(57)【要約】  液浸リソグラフィー用オブジェクティブ（２）は、少なくとも１つの第１光学素子（４）が内部に配置されたハウジングと、オブジェクティブの光軸（１３）方向において第１光学素子の次に配置される第２光学素子（１０）と、光軸の方向において第２光学素子の下流に位置し、第２光学素子に隣接する液浸媒体（１２）と、第２光学素子のための保持構造（１１）とを備えている。保持構造は光軸に垂直な方向よりも光軸の方向においてより大きな剛性を備えている。
2009505411.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
液浸リソグラフィー用オブジェクティブであって、
少なくとも１つの第１光学素子が内部に配置されたハウジングと、
当該オブジェクティブの光軸の方向において前記第１光学素子の次に配置される第２光学素子と、
前記光軸の方向において前記第２光学素子の下流に位置し、前記第２光学素子に隣接する液浸媒体と、
前記第２光学素子のための保持構造と、
を備え、
前記保持構造が、前記光軸に垂直な方向よりも、前記光軸の方向において、より大きな剛性を備えた液浸リソグラフィー用オブジェクティブ。
【請求項２】
前記保持構造の前記光軸の方向における剛性が、前記光軸に垂直な方向における剛性の少なくとも４倍である
請求項１に記載の液浸リソグラフィー用オブジェクティブ。
【請求項３】
前記保持構造の前記光軸の方向における剛性が、前記光軸に垂直な方向における剛性の少なくとも４０倍である
請求項１に記載の液浸リソグラフィー用オブジェクティブ。
【請求項４】
前記保持構造の前記光軸の方向における剛性が、前記光軸に垂直な方向における剛性の少なくとも４００倍である
請求項１に記載の液浸リソグラフィー用オブジェクティブ。
【請求項５】
前記保持構造が、前記光軸の方向において、少なくとも１０7Ｎ／ｍの剛性を有する
請求項１に記載の液浸リソグラフィー用オブジェクティブ。
【請求項６】
前記保持構造が、前記光軸に垂直な方向において、弾性を有する少なくとも１つの分離要素を備えた
請求項１に記載の液浸リソグラフィー用オブジェクティブ。
【請求項７】
前記保持構造の少なくとも一部の領域と、前記第２光学素子と、が異なる熱膨張係数を有し、
前記少なくとも１つの弾性を有する分離要素が、熱膨張係数が異なる材料間の材料が遷移する領域に配置された
請求項６に記載の液浸リソグラフィー用オブジェクティブ。
【請求項８】
前記光軸に垂直な方向において弾性を有する３つの分離要素が設けられた
請求項６に記載の液浸リソグラフィー用オブジェクティブ。
【請求項９】
照射システムと、請求項１〜８の何れかに記載の液浸リソグラフィー用オブジェクティブと、を備えた、半導体部品を製造するための投影露光装置。
【請求項１０】
請求項９に記載の投影露光装置を用いることによる半導体部品の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【発明の詳細な説明】
【０００１】
本発明は、液浸リソグラフィー用オブジェクティブであって、少なくとも１つの第１光学素子が内部に配置されたハウジングと、オブジェクティブの光軸の方向において第１光学素子の次に配置される第２光学素子とを備えた液浸リソグラフィー用オブジェクティブに関する。
【０００２】
液浸リソグラフィーのごく一般的な説明は、ＥＰ  ０  ０２３  ２４３  Ａ１に記載されている。この文献においては、液浸媒体は、液浸リソグラフィー用オブジェクティブを貫くビーム経路の方向において、終端に配置される第２光学素子に相対しており、つまり、この終端光学素子が変形したり移動したりした場合、液浸媒体は、その終端光学素子に従い、終端光学素子の表面と同様に変形したり移動したりする。液浸媒体、及び、終端光学素子の屈折率はほぼ同じであるため、終端光学素子のエラー（errors）は、変形による場合には、相対する部分の研磨エラーとして、傾きによる事例の場合にはレンズのはめ込みエラーとして、光軸に沿ったずれによる場合にはレンズ中央の厚みのエラーとして解釈されることになる。
