场4上游的射束路径中的成像光3。

图2描绘出在每种情况下从在图2中y方向上彼此间隔的两个物场点发出的三条单独光线19的射束路径。在此所描绘的为主光线20，即延伸穿过投射光学单元7的光瞳18的中心的单独光线19，以及在每种情况下这两个物场点的上慧差和下慧差光线。从物场4出发，主光线20包括与物平面5 的法线的5.5°的角度CRAO。

物平面5位于平行于像平面9。

投射光学单元7具有0.55的像侧数值孔径。

根据图2投射光学单元7具有总共八个反射镜，其从物场4出发按单独光线19的射束路径的顺序编号M1至M8。成像光学单元7的变化例还可能具有不同数量的反射镜，例如四个反射镜或六个反射镜。取决于实施例，投射光学单元7可具有同形或变形配置。

图2描绘出反射镜M1至M8的计算的反射面。在根据图2的示图中可识别的是，仅使用这些计算的反射面的一部分。仅反射面的此实际使用区域在真正反射镜M1至M8中实际呈现。这些使用的反射面由反射镜体以已习知方式承载。

在根据图2的投射光学单元7中，反射镜M1、M4、M7和M8配置为用于正向入射的反射镜，即成像光3以小于45°入射角入射于其上的反射镜。因此，整体而言，根据图2的投射光学单元7具有用于正向入射的四个反射镜M1、M4、M7和M8。

反射镜M2、M3、M5和M6为用于照明光3的掠入射的反射镜，即照明光3以大于60°入射角入射于其上的反射镜。成像光3的单独光线19在用于掠入射的反射镜M2、M3和M5、M6上的一般入射角位于80°附近。整体而言，根据图2的投射光学单元7具有正好四个用于掠入射的反射镜 M2、M3、M5和M6。

反射镜M2和M3形成连续直接设置于成像光3的射束路径中的反射镜对。反射镜M5和M6还形成连续直接设置于成像光3的射束路径中的反射镜对。

一方面反射镜对M2、M3和另一方面M5、M6以单独光线19的反射角在这两个反射镜对的各个反射镜M2、M3和M5、M6上相加的方式反射成像光3。因此，该各个反射镜对M2、M3和M5、M6的各个第二反射镜M3 和M6增加该各个第一反射镜M2、M5施加于各个单独光线19上的偏转效应。反射镜对M2、M3和M5、M6的反射镜的此设置对应于在DE 10 2009 045 096 A1中针对照明光学单元的所说明的。

用于掠入射的反射镜M2、M3、M5和M6各均具有非常大绝对值的半径，即它们具有与平面表面相对较小的偏差。用于掠入射的这些反射镜M2、M3、M5和M6因此几乎不具有折射能力，即几乎没有像是凹面镜或凸分面的整体束形成效应，而是有助于特定且特别是局部像差校正。

反射镜M1至M8承载针对成像光3优化反射镜M1至M8的反射率的涂层。这可为钌(ruthenium)涂层、钼(molybdenum)涂层、或最上层为钌的钼涂层。在用于掠入射的反射镜M2、M3、M5和M6中，用途可由具有例如一层钼或钌的涂层实现。特别是用于正向入射的反射镜M1、M4、M7和 M8的这些高度反射层可配置为多层，其中连续层可从不同材料制造。也可使用交替的材料层。一般多层可具有分别由钼层和硅层制成的五十个双层。

反射镜M8，即在成像射束路径中像场8上游的最后反射镜，具有用于通过从倒数第三个反射镜M6朝向倒数第二个反射镜M7反射的成像光3的通道开口21。反射镜M8在通道开口21周围以反射方式使用。所有其他反射镜M1至M7均不具有通道开口，并在以无间隙方式连接的区域中以反射方式使用。

成像光学子单元16仅以掠入射方式偏转在物场4上游射束路径中的成像光3。在根据图2的实施例中，成像光学子单元16包含正好两个用于掠入射的反射镜(GI反射镜)22和23。这两个反射镜22和23进而以成像光3以在GI反射镜22和23处反射角相加来反射的方式配置为反射镜对。以上关于反射镜对M2、M3和M5、M6所解说的在此也适用。成像光学子单元16 的GI反射镜22、23在根据图2的视图中以顺时针方向偏转照明光3。

整体而言，布置平面17成像于入射光瞳的光瞳平面18上是由成像光学子单元16的两个GI反射镜22、23和通过投射光学单元7的反射镜M1引起的。

反射镜M1单独还具有关于投射光学单元7的入射光瞳的成像效应，其在例如图2中所描绘的示图平面中位于光瞳平面18中。反射镜M1生成此入射光瞳的虚像，其从在成像光3的射束路径中的物场4出发，在yz平面中鉴于入射光瞳位置位于与物场4相距7275mm的距离处，以及在与其垂直的成像光3的范围的平面中位于与物场4相距4565mm的距离处。两个用于掠入射的反射镜22、23将通过反射镜M1生成的入射光瞳的此虚位置成像于布置平面17上。

光学子系统15配置为反射式光学单元。

两个GI反射镜22、23连续直接设置于成像光3的射束路径中。

两个GI反射镜22、23的折叠平面位于yz平面上。两个GI反射镜22、 23属于照明光学单元6。

照明光学单元6的光瞳分面反射镜设置于布置平面17中。在图1中，该光瞳分面反射镜示意性指示于PF处，而场分面反射镜示意性指示于在照明光学单元6内的FF处。该光瞳分面反射镜PF位于布置平面17中。

而且，两个GI反射镜22、23与该光瞳分面反射镜PF一起为传输光学单元的一部分，其通过各均已分配有场分面之一和光瞳分面之一的照明通道，将叠加于彼此上的场分面反射镜FF的场分面成像于物场4中。

具有场分面反射镜和光瞳分面反射镜的照明光学单元从先前技术已知。在物场照明的情况下的照明角度分布可通过照明光瞳分面反射镜的光瞳分面来预定。光瞳分面反射镜为成像光学单元的一部分，其以相互叠加方式将场分面反射镜的场分面成像于物场上。GI反射镜22和23随后也为用于场分面的此成像光学单元的一部分。所述场分面各均可从多个微反射镜构建。所述场分面可具有大于物场4的x/y纵横比的x/y纵横比。

