反射光学素子を有するマイクロリソグラフィ用の投影露光ツールで使用する光学配置構成
マイクロリソグラフィ用の投影露光ツール（１００）で使用するための配置構成は、反射光学素子（１０；１１０）と放射検出器（３０；３２；１３０）を備える。反射光学素子（１０；１１０）は、光学素子（１０；１１０）の機械的強度を保証するキャリア要素（１２）と、キャリア要素（１２）上に配設された、使用放射（２０ａ）を反射するための反射コーティング（１８）とを備える。キャリア要素（１２）は、使用放射（２０ａ）と相互作用して二次放射（２４）を放出する材料からなり、二次放射（２４）の波長は、使用放射（２０ａ）の波長とは異なり、放射検出器（３０；３２；１３０）は、二次放射（２４）を検出するように構成される。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本出願は、２０１０年１月２９日出願のドイツ特許出願第１０ ２０１０ ００６ ３２６．６号（特許文献１）および２０１０年１月２９日出願の米国仮特許出願第６１／２８２３６７号（特許文献２）の優先権を主張するものである。上記のドイツ特許出願および上記の米国仮特許出願の開示全体は本出願の内容である。
【０００２】
本発明は、反射光学素子を備える、マイクロリソグラフィ用の投影露光ツールで使用する光学配置構成と、このタイプの配置構成を備える光学系モジュールと、このタイプの配置構成を備える投影露光ツールと、投影露光ツールの反射光学素子での強度を測定する方法と、マイクロリソグラフィ用の投影露光ツールの光学素子での温度を測定する方法とに関する。
【背景技術】
【０００３】
フォトリソグラフィ法を使用して微細構造構成要素を作製するために、マイクロリソグラフィ用の投影露光ツールが使用される。ここで、構造担持マスク（いわゆるレチクル）が照明システムによって照明され、投影光学系によって感光層上に結像される。照明システムは、適切な波長を有する放射を利用可能にする光源と、様々な構成要素を備える照明光学系とを備え、それらの様々な構成要素は、構造担持マスクの位置で所定の角度分布を有する均一な照明を利用可能にする働きをする。このようにして照明された構造担持マスクは、投影光学系によって感光層上に結像される。
【０００４】
ここで、このタイプの投影光学系によって結像することができる最小構造幅は、とりわけ、使用される結像放射の波長によって決定される。結像放射の波長が小さければ小さいほど、投影光学系によって結像することができる構造も小さくなる。今日、１９３ｎｍの波長を有する結像放射または極紫外範囲（ＥＵＶ）での波長を有する結像放射が使用されている。１９３ｎｍの波長を有する結像光を使用するとき、屈折光学素子と反射光学素子の両方が投影露光ツール内で使用される。対照的に、ＥＵＶ波長範囲内での結像光を使用するときには、反射光学素子（ミラー）のみが使用される。マイクロリソグラフィ用の投影露光ツールを用いて、操作全体を通じて感光層上で照射条件が変わらないようにする必要がある。このようにすることでのみ、均一な品質の微細構造構成要素を作製することができる。したがって、構造担持マスク上での照射条件も、できる限りばらつきのないものにしなければならない。
【０００５】
しかし、動作中、様々な影響が、構造担持マスクおよび感光層上での照射条件を変えることがある。そのような影響は、例えば反射光学素子の加熱であることがあり、その際、反射光学素子はそれらの位置または形状をわずかに変える。さらに、連続動作中に放射源が変化することがあり、すなわち光源の位置がわずかにずれることがある。さらに、例えば、汚染物質によって、個々のミラーまたはすべてのミラーの反射率が変わることもある。これらの影響はすべて、構造担持マスクおよび感光層上での照射条件の変化をもたらす。そのため、動作中に照射条件を常に監視する必要がある。ここで、監視用に提供される測定デバイスは、監視のために投影露光ツールの動作を停止させる必要なく監視を行うことができるように設計すべきである。
【０００６】
米国特許出願第２００８／０１５１２２１Ａ１号（特許文献３）では、この目的で反射光学素子が提案されており、この反射光学素子によって、これらの点に当たる放射を測定デバイスに案内するために反射コーティングが部分的に中断される。しかし、この欠点は、このとき反射光学素子が反射性のない領域を有することである。さらに、反射されない、したがって構造担持マスクおよび感光層上での照射条件に寄与しない放射の部分しか監視されない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】ドイツ特許出願第１０ ２０１０ ００６ ３２６．６号
【特許文献２】米国仮特許出願第６１／２８２３６７号
【特許文献３】米国特許出願第２００８／０１５１２２１Ａ１号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明の目的は、上述した問題を解決する、特に構造担持マスクおよび感光層上での照射条件の経時変化を最小限にすることができる、反射光学素子を備える配置構成、およびマイクロリソグラフィ用の投影露光ツールの反射光学素子における強度または温度を測定するための方法を提供することである。さらに、本発明の目的は、光学素子の反射コーティングの穴を必要とせずに、入射放射の監視を可能にすることである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明によれば、上述した目的は、反射光学素子と放射検出器とを備える、マイクロリソグラフィ用の投影露光ツールで使用するための配置構成によって実現することができる。ここで、反射光学素子は、光学素子の機械的強度を保証するキャリア要素と、キャリア要素上に配設された、使用放射を反射するための反射コーティングとを有する。キャリア要素は、使用放射（上記反射光学素子に照射される放射）と相互作用するときに二次放射を放出する材料からなり、二次放射の波長は、使用放射の波長とは異なる。放射検出器は、二次放射を検出するように構成される。
【００１０】
すなわち、本発明によれば、ミラー基板と呼ぶこともできる反射光学素子のキャリア要素は、使用放射を照射したときに二次放射を放出する材料からなる。このタイプの材料は、例えば蛍光材料でよい。燐光またはシンチレーション放射を放出する材料も想定可能である。二次放射を放出する効果は、ルミネセンスとも呼ばれる。さらに、本発明によれば、二次放射を検出するための放射検出器は、キャリア要素から出た二次放射を検出するように提供されて配置される。したがって、例えば、反射コーティングの領域の一部を取り除く必要なく、反射光学素子の反射コーティングに当たる使用放射の強度を監視することができる。使用放射の強度を監視することによって、それに従って、構造担持マスクおよび感光層上での照射条件に影響を及ぼすことがあり得る反射コーティングの照射条件の経時変化を補正することができる。
【００１１】
本発明によれば、キャリア要素は、光学素子の機械的強度を保証するように設計される。すなわち、キャリア要素は、光学素子の強度を保証することができる。これとは別に、さらなる層を配置することもでき、それらの層も任意でこのタイプの機械的強度を有するが、キャリア要素があるので、光学素子の機械的強度を実質的には高めるものではない。
【００１２】
既に上述したように、キャリア要素はミラー基板とも呼ぶことができる。本明細書におけるミラー基板は狭義のものであり、すなわち、ミラー基板は、光学素子の機械的強度を保証する材料のみからなり、必要な場合にしばしばこのタイプの基板の範疇に含まれるような任意のさらなる層を備えないものである。
【００１３】
反射コーティングは、キャリア要素上に配設される。これは、必ずしも、反射コーティングがキャリア要素に直接塗布されていることは意味しない。実際、追加の層をキャリア要素と反射コーティングの間に配設することもできる。しかし、当然、反射コーティングは、キャリア要素に直接塗布することもできる。反射コーティングは、使用放射、例えば投影露光ツールの露光放射を全反射しない。実際、使用放射の第１の部分は、反射コーティングで反射され、第２の部分は、反射コーティングを通過し、キャリア要素に進入し、そこで二次放射を生成する。
【００１４】
本発明によれば、キャリア要素は、使用放射と相互作用するときに二次放射を放出する材料からなる。一実施形態によれば、キャリア要素の体積の大部分がその材料からなり、特に体積でキャリア要素の６０％超、特に９０％超がその材料からなる。さらなる一実施形態によれば、キャリア要素は、二次放射を放出する材料から完全に作製される。すなわち、この場合、キャリア要素は、二次放射を放出する材料から完全に形成され、すなわちその全体積にわたってそのような材料からなる。
【００１５】
上述したように、二次放射の波長は、使用放射の波長とは異なり、特に、二次放射の平均波長は、使用波長の平均波長から少なくとも１０％シフトされる。一実施形態によれば、シフトは少なくとも１００％であり、特に、二次放射の平均波長は、使用放射の平均波長の１０倍よりも大きい。
【００１６】
放射検出器は、基板、特に基板の裏面に直接適用することができ、あるいはまた基板から離隔させて配置することもできる。いずれにせよ、放射検出器は、キャリア要素から出た二次放射を検出することができるように配置される。放射検出器の実施形態は、測定ダイオード、ＭＯＳダイオード、ショットキーダイオード、ＰＩＮフォトダイオード、フォトトランジスタ、マルチチャネルプレート、およびＣＣＤカメラを含む。
【００１７】
本発明の一実施形態によれば、反射コーティングは、キャリア要素の前面に配設され、放射検出器は、キャリア要素の裏面に面して配設される。
【００１８】
本発明によるさらなる一実施形態では、二次放射を放出する材料は、５℃〜３５℃の温度範囲にわたって−２００ｐｐｂ／℃〜＋２００ｐｐｂ／℃の範囲内の熱膨張係数を有する低膨張材料を含む。一変形形態によれば、材料は、完全に低膨張材料からなる。特に、二次放射を放出する材料は、ケイ酸塩ガラスおよび／またはガラスセラミックを含む。本発明による一実施形態では、二次放射を放出する材料は、５℃〜３５度の温度範囲内で最大＋／−５０×１０-9Ｋ-1（すなわち−５０〜＋５０ｐｐｂ／℃）、特に最大＋／−３０×１０-9Ｋ-1、または最大＋／−１０×１０-9Ｋ-1の平均長手方向熱膨張係数を有する。本発明による一実施形態によれば、以下でより詳細に説明するように、二次放射を放出する材料は、ＵＬＥ（登録商標）ガラスまたはＺｅｒｏｄｕｒ（登録商標）ガラスセラミックからなる。本出願に含まれる低膨張材料の他の実施形態もここで適用することができる。
【００１９】
本発明によるさらなる一実施形態では、二次放射を放出する材料は蛍光材料であり、好ましくは、蛍光放射が可視波長範囲内で生じる材料である。好ましくは、二次放射を放出する材料は、蛍光放射の波長範囲内で透明である。
【００２０】
本発明によるさらなる一実施形態では、キャリア要素の材料は、ＳｉＯ2マトリックスを含み、ＳｉＯ2マトリックスは、使用放射と相互作用するときに特に蛍光放射の形での二次放射の放出をもたらす固有欠陥を含む。固有欠陥は、ＳｉＯ2構造からの逸脱を意味する。これらの欠陥のいくつか、例えば酸素欠損、または自由原子価を有する酸素原子は、特徴的な蛍光を示すことがある。
【００２１】
本発明によるさらなる一実施形態では、本発明による配置構成は、さらに、評価デバイスを備え、評価デバイスは、放射検出器によって検出された放射の強度から、反射光学素子に照射された放射の強度を求めるように構成される。本発明では、前述したように、反射光学素子に照射される放射を使用放射と呼んでいる。放射検出器によって検出される放射は、二次放射、またはキャリア要素から出た放射と呼ぶ。強度を求める目的で、評価デバイスは、好ましくはシミュレーションデータを使用し、これらのデータは、使用放射のどれほどの部分が反射コーティングを透過するかを特定する。
【００２２】
本発明によるさらなる一実施形態では、放射検出器は、可視波長範囲内の光を検出するように構成される。好ましくは、放射検出器は、特に約３５０ｎｍ〜４００ｎｍの波長範囲内での青色光を検出するように構成される。
【００２３】
本発明によるさらなる一実施形態では、反射コーティングは、極紫外波長範囲（ＥＵＶ波長範囲）内の放射、特に１００ｎｍ未満の波長を有する放射、好ましくは５ｎｍ〜１５ｎｍの波長範囲内の放射を反射するように構成される。ここで、反射コーティングは、好ましくは複数の独立した層、例えば異なる材料からなる二重層を５０層有する。
【００２４】
本発明によるさらなる一実施形態では、放射検出器は、例えばＣＣＤカメラの形態での空間分解放射検出器である。この空間分解放射検出器を用いて、光学素子に照射された使用放射の強度分布を求めることができる。
【００２５】
本発明によるさらなる一実施形態では、放射検出器は、キャリア要素の裏面に取り付けられる。これは間接的にでも直接的にでもよく、すなわち放射検出器は、キャリア要素の裏面に直接位置するように配設することも、またはさらなる層によってキャリア要素から分離することもできる。
【００２６】
さらに、本発明によれば、反射光学素子と放射検出器とを備える、マイクロリソグラフィ用の投影露光ツールで使用するための配置構成が提供される。ここで、反射光学素子は、キャリア要素を備える。キャリア要素は、光学素子の機械的強度を保証し、５℃〜３５℃の温度範囲にわたって−２００ｐｐｂ／℃〜＋２００ｐｐｂ／℃の範囲内の熱膨張係数を有する低膨張材料を含む。放射検出器は、キャリア要素から出た放射を検出するように構成される。言い換えると、熱膨張係数（「ＣＴＥ」と呼ばれることもよくある）は、−２００×１０-9Ｋ-1〜＋２００×１０-9Ｋ-1の範囲内にある。低膨張材料のＣＴＥは、５℃〜３５℃の温度範囲にわたって、一実施形態によれば−３０ｐｐｂ／℃〜＋３０ｐｐｂ／℃（０±３０ｐｐｂ／℃）の範囲内にあり、さらなる一実施形態によれば−１０ｐｐｂ／℃〜＋１０ｐｐｂ／℃（０±１０ｐｐｂ／℃）の範囲内にある。上記の仕様を有する低膨張材料の例は、ケイ酸塩ガラス、例えばＵＬＥ（登録商標）ガラス、およびガラスセラミック、例えばＺｅｒｏｄｕｒ（登録商標）ガラスセラミックである。
