JP5498385B2 - マイクロリソグラフィ用の投影対物系 - Google Patents
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Description
一般的に、投影対物系の光学系は、各々が、例えば、レンズ又はミラーのような複数の光学要素を含むいくつかの光学アセンブリを含む。文献U.S.2003/0021040A1には、反射屈折投影光学系の例が説明されている。上記文献の開示内容は、本明細書に引用によって組み込まれている。
この平面における反射、特に全反射を回避するために、最後の像向き光学要素と基板の間に液浸液が設けられる。
光学系内の光学要素2の位置は、平坦面2aが視野の近くに配置され、それに対して凸面2bが瞳の近くにあると見なす必要があるように説明することができる。この光学系では、両方の面が瞳に近くない光学要素は、ウェーハの最も近くには設けられない。
平凸レンズが時間と共に液浸液によって影響を受けることは、光学系を終端させる平凸レンズを含む従来技術の液浸光学系の欠点である。特に、例えば、基板面、光塗料などによって引き起こされる汚染物質がレンズ上に堆積され、それによって光学要素の結像品質及び耐用年数が悪化する。
投影対物系の耐用年数を利用するために、末端光学要素を取り替えることは、1つの選択肢である。しかし、平凸レンズを取り替えるのは困難であり、特に、それが高価な材料で作られている場合は比較的高い経費を要する。この理由から、結像の品質が劣化した時に取り替えることができるように、容易に交換可能な平面プレートをウェーハに近い末端光学要素として導入することが提案されている。
従来技術の液浸リソグラフィ対物系及び技術は、WO2006/128613A1、JP2004/246343A1、US2004/0001190A1、JP2005/086148A、並びにEP1768171A1に見ることができる。
本発明によるマイクロリソグラフィのための投影対物系は、物体平面と像平面の間に配置された光学要素を有する少なくとも1つの光学アセンブリを含み、この光学アセンブリは、像平面の近くに配置された少なくとも1つの光学末端要素を含む。光学末端要素の像向き面上には、第1の液浸液が配置され、光学末端要素の物体向き面上には、第2の液浸液が配置される。液浸液は、等しい組成又は異なる組成を含むことができる。物体向き面は、末端要素内への結像光の入射のための第1の面部分を含む。像向き面は、末端要素からの結像光の出射のための第2の面部分を含む。本発明によると、光学末端要素は、末端要素を通じた干渉放射線及び/又は散乱放射線の通過を阻止するための手段を含む。
結像光が光学系から出射する時のこの光の反射、特に全反射を阻止するために、光学末端要素の像向き面と基板の間には液浸液が導入される。本発明では、液浸液は、末端要素の前の光学要素、特に平凸レンズと末端要素の間にも導入される。このようにして、平凸レンズと光学系の像平面に最も近い光学要素(末端要素)との間の結像放射線の問題のない通過も容易になる。
第1の液浸液と第2の液浸液は、同じ組成又は異なる組成を有することができる。
複屈折材料は、特に、光学アセンブリの複屈折効果を最小にするように構成される。一般的に、末端要素の前に設けられる平凸レンズ、並びに末端要素は、複屈折結晶性材料で作られる。この要素の結晶軸は、複屈折効果が低減し、特に最小にされるように相対的に構成される。
液浸液を両側にしてその中に立つ平面プレートを設けることは、ウェーハの最も近くに配置された要素(末端要素)を交換する時に、材料節約を達成することができるという特別な利点を有する。
更に、投影対物系の耐用年数中に、第1及び/又は第2の液浸液の組成を変更し、すなわち、その屈折率を変更するために、交換の必要性が発生する場合がある。上述のことから生じることになる結像品質の劣化は、末端要素の取り替えによって補償することができる。すなわち、末端要素の厚みは、変更された屈折率に適応させることが必要である場合がある。
平凸レンズ及び平面プレートが複屈折結晶性材料で作られる場合には、2つの要素の結晶軸の相対的なアラインメントは、二重屈折の効果が最小にされるように選択することができる(クロッキング)。
両側が浸漬される平面プレートを用いる別の利点は、結像品質が最適化されるように平面プレートの両側の液浸液の温度及び/又は圧力を別々に制御することから成る。特に、平凸レンズの材料の屈折率及び/又は材料の屈折率、及び/又は第1及び第2の液浸液の屈折率の変動も補償することができる。これらの屈折率変化の理由は、対物系間の変動及び/又は温度効果とすることができる。
