(57)【要約】【課題】【解決手段】  対物レンズ、特に半導体構成要素を製造するためのマイクロリソグラフィにおける投影用の対物レンズは、いくつかの個々のハウジング構造物（４、５）と、各々のハウジング構造物（４、５）の中に配設されている光学要素と、前記ハウジング構造物（４、５）により形成されているいくつかの光軸（１５、１６、１８、３５）とから組み立てられている。少なくとも１つの第１のハウジング構造物（４）は、設置面（２２、２３、２４、２５）を与えられ、これらの設置面の上には、１以上のさらなるハウジング構造物（５）並びに／もしくは光学的なサブ集合体（６、８、１１、１４）が調整され、前記第１のハウジング構造物（４）に接続されている。
2006502575.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の個々のハウジング構造物と、各々のハウジング構造物の中に配設されている光学要素と、前記ハウジング構造物により夫々形成されている光軸とから組み立てられている対物レンズ、特に半導体構成物を製造するためのマイクロリソグラフィにおける投影用の対物レンズにおいて、少なくとも１つの第１のハウジング構造物（４）は、設置面（２２、２３、２４、２５）を有し、これら設置面の上で、１以上のさらなるハウジング構造物（５）が、調整され、前記第１のハウジング構造物（４）に接続されていることを特徴とする対物レンズ。
【請求項２】
前記設置面（２２、２３、２４、２５）の少なくとも１つは、前記第１のハウジング構造物で１以上の光学要素または光学的サブ集合体（６、８、１１、１４）を調節し、取り付ける目的で、設けられていることを特徴とする請求項１の対物レンズ。
【請求項３】
前記設置面（２２、２３、２４、２５）は、前記第１のハウジング構造物（４）の外面に設けられていることを特徴とする、請求項１又は２の対物レンズ。
【請求項４】
少なくとも１つの第１の設置面（２２）は、外面として与えられ、この設置面は、第１の光軸（１５）に３０°未満の角度で、特に少なくともほぼ平行に走っていることを特徴とする、請求項３の対物レンズ。
【請求項５】
２つの互いに平行な設置面（２３、２４）は、さらなる外面として設けられ、これらの設置面（２３、２４）は、さらなる光軸（１６）に対して３０°未満の角度で、特に少なくともほぼ平行に設けられていることを特徴とする、請求項４の対物レンズ。
【請求項６】
前記第１の設置面（２２）は、前記互いに平行な設置面（２３、２４）に対して、少なくともほぼ垂直で、少なくとも６０°よりも大きい角度で配設されていることを特徴とする、請求項４もしくは５の対物レンズ。
【請求項７】
第４の設置面（２５）が、前記第１の設置面（２２）と前記２つの互いに平行な設置面（２３、２４）とに所定角度をなして設けられていることを特徴とする、請求項３乃至６のいずれか１の対物レンズ。
【請求項８】
前記第４の設置面（２５）は、前記第１の設置面（２２）と前記２つの互いに平行な設置面（２３、２４）とに対して、４５°±１５の角度で配設されており、また、第２のハウジング構造物（５）のための第３の光軸を与える偏向ミラー（１４）が、前記第４の設置面（２５）上に配設されていることとを特徴とする、請求項７の対物レンズ。
【請求項９】
前記第２のハウジング構造物（５）は、少なくとも１つの設置面（２７）を有し、この設置面（２７）の上に、光学要素（２０、２１）のサブ構造物またはサブ集合体（１９）内に配設された１以上のさらなる光学要素が、調整され前記第２ハウジング構造物（５）に接続されていることを特徴とする、請求項８の対物レンズ。
【請求項１０】
前記第２のハウジング構造物（５）は、少なくとも１つのさらなる設置面（２６）を備えており、この設置面（２６）により、前記第１のハウジング構造物（４）は、前記第２ハウジング構造物に接続されていることを特徴とする、請求項８又は９の対物レンズ。
【請求項１１】
前記第１のハウジング構造物（４）と第２のハウジング構造物（５）の間の接合は、この第１のハウジング構造物（４）並びに第２のハウジング構造物（５）の設置面（２３、２６）によって形成されていることを特徴とする、請求項１０の対物レンズ。
【請求項１２】
前記第２のハウジング構造物（５）は、少なくとも２つのさらなる設置面（２８ａ、２８ｂ）を備えており、１つの設置面（２８ａ）は、前記設置面（２６）に垂直に延びており、さらなる設置面（２８ｂ）は、前記さらなる設置面（２８ａ）と前記設置面（２６）とに垂直に延びており、これらのさらなる設置面（２８ａ、２８ｂ）により、前記第２のハウジング構造物（５）は、前記第１のハウジング構造物（４）に接続されていることを特徴とする、請求項８、９又は１０の対物レンズ。
【請求項１３】
請求項１乃至１２のいずれか１の対物レンズを有する、半導体構造物を製造するための投影露光機械。
【請求項１４】