【００２７】
本発明に従ってキャリア要素に低膨張材料を使用することにより、光学素子への使用放射の照射によって二次放射を生成することができ、この二次放射をさらに放射検出器によって検出することができる。放射検出器によってそのようにして生成された信号を評価することによって、例えば、照射された使用放射の強度を求めることができる。
【００２８】
本発明の一実施形態によれば、反射光学素子は、反射コーティングを備え、反射コーティングは、キャリア要素の前面に配設され、放射検出器は、キャリア要素の裏面に面して配設される。
【００２９】
本発明のさらなる一実施形態によれば、低膨張材料、特にケイ酸塩ガラスは、ＳｉＯ2マトリックスを含み、ＳｉＯ2マトリックスは、照射された使用放射と相互作用するときに蛍光放射を放出する固有欠陥を含む。既に上述したように、固有欠陥は、ＳｉＯ2構造からの逸脱を意味する。
【００３０】
本発明による一実施形態では、低膨張材料は、ケイ酸塩ガラス、特にチタンケイ酸塩ガラスを含み、特に、低膨張材料は、完全にチタンケイ酸塩ガラスからなる。さらなる一実施形態によれば、キャリア要素は、ガラスセラミックを含む。
【００３１】
本発明のさらなる一実施形態によれば、ガラスセラミックは、５℃〜３５℃の温度範囲内で、＋／−５０×１０-9Ｋ-1、特に最大＋／−３０×１０-9Ｋ-1、または最大＋／−１０×１０-9Ｋ-1の平均線形熱膨張係数を有する。
【００３２】
本発明によるさらなる一実施形態では、低膨張材料は、ＵＬＥ（登録商標）ガラスからなる。ＵＬＥ（登録商標）ガラスは、「Ｕｌｔｒａ Ｌｏｗ Ｅｘｐａｎｓｉｏｎ（超低膨張）」ガラスを意味し、Ｃｏｒｎｉｎｇ Ｃｏｄｅ ２９７２によって識別される、Ｃｏｒｎｉｎｇ社の製品である。ＥＵＶ放射を照射すると、ＵＬＥ（登録商標）ガラスは、青色蛍光を生じる。あるいは、またはさらに、低膨張材料は、Ｚｅｒｏｄｕｒ（登録商標）ガラスセラミックからなっていてもよく、これはＳｃｈｏｔｔ社によって製造されている製品である。本出願で使用するときの用語「ＵＬＥ（登録商標）ガラス」は、本出願が成された時点で製品名「ＵＬＥ（登録商標）」としてＣｏｒｎｉｎｇ社が販売している対応する製品を表す。本出願で使用するときの用語「Ｚｅｒｄｕｒ（登録商標）ガラスセラミック」は、本出願が成された時点で製品名「Ｚｅｒｏｄｕｒ（登録商標）」としてＳｃｈｏｔｔ社が販売している対応する製品を表す。
【００３３】
さらに、本発明によれば、反射光学素子と放射検出器とを備える、マイクロリソグラフィ用の投影露光ツールで使用するための配置構成が提供される。この配置構成によれば、反射光学素子は、光学素子の機械的強度を保証するキャリア要素と、キャリア要素上に配設された、使用放射を反射するための反射コーティングとを備える。キャリア要素は、活性化放射と相互作用するときに、活性化放射を、活性化放射とは異なる二次放射に変換する材料を含み、その材料は、放射変換の効率に温度依存性があるように構成され、放射検出器は、二次放射を検出するように構成される。
【００３４】
すなわち、キャリア要素は、活性化放射を照射するとルミネセンスを示す材料を含み、この活性化放射は、４５０ｎｍ未満の波長を有する光子、例えばＡｒＦ放射やＥＵＶ放射、あるいは例えば数百ｅＶのエネルギーを有する電子でよい。さらに、二次放射は、二光子吸収プロセスによる十分に高い強度のより長い波長の光子によって誘発することができる。
【００３５】
活性化放射を二次放射に変換する効率（ルミネセンス効率とも呼ばれる）は、温度依存性がある。一実施形態によれば、放射変換効率の温度勾配は、少なくとも２％／℃、特に少なくとも３％／℃、特に少なくとも５％／℃である。
【００３６】
上記の配置構成は、反射光学素子における温度分布を監視できるようにする。特に、温度分布の経時変化を検出することができる。この情報を使用して、温度分布を補正する処置を取ることができ、例えば局所加熱することができる。このようにして、反射光学素子の結像特性のずれを最小限にすることができる。
【００３７】
一実施形態によれば、二次放射を放出する材料は、本出願で特定する低膨張材料、特にケイ酸塩ガラスを含む。一変形形態によれば、放射変換効率の温度依存性を高めるために低膨張材料にドープを施す。
【００３８】
さらなる一実施形態によれば、配置構成は、さらに、検出された二次放射の強度から光学素子での温度を求めるように構成された評価ユニットを備える。このために、評価ユニットに、照射された活性化放射の強度を提供してもよい。
【００３９】
さらなる一実施形態によれば、配置構成は、さらに、活性化放射のビームを生成するための活性化源を備え、活性化源は、光学素子全体にわたって活性化ビームを走査するように構成され、評価ユニットはさらに、検出された二次放射を活性化ビームのそれぞれの走査位置と相関させるように構成され、それにより光学素子での温度が空間分解されて求められる。
【００４０】
さらなる一実施形態によれば、活性化放射は、使用放射を含み、二次放射は、活性化放射と波長が異なる。さらなる一実施形態によれば、活性化放射は、電子放射を含む。一変形形態によれば、電子放射は、数百ｅＶのエネルギーでの走査電子ビームの形態で照射される。電子は、反射コーティングに対して光学素子の前面または裏面から照射することができる。電子が前面から照射される場合、放射源は、露光放射が遮られないように配置すべきである。
【００４１】
本発明による配置構成の上述した実施形態に関して説明した特徴は、低膨張材料を有するキャリア要素を備える配置構成、および温度依存性の放射変換効率を有する材料を備える配置構成に、適用することができる。
【００４２】
さらに、本発明によれば、マイクロリソグラフィ用の投影露光ツールで使用するための光学系モジュールであって、上述した実施形態の任意のものに従った本発明による少なくとも１つの構成を備える光学系モジュールが提供される。本発明による光学系モジュールは、例えば、投影露光ツールの物体視野を照明するための照明光学系として構成することができ、または物体視野から結像領域に構造を結像するための投影光学系として構成することができる。
【００４３】
本発明による一実施形態では、光学系は、放射検出器によって測定された強度に基づいて、投影露光ツールで使用される露光放射に影響を及ぼすように構成された補正ユニットを備える。ここで、補正ユニットは、好ましくは、エネルギー分布、角度分布、分極分布、位相分布、および波面収差といった露光放射の特性の少なくとも１つに影響を及ぼす。本発明による一変形形態によれば、光学系は、制御デバイスを備え、この制御デバイスは、放射検出器によって検出された強度から、補正ユニットを制御するための制御信号を生成する。
【００４４】
照明光学系の場合、反射光学素子は、照明光学系の瞳孔面の近くに配設され、配置構成は評価デバイスを備え、評価デバイスは、反射光学素子に照射された露光放射の空間分解強度分布を求めるように構成され、補正ユニットによって上記の瞳孔面または異なる瞳孔面での強度分布を変えることができると有利である。さらなる一実施形態によれば、光学素子は、照明光学系の視野面の近くに配設され、補正ユニットによって、この視野面または異なる視野面での強度分布を変えることができる。
【００４５】
さらに、本発明によれば、上述した実施形態の１つに従った本発明による少なくとも１つの配置構成を備えるマイクロリソグラフィ用の投影露光ツールが提供される。
【００４６】
さらに、本発明によれば、マイクロリソグラフィ用の投影露光ツールの反射素子における強度を測定する方法が提供される。ここで、光学素子は、光学素子の機械的強度を保証するキャリア要素を備える。さらに、反射コーティングは、投影露光ツールの露光放射を反射するためにキャリア要素上に配設される。キャリア要素は、５℃〜３５℃の温度範囲にわたって−２００ｐｐｂ／℃〜＋２００ｐｐｂ／℃の範囲内の熱膨張係数を有する低膨張材料、例えばケイ酸塩ガラスを含む。本発明による方法により、投影露光ツールの動作中、露光放射の第１の部分は、反射コーティングで反射され、露光放射の第２の部分は、反射コーティングを通過し、低膨張材料内で、露光放射の波長とは異なる波長を有する二次放射を生成する。さらに、キャリア要素から出た二次放射の少なくとも一部の強度が測定される。
【００４７】
本発明による反射光学素子と放射検出器の配置構成に関する上記の詳細はまた、本発明による方法にも同様に適用することができる。
【００４８】
本発明による方法の一実施形態によれば、反射光学素子上に放射された露光放射の強度は、測定された二次放射の強度から求められる。別の実施形態によれば、反射コーティングを通過する露光放射の第２の部分の強度は、測定された二次放射の強度から求められる。
【００４９】
本発明による一実施形態によれば、キャリア要素は、完全に単一の材料から作製される。特に、キャリア要素の前面に反射コーティングをさらに配設することができ、本発明によれば、キャリア要素の裏面から出た二次放射の強度が測定される。
【００５０】
本発明による一実施形態では、キャリア要素から出た二次放射、特にキャリア要素の裏面から出た二次放射の少なくとも一部の強度は、空間分解されて測定され、この強度から、反射光学素子に照射された露光放射の空間分解強度分布が求められる。
【００５１】
本発明によるさらなる一実施形態では、二次放射の強度は、放射検出器によって測定され、反射光学素子と放射検出器の配置構成は、上述した実施形態の任意のものに従って構成される。
【００５２】
さらに、本発明によれば、マイクロリソグラフィ用の投影露光ツールの光学素子での温度を測定する方法が提供される。光学素子は、衝突する活性化放射を、活性化放射とは異なる二次放射に変換するように構成された材料を含む。この方法は、活性化放射を光学素子に照射するステップと、光学素子から出た二次放射の強度を測定するステップと、測定された強度から光学素子での温度を決定するステップとを含む。
【００５３】
一実施形態によれば、光学素子は、ミラーの形態での反射光学素子である。この実施形態では、光学素子は、光学素子の機械的強度を保証するキャリア要素と、キャリア要素上に配設された、投影露光ツールの露光放射を反射するための反射コーティングとを備える。放射変換材料がキャリア要素内に含まれ、特に、キャリア要素は変換材料からなる。
【００５４】
一実施形態によれば、活性化放射は、投影露光ツールの露光放射を含み、二次放射は、活性化放射と波長が異なる。別の実施形態によれば、活性化放射は電子放射を含み、二次放射は電磁放射である。
【００５５】
別の実施形態によれば、光学素子から出た二次放射の強度は、空間分解されて測定され、この強度から、光学素子の空間分解温度分布が求められる。二次放射は、少なくとも１次元、特に２次元で局所分解されて測定される。
【００５６】
さらなる一実施形態によれば、さらに、光学素子に照射される露光放射の強度は、光学素子での温度を求めるために使用される。一変形形態によれば、露光放射の強度分布が予め測定されるか、またはシミュレーションによって求められ、変換効率の既知の温度依存性から光学素子の温度分布を計算するために使用される。
【００５７】
本発明による方法の上述した実施形態に関して特定した特徴は、本発明による配置構成に対応させて適用することもできる。逆に、本発明による配置構成の上述した実施形態に関して特定した特徴は、本発明による方法に対応させて適用することもできる。
【００５８】
以下の本発明による例示的実施形態の詳細な説明において、添付の概略図面を参照しながら、本発明の上述のおよびさらなる有利な特徴を説明する。
【図面の簡単な説明】
【００５９】
【図１】反射光学素子と放射検出器とを備える、本発明による配置構成の第１の例示的実施形態を示す図である。
【図２】さらなる一実施形態での放射検出器および評価デバイスを備える図１による反射光学素子を示す図である。
【図３】反射光学素子と放射検出器とを備える、本発明による配置構成のさらなる例示的実施形態を示す図である。
【図４】投影露光ツールの動作中に、光学素子に照射された強度を測定するため、または光学素子の温度分布を測定するために、本発明による光学素子と放射検出器の配置構成が使用される、マイクロリソグラフィ用の投影露光ツールを示す図である。
【図５】図４による投影露光ツールにおいて反射光学素子に当たる放射のスペクトル分布を示す図である。
【図６】図１〜図３による光学素子の基板のために使用される例示的な材料の温度依存性を示す図である。
【図７】図４による投影露光ツールにおいて、反射光学素子と、動作中に光学素子の温度分布を測定するように構成された放射検出器とを備える、本発明による配置構成のさらなる例示的実施形態を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００６０】
以下に述べる例示的実施形態では、互いに機能的または構造的に同様の要素には、可能な限り、同一または同様の参照番号を付してある。したがって、特定の例示的実施形態の個々の要素の特徴を理解するために、他の例示的実施形態の説明または本発明の全般的な説明を参照すべきである。
【００６１】
図１は、反射光学素子１０および放射検出器３０の本発明による配置構成の一例示的実施形態を示す。反射光学素子１０は、マイクロリソグラフィ用の投影露光ツールで使用するために、凹面鏡の形態で設計される。このために、反射光学素子１０は、ミラー表面の形状を有するキャリア要素１２を備える。キャリア要素１２は、光学素子１０の機械的強度を保証し、それと同時に光学素子１０の機能を保証する。キャリア要素１２は、ミラー基板と呼ぶこともできる。キャリア要素１２は、ミラー表面を画定する前面１４と、それとは反対側の裏面１６とを備える。
