特表 2023-538620 反射光学素子、照明光学ユニット、投影露光装置、及び保護層を作成する方法

(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】2023-09-08

(54)【発明の名称】反射光学素子、照明光学ユニット、投影露光装置、及び保護層を作成する方法

(51)【国際特許分類】

   G03F 7/20 20060101AFI20230901BHJP

   G02B 5/08 20060101ALI20230901BHJP

【ＦＩ】

G03F7/20 503

G02B5/08 A

【審査請求】未請求

【予備審査請求】未請求

(21)【出願番号】P 2023512235

(86)(22)【出願日】2021-07-12

(85)【翻訳文提出日】2023-03-28

(86)【国際出願番号】 EP2021069248

(87)【国際公開番号】W WO2022037846

(87)【国際公開日】2022-02-24

(31)【優先権主張番号】102020210553.7

(32)【優先日】2020-08-20

(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】サンドロ ホフマン

(72)【発明者】

【氏名】ヴァレンティン ヨナタン ボルジンガー

(72)【発明者】

【氏名】サンドラ ハシュケ

【テーマコード（参考）】

2H042

2H197

【Ｆターム（参考）】

2H042DA02

2H042DA04

2H042DA05

2H042DA06

2H042DA07

2H042DA08

2H042DA10

2H042DA12

2H042DA18

2H042DB02

2H042DC02

2H042DC03

2H042DE04

2H197AA10

2H197BA02

2H197CA10

2H197GA01

2H197GA05

2H197GA06

2H197GA10

2H197GA12

2H197GA20

2H197GA30

(57)【要約】

本発明は、特に投影露光装置の照明光学ユニットの反射光学素子（１７）であって、格子構造（２９）を形成することが好ましい構造化面（２５ａ）と、構造化面（２５ａ）に適用された反射コーティング（３６）とを備えた反射光学素子（１７）に関する。反射コーティング（３６）は構造化面（２５ａ）を不連続に覆い、反射光学素子（１７）は、構造化面（２５ａ）を連続的に覆う少なくとも１つの保護層（３７）を有する。本発明は、上記タイプの少なくとも１つの反射光学素子（１７）を備えた投影露光装置（１）の照明光学ユニット（４）、当該タイプの照明光学ユニットを備えた投影露光装置、及び上記タイプの反射光学素子（１７）に保護層（３７）を作成する方法にも関する。

【特許請求の範囲】

【請求項1】

特に投影露光装置（１）の照明光学ユニット（４）の反射光学素子（１７）であって、
格子構造（２９）を形成することが好ましい構造化面（２５ａ）と、
該構造化面（２５ａ）に適用された反射コーティング（３６）と
を備えた反射光学素子（１７）において、
前記反射コーティング（３６）は前記構造化面（２５ａ）を不連続に覆い、且つ
反射光学素子（１７）は、前記構造化面（２５ａ）を連続的に覆う少なくとも１つの保護層（３７）を有する
ことを特徴とする反射光学素子。

【請求項2】

請求項１に記載の反射光学素子において、前記構造化面（２５ａ）、特に前記格子構造（２９）は、６０°よりも大きな、好ましくは８０°よりも大きな、特に９０°よりも大きな最大フランク急峻度（α）を有する反射光学素子。

【請求項3】

請求項１又は２に記載の反射光学素子において、前記保護層（３７）は、１００ｎｍ以下、好ましくは１０ｎｍ以下、より好ましくは５ｎｍ以下の厚さ（ｄ）を有する反射光学素子。

【請求項4】

請求項１～３のいずれか１項に記載の反射光学素子において、前記反射コーティング（３６）は、ＥＵＶ放射線（１６）の反射用の多層コーティングを形成する反射光学素子。

【請求項5】

請求項１～４のいずれか１項に記載の反射光学素子において、前記保護層（３７）は、前記構造化面(２５ａ)と前記反射コーティング（３６）との間に形成される反射光学素子。

【請求項6】

請求項１～５のいずれか１項に記載の反射光学素子において、キャップ層（３８）が前記反射コーティング（３６）に適用される反射光学素子。

【請求項7】

請求項６に記載の反射光学素子において、前記保護層（３７）は、前記構造化面（２５ａ）を完全に覆う前記キャップ層を形成する反射光学素子。

【請求項8】

請求項１～７のいずれか１項に記載の反射光学素子において、前記構造化面（２５ａ）は、基板（３０）に適用された機能層（２５）及び／又は前記基板（３０）に形成される反射光学素子。

【請求項9】

請求項８に記載の反射光学素子において、前記機能層（２５）及び／又は前記基板（３０）は、アモルファスシリコン（ａＳｉ）、ケイ素（Ｓｉ）、ニッケルリン（Ｎｉ：Ｐ）、特にチタン（Ｔｉ）、白金（Ｐｔ）、金（Ａｕ）、アルミニウム（Ａｌ）、ニッケル（Ｎｉ）、銅（Ｃｕ）、銀（Ａｇ）、タンタル（Ｔａ）、タングステン（Ｗ）、及びそれらの合金の群からの金属、特に二酸化ケイ素（ＳｉＯ_２）、酸化アルミニウム（ＡｌＯ_ｘ）、酸化チタン（ＴｉＯ_ｘ）、酸化タンタル（ＴａＯ_ｘ）、酸化ニオブ（ＮｂＯ_ｘ）、酸化ジルコニウム（ＺｒＯ_ｘ）、及びそれらの組み合わせの群からの酸化物、特に混合酸化物、セラミックス、ガラス、ガラスセラミックス、複合材料を含む群から選択される少なくとも１つの材料を含む反射光学素子。

