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特許7510418格子構造の形態の分光フィルタを備える投影露光装置の照射光学ユニット用のミラー、およびミラー上に格子構造の形態の分光フィルタを生成するための方法
(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】2024-06-25
(45)【発行日】2024-07-03
(54)【発明の名称】格子構造の形態の分光フィルタを備える投影露光装置の照射光学ユニット用のミラー、およびミラー上に格子構造の形態の分光フィルタを生成するための方法
(51)【国際特許分類】
G03F 7/20 20060101AFI20240626BHJP
【ＦＩ】
G03F7/20 503
G03F7/20 521
【請求項の数】
16
(21)【出願番号】P 2021530830
(86)(22)【出願日】2019-11-25
(65)【公表番号】
(43)【公表日】2022-01-21
(86)【国際出願番号】 EP2019082407
(87)【国際公開番号】W WO2020109225
(87)【国際公開日】2020-06-04
【審査請求日】2022-11-25
(31)【優先権主張番号】102018220629.5
(32)【優先日】2018-11-29
(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】100109070
【弁理士】
【氏名又は名称】須田 洋之
(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】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】100158469
【弁理士】
【氏名又は名称】大浦 博司
(72)【発明者】
【氏名】ジャリックス クリストフ
(72)【発明者】
【氏名】シュスター ファビアン
(72)【発明者】
【氏名】キーリー ホルガー
(72)【発明者】
【氏名】サンドナー アンドレアス
(72)【発明者】
【氏名】マイシュ トビアス
【審査官】田中 秀直
(56)【参考文献】
【文献】特表２０１８－５２９１１７（ＪＰ，Ａ）
【文献】特表２０１１－５２３７８２（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１２－２３５０４６（ＪＰ，Ａ）
【文献】特表２０１０－５１４２０４（ＪＰ，Ａ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｇ０３Ｆ ７／２０
Ｇ０２Ｂ ５／００
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
投影露光装置（１）の照射光学ユニット（４）用のミラーであって、１．１． 格子構造（３０）の形態の分光フィルタを備え、
１．２． 前記格子構造（３０）は複数の格子リッジ（３１）を有し、
１．２．１． 前記格子リッジ（３１）は各々、前面（３２）および側壁（３３）を有し、
１．２．２． 底部（３５）を有する溝（３４）が、いずれの場合にも２つの格子リッジ（３１）の間に形成され、
１．３． 前記格子構造（３０）は、１５°～６０°の範囲内の最大エッジ急峻度（ｂ）を有し、
１．４． 前記格子構造（３０）は、１マイクロメートル～１０マイクロメートルの範囲内の溝深さを有する、
ミラー。
【請求項2】
前記格子構造（３０）は、閉じた保護層（３８）によって覆われていることを特徴とする、請求項１に記載のミラー。
【請求項3】
前記保護層（３８）は、構成成分としてモリブデンおよび／またはシリコンを含む１つまたは複数の層から成ることを特徴とする、請求項２に記載のミラー。
【請求項4】
前記格子構造（３０）は、基板（３７）上に適用されるかまたは基板（３７）内に導入され、前記基板（３７）は、以下の材料、すなわち、非晶質シリコン（ａ－Ｓｉ）、ニッケルリン（ＮｉＰ）、二酸化シリコン（ＳｉＯ2）、チタン（Ｔｉ）、プラチナ（Ｐｔ）、金（Ａｕ）、アルミニウム（Ａｌ）、酸化チタン（ＴｉＯｘ）、ニッケル（Ｎｉ）、銅（Ｃｕ）、銀（Ａｇ）、タンタル（Ｔａ）、酸化アルミニウム（ＡｌＯｘ）のうちの１つもしくは複数、またはこれらの化合物から成ることを特徴とする、請求項１～３のいずれか１項に記載のミラー。
【請求項5】
前記格子リッジ（３１）は各々、台形形状の最小凸包絡を有する断面を有することを特徴とする、請求項１～４のいずれか１項に記載のミラー。
【請求項6】
投影露光装置（１）の照射光学ユニット（４）用のミラー上に格子構造（３０）の形態の分光フィルタを生成するための方法であって、以下のステップ、すなわち、６．１． ミラー本体用の基板（３７）を準備するステップ、
６．２． 前記基板（３７）上に構造化層（４０）を適用するステップ、
６．３． 前記構造化層（４０）を構造化するステップ、
