一种折反射投射物镜具有多个透镜以及至少一凹面镜(CM),还有两个偏转镜(FM1,FM2),从而将从物场到凹面镜的部分光束路径与从凹面镜到像场的部分光束路径分开。偏转镜相对于投射物镜的光轴(OA)绕着平行于第一方向(x方向)的倾斜轴倾斜。第一偏转镜设置成光学邻近于第一场平面,而第二偏转镜设置成光学邻近于第二场平面,第二场平面与第一场平面光学共轭。设置在所述场平面之间的光学成像系统,在第一方向具有接近于-1的成像比例。提供位移装置(DISX),用于偏转镜(FM1、FM2)在第一位置和第二位置之间平行于第一方向的同步位移,第二位置相对于第一位置偏移了一位移距离。通过投射物镜的投射辐射束在偏转镜的第一位置于第一反射区反射,并且在偏转镜的第二位置于第二反射区反射,第二反射区相对于第一反射区平行第一方向横向偏移了此位移距离。偏转镜在第一反射区和第二反射区具有不同的反射特性局部分布。由此可主动操纵场效果(例如场均匀性)或主动操纵波前。
1.一种折反射投射物镜,用于将设置在所述投射物镜的物面(OS)的有效物场中的掩模的图案成像到设置在所述投射物镜的像面中的有效像场中,包含:多个透镜以及至少一个凹面镜(CM);第一偏转镜(FM1),用于将来自所述物面(OS)的辐射偏转到所述凹面镜;以及第二偏转镜(FM2),用于将来自所述凹面镜的辐射偏转到所述像面(IS)的方向,其中:所述偏转镜相对于所述投射物镜的光轴(OA)绕着垂直于所述光轴且平行于第一方向的倾斜轴倾斜;所述第一偏转镜设置为光学邻近于第一场平面,所述第二偏转镜设置为光学邻近于第二场平面,所述第二场平面与所述第一场平面光学共轭;并且设置在所述第一场平面和所述第二场平面之间的光学成像系统在所述第一方向上具有成像比例β_x,β_x的范围为-0.8>β_x>-1.2,其特征在于:位移装置(DISX),用于所述第一偏转镜(FM1)和所述第二偏转镜(FM2)在第一位置和第二位置之间平行于所述第一方向的同步位移,所述第二位置相对于所述第一位置偏移了一位移距离(DIS),其中在所述有效物场和所述有效像场之间行进的投射辐射束,在所述偏转镜的所述第一位置中在第一反射区中反射,并且在所述偏转镜的所述第二位置中在第二反射区中反射,所述第二反射区相对于所述第一反射区平行于所述第一方向横向偏移了所述位移距离(DIS),并且其中所述偏转镜在所述第一反射区和所述第二反射区中具有反射特性的不同局部分布。
2.如权利要求1所述的投射物镜,其中所述第一偏转镜(FM1)具有第一反射涂层(R1),所述第二偏转镜(FM2)具有第二反射涂层(R2),并且所述反射涂层各具有第一层区域(R1-1、R2-1)以及在所述第一方向上位于所述第一层区域旁的第二层区域(R1-2A、R1-2B、R2-2A、R2-2B),所述第一层区域(R1-1、R2-1)具有反射率的第一局部分布,所述第二层区域(R1-2A、R1-2B、R2-2A、R2-2B)具有反射率的第二局部分布,所述反射率的第二局部分布不同于所述第一层区域中的所述反射率的第一局部分布。
3.如权利要求2所述的投射物镜,其中所述第一偏转镜和所述第二偏转镜的所述反射涂层在所述第一方向上各具有层厚度的线性变化,其中所述层厚度的变化延伸于所述第一层区域(R1-1、R2-1)和所述第二层区域(R1-2A、R1-2B、R2-2A、R2-2B)上。
4.如权利要求2所述的投射物镜,其中所述第一层区域各具有带有局部恒定反射率的反射涂层,并且所述第二层区域中提供局部层厚度分布,尤其是层厚度的线性变化。
5.如前述权利要求中的任一项所述的投射物镜,其中所述第一偏转镜具有第一非平面反射镜表面(MS1),所述第二偏转镜具有第二非平面反射镜表面(MS2),所述第二非平面反射镜表面相对于所述第一反射镜表面关于所述第一方向具有相反方向的表面形状,其中所述非平面反射镜表面与平参考面的偏差优选小于10μm。
6.如权利要求5所述的投射物镜,其中所述反射镜表面(MS1、MS2)在所述第一方向上弯曲,其中所述第一方向上的表面分布特别地为以下群组中的至少一种:(i)抛物表面分布;(ii)三次方表面分布;(iii)符合多项式的表面分布;以及(iv)所述反射镜表面在第一表面部分具有正曲率而在偏离所述第一表面部分的第二表面具有负曲率的复杂曲面分布。
7.如前述权利要求中的任一项所述的投射物镜,其中所述第一偏转镜(FM1)和所述第二偏转镜(FM2)设置在子孔径比S的绝对值小于0.3,尤其是小于0.2的区域中。
8.如前述权利要求中的任一项所述的投射物镜,其中所述位移装置(DISX)具有位移驱动器(DRX),用于所述第一偏转镜和所述第二偏转镜平行于所述第一方向的同步位移,所述位移驱动器在所述投射物镜操作期间可致动。
9.如前述权利要求中的任一项所述的投射物镜,其中所述第一偏转镜(FM1)和所述第二偏转镜(FM2)具有共同载体结构,其中所述第一偏转镜(FM1)和所述第二偏转镜(FM2)优选由载体棱镜(SUB)的彼此垂直取向的反射镜表面所形成。
10.如前述权利要求中的任一项所述的投射物镜,其中所述投射物镜具有用于将所述图案成像到第一中间像(IMI1)的第一物镜部(OP1)、用于将所述第一中间像成像到第二中间像(IMI2)的第二物镜部(OP2)、以及用于将所述第二中间像成像到所述像面(IS)的第三物镜部(OP3),其中所述凹面镜(CM)设置在位于所述第一中间像与所述第二中间像之间的第二瞳面(P2)的区域中,所述第一偏转镜(FM1)被设置为光学邻近于所述第一中间像(IMI1),而所述第二偏转镜(FM2)被设置为光学邻近于所述第二中间像(IMI2)。
11.如前述权利要求1至10中的任一项所述的投射物镜,其中所述投射物镜具有用于将所述物场成像到中间像的第一物镜部、以及用于将所述中间像成像到所述像面的第二物镜部,其中所述凹面镜设置在位于所述物场与所述中间像之间的第一瞳面的区域中,所述第一偏转镜被设置为光学邻近于所述物场,而所述第二偏转镜被设置为光学邻近于所述中间像。
12.一种投射曝光方法,用于利用设置在投射物镜的物面区域中的掩模的图案的至少一个像曝光设置在所述投射物镜的像面区域中的辐射敏感基底,其特征在于使用根据前述权利要求中的任一项所述的投射物镜。
13.如权利要求12所述的投射曝光方法,其中在操作期间,在第一曝光与所述第一曝光之后的第二曝光之间,借助于所述位移装置,平行于所述第一方向同步位移所述第一偏转镜和所述第二偏转镜。
14.如权利要求12或13所述的投射曝光方法,其中通过所述第一偏转镜和所述第二偏转镜的平行于所述第一方向的位移而改变所述投射辐射在所述有效像场内的场均匀性。
15.如权利要求12、13、或14所述的投射曝光方法,其中通过所述第一偏转镜和所述第二偏转镜的平行于所述第一方向的位移而改变通过所述投射物镜而到达所述像场的投射辐射的波前。
16.一种投射曝光设备,用于利用设置在投射物镜的物面区域中的掩模的图案的至少一个像曝光设置在所述投射物镜的像面区域中的辐射敏感基底,尤其是用于实施根据权利要求12至15中的任一项所述的方法,包含:初级辐射源(LS),用于发射初级辐射;照明系统(ILL),用于接收所述初级辐射源,并用于产生导向到所述掩模(M)上的照明辐射;以及投射物镜(PO),用于在所述投射物镜的所述像面(IS)的区域中产生所述图案的至少一个像,其特征在于:根据权利要求1至11中的任一项构造所述投射物镜。
17.如权利要求16所述的投射曝光设备,其中所述投射曝光设备具有中央控制单元(CU),用于控制所述投射曝光设备的功能,其中所述中央控制单元被指派有控制模块,用于驱动所述位移驱动器(DRX),并且在所述投射曝光设备的操作期间,能够利用所述控制模块结合其他控制信号来驱动所述位移驱动器。技术领域
本发明涉及折反射投射物镜(catadioptricxa0projectionxa0objective),用于将设置于投射物镜的物面的物场中的掩模(mask)图案成像到设置于投射物镜的像面的像场中,并且涉及可利用此投射物镜执行的投射曝光方法。
背景技术
