(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
物体平面（５）の物体視野（４）を像平面（９）の像視野（８）内に、該物体視野（４）と該像視野（８）の間の結像光（３）のビーム経路を通じて結像する複数のミラー（Ｍ１からＭ８）を備え、該物体視野（４）と該像視野（８）の間の該結像光（３）の該ビーム経路内の最後のミラー（Ｍ８）の光学的使用領域が、該結像光（３）の通過のための貫通開口部を有する結像光学系（７）であって、
物体視野（４）と像視野（８）の間の結像光（３）のビーム経路内の結像光学系（７）の最後から２番目のミラー（Ｍ７）が、該像視野（８）の前で該結像光（３）の光束（２２）の外側に配置され、
前記最後から２番目のミラー（Ｍ７）の光学的使用領域内の該最後から２番目のミラー（Ｍ７）の反射面が、前記結像光（３）の通過のための貫通開口部を持たず、
結像光学系（７）の複数のミラー（Ｍ１からＭ８）が、６つよりも多いミラーを含む、  ことを特徴とする結像光学系（７）。
【請求項２】
物体平面（５）の物体視野（４）を像平面（９）の像視野（８）に結像する複数のミラー（Ｍ１からＭ８）を備えた結像光学系（７）であって、
１０％よりも低い瞳掩蔽率がもたらされるような結像光学系（７）の光学構成要素の配列と、
結像光学系（７）の複数のミラー（Ｍ１からＭ８）が、６つよりも多いミラーを含むこと、
を特徴とする結像光学系（７）。
【請求項３】
結像光学系（７）の前記光学構成要素の前記配列は、５％よりも低い瞳掩蔽率がもたらされるようなものであることを特徴とする請求項２に記載の結像光学系。
【請求項４】
少なくとも０．５である像側開口数（ＮＡ）を特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の結像光学系。
【請求項５】
前記結像光（３）の前記ビーム経路内の結像光学系（７）の最後から２番目のミラー（Ｍ７）の、前記像視野（８）からの作動間隔（ｄw）と像側開口数（ＮＡ）との積が、少なくとも１０ｍｍ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項に記載の結像光学系。
【請求項６】
少なくとも１つの中間像が、前記物体視野（４）と前記像視野（８）の間の前記結像光（３）の前記ビーム経路に存在す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項に記載の結像光学系。
【請求項７】
前記物体視野（４）と前記像視野（８）の間の前記ビーム経路内の前記最後から２番目のミラー（Ｍ７）上の個々の点上の平均入射角が、このミラー（Ｍ７）の使用される反射面上の全ての点に対して２５度よりも小さいことを特徴とする請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の結像光学系。
【請求項８】
前記物体視野（４）と前記像視野（８）の間の前記ビーム経路内の前記最後から２番目のミラー（Ｍ７）上の個々の点上の入射角の帯域幅（ＢＷi）と、
前記像視野（８）の最大視野寸法と、
の比が、このミラー（Ｍ７）の使用される反射面上の全ての点に対して１．００度／ｍｍよりも小さいことを特徴とする請求項１から請求項７のいずれか１項に記載の結像光学系。
【請求項９】
中心物体視野点の主光線（１６）が、前記物体平面（５）に対する法線（Ｎ）と５度よりも大きい角度（α）をなすことを特徴とする請求項１から請求項８のいずれか１項に記載の結像光学系。
【請求項１０】
前記結像光学系（７）の最後から２番目のミラー（Ｍ７）が、凸であることを特徴とする請求項１から請求項９のいずれか１項に記載の結像光学系。
【請求項１１】
マイクロリソグラフィのための投影光学系として構成されることを特徴とする請求項１から請求項１０のいずれか１項に記載の結像光学系。
【請求項１２】
マイクロリソグラフィのための投影露光装置であって、
請求項１１に記載の結像光学系（７）を有し、
照明及び結像光（３）のための光源（２）を有し、
前記結像光（３）を前記結像光学系（７）の物体視野（４）に案内するための照明光学系（６）を有する、
ことを特徴とする投影露光装置。
【請求項１３】
前記光源（２）は、５ｎｍと３０ｎｍの間の波長を有する結像光（３）を生成するように構成されることを特徴とする請求項１２に記載の投影露光装置。
【請求項１４】
構造化構成要素を生成する方法であって、
レチクル（１０）及びウェーハ（１１）を準備する方法段階と、
請求項１２又は請求項１３に記載の投影露光装置を用いて前記レチクル（１０）上の構造を前記ウェーハ（１１）の感光層上に投影する方法段階と、
前記ウェーハ（１１）上に微細構造又はナノ構造を生成する方法段階と、
を含む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、物体平面の物体視野を像平面の像視野に結像する複数のミラーを備えた結像光学系に関する。更に、本発明は、この種の結像光学系を有する投影露光装置、この種の投影露光系を用いて微細構造化構成要素又はナノ構造化構成要素を生成する方法、及び本方法によって製造される微細構造化構成要素又はナノ構造化構成要素に関する。
【背景技術】
【０００２】
