▶ 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】2024-08-01
(54)【発明の名称】投影露光システム及び接着剤層を設計する方法
(51)【国際特許分類】
G03F 7/20 20060101AFI20240725BHJP
G02B 7/00 20210101ALI20240725BHJP
【ＦＩ】
G03F7/20 521
G02B7/00 F
【審査請求】未請求
【予備審査請求】未請求
(21)【出願番号】P 2024508441
(86)(22)【出願日】2022-07-01
(85)【翻訳文提出日】2024-03-07
(86)【国際出願番号】 EP2022068269
(87)【国際公開番号】W WO2023016701
(87)【国際公開日】2023-02-16
(31)【優先権主張番号】102021208801.5
(32)【優先日】2021-08-11
(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】100230514
【弁理士】
【氏名又は名称】泉 卓也
(72)【発明者】
【氏名】ウーリッヒ ヴェーバー
(72)【発明者】
【氏名】ディルク シャファー
(72)【発明者】
【氏名】ティム シュタンペ
【テーマコード（参考）】
2H043
2H197
【Ｆターム（参考）】
2H043AE02
2H197AA05
2H197CA10
2H197FB03
2H197GA03
2H197GA05
2H197GA06
2H197GA11
2H197GA12
2H197GA14
2H197GA30
2H197HA03
(57)【要約】
本発明は、２つの一体接合されたコンポーネント（３１、３２）を備えた半導体リソグラフィ用の投影露光装置（１、１０１）であって、一体接合は接着剤層（３５）により実現され、接着剤層（３５）は、接着剤層（３５）の少なくとも部分的に一定の厚さ（ｌＫ）がエッジ領域に向かって厚さ（ｌＲ）まで増加することを特徴とする投影露光装置（１、１０１）に関する。本発明は、半導体リソグラフィ用の投影露光装置（１、１０１）の２つのコンポーネント（３１、３２）の材料接合のための接着剤層（３５）を設計する方法であって、接着剤エッジ（３７）における最大法線応力σｍａｘ，ｘｘを式（Ｉ）により計算し、式中、エッジにおける法線応力ピークはσｍａｘ，ｘｘ、接着剤の弾性率はＥ、接着剤のポアソン比はＶ、接着剤エッジにおける接着剤厚さはｌＲ、接着剤エッジにおける横方向オフセットはｕＲである方法にも関する。
【特許請求の範囲】
【請求項1】
２つの一体接合されたコンポーネント（３１、３２）を備え、前記一体接合は接着剤層（３５）により実現される、半導体リソグラフィ用の投影露光装置（１、１０１）であって、前記接着剤層（３５）の少なくとも部分的に一定の厚さｌＫがエッジ領域に向かって厚さｌＲまで増加することを特徴とする投影露光装置。
【請求項2】
請求項１に記載の投影露光装置（１、１０１）において、前記接着剤層（３５）の前記厚さｌＫ、ｌＲは、前記接着剤層（３５）に面して前記２つのコンポーネント（３１、３２）に形成された接着面（３６）間の距離により規定されることを特徴とする投影露光装置。
【請求項3】
請求項２に記載の投影露光装置（１、１０１）において、前記接着剤層（３５）のエッジ領域における前記接着面（３６）間の前記距離は、前記接着剤層（３５）の厚さｌを増加させるために前記接着面（３６）のエッジ形状（３９）により増加されることを特徴とする投影露光装置。
【請求項4】
請求項３に記載の投影露光装置（１、１０１）において、前記エッジ形状（３９）は丸みを含むことを特徴とする投影露光装置。
【請求項5】
請求項３に記載の投影露光装置（１、１０１）において、前記エッジ形状（３９）は斜面を含むことを特徴とする投影露光装置。
【請求項6】
請求項３～５のいずれか１項に記載の投影露光装置（１、１０１）において、前記エッジ形状（３９）は、丸み及び斜面の組み合わせを含むことを特徴とする投影露光装置。
【請求項7】
半導体リソグラフィ用の投影露光装置（１、１０１）の２つのコンポーネント（３１、３２）の一体接合接続のための接着剤層（３５）を設計する方法であって、接着剤エッジ（３７）における最大法線応力σｍａｘ．ｘｘを次式
【数1】
エッジにおける法線応力ピークはσｍａｘ．ｘｘ、
接着剤の弾性率はＥ、
接着剤のポアソン比はｖ、
接着剤エッジにおける接着剤厚さはｌＲ、
接着剤エッジにおける横方向オフセットはｕＲであることを特徴とする方法。
【請求項8】
請求項７に記載の方法において、前記エッジ（３８）における前記接着剤層（３５）の法線応力σｍａｘ．ｘｘを、前記接着剤エッジ（３７）における所定の最大横方向オフセットｕＲを考慮して最小化することを特徴とする方法。
【請求項9】
