▶ 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】公表特許公報(A)
(11)【公表番号】
(43)【公表日】2023-06-15
(54)【発明の名称】光学素子を製造する方法
(51)【国際特許分類】
G03F 7/20 20060101AFI20230608BHJP
G02B 5/08 20060101ALI20230608BHJP
【ＦＩ】
G03F7/20 503
G03F7/20 521
G02B5/08 C
【審査請求】未請求
【予備審査請求】未請求
(21)【出願番号】P 2022568968
(86)(22)【出願日】2021-05-10
(85)【翻訳文提出日】2022-12-09
(86)【国際出願番号】 EP2021062304
(87)【国際公開番号】W WO2021228756
(87)【国際公開日】2021-11-18
(31)【優先権主張番号】102020206107.6
(32)【優先日】2020-05-14
(33)【優先権主張国・地域又は機関】DE
(81)【指定国・地域】
(71)【出願人】
【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】100229264
【弁理士】
【氏名又は名称】清水 正一
(72)【発明者】
【氏名】ラルフ ウィンター
(72)【発明者】
【氏名】ビタリー シュクロベール
【テーマコード（参考）】
2H042
2H197
【Ｆターム（参考）】
2H042DB02
2H042DB14
2H042DC01
2H042DC11
2H042DD02
2H042DD05
2H042DE00
2H042DE07
2H197BA03
2H197CA10
2H197GA05
2H197GA06
2H197GA09
2H197GA12
2H197GA21
2H197GA23
2H197GA24
2H197HA03
(57)【要約】
光学素子（１１）が、回折構造（２１）を有する光学面（２０）を有する。光学面（２０）は、最深点（Ｔ）と最高点（Ｈ）との間の距離Ａと最大径Ｄとの比が１／１０を超えるような曲面状である。光学素子（１１）を製造する場合、最初に回折構造（２１）が設けられる未加工光学面を有する未加工光学素子が用意される。未加工光学面は、続いて等方的堆積方法を用いてフォトレジストで被覆され、フォトレジストは、露光されてから現像される。これにより、回折構造の製造時の構造精度に対する厳しい要件を満たす、回折構造を有する光学面を有する光学素子の製造方法が得られる。
【特許請求の範囲】
【請求項1】
回折構造（２１；３０；３１；３２）を有する光学面（２０）を有する光学素子（１１）を製造する方法であって、前記光学面（２０）は、
該光学面（２０）の平均面法線（Ｎ）に沿って測定した前記光学面（２０）上の最深点（Ｔ）と最高点（Ｈ）との間の距離Ａと
前記光学面（２０）の最大径Ｄ
との距離対直径比Ａ／Ｄが１／１０を超えるような曲面状である方法において、
前記回折構造（２１；３０；３１；３２）が設けられる未加工光学面（２２）を有する未加工光学素子（２５）を用意するステップと、
等方的堆積方法を用いてフォトレジスト（２６、２７；２８、２９）で前記未加工光学面（２２）を被覆するステップと、
前記フォトレジストを構造化して露光するステップと、
前記フォトレジスト（２６、２７；２８、２９）を現像するステップと
を含む方法。
【請求項2】
請求項１に記載の方法において、被覆中に、前記フォトレジスト（２６、２７；２８、２９）は、５μｍ～２０μｍの範囲の厚さＤで塗布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、前記塗布されたフォトレジスト（２６、２７；２８、２９）の最大厚さの２０％未満である前記塗布されたフォトレジスト（２６、２７；２８、２９）の厚さ変動を特徴とする方法。
【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、前記被覆は電気泳動堆積により行われることを特徴とする方法。
【請求項5】
請求項１～３のいずれか１項に記載の方法において、前記被覆は分子層堆積により行われることを特徴とする方法。
【請求項6】
光学素子（１１）であって、請求項１～５のいずれか１項に記載の方法により製造された光学素子。
【請求項7】
請求項６に記載の光学素子において、投影露光装置で用いるＥＵＶコレクタとして具現された光学素子。
【請求項8】
請求項６又は７に記載の光学素子において、１００ｍｍを超える光学面（２０）の直径を特徴とする光学素子。
【請求項9】