现今微光刻投射曝光方法主要用于制造半导体组件和其他精细图案化的组件。这些方法涉及使用载有要被成像的结构的图案的掩模(掩模母版(reticle)),例如半导体组件的层的线图案。掩模定位于投射曝光设备中的照明系统和投射物镜之间且在投射物镜的物面的区域中,并利用有效物场区域中照明系统提供的照明辐射照明。被掩模和图案改变的辐射作为投射辐射通过投射物镜,投射物镜将掩模图案成像到有效像场区域中要曝光的基底上,有效像场与有效物场光学共轭。基底通常载有对投射辐射敏感的层(光刻胶(photoresist))。开发投射曝光设备的目标之一在于通过光刻在基底上产生具有尺寸越来越小的结构。越小的结构导致越高的集成密度,例如在半导体组件的例子中,其一般对所产生的微结构组件的性能具有有利的效果。可产生的结构的尺寸很关键地依赖于所用投射物镜的分辨力(resolvingxa0power),且首先可通过降低用于投射的投射辐射波长来增加,其次可通过增加工艺中所用的投射物镜的像侧数值孔径NA来增加。过去,光学微光刻主要使用纯折射的投射物镜。在纯折射的投射物镜的情况中,所有具有折射力(refractivexa0power)的光学元件皆为折射元件(透镜)。然而在折射系统的情况中,随着数值孔径增加和波长缩短,基本像差的校正(correction)(例如色差的校正和像场曲(imagexa0fieldxa0curvature)的校正)变得更困难。一种用于获得平像面和良好色差校正的方法包括使用折反射投射物镜,其包含具有折射力的折射光学元件(即透镜)以及具有反射力(reflectivexa0power)的反射元件(即曲面镜(curvedxa0mirror))。典型包含至少一个凹面镜(concavexa0mirror)。在光学系统中,具有正折射力的透镜与具有负折射力的透镜对总折射力、对像场曲、以及对色差分别具有相反的贡献,凹面镜具有如正透镜的正折射力,但是相较于正透镜对像场曲有相反的效果。此外,凹面镜不会引入色差。将凹面镜集成到光学系统,尤其是集成到用于微光刻投射曝光方法的投射物镜并不容易,因为凹面镜将辐射基本反射回到辐射入射的方向。有许多将凹面镜集成到光学成像系统的建议,使得不会发生光束渐晕(beamxa0vignetting)的问题或瞳遮蔽(pupilxa0obscuration)的问题。针对此目的,折反射投射物镜组使用两个偏转镜(deflectionxa0mirror),以便将从物场到凹面镜的部分光束路径与从凹面镜到像场的部分光束路径分开。这种投射物镜的子组(subgroup)包含将来自物面的辐射偏转到凹面镜的第一偏转镜,以及将来自凹面镜的辐射偏转到像面的方向的第二偏转镜。若偏转镜的反射镜表面定向成彼此垂直,则投射物镜的物平面(objectxa0plane)和像平面(imagexa0plane)可定向为彼此平行。这种投射物镜的一些类型包含两个串接的成像物镜部(imagingxa0objectivexa0part),并在物平面和像平面之间具有单个实中间像(realxa0intermediatexa0image)(参见例如USxa02006/0077366A1和WOxa02004/09060A2)。在其他类型中,存在串接的三个成像物镜部,其中刚好产生两个实中间像(参见例如对应于USxa07,362,508B2或EPxa01xa0751xa0601xa0B1的WOxa02004/019128A1)。专利申请USxa02005/0254120A1公开具有一个中间像的系统示例,其中关于偏振相依反射率(polarization-dependentxa0reflectivity)的某些方面优化偏转镜的反射涂层(reflectionxa0coating)。专利申请WOxa02008/080534A1公开具有两个中间像的投射物镜示例,其中关于偏振相依反射率的某些方面优化偏转镜的反射涂层。专利申请USxa02002/0171952A1或USxa02003/0147150描述投射物镜的结构局部形态,该投射物镜包含两个定向为彼此垂直的偏转镜,其被适配于共同载体(carrier),因而可被以简单的方式一起倾斜。除了投射物镜由于制造而存在的固有(intrinsic)像差,像差也可发生在投射物镜的使用期间,尤其是发生于投射曝光设备的操作期间。由于使用时所用的投射辐射,这种像差通常是由包含在投射物镜中的光学元件的改变所造成。举例而言,某部分的投射辐射可被投射物镜中的光学元件所吸收,其中吸收的程度与光学元件所用的材料等有关,例如透镜材料、反射镜材料和/或可能有的抗反射涂层或反射涂层的特性。投射辐射的吸收会加热光学元件,结果,直接或间接通过热引起的机械应力而使光学元件发生表面变形,且在折射元件中发生折射率改变。折射率改变或表面变形则会导致单独(individual)光学元件的成像特性的改变,因此造成投射物镜整体成像特性的改变。通常在关键词“透镜加热(lensxa0heating)”下处理此问题的领域。在使用投射物镜期间也可能发生其他的像差,例如由于老化效果(agingxa0effect)。在设计微光刻工艺期间,适配掩模母版上结构的线宽,使得在使用可预先确定的照明通过投射物镜成像之后,在感光层(light-sensitivexa0layer)中曝光期望的结构尺寸。在此情况中,重要的是,掩模的相同结构在光刻胶中被相同地成像而与基底上的位置无关。不然在半导体组件的情况中,会发生速度损失或更坏的甚至发生功能损失。因此,半导体制造中的一个关键的参数是工艺所导致的临界结构的厚度的改变,其也被称为“临界尺寸变化(variationxa0ofxa0thexa0criticalxa0dimension)”或“CD变化”。因此,整个场上成像的相同结构的均匀宽度(所谓CD均匀性)构成微光刻工艺的重要质量标准。光刻胶中结构宽度的决定因素为那里沉积的辐射能量。以正态近似而言,假设高于特定量的沉积辐射能量,光刻胶被曝光,低于特定量不被曝光。辐射能量的极限量也称为“光刻胶阈值(resistxa0threshold)”。这里关键在于在基底的位置处在总曝光时间期间积分的辐射强度。在光刻胶的特定位置处沉积的辐射能量的大小取决于多个影响参数、取决于光学像差等,尤其是取决于曝光辐射的色差、偏振态,并且取决于杂散光和双重反射(doublexa0reflection)的影响。另一个重要参数是所谓的场均匀性,其为曝光工艺期间所用的有效像场上的辐射能量分布的均匀性的量度。在不充分的场均匀性情况中,在有效像场中曝光的基底的不同区域接受不同水平的照明能量,结果,一般地,CD变化受到负面影响。通常试图通过使用主动操纵器(activexa0manipulator)至少部分地补偿热引起的像差或在使用寿命期间发生的其他像差。主动操纵器通常为光机装置(optomechanicalxa0device),其被设计为由于对应的控制信号而作用于单独光学元件或光学元件组,以便改变光学效果,从而至少部分地补偿发生的像差。针对此目的,提供例如使单独光学元件或光学元件组关于它们的位置而改变或变形。通过操纵器来补偿以时间相依方式发生的像差,在装置方面通常需要相当可观的额外费用,这导致显著更高的制造成本。因此,存在对可以相对成本有效地提供的操纵器的需要。
发明内容
本发明基于以下目的:提供包含偏转镜的折反射投射物镜,其中利用结构相对简单的手段,在投射物镜的使用寿命(尤其是包括在投射曝光设备的操作期间)上确保高成像质量。此外,一个目的在于提供一种投射曝光方法,其中可以以场相依的方式(field-dependentxa0manner)快速且精确地补偿在操作期间以时间相依方式发生的像差。根据本发明的一个形式,此目的通过包含根据权利要求1的特征的折反射投射物镜,以及包含根据权利要求12的特征的投射曝光方法而实现。从属权利要求中说明有利的发展。通过引用将所有权利要求的用语合并到说明书的内容中。在根据要求权利要求的本发明构造的投射物镜的情况中,偏转镜的同步线性可位移性(displaceability)结合偏转镜反射特性的不恒定局部分布情况中的特殊特征,提供了对投射物镜的成像特性主动操纵的可能性,而不需要为此目的引入额外的光学元件到投射物镜中。若设置在第一场平面和第二场平面间的光学成像系统在第一方向上具有从-0.8>β_x>-1.2的范围的成像比例β_x,则通过这些偏转镜同时位移绝对值相同的位移距离,可在场中容易进行具有足够可变性的有效校正。若符合-0.9>β_x>-1.1的条件或甚至-0.95>β_x>-1.05的条件,则在此情况下,即使非常相近的场点也可以被以彼此几乎独立的目标方式(targetedxa0manner)影响。