【００６２】
入射使用放射２０ａを反射するための反射コーティングが前面１４に塗布されている。この例示的実施形態では、反射コーティング１８は、ＥＵＶ投影露光ツールの露光放射の形で使用放射を反射するように構成される。したがって、反射コーティング１８は、＜１００ｎｍの波長、好ましくは５ｎｍ〜１５ｎｍの範囲内の波長を有する極紫外波長範囲（ＥＵＶ波長範囲）内の放射を反射するように設計される。このために、反射コーティング１８は、例えば、交互にシリコンとモリブデン、またはランタンとＢ4Ｃからなる二重層を５０層備える多層配列の形態である。
【００６３】
入射使用放射２０ａは、大部分は、反射コーティング１８によって反射使用放射２０ｂとして反射される。しかし、入射使用放射２０ａのわずかな部分が反射コーティング１８を通過し、透過使用放射２０ｃとしてキャリア要素１２内に入る。図１では、透過使用放射２０ｃは、例として、光学素子１０の中央領域に引き込まれた入射使用放射２０ａのビームについてのみ示してある。
【００６４】
実施形態に応じて、キャリア要素１２と反射コーティング１８の間にさらなる層を配設することができる。この例示的実施形態では、キャリア要素１２は、ＵＬＥ（登録商標）ガラスからなり、これは、Ｃｏｒｎｉｎｇ ｃｏｄｅ ２９７２によって識別される、Ｃｏｒｎｉｎｇ社によって製造されている製品である。ＵＬＥ（登録商標）ガラスは、チタンケイ酸塩ガラスからなり、５℃〜３５℃の温度範囲にわたって、０±３０×１０-9Ｋ-1（０±３０ｐｐｍ／℃）の非常に低い熱膨張係数（ＣＴＥ）（線膨張係数とも呼ばれる）を有する。あるいは、キャリア要素１２は、Ｚｅｒｏｄｕｒ（登録商標）から作製することができ、これは、Ｓｃｈｏｔｔ社によって製造されている製品である。Ｚｅｒｏｄｕｒ（登録商標）は、ガラスセラミックであり、０℃〜５０℃の温度範囲にわたって、±０．００５〜±０．１×１０-6Ｋ-1（０±５ｐｐｍ／℃〜０±１００ｐｐｍ／℃）の範囲内のＣＴＥを有する。透過使用放射２０ｃは、キャリア要素１２のＵＬＥ（登録商標）ガラスに吸収され、キャリア要素１２によって、約３５０〜４００ｎｍの間の青色波長スペクトルでの蛍光の形で二次放射２４が生成される。ルミネセンスとも呼ばれるこの二次放射２４は、キャリア要素の裏面１６から出る。本発明によれば、放射検出器３０が、キャリア要素１２の裏面１６に面するように配置される。一例示的実施形態によれば、放射検出器３０は、キャリア要素１２の裏面１６に直接配設される。他の例示的実施形態では、裏面１６と放射検出器３０の間にさらなる層を配設することができる。さらに、放射検出器３０は、キャリア要素１２からある距離だけ離して配設し、検出器３０が二次放射２４を検出することができるように裏面１６に単に位置合わせすることもできる。
【００６５】
図１による配置構成での放射検出器３０は、検出器表面に当たる二次放射２４の全強度を測定するが、図２によれば、反射光学素子１０は、空間分解放射検出器３２を設けられる。したがって、図２による配置構成によって、反射コーティング１８に達した使用放射２０ａの強度を、空間分解して２次元で求めることができる。
【００６６】
検出された二次放射２４の強度から入射使用放射２０ａの強度を求めるために、任意選択で放射検出器３２に評価デバイス３４を設けることができる。評価デバイス３４は図２にしか示していないが、図面に示す他の配置構成でも使用することができる。評価デバイス３４による評価は、シミュレーション結果に基づいており、シミュレーション結果から、入射使用放射２０ａに対する透過使用放射２０ｃの割合が分かる。ここで、コーティング１８の反射率と、反射コーティング１８およびキャリア要素１２の表面での使用放射２０の吸収損失とが考慮に入れられる。
【００６７】
図３は、反射光学素子１１０と反射検出器１３０とを備える、本発明による配置構成のさらなる例示的実施形態を示す。この配置構成は、図４を参照して説明するマイクロリソグラフィ用の投影露光ツール１００で使用される。反射光学素子１１０は、要素１１０の光学表面が凸面である点のみが、図１および図２による素子１０と異なる。放射検出器３０と同様に、放射検出器１３０は、入射二次放射２４の全強度を測定する検出器として設計される。
【００６８】
既に上述したように、図４は、反射光学素子１１０が放射検出器１３０と共に使用されるマイクロリソグラフィ用の投影露光ツール１００の構造の概要を示す。さらに、投影露光ツール１００は、図７を参照して以下でより詳細に説明する放射検出器２３０と共に、追加の反射光学素子２１０を含むことができる。図４に示す構成要素は、光源１３５と、照明光学系１３７と、投影光学系１３９とを備える。ここで、光源１３５は、極紫外、すなわち１００ｎｍ未満、好ましくは５ｎｍ〜１５ｎｍの範囲内の波長を有する露光放射１２０を生成する。次いで、この放射は照明光学系１３７に案内され、照明光学系１３７は放射を適切に準備して、物体視野１４１の位置にある構造担持マスクを照明するようにする。次いで、物体視野１４１は、投影光学系１３９によって、投影露光ツール１００の像面１４３の感光層上に結像される。
【００６９】
以下、光源１３５、照明光学系１３７、および投影光学系１３９の構成要素を詳細に説明する。この例では、光源１３５はキセノン光源である。ガス供給機構１４５およびガス抽出システム１４７によって、ガスターゲットが位置１４９に生成される。位置１４９でのキセノンガスが、電極放電によってプラズマ状態に変換される。このとき、プラズマは、図５に示す入力スペクトル１５１を有するＥＵＶ波長範囲内の放射を放出する。生成された放射は、楕円面鏡１５５によって収集され、次いで、スペクトルフィルタ１５３を通過する。その透過スペクトル１５７も図５に示してある。図４では、スペクトルフィルタ１５３は、光源１３５のすぐ後ろに配設されているものとして示してある。しかし、この配置構成は、スペクトルフィルタ１５３の位置決めに関する１つの可能性にすぎない。基本的には、スペクトルフィルタ１５３は、像面１４３の前のビーム光路のどこに位置決めしてもよい。図４に示すように、スペクトルフィルタ１５３は、透過フィルタの形態でよい。あるいは、例えば反射フィルタとしての設計も想定することができる。スペクトルフィルタ１５３から出た露光放射１２０は、参照番号１５８によって識別される強度分布を有し、約１３．５ｎｍで強度最大値を有する。
【００７０】
露光放射１２０は、照明光学系１３７の第１のミラーに送られる。図示する実施形態では、第１のミラーは、図７にも示す反射光学素子２１０によって形成される。光路内の次の構成要素として、照明光学系１３７は、ハニカム集光器１６０を含み、ハニカム集光器１６０は、第１の傾斜ミラー１６１と第２の傾斜ミラー１６３を備える。光路内でハニカム集光器１６０の後ろに集光器１６９が配設される。この集光器１６９は、図３による反射光学素子１１０の形態での第１の集光器ミラーと、第２の集光器ミラー１７３とを備える。物体視野１４１は、投影光学系１３９によって像面１４３に投影される。像面１４３には感光層を設けることができる。投影光学系１３９は、光軸１７５を有し、ミラーＭ１、Ｍ２、Ｍ３、Ｍ４、Ｍ５、およびＭ６を備える。これらのミラーはすべて、光軸１７５に対して回転対称の領域からの一区域に従う表面形状を有する。そのため、最良の結像品質が実現される領域（物体視野１４１）もまた光軸１７５に対して回転対称である。
【００７１】
投影露光ツール１００の動作中、物体視野１４１の位置に構造担持マスクが配設される。このマスクは、光源１３５および照明光学系１３７によって照明され、次いで、投影光学系１３９によって、サイズを縮小されて像面１４３に結像される。このとき、像面１４３において、ウェハの形態での基板上に感光層が設けられている。露光によって感光層は化学的に変化され、それにより、リソグラフィ化学プロセスによってそこからマイクロエレクトロニクス部品を作製することができる。
【００７２】
投影露光ツール１００は、いわゆるステップアンドスキャンツール（簡単にスキャナとも呼ばれる）として動作されることが多い。ここでは、結像される構造担持マスクは、結像に適した物体視野よりも大きい。そのため、マスクは、静止した物体視野１４１にわたってＹ方向に移動される。同時に、感光層を備える基板は、像面内で、それに対応して低速でやはりＹ方向に移動される。したがって、構造担持マスクのあらゆる点が、照明された物体視野１４１にわたってＹ方向で移動し、それによりある量の光（いわゆる照射光量）で露光される。この量は、点の軌跡に沿った照射強度にわたる積分に対応する。リソグラフィプロセスでは、マスク上のあらゆる点ができる限り同じ照射光量で露光されると有利である。このために、補正ユニット１７７が物体視野１４１の近くに提供される。
【００７３】
補正ユニット１７７は、例えば、物体視野１４１の照明を制限する複数のアパーチャを備えることができる。ここで、走査プロセス中、構造担持マスクの一点は、照明された物体視野１４１を通過する場合、所定時間後、このタイプのアパーチャが作る影に入る。したがって、積分された照射強度、すなわち照射光量は、対応するアパーチャがある位置に依存する。したがって、アパーチャの位置を変えることによって、物体視野１４１での照射光量を設定することができる。補正ユニット１７７は、Ｘ方向でオフセットされた複数のアパーチャを備える。したがって、照射光量は、物体視野１４１の様々なＸ方向位置に関して個別に設定することができる。投影露光ツール１００の動作中、Ｘ方向で物体視野１４１にわたって一定の均一な照射光量を持続して保証しなければならない。しかし、動作中、投影露光ツール１００のいくつかの特性が変わることがあるので、補正ユニット１７７を調節する必要がある。したがって、例えば、照明光学系１３７または光源１３５の光学素子の反射コーティングは、時間が経つにつれて汚染される、または放射の影響により何らかの他の形で変化することが起こり得る。これらの影響は、反射コーティングの反射率を変化させる。したがって、物体視野１４１での放射の強度分布も変化し、そのため、補正ユニット１７７を調節し直さなければならなくなる。
【００７４】
これらの変化を、投影露光ツール１００の動作中に既に監視することができるように、本発明によれば、照明光学系１３７または投影光学系１３９のミラーの少なくとも１つが、上述した光学素子１０または１１０の形態で作製され、放射検出器３０、３２、または１３０を設けられる。このようにすると、動作中に光学素子の１つでの照射強度または照明位置が変化しているかどうかを常に検査することができる。照明光学系１３７の視野面の近くに配設されたミラーの少なくとも１つが、本発明によるこのタイプの反射光学素子の形態であり、かつ本発明による放射検出器を設けられると特に有利である。既に上述したように、図４の例示的実施形態では、このミラーは、図３の反射光学素子１１０によって形成された集光器１６９の第１のミラーである。
【００７５】
照明光学系１３７の視野面の近くにある反射光学素子１１０と放射検出器１３０との本発明による配置構成の利点は、反射光学素子１１０での照明の強度分布が、単純に、物体視野１４１の照明の強度分布と関連付けられることである。したがって、補正ユニット１７７の設定は、反射光学素子１１０での照明測定の結果に基づいて適合させることができる。このために、制御ユニット１８３が設けられ、制御ユニット１８３は、反射光学素子１１０の放射検出器１３０の信号を受信し、この信号から制御信号を生成し、この制御信号によって、Ｙ方向での補正ユニット１７７のアパーチャの位置を変化させるアクチュエータが制御される。このようにすると、動作中に、Ｘ方向で物体視野１４１にわたって均等な照射光量が提供され、その間に制御測定用ツールを停止する必要がないことが保証される。
【００７６】
さらに、本発明によれば、投影露光ツール１００のさらなる反射光学素子を形成し、そこに空間分解放射検出器３２および対応する補正ユニットを設けることができる。
【００７７】
物体視野での照射光量を制御することに加えて、投影露光ツール１００の動作中に光学素子１１０での温度分布を監視するために、反射光学素子１１０と放射検出器１３０との本発明による配置構成をさらに使用することができる。このために、キャリア要素１２に使用される材料のルミネセンス効率の温度依存性が利用される。上述したように、キャリア要素１２は、例えばＵＬＥ（登録商標）ガラスまたはＺｅｒｏｄｕｒ（登録商標）から作製することができる。図６は、様々な基板温度ＴでのＵＬＥ（登録商標）基板に関して、二次放射２４の測定されたピークルミネセンスＬ、すなわちピーク強度を示すグラフである。ここでは、入射放射の強度は一定に保たれる。このグラフは、約３％／℃のルミネセンス効率（放射変換効率とも呼ばれる）の温度勾配を示す。ルミネセンス効率に関する勾配は、例えば基板材料にドープを施すことによって改良することができる。
【００７８】
温度依存性は、熱によって誘起される、捕捉された電子の脱出に起因する。通常は放射脱励起を示す捕捉された電子は、それらのトラップから脱出し、したがってルミネセンス効率を減少させることがある。浅いトラップの場合、この漏れの激しさの温度依存性はより高くなり、応答はより急勾配で温度に依存する。
【００７９】
既に上述したように、図４に示す投影露光ツールでは、本発明による温度監視を、反射光学素子１１０および反射光学素子２１０の例で示す。光学素子１１０の場合、投影露光ツール１００の露光放射（使用放射）１２０は、二次放射２４の発生を引き起こすための活性化放射として使用される。二次放射２４の強度は、放射検出器１３０によって測定される。有利には、放射検出器１３０は、図２に参照番号３２で示す空間分解検出器として構成される。この場合、二次放射２４の空間分布は、空間分解放射検出器によって、光学素子１１０の領域的広がりにわたって２次元で測定される。得られた強度測定値は、評価ユニット１７７に転送される。
