▶ 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】2024-09-26
(54)【発明の名称】ＤＵＶリソグラフィシステム
(51)【国際特許分類】
G03F 7/20 20060101AFI20240918BHJP
G02B 3/00 20060101ALI20240918BHJP
【ＦＩ】
G03F7/20 502
G03F7/20 521
G02B3/00 Z
【審査請求】有
【予備審査請求】未請求
(21)【出願番号】P 2024516843
(86)(22)【出願日】2022-07-20
(85)【翻訳文提出日】2024-04-01
(86)【国際出願番号】 EP2022070283
(87)【国際公開番号】W WO2023041224
(87)【国際公開日】2023-03-23
(31)【優先権主張番号】102021210243.3
(32)【優先日】2021-09-16
(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】シュテファン ジクス
【テーマコード（参考）】
2H197
【Ｆターム（参考）】
2H197AA05
2H197BA09
2H197BA15
2H197BA21
2H197CA06
2H197CA08
2H197CC03
2H197CC12
2H197CC16
2H197HA03
(57)【要約】
本発明は、ＤＵＶリソグラフィ装置であって、ＤＵＶ波長域の少なくとも１つの動作波長のＤＵＶ放射線を生成する光源と、フォトマスクと、ＤＵＶ放射線（８）を透過し、フォトマスクから離間しており、且つ吸収性コーティング（３２）を施された光学素子（４４）とを備えたＤＵＶリソグラフィ装置に関する。吸収性コーティング（３２）は、吸収性コーティング（３２）を施された表面領域（２６、２６ａ）を０．１％未満で且つ好ましくは０．０１％を超える表面積割合（Ｆ）で覆う吸収性微細構造（３４）を有する。
【特許請求の範囲】
【請求項1】
ＤＵＶリソグラフィ装置（１）であって、ＤＵＶ波長域の少なくとも１つの動作波長（λＢ）のＤＵＶ放射線（８）を生成する光源（６）と、
フォトマスク（１０）と、
前記ＤＵＶ放射線（８）を透過し、前記フォトマスク（１０）から離間しており、且つ吸収性コーティング（３２）を施された光学素子（１６、４４）と
を備えたＤＵＶリソグラフィ装置（１）において、
前記吸収性コーティング（３２）は、該吸収性コーティング（３２）を施された表面領域（２６、２６ａ）を０．１％未満で且つ好ましくは０．０１％を超える表面積割合（Ｆ）で覆う吸収性微細構造（３４）を有することを特徴とするＤＵＶリソグラフィ装置。
【請求項2】
請求項１に記載のＤＵＶリソグラフィ装置において、前記吸収性コーティング（３２）を施された前記表面領域は、前記ＤＵＶ放射線（８）を照射される前記透過光学素子（１６）の表面領域（２６ａ）を含むか又は形成するＤＵＶリソグラフィ装置。
【請求項3】
請求項１又は２に記載のＤＵＶリソグラフィ装置において、前記微細構造（３４）は、２０μｍ未満、好ましくは１０μｍ未満の平均構造幅（ｂ）を有するＤＵＶリソグラフィ装置。
【請求項4】
請求項１～３のいずれか１項に記載のＤＵＶリソグラフィ装置において、前記吸収性コーティング（３２）は、金属コーティングとして構成されるＤＵＶリソグラフィ装置。
【請求項5】
請求項４に記載のＤＵＶリソグラフィ装置において、前記吸収性コーティング（３２）は、Ｃｒ、Ａｌ、Ａｕ、及びＡｇを含む群から選択される少なくとも１つの材料を含むＤＵＶリソグラフィ装置。
【請求項6】
請求項１～５のいずれか１項に記載のＤＵＶリソグラフィ装置において、前記吸収性コーティング（３２）は、５０ｎｍ～２００ｎｍの厚さ（ｄ）を有するＤＵＶリソグラフィ装置。
【請求項7】
請求項１～６のいずれか１項に記載のＤＵＶリソグラフィ装置において、前記少なくとも１つの動作波長（λＢ）の前記ＤＵＶ放射線（８）に対する反射防止コーティング（３５ａ）が、前記吸収性コーティング（３２）に施されるＤＵＶリソグラフィ装置。
【請求項8】
請求項１～７のいずれか１項に記載のＤＵＶリソグラフィ装置において、前記微細構造（３４）の前記表面積割合（Ｆ）は、特に前記吸収性コーティング（３２）を施された前記表面領域（２６ａ）における前記ＤＵＶ放射線（８）の強度分布（Ｉ（ｘ））に応じて場所により変わるＤＵＶリソグラフィ装置。
【請求項9】
請求項１～８のいずれか１項に記載のＤＵＶリソグラフィ装置において、前記透過光学素子（１６）は、瞳面（２２）又はその近傍に配置されるＤＵＶリソグラフィ装置。
【請求項10】
請求項８又は９に記載のＤＵＶリソグラフィ装置において、前記吸収性コーティング（３２）を施された前記表面領域（２６ａ）における前記微細構造（３４）の前記表面積割合（Ｆ）の場所による変化がそれぞれ異なる複数の透過光学素子（１６’）を有するマガジン（３８）と、
前記透過光学素子（１６’）の１つを前記マガジン（３８）から光学装置（１）のビーム経路（３０）に輸送する輸送デバイス（４０）と、
ＤＵＶリソグラフィ装置（１）の照明設定（Ｓ１、Ｓ２、…）に好ましくは応じて前記輸送デバイス（４０）を制御する制御デバイス（４２）と
をさらに備えたＤＵＶリソグラフィ装置。
【請求項11】
請求項１～１０のいずれか１項に記載のＤＵＶリソグラフィ装置において、前記透過光学素子は、結像光学素子、特にレンズ素子（１６）であるＤＵＶリソグラフィ装置。
【請求項12】