在光瞳分面反射镜PF上光瞳分面的总体包含具有垂直于物体位移方向 y的范围x与平行于该物体位移方向的范围y之间的纵横比x/y的边缘轮廓，该纵横比x/y小于在布置平面17中照明光学单元6的照明光瞳的尺寸之间的纵横比sigmax/sigmay。这些尺寸sigmax和sigmay分配给垂直和平行于物体位移方向y的边缘轮廓的范围x和y。

反射镜22、23和反射镜M1至M8实施为无法由旋转对称函数描述的自由曲面(free-form surface)。其中反射镜22、23、M1至M8中至少一个实施为旋转对称非球面的光学子系统15的其他实施例也是可能的。所有反射镜 22、23、M1至M8均也可实施为此类非球面。

自由曲面可由下列自由曲面方程式(方程式1)描述：

下列适用于此方程式(1)的参数：

Z为在点x、y处该自由曲面的弧矢(sag)，其中x²+y²＝r²。在此，r为与该自由曲面方程式的参考轴(x＝0；y＝0)相距的距离。

在自由曲面方程式(1)中，C₁、C₂、C₃......表示以x和y的幂的自由曲面级数展开的系数。

在圆锥形基底区域的情况下，c_x、c_y为对应于对应非球面的顶点曲率的常数。因此，c_x＝1/R_x和c_y＝1/R_y适用。k_x和k_y各对应于对应非球面的圆锥形常数。因此，方程式(1)描述双圆锥形自由曲面。

替代性可能的自由曲面可从旋转对称参考表面产生。用于微光刻投射曝光装置的投射光学单元的反射镜的反射面的此类自由曲面从US 2007-0058269 A1已知。此类自由曲面还可用于两个GI反射镜22、23。

选择性地，自由曲面还可借助于二维样条曲面(spine surfaces)说明。对此的示例为贝塞尔曲线(Bezier curves)或非均匀有理B样条(Non-uniform rational basissplines，NURBS)。举例来说，二维样条曲面可由在xy平面中的点网格和相关联z数值或由这些点和与其相关联的梯度说明。依样条曲面的各个类型而定，完整表面通过使用例如关于连续性和其可微分性具有特定属性的多项式或函数在网格点之间的内插法而得到。关于此的示例为解析 (analytical)函数。

投射光学单元7的反射镜22、23、M1至M8的反射面的光学设计数据可从下列表格收集。在此，GI反射镜23由R1表示，而GI反射镜22由R2 表示。在每种情况下的这些光学设计数据均从像平面9开始，即说明在像平面9与物平面5之间及在布置平面17(其在所述表格中由“EP”表示)前面的成像光3的逆反传播方向上的各个投射光学单元。

这些表格中的第一个对于光学部件的光学面指定首先在xy平面中且其次在yz平面中的顶点半径Radius_x和Radius_y。而且，此表格1指定折射能力数值Power_x和Power_y。在此，下列适用：

屈光力(Power)＝-2cos(AOI)/半径

在此，AOI表示在该各个反射镜上中心场点的主光线的入射角。

“inf”表示“无限大”。

该第二表格以mm为单位对于反射镜M1至M8指定圆锥形常数k_x和 k_y、可能偏离数值R(＝R_y)的顶点半径R_x、和自由曲面系数C_n。在此未列出的系数C_n为零。

第三表格还指定投射光学单元7的各个功能部件(即从参考表面开始的各个反射镜、各个场、光阑AS和布置平面EP)所沿着在y方向上偏心(DCY) 且在z方向上位移(DCZ)及倾斜(TLA、TLC)的幅度。这对应于当执行自由曲面设计方法时的平行位移和倾斜。在此，位移以mm为单位在y方向上和在 z方向上执行，而倾斜绕着x轴和绕着z轴执行。在此，倾斜角以度为单位指定。首先执行偏心(de-center)，接着为倾斜。在偏心期间的参考表面在每种情况下均为所指定光学设计数据的第一表面。在y方向上和在z方向上的偏心也针对物场4指定。

第四表格还指定反射镜和在物场4中的反射掩模母版10的传输数据，即其对于在中心入射于各个反射镜上照明光线的入射角的反射率。总传输指定为在投射光学单元中所有反射镜反射后从入射强度剩余的比例因子。

第五表格指定多边形链(polygonal chain)的x坐标和y坐标，其说明设置于投射光学单元7内光瞳中的孔径光阑AS的射束定界(delimiting)边缘轮廓。

第六表格相应指定多边形链的x坐标和y坐标，其说明位于布置平面17 中光瞳EP的射束定界边缘轮廓。

用于图2的表1

图2的表2a

图2的表2b

图2的表2c

图2的表2d

图2的表3a

图2的表3b

图2的表4

图2的表5

图2的表6

投射光学单元7的总反射率为4.19％。

非球面反射镜的旋转对称轴一般相对于像平面9的法线倾斜，如在所述表格中由倾斜数值清楚呈现的。

反射镜22、23、M1、M3、M4和M8具有负值半径，即原则上为凹面镜。反射镜M5、M6和M7具有正值半径，即原则上为凸面镜。反射镜M2 在xz平面中具有负值半径而在yz平面中具有正值半径，即其代表具有复曲面区域或鞍形(saddle)面的反射镜。

像场8具有26.0mm的x范围和1.2mm的y范围。投射光学单元7针对13.5nm的照明光3的操作波长优化。像场曲率为0.012578mm^-1。

布置平面17垂直于yz平面，且关于xz平面倾斜约32°的角度α。这对应于表格3b中-57.89°的“EP”表面的TLA值，其从xy平面出发测量。

入射光瞳平面18在成像光3的射束路径中设置于反射镜M1与M2之间。第一光瞳平面18相对于中心场点的主光线倾斜，即其包括与前述主光线≠ 90°的一角度。在反射镜M1与M2之间，成像光3的整个射束在光瞳平面 18的区域中可从所有侧接近(accessible)。因此，孔径光阑(aperture stop)可设置于光瞳平面18的区域中。以下，此光阑还由参考标记18表示，而在设计数据表格中由“AS”表示。

