(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の動作状態で、マスクの第１の部分領域（６０４ａ、７０４ａ）が、該第１の部分領域（６０４ａ、７０４ａ）の各点において第１の重心方向ベクトルを有する割り当てられた第１の重心方向を有する第１の放射線によって照明され、
第２の動作状態で、前記マスクの第２の部分領域（６０４ｂ、７０４ｂ）が、該第２の部分領域の各点において第２の重心方向ベクトルを有する割り当てられた第２の重心方向を有する第２の放射線によって照明され、
前記第１の部分領域と該第２の部分領域（６０４ａ，７０４ａ，６０４ｂ，７０４ｂ）が、共通の重ね合わせ領域（６４１，７４１）を有する、
物体平面（５，８０５）内に反射マスクを含み、少なくとも２つの動作状態を有するマイクロ電子構成要素を生成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、
重ね合わせ領域（６４１，７４１）の少なくとも１つの部分領域の各点で、第１の正規化重心方向ベクトルと、第２の正規化重心方向ベクトルと、マスクに対して垂直な正規化ベクトルとのスカラー三重積が、０．０５よりも小さい、
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２】
前記重ね合わせ領域（６４１，７４１）の少なくとも１つの部分領域の各点で、前記第１の正規化重心方向ベクトルと、前記第２の正規化重心方向ベクトルと、前記マスクに対して垂直な正規化ベクトルとのスカラー三重積が、０．０３よりも小さい、
ことを特徴とする請求項１に記載のマイクロリソグラフィ投影露光装置。
【請求項３】
前記重ね合わせ領域（６４１，７４１）の少なくとも１つの部分領域の各点で、前記第１の正規化重心方向ベクトルと、前記第２の正規化重心方向ベクトルと、前記マスクに対して垂直な正規化ベクトルとのスカラー三重積が０．０１よりも小さい、
ことを特徴とする請求項１に記載のマイクロリソグラフィ投影露光装置。
【請求項４】
前記重ね合わせ領域（６４１，７４１）の少なくとも１つの部分領域の各点で前記第１の重心方向と前記マスクに対して垂直な前記正規化ベクトルとの間の角度が、３°又はそれよりも大きい、
ことを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載のマイクロリソグラフィ投影露光装置。
【請求項５】
前記重ね合わせ領域（６４１，７４１）は、前記第１の部分領域（６０４ａ，６０４ａ）よりも小さく、かつ前記第２の部分領域（６０４ｂ、７０４ｂ）よりも小さい、
ことを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか１項に記載のマイクロリソグラフィ投影露光装置。
【請求項６】
前記第１の動作状態における前記反射マスクの向きが、前記第２の動作状態における該マスクの向きから前記物体平面（５）に対して垂直な軸の回りに１８０°の回転だけ異なる、
ことを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか１項に記載のマイクロリソグラフィ投影露光装置。
【請求項７】
物体平面（５）内に反射マスクを含み、少なくとも２つの動作状態を有するマイクロ電子構成要素を生成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、
前記マスクの第１の部分領域（６０４ａ、７０４ａ）が該第１の部分領域（６０４ａ、７０４ａ）の各点において第１の重心方向ベクトルを有する割り当てられた第１の重心方向を有する第１の放射線によって照明される、第１の動作状態、における反射マスクの向きが、該マスクの第２の部分領域（６０４ｂ、７０４ｂ）が該第２の部分領域の各点において第２の重心方向ベクトルを有する割り当てられた第２の重心方向を有する第２の放射線によって照明される、第２の動作状態、における該マスクの向きから物体平面（５）に対して垂直な軸の回りに１８０°の回転だけ異なり、
前記第１の部分領域と該第２の部分領域（６０４ａ，７０４ａ，６０４ｂ，７０４ｂ）が、共通の重ね合わせ領域（６４１，７４１）を有する、
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８】
物体視野を像視野内に結像するための投影光学ユニット、
を含み、
前記像視野は、１３ｍｍの最大広がりを有する、
ことを特徴とする請求項１から請求項７のいずれか１項に記載のマイクロリソグラフィ投影露光装置。
【請求項９】
５ｎｍと１５ｎｍの間の波長を有する放射線で作動させることができる、
ことを特徴とする請求項１から請求項８のいずれか１項に記載のマイクロリソグラフィ投影露光装置。
【請求項１０】
第１の部分領域（６０４ａ、７０４ａ）が、該第１の部分領域の各点において第１の重心方向ベクトルを有する第１の重心方向を有する第１の放射線による第１の露光状況において露光され、
第２の露光状況で、マスクの第２の部分領域（６０４ｂ、７０４ｂ）が、該第２の部分領域の各点において第２の重心ベクトルを有する第２の重心方向を有する第２の放射線によって露光され、
前記第１の部分領域と前記第２の部分領域は、共通の重ね合わせ領域（６４１，７４１）を有する、
物体平面内の反射構造担持マスクが像平面内の基板上に結像されるリソグラフィを用いてマイクロ電子構成要素を生成する方法であって、
重ね合わせ領域（６４１，７４１）の各点で、第１の正規化重心方向ベクトルと、第２の正規化重心方向ベクトルと、マスクに対して垂直な正規化ベクトルとのスカラー三重積が、０．０５よりも小さい、
ことを特徴とする方法。
【請求項１１】
前記重ね合わせ領域（６４１，７４１）の各点で、前記第１の正規化重心方向ベクトルと、前記第２の正規化重心方向ベクトルと、前記マスクに対して垂直な正規化ベクトルとのスカラー三重積が、０．０３よりも小さい、
ことを特徴とする請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
前記重ね合わせ領域（６４１，７４１）の各点で、前記第１の正規化重心方向ベクトルと、前記第２の正規化重心方向ベクトルと、前記マスクに対して垂直な正規化ベクトルとのスカラー三重積が、０．０１よりも小さい、
ことを特徴とする請求項１０に記載の方法。
【請求項１３】
前記重ね合わせ領域（６４１，７４１）の少なくとも１つの部分領域の各点で前記第１の重心方向と前記マスクに対して垂直な前記正規化ベクトルとの間の角度が、３°又はそれよりも大きい、
ことを特徴とする請求項１０から請求項１２のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１４】
