(57)【要約】【課題】マイクロリソグラフィ投影露光装置を用いてマスクを感光面を有する基板上に撮像することができる光学撮像特性設定方法を提供する。【解決手段】投影対物レンズ３４の光学軸３２に対して横方向に段階的に基板３６を移動させることができる方法であって、液浸媒体を、所定の圧力下および／または所定の流量で、第１隙間５０に導入するステップと、所定の圧力および／または所定の流量からの偏差について、液浸媒体の実圧力および／または実流量をモニターするステップとを含む。前記第１隙間５０は、光学軸３２に沿って見ると、照明システム１２および／または投影対物レンズ３４および／または照明システム１２とマスク２２との間および／またはマスク２２と投影対物レンズ３４との間および／または投影対物レンズ３４と基板３６との間に配置される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
マイクロリソグラフィ投影露光装置を用いてマスクを、感光面を有する基板上に撮像するための光学撮像特性を設定する方法であって、横方向に段階的に投影対物レンズの光学軸に対して前記基板を移動させることができ、
液浸媒体を、所定の圧力下および／または所定の流量で、少なくとも１つの第１隙間に導入するステップであって、前記少なくとも１つの第１隙間を、前記光学軸に沿って見ると、照明システムおよび／または前記投影対物レンズ内および／または前記照明システムと前記マスクとの間および／または前記マスクと前記投影対物レンズとの間および／または前記投影対物レンズと前記基板との間に配置するステップと、
前記所定の圧力および／または前記所定の流量からの偏差について、前記液浸媒体の実圧力および／または実流量をモニターするステップとを含む方法。
【請求項２】
前記少なくとも１つの第１隙間は、前記感光面と前記面に面する前記投影対物レンズの端面との間に配置されている、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記実圧力および／または前記実流量の結果として生じる偏差は、前記投影露光装置のそれぞれの露光動作中に改めて検出される、請求項１または２に記載の方法。
【請求項４】
前記実圧力および／または前記実流量の結果として生じる偏差は、前記投影露光装置の較正動作中に検出され、かつ前記基板の前記段階的移動の位置および速度データに割り当てられて電子メモリ内に記憶される、請求項１または２に記載の方法。
【請求項５】
前記露光工程中に前記所定の圧力および／または前記所定の流量をできるだけ一定に保つために、前記液浸媒体の前記実圧力および／または前記実流量を、前記実圧力および／または前記実流量の前記所定の圧力および／または前記所定の流量への前記検出された偏差によっては少なくとも１つの設定ユニットを用いて設定するステップをさらに含む、請求項１〜４のいずれか１項に記載の方法。
【請求項６】
前記光学軸の方向の前記投影対物レンズの前記端面を、前記圧力および／または前記流量の前記検出された偏差によっては少なくとも１つのアクチュエータを用いて、前記所定の圧力および／または前記所定の流量に割り当てられる前記端面の所望の位置にできる限り近づく位置に位置調整するステップをさらに含む、請求項１〜４のいずれか１項に記載の方法。
【請求項７】
前記設定ユニットは、前記電子メモリに記憶されている前記位置および速度データに基づいて、それぞれの露光動作中に前記実圧力および／または前記実流量を設定する、請求項４または５に記載の方法。
【請求項８】
前記少なくとも１つのアクチュエータは、前記電子メモリに記憶されている前記位置および速度データに基づいて、それぞれの露光動作中に前記投影対物レンズの前記端面を設定する、請求項４〜６のいずれか１項に記載の方法。
【請求項９】
マイクロリソグラフィの投影露光装置を用いてマスクを、感光面を有する基板上に撮像するための光学撮像特性を設定する方法であって、横方向に段階的に投影対物レンズの光学軸に対して前記基板を移動させることができ、
液浸媒体を、前記投影露光装置の少なくとも１つの第１隙間に導入するステップであって、前記少なくとも１つの第１隙間を、前記光学軸に沿って見ると、照明システムおよび／または前記投影対物レンズ内および／または前記照明システムと前記マスクとの間および／または前記マスクと前記投影対物レンズとの間および／または前記投影対物レンズと前記基板との間に配置するステップと、
前記液浸媒体の圧力および／または流量を、前記光学撮像特性が所望の撮像特性にできる限り近づくように設定するステップとを含む、方法。
【請求項１０】
前記液浸媒体は、閉液浸媒体回路が前記隙間のそれぞれについて存在するように、入口および出口を用いて前記隙間に導入されかつ該隙間から排出される、請求項１〜９のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１１】
前記圧力および／または流量は、前記液浸媒体回路のそれぞれに別々に設定される、請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
少なくとも１つの浸漬液および／または少なくとも１つの浸漬ガスが、液浸媒体として提供される、請求項１〜１１のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１３】
少なくとも１つの第２隙間が、前記投影露光装置内に配置されている、請求項１〜１２のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１４】
さらなる隙間が、少なくとも１つの浸漬液および／または少なくとも１つの浸漬ガスが導入される前記投影露光装置に配置されている、請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
前記隙間は、前記光学軸に沿って隣接しかつ／またはある距離をおいて配置される前記照明ユニットおよび／または前記投影対物レンズの光学部品に配置されている、請求項１〜１４のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１６】