請求項８に記載の方法において、前記横方向オフセットｕＲを、前記接着剤層（３５）の所定の最小横剛性に基づいて規定することを特徴とする方法。
【請求項10】
請求項９に記載の方法において、破損点に起因する前記横剛性を、所定の最大横荷重により規定す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８月１１日に出願された独国特許出願第１０ ２０２１ ２０８ ８０１．５号の優先権を主張し、その内容を参照により本明細書に完全に援用する。
【0002】
本発明は、２つの接着接合されたコンポーネントを備えた半導体リソグラフィ用の投影露光装置と、投影光学ユニット、照明光学ユニット、及び投影露光装置の接着剤層を設計する方法とに関する。
【背景技術】
【0003】
投影露光装置では、レンズ素子及び／又はミラー等の光学素子が、位相マスク等のリソグラフィマスク、いわゆるレチクルを半導体基板、いわゆるウェハに結像するために用いられる。特にリソグラフィ光学ユニットの高分解能を達成するために、３６５ｎｍ、２４８ｎｍ、又は１９３ｎｍの典型的な波長を有する従来のシステムに比べて、例えば１ｎｍ～１２０ｎｍ、特に約１３．５ｎｍの波長を有するＥＵＶ光がここ数年用いられている。いわゆるＥＵＶ領域への進歩は、この波長では好都合に用いることができない屈折媒体を用いないこと、したがって事実上は垂直入射又は斜入射で動作する純粋なミラー系に移行することを意味する。
【0004】
このシステムで用いられる光学素子は、ホルダにより保持され、光学素子とホルダとの間の接続は、クランプ又は接着接合により成立する。光学素子とホルダとの接続に加えて、他のコンポーネントも、接着接合等の一体接合接続により相互に接続される。
【0005】
接着接合接続により、コンポーネントを相互に対して非常に正確に位置決めすることができ、クランプ接続又はねじ接続とは異なり、例えば５ｍｍ×５ｍｍの表面積及び０．１ｍｍ～０．５ｍｍの厚さを有する接着面の２次元形成により、２つの接続されたコンポーネントに生じる変形が比較的少ない。一定のギャップ厚での接着接合接続の場合、例えば接着剤が収縮を示す場合に又は外部せん断荷重下で生じ得るようなせん断荷重下で、接着ギャップのエッジ領域に、接着面に対して法線方向に作用することで接着剤を接合面から剥離させ得る力又は応力が発生する。この効果は、接着ギャップ内に生じるせん断応力が周囲材料の弾性及びそれに対応して生じる対抗応力により補償されることに実質的に起因する。これらの補償せん断応力は、接着ギャップのエッジ付近では周囲材料がないのでゼロであり、その結果としてエッジ領域のせん断応力は法線力により補償されるか、又はゼロ線、すなわち法線応力がゼロである線からエッジに向かって勾配をもって増加する法線力に変換される。結果として、外側接着面のＳ字プロファイルが生じる。したがって、エッジ領域で生じる法線力には、横方向オフセットと共にコンポーネントの表面の１つの接着剤剥離をもたらし得ると共に、コンポーネントが分離し得るという悪影響がある。
【0006】
従来技術では、コンポーネントの接着面のエッジ領域の可撓性を高めるために、接着面をオフセットさせるか又は接着面を荷重緩和ノッチで囲むことが知られている。結果として、接着剤が硬化時に収縮した場合に、接着剤のエッジ領域に応力が蓄積しにくい。接着剤に加えて、コンポーネントの接着面のエッジ領域もその変形により横方向オフセットの補償に寄与するので、コンポーネントの接着面のエッジが可撓性であれば、せん断荷重の場合の接着剤の応力ピークが低減される。しかしながら、この解決手段は、接着剤層に対する高まり続ける需要を十分に満たすものではなくなっている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0007】
本発明の目的は、従来技術の上述の欠点をなくすデバイスを提供することである。本発明の別の目的は、投影レンズ、照明光学ユニット、及び投影露光装置の接着剤層を設計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】
【0008】
この目的は、独立請求項の特徴を有するデバイス及び方法により達成される。従属請求項は、本発明の有利な発展形態及び変形形態に関する。
【0009】
半導体リソグラフィ用の本発明による投影露光装置は、２つの一体接合されたコンポーネントを備え、一体接合は接着剤層により実現される。接着剤層は、接着剤層の少なくとも部分的に一定の厚さがエッジ領域に向かって増加することを特徴とする。接着剤層が厚ければ、エッジにおけるせん断荷重の場合に接着剤層で生じる法線応力が低減し、結果として接着剤層の破損のリスクが低減するのが有利である。
【0010】
特に、接着剤層の厚さは、接着剤層に面して２つのコンポーネントに形成された接着面間の距離により規定される。接着剤層の中央領域では、この領域で相互に平行に形成された接着面により、接着剤層の一定の厚さ、したがってコンポーネント間の距離を設定することができる。２つの接着面間の距離は、エッジ領域で変更又は増加させることができ、その結果としてこの領域の接着剤層厚が増加する。