光阑18的光阑面的边缘从在像侧上在具有完整像侧远心孔径的光阑面的方向上在场中心点处传播的照明光3的所有光线在光阑面上的交叉点出射。当光阑18实施为孔径光阑时，该边缘为内缘。

根据表5的多边形表示，光阑18可位于一个平面中或是具有三维实施例。光阑18在扫描方向(y)上的范围可小于在交叉扫描方向(x)上的范围。

投射光学单元7的中间像24设置于在反射镜M5的区域中的成像射束路径中。

投射光学单元7的又一光瞳平面设置于成像光3在反射镜M7和M8处的反射区域中。在反射镜M7和M8的区域中的孔径光阑可一方面对于x维度及另一方面对于y维度在成像射束路径中设置分布在两个位置，例如可有用于在反射镜M8上沿着y维度主要提供限制的孔径光阑，以及用于在反射镜M7上沿着x维度主要提供限制的孔径光阑。

投射光学单元7在z方向上的安装长度，即物平面5与像平面9之间的距离，约为2000mm。中心物场点与中心像场点之间的y距离d_OIS超过2000 mm。

投射光学单元7在像侧上近似为远心的。

以下基于图3和图4说明光学子系统25的又一实施例，其可用于根据图1的投射曝光装置1中代替光学子系统15。以上在图1和图2的上下文中已说明的部件和功能视需要具有相同参考标记，而不再次详细讨论。图3显示穿过光学子系统25的子午截面。图4显示光学子系统25的弧矢(sagittal) 视图。除了关于根据图2的投射光学单元7未变化的投射光学单元7以外，光学子系统25包含将位于成像光3的射束路径中物场4上游的布置平面17 成像于入射光瞳平面18上的成像光学子单元26的变型。

成像光学子单元26也具有以下还表示为R2和R1的两个GI反射镜22、 23。

相较于投射光学单元的反射镜的偏转效应的取向，成像光学子单元26 的反射镜22、23的偏转效应精确取向在光学子单元16情况下的偏转效应的相反方向上。

在光学子单元26中，GI反射镜22、23也配置为在相同意义上偏转照明光3的一对反射镜。在根据图3的示图中，GI反射镜22、23两者均在逆时针方向上偏转照明光。成像光学子单元26的GI反射镜22、23的折叠平面再次位于yz平面中。

第一照明侧成像光部分射束27存在于物场4上游射束路径中的最后反射镜23上游的射束路径中。此第一照明侧成像光部分射束27位于成像光学子单元26的两个GI反射镜22、23之间。又一成像侧成像光部分射束28存在于物场4下游射束路径中物场4与投射光学单元7的第一反射镜M1之间。两个成像光部分射束27和28在交叉区域29中交叉。

在空间上，成像侧成像光部分射束28位于GI反射镜23与反射镜M2 之间。

成像光部分射束27在投射光学单元7的反射镜M1与M2之间的又一交叉区域30中与又一成像光部分射束31交叉。

经由交叉区域29和物场4上游最后GI反射镜23耦合照明光3，导致在GI反射镜23上的反射所使用区域与由此通过的成像光部分射束28之间创造相对较大距离(自由板(freeboard))的可能性。在图3中，此距离由FB表示。

布置平面17垂直于yz平面，且关于xz平面倾斜约27.9°的角度α。这对应于图3和图4的表3b中62.1°的“EP”表面的TLA值，其从xy平面开始测量。

光学子系统25的反射镜22(R2)、23(R1)和M1至M8再次配置为对其适用上文指定自由曲面方程式(1)的自由曲面反射镜。光学子系统25的光学设计数据因此可从下列表格获知，其就结构而言，对应于用于根据图2的光学子系统15的表格。由于光学子系统25中投射光学单元7的反射镜M1至 M8的数据与根据图2的光学子系统15的反射镜M1至M8的这些数据相同 (上文已将其放入表格中)，以下已省略关于反射镜M1至M8的数据。

由于根据图3与4的实施例中的孔径光阑的定位和边缘轮廓与根据图2 的实施例中的那些相同，因此表5已省略。说明在布置平面17中光瞳EP的射束定界边缘轮廓的多边形链的后续表格，仍根据关于图2的实施例的设计数据的列表表示为表6。

GI反射镜23(R1)在xz平面上具有负值半径而在yz平面上具有正值半径，即其具有环面基本形状或样式为鞍形面的基本形状。又一GI反射镜22 (R2)在两个平面上均具有负值半径，即其原则上为凹面镜。用于两个GI反射镜22、23的半径的Ry数值就其绝对值而言很大，因此GI反射镜22、23 在xz平面上具有大致平面的反射面。

图3与4的表1

图3与4的表2

图3与4的表3a

图3与4的表3b

图3与4的表4

图3与4的表6

光学子系统25的总反射率为3.53％。

以下基于图5和图6说明光学子系统32的又一实施例，其可用于根据图1的投射曝光装置1中代替光学子系统15。上文在图1和图2的上下文中已说明的部件和功能视需要具有相同参考标记，而不再次详细讨论。图5显示穿过光学子系统32的子午截面。图6显示光学子系统32的弧矢视图。除了投射光学单元7以外，光学子系统32包含将位于成像光3的射束路径中物场4上游的布置平面17成像于入射光瞳平面18中的成像光学子单元33 的变型。

成像光学子单元33也具有以下还表示为R2和R1的两个GI反射镜22、 23。

光学子系统32的反射镜22(R2)、23(R1)和M1至M8再次配置为对其适用上文指定的自由曲面方程式(1)的自由曲面反射镜。光学子系统32的光学设计数据因此可从下列表格获知，其就结构而言，对应于用于根据图2的光学子系统15的表格。由于光学子系统32中投射光学单元7的反射镜M1 至M8的数据与根据图2的光学子系统15的反射镜M1至M8的这些数据相同(上文已将其放入表格中)，以下已省略关于反射镜M1至M8的数据。