冒頭に示した種類の結像光学系は、ＷＯ  ２０１０／００６６７８  Ａ１、ＵＳ  ２００６／０２３２８６７  Ａ１、及びＵＳ  ２００８／０１７０３１０  Ａ１から公知である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】ＷＯ  ２０１０／００６６７８  Ａ１
【特許文献２】ＵＳ  ２００６／０２３２８６７  Ａ１
【特許文献３】ＵＳ  ２００８／０１７０３１０  Ａ１
【特許文献４】ＵＳ  ２００７−００５８２６９  Ａ１
【特許文献５】ＵＳ  ７，４１４，７８１
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明の目的は、小さい結像誤差と、管理可能な製造と、結像光に対する良好なスループットとの対処可能な組合せが得られるような方法で冒頭に示した種類の結像光学系を開発することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の第１の態様により、上述の目的は、請求項１に開示する特徴を備えた結像光学系によって達成される。
【０００６】
本発明により、結像品質における比較的大きい損失なしに、瞳掩蔽系、言い換えれば、瞳掩蔽を備えた結像光学系において、最後から２番目のミラーは、連続反射面を用いて構成する、言い換えれば、最後から２番目のミラーの光学的使用領域内に貫通開口部を用いずに構成することができることが分かる。それによって十分なミラー厚を有するこの最後から２番目のミラーの製造が容易になり、かつ最後から２番目のミラーの像平面に面する側と像平面との間で十分に大きい間隔が可能になり、同時に瞳掩蔽の大きさを最小化する。この製造の容易化は、この最後から２番目のミラーが、他のミラーと比較して肉薄なミラー本体／又はミラー担体上に配置される場合は特に重要である。
【０００７】
本発明の第２の態様により、冒頭に示した目的は、請求項２に開示する特徴を備えた結像光学系によって達成される。
【０００８】
瞳掩蔽率の数値は、結像光学系の射出瞳の全面積に対する射出瞳内で瞳掩蔽に起因して遮蔽される面積の比によってもたらされる。１０％よりも低い瞳掩蔽率は、特に高い光スループットを有する瞳掩蔽結像光学系を可能にする。更に、本発明による小さい掩蔽率は、結像光学系の結像品質、特に結像コントラストに対する小さいか又は無視することができる影響をもたらすことができる。瞳掩蔽率は、８％未満とすることができ、及び７．８％とすることができる。瞳掩蔽率は、７％未満とすることができ、６．３％とすることができ、５％未満とすることができ、４．４％とすることができ、４％未満とすることができ、３．３％とすることができ、及び３％未満とすることができる。結像光学系の瞳掩蔽率は、ミラーのうちの１つにより、例えば、その貫通開口部により、若しくはその外側縁部により、又は物体視野と像視野の間の結像光のビーム経路に配置された掩蔽絞り(obscuration stop)又は掩蔽遮光絞り(obscuration diaphragm)によって事前に決定することができる。
【０００９】
上述の２つの態様の一方による結像光学系のミラーのうちの少なくとも１つは、回転対称関数によって記述することができない自由曲面として設計された反射面を有することができる。
【００１０】
物体視野と像視野の間の結像光のビーム経路内の最後のミラーの有効反射面区域の外側境界内の面積と最後のミラーの貫通開口部の面積との比は、２０よりも大きいとすることができる。そのような比は、低い瞳掩蔽率に関して上で議論したものに対応する利点を有する。
【００１１】
請求項４に記載の開口数は、結像光学系の高い分解能を可能にする。開口数は、０．５よりも高いとすることができ、０．７程度まで高いか又は更にそれよりも高いとすることができる。
【００１２】
１０ｍｍよりも大きい請求項５に記載の結像光学系の最後から２番目のミラーの作動間隔と像側開口数との積は、ミラーの製造を更に容易にする。作動間隔は、１４ｍｍとすることができ、１７．５ｍｍとすることができ、少なくとも２０ｍｍとすることができ、２１．７ｍｍとすることができ、及び２４．５ｍｍとすることができる。更に大きい作動間隔の値が可能である。作動間隔は、像平面と、最も近いミラー、言い換えれば、投影光学系の最後から２番目のミラーの使用反射面のうちで像平面に最も近い部分との間の間隔として定義される。像平面は、この最後から２番目のミラーに隣接する結像光学系の視野平面である。
【００１３】
請求項６に記載の少なくとも１つの中間像は、物体視野と像視野の間の結像光のビーム経路の結像ビーム経路区画を結像光学系の更に別の構成要素の近くを通過するように案内する可能性をもたらす。中間像は、特に、最後のミラーの貫通開口部の領域に配置することができ、それによって小さい瞳掩蔽が可能になる。結像光学系は、ちょうど１つの中間像を有することができる。結像光学系は、１つよりも多い中間像を有することができ、特に、物体視野と像視野の間の結像光のビーム経路に２つの中間像を有することができる。結像誤差を補正するために、又は関係するミラー形状の設計を単純化するために、複数の中間像を使用することができる。ちょうど２つの中間像が存在することができる。
【００１４】