請求項１～１０のいずれか１項に記載のＤＵＶリソグラフィ装置において、前記透過光学素子は、好ましくは波面収差を補正する板状の補正素子（４４）であるＤＵＶリソグラフィ装置。
【請求項13】
請求項１～１２のいずれか１項に記載のＤＵＶリソグラフィ装置において、前記吸収性コーティング（３２）を施された前記透過光学素子（４４）の前記表面領域（２６）に加熱放射線（５０）を放射する少なくとも１つの加熱光源（４８）を有する加熱デバイス（４６）をさらに備えたＤＵＶリソグラフィ装置。
【請求項14】
請求項１３に記載のＤＵＶリソグラフィ装置において、前記加熱光源（４８）は、４００ｎｍ～１５５０ｎｍの波長域の少なくとも１つの加熱波長（λＨ）で前記表面領域（２６）に加熱放射線（５０）を放射するよう構成されるＤＵＶリソグラフィ装置。
【請求項15】
請求項１３又は１４に記載のＤＵＶリソグラフィ装置において、前記加熱デバイス（４６）は、場所により可変の強度分布（ＩＨ（ｘ））で前記透過光学素子（４４）の前記表面領域（２６）に前記加熱放射線（５０）を放射するよう構成されるＤＵＶリソグラフィ装置。
【請求項16】
請求項１３～１５のいずれか１項に記載のＤＵＶリソグラフィ装置において、前記加熱デバイス（４６）は、前記加熱光源（４８）の前記加熱放射線（５０）を前記吸収性コーティング（３２）の異なる位置（Ｐ）に位置合わせするスキャナデバイス（５２）、及び／又は前記吸収性コーティング（３２）の異なる位置（Ｐ）を照射する加熱光源（４８）の格子配置（５４）を有するＤＵＶリソグラフィ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
関連出願の相互参照
本願は、２０２１年９月１６日の独国特許出願第１０ ２０２１ ２１０ ２４３．３号の優先権を主張し、その全開示内容を参照により本願の内容に援用する。
本願は、２０２１年９月１６日の独国特許出願第１０ ２０２１ ２１０ ２４３．３号の優先権を主張し、その全開示内容を参照により本願の内容に援用する。
【0002】
本発明は、ＤＵＶ波長域の少なくとも１つの動作波長のＤＵＶ放射線を生成する光源と、ＤＵＶ放射線を透過し且つ吸収性コーティングを施された光学素子とを備えた、ＤＵＶリソグラフィ用の光学装置、特にＤＵＶリソグラフィ装置に関する。
【背景技術】
【0003】
本願の意味の範囲内で、ＤＵＶ波長域は、１５０ｎｍ～３７０ｎｍの電磁放射線の波長域と理解される。ＤＵＶ波長域は、特にマイクロリソグラフィに重要である。したがって、ＤＵＶ波長域の放射線は、例えば投影露光装置及びウェハ又はマスク検査装置で用いられる。こうした装置では、例えばレンズ素子又は平面板の形態の透過光学素子と、例えばミラー等の形態の反射光学素子との両方が用いられ、これらはＤＵＶリソグラフィ装置の投影系又は照明系に例えば組み込まれる。ＤＵＶリソグラフィ装置では、光源は、概して単一の動作波長を有するＤＵＶ放射線を生成するよう設計される。ウェハ又はマスク検査装置では、光源は、複数の動作波長又は１つの動作波長スペクトルの広帯域放射線を生成するよう設計され得る。
【0004】
特許文献１は、投影系の光学素子の温度分布を設定するようにそれぞれ働く第１及び第２温度制御部を有する温度設定デバイスを備えた、リソグラフィ装置を記載している。第１及び／又は第２温度制御部を用いて、露光動作中又は露光動作外の投影系の収差の変化が低減される。２つの温度制御部は、円弧状に構成されてレンズ素子の外縁領域に沿って延びる電熱線の形態の加熱素子を有することができる。加熱素子は、光学素子から離間して配置されてもよく、又は光学素子と接触してもよい。
【0005】
特許文献２は、投影光を生成する１次照明系と、投影レンズと、補正光を生成する２次照明系を有する光学補正系とを備えた、マイクロリソグラフィ投影露光装置を記載している。補正系は、局所的に異なる光路長を生成することで局所的な波面操作を行うために、補正光を用いて加熱材料を含む補正素子の部分領域を加熱するよう構成され得る。補正素子の加熱材料は、補正素子又は補正素子の基板のコーティングであり得る。補正光及び投影光の両方が通過する全てのレンズ素子が、補正素子に含有される加熱材料よりも補正光に対する吸収係数が低いレンズ素子材料から製造される。レンズ素子（単数又は複数）の材料は、投影光の波長（動作波長）及び投影光の波長とは異なる補正光の波長の両方に対して非常に低い吸収係数を有するべきである一方で、補正素子の加熱材料は、投影光の波長に対しては低い吸収係数を有するが補正光の波長に対しては高い吸収係数を有するべきである。
【0006】
さらに上述したように、特許文献２に記載の補正素子を用いる場合、加熱材料は、補正光の波長に対して高い吸収係数を有していなければならない。本体が合成石英ガラス（ＳｉＯ２）から形成される補正素子の場合、本体は、約２．６μｍ以上のオーダの波長のみで十分な吸収がある。１９３ｎｍ、２４８ｎｍ、又は３６５ｎｍのＤＵＶ波長域の動作波長で反射防止コーティングに用いられる多くの誘電体コーティング材料、例えばＭｇＦ２、ＬａＦ３、Ａｌ２Ｏ３、ＨｆＯ２、及びＴｉＯ２も、約３μｍ～約１０μｍを超える波長でしか放射線を吸収しない。
【0007】
