特許 7535667 特にマイクロリソグラフィ用の光学系を調整する方法

(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】2024-08-07

(45)【発行日】2024-08-16

(54)【発明の名称】特にマイクロリソグラフィ用の光学系を調整する方法

(51)【国際特許分類】

   G03F 7/20 20060101AFI20240808BHJP

   G03F 1/84 20120101ALI20240808BHJP

   G02B 13/00 20060101ALI20240808BHJP

   G02B 17/00 20060101ALN20240808BHJP

【ＦＩ】

G03F7/20 503

G03F7/20 502

G03F7/20 521

G03F1/84

G02B13/00

G02B17/00

【請求項の数】 20

(21)【出願番号】P 2023547904

(86)(22)【出願日】2021-12-17

(65)【公表番号】

(43)【公表日】2024-02-08

(86)【国際出願番号】 EP2021086614

(87)【国際公開番号】W WO2022171339

(87)【国際公開日】2022-08-18

【審査請求日】2023-09-25

(31)【優先権主張番号】102021201193.4

(32)【優先日】2021-02-09

(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】100147485

【弁理士】

【氏名又は名称】杉村 憲司

(74)【代理人】

【識別番号】230118913

【弁護士】

【氏名又は名称】杉村 光嗣

(74)【代理人】

【識別番号】100230514

【弁理士】

【氏名又は名称】泉 卓也

(72)【発明者】

【氏名】ミカエル グルップ

(72)【発明者】

【氏名】ビタリー シュクロベール

(72)【発明者】

【氏名】トーマス シッケタンツ

【審査官】右▲高▼ 孝幸

(56)【参考文献】

【文献】特開２０００－０９１２０９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００３－０７５５９１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特表２０１５－５０１５２７（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２０１２／０３００１８４（ＵＳ，Ａ１）

【文献】特開２０１７－１４２４４５（ＪＰ，Ａ）

【文献】独国特許出願公開第１０２００８０４１１４４（ＤＥ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｇ０３Ｆ ７／２０

Ｇ０３Ｆ １／８４

Ｇ０２Ｂ １３／００

Ｇ０２Ｂ １７／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

光学的に有効な層系がそれぞれ設けられた複数の光学素子を備えた、特にマイクロリソグラフィ用の光学系を調整する方法であって、
ａ）動作中に所定の平面で前記光学系が与えるシステム波面を測定するステップと、
ｂ）前記測定されたシステム波面と目標システム波面との間のシステム波面偏差を求めるステップと、
ｃ）前記求められたシステム波面偏差を低減するように前記光学素子の少なくとも１つで層操作を実行するステップと
を含み、前記システム波面への前記少なくとも１つの光学素子の各波面寄与を前記光学素子の前記層系の異なる層操作毎及び前記光学素子の前記層系の異なる構成毎にリストした、予め決定されたルックアップテーブルを用いて、前記システム波面偏差の低減に適した層操作が選択される方法。