請求項７に記載の最後から２番目のミラー上の２５度よりも小さい平均入射角は、結像光学系のミラー上の高反射コーティングの構成を容易にする。２５度よりも小さい平均入射角は、特に、短い波長、例えば、ＤＵＶ（深紫外）波長、ＶＵＶ（真空紫外）波長、又はＥＵＶ（極紫外）波長を有する結像光が使用される場合に有利である。この場合、小さい入射角許容帯域幅を有し、それに応じて高い反射を有する多層コーティングを使用することができる。最後から２番目のミラーの平均入射角は、２４度よりも小さく、２３度よりも小さく、２２度よりも小さいとすることができ、更に２１．７度とすることができる。
【００１５】
請求項８に記載の帯域幅／最大視野寸法比は、コーティング部分によって覆われた反射面部分の上の個々の入射角帯域幅に適合された面部分を有する高反射コーティングの設計を可能にするのに役立つ。この比は、０．９０度／ｍｍよりも小さく、０．８０度／ｍｍよりも小さく、０．７０度／ｍｍよりも小さく、０．６０度／ｍｍよりも小さいとすることができ、更に、０．５９５度／ｍｍとすることができる。
【００１６】
請求項９に記載の中心物体視野点の主光線と物体平面に対する法線との間の角度は、陰影のない反射物体の照明を提供するのに役立つ。主光線と法線の間のこの角度は、結像光学系の物体側の開口数に基づいて６°よりも大きいとすることができ、８°よりも大きいとすることができ、１１°とすることができ、又は更に１１°よりも大きいとすることができる。全てのミラーに対する物体視野の中心視野点の主光線入射角（ＣＲＡ中心）は、２５度よりも小さいとすることができ、２３．１度とすることができ、２０．７度とすることができ、２０度よりも小さいとすることができ、１８．０度とすることができ、１７．２度とすることができ、１５度よりも小さいとすることができ、及び１３．０度とさえすることができる。これも、結像光学系のミラー上の高反射コーティングを設計するのに役立つ。
【００１７】
請求項１０に記載の凸である最後から２番目のミラーは、このミラーを小さく保つ。それによってミラー厚の問題を回避することができる。
【００１８】
本発明の異なる態様が有する上述の特徴の他の組合せも可能である。
【００１９】
請求項１１に記載の結像光学系を投影光学系として使用する場合に、その利点が特に際立つ。
【００２０】
本発明による投影露光装置の利点は、本発明による結像光学系に関して上述したものに対応する。投影露光装置の光源は、設計において広帯域のものとすることができ、例えば、０．１ｎｍよりも大きいとすることができ、１ｎｍよりも大きいとすることができ、１０ｎｍよりも大きく又は１００ｎｍよりも大きい帯域幅を有することができる。更に、投影露光装置は、異なる波長の光源で作動させることができるように設計することができる。特にマイクロリソグラフィに使用される他の波長のための光源、例えば、３６５ｎｍ、２４８ｎｍ、１９３ｎｍ、１５７ｎｍ、１２６ｎｍ、１０９ｎｍの波長を有する光源、更に、特に１００ｎｍよりも短い、例えば、５ｎｍと３０ｎｍの間の波長を有する光源を本発明による結像光学系と共に使用することができる。
【００２１】
投影露光装置の光源は、５ｎｍと３０ｎｍの間の波長を有する照明光を生成するように構成することができる。この種の光源は、最低反射率を満たすために小さい入射角許容帯域幅のみを有するミラー上の反射コーティングを必要とする。本発明による結像光学系との併用により、小さい入射角許容帯域幅に対するこの要件を満たすことができる。
【００２２】
対応する利点は、本発明による製造方法及びそれによって製造される微細構造化構成要素又はナノ構造化構成要素に当てはまる。
【００２３】
本発明の実施形態を以下に図面を用いてより詳細に説明する。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】ＥＵＶマイクロリソグラフィのための投影露光装置の概略図である。
【図２】結像ビーム経路を複数の代表的な視野点の主ビームに対して示し（仮想的に）、更に上側及び下側のコマビームに対して示す図１に記載の投影露光装置内の投影光学系として使用することができる結像光学系の実施形態の子午断面図である。
【図３】結像光学系の更に別の実施形態を図２と類似の図に示す図である。
【図４】結像光学系の更に別の実施形態を図２と類似の図に示す図である。
【図５】結像光学系の更に別の実施形態を図２と類似の図に示す図である。
【図６】結像光学系の更に別の実施形態を図２と類似の図に示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
マイクロリソグラフィのための投影露光装置１は、照明光又は結像光３のための光源２を有する。光源２は、例えば、５ｎｍと３０ｎｍの間、特に５ｎｍと１５ｎｍの間の波長範囲の光を生成するＥＵＶ光源である。光源２は、特に、１３．５ｎｍの波長を有する光源又は６．９ｎｍの波長を有する光源とすることができる。他のＥＵＶ波長も可能である。一般的に、投影露光装置１内で案内される照明光３には、あらゆる波長が可能であり、例えば、可視波長、又はそうでなければマイクロリソグラフィに対して使用することができ、適切なレーザ光源及び／又はＬＥＤ光源に対して利用可能な他の波長（例えば、３６５ｎｍ、２４８ｎｍ、１９３ｎｍ、１５７ｎｍ、１２９ｎｍ、１０９ｎｍ）でさえも可能である。照明光３のビーム経路を図１に極めて概略的に示している。
【００２６】