【請求項10】

請求項１～９のいずれか１項に記載の反射光学素子において、前記保護層（３７）は、特に銅（Ｃｕ）、コバルト（Ｃｏ）、白金（Ｐｔ）、イリジウム（Ｉｒ）、パラジウム（Ｐｄ）、ルテニウム（Ｒｕ）、金（Ａｕ）、タングステン（Ｗ）、及びそれらの合金の群からの金属、特に酸化アルミニウム（ＡｌＯ_ｘ）、酸化ジルコニウム（ＺｒＯ_ｘ）、酸化チタン（ＴｉＯ_ｘ）、酸化ニオブ（ＮｂＯ_ｘ）、酸化タンタル（ＴａＯ_ｘ）、酸化ハフニウム（ＨｆＯ_ｘ）、酸化クロム（ＣｒＯ_ｘ）の群からの酸化物、炭化物、炭窒化物、ホウ化物、窒化物、ケイ化物、及びそれらの組み合わせ、特に混合酸化物、セラミックス、ガラス、ガラスセラミックス、複合材料を含む群から選択される少なくとも１つの材料を含む反射光学素子。

【請求項11】

請求項１～１０のいずれか１項に記載の反射光学素子において、投影露光装置（１）の照明光学ユニット（４）のコレクタミラー（１７）の形態である反射光学素子。

【請求項12】

投影露光装置（１）の照明光学ユニット（４）であって、請求項１～１１のいずれか１項に記載の少なくとも１つの反射光学素子（１７）を備えた照明光学ユニット。

【請求項13】

マイクロリソグラフィ用の投影露光装置（１）であって、放射源（３）からの照明放射線（１６）を結像対象の構造を含むレチクル（７）に伝達するための請求項１２に記載の照明光学ユニット（４）と、前記レチクル（７）の前記構造をウェハ（１３）に結像するための投影光学ユニット（１０）とを備えた投影露光装置。

【請求項14】

請求項１～１１のいずれか１項に記載の反射光学素子（１７）に保護層（３７）を形成する方法であって、
等方性コーティング法により前記構造化面（２５ａ）又は前記反射コーティング（３６）に前記保護層（３７）を適用するステップ
を含む方法。

【請求項15】

請求項１４に記載の方法において、前記等方性コーティング法は、化学蒸着、特に原子層堆積、又は物理蒸着を含む群から選択される方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本願は、２０２０年８月２０日の独国特許出願第１０２０２０２１０５５３．７号の優先権を主張し、その全開示内容を参照により本願に援用する。

【0002】

本発明は、特に投影露光装置の照明光学ユニットの反射光学素子であって、格子構造を形成することが好ましい構造化面と構造化面に適用された反射コーティングとを備えた反射光学素子に関する。本発明は、少なくとも１つの上記反射光学素子を含む投影露光装置の照明光学ユニット、当該照明光学ユニットを備えた投影露光装置、及び光学素子に保護層を形成する方法にも関する。

【背景技術】

【0003】

事実上全ての既知の材料が、ＥＵＶ波長域の、すなわち約５ｎｍ～約３０ｎｍの波長の放射線に対して透過率が低いので、ＥＵＶリソグラフィ用の投影露光装置の照明光学ユニット及び投影光学ユニットは、特にミラーの形態の反射光学素子のみを通常は含む。ここで用いられるミラーは、ＥＵＶ放射線を反射するために反射コーティングが適用される基板を有する。反射コーティングは、動作波長に対する干渉層系として働く多層コーティングとして構成され得る。動作波長が約１３．５ｎｍである場合、反射多層コーティングは、例えばモリブデン及びケイ素の交互層を有し得る。反射コーティングは、基板材料に直接適用することができるが、例えば研磨層として又は接着促進剤として基板を保護する働きをする１つ又は複数の機能層を反射コーティングと基板材料との間に配置することも可能である。

【0004】

反射光学素子の付近にある残留ガスは、ＥＵＶ放射線を吸収するので、ＥＵＶ放射線が投影露光装置を通過する際に透過率を低下させる。こうした理由で、ＥＵＶリソグラフィ用の投影露光装置は通常は真空条件下で作動される。真空環境中の残留ガスは、少量の水素及び／又は他の反応ガス、例えば酸素が混合されることがあるが、これらは特に反射光学素子に関して保護効果又は洗浄効果を発揮し、ＥＵＶ放射線に対する吸収が僅かでしかない。

【0005】

投影露光装置の動作中、このような真空環境中ではＥＵＶ放射線の影響下で通常は水素プラズマが形成され、つまり、水素イオン又はフリー水素ラジカルの形態の活性化水素が形成される。水素イオン又はフリー水素ラジカルは、真空環境中に配置されたコンポーネントの露出面のエッチング浸食を引き起こす。