好ましい実施形態では、光学末端要素は、平面プレートを担体上に装着するために少なくとも1つの担体を含む。担体は、例えば、外側から平面プレートを固定するホルダ/固定具、又は平面プレートが担体の上側に装着される担体などとすることができる。
特に、結像光の入射のための第1の面部分、及び/又は結像光の出射のための第2の面部分は、結像放射線のビーム束のフットプリントによって判断される。
好ましい実施形態では、平面プレートは、矩形の物体向き面及び/又は像向き面を含む。長さa対幅b(a>b)の比は、特に2と10の間の値を含む。
別の好ましい実施形態では、光学末端要素は、干渉又は散乱放射線に対して不透過性を有する遮蔽体を少なくとも含み、例えば、光学末端要素を通じた散乱光の通過を阻止するための少なくとも1つの絞りを末端要素内に設けることができる。絞りは、担体自体によって形成することができる。しかし、絞り又は遮蔽体は、担体、特に平面プレートのコーティング/黒染によって設けることができる。
担体は、ホルダ、特に平面プレートの外側壁を固定又は枠に嵌めるホルダとすることができる。
すなわち、平面プレートは、投影対物系の光軸に対して離心したものとすることができる。
このようにして、有利な特性を有する液浸液をそれぞれの目的に用いることができる。例えば、低い吸収率は、平凸レンズと平面プレートの間に配置された液浸層の重要な特性を成すものとすることができる(多くの場合に、高屈折液体は、水よりも高い吸収率を有する)。一方、平面プレートと基板の間に配置された液浸層では、低い粘性を有利なものとすることができる。
末端要素は、特に、投影対物系において交換可能及び/又は取外し可能に配置される。
以上の特徴の各々に対して、個々にかつ全ての考え得る組合せで特許保護を請求するものとする。
本発明の更に別の特徴及び利点は、添付図面と共に特定的な実施形態の説明を参照することによって明らかになる。
レンズ2の平面側2aの部分には、境界面における露光放射線の全反射を防止するために、面2aと露光される基板(示していない)の間の介在空間を充填する液浸液3が直接設けられる。
しかし、液浸液3は、レンズ2の平坦面2aを侵食するか又は液浸液内に含まれる汚染物質によって汚染し、それによって時間と共に結像品質が劣化する。
しかし、図3に例示しているウェーハに最も近いレンズ2の平坦面2aのフットプリントは、少なくとも2つの非重ね合わせビーム束5’も含む。すなわち、レンズ2の平坦面は、視野の近くに配置される。更に、図3は、通過して像に向けて構成される全てのビーム束5’によって形成されるレンズ2の出射部分が、液浸対物系の光軸8に対して非常に離心して配置されることを示している。
アセンブリ11の最後の像向き光学要素として、平面プレートを含む光学末端要素17が設けられる。レンズ12の平坦面12aと光学末端要素17の平面プレートとの間、すなわち、平面プレートの物体向き面、更に、末端要素17の平面プレートの像向き側にも、それぞれの液浸液13b又は13aが設けられる。すなわち、平面プレートは、両側で液浸液13a及び13bそれぞれと接触状態にある。
この構成により、像側の液浸液13aの汚染が平凸レンズ12に悪影響を及ぼさないことが保証される。末端要素17又は末端要素17の平面プレート19の結像特性が汚染又は他の悪影響によって不十分になるや否や、これらのものを取り替えることが容易に可能である。
図6は、末端要素17の平面プレートのウェーハ向き平坦面17a上のフットプリントを示している。ビーム束15’は重ね合わない。すなわち、プレートの像向き平坦面17aも、同じく光学系内で依然として視野の近くに配置される。更に、ビーム束15’は、末端要素17と本発明による投影対物系の光軸16’との交差点に対して非常に離心する。
辺a及びb(a>b)の長さの詳細18は、到着ビーム束の境界線によって定められる。出射ビーム束15’も限界線18に配置される。本発明によると、末端要素17には、区画18の大きさを有する面及び幾何学形状、すなわち、辺長a及びbを有する面を実質的に含む平面プレートが設けられる。比V=a/bは、2と10の間の範囲にあり、これは、平面プレートが矩形面から成ることを意味する。平面プレートは、結像光が通過することになる部分18内でのみ結像放射線に対して透過性を有し、及び/又はこの部分18にわたって延びるように光学系に配置及び固定される。
