JP2023544176A

JP2023544176A - マイクロリソグラフィ用適応光学素子

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Publication number: JP2023544176A
Application number: JP2023520338A
Authority: JP
Inventors: マンガーマティアス; ラーブマルクス
Original assignee: カール・ツァイス・エスエムティー・ゲーエムベーハー
Priority date: 2020-10-08
Filing date: 2021-10-06
Publication date: 2023-10-20
Anticipated expiration: 2041-10-06
Also published as: US20230229091A1; WO2022074023A1; JP7482323B2; DE102020212743A1

Abstract

本発明は、光学素子の光学面（３２）の形状を変化させるための少なくとも１つのマニピュレータ（３６）を含む、マイクロリソグラフィ用の適応光学素子（３０－５；１３０－２）に関するものである。マニピュレータは、電界によって変形可能な誘電体媒体（４８）と、誘電体媒体に電界を発生させるための作用電極（５０）と、温度測定の役割を果たし、誘電体媒体に直接的に組み付けられ、温度依存性の抵抗を有する測定電極（５２）とを含む。【選択図】図６

Description

本出願は、２０２０年１０月８日に出願されたドイツ特許出願第10 2020 212 743.3号に対する優先権を主張する。その特許出願の開示全体は、参照により本願に組み込まれる。

本発明は、光学素子の光学面の形状を変化させるための少なくとも１つのマニピュレータを含むマイクロリソグラフィ用適応光学素子と、そのような適応光学素子を少なくとも１つを含むマイクロリソグラフィ投影露光装置に関する。

ウエハー上にマスク構造をできるだけ正確に結像させるためには、投影レンズの波面収差をできるだけ小さくすることが必要である。そのため、投影レンズにはマニピュレータが搭載され、投影レンズの個々の光学素子の状態を変化させることで波面誤差を補正することが可能となる。そのような状態変化の例に、関連する光学素子の６つの剛体の自由度のうちの１又は複数の自由度についての相対位置の変化と光学素子の変形がある。後者の状態変化のために、光学素子は、原則として、前述の適応光学素子の形態で具現化される。この後者については、光学面を動かすための圧電式又は電歪式のマニピュレータを含み得る。このようなマニピュレータの機能は、電界の印加による誘電体媒体の変形に基づく。所望の状態変化を決定するために、投影レンズの収差特性は通常定期的に測定され、適切な場合には、個々の測定間の収差特性の変化がシミュレーションによって決定される。この点、例えば、レンズ素子の加熱効果を計算上考慮することができる。

圧電型又は電歪型の適応光学素子を使用する場合、アクチュエータ材料の温度変化によって、適応光学素子によって行われる表面形状補正が著しく不正確になるという問題がしばしば発生する。

本発明の目的は、前述の問題を解決し、特に、適応光学素子の表面形状補正を改善された精度で実施することを可能にする、冒頭に述べたタイプの適応光学素子を提供することにある。

例示として、本発明によれば、前述の目的は、光学素子の光学面の形状を変更するための少なくとも１つのマニピュレータを含むマイクロリソグラフィ用の適応光学素子によって解決することができ、このマニピュレータは、電界によって変形可能な誘電体媒体と、誘電体媒体中に電界を生成するための作用電極と、温度測定の役割を果たし、誘電体媒体に直接的に組み付けられており、温度依存性の抵抗を有する測定電極と、を含む。

測定電極が誘電体媒体に直接的に組み付けられる配置は、測定電極と誘電体媒体が直接的に相互に隣接することを意味すると理解されるべきである。これは、測定電極と誘電体媒体との間に接着層のようなさらなる媒体が配置されないことを意味する。例えば、測定電極は誘電体媒体に埋め込まれ、誘電体媒体に完全に囲まれるようにすることができる。あるいは、測定電極は誘電体媒体の表面に配置されてもよい。

特に、測定電極は貴金属で作ることができ、例えば白金電極として構成される。適切な白金電極の例は、ＰＴ１００及びＰＴ１０００である。特に、適応光学素子は、測定電極で測定された抵抗値を温度値に変換するための評価器を含む。

測定電極を誘電体媒体に直接的に組み付けることにより、誘電体媒体の温度、少なくとも測定電極に隣接する誘電体媒体の領域における温度を非常に正確に測定することができる。このような正確な温度測定は、例えば測定電極が接着剤で接着されているような、直接的に組み付けしない配置の場合には不可能である。誘電体媒体の温度を測定した結果は、マニピュレータを制御する際に、温度を補正する目的で、考慮又は使用することができる。これにより、マニピュレータの伸長をより正確に制御することができ、その結果、適応光学素子の表面形状をより精度よく補正することができる。

実施形態によれば、測定電極は、少なくとも１ｍｍ^２、特に少なくとも５ｍｍ^２又は少なくとも１０ｍｍ^２の領域にわたって誘電体媒体に直接的に組み付けられるように配置される。

さらなる実施形態によれば、測定電極は、直接的に組み付けられた集合体において、少なくとも２つの側面で誘電体媒体によって囲まれている。特に、測定電極は、作用電極によって発生する電界の方向について、すなわち電界に対して横方向に延びる測定電極の側面において、誘電体媒体によって囲まれている。さらなる実施形態によれば、測定電極は、誘電体媒体に完全に埋め込まれ、すなわち、供給線を除き、すべての側面で誘電体媒体に囲まれている。