６．４． 前記基板（３７）を構造化するステップであって、前記格子構造（３０）は複数の格子リッジ（３１）を有し、
６．４．１． 前記格子リッジ（３１）は各々、前面（３２）および側壁（３３）を有し、
６．４．２． 底部（３５）を有する溝（３４）が、いずれの場合にも２つの格子リッジ（３１）の間に形成され、
６．４．３． 前記格子構造（３０）は、１マイクロメートル～１０マイクロメートルの範囲内の溝深さを有し、
６．５． 前記基板（３７）を構造化するために、以下の方法選択肢、すなわち、
６．５．１． ０°～６０°の範囲内の所定のエッチング角度でエッチングすること、
６．５．２． 構造化層（４０）および基板（３７）のエッチングレートが異なる、エッチングすること、
６．５．３． 前記構造化層（４０）には前記構造化中に１５°～６０°の範囲内の側壁急峻度が与えられている、エッチングすること、のうちの１つもしくは複数、またはこれらの組合せが使用される、構造化するステップ、
６．６． 前記基板（３７）上に、閉じた保護層（３８）を適用するステップ、
を含む、方法。
【請求項7】
請求項６に記載の方法であって、前記基板（３７）を構造化するために、以下の方法選択肢、すなわち、７．１． ０°～６０°の範囲内の所定のエッチング角度での不活性ドライエッチング法、
７．２． 前記構造化層（４０）および前記基板（３７）のエッチングレートが異なる、不活性ドライエッチング法、
７．３． 前記構造化層（４０）には前記構造化中に０°～６０°の範囲内の側壁急峻度（ｂ）が与えられている、不活性ドライエッチング法、
７．４． 基板（３７）と構造化層（４０）の前記エッチングレートの比がエッチングガスの組成を制御することによって設定される、反応性ドライエッチング法、
７．５． 基板（３７）と構造化層（４０）の前記エッチングレートの比がエッチング媒体の組成を制御することによって設定される、湿式化学エッチング法、のうちの１つもしくは複数、またはこれらの組合せが使用される、方法。
【請求項8】
前記基板（３７）を構造化するために不活性エッチング法と反応性エッチング法の組合せが使用されることを特徴とする、請求項６または７のいずれかに記載の方法。
【請求項9】
前記基板（３７）を構造化するために０°～６０°の範囲内の所定の長手方向のエッチング角度を用いるエッチング法が使用されることを特徴とする、請求項６～８のいずれか１項に記載の方法。
【請求項10】
前記基板（３７）を構造化するために０°～６０°の範囲内の所定の横方向のエッチング角度を用いるエッチング法が使用されることを特徴とする、請求項６～９のいずれか１項に記載の方法。
【請求項11】
以下のパラメータ、すなわち、前記構造化層（４０）を構造化するためのレーザ光線の収束、前記構造化層（４０）を構造化するためのリソグラフィ工程中の露光の強度、前記構造化層（４０）を構造化するためのリソグラフィ工程の現像の継続時間、ハードベークおよび／またはリフロー、前記構造化層（４０）のその構造化後の温度、のうちの少なくとも１つが、前記構造化層（４０）の前記側壁急峻度を設定するために標的化された方式で制御されることを特徴とする、請求項６～１０のいずれか１項に記載の方法。
【請求項12】
前記構造化層の前記側壁急峻度が設定される、請求項６に記載の方法。
【請求項13】
請求項１～５のいずれか１項に記載のミラーを少なくとも１つ備える、投影露光装置（１）用の照射光学ユニット（４）。
【請求項14】
１４．１． 請求項１３に記載の照射光学ユニット（４）と、１４．２． 照射放射線を発生させるための放射線源（３）と、
を備える、投影露光装置（１）用の照射系（２）。
【請求項15】
１５．１． 照射放射線（１０）を放射線源（３）から、結像されるべき構造を有するレチクル上へと伝達するための、請求項１３に記載の照射光学ユニット（４）と、１５．２． 前記レチクルの前記構造をウエハ上へと結像するための投影光学ユニット（７）と、
を備える、マイクロリソグラフィ投影露光装置（１）。
【請求項16】
マイクロ構造化またはナノ構造化構成要素を生成するための方法であって、以下のステップ、すなわち、－ 感光材料から成る層が表面に少なくとも部分的に適用される、基板を準備するステップ、
－ 結像されるべき構造を有するレチクルを準備するステップ、
－ 請求項１５に記載の投影露光装置（１）を準備するステップ、
－ 前記投影露光装置（１）を利用して、前記レチクルの少なくとも１つの部分を前記基板の前記感光層の領域上へと投影するステップ、を含む、方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本特許出願は、独国特許出願第１０ ２０１８ ２２０ ６２９．５号の優先権を主張し、その内容を参照により本明細書に組み込む。
【0002】
本発明は、投影露光装置の照射光学ユニット用のミラーに関する。本発明は更に、照射光学ユニット用のミラー上に格子構造の形態の分光フィルタを生成するための方法に関する。更に、本発明は、投影露光装置用の照射光学ユニットおよび照射系と、投影露光装置と、に関する。最後に、本発明は、マイクロ構造化またはナノ構造化構成要素を生成するための方法、および、この方法に従って生成される構成要素に関する。
