JP2011502347A - 結像光学系及びこれを有する投影露光装置 - Google Patents
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Abstract
【選択図】図2
Description
貫通開口部ではなくミラーの外縁によって掩蔽光学系の瞳掩蔽を判断するミラーを有する請求項1に記載の結像光学系の構成は、公知の結像光学系と比較して全く新しい構成的可能性を切り開くことが本発明によって見出されている。この構成により、結像誤差が良好に補正された高開口対物系が可能になる。その光学的有効反射面を取り囲む最後から4番目のミラーの外縁は、光学的有効反射面自体の外縁、又は上に反射面が設けられた基板の外縁、又は反射面又は基板を支持する機械的保持構造体の外縁のいずれかである。
請求項3に記載の最後から4番目のミラーの配列は、同等の利点を有する。
請求項4に記載の最後から4番目のミラーの配列は、このミラーに対して開口絞りを付加することを可能にする。
冒頭に示した目的は、請求項5及び請求項6に記載の結像光学系によっても解決される。これらの場合、最後から4番目のミラーと最後のミラーの間に有利に大きい空間が存在する。掩蔽ミラー及び高い開口数を有する他の構成においては、最後から4番目のミラーと最後のミラーの間の領域では、非常に薄いミラー、又は両側に反射コーティングを含み、生成することが非常に高価なミラーのいずれかしか用いることができなかったので、この領域は問題の多い領域であった。
上述した目的は、請求項10及び請求項11に記載の結像光学系によっても解決される。
請求項12に記載の結像光学系は、特に、上述の複数の解決方法において有利である。それに応じて、利点の組合せが得られる結像光学系が生じる。
請求項13及び請求項14に記載の結像特性は、視野にわたって高い局所解像度を得る上で有利である。これらの結像特性は、結像光の波長に依存しない。結像光の波長は、EUV範囲から可視スペクトルまでの範囲に及ぶとすることができる。回折限界解像度をもたらし、従って、特に、結像光波長の1/14よりも小さい波面誤差が好ましい。EUV波長では、1nmよりも小さい二乗平均平方根(rms)を有する波面誤差は、実際に回折限界である解像度をもたらす。
請求項16に記載の互いに対して平行に配置された視野平面は、結像光学系の構成的周辺部への統合を容易にする。この利点は、結像光学系が走査投影露光装置に用いられる場合に特に大きく、これは、それによって走査方向を互いに対して平行にすることができるからである。
請求項19に記載の結像スケールは、結像光学系を投影露光装置に対して用いる際に反射マスク上への小さい入射角を可能にする。この種の用途では、この種の結像スケールの使用は、不要に大きいマスク要件を招かない。
請求項20に記載の奇数個の掩蔽ミラーの構成も特に適切であることが明らかにされている。例えば、3つのミラーを掩蔽のものとすることができる。
請求項22に記載の結像光学系の一実施形態は、先行する照明光学系からの付加的な結像要素の介在なしに、結像光学系の前にある最後の要素である瞳構成要素を通じて結像光学系に対して直接に給光を行う可能性をもたらし、この場合、この瞳構成要素をこの結像光学系に先行するように配置された結像光学系の瞳平面に配置することができる。
少数のミラーしか存在しない場合には、請求項23に記載の結像光学系は、2つの中間像平面を有し、これは、一方で小型のビーム誘導に対して用いことができ、他方で補正目的に用いることができる。
請求項26に記載の生成方法、及び本方法によって生成される請求項27に記載の微細構造構成要素にも対応する利点が当て嵌まる。
以下では、本発明の実施形態を図面を参照してより詳細に説明する。
結像は、基板ホルダ12によって支持されるウェーハの形態にある基板11の面上で発生する。図1には、投影光学系7に入射する照明光3の光ビーム13をレチクル10とこの投影光学系の間に略示しており、投影光学系7から出射する照明光3の光ビーム14を投影光学系7と基板11の間に略示している。
投影露光装置1及び投影光学系7の様々な実施形態の説明を助けるために、図面内にxyz直交座標システムを提供しており、図に表された構成要素のそれぞれの位置を示している。図1では、x方向は、作図面に対して垂直にそれに向けて延びている。y方向は右に延び、z方向は下に向けて延びている。
投影露光装置1は、スキャナ型のデバイスである。投影露光装置1の作動中にレチクル10と基板11の両方がy方向に走査される。
