JP5863974B2 - マイクロリソグラフィ投影露光装置の投影対物レンズ - Google Patents
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Description
用語「光」は、任意の電磁放射線、特に可視光、UV光、DUV光、及びVUV光を示す。
図1は、本発明による投影露光装置10の高度に単純化した斜視図である。装置10は、投影光を発生させる照明系12を備える。投影光は、微細構造19のパターン18を含むマスク16上の視野14を照明する。この実施形態では、照明視野14は矩形の形状を有する。しかしながら、照明視野14の他の形状、例えばリングセグメントも考えられる。
投影対物レンズ20は、波面誤差を補正する補正デバイス42を含む。補正デバイス42は、第1瞳平面36に配置され、片側に第1光学面46及び反対側に第2光学面を有する屈折光学素子44を含み、マスク16が感光面22に結像される際に投影光がこれを通過する。屈折光学素子44は、2つの光学面46、48間に延びる周囲リム面50を有する。この実施形態では、屈折光学素子44の光学面46、48は平面状で相互に平行であり、リム面50は円筒形である。したがって、屈折光学素子44は、平面ディスクの形状を有する。
第1ステップにおいて、補正デバイス42を用いて補正すべき波面誤差をシミュレーション及び/又は測定により求めなければならない。測定は、干渉波面測定デバイスを用いた、投影対物レンズ30の像平面30に形成された空中像の検出を伴い得る。理想波面からの測定波面のずれは、補正対象の波面誤差と考えられる。
以下において、さまざまな代替的な実施形態を図5〜図10を参照して説明する。
図11は、空間光変調器がポリゴンミラー88の一部である反射面86を備えている補正デバイス42の実施形態を示す。ポリゴンミラー88は、反射面86の空間的向きを連続的に変えることができるようドライバ92を用いて回転軸90を中心に回転させることができる。例えばレーザダイオードにより形成された光源LSが放出し得る第1加熱光ビームHLB1を反射面86へ指向させる場合、第1加熱光ビームHLB1を屈折光学素子44のリム面50の種々の部分に種々の角度で指向させることが可能である。したがって、この実施形態では、複数の加熱光ビームを同時にではなく一種のスキャナ機構を使用して順次発生させる。
以下の文は、本発明のいくつかの他の重要な態様を要約したものである。
a)マスク(16)が感光面(22)に結像される際に投影光が通過する2つの反対光学面(46、48)と2つの光学面(46、48)間に延びる円周リム面(50)とを有する屈折光学素子(44)と、
b)リム面に入射するように加熱光を放出するよう構成した光源(101、102)と
を備え、
屈折光学素子(44)及び光源(101、102)により囲まれた体積に、液体、固体、又は液体及び固体の混合物である光学媒質(104)が充填される投影対物レンズ。
a)マスク(16)が感光面(22)に結像される際に投影光が通過する2つの反対光学面(46、48)と2つの光学面(46、48)間に延びる円周リム面(50)とを有する屈折光学素子(44)と、
b)リム面に入射するように加熱光を放出するよう構成した光源と
を備え、リム面(50)のうち加熱光が入射する部分が、少なくとも1方向に沿って屈折力を有するフレネルレンズ(124)として形成される投影対物レンズ。
a)マスク(16)が感光面(22)に結像される際に投影光が通過する2つの反対光学面(46、48)と2つの光学面(46、48)間に延びる円周リム面(50)とを有する屈折光学素子(44)と、
b)加熱光を放出するよう構成した光源と
を備え、屈折光学素子は、加熱光が屈折光学素子に垂直に入るように光源が配置されるボア(120、122)、孔、又は凹部を有する投影対物レンズ。
a)マスク(16)が感光面(22)に結像される際に投影光が通過する2つの反対光学面(46、48)と2つの光学面(46、48)間に延びる円周リム面(50)とを有する屈折光学素子(44)と、
b)加熱光を放出するよう構成した光源と、
c)光源が発生させた加熱光をリム面の種々の部分へ指向させるよう構成した空間光変調器(74;80;88)と
を備える投影対物レンズ。
a)マスク(16)が感光面(22)に結像される際に投影光が通過する2つの反対光学面(46、48)と2つの光学面(46、48)間に延びる円周リム面(50)とを有する屈折光学素子(44)と、
b)加熱光(HLB1、HBL2、HLB3)を放出するよう構成した光源(54)と、
c)加熱光をリム面(50)の一部へ指向させる光学系(OS1、OS2)と、
