(57)【要約】  マイクロリソグラフィ投影露光装置の光学システムを提供する。本発明は、マイクロリソグラフィ投影露光装置の光学システムに関する。強度分布及び／又は偏光状態への比較的柔軟かつ迅速な作用を可能にするために、本発明による光学システムは、いくつかの層から成る干渉層システムであって最大１マイクロメートル（μｍ）で最大厚みを有する少なくとも１つの液体又は気体層部分（１２３、２２０）を有する、少なくとも一方の側がレンズ又はミラーと境を接する少なくとも１つの層システム（１２０、２００）と、層部分（１２３、２２０）の厚みプロフィールの操作のためのマニピュレータ（１０５）とを含む。【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の光学システムであって、
・少なくとも一方の側がレンズ又はミラーと境を接する少なくとも１つの層システム（１２０、２００）、
を含み、
・前記層システム（１２０、２００）は、いくつかの層から成る干渉層システムであり、最大１マイクロメートル（μｍ）で最大厚みを有する少なくとも１つの液体又は気体層部分（１２３、２２０）を有し、
・前記層部分（１２３、２２０）の厚みプロフィールの操作のためのマニピュレータ（１０５）、
を更に含む、
ことを特徴とする光学システム。
【請求項２】
前記液体又は気体層部分（１２３、２２０）の前記最大厚みは、最大で５００ｎｍであることを特徴とする請求項１に記載の光学システム。
【請求項３】
前記液体又は気体層部分（１２３、２２０）の前記最大厚みは、最大で光学システムの作業波長の半分であることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の光学システム。
【請求項４】
前記液体又は気体層部分の前記最大厚みは、１０と１００ｎｍの間の範囲、好ましくは３０と１００ｎｍの間の範囲、より好ましくは５０と１００ｎｍの間の範囲にあ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項に記載の光学システム。
【請求項５】
前記液体又は気体層部分（１２３、２２０）の前記厚みプロフィールの操作は、光学システムの所定の平面で現在測定されている強度構成に依存して調節可能であることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の光学システム。
【請求項６】
前記液体又は気体層部分（１２３、２２０）の前記厚みプロフィールの操作は、光学システムの所定の平面で現在測定されている偏光分布に依存して調節可能であ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項に記載の光学システム。
【請求項７】
前記層部分（１２３、２２０）は、水を含むことを特徴とする請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の光学システム。
【請求項８】
前記層部分（１２３、２２０）は、空気、窒素（Ｎ2）、アルゴン（Ａｒ）、ヘリウム（Ｈｅ）、又はこれらの組合せを含むことを特徴とする請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の光学システム。
【請求項９】
前記層システム（１２０）は、少なくとも一方の側がミラーと境を接し、前記マニピュレータ（１０５）は、該ミラーの光学的に有効ではない表面上に設けられたアクチュエータ（１０５ａ、１０５ｂ、１０５ｃ、．．．）の配列を有することを特徴とする請求項１から請求項８のいずれか１項に記載の光学システム。
【請求項１０】
前記層システム（２２０）は、少なくとも一方の側がレンズと境を接し、前記マニピュレータは、該レンズの縁部に設けられたアクチュエータの配列を有することを特徴とする請求項１から請求項８のいずれか１項に記載の光学システム。
【請求項１１】
前記層システムは、２つのレンズ（２１０、２３０）の間に配列され、
前記２つのレンズ（２１０、２３０）の少なくとも一方のレンズ（２１０）は、能動的に変形可能である、
ことを特徴とする請求項１０に記載の光学システム。
【請求項１２】
前記層システム（１２０、２００）の少なくとも０．１％、好ましくは少なくとも１％の反射機能の変化は、該層システムを通過する光の少なくとも１つの光学的に使用可能な入射方向に対して前記液体又は気体層部分（１２３、２２０）の前記厚みプロフィールの変動を用いて設定することができ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項に記載の光学システム。
【請求項１３】