照明光学系６は、光源２から物体平面５の物体視野４に照明光３を案内するのに使用される。物体視野４は、像平面９の像視野８内に、投影光学系又は結像光学系７を用いて所定の縮小スケールで結像される。像視野８はｘ方向に２６ｍｍの広がりを有し、ｙ方向に２ｍｍの広がりを有する。代替的に、像視野８はｘ方向に１３ｍｍの広がりを有することができ、ｙ方向に３ｍｍ又は更に４ｍｍの広がりを有することができる。物体視野４及び像視野８は矩形である。代替的に、物体視野４及び像視野８は、リング区画又は弧の形状を有することができる。そのような視野形状は、リング視野として公知である。
【００２７】
図２に図示の実施形態のうちの１つを投影光学系７に対して使用することができる。図２に記載の投影光学系７は、４倍の縮小を行う。他の縮小スケール、例えば、５倍、８倍、又はそうでなければ８倍よりも大きい縮小スケールも可能である。図２に記載の実施形態における投影光学系７内の像平面９は、物体平面５と平行に配置される。投影露光装置１の使用中に像平面９に結像されるのは、レチクルとも呼ぶ反射マスク１０の物体視野４と一致する部分である。反射マスク１０は、図示していないレチクルホルダによって担持される。
【００２８】
投影光学系７による結像は、基板ホルダ１２によって担持されるウェーハの形態にある基板１１の面上で発生する。図１は、レチクル１０と投影光学系７の間において投影光学系７内を進む照明光３のビーム束１３を略示し、投影光学系７と基板１１の間において投影光学系７から射出する照明光３のビーム束１４を略示している。図２に記載の投影光学系７の像視野側の開口数（ＮＡ）は０．７０である。この開口数は、図１には正確な縮尺で表されていない。
【００２９】
投影露光装置１及び投影光学系７の様々な実施形態の説明を容易するために、図面内に直交ｘｙｚ座標系が与えられており、この座標系から、図に示す構成要素のそれぞれの位置基準が明らかになる。図１では、ｘ方向は、作図面と垂直にそれに向けて延びている。ｙ方向は右に、ｚ方向は下向きに延びている。
【００３０】
投影露光装置１は、スキャナ型のものである。投影露光装置１の作動中にレチクル１０と基板１１の両方がｙ方向に走査される。レチクル１０及び基板１１のｙ方向の逐次的な変位が基板１１の個々の露光の合間に発生するステッパ型の投影露光装置１も可能である。
【００３１】
図２は、投影光学系７の第１の実施形態の光学設計を示している。図２は、図２のｙ方向に互いから分離された３つの物体視野点からそれぞれ射出する３つのそれぞれの個々のビームのビーム経路を示している。これらの３つの物体視野点のうちの１つに属する３つの個々のビーム又は個々の光線１５は、各場合に３つの物体視野点における３つの異なる照明方向に関連付けられる。投影光学系７の瞳平面１７内の瞳の中心を通過する主ビーム又は主光線１６は、実像のものではなく、投影光学系７の中心瞳掩蔽に起因する投影光学系７の虚像結像ビーム経路であるので、図２にはこれらのビーム又は光線を図式上の理由でのみ示している。これらの主ビーム１６は、物体平面５から発して最初に発散して進む。下記ではこれを投影光学系７の入射瞳の負の後側焦点距離とも呼ぶ。図２に記載の投影光学系７の入射瞳は、投影光学系７内に位置せず、物体平面５の前のビーム経路に位置する。それによって例えば照明光学系６の瞳構成要素を投影光学系７の前のビーム経路内の投影光学系７の入射瞳内に瞳構成要素と物体平面５の間に更に別の光学構成要素を存在させる必要なく配置することが可能になる。
【００３２】
物体視野４の中心視野点の主ビーム１６は、物体平面５に対する法線Ｎと１１°の角度αをなす。従って、反射マスク１０上に入射する個々のビーム１５と反射マスク１０から反射される個々のビーム１５の間に重ね合わせ区域は存在しない。その結果、反射マスク１０において投影光学系７の個々の光ビーム１５の重ね合わせは存在しない。
【００３３】
図２に記載の投影光学系７は、物体視野４から始まる個々のビーム１５のビーム経路内の配列の順にＭ１からＭ８と順次番号が振られた合計で８つのミラーを有する。図２は、ミラーＭ１からＭ８の計算上の反射面又は反射面を示している。ミラーに言及する場合には、「面」及び「表面」という用語を交換可能に使用する。図２から分るように、これらの計算上の反射面のうちの小さい領域のみが使用される。反射面のうちのこの実際に使用される領域のみが、現実のミラーＭ１からＭ８において実際に存在する。これらの有効反射面は、ミラー本体によって公知の方式で担持される。
【００３４】
瞳平面１７は、ミラーＭ２の近くに位置する。
【００３５】
投影光学系７の８つのミラーＭ１からＭ８の全ての反射面は、回転対称関数によって記述することができない自由曲面として設計される。ミラーＭ１からＭ８のうちの少なくとも１つがこの種の反射自由曲面を有する投影光学系７の他の実施形態も可能である。
【００３６】
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系のミラーの反射面におけるこの種の自由曲面は、ＵＳ  ２００７−００５８２６９  Ａ１から公知である。
【００３７】
自由曲面は、以下の式（１）によって数学的に記述することができる。
0005946190.tif 000002
上式において、次式（２）が成り立つ。
0005946190.tif 000003
【００３８】
Ｚは、点ｘ，ｙにおける自由曲面の立ち上がり高さ（サジッタ）である（ｘ2＋ｙ2＝ｒ2）。Ｒ（Ｎ  ｒａｄｉｕｓ）は、系の最適化に有利な点座標ｘ，ｙにおける正規化半径である。
【００３９】