前記液浸媒体の前記実圧力および／または前記実流量の前記モニタリングは、前記基板の前記段階的移動中に行われる、請求項１〜１５のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１７】
マスクを、感光面を有する基板上に撮像するためのマイクロリソグラフィ投影露光装置であって、照明ユニットと、投影対物レンズと、前記投影対物レンズの端面に面する前記感光面を有する前記基板をその上に配置することができるテーブルと、前記投影対物レンズの光学軸に対して横方向の前記テーブルの段階的移動のためのステッパ駆動装置と、前記照明ユニットおよび／または前記投影対物レンズ内および／または前記照明ユニットと前記マスクとの間および／または前記マスクと前記投影対物レンズとの間および／または前記投影対物レンズと前記基板との間に配置することができる少なくとも１つの第１隙間とを備え、液浸媒体を前記少なくとも１つの第１隙間に導入することができ、かつ前記少なくとも１つの第１隙間内の前記液浸媒体の実圧力および／または実流量をモニターするための少なくとも１つのモニター装置が設けられている、マイクロリソグラフィ投影露光装置。
【請求項１８】
前記モニター装置は、圧力計および／または流量計を有している、請求項１７に記載の投影露光装置。
【請求項１９】
前記圧力計および／または前記流量計は、前記少なくとも１つの第１隙間内への前記液浸媒体のフィードラインに配置されている、請求項１８に記載の投影露光装置。
【請求項２０】
前記液浸媒体の前記圧力および／または前記流量を設定するための設定装置を備える、請求項１８または１９に記載の投影露光装置。
【請求項２１】
前記圧力計および／または前記流量計は、前記設定装置に結合されている、請求項１７〜２０のいずれか１項に記載の投影露光装置。
【請求項２２】
前記少なくとも１つの第１隙間が、前記基板の前記感光面と前記投影対物レンズの前記端面との間に配置されている、請求項１７に記載の投影露光装置。
【請求項２３】
少なくとも１つの第２隙間が設けられている、請求項１７〜２２のいずれか１項に記載の投影露光装置。
【請求項２４】
さらなる隙間が設けられている、請求項２３に記載の投影露光装置。
【請求項２５】
隙間を、いずれの場合にも、前記照明ユニットおよび／または前記投影対物レンズの光学素子の基板対向側および／または基板遠隔側に配置することができる、請求項１７〜２４のいずれか１項に記載の投影露光装置。
【請求項２６】
隙間は、いずれの場合にも、前記光学軸に沿って見ると、前記照明ユニットおよび／または前記投影対物レンズの光学部品の両側に隣接するように配置されている、請求項１７〜２５のいずれか１項に記載の投影露光装置。
【請求項２７】
前記隙間は、前記照明ユニットおよび／または前記投影対物レンズの異なる光学部品に隣接するように両側に配置される、請求項１７〜２６のいずれか１項に記載の投影露光装置。
【請求項２８】
前記投影対物レンズの前記端面を有する前記投影対物レンズの終端素子を前記光学軸の方向に移動させることができ、かつ前記終端素子には前記モニター装置に結合されている少なくとも１つのアクチュエータが割り当てられている、請求項１７〜２７のいずれか１項に記載の投影露光装置。
【請求項２９】
所定の圧力および／または所定の流量から、前記投影露光装置の較正動作中に検出される前記実圧力および／または前記実流量の偏差が、前記基板の前記段階的移動の位置および速度データに割り当てられて記憶されている電子メモリを備える、請求項１７〜２８のいずれか１項に記載の投影露光装置。
【請求項３０】
前記電子メモリは前記ステッパ駆動装置に結合されている、請求項２９に記載の投影露光装置。
【請求項３１】
前記ステッパ駆動装置は前記設定ユニットに結合されている、請求項１７〜２０のいずれか１項に記載の投影露光装置。
【請求項３２】
前記ステッパ駆動装置は前記少なくとも１つのアクチュエータに結合されている、請求項１７〜２８のいずれか１項に記載の投影露光装置。
【請求項３３】
マスクを、感光面を有する基板上に撮像するためのマイクロリソグラフィ投影露光装置であって、照明ユニットと、投影対物レンズと、前記投影対物レンズの端面に面する前記感光面を有する前記基板をその上に配置することができるテーブルと、前記投影対物レンズの光学軸に対して横方向の前記テーブルの段階的移動のためのステッパ駆動装置と、前記照明ユニットおよび／または前記投影対物レンズの光学部品間および／または前記マスクと前記照明ユニットとの間および／または前記マスクと前記投影対物レンズとの間および／または前記基板の前記感光面と前記投影対物レンズの前記端面との間に配置することができる少なくとも１つの第１隙間とを備え、液浸媒体を前記少なくとも１つの第１隙間に導入することができ、かつ前記投影露光装置内の光学撮像特性を所望の撮像特性に設定するために、前記液浸媒体の圧力および／または流量を設定するための設定ユニットが設けられている、マイクロリソグラフィ投影露光装置。
【請求項３４】
前記光学撮像特性は球面収差の大きさである、請求項３３に記載の投影露光装置。
【請求項３５】
前記投影対物レンズの前記端面には、前記液浸媒体をはじく被膜が設けられている、請求項１７〜３４のいずれか１項に記載の投影露光装置。
【請求項３６】
少なくとも１つの第２隙間が設けられている、請求項３３〜３５のいずれか１項に投影露光装置。
【請求項３７】
さらなる隙間が設けられている、請求項３６に記載の投影露光装置。
【請求項３８】
前記液浸媒体は少なくとも１つの浸漬液および／または少なくとも１つの浸漬ガスを有している、請求項１７〜３７のいずれか１項に記載の投影露光装置。
【請求項３９】
前記隙間は異なる幾何学的形状を有している、請求項１７〜３８のいずれか１項に記載の投影露光装置。
【請求項４０】
前記隙間のそれぞれは、閉液浸媒体回路をそれぞれ形成する前記それぞれの液浸媒体用の個別の入口および個別の出口を有する、請求項１７〜３９のいずれか１項に記載の投影露光装置。