前記層システム（１２０、２００）の少なくとも０．１％、好ましくは少なくとも１％の透過分離の変化は、該層システムを通過する光の少なくとも１つの光学的に使用可能な入射方向に対する前記液体又は気体層部分（１２３、２２０）の前記厚みプロフィールの変動を用いて設定することができることを特徴とする請求項１から請求項１２のいずれか１項に記載の光学システム。
【請求項１４】
前記層システム（１２０、２００）の少なくとも０．１°、好ましくは少なくとも１°の複屈折の変化は、該層システムを通過する光の少なくとも１つの光学的に使用可能な入射方向に対する前記液体又は気体層部分（１２３、２２０）の前記厚みプロフィールの変動を用いて設定することができることを特徴とする請求項１から請求項１３のいずれか１項に記載の光学システム。
【請求項１５】
前記層システム（１２０、２００）の少なくともｋ＝０．００１／ｃｍ、好ましくは少なくともｋ＝０．０１／ｃｍの吸収機能の変化は、該層システムを通過する光の少なくとも１つの光学的に使用可能な入射方向に対する前記液体又は気体層部分（１２３、２２０）の前記厚みプロフィールの変動を用いて設定することができることを特徴とする請求項１から請求項１４のいずれか１項に記載の光学システム。
【請求項１６】
前記液体又は気体層部分（１２３、２２０）における流動は、光学システムの作動時に生成又は維持することができ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項に記載の光学システム。
【請求項１７】
前記層システム（１２０）は、第１の層材料を含む層と第２の層材料を含む層の交互する連続を有し、
前記第１の層材料は、光学システムの作業波長で石英ガラス（ＳｉＯ2）の屈折率よりも小さい屈折率を有し、前記第２の層材料は、該作業波長で石英ガラス（ＳｉＯ2）の屈折率よりも大きい屈折率を有する、
ことを特徴とする請求項１から請求項１６のいずれか１項に記載の光学システム。
【請求項１８】
特に請求項１から請求項１７のいずれか１項に記載の光学システムのための光学要素であって、
少なくとも一方の側がレンズ又はミラーと境を接する層システム（１２０、２００）、
を有し、
前記層システム（１２０、２００）は、いくつかの層から成る干渉層システムであり、かつ少なくとも１つの液体又は気体層部分（１２３、２２０）を有し、
前記層部分（１２３、２２０）の最大厚みは、最大１マイクロメートル（μｍ）でのものであり、
前記層部分（１２３、２２０）の厚みプロフィールは、操作可能である、
ことを特徴とする光学要素。
【請求項１９】
マイクロリソグラフィ投影露光装置の光学システムにおいて結像特性を修正する方法であって、
光学システムが、層システム（１２０、２００）を有し、
前記層システム（１２０、２００）は、いくつかの層から成る干渉層システムであり、かつ少なくとも１つの液体又は気体層部分（１２３、２２０）を有し、
前記層部分（１２３、２２０）の最大厚みが、最大１マイクロメートル（μｍ）でのものであり、
修正が、前記層部分（１２３、２２０）の厚みプロフィールの操作によって達成される、
ことを特徴とする方法。
【請求項２０】
前記層システム（１２０、２００）は、少なくとも一方の側がレンズ又はミラーと境を接することを特徴とする請求項１９に記載の方法。
【請求項２１】
照明システム（３０１）と、
投影対物器械（３０２、４００、４００）と、
を含み、
前記照明システム（３０１）及び／又は前記投影対物器械（３０２、４００、４００）は、請求項１から請求項１７のいずれか１項に記載の光学システムの形態にあり、又は請求項１８に記載の光学要素を含む、
ことを特徴とするマイクロリソグラフィ投影露光装置。
【請求項２２】
微細構造構成要素をマイクロリソグラフィ生産する方法であって、
レーザ感応材料の層が少なくとも部分的に付加された基板（３１１）を準備する段階と、
再現される構造を有するマスク（３０３）を準備する段階と、
請求項２１に記載のマイクロリソグラフィ投影露光装置を準備する段階と、
前記投影露光装置を用いて前記マスク（３０３）の少なくとも一部を前記層のある一定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。
【請求項２３】
請求項２２に記載の方法によって生産された微細構造構成要素。
【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の光学システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
マイクロリソグラフィは、例えば、集積回路又はＬＣＤのような微細構造構成要素の生産に用いられる。マイクロリソグラフィ工程は、照明システム及び投影対物器械を有する投影露光装置を呼ばれるものにおいて実施される。照明システムを用いて照らされるマスク（＝レチクル）の像は、マスク構造を基板上の感光コーティング上に転写するために、感光層（例えば、フォトレジスト）で被覆されて投影対物器械の像平面に配列された基板（例えば、シリコンウェーハ）上に投影対物器械を用いて投影される。