【００８０】
評価ユニット１７７は、さらに、光学素子１１０に衝突する露光放射（使用放射）１２０の強度分布を提供される。この強度分布は、シミュレーションによって得ることができ、または上述したように光学素子１１０のルミネセンス特性を使用した本発明による強度測定から得ることができる。典型的には、露光放射１２０の強度分布は、光学素子１１０の温度分布よりも安定している。すなわち、典型的には、温度分布のばらつきは、露光放射分布のばらつきよりも大きい。したがって、温度分布を計算するために、事前に測定した強度分布を使用することができる。
【００８１】
評価ユニット２８８は、キャリア要素１２の形態での基板の温度とルミネセンスの間の既知の関係（その一例を図６に示す）を使用して、放射検出器１３０によって測定された強度分布から光学素子１１０の温度分布を計算する。結像誤差を最小限にするために、温度分布は、本質的に一様に保つべきである。投影露光ツール１００の動作中に温度分布の不均一性が検出された場合、評価ユニット２８８は、光学素子１１０を局所加熱するように構成された加熱デバイス２９０を作動させる。
【００８２】
加熱デバイス２９０は、例えば、光学素子１１０に熱を照射する放射源として構成することができる。その際、熱放射は局所的に変えられ、それに従って光学素子１１０の温度分布は均一にされる。また、加熱デバイスは、他の適切な構成で提供することもでき、例えば光学素子１１０に一体化することができる構成などで提供することもできる。さらに、温度分布は、適切な様式で光学素子１１０を冷却することによって平衡させることもできる。
【００８３】
上述したように、図４はまた、光学素子２１０に関して、温度分布を制御するためのさらなる一実施形態を示す。この実施形態は図７にも示してある。ここでは、露光ツール１００の露光放射１２０ではなく、電子ビーム２８６が活性化放射として使用される。このために、活性化源２８４として、走査電子ビーム源が、露光放射１２０のビーム経路外に位置決めされる。さらなる実施形態では、活性化源２８４は、適切な波長の電磁放射を放出する放射源として構成することもできる。
【００８４】
図示した例では、活性化源２８４は、光学素子２１０の前に、すなわち光学素子１０の反射コーティング１８に面して位置決めされる。あるいは、活性化源２８４は、光学素子２１０の裏に、すなわちキャリア要素１２の裏面に面して位置決めされてもよい。温度測定を行うために、電子ビーム２８６は、両方向矢印２８７で示すように反射コーティング１８の表面全体にわたって走査される。光学素子２１０の後ろに、ある距離だけ離して、キャリア要素１２で生成される二次放射の強度を測定するための放射検出器２３０が位置決めされる。強度は、時間分解されて記録され、評価ユニット２８８によって、光学素子２１０の前面を照射するビーム２８６のそれぞれの位置と相関させられる。その際、光学素子２１０の前での各位置は、それぞれの強度測定と関連付けられる。
【００８５】
評価ユニット２８８は、上述した処置と同様に、光学素子２１０にわたる温度分布を計算する。しかし、図７による処置は、露光ツール１００の露光放射１２０の強度分布の知識を必要としない。電子ビーム２８６の強度は、測定された二次放射２４の強度分布から温度分布を計算するために使用される。
【００８６】
さらに、上述したような加熱デバイス２９０が、測定された光学素子２１０の温度分布の不均一性を補償するために提供される。
【符号の説明】
【００８７】
１０ 反射光学素子
１２ キャリア要素
１４ 前面
１６ 裏面
１８ 反射コーティング
２０ａ 入射使用放射
２０ｂ 反射使用放射
２０ｃ 透過使用放射
２４ 二次放射
３０ 放射検出器
３２ 空間分解放射検出器
３４ 評価デバイス
１００ マイクロリソグラフィ用の投影露光ツール
１１０ 反射光学素子
１２０ 露光放射
１３０ 放射検出器
１３５ 光源
１３７ 照明光学系
１３９ 投影光学系
１４１ 物体視野
１４３ 像面
１４５ ガス供給機構
１４７ ガス抽出システム
１４９ 位置
１５１ 入力スペクトル
１５５ 楕円形ミラー
１５３ スペクトルフィルタ
１５７ フィルタスペクトル
１５８ 露光放射のスペクトル分布
１６０ ハニカム集光器
１６１ 第１の傾斜ミラー
１６３ 第２の傾斜ミラー
１６９ 集光器
Ｍ１、Ｍ２、Ｍ３、Ｍ４、Ｍ５ 投影光学系のミラー
１７３ 集光器のミラー
１７５ 光軸
１７７ 補正ユニット
１８３ 制御ユニット
２１０ 反射光学素子
２３０ 放射検出器
２８４ 活性化源
２８６ 電子のビーム
２８７ 両方向矢印
２８８ 評価ユニット
２９０ 加熱デバイス
【技術分野】
【０００１】
本出願は、２０１０年１月２９日出願のドイツ特許出願第１０ ２０１０ ００６ ３２６．６号（特許文献１）および２０１０年１月２９日出願の米国仮特許出願第６１／２８２３６７号（特許文献２）の優先権を主張するものである。上記のドイツ特許出願および上記の米国仮特許出願の開示全体は本出願の内容である。
【０００２】
本発明は、反射光学素子を備える、マイクロリソグラフィ用の投影露光ツールで使用する光学配置構成と、このタイプの配置構成を備える光学系モジュールと、このタイプの配置構成を備える投影露光ツールと、投影露光ツールの反射光学素子での強度を測定する方法と、マイクロリソグラフィ用の投影露光ツールの光学素子での温度を測定する方法とに関する。
【背景技術】
【０００３】
フォトリソグラフィ法を使用して微細構造構成要素を作製するために、マイクロリソグラフィ用の投影露光ツールが使用される。ここで、構造担持マスク（いわゆるレチクル）が照明システムによって照明され、投影光学系によって感光層上に結像される。照明システムは、適切な波長を有する放射を利用可能にする光源と、様々な構成要素を備える照明光学系とを備え、それらの様々な構成要素は、構造担持マスクの位置で所定の角度分布を有する均一な照明を利用可能にする働きをする。このようにして照明された構造担持マスクは、投影光学系によって感光層上に結像される。
【０００４】
ここで、このタイプの投影光学系によって結像することができる最小構造幅は、とりわけ、使用される結像放射の波長によって決定される。結像放射の波長が小さければ小さいほど、投影光学系によって結像することができる構造も小さくなる。今日、１９３ｎｍの波長を有する結像放射または極紫外範囲（ＥＵＶ）での波長を有する結像放射が使用されている。１９３ｎｍの波長を有する結像光を使用するとき、屈折光学素子と反射光学素子の両方が投影露光ツール内で使用される。対照的に、ＥＵＶ波長範囲内での結像光を使用するときには、反射光学素子（ミラー）のみが使用される。マイクロリソグラフィ用の投影露光ツールを用いて、操作全体を通じて感光層上で照射条件が変わらないようにする必要がある。このようにすることでのみ、均一な品質の微細構造構成要素を作製することができる。したがって、構造担持マスク上での照射条件も、できる限りばらつきのないものにしなければならない。
【０００５】
しかし、動作中、様々な影響が、構造担持マスクおよび感光層上での照射条件を変えることがある。そのような影響は、例えば反射光学素子の加熱であることがあり、その際、反射光学素子はそれらの位置または形状をわずかに変える。さらに、連続動作中に放射源が変化することがあり、すなわち光源の位置がわずかにずれることがある。さらに、例えば、汚染物質によって、個々のミラーまたはすべてのミラーの反射率が変わることもある。これらの影響はすべて、構造担持マスクおよび感光層上での照射条件の変化をもたらす。そのため、動作中に照射条件を常に監視する必要がある。ここで、監視用に提供される測定デバイスは、監視のために投影露光ツールの動作を停止させる必要なく監視を行うことができるように設計すべきである。
【０００６】
米国特許出願第２００８／０１５１２２１Ａ１号（特許文献３）では、この目的で反射光学素子が提案されており、この反射光学素子によって、これらの点に当たる放射を測定デバイスに案内するために反射コーティングが部分的に中断される。しかし、この欠点は、このとき反射光学素子が反射性のない領域を有することである。さらに、反射されない、したがって構造担持マスクおよび感光層上での照射条件に寄与しない放射の部分しか監視されない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】ドイツ特許出願第１０ ２０１０ ００６ ３２６．６号
【特許文献２】米国仮特許出願第６１／２８２３６７号
【特許文献３】米国特許出願第２００８／０１５１２２１Ａ１号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明の目的は、上述した問題を解決する、特に構造担持マスクおよび感光層上での照射条件の経時変化を最小限にすることができる、反射光学素子を備える配置構成、およびマイクロリソグラフィ用の投影露光ツールの反射光学素子における強度または温度を測定するための方法を提供することである。さらに、本発明の目的は、光学素子の反射コーティングの穴を必要とせずに、入射放射の監視を可能にすることである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明によれば、上述した目的は、反射光学素子と放射検出器とを備える、マイクロリソグラフィ用の投影露光ツールで使用するための配置構成によって実現することができる。ここで、反射光学素子は、光学素子の機械的強度を保証するキャリア要素と、キャリア要素上に配設された、使用放射を反射するための反射コーティングとを有する。キャリア要素は、使用放射（上記反射光学素子に照射される放射）と相互作用するときに二次放射を放出する材料からなり、二次放射の波長は、使用放射の波長とは異なる。放射検出器は、二次放射を検出するように構成される。
【００１０】
すなわち、本発明によれば、ミラー基板と呼ぶこともできる反射光学素子のキャリア要素は、使用放射を照射したときに二次放射を放出する材料からなる。このタイプの材料は、例えば蛍光材料でよい。燐光またはシンチレーション放射を放出する材料も想定可能である。二次放射を放出する効果は、ルミネセンスとも呼ばれる。さらに、本発明によれば、二次放射を検出するための放射検出器は、キャリア要素から出た二次放射を検出するように提供されて配置される。したがって、例えば、反射コーティングの領域の一部を取り除く必要なく、反射光学素子の反射コーティングに当たる使用放射の強度を監視することができる。使用放射の強度を監視することによって、それに従って、構造担持マスクおよび感光層上での照射条件に影響を及ぼすことがあり得る反射コーティングの照射条件の経時変化を補正することができる。
【００１１】
本発明によれば、キャリア要素は、光学素子の機械的強度を保証するように設計される。すなわち、キャリア要素は、光学素子の強度を保証することができる。これとは別に、さらなる層を配置することもでき、それらの層も任意でこのタイプの機械的強度を有するが、キャリア要素があるので、光学素子の機械的強度を実質的には高めるものではない。
【００１２】
既に上述したように、キャリア要素はミラー基板とも呼ぶことができる。本明細書におけるミラー基板は狭義のものであり、すなわち、ミラー基板は、光学素子の機械的強度を保証する材料のみからなり、必要な場合にしばしばこのタイプの基板の範疇に含まれるような任意のさらなる層を備えないものである。
【００１３】
反射コーティングは、キャリア要素上に配設される。これは、必ずしも、反射コーティングがキャリア要素に直接塗布されていることは意味しない。実際、追加の層をキャリア要素と反射コーティングの間に配設することもできる。しかし、当然、反射コーティングは、キャリア要素に直接塗布することもできる。反射コーティングは、使用放射、例えば投影露光ツールの露光放射を全反射しない。実際、使用放射の第１の部分は、反射コーティングで反射され、第２の部分は、反射コーティングを通過し、キャリア要素に進入し、そこで二次放射を生成する。
【００１４】
本発明によれば、キャリア要素は、使用放射と相互作用するときに二次放射を放出する材料からなる。一実施形態によれば、キャリア要素の体積の大部分がその材料からなり、特に体積でキャリア要素の６０％超、特に９０％超がその材料からなる。さらなる一実施形態によれば、キャリア要素は、二次放射を放出する材料から完全に作製される。すなわち、この場合、キャリア要素は、二次放射を放出する材料から完全に形成され、すなわちその全体積にわたってそのような材料からなる。
【００１５】
上述したように、二次放射の波長は、使用放射の波長とは異なり、特に、二次放射の平均波長は、使用波長の平均波長から少なくとも１０％シフトされる。一実施形態によれば、シフトは少なくとも１００％であり、特に、二次放射の平均波長は、使用放射の平均波長の１０倍よりも大きい。
【００１６】
放射検出器は、基板、特に基板の裏面に直接適用することができ、あるいはまた基板から離隔させて配置することもできる。いずれにせよ、放射検出器は、キャリア要素から出た二次放射を検出することができるように配置される。放射検出器の実施形態は、測定ダイオード、ＭＯＳダイオード、ショットキーダイオード、ＰＩＮフォトダイオード、フォトトランジスタ、マルチチャネルプレート、およびＣＣＤカメラを含む。
【００１７】
本発明の一実施形態によれば、反射コーティングは、キャリア要素の前面に配設され、放射検出器は、キャリア要素の裏面に面して配設される。
【００１８】