請求項６～８のいずれか１項に記載の光学素子において、回折構造（２１；３０；３１；３２）が１０°を超える側壁急峻度を有することを特徴とする光学素子。
【請求項10】
請求項６～９のいずれか１項に記載の光学素子において、照明光（１０）が光学素子（１１）に入射すると、光学素子（１１）の設計対象である前記照明光（１０）の照明光波長とは異なる少なくとも１つの外来光波長が回折により抑制されるような、前記回折構造（２１；３０；３１；３２）の実施形態を特徴とする光学素子。
【請求項11】
請求項１０に記載の光学素子において、前記照明光（１０）が光学素子（１１）に入射すると、２つの相互に異なる外来光波長域が抑制されるような、前記回折構造（２１）の実施形態を特徴とする光学素子。
【請求項12】
照明系（２）であって、請求項６～１１のいずれか１項に記載の光学素子を備え且つＥＵＶ放射源（３）を備えた照明系。
【請求項13】
請求項１２に記載の照明系と、結像する構造を有するレチクルを配置可能な物体視野（５）に放射源（３）からの照明光（１０）を伝送する照明光学ユニット（４）と、物体視野（５）を像視野（８）に結像する投影光学ユニット（７）とを備えた、ＥＵＶ投影リソグラフィ用の投影露光装置。
【請求項14】
微細構造又はナノ構造コンポーネントを製造する方法であって、感光材料からなる層が少なくとも部分的に塗布される基板（９ａ）を用意するステップと、
結像する構造を有するレチクル（６ａ）を用意するステップと、
請求項１３に記載の投影露光装置を用いて、前記レチクル（６ａ）の少なくとも一部を前記基板（９ａ）の前記感光層の一領域に投影するステップと
を含む方法。
【請求項15】
請求項１４に記載の方法により製造されたコンポーネント。
【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 ２０２０ ２０６ １０７．６号の優先権を主張し、その内容を参照により本明細書に援用する。
【0002】
本発明は、回折構造を有する光学面を有する光学素子を製造する方法に関する。さらに、本発明は、上記方法により製造された光学素子、当該光学素子を備えた照明系、当該照明系を備えた投影露光装置、当該投影露光装置を用いて微細構造又はナノ構造コンポーネントを製造する方法、及び当該方法により製造された微細構造又はナノ構造コンポーネントに関する。
【背景技術】
【0003】
平均面法線に沿って測定した光学面上の最深点と最高点との間の距離と最大径との距離対直径比が１／１０を超えるような曲面状の光学面を有する光学素子の一例は、ＥＵＶ投影露光装置の照明系の一部としてのＥＵＶビーム用のコレクタである。このようなコレクタの一例は、特許文献１から当業者には既知である。特許文献１のコレクタの反射面は、ダイヤモンドターニング法を用いて製造される。
【0004】
特許文献２は、スプレーコートにより曲面を被覆する方法を開示している。このような方法は、光学面に回折構造を製造するためのフォトレジストの塗布に原理上は用いることができる。しかしながら、構造精度に対して厳しい要件で回折構造を製造しなければならない限り、スプレーコート法は限界に直面する。
【0005】
以下の従来技術をさらに参照されたい。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0006】
【特許文献1】米国特許第９，５４１，６８５号明細書
【特許文献2】米国特許第６，３５２，７４７号明細書
【特許文献3】特開平８－１４６２０９号公報
【特許文献4】独国特許出願公開第１０ ２０１６ ２０９ ３５９号明細書
【特許文献5】独国特許出願公開第１０ ２０１７ ２２１ ７４６号明細書
【特許文献6】独国特許出願公開第１０ ２０１９ ２１４ ２４３号明細書
【非特許文献】
【0007】
【非特許文献1】Mitzutani, A. et al..: “Two-spherical-wave ultraviolet interferometer for making an anti-reflective subwavelength periodic pattern on a curved surface", APPLIED OPTICS Vol. 49, No. 32, pages 6268-6275 (2010)
【非特許文献2】Eckstein, H.-C. et al.: “High dynamic grayscale lithography with an LED-based micro-image stepper", Proc. Of SPIE Vol. 9780, pages 97800T-1 to 97800T-7 (2016)
