(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
投影露光装置の作動中に照明される物体平面を像平面に結像するためのＥＵＶに向けて設計されたマイクロリソグラフィ投影露光装置の投影対物系であって、
投影対物系が、複数の別々のミラーセグメント（１６１〜１６３；２６１〜２６６，２８１〜２８４；３１１，３１２；４１１，４１２；５１０〜５４０）を含む少なくとも１つのミラーセグメント配列（１６０，２６０，２８０，３１０，４１０，５００）を有し、
互いに異なり、かつ物体平面（ＯＰ）の像平面（ＩＰ）内への結像をそれぞれもたらす部分ビーム経路は、同じミラーセグメント配列の前記ミラーセグメントに関連付けられ、該部分ビーム経路は、該像平面（ＩＰ）内で重ね合わされ、該像平面（ＩＰ）内の同じ点において重ね合わされる少なくとも２つの部分ビームは、同じミラーセグメント配列の異なるミラーセグメントによって反射されたものであり、
前記少なくとも１つのミラーセグメント配列（１６０，２６０，２８０，３１０，４１０，５００）は、前記像平面側で前記ビーム経路に関して最後のものである投影対物系の反射配列である、
ことを特徴とする投影対物系。
【請求項２】
前記少なくとも１つのミラーセグメント配列（１６０，２６０，２８０，３１０，４１０，５００）は、最大の大きさの合計光学的有効面を有する投影対物系の反射配列であることを特徴とする請求項１に記載の投影対物系。
【請求項３】
前記少なくとも１つのミラーセグメント配列（１６０，２６０，２８０，３１０，４１０，５００）は、少なくとも３つのミラーセグメント（１６１，１６２，１６３；２６１〜２６６，２８１〜２８４；４１１，４１２；５１０〜５４０）、特に、少なくとも４つのミラーセグメント（２６１〜２６６，２８１〜２８４；５１０〜５４０）を有することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の投影対物系。
【請求項４】
前記同じミラーセグメント配列（１６０，２６０，２８０，４１０，５００）の前記ミラーセグメント（１６１〜１６３；２６１〜２６６，２８１〜２８４；３１１，３１２；４１１，４１２；５１０〜５４０）は、それぞれ、隣接するミラーセグメントの間に任意的に存在する移行領域によってのみ中断される連続反射面を互いに形成す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項に記載の投影対物系。
【請求項５】
各々が少なくとも２つの別々のミラーセグメント（２６１〜２６６，２８１〜２８４）を有する少なくとも２つのミラーセグメント配列（２６０，２８０）が設けられ、互いに異なり、前記物体平面（ＯＰ）の前記像平面（ＩＰ）内への結像をそれぞれもたらす、かつ該像平面（ＩＰ）内で重ね合わされるビーム経路は、前記同じミラーセグメント配列（２６０，２８０）の前記ミラーセグメント（１６１〜２６６，２８１〜２８４）に関連付けられ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項に記載の投影対物系。
【請求項６】
一方のミラーセグメント配列（２６０）の前記ミラーセグメント（２６１〜２６６）のうちのそれぞれ１つが、他方のミラーセグメント配列（２８０）の前記ミラーセグメント（２８１〜２８４）のうちの１つに同じ部分ビーム経路との対毎の関係で関連付けられることを特徴とする請求項５に記載の投影対物系。
【請求項７】
前記少なくとも１つのミラーセグメント配列（３１０，４１０）の照明を該ミラーセグメント配列の異なるミラーセグメント（３１１，３１２，４１１，４１２）に選択的に制限することができるように設計されたシャッター配列（３１５，３１６，３１７，４１５）が更に設けられることを特徴とする請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の投
対物系。
【請求項８】
前記ミラーセグメント配列の少なくとも２つのミラーセグメントが、互いに対して移動可能であ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項に記載の投影対物系。
【請求項９】
掩蔽シャッター配列が更に設けられ、前記ミラーセグメント配列のミラーセグメントの間に残る少なくとも１つのミラーセグメント中間空間が、該掩蔽シャッター配列の遮光部に少なくとも部分的に配置され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項に記載の投影対物系。
【請求項１０】
投影露光装置の作動において照明される物体平面を像平面に結像するためのＥＵＶに向けて設計されたマイクロリソグラフィ投影露光装置の投影対物系であって、
複数の別々のミラーセグメント（１６１〜１６３；２６１〜２６６，２８１〜２８４；３１１，３１２；４１１，４１２；５１０〜５４０；６１０〜６５０）を含む少なくとも１つのミラーセグメント配列（１６０，２６０，２８０，３１０，４１０，５００，６００）と、
前記ミラーセグメント配列のミラーセグメントの間に残る少なくとも１つのミラーセグメント中間空間が、掩蔽シャッター配列（７１０，７２０，９１０，９２０，９３０，９４０）の遮光部に少なくとも部分的に配置される掩蔽シャッター配列（７１０，７２０，９１０，９２０，９３０，９４０）と、
を含み、
前記掩蔽シャッター配列（７１０，７２０，９１０，９２０，９３０，９４０）は、
0005950129.tif 000003
として定義されるパラメータＰ（Ｍ）が、少なくとも０．８であり、Ｄ（ＳＡ）が、部分開口直径を表し、Ｄ（ＣＲ）が、当該平面内の光学面Ｍ上の光学的使用視野の全ての視野点にわたって定められる最大主光線間隔を表す投影対物系の平面に配置される、
ことを特徴とする投影対物系。
【請求項１１】
前記ミラーセグメント配列のミラーセグメントの間に残る前記少なくとも１つのミラーセグメント中間空間は、回転対称、特に、環状幾何学形状のものであることを特徴とする請求項９又は請求項１０に記載の投影対物系。
【請求項１２】
前記掩蔽シャッター配列は、回転対称、特に、環状幾何学形状のものであることを特徴とする請求項９から請求項１１のいずれか１項に記載の投影対物系。
【請求項１３】