【0006】

露出面は、例えば、エッチング浸食を受ける表面に例えばケイ素を含有し得る反射光学素子の露出面領域であり得る。エッチング浸食により、表面に揮発性物質、例えばＳｉＨ_３、ＳｉＨ_４（シラン）が形成され、これは、露出面の除去と同時に光学利用面上の揮発性物質の堆積を伴い得る。これは、そこで用いられる層材料の反射率低下又は劣化、ひいてはアンダーエッチング及び広域欠陥をもたらす。例えばミラー基板の（部分的な）露出面の材料に水素原子が浸透すると、応力がさらに生じ得ることで、層剥離につながり得る。水素原子はさらに、露出材料に浸透し、水素分子の形態で欠陥又は境界面に集まって逃げることができなくなり、これも同様に層剥離を招き得る。特にＭｏ／Ｓｉの二重層の形態の反射コーティングは、反射コーティングが連続的であり例えば酸化により変化しない場合は、反射コーティングで覆われた表面領域での水素の浸透に対する保護層として働くことができる。

【0007】

例えば投影露光装置の照明光学ユニットのミラーの形態の反射光学素子は、格子構造の形態の構造化面を有し得る。格子構造は、不所望の例えば赤外線又は紫外線波長域にあり得る波長域内の放射線を除去するために分光フィルタとして働くことができる。反射コーティングがこのような構造化面に適用されている場合、そこに形成されるフランクのフランク急峻度が非常に大きいので、反射コーティングがコーティング時に構造化面を完全に覆わず、構造化面の露出面領域でエッチング浸食が起こり得るような隙間が反射コーティングに生じるという問題が起こる。

【0008】

特許文献１は、格子構造の形態の分光フィルタを有する投影露光装置の照明光学ユニット用のミラーを開示している。格子構造は、１５°～６０°の範囲の最大フランク急峻度を有する。格子構造は、複数の二重Ｓｉ－Ｍｏ層を有し且つ反射コーティングを形成する連続的な保護層により完全に覆われ得る。格子構造のフランク急峻度が小さいことで、保護層での格子構造又は他の構造化面の被覆が改善され、このようにして反射光学素子の水素安定性が高まる。

【0009】

特許文献１に記載の解決手段において、問題は、構造化面又は格子構造の最大フランク角度が限られることにより光学素子の反射率の損失が生じることである。この反射率の損失は、例えば、このフランク領域の散乱光損失に起因して起こるものであり、その理由は、反射すべき放射線が光学ユニットにより定められる方向に反射されないからである。

【0010】

特許文献２は、ＥＵＶ放射線を反射する複数の交互材料層を有する多層積層体が少なくとも片面に形成された基板を有する、ＥＵＶ放射線を反射する反射光学素子を開示している。その面には、ＥＵＶ放射線の波長よりもはるかに大きなスケールで３次元プロファイルの形態の分光フィルタが形成される。多層積層体は、３次元プロファイルの形成後に基板に形成された、表面に忠実な（従った）コーティングの積層体を有する。特許文献２には、多層積層体の適用に通常用いられるマグネトロンスパッタリングが、それぞれのケースで適用された層の高い表面粗さをもたらすと記載されている。したがって、多層積層体の適用のために提案されたコーティングプロセスは、原子層堆積の形態のコンフォーマル又は等方性コーティングのプロセスであり、これにより３次元プロファイルに沿って本質的に一定の層厚が得られる。しかしながら、５０個を超える二重Ｍｏ－Ｓｉ層を有し得る反射多層コーティングを原子層堆積により適用することは非常に複雑である。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0011】

【特許文献1】独国特許出願公開第１０ ２０１８ ２２０ ６２９号明細書

【特許文献2】国際公開第２０１３／１１３５３７号

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0012】

本発明の目的は、エッチング浸食からの構造化面の効率的な保護を可能にする、反射光学素子、照明光学ユニット、投影露光装置、及び保護層を形成する方法を特定することである。

【課題を解決するための手段】

【0013】

この目的は、反射コーティングが構造化面を不連続に覆い、且つ反射光学素子が構造化面を連続的に覆う少なくとも１つの（追加の）保護層を有する、前述のタイプの光学素子により達成される。

【0014】

本発明によれば、連続的な保護層として働くと共に構造化面の低フランク急峻度又は複雑且つ表面に忠実なコーティング方法を必要とする反射コーティングの形態の保護層の代わりに、構造化面を連続的に覆う追加の保護層を適用することが提案される。

【0015】

一実施形態において、構造化面、特に格子構造は、６０°よりも大きな、好ましくは８０°よりも大きな、特に９０°よりも大きな最大フランク急峻度を有する。ここで、（最大）フランク急峻度は、反射光学素子の（局所的な）表面（例えば、基板の表面）の接線に対して、又は格子構造の場合は２つの格子ウェブ間の領域で測定される。

【0016】

特許文献１に示すように、反射コーティングは、概して、このような高フランク急峻度の場合には多層コーティングの形態で表面に忠実に適用することができない。それにもかかわらず、構造化面を連続的に覆う追加の保護層（単数又は複数）により、構造化面はエッチング浸食から効率的に保護され得る。例えばウェットケミカルエッチングで形成され得るような、９０°よりも大きなフランク急峻度を有するフランク、すなわちアンダーエッチングされたフランクを覆うことも可能である。