【非特許文献3】Li, Z. et al.: "Towards a portable Raman spectrometer using a concave grating and a time-gated CMOS SPAD", OPTICS EXPRESS Vol. 22, No. 15, pages 18736-18747 (2014)
【非特許文献4】Xie, Y. et al.: "Fabrication of large diffractive optical elements in thick film on a concave lens surface", OPTICS EXPRESS Vol. 11, No. 9, pages 992-995 (2003)
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0008】
本発明の目的は、回折構造の製造時の構造精度に対する厳しい要件を満たすような、回折構造を有する光学面を有する光学素子の製造方法を開発することである。
【課題を解決するための手段】
【0009】
この目的は、請求項１に記載の特徴を有する製造方法により本発明に従って達成される。
【0010】
製造される光学素子の場合、距離対直径比Ａ／Ｄは、１／８を超えることができ、１／５を超えることができ、１／４を超えることができ、１／２を超えることがででき、１／１を超えることもできる。距離対直径比の上限は１／１であり得る。平均面法線は、光学面の表面部分に対する全ての法線の方向で平均した方向平均値である。回転対称軸に対して同様に回転対称な境界面を有する回転対称光学面の場合、平均面法線の方向は回転対称軸の方向に対応する。
【0011】
光学素子の光学面は反射面であり得る。代替として、光学面は屈折面でもあり得る。未加工光学面の未加工距離対直径比は、製造する光学面の距離対直径比Ａ／Ｄからのずれが１０％以下であり得る。その凸／凹曲率に関して、未加工光学面は、製造する素子の光学面の基本曲率に対応する基本曲率を有し得る。
【0012】
未加工光学面をフォトレジストで被覆する前に、未加工光学面の基体を構造化可能層で被覆することができ、続いてそこに回折構造が導入される。第１に構造化可能層での基体の被覆、第２にフォトレジストの現像は、従来技術から既知である。フォトレジスト被覆ステップを用いる従来技術としてのスプレーコートとは原理上異ならないこれらのステップに関しては、Pham他による専門論文「Spraycoating of photoresist for pattern transfer on high topography surfaces」（J. Micromech. Microeng. 15 (2005) 691 to 697）及びYu他による専門論文「Spraycoating of photoresist for 3D microstructures with different geometries」（Journal of Physics: Conference Series 34 (2006) 937 to 942）を参照されたい。
【0013】
フォトレジストの現像に続いて、フォトレジスト残渣を除去することができる。フォトレジストでの被覆及びフォトレジストの現像は、製造方法中に順次繰り返し実行することもできる。従来技術から同様に既知であるように、回折構造の製造後にこれを封止層で封止することができる。
【0014】
等方的堆積方法により、フォトレジストでの未加工光学面の均質なコンフォーマルコーティングが確保される。未加工光学面に既に存在する構造は、被覆中に不鮮明になったりぼけたりせずに、フォトレジストにおいても維持される。等方性の均質な被覆はさらに、従来技術による方向性被覆法を用いてアクセスが困難又は不可能な領域も同様に所望通りにフォトレジストで被覆されることを確実にする。後続のフォトレジスト被覆ステップ中に望ましい限り、前のステップで既に製造された光回折構造の構造側壁も、フォトレジストで等方的に所望の層厚で被覆することができる。これは、既に存在する構造側壁が高い側壁急峻度を有する場合でも可能である。等方的堆積方法は、特に重力に無関係である。
【0015】
請求項２に記載の塗布層厚が、実際には有意義であることが判明している。フォトレジストの絶対塗布層厚は、５μｍ～１５μｍの範囲とすることができ、６μｍ～１２μｍの範囲とすることができ、８μｍ～１０μｍの範囲とすることができる。上記層厚は、特に８μｍ、９μｍ、及び１０μｍであり得る。
【0016】