特許文献２は、光学素子に光源からの放射線が非回転対称に当たる光学装置を記載している。光学素子は、光源からの放射線の入射の強度分布と少なくとも略相補的に非回転対称であるように吸収が分布する吸収性コーティングを有する。吸収性コーティングに吸収されたエネルギーは、光学素子の追加加熱をもたらすことが意図され、これはより回転対称性のよい温度分布につながる。一例では、追加加熱は、投影光の吸収により実現され、投影光の僅かな割合がコーティングに吸収される。さらに別の例では、光源は投影光源及び補償光源を有し、補償光源からの放射線は吸収性コーティングへ指向される。コーティングの吸収係数は、既知の光源の、例えばレーザダイオードの発光波長に適合させることができる。追加加熱の程度は、補償光源の放射パワーにより設定することができる。
【0008】
特許文献２において、投影光の吸収中及び補償光源からの放射線の吸収中の両方で、投影光ビームが通過する光学素子の中央領域が吸収性コーティングで覆われないか、又はその外縁のみが吸収性コーティングで覆われる。したがって、投影ビームが入射する表面領域における光学素子の温度分布を高い精度又は空間分解能で事前規定又は設定することは不可能である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0009】
【特許文献1】米国特許出願公開第２０２０／０４０９２７６号明細書
【特許文献2】米国特許第８，７７３，６３８号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0010】
本発明の目的は、透過光学素子の温度分布を高精度に事前規定又は設定することができる前述のタイプの光学装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【0011】
この目的は、吸収性コーティングが、吸収性コーティングを施された表面領域を０．１％未満且つ好ましくは０．０１％を超える表面積割合で覆う吸収性微細構造を有する、前述の光学装置により達成される。
【0012】
本発明は、透過光学素子に構造化吸収性コーティングを施すことを提案する。構造化吸収性コーティングは、吸収性コーティングを施された表面領域全体の僅かな表面積割合のみを覆う吸収性微細構造からなる。０．１％未満の表面積割合は、吸収性コーティングで覆われた表面領域のうち微細構造が集中する特定の部分領域ではなく、表面領域の微細構造は、吸収性コーティングを施された表面領域全体に分布している。吸収性コーティングで覆われた表面積割合が小さいことにより、ＤＵＶ放射線が吸収性コーティングにより減衰されすぎることなく、ＤＵＶ放射線を照射される表面領域内に吸収性コーティングを施すこともできる。
【0013】
微細構造は、通常は島状に局所的に区切られて構成され、２つの隣接する微細構造間の各距離は概して５ｍｍ以下である。微細構造は、吸収性コーティングを施された表面領域に特に格子状に、すなわち相互に等距離に分布させることができる。これにより、吸収性コーティングへの加熱放射線の放射時の温度分布の設定が容易になる（下記参照）。しかしながら、表面領域における微細構造の均一な分布は必ずしも必要ではない。吸収性微細構造は、ＤＵＶ波長域の、特に動作波長の放射線及び／又は約１５５０ｎｍ未満の波長の加熱放射線を吸収する（下記参照）。
【0014】
構造化吸収性コーティングは、吸収材料を含むか又は吸収材料からなるコーティングを最初に広い面積にわたって表面領域に施すことにより、表面領域に形成することができる。吸収性コーティングの構造化は、概してリソグラフィ法を用いて行われる構造化保護レジストの塗布後に、ウェットケミカルエッチング法又は反応性ガス雰囲気でのドライエッチングにより行うことができる。代替として、吸収性微細構造を形成するために、吸収性コーティングの材料をレーザアブレーションにより局所的に除去することができる。この場合、レーザビームは、広い面積にわたって施された吸収性コーティング上のビームスポットに集束させることができ、当該ビームスポットの寸法は微細構造の所望の構造サイズに対応する。この場合、レーザビームは、表面領域にわたって導かれ、吸収性微細構造の形成が意図される位置で例えば規則的に中断しながら表面領域を走査する。
【0015】
吸収性コーティングを施された透過光学素子は、結像に寄与する光学素子、例えばレンズ素子であり得る。しかしながら、透過光学素子は、波面収差の補正以外の光学的機能を果たさない例えば平面板の形態の補正素子とすることもできる。
【0016】
一実施形態において、吸収性コーティングを施された表面領域は、ＤＵＶ放射線を照射される透過光学素子の表面領域を含むか又は形成する。前述のように、吸収性コーティングが当該コーティングを施された表面領域の０．１％未満の表面積割合のみを覆うことで、ＤＵＶ放射線を照射される表面領域に（も）吸収性コーティングを施すことが可能となる。
【0017】
吸収性コーティングを被照射表面領域にのみ施すことが可能である。しかしながら、吸収性コーティングが、被照射表面領域を包含し、さらに被照射表面領域に隣接する透過光学素子の非照射表面領域まで延びることで、被照射表面領域の縁における温度分布を適合させる又は設定することも可能である。原理上、吸収性コーティングを被照射表面領域の部分領域にのみ施すことも可能である。しかしながら、この場合、被照射表面領域における温度分布は、吸収性コーティングが被照射表面領域全体に施される場合よりも精密に設定することができない。
【0018】