【請求項2】

請求項１に記載の方法において、前記光学素子は、前記ステップａ）において被覆されることを特徴とする方法。

【請求項3】

請求項１又は２に記載の方法において、前記層操作は、前記少なくとも１つの光学素子への層材料の局所的に異なる堆積を実行することを含むことを特徴とする方法。

【請求項4】

請求項１～３のいずれか１項に記載の方法において、前記層操作は、前記少なくとも１つの光学素子からの局所的に異なる層除去を実行することを含むことを特徴とする方法。

【請求項5】

請求項１～４のいずれか１項に記載の方法において、前記少なくとも１つの光学素子は、二酸化ケイ素（ＳｉＯ_２）からなる封止層を含むことを特徴とする方法。

【請求項6】

請求項１～５のいずれか１項に記載の方法において、前記層操作は、前記少なくとも１つの光学素子で局所的に異なるイオン注入を実行することを含むことを特徴とする方法。

【請求項7】

光学的に有効な層系がそれぞれ設けられた複数の光学素子を備えた、特にマイクロリソグラフィ用の光学系を調整する方法であって、
ａ）動作中に所定の平面で前記光学系が与えるシステム波面を測定するステップと、
ｂ）前記測定されたシステム波面と目標システム波面との間のシステム波面偏差を求めるステップと、
ｃ）前記求められたシステム波面偏差を低減するように前記光学素子の少なくとも１つで層操作を実行するステップと
を含み、前記システム波面への前記少なくとも１つの光学素子の各波面寄与を前記光学素子の前記層系の異なる層操作毎及び前記光学素子の前記層系の異なる構成毎にリストした、予め決定されたルックアップテーブルを用いて、前記システム波面偏差の低減に適した層操作が選択され、前記層操作は、前記少なくとも１つの光学素子への層材料の局所的に異なる堆積を実行すること及び／又は前記少なくとも１つの光学素子で局所的に異なるイオン注入を実行することを含む方法。

【請求項8】

請求項１～７のいずれか１項に記載の方法において、前記システム波面への前記少なくとも１つの光学素子の各波面寄与を前記光学素子の前記層系の層操作毎にリストした、予め決定されたルックアップテーブルを用いて、前記システム波面偏差の低減に適した層操作が選択されることを特徴とする方法。

【請求項9】

請求項１～８のいずれか１項に記載の方法において、前記測定されたシステム波面と目標システム波面との間のシステム波面偏差を求めるステップは、反復プロセスで行われることを特徴とする方法。

【請求項10】

請求項１～９のいずれか１項に記載の方法において、前記少なくとも１つの光学素子で層操作を実行するステップは、該層操作前に与えられた実際値と目標値との間の偏差を前記光学系の少なくとも１つのさらなる固有特性について低減するように実行されることを特徴とする方法。

【請求項11】

光学的に有効な層系がそれぞれ設けられた複数の光学素子を備えた、特にマイクロリソグラフィ用の光学系を調整する方法であって、
ａ）動作中に所定の平面で前記光学系が与えるシステム波面を測定するステップと、
ｂ）前記測定されたシステム波面と目標システム波面との間のシステム波面偏差を求めるステップと、
ｃ）前記求められたシステム波面偏差を低減するように前記光学素子の少なくとも１つで層操作を実行するステップと
を含み、前記システム波面への前記少なくとも１つの光学素子の各波面寄与を前記光学素子の前記層系の異なる層操作毎及び前記光学素子の前記層系の異なる構成毎にリストした、予め決定されたルックアップテーブルを用いて、前記システム波面偏差の低減に適した層操作が選択され、前記少なくとも１つの光学素子で層操作を実行するステップは、該層操作前に与えられた実際値と目標値との間の偏差を光学系の少なくとも１つのさらなる固有特性について低減するように行われる方法。

【請求項12】

請求項１０又は１１に記載の方法において、前記光学系の前記少なくとも１つのさらなる固有特性は、前記光学系の反射挙動及び／又は透過挙動を含むことを特徴とする方法。

【請求項13】

請求項１～１２のいずれか１項に記載の方法において、前記少なくとも１つの光学素子で層操作を実行するステップはさらに、前記光学系の偏光効果を変更するように行われることを特徴とする方法。

【請求項14】

請求項１３に記載の方法において、前記少なくとも１つの光学素子で層操作を実行するステップはさらに、該層操作前に与えられた実際値と目標値との間の各偏差を前記光学系の偏光効果について低減するように行われることを特徴とする方法。

【請求項15】

請求項１～１４のいずれか１項に記載の方法において、層操作が実行される前記少なくとも１つの光学素子はレンズ素子であることを特徴とする方法。

【請求項16】

請求項１～１４のいずれか１項に記載の方法において、層操作が実行される前記光学素子の少なくとも１つはミラーであることを特徴とする方法。

【請求項17】

請求項１～１６のいずれか１項に記載の方法において、前記光学系は結像系であることを特徴とする方法。

【請求項18】

請求項１７に記載の方法において、前記所定の平面は前記結像系の像面であることを特徴とする方法。

【請求項19】

請求項１～１８のいずれか１項に記載の方法において、前記光学系は、２５０ｎｍ未満、特に２００ｎｍ未満の動作波長用に設計されることを特徴とする方法。

【請求項20】

請求項１～１９のいずれか１項に記載の方法において、前記光学系は、３０ｎｍ未満、特に１５ｎｍ未満の動作波長用に設計されることを特徴とする方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本願は、２０２１年２月９日に出願された独国特許出願第１０ ２０２１ ２０１ １９３．４号の優先権を主張する。当該独国出願の内容を参照により本願の本文に援用する。