前記放射線は、５ｎｍと１５ｎｍの間の波長を有する、
ことを特徴とする請求項１０から請求項１３のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１５】
第１及び第２の露光が、前記マスクが照明視野を通じて該第１の露光中に第１の走査方向に沿って移動され、かつ該第２の露光中に第２の走査方向に沿って移動される走査処理を用いて行われる、
ことを特徴とする請求項１０から請求項１４のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１６】
第１及び第２の走査方向が、平行又は反平行である、
ことを特徴とする請求項１５に記載の方法。
【請求項１７】
２つの任意の第１の重心方向ベクトル（２３５，３３５）の間又は２つの任意の第２の重心方向ベクトル（２３５，３３５）の間の最大角度が、１°よりも小さい、
ことを特徴とする請求項１０から請求項１６のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１８】
前記重ね合わせ領域の各点で、第１及び第２の重心方向ベクトルの間の角度が、１°よりも小さい、
ことを特徴とする請求項１０から請求項１６のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１９】
前記重ね合わせ領域（６４１，７４１）の各点で、前記第１及び第２の重心方向ベクトルによって形成される平面と前記マスクに対して垂直な前記正規化ベクトルとの間の角度が、１°よりも小さい、
ことを特徴とする請求項１０から請求項１６のいずれか１項に記載の方法。
【請求項２０】
前記第１及び前記第２の露光の間に、前記構造担持マスクは、前記物体平面（５）内で１８０°だけ回転される、
ことを特徴とする請求項１０から請求項１６又は請求項１９のいずれか１項に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、少なくとも２つの動作状態を有するマイクロ電子構成要素を生成するためのマイクロリソグラフィ投影露光装置、及びリソグラフィを用いてマイクロ電子構成要素を生成する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
導入部で示した種類のマイクロリソグラフィ投影露光装置及び方法は、例えば、ＵＳ  ６，２９５，１１９Ｂ１及びＵＳ  ６，５２６，１１８Ｂ２から公知である。
【０００３】
マイクロ電子構成要素を生成するのに用いられるマイクロリソグラフィ投影露光装置は、特に、構造担持マスク、いわゆるレチクルを照明するための光源及び照明系、並びにマスクをウェーハである基板上に結像するための投影光学ユニットを含む。この基板は、露光時に化学的に変質される感光層を含む。これをリソグラフィ段階とも呼ぶ。この場合、レチクルは、マイクロリソグラフィ投影露光装置の投影光学ユニットの物体平面に配置され、ウェーハは、その像平面に配置される。感光層の露光及び更に別の化学工程がマイクロ電子構成要素を生成する。
【０００４】
マイクロリソグラフィ投影露光装置は、多くの場合にいわゆるスキャナとして作動される。このスキャナ作動は、レチクルが走査方向に沿ってスロット状照明視野を通して移動され、同時にウェーハが、投影光学ユニットの像平面内で相応に移動されることを意味する。レチクルの速度とウェーハの速度との比は、通常は１よりも小さく、投影光学ユニットの倍率に対応する。
【０００５】
この場合、照明系及び投影光学ユニットの光学構成要素は、屈折構成要素、反射構成要素、又は回折構成要素のうちのいずれかとすることができる。屈折構成要素と反射構成要素と回折構成要素との組合せも可能である。同様に、レチクルも、反射方式又は透過方式のいずれかに実施することができる。そのような装置は、約１００ｎｍよりも短い波長、特に５ｎｍと１５ｎｍの間の波長を有する放射線を用いて作動される場合には、完全に反射構成要素から構成される。
【０００６】
そのようなマイクロリソグラフィ投影露光装置は、限られた照明視野及び同じく結像することができる限られた視野を有する。しかし、マスクが非常に大きく、完全に結像することができないか、又は完全に照明することができないかのいずれの場合であっても、構造担持マスクは、フォトレジスト層を有する基板が配置された像平面に結像することが望ましい場合がある。
【０００７】
マスクが、照明又は結像することができる領域よりも一方向にのみ大きい場合には、マイクロリソグラフィ投影露光装置は、マスクが、スロット状照明視野を通してこの方向に移動され、同時にウェーハが、投影光学ユニットの像平面内で相応に移動されるようにスキャナとして作動させることができる。このスキャナ作動は、少なくとも原理的に上述の方向に任意のサイズのマスクを照明及び結像することができることを意味する。
【０００８】
しかし、マスクが、結像又は照明することができる領域よりも両方向に大きい場合には、この結像及び照明を走査によって調整することはできない。そのような場合には、構造担持マスクは、個々に結像又は照明される少なくとも２つの部分領域に分割される。この分割を走査処理と条件付きで組み合わせることができる。この場合、少なくとも２つの部分領域の中点は、少なくとも２つの部分領域の組合せが個々の部分領域の各々よりも大きいような走査方向に対して垂直の距離の位置に存在する。すなわち、走査方向の移動との組合せで、比較的大きい構造担持マスクを照明及び結像することができる。
【０００９】
しかし、マスク構造の完全な像を感光層内に生成するためには、部分領域が少なくとも部分的に重なると有利である。この重ね合わせは、不注意に結像又は照明されないいかなるマスク領域も存在しないことを保証することを可能にする。しかし、これらの重ね合わせ領域は、構造担持マスクの構成において問題をもたらす。特にマスクが垂直に照明されない場合には、マスクの製造時に、投影露光装置内のマスク点に放射線のどの重心方向が存在するかということを考慮すべきである。これらの影響は、放射線の重心方向が垂直照明から異なる程悪化する。重ね合わせ領域のうちの少なくとも１つの部分領域の各点において、第１の重心方向とマスクに対して垂直な正規化ベクトルとの間の角度が３°又はそれよりも大きく、特に６°又はそれよりも大きい場合には、これらの問題を考慮すべきである。
【００１０】
入射する放射線の重心方向は、入射する放射線の平均方向を意味すると理解すべきである。ある点が、ビーム円錐の全ての方向から均一に照明される場合には、ビーム円錐の対称軸は重心方向と一致する。不均一照明の場合には、一般的に、各方向が、その方向から到着する放射線の強度で重み付けられるエネルギ重み付き平均が形成される。この場合、重心方向は、平均エネルギ重み付き方向である。