さらに別の実施形態において、微細構造は、２０μｍ未満、好ましくは１０μｍ未満の平均構造幅を有する。平均構造幅は、吸収性コーティングの全微細構造の構造幅の算術平均として定義される。各微細構造の構造幅は、表面領域上の微細構造の最大範囲、すなわち微細構造の外周に沿った２つの（任意の）点を相互接続する最長直線を意味すると理解される。微細構造の構造幅は、吸収性コーティングの構造化中に事前規定又は設定することができる。全微細構造が均一な構造幅を有することが可能だが、微細構造の構造幅が場所により変わることも可能である。光学装置の結像特性が微細構造の悪影響を受けないようにするために、微細構造が、特に動作波長よりも小さい比較的小さな構造幅を有すれば有利である。結像特性へのこのような悪影響は、例えば、マスク上の構造をウェハに結像するよう働くＤＵＶリソグラフィ装置の投影光学ユニットに透過光学素子が配置される場合に起こり得る。
【0019】
さらに別の実施形態において、吸収性コーティングは金属コーティングとして構成される。表面積割合が比較的小さいか又は吸収性微細構造での表面領域の被覆率が小さいので、十分な加熱パワーを発生させるために、ＤＵＶ波長域での吸収性コーティングの吸収が大きいこと、したがって吸収係数が高いことが有利又は必要である。金属材料は、概して、ＤＵＶ波長域の、したがって光学装置の動作波長の範囲の放射線に対して吸収が大きい。金属材料はさらに、概して、約１５５０ｎｍ未満の波長域の放射線も吸収し、したがってＤＵＶ波長域外の加熱波長で、例えば約３７０ｎｍ又は４００ｎｍ～約１５５０ｎｍの波長域の加熱波長で吸収性コーティングに放射される加熱放射線を吸収するのにも適している。
【0020】
一発展形態において、吸収性コーティングは、Ｃｒ、Ａｌ、Ａｕ、及びＡｇを含む群から選択される少なくとも１つの材料を含む。これらの金属は、ＤＵＶ波長域の放射線に対して高い吸収係数を有する。しかしながら、言うまでもなく、吸収性コーティングは、特にＤＵＶ波長域の放射線に対して吸収係数が高ければ他の金属材料を含むこともできる。原理上、吸収性コーティングは、吸収が十分であり構造化に適していれば非金属材料を含むことも可能である。吸収性コーティングは、概して単一の（例えば金属）層のみを含むが、場合によっては２つ以上の（例えば金属）層を含むこともできる。
【0021】
さらに別の実施形態において、吸収性コーティング（又は吸収性微細構造）は、５０ｎｍ～２００ｎｍの厚さを有する。０．１％未満の小さな表面積割合にもかかわらず吸収性コーティングに最大加熱パワーを導入するために、吸収性コーティング、より正確には吸収性微細構造は、光学的に密であるべきであり、すなわち動作波長又は加熱波長の放射線を事実上透過しない（下記参照）。光学的に密なコーティングの作製に必要な厚さは、動作波長又は加熱波長と、コーティングの吸収材料、通常は金属材料の吸収係数とに応じて変わる。ここで用いられる波長及び吸収材料の場合、吸収性コーティング又は微細構造の厚さは上記で指定されたオーダとすべきである。
【0022】
さらに別の実施形態において、動作波長のＤＵＶ放射線に対する反射防止コーティングが吸収性コーティングに施される。反射防止コーティングは、吸収性コーティングで覆われた表面領域と、透過光学素子の表面のさらなる領域とを含むことができる。反射防止コーティングは、概して透過光学素子の第１入射側表面及び第２出射側表面の両方に施される。これに対して、吸収性コーティングは、通常は透過光学素子の入射側表面のみに施され、透過光学素子の出射側表面には施されない。しかしながら、原理上、吸収性コーティングを透過光学素子の出射側表面に施すこと又は吸収性コーティングを入射側表面及び出射側表面の両方に施すことも可能である。
【0023】
さらに別の実施形態において、微細構造の表面積割合は、吸収性コーティングを施された表面領域におけるＤＵＶ放射線の強度分布に特に応じて場所により変わる。この実施形態において、ＤＵＶ放射線に対する吸収性コーティングの吸収は、表面領域に入射するＤＵＶ放射線の局所強度又は強度分布に応じて通常は事前規定される。このように、所与の又は既知の強度分布では、加熱放射源をこの目的で必要とすることなく、透過光学素子における所定の静的な温度分布、したがって所定の静的な波面又は波面補正を事前規定することが可能である。
【0024】
吸収性微細構造の表面積割合は、例えばＤＵＶ波長域の局所強度が低い表面領域の部分領域では、ＤＵＶ放射線の局所強度が高い表面領域の部分領域よりも大きくなるよう選択することができる。このように、吸収性コーティングでのＤＵＶ放射線の追加吸収により、透過光学素子内でできる限り均一な温度分布、したがって透過光学素子の通過時にできる限り一定の波面を事前規定することが可能となる。しかしながら、例えば光学装置の他の光学素子により生じた波面又は結像収差を補償するために、吸収性微細構造の表面積割合が場所により変わることにより、平面状の又は一定の波面から逸脱する所望の波面を目標通りに事前規定することも可能である。吸収性微細構造の表面積割合は、表面領域で場所により変わる微細構造の構造幅により、且つ／又は表面領域で場所により変わる隣接する微細構造間の距離により変えることができる。
【0025】
さらに別の実施形態において、透過光学素子は、瞳面に又はその近傍に配置される。瞳面（又はその近傍）に配置することは、特に微細構造の局所的吸収又は表面積割合が入射ＤＵＶ放射線の強度分布に応じて変わる前述の場合に有利である。この場合、微細構造の局所的な表面積割合は、光学装置の照明系の照明設定に適合させることができるか、又は瞳面に配置された光学素子上でＤＵＶ放射線の特定の強度分布を発生させる照明設定に最適化することができる。本願の意味の範囲内で、「瞳面の近傍」という表現は、結像させた像点が透過光学素子の光学的に透明な表面又は被照射表面領域の５０％以上の表面積割合を照明するような瞳面からの距離に、透過光学素子が配置されるようなものと理解される。