従って、平面プレート19を回転対称でかつ光軸に対して中心を定めるように構成及び固定する必要はない。境界線18によって囲まれた平面プレートの部分しか光学構成要素として製造する必要はない。これは、材料の節約につながり、末端要素17のより単純な加工を容易にする。
光学要素17の円形の黒塗り部分は、光学要素17の前に配置された平凸レンズ12の平坦面の自由直径にほぼ対応する。
平面プレート19は、長さa及び幅bを含む。像光が照射する面は、入射結像放射線のフットプリントによって定められる部分18に対応する。
この実施形態の利点は、光学要素19のウェーハに向く面が、像向き部分全体において実質的に平面であり、すなわち、像向き側で外乱のない液浸液13aの流れを容易にすることである。
本発明を用いると、マイクロリソグラフィ投影対物系の結像品質は、実質的に改善される。ウェーハに最も近い要素が汚染された時には、この要素は、単純な方式で多大な経費なしに取り替えることができる。更に、像平面の最も近くに配置された末端要素の構造及び構成により、基板上への散乱放射線の照射が実質的に阻止される。
12 平凸レンズ
13b,13a 液浸液
14 開口
17 光学末端要素
Claims (25)
- マイクロリソグラフィのための投影対物系であって、
物体平面と像平面の間に配置された光学要素を含む少なくとも1つの光学アセンブリ(11)、
を含み、
前記光学アセンブリ(11)は、前記像平面の近くに配置された少なくとも1つの光学末端要素(17)を含み、
第1の液浸液(13a)が、前記光学末端要素(17)の像向き面(17a)上に配置され、第2の液浸液(13b)が、隣接する光学要素の平面と該光学末端要素(17)の物体向き面(17b)との間に配置され、
前記物体向き面(17b)は、前記末端要素(17)内への結像光の入射のための第1の面部分(18)を含み、前記像向き面(17a)は、該末端要素(17)からの該結像光の出射のための第2の面部分(22)を含み、
前記光学末端要素(17)は、該末端要素(17)を通る干渉反射及び/又は散乱放射線の通過を阻止してコントラストの損失を防止するための手段を含み、
前記干渉反射及び/又は散乱放射線の通過を阻止するための手段は、該末端要素(17)を通る散乱放射線の通過を阻止する少なくとも1つの開口部を画定する遮蔽体を含み、
前記末端要素(17)は、少なくとも1つの平面プレート(19)を含み、
前記光学末端要素(17)は、前記平面プレート(19)を支持体(20)に装着するための少なくとも1つの支持体(20)を含み、
前記支持体(20)は、干渉反射及び/又は散乱放射線を遮蔽するためのホルダとして構成され、
前記ホルダは、前記第2の面部分の大きさ及び/又は幾何学形状に実質的に対応する少なくとも1つの開口部を含む、
ことを特徴とする投影対物系。 - 前記光学末端要素(17)は、複屈折材料を含むことを特徴とする請求項1に記載のマイクロリソグラフィのための投影対物系。
- マイクロリソグラフィのための投影対物系であって、
物体平面と像平面の間に配置された光学要素を含む少なくとも1つの光学アセンブリ(11)、
を含み、
前記光学アセンブリ(11)は、前記像平面の近くに配置された少なくとも1つの光学末端要素(17)を含み、
第1の液浸液(13a)が、前記光学末端要素(17)の像向き面(17a)上に配置され、第2の液浸液(13b)が、隣接する光学要素の平面と該光学末端要素(17)の物体向き面(17b)との間に配置され、
前記物体向き面(17b)は、前記末端要素(17)内への結像光の入射のための第1の面部分(18)を含み、前記像向き面(17a)は、該末端要素(17)からの該結像光の出射のための第2の面部分(22)を含み、
前記光学末端要素(17)は、複屈折材料を含み、
前記末端要素(17)は、少なくとも1つの平面プレート(19)を含み、
前記光学末端要素(17)は、前記平面プレート(19)を支持体(20)に装着するための少なくとも1つの支持体(20)を含み、
前記支持体(20)は、干渉反射及び/又は散乱放射線を遮蔽するためのホルダとして構成され、
前記ホルダは、前記第2の面部分の大きさ及び/又は幾何学形状に実質的に対応する少なくとも1つの開口部を含む、
ことを特徴とする投影対物系。 - 前記複屈折材料の光軸が、前記光学アセンブリ(11)の複屈折効果が最小になるように整列することを特徴とする請求項2又は請求項3に記載の投影対物系。