【背景技術】
【0003】
格子構造を分光フィルタとして使用することは例えば、独国特許公開第１０ ２０１２ ０１０ ０９３号から知られている。そのような格子構造、特にそのような格子構造を備える照射光学ユニット用のミラーの改善が必要とされている。
【発明の概要】
【0004】
この目的は請求項１の特徴によって達成される。
【0005】
本発明の核心は、定められた（ｄｅｆｉｎｅｄ）エッジ急峻度を有する格子構造を形成することにある。格子構造のエッジ急峻度、特に最大エッジ急峻度は、特に１５°～６０°の範囲内、特に３０°～４５°の範囲内である。
【0006】
この場合、エッジ急峻度はミラーの表面に、特に２つの格子リッジの間の領域内のミラーの対応する局所表面の接線に対して測定される。
【0007】
格子構造のエッジは特にアンダーカットなしで形成される。格子構造は特に、エッチングされたアンダーカットを有さない。
【0008】
本発明によれば、結果として格子構造をより良好に保護できることが認識されている。特に、このようにして、耐久性が向上した格子構造の形態の分光フィルタを備えるミラーを形成することが可能である。
【0009】
性能面の理由から、投影露光装置の照射光学ユニット用のミラー上の格子構造は通常、ミラー表面に対して可能な限り急峻に、特に可能な限り垂直に形成される。驚くべきことに、格子構造の耐久性の問題に関しては、特にその水素安定性に関しては、エッジ急峻度を下げて格子構造を形成するのが有利であり得ることが見出されている。
【0010】
本発明の更なる態様によれば、格子構造は閉じた保護層によって覆われている。格子構造は特に閉じた保護層によって完全に覆われている。
【0011】
格子構造中に有害な水素が侵入するのを保護層によって防止できる。このことにより、望まれない層剥離をもたらし得る材料における応力を防止できる。有害な水素雰囲気下でアタックされる材料から成るミラー基板の場合、この材料を保護できる。そのような材料は例えばスズ、シリコン、またはこれらの化合物であり得る。
【0012】
本発明の更なる態様によれば、保護層は、構成成分としてモリブデンおよび／またはシリコンを含む１つまたは複数の層から成る。保護層はまた、構成成分として銅、銀、プラチナ、金、ロジウム、金属、酸化物、もしくはそのような物質の組合せを含み得るか、または対応する物質から成ることができる。保護層は特に、水素安定性を有する材料から成る。特に、複数のモリブデン－シリコン二重層が保護層の役割を果たし得る。特に、複数のそのような層から成る層スタック、特に複数のそのようなモリブデン－シリコン二重層が、保護層の役割を果たし得る。二重層の数は０～１００の範囲内、特に３０～８０の範囲内、特に４０～６０の範囲内であり得る。
【0013】
モリブデン－シリコン二重層は、特にＥＵＶ範囲内の用途に適している。ミラーは特に、ＥＵＶ露光機器の構成要素であり得る。
【0014】
本発明によれば、定められたエッジ急峻度に起因して、モリブデン－シリコン二重層を格子構造上に中断なく、すなわち閉じた層として、特に完全に閉じた層として、適用できることが認識されている。
【0015】
本発明の更なる態様によれば、格子構造は基板上に適用されるかまたは基板内に導入され、基板は以下の材料、すなわち、非晶質シリコン（ａ－Ｓｉ）、二酸化シリコン（ＳｉＯ2）、チタン（Ｔｉ）、プラチナ（Ｐｔ）、金（Ａｕ）、アルミニウム（Ａｌ）、酸化チタン（ＴｉＯｘ、すなわちＴｉＯまたはＴｉ2Ｏ3）、ニッケル（Ｎｉ）、銅（Ｃｕ）、ニッケルリン（ＮｉＰ）、銀（Ａｇ）、タンタル（Ｔａ）、酸化アルミニウム（Ａｌ2Ｏ3）のうちの１つもしくは複数、またはこれらの化合物から成る。
【0016】
そのような材料は、特にＥＵＶ投影露光装置の構成要素として有用であることが分かっている。
【0017】
本発明の更なる態様によれば、格子リッジは各々、台形形状の最小凸包絡を有する断面を有する。格子リッジは特に、各々が台形形状の断面を有し得る。このことは特に、隣り合う溝の底部を通る局所接平面よりも上に突出している格子リッジの部分が台形形状の断面を有することを意味するものと理解されるべきである。これは等脚台形または非等脚台形を含み得る。特に、非直角台形が含まれる。言い換えれば、格子リッジは特に、４つ以上の頂点を有する非矩形断面を有する。
【0018】
台形は特に、適切な退化しない台形である。格子リッジは特に、少なくとも四辺形の断面を有する。これらは各々、特に、４つ以上の頂点を有する断面を有する。
【0019】
原理的には、一般的な四辺形の断面を有する格子リッジを形成することが可能である。格子リッジの前面は特に、対応する格子リッジと隣り合う溝の底部と平行である必要は必ずしもない。
【0020】