【０００３】
このような終端光学素子の変形、または、光軸に沿った終端光学素子のずれだけでなく、光学素子の傾きの事例は、具体的には、周囲条件が動的に変化することにより生じる。従って、例えば、オブジェクティブ内部の気体の圧力に関連した周囲の圧力変化は、終端光学素子に動きをもたらす。このような圧力変化は、リソグラフィーオブジェクティブが載置されている部屋の戸を開くことによってさえ、引き起こされる可能性がある。とりわけ、比較的急激に、または、短時間に圧力変化が生じた場合、オブジェクティブに備えられた制御システムが、終端光学素子に、その正確な位置を保持させるような調整を行うことはほぼ不可能である。
【０００４】
さらに、終端光学素子の向かい側に配置されたウエハの位置が、非常に微少に移動しただけでも、あるいは、調整される際に光学素子が高速に動くことによって、液浸媒体の内部に、終端光学素子の位置に影響を与える動的な圧力変化を引き起こす可能性がある。
【０００５】
露光の最中に、終端光学素子に、このような位置変化が生じた場合、特に問題である。なぜなら、これは、主に許容できない結像エラーを引き起こしうるからである。このような理由から、終端光学素子の位置エラーは、可能な限り避けられるべきか、あるいは大幅に制限されるべきである。
【０００６】
ＵＳ  ４，７３３，９４５には、複数のレンズセルと、これらの複数のレンズセルに対応する複数のレンズと、を備えた精密レンズ実装アセンブリが記載されている。レンズセルの内径内にたわみ手段が配置され、たわみ手段は、レンズセルの基準温度にて、予め定められた特別な関係でレンズを保持している。ある実施形態において、たわみ手段は、レンズを置くためのレンズ台を有するたわみアームを備えている。これらのたわみアームにより、レンズを完全に実装した場合、レンズは非常にたわみやすく、レンズの軸方向及び半径方向における剛性が比較的小さくなる。さらに、たわみアームを配置することにより、レンズのねじれが起きやすい。したがって、このようなレンズの実装は、液浸リソグラフィー用オブジェクティブには適さない。
【０００７】
光学装置、具体的には、マイクロリソグラフィーオブジェクティブ用の閉鎖モジュールについては、ＵＳ  ２００５／０２８６１４６  Ａ１に記載されている。この文献の教示によると、終端素子の保持装置が、閉鎖要素を半径方向に固定するように構成された場合のみに、終端素子の信頼性のある実装が可能となる。この保持装置に使用される保持要素は、終端光学素子の傾きを変えることができる。従って、保持要素はあらゆる方向において弾力性を有していなければならない。前述した理由により、このモジュールもまた、液浸リソグラフィーには適さない。
【０００８】
先行技術としては、ＵＳ  ２００２／０１６７７４０  Ａ１、ＥＰ  １  ２７９  ９８４  Ａ１、ＵＳ  ２００２／００２１５０３  Ａ１、または、ＵＳ  ２００１／００３９１２６  Ａ１を参照されたい。
【０００９】
本発明の目的は、外部からの影響により、終端光学素子の位置が変化しないか、あるいは、非常に微少な終端光学素子の位置の変化が生じる液浸リソグラフィー用オブジェクティブを提供すると共に、終端光学素子に生じうる熱膨張を適切に補償することである。
【００１０】
この目的は、液浸リソグラフィー用オブジェクティブであって、少なくとも１つの第１光学素子が内部に配置されたハウジングと、当該オブジェクティブの光軸の方向において第１光学素子の次に配置される第２光学素子と、光軸の方向において第２光学素子の下流に位置し、第２光学素子に隣接する液浸媒体と、第２光学素子のための保持構造と、を備え、保持構造が光軸に垂直な方向よりも光軸の方向において、より大きな剛性を備えた液浸リソグラフィー用オブジェクティブを用いた本発明により達成される。
【００１１】