【0011】
この点で、接着剤層の厚さを増加させるために、接着剤層のエッジ領域における接着面間の距離を接着面のエッジ形状により増加させることができる。
【0012】
本発明の一実施形態において、エッジ形状が丸みを含み得る結果として、急激な移行を回避することができる。これにより、接着剤層の接着力を有利に向上させることが可能となる。
【0013】
代替的な実施形態において、エッジ形状は斜面を含み得る。斜面の始まりは鋭いキンクにより画定され、斜面により、一定の厚さからエッジにおける接着剤層のより大きな厚さへ接着剤層を急速且つ直線的に増加させることができる。
【0014】
設置空間又は接着剤層の最小横剛性等の他の要件に応じて、エッジ形状は、丸み及び斜面の組み合わせを含み得る。
【0015】
半導体リソグラフィ用の投影露光装置の２つのコンポーネントの一体接合接続のための接着剤層を設計する本発明による方法は、接着剤エッジにおける最大法線応力σｍａｘ．ｘｘを次式、
【0016】
【数1】
【0017】
により計算し、式中、
エッジにおける法線応力ピークはσｍａｘ．ｘｘ、
接着剤の弾性率はＥ、
接着剤のポアソン比はｖ、
接着剤エッジにおける接着剤厚さはｌＲ、
接着剤エッジにおける横方向オフセットはｕＲであることを特徴とする。
エッジにおける法線応力ピークはσｍａｘ．ｘｘ、
接着剤の弾性率はＥ、
接着剤のポアソン比はｖ、
接着剤エッジにおける接着剤厚さはｌＲ、
接着剤エッジにおける横方向オフセットはｕＲであることを特徴とする。
【0018】
ここで、エッジにおける法線応力σｍａｘ．ｘｘは、接着剤エッジにおける所定の最大横方向オフセットｕＲを考慮して最小化することができる。最小化は、分母にある接着剤エッジにおける厚さｌＲにより達成される。この式は、非常に薄い接着剤層にのみ有効であり、例えば、５ｍｍ×５ｍｍの表面積及び０．１ｍｍ～０．５ｍｍの厚さを有する接着剤形状に用いることができる。
【0019】
さらに、横方向オフセットは、接着剤層の所定の最小横剛性に基づいて規定することができる。接着剤層の厚さｌＲは、接着剤層の横剛性に、ひいては接着剤層の横方向オフセットに影響を及ぼす。したがって、エッジにおける接着剤厚さｌＲを最適化するためには、接着剤層全体の所定の最小横剛性を下回ってはならない。
【0020】
特に、横剛性は、所定の最大横荷重により規定することができる。接着剤層の厚さｌＲは横剛性を低下させるので、エッジにおける最小法線応力に加えて接着剤層の横剛性も常に考慮しなければならない。２つのコンポーネントの一体接合接続の接着剤層の横剛性により、特に、固有振動数、すなわち部品が相互に対して最大限に移動する振動数が決まる。固有振動数は、動作中の励振により励振されない範囲にあるように設計すべきである。
【0021】
本方法により、接着剤エッジにおける接着剤層剥離に起因した破損に対する安全性と接着剤層の横剛性とを最適化することができる。
【0022】
本発明の例示的な実施形態及び変形形態を、図面を参照して以下でより詳細に説明する。
【図面の簡単な説明】
【0023】
【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】ＤＵＶ投影リソグラフィ用のさらに別の投影露光装置の子午線断面を概略的に示す。
【図3】従来技術から既知の接着接続を示す。
【図4】接着接続の接着ギャップにおけるせん断応力及び法線応力の図を示す。
【図5】本発明の詳細の図を示す。
【発明を実施するための形態】
【0024】
マイクロリソグラフィ投影露光装置１の必須構成部品を、最初に図１を参照して以下で例示的に説明する。投影露光装置１及びその構成部品の基本構造の説明は、ここでは限定的ではないと理解すべきである。
【0025】
投影露光装置１の照明系２の一実施形態は、放射源３に加えて、物体面６の物体視野５を照明する照明光学ユニット４を有する。代替的な実施形態において、光源３は、照明系の残りの部分とは別個のモジュールの形態で設けることもできる。この場合、照明系は、光源３を含まない。
【0026】
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。
【0027】
【0028】
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を像面１２の像視野１１に結像する働きをする。像面１２は、物体面６と平行に延びる。代替として、物体面６と像面１２との間では０°以外の角度も可能である。
【0029】
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。レチクル変位ドライブ９によるレチクル７の変位及びウェハ変位ドライブ１５によるウェハ１３の変位の両方が、相互に同期して行われ得る。