本発明の更なる態様によれば、格子リッジの前面および／または隣り合う格子リッジ間の溝の底部はいずれの場合も、平面状に具現化される。格子リッジの前面は特に、溝の底部と平行に配向することができる。
【0021】
本発明の更なる態様によれば、特に格子リッジの前面に対して垂直な方向においておよび／または隣り合う格子リッジ間の溝の底部に対して垂直な方向において平面視したときの、格子リッジの側壁によって構成される総面積割合は、最大で１０％、特に最大で５％、特に最大で３％、特に最大で２％、特に最大で１％、特に最大で０．５％、特に最大で０．３％である。総面積割合はここでは特に、側壁によって構成されるミラーの全反射面積の面積割合を意味するものと理解されたい。
【0022】
ミラーの法線に対して実質的に垂直に配向された、特に、全ての格子リッジの最小凸包絡の法線に対してまたは隣り合う格子リッジ間の溝の底部を通って延びる平面を通る法線に対して傾斜が１５°未満、特に１０°未満、特に５°未満、特に３°未満、特に２°未満、特に１°未満である、ミラーの表面積の割合は、ミラーの全反射面積の、特に少なくとも９０％、特に少なくとも９５％、特に少なくとも９７％、特に少なくとも９８％、特に少なくとも９９％、特に少なくとも９９．５％、特に少なくとも９９．７％である。
【0023】
本発明の更なる態様によれば、ミラーはコレクタミラーまたはコンデンサミラーである。
【0024】
本発明の更なる目的は、投影露光装置の照射光学ユニット用のミラー上に格子構造の形態の分光フィルタを生成するための方法を改善することである。この目的は、以下：
－ ミラー本体用の基板を準備するステップ、
－ 基板上に構造化層を適用するステップ、
－ 構造化層を構造化するステップ、
－ 基板を構造化するために、以下の方法選択肢、すなわち、
－－ ０°～６０°の範囲内、特に０°～２０°の範囲内の所定のエッチング角度でエッチングすることであって、エッチング角度はこの場合、エッチング中のイオンの入射角、特に法線方向からのその偏位である、エッチングすること、
－－ 構造化層および基板のエッチングレートが異なる、エッチングすること、
－－ 構造化層には構造化中に１０°～９０°の範囲内の側壁急峻度が与えられ、これらの角度は基板の表面に対して測定される、エッチングすること、のうちの１つもしくは複数、またはこれらの組合せが使用される、構造化するステップ、
－ 基板上に閉じた保護層を適用するステップ、を含む方法によって達成される。
－ ミラー本体用の基板を準備するステップ、
－ 基板上に構造化層を適用するステップ、
－ 構造化層を構造化するステップ、
－ 基板を構造化するために、以下の方法選択肢、すなわち、
－－ ０°～６０°の範囲内、特に０°～２０°の範囲内の所定のエッチング角度でエッチングすることであって、エッチング角度はこの場合、エッチング中のイオンの入射角、特に法線方向からのその偏位である、エッチングすること、
－－ 構造化層および基板のエッチングレートが異なる、エッチングすること、
－－ 構造化層には構造化中に１０°～９０°の範囲内の側壁急峻度が与えられ、これらの角度は基板の表面に対して測定される、エッチングすること、のうちの１つもしくは複数、またはこれらの組合せが使用される、構造化するステップ、
－ 基板上に閉じた保護層を適用するステップ、を含む方法によって達成される。
【0025】
本発明の核心は、基板の構造化中の標的化された（ｔａｒｇｅｔｅｄ）処理の実施またはその複数の態様の組合せによって、定められたエッジ急峻度を有する、特にエッジ急峻度が１５°～６０°の範囲内である格子構造を生成することにある。
【0026】
利点は上記したことから明らかである。
【0027】
保護層を特に基板上に成長させることができる。一般に、基板は保護層でコーティングされている。
【0028】
保護層の詳細については上記の説明を参照されたい。
【0029】
特に、フォトレジスト（ＰＲ）層は構造化層の役割を果たし得る。本発明の更なる態様によれば、基板を構造化するために、以下の方法選択肢、すなわち、
－ ０°～６０°の範囲内、特に０°～２０°の範囲内の所定のエッチング角度で不活性ドライエッチング法であって、エッチング角度はこの場合、エッチング中のイオンの入射角、特に法線方向からのその偏位である、不活性ドライエッチング法、
－ 構造化層および基板のエッチングレートが異なる、不活性ドライエッチング法、
－ 構造化層には構造化中に１０°～９０°の範囲内の側壁急峻度が与えられている、不活性ドライエッチング法であって、これらの角度は基板の表面に対して測定される、不活性ドライエッチング法、
－ 基板と構造化層のエッチングレートの比が例えばエッチング角度またはイオンエネルギーなどの様々なパラメータによって設定される、不活性ドライエッチング法、
－ 基板と構造化層のエッチングレートの比がエッチングガスの組成を制御することによって設定される、反応性ドライエッチング法、
－ 基板と構造化層のエッチングレートの比がエッチング媒体の組成を制御することによって設定される、湿式化学エッチング法、のうちの１つもしくは複数、またはこれらの組合せが使用される。
