(57)【要約】  本発明は、少なくとも１つの薄膜層と、薄膜層を少なくとも部分的に取り囲み、薄膜層の縁部の少なくとも一部を取り付けるフレームとを有する、リソグラフィ、特にＥＵＶ（極紫外線）リソグラフィにおける光学装置のための光学薄膜素子に関する。薄膜層の締付けを容易にする少なくとも１つの締付け素子が設けられており、光学薄膜素子を投影露光システム、特にＥＵＶリソグラフィで使用することができ、薄膜素子の薄膜層を平坦となるように調節可能に締め付けることができる。対応した光学薄膜素子を作製するための方法が提案される。この方法では、薄膜層と共にリソグラフィによって締付け素子を作製する。
2010541267.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも１つの薄膜層（２）と、該薄膜層（２）を少なくとも部分的に取り囲み、前記薄膜層の縁部の少なくとも一部を取り付けるフレーム（７）とを備える、リソグラフィ、特にＥＵＶ（極紫外線）リソグラフィにおける光学素子のための光学薄膜素子において、
前記薄膜層の締付けを容易にする少なくとも１つの締付け素子（３０）が設けられていることを特徴とする光学素子。
【請求項２】
請求項１に記載の薄膜素子において、
複数の前記締付け素子（３０）が、前記薄膜層および／または前記フレームの周囲に分配して設けられている薄膜素子。
【請求項３】
請求項１に記載の薄膜素子において、
１つの締付け素子（３６）が、前記薄膜層および／または前記フレームの周囲に分配して設けられている薄膜素子。
【請求項４】
請求項１から３までのいずれか一項に記載の薄膜素子において、
前記フレーム（７）が弾性変形可能に構成されている薄膜素子。
【請求項５】
請求項１から４までのいずれか一項に記載の薄膜素子において、
前記フレーム（７）が、前記薄膜層のための多数の別個の保持素子（３，４，５，６；４１）を備える薄膜素子。
【請求項６】
請求項１から５までのいずれか一項に記載の薄膜素子において、
フレーム（７）を収容するホルダー（３２）が設けられており、フレームとホルダーとの間に１つ以上の前記締付け素子が設けられている薄膜素子。
【請求項７】
請求項６に記載の薄膜素子において、
前記締付け素子が、長手方向調整可能な結合素子として、特に調節ねじまたはピエゾアクチュエータとして前記フレームとホルダーとの間に構成されており、長さの変更により張力を調節することができる薄膜素子。
【請求項８】
請求項６に記載の薄膜素子において、
一方の前記ホルダー（３２）と他方の前記フレーム（７）または保持素子とが、少なくとも１つの旋回ジョイント（３１）、特に固体ジョイントによって相互に結合されており、前記締付け素子が、前記旋回ジョイントを介してトルクを生成することができる薄膜素子。
【請求項９】
請求項８に記載の薄膜素子において、
長手方向調整可能な離間素子として、特に調節ねじ（３３）またはピエゾアクチュエータとして一方の前記フレームまたは保持素子と他方の前記ホルダーとの間に、旋回ジョイントから離間して前記締付け素子を設けた薄膜素子。
【請求項１０】
請求項８または９に記載の薄膜素子において、
前記旋回ジョイント（３１）の旋回軸線が、前記薄膜素子の平面に対して平行に設けられている薄膜素子。
【請求項１１】
請求項６または７に記載の薄膜素子において、
前記フレーム（７）が、前記薄膜層に結合された第１部分（４１）および前記ホルダーと結合可能な第２部分（４０）の２部分から構成されており、前記第１部分と前記第２部分との間に、少なくとも１つの、有利には複数のばねウェブ（４２）が設けられている薄膜素子。
【請求項１２】
請求項１１に記載の薄膜素子において、
前記１つ以上の複数のばねウェブ（４２）が、前記薄膜層に対して平行な平面に設けられている薄膜素子。
【請求項１３】
請求項１１または１２に記載の薄膜素子において、
前記１以上の締付け素子（３６）が、前記フレームの前記第１部分（４１）に作用し、これにより、前記ばねウェブ（４２）が、特に前記薄膜層の平面に対して垂直方向に撓められる薄膜素子。
【請求項１４】
請求項１３に記載の薄膜素子において、
前記締付け素子が、周方向ウェブ（３６）として、ホルダーまたは長手方向に可変のアクチュエータ、特に調節ねじとして構成されている薄膜素子。
【請求項１５】
請求項１から１４までのいずれか一項に記載の薄膜素子において、
前記薄膜層（２）と前記フレーム（７）とが、一体的に構成されている薄膜素子。
【請求項１６】
請求項１から１５までのいずれか一項に記載の薄膜素子において、
前記ホルダー（３２）と前記フレーム（７）とが一体的に構成されている薄膜素子。
【請求項１７】
請求項１から１６までのいずれか一項に記載の薄膜素子において、
前記薄膜層（２）および／または前記フレーム（７）および／または前記ホルダー（３２）が、正方形、長方形、多角形、円形または楕円形の基本形状を有している薄膜素子。
【請求項１８】
請求項１から１７までのいずれか一項に記載の薄膜素子において、
前記薄膜層（２）が、０．５ｍｍ〜２００ｍｍ、特に１ｍｍ〜１００ｍｍの範囲の直径またはエッジ長さを有している薄膜素子。
【請求項１９】
請求項１から１８までのいずれか一項に記載の薄膜素子において、
前記薄膜層（２）が、５ｎｍ〜５００ｎｍ、特に１００ｎｍ〜２５０ｎｍの厚さを有している薄膜素子。
【請求項２０】
請求項１から１９までのいずれか一項に記載の薄膜素子において、
前記薄膜層（２）が、多層状に構成されている薄膜素子。
【請求項２１】
請求項１から２０までのいずれか一項に記載の薄膜素子において、
前記薄膜層（２）が、機能素子（６３）を備える薄膜素子。
【請求項２２】
請求項１から２１までのいずれか一項に記載の薄膜素子において、