パラメータＰ（Ｍ）が、少なくとも０．９であることを特徴とする請求項１０から請求項１２のいずれか１項に記載の投影対物系。
【請求項１４】
前記掩蔽シャッター配列（７１０，７２０，９１０，９２０，９３０，９４０）は、ｎがゼロよりも大きい自然数である場合に、光学系軸線に関してｎ重対称性、特に、４重対称性のものであることを特徴とする請求項９から請求項１３のいずれか１項に記載の投影対物系。
【請求項１５】
投影露光装置の作動において照明される物体平面（ＯＰ）を像平面（ＩＰ）に結像するためのＥＵＶに向けて設計されたマイクロリソグラフィ投影露光装置の投影対物系を製造する方法であって、
投影対物系が、複数のミラーを有し、
前記ミラーのうちの少なくとも１つが、複数の別々のミラーセグメント（１６１〜１６３；２６１〜２６６，２８１〜２８４；３１１，３１２；４１１，４１２；５１０〜５４０）から構成され、
前記像平面（ＩＰ）内の同じ点において重ね合わされる少なくとも２つの部分ビームが、前記複数の別々のミラーセグメント（１６１〜１６３；２６１〜２６６，２８１〜２８４；３１１，３１２；４１１，４１２；５１０〜５４０）の異なるミラーセグメントによって反射されたものであり、
複数の別々のミラーセグメントで構成された前記ミラーは、前記像平面側でビーム経路に関して最後のものである、
ことを特徴とする方法。
【請求項１６】
複数の別々のミラーセグメントで構成された前記ミラーは、最大の大きさの合計光学的有効面を有するミラー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】
前記ミラーセグメントのうちの少なくとも２つが、光学的に途切れることなく互いに結合されることを特徴とする請求項１５又は請求項１６に記載の方法。
【請求項１８】
前記ミラーセグメントのうちの少なくとも２つが、互いに対して有限の間隔で固定されることを特徴とする請求項１５から請求項１７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】
〔関連出願への相互参照〕
本出願は、両方共に２０１０年１１月５日出願のドイツ特許出願ＤＥ  １０  ２０１０  ０４３  １０  ４９８．１及びＵＳ  ６１／４１０，５２１に対する優先権を請求するものである。これらの出願の内容は、引用によってここに組み込まれる。
【０００２】
本発明は、ＥＵＶに向けて設計されたマイクロリソグラフィ投影露光装置の投影対物系、及び投影対物系を光学的に調節する方法に関する。
【背景技術】
【０００３】
マイクロリソグラフィは、例えば、集積回路又はＬＣＤのような微細構造化構成要素の製造に使用される。マイクロリソグラフィ処理は、照明系と投影対物系とを有するいわゆる投影露光装置において実施される。この場合、照明系を用いて照明されるマスク（＝レチクル）の像が、投影対物系を用いて、感光層（フォトレジスト）で被覆されて投影対物系の像平面に配置された基板（例えば、シリコンウェーハ）上に投影され、マスク構造が基板上の感光コーティング上に転写される。
【０００４】
ＥＵＶ範囲、すなわち、例えば、約１３ｎｍ又は約７ｎｍの波長に向けて設計された投影対物系内での結像処理には、適切な半透過屈折材料の利用可能性の欠如に起因してミラーが使用される。
【０００５】
例えば、ＵＳ  ７  ５３８  ８５６  Ｂ２から公知のＥＵＶに向けて設計された典型的な投影対物系は、例えば、０．２から０．３の範囲の像側開口数（ＮＡ）を有し、像平面又はウェーハ平面に物体視野（例えば、環状の）を再現することができる。
【０００６】
像側開口数（ＮＡ）を増大させるための手法の場合に、実際に発生する問題は、開口数の増大に関連するミラー面の大きさの増大に対して多くの点に関して制限が設定されることであり、一方でミラーの寸法を増大させることにより、特に要求制限値よりも小さい値まで長波面誤差を低減することが益々困難になり、この点に関して、大きいミラー面は、取りわけ強い非球面を必要とする。更に、ミラーに対する増大する寸法は、製造においてより大きい処理機械を必要とし、使用される機械製作ツール（例えば、研削機械、ラッピング研磨機械、及び研磨機械、干渉計、並びに洗浄及び被覆設備等）に対してより厳密な要件が課せられる。更に、より大きいミラーの製造は、より重いミラー基部本体を使用することを必要とし、このより重いミラー基部本体は、ある一定の制限から、定位置に静止して装着されるのが希であるか、又は重力に起因して許容可能限度を超えて屈曲する場合がある。
【０００７】
ミラー寸法の増大に関わる更に別の問題は、照明ビーム経路の領域の遮光からもたらされる。この点に関しては、中心掩蔽を有する系を使用することは確かに可能であるが、この系内には上述の問題が依然としてもたらされる。
【０００８】
取りわけＷＯ  ２００８／０２０９６５  Ａ２からは、ＥＵＶ光源のコレクターミラーを共通の焦点に向けられた複数の離散基板によって製造し、次に、各々をＥＵＶに対して反射性を有する複数の層で被覆することが公知である。例えば、楕円体ミラーの形態にあるコレクターミラーの向きを設定するために、担体構造に対する基板のうちの少なくとも１つの向きの設定において、１つ又はそれよりも多くのアクチュエータが使用され、そのような向き設定工程は、楕円体ミラーの第１の焦点から第２の焦点へと偏向される光の測定に依存して達成される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】ＵＳ  ７  ５３８  ８５６  Ｂ２
【特許文献２】ＷＯ  ２００８／０２０９６５  Ａ２
【特許文献３】ＷＯ  ２００９／０５２９３２  Ａ１
【特許文献４】ＷＯ  ２００７／０６２８０８  Ａ１
【特許文献５】ＵＳ  ２００８／０１４４０４３  Ａ１
【特許文献６】ＵＳ  ７  ３３３  ２１６  Ｂ２
【特許文献７】ＵＳ  ７  ０１９  ８２４  Ｂ２
【特許文献８】ＵＳ  ２００８／０１６５４１５  Ａ１
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明の目的は、より高い開口数の実施を可能にし、同時に上述の生産工学の問題を少なくとも実質的に回避するマイクロリソグラフィ投影露光装置の投影対物系を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上述の目的は、独立請求項１に記載の特徴によって得られる。
