JP6369906B2 - Euv投影リソグラフィのための照明光学ユニット及びそのような照明光学ユニットを含む光学系 - Google Patents
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Description
[当初請求項1]
リソグラフィマスク(7)を配置することができる照明視野(5)に照明光(16)を案内するためのEUV投影リソグラフィのための照明光学ユニット(4;26)であって、
前記照明光(16)を前記照明視野(5)に案内するための複数のファセット(25)を有するファセットミラー(19)を含み、
照明光部分ビーム(16 i )を案内するそれぞれ1つの照明チャネル(27 i )が、前記ファセット(25)のうちの1つによって予め決定され、
正確に1つの照明チャネル(27 i )が、前記ファセット(25)のうちのそれぞれ1つにわたって案内され、
照明光学ユニット(4;26)が、照明光学ユニット(4;26)が動作している時に、前記照明視野(5)内の同じ点に同時に入射する異なる照明チャネル(27 i )にわたって案内された照明光部分ビーム(16 i )のあらゆる対(ペア)が前記照明光(16)のコヒーレンス持続時間τ κ よりも大きい相互進行時間差を有するように具現化される、
ことを特徴とする照明光学ユニット(4;26)。
前記照明光(16)を前記照明視野(5)に案内するための複数の第1のファセット(25)を有する第1のファセットミラー(19)を含み、
前記照明光(16)のビーム経路内で前記第1のファセットミラー(19)の下流に配置され、かつ複数の第2のファセット(28)を含む第2のファセットミラー(20)を含み、前記第1及び第2のファセット(25,28)は、照明光部分ビーム(16 i )を案内するそれぞれ1つの照明チャネル(27)が第1のファセット(25)と関連の第2のファセット(28)とによって予め決定されるように配置され、正確に1つの照明チャネル(27)が、該ファセット(25,28)のうちのそれぞれ1つにわたって案内される、
ことを特徴とする当初請求項1に記載の照明光学ユニット。
当初請求項2に記載の実施形態は、設定される照明を予め決定するのに特に適切であることが見出されている。第1のファセットミラーは、照明光学ユニットの視野平面の領域に配置することができる。第2のファセットミラーは、照明光学ユニットの瞳平面の領域に配置することができる。少なくとも1つのファセットミラーのファセットを更に個々のミラーに再分割することができる。一例として、そのような個々のミラー再分割は、US 2011/001 947 A1から公知である。そのような個々のミラー装置のある一定の実現は、マイクロ電気機械系(MEMS)とも呼ぶ。
進行時間差が、前記照明チャネル(27)のビーム経路の経路長の差に依存して前記照明光部分ビーム(16 i )の間に現れるような実施形態を特徴とし、
前記照明光(16)の前記ビーム経路内の前記照明光部分ビーム(16 i )へのその分割の前の場所(18)と前記照明視野(5)との間で測定された2つの異なる照明光部分ビーム(16 i )の進行時間の間の各差(Δt)が、該照明視野(5)内の各場所に対して該照明光(16)のコヒーレンス持続時間(τ κ )よりも常に大きい、
ことを特徴とする当初請求項1又は当初請求項2に記載の照明光学ユニット。
様々な照明部分ビームの間の光路長差は、特に照明チャネルの幾何学配置から現れる。当初請求項3に記載の実施形態において、その照明チャネルの選択及び配置により、照明チャネルに沿った経路長差が、上記に指定した望ましくない干渉に対する条件が満たされないように常に十分に長いことが確実にされる。当初請求項3に記載の実施形態において、照明光学ユニット内で、時間経過に伴って照明視野内に到達する照明光成分、特に照明光パルスの間で照明光のコヒーレンス持続時間よりも長いリターデーションがもたらされる。
[当初請求項4]