３６０ｎｍ未満の波長の光を用いるための、請求項１３の半導体構造物を製造するための投影露光機械。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、対物レンズ、特に半導体構成成分を製造するためのマイクロリソグラフィにおける投影用の対物レンズに関する。このレンズは、いくつかの個々のハウジング構造物から組み立てられており、光学要素は、各々のハウジング構造物の中に配設され、いくつかの光軸が、このハウジング構造物により形成されている。
【背景技術】
【０００２】
始めに述べられたタイプの対物レンズは、例えば、米国特許Ｎｏ．６，０４３，８６３と米国特許Ｎｏ．６，１９５，２１３  Ｂ１とに開示されている。参照表面に対して投影用の対物レンズを測定するためのシステムは、前の独国出願  １０１  ３６  ３８８．５に開示されている。
【０００３】
欧州特許１  １６８  ０２８  Ａ２が明らかにしているように、光学要素を有するいくつかの個々のハウジング構造物から組み立てられた投影用の対物レンズは、既知である。前記ハウジング構造物の互いの適応並びに／もしくは割り当ては、この場合、焦点を通して補助的な光学システムの手段により実行されている。この場合、距離と長さを調節するために干渉計が用いられ、角度を調節するためにオートコリメーションの望遠鏡が用いられている。
【０００４】
空間の理由のために、また、例えば偏向ミラーとビームスプリッタ要素のような特定の光学要素のために、そのような対物レンズは、光学的な光路の畳み込みのため、単純な屈折対物レンズと対照してみると、いくつかの光軸を示し、それらの光軸は、時には互いに垂直に、そして、時には互いに平行に走っている。個々の光軸は、この場合、様々な対物レンズの部分並びに／もしくはハウジング構造物により形成されている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
この場合、個々の光軸を互いに正確に、特に、これらの光軸が正確に互いに平行もしくは垂直に走るように、要求された高い正確さで調節することには問題がある。正確には、そのような対物レンズは、頻繁に共通の対物レンズのハウジングを持たず、いくつかの個々のハウジング構造物から組み立てられている。
【０００６】
そのため、始めに述べたタイプの対物レンズを与えることが、本発明の目的であり、個々のハウジング構造物が、それらの光軸に関して互いに正確に調整されることが可能であり、必要となれば、個々のハウジング構造物並びに／もしくは光学的なサブ集合体と個々の光学的な要素の再調整が可能であるべきである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この目的は、少なくとも１つの第１のハウジング構造物が、上で１以上のさらなるハウジング構造物が調整され、前記第１のハウジング構造物に接続される設置面があたえられているという事実のために、本発明により達成されている。
【０００８】
本発明によれば、集合された対物レンズの核を形成し、もしくは、周囲に残りのハウジング構造物が集合されている「中心的な」ハウジング構造物としての役割を果たす前記対物レンズのハウジング構造物が選択されている。ここで、前記「中心的な」ハウジング構造物は、必要とされた設置面を有し、その結果、適切に正確な調整と取り付けが、実行されている。前記「中心的な」ハウジング構造物に接続された残りのハウジング構造物の調整と整列は、それらの光軸と前記設置面と前記「中心的な」ハウジング構造物の光軸とを参照して向き付けられている。
【０００９】
これらの措置の結果は、前記個々の光軸が、互いにとても正確に整列されることができることである。再調整も、必要な場合に可能である。
【００１０】
本発明の有利な改良において、前記設置面は、同時に光学的なサブ集合体または設置面を与えられた前記ハウジング構造物の中に設置されているか、あわせられることになる個々の構成成分を調整するために働いている。
【００１１】
取り付けの理由のために、そして、また調整方法を容易にするために、前記第１のハウジング構造物の外面が一般に設置面として与えられている。
【００１２】
本発明によれば、この場合、外面として、第１の光軸に３０°未満の角度で、例えば、平行に走る第１の設置面を考慮されることを考えられることができる。
【００１３】
加えて、２つの相互に平行な設置面と第１の光軸に平行な設置面とをさらなる外面として考慮されることを考えられることができ、前記第１の設置面を前記相互に平行な設置面に少なくともほぼ垂直に、もしくは、６０°よりも大きい角度で配設されることができる。
【００１４】
前記設置面を与えられた前記ハウジング構造物が、光軸を偏向するために１以上の偏向ミラーを与えられている時、第4の設置面が、第1の設置面と前記２つの相互に平行な設置面とに角度をつけて与えられることができる。この角度は、この場合、少なくともほぼ４５°であることができ、その結果、光軸は、少なくともほぼ９０°変更される。