請求項３に記載の等方的堆積方法により塗布されたフォトレジストの厚さ変動により、フォトレジストの厚さ効果とは無関係にフォトレジストをその後非常に明確に現像することができる。所定の表面の所定の部分における、特に回折構造を施そうとする光学面全体における厚さ変動、すなわち最大フォトレジスト厚と最小フォトレジスト厚との間の差は、１５％未満とすることができ、１０％未満とすることができ、５％未満とすることもできる。厚さ変動は、通常は１％を超える。塗布されたフォトレジストの絶対厚さ変動は、２μｍ未満であり得る。これは特に、１０μｍを超える絶対フォトレジスト厚に当てはまる。厚さ変動は、２μｍよりも大幅に小さくすることさえでき、１．５μｍ未満とすることができ、１．０μｍ未満とすることができ、０．７μｍ未満とすることができ、０．５μｍ未満とすることができ、例えば０．４μｍとすることができる。
【0017】
請求項４に記載の電気泳動堆積によるフォトレジスト被覆が、実際には有意義であることが判明している。電気泳動堆積は、米国特許第３，７３８，８３５号及び独国特許出願公開第１０ ２５８ ０９４号から既知である。
【0018】
フォトレジスト被覆のための分子層堆積も、光学素子の回折構造の製造時に有意義であることが判明している。分子層堆積は、米国特許出願公開第２０１２／０１２１９３２号から既知である。
【0019】
請求項６に記載の光学素子の利点は、製造方法に関して既に上述したものに対応する。
【0020】
製造された光回折構造は、多周期回折構造、バイナリ回折構造、ターナリ回折構造、及び４つ以上の段又は構造レベルを有する回折構造であり得る。本製造方法により製造された多周期回折構造の周期数は、２以上であり得る。製造された光回折構造は、代替として又は追加として、フレネルレンズ、２次元又は多次元格子、及び計算機合成ホログラム（ＣＧＨ）であり得る。
【0021】
本製造方法の利点は、請求項７に記載のＥＵＶコレクタの場合に特に顕著である。光回折構造は、その場合は特に外来光抑制に用いることができる。これにより、ＥＵＶ使用照明光に随伴して導かれる不所望の外来光が、使用光を導くための投影露光装置における下流の光学コンポーネントに入射することが防止される。
【0022】
本製造方法の利点は、請求項８に記載の光学面の直径の場合に特に顕著である。直径は、１５０ｍｍを超えることができ、２００ｍｍを超えることができ、２５０ｍｍを超えることができ、３００ｍｍを超えることができ、５００ｍｍを超えることができ、２ｍを超えることができ、５ｍを超えることもできる。直径の上限は１０ｍであり得る。
【0023】
請求項９に記載の側壁急峻度が、所望の回折結果を得るのに有利であることが分かった。側壁急峻度は、２０°を超えることができ、３０°を超えることができ、４０°を超えることができ、５０°を超えることができ、６０°を超えることができ、７０°を超えることができ、８０°を超えることができ、９０°を超えることもでき、構造プロファイルが構造ベースに向けて窄まる回折構造が生じ得る。側壁急峻度の上限は、１１０°又は１００°であり得る。好ましい側壁急峻度は、約９０°である。特にブレーズド光回折格子構造の製造、すなわちブレーズド回折格子の製造には、より小さな側壁急峻度を用いることができる。
【0024】
請求項１０に記載の回折構造の実施形態が、外来光の抑制に有意義であると判明している。抑制すべき外来光波長は、ＩＲ波長域、例えば１０μｍ～１１μｍの範囲であり得る。抑制すべき外来光波長は、照明光の使用光波長に隣接する波長域、特にＥＵＶ又はＶＵＶ波長域、すなわち使用光波長を除いて５ｎｍ～２００ｎｍの波長帯、又は１００ｎｍ～２００ｎｍの範囲にもあり得る。
【0025】
請求項１１に記載の回折構造の実施形態が、ＬＰＰ源（レーザ生成プラズマ）に対する要件に特に適合し、その場合、第１にレーザポンプ光波長付近の外来光波長域、及び第２に照明光の使用光波長付近の正確にこの使用光波長を除いた別の外来光波長域が、抑制され得る。
【0026】
光学素子は、特に、特に第１にＶＵＶ及び第２にＩＲの異なる波長域を回折させるよう設計されたマルチバンド格子であり得る。
【0027】
各外来光波長域内で、複数の離散的な外来光波長、例えばＬＰＰ放射源の場合のさまざまなパルス及び主パルス波長、又はプラズマにより生成された異なるＥＵＶ及びＶＵＶ外来光波長を抑制することができる。
【0028】
請求項１２に記載の照明系、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に記載のコンポーネントの利点は、本製造方法及び製造された光学素子に関して既に上述したものに対応する。製造されるコンポーネントは、マイクロチップ、特にメモリチップであり得る。
【0029】
本発明の例示的な実施形態を、添付図面を参照してより詳細に説明する。
【図面の簡単な説明】
【0030】
【図1】ＥＵＶ投影リソグラフィ用の投影露光装置の子午線断面を概略的に示す。