【0030】
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、照明放射線、又は照明光とも称する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。
【0031】
放射源３から出る照明放射線１６は、コレクタ１７により集束される。コレクタ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であり得る。照明放射線１６は、コレクタ１７の少なくとも１つの反射面に斜入射（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入射し得る。コレクタ１７は、使用放射線に対する反射率を最適化するため及び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。
【0032】
コレクタ１７の下流で、照明放射線１６は中間焦点面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との間の分離を表し得る。
【0033】
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第１ファセットミラー２０とを備える。偏向ミラー１９は、平面偏向ミラー、あるいは純粋な偏向効果を超えたビーム影響効果を有するミラーであり得る。代替として又は追加として、偏向ミラー１９は、照明放射線１６の使用光波長を異なる波長の外来光から分離する分光フィルタの形態であり得る。第１ファセットミラー２０が、視野面として物体面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場合、これを視野ファセットミラーとも称する。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の第１ファセット２１を含む。図１は、当該ファセット２１のいくつかのみを例として示す。
【0034】
第１ファセット２１は、巨視的なファセットの形態、特に矩形ファセットの形態、又は弧状のエッジ輪郭若しくは部分円として形成されたエッジ輪郭を有するファセットの形態とすることができる。第１ファセット２１は、平面ファセットの形態、あるいは凸状又は凹状に湾曲したファセットの形態であり得る。
【0035】
例えば独国特許出願公開第１０ ２００８ ００９ ６００号から既知のように、第１ファセット２１自体も、それぞれ複数の個別ミラー、特に複数のマイクロミラーから構成することができる。第１ファセットミラー２０は、特に微小電気機械システム（ＭＥＭＳシステム）の形態であり得る。詳細は独国特許出願公開第１０ ２００８ ００９ ６００号を参照されたい。
【0036】
照明放射線１６は、コレクタ１７と偏向ミラー１９との間で水平に、すなわちｙ方向に進む。
【0037】
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が照明光学ユニット４の瞳面に配置される場合、これを瞳ファセットミラーとも称する。第２ファセットミラー２２は、照明光学ユニット４の瞳面から離れて配置することもできる。この場合、第１ファセットミラー２０及び第２ファセットミラー２２の組み合わせを鏡面反射器とも称する。鏡面反射器は、米国特許出願公開第２００６／０１３２７４７号、欧州特許第１ ６１４ ００８号、及び米国特許第６，５７３，９７８号から既知である。
【0038】
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。瞳ファセットミラーの場合、第２ファセット２３を瞳ファセットとも称する。
【0039】
第２ファセッ２３も同様に、例えば円形、矩形、又は六角形の周囲を有し得る巨視的なファセットであり得るか、あるいはマイクロミラーから構成されたファセットであり得る。この点に関して、独国特許出願公開第１０ ２００８ ００９ ６００号を同様に参照されたい。
【0040】
第２ファセット２３は、平面反射面、あるいは凸状又は凹状に湾曲した反射面を有し得る。
【0041】
したがって、照明光学ユニット４は二重ファセットシステムを形成する。この基本原理は、フライアイコンデンサ（フライアイインテグレータ）とも称する。
【0042】
第２ファセットミラー２２を投影光学ユニット１０の瞳面と光学的に共役な平面に正確に配置しないことが有利であり得る。特に、独国特許出願公開第１０ ２０１７ ２２０ ５８６号に記載のように、瞳ファセットミラー２２は、投影光学ユニット１０の瞳面に対して傾斜して配置され得る。
【0043】
第２ファセットミラー２２を用いて、個々の第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。
