(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
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。
【請求項２】
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。
【請求項３】
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。
【請求項４】
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。
【請求項５】
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。
【請求項６】
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。
【請求項７】
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。
【請求項８】
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。
【請求項９】
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。
【請求項１０】
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。
【請求項１１】
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。
【請求項１２】
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。
【請求項１３】
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。
【請求項１４】
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。
【請求項１５】
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。
【請求項１６】
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。
【請求項１７】
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。
【請求項１８】
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。
【請求項１９】
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。
【請求項２０】
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。
【請求項２１】
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。
【請求項２２】
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。
【請求項２３】
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。
【請求項２４】
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。
【請求項２５】
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。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、マイクロリソグラフィのための投影対物系に関し、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、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み、光学末端要素の像向き面上に第１の液浸液が配置され、光学末端要素の物体向き面上に第２の液浸液が配置され、物体向き面は、結像光が末端要素内に入射するための第１の面区画を含み、像向き面は、結像光が末端要素から出射するための第２の面部分を含む。
【背景技術】
【０００２】
マイクロリソグラフィのための投影デバイスは、例えば、半導体素子の製造中に、基板上に微細構造を製造するのに用いられる。すなわち、投影対物系の物体平面に配置されたレチクルの構造、又は投影対物系の物体平面に配置されたマスクの構造が、露光される基板（例えば、ウェーハ）が位置した像平面内に結像される。
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。
【０００３】
開口度ＮＡ＞１．０を有するマイクロリソグラフィのための液浸対物系では、ウェーハの前にある最後の像向き光学要素は、一般的に、ほぼ半球面で構成された凸面を有する平凸レンズである。平凸レンズの凸面は、物体向き（レチクル向き）に配置され、平凸レンズの平坦面は像向き（ウェーハ向き）に配置される。言い換えれば、平凸レンズの平面は、像平面に向けて、すなわち、基板に向けて光学系の最後の通過面を形成する。
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。
【０００４】
液浸対物系の一般的な構成の実施形態は、液浸液３が平凸レンズ２の平面２ａに隣接して像向きに配置された液浸対物系の末端アセンブリ１を示す図１に例示している。アセンブリは、開口４を含む。
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。
【０００５】
図２及び図３は、ウェーハに最も近い平凸レンズの平坦面のみを視野に近いと見なすことができ、それに対してウェーハに最も近いレンズ２の凸面は、瞳に近いと見なす必要があることを強調している。図２は、レンズ２の凸面２ｂ上の様々な視野点のビーム束５のフットプリントを示している。ビーム束は、瞳に近い面では予想される通りに強度に重ね合わせる。光軸との交差点６は、ビーム束５の内側部分内の比較的中心に配置される。
【０００６】
図３は、同じビーム束が、レンズ２から出射する時のこのビーム束のレンズ２の平坦面２ａ上のフットプリント５’を示している。図３から、光軸との交差点６’が、ビーム束５’の群に対して非常に離心して配置されていることは明らかである。重ね合わないビーム束５’を有する視野点が存在するということは、光学要素２の平坦面２ａが視野の近くに配置されていることを示している。