図2の投影光学系7に関する光学データを2つの表を用いて以下に示している。最初の表は、「半径」の列に、各場合にミラーM1からM8の曲率半径を示している。第3の列(厚み)は、物体平面5から進み、各場合に次の面までの距離を記載している。
第2の表は、ミラーM1からM8の反射面の厳密な面形状を記載しており、定数K、及びAからJは、矢状高さに関する次式に代入されるものである。
ミラーM1,M4,M6,M7,及びM8は凹ミラーである。ミラーM2,M3,及びM5は凸ミラーである。
ミラーM4とM5の間には、投影光学系7の中間像平面20が存在する。個々の光線15の進行が進むと、これらの光線は、ミラーM6内の貫通開口部21を通過する。ミラーM6は、貫通開口部21の周囲に用いられる。従って、ミラーM6は掩蔽ミラーである。ミラーM6に加えて、ミラーM7及びM8も同様に掩蔽され、両方共に同様に貫通開口部21を含む。
ミラーM5は光軸19上に配置され、ほぼこの光軸19上を中心として位置する。
光路内でミラーM6とミラーM7の間には、更に別の中間平面23が存在する。中間平面23は、像平面9に最も近い中間像平面である。この中間像平面23は、光路の最後のミラーM8と像平面9の間に空間的に位置する。像平面9からの中間像平面23の距離は、像平面9からの光路の最後のミラーM6の距離の約0.7倍である。
図2の投影光学系7は、0.9nmの最大二乗平均平方根(rms)波面誤差を有する。投影光学系7の歪みは、高々0.5nmである。瞳掩蔽率、すなわち、瞳平面17内で照明される縁部輪郭の内側の全面に対する瞳平面17内の中心遮光面部分の比は11.6%である。
図3の投影光学系7に関する光学データをレイアウトが図2に関する表に対応する2つの表を用いて以下に示している。
図3の投影光学系7は、入射瞳の負の後方焦点距離を有する。
図3の実施形態では、第1の中間像平面20は、ミラーM4の領域に配置される。ミラー構成の厳密な構成によると、関係する中間像をミラーM4の前、ミラーM4上、又は更にはミラーM4の後に配置することができる。
図3の投影光学系7では、ミラーM5とM8の間の距離は、物体平面5と像平面9の間の距離のほぼ12.8%である。像平面9からの中間像平面23の距離は、像平面9からの光路の最後のミラーM6の距離の約0.8倍である。
図3の投影光学系7の最大(rms)波面誤差は2.2nmである。最大歪みは5nmである。瞳掩蔽率は8.4%である。
図4の投影光学系7に関する光学データをレイアウトが図2に関する表に対応する2つの表を用いて以下に示している。
図4の実施形態では、ミラーM3は、ミラーM6の貫通開口部21が光線15による通過を一度しか受けないように以前と同様にミラーM6の左に配置される。構成の僅かな適応化により、ミラーM3をミラーM6の開口部内に移動することができる。
図4の投影光学系7では、ミラーM5とM8の間の距離は、物体平面5と像平面9の間の距離の約19.6%である。像平面9からの中間像平面23の距離は、像平面9からの光路の最後のミラーM6の距離のほぼ0.76倍である。
図4の投影光学系7の最大(rms)波面誤差は1.4nmである。最大歪みは1.5nmである。瞳掩蔽率は10.9%である。
図5の投影光学系7に関する光学データをレイアウトが図2に関する表に対応する2つの表を用いて以下に示している。
図5の投影光学系7では、第1のミラー群24は、2つのミラー、すなわち、ミラーM1及びM2のみを含む。ミラーM1は、ほぼ軸上で給光を受け、ミラーM2は軸外で給光を受ける。それに続くミラーM3からM6は、その配列及び機能において図2から図4の実施形態のミラーM5からM8に対応する。
図5による投影光学系7は、入射瞳に対して正の後方焦点距離を有し、すなわち、主光線16は、物体視野4から最初に収束的に延びる。ミラーM1は、投影光学系7の入射瞳平面25の領域内に位置する。また、第1の中間像平面20は、ミラーM2とM3との間で、同様にほぼミラーM1の高さに位置する。
ミラーM1は、ミラーM4の貫通開口部21に配置される。ミラーM4の貫通開口部21は、図3の実施形態におけるミラーM6と同様に、ここでも3度の通過を受ける。
最後から4番目のミラーM3と最後のミラーM6の間の距離は、図5の実施形態における物体平面5と像平面9の間の距離の約21.0%に等しい。像平面9からの中間像平面23の距離は、像平面9からの光路の最後のミラーM6の距離の約0.74倍である。
図5の投影光学系7は、0.4nmの最大(rms)波面誤差を有する。最大歪みは0.3nmである。瞳掩蔽率は17.6%である。