【0044】
照明光学ユニット４のさらに別の実施形態（図示せず）において、転写光学ユニットを第２ファセットミラー２２と物体視野５との間のビーム経路に配置することができ、これは特に物体視野５への第１ファセット２１の結像に寄与する。転写光学ユニットは、厳密に１つのミラー、あるいは照明光学ユニット４のビーム経路に前後に並んで配置された２つ以上のミラーを含むことができる。転写光学ユニットは、特に、１つ又は２つの垂直入射ミラー（ＮＩミラー）及び／又は１つ又は２つの斜入射ミラー（ＧＩミラー）を含むことができる。
【0045】
図１に示す実施形態において、照明光学ユニット４は、コレクタ１７の下流に厳密に３つのミラー、具体的には偏向ミラー１９、視野ファセットミラー２０、及び瞳ファセットミラー２２を有する。
【0046】
照明光学ユニッ４のさらに別の実施形態では、偏向ミラー１９が不要でもあるので、照明光学ユニット４は、その場合はコレクタ１７の下流に厳密に２つのミラー、具体的には第１ファセットミラー２０及び第２ファセットミラー２２を有することができる。
【0047】
第２ファセット２３による、又は第２ファセット２３及び転写光学ユニットを用いた、物体面６への第１ファセット２１の結像は、通常は近似的な結像にすぎない。
【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用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】
ミラーＭｉの反射面は、回転対称軸のない自由曲面の形態とすることができる。代替として、ミラーＭｉの反射面は、反射面形状の回転対称軸が厳密に１つである非球面の形態であり得る。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に対して高反射コーティングを有することができる。これらのコーティングは、特にモリブデン及びシリコンの交互層を有する多層コーティングの形態であり得る。
【0051】
投影光学ユニット１０は、物体視野５の中心のｙ座標と像視野１１の中心のｙ座標との間にｙ方向の大きな物体－像オフセットを有する。ｙ方向で、この物体－像オフセットは、物体面６と像面１２との間のｚ距離と略同じ大きさを有し得る。
【0052】
投影光学ユニット１０は、特にアナモルフィックな形態を有することができる。特にこれは、ｘ方向及びｙ方向に異なる結像スケールβｘ、βｙを有する。投影光学ユニット１０の２つの結像スケールβｘ、βｙは、好ましくは（βｘ，βｙ）＝（＋／－０．２５，＋／－０．１２５）である。正の結像スケールβは、像反転のない結像を意味する。結像スケールβの負の符号は、像反転のある結像を意味する。
【0053】
投影光学ユニット１０は、結果として、ｘ方向に、すなわち走査方向に対して垂直な方向に４：１の比でサイズを縮小させる。
【0054】
投影光学ユニット１０は、ｙ方向に、すなわち走査方向に８：１でサイズを縮小させる。
【0055】
他の結像スケールも同様に可能である。ｘ方向及びｙ方向で同じ符号及び同じ絶対値の、例えば０．１２５又は０．２５の絶対値の結像スケールも可能である。
【0056】
物体視野５と像視野１１との間のビーム経路におけるｘ方向及びｙ方向の中間像面の数は、同じであってもよく、又は投影光学ユニット１０の設計に応じて異なっていてもよい。ｘ方向及びｙ方向のこのような中間像の数が異なる投影光学ユニット１０の例は、米国特許出願公開第２０１８／００７４３０３号から既知である。
【0057】
瞳ファセット２３のそれぞれが、物体視野５を照明する照明チャネルをそれぞれ形成するために視野ファセット２１の厳密に１つに割り当てられる。特に、これによりケーラーの原理に従った照明を得ることができる。遠視野は、視野ファセット２１を用いて複数の物体視野５に分解される。視野ファセット２１は、それぞれに割り当てられた瞳ファセット２３に中間焦点の複数の像を生成する。
【0058】
それぞれ割り当てられた瞳ファセット２３により、視野ファセット２１は、物体視野５を照明するために重なり合ってレチクル７に結像される。物体視野５の照明は、特にできる限り均一である。その均一性誤差は２％未満であることが好ましい。異なる照明チャネルを重ね合わせることにより、視野均一性を得ることができる。
【0059】
投影光学ユニット１０の入射瞳の照明は、瞳ファセットの配置により幾何学的に規定することができる。導光する照明チャネル、特に瞳ファセットのサブセットを選択することにより、投影光学ユニット１０の入射瞳における強度分布を設定することができる。この強度分布を照明設定とも称する。
【0060】
照明光学ユニット４の照明瞳の規定の照明部分の領域における同様に好ましい瞳均一性を、照明チャネルの再分配により達成することができる。
【0061】
物体視野５の、特に投影光学ユニット１０の入射瞳の照明のさらなる態様及び詳細を、以下で説明する。
