▶ カール・ツァイス・エスエムティー・ゲーエムベーハーの特許一覧
(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2022-09-06
(45)【発行日】2022-09-14
(54)【発明の名称】ＥＵＶコレクタ
(51)【国際特許分類】
G03F 7/20 20060101AFI20220907BHJP
H05G 2/00 20060101ALI20220907BHJP
G02B 5/02 20060101ALI20220907BHJP
G02B 5/10 20060101ALI20220907BHJP
【ＦＩ】
G03F7/20 503
G03F7/20 521
H05G2/00 K
G02B5/02 C
G02B5/10 A
G02B5/10 C
【請求項の数】
14
(21)【出願番号】P 2018563063
(86)(22)【出願日】2017-05-24
(65)【公表番号】
(43)【公表日】2019-07-11
(86)【国際出願番号】 EP2017062639
(87)【国際公開番号】W WO2017207401
(87)【国際公開日】2017-12-07
【審査請求日】2020-05-25
(31)【優先権主張番号】102016209359.2
(32)【優先日】2016-05-31
(33)【優先権主張国・地域又は機関】DE
(73)【特許権者】
【識別番号】503263355
【氏名又は名称】カール・ツァイス・エスエムティー・ゲーエムベーハー
(74)【代理人】
【識別番号】100094569
【弁理士】
【氏名又は名称】田中 伸一郎
(74)【代理人】
【識別番号】100088694
【弁理士】
【氏名又は名称】弟子丸 健
(74)【代理人】
【識別番号】100067013
【弁理士】
【氏名又は名称】大塚 文昭
(74)【代理人】
【識別番号】100086771
【弁理士】
【氏名又は名称】西島 孝喜
(74)【代理人】
【識別番号】100109070
【弁理士】
【氏名又は名称】須田 洋之
(74)【代理人】
【識別番号】100120525
【弁理士】
【氏名又は名称】近藤 直樹
(74)【代理人】
【識別番号】100139712
【弁理士】
【氏名又は名称】那須 威夫
(74)【代理人】
【識別番号】100196612
【弁理士】
【氏名又は名称】鎌田 慎也
(72)【発明者】
【氏名】シュスター イングリッド
(72)【発明者】
【氏名】メルケル ヴォルフガング
(72)【発明者】
【氏名】メタリディス ゲオルゴ
(72)【発明者】
【氏名】キーリー ホルガー
【審査官】菅原 拓路
(56)【参考文献】
【文献】特表２０１５－５１５１２７（ＪＰ，Ａ）
【文献】特表２０１３－５４２５９３（ＪＰ，Ａ）
【文献】X. Bozec et al.，Cooled EUV collector optics for LPP and DPP sources，Proc. SPIE，米国，SPIE，2011年03月29日，7969，79690A
【文献】T. Feigl et al.，Optical performance of LPP multilayer collector mirrors，Proc. SPIE，米国，SPIE，2012年03月23日，8322，832217
【文献】D. A. Tichenor et al.，System integration and performance of the EUV engineering test stand，Proc. SPIE，米国，SPIE，2001年08月20日，4343，19-37
【文献】S. Schroder et al.，EUV reflectance and scattering of Mo/Si multilayers on differently polished substrates，OPTICS EXPRESS，米国，OSA，2007年10月11日，Vol. 15, No. 21，13997-14012
【文献】U. Dinger et al.，Mirror substrates for EUV lithography: progress in metrology and optical fabrication technology，Proc. SPIE，米国，SPIE，2000年11月08日，4146，35-46
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｇ０３Ｆ ７／００
Ｇ０２Ｂ ５／００
Ｈ０５Ｇ ２／００
ＳＰＩＥ Ｄｉｇｉｔａｌ Ｌｉｂｒａｒｙ
ＯＳＡ Ｐｕｂｌｉｓｈｉｎｇ
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
ＥＵＶ投影露光装置（１）で使用するためのＥＵＶコレクタ（１６）であって、使用ＥＵＶ光（３）の使用ＥＵＶ波長（λ）を散乱させるための表面構造（２４）を有する少なくとも１つの鏡面（２０）を備え、
前記鏡面（２０）は、下限空間波長（ＰG）と上限空間波長（ＰG’）の間に空間波長分布（２６；３４；３５）を有する表面高さを有し、
前記下限空間波長（ＰG）は、１μｍ～１００μｍの範囲にあり、
前記上限空間波長（ＰG’）は、前記下限空間波長（ＰG）の少なくとも１０倍の大きさであり、
前記下限空間波長（ＰG）未満の有効粗さ（ｒｍｓG）は次の関係、
（４π・ｒｍｓG・ｃｏｓ（θ）／λ）2＜０．１