由于根据图5与6的实施例中的孔径光阑的定位和边缘轮廓与根据图2 的实施例中的那些相同，因此表5已省略。

图5与6的表1

图5与6的表2

图5与6的表3a

图5与6的表3b

图5与6的表4

图5与6的表6

光学子系统32的总反射率为3.53％。

成像光学子单元33再次具有两个GI反射镜22(R2)和23(R1)。根据图 5的子午截面中，第一GI反射镜22在照明光3的射束路径中以逆时针方式偏转，而第二GI反射镜23(R1)以顺时针方式偏转。因此，两个GI反射镜 22、23具有在相反意义上偏转的效应。成像光学子单元33的GI反射镜22、 23的折叠平面再次位于yz平面中。

布置平面17垂直于yz平面，且关于xz平面倾斜约65.1°的角度α。这对应于图5和图6的表3b中-24.89°的“EP”表面的TLA值，其从xy平面开始测量。

GI反射镜23(R1)具有负值半径，即其原则上为凹面镜。GI反射镜22(R2) 包含具有不同符号的半径数值，即其具有复曲面或鞍形面的基本形式。反射镜23(R1)在绝对项具有非常大的半径数值，即其近似为平面反射镜。这相应适用于反射镜22(R2)的半径的数值R_y。

以下基于图7和图8说明光学子系统34的又一实施例，其可用于根据图1的投射曝光装置1中代替光学子系统15。上文在图1和图2的上下文中已说明的部件和功能视需要具有相同参考标记，而不再次详细讨论。图7显示穿过光学子系统34的子午截面。图8显示光学子系统34的弧矢视图。除了投射光学单元7以外，光学子系统34包含将位于成像光3的射束路径中物场4上游的布置平面17成像于入射光瞳平面18上的成像光学子单元35 的变型。

成像光学子单元35也具有下文还表示为R2和R1的两个GI反射镜22、 23。

成像光学子单元35的GI反射镜22、23的折叠平面再次位于yz平面中。

光学子系统34的反射镜22(R2)、23(R1)和M1至M8再次配置为对其适用上文指定的自由曲面方程式(1)的自由曲面反射镜。光学子系统34的光学设计数据因此可从下列表格获知，其就结构而言，对应于用于根据图2的光学子系统15的表格。由于光学子系统34中投射光学单元7的反射镜M1 至M8的数据与根据图2的光学子系统15的反射镜M1至M8的这些数据相同(上文已将其放入表格中)，以下已省略关于反射镜M1至M8的数据。

由于根据图3/4的实施例中的孔径光阑的定位和边缘轮廓与根据图2的实施例中的那些相同，因此表5已省略。

原则上，根据图7和图8的成像光学子单元35对应于根据图5和图6 的成像光学子单元33。差异在于布置平面17的位置，以及特别是，其例如关于xz平面的倾斜。

关联的倾斜角α为95.1°，对应于图7与8的表3b中的5.108°的布置平面17(EP)的TLA值。

图7与8的表1

图7与8的表2

图7与8的表3a

图7与8的表3b

图7与8的表4

图7与8的表6

光学子系统34的总反射率为3.53％。

通过布置平面17的相应倾斜，可能考虑到安装空间要求，特别是欲容纳在那里的光瞳分面反射镜。

以下基于图9和图10说明光学子系统36的又一实施例，其可用于根据图1的投射曝光装置1中代替光学子系统15。上文在图1和图2的上下文中已说明的部件和功能视需要具有相同参考标记，而不再次详细讨论。图9显示穿过光学子系统36的子午截面。图10显示光学子系统36的弧矢视图。除了投射光学单元7以外，光学子系统36包含将位于成像光3的射束路径中物场4上游的布置平面17成像于入射光瞳平面18中的成像光学子单元37 的变型。

成像光学子单元37的GI反射镜23折叠的平面再次位于yz平面中。

光学子系统36的反射镜23(R1)和M1至M8再次配置为对其适用上文指定的自由曲面方程式(1)的自由曲面反射镜。光学子系统36的光学设计数据因此可从下列表格获知，其就结构而言，对应于用于根据图2的光学子系统15的表格。由于光学子系统36中投射光学单元7的反射镜M1至M8的数据与根据图2的光学子系统15的反射镜M1至M8的这些数据相同(上文已将其放入表格中)，以下已省略关于反射镜M1至M8的数据。

由于根据图9与10的实施例中的孔径光阑的定位和边缘轮廓与根据图2 的实施例中的那些相同，因此表5已省略。

根据图9和图10的实施例的成像光学子单元37具有正好一个GI反射镜，即GI反射镜23(R1)。与投射光学单元7的反射镜M1一起，此GI反射镜23将布置平面17成像于入射光瞳平面18中。成像光学子单元37的 GI反射镜23再次为照明光学单元6的一部分。

图9与10的表1

图9与10的表2

图9与10的表3a

图9与10的表3b

图9与10的表4

图9与10的表6

光学子系统36的总反射率为4.48％。

反射镜23(R1)具有负值半径，即其原则上为凹面镜。数值R_y对于反射镜23而言绝对项非常大，因此所述反射镜仅稍微偏离在相关联平面中的平面反射面。

布置平面17垂直于yz平面，且关于xz平面倾斜约24°的角度α。这对应于图9和图10的表3b中的66.108°的“EP”表面的TLA值，其从xy 平面开始测量。

基于图11和图12，更详细考虑通过用于在yz平面中折叠情况下将照明光3耦入物场4中的最后GI反射镜23(R1)的两个不同的耦合入变型。

对应于上文相对于图1至图10已说明那些的部件和功能具有相同参考标记，而不再次详细讨论。

图11显示在布置平面17与在投射光学单元7的反射镜M2处的偏转之间光学子系统38的射束路径上的截面。

关于通过GI反射镜23将照明光3耦入物场4中，光学子系统38类似于根据图3和图4的光学子系统25。相较之下，光学子系统38的成像光学子单元39具有正好一个GI反射镜，即GI反射镜23(R1)。在此方面，成像光学子单元39对应于根据图9和图10的成像光学子单元37。

在光学子系统38中，照明或成像光3的交叉条件对应于在将照明或成像光3耦入物场4中的区域中的光学子系统25中的那些。在光学子系统38 中，折叠也仅在yz平面中执行。