【0062】
投影光学ユニット１０は、特に共心入射瞳を有し得る。これはアクセス可能とすることができる。これはアクセス不可能とすることもできる。
【0063】
投影光学ユニット１０の入射瞳は、概して瞳ファセットミラー２２を用いて正確に照明することはできない。瞳ファセットミラー２２の中心をウェハ１３にテレセントリックに結像する投影光学ユニット１０の結像の場合、開口光線は一点で交わらないことが多い。しかしながら、開口光線の対で求められた距離が最小になる面を見つけることが可能である。この面は、実空間における入射瞳又はそれと共役な面を表す。特に、この面は有限の曲率を有する。
【0064】
投影光学ユニット１０は、タンジェンシャルビーム経路とサジタルビーム経路とで入射瞳の位置が異なる場合がある。この場合、結像素子、特に転写光学ユニットの光学構造素子を、第２ファセットミラー２２とレチクル７との間に設けるべきである。この光学素子を用いて、タンジェンシャル入射瞳及びサジタル入射瞳の位置の相違を考慮することができる。
【0065】
図１に示す照明光学ユニット４のコンポーネントの配置において、瞳ファセットミラー２２は、投影光学ユニット１０の入射瞳と共役な面に配置される。視野ファセットミラー２０は、物体面６に対して傾斜して配置される。第１ファセットミラー２０は、偏向ミラー１９により画定された配置面に対して傾斜して配置される。
【0066】
第１ファセットミラー２０は、第２ファセットミラー２２により画定された配置面に対して傾斜して配置される。
【0067】
図２は、本発明を同様に用いることができるＤＵＶ投影リソグラフィ用のさらに別の投影露光装置１０１の子午線断面を概略的に示す。
【0068】
【0069】
図１で説明したＥＵＶ投影露光装置１とは異なり、使用光として用いられるＤＵＶ放射線１１６は、１００ｎｍ～３００ｎｍの範囲の、特に約１９３ｎｍの大きな波長を有するので、レンズ素子、ミラー、プリズム、終端板等の屈折、回折、及び／又は反射光学素子１１７をＤＵＶ投影露光装置１０１での結像又は照明に用いることができる。投影露光装置１０１は、この場合、照明系１０２と、ウェハ１１３上のその後の構造を決定する構造が設けられたレチクル１０７を収容し且つ正確に位置決めするレチクルホルダ１０８と、上記ウェハ１１３を保持し、移動させ、且つ正確に位置決めするウェハホルダ１１４と、複数の光学素子１１７を有する投影レンズ１１０とを本質的に備えており、光学素子１１７は、投影レンズ１１０のレンズハウジング１１９にマウント１１８により保持される。
【0070】
照明系１０２は、ウェハ１１３へのレチクル１０７の結像に必要なＤＵＶ放射線１１６を供給する。レーザ、プラズマ源等をこの放射線１１６の供給源として用いることができる。放射線１１６は、レチクル１０７への入射時にＤＵＶ放射線１１６が直径、偏光、波面形状等に関して所望の特性を有するように、照明系１０２において光学素子により整形される。
【0071】
レンズ素子、プリズム、終端板等の屈折光学素子１１７を追加で用いるほかに、レンズハウジング１１９を有する下流の投影光学ユニット１１０の構造は、図１で説明した構造とは基本的に異ならず、したがってさらに詳細には説明しない。
【0072】
図３は、従来技術から既知であり２つのコンポーネント３１、３２を有する構造部品３０を示し、コンポーネント３１、３２は、コンポーネント３１、３２の接着面３６により画定された接着ギャップ３３に配置された接着剤層３５により接続される。接着剤エッジ３７において、接着剤層３５は、接着剤３４の硬化時の収縮により形成される凹状形状を有する。コンポーネント３１、３２は、エッジ３８にショルダを有するので、接着剤３４の収縮時のエッジ３８の変形によりエッジ形状３９が形成され、これには収縮により接着剤３４に生じた法線応力を低減する効果がある。接着剤エッジ３７における法線応力の低減により、接着剤３４が接着面３６から剥離するリスクが低減される。硬化動作前の接着剤層３５のエッジ及びエッジ形状３９を、図３に破線で示す。
【0073】
図４ａは、接着剤層３５の断面を示し、接着剤層３５は、２つのコンポーネント３１、３２の横方向オフセットｕＲによりせん断応力σｘｙが生じた場合の接着剤３４の変形を表すためのグリッドで覆われて図示されている。図４ａにおいて、接着剤層３５は、接着面３６により左右が画定され、コンポーネント３１、３２は図示されていない。接着剤層３５内で、せん断応力σｘｙが接着剤のせん断を引き起こし、このせん断は、厚さ方向ｌに対して傾斜し無応力状態では長手方向に対して垂直に形成されるグリッドの線により示される。せん断応力σｘｙは、一方の接合部品３１から他方の接合部品３２へせん断力を伝達するために接着剤層の厚さｌにわたって一定の挙動を有する。これは、接着剤層３５の中央領域のグリッド線の均一な勾配からも分かる。接着剤エッジ３７で応力がないので、せん断応力は、接着剤エッジ３７に向かってゼロまで低下する。