を満たし、θは前記鏡面（２０）における前記使用ＥＵＶ光（３）の入射角を表し、
前記下限空間波長（ＰG）と前記上限空間波長（ＰG’）の間の有効粗さ（ｒｍｓGG’）に対して、以下、
１．５ｒｍｓG＜ｒｍｓGG’＜６ｒｍｓG
が適用され、
前記コレクタ（１６）がミラー中心（３１）を有し、前記空間波長分布（２６；３４；３５）は、鏡面要素（２８）が前記ミラー中心（３１）に対する方位散乱角分布（３３ａ）からずれた前記ミラー中心（３１）に対する半径方向散乱角分布（３３ｒ）を有するようになっている、ＥＵＶコレクタ。
【請求項2】
前記下限空間波長（ＰG）が５μｍより大きい、ことを特徴とする請求項１に記載のＥＵＶコレクタ。
【請求項3】
前記半径方向散乱角分布（３３ｒ）が前記方位散乱角分布（３３ａ）より大きい散乱角範囲を覆う、ことを特徴とする請求項１又は２に記載のＥＵＶコレクタ。
【請求項4】
前記方位散乱角分布が前記半径方向散乱角分布より大きい散乱角範囲を覆う、ことを特徴とする請求項１又は２に記載のＥＵＶコレクタ。
【請求項5】
前記鏡面（２０）の少なくとも一部が回折格子構造（２１）を有し、前記回折格子構造（２１）は、前記使用ＥＵＶ波長からずれている波長を有する外部光（１９）を回折する働きをする、ことを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載のＥＵＶコレクタ。
【請求項6】
前記空間波長分布の前記下限空間波長（ＰG）に対して、以下、ＰG≒（２Ｌ／ｄＩＦ）・λ・１／ｃｏｓθ
の関係が適用され、Ｌは、一方で前記表面構造を持つ鏡面要素（２８）と、他方でソース領域（１５）が前記ＥＵＶコレクタ（１６）によってその中へ伝達される中間焦点（２３）との間の距離であって、
ｄＩＦは前記中間焦点（２３）の許容可能な直径を表す、
請求項１から５のいずれか１項に記載のＥＵＶコレクタ（１６）。
【請求項7】
全空間波長にわたって初期粗さ（２５）を有する未加工コレクタ基板を用意するステップと、有効粗さ（ｒｍｓG）が前記下限空間波長（ＰG）未満でのみ１．５分の１未満に低減するように、前記未加工コレクタ基板の表面を処理するステップと、
を含む、請求項１から６のいずれか１項に記載のＥＵＶコレクタ（１６）を製造する方法。
【請求項8】
前記未加工コレクタ基板の前記表面を前記処理するステップが研磨ステップを備える、ことを特徴とする請求項７に記載の方法。
【請求項9】
請求項１から６のいずれか１項に記載のＥＵＶコレクタ（１６）を備え、前記ＥＵＶコレクタ（１６）から、結像する物体（１０）が配置可能な物体平面（５）内の物体視野（４）に向かって前記照明光（３）を導くための照明光学ユニット（６）を備える、照明システム。
【請求項10】
前記ＥＵＶコレクタ（１６）が、前記物体平面（５）と共役な視野平面に対して近視野方式に配置される、ことを特徴とする請求項９に記載の照明システム。
【請求項11】
前記物体視野（４）を基板（１１）が配置可能な像視野（８）に結像させるための投影光学ユニット（７）を特徴とする、請求項９又は１０に記載の照明システム。
【請求項12】
ＥＵＶ投影露光装置（１）で使用するためのＥＵＶコレクタ（１６）を備え、使用ＥＵＶ光（３）の使用ＥＵＶ波長（λ）を散乱させるための表面構造（２４）を有する少なくとも１つの鏡面（２０）を備え、
前記鏡面（２０）は、下限空間波長（ＰG）と上限空間波長（ＰG’）の間に空間波長分布（２６；３４；３５）を有する表面高さを有し、
前記下限空間波長（ＰG）は、１μｍ～１００μｍの範囲にあり、
前記上限空間波長（ＰG’）は、前記下限空間波長（ＰG）の少なくとも１０倍の大きさであり、
前記下限空間波長（ＰG）未満の有効粗さ（ｒｍｓG）は次の関係、
（４π・ｒｍｓG・ｃｏｓ（θ）／λ）2＜０．１
を満たし、θは前記鏡面（２０）における前記使用ＥＵＶ光（３）の入射角を表し、
前記下限空間波長（ＰG）と前記上限空間波長（ＰG’）の間の有効粗さ（ｒｍｓGG’）に対して、以下、
１．５ｒｍｓG＜ｒｍｓGG’＜６ｒｍｓG
が適用され、
前記ＥＵＶコレクタ（１６）から、結像する物体（１０）が配置可能な物体平面（５）内の物体視野（４）に向かって前記照明光（３）を導くための照明光学ユニット（６）を備え、
前記ＥＵＶコレクタ（１６）が、前記物体平面（５）と共役な視野平面に対して近視野方式に配置される、照明システム。
【請求項13】
請求項１１又は１２に記載の照明システムを備え、及びＥＵＶ光源（２）を備える投影露光装置（１）。
【請求項14】
レチクル（１０）及びウェハ（１１）を用意するステップと、請求項１３に記載の前記投影露光装置を用いて、前記レチクル（１０）上の構造を前記ウェハ（１１）の感光層の上に投影するステップと、
前記ウェハ（１１）上にマイクロ構造及び／又はナノ構造を作り出すステップと、
を含む、構造化構成要素を製造する方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
（関連出願の相互参照）
本発明出願は、独国特許出願第１０２０１６２０９３５９．２号の優先権を主張するものであり、その内容は引用により本明細書に組み込まれる。
本発明出願は、独国特許出願第１０２０１６２０９３５９．２号の優先権を主張するものであり、その内容は引用により本明細書に組み込まれる。
【0002】
（技術分野）
本発明は、ＥＵＶ投影露光装置で使用するＥＵＶコレクタに関する。
本発明は、ＥＵＶ投影露光装置で使用するＥＵＶコレクタに関する。