在更偏离成像比例β_x=-1的情况中,若同步位移情况中的位移距离的绝对值不同,则可能更有利,这在原则上是可能的,但需要额外的结构花费和额外的控制工程花费。原则上,偏转镜的不同反射特性可局部地变化,以便得到操纵器效果。具体而言,这里可在主要(predominantly)能量反射特性与主要几何反射特性之间进行区别。在此情况中,主要可通过提供反射率在偏转镜的反射镜表面上局部变化的反射涂层,获得能量反射特性的期望局部分布。这里反射率(reflectance)一词(有时也称为反射率(reflectivity))表示偏转镜所反射的电磁辐射强度与入射到此镜上的电磁辐射强度的比值。具体地,利用反射涂层的适当层厚度分布,即利用反射涂层的单独或所有层的几何层厚度的局部分布,可得到反射率的特定局部分布。相对地,特别地,通过适当地选择反射镜表面的表面形状(form),即利用所谓“外形分布(figurexa0profile)”,可设定偏转镜的几何反射特性的期望局部分布。虽然在此情况下平面镜关于入射辐射束具有局部恒定的几何反射特性,但是非平面(即不平的(uneven),尤其是以界定方式连续弯曲的)反射镜表面在光束路径中的位移可用于相对于从物场行进到像场的其他光线改变物场和像场间的光学路径上的单独光线的光学路径长度,从而可以目标方式影响或操纵通过投射物镜的辐射的波前。在实际系统中,这两种效果通常不能彼此完全分开,因为例如多层反射涂层的层结构对反射辐射的波前也可具有某些影响,从而具有反射率的局部分布的反射层也可小程度地影响波前。偏转镜在第一位置和第二位置间的同步位移确保,两个偏转镜上的投射辐射束的光线在第二位置上相比于第一位置的情况照到不同的反射区。然后,由于偏转镜在第一反射区和第二反射区具有(几何的和/或能量的)反射特性的不同局部分布,所以对具有有效作用的反射特性而言,会有不同的效果产生,只要在第一偏转镜的改变和第二偏转镜的改变之间的差异对于光束影响的总改变是有效的。使用具有层厚度分布的反射层,如此,尤其是可以目标方式改变能量参数(例如场均匀性),以便降低或避免例如微光刻产生的结构上的CD变化。类似地,反射镜表面的适当外形分布对波前的影响可被用于优化成像质量。一些实施例的特征在于如下事实:第一偏转镜具有第一反射涂层,而第二偏转镜具有第二反射涂层,各反射涂层分别包括具有反射率的第一局部分布的第一层区域,以及在第一方向上位于第一层区域旁的、具有反射率的第二局部分布的第二层区域,其中反射率的第二局部分布与第一反射区中的反射率的第一分布不同。尤其是利用在平行于第一方向的光学可用反射镜表面上有目标地改变反射涂层的层厚度,可得到反射率的局部变化。替代地或额外地,也可使用具有局部变化的中性过滤效果(neutralxa0filterxa0effect)的层。在一些实施例中,第一偏转镜和第二偏转镜的反射涂层在第一方向各具有层厚度的线性变化,其中层厚度变化在第一层区域和第二层区域两者上延伸。通常线性层厚度分布比这里同样可以的非线性层厚度分布更容易产生,并且可以更高质量地产生这种线性渐变层(linearlyxa0gradedxa0layer)。这种偏转镜可用于例如以目标方式在像场的第一方向上获得投射物镜的传输分布(transmissionxa0profile)的倾斜(tilting),以便例如至少部分补偿因为其他状况而在相反方向产生的倾斜。这里,传输的这种倾斜可以由于例如投射物镜内的抗反射涂层的不对称性所造成。也可以分别利用具有局部恒定反射率的反射涂层覆盖第一层区域,并且在第一层区域旁的第二层区域中提供局部层厚度分布(例如层厚度的线性变化)。在这些情况中,利用偏转镜平行于第一方向的同步位移,可以目标方式影响位于第一方向上的场边缘(fieldxa0edge)处的能量条件,以便例如增加相关的传输率。例如当投射物镜靠近场的透镜在相当长时间的操作之后,污染物经由边缘扩散到透镜而降低场边缘区域的透射率时,这是可能是有利的。这可由折射操纵器部分或完全地补偿。相较于第二偏转镜,也可在第一偏转镜上提供反射特性的不同局部分布,以校正不同类型的像差。举例而言,第一反射层可具有层厚度的线性分布(层厚度倾斜),而第二反射层具有二次方(quadratic)层厚度分布,或根据幂律(powerxa0law)以其他方式变化的层厚度分布。若旨在主要影响投射辐射束的波前,则第一偏转镜具有第一非平面反射镜表面且第二偏转镜具有第二非平面反射镜表面的实施例是有利的,其中相对于第一反射镜表面,第二非平面反射镜表面在相关于第一方向的反向上具有表面形状。在此情况中,非平面反射镜表面与平参考面的偏离显著大于平面镜公差(tolerance)范围内的偏离。举例而言,平面镜公差范围内的偏离可在投射辐射波长的百分之一或百分之几、或千分之一或千分之几的量级上,例如在λ/100至λ/1000之间。另一方面,平参考面的偏离不应太大,以避免波前的不利失真。与平表面最大的偏离可例如在一或几个微米的量级上,例如最大为20μm或最大为10μm。在一些实施例中,第一反射镜表面和第二反射镜表面在第一方向上各具有简单的曲面,例如抛物曲面形状。也可以使用根据其他幂律的弯曲或符合多项式的弯曲。在一些情况中,更复杂的弯曲(例如具有弯曲方向的变化)可能是有利的。表面形状通常取决于主要追求的校正可能性。只要偏转镜位于第一位置,第一偏转镜和第二偏转镜的反射镜表面对在它们上反射的投射辐射的波前效果,产生了对波前的特定净效果(netxa0effect)。可以在光学系统制造期间通过光学系统其他地方的校正来计算和补偿此净效果,例如利用不同光学元件的非球光学面(透镜表面或反射镜表面)。当偏转镜位移至第二位置时,取消补偿,从而获得结果波前效果,即波前形状的期望改变。在此方面,此操纵器的动作模式与例如EPxa00xa0851xa0304xa0B1中所述的操纵器动作模式是可相比的。这种操纵器对于本领域的技术人员也公知为“阿尔瓦雷茨元件(Alvarezxa0elements)”。在已知系统中仅使用透明元件构造阿尔瓦雷茨元件,然而,本申请提出反射型变体,其原则上也可用于纯反射镜系统,即用于反射型投射物镜中。可以在非平面反射镜表面上应用施加具有局部变化的反射特性的反射层,以便例如优化第一位置(零位置)中的能量特性。然而,一般而言,可使用具有局部恒定反射特性的反射层,该反射层可被以相对简单的方式产生。第一偏转镜意在被设置为光学邻近于第一场平面,而第二偏转镜被设置为光学邻近于第二场平面,第二场平面与第一场平面光学共轭。优选地,第一偏转镜和第二偏转镜设置在子孔径比(subaperturexa0ratio)S的绝对值小于0.3、尤其是小于0.2、或甚至是小于0.1的区域中。这可确保两个偏转镜最大程度地位于靠近场的光学等效位置处,从而可针对非常紧邻的场点以目标方式非常精确且不同地设定要被影响的场的成像特性的场分布(能量的和/或波前)。若位移装置具有平行于第一方向同步位移第一偏转镜和第二偏转镜的位移驱动器(displacementxa0drive)(其中所述位移驱动器在投射物镜操作期间可致动),则对终端用户(例如图案化半导体组件的制造商)而言,可在投射曝光设备操作期间在安装位置进行上述操纵。例如可在两个连续曝光之间,或在一个曝光系列结束之后新曝光系列开始之前临时执行以上位移。第一偏转镜和第二偏转镜可具有互相分离的安装件(mount),若合适可具有独立可调的安装件。利用具有共同载体结构(carrierxa0structure)的第一偏转镜和第二偏转镜,可实现位移的特别简单的同步。尤其可通过载体棱镜(carrierxa0prism)的彼此垂直定向的反射镜表面形成偏转镜,使得偏转镜不能相互相对位移,并且即使在位移时也可容易保持期望的相对定向。这里所述的操纵可能性可用于不同构造的投射物镜中,尤其用于具有至少一个实中间像的投射物镜中,例如具有刚好一个中间像或刚好两个中间像的投射物镜中。具有刚好一个中间像的投射物镜可构造成投射物镜具有第一物镜部和第二物镜部,其中第一物镜部将物场成像到中间像,凹面镜设置在位于物场与中间像间的第一瞳面区域中,而第二物镜部将中间像成像到像面,第一偏转镜设置为光学邻近于物场,第二偏转镜设置为光学邻近于中间像。本申请人名下的USxa02006/0077366A1公开了这种投射物镜的示例。第一偏转镜设置为光学邻近于物面,而第二偏转镜直接位于中间像的下游。USxa02006/0077366A1的图4和图6所示类型的投射物镜也可配备本申请所述类型的反射操纵器。