【００１２】
ＥＵＶに向けて設計されたマイクロリソグラフィ投影露光装置の作動中に照明される物体平面を像平面に結像するための投影露光装置の本発明による投影対物系は、複数の別々のミラーセグメントを含む少なくとも１つのミラーセグメント配列を有し、同じミラーセグメント配列のミラーセグメントには、互いに異なり、物体平面の像平面内への結像をそれぞれ可能にする部分ビーム経路が関連付けられ、これらの部分ビーム経路は、像平面内で重ね合わされ、像平面内の同じ点において重ね合わされる少なくとも２つの部分ビームは、同じミラーセグメント配列の異なるミラーセグメントによって反射されたものである。
【００１３】
この点に関して、本発明によるミラーセグメント配列内で隣接するミラーセグメントは、互いに光学的に途切れることなく組み立てることができ、又は生産工程によって調節することができ、又はミラーセグメント配列の調節の目的で特定的にターゲットを定めて提供することができるかのいずれかである互いに対する有限の間隔にあるとすることができる。
【００１４】
本発明よると、像平面内で重ね合わされ、物体平面（又はマスク）の像平面又はウェーハ平面内への結像にそれぞれ関わり、その像が像平面内で重ね合わされる部分ビーム経路を本明細書ではこれ以降「同時部分ビーム経路」とも呼ぶ。
【００１５】
本発明は、特に、投影対物系の結像ビーム経路内の少なくとも１つのミラーをセグメント別方式に実施し、すなわち、一体的なミラーを複数の別々のミラーセグメントを含むミラーセグメント配列で置換するという概念に基づいている。
【００１６】
更に、像平面内の同じ点に重ね合わされる少なくとも２つの部分ビームは、同じミラーセグメント配列の異なるミラーセグメントによって反射されたものである。従って、本発明により、ミラーセグメント配列の異なるミラーセグメントによって反射されて像平面内のこの点に重なるビームが像平面内の１つの同じ点に到達する。言い換えれば、１つの物体視野は、同じミラーセグメント配列の異なるミラーセグメントの寄与又は協働によって１つの像視野内に投影される。従って、本発明は、例えば、異なる物体視野（互いから空間的に分離された）が、別々の光路（ビーム誘導構成要素として異なるミラーを含む）を通じて異なる像視野に割り当てられ、物体視野内の１つの同じ点が、１つだけのミラーによって反射されたビームだけによって照射されるという意味で異なる光学群を有する光学系の従来技術の概念とは異なる。そのような概念とは対照的に、本発明は、大きく高い開口数を提供することを可能にする。
【００１７】
少なくとも１つのミラーの上述のセグメント別の構造、すなわち、別々のミラーセグメントを有するミラーセグメント配列による少なくとも１つのミラーの置換は、一方で本発明によるミラーセグメント配列に関して処理される最大直径を対応する非セグメント分割ミラーの最大直径よりも実質的に小さくすることができる限り（例えば、僅か７０％又はそれ未満程度に）、生産工学の観点から実質的な利点を有する。その結果、一部の状況下では、ここで全く初めて製造が技術的に可能になるか、又は新しく大きい生産機械への更に別の資本投資を回避することができる。一方、個々のミラーセグメントを薄くすることができるので、処理すべき構成要素は、対応する非セグメント分割ミラーと比較して実質的に少ない質量のものであり（全体的に）、単なる例として２５％又はそれ未満程度である。合計質量の低減の結果として、ミラーセグメント又はミラーセグメント配列の自量に起因するこれらのミラーセグメント又はミラーセグメント配列の重力誘発の変形を低減することができる。
【００１８】
本発明の開示はまた、ＥＵＶに向けて設計されたマイクロリソグラフィ投影露光装置の作動において照明される物体平面を像平面に結像するための投影露光装置の本発明による投影対物系に関し、それは、複数の別々のミラーセグメントを含む少なくとも１つのミラーセグメント配列を有し、同じミラーセグメント配列のミラーセグメントには、互いに異なり、物体平面の像平面内への結像をそれぞれ可能にする部分ビーム経路が関連付けられ、これらの部分ビーム経路は、像平面内で重ね合わされる。
【００１９】
実施形態において、少なくとも１つのミラーセグメント配列は、像平面側でビーム経路に関して最後のものである、投影対物系の反射配列である。
【００２０】
実施形態において、少なくとも１つのミラーセグメント配列は、最大の大きさの合計光学的有効面（すなわち、合計反射面）を有する投影対物系の反射配列である。
【００２１】
実施形態において、少なくとも１つのミラーセグメント配列は、少なくとも３つのミラーセグメント、特に少なくとも４つのミラーセグメントを有する。
【００２２】
実施形態において、同じミラーセグメント配列のミラーセグメントは、それぞれ、隣接するミラーセグメントの間に任意的に存在する移行領域によってのみ中断される連続反射面を互いに形成する。
【００２３】
実施形態において、各々が少なくとも２つの別々のミラーセグメントを有する少なくとも２つのミラーセグメント配列が設けられ、同じミラーセグメント配列のミラーセグメントには、互いに異なり、物体平面の像平面内への結像をそれぞれもたらし、像平面内で重ね合わされるビーム経路が関連付けられる。
【００２４】
実施形態において、１つのミラーセグメント配列のミラーセグメントのうちのそれぞれの１つは、他のミラーセグメント配列のミラーセグメントのうちの１つに対して同じ部分ビーム経路との対毎の関係で関連付けられる。
【００２５】
実施形態において、少なくとも１つのミラーセグメント配列の照明をこのミラーセグメント配列の異なるミラーセグメントに選択的に制限することができるように設計されたシャッター配列が更に設けられる。
【００２６】
本発明はまた、ＥＵＶに向けて設計されたマイクロリソグラフィ投影露光装置の作動において照明される物体平面を像平面に結像するための投影露光装置の投影対物系に関し、投影対物系は、複数のミラーを含み、これらの複数のミラーのうちで最大の大きさを有するミラーは、複数の別々のミラーセグメントを含むミラーセグメント配列として形成される。
【００２７】