【０００３】
照明システム及び同じく投影対物器械の両方において、望ましい強度分布及び／又は初期設定の偏光状態が望ましくない方式で変更されるという問題が発生する。この問題の原因になる影響は、特に、偏光誘導式複屈折（ＰＩＢ）と呼ばれるもののような時間に関して可変である複屈折効果、光学構成要素の非結晶材料（例えば、石英ガラス）における圧密化、劣化現象、及び熱効果、並びに形態複屈折の結果として又は直交偏光状態に対する異なるフレネル反射及び透過による光学構成要素上の反射防止層又は高反射層に存在する複屈折を含む。
【０００４】
特に強度分布及び／又は偏光状態に影響を与えるか又は既存の外乱を補償するために、照明システム及び同じく投影対物器械の両方に対して様々な手法が開発されている。
【０００５】
一例として、ＷＯ２００７／０１７０８９Ａ１から、非回転対称結像欠陥を低減するためにレンズ、更に別の光学要素、及びこの光学要素とレンズの間に配置された中間空間を有し、中間空間を液体で充填することができるマニピュレータを投影対物器械に配列することが公知である。レンズに対してのみ作用するアクチュエータにより、レンズの非回転対称変形を達成することができる。
【０００６】
ＷＯ２００５／１１９３６９Ａ１から、投影対物器械内に設けられる光学構成要素の基板上に生成される干渉層システムに対して、システムが、光学構成要素の光学的に使用可能な断面にわたる反射度及び／又は透過度の比較的大きい空間調節に関わっており、そのような調節が、空間強度変動を低減するために投影対物器械の他の構成要素の空間透過率分布に適応されることが公知である。
【０００７】
ＷＯ９８／１４８０４は、電気的に制御可能な干渉計フィルタを開示している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】ＷＯ２００７／０１７０８９Ａ１
【特許文献２】ＷＯ２００５／１１９３６９Ａ１
【特許文献３】ＷＯ９８／１４８０４
【特許文献４】ＵＳ２００６／０２２１４５６Ａ１
【特許文献５】ＷＯ２００４／０１９１２８Ａ２
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明の目的は、強度分布及び／又は偏光状態への比較的柔軟かつ迅速な作用を可能にするマイクロリソグラフィ投影露光装置の光学システムを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
マイクロリソグラフィ投影露光装置の本発明による光学システムは、いくつかの層から成り、最大１マイクロメートル（μｍ）において最大厚みを有する少なくとも１つの液体層部分又は気体層部分を有する、レンズ又はミラーと少なくとも一方の側が境を接する少なくとも１つの層システムと、層部分の厚みプロフィールの操作のためのマニピュレータとを含む。
【００１１】
最大で１マイクロメートル（μｍ）の最大厚みを有する液体層部分又は気体層部分を有する層システムによって本発明により達成される効果は、従来技術（例えば、液体レンズの場合）に従って達成される屈折光学要素の作用とは区別されるものである。後者の場合には、ビーム経路を制御し、屈折レンズの形態に依存する屈折力が変更されるのに対して、本発明の概念では、ビーム経路は、それ自体は第一近似では影響されず、根本的に異なる作用形態で、それは、層システム内で複数回部分的に反射される光成分の部分波の間で発生する干渉効果により、例えば、位相分離に影響を与えることに関わることができるということがもたらされる。
【００１２】
言い換えれば、本発明によると、例えば、一般的に数ミリメートルの液体層を有する液体レンズとは異なり、このシステムは、個々の平面波（又はビーム）の方向に影響せず、基本的に個々の平面波の位相位置のみが操作される。本発明により利用される干渉効果とは対照的に、一般的に数ミリメートルの液体層を有する従来の液体レンズでは、光の限られた干渉長という理由から、いかなる部分も本発明により利用される干渉効果として機能せず、従って、位相作用は、その場合に選択された波長に近い厚みの領域内でしか発生しない。
【００１３】
本発明により設けられた液体層部分又は気体層部分に関するインタフェースでは、部分反射現象が発生し、最終的に層システムの効果は、この状況で発生する部分波に対して発生する重ね合わせによって判断される。この点に関して、干渉現象としての層スタックの作用は、個々の層の厚みに特に高感度に依存するという事実が利用される。液体層部分又は気体層部分を設けるという本発明による概念は、複数の部分層を有する多層システムへの適用の場合には、これらの部分層のうちの１つが有する厚みをその厚み構成において調節する段階を含み、それによって干渉特性が修正される。