【００１１】
斜照明中には、影付け及びマスク像を歪曲させる投影効果が発生する場合があるから、マスクの製造時に重心方向を考慮すべきである。影効果は、そのような構造担持マスクが完全に平面ではないことに起因して発生する可能性がある。反射マスクの場合には、非反射領域の位置で１つ又はそれよりも多くの被覆層が１つ又はそれよりも多くの反射基部層に付加されるので、これらの領域は高くなっている。従って、マスクのそのような３次元構造は、影効果を招く可能性がある。
【００１２】
しかし、影及び投影の効果は、マスクの製造時に考慮することができ、その結果、マイクロリソグラフィ投影露光装置の像平面に望ましい像がもたらされる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１３】
【特許文献１】ＵＳ  ６，２９５，１１９Ｂ１
【特許文献２】ＵＳ  ６，５２６，１１８Ｂ２
【特許文献３】ＵＳ  ２００７−００５８２６９  Ａ１
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
重ね合わせ領域が２度照明及び結像される場合には、これは、依然として影付け及び投影効果を考慮することを可能にするために、第１及び第２の露光の放射線の重心方向から構成される特定の要件をもたらす。
【００１５】
本発明は、上述の特定の要件を満たすマイクロリソグラフィ投影露光装置及びマイクロ電子構成要素を生成する方法を提供することを意図している。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
本発明によると、上述の目的は、物体平面内に反射マスクを含む少なくとも２つの動作状態を有するマイクロ電子構成要素を生成するためのマイクロリソグラフィ投影露光装置を用いて達成される。この場合、マイクロリソグラフィ投影露光装置は、第１の動作状態では、マスクの第１の部分領域が、第１の部分領域の各点において第１の重心方向ベクトルを有する割り当てられた第１の重心方向を有する第１の放射線によって照明され、第２の動作状態では、マスクの第２の部分領域が、第２の部分領域の各点において第２の重心方向ベクトルを有する割り当てられた第２の重心方向を有する第２の放射線によって照明され、第１の部分領域と第２の部分領域とが共通の重ね合わせ領域を有するように構成される。この場合、重ね合わせ領域の少なくとも１つの部分領域の各点では、第１の正規化重心方向ベクトルと、第２の正規化重心方向ベクトルと、マスクに対して垂直な正規化ベクトルとのスカラー三重積は、０．０５よりも小さく、好ましくは、０．０３よりも小さく、特に好ましくは、０．０１よりも小さい。それによって第１及び第２の重心方向ベクトルから平均された重心方向ベクトルが、マスクに対して垂直であり、従って、重ね合わせ領域内で投影及び影の効果を考慮するいかなる必要もないこと、又は第１の重心方向ベクトルと第２の重心方向ベクトルとが方向においてそれ程異ならず、従って、重心方向ベクトルが両方の動作状態において等しいので、いかなる問題も伴わずに投影及び影の効果を考慮することができることのいずれかを保証する。最初の場合には、第１の重心方向ベクトルと第２の重心方向ベクトルとの外積は、マスク上の正規化ベクトルに対して実質的に垂直であり、従って、スカラー三重積は、０．０５よりも小さく、好ましくは、０．０３よりも小さく、特に好ましくは、０．０１よりも小さい。第２の場合には、第１の重心方向ベクトルと第２の重心方向ベクトルとが実質的に同じ方向を有し、従って、外積のマグニチュードは既に小さく、それによってこの場合も外積と、マスクに対して垂直な正規化ベクトルとの間のスカラー積のマグニチュードは、同様に、０．０５よりも小さく、好ましくは、０．０３よりも小さく、特に好ましくは、０．０１よりも小さい。
【００１７】
重ね合わせ領域が第１の部分領域よりも小さく、第２の部分領域よりも小さい投影露光装置の構成は、第１の部分領域と第２の部分領域との組合せが、第１の部分領域及び第２の部分領域それぞれよりも大きいという効果を有する。これは、全体として大きい構造担持マスクを照明及び結像することができることを意味する。
【００１８】
第１の動作状態における反射マスクの向きが、第２の動作状態におけるマスクの向きと物体平面に対して垂直な軸の回りに１８０°の回転量だけ異なるように投影露光装置が更に構成される場合には、そのような投影露光装置は、特に簡単な方式で達成することができる。それによって物体平面から過度に分離しない入射瞳を有する投影光学ユニットを用いることができる。そのような投影光学ユニットは、回転対称反射構成要素によって具現化することができ、これらの投影光学ユニットは、そのような回転対称を用いない投影光学ユニットよりも製造して測定することが簡単である。
【００１９】
本発明は、更に、少なくとも２つの動作状態を有するマイクロ電子構成要素を生成するためのマイクロリソグラフィ投影露光装置に関する。この場合、マイクロリソグラフィ投影露光装置は、物体平面内に反射マスクを含み、第１の動作状態における反射マスクの向きは、第２の動作状態におけるマスクの向きと物体平面に対して垂直な軸の回りに１８０°の回転量だけ異なる。これは、マスクにおける照明方向が、両方の動作状態において同じ回転量だけ異なるという利点を有する。それによって達成されることは、反射マスクの場合に斜照明に起因して発生する影響を補償することができるということである。
【００２０】
本発明によるマイクロリソグラフィ投影露光装置では、特に５ｎｍと１５ｎｍの間の波長を有する放射線を用いることができる。これは、特に小さい構造をそのような装置を利用して結像することができるという利点を有する。
【００２１】
本発明は、更に、物体平面内の反射構造担持マスクが像平面内の基板上に結像されるリソグラフィを用いてマイクロ電子構成要素を生成する方法に関する。本方法は、第１の部分領域の各点において第１の重心方向ベクトルを有する第１の重心方向を有する第１の放射線によるマスクの第１の部分領域の第１の露光、及び第２の部分領域の各点において第２の重心ベクトルを有する第２の重心方向を有する第２の放射線によるマスクの第２の部分領域の第２の露光という段階を含み、第１の部分領域と第２の部分領域は、共通の重ね合わせ領域を有する。この重ね合わせ領域内では、各点において、第１の正規化重心方向ベクトルと、第２の正規化重心方向ベクトルと、マスクに対して垂直な正規化ベクトルとのスカラー三重積は、０．０５よりも小さく、好ましくは、０．０３よりも小さく、特に好ましくは、０．０１よりも小さい。本方法は、特に、製造することが簡単な構造担持マスクを用いることができるという利点を有する。これは、部分領域の第１の露光の重心方向ベクトルと第２の露光の重心方向ベクトルとの特定の関係に起因して投影及び影の効果を簡単な方式で考慮することができるということによるものである。