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、投影光学系７内のミラーの望ましい光学特性に基づいて決定される。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、改善された像誤差補正を有する投影光学系の設計をもたらすことができるが、計算がより複雑である。ｍ＋ｎには、３と２０超の間の値を採用することができる。
【００４０】
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記述することができる。代替的に、自由曲面は、２次元スプライン面を用いて記述することができる。２次元スプライン面の例は、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平面内の点網及びそれに関連するｚ値により、又はこれらの点及びそれに関連する勾配によって記述することができる。スプライン面のそれぞれの種類に基づいて、完全な面は、例えば、連続性及び微分可能性に関して特定の特性を有する多項式又は関数を用いた網点の間の内挿によって得られる。この例は、解析関数である。
【００４１】
ミラーＭ１からＭ８は、入射ＥＵＶ照明光３に対する反射を最適化するために、複数の反射層を有する。反射は、ミラー面上の個々のビーム１５の入射角が垂直入射（＝入射角０°）に近い程、その分だけ一層最適化することができる。投影光学系７は、全ての個々のビーム１５において全体的に小さい入射角又は小さい入射角帯域幅それぞれを有する。
【００４２】
投影光学系７のミラーＭ１からＭ８の反射面の光学設計データは、以下の表から推測することができる。これらの表のうちの最初のものは、光学構成要素の光学面及び開口絞りに対して、頂点曲率のそれぞれの逆数値（半径）、及び物体平面から始まるビーム経路内で隣接する要素のｚ間隔に対応する間隔値（厚み）を与える。第２の表（２つの副表に分割されている）は、ミラーＭ１からＭ８に対して上で与えられた自由曲面式における単項式ＸmＹnの係数Ｃjを与える。Ｎｒａｄｉｕｓは、この場合、正規化係数である。以下の表の最後のものにより、それぞれのミラーがミラーの基準設計から始めて偏心（Ｙ偏心）及び回転（Ｘ回転）された量をさらにｍｍで与える。これらの量は、自由曲面設計法における平行変位及び傾斜に対応する。この場合、変位はｙ方向に発生し、傾斜はｘ軸の回りのものである。この場合、回転角は度で与えられる。
【００４３】
（表）
0005946190.tif 000004
【００４４】
（表）
0005946190.tif 000005
【００４５】
（表）
0005946190.tif 000006
【００４６】
（表）
0005946190.tif 000007
【００４７】
ミラーＭ３とＭ６、並びにミラーＭ５とＭ８とは、反射面の向きに関して背中合わせに配置される。
【００４８】
ミラーＭ１からＭ３、Ｍ５及びＭ６は、負の主光線倍率を有する。「主光線倍率」というパラメータの定義は、ＵＳ  ７，４１４，７８１に見出すことができる。ミラーＭ４及びＭ７は、正の主光線倍率を有する。
【００４９】
ミラーＭ１からＭ６の光学的使用領域は、光学的使用領域の範囲に結像光の通過のための貫通開口部を持たず、言い換えれば、掩蔽されない。ミラーＭ７、言い換えれば、物体視野４と像視野８の間の照明光３のビーム経路内の最後から２番目のミラーも、結像光又は照明光３の通過のための貫通開口部を持たない。言い換えれば、ミラーＭ７には、間断のない使用可能反射面を設けることができる。
【００５０】
ミラーＭ６とＭ７の間の結像ビーム経路内では、個々のビーム１５は、ミラーＭ８内の貫通開口部１８を通過する。ミラーＭ８は、貫通開口部１８の周囲で使用される。従って、ミラーＭ８は掩蔽ミラーである。
【００５１】
瞳平面１７は、物体視野４とミラーＭ８の貫通開口部１８との間の結像ビーム経路に位置する。瞳平面１７内には、投影光学系７の瞳の中心遮蔽のための掩蔽絞り(obuscuration stop)又は掩蔽絞り(obscuration diaphragm)を配置することができ、特にミラーＭ２上に配置することができる。従って、掩蔽絞りは、貫通開口部１８に起因して物体視野４の結像に寄与しない瞳平面１７内の結像光３の中心領域を遮蔽する。
【００５２】
ミラーＭ６とＭ７の間の結像ビーム経路には、投影光学系７の中間像平面１９が位置する。それに関連する中間像は、ミラーＭ８内の貫通開口部１８の近傍に位置する。その結果、この貫通開口部１８をミラーＭ８の使用反射面と比較して小さくすることができる。
【００５３】
中心瞳掩蔽率、言い換えれば、投影光学系７の射出瞳内で貫通開口部１８又は瞳平面１７内の掩蔽絞りによって隠される面積の、この射出瞳の面全体に対するか又はミラーＭ８の有効反射面の外側境界内の面積に対する比は、投影光学系７では、４．０％である。
【００５４】
像平面９と、ミラーＭ７の使用反射面のうちで像平面に最も近い部分との間の作動間隔ｄwは、２０ｍｍである。
【００５５】
投影光学系７の全長、言い換えれば、物体視野４と像視野８の間の間隔に対するこの作動間隔ｄwの比は、０．８％である。この作動間隔ｄwと像側開口数ＮＡとの積は、２０ｍｍ×０．７＝１４ｍｍである。
【００５６】
ミラーＭ７の領域内の結像ビーム経路には、投影光学系７の更に別の瞳平面が位置する。絞りは、この更に別の瞳平面に配置することができる。
【００５７】