【請求項４１】
前記液浸媒体回路のそれぞれを、個別に制御しかつ規制することができる、請求項４０に記載の投影露光装置。
【請求項４２】
前記隙間および／または液浸媒体回路のそれぞれは、密閉されている、請求項４０または４１に記載の投影露光装置。
【請求項４３】
前記段階的移動によって前記実圧力および／または前記実流量の偏差が生じる、請求項１７〜４２のいずれか１項に記載の投影露光装置。
【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投影露光装置に光学撮像特性を設定する方法に関する。
本発明は、さらにこの種のマイクロリソグラフィ投影露光装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
マイクロリソグラフィ投影露光装置は、例えば電子部品、例えば集積回路の製造に用いられる。マイクロリソグラフィ製造方法では、通常レティクルとも呼ばれ、かつ撮像される構造を有するマスクは、投影対物レンズを用いて、通常ウエハとも呼ばれる基板上に撮像される。基板は、マスクのパターンに従って露光される感光面、通常フォトレジストを有している。フォトレジストが現像された後、所望の構造が基板に生じる。
【０００３】
露光工程中、基板の全表面を露光することは可能ではなく、むしろいずれの場合にも、基板の領域部分のみを露光することが可能であるので、該基板の全表面を徐々に露光するために、基板が投影対物レンズの光学軸に対して、時々、すなわち段階的に移動される。本工程は、「ステップ」工程と呼ばれる。
この目的のために、基板は、例えばステッパモータを用いて段階的に移動させることができるテーブル上に配置される。
【０００４】
マイクロリソグラフィ的に製造される電子部品の集積密度の増加も、この種の投影露光装置の投影対物レンズの解像能力についてなされる要求の増加を伴う。投影対物レンズの解像能力は、システムの開口数に反比例する。システムの開口数の増加によって、解像能力の改良がもたらされる。
開口数を増加させるために、基板の感光面と、該面に面する投影対物レンズの終端素子の端面との間の隙間に浸漬液を導入することが、例えば下記特許文献１、特許文献２または特許文献３から公知である。浸漬液、例えば水は、空気より屈折率が大きく、それによってシステムの開口数が増加される。浸漬液を用いるリソグラフィ製造方法の分野は、液浸リソグラフィとも呼ばれる。
【０００５】
下記特許文献４は、投影対物レンズの光学撮像特性を、浸漬液の目標とする温度変化を用いて所望するように設定することができる方法を記載している。浸漬液の温度変化は、浸漬液の屈折率の変化をもたらし、その変化が浸漬液の屈折特性を変化させる。したがって、下記特許文献１４によると、温度変化を用いて、投影対物レンズの焦点距離を変化させることが可能であり、または回転対称撮像収差、特に球面収差を少なくとも低下させることが可能である。
【０００６】
液浸リソグラフィの一つの問題は、撮像収差が露光工程中に時々確定され、該撮像収差は、基板の投影対物レンズに対する段階的移動と相互に関係づけられるということである。
浸漬液は、投影対物レンズの終端素子の端面および基板の表面と接触しているので、これら二つの領域での浸漬液の付着のため、隙間内の浸漬液の圧力および流量条件は、基板が投影対物レンズに対して移動する場合に変化する。基板の投影対物レンズに対する段階的移動中の浸漬液のこれらの状態変化は、終端素子の端面に対する浸漬液のポンピングをもたらし、ひいては撮像収差、特に球面収差を生じる終端素子の位置の極めて小さいものではあるが、変化をもたらす。基板の段階的な移動に従って、このような撮像収差がポンプ状またはパルス形式で確定される。
【０００７】
上述の一時的に確定されたこれらの撮像収差は、浸漬液の温度変化が撮像収差が発生しかつ消えるための期間と比較してあまりにも緩慢であるので、浸漬液の温度を変化させることによって抑制することができない。
下記特許文献５は、リソグラフィ法および該リソグラフィ法で用いるための装置を開示している。該装置は、光学ビーム経路に関して、マスクの後ろに配置されるレンズシステムを有し、かつ屈折率が１より大きい媒体は、マスクとレンズシステムとの間にある領域に設けられる。
【特許文献１】欧州特許出願公開第１４２０２９９号明細書Ａ２
【特許文献２】旧東独特許出願第２４２８８０号明細書Ａ１
【特許文献３】国際公開第２００４／０１９１２８号パンフレットＡ２
【特許文献４】国際公開第２００４／０５３５９６号パンフレット  Ａ２
【特許文献５】独国特許出願公開第１０２５３６７９号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
それゆえ、本発明の目的は、基板の投影対物レンズに対する段階的移動による撮像収差の発生をできるだけ効果的に妨げることができるマイクロリソグラフィ投影露光装置に光学撮像特性を設定する方法を特定することである。
本発明のさらなる目的は、撮像収差を、基板の投影対物レンズに対する段階的移動のため、できる限り避けるまたは少なくとも低下させるマイクロリソグラフィ投影露光装置を特定することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の第１態様は、マイクロリソグラフィの投影露光装置を用いてマスクを感光面を有する基板上に撮像することができるマイクロリソグラフィ投影露光装置に光学撮像特性を設定する方法であって、光学軸に対して横方向に段階的に投影対物レンズに対して該基板を移動させる方法であって、
液浸媒体を、所定の圧力下および／または所定の流量で、少なくとも１つの第１隙間に導入するステップであって、少なくとも１つの第１隙間は、光学軸に沿って見ると、照明システムおよび／または投影対物レンズ内および／または照明システムとマスクとの間および／またはマスクと投影対物レンズとの間および／または投影対物レンズと基板との間に配置されるステップと、