前記薄膜層が、フィルタ層または光学活性パターンを備える薄膜素子。
【請求項２３】
請求項１から２２までのいずれか一項に記載の薄膜素子において、
前記薄膜層が、ケイ素、ジルコニウム、ルテニウム、ロジウム、ニオブ、モリブデン、ホウ素および窒化ケイ素を含む群のいずれか１つの成分を含む薄膜素子。
【請求項２４】
特にＥＵＶリソグラフィ用の投影露光装置において、
請求項１から２３までのいずれか一項に記載の少なくとも１つの薄膜素子を備えることを特徴とする投影露光装置。
【請求項２５】
請求項２４に記載の投影露光装置において、
前記薄膜素子（１）が、透過性レチクル、デブリ・フィルタ、減衰器、スペクトルフィルタ、ペリクル、透過性格子および透過性フィルタを含む群の少なくとも１つの素子として構成されている投影露光装置。
【請求項２６】
請求項２４または２５に記載の投影露光装置において、
前記薄膜素子（１）が、測定手段に関連して設けられている投影露光装置。
【請求項２７】
請求項２４から２６までのいずれか一項に記載の投影露光装置において、
薄膜素子が設けられており、該薄膜素子が、前記投影露光装置の一部を投影露光装置の他の部分からガス密に分離している投影露光装置。
【請求項２８】
投影露光装置、特にＥＵＶ投影露光装置で、特に請求項１から２３までのいずれか一項に記載の薄膜素子を作動し、薄膜素子に電磁光線を照射する方法において、
前記薄膜素子（１）の前記薄膜層（２）を調節可能な張力下に配置し、前記薄膜層が平坦となるように張力を選択することを特徴とする方法。
【請求項２９】
請求項２８に記載の方法において、
前記張力の大きさおよび／または局所的な分布を様々に調節可能とする方法。
【請求項３０】
請求項２８または２９に記載の方法において、
前記張力を経時的に再調節する方法。
【請求項３１】
請求項２８から３０までのいずれか一項に記載の方法において、
引っ張り応力下に前記薄膜層を保持する方法。
【請求項３２】
マイクロリソグラフィによって、特に請求項１から２３までのいずれか一項に記載の光学薄膜素子を作製する方法において、
前記薄膜素子の薄膜層を締め付けるための固体ジョイント（３１）または変形素子（４２）を前記薄膜層と共にリソグラフィによって作製することを特徴とする方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、薄膜層と、薄膜層を少なくとも部分的に取り囲み、薄膜層の縁部の少なくとも一部を取り付けるフレームとを有する、リソグラフィ、特にＥＵＶ（極紫外線）リソグラフィにおける光学装置のための光学薄膜素子、適宜な薄膜素子を設けた、特にＥＵＶリソグラフィのための投影露光装置、このような薄膜素子の使用方法およびこのような光学薄膜素子の作製方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ナノメートル範囲の電子技術的および／または微小技術的な構成部材における微細パターンを作製するためには、作製プロセスの基礎をなすリソグラフィ技術では、ますます短くなる波長の光、または一般に電磁光線を使用する必要がある。対応して、所望の微小パターンまたはナノパターンを含むレチクルを照明し、結像するために極紫外線領域の電磁光線を使用する投影露光装置が知られている。さらにＥＵＶリソグラフィと呼ばれるこの技術では、米国特許第７１５４６６６号明細書に記載のように、例えばスペクトルフィルタとしての役割を果たす場合もある光学的な薄膜が使用される。例えば米国特許第７１５３６１５号明細書、同第６７４９９６８号明細書、同第６６８３９３６号明細書および同第６１５００６０号明細書に記載のように、ＥＵＶリソグラフィの分野には他の用途がある。
【０００３】
これらの文献に記載の使用分野は、本発明の光学薄膜素子の潜在的使用分野なので、これらの刊行物の開示内容は、参照により本明細書に完全に組み込まれる。
【０００４】
米国特許第５０６８２０３号明細書は、さらに、例えば薄いケイ素薄膜をどのようにして作製できるかについて開示している。この明細書の開示内容も参照により本明細書に組み込まれる。
【０００５】
従って、光学薄膜素子は既知であり、既に使用されているが、薄膜における問題は、通常は５０〜５００ｎｍという極めて小さい厚さを有する薄膜が、収差を誘起することなしに光学系で使用することができるように、平滑な形態で提供されている必要があることである。特に薄膜の延在領域が０．５ｍｍのエッジ長さまたは直径から数１００ｍｍのエッジ長さまたは直径までの範囲におよぶ場合もあることを考慮すれば、薄膜の平坦さは大きい課題である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】米国特許第７１５４６６６号
【特許文献２】米国特許第７１５３６１５号
【特許文献３】米国特許第６７４９９６８号
【特許文献４】米国特許第６６８３９３６号
【特許文献５】米国特許第６１５００６０号
【特許文献６】米国特許第５０６８２０３号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明の課題は、光学系で使用するために必要な平面性、すなわち、薄膜の平坦さを有し、特に折れ曲がりなどを防止した光学薄膜または光学薄膜素子を提案することである。さらに薄膜素子は簡単に作製可能および使用可能であり、同時に必要な光学特性、例えば透過性などを満たすことが望ましい。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
この課題は、請求項１に記載の特徴を有する光学薄膜素子、請求項２４に記載の特徴を有する投影露光装置、請求項２８に記載の特徴を有する薄膜素子の作動方法、および請求項３２に記載の特徴を有する薄膜素子の作製方法により解決される。有利な実施形態が従属請求項の対象である。