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。
【０００７】
従来の液浸リソグラフィ対物系の別の問題は、散乱放射線による結像品質の劣化である。散乱放射線の基板上への照射を実質的に防止するために、例えば、光学アセンブリの間々でそれぞれの開口が用いられる。
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。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】Ｕ．Ｓ．２００３／００２１０４０Ａ１
【特許文献２】ＷＯ２００６／１２８６１３Ａ１
【特許文献３】ＪＰ２００４／２４６３４３Ａ１
【特許文献４】ＵＳ２００４／０００１１９０Ａ１
【特許文献５】ＪＰ２００５／０８６１４８Ａ
【特許文献６】ＥＰ１７６８１７１Ａ１
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
従来技術に基づいて、本発明の目的は、結像品質の持続的改善を容易にするマイクロリソグラフィのための光学系を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
この目的は、請求項１、請求項２、請求項４、及び請求項２１に記載のマイクロリソグラフィのための投影対物系によって達成される。有利な実施形態は、従属請求項から導出することができる。
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。
【００１１】
投影対物系は、液浸マイクロリソグラフィのための対物系である。投影対物系は、光学系、特に、少なくとも１．０の開口度を有する反射屈折系を含む。
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。
【００１２】
この光学系では、例えば、アセンブリの間に、更に別の散乱光開口を例えば平凸レンズと末端要素の間の部分に挿入することができる。これらの開口は、機械的構成要素として挿入することができ、又は光学構成要素上に配置された吸収／反射層として構成することができる。
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。
【００１３】
本発明の目的は、マイクロリソグラフィのための投影対物系よって達成され、これは、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、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み、第１の液浸液は、光学末端要素の像向き面上に配置され、第２の液浸液は、光学末端要素の物体向き面上に配置され、物体向き面は、結像光が末端要素内に入射するための第１の面部分を含み、像向き面は、結像光が末端要素から出射するための第２の面部分を含み、光学末端要素は、複屈折材料を含む。すなわち、複屈折材料は、直線複屈折（例えば、結晶性石英結晶、サファイア）、円複屈折（例えば、結晶性石英結晶）、又は固有複屈折（例えば、フッ化カルシウムＣａＦ2,ルテチウムアルミニウムガーネットＬｕＡＧ）とすることができる。
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。
【００１４】
本発明の目的はまた、マイクロリソグラフィのための投影対物系によって達成され、これは、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、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み、第１の液浸液は、光学末端要素の像向き面上に配置され、第２の液浸液は、光学末端要素の物体向き面上に配置され、物体向き面は、結像光が末端要素内に入射するための第１の面部分を含み、像向き面は、末端要素からの結像光の出射のための第２の面部分を含み、光学末端要素は、複屈折材料を含み、投影対物系は、第１の液浸液及び／又は第２の液浸液の温度及び／又は圧力を検出及び／又は制御するための手段を含む。特に、投影対物系は、第１の液浸液内及び／又は第２の液浸液内の圧力及び／又は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。
【００１５】
好ましくは、投影対物系は、第１の液浸液及び／又は第２の液浸液の温度及び／又は圧力を変更するための手段を含む。すなわち、第１及び／又は第２の液浸液に対して、例えば、リザーバに配置され、それぞれの液浸液温度を制御することができる加熱器又は冷却要素を設けることができる。同じことが液浸液の圧力に当て嵌まり、圧力も同様に制御又は調節することができる。このようにして、液浸液の組成を選択することにより、及び／又は液浸液の温度及び／又は圧力を制御することによって屈折率を調節及び変更することができる。液浸液内の屈折率を制御することにより、光学系の変動又は変化を補償することができる。更に、光学系を変化する要件に適応させることができる。
【００１６】
特に、末端要素の第１の面部分は、結像光の入射に向けて構成され、また、末端要素のこの結像光の出射のための第２の面部分は、ビーム経路内の瞳の近くに配置されない。「瞳に近い」という用語に対して、多くとも２つ未満の非重ね合わせビーム束をこの面上に結像することができない場合（物体の異なる視野点のビーム束に基づいて）、又は同等に表すと、ビーム束の各対がこの面上で余儀なく重ね合わされる場合に、この面が瞳に近いと説明する定義を用い、この定義に対しては、これらの実施形態においてより詳細に説明する。本発明の場合には、全てのビーム束を面上に結像することをそれぞれの面上の「フットプリント」で表している。
【００１７】
好ましくは、末端要素は、少なくとも１つの平面プレートを含む。平面プレートは、特に、投影対物系の作動状態で液浸液に配置されるか、又は液浸液によって覆われる入射面及び出射面を有する平行平面プレートである。液浸液により、レチクルに向く隣接する平凸レンズ（より具体的にはその平面）と第１の面部分との間の間隙、及び同じく第２の面部分と露光される基板との間の間隙が埋められる。平面プレートとしては、完全な平行平面要素又は平面要素（曲率半径が無限の）が含まれることになるとは限らない。本発明の意味における平面プレートは、大きい曲率半径、例えば、｜Ｒ｜＞１０００ｍｍ、又は小さい曲率｜ｒ｜＝１／｜Ｒ｜＜０．００１ｍｍ-1を含むことができる。更に、少なくとも第１の面部分及び第２の面部分が全体的に小さい局所湾曲しか含まない場合には、平面プレートとして、球面又は非球面構造を含む面を有する要素も含まれることになる。