所定の圧力および／または所定の流量からの偏差について、液浸媒体の実圧力および／または実流量をモニターするステップとを含む方法を提供する。
【００１０】
本明細書では、少なくとも１つの第１隙間を、光学軸に沿って見ると、投影マイクロリソグラフィ装置全体内に配置することができることが絶対必要である。浸漬液のみならず浸漬ガス、また浸漬ガスと浸漬液との組合せ、ならびに異なる浸漬液および／または異なる浸漬ガスの組合せを、液浸媒体として提供することができる。
投影マイクロリソグラフィ装置において、該１つの第１隙間と並んで、またさらなる隙間を、光学軸に沿って配置されるように設ける対策が講じられ、両隙間は、異なる幾何学的形状を有していてもよい。この場合、隙間の形態を、照明システムおよび／または投影対物レンズのそれぞれ隣接する光学部品の形態に有利に適合させることができる。
【００１１】
隙間を、光学軸に沿って見ると、光学部品の上方および下方のいずれにも、ならびに１つの光学部品の上方および第１光学部品からある距離をおいて配置されるさらなる光学部品の下方に配置することができる。
隣接する光学部品への隙間に、両側から同じまたは異なる液浸媒体を充填してもよい。この目的のために、それぞれの光学部品のそれぞれの表面の構成は、これと整合しなければならない。
【００１２】
隙間を異なる液浸媒体で洗い流すことは、特に、個々の隙間が密閉されていることが必要である。特に、各隙間は、各々入口と出口とを有する個別の液浸媒体フラッシング回路、略してフラッシング回路、を用いて充填される。フラッシング回路を別々に制御しかつ規制することはできるが、異なるフラッシング回路を互いに依存するように制御しかつ規制することも可能である。
【００１３】
本発明のさらなる態様は、マスクを感光面を有する基板上に撮像するマイクロリソグラフィ投影露光装置であって、投影対物レンズと、投影対物レンズの端面に面する感光面を持つ基板をその上に配置することができるテーブルと、投影対物レンズの光学軸に対して横方向のテーブルの段階的移動のためのステッパ駆動装置とを備え、少なくとも１つの第１隙間をさらに備え、液浸媒体を導入することができる該少なくとも１つの隙間を、光学軸に沿って見ると、照明システムおよび／または投影対物レンズ内および／または照明システムとマスクとの間および／またはマスクと投影対物レンズとの間および／または投影対物レンズと基板との間に配置することができ、少なくとも１つの第１隙間内の液浸媒体の実圧力および／または実流量をモニターするための少なくとも１つのモニター装置が設けられているマイクロリソグラフィ投影露光装置を提供することである。
【００１４】
よって、本発明による方法は、少なくとも１つの隙間に所定の圧力下および／または所定の流量で導入される液浸媒体の実圧力および／または実流量を、所定の圧力および／または所定の流量に対する実圧力および／または実流量の変化が確定されるかどうかという趣旨でモニターすることを提供する。
本方法の一つの好ましい構成では、少なくとも１つの第１隙間は、感光面と該面に面する投影対物レンズの表面と間に配置されている。
【００１５】
基板と投影対物レンズとの間の隙間内の実圧力および／または実流量のモニタリングによって、次に好適な対策を用いて、基板の投影対物レンズに対する段階的移動によって生じるパルス圧変化および／または流量変化を妨げることが可能になる。
そのような対策は、好ましくは、露光工程中に所定の圧力および／または所定の流量をできるだけ一定に保つために、浸漬液の実圧力および／または実流量を、実圧力および／または実流量の所定の圧力および／または所定の流量に対する検出された偏差によっては、少なくとも１つの設定ユニットを用いて設定または再調整することであってもよい。
【００１６】
この目的のために、投影露光装置は、液浸媒体の圧力および／または流量を設定するための設定ユニットが装備されることが好ましい。
本方法のさらなる好ましい構成は、基板の段階的移動中に実施される、液浸媒体の実圧力および／実流量のモニタリングを提供する。
よって、これらの対策の場合には、基板の段階的移動によって生じる液浸媒体の状態変化は、液浸媒体そのものに作用することによって処理される。したがって、一例として、例えば光学軸の方向の投影対物レンズの終端素子または端面の位置の変化ができるだけ小さく保たれる、または回避もされるように、圧力を増減または流量を増減させることができる。
【００１７】
投影露光装置のモニター装置は、例えば、特に基板と投影対物レンズの終端素子との間の少なくとも第１隙間への液浸媒体のフィードラインに配置される圧力計および／または流量計を有することが好ましいが、隙間自体にも配置することができる。
投影露光装置が液浸媒体の圧力および／または流量を設定するための設定ユニットを有する構成に関連して、圧力計および／または流量計は、設定ユニットに結合されることが好ましく、それによって、手動介入を好都合にも必要としない自動制御ループが提供される。
【００１８】
基板の投影対物レンズに対する段階的移動によって生じ、ひいては撮像収差を生じる投影対物レンズの終端素子または端面の位置でのパルス変化を避ける他の対策は、光学軸の方向の投影対物レンズの端面を、少なくとも１つのアクチュエータを用いて、圧力および／または流量の検出された偏差によっては、所定の圧力および／または所定の流量に割り当てられる端面の所望の位置にできる限り近づく位置へ位置調節をすることであることが好ましい。
【００１９】
投影露光装置では、相応して、投影対物レンズの端面を有する投影対物レンズの終端素子を、光学軸の方向に移動させることができ、かつ終端素子には、実圧力および／または実流量用モニター装置に結合される少なくとも一つのアクチュエータが割り当てられることが好ましい。
本対策は、液浸媒体自体に作用することによって基板と投影対物レンズとの間の隙間内の実圧力および／または実流量の変化に反応することは含んでおらず、むしろ基板の段階的移動によって生じる撮像特性のパルス変化ができるだけ小さく保たれる、または回避もされるように、端面を有する投影対物レンズの端面または終端素子は、例えば圧電アクチュエータを用いて、位置固定されたままになっている。