少なくとも1つの照明光部分ビーム(16 k )を複数の部分ビーム成分(16 k l )に分割するための光学リターデーション構成要素(29;33)を特徴とし、該部分ビーム成分(16 k l )は、それら自体の間で、前記照明光(16)の前記ビーム経路内の前記照明光部分ビーム(16 i )へのその分割の上流及び該リターデーション構成要素の上流の両方に位置する場所(18)と前記照明視野(5)との間で測定されたいずれの照明光部分ビーム(16 k )の該部分ビーム成分(16 k l )の進行時間の間の各差(Δt)も、依然として該照明光(16)の前記コヒーレンス持続時間(τ κ )よりも大きいような対毎の進行時間差を有する、
ことを特徴とする当初請求項1から当初請求項3のいずれか1項に記載の照明光学ユニット。
前記第1のファセットミラーは、視野ファセットミラー(19)として具現化され、前記第2のファセットミラーは、瞳ファセットミラー(20)として具現化され、
前記視野ファセットミラー(19)の下流に配置されて前記照明光(16)の前記部分ビームのうちのそれぞれ1つを反射するための複数の瞳ファセット(28)を含む前記瞳ファセットミラー(20)を含む前記照明視野(14)において前記視野ファセット(25)の結像を重ねるための伝達光学ユニット(21)を含み、
照明光学ユニットは、前記照明光源(2)の像が前記瞳ファセットミラー(20)の前記瞳ファセット(28)の場所に収まるように配置することができ、
前記瞳ファセットミラー(20)は、前記照明視野(5)の視野点の各1つに前記照明光(16)の前記部分ビームを入射させることができる様々な前記照明チャネルが前記光源(2)と該照明視野(5)の該視野点のそれぞれ1つとの間に異なる照明チャネル長をそれぞれ有するような傾斜を用いて配置される、
ことを特徴とする当初請求項1から当初請求項4のいずれか1項に記載の照明光学ユニット。
当初請求項5に従って瞳ファセットミラーを傾斜させることにより、照明視野点への光路長のこの系統的依存性を考慮することが容易になる。1つの照明視野点において上記に指定した望ましくない干渉に対する条件が満たされないと、直ぐにそれは全体の照明視野の大部分においても満たされなくなる。
前記第1のファセットミラーは、視野ファセットミラー(19)として具現化され、前記第2のファセットミラーは、瞳ファセットミラー(20)として具現化され、
前記視野ファセットミラー(19)の下流に配置されて前記照明光(16)の前記部分ビームのうちのそれぞれ1つを反射するための複数の瞳ファセット(28)を含む前記瞳ファセットミラー(20)を含む前記照明視野(5)において前記視野ファセット(25)の結像を重ねるための伝達光学ユニット(21)を含み、
照明光学ユニットは、前記照明光源(2)の像が前記瞳ファセットミラー(20)の前記瞳ファセット(28)の場所に収まるように配置することができ、
前記瞳ファセットミラー(20)の主ミラー面(55’)が、前記照明視野(5)の視野点の各1つに前記照明光(16)の前記部分ビームを入射させることができる様々な前記照明チャネルが前記光源(2)と該照明視野(5)の該視野点のそれぞれ1つとの間に異なる照明チャネル長をそれぞれ有するように平面基準面(55)からずれる、
ことを特徴とする当初請求項1から当初請求項5のいずれか1項に記載の照明光学ユニット。
当初請求項6に記載のこれに代えて又はこれに加えて可能な配置変形においても、照明像内での妨害干渉を回避する様々な照明チャネル長の間の経路長差が同じく得られる。この場合に、照明チャネルに沿った光路長の系統的依存性の少なくとも一部は、瞳ファセットミラーの適切な形状によって補償される。
前記ファセットミラー(19)上に入射する時の照明ビーム(16)の全体ビーム断面が前記ファセット(25)のうちの1つの反射面の20%よりも大きい照明ビーム(16)を該照明光(16)が前記照明視野(5)を照明するように該ファセットミラー(19)の該ファセット(25)にわたって走査する走査デバイス(36)を含み、
前記走査デバイス(36)は、いずれの与えられた時間においても前記照明視野(5)内のそれぞれ1つの視野点(42)が各場合に前記ファセット(25)のうちの最大で1つのものによって照明されるのみであるように具現化される、