さらなる実施形態によれば、測定電極は、誘電体媒体の表面に印刷される。

さらなる実施形態によれば、測定電極は、複数の屈曲部を有する線状である。特に、測定電極は、複数の屈曲部を有するワイヤとして設計することができる。特に、屈曲部は、測定電極が蛇行する形状を有するように形成される。

さらなる実施形態によれば、測定電極は、長さと幅の比が少なくとも２：１、特に少なくとも３：１、少なくとも５：１、又は、少なくとも１０：１である平らな形状を有する。この平らな形状は、この場合、長方形、楕円形、又は、何らかの他の方法で構成され得る。

さらなる実施形態によれば、作用電極は、少なくとも３つの電極からなるスタック構造であり、測定電極は、スタック構造の外側に配置される。言い換えれば、測定電極は、マニピュレータの動作中に伸長する誘電体媒体のアクティブボリューム（active volume）の外側に配置される。別の実施形態によれば、測定電極は、２つの作用電極の間、つまり作用電極のスタック構造内に配置される。

さらなる実施形態によれば、誘電体媒体は一体的に形成される。一体型誘電体媒体は、連続したシームレスなモノリシック誘電体媒体を意味すると理解され、すなわち、誘電体媒体内の様々な部分の間に結合が存在すれば、それはシームレスであると理解される。例として、焼結によって生成された結合はシームレスな結合を意味すると理解されるが、接着結合によって生成された結合はシームレスな結合を意味しないと理解される。すなわち、誘電体媒体内の個々の領域は、分離領域において材料構造を変更又は破壊することなく、互いに分離することができない。

さらなる実施形態によれば、適応光学素子はさらに電気回路を含み、これを用いて測定電極の電気抵抗が測定可能である。電気回路は、電源、抵抗器、測定器などの電気的又は電気機械的な個々の要素の組み合わせを意味すると理解されるべきである。しかしながら、前述の個々の要素の全てが電気回路に含まれる必要はなく、特に、他の個々の電気要素も使用することができる。特に、電気回路は、測定電極における抵抗値を測定するための２線式回路又は４線式回路を含んでよい。

さらなる実施形態によれば、電気回路は、測定電極と作用電極のうちの１つとの間のインピーダンスを測定するようにさらに構成される。特に、インピーダンスは、測定電極と接地された作用電極との間で測定される。これは、好ましくは、測定電極に最も近い作用電極である。特に、インピーダンスの測定によって、測定電極とこの作用電極との間の少なくとも容量抵抗（capacitive resistance）が測定される。容量抵抗は、インピーダンスの虚部に相当する。

さらなる実施形態によれば、電気回路は、抵抗測定とインピーダンス測定とを切り替えるための少なくとも１つのスイッチを含む。

さらなる実施形態によれば、電気回路は周波数制御可能な交流電圧源を含み、これは、低い交流電圧周波数を用いて抵抗測定を実行可能とし、高い交流電圧周波数を用いてインピーダンス測定を実行可能とするように接続される。

さらなる実施形態によれば、測定電極の領域に配置され、インピーダンス測定のために測定電極に印加される交流電圧の振幅に対するインピーダンスの依存性から誘電体媒体の歪み状態を決定する役割を果たす評価器が提供される。特に、インピーダンス測定によって把握された容量抵抗から歪み状態を判定する。

さらなる実施形態によれば、適応光学素子は、それぞれが測定電極を有する前述のタイプの複数のマニピュレータを含み、測定電極は直流電源に直列に接続されている。特に、測定電極にわたって生じる電圧降下を測定する目的で、電圧計が測定電極の各々に接続される。このようにして、測定電極における抵抗値を測定するために必要な配線又はケーブルの数を減らすことができる。

さらなる実施形態によれば、光学面は、ＥＵＶ照射を反射するように構成される。さらなる実施形態によれば、光学面は、例えば、約３６５ｎｍ、約２４８ｎｍ、又は、約１９３ｎｍの波長のＤＵＶ照射を反射するように構成される。

さらに、本発明によれば、上述の実施形態や実施形態の変形例のいずれか１つによる少なくとも１つの適応光学素子を含むマイクロリソグラフィ投影露光装置が提供される。特に、適応光学素子は、投影露光装置の投影レンズの一部である。

本発明による実施形態の上述した特徴及び他の特徴は、図の記述及び特許請求の範囲において説明される。個々の特徴は、本発明の実施形態として、別々に、又は、組み合わせて実施することができる。さらに、これらは、独立して保護可能な有利な実施形態を説明することができ、場合によっては出願の係属中又は係属後にのみ請求される保護を説明することができる。