図6の投影光学系7に関する光学データをレイアウトが図2に関する表に対応する2つの表を用いて以下に示している。
ミラーM1は、ミラーM4の貫通開口部21に隣接して配置される。この配列は、ミラーM4の貫通開口部21がミラーM2とM3の間の光線に対して一度のみ通過させるようなものである。
図6の実施形態では、ミラーM4の貫通開口部21が、そこに焦点を持たない光ビームによって通過され、従って、比較的大きい直径を有するという事実にも関わらず、最後から4番目のミラーM3は、依然としてその外縁22によって投影光学系7の瞳掩蔽をもたらすミラーである。
図6の投影光学系7の実施形態では、最後から4番目のミラーM3と最後のミラーM6の間の距離は、像平面9からの物体平面5の距離の約22%に等しい。像平面9からの中間像平面23の距離は、像平面9からの光路の最後のミラーM6の距離の約0.8倍である。
図6の投影光学系7は、1.4nmの最大(rms)波面誤差を有する。最大歪みは1.4nmである。瞳掩蔽率は16.8%である。
図7による投影光学系7に関する光学データをレイアウトが図2に関する表に対応する2つの表を用いて以下に示している。
図7の投影光学系7は、0.60の開口数を有する。
図7の投影光学系7の実施形態では、最後から4番目のミラーM3と最後のミラーM6の間の距離は、像平面9からの物体平面5の距離の約25%に等しい。像平面9からの中間像平面23の距離は、像平面9からの光路の最後のミラーM6の距離の約0.8倍である。
図7の投影光学系7の最大(rms)波面誤差は0.7nmである。最大歪みは0.3nmである。瞳掩蔽率は16.0%である。
5 物体平面
7 結像光学系
8 像視野
9 像平面
21 貫通開口部
Claims (27)
- 物体平面(5)の物体視野(4)を像平面(9)の像視野(8)内に結像し、結像光(15)が通過するための貫通開口部(21)をミラーの少なくとも1つ(M6,M7,M8;M4,M5,M6)が含む複数のミラー(M1からM8;M1からM6)を含む結像光学系(7)であって、
少なくとも6つのミラー(M1からM8;M1からM6)、
を含み、
像視野(8)の前の最後から4番目のミラー(M5;M3)は、物体視野(4)と該像視野(8)の間の光路に貫通開口部を含まず、かつ該最後から4番目のミラー(M5;M3)の光学的有効面を取り囲む外縁(22)により、結像光学系(7)の瞳平面(17;25,26)に中心遮光をもたらす、
ことを特徴とする結像光学系(7)。 - 前記最後から4番目のミラー(M5;M3)は、凸ミラーであることを特徴とする請求項1に記載の結像光学系。
- 前記最後から4番目のミラー(M5;M3)は、結像光学系(7)の光軸(19)上に位置することを特徴とする請求項1又は請求項2のいずれか1項に記載の結像光学系。
- 前記最後から4番目のミラー(M3)は、結像光学系(7)の瞳平面(26)の領域に配置されることを特徴とする請求項1から請求項3のいずれか1項に記載の結像光学系。
- 物体平面(5)の物体視野(4)を像平面(9)の像視野(8)内に結像し、結像光(15)が通過するための貫通開口部(21)をミラーの少なくとも1つ(M6,M7,M8;M4,M5,M6)が含む複数のミラー(M1からM8;M1からM6)を含む結像光学系(7)であって、
少なくとも8つのミラー(M1からM8;M1からM6)、
を含み、
物体視野(4)と像視野(8)の間の光路の最後から4番目のミラー(M5;M3)と該光路の最後のミラー(M8;M6)との間の距離(M5からM8まで、M3からM6まで)が、該物体視野(4)と該像視野(8)の間の距離の少なくとも10%である、
ことを特徴とする結像光学系(7)。 - 物体平面(5)の物体視野(4)を像平面(9)の像視野(8)内に結像し、結像光(15)が通過するための貫通開口部(21)をミラーの少なくとも1つ(M6,M7,M8;M4,M5,M6)が含む複数のミラー(M1からM8;M1からM6)を含む結像光学系(7)であって、
少なくとも6つのミラー(M1からM8;M1からM6)、
を含み、
物体視野(4)と像視野(8)の間の光路の最後から4番目のミラー(M5;M3)と該光路の最後のミラー(M8;M6)との間の距離(M5からM8まで、M3からM6まで)が、該物体視野(4)と該像視野(8)の間の距離の少なくとも10%である、
ことを特徴とする結像光学系(7)。 - 物体平面(5)の物体視野(4)を像平面(9)の像視野(8)内に結像し、かつ結像光(15)が通過するための貫通開口部(21)をミラーの少なくとも3つ(M6からM8;M4からM6)が含む複数のミラー(M1からM8;M1からM6)を含み、少なくとも1つの中間像平面(20,23;27)が該物体平面(5)と該像平面(9)の間に存在する結像光学系(7)であって、