- 前記第1の液浸液(13a)及び/又は前記第2の液浸液(13b)の温度及び/又は圧力を検出及び/又は制御するための手段を含むことを特徴とする請求項1に記載のマイクロリソグラフィのための投影対物系。
- マイクロリソグラフィのための投影対物系であって、
物体平面と像平面の間に配置された光学要素を含む少なくとも1つの光学アセンブリ(11)、
を含み、
前記光学アセンブリ(11)は、前記像平面の近くに配置された少なくとも1つの光学末端要素(17)を含み、
第1の液浸液(13a)が、前記光学末端要素(17)の像向き面(17a)上に配置され、第2の液浸液(13b)が、隣接する光学要素の平面と該光学末端要素(17)の物体向き面(17b)との間に配置され、
前記物体向き面(17b)は、前記末端要素(17)内への結像光の入射のための第1の面部分(18)を含み、前記像向き面(17a)は、該末端要素(17)からの該結像光の出射のための第2の面部分(22)を含み、
投影対物系が、前記第1の液浸液(13a)の温度及び/又は圧力を検出及び/又は制御するための手段を含み、
前記干渉反射及び/又は散乱放射線の通過を阻止するための手段は、該末端要素(17)を通る散乱放射線の通過を阻止する少なくとも1つの開口部を画定する遮蔽体を含み、
前記末端要素(17)は、少なくとも1つの平面プレート(19)を含み、
前記光学末端要素(17)は、前記平面プレート(19)を支持体(20)に装着するための少なくとも1つの支持体(20)を含み、
前記支持体(20)は、干渉反射及び/又は散乱放射線を遮蔽するためのホルダとして構成され、
前記ホルダは、前記第2の面部分の大きさ及び/又は幾何学形状に実質的に対応する少なくとも1つの開口部を含む、
ことを特徴とする投影対物系。 - マイクロリソグラフィのための投影対物系であって、
物体平面と像平面の間に配置された光学要素を含む少なくとも1つの光学アセンブリ(11)、
を含み、
前記光学アセンブリ(11)は、前記像平面の近くに配置された少なくとも1つの光学末端要素(17)を含み、
第1の液浸液(13a)が、前記光学末端要素(17)の像向き面(17a)上に配置され、第2の液浸液(13b)が、隣接する光学要素の平面と該光学末端要素(17)の物体向き面(17b)との間に配置され、
前記物体向き面(17b)は、前記末端要素(17)内への結像光の入射のための第1の面部分(18)を含み、前記像向き面(17a)は、該末端要素(17)からの該結像光の出射のための第2の面部分(22)を含み、
投影対物系が、前記第2の液浸液(13b)の温度及び/又は圧力を検出及び/又は制御するための手段を含み、
前記干渉反射及び/又は散乱放射線の通過を阻止するための手段は、該末端要素(17)を通る散乱放射線の通過を阻止する少なくとも1つの開口部を画定する遮蔽体を含み、
前記末端要素(17)は、少なくとも1つの平面プレート(19)を含み、
前記光学末端要素(17)は、前記平面プレート(19)を支持体(20)に装着するための少なくとも1つの支持体(20)を含み、
前記支持体(20)は、干渉反射及び/又は散乱放射線を遮蔽するためのホルダとして構成され、
前記ホルダは、前記第2の面部分の大きさ及び/又は幾何学形状に実質的に対応する少なくとも1つの開口部を含む、
ことを特徴とする投影対物系。 - 前記第1の液浸液(13a)内及び/又は前記第2の液浸液(13b)内の前記圧力及び/又は前記温度を測定するための少なくとも1つの測定デバイスを含むことを特徴とする請求項5から請求項7のいずれか1項に記載の投影対物系。
- 前記第1の液浸液(13a)及び/又は前記第2の液浸液(13b)の前記温度及び/又は前記圧力を変更するための手段を含むことを特徴とする請求項1から請求項8のいずれか1項に記載の投影対物系。
- 前記結像光の入射のための前記末端要素(17)の前記第1の面部分(18)、並びに該結像光の出射のための該末端要素(17)の前記第2の面部分(22)は、ビーム経路において瞳の近くに配置されないことを特徴とする請求項1から請求項9のいずれか1項に記載の投影対物系。
- 前記末端要素(17)は、前記像平面の最も近くに配置された前記光学アセンブリ(11)の、特に、投影対物系全体の光学要素であることを特徴とする請求項1から請求項9のいずれか1項に記載の投影対物系。
- 前記結像光の前記入射のための前記第1の面部分(18)及び/又は該結像光の前記出射のための前記第2の面部分(22)は、それぞれ、前記末端要素(17)のそれぞれの面上への投影対物系の該結像放射線のビーム束のフットプリントによって形成されることを特徴とする請求項1から請求項11のいずれか1項に記載の投影対物系。