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。
【００１８】
投影対物系の耐用年数中には、末端要素を洗浄するために、又は末端要素を実質的に等しい新しい要素と取り替えるために、末端要素を取り外す必要がある場合がある。交換の必要性の理由は、例えば、要素のウェーハ向き側の堆積（液浸液又はレジストによって引き起こされる）、又は光学材料の変化、及びそれに伴う結像特性の変化（例えば、圧密化）とすることができる。
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。
【００１９】
末端要素としての平面プレートは、例えば、末端要素として一般的に用いられる平凸レンズよりも有意に少ない材料で製造することができる。上述の利点は、光学要素、例えば、平凸レンズ及び／又は平面プレートが、ＬｕＡＧ、スピネル、フッ化バリウムリチウム混合結晶、又は他の高屈折材料のような高価な材料で作られる時には常に有意である。それによって本発明による平面プレートの使用は、少なからず経費節約を生じる。
【００２０】
更に、平凸レンズとは別の平面プレートを末端要素として設けることによっていくつかの自由度が得られ、これらの自由度は、投影対物系の光学特性に影響を与えるか又は改善するための異なる手法において用いることができる。
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）。
【００２１】
光学系の結像特性に影響を与える別の可能性は、組立て後に検出される結像誤差を最小にするために、後に平面プレートを片方又は両方の側で非球面にすることである。この目的では、平面プレートを多大な複雑性を持たずに設置かつ取り除くことができるように、平面プレートを枠に嵌めるのが有利である。調節の更に別の手法は、直線移動及び／又はピボット回転によって調節可能な平面プレート枠によって達成することができる。
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。
【００２２】
好ましくは、末端要素は、光学アセンブリの光学要素であり、特に、投影対物系全体の像平面に最も近い光学要素である。
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。
【００２３】
好ましい実施形態では、平面プレートは、結像光の入射のための第１の面部分の大きさ及び／又は幾何学形状を実質的に含む。
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。
【００２４】
本発明の実施形態では、担体は、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つの開口部を含む干渉及び／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る。担体は、光不透過性を有するように構成することができ、平面プレートのウェーハ向き平坦面のうちの少なくとも１０％を覆うことができる。
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。
【００２５】
本発明の特に好ましい実施形態では、平面プレートの像向き面は、干渉及び／又は散乱放射線に対して不透過性を有するコーティングを含み、これは、干渉又は散乱放射線の通過から像向き面の第２の面部分の外側部分を実質的に遮蔽するコーティングを含む。好ましくは、平面プレートは、干渉及び／又は散乱放射線に対して不透過性を有するコーティングであり、平面プレートのビームの通過方向に延びる側面に沿って配置される。
【００２６】
本発明は、特に、第１の面部分及び／又は第２の面部分が、投影レンズの光軸に対して離心して配置された場合に特に注目に値し、かつ有利である。この場合、平面プレートは、光軸に対して回転対称である構成要素として構成又は製造する必要はない。平面プレートは、矩形プレートとして製造することができ、光学末端要素内の適切な位置に設置することができる。特に、光不透過材料から成る担体は、散乱光遮蔽体として用いることができる。
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。
【００２７】
本発明の目的はまた、マイクロリソグラフィのための投影対物系によっても達成され、これは、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、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み、光学末端要素の像向き面上に第１の液浸液が配置され、光学末端要素の物体向き面上に第２の液浸液が配置され、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の面部分を含み、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。第１及び第２の液浸液は、異なる組成を含む。
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。
【００２８】
付随する問題を有する最後のレンズ要素の加熱を回避するために、対物系側の液浸層を可能な限り肉薄に保つのが有利である。すなわち、好ましくは、第２の液浸液は、最大で２ｍｍの厚み、特に最大で１ｍｍの厚み、特に好ましくは、最大で０．５ｍｍの厚みを有する層として配置される。
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。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】従来技術の液浸対物系の詳細図である。
【図２】ウェーハに最も近い従来のレンズの凸面上のフットプリントを示す図である。
【図３】ウェーハに最も近い従来のレンズの平坦面上のフットプリントを示す図である。
【図４】本発明による液浸対物系の詳細図である。
【図５】本発明による光学系内でウェーハに最も近い光学要素の第１の平坦面のフットプリントを示す図である。
【図６】本発明による光学系内でウェーハに最も近い光学要素の第２の平坦面上のフットプリントを示す図である。
【図７】図５からのフットプリントと図６からのフットプリントとの重ね合わせの図である。
【図８】本発明による末端要素の第１の実施形態の上面図及び横断面図である。