【背景技術】
【0003】
このようなコレクタを備えた照明光学ユニットは、独国特許第１０２０１３００２０６４（Ａ１）号から公知である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【文献】独国特許出願第１０２０１６２０９３５９．２号明細書
【文献】独国特許第１０２０１３００２０６４（Ａ１）号明細書
【文献】欧州特許出願公開第１７９６１４７（Ａ１）号明細書
【文献】独国特許出願公開第１０２０１２２０９８８２（Ａ１）号明細書
【文献】国際公開第２０１３／１７４６４４（Ａ１）号明細書
【文献】独国特許第１０２００９０４５０９６（Ａ１）号明細書
【文献】独国特許第１０２０１２２０２６７５（Ａ１）号明細書
【文献】国際公開第２００９／０２４１６４（Ａ）号明細書
【非特許文献】
【0005】
【文献】Ｊｏｈｎ Ｃ．Ｓｔｏｖｅｒ著 「光散乱：測定と解析」 ＳＰＩＥ 第２版 １９９５年及び第３版 ２０１２年
【文献】論文「パワースペクトル密度（ＰＳＤ）」（インタネットペ―ジ ｗｗｗ．ｎａｎｏｐｈｙｓ．ｋｔｈ．ｓｅ）
【文献】Ｄｕｐａｔｔｅ他著 「光学部品の二乗平均粗さ及びパワースペクトル密度を決定するための表面特徴付け技法」 Ａｐｐｌｉｅｄ Ｏｐｔｉｃｓ 第４１巻 １号 ２００２年１月１日
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
本発明の目的は、特にコレクタ上の欠陥及び汚染により生じる局所的な反射率の差異が、コレクタ全体にわたって導かれる使用されたＥＵＶ光の遠視野強度分布に望ましくない影響を及ぼさないような方法で、最初に記載したタイプのＥＵＶコレクタを構築することである。
【課題を解決するための手段】
【0007】
本発明によれば、この目的は、請求項１に明記された特徴を備えたＥＵＶコレクタ、及び請求項６に明記された特徴を備えたＥＵＶコレクタ、更に請求項１２に明記された特徴を備えたＥＵＶコレクタを有する照明システムによって達成される。
【0008】
ＥＵＶコレクタは、ＥＵＶ光源のソース領域以降のビーム経路において、使用ＥＵＶ光(used EUV light)を導く第１の構成要素とすることができる。遠視野強度分布は、コレクタの遠視野に存在し、該遠視野には、投影露光装置の使用ＥＵＶ光を導く次の構成要素が配置可能である。遠視野平面は、コレクタと共役な像平面とすることができる。ＥＵＶコレクタの鏡面は、使用ＥＵＶ光を反射する働きをする。鏡面の表面構造での散乱のせいで、理想的な反射、詳細には鏡面反射からのずれが生じる。コレクタは、楕円面、双曲面、放物面又は球の少なくとも１つの面部分とすることができる。多部品式コレクタも実施可能である。
【0009】
ＥＵＶコレクタは、特定の使用波長（使用ＥＵＶ光）を有する光を反射することにより識別される。ＥＵＶコレクタは、使用ＥＵＶ光を少なくとも１つの中間焦点に集める。コレクタを収容するソースモジュールは、僅か数ミリメートルの寸法を有する開口（所謂、中間焦点開口）によって残りの光学系から分離することができる。点状光源の場合、コレクタは、点状像が中間焦点面に生じるように設計することができる。拡張光源は、おそらく存在する中間焦点面における光分布の広がりをもたらす。製造上の理由から、実際のコレクタは表面粗さを有し、これが光の散乱に繋がり、ひいては像の更なる広がりをもたらす。この場合、あまりに大きい散乱角は、光が中間焦点開口の外側に導かれ、その結果として使用光としてもはや利用できなくなる。このことから生じる伝達損失は望ましいものではない。空間波長分布(spatial wavelength distribution)又は粗さによって導入された散乱角分布は、遠視野における強度分布の局所的な均質化をもたらす。
【0010】
コレクタ面の散乱角分布は、中間焦点開口での光損失が最小化されて、遠視野において望ましい均質化効果を使用するためにこの開口内で光が単に再分布されるように、設計することができる。
【0011】
特定の角度範囲に散乱した光の成分は、コレクタ面の表面構造の対応する空間波長範囲における有効粗さ(effective roughness)に関係する。面によって導入される散乱角分布は、表面構造の空間波長に依存するように予め決定される粗さに影響される。
【0012】
特定の空間波長未満の粗さは、中間焦点開口での損失をもたらす。この下限空間波長未満では、有効粗さは、教科書「光散乱：測定と解析（Optical Scattering: Measurement and Analysis）」（Ｊｏｈｎ Ｃ．Ｓｔｏｖｅｒ著 ＳＰＩＥ 第２版 １９９５年、詳細には式（３．４６）を参照されたい）においてレイリーの平滑面判定基準として記載される条件を満たさなければならない。
【0013】
例えば、望ましくない波長を抑制する回折格子の縁部の影響など、製造に起因する表面構造の望ましくない影響はまた、空間波長分布の適切な事前決定によって低減又は回避することができる。空間波長分布は、ＥＵＶコレクタの基材表面に存在するとすることができる。代わりとして又はそれに加えて、空間波長分布はまた、反射面の下方に、詳細にはＥＵＶコレクタの反射多重層の下方に存在する場合がある。
【0014】