－ ０°～６０°の範囲内、特に０°～２０°の範囲内の所定のエッチング角度で不活性ドライエッチング法であって、エッチング角度はこの場合、エッチング中のイオンの入射角、特に法線方向からのその偏位である、不活性ドライエッチング法、
－ 構造化層および基板のエッチングレートが異なる、不活性ドライエッチング法、
－ 構造化層には構造化中に１０°～９０°の範囲内の側壁急峻度が与えられている、不活性ドライエッチング法であって、これらの角度は基板の表面に対して測定される、不活性ドライエッチング法、
－ 基板と構造化層のエッチングレートの比が例えばエッチング角度またはイオンエネルギーなどの様々なパラメータによって設定される、不活性ドライエッチング法、
－ 基板と構造化層のエッチングレートの比がエッチングガスの組成を制御することによって設定される、反応性ドライエッチング法、
－ 基板と構造化層のエッチングレートの比がエッチング媒体の組成を制御することによって設定される、湿式化学エッチング法、のうちの１つもしくは複数、またはこれらの組合せが使用される。
【0030】
これら異なる方法の選択肢を、互いに組み合わせることもできる。例として、反応性ドライエッチング法の場合にまたは湿式化学エッチング法の場合に、１０°～９０°の範囲内の側壁急峻度を有する構造化された構造化層を提供することができる。
【0031】
反応性ドライエッチング法の場合特に、エッチングガスの酸素含有量を制御できる。特に、結果として、構造化層の定められたエッチングが容易に可能になる。
【0032】
本発明の更なる態様によれば、基板を構造化するために、不活性エッチング法と反応性エッチング法の組合せが使用される。
【0033】
そのようなエッチングの組合せの場合、化学的および物理的なイールドによって同時にエッチングイールドが実現される。上記した影響可能性が結果的に組み合わされ得る。
【0034】
本発明の更なる態様によれば、基板を構造化するために、０°～６０°の範囲内の所定の長手方向のエッチング角度を用いるエッチング法が使用される。
【0035】
本発明の更なる態様によれば、基板を構造化するために、０°～６０°の範囲内の所定の横方向のエッチング角度を用いるエッチング法が使用される。
【0036】
この場合、長手方向のエッチング角度は、基板に対して垂直に延在し格子構造の溝方向に画定される平面におけるエッチング角度を意味するものと理解されたい。
【0037】
この場合、横方向のエッチング角度は、基板に対して垂直に延在し格子構造の溝方向に対して垂直な平面におけるエッチング角度を意味するものと理解されたい。
【0038】
本発明の更なる態様によれば、基板をエッチングするための、特に構造化するためのイオン線を、基板の局所表面に対して垂直に延びる軸線を中心にして傾けることができ、エッチング工程中に、基板の表面に対して垂直に延びる軸線を中心にして回転させることができる。この手段によっても、定められたエッジ急峻度を有する格子構造を生成するために基板を構造化することが可能である。
【0039】
本発明の更なる態様によれば、以下のパラメータのうちの少なくとも１つが、構造化層の側壁急峻度を設定するために標的化された方式で制御される：
－ レーザ光線の収束、近接リソグラフィ法の露光時間、近接露光の距離、マスクの、特にホログラフィックマスクの設計、露光方法の波長、
－ 構造化層を構造化するためのリソグラフィ工程中の露光の強度、
－ 構造化層を構造化するためのリソグラフィ工程の現像の継続時間、
－ ハードベークおよび／またはリフロー。
－ レーザ光線の収束、近接リソグラフィ法の露光時間、近接露光の距離、マスクの、特にホログラフィックマスクの設計、露光方法の波長、
－ 構造化層を構造化するためのリソグラフィ工程中の露光の強度、
－ 構造化層を構造化するためのリソグラフィ工程の現像の継続時間、
－ ハードベークおよび／またはリフロー。
【0040】
この結果、構造化層の側壁急峻度は影響を受け、特に柔軟かつ正確に設定され得る。
【0041】
本発明の更なる目的は、投影露光装置用の照射光学ユニットおよび照射系と、更に投影露光装置と、を改善することである。
【0042】
これらの目的は、上記の説明に係るミラーを備える、照射光学ユニット、および照射装置、および対応する投影露光装置によって、達成される。利点は上記したことから明らかである。
【0043】
本発明の更なる目的は、マイクロ構造化またはナノ構造化構成要素を生成するための方法、およびそのような構成要素を改善することである。
【0044】
これらの目的は、上記の説明に係る投影露光装置を提供することによって達成される。利点に関してはやはり上記の説明を参照されたい。
【0045】
本発明の更なる利点、特徴、および詳細は、図面を参照する複数の例示的な実施形態の説明から明らかである。
【図面の簡単な説明】
【0046】
【図1】ＥＵＶ投影リソグラフィ用の投影露光装置を通る子午断面の概略図である。