朝向GI反射镜23(R1)延伸的照明侧成像光部分射束27，在根据图12 的耦入变型中还与交叉区域29中的成像侧成像光部分射束28交叉。在根据

图12的耦入变型中，最后GI反射镜23(R1)位于成像侧成像光部分射束28 与反射镜M2之间，即关于此成像侧成像光部分射束28，其正好位于与在根据图11的耦入变型中的最后GI反射镜23(R1)的布置相对。在根据图12具有成像光学子单元41、进而具有正好一个GI反射镜23的光学子系统40中，有布置平面17的相应位移，其可考虑到对于投射曝光单元1的照明光学单元6的光瞳分面反射镜的相应安装空间要求。而且，在物场4附近呈现分别不同的安装空间的可能性。

如上文结合根据图2至图12的实施例所说明，除了成像光学子单元中的照明光3在yz平面中的折叠或作为其替代，在那里还可有在xz平面中的折叠，如后续将基于图13至图16所说明的。

对应于上文相对于图1至图12已说明的那些的部件和功能具有相同参考标记，而不再次详细讨论。

图13和图14显示经由成像光学子单元42的最后GI反射镜23(R1)的此类替代耦入(coupling-in)，折叠平面在xz平面中。

图14显示对应于例如图11和图12的视图，即以在yz平面上的观看方向，其中还发生物体位移。图13显示与其垂直的xz平面的视图。照明光3 因此用在xz平面中具有折叠效应的成像光学子单元42耦入。GI反射镜23 同时可用于再次在xz平面中折叠成像光3，该光在成像光部分射束28中从物场4延伸至投射光学单元的第一反射镜。这在图14中指示，其中GI反射镜23还反射此成像侧成像光部分射束28。

基于图15和图16说明根据图13和图14的xz折叠与附加yz折叠的组合。图16从图15中的观看方向XVI显示实施例。对应于上文相对于图1 至图14所说明的部件和功能具有相同参考标记，而不再次详细讨论。

除了在物场4上游最后的GI反射镜23(R1)，该GI反射镜在xz平面中折叠，根据图15和图16的成像光学子单元43具有又一GI反射镜22(R2)，其在yz平面中折叠。照明光3因此在入射至物场4上前，最初由GI反射镜 22(R2)在yz平面中折叠，且随后由又一GI反射镜23(R1)在xz平面中折叠。

取决于根据图13至图16的实施例中GI反射镜23(R1)或GI反射镜22 (R2)和23(R1)的折叠效应，照明光学单元6的光瞳分面反射镜的布置平面 17可具有不同空间位置，其可进而考虑到照明光学单元6的相应安装空间要求。

以下，基于图17说明非常示意性描绘出且在子午截面中的微光刻投射曝光装置1的又一实施例。对应于上文相对于图1至图16已说明的那些的部件和功能具有相同参考标记，而不再次详细讨论。根据图17的此投射曝光装置1的光源2可对应于上文已说明的。其可为激光产生的等离子体(Laser produced plasma，LPP)光源或放电产生的等离子体(Discharge produced plasma，DPP)光源。或者，并假设相应适配于在中间焦点中的数值孔径，光源2还可为基于同步加速器辐射的光源，例如自由电子激光(Free electron laser，FEL)。

为了简化位置关系的例示图，以下同样使用笛卡尔xyz坐标系统。x方向在图17中垂直于该图的平面延伸并进入后者。在图17中，y方向延伸至右侧。在图17中，z方向向下延伸。跟随图17所使用的坐标系统分别具有平行于彼此延伸的x轴。到仅描绘出投射曝光装置1的一个部件的范围，这些坐标系统的z轴的轮廓遵循在相应考虑的图内的照明光3的相应主要方向。

从光源2出发，最初集光器(collector)44和场分面反射镜FF用于在根据图17的投射曝光装置中引导照明光3。照明光3的中间焦点45布置于集光器44与场分面反射镜FF之间。举例来说，在中间焦点45的区域中的照明光3的数值孔径为NA＝0.2。场分面反射镜FF为用于照明布置于物平面5 中的物场4的投射曝光装置1的照明光学单元6的一部分。

场分面反射镜FF布置于与物平面5共轭的照明光学单元6的场平面中。照明光学单元6的光瞳分面反射镜PF布置于场分面反射镜FF下游。光瞳分面反射镜PF布置于照明光学单元6的光瞳平面17中或其附近。照明光学单元6的照明光瞳位于光瞳平面17中。

布置于照明光3的射束路径中光瞳分面反射镜PF下游为连续布置于该射束路径中用于掠入射的两个反射镜22、23，其在下文中还表示为GI(掠入射)反射镜。

在两个GI反射镜22、23上的照明光整体束3_G的形心(centroid)射束的入射角约为75°。在60°至85°之间区域中的不同入射角也为可能的。

两个GI反射镜22、23以其在照明光3上的偏转效应相加的方式设置。

照明光3的形心光线(centroid ray)的射束路径在照明光学单元6中具有交叉点K。在该交叉点K处，延伸于中间焦点45与场分面反射镜FF之间的照明光3的形心光线与延伸于光瞳分面反射镜PF与第一GI反射镜22之间的形心光线交叉。

场分面反射镜FF从多个场分面构建。每一个这些场分面均进而从至少一个单独反射镜构建。在此方面的细节在例如US 2011/0001947 A1中说明。然后，场分面在此类单独反射镜构建的情况下各由多个或一组此类单独反射镜形成。场分面的x/y纵横比可大于物场4的纵横比x₀/y₀。

场分面反射镜FF的分面可以在多个倾斜位置之间可切换的方式实施。如此使得可能在物场4中规定不同的照明角度分布，如从具有场分面反射镜和光瞳分面反射镜的照明光学单元的先前技术本身已知的。

光瞳分面反射镜PF进而具有多个光瞳分面。这些光瞳分面的每一个均可进而从多个单独反射镜构建，如同样从US 2011/0001947 A1本身已知的。在图中并未更详细描绘出分面反射镜FF、PF的分面设计。