下記で更に解説するように、最も大きいミラー（特に像平面側で最後のミラーとすることができる）のセグメント式構成は、このミラーが像側の開口数（ＮＡ）に特に関連しているので特に有利である。
【００２８】
本発明の更に別の態様において、個々のミラーセグメントの間に中間空間が発生し、結像特性に影響を及ぼすという事実を考慮する。この問題は、特にビーム経路内の最後のミラーに関連して発生する場合があり、より具体的には、このミラーが、像平面側でテレセントリックであるビーム経路によって正確に瞳平面に存在せず、その結果、誘発される結像誤差が視野依存成分を有する場合に発生する可能性がある。
【００２９】
ここで、本発明は、系の瞳平面に適切な掩蔽シャッター配列を配置することにより、厳密に又は少なくとも部分的に上述のミラーセグメント中間空間が掩蔽シャッターの遮光部内に収まるような、又は瞳平面から外れた掩蔽の遮光部が厳密に又は少なくとも部分的にミラーセグメント中間空間を覆うような掩蔽効果を提供することが可能になるという概念に関わる。言い換えれば、本発明により、ミラーセグメント中間空間が、掩蔽シャッター配列の遮光部がちょうど対応する領域上に生成される限り、結像特性に対する外乱的影響を伴わないままに留まるということが利用される。言い換えれば、ミラーセグメント配列上への掩蔽シャッターの遮光投影は、ミラーセグメント中間空間上を少なくとも部分的に覆う。従って、掩蔽シャッターがない場合にミラーセグメント中間空間上に入射することになる光は、掩蔽シャッターによって遮蔽される／絞られる。
【００３０】
以上の背景を念頭に、実施形態により、投影対物系の瞳平面に掩蔽シャッターが設けられ、掩蔽シャッターは、ミラーセグメント配列上の掩蔽シャッターの遮光投影がミラーセグメント中間空間上を覆うように設計される。
【００３１】
更に、有利な実施形態において、少なくとも１つのミラーセグメント配列は、ミラーセグメントの間のミラーセグメント中間空間が、少なくとも領域毎に環状形状又は環セグメント形状のものである幾何学形状のものであるように（又は個々のミラーセグメントの間にそのような「仕切り」を有するように）設計される。ミラーセグメント中間空間におけるそのような環状幾何学形状は、掩蔽に起因して方向性依存の結像効果が発生しないという更に別の利点を有する。それとは対照的に（光伝播方向又は光学系軸に関して）異なる方位角で配置され、半径方向に延びるミラーセグメント中間空間は、ある一定の回折次数がミラーセグメント中間空間の領域内に通過し、他の回折次数がミラーセグメント中間空間上に進まず、従って、互いに異なる向きを有する構造が異なる結像特性を示すという効果を有する。しかし、上述の概念は、環形態又は環セグメント形状にあるミラーセグメント中間空間に限定されず、従って、ミラーセグメント中間空間が掩蔽シャッターの遮光部内に収まる他の幾何学形状も含まれる。
【００３２】
掩蔽シャッター配列は、結像特性に対して可能な限り弱い又は僅かな外乱しかもたらさない影響を有するものであるので、好ましくは、回転対称性を有する（しかし、本発明は、これに限定されない）。結像特性に対する掩蔽シャッター配列の影響は、掩蔽シャッター配列が環状幾何学形状のものである時に最も弱く、これは、この場合、結像される各構造又は各回折次数が、その向きとは無関係に同じ掩蔽効果を受けるからである。更に別の実施形態において、掩蔽シャッター配列は、ある一定の構造又は回折次数において同じ掩蔽が得られるように、光学系軸に関してｎ重対称性（特に４重対称性）を有するように設計することができる。
【００３３】
更に別の態様において、本発明はまた、ＥＵＶに向けて設計されたマイクロリソグラフィ投影露光装置の作動において照明される物体平面を像平面に結像するための投影露光装置の投影対物系を製造する方法に関し、投影対物系は、複数のミラーを有し、ミラーのうちの少なくとも１つは、複数の別々のミラーセグメントから構成される。
【００３４】
実施形態により、複数の別々のミラーセグメントの上述のミラーの構成は、像平面内の同じ点に重ね合わされる少なくとも２つの部分ビームが、これらの複数の別々のミラーセグメントのうちの異なるミラーセグメントによって反射されたものであるように作られる。
【００３５】
実施形態により、複数の別々のミラーセグメントから構成される上述のミラーは、像平面側でビーム経路に関して最後のものである。
【００３６】
実施形態により、複数の別々のミラーセグメントから構成される上述のミラーは、最大サイズの合計光学的有効面を有するミラーである。
【００３７】
実施形態により、これらのミラーセグメントのうちの少なくとも２つは、互いに光学的に途切れることなく結合することができる（例えば、割り込みにより）。更に、これらのミラーセグメントのうちの少なくとも２つは、互いに対して有限の間隔で固定することもできる。
【００３８】
更に別の態様において、本発明はまた、マイクロリソグラフィ投影露光装置の投影対物系を光学的に調節する方法に関し、投影対物系は、調節作動中にリソグラフィ工程のための作動位置に向けられる複数のミラーを有し、投影対物系は、複数の別々のミラーセグメントを含む少なくとも１つのミラーセグメント配列を有し、調節は、それぞれの調節段階において物体平面の像平面内への結像に寄与するミラーセグメントに関して互いに異なる少なくとも２つの調節段階で達成される。
【００３９】
本発明は、更に、マイクロリソグラフィ投影露光装置の投影対物系を光学的に調節するための配列に関し、投影対物系は、調節作動中にリソグラフィ工程のための作動位置に向けられる複数のミラーを有し、投影対物系は、複数の別々のミラーセグメントを含む少なくとも１つのミラーセグメント配列を有し、配列は、ミラーセグメント配列の照明をミラーセグメントのうちの１つ又はそれよりも多くに選択的に制限することができる少なくとも１つの可変シャッター配列を有する。
【００４０】
本発明の更に別の構成は、本明細書及び添付の特許請求の範囲に見出されるものとする。
【００４１】
以下では本発明を一例として添付図面に示す実施形態を用いてより詳細に説明する。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】本発明の実施形態による投影対物系の構造を示す概略図である。
【図２】本発明の更に別の実施形態による投影対物系の構造を示す概略図である。