【図2】投影露光装置のコレクタの子午線断面を示す。
【図3】製造中のコレクタの（未加工）光学面の一部の子午線断面の形態のスナップショットを示す。
【図4】製造中のコレクタの（未加工）光学面の一部の子午線断面の形態のスナップショットを示す。
【図5】製造中のコレクタの（未加工）光学面の一部の子午線断面の形態のスナップショットを示す。
【図6】製造中のコレクタの（未加工）光学面の一部の子午線断面の形態のスナップショットを示す。
【図8】パラメータ「側壁急峻度」の定義を説明するための回折構造の２つの側壁部分を概略的に示す。
【発明を実施するための形態】
【0031】
最初に、マイクロリソグラフィ投影露光装置１の一般構成を説明する。
【0032】
直交ｘｙｚ座標系を説明のために用いる。図１において、ｘ軸は図の平面に対して垂直に延びる。ｙ軸は右向きに延びる。ｚ軸は下向きに延びる。個々のコンポーネントの説明に関連して、図２以降、ｘ軸が図１に示すグローバル座標系のｘ軸と平行に延びてｘ軸及びｙ軸がそれぞれ各光学面に近似する主平面を張るように配置されたローカル直交座標系を用いる。
【0033】
図１は、マイクロリソグラフィ投影露光装置１を子午線断面で概略的に示す。投影露光装置１の照明系２は、放射源３のほかに、物体平面６への物体視野５の露光用の照明光学ユニット４を有する。この場合、物体視野５に配置されたレチクル６ａが露光され、当該レチクルはレチクルホルダ６ｂにより保持されている。投影光学ユニット７が、物体視野５を像平面９の像視野８に結像する働きをする。レチクル上の構造が、像平面９の像視野８の領域に配置されたウェーハ９ａの感光層に結像され、上記ウェーハはウェーハホルダ９ｂにより保持されている。
【0034】
レチクルホルダ６ｂは、レチクル変位ドライブ９ｃにより駆動され、ウェーハホルダ９ｂは、ウェーハ変位ドライブ９ｄにより駆動される。２つの変位ドライブ９ｃ、９ｄによる駆動はｙ方向に沿って相互に同期して行われる。
【0035】
放射源３は、５ｎｍ～３０ｎｍの範囲の放出使用放射線を有するＥＵＶ放射源である。これは、プラズマ源、例えばＧＤＰＰ（ガス放電プラズマ）源又はＬＰＰ（レーザ生成プラズマ）源であり得る。例として、１０．６μｍの波長で、すなわち赤外域で動作する炭酸ガスレーザにより、スズを励起してプラズマを形成することができる。シンクロトロンベースの放射源も放射源３に用いることができる。当業者は、かかる放射源に関する情報を例えば米国特許第６，８５９，５１５号において得ることができる。放射源３から出るＥＵＶ放射線１０は、コレクタ１１により集束される。対応するコレクタの基本構成は、特許文献１から既知である。コレクタ１１の下流において、ＥＵＶ放射線１０は中間焦点面１２を通って伝播した後に、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、物体平面６と光学的に共役な照明光学ユニット４の平面に配置される。
【0036】
ＥＵＶ放射線１０を、以下では照明光又は結像光とも称する。
【0037】
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により反射される。瞳ファセットミラー１４は、投影光学ユニット７の瞳平面と光学的に共役な照明光学ユニット４の瞳平面に配置される。瞳ファセットミラー１４と、ビーム経路の順序で示すミラー１６、１７、及び１８を有する転写光学ユニット１５の形態の結像光学アセンブリとを用いて、視野ファセットミラー１３の視野ファセット１３ａは、相互に重ね合わせて物体視野５に結像される。転写光学ユニット１５の最終ミラー１８は、斜入射ミラー（ＧＩミラー）である。
【0038】
図２は、コレクタ１１をより詳細に示す。当該コレクタは、放射線３がＬＰＰ源として具現される限り、プラズマを生成するポンプ光用の貫通開口１９を有する。上記ポンプ光は、例えば１０．６μｍの赤外波長域のポンプ光波長を有し得る。
【0039】
コレクタ１１は、以下でさらにより詳細に説明する方法に従って製造される光学素子の一例である。
【0040】
コレクタ１１は、回折構造２１を有する光学面２０を有し、製造方法の結果としてのその一部を図６及び図７に例として示す。回折構造２１は、コレクタ１１のコレクタ反射の設計対象である照明光１０の使用照明光波長とは異なる外来光波長を抑制する働きをする。抑制すべき外来光波長は、第１にポンプレーザのＩＲ波長、及び第２に例えば１３ｎｍの使用光波長未満の領域の、且つ当該使用光波長から例えば２５０ｎｍの領域までの領域の、生成されたプラズマにより使用光波長のほかに付加的に生じたＥＵＶ又はＶＵＶ波長であり得る。回折構造２１は、２つの相互に異なる外来光波長域、例えば第１にＩＲ波長域及び第２にＶＵＶ波長域を抑制するように特に設計され得る。