本発明に関する上述した有利な特徴やさらなる有利な特徴は、添付の概略図面を参照しながら、本発明に係る例示的な実施形態についての以下の詳細な説明で示される。
適応光学素子を含むマイクロリソグラフィ投影露光装置の一実施形態を示す図である。適応光学素子の第１の実施形態の初期状態及び補正状態を示す図である。適応光学素子のさらなる実施形態の初期状態及び補正状態を示す図である。適応光学素子のマニピュレータについて、異なる温度θに対する印加電界Ｅの関数として歪みＳを示す図である。適応光学素子のマニピュレータについて、温度θの関数として歪みＳを示す図である。図２又は図３による適応光学素子のマニピュレータの第１の実施形態を示し、測定電極とそれに接続された電気回路を含む。３つの異なる実施形態における、線Ａ－Ａ’に沿った図６による測定電極の断面図である。図２又は図３による適応光学素子のマニピュレータのさらなる実施形態を示し、測定電極とそれに接続された電気回路を含む。図２又は図３による適応光学素子のマニピュレータのさらなる実施形態を示し、測定電極とそれに接続された電気回路を含む。図２又は図３による適応光学素子のマニピュレータのさらなる実施形態を示し、測定電極とそれに接続された電気回路を含む。図２又は図３による適応光学素子の一実施形態を示し、直列に配置された複数のマニピュレータと、マニピュレータに接続された電気回路を含む。適応光学素子を含むマイクロリソグラフィ投影露光装置のさらなる実施形態を示す図である。

以下に説明する例示的な実施形態、実施形態、実施形態の変形例において、機能的又は構造的に互いに類似する要素には、可能な限り同一又は類似の参照符号が付されている。したがって、特定の例示的な実施形態の個々の要素の特徴を理解するために、他の例示的な実施形態の説明又は本発明の一般的な説明が参照されるだろう。

説明を容易にするために、図面では直交座標系が示されており、この座標系からみて、各図に示された各構成要素の位置関係が明らかになる。図１において、ｙ方向は図面の平面から紙面奥方向に垂直に伸び、ｘ方向は右方向に伸び、ｚ方向は上方向に伸びている。

図１は、マイクロリソグラフィ投影露光装置１０の本発明による一実施形態を示している。本実施形態は、ＥＵＶ波長範囲での動作、すなわち１００ｎｍ未満の波長、特に約１３．５ｎｍ又は約６．８ｎｍの波長を有する電磁放射での動作のために設計されている。この動作波長の結果、全ての光学素子はミラーとして具現化される。しかしながら、本発明は、ＥＵＶ波長範囲における投影露光装置に限定されない。本発明によるさらなる実施形態は、例えば、３６５ｎｍ、２４８ｎｍ又は１９３ｎｍのようなＵＶ範囲の動作波長のために設計される。この場合、光学素子の少なくとも一部は、従来の透過レンズ素子として構成される。ＤＵＶ波長範囲での動作のために構成された投影露光装置は、図１２を参照して以下で説明される。

図１に係る投影露光装置１０は、露光照射１４を発生させるための露光放射源１２を含む。本実施例では、露光放射源１２はＥＵＶ源として具現化されており、それは例えばプラズマ放射源を含み得る。露光放射１４は、最初に照明光学ユニット１６を通過し、それによってフォトマスク１８上に案内される。

フォトマスク１８は、基板２４上に結像されるマスク構造を有しており、マスク変位ステージ２０上に変位可能に取り付けられている。基板２４は、基板変位ステージ２６上に変位可能に取り付けられている。図１に描かれているように、フォトマスク１８は、反射マスクとして具現化することができ、あるいは、特にＵＶリソグラフィのための透過マスクとして構成することもできる。図１による実施形態では、露光放射１４は、フォトマスク１８で反射され、その後、基板２４上にマスク構造を結像するように構成された投影レンズ２２を通過する。基板２４は、基板変位ステージ２６に変位可能に取り付けられている。投影露光装置１０は、いわゆるスキャナ又はいわゆるステッパとして設計することができる。露光放射１４は、照明光学ユニット１６及び投影レンズ２２内で、複数の光学素子、ここではミラーという種類の光学素子で案内される。

ここで説明されている実施形態では、照明光学ユニット１６は、反射光学素子又はミラーという種類の４つの光学素子３０－１、３０－２、３０－３、３０－４を含む。投影レンズ２２は、同様に、反射光学素子又はミラーという種類の４つの光学素子３０－５、３０－６、３０－７、３０－８を含む。光学素子３０－１から３０－８は、露光放射１４を導く目的で、投影露光装置１０の露光ビーム経路２８に配置されている。

ここで示されている実施形態では、光学素子３０－５は、その鏡面の形態としてアクティブ光学面３２を有する適応光学素子として構成され、その形状は、局所的な形状欠陥を補正する目的で能動的に変更することができる。さらなる実施形態では、異なる光学素子又は複数の光学素子３０－１、３０－２、３０－３、３０－４、３０－５、３０－６、３０－７、３０－８もそれぞれ適応光学素子として構成することができる。

さらに、投影露光装置１０の光学素子３０－１、３０－２、３０－３、３０－４、３０－５、３０－６、３０－７、３０－８のうちの１つ又は複数は、移動可能な態様で取り付けることができる。この目的のために、移動可能な態様で取り付けられた光学素子のそれぞれに、それぞれの剛体マニピュレータが割り当てられる。例として、剛体マニピュレータはそれぞれ、割り当てられた光学素子を、割り当てられた光学素子のそれぞれの反射面が存在する平面と実質的に平行な向きに、傾かせ及び／又は変位させることができる。したがって、投影露光装置１０の結像収差を補正する目的で、１つ又は複数の光学素子の位置を変更することができる。