【図３】本発明による測定配列における異なる可能なシャッター配列を示す異なる図である。
【図４】同時部分ビーム経路に対する測定配列の構造を示す本発明による可能な構造の概略図である。
【図５】本発明の更に別の実施形態を示す概略図である。
【図６】本発明の更に別の態様を示す概略図である。
【図７】本発明の更に別の態様を示す概略図である。
【図８】本発明の更に別の態様を示す概略図である。
【図９】本発明の更に別の態様を示す概略図である。
【図１０】本発明の更に別の態様を示す概略図である。
【図１１】本発明の更に別の態様を示す概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００４３】
図１は、ミラーが、別々のミラーセグメントを含むミラーセグメント配列によって置換された投影対物系１００の構造の概略図を示している。この投影対物系の基本構造（本発明によるセグメント分割のない）は、ＵＳ  ７  ５３８  ８５６  Ｂ２から公知であり、従って、本出願の請求主題に属さない。
【００４４】
投影対物系１００内では、ＥＵＶ放射線は、照明系（図示せず）から結像される構造を有するマスク（レチクル）Ｒ上にマスクＲのうちで照明される領域を定義するスロットＳを通じて入射する。投影対物系１００は、複数のミラー（図示の実施形態では６つのミラー）１１０〜１６０を有し、像平面側でビーム経路に関して最後のものである、図１には概略的にしか示していないミラー１６０は、別々のミラーセグメント１６１、１６２、及び１６３を含むミラーセグメント配列の形態にある。
【００４５】
像平面側で最後のものである（同時に最も大きい）ミラーのセグメント式構成は、このミラーが像側の開口数（ＮＡ）に特に関連している限り特に有利である。
【００４６】
しかし、本発明は、上述のセグメント式構成に限定されず、従って、像平面側で最後のものであるミラーの代わりに、投影対物系１００の別のミラーを別々のセグメントに再分割することができる。更に別の実施形態において、以下に図２を参照して説明するように、複数のミラー（すなわち、２つ又はそれよりも多くのミラー）を別々のセグメントに再分割することができる。更に、３つのミラーセグメントという図１で選択した個数は、単に例示的なものであり、より多い又はより少ないミラーセグメント（すなわち、２つのみ）へのセグメント分割を行うことができることは認められるであろう。
【００４７】
投影対物系１００は、像平面側でテレセントリックであるが、照明系から入射する光との干渉現象を回避するために、物体平面側（すなわち、マスクＲの側）では非テレセントリックである。
【００４８】
この図では概略的にしか示していない測定配列１７０は、以下でより詳細に説明するように、同時発生の部分ビーム経路又はその重ね合わせの測定のためなどに機能する。
【００４９】
図２は、セグメント分割特性を有する２つのミラーが存在する本発明の更に別の実施形態による投影対物系２００の構造を例示する概略図を示している。この投影対物系の基本構造（本発明によるセグメント分割のない）は、ＷＯ  ２００９／０５２９３２  Ａ１から公知であり、従って、本出願の請求主題に属さない。
【００５０】
投影対物系２００は、６つの非セグメント分割ミラー２１０〜２５０及び２７０と２つのミラーセグメント配列２６０、２８０とを有し、これらのミラーセグメント配列のうちで、ビーム経路に関して最後のものであるミラーセグメント配列２８０は、４つのミラーセグメント２８１〜２８４に再分割され、それに対して光伝播方向に最後から第３の位置にあるミラーセグメント配列２６０は、６つのミラーセグメント２６１〜２６６に再分割される。
【００５１】
更に、像平面側にビーム経路に関して最後の３つの位置に配置されたミラーセグメント配列２６０及び２８０、並びにミラー２７０は、それぞれ掩蔽され、光軸ＯＡの位置に入射する光に対する貫通開口部を有する。ビーム経路に関して最後から４番目の位置に配置されたミラー２５０は掩蔽されず、その外側周縁によって投影対物系の瞳平面ＰＰ内に定義される遮光部を生成する。ビーム経路に関して最後のものであるミラーセグメント配列２８０と像平面ＩＰの間には、中間像ＩＭＩが存在する。
【００５２】
図２の投影対物系２００では、ミラーセグメント配列２６０のミラーセグメント２６１〜２６６のうちのそれぞれの１つは、他方のミラーセグメント配列２８０のミラーセグメント２８１〜２８４のうちの１つと共に、同じ部分ビーム経路と対毎の関係で関連付けられる。図２では、そのようなミラーセグメント対（すなわち、ミラーセグメント２６１と２８４とを含むもの）と対応する部分ビーム経路部分との両方を矢印で強調している。これらのセグメント対の全ての合計は、１組の同時部分ビーム経路を定義する。図２に略示し、参照名２９０で表し、以下で説明する測定配列は、一方で各部分ビーム経路がそれ自体で無収差であり、他方でこれらの部分ビーム経路によってそれぞれ生成される像が、ウェーハ平面内でそれぞれの像構造幅に従って重なることを保証するように機能する。
【００５３】
投影対物系を調節するために、ミラーセグメント配列のミラーセグメントは、互いと系（全体として）の両方に対してアクチュエータを用いて方向付けられる。それに応じて、本発明は、測定配列との組合せ及びミラーセグメントの調節を可能にするアクチュエータ系にも関する。本発明による測定配列は、系の組み立て又は初期調節中に既に使用することができ、それと共に投影露光装置の既存作動中又はスキャナにおいて使用することもできる。
【００５４】
基本的に適切な配列は、能動ミラーの測定のための「かすめ入射干渉計」を開示するＷＯ  ２００７／０６２８０８  Ａ１に説明されている。本発明によるミラーセグメント配列の測定において、この干渉計を類似の方式に使用することができる。更に、ミラー全体の向きを検査するために、ＵＳ  ２００８／０１４４０４３  Ａ１に開示されている系波面干渉計を使用することができる。この干渉計を使用する時には、投影対物系の収差がミラーの位置又は向きによる影響を受け、更に系波面干渉計を用いてこれらの収差変化を検出することができるという事実が使用される。
【００５５】