【図９】散乱光の発生を説明するための平凸レンズの図である。
【図１０】図８からの詳細図である。
【図１１】本発明による末端要素の第２の実施形態の上面図及び横断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３０】
図１は、従来技術から公知である液浸対物系の詳細を示している。例示している光学アセンブリ１は、いくつかのレンズ、開口４，及び平凸レンズ２として構成された光学接続要素を含む。レンズ２の平面側２ａは、像平面の方向を指し、すなわち、基板に向く。すなわち、レンズ２の凸側２ｂは、物体平面の方向を指し、すなわち、レチクルに向く。
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。
【００３１】
図２には、光学アセンブリ１のレンズ２の凸面２ｂ上のフットプリントを示している。像を発生させるように構成されて光学要素２内に入射するビーム束５が、強度に重ね合わせることが明らかになっている。一方、各ビーム束５は、液浸対物系の光軸６との交差点を含む。すなわち、凸面２ｂは、レンズ２の瞳に近い面と見なすべきである。
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。
【００３２】
図４は、本発明による実施形態の投影対物系の詳細を示している。アセンブリ１１は、いくつかの光学要素及び開口１４を含む。アセンブリ１１の像に向けて最後の要素の前の要素として配置された光学要素は、物体向きに配置された凸面２ｂ及び像向きに配置された平坦面１２ａを有する平凸レンズ１２である。
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。
【００３３】
図５は、光学系を通じて延びるビーム束の末端要素１７のレチクル向き平坦面上のフットプリント１５を示している。このプレートが、重ね合わないビーム束１５を有する視野点をレチクル向き側に含むことが明らかになっている。これは、プレート１５のレチクル向き平坦面も同様にビーム経路内で瞳の近くに配置されないことを意味する。
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。
【００３４】
図７には、図５及び図６からのフットプリントの重ね合わせを示している。光学系の光軸との交差点１６の位置に基づくと、平行平面末端要素を光学系の光軸に対して非常に離心した方式で結像光が透過していることが明らかになっている。
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。
【００３５】
図８には、本発明による末端要素１７の第１の実施形態を上面図及び横断面図に示している。末端要素１７は、平面プレート１９及び担体２０を実質的に含む。これは、投影対物系の作動状態では、光学系内に設けられた平面プレート１９が、両側で液浸液によって湿潤されることを意味する。
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。
【００３６】
担体２０は、光不透過性を有するように構成される。担体２０は、縁部２２によって定められる矩形の開口部２１を含む。縁部２２は、像向き側に平面プレート１９から出射するビーム束１５’のフットプリントによって定められる。すなわち、部分１８に配置された矩形２２は、平面プレート１９のウェーハ向き平坦面の結像光が平面プレート１９を出射し、ウェーハに到達するのに通過する部分を構成する。また、出射部分２２と入射部分１８の間の中間部分は、担体２０によって覆われ、すなわち、光透過性を持たない。末端要素１７の上述の構成及び配列は、平面プレートの出射部分２２の隣りに存在する干渉光又は散乱光が、露光される基板を照射することを防止する。
【００３７】
図９は、レンズ２，１２の平坦面２ａ、１２ａの部分に液浸液３が設けられた図１又は図４からの平凸レンズ２，１２を示している。点線は、レンズの結像光が透過する部分を定める。光学境界面における干渉反射又は光学材料内の散乱によって発生する可能性がある散乱光又は虚光をレンズ２，１２内の矢印によって略示している。散乱光又は虚光は、像内のコントラストの損失を招くか、又はウェーハの露光される部分の外側に配置された部分の上に当たり、その場所において望ましくない効果を引き起こすかのいずれかの場合がある。
【００３８】
図１０は、図８の詳細をレンズ１２から出射する矢印によって表した図９による散乱光の図と共に示している。図１０には、光学要素の構成により、又は平面プレートの幾何学的構成及び支持体２０によって如何に干渉光が抑制されるかを示している。すなわち、散乱光又は干渉光は、一方では支持体２０により、他方では、例えば、光不透過層を設けることができる平面プレートの側面部分２３を形成する（１８において）ことにより、結像光のための出射開口部２１を通過するのを阻止される。
【００３９】
光学末端要素１７の構成の代替実施形態を図１１に示す。末端要素１７は、平面プレート１９を片側に固定する支持体２０を含む。平面プレート１９は、出射部分２１（出射部分境界線２２によって定められる）の外側に吸収又は反射層を含み、これは、層２４が、結像放射線に対して不透過性を有し、散乱光及び干渉光の通過を阻止することを意味する。それによって光は、望ましい出射部分２１を通じてしか出射することができない。
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。
【００４０】
一般的に、平凸レンズと平面プレートの間の部分内で付加的な散乱光開口を用いることができる。これらの開口は、機械的構成要素、及び／又は光学構成要素上の吸収／反射層として構成することができる。
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。
【符号の説明】
【００４１】
１１  投影対物系のアセンブリ
１２  平凸レンズ
１３ｂ，１３ａ  液浸液
１４  開口
１７  光学末端要素
【図１】
0005498385.tif 000002
【図２】
0005498385.tif 000003
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
0005498385.tif 000009
【図９】
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【図１０】
0005498385.tif 000011
【図１１】
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