【００１５】
本発明のとても有利な発展において、第2のハウジング構造物は、少なくとも１つの設置面を与えられ、その設置面の上には、サブ構造の中に配設された1以上のさらなる光学要素が与えられ、もしくは、光学要素のサブ集合体は、調節され、この第2のハウジング構造物に接続されていることが、考えられることができる。
【００１６】
この場合、さらに前記第2のハウジング構造物は、少なくとも１つのさらなる設置面を与えられ、それにより前記第1のハウジング構造物は、前記第2のハウジング構造物に接続されていることを考えられることができる。このことは、例えば、前記第1のハウジング構造物と第2のハウジング構造物との間のジョイントにそれぞれこの第1のハウジング構造物の設置面と第2のハウジング構造物の設置面を与えることにより、実行されることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
本発明の有利な発展と改良とは、以下の原則として図面の補助を得て記述された例示的な実施の形態から明らかになる。
【００１８】
図１乃至３に見られる対物レンズは、例えば、３６０ｎｍより小さい光放出波長のレーザを光源（図示されていない）として有する露光システム２と、物平面に配設され、構造が、ビーム方向で投影用の対物レンズ１の下流に配設されているウェハ３ａ上にかなり縮小された形式で描かれているレチクル３とを、有する投影露光装置における投影用の対物レンズ１を構成する。
【００１９】
前記投影用の対物レンズ１の構造と動作モードとは、一般的に知られており、この理由のために、この点の例としては、ＵＳ  ６，０４３，８６３とＵＳ  ６，１９５，２１３  Ｂ１とに言及することを除いて、以下の文中ではさらに詳細は、与えられないだろう。
【００２０】
前記対物レンズ１は、２つの個々のハウジング構造物から、より詳細には、第１の「中央の」ハウジング構造物４と第２のハウジング構造物５とから、形成されている。更に、様々な光学的サブ集合体が、前記対物レンズ１に組み込まれもしくは取り付けられている。ここでの中央の部材は、立方体の形式のビームスプリッタ要素７のためのマウントを有するサブ集合体６である。このビームスプリッタ要素７は、互いにほぼ垂直もしくは平行に走る多くの個々の光軸を与えている。
【００２１】
非常高い撮像精度の対物レンズの前提条件は、個々の光軸が互いに正確に調整されていることと、個々の光軸が、十分な精度で交差し、十分に正確に平行にもしくは正確な角度で、一般には互いに垂直に、走っていることとである。この目的は、第２のハウジング構造物５と、例えば、ビームスプリッタ要素７を備えたサブ集合体６のような様々な光学的なサブ集合体とを、調整し中心合わせするためのいくつかの組合わせ部分を有する第１のハウジング構造物４によりなされている。前記第１のハウジング構造物４は、多くのレンズ９とλ／４板１０とを有し、水平にもぐりこんでいる光学的サブ集合体８と、１以上のレンズ１２とλ／４板１３と偏向ミラー１４とを有する第１の取り付けられた光学的サブ集合体１１とを有している。
【００２２】
前記対物レンズは、例示された実施の形態において垂直な方向に走る第１の光軸１５を有し、この第１の光軸１５に垂直な第２の光軸１６は、水平方向に走りビームスプリッタ要素７により形成されている。照明システム２のレーザによって形成され、第１の光軸１５を有する光路は、前記ビームスプリッタ要素７で前記光軸１６を有する水平方向に偏向されている。この場合、入射光の偏光が用いられ、Ｐ偏光された光を透過し、Ｓ偏光された光を９０°に反射するようにビームスプリッタの立方体の特性が、用いられる。前記レンズ９とλ／４板１０とを備えたサブ集合体８を通過後、光線は、同様に前記光学的なサブ集合体８に組み込まれている凹面鏡１７で反射される。光路上の前記λ／４板１０は、光線が、再び前記ビームスプリッタ要素７に当たったときに、ビームスプリッタを透過するように、偏光状態を回転させる。結果として、光線は、偏向ミラー１４により、水平方向から第３の光軸１８を有する垂直方向へと偏向される。そして、光線は、第２のハウジング構造物５を通って、前記ウェハ３ａにあたる。この第２のハウジング構造物５には、複数のレンズ２０とさらなるλ／４板２１とを有するサブ集合体が、さらに配設されている。
【００２３】
前記第１のハウジング構造物４は、左手側に第１の設置面２２を有する。図示された例示的な実施の形態における第１の設置面２２は、前記ハウジング構造物４の平坦な下側面と正確に垂直である。このハウジング構造物４は、第２の設置面２３と、この設置面２３に正確に平行に走っている上側の第３の設置面２４とを有している前記対物レンズ１の所望の高い撮像精度を得るために、前記設置面２３と設置面２４とは、互いに可能な限り平行に走っており、前記設置面２２は、図示された例示的な実施の形態において、それらの設置面に正確に垂直である。