【0017】

さらに別の実施形態において、保護層は、例えば１００ｎｍ以下、好ましくは１０ｎｍ以下、より好ましくは５ｎｍ以下の厚さを有する。上述のフランク急峻度で連続的な保護層を作成するために、比較的複雑な等方性コーティング法により保護層を適用することが通常は必要である。しかしながら、エッチング浸食からの構造化面の保護のために必要なのは、保護層の厚さを比較的小さくすることだけである。これに対して、概してはるかに大きな厚さを有する反射コーティングは、異方性コーティング法により適用され得る。このようなコーティング法は、さほど複雑ではないが、反射コーティングが構造化面を連続的に覆わなくなる。

【0018】

さらに別の実施形態において、コーティングは、ＥＵＶ放射線の反射用の多層コーティングを形成する。このような多層コーティングは、動作波長の屈折率が高い材料及び動作波長の屈折率が低い材料の複数の交互層を通常は有する。材料は、例えばケイ素及びモリブデンであり得るが、動作波長に応じて他の材料の組み合わせが可能である。

【0019】

さらに別の実施形態において、保護層は、構造化面と反射コーティングとの間に形成される。反射コーティングの下に保護層を適用する場合、保護層は反射率の損失を引き起こさないので、これが好都合である。保護層の下の格子構造の下部格子構造又はさらなる構造化をもたらすために、保護層自体を構造化することも場合によっては可能である。

【0020】

さらに別の実施形態において、キャップ層が反射コーティングに適用される。キャップ層は、反射コーティングの下層をさらなる環境的影響から、例えば酸化から又はＥＵＶ放射源により発生するスズ汚染から保護する働きをする。特にスズ汚染の形態の汚染をキャップ層の表面から場合によっては除去できるような保護層の材料を選択することも可能である。キャップ層は、概して反射コーティングのように構造化面を連続的に覆わず、通常は異方性コーティング法により適用される。

【0021】

さらに別の実施形態において、キャップ層は、構造化面を完全に覆う保護層を形成する。この実施形態において、キャップ層は、通常は等方性コーティング法により適用され、構造化面又は格子構造の（急峻であり得る）フランクも連続的に覆うオーバーコートを形成する。キャップ層の形態の保護層は、場合によっては、上述のように反射コーティングと構造化面との間に配置されたさらに別の保護層と組み合わせることができる。キャップ層の場合に慣習的であるように、保護層又はキャップ層の材料は、ＥＵＶ放射線の一部を吸収し、したがって反射光学素子の反射率を低下させる。キャップ層は単層であり得るが、キャップ層自体が異なる材料の２つ以上の層を有する多層コーティングを形成する可能性もある。

【0022】

さらに別の実施形態において、構造化面は、基板に適用された機能層及び／又は基板に形成される。機能層は、通常は加工が容易である（例えば、材料除去、研磨、エッチングによる構造化等による）。構造化面を形成するよう加工された機能層に加えて、他の機能層を基板に適用してもよいことが明らかであろう。例えば、これは、例えば材料除去、研磨等により反射光学素子の表面形状の形への加工を可能にする１つ又は複数の層を含み得る。機能層は、接着促進層又はそれに類するものでもあり得る。機能層（単数又は複数）よりもはるかに大きな厚さを有する反射光学素子の基板も、構造化面を有し得る。構造化面が機能層に部分的に且つ基板に部分的に形成される可能性もある。

【0023】

さらに別の実施形態において、基板及び／又は機能層は、アモルファスシリコン（ａＳｉ）、ケイ素（Ｓｉ）、ニッケルリン（Ｎｉ：Ｐ）、特にチタン（Ｔｉ）、白金（Ｐｔ）、金（Ａｕ）、アルミニウム（Ａｌ）、ニッケル（Ｎｉ）、銅（Ｃｕ）、銀（Ａｇ）、タンタル（Ｔａ）、タングステン（Ｗ）、及びそれらの合金の群からの金属、特に二酸化ケイ素（ＳｉＯ_２）、酸化アルミニウム（ＡｌＯ_ｘ）、酸化チタン（ＴｉＯ_ｘ）、酸化タンタル（ＴａＯ_ｘ）、酸化ニオブ（ＮｂＯ_ｘ）、酸化ジルコニウム（ＺｒＯ_ｘ）、及びそれらの組み合わせ（例えば、混合酸化物、セラミックス、ガラス、ガラスセラミックス、複合材料）の群からの酸化物を含む群から選択される少なくとも１つの材料を含む。前掲の特許文献１に記載のように、これらの材料は、特にＥＵＶ投影露光装置のコンポーネントに有用であることが分かった。