ミラーＭ１は、その最大使用反射面にわたって個々の入射ビーム１５の１７．３度と１８．５度の間の範囲の平均入射角を見る。使用反射面上の所定の点上において、Ｍ１のミラーは、個々の入射ビーム１５の０．０１４度と０．５６２度の間の範囲の個々の入射角帯域幅ＢＷｉを見る。これらの個々の入射角帯域幅の中心は、上述の平均入射角によってそれぞれ与えられる。
【００５８】
ミラーＭ２は、その最大使用反射面にわたって個々の入射ビームの６．５２度と１９．６度の間の範囲の平均入射角を見る。使用反射面上の所定の点上において、ミラーＭ２は、個々のビームの０．１２２度と３．１７度の間の範囲の個々の入射角帯域幅ＢＷｉを見る。これらの個々の入射角帯域幅の中心は、上述の平均入射角によってそれぞれ与えられる。
【００５９】
ミラーＭ３は、その最大使用反射面にわたって個々の入射ビーム１５の８．５７度と１９．７度の間の範囲の平均入射角を見る。使用反射面上の所定の点上において、ミラーＭ３は、個々のビーム１５の０．０６度と３．９６度の間の範囲の個々の入射角帯域幅ＢＷｉを見る。これらの個々の入射角帯域幅の中心は、上述の平均入射角によってそれぞれ与えられる。
【００６０】
ミラーＭ４は、その最大使用反射面にわたって個々の入射ビーム１５の５．４３度と１０．８度の間の範囲の平均入射角を見る。使用反射面上の所定の点上において、ミラーＭ４は、個々のビーム１５の０．０３度と１．０７度の間の範囲の個々の入射角帯域幅ＢＷｉを見る。これらの個々の入射角帯域幅の中心は、上述の平均入射角によってそれぞれ与えられる。
【００６１】
ミラーＭ５は、その最大使用反射面にわたって個々の入射ビーム１５の８．８１度と２３．９度の間の範囲の平均入射角を見る。使用反射面上の所定の点上において、ミラーＭ５は、個々のビーム１５の０．０４度と２．５４度の間の範囲の個々の入射角帯域幅ＢＷｉを見る。これらの個々の入射角帯域幅の中心は、上述の平均入射角によってそれぞれ与えられる。
【００６２】
ミラーＭ６は、その最大使用反射面にわたって個々の入射ビーム１５の８．７１度と２１．５度の間の範囲の平均入射角を見る。使用反射面上の所定の点上において、ミラーＭ６は、個々のビーム１５の０．０５度と４．９３度の間の範囲の個々の入射角帯域幅ＢＷｉを見る。これらの個々の入射角帯域幅の中心は、上述の平均入射角によってそれぞれ与えられる。
【００６３】
ミラーＭ７は、その最大使用反射面にわたって個々の入射ビーム１５の５．１１度と２１．７度の間の範囲の平均入射角を見る。従って、光学視野４と像視野８の間のビーム経路内のこの最後から２番目のミラーＭ７上の個々の点上の平均入射角は、このミラーＭ７の使用反射面の全ての点に対して２５度よりも小さい。使用反射面上の所定の点上において、ミラーＭ７は、個々のビーム１５の０．１３度と１５．６度の間の範囲の個々の入射角帯域幅ＢＷｉを見る。これらの個々の入射角帯域幅の中心は、上述の平均入射角によってそれぞれ与えられる。この最後から２番目のミラーＭ７の使用反射面上の全ての点に対して、この最後から２番目のミラーＭ７上の個々の点上の入射角のこの帯域幅ＢＷｉと、像視野８の最大視野寸法との比は、１．００度／ｍｍよりも小さく、更に、１５．５度／２６ｍｍ＝０．６０度／ｍｍでさえある。像視野８の寸法は２ｍｍ×２６ｍｍであるので、２６ｍｍの最大視野寸法が存在する。
【００６４】
ミラーＭ８は、その最大使用反射面にわたって個々の入射ビーム１５の２．２４度と６．２６度の間の範囲の平均入射角を見る。使用反射面上の所定の点上において、ミラーＭ８は、個々のビーム１５の０．０７度と１．８０度の間の範囲の個々の入射角帯域幅ＢＷｉを見る。これらの個々の入射角帯域幅の中心は、上述の平均入射角によってそれぞれ与えられる。
【００６５】
以下の表は、物体視野の中心点の主光線１６のミラーＭ１からＭ８に対する入射角「ＣＲＡ中心」の値及びこれらのミラー上に存在する最大入射角「ＡＯＩｍａｘ」の値を与える。
【００６６】
（表）
0005946190.tif 000008
【００６７】
結像ビーム経路内の最後から３番目のミラーＭ６と結像ビーム経路内の最後から２番目のミラーＭ７との間には、結像ビーム経路区画２１が延びている。この結像ビーム経路区画２１は、ミラーＭ６上の反射で始まり、ミラーＭ７上の反射で終了する。一方で結像ビーム経路区画２１の前の投影光学系７内の結像ビーム経路区画、言い換えれば、ミラーＭ５とミラーＭ６の間の結像ビーム経路と、他方で像視野８の領域内の結像光束２２とは、結像ビーム経路区画２１の同じ側で案内される。それに応じて、最後から４番目のミラーＭ５と最後から２番目のミラーＭ７とは、像視野８の中心を通って子午平面、言い換えれば、図２から図４の作図面と垂直に延びる主平面２３の異なる側に配置される。
【００６８】
図３は、投影光学系７の更に別の実施形態を示している。図２に記載の投影光学系７のものに対応する構成要素は同じ参照番号を有し、これらに対しては再度詳細には解説しない。
【００６９】
物体視野４の中心視野点の主ビーム１６は、図３の実施形態では物体平面５に対する法線Ｎと８°の角度をなす。
【００７０】
図３に記載の投影光学系７のミラーＭ１からＭ８の自由曲面は、次式によって数学的に記述することができる。
0005946190.tif 000009
【００７１】
前と同じくＺは、点ｘ，ｙにおける自由曲面の立ち上がり高さ（サジッタ）である。
【００７２】
ＣＵＸは、対応する非球面のｘｚ平面内の頂点曲率に対応する定数である。