【0002】

本発明は、特にマイクロリソグラフィ用の光学系を調整する方法に関する。

【背景技術】

【0003】

マイクロリソグラフィは、例えば集積回路又はＬＣＤ等の微細構造コンポーネントの製造に用いられる。マイクロリソグラフィプロセスは、照明装置及び投影レンズを有するいわゆる投影露光装置で実行される。この場合、照明装置により照明されたマスク（レチクル）の像を、投影レンズにより、感光層（フォトレジスト）で被覆されて投影レンズの像面に配置された基板（例えばシリコンウェハ）に投影することで、マスク構造を基板の感光コーティングに転写するようにする。

【0004】

マスク検査装置が、マイクロリソグラフィ投影露光装置のレチクルの検査に用いられる。

【0005】

ＥＵＶ領域用に設計した投影レンズ又は検査レンズでは、すなわち例えば約１３．５ｎｍ又は約６．７ｎｍの波長では、適当な光透過屈折材料が利用可能でないことにより、反射光学素子を結像プロセス用の光学コンポーネントとして用いる。

【0006】

高分解能化が進み、それに伴い精度要件も高まりつつある投影レンズの開発の過程で、利用可能な自由度又はマニピュレータを用いて各光学系を「仕様に合わせる」各調整方法の実行がもたらす課題も厳しさを増している。本発明の意味の範囲内で、「調整」は、光学系又は関連する光学素子を製造するプロセスに関連するプロセス欠陥（例えば、レンズ素子に対する研削不良、光学素子又はそのマウントに対するねじ作用等）の光学的効果の反復的低減を意味すると理解される。

【0007】

従来技術に関しては、単なる例として特許文献１、特許文献２、特許文献３、及び特許文献４を参照されたい。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0008】

【文献】米国特許第７，６２９，５７２号明細書

【文献】米国特許第４，５３３，４４９号明細書

【文献】欧州特許第３ ２８６ ５９５号明細書

【文献】国際公開第２０１７／１２５３６２号

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0009】

本発明の目的は、できる限り正確に設定可能な波面効果を達成することができる、特にマイクロリソグラフィ用の光学系を調整する方法を提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0010】

この目的は、独立特許請求項１の特徴による方法により達成される。

【0011】

一態様において、光学的に有効な層系がそれぞれ設けられた複数の光学素子を備えた、特にマイクロリソグラフィ用の光学系を調整する本発明による方法が、
動作中に所定の平面で光学系が与えるシステム波面を測定するステップと、
この測定されたシステム波面と目標システム波面との間のシステム波面偏差を求めるステップと、
求められたシステム波面偏差を低減するように光学素子の少なくとも１つで層操作を実行するステップと
を含み、システム波面への少なくとも１つの光学素子の各波面寄与を上記光学素子の層系の層操作毎にリストした、予め決定されたルックアップテーブルを用いて、システム波面偏差の低減に適した層操作が選択される。

【0012】

上記態様によれば、この場合の測定されたシステム波面と目標システム波面との間のシステム波面偏差の低減に適した層操作は、事前決定されたルックアップテーブルと、該当する層操作及び光学系に存在するさらなるマニピュレータに関してそこに記憶された感度とを考慮することにより選択される。光学設計と比べたシステム波面への各波面寄与又は生じた波面変化を、該当する光学素子の層操作毎に又は本発明により操作される層系の構成毎にこのルックアップテーブルにリストすることができる。

【0013】

本願の意味の範囲内で、用語「層操作」は、最初はまだ被覆されていない光学素子への層の堆積も意味すると理解されたい。

【0014】

一実施形態において、光学素子は、システム波面を測定するステップで被覆される。この場合、このコーティングは、完成した層設計にまだ対応していない該当素子のコーティング（この意味で「部分」コーティング）であり得る。さらに、層系の異なる層に反復的に層操作を実行することもでき、システム波面特性評価が個々の反復ステップ間でそれぞれ行われる。