【0041】
コレクタ１１の光学面２０は凹面状である。光学面２０の平均面法線Ｎが、光学面２０の回転対称軸上に延びる。面法線Ｎは、コレクタ１１のローカルｘｙｚ座標系のｚ軸と平行に延びる。上記平均面法線Ｎに沿って測定して、光学面２０の最深点Ｔと光学面２０の縁の最高点Ｈとの間に距離Ａがある。ｚ方向から見ると、コレクタ１１の光学面２０は丸く直径Ｄを有する。距離対直径比Ａ／Ｄは、コレクタ１１の光学面２０の曲率の測度である。コレクタ１１の場合、この比Ａ／Ｄは約１／４である。コレクタ１１を一例とした製造すべき回折構造を有する光学素子の実施形態に応じて、比Ａ／Ｄは１／１０～１／１の範囲にある。
【0042】
光学面２０の直径Ｄは、１００ｍｍを超え、図示の例示的な実施形態では約１５０ｍｍである。コレクタを一例とした光学素子の実施形態に応じて、光学面２０の最大径は１００ｍｍ～１０ｍの範囲にあり得る。
【0043】
回折構造２１を有する光学面２０を有するコレクタ１１を製造する方法を、図３～図６を参照して以下で説明する。図３は、製造方法のスナップショットを示す。これは、製造方法の過程で光学面２０になる未加工光学面２２の一部を非常に大きく拡大した図で示す。未加工光学面２２の基体２３が、構造化可能層２４を担持し、そこに回折構造が導入される。
【0044】
未加工光学面２２を有する未加工光学素子２５は、完成したコレクタ１１の距離対直径比Ａ／Ｄからのずれが１０％以下である未加工距離対直径比を有する。よって、未加工光学面２２は、完成した光学素子１１の曲率に対応する曲率を有する。
【0045】
図３に示すスナップショット図において、構造化可能層２４は、フォトレジストの部分２６、２７で構造化した形で被覆される。このコーティングは、等方的堆積方法を用いて行われる。フォトレジストでの未加工光学素子２５の被覆のための等方的堆積方法として、第１に電気泳動堆積の方法、及び第２に分子層堆積の方法が代替的に利用可能である。
【0046】
電気泳動堆積（ＥＰＤ）中に、コロイド粒子が電場の影響下で電極すなわち未加工光学面２２に堆積される。この堆積方法はコンフォーマルであり、フォトレジスト部分２６、２７が塗布部分の構造化可能層２４の形状を正確に再現する。フォトレジストの部分２６、２７は、５μｍ～２０μｍの範囲の、例えば６μｍ、８μｍ、又は１０μｍの厚さｄで塗布される。未加工光学面２２のｘｙフットプリントにおける厚さｄの厚さ変動は、２μｍ未満であり、特に１μｍ未満、０．５μｍ未満であり、０．４μｍの値を達成することができる。例として、塗布されたフォトレジスト部分２６、２７の厚さは、コレクタ１１の未加工光学面２２全体で０．４μｍ以下の変動があり、例えば７．８μｍ～８．２μｍであり得る。
【0047】
水性懸濁液をＥＰＤフォトレジストとして用いることができ、この懸濁液中の固体をミセルと称する。これらのミセルは、アクリルコポリマーシェルからなり得るものであり、イオン化可能なアミノ基の表面電荷により安定化される。当業者は、電気泳動堆積に関する詳細を米国特許第３，７３８，８３５号、独国特許出願公開第１９ ２５８ ０９４号、及び欧州特許第０ １７６ ３５６号において得ることができる。
【0048】
フォトレジスト部分２６、２７は、堆積セルで堆積される。導電性のワーク、すなわち未加工光学素子２５に電位が印加され、この電位の極性はフォトレジストの帯電セルを引き寄せ、これらのセルは構造化可能層２４上に凝集して均一な膜を形成する。フォトレジスト部分２６、２７の層厚ｄと部分２６、２７の分布とは、印加される堆積電圧、堆積温度、及び堆積滞留時間に応じて変わり得ると共に、それに対応してこれらにより制御され得る。
【0049】
図４は、フォトレジストの現像後、すなわちフォトレジスト部分２６、２７のエッチング除去後の状況を示す。２つのレベル、すなわちフォトレジスト部分２６、２７があった高い方のレベルＮ１と、構造化可能層２４が露出した、すなわちフォトレジストで覆われていなかった深い方のレベルＮ２とが構造化可能層に形成されている。高い方のレベルＮ１と深い方のレベルＮ２との間の構造側壁Ｆの側壁急峻度は、十分な近似において９０°である。よって、側壁Ｆは、第１に高い方のレベルＮ１及び第２に低い方のレベルＮ２の表面に対して垂直である。
【0050】
図８は、パラメータ「側壁急峻度角度」の定義を説明する。異なる構造の２つの側壁Ｆ１及びＦ２を例として示す。側壁急峻度９０°の側壁Ｆ１は、水平線（図３～図７のｘｙ平面に対応）と９０°の角度をなす。側壁急峻度１０°の側壁Ｆ２は、水平線Ｈと約１０°の角度をなす。
【0051】