【０００９】
本発明は、光学的な薄膜の平滑な配置は、薄膜を選択的に締め付けることができる場合に可能であるという基本思想から出発している。例えばケイ素またはジルコニウムからなり、もともと作製方法により極めてわずかな薄膜張力しか有していないか、または全く有していない光学薄膜の場合、平面性または平坦さは、張力欠如により折れ曲がりが生じることによって損なわれるが、例えば二酸化ケイ素などの他の薄膜は、また作製に関連した高い薄膜張力を有し、このような薄膜の不均一性は内部張力に起因するか、または薄膜が支持構造部に配置されていることによる。このような問題は全て、薄膜を選択的に締め付けることより解決することができる。例えば、例えばケイ素にジルコニウムを被覆した被覆層による内部張力に起因する折れ曲がりも選択的な締付けによって除去することができる。
【００１０】
従って本発明は、少なくとも１つの薄膜層と、薄膜層を少なくとも部分的に取り囲み、薄膜層の縁部の少なくとも固定した、または取り付けたフレームとを有する光学薄膜素子を設けることを提案している。薄膜層に作用することができる少なくとも１つの締付け素子を設けることにより、薄膜層の選択的な締付けを達成することができる。
【００１１】
有利には、薄膜層および／またはフレームの周囲に幾つかの締付け素子を分配して設けることができ、これにより、各方向に個々の締付け素子を対応して作動することにより薄膜層の不均一な締付け状態を補償することができる。特に少なくとも２つの締付け素子を設け、これにより、独立したな空間方向の引っ張り力を薄膜層に導入することができる。多数の締付け素子により、薄膜層をより選択的に、かつより正確に締め付けることが可能となる。
【００１２】
薄膜層を配置したフレームの変形によって薄膜層の締付けを行う場合、フレームが適宜に弾性変形することができるように構成されていると有利である。
【００１３】
代替的または付加的に、多数の別個の保持素子によってフレームを形成することもでき、これら多数の別個の保持素子の移動により薄膜層を締め付けることができる。
【００１４】
薄膜層のフレームをホルダーに収容することもでき、フレームとホルダーとの間に締付け素子を設けてもよい。締付け素子は、長手方向に調整可能な結合素子としてフレームと把持素子との間に構成されており、これにより、結合素子の長さの変更によって力を生成し、薄膜層の張力を調節することができる。長手方向調整可能な結合素子として、特に調節ねじなどが考慮される。しかしながら、さらに別のアクチュエータ、例えば圧電素子などを設けることもできる。締付け素子は、ばね素子、例えば引っ張りばねまたは線形ばねとして形成することもできる。
【００１５】
別の実施形態では、不可欠な引っ張り力を直接の線形移動または調整によってではなく、旋回ジョイントに関連したトルクを生成することによって薄膜層に生成することもできる。例えば、一方のホルダーと他方のフレームまたは保持素子との間に、生成されたトルクを線形の力に変換する少なくとも１つの、有利には複数の旋回ジョイントを設けてもよい。必要なトルクは、例えばここでも長手方向に調整可能な、特に調節ねじまたは圧電アクチュエータの形態の離間素子によって生成することができる。ここでもトルクを生成することができる他のアクチュエータを使用することができる。
【００１６】
旋回軸線により薄膜層平面に対して平行に、薄膜層への線形の引っ張り力に変換されるトルクの他に、他の変形または負荷を利用して薄膜層平面に張力を加えることもできる。従って、例えばフレームは２部分により構成されていてもよく、第１の内側部分は薄膜層に結合されており、第２の外側部分はホルダーに結合可能である。両方のフレーム部分は、ばねウェブによって結合することができる。ばねウェブは、弾性的な変形時に内側フレーム部分の拡大をもたらし、ひいては薄膜層平面に再び引っ張り力を生成する。
【００１７】
薄膜層の平面に引っ張り力または引っ張り応力を生成する様々な方法により、薄膜層を伸張し、これにより、薄膜層の平滑な形状を生成することが可能となる。特に本発明による薄膜素子の薄膜層はこのようにして調節可能に締め付けることができ、調節は、大きさおよび方向、ひいては張力の局所的分布に関係している。これにより、欠如した張力または小さすぎる張力によっても、不均一に分布した（固有）張力による起伏および折れ曲がりを防止または補償することができる。
【００１８】
適宜な締付け素子を有する本発明による薄膜素子は、例えば、弛緩が生じた場合、または異なった環境条件、例えば照射に起因する加熱などにより変更が必要な場合に経時的に張力を再調節することも可能となる。
【００１９】
本発明の光学薄膜素子は、特にリソグラフィによる作製法で形成することができ、これにより、例えば約０．５ｍｍのエッジ長さまたは直径を有する小さい薄膜寸法で、締付け素子のために対応して必要な微小機械的な構成部材を作製することができる。対応して、薄膜層とフレーム、ホルダーとフレーム、およびホルダーとフレームと薄膜層とは一体的に構成されていてもよい。
【００２０】
薄膜層は、５０ｎｍ〜５００ｍｍ、特に１００ｎｍ〜２５０ｎｍの厚さを有し、０．５ｍｍ〜２００ｍｍ、特に１ｍｍ〜１００ｍｍのエッジ長さまたは直径を有していてよい。
【００２１】
薄膜層は多層状に構成されていてもよいし、かつ／または機能素子、例えば格子パターンなどおよびフィルタ層を備えていてもよい。従って、本発明による光学薄膜素子は、投影露光装置、特にＥＵＶ投影露光装置に設けられており、透過性レチクル、デブリ・フィルタ、減衰器、スペクトルフィルタ、ペリクル、透過性格子または透過性フィルタとして使用することもできる。
【００２２】
光学結像特性を記録するための測定手段と関連した適宜な薄膜素子の使用は特に好ましい。