【0015】

本発明は、特に、複数の光学素子から構成された光学系の調整を、特に動作中の所定の平面でこの光学系が与えるシステム波面に関して実行することで、これらの光学素子の少なくとも１つで実行された層操作又は該当の光学素子に位置する層系により生じた光学的効果若しくは波面寄与自体が、調整の自由度として用いられるようにするという概念に基づく。

【0016】

換言すれば、本発明は、システム調整の開始時に最初に行われた所定の平面における実際のシステム波面の確認の後に、測定された実際のシステム波面と最終的に追求される目標システム波面との間の偏差を低減するために、システム調整中に自由度として扱われる少なくとも１つの光学素子（システム調整の開始時に行われた実際のシステム波面の測定中に光学系に既に組み込まれている）の層操作をどのように実行すべきかを決定するという原理を含む。

【0017】

本発明が従来の手法と特に異なる点は、システム調整の開始時に実行された実際のシステム波面の確認中に光学系に既に組み込まれており且つ場合によってはその光学的に有効なコーティングが既に設けられている（すなわち、測定された実際のシステム波面に既に寄与している）光学素子の層操作が、システム全体の波面特性の改善又は波面収差の低減のために調整自由度として用いられることである。

【0018】

特に、本発明による概念は、第１に、調整プロセスの開始時に光学系にまだ組み込まれていない素子の処理によってのみ波面補正が実行される従来の方法とは異なる。これに関連しては、例として特許文献３を参照されたい。さらに、本発明による概念は、該当の光学素子（システム全体ではない）の波面特性又は透過特性を最適化するためだけに、個々の光学素子でそれぞれ変更が実行される従来の方法とも異なる。これに関しては、例として特許文献１を参照されたい。

【0019】

一実施形態によれば、層操作は、少なくとも１つの光学素子への層材料の局所的に異なる堆積を実行することを含む。

【0020】

さらに別の実施形態によれば、層操作は、少なくとも１つの光学素子からの局所的に異なる層除去を実行することを含む。

【0021】

さらに別の実施形態によれば、少なくとも１つの光学素子は、二酸化ケイ素（ＳｉＯ_２）からなる封止層を含む。以下で説明するように、これは、例えばイオンビーム加工等の層除去により行われる層操作の場合に特に有利である。

【0022】

さらに別の実施形態によれば、層操作は、少なくとも１つの光学素子で局所的に異なるイオン注入を実行することを含む。

【0023】

本発明はさらに、光学的に有効な層系がそれぞれ設けられた複数の光学素子を備えた、特にマイクロリソグラフィ用の光学系を調整する方法であって、
動作中に所定の平面で光学系が与えるシステム波面を測定するステップと、
この測定されたシステム波面と目標システム波面との間のシステム波面偏差を求めるステップと、
求められたシステム波面偏差を低減するように光学素子の少なくとも１つで層操作を実行するステップと
を含み、層操作は、少なくとも１つの光学素子への層材料の局所的に異なる堆積を実行すること及び／又は少なくとも１つの光学素子で局所的に異なるイオン注入を実行することを含む方法にも関する。

【0024】

実際のシステム波面の確認中に少なくとも１つの光学素子上に存在する層系は、単層又は多層であり得る。本発明はさらに、層操作が行われる光学素子又は層系の具体的な局所領域に関しても限定されない。特に、上記層操作は、代替として多層系内の内層で又は多層系若しくは単層の最上部に位置するキャッピング層で実行することができる。

【0025】

この測定されたシステム波面と目標システム波面との間のシステム波面偏差を求めるステップと、この偏差の低減とは、特に反復プロセスで行うことができる。

【0026】

一実施形態によれば、光学素子の少なくとも１つで層操作を実行するステップは、層操作前に与えられた実際値と目標値との間の偏差を光学系の少なくとも１つのさらなる固有特性について低減するように実行される。光学系のこの少なくとも１つのさらなる固有特性は、特に光学系の反射挙動及び／又は透過挙動を含み得る。