【0026】
一発展形態において、光学装置はさらに、吸収性コーティングを施された表面領域における微細構造の表面積割合の場所による変化がそれぞれ異なる複数の透過光学素子を有するマガジンと、透過光学素子の１つをマガジンから光学装置のビーム経路及びその逆に輸送する輸送デバイスと、ＤＵＶリソグラフィ装置の照明設定に好ましくは応じて輸送デバイスを制御する制御デバイスとを備える。
【0027】
この発展形態では、前述の吸収性微細構造を有する吸収性コーティングをそれぞれ有する透過光学素子は、マガジンに格納される。透過光学素子は、吸収性微細構造の表面積割合の場所による変化がそれぞれ異なる。制御デバイスは、光学装置の後続の動作に特に適した透過光学素子の１つを選択し、それをビーム経路に導入するか又はそれを別のあまり適していない透過光学素子と交換する働きをする。
【0028】
この場合、吸収性微細構造の表面積割合の場所による変化は、特にＤＵＶリソグラフィ装置の照明系の複数の異なる照明設定の１つに適合又は最適化させることができる。この場合、制御デバイスは、選択された照明設定に応じて、この照明設定に最適化された透過光学素子の１つを選択することができる。照明系の照明設定は、例えば二重極照明、四重極照明、リングフィールド照明等とすることができる。制御デバイスは、プロセッサ及びメモリを有する適当なプログラマブルデバイス（ハードウェア及び／又はソフトウェア）の形態で構成することができる。
【0029】
さらに別の実施形態において、光学装置は、吸収性コーティングを施された透過光学素子の表面領域に加熱放射線を放射する少なくとも１つの加熱光源を有する加熱デバイスを備える。前述したように、吸収性コーティングを用いて、透過光学素子の材料及び反射防止コーティングが吸収しないか又は僅かにしか吸収しない加熱波長でも透過光学素子の放射加熱を実現することができる。この場合、加熱放射線の吸収は、加熱波長（単数又は複数）を吸収する構造化吸収性コーティングで行われる。
【0030】
さらに別の実施形態において、加熱光源は、４００ｎｍ～１５５０ｎｍの波長域の少なくとも１つの加熱波長で表面領域に加熱放射線を放射するよう構成される。前述したように、吸収性コーティングでの加熱放射線の吸収により、例えば、上記で指定された波長域において電気通信用途で標準として用いられるような高出力ダイオードの形態で、加熱光源を用いることが可能である。
【0031】
さらに別の実施形態において、加熱デバイスは、加熱光源の加熱放射線を吸収性コーティングの異なる位置に位置合わせするスキャナデバイス、及び／又は吸収性コーティングの異なる位置を照射する加熱光源の格子配置を有する。加熱放射線が位置合わせされる異なる位置は、特に吸収性微細構造の位置であり得る。スキャナデバイスを用いて、例えば吸収性コーティングで覆われた表面領域全体を走査することが可能であり、吸収性コーティングで覆われた表面領域で所望の強度分布を発生させるために、加熱光源の、例えばレーザのパワー又は強度は場所により変えられる。この場合、場合によっては、吸収性微細構造間に位置する表面領域上の位置で、加熱光源のパワーを事実上略ゼロに減らすことができる。例えば（レーザ）ダイオードの形態の複数の加熱光源がアレイ状に配置される場合、各加熱光源は、少なくとも１つの吸収性微細構造が位置する表面領域上の位置に通常は割り当てられる。特にこの実施形態において、表面領域における吸収性微細構造も同様に格子状に配置されれば有利である。さらに、この場合、全ての吸収性微細構造が同じ構造幅を有していれば、すなわち表面積割合が場所により変わらなければ概して有利である。
【0032】
構造化吸収性コーティングを用いた透過光学素子の局所的な放射加熱のための前述の概念は、例えば前掲の特許文献１に記載のように、例えば電熱線の形態の加熱素子を用いて温度分布、例えば抵抗加熱を事前規定又は設定することを可能にする他の概念と組み合わせることもできる。
【0033】
本発明のさらに他の特徴及び利点は、本発明に必須の詳細を示す図面の図を参照した本発明の以下の例示的な実施例の説明から、また特許請求の範囲から明らかになる。個々の特徴のそれぞれを、単独で又は本発明の一変形形態において複数の任意の組み合わせで実施することができる。
【0034】
例示的な実施形態を概略図に示し、以下の説明で説明する。
【図面の簡単な説明】
【0035】
【発明を実施するための形態】
【0036】
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。
【0037】
図１は、ビーム整形・照明系２及び投影系４を備えたＤＵＶリソグラフィ装置１の概略図を示す。ビーム整形・照明系２及び投影系４は、真空ハウジング内に配置され且つ／又は対応する駆動デバイスを有する機械室により囲まれることができる。
【0038】
ＤＵＶリソグラフィ装置１は、ＤＵＶ光源６を備える。例えば、ＤＵＶ波長域の、例えば１９３ｎｍの動作波長λＢのＤＵＶ放射線８を発するＡｒＦエキシマレーザを、ＤＵＶ光源６として設けることができる。代替として、ＤＵＶ波長域の異なる動作波長λＢ、例えば２４８ｎｍ又は３６５ｎｍのＤＵＶ放射線８を発するＤＵＶ光源６を用いることができる。
【0039】