ことを特徴とする当初請求項1から当初請求項6のいずれか1項に記載の照明光学ユニット。
当初請求項7に記載の実施形態は、いずれか1つの時点において、照明視野の各点に、最大で1つの照明チャネルに沿う照明光しか当たらず、従って、2つの照明光部分ビームが干渉することができないことを確実にする走査デバイスを使用することにより、妨害干渉に対する条件が決して満たされないことを確実にする。これは、いずれか1つの時点において、走査デバイスによって同じく第1のファセットミラーの僅かな領域しか照明されないことによって達成される。これが示すことは、この実施形態は、一時点において第1のファセットミラー上で照明される領域の全面積(area)が視野ファセットの面積よりも十分に小さいことを必要とするが、ビーム断面の全面積さえ十分に小さければ、照明領域は、複数の視野ファセットを部分的に覆うことができるということである。
前記走査デバイス(36)は、複数のファセット(25)にわたって広がる走査領域(48;67)が前記ファセットミラー(19)上で走査されるように具現化されることを特徴とする当初請求項7に記載の照明光学ユニット。
当初請求項8に記載の代替実施形態は、走査移動を簡素化する。
前記ファセットミラー(19)上に入射する時の照明ビーム(16)の全体ビーム断面が前記ファセット(25)のうちの1つの反射面の200%よりも大きい照明ビーム(16)を前記照明光(16)が前記照明視野(5)を照明するように該ファセットミラー(19)の該ファセット(25)にわたって走査する走査デバイス(36)を含み、
前記走査デバイス(36)は、いずれの与えられた時間においても前記照明視野(5)内のそれぞれ1つの視野点(42)が、光路長差が少なくとも1つのコヒーレンス長だけそれぞれ異なるファセット(25)によって照明されるのみであるように具現化される、
ことを特徴とする当初請求項1から当初請求項8のいずれか1項に記載の照明光学ユニット。
当初請求項9に記載の実施形態において、上記に既に解説したものの意味の範囲で光学リターデーション構成要素としての役割を同時にもたらすファセットミラーを使用することができる。ファセットミラーは、互いにオフセットして配置された複数のファセット列に再分割することができ、それによって照明チャネルを通して異なるファセット列に案内される照明光部分ビームは、この場合に、十分に大きい経路長差が存在することに起因して妨害干渉を持たない。
時間差(Δt)が前記照明光(16)のコヒーレンス持続時間(τ κ )よりも短いように、照明チャネル対(ペア)(27 i ,27 j )に沿って案内される照明光が照明視野(5)の少なくとも1つの点において入射するような照明チャネル対(ペア)(27 i ,27 j )の場合に、これらの照明チャネル対(ペア)(27 i ,27 j )の前記照明チャネル(27)のうちの少なくとも1つの断面区域が、該照明視野(5)を照明することに寄与しないことを特徴とする当初請求項1から当初請求項9のいずれか1項に記載の照明光学ユニット。
当初請求項10に記載の照明光学ユニットの実施形態において、物体視野点において妨害干渉に寄与する可能性がある照明チャネルの成分、従って、この照明チャネルにわたって案内される照明光部分ビームの成分が抑制され、従って、これらの成分が照明視野を照明することに寄与しないことにより、干渉が回避される。そのような抑制は、照明光部分ビームをそれぞれの照明チャネルにわたって案内される時に、考慮する照明チャネルの断面区域内で遮蔽(block)することによってもたらすことができる。この目的に対して、それぞれの照明チャネルを定めるファセットのうちの少なくとも1つは、少なくとも1つの相応に配置された遮蔽領域を有する反射面を含むことができる。干渉を回避するために、複数又は多数のそのような遮蔽領域をそれぞれ1つのファセット上に設けることができる。一例として、それぞれの遮蔽領域は、吸収又は散乱コーティングにより、又は絞りによって実現することができる。