【0024】

さらに別の実施形態において、保護層は、金属、特に銅（Ｃｕ）、コバルト（Ｃｏ）、白金（Ｐｔ）、イリジウム（Ｉｒ）、パラジウム（Ｐｄ）、ルテニウム（Ｒｕ）、金（Ａｕ）、タングステン（Ｗ）等、及びそれらの合金、酸化物、特に酸化アルミニウム（ＡｌＯ_ｘ）、酸化ジルコニウム（ＺｒＯ_ｘ）、酸化チタン（ＴｉＯ_ｘ）、酸化ニオブ（ＮｂＯ_ｘ）、酸化タンタル（ＴａＯ_ｘ）、酸化ハフニウム（ＨｆＯ_ｘ）、酸化クロム（ＣｒＯ_ｘ）、炭化物、ホウ化物、窒化物、ケイ化物、及びそれらの組み合わせ（例えば、混合酸化物、セラミックス、ガラス、ガラスセラミックス、複合材料）を含む群から選択される少なくとも１つの材料を含む。保護層は、単層から形成され得るが、保護層自体が異なる材料の２つ以上の層を有する多層コーティングを形成する可能性もある。

【0025】

保護層の材料（単数又は複数）は、いくつかの要求を満たさなければならない。第１に、保護層は、（薄い）保護層を通した水素分子（Ｈ_２）、水素イオン（Ｈ^＋）、及びフリー水素ラジカル（Ｈ^＊）の拡散をほぼ防止するものとする。第２に、保護層又はその材料は、Ｈ_２、Ｈ^＋、Ｈ^＊との化学反応及びスズとの化学反応を起こさないものとする。保護層は、特にシステムの動作の結果としての堆積物（例えば、スズ）の除去のために、高い熱安定性、高い還元・酸化安定性、高い耐ＥＵＶ性、及び高い洗浄プロセス耐性も有するものとする。

【0026】

特に保護層が反射コーティングの下に適用される場合、保護層は、これが適用される基板又は機能層の粗さの悪化を引き起こすべきではない。保護層が、古いコーティングを除去して新たなコーティングと交換する改修プロセスと呼ばれるプロセスにおいて、比較的単純に除去されることができるか、又はこうしたプロセスにより浸食されない又は不都合に粗面化されないことも好都合である。上述の材料は、上述の要求のほとんどを満たす。

【0027】

さらに別の実施形態において、反射光学素子は、投影露光装置の照明光学ユニットのコレクタミラーの形態をとる。このようなコレクタミラーは、例えば、反射コーティングを有する表面に対応する１つ又は複数の楕円反射面及び／又は双曲反射面を有し得る。照明放射線は、斜入射（ＧＩ）で、すなわち４５°よりも大きな入射角で、又は垂直入射（ＮＩ）で、すなわち４５°よりも小さな入射角でコレクタミラーの反射面に入射し得る。

【0028】

コレクタミラーは、外来光、すなわちＥＵＶ波長域外の、例えば赤外又は紫外波長域の波長の放射線を抑制するために分光フィルタとして働く格子構造の形態の構造化面を通常は有する。反射光学素子がコレクタミラーの形態をとる必要は必ずしもなく、構造化面を有する任意の他の反射光学素子であってもよいことが明らかであろう。

【0029】

本発明の一態様は、上述の少なくとも１つの反射光学素子を備えた投影露光装置の照明光学ユニットに関する。反射光学素子は、例えば上述のコレクタミラーであり得る。

【0030】

本発明のさらに別の態様は、放射源からの照明放射線を結像対象の構造を含むレチクルに伝達するための上述のような照明光学ユニットと、レチクルの構造をウェハに結像するための投影光学ユニットとを備えた、マイクロリソグラフィ用の、特にＥＵＶリソグラフィ用の投影露光装置に関する。

【0031】

さらに別の態様において、本発明は、等方性コーティング法により構造化面又は反射コーティングに保護層を適用するステップを含む、上述のような反射光学素子に保護層を形成する方法にも関する。

【0032】

上述のように、等方性コーティング法を用いて、高フランク急峻度のフランクを有する構造化面の場合でも連続的な保護層を適用することが可能である。これに対して、反射コーティングは、異方性コーティング法を用いて、例えばマグネトロンスパッタリング等のＰＶＤコーティング法により適用することができる。反射コーティングの適用のための異方性コーティング法の使用は、反射コーティングが概して保護層よりも（はるかに）大きな厚さを有するので有利である。

【0033】

一変形形態において、等方性コーティング法は、化学蒸着（ＣＶＤ）、特に原子層堆積（ＡＬＤ）、又は物理蒸着（ＰＶＤ）を含む群から選択される。コーティングがＰＶＤにより適用される場合、これらの方法の実際の異方性を低減する特定の指向性幾何学的形状が通常は必要である。例えば傾斜配置であり得る複数の材料源を組み合わせることがここでは可能である。この場合、コーティングレートは、特定の入射角を抑制するシャドーイングにより制御することができる。さらに、コーティングされるミラーの傾斜又は枢動が可能である。

【0034】

保護層の適用に用いられる等方性コーティング法は、比較的低温で実行され得るので、基板の保護を可能にする。等方性コーティング法はさらに、上述のように構造化面のフランク急峻度が高くても、均一な被覆度の、すなわち本質的に一定の厚さの保護層の適用を可能にする。上記等方性コーティング法は、粗さが比較的小さな保護層の堆積も可能にする。これは、保護層が構造化面と反射コーティングとの間に形成される場合に特に好都合である。

【0035】

本発明のさらに他の特徴及び利点は、本発明に不可欠な詳細を示す図面の図を参照した以下の本発明の実施例の説明、及び特許請求の範囲から明らかとなるであろう。個々の特徴のそれぞれを、本発明の一変形形態において単独で又は任意の組み合わせで一緒に実施することができる。