１つの実施形態によれば、投影露光装置１０は、１又は複数の適応光学素子としての上述した剛体マニピュレータ、及び／又は、場合によっては追加のマニピュレータなどのマニピュレーションユニットに対する制御信号４２を生成するための制御装置４０を含む。この適応光学素子３０－５への制御信号４２の送信は、図１で例示的に説明されている。投影レンズ２２の収差を補正するための実施形態によれば、制御装置４０は、波面測定装置４４によって測定された投影レンズ２２の波面偏差４６に基づき、フィードフォワード制御アルゴリズムによって、制御信号４２を把握する。

図２において、適応光学素子３０－５の第１の実施形態を説明する。図２の上段の説明図は、光学面３２の形状が初期形状を有する初期状態、ここでは平面形状を有する初期状態の適応光学素子３０－５を示す。図２の下段の説明図は、光学面３２の形状が変化した形状を有する補正状態、ここでは凸状のアーチ形状を有する補正状態の適応光学素子３０－５を示す。

適応光学素子３０－５は、バックプレートの形態の支持要素３４と、その表面がアクティブ光学面３２を形成し、露光放射１４を反射する役割を果たすミラー素子３８とを含む。アクチュエータとも呼ばれる複数のマニピュレータ３６は、ミラー素子３８の底面に沿って配置される。ここで、これらは、好ましくは、ｘ方向とｙ方向の両方の方向に、すなわち、二次元的な配置で、ミラー素子３８の底面に沿って配置される。図２においては、分かりやすさのために、参照符号が付されているものが数個しか図示されていないが、これらのマニピュレータ３６は、支持要素３４をミラー素子３８に接続する。マニピュレータ３６は、動作しているときに、その長手方向に沿って広がりが変化するように構成されている。図２に係る実施形態では、マニピュレータ３６は、光学面３２にわたって又は光学面３２と垂直に動作可能である。マニピュレータは、それぞれ個別に駆動され、したがって、互いに独立して動作させることができる。

図２の下段に示す補正状態において、中央に配置されたマニピュレータ３６は、それが動作することで長くなっており、そのため、光学面３２に凸状のアーチ形状が生ずる。

図３は、適応光学素子３０－５のさらなる実施形態を説明する。図２と同様に、図３の上段の説明図は、光学面３２の形状が初期形状として平面形状を有する初期状態の適応光学素子３０－５を示す。図３の下段の説明図は、光学面３２の形状が、凸状に湾曲した結果、変化した形状を有している補正状態での適応光学素子３０－５を示す。

図３による適応光学素子３０－５は、マニピュレータ３６が、ミラー素子３８の底面に、光学面３２を横切る方向ではなく光学面３２に平行に配置され、マニピュレータ３６がミラー素子３８に平行に配置された剛性の支持要素によって支持されていない点で、図２による実施形態と異なっている。すなわち、マニピュレータ３６は、図２のように光学面３２を横切る方向ではなく、光学面３２に対して平行に変形可能である。したがって、これらのマニピュレータ３６は、横方向マニピュレータとも呼ばれる。表面に平行な個々のマニピュレータ３６の歪み又は収縮の結果として、曲げモーメントがミラー素子３８に加わり、図３の下段で説明されているように後者の変形につながる。

個々のマニピュレータ３６を駆動することにより、図２による実施形態においても、図３による実施形態においても、ミラー素子３８のプロファイルを狙いどおりに設定し、その結果、投影露光装置１０の光学系、特に投影レンズ２２又は照明光学ユニット１６を可能な限り最適に補正することが可能である。

図面には示されていないが、図３による適応光学素子３０－５の実施形態の変形例によれば、横方向マニピュレータとして構成されたマニピュレータ３６は、１つ又は複数のモノリシックタイルに埋め込まれる。

適応光学素子３０－５のマニピュレータ３６は、それぞれ、電界の印加によって変形可能な誘電体媒体４８（例えば、図６参照）を含む。これは圧電材料又は電歪材料であってよい。圧電材料の場合は、この変形は圧電効果に基づき、電歪材料の場合は、この変形は電歪効果に基づく。本明細書では、電歪効果とは、印加された電界に基づく誘電体媒体の変形の成分を意味し、その変形は印加される電界の方向に依存せず、具体的には、電界の２乗に比例するものと理解される。これに対し、電界に対する線形応答の変形を圧電効果という。

しかしながら、印加される電界Ｅの関数としてのマニピュレータ３６又はアクチュエータの歪みＳは、非常に温度依存性が高い。この効果は、電歪材料を用いて製造されたマニピュレータ３６の異なる温度θ（θ_３＞θ_２＞θ_１）での模式的なＳ－Ｅのグラフに基づいて図４で説明される。