層システムは、少なくとも一方の側がミラーと境を接し、すなわち、層システムは、層システムの少なくとも一方の側においてレンズ又はミラーに隣接して配列される。
【００１４】
基本的に、本発明による層システムは、強度Ｉ及び位相φという２つのパラメータの各々に対して、平均値（（Ｉs＋Ｉp／２）及び（φs＋φp）／２））、並びに強度の分離（Ｉs−Ｉp、「減衰分離」）又は位相（φs−φp）の両方に影響を与えることができるということをもたらす。
この点に関して、係わるそれぞれの特定の要因、すなわち、層システムの構造、並びに光学システム内でのその配列に依存して、液体層部分に引き起こされる厚み変化は、比較的高い感度で位相又は同じく強度のいずれかに対する効果を有することができる。特に、本発明による層システムにおける層設計は、上述の４つのパラメータのうちの１つ（例えば、位相分離、すなわち、直交偏光状態において得られる位相差）が、他のパラメータを少なくとも実質的に変化させずに残したまま意図的に特定の方式で影響を受けるように選択することができる。
特に、平均強度が影響を受ける本発明による層システムは、例えば、投影対物器械内で比較的小さい時間スケールで操作することができる特性を有する可変灰色フィルタとして用いることができる。
【００１５】
実施形態によると、層システムは、少なくとも一方の側がレンズと境を接し、マニピュレータは、レンズの縁部に設けられたアクチュエータの配列を有する。特に、液体層部分又は気体層部分は、２つのレンズの間に配置することができ、これらのレンズのうちの少なくとも一方は、能動的に変形可能である。この場合、マニピュレータは、例えば、レンズの縁部に設けられ、層部分との隣接関係を有して配置されたアクチュエータの配列を有することができる。
更に別の実施形態によると、層システムは、少なくとも一方の側がミラーと境を接し、マニピュレータは、ミラーの光学的に有効ではない表面（例えば、凹ミラーの「後側」）上に設けられたアクチュエータの配列を有する。
【００１６】
本発明による概念は、反射又は透過モードにおける作用が、ミラー又は屈折レンズ上のそれぞれの層システム配列に依存して、変形可能層部分の意図的にターゲットにされた変形により望ましい補正作用が得られるまで位置分解方式で操作される限り、望ましい強度分布に関して光学システム内のいずれか他の場所（例えば、投影対物器械）に存在する外乱の補正に向けて、層システムの意図的にターゲットにされた離調に備えることを可能にする。
【００１７】
更に、強度作用が唯一の正味の効果として残るように、望ましくない方式で発生する可能性がある位相変化を光学システム内のいずれか他の場所に配置された位相マニピュレータによって修復することができる。望ましくない方式で発生する可能性がある均等な偏光分離もまた、光学システム内のいずれか他の場所の適切なマニピュレータによって補償することができる。
例えば、光学システム内のいずれか他の場所で発生する偏光分布における外乱（例えば、ホルダ誘導式応力屈折などの結果として）を補償するために、位相分離は、変形可能な層部分を含む本発明による層システムを用いて望ましい効果として設定することができる。上述の分離パラメータ（すなわち、透過分離又は位相分離）に影響を与える段階は、基本的に他の手段を用いては比較的困難であるから、本発明の特に有利な使用を代表するものである。
【００１８】
実施形態によると、液体層部分又は気体層部分の最大厚みは、最大で光学システムの作業波長の半分である。マイクロリソグラフィ投影露光装置に対する一般的な作業波長は、２５０ｎｍよりも短く、例えば、約１９３ｎｍ又は約１５７ｎｍである。この点に関して、ゼロとλ／２の間の厚み範囲では、基本的に、作用範囲全体は、０°〜１８０°の範囲に位相を設定することによって網羅することができ、また、幾分肉厚な層システム（例えば、３λ／２の厚みの層）によっても網羅することができることが利用される。
液体層部分又は気体層部分の最大厚みは、特に１０ｎｍと１００ｎｍの間の範囲、更に特別には３０ｎｍと１００ｎｍの間の範囲、更に特別には５０ｎｍと１００ｎｍの間の範囲のものとすることができる。
【００１９】
好ましい実施形態によると、層システムは、第１の層材料と第２の層材料の交互する層の連続を有し、第１の層材料は、作業波長において石英ガラス（ＳｉＯ2）の屈折率よりも小さい屈折率を有し、第２の層材料は、作業波長において石英ガラス（ＳｉＯ2）の屈折率よりも大きい屈折率を有する。この点に関して、本発明によると、特に、確かにそれ以外では比較的特異であるが、本発明により必要とされる変形可能層部分又は望ましい変形性を与える層材料、例えば、λ＝１９３ｎｍでｎ＝１．４４を有する水又は同じく適切なゲルを用いることができる。また、液体層部分では、例えば、ＵＳ２００６／０２２１４５６Ａ１において言及されている液浸液Ｈ2ＳＯ4、Ｈ3ＰＯ4、及びこれらの水溶液（λ＝１９３ｎｍにおいて１．５〜１．８の範囲に屈折率ｎを有し、任意的に重水素で置換される）、又はシクロヘキサン（λ＝１９３ｎｍで屈折率ｎ＝１．５５６を有する）を用いることができる。