【００２３】
薄膜層は、ケイ素、ジルコニウム、ルテニウム、ロジウム、ニオブ、モリブデン、ホウ素および／または窒化ケイ素を含む。
【００２４】
本発明のさらなる利点および特徴が添付の図面に基づく以下の実施例の詳細な説明から明らかである。この場合、図面は概略的にのみ示されている。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明による光学薄膜素子の第１実施形態を示す平面図である。
【図２】本発明による光学薄膜素子の第２実施形態を示す平面図である。
【図３】図１による薄膜素子の部分図である。
【図４】本発明による光学薄膜素子の第３実施形態を示す平面図である。
【図５】図４の薄膜素子の部分断面図である。
【図６】本発明による光学薄膜素子の第４実施形態を示す平面図である。
【図７】図６の薄膜素子の部分断面図である。
【図８】図８（ａ）、図８（ｂ）および図８（ｃ）は、ＳＯＩ（絶縁体上シリコン）によるシリコン薄膜のリソグラフィによる作製段階を示す部分図である。
【図９】多層状の薄膜層を示す部分図である。
【図１０】機能素子を有する薄膜層を示す断面図である。
【図１１】本発明による薄膜素子を使用した投影露光装置を示す図である。
【図１２】本発明による薄膜素子を有する投影露光装置に用いる照明系の一部を示す図である。
【図１３】本発明による薄膜素子の使用領域を有する投影露光装置を示す図である。
【図１４】投影露光装置のウェーハステージおよび本発明による薄膜素子を示す部分図である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
図１は、光学薄膜素子１の第１実施形態の平面図である。この図では、薄膜層２は長方形のベース領域または基本形状を有しており、層厚さは無視されている。
【００２７】
薄膜層２は、長方形の基本形状の側部、すなわち、端面で保持素子３，４，５および６によって保持されており、これらの保持素子は共にフレーム７を形成している。保持素子３，４，５，６のそれぞれには開口部８，９，１０，１１の形態の連結素子が設けられており、これらの連結素子には図示しない締付け素子を係合させることができる。締付け素子によって、矢印に従って示すように開口部８，９，１０および１１で力が生成され、この力は、薄膜層２に引っ張り応力を加える。
【００２８】
力を生成するために、締付け素子をホルダーに対向して取り付けることができ、図示しないホルダーは、例えば光学装置のハウジングによって形成することもでき、例えば調節ねじなどの形態の締付け素子を短くすることにより、薄膜層２に力を生成することができる。
【００２９】
図２は、図１に類似した図で本発明による薄膜素子１の別の実施形態を示しており、この実施形態では、類似した、または同一の構成部分には同じ参照符号を付す。図２に示す薄膜素子の実施形態は、薄膜層が長方形領域の代わりに８角形のベース領域または基本形状を有する点で図１の実施形態とは異なっている。対応して、図１の実施形態による４つの保持素子３，４，５および６の代わりに、保持素子３〜６および１７〜２０が設けられており、これらの保持素子は、保持素子を配置した薄膜層２の側部の長手方向長さ寸法に応じて異なって形成されている。しかしながら、保持素子３〜６および１７〜２０は、図１の実施形態の保持素子３〜６と同様に、締付け素子に係合するための開口の形態の連結素子８〜１５も有している。
【００３０】
図３は、図１および図２に示したような光学素子の機能を示す概略的な断面図である。図３は、保持素子３および５を、締付け素子と係合させるための役割を果たす対応した開口８および１０で断面してより正確に示している。しかしながら、例えば、保持素子３，５と包囲するホルダ（図示しない）との間に配置した締付け素子（図示しない）を短くすることによって矢印で示すような力が保持素子に加えられた場合、保持素子３および５は離れるように移動させられる。しかしながら、保持素子３および５は薄膜層２に堅固に結合されているので、薄膜層２は引っ張り力下に置かれ、引き離されるか、または弾性的および／または塑性的に伸張される。概して、力は、平滑な弾性的な締付けのみを生じさせ、薄膜層に塑性的な応力を生じさせない程度の大きさとなることが望ましい。
【００３１】
保持素子３〜６および１７〜２０への薄膜層２の配置は、ポジティブロッキング、圧締めまたはボンディング接続（材料連続性）によって行うことができる。特に薄膜層は、クランプ、溶接または接着結合によって取付け可能である。例えば、シリコン薄膜をリソグラフィによって作製する場合に保持層を薄膜層と一体的に形成することも考えられる。
【００３２】
さらに薄膜層をガス密に形成し、このために例えば図４の実施形態に示すように、薄膜層２および保持素子３〜６の周囲にホルダーを設けることも考えられる。ホルダー（図示しない）は、投影露光装置のハウジング内にガス密に収容することができるように形成されている。例えば図１〜図３の実施形態の場合にように、薄膜層２を同様にガス密にホルダーに配置し、これにより、薄膜の保持素子３〜６または締付け素子とホルダーとの作用点間には薄膜のない空間が残されない。締付け素子は、薄膜層２の内側領域が締付け素子によって締め付けられているが、薄膜層の外側領域がホルダー３２にガス密に結合されており、しかしながら締め付けられないように作用し、むしろ薄膜の折り畳まれた部分を収容するための役割を果たす。
【００３３】