遮蔽領域内で照明光に対する高反射コーティングを省くことも単純に可能である。驚くべきことに、比較的多数のファセットが使用される時に現れる多数の可能な照明チャネル対にも関わらず、妨害部分ビーム干渉を回避するために照明チャネルの断面区域のうちの比較的小さい部分しか抑制する必要がないことが見出されている。これらの断面区域を遮蔽する結果として発生する照明光の損失は、10%よりも低く、5%よりも低く、更に3%よりも低くすることができる。照明チャネル対の部分ビームの間の妨害部分ビーム干渉の場合に、この照明チャネル対を構成する一方の照明チャネル又は他方の照明チャネルのいずれの断面区域が抑制されるかには差がないので、低い積分照明光強度を有する方の断面区域を選択することができ、それによって更に光損失が低減される。
当初請求項1から当初請求項10のいずれか1項に記載の照明光学ユニットを含み、かつ
EUV光源(2)を含む、
ことを特徴とする光学系。
当初請求項11に記載の光学系と、照明光学ユニットに加えて、照明視野に配置された物体視野を像視野に結像するための投影光学ユニットが更に設けられた光学系との利点は、本発明による照明光学ユニットを参照して上述したものに対応する。EUV光源は、短いコヒーレンス時間を有し、従って、本発明による照明光学ユニットを小型方式で実現することができる。EUV光源としては、自由電子レーザ(FEL)を使用することができる。望ましくない干渉が存在する場合に、この干渉は、光源が少数のモードのみを含む場合に強く発達する可能性がある。FELの少ないモード数の結果として、この場合に、妨害部分ビーム干渉を回避する利点は特に顕著である。
当初請求項11に記載の光学系を含み、かつ
照明視野(5)に配置された物体視野を像視野(11)に結像するための投影光学ユニット(10)を含む、
ことを特徴とする投影露光装置(1)。
[当初請求項13]
投影露光の方法であって、
当初請求項12に記載の投影露光装置(1)を与える段階と、
ウェーハ(13)を与える段階と、
リソグラフィマスク(7)を与える段階と、
前記投影露光装置(1)の投影光学ユニット(10)を用いて前記リソグラフィマスク(7)の少なくとも一部を前記ウェーハ(13)感光層の領域上に投影する段階と、
を含むことを特徴とする方法。
[当初請求項14]
当初請求項13に記載の方法によって生成された微細構造化又はナノ構造化構成要素。
当初請求項12に記載の投影露光装置、当初請求項13に記載の生成方法、及び当初請求項14に記載の構成要素の利点は、本発明による照明光学ユニット及び本発明による光学系を参照して上述したものに対応する。微細構造化及びナノ構造化構成要素は、極めて高い構造分解能によって生成することができる。このようにして、例えば、極めて高い集積密度又は記憶密度を有する半導体構成要素を生成することができる。
S=F×(1−(ΔyFF,max/YFF))
5 照明視野
18 中間焦点面
19 視野ファセットミラー
29 光学リターデーション構成要素
Claims (11)
- リソグラフィマスク(7)を配置することができる照明視野(5)に照明光(16)を案内するためのEUV投影リソグラフィのための照明光学ユニット(4;26)であって、
前記照明光(16)を前記照明視野(5)に案内するための複数のファセット(25)を有するファセットミラー(19)を含み、
照明光部分ビーム(16i)を案内するそれぞれ1つの照明チャネル(27i)が、前記ファセット(25)のうちの1つによって予め決定され、
正確に1つの照明チャネル(27i)が、前記ファセット(25)のうちのそれぞれ1つにわたって案内され、
照明光学ユニット(4;26)が、照明光学ユニット(4;26)が動作している時に、前記照明視野(5)内の同じ点に同時に入射する異なる照明チャネル(27i)にわたって案内された照明光部分ビーム(16i)のあらゆる対(ペア)が前記照明光(16)のコヒーレンス持続時間τκよりも大きい相互進行時間差を有するように具現化され、
前記照明光(16)を前記照明視野(5)に案内するための複数の第1のファセット(25)を有する第1のファセットミラー(19)を含み、