図５で説明されているように、誘電体媒体は、さらに、当該媒体の熱膨張係数（ＣＴＥ）により、温度θが公称温度θ_０に対して変化すると著しく伸びる。

図６は、図２又は図３による適応光学素子３０－５に含まれるマニピュレータ３６の本発明に係る第１の実施形態を説明している。このマニピュレータ３６は、ミラー素子３８の裏面に設けられる上述の誘電体媒体４８、作用電極５０、測定電極５２、測定電極５２に接続された電気回路５４、及び、配線５６を介して作用電極５０に接続された電圧値が調整可能な電圧源５８を含む。誘電体媒体４８は、セラミック部品として一体的に形成されており、そこに作用電極５９が埋め込まれるか一体化されている。一体化された誘電体媒体４８は、連続した継ぎ目のないモノリシックな誘電体媒体であり、例えば、焼結により生成される。

別の言い方をすれば、作用電極５０は、一体化した誘電体媒体４８に一体的に配置されている。作用電極５０は、電極スタック５１の形態で誘電体媒体４８に含まれている。図示の実施形態では、電極スタック５１は、相互に重ねられた８つの板状の作用電極５０を含む。電極５０の間に配置された誘電体媒体４８の全領域は、誘電体媒体４８のアクティブボリューム（active volume）４８ａと称される。アクティブボリューム４８ａは、図６において白い領域として示されている。電極スタックの外側に配置された誘電体媒体４８の領域は、図６においてクロスハッチングされており、同様に非アクティブボリューム（inactive volume）４８ｂと称される。図示の実施形態では、非アクティブボリューム４８ｂは、アクティブボリューム４８を完全に取り囲んでいる。

作用電極５０の配線５６は、作用電極５０を電気的アース６０と調整可能な電圧源５８の一方の極に交互に接続し、電圧源の他方の極も同様にアース６０に接続される。このため、隣接する２つの作用電極５０の間に発生する電界も、同様に交互に変化する。誘電体媒体４８は本実施例では電歪材料であるので、電界による誘電体媒体４８の伸びは電界の方向に依存せず、すなわち、電極５０間に配置された誘電体媒体４８の層のｚ方向への伸びについて、その変化は同じ方向である。したがって、電圧源５８によって発生する制御電圧Ｕが印加されると、誘電体媒体４８のアクティブボリューム４８ａの長さの伸び量Δｚがz方向に変化する。この長さの伸びの変化の絶対値は、電圧源５８によって生成される制御電圧に依存し、実施形態によれば、この値は、制御電圧の値に比例する。

測定電極５２は、温度を測定する役割を果たし、本実施例では、白金、特にＰＴ１００又はＰＴ１０００で作られており、その結果、測定電極５２は、温度依存性の高い電気抵抗を有する。測定電極５２は誘電体媒体４８に配置され、非アクティブボリューム４８ｂにおいて、具体的にはミラー素子３８と最上部の作用電極５０との間で、誘電体媒体４８に埋め込まれ、その結果、当該測定電極は少なくとも上下から、すなわち２つの側面から誘電体媒体４８に囲まれ、さらに本実施例では完全に囲まれる。特に、測定電極は、非アクティブボリューム４８ｂの中央に配置することができる。いずれにしても、測定電極５２は、このように誘電体媒体４８に直接的に組み付けられた状態で配置される。これは、測定電極５２と誘電体媒体４８とが直接隣接していることを意味すると理解されるだろう。誘電体媒体４８と想定電極が直接的に組み付けられた配置とは別の実施形態では、測定電極５２をミラー要素３８に隣接する誘電体媒体４８の表面４９に印刷することもできる。

図６から明らかなように、測定電極５２は、断面図、すなわちｘ－ｚ平面において、線状になるように構成されている。図７は、測定電極５２の３つの異なる実施形態５２－１、５２－２、５２－３を、図６における断面Ａ－Ａ’に沿った平面図、すなわちｘ－ｙ平面で示す。測定電極５２－１と５２－３は、それぞれ、図７の左側の図と右側の図において、平面形状として構成されている。左側に示す実施形態５２－１では、縦と横の比率が約４：１の長方形であり、右側に示す実施形態５２－３では、縦と横の比率が約２．５：１の楕円形である。図７の中央に示す実施形態５２－２では、測定電極は、複数の屈曲部を有するワイヤの形態でライン状である。それゆえ、測定電極５２－２は、蛇行した形状を有する。ワイヤ状の設計の結果、測定電極５２－２は比較的高い抵抗値を有するので、抵抗測定に必要な電流強度を可能な限り低く抑えることができる。測定電極５２－１、５２－２、５２－３は、それぞれｘ－ｙ平面において１ｍｍ^２の面積を有しており、したがって、少なくともこの面積にわたって誘電体媒体４８と直接的に組み付けられて配置される。

図６による実施形態では、測定電極５２が接続される電気回路５４は、配線６２と抵抗測定器６４とを含む。抵抗測定器６４は、配線６２によって測定電極５２に互いに並列に接続される直流電源６６と電圧計６８とを含む。この配線６２は、測定電極５２の電気抵抗Ｒの４線式測定を実施するために使用される。この場合、直流電源６６によって、既知の電流強度が測定電極５２に印加される。測定電極５２にわたって生じる電圧降下は、高抵抗部で捕捉され、電圧計６８を使用して測定される。この配置では、線抵抗及び接続抵抗による測定誤りが回避される。