下限空間波長と上限空間波長の間では、有効粗さは、標的化方式におけるレイリーの平滑面判定基準に対して、少なくとも１．５倍であるが６倍未満で増大する。限界空間波長を超える増大した有効粗さを持つ特定の表面粗さを備えた表面構造は、一方で鏡面の散乱効果が極めて大きいためにコレクタの遠視野における望ましくない強度のスミアが生じ、他方では極めて小さいためにＥＵＶコレクタ以降の使用光ビーム経路に沿って望ましくない使用光損失をもたらすという鏡面の散乱効果を引き起こす。詳細には、生じた散乱角は極めて小さいので、ＥＵＶコレクタが使用光を中間焦点に伝達する限り、望ましくない損失をすることなく散乱光が中間焦点絞りを通過する。下限空間波長未満にある特定の粗さと比較すると、下限空間波長と上限空間波長の間にある有効粗さは、少なくとも１．７５倍、少なくとも２倍、少なくとも２．５倍、少なくとも３倍、少なくとも３．５倍、少なくとも４倍、少なくとも４．５倍、少なくとも５倍、或いはまた５．５倍だけ増大することがある。代わりとして又はそれに加えて、下限空間波長未満の有効粗さと比較すると、下限空間波長と上限空間波長の間にある有効粗さは、５．５倍未満、５倍未満、４．５倍未満、４倍未満、３．５倍未満、３倍未満、２．５倍未満、或いはまた２倍未満だけ増大することがある。
【0015】
ＥＵＶコレクタの散乱鏡面は、４５°未満の入射角θを有するＮＩ（垂直入射）鏡面、又は４５°を超える入射角θを有するＧＩ（かすめ入射）鏡面とすることができる。ＥＵＶコレクタは、使用するＥＵＶ波長を散乱させるために対応する表面構造を持つ、複数の鏡面を有することができる。これらの鏡面は、全てＮＩ鏡面として構成することができ、全てＧＩ鏡面として構成することができ、或いは、ＮＩ鏡面及びＧＩ鏡面から混在させて構成することができる。ＮＩ入射角θは、有意に４５°より小さい、３５°より小さい、３０°より小さい、２５°より小さい、２０°より小さい、更にまた一層小さいとすることができる。ＧＩ入射角θは、有意に４５°より大きい、５５°より大きい、６０°より大きい、７０°より大きい、７５°より大きい、８０°より大きい、８５°より大きい、更にまた一層大きいとすることができる。
【0016】
投影露光装置における散乱光学部品は、欧州特許出願公開第１７９６１４７（Ａ１）号、独国特許出願公開第１０２０１２２０９８８２（Ａ１）号及び国際公開第２０１３／１７４６４４（Ａ１）号から公知である。
【0017】
コレクタは、ミラー中心を有し、空間波長分布は、鏡面要素がミラー中心に対する方位角方向散乱角分布からずれたミラー中心に対する半径方向散乱角分布を有するようになっている。このような散乱角分布は、光学部品の設計のため、及び／又は使用ＥＵＶ光のビーム誘導のために生じる散乱要件に適合させることができる。詳細には、標的化方式でもたらされる非等方的散乱角分布によって、光学部品の製造特有の散乱機能を補償する又は補正することが可能である。例えば、使用ＥＵＶ波長からずれた波長をフィルタリングするために適用される（超）格子の縁などにおける製造特有の又は設計関連の強度調整もまた、対応する非等方的散乱角分布によって補償する又は補正することができる。
【0018】
請求項２に記載の限界空間波長は、実際にその価値を示した。
【0019】
散乱角分布に関して上述された利点は、詳細には請求項３に記載の散乱角分布に適用される。代わりに、請求項４に記載の散乱角分布も可能である。
【0020】
請求項５に記載の付加的な回折格子構造は、回折による外部光の抑制を可能にする。
【0021】
請求項７に記載する製造方法の利点は、本発明によるコレクタに関連して既に上述した利点と一致する。表面を処理する際に、下限空間波長と上限空間波長の間に、或いは代わりに、一般に下限空間波長を超えて、標的化された有効粗さの増大を付加的にもたらすことができる、すなわち、これらの空間波長の領域に標的化方式で、付加的な表面構造を導入することができる、又は付加的な表面粗さを作り出すことができる。代わりに、いずれの場合にも存在する初期粗さと比べて、有効粗さにおいてこのような標的化増大を一切作り出さないことも考えられる。
【0022】
未加工コレクタ基板の表面処理は、研磨によって実施することができる。代わりとして又はそれに加えて、イオンビームフィギュアリング（ＩＢＦ）、サンドブラスト、ダイヤモンド旋削、フライカット、スピン塗布、被覆、エッチング、成型、或いはまた所定サイズの混合粒子を備えた流体、詳細には平滑化流体の付与を、未加工コレクタ基板の表面を処理するために実施することができる。流体の付与による、この最後の表面処理の変形形態では、粒子のサイズによって及び／又はその分布によって、光散乱の挙動を決定することができる。
【0023】
この製造方法の範囲内で処理された未加工コレクタ基板の表面が、光の散乱特性を決定する表面である。ここでは、これは、例えばＭｏＳｉ多重層などの多重層とすることができる。代わりとして、詳細にはかすめ入射用コレクタミラーを用いる際には、処理されるミラーはＲｕ層とすることができる。このような層の粗さは、処理方法によって直接的に影響されることがあり、或いはまた、例えばより下方に横たわる隣接界面の処理に影響されることがある。代わりとして又はそれに加えて、事実上使用光に対する位相オフセットを導入しない更に別の層を反射層（複数可）の上方に付与することができる。このような別層の粗さは、正式には何の役割も果たさない。未加工コレクタ基板の表面を処理するステップはまた、未加工コレクタ基板が初期には少なくとも１つの層で被覆され、その後で少なくとも１つの付与層が処理されることを意味すると理解される。
【0024】