図４は、薄膜層２が円形のベース面を有する、本発明による光学薄膜素子の別の実施形態を示す。対応して周辺フレーム７も円形のリングとして形成されている。フレーム７は、多数の締付け素子３０を備えるホルダー３２により取り囲まれており、締付け素子３０は、薄膜層２およびフレーム７の周りに周方向に等間隔に離間して配置されている。機械的な締付け素子３０はそれぞれ１つの旋回または撓みジョイント３１を有しており、この旋回または撓みジョイント３１は、薄膜ヒンジの形態の一体的な固体ジョイントとしてホルダー３２をフレーム７に結合している。従って旋回ジョイント３１は、実質的に薄い柔軟なウェブにより形成されており、このウェブはフレーム７をホルダー３２に一体的に結合している。
【００３４】
ホルダー３２は同様に円形リングとして形成されており、機械的な締付け素子の領域に延長部３４が形成されており、これにより、旋回ジョイント３１から離間して調節ねじ３３を配置することができ、この調節ねじ３３は、旋回ジョイントから離間したフレーム７の部分と協働する。この協働は、調節ねじ３３がねじ山付きな孔を通って延長部３４を貫通案内され、一端により旋回ジョイント３１から離間されたフレーム７の部分に当接することにより得られる。調節ねじ３３の回転により、フレーム部分７とホルダー３２の延長部３４との間の間隔を変更することができ、これにより、旋回ジョイント３１を中心とした旋回が生じる。従って、旋回ジョイント３１から離間されたフレーム７の部分は調節ねじによって薄膜層２の方向に移動されると、これにより、フレーム７における薄膜層２を固定した対向部分は外向きに移動し、ひいては薄膜層２に作用する引っ張り力を生じさせる。対応して、引っ張り応力を薄膜層２に加えることができる。薄膜層の周囲に設けた機械的な締付け素子３０で調節ねじ３３を回転させることにより、所望の引っ張り力を設定することができる。特に機械的な締付け素子３０は個々に調節することができ、薄膜層２の平滑な構成が保証される。
【００３５】
図６は、本発明による光学薄膜素子１の第４実施形態を示しており、この薄膜素子１は、実質的に長方形の薄膜層２を有している。薄膜層２はフレーム７に保持され、フレーム７は、長方形の環の形態の外側フレーム部分４０と、薄膜素子２に堅固に結合された個々の保持素子を有する内側フレーム部分４１とを備える。外側フレーム部分４０と内側フレーム部分４１または保持素子４１との間にはばねウェブ４２が設けられており、このばねウェブは図７に詳細に示すように弾性変形可能に構成されている。
【００３６】
ホルダー３２は同様に長方形の環状構造部からなっており、この環状構造部には収容素子３５が設けられており、収容素子３５は、外側フレーム部分４０をクランプして収容することができる。環状ホルダー３２の内側には周方向ウェブ３６が形成されており、このウェブ３６は、内側フレーム部分４１または保持素子と協働し、ばねウェブ４２は薄膜層２の平面に対して垂直方向に湾曲される。これにより、薄膜層２が拡大し、対応した引っ張り応力が生じる。
【００３７】
周方向ウェブ３６の高さを対応して選択することにより、所定の応力を設定することができる。さらに周方向ウェブ３６は、例えば傾斜した平滑面などによって、応力の継続的な保持が保証されるように構成することができる。
【００３８】
周方向ウェブ３６の代わりに、例えば薄膜層２の平面に対して垂直方向に環状ホルダーを貫通し、対応したねじ山付き孔に収容される場合に内側フレーム部分４１または別個の把持素子それぞれのための所定の当接部を形成することができる調整ねじを設けることも考えられる。
【００３９】
図８は、部分図８（ａ）〜８（ｃ）に、例えば１００ｎｍの層厚さを有する薄いシリコン薄膜をリソグラフィにより作製する場合のプロセスを示している。
【００４０】
このために、まず図８（ａ）に対応する第１の部分ステップで、いわゆる「ＳＯＩウェーハ（Silicon On Insulator-Wafer:絶縁体上シリコンウェーハ）」を準備し、２つのシリコン部分層５０および５２が二酸化ケイ素部分層５１によって分離される。フォトレジスト５３が領域５４を除いて二酸化ケイ素層５２の表面に塗布され、これにより、図８（ｂ）による部分層にシリコン部分層５２をエッチングすることができる。レジストの無い領域５４を有するフォトレジストの構造は、フォトレジストの対応したリソグラフィによる露光に続いて硬化されていないフォトレジストの除去によって作製される。
【００４１】
領域５４のシリコンのエッチング時に二酸化ケイ素５１のエッチング停止層に到達した後、フォトレジスト５３および窓領域５４の二酸化ケイ素部分層５１が除去され、これにより、領域５４に自立シリコン薄膜が残る。
【００４２】
同様にして、さらなるステップで、薄膜作製前後および／または薄膜作製中に、窓領域５４を取り囲み、フレームとして使用することができる領域にパターンを設け、これにより、例えば図５に示すように、機械的な締付け素子を形成する。
【００４３】
図９および図１０は、本発明により使用することができる薄膜層の基本構造を示す。例えば図９は２層状の薄膜２を示し、この２層状の薄膜は、例えばケイ素とジルコニウムとからなる部分層６０および６１を備える。
【００４４】
図１０は、例えばケイ素からなるベース層６２を備える薄膜層２を示し、このベース層６２には例えば格子パターン６３などの機能素子が取り付けられている。
【００４５】
本発明による光学薄膜素子は、マイクロリソグラフィ用の投影露光装置、すなわち、照明計または投影光学系で使用することができ、特に光、すなわち電磁光線によって極紫外線領域で作動する投影露光装置で使用することができる。この場合、可能な波長は、例えば１３．５ｎｍである。ここでは、光学薄膜素子は透過性レチクル１０２として使用することができ、パターン形成された吸収部１１２が、例えばケイ素または窒化ケイ素などの透過性材料からなる自立薄膜１１１に取り付けられる（図１１参照）。吸収パターン１１２により、ウェーハ１０４に形成すべきパターンを生成することができ、このパターンは投影光学系１０３によって縮小してウェーハに結像される。図１１は、さらにＥＵＶ光源１００および照明系１０１を示す。