この点に関して、従来の方式でそれ自体実施することができる層最適化に関連して、上述の変形可能液体層部分又は気体層部分を含むそれぞれ望ましい層部分を層システムに含めるように予め判断することができる。
【００２０】
好ましい実施形態によると、特に有利な成長又は接着条件を有する層部分を第１の（成長）層部分として層システムに設けることができる。更に、環境面の影響に関して特に良好な保護作用をもたらす保護層を層スタックの最外かつ最上層部分として有利に選択することができる。
好ましい実施形態によると、光学システムの作動時に液体層部分又は気体層部分内で流動を生成又は維持することができ、それによってそれぞれ隣接する光学要素（レンズ又はミラー）の望ましくない温度上昇を相殺することができる。
【００２１】
本発明による概念は、照明システム及び同じく投影対物器械の両方において等しく良好に実施することができる。
本発明は、更に、光学要素、マイクロリソグラフィ投影露光装置の光学システムにおける結像特性を修正する方法、マイクロリソグラフィ投影露光装置、微細構造構成要素のマイクロリソグラフィ生産のための工程、及び微細構造構成要素に関する。
本発明の更に別の構成は、本明細書及び特許請求の範囲に示している。
本発明は、添付図面に例示的に示す実施形態によってより詳細に以下に説明する。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の第１の実施形態による層システムの構造の模式図である。
【図２】本発明の更に別の実施形態による層システムの構造の模式図である。
【図３】マイクロリソグラフィ投影露光装置の構造の模式図である。
【図４】本発明による層システムを具現化することができる完全反射屈折投影対物器械の特定の例を通じた全体的な子午断面図である。
【図５】本発明による層システムを具現化することができる完全反射屈折投影対物器械の特定の例を通じた全体的な子午断面図である。
【図６ａ】本発明による層システムの特定的な実施形態に対する液体層部分の異なる減厚に対する反射率の計算入射角依存性を示す図である。
【図６ｂ】本発明による層システムの特定的な実施形態に対する液体層部分の異なる減厚に対する反射分離の計算入射角依存性を示す図である。
【図７】水層及び空気層それぞれを有する異なる層システムにおいて達成することができる反射度と反射分離を比較するグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
図１は、本発明による第１の実施形態による層システムの構造の模式図を示している。
この実施形態では、本発明による概念は、凹ミラー１１０上に実施され、ミラー又はその基板の後面上には、互いに独立して作動可能な個別アクチュエータ１０５ａ、１０５ｂ、１０５ｃ、．．．が配置される。
図１では、凹ミラー１１０から始まり、層システム１２０の個々の層部分１２１から１２６が左向き方向に連続して発生し、ここで層部分１２３は、本発明による液体層部分１２３を形成する。それぞれこの液体層部分１２３に隣接する層部分１２２及び１２４は、必要に応じて、薄膜又は同じく小さい厚みのガラスプレートとのインタフェースにおいて付加的に被覆することができる。
【００２４】
本発明は、凹ミラーに限定されず、凹ミラーの代わりにミラー上の層部分の配列に向けて平坦ミラーを用いることができることが認められるであろう。これに対応する適切な平坦ミラーは、照明システム及び同じく投影対物器械の様々な設計、例えば、以下に図５を参照してより詳細に説明するＲＣＲ設計の両方において利用可能である。
ここでアクチュエータ１０５ａ、１０５ｂ、１０５ｃ、．．．は、全体として液体層部分１２３の厚みプロフィールの操作のためのマニピュレータを形成し、例えば、圧電素子及び／又はローレンツモータの形態のものとすることができる。
【００２５】
図１に単に模式的に大幅に誇張した形態で示しているように、液体は、対応するマニピュレータによって印加される圧力により、例えば、双方向矢印Ｐの位置において液体層部分１２３の外に変位され、液体層部分１２３はその場所でより肉薄になり、層システム１２０の層作用がその場所において影響を受ける。この場合、凹ミラー１１０から離れた液体層部分１２３の側に配置された層部分１２４及び１２５は、理想的にはその幾何学形状において未変更のままに残る。
【００２６】