【0036】

実施例を概略図に示し、以下の説明で説明する。

【図面の簡単な説明】

【0037】

【図1】ＥＵＶリソグラフィ用の投影露光装置の概略子午断面図である。

【図2】格子構造を形成する構造化面の作成の処理手順の概略図である。

【図3a】格子フランクのフランク急峻度が図３ｂとは異なる図２の構造化面の細部の概略図である。

【図3b】格子フランクのフランク急峻度が図３ａとは異なる図２の構造化面の細部の概略図である。

【図4a】構造化面を不連続に覆う反射コーティングが構造化面に適用された、図３ａと同様の概略図である。

【図4b】構造化面を不連続に覆う反射コーティングが構造化面に適用された、図３ｂと同様の概略図である。

【図5a】格子構造と反射コーティングとの間に形成されて格子構造を連続的に覆う保護層を有する、図３ａと同様の概略図である。

【図5b】格子構造と反射コーティングとの間に形成されて格子構造を連続的に覆う保護層を有する、図３ｂと同様の概略図である。

【図6】保護層が反射コーティングに適用されて格子構造を連続的に覆う、図５ａ、ｂと同様の概略図である。

【図7】格子構造を不連続に覆うキャップ層が反射コーティングに適用された、図５ａと同様の概略図である。

【発明を実施するための形態】

【0038】

以下の図面の説明において、同じ又は同じ機能を有するコンポーネントには同一の参照符号を用いる。

【0039】

マイクロリソグラフィの投影露光装置１の必須構成要素について、図１を参照して例として以下で説明する。投影露光装置１及びその構成要素の基本構成の説明は、ここでは限定的とみなすべきではない。

【0040】

投影露光装置１の照明系２と放射源３とは、物体面６の物体視野５の照明用の照明光学ユニット４を有する。ここで露光されるのは、物体視野５に配置されたレチクル７である。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。

【0041】

説明の目的で、直交ｘｙｚ座標系を図１に示す。ｘ方向は図の平面に対して垂直に延びる。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１においてｙ方向に延びる。ｚ方向は物体面６に対して垂直に延びる。

【0042】

投影露光装置１は、投影光学ユニット１０を備える。投影光学ユニット１０は、物体視野５を像平面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、像平面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方向に変位可能である。一方でのレチクル変位ドライブ９によるレチクル７の変位と、他方でのウェハ変位ドライブ１５によるウェハ１３の変位とは、相互に同期し得る。

【0043】

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１６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、プラズマ源、例えばＬＰＰ（「レーザ生成プラズマ」）源又はＧＤＰＰ（「ガス放電生成プラズマ」）源であり得る。これは、シンクロトロンベースの放射源でもあり得る。放射源３は自由電子レーザ（ＦＥＬ）であり得る。

【0044】

放射源３から発生する照明放射線１６は、コレクタミラー１７により集束される。コレクタミラー１７は、１つ又は複数の楕円反射面及び／又は双曲反射面を有するコレクタミラーであり得る。照明放射線１６は、斜入射（ＧＩ）で、すなわち４５°よりも大きな入射角で、又は垂直入射（ＮＩ）で、すなわち４５°よりも小さな入射角でコレクタミラー１７の少なくとも１つの反射面に入射し得る。コレクタミラー１７は、第１に使用放射線に対するその反射率を最適化するために、第２に外来光を抑制するために構造化且つ／又はコーティングされ得る。

【0045】

照明放射線１６は、コレクタミラー１７の下流の中間焦点面１８の中間焦点を伝播する。中間焦点面１８は、放射源３及びコレクタミラー１７を有する放射源モジュールと照明光学ユニット４との間を分離し得る。

【0046】

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ファセットミラー２０とを含む。第１ファセットミラー２０は、以下で視野ファセットとも称する複数の個別第１ファセット２１を含む。図１は、例として上記ファセット２１のいくつかのみを示す。照明光学ユニット４のビーム経路で、第１ファセットミラー２０の下流に第２ファセットミラー２２が配置される。第２ファセットミラー２２は、複数の第２ファセット２３を含む。

【0047】

照明光学ユニット４は、結果として二重ファセットシステムを形成する。この基本原理は、フライアイインテグレータとも称する。第２ファセットミラー２２を用いて、個別第１ファセット２１が物体視野５に結像される。第２ファセットミラー２２は、物体視野５の上流のビーム経路で最後のビーム整形ミラー又は実際に照明放射線１６に対する最終ミラーである。

【0048】

投影光学ユニット１０は、複数のミラーＭｉ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。

【0049】

図１に示す例において、投影光学ユニット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。投影光学ユニット１０は、二重遮蔽光学ユニットである。投影光学ユニット１０は、０．５よりも大きく、０．６よりも大きくてもよく、例えば０．７又は０．７５であり得る像側開口数を有する。

【0050】

照明光学ユニット４のミラーと同様に、ミラーＭｉは、照明放射線１６に対する高反射コーティングを有し得る。照明光学ユニット４のコレクタミラー１７は、外来光を抑制するために、格子構造２９を形成する構造化面２５ａを有する。格子構造２９は、所定の波長域の、例えばＩＲ波長域の外来光をフィルタリングするために分光フィルタとして働く。