請求項９に記載する照明システム及び請求項１２に記載する照明システムの利点は、ＥＵＶコレクタ及びその製造方法に関連して既に上述した利点と一致する。
【0025】
初めに述べた利点は、請求項１０に記載するＥＵＶコレクタの近視野配置の場合に特に良く結実するようにされる。用語「近視野」を特徴付けるために、国際公開第２００９／０２４１６４（Ａ）号と関連して定義されるパラメータＰを利用することができる。
【0026】
請求項１１に記載の照明システム、請求項１３に記載の投影露光装置、請求項１４に記載の製造方法、及び請求項１５に記載のマイクロ構造(microstructured)又はナノ構造(nanostructured)の構成要素の利点は、ＥＵＶコレクタ、その製造方法並びに照明システムに関連して既に上述した利点と一致する。
【0027】
詳細には、例えばメモリチップなどの半導体部品を、投影露光装置を用いて製造することができる。
本発明の例示的な実施形態は、図面を参照して以下でより詳細に説明される。
本発明の例示的な実施形態は、図面を参照して以下でより詳細に説明される。
【図面の簡単な説明】
【0028】
【図1】ＥＵＶマイクロリソグラフィ用の投影露光装置の概略図である。
【図2】図１による投影露光装置のＥＵＶ光源のプラズマソース領域との間の光路を示し、詳細には、ＥＵＶコレクタミラーの回折的な外部光抑制効果が示され、ＥＵＶコレクタミラーがＥＵＶソース領域以降の第１の使用ＥＵＶ光誘導構成要素を表す、メリジオナル断面図である。
【図4】空間波長及び傾斜角を説明するために、極めて概略的にＥＵＶコレクタの鏡面の表面構造を示す図である。
【図5】図２において視線方向Ｖから見たコレクタであって、鏡面要素に対する２次元散乱角分布が説明され、その２次元散乱角分布は半径方向において方位角方向(azimuthal direction)と同程度の大きさであることを示す概略図である。
【図7】図５に類似した図解において鏡面要素の２次元散乱角分布の別の実施形態を示し、半径方向散乱角分布(radial scattering angle distribution)が方位散乱角分布(azimuthal scattering angle distribution)からずれることを示す図である。
【図9】ＥＵＶコレクタの製造方法の範囲内で、スペクトルパワー密度の空間波長に関する依存性を示す図である。
【図10】ＥＵＶコレクタの製造方法の別の変形形態に対する、スペクトルパワー密度の空間波長に関する依存性の別の実施形態を示す図である。
【図11】ＥＵＶコレクタの製造方法の別の変形形態に対する、スペクトルパワー密度の空間波長に関する依存性の別の実施形態を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【0029】
マイクロリソグラフィ用の投影露光装置１は、照明光及び／又は結像光３用の光源２を備え、その光源２を以下で更に詳細に説明する。光源２はＥＵＶ光源であり、例えば、５ｎｍ～３０ｎｍ、詳細には５ｎｍ～１５ｎｍの波長範囲にある光を生成する。照明光及び／又は結像光３はまた、以下では使用ＥＵＶ光と呼ぶ。
【0030】
詳細には、光源２は、１３．５ｎｍの使用ＥＵＶ波長を備えた光源、或いは６．９ｎｍ又は７ｎｍの使用ＥＵＶ波長を備えた光源とすることができる。他の使用ＥＵＶ波長も可能である。照明光３のビーム経路は、図１に極めて概略的に描かれている。
【0031】
照明光学ユニット６は、光源２から物体平面５内の物体視野４へ照明光３を導く働きをする。照明光学ユニットは、図１に極めて概略的に示された視野ファセットミラーＦＦと、照明光３のビーム経路において下流側に配置され、同様に極めて概略的に示された瞳ファセットミラーＰＦとを備える。かすめ入射用の視野形成ミラー６ｂ（ＧＩミラー；かすめ入射ミラー）は、照明光３のビーム経路において、照明光学ユニットの瞳面６ａ内に配置された瞳ファセットミラーと、物体視野４との間に配置される。このようなＧＩミラー６ｂは、必須ではない。
【0032】
瞳ファセットミラーＰＦの瞳ファセット（詳細には示されない）は、視野ファセットミラーＦＦの視野ファセット（同様に示されない）を物体視野４に互いに重ね合わせるように伝達する、詳細には結像させる、伝達光学ユニットの一部である。一方で視野ファセットミラー及び他方では瞳ファセットミラーのために、従来技術から公知の実施形態を使用することができる。一例として、このような照明光学ユニットは、独国特許第１０２００９０４５０９６（Ａ１）号から公知である。
【0033】
投影光学ユニット又は結像光学ユニット７を用いると、物体視野４は、既定の縮小倍率で像平面９の像視野８に結像される。このために使用可能な投影光学ユニットは、独国特許第１０２０１２２０２６７５（Ａ１）号から公知である。
【0034】
投影露光装置１並びに投影光学ユニット７の様々な実施形態の説明を容易にするために、図面にはデカルトｘｙｚ座標系が表示され、この座標系から、図に示される構成要素のそれぞれの位置関係が明らかである。図１では、ｘ方向は、図面の平面と垂直に図面に向かう。ｙ方向は図１で左方へ延び、ｚ方向は図１で上方へ延びる。物体平面５はｘｙ平面と平行に広がる。
【0035】
物体視野４及び像視野８は矩形である。代わりに、物体視野４及び像視野８が、曲がった又は曲線状の実施形態、つまり、詳細には部分的なリング形状を有することも可能である。物体視野４及び像視野８は、１より大きいｘ／ｙアスペクト比を有する。それゆえ、物体視野４は、ｘ方向により長い物体視野と、ｙ方向により短い物体視野とを有する。これらの物体視野寸法は、視野座標ｘ及びｙに沿って広がる。