【図2】格子構造の形態の分光フィルタを備えるミラーの概略図である。
【図3】格子リッジのエッジの領域内の格子構造から抜き出した概略図である。
【図4A】基板を構造化するための方法の第１の変形の概略図である。
【図6A】基板よりも構造化層の方がエッチングレートが低い場合の、初期状態（図６Ａ）、中間製品（図６Ｂ）、および完成した構造化された基板（図６Ｃ）による、基板を構造化するための方法の更なる変形を示す図である。
【図6B】基板よりも構造化層の方がエッチングレートが低い場合の、初期状態（図６Ａ）、中間製品（図６Ｂ）、および完成した構造化された基板（図６Ｃ）による、基板を構造化するための方法の更なる変形を示す図である。
【図6C】基板よりも構造化層の方がエッチングレートが低い場合の、初期状態（図６Ａ）、中間製品（図６Ｂ）、および完成した構造化された基板（図６Ｃ）による、基板を構造化するための方法の更なる変形を示す図である。
【図7A】基板よりも構造化層の方がエッチングレートが高い場合の、初期状態（図７Ａ）、中間製品（図７Ｂ）、および完成した構造化された基板（図７Ｃ）による、基板を構造化するための方法の更なる変形を示す図である。
【図7B】基板よりも構造化層の方がエッチングレートが高い場合の、初期状態（図７Ａ）、中間製品（図７Ｂ）、および完成した構造化された基板（図７Ｃ）による、基板を構造化するための方法の更なる変形を示す図である。
【図7C】基板よりも構造化層の方がエッチングレートが高い場合の、初期状態（図７Ａ）、中間製品（図７Ｂ）、および完成した構造化された基板（図７Ｃ）による、基板を構造化するための方法の更なる変形を示す図である。
【図8A】構造化層の構造化に対するレーザ光線の収束の影響を明らかにするための例示的な概略図である。
【図8B】構造化層の構造化に対するレーザ光線の収束の影響を明らかにするための例示的な概略図である。
【図9】構造化層の側壁急峻度に対する、現像継続時間を長くすることの効果を明らかにする概略図である。
【図10A】ハードベークしていない構造化層を有する基板から抜き出した概略図である。
【図11】等方性湿式化学エッチング後に構造化層を適用した基板から抜き出した概略図である。
【発明を実施するための形態】
【0047】
まず、マイクロリソグラフィ投影露光装置１の全体構造について説明する。
【0048】
図１は、マイクロリソグラフィ投影露光装置１を子午断面で概略的に示す。投影露光装置１の照射系２は、放射線源３のほかに、対物面６内にある対物視野５を露光するための照射光学ユニット４を有する。この場合、対物視野５内に配置されておりこの図面には図示されていないレチクルが露光され、上記のレチクルは（同じく図示されていない）レチクルホルダによって保持されている。投影光学ユニット７は、対物視野５を像平面９内の像視野８内に結像する（ｉｍａｇe）役割を果たす。レチクル上の構造が、像平面９内の像視野８の領域内に配置されているウエハの感光層上に結像され、上記のウエハも同じく図面には図示されていないが、ウエハホルダ（同じく図示されていない）によって保持されている。
【0049】
放射線源３は、放出され使用される放射線が５ｎｍ～３０ｎｍの間の範囲内であるＥＵＶ放射線源である。これはプラズマ源、例えばＧＤＰＰ（ガス放電生成プラズマ）源またはＬＰＰ（レーザ生成プラズマ）源であり得る。例として、１０．６μｍの、すなわち赤外範囲内の波長で動作する二酸化炭素レーザでスズを励起させて、プラズマを形成することができる。放射線源３としてシンクロトロンに基づく放射線源も使用できる。そのような放射線源についての情報を、当業者は例えば米国特許第６，８５９，５１５号に見出すことができる。放射線源３から発出されるＥＵＶ放射線１０がコレクタ１１によって収束される。対応するコレクタは欧州特許出願第１２２５４８１号から知られている。コレクタ１１の下流において、ＥＵＶ放射線１０は中間焦点面１２を通って伝播し、その後で複数の視野ファセット１３ａを有する視野ファセットミラー１３に入射する。視野ファセットミラー１３は照射光学ユニット４の平面内に配置されており、これは対物面６に対して光学的に共役である。
【0050】
ＥＵＶ放射線１０は以降では照射光とも結像光とも呼ばれる。
【0051】
視野ファセットミラー１３の下流において、ＥＵＶ放射線１０は、複数の瞳ファセット１４ａを有する瞳ファセットミラー１４によって反射される。瞳ファセットミラー１４は照射光学ユニット４の瞳面内に配置されており、これは投影光学ユニット７の瞳面に対して光学的に共役である。瞳ファセットミラー１４と、光線経路の順序で指定するミラー１６、１７、および１８を備える転送光学ユニット１５の形態の結像光学アセンブリと、を利用して、部分視野とも個別ミラー群とも呼ばれ以下で更に詳細に記載する、視野ファセットミラー１３の個別視野ファセット１９が、対物視野５内に結像される。転送光学ユニット１５の最後のミラー１８は、かすめ入射のためのミラー（「かすめ入射ミラー」）である。