【００２２】
本発明による方法では、特に５ｎｍと１５ｎｍの間の波長を有する放射線を用いることができる。これは、そのような放射線を利用して特に小さい構造を結像することができるという利点を有する。
【００２３】
更に、本発明による方法は、マスクが、照明視野を通じて第１の露光中に第１の走査方向に沿って移動され、第２の露光中に第２の走査方向に沿って移動される走査処理を用いて第１及び第２の露光が行われるように構成することができる。付加的な走査処理を用いると、一層大きい構造担持マスクを照明及び結像することができる。
【００２４】
本発明による投影露光装置がスキャナとして作動される場合には、隣接する部分領域の露光中の走査方向は、平行又は反平行とすることができる。露光中にはマスクが必ず開始位置から終了位置へと移動され、開始位置への復帰経路上ではいかなる露光も行われないので、平行な走査方向は、全ての露光段階が等しいという利点を有する。これは、開始位置への復帰経路を同じ精度で達成しなくてもよく、従って、投影露光装置の機械的複雑さから構成される要件がそれ程厳しくないことを意味する。一方、反平行走査方向は、復帰経路上でも露光が行われ、従って、高速な露光作動を可能にすることができるという利点を有する。
【００２５】
本方法又は投影露光装置が、２つの任意の第１の重心方向ベクトルの間、又は２つの任意の第２の重心方向ベクトルの間の最大角度が１°よりも小さいということによって更に特徴付けられる場合には、重ね合わせ領域内には重心方向ベクトルの僅かな変化しか存在しない。これは、重ね合わせ領域内の影及び投影の効果の強度も同様に小さい範囲でしか変化しないという利点を有する。
【００２６】
本方法が、追加的又は代替的に、重ね合わせ領域の各点において第１の重心方向ベクトルと第２の重心方向ベクトルの間の角度が１°よりも小さいように構成される場合には、第１及び第２の露光中の投影及び影の効果は実質的に等しく、従って、これらの効果を構造担持マスクの製造中に比較的簡単な方式で補償することができる。
【００２７】
重ね合わせ領域の各点において、第１の重心方向ベクトルと第２の重心方向ベクトルとによって形成される平面とマスクに対して垂直な正規化ベクトルとの間の角度が１°よりも小さいような本方法の更に別の構成の場合には、それによって２つの露光にわたって平均された露光放射線の方向がマスクに対して実質的に垂直であるという利点がもたらされる。それによって重ね合わせ領域内で影及び投影の効果が僅かしか発生しないことを保証する。
【００２８】
特に、本方法は、第１の露光と第２の露光の間で物体平面内での構造担持マスクの１８０°の回転を含むことができる。これは、第１及び第２の露光中に回転に起因してマスクにおける照明方向が異なるという利点を有する。それによって達成されることは、反射マスクの場合に斜照明の結果として発生する効果を補償することができるということである。
【００２９】
図面を参照して本発明をより詳細に以下に説明する。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】反射構成にある投影光学ユニットの図である。
【図２】構造担持マスクからの抜粋部分の立面図である。
【図３】角度α及びβの定義を有するレチクルにおけるビームの図である。
【図４ａ】結像される弓形視野の平面図である。
【図４ｂ】従来技術で公知のもののような投影露光装置の場合の重心方向ベクトルの角度プロフィールを示す図である。
【図５ａ】従来技術で公知のもののような並置部分領域の図である。
【図５ｂ】従来技術で公知のもののような図４ａに記載の実施形態の場合の重心方向ベクトルの角度プロフィールを示す図である。
【図６ａ】本発明の一実施形態による並置部分領域の図である。
【図６ｂ】図６ａに記載の本発明による実施形態の場合の重心方向ベクトルの角度プロフィールを示す図である。
【図７ａ】本発明の更に別の実施形態による並置部分領域である。
【図７ｂ】図６ａに記載の本発明による実施形態の場合の重心方向ベクトルの角度プロフィールを示す図である。
【図８】物体側からテレセントリックである投影光学ユニットの図である。
【発明を実施するための形態】
【００３１】
参照記号は、図１に例示している物体に１桁又は２桁の番号が付与されるように選択した。更に別の図に例示している物体は、下位２桁が物体を指定し、その上にある桁が、その物体を示している図の番号を指定する３桁又はそれよりも多くを含む参照記号を有する。従って、複数の図に例示している等しい物体の参照番号は、下位２桁に関して一致する。例示的に、参照記号３及び４０３は、この場合、図１及び図４で物体視野である物体３を示している。従って、場合によっては、ある参照番号を有する物体の説明を先行する図のうちの１つに関する説明において対応する参照番号の下で見出すことができる。
【００３２】
図１は、従来技術で公知のもののようなマイクロリソグラフィ投影露光装置の反射投影光学ユニット１の図を示している。投影光学ユニット１は、物体平面５に配置された物体視野３を像平面７内に結像する。更に、構造担持マスク（図面内には例示していない）、いわゆるレチクルが、物体平面５内の物体視野３の位置に配置される。直交座標系を更に例示しており、そのｘ軸は作図面に向く。この場合、ｘ−ｙ座標面は物体平面１と一致し、ｚ軸は、物体平面１に対して垂直であり、下に向く。投影光学ユニットは光軸９を有し、光軸９は物体視野を通じて延びない。投影光学ユニット１のミラー１１は、光軸に関して回転対称な光学面を有する。例示的な実施形態における光路内の第２のミラー上には、開口絞り１３が配置される。投影光学ユニット１の効果を物体視野１５の中心の主光線及び２つの開口周辺光線１７と１９という３つの光線を用いて例示している。物体平面に対する垂線に対して６°の角度で進む物体視野１５の中心の主光線は、開口絞り１３の平面内で光軸と交わる。物体平面５から見ると、主光線１５は、入射瞳平面２１内で光軸と交わるように見える。従って、開口絞り１３の虚像である入射瞳は、入射瞳平面２１内に位置する。反射構成の投影光学ユニットの場合に、物体視野から進む放射線の望ましくないいかなる周辺遮光も発生しないように、物体視野３の中心は、光軸９から距離Ｒの位置にある。
【００３３】