【0051】

図２は、エッチングにより構造化することができるコレクタミラー１７の機能層２５に形成された構造化面２５ａの作成の処理手順の例の概略図を示す。構造化のために、フォトレジストの形態の構造化層２６が最初に機能層２５の領域に適用される。構造化層２６は、後続のステップにおいてレーザ２７を用いて選択的に露光される。さらなるステップにおいて、構造化層２６の露光部分が除去される。構造化層２６は、レーザ２７による照射とは異なる方法で構造化することもできる。例えば、構造化層２６は、リソグラフィプロセスで露光され得る。

【0052】

後続のエッチングステップにおいて、機能層２５は、構造化層２６をエッチングマスクとして用いて選択的にエッチングされ、機能層２５に構造化面２５ａが形成される。構造化面２５ａは、格子構造２９を形成し、その幾何学的形状は、分光フィルタとして働いてそれぞれ規定の波長域の波長の外来光を抑制するように選択される。

【0053】

機能層２５は、ドライエッチング法又はウェットケミカルエッチング法を用いて構造化することができる。このエッチング法の詳細については、参照により全体を本願に援用する前述の特許文献１を参照されたい。

【0054】

図３ａは、構造化層２６の除去後の構造化面２５ａの、図２に点線で表された細部を示す。構造化面２５ａ又は格子構造２９は、上面３２及びフランク３３をそれぞれが含む複数の格子ウェブ３１を有する。底面３５を有する溝３４が、格子ウェブ３１間にそれぞれ形成される。格子構造２９を有する構造化された機能層２５は、コレクタミラー１７の基板３０上に形成される。

【0055】

図２及び図３ａに示すものとは対照的に、構造化面２５ａが基板３０に形成されてもよく、又は特許文献１に記載のように、構造化面２５が機能層２５に部分的に且つ基板３０に部分的に形成されてもよい。

【0056】

機能層２５又は基板３０は、加工性又はエッチングによる構造形成性が高い少なくとも１つの材料を含む。機能層２５又は基板３０の材料は、例えば、アモルファスシリコン（ａＳｉ）、ケイ素（Ｓｉ）、ニッケルリン、特にチタン（Ｔｉ）、白金（Ｐｔ）、金（Ａｕ）、アルミニウム（Ａｌ）、ニッケル（Ｎｉ）、銅（Ｃｕ）、銀（Ａｇ）、タンタル（Ｔａ）、タングステン（Ｗ）、及びそれらの合金の群からの金属、特に二酸化ケイ素（ＳｉＯ_２）、酸化アルミニウム（ＡｌＯ_ｘ）、酸化チタン（ＴｉＯ_ｘ）、酸化タンタル（ＴａＯ_ｘ）、酸化ニオブ（ＮｂＯ_ｘ）、酸化ジルコニウム（ＺｒＯ_ｘ）、及びそれらの組み合わせの群からの酸化物（例えば、混合酸化物、セラミックス、ガラス、ガラスセラミックス、複合材料）であり得る。

【0057】

図３ａに示す格子ウェブ３１は、９０°のフランク急峻度αを有するフランク３３をそれぞれが有する。フランク急峻度αは、基板３０の上面に対応する局所的な接平面に対して測定される。それと同等に、フランク３３のフランク急峻度αは、フランク３３に隣接する溝３４の底面３５に対応する接平面に対しても測定され得る。上述のように、基板３０又はコレクタミラー１７の表面が平面ではなく略楕円面及び／又は双曲面の幾何学的形状を有するので、フランク急峻度αは局所的な接平面に対して測定される。

【0058】

図３ｂは、フランク急峻度αが９０°よりも大きく、すなわちフランク３３にアンダーカットを形成する場合を示す。アンダーカットを有するこのようなフランク３３は、例えば（指向性の）ウェットケミカルエッチングで作成され得る。

【0059】

図３ａ、ｂに示す急峻なフランク３３の場合、又は通常は約６０°よりも大きな（最大）フランク急峻度αの場合、従来のコーティング法により、例えばマグネトロンスパッタリングにより構造化面２５ａに反射コーティング３６を適用する場合に構造化面２５ａの連続的な被覆を達成することは不可能であり、その代わりにフランク３３の領域に反射コーティング３６の結果として被覆の隙間ができる。したがって、構造化面２５ａの部分領域が露出し、上述のように、水素分子、フリー水素ラジカル、及び水素イオンによるエッチング浸食及び／又は上記劣化、例えば酸化を被る。機能層２５の材料がケイ素を含む場合、このようなエッチング浸食はシラン（例えば、ＳｉＨ_３、ＳｉＨ_４）を形成し、これが光学利用面上に堆積することで、そこで用いられる層材料の、場合によってはアンダーエッチング及び広域欠陥をもたらす程度までの反射率低下又は劣化につながり得る。

【0060】

機能層２５を反応性水素によるエッチング浸食から保護するために、図５ａ、ｂに示す例では、保護層３７が構造化面２５ａと反射コーティング３６との間に形成される。反射コーティング３６とは対照的に、保護層３７は、構造化面２５ａを連続的に、すなわちフランク３３の領域で全域にわたって隙間なく覆う。