前記照明光(16)のビーム経路内で前記第1のファセットミラー(19)の下流に配置され、かつ複数の第2のファセット(28)を含む第2のファセットミラー(20)を含み、前記第1及び第2のファセット(25,28)は、照明光部分ビーム(16i)を案内するそれぞれ1つの照明チャネル(27)が第1のファセット(25)と関連の第2のファセット(28)とによって予め決定されるように配置され、正確に1つの照明チャネル(27)が、該ファセット(25,28)のうちのそれぞれ1つにわたって案内され、
前記第1のファセットミラーは、視野ファセットミラー(19)として具現化され、前記第2のファセットミラーは、瞳ファセットミラー(20)として具現化され、
前記視野ファセットミラー(19)の下流に配置されて前記照明光(16)の前記部分ビームのうちのそれぞれ1つを反射するための複数の瞳ファセット(28)を含む前記瞳ファセットミラー(20)を含む前記照明視野(5)において前記視野ファセット(25)の結像を重ねるための伝達光学ユニット(21)を含み、
照明光学ユニットは、照明光源(2)の像が前記瞳ファセットミラー(20)の前記瞳ファセット(28)の場所に収まるように配置することができ、
前記瞳ファセットミラー(20)の主ミラー面(55’)が、前記照明視野(5)の視野点の各1つに前記照明光(16)の前記部分ビームを当てることができる様々な前記照明チャネルが前記光源(2)と該照明視野(5)の該視野点のそれぞれ1つとの間に異なる照明チャネル長をそれぞれ有するように平面基準面(55)からずれる、
ことを特徴とする照明光学ユニット(4;26)。 - リソグラフィマスク(7)を配置することができる照明視野(5)に照明光(16)を案内するためのEUV投影リソグラフィのための照明光学ユニット(4;26)であって、
前記照明光(16)を前記照明視野(5)に案内するための複数のファセット(25)を有するファセットミラー(19)を含み、
照明光部分ビーム(16i)を案内するそれぞれ1つの照明チャネル(27i)が、前記ファセット(25)のうちの1つによって予め決定され、
正確に1つの照明チャネル(27i)が、前記ファセット(25)のうちのそれぞれ1つにわたって案内され、
照明光学ユニット(4;26)が、照明光学ユニット(4;26)が動作している時に、前記照明視野(5)内の同じ点に同時に入射する異なる照明チャネル(27i)にわたって案内された照明光部分ビーム(16i)のあらゆる対(ペア)が前記照明光(16)のコヒーレンス持続時間τκよりも大きい相互進行時間差を有するように具現化され、
前記ファセットミラー(19)上に入射する時の照明ビーム(16)の全体ビーム断面が前記ファセット(25)のうちの1つの反射面の200%よりも大きい照明ビーム(16)を前記照明光(16)が前記照明視野(5)を照明するように該ファセットミラー(19)の該ファセット(25)にわたって走査する走査デバイス(36)を含み、
前記走査デバイス(36)は、いずれの与えられた時間においても前記照明視野(5)内のそれぞれ1つの視野点(42)が、光路長差が少なくとも1つのコヒーレンス長だけそれぞれ異なるファセット(25)によって照明されるのみであるように具現化される、
ことを特徴とする照明光学ユニット(4;26)。 - 進行時間差が、前記照明チャネル(27)のビーム経路の経路長の差に依存して前記照明光部分ビーム(16i)の間に現れるような実施形態を特徴とし、
前記照明光(16)の前記ビーム経路内の前記照明光部分ビーム(16i)へのその分割の前の場所(18)と前記照明視野(5)との間で測定された2つの異なる照明光部分ビーム(16i)の進行時間の間の各差(Δt)が、該照明視野(5)内の各場所に対して該照明光(16)のコヒーレンス持続時間(τκ)よりも常に大きい、