d)屈折光学素子(44)を横断した加熱光の少なくとも70%を、屈折光学素子を再度横断するよう反射する反射面(66)と
を備える投影対物レンズ。
Claims (32)
- マイクロリソグラフィ投影露光装置の投影対物レンズ(20)であって、投影光を使用してマスク(16)を感光面(22)に結像するよう構成され、且つ波面補正デバイス(42)を備え、該波面補正デバイス(42)は、
a)前記マスク(16)が前記感光面(22)に結像される際に投影光が通過する2つの反対光学面(46、48)と該2つの光学面(46、48)間に延びる円周リム面(50)とを有する屈折光学素子(44;44a、44b)と、
b)第1加熱光(HL1)の少なくとも一部が前記屈折光学素子(44;44a、44b)に入るように前記第1加熱光(HL1)を前記リム面(50)の第1部分へ指向させるよう構成した第1光学系(OS1)と、
c)第2加熱光(HL2)の少なくとも一部が前記屈折光学素子(44;44a、44b)に入るように前記第2加熱光(HL2)を前記リム面(50)の前記第1部分とは異なる第2部分へ指向させるよう構成した第2光学系(OS2)と
を備え、前記第1加熱光(HL1)及び前記第2加熱光(HL2)の部分的吸収が引き起こす温度分布が、波面誤差を変化させる、特に少なくとも部分的に補正する前記屈折光学素子(44;44a、44b)内の屈折率分布をもたらし、
少なくとも前記第1光学系(OS1)は、焦点領域(56)から出る前記第1加熱光が前記リム面(50)の前記第1部分に入射するように前記焦点領域(56)に前記第1加熱光を集束させるよう構成した集束光学素子(55)を備え、
前記第1加熱光(HL1)及び前記第2加熱光(HL2)は、前記屈折光学素子において前記投影光よりも強く吸収され、
前記第1加熱光(HL1)及び前記第2加熱光(HL2)は、2.0μm〜2.3μm又は2.6μm〜2.8μmの中心波長を有し、前記投影光は、150nm〜500nmの中心波長を有する、投影対物レンズ。 - 請求項1に記載の投影対物レンズにおいて、少なくとも前記第1光学系は、前記焦点領域が位置決めされる開口を有するブラインド(58)を備える投影対物レンズ。
- 請求項1又は2に記載の投影対物レンズにおいて、少なくとも前記第1加熱光(HL1)は、前記屈折光学素子(44;44a、44b)に入った後にコリメート光として前記屈折光学素子(44)を伝播する投影対物レンズ。
- 請求項1〜3のいずれか1項に記載の投影対物レンズにおいて、前記リム面(50)は円筒形又は円錐形である投影対物レンズ。
- 請求項1〜4のいずれか1項に記載の投影対物レンズにおいて、前記リム面(50)の少なくとも前記第1部分は、前記第1部分と交わり且つ前記屈折光学素子(44)が配置される位置における前記投影対物レンズ(20)の光軸(OA)を含む平面で湾曲している投影対物レンズ。
- 請求項1〜5のいずれか1項に記載の投影対物レンズにおいて、前記波面補正デバイス(42)は、加熱光を放出するよう構成した光源(LS)と、該光源が放出した前記加熱光を前記第1加熱光(HL1)及び前記第2加熱光(HL2)に分割するビームスプリッタ(72)とを備える投影対物レンズ。
- 請求項1〜5のいずれか1項に記載の投影対物レンズにおいて、前記第1光学系は、前記第1加熱光を発生させるよう構成した単一の第1光源を備え、前記第2光学系は、前記第2加熱光を発生させるよう構成した単一の第2光源を備える投影対物レンズ。
- 請求項6又は7に記載の投影対物レンズにおいて、少なくとも前記第1光学系(OS1)は、複数の第1加熱光ビーム(HLB1)を発生させてその強度を個別に変えることができるように空間分解的に前記第1加熱光(HL1)の強度を変えるよう構成した空間光変調器(74;80)を備える投影対物レンズ。
- 請求項8に記載の投影対物レンズにおいて、前記空間光変調器は、ビーム偏向素子(76)のアレイ(74)を備え、各ビーム偏向素子は、入射する第1加熱光(HL1)を制御信号に応じて可変である偏向角で偏向させるよう構成される投影対物レンズ。
- 請求項8又は9に記載の投影対物レンズにおいて、前記空間光変調器は、制御信号に応じてサイズ及び/又は透過率を個別に変えることができる複数の開口(82)を有する可変ブラインド(80)を含む投影対物レンズ。
- 請求項1〜5のいずれか1項に記載の投影対物レンズにおいて、前記第1光学系は、それぞれが第1加熱光ビーム(HLB1)を発生させるよう構成した複数の第1光源(62)を備える投影対物レンズ。
- 請求項11に記載の投影対物レンズにおいて、少なくとも1つの第1光源(62)は、個別に変えることができる強度を有するLEDである投影対物レンズ。