【0036】
従来技術から公知の例示的な実施形態の内の１つを投影光学ユニット７に用いることができる。この事例で物体として結像されるものは、レチクルとも呼ばれ、物体視野４と一致する反射マスク１０の一部分である。レチクル１０は、レチクルホルダ１０ａによって支持される。レチクルホルダ１０ａは、レチクル変位ドライブ１０ｂによって変位させられる。
【0037】
投影光学ユニット７での結像は、基板ホルダ１２により支持されるウェハの形での基盤１１の表面上で実施される。基板ホルダ１２は、ウェハによって又は基板変位ドライブ１２ａによって変位させられる。
【0038】
図１は、レチクル１０と投影光学ユニット７の間に、投影光学ユニット７に入る照明光３の光線ビーム１３と、投影光学ユニット７と基板１１の間に、投影光学ユニット７から出てくる照明光３の光線ビーム１４とを概略的に示す。投影光学ユニット７の像視野側開口数（ＮＡ）は、図１には一定の縮尺で再現されていない。
【0039】
投影露光装置１は、スキャナ型である。投影露光装置１の運転中、レチクル１０と基板１１の両方がｙ方向に走査される。基板の個々の露光間にｙ方向へのレチクル１０及び基板のステップ的な変位が実施される投影露光装置１のステッパ型も、可能である。これらの変位は、変位ドライブ１０ｂ及び１２ａの適切な作動によって互いに同期して実施される。
【0040】
図２は、ＥＵＶ光源２のソース領域１５との間のビーム経路を示し、詳細には、ＥＵＶコレクタ１６の外部光抑制効果を示す。
【0041】
例えば、ＣＯ2レーザの放射などのポンプ光１７は、ソース領域１５に集束して、詳細には示されないターゲット媒体と相互作用し、そのターゲット媒体は、まず第１に、例えば６．９ｎｍ又は１３ｎｍなどの使用ＥＵＶ波長を持つ使用ＥＵＶ光３を、そして使用ＥＵＶ波長からずれた波長を持つ外部光１９を放射する。
【0042】
使用ＥＵＶ光３と外部光１９の両方が、ＥＵＶコレクタ１６の鏡面２０で反射される。
【0043】
鏡面２０は回折格子構造２１を有するが、図２には縮尺どおりに示されていない。回折格子２１は、使用ＥＵＶ光３だけが中間焦点絞り２１ａを通過するように回折によって外部光１９を偏向させる働きをし、その中間焦点絞り２１ａは中間焦点面２２に配置されている。中間焦点面２２は、ソース領域１５の像平面を表す。従って、ＥＵＶコレクタ１６の鏡面２０は、円錐曲線型表面の基本形で具体化される。図２に示す実施形態では、鏡面２０は楕円面の基本形で具体化され、ソース領域１５はその鏡面の１つの焦点に配置され、中間焦点面２２内の中間焦点２３はその鏡面のもう一方の焦点にある。
【0044】
回折格子構造２１に加えて、鏡面２０は表面構造２４を有し、図４に極めて概略的に示されている。表面構造は、鏡面２０の表面高さ又は表面粗さの変動として記述することができる。表面構造２４は、使用光３の使用ＥＵＶ波長を散乱する働きをする。これらの表面構造２４のために、鏡面２０は表面粗さを有する。この表面粗さは、限界空間ＰG（例えば、図９参照）を超える空間波長Ｐ（例えば、図４参照）に依存した表面構造分布をもたらす。限界空間ＰG未満の空間波長を持つ表面構造は、適切な表面処理によって、詳細には平滑化又は研磨によって大きく低減し、従って下記の式、
（４π・ｒｍｓG・ｃｏｓ（θ）／λ）2＜０．１
が、限界空間ＰG未満の空間波長Ｐに対する有効粗さｒｍｓGに適用される：
（４π・ｒｍｓG・ｃｏｓ（θ）／λ）2＜０．１
が、限界空間ＰG未満の空間波長Ｐに対する有効粗さｒｍｓGに適用される：
【0045】
ここで、λは使用ＥＵＶ波長である。ここで、θは鏡面２０における使用ＥＵＶ光３の入射角である。
【0046】
入射角θを別にすると、有効粗さｒｍｓGに対する関係は使用光波長λにのみ依存する。λ＝１３．５ｎｍ及びθ＝０に対して、以下、
ｒｍｓG≦０．３５ｎｍ
が適用される。
ｒｍｓG≦０．３５ｎｍ
が適用される。
【0047】
有効粗さｒｍｓは、２つの異なる空間波長間の範囲の積分として明らかになる。下限空間波長ＰGより大きくて上限空間波長ＰG’より小さい、すなわち下限空間波長と上限空間波長の間での鏡面２０の有効粗さｒｍｓGG’は、下限空間波長ＰGの少なくとも１．５倍大きいが、６倍を超えない。
【0048】
０．５３ｎｍの領域にある有効粗さｒｍｓGG’は、０．５３ｎｍがこの有効粗さに対する下限を表すならば、下限空間波長ＰGの領域に存在するとすることができる。２．１ｎｍの領域にある有効粗さｒｍｓGG’は、２．１ｎｍがこの有効粗さの上限を表すならば、上限空間波長ＰG’の領域に存在するとすることができる。
【0049】
下限空間波長ＰG未満の空間波長に鏡面２０を研磨することにより、これらの空間波長がスペクトルパワー密度（ＰＳＤ）に事実上寄与しないようにすることができる。
【0050】
スペクトルパワー密度ＰＳＤは、図９において単位［ｎｍ4］で明確に記されている。スペクトルパワー密度の定義に関する詳細は、教科書「光散乱：測定と解析」（Ｊｏｈｎ Ｃ．Ｓｔｏｖｅｒ著 ＳＰＩＥ 第２版 １９９５年及び第３版 ２０１２年）並びに論文「パワースペクトル密度（ＰＳＤ）」（インタネットペ―ジ ｗｗｗ．ｎａｎｏｐｈｙｓ．ｋｔｈ．ｓｅ）に見出される。
【0051】