抵抗測定器６４によって把握された抵抗値７０は、評価器７２によって、実際の温度Ｔｉとも称される現在の温度値７４に変換される。そして、実際の温度Ｔｉは、作用電極６０に接続された電圧源５８を制御するための制御ユニット７６に伝達される。制御ユニット７６は、調整可能な電圧源５８に対して、電圧源５８によって生成される現在の電圧値Ｕ（参照符号７８）を指定するように構成される。この目的のために、ｚ方向におけるマニピュレータ３６の目標伸び値Δｚ_ｓ（参照符号８０）が、図１に示す制御信号４２の一部として制御ユニット７６に送信される。図示の実施形態では、電圧値７８を把握する際に、制御ユニット７６は、誘電体媒体４８のｚ方向への伸びに対する測定された実際の温度Ｔｉの影響を考慮し、それに応じて電圧源５８に送信される電圧値７８を調整する。さらなる実施形態によれば、制御ユニット７６は、代替的に又は追加的に、加熱装置又は冷却装置のための制御信号を生成するように構成することができ、これによって誘電体媒体４８の温度が調整又は一定に維持される。

図２及び図３のうちの１つによるマニピュレータ３６のさらなる実施形態が、図８に示される。図８による実施形態は、測定電極５２に接続された電気回路５４の構成においてのみ、図６による実施形態と異なっている。それは、４線式測定ではなく、２線式測定を実施するように設計されている。この目的のために、電気回路５４は、抵抗測定器６４として、様々な実施形態で利用可能な抵抗測定器を含む。後者の抵抗測定器は、測定電極５２に直接接続され、通常、直流電源を含み、例えばホイートストンブリッジをさらに含んでもよい。

図２及び図３のうちの１つによるマニピュレータ３６のさらなる実施形態が、図９に示される。図９による実施形態は、電気回路５４が、測定電極５２における抵抗の測定に加えて、測定電極５２と最上部の作用電極５０、すなわち測定電極５２のすぐ隣にある作用電極５０との間の複素インピーダンスΖ（参照符号８２）を測定するように構成されているという意味で、図６による実施形態と異なる。

電気回路５４は、抵抗測定とインピーダンス測定を切り替えるための２つのスイッチＳ１、Ｓ２（参照符号８４）を有する。スイッチＳ１が閉じられ、スイッチＳ２が開かれた場合、抵抗値を測定するために、図６による測定電極５２の配線６２となる。一方、スイッチＳ１が開かれ、スイッチＳ２が閉じられると、インピーダンス測定器８６が起動される。このスイッチング状態において、インピーダンス測定器８６の上部出力は、測定電極５２に接続される。最上部の作用電極５０と同様に、インピーダンス測定器８６の下側出力は、電気的アース６０に接続される。

インピーダンス測定器８６は、測定電極５２に交流電圧を印加するための交流電圧源８８と、電流計６９と、さらにオペアンプ９０、抵抗９２などの電気部品と、を含む。交流電圧源８８は、生成される交流電圧の振幅（［数１］で表される）（参照符号９４）を測定処理中に時間的に変化させるように構成される。インピーダンス測定器８６は、電流計６９で測定された電流強度に基づいて、異なる振幅９４に対するインピーダンス８２を把握し、当該把握したインピーダンスを評価器９６に送信する。評価器９６は、交流電圧の振幅９４と、測定電極５２と最上部の作用電極５０の間の誘電体媒体４８（非アクティブボリューム４８ｂ）の間の容量抵抗であって、インピーダンス８２の虚部から明らかになる容量抵抗との間の関数関係から、非アクティブボリューム４８ｂにおける誘電体媒体４８の現在の歪み状態Ｄｉ（参照符号９８）を把握する。すなわち、評価器９６は、インピーダンス８２の振幅９４に対する依存性から、歪み状態９８を判定する。

歪み状態９８は、抵抗測定装置６４によって把握された温度値７４に加えて、制御ユニット７６に送信される。電圧値７８を決定する際、制御ユニット７６は、図６による実施形態で既に処理された温度値７４に加え、歪み状態９８も考慮する。歪み状態９８を知ることにより、制御ユニット７６は、現在存在するマニピュレータの伸びについてより良い結論を導き出し、その結果、電圧値７８をより正確に把握することができ、電圧値７８に基づいて目標伸び値８０を高い精度で達成することができる。

図２及び図３のうちの１つによるマニピュレータ３６のさらなる実施形態が、図１０に示される。図１０による実施形態は、抵抗測定とインピーダンス測定とが抵抗／インピーダンス複合測定器８７において実施され、測定電極５２の一端が電気的アース６０に接続され、測定電極５２の他端が測定器８７に接続されているという意味で、図９による実施形態と異なっている。測定器８７は、図９による測定器８６と同様に、電流計６９と、インピーダンス８２を測定するための電気部品９０及び９２と、本実施形態では周波数が制御可能で、少なくとも低周波数ｆ_１と高周波数ｆ_２で動作可能な交流電圧源８８と、を含む。

現在の抵抗値７０を把握するために、交流電圧源８８は、例えば、約０Ｈｚから１００Ｈｚの値を有する低周波数ｆ_１で動作される。周波数ｆ_１は、電流計６９を用いて測定電極５２を通過する電流強度を測定することにより、測定電極５２の抵抗値７０を測定することができるほど低い周波数が選択される。図９による実施形態と同様に、測定された抵抗値は、評価器７２によって現在の温度値７４に変換され、制御ユニット７６に送信される。