図２は、構造担持マスクの一部分の立面図を略示している。マスクは、基板２２５上の反射基部層２２３，及び第１の部分領域２２９内にのみ付加された吸収剤被覆層２２７を含む。被覆層２２７は、通常は約１００ｎｍの範囲に厚みｈを有する。第１の部分領域２２７は広がりＤを有する。第１の部分領域の中心を２３１によって示している。この場合、放射線が、マスクに対する垂線に対して角度γを有する重心方向ベクトル２３５でマスク上に入射すると、被覆層２２７は反射基部層上に影を投射し、その結果、全体として第２の部分領域２３２が照明されない。しかし、第２の部分領域は、部分領域２３１よりも大きい。更に、第２の部分領域の中点は、第１の部分領域の中点２３１に対して変位している。従って、投影及び影の効果に起因して、非反射領域の拡幅及び変位が発生する。
【００３４】
図３は、一例としてレチクルにおける反射前の放射線の重心方向ベクトル３３５を直交座標系に例示している。空間的な向きのより明瞭な解説のために、この図は、ｘ−ｚ平面内への重心方向ベクトル３３５の投影３３７、及びｙ−ｚ平面内への重心方向ベクトル３３５の投影３３９を示している。重心光線角度αは、投影３３７とｚ軸の間の角度を表し、重心光線角度βは、投影３３９とｚ軸の間の角度を表している。これらの２つの角度を用いて正規化重心方向ベクトルを明確に説明することができる。反射前の重心方向ベクトルｓ→は、例示している座標系内で次式によって定められる角度によって説明される。
【００３５】
【数１】
0005634403.tif 000002
【００３６】
この場合には、角度は次式によって定められる。
α＝ａｒｃｔａｎ（ｓx／ｓz）、及び
β＝ａｒｃｔａｎ（ｓy／ｓz）
【００３７】
例示している事例では、成分ｓx、ｓy、及びｓzは全て負である（ベクトル３３５は左上を向く）。従って、角度α及びβは正である。放射線はレチクルにおいて反射され、レチクルはｘ−ｙ平面に配置されるので、反射後の放射線の重心方向ベクトル：
【００３８】
【数２】
0005634403.tif 000003
【００３９】
に対して次式が成り立つ。
【００４０】
【数３】
0005634403.tif 000004
【００４１】
更に、反射後の対応する角度に対しては次式が成り立つ。
α’＝−α、及び
β’＝−β
【００４２】
重心方向ベクトル：
【００４３】
【数４】
0005634403.tif 000005
【００４４】
を物体視野の各点において入射瞳の中心に向くように向けるためには、照明放射線の重心方向ベクトル：
【００４５】
【数５】
0005634403.tif 000006
【００４６】
は、入射瞳の位置からもたらされる特定のプロフィールを有するべきである。
【００４７】
図４ａは、図１に例示している投影光学ユニット１の場合に発生するもののような弓形物体視野４０３の平面図、及び図１に記載のものに対応する軸を有する直交座標系を示している。物体視野４０３は、光軸４０９と物体平面との交点を通る中心を有する環状からの抜粋部分である。平均半径Ｒは、例示している事例では１３５ｍｍである。この場合、視野のｙ方向の幅ｄは８ｍｍである。代替として、湾曲物体視野は、同じ半径を有する互いに対してｙ方向に変位した２つの円弧によってその境界を定めることができる。図１及び図２に例示しているもののような投影光学ユニットの作動では、物体視野４０３のある一定の点における放射線の重心方向が、反射レチクルにおける反射の後に実質的に物体視野のこの点と入射瞳の中心との間を繋ぐ線の方向に延びるように物体視野４０３が照明される。投影露光装置がスキャナとして作動される場合には、走査方向は、物体視野の短い方の広がり方向、すなわち、ｙ方向の方向に延びている。
【００４８】
図４ｂは、特定の例示的な実施形態における重心光線角度のプロフィールを示している。この場合、光軸は、物体視野の中心からＲ＝１３５ｍｍの距離の位置にあり、入射瞳は、物体平面から１２８４．４ｍｍの距離に位置する。
【００４９】
これらの値は、重心方向：
【００５０】
【数６】
0005634403.tif 000007
【００５１】
と物体平面に対する垂線の間に６°の反射角を生成する。
【００５２】
図２に例示している上側半弧しか関係しないので、各値ｘに対して点（ｘ，ｙ）が、半径Ｒ＝１３５ｍｍを有する半円弧上に位置するような厳密に１つの正の値ｙが存在する。従って、点（ｘ，ｙ）を入射瞳の中心に関連付けることによって角度α’及びβ’を座標ｘの関数として計算することができる。上述の関係を利用して、これらの角度α’及びβ’から符号変更によって反射前の角度α及びβがもたらされる。この事例では視野のｙ方向の広がりが８ｍｍであり、各固定値ｘ0に対して点（ｘ0，ｙ0）が物体視野内に位置するような複数の点ｙ0が存在するが、そのような場合でも重心光線角度は、これらの点にわたって大幅には変化しない。更に、本発明による投影露光装置は、通常、構造担持マスクが物体視野を通じてｙ方向に移動される走査モードで作動される。その結果、座標ｘ０を有するマスクの各点は、全ての点ｙ0にわたって平均された重心光線角度を有する放射線で照明される。これらの理由から、下記の考察では、Ｒ＝１３５ｍｍを有する半円弧上の重心光線角度に注意するだけで十分である。
【００５３】
図４ｂを参照すると、−５０ｍｍと５０ｍｍの間のｘにおける角度は、−２．２３°と２．２３°の間で変化しなければならず、それに対して５．５７°と６°の間の角度βの変化が必要であることが明らかになる。しかし、重心光線角度のそのような変化は、構造担持マスクの設計における調整を必要とする。重心方向ベクトルが構造担持マスクに対して垂線ではない場合には、影付け及び投影効果に起因して構造像の変位を招く。重心方向ベクトルがマスク上の全ての位置で等しい限り、結果は実質的に広域変位である。しかし、重心方向ベクトルが構造担持マスクにわたって変化する場合には、位置毎に異なる変位がもたらされ、それによって全体としてマスク像の変位及び歪曲を招く。重心光線角度の変化が大きい程、得られる歪曲は大きい。この事例では、βが約０．４°しか変化しないので、ｙ方向の歪曲を殆ど無視することができる。それとは対照的に、αの変化は１０倍大きく、従って、ｘ方向の歪曲を招く。歪曲と変位の両方がマスク設計に考慮され、その結果、投影露光装置の像平面に望ましい像がもたらされる。
【００５４】
図５ａは、マスクの部分領域５０４ａ及び５０４ｂを示している。部分領域５０４ａ及び５０４ｂは、各場合に図４ａに例示している物体視野４０３に対応する。物体視野は、物体平面のうちで望ましい品質で照明及び結像することができる領域であるから、部分領域は物体視野よりも小さく、又は物体視野にサイズが殆ど等しい必要がある。可能な最大マスク領域が照明及び結像されるという効果を有するためには、部分領域は、投影光学ユニットの物体視野に等しいように選択される。しかし、物体視野の一部のみを照明及び結像することも可能である。以下では、部分領域は、それぞれの物体視野に常に対応する。
【００５５】