まず第１にスペクトルパワー密度ＰＳＤ、第２に有効粗さｒｍｓに対する測定方法は、論文「光学部品の二乗平均粗さ及びパワースペクトル密度を決定するための表面特徴付け技法」（Ｄｕｐａｔｔｅ他著 Ａｐｐｌｉｅｄ Ｏｐｔｉｃｓ 第４１巻 １号 ２００２年１月１日）から得ることができる。様々な測定器具は、本稿の第３節「計器」で説明される。本稿の第４節「パワースペクトル密度及びｒｍｓ粗さの計算」は、第１にスペクトルパワー密度ＰＳＤと、第２に、そこではσrmsと呼ぶ有効粗さｒｍｓとが、取得された測定データからどのように計算されるかを明記する。
【0052】
【0053】
下限空間波長ＰＧ未満の有効粗さｒｍｓGは、この関係から以下の積分限界を選ぶによって明らかになる。
ｆ１＝１／ＰG
並びに、
ｆ２＝１／λEUV
ここで、λEUVは使用ＥＵＶ波長である。図９において、ｒｍｓGは、実線を用いて陰影を付けた領域によって再現される。下限空間波長ＰGと上限空間波長ＰG’の間の有効粗さｒｍｓGG’は、限界ｆ１＝１／ＰG’、並びにｆ２＝１／ＰGを挿入することにより上記の関係から出てくる。図９において、ｒｍｓGG’は、実線と破線を交互に用いて陰影を付けた領域によって再現される。
ｆ１＝１／ＰG
並びに、
ｆ２＝１／λEUV
ここで、λEUVは使用ＥＵＶ波長である。図９において、ｒｍｓGは、実線を用いて陰影を付けた領域によって再現される。下限空間波長ＰGと上限空間波長ＰG’の間の有効粗さｒｍｓGG’は、限界ｆ１＝１／ＰG’、並びにｆ２＝１／ＰGを挿入することにより上記の関係から出てくる。図９において、ｒｍｓGG’は、実線と破線を交互に用いて陰影を付けた領域によって再現される。
【0054】
図９は、このような空間波長分布がＥＵＶコレクタ１６の鏡面２０上にどのように生成されるかを示す。まず最初に、未加工コレクタ基板が用意され、未加工コレクタ基板は、全空間波長にわたって図９に破線で示される初期粗さ２５を有する。その後に、例えば、下限空間波長ＰG未満のみの有効粗さｒｍｓが、初期粗さ２５と比べて１／２未満に低減するように、未加工コレクタ基板の表面が処理される、すなわちその基板表面が研磨される。その結果が標的粗さ２６であり、図９に実線として示されている。下限空間波長ＰGを超える初期粗さ２５の表面構造を研磨しない、或いは高々少ししか研磨しないので、これらの表面構造は、少なくとも最大部分に対しては維持される。
【0055】
この製造方法は、限界空間波長ＰG’まで研磨することにより初期粗さ２５が除去される典型的な鏡面研磨とは異なる。この典型的な鏡面研磨の結果が、図９に一点鎖線２７（通常粗さ）で示されている。典型的な粗さ２７の限界空間波長ＰG’は１０μｍを超えるとすることができ、詳細には５０μｍを超えるとすることができる。一例として。上限空間波長ＰG’は、１００μｍの領域にある。
【0056】
標的粗さ２６の場合の限界空間波長ＰGは、１μｍ～１００μｍの範囲にある。この限界空間波長ＰGは、２μｍより大きい、５μｍより大きい、６μｍの領域にある、８μｍより大きい、１０μｍより大きい、１５μｍより大きい、２０μｍより大きい、及び５０μｍより大きい場合がある。この限界空間波長ＰGは、９０μｍより小さい、８０μｍより小さい、７０μｍより小さい、５０μｍより小さい、２０μｍより小さい、及び１０μｍより小さい場合がある。
【0057】
図３及び４は、それを用いて空間波長Ｐを見積もることのできる典型的な量を示す。図３において、Ｌは、それぞれの散乱鏡面要素２８と中間焦点２３との間の距離を表す。中間焦点２３の最大許容直径はｄＩＦで表され、その直径は中間焦点絞り２１ａの開口に対応する。図３において、αは鏡面要素２８の典型的な散乱角を表す。この散乱角αは、図３に誇張して示されている。図４において、２９は円錐曲線型表面を表し、それに対して、鏡面要素２８を備えた鏡面２０が最も良く適合している。円錐曲線型表面２９は、回転対称な関数によって記述可能である。ＦＮは、鏡面要素２８の法線を表す。ＦＮＢは、円錐曲線型表面２９の法線を表す。傾斜角γが、２つの法線ＦＮとＦＮＢの間に存在する。
【0058】
以下の関係が適用される。
ｓｉｎ（α）＝λ／（Ｐｃｏｓθ）
ここで、αは散乱角、λは使用ＥＵＶ波長、並びにＰは表面構造の空間波長である。θは、鏡面要素２８における照明光３の入射角である。
ｓｉｎ（α）＝λ／（Ｐｃｏｓθ）
ここで、αは散乱角、λは使用ＥＵＶ波長、並びにＰは表面構造の空間波長である。θは、鏡面要素２８における照明光３の入射角である。
【0059】
更に、以下の関係が適用される。
ｓｉｎ（αG）≒ｄＩＦ／２Ｌ
ここで、αG又はαmaxは最大許容散乱角、ｄＩＦは中間焦点２３の許容可能な直径（＝中間焦点絞り２１ａの開口幅）、並びにＬは鏡面要素２８と中間焦点２３の間の距離である。αGに関する前述の関係は、ｄＩＦ／Ｌ＜１に対して近似的に適用される。
ｓｉｎ（αG）≒ｄＩＦ／２Ｌ
ここで、αG又はαmaxは最大許容散乱角、ｄＩＦは中間焦点２３の許容可能な直径（＝中間焦点絞り２１ａの開口幅）、並びにＬは鏡面要素２８と中間焦点２３の間の距離である。αGに関する前述の関係は、ｄＩＦ／Ｌ＜１に対して近似的に適用される。
【0060】
これらの公式は、特に、入射ビームの方向と、コレクタ面、すなわち鏡面要素２８の法線によって規定される平面での散乱方向に関して代表的なものである。適合された公式がこの平面からの散乱に適用され、この点については、教科書「光散乱：測定と解析」（Ｊｏｈｎ Ｃ．Ｓｔｏｖｅｒ著 ＳＰＩＥ 第２版 １９９５年及び第３版 ２０１２年）を参照している。
【0061】