本申请人名下的WOxa02004/09060A2公开了投射物镜的其他示例,其中单个中间像形成于物面与像面之间。偏振选择物理分束器用于将部分光束路径分离。第一偏转镜设置为光学邻近于物面,且由偏振选择分束器表面形成,分束器表面对从物场而来且相对于分束器表面为s偏振的辐射具有折射效果。第二偏转镜直接位于中间像的上游。具有超过一个中间像的投射物镜可被构造为例如使得投射物镜具有第一物镜部、第二物镜部、以及第三物镜部,第一物镜部用于将图案成像到第一中间像,第二物镜部将第一中间像成像到第二中间像,其中凹面镜设置在位于第一中间像与第二中间像之间的第二瞳面区域中,而第三物镜部用于将第二中间像成像到像面,第一偏转镜设置为光学邻近于第一中间像,第二偏转镜设置为光学邻近于第二中间像。这种R-C-R型的折反射投射物镜已被公开多年。R-C-R型投射物镜在物平面与像平面之间具有两个实中间像。第一折射物镜部(简写为“R”)产生物的第一实中间像。具有凹面镜的第二折反射或反射物镜部(简写为“C”)从第一中间像产生第二实中间像。然后第三折射物镜部将第二中间像成像到像平面。在这三个物镜部之间的光束路径的偏转通过具有两个平面偏转镜的偏转装置形成,这两个偏转镜相对于彼此定位成直角,且各自设置为邻近于其中一个中间像(参见例如对应于USxa07,362,508B2或EPxa01xa0751xa0601xa0B1的WOxa02004/019128A1)。本发明还关于一种投射曝光方法,用于利用设置在投射物镜的物面区域中的掩模图案的至少一个像曝光设置在投射物镜的像面区域中的辐射敏感基底,其中使用根据本发明的投射物镜。在优选变形中,在操作期间,在例如第一曝光与第一曝光后的第二曝光之间,借助于位移装置在第一位置和第二位置之间平行于第一方向的同步位移,位移第一偏转镜和第二偏转镜,第二位置相对于第一位置偏移一位移距离。在一方法变形中,由第一偏转镜和第二偏转镜平行于第一方向的位移,通过在有效像场上改变局部辐射能量分布,而改变投射辐射在有效像场内的场均匀性。在优选变形中,可在基本不影响投射辐射的波前的情况下实现此效果。在其他实施例,通过第一偏转镜和第二偏转镜平行于第一方向的位移而改变通过投射物镜向像场行进的投射辐射的波前,优选不对有效像场中的辐射能量分布产生任何显著的影响。此外,本发明涉及一种投射曝光设备,用于利用设置在投射物镜的物面区域中的掩模图案的至少一个像曝光设置在投射物镜的像面区域中的辐射敏感基底,所述投射曝光设备包含:初级(primary)辐射源,用于发射初级辐射;照明系统,用于接收初级辐射源,并用于产生导向到掩模上的照明辐射;以及投射物镜,用于在投射物镜的像面区域中产生图案的至少一个像,其中根据本发明配置投射物镜。投射曝光设备优选具有中央控制单元,用于控制投射曝光设备的功能,其中此中央控制单元被分配有控制模块,用于驱动位移驱动器,并且在投射曝光设备操作期间,可由控制模块利用例如电信号,配合其他控制信号来驱动位移驱动器。上述和其他特征不仅可由权利要求也可由说明书和附图得知,其中单独的特征可分别自行实施或以本发明的实施例和其他领域中的子组合的形式多个地实施,并且可构成有利且本质可保护的实施例。本发明的示例实施例显示在附图中并在下文中详细说明。
附图说明
图1显示微光刻投射曝光设备的示意图;图2显示具有可位移光束偏转装置的折反射投射物镜的实施例的准三维示意图;图3在图3A和3B中从光轴的由凹面镜的对称轴所界定的部分的方向显示相对于彼此具有夹角的偏转镜的平面图;图4示意地显示反射操纵器的示例实施例的构造和功能,其中两个偏转镜具有多层反射层,在各个反射镜表面的整个光学可用区上所述反射层在第一方向上具有层厚度的线性变化;图5示意地显示示例实施例的构造和功能,其中两个偏转镜具有恒定层厚度的中央区以及层厚度线性变化的边缘区的反射层;图6在图6A中示意地显示示例实施例的构造和功能,其中两个偏转镜在x方向上具有符合抛物面分布的互补非线性曲面反射镜表面,并在图6B中显示作为反射镜位移的函数的结果光学路径差异;以及图7在图7A中示意显示示例实施例的构造和功能,其中两个偏转镜在x方向上具有符合三次方表面分布的互补非线性曲面反射镜表面,并且在图7B中显示针对DIS=2mm的位移的、y轴为泽尔尼克(Zernike)系数Z2(x方向上的波前倾斜)且x轴为场坐标x[mm]的图,并且在图7C中显示针对x=52mm的场点的、泽尔尼克系数Z2对位移DIS[mm]的相依性。
具体实施方式
图1显示微光刻投射曝光设备WSC的示例,其可用于制造半导体组件以及其他精细图案化组件,并以深紫外光范围(DUV)的光或电磁辐射操作,以便获得低至零点几个微米的分辨率。具有操作波长λ约193nm的ArF准分子激光器用作为初级辐射源或光源LS。也可使用其他UV激光光源。例如具有操作波长157nm的F₂激光器或具有操作波长248nm的ArF准分子激光器。设置于光源LS下游的照明系统ILL在其出射面ES产生大且清晰界定的基本均匀照明的照明场,其适配于设置在光路下游的投射物镜PO的远心要求。照明系统ILL具有用于设定不同照明模式(照明设定)的装置,且可在例如具有变化的相干度σ的传统的轴上照明与离轴照明之间切换,其中离轴照明模式包含例如环形照明、或双极照明、或四极照明、或一些其他多极照明。合适照明系统的构造本身为已知,因而这里不再详细说明。专利申请USxa02007/0165202A1(对应于WOxa02005/026843A2)公开了可用于各个实施例的上下文中的照明系统的示例。接收来自激光器LS的光并从该光塑形照明辐射的光学组件属于投射曝光设备的照明系统ILL,所述照明辐射被导向到掩模母版M上。用于支撑和操纵掩模M(掩模母版)的装置RS设置在照明系统的下游,使得设置在掩模母版上的图案位于投射物镜PO的物平面OS,物平面OS与照明系统的出射平面ES一致,这里也称为掩模母版平面OS。借助于扫描驱动器,掩模可在此平面中移动,作为垂直于光轴OA(z方向)的扫描方向(y方向)的扫描操作。掩模母版平面OS的下游接着是投射物镜PO,投射物镜PO作为缩小物镜(reducingxa0objective),通过其以缩小比例(例如1:4的比例(|β|=0.25)或1:5的比例(|β|=0.20)),将掩模M上设置的图案的像成像到覆盖了光刻胶的基底W上,所述基底的感光基底表面SS位于投射物镜PO的像平面IS的区域中。要曝光的基底(在该示例中为半导体晶片W)由包含扫描驱动器的装置WS支撑,扫描驱动器用于在扫描方向(y方向)上垂直于光轴OA同步地移动晶片与掩模母版M。装置WS也称为“晶片台(waferxa0stage)”,而装置RS也称为“掩模母版台(reticlexa0stage)”,两者都是通过扫描控制装置控制的扫描装置的一部分,在该实施例中,扫描控制装置被集成到投射曝光设备的中央控制单元CU中。照明系统ILL所产生的照明场限定投射曝光期间所用的有效物场OF。在此示例中,有效物场OF为矩形并具有平行于扫描方向(y方向)测量的高度A^*以及垂直于扫描方向(x方向)测量的宽度B^*,其中B^*>A^*。宽高比(aspectxa0ratio)AR=B^*/A^*通常在2至10之间,尤其是在3至6之间。有效物场在y轴方向上偏离光轴一段距离(离轴场)。在像面IS中的有效像场与有效物场光学共轭,且具有与有效物场相同的形状以及高度A与宽度B间的相同长宽比,但是绝对场尺寸缩小了投射物镜的成像比例β,即A=|β|A^*且B=|β|B^*。图2显示具有所选辐射束的折反射投射物镜200的实施例的准三维示意图,用于显示在操作期间通过投射物镜的投射辐射的光束路径。投射物镜用于将设置在物平面OS中的掩模图案以缩小比例(例如4:1的比例)成像到平行于物平面定向的像平面IS中。在此情况中,在物平面与像平面之间恰好产生两个实中间像IMI1、IMI2。第一纯折射物镜部OP1设计为使得物平面的图案在尺寸基本无任何改变的情况下成像为第一中间像IMI1。第二折反射物镜部OP2将第一中间像IMI1在尺寸基本无任何改变的情况下成像为第二中间像IMI2。第三纯折射物镜部OP3设计成使第二中间像IMI2被高度缩小地成像到像平面IS。成像系统的瞳面P1、P2、P3分别位于物平面与第一中间像之间、第一中间像与第二中间像之间、以及第二中间像与像平面之间、光学成像的主光线与光轴OA相交的位置处。