投影露光装置は、第１の動作状態において左手の部分領域５０４ａの第１の露光を実施し、その後、投影露光装置の第２の動作状態において第２の露光を実施し、この第２の露光中には右手の部分領域５０４ｂが露光される。この事例では、図示の部分領域の並置は、この場合、従来技術で公知の実施形態に対応する。物体視野のそのような並置は、構造担持マスクの広がりが、照明又は結像することができる領域よりも大きい場合は常に必要である。従って、構造担持マスクの第１の部分領域５０４ａは、第１の動作状態において照明され、このマスクの第２の部分領域５０４ｂは、第２の動作状態において照明される。２つの部分領域は、共通の重ね合わせ領域５４１を有する。図の理由から、重ね合わせ領域は、この場合ｘ方向に１０ｍｍの広がりを有する。しかし、結果として可能な最大領域を結像するためには、重ね合わせ領域が可能な限り小さい方が有利である。ｘ方向に１〜２ｍｍ又はそれ未満の広がりが望ましい。投影光学ユニットの最大解像度を改善するためには、高い開口へとシフトすべきである。しかし、同等又はより良好な結像品質を保証したままに留めるためには、そうでなければより重度の像収差が発生するので、多くの場合に物体視野のサイズを縮小する必要がある。この場合、それによって物体視野を並置する必要性がもたらされる。２つの物体視野の重ね合わせ領域は、構造の一部が照明又は結像されないことを防ぐのに必要である。物体視野の正確な整合を１００パーセント保証することはできないので、構造の一部が結像又は照明されない不正な設定に起因して状況を危うくするよりも、いかなる場合であっても完全な望ましい領域が照明及び結像されるように、ある一定の重ね合わせ領域を有する方が簡単である。しかし、今度は重ね合わせ領域内の各点が２度照明又は結像され、第１の照明の重心光線角度と第２の照明の重心光線角度とは異なるので、問題が発生する可能性がある。
【００５６】
図５ｂは、それぞれの物体視野に対する両方の動作状態において存在するもののような半径Ｒ＝１３５ｍｍを有する半円弧上の点に関する２つの重心光線角度のプロフィールを示している。重ね合わせ領域５４１内の角度βは、両方の動作状態において大きい差異を持たず、角度αは、２つの動作状態において４°よりも大きく異なる。従って、重ね合わせ領域内の構造担持マスクは、２つの動作状態において異なる方向から照明される。この場合、マスクの製造において投影及び影の効果を考慮することは比較的困難である。これらの欠点は、本発明による開発において解決される。
【００５７】
図６ａは、本発明による投影露光装置の開発における並置部分領域６０４ａ及び６０４ｂを示している。この場合、投影露光装置の第１の動作状態において左手の部分領域６０４ａの第１の露光が実施され、その後、投影露光装置の第２の動作状態において第２の部分領域６０４ｂの第２の露光が実施される。２つの露光段階中には、構造担持マスクが、物体平面に対して垂直な軸の回りに１８０°だけ回転される。この回転は、２つの弓形物体視野が、相対的な向きにおいて１８０°の回転量だけ異なるという効果を有する。代替として、投影光学ユニット及び照明光学ユニットを物体平面に対して垂直な軸の回りに１８０°だけ回転させることができる。この回転もまた、２つの動作状態において１８０°の回転量だけ異なる２つの物体視野をもたらす。
【００５８】
図示の物体視野の向きの変化は、重心光線角度も同じく変化するという効果を有する。図６ｂは、この例示的な実施形態における重心光線角度のプロフィールを示している。角度αのプロフィールは変化しないのに対して、マスクの回転又は照明光学ユニット及び投影光学ユニットの回転は、角度βの符号変化を生成する。従って、重ね合わせ領域６４１の点では、角度α及びβは、２つの動作状態における符号変化によって本質的に異なる。これは、両方の動作状態にわたって平均すると、マスクは重ね合わせ領域内で垂直に照明され、従って、例えば、図２に関連して説明したもののような構造の変位のいかなる発生も存在しない。
【００５９】
重ね合わせ領域内に位置する点６４３を例示的に考察することができる。この点は、ｘ座標ｘp＝５０ｍｍ、ｙ座標ｙp＝１２５．４ｍｍを有し、従って、半径１３５ｍｍを有する円弧上に位置し、重ね合わせ領域内に位置する。左手の部分領域６０４ａは、第１の動作状態において照明及び結像される。この場合、入射瞳は、座標ｘEP＝０、ｙEP＝０、ｚEP＝１２８４．４ｍｍに位置する。放射線の重心方向が、反射後に入射瞳の方向に延びるためには、第１の重心方向ベクトルｓ→1に対して次式が成り立たなければならない。
【００６０】
【数７】
0005634403.tif 000008
【００６１】
右手の部分領域６０４ｂは、第２の動作状態において照明及び結像される。この場合、入射瞳は、ｘEP＝９０ｍｍ、ｙEP＝２５４．５６ｍｍ、ｚEP＝１２８４．４ｍｍに位置する。この位置は、ｘ＝４５ｍｍにおいて、すなわち、重ね合わせ領域の中心において、部分領域６０４ａの半径１３５ｍｍを有する円弧が、部分領域６０４ｂの対応する円弧と交わるように部分領域６０４ａが位置することからもたらされる。
【００６２】
この場合、重心方向ベクトルｓ→2は次式の値を有する。
【００６３】
【数８】
0005634403.tif 000009
【００６４】
マスクに対して垂直な正規化ベクトルは、この座標系では以下の表記を有する。
【００６５】
【数９】
0005634403.tif 000010
【００６６】
その結果、スカラー三重積は次式の値Ｓを有する。
【００６７】
【数１０】
0005634403.tif 000011
【００６８】
図７ａは、本発明による投影露光装置の別の開発における２つの並置部分領域を示している。この場合、投影露光装置の第１の動作状態において左手の部分領域７０４ａの第１の露光が実施され、その後、投影露光装置の第２の動作状態において右手の部分領域７０４ｂの第２の露光が実施される。
【００６９】
この事例では投影光学ユニットの物体視野は矩形であり、従って、部分領域７０４ａ及び７０４ｂも同様に矩形である。更に、投影露光装置は、角度α及びβが実質的にいかなるプロフィールも持たないように開発される。これは、物体平面から大きい距離の位置にある入射瞳を有する投影光学ユニットを用いて達成することができ、この投影光学ユニットを物体側でテレセントリックな投影光学ユニットと呼ぶ。そのような距離は、例えば、３ｍよりも大きく、特に５０ｍよりも大きく、特に１０００ｍよりも大きいとすることができる。この事例では距離は５ｍである。物体平面から１０００ｍの距離の位置にある入射瞳を有する投影光学ユニットに関する詳細な具体例は、図８に関する説明に得ることができる。
【００７０】