【００２４】
前記偏向ミラー１４は、例示された実施の形態において、前記光軸１６に対して４５°の角度で配設されている、さらなる設置面２５の上に配設されている。この角度は、同様にとても高い正確さで製作されなければならない。
【００２５】
前記第２のハウジング構造物５は、前記第１のハウジング構造物４のための上側の支持表面を有している。この理由のために、この支持表面は、この第２のハウジング構造物５の設置面２７に正確に平行になっているように形成され、光学的なサブ集合体１９のための支持領域として利用されている設置面２６として、同様に、設計されている。
【００２６】
前記対物レンズを取り付けるために、調整の間に、中核的な前記ハウジング構造物４の前記設置面に沿って平行に置き換えられる必要があるのは、本質的には前記光学的なサブ集合体だけであるように、光軸の位置の正確さに対する厳格な必要条件は、実質的に中核的な前記ハウジング構造物４の前記設置面の位置にうつされている。
【００２７】
手続きの例示的な形式は、前の独国出願  １０１  ３６  ３８８．５に記述されており、それは、それによって、ここで今問題となっている記述のための内容の開示も形成している。
【００２８】
前記ビームスプリッタ要素７は、入力表面２９が、前記設置面２２と正確に平行に配設されるように、この入力表面２９と、前記設置面２２に向けられた出力表面３０と、によって並べられている。第２のハウジング構造物上に配設されている横向きの設置面２８ａ、２８ｂとに対しての前記光軸１８の位置の整合は、前記設置面２６と正確に垂直になるように製作されている設置面２７と共同して起こっている。一方で、前記設置面２８ｂは、前記設置面２８ａと設置面２６とに正確に垂直になるように製作されている。
【００２９】
図１乃至図３による設置面に対応する設置面を伴っている前記投影用の対物レンズ１の原理を記述している。簡単化のために、同一の参照符号が、同一または同じように振舞う部分部分に対して用いられた。図４による前記投影用の対物レンズは、いわゆるＨデザインであり、第１のハウジング構造物４は、同様に前記レチクル３の下流に配設されている。２つのさらなるハウジング構造物５ａ、５ｂが、前記ハウジング構造物４に接続されており、このハウジング構造物５ａは、互いに平行に整列されている前記ハウジング構造物４、５ｂの間で接続を形成している。入射ビームの第１の偏向は、前記レチクル３からそらされて、前記ハウジング構造物の下端で凹面ミラー３１で実行されている。前記凹面ミラー３１によって反射された光路は、前記ハウジング構造物４の偏向ミラー３２で、このハウジング構造物４に垂直に配設されている前記ハウジング構造物５ａの中へそらされている。前記ハウジング構造物５ｂの中のさらなる偏向ミラー３３は、光路が、再び９０°偏向され、そのため、光軸が、もう一度、前記ハウジング構造物４の中の光軸に平行に走ることを確実にしている。
【００３０】
図４による前記投影用の対物レンズの場合、前記ハウジング構造物４は、中心的な構造としての役目を果たし、対応して、この目的のために前記ハウジング構造物５ａ、５ｂと、もし適当なら、さらなる光学的な構成成分とサブ集合体とが、整列させられる外部の設置面２２、２３、２４、２５を与えられている。
【００３１】
本発明による設定が、例えば、色補正のためのミラーが互いに対向されて位置されており、光路がこれらのミラーの中央の開口部を通して走っているシュバルツシルトデザインの投影用の対物レンズのような投影用の対物レンズの他の設定の場合にも用いられることができることは、言うまでもない。
【００３２】
本発明は、前記偏向ミラーが、プリズムを形成するように一まとまりにされている図４によるＨデザインの投影用の対物レンズ１と比較して、変更されているデザインでも同様な方法で用いられる。
【００３３】
もちろん、本発明は、２つの光軸を適合させて調節するためだけでなく、多くの光軸を適合させて調節するためにも適している。
【００３４】
外側の表面に対する取り付けと調節の連続は、任意であり、それぞれの適用に支配されている。このように、例えば、連続的な取り付けにとりかかることが可能である。一群の集合体もまた同様に可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本発明による投影用の対物レンズの全体図である。
【図２】設置面をともなった第1の「中心的な」ハウジング構造物の図である。
【図３】設置面を与えられた第２のハウジング構造物の図である。
【図４】原則として異なる設計のさらなる投影用の対物レンズのダイヤグラムである。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【国際調査報告】
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