図５は、未加工光学面２２の構造化可能層２４をフォトレジストの部分２８、２９でもう一度被覆したさらに別の第２被覆ステップ後の状況を示す。電気泳動堆積を用いた被覆により、フォトレジスト部分２８、２９の形状は、構造化可能層２４に導入済みの構造に正確に従う。したがって、フォトレジスト部分２６、２７は、２つのレジストレベルＲ１（高い方のレベル）及びＲ２（深い方のレベル）を示し、両者間の高低差ΔＲは、図４に示す製造ステップ中の構造化可能層２４のレベルＮ１とＮ２との間の高低差ΔＮに完全に等しい。
【0052】
構造化可能層２４の側壁Ｆの領域でも、図５に示す被覆ステップ後にｙ方向に測定して厚さｄのフォトレジストが存在する。よって、構造化可能層２４の側壁Ｆは、所望であればフォトレジストで確実に覆われる。
【0053】
図６は、フォトレジスト部分２６、２７での未加工光学面２２の現像後の、製造すべき回折構造に関して仕上げられた光学面２０を示す。回折構造は、３つのレベルＮ１、Ｎ２、及びＮ３を有する３部構造として具現される。
【0054】
最深レベルＮ３は、フォトレジスト部分２８、２９間に隙間があって構造化可能層２４がエッチングプロセス可能であった場所である。レベルＮ２とＮ３との間の側壁も、十分な近似において９０°である側壁急峻度を有する。
【0055】
回折構造２０による３部構造では、高低差ΔＮ１／２、ΔＮ２／３の構成とｘｙ平面でのレベルＮ１、Ｎ２、及びＮ３の大きさとに応じて所望の外来光抑制を達成することができる。
【0056】
代替的な分子層堆積の方法の場合、第１にフォトレジスト部分２６、２７及び第２にフォトレジスト部分２８、２９が、上述のような電気泳動堆積ではなく分子層堆積により堆積される。かかる方法は、例えば米国特許出願公開第２０１２／０１２１９３２号に記載されている。フォトレジストは、周期的に実行される２つ以上の自己律速型の表面反応により堆積される。その際に分子フラグメントが堆積する。分子ガラスを形成し複数の成分からなるフォトレジスト系を、フォトレジストとして用いることができる。これらの成分の１つである光酸（光酸発生剤、ＰＡＧ）は、複数のステップにおける適当な波長での照射の結果として酸を放出し、この酸は、系の短時間加熱（ポストエクスポージャベーク、ＰＥＢ）の際にフォトレジスト系の他の成分間の反応を触媒的に引き起こす。複数の成分反応が照射光子により開始されるので、このプロセスを化学増幅と称する。
【0057】
代替として、自身と反応するクマリン誘導体に基づくフォトレジスト系をフォトレジストとして用いることができ、これらの誘導体は、３００ｎｍを超える波長でＵＶ露光すると［２＋２］環化付加を起こす。結果として、官能基の数に応じて、分子ダイマー、分子鎖、又は分子ネットワークがフォトレジスト系の分子に生じ得る。透明のアモルファス膜を形成する１，３－ジベンジル－５－ｔｅｒｔ－ブチルクマリンエステル及び３，５－ジ－ｔｅｒｔ－ブチルベンジルクマリンエステルを利用することが好ましい。露光後に、未露光領域のモノマーを高真空装置で蒸発させることができ、その結果、「ドライ」フォトリソグラフィに関してではあるがフォトレジストの特性が得られる。
【0058】
フォトレジスト部分の除去後に、製造された回折構造２１に封止層又は保護層を設けることができる。これは、例えば米国特許第９，６４０，２９１号及び米国特許出願公開第２０１６／００８６６８１号から既知の原子層堆積（ＡＬＤ）により行うことができる。特に、モリブデン－ケイ素二重構造が保護層として働き得る。かかる積層体の詳細は、従来技術から既知である。
【0059】
方法ステップ「フォトレジストの現像」及び「フォトレジスト残渣の除去」は、特許文献２から既知である。
【0060】
図７は、図６と同様の図で、光学素子、すなわち特にコレクタ１１の製造中に回折構造２１の代わりに又は以下でも説明する回折構造の代わりに製造され得る回折構造３０のさらに別の実施形態を示す。図２～図６に示す、特に図３～図６に示す実施形態に関して既に上述したものに対応するコンポーネント及び特徴は、同じ参照符号を有し、再度詳述しない。
【0061】
回折構造３０も、３つの構造レベルＮ１、Ｎ２、及びＮ３を有する。第１にレベルＮ１及びＮ２間、第２にレベルＮ２及びＮ３間の側壁Ｆは、４０°又は４５°の範囲の側壁急峻度を有する。
【0062】