系统的孔径光阑AS置于第三物镜部OP3的瞳面P3的区域中。在折反射第二物镜部OP2内的瞳面P2与凹面镜CM直接相邻。若投射物镜被设计和操作为浸没物镜,则于投射物镜操作期间,辐射通过位于投射物镜出射面与像平面IS间的浸没液体薄层。例如国际专利申请WOxa02004/019128A2中公开了具有比较基本的构造的浸没物镜。在浸没操作期间,像侧数值孔径NA可以大于1,即NA>1。也可使用如干物镜(dryxa0objective)的构造,在此情况中,像侧数值孔径NA受限于NA<1的值。折反射第二物镜部OP2含有投射物镜的唯一凹面镜CM。偏转装置DEF用于将从物平面OS行进到凹面镜CM的辐射束与在凹面镜CM反射后在凹面镜CM与像平面IS间行进的辐射束分开。针对此目的,偏转装置具有平面的第一偏转镜FM1以及第二偏转镜FM2,其中第一偏转镜FM1用于将来自于物平面的辐射反射到凹面镜CM,而第二偏转镜FM2被定向为相对于第一偏转镜FM1具有直角,且将被凹面镜反射的辐射偏转到像平面IS的方向。由于光轴在偏转镜处弯折,所以在本申请中偏转镜也称为折叠镜(foldingxa0mirror)。偏转镜绕着垂直于光轴并平行于第一方向(x方向)的倾斜轴相对于投射物镜的光轴OA倾斜例如45°。在针对扫描操作设计投射物镜的情况中,第一方向(x方向)垂直于扫描方向,因而垂直于掩模(掩模母版)与基底(晶片)的移动方向。在此视图中,图2所示的x轴不在图面中,而是相对于图面倾斜。一个特殊特征在于以下事实:平面偏转镜FM1、FM2彼此机械地固定连接,在此示例中,这通过它们具有共同的载体结构来实现。针对此目的,偏转装置DEF实现为棱镜,其彼此垂直定向的外部涂有反射镜的直角面(cathetusxa0surface)用作偏转镜。另一特殊特征在于以下事实:棱镜被装配为其可以通过线性导引装置(guide)而移动,从而其可以整体地平行于x方向线性位移,即平行于第一方向或平行于由相对于彼此具有夹角的偏转镜所形成的棱镜边缘。线性导引装置是位移装置DISX的一部分,位移装置DISX用于第一偏转镜和第二偏转镜在第一位置与第二位置之间平行于第一方向的同步位移,第二位置相对于第一位置偏离了一位移距离。位移装置还具有位移驱动器DRX,用于第一偏转镜和第二偏转镜平行于第一方向的同步位移。例如,可使用电驱动器,尤其是压电驱动器(piezoelectricxa0drive),可经由投射曝光设备的中央控制单元CU中的对应控制模块,利用电信号结合其他控制信号在投射物镜操作期间驱动上述驱动器。可得到的位移距离可为例如一或数毫米的量级。具体地,在操纵器具有非平面反射镜表面的情况中,位移距离也可以更小,例如一百或数百μm的量级。中间像IMI1、IMI2分别光学邻近于最靠近它们的折叠镜FM1和FM2,但是与所述折叠镜相距最小的光学距离,使得不会将反射镜表面上可能的缺陷清晰地成像到像平面,并且平面偏转镜(平面镜)FM1、FM2位于中等(moderate)辐射能量密度的区域中。(近轴(paraxial))中间像的位置限定系统的场平面,其与物面和像面光学共轭。因此,偏转镜光学邻近于系统的场平面,其在本申请的上下文中也称为“靠近场(nearxa0thexa0field)”。在此情况中,第一偏转镜设置为光学邻近于与第一中间像IMI1关联的第一场平面,而第二偏转镜设置为光学邻近于第二场平面,其中第二场平面与第二中间像IMI2关联且与第一场平面光学共轭。在本申请中,光学表面相对于参考平面(例如场平面或瞳平面)的光学邻近或光学距离由所谓的子孔径比S来描述。针对本申请的目的,光学表面的子孔径比S被如下定义:S=signxa0h(r/(|h|+|r|))其中r表示边缘光线(marginalxa0ray)的高度,h表示主光线高度,而符号函数signxa0x表示x的符号,其中根据传统适用signxa00=1。主光线高度被理解为物场的具有最大场高度绝对值的场点的主光线的光线高度。这里,光线高度应被理解为具有正负号。边缘光线高度被理解为起始于光轴与物平面的交点的具有最大孔径的光线的光线高度。该场点不一定对设置于物平面中的图案转移有贡献,尤其是在离轴像场的状况中。子孔径比为有正负号的值,其是光束路径中的平面与场或瞳的邻近度的量度。子孔径比被归一化为-1至+1之间的值,在各个场平面中子孔径比为零,在瞳平面中子孔径比从-1跳到+1,或者相反。因此子孔径比的绝对值为1确定瞳平面。因此,靠近场的平面具有接近于0的子孔径比,而靠近瞳的平面具有绝对值接近于1的子孔径比。子孔径比的正负号表示平面位置在参考平面的上游或下游。对于这两个偏转镜而言,适用以下:没有光学元件设置在偏转镜与最靠近的中间像之间(直接邻近),且子孔径比S的绝对值小于0.3,尤其是小于0.2。在此示例中,对第一偏转镜而言,S=-0.03,而对第二偏转镜而言,S=0.13。将第一中间像成像到第二中间像的第二物镜部的成像比例在第一方向(x方向,成像比例为β_x)上接近于或等于-1,在与其垂直的y方向上接近于或等于+1。因此,第一中间像在尺寸基本无改变的情况下被成像为第二中间像,第一方向被镜像,而y方向则没有。在此示例中,β_x=-1.01。第一方向上的成像比例β_x的负号表示:在穿过凹面镜CM处的瞳的情况下,相对于第一方向(x方向)的“上”和“下”、或“前”和“后”的位置被互换。图2基于来自场点FP1的辐射束RB的光束路径清楚地显示了这一点,场点FP1位于光轴外有效物场的边缘处。来自场边缘的光线入射在第一偏转镜FM1上部,并且在y-z平面(子午平面)下方的凹面镜CM处反射后入射到第二偏转镜FM2,其中y-z平面由折叠的光轴OA的、相对于彼此具有夹角的部分生成。图2的示意图还显示:由于在中间像IMI1和IMI2与各自最靠近的偏转镜FM1和FM2之间的距离较小,所以来自于场点FP1的光线不会在折叠镜上会聚于一点,而是以小的面延伸的区域入射到反射镜表面上。所述区域的尺寸对应于与场点FP1关联的辐射束在各个反射镜表面处的子孔径,其中光学像差(例如彗差(coma))也对辐射束在反射镜表面上占据的区域的实际形状和范围有影响。为了清楚的原因,未显示来自另一场边缘的相对场点的辐射束,但情况是相对应的。在示例实施例中,使用偏转镜FM1、FM2区域中的特定光学条件来提供主动操纵器,通过该主动操纵器,在投射物镜操作期间,可以按照需要以目标方式影响投射物镜的某些场相依的光学特性。这在投射物镜中不需要任何额外的光学元件。而是,可利用偏转镜的同步线性可位移性结合反射镜的反射涂层的特别特征,来达到操纵的可能性。下面参考图3更详细地说明这一点。图3在图3A和图3B中从光轴的由凹面镜CM的对称轴所界定的部分的方向(即从z方向)显示相对于彼此具有夹角的折叠镜(偏转镜)FM1、FM2的两个平面图。可容易地识别由相对于彼此夹有角度的偏转镜所界定的且在x方向(第一方向)上延伸的棱镜边缘PE。投射辐射束的所谓“足迹(footprint)”FTP1和FTP2显示在偏转镜的各个长矩形反射镜表面上。足迹对应于偏转镜的被投射辐射束总体照明的且用于反射的区域。在示意图中,足迹FTP1和FTP2被显示为大致是矩形。由此可知,由于偏转镜的场邻近(fieldxa0proximity)(小子孔径比),所以在偏转镜位置处的投射辐射束的截面大致对应于有效物场的矩形形状。足迹的圆角清楚地反映此形状由于反射镜表面与最靠近的中间像的最小光学距离(以及由于像差)而偏离精确的矩形。为了清楚的目的,还应说明的是在所示的投射物镜的情况中,投射辐射束在邻近瞳面的光学表面的截面大致为圆形。照明区域(足迹)具有几乎相同的尺寸。这是因为将第一中间像成像到第二中间像的第二物镜部OP2具有绝对值接近1的成像比例。还应说明的是第一足迹FTP1的绝对尺寸基本由有效物场的尺寸和第一物镜部OP1的成像比例所决定。在本示例中,若第一物镜部OP1的成像比例的绝对值接近1,则两个足迹FTP1、FTP2的绝对尺寸大约对应于有效物镜场OF的绝对尺寸。在足迹区域中标识了FP1’和FP1”所表示的位置,在所述位置中,来自固定选择的离轴场点FP1的辐射束入射到各个偏转镜上,即与此场点关联的子孔径。可知:由于第二物镜部的负成像比例,所以这些入射区域相对于x方向的位置被互换,从+x方向看,与场点FP1关联的子孔径FP1’位于第一偏转镜上靠近于后短场边缘处,而对应的子孔径FP1”位于第二偏转镜FM2上靠近于前场边缘处。