光瞳分面反射镜PF的分面能够以可切换方式配置。或者，也能够以不可切换方式配置光瞳分面反射镜PF的分面。

光瞳分面反射镜PF和两个下游的GI反射镜22、23形成传输光学单元 46，其通过各均已分配有场分面和光瞳分面的照明通道，将叠加于彼此上的场分面反射镜FF的场分面成像于物场4中。

两个GI反射镜22、23将在光瞳平面17中的照明光瞳成像于设置于投射曝光装置1的投射光学单元7的照明光3的射束路径中物场4下游的入射光瞳平面18中。投射光学单元7将物场4成像于布置于像平面9中的像场8 中。投射光学单元7的入射光瞳实际上不位于对于两个截面xz、yz的同一入射光瞳平面中。在yz截面中，该入射光瞳实际位于光瞳分面反射镜PF的位置处，因此在此截面中，有首先该照明光瞳及其次该入射光瞳的重合。在xz截面中，投射光学单元7的入射光瞳明显位于射束路径中物场4的下游。

布置于物场4中的为承载可通过投射光学单元7成像的结构的反射掩模母版10。

两个GI反射镜22、23生成由照明通道构成的照明光整体束3_G在物场4 中的照明角带宽，该带宽对于平行于物体位移方向或扫描方向y的入射平面而言是小于对于与其垂直的入射平面的。

入射于物场4上的照明光整体束3_G的数值孔径在yz入射平面中为例如 0.0625。据此，在掩模母版10上的照明光整体束3_G的中心形心射束的入射角在yz入射平面中大于3.6°，并可例如位于4°至7°之间范围内。

在垂直于yz入射平面的xz平面中，照明光整体束3_G的数值孔径比在 yz入射平面中的大至少10％，且为例如两倍大。照明光整体束3_G的数值孔径在xz平面中为例如0.125。

使用照明光学单元6，在掩模母版10上的物场4在物平面5中以限定方式照明。物场4具有弓形或部分圆形形式，并由两个相互平行的圆弧和两个直侧边定界，其在y方向上延伸具有长度y₀，且在x方向上彼此相距距离 x₀。纵横比x₀/y₀为13比1。在替代且同样可能的物场4的情况下，其边缘形状为矩形。

投射光学单元7具有连续布置于照明或成像光3的射束路径中的总共六个反射镜M1至M6。限定投射光学单元7的像侧数值孔径的最后反射镜M6，为这些反射镜M1至M6中唯一具有用于照明或成像光3的通道开口47的一个。

一方面照明光学单元6及另一方面投射光学单元7的所有光学部件均具有对于照明或成像光3的高度反射涂层，所述涂层可构建为多层或许多层。

布置于物场4中掩模母版10的结构成像于其上的晶片11布置于像场8 中。如同掩模母版10，晶片11也由夹持器10a、12承载。

掩模母版夹持器10a和晶片夹持器12两者均可通过对应的位移驱动器 10b、12a在x方向和y方向上位移。在投射曝光期间，此位移沿着还指称为扫描方向的y方向以同步方式实现。扫描方向y位于照明光3的yz入射平面中的掩模母版10上。此yz入射平面与图17的示图平面重合。

晶片夹持器12和又一晶片侧部件的安装空间要求在图17中48处描绘为矩形框。安装空间要求48为在x方向、y方向和z方向上具有范围的矩形，该范围取决于即将容纳于其中的部件。举例来说，在x方向上和在y方向上从像场8的中心出发，安装空间要求48具有1m的范围。从像平面9出发，安装空间要求48在z方向上也具有例如1m的范围。照明光3必须以分别引导通过安装空间要求48的方式，在照明光学单元6中和在投射光学单元7 中引导。

场分面反射镜FF和/或光瞳分面反射镜PF可实施为MEMS反射镜。

投射光学单元7实施为变形投射镜头，且在yz平面中具有缩小成像因子，其为在xz平面中的缩小成像因子的两倍。举例来说，投射光学单元7 在yz平面中的缩小因子可为8，而在xz平面中的可为4。此类变形投射光学单元从例如WO 2012/034995 A2已知。

两个GI反射镜22、23确保在物场4处的照明光整体束3_G的数值孔径的适配，使得照明光整体束3_G的数值孔径适合物场侧数值孔径，其可由变形投射光学单元7处理。

照明光整体束3_G的角度带宽构成对于其数值孔径的测量。在以上所解说的示例性实施例中，此角度带宽的x/y纵横比为2∶1，且这对应于以上所解说的数值孔径之比，即0.125对0.0625之比。

投射曝光装置1的源角(source angle)定义为在光源2与一方面中间焦点45及另一方面对xy平面的法线之间的连接线之间的角度。在投射曝光装置 1中，此源角Q约为28°。

照明光整体束3_G的形心光线由两个GI反射镜22、23偏转约30°。在 10°至35°范围内的其他形心光线偏转角也为可能的。

此偏转角在两个GI反射镜22与23之间大致分成两半。

交叉点K位于根据图17的照明光学单元6的射束路径中一方面分面反射镜FF和PF与另一方面像场8之间的形心光线的范围之间。

在光瞳分面反射镜PF上的光瞳分面总体具有边缘轮廓49，其范围对应于照明光瞳的范围。平行于x方向，即垂直于物体位移方向，此范围大于与其垂直，即在包含该扫描方向的yz入射平面中的范围。在局部xy坐标系统中，光瞳分面反射镜PF因此在x方向上具有比在y方向上更大的范围。这显示于图17的插图中，其中描绘出光瞳分面反射镜PF的椭圆边缘轮廓49。边缘轮廓49的x/y纵横比可为例如4/3，且其明显小于在物场的角度带宽的 x/y纵横比，其在上文中得到说明。边缘轮廓49的纵横比x/y小于分配给垂直和平行于物体位移方向的这些范围x和y的照明光瞳的尺寸sigmax与 sigmay之间的纵横比sigmax/sigmay。