【0052】
図２は、格子構造３０の形態の分光フィルタを備えるミラーの反射面を例として概略的に示す。格子構造３０は、所定の範囲内の波長を有する放射線をマスキングして排除するための、特に赤外範囲内の波長をマスキングして排除するための、分光フィルタの役割を果たす。
【0053】
格子構造３０は複数の格子リッジ３１を備える。格子リッジ３１は各々、前面３２および側壁３３を有する。溝３４はいずれの場合も格子リッジ３１同士の間に形成される。溝３４は各々、底部３５を有する。
【0054】
格子リッジ３１は各々、特に台形形状の断面を有する。この断面は等脚台形または非等脚台形に対応し得る。これは特に非矩形である。これは特に非三角形である。
【0055】
ミラーの全反射面積の、特に、側壁３３によって構成される格子構造３０の総面積の面積割合は、平面視したとき、特に垂直投影の場合に、最大１０％、特に最大５％、特に最大３％、特に最大２％、特に最大１％、特に最大０．５％、特に最大０．３％である。
【0056】
台形形状の断面の代わりに、格子リッジ３１はまた、全体に台形形状の最小凸包絡を有する断面も有し得る。原理的には、格子リッジ３１の前面３２は、隣り合う溝３４の底部３５と平行に配向する必要はない。
【0057】
格子リッジ３１の前面３２と溝３４の底部３５の間には、基板３７に対する面法線３６の方向にオフセットＶが存在する。オフセットＶは特に、赤外範囲の４分の１波長の領域内にある。オフセットＶは特に、１マイクロメートル～１０マイクロメートルの範囲内にある。他の値が同様に可能である。
【0058】
オフセットＶは格子構造３０の溝深さとも呼ばれる。更なる詳細については独国特許公開第１０ ２０１２ ０１０ ０９３号を参照されたい。
【0059】
本発明によれば、急峻なまたは更には凹状の側壁を有する格子リッジ３１の実施形態は、保護層３８の適用後に基板が保護層３８によって完全には閉じられないという影響があることが認識されている。このことは、浸食性雰囲気下で、特に電離水素を含む雰囲気下で、基板がアタックされるという影響を及ぼし得る。水素は特に、基板３７の破壊を、または層剥離を引き起こし得る応力をもたらす可能性がある。
【0060】
本発明によれば、したがって側壁３３の各々の側壁急峻度ｂが１５°～６０°の範囲内であれば有利なことが認識されている。この場合、側壁急峻度ｂはエッジ急峻度とも呼ばれ、側壁３３（図３を参照）に隣接する溝３４の底部３５の領域内の局所接平面３９と関連させて測定される。
【0061】
定められたそのような側壁急峻度ｂは、保護層３８が閉じられる、特に基板３７を隙間なく完全に覆うことが可能であるという効果を有する。
【0062】
側壁急峻度ｂの定められた側壁３３を、特に構造化層４０の特にリソグラフィ工程を利用した構造化中に、ならびに／または、特に構造化層４０のおよび基板３７のエッチング中に、好適な処理の実装によってどのように生成できるかに関する、様々な変形の説明を、以下に示す。
【0063】
特に、フォトレジスト（ＰＲ）から成る層は構造化層４０の役割を果たす。上記の層は構造化ステップによって、特にリソグラフィ法によって、柔軟かつ精確に構造化され得る。
【0064】
図４Ａは、基板３７を構造化するための不活性ドライエッチング法を概略的に示す。このタイプの方法では、エッチングは、真空中で加速させた方向性のあるイオンを使用して実行され、腐食によって純粋に物理的に材料除去が行われる。この場合、原理的には側壁急峻度ｂを設定する２つの可能性が存在する。図４Ａに示す変形では、側壁急峻度ｂは、イオンの入射角ｅｗの影響を受ける。入射角ｅｗはエッチング角度とも呼ばれる。この場合、イオン線４１は溝３４の配向と平行に傾けることができる。このことは長手方向の傾斜とも呼ばれる。イオン線４１を、溝３４の配向に対して横方向に傾けることもできる。このことは横方向の傾斜とも呼ばれる。イオン線４１を基板３７に対する面法線４２に対して傾けること、および傾けたイオン線４１を上記の面法線４２を中心に回転させることもまた可能である。
【0065】
構造化層４０の影になることに起因して、９０°未満の側壁急峻度ｂを有する側壁３３が形成される（図４Ｂを参照）。側壁急峻度ｂは入射角ｅｗの選択によって影響、特に設定され得る。
【0066】
不活性ドライエッチングの場合、側壁急峻度ｂは、構造化層４０と基板３７のエッチングレートが異なることによっても影響され得る。このことが例として図５Ａ～図５Ｃに示されている。特に中間製品から明らかなように（図５Ｂを参照）、エッチングレートの違いは側壁急峻度ｂへの影響をもたらす。この図および続く図では、エッチングされる領域はいずれの場合もハッチングされて図示されている。
【0067】
特に、構造化層４０に異なるレジストを選択することによって、異なるエッチングレートを達成できる。
【0068】
異なるエッチングレートの影響に加えて、この場合側壁急峻度ｂは、構造化層４０の側壁４３の急峻度ｃによって影響、特に設定され得る。急峻度ｃはレジスト急峻度とも呼ばれる。これは構造化層４０を構造化するためのリソグラフィステップにおいて、柔軟かつ精確に選ばれ得る。