光軸に垂直な方向における剛性より光軸の方向における保持構造の剛性を大きくすることにより、光軸の方向において、つまり、光学素子のずれがウエハの露光中に具体的な障害を構成する方向において、終端光学素子は非常に強固に保持される。その結果、終端光学素子に作用しうる力は、この光学素子を非常に微少に軸方向に動かすだけである。その一方で、光軸に垂直な方向における保持構造の剛性をより小さくすることにより、影響による、例えば、熱的効果による影響による、終端光学素子の膨張を可能としている。
【００１２】
光軸の方向における剛性と、光軸に垂直な方向における剛性と、の間の好ましい関係は、光軸の方向における保持構造の剛性が光軸に垂直な方向における剛性の少なくとも４倍であることである。このような関係が、多くの場合において十分と見なされうる。
【００１３】
しかしながら、光軸の方向における保持構造の剛性が、光軸に垂直な方向における剛性の少なくとも４０倍であれば、終端光学素子の熱膨張の適切な補償に関してよりよい結果が得られる。
【００１４】
光軸の方向における保持構造の剛性が、光軸に垂直な方向における剛性の少なくとも４００倍であれば、終端光学素子の熱膨張の適切な補償に関してさらによい結果が得られる。
【００１５】
保持構造が、光軸の方向において少なくとも１０7Ｎ／ｍの剛性を有する場合に、光軸の方向における終端光学素子の微少な位置変化に関して特に有利であることが証明されている。予想される最も大きな力の影響を考慮した場合、光軸の方向において、最大で約１０ｎｍ終端光学素子が移動するだけである。
【００１６】
さらに、保持構造は、光軸に垂直な方向において弾性を有する少なくとも１つの分離要素を備えていてもよい。このような弾性を有する分離要素は、本件の場合には、光学素子の半径方向における終端光学素子の熱膨張に対する可能性を有利に改善しうる。
【００１７】
照射システムと、本発明の液浸リソグラフィー用オブジェクティブと、を備えた、半導体部品を製造するための投影露光装置、及び、そのような投影露光装置を用いた半導体部品の製造方法が、請求項９及び１０にて規定されている。
【００１８】
本発明のさらなる有利な改良及び発展は、残りの従属項に明示されている。本発明の実施形態は、原則として図面を用いて以下に説明されている。
図１は、複数の光学素子４が内部に配置されたハウジング３を有する液浸リソグラフィー用オブジェクティブ２を備えた投影露光装置１の概略図を示している。投影露光装置１はまた、液浸リソグラフィー用オブジェクティブ２を通してビーム経路６を照射する光源または照射システム５を、その上部に備えている。光源または照射システム５により、液浸リソグラフィー用オブジェクティブ１の下に配置されたウエハ８上に、照射システム５の直ぐ下流に配置されたレチクル７の像が、周知の方法で結像される。半導体部品は、投影露光装置１を用いたウエハ８の露光により、同様に周知の方法にて製造される。
【００１９】
ハウジング３の内部でそれぞれの取付部９により保持される上述した光学素子４のビーム経路６の方向の下流には、保持構造１１によりハウジング３に固定された第２または終端光学素子１０が配置されている。ウエハ８に最も近接して配置された光学素子であることからターミナル素子とも称される終端光学素子１０は、強固に、且つ、交換可能に保持構造１１に接続されうる。終端光学素子１０と、ウエハ８と、の間には、第２光学素子１０に隣接すると共にウエハ８を覆う液浸媒体１２が配置されている。任意の適切な液体、例えば水、が液浸媒体１２として使用されうる。
【００２０】
液浸リソグラフィー用オブジェクティブ２に作用し、例えば液浸リソグラフィー用オブジェクティブ２の周囲の圧力変化により生じうる微少な力により、好ましくない大きな位置変化、具体的には、軸方向における移動、つまり液浸リソグラフィー用オブジェクティブ２の光軸１３に沿った移動が引き起こされることを防ぐために、保持構造１１は、光軸１３に垂直な方向、または、光軸１３に垂直な面よりも、光軸１３の方向においてより大きな剛性を有している。光軸１３の方向、つまり、軸方向における保持構造１１の剛性が、少なくとも１０7Ｎ／ｍであるのが好ましい一方で、光軸１３に垂直な方向、つまり半径方向における保持構造１１の剛性は、約１０6Ｎ／ｍの範囲、あるいは、以下に記載の範囲としてもよい。