- 請求項11又は12に記載の投影対物レンズにおいて、少なくとも1つの第1光源はレーザダイオードであり、前記第1光学系は、前記第1加熱光ビームの強度を個別に変えるよう構成した光変調器を備える投影対物レンズ。
- 請求項1〜13のいずれか1項に記載の投影対物レンズにおいて、少なくとも前記第1光学系は、前記屈折光学素子を横断した加熱光の少なくとも70%を、前記屈折光学素子を再度横断するよう反射する反射面(66)を備える投影対物レンズ。
- 請求項14に記載の投影対物レンズにおいて、前記反射面(66)は、反射光の方向が入射光の方向とは異なるよう配置される投影対物レンズ。
- 請求項15に記載の投影対物レンズにおいて、反射光の方向は、入射光の方向とは0.05°〜5°の角度だけ異なる投影対物レンズ。
- 請求項14〜16のいずれか1項に記載の投影対物レンズにおいて、前記反射面は、前記リム面に施した多層コーティングにより形成される投影対物レンズ。
- 請求項14〜17のいずれか1項に記載の投影対物レンズにおいて、前記反射面(66)は、前記屈折光学素子(44)から離れて配置した基板に施した多層コーティングにより形成される投影対物レンズ。
- 請求項1〜18のいずれか1項に記載の投影対物レンズにおいて、前記第1光学系は、前記集束光学素子(55)が前記屈折光学素子(44)の前記リム面(50)の完全に上又は完全に下に配置されるように前記第1加熱光を偏向させるよう構成したビーム偏向素子(98)を備える投影対物レンズ。
- 請求項1〜19のいずれか1項に記載の投影対物レンズにおいて、前記屈折光学素子(44)が配置される位置における前記投影対物レンズ(20)の光軸(OA)に対して垂直な平面で、前記集束素子(55)及び前記屈折光学素子(44)は正レンズの光学的効果を有する投影対物レンズ。
- 請求項20に記載の投影対物レンズにおいて、前記集束素子(55)の体積は、前記屈折光学素子(44)の体積の多くとも1/100、好ましくは多くとも1/300である投影対物レンズ。
- 請求項1〜21のいずれか1項に記載の投影対物レンズにおいて、前記第1加熱光(HL1)は第1平面を伝播し、前記第2加熱光(HL2)は第2平面を伝播し、前記第1平面及び前記第2平面は相互に同一又は平行である投影対物レンズ。
- 請求項1〜22のいずれか1項に記載の投影対物レンズにおいて、前記焦点領域は焦点又は焦線(56)である投影対物レンズ。
- 請求項1〜23のいずれか1項に記載の投影対物レンズにおいて、前記集束素子(55)は、1方向のみに沿って集束力を有する投影対物レンズ。
- 請求項24に記載の投影対物レンズにおいて、前記集束素子(55)はシリンドリカルレンズである投影対物レンズ。
- 請求項1〜25のいずれか1項に記載の投影対物レンズにおいて、前記屈折光学素子(44;44a、44b)は、50ppm〜500ppmの濃度を有するOH分子を含有する光学ガラスを含む投影対物レンズ。
- 請求項26に記載の投影対物レンズにおいて、前記光学ガラスは、90ppm〜150ppmの濃度を有するOH分子を含有する投影対物レンズ。
- 請求項26又は27に記載の投影対物レンズにおいて、前記第1加熱光及び前記第2加熱光は同じ中心波長を有する投影対物レンズ。
- 請求項8〜10又は11〜13のいずれか1項に記載の投影対物レンズにおいて、前記第1光学系(OS1)は、前記第1加熱光ビーム(HLB1)が前記屈折光学素子(44)を離れた後にそれらの放射照度変化を測定するよう構成した第1光検出器(140)を備え、前記第2光学系(OS2)は、前記第2加熱光ビーム(HLB2)が前記屈折光学素子(44)を離れた後にそれらの放射照度変化を測定するよう構成した第2光検出器(140)を備える投影対物レンズ。
- 請求項29に記載の投影対物レンズにおいて、前記第1検出器及び前記第2検出器(140)が測定した放射照度変化に応じて前記第1光学系(OS1)及び前記第2光学系(OS2)を制御するよう構成した制御ユニット(148)をさらに備えた投影対物レンズ。
- 請求項1〜30のいずれか1項に記載の投影対物レンズにおいて、少なくとも前記第1光学系(OS1)は、前記投影対物レンズ(20)の外部に配置した第1光源(130)からの前記第1加熱光(HL1)を前記集束光学素子(55)へ導くよう構成した光ファイバ(131、134)を備える投影対物レンズ。
- 請求項1〜31のいずれか1項に記載の投影対物レンズにおいて、前記波面補正デバイス(42)は、前記屈折光学素子(44a、44b)を能動的に冷却するよう構成した冷却システム(160)を備える投影対物レンズ。
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