图3A显示偏转镜在第一位置(中性(neutral)位置)中,例如在投射物镜的生产以及在工艺中对偏转棱镜执行调整之后采用该第一位置。图3B显示偏转镜在第二位置中,第二位置相对于第一位置横向偏移,可通过利用位移驱动器DRX将偏转镜平行于x方向(第一方向)同步位移了位移距离DIS而采用该第二位置。从图中可知,在此位移期间,足迹的绝对位置不改变,因为仅偏转镜相对于投射物镜的决定投射辐射束路线的其余光学元件位移。偏转镜的一个特别特征在于,偏转镜分别具有第一反射涂层和第二反射涂层,它们的反射特性(例如由反射率R或表面形状表示)在整个反射镜表面不是恒定的,而是局部变化的。在此示例中,第一偏转镜FM1具有第一反射涂层R1,而第二偏转镜FM2具有第二反射涂层R2。反射涂层R1和R2分别被细分为具有对应反射特性的第一局部分布的第一层区域、以及具有反射特性的第二局部分布的第二层区域,其中反射特性的第二局部分布不同于反射特性的第一局部分布。从第一方向(x方向)观察,第二层区域分别位于第一层区域旁。因此,第一反射层R1具有第一层区域R1-1,其在x方向上的范围略大于第一足迹FTP1,使得第一足迹FTP1在中性位置中完全位于第一层区域内(图3A)。第二层区域R1-2A在x方向上位于所述第一层区域之前,而另一第二层区域R1-2B在x方向上位于其之后。为了清晰的目的,层区域利用虚线彼此分开。在第二反射涂层R2的情况中,存在第一层区域R2-1以及第二层区域R2-2A和R2-2B的对应划分。两个反射涂层R1、R2的反射特性的局部分布可以相同,但也可彼此不同。将根据图3A和图3B的比较,说明可位移反射镜棱镜的操纵效果。在偏转镜的第一位置(中性位置)(图3A)中,投射辐射束分别在两个偏转镜的第一反射区中反射。在第一偏转镜的第一反射区对应于第一偏转镜在位移前被投射辐射束照明的区域,即在反射镜的中性位置中第一足迹FTP1所覆盖的区域。第二偏转镜的第一反射区对应于第二偏转镜被投射辐射束照明的关联区域,即在反射镜的中性位置中第二足迹FTP2所覆盖的区域。第一反射区的位置和尺寸因此与图3A中的足迹FTP1和FTP2的位置和尺寸相同。各反射区的反射特性分别由第一层区域R1-1和R2-1中的反射特性的关联局部分布决定。反射特性(例如反射率)例如在所述层区域内可以是局部恒定的,但也可在第一层区域内局部变化。若偏转镜被平行于x方向同步位移了位移距离DIS而到第二位置(图3B),则在偏转镜上,相对于同一偏转镜的第一反射区横向偏移了位移距离DIS的第二反射区分别被照明。在第一偏转镜的第二反射区对应于第一偏转镜在位移后被投射辐射束照明的区域,即在位移后被第一足迹FTP1覆盖的区域。在第二偏转镜的第二反射区对应于第二偏转镜在位移后被投射辐射束照明的区域,即在位移后第二足迹FTP2所覆盖的区域。第二反射区的位置和尺寸因此与图3B中足迹FTP1和FTP2的位置和尺寸相同。在第二反射区内,投射辐射不再只照到第一层区域,而是也照到第二层区域R1-2B和R2-2B。由于反射涂层R1、R2在这些第二层区域中的反射特性与在第一层区域中的反射特性不同,所以例如在受影响的场边缘的反射率不同的情况中,投射辐射的截面上的能量分布发生改变,所述改变由操纵效果带来。这里尤其可注意到,例如对于所考虑的来自第一场点FP1并照到反射镜表面的区域FP1’和FP1”中的辐射而言,相对于第二偏转镜FM2,第一偏转镜FM1处发生反射特性的不同改变。这是因为虽然关联的光线接着在第一偏转镜的第二层区域R1-2B中反射,但它们仍在第二偏转镜FM2的第二层的第一层区域R2-1中反射。因此,关于整体产生效果的反射特性,只要第一折叠镜的改变和在第二折叠镜的改变之间的差别对光束影响的整体改变有效,则发生区别的效果。举例而言,若第二偏转镜FM2的反射率在第一层区域R2-1中为局部恒定,则对于所考虑的辐射束,在第二偏转镜FM2处不发生由于反射镜棱镜的位移而造成的有效反射率的改变。相对地,在第一偏转镜FM1处发生改变,所述改变来自于第一层区域中原始反射位置的反射率与位移后第二层区域R1-2B中新位置的反射率之间的差异。以下利用一些示例说明用于影响场效果(fieldxa0effect)的主动操纵器的功能。在主要是积极操纵的示例中(图4和图5),操纵器主要用于场均匀性的可变设定。针对此目的,以目标方式设定第一反射涂层和第二反射涂层的反射率的局部分布,使得针对单独场点,偏转镜引起的总反射率的改变因为偏转镜在x方向的同步位移而不同,因此造成对投射物镜的总传输率有对应的场相依的影响。另一示例(图6)显示用于场相依地影响光学路径长度(即波前)的操纵器。只要以下图显示与先前图相同或对应的组件,则使用相同或对应的参考符号。在参考图4说明的示例实施例中,两个偏转镜被分别形成为介电强化的金属反射镜(dielectricallyxa0reinforcedxa0metalxa0mirror)。这里,反射涂层R1和R2分别具有由铝构成的金属层,其施加在共同反射镜基底SUB的平表面上,为了优化反射的目的,所述金属层上分别被施加介电层系统,其由许多单独层构成。各个多层反射层的特征在于在各个反射镜表面的整个光学可用区上,介电单独层的层厚度以及(因而)总层厚度在第一方向(x方向)上线性变化。这也称为x方向的“线性层厚度倾斜”。与其垂直且平行于基底表面的方向上,层厚度各自为恒定的。为了清楚的目的,图4A示意地显示具有反射涂层R1和R2适配在直角面上的棱镜型载体元件或基底SUB的截面。关于层结构(层顺序)的基本构造,用于示例计算的反射层系统对应于专利说明书US7,583,443B2的比较例1(取自US6,310,905中的现有技术),关于此方面,通过引用将上述文献的内容合并到本说明的内容中。针对操作波长λ=193nm设计的层系统具有注记为L_i/[H/L₂]^x的交替高与低折射率的介电单独层,其中L_i和L₂表示低折射率层,H表示高折射率层,而x表示在1至10之间的整数。字母L_i、L₂也表示单独层的光学层厚度,从而光学层厚度差异可以不等式来表示,例如L_i<L₂。字母x表示重复指数(repetitionxa0index),即在最靠近基底的第一低折射率层L_i上的层厚度对HL₂连续重复的次数。光学层厚度H_i、L_i分别得自几何层厚度d_L和d_H,以及在层i中考虑的光线的入射角α,其根据H_i、L_i=(n_Li,Hixa0d_Li,Hixa0cosα)/λ。在所用的层系统中,层材料的复折射率为n_H=1.778–i0.0026和n_L=1.359–i0.0004,其中虚数部分分别描述各个层材料的吸收率。反射涂层R1和R2的介电多层系统的层构造分别表示为0.128/[0.253/0.257]⁷。来自此基本构造的标称(nominal)层厚度出现在反射镜的中心(x=0处),朝向镜边缘,层厚度在-x方向上越来越小而在+x方向上越来越大(参见图4B)。相对于x=0的厚度因子1,在此示例中,第一反射层的梯度为4.09×10^-4/mm,第二反射层的梯度为3.75×10^-4/mm。第一方向上的(几何)层厚度的线性局部改变引起反射率R在第一方向的变化(通常为非线性)。这通过图4C的示例说明。出现在镜中心区域(x=0)的标称层厚度可被优化,使得平均上对于投射辐射束中存在的入射角谱(入射角分布),特别高的反射率R出现在此区域中。层厚度的相对于此“优化的”层厚度的改变继而导致:对于入射辐射,朝向场边缘,引起反射层系统的反射效果的“失谐(detuning)”,从而朝向镜边缘(在第一方向上),平均反射率关于平均值通常略微下降。也可使用其他分布。如已关于图3一般说明的,可通过两个偏转镜在第一方向上的位移以目标方式改变辐射强度在有效像场中的局部分布,以便例如操纵或优化(若适合时)场均匀性。将参考图4更详细说明,在图4A中,相同或对应元件具有与图3相同或对应的参考符号。若具有两个偏转镜的棱镜位于第一位置(中性位置)中,则来自第一场点FP1的光线照到第一偏转镜FM1的位置FP1’,并且,在路径的进一步行进中,照到第二偏转镜FM2标示为FP1”的位置处。这些位置在图4A中以垂直延伸的实线箭头表示。由两个偏转镜处的反射而造成的反射损失,引起辐射强度的特定降低,对于有效像场中的关联场点,以总传输率T的特定值呈现该特定降低。总传输率T可定义为例如物场点处的强度I_OB与光学共轭像点处的强度I_IM的比值,表示为T=I_OB/I_IM。