法線応力σｘｘは、接着剤層３５の大部分の接着面３６でゼロである。接着剤エッジ３７の表面では応力がないので、接着剤エッジ３７を変形させて横方向オフセットｕＲをもたらすせん断応力σｘｙが接着剤エッジ３７で作用することができない。したがって、法線応力ピークσｘｘが接着剤エッジ３７で形成され、この法線応力ピークの応力勾配は、接着剤エッジ３７を接着剤層３５の厚さｌｋにわたってＳ字形に変形させて横方向オフセットｕＲをもたらす。接着剤層３５の接着面３６における最大法線力σｍａｘ，ｘｘの効果は、接着剤層３５と接着面３６との間の引張力及び圧縮力であり、接着接合の破損につながり得る。法線応力σｘｘは、中央の法線応力σｘｘのない面を中心に接着面３６に向かって逆符号で増加するので、接着剤３４における法線応力σｘｘは接着面３６で最大となる。
【0074】
図４ｂは、接着剤層３５の長さｂにわたって接着面３６に作用するせん断応力σｘｙ及び法線応力σｘｘを示す図を示す。接着剤エッジ３７に向かう接着剤層３５のエッジ領域Δｂで、図４ａで説明したせん断応力σｘｙの低下と同時に法線応力σｘｘの上昇を明確に見ることができる。法線応力σｘｘが２つの接着剤エッジ３７で逆の符号を有し、最大法線応力σｍａｘ，ｘｘが接着面３６で生じるのも見ることができる。図４ａ及び図４ｂに示す例では、法線応力σｘｘに起因して接着面３６からの接着剤３４の剥離につながり得る引張力が、上側の接着剤エッジ３７に作用し、符号が反対の法線応力σｘｘに起因する圧縮応力が、下端で接着剤層３５に作用する。
【0075】
図４ｂに示す応力プロファイルは、接着剤エッジ３７における法線応力ピークσｍａｘ，ｘｘの限界値を推定できるモデルに基づく。応力ピークσｍａｘ，ｘｘも、エッジ３８における横方向オフセットｕＲに加えて、接着剤エッジ３７における接着剤３４の厚さｌＲにより決まる。エッジ３８における接着剤層３５の厚さｌＲが大きいほど、接着剤エッジ３７における横方向オフセットｕＲが一定である場合の応力ピークσｍａｘ．ｘｘが小さくなる。限界値は以下のように計算される。
【0076】
【数2】
【0077】
エッジにおける法線応力ピークはσｍａｘ．ｘｘ、
接着剤の弾性率はＥ、
接着剤のポワソン比はｖ、
接着剤エッジにおける接着剤厚さはｌＲ、
接着剤エッジにおける横方向オフセットはｕＲである。
接着剤の弾性率はＥ、
接着剤のポワソン比はｖ、
接着剤エッジにおける接着剤厚さはｌＲ、
接着剤エッジにおける横方向オフセットはｕＲである。
【0078】
接着接合接続は、接着剤層３５全体の横剛性を大きく低下させることなく接着剤層厚ｌＲをエッジに近い領域で増加させるように最適化されるが、これは、横剛性の低下により横方向オフセットｕＲが増加することで法線応力σｘｘが大きくなるからである。接着接合接続の横剛性及び接着剤エッジ３７における法線応力ピークσｍａｘ．ｘｘを最適化することが重要である。
【0079】
図５は、接着剤層３５により接続された２つのコンポーネント３１、３２を有する本発明による構造部品３０を示す。接着剤層３５は、図３と同様に、接着剤エッジ３７で凹状形状を有する。中心から接着剤層３５の長さｂの大部分にわたって一定である厚さｌＫは、接着剤エッジ３７に向かって厚さｌＲまで増加する。これにより、接着剤エッジ３７における法線応力σｘｘの有利な低減が得られ、接着剤の破損がなくなる。接着面３６が相互に平行に並ぶ接着剤層３５の一定の厚さｌＫの領域から、エッジ３８で接着ギャップ３３の厚さｌＲを規定するエッジ形状３９への、図５に左側に示す接着面３６の移行部４０は、滑らかである、すなわち丸みがあり、例えばアールが設けられる。これに対して、図５の右側に示す移行部４１は、一定の厚さｌＫの接着剤層３５の領域からエッジ形状３９へ急峻な形態、すなわち例えばキンクを伴う形態を有し、これに続いて接着剤層３５のエッジ厚さｌＲを規定するエッジ３８まで接着面３６の直線状の勾配がある。エッジ形状３９が形成される接着ギャップ３３の領域Δｂは、接着ギャップ３３の全長ｂに比べて小さい。例えば、接着剤層の長さは５ｍｍであり得る。エッジ形状３９の領域Δｂは、０．３ｍｍ～１ｍｍの範囲で変わり得るので、エッジ形状３９の長さに対する全長の比は１６．６７～５である。図４ｂで説明した式により、エッジにおける接着剤層３５の厚さｌＲを最適化し、且つエッジ形状３９の形状を用いて接着剤エッジ３７までの法線応力のプロファイルを最適化することが可能である。したがって、接着接合接続の横剛性に対する要求を満たすと共に、接着剤エッジ３７における法線応力ピークσｍａｘ．ｘｘによる破損に対する最大限の安全性を示す接着接合接続を設計することが可能なのが有利である。
【符号の説明】
【0080】
１ 投影露光装置
２ 照明系
３ 放射源
４ 照明光学ユニット
５ 物体視野
６ 物体面
７ レチクル
８ レチクルホルダ
９ レチクル変位ドライブ
１０ 投影光学ユニット