本発明によるさらなる一実施形態では、二次放射を放出する材料は、５℃〜３５℃の温度範囲にわたって−２００ｐｐｂ／℃〜＋２００ｐｐｂ／℃の範囲内の熱膨張係数を有する低膨張材料を含む。一変形形態によれば、材料は、完全に低膨張材料からなる。特に、二次放射を放出する材料は、ケイ酸塩ガラスおよび／またはガラスセラミックを含む。本発明による一実施形態では、二次放射を放出する材料は、５℃〜３５度の温度範囲内で最大＋／−５０×１０-9Ｋ-1（すなわち−５０〜＋５０ｐｐｂ／℃）、特に最大＋／−３０×１０-9Ｋ-1、または最大＋／−１０×１０-9Ｋ-1の平均長手方向熱膨張係数を有する。本発明による一実施形態によれば、以下でより詳細に説明するように、二次放射を放出する材料は、ＵＬＥ（登録商標）ガラスまたはＺｅｒｏｄｕｒ（登録商標）ガラスセラミックからなる。本出願に含まれる低膨張材料の他の実施形態もここで適用することができる。
【００１９】
本発明によるさらなる一実施形態では、二次放射を放出する材料は蛍光材料であり、好ましくは、蛍光放射が可視波長範囲内で生じる材料である。好ましくは、二次放射を放出する材料は、蛍光放射の波長範囲内で透明である。
【００２０】
本発明によるさらなる一実施形態では、キャリア要素の材料は、ＳｉＯ2マトリックスを含み、ＳｉＯ2マトリックスは、使用放射と相互作用するときに特に蛍光放射の形での二次放射の放出をもたらす固有欠陥を含む。固有欠陥は、ＳｉＯ2構造からの逸脱を意味する。これらの欠陥のいくつか、例えば酸素欠損、または自由原子価を有する酸素原子は、特徴的な蛍光を示すことがある。
【００２１】
本発明によるさらなる一実施形態では、本発明による配置構成は、さらに、評価デバイスを備え、評価デバイスは、放射検出器によって検出された放射の強度から、反射光学素子に照射された放射の強度を求めるように構成される。本発明では、前述したように、反射光学素子に照射される放射を使用放射と呼んでいる。放射検出器によって検出される放射は、二次放射、またはキャリア要素から出た放射と呼ぶ。強度を求める目的で、評価デバイスは、好ましくはシミュレーションデータを使用し、これらのデータは、使用放射のどれほどの部分が反射コーティングを透過するかを特定する。
【００２２】
本発明によるさらなる一実施形態では、放射検出器は、可視波長範囲内の光を検出するように構成される。好ましくは、放射検出器は、特に約３５０ｎｍ〜４００ｎｍの波長範囲内での青色光を検出するように構成される。
【００２３】
本発明によるさらなる一実施形態では、反射コーティングは、極紫外波長範囲（ＥＵＶ波長範囲）内の放射、特に１００ｎｍ未満の波長を有する放射、好ましくは５ｎｍ〜１５ｎｍの波長範囲内の放射を反射するように構成される。ここで、反射コーティングは、好ましくは複数の独立した層、例えば異なる材料からなる二重層を５０層有する。
【００２４】
本発明によるさらなる一実施形態では、放射検出器は、例えばＣＣＤカメラの形態での空間分解放射検出器である。この空間分解放射検出器を用いて、光学素子に照射された使用放射の強度分布を求めることができる。
【００２５】
本発明によるさらなる一実施形態では、放射検出器は、キャリア要素の裏面に取り付けられる。これは間接的にでも直接的にでもよく、すなわち放射検出器は、キャリア要素の裏面に直接位置するように配設することも、またはさらなる層によってキャリア要素から分離することもできる。
【００２６】
さらに、本発明によれば、反射光学素子と放射検出器とを備える、マイクロリソグラフィ用の投影露光ツールで使用するための配置構成が提供される。ここで、反射光学素子は、キャリア要素を備える。キャリア要素は、光学素子の機械的強度を保証し、５℃〜３５℃の温度範囲にわたって−２００ｐｐｂ／℃〜＋２００ｐｐｂ／℃の範囲内の熱膨張係数を有する低膨張材料を含む。放射検出器は、キャリア要素から出た放射を検出するように構成される。言い換えると、熱膨張係数（「ＣＴＥ」と呼ばれることもよくある）は、−２００×１０-9Ｋ-1〜＋２００×１０-9Ｋ-1の範囲内にある。低膨張材料のＣＴＥは、５℃〜３５℃の温度範囲にわたって、一実施形態によれば−３０ｐｐｂ／℃〜＋３０ｐｐｂ／℃（０±３０ｐｐｂ／℃）の範囲内にあり、さらなる一実施形態によれば−１０ｐｐｂ／℃〜＋１０ｐｐｂ／℃（０±１０ｐｐｂ／℃）の範囲内にある。上記の仕様を有する低膨張材料の例は、ケイ酸塩ガラス、例えばＵＬＥ（登録商標）ガラス、およびガラスセラミック、例えばＺｅｒｏｄｕｒ（登録商標）ガラスセラミックである。
【００２７】
本発明に従ってキャリア要素に低膨張材料を使用することにより、光学素子への使用放射の照射によって二次放射を生成することができ、この二次放射をさらに放射検出器によって検出することができる。放射検出器によってそのようにして生成された信号を評価することによって、例えば、照射された使用放射の強度を求めることができる。
【００２８】
本発明の一実施形態によれば、反射光学素子は、反射コーティングを備え、反射コーティングは、キャリア要素の前面に配設され、放射検出器は、キャリア要素の裏面に面して配設される。
【００２９】
本発明のさらなる一実施形態によれば、低膨張材料、特にケイ酸塩ガラスは、ＳｉＯ2マトリックスを含み、ＳｉＯ2マトリックスは、照射された使用放射と相互作用するときに蛍光放射を放出する固有欠陥を含む。既に上述したように、固有欠陥は、ＳｉＯ2構造からの逸脱を意味する。
【００３０】
本発明による一実施形態では、低膨張材料は、ケイ酸塩ガラス、特にチタンケイ酸塩ガラスを含み、特に、低膨張材料は、完全にチタンケイ酸塩ガラスからなる。さらなる一実施形態によれば、キャリア要素は、ガラスセラミックを含む。
【００３１】
本発明のさらなる一実施形態によれば、ガラスセラミックは、５℃〜３５℃の温度範囲内で、＋／−５０×１０-9Ｋ-1、特に最大＋／−３０×１０-9Ｋ-1、または最大＋／−１０×１０-9Ｋ-1の平均線形熱膨張係数を有する。
【００３２】
本発明によるさらなる一実施形態では、低膨張材料は、ＵＬＥ（登録商標）ガラスからなる。ＵＬＥ（登録商標）ガラスは、「Ｕｌｔｒａ Ｌｏｗ Ｅｘｐａｎｓｉｏｎ（超低膨張）」ガラスを意味し、Ｃｏｒｎｉｎｇ Ｃｏｄｅ ２９７２によって識別される、Ｃｏｒｎｉｎｇ社の製品である。ＥＵＶ放射を照射すると、ＵＬＥ（登録商標）ガラスは、青色蛍光を生じる。あるいは、またはさらに、低膨張材料は、Ｚｅｒｏｄｕｒ（登録商標）ガラスセラミックからなっていてもよく、これはＳｃｈｏｔｔ社によって製造されている製品である。本出願で使用するときの用語「ＵＬＥ（登録商標）ガラス」は、本出願が成された時点で製品名「ＵＬＥ（登録商標）」としてＣｏｒｎｉｎｇ社が販売している対応する製品を表す。本出願で使用するときの用語「Ｚｅｒｄｕｒ（登録商標）ガラスセラミック」は、本出願が成された時点で製品名「Ｚｅｒｏｄｕｒ（登録商標）」としてＳｃｈｏｔｔ社が販売している対応する製品を表す。
【００３３】
さらに、本発明によれば、反射光学素子と放射検出器とを備える、マイクロリソグラフィ用の投影露光ツールで使用するための配置構成が提供される。この配置構成によれば、反射光学素子は、光学素子の機械的強度を保証するキャリア要素と、キャリア要素上に配設された、使用放射を反射するための反射コーティングとを備える。キャリア要素は、活性化放射と相互作用するときに、活性化放射を、活性化放射とは異なる二次放射に変換する材料を含み、その材料は、放射変換の効率に温度依存性があるように構成され、放射検出器は、二次放射を検出するように構成される。
【００３４】
すなわち、キャリア要素は、活性化放射を照射するとルミネセンスを示す材料を含み、この活性化放射は、４５０ｎｍ未満の波長を有する光子、例えばＡｒＦ放射やＥＵＶ放射、あるいは例えば数百ｅＶのエネルギーを有する電子でよい。さらに、二次放射は、二光子吸収プロセスによる十分に高い強度のより長い波長の光子によって誘発することができる。
【００３５】
活性化放射を二次放射に変換する効率（ルミネセンス効率とも呼ばれる）は、温度依存性がある。一実施形態によれば、放射変換効率の温度勾配は、少なくとも２％／℃、特に少なくとも３％／℃、特に少なくとも５％／℃である。
【００３６】
上記の配置構成は、反射光学素子における温度分布を監視できるようにする。特に、温度分布の経時変化を検出することができる。この情報を使用して、温度分布を補正する処置を取ることができ、例えば局所加熱することができる。このようにして、反射光学素子の結像特性のずれを最小限にすることができる。
【００３７】
一実施形態によれば、二次放射を放出する材料は、本出願で特定する低膨張材料、特にケイ酸塩ガラスを含む。一変形形態によれば、放射変換効率の温度依存性を高めるために低膨張材料にドープを施す。
【００３８】
さらなる一実施形態によれば、配置構成は、さらに、検出された二次放射の強度から光学素子での温度を求めるように構成された評価ユニットを備える。このために、評価ユニットに、照射された活性化放射の強度を提供してもよい。
【００３９】
さらなる一実施形態によれば、配置構成は、さらに、活性化放射のビームを生成するための活性化源を備え、活性化源は、光学素子全体にわたって活性化ビームを走査するように構成され、評価ユニットはさらに、検出された二次放射を活性化ビームのそれぞれの走査位置と相関させるように構成され、それにより光学素子での温度が空間分解されて求められる。
【００４０】
さらなる一実施形態によれば、活性化放射は、使用放射を含み、二次放射は、活性化放射と波長が異なる。さらなる一実施形態によれば、活性化放射は、電子放射を含む。一変形形態によれば、電子放射は、数百ｅＶのエネルギーでの走査電子ビームの形態で照射される。電子は、反射コーティングに対して光学素子の前面または裏面から照射することができる。電子が前面から照射される場合、放射源は、露光放射が遮られないように配置すべきである。
【００４１】
本発明による配置構成の上述した実施形態に関して説明した特徴は、低膨張材料を有するキャリア要素を備える配置構成、および温度依存性の放射変換効率を有する材料を備える配置構成に、適用することができる。
【００４２】
さらに、本発明によれば、マイクロリソグラフィ用の投影露光ツールで使用するための光学系モジュールであって、上述した実施形態の任意のものに従った本発明による少なくとも１つの構成を備える光学系モジュールが提供される。本発明による光学系モジュールは、例えば、投影露光ツールの物体視野を照明するための照明光学系として構成することができ、または物体視野から結像領域に構造を結像するための投影光学系として構成することができる。
【００４３】
本発明による一実施形態では、光学系は、放射検出器によって測定された強度に基づいて、投影露光ツールで使用される露光放射に影響を及ぼすように構成された補正ユニットを備える。ここで、補正ユニットは、好ましくは、エネルギー分布、角度分布、分極分布、位相分布、および波面収差といった露光放射の特性の少なくとも１つに影響を及ぼす。本発明による一変形形態によれば、光学系は、制御デバイスを備え、この制御デバイスは、放射検出器によって検出された強度から、補正ユニットを制御するための制御信号を生成する。
【００４４】
照明光学系の場合、反射光学素子は、照明光学系の瞳孔面の近くに配設され、配置構成は評価デバイスを備え、評価デバイスは、反射光学素子に照射された露光放射の空間分解強度分布を求めるように構成され、補正ユニットによって上記の瞳孔面または異なる瞳孔面での強度分布を変えることができると有利である。さらなる一実施形態によれば、光学素子は、照明光学系の視野面の近くに配設され、補正ユニットによって、この視野面または異なる視野面での強度分布を変えることができる。
【００４５】
さらに、本発明によれば、上述した実施形態の１つに従った本発明による少なくとも１つの配置構成を備えるマイクロリソグラフィ用の投影露光ツールが提供される。
【００４６】
さらに、本発明によれば、マイクロリソグラフィ用の投影露光ツールの反射素子における強度を測定する方法が提供される。ここで、光学素子は、光学素子の機械的強度を保証するキャリア要素を備える。さらに、反射コーティングは、投影露光ツールの露光放射を反射するためにキャリア要素上に配設される。キャリア要素は、５℃〜３５℃の温度範囲にわたって−２００ｐｐｂ／℃〜＋２００ｐｐｂ／℃の範囲内の熱膨張係数を有する低膨張材料、例えばケイ酸塩ガラスを含む。本発明による方法により、投影露光ツールの動作中、露光放射の第１の部分は、反射コーティングで反射され、露光放射の第２の部分は、反射コーティングを通過し、低膨張材料内で、露光放射の波長とは異なる波長を有する二次放射を生成する。さらに、キャリア要素から出た二次放射の少なくとも一部の強度が測定される。
【００４７】
本発明による反射光学素子と放射検出器の配置構成に関する上記の詳細はまた、本発明による方法にも同様に適用することができる。
【００４８】
本発明による方法の一実施形態によれば、反射光学素子上に放射された露光放射の強度は、測定された二次放射の強度から求められる。別の実施形態によれば、反射コーティングを通過する露光放射の第２の部分の強度は、測定された二次放射の強度から求められる。
【００４９】
本発明による一実施形態によれば、キャリア要素は、完全に単一の材料から作製される。特に、キャリア要素の前面に反射コーティングをさらに配設することができ、本発明によれば、キャリア要素の裏面から出た二次放射の強度が測定される。
【００５０】
本発明による一実施形態では、キャリア要素から出た二次放射、特にキャリア要素の裏面から出た二次放射の少なくとも一部の強度は、空間分解されて測定され、この強度から、反射光学素子に照射された露光放射の空間分解強度分布が求められる。
【００５１】
本発明によるさらなる一実施形態では、二次放射の強度は、放射検出器によって測定され、反射光学素子と放射検出器の配置構成は、上述した実施形態の任意のものに従って構成される。
【００５２】