図１に示すビーム整形・照明系２は、ＤＵＶ放射線８をフォトマスク１０へ導く。フォトマスク１０は、透過光学素子として構成され、系２、４の外部に配置することができる。フォトマスク１０は、投影系４により縮小形態でウェハ１２等に結像される構造を含む。
【0040】
投影系４は、フォトマスク１０をウェハ１２に結像するための複数のレンズ素子１６及び／又はミラー１８を含む。この場合、投影系４の個々のレンズ素子１６及び／又はミラー１８を、投影系４の光軸１４に対して対称に配置することができる。ＤＵＶリソグラフィ装置１のレンズ素子及びミラーの数は、図示の数に制限されないことに留意されたい。より多くの又はより少ないレンズ素子及び／又はミラーを設けることもできる。さらに、ミラーは、概してビーム整形のために前面が湾曲している。
【0041】
レンズ素子１６とウェハ１２との間の空隙は、屈折率が１よりも大きい液体媒体２０で置き換えることができる。液体媒体は、例えば高純度水であり得る。このような構成は、液浸リソグラフィとも称し、ウェハ１２へのフォトマスク１０の結像中の分解能が向上する。
【0042】
投影系４の瞳面２２に配置される投影系４の透過レンズ素子１６の１つを、図２ａに詳細に示す。レンズ素子１６は、図示の例ではＤＵＶ放射線８に対して透明である合成石英ガラス（ＳｉＯ２）からなる本体２４を含む。本体２４は、その両面に、ＤＵＶ放射線８が通過する第１入射側表面２６及び第２出射側表面２８を有する。ＤＵＶ放射線８のビーム経路３０、より正確には当該ビーム経路の外縁を、図２ａに破線で示す。図２ａで識別できるように、ＤＵＶ放射線８は、レンズ素子１６の第１表面２６全体を覆わない表面領域２６ａでレンズ素子１６の第１表面２６に放射され、すなわち第１表面２６の外側部分領域にはＤＵＶ放射線８が当たらない。
【0043】
図２ａで同様に識別できるように、構造化吸収性コーティング３２が、ＤＵＶ放射線８を被照射表面領域２６ａに施される。図２ａに示す例では、構造化吸収性コーティング３２は、図２ａに黒塗り矩形で示す複数の吸収性微細構造３４からなる。吸収性微細構造３４は、吸収性コーティング３２を施された表面領域２６ａを完全に覆うのではなく、被照射表面領域２６ａの総面積Ａの０．０１％～０．１％である表面積割合Ｆでのみ上記表面領域を覆う。構造化吸収性コーティング３２の表面積割合Ｆが小さいので、ＤＵＶ放射線８の僅かな割合のみが吸収性微細構造３４により吸収され、光学素子１６の透過率が吸収性コーティング３４の結果として僅かにしか低下しないことが確実となる。
【0044】
図２ａに示す例では、構造化吸収性コーティング３２、より正確には吸収性微細構造３４は、動作波長λＢのＤＵＶ放射線８に対して光学的に密であり、すなわちＤＵＶ放射線８を事実上透過しない。これを達成するために、吸収性微細構造３４又は吸収性コーティング３２は、通常は５０ｎｍ～２００ｎｍ程度であるべき十分な厚さｄを有する必要がある。さらに、吸収性微細構造３４は、ＤＵＶ放射線８に対して最大限の吸収係数を有する材料を含むべきである。
【0045】
図２ａに示す例では、吸収性コーティング３２は金属コーティングとして構成され、すなわち吸収性微細構造３４は金属材料からなる。金属材料は概して約１５０ｎｍ～約３７０ｎｍのＤＵＶ波長域で高い吸収係数を有するので、これは有利である。図示の例では、吸収性微細構造３４を構成する金属はＣｒだが、高い吸収係数を有する異なる金属、例えばＡｌ、Ａｕ、又はＡｇでもあり得る。図２ａに同様に示すように、ＤＵＶ放射線８に対する反射防止コーティング３５ａが、第１表面２６の吸収性コーティング３２の広範囲に施される。ＤＵＶ放射線８に対する反射防止コーティング３５ｂも同様に、第２表面２８に施される。反射防止コーティング３５ａ、３５ｂは、ＤＵＶ放射線８に対する吸収が比較的小さい、フッ化物又は酸化物材料から構成され、例えばＭｇＦ２、ＬａＦ３、Ａｌ２Ｏ３、ＨｆＯ２、又はＴｉＯ２から構成される。
【0046】
吸収性微細構造３４は、金属から構成された、ここに記載の例ではクロムから構成された吸収性コーティングを最初に表面領域２６ａの広範囲に堆積させることにより形成される。従来のコーティング法がこの堆積に用いられる。図示の例では、吸収性コーティング３２の構造化のために、構造化保護レジストが金属コーティングに塗布され、当該レジストは、保護レジストで覆われていない領域で金属コーティングを除去する後続のエッチング法のためのエッチングマスクとして働くので、吸収性微細構造３４のみが表面領域２６ａに残る。エッチング法は、ウェットケミカルエッチング法とすることができるが、反応ガス雰囲気でのドライエッチングも可能である。代替として、吸収性微細構造３４は、広範囲に施された金属コーティング又は層上にレーザアブレーションにより作製することもできる。
【0047】
ウェハ１２へのフォトマスク１０の構造の結像の品質に悪影響を及ぼさないようにするために、吸収性微細構造３４は、構造幅ｂが大きすぎてはならない。図２ｂに示す例では、吸収性微細構造３４の構造幅ｂは、場所により変わるが、全ての微細構造３４で平均した構造幅ｂは、２０μｍ未満、より正確には１０μｍ未満である。図２ａでは、吸収性微細構造３４は正確に均一な分布で配置されておらず、すなわち隣接する吸収性微細構造３４の中心間の距離Ｄは一定ではなく場所により変わる。したがって、図２ａに示す例では、吸収性微細構造３２の表面積割合Ｆは、場所により、すなわち被照射表面領域２６ａ上の位置Ｐに応じて変わる。
【0048】