同時部分ビーム経路（上述の定義による）は、１つしかミラーセグメント配列が存在しない場合に既に存在し、この場合、これらの部分ビーム経路の重ね合わせは、これらの部分ビーム経路によって像平面にそれぞれ生成されて互いに重ね合わされた関係にある像が、投影対物系によって得られる分解能に関して等しく、可能な限り正確に一致するように厳密でなければならない。それに応じて、測定配列においては、一方で、全ての同時発生ビーム経路に関する光学歪曲効果がある一定の許容範囲限度内で等しいことを確実にすべきであり、他方で、それぞれの像を分解能限度の範囲で可能な限り正確に重ね合わすべきであるという２つの課題が存在する。
【００５６】
同時部分ビーム経路及びその重ね合わせのための測定配列の基本的に可能な実施形態を以下で図３ａ〜図３ｃ及び図４を参照して説明する。
【００５７】
図３ａ〜図３ｃ及び図４に限って示す光学投影系３００及び４００は、それぞれ、上述の実施形態と同様に、少なくとも１つのミラーセグメント配列３１０及び４１０それぞれを含み、簡略化の目的で、それぞれ１つの更に別の（非セグメント分割）ミラー３２０及び４２０しか示していない。
【００５８】
図４の測定配列は、光伝播方向に投影対物系４００（概略的にしか示していない）の下流に配置された少なくとも１つの検出器４５５を有する。更に、測定配列は、光伝播方向に投影対物系４００の上流に、物体平面内で定義された特性を有する放射線を生成する測定光源４０１を有する。
【００５９】
同時部分ビーム経路及びその重ね合わせのための測定配列は、特に以下の作業を実施することになる：
ａ）点光源を結像する時に部分ビーム経路によって生成される波面（時に「系波面」とも呼ぶ）の収差を測定する段階。点光源は、物体平面ＯＰ内の様々な場所、好ましくは、いわゆるスキャナスロットの領域に配置することができる。これらの収差を測定するのに適する配列及び方法は、例えば、ＵＳ  ２００８／０１４４０４３  Ａ１又はＵＳ  ７  ３３３  ２１６  Ｂ２から公知である。
ｂ）部分ビーム経路により、特にスキャナスロットの領域内に生成される像の歪曲を測定する段階。当業技術では、歪曲測定に適するのに適する配列及び方法は、同じく例えばＵＳ  ７  ０１９  ８２４  Ｂ２から公知である。
ｃ）少なくとも２つの部分ビーム経路によって像平面ＩＰ又はウェーハ平面、特にスキャナスロットＳの領域内に生成される像の重ね合わせを測定する段階。
【００６０】
更に、測定配列は、光の所定の立体角領域を選択するための選択的作動シャッター配列４１５を有し、それによって少なくとも１つのミラーセグメント配列の照明をミラーセグメントのうちの異なるものに選択的に制限することが可能になる。
【００６１】
図３ａ〜図３ｃに略示す光伝播方向に関して、そのようなシャッター配列は、物体平面ＯＰに配置されたマスクＲの直ぐ下流（図３ａの参照名３１５を参照されたい）、２つのミラー又はミラーセグメント配列３１０と３２０との間（図３ｂの参照名３１６を参照されたい）、又は光伝播方向に検出器配列の直ぐ上流（図３ｃの参照名３１７）のいずれかに配置することができる。
【００６２】
この点に関して、シャッター配列を用いた部分ビーム経路の選択において、全ての個別開口部を共通のシャッター平面に配置し、変位可能シャッターによってこれらの開口部うちのそれぞれの１つを選択することが有利である。シャッター配列内の開口部は、位置及びサイズに関して、測定光源３０１及び４０１それぞれによってそれぞれのミラー対に沿って生成される部分ビーム経路によって決定される。従って、各部分ビーム経路に対して、それぞれの位置、形状、及びサイズを有する関係するシャッター開口部が存在する。
【００６３】
本発明による測定配列は、特に、像平面に生成される（全体）像に対する個別部分ビーム経路のそれぞれの寄与を別々に又はターゲットを定めて選択可能な組合せで検査することができることを可能にする。
【００６４】
ａ）及びｂ）に記載の上述の作業を実施するための既に言及した方法は、従来技術から公知である。従って、部分ビーム経路の選択のための上述のシャッター配列との組合せにより、各部分ビーム経路における収差及び歪曲を測定することができる。
【００６５】
ｃ）に記載の作業、すなわち、少なくとも２つの部分ビーム経路によってウェーハ平面に生成される像の重ね合わせを測定する段階の実施は、本発明による選択的作動シャッター配列が、像の重ね合わせのための更に別の測定配列と組み合わされる段階を含む。
【００６６】
部分ビーム経路によって生成される像の重ね合わせのための測定配列は、重ね合わせに関する情報を提供することができるように、少なくとも１つの面要素を像平面において位置分解方式で評価すべきである。この目的のために、上述のＵＳ  ７  ０１９  ８２４  Ｂ２による歪曲測定のためのモアレ原理に基づく装置は、図４に略示すように適切に拡大することができる。
【００６７】
図４を参照すると、物体平面ＯＰに配置された第１のパターン４０２は、像平面ＩＰに配置された第２のパターン４３５上に結像され、重ね合わせによってモアレパターンを形成し、次に、このモアレパターンは、その後の光学結像系４４５によって結像され、位置分解カメラ４５５によって記録することができる。上述の実施形態と同様に、図４に限って示す光学投影系４００は、少なくとも１つのミラーセグメント配列４１０を含み、簡略化のために、１つの更に別の（非セグメント分割）ミラー４２０しか示していない。第１のパターン４０２及び第２のパターン４３５は、可能な最低限の測定段階数で異なる空間方向の情報を取得するために、特に「寄せ木細工様の」方式に実施することができる。重ね合わせによって形成されるモアレパターンの評価は、光学的に生成される像と第２のパターンとの間の差、特に像位置の変化に対応する歪曲を認識することを可能にする。段階的な手順で像を構成するために、１つ又はそれよりも多くの部分ビーム経路を用いて光学結像を系統的に行うことができ、この点に関して、異なる部分ビーム経路の効果を互いに比較することができ、その協働性を検査することができる。
【００６８】
上述の測定配列を用いて部分ビーム経路を互いに対して方向付けて、これらの経路を調節する可能な方法は、以下の通りに実施することができる。
【００６９】