【0061】

保護層３７による構造化面２５ａの連続的な被覆を達成するために、保護層３７は、等方性コーティング法により適用又は堆積される。図示の例の等方性コーティング法は原子層堆積だが、別の等方性ＣＶＤコーティング法又は適切に選択された指向性幾何学的形状で、これによりＰＶＤ法に通常存在する異方性が低減されるＰＶＤコーティング法をこの目的で用いることも可能である。例えば、例えば傾斜配置であり得る複数の材料源を組み合わせることが可能である。この場合、コーティングレートは、特定の入射角を抑制するシャドーイングにより制御することができる。さらに、コーティングされる光学素子１７の傾斜又は枢動が可能である。

【0062】

図示の例の保護層３７の厚さｄは、約５ｎｍであり、概して厚さ１００ｎｍを超えない。保護層３７の厚さが比較的小さいこと及び反射コーティング３６に比べて層厚の制御に対する要求が若干少ないことにより、等方性コーティング法は、比較的扱いやすい複雑度で実行することができる。

【0063】

反射コーティング３６は、モリブデン及びケイ素から形成された複数の二重層を有するＥＵＶ放射線１６の反射用の多層コーティングである。二重層の数は、例えば３０個～８０個程度であり得るが、それよりも多くても少なくてもよい。対応して、反射多層コーティング３６は、かなりの厚さを有する。したがって、等方性コーティングによる、例えば原子層堆積による反射多層コーティング３５の適用は、非常に複雑となる。

【0064】

保護層３７は単層を有し得るが、保護層３７は、反射コーティング３６のように異なる材料の複数の層を有する可能性もある。原理上、保護層３７の材料（単数又は複数）は、保護層３７を通した水素分子、水素イオン、及び水素ラジカルの拡散をできる限り防止するべきであると共に、これらの水素種との化学反応及び他の汚染物質、例えばスズとの化学反応を起こすべきではない。この目的で、保護層３７は、特に銅（Ｃｕ）、コバルト（Ｃｏ）、白金（Ｐｔ）、イリジウム（Ｉｒ）、パラジウム（Ｐｄ）、ルテニウム（Ｒｕ）、金（Ａｕ）、タングステン（Ｗ）、及びそれらの合金の群からの金属、特に酸化アルミニウム（ＡｌＯ_ｘ）、酸化ジルコニウム（ＺｒＯ_ｘ）、酸化チタン（ＴｉＯ_ｘ）、酸化ニオブ（ＮｂＯ_ｘ）、酸化タンタル（ＴａＯ_ｘ）、酸化ハフニウム（ＨｆＯ_ｘ）、酸化クロム（ＣｒＯ_ｘ）の群からの酸化物、炭化物、ホウ化物、窒化物、ケイ化物、及びそれらの組み合わせ（例えば、混合酸化物、セラミックス、ガラス、ガラスセラミックス、複合材料）を含む群から選択される少なくとも１つの材料を含む。

【0065】

特に、保護層３７が構造化面２５ａと反射コーティング３６との間に形成される場合、保護層３７の粗さが小さい場合に好都合である。

【0066】

図６は、保護層３７が等方性コーティング法を用いて反射多層コーティング３６に適用されたキャップ層を形成する、コレクタミラー１７を示す。保護層３７は、この場合は反射コーティング３６と反射コーティング３６で覆われない構造化面２５ａの部分領域との両方を完全に連続的に覆う。図６に示す例では、保護層３７は同様に約１０ｎｍ未満の厚さｄを有し、ＥＵＶ放射線１６に対する吸収が比較的小さい材料又は材料の組み合わせから形成される。このように、保護層３７がコレクタミラー１７の反射率を過度に低下させないことを確実にすることが可能である。

【0067】

図７は、図５ａ、ｂのように保護層３７が構造化面２５ａと反射コーティング３６との間に形成されたコレクタミラー１７の例を示す。さらに、キャップ層３８が反射コーティング３６に適用される。図６とは対照的に、図７に示すキャップ層は、構造化面２５ａを連続的に覆うのではなく反射コーティング３６の場合もそうであるように隙間を有するので、完全な保護層を形成しない。キャップ層３８は、例えば、保護層３７に関連して上述した材料の１つから形成され得る。原理上、図５ａ、ｂに示す例でも、キャップ層３８を反射コーティング３６に適用することができる。キャップ層３８は、図６に示すように等方性コーティング法により、又は図７に示すように異方性コーティング法により適用され得る。

【0068】

保護層３７が、コレクタミラー１７の場合だけでなく投影露光装置１の他の構造化された反射光学素子の場合にも、これらを水素プラズマのエッチング浸食から保護するために適用され得ることが明らかであろう。ＥＵＶ波長域とは異なる波長の放射線を反射するよう設計された反射光学素子で、保護層を用いることも可能である。保護層３７は、水素以外の化学元素によるエッチング浸食から構造化面２５ａを保護する働きもし得る。この場合、保護層３７を形成する材料は、構造化面２５ａが保護されるべき化学元素に適合させるべきである。

【図1】

【図2】

【図3a】

【図3b】

【図4a】

【図4b】

【図5a】

【図5b】

【図6】

【図7】

【国際調査報告】