【００７３】
ＣＵＹは、対応する非球面のｙｚ平面内の頂点曲率に対応する定数である。
【００７４】
ＫＸ及びＫＹは、非球面の対応する円錐定数に対応する。ｃxiyjは、単項式ｘiｙjの係数である。
【００７５】
図３に記載の投影光学系７の光学設計データは、図２に記載の投影光学系７に関する表に構造に関して対応する以下の表から推測することができる。
【００７６】
（表）
0005946190.tif 000010
0005946190.tif 000011
0005946190.tif 000012
0005946190.tif 000013
【００７７】
以下の表は、物体視野の中心点の主光線１６のミラーＭ１からＭ８に対する入射角「ＣＲＡ中心」の値、及びこれらのミラー上に存在する最大入射角「ＡＯＩ最大」の値を与える。
【００７８】
（表）
0005946190.tif 000014
【００７９】
図３に記載の投影光学系７は、０．５０という像側開口数ＮＡを有する。
【００８０】
最後から２番目のミラーＭ７と最後から４番目のミラーＭ５の主要部分とは、主平面２３の同じ側に配置される。一方で最後から４番目のミラーＭ５と最後から３番目のミラーＭ６の間の結像ビーム経路と、他方で図３に記載の投影光学系７の像視野８の領域内の結像光束２２とは、結像ビーム経路区画２１の異なる側で案内される。
【００８１】
図３に記載の投影光学系７では、ミラーＭ１、Ｍ３、Ｍ５、Ｍ６、及びＭ８は、凹ミラーとして構成される。ミラーＭ２、Ｍ４、及びＭ７は、凸ミラーとして構成される。
【００８２】
ミラーＭ１からＭ５は、全て負の主光線倍率を有する。ミラーＭ６及びＭ７は、正の主光線倍率を有する。
【００８３】
図３に記載の投影光学系７も、ちょうど１つの中間像を有する。物体視野４と、中間像平面１９内の位置するこの中間像の間の瞳平面１７は、ミラーＭ３とＭ４の間の結像ビーム経路内で結像ビーム経路がちょうど一度交わる位置に配置される。これは、ミラーＭ３とＭ４の間の瞳平面１７に開口絞りを位置決めすることができ、そのような開口絞りを結像光路がちょうど一度通過することを意味する。
【００８４】
ミラーＭ５とＭ８は、反射面の向きに関して背中合わせに配置される。
【００８５】
図３に記載の投影光学系７における中心瞳掩蔽率は３．３％である。
【００８６】
像平面９と、ミラーＭ７の使用反射面のうちで像平面に最も近い部分との間の作動間隔ｄwは、４０ｍｍである。図３に記載の投影光学系７の全長に対するこの作動間隔ｄwの比は、２．４％である。この作動間隔ｄwと像側開口数ＮＡとの積は、４０ｍｍ×０．５０＝２０ｍｍである。
【００８７】
図４は、投影光学系７の更に別の実施形態を示している。図２及び図３に記載の投影光学系７を参照して上述したものに対応する構成要素は同じ参照番号を有し、これらに対しては再度詳細には解説しない。
【００８８】
図４に記載の投影光学系７のミラーＭ１からＭ８は、図２の投影光学系７を参照して上で与えられた式に従って数学的に記述することができる。
【００８９】
図４に記載の投影光学系７の光学設計データは、図２に記載の投影光学系７の表に構造に関して対応する以下の表から推測することができる。
【００９０】
（表）
0005946190.tif 000015
【００９１】
（表）
0005946190.tif 000016
【００９２】
（表）
0005946190.tif 000017
【００９３】
（表）
0005946190.tif 000018
【００９４】
以下の表は、物体視野の中心点の主光線１６のミラーＭ１からＭ８に対する入射角「ＣＲＡ中心」の値、及びこれらのミラー上に存在する最大入射角「ＡＯＩ最大」の値を与える。
【００９５】
（表）
0005946190.tif 000019
【００９６】
図４に記載の投影光学系７は、０．７０という像側開口数ＮＡを有する。
【００９７】
ミラーＭ５とミラーＭ７とは、主平面２３の異なる側に配置される。
【００９８】
図４に記載の投影光学系７では、一方でミラーＭ３とＭ８、他方でミラーＭ５とＭ８は、背中合わせに配置される。
【００９９】
ミラーＭ３とＭ８、並びにミラーＭ５とＭ８は、反射面の向きに関して背中合わせに配置される。
【０１００】
図４の投影光学系は、ちょうど１つの中間像を有する。
【０１０１】
ミラーＭ１からＭ４及びＭ６は、負の主光線倍率を有する。ミラーＭ５及びＭ７は、正の主光線倍率を有する。
【０１０２】
図４に記載の投影光学系７における中心瞳掩蔽率は、６．３％である。像平面９と、ミラーＭ７の使用反射面のうちで像平面に最も近い部分との間の作動間隔ｄwは、図４に記載の投影光学系では２５ｍｍである。図４に記載の投影光学系７の全長に対するこの作動間隔ｄwの比は、１．５％である。この作動間隔ｄwと像側開口数ＮＡの積は、２５ｍｍ×０．７０＝１７．５ｍｍである。
【０１０３】
図５は、投影光学系７の更に別の実施形態を示している。図２から図４に記載の投影光学系７を参照して上述したものに対応する構成要素は同じ参照番号を有し、これらに対しては再度詳細には解説しない。
【０１０４】
図５に記載の投影光学系７の光学設計データは、図２に記載の投影光学系７の表に構造に関して対応する以下の表から推測することができる。
【０１０５】
（表）
0005946190.tif 000020
【０１０６】
（表）
0005946190.tif 000021
【０１０７】