【００４６】
透過性レチクル１０２は、薄膜１１１および薄膜１１１に析出した吸収部１１２の他に、本発明による締付け装置１１０を備え、この締付け装置１１０は、薄膜１１１が応力下に平滑となることを確実にする。
【００４７】
別の使用可能性は、対応した光学薄膜素子をデブリ・フィルタとして使用することであり、デブリ・フィルタは、投影露光装置において汚染が生じた領域または生じる恐れのある領域を他の領域から分離させるための役割を果たす。例えば、対応したデブリ・フィルタによって光源を投影露光装置の残り部分から分離することができる。デブリ・フィルタは、結像のために使用した光、例えばＥＵＶ光線を透過させるが、中性粒子またはイオンはフィルタを通過することができない。
【００４８】
光学薄膜素子の別の使用可能性は、スペクトルフィルタとして使用することであり、これにより、使用した光、または一般に電磁光線の所定の波長が除去される。
【００４９】
対応した薄膜素子を例えばデブリ・フィルタおよびスペクトルフィルタとして組み合わせて使用することもできる。このことが図１２にＥＵＶリソグラフィシステムの照明系の一部を用いて示されている。ＥＵＶ光源１００の光は、いわゆるウォルター型集光器１５０によって集光され、ミラー１５４に収束され、ミラー１５４から中間像１５５を介して別のミラー１６０に案内される。
【００５０】
照明系を監視するためにプラズマ位置センサ１５３および中間像位置センサ１５９が設けられている。このようなセンサを保護するために、対応した薄膜フィルタ１５１および１５８が設けられている。さらに別のデブリ・フィルタ１５６が中間像の近傍に設けられている。
【００５１】
組み合わされたデブリ・スペクトルフィルタ１５１はミラー１５２の前に配置され、ミラー１５２は、ウォルター型集光器１５０によって光源１００から集光された光１５０の一部をプラズマ位置センサ１５３の方向に除去する。プラズマ位置センサは、ＥＵＶ光源１００の状態を監視し、検査するための役割を果たす。
【００５２】
同様のことが、中間像の位置を監視することができる中間像位置センサ１５９についてもいえる。このために、ミラー１５７を介して光の一部が光路から除去され、中間像位置センサ１５９に偏向される。ミラー１５７と中間像位置センサ１５９との間には、ここでも組み合わされたデブリ・スペクトルフィルタ１５８が設けられている。
【００５３】
組み合わされたデブリ・スペクトルフィルタ１５１および１５８は、好ましからぬ汚染物がセンサに到達することを防止し、さらにセンサのために光の不都合な波長領域を除去することができる。
【００５４】
これに対してデブリ・フィルタ１５６は、汚染物が光路に沿って広がることを防止する機能のみを引き受ける。
【００５５】
図１３は、ＥＵＶ光源１００を有するＥＵＶ投影露光装置を示す。ＥＵＶ光源１００の光は、照明系であるミラー素子Ｍ０〜Ｍ５によってレチクル２００に偏向される。透過性レチクルではなく、反射性レチクルとして形成されたレチクル２００は、照明光を反射し、投影光学系を介してミラー素子Ｍ６〜Ｍ１０によって、レチクル２００に設けられたパターンがウェーハ３００に結像される。
【００５６】
図１３の投影露光装置には、デブリ・フィルタ、段階式灰色フィルタ、ペリクル、スペクトルフィルタの形態で、またはインライン測定技術に関連して、本発明による様々な薄膜素子が設けられている。
【００５７】
従って、図１３によれば、光源１００に関して第１のデブリ・フィルタ２０１が配置されており、これにより、光源に生じる粒子、例えばイオン、中性粒子などは投影露光装置の残り部分に到達することができない。
【００５８】
デブリ・フィルタ２０１は、光路領域にのみ配置されていてもよいが、デブリ・フィルタ２０１は、ガス密の分離が得られるように構成されていると有利である。薄膜を薄膜のフレームまたはホルダーと共にハウジングまたはハウジング部分にガス密に適宜に配置することもできる。
【００５９】
薄膜は通常は極めて薄く構成されるので、薄膜自体の熱伝導率は小さく、薄膜は電磁光線を対応して吸収した場合に加熱される。面状素子につき光出力ができるだけ低い場所にフィルタまたは薄膜を適宜に配置し、これにより、温度負荷を低く抑えると有利である。これにより、対応した薄膜は極めて大きい面を有するように構成され、これにより、本発明による張力は平滑な薄膜を得るために特に重要となる。
【００６０】
既に図１２に示したように、適宜なデブリ・フィルタはシステム全般で使用できるが、例えばデブリ・フィルタ２０１を光源の分離に関して使用し、デブリ・フィルタ２０６によってウェーハ３００に対して投影露光系を分離することは好ましい。
【００６１】
ウェーハ３００における感光性層の照射により、状況によっては投影系の光学構成部分を損傷する恐れのある攻撃的な化学成分が遊離される。デブリ・フィルタ２０６は、このような、ウェーハまたはウェーハに設けた層の遊離した化学成分を阻止する。
【００６２】
さらに、本発明による光学的な薄膜素子は、レチクルを保護するためのペリクル２０３として使用することもできる。
【００６３】
本発明による光学的な薄膜をペリクル２０３として使用した場合、薄膜素子はレチクルに関係して設けられ、特にレチクルを取り扱う場合、例えば、レチクル交換時またはレチクルの搬送時にレチクルに到達する恐れのある粒子からレチクルを保護する。ペリクルはレチクルに対して離間して、レチクルに堅固に結合して配置されているので、場合によって生じる粒子はペリクルにのみ堆積し、レチクル平面の外部に配置されているので、粒子はレチクルのパターンと同様の鮮明度で結像されず、従ってよりわずかな妨害作用しかもたらし得ない。ペリクル薄膜は、例えばケイ素、ジルコニウムからなっていてもよい。これらはＥＵＶ光の最大透過率を可能とするからである。