在照明光学单元6的替代设计中，光瞳分面反射镜PF以1阶(order)的 x/y纵横比配置，例如为圆的光瞳分面反射镜PF。

以上所解说的光瞳分面反射镜PF的边缘轮廓49的x/y纵横比，使得可能在照明光学单元6的其他预定几何形状的情况下将用于照明光瞳分面反射镜PF的场分面反射镜FF的场分面切换角或单独反射镜切换角保持为小的。

在局部xz图中，图18显示穿过首先在根据图17的实施例的射束路径中GI反射镜22的反射面的几个截面。此xz截面线的形式依引导该截面所沿着的各个y坐标而定。

图19显示穿过在根据图17的实施例中后续第二GI反射镜23的反射面的不同y坐标的情况下对应的xz截面线。

根据图17至图19两个GI反射镜22和23的反射面，可通过广义圆锥形截面非球面方程式描述。在此，下列适用：

z(x，y)＝f1(x，y)+f2(x，y) (1)

z为在各个GI反射镜22、23的局部yz坐标系统的z方向上的反射面的矢高。下列适用于项f1和f2两者：

f1＝(rhox*x**2+rhoy*y**2)/ (1+[1-(1+kx) * (rhox*x)**2 -(1+ky)*(rhoy*y)**2]**0.5)

f2＝c1*x+c2*y +c3*x**2+c4*x*y+c5*y**2 +c6*x**3+...+c9*y**3 +c10*x**4+..+c12*x**2*y**2+..+c14*y**4 +c15* x **5+...+c20*y**5 +c21*x **6+..+c24*x**3*y**3+..+c27*y**6+...

在此，f1对应于圆锥形截面，而f2为归纳后者的多项式展开。

在此，变量rhox和rhoy为顶点半径vertex radius(x)和vertex radius(y)的倒数，变量kx和ky对应于圆锥形常数kappa(x)和kappa(y)。为了对称原因，关于x的所有奇数多项式均消失。

下列两个表格汇总即将用于以以上广义圆锥形截面非球面方程式1描述两个GI反射镜22和23的反射面的表面的设计参数。

表1：用于GI反射镜22的表面数据

非球面

表面：GI反射镜22

非球面类型：KXY

常数：

vertex radius(x)＝-1161.133897

vertex radius(y)＝78026.475497

kappa(x)＝11.345415350

kappa(y)＝12492.823560000

级数展开常数：

c1＝0.00000000E+00

c2＝0.00000000E+00

c3＝5.54608544E-06

c4＝0.00000000E+00

c5＝-7.87263073E-06

c6＝0.00000000E+00

c7＝-1.73373485E-08

c8＝0.00000000E+00

c9＝-1.55353421E-08

c10＝2.08902055E-10

c11＝0.00000000E+00

c12＝-5.03741523E-

c13＝0.00000000E+00

c14＝-2.16016795E-11

c15＝0.00000000E+00

c16＝4.46517037E-13

c17＝0.00000000E+00

c18＝1.45192600E-12

c19＝0.00000000E+00

c20＝-2.53950200E-13

c21＝3.28893261E-14

c22＝0.00000000E+00

c23＝-3.17999488E-15

c24＝0.00000000E+00

c25＝6.46841816E-15

c26＝0.00000000E+00

c27＝-8.60352971E-16

c28＝0.00000000E+00

c29＝-2.17603010E-16

c30＝0.00000000E+00

c31＝1.01297045E-16

c32＝0.00000000E+00

c33＝-1.02694152E-17

c34＝0.00000000E+00

c35＝0.00000000E+00

表2：用于GI反射镜23的表面数据

非球面

表面：GI反射镜23

非球面类型：KXY

常数：

vertex radius(x)＝-1118.269321

vertex radius(y)＝-166716.903905

kappa(x)＝-39.211036180

kappa(y)＝0.243886680E+06

级数展开常数：

c1＝0.00000000E+00

c2＝0.00000000E+00

c3＝-7.94941515E-06

c4＝0.00000000E+00

c5＝8.64136545E-06

c6＝0.00000000E+00

c7＝-1.96099022E-07

c8＝0.00000000E+00

c9＝-2.83276609E-09

c10＝-5.06097808E-10

c11＝0.00000000E+00

c12＝1.17710881E-10

c13＝0.00000000E+00

c14＝8.11300340E-11

c15＝0.00000000E+00

c16＝2.44564710E-12

c17＝0.00000000E+00

c18＝-4.18622465E-13

c19＝0.00000000E+00

c20＝9.23896853E-13

c21＝-6.94696602E-14

c22＝0.00000000E+00

c23＝-7.11518761E-14

c24＝0.00000000E+00

c25＝-5.76295970E-15

c26＝0.00000000E+00

c27＝6.09159387E-15

c28＝0.00000000E+00

c29＝-3.19720083E-15

c30＝0.00000000E+00

c31＝3.74811351E-16

c32＝0.00000000E+00

c33＝-5.13048163E-16

c34＝0.00000000E+00

c35＝0.00000000E+00

基于图20至图23，以下解说用于在光瞳分面反射镜PF与物场4之间分别具有两个GI反射镜的照明光学单元的又一设计选项，该选项可用于代替在投射曝光装置1中根据图17的照明光学单元6。对应于上文相对于图1 至图19及特别是相对于图17至图19已解说的那些的部件具有相同参考标记，而不再次详细讨论。

图20显示照明光学单元50的又一实施例。照明光学单元50具有90°的源角Q。因此，照明光3从光源2水平引导至中间焦点45。

在照明光学单元50中，通过两个分面反射镜FF和PF的用于照明光3 的折叠几何形状使得在分面反射镜FF与PF之间的形心光线的范围位于交叉点K与像场8之间。

图21显示照明光学单元51的实施例，其中在中间焦点45与物场4之间没有照明光的形心光线的范围的交叉。在照明光学单元51中，源角Q约为59°。在光瞳分面反射镜PF与第一GI反射镜22之间的照明光3的形心光线的范围，位于场分面反射镜FF与像场8之间。

图22显示照明光学单元52的实施例，其中场分面反射镜FF一方面位于光瞳分面反射镜PF与第一GI反射镜22及另一方面光瞳分面反射镜PF 与像场8之间照明光3的形心光线的范围之间。在该照明光学单元中，源角 Q约为73°。在此种情况下，在中间焦点45与物场4之间也没有照明光形心光线的交叉。