【0027】

本発明はさらに、光学的に有効な層系がそれぞれ設けられた複数の光学素子を備えた、特にマイクロリソグラフィ用の光学系を調整する方法であって、
動作中に所定の平面で光学系が与えるシステム波面を測定するステップと、
この測定されたシステム波面と目標システム波面との間のシステム波面偏差を求めるステップと、
求められたシステム波面偏差を低減するように光学素子の少なくとも１つで層操作を実行するステップと
を含み、少なくとも１つの光学素子で層操作を実行するステップはさらに、層操作前に与えられる実際値と目標値との間の偏差を光学系の少なくとも１つのさらなる固有特性について低減するように行われる方法にも関する。

【0028】

一実施形態によれば、少なくとも１つの光学素子で層操作を実行するステップはさらに、光学系の偏光効果を変更するように行われる。

【0029】

一実施形態によれば、少なくとも１つの光学素子で層操作を実行するステップはさらに、層操作前に与えられた実際値と目標値との間の各偏差を光学系の反射挙動、光学系の透過挙動、及び光学系の偏光効果のそれぞれについて低減するように行われる。

【0030】

一実施形態によれば、層操作が実行される光学素子の少なくとも１つはレンズ素子である。

【0031】

一実施形態によれば、層操作が実行される光学素子の少なくとも１つはミラーである。

【0032】

光学系は、特に結像系であり得る。この場合、所定の平面は、この結像系の像面であり得る。

【0033】

一実施形態によれば、光学系は、２５０ｎｍ未満、特に２００ｎｍ未満の動作波長用に設計される。

【0034】

さらに別の実施形態によれば、光学系は、３０ｎｍ未満、特に１５ｎｍ未満の動作波長用に設計される。

【0035】

本発明はさらに、上記特徴を有する方法の実行により形成されたマイクロリソグラフィ光学系に関する。光学系は、マイクロリソグラフィ投影露光装置の投影レンズ又はマスク検査装置の投影レンズであり得る。

【0036】

本発明のさらなる構成は、本明細書及び従属請求項から明らかである。

【0037】

添付図面に示す例示的な実施形態に基づいて、本発明を以下でより詳細に説明する。

【図面の簡単な説明】

【0038】

【図1】本発明による方法の可能な順序を説明するフロー図を示す。

【図2】例示的な実施形態における本発明による層操作を受ける光学素子の可能な構造を説明する概略図を示す。

【図3】図３ａ、図３ｂは、本発明による層操作により達成可能な、層系に関して操作された図２からの光学素子の光学特性の変化を説明する図である。

【図4】図４ａ、図４ｂは、本発明による層操作により達成可能な、層系に関して操作された図２からの光学素子の光学特性の変化を説明する図である。

【図5】図５ａ、図５ｂは、本発明による層操作により達成可能な、層系に関して操作された図２からの光学素子の光学特性の変化を説明する図である。

【図6】図６ａ、図６ｂは、本発明による層操作により達成可能な、層系に関して操作された図２からの光学素子の光学特性の変化を説明する図である。

【図7】ＤＵＶ動作用に設計されたマイクロリソグラフィ投影露光装置の可能な構造の概略図を示す。

【図8】ＥＵＶ動作用に設計されたマイクロリソグラフィ投影露光装置の可能な構造の概略図を示す。

【発明を実施するための形態】

【0039】

図１は、光学系を調整する本発明による方法の可能な順序を説明するフロー図を示す。

【0040】

本発明による調整は、光ビーム経路に取り付け配置されて光学的に有効なコーティングが既に設けられている複数の光学素子を有する該当の光学系を用意した後に行われ、各コーティング並びに光学素子の幾何学的形状及び間隔は、所定の光学設計に従って設定される。調整プロセスは、特に動作中にシステムが与えるシステム波面に関して具体的な用途それぞれに規定された仕様を達成するために実行され、これはさらに、利用可能な自由度を用いて反復プロセスで行われる。

【0041】

調整される光学系は、特にマイクロリソグラフィ光学系、より詳細にはマイクロリソグラフィ投影露光装置又はマスク検査装置の投影レンズであり得る。マイクロリソグラフィ投影露光装置の例（それぞれＤＵＶ及びＥＵＶ動作用に設計されている）について、図７及び図８を参照して以下で説明する。