（表）
0005946190.tif 000022
【０１０８】
（表）
0005946190.tif 000023
【０１０９】
以下の表は、物体視野の中心点の主光線１６のミラーＭ１からＭ８に対する入射角「ＣＲＡ中心」の値、及びこれらのミラー上に存在する最大入射角「ＡＯＩ最大」の値を与える。
【０１１０】
（表）
0005946190.tif 000024
【０１１１】
図５に記載の投影光学系７の結像ビーム経路内では、結像ビーム経路のうちでミラーＭ４とＭ５の間の部分は、結像ビーム経路区画２１の像視野８の領域内の結像光束２２と同じ側に位置する。図５に記載の実施形態において、瞳平面１７は、ミラーＭ３の近くに位置し、中間像平面１９は、ミラーＭ６とＭ７の間に位置する。
【０１１２】
ミラーＭ３とＭ８、並びにミラーＭ５とＭ８は、反射面の向きに関して背中合わせに配置される。
【０１１３】
結像ビーム経路区画２１は、隣接するミラーＭ３とＭ５の間の空間を通って延びている。
【０１１４】
図５の投影光学系は、ちょうど１つの中間像を有する。
【０１１５】
ミラーＭ１からＭ３は、負の主光線倍率を有する。ミラーＭ４は、正の主光線倍率を有する。
【０１１６】
図５に記載の投影光学系７における中心瞳掩蔽率は、４．４％である。像平面９と、ミラーＭ７の使用反射面のうちで像平面に最も近い部分との間の作動間隔ｄwは、３５ｍｍである。図５に記載の投影光学系の全長に対するこの作動間隔ｄwの比は、２．０％である。この作動間隔ｄwと像側開口数ＮＡの積は、３５ｍｍ×０．７０＝２４．５ｍｍである。
【０１１７】
図５に記載の投影光学系７は、０．７という開口数ＮＡを有する。
【０１１８】
図６は、投影光学系７の更に別の実施形態を示している。図２から図５に記載の投影光学系７、特に図３の投影光学系７を参照して上述したものに対応する構成要素は同じ参照番号を有し、これらに対しては再度詳細には解説しない。
【０１１９】
図６に記載の投影光学系７の光学設計データは、図２に記載の投影光学系７の表に構造に関して対応する以下の表から推測することができる。
【０１２０】
（表）
0005946190.tif 000025
【０１２１】
（表）
0005946190.tif 000026
【０１２２】
（表）
0005946190.tif 000027
【０１２３】
（表）
0005946190.tif 000028
【０１２４】
以下の表は、物体視野の中心点の主光線１６のミラーＭ１からＭ８に対する入射角「ＣＲＡ中心」の値、及びこれらのミラー上に存在する最大入射角「ＡＯＩ最大」の値を与える。
【０１２５】
（表）
0005946190.tif 000029
【０１２６】
図６に記載の投影光学系７の物体視野４と像視野８の間の結像ビーム経路は、図３に記載の実施形態における結像ビーム経路と同等である。図６に記載の投影光学系７の像側の開口数ＮＡは、０．７０である。
【０１２７】
図６に記載の投影光学系７の物体視野４とミラーＭ５の間の結像ビーム経路は、主平面２３のミラーＭ７と同じ側に位置する。結像ビーム経路区画２１に関して、一方で物体視野４とミラーＭ５の間の結像ビーム経路と、他方で像視野８の領域内の結像光束２２とは異なる側に位置する。
【０１２８】
図６に記載の投影光学系７は、ちょうど２つの中間像を有する。第１の中間像は、ミラーＭ１とＭ２の間の結像ビーム経路に位置する中間像平面２４内に位置する。第２の中間像は、ミラーＭ５とＭ７の間のビーム経路に位置する。
【０１２９】
図６に記載の投影光学系７の第１の内部瞳平面２５は、ミラーＭ１と中間像平面２４の間に位置する。この瞳平面２５は、結像ビーム経路のうちで結像ビーム束がちょうど一度交わる部分に位置する。
【０１３０】
図６に記載の投影光学系７の２つの中間像の間では、ミラーＭ５の近くに更に別の瞳平面が位置する。
【０１３１】
ミラーＭ５とＭ８は、背中合わせに配置される。
【０１３２】
ミラーＭ１からＭ５は、負の主光線倍率を有する。ミラーＭ６及びＭ７は、正の主光線倍率を有する。
【０１３３】
図６に記載の投影光学系７における中心瞳掩蔽率は、７．８％である。像平面９と、ミラーＭ７の使用反射面のうちで像平面に最も近い部分との間の作動間隔ｄwは、図６に記載の投影光学系では３１ｍｍである。図６に記載の投影光学系７の全長に対するこの作動間隔ｄwの比は、１．７％である。この作動間隔ｄwと像側開口数ＮＡの積は、３１ｍｍ×０．７０＝２１．７ｍｍである。
【０１３４】
微細構造化構成要素又はナノ構造化構成要素を生成するのに、投影露光装置１は以下の通りに使用される。最初に、反射マスク１０又はレチクルと、基板又はウェーハ１１とが準備される。次に、レチクル１０上の構造が、投影露光装置を用いてウェーハ１１の感光層上に投影される。感光層を現像することにより、ウェーハ１１上に微細構造又はナノ構造が生成され、従って、微細構造化構成要素が生成される。
【図１】
0005946190.tif 000030
【図２】
0005946190.tif 000031
【図３】
0005946190.tif 000032
【図４】
0005946190.tif 000033
【図５】
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【図６】
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