图23显示照明光学单元53的实施例，其中两个GI反射镜22、23在照明光上的偏转效应并未相加，如在以上所说明的照明光学单元中的情况，而是相减。两个GI反射镜22、23因此对在照明光学单元53中的照明光整体束3_G的形心光线具有相反偏转效应。否则，在光源2与第一GI反射镜22 之间照明光3的范围相当于在根据图21的照明光学单元51中的范围。由于照明光学单元53的GI反射镜22的偏转效应，其为照明光学单元51的GI 反射镜22的偏转效应的相反效应，因此有在GI反射镜22上游的投射曝光装置1的所有光学部件的对应倾斜，导致约5°的源角Q。

两个GI反射镜22、23的光学效应可导致场成像比例依分别分配给空间坐标x和y的光瞳坐标sigmax、sigmay而定。成像比例β_y，即在yz平面中的成像比例，可关于平均比例值变化几个10％。在与其垂直方向上的成像比例β_x也可变化。这可由通过光瞳分面分别成像的场分面反射镜FF的场分面的适当适配的x/y纵横比补偿。为此目的，如原则上在例如US2011/0318696 A1中已说明，若场分面反射镜FF的场分面可由可自由选择的单独反射镜组构成，则具优势。

将光瞳平面17(即光瞳分面反射镜PF的布置平面)成像于投射光学单元7 的入射光瞳平面18上的质量降低也可要求场分面反射镜FF具有可从单独反射镜组以自由选择方式配置的场分面。如此避免投射光学单元7的入射光瞳的不要的过度曝光，例如凭借以来自未照明整个物场4的场分面的照明光3 入射的某些光瞳分面。

以上所说明的GI反射镜具有对于照明光或成像光3的高度反射涂层。

为了制造微结构或纳米结构部件，投射曝光装置1如下使用：首先，提供反射掩模10或掩模母版和基板或晶片11。接着，在掩模母版10上的结构借助于投射曝光装置1投射至晶片11的光敏层上。然后，在晶片11上的微结构或纳米结构，以及因此微结构部件，通过显影该光敏层来制造。

Claims

1.一种EUV投射光刻的照明光学单元(6；50；51；52；53)，用于以照明光(3)照明物场(4)，其中待成像物体(10)可布置于该物场(4)中，该物体在投射曝光期间通过物体夹持器(10a)在物体位移方向(y)上是可位移的，

-包含场分面反射镜(FF)，其包含多个场分面，所述多个场分面分别由至少一个单独反射镜构建，

-包含光瞳分面反射镜(PF)，其包含多个光瞳分面，为传输光学单元(46)的一部分，所述传输光学单元通过照明通道，以叠加于彼此上的方式将所述场分面成像在该物场(4)中，所述照明通道各均已分配有所述场分面之一和所述光瞳分面之一，

-其中该传输光学单元(46)具有至少两个用于掠入射的反射镜(22，23)，其在该照明光(3)的射束路径中布置于该光瞳分面反射镜(10)的下游，以及

-在该物场(4)中产生由所述照明通道构成的照明光整体束(3_G)的照明角带宽，该带宽对于照明光(3)在物场(4)上的平行于该物体位移方向(y)的入射平面(yz)而言小于对于与物体位移方向垂直的平面(xz)。

2.如权利要求1的照明光学单元，其特征在于两个用于掠入射的反射镜(22，23)布置为使得其对所述照明光(3)的偏转效应相加。

3.如权利要求1或2的照明光学单元，其特征在于在该光瞳分面反射镜(PF)上的光瞳分面的全体具有边缘轮廓(49)，其纵横比(x/y)介于

-该边缘轮廓(49)垂直于该物体位移方向(y)的范围(x)与

-该边缘轮廓(49)平行于该物体位移方向(y)的范围(y)

之间，其小于该照明光学单元(6；50；51；52；53)的照明光瞳的尺寸之间的纵横比(sigmax/sigmay)，所述尺寸分配给边缘轮廓垂直(x)和平行(y)于该物体位移方向的那些范围。

4.如权利要求1或2的照明光学单元，其特征在于所述场分面由多个微反射镜构建。

5.如权利要求1或2的照明光学单元，其特征在于所述场分面具有大于该物场(4)的x/y纵横比的x/y纵横比。

6.如权利要求1或2的照明光学单元，

-包含成像光学子单元(16；26；33；35；37；39；41；42；43)，其将位于该成像光(3)的射束路径中在该物场(4)上游的布置平面(17)成像于可布置于其下游的投射光学单元(7)的光瞳平面(18)中，

-其中该成像光学子单元(16；26；33；35；37；39；41；42；43)配置为使得其仅在该物场(4)上游的射束路径中造成该成像光(3)的掠偏转且具有GI反射镜(23)作为该物场(4)上游的射束路径中的最后反射镜。

7.一种照明系统，包含如权利要求1至6中任一项的照明光学单元(7；26；27；28；29)且包含将该物场(8)成像于像场(17)中的投射光学单元(16)。

8.如权利要求7的照明系统，其特征在于该投射光学单元(16)为在两个不同平面中具有不同缩小成像比例的变形光学单元。

9.如权利要求7或8的照明系统，其特征在于EUV光源(2)。

10.一种投射曝光装置(1)，

-包含如权利要求7至9中任一项的照明系统，

-包含夹持该物体(19)的物体夹持器(22)，该物体夹持器连接到在该物体位移方向(y)上位移该物体(19)的物体位移驱动器(24)，

-包含夹持晶片(21)的晶片夹持器(23)，该晶片夹持器连接到晶片位移驱动器(25)，从而以与该物体位移驱动器(24)同步的方式位移该晶片(21)。

11.一种制造微结构部件的方法，包含下列步骤：

-提供掩模母版(19)，

-提供具有对该照明光(3)敏感的涂层的晶片(21)，

-借助于如权利要求10的投射曝光装置将该掩模母版(19)的至少一部分投射在该晶片(21)上，

-显影由照明光(3)曝光的晶片(21)上的光敏层。