被照射表面領域２６ａに沿った吸収性微細構造３４の表面積割合Ｆの変化は、Ｘ方向の被照射表面領域２６ａに沿ったＤＵＶ放射線８の強度分布Ｉ（ｘ）の変化に応じて変わる。言うまでもなく、ＤＵＶ放射線８の強度分布はＹ方向でも変わるが、これは図２ａのレンズ素子１６の断面図では識別できない。図２ａに示す例では、表面領域２６ａに入射したＤＵＶ放射線８の場所により可変のパワー密度又は強度分布Ｉ（ｘ）を、異なる幅の矢印で表し、矢印の幅が広いほど高いパワー密度又は局所強度Ｉ（ｘ）に対応し、矢印が狭いほど低いパワー密度又は局所強度Ｉ（ｘ）に対応する。
【0049】
図２ａで識別できるように、ＤＵＶ放射線８の局所強度Ｉ（ｘ）が低い低強度照射位置Ｐにおける吸収性微細構造３４の表面積割合Ｆは、ＤＵＶ放射線８の局所強度Ｉ（ｘ）が高い位置Ｐよりも大きい。ＤＵＶ放射線８の強度Ｉ（ｘ）が高い位置Ｐほど本体２４の加熱が大きくなることは、この場合、ＤＵＶ放射線８の強度Ｉ（ｘ）が低い位置Ｐほど吸収性微細構造３４の表面積割合Ｆが大きいことでより多くのＤＵＶ放射線８がコーティング３２に吸収されることにより補償される。本体２４において均一な温度分布、したがって均一な屈折率をこのようにして発生させることができる。ＤＵＶ放射線８がレンズ素子１６を通過すると、図２ａに一点鎖線で示す平面波面３６を、このようにして生成又は取得することができる。言うまでもなく、基本的に任意の幾何学的形状の波面３６を、レンズ素子１６上の吸収性微細構造３４の表面積割合Ｆの場所による変化を適切に適合させることにより生成することができる。
【0050】
言うまでもなく、所望の波面３６は、入射ＤＵＶ放射線８の特定の強度分布Ｉ（ｘ）に対してのみ生成される。例えばビーム整形・照明系２の照明設定の変化により強度分布Ｉ（ｘ）が変わる場合、所望の幾何学的形状から逸脱した幾何学的形状の波面３６が生成される。
【0051】
この場合にも、レンズ素子１６の本体の所望の温度分布、したがって目標波面３６を生成するために、図１に示すＤＵＶリソグラフィ装置１は、吸収性コーティング３２を施された表面領域２６ａにおける微細構造３４の表面積割合Ｆの場所による変化がそれぞれ異なる複数の透過光学素子１６’を格納するマガジン３８を備える。この場合、各透過光学素子１６’、より正確には表面積割合Ｆの変化は、ビーム整形・照明系２の複数の照明設定Ｓ１、Ｓ２、…のそれぞれに最適化される。ビーム経路３０に配置されたレンズ素子１６をマガジン３８に格納されたレンズ素子１６’の１つと交換するために、ＤＵＶリソグラフィ装置は、例えばレバーアーム等であり得る輸送デバイス４０を備える。輸送デバイス４０の制御のために、ＤＵＶリソグラフィ装置１は制御デバイス４２を備える。制御デバイス４２は、ビーム整形・照明系２の照明設定Ｓ１、Ｓ２、…の変更の場合に、ビーム経路３０に配置されたレンズ素子１６を、マガジン３８に格納された表面積割合Ｆの場所による変化が各照明設定Ｓ１、Ｓ２、…に最適化されたレンズ素子１６’の１つに交換するよう構成される。
【0052】
図２ａで説明したレンズ素子１６の場合、本体２４の所望の温度分布、したがって所望の波面３６は、吸収性微細構造３４の表面積割合Ｆの場所による変化により生成される。図２ｂに示す透過光学素子４４は、第１に板状の光学素子（平行平面板）である点で図２ａに示す光学素子１６とは異なる。さらに、図２ｂに示す板状の光学素子４４の場合の吸収性微細構造３４は、相互に等距離Ｄで格子状に配置され、同一の構造幅ｂを有する。したがって、図２ｂに示す光学素子４４の場合、吸収性微細構造３４の表面積割合Ｆは、場所により変わるのではなく一定である。
【0053】
図２ｂに示す例において光学素子４４の本体２４に所望の温度分布を発生させるために、光学素子４４の放射加熱用の加熱デバイス４６が用いられる（図１参照）。図１に示す例では、加熱デバイス４６は、加熱波長λＨの加熱放射線５０を生成する、例えば高出力レーザダイオードの形態のレーザを含む加熱光源４８を有する。加熱デバイス４６は、投影系４のビーム経路３０に結合された加熱放射線５０を偏向させる１つ又は複数のスキャナミラーを備えたスキャナデバイス５２も含む。加熱放射線５０は、投影系４のビーム経路３０における第１光学素子である板状の光学素子４４に当たる。スキャナデバイス５２を用いて、板状の光学素子４４上の加熱放射線５０の位置Ｐを変更することが可能である。加熱光源４８のパワーは調整可能なので、板状の光学素子４４の第１表面２６で加熱放射線５０の場所に応じた強度分布ＩＨ（ｘ）を発生させることが可能である。図２ｂに示す例では、加熱放射線５０を照射され吸収性コーティング３２を施された表面領域は、板状の光学素子４４の第１表面２６全体であり、ＤＵＶ放射線８を照射される表面領域２６ａを包含する。制御デバイス４２は、板状の光学素子２６の表面２５における、ビーム整形・照明系２の各照明設定Ｓ１、Ｓ２、…に適合させた場所に応じた強度分布ＩＨ（ｘ）を事前規定するために、加熱光源４８を制御する働きをすることができる。
【0054】
図１に示す加熱光源４８の代替として又は追加として、加熱デバイス４６は、図２ｂに示すように、例えばレーザダイオードの形態の加熱光源４８の格子配置５４を有することができる。各加熱光源４８により生成された加熱放射線５０のパワーは、図２ｂに異なる幅の矢印で示すように個別に設定することができる。図２ｂに示す例では、各加熱光源４８は、吸収性微細構造３４のそれぞれと位置合わせされる。しかしながら、言うまでもなく、概して各加熱光源４８は複数の吸収性微細構造３４と位置合わせされる。加熱光源４９のパワーの個別設定により、第１表面２６における加熱放射線５０の場所に応じた強度分布ＩＨ（ｘ）を生成又は設定することも可能である。