側壁急峻度が特に１０°～８０°の範囲の、例えば３０°～６０°の範囲の側壁Ｆを有する回折構造が、特にグレースケールリソグラフィを用いて製造され得る。当業者は、このような側壁急峻度を有する側壁Ｆの対応する製造技術に関する情報をA. Grushina（Advanced Optics Techn. 2019; 8 (3 to 4): 163-169）、T. Weichelt他（Optics Express, Volume 25, No. 18, 20983 to 20992, 2017）T. Weichelt他（Journal of Optics 18 (2016) 125401）、C. Stilson他（Proceedings of SPIE 8973: Micromachining and Microfabrication Process Technology XIX, No. 8973 (March 2014)）、K. Reimer他（Proceeding SPIE Vol. 3008, pp. 279 to 288, 1997）、T.J. Suleski（Applied Optics, Volume 34, No. 32, 7507 to 7517, 1995）、及びD.C. O'Shea他（Applied Optics, Volume 34, No. 32, 7518 to 7526, 1995）による専門論文、並びに上記論文中に示される参考文献において得ることができる。
【0063】
ブレーズド回折構造は、特に所定の側壁急峻度で製造され得る。
【0064】
図９及び図１０を参照して、光学素子、すなわち特にコレクタ１１の製造中に上述の回折構造の代わりに製造され得る回折構造３１、３２又は光学格子の２つの実施形態を以下で説明する。図２～図８に示す、特に図６及び図７に示す実施形態に関して既に上述したものに対応するコンポーネント及び特徴は、同じ参照符号を有し、再度詳述しない。
【0065】
図９に示す回折構造３１は、周期Ｔ１及びＴ２を有する多周期回折格子として具現される。以下のことが言える：Ｔ１＝７Ｔ２であり、ここで、比Ｔ１／Ｔ２は、例えば１．１：１～１００：１の範囲とすることができ、この範囲外とすることもできる。よって、周期Ｔ２は、周期Ｔ１内に合計７回存在し、周期Ｔ１のポジ構造ＰＳが合計４．５格子周期Ｔ２にわたって延び、格子周期Ｔ１のネガ構造ＮＳが残りの２．５格子周期Ｔ２にわたって延びる。よって、周期Ｔ１を有する格子のデューティサイクルは９／５である。周期Ｔ１を有する格子の高低差ΔＮＴ１は、周期Ｔ２を有する格子の高低差ΔＮＴ２の大きさの約５倍である。
【0066】
よって、周期Ｔ２を有する格子のデューティサイクルは１：１である。したがってその点では、各ポジ構造は、ｙ方向に沿って延びる格子延在方向に、周期Ｔ２を有する格子のネガ構造の１つと同じ広さを有する。
【0067】
格子周期Ｔ１、Ｔ２により、高低差ΔＮＴ１、ΔＮＴ２により、且つ格子周期Ｔ１、Ｔ２の２つの格子のデューティサイクルによっても、回折構造３１の外来光抑制特徴を予め細かく規定することができる。
【0068】
図１０に示す回折構造３２は、格子周期Ｔを有する多段回折格子として具現される。概して、回折構造３２は、１周期中に７つの異なる回折レベルＮ１～Ｎ７を有し、レベルＮｉ＋１の構造高さはそれぞれレベルＮｉの構造高さよりも小さい。周期Ｔ中のこれらの構造レベルの順序は、Ｎ１、Ｎ２、Ｎ３、Ｎ４、Ｎ６、Ｎ５、Ｎ７、Ｎ５、Ｎ６、Ｎ４、Ｎ３、及びＮ２である。回折構造３２の多周期格子の実施形態に応じて、他の構造レベル数及び他の順序も可能である。
【0069】
さらに、回折構造３２は、２つの異なる高低差ΔＮｉ／ｊ及びΔＮｋ／ｌを有する。図１０の例示的な実施形態においてレベルＮ１／Ｎ２、Ｎ２／Ｎ３、Ｎ４／Ｎ６、及びＮ５／Ｎ７間にある大きい方の高低差ΔＮｉ／ｊは、レベルＮ３／Ｎ４、Ｎ６／Ｎ５間にある高低差ΔＮｋ／ｌの大きさの約２倍である。
【0070】
最深レベルＮ７の周囲では、回折構造３２のレベル配置はｘｚ平面と平行な平面３３に関して鏡面対称である。
【0071】
回折構造３２の外来光抑制パラメータは、レベルＮ１～Ｎ７の相対構造高さ、レベルＮ１～Ｎ７の構造高さ順序により、且つ高低差ΔＮｉ／ｊ及びΔＮｋ／ｌによっても予め細かく規定することができる。
【0072】
回折構造３２の実施形態に応じて、他の絶対高低差数及び他の何らかの数の異なる高低差も可能である。
【0073】
微細構造又はナノ構造コンポーネントの、特に半導体コンポーネントの、例えばマイクロチップのリソグラフィ製造のために、投影露光装置１を用いて、物体視野５におけるレチクルの少なくとも一部が像視野８におけるウェーハ上の感光層の一領域に結像される。この場合、フォトレジストは、構造化した形で露光されてその後に現像される。スキャナとして又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、レチクル及びウェーハは、スキャナ動作で連続的に又はステッパ動作で段階的に、ｙ方向に時間的に同期して移動する。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【国際調査報告】