【００２０】
実圧力および／または実流量のモニタリングに関して、好ましい構成においては、本発明による方法におけるさまざまな手順を採用することができる。
第１の変形では、基板の段階的移動中に生じる圧力および／または流量の変化を、投影露光装置のそれぞれの露光動作中に改めて検出することができる。
本手順は、露光動作によって変化するシステムパラメータが、実圧力および／または実流量のモニタリングにおいて常に同時に考慮されるという利点を有している。したがって、投影露光装置ができる限り、動作される動作条件が変化しないことを保証する必要がない。
【００２１】
第２の好ましい変形において、本手順は、好ましくは段階的移動中に生じる圧力および／または流量の変化が、投影露光装置の較正動作中に検出され、かつ基板の段階的移動の位置および速度データに割り当てられて電子メモリ内に記憶されるようなものであってもよい。
そして電子メモリに記憶されたデータは、投影露光装置の各露光動作中にメモリから取り出すことができ、そして各露光動作中に液浸媒体の実圧力および／または実流量のそれぞれの現在のモニタリングの手間を省くことが可能である。
【００２２】
次に、電子メモリに記憶される圧力および／または流量変化を含むデータ、つまり正確に言えばデータ対、ならびに基板の段階的移動に関連する位置および速度データを、液浸媒体の圧力および／または流量のためのすでに上述した設定ユニット、または投影対物レンズの終端素子または端面を位置調整する少なくとも１つのアクチュエータを制御するために用いることができる。
【００２３】
これに関連して、投影露光装置は、基板のテーブル用のステッパ駆動装置に結合される電子メモリを有することが好ましく、該ステッパ駆動装置は、次に圧力および／または流量を設定するための設定ユニットに、または終端素子を位置調整する少なくとも１つのアクチュエータに結合されることが好ましい。
投影露光装置に対するさらなる好ましい対策は、浸漬液に関してはじく被膜を有する投影対物レンズの端面を設けることにある。
【００２４】
端面での浸漬液の付着は、とりわけ、基板と投影対物レンズとの間の隙間内の圧力および／または流量条件の変化が、投影対物レンズに対する基板の段階的移動中に確定される理由の１つである。
浸漬液、例えば水の付着、ひいては基板と投影対物レンズとの間の隙間内の結果として生じる圧力および流量変化は、端面を例えば疎水性物質で被覆することによって減少する。
【００２５】
本発明のさらなる態様は、マイクロリソグラフィの投影露光装置を用いてマスクを感光面を有する基板上に撮像することができるマイクロリソグラフィ投影露光装置に光学撮像特性を設定する方法であって、光学軸に対して横方向に段階的に投影対物レンズに対して基板を移動させることができる方法であって、
液浸媒体を、少なくとも１つの第１隙間に導入するステップであって、少なくとも一つの第１隙間は、光学軸に沿って見ると、照明システムおよび／または投影対物レンズ内および／または照明システムとマスクとの間および／またはマスクと投影対物レンズとの間および／または投影対物レンズと基板との間に常に配置され、ならびに／または感光面と該面に面する投影対物レンズの端面との間に配置される、ステップと
液浸媒体の圧力および／または流量を、光学撮像特性が所望の撮像特性にできる限り近づくように設定するステップとを含む方法を提供する。
【００２６】
本発明のさらなる態様は、マスクを感光面を有する基板上に撮像するマイクロリソグラフィ投影露光装置であって、投影対物レンズと、該投影対物レンズの端面に面する感光面を有する基板をその上に配置することができるテーブルとを備え、投影対物レンズの光学軸に対して横方向のテーブルの段階的移動のためのステッパ駆動装置をさらに備え、液浸媒体を導入することができる少なくとも１つの第１隙間をさらに備え、該少なくとも１つの第１隙間は、光学軸に沿って見ると、照明システムおよび／または投影対物レンズ内および／または照明システムとマスクとの間および／またはマスクと投影対物レンズとの間および／または投影対物レンズと基板との間に常に配置され、ならびに／または該第１隙間を、感光面と該面に面する投影対物レンズの端面との間に配置することができ、かつ投影対物レンズの光学撮像特性を所望の撮像特性に設定するために、液浸媒体の圧力および／または流量を設定するための設定ユニットが設けられるマイクロリソグラフィ投影露光装置を提供することである。
【００２７】
液浸媒体は、少なくとも１つの浸漬液および／または少なくとも１つの浸漬ガスであってもよい。
上述の方法および上述の投影露光装置において、少なくとも一つの第１隙間内の液浸媒体の圧力および／または流量の設定可能性は、投影露光装置、特に投影対物レンズにおける光学撮像特性を目標とするように変化させるために有利に用いられる。特に、基板と投影対物レンズとの間の隙間における圧力および／または流量の変化を、すなわち、投影対物レンズの特定の光学撮像特性を設定するために、例えば球面収差等の確認される回転対称撮像収差を修正するために、目標とするように光学軸の方向に投影対物レンズの終端素子または端面を設定するために用いられる。
【００２８】
さらなる隙間を、光学軸に沿って見ると、有利には、照明装置内、照明装置とマスクとの間、投影対物レンズ内、マスクと投影対物レンズとの間、および投影対物レンズと露光される基板表面との間に配置することができる。この場合、隙間のそれぞれには、個別の液浸媒体フラッシング回路が設けられる。各液浸媒体フラッシング回路は、個別の入口および個別の出口を有している。液浸媒体の流量および／または圧力を、いずれの場合にも、個別に制御しかつ規制することができる。しかしながら、特に投影露光装置の制御および規制ユニットを節約するために、異なる液浸媒体回路を互いに依存するように制御しかつ規制することも可能である。
【００２９】