【0042】

本発明による調整方法の開始時に、まず、ステップＳ１１０は、所定の平面（例えば、光学系を形成する投影レンズの結像面）で光学系が与える（実際の）システム波面を測定することを含む。ステップＳ１２０において、システム波面偏差を求めるために、この実際のシステム波面は所定の仕様に従って要求される目標システム波面と比較される。

【0043】

ステップＳ１３０において、続いて光学系の少なくとも１つの光学素子の層操作が、上記システム波面偏差を低減するように実行される。この場合、層操作は、特に該当の光学素子からの局所的に異なる層除去の実行、上記素子への層材料への局所的に異なる堆積の実行、及び／又は局所的に異なるイオン注入（例えば、プラズ浸漬マイオン注入）を含み得る。

【0044】

上記層操作は、動作中に光学系が与えるシステム波面に関して要求される仕様を最終的に達成するように行われる。この目的で、適当な層操作を決定するために、システム波面への該当の光学素子の各波面寄与を上記光学素子の操作された層系の構成毎に、また場合によっては光学系に存在するさらなるマニピュレータについてリストした、既に予め決定されたルックアップテーブルを考慮することもできる。さらに他の実施形態において、同じく層操作を繰り返し実行する反復プロセスで、それぞれ現在設定されているシステム波面を測定して目標システム波面と比較することができる。

【0045】

ここで本発明に不可欠なのは、光学系の調整中に、実行される層操作自体が調整自由度として用いられることである。この場合、層操作を受ける光学素子は、実際のシステム波面の最初の測定中に既に光学系に組み込まれており、その結果として上記光学素子の波面寄与も調整中に最初から付随的に考慮される。

【0046】

本発明による層操作により達成可能な、層系に関して操作された光学素子の光学特性の変更について、最初に特定の例示的な実施形態に基づいて図２の概略図及び図３ａ、３ｂ、図４ａ、４ｂ、図５ａ、５ｂ、及び図６ａ、６ｂの図を参照して以下で説明する。本明細書では例として、本発明に従って操作された光学素子の特定の層設計に言及し、当該層設計について図２を参照してより詳細に説明するが、本発明はこの例示的な実施形態で用いられる材料にも層厚にも限定されない。さらなる適当な層材料に関しては、例として米国特許第１０，６４２，１６７号及び米国特許第５，９６３，３６５号を参照されたい。

【0047】

さらに、例示的な実施形態において選択された層設計は、ＤＵＶ又は約１９３ｎｍの波長での動作用に構成されたレンズ素子の層設計に対応する。しかしながら、本発明はそれに限定されるものでもなく、さらなる用途では、特にＥＵＶ（すなわち、３０ｎｍ未満、特に１５ｎｍ未満の波長）での動作用のミラーの形態の光学素子で実現することもできる。

【0048】

図２の例示的な実施形態では、基板２０１上の光学素子２００が層２０２～２０６の層系を含み、各材料及び層厚を表１に明記する。

【0049】

【表1】

【0050】

表１及び図２に従った上記層設計で選択された、非晶質二酸化ケイ素（ＳｉＯ_２）からなる封止層２０６（基板２０１から最も遠くに配置される）の構成は、特に例えばイオンビーム加工等の層除去により行われる層操作の場合に、（非晶質でない又は少なくとも部分的な結晶相を有する、例えば柱状構造を有する封止層を用いる場合に生じる）層除去プロセスの方向依存性が回避されて等方的な層除去を達成可能であるという点で有利である。しかしながら、さらに他の実施形態において（特に、層材料の堆積による積層操作の場合）、例えば結晶質フッ化マグネシウム（ＭｇＦ_２）等の他の材料を上記封止層の材料として用いることもできる。表２は、この点でＳｉＯ_２からなる基板及びＭｇＦ_２からなる封止層を有する可能な層設計を示す。