図１の層システム１２０の図は、縮尺が正確ではなく、大幅に誇張したものであり、特にこの点に関して、より多くの又はより少ない層を設けることができることが認められるであろう。一般的に、層システムは、第１の層材料及び第２の層材料の交互する層の連続を有し、第１の層材料は、光学システムの作業波長において石英ガラス（ＳｉＯ2）の屈折率よりも小さい屈折率を有し、第２の層材料は、作業波長において石英ガラス（ＳｉＯ2）の屈折率よりも大きい屈折率を有する。
【００２７】
「低屈折率」層部分の適切な層材料は、例えば、チオリス（λ＝１９３ｎｍにおいて屈折率ｎ＝１．３８）及びフッ化マグネシウム（ＭｇＦ2、ｎ（１９３ｎｍ）＝１．４２）である。
「高屈折率」層部分の適切な層材料は、例えば、サファイア（Ａｌ2Ｏ3、ｎ（１９３ｎｍ）＝１．８１）及びフッ化ランタン（ＬａＦ3、ｎ（１９３ｎｍ）＝１．７０）である。
【００２８】
本発明による層システムの一例としての特定的な実施形態を表１に示す。
【００２９】
（表１）
2010533370.tif 000003
【００３０】
図６は、水から成る液体層部分の厚み変化を有する上記に示す層システムに対して、反射（図６ａ）及び反射分離（図６ｂ）の計算入射角依存性を示している。この場合、液体層部分の厚みは、表１に示している８４．０ｎｍの公称開始値に対して段階的に減厚され、図６は、個々の曲線において、この開始値に対するそれぞれの減厚を明示している（すなわち、０ｎｍ、１４ｎｍ、２４ｎｍ、３４ｎｍ、４４ｎｍ、及び５４ｎｍの減厚が行われた）。液体層の厚みに対する曲線に関しては細やかな依存性が見られ、従って、それぞれ望ましい効果に依存してこの厚みを適切に選択することができる。
【００３１】
本発明は、層部分の厚みプロフィールに関して操作（調整）することができる層部分に関しては、例えば、水のような液体媒体に限定されず、液体媒体の代わりに、例えば、空気又は別の気体のような気体媒体を用いることができ、本発明を投影対物器械において用いる場合、この気体は、特に投影対物器械内に用いられるフラッシング気体（例えば、窒素（Ｎ2）、アルゴン（Ａｒ）、ヘリウム（Ｈｅ）、又はこれらの組合せのような化学的に不活性な気体）とすることができる。液体媒体の代わりとしての空気のような気体媒体の使用は、特に、隣接する光学構成要素又は層部分の作動寿命に関して有利なものとすることができる。そのような気体層部分を有する層システムにおける実施形態を各々において水層の代わりに空気層が用いられる以下の表２及び表３に示す。
【００３２】
（表２）
2010533370.tif 000004
【００３３】
（表３）
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【００３４】
空気から成る層部分を含む表２による層システムは、層部分番号１〜５が石英基板上に相互重ね合わせ関係で蒸着され、層部分７〜１０が別の石英基板上に同様に蒸着され、次にこの手法で形成された２つの部分層システムが、形成される空気層に対応する間隔で互いに対して配置されるように実施することができる。表３の層システムでは、表２の例とは異なり、「調整可能な」空気層は、石英基板に直接に隣接し、表２の例における状況とは異なり、１つの基板しか被覆しなくてよい。
【００３５】
本発明は、本発明による層システムに隣接する材料として石英又は石英ガラスに限定されず、これらの代わりに、例えば、フッ化カルシウム（ＣａＦ2）、ガーネット、特に、ルテチウムアルミニウムガーネット（Ｌｕ3Ａｌ5Ｏ12）、及びイットリウムアルミニウムガーネット（Ｙ3Ａｌ5Ｏ12）、又はスピネル、特にマグネシウムスピネル（ＭｇＡｌ2Ｏ4）のような他の適切なレンズ材料を本発明の層システムに隣接する材料として用いることができることが認められるであろう。
【００３６】
以下の表４及び表５の層システムは、それ以外ではそれぞれ表２及び表３と同様のそれぞれの構造を含む、水から成る液体層を有する層システムの一例としての更に別の実施形態である。図７から分るように、水の代わりに空気を用いると反射度に関して高い値を得ることができ、これは、空気の場合により高い隣接する層部分に対する屈折率差に帰することができる。また図７は、表２〜表５の層システムに関する値（Ｒs−Ｒp）／（Ｒs＋Ｒp）も同様に示している（図７の右手の垂直軸上にプロットしている）。
【００３７】
（表４）
2010533370.tif 000006
【００３８】
（表５）
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【００３９】
図２は、更に別の実施形態にある本発明による層システムの構造を示す模式図であり、この図も同様に縮尺が正確ではなく、大幅に誇張したものである。