- 前記平面プレート(19)は、実質的に前記結像光の前記入射のための前記第1の面部分(18)の大きさ及び/又は幾何学形状を含むことを特徴とする請求項1から請求項12のいずれか1項に記載の投影対物系。
- 前記平面プレート(19)は、実質的に矩形の物体向き面及び/又は矩形の像向き面を含むことを特徴とする請求項1から請求項13のいずれか1項に記載の投影対物系。
- 前記光学末端要素(17)は、少なくとも前記干渉反射又は前記散乱放射線に対して不透過性である遮蔽体を含むことを特徴とする請求項1から請求項14のいずれか1項に記載の投影対物系。
- 前記支持体(20)は、前記平面プレート(19)の外縁を固定するホルダとして構成されることを特徴とする請求項1から請求項15のいずれか1項に記載の投影対物系。
- 前記平面プレート(19)の前記像向き面は、コーティング(24)を含み、これは、前記干渉反射及び/又は散乱放射線に対して不透過性であり、かつ干渉反射又は散乱放射線の出射に対して前記第2の面部分(22)の外側である該像向き面の部分を実質的に遮蔽することを特徴とする請求項1から請求項16のいずれか1項に記載の投影対物系。
- 前記平面プレート(19)は、少なくとも1つのコーティング(23)を含み、これは、干渉反射及び/又は散乱放射線に対して不透過性であり、かつ系の光軸に対して実質的に平行に構成された該平面プレート(19)の外側面上に配置されることを特徴とする請求項1から請求項17のいずれか1項に記載の投影対物系。
- 前記第1の面部分(18)及び/又は前記第2の面部分(22)は、投影対物系の光軸(16)に対して離心して配置されることを特徴とする請求項1から請求項18のいずれか1項に記載の投影対物系。
- 前記平面プレート(19)は、投影対物系の光軸(16)に対して離心して配置されることを特徴とする請求項1から請求項19のいずれか1項に記載の投影対物系。
- 前記第1の液浸液(13a)及び前記第2の液浸液(13b)は、異なる組成を含むことを特徴とする請求項1から請求項20のいずれか1項に記載の投影対物系。
- マイクロリソグラフィのための投影対物系であって、
物体平面と像平面の間に配置された光学要素を含む少なくとも1つの光学アセンブリ(11)、
を含み、
前記光学アセンブリ(11)は、前記像平面の近くに配置された少なくとも1つの光学末端要素(17)を含み、
第1の液浸液(13a)が、前記光学末端要素(17)の像向き面(17a)上に配置され、第2の液浸液(13b)が、隣接する光学要素の平面と該光学末端要素(17)の物体向き面(17b)との間に配置され、
前記物体向き面(17b)は、前記末端要素(17)内への結像光の入射のための第1の面部分(18)を含み、前記像向き面(17a)は、該末端要素(17)からの該結像光の出射のための第2の面部分(22)を含み、
前記第1の液浸液(13a)及び前記第2の液浸液(13b)は、異なる組成を含み、前記干渉反射及び/又は散乱放射線の通過を阻止するための手段は、該末端要素(17)を通る散乱放射線の通過を阻止する少なくとも1つの開口部を画定する遮蔽体を含み、
前記末端要素(17)は、少なくとも1つの平面プレート(19)を含み、
前記光学末端要素(17)は、前記平面プレート(19)を支持体(20)に装着するための少なくとも1つの支持体(20)を含み、
前記支持体(20)は、干渉反射及び/又は散乱放射線を遮蔽するためのホルダとして構成され、
前記ホルダは、前記第2の面部分の大きさ及び/又は幾何学形状に実質的に対応する少なくとも1つの開口部を含む、
ことを特徴とする投影対物系。 - 前記第2の液浸液(13b)は、前記光学末端要素(17)のところで最大で2mm、特に最大で1mm、好ましくは特に最大で0.5mmの厚みを有する層として構成されることを特徴とする請求項1から請求項22のいずれか1項に記載の投影対物系。
- 前記末端要素(17)は、投影対物系のところに配置され、かつそれは、交換可能及び/又は取外し可能であることを特徴とする請求項1から請求項23のいずれか1項に記載の投影対物系。
- 干渉反射及び/又は散乱放射線の前記通過を阻止するための前記手段は、遮蔽体を含むことを特徴とする請求項1から請求項24のいずれか1項に記載の投影対物系。
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