さらに、本発明によれば、マイクロリソグラフィ用の投影露光ツールの光学素子での温度を測定する方法が提供される。光学素子は、衝突する活性化放射を、活性化放射とは異なる二次放射に変換するように構成された材料を含む。この方法は、活性化放射を光学素子に照射するステップと、光学素子から出た二次放射の強度を測定するステップと、測定された強度から光学素子での温度を決定するステップとを含む。
【００５３】
一実施形態によれば、光学素子は、ミラーの形態での反射光学素子である。この実施形態では、光学素子は、光学素子の機械的強度を保証するキャリア要素と、キャリア要素上に配設された、投影露光ツールの露光放射を反射するための反射コーティングとを備える。放射変換材料がキャリア要素内に含まれ、特に、キャリア要素は変換材料からなる。
【００５４】
一実施形態によれば、活性化放射は、投影露光ツールの露光放射を含み、二次放射は、活性化放射と波長が異なる。別の実施形態によれば、活性化放射は電子放射を含み、二次放射は電磁放射である。
【００５５】
別の実施形態によれば、光学素子から出た二次放射の強度は、空間分解されて測定され、この強度から、光学素子の空間分解温度分布が求められる。二次放射は、少なくとも１次元、特に２次元で局所分解されて測定される。
【００５６】
さらなる一実施形態によれば、さらに、光学素子に照射される露光放射の強度は、光学素子での温度を求めるために使用される。一変形形態によれば、露光放射の強度分布が予め測定されるか、またはシミュレーションによって求められ、変換効率の既知の温度依存性から光学素子の温度分布を計算するために使用される。
【００５７】
本発明による方法の上述した実施形態に関して特定した特徴は、本発明による配置構成に対応させて適用することもできる。逆に、本発明による配置構成の上述した実施形態に関して特定した特徴は、本発明による方法に対応させて適用することもできる。
【００５８】
以下の本発明による例示的実施形態の詳細な説明において、添付の概略図面を参照しながら、本発明の上述のおよびさらなる有利な特徴を説明する。
【図面の簡単な説明】
【００５９】
【図１】反射光学素子と放射検出器とを備える、本発明による配置構成の第１の例示的実施形態を示す図である。
【図２】さらなる一実施形態での放射検出器および評価デバイスを備える図１による反射光学素子を示す図である。
【図３】反射光学素子と放射検出器とを備える、本発明による配置構成のさらなる例示的実施形態を示す図である。
【図４】投影露光ツールの動作中に、光学素子に照射された強度を測定するため、または光学素子の温度分布を測定するために、本発明による光学素子と放射検出器の配置構成が使用される、マイクロリソグラフィ用の投影露光ツールを示す図である。
【図５】図４による投影露光ツールにおいて反射光学素子に当たる放射のスペクトル分布を示す図である。
【図６】図１〜図３による光学素子の基板のために使用される例示的な材料の温度依存性を示す図である。
【図７】図４による投影露光ツールにおいて、反射光学素子と、動作中に光学素子の温度分布を測定するように構成された放射検出器とを備える、本発明による配置構成のさらなる例示的実施形態を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００６０】
以下に述べる例示的実施形態では、互いに機能的または構造的に同様の要素には、可能な限り、同一または同様の参照番号を付してある。したがって、特定の例示的実施形態の個々の要素の特徴を理解するために、他の例示的実施形態の説明または本発明の全般的な説明を参照すべきである。
【００６１】
図１は、反射光学素子１０および放射検出器３０の本発明による配置構成の一例示的実施形態を示す。反射光学素子１０は、マイクロリソグラフィ用の投影露光ツールで使用するために、凹面鏡の形態で設計される。このために、反射光学素子１０は、ミラー表面の形状を有するキャリア要素１２を備える。キャリア要素１２は、光学素子１０の機械的強度を保証し、それと同時に光学素子１０の機能を保証する。キャリア要素１２は、ミラー基板と呼ぶこともできる。キャリア要素１２は、ミラー表面を画定する前面１４と、それとは反対側の裏面１６とを備える。
【００６２】
入射使用放射２０ａを反射するための反射コーティングが前面１４に塗布されている。この例示的実施形態では、反射コーティング１８は、ＥＵＶ投影露光ツールの露光放射の形で使用放射を反射するように構成される。したがって、反射コーティング１８は、＜１００ｎｍの波長、好ましくは５ｎｍ〜１５ｎｍの範囲内の波長を有する極紫外波長範囲（ＥＵＶ波長範囲）内の放射を反射するように設計される。このために、反射コーティング１８は、例えば、交互にシリコンとモリブデン、またはランタンとＢ4Ｃからなる二重層を５０層備える多層配列の形態である。
【００６３】
入射使用放射２０ａは、大部分は、反射コーティング１８によって反射使用放射２０ｂとして反射される。しかし、入射使用放射２０ａのわずかな部分が反射コーティング１８を通過し、透過使用放射２０ｃとしてキャリア要素１２内に入る。図１では、透過使用放射２０ｃは、例として、光学素子１０の中央領域に引き込まれた入射使用放射２０ａのビームについてのみ示してある。
【００６４】
実施形態に応じて、キャリア要素１２と反射コーティング１８の間にさらなる層を配設することができる。この例示的実施形態では、キャリア要素１２は、ＵＬＥ（登録商標）ガラスからなり、これは、Ｃｏｒｎｉｎｇ ｃｏｄｅ ２９７２によって識別される、Ｃｏｒｎｉｎｇ社によって製造されている製品である。ＵＬＥ（登録商標）ガラスは、チタンケイ酸塩ガラスからなり、５℃〜３５℃の温度範囲にわたって、０±３０×１０-9Ｋ-1（０±３０ｐｐｍ／℃）の非常に低い熱膨張係数（ＣＴＥ）（線膨張係数とも呼ばれる）を有する。あるいは、キャリア要素１２は、Ｚｅｒｏｄｕｒ（登録商標）から作製することができ、これは、Ｓｃｈｏｔｔ社によって製造されている製品である。Ｚｅｒｏｄｕｒ（登録商標）は、ガラスセラミックであり、０℃〜５０℃の温度範囲にわたって、±０．００５〜±０．１×１０-6Ｋ-1（０±５ｐｐｍ／℃〜０±１００ｐｐｍ／℃）の範囲内のＣＴＥを有する。透過使用放射２０ｃは、キャリア要素１２のＵＬＥ（登録商標）ガラスに吸収され、キャリア要素１２によって、約３５０〜４００ｎｍの間の青色波長スペクトルでの蛍光の形で二次放射２４が生成される。ルミネセンスとも呼ばれるこの二次放射２４は、キャリア要素の裏面１６から出る。本発明によれば、放射検出器３０が、キャリア要素１２の裏面１６に面するように配置される。一例示的実施形態によれば、放射検出器３０は、キャリア要素１２の裏面１６に直接配設される。他の例示的実施形態では、裏面１６と放射検出器３０の間にさらなる層を配設することができる。さらに、放射検出器３０は、キャリア要素１２からある距離だけ離して配設し、検出器３０が二次放射２４を検出することができるように裏面１６に単に位置合わせすることもできる。
【００６５】
図１による配置構成での放射検出器３０は、検出器表面に当たる二次放射２４の全強度を測定するが、図２によれば、反射光学素子１０は、空間分解放射検出器３２を設けられる。したがって、図２による配置構成によって、反射コーティング１８に達した使用放射２０ａの強度を、空間分解して２次元で求めることができる。
【００６６】
検出された二次放射２４の強度から入射使用放射２０ａの強度を求めるために、任意選択で放射検出器３２に評価デバイス３４を設けることができる。評価デバイス３４は図２にしか示していないが、図面に示す他の配置構成でも使用することができる。評価デバイス３４による評価は、シミュレーション結果に基づいており、シミュレーション結果から、入射使用放射２０ａに対する透過使用放射２０ｃの割合が分かる。ここで、コーティング１８の反射率と、反射コーティング１８およびキャリア要素１２の表面での使用放射２０の吸収損失とが考慮に入れられる。
【００６７】
図３は、反射光学素子１１０と反射検出器１３０とを備える、本発明による配置構成のさらなる例示的実施形態を示す。この配置構成は、図４を参照して説明するマイクロリソグラフィ用の投影露光ツール１００で使用される。反射光学素子１１０は、要素１１０の光学表面が凸面である点のみが、図１および図２による素子１０と異なる。放射検出器３０と同様に、放射検出器１３０は、入射二次放射２４の全強度を測定する検出器として設計される。
【００６８】
既に上述したように、図４は、反射光学素子１１０が放射検出器１３０と共に使用されるマイクロリソグラフィ用の投影露光ツール１００の構造の概要を示す。さらに、投影露光ツール１００は、図７を参照して以下でより詳細に説明する放射検出器２３０と共に、追加の反射光学素子２１０を含むことができる。図４に示す構成要素は、光源１３５と、照明光学系１３７と、投影光学系１３９とを備える。ここで、光源１３５は、極紫外、すなわち１００ｎｍ未満、好ましくは５ｎｍ〜１５ｎｍの範囲内の波長を有する露光放射１２０を生成する。次いで、この放射は照明光学系１３７に案内され、照明光学系１３７は放射を適切に準備して、物体視野１４１の位置にある構造担持マスクを照明するようにする。次いで、物体視野１４１は、投影光学系１３９によって、投影露光ツール１００の像面１４３の感光層上に結像される。
【００６９】
以下、光源１３５、照明光学系１３７、および投影光学系１３９の構成要素を詳細に説明する。この例では、光源１３５はキセノン光源である。ガス供給機構１４５およびガス抽出システム１４７によって、ガスターゲットが位置１４９に生成される。位置１４９でのキセノンガスが、電極放電によってプラズマ状態に変換される。このとき、プラズマは、図５に示す入力スペクトル１５１を有するＥＵＶ波長範囲内の放射を放出する。生成された放射は、楕円面鏡１５５によって収集され、次いで、スペクトルフィルタ１５３を通過する。その透過スペクトル１５７も図５に示してある。図４では、スペクトルフィルタ１５３は、光源１３５のすぐ後ろに配設されているものとして示してある。しかし、この配置構成は、スペクトルフィルタ１５３の位置決めに関する１つの可能性にすぎない。基本的には、スペクトルフィルタ１５３は、像面１４３の前のビーム光路のどこに位置決めしてもよい。図４に示すように、スペクトルフィルタ１５３は、透過フィルタの形態でよい。あるいは、例えば反射フィルタとしての設計も想定することができる。スペクトルフィルタ１５３から出た露光放射１２０は、参照番号１５８によって識別される強度分布を有し、約１３．５ｎｍで強度最大値を有する。
【００７０】
露光放射１２０は、照明光学系１３７の第１のミラーに送られる。図示する実施形態では、第１のミラーは、図７にも示す反射光学素子２１０によって形成される。光路内の次の構成要素として、照明光学系１３７は、ハニカム集光器１６０を含み、ハニカム集光器１６０は、第１の傾斜ミラー１６１と第２の傾斜ミラー１６３を備える。光路内でハニカム集光器１６０の後ろに集光器１６９が配設される。この集光器１６９は、図３による反射光学素子１１０の形態での第１の集光器ミラーと、第２の集光器ミラー１７３とを備える。物体視野１４１は、投影光学系１３９によって像面１４３に投影される。像面１４３には感光層を設けることができる。投影光学系１３９は、光軸１７５を有し、ミラーＭ１、Ｍ２、Ｍ３、Ｍ４、Ｍ５、およびＭ６を備える。これらのミラーはすべて、光軸１７５に対して回転対称の領域からの一区域に従う表面形状を有する。そのため、最良の結像品質が実現される領域（物体視野１４１）もまた光軸１７５に対して回転対称である。
【００７１】
投影露光ツール１００の動作中、物体視野１４１の位置に構造担持マスクが配設される。このマスクは、光源１３５および照明光学系１３７によって照明され、次いで、投影光学系１３９によって、サイズを縮小されて像面１４３に結像される。このとき、像面１４３において、ウェハの形態での基板上に感光層が設けられている。露光によって感光層は化学的に変化され、それにより、リソグラフィ化学プロセスによってそこからマイクロエレクトロニクス部品を作製することができる。
【００７２】
投影露光ツール１００は、いわゆるステップアンドスキャンツール（簡単にスキャナとも呼ばれる）として動作されることが多い。ここでは、結像される構造担持マスクは、結像に適した物体視野よりも大きい。そのため、マスクは、静止した物体視野１４１にわたってＹ方向に移動される。同時に、感光層を備える基板は、像面内で、それに対応して低速でやはりＹ方向に移動される。したがって、構造担持マスクのあらゆる点が、照明された物体視野１４１にわたってＹ方向で移動し、それによりある量の光（いわゆる照射光量）で露光される。この量は、点の軌跡に沿った照射強度にわたる積分に対応する。リソグラフィプロセスでは、マスク上のあらゆる点ができる限り同じ照射光量で露光されると有利である。このために、補正ユニット１７７が物体視野１４１の近くに提供される。
【００７３】
補正ユニット１７７は、例えば、物体視野１４１の照明を制限する複数のアパーチャを備えることができる。ここで、走査プロセス中、構造担持マスクの一点は、照明された物体視野１４１を通過する場合、所定時間後、このタイプのアパーチャが作る影に入る。したがって、積分された照射強度、すなわち照射光量は、対応するアパーチャがある位置に依存する。したがって、アパーチャの位置を変えることによって、物体視野１４１での照射光量を設定することができる。補正ユニット１７７は、Ｘ方向でオフセットされた複数のアパーチャを備える。したがって、照射光量は、物体視野１４１の様々なＸ方向位置に関して個別に設定することができる。投影露光ツール１００の動作中、Ｘ方向で物体視野１４１にわたって一定の均一な照射光量を持続して保証しなければならない。しかし、動作中、投影露光ツール１００のいくつかの特性が変わることがあるので、補正ユニット１７７を調節する必要がある。したがって、例えば、照明光学系１３７または光源１３５の光学素子の反射コーティングは、時間が経つにつれて汚染される、または放射の影響により何らかの他の形で変化することが起こり得る。これらの影響は、反射コーティングの反射率を変化させる。したがって、物体視野１４１での放射の強度分布も変化し、そのため、補正ユニット１７７を調節し直さなければならなくなる。