１１ 像視野
１２ 像面
１３ ウェハ
１４ ウェハホルダ
１５ ウェハ変位ドライブ
１６ ＥＵＶ放射線
１７ コレクタ
１８ 中間焦点面
１９ 偏向ミラー
２０ ファセットミラー
２１ ファセット
２２ ファセットミラー
２３ ファセット
３０ 構造部品
３１ コンポーネント
３２ コンポーネント
３３ 接着ギャップ
３４ 接着剤
３５ 接着剤層
３６ 接着面
３７ 接着剤エッジ
３８ エッジ
３９ エッジ形状
４０ 滑らかな移行部
４１ 急峻な移行部
１０１ 投影露光装置
１０２ 照明系
１０７ レチクル
１０８ レチクルホルダ
１１０ 投影光学ユニット
１１３ ウェハ
１１４ ウェハホルダ
１１６ ＤＵＶ放射線
１１６ 光学素子
１１８ マウント
１１９ レンズハウジング
ｌＫ 中心領域の接着剤層の厚さ
ｌＲ エッジ領域の接着剤層の厚さ
ｂ 接着剤層の長さ
Δｂ 接着剤層のエッジ領域の長さ
ｕＲ コンポーネントの相互に対する横方向オフセット
２ 照明系
３ 放射源
４ 照明光学ユニット
５ 物体視野
６ 物体面
７ レチクル
８ レチクルホルダ
９ レチクル変位ドライブ
１０ 投影光学ユニット
１１ 像視野
１２ 像面
１３ ウェハ
１４ ウェハホルダ
１５ ウェハ変位ドライブ
１６ ＥＵＶ放射線
１７ コレクタ
１８ 中間焦点面
１９ 偏向ミラー
２０ ファセットミラー
２１ ファセット
２２ ファセットミラー
２３ ファセット
３０ 構造部品
３１ コンポーネント
３２ コンポーネント
３３ 接着ギャップ
３４ 接着剤
３５ 接着剤層
３６ 接着面
３７ 接着剤エッジ
３８ エッジ
３９ エッジ形状
４０ 滑らかな移行部
４１ 急峻な移行部
１０１ 投影露光装置
１０２ 照明系
１０７ レチクル
１０８ レチクルホルダ
１１０ 投影光学ユニット
１１３ ウェハ
１１４ ウェハホルダ
１１６ ＤＵＶ放射線
１１６ 光学素子
１１８ マウント
１１９ レンズハウジング
ｌＫ 中心領域の接着剤層の厚さ
ｌＲ エッジ領域の接着剤層の厚さ
ｂ 接着剤層の長さ
Δｂ 接着剤層のエッジ領域の長さ
ｕＲ コンポーネントの相互に対する横方向オフセット
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【手続補正書】
【提出日】2024-04-10
【手続補正1】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項1】
２つの一体接合されたコンポーネント（３１、３２）を備え、前記一体接合は接着剤層（３５）により実現される、半導体リソグラフィ用の投影露光装置（１、１０１）であって、前記接着剤層（３５）の少なくとも部分的に一定の厚さｌＫがエッジ領域に向かって厚さｌＲまで増加し、
前記接着剤層（３５）の前記厚さｌ Ｋ 、ｌ Ｒ は、前記接着剤層（３５）に面して前記２つのコンポーネント（３１、３２）に形成された接着面（３６）間の距離により規定されることを特徴とする投影露光装置。
【請求項2】
請求項１に記載の投影露光装置（１、１０１）において、前記接着剤層（３５）のエッジ領域における前記接着面（３６）間の前記距離は、前記接着剤層（３５）の厚さｌを増加させるために前記接着面（３６）のエッジ形状（３９）により増加されることを特徴とする投影露光装置。
【請求項3】
請求項２に記載の投影露光装置（１、１０１）において、前記エッジ形状（３９）は丸みを含むことを特徴とする投影露光装置。
【請求項4】
請求項２に記載の投影露光装置（１、１０１）において、前記エッジ形状（３９）は斜面を含むことを特徴とする投影露光装置。
【請求項5】
請求項２～４のいずれか１項に記載の投影露光装置（１、１０１）において、前記エッジ形状（３９）は、丸み及び斜面の組み合わせを含むことを特徴とする投影露光装置。
【請求項6】
半導体リソグラフィ用の投影露光装置（１、１０１）の２つのコンポーネント（３１、３２）の一体接合接続のための接着剤層（３５）を設計する方法であって、接着剤エッジ（３７）における最大法線応力σｍａｘ．ｘｘを次式
【数1】
エッジにおける法線応力ピークはσｍａｘ．ｘｘ、
接着剤の弾性率はＥ、
接着剤のポアソン比はｖ、
接着剤エッジにおける接着剤厚さはｌＲ、
接着剤エッジにおける横方向オフセットはｕＲであることを特徴とする方法。
【請求項7】
請求項６に記載の方法において、前記エッジ（３８）における前記接着剤層（３５）の法線応力σｍａｘ．ｘｘを、前記接着剤エッジ（３７）における所定の最大横方向オフセットｕＲを考慮して最小化することを特徴とする方法。
【請求項8】
請求項７に記載の方法において、前記横方向オフセットｕＲを、前記接着剤層（３５）の所定の最小横剛性に基づいて規定することを特徴とする方法。
【請求項9】
請求項８に記載の方法において、破損点に起因する前記横剛性を、所定の最大横荷重により規定することを特徴とする方法。
【国際調査報告】