図７ｂは、そのようなシステムにおける角度α及びβのプロフィールを示している。角度βは、視野にわたって一定の方式で基本的に６°であり、角度αはほぼ０°である。視野にわたる角度変化はごく僅かしか存在しないので、第１の動作状態と第２の動作状態の間の重ね合わせ領域７４１内の点における放射線の重心方向ベクトルにおける差は極小値でしかなく、従って、投影及び影の効果の極小の変化しか発生しない。従って、第１の動作状態における重ね合わせ領域内の放射線の重心方向が、第２の動作状態における重ね合わせ領域内の放射線の重心方向とはそれ程異ならないので、物体視野の並置においていかなる困難も発生しない。
【００７１】
この場合もまた、位置７４３におけるスカラー三重積の値を例示的に計算することができる。この点は、ｘ座標ｘp＝５０ｍｍ、及びｙ座標ｙp＝０を有し、従って、重ね合わせ領域内に位置する。左手の部分領域７０４ａは、第１の動作状態において照明される。入射瞳は、座標ｘEP＝０、ｙEP＝−５２５．５２ｍｍ、ｚEP＝５０００ｍｍに位置する。この投影光学ユニットの設計では、距離ｙpを物体視野における平均入射角が６°であるように選択される。
【００７２】
放射線の重心方向が、反射の後に入射瞳の方向に延びるためには、第１の重心方向ベクトルｓ→１に対して次式が成り立たなければならない。
【００７３】
【数１１】
0005634403.tif 000012
【００７４】
右手の部分領域７０４ｂは、第２の動作状態において照明される。この事例では、入射瞳は、座標ｘEP＝９０ｍｍ、ｙEP＝５２５．５２ｍｍ、ｚEP＝５０００ｍｍに位置する。この位置は、物体平面８０３が、物体平面に対してｘ方向に９０ｍｍだけオフセットされたことからもたらされる。従って、重心方向ベクトル：
【００７５】
【数１２】
0005634403.tif 000013
【００７６】
は次式の値を有する。
【００７７】
【数１３】
0005634403.tif 000014
【００７８】
マスクに対して垂直な正規化ベクトルは、この座標系では以下の表記を有する。
【００７９】
【数１４】
0005634403.tif 000015
【００８０】
その結果、スカラー三重積は次式の値Ｓを有する。
【００８１】
【数１５】
0005634403.tif 000016
【００８２】
図８は、１つの可能な投影光学ユニット１の光学設計を示している。この図は、図８に互いに上下に位置し、互いからｙ方向に分離した５つの物体視野点から進む各場合に２つの個別ビーム８４５のビーム経路を示しており、これらの５つの物体視野点のうちの１つに関連付けられた２つの個別ビーム４５は、各場合に、５つの物体視野点における２つの異なる照明方向に割り当てられる。これらの２つの照明方向を５つの物体視野点の各々の上側コマビームと下側コマビームとによって表している。
【００８３】
物体平面８０５から進み、個別ビーム８４５は、最初に第１のミラーＭ１によって反射され、その後、以下ではビーム経路の順序でＭ２、Ｍ３、Ｍ４、Ｍ５、及びＭ６と示す更に別のミラーによって反射される。従って、図８に記載の投影光学ユニット８０１は、６つの反射ミラーを有する。これらのミラーは、例えば、ＥＵＶ内の波長に起因して、必要に応じて放射線８３３の波長に対して高い反射性を有するコーティングを担持する。投影光学ユニット８０１内では、互いに大幅に異なる波長を有する放射線を誘導することができ、これは、これらの光学ユニットが実質的な収色性を有するからである。従って、例えば、これらの光学ユニット内でアラインメントレーザを誘導するか又は自動焦点システムを作動させることができ、同時にこれらの作動波長とは大幅に異なる波長が照明光に用いられる。この場合、アラインメントレーザは、６３２．８ｎｍ、２４８ｎｍ、又は１９３ｎｍで作動させることができ、その一方で同時に５ｎｍと１５ｎｍの間の範囲の放射線が用いられる。
【００８４】
ミラーＭ３は凸の基本形状を有し、すなわち、凸最適合面によって説明することができる。以下の説明では、この種のミラーを略式に凸と呼び、凹最適合面によって説明することができるミラーを略式に凹と呼ぶ。凸ミラーＭ３は、投影光学ユニット８０１内で良好なペッツヴァル補正を可能にする。
【００８５】
図８に記載の投影光学ユニット８０１の入射瞳平面は、物体平面８０５の前方１０００ｍの放射線８３３のビーム経路内に位置する。図８に記載の投影光学ユニット８０１は、２０００ｍｍの構造長、すなわち、物体平面８０５と像平面８０７の間の距離を有する。
【００８６】
この場合、分離した物体視野点から進み、同じ照明方向に割り当てられた個別ビーム８４５は、物体視野８０３と第１のミラーＭ１との間で事実上平行な方式で投影光学ユニット８０１内に進む。従って、個別ビーム８４５の主光線は、物体平面８０５とミラーＭ１の間の放射線８３３のビーム経路内で互い対して事実上０°の角度を構成する。
【００８７】
５つの物体視野点の特定の照明方向に関連付けられた個別ビーム８４５は、隣接してミラーＭ３が配置された投影光学ユニット８０１の瞳平面８４７内で組み合わされる。従って、このミラーＭ３を瞳ミラーとも呼ぶ。瞳平面８４７内には、照明光ビーム束の境界を定めるための開口絞りを配置することができる。この開口絞りは、機械的かつ互換的な絞りを用いて又はそうでなければミラーＭ３上への対応する直接コーティングの形態で設けることができる。
【００８８】
ミラーＭ１からＭ４は、物体平面８０５を中間像平面８４９内に結像する。投影光学ユニット８０１の中間像側開口数は約０．２である。ミラーＭ１からＭ４は、約３．２×の縮小結像スケールを有する、投影光学ユニット８０１の第１の部分結像光学ユニットを形成する。下流のミラーＭ５及びＭ６は、約２．５×の縮小結像スケールを有する投影光学ユニット８０１の更に別の部分結像光学ユニットを形成する。ミラーＭ４とＭ５の間の放射線８３３のビーム経路内で、中間像平面８４９の上流に隣接してミラーＭ６内に貫通開口部８５１が形成され、照明又は結像放射線８３３は、第４のミラーＭ４からの反射時にこの開口部を第５のミラーＭ５へと通過する。更に、第５のミラーＭ５は、中心貫通開口部８５３を有し、放射線束８５５は、第６のミラーＭ６と像平面８０７との間でこの貫通開口部８３３を通過する。
【００８９】
第６のミラーＭ６と共に中間像平面８４９からの照明又は結像放射線８３３を像平面８０７内に結像する第５のミラーＭ５は、第１の瞳平面８４７に対して共役な投影光学ユニット８０１の更に別の瞳平面８５７の近くに配置される。結像光のビーム経路内の更に別の瞳平面８５７は、物理的に接近可能な絞り平面が更に別の瞳平面８５７の位置に存在するように、第５のミラーＭ５と第６のミラーＭ６の間のビーム経路内で第５のミラーＭ５に空間的に隣接して位置する。この絞り平面には、瞳平面８４７の領域内の開口絞りに関連して上述したように、開口絞りを代替的又は追加的に同様に配置することができる。投影光学ユニット８０１は、瞳平面８４７、８５７の一方に中心位置方式で配置された掩蔽絞りを有する。この掩蔽絞りにより、投影ビーム経路のミラーＭ６、Ｍ５内の中心貫通開口部８５１、８５３に割り当てられた部分ビームが掩蔽される。従って、投影光学ユニット８０１の設計は、中心瞳掩蔽を有する設計とも呼ばれる。