ことを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の照明光学ユニット。 - 少なくとも1つの照明光部分ビーム(16k)を複数の部分ビーム成分(16k l)に分割するための光学リターデーション構成要素(29;33)を特徴とし、該部分ビーム成分(16k l)は、それら自体の間で、前記照明光(16)の前記ビーム経路内の前記照明光部分ビーム(16i)へのその分割の上流及び該リターデーション構成要素の上流の両方に位置する場所(18)と前記照明視野(5)との間で測定されたいずれの照明光部分ビーム(16k)の該部分ビーム成分(16k l)の進行時間の間の各差(Δt)が、依然として該照明光(16)の前記コヒーレンス持続時間(τκ)よりも大きいような対(ペア)ごとの進行時間差を有する、
ことを特徴とする請求項1から請求項3のいずれか1項に記載の照明光学ユニット。 - 前記第1のファセットミラーは、視野ファセットミラー(19)として具現化され、前記第2のファセットミラーは、瞳ファセットミラー(20)として具現化され、
前記視野ファセットミラー(19)の下流に配置されて前記照明光(16)の前記部分ビームのうちのそれぞれ1つを反射するための複数の瞳ファセット(28)を含む前記瞳ファセットミラー(20)を含む前記照明視野(14)において前記視野ファセット(25)の結像を重ねるための伝達光学ユニット(21)を含み、
照明光学ユニットは、照明光源(2)の像が前記瞳ファセットミラー(20)の前記瞳ファセット(28)の場所に収まるように配置することができ、
前記瞳ファセットミラー(20)は、前記照明視野(5)の視野点の各1つに前記照明光(16)の前記部分ビームを当てることができる様々な前記照明チャネルが前記光源(2)と該照明視野(5)の該視野点のそれぞれ1つとの間に異なる照明チャネル長をそれぞれ有するような傾斜を用いて配置される、
ことを特徴とする請求項1に記載の照明光学ユニット。 - 前記ファセットミラー(19)上に入射する時の照明ビーム(16)の全体ビーム断面が前記ファセット(25)のうちの1つの反射面の20%よりも大きい照明ビーム(16)を該照明光(16)が前記照明視野(5)を照明するように該ファセットミラー(19)の該ファセット(25)にわたって走査する走査デバイス(36)を含み、
前記走査デバイス(36)は、いずれの与えられた時間においても前記照明視野(5)内のそれぞれ1つの視野点(42)が各場合に前記ファセット(25)のうちの最大で1つのものによって照明されるのみであるように具現化される、
ことを特徴とする請求項1から請求項5のいずれか1項に記載の照明光学ユニット。 - 前記走査デバイス(36)は、複数のファセット(25)にわたって広がる走査領域(48;67)が前記ファセットミラー(19)上で走査されるように具現化されることを特徴とする請求項6に記載の照明光学ユニット。
- 時間差(Δt)が前記照明光(16)のコヒーレンス持続時間(τ κ )よりも短いように、照明チャネル対(ペア)(27 i ,27 j )に沿って案内される照明光が照明視野(5)の少なくとも1つの点において入射するような照明チャネル対(ペア)(27i,27j)の場合に、これらの照明チャネル対(ペア)(27i,27j)の前記照明チャネル(27)のうちの少なくとも1つの断面区域が、該照明視野(5)を照明することに寄与しないことを特徴とする請求項1から請求項7のいずれか1項に記載の照明光学ユニット。
- 請求項1から請求項8のいずれか1項に記載の照明光学ユニットを含み、かつ
EUV光源(2)を含む、
ことを特徴とする光学系。 - 請求項9に記載の光学系を含み、かつ
照明視野(5)に配置された物体視野を像視野(11)に結像するための投影光学ユニット(10)を含む、
ことを特徴とする投影露光装置(1)。 - 投影露光の方法であって、
請求項10に記載の投影露光装置(1)を与える段階と、
ウェーハ(13)を与える段階と、
リソグラフィマスク(7)を与える段階と、
前記投影露光装置(1)の投影光学ユニット(10)を用いて前記リソグラフィマスク(7)の少なくとも一部を前記ウェーハ(13)感光層の領域上に投影する段階と、
を含むことを特徴とする方法。
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