温度、圧力、流量、屈折率、純度、吸収性のパラメータは、液浸媒体フラッシング回路の制御および設定可能性のために利用できる。液浸媒体自体には、表面張力を低下させるための添加剤、屈折率を設定するための添加剤、限界面を保護するための添加剤を供給することができる。さらに、液浸媒体フラッシング回路は、超音波ユニットおよび洗浄ユニット、例えばフィルターを有してもよい。
【００３０】
温度、圧力、流量、屈折率、吸収性、および純度を、目標とするように設定するための装置を、各液浸媒体フラッシング回路に同様に導入することができる。
上記パラメータを目標とするように設定するための上記装置は、例えば、添加剤を導入する温度規制装置または計量装置等の標準装置を一般に含んでいるので、本明細書では具体的には論じない。
【００３１】
しかしながら、上述の方法および上述の投影露光装置を、単独でのみならず、先に述べた方法、およびそれを用いて投影対物レンズに対する基板の段階的移動のため一般に生じ、かつパルス形式で確定される撮像収差を修正することができる先述の投影露光装置と組み合わせて用いることができる。
さらなる利点および特徴は、次の説明および添付の図面から明らかとなろう。
【００３２】
上述の特徴およびさらに以下で説明する特徴を、それぞれ特定された組合せのみならず、本発明の範囲から逸脱することなく他の組合せでまたは単独で用いることができることは言うまでもない。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３３】
本発明の例示的な実施形態を図面に示し、かつ図面に関連して以下でより詳細に説明する。
全体として一般参照符号１０が付されるマイクロリソグラフィ投影露光装置を、図１に略模式的に図示する。
投影露光装置１０は、光ビーム１６を発生する例えばレーザである露光源１４、照明光学アセンブリ１８および絞り２０を有する照明システム１２を有し、照明光学アセンブリ１８および絞り２０は、照明システム１２の非常に簡略化されかつ例示的な構成を表しているにすぎない。
【００３４】
マスク２２は、光ビーム１６の伝搬方向の照明システム１２の下流に配設され、該マスク２２には、２４で示すように、パターニングが設けられている。レティクルとも呼ばれるマスク２２は、ホルダー２８上に固定され、ホルダー２８ひいてはマスク２２を、両側矢印３０に従って光学軸３２に対して横方向に移動させることができる。マスク２２とともに、ホルダー２８を駆動装置を用いて移動させることができる（図示せず）。
【００３５】
さらに、光ビーム１６の伝搬方向において、投影対物レンズ３４は、マスク２２の下流に設けられる。投影対物レンズ３４は、複数の光学部品（より具体的には図示せず）を有している。該光学部品は、屈折専用型、反射専用型、または屈折部品と反射部品との組合せであってもよい。
投影対物レンズ３４を用いて、マスク２２、より正確には、パターニング２４は、その後、基板３６上に塗布される例えばフォトレジストによって形成される感光面３８を有する基板３６上に撮像される。基板３６の感光面３８は、投影対物レンズ３４の端面４０に面している。
【００３６】
感光面３８は、必ずしも基板３６の最上層とは限らない。該感光面は、例えば、少なくとも１つの反射防止層（図示せず）によって被覆することができる。
両側矢印４６に従って、光学軸３２に対して横方向にベース４４上を投影対物レンズ３４に対して移動できるテーブル４２上に基板３６が配置される。
図２は、隙間５０を有する投影露光装置の例示的な実施形態を示している。液浸媒体、本明細書における浸漬液は、隙間５０内に充填される。しかしながら、浸漬ガスまたは浸漬液および／または浸漬ガスの混合物、ならびに異なる浸漬液および／または浸漬ガスの組合せが含まれることもある。本明細書では１つの隙間５０を一例として図示するが、互いに分離されている複数の隙間が含まれることもある。
【００３７】
図２は、テーブル４２、ひいては基板３６の段階的移動のための、対応するステッパモータ４８を図示している。
電子部品、例えば集積回路のマイクロリソグラフィ製造において、基板３６は、ウエハとも呼ばれる。
図２は、隙間５０が投影対物レンズ３４の端部空間４０と基板３６の感光面３８との間に存在し、該隙間は、図示した例示的な実施形態では、基板３６の表面３８の方へ円錐状に先細りする壁要素５２によって横方向に境界を定められていることをさらに示している。液浸媒体、本明細書においては例えば水である浸漬液５４、隙間５０内に導入することができる。隙間５０の光学軸３２の方向の延長は、２〜３mmの範囲である。浸漬液５４は、投影対物レンズ３４の端面４０および基板３６の感光面３８の両方に接触する。
【００３８】
図示した例示的な実施形態においては、投影対物レンズ３４の端面４０は、より正確には、例えば石英ガラスまたはホタル石から製造することができる平面平行終端板として形成される光学素子５６の端面である。端面４０には、浸漬液に対してはじく被膜が設けられている。
本構成によって、終端素子５６は、両側矢印の方向に、少なくともごくわずかに移動することができるように、例えば弾性的に吊るされている。
【００３９】
投影露光装置１０の露光動作中、光源１４によって生じる光ビーム１６は、マスク２２のパターニング２４が投影対物レンズ３４を用いて基板３６の感光面３８上に撮像されるように、マスク２２および投影対物レンズ３４を通過する。感光面３８上のマスク２２の全域を撮像するために、マスク２２は「走査」工程で照射される。この場合、マスク２２の全域は、絞り２０によって境界を定められる光ビーム１６を通過して移動されるマスク２２によって走査的で照射される。その上に基板３６を有するテーブル４２は、光ビーム１６で基板３６の全表面３８を徐々に露光するために。露光中にステッパモータ４８を用いて段階的に移動される。
【００４０】
浸漬液５４は、矢印６２の方向にリザーバ６１からフィードライン６０を経て隙間５０内に導入され、かつ矢印６６の方向に吐出し管６４を経て隙間５０から再び排出され、該排出された浸漬液は、より具体的には図示していない回路を経て再びリザーバ６１に供給される。