最初にシャッター配列４１５を用いて第１の部分ビーム経路が選択され、物体平面ＯＰに配置された第１のマスク４０２の像と、像平面に配置された第２のマスク４０３との重ね合わせが、この第１の部分ビーム経路に対して観察され、この時マスク４０２、４０３は、互いに対して方向付けられる。この場合に生成される第１のモアレパターンから第１の部分ビーム経路における歪曲を推測することができる。次に、マスク位置を変更せずに、シャッター配列４１５を用いて第２の部分ビーム経路が選択され、第２の部分ビーム経路は、第２のモアレパターンを生成し、第１の部分ビーム経路からのこの第２の部分ビーム経路の逸脱は、第２のモアレパターンと第１のモアレパターンの間の差をもたらす。２つのモアレパターンの間の逸脱から、第１の部分ビーム経路からの第２の部分ビーム経路の光学特性逸脱を推測することができる。更に、上述の情報を使用すると、第２の部分ビーム経路を第１の部分ビーム経路に対して像の位置及び歪曲に関して適切なマニピュレータ系を用いて最適化することができる。この段階は、結果として全ての部分ビーム経路が互いに対して方向付けられるように、全ての部分ビーム経路に対して繰り返される。
【００７０】
更に別の実施形態により、シャッター配列４１５の位置は、１つよりも多い部分ビーム経路が結像に同時に寄与するように変更することができる。この場合、個別の部分像は、像平面内で非コヒーレントに重ね合わされ、同じく説明する通りに評価することができる複数の部分像が形成される。この組合せは、全ての部分ビーム経路の開口部が、結果として全体としての投影対物系が全てのミラーセグメント配列で調節されるように発生するまで同時に実施することができる。
【００７１】
図５は、本発明の更に別の実施形態を例示する概略図を示している。この目的のために、図５は、一例として、瞳の近くにあり、かつビームが通過するためのミラー開口部又はミラー孔を有する（比較的大きい）回転対称ミラーのセグメント分割を示している。射出瞳は中心で掩蔽される。ミラーセグメント配列５００は、最初は上述の実施形態と類似の方式でミラーのセグメント分割によって与えられる。
【００７２】
この場合、ミラーセグメント配列５００におけるセグメント分割は、それぞれ設定される照明設定に依存して行われる。言い換えれば、適切なセグメント分割を選択する前に、使用される照明設定が最初に確立される。個々のミラーセグメントの間の移行領域又は「切れ目」は、この場合、回折次数がこれらの移行領域上に入射しないように選択される。
【００７３】
図５の特定の例では、照明設定は、ｙ軸に対してそれぞれ４５°だけ回転された４つの照明極５０１〜５０４を有し、それぞれの回折次数を水平及び垂直に向けられた密な線それぞれで例示している。
【００７４】
この照明設定に関連して、図５に示すように、図示の座標系におけるｙ軸に対して４５°だけ回転された対応する４つのセグメント内にそれぞれ配置された４つのミラーセグメント５１０〜５４０へのミラーセグメント配列５００のセグメント分割又は分割が使用される。
【００７５】
図５の配列は、一方で視野一定の低次数瞳誤差、例えば、非点収差及びコマ収差を補償することを可能にする。この配列における更に別の利点は、ミラーセグメント５１０〜５４０のうちで同じ構造の回折像に寄与するものを互いに対して調節することのみが必要であるということである。水平及び垂直の密な線の特定的な実施形態において、２つのそれぞれのミラーセグメント対のみが互いに対して調節されることになり、より具体的には一方でミラーセグメント５２０と５４０とが互いに対して調節され、他方でミラーセグメント５１０と５３０とが互いに対して調節されることになる。それとは対照的に、例えば、ミラーセグメント５３０又はミラーセグメント５１０に対するミラーセグメント５２０の相対配列は重要ではない。それによって全表面積にわたって使用される適応可能ミラーと比較すると、半数のパラメータしか共同制御しなくてもよいので、調節に対する要求が大きく軽減する。
【００７６】
更に、原理的に、投影露光装置の設計に関して、「光学面」を提供し、かつ機械的な安定性をもたらす機能を異なる構成要素（「ミラーセグメント」及び「担体構造」）に分散させることができるという利点がある。
【００７７】
図６は、ミラーセグメントの間のミラーセグメント中間空間が、少なくとも領域毎に環形状又は環セグメント形状である幾何学形状のものであるように（又は個々のミラーセグメントの間にそのような「仕切り」を有するように）設計されたミラーセグメント配列６００の実施形態を示している。
【００７８】
図６に略示するミラーセグメント配列６００は、生産工学に関する態様に関して適切に選択することができるサイズを有する「主ミラー」として中心ミラーセグメント６１０を含み、従って、主ミラー６１０は、比較的問題なく製造することができる。更に、図示の実施形態にある（本発明がこの実施形態に限定されることなく）ミラーセグメント配列６００は、主ミラーを形成する中心ミラーセグメント６１０の回りに、中心ミラーセグメント６１０に対してある一定の半径方向間隔で配置されるように実質的に半径方向に延びるセグメント中間空間を有するリングセグメントの形態にある「２次ミラー」として４つのミラーセグメント６２０、６３０、６４０、及び６５０を有する。この半径方向間隔は、例えば、ホルダ要素、センサ手段、及び／又はアクチュエータ手段に向けて使用することができる。
【００７９】
更に、ミラーセグメント６２０、６３０、６４０、及び６５０は、互いに対して（すなわち、図示の座標系においてｚ方向に延びる光学系軸に関して方位角方向に）可能な最小間隔であり、従って、方位角方向には取り立てて説明する程の構造的空間を必要としない。その結果、方位角ミラーセグメント中間空間の存在に関連する上述の影響、すなわち、異なる向きにある等しい構造が異なる結像特性を有するという影響は、少なくとも実質的に回避される。
【００８０】
図７ａ及び図７ｂは、本発明により好ましくは瞳平面又はその近く（以下に図９を参照して定義する）に配置されたそれぞれの掩蔽シャッター配列７１０及び７２０の例を例示する概略図を示している。この点に関して、図７ａの掩蔽シャッター配列７１０は、中心瞳掩蔽を持たない光学系に向けて定義され、図７ｂの掩蔽シャッター配列７２０は、中心瞳掩蔽を有する光学系に向けて設計される。
【００８１】