散乱角αを消去することによって、上記の２つの公式から以下の関係が明らかになる。
下限空間波長ＰGに対して、
ＰG≒（２Ｌ／ｄＩＦ）・λ・１／ｃｏｓθ
上限空間波長ＰG’は、下限空間波長ＰGの少なくとも１０倍の大きさであり、例えば１５倍大きい場合がある。従って、下限空間波長ＰGにおける散乱角αGは、上限空間波長ＰG’における散乱角αG’のおよそ１５倍の大きさである。上記に明示した公式は、小散乱角αに対して近似的に適用される。
下限空間波長ＰGに対して、
ＰG≒（２Ｌ／ｄＩＦ）・λ・１／ｃｏｓθ
上限空間波長ＰG’は、下限空間波長ＰGの少なくとも１０倍の大きさであり、例えば１５倍大きい場合がある。従って、下限空間波長ＰGにおける散乱角αGは、上限空間波長ＰG’における散乱角αG’のおよそ１５倍の大きさである。上記に明示した公式は、小散乱角αに対して近似的に適用される。
【0062】
図２に示されるように、ポンプ光１７は、ＥＵＶコレクタ１６の鏡面２０のミラー中心３１の領域にある通路開口部３０を通過する（図５及び６も参照）。ポンプ光はまた、異なるように放射される場合があり、例えば、別の偏向ミラーを介して図２の図面の平面と垂直な方向から放射される。
【0063】
【0064】
２次元散乱角分布３２のこの等方性は、散乱強度Ｉの散乱角依存性を説明する図６にも同様に示されている。この依存性は、半径方向ｒ（図６の実線；散乱角分布３２ｒ）に対して、方位角方向ａ（図６の破線；散乱角分布３２ａ）とちょうど同じ大きさである。
【0065】
図７及び８を用いて、鏡面要素２８の別の２次元散乱角分布３３を説明する。この散乱角分布３３は非等方的であり、半径方向ｒにおいて方位角方向ａの何倍も大きい。従って、散乱角αにわたる散乱強度Ｉの分布の幅は、散乱角分布３３において、半径方向ｒ（図８の実線；散乱角分布３２ｒ）で方位角方向ａ（図８の破線；散乱角分布３２ａ）の何倍も大きい。次の関係が、Ｉ（α）曲線３２ｒ及び３２ａの幅ＦＷＨＭ（半値全幅）の比に対して適用可能である： ＦＷＨＭ（Ｉｒ（α））／ＦＷＨＭ（Ｉａ（α））≧２。この比はまた、３より大きい、４より大きい、並びに更に一層大きいことがある。
【0066】
非等方的な２次元散乱角分布３３を利用して、例えば、鏡面２０の製造方法から生じることのある回転対称性欠陥を平滑化することが可能である。
【0067】
ＥＵＶコレクタ１６の鏡面２０を製造する方法の２つの更なる実施形態を図１０及び１１に基づいて提示する。図９による製造方向に関連して既に上述したものに対応する構成要素、関数及び変数は、同じ参照符号で表され、再度詳細には説明されない。
【0068】
図１０による製造方法では、初期粗さ２５と比べて付加的な表面粗さが、標的化方式で限界空間波長ＰGとＰG’の間に作り出されるので、界空間波長ＰGとＰG’の間の範囲における標的粗さ３４は、初期粗さ２５より有意に大きい。有効粗さｒｍｓに関して成り立つのは、それが初期粗さ２５と比べて、限界空間波長ＰGとＰG’の間の範囲において１０％を超えて、２０％を超えて、３０％を超えて、或いはまた５０％を超えて大きいということである。
【0069】
標的粗さ３４は、典型的なミラー製造方法の限界空間波長ＰG’を超えて初期粗さ２５に合わさる。
【0070】
図１１による製造方法では標的粗さ３５が作り出され、その標的粗さは全体にわたって、限界空間波長ＰGを超えて初期粗さ２５より大きい、すなわち、典型的なミラー製造方法の限界空間波長ＰG’を超えても成り立つ。
【0071】
物体平面５と共役であり、図３において平面３６に位置することのできる視野平面に対して、例えば、ＥＵＶコレクタ１６は近視野方式に配置される。
【0072】
視野平面３６に対してコレクタ１６の「近視野」位置決めを特徴付けるために、パラメータＰが使用され、以下の式がそのパラメータに適用される。
Ｐ（Ｍ）＝Ｄ（ＳＡ）／（Ｄ（ＳＡ）＋Ｄ（ＣＲ））
ここで、Ｄ（ＳＡ）は副開口の直径である、すなわち、照明光線は、コレクタ１６の鏡面上で正確に一視野点に属し、Ｄ（ＣＲ）は主光線の最大間隔であり、コレクタ１６の鏡面上で視野平面から発する。パラメータＰのこの定義は、例えば、国際公開第２００９／０２４１６４（Ａ）号に見出される。
Ｐ（Ｍ）＝Ｄ（ＳＡ）／（Ｄ（ＳＡ）＋Ｄ（ＣＲ））
ここで、Ｄ（ＳＡ）は副開口の直径である、すなわち、照明光線は、コレクタ１６の鏡面上で正確に一視野点に属し、Ｄ（ＣＲ）は主光線の最大間隔であり、コレクタ１６の鏡面上で視野平面から発する。パラメータＰのこの定義は、例えば、国際公開第２００９／０２４１６４（Ａ）号に見出される。
【0073】
コレクタ１６が視野平面３６において正確に配置されるとすれば、その場合にＤ（ＣＲ）はゼロに等しくなくＤ（ＳＡ）はゼロに等しいので、Ｐ＝０が適用される。コレクタ１６が瞳平面に配置されるならば、その場合にはＤ（ＣＲ）はゼロに等しくなくＤ（ＳＡ）はゼロに等しいので、Ｐ＝１が適用されることになる。
【0074】
マイクロ構造又はナノ構造の構成要素を製造するために、投影露光装置１は以下のように使用される：まず最初に、反射マスク１０又はレチクルと基板又はウェハ１１が用意される。続いて、投影露光装置１を用いて、レチクル１０上の構造がウェハ１１の感光層の上に投影される。次に、感光層を現像することにより、ウェハ１１上のマイクロ構造又はナノ構造、ひいてはマイクロ構造の構成要素が作り出される。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】