【0069】
更に、この変形においても、側壁急峻度ｂは、エッチング角度の選択によって影響、特に設定され得る。
【0070】
反応性ドライエッチング法の場合、エッチングは真空中で加速させた方向性を有するイオンを使用して実行され、イオンと表面の材料の化学反応によって、可能な最大の程度で材料除去が行われる。この場合、側壁急峻度ｂは、化学成分の標的化された選択によって設定され得る。可能なエッチングガスはここでは、Ｏ2（Ｃ12、Ｓｆ6、ＣＦ4、ＣＨＦ3、Ｏ2、Ｃ2Ｆ6、ＣＦ6、ＳＩＣ14、ＢＣ13）、およびこれらの混合物である。
【0071】
例として、構造化層４０の定められたエッチングは、エッチングガスの組成の標的化された選択によって、例えばその酸素含有量を変えることによって設定可能である。構造化層４０のエッチングレートを、基板３７のエッチングレートよりも低くすること（図６Ａ～図６Ｃ）、または高くすること（図７Ａ～図７Ｃ）ができる。
【0072】
構造化層４０の側壁４３の所与の側壁の急峻度ｃはしたがって、基板３７のより平坦なまたはより急峻な側壁急峻度をもたらし得る。
【0073】
エッチングの組合せも可能である。エッチングの組合せの場合、化学除去および物理除去によって同時にエッチング除去が実現される。このことは例えば、反応性エッチングガスを使用し、それらを構造化層４０を適用した基板３７の表面上へと、方向性をもたせかつ加速させて適用することによって、達成可能である。このことにより、上記した変形、特に側壁急峻度ｂの設定への影響可能性を、組み合わせることが可能である。
【0074】
構造化層４０の側壁４３の側壁急峻度ｃは、リソグラフィ工程中の様々な要因によって影響され得る。これは特に、リソグラフィ工程中の露光の強度によって影響され得る。これはレーザ光線４４の標的化された収束によって影響され得る（図８Ａを参照）。
【0075】
コリメートされたレーザ光線４４を使用することによって、構造化層４０においてより高い側壁急峻度ｃを達成することが可能である（図８Ｂを参照）。
【0076】
構造化層４０を構造化するためのリソグラフィ工程の現像処理もまた、レジスト構造の側壁急峻度ｃに影響する。露光された構造化層４０の現像中には、レジストの暗がり除去（ｄａｒｋ ｒｅｍｏｖａｌ）も常に生じる。上記の暗がり除去の結果、エッジが角取りされる。図９は例として、現像継続時間を長くした結果の顕著なエッジの角取りを示す。
【0077】
ハードベークおよびリフローを、構造化層４０の側壁急峻度ｃに影響を与えるように標的化された方式で使用することもできる。現像されたフォトレジスト構造の熱リフローを、構造化層４０を構造化するように、およびしたがって例えばドライエッチング法によって生成される格子リッジ３１の側壁急峻度ｂに影響するように標的化された方式で、使用することができる。ハードベークの結果、特に、レジストエッジの球状または円筒状の角取がもたらされる。図１０Ａは例として、ハードベークを行わずにまたは行う前に構造化された構造化層４０が適用された、基板３７を示す。図１０Ｂは、ハードベーク後の熱で角取りされた、対応する構造を示す。
【0078】
構造化層４０のエッチングレートと基板３７のエッチングレートの相異は、湿式化学エッチング法の場合にも達成され得る。側壁急峻度ｂの対応する影響は、図５Ｂに係る不活性ドライエッチング法の場合のように通例のものである。
【0079】
基板３７の等方性の拡散制限型エッチングの場合も、側壁急峻度ｂは標的化された方式で影響され得る。このタイプの方法の場合、アンダーカット領域４５の程度は特に、エッチング溶液の互いの混合に依存する。
【0080】
基板３７の構造化後、格子構造３０には閉じた保護層３８が付与される。保護層３８は特に基板３７上に適用される。これは特に基板３７上に堆積させることができる。保護層３８を基板３７上で成長させることも可能である。
【0081】
特に、モリブデン－シリコン二重層構造が保護層の役割を果たし得る。そのような層スタックの詳細は先行技術から知られている。
【0082】
マイクロ構造化またはナノ構造化構成要素を、特に半導体構成要素を、例えばマイクロチップを、リソグラフィによって生成するために、投影露光装置１を利用して、対物視野５内のレチクルの少なくとも１つの部分が、像視野８内のウエハ上の感光層の領域上に結像される。スキャナまたはステッパとしての投影露光装置１の実施形態に応じて、レチクルとウエハはスキャナ動作でまたはステッパ動作で１ステップずつ、時間的に同期してｙ方向に連続的に移動される。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4A】
【図4B】
【図5A】
【図5B】
【図5C】
【図6A】
【図6B】
【図6C】
【図7A】
【図7B】
【図7C】
【図8A】
【図8B】
【図9】
【図10A】
【図10B】
【図11】