インピーダンス８２を把握するために、交流電圧源８８は、例えば約１００Ｈｚから１ＭＨｚの値を有する高周波数ｆ_２で動作される。周波数ｆ_２の値は、図９によるインピーダンス測定器８６の動作モードに類似した方法で、測定電極５２と最上部の作用電極との間の複素インピーダンス８２を異なる交流電圧振幅９４について測定できるように選択される。それぞれの交流電圧振幅９４とそれによって測定されたインピーダンス８２は、図９による実施形態と同様に、評価器９６に送信され、評価器はそこから歪み状態９８を把握し、後者を制御ユニット７６に送信する。

図１１は、複数のマニピュレータ３６が互いに隣接した、すなわち一列に配置された、図２及び図３の１つによる適応光学素子３０－５の実施形態を示す。図面を簡略化するために、図１１では対応する適応光学素子３０－５のマニピュレータ３６のみが示されている。電気回路５４は、マニピュレータの測定電極５２を直列に接続し、測定電極５２のそれぞれに同じ電流強度を発生させる目的で、直列に接続された測定電極５２に接続された図６に示すタイプの直流電源６６を含む。さらに、図６に示すタイプの電圧計６８が、関係する測定電極５２にわたって生じる電圧降下を測定する目的で、測定電極５２の各々に接続されている。

図１２は、ＤＵＶ波長範囲での動作のために構成され、ビーム成形・照明システム１１６の形態の照明光学ユニットを含み、投影レンズ１２２を含む、投影露光装置１１０の概略図である。この場合、ＤＵＶは「深紫外線」を意味し、投影露光装置１１０によって利用される露光放射１１４の波長が１００ｎｍから２５０ｎｍの間であることを示す。ビーム成形・照明システム１１６と投影レンズ１２２は、真空ハウジング内に配置されてもよく、及び／又は、対応する駆動装置を有する機械室によって囲まれてもよい。

ＤＵＶ投影露光装置１１０は、ＤＵＶ露光放射源１１２を含む。例として、この目的のために、例えば約１９３ｎｍのＤＵＶ領域で露光放射１１４を発するＡｒＦエキシマレーザが提供されてもよい。

図１２に示されたビーム成形・照明システム１１６は、露光放射１１４をフォトマスク１１８に導く。フォトマスク１１８は、透過光学素子として具現化され、システム１１６及び１２２の外部に配置することができる。フォトマスク１１８は、投影レンズ１２２によって縮小画像がウエハー等の形態の基板１２４上に投影される構造を有する。基板１２４は、基板変位ステージ１２６に変位可能に取り付けられる。

投影レンズ１２２は、フォトマスク１１８の像を基板１２４上に投影するためのレンズ素子及び／又はミラーの形態の多数の光学素子１３０を有する。図示の実施形態では、光学素子１３０は、レンズ素子１３０－１、１３０－４、１３０－５と、ミラー１３０－３と、適応光学素子１３０－３として具現化されたさらなるミラーとを含む。この場合、投射レンズ１２２の個々のレンズ素子及び／又はミラーは、投影レンズ１２２の光軸１２３に対して対称に配置されてもよい。なお、ＤＵＶ投影露光装置１１０のレンズ要素及びミラーの数は、図示の数に限定されない。より多くの又はより少ないレンズ要素及び／又はミラーが提供されてもよい。さらに、ミラーは、ビーム成形のために、一般にその前面側で湾曲している。

最後のレンズ素子１３０－５と基板１２４との間の空隙は、屈折率＞１の液体媒体１３１によって置換されてもよい。液体媒体１３１は、例えば、高純度水であってもよい。このような態様は、液浸リソグラフィとも呼ばれ、フォトリソグラフィの解像度が向上する。媒体１３１は、浸液と呼ばれてもよい。

図１２に示す実施形態では、適応光学素子１３０－２として構成されたミラーは、局所的な形状欠陥を補正する目的で、そのミラー面１３２の形状を能動的に変更できるように具現化されている。したがって、そのミラー面は、アクティブ光学ミラー面１３２とも呼ばれる。この場合、適応光学素子１３０－２は、図１、２、３、１１を参照して上述した適応光学素子３０－５と同じように構成される。したがって、適応光学素子３０－５に関するこれまでの記述を、適応光学素子１３０－２の説明に援用することができる。

図１による投影露光装置１０と同様の方法で、適応光学素子１３０－２は、波面測定装置４４によって測定された投影レンズ１２２の波面偏差４６に基づいて制御装置４０によって把握される制御信号４２によって制御される。一般性を損なうことなく、図１２では１つのアクチュエータ装置のみを示しているが、好ましくは、複数のアクチュエータ装置が存在し、その各々が開ループ及び／又は閉ループ制御によって個別に制御可能であることが理解されよう。

例示的な実施形態、実施形態又は実施形態の変形例に関するこれまでの説明は、例示によるものであると理解されるべきである。それによってもたらされる開示は、第１に、当業者が本発明及びそれに関連する利点を理解することを可能にし、第２に、記載された構造及び方法の変更態様及び修正態様であって当業者が自明であると理解する態様を包含するものである。したがって、添付の特許請求の範囲における規定にしたがって本発明の範囲に入る限り、そのようなすべての変更態様及び修正態様、並びに、均等態様は、特許請求の範囲の保護によってカバーされることが意図されている。