位置FP1’和FP1”处的反射率对于反射损失而言非常关键。若偏转镜平行于第一方向同步偏离了位移距离DIS(由水平实线箭头标识),则同一光线则照到第一偏转镜FM1的位置XFP1’(由虚线箭头所示),其具有比位置FP1’小的层厚度。在第二偏转镜FM2处,同一光线照到位置XFP1”(由虚线箭头所示),其相对于FP1”在第一方向上位移了位移距离DIS。这里,光线也“看到”具有略小的层厚度的不同反射涂层。然而,在第一偏转镜的入射点FP1’和XFP1’以及在第二偏转镜的入射点FP1”和XFP1”之间的转变期间,反射率改变不同,从而相较于偏转镜的第一位置,两个偏转造成的反射损失也改变。反射损失的此改变导致与有效像场中的对应像点关联的总传输率改变。对从有效物场内的场点行进到有效像场的所有光线,发生基本类似的效果,然而,在该情况中,对于不同的光线,改变的范围有不同的大小,因此造成有效像场上的局部传输分布的改变。举例而言,图4D显示沿着像场中心平行于第一方向(x方向)的线的总传输率T的局部分布。横坐标表示在像场中心(x=0)两侧的像场坐标,而纵坐标表示以百分比表示的传输率值T。若反射镜位于第一位置(中性位置)中,则实线I对应于像场中的传输率分布。在位移了位移距离2.5mm之后出现虚线II,而在位移了位移距离5mm之后出现虚线III。因此,通过偏转镜的位移,可产生传输率在x方向的倾斜。根据图4E的归一化图,这变得尤其清楚,在图4E中,纵坐标所画的是针对中性位置(位移距离DIS=0)的传输率值归一化的相对传输率T_REL,而不是传输率绝对值T。用于总传输率的计算的投射物镜的规范对应于WOxa02004/019128A2的第一示例实施例(图2中所示),通过引用将其内容合并到本说明书的内容中。所有透镜表面假设采用理想的抗反射涂层(无反射损失),所有凹面镜假设采用理想的反射镜涂层(无吸收损失)。由于示例实施例中两个偏转镜没有受到相同负载(偏转镜的入射角分布不同),所以在没有位移的情况下,传输率分布就已在x方向呈现某程度的倾斜,即在此示例中,在偏转镜的中性位置中,传输率已在第一方向上改变。此效果可因为层分布的梯度的改变而改变。无论如何可看出,第一方向上的传输率分布可因偏转镜的位移而改变。在此示例中,在负x值范围中的总传输率大约与位移程度成比例地增加,同时正x值的传输率值大约与位移程度成比例地增加。也可看出,操纵器移动所产生的总传输率的改变在整个场中发生。总而言之,场均匀性FU存在改变,在本申请中,场均匀性被定义为FU=(T_max-T_min)/(T_max+T_min),其中T_max和T_min分别为有效像场中总传输率T的最大值和最小值。现参考图5呈现利用反射操纵器仅影响在x方向上靠近场边缘的区域的可能性。示意地显示于图5A中的多层反射涂层R1和R2各在它们的内部第一层区域R1-1和R2-1中分别具有恒定的层厚度,即层厚度没有局部变化,因此给定大约相同的角负载(angularxa0loading),反射率R也基本没有局部变化(参见图5C)。如同参考图3所说明的,在偏转镜的中性位置(第一位置)中,这些第一反射区用于投射光线的反射。在靠近镜边缘的外部第二层区域中,相反地,存在导向的线性层厚度变化(层厚度梯度),这以类似于图4的示例实施例的方式导致平均反射率R朝向边缘的逐渐减少(图5C)。在此示例中,第一偏转镜在边缘区域的层厚度梯度为3.75*10^-3/mm,而第二偏转镜则是5*10^-3/mm。此反射操纵器的效果不同于图4。在偏转镜的中性位置(第一位置)中,来自场点FP1的光线照到第一偏转镜的位置FP1’和第二偏转镜的位置FP1”上。这两个反射位置都位于具有恒定层厚度的第一层区域内。在偏转镜同歩位移了位移距离DIS后,同一光线在第一偏转镜FM1上的入射点XFP1’位于第二层区域R1-2B内具有相对较大层厚度和对应较低反射率的位置。在第二偏转镜处,虽然同一光线也照到位移了位移距离DIS的位置XFP1”,但光线在那里“看到”与偏转镜中性位置的情况相同的层系统,因此第二偏转镜FM2处的反射率不改变。总而言之,由于第一偏转镜处的反射率改变,所以来自关联物场点的光线的总传输率改变。然而,相对于图3或图4的实施例,这种传输率改变仅会针对偏移距离DIS的位移具有以下效果的场点发生,此效果为:相较于位移前,在位移后,关联的光线在偏转镜之一处“看到”不同的层系统。位于例如邻近场中心(x=0)的场点不受位移影响。对于示例层系统而言,总体上,像场上的总传输率T在x方向上的分布具有改变,可从图5D看出。实线I对应于偏转镜位于第一位置(中性位置)的情况中的像场中的传输率分布。虚线II发生于位移了位移距离2.5mm后,而虚线III发生于位移了位移距离5mm后。可看出反射操纵器的位移仅改变邻近短场边缘的窄区域的传输率。这根据图5E的归一化图尤其变得清楚,在图5E中,纵坐标所画的是相对于中性位置(位移距离DIS=0)的传输率值而归一化的相对传输率T_REL,而不是传输率绝对值T。由于位移,具有层厚度倾斜的第二层区域被插入到光学使用区域中,因此在场边缘的区域中操纵成像。可知,可在场边缘处改变传输率。可以简单的方式确定特定传输率改变所需的移动距离。一般地,移动距离的大小位于要操纵的边缘区域的尺寸范围中。因此,移动距离通常在几个毫米的范围中变化。参考图6,以示例实施例进行说明,其中第一偏转镜FM1具有第一非平面反射镜表面MS1,而第二偏转镜FM2具有第二非平面反射镜表面MS2,其表面形状关于第一方向(x方向)在与第一反射镜表面相反的方向上。在此情况中,图式以极度夸大的方式显示所述情形。反射镜表面MS1、MS2在第一方向(x方向)皆为抛物线弯曲,而在反射镜表面上与其垂直的方向并不弯曲。这可表示为一维弯曲反射镜表面。在两个反射镜表面上,在x方向上皆有表面的二次方分布(quadraticxa0progile),其在第一偏转镜上与x²成比例变化,而在第二偏转镜上于相反方向(或关于第一方向,与其镜面对称),即与-x²成比例变化。在图6的图示中,反射镜表面(或它们与图面的交线)关于x方向为镜面对称。当三维考虑时,在此示例实施例中,反射镜表面MS1和MS2关于对称平面镜面对称,该对称平面由第一方向(x方向)和光轴OA的与凹面镜同轴的部分构成。在此示例中,应考虑空间坐标x从0(在“左”反射镜边缘)变到1(在“右”反射镜边缘),或一般地从x_min变到x_max。各反射镜表面具有反射涂层R1或R2,在此示例中,反射涂层R1或R2在整个反射镜表面上是恒定的。通过此反射操纵器,本发明主要通过投射辐射束的不同光线的光学路径在两个偏转镜的x方向位移时会有不同的改变,而影响反射的投射辐射束的波前形状。在偏转镜的中性位置(第一位置),来自场点FP1的光线会照到第一偏转镜FM1的位置FP1’和第二偏转镜FM2的位置FP1”,如实线箭头所示。在第一偏转镜和第二偏转镜的反射之间的光学路径OP的长度由反射镜表面的形状所决定。若接着将反射镜对FM1、FM2在x方向上同步位移了位移距离DIS,则同一光线照到第一偏转镜FM1的位置XFP1’(由虚线箭头所示),由于反射镜表面的曲率,该位置比位移前的入射点FP1’稍远离物场。示意地显示发生在第一偏转镜处的光学路径长度差异OPD1。在第二偏转镜FM2处,位移同样造成反射位置沿着所考虑的光线的光线路径的位置的改变。然而,在此情况中,光线在位移前(FP1”)和位移后(XFP1”)的两个照明点位于反射镜表面曲率更大的区域,从而由于位移在在第二反射区中出现光学路径差异ODP2,其大于第一偏转镜处的关联光学路径长度差异OPD1。因此,对于光线,由于偏转镜的位移,总体上出现光学路径长度差异ΔOPD=OPD2-OPD1。对于从x方向看位于反射镜表面的其他位置的场点,由于非线性表面分布,所以通常出现其他光学路径长度差异,结果,对于对投射辐射束有贡献的场点而言总体上出现波前变形。因此,对于各光线,光学路径差异OPD可作为位移的函数而变化,如图6B示意地显示。可设计反射镜表面的非平面形貌(topography),使得对于不同场点位移所产生的改变量不同,从而获得光学路径差异的场相依变化。配合图7来说明纯反射波前操纵器的另一示例。操作的基本原理与图6实施例所述的类似。在此示例中,第一非平面反射镜表面MS1和第二非平面反射镜表面MS2的不同表面形状被适配来补偿投射曝光设备操作时有时产生的特定类型的非旋转对称波前像差。