【００２１】
光軸１３の方向における保持構造１１の剛性は、より具体的には、光軸１３に垂直な方向における保持構造１１の剛性の少なくとも４倍であればよい。これは、軸方向における剛性が１０7Ｎ／ｍである場合に、光軸１３に垂直な方向における保持構造１１の剛性は２．５×１０6Ｎ／ｍとされうることを意味する。さらに、光軸１３の方向における保持構造１１の剛性を、光軸１３に垂直な方向における保持構造１１の剛性の少なくとも４０倍としてもよい。この場合、光軸１３に垂直な方向における保持構造１１の剛性は２．５×１０5Ｎ／ｍである。光軸１３の方向における保持構造１１の剛性と、光軸１３に垂直な方向における保持構造１１の剛性との関係は、光軸１３の方向における保持構造１１の剛性が、光軸１３に垂直な方向における保持構造１１の剛性の少なくとも４００倍と同等となる関係としてもよい。この場合、光軸１３に垂直な方向における保持構造１１の剛性は２．５×１０4Ｎ／ｍである。光軸１３の方向における保持構造１１の剛性は、光軸１３に垂直な方向における保持構造１１の剛性との間で所定の関係が維持されつつ、光軸１３に垂直な方向における保持構造１１の剛性が変化する場合には、少なくとも、上述した１０7Ｎ／ｍと異なる値となりうることは言うまでもない。
【００２２】
光軸１３に垂直な方向における剛性を、光軸１３の方向における剛性より小さくする理由は、温度が変動した場合に、終端光学素子１０を、光軸１３に垂直な面において、移動、具体的には、膨張または収縮できるようにするためである。
【００２３】
単なる一例としての保持構造１１の実施形態を、図２及び３に示す。この保持構造１１により、終端光学素子１０を固定するための所望の剛性を得ることができる。この実施形態の場合、終端光学素子１０は、その外縁に、接続要素１５を支持するための、強化リング１４を備えている。光軸１３に垂直な面に、全部で３つの接続要素１５を設ければ十分であるが、より多くの接続要素１５を設けることも可能である。通常、接続要素１５は、強化リング１４とほぼ平行である。
【００２４】
比較的全長が長く、それゆえに、光軸１３の方向において、非常に剛性のある接続要素１５は、その一部として半径方向に収縮するか、あるいは、弾性を有する分離要素１６を備えている。この分離要素１６により、保持構造１１の、半径方向、つまり、光軸１３に垂直な方向または面において、保持構造１１の剛性を、確実に、より小さくしている。分離要素１６は、終端光学素子１０の熱膨張を可能にする、接続要素１５の結合部、または、比較的薄い部分とみなされうる。
【００２５】
保持構造１１はまた、外輪１７を備えている。外輪１７は、終端光学素子１０と異なる熱膨張係数を有し、例えば、セラミックまたはチタニウム、だけでなく、アルミニウム、鉄、または、黄銅から構成されうる。例えば、フッ化カルシウムまたは酸化ケイ素からなる終端光学素子１０の半径方向における光学移動を可能にするため、弾性を有する分離要素１６は、熱膨張係数の異なる材料間、つまり、終端光学素子１０から外輪１７に遷移する領域に配置されている。図２及び３の実施形態において、接続要素１５は、外輪１７において不可欠な部分であり、換言すれば、強化リング１４と外輪１７とは一体にされている。さらに終端光学素子１０は、接続要素１５のそれぞれの突出部１８に載置されている。
【００２６】
図３の上面図から、各接続要素１５が２組の平行棒１９を備えることがわかる。平行棒１９は、終端光学素子１０が載置される突出部１８を有する中心要素２０に接続されている。棒１９のそれぞれの一端が外輪１７に、他端は中心要素２０に、各分離要素１６により連結されている。これは、各接続要素１５が、８つの結合部または分離要素１６を備えていることを意味する。
【００２７】