参照符号の一覧
１０投影露光装置
１２露光放射源
１４露光放射
１６照明光学ユニット
１８フォトマスク
２０マスク変位ステージ
２２投影レンズ
２４基板
２６基板変位ステージ
２８露光ビーム経路
３０－１、３０－２、３０－３、３０－４、３０－６、３０－７、３０－８光学素子
３０－５適応光学素子
３２アクティブ光学面
３４支持素子
３６マニピュレータ
３８ミラー素子
４０制御装置
４２制御信号
４４波面測定装置
４６波面偏差
４８誘電体媒体
４８ａアクティブボリューム（Active volume）
４８ｂ非アクティブボリューム（Inactive volume）
４９表面
５０作用電極
５１電極スタック
５２測定電極
５４電気回路
５６作用電極の配線
５８調整可能な作用電極の電圧源
６０電気的アース
６２測定電極の配線
６４抵抗測定器
６６直流電源
６８電圧計
６９電流計
７０抵抗値
７２評価器
７４温度値
７６制御ユニット
７８電圧値
８０目標伸び値
８２インピーダンス
８４スイッチ
８６インピーダンス測定器
８７抵抗／インピーダンス複合測定器
８８交流電圧源
９０オペアンプ
９２抵抗器
９４交流電圧振幅
９６評価器
９８歪み状態
１１０投影露光装置
１１２露光放射源
１１４露光放射
１１６ビーム成形・照明システム
１１８フォトマスク
１２２投影レンズ
１２３光軸
１２４基板
１２６基板変位ステージ
１３０光学素子
１３０－１、１３０－４、１３０－５レンズ素子
１３０－２適応光学素子
１３０－３ミラー
１３１液体媒体
１３２アクティブ光学ミラー面

Claims

マイクロリソグラフィ用の適応光学素子であって、当該適応光学素子の光学面の形状を変化させるための少なくとも１つのマニピュレータを含み、当該マニピュレータは、
電界によって変形可能な誘電体媒体と、
前記誘電体媒体に電界を発生させるための作用電極と、
温度測定の役割を果たし、前記誘電体媒体に直接的に組み付けられた、温度依存性の抵抗を有する測定電極と、
を含む、適応光学素子。
前記測定電極は、少なくとも１ｍｍ^２の面積にわたって誘電体媒体に直接的に組み付けられている、請求項１に記載の適応光学素子。
前記測定電極は、直接的な組み付けにおいて、少なくとも２つの側面が前記誘電体媒体によって囲まれている、請求項１又は２に記載の適応光学素子。
前記測定電極は、前記誘電体媒体の表面に印刷されている、請求項１又は２に記載の適応光学素子。
前記測定電極は、複数の屈曲部を有するライン状である、請求項１から４のいずれか一項に記載の適応光学素子。
前記測定電極は、長さと幅の比が少なくとも２：１である平らな形状を有する、請求項１から４のいずれか一項に記載の適応光学素子。
前記作用電極は、少なくとも３つの電極からなるスタック構造であり、前記測定電極は、前記スタック構造の外側に配置される、請求項１から６のいずれか一項に記載の適応光学素子。
前記誘電体媒体は、一体的に形成されている、請求項１から７のいずれか一項に記載の適応光学素子。
電気回路をさらに含み、前記電気回路を用いて前記測定電極の電気抵抗が測定可能である、請求項１から８のいずれか一項に記載の適応光学素子。
前記電気回路は、さらに、前記測定電極と前記作用電極の１つとの間のインピーダンスを測定するように構成される、請求項９に記載の適応光学素子。
前記電気回路は、抵抗測定とインピーダンス測定とを切り替えるための少なくとも１つのスイッチを有する、請求項１０に記載の適応光学素子。
前記電気回路は、周波数制御可能な交流電圧源を含み、この交流電圧源は、低い交流電圧周波数で抵抗測定を、高い交流電圧周波数でインピーダンス測定を、それぞれ行うことができるように接続される、請求項１０に記載の適応光学素子。
前記測定電極の領域に配置され、インピーダンスの測定のために前記測定電極に印加される交流電圧の振幅に対するインピーダンスの依存性から前記誘電体媒体の歪み状態を判定する評価器をさらに含む、請求項１０から１２のいずれか一項に記載の適応光学素子。
前記マニピュレータのようなマニピュレータ（３６）を複数含み、それぞれが測定電極（５２）を有し、前記測定電極が直流電源（６６）に直列に接続されている、請求項９から１３のいずれか一項に記載の適応光学素子。
前記光学面（３２）は、ＥＵＶ放射を反射するように構成される、請求項１から１４のいずれか一項に記載の適応光学素子。
前記光学面（３２）は、ＤＵＶ放射を反射するように構成される、請求項１から１５のいずれか一項に記載の適応光学素子。
請求項１から１６のいずれか一項に記載の適応光学素子（３０－５；１３０－２）を少なくとも１つ含む、マイクロリソグラフィ投影露光装置（１０；１１０）。