図２を参照すると、双方向能動レンズ要素（＝「ＢＡＬＥ」）と呼ばれるもの２１０、本発明による層部分２２０又は本発明による液体層部分又は気体層部分を有する干渉層システム、並びにレンズ要素２１０とは独立して保持された更に別のレンズ２３０が、互いに対して面一に担持した状態で配置されている。双方向能動レンズ要素２１０は、その厚みに関して基本的に公知の方式で、縁部に配置されたアクチュエータを用いて位置分解方式で操作され、それによってここでもまた層部分２２０の厚み分布の特定の望ましい操作が達成される。別の構成では、層部分２２０は、それぞれ厚みにおいて操作可能な２つのレンズ要素の間に配置することができる。
本発明は、曲面レンズ表面に限定されず、曲面レンズ表面の代わりに、本発明による層部分の配列に向けて平面プレートを用いることができることが認められるであろう。
【００４０】
図３は、本発明の実施形態によるマイクロリソグラフィ投影露光装置の原理的構造の単なる模式図である。この場合、本発明による概念は、照明システム及び同じく投影対物器械の両方において同等に実施することができる。
マイクロリソグラフィ投影露光装置は、照明システム３０１及び投影対物器械３０２を有する。照明システム３０１は、例えば、１９３ｎｍの作業波長におけるＡｒＦレーザ、並びに平行光ビームを生成するための成形光学手段を含む光源ユニット３０４からの光を用いて構造担持マスク（レチクル）３０３を照明するように機能する。光源ユニット３０４の平行光ビームは、最初に回折光学要素３０５（「瞳形成要素」とも呼ぶ）上に入射し、この回折光学要素３０５は、それぞれの回折表面構造によって定められる角度放射特性を用いて瞳平面Ｐ１内に望ましい強度分布（例えば、双極分布又は四重極分布）を生成する。光伝播方向に回折光学要素３０５の下流には、可変直径を有する平行光ビームを生成するためのズーム対物器械及びアキシコンレンズを含む光学ユニット３０６が配置される。ズーム対物器械をその上流に配置された回折光学要素３０５と併用して、それぞれのズーム位置及びアキシコン要素の位置に依存して異なる照明構成が生成される。図示の例では、光学ユニット３０６は、更に偏向ミラー３０７を含む。光伝播方向に瞳平面Ｐ１の下流には、ビーム経路内に配置され、例えば、光混合効果を得るのに適切なマイクロ光学要素の配列をそれ自体公知の方式で有することができる光混合デバイス３０８が配置される。光混合デバイス３０８には、光伝播方向にレンズ群３０９が続き、その下流には、レチクルマスクシステム（ＲＥＭＡ）を有する視野平面Ｆ１が配置され、レチクルマスクシステムは、光伝播方向に続くＲＥＭＡ対物器械３１０により、視野平面Ｆ２に配置された構造担持マスク（レチクル）３０３上に投影され、それによって照明領域がレチクルに限定される。構造担持マスク３０３の像は、図示の実施形態では２つの瞳平面ＰＰ１及びＰＰ２を有する投影対物器械３０２により、感光層が設けられた基板３１１又はウェーハ上に形成される。
【００４１】
本発明による１つ又はそれよりも多くの層システムは、照明システム３０１及び／又は投影対物器械３０２において、例えば、照明システム３０１及び／又は投影対物器械３０２それぞれの瞳平面及び／又は視野平面の近くに用いることができる。それぞれ望ましい効果に依存して、本発明による層システムは、視野近接関係、瞳近接関係の両方、及び同じく中間位置において用いることができる。従って、例えば、強度及び／又は偏光分布の外乱に対して実施される補正の場合には、層システムの補正作用は、補正要素として用いられる層システムの問題の位置決めが、視野近接関係、瞳近接関係、又は中間関係におけるその配列に関して（すなわち、例えば、部分口径比に関して）、補正される外乱の対応する場所に良好に対応する程、一般的に相応に良好である。理想的には、補正される欠陥が予想される場所に依存する層システムの配列は、光学システムの設計において既に考慮されているものとすることができる。
【００４２】
図４を参照すると、この図には特定の投影対物器械４００の子午断面が示されている。この投影対物器械４００の設計データを表６に提供している。この点に関して、それぞれの屈折表面又はそれ以外の重要な光学面の番号を列１に、その表面の半径（ｍｍにおける）を列２に、その表面の非球面性の説明を任意的に列３に、次の表面との関係における厚みとも呼ぶその表面の間隔を列４に、それぞれの表面に続く材料を列５に、更に、光学構成要素の光学的に使用可能な自由半直径（ｍｍにおける）を列６に示す。
【００４３】
表７には非球面定数を示している。図４に太い点で示し、表６及び表７に明示している表面は、非球面曲面であり、これらの表面の曲率は、次の非球面式によって与えられる。
【００４４】
【数１】
2010533370.tif 000008
【００４５】
上記式では、Ｐは、光軸に対して平行な問題の表面の反り高さであり、ｈは、光軸からの半径方向間隔であり、ｒは、問題の表面の曲率半径であり、ｃｃは、円錐定数（表７にＫによって示している）、及びＣ１、Ｃ２、．．．は、表７に提供している非球面定数である。