【0055】
加熱放射線５０の強度分布ＩＨ（ｘ）に能動的に影響を及ぼすことができることにより、板状の光学素子４４の本体２４の所望の温度分布を発生させることができ、当該分布により所望の幾何学的形状の波面３６が生成される。このように、図２ｂに示す光学素子４４を用いて、ＤＵＶリソグラフィ装置１の投影系４の波面３６の能動的な設定又は補正を行うことができる。この場合、特に投影系４の他の光学素子１６、１８で生じる波面収差を補償することができる。
【0056】
図１に示す加熱光源４８及び図２ｂの格子配置５２の加熱光源４８の両方が、４００ｎｍ～１５５０ｎｍの波長域の加熱波長λＨで板状の光学素子４４に加熱放射線５０を放射するよう構成される。吸収性コーティング３２は指定の波長域の放射線も吸収するので、これが可能である。したがって、電気通信用途に一般的であるような従来の高出力ダイオードを加熱光源（単数又は複数）４８として用いることができる。
【図1】
【図2a】
【図2b】
【手続補正書】
【提出日】2024-04-01
【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】
ＤＵＶリソグラフィ用の光学装置、特にＤＵＶリソグラフィ装置（１）であって、ＤＵＶ波長域の少なくとも１つの動作波長（λＢ）のＤＵＶ放射線（８）を生成する光源（６）と、
吸収性コーティング（３２）を施された、前記ＤＵＶ放射線（８）を透過する光学素子（１６、４４）と
を備えた光学装置（１）において、
前記吸収性コーティング（３２）は、該吸収性コーティング（３２）を施された表面領域（２６、２６ａ）を０．１％未満で且つ好ましくは０．０１％を超える表面積割合（Ｆ）で覆う吸収性微細構造（３４）を有し、且つ
光学装置は、前記吸収性コーティング（３２）を施された前記透過光学素子（４４）の前記表面領域（２６）に加熱放射線（５０）を放射する少なくとも１つの加熱光源（４８）を有する加熱デバイス（４６）をさらに備えることを特徴とする光学装置。
【請求項2】
請求項１に記載の光学装置において、前記吸収性コーティング（３２）を施された前記表面領域は、前記ＤＵＶ放射線（８）を照射される前記透過光学素子（１６）の表面領域（２６ａ）を含むか又は形成する光学装置。
【請求項3】
請求項１又は２に記載の光学装置において、前記微細構造（３４）は、２０μｍ未満、好ましくは１０μｍ未満の平均構造幅（ｂ）を有する光学装置。
【請求項4】
請求項１又は２のいずれか１項に記載の光学装置において、前記吸収性コーティング（３２）は、金属コーティングとして構成される光学装置。
【請求項5】
請求項４に記載の光学装置において、前記吸収性コーティング（３２）は、Ｃｒ、Ａｌ、Ａｕ、及びＡｇを含む群から選択される少なくとも１つの材料を含む光学装置。
【請求項6】
請求項１又は２に記載の光学装置において、前記吸収性コーティング（３２）は、５０ｎｍ～２００ｎｍの厚さ（ｄ）を有する光学装置。
【請求項7】
請求項１又は２に記載の光学装置において、前記少なくとも１つの動作波長（λＢ）の前記ＤＵＶ放射線（８）に対する反射防止コーティング（３５ａ）が、前記吸収性コーティング（３２）に施される光学装置。
【請求項8】
請求項１に記載の光学装置において、前記微細構造（３４）の前記表面積割合（Ｆ）は、特に前記吸収性コーティング（３２）を施された前記表面領域（２６ａ）における前記ＤＵＶ放射線（８）の強度分布（Ｉ（ｘ））に応じて場所により変わる光学装置。
【請求項9】
請求項１に記載の光学装置において、前記透過光学素子（１６）は、瞳面（２２）又はその近傍に配置される光学装置。
【請求項10】
請求項８又は９に記載の光学装置において、前記吸収性コーティング（３２）を施された前記表面領域（２６ａ）における前記微細構造（３４）の前記表面積割合（Ｆ）の場所による変化がそれぞれ異なる複数の透過光学素子（１６’）を有するマガジン（３８）と、
前記透過光学素子（１６’）の１つを前記マガジン（３８）から光学装置（１）のビーム経路（３０）に輸送する輸送デバイス（４０）と、
光学装置（１）の照明設定（Ｓ１、Ｓ２、…）に好ましくは応じて前記輸送デバイス（４０）を制御する制御デバイス（４２）と
をさらに備えた光学装置。
【請求項11】
請求項１又は２に記載の光学装置において、前記透過光学素子は、結像光学素子、特にレンズ素子（１６）である光学装置。
【請求項12】
請求項１又は２に記載の光学装置において、前記透過光学素子は、好ましくは波面収差を補正する板状の補正素子（４４）である光学装置。
【請求項13】
請求項１又は２に記載の光学装置において、前記加熱光源（４８）は、４００ｎｍ～１５５０ｎｍの波長域の少なくとも１つの加熱波長（λＨ）で前記表面領域（２６）に加熱放射線（５０）を放射するよう構成される光学装置。
【請求項14】
請求項１又は２に記載の光学装置において、前記加熱デバイス（４６）は、場所により可変の強度分布（ＩＨ（ｘ））で前記透過光学素子（４４）の前記表面領域（２６）に前記加熱放射線（５０）を放射するよう構成される光学装置。
【請求項15】
請求項１又は２に記載の光学装置において、前記加熱デバイス（４６）は、前記加熱光源（４８）の前記加熱放射線（５０）を前記吸収性コーティング（３２）の異なる位置（Ｐ）に位置合わせするスキャナデバイス（５２）、及び／又は前記吸収性コーティング（３２）の異なる位置（Ｐ）を照射する加熱光源（４８）の格子配置（５）を有する光学装置。【国際調査報告】