物体視野(4)と像視野(8)の間の光路において像平面(9)に最も近い中間像平面(23;27)が、該光路の最後のミラー(M8;M6)と該像平面(9)の間に空間的に配置される、
ことを特徴とする結像光学系(7)。 - 前記像平面(9)からの前記中間像平面(23;27)の距離が、該像平面(9)からの前記光路の前記最後のミラー(M8;M6)の距離の高々0.95倍であることを特徴とする請求項7に記載の結像光学系(7)。
- 少なくとも0.4、好ましくは、少なくとも0.5、更に好ましくは、少なくとも0.6、更に好ましくは、少なくとも0.9の開口数を特徴とする請求項1から請求項8のいずれか1項に記載の結像光学系(7)。
- 物体平面(5)の物体視野(4)を像平面(9)の像視野(8)内に結像する10個よりも少ないミラー(M1からM8)を含む結像反射光学系(7)であって、
≧0.7の開口数、
を特徴とする結像反射光学系(7)。 - 厳密に8つのミラー(M1からM8)を含み、かつ0.9の開口数を有することを特徴とする請求項10に記載の結像光学系(7)。
- 請求項1から請求項11のうちの少なくとも1項に記載の結像光学系(7)。
- 10nmよりも小さく、好ましくは、5nmよりも小さく、更に好ましくは、2nmよりも小さく、更に好ましくは、1nmよりも小さく、更に好ましくは、0.5nmよりも小さい最大二乗平均平方根(rms)波面誤差を特徴とする請求項1から請求項12のいずれか1項に記載の結像光学系。
- 10nm、好ましくは、5nmよりも小さく、更に好ましくは、2nmよりも小さく、更に好ましくは、1nmよりも小さく、更に好ましくは、0.5nmよりも小さい最大歪みを特徴とする請求項1から請求項13のいずれか1項に記載の結像光学系。
- 20%よりも小さく、好ましくは、15%よりも小さく、更に好ましくは、10%よりも小さい瞳掩蔽率を特徴とする請求項1から請求項14のいずれか1項に記載の結像光学系。
- 前記像平面(9)は、前記物体平面(5)に対して平行に配置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項に記載の結像光学系。
- 前記像視野(8)は、1mm2よりも大きいことを特徴とする請求項1から請求項16のいずれか1項に記載の結像光学系。
- 1mm及び13mmの辺長を有する矩形又は円弧形状像視野(8)を特徴とする請求項17に記載の結像光学系。
- 8の縮小結像スケールを特徴とする請求項1から請求項18のいずれか1項に記載の結像光学系。
- 結像光(15)が通過するための貫通開口部(21)を有する奇数個のミラー(M6からM8;M4からM6)を特徴とする請求項1から請求項19のいずれか1項に記載の結像光学系。
- 少なくとも1つの中間像平面(20)が、結像光学系(7)の瞳平面(25)の近くで折り畳まれ、特に、それと一致することを特徴とする請求項1から請求項20のいずれか1項に記載の結像光学系。
- 主光線(16)が、前記物体視野(4)から第1のミラー(M1)までの光路において隣接する視野点まで発散的に延びることを特徴とする請求項1から請求項21のいずれか1項に記載の結像光学系。
- 厳密に6つのミラー(M1からM6)及び厳密に2つの中間像平面(20,23)を含むことを特徴とする請求項1から請求項22のいずれか1項に記載の結像光学系。
- マイクロリソグラフィのための投影露光装置であって、
請求項1から請求項23のいずれか1項に記載の結像光学系(7)を含み、
照明及び結像光(3)のための光源(2)を含み、
前記照明光(3)を前記結像光学系(7)の物体視野(4)まで誘導するための照明光学系(6)を含む、
ことを特徴とする装置。 - 前記照明光(3)を発生させるための前記光源(2)は、10と30mmの間の波長を用いて形成されることを特徴とする請求項24に記載の投影露光装置。
- 微細構造構成要素を生成する方法であって、
レチクル(10)及びウェーハ(11)を準備する段階と、
請求項24又は請求項25に記載の投影露光装置を用いることにより、前記レチクル(10)上の構造を前記ウェーハ(11)の感光層上に投影する段階と、
微細構造を前記ウェーハ(11)上に生成する段階と、
を含むことを特徴とする方法。 - 請求項26に記載の方法に従って生成された微細構造構成要素。
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