【００４６】
図４に示しているように、反射屈折構造にある投影対物器械４００は、第１の光学サブシステム４１０、第２の光学サブシステム４２０、及び第３の光学サブシステム４３０を有する。この点に関して、実物体を実像又は中間像へと結像するそのような光学要素配列を表す上で「サブシステム」という用語を常に用いる。言い換えれば、あらゆるサブシステムは、所定の対物面又は中間像面から始まって、次の実像又は中間像に至るまでの全ての光学要素を常に含む。
【００４７】
第１の光学サブシステム４１０は、屈折レンズ４１１〜４１７の配列を含み、対物面「ＯＰ」の像を第１の中間像ＩＭＩ１として形成し、図４では、その近似位置を矢印によって示している。第１の中間像ＩＭＩ１は、第２の光学サブシステム４２０によって第２の中間像ＩＭＩ２として結像され、図４では、その近似位置を同様に矢印によって示している。第２の光学サブシステム４２０は、光伝播をそれぞれ凹ミラー４２１、４２２の反射面から像平面「ＩＰ」に向って発生させることができるように、各々が光軸に対して垂直方向に「切除」された第１の凹ミラー４２１及び第２の凹ミラー４２２を含む。第２の中間像ＩＭＩ２は、第３の光学サブシステム４３０によって像平面ＩＰ内に結像される。第３の光学サブシステム４３０は、屈折レンズ４３１〜４４３の配列を含む。
本発明による層システムは、図４の投影対物器械４００の場合には、凹ミラー４２１又は４２２の一方、又はまた両方の凹ミラー４２１及び４２２上に、例えば、図１に示している構造を伴って配置することができる。
【００４８】
図５は、ＷＯ２００４／０１９１２８Ａ２に開示されている更に別の特定の完全投影対物器械５００の子午断面を示している（この文献の図１９、並びに表９及び表１０を参照されたい）。投影対物器械５００は、第１の屈折サブシステム５１０、第２の反射屈折サブシステム５３０、及び第３の屈折サブシステム５４０を含み、従って、この投影対物器械を「ＲＣＲシステム」とも呼ぶ。第１の屈折サブシステム５１０は、屈折レンズ５１１から５２０を含み、その下流のビーム経路には、第１の中間像ＩＭＩ１が生成される。第２のサブシステム５３０は、互いに対してある一定の角度で配置された２つのミラー表面５３１及び５３２を有する二重折り返しミラーを含み、第１のサブシステム５１０から入射する光は、最初にミラー表面５３１において、レンズ５３３及び５３４並びにその後の凹ミラー５３５に向って反射される。凹ミラー５３５は、サブシステム５１０及び５４０によって生成される像視野湾曲の実質的な補償をそれ自体公知の方式で可能にする。凹ミラー５３５において反射された光は、再度レンズ５３４及び５３３を通過した後に、二重折り返しミラーの第２のミラー表面５３２において、光軸ＯＡが結果として９０°だけ２回折り返されるように反射される。第２のサブシステム５３０は、第２の中間像ＩＭＩ２を生成し、そこから発生する光は、屈折レンズ５４１から５５５を含む第３の屈折サブシステム５４０上に入射する。第２の中間像ＩＭＩ２は、第３の屈折サブシステム５４０によって像平面ＩＰ上に再現される。
図５の投影対物器械５００の場合には、本発明による層システムは、例えば、凹ミラー５３５及び／又は単一の平坦ミラー表面又は複数の平坦ミラー表面５３１及び／又は５３２上に、ここでもまた、例えば、図１に示している構造を伴って配置することができる。
【００４９】
本発明を特定的な実施形態を参照することによって説明したが、当業者には、例えば、個々の実施形態の特徴の組合せ及び／又は交換によって数々の変形及び代替実施形態が明らかであろう。従って、そのような変形及び代替実施形態も本発明によって包含されており、本発明の範囲は、特許請求の範囲及びその均等物の意味においてのみ限定されることが当業者によって認められるであろう。
【００５０】
表６（図４に対する設計データ）
【表１】
2010533370.tif 000009
【００５１】
表７（図４に対する非球面定数）
2010533370.tif 000010
【符号の説明】
【００５２】
１０５  マニピュレータ
１２０  層システム
１２３  液体又は気体層部分
【図１】
2010533370.tif 000011
【図２】
2010533370.tif 000012
【図３】
2010533370.tif 000013
【図４】
2010533370.tif 000014
【図５】
2010533370.tif 000015
【図６ａ】
2010533370.tif 000016
【図６ｂ】
2010533370.tif 000017
【図７】
2010533370.tif 000018
【国際調査報告】
2010533370.tif 000019
2010533370.tif 000020
2010533370.tif 000021