リザーバ６１では、浸漬液５４の温度を、上記特許文献４に記載されているように調節することができる。
【００４１】
ポンプ６８を用いて、浸漬液５４は、所定の圧力下および所定の流量で、リザーバ６１から隙間５０内に導入され、かつ対応して所定の圧力下および所定の流量で該隙間を流れる。
基板３６が静止している露光動作の段階では、隙間５０内の浸漬液５４の圧力および流量条件は、所定の圧力および所定の流量に関しては変化しない。
【００４２】
次に、次の走査ステップを行うために、基板３６が図２の両側矢印４６の方向に、例えば左の方へある距離？ｘだけ移動される場合、隙間５０内の浸漬液５４の圧力および流量条件は、たとえ浸漬液５４が、所定の圧力下および所定の流量で隙間５０になお供給されるとしても、本移動工程のため変化する。基板３６の移動中の隙間５０内の圧力および流量条件のこれらの変化は、浸漬液５４が、端面４０に対するある付着および表面３８に対するある付着を示すということに基づいていると考えるべきである。
【００４３】
基板３６の移動中、隙間５０内の浸漬液５４の圧力が、例えば移動によって瞬間的に増加することがあり、該圧力の増加は、終端素子５６の端面４０が、ほんのわずかであるにもかかわらず、矢印７０の方向に上昇されるという影響を与える。しかしながら、投影対物レンズ３４の端面４０と表面３８との間の距離、また終端素子５６と最後から２番目の光学素子（図示せず）との間の距離はこのように変化し、そのことは投影対物レンズ３４の撮像特性に悪影響を及ぼす。移動ステップの後基板３６が再び静止すると、ただちに隙間５０内の浸漬液５４の所定の圧力および流量条件が再び確定され、移動によって誘起される撮像収差は、テーブル４２の静止状態で投影対物レンズ３４に撮像収差がない場合には再び消失する。
【００４４】
したがって、投影露光装置１０の露光動作中に基板３６が繰り返し段階的に移動されるので、表面３８の露光中に、撮像収差が一時的にまたはパルス形式で生じる。
投影対物レンズ３４の光学撮像特性に対する、基板３６の段階的移動の上述の悪影響を防止するために、投影露光装置１０において次の対策がとられる。
この目的のために、投影露光装置は、隙間５０内の浸漬液５４の実圧力および／または実流量をモニターする少なくとも１つのモニター装置７２を有している。
【００４５】
モニター装置７２は、好ましくは、図２に図示するように、浸漬液５４のためのフィードライン６０に配置される圧力計７４および／または流量計７６を有している。しかしながら、圧力計７４および／または流量計７６を、隙間５０自体に配置することもできる。
さらに、投影露光装置１０は、一方ではモニター装置７２に結合され、かつ他方では信号ラインを経てポンプ６８に結合される、浸漬液５４の圧力および／または流量を設定するための設定ユニット７８を有している。
【００４６】
モニター装置７２を用いて、次に、投影露光装置１０のそれぞれの露光動作中、少なくとも基板３６の段階的移動中に、隙間５０内の浸漬液５４の実圧力および／または実流量の所定の圧力および／または所定の流量の、基板３６の段階的移動中に生じる偏差を検出することが可能である。検出データは評価され、かつ圧力および／または流量の変化の検出の場合には、所定の圧力および所定の流量が隙間５０内でできる限り維持されるように、ポンプ力の増減によるこれらの圧力および／または流量の変化を防止するために、次に対応してポンプ６８を駆動する設定ユニット７８に供給される。
【００４７】
投影露光装置１０の各露光動作中、モニター装置７２を用いて隙間５０内の浸漬液５４の実圧力および／または実流量の変化を検出する手順の代わりに、モニター装置７２を用いて、投影露光装置の較正動作中の圧力および／または流量の段階的移動中に生じる変化を検出し、かつ該変化を基板３６の段階的移動の位置および速度データに割り当てて電子メモリ８０に記憶することが可能である。基板３６の段階的移動の位置および速度データを、テーブル４２のステッパモータ４８によって供給することができる。
【００４８】
投影露光装置１０の露光動作中、浸漬液５４の実圧力および／または実流量の変化は、次に、モニター装置７２を用いて永久的に検出される必要がない。むしろ、浸漬液５４の圧力および／または流量の増減を、次に、ステッパモータ４８と設定ユニット７８との間の直接結合によって実現することができる。テーブル４２、ひいては基板３６の各位置および速度に関して、隙間５０内の圧力変動および／または流量変化を防止するために、電子メモリ８０はポンプ６８を制御する対応作動信号を含んでいる。
【００４９】
上述の対策は、投影対物レンズ３４の光学撮像特性の上述のパルスまたはポンプ状変化を防止するのに役立つ。このように規制される光学撮像特性は、特に終端素子５６、ひいてはその端面４０が、圧力変動によって両側矢印５８の方向に移動する場合に生じる球面収差である。
しかしながら、さらなる対策に従って、設定ユニット７８を用いて、投影対物レンズ３４の所望の撮像特性を得るために、圧力および／または流量を増減することによって、光学撮像特性を目標とするように設定することが可能である。この目的のために、設定ユニット７８には、希望する所望の撮像特性ができる限り達成されるように、隙間５０内の浸漬液５４の所定の圧力および／または所定の流量を設定するために、設定ユニット７８に結合される外部操作装置８２が設けられる。具体的には、圧力および／または流量設定を用いて、光学軸３２の方向に、所望の撮像特性が達成される、例えば終端素子５６を位置決めすることによって球面収差が修正されるように、光学軸３２の方向に終端素子５６の位置を位置決めすることが可能である。
【００５０】
図３は、図２に対して変更を行った例示的な実施形態を図示し、投影露光装置１０の同一のまたは同程度の部分および素子には、図２と同じ参照符号を付している。図２の例示的な実施形態に対する違いのみを以下で説明する。
本例示的な実施形態も、隙間５０内の浸漬液５４の実圧力および／実流量をモニターするモニター装置７２を備え、該モニター装置は、基板３６の段階的移動中に生じる、隙間５０内の浸漬液５４の実圧力および／または実流量の、変化を検出する。