【００７４】
これらの変化を、投影露光ツール１００の動作中に既に監視することができるように、本発明によれば、照明光学系１３７または投影光学系１３９のミラーの少なくとも１つが、上述した光学素子１０または１１０の形態で作製され、放射検出器３０、３２、または１３０を設けられる。このようにすると、動作中に光学素子の１つでの照射強度または照明位置が変化しているかどうかを常に検査することができる。照明光学系１３７の視野面の近くに配設されたミラーの少なくとも１つが、本発明によるこのタイプの反射光学素子の形態であり、かつ本発明による放射検出器を設けられると特に有利である。既に上述したように、図４の例示的実施形態では、このミラーは、図３の反射光学素子１１０によって形成された集光器１６９の第１のミラーである。
【００７５】
照明光学系１３７の視野面の近くにある反射光学素子１１０と放射検出器１３０との本発明による配置構成の利点は、反射光学素子１１０での照明の強度分布が、単純に、物体視野１４１の照明の強度分布と関連付けられることである。したがって、補正ユニット１７７の設定は、反射光学素子１１０での照明測定の結果に基づいて適合させることができる。このために、制御ユニット１８３が設けられ、制御ユニット１８３は、反射光学素子１１０の放射検出器１３０の信号を受信し、この信号から制御信号を生成し、この制御信号によって、Ｙ方向での補正ユニット１７７のアパーチャの位置を変化させるアクチュエータが制御される。このようにすると、動作中に、Ｘ方向で物体視野１４１にわたって均等な照射光量が提供され、その間に制御測定用ツールを停止する必要がないことが保証される。
【００７６】
さらに、本発明によれば、投影露光ツール１００のさらなる反射光学素子を形成し、そこに空間分解放射検出器３２および対応する補正ユニットを設けることができる。
【００７７】
物体視野での照射光量を制御することに加えて、投影露光ツール１００の動作中に光学素子１１０での温度分布を監視するために、反射光学素子１１０と放射検出器１３０との本発明による配置構成をさらに使用することができる。このために、キャリア要素１２に使用される材料のルミネセンス効率の温度依存性が利用される。上述したように、キャリア要素１２は、例えばＵＬＥ（登録商標）ガラスまたはＺｅｒｏｄｕｒ（登録商標）から作製することができる。図６は、様々な基板温度ＴでのＵＬＥ（登録商標）基板に関して、二次放射２４の測定されたピークルミネセンスＬ、すなわちピーク強度を示すグラフである。ここでは、入射放射の強度は一定に保たれる。このグラフは、約３％／℃のルミネセンス効率（放射変換効率とも呼ばれる）の温度勾配を示す。ルミネセンス効率に関する勾配は、例えば基板材料にドープを施すことによって改良することができる。
【００７８】
温度依存性は、熱によって誘起される、捕捉された電子の脱出に起因する。通常は放射脱励起を示す捕捉された電子は、それらのトラップから脱出し、したがってルミネセンス効率を減少させることがある。浅いトラップの場合、この漏れの激しさの温度依存性はより高くなり、応答はより急勾配で温度に依存する。
【００７９】
既に上述したように、図４に示す投影露光ツールでは、本発明による温度監視を、反射光学素子１１０および反射光学素子２１０の例で示す。光学素子１１０の場合、投影露光ツール１００の露光放射（使用放射）１２０は、二次放射２４の発生を引き起こすための活性化放射として使用される。二次放射２４の強度は、放射検出器１３０によって測定される。有利には、放射検出器１３０は、図２に参照番号３２で示す空間分解検出器として構成される。この場合、二次放射２４の空間分布は、空間分解放射検出器によって、光学素子１１０の領域的広がりにわたって２次元で測定される。得られた強度測定値は、評価ユニット１７７に転送される。
【００８０】
評価ユニット１７７は、さらに、光学素子１１０に衝突する露光放射（使用放射）１２０の強度分布を提供される。この強度分布は、シミュレーションによって得ることができ、または上述したように光学素子１１０のルミネセンス特性を使用した本発明による強度測定から得ることができる。典型的には、露光放射１２０の強度分布は、光学素子１１０の温度分布よりも安定している。すなわち、典型的には、温度分布のばらつきは、露光放射分布のばらつきよりも大きい。したがって、温度分布を計算するために、事前に測定した強度分布を使用することができる。
【００８１】
評価ユニット２８８は、キャリア要素１２の形態での基板の温度とルミネセンスの間の既知の関係（その一例を図６に示す）を使用して、放射検出器１３０によって測定された強度分布から光学素子１１０の温度分布を計算する。結像誤差を最小限にするために、温度分布は、本質的に一様に保つべきである。投影露光ツール１００の動作中に温度分布の不均一性が検出された場合、評価ユニット２８８は、光学素子１１０を局所加熱するように構成された加熱デバイス２９０を作動させる。
【００８２】
加熱デバイス２９０は、例えば、光学素子１１０に熱を照射する放射源として構成することができる。その際、熱放射は局所的に変えられ、それに従って光学素子１１０の温度分布は均一にされる。また、加熱デバイスは、他の適切な構成で提供することもでき、例えば光学素子１１０に一体化することができる構成などで提供することもできる。さらに、温度分布は、適切な様式で光学素子１１０を冷却することによって平衡させることもできる。
【００８３】
上述したように、図４はまた、光学素子２１０に関して、温度分布を制御するためのさらなる一実施形態を示す。この実施形態は図７にも示してある。ここでは、露光ツール１００の露光放射１２０ではなく、電子ビーム２８６が活性化放射として使用される。このために、活性化源２８４として、走査電子ビーム源が、露光放射１２０のビーム経路外に位置決めされる。さらなる実施形態では、活性化源２８４は、適切な波長の電磁放射を放出する放射源として構成することもできる。
【００８４】
図示した例では、活性化源２８４は、光学素子２１０の前に、すなわち光学素子１０の反射コーティング１８に面して位置決めされる。あるいは、活性化源２８４は、光学素子２１０の裏に、すなわちキャリア要素１２の裏面に面して位置決めされてもよい。温度測定を行うために、電子ビーム２８６は、両方向矢印２８７で示すように反射コーティング１８の表面全体にわたって走査される。光学素子２１０の後ろに、ある距離だけ離して、キャリア要素１２で生成される二次放射の強度を測定するための放射検出器２３０が位置決めされる。強度は、時間分解されて記録され、評価ユニット２８８によって、光学素子２１０の前面を照射するビーム２８６のそれぞれの位置と相関させられる。その際、光学素子２１０の前での各位置は、それぞれの強度測定と関連付けられる。
【００８５】
評価ユニット２８８は、上述した処置と同様に、光学素子２１０にわたる温度分布を計算する。しかし、図７による処置は、露光ツール１００の露光放射１２０の強度分布の知識を必要としない。電子ビーム２８６の強度は、測定された二次放射２４の強度分布から温度分布を計算するために使用される。
【００８６】
さらに、上述したような加熱デバイス２９０が、測定された光学素子２１０の温度分布の不均一性を補償するために提供される。
【符号の説明】
【００８７】
１０ 反射光学素子
１２ キャリア要素
１４ 前面
１６ 裏面
１８ 反射コーティング
２０ａ 入射使用放射
２０ｂ 反射使用放射
２０ｃ 透過使用放射
２４ 二次放射
３０ 放射検出器
３２ 空間分解放射検出器
３４ 評価デバイス
１００ マイクロリソグラフィ用の投影露光ツール
１１０ 反射光学素子
１２０ 露光放射
１３０ 放射検出器
１３５ 光源
１３７ 照明光学系
１３９ 投影光学系
１４１ 物体視野
１４３ 像面
１４５ ガス供給機構
１４７ ガス抽出システム
１４９ 位置
１５１ 入力スペクトル
１５５ 楕円形ミラー
１５３ スペクトルフィルタ
１５７ フィルタスペクトル
１５８ 露光放射のスペクトル分布
１６０ ハニカム集光器
１６１ 第１の傾斜ミラー
１６３ 第２の傾斜ミラー
１６９ 集光器
Ｍ１、Ｍ２、Ｍ３、Ｍ４、Ｍ５ 投影光学系のミラー
１７３ 集光器のミラー
１７５ 光軸
１７７ 補正ユニット
１８３ 制御ユニット
２１０ 反射光学素子
２３０ 放射検出器
２８４ 活性化源
２８６ 電子のビーム
２８７ 両方向矢印
２８８ 評価ユニット
２９０ 加熱デバイス
【特許請求の範囲】
【請求項１】
反射光学素子と放射検出器とを備える、マイクロリソグラフィ用の投影露光ツールで使用する光学配置構成であって、
前記反射光学素子は、キャリア要素を備え、
前記キャリア要素は、前記光学素子の機械的強度を保証し、５℃〜３５℃の温度範囲にわたって−２００ｐｐｂ／℃〜＋２００ｐｐｂ／℃の範囲内の熱膨張係数を有する低膨張材料を含み、
前記放射検出器は、低膨張材料によって生成される放射を検出するように構成される光学配置構成。
【請求項２】
前記低膨張材料は、ケイ酸塩ガラスおよび／またはガラスセラミックを含む、請求項１に記載の配置構成。
【請求項３】
反射光学素子と放射検出器とを備える、マイクロリソグラフィ用の投影露光ツールで使用する光学配置構成であって、
前記反射光学素子は、前記光学素子の機械的強度を保証するキャリア要素と、前記キャリア要素に配設された、使用放射を反射するための反射コーティングとを備え、
前記キャリア要素は、前記使用放射と相互作用するときに二次放射を放出する材料からなり、前記二次放射の波長は、前記使用放射の波長とは異なり、
前記放射検出器は、前記二次放射を検出するように構成される光学配置構成。
【請求項４】
評価デバイスをさらに備え、前記評価デバイスは、前記放射検出器によって検出された放射の強度から、前記反射光学素子に照射された放射の強度を求めるように構成される、請求項１から３のいずれか一項に記載の配置構成。
【請求項５】
反射光学素子と放射検出器とを備える、マイクロリソグラフィ用の投影露光ツールで使用するための配置構成であって、
前記反射光学素子は、前記光学素子の機械的強度を保証するキャリア要素と、前記キャリア要素に配設された、使用放射を反射するための反射コーティングとを備え、
前記キャリア要素は、活性化放射と相互作用するときに、前記活性化放射を、前記活性化放射とは異なる二次放射に変換する材料を含み、前記材料は、前記放射変換の効率に温度依存性があるように構成され、
前記放射検出器は、前記二次放射を検出するように構成される光学配置構成。
【請求項６】
前記放射変換効率の温度勾配は、少なくとも２％／℃である、請求項５に記載の配置構成。
【請求項７】
前記検出された二次放射の強度から前記光学素子での温度を求めるように構成された評価ユニットをさらに備える、請求項５または６に記載の配置構成。
【請求項８】
前記活性化放射のビームを生成するための活性化源をさらに備え、
前記活性化源は、前記光学素子全体にわたって前記活性化ビームを走査するように構成され、
前記評価ユニットはさらに、前記検出された二次放射を前記活性化ビームのそれぞれの走査位置と相関させるように構成され、それにより前記光学素子での温度が空間分解されて求められる、請求項７に記載の配置構成。
【請求項９】
前記活性化放射は、前記使用放射を含み、前記二次放射は、前記活性化放射と波長が異なる、請求項５から８のいずれか一項に記載の配置構成。
【請求項１０】
前記活性化放射は、電子放射を含む、請求項５から９のいずれか一項に記載の配置構成。
【請求項１１】
前記二次放射を放出する材料は、５℃〜３５℃の温度範囲にわたって−２００ｐｐｂ／℃〜＋２００ｐｐｂ／℃の範囲内の熱膨張係数を有する低膨張材料を含む、請求項３から１０のいずれか一項に記載の配置構成。
【請求項１２】
前記二次放射を放出する材料は、ケイ酸塩ガラスおよび／またはガラスセラミックを含む、請求項３から１１のいずれか一項に記載の配置構成。
【請求項１３】
前記反射光学素子は、前記キャリア要素の前面に配設された反射コーティングを有し、前記放射検出器は、前記キャリア要素の裏面に面する、請求項１から１２のいずれか一項に記載の配置構成。
【請求項１４】
前記放射検出器は、可視波長範囲内の光を検出するように構成される、請求項１から１３のいずれか一項に記載の配置構成。
【請求項１５】
前記反射光学素子は反射コーティングを備え、前記反射コーティングは、極紫外波長範囲内の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配置構成。
【請求項１６】
前記放射検出器は、空間分解放射検出器である、請求項１から１５のいずれか一項に記載の配置構成。
【請求項１７】
前記放射検出器は、前記キャリア要素の裏面に取り付けられる、請求項１から１６のいずれか一項に記載の配置構成。
【請求項１８】
前記二次放射を放出する材料は、蛍光材料である、請求項３から１７のいずれか一項に記載の配置構成。
【請求項１９】
前記低膨張材料は、ＳｉＯ2マトリックスを含み、前記ＳｉＯ2マトリックスは、照射された使用放射と相互作用するときに蛍光放射を放出させる固有欠陥を含む、請求項１、２または請求項１１から１８のいずれか一項に記載の配置構成。
【請求項２０】
前記低膨張材料は、５℃〜３５℃の温度範囲にわたって−５０〜＋５０ｐｐｂ／℃の範囲内の平均線形熱膨張係数を有する、請求項１、２、または請求項１１から１９のいずれか一項に記載の配置構成。
【請求項２１】
前記低膨張材料は、ＵＬＥ（登録商標）ガラスまたはＺｅｒｏｄｕｒ（登録商標）ガラスセラミックからなる、請求項１、２、または請求項１１から２０のいずれか一項に記載の配置構成。