当投射辐射通过投射物镜时,光学组件(例如透镜或反射镜)可能被辐射以非旋转对称的方式加热。设置为光学上靠近场平面(例如投射物镜的物平面、像平面、或中间像平面)的光学组件,可能尤其受到不均匀加热的影响。因此,可能发生波前的变形失真(anamorphicxa0distortion)。变形失真可视为场可变(field-variable)(场相依)失真(即失真的量和/或方向在场上变化的失真)的特定变型。在发生变形失真之处,光学系统在含有光轴的不同取向平面中有效地具有不同的屈光力或不同的放大率。举例而言,像散变形(astigmaticallyxa0deformed)的光学元件可在垂直于光轴的第一方向上造成径向向内方向的有效失真,并且在垂直于第一方向和光轴的第二方向上造成径向向外方向的有效失真。在曝光设备在扫描操作中操作,并且扫描方向平行于y方向的情况中,这种失真图案导致扫描积分失真(scan-integratedxa0distortion),其中此扫描方向(y方向)上的位移一般会一定程度地彼此补偿,但在y方向上可能拖尾(smearxa0out)。相对地,扫描过程不会补偿x方向的失真分量。虽然可以通过利用放大操纵器略微改变放大率而补偿x方向的失真,当通常仍有残余误差,该残余误差在本领域中公知为“衰退(Fading)”。“衰退”一词描述结构的场相依失真。发生衰退时,结构特征平均上会成像在正确的预期位置,但是结构会以降低的对比度成像。由于在扫描方向(y方向)以及在交叉扫描方向(x方向)的场相依失真,衰退典型地发生于要成像到基底的结构出现振荡(即来回移动)的扫描操作期间。这种振荡可导致对比度损失。图7所述的反射操纵器示例对于校正变形失真而不引起对比度损失是有效的。这可通过将这些反射镜的非平面反射面设计成在x方向(交叉扫描方向)上产生波前倾斜而实现,其中倾斜量取决于空间x坐标。此特定类型的失真结合总放大率的调整,容许校正变形(anamorphism)而不衰退。通过泽尔尼克(Zernike)多项式描述实际波前与球面参考波的偏差时,可以通过泽尔尼克系数描述y和x方向的失真,Z3描述y方向的失真,Z2描述x方向的失真。在图7A的实施例中,第一折叠镜FM1的第一反射镜表面MS1具有非平面表面形状,在x方向符合三次方表面分布函数,而在y方向符合常量分布函数。反射镜表面仅在一个维度为连续弯曲(一维弯曲)。对于沿着x方向的所有位置y=常数,而x方向的表面分布表示为0.1(x/100)³,其中x的单位为[mm]。原点(x=0)定位在光学使用区的外边缘之间x方向上的半途时,这对应于复杂曲面形状,其中反射镜表面在从原点朝向负x值的第一表面部分具有正曲率,而在从原点朝向正x值的第二表面区域具有负曲率。换言之,反射镜表面在整个连续弯曲的反射镜表面上具有彼此相邻的凸曲面部分和凹曲面部分。反射型第一反射镜表面MS1的非平面表面分布使得入射到第一反射镜表面的投射束的波前形状发生改变。因为当折叠镜在中性位置时(没有位移),不期望折叠镜改变波前形状,所以通常期望第一反射镜表面MS1引入对波前形状改变的补偿。这种补偿可通过位于或靠近与第一折叠镜FM1的位置光学共轭的位置的对应校正元件来实现。可通过在第一折叠镜上游和/或下游的一个或多个反射光学元件来实施此补偿。在图7A所示的实施例中,通过第二折叠镜FM2的第二反射镜表面MS2的对应互补形状来补偿中性位置中的第一折叠镜的效果,第二折叠镜FM2位于与第一折叠镜FM1光学共轭的位置。在此实施例中,第二反射镜表面MS2和第一反射镜表面MS1被形成为关于对称平面镜面对称,该对称平面由第一方向(x方向)和光轴OA的与凹面镜同轴延伸的部分构成。由于此对称性,当反射镜表面处于中性位置(第一位置)时,第二反射镜表面MS2有效地补偿复杂弯曲的第一反射镜表面MS1所产生的入射波前改变。若偏转镜沿着x方向位移,则在偏转镜的中性位置中存在的、曲面第一反射镜表面MS1和曲面第二反射镜表面MS2的各自效果的相互补偿不再有效。而是,对于位移距离DIS的各个有限值,仍留有对波前的残余效果。换言之,沿着x方向位移第一折叠镜和第二折叠镜产生由折叠镜的各自表面形状和位移量所界定的波前变形。为了量化展现此效果,已经针对具有WOxa02004/019128中公开的第五实施例的规格的投射物镜计算了反射镜表面的三次方变形(符合0.1(x/100)³)的效果。通过引用将上述公布的相应公开合并到这里。如所述的对第一反射镜表面执行计算,假设通过光学共轭位置中的合适装置实现对中性位置中的曲面的光学效果的完全校正。图7B和7C显示纯反射操纵器(由两个折叠镜FM1、FM2所形成)的位移对泽尔尼克系数Z2所产生的效果,泽尔尼克系数Z2表示x方向上的波前倾斜分量。图7B显示泽尔尼克系数Z2在y方向上且场坐标x[mm](即在x方向的场点位置)在x轴上的图。这些值是针对有限位移DIS=2mm而计算的。图7C显示针对在x=52mm的场边缘的场点,泽尔尼克系数Z2对位移DIS[mm]的相依性。由图7C可知,获得x方向的波前倾斜(由Z2表示)对位移量的严格线性相依性。在折叠镜的中性位置(DIS=0),在x方向上不产生波前倾斜(Z2=0)。当位移增加时,在x方向的波前倾斜线性地增加。图7B基本显示出通过位移所获得的效果的场相依性。图7B的曲线是针对2mm的有限位移所计算的。因为x=0时Z2=0,所以在x=0的像场中心没有位移的效果。当距离从原点(x=0)朝正值增加时,波前倾斜大大地线性增加,而当距离朝负值增加时,波前倾斜线性地减少。可以看出,此效果在围绕场原点的大范围中是非常线性的,在x方向上朝向场外边缘有些偏离线性。图7B曲线的梯度(或斜率),对较小的位移值而言较小,对较大的位移值而言较大。在提供具有互补表面分布的第二反射镜表面(参见图7A)作为中性位置中有效的校正装置的情况下,导致额外的优点:在光学方面,由于这些反射镜在互相相反的方向上相对位移,从而使位移被有效地加倍。换言之,需要绝对值较小的位移来达到所需的校正量。量化示例显示由于曲面反射镜表面的复杂形状,可以容许反射操纵器以目标方式影响x方向的波前倾斜。若选择示例的基本上对应于三次方分布的表面分布,则可获得倾斜对位移有非常线性的相依性(图7C),以及倾斜对像点位置有非常线性的相依性,这在许多情况中是非常有利的。然而,反射镜表面的表面分布可显著地偏离三次方分布(图7)或抛物线分布(图6)。为了其他校正目的,可能需要更高阶的变形来优化反射操纵器。“更高阶变形”一词通常指可以由更高阶多项式来描述的变形,其中x方向的表面分布为x坐标的函数,且多项式包含x^k项,其中k>3。举例而言,k可为4、或5、或6、或更大。举例而言,多项式可包含像bx³+ax⁴.....等项。表面变形量不限于示例所示。一般而言,若选择更大的表面变形绝对值,则所需的位移可能更小,反之亦然。变形的形式和程度首先依赖于两个偏转镜的各自表面形状,其次依赖于x方向的位移范围。波前效果因为这些反射镜的位移而改变。一般而言,两个偏转镜的一定波前效果也呈现于中性位置(第一位置)。然而,此贡献可预测,因此可通过投射物镜的其他光学元件的对应构造来补偿。由于此补偿为固定的,所以偏转镜位移时不再起作用,从而致动操纵器时造成波前的改变。偏转镜的移动距离DIS在波前操纵的情况中通常显著小于上述操纵器用于影响辐射能量分布的情况。典型的移动距离可在一或数微米范围中,例如在10微米或更多的范围,或100、200、400、600微米或更多的范围。位移距离通常不大于约1mm。为进一步说明,应注意,若偏转镜为具有传统反射涂层的传统平面偏转镜,传统反射涂层在整个光学可用区具有基本恒定的反射率,则偏转镜位移不会造成投射物镜的成像性能的改变。只有通过利用这里以一些示例说明的特殊偏转镜才可以实现位移的影响以及光学系统成像的场相依操纵。在示例实施例的投射物镜中,第一方向上的成像比例β_x非常接近于-1,即β_x=-1.01。原则上,若成像比例β_x更大地偏离-1,也可达到校正效果。一般而言,若设置在第一场平面和第二场平面间的光学成像系统在第一方向上具有成像比例β_x在-0.8>β_x>-1.2的范围,则可以容易地在场中以足够的分辨率进行有效校正,其中优选地应符合-0.9>β_x>-1.1的条件,以便在偏转镜同步位移相同距离时,可以目标方式很大程度上彼此不相关地影响甚至非常靠近的场点。