【００９０】
中心物体視野点を投影光学ユニット８０１の入射瞳内の中心照明点にリンクする個別の個々のビーム８４５を中心視野点の主光線とも呼ぶ。第６のミラーＭ６における反射から始まる中心視野点の主光線は、像平面８０７とほぼ直角を成し、すなわち、投影光学ユニット８０１のｚ軸に対してほぼ平行に進む。この角度は８５°よりも大きい。
【００９１】
像視野８５９は矩形である。像視野８５９は、ｘ方向と平行に１３ｍｍの広がりを有する。像視野８５９は、ｙ方向と平行に８５９ｍｍの広がりを有する。従来技術で公知のもののような投影光学ユニットは、ｘ方向と平行に２６ｍｍ又はそれよりも大きい広がりを有する。従って、マイクロリソグラフィ投影露光装置の典型的な用途は、そのような広がりに適応される。本発明に記載のマイクロリソグラフィ投影露光装置は、ｘ方向と平行に短い広がりを有する投影光学ユニットを同じ典型的な用途に対して用いることも可能にする。
【００９２】
像視野８５９は、第５のミラーＭ５の後方で中心に位置する。貫通開口部８５３の半径Ｒは、周辺遮光のない結像に対して以下の関係を満たさなければならない。
【００９３】
【数１６】
0005634403.tif 000017
【００９４】
この場合、Ｄは、像視野８５９の対角距離である。ｄwは、ミラーＭ５の像平面からの自由作動距離である。この自由作動距離は、像平面８０７と、投影光学ユニット８０１の最近接ミラー、すなわち、図８に記載の実施形態ではミラーＭ５の利用反射面の像平面９に最も近い区画との間の距離として定められる。ＮＡは、像側開口数である。
【００９５】
投影光学ユニット８０１の全ての６つのミラーは、回転対称関数によって説明することができない自由曲面として具現化される。ミラーＭ１からＭ６のうちの少なくとも１つがこの種の自由反射曲面を有する投影光学ユニット８０１の他の実施形態も同様に可能である。
【００９６】
この種の自由曲面は、回転対称基準面から製造することができる。マイクロリソグラフィのための投影露光装置の投影光学ユニットのミラーの反射面のためのこの種の自由曲面は、ＵＳ  ２００７−００５８２６９  Ａ１から公知である。
【００９７】
自由曲面は、次式によって数学的に説明することができる。
【００９８】
【数１７】
0005634403.tif 000018
【００９９】
ここで、次式が成り立つ。
【０１００】
【数１８】
0005634403.tif 000019
【０１０１】
Ｚは、点ｘ，ｙ（ｘ2＋ｙ2＝ｒ）における自由曲面のサジッタである。ｃは、対応する非球面の頂点曲率に対応する定数である。ｋは、対応する非球面の円錐定数に対応する。Ｃjは、単項式ＸmＹnの係数である。一般的に、ｃ、ｋ、及びＣjの値は、投影光学ユニット８０１内のミラーの望ましい光学特性に基づいて決められる。単項式の次数ｍ＋ｎは、必要に応じて変更することができる。より高次の単項式は、より良好な像収差補正を有する投影光学ユニットの設計をもたらすことができるが、計算することがより複雑であり、ｍ＋ｎは、３と２０超の間の値を取ることができる。
【０１０２】
また、自由曲面は、例えば、光学設計プログラム「ＣＯＤＥ  Ｖ（登録商標）」のマニュアルに説明されているゼルニケ多項式によって数学的に説明することができる。代替的に、自由曲面は、２次元スプライン面を利用して説明することができる。この説明の例は、ベジェ曲面又は不均一有理基底スプライン（ＮＵＲＢＳ）である。２次元スプライン面は、例えば、ｘｙ平面内の点のネットワークとそれに関連付けられたｚ値とにより、又はこれらの点とこれらの点に関連付けられた勾配とによって説明することができる。スプライン面のそれぞれの種類によっては、例えば、連続性及び微分可能性に関して固有の特性を有する多項式又は関数を用いたネットワーク点間の内挿によって完全な面が得られる。これらの関数の例は解析関数である。
【０１０３】
ミラーＭ１からＭ６は、入射するＥＵＶ照明放射線８３３に対して反射を最適化するために複数の反射層を担持する。反射は、ミラー面上への個別ビーム８４５の入射角が垂直な入射に近づく程、益々良好になる。投影光学ユニット８０１は、全ての個別ビーム８４５に対して全体として小さい反射角を有する。
【０１０４】
投影光学ユニット８０１のミラーＭ１からＭ６の反射面の光学設計データは、下記の表から得ることができる。これらの表の最初のものは、光学構成要素の光学面及び開口絞りに関して物体平面から進めて、各場合に、頂点曲率の逆数（半径）及びビーム経路内で隣接する要素の間のｚ距離に対応する距離値（厚み）を明記している。第２の表は、ミラーＭ１からＭ６に対して上記に指定した自由曲面式における単項式ＸmＹmの係数Ｃjを明記している。この場合、Ｎ半径は、正規化係数を表している。第２の表の後には、ミラー基準設計から進めて、それぞれのミラーが偏心（Ｙ−偏心）及び回転（Ｘ−回転）されたマグニチュードをｍｍで同様に明記している。これは、上述の自由曲面設計法の場合の平行変位及び傾斜に対応する。
【０１０５】
この場合、変位はｙ方向に行われ、傾斜はｘ軸の回りに行われる。この場合、回転角を度で明記している。
【０１０６】
（表１）
0005634403.tif 000020
【０１０７】
（表２）
0005634403.tif 000021
【０１０８】
物体像オフセット、すなわち、像平面８０７上への物体視野８０３の中点の投影点と像視野８５９の中点との間の距離は、投影光学ユニット３の場合は２０８ｍｍである。
【符号の説明】
【０１０９】
６０４ａ、６０４ｂ  並置部分領域
６４１  重ね合わせ領域
６４３  重ね合わせ領域内に位置する点
【図１】
0005634403.tif 000022
【図２】
0005634403.tif 000023
【図３】
0005634403.tif 000024
【図４ａ】
0005634403.tif 000025
【図４ｂ】
0005634403.tif 000026
【図５ａ】
0005634403.tif 000027
【図５ｂ】
0005634403.tif 000028
【図６ａ】
0005634403.tif 000029
【図６ｂ】
0005634403.tif 000030
【図７ａ】
0005634403.tif 000031
【図７ｂ】
0005634403.tif 000032
【図８】
0005634403.tif 000033