【００６４】
本発明による光学薄膜素子の別の用途は、照明の均一化のために段階式灰色フィルタ２０２，２０４として使用することである。段階式灰色フィルタは、視野（段階式灰色フィルタ２０２）または瞳（段階式灰色フィルタ２０４）を均一に照明するために使用することができる。段階的な灰色フィルタ２０２，２０４の場合、層厚さに関して勾配を有する薄膜に吸収層が設けられ、これにより、強度分布の不均一性が補償される。回折作用によって強度の均一化をもたらす格子パターンも考えられる。吸収層は、アルミニウム、クロム、窒化タンタル、炭素またはＥＵＶ光に対して透過性が低い他の元素により形成してもよい。
【００６５】
厚さ勾配または格子パターンを有する吸収層の代わりに、変位可能に構成された動的フィルタによって光強度の均一性を調整することも考えられる。
【００６６】
別の使用分野が、所定の波長の光を除去するスペクトルフィルタ２０５によって得られる。これは、例えばウェーハの感光性の層にとっては有害な深紫外線領域のいわゆるＤＵＶ光線に関していえる。スペクトルフィルタは、原則的に投影露光装置の至る所に設けることができ、または図１２の実施形態に示すように他のフィルタと組み合わせることもできる。
【００６７】
さらに既に図１２に示したような測定技術と関連した使用可能性もある。図１２に示した照明系における測定技術の他に、本発明による光学的な薄膜は、図１４に詳細に示した薄膜素子２１６のように、いわゆるインライン測定技術の分野でウェーハの領域に使用することができる。
【００６８】
ウェーハステージ２１２の分野におけるいわゆるインライン測定技術は、透過性画像センサ（ＴＩＳ）またはいわゆるイリアス・センサ（ＩＬＩＡＳ）の形態をとる。このようなセンサは、例えば欧州特許出願公開第１５１０８７０号明細書に記載されており、その開示内容は参照により本明細書に完全に取り込まれる。
【００６９】
図１４は、フレームまたは締付け装置２１８ならびに薄膜２１９および薄膜２１９に析出した吸収部２１０を有する適宜な薄膜素子２１６の装置を断面図で示している。薄膜２１９の下方には、ウェーハステージ２１２（基板保持部）の領域に、例えば強度センサまたはＥＵＶカメラ２１７が設けられている。
【００７０】
薄膜２１９に格子の形態で吸収部２１０を構成することにより、例えばＥＵＶ光線２１１の波面収差を検出することができる。
【００７１】
図１１〜図１４に関して示した使用可能性に関して、さらに適宜な光学薄膜素子の広範囲の用途が可能である。これらの用途は、光学薄膜素子の上記の使用可能性および上記の利点の記述から当業者には明らかである。
【００７２】
実施例に基づいて本発明を詳細に説明したが、本発明はこれらの実施形態に制限されるものではなく、添付の特許請求の範囲内で、変化態様または変更が可能であることが当業者には自明である。例えば、本発明の個々の特徴のありとあらゆる組み合わせを実施するか、または個々の特徴を省略することもできる。
【図１】
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【図２】
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【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８ａ）】
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【図８ｂ）】
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【図８ｃ）】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【手続補正書】
【提出日】平成22年5月28日(2010.5.28)
【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】
リソグラフィ、特にＥＵＶ（極紫外線）リソグラフィにおける光学装置のための光学薄膜素子であって、少なくとも１つの薄膜層（２）と、該薄膜層（２）を少なくとも部分的に取り囲み、前記薄膜層の縁部の少なくとも一部を取り付けるフレーム（７）とを備え、
前記薄膜層の締付けを容易にする少なくとも１つの締付け素子（３０）が設けられており、
前記フレーム（７）を収容するホルダー（３２）が設けられており、前記フレームと前記ホルダーとの間に１つ以上の前記締付け素子が設けられている光学薄膜素子において、
前記締付け素子が、長手方向調整可能な結合素子の形態の調節ねじまたはピエゾアクチュエータとして前記フレームと前記ホルダーとの間に構成されており、長さの変更により張力を調節することができることを特徴とする光学薄膜素子。
【請求項２】
請求項１に記載の光学薄膜素子において、
複数の前記締付け素子（３０）が、前記薄膜層および／または前記フレームの周囲に分散して設けられている光学薄膜素子。
【請求項３】
請求項１に記載の光学薄膜素子において、
１つの締付け素子（３６）が、前記薄膜層および／または前記フレームの周囲に分散して設けられている光学薄膜素子。
【請求項４】
請求項１から３までのいずれか一項に記載の光学薄膜素子において、
前記フレーム（７）が弾性変形可能に構成されている光学薄膜素子。
【請求項５】
請求項１から４までのいずれか一項に記載の光学薄膜素子において、
前記フレーム（７）が、前記薄膜層のための多数の別個の保持素子（３，４，５，６；４１）を備える光学薄膜素子。
【請求項６】
請求項１から５までのいずれか一項に記載の光学薄膜素子において、