【0051】

【表2】

【0052】

単に例として、表３は、ＳｉＯ_２からなる基板及びＳｉＯ_２からなる封止層を有する可能な層設計を示す。

【0053】

【表3】

【0054】

本発明は、光学系の波面特性関する調整のみに限定されない。むしろ、光学系のさらなる特性（特に、反射挙動及び／又は透過挙動）を改善するように調整をさらに行うこともできる。この場合、本発明者らが行った調査から、上記さらなる（例えば、反射又は透過）特性も、同一の調整方法で本発明による層操作により改善又は最適化され得ることが分かった。

【0055】

本発明による層操作により達成可能である、層系に関して操作された光学素子２００の光学特性の変更を説明するために後述する図において、光学素子２００に入射した非偏光の挙動を図３ａ、３ｂ及び図４ａ、４ｂの各図について検討する一方で、偏光状態への依存性を図５ａ、５ｂ及び図６ａ、６ｂで検討する。

【0056】

図３ａ、３ｂに、－２ｎｍ～＋２ｎｍの範囲の厚さ変化の場合に起こる位相（図３ａ）及び反射率（図３ｂ）の変化を図２及び表１からの上記例示的な実施形態について示す。この場合、厚さ変化の負の符号は、層操作により達成された層厚の低減に対応する。さらに、これ以降、入射角は１５°とする。

【0057】

図３ａから明らかなように、２ｎｍの層厚の変化により約１．５ｎｍの位相の変化を達成することができる。同時に、図３ｂによれば、このような２ｎｍの厚さの変化に伴い、約０．１５パーセントポイントの値の反射率の変化が許容範囲内である。さらに、層設計の適当な変更又は最適化により、反射率変化が厚さ変化の影響を受けにくくすることができる。

【0058】

図４ａ、ｂによれば、本発明による層操作により達成される位相及び反射率の変化の入射角への依存性が示されており、例として１．５ｎｍの厚さ変化をそれぞれ基本とする。図４ａの位相値に関して選択されたスケールから明らかなように、上記層操作の場合に達成された位相変化は、入射角とは事実上無関係である。図４ｂに従って達成された反射率変化に関して、入射角の関数として符号の変化があることに留意されたい。

【0059】

図５ａ、ｂから明らかなように、本発明による層操作の場合に達成される位相変化の厚さ変化への依存性は、該当の光学素子に入射した電磁放射線の偏光状態とは実質的に無関係である。これに対して、それぞれ達成される反射率変化については、電磁放射線がｓ偏光かｐ偏光かに応じて、厚さ変化に応じたプロファイルに一定の差があることが明らかである。

【0060】

図６ａ、ｂによれば、位相変化（図６ａ）及び反射率変化（図６ｂ）に関して達成されるｓ偏光とｐ偏光との間の差は、入射角が大きくなるほど顕著になる。このことから、光ビーム経路における入射角が比較的大きい光学素子への適用が、偏光状態にも所望の変化がある場合の本発明による層操作の実現に有利であることが明らかである。

【0061】

図７は、ＤＵＶ領域の波長での動作用に（すなわち、２５０ｎｍ未満、特に２００ｎｍ未満、例えば約１９３ｎｍの動作波長用に）設計され、照明装置７０２及び投影レンズ７０８を備えた、マイクロリソグラフィ投影露光装置７００の可能な構造の概略図を示す。

【0062】

光源７０１からの光が入る照明装置７０２は、レンズ素子７０３、７０４、及び絞り７０５で非常に簡略化して表す。図示の例の投影露光装置７００の動作波長は、ＡｒＦエキシマレーザを光源７０１として用いる場合は１９３ｎｍである。しかしながら、動作波長は、例えば、光源７０１としてＫｒＦエキシマレーザを用いる場合は２４８ｎｍ、Ｆ_２レーザを用いる場合は１５７ｎｍでもあり得る。照明装置７０２と投影レンズ７０８との間には、投影レンズ７０８の物体面ＯＰにマスク７０７が配置され、当該マスクは、マスクホルダ７０６によりビーム経路に保持される。マスク７０７は、投影レンズ７０８により投影レンズ７０８の像面ＩＰに例えば１／４又は１／５に縮小して結像されるマイクロメートル～ナノメートル範囲の構造を有する。投影レンズ７０８は、光軸ＯＡを規定するレンズ素子構成体を含み、当該レンズ素子構成体も同様に、レンズ素子７０９、７１０、７１１、７１２、７２０で非常に簡略化して表されているにすぎない。