【００５１】
先の例示的実施形態とは対照的に、実圧力および／または実流量のこのような変化は、浸漬液５４自体の圧力または流量を増加および／または減少によっては妨げられないので、むしろ終端素子５６は、周囲にわたって分布して配置されているアクチュエータ８４、８６に接続され、アクチュエータのうちの２つを、図３に示している。終端素子５６上の周囲にわたって分布されるように、このようなアクチュエータがもっと多くまたはもっと少なく存在することもありうる。
【００５２】
図３ではアクチュエータ８４についてのみ図示するが、アクチュエータ８４および８６は制御装置８８を経てモニター装置７２に結合されている。モニター装置７２によって検出される隙間５０内の浸漬液５４の実圧力および／または実流量の変化は、制御信号の形態でモニター装置７２によって制御装置８８に送られ、それを用いて次に、基板３６の段階的移動中に変化しない形式で位置が保たれるように、制御装置８８はアクチュエータ８４および８６を制御する。したがって、段階的移動によって生じる実圧力および／または実流量の変化は、終端素子５６の位置の変化に影響を及ぼさず、その結果として、投影対物レンズ３４について希望する所望の撮像特性は変更されない。
【００５３】
投影露光装置１０のそれぞれの露光動作中、またはその較正動作において前もって、隙間５０内の浸漬液５４の実圧力および／または実流量の変化を再度検出することができる。後者の場合については、制御装置８８が、ステッパモータ４８によって供給される位置および速度データに基づいてのみ投影露光装置１０の露光動作中にアクチュエータ８４、８６を制御するように、ステッパモータ４８と制御装置８８との間にはカップリングがあることが好ましい。
【００５４】
図４は、投影露光装置の３つの隙間の配置の例示的な実施形態を示している。同一の部分には、図２および図３と同じ参照符号を付している。基板の感露光面と、投影対物レンズの最後の光学部品の端面との間に配置される隙間５０に加えて、第２隙間９０および第３隙間９２を、例示的な実施形態で示している。
光学終端素子５６は、第１光学素子９４および第２光学素子９６に再分割されている。第２隙間９０は、終端素子５６の第１素子９４と第２素子９６との間に配置され、かつ第３隙間９２は、上方に、すなわち照明ユニットの方向に見ると、光学軸３２に沿って配置されている。
【００５５】
第１隙間５０、第２隙間９０、および第３隙間９２は、いずれの場合にも、液浸媒体で洗い流され、異なる浸漬液および／または異なる浸漬ガスを用いることができる。例えば、第３隙間９２を浸漬ガスで洗い流し、かつ他の２つの隙間９０および５０を浸漬液で洗い流すことが可能であり、異なる浸漬液の組合せが含まれることもある。
図には、一般に出口および入口を有する、略してフラッシング回路と呼ばれる液浸媒体フラッシング回路は示していない。図示した隙間５０、９０および９２のそれぞれは、個別のフラッシング回路を有している。特に、フラッシング回路は、異なる液浸媒体が混ざらないようにするために密閉されている。
【００５６】
この場合、各フラッシング回路を別々に制御しかつ規制できるように設けられている。このことは、各フラッシング回路では、液浸媒体に関する圧力および／または温度、ならびに／もしくはそれぞれのフラッシング媒体の温度および／または組成を、別々に監視しかつ設定することができる、すなわち制御することができることを意味している。
この場合、例えば表面張力および／または屈折率に影響を及ぼすように、例えば浸漬液に、異なる化学組成を持つ添加剤を付加する対策が同様に講じられる。液浸媒体に隣接する表面を保護するための添加剤を与える対策が同様に講じられる。
【００５７】
制御および規制ユニットの数が少なく保たれるように、異なるフラッシング回路を共同でモニターしかつ規制することが同様に可能である。
洗浄ユニット、例えばフィルター、および超音波ユニットを、同様にフラッシング回路に設けることができる。
幾何学的形状、すなわち隙間５０、９０および９２の形態は、図４にのみ模式的に図示し、特に光学素子の表面に構成される異なる幾何学的形状を、隙間について付与することができる。
【００５８】
投影露光装置の異なる位置に設けることができる隙間を、複数の原理に従って配置することができる。まず第１に、いずれの場合にも、照明ユニットおよび／または投影対物レンズの光学素子に、隙間を両側から設けることが可能であり、それぞれの光学部品の上方および下方の隙間に同一および／または異なる液浸媒体を充填することができる。
第２に、例えば照明ユニット１２に１つの隙間を設けること、および基板３６の感光性上層部と該基板に面する最後の光学部品５６のその表面との間に第２隙間を配置することが可能である。
【００５９】
さらに、照明ユニット１２とマスクとの間に、また投影対物レンズの光学部品間に隙間を設けることができる。
終端素子５６を分割することは、固有複屈折をこのように補正することができるので、特に有利である。
隙間５０、９０および９２ならびに関連するフラッシング回路のすべては、隙間内の液浸媒体を確実に保つため、かつ異なる液浸媒体が混ざらないようにするために密閉されることが好ましい。
【図面の簡単な説明】
【００６０】
【図１】マイクロリソグラフィ投影露光装置の極めて模式的な全体図を側面図で示す。
【図２】図１の領域Ａの拡大した一部分を、投影露光装置のさらなる詳細とともに示す。
【図３】さらなる例示的な実施形態に従って、図２に類似した図１の一部分Ａの図を示す。
【図４】３つの隙間を有する投影露光装置の例示的な実施形態を示す。
【図１】
2009508327.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【国際調査報告】
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2009508327.tif 000009
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