一方の前記ホルダー（３２）と他方の前記フレーム（７）または保持素子とが、少なくとも１つの旋回ジョイント（３１）、特に固体ジョイントによって互いに結合されており、前記締付け素子が、前記旋回ジョイントを介してトルクを生成することができる光学薄膜素子。
【請求項７】
請求項６に記載の光学薄膜素子において、
前記締付け素子が、一方の前記フレームまたは保持素子と他方の前記ホルダーとの間に、前記旋回ジョイントから離間して設けられている光学薄膜素子。
【請求項８】
請求項６または７に記載の光学薄膜素子において、
前記旋回ジョイント（３１）の旋回軸線が、前記薄膜素子の平面に対して平行に設けられている光学薄膜素子。
【請求項９】
請求項１から８までのいずれか一項に記載の光学薄膜素子において、
前記フレーム（７）が、前記薄膜層に結合された第１部分（４１）および前記ホルダーと結合可能な第２部分（４０）の２部分から構成されており、前記第１部分と前記第２部分との間に少なくとも１つのばねウェブ（４２）が設けられている光学薄膜素子。
【請求項１０】
請求項９に記載の光学薄膜素子において、
前記１つ以上の複数のばねウェブ（４２）が、前記薄膜層に対して平行な平面に設けられている光学薄膜素子。
【請求項１１】
請求項９または１０に記載の光学薄膜素子において、
前記１つ以上の締付け素子（３６）が、前記フレームの前記第１部分（４１）に作用し、これにより、前記ばねウェブ（４２）が、特に前記薄膜層の平面に対して垂直方向に撓められる光学薄膜素子。
【請求項１２】
請求項１１に記載の光学薄膜素子において、
前記締付け素子が、周方向ウェブ（３６）としてホルダーに構成されている光学薄膜素子。
【請求項１３】
請求項１から１２までのいずれか一項に記載の光学薄膜素子において、
前記薄膜層（２）と前記フレーム（７）とが一体的に構成されており、かつ／または前記ホルダー（３２）と前記フレーム（７）とが一体的に構成されている光学薄膜素子。
【請求項１４】
請求項１から１３までのいずれか一項に記載の光学薄膜素子において、
前記薄膜層（２）、前記フレーム（７）および前記ホルダー（３２）を含む群の少なくとも１つが、正方形、長方形、多角形、円形または楕円形を含む群のいずれかの形状を有している光学薄膜素子。
【請求項１５】
請求項１から１４までのいずれか一項に記載の光学薄膜素子において、
前記薄膜層（２）が、０．５ｍｍ〜２００ｍｍの範囲の直径、０．５ｍｍ〜２００ｍｍの範囲のエッジ長さ、１ｍｍ〜１００ｍｍの範囲の直径、１ｍｍ〜１００ｍｍの範囲のエッジ長さ、５ｎｍ〜５００ｎｍの厚さ、および１００ｎｍ〜２５０ｎｍの厚さを含む群のうち少なくとも１つを有している光学薄膜素子。
【請求項１６】
請求項１から１５までのいずれか一項に記載の光学薄膜素子において、
前記薄膜層（２）が、多層状に構成されている光学薄膜素子。
【請求項１７】
請求項１から１６までのいずれか一項に記載の光学薄膜素子において、
前記薄膜層（２）が、機能素子（６３）、フィルタ層および光学活性パターンを含む群のうち少なくとも１つを備える光学薄膜素子。
【請求項１８】
請求項１から１７までのいずれか一項に記載の光学薄膜素子において、
前記薄膜層が、ケイ素、ジルコニウム、ルテニウム、ロジウム、ニオブ、モリブデン、ホウ素および窒化ケイ素を含む群のうち少なくとも１つの成分を含む光学薄膜素子。
【請求項１９】
特にＥＵＶリソグラフィ用の投影露光装置において、
請求項１から１８までのいずれか一項に記載の少なくとも１つの光学薄膜素子を備えることを特徴とする投影露光装置。
【請求項２０】
請求項１９に記載の投影露光装置において、
前記光学薄膜素子（１）が、透過性レチクル、デブリ・フィルタ、減衰器、スペクトルフィルタ、ペリクル、透過性格子および透過性フィルタを含む群の少なくとも１つの素子として構成されている投影露光装置。
【請求項２１】
請求項１９または２０に記載の投影露光装置において、
前記光学薄膜素子（１）が、測定手段に関連して設けられている投影露光装置。
【請求項２２】
請求項１９から２１までのいずれか一項に記載の投影露光装置において、
光学薄膜素子が設けられており、該光学薄膜素子が、前記投影露光装置の一部を投影露光装置の他の部分からガス密に分離している投影露光装置。
【請求項２３】
投影露光装置、特にＥＵＶ投影露光装置で、特に請求項１から１８までのいずれか一項に記載の光学薄膜素子を作動し、該光学薄膜素子に電磁光線を照射する方法において、
前記光学薄膜素子（１）の前記薄膜層（２）を調節可能な張力下に配置し、前記薄膜層が平坦となるように張力を選択することを特徴とする方法。
【請求項２４】
請求項２３に記載の方法において、
前記張力の大きさおよび／または局所的な分布を様々に調節可能にし、経時的に再調節する方法。
【請求項２５】
マイクロリソグラフィによって、特に請求項１から１８までのいずれか一項に記載の光学薄膜素子を作製する方法において、
前記薄膜素子の薄膜層を締め付けるための固体ジョイント（３１）または変形素子（４２）を前記薄膜層と共にリソグラフィによって作製することを特徴とする方法。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００８】
この課題は、請求項１に記載の特徴を有する光学薄膜素子、請求項１９に記載の特徴を有する投影露光装置、請求項２３に記載の特徴を有する薄膜素子の作動方法、および請求項２５に記載の特徴を有する薄膜素子の作製方法により解決される。有利な実施形態が従属請求項の対象である。
【国際調査報告】
2010541267.tif 000019
2010541267.tif 000020
2010541267.tif 000021
2010541267.tif 000022
2010541267.tif 000023