【0063】

感光層７１５が設けられて基板ホルダ７１８により位置決めされた基板７１６又はウェハが、投影レンズ７０８の像面ＩＰに保持される。例えば脱イオン水であり得る液浸媒体７５０が、像面側の最後に位置付けられた投影レンズ７０８の光学素子７２０と感光層７１５との間に位置する。

【0064】

図８は、ＥＵＶ動作用に設計されたマイクロリソグラフィ投影露光装置の可能な構造を子午線断面で概略的に示す。

【0065】

図８によれば、投影露光装置１は、照明装置２及び投影レンズ１０を備える。照明装置２は、照明光学ユニット４により放射源３からの放射線で物体面６の物体視野５を照明する働きをする。ここで、物体視野５に配置されたレチクル７が露光される。レチクル７は、レチクルホルダ８により保持される。レチクルホルダ８は、レチクル変位ドライブ９により特に走査方向に変位可能である。説明のために、直交ｘｙｚ座標系を図８に示す。ｘ方向は図の平面に向かって延びる。ｙ方向は水平に延び、ｚ方向は鉛直に延びる。走査方向は図８ではｙ方向に沿って延びる。ｚ方向は物体面６に対して垂直に延びる。

【0066】

投影レンズ１０は、物体視野５を像面１２の像視野１１に結像する働きをする。レチクル７上の構造が、像面１２の像視野１１の領域に配置されたウェハ１３の感光層に結像される。ウェハ１３は、ウェハホルダ１４により保持される。ウェハホルダ１４は、ウェハ変位ドライブ１５により特にｙ方向に沿って変位可能である。第１にレチクル変位ドライブ９によるレチクル７の変位と、第２にウェハ変位ドライブ１５によるウェハ１３の変位とは、相互に同期するように実施され得る。

【0067】

放射源３は、ＥＵＶ放射源である。放射源３は、特に以下で使用放射線又は照明放射線とも称するＥＵＶ放射線を出射する。特に、使用放射線は、５ｎｍ～３０ｎｍの範囲の波長を有する。放射源３は、例えば、プラズマ源、シンクロトロンベースの放射源、又は自由電子レーザ（ＦＥＬ）であり得る。放射源３から発生する照明放射線１６は、コレクタ１７により集束され、中間焦点面１８の中間焦点を通って照明光学ユニット４へ伝播する。照明光学ユニット４は、偏向ミラー１９と、ビーム経路でその下流に配置された第１（視野）ファセットミラー２０（概略的に示すファセット２１を有する）と、第２（瞳）ファセットミラー２２（概略的に示すファセット２３を有する）とを含む。

【0068】

投影レンズ１０は、複数のミラーＭｉ（ｉ＝１、２、…）を含み、これらには投影露光装置１のビーム経路におけるそれらの配置に従って連続番号を付す。図８に示す例において、投影レンズ１０は、６個のミラーＭ１～Ｍ６を含む。４個、８個、１０個、１２個、又は任意の他の数のミラーＭｉでの代替も同様に可能である。最後から２番目のミラーＭ５及び最終ミラーＭ６はそれぞれ、照明放射線１６のための通過開口を有する。投影レンズ１０は、二重遮蔽光学ユニットである。投影レンズ１０は、単なる例として０．５を超え得る、特に０．６を超え得る、例えば０．７又は０．７５であり得る像側開口数を有する。

【0069】

本発明による層操作を受ける光学素子は、例えば、図７からの投影レンズ７０８のレンズ素子７０９～７１２、７２０の１つ又は図８からの投影レンズ１０のミラーＭ１～Ｍ６の１つであり得る。

【0070】

本発明は特定の実施形態に基づいて説明されているが、例えば個々の実施形態の特徴の組み合わせ及び／又は交換により、多数の変形形態及び代替的な実施形態が当業者には明らかとなるであろう。したがって、当業者には言うまでもなく、かかる変形形態及び代替的な実施形態も本発明に包含され、本発明の範囲は、添付の特許請求の範囲及びその等価物の意味の範囲内にのみ制限される。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】