掩蔽シャッター配列７１０及び７２０によってそれぞれ遮光される領域をそれぞれ７１０ａ、７２０ａ、及び７２０ｂに示している。掩蔽シャッター配列７１０及び７２０は、以下に説明するように、各場合にシャッター配列７１０及び７２０がミラーセグメント配列６００上に投射する遮光部が、半径方向に延びるミラーセグメント中間空間の上を覆うように設計される。従って、それぞれの掩蔽シャッター配列７１０及び７２０のねらい及び目的は、結像特性における視野依存の影響又は視野依存の変化が回避されるように、掩蔽シャッター配列７１０及び７２０がない場合に主ミラー６１０と２次ミラー６２０〜６５０の間の環状間隙Ａ内に入射することになる光を予め遮断することである。
【００８２】
図８は、レチクルＲの構造をウェーハＷ上に結像するために合計で８つのミラー８１０〜８８０を有し、像平面側でビーム経路に関して最後のものであるミラー８８０を別々のミラーセグメントを含むミラーセグメント配列の形態にあるとすることができ、ＮＡ＝０．６の開口数を有し、ＥＵＶ放射線に向けて設計された投影対物系８００の実施形態を示している。ビーム経路内で第２のミラー８２０は、瞳近接ミラーを形成する。「瞳近接性」及び同じく視野近接性の基準の定義のために図９を参照されたい。
【００８３】
図９を参照して、瞳近接性又は視野近接性は、それぞれ、パラメータＰ（Ｍ）を用いて定量的に説明することができ（例えば、ＵＳ  ２００８／０１６５４１５  Ａ１に説明されているように）、この場合、パラメータＰ（Ｍ）は次式で定義される（１）。
0005950129.tif 000002
ここで、Ｄ（ＳＡ）は、当該平面内の光学面Ｍ上の部分開口直径を表し、Ｄ（ＣＲ）は、最大主光線間隔（光学的使用視野の全ての視野点からの又は全ての視野点にわたって定義される）を表している。従って、視野ミラーには、Ｐ（Ｍ）＝０が適用され（部分開口直径は０）、瞳ミラーには、Ｐ（Ｍ）＝１が適用される（主光線間隔は０）。上述のミラー８２０は、掩蔽シャッター配列と同様に、好ましくは、パラメータＰ（Ｍ）が少なくとも０．８、特に少なくとも０．９である投影対物系の平面に配置される。
【００８４】
掩蔽シャッター配列８９０（図８には示していない）も、上述の定義による瞳近接に配置される。図１０ａに示す掩蔽シャッター配列８９０は、環形掩蔽シャッター８９１と中心掩蔽シャッター８９２とを有する。図１０ｂは、像平面側の最後のミラー８８０の場所にある掩蔽シャッター配列８９０の作用からもたらされるそれぞれの遮光領域を示しており、参照名８９１は、環形掩蔽シャッター８９１の遮光部を表し、参照名８９２ａは、中心掩蔽シャッター８９２の遮光部を表している。
【００８５】
図１１は、掩蔽シャッター配列９１０、９２０、９３０、及び９４０の更に別の可能な実施形態を略示している。これらの掩蔽シャッター配列９１０〜９４０に共通なことは、各々が４重対称性を含むことである。
【００８６】
図１１ａ及び図１１ｂを参照すると、掩蔽シャッター配列９１０及び９２０を形成するのに適する掩蔽シャッター９１１〜９１４及び９２１〜９２４は、それぞれ、外周方向又は方位角方向に（図示の座標系におけるｚ方向に延びる光学系軸に関して）、より具体的には（それぞれの中心軸又は対称軸に関して）ｙ軸に対して４５°、１３５°、２２５°、及び３１５°それぞれの角度で配置される。この場合、掩蔽シャッター９１１〜９１４の幾何学形状は、非遮光領域の十字形の幾何学形状が与えられるように選択され、それに対して掩蔽シャッター９２１〜９２４の幾何学形状は、非遮光領域の星形の幾何学形状が与えられるように選択される。
【００８７】
ミラーセグメント中間空間を掩蔽シャッターの遮光部内に収めるという本発明による概念は、図１１に図示の実施形態によって実施することができることに注意されたい。しかし、この場合、環又は環セグメントの形状にあるミラーセグメント中間空間を有する上述の有利な構成は、これらの実施形態において照明設定の限られた選択しか許されないように与えられるわけではないことに注意されたい。
【００８８】
図１１ｃ及び図１１ｄを参照すると、掩蔽シャッター配列９３０及び９４０を提供するのに適する掩蔽シャッター９３１〜９３４及び９４１〜９４４は、それぞれ、外周方向又は方位角方向に（図示の座標系におけるｚ方向に延びる光軸に関して）、より具体的には（それぞれの中心軸又は対称軸に関して）ｙ軸に対して０°、９０°、１８０°、及び２７０°それぞれの角度で配置される。この場合、図１１ｃの掩蔽シャッター９３１〜９３４の幾何学形状は、図１１ａと同じく非遮光領域の十字形の幾何学形状が与えられるように選択され、それに対して図１１ｄの掩蔽シャッター９４１〜９４４の幾何学形状は、非遮光領域の星形の幾何学形状を含むように選択される。
【００８９】
本発明を特定的な実施形態を参照して説明したが、当業者には、例えば、個々の実施形態の特徴の組合せ及び／又は交換によって多くの変形及び別の実施形態が明らかであろう。従って、当業者により、そのような変形及び別の実施形態が同じく本発明によって包含され、本発明の範囲は、添付の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認められるであろう。
【符号の説明】
【００９０】
１００  投影対物系
１７０  測定配列
ＩＰ  像平面
ＯＡ  光軸
ＯＰ  物体平面
Ｒ  マスク（レチクル）
【図１】
0005950129.tif 000004
【図２】
0005950129.tif 000005
【図３ａ）】
0005950129.tif 000006
【図３ｂ）】
0005950129.tif 000007
【図３ｃ）】
0005950129.tif 000008
【図４】
0005950129.tif 000009
【図５】
0005950129.tif 000010
【図６】
0005950129.tif 000011
【図７ａ】
0005950129.tif 000012
【図７ｂ】
0005950129.tif 000013
【図８】
0005950129.tif 000014
【図９】
0005950129.tif 000015
【図１０ａ】
0005950129.tif 000016
【図１０ｂ】
0005950129.tif 000017
【図１１ａ】
0005950129.tif 000018
【図１１ｂ】
0005950129.tif 000019
【図１１ｃ】
0005950129.tif 000020
【図１１ｄ】
0005950129.tif 000021