図４の実施形態においても、保持構造１１は、外輪１７を備えている。ここで、外輪１７は、はんだ付け、または、圧入すること・密着させること(wringing)により、終端光学素子１０に結合可能である。外輪１７は各外周に３つの孔２１を備え、外輪１７をハウジング３に接続するための各接続要素１５が、孔２１に収められている。これらの接続要素が、光軸１３の方向において非常に高い剛性を有する一方で、接続要素は、弾性を有する分離要素を形成する、むしろ弱い部分を含んでいる。この弱い部分により、半径方向における保持構造１１の剛性を確実に小さくして、終端光学素子１０及び保持構造１１が熱膨張することを可能としている。
【００２８】
保持構造１１は、説明された実施形態の代わりに、例えば、光軸１３の方向において比較的剛性を有し、光軸１３に垂直な面において比較的弾性を有する複数の六脚部材を備えていてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】図１は、本発明の液浸リソグラフィー用オブジェクティブを備えた投影露光装置の概略図を示す。
【図２】本発明の液浸リソグラフィー用オブジェクティブの保持構造の模範的な実施形態の斜視図を示す。
【図３】図２の保持構造の実施形態の概略上面図を示す。
【図４】本発明の液浸リソグラフィー用オブジェクティブの保持構造の他の模範的な実施形態の側面図を示す。
【図１】
2009505411.tif 000003
【図２】
2009505411.tif 000004
【図３】
2009505411.tif 000005
【図４】
2009505411.tif 000006
【手続補正書】
【提出日】平成20年4月15日(2008.4.15)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
液浸リソグラフィー用オブジェクティブであって、
少なくとも１つの第１光学素子が内部に配置されたハウジングと、
当該オブジェクティブの光軸の方向において前記第１光学素子の次に配置される第２光学素子と、
前記光軸の方向において前記第２光学素子の下流に位置し、前記第２光学素子に隣接する液浸媒体と、
前記第２光学素子のための保持構造と、
を備え、
前記保持構造の前記光軸の方向における剛性が、前記光軸に垂直な方向における剛性の少なくとも４倍である液浸リソグラフィー用オブジェクティブ。
【請求項２】
前記保持構造の前記光軸の方向における剛性が、前記光軸に垂直な方向における剛性の少なくとも４０倍である
請求項１に記載の液浸リソグラフィー用オブジェクティブ。
【請求項３】
前記保持構造の前記光軸の方向における剛性が、前記光軸に垂直な方向における剛性の少なくとも４００倍である
請求項１に記載の液浸リソグラフィー用オブジェクティブ。
【請求項４】
前記保持構造が、前記光軸の方向において、少なくとも１０7Ｎ／ｍの剛性を有する
請求項１に記載の液浸リソグラフィー用オブジェクティブ。
【請求項５】
前記保持構造が、前記光軸に垂直な方向において、弾性を有する少なくとも１つの分離要素を備えた
請求項１に記載の液浸リソグラフィー用オブジェクティブ。
【請求項６】
前記保持構造の少なくとも一部の領域と、前記第２光学素子と、が異なる熱膨張係数を有し、
前記少なくとも１つの弾性を有する分離要素が、熱膨張係数が異なる材料間の材料が遷移する領域に配置された
請求項５に記載の液浸リソグラフィー用オブジェクティブ。
【請求項７】
前記光軸に垂直な方向において弾性を有する３つの分離要素が設けられた
請求項５に記載の液浸リソグラフィー用オブジェクティブ。
【請求項８】
照射システムと、請求項１〜７の何れかに記載の液浸リソグラフィー用オブジェクティブと、を備えた、半導体部品を製造するための投影露光装置。
【請求項９】
請求項８に記載の投影露光装置を用いることによる半導体部品の製造方法。
【国際調査報告】
2009505411.tif 000007
2009505411.tif 000008
2009505411.tif 000009