【請求項２２】
前記放射検出器によって測定された強度に基づいて、前記投影露光ツールで使用される露光放射に影響を及ぼすように構成された補正ユニットを備える、請求項１から４、または請求項１１から２１のいずれか一項に記載の配置構成。
【請求項２３】
請求項１から２２のいずれか一項に記載の少なくとも１つの配置構成を備える、マイクロリソグラフィ用の投影露光ツールで使用するための光学系モジュールであって、
前記投影露光ツールの物体視野を照明するための照明光学系として構成されるか、または前記物体視野から結像領域に構造を結像するための投影光学系として構成される、光学系モジュール。
【請求項２４】
請求項１から２２のいずれか一項に記載の少なくとも１つの配置構成を備える、マイクログラフィ用の投影露光ツール。
【請求項２５】
マイクログラフィ用の投影露光ツールの反射光学素子における強度を測定する方法であって、
前記光学素子は、前記光学素子の機械的強度を保証するキャリア要素と、前記キャリア要素上に配設された、前記投影露光ツールの露光放射を反射するための反射コーティングとを備え、
前記キャリア要素は、５℃〜３５℃の温度範囲にわたって−２００ｐｐｂ／℃〜＋２００ｐｐｂ／℃の範囲内の熱膨張係数を有する低膨張材料を含み、
前記方法によって、前記投影露光ツールの動作中に、
前記露光放射の第１の部分は、前記反射コーティングで反射され、
前記露光放射の第２の部分は、前記反射コーティングを通過し、低膨張材料内で、前記露光放射の波長とは異なる波長を有する二次放射を生成し、
前記キャリア要素から出た前記二次放射の少なくとも一部の強度が測定される、方法。
【請求項２６】
前記反射光学素子に照射される前記露光放射の強度は、測定された前記二次放射の強度から求められる、請求項２５に記載の方法。
【請求項２７】
前記キャリア要素から出た前記二次放射の強度は、空間分解されて測定され、前記強度から、前記反射光学素子に照射された前記露光放射の空間分解強度分布が求められる、請求項２５または２６に記載の方法。
【請求項２８】
マイクロリソグラフィ用の投影露光ツールの光学素子での温度を測定する方法であって、前記光学素子は、衝突する活性化放射を、前記活性化放射とは異なる二次放射に変換するように構成された材料を含み、
活性化放射を前記光学素子に照射するステップと、
前記光学素子から出た二次放射の強度を測定するステップと、
前記測定された強度から前記光学素子での温度を求めるステップと、
を含む方法。
【請求項２９】
前記活性化放射は、前記投影露光ツールの露光放射を含み、前記二次放射は、前記活性化放射と波長が異なる、請求項２８に記載の方法。
【請求項３０】
前記活性化放射は、電子放射を含む、請求項２８または２９のいずれか一項に記載の方法。
【請求項３１】
前記光学素子から出た前記二次放射の強度は、空間分解されて測定され、前記強度から、前記光学素子の空間分解温度分布が求められる、請求項２８から３０のいずれか一項に記載の方法。
【請求項３２】
さらに、前記光学素子に照射される前記露光放射の強度は、前記光学素子での温度を求めるために使用される、請求項２８から３１のいずれか一項に記載の方法。
【請求項３３】
前記二次放射の強度は、放射検出器によって測定され、前記反射光学素子と前記放射検出器の配置構成は、請求項１から２２のいずれか一項に従って構成される、請求項２５から３２のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１】
反射光学素子と放射検出器とを備える、マイクロリソグラフィ用の投影露光ツールで使用する光学配置構成であって、
前記反射光学素子は、キャリア要素を備え、
前記キャリア要素は、前記光学素子の機械的強度を保証し、５℃〜３５℃の温度範囲にわたって−２００ｐｐｂ／℃〜＋２００ｐｐｂ／℃の範囲内の熱膨張係数を有する低膨張材料を含み、
前記放射検出器は、低膨張材料によって生成される放射を検出するように構成される光学配置構成。
【請求項２】
前記低膨張材料は、ケイ酸塩ガラスおよび／またはガラスセラミックを含む、請求項１に記載の配置構成。
【請求項３】
反射光学素子と放射検出器とを備える、マイクロリソグラフィ用の投影露光ツールで使用する光学配置構成であって、
前記反射光学素子は、前記光学素子の機械的強度を保証するキャリア要素と、前記キャリア要素に配設された、使用放射を反射するための反射コーティングとを備え、
前記キャリア要素は、前記使用放射と相互作用するときに二次放射を放出する材料からなり、前記二次放射の波長は、前記使用放射の波長とは異なり、
前記放射検出器は、前記二次放射を検出するように構成される光学配置構成。
【請求項４】
評価デバイスをさらに備え、前記評価デバイスは、前記放射検出器によって検出された放射の強度から、前記反射光学素子に照射された放射の強度を求めるように構成される、請求項１から３のいずれか一項に記載の配置構成。
【請求項５】
反射光学素子と放射検出器とを備える、マイクロリソグラフィ用の投影露光ツールで使用するための配置構成であって、
前記反射光学素子は、前記光学素子の機械的強度を保証するキャリア要素と、前記キャリア要素に配設された、使用放射を反射するための反射コーティングとを備え、
前記キャリア要素は、活性化放射と相互作用するときに、前記活性化放射を、前記活性化放射とは異なる二次放射に変換する材料を含み、前記材料は、前記放射変換の効率に温度依存性があるように構成され、
前記放射検出器は、前記二次放射を検出するように構成される光学配置構成。
【請求項６】
前記放射変換効率の温度勾配は、少なくとも２％／℃である、請求項５に記載の配置構成。
【請求項７】
前記検出された二次放射の強度から前記光学素子での温度を求めるように構成された評価ユニットをさらに備える、請求項５または６に記載の配置構成。
【請求項８】
前記活性化放射のビームを生成するための活性化源をさらに備え、
前記活性化源は、前記光学素子全体にわたって前記活性化ビームを走査するように構成され、
前記評価ユニットはさらに、前記検出された二次放射を前記活性化ビームのそれぞれの走査位置と相関させるように構成され、それにより前記光学素子での温度が空間分解されて求められる、請求項７に記載の配置構成。
【請求項９】
前記活性化放射は、前記使用放射を含み、前記二次放射は、前記活性化放射と波長が異なる、請求項５から８のいずれか一項に記載の配置構成。
【請求項１０】
前記活性化放射は、電子放射を含む、請求項５から９のいずれか一項に記載の配置構成。
【請求項１１】
前記二次放射を放出する材料は、５℃〜３５℃の温度範囲にわたって−２００ｐｐｂ／℃〜＋２００ｐｐｂ／℃の範囲内の熱膨張係数を有する低膨張材料を含む、請求項３から１０のいずれか一項に記載の配置構成。
【請求項１２】
前記二次放射を放出する材料は、ケイ酸塩ガラスおよび／またはガラスセラミックを含む、請求項３から１１のいずれか一項に記載の配置構成。
【請求項１３】
前記反射光学素子は、前記キャリア要素の前面に配設された反射コーティングを有し、前記放射検出器は、前記キャリア要素の裏面に面する、請求項１から１２のいずれか一項に記載の配置構成。
【請求項１４】
前記放射検出器は、可視波長範囲内の光を検出するように構成される、請求項１から１３のいずれか一項に記載の配置構成。
【請求項１５】
前記反射光学素子は反射コーティングを備え、前記反射コーティングは、極紫外波長範囲内の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配置構成。
【請求項１６】
前記放射検出器は、空間分解放射検出器である、請求項１から１５のいずれか一項に記載の配置構成。
【請求項１７】
前記放射検出器は、前記キャリア要素の裏面に取り付けられる、請求項１から１６のいずれか一項に記載の配置構成。
【請求項１８】
前記二次放射を放出する材料は、蛍光材料である、請求項３から１７のいずれか一項に記載の配置構成。
【請求項１９】
前記低膨張材料は、ＳｉＯ2マトリックスを含み、前記ＳｉＯ2マトリックスは、照射された使用放射と相互作用するときに蛍光放射を放出させる固有欠陥を含む、請求項１、２または請求項１１から１８のいずれか一項に記載の配置構成。
【請求項２０】
前記低膨張材料は、５℃〜３５℃の温度範囲にわたって−５０〜＋５０ｐｐｂ／℃の範囲内の平均線形熱膨張係数を有する、請求項１、２、または請求項１１から１９のいずれか一項に記載の配置構成。
【請求項２１】
前記低膨張材料は、ＵＬＥ（登録商標）ガラスまたはＺｅｒｏｄｕｒ（登録商標）ガラスセラミックからなる、請求項１、２、または請求項１１から２０のいずれか一項に記載の配置構成。
【請求項２２】
前記放射検出器によって測定された強度に基づいて、前記投影露光ツールで使用される露光放射に影響を及ぼすように構成された補正ユニットを備える、請求項１から４、または請求項１１から２１のいずれか一項に記載の配置構成。
【請求項２３】
請求項１から２２のいずれか一項に記載の少なくとも１つの配置構成を備える、マイクロリソグラフィ用の投影露光ツールで使用するための光学系モジュールであって、
前記投影露光ツールの物体視野を照明するための照明光学系として構成されるか、または前記物体視野から結像領域に構造を結像するための投影光学系として構成される、光学系モジュール。
【請求項２４】
請求項１から２２のいずれか一項に記載の少なくとも１つの配置構成を備える、マイクログラフィ用の投影露光ツール。
【請求項２５】
マイクログラフィ用の投影露光ツールの反射光学素子における強度を測定する方法であって、
前記光学素子は、前記光学素子の機械的強度を保証するキャリア要素と、前記キャリア要素上に配設された、前記投影露光ツールの露光放射を反射するための反射コーティングとを備え、
前記キャリア要素は、５℃〜３５℃の温度範囲にわたって−２００ｐｐｂ／℃〜＋２００ｐｐｂ／℃の範囲内の熱膨張係数を有する低膨張材料を含み、
前記方法によって、前記投影露光ツールの動作中に、
前記露光放射の第１の部分は、前記反射コーティングで反射され、
前記露光放射の第２の部分は、前記反射コーティングを通過し、低膨張材料内で、前記露光放射の波長とは異なる波長を有する二次放射を生成し、
前記キャリア要素から出た前記二次放射の少なくとも一部の強度が測定される、方法。
【請求項２６】
前記反射光学素子に照射される前記露光放射の強度は、測定された前記二次放射の強度から求められる、請求項２５に記載の方法。
【請求項２７】
前記キャリア要素から出た前記二次放射の強度は、空間分解されて測定され、前記強度から、前記反射光学素子に照射された前記露光放射の空間分解強度分布が求められる、請求項２５または２６に記載の方法。
【請求項２８】
マイクロリソグラフィ用の投影露光ツールの光学素子での温度を測定する方法であって、前記光学素子は、衝突する活性化放射を、前記活性化放射とは異なる二次放射に変換するように構成された材料を含み、
活性化放射を前記光学素子に照射するステップと、
前記光学素子から出た二次放射の強度を測定するステップと、
前記測定された強度から前記光学素子での温度を求めるステップと、
を含む方法。
【請求項２９】
前記活性化放射は、前記投影露光ツールの露光放射を含み、前記二次放射は、前記活性化放射と波長が異なる、請求項２８に記載の方法。
【請求項３０】
前記活性化放射は、電子放射を含む、請求項２８または２９のいずれか一項に記載の方法。
【請求項３１】
前記光学素子から出た前記二次放射の強度は、空間分解されて測定され、前記強度から、前記光学素子の空間分解温度分布が求められる、請求項２８から３０のいずれか一項に記載の方法。
【請求項３２】
さらに、前記光学素子に照射される前記露光放射の強度は、前記光学素子での温度を求めるために使用される、請求項２８から３１のいずれか一項に記載の方法。
【請求項３３】
前記二次放射の強度は、放射検出器によって測定され、前記反射光学素子と前記放射検出器の配置構成は、請求項１から２２のいずれか一項に従って構成される、請求項２５から３２のいずれか一項に記載の方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公表番号】特表２０１３−５１８４２１（Ｐ２０１３−５１８４２１Ａ）
【公表日】平成２５年５月２０日（２０１３．５．２０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１２−５５０３７０（Ｐ２０１２−５５０３７０）
【出願日】平成２３年１月２８日（２０１１．１．２８）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＥＰ２０１１／０００３８５
【国際公開番号】ＷＯ２０１１／０９２０２０
【国際公開日】平成２３年８月４日（２０１１．８．４）
【出願人】（５０３２６３３５５）カール・ツァイス・エスエムティー・ゲーエムベーハー (435)
【出願人】（５０４１５１８０４）エーエスエムエル ネザーランズ ビー．ブイ． (1,856)
【Ｆターム（参考）】
【公表日】平成２５年５月２０日（２０１３．５．２０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１月２８日（２０１１．１．２８）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＥＰ２０１１／０００３８５
【国際公開番号】ＷＯ２０１１／０９２０２０
【国際公開日】平成２３年８月４日（２０１１．８．４）
【出願人】（５０３２６３３５５）カール・ツァイス・エスエムティー・ゲーエムベーハー (435)
【出願人】（５０４１５１８０４）